(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信デバイスおよび個人カードから成る超音波無線通信システムであって、前記無線通信デバイスは、第１圧電基板、符号化すだれ状電極、第１電極群、第１増幅器、アンテナ、第２増幅器、第２電極群、第１中継用すだれ状電極および信号分析器から成り、前記個人カードは、第２圧電基板、固有符号化すだれ状電極、第３電極群および第２中継用すだれ状電極から成り、前記符号化すだれ状電極は、電極対Pi (i=1, 2,…, n)から成り、前記電極対Piのうちの隣り合う２つは離間距離Lを有し、前記符号化すだれ状電極は所定の符号パターンを有し、前記第１電極群はすだれ状電極A0と、前記すだれ状電極A0から距離iL (i=1)だけ離れたすだれ状電極Ai (i=1)から成り、前記第２電極群は中央すだれ状電極B0と、前記中央すだれ状電極B0から距離L0だけ離れた右すだれ状電極B-1と、前記中央すだれ状電極B0から距離L0+iL (i=1)だけ離れた左すだれ状電極Bi (i=1)から成り、前記固有符号化すだれ状電極は、前記符号化すだれ状電極に対応する前記電極対Piを含んでおり、前記固有符号化すだれ状電極は固有符号パターンを有し、前記第３電極群はすだれ状電極C0と、前記すだれ状電極C0から距離iL (i=1)だけ離れたすだれ状電極Ci (i=1)から成り、前記第２圧電基板、前記固有符号化すだれ状電極、前記第３電極群、前記第１増幅器および前記アンテナによって個別送信部が構成され、前記第１圧電基板、前記符号化すだれ状電極、前記第１電極群、前記第１増幅器および前記アンテナによって主送信部が構成され、前記アンテナ、前記第２増幅器、前記第１圧電基板、前記第２電極群、前記第２圧電基板、前記第２中継用すだれ状電極、前記固有符号化すだれ状電極および前記信号分析器によって個別受信部が構成され、前記アンテナ、前記第２増幅器、前記第１圧電基板、前記第２電極群、前記第１中継用すだれ状電極、前記符号化すだれ状電極および前記信号分析器によって主受信部が構成され、前記個別送信部では、前記固有符号化すだれ状電極にパルスが印加されることにより、前記第２圧電基板に固有符号化弾性表面波が励振され、前記固有符号化弾性表面波は、前記固有符号パターンに対応する固有符号化バースト信号として前記すだれ状電極C0で検出された後、前記距離iLに対応する時間だけ遅延して再び前記すだれ状電極Ciで検出され、前記すだれ状電極C0での前記固有符号化バースト信号および前記すだれ状電極Ciでの前記固有符号化バースト信号の合成出力信号は、前記第１増幅器を介して前記アンテナから送信され、前記主送信部では、前記符号化すだれ状電極に送信メッセージデジタル信号が印加されることにより、前記第１圧電基板に符号化弾性表面波が励振され、前記符号化弾性表面波は、前記符号パターンに対応する符号化バースト信号として前記すだれ状電極A0で検出された後、前記距離iLに対応する時間だけ遅延して再び前記すだれ状電極Aiで検出され、前記すだれ状電極A0での前記符号化バースト信号および前記すだれ状電極Aiでの前記符号化バースト信号の合成出力信号は、前記第１増幅器を介して前記アンテナから送信され、前記個別受信部では、前記アンテナによって固有二重符号化バースト信号が受信されると、前記固有二重符号化バースト信号は前記第２増幅器を介して前記右すだれ状電極B-1と、前記左すだれ状���極Biにそれぞれ印加されて、前記第１圧電基板に第１および第２弾性表面波がそれぞれ励振され、前記第１および第２弾性表面波は前記中央すだれ状電極B0で固有一重符号化バースト信号に変換され、前記固有一重符号化バースト信号が前記第２中継用すだれ状電極に印加されることにより、前記第２圧電基板に固有一重符号化弾性表面波が励振され、前記固有一重符号化弾性表面波の伝搬方向は前記個別送信部における前記固有符号化弾性表面波の伝搬方向とは逆であり、もしも前記固有一重符号化弾性表面波が前記固有符号パターンと相関する場合には、固有復号化パルスが前記固有符号化すだれ状電極で検出され、前記固有復号化パルスは前記信号分析器に入力され、前記主受信部では、受信メッセージ二重符号化バースト信号が前記アンテナによって受信されると、前記受信メッセージ二重符号化バースト信号は前記第２増幅器を介して前記右すだれ状電極B-1と、前記左すだれ状電極Biにそれぞれ印加されて、前記第１圧電基板に第３および第４弾性表面波がそれぞれ励振され、前記第３および第４弾性表面波は前記中央すだれ状電極B0で一重符号化バースト信号に変換され、前記一重符号化バースト信号が前記第１中継用すだれ状電極に印加されることにより、前記第１圧電基板に一重符号化弾性表面波が励振され、前記一重符号化弾性表面波の伝搬方向は前記主送信部における前記符号化弾性表面波の伝搬方向とは逆であり、もしも前記一重符号化弾性表面波が前記符号パターンと相関する場合には、復号化パルスが前記符号化すだれ状電極で検出され、前記復号化パルスは前記信号分析器に入力される超音波無線通信システム。
【請求項２】
前記符号化すだれ状電極が少なくとも３つの電極対から成る請求項１に記載の超音波無線通信システム。
【請求項３】
前記固有符号化すだれ状電極が４の倍数個の部分で成り、それらの部分の少なくとも１つは前記符号化すだれ状電極と同様な構造を成し、残りの全ては無電極指構造を成し、前記無電極指構造は前記符号化すだれ状電極の外観と同様な大きさを有する請求項１または２に記載の超音波無線通信システム。
【請求項４】
無線通信デバイスおよび個人カードから成る超音波無線通信システムであって、前記無線通信デバイスは、第１圧電基板、双極性パルス発生器、第１および第２符号化すだれ状電極、第１電極群、第１増幅器、アンテナ、第２増幅器、第２電極群、第１中継用すだれ状電極および信号分析器から成り、前記個人カードは、第２圧電基板、固有符号化すだれ状電極、第３電極群および第２中継用すだれ状電極から成り、前記第１および第２符号化すだれ状電極は、それぞれ電極対Pi (i=1, 2,…, n)から成り、前記電極対Piのうちの隣り合う２つは離間距離Lを有し、前記第１および第２符号化すだれ状電極は、それぞれ第１および第２符号パターンを有し、前記第１電極群はすだれ状電極A0と、前記すだれ状電極A0から距離iL (i=1)だけ離れたすだれ状電極Ai (i=1)から成り、前記第２電極群は中央すだれ状電極B0と、前記中央すだれ状電極B0から距離L0だけ離れた右すだれ状電極B-1と、前記中央すだれ状電極B0から距離L0+iL (i=1)だけ離れた左すだれ状電極Bi (i=1)から成り、前記固有符号化すだれ状電極は、前記符号化すだれ状電極に対応する前記電極対Piを含んでおり、前記固有符号化すだれ状電極は固有符号パターンを有し、前記第３電極群はすだれ状電極C0と、前記すだれ状電極C0から距離iL (i=1)だけ離れたすだれ状電極Ci (i=1)から成り、前記第２圧電基板、前記固有符号化すだれ状電極、前記第３電極群、前記第１増幅器および前記アンテナによって個別送信部が構成され、前記第１圧電基板、前記双極性パルス発生器、前記第１および第２符号化すだれ状電極、前記第１電極群、前記第１増幅器および前記アンテナによって主送信部が構成され、前記アンテナ、前記第２増幅器、前記第１圧電基板、前記第２電極群、前記第２圧電基板、前記第２中継用すだれ状電極、前記固有符号化すだれ状電極および前記信号分析器によって個別受信部が構成され、前記アンテナ、前記第２増幅器、前記第１圧電基板、前記第２電極群、前記第１中継用すだれ状電極、前記第１および第２符号化すだれ状電極および前記信号分析器によって主受信部が構成され、前記個別送信部では、前記固有符号化すだれ状電極にパルスが印加されることにより、前記第２圧電基板に固有符号化弾性表面波が励振され、前記固有符号化弾性表面波は、前記固有符号パターンに対応する固有符号化バースト信号として前記すだれ状電極C0で検出された後、前記距離iLに対応する時間だけ遅延して再び前記すだれ状電極Ciで検出され、前記すだれ状電極C0での前記固有符号化バースト信号および前記すだれ状電極Ciでの前記固有符号化バースト信号の合成出力信号は、前記第１増幅器を介して前記アンテナから送信され、前記主送信部では、前記双極性パルス発生器に送信メッセージデジタル信号が印加されることにより、双極性パルス（−１および１）の列が発生し、前記双極性パルス（−１および１）が前記第１および第２符号化すだれ状電極にそれぞれ印加されることにより、前記第１圧電基板に第１および第２符号化弾性表面波がそれぞれ励振され、前記第１および第２符号化弾性表面波は、前記第１および第２符号パターンにそれぞれ対応する第１および第２符号化バースト信号として前記すだれ状電極A0で検出された後、前記距離iLに対応する時間だけ遅延して再び前記す���れ状電極Aiで検出され、前記すだれ状電極A0およびAiでのそれぞれの前記第１符号化バースト信号の合成出力信号と、前記すだれ状電極A0およびAiでのそれぞれの前記第２符号化バースト信号の合成出力信号は、前記第１増幅器を介して前記アンテナから送信され、前記個別受信部では、前記アンテナによって固有二重符号化バースト信号が受信されると、前記固有二重符号化バースト信号は前記第２増幅器を介して前記右すだれ状電極B-1と、前記左すだれ状電極Biにそれぞれ印加されて、前記第１圧電基板に第１および第２弾性表面波がそれぞれ励振され、前記第１および第２弾性表面波は前記中央すだれ状電極B0で固有一重符号化バースト信号に変換され、前記固有一重符号化バースト信号が前記第２中継用すだれ状電極に印加されることにより、前記第２圧電基板に固有一重符号化弾性表面波が励振され、前記固有一重符号化弾性表面波の伝搬方向は前記個別送信部における前記固有符号化弾性表面波の伝搬方向とは逆であり、もしも前記固有一重符号化弾性表面波が前記固有符号パターンと相関する場合には、固有復号化パルスが前記固有符号化すだれ状電極で検出され、前記固有復号化パルスは前記信号分析器に入力され、前記主受信部では、受信メッセージ二重符号化バースト信号が前記アンテナによって受信されると、前記受信メッセージ二重符号化バースト信号は前記第２増幅器を介して前記右すだれ状電極B-1と、前記左すだれ状電極Biにそれぞれ印加されて、前記第１圧電基板に第３および第４弾性表面波がそれぞれ励振され、前記受信メッセージ二重符号化バースト信号は、第１および第２二重符号化バースト信号で成り、前記第１二重符号化バースト信号に基づく前記第３および第４弾性表面波は、前記中央すだれ状電極B0で第１一重符号化バースト信号に変換され、前記第２二重符号化バースト信号に基づく前記第３および第４弾性表面波は、前記中央すだれ状電極B0で第２一重符号化バースト信号に変換され、前記第１および第２一重符号化バースト信号が前記第１中継用すだれ状電極に印加されると、前記第１圧電基板に第１および第２一重符号化弾性表面波が励振され、前記第１および第２一重符号化弾性表面波の伝搬方向は前記主送信部における前記第１および第２符号化弾性表面波の伝搬方向とはそれぞれ逆であり、もしも前記第１および第２一重符号化弾性表面波が前記第１および第２符号パターンとそれぞれ相関する場合には、第１および第２復号化パルスが前記第１および第２符号化すだれ状電極でそれぞれ検出され、前記第１および第２復号化パルスの合成出力信号は前記信号分析器に入力される超音波無線通信システム。
【請求項５】
前記第１および第２符号化すだれ状電極がそれぞれ少なくとも３つの電極対から成る請求項１，２，３または４に記載の超音波無線通信システム。
【請求項６】
前記固有符号化すだれ状電極が４の倍数個の部分で成り、それらの部分の各々は前記第１または第２符号化すだれ状電極と同様な構造を有する請求項４または５に記載の超音波無線通信システム。
【請求項７】
前記第１電極群は少なくとも２つのすだれ状電極Ai {i=1, 2,…, (n-1)}を含み、前記少なくとも２つのすだれ状電極Aiは前記すだれ状電極A0からそれぞれ距離iL {i=1, 2,…, (n-1)}だけ離れており、前記第２電極群は少なくとも２つの左すだれ状電極Bi {i=1, 2,…, (n-1)}を含み、前記少なくとも２つの左すだれ状電極Biは前記中央すだれ状電極B0からそれぞれ距離L0+iL {i=1, 2,…, (n-1)}だけ離れており、前記第３電極群は少なくとも２つのすだれ状電極Ci {i=1, 2,…, (n-1)}を含み、前記少なくとも２つのすだれ状電極Ciは前記すだれ状電極C0からそれぞれ距離iL {i=1, 2,…, (n-1)}だけ離れている請求項１，２，３，４，５または６に記載の超音波無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信デバイスおよびそれに挿入される個人カードから成る超音波無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信ネットワークを利用した商取引が増加するにつれ、トラブルに遭遇する例も増えている。情報の安全性の観点からみると、従来、ソフトウエアを中心に符号化技術が進んでいる。ハードウエアとしては磁気カードやICカードの符号化機能の向上が図られているが、十分な安全性を確保するには解決すべき課題が多い。磁気カードは最も汎用性に富むものであるが、比較的簡単にコピーされてしまうことや、パスワードを盗むことが容易であることなどの問題点を有する。従って、クレジットカード、キャッシュカードおよびプリペイドカードなどの不正使用が絶えない。ICカードは偽造されにくいという点では磁気カードよりも優れているものの、情報の安全性において十分であるとは言えない。また、磁気カードに比べ製造工程が複雑であることなどの問題点を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はクレジットカード、キャッシュカードおよびプリペイドカードなどのカード類や自動車や家屋の鍵に対して、不正コピーが困難であるばかりでなくパスワードの盗難も困難な認証機能を持たせることを目的とする。
さらに本発明の目的は、デバイス構成が簡単で、小型軽量で、耐久性に優れ、大量生産が可能で、低消費電力駆動が可能な超音波無線通信システムを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の超音波無線通信システムは、無線通信デバイスおよび個人カードから成る超音波無線通信システムであって、前記無線通信デバイスは、第１圧電基板、符号化すだれ状電極、第１電極群、第１増幅器、アンテナ、第２増幅器、第２電極群、第１中継用すだれ状電極および信号分析器から成り、前記個人カードは、第２圧電基板、固有符号化すだれ状電極、第３電極群および第２中継用すだれ状電極から成り、前記符号化すだれ状電極は、電極対Pi (i=1, 2,…, n)から成り、前記電極対Piのうちの隣り合う２つは離間距離Lを有し、前記符号化すだれ状電極は所定の符号パターンを有し、前記第１電極群はすだれ状電極A0と、前記すだれ状電極A0から距離iL (i=1)だけ離れたすだれ状電極Ai (i=1)から成り、前記第２電極群は中央すだれ状電極B0と、前記中央すだれ状電極B0から距離L0だけ離れた右すだれ状電極B-1と、前記中央すだれ状電極B0から距離L0+iL (i=1)だけ離れた左すだれ状電極Bi (i=1)から成り、前記固有符号化すだれ状電極は、前記符号化すだれ状電極に対応する前記電極対Piを含んでおり、前記固有符号化すだれ状電極は固有符号パターンを有し、前記第３電極群はすだれ状電極C0と、前記すだれ状電極C0から距離iL (i=1)だけ離れたすだれ状電極Ci (i=1)から成り、前記第２圧電基板、前記固有符号化すだれ状電極、前記第３電極群、前記第１増幅器および前記アンテナによって個別送信部が構成され、前記第１圧電基板、前記符号化すだれ状電極、前記第１電極群、前記第１増幅器および前記アンテナによって主送信部が構成され、前記アンテナ、前記第２増幅器、前記第１圧電基板、前記第２電極群、前記第２圧電基板、前記第２中継用すだれ状電極、前記固有符号化すだれ状電極および前記信号分析器によって個別受信部が構成され、前記アンテナ、前記第２増幅器、前記第１圧電基板、前記第２電極群、前記第１中継用すだれ状電極、前記符号化すだれ状電極および前記信号分析器によって主受信部が構成され、前記個別送信部では、前記固有符号化すだれ状電極にパルスが印加されることにより、前記第２圧電基板に固有符号化弾性表面波が励振され、前記固有符号化弾性表面波は、前記固有符号パターンに対応する固有符号化バースト信号として前記すだれ状電極C0で検出された後、前記距離iLに対応する時間だけ遅延して再び前記すだれ状電極Ciで検出され、前記すだれ状電極C0での前記固有符号化バースト信号および前記すだれ状電極Ciでの前記固有符号化バースト信号の合成出力信号は、前記第１増幅器を介して前記アンテナから送信され、前記主送信部では、前記符号化すだれ状電極に送信メッセージデジタル信号が印加されることにより、前記第１圧電基板に符号化弾性表面波が励振され、前記符号化弾性表面波は、前記符号パターンに対応する符号化バースト信号として前記すだれ状電極A0で検出された後、前記距離iLに対応する時間だけ遅延して再び前記すだれ状電極Aiで検出され、前記すだれ状電極A0での前記符号化バースト信号および前記すだれ状電極Aiでの前記符号化バースト信号の合成出力信号は、前記第１増幅器を介して前記アンテナから送信され、前記個別受信部では、前記アンテナによって固有二重符号化バースト信号が受信されると、前記固有二重符号化バースト信号は前記第２増幅器を介���て前記右すだれ状電極B-1と、前記左すだれ状電極Biにそれぞれ印加されて、前記第１圧電基板に第１および第２弾性表面波がそれぞれ励振され、前記第１および第２弾性表面波は前記中央すだれ状電極B0で固有一重符号化バースト信号に変換され、前記固有一重符号化バースト信号が前記第２中継用すだれ状電極に印加されることにより、前記第２圧電基板に固有一重符号化弾性表面波が励振され、前記固有一重符号化弾性表面波の伝搬方向は前記個別送信部における前記固有符号化弾性表面波の伝搬方向とは逆であり、もしも前記固有一重符号化弾性表面波が前記固有符号パターンと相関する場合には、固有復号化パルスが前記固有符号化すだれ状電極で検出され、前記固有復号化パルスは前記信号分析器に入力され、前記主受信部では、受信メッセージ二重符号化バースト信号が前記アンテナによって受信されると、前記受信メッセージ二重符号化バースト信号は前記第２増幅器を介して前記右すだれ状電極B-1と、前記左すだれ状電極Biにそれぞれ印加されて、前記第１圧電基板に第３および第４弾性表面波がそれぞれ励振され、前記第３および第４弾性表面波は前記中央すだれ状電極B0で一重符号化バースト信号に変換され、前記一重符号化バースト信号が前記第１中継用すだれ状電極に印加されることにより、前記第１圧電基板に一重符号化弾性表面波が励振され、前記一重符号化弾性表面波の伝搬方向は前記主送信部における前記符号化弾性表面波の伝搬方向とは逆であり、もしも前記一重符号化弾性表面波が前記符号パターンと相関する場合には、復号化パルスが前記符号化すだれ状電極で検出され、前記復号化パルスは前記信号分析器に入力される。
【０００５】
請求項２に記載の超音波無線通信システムは、前記符号化すだれ状電極が少なくとも３つの電極対から成る。
【０００６】
請求項３に記載の超音波無線通信システムは、前記固有符号化すだれ状電極が４の倍数個の部分で成り、それらの部分の少なくとも１つは前記符号化すだれ状電極と同様な構造を成し、残りの全ては無電極指構造を成し、前記無電極指構造は前記符号化すだれ状電極の外観と同様な大きさを有する。
【０００７】
請求項４に記載の超音波無線通信システムは、無線通信デバイスおよび個人カードから成る超音波無線通信システムであって、前記無線通信デバイスは、第１圧電基板、双極性パルス発生器、第１および第２符号化すだれ状電極、第１電極群、第１増幅器、アンテナ、第２増幅器、第２電極群、第１中継用すだれ状電極および信号分析器から成り、前記個人カードは、第２圧電基板、固有符号化すだれ状電極、第３電極群および第２中継用すだれ状電極から成り、前記第１および第２符号化すだれ状電極は、それぞれ電極対Pi (i=1, 2,…, n)から成り、前記電極対Piのうちの隣り合う２つは離間距離Lを有し、前記第１および第２符号化すだれ状電極は、それぞれ第１および第２符号パターンを有し、前記第１電極群はすだれ状電極A0と、前記すだれ状電極A0から距離iL (i=1)だけ離れたすだれ状電極Ai (i=1)から成り、前記第２電極群は中央すだれ状電極B0と、前記中央すだれ状電極B0から距離L0だけ離れた右すだれ状電極B-1と、前記中央すだれ状電極B0から距離L0+iL (i=1)だけ離れた左すだれ状電極Bi (i=1)から成り、前記固有符号化すだれ状電極は、前記符号化すだれ状電極に対応する前記電極対Piを含んでおり、前記固有符号化すだれ状電極は固有符号パターンを有し、前記第３電極群はすだれ状電極C0と、前記すだれ状電極C0から距離iL (i=1)だけ離れたすだれ状電極Ci (i=1)から成り、前記第２圧電基板、前記固有符号化すだれ状電極、前記第３電極群、前記第１増幅器および前記アンテナによって個別送信部が構成され、前記第１圧電基板、前記双極性パルス発生器、前記第１および第２符号化すだれ状電極、前記第１電極群、前記第１増幅器および前記アンテナによって主送信部が構成され、前記アンテナ、前記第２増幅器、前記第１圧電基板、前記第２電極群、前記第２圧電基板、前記第２中継用すだれ状電極、前記固有符号化すだれ状電極および前記信号分析器によって個別受信部が構成され、前記アンテナ、前記第２増幅器、前記第１圧電基板、前記第２電極群、前記第１中継用すだれ状電極、前記第１および第２符号化すだれ状電極および前記信号分析器によって主受信部が構成され、前記個別送信部では、前記固有符号化すだれ状電極にパルスが印加されることにより、前記第２圧電基板に固有符号化弾性表面波が励振され、前記固有符号化弾性表面波は、前記固有符号パターンに対応する固有符号化バースト信号として前記すだれ状電極C0で検出された後、前記距離iLに対応する時間だけ遅延して再び前記すだれ状電極Ciで検出され、前記すだれ状電極C0での前記固有符号化バースト信号および前記すだれ状電極Ciでの前記固有符号化バースト信号の合成出力信号は、前記第１増幅器を介して前記アンテナから送信され、前記主送信部では、前記双極性パルス発生器に送信メッセージデジタル信号が印加されることにより、双極性パルス（−１および１）の列が発生し、前記双極性パルス（−１および１）が前記第１および第２符号化すだれ状電極にそれぞれ印加されることにより、前記第１圧電基板に第１および第２符号化弾性表面波がそれぞれ励振され、前記第１および第２符号化弾性表面波は、前記第１および第２符号パターンにそれぞれ対応する第１および第２符号化バースト信号として前記すだれ状電極A0で検出された後、前記距離iLに対応する時間だけ遅延して再び前記すだれ状電極Aiで検出され、前記すだれ状電極A0およびAiでのそれぞれの前記第１符号化バースト信号の合成出力信号と、前記すだれ状電極A0およびAiでのそれぞれの前記第２符号化バースト信号の合成出力信号は、前記第１増幅器を介して前記アンテナから送信され、前記個別受信部では、前記アンテナによって固有二重符号化バースト信号が受信されると、前記固有二重符号化バースト信号は前記第２増幅器を介して前記右すだれ状電極B-1と、前記左すだれ状電極Biにそれぞれ印加されて、前記第１圧電基板に第１および第２弾性表面波がそれぞれ励振され、前記第１および第２弾性表面波は前記中央すだれ状電極B0で固有一重符号化バースト信号に変換され、前記固有一重符号化バースト信号が前記第２中継用すだれ状電極に印加されることにより、前記第２圧電基板に固有一重符号化弾性表面波が励振され、前記固有一重符号化弾性表面波の伝搬方向は前記個別送信部における前記固有符号化弾性表面波の伝搬方向とは逆であり、もしも前記固有一重符号化弾性表面波が前記固有符号パターンと相関する場合には、固有復号化パルスが前記固有符号化すだれ状電極で検出され、前記固有復号化パルスは前記信号分析器に入力され、前記主受信部では、受信メッセージ二重符号化バースト信号が前記アンテナによって受信されると、前記受信メッセージ二重符号化バースト信号は前記第２増幅器を介して前記右すだれ状電極B-1と、前記左すだれ状電極Biにそれぞれ印加されて、前記第１圧電基板に第３および第４弾性表面波がそれぞれ励振され、前記受信メッセージ二重符号化バースト信号は、第１および第２二重符号化バースト信号で成り、前記第１二重符号化バースト信号に基づく前記第３および第４弾性表面波は、前記中央すだれ状電極B0で第１一重符号化バースト信号に変換され、前記第２二重符号化バースト信号に基づく前記第３および第４弾性表面波は、前記中央すだれ状電極B0で第２一重符号化バースト信号に変換され、前記第１および第２一重符号化バースト信号が前記第１中継用すだれ状電極に印加されると、前記第１圧電基板に第１および第２一重符号化弾性表面波が励振され、前記第１および第２一重符号化弾性表面波の伝搬方向は前記主送信部における前記第１および第２符号化弾性表面波の伝搬方向とはそれぞれ逆であり、もしも前記第１および第２一重符号化弾性表面波が前記第１および第２符号パターンとそれぞれ相関する場合には、第１および第２復号化パルスが前記第１および第２符号化すだれ状電極でそれぞれ検出され、前記第１および第２復号化パルスの合成出力信号は前記信号分析器に入力される。
【０００８】
請求項５に記載の超音波無線通信システムは、前記第１および第２符号化すだれ状電極がそれぞれ少なくとも３つの電極対から成る。
【０００９】
請求項６に記載の超音波無線通信システムは、前記固有符号化すだれ状電極が４の倍数個の部分で成り、それらの部分の各々は前記第１または第２符号化すだれ状電極と同様な構造を有する。
【００１０】
請求項７に記載の超音波無線通信システムは、前記第１電極群は少なくとも２つのすだれ状電極Ai {i=1, 2,…, (n-1)}を含み、前記少なくとも２つのすだれ状電極Aiは前記すだれ状電極A0からそれぞれ距離iL {i=1, 2,…, (n-1)}だけ離れており、前記第２電極群は少なくとも２つの左すだれ状電極Bi {i=1, 2,…, (n-1)}を含み、前記少なくとも２つの左すだれ状電極Biは前記中央すだれ状電極B0からそれぞれ距離L0+iL {i=1, 2,…, (n-1)}だけ離れており、前記第３電極群は少なくとも２つのすだれ状電極Ci {i=1, 2,…, (n-1)}を含み、前記少なくとも２つのすだれ状電極Ciは前記すだれ状電極C0からそれぞれ距離iL {i=1, 2,…, (n-1)}だけ離れている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の超音波無線通信システムは、無線通信デバイスおよびそれに挿入される個人カードから成る簡単な構造を有する。無線通信デバイスは、第１圧電基板、符号化すだれ状電極、第１電極群、第１増幅器、アンテナ、第２増幅器、第２電極群、第１中継用すだれ状電極および信号分析器から成り、個人カードは、第２圧電基板、固有符号化すだれ状電極、第３電極群および第２中継用すだれ状電極から成る。符号化すだれ状電極は、電極対Pi (i=1, 2,…, n)から成り、電極対Piのうちの隣り合う２つは離間距離Lを有する。符号化すだれ状電極は所定の符号パターンを有する。第１電極群はすだれ状電極A0と、すだれ状電極A0から距離iL (i=1)だけ離れたすだれ状電極Ai (i=1)から成る。第２電極群は中央すだれ状電極B0と、中央すだれ状電極B0から距離L0だけ離れた右すだれ状電極B-1と、中央すだれ状電極B0から距離L0+iL (i=1)だけ離れた左すだれ状電極Bi (i=1)から成る。固有符号化すだれ状電極は、符号化すだれ状電極に対応する電極対Piを含んでいる。固有符号化すだれ状電極は固有符号パターンを有する。第３電極群はすだれ状電極C0と、すだれ状電極C0から距離iL (i=1)だけ離れたすだれ状電極Ci (i=1)から成る。
【００１２】
本発明の超音波無線通信システムは４つの部分、すなわち個別送信部、主送信部、個別受信部および主受信部によって構成されている。個別送信部は第２圧電基板、固有符号化すだれ状電極、第３電極群、第１増幅器およびアンテナによって構成され、主送信部は第１圧電基板、符号化すだれ状電極、第１電極群、第１増幅器およびアンテナによって構成され、個別受信部はアンテナ、第２増幅器、第１圧電基板、第２電極群、第２圧電基板、第２中継用すだれ状電極、固有符号化すだれ状電極および信号分析器によって構成され、主受信部はアンテナ、第２増幅器、第１圧電基板、第２電極群、第１中継用すだれ状電極、符号化すだれ状電極および信号分析器によって構成されている。
【００１３】
個別送信部では、固有符号化すだれ状電極にパルスが印加されると、第２圧電基板に固有符号化弾性表面波が励振される。固有符号化弾性表面波は、固有符号パターンに対応する固有符号化バースト信号としてすだれ状電極C0で検出された後、距離iLに対応する時間だけ遅延して再びすだれ状電極Ciで検出される。すだれ状電極C0での固有符号化バースト信号およびすだれ状電極Ciでの固有符号化バースト信号の合成出力信号は、第１増幅器を介してアンテナから送信される。
【００１４】
主送信部では、符号化すだれ状電極に送信メッセージデジタル信号が印加されると、第１圧電基板に符号化弾性表面波が励振される。符号化弾性表面波は、符号化すだれ状電極の符号パターンに対応する符号化バースト信号としてすだれ状電極A0で検出された後、距離iLに対応する時間だけ遅延して再びすだれ状電極Aiで検出される。すだれ状電極A0での符号化バースト信号およびすだれ状電極Aiでの符号化バースト信号の合成出力信号は、第１増幅器を介してアンテナから送信される。
【００１５】
個別受信部では、アンテナによって固有二重符号化バースト信号が受信されると、固有二重符号化バースト信号は第２増幅器を介して右すだれ状電極B-1と、左すだれ状電極Biにそれぞれ印加されて、第１圧電基板に第１および第２弾性表面波がそれぞれ励振される。第１および第２弾性表面波は中央すだれ状電極B0で固有一重符号化バースト信号に変換される。固有一重符号化バースト信号が第２中継用すだれ状電極に印加されると、第２圧電基板に固有一重符号化弾性表面波が励振される。固有一重符号化弾性表面波の伝搬方向は個別送信部における固有符号化弾性表面波の伝搬方向とは逆である。もしも固有一重符号化弾性表面波が固有符号パターンと相関する場合には、固有復号化パルスが固有符号化すだれ状電極で検出される。このようにして、固有符号化すだれ状電極は呼び出しスイッチとしての機能を果たし、固有復号化パルスは、ノイズや侵入者の影響を受けること無く信号分析器に入力される。
【００１６】
主受信部では、受信メッセージ二重符号化バースト信号がアンテナによって受信されると、受信メッセージ二重符号化バースト信号は第２増幅器を介して右すだれ状電極B-1と、左すだれ状電極Biにそれぞれ印加されて、第１圧電基板に第３および第４弾性表面波がそれぞれ励振される。第３および第４弾性表面波は中央すだれ状電極B0で一重符号化バースト信号に変換される。一重符号化バースト信号が第１中継用すだれ状電極に印加されると、第１圧電基板に一重符号化弾性表面波が励振される。一重符号化弾性表面波の伝搬方向は主送信部における符号化弾性表面波の伝搬方向とは逆である。もしも一重符号化弾性表面波が符号化すだれ状電極の符号パターンと相関する場合には、復号化パルスが符号化すだれ状電極で検出される。復号化パルスは、ノイズや侵入者の影響を受けること無く信号分析器に入力される。従って、超音波無線通信システムでは、秘匿性に優れた無線通信ネットワークを構築することが可能となる。
【００１７】
本発明の超音波無線通信システムでは、符号化すだれ状電極が少なくとも３つの電極対から成る構造が可能である。また、固有符号化すだれ状電極が４の倍数個の部分で成り、それらの部分の少なくとも１つが符号化すだれ状電極と同様な構造を成し、残りの全ては無電極指構造で成る構造が可能である。この場合、無電極指構造は符号化すだれ状電極の外観と同様な大きさを有する。
【００１８】
本発明の超音波無線通信システムでは、双極性パルス発生器が新たに用いられるとともに、符号化すだれ状電極の代わりに第１および第２符号化すだれ状電極が用いられた構造が可能である。但し、双極性パルス発生器は主送信部に属する。また、このような超音波無線通信システムでは、第１および第２符号化すだれ状電極はそれぞれ少なくとも３つの電極対から成り、固有符号化すだれ状電極は４の倍数個の部分で成り、それらの部分の各々は第１または第２符号化すだれ状電極と同様な構造を有する。このような構造によれば、秘匿性にさらに優れた無線通信ネットワークを構築することが可能となる。
【００１９】
本発明の超音波無線通信システムでは、第１電極群が少なくとも２つのすだれ状電極Ai {i=1, 2,…, (n-1)}を含み、第２電極群が少なくとも２つの左すだれ状電極Bi {i=1, 2,…, (n-1)}を含み、第３電極群が少なくとも２つのすだれ状電極Ci {i=1, 2,…, (n-1)}を含む構造が可能である。この場合、すだれ状電極Aiはすだれ状電極A0からそれぞれ距離iL {i=1, 2,…, (n-1)}だけ離れている。また、左すだれ状電極Biは中央すだれ状電極B0からそれぞれ距離L0+iL {i=1, 2,…, (n-1)}だけ離れている。さらに、すだれ状電極Ciはすだれ状電極C0からそれぞれ距離iL {i=1, 2,…, (n-1)}だけ離れている。このような構造を採用することにより、無線通信ネットワークの秘匿性をさらに高めることが可能となる。
【００２０】
【実施例】
図１は、本発明の超音波無線通信システムの第１の実施例を示す構成図である。本発明の超音波無線通信システムは、無線通信デバイスおよびそれに挿入される個人カードから成る。無線通信デバイスは、入力用端子１、スイッチ２および３、第１圧電基板４、符号化すだれ状電極５、すだれ状電極A0およびA1から成る第１電極群、スイッチ６、第１増幅器７、スイッチ８、アンテナ９、第２増幅器１０、中央すだれ状電極B0と右すだれ状電極B-1と左すだれ状電極B1から成る第２電極群、スイッチ１１、第１中継用すだれ状電極１２および信号分析器１３から成る。個人カードは、第２圧電基板１４、固有符号化すだれ状電極１５、すだれ状電極C0およびC1から成る第３電極群および第２中継用すだれ状電極１６から成る。すだれ状電極A0およびA1は離間距離Lを有するとともに、すだれ状電極C0およびC1もまた離間距離Lを有する。すだれ状電極A0，A1，C0，C1，第１中継用すだれ状電極１２および第２中継用すだれ状電極１６はアルミニウム薄膜で成り、それぞれ４０μｍの電極周期長を有する。右すだれ状電極B-1は中央すだれ状電極B0から距離L0だけ離れており、左すだれ状電極B1は中央すだれ状電極B0から距離L0+Lだけ離れている。中央すだれ状電極B0、右すだれ状電極B-1および左すだれ状電極B1は、アルミニウム薄膜で成り、それぞれ４０μｍの電極周期長を有する。符号化すだれ状電極５、すだれ状電極A0およびA1、中央すだれ状電極B0、右すだれ状電極B-1、左すだれ状電極B1および第１中継用すだれ状電極１２は第１圧電基板４上に設けられている。固有符号化すだれ状電極１５、すだれ状電極C0およびC1および第２中継用すだれ状電極１６は第２圧電基板１４上に設けられている。第１圧電基板４および第２圧電基板１４として厚さ２００μｍの圧電セラミック板が用いられているが、LiNbO3単結晶板等を使用することも可能である。
【００２１】
図２は符号化すだれ状電極５の平面図である。符号化すだれ状電極５は７つの電極対Pi (i=1, 2,…, 7)から成り、電極対Piのうちの隣り合う２つは離間距離Lを有し、それぞれの電極対Piは４０μｍの電極周期長を有する。符号化すだれ状電極５はバーカーコードに基づく一定の符号パターンを有する。図２で示されるような７デジットコード（１，１，１，０，０，１，０）の他に、たとえば３デジットコード（１，１，０）や１１デジットコード（１，１，１，０，０，０，１，０，０，１，０）が利用できる。
【００２２】
図３は固有符号化すだれ状電極１５の平面図である。固有符号化すだれ状電極１５は符号化すだれ状電極５と同様な構造を有する３つの部分と、無電極指構造を有する１つの部分から成る。無電極指構造は符号化すだれ状電極５の外観と同様な大きさを有する。このようにして、固有符号化すだれ状電極１５は２１個の電極対Piを含む固有符号パターンを有する。
【００２３】
図１の超音波無線通信システムは４つの部分、すなわち個別送信部、主送信部、個別受信部および主受信部によって構成されている。個別送信部は入力用端子１、スイッチ２および３、第２圧電基板１４、固有符号化すだれ状電極１５、第３電極群、スイッチ６、第１増幅器７、スイッチ８およびアンテナ９によって構成され、主送信部は入力用端子１、スイッチ２および３、第１圧電基板４、符号化すだれ状電極５、第１電極群、スイッチ６、第１増幅器７、スイッチ８およびアンテナ９によって構成され、個別受信部はアンテナ９、スイッチ８、第２増幅器１０、第１圧電基板４、第２電極群、スイッチ１１、第２圧電基板１４、第２中継用すだれ状電極１６、固有符号化すだれ状電極１５、スイッチ３および２、そして信号分析器１３によって構成され、主受信部はアンテナ９、スイッチ８、第２増幅器１０、第１圧電基板４、第２電極群、スイッチ１１、第１中継用すだれ状電極１２、符号化すだれ状電極５、スイッチ３および２、そして信号分析器１３によって構成されている。
【００２４】
図１の個別送信部では、スイッチ２および３を介して入力用端子１から固有符号化すだれ状電極１５にパルスが印加されると、固有符号化弾性表面波が第２圧電基板１４に励振される。固有符号化弾性表面波は、固有符号パターンに対応する固有符号化バースト信号としてすだれ状電極C0で検出され、その後、距離Lに対応する時間だけ遅延してすだれ状電極C1で再び検出される。すだれ状電極C0での固有符号化バースト信号およびすだれ状電極C1での固有符号化バースト信号の合成出力信号は、スイッチ６を介して第１増幅器７に到達した後、スイッチ８を介してアンテナ９から送信される。
【００２５】
図１の主送信部では、スイッチ２および３を介して入力用端子１から符号化すだれ状電極５に送信メッセージデジタル信号が印加されると、送信メッセージデジタル信号のパルス（０および１）のうちのパルス（１）によって第１圧電基板４に符号化弾性表面波が励振される。このとき、符号化すだれ状電極５が７つの電極対を有することから、符号化弾性表面波は、符号化すだれ状電極５の符号パターンに対応する７つのバースト波で成る。符号化弾性表面波は符号化バースト信号としてすだれ状電極A0で検出され、その後、距離Lに対応する時間だけ遅延して再びすだれ状電極A1で検出される。すだれ状電極A0での符号化バースト信号およびすだれ状電極A1での符号化バースト信号の合成出力信号は、スイッチ６を介して第１増幅器７に到達した後、スイッチ８を介してアンテナ９から送信される。このとき、この合成出力信号の各バーストはすだれ状電極A0での１つのバーストと、すだれ状電極A1での１つ前のバーストから成る。たとえば、合成出力信号の３番目のバーストはすだれ状電極A0での３番目のバーストと、すだれ状電極A1での２番目のバーストから成る。このようにして、合成出力信号は全部で８つのバーストを含む。一方、送信メッセージデジタル信号のパルス（０）により第１圧電基板４に弾性表面波が励振されることはない。結果として、送信メッセージデジタル信号は、無バーストの期間を含む二重符号化バースト信号に変換されて、アンテナ９から送信される。
【００２６】
図１の個別受信部では、もしもアンテナ９によって固有二重符号化バースト信号が受信されると、固有二重符号化バースト信号は、スイッチ８を介して第２増幅器１０に到達した後、右すだれ状電極B-1と、左すだれ状電極B1にそれぞれ印加される。このとき、第１圧電基板４に第１および第２弾性表面波がそれぞれ励振される。第１弾性表面波は中央すだれ状電極B0に到達し、その後距離Lに対応する時間だけ遅延してから第２弾性表面波が中央すだれ状電極B0に到達する。従って、第１弾性表面波の１つのバースト波と第２弾性表面波の１つ前のバースト波が中央すだれ状電極B0に同時に到達することになる。このようにして、固有二重符号化バースト信号は中央すだれ状電極B0で固有一重符号化バースト信号に変換される。このようにして、復号の第１段階が成し遂げられる。固有一重符号化バースト信号がスイッチ１１を介して第２中継用すだれ状電極１６に印加されると、第２圧電基板１４に固有一重符号化弾性表面波が励振され、固有一重符号化弾性表面波の伝搬方向は、図１の個別送信部における固有符号化弾性表面波の伝搬方向と逆である。このとき、もしも固有一重符号化弾性表面波が固有符号パターンと相関する場合には、固有復号化パルスが固有符号化すだれ状電極１５で検出される。このようにして、復号の第２段階が成し遂げられ、固有符号化すだれ状電極１５は呼び出しスイッチとしての機能を果たす。固有復号化パルスは、ノイズや侵入者の影響を受けること無く、スイッチ３および２を介して信号分析器１３に入力される。
【００２７】
図１の主受信部では、もしも受信メッセージ二重符号化バースト信号がアンテナ９によって受信されると、それはスイッチ８を介して第２増幅器１０に到達する。受信メッセージ二重符号化バースト信号が二重符号化バースト信号と無バーストの期間から構成されている場合、この二重符号化バースト信号が右すだれ状電極B-1と、左すだれ状電極B1にそれぞれ印加されると、第１圧電基板４に第３および第４弾性表面波がそれぞれ励振され、第３および第４弾性表面波は中央すだれ状電極B0で一重符号化バースト信号に変換される。一方、無バーストの期間により第１圧電基板４に弾性表面波が励振されることはない。このようにして、受信メッセージ二重符号化バースト信号は受信メッセージ一重符号化バースト信号に変換される。一重符号化バースト信号がスイッチ１１を介して第１中継用すだれ状電極１２に印加されると、第１圧電基板４に一重符号化弾性表面波が励振され、一重符号化弾性表面波の伝搬方向は図１の主送信部における符号化弾性表面波の伝搬方向と逆である。このとき、もしも一重符号化弾性表面波が符号化すだれ状電極５の符号パターンと相関する場合には、復号化パルスが符号化すだれ状電極５で検出される。復号化パルスは、ノイズや侵入者の影響を受けること無く、スイッチ３および２を介して信号分析器１３に入力される。このようにして、受信メッセージ一重符号化バースト信号は受信メッセージバースト信号に変換される。従って、図１の超音波無線通信システムでは、秘匿性に優れた無線通信ネットワークを構築することが可能となる。
【００２８】
図４は、本発明の超音波無線通信システムの第２の実施例を示す部分構成図である。図４の超音波無線通信システムは、スイッチ１７，１８および１９と、すだれ状電極A2，A3，C2およびC3と、左すだれ状電極B2およびB3が新たに設けられていることを除いて図１と同様な構造を有する。すだれ状電極A2およびA3は１電極群に含まれる。すだれ状電極A1およびA2は離間距離Lを有する。すだれ状電極A2およびA3もまた離間距離Lを有し、アルミニウム薄膜で成り、４０μｍの電極周期長を有する。左すだれ状電極B2およびB3は第２電極群に含まれる。左すだれ状電極B1およびB2は離間距離Lを有する。左すだれ状電極B2およびB3もまた離間距離Lを有し、アルミニウム薄膜で成り、４０μｍの電極周期長を有する。中央すだれ状電極B0と左すだれ状電極B2との離間距離はL0+2Lであり、中央すだれ状電極B0と左すだれ状電極B3の離間距離はL0+3Lである。すだれ状電極C2およびC3は第３電極群に含まれる。すだれ状電極C1およびC2は離間距離Lを有する。すだれ状電極C2およびC3もまた離間距離Lを有し、アルミニウム薄膜で成り、４０μｍの電極周期長を有する。入力用端子１、スイッチ２および３、第１増幅器７、スイッチ８、アンテナ９、第２増幅器１０およびスイッチ１１は図４では描かれていない。
【００２９】
図４の超音波無線通信システムは、図１と同様な個別送信部、主送信部、個別受信部および主受信部によって構成されている。但し、スイッチ１７は個別受信部および主受信部の両方に属し、スイッチ１８および１９はそれぞれ主送信部および個別送信部に属する。
【００３０】
図４の個別送信部では、図１と同様にしてスイッチ２および３を介して入力用端子１から固有符号化すだれ状電極１５にパルスが印加されると、固有符号化弾性表面波が第２圧電基板１４に励振される。固有符号化弾性表面波は、固有符号パターンに対応する固有符号化バースト信号としてすだれ状電極C0で検出され、その後、距離L，2Lまたは3Lに対応する時間だけ遅延してからすだれ状電極C1，C2またはC3で再び検出される。このとき、スイッチ１９を採用することにより、すだれ状電極C1，C2およびC3のうちの１つを選択することが可能になる。このようにして、すだれ状電極C0での固有符号化バースト信号と、すだれ状電極C1，C2またはC3での固有符号化バースト信号の合成出力信号は、図１と同様にしてスイッチ６を介して第１増幅器７に到達した後、スイッチ８を介してアンテナ９から送信される。
【００３１】
図４の主送信部では、図１と同様にしてスイッチ２および３を介して入力用端子１から符号化すだれ状電極５に送信メッセージデジタル信号が印加されると、送信メッセージデジタル信号のパルス（０および１）のうちのパルス（１）によって第１圧電基板４に符号化弾性表面波が励振される。このとき、符号化すだれ状電極５が７つの電極対を有することから、符号化弾性表面波は、符号化すだれ状電極５の符号パターンに対応する７つのバースト波で成る。符号化弾性表面波は符号化バースト信号としてすだれ状電極A0で検出され、その後、距離L，2Lまたは3Lに対応する時間だけ遅延してからすだれ状電極A1，A2またはA3で再び検出される。このとき、スイッチ１８を採用することにより、すだれ状電極A1，A2およびA3のうちの１つを選択することが可能になる。このようにして、すだれ状電極A0での符号化バースト信号およびすだれ状電極A1，A2またはA3での符号化バースト信号の合成出力信号は、図１と同様にしてスイッチ６を介して第１増幅器７に到達した後、スイッチ８を介してアンテナ９から送信される。このとき、この合成出力信号の各バーストはすだれ状電極A0でのn番目のバーストと、すだれ状電極A1での(n-1)番目のバーストかすだれ状電極A2での(n-2)番目のバーストかすだれ状電極A3での(n-3)番目のバーストから成る。たとえば、合成出力信号の６番目のバーストはすだれ状電極A0での６番目のバーストと、すだれ状電極A3での３番目のバーストから成る。このようにして、合成出力信号は全部で８，９または１０個のバーストを含む。一方、送信メッセージデジタル信号のパルス（０）により第１圧電基板４に弾性表面波が励振されることはない。結果として、送信メッセージデジタル信号は、無バーストの期間を含む二重符号化バースト信号に変換されて、アンテナ９から送信される。
【００３２】
図４の個別受信部では、図１と同様にして固有二重符号化バースト信号がもしもアンテナ９によって受信されると、固有二重符号化バースト信号は、スイッチ８を介して第２増幅器１０に到達した後、右すだれ状電極B-1に印加されるとともに、スイッチ１７を介して左すだれ状電極B1，B2またはB3に印加される。このとき、右すだれ状電極B-1に対応する第１弾性表面波と、左すだれ状電極B1，B2またはB3に対応する第２弾性表面波が第１圧電基板４に励振される。第１弾性表面波が中央すだれ状電極B0に到達した後、距離L，2Lまたは3Lに対応する時間だけ遅延してから第２弾性表面波が中央すだれ状電極B0に到達することから、第１弾性表面波のn番目のバースト波が中央すだれ状電極B0に到達するのと同時に、第２弾性表面波の(n-1)番目、(n-2)番目または(n-3)番目のバースト波が左すだれ状電極B1，B2またはB3から中央すだれ状電極B0にそれぞれ到達することになる。たとえば、第１弾性表面波の4番目のバースト波が中央すだれ状電極B0に到達するのと同時に、左すだれ状電極B2における第２弾性表面波の2番目のバースト波が中央すだれ状電極B0に到達する。このようにして、固有二重符号化バースト信号は中央すだれ状電極B0で固有一重符号化バースト信号に変換される。固有一重符号化バースト信号が、図１と同様にスイッチ１１を介して第２中継用すだれ状電極１６に印加されると、第２圧電基板１４に固有一重符号化弾性表面波が励振され、固有一重符号化弾性表面波の伝搬方向は、図４の個別送信部における固有符号化弾性表面波の伝搬方向と逆である。このとき、もしも固有一重符号化弾性表面波が固有符号パターンと相関する場合には、固有復号化パルスが固有符号化すだれ状電極１５で検出される。このようにして、固有符号化すだれ状電極１５は呼び出しスイッチとしての機能を果たす。固有復号化パルスは、ノイズや侵入者の影響を受けること無く、スイッチ３および２を介して信号分析器１３に入力される。
【００３３】
図４の主受信部では、図１と同様にしてもしも受信メッセージ二重符号化バースト信号がアンテナ９によって受信されると、受信メッセージ二重符号化バースト信号はスイッチ８を介して第２増幅器１０に到達する。受信メッセージ二重符号化バースト信号が二重符号化バースト信号と無バーストの期間から構成されている場合、この二重符号化バースト信号が、右すだれ状電極B-1に印加されるとともに、スイッチ１７を介して左すだれ状電極B1，B2またはB3に印加されると、右すだれ状電極B-1に対応する第３弾性表面波および左すだれ状電極B1，B2またはB3に対応する第４弾性表面波が第１圧電基板４に励振される。第３弾性表面波が中央すだれ状電極B0に到達した後、距離L，2Lまたは3Lに対応する時間だけ遅延してから第４弾性表面波が中央すだれ状電極B0に到達することから、第３弾性表面波のn番目のバースト波が中央すだれ状電極B0に到達するのと同時に、第４弾性表面波の(n-1)番目、(n-2)番目または(n-3)番目のバースト波が左すだれ状電極B1，B2またはB3から中央すだれ状電極B0にそれぞれ到達することになる。このようにして、二重符号化バースト信号は中央すだれ状電極B0で一重符号化バースト信号に変換される。一方、無バーストの期間により第１圧電基板４に弾性表面波が励振されることはない。結果として、受信メッセージ二重符号化バースト信号は受信メッセージ一重符号化バースト信号に変換される。一重符号化バースト信号が、図１と同様にスイッチ１１を介して第１中継用すだれ状電極１２に印加されると、第１圧電基板４に一重符号化弾性表面波が励振され、一重符号化弾性表面波の伝搬方向は図４の主送信部における符号化弾性表面波の伝搬方向と逆である。このとき、もしも一重符号化弾性表面波が符号化すだれ状電極５の符号パターンと相関する場合には、復号化パルスが符号化すだれ状電極５で検出される。復号化パルスは、ノイズや侵入者の影響を受けること無く、図１と同様にしてスイッチ３および２を介して信号分析器１３に入力される。このようにして、受信メッセージ一重符号化バースト信号は受信メッセージバースト信号に変換される。従って、図４の超音波無線通信システムでは、秘匿性に優れた無線通信ネットワークを構築することが可能となる。
【００３４】
図５は、本発明の超音波無線通信システムの第３の実施例を示す部分構成図である。図５の超音波無線通信システムは、符号化すだれ状電極５の代わりに第１符号化すだれ状電極２２および第２符号化すだれ状電極２３が用いられていることと、固有符号化すだれ状電極１５の代わりに固有符号化すだれ状電極２４が用いられていることと、双極性パルス発生器２０およびスイッチ２１が新たに設けられていることを除いて図１と同様な構造を有する。第１増幅器７、スイッチ８、アンテナ９、第２増幅器１０およびスイッチ１１は図５では描かれていない。
【００３５】
図６は第１符号化すだれ状電極２２の平面図である。第１符号化すだれ状電極２２は３つの電極対Pi (i=1, 2および3)から成り、電極対Piのうちの隣り合う２つは離間距離Lを有し、それぞれの電極対Piは４０μｍの電極周期長を有する。第１符号化すだれ状電極２２はバーカーコードに基づく第１符号パターンを有する。第２符号化すだれ状電極２３は、第１符号パターンとは異なる第２符号パターンを有することを除き、第１符号化すだれ状電極２２と同様な構造を有する。
但し、
【００３６】
図７は固有符号化すだれ状電極２４の構成図である。固有符号化すだれ状電極２４は第１符号化すだれ状電極２２と同様な構造を有する１０個の部分と、第２符号化すだれ状電極２３と同様な構造を有する６つの部分から成る。このようにして、固有符号化すだれ状電極２４は４８個の電極対Piを含む固有符号パターンを有する。
【００３７】
図５の超音波無線通信システムは、図１と同様な個別送信部、主送信部、個別受信部および主受信部によって構成されている。但し、双極性パルス発生器２０は主送信部に属し、スイッチ２１、第１符号化すだれ状電極２２および第２符号化すだれ状電極２３のそれぞれは主送信部および主受信部の両方に属し、固有符号化すだれ状電極２４は個別送信部および個別受信部の両方に属する。
【００３８】
図５の個別送信部では、スイッチ２および３を介して入力用端子１から固有符号化すだれ状電極２４にパルスが印加されると、固有符号化弾性表面波が第２圧電基板１４に励振される。固有符号化弾性表面波は、固有符号化すだれ状電極２４の固有符号パターンに対応する固有符号化バースト信号としてすだれ状電極C0で検出され、その後、距離Lに対応する時間だけ遅延してすだれ状電極C1で再び検出される。すだれ状電極C0での固有符号化バースト信号およびすだれ状電極C1での固有符号化バースト信号の合成出力信号は４９個のバーストで成り、各バーストはすだれ状電極C0での１つのバーストと、すだれ状電極C1での１つ前のバーストから成る。たとえば、合成出力信号の３番目のバーストはすだれ状電極C0での３番目のバーストと、すだれ状電極C1での２番目のバーストから成る。合成出力信号は、図１と同様にしてスイッチ６を介して第１増幅器７に到達した後、スイッチ８を介してアンテナ９から送信される。
【００３９】
図５の主送信部では、スイッチ２および３を介して入力用端子１から双極性パルス発生器２０に送信メッセージデジタル信号が印加されると、送信メッセージデジタル信号に基づく双極性パルス（−１および１）が発生する。この双極性パルス（−１および１）が第１符号化すだれ状電極２２および第２符号化すだれ状電極２３にスイッチ２１を介してそれぞれ印加されると、第１圧電基板４に第１および第２符号化弾性表面波が励振される。第１符号パターンに対応する第１符号化弾性表面波は、第１符号化バースト信号としてすだれ状電極A0で検出され、その後、距離Lに対応する時間だけ遅延して再びすだれ状電極A1で検出される。すだれ状電極A0での第１符号化バースト信号およびすだれ状電極A1での第１符号化バースト信号の合成出力信号の各バーストはすだれ状電極A0での１つのバーストと、すだれ状電極A1での１つ前のバーストから成る。結果として、合成出力信号は全部で４つのバーストを含む。このようにして、第１符号化弾性表面波は、４つのバーストで成る第１二重符号化バースト信号に変換される。同様にして、第２符号パターンに対応する第２符号化弾性表面波は、４つのバーストで成る第２二重符号化バースト信号に変換される。第１および第２二重符号化バースト信号は送信メッセージ二重符号化バースト信号を構成する。すなわち、送信メッセージデジタル信号は、送信メッセージ二重符号化バースト信号に変換される。この送信メッセージ二重符号化バースト信号は、図１と同様にしてスイッチ６を介して第１増幅器７に到達した後、スイッチ８を介してアンテナ９から送信される。
【００４０】
図５の個別受信部では、図１と同様にしてもしもアンテナ９によって固有二重符号化バースト信号が受信されると、固有二重符号化バースト信号は、スイッチ８を介して第２増幅器１０に到達した後、右すだれ状電極B-1と、左すだれ状電極B1にそれぞれ印加される。このとき、第１圧電基板４に第１および第２弾性表面波がそれぞれ励振される。第１弾性表面波は中央すだれ状電極B0に到達し、その後距離Lに対応する時間だけ遅延してから第２弾性表面波が中央すだれ状電極B0に到達する。従って、第１弾性表面波の１つのバースト波と第２弾性表面波の１つ前のバースト波が中央すだれ状電極B0に同時に到達することになる。このようにして、固有二重符号化バースト信号は中央すだれ状電極B0で固有一重符号化バースト信号に変換される。固有一重符号化バースト信号が、図１と同様にスイッチ１１を介して第２中継用すだれ状電極１６に印加されると、第２圧電基板１４に固有一重符号化弾性表面波が励振され、固有一重符号化弾性表面波の伝搬方向は、図５の個別送信部における固有符号化弾性表面波の伝搬方向と逆である。このとき、もしも固有一重符号化弾性表面波が固有符号化すだれ状電極２４の固有符号パターンと相関する場合には、固有復号化パルスが固有符号化すだれ状電極２４で検出される。このようにして、固有符号化すだれ状電極２４は呼び出しスイッチとしての機能を果たす。固有復号化パルスは、ノイズや侵入者の影響を受けること無く、スイッチ３および２を介して信号分析器１３に入力される。
【００４１】
図５の主受信部では、図１と同様にしてもしも受信メッセージ二重符号化バースト信号がアンテナ９によって受信されると、受信メッセージ二重符号化バースト信号はスイッチ８を介して第２増幅器１０に到達する。受信メッセージ二重符号化バースト信号が第１および第２二重符号化バースト信号から構成されている場合、この第１二重符号化バースト信号が右すだれ状電極B-1と、左すだれ状電極B1にそれぞれ印加されると、第１圧電基板４に第３および第４弾性表面波がそれぞれ励振され、第３および第４弾性表面波は中央すだれ状電極B0で第１一重符号化バースト信号に変換される。このようにして、第１二重符号化バースト信号は第１一重符号化バースト信号に変換される。同様にして、第２二重符号化バースト信号は第２一重符号化バースト信号に変換される。結果として、受信メッセージ二重符号化バースト信号は受信メッセージ一重符号化バースト信号に変換される。第１および第２一重符号化バースト信号が、図１と同様にスイッチ１１を介して第１中継用すだれ状電極１２に印加されると、第１圧電基板４に第１および第２一重符号化弾性表面波がそれぞれ励振される。第１および第２一重符号化弾性表面波の伝搬方向は図５の主送信部における第１および第２符号化弾性表面波の伝搬方向とそれぞれ逆である。このとき、もしも第１一重符号化弾性表面波が第１符号化すだれ状電極２２の第１符号パターンと相関する場合には、第１復号化パルスが第１符号化すだれ状電極２２で検出され、第２一重符号化弾性表面波が第２符号化すだれ状電極２３の第２符号パターンと相関する場合には、第２復号化パルスが第２符号化すだれ状電極２３で検出される。第１および第２復号化パルスは、ノイズや侵入者の影響を受けること無く、スイッチ２１を介して信号分析器１３に入力される。このようにして、受信メッセージ一重符号化バースト信号は受信メッセージバースト信号に変換される。従って、図５の超音波無線通信システムでは、秘匿性に優れた無線通信ネットワークを構築することが可能となる。
【００４２】
図８は、本発明の超音波無線通信システムの第４の実施例を示す部分構成図である。図８の超音波無線通信システムは、入力用端子１、スイッチ２および３、第１圧電基板４、スイッチ６、第１増幅器７、スイッチ８、アンテナ９、第２増幅器１０、スイッチ１１、第１中継用すだれ状電極１２、信号分析器１３、第２圧電基板１４、第２中継用すだれ状電極１６、スイッチ１７，１８および１９、双極性パルス発生器２０、スイッチ２１、第１符号化すだれ状電極２２、第２符号化すだれ状電極２３、固有符号化すだれ状電極２４、第１電極群、第２電極群および第３電極群から成る。第１電極群、第２電極群および第３電極群は図４と同様な構造を有する。第１増幅器７、スイッチ８、アンテナ９、第２増幅器１０およびスイッチ１１は図８では描かれていない。
【００４３】
図８の超音波無線通信システムは、図１と同様に個別送信部、主送信部、個別受信部および主受信部によって構成されている。個別送信部は入力用端子１、スイッチ２および３、第２圧電基板１４、固有符号化すだれ状電極２４、第３電極群、スイッチ１９および６、第１増幅器７、スイッチ８およびアンテナ９によって構成され、主送信部は入力用端子１、スイッチ２および３、双極性パルス発生器２０、スイッチ２１、第１圧電基板４、第１符号化すだれ状電極２２、第２符号化すだれ状電極２３、第１電極群、スイッチ１８および６、第１増幅器７、スイッチ８およびアンテナ９によって構成され、個別受信部はアンテナ９、スイッチ８、第２増幅器１０、スイッチ１７，第１圧電基板４、第２電極群、スイッチ１１、第２圧電基板１４、第２中継用すだれ状電極１６、固有符号化すだれ状電極２４、スイッチ３および２、そして信号分析器１３によって構成され、主受信部はアンテナ９、スイッチ８、第２増幅器１０、スイッチ１７，第１圧電基板４、第２電極群、スイッチ１１、第１中継用すだれ状電極１２、第１符号化すだれ状電極２２、第２符号化すだれ状電極２３、スイッチ２１および信号分析器１３によって構成されている。
【００４４】
図８の個別送信部では、スイッチ２および３を介して入力用端子１から固有符号化すだれ状電極２４にパルスが印加されると、固有符号化弾性表面波が第２圧電基板１４に励振される。固有符号化弾性表面波は、固有符号化すだれ状電極２４の固有符号パターンに対応する固有符号化バースト信号としてすだれ状電極C0で検出され、その後、距離L，2Lまたは3Lに対応する時間だけ遅延してからすだれ状電極C1，C2またはC3で再び検出される。このとき、スイッチ１９を採用することにより、すだれ状電極C1，C2およびC3のうちの１つを選択することが可能になる。このようにして、すだれ状電極C0での固有符号化バースト信号と、すだれ状電極C1，C2またはC3での固有符号化バースト信号の合成出力信号は、図１と同様にしてスイッチ６を介して第１増幅器７に到達した後、スイッチ８を介してアンテナ９から送信される。
【００４５】
図８の主送信部では、スイッチ２および３を介して入力用端子１から双極性パルス発生器２０に送信メッセージデジタル信号が印加されると、送信メッセージデジタル信号に基づく双極性パルス（−１および１）が発生する。この双極性パルス（−１および１）が第１符号化すだれ状電極２２および第２符号化すだれ状電極２３にスイッチ２１を介してそれぞれ印加されると、第１圧電基板４に第１および第２符号化弾性表面波が励振される。第１符号パターンに対応する第１符号化弾性表面波は、第１符号化バースト信号としてすだれ状電極A0で検出され、その後、距離L，2Lまたは3Lに対応する時間だけ遅延してからすだれ状電極A1，A2またはA3で再び検出される。このとき、スイッチ１８を採用することにより、すだれ状電極A1，A2およびA3のうちの１つを選択することが可能になる。すだれ状電極A0での第１符号化バースト信号およびすだれ状電極A1，A2またはA3での第１符号化バースト信号の合成出力信号の各バーストは、すだれ状電極A0でのn番目のバーストと、すだれ状電極A1での(n-1)番目のバーストかすだれ状電極A2での(n-2)番目のバーストかすだれ状電極A3での(n-3)番目のバーストから成る。このようにして、第１符号化弾性表面波は、全部で４，５または６個のバーストで成る第１二重符号化バースト信号に変換される。同様にして、第２符号パターンに対応する第２符号化弾性表面波は、全部で４，５または６個のバーストで成る第２二重符号化バースト信号に変換される。第１および第２二重符号化バースト信号は送信メッセージ二重符号化バースト信号を構成する。すなわち、送信メッセージデジタル信号は、送信メッセージ二重符号化バースト信号に変換される。この送信メッセージ二重符号化バースト信号は、図１と同様にしてスイッチ６を介して第１増幅器７に到達した後、スイッチ８を介してアンテナ９から送信される。
【００４６】
図８の個別受信部では、図１と同様にしてもしもアンテナ９によって固有二重符号化バースト信号が受信されると、固有二重符号化バースト信号は、スイッチ８を介して第２増幅器１０に到達した後、右すだれ状電極B-1に印加されるとともに、スイッチ１７を介して左すだれ状電極B1，B2またはB3に印加される。このとき、右すだれ状電極B-1に対応する第１弾性表面波と、左すだれ状電極B1，B2またはB3に対応する第２弾性表面波が第１圧電基板４に励振される。第１弾性表面波が中央すだれ状電極B0に到達した後、距離L，2Lまたは3Lに対応する時間だけ遅延してから第２弾性表面波が中央すだれ状電極B0に到達することから、第１弾性表面波のn番目のバースト波が中央すだれ状電極B0に到達するのと同時に、第２弾性表面波の(n-1)番目、(n-2)番目または(n-3)番目のバースト波が左すだれ状電極B1，B2またはB3から中央すだれ状電極B0にそれぞれ到達することになる。このようにして、固有二重符号化バースト信号は中央すだれ状電極B0で固有一重符号化バースト信号に変換される。固有一重符号化バースト信号が、図１と同様にスイッチ１１を介して第２中継用すだれ状電極１６に印加されると、第２圧電基板１４に固有一重符号化弾性表面波が励振され、固有一重符号化弾性表面波の伝搬方向は、図８の個別送信部における固有符号化弾性表面波の伝搬方向と逆である。このとき、もしも固有一重符号化弾性表面波が固有符号化すだれ状電極２４の固有符号パターンと相関する場合には、固有復号化パルスが固有符号化すだれ状電極２４で検出される。このようにして、固有符号化すだれ状電極２４は呼び出しスイッチとしての機能を果たす。固有復号化パルスは、ノイズや侵入者の影響を受けること無く、スイッチ３および２を介して信号分析器１３に入力される。
【００４７】
図８の主受信部では、図１と同様にしてもしも受信メッセージ二重符号化バースト信号がアンテナ９によって受信されると、受信メッセージ二重符号化バースト信号はスイッチ８を介して第２増幅器１０に到達する。受信メッセージ二重符号化バースト信号が第１および第２二重符号化バースト信号から構成されている場合、この第１二重符号化バースト信号が右すだれ状電極B-1に印加されるとともに、スイッチ１７を介して左すだれ状電極B1，B2またはB3に印加されると、右すだれ状電極B-1に対応する第３弾性表面波および左すだれ状電極B1，B2またはB3に対応する第４弾性表面波が第１圧電基板４に励振される。第３弾性表面波が中央すだれ状電極B0に到達した後、距離L，2Lまたは3Lに対応する時間だけ遅延してから第４弾性表面波が中央すだれ状電極B0に到達することから、第３弾性表面波のn番目のバースト波が中央すだれ状電極B0に到達するのと同時に、第４弾性表面波の(n-1)番目、(n-2)番目または(n-3)番目のバースト波が左すだれ状電極B1，B2またはB3から中央すだれ状電極B0にそれぞれ到達することになる。このようにして、第１二重符号化バースト信号は中央すだれ状電極B0で一重符号化バースト信号に変換される。同様にして、第２二重符号化バースト信号は第２一重符号化バースト信号に変換される。結果として、受信メッセージ二重符号化バースト信号は受信メッセージ一重符号化バースト信号に変換される。第１および第２一重符号化バースト信号が、図１と同様にスイッチ１１を介して第１中継用すだれ状電極１２に印加されると、第１圧電基板４に第１および第２一重符号化弾性表面波がそれぞれ励振される。第１および第２一重符号化弾性表面波の伝搬方向は図８の主送信部における第１および第２符号化弾性表面波の伝搬方向とそれぞれ逆である。このとき、もしも第１一重符号化弾性表面波が第１符号化すだれ状電極２２の第１符号パターンと相関する場合には、第１復号化パルスが第１符号化すだれ状電極２２で検出され、第２一重符号化弾性表面波が第２符号化すだれ状電極２３の第２符号パターンと相関する場合には、第２復号化パルスが第２符号化すだれ状電極２３で検出される。第１および第２復号化パルスは、ノイズや侵入者の影響を受けること無く、スイッチ２１を介して信号分析器１３に入力される。このようにして、受信メッセージ一重符号化バースト信号は受信メッセージバースト信号に変換される。従って、図８の超音波無線通信システムでは、秘匿性に優れた無線通信ネットワークを構築することが可能となる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の超音波無線通信システムは、無線通信デバイスおよびそれに挿入される個人カードから成る。無線通信デバイスは、第１圧電基板、符号化すだれ状電極、第１電極群、第１増幅器、アンテナ、第２増幅器、第２電極群、第１中継用すだれ状電極および信号分析器から成り、個人カードは、第２圧電基板、固有符号化すだれ状電極、第３電極群および第２中継用すだれ状電極から成る。
【００４９】
本発明の超音波無線通信システムは個別送信部、主送信部、個別受信部および主受信部によって構成されている。個別送信部は第２圧電基板、固有符号化すだれ状電極、第３電極群、第１増幅器およびアンテナによって構成され、主送信部は第１圧電基板、符号化すだれ状電極、第１電極群、第１増幅器およびアンテナによって構成され、個別受信部はアンテナ、第２増幅器、第１圧電基板、第２電極群、第２圧電基板、第２中継用すだれ状電極、固有符号化すだれ状電極および信号分析器によって構成され、主受信部はアンテナ、第２増幅器、第１圧電基板、第２電極群、第１中継用すだれ状電極、符号化すだれ状電極および信号分析器によって構成されている。このような本発明の超音波無線通信システムによれば、ノイズや侵入者の影響を受けることの無い、秘匿性に優れた無線通信ネットワークを構築することが可能となる。
【００５０】
本発明の超音波無線通信システムでは、符号化すだれ状電極が少なくとも３つの電極対から成る構造が可能である。また、固有符号化すだれ状電極が４の倍数個の部分で成り、それらの部分の少なくとも１つが符号化すだれ状電極と同様な構造を成し、残りの全ては無電極指構造で成る構造が可能である。この場合、無電極指構造は符号化すだれ状電極の外観と同様な大きさを有する。
【００５１】
本発明の超音波無線通信システムでは、双極性パルス発生器が新たに用いられるとともに、符号化すだれ状電極の代わりに第１および第２符号化すだれ状電極が用いられた構造が可能である。但し、双極性パルス発生器は主送信部に属する。また、このような超音波無線通信システムでは、第１および第２符号化すだれ状電極はそれぞれ少なくとも３つの電極対から成り、固有符号化すだれ状電極は４の倍数個の部分で成り、それらの部分の各々は第１または第２符号化すだれ状電極と同様な構造を有する。このような構造によれば、秘匿性にさらに優れた無線通信ネットワークを構築することが可能となる。
【００５２】
本発明の超音波無線通信システムでは、第１電極群が少なくとも２つのすだれ状電極Ai {i=1, 2,…, (n-1)}を含み、第２電極群が少なくとも２つの左すだれ状電極Bi {i=1, 2,…, (n-1)}を含み、第３電極群が少なくとも２つのすだれ状電極Ci {i=1, 2,…, (n-1)}を含む構造が可能である。この場合、すだれ状電極Aiはすだれ状電極A0からそれぞれ距離iL {i=1, 2,…, (n-1)}だけ離れている。また、左すだれ状電極Biは中央すだれ状電極B0からそれぞれ距離L0+iL {i=1, 2,…, (n-1)}だけ離れている。さらに、すだれ状電極Ciはすだれ状電極C0からそれぞれ距離iL {i=1, 2,…, (n-1)}だけ離れている。このような構造を採用することにより、無線通信ネットワークの秘匿性をさらに高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超音波無線通信システムの第１の実施例を示す構成図。
【図２】符号化すだれ状電極５の平面図。
【図３】固有符号化すだれ状電極１５の平面図。
【図４】本発明の超音波無線通信システムの第２の実施例を示す部分構成図。
【図５】本発明の超音波無線通信システムの第３の実施例を示す部分構成図。
【図６】第１符号化すだれ状電極２２の平面図。
【図７】固有符号化すだれ状電極２４の構成図。
【図８】本発明の超音波無線通信システムの第４の実施例を示す部分構成図。
【符号の説明】
１    入力用端子
２    スイッチ
３    スイッチ
４    第１圧電基板
５    符号化すだれ状電極
６    スイッチ
７    第１増幅器
８    スイッチ
９    アンテナ
１０  第２増幅器
１１  スイッチ
１２  第１中継用すだれ状電極
１３  信号分析器
１４  第２圧電基板
１５  固有符号化すだれ状電極
１６  第２中継用すだれ状電極
１７，１８，１９  スイッチ
２０  双極性パルス発生器
２１  スイッチ
２２  第１符号化すだれ状電極
２３  第２符号化すだれ状電極
２４  固有符号化すだれ状電極
A0，A1，A2，A3  すだれ状電極
B0  中央すだれ状電極
B-1  右すだれ状電極
B1，B2，B3  左すだれ状電極
C0，C1，C2，C3  すだれ状電極
【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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