(57)【要約】【課題】通信装置間の情報伝送の自由度を向上させる。【解決手段】親機（第１の通信装置）１と、一又は複数の子機（第２の通信装置で）２とを含み、親機１が、電源２０と、電源２０の出力に基づく交番磁界Ｍを介して電力Ｐを送電する送電部１８と、人体の外表面に形成される静電界Ｅを伝送媒体として情報信号Ｔの送信及び／又は受信を行う通信部２９と、を備え、子機２が、外部から到来する交番磁界Ｍを電気量に変換して電力Ｐを受電する受電部３０と、人体の外表面に形成される静電界Ｅを伝送媒体として情報信号Ｔの受信及び／又は送信を行う通信部３０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の通信装置と、一又は複数の第２の通信装置とを含み、
前記第１の通信装置が、電源と、当該電源の出力に基づく交番磁界を介して電力を送電する送電部と、人体の外表面に形成される静電界を伝送媒体として情報信号の送信及び／又は受信を行う通信部と、を備え、
前記第２の通信装置が、外部から到来する交番磁界を電気量に変換して電力を受電する受電部と、人体の外表面に形成される静電界を伝送媒体として情報信号の受信及び／又は送信を行う通信部と、
を備えたことを特徴とする情報通信システム。
【請求項２】
電源と、当該電源の出力に基づく交番磁界を介して電力を送電する送電部と、
人体の外表面に形成される静電界を伝送媒体として情報信号の送信及び／又は受信を行う通信部と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の情報通信装置。   
【請求項３】
外部から到来する交番磁界を電気量に変換して電力を受電する受電部と、
人体の外表面に形成される静電界を伝送媒体として情報信号の受信及び／又は送信を行う通信部と、
を備えたことを特徴とする情報通信装置。
【請求項４】
第１の通信装置から一又は複数の第２の通信装置に対して電磁誘導方式により無線給電を行い、
前記第１の通信装置と第２の通信装置との間、又は複数の第２通信装置相互間で人体通信方式により情報信号の送信及び／又は受信を行うこと
を特徴とする情報通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体の表面に形成される静電界を利用した通信システム、通信装置及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報通信のワイヤレス化の一環として人体通信が知られている。人体通信は、人間の体を通信媒体とする通信方式である。人体通信システムの一つに、元々人間の人体等に帯電する静電界（準静電界）を近接・短距離通信に応用した、いわゆる静電界方式の通信システムが公知である（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０８８８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の通信システムによれば、人体表面からその周囲等方に帯電状態が広がる人体をアンテナとして通信可能とすることにより、通信方向が制約されることなく、また通信強度が電極面積に依存することなく、通信の際における自由度を向上することができるとされる。この通信システムは、通信相手の情報装置の近傍に手をかざしただけで通信相手の通信装置に情報を伝送することができる。具体的には、駅の改札機に設置されたセンサーの近傍に手をかざしただけで検札処理を行うシステム等に応用可能である。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の通信システムには、通信距離に制約がある。すなわち、人体に存在する準静電界は人体の表面からおよそ数センチメートルの範囲に分布するため、その準静電界が及ぶ距離以上離れた位置にある通信装置に信号を到達させることはできない。
【０００６】
また、上記特許文献１には、通信相手に対して無線給電を行う技術が開示されている。この無線給電方式は、情報信号の伝送方式と同じく準静電界を伝送媒体として利用するものであるため、上記同様に給電距離が準静電界の分布範囲の制約を受ける。
【０００７】
本発明の課題は、電力と情報とを異なる伝送方式により伝送させ、通信装置間の情報伝送の自由度を向上させ得る情報通信システム、情報通信装置及び情報通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の情報通信システムの発明は、
第１の通信装置と、一又は複数の第２の通信装置とを含み、
前記第１の通信装置が、電源と、当該電源の出力に基づく交番磁界を介して電力を送電する送電部と、人体の外表面に形成される静電界を伝送媒体として情報信号の送信及び／又は受信を行う通信部と、を備え、
前記第２の通信装置が、外部から到来する交番磁界を電気量に変換して電力を受電する受電部と、人体の外表面に形成される静電界を伝送媒体として情報信号の受信及び／又は送信を行う通信部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の通信装置の発明は、電源と、当該電源の出力に基づく交番磁界を介して電力を送電する送電部と、人体の外表面に形成される静電界を伝送媒体として情報信号の送信及び／又は受信を行う通信部と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の通信装置の発明は、外部から到来する交番磁界を電気量に変換して電力を受電する受電部と、人体の外表面に形成される静電界を伝送媒体として情報信号の受信及び／又は送信を行う通信部と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の通信方法の発明は、
第１の通信装置から一又は複数の第２の通信装置に対して電磁誘導方式により無線給電を行い、前記第１の通信装置と第２の通信装置との間、又は複数の第２通信装置相互間で人体通信方式により情報信号の送信及び／又は受信を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電力と情報とを異なる伝送方式により伝送するので、通信装置間の情報伝送の自由度を向上させ得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る情報通信システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る情報通信装置の内部構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る情報通信システムの応用例を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る情報通信システムの他の応用例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
［情報通信システムの概要］
図１に、本発明に係る情報通信システムの概要を示す。
図１に示すように、この情報通信システムは、第１の情報通信装置としての親機１と、一又は複数の第２の情報通信装置としての子機２と、からなる。この情報通信システムは、親機１と子機２との間で静電界（準静電界）Ｅを信号伝達媒体として通信情報Ｔの送受信（人体通信）を行い、親機１から子機２に対して電磁界Ｍを介して無線送電Ｐを行うものである。
【００１６】
［親機１の構成］
図２に、本実施の形態に係る情報通信システムのブロック図を示す。  
図２に示すように、親機１はマイクロコンピュータを使用して構成される。親機１は、ＣＰＵ１１と、１２と、ＲＡＭ１３と、入力装置１４と、ディスプレイ１５と、子機２との間で情報通信を行う通信部１７と、電源２０と、電源２０の出力電力を子機２に無線で送電する送電部１８と、を含む。上記各構成要素は、システムバス１６を介して相互に通信可能に接続されている。
【００１７】
ＲＯＭ１２には、ＣＰＵ１１のオペレーティングシステムや親機１を統括的に制御するための制御プログラム等が記憶されている。ＣＰＵ１１はＲＯＭ１２からこれらのプログラムを読み出してＲＡＭ１２に展開し、展開された各プログラムと協働して子機と２との情報通信及び子機２への無線送電の制御を実行する。
【００１８】
入力装置１４は、親機１への各種設定、操作入力等を行うためのものである。
【００１９】
ディスプレイ１５は、入力装置１４により入力された設定情報、各種の装置状態を示す情報、子機から送信された情報等を表示する。このディスプレイ１５の表示画面上にタッチパネルを重畳させて入力装置１４とディスプレイ１５とを一体化させた、いわゆるタッチパネル式の入力／表示装置を構成することもできる。
【００２０】
通信部１７は、子機２に対して情報Ｔを送信する機能及び子機２から到来する情報Ｔを受信する双方向通信機能を有する。なお、通信部１７は、親機１と子機２との間でいずれか一方にのみ通信を行う単方向通信方式であっても良い。
【００２１】
通信部１７は、送受信用のアンテナ電極（図示せず）を有する。通信部１７は、このアンテナ電極を通じて親機１から子機２に送信すべき情報Ｔを人体に帯電する静電界Ｅを振動させることにより送信を行う。また通信部３は、静電界Ｅを介して子機２から送信された情報Ｔを上記アンテナ電極で受信し、電気信号に変換する。人体に帯電する静電界Ｅが分布する範囲は、人体表面の近傍（約数センチメートル程度）である。したがって、親機１と子機２との間の情報通信は、互いに静電結合できる環境下（静電界Eの分布範囲内）において行われなければならない。
【００２２】
送電部１８は、電源２０からの出力電力に基づいて交番磁界を生成する磁界発生部と、その交番磁界を送電部１８を中心とする周囲空間に形成し所定半径（例えば、数メートル〜十数メートル）の範囲に交番磁界（磁場）Ｍを生成するアンテナコイルと、を含む。この交番磁界Ｍの範囲内において親機１から子機２に対して無線で電力Ｐの供給が可能である。
したがって、子機２は交番磁界Ｍの範囲内に存在すれば、親機１との間の通信可能距離を越えた距離だけ離れた位置であっても互いに電磁結合されるので電力Ｐの供給を受けることができる。
その結果、子機２が複数ある場合、各子機２が交番磁界Ｍの及ぶ範囲に位置し、且つ子機２同士が互いに通信可能な静電界Ｅの及ぶ範囲に位置すれば、子機２が自装置内に独立した電源（電池等）をもたなくても互いに通信が可能なシステムを構築することができる。
【００２３】
電源２０は、電池２１からの直流電圧を所定周波数の交流電圧に変換するインバータ（図示せず）を含む。なお、電源２０は、コンセント２２等を介して外部の商用電源から電力の供給を受ける構成であっても良い。
【００２４】
［子機２の構成］
図２を参照して、子機２は、ＣＰＵ２１と、ＲＯＭ２２と、ＲＡＭ２３と、入力装置２４と、ディスプレイ２５と、親機１から送信された情報を再生する再生装置２６と、音声出力のためのスピーカ２７と、親機１との間で静電界Eによる静電結合で情報通信を行う通信部２９と、親機の送電部１８から交番磁界Ｍを介して無線送電された電力を電磁結合で受電するアンテナコイル３１と、アンテナコイル３１で電気量に変換された電力を子機装着補助具２の内部の各構成要素に供給する受電部３０と、を含む。上記各構成要素は、システムバス２８を介して相互に通信可能に接続されている。
【００２５】
ＲＯＭ２２には、ＣＰＵ２１のオペレーティングシステムや子機２を統括的に制御するための制御プログラム等が記憶されている。ＣＰＵ２１はＲＯＭ２２からこれらのプログラムを読み出してＲＡＭ２２に展開し、展開された各プログラムと協働して親機１（又は子機２が複数である場合は、他の子機）との情報通信の制御を実行する。
【００２６】
入力装置２４は、子機２に対する各種設定、操作入力を行うためのものである。
【００２７】
ディスプレイ２５は、入力装置２４により入力された設定情報、各種の装置状態を示す情報、親機１から送信された情報等を表示する。このディスプレイ２５の表示画面上にタッチパネルを重畳させて入力装置２４とディスプレイ２５とを一体化させた、いわゆるタッチパネル式の入力／表示装置を構成することもできる。
【００２８】
通信部２９は、親機１（又は子機２が複数である場合は、他の子機）との間で情報を送受信する双方向の通信機能を有する。通信部２９は、静電界Ｅを介して静電結合により伝送される通信情報を電気信号に変換し、システムバス２８を介してＣＰＵ２１に転送する。
【００２９】
受電部３０は、アンテナコイル１９と電磁結合をなすアンテナコイル３１で受電された送電電力Ｐを直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）を含み、子機２内の各構成要素に駆動電圧を供給する。
【００３０】
以上のように、情報は親機１と子機２との間で電界方式（人体通信）により双方向（又は単方向）の伝送が行われる。一方、電力Ｐは通信情報とは別に単独で電磁界方式で無線伝送される。
【００３１】
本実施形態によれば、情報通信の伝送方式と無線送電の伝送方式とを互いに独立した構成としたことにより、親機１が電力供給源と情報管理装置（すなわち、サーバ）と二つの機能を合わせもつシステムの構築が可能となる。この場合、電力Ｐの供給範囲は電界方式に比べてはるかに広い範囲（例えば、数メートル〜十数メートル）をカバーすることができるので、この送電範囲内において複数の子機同士が電池を内蔵することなく情報の通信を行うことができ、その結果、情報通信システムとしてより自由度の高いシステムを構築することができるのである。
【００３２】
［応用例］
次に、本発明に係る情報通信システムの応用例を図３に示す。
この応用例に係る情報通信システムは、１台の親機１００をサーバとし、この親機１００に複数の子機２００〜２０５を組み合わせたものである。
【００３３】
この情報通信システムによれば、各子機２００〜２０５を６人のゲームプレイヤーに持たせ、磁界Ｍが及ぶ範囲（無線送電範囲）において、各子機２００〜２０５同士が親機１００からの電力供給を受けながら、互いにあるいは親機１００との間で情報の送受信によりゲームを行うことができる。
【００３４】
例えば、子機２００は親機１００から電力Ｐ１を受け、子機２００を携帯するゲームプレイヤーの静電界Ｅ１を介して親機１００との間で情報Ｔ１の交信を行う。一方、子機２０１は、親機１００から電力Ｐ２の供給を受け、子機２００を携帯するゲームプレイヤーの静電界と子機２０１を携帯するゲームプレイヤーの静電界との和の静電界Ｅ２を介して情報Ｔ２の交信を行う。
【００３５】
この組み合わせでは、子機２０１が親機１００から直接的に情報を受信することはできないが、子機２００を介して受け取ることができる。かくして受信された情報を子機２００と２０１とが共有して互いにゲームを行うことができる。なお、どのようなゲームを行うかは、任意である。
【００３６】
また、子機２０２と２０３の組み合わせでは、子機２０２及び２０３が電力Ｐ３及びＰ４の供給を受け、子機２０２、２０３を携帯するゲームプレイヤー同士で互いの静電界の和Ｅ３を介して情報Ｔ３の交信を行うことができる。したがって、子機２０２及び２０３が親機１００からゲームに関する情報を受信し、互いに或いは親機１００と交信しながらゲームを進行することができる。
【００３７】
さらに、子機２０４と２０５の組み合わせでは、親機１００と子機２０４及び２０５とが三つどもえ状態でゲームを展開することができる。子機２０４及び２０５は電力Ｐ５、Ｐ６の供給を受けながら、各ゲームプレーヤー相互間の静電界Ｅ４、Ｅ５、Ｅ６を介して情報の交信を行うことができる。
【００３８】
以上の通り、自由な形態で情報通信システムを構築することができる。
【００３９】
［他の応用例］
次に、本発明に係る情報通信システムの他の応用例を図４に示す。
この情報通信システムは、パソコン３００を親機（サーバ）とし、人体に装着された携帯音楽プレーヤ４００を第一の子機とし、伝送された情報を第二の子機であるヘッドフォン６００に転送して音楽再生を行う例である。
【００４０】
このシステムによれば、携帯音楽プレーヤ４００及びヘッドフォン６００共にパソコン３００から磁場Ｍによる電力供給を受けることができるため、それぞれが電池を持つ必要がなく、軽量でコンパクトな再生システムを構築することができる。
【００４１】
すなわち、パソコン３００から送信された音楽データは、人体５００の手をパソコン３００の近傍にかざすことで人体５００に帯電されている静電界Ｅを介して携帯音楽プレーヤ４００に送信される。携帯音楽プレーヤ４００で受信された音楽データは同じ人体５００の静電界Ｅを介してヘッドフォン６００に転送され、かくして音楽データはヘッドフォン６００において音響信号に変換され再生される。         
【符号の説明】
【００４２】
１…親機
２…子機
１７…通信部
１８…送電部
２０…電源
２９…通信部
３０…受電部
Ｅ…静電界
Ｍ…電磁界
Ｔ…通信情報
Ｐ…送電電力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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