(57)【要約】【課題】信号接続が切り離されたことが眼で見えるようにした信号接続装置を提案せんとするものである。【解決手段】磁性体４ａと、この磁性体４ａに巻回されたコイル手段５ａ、７ａと、この磁性体４ａ及びコイル手段５ａ、７ａが電磁力を発生する電流をこのコイル手段５ａに供給する磁力発生手段２ａ、３ａと、この磁性体４ａ及びコイル手段７ａが送信信号を発生する電流をこのコイル手段７ａに供給する送信信号発生手段２ａ、６ａと、このコイル手段７ａよりの受信信号を得る受信手段２ａ、８ａ、９ａ、１０ａとを有し、この磁性体４ａ及びコイル手段５ａ、７ａにより機械的結合と双方向信号接続とを行うようにしたものである。【選択図】      図１
2005006022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体と、
該磁性体に巻回されたコイル手段と、
前記磁性体及びコイル手段が電磁力を発生する電流を前記コイル手段に供給する磁力発生手段と、
前記磁性体及びコイル手段が送信信号を発生する電流を前記コイル手段に供給する送信信号発生手段と、
前記コイル手段よりの受信信号を得る受信手段とを有し、
前記磁性体及びコイル手段により、機械的結合と双方向信号接続とを行うようにしたことを特徴とする信号接続装置。
【請求項２】
請求項１記載の信号接続装置において、
前記コイル手段は機械的結合の電磁力を発生する第１のコイルと双方向信号接続を行う第２のコイルとより成ることを特徴とする信号接続装置。
【請求項３】
請求項１記載の信号接続装置において、
前記送信信号を周波数変調波としたことを特徴とする信号接続装置。
【請求項４】
請求項１記載の第１及び第２の信号接続装置を設けた通信装置であって、
前記第１及び第２の信号接続装置の夫々の前記磁性体及び前記コイル手段の電磁力により機械的結合を行うと共に電磁結合により双方向通信を行うようにしたことを特徴とする通信装置。
【請求項５】
請求項４記載の通信装置において、
前記機械的結合を行う前に前記電磁結合による双方向通信によりネゴシエーションをするようにしたことを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は至る所に組み込まれたコンピュータがネットワーク化され、自然な入出力インタフェースの新しいコンピューティング環境即ちユビキタスコンピューティング（Ｕｂｉｑｕｉｔｏｕｓ  Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）で使用して好適な信号接続装置及び通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に信号接続用コネクタは機械的結合をコネクタ本体に取り付けられたネジやバヨネットあるいはコンタクト自体の摩擦により行い、双方向信号接続はコンタクト間の電気的結合により行うのが普通である。
【０００３】
また特許文献１に電磁的結合により双方向信号接続（データ通信）を行うようにしたものが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−６９８３９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年提唱されているユビキタスコンピューティング即ち新しいコンピューティング環境である、至る所に組み込まれたコンピュータがネットワーク化され、自然な入出力インタフェースで（コンピュータを意識させずに）利用者と共生する環境で使用する信号接続装置においては、コンピュータが環境に接続されている状況だけでなく、環境から切り離されたことが眼に見える形で示されると便利であり、また逆に常に接続されていることを明示的に示す必要も発生する。
【０００６】
然しながら、従来及び特許文献１には信号接続が切り離されたことが眼に見える形で示されるものではない。
【０００７】
本発明は斯かる点に鑑み、信号接続が切り離されたことが眼で見えるようにした信号接続装置及び通信装置を提案せんとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明信号接続装置は磁性体と、この磁性体に巻回されたコイル手段と、この磁性体及びコイル手段が電磁力を発生する電流をこのコイル手段に供給する磁力発生手段と、この磁性体及びコイル手段が送信信号を発生する電流を前記コイル手段に供給する送信信号発生手段と、このコイル手段よりの受信信号を得る受信手段とを有し、この磁性体及びコイル手段により、機械的結合と双方向信号接続とを行うようにしたものである。
【０００９】
斯かる本発明によれば、磁性体及びコイルが機械的結合を行っているときに双方向信号接続が行われ、機械的結合が切り離されたときに双方向信号接続も切り離されるので、信号接続が切り離されたことが眼に見える。
【００１０】
本発明通信装置は第１及び第２の上述信号接続装置を設けた通信装置であって、  この第１及び第２の信号接続装置の夫々のこの磁性体及びコイル手段の電磁力により機械的結合を行うと共に電磁結合により双方向通信を行うようにしたものである。
【００１１】
斯かる本発明によれば第１及び第２の信号接続装置の夫々の磁性体及びコイル手段の電磁力により機械的結合を行っているときに電磁結合により双方向通信が行われ、この第１及び第２の信号接続装置の夫々の磁性体及びコイル手段の機械的結合が切り離されているときに双方向通信も切り離されているので、双方向通信が切り離されたことが眼に見える。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３を参照して本発明信号接続装置及び通信装置の実施の形態の例につき説明する。図１例は２組の信号接続装置１ａ及び１ｂを設け、この２組の信号接続装置１ａ及び１ｂにより通信装置を構成する例を示す。
【００１３】
図１において、２ａ、２ｂは信号の送信、受信及び電磁力の磁力の制御等を実行するマイクロプロセッサを示し、このマイクロプロセッサ２ａ、２ｂで発生する磁力を発生する吸着用電流を直流電力増幅回路より成る駆動回路３ａ、３ｂに供給し、この駆動回路３ａ、３ｂの出力側に得られる直流電流を円柱状コアより成る磁性体４ａ、４ｂに巻回した吸着用コイル５ａ、５ｂに供給する。
【００１４】
この場合円柱状コアより成る磁性体４ａ、４ｂと吸着用コイル５ａ、５ｂとで電磁石を構成する。またこの吸着用コイル５ａ、５ｂに流す電流の方向により磁極Ｎ極及びＳ極を反転することが出来ると共に流す電流の大きさにより磁力の大きさを変化することができる。
【００１５】
またマイクロプロセッサ２ａ、２ｂに得られる送信信号を送信用の電力増幅回路６ａ、６ｂに供給し、この電力増幅回路６ａ、６ｂに得られる送信信号を、円柱状コアより成る磁性体４ａ、４ｂに巻回された信号用コイル７ａ、７ｂに供給する。
【００１６】
この場合、この信号用コイル７ａ及び７ｂは最大１０ｃｍ程度、実用的には２ｃｍ程度より近づけたときに電磁結合により互に送信信号を伝送できる。
【００１７】
また、この信号用コイル７ａ、７ｂに得られる受信信号をコンデンサ８ａ、８ｂを介して受信信号検出用の増幅回路９ａ、９ｂに供給する。この増幅回路９ａ、９ｂで増幅された受信信号をデジタル信号に変換するコンパレータ１０ａ、１０ｂを介してマイクロコンピュータ２ａ及び２ｂに供給する。
【００１８】
このマイクロコンピュータ２ａ及び２ｂは、パーソナルコンピュータ１１ａ及び１１ｂに夫々互に接続されており、夫々種々の制御をなす如くなされている。
【００１９】
図２はこの信号接続装置１ａ、１ｂの具体的回路構成例であり、５は吸着用コイル、７は信号用コイルであり、共通の鉄心（磁性体）を持つ。
また、３は吸着力を発生する駆動回路、６は送信信号用の電力増幅回路である。
【００２０】
信号用コイル７に得られる受信信号を受信信号検出用の増幅回路９及びデジタル信号に変換するコンパレータ１０を介してマイクロプロセッサ２に供給する。
このマイクロプロセッサ２はこの信号接続装置の全体をコントロールする。
【００２１】
本例では通信速度は概略１Ｋｂｐｓであり、通信信号はマンチェスター符号である。
【００２２】
次に図１の通信動作につき、図３のフローチャートを参照して説明する。この図１においてはマイクロプロセッサ２ａ及び２ｂに夫々パーソナルコンピュータ１１ａ及び１１ｂが接続されており、このパーソナルコンピュータ１１ａ及び１１ｂ間で双方向通信が実現される。
【００２３】
通信動作を開始するときは信号用コイル７ａ及び吸着用コイル５ａが巻回された磁性体４ａと信号用コイル７ｂ及び吸着用コイル５ｂが巻回された磁性体４ｂとを２ｃｍ程度に近づけ、信号用コイル７ａ及び７ｂ間の電磁結合により通信が開始され、パーソナルコンピュータ１１ａ及び１１ｂの互のＩＤを確認する（ステップＳ１）。
この場合、吸着力発生前の通信でどちらがＮ極にするかのネゴシエーションを実行する。こうすることでお互いに通信許可相手であることが認識された段階で互に吸着し、機械的に結合し保持できる。
【００２４】
次に、互いのＩＤを認証したかどうかを判断する（ステップＳ２）。認証しなかった（Ｎ）ときはステップＳ１を繰り返す。認証を行い、これが確定した（Ｙ）ときにマイクロプロセッサ２ａ、２ｂより先のネゴシエーションで決定した方向の吸着用電流を吸着用コイル５ａ、５ｂに流し、電磁石とし、磁性体４ａ及び４ｂを互に吸着して機械的に結合する（ステップＳ３）。
【００２５】
その後信号用コイル７ａ及び７ｂの電磁結合により、主の通信をお互いに実行する（ステップＳ４）。その後通信が終了したか否かが判断され（ステップＳ５）、通信終了しない（Ｎ）ときは、ステップＳ５を繰り返し、通信が終了したときにはマイクロプロセッサ２ａ、２ｂは吸着用電流を停止し、電磁石としての磁性体４ａ及び４ｂの機械的結合を解除する（ステップＳ６）。
【００２６】
この場合、吸着用コイル３ａ及び信号用コイル７ａが巻回された磁性体４ａと吸着用コイル７ｂが巻回された磁性体４ｂとの一方が垂直の壁に取り付けられているときは、他方は重力により落下し、自然に信号接続が切り離され、視覚的にもこの状況が認識できる。
【００２７】
また図４及び図５は夫々本発明の実施の形態の他の例を示す。この図４につき説明するに図４は図１の信号接続装置１ａ、１ｂにおいて送信信号を周波数変波信号とすると共に、吸着用コイル５ａ、５ｂ及び信号用コイル７ａ、７ｂとを兼用するようにしたものである。
【００２８】
図４において、２は信号の送信、受信及び電磁力の磁力の制御等を実行するマイクロプロセッサを示し、このマイクロプロセッサ２で発生する磁力を発生する吸着用電流を直流バイアスモディファイ回路２０に供給する。この直流バイアスモディファイ回路２０は、最終的な駆動回路２１の出力直流電流を決めるもので、後述する電磁石の吸着力の強さを決める。
【００２９】
この直流バイアスモディファイ回路２０の出力直流電流を混合回路２２の一方の入力端子に供給する。
【００３０】
また、マイクロプロセッサ２に得られる送信信号を周波数変調回路２３に供給する。また、２４はキャリア発生回路を示し、このキャリア発生回路２４よりのキャリア信号を周波数変調回路２３に供給する。
【００３１】
この周波数変調回路２３の出力側に得られる送信信号としての周波数変調信号を混合回路２２に供給する。この混合回路２２の出力側に得られる直流バイアスモディファイ回路２０の出力直流電流に送信信号の周波数変調信号が重畳された信号を駆動回路２１に供給する。
【００３２】
またこの駆動回路２１にこの駆動回路２１の出力側に得られる電流の方向をマイクロプロセッサ２の指示に従って制御する制御信号を供給する。
【００３３】
この駆動回路２１の出力側に得られる直流電流に周波数変調信号が重畳された電流を円柱状コアより成る磁性体４に巻回した吸着用コイル及び信号用コイルを兼ねたコイル２５に供給する。
【００３４】
この場合、円柱状コアより成る磁性体４とコイル２５とで電磁石を構成する。このコイル２５に流す電流方向により磁極Ｎ極及びＳ極を反転することができ、この電流方向をマイクロプロセッサ２よりの制御信号により制御する如くする。またこの磁力の大きさを電流の大きさにより変化する。
【００３５】
この場合、磁性体４に巻回されたコイル２５を送受信相手のコイルに最大１０ｃｍ程度、実用的には２ｃｍ程度より近づけたときに電磁給合により互に送受信することができる。
【００３６】
またコイル２５に得られる受信信号をコンデンサ８を介して増幅回路９に供給し、この増幅回路９の出力信号を復調回路２６に供給し、この復調回路２６の出力側に得られる復調信号を信号処理を行うマイクロプロセッサ２に供給する。
【００３７】
このマイクロプロセッサ２はパーソナルコンピュータ１１に互に接続されており、種々の制御をなす如くなされている。
【００３８】
本例の信号接続装置は上述の如く構成されており、図１例の信号接続装置１ａ、１ｂと同様の作用効果が得られることは容易に理解できよう。
【００３９】
また図５は図１例の信号接続装置１ａ、１ｂをワイアレス化したものである。
この図５につき説明するに図１の信号接続装置１ａに対応する部分には同一符号を付して示し、その詳細説明は省略する。
【００４０】
この図５例はマイクロプロセッサ２ａとパーソナルコンピュータ１１ａと間の接続をワイアレスとしたもので、このマイクロプロセッサ２ａにワイアレス送信モジュール（ブルーワースやワイアレスＬＡＮのモジュール）を接続し、アンテナ３１、３２を介してマイクロプロセッサ２ａ及びパーソナルコンピュータ１１ａ間で通信する如くする。
【００４１】
また図５例は、この信号接続装置の電源を構成するバッテリ３３を他方の信号接続装置より電磁誘導により得られる電源によりチャージするようにしたものである。本例においては、電磁誘導により信号用コイル７ａに得られる交流電流を整流回路３４に供給する。
【００４２】
この整流回路３４の出力側に得られる直流電流をチャージコントロール回路３５を介してバッテリ３３に供給し、このバッテリ３３をチャージする如くする。
その他は図１例の信号接続装置１ａ、１ｂと同様に構成する。
【００４３】
斯かる図５例においても、図１例の信号接続装置１ａ、１ｂと同様の作用効果が得られることは容易に理解できよう。
【００４４】
図６は本例の信号接続装置の応用例を示す。この図６の応用例につき説明するに、４０は壁等に取り付けられたパネルを示し、このパネル４０に例えば９個の信号接続装置の吸着用コイル及び信号用コイルが巻回された磁性体４１ａ、４１ｂ・・・・４１ｉが埋込まれている。之等９個の信号接続装置の夫々の出力はマルチプレックスされて、別のインターネット回線をモニタするコンピュータ（一般にゲートウェイと呼ばれる）に接続される。
【００４５】
ここでは、このパネル４０は現在広く用いられているイーサネット（登録商標）コネクタ相当と考えるものとする。このようなコネクタに対して、このＬＡＮに接続するユーザは自分の使用する例えば図１の信号接続装置１ａのコンピュータ１１ａをこの信号接続装置１ａの吸着用コイル５ａ及び信号用コイル７ａが巻回された磁性体４ａを介して接続する。
【００４６】
このときコンピュータ１１ａのユーザが正統なユーザかどうかをゲートウェイサーバにより実施することもできる。ゲートウェイサーバにはウイルスチェック機能や特定のＷｅｂサイトに対するフィルタープログラムをインストールすることができる。このフィルタープログラムは未成年者に対して有害なページにアクセスできないようにするためで、既に実用化されている。
【００４７】
本例においては、このようなシステムにおいてコンピュータ１１ａが制限されているページにアクセスしようとするとゲートウェイサーバによりこれが検知され自動的に磁性体４ａの機械的結合が切り離されることができる
【００４８】
再接続には権限を持った管理者がゲートウェイサーバ側でコントロールする。あるいはウイルスが検出された場合にはパネル４０に接続されている信号接続装置１ａのコネクションを一斉に切断でき被害を最小限にすることができる。尚、イーサネット（登録商標）はもともとホットコネクションなので、任意に接続切断ができる。
【００４９】
また、図１例のハードウェアでは１０ＭＨｚ、１００ＭＨｚの伝送能力はないので、現状のワイアーあるいは光ファイバーを並列にコネクションできるようにする（光ファイバーにせよ、銅線にせよ、この部分には接続ができる働きも、接続の正統性をネゴシエーションする機能もないが、本例によればネゴシエーションができる。）。
【００５０】
また本例において、信号接続装置の磁性体に吸着用コイル及び信号用コイルを巻回したコネクタにこのコネクタを識別するための視覚情報が表示され、一方及び他方の信号接続装置のコネクタのこの視覚情報が一致した場合のみ、この一方及び他方のコネクタの論理的接続（信号の伝送）及び物理的接続を許可するようにしても良い。この例を図７を参照して説明する。
【００５１】
図７において、５０は６個の本例の信号接続装置の磁性体に吸着コイル及び信号用コイルが巻回されたコネクタ５１ａ、５１ｂ・・・・５１ｆが配された壁面を示し、このコネクタ５１ａ、５１ｂ・・・・５１ｆに対応して夫々表示素子５２ａ、５２ｂ・・・・５２ｆを配する。
【００５２】
この表示素子５２ａ、５２ｂ・・・・５２ｆとしては多色ＬＥＤを使用することも、またプロジェクタを用いて適当な色やパターンを投影表示することもできる。之等視覚表示はダイナミックに変更できるものとする。一方、これら壁面５０のコネクタ５１ａ、５１ｂ・・・・５１ｆに接続されるもう一方の信号接続装置１ａの磁性体４ａに吸着用コイル５ａ及び信号用コイル７ａを巻回したコネクタ５３にも視覚表示素子５４を設ける如くする。この視覚表示素子５４もダイナミックに制御される如くする。
【００５３】
之等のコネクタ５１ａ、５１ｂ・・・・５１ｆ、５３は磁力発生の有無、視覚表示の状態信号の伝送がすべてこの信号接続装置のマイクロプロセッサにより制御されるものである。例えばマイクロプロセッサ２ａは磁力を発生する吸着用コイル５ａや表示素子５４を制御し、信号用コイル７ａにより信号の送受を行う。
【００５４】
このような壁面５０のコネクタ５１ａ、５１ｂ・・・・５１ｆにおいて、例えば信号接続装置１ａのコネクタ５３は視覚表示素子５４と一致する色の表示がされている壁面５０の特定位置のコネクタに接続を許可する。この接続はもちろん恒久的なものではなく条件により適宜制御（切断）されるものである。
【００５５】
このコネクタの視覚表示素子の視覚的表示の一致には色の一致、発光パターンの時系列的一致等がある。
【００５６】
上述においては例えば信号接続装置１ａの磁性体４ａ及び吸着用コイル５ａより成る電磁石は物理的吸着力を発揮するために用いられたが、この電磁石の磁力による吸着力を変調し、力触覚しても良い。磁力は直流的なもの（永久磁石）だけでなく交流的に磁力を断続あるいは強弱させることができる。上述例においては磁力を電気的に発生しているので、容易にダイナミックに磁力を変化させることができる。
【００５７】
即ち、直流電源に対して交流（パルス）源を重畳し、吸着用コイル５ａを駆動する。このとき交流源の周波数は人間が感じやすい帯域であり１０Ｈｚ〜１００Ｈｚ程度である。このようにして図８に示す如く磁性体４ａが磁性体６０に吸着する振動音を発生させ、これを手や指で感じることができる（磁力は常に吸着方向でも、その力の強弱が変化するため振動として感じる。また、この振動の発生源の吸着用コイル５ａと磁性体４ａを構成する円柱状コアとが完全に固着していない等の理由で発生するものである。この振動を大きくする工夫は例えばスピーカに使用されるコイルとマグネットの関係のものを工夫すれば容易である。）。
【００５８】
この振動の有無を用い、ユーザに対して信号接続装置の磁性体に吸着用コイル及び信号用コイルを巻回したコネクタ間の信号の状況を表示できる。例えば、信号接続装置の磁性体に吸着用コイル及び信号用コイルを巻回したコネクタの一方及び他方を近づけて、ユーザの接続のネゴシエーション中はこの振動を発生させ、完了したらばこの振動を停止し、吸着させる等である。
【００５９】
この振動に関しては、振動のオンオフだけでなく、振動（例えば３０Ｈｚ）をキャリアとして、断続パターンを発生させ力触覚の意味合いを増やすこともできる。モールス信号のようなものであるが実用的には数種類に止めておくのが好ましい。
【００６０】
上述例は信号接続装置の吸着用コイル及び信号用コイルの巻回された磁性体の磁力発生は全てマイクロプロセッサで制御しているので、このような力の時系列パターンが発生できることは容易に理解できよう。
また、この時、視覚表示（ＬＥＤ等）を同期して点滅させ、可視可聴とすることもできる。
【００６１】
尚、本発明は上述例に限ることなく本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採り得ることは勿論である。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、磁性体及びコイル手段により機械的結合と双方向信号とを同時に行うことができる信号接続装置を得ることができる。
【００６３】
また本発明によれば、磁性体及びコイル手段が機械的結合を行っているときに双方向信号接続が行われ、機械的結合が切り離されたときに双方向信号接続も切り離れるので、信号接続が切り離されたことが眼に見える。
【００６４】
また本発明によれば、機械的結合の前に電磁結合による通信によりネゴシエーションをすることができるので、このネゴシエーション（通信の内容）を反映することができ、高度な接続、切断ができる信号接続装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明信号接続装置の実施の形態の例を使用した通信装置の例を示す構成図である。
【図２】図１の信号接続装置の具体的構成例を示す接続図である。
【図３】本発明の説明に供するフローチャートである。
【図４】本発明信号接続装置の実施の形態の他の例を示す構成図である。
【図５】本発明信号接続装置の実施の形態の他の例を示す構成図である。
【図６】本発明の応用例の説明に供する構成図である。
【図７】本発明の応用例の説明に供する構成図である。
【図８】本発明の応用例の説明に供する線図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ‥‥信号接続装置、２、２ａ、２ｂ‥‥マイクロプロセッサ、３、３ａ、３ｂ、２１‥‥駆動回路、４、４ａ、４ｂ、６０‥‥磁性体、５、５ａ、５ｂ、‥‥吸着用コイル、６、６ａ、６ｂ‥‥電力増幅回路、７、７ａ、７ｂ‥‥信号用コイル、８、８ａ、８ｂ‥‥コンデンサ、９、９ａ、９ｂ‥‥増幅回路、１０、１０ａ、１０ｂ‥‥コンパレータ、１１、１１ａ、１１ｂ‥‥コンピュータ、２０‥‥ＤＣバイアスモディファイ回路、２２‥‥混合回路、２３‥‥周波数変調回路、２４‥‥キャリア発生回路、２５‥‥コイル、２６‥‥復調回路
【図１】
2005006022.tif 000003
【図２】
2005006022.tif 000004
【図３】
2005006022.tif 000005
【図４】
2005006022.tif 000006
【図５】
2005006022.tif 000007
【図６】
2005006022.tif 000008
【図７】
2005006022.tif 000009
【図８】
2005006022.tif 000010