(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器に搭載された光空間通信機において、
通信光信号を受光するための受光素子と、
受光素子の受光出力によって示される通信光信号を処理する信号処理部と、
受光素子の受光出力により充電される充電部と、
前記受光素子の受光出力を監視し、この受光出力列が通信光信号のヘッダ部であると判定した場合は、通信モードを選択して設定し、この受光出力を前記信号処理部に出力し、この受光出力列が通信光信号のヘッダ部でないと判定した場合は、充電モードを選択して設定し、この受光出力を前記充電部に出力する制御部とを備えることを特徴とする光空間通信機。
【請求項２】
電子機器に搭載された光空間通信機において、
通信光信号を受光するための受光素子と、
受光素子の受光出力によって示される通信光信号を処理する信号処理部と、
受光素子の受光出力により充電される充電部と、
前記受光素子の受光出力を監視し、この受光出力列が通信光信号のヘッダ部であると判定した場合は、通信モードを選択して設定し、この受光出力を前記信号処理部に出力し、この受光出力列が通信光信号のヘッダ部でないと判定した場合は、充電モードを選択して設定し、この受光出力を前記充電部に出力し、この充電部の充電電力を動作電力として用いる制御部とを備えることを特徴とする光空間通信機。
【請求項３】
前記受光素子は、フォトダイオードであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光空間通信機。
【請求項４】
前記通信光信号の搬送波は、赤外線であることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか１つに記載の光空間通信機。
【請求項５】
前記制御部は、充電モードを選択して設定しているときに、前記受光素子の受光出力から前記通信光信号のヘッダ信号を抽出して検出すると、充電モードから通信モードに移行することを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか１つに記載の光空間通信機。
【請求項６】
前記制御部は、前記受光素子の受光出力から前記通信光信号のヘッダ信号を抽出して検出しない状態が一定時間以上継続すると、充電モードを選択して設定することを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか１つに記載の光空間通信機。
【請求項７】
前記一定時間を計時するタイマーを備えることを特徴とする請求項６に記載の光空間通信機。
【請求項８】
外乱光が前記受光素子で受光されたときに、該受光素子の受光出力が通信光信号を示すものでないと判定されて、充電モードが設定され、この受光出力が充電電力として用いられることを特徴とする請求項１乃至７のうちのいずれか１つに記載の光空間通信機。
【請求項９】
室内灯もしくは太陽からの光が前記受光素子で受光されたときに、該受光素子の受光出力が通信光信号を示すものでないと判定されて、充電モードが設定され、この受光出力が充電電力として用いられることを特徴とする請求項１乃至７のうちのいずれか１つに記載の光空間通信機。
【請求項１０】
前記電子機器は、携帯電話機であることを特徴とする請求項１乃至９のうちのいずれか１つに記載の光空間通信機。
【請求項１１】
前記制御部は、充電モードに際し、前記携帯電話機の電池に充電電力を供給して、この電池を充電することを特徴とする請求項１０に記載の光空間通信機。
【請求項１２】
前記電子機器は、プリンター又はテレビ受像機であることを特徴とする請求項１乃至９のうちのいずれか１つに記載の光空間通信機。
【請求項１３】
前記制御部は、充電モードに際し、前記プリンターの動作を補助するために該プリンターに充電電力を供給することを特徴とする請求項１２に記載の光空間通信機。
【請求項１４】
前記制御部は、充電モードに際し、前記テレビ受像機の動作を補助するために該テレビ受像機に充電電力を供給することを特徴とする請求項１２に記載の光空間通信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に搭載されて用いられる光空間通信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の様に１９９４年に、光を使って、異なる機器間での無線通信を可能にするという光空間通信機の規格IrDA1.0、IrDA1.1が制定された。この規格での通信は、ネットワークを形成する必要がなく、簡単にピア・ツー・ピア（１対１）での通信を成立させることができ、現在は、主に携帯電話機に適用され、今後は、プリンターやテレビ受像機への適用も期待されている。
【０００３】
この様な光空間通信機は、例えば携帯電話機に搭載され、電話番号、メールアドレスなど小規模のテキストデータの通信を主に行う。今後、プリンターやテレビ受像機に搭載されると、静止画像や動画像を通信する必要性が生じて、更なる高速化が要求されることになり、同時に通信距離の拡張も要求されるであろう。
【０００４】
また、光空間通信機の規格IrDA1.2では、赤外線通信デバイスの低消費電力化が図られている。
【０００５】
しかしながら、通信速度の高速化や通信距離の拡張が強く望まれても、これらの高速化と拡張の２つの要件を満たすことは消費電力を増大させる要因となる。
【０００６】
すなわち、通信速度の高速化並びに通信距離の拡張と低消費電力化は、相反する問題であり、両立させることが困難である。
【０００７】
このため、特許文献１では、無信号時に電流を殆ど流さないシャットダウンモードを設定して、装置の消費電力を抑えている。具体的には、図３のフローチャートに示す様に待機状態では、シャットダウンモードを設定した上で（ステップＳ１０１）、通信を行うか否かを判定しており（ステップＳ１０２）、通信を行わないと判定している限りは（ステップＳ１０１で「Ｎｏ」）、シャットダウンモードを維持する。また、通信を行うと判定したときには（ステップＳ１０２で「Ｙｅｓ」）、通信を行い（ステップＳ１０３）、この通信を終了してから、シャットダウンモードに戻る（ステップＳ１０１）。これにより、通信中でないときの消費電力を抑えることができる。
【０００８】
また、特許文献２では、通信品質を損なわない程度の必要最小限の発光強度で発光素子を発光させて、装置の消費電力を抑えている。
【特許文献１】特開２００５−３２８３６０号公報
【特許文献２】特開平１１−１１２４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の様に無信号時にシャットダウンモードを設定して、消費電力を抑えたり、特許文献２の様に必要最小限の発光強度で発光素子を発光させても、消費電力が僅かに節減されるだけであって、先に述べた様に通信速度の高速化並びに通信距離の拡張と低消費電力化を両立させることはできなかった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、通信速度の高速化並びに通信距離の拡張と低消費電力化を両立させることが可能な光空間通信機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、電子機器に搭載された光空間通信機において、通信光信号を受光するための受光素子と、受光素子の受光出力によって示される通信光信号を処理する信号処理部と、受光素子の受光出力により充電される充電部と、前記受光素子の受光出力を監視し、この受光出力列が通信光信号のヘッダ部であると判定した場合は、通信モードを選択して設定し、この受光出力を前記信号処理部に出力し、この受光出力列が通信光信号のヘッダ部でないと判定した場合は、充電モードを選択して設定し、この受光出力を前記充電部に出力する制御部とを備えている。
【００１２】
あるいは、本発明は、電子機器に搭載された光空間通信機において、通信光信号を受光するための受光素子と、受光素子の受光出力によって示される通信光信号を処理する信号処理部と、受光素子の受光出力により充電される充電部と、前記受光素子の受光出力を監視し、この受光出力列が通信光信号のヘッダ部であると判定した場合は、通信モードを選択して設定し、この受光出力を前記信号処理部に出力し、この受光出力列が通信光信号のヘッダ部でないと判定した場合は、充電モードを選択して設定し、この受光出力を前記充電部に出力し、この充電部の充電電力を動作電力として用いる制御部とを備えている。
【００１３】
上記本発明において、前記受光素子は、フォトダイオードである。
【００１４】
また、前記通信光信号の搬送波は、赤外線である。
【００１６】
また、前記制御部は、充電モードを選択して設定しているときに、前記受光素子の受光出力から前記通信光信号のヘッダ信号を抽出して検出すると、充電モードから通信モードに移行する。
【００１７】
更に、前記制御部は、前記受光素子の受光出力から前記通信光信号のヘッダ信号を抽出して検出しない状態が一定時間以上継続すると、充電モードを選択して設定する。
【００１８】
また、前記一定時間を計時するタイマーを備えている。
【００１９】
更に、外乱光が前記受光素子で受光されたときに、該受光素子の受光出力が通信光信号を示すものでないと判定されて、充電モードが設定され、この受光出力が充電電力として用いられる。
【００２０】
また、室内灯もしくは太陽からの光が前記受光素子で受光されたときに、該受光素子の受光出力が通信光信号を示すものでないと判定されて、充電モードが設定され、この受光出力が充電電力として用いられる。
【００２１】
更に、前記電子機器は、携帯電話機である。
【００２２】
また、前記制御部は、充電モードに際し、前記携帯電話機の電池に充電電力を供給して、この電池を充電する。
【００２３】
更に、前記電子機器は、プリンター又はテレビ受像機である。
【００２４】
また、前記制御部は、充電モードに際し、前記プリンターの動作を補助するために該プリンターに充電電力を供給する。
【００２５】
更に、前記制御部は、充電モードに際し、前記テレビ受像機の動作を補助するために該テレビ受像機に充電電力を供給する。
【発明の効果】
【００２６】
この様な本発明の光空間通信機によれば、受光素子の受光出力を監視し、この受光出力が通信光信号を示すものであると判定した場合は、この通信光信号による通信モードを選択して設定している。また、この受光出力が通信光信号を示すものでないと判定した場合は、この受光出力を充電電力として用いる充電モードを選択して設定したり、あるいは充電モードを選択して設定し、その上で充電電力を動作電力として用いたりしている。従って、受光素子は、通信光信号を受信するという役目だけではなく、充電電流の補充という役目も果たす。これにより、本来の通信機能を損なうことなく、受光素子からの充電電力を光空間通信機もしくは該通信機を搭載した電子機器の動作電力として補充することができ、この充電電力の分だけ低消費電力化を図ることができる。更に、この受光素子の受光出力である充電電力が十分に大きければ、この充電電力のみによる光空間通信機もしくは電子機器の動作が可能であり、実質的に消費電力ゼロを実現することができる。
【００２７】
また、充電電力を補充しているので、光空間通信機もしくは電子機器の動作電力を増大させながらも、低消費電力化を図ることができ、延いては通信速度の高速化並びに通信距離の拡張と低消費電力化を両立させることが可能になる。
【００２８】
また、受光素子としてフォトダイオードを適用しているので、安価で高精度な光空間通信機を実現することができる。
【００２９】
更に、通信光信号の搬送波として赤外線を用いているので、通信モードに際しては、通信される情報のセキュリティが強固になる。
【００３０】
更に、通信光信号のヘッダ信号を抽出して検出したときに、充電モードから通信モードへと移行しているので、無駄な通信動作を防ぐことができ、消費電力を抑えることができる。
【００３１】
また、受光素子の受光出力から通信光信号のヘッダ信号を検出し得ない状態が一定時間以上継続すると、充電モードを選択して設定しているので、通信の途中で充電モードが設定されることがなく、また充電モードを適確に設定して、低消費電力化を確実に図ることができる。
【００３２】
更に、一定時間の計時のためにタイマーを設けているので、無駄な時間を費やすことなく、充電モードに確実に移行することができる。
【００３３】
また、外乱光が受光されたときに、受光素子の受光出力が通信光信号を示すものでないと判定されて、充電モードが設定され、この受光出力が充電電力として用いられる。あるいは、室内灯もしくは太陽からの光が受光されたときに、受光素子の受光出力が通信光信号を示すものでないと判定されて、充電モードが設定され、この受光出力が充電電力として用いられる。これにより、室内灯のエネルギーを無駄にすることなく有効活用したり、太陽からの尽きることのない光エネルギーを利用して、システム全体の電力効率を改善することができる。
【００３４】
更に、光空間通信機を搭載した電子機器は、携帯電話機である。そして、充電モードに際し、携帯電話機の電池に充電電力を供給して、この電池を充電する。これにより携帯電話機の省電力化を図ることができ、携帯電話機を充電器にセットしている時間を、すなわち携帯電話機の利用不可能な時間を短縮して、携帯電話機の使い勝手を向上させることができる。更に、受光素子の受光出力である充電電力が十分に大きければ、この充電電力のみによる携帯電話機の動作が可能であり、実質的に消費電力ゼロを実現することができ、携帯電話機を充電器にセットする必要がなくなり、携帯電話機の使い勝手が大幅に向上する。
【００３５】
また、光空間通信機を搭載した電子機器は、プリンター又はテレビ受像機である。そして、充電モードに際し、プリンターの動作を補助するために該プリンターに充電電力を供給したり、テレビ受像機の動作を補助するために該テレビ受像機に充電電力を供給する。これにより、プリンターやテレビ受像機の省電力化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の一実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３７】
図１は、本発明の光空間通信機の一実施形態を概略的に示すブロック図である。本実施形態の光空間通信機は、例えば携帯電話機に搭載され、他の機器との間で電話番号、メールアドレスなど小規模のテキストデータの通信を行うために用いられる。
【００３８】
この光空間通信機は、通信光信号を受光するための受光素子１１と、受光素子１１の受光出力を入力して、この受光出力を信号処理部１３及び充電素子１４のいずれかに出力する信号選択部１２と、受光素子１１の受光出力を信号選択部１２を介して入力して、この受光出力によって示される通信光信号を処理する信号処理部１３と、受光素子１１の受光出力を信号選択部１２を介して入力して、この受光出力を充電電流として用いる充電素子１４とを備えている。
【００３９】
尚、光空間通信機は、通信光信号を出射する発光素子等を更に備えていても良い。また、携帯電話機は、光空間通信機を用いて他の機器との間で情報通信を行い得るものであれば、如何なる構成のものであっても構わない。
【００４０】
受光素子１１は、光電変換素子であれば、如何なる種類のものであっても適用することができるが、フォトダイオードが好適である。フォトダイオードの適用により安価で高精度な光空間通信機を実現することができる。この受光素子１１は、通信光信号を受光しても、室内灯や太陽等からの外乱光を受光しても、これらの光を光電変換して、その受光出力を信号選択部１２に出力する。
【００４１】
信号選択部１２は、受光素子１１からの受光出力を入力すると、この受光出力が通信光信号を示すものであるか否かを判定する。例えば、通信光信号の先頭にヘッダ信号が含まれている場合は、受光出力からのヘッダ信号の抽出並びに検出を行い、ヘッダ信号を検出することができたときに受光出力が通信光信号を示すものであると判定し、ヘッダ信号を検出することができなかったときに受光出力が通信光信号を示すものではないと判定する。そして、信号選択部１２は、ヘッダ信号を検出することができ、受光出力が通信光信号を示すものであると判定すると、この受光出力を信号処理部１３に出力する。また、信号選択部１２は、ヘッダ信号を検出することができず、受光出力が通信光信号を示すものでないと判定すると、この受光出力を充電素子１４に出力する。このヘッダ信号の検出により通信光信号を確実に識別して信号処理部１３に出力することができ、通信エラーを防止したり、信号処理部１３の無駄な動作を防ぐことができ、消費電力を抑えることができる。
【００４２】
信号処理部１３は、受光素子１１の受光出力を入力すると、この受光出力によって示される通信光信号を処理する。例えば、通信光信号によって示される電話番号、メールアドレスなどのテキストデータを識別し、このテキストデータを携帯電話機のメモリや表示部に出力する。
【００４３】
充電素子１４は、受光素子１１の受光出力を入力すると、この受光出力を充電する。この充電素子１４は、受光出力を充電することができれば、如何なる種類の素子であっても良く、２次電池等である。また、この充電素子１４は、光空間通信機に内蔵されるものであっても、この光空間通信機を搭載した携帯電話機に内蔵されるものであっても良い。
【００４４】
また、この光空間通信機の受光素子１１で受光される通信光信号は、その搬送波に赤外線を用いている。この赤外線は、直進性が強く、例えば紙でも遮ることができるので、通信光信号の搬送波として用いれば、通信光信号によって示される情報の漏洩を極めて低く抑えることができ、セキュリティの強固な通信を確立することができる。従って、受光素子１１として、赤外線の光電変換率が高いものが好ましい。
【００４５】
更に、受光素子１１による赤外線の光電変換率が高いと、室内灯や太陽等からの外乱光には大量の赤外線が含まれていることから、受光素子１１により外乱光を効率的に光電変換することができ、受光素子１１の受光出力により充電素子１４を十分に充電することが可能になる。これにより、従来はノイズとして無視していた外乱光を充電エネルギーとして有効に活用することができる。また、室内灯のエネルギーを無駄にすることなく有効活用したり、太陽からの尽きることのない光エネルギーを利用して、システム全体の電力効率を改善することができる。
【００４６】
次に、図２のフローチャートを参照しつつ、本実施形態の光空間通信機による通信及び充電のための処理過程を説明する。
【００４７】
まず、待機状態において、信号選択部１２は、充電モードを設定しており（ステップＳ２１）、受光素子１１の受光出力を充電素子１４に出力している。これにより、充電素子１４が充電される。
【００４８】
このとき、信号選択部１２は、受光素子１１の受光出力からのヘッダ信号の抽出並びに検出を行い、ヘッダ信号を検出することができなければ、受光出力が通信光信号を示すものではないと判定し（ステップＳ２２で「Ｎｏ」）、充電モードを継続する（ステップＳ２１）。
【００４９】
また、信号選択部１２は、受光素子１１の受光出力からヘッダ信号を抽出して検出することができたならば、受光出力が通信光信号を示すものであると判定し（ステップＳ２２で「Ｙｅｓ」）、充電モードから通信モードへと移行し（ステップＳ２３）、受光素子１１の受光出力を充電素子１４に出力することを中断して、この代わりに、受光素子１１の受光出力を信号処理部１３に出力する。信号処理部１３は、受光素子１１の受光出力を入力すると、この受光出力によって示される通信光信号を処理する。
【００５０】
この通信モードに際しては、充電素子１４から光空間通信機もしくは携帯電話機へと電力供給がなされ、充電モードのときの充電電力が消費される。
【００５１】
また、信号選択部１２は、受光素子１１の受光出力からヘッダ信号を抽出して検出したときに、該信号選択部１２に内蔵のタイマー１２ａを起動する。タイマー１２ａは、起動されると同時に、一定時間の計時を開始する。タイマー１２ａは、信号選択部１２によりヘッダ信号が検出される度に、初期設定されてから起動される。従って、信号選択部１２によりヘッダ信号が短い間隔で繰り返し検出されている状態であれば、タイマー１２ａが繰り返し初期設定され、タイマー１２ａによる一定時間の計時が終了することはない。
【００５２】
次に、通信モードの継続中に、通信光信号が受光素子１１で受光されない状態が続くと、信号選択部１２によりヘッダ信号が検出されないまま、タイマー１２ａによる一定時間の計時が終了する。このとき、信号選択部１２は、通信が終了したものとみなして、充電モードに戻り（ステップＳ２１）、受光素子１１の受光出力を信号処理部１３に出力することを中断して、この代わりに、受光素子１１の受光出力を充電素子１４に出力する。これにより、充電素子１４の充電が再開される。
【００５３】
この様に本実施形態では、受光素子１１の受光出力からヘッダ信号を抽出して検出することができなければ、この受光出力が通信光信号を示すものでないと判定し、充電モードを設定している。また、この受光出力からヘッダ信号を抽出して検出することができると、この受光出力が通信光信号を示すものであると判定し、通信モードを設定している。そして、通信モードに際しては、充電素子１４から光空間通信機もしくは携帯電話機へと電力供給を行って、充電モードのときの充電電力を消費している。これにより、本来の通信機能を損なうことなく、充電電力を光空間通信機もしくは携帯電話機の動作電力として補充することができ、この充電電力の分だけ低消費電力化を図ることができる。更に、この受光素子１１の受光出力である充電電力が十分に大きければ、この充電電力のみによる光空間通信機もしくは携帯電話機の動作が可能であり、実質的に消費電力ゼロを実現することができる。
【００５４】
また、充電素子１４から携帯電話機へと電力供給を行う場合は、携帯電話機の省電力化を図ることができ、携帯電話機を充電器にセットしている時間を短縮して、、すなわち携帯電話機の利用不可能な時間を短縮して、携帯電話機の使い勝手を向上させることができる。充電電力が十分に大きければ、実質的に消費電力ゼロを実現することができ、携帯電話機を充電器にセットする必要がなくなり、携帯電話機の使い勝手が大幅に向上する。
【００５５】
また、充電電力を補充しているので、光空間通信機もしくは電子機器の動作電力を増大させながらも、低消費電力化を図ることができ、延いては通信速度の高速化並びに通信距離の拡張と低消費電力化を両立させることが可能になる。
【００５６】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。また、本発明の光空間通信装置は、携帯電話機だけではなく、他の電子機器にも適用することができる。例えば、光空間通信機をプリンター又はテレビ受像機に適用することができる。充電モードに際しては、プリンターの動作を補助するために該プリンターに充電電力を供給したり、テレビ受像機の動作を補助するために該テレビ受像機に充電電力を供給する。これにより、プリンターやテレビ受像機の省電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の光空間通信機の一実施形態を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１の光空間通信機による通信及び充電のための処理過程を示すフローチャートである。
【図３】従来の省電力のための処理過程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５８】
１１  受光素子
１２  信号選択部
１２ａ  タイマー
１３  信号処理部
１４  充電素子
【図１】
0004550015.tif 000002
【図２】
0004550015.tif 000003
【図３】
0004550015.tif 000004