(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯ユニットと、通信端末との間の通信システムであって、
前記通信端末（２）が少なくともデータを搬送する音響信号を伝送するための手段を含み、
前記携帯ユニット（１）が少なくともデータを処理するための処理手段と受信および変換手段とを備えた通信システムであって、
前記携帯ユニット（１）の受信および変換手段が前記音響信号を受信する圧電振動子（Ｐ）を備えた音響発生器回路を有した電気／音響トランスデューサ（８）を有し、この電気／音響トランスデューサ（８）が生成した信号を前記処理手段が処理するよう構成した通信システムにおいて、
前記携帯ユニット（１）の受信および変換手段が、前記電気／音響トランスデューサ（８）によって生成された前記信号のための信号増幅器（１０）と、この信号増幅器（１０）に接続され、該信号増幅器（１０）の出力信号を復調して、該復調された信号を前記携帯ユニット（１）の処理手段として働くマイクロコントローラ（１４）の入力に伝送するように意図された復調器（１２）とを含んでおり、
前記通信端末（２）によって伝送された音響信号によって搬送され、前記復調器（１２）によって復調され、前記マイクロコントローラ（１４）によって処理されたデータが、前記マイクロコントローラ（１４）に関連付けられたメモリ（１６）に格納されるよう構成するとともに、さらに、
前記携帯ユニット（１）の音響発生器回路が、前記音響信号が受信されたときに前記圧電振動子（Ｐ）によって生成された電圧を基準電圧（＋Ｅ）と比較するための比較手段（ＣＯＭＰ）を含み、この比較手段（ＣＯＭＰ）が、前記音響信号によって搬送されるデータを表す電気信号を生成する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
携帯ユニット（１）が、前記携帯ユニット（１）の前記処理手段によって供給されたデータを、データを搬送する音響信号に変換するため、および音響信号を送信するための変換および送信手段をさらに含み、通信端末（２）が、データを処理するための処理手段と、携帯ユニット（１）によって伝送された前記音響信号を受信するため、および前記音響信号を前記通信端末（２）の前記処理手段によって処理されることを意図されたデータに変換するための受信および変換手段とをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
携帯ユニット（１）の前記変換および送信手段が電気／音響トランスデューサ（２６）を含むことを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
携帯ユニット（１）の前記変換および送信手段ならびに携帯ユニット（１）の前記受信および変換手段が、同じ電気／音響トランスデューサ（３０）を含むことを特徴とする請求項２または３のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項５】
携帯ユニット（１）の前記変換および送信手段に変調回路（２２）が含まれ、これがドライブ回路（２４）を介して電気／音響トランスデューサ（２６、３０）を作動させ、かつ、マイクロコントローラ（１４）を含む携帯ユニット（１）の処理手段が、前記マイクロコントローラ（１４）に関連付けられたメモリ（１６）から送られたデータを使用して、前記変調回路（２２）を制御することを特徴とする請求項３または４に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、腕時計などの携帯ユニットとパーソナル・コンピュータすなわちＰＣなどの通信端末との間の通信システムに関する。
【０００２】
個人データを処理するためのシステムは、Ｂｉｏｍｅｔｒｉｃｓ  Ｉｎｃ．の名義で米国特許第５，８４８，０２７号に記載されている。このシステムでは、たとえば、ランナーなどの競技者の行動を監視することができる。競技の日時、それぞれのラップ・タイム、または運動選手が蓄積してきた最終タイムなどを記録することができる。さらにこのシステムでは、競技者がスポーツ活動中に行った努力を反映する、心拍数または心電図（ＥＣＧ）などの特定の生理学的なパラメータ値を記録することもできる。次いでこれらの情報はすべて、音響リンクを介してパーソナル・コンピュータに伝送され、ここでデータは処理、分析されて、最終的に前記コンピュータの画面上に表示される。
【０００３】
上記のＢｉｏｍｅｔｒｉｃｓシステムは、個人データを腕時計に記憶し、その後音波によってコンピュータに伝送し、そこで処理および分析することができるので有利である。ところが残念なことに、このシステムは双方向ではない。したがって、データをコンピュータから腕時計に転送することができないため、Ｂｉｏｍｅｔｒｉｃｓシステムの適用可能範囲がかなり制限されてしまう。
【０００４】
さらに、データが携帯物と通信端末との間の無線リンクを介して双方向様式で交換される通信システムが知られている。その例として、無線周波を介してパーソナル・コンピュータと通信可能な携帯用情報端末（ＰＤＡ／ｄｉｇｉｔａｌ  ｐｅｒｓｏｎａｌ  ａｓｓｉｓｔａｎｔ）の場合を挙げることができる。
【０００５】
こうしたシステムのユーザは、会社で自分の平日の予定表をコンピュータに入力し、その後このデータを自分のＰＤＡに転送することができる。営業で外回りをしているときに、いつでも自分のスケジュールを調べて、約束事項や空き時間を見ることができる。会合の際には、後日の業務セッションの時間を決めることができる。したがってユーザは、この新しい会合について、ならびにたとえば会合中の相手の名前や電話番号などを自分の電子ＰＤＡに入力することができる。会社に戻ったときに自分のＰＤＡに入力した新しいデータをコンピュータに転送し、自分の予定表を更新することができる。
【０００６】
以上、無線周波を介した無線通信システムについて述べた。他の無線通信システムが、たとえば赤外線リンクや誘導リンクなどによって、使用可能であることは言うまでもない。これらのシステムはすべて、携帯ユニットと通信端末との間でデータを交換するために、双方向通信を確立することができるので有利である。ただし、これらのシステムには使用する無線リンクの種類に好適な送信および／または受信手段が必要であり、こうした手段のコストや導入価格は非常に高額である場合が多いという欠点がある。
【０００７】
本発明の目的は、携帯ユニットと通信端末との間の信頼できる低価格な無線通信システムを提案することによって、上記およびその他の問題点ならびに欠点を克服することである。
【０００８】
したがって本発明は、腕時計などの携帯ユニットとパーソナル・コンピュータすなわちＰＣなどの通信端末との間の通信システムに関し、少なくとも通信端末がデータ項目を搬送する音響信号を伝送するための手段を含み、少なくとも携帯ユニットがデータを処理するための処理手段と、前記音響信号を受信し前記音響信号を前記処理手段によって処理されることを意図されたデータに変換するための受信および変換手段とを含むことを特徴とする。
【０００９】
これらの特徴の結果、データをたとえばパーソナル・コンピュータに入力し、そのデータを、その後、音響リンクを介して腕時計などの携帯ユニットに転送することができる。したがって、たとえば赤外線システムまたは無線周波システムなどの現在知られている他の通信システムよりも、かなり簡単で大幅に低価格な音波通信システムが得られる。実際、ほとんどの通信端末は、それらを修正したり、使用される無線リンクの種類に好適な送信および／または受信手段を追加したりする必要なしに、本発明の範囲内で使用することができる。したがって、通信端末がパーソナル・コンピュータである場合、通常はこうしたコンピュータに備え付けられたスピーカを使用して、携帯ユニットに音響信号を送ることができる。音響信号を変調し、その結果携帯ユニットがこれを復号できるようにするプログラムを、コンピュータに入力するだけでよい。同様に、音響信号が無線またはテレビジョンによって伝送される場合は、ブロードキャストする前に、信号が好適に変調され、その結果これを受信し、携帯ユニットの処理手段によって処理可能なデータに変換することができることを確認するだけでよい。
【００１０】
他の態様によれば、本発明は前述の種類の通信システムに関するものであって、携帯ユニットが、その携帯ユニットの処理手段によって提供されたデータを、データを搬送する音響信号に変換するため、および音響信号を伝送する変換および送信手段をさらに含み、通信端末が、データを処理するための処理手段と、携帯ユニットによって伝送された前記音響信号を受信するため、および信号を前記通信端末の前記処理手段によって処理されることを意図されたデータに変換する受信および変換手段とをさらに含むことを特徴とする。
【００１１】
これらの他の特徴の結果、通信端末から携帯ユニットにデータを伝送するだけでなく、携帯ユニットからデータ端末にデータを伝送することが可能であり、これによって、本発明にしたがって通信システムの適用可能例の数が大幅に増加する。
【００１２】
本発明による通信システムの実施形態について以下の詳細な説明を読めば、本発明の他の特徴および利点がより明確になるであろうが、この例は、添付の図面と共に、限定的なものでなく単に例示的なものとして示したものである。
【００１３】
本発明の意味の範囲内では、「携帯ユニット」とは、好ましいが限定的ではなく、データを搬送する音響信号を受信し、処理手段によって処理することができるデータにその音響信号を変換し、音響信号によって搬送されたデータを抽出することができる腕時計などの任意の小型の対象物を意味する。本発明の補足的な特徴によれば、携帯物はデータ符号化された音響信号を伝送することもできる。
【００１４】
本発明の意味の範囲内では、「通信端末」とは、電話でアクセスすることが可能であり、データを搬送する音響信号を伝送することが可能な、たとえば、パーソナル・コンピュータ、無線、テレビ、または音声サーバなどの任意のデバイスを意味する。本発明の補足的な特徴によれば、通信端末はデータ符号化音響信号を受け取ることも可能であり、こうした音響信号を、音響信号によって搬送されたデータを抽出するための処理手段によって処理することができるデータに変換することも可能である。
【００１５】
図１は、たとえば時計などの、全体として参照番号１で指定された携帯物と、たとえばパーソナル・コンピュータすなわちＰＣなどの、全体として参照番号２で指定された通信端末を示す概略図である。
【００１６】
本発明によれば、通信端末２には、データを搬送する音響信号を伝送するための手段が含まれる。図１に示された例では、これらの手段は、パーソナル・コンピュータ内部に配置構成されたサウンド・カード４と、１つまたは複数のスピーカ６の形態をとる。
【００１７】
本発明の利点の１つは、コンピュータの構造を修正したり、使用される無線リンクの種類に好適なコンピュータ伝送要素を増やしたりする必要がないという事実にある。本発明を実施できるようにするためには、音響信号を変調し、その結果携帯ユニット１によって信号が好適に復号できるようなプログラムをコンピュータに入力するだけでよい。
【００１８】
通信端末２がデータを搬送する音響信号を伝送すると、この信号は携帯ユニット１の受信手段によって即時に受信される。これらの受信手段は、マイクロフォンの役割を果たし、付随する音響信号を従来通り連続的な電気信号に変換する電気／音響トランスデューサ８の形態をとる。この連続的な電気信号は、音響信号によって搬送される有用なデータを抽出するために、携帯ユニット１の変換手段によって、処理手段によって処理されることを意図されたデータに変換される。図１に示された例では、携帯ユニット１の変換手段に、電気／音響トランスデューサ８によって生成された電気信号用の増幅器１０と、信号増幅器１０に接続され、トランスデューサ８によって受信された音響信号を復調して、復調された信号をマイクロコントローラ１４の入力に伝送するように意図された復調器１２とが含まれる。マイクロコントローラ１４は、携帯物１の処理手段として働く。通信端末２によって伝送された音響信号によって搬送され、復調器１２によって復調され、マイクロコントローラ１４によって処理されたデータは、携帯物１のメモリ１６に格納され、さらに／あるいはたとえば液晶ディスプレイであるディスプレイ・デバイス１８上に表示することができる。バッテリ２０が携帯ユニット１に電流を供給する。バッテリは充電可能であってもよい。
【００１９】
以下の説明では、前述の要素と同一の要素には同じ参照番号が指定されている。
【００２０】
次に、本発明の他の態様により、図２を参照しながら、携帯ユニット１が通信端末２に音響信号を伝送する場合について説明する。この場合、携帯ユニット１には、前述の手段に加えて、携帯ユニット１の処理手段によって提供されたデータを変調されたデータを含む音響信号に変換するため、およびこの信号を送信するための、変換および送信手段が含まれている。図２に示されるように、携帯ユニット１の変換手段には、変調回路２２が含まれ、これがドライブ回路２４を介して伝送手段、すなわち、スピーカとして動作する電気／音響トランスデューサ２６を駆動する。携帯ユニット１の処理手段、すなわちマイクロコントローラ１４は、そのマイクロコントローラ１４に関連付けられたメモリ１６から送られたデータを使用して、変調回路２２を制御する。
【００２１】
携帯ユニット１がデータを含む音響信号を伝送すると、この信号は通信端末２の受信手段、この場合はマイクロフォン２８によって即時に受信される。次いでこの音響信号は、通信端末２の変換手段によって、通信端末２の処理手段が処理できるデータに変換される。通信端末２がパーソナル・コンピュータすなわちＰＣの場合、データを搬送する音響信号用の変換手段は、従来通り、マイクロフォン２８によって受信された音響信号をバイナリ・データに変換することのできる前述のサウンド・カード４の形態をとるものであって、バイナリ・データは、復調し、マイクロコントローラのメモリ内に格納できるデータに変換するために、パーソナル・コンピュータのマイクロコントローラ（図示せず）の入力に伝送される。
【００２２】
携帯ユニット１がデータを含む音響信号をパーソナル・コンピュータに伝送する場合、ここでも本発明の一利点は、パーソナル・コンピュータを修正したり、使用される無線通信リンクの種類に好適な構成要素を追加したりする必要がないという事実にある。
【００２３】
他の利点によれば、本発明は、携帯ユニット１と通信端末２との間の音波を介して、双方向通信システムを提供する。このシステムは、たとえば赤外線リンクまたは無線周波リンクなどを使用する他の双方向通信システムよりも、実施するのがかなり簡単で低価格である。さらに、本発明によるシステムは、音波を介した通信を使用するが腕時計からＰＣへの単一方向だけである従来のシステムに関して、かなり大量の適用例が可能である。
【００２４】
本発明の補足的な機能により、携帯ユニット１の変換および送信手段ならびに受信および変換手段は、両方向様式、すなわちマイクロフォンとしてもスピーカとしても動作する単一の同じ電気／音響トランスデューサ３０を使用する（図３を参照のこと）。電気／音響トランスデューサ３０が受信機モードで動作する場合、付随する電気信号の影響によって、これが生成した電気信号は増幅器１０によって増幅され、次いで復調器１２によって復調される。復調器１２によって復調された信号は、その後マイクロコントローラ１４の入力に伝送される。これとは逆に、電気／音響トランスデューサ３０がスピーカとしての役割を果たす場合は、ドライブ回路２４を介して変調回路２２によって起動される。マイクロコントローラ１４は、そのマイクロコントローラ１４に関連付けられたメモリ１６から送られたデータを使用して、変調回路２２を制御する。
【００２５】
次に、通常は時計内でアラーム・デバイスを含む音響発生器として使用される圧電振動子を、音波受信機および／または送信機として使用する、電気／音響トランスデューサ３０の特定の実施形態について検証する。圧電振動子の端子に接続され、振動子によって受信されマイクロコントローラの機能を制御可能にする付随する音声信号を代表する擬似デジタル信号を出力で生成する電子マイクロメータ回路についても検証する。
【００２６】
図４は、全体として参照番号３２によって指定された電子変換器を示す図である。図４に示されるように、前述の電子変換器３２は、圧電振動子Ｐのドライブ回路３４を比較回路に関連付けることによって形成されており、それぞれの動作原理について、以下で説明する。
【００２７】
圧電振動子Ｐのドライブ回路３４には回路分岐が含まれており、直列に接続されたコイルＬとダイオードＤ、抵抗器Ｒ’および圧電振動子Ｐが並列にこの回路分岐に接続されている。
【００２８】
ドライブ回路３４は、入力端子「ａ」に方形パルス制御信号「ｖ」（図５の曲線Ａ）を受け取る。この制御信号は、抵抗器Ｒを介してトランジスタＴR のベースに印加される。トランジスタＴR が制御パルスによって導通されている場合、電源＋Ｅによって供給された電流はコイルＬを通るが、圧電振動子Ｐの接続ノード「ｂ」はドライブ回路３４の接地に接続される。トランジスタＴR が各制御パルスの立ち下がり縁で非導通状態になると、コイルＬに蓄積されたすべてのエネルギーが、振動子Ｐの端子に送られ、振動子Ｐを供給電圧＋Ｅよりも高い電圧「ｖ」（図５の曲線Ｂ）で充電する。次に振動子Ｐが放電を開始すると、ダイオードＤは電流の戻りを停止する。２つの連続するパルス制御信号の間で、圧電振動子Ｐは抵抗器Ｒ’を介して部分的に放電することができることに留意されたい。したがって、もはやトランジスタＴR にはいかなる制御信号も印加されず、したがってトランジスタＴR は導通状態ではなくなると、振動子Ｐの端子間の電圧は徐々に静止値＋Ｅに戻る。
【００２９】
次に比較回路３６の動作について検証する。この回路には、アナログ／デジタル変換器ＣＯＭＰによって形成される比較手段が含まれる。比較器ＣＯＭＰの一方の入力が直流電源＋Ｅの接続ノード「ｃ」に接続され、比較器ＣＯＰＭの他方の入力がドライブ回路３４の出力ノード「ｂ」、すなわち圧電振動子ＰとトランジスタＴR との間の接続ノードに接続される。すでに上記で指摘したように、トランジスタＴR のベースに制御信号が印加されないと、振動子Ｐは静止状態となり、その端子間の電圧は供給電圧＋Ｅに等しくなる（図６の曲線Ｂ）。これらの条件では、圧電振動子Ｐはもはや音響発生器としては使用されないが、反対に、音波受信機として使用できる。したがって、音響信号が入力されると、図６の曲線Ｂによって示されるように、振動子Ｐの端子間の電圧が、静止電圧＋Ｅのいずれかの側で振動を開始する。次いで、比較器ＣＯＭＰは振動子Ｐによって生成された電圧を、ドライブ回路３４の供給電圧＋Ｅであるその基準電圧と比較する。圧電振動子Ｐによって生成された電圧が基準電圧＋Ｅを超えるたびに、比較器ＣＯＭＰはその出力「ｄ」にパルス信号を生成する（図６の曲線Ｄ）。したがって、出願人名義の欧州特許出願第９９１１５３１９．８号に詳細に記載されているように、マイクロプロセッサＭＰを制御するために、擬似デジタル信号が使用されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による、携帯ユニットと通信端末との間の通信システムの第１の変形形態を示す概略図である。
【図２】  本発明による通信システムの第２の変形形態を示す概略図である。
【図３】  本発明による通信システムの第３の変形形態を示す概略図である。
【図４】  音響信号を携帯ユニットの処理手段によって処理されることを意図されたデータに変換するための回路を示す電気図である。
【図５】  図４の回路中２地点で、時間の関数としての電圧レベルを示す図である。
【図６】  回路が音波受信機として使用されるときに、図４の回路中２地点で、時間の関数としての電圧レベルを示す図である。
【図１】
0004308469.tif 000002
【図２】
0004308469.tif 000003
【図３】
0004308469.tif 000004
【図４】
0004308469.tif 000005
【図５】
0004308469.tif 000006
【図６】
0004308469.tif 000007