(57)【要約】  【課題】  各デバイスの設置の自由度を確保しつつ、それらの容易な敷設を可能とするユビキタスシステムおよびデバイス接続方法ならびにそれらに用いて好適な導電性布、導電性衣服および導電性壁を提供する。  【解決手段】  絶縁性の布の両面に電源／信号線１４、１５を面状電極の形で設けて導電性衣服を作る。この導電性衣服の導電性布の任意の位置に任意の個数のコンピュータ、センサ、アクチュエータ等のデバイス１１〜１３をブローチを付けるときのように差し込んで装着し、それらの端子を電源／信号線１４、１５と接続する。電源／信号線１４、１５に電源および信号を供給する。【選択図】        図１
2005322052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の布の両面に第１の面状電極および第２の面状電極を有する導電性布を用いた導電性衣服と、
上記導電性衣服の上記導電性布に装着されて上記第１の面状電極および上記第２の面状電極と接続される少なくとも一つのデバイスとを有し、
上記導電性布の上記第１の面状電極および上記第２の面状電極に電源および信号を供給するようにしたことを特徴とするユビキタスシステム。
【請求項２】
上記第１の面状電極および上記第２の面状電極が導電性繊維からなる布、導電性塗料、導電性高分子または金属からなることを特徴とする請求項１記載のユビキタスシステム。
【請求項３】
上記第１の面状電極および上記第２の面状電極が電磁波シールドクロスであることを特徴とする請求項１記載のユビキタスシステム。
【請求項４】
上記デバイスがコンピュータ、センサまたはアクチュエータであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のユビキタスシステム。
【請求項５】
上記デバイスを上記導電性布に差し込むことにより装着することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のユビキタスシステム。
【請求項６】
絶縁性の基体の両面または絶縁性の基体中に第１の面状電極および第２の面状電極を有する導電性基体と、
上記導電性基体に装着されて上記第１の面状電極および上記第２の面状電極と接続される少なくとも一つのデバイスとを有し、
上記導電性基体の上記第１の面状電極および上記第２の面状電極に電源および信号を供給するようにしたことを特徴とするユビキタスシステム。
【請求項７】
上記絶縁性の基体が壁であることを特徴とする請求項６記載のユビキタスシステム。
【請求項８】
上記第１の面状電極および上記第２の面状電極が導電性繊維からなる布、導電性塗料、導電性高分子または金属からなることを特徴とする請求項６または７記載のユビキタスシステム。
【請求項９】
上記第１の面状電極および上記第２の面状電極が電磁波シールドクロスであることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項記載のユビキタスシステム。
【請求項１０】
上記デバイスがコンピュータ、センサまたはアクチュエータであることを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項記載のユビキタスシステム。
【請求項１１】
絶縁性の布の両面に第１の面状電極および第２の面状電極を有する導電性布を用いた導電性衣服の上記導電性布に少なくとも一つのデバイスを装着して上記第１の面状電極および上記第２の面状電極と接続するようにしたことを特徴とするデバイス接続方法。
【請求項１２】
絶縁性の基体の両面に第１の面状電極および第２の面状電極を有する導電性基体に少なくとも一つのデバイスを装着して上記第１の面状電極および上記第２の面状電極と接続するようにしたことを特徴とするデバイス接続方法。
【請求項１３】
絶縁性の布の両面に第１の面状電極および第２の面状電極を有することを特徴とする導電性布。
【請求項１４】
絶縁性の布の両面に第１の面状電極および第２の面状電極を有する導電性布を用いたことを特徴とする導電性衣服。
【請求項１５】
絶縁性の壁材の両面または絶縁性の壁材中に第１の面状電極および第２の面状電極を有することを特徴とする導電性壁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ユビキタスシステム、デバイス接続方法、導電性布、導電性衣服および導電性壁に関し、特に、ネットワーク基盤に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
ウェアラブル（wearable）、ユビキタス（ubiquitous）といった言葉が注目を集めて久しい（非特許文献１）。身の回りのあらゆるものにコンピュータ、各種センサ、アクチュエータ（ここでは、ディスプレイ等も含めた、コンピュータの出力デバイスの総称として用いている）が埋め込まれるユビキタスコンピューティングにおいては、それらの有機的な結合によって従来とは全く異なる新しいパラダイムの展開が期待されている。ウェアラブルあるいはユビキタスをキーワードとした新しいタイプのシステムも数多く提案されており、情報デザイン、ファッションあるいはアプリケーション等様々な観点から議論されている（非特許文献２）。しかし、この種のシステムでは、基本的な事項としてコンピュータ、センサ等の敷設・接続方法が問題となる場合が多い。特に、電源とデータ通信路の確保は重要な問題として指摘されている。
【０００３】
【非特許文献１】Mark Weiser,"The computer for the 21st century",Scientific American,          Vol.265,No.30,pp.94-104,1991
【非特許文献２】志水英二，" ウェアラブルの未来は「服コンピュータ」にあり" ，          ネイチャーインターフェース，Vol.2,No.5,pp.24-27,2002
【０００４】
これまでに、ウェアラブルコンピューティングあるいはユビキタスコンピューティングを見据えたセンサ・アクチュエータの接続方式に関する研究や技術は、以下のように数多く報告されている。
既存技術の代表的なものは無線通信を用いるものである。デバイス間でデータ通信を行うものに求められる距離が比較的近距離のものとしては、例えばＲＦタグ（非特許文献３）が知られている。逆に、求められるデータ通信の距離が比較的遠距離のものとしては、赤外線通信や Bluetooth、微弱無線機等がよく知られている。このうち、ＲＦタグは電源供給も無線経由で行うことが可能なため、各端末側には電源が不要であるという利点がある。しかしその一方で、タグのリーダとタグとは、接触するほどの近距離にする必要があるため、端末側のセンサ・アクチュエータの配置の自由度は低いと思われる。赤外線通信や Bluetooth等の電波を用いる無線通信の場合、機器間の距離を比較的遠距離にすることが可能である。しかし、端末側には電源が必須となる。この電源としてバッテリーを用いる場合、バッテリー寿命の問題が不可避である。また、ＡＣ電源等を用いる場合には電源線を敷設しなければならず、結局のところ無線通信の利点が生かされていないと言える。以上ここまで述べたような問題を解決できる CoBIT（非特許文献４）のようなデバイスも考案されている。 CoBITでは、電力供給と信号伝送とを共に赤外線を用いて行っている。しかし、電力供給を赤外線で行っているため、端末側でセンサやアクチュエータが利用可能な電力には制限が大きいと思われる。
【０００５】
【非特許文献３】社団法人日本自動認識システム協会ＲＦＩＤ部          インターネット〈http://www.aimjapan.or.jp/bkindex/rfid/rfindex.html 〉
【非特許文献４】Takuichi Nichimura,Hideo Itoh,Yoshinobu Yamamoto and Hideyuki          Nakashima,”A compact battery-less information terminal(CoBIT)          for location-based support systems",In Proceeding of SPIE,number          4863B-12,2002
【０００６】
ウェアラブルコンピューティングでは，農作業支援（非特許文献５）、消防服、戦闘服、身体機能の医学的モニタ、ファッション（コミュニケーション）（非特許文献６）等様々な研究事例が報告されており、様々なシステムが構築されている。しかし、上述したように現在のウェアラブルコンピューティングシステムでは、多くの場合、その目的や用途を限定している。すなわち、ウェアラブルとして搭載される機器の種類や設置場所は予め決められている場合が多く、ウェアラブル機器の設置に関する自由度や拡張性に乏しいと思われる。スマートシャツ（非特許文献７）は通信路である電源をインフラとして衣類に織り込み、そこに機器を自由に設置できるものであるが、デバイスを接続できる空間的な場所が限定されている、という問題がある。導電性ファブリックという発想では、全身被覆型触覚センサスーツ（非特許文献８）があるが、これは触覚センサの使用を前提としたある種のスイッチにすぎない。
【０００７】
【非特許文献５】中尾太郎、寺田努、塚本昌彦、宮前雅一、庄司武、岸野泰恵、義久智樹、          西尾章治郎、”ウェアラブル型ルールベースシステムを用いた農作業支援          システム”，情報処理学会第６５回全国大会講演論文集、Vol.5,pp.211          -214,2003
【非特許文献６】岸野泰恵、塚本昌彦、義久智樹、西尾章治郎、”ファッション・コミュニ          ケーションのためのＬＥＤを用いた装着型デバイス”，情報処理学会          第６５回全国大会講演論文集、Vol.5,pp.191-194,2003
【非特許文献７】Sensatex社:Smart Shirt System          インターネット〈ＵＲＬ：http://www.sensatex.com/smartshirt/index.          html〉
【非特許文献８】稲葉雅幸，星野由紀子，井上博充，”導電性ファブリックを用いた全身被覆          型触覚センサスーツ”，日本ロボット学会誌，Vol.16,No.1,pp.80-86,1998
【０００８】
なお、２本の信号線に電源・信号を重畳する通信方式に関する技術として、非特許文献９〜１２に示すようなものがある。
【非特許文献９】Maxim Integrated Products,Inc.:1-wire and iButton          インターネット〈ＵＲＬ：http://www.maxim-ic.com/1-Wire.efm〉
【非特許文献１０】Echelon 社          インターネット〈ＵＲＬ：http://www.echelon.com/ 〉
【非特許文献１１】AS-Interface          インターネット〈ＵＲＬ：http://www.as-interface.com/〉
【非特許文献１２】FieldBUS ONLINE:          インターネット〈ＵＲＬ：http://www.fieldbus.org/〉
【０００９】
また、LonWorksでの物理層をサポートするトランシーバとして、ツイストペア線用のＬＰＴ−１１（非特許文献１３）と電灯線用のＰＬＴ−２２（非特許文献１４）とが知られている。
【非特許文献１３】LonWorks,LPT-11 Link Power Tranceiver User's Guide
【非特許文献１４】LonWorks,PLT-22 Power Line Tranceiver User's Guide
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本格的なウェアラブル・ユビキタス社会を迎え、個人がそれぞれのライフスタイルに応じて自由にウェアラブル・ユビキタスを楽しむためには、各デバイス（コンピュータ、センサ等）の設置の自由度を確保しつつ、容易な敷設を可能とするような基盤システムが必要であると思われるが、これまで、その具体的な実現方法については提案されていなかった。
【００１１】
そこで、この発明が解決しようとする課題は、各デバイスの設置の自由度を確保しつつ、それらの容易な敷設を可能とするユビキタスシステムおよびデバイス接続方法ならびにそれらに用いて好適な導電性布、導電性衣服および導電性壁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、各デバイスに必須の電源供給路と通信路とを衣服等の表裏に面状電極の形で設け、これに対して、例えば、被服に見立てた場合のブローチの如く、あるいは壁に見立てた場合の壁飾りの如く、各デバイスを自由に配置することができる新たなコンピュータ・センサ・アクチュエータ間接続方式（本発明者らはこの方式をTextileNetと呼んでいる）を案出し、この発明を案出するに至った。
【００１３】
すなわち、上記課題を解決するために、第１の発明は、
絶縁性の布の両面に第１の面状電極および第２の面状電極を有する導電性布を用いた導電性衣服と、
上記導電性衣服の上記導電性布に装着されて上記第１の面状電極および上記第２の面状電極と接続される少なくとも一つのデバイスとを有し、
上記導電性布の上記第１の面状電極および上記第２の面状電極に電源および信号を供給するようにしたことを特徴とするユビキタスシステムである。
【００１４】
ここで、第１の面状電極および第２の面状電極は、典型的には絶縁性の布の両面の全面に形成されるが、導電性衣服の用途や機能等に応じて、これらの第１の面状電極および第２の面状電極が形成されていない部分があってもよい。これらの第１の面状電極および第２の面状電極の材料は、導電性衣服の用途や機能等に応じて最適なものが選ばれるが、具体例を挙げると、導電性繊維からなる布、導電性塗料、導電性高分子（導電性プラスチック）、金属等である。導電性繊維からなる布としては、例えば電磁波シールドクロスが用いられる。導電性衣服の導電性布に装着されるデバイスは、コンピュータ、センサ、アクチュエータ等であり、これらのうちから必要なものが適宜選ばれて装着される。典型的には、これらのデバイスを例えばピンバッジ型に構成し、タイタックピンやブローチの如く導電性布に差し込むことにより装着し、デバイスの端子が第１の面状電極および第２の面状電極と接続されるようにする。これらのデバイスは通常、着脱自在に装着される。導電性衣服は人が着るものに限られず、ペット等の動物に着せるものであってもよい。
【００１５】
第２の発明は、
絶縁性の基体の両面または絶縁性の基体中に第１の面状電極および第２の面状電極を有する導電性基体と、
上記導電性基体に装着されて上記第１の面状電極および上記第２の面状電極と接続される少なくとも一つのデバイスとを有し、
上記導電性基体の上記第１の面状電極および上記第２の面状電極に電源および信号を供給するようにしたことを特徴とするユビキタスシステムである。
【００１６】
ここで、絶縁性の基体は基本的にはどのようなものであってもよく、木材、布、紙、プラスチック等の各種の材料からなるものであってよい。この絶縁性の基体は、一つの典型的な例では部屋の壁である。絶縁性の基体中に第１の面状電極および第２の面状電極を有する場合、これらの第１の面状電極および第２の面状電極は、例えば、その絶縁性の基体の一方または両方の表面側に埋設して設けられる。
第２の発明においては、その性質に反しない限り、第１の発明に関連して説明したことが成立する。
【００１７】
第３の発明は、
絶縁性の布の両面に第１の面状電極および第２の面状電極を有する導電性布を用いた導電性衣服の上記導電性布に少なくとも一つのデバイスを装着して上記第１の面状電極および上記第２の面状電極と接続するようにしたことを特徴とするデバイス接続方法である。
【００１８】
第４の発明は、
絶縁性の基体の両面に第１の面状電極および第２の面状電極を有する導電性基体に少なくとも一つのデバイスを装着して上記第１の面状電極および上記第２の面状電極と接続するようにしたことを特徴とするデバイス接続方法である。
【００１９】
第５の発明は、
絶縁性の布の両面に第１の面状電極および第２の面状電極を有することを特徴とする導電性布である。
【００２０】
第６の発明は、
絶縁性の布の両面に第１の面状電極および第２の面状電極を有する導電性布を用いたことを特徴とする導電性衣服である。
【００２１】
第７の発明は、
絶縁性の壁材の両面または絶縁性の壁材中に第１の面状電極および第２の面状電極を有することを特徴とする導電性壁である。
第３〜第７の発明においては、その性質に反しない限り、第１および第２の発明に関連して説明したことが成立する。
【００２２】
上述のように構成されたこの発明においては、導電性衣服あるいは壁等の任意の位置に任意の種類および個数のデバイスを差し込む等することにより装着するだけで第１の面状電極および第２の面状電極と接続することができ、これらの第１の面状電極および第２の面状電極を電源線路および通信路として各デバイスに電源を供給し、信号の送受信を行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によれば、各デバイスの設置の自由度を確保しつつ、衣服や壁等にそれらの容易な敷設が可能となる。このため、機能を特化しない、極めて汎用性に富むウェアラブル・ユビキタスシステム等の各種ユビキタスシステムを容易に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１はこの一実施形態によるユビキタスシステムを示し、接続方式TextileNetを用いたものである。図１に示すように、このTextileNetでは、空間に分散したコンピュータ、センサ、アクチュエータ等のデバイス１１〜１３間を面状電極の形の２本の電源／信号線１４、１５のみを使って接続し、ここに電源と信号とを重畳することで電源供給とデータ通信とを行う。ここでは３個のデバイスが示されているが、一般には任意の種類のものが任意の個数接続される。デバイスの例を挙げると、デバイス１１はコンピュータ、デバイス１２はセンサ、デバイス１３はディスプレイである。電源／信号線１４、１５への電源の供給および電源／信号線１４との信号の送受信はカプラ１６を介して有線または無線で行われる。この電源／信号線１４、１５への電源の供給は、具体的には例えば、デバイス１１〜１３とともに装着されるバッテリーにより行われる。同様に、デバイス１１、１２、１３への電源の供給および電源／信号線１４、１５との信号の送受信はそれぞれカプラ１７、１８、１９を介して行われる。カプラ１６〜１９はインターフェースであり、例えば通信モジュールにより構成される。
【００２５】
このTextileNetはウェアラブル／ユビキタスを支えるネットワーク基盤となるものである。ここでは、日常生活の中での衣服あるいは壁を基盤環境に見立ててTextileNetを構築する。上述した２本の電源／信号線１４、１５は、衣服あるいは壁においては非常に容易に確保される。以下これらについて具体的に説明する。
【００２６】
まず、衣服とTextileNetとの組み合わせを考える。衣服においては、その表面と裏面とに面状電極を形成し、これらを二つの独立した電源線路およびデータ伝送路と捉えることが可能である。この場合、衣服の任意の場所に表面・裏面に接続可能なピンバッジのようなデバイスを製作し、これを衣服に装着することで２本の電源／信号線１４、１５との接続が完了する。すなわち、衣服の任意の位置にコンピュータやセンサやアクチュエータを接続できることになる。この様子を図２Ａに示す。図２Ａに示すように、衣服（ポロシャツ）に各種のデバイス（図中、右下のものから反時計方向に順にＰＤＡ、カメラ、カメラ、平面ＬＥＤアレイ、湿度センサ）を装着して表面・裏面の面状電極と接続することにより、両矢印で示すように電源供給およびデータ伝送を行うことができる。比較のために図２Ｂに従来のウェアラブル環境を示す。図２Ｂに示すように、従来は各デバイス間をケーブルで接続する必要があり、デバイス設置の自由度は低かった。
【００２７】
次に、壁とTextileNetとの組み合わせを考える。壁についても、原則的には衣服と同様である。すなわち、壁材の表面と裏面とに面状電極を形成し、これらを二つの独立した電源線路およびデータ伝送路と捉える。壁材自体が厚い場合は、表面近くに２層構造の平面電極を埋め込むようにしてもよい。いずれにせよこのような壁材に対して、例えば画鋲型のデバイスを製作し、それを壁に差し込むことで２つの面状電極と接続し、これらを介して電源供給およびデータ伝送を実現する。すなわち、壁の任意の場所にコンピュータやセンサやアクチュエータを接続できることになる。
上記のような手法によって確保された２本の電源／信号線１４、１５を利用し、ここに電源と信号とを重畳することで、デバイスに対する電源供給の問題とデバイスの空間配置自由度の問題とを解決することができる。
【００２８】
TextileNetの設計の指針を以下にまとめる。ここでは特に衣服を前提として指針を述べるが、壁の場合にも共通することが多い。
（１）電源やデータ伝送路の確保
各デバイスが個別に電源線路とデータ伝送路とを準備しなければならないことが、「気軽なユビキタス」を阻害しているものと考えられる。このTextileNetでは、デバイスの共通基盤とも言える電源線路およびデータ伝送路のみを切り分け、衣服の表面を通じて電源およびデータを供給することにより、各デバイス装着の気軽さを実現している。
【００２９】
（２）空間的な自由度
上述した装着デバイスの種類に加え、各デバイスの装着場所も、ユーザのファッションセンスや拘りが反映される部分であり、最大限の自由度が求められる。例えば装着箇所がグリッド状に提供されているような仕組みにおいては、「ユビキタスで楽しむ」というような目的の場合、その装着場所の自由度が不十分であると考えられる。「衣服全体のどこでも装着可能」とする必要があるかどうかはアプリケーションに依存するが、ある一定の領域内での装着場所の自由度は十分に確保される必要がある。このTextileNetでは、衣服を面状電極として考えることで、装着場所の十分な自由度を確保している。
【００３０】
（３）データ通信の安定性
TextileNetで用いる衣服という通信路は、電気的には伝送路インピーダンスが不定且つ変化しうる、比較的大きい容量性リアクタンス分をもつ伝送路とみなすことができる。この場合、伝送路の特性インピーダンスの変化に影響を受けにくいような送受信回路を用いることが望ましい。
【００３１】
（４）供給電源の容量
各種デバイスを自由に装着するためには、TextileNetにより供給される電源の容量が比較的大きい必要がある。本TextileNetでは、電源供給を無線ではなく有線で行うことにより、供給電源容量の問題を回避している。
【００３２】
（５）衣服としての基本性能
上述したような機能を有しつつも、衣服としての基本性能を損なわないことが必要である。ここで言う基本性能とは、
・十分な柔軟性があること
・加工・縫製に際して特別な道具や経験を必要としないこと
・洗濯等メンテナンスが容易であること
・人体から出る汗や降雨等を受けても性能に問題がないこと
・色や素材、手触り等の観点からファッションが楽しめるものであること
等が挙げられる。衣服の用途や機能等に応じてこれらの基本性能の１または２以上を持つようにする。データ通信や電源供給を実現するためには衣服の表面抵抗値が十分低いことが重要となり、それらの実現のためには、衣服の用途や機能等にもよるが、例えば、導電性繊維による布を衣服に張り付ける方法、絶縁性繊維と導電性繊維とを用い、表面側を導電性繊維で織り、内側を絶縁性繊維で織った布を用いて衣服を縫製する方法、導電性塗料を衣服に塗布する方法、衣服に金属線を編み込む方法等が考えられる。また、既成の布と同程度の柔軟性や加工の容易さが確保されることも重要である。柔軟性や耐水性等の基本性能を十分に得たい場合には前２者の方法が望ましく、特に後述する電磁波シールドクロスを用いることで高い導電性と衣服としての基本性能とを両立させることができる。
【００３３】
次に、TextileNetの実装方式について説明する。
上述したように、本TextileNetは、コンピュータ・センサ・アクチュエータ間を２本の電源／信号線１４、１５のみを使って接続し、ここに電源と信号とを重畳することで電源供給とデータ通信とを行うものである。２本の信号線に電源・信号を重畳する通信方式に関する技術は、ＦＡ（Factory Automation) 分野等を中心にしていくつか既存のものを見つけることができる。例えば、Lonworks（非特許文献１０）、AS-Interface（非特許文献１１）、FoundationFieldBus/HI （非特許文献１２）等である。これらの技術の目的は、工場内等の広い範囲に分散するセンサやバルブ等のデバイスを２本の信号線で接続してネットワークを形成することであり、これらで決められた規格の一部として、電源を重畳することができるものが存在している。
【００３４】
また、建物内等に存在する２本組の電灯線を通信にも活用しようという技術もその開発が盛んである。これらは、一般にＰＬＣ（Power Line Communication）と呼ばれているが、これも２本の信号線に電源・信号を重畳する通信方式であり、交流電源のための電灯線に、電源に干渉されない１００ｋＨｚ程度の高い周波数で変調された信号を重畳するものである。しかし、建物内の電灯線が電波源となりうることから、法的な規制が無視できず、データの転送レートは５ｋｂｐｓ程度と低いものが多い。
【００３５】
上述のように、現在、様々な電源・信号重畳通信方式が提案されているが、本TextileNetでは、これらの中から、Echelon 社によるLonworksを利用する場合を考える。
Lonworksは、Echelon 社によって開発されたビル内分散ネットワーク用の通信方式である。Lonworksは、ＯＳＩ（Open Systems Interconnection) の７層モデルのすべてが実装されている数少ないプロトコルであり、その実現には、ニューロンチップと呼ばれる２個のプロセッサを内蔵する専用のプロセッサを用いる。また、通信の下位プロトコルはほぼNeuronChip内に用意されているため、アプリケーション層レベルのプログラム開発のみでデバイスの開発が可能である。
【実施例】
【００３６】
導電性衣服としてジャケットを次のようにして作製した。図３に示すように、絶縁層であるウール生地３１の表裏に市販（フルモト商事）の電磁波シールドクロス３２、３３を縫い付け、これをジャケットとして縫製した。電磁波シールドクロス３２、３３はナイロン糸に銀をコーティングし、メッシュ状に編み上げたものであり、表面抵抗値は０．５Ω／ｓｑ以下と極めて低い値を示し、導電路として十分な性能を保持していると考えられ、既成の布と同程度の柔軟性を有している。電磁波シールドクロス３２、３３は全面がシースルーの形態を示すため、衣類としての仕立てが比較的容易であり、加えて洗濯も可能である。図４に今回用いた電磁波シールドクロス３２、３３を示す。両面の電磁波シールドクロス３２、３３の絶縁性を確保するために、絶縁層は４枚の布としている。
【００３７】
カプラ１７〜１９として通信モジュールを次のようにして作製した。Lonworksでの物理層をサポートするトランシーバにも複数種類が存在するが、これらの中で電源と信号とを重畳できるものとしては、ツイストペア線用のＬＰＴ−１１（非特許文献１３）と電灯線用のＰＬＴ−２２（非特許文献１４）とが挙げられる。この実施例では、通信レートが７８ｋｂｐｓと比較的高速であるＬＰＴ−１１を使用し、これを衣服の２面の電極に対して用いる。設計した伝送回路、すなわちカプラ１７〜１９のブロック図を図５に示す。図５に示すように、電源／信号線１４、１５にＬＰＴ−１１からなるトランシーバ５１が接続され、このトランシーバ５１にニューロンチップ５２が接続されている。このニューロンチップ５２としてはＴＭＰＮ３１２０が用いられる。符号５３は発振周波数が２０ＭＨｚの発振器を示す。符号５４は容量が１００μＦのコンデンサ、５５はインダクタンスが１ｍＨのコイル、５６は容量が２２μＦのコンデンサを示す。トランシーバ５１として用いたＬＰＴ−１１でデバイスに供給可能な電力は５００ｍＷ程度である。
【００３８】
デバイスは、タイタックピンを導電性衣服に差し込むことで装着した。図６にその様子を示す。図６に示すように、プリント配線基板７１上に通信モジュールを構成するＩＣ７２、７３等を搭載したものにプラス電極として用いられる電極７４を設けておく。一方、導電性衣服として上記のジャケットを用いる。そして、タイタックピンの一方の金属製の針部材７５ａをプリント配線基板７１を貫通して取り付けておき、この針部材７５ａを上記のジャケットを突き通して差し込み、タイタックピンの他方の金属製の部材７５ｂに針部材７５ａの先端部を収める。このとき、プリント配線基板７１上の電極７４がジャケットの電磁波シールドクロス３２と接触するとともに、タイタックピンの他方の部材７５ｂが電磁波シールドクロス３３と接触する。ここで、電磁波シールドクロス３２はプラス極、電磁波シールドクロス３３はマイナス極であるとする。こうして、電磁波シールドクロス３２はプリント配線基板７１上の電極７４と導通するとともに、電磁波シールドクロス３３はタイタックピンの他方の部材７５ｂおよび針部材７５ａを介してプリント配線基板７１上のマイナス電極として用いられる電極（図示せず）と導通する。電極７４には針部材７５ａの直径よりも大きい径の穴７４ａが設けられている。図７に示すように、針部材７５ａの側面には絶縁層７６が形成されており、電極７４および電磁波シールドクロス３２と接触するのが防止されるようになっている。符号７７はジャケットとプリント配線基板７１との接触を防止するための絶縁層を示す。この絶縁層７７は電極７４を避けて設けられる。
【００３９】
次に、実際に通信実験を行った結果について説明する。ただし、ここでは、簡易な布の両面に３０ｃｍ×３０ｃｍ程度の大きさの電磁波シールドクロスを両面テープで接着し、これらの電磁波シールドクロスを電極と見立てた上で、通信状況を試験した。実験の様子を図８に示す。
また、実験の結果を図９に示す。図９はオシロスコープ両面のスナップショットであるが、上が送信信号の波形、下が受信信号の波形である。通信レートは７８ｋｂｐｓである。図９より、問題なく通信ができていることが分かる。
一方、デバイスとしてＬＥＤ／スイッチを用意し、これを上記のようにして製作されたジャケットに装着し、スイッチのオン／オフを行ったところ、ＬＥＤの消灯／点灯を行うことができた。
【００４０】
以上のように、この一実施形態によれば、両面に面状電極を形成した導電性衣服にコンピュータ、センサ、アクチュエータ等のデバイスをタイタックピンのようなピンバッジ等を取り付けるように差し込んでこれらの面状電極と接続することにより、これらの面状電極を介して各デバイスへの電源の供給および信号の送受信を行うことができる。この場合、これらのデバイスは導電性衣服の任意の位置に任意の種類のものを任意の個数装着することができるため、デバイス設置の自由度は極めて大きく、それらの敷設も容易である。しかも、これらのデバイスは着脱自在であるため、いつでも必要に応じて追加、取り外し、交換等を容易に行うことができる。このため、ユーザはそのライフスタイルに応じて自由にウェアラブル・ユビキタスシステムを楽しむことができ、本格的なウェアラブル・ユビキタス社会の実現に大いに資する。また、部屋の壁の両面に面状電極を形成し、これに上記と同様にデバイスを画鋲を差すようにして差し込むことによっても、上記と同様なユビキタスシステムを実現することができる。
【００４１】
以上、この発明の一実施形態および一実施例について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態および実施例に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施形態および実施例において挙げた数値、構造、形状、材料等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、形状、材料等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の一実施形態によるユビキタスシステムの構成を示す略線図である。
【図２】この発明の一実施形態によるユビキタスシステムを従来例と対比して説明するための図面代用写真である。
【図３】この発明の一実施例による導電性衣服の製作方法を説明するための略線図である。
【図４】この発明の一実施例による導電性衣服に用いた電磁波シールドクロスを示す図面代用写真である。
【図５】この発明の一実施例において使用する伝送回路を示す略線図である。
【図６】この発明の一実施例におけるデバイスと衣服との接続方法を説明するための断面図である。
【図７】この発明の一実施例において用いるタイタックピンの針部材を示す略線図である。
【図８】この発明の一実施例において通信実験に用いた導電性布を示す図面代用写真である。
【図９】図８に示す導電性布を用いて通信実験を行った結果を示す図面代用写真である。
【符号の説明】
【００４３】
１１〜１３…デバイス、１４、１５…電源／信号線、１６〜１９…カプラ、３１…ウール生地、３２、３３…電磁波シールドクロス、５１…トランシーバ、５２…ニューロンチップ、７１…プリント配線基板
【図１】
2005322052.tif 000003
【図２】
2005322052.tif 000004
【図３】
2005322052.tif 000005
【図４】
2005322052.tif 000006
【図５】
2005322052.tif 000007
【図６】
2005322052.tif 000008
【図７】
2005322052.tif 000009
【図８】
2005322052.tif 000010
【図９】
2005322052.tif 000011