(57)【要約】【課題】電池駆動でありながら信号の減衰を少なくできるトランシーバを提供する。【解決手段】電池ＣＥＬは第１面Ｃ１の方が周囲に近くなるように取り付けられ、電極１４を第２面Ｃ２に対向させたことで、電極１４と外装体Ｃとが容量結合し、これにより、電極１４と電極１７を１つの電極と考えると、電極とユーザの人体の間の静電容量を比較的大きくすることができる。すなわち、電極とユーザの人体の間での信号の減衰が少なく、理想的な情報の送信を行うことができる。【選択図】図１
2010062847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界伝達媒体を介して他のトランシーバに送信すべき信号を回路グラウンドを基準にして生成する送信回路と他のトランシーバから送信された信号を回路グラウンドを基準にして受信する受信回路の少なくとも一方を備えるトランシーバ回路と、
前記トランシーバ回路が取り付けられる筐体と、
第１面と該第１面の反対側の第２面とを有する金属の外装体で覆われた電池を当該第１面の方が前記トランシーバの周囲に近くなるように前記筐体に取り付けるための構造と、  前記送信回路の出力端子または前記受信回路の入力端子または前記回路グラウンドに接続され、前記電池を前記第１面の方が周囲に近くなるように取り付けたときの前記第２面に対向するように配置された電極と
を備えることを特徴とするトランシーバ。
【請求項２】
電界伝達媒体を介して他のトランシーバに送信すべき信号を回路グラウンドを基準にして生成する送信回路と他のトランシーバから送信された信号を回路グラウンドを基準にして受信する受信回路の少なくとも一方を備えるトランシーバ回路と、
前記トランシーバ回路が取り付けられる筐体と、
第１面と該第１面の反対側の第２面とを有する金属の外装体で覆われた電池を当該第１面の方が前記トランシーバの周囲に近くなるように前記筐体に取り付けるための構造と、
前記電池を前記第１面の方が周囲に近くなるように取り付けたときの前記第２面に対向するように配置された電極と、
前記電極と前記送信回路の出力端子または前記受信回路の入力端子または前記回路グラウンドの間に設けられ、当該電極と前記電池の第２面が導通したときに当該電池から当該送信回路の出力端子または受信回路の入力端子または回路グラウンド流れる電流を低減させる保護用素子と
を備えることを特徴とするトランシーバ。
【請求項３】
前記電極は、
前記トランシーバ回路が配置されたプリント基板内に形成された回路パターンであることを特徴とする請求項１または２記載のトランシーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界伝達媒体に電界を誘起させて信号を送受信するトランシーバに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、人体などの電界伝達媒体に電界を誘起させる通信システムに関する研究がなされている（非特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、従来の通信システムの構成を示す図である。トランシーバ１０からトランシーバ２０に情報を送信する際、トランシーバ１０は、情報に応じた電圧を電極１７、１８間に印加する。ユーザは、電極１７に触れており、これにより、電極１７、ユーザの人体、トランシーバ２０の電極１７、１８、大地を通って、トランシーバ１０の電極１８に戻る電界の経路が形成される。トランシーバ２０は、電極１７、１８間の電界により情報を検出する。
【非特許文献１】"RedTacton"、［ｏｎｌｉｎｅ］、日本電信電話株式会社、［平成２０年６月８日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：http://www.redtacton.com/〉
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図４に示した通信システムにあっては、トランシーバ１０の電極１７とユーザの人体との間に静電容量が形成される。静電容量が大きければ信号の減衰が少なく、理想的な通信が行える。よって、電極１７としては、より大きなものを使用すべきである。
【０００５】
しかしながら、トランシーバ１０のような携帯型のトランシーバは電池駆動であり、着脱式の電池の場所には電極１７を配置できない。そのため、電極１７を大きくできず、信号の減衰が大きくなるという問題点がある。
【０００６】
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、電池駆動でありながら信号の減衰を少なくできるトランシーバを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、請求項１の本発明は、電界伝達媒体を介して他のトランシーバに送信すべき信号を回路グラウンドを基準にして生成する送信回路と他のトランシーバから送信された信号を回路グラウンドを基準にして受信する受信回路の少なくとも一方を備えるトランシーバ回路と、前記トランシーバ回路が取り付けられる筐体と、第１面と該第１面の反対側の第２面とを有する金属の外装体で覆われた電池を当該第１面の方が前記トランシーバの周囲に近くなるように前記筐体に取り付けるための構造と、前記送信回路の出力端子または前記受信回路の入力端子または前記回路グラウンドに接続され、前記電池を前記第１面の方が周囲に近くなるように取り付けたときの前記第２面に対向するように配置された電極とを備えることを特徴とするトランシーバをもって解決手段とする。
【０００８】
請求項２の本発明は、電界伝達媒体を介して他のトランシーバに送信すべき信号を回路グラウンドを基準にして生成する送信回路と他のトランシーバから送信された信号を回路グラウンドを基準にして受信する受信回路の少なくとも一方を備えるトランシーバ回路と、前記トランシーバ回路が取り付けられる筐体と、第１面と該第１面の反対側の第２面とを有する金属の外装体で覆われた電池を当該第１面の方が前記トランシーバの周囲に近くなるように前記筐体に取り付けるための構造と、前記電池を前記第１面の方が周囲に近くなるように取り付けたときの前記第２面に対向するように配置された電極と、前記電極と前記送信回路の出力端子または前記受信回路の入力端子または前記回路グラウンドの間に設けられ、当該電極と前記電池の第２面が導通したときに当該電池から当該送信回路の出力端子または受信回路の入力端子または回路グラウンド流れる電流を低減させる保護用素子とを備えることを特徴とするトランシーバをもって解決手段とする。
【０００９】
請求項３の本発明は、前記電極は、前記トランシーバ回路が配置されたプリント基板内に形成された回路パターンであることを特徴とする請求項１または２記載のトランシーバをもって解決手段とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のトランシーバによれば、電池駆動でありながら信号の減衰を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係るトランシーバの断面図である。
【００１３】
トランシーバ１は、人体などの電界伝達媒体に電界を誘起させて信号を送信するトランシーバであって、電界伝達媒体を介して他のトランシーバに送信すべき信号を回路グラウンドＣＧを基準にして生成する送信回路を備えるトランシーバ回路１１と、トランシーバ回路１１が取り付けられる筐体１２と、第１面Ｃ１と該第１面Ｃ１の反対側の第２面Ｃ２とを有する金属の外装体Ｃで覆われた電池ＣＥＬを第１面Ｃ１の方がトランシーバ１の周囲に近くなるように筐体１２に取り付けるための構造１３と、回路グラウンドＣＧに接続され、電池ＣＥＬを第１面Ｃ１の方が周囲に近くなるように取り付けたときの第２面Ｃ２に対向するように配置された電極１４とを備える。
【００１４】
電池ＣＥＬは第１面Ｃ１の方が周囲に近くなるように取り付けられ、電極１４は第２面Ｃ２に対向している。構造１３は、蓋１５を含み、この蓋１５により塞がれるスペース（空間）つまり電池ＣＥＬを収容するスペースを形成することで構成される。トランシーバ回路１１と電極１４は、プリント基板１６の上に配置されている。また、回路グラウンドＣＧに接続された電極１７が周囲に露出するように配置されている。また、トランシーバ回路１１内の送信回路の出力端子ＯＵＴに接続された電極１８が周囲に露出するように配置されている。
【００１５】
トランシーバ１は、携帯型のトランシーバであり、電池により駆動されるものである。その電池ＣＥＬは着脱式であるから、蓋１５には電極を配置できず、そのため、第１面Ｃ１の方が周囲に近くなるように取り付けられた電池ＣＥＬの外装体Ｃにおける第２面Ｃ２に電極１４を対向させて配置している。これにより、電極１４と電池ＣＥＬの外装体Ｃとが、いわゆる容量結合した状態となっている。
【００１６】
図では、電極１４と第２面Ｃ２が接触しているが、外装体Ｃは、通常は、電池ＣＥＬの正極に接続され、正極と同電位なので、電極１４が正極に導通しないように、電極１４と第２面Ｃ２は互いに離間させて配置される。絶縁性を有する被膜で電極１４を覆うのが好ましい態様の一例である。
【００１７】
また、プリント基板１６内に形成された回路パターンを電極１４とし、その電極１４をプリント基板１６内に形成されたレジスト層（絶縁層）で覆うようにしてもよい。電極１４を回路パターンとすることで、プリント基板１６とは別に電極１４を設ける必要がなく、好適である。また、レジスト層により、第２面Ｃ２との絶縁を図れ、別途皮膜を設ける必要がなく、好適である。
【００１８】
また、図２に示すように、トランシーバ１は、ヒンジＨにより折り畳み可能とした筐体を備えたものとしてもよい。また、トランシーバ１は、スライド式の筐体を備えたものとしてもよい。
【００１９】
（第１の実施の形態の動作）
次に、第１の実施の形態の動作として、トランシーバ１から他のトランシーバ（図示せず）に情報を送信する動作を説明する。
【００２０】
例えば、電極１８よりも蓋１５や電極１７がユーザの人体に近くなるようにトランシーバ１が携帯され、ユーザが他のトランシーバに設けられた２つの電極の一方に触れている状態で、トランシーバ回路１１内の送信回路が情報に応じた信号を生成し、信号を出力端子ＯＵＴに印加する。
【００２１】
これにより、出力端子ＯＵＴに接続された電極１８、大地、ユーザが触れている他のトランシーバの電極、他のトランシーバの他方の電極、ユーザの人体を通って、電極１７に戻る電界の経路が形成される。
【００２２】
また、電極１８、大地、他のトランシーバの２つの電極、ユーザの人体、蓋１５、電池ＣＥＬの外装体Ｃを通って、電極１４に戻る電界の経路が形成される。他のトランシーバは、自身の電極間の電界により情報を検出する。
【００２３】
上記のように、電池ＣＥＬは第１面Ｃ１の方が周囲に近くなるように取り付けられ、電極１４を第２面Ｃ２に対向させたことで、電極１４と外装体Ｃとが容量結合し、これにより、電極１４と電極１７を１つの電極と考えると、電極とユーザの人体の間の静電容量を比較的大きくすることができる。すなわち、電極とユーザの人体の間での信号の減衰が少なく、理想的な情報の送信を行うことができる。
【００２４】
（第１の実施の形態の変形例１）
第１の実施の形態では、出力端子ＯＵＴと回路グラウンドＣＧを逆にしてもよい。
【００２５】
この場合、出力端子ＯＵＴに接続された電極１７、ユーザの人体、他のトランシーバの２つの電極、大地を通って、トランシーバ１の電極１８に戻る電界の経路が形成される。
【００２６】
また、出力端子ＯＵＴに接続された電極１４、電池ＣＥＬの外装体Ｃ、蓋１５、ユーザの人体、他のトランシーバの２つの電極、大地を通って、電極１８に戻る電界の経路が形成される。なお、他のトランシーバは、同様に情報を検出する。
【００２７】
この場合においても、電極１４と電極１７を１つの電極と考えると、電極と人体間の静電容量を比較的大きくすることができる。すなわち、電極とユーザの人体の間での信号の減衰が少なく、理想的な情報の送信を行うことができる。
【００２８】
（第１の実施の形態の変形例２）
第１の実施の形態では、トランシーバ１を、信号を受信できるものとしてもよい。この場合、トランシーバ回路１１は、他のトランシーバから送信された信号を回路グラウンドＣＧを基準にして受信する受信回路を備えたものとなる。そして、電極１４および電極１７は、受信回路の入力端子に接続される。
【００２９】
他のトランシーバは、送信すべき情報に応じた信号を自身の２つの電極の一方に印加する。
【００３０】
これにより、その電極、ユーザの人体、電極１７、電極１８、大地を通って、他のトランシーバの他方の電極に戻る電界の経路が形成される。
【００３１】
また、他のトランシーバの一方の電極、ユーザの人体、蓋１５、電池ＣＥＬの外装体Ｃ、電極１４、電極１８、大地を通って、他のトランシーバの他方の電極に戻る電界の経路が形成される。
【００３２】
トランシーバ回路１１内の受信回路は、例えば、入力端子と回路グラウンド間の電位差を増幅し、情報を検出する。
【００３３】
電極１４と電極１７を１つの電極と考えると、電極とユーザの人体の間の静電容量を比較的大きくすることができる。すなわち、電極とユーザの人体の間での信号の減衰が少なく、理想的な情報の受信を行うことができる。  
（第１の実施の形態の変形例３）
第１の実施の形態では、変形例２における受信回路の入力端子と回路グラウンドＣＧを逆にしてもよい。
【００３４】
この場合も変形例２と同様に、他のトランシーバの一方の電極、ユーザの人体、電極１７、電極１８、大地を通って、他のトランシーバの他方の電極に戻る電界の経路が形成される。
【００３５】
また、他のトランシーバの一方の電極、ユーザの人体、蓋１５、電池ＣＥＬの外装体Ｃ、電極１４、電極１８、大地を通って、他のトランシーバの他方の電極に戻る電界の経路が形成される。
【００３６】
トランシーバ回路１１内の受信回路は、変形例２の場合と同様に、情報を検出する。
【００３７】
変形例３でも、やはり、電極１４と電極１７を１つの電極と考えると、電極とユーザの人体の間の静電容量を比較的大きくすることができる。すなわち、電極とユーザの人体の間での信号の減衰が少なく、理想的な情報の受信を行うことができる。
【００３８】
（第１の実施の形態の変形例４）
第１の実施の形態では、トランシーバ１を、信号を送受信できるものとしてもよい。
【００３９】
この場合、トランシーバ回路１１は、上記の送信回路と受信回路を両方備え、送信回路の出力端子と受信回路の入力端子が共用になっている。また、送信回路、受信回路は、同一の回路グラウンドを基準にして信号を生成、受信するようになっている。また、送信回路が信号を送信しているときに受信回路が停止し、受信回路が信号を受信しているときに送信回路が停止するようなっている。なお、信号送信や信号受信の動作や効果については、上記のものと同様なので説明を省略する。
【００４０】
上記の各例においては、蓋１５に絶縁性皮膜で覆った導電シート（電気的にフローティングしている導電シート）を貼り付けてもよい。こうすることで、電極と人体間の静電容量をさらに大きくでき、一層好適である。
【００４１】
また、上記の各例では、電極１７、１８は必須ではなく、すなわち、かかる電極の一方または両方を設けない構成においてであっても、信号を送信や受信できればよい。各例では、電極１４とユーザの人体の間の静電容量が大きくなるので、電極１７、１８を設けない構成であっても、信号の送信、受信の可能性を高めることができるのである。
【００４２】
以上説明したように、第１の実施の形態に係るトランシーバ１によれば、送信回路と受信回路の少なくとも一方を備えるトランシーバ回路と、トランシーバ回路が取り付けられる筐体と、第１面と該第１面の反対側の第２面とを有する金属の外装体で覆われた電池を第１面の方がトランシーバの周囲に近くなるように筐体に取り付けるための構造と、送信回路の出力端子または受信回路の入力端子または回路グラウンドに接続され、電池を第１面の方が周囲に近くなるように取り付けたときの第２面に対向するように配置された電極とを備えることで、電極とユーザの人体の間の静電容量を比較的大きくすることができ、電極とユーザの人体の間での信号の減衰が少なく、理想的な情報の送信や受信を行うことができる。すなわち、第１の実施の形態によれば、電池駆動でありながら信号の減衰を少なくできるトランシーバを提供するという課題を解決することができる。
【００４３】
［第２の実施の形態］
図３は、第２の実施の形態に係るトランシーバの一例を示す部分的な断面図である。
【００４４】
第２の実施の形態のトランシーバ１Ａは、第１の実施の形態に係るトランシーバ１と同様の構成を備えるので、かかる構成についての重複説明を省略する。そして、第２の実施の形態では、そのトランシーバ１との差異を中心に説明する。
【００４５】
トランシーバ１Ａでは、電極１４と、例えば回路グラウンドＣＧの間に保護用素子Ｐが設けられている。保護用素子Ｐは、電極１４と電池ＣＥＬの外装体Ｃの第２面Ｃ２が導通したときに電池ＣＥＬから回路グラウンドＣＧに流れる電流を低減させるものであり、例えば、プリント基板１６の上に設けられる。
【００４６】
例えば、電極１４を覆う絶縁性を有する被膜１４Ａが破れて、電極１４と外装体Ｃの第２面Ｃ２が導通すると、上記のように、外装体Ｃが電池ＣＥＬの正極に接続されているので、回路グラウンドＣＧを介して、電池ＣＥＬの正負極が導通して大電流が流れ、電池ＣＥＬまたは電流の通るプリント基板１６の上の回路パターンが損傷する可能性がある。
【００４７】
保護用素子Ｐは、この電流を低減させ、もって、電池ＣＥＬなどの損傷を防止することができる。
【００４８】
電池ＣＥＬから流れようとする電流は直流なので、例えば、保護用素子Ｐは、キャパシタまたはキャパシタとインダクタの直列回路とするのが好ましい。
【００４９】
また、その共振周波数を信号の搬送波の周波数に等しくすることで、信号の送信時や受信時においては、保護用素子Ｐのインピーダンスを最大化でき、つまり、送信回路や受信回路への誘導による悪影響を最小化でき、好適である。
【００５０】
なお、保護用素子Ｐは、電極１４と送信回路の出力端子の間に設けてもよい。この場合、電極１４と外装体Ｃの第２面Ｃ２が導通すると、電池ＣＥＬから送信回路に大電流が流れ、送信回路または回路パターンが損傷する可能性があるが、保護用素子Ｐは、この電流を低減させ、もって、送信回路などの損傷を防止することができる。
【００５１】
また、保護用素子Ｐは、電極１４と受信回路の入力端子の間に設けてもよい。この場合、電極１４と外装体Ｃの第２面Ｃ２が導通すると、電池ＣＥＬから受信回路に大電流が流れ、受信回路または回路パターンが損傷する可能性があるが、保護用素子Ｐは、この電流を低減させ、もって、受信回路などの損傷を防止することができる。
【００５２】
以上説明したように、第２の実施の形態によれば、送信回路と受信回路の少なくとも一方を備えるトランシーバ回路と、トランシーバ回路が取り付けられる筐体と、第１面と該第１面の反対側の第２面とを有する金属の外装体で覆われた電池を第１面の方がトランシーバの周囲に近くなるように筐体に取り付けるための構造と、電池を第１面の方が周囲に近くなるように取り付けたときの第２面に対向するように配置された電極と、電極と回路グラウンド等の間に設けられ、電極と電池の第２面が導通したときに電池から回路グラウンド等に流れる電流を低減させる保護用素子とを備えることで、第１の実施の形態の効果に加え、保護用素子により、電池、トランシーバ回路内の送信回路、受信回路などの損傷を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第１の実施の形態に係るトランシーバの一例を示す断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係るトランシーバの別な一例を示す断面図である。
【図３】第２の実施の形態に係るトランシーバの一例を示す部分的な断面図である。
【図４】従来の通信システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１、１Ａ…トランシーバ
１０…トランシーバ
１１…トランシーバ回路
１２…筐体
１３…構造
１４、１７、１８…電極
１４Ａ…被膜
１５…蓋
１６…プリント基板
Ｃ…外装体
Ｃ１…第１面
Ｃ２…第２面
ＣＥＬ…電池
ＣＧ…回路グラウンド
Ｈ…ヒンジ
ＯＵＴ…出力端子
Ｐ…保護用素子
【図１】
2010062847.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2010062847.tif 000006