(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体を介した容量結合を利用して携帯可能な送信装置と固定された受信装置との間で通信を行うための通信システムであって、
前記受信装置は、
絶縁層を挟んで互いに電気的に絶縁された環境側電極及び生体側電極と、
前記環境側電極に電気的に接続された接地電極と、
少なくとも前記生体側電極の電圧を増幅する受信アンプと、を備え、
前記接地電極は、床面に対して鉛直方向成分を有するように設けられた側面部を有することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の通信システムであって、
前記接地電極は、前記受信装置が設置されている場所における床面から鉛直方向に連続的に延設されていることを特徴とする通信システム。
【請求項３】
請求項１に記載の通信システムであって、
前記接地電極は、前記側面部に電気的に接続され、前記受信装置が設置されている場所における床面に設置された底面部を有することを特徴とする通信システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の通信システムであって、
前記接地電極の少なくとも一部はメッシュ状であることを特徴とする通信システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の通信システムであって、
前記接地電極は、前記受信装置が設置されている場所における床面から１００ｃｍ以上の高さまで延設されていることを特徴とする通信システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の通信システムであって、
前記受信アンプは、前記生体側電極と前記環境側電極との電位差を増幅して出力する差動増幅回路を含むことを特徴とする通信システム。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の通信システムであって、
前記受信アンプは、前記環境側電極の電位を基準として前記生体側電極の電圧を増幅して出力するシングル増幅回路を含むことを特徴とする通信システム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の通信システムであって、
前記受信装置の前記環境側電極及び前記生体側電極は、前記接地電極によって電磁的にシールドされていることを特徴とする通信システム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載の通信システムであって、
前記受信装置は、さらに、
絶縁層を挟んで互いに電気的に絶縁された送信用環境側電極と送信用生体側電極と、
信号を増幅して少なくとも前記送信用生体側電極に出力する送信アンプと、を備え、
前記送信装置は、
絶縁層を挟んで互いに電気的に絶縁された送信用環境側電極と送信用生体側電極と、
信号を増幅して少なくとも前記送信用生体側電極に出力する送信アンプと、
絶縁層を挟んで互いに電気的に絶縁された受信用環境側電極及び受信用生体側電極と、
少なくとも前記生体側電極の電圧を増幅する受信アンプと、を備え、
前記送信装置から呼び出し信号を送出することによって前記受信装置に対してポーリングを行うことを特徴とする通信システム。
【請求項１０】
生体を介した容量結合を利用して携帯可能な送信装置と通信を行うための受信装置であって、
絶縁層を挟んで互いに電気的に絶縁された環境側電極及び生体側電極と、
前記環境側電極に電気的に接続された接地電極と、
少なくとも前記生体側電極の電圧を増幅する受信アンプと、を備え、
前記接地電極は、床面に対して鉛直方向成分を有するように設けられた側面部を有することを特徴とする受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体等を介して通信を行うための通信システム及びそれに用いられる受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体等の生物の組織を介して通信を行う通信装置が知られている。例えば、送信装置を搭載した携帯電話等の携帯電気機器をユーザの衣服のポケットに入れた状態や首から提げた状態で受信装置に手をかざすだけでデータをやり取りすることができる技術が知られている（非特許文献１，２等）。
【０００３】
例えば、図２２に示すように、送信装置１００は符号化部１０、送信アンプ１２、環境側電極１４及び生体側電極１６を備え、受信装置１０２は復号化部１８、受信アンプ２０、環境側電極２２及び生体側電極２４を備える。送信装置１００は、ユーザが携帯する携帯電気機器等に搭載される。受信装置１０２は、駅の改札、自動販売機、店頭等に設置される。
【０００４】
図２３に、通信を行う際の送信装置１００、受信装置１０２及び人体等との関係を示す。また、図２４に、これらの関係の等価回路を示す。
【０００５】
送信装置１００は、人体等の生物の組織（以下、人体等という）を介して受信装置１０２と容量結合する。送信装置１００の環境側電極１４は、外部環境グランド電位との間で容量結合Ａ、人体等との間で容量結合Ｂ、外部環境との間で容量結合Ｄを形成する。また、受信装置１０２の環境側電極２２は、外部環境グランド電位との間で容量結合Ｈ、外部環境との間で容量結合Ｇを形成する。このように、環境側電極１４，２２は、通信時に外部環境との間に容量結合を形成する電極である。
【０００６】
また、送信装置１００の生体側電極１６は、人体等との間で容量結合Ｃを形成する。受信装置１０２の生体側電極２４は、人体等との間で容量結合Ｆを形成する。さらに、人体等と外部環境との間で容量結合Ｅが形成される。このように、生体側電極１６，２４は、通信時に人体等との間に容量結合を形成する電極である。
【０００７】
送信装置１００の送信アンプ１２は、符号化部１０で符号化された情報を受けて、環境側電極１４と生体側電極１６との電位差として出力する。上記のように人体等を介して送信装置１００と受信装置１０２とが電気的に結合している場合、送信装置１００の環境側電極１４と生体側電極１６との間の電位差が受信装置１０２の環境側電極２２と生体側電極２４との電位差を変化させる。受信装置１０２の受信アンプ２０は、環境側電極２２と生体側電極２４との電位差を増幅して出力する。受信アンプ２０の出力は復号化部１８により復号化される。このようにして通信が成立する。
【０００８】
例えば、駅の改札に設置された受信装置１０２の生体側電極２４に送信装置１００を携帯したユーザが手をかざす（又は、触れる）等することによって通信を行うことが可能となる。
【０００９】
【非特許文献１】"Personal Area Networks (PAN): Near-Field Intra-Body Communication", Thomas Guthrie Zimmerman, B.S. Humanities and Engineering Massachusetts Institute of Technology (1980)
【非特許文献２】日経エレクトロニクス,no 690, pp.141-148,(1997)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記通信装置では、図２４に示すように、容量結合Ｆと他の容量結合Ａ〜Ｅ，Ｇ〜Ｈとの関係で受信アンプ２０の出力が決定される。したがって、通信を行う場合には容量結合Ａ〜Ｅ，Ｇ〜Ｈが安定していることが望ましい。
【００１１】
例えば、送信装置１００の環境側電極１４と外部環境との間の容量結合Ｄが変動すると通信が不安定となる。しかしながら、ユーザが送信装置１００を手に持っている、洋服のポケットに入れている、鞄の中に入れている等、どのように携帯しているのかによって送信装置１００の環境側電極１４と外部環境との間の容量結合Ｄは変動し、通信が不安定となる要因となる。
【００１２】
また、図２５に示すように、環境側電極１４と外部環境の接地点との間、又は、環境側電極２２と外部環境の接地点との間にパソコンやデジタルテレビ等のノイズ源が存在する場合がある。図２６は、ノイズ源が存在する場合の通信システムの等価回路を示す。このようにノイズ源が存在する場合、環境側電極１４と外部環境の接地点との間に形成される容量結合Ｄや環境側電極２２と外部環境の接地点との間に形成される容量結合Ｇに影響が及び、送信装置１００と受信装置１０２との間の通信ができなくなる等の問題が発生する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の１つの態様は、生体を介した容量結合を利用して携帯可能な送信装置と固定された受信装置との間で通信を行うための通信システムであって、前記受信装置は、絶縁層を挟んで互いに電気的に絶縁された環境側電極及び生体側電極と、前記環境側電極に電気的に接続された接地電極と、少なくとも前記生体側電極の電圧を増幅する受信アンプと、を備え、前記接地電極は、床面に対して鉛直方向成分を有するように設けられた側面部を有することを特徴とする。
【００１４】
このようなシステムは、生体を介した容量結合を利用して携帯可能な送信装置と通信を行うための受信装置であって、絶縁層を挟んで互いに電気的に絶縁された環境側電極及び生体側電極と、前記環境側電極に電気的に接続された接地電極と、少なくとも前記生体側電極の電圧を増幅する受信アンプと、を備え、前記接地電極は、床面に対して鉛直方向成分を有するように設けられた側面部を有する受信装置によって実現できる。
【００１５】
ここで、前記接地電極は、前記受信装置が設置されている場所における床面から鉛直方向に連続的に延設されていることが好適である。
【００１６】
また、前記接地電極は、前記側面部に電気的に接続され、前記受信装置が設置されている場所における床面に設置された底面部を有することが好適である。
【００１７】
また、前記接地電極の少なくとも一部はメッシュ状であることが好適である。
【００１８】
また、前記接地電極は、前記受信装置が設置されている場所における床面から１００ｃｍ以上の高さまで延設されていることが好適である。
【００１９】
また、前記受信アンプは、前記生体側電極と前記環境側電極との電位差を増幅して出力する差動増幅回路を含むことが好適である。
【００２０】
また、前記受信アンプは、前記環境側電極の電位を基準として前記生体側電極の電圧を増幅して出力するシングル増幅回路を含むことが好適である。
【００２１】
また、前記受信装置の前記環境側電極及び前記生体側電極は、前記接地電極によって電磁的にシールドされていることが好適である。
【００２２】
また、前記受信装置は、さらに、絶縁層を挟んで互いに電気的に絶縁された送信用環境側電極と送信用生体側電極と、信号を増幅して少なくとも前記送信用生体側電極に出力する送信アンプと、を備え、前記送信装置は、絶縁層を挟んで互いに電気的に絶縁された送信用環境側電極と送信用生体側電極と、信号を増幅して少なくとも前記送信用生体側電極に出力する送信アンプと、絶縁層を挟んで互いに電気的に絶縁された受信用環境側電極及び受信用生体側電極と、少なくとも前記生体側電極の電圧を増幅する受信アンプと、を備え、前記送信装置から呼び出し信号を送出することによって前記受信装置に対してポーリングを行うことが好適である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、人体等を介して通信を行う通信システムにおいて通信を安定化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施の形態における通信システムは、送信装置２００及び受信装置２０２を含んで構成される。送信装置２００は、携帯電話等の携帯電気機器に組み込まれて使用することができる。また、受信装置２０２は、駅の改札、自動販売機、店頭等に設置して使用することができる。
【００２５】
送信装置２００は、図１に示すように、符号化部３０、送信アンプ３２、環境側電極３４及び生体側電極３６を含んで構成される。
【００２６】
符号化部３０は、外部から入力されるデータを所定の符号化方式で符号化し送信アンプ３２に出力する。外部から入力されるデータは高周波のベース波に重畳させて入力させる。ベース波の周波数は、例えば、５ＭＨｚ以上１５ＭＨｚ以下に設定することが好適である。
【００２７】
送信アンプ３２は、差動増幅回路を含み、差動増幅回路の反転入力端子（−）及び非反転入力端子（＋）が符号化部３０の出力端子に接続され、非反転出力端子が環境側電極３４に接続され、反転出力端子が生体側電極３６に接続される。送信アンプ３２は、符号化部３０から入力された信号を増幅して環境側電極３４及び生体側電極３６に差動出力する。環境側電極３４と生体側電極３６と電位差は送信アンプ３２の出力に応じて変動する。
【００２８】
環境側電極３４及び生体側電極３６は導電体で形成される。例えば、アルミニウム、ステンレス等の導電体で形成される。環境側電極３４と生体側電極３６は、誘電体層３８を挟み込むように互いに電気的に絶縁された状態で配置される。
【００２９】
また、送信装置２００は、図２に示すように構成してもよい。送信アンプ３２は、シングル増幅回路を含み、増幅回路の入力端子が符号化部３０の出力端子に接続され、出力端子が生体側電極３６に接続される。また、環境側電極３４は接地される。送信アンプ３２は、符号化部３０から入力された信号を増幅して生体側電極３６に増幅出力する。環境側電極３４と生体側電極３６と電位差は送信アンプ３２の出力に応じて変動する。
【００３０】
受信装置２０２は、図３に示すように、復号化部４０、受信アンプ４２、環境側電極４４及び生体側電極４６を含んで構成される。
【００３１】
受信アンプ４２は、差動増幅回路を含み、差動増幅回路の反転入力端子（−）が環境側電極４４に接続され、差動増幅回路の非反転入力端子（＋）が生体側電極４６に接続される。また、差動増幅回路の反転出力端子及び非反転出力は復号化部４０の入力端子に接続される。受信アンプ４２は、環境側電極４４と生体側電極４６との間の電位差を増幅して反転出力端子と非反転出力との電位差として出力する。復号化部４０は、受信アンプ４２からの出力信号を受けて、符号化部３０で用いられた符号化方式に対応する復号化方式で信号を復号化して出力する。
【００３２】
環境側電極４４及び生体側電極４６は、アルミニウム、ステンレス等の導電体で形成される。環境側電極４４と生体側電極４６は、誘電体層４８を挟み込むように互いに電気的に絶縁された状態で配置される。
【００３３】
また、受信装置２０２は、図４に示すように構成してもよい。受信アンプ４２は、シングル増幅回路を含み、増幅回路の入力端子が生体側電極４６に接続され、出力端子が復号化部４０に接続される。また、環境側電極４４は接地される。受信アンプ４２は、生体側電極４６から入力された信号を増幅して復号化部４０に増幅出力する。復号化部４０は、受信アンプ４２の出力を符号化部３０で用いられた符号化方式に対応する復号化方式で復号化して出力する。
【００３４】
本実施の形態における受信装置２０２は、さらに接地電極５０を含んで構成される。接地電極５０は導電体で形成される。例えば、接地電極５０はアルミニウム、ステンレス等の金属とする。接地電極５０は接地される。
【００３５】
例えば、駅の改札のようなゲートに受信装置２０２を設置する場合、図５の断面図に示すように、環境側電極４４，生体側電極４６，接地電極５０を配置することが好適である。図５は、ゲートを通路方向（図の紙面に垂直な方向）に対して垂直に切断した断面図である。この例では、生体側電極４６及び環境側電極４４は絶縁部材５２で覆われた改札の通路の床下に配置され、生体側電極４６が上、環境側電極４４が下となるように配置される。生体側電極４６と環境側電極４４との間には誘電体層４８が挟みこまれる。接地電極５０は、絶縁部材５２で覆われたゲート内に通路に沿って設けられる。接地電極５０は、ゲートの通路の側壁部に沿って鉛直方向に立ち上げられた側面部５０ａを有する。さらに、生体側電極４６及び環境側電極４４の下に絶縁部材５２を設け、絶縁部材５２の下にも底面部５０ｂが延設されるように接地電極５０を設けてもよい。
【００３６】
ここで、鉛直方向に立ち上げるとは、床面（地面）に対して完全に９０°の角度で接地電極５０を立ち上げる場合に限定されるものではなく、床面（地面）に対して９０°以外の角度に傾けて接地電極５０を立ち上げる場合を含むものとする。また、接地電極５０は床面から連続的に鉛直方向に延設されていることが好適であるが、必ずしも接地電極５０が床面（地面）から立ち上げられる必要はない。すなわち、接地電極５０が鉛直方向成分を有するように延設された部分を有すればよい。
【００３７】
このような通信システムの構成では、送信装置２００を携帯したユーザがゲートの通路を通過することによって、床下に設置された受信装置２０２とユーザの身体との間に容量結合Ｄが形成され、送信装置２００と受信装置２０２との間で通信が可能となる。
【００３８】
例えば、図６に示すように、送信装置２００を携帯したユーザがゲートを通過する際には、送信装置２００の生体側電極３６は主にユーザの身体との間に容量結合Ｃを形成する。また、送信装置２００の環境側電極３４は主に接地電極５０との間に容量結合Ｄを形成する。すなわち、環境側電極３４から生ずる電気力線は主に接地電極５０で終端される。また、受信装置２０２の生体側電極４６は、主にユーザの足元（靴底）と容量結合Ｆを形成する。すなわち、生体側電極４６から生ずる電気力線は主にユーザの足元（靴底）で終端される。
【００３９】
従来のように接地電極５０が設けられていない通信システムでは、送信装置２００の環境側電極３４と外部環境との間にできる電界が様々な場所に広がり、ユーザが送信装置２００を手に持っている、洋服のポケットに入れている、鞄の中に入れている等の携帯する態様や位置によってゲートを通過する際の容量結合Ｄのキャパシタが安定化しない。したがって、人体等と送信装置２００の生体側電極３６との間の距離が広がると通信に不具合が生ずる場合がある。
【００４０】
一方、本願のように接地電極５０をゲートの通路の側面及び底面を囲むように配置することによって、環境側電極３４からの電界のほとんどは接地電極５０に終端する。したがって、ユーザが送信装置２００を手に持っている、洋服のポケットに入れている、鞄の中に入れている等の携帯の態様や位置によらず、ゲートを通過する際に送信装置１００の環境側電極３４と外部環境との間に形成される容量結合Ｄのキャパシタが安定する。その結果、送信装置２００の生体側電極３６から出力される通信データに応じた電界の変化を受信装置２０２により確実に受信することができる。
【００４１】
例えば、ゲートの幅を８０ｃｍ、接地電極５０の側面部５０ａの高さを１００ｃｍに設定した場合における、人体等と送信装置２００の生体側電極３６との間の容量結合Ｃ（破線）と、送信装置２００の環境側電極３４と接地電極５０との間の容量結合Ｄ（実線）と、を人体等と送信装置２００の生体側電極３６との間の距離との関係として図７に示す。図７で示されるように、人体等と送信装置２００の生体側電極３６との間の距離が広がると、人体等と送信装置２００の生体側電極３６との間の容量結合Ｃは小さくなるが、それを補うように送信装置２００の環境側電極３４と接地電極５０との間の容量結合Ｄが大きくなる。
【００４２】
また、図８に示すように、ユーザの身体の横に送信装置２００を携帯している場合（図８（ａ））のみならず、ユーザの身体の前や後に送信装置２００を携帯している場合（図８（ｂ））であっても同様に送信装置２００の環境側電極３４と接地電極５０との間の容量結合Ｄを確実に形成することができる。なお、図８は、接地電極５０が設けられたゲートを上面からみた図である。
【００４３】
また、図９に示すように、接地電極５０を設けることにより、ゲートを通過する際にユーザが携帯している送信装置２００と受信装置２０２とが接地電極５０で電磁的にシールドされた状態となる。したがって、外部のノイズ源の影響を受け難くなる。また、駅の改札のように受信装置２０２をそれぞれ備えたゲートを併設した場合であって、併設されたゲート間において通信に対する相互の影響を低減することができる。
【００４４】
図１０（ａ）は、差動増幅回路を含む受信アンプ４２を適用した場合の等価回路である。図１０（ａ）に示すように、接地電極５０と接地点との間にはノイズ源Ａ、受信アンプ４２が実装される回路基板の接地電極と接地点との間にはノイズ源Ｂが存在する。このような場合、ノイズ源Ａとノイズ源Ｂとは互いに異なるノイズを発生させる。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の等価回路において受信アンプ４２の両入力端の電位差を示す。図１０（ｂ）に示すように、受信アンプ４２に差動増幅回路を適用することによって、ノイズ源Ａ及びノイズ源Ｂの影響を大きく受けることなく通信信号を増幅出力することができる。
【００４５】
なお、図１０（ａ）では受信アンプ４２の入力端までのペアの配線を１本の同軸ケーブルとした場合を示したが、受信アンプ４２の入力端までをそれぞれ別々の同軸ケーブルで配線する構成としてもよい。この場合、それぞれの同軸ケーブルのシールドを接地電極５０に繋いで接地することが好適である。それぞれの同軸ケーブルのシールドを接地電極５０に繋ぐことによって、それぞれの同軸ケーブルのシールドを受信アンプ４２の回路基板の接地電極に繋ぐ構成よりもノイズ源Ａ及びノイズ源Ｂの影響を小さくすることができる。
【００４６】
なお、図１１は、シングル増幅回路を含む受信アンプ２４を備えた受信装置２０２を適用した例である。このような構成によっても図５に示すゲートの構成と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
また、図１２に示すように、環境側電極４４，生体側電極４６，接地電極５０を配置してもよい。図１２は、ゲートを通路方向（図の紙面に垂直な方向）に対して垂直に切断した断面図である。この場合、生体側電極４６及び環境側電極４４は絶縁部材５２で覆われた改札の通路の側面に配置され、生体側電極４６が通路側、環境側電極４４が生体側電極４６より通路から離れた側に配置される。生体側電極４６と環境側電極４４との間には誘電体層４８が挟みこまれる。接地電極５０は、絶縁部材５２で覆われたゲート内に通路に沿って設けられる。接地電極５０は、環境側電極４４から絶縁部材５２を介し、ゲートの通路の側壁部に沿って鉛直方向に立ち上げられた側面部５０ａを有する。さらに、底面部５０ｂが延設されるように接地電極５０を設けてもよい。
【００４８】
このような通信システムの構成では、送信装置２００を携帯したユーザがゲートの通路を通過する際に受信装置２０２の生体側電極４６に手等の身体の一部を近づけることによって、送信装置２００と受信装置２０２との間で通信が可能となる。
【００４９】
例えば、図１３に示すように、送信装置２００を携帯したユーザがゲートを通過する際には、送信装置２００の生体側電極３６は主にユーザの身体との間に容量結合Ｃを形成する。また、送信装置２００の環境側電極３４は主に接地電極５０との間に容量結合Ｄを形成する。すなわち、環境側電極３４から生ずる電気力線は主に接地電極５０で終端される。また、受信装置２０２の生体側電極４６は、主にユーザがかざした手と容量結合Ｆを形成する。すなわち、生体側電極４６から生ずる電気力線は主にユーザの手で終端される。
【００５０】
このように、図１２の構成においても、環境側電極３４からの電界のほとんどは接地電極５０に終端する。したがって、ユーザが送信装置２００を手に持っている、洋服のポケットに入れている、鞄の中に入れている等の携帯の態様や位置によらず、ゲートを通過する際に送信装置１００の環境側電極３４と外部環境との間に形成される容量結合Ｄのキャパシタが安定する。その結果、送信装置２００の生体側電極３６から出力される通信データに応じた電界の変化を受信装置２０２により確実に受信することができる。
【００５１】
なお、図１４は、シングル増幅回路を含む受信アンプ４２を備えた受信装置２０２を適用した例である。このような構成によっても図１２に示すゲートの構成と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
また、通信システムをドアの開閉のために用いる場合、図１５に示すように、環境側電極４４，生体側電極４６，接地電極５０を配置することが好適である。図１５は、ドアの厚さ方向の断面図である。この場合、ドア本体６０を絶縁性部材で形成し、ドアノブ６２付近におけるドア本体６０内部に生体側電極４６及び環境側電極４４を配置する。生体側電極４６と環境側電極４４との間には誘電体層４８が挟みこまれる。接地電極５０は、生体側電極４６から絶縁された状態でドア本体６０内部に設けられる。
【００５３】
上記の例に示すような構成では、ユーザが送信装置２００を携帯する可能性がある高さまで接地電極５０を立ち上げることが好適である。通常、ユーザが送信装置２００を携帯する場合、足下から肩までの高さに送信装置２００が位置することが多い。したがって、通信システムの使用環境におけるユーザの平均的な肩の高さまで接地電極５０を立ち上げることが好適である。
【００５４】
例えば、図１６に示すように、送信装置２００を携帯したユーザがドアを開閉する際には、送信装置２００の生体側電極３６は主にユーザの身体との間に容量結合Ｃを形成する。また、送信装置２００の環境側電極３４は主に接地電極５０との間に容量結合Ｄを形成する。すなわち、環境側電極３４から生ずる電気力線は主に接地電極５０で終端される。また、受信装置２０２の生体側電極４６は、主にユーザがかざした手と容量結合Ｆを形成する。すなわち、生体側電極４６から生ずる電気力線は主にユーザの手で終端される。
【００５５】
このように、図１５の構成においても、環境側電極３４からの電界のほとんどは接地電極５０に終端する。したがって、ユーザが送信装置２００を手に持っている、洋服のポケットに入れている、鞄の中に入れている等の携帯の態様や位置によらず、ゲートを通過する際に送信装置１００の環境側電極３４と外部環境との間に形成される容量結合Ｄのキャパシタが安定する。その結果、送信装置２００の生体側電極３６から出力される通信データに応じた電界の変化を受信装置２０２により確実に受信することができる。
【００５６】
なお、図１７は、シングル増幅回路を含む受信アンプ２４を備えた受信装置２０２を適用した例である。このような構成によっても図１５に示すドアの構成と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
また、接地電極５０は、送信装置２００の環境側電極３４からの電界の少なくとも一部を終端できる形態であればよく、例えば、導電体をメッシュ状に加工したものでもよい。接地電極５０を覆う絶縁部材を透明にし、接地電極５０をメッシュ状にすることによって、受信装置２０２を設置したゲートやドア等の透視性を良くすることができる。
【００５８】
また、送信装置１００の環境側電極３４及び生体側電極３６並びに受信装置２０２の環境側電極４４及び生体側電極４６は、それぞれ誘電体層３８及び誘電体層４８を挟み込むように配置されるが、図１８に示すように、その端部は誘電体層３８及び誘電体層４８の端部を覆うように折り曲げた構造とすることが好適である。図１８は、断面図である。このように端部を加工することによって、環境側電極３４、生体側電極３６、環境側電極４４及び生体側電極４６の端部への電界の集中を緩和することができ、通信をより安定化させることができる。
【００５９】
また、図１９に示すように、誘電体層３８及び誘電体層４８を球状に形成し、その周りを覆うように送信装置１００の環境側電極３４及び生体側電極３６並びに受信装置２０２の環境側電極４４及び生体側電極４６を配置してもよい。このような構成とした場合でも、環境側電極３４、生体側電極３６、環境側電極４４及び生体側電極４６の端部への電界の集中を緩和することができ、通信をより安定化させることができる。
【００６０】
なお、図２０に示すように、送信装置２００及び受信装置２０２を組み合わせた送受信装置２０４を用いることによって双方向に通信可能とすることも可能である。送受信装置２０４は、符号化部３０、送信アンプ３２、環境側電極３４、生体側電極３６、復号化部４０、受信アンプ４２、切替スイッチ７０、及び制御部７２を含んで構成される。
【００６１】
送受信装置２０４では、環境側電極３４及び生体側電極３６は送信及び受信において共用される。制御部７２は、データ送信を行う際には切替スイッチ７０を送信アンプ３２に切り替え、データ受信を行う際には切替スイッチ７０を受信アンプ４２に切り替える。切替スイッチ７０の切り替えのタイミングは所定時間毎であってもよいし、ユーザ自身が切り替えるものとしてもよい。
【００６２】
例えば、図２１に示すように、ポーリング処理を行うことによって通信セッションを実行することができる。以下の説明において固定器及び携帯機器に設けられた送受信装置２０４は所定の周期で送信状態と受信状態を切り替えるものとする。
【００６３】
固定器（ゲート，ドア等）に設けられた送受信装置２０４は繰り返し携帯機器に設けられた送受信装置２０４に対して呼び出しを行う。固定器の送受信装置２０４からの呼び出し信号の受信範囲に携帯機器の送受信装置２０４がない場合には呼び出しが繰り返される。固定器の送受信装置２０４からの呼び出し信号の受信範囲に携帯機器の送受信装置２０４がある場合には、呼び出し信号を受けた携帯機器の送受信装置２０４が起動される。起動された携帯機器の送受信装置２０４からは固定器の送受信装置２０４へ接続要求信号が送信される。固定器の送受信装置２０４は接続要求信号を受信すると、接続が可能であれば接続応答信号を返信する。携帯機器の送受信装置２０４は接続応答信号を受信すると、固定器の送受信装置２０４へ接続応答信号を返信する。固定器の送受信装置２０４が接続応答信号を受信するとデータの通信セッションが開始される。データの通信が終了すると、固定器の送受信装置２０４から終了信号が携帯機器の送受信装置２０４へと送信され、携帯機器の送受信装置２０４がスリープモードとなる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態における通信システムの送信装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における通信システムの送信装置の別例の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における通信システムの受信装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における通信システムの受信装置の別例の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態における受信装置の設置例を示す図である。
【図６】図５の設置例における通信システムの使用時の電界形成例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態における人体等と送信装置の生体側電極との間の容量結合Ｃと、送信装置の環境側電極と接地電極との間の容量結合Ｄと、の関係を示す図である。
【図８】図５の設置例における通信システムの使用時の電界形成例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態における受信装置の設置例での電磁シールドを説明する図である。
【図１０】本発明の実施の形態のおけるノイズ源の影響を説明する図である。
【図１１】本発明の実施の形態における受信装置の設置例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態における受信装置の設置例を示す図である。
【図１３】図１２の設置例における通信システムの使用時の電界形成例を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態における受信装置の設置例を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態における受信装置の設置例を示す図である。
【図１６】図１５の設置例における通信システムの使用時の電界形成例を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態における受信装置の設置例を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態における誘電体層、環境側電極及び生体側電極の配置例を示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態における誘電体層、環境側電極及び生体側電極の配置例を示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態における送受信装置の構成を示す図である。
【図２１】本発明の実施の形態における送受信装置を用いた通信セッションを説明する図である。
【図２２】従来の通信システムにおける送信装置及び受信装置の構成を示す図である。
【図２３】通信システムの使用時の電界形成例を示す図である。
【図２４】通信システムにおいて形成される容量結合の等価回路を示す図である。
【図２５】ノイズ源が存在する場合の通信システムの使用時の電界形成例を示す図である。
【図２６】ノイズ源が存在する場合に通信システムにおいて形成される容量結合の等価回路を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０  符号化部、１２  送信アンプ、１４  環境側電極、１６  生体側電極、１８  復号化部、２０  受信アンプ、２２  環境側電極、２４  生体側電極、３０  符号化部、３２  送信アンプ、３４  環境側電極、３６  生体側電極、３８  誘電体層、４０  復号化部、４２  受信アンプ、４４  環境側電極、４６  生体側電極、４８  誘電体層、５０  接地電極、５０ａ  側面部、５０ｂ  底面部、５２  絶縁部材、６０  ドア本体、６２  ドアノブ、７０  切替スイッチ、７２  制御部、１００  送信装置、２００  送信装置、２０２  受信装置、２０４  送受信装置。
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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