(57)【要約】【課題】電界伝達媒体が電極に触れた場合に限って通信を行う。【解決手段】送信機１は、ベースバンドデータ信号によって変調された変調データ信号を生成する変調データ信号生成部１１、低周波リンク信号を生成する低周波リンク信号生成部１２、該２信号を含む加算信号を生成する加算器１３、加算信号に応じた電界を印加するための電極１４を備える。受信機２は、電極２０１、変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出すハイパスフィルタ２０３、該周波数成分をベースバンドデータ信号に変換する検波回路２０４、低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出すローパスフィルタ２０５、該周波数成分を直流電圧信号に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路２０６、電圧源２０７、直流電圧信号の電圧と電圧源２０７の電圧とを比較するコンパレータ２０８、コンパレータの出力とベースバンドデータ信号の論理積を出力するＡＮＤ回路２０９を備える。【選択図】図１
2010161551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信機と受信機とを備え、
前記送信機は、
前記受信機に送信すべきベースバンドデータ信号によって変調された変調データ信号を生成する変調データ信号生成部と、
前記変調データ信号の周波数帯より低い周波数成分のみからなる低周波リンク信号を生成する低周波リンク信号生成部と、
前記変調データ信号と前記低周波リンク信号を含む加算信号を生成する加算器と、
前記加算信号に応じた電界を電界伝達媒体と大地の間に印加するための電極とを備え、
前記受信機は、
電極と、
該電極と大地との間に前記電界により生じた受信信号から前記変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出すフィルタと、
前記変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分を前記ベースバンドデータ信号に変換する検波回路と、
前記受信信号から前記低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出すフィルタと、
前記低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を該周波数成分の振幅に応じた電圧を有する直流電圧信号に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路と、
電圧源と、
前記直流電圧信号の電圧と前記電圧源の電圧とを比較するコンパレータと、
前記コンパレータから出力される電圧と前記ベースバンドデータ信号の論理積を出力するＡＮＤ回路と
を備えることを特徴とする電界通信システム。
【請求項２】
送信機と受信機とを備え、
前記送信機は、
前記受信機に送信すべきベースバンドデータ信号によって変調された変調データ信号を生成する変調データ信号生成部と、
前記変調データ信号の周波数帯より低い周波数成分のみからなる低周波リンク信号を生成する低周波リンク信号生成部と、
前記変調データ信号の周波数帯より高い周波数成分のみからなる高周波リンク信号を生成する高周波リンク信号生成部と、
前記変調データ信号と前記低周波リンク信号と前記高周波リンク信号とを含む加算信号を生成する加算器と、
前記加算信号に応じた電界を電界伝達媒体と大地の間に印加するための電極とを備え、
前記受信機は、
電極と、
該電極と大地との間に前記電界により生じた受信信号から前記変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出すフィルタと、
前記変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分を前記ベースバンドデータ信号に変換する検波回路と、
前記受信信号から前記低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出すフィルタと、
前記受信信号から前記高周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出すフィルタと、
前記低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を該周波数成分の振幅に応じた電圧を有する直流電圧信号に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路と、
前記高周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を該周波数成分の振幅に応じた電圧を有する直流電圧信号に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路と、
前記低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分から変換された直流電圧信号の電圧を前記高周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分から変換された直流電圧信号の電圧で割り算する割算回路と、
電圧源と、
前記割算回路から出力される信号の電圧と前記電圧源の電圧とを比較するコンパレータと、
前記コンパレータから出力される電圧と前記ベースバンドデータ信号の論理積を出力するＡＮＤ回路と
を備えることを特徴とする電界通信システム。
【請求項３】
送信機と受信機とを備え、
前記送信機は、
前記受信機に送信すべきベースバンドデータ信号によって変調された変調データ信号を生成する変調データ信号生成部と、
前記変調データ信号の周波数帯より低い周波数成分のみからなる低周波リンク信号を生成する低周波リンク信号生成部と、
前記変調データ信号と前記低周波リンク信号とを含む加算信号を生成する加算器と、
前記加算信号に応じた電界を電界伝達媒体と大地の間に印加するための電極とを備え、
前記受信機は、
電極と、
該電極と大地との間に前記電界により生じた受信信号から前記変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出すフィルタと、
前記変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分を前記ベースバンドデータ信号に変換する検波回路と、
前記受信信号から前記低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出すフィルタと、
前記低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を該周波数成分の振幅に応じた電圧を有する直流電圧信号に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路と、
前記変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分を該周波数成分の振幅に応じた電圧を有する直流電圧信号に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路と、
前記低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分から変換された直流電圧信号の電圧を前記変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分から変換された直流電圧信号の電圧で割り算する割算回路と、
電圧源と、
前記割算回路から出力される信号の電圧と前記電圧源の電圧とを比較するコンパレータと、
前記コンパレータから出力される電圧と前記ベースバンドデータ信号の論理積を出力するＡＮＤ回路と
を備えることを特徴とする電界通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界を用いる電界通信システムに関し、詳しくは、電界伝達媒体が電極に触れた場合に限って通信を行う電界通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年にあっては、電界を用いる電界通信システムとして、例えば、下記の特許文献１に開示されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１７４５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図６は、従来の電界通信システムの構成図である。
【０００５】
送信機１０を所持した人Ｕは、人Ｕの名前などの情報を受信機２０へ伝達したい場合は、電極２０１の上に乗る。この状態で、変調データ信号生成部１１は、情報に応じたベースバンドデータ信号によって変調された変調データ信号を生成する。増幅器１６は、変調データ信号を増幅し、出力する。電極１４は、増幅後の変調データ信号に応じた電界を人Ｕと大地の間に印加する。
【０００６】
この電界により、変調データ信号に応じた受信信号が電極２０１を介して増幅器２０２に与えられ、増幅器２０２は、受信信号を増幅する。検波回路２０４は、受信信号をベースバンドデータ信号に変換する。
【０００７】
この電界通信システムは、人Ｕが明示的に電極２０１の上に乗った場合に限ってベースバンドデータ信号を送受信する場合に使用される。
【０００８】
しかし、この電界通信システムでは、図７に示すように、人Ｕが電極２０１の上に乗っていない場合であっても、ベースバンドデータ信号が送受信されてしまう、つまり誤動作する可能性がある。これは、人Ｕが電極２０１の上に乗っていない場合であっても、変調データ信号は人Ｕから電極２０１へと伝搬し、そのため、受信信号が生じてしまうからである。
【０００９】
また、多くの情報を伝達すべく、変調データ信号の周波数は比較的高く設定されている。そのため、人Ｕから発生する電界の分布範囲が広く、その範囲に電極２０１があると、データが送受信されてしまう。
【００１０】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電界伝達媒体が電極に触れた場合に限って通信を行う電界通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、第１の本発明に係る電界通信システムは、送信機と受信機とを備え、前記送信機は、前記受信機に送信すべきベースバンドデータ信号によって変調された変調データ信号を生成する変調データ信号生成部と、前記変調データ信号の周波数帯より低い周波数成分のみからなる低周波リンク信号を生成する低周波リンク信号生成部と、前記変調データ信号と前記低周波リンク信号を含む加算信号を生成する加算器と、前記加算信号に応じた電界を電界伝達媒体と大地の間に印加するための電極とを備え、前記受信機は、電極と、該電極と大地との間に前記電界により生じた受信信号から前記変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出すフィルタと、前記変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分を前記ベースバンドデータ信号に変換する検波回路と、前記受信信号から前記低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出すフィルタと、前記低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を該周波数成分の振幅に応じた電圧を有する直流電圧信号に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路と、電圧源と、前記直流電圧信号の電圧と前記電圧源の電圧とを比較するコンパレータと、前記コンパレータから出力される電圧と前記ベースバンドデータ信号の論理積を出力するＡＮＤ回路とを備えることを特徴とする。
【００１２】
第２の本発明に係る電界通信システムは、送信機と受信機とを備え、前記送信機は、前記受信機に送信すべきベースバンドデータ信号によって変調された変調データ信号を生成する変調データ信号生成部と、前記変調データ信号の周波数帯より低い周波数成分のみからなる低周波リンク信号を生成する低周波リンク信号生成部と、前記変調データ信号の周波数帯より高い周波数成分のみからなる高周波リンク信号を生成する高周波リンク信号生成部と、前記変調データ信号と前記低周波リンク信号と前記高周波リンク信号とを含む加算信号を生成する加算器と、前記加算信号に応じた電界を電界伝達媒体と大地の間に印加するための電極とを備え、前記受信機は、電極と、該電極と大地との間に前記電界により生じた受信信号から前記変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出すフィルタと、前記変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分を前記ベースバンドデータ信号に変換する検波回路と、前記受信信号から前記低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出すフィルタと、前記受信信号から前記高周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出すフィルタと、前記低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を該周波数成分の振幅に応じた電圧を有する直流電圧信号に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路と、前記高周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を該周波数成分の振幅に応じた電圧を有する直流電圧信号に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路と、前記低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分から変換された直流電圧信号の電圧を前記高周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分から変換された直流電圧信号の電圧で割り算する割算回路と、電圧源と、前記割算回路から出力される信号の電圧と前記電圧源の電圧とを比較するコンパレータと、前記コンパレータから出力される電圧と前記ベースバンドデータ信号の論理積を出力するＡＮＤ回路とを備えることを特徴とする。
【００１３】
第３の本発明に係る電界通信システムは、送信機と受信機とを備え、前記送信機は、前記受信機に送信すべきベースバンドデータ信号によって変調された変調データ信号を生成する変調データ信号生成部と、前記変調データ信号の周波数帯より低い周波数成分のみからなる低周波リンク信号を生成する低周波リンク信号生成部と、前記変調データ信号と前記低周波リンク信号とを含む加算信号を生成する加算器と、前記加算信号に応じた電界を電界伝達媒体と大地の間に印加するための電極とを備え、前記受信機は、電極と、該電極と大地との間に前記電界により生じた受信信号から前記変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出すフィルタと、前記変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分を前記ベースバンドデータ信号に変換する検波回路と、前記受信信号から前記低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出すフィルタと、前記低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を該周波数成分の振幅に応じた電圧を有する直流電圧信号に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路と、前記変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分を該周波数成分の振幅に応じた電圧を有する直流電圧信号に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路と、前記低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分から変換された直流電圧信号の電圧を前記変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分から変換された直流電圧信号の電圧で割り算する割算回路と、電圧源と、前記割算回路から出力される信号の電圧と前記電圧源の電圧とを比較するコンパレータと、前記コンパレータから出力される電圧と前記ベースバンドデータ信号の論理積を出力するＡＮＤ回路とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電界伝達媒体が電極に触れた場合に限って通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施の形態に係る電界通信システムの構成図である。
【図２】図１の電界通信システムにおける増幅後の受信信号の振幅についての周波数特性を示す図である。
【図３】第２の実施の形態に係る電界通信システムの構成図である。
【図４】図３の電界通信システムにおける増幅後の受信信号の振幅についての周波数特性を示す図である。
【図５】第３の実施の形態に係る電界通信システムの構成図である。
【図６】従来の電界通信システムの構成図である。
【図７】図６の電界通信システムで送受信が不意になされる一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係る電界通信システムの構成図である。
【００１８】
電界通信システムは、送信機１と受信機２とを備える。送信機１は、例えば、人Ｕに所持される。送信機１は、受信機２に送信すべきベースバンドデータ信号によって変調された変調データ信号を生成する変調データ信号生成部１１と、変調データ信号の周波数帯より低い周波数成分のみからなる低周波リンク信号を生成する低周波リンク信号生成部１２と、変調データ信号と低周波リンク信号を含む加算信号を生成する加算器１３と、加算信号に応じた電界を電界伝達媒体である人Ｕと大地の間に印加するための電極１４とを備える。
【００１９】
受信機２は、例えば、建物に設置される。受信機２は、電極２０１と、該電極２０１と大地との間に前記電界により生じた受信信号を増幅する増幅器２０２と、増幅後の受信信号から変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出すハイパスフィルタ（ＨＰＦという）２０３と、変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分をベースバンドデータ信号に変換する検波回路２０４と、増幅後の受信信号から低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出すローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０５と、低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を該周波数成分の振幅に応じた電圧を有する直流電圧信号に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路２０６と、電圧源２０７と、直流電圧信号の電圧と電圧源２０７の電圧とを比較するコンパレータ２０８と、コンパレータから出力される電圧とベースバンドデータ信号の論理積を出力するＡＮＤ回路２０９とを備える。
【００２０】
（第１の実施の形態に係る電界通信システムの動作）
送信機１から受信機２へのデータの送受信は以下のようになされる。
【００２１】
人Ｕは、人Ｕの名前などの情報を受信機２へ伝達したい場合は、電極２０１の上に乗る。この状態で、変調データ信号生成部１１は、情報に応じたベースバンドデータ信号によって変調された変調データ信号を生成する。なお、変調方式は、任意であり、例えば、振幅偏移変調（ＡＳＫ）、周波数偏移変調（ＦＳＫ）、位相偏移変調（ＰＳＫ）などを用いることができる。
【００２２】
低周波リンク信号生成部１２は、変調データ信号の周波数帯より低い周波数成分のみからなる低周波リンク信号を生成する。加算器１３は、変調データ信号と低周波リンク信号を加算および増幅し、出力する。電極１４は、出力された信号（以下、加算信号という）に応じた電界を人Ｕと大地の間に印加する。
【００２３】
この電界により、電極２０１と大地の間に電位差が生じる。電位差は、加算信号に応じた周波数特性を有する信号であり、以下、これを受信信号という。増幅器２０２は、受信信号を増幅する。
【００２４】
図２は、増幅後の受信信号の振幅についての周波数特性を示す図であり、図２（ａ）は、人Ｕが電極２０１の上に乗っている場合のものであり、図２（ｂ）は、人Ｕが電極２０１の上に乗っていない場合のものである。受信信号は、変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分Ｒｄと、低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分Ｒｌとを含む。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、人Ｕが電極２０１の上に乗っている場合、各周波数成分の振幅は同一となる。これは、人Ｕが電極２０１の上に乗っていることで、周波数成分Ｒｌの周波数における人Ｕと電極２０１の間のインピーダンスと周波数成分Ｒｄの周波数における人Ｕと電極２０１の間のインピーダンスが共に十分小さくなっているためである。
【００２６】
一方、図２（ｂ）に示すように、人Ｕが電極２０１の上に乗っていない場合、周波数成分Ｒｌの振幅は、周波数成分Ｒｄの振幅より小さくなる。これは、人Ｕが電極２０１の上に乗っていないことで、周波数成分Ｒｌの周波数における人Ｕと電極２０１の間のインピーダンスだけが、十分小さいと見なせなくなっているためである。簡単に説明すれば、人Ｕと電極２０１の間の空間が周波数成分Ｒｌの多くを遮断しているのである。
【００２７】
さて、図１に戻って、説明を続ける。
【００２８】
ＨＰＦ２０３は、増幅後の受信信号から周波数成分Ｒｄを取り出す。検波回路２０４は、周波数成分Ｒｄをベースバンドデータ信号に変換する。ＬＰＦ２０５は、増幅後の受信信号から周波数成分Ｒｌを取り出す。
【００２９】
ＡＣ−ＤＣ変換回路２０６は、周波数成分Ｒｌをその振幅に応じた電圧を有する直流電圧信号に変換する。この振幅は、例えば、振幅の実効値である。
【００３０】
コンパレータ２０８は、直流電圧信号の電圧が電圧源２０７の電圧より高いなら高電圧を出力し、一方、直流電圧信号の電圧が電圧源２０７の電圧以下なら低電圧を出力する。  電圧源２０７の電圧は、人Ｕが電極２０１の上に乗っている場合の直流電圧信号の電圧より低く、かつ、人Ｕが電極２０１の上に乗っていなく、つまり人Ｕが電極２０１から離れている場合の直流電圧信号の電圧より高く設定されている。
【００３１】
よって、人Ｕが電極２０１の上に乗っているなら、コンパレータ２０８は高電圧を出力する。一方、人Ｕが電極２０１の上に乗っていないなら、コンパレータ２０８は低電圧を出力する。
【００３２】
ＡＮＤ回路２０９は、コンパレータ２０８から高電圧が出力されているなら、つまり、人Ｕが電極２０１に乗っているならベースバンドデータ信号を出力する。
【００３３】
一方、ＡＮＤ回路２０９は、コンパレータ２０８から低電圧が出力されているなら、つまり、人Ｕが電極２０１に乗っていないならベースバンドデータ信号の出力を中止する。
【００３４】
したがって、第１の実施の形態によれば、ベースバンドデータ信号の送受信の際に、電界伝達媒体が明示的に電極に触れる場合において、変調データ信号の周波数帯より低い周波数成分のみからなる低周波リンク信号を生成し、変調データ信号と低周波リンク信号を含む加算信号を生成し、加算信号に応じた電界を電界伝達媒体と大地の間に印加し、電界により電極に生じた受信信号から変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出し、変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分をベースバンドデータ信号に変換し、受信信号から低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出し、低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を直流電圧信号に変換し、直流電圧信号の電圧と電圧源の電圧とを比較し、コンパレータから出力される電圧とベースバンドデータ信号の論理積を出力することで、電界伝達媒体が明示的に電極に触れた場合は、コンパレータから高電圧が出力され、一方、電界伝達媒体が電極に触れていない場合は、コンパレータから低電圧が出力され、よって、電界伝達媒体が電極に触れた場合に限り、ベースバンドデータ信号を得ることができる。つまり、ベースバンドデータ信号の送受信を、電界伝達媒体が電極に触れた場合に限って行うことができる。
【００３５】
［第２の実施の形態］
図３は、第２の実施の形態に係る電界通信システムの構成図である。
【００３６】
電界通信システムは、図１の電界通信システムの要素と同様な構成要素を備える。便宜上、同様の要素には同一符号を付与する。
【００３７】
電界通信システムは、送信機１Ａと受信機２Ａとを備える。送信機１Ａは、例えば、人Ｕに所持される。送信機１Ａは、受信機２Ａに送信すべきベースバンドデータ信号によって変調された変調データ信号を生成する変調データ信号生成部１１と、変調データ信号の周波数帯より低い周波数成分のみからなる低周波リンク信号を生成する低周波リンク信号生成部１２と、変調データ信号の周波数帯より高い周波数成分のみからなる高周波リンク信号を生成する高周波リンク信号生成部１５と、変調データ信号と低周波リンク信号と高周波リンク信号とを含む加算信号を生成する加算器１３と、加算信号に応じた電界を電界伝達媒体と大地の間に印加するための電極１４とを備える。
【００３８】
受信機２Ａは、例えば、建物に設置される。受信機２Ａは、電極２０１と、該電極と大地との間に電界により生じた受信信号を増幅する増幅器２０２と、増幅後の受信信号から変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出すバンドパスフィルタ（ＢＰＦという）２１０と、変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分をベースバンドデータ信号に変換する検波回路２０４と、増幅後の受信信号から低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出すＬＰＦ２０５と、増幅後の受信信号から高周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出すＨＰＦ２０３と、低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を該周波数成分の振幅に応じた電圧を有する直流電圧信号に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路２０６と、高周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を該周波数成分の振幅に応じた電圧を有する直流電圧信号に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路２１１と、低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分から変換された直流電圧信号の電圧を高周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分から変換された直流電圧信号の電圧で割り算する割算回路２１２と、電圧源２０７と、割算回路２１２から出力される信号の電圧と電圧源２０７の電圧とを比較するコンパレータ２０８と、コンパレータから出力される電圧とベースバンドデータ信号の論理積を出力するＡＮＤ回路２０９とを備える。
【００３９】
（第２の実施の形態に係る電界通信システムの動作）
送信機１Ａから受信機２Ａへのデータの送受信は以下のようになされる。なお、第１の実施の形態における動作と重複する説明は適宜簡略化する。
【００４０】
人Ｕは、電極２０１の上に乗る。この状態で、変調データ信号生成部１１は変調データ信号を生成する。低周波リンク信号生成部１２は低周波リンク信号を生成する。
【００４１】
高周波リンク信号生成部１５は、変調データ信号の周波数帯より高い周波数成分のみからなる高周波リンク信号を生成する。加算器１３は、変調データ信号と低周波リンク信号と高周波リンク信号を加算および増幅し、出力する。電極１４は、出力された加算信号に応じた電界を人Ｕと大地の間に印加する。
【００４２】
この電界により、受信信号が電極２０１を介して増幅器２０２に与えられ、増幅器２０２は、受信信号を増幅する。
【００４３】
図４は、増幅後の受信信号の振幅についての周波数特性を示す図であり、図４（ａ）は、人Ｕが電極２０１の上に乗っている場合のものであり、図４（ｂ）は、人Ｕが電極２０１の上に乗っていない場合のものである。
【００４４】
受信信号は、変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分Ｒｄと、低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分Ｒｌと、高周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分Ｒｈと、を含む。
【００４５】
図４（ａ）に示すように、人Ｕが電極２０１の上に乗っている場合、各周波数成分の振幅は同一となる。
【００４６】
一方、図４（ｂ）に示すように、人Ｕが電極２０１の上に乗っていない場合、周波数成分Ｒｌの振幅は、周波数成分Ｒｄの振幅より小さくなり、周波数成分Ｒｄの振幅は、周波数成分Ｒｈの振幅より小さくなる。
【００４７】
周波数成分Ｒｌの周波数における人Ｕと電極２０１の間のインピーダンスが、周波数成分Ｒｄの周波数における人Ｕと電極２０１の間のインピーダンスよりも高く、周波数成分Ｒｄの周波数における人Ｕと電極２０１の間のインピーダンスが、周波数成分Ｒｈの周波数における人Ｕと電極２０１の間のインピーダンスよりも高くなっているのである。
【００４８】
図３に戻って、説明を続ける。
【００４９】
ＢＰＦ２１０は、増幅後の受信信号から周波数成分Ｒｄを取り出す。検波回路２０４は、周波数成分Ｒｄをベースバンドデータ信号に変換する。ＬＰＦ２０５は、増幅後の受信信号から周波数成分Ｒｌを取り出す。ＨＰＦ２０３は、増幅後の受信信号から周波数成分Ｒｈを取り出す。
【００５０】
ＡＣ−ＤＣ変換回路２０６は、周波数成分Ｒｌをその振幅に応じた電圧を有する直流電圧信号に変換する。ＡＣ−ＤＣ変換回路２１１は、周波数成分Ｒｈをその振幅に応じた電圧を有する直流電圧信号に変換する。
【００５１】
割算回路２１２は、ＡＣ−ＤＣ変換回路２０６から出力される直流電圧信号の電圧を、ＡＣ−ＤＣ変換回路２１１から出力される直流電圧信号の電圧で割り算する。
【００５２】
割算回路２１２から出力される信号の電圧は、図４における周波数成分Ｒｌの振幅を、図４における周波数成分Ｒｈの振幅で割り算した値に比例するので、人Ｕが電極２０１の上に乗っていない場合の電圧は、人Ｕが電極２０１の上に乗っている場合の電圧よりも小さくなる。
【００５３】
コンパレータ２０８は、割算回路２１２から出力される信号の電圧が電圧源２０７の電圧より高いなら高電圧を出力し、一方、割算回路２１２から出力される信号の電圧が電圧源２０７の電圧以下なら低電圧を出力する。
【００５４】
電圧源２０７の電圧は、人Ｕが電極２０１の上に乗っている場合に割算回路２１２から出力される信号の電圧より低く、かつ、人Ｕが電極２０１の上に乗っていなく、つまり人Ｕが電極２０１から離れている場合に割算回路２１２から出力される信号の電圧より高く設定されている。
【００５５】
よって、人Ｕが電極２０１の上に乗っているなら、コンパレータ２０８は高電圧を出力する。一方、人Ｕが電極２０１の上に乗っていないなら、コンパレータ２０８は低電圧を出力する。
【００５６】
ＡＮＤ回路２０９は、コンパレータ２０８から高電圧が出力されているなら、つまり、人Ｕが電極２０１に乗っているならベースバンドデータ信号を出力する。
【００５７】
一方、ＡＮＤ回路２０９は、コンパレータ２０８から低電圧が出力されているなら、つまり、人Ｕが電極２０１に乗っていないならベースバンドデータ信号の出力を中止する。
【００５８】
したがって、第２の実施の形態によれば、ベースバンドデータ信号の送受信の際に、電界伝達媒体が明示的に電極に触れる場合において、変調データ信号の周波数帯より低い周波数成分のみからなる低周波リンク信号を生成し、変調データ信号の周波数帯より高い周波数成分のみからなる高周波リンク信号を生成し、変調データ信号と低周波リンク信号と高周波リンク信号とを含む加算信号を生成し、加算信号に応じた電界を電界伝達媒体と大地の間に印加し、電界により電極に生じた受信信号から変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出し、変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分をベースバンドデータ信号に変換し、受信信号から低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出し、受信信号から高周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出し、低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を直流電圧信号に変換し、高周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を直流電圧信号に変換し、低周波リンク信号に応じた周波数成分から変換された直流電圧信号の電圧を高周波リンク信号に応じた周波数成分から変換された直流電圧信号の電圧で割り算し、割算回路から出力される信号の電圧と電圧源の電圧とをコンパレータで比較し、コンパレータから出力される電圧とベースバンドデータ信号の論理積を出力することで、電界伝達媒体が明示的に電極に触れた場合は、コンパレータから高電圧が出力され、一方、電界伝達媒体が電極に触れていない場合は、コンパレータから低電圧が出力され、よって、電界伝達媒体が電極に触れた場合に限り、ベースバンドデータ信号を得ることができる。つまり、ベースバンドデータ信号の送受信を、電界伝達媒体が電極に触れた場合に限って行うことができる。
【００５９】
［第３の実施の形態］
図５は、第３の実施の形態に係る電界通信システムの構成図である。
【００６０】
電界通信システムは、図１や図３の電界通信システムと同様な構成要素を備える。便宜上、同一の要素には同一符号を付与する。
【００６１】
電界通信システムは、送信機１と受信機２Ｂとを備える。送信機１の説明は省略する。
【００６２】
受信機２Ｂは、例えば、建物に設置される。受信機２Ｂは、電極２０１と、該電極２０１と大地との間に電界により生じた受信信号を増幅する増幅器２０２と、増幅後の受信信号から変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出すＨＰＦ２０３と、変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分をベースバンドデータ信号に変換する検波回路２０４と、受信信号から低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出すＬＰＦ２０５と、低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を該周波数成分の振幅に応じた電圧を有する直流電圧信号に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路２０６と、変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分を該周波数成分の振幅に応じた電圧を有する直流電圧信号に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路２１１と、低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分から変換された直流電圧信号の電圧を変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分から変換された直流電圧信号の電圧で割り算する割算回路２１２と、電圧源２０７と、割算回路２１２から出力される信号の電圧と電圧源２０７の電圧とを比較するコンパレータ２０８と、コンパレータ２０８から出力される電圧とベースバンドデータ信号の論理積を出力するＡＮＤ回路２０９とを備える。
【００６３】
（第３の実施の形態に係る電界通信システムの動作）
送信機１から受信機２Ｂへのデータの送受信は以下のようになされる。なお、第１、第２の実施の形態における動作と重複する説明は適宜簡略化する。
【００６４】
送信機１は、第１の実施の形態と同様に、加算信号に応じた電界を人Ｕと大地の間に印加する。
【００６５】
この電界により、受信信号が電極２０１を介して増幅器２０２に与えられ、増幅器２０２は、受信信号を増幅する。増幅後の受信信号は、図２に示した周波数特性と同様の特性を有する。
【００６６】
ＨＰＦ２０３は、増幅後の受信信号から周波数成分Ｒｄを取り出す。検波回路２０４は、周波数成分Ｒｄをベースバンドデータ信号に変換する。ＬＰＦ２０５は、増幅後の受信信号から周波数成分Ｒｌを取り出す。
【００６７】
ＡＣ−ＤＣ変換回路２０６は、周波数成分Ｒｌをその振幅に応じた電圧を有する直流電圧信号に変換する。ＡＣ−ＤＣ変換回路２１１は、周波数成分Ｒｄをその振幅に応じた電圧を有する直流電圧信号に変換する。
【００６８】
割算回路２１２は、ＡＣ−ＤＣ変換回路２０６から出力される直流電圧信号の電圧を、ＡＣ−ＤＣ変換回路２１１から出力される直流電圧信号の電圧で割り算する。
【００６９】
割算回路２１２から出力される信号の電圧は、図２における周波数成分Ｒｌの振幅を、図２における周波数成分Ｒｄの振幅で割り算した値に比例するので、人Ｕが電極２０１の上に乗っていない場合の電圧は、人Ｕが電極２０１の上に乗っている場合の電圧よりも小さくなる。
【００７０】
コンパレータ２０８は、割算回路２１２から出力される信号の電圧が電圧源２０７の電圧より高いなら高電圧を出力し、一方、割算回路２１２から出力される信号の電圧が電圧源２０７の電圧以下なら低電圧を出力する。
【００７１】
電圧源２０７の電圧は、人Ｕが電極２０１の上に乗っている場合に割算回路２１２から出力される信号の電圧より低く、かつ、人Ｕが電極２０１の上に乗っていなく、つまり人Ｕが電極２０１から離れている場合に割算回路２１２から出力される信号の電圧より高く設定されている。
【００７２】
よって、人Ｕが電極２０１の上に乗っているなら、コンパレータ２０８は高電圧を出力する。一方、人Ｕが電極２０１の上に乗っていないなら、コンパレータ２０８は低電圧を出力する。
【００７３】
ＡＮＤ回路２０９は、コンパレータ２０８から高電圧が出力されているなら、つまり、人Ｕが電極２０１に乗っているならベースバンドデータ信号を出力する。
【００７４】
一方、ＡＮＤ回路２０９は、コンパレータ２０８から低電圧が出力されているなら、つまり、人Ｕが電極２０１に乗っていないならベースバンドデータ信号の出力を中止する。
【００７５】
したがって、第３の実施の形態によれば、ベースバンドデータ信号の送受信の際に、電界伝達媒体が明示的に電極に触れる場合において、変調データ信号の周波数帯より低い周波数成分のみからなる低周波リンク信号を生成し、変調データ信号と低周波リンク信号とを含む加算信号を生成し、加算信号に応じた電界を電界伝達媒体と大地の間に印加し、電界により電極に生じた受信信号から変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出し、変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分をベースバンドデータ信号に変換し、受信信号から低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を取り出し、低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分を直流電圧信号に変換し、変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分を直流電圧信号に変換し、低周波リンク信号に応じた周波数成分から変換された直流電圧信号の電圧を変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分から変換された直流電圧信号の電圧で割り算し、割算回路から出力される信号の電圧と電圧源の電圧とをコンパレータで比較し、コンパレータから出力される電圧とベースバンドデータ信号の論理積を出力することで、電界伝達媒体が明示的に電極に触れた場合は、コンパレータから高電圧が出力され、一方、電界伝達媒体が電極に触れていない場合は、コンパレータから低電圧が出力され、よって、電界伝達媒体が電極に触れた場合に限り、ベースバンドデータ信号を得ることができる。つまり、ベースバンドデータ信号の送受信を、電界伝達媒体が電極に触れた場合に限って行うことができる。
【符号の説明】
【００７６】
１、１Ａ、１０…送信機
２、２Ａ、２Ｂ、２０…受信機
１１…変調データ信号生成部
１２…低周波リンク信号生成部
１３…加算器
１４、２０１…電極
１５…高周波リンク信号生成部
１６、２０２…増幅器
２０３…ハイパスフィルタ
２０４…検波回路
２０５…ローパスフィルタ
２０６、２１１…ＡＣ−ＤＣ変換回路
２０７…電圧源
２０８…コンパレータ
２０９…ＡＮＤ回路
２１０…バンドパスフィルタ
２１２…割算回路
Ｒｄ…変調データ信号の周波数帯に応じた周波数成分
Ｒｈ…高周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分
Ｒｌ…低周波リンク信号の周波数帯に応じた周波数成分
Ｕ…人
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010161551.tif 000007
【図６】
2010161551.tif 000008
【図７】
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