(57)【要約】  本開示の通信システムは、第１の送信データを含む第１の送信信号と、一定周波数の周期信号および第１の送信データよりも低速のデータによる狭帯域変調信号の少なくとも１つからなる第２の送信信号とのいずれか一方をアンテナ部を介して選択的に送信する送信部と、第２の送信信号を生成する信号生成部とを含む送信回路と、第１の送信信号と第２の送信信号とをアンテナ部を介して受信する受信部と、第２の送信信号を狭帯域で検波することによって狭帯域の検波信号を出力する狭帯域検波部と、狭帯域の検波信号に対して有意な信号の有無または有意な信号変動の有無を判定し、判定信号を出力する判定部とを含む受信回路とを備えた通信装置、を少なくとも１つ有する。
2017221590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ部と、
第１の送信データを含む第１の送信信号と、一定周波数の周期信号および前記第１の送信データよりも低速のデータによる狭帯域変調信号の少なくとも１つからなる第２の送信信号とのいずれか一方を前記アンテナ部を介して選択的に送信する送信部と、前記第２の送信信号を生成する信号生成部とを含む送信回路と、
前記第１の送信信号と前記第２の送信信号とを前記アンテナ部を介して受信する受信部と、前記第２の送信信号を狭帯域で検波することによって狭帯域の検波信号を出力する狭帯域検波部と、前記狭帯域の検波信号に対して有意な信号の有無または有意な信号変動の有無を判定し、判定信号を出力する判定部とを含む受信回路と、
前記判定信号に基づいて、前記送信回路および前記受信回路の電力を制御する電力制御回路と
を備えた通信装置、を少なくとも１つ有する通信システム。
【請求項２】
前記通信装置を複数有し、
前記複数の通信装置のうちの第１の通信装置を含み、少なくとも１つの待ち受け機器を通信対象とする呼び出し機器と、
前記複数の通信装置のうちの第２の通信装置を含み、前記呼び出し機器を通信対象とする少なくとも１つの待ち受け機器と
をさらに有し、
前記呼び出し機器は、前記待ち受け機器に対して前記第２の送信信号を一定時間、送信する機能と、一定時間の送信動作後は前記待ち受け機器からの前記第２の送信信号を一定時間、受信する機能とを有し、前記第２の送信信号を一定時間、送信する動作と前記第２の送信信号を一定時間、受信する動作とを連続的または間欠的に繰り返し、前記待ち受け機器からの前記第２の送信信号に対して有意な信号有りまたは有意な信号変動有りと判定した場合に、前記待ち受け機器との間で前記第１の送信信号の送受信を行い、
前記待ち受け機器は、前記呼び出し機器からの前記第２の送信信号を一定時間受信することを、連続的または間欠的に繰り返し、前記呼び出し機器からの前記第２の送信信号に対して有意な信号有りまたは有意な信号変動有りと判定した場合に、前記呼び出し機器に前記第２の送信信号を送信した後、前記呼び出し機器との間で前記第１の送信信号の送受信を行う
請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記呼び出し機器が送信する前記第２の送信信号と前記待ち受け機器が送信する前記第２の送信信号とを共に、同じ周波数の周期信号とする
請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記待ち受け機器を複数有し、
複数の前記待ち受け機器のそれぞれに対して、互いに異なる固有の周波数が割り当てられ、
前記呼び出し機器は、複数の前記待ち受け機器のうち通信対象とする待ち受け機器に割り当てられた周波数の周期信号を前記第２の送信信号として送信し、複数の前記待ち受け機器のうち少なくとも１つの前記待ち受け機器を呼び出す
請求項２に記載の通信システム。
【請求項５】
前記呼び出し機器は、
複数の前記待ち受け機器のうち通信対象とする２以上の待ち受け機器に対して、通信対象とする前記２以上の待ち受け機器のそれぞれに割り当てられた固有の周波数の周期信号を、時分割で前記第２の送信信号として送信し、
前記２以上の待ち受け機器のそれぞれからの前記第２の送信信号に対して有意な信号有りまたは有意な信号変動有りと判定した場合に、前記２以上の待ち受け機器のそれぞれとの間で、時分割で前記第１の送信信号の送受信を行う
請求項４に記載の通信システム。
【請求項６】
前記待ち受け機器を複数有し、
複数の前記待ち受け機器のそれぞれに対して、互いに異なる固有のデータが割り当てられ、
前記呼び出し機器は、
複数の前記待ち受け機器のうち通信対象とする２以上の待ち受け機器に対して、通信対象とする前記２以上の待ち受け機器のそれぞれに割り当てられた固有のデータによる狭帯域変調信号を、時分割で前記第２の送信信号として送信し、
前記２以上の待ち受け機器のそれぞれからの前記第２の送信信号に対して有意な信号有りまたは有意な信号変動有りと判定した場合に、前記２以上の待ち受け機器のそれぞれとの間で、時分割で前記第１の送信信号の送受信を行う
請求項２に記載の通信システム。
【請求項７】
前記呼び出し機器と前記待ち受け機器との間で、前記第２の送信信号として、前記一定周波数の周期信号と前記狭帯域変調信号との双方を用いた通信を行う
請求項２に記載の通信システム。
【請求項８】
前記呼び出し機器と前記待ち受け機器はそれぞれ、前記呼び出し機器と前記待ち受け機器との間で、前記第１の送信信号の送受信を行う前に、アソシエーションを行う機能を有し、前記アソシエーションを行う前に、前記呼び出し機器と前記待ち受け機器との間で、前記第２の送信信号の送受信を行う
請求項２に記載の通信システム。
【請求項９】
前記狭帯域検波部は、アナログ離散時間バンドパスフィルタを含む
請求項２に記載の通信システム。
【請求項１０】
前記通信装置は、送信信号として前記一定周波数の周期信号を送信する動作と、前記一定周波数の周期信号を受信する動作とを同時動作させることによって、前記送信回路からの前記一定周波数の周期信号を前記受信回路にループバックさせる機能を有し、
前記受信回路は、前記アンテナ部の容量変化に伴って生じる前記一定周波数の周期信号の有意な信号変動の有無を判定する機能を有する
請求項１に記載の通信システム。
【請求項１１】
前記狭帯域検波部は、前記一定周波数の周期信号に、前記一定周波数の周期信号と略同じ周波数の検波用の周期信号を乗算する乗算部と、
前記検波用の周期信号が乗算された後の周期信号が入力されるローパスフィルタとを有する
請求項１に記載の通信システム。
【請求項１２】
前記送信回路は可変出力抵抗を有し、
前記受信回路は、前記可変出力抵抗の抵抗値よりも抵抗値の大きい可変入力抵抗を有し、
前記一定周波数の周期信号の送受信時には、前記第１の送信信号の送受信時に比べて、前記可変出力抵抗の抵抗値と前記可変入力抵抗の抵抗値とを大きくする
請求項１０に記載の通信システム。
【請求項１３】
前記受信回路は、前記アンテナ部の容量変化による前記一定周波数の周期信号の波形遅延を検出する
請求項１０に記載の通信システム。
【請求項１４】
前記通信装置は、前記ループバック時に、前記アンテナ部の容量とで共振回路を形成するインダクタをさらに備える
請求項１０に記載の通信システム。
【請求項１５】
前記通信装置は、電界通信装置であり、
前記アンテナ部は、電界方式により人体を介した通信を行う人体電極および空間電極を含む
請求項１に記載の通信システム。
【請求項１６】
アンテナ部と、
第１の送信データを含む第１の送信信号と、一定周波数の周期信号および前記第１の送信データよりも低速のデータによる狭帯域変調信号の少なくとも１つからなる第２の送信信号とのいずれか一方を前記アンテナ部を介して選択的に送信する送信部と、前記第２の送信信号を生成する信号生成部とを含む送信回路と、
前記第１の送信信号と前記第２の送信信号とを前記アンテナ部を介して受信する受信部と、前記第２の送信信号を狭帯域で検波することによって狭帯域の検波信号を出力する狭帯域検波部と、前記狭帯域の検波信号に対して有意な信号の有無または有意な信号変動の有無を判定し、判定信号を出力する判定部とを含む受信回路と、
前記判定信号に基づいて、前記送信回路および前記受信回路の電力を制御する電力制御回路と
を備えた通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電界通信に好適な通信装置、および通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人体を通信媒体とする電界通信技術を利用した通信システムが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−８０６４１号公報
【発明の概要】
【０００４】
電界通信技術を利用した通信システムは、モバイル機器、およびウェアラブル機器等、バッテリで動作する機器に適用されることが想定され、低消費電力動作が求められる。
【０００５】
消費電力を減らすことができるようにした通信装置、および通信システムを提供することが望ましい。
【０００６】
本開示の一実施の形態に係る通信システムは、アンテナ部と、第１の送信データを含む第１の送信信号と、一定周波数の周期信号および第１の送信データよりも低速のデータによる狭帯域変調信号の少なくとも１つからなる第２の送信信号とのいずれか一方をアンテナ部を介して選択的に送信する送信部と、第２の送信信号を生成する信号生成部とを含む送信回路と、第１の送信信号と第２の送信信号とをアンテナ部を介して受信する受信部と、第２の送信信号を狭帯域で検波することによって狭帯域の検波信号を出力する狭帯域検波部と、狭帯域の検波信号に対して有意な信号の有無または有意な信号変動の有無を判定し、判定信号を出力する判定部とを含む受信回路と、判定信号に基づいて、送信回路および受信回路の電力を制御する電力制御回路とを備えた通信装置、を少なくとも１つ有するものである。
【０００７】
本開示の一実施の形態に係る通信装置は、アンテナ部と、第１の送信データを含む第１の送信信号と、一定周波数の周期信号および第１の送信データよりも低速のデータによる狭帯域変調信号の少なくとも１つからなる第２の送信信号とのいずれか一方をアンテナ部を介して選択的に送信する送信部と、第２の送信信号を生成する信号生成部とを含む送信回路と、第１の送信信号と第２の送信信号とをアンテナ部を介して受信する受信部と、第２の送信信号を狭帯域で検波することによって狭帯域の検波信号を出力する狭帯域検波部と、狭帯域の検波信号に対して有意な信号の有無または有意な信号変動の有無を判定し、判定信号を出力する判定部とを含む受信回路と、判定信号に基づいて、送信回路および受信回路の電力を制御する電力制御回路とを備えたものである。
【０００８】
本開示の一実施の形態に係る通信装置、または通信システムでは、第１の送信データを含む第１の送信信号と、一定周波数の周期信号および第１の送信データよりも低速のデータによる狭帯域変調信号の少なくとも１つからなる第２の送信信号とのいずれか一方をアンテナ部を介して選択的に送受信する。また、一定周波数の周期信号および第１の送信データよりも低速のデータによる狭帯域変調信号の少なくとも１つからなる第２の送信信号を狭帯域で検波し、有意な信号の有無または有意な信号変動の有無を判定し、その判定結果に基づいて、送信回路および受信回路の電力を制御する。
【０００９】
本開示の一実施の形態に係る通信装置、または通信システムによれば、一定周波数の周期信号および第１の送信データよりも低速のデータによる狭帯域変調信号の少なくとも１つからなる第２の送信信号を狭帯域で検波し、有意な信号の有無または有意な信号変動の有無を判定し、その判定結果に基づいて、送信回路および受信回路の電力を制御するようにしたので、消費電力を減らすことができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】電界通信技術を利用した人体を通信媒体とする比較例に係る通信システムの概要を示す。
【図２】電界通信技術を利用した人体を通信媒体とする比較例に係る通信システムの概要を示す。
【図３】本開示の第１の実施の形態に係る通信システムの一構成例を概略的に示す。
【図４】第１の通信装置の第１の通信部（または第２の通信装置の第２の通信部）の構成例を示す。
【図５】第１の通信装置の第１の通信部（または第２の通信装置の第２の通信部）の構成例を示す。
【図６】通常の送信データと、周期信号と、狭帯域変調信号との一例を示す。
【図７】通常の送信データと、周期信号と、狭帯域変調信号との一例を示す。
【図８】周期信号と、狭帯域の検波信号と、判定信号との一例を示す。
【図９】第１の実施の形態に係る通信システムの動作の概要を示す。
【図１０】通信システムの第１の動作例を示す。
【図１１】通信システムの第２の動作例を示す。
【図１２】通信システムの第３の動作例を示す。
【図１３】通信システムの第４の動作例を示す。
【図１４】通信システムの第５の動作例を示す。
【図１５】通信システムの第６の動作例を示す。
【図１６】通信システムの第７の動作例を示す。
【図１７】通信システムの第８の動作例を示す。
【図１８】通信システムの第８の動作例を示す。
【図１９】通信システムの第８の動作例を示す。
【図２０】アナログ離散時間バンドパスフィルタの特性例を示す。
【図２１】本開示の第２の実施の形態に係る通信システムにおけるループバック時の回路構成の一例を概略的に示す。
【図２２】ループバック時にアンテナ部に生ずる容量の一例を示す。
【図２３】ループバック時に生ずる送信信号の波形変化の一例を示す。
【図２４】第２の実施の形態における狭帯域フィルタの第１の構成例を示す。
【図２５】第２の実施の形態における狭帯域フィルタの第２の構成例を示す。
【図２６】第２の実施の形態の第１の変形例に係る回路構成例を示す。
【図２７】第２の実施の形態の第２の変形例を示す。
【図２８】狭帯域フィルタの各部の出力信号の波形変化の一例を示す。
【図２９】第２の実施の形態の第３の変形例に係る回路構成例を示す。
【図３０】ループバック時に生ずる送信信号の波形変化の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
０．比較例（人体を通信媒体とする通信システムの概要）（図１、図２）
１．第１の実施の形態（呼び出し動作と待ち受け動作とが可能な通信装置を含む通信システム）
１．１  第１の実施の形態に係る通信システムの構成（図３〜図８）
１．２  第１の実施の形態に係る通信システムの動作（図９〜１９）
１．３  狭帯域フィルタの特性（図２０）
１．４  効果
２．第２の実施の形態（ループバック動作が可能な通信装置を含む通信システム）
２．１  第２の実施の形態に係る通信システムの構成（図２１）
２．２  第２の実施の形態に係る通信システムの動作（図２２〜図２３）
２．３  第２の実施の形態に係る通信システムにおける狭帯域フィルタの具体例（図２４〜図２５）
２．４  第２の実施の形態に係る通信システムの変形例（図２６〜図３０）
３．その他の実施の形態
【００１２】
＜０．比較例＞
図１および図２は、電界通信技術を利用した人体を通信媒体とする比較例に係る通信システムの概要を示している。
【００１３】
この通信システムは、送信機２１０と、受信機２２０とを備えている。
【００１４】
送信機２１０は、送信部２１１と、第１の人体電極１１１と、第１の空間電極１１２とを有している。送信部２１１は、電界通信方式の通信回路を含んでいる。
【００１５】
受信機２２０は、受信部２２１と、第２の人体電極１２１と、第２の空間電極１２２とを有している。受信部２２１は、電界通信方式の通信回路を含んでいる。
【００１６】
送信機２１０から信号を送信する場合、送信部２１１は、所定の変調方式で変調された信号を含む電位差の送信信号を、第１の人体電極１１１と第１の空間電極１１２との間に発生させる。第１の人体電極１１１は、第１の空間電極１１２よりも人体３０に近い側に配置される。これにより、第１の人体電極１１１は、第１の空間電極１１２よりも通信媒体（人体）３０に対して静電結合が強くなるように配置されている。
【００１７】
この通信システムでは、人体３０の一部が第２の空間電極１２２よりも第２の人体電極１２１に近付くことで、第１の人体電極１１１と第２の人体電極１２１との間で人体３０を通信媒体３０とする人体側通信経路が形成される。また、第１の空間電極１１２と第２の空間電極１２２との間では、空間（例えば空気）を通信媒体とした空間側通信経路が形成される。
【００１８】
第２の人体電極１２１と第２の空間電極１２２との間には、通信媒体（人体）３０を介して伝送される送信信号に応じた電位差が発生する。受信部２２１は、第２の人体電極１２１と第２の空間電極１２２との間との間に生じた電位差を検出し、第１の通信部１１３の変調方式に対応した復調処理を行って受信信号とし、出力信号として出力する。
【００１９】
このような通信システムの適用例としては、例えば図２に示したように、送信機２１０を例えばスマートウォッチ９３やリストバンド、受信機２２０をドア９０のドアノブ９１やスマートフォン９２等に設けることが想定される。
【００２０】
このように、電界通信では、人体電極に接触もしくは近付くことで、人体表面に電界Ｅを分布させて通信を行う。このため、人体３０のごく近傍でのみ通信可能となる。ウェアラブルデバイスとの親和性も高い。電界通信による通信エリアは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の通信エリアに比べて狭く、人体３０のごく近傍でのみ通信可能である。
【００２１】
ＮＦＣ（Near Field Communication）アプリが年々拡張しているが、スマートフォン９２や定期券などＮＦＣ内蔵機器を取り出して近接させる必要がある。ＮＦＣが磁界による近接通信であるのに対し、電界Ｅを用いる近接通信もある。人体３０を通信路として使ういわゆる人体通信は電界Ｅを用いる近接通信で、電界Ｅが人体３０に広がる性質から機器を取り出すことなく、掌や靴で同様のＩ／Ｆ（インタフェース）を実現でき、直観的なＵＩ（ユーザインタフェース）に拡張したい場合に電界通信はより利便性の高いものとなる可能性があり、モバイル機器、およびウェアラブル機器やそれらの相手として自動車、自転車、家電製品、業務用機器等において新たな付加価値として今後電界通信の機能が搭載されていくことが期待されている。
【００２２】
モバイル機器、およびウェアラブル機器は通常、バッテリで動作する。このため、モバイル機器、およびウェアラブル機器において、バッテリの持続時間は使い勝手として重要な要素であり、あらゆる機能に低消費電力動作が求められる。リストバンドや腕時計のような小容量のバッテリしか使えない製品においては特に重要であるが、電界通信を搭載した場合、例えば、スマートフォン９２とリストバンド間、それらと他の製品とは常時通信する訳ではないが、ユーザが通信したい時は速やかに接続する必要がある。そのため、呼び出し、待ち受け動作に要する電力を低減しなければならない。
【００２３】
呼び出し、待ち受け動作に要する電力を低減するには、電界通信では人が接触した場合に通信できればよいユースケースでは、電界通信のアンテナ部（電極）に人が接触したときに容量が増えることを検出して通信開始のトリガとする例（特開２０１３−１５７７８９号公報、特開２００９−２００６３７号公報、特開２０１１−１８２２７９号公報、特開２００９−２５３４７８号公報、特開２００６−８０６４１号公報）がある。しかし、これらの例では検出方法として具体性に欠ける。電極の容量変化量は決して大きくなく、また、電界通信は商用電源や諸装置が発する環境ノイズをほぼ例外なく受け、その振幅は例えば１００ｍＶを優に超えるケースもあり、ノイズ波形、周波数のバリエーションが多く、これらによる影響の考慮無しに検出はできない。
【００２４】
また、リストバンドや腕時計のユースケースにおいては、常時、電極は人体３０に接しているので、人体３０の接触による容量変化を検出して通信のトリガとすることはできない。人体３０の接触をトリガとできない場合は、待ち受け側は呼び出し側が送信した信号を検出したらシステム動作を開始する方法が考えられる。ここで、近接容量通信の国際規格ＩＳＯ／ＩＥＣ１７９８２はマンチェスタ符号化されたベースバンド信号である。また、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）の規格であるＩＥＥＥ８０２．１５．６  ＨＢＣで規定される信号はキャリアを使用するがＭＨｚオーダーの広帯域信号である。このため、例えば左手のスマートフォン９２から右手首のリストバンド信号を経路とするような減衰量が大きい場合には熱雑音に加え環境ノイズの影響により安定に検出することはできない。
【００２５】
データ信号を送信する前に接続用の無変調の信号を送信し、待ち受け側はそれを受信したらデータ信号を受信する回路を起動する例がある（特開２００６−８０６４１号公報）。この例では待ち受け時の電力を減らすことはできるが、呼び出し側は待ち受け側が起動したことがわからないので、通常のデータ通信の送受信機能を常に動作させておく必要がある。また、この例では人体３０の接触をトリガとすることで待ち受け時の電力を減らすことはできない。
【００２６】
電界通信の呼び出し、待ち受けの電力を大幅に減らすためには、人体３０の接触によるアンテナ部（電極）の容量変化を検出してそれをトリガとする機能と、呼び出し側の信号を待ち受け側の通信装置が検出し、検出したことを呼び出し側の通信装置に知らせ、呼び出し側の通信装置は待ち受け側の通信装置からの信号を検出する機能との両方を持ち、それらを共通の回路で行うことができるようにすることが好ましい。
【００２７】
本開示では、この両方の機能を共通の回路で行うことが可能な技術を提供する。
【００２８】
＜１．第１の実施の形態＞
［１．１  第１の実施の形態に係る通信システムの構成］
図３は、本開示の第１の実施の形態に係る通信システムの一構成例を概略的に示している。
なお、以下では、図１および図２の比較例に係る通信システムの構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００２９】
本実施の形態に係る通信システム１００は、電界方式により人体３０を介した通信を行うシステムとなっている。通信システム１００は、第１の通信装置１１０と、第２の通信装置１２０とを備えている。
【００３０】
第１の通信装置１１０は、例えば、ドア９０のドアノブ９１やスマートフォン９２等に設けられ、後述する呼び出し側の機器（呼び出し機器）に適用されてもよい。第２の通信装置１２０は、例えば、スマートウォッチ９３やリストバンド等に設けられ、後述する待ち受け側の機器（待ち受け機器）に適用されてもよい。また、逆に、第１の通信装置１１０を例えばスマートウォッチ９３やリストバンド等に設けられた待ち受け機器とし、第２の通信装置１２０を、ドアノブ９１やスマートフォン９２等に設けられた呼び出し機器としてもよい。
【００３１】
第１の通信装置１１０は、第１のアンテナ部１１５と、第１の通信部１１３とを有している。第１のアンテナ部１１５は、第１の人体電極１１１と、第１の空間電極１１２とを有している。第１の通信部１１３は、ホスト１１４に接続されている。
【００３２】
第２の通信装置１２０は、第２のアンテナ部１２５と、第２の通信部１２３とを有している。第２のアンテナ部１２５は、第２の人体電極１２１と、第２の空間電極１２２とを有している。第２の通信部１２３は、ホスト１２４に接続されている。
【００３３】
第１の通信装置１１０の第１の通信部１１３と、第２の通信装置１２０の第２の通信部１２３は、略同様の構成であってもよい。
【００３４】
図４および図５は、第１の通信装置１１０の第１の通信部１１３（または第２の通信装置１２０の第２の通信部１２３）の構成例を示している。
なお、図５では、通常の送信データＳ１１を送信している場合の回路状態を示している。図５において、グレー（ハッチング）となっている回路部分は電力供給を停止し、動作がオフ状態にあることを示す。以降の他の回路図においても同様である。
【００３５】
第１の通信部１１３（または第２の通信部１２３）は、送信回路１０と、受信回路２０と、発振回路６０と、変調・復調部４０と、システム制御回路５０とを有している。
【００３６】
送信回路１０と受信回路２０は、基本的にアナログ回路で構成されていてもよい。
【００３７】
送信回路１０は、送信部１１と、周期信号・狭帯域信号生成部１２と、アナログスイッチ１３とを有している。送信部１１は、増幅器１４を有している。
【００３８】
受信回路２０は、受信部２１と、狭帯域検波・判定部２２と、アナログスイッチ２３とを有している。受信部２１は、増幅器２４と、バンドパスフィルタ２５と、ＡＤコンバータ２６とを有している。狭帯域検波・判定部２２は、狭帯域フィルタ２７と、判定回路２８とを有している。
【００３９】
電源回路７０は、ＰＭＵ（Power Management Unit）（電力制御回路）７１を有している。
【００４０】
変調・復調部４０は、変調回路４１と復調回路４２とを有している。変調回路４１は、送信データＳ１１による変調信号を生成する機能を有している。また、変調・復調部４０は、ＰＨＹ（物理層）４３を有している。
【００４１】
発振回路６０は、水晶振動子（Ｘｔａl）６１に接続されている。
【００４２】
送信回路１０は、変調回路４１で生成された信号および一定周波数の周期信号Ｓ１２または通常の送信データＳ１１よりも低速のデータによる狭帯域変調信号Ｓ１３を生成し、その信号を所定の周波数帯でアンテナ部１２５（１１５）（人体電極１２１（１１１）および空間電極１２２（１１２））に印加する機能を有している。
【００４３】
受信回路２０は、受信部２１によって、アンテナ部１２５（１１５）に誘起される信号から復調回路４２が復調可能な信号を生成する機能を有している。また、受信回路２０は、周期信号Ｓ１２または狭帯域変調信号Ｓ１３を狭帯域フィルタ２７によって狭帯域で検波する機能と、狭帯域の検波信号Ｓ１４に対して有意な信号の有無または有意な信号変動の有無を判定回路２８によって判定する機能とを有している。
【００４４】
復調回路４２は、受信回路２０で生成された信号から送信データＳ１１を復調する機能を有している。
【００４５】
システム制御回路５０は、制御信号Ｓ１によって、送信回路１０、受信回路２０、発振回路６０、変調回路４１、および復調回路４２の動作を制御する機能を有している。また、システム制御回路５０は、システム外部（ホスト１２４（１１４））との通信およびシステム外部（ホスト１２４（１１４））からの制御に対する処理を行う機能を有している。システム制御回路５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１を有している。
【００４６】
通信装置１２０（１１０）は、周期信号Ｓ１２または狭帯域変調信号Ｓ１３の送受信時は、送信回路１０、受信回路２０、および発振回路６０において周期信号Ｓ１２または狭帯域変調信号Ｓ１３に対応する機能はシステム制御回路５０が待機状態（オフ状態）でも動作可能となっている。
【００４７】
また、通信装置１２０（１１０）は、受信回路２０による有意な信号の有無または有意な信号変動の有無の判定によりシステム制御回路５０を起動する機能を有している。また、通信装置１２０（１１０）は、送信回路１０、受信回路２０、発振回路６０、変調回路４１、および復調回路４２における通常の送信データＳ１１の送受信に対応する機能を起動する機能を有している。
【００４８】
図６および図７は、通常の送信データ（第１の送信信号）Ｓ１１と、周期信号（第２の送信信号）Ｓ１２と、狭帯域変調信号（第２の送信信号）Ｓ１３との一例を示している。通常の送信データＳ１１は、例えばマンチェスタ符号化された信号となっている。
【００４９】
図８は、周期信号Ｓ１２（または狭帯域変調信号Ｓ１３）と、狭帯域の検波信号Ｓ１４と、判定信号Ｓ２との一例を示している。
【００５０】
周期信号・狭帯域信号生成部１２、狭帯域検波・判定部２２、および発振回路６０は、システム制御回路５０が待機状態（オフ状態）でも動作可能となっている。待機時に、発振回路６０は、変調回路４１、および復調回路４２の他の不要なクロックは停止するようになっている。
【００５１】
ＰＭＵ７１は、低電力で常時動作するようになっている。判定信号Ｓ２は、ＰＭＵ７１に入力される。ＰＭＵ７１は、判定信号Ｓ２に基づいてシステム制御回路５０を起動してもよい。ＰＭＵ７１は、狭帯域検波・判定部２２によって有意な信号が検出された場合、または有意な信号変動が検出された場合には待機状態のシステム制御回路５０を起動させる。
【００５２】
周期信号・狭帯域信号生成部１２と狭帯域検波・判定部２２は、低電力で動作するようになっている。
【００５３】
その他の構成は、上記比較例に係る通信システムと略同様であってもよい。
【００５４】
［１．２  第１の実施の形態に係る通信システムの動作］
（通信システムの動作の概要）
以下の動作例において、呼び出し側の機器（呼び出し機器）は第１の通信装置１１０を含んでもよい。待ち受け側の機器（待ち受け機器）は第２の通信装置１２０を含んでもよい。
【００５５】
呼び出し機器は、周期信号Ｓ１２または狭帯域変調信号Ｓ１３を一定時間、送信する機能を有する。呼び出し機器は、一定時間の送信動作後は周期信号Ｓ１２または狭帯域変調信号Ｓ１３を一定時間、受信する機能を有する。呼び出し機器は、これら一定時間の送信動作と一定時間の受信動作とを連続的または間欠的に繰り返す。
【００５６】
待ち受け機器は、周期信号Ｓ１２または狭帯域変調信号Ｓ１３を一定時間受信することを、連続的または間欠的に繰り返す。待ち受け機器は、呼び出し機器からの有意な信号有りまたは有意な信号変動有りと判定した場合には周期信号Ｓ１２または狭帯域変調信号Ｓ１３を呼び出し機器に対して送信した後、システム制御回路５０を起動し、通常の送信データＳ１１の受信状態に移行する。
【００５７】
呼び出し機器は、受信時に待ち受け機器からの有意な信号有りまたは有意な信号変動有りと判定した場合に、通常の送信データＳ１１の送信に移行する。これにより、呼び出し機器と待ち受け機器との間で通常のデータ通信を開始する。
【００５８】
図９は、呼び出し機器が周期信号Ｓ１２または狭帯域変調信号Ｓ１３を送信し、待ち受け機器が周期信号Ｓ１２または狭帯域変調信号Ｓ１３を受信する場合の回路状態を示している。
【００５９】
図９において、待ち受け受信時のアクティブ期間は、グレーの部分のブロックはオフとし、それ以外のブロックはオンとする。待ち受け受信時にオンするブロックを受信回路２０の一部に限定することで、アクティブ電力を下げることができる。
【００６０】
狭帯域検波・判定部２２では、狭帯域フィルタ２７による狭帯域検波を行うことにより、ノイズの影響を受けにくく、低電力での受信検波を実現できる。
【００６１】
一定周波数の周期信号Ｓ１２または通常の送信データＳ１１よりも低速のデータによる狭帯域変調信号Ｓ１３を使うことで、ＩＳＯ／ＩＥＣ１７９８２規格のような広帯域な信号（通常の送信データＳ１１）より確実に検出できる。
【００６２】
狭帯域検波・判定部２２の判定回路２８では、図８に示したように判定しきい値を超えたらＨｉｇｈとなる判定信号Ｓ２を出力する。
【００６３】
（第１の動作例）
図１０は、通信システム１００の第１の動作例を示している。
【００６４】
図１０では、送信動作と受信動作とを連続的に行う動作例を示している。
待ち受け機器と呼び出し機器は、待ち受け受信時には、必要最低限のブロックのみオンすることで平均電流を下げることができる。待ち受け機器と呼び出し機器は、待ち受け受信時には、送信回路１０のアナログスイッチ１３をオフにすると共に、受信回路２０のアナログスイッチ２３をオンにする。待ち受け機器と呼び出し機器は、待ち受け受信時には、送信部１１と、周期信号・狭帯域信号生成部１２と、受信部２１のバンドパスフィルタ２５およびＡＤコンバータ２６と、変調・復調部４０と、システム制御回路５０とをオフにしてもよい。
【００６５】
待ち受け機器は、呼び出し機器からの有意な信号有りまたは有意な信号変動有りと判定した場合には、待ち受け受信の状態から、通常のデータ通信（通常の送信データＳ１１の送受信状態）へと移行する。同様に、呼び出し機器は、待ち受け機器からの有意な信号有りまたは有意な信号変動有りと判定した場合には、待ち受け受信の状態から、通常のデータ通信（通常の送信データＳ１１の送受信状態）へと移行する。
【００６６】
待ち受け機器は、通常のデータ通信への移行時には、送信回路１０のアナログスイッチ１３をオンにすると共に、受信回路２０のアナログスイッチ２３をオフにし、呼び出し機器に周期信号Ｓ１２または狭帯域変調信号Ｓ１３を送信する。この場合、待ち受け機器は、送信部１１と、周期信号・狭帯域信号生成部１２とをオンにする。
【００６７】
待ち受け機器と呼び出し機器は、通常のデータ通信（通常の送信データＳ１１の受信状態）時には、周期信号・狭帯域信号生成部１２と、狭帯域検波・判定部２２とをオフにしてもよい。
【００６８】
（第２の動作例）
図１１は、通信システム１００の第２の動作例を示している。
【００６９】
図１１では、送信動作と受信動作とを間欠的に行う動作例を示している。
図１１の動作例のように、待ち受け機器は、待ち受け受信時に、受信動作を間欠的に繰り返してもよい。呼び出し機器は、待ち受け受信時に、送信動作と受信動作とを間欠的に繰り返してもよい。
【００７０】
図１１の動作例では待ち受け機器における受信動作の繰り返し間隔を、呼び出し機器における送信動作および受信動作の繰り返し間隔Ｔａの略３倍に設定している。この場合、待ち受け機器は、３回に１回は呼び出し機器からの周期信号Ｓ１２または狭帯域変調信号Ｓ１３を受信可能となる。なお、待ち受け機器と呼び出し機器とにおける動作の繰り返し間隔の設定は、この例に限定されるものではなく、他の繰り返し間隔であってもよい。
【００７１】
図１１の動作例では、図１０の動作例に比べて待ち受け機器が検出するまでの平均時間が長くなるが、図１０の動作例に比べて消費電力を減らすことができる。
【００７２】
その他の動作は、図１０の動作例と略同様であってもよい。
【００７３】
（第３の動作例）
通常のデータ通信（通常の送信データＳ１１の送受信状態）に移行する前の送受信信号を、一定周波数の周期信号Ｓ１２とし、呼び出し機器と待ち受け機器とで同じ周波数ｆ１としてもよい。
【００７４】
図１２は、通信システム１００の第３の動作例を示している。
図１２の動作例では、呼び出し機器と待ち受け機器とで、通常のデータ通信以外において送信する信号を、同じ周波数ｆ１の周期信号Ｓ１２とする。
【００７５】
呼び出し機器と待ち受け機器は、待ち受け受信時は、狭帯域検波・判定部２２の狭帯域フィルタ狭帯域２７のフィルタ周波数を、固定の周波数ｆ１に設定してもよい。
【００７６】
その他の動作は、図１０の動作例と略同様であってもよい。
【００７７】
（第４の動作例）
図１３は、通信システム１００の第４の動作例を示している。
【００７８】
通常のデータ通信に移行する前の送受信信号に複数の周波数の周期信号Ｓ１２を使用可能で、複数の待ち受け機器のそれぞれに固有の周波数を割り当てることができるようにしてもよい。
【００７９】
呼び出し機器は、通信対象とする待ち受け機器に割り当てられた周波数で周期信号Ｓ１２を送信し、通信対象とする待ち受け機器に割り当てられた周波数に狭帯域検波の周波数を合わせる。
【００８０】
図１３の動作例では、待ち受け機器は、第１、第２、および第３の機器の３つに対し、呼び出し機器による通信対象の待ち受け機器は１つとなっている。
【００８１】
第１の機器に割り当てられた周波数はｆ１となっている。第２の機器に割り当てられた周波数はｆ２となっている。第３の機器に割り当てられた周波数はｆ３となっている。
【００８２】
図１３の動作例では、呼び出し機器が、周波数ｆ１の周期信号Ｓ１２を送信することで、第１の機器を呼び出す場合の動作例を示している。図１３の動作例では、呼び出し機器は、通常のデータ通信の前に周波数によって希望の待ち受け機器を指定できるので、希望外の待ち受け機器との通信をせずに済む。これにより、呼び出し動作および待ち受け動作の反応時間が不必要に長くならずに済み、消費電力も不必要に増えない。この動作を可能とするため、呼び出し機器は、待ち受け機器における周波数の割り当て情報を、例えばＰＭＵ７１に保持する。また、呼び出し機器は、周期信号・狭帯域信号生成部１２で生成する周期信号と、狭帯域検波・判定部２２で検波する狭帯域検波の周波数を可変とする。
【００８３】
その他の動作は、図１２の動作例と略同様であってもよい。
【００８４】
（第５の動作例）
呼び出し機器が通信対象を複数持ち、通信対象の属性に対応する複数の周波数を交互に時分割で送信および受信することが可能であってもよい。
【００８５】
図１４は、通信システム１００の第５の動作例を示している。
【００８６】
図１４の動作例では、待ち受け機器は、第１、第２、および第３の機器の３つに対し、呼び出し機器による通信対象の待ち受け機器は２つとなっている。
【００８７】
図１４の動作例では、呼び出し機器が、まず、周波数ｆ１の周期信号Ｓ１２を送信することで、第１の機器を呼び出して第１の機器との間で通常のデータ通信を行う。その後、呼び出し機器が、周波数ｆ２の周期信号Ｓ１２を送信することで、第２の機器を呼び出して第２の機器との間で通常のデータ通信を行う場合の動作例を示している。
【００８８】
図１４の動作例では、図１３の動作例と比べて、呼び出し機器が２つの待ち受け機器を交互に時分割で呼び出すので呼び出し動作および待ち受け動作の反応時間はその分遅くなるが、通常のデータ通信の前に希望の待ち受け機器を指定できるので、希望外の待ち受け機器との通信をせずに済む。
【００８９】
なお、図１４の動作例では、呼び出し機器による通信対象の待ち受け機器は２つとなっているが、通信対象を３つ以上に拡張することも可能である。
【００９０】
その他の動作は、図１３の動作例と略同様であってもよい。
【００９１】
（第６の動作例）
通常のデータ通信に移行する前の送受信信号を狭帯域変調信号Ｓ１３とし、複数の複数の待ち受け機器のそれぞれに固有のデータを割り当てるようにしてもよい。
【００９２】
呼び出し機器は、通信対象とする待ち受け機器に割り当てられた固有のデータによる狭帯域変調信号Ｓ１３を送信し、待ち受け機器から返ってくる狭帯域変調信号Ｓ１３のデータが、通信対象とする待ち受け機器のデータに割り当てられたデータである場合に通常のデータ通信を始めるようにしてもよい。
【００９３】
図１５は、通信システム１００の第６の動作例を示している。
【００９４】
図１５の動作例では、待ち受け機器は、図１３の動作例と同様に、第１、第２、および第３の機器の３つに対し、呼び出し機器による通信対象の待ち受け機器は１つとなっている。
【００９５】
第１の機器に割り当てられたデータはｄ１となっている。第２の機器に割り当てられたデータはｄ２となっている。第３の機器に割り当てられたデータはｄ３となっている。
【００９６】
狭帯域変調信号Ｓ１３に含めるデータのデータ長は、例えば４ｂｉｔとし、フォーマットは例えば、スタートビット、ストップビット、パリティを付加する等する。具体的には例えば、データｄ１，ｄ２，ｄ３を以下の値とする。ただし、データｄ１，ｄ２，ｄ３はこの例には限らず、他の値を用いてもよいし、４ｂｉｔ以外のデータでもよい。
ｄ１：０００１
ｄ２：００１０
ｄ３：００１１
【００９７】
図１５の動作例では、呼び出し機器が、データｄ１の狭帯域変調信号Ｓ１３を送信することで、第１の機器を呼び出す場合の動作例を示している。図１５の動作例では、呼び出し機器は、通常のデータ通信の前に狭帯域変調信号Ｓ１３のデータの値によって希望の待ち受け機器を指定できるので、希望外の待ち受け機器との通信をせずに済む。これにより、呼び出し動作および待ち受け動作の反応時間が不必要に長くならずに済み、消費電力も不必要に増えない。この動作を可能とするため、呼び出し機器は、待ち受け機器における狭帯域変調信号Ｓ１３のデータの値の割り当て情報を、例えばＰＭＵ７１に保持する。
【００９８】
その他の動作は、図１０の動作例と略同様であってもよい。なお、図１４の動作例と略同様に、呼び出し機器による通信対象の待ち受け機器を２以上に拡張することも可能である。
【００９９】
（第７の動作例）
通常のデータ通信に移行する前の送受信信号として、周期信号Ｓ１２と狭帯域変調信号Ｓ１３との両方を使用してもよい。
【０１００】
図１２〜図１５の動作例では、通常のデータ通信に移行する前の送受信信号として、周期信号Ｓ１２と狭帯域変調信号Ｓ１３とのいずれか一方を使用する例を示したが、周期信号Ｓ１２と狭帯域変調信号Ｓ１３との両方を混在させることも可能である。
【０１０１】
図１６は、通信システム１００の第７の動作例を示している。
【０１０２】
図１６の動作例では、待ち受け機器は、図１３および図１５の動作例と略同様に、第１、第２、および第３の機器の３つに対し、呼び出し機器による通信対象の待ち受け機器は１つとなっている。
【０１０３】
図１６の動作例では、複数の待ち受け機器のそれぞれに固有の周波数とデータとを割り当てている。
【０１０４】
第１の機器に割り当てられた周波数はｆ１、データはｄ１となっている。第２の機器に割り当てられた周波数はｆ２、データはｄ２となっている。第３の機器に割り当てられた周波数はｆ３、データはｄ３となっている。データｄ１，ｄ２，ｄ３の値は、図１５の動作例と略同様であってもよい。
【０１０５】
図１６の動作例では、呼び出し機器が、図１５の動作例と略同様にデータｄ１の狭帯域変調信号Ｓ１３を送信することで、第１の機器を呼び出すと共に、その返信として、図１３の動作例と略同様に第１の機器が周波数ｆ１の周期信号Ｓ１２を送信する動作例を示している。
【０１０６】
なお、図１６の動作例とは逆に、呼び出し機器が、図１３の動作例と略同様に周波数ｆ１の周期信号Ｓ１２を送信することで、第１の機器を呼び出すと共に、その返信として、図１５の動作例と略同様に第１の機器がデータｄ１の狭帯域変調信号Ｓ１３を送信するようにしてもよい、
【０１０７】
図１６の動作例によれば、例えば、機器、通信、および用途等の属性情報を定義しておき、その属性情報を周期信号Ｓ１２の周波数と狭帯域変調信号Ｓ１３のデータとに含めることで、通常のデータ通信に移行する前に簡易的な認証等を行うことができる。
【０１０８】
その他の動作は、図１３または図１５の動作例と略同様であってもよい。なお、図１４の動作例と略同様に、呼び出し機器による通信対象の待ち受け機器を２以上に拡張することも可能である。
【０１０９】
（第８の動作例）
周期信号Ｓ１２または狭帯域変調信号Ｓ１３による呼び出し機器と待ち受け機器との間の通信を、通常のデータ通信におけるアソシエーションに先立って実施するようにしてもよい。
【０１１０】
電界通信（人体通信）の国際規格として、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １７９８２と、ＥＣＭＡ−４０１  ＣＣＣＣ  ＰＨＹとがある。ＣＣＣＣは、Close Capacitive Coupling Communicationの略称である。両者の規格内容は同じ内容である。上記国際規格では、通信装置間でデータの通信を行う際に、最初にアソシエーションを２段階で行う仕様になっている。
【０１１１】
図１７、図１８、および図１９は、通信システム１００の第８の動作例を示している。図１７、図１８、および図１９では、上記国際規格に本実施の形態に係る通信システムを適用した場合の動作タイミングの一例を示している。
【０１１２】
本実施の形態に係る通信システムにおいて、上記国際規格に則って、最初からアソシエーションを行うと、送信部１１、受信部２１、およびシステム制御回路５０等、通常のデータ通信の際に必要となる回路をフルに動作させる必要があり、待ち受け時の電力効率がよくない。そこで、これまでに説明した本実施の形態における周期信号Ｓ１２（ＣＷ）または狭帯域変調信号Ｓ１３を用いた呼び出し動作および待ち受け動作を、通常のデータ通信におけるアソシエーションに先立って実施するようにしてもよい。これにより、呼び出し機器から周期信号Ｓ１２または狭帯域変調信号Ｓ１３を送信して、待ち受け機器をウェイクアップして、ＬＢＴ（Listen Before Talk）の期間を経た後、通常のアソシエーションを始めるようにしてもよい。これにより、待ち受け時の電力効率が向上する。
【０１１３】
なお、図１７では、１回目のアソシエーション要求（Association Request）をAssoc. req-1、２回目のアソシエーション要求をAssoc. req-2と記す。また、１回目のアソシエーション応答（Association Response）をAssoc. resp-1、２回目のアソシエーション応答をAssoc. resp-2と記す。
【０１１４】
また、図１７ないし図１９では、呼び出し機器からの周期信号Ｓ１２の送信をCW-reqと記す。また、CW-reqに対する待ち受け機器からの応答をCW-respと記す。また、図１７ないし図１９において、ＣＷ送信機（ＣＷＴｘ）は、図５における周期信号・狭帯域信号生成部１２および送信部１１に相当する。また、図１７ないし図１９において、ＣＷ受信機（ＣＷＲｘ）は、図５における受信部２１の増幅器２４および狭帯域検波・判定部２２に相当する。また、図１７ないし図１９において、ＣＣＣＣ送受信機（ＣＣＣＣＴｘ／Ｒｘ）は、送信部１１と、受信部２１と、変調・復調部４０と、システム制御回路５０とに相当する。
【０１１５】
また、図１７ないし図１９では、呼び出し機器をTalker、待ち受け機器をListenerとする。
【０１１６】
図１７ないし図１９の動作例に示したように、CW-respの送信開始タイミングは、CW-reqの検出直後から開始してもよい。また、図１８および図１９に示したように、「（CW-respの送信期間）＞2＊（CW-reqの送信期間）」とすることが好ましい。すなわち、CW-respの送信期間がCW-reqの送信期間の２倍よりも大きいことが好ましい。これにより、CW-reqの送信期間とCW-respの送信期間とが部分的に重なったとしても、TalkerはCW-respを検出できる。
【０１１７】
アソシエーション前のウェイクアップ時の信号周波数は、以下の２つが考えられるが、Talkerが他のTalkerからのCW-reqを検出するケースもあり得るので（１）の方が好ましい。
（１）  CW-req=CW-resp
（２）  CW-req≠CW-resp
【０１１８】
［１．３  狭帯域フィルタの特性］
図２０は、アナログ離散時間バンドパスフィルタの特性例を示している。図２０において、横軸は周波数、縦軸は信号電圧となっている。
【０１１９】
狭帯域検波・判定部２２の狭帯域フィルタ２７は、アナログ離散時間バンドパスフィルタで構成してもよい。アナログ離散時間バンドパスフィルタは、N-path Filterであってもよい。
【０１２０】
狭帯域フィルタ２７を、例えばＡＤコンバータとデジタルフィルタとで構成した場合、ＡＤコンバータが飽和すると弱い周期信号は抑圧を受ける。狭帯域フィルタ２７をアナログフィルタで構成することで、信号のダイナミックレンジを高くできるので、ノイズで飽和することなく周期信号Ｓ１２または狭帯域変調信号Ｓ１３を高感度に検出できる。また、狭帯域フィルタ２７を離散時間フィルタとすることで中心周波数はクロック周波数により正確に設定できる。
【０１２１】
［１．４  効果］
以上のように、本実施の形態によれば、一定周波数の周期信号Ｓ１２および通常の送信データＳ１１よりも低速のデータによる狭帯域変調信号Ｓ１３の少なくとも１つからなる第２の送信信号を狭帯域で検波し、有意な信号の有無または有意な信号変動の有無を判定し、その判定結果に基づいて、送信回路１０および受信回路２０の電力を制御するようにしたので、消費電力を減らすことができる。
【０１２２】
本実施の形態によれば、電界通信における呼び出し機器、および待ち受け機器の消費電力を大きく減らすことができ、バッテリの持続時間を長くすることができる。ドアノブ９１に応用する場合のように人体３０の接触をトリガにすることによる消費電力減だけでなく、リストバンドのようにその方法が適用できない場合でも通常のデータ通信までの消費電力減が可能となる。
【０１２３】
なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。以降の他の実施の形態の効果についても同様である。
【０１２４】
＜２．第２の実施の形態＞
次に、本開示の第２の実施の形態に係る通信システムについて説明する。なお、以下では、上記第１の実施の形態に係る通信システムの構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１２５】
［２．１  第２の実施の形態に係る通信システムの構成］
図３に示した通信システム１００において、第１の通信装置１１０と第２の通信装置１２０との少なくとも一方が、ループバック機能を有していてもよい。
【０１２６】
本実施の形態に係る通信システムの基本構成は、ループバック機能に関する部分以外は、上記第１の実施の形態に係る通信システム１００と略同様であってもよい。
【０１２７】
図２１は、本実施の形態に係る通信システムにおける第２の通信装置１２０（または第１の通信装置１１０）のループバック時の回路構成の一例を概略的に示す。
以下、主として第２の通信装置１２０を中心とした説明を行うが、第１の通信装置１１０についても略同様の構成であってもよい
【０１２８】
第２の通信装置１２０は、送信信号として周期信号Ｓ１２を送信する動作と周期信号Ｓ１２を受信する動作との同時動作が可能となっている。また、第２の通信装置１２０は、送信回路１０からの送信信号（周期信号Ｓ１２）を自身の受信回路２０にループバックさせることが可能となっている。第２の通信装置１２０は、ループバック動作を連続的または間欠的に繰り返すことが可能となっている。
【０１２９】
第２の通信装置１２０は、ループバック時には、送信回路１０のアナログスイッチ１３と受信回路２０のアナログスイッチ２３との双方をオンにする。これにより、送信回路１０からの送信信号（周期信号Ｓ１２）を自身の受信回路２０にループバックすることができる。
【０１３０】
第２の通信装置１２０は、ループバック時には、受信部２１のバンドパスフィルタ２５およびＡＤコンバータ２６と、変調・復調部４０と、システム制御回路５０とをオフにしてもよい。
【０１３１】
受信回路２０は、アンテナ部１２５（人体電極１２１および空間電極１２２）の容量変化に伴って生じる狭帯域の検波信号Ｓ１４に対して有意な信号変動の有無を判定する機能を有する。
【０１３２】
第２の通信装置１２０は、受信回路２０において有意な信号変動有りと判定された場合にシステム制御回路５０を起動する機能を有している。また、第２の通信装置１２０は、受信回路２０において有意な信号変動無しと判定された場合は、送信回路１０、受信回路２０、発振回路６０、および復調回路４２において周期信号Ｓ１２に対応する機能以外は待機状態または停止状態とする。
【０１３３】
その他の構成は、上記第１の実施の形態に係る通信システムと略同様であってもよい。
【０１３４】
［２．２  第２の実施の形態に係る通信システムの動作］
図２２は、ループバック時にアンテナ部１２５（人体電極１２１および空間電極１２２）に生ずる容量の一例を示している。図２３は、ループバック時に生ずる送信信号（周期信号Ｓ１２）の波形変化の一例を示している。
図２２および図２３では、送信回路１０から送信信号として送信される周期信号Ｓ１２を周期信号Ｓ１２（Ａ）と記す。また、図２２および図２３では、ループバックされ、狭帯域検波・判定部２２に入力される周期信号Ｓ１２を周期信号Ｓ１２（Ｂ）と記す。
【０１３５】
図２２に示したように、手３１が人体電極１２１（１１１）に触れると、手３１を介した付加容量ΔＣにより電極容量Ｃが増える。ループバックされた送信信号は、手３１が人体電極１２１（１１１）に触れることで電極容量Ｃに変化があると波形に変化が生じる。波形変化としては、振幅変化および波形遅延が生じ得る。
【０１３６】
例えば図２３の上段に示したように、ループバックされた周期信号Ｓ１２（Ｂ）は、手３１が人体電極１２１（１１１）に触れることによって、元の周期信号Ｓ１２（Ａ）に対して、波形遅延が生じる。この波形遅延を狭帯域検波・判定部２２によって有意な信号変動として検出してもよい。ＰＭＵ７１は、有意な信号変動が検出された場合には待機状態のシステム制御回路５０と、通常の送信データＳ１１の受信または受信に必要な回路とを起動させ、通常のデータ通信へと移行する。
【０１３７】
通常のデータ通信において受信時には、図２３の左下段に示したように、送信回路１０のアナログスイッチ１３をオフにすると共に、受信回路２０のアナログスイッチ２３をオンにし、送信部１１と、周期信号・狭帯域信号生成部１２と、狭帯域検波・判定部２２とをオフにしてもよい。
【０１３８】
通常のデータ通信において送信時には、図２３の右下段に示したように、送信回路１０のアナログスイッチ１３をオンにすると共に、受信回路２０のアナログスイッチ２３をオフにし、周期信号・狭帯域信号生成部１２と、受信部２１と、狭帯域検波・判定部２２とをオフにしてもよい。
【０１３９】
以上により、本実施の形態に係る通信システムによれば、人体３０の接触をアンテナ部（電極）の容量変化として検出できることで、消費電力減だけでなく、接触が無い場合の意図しない通信を避けることにもつなげられる。
【０１４０】
その他の動作、ならびに効果は、上記第１の実施の形態に係る通信システムと略同様であってもよい。
【０１４１】
［２．３  第２の実施の形態に係る通信システムにおける狭帯域フィルタの具体例］
狭帯域フィルタ２７は、送信されてきた一定周波数の周期信号Ｓ１２に周期信号Ｓ１２と略同じ周波数の検波用の周期信号Ｓ１５を乗算する乗算部と、検波用の周期信号Ｓ１５が乗算された後の周期信号Ｓ１２が入力されるローパスフィルタとを有する構成であっても良い。
【０１４２】
図２４は、第２の実施の形態における狭帯域フィルタ２７の第１の構成例を示している。
【０１４３】
狭帯域フィルタ２７は、増幅器８０と、周期信号生成部８１と、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）８２と、乗算部としてのミキサ８３とを備えた構成であってもよい。
【０１４４】
図２５は、第２の実施の形態における狭帯域フィルタ２７の第２の構成例を示している。
【０１４５】
狭帯域フィルタ２７は、乗算部としてのアナログスイッチ８４と、増幅器８０と、周期信号生成部８１と、ＬＰＦ８２とを備えた構成であってもよい。
【０１４６】
図２４または図２５の構成例において、増幅器８０は、受信部２１の増幅器２４と共用してもよい。周期信号生成部８１は、送信回路１０の周期信号・狭帯域信号生成部１２と共用してもよい。ＬＰＦ８２は、例えばオペアンプで構成してもよい。アナログスイッチ８４は、受信回路２０のアナログスイッチ２３と共用してもよい。
【０１４７】
図２４または図２５の構成例に係る狭帯域フィルタ２７では、送信されてきた周期信号Ｓ１２の周波数と同じ、または、少しずれた周波数の検波用の周期信号Ｓ１５を、周期信号生成部８１によって生成する。そして、ミキサ８３またはアナログスイッチ８４によって、周期信号Ｓ１２に検波用の周期信号Ｓ１５を乗じて、ＤＣ付近に周波数変換してからカットオフ周波数の低いＬＰＦ８２を通すことで、検波を行うことができる。
【０１４８】
［２．４  第２の実施の形態に係る通信システムの変形例］
以下、主として第２の通信装置１２０を中心とした説明を行うが、第１の通信装置１１０についても略同様の構成であってもよい。
【０１４９】
（第１の変形例）
図２６は、第２の実施の形態の第１の変形例に係る回路構成例を示している。
【０１５０】
送信回路１０は可変出力抵抗１５を有していてもよい。受信回路２０は可変入力抵抗２９を有していてもよい。送信回路１０の可変出力抵抗１５の抵抗値（送信出力抵抗値Ｒｏ）よりも受信回路２０の可変入力抵抗２９の抵抗値（受信入力抵抗値Ｒｉ）は大きい構成であることが望ましい。
【０１５１】
第２の通信装置１２０は、周期信号Ｓ１２を送受信時は可変出力抵抗１５の抵抗値（送信出力抵抗値Ｒｏ）および可変入力抵抗２９の抵抗値（受信入力抵抗値Ｒｉ）を高く設定することでアンテナ部１２５（人体電極１２１および空間電極１２２）の容量変化を検出しやすくする。
【０１５２】
第２の通信装置１２０は、通常の送信データＳ１１の送受信時は可変出力抵抗１５の抵抗値（送信出力抵抗値Ｒｏ）および可変入力抵抗２９の抵抗値（受信入力抵抗値Ｒｉ）を低く設定することが望ましい。
【０１５３】
（ループバック時）
ループバックで容量変化を検出する場合、図２３に示したような、送信から受信への波形遅れは時定数ＲｏＣ→Ｒｏ（Ｃ＋ΔＣ）の変化によるが、波形遅れの検出には付加容量ΔＣが大きくはないので、ループバック時は送信出力抵抗値Ｒｏをある程度高くすることが望ましい。また、付加容量ΔCが小さいので、ループバック時は入力抵抗値Ｒｉは高くすることが望ましい。
【０１５４】
（通常データの送信時）
通常データの送信時は送信出力抵抗値Ｒｏによる電圧降下は送信出力減につながるので、送信出力抵抗値Ｒｏはなるべく低くする（０に近付ける）ことが望ましい。
【０１５５】
（通常データの受信時）
通常データの受信時は、受信入力抵抗値Ｒｉが大きい方が受信振幅は大きくなるが、ノイズも大きくなるので、受信入力抵抗値Ｒｉをある程度低くする方が低周波数のノイズ（商用電源、蛍光灯等）を抑えることができるので望ましい。
【０１５６】
以上のように、ループバック時、通常データの送信時、および通常データの受信時の各動作モードおける、送信出力抵抗値Ｒｉ、および受信入力抵抗値Ｒｏの最適値は異なる。動作モードに応じて、システム制御回路５０またはＰＭＵ７１から最適な設定値にできるよう、送信出力抵抗値Ｒｉ、および受信入力抵抗値Ｒｏを可変な構成にすることが望ましい。
【０１５７】
（第２の変形例）
第２の通信装置１２０は、周期信号Ｓ１２の送信回路１０から受信回路２０への位相シフト（波形遅延）を検出することでアンテナ部１２５（人体電極１２１および空間電極１２２）の容量変化を検出してもよい。
【０１５８】
上述の図２２および図２３の上段に示したように、ループバックされた送信信号は、手３１が電極（人体電極１２１）に触れることで電極容量Ｃに変化があるために、波形遅延が生じ得る。図２４および図２５に、この波形遅延を検出する回路構成例を示したが、図２４および図２５の回路構成例に限らず、図２７の回路構成を採用してもよい。
【０１５９】
図２７は、第２の実施の形態の第２の変形例を示している。
狭帯域フィルタ２７は、遅延回路８５と、周期信号生成部８１と、２値化回路８６と、ＸＯＲ（eXclusive OR）回路８７と、積分回路８８とを有していてもよい。
【０１６０】
遅延回路８５は、送信回路１０の周期信号・狭帯域信号生成部１２に接続されている。遅延回路８５には、アンテナ部１２５（人体電極１２１および空間電極１２２）を介さずに周期信号・狭帯域信号生成部１２からの周期信号Ｓ１２（Ａ）が直接入力される。遅延回路８５は回路遅延の補正用であり、構成から省いてもよい。遅延回路８５を構成から省いた場合、周期信号・狭帯域信号生成部１２からの周期信号Ｓ１２（Ａ）がＸＯＲ回路８７に直接入力される。
【０１６１】
図２８は、狭帯域フィルタ２７の各部の出力信号の波形変化の一例を示している。
【０１６２】
図２８には、遅延回路８５（周期信号生成部８１）の出力信号Ｓ２１と、２値化回路８６の出力信号Ｓ２２と、ＸＯＲ回路８７の出力信号Ｓ２３と、積分回路８８の出力信号Ｓ２４との一例を示す。
【０１６３】
図２２の例と同様に、ループバックされた送信回路１０からの周期信号Ｓ１２（Ｂ）は狭帯域検波・判定部２２に入力される。２値化回路８６は、ループバックされた送信信号（周期信号Ｓ１２（Ｂ））を２値化した出力信号Ｓ２２を出力する。
【０１６４】
遅延回路８５は、送信回路１０の周期信号・狭帯域信号生成部１２からの周期信号Ｓ１２（Ａ）を遅延させた出力信号Ｓ２１を出力する。ＸＯＲ回路８７は、２値化回路８６の出力信号Ｓ２２と、遅延回路８５の出力信号Ｓ２１との排他的論理和を取った出力信号Ｓ２３を出力する。これにより、元の周期信号Ｓ１２（Ａ）とループバックされた周期信号Ｓ１２（Ｂ）との位相差を検出する。
【０１６５】
積分回路８８は、ＸＯＲ回路８７の出力信号Ｓ２３の信号値を一定時間、積分した出力信号Ｓ２４を出力する。積分回路８８は、周期的に積分値をリセットする。
【０１６６】
狭帯域検波・判定部２２の判定回路２８は、積分回路８８の出力信号Ｓ２４が判定しきい値を超えたらＨｉｇｈとなる判定信号Ｓ２を出力する。
【０１６７】
（第３の変形例）
第２の通信装置１２０は、ループバック時に、アンテナ部１２５（人体電極１２１および空間電極１２２）の容量とで共振回路を形成するインダクタＬをさらに備えていてもよい。
【０１６８】
狭帯域検波・判定部２２は、ループバック時に生じるアンテナ部１２５（人体電極１２１および空間電極１２２）の容量変化による周期信号Ｓ１２の振幅変化を検出してもよい。
【０１６９】
第２の通信装置１２０は、ループバック時には、送信回路１０のアナログスイッチ１３と受信回路２０のアナログスイッチ２３と、スイッチ８９とをすべてオンにする。
【０１７０】
第２の通信装置１２０は、ループバック時には、受信部２１のバンドパスフィルタ２５およびＡＤコンバータ２６と、変調・復調部４０と、システム制御回路５０とをオフにしてもよい。
【０１７１】
図３０は、ループバック時に生ずる送信信号の波形変化の一例を示している。
【０１７２】
図２９および図３０では、送信回路１０から送信信号として送信される周期信号Ｓ１２を周期信号Ｓ１２（Ａ）と記す。また、図２９および図３０では、ループバックされ、狭帯域検波・判定部２２に入力される周期信号Ｓ１２を周期信号Ｓ１２（Ｂ）と記す。
【０１７３】
図２９および図３０に示したように、手３１が人体電極１２１（１１１）に触れると、手３１を介した付加容量ΔＣにより電極容量Ｃが増える。ループバックされた送信信号は、手３１が電極（人体電極１２１）に触れることで電極容量Ｃに変化があると、ＬＣ共振回路の共振周波数が変化するため、波形に変化が生じる。本変形例では、波形変化として、振幅変化を検出する。
【０１７４】
手３１が電極（人体電極１２１）に触れると、狭帯域検波・判定部２２に入力される周期信号Ｓ１２（Ｂ）の電圧が低下する。狭帯域検波・判定部２２は、周期信号Ｓ１２（Ｂ）を狭帯域の検波信号Ｓ１４とし、周期信号Ｓ１２（Ｂ）の振幅変化（電圧低下）を有意な信号変動として検出する。
【０１７５】
狭帯域検波・判定部２２の判定回路２８は、周期信号Ｓ１２（Ｂ）の電圧低下が判定しきい値を超えたらＨｉｇｈとなる判定信号Ｓ２を出力する。
【０１７６】
ＰＭＵ７１は、有意な信号変動が検出された場合には待機状態のシステム制御回路５０と、通常の送信データＳ１１の受信または受信に必要な回路とを起動させ、通常のデータ通信へと移行する。
【０１７７】
通常のデータ通信時には、スイッチ８９をオフにし、ＬＣ共振回路を受信回２０から切り離す。
【０１７８】
＜３．その他の実施の形態＞
本開示による技術は、上記各実施の形態の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
【０１７９】
例えば、本技術は以下のような構成を取ることもできる。
（１）
アンテナ部と、
第１の送信データを含む第１の送信信号と、一定周波数の周期信号および前記第１の送信データよりも低速のデータによる狭帯域変調信号の少なくとも１つからなる第２の送信信号とのいずれか一方を前記アンテナ部を介して選択的に送信する送信部と、前記第２の送信信号を生成する信号生成部とを含む送信回路と、
前記第１の送信信号と前記第２の送信信号とを前記アンテナ部を介して受信する受信部と、前記第２の送信信号を狭帯域で検波することによって狭帯域の検波信号を出力する狭帯域検波部と、前記狭帯域の検波信号に対して有意な信号の有無または有意な信号変動の有無を判定し、判定信号を出力する判定部とを含む受信回路と、
前記判定信号に基づいて、前記送信回路および前記受信回路の電力を制御する電力制御回路と
を備えた通信装置、を少なくとも１つ有する通信システム。
（２）
前記通信装置を複数有し、
前記複数の通信装置のうちの第１の通信装置を含み、少なくとも１つの待ち受け機器を通信対象とする呼び出し機器と、
前記複数の通信装置のうちの第２の通信装置を含み、前記呼び出し機器を通信対象とする少なくとも１つの待ち受け機器と
をさらに有し、
前記呼び出し機器は、前記待ち受け機器に対して前記第２の送信信号を一定時間、送信する機能と、一定時間の送信動作後は前記待ち受け機器からの前記第２の送信信号を一定時間、受信する機能とを有し、前記第２の送信信号を一定時間、送信する動作と前記第２の送信信号を一定時間、受信する動作とを連続的または間欠的に繰り返し、前記待ち受け機器からの前記第２の送信信号に対して有意な信号有りまたは有意な信号変動有りと判定した場合に、前記待ち受け機器との間で前記第１の送信信号の送受信を行い、
前記待ち受け機器は、前記呼び出し機器からの前記第２の送信信号を一定時間受信することを、連続的または間欠的に繰り返し、前記呼び出し機器からの前記第２の送信信号に対して有意な信号有りまたは有意な信号変動有りと判定した場合に、前記呼び出し機器に前記第２の送信信号を送信した後、前記呼び出し機器との間で前記第１の送信信号の送受信を行う
上記（１）に記載の通信システム。
（３）
前記呼び出し機器が送信する前記第２の送信信号と前記待ち受け機器が送信する前記第２の送信信号とを共に、同じ周波数の周期信号とする
上記（２）に記載の通信システム。
（４）
前記待ち受け機器を複数有し、
複数の前記待ち受け機器のそれぞれに対して、互いに異なる固有の周波数が割り当てられ、
前記呼び出し機器は、複数の前記待ち受け機器のうち通信対象とする待ち受け機器に割り当てられた周波数の周期信号を前記第２の送信信号として送信し、複数の前記待ち受け機器のうち少なくとも１つの前記待ち受け機器を呼び出す
上記（２）に記載の通信システム。
（５）
前記呼び出し機器は、
複数の前記待ち受け機器のうち通信対象とする２以上の待ち受け機器に対して、通信対象とする前記２以上の待ち受け機器のそれぞれに割り当てられた固有の周波数の周期信号を、時分割で前記第２の送信信号として送信し、
前記２以上の待ち受け機器のそれぞれからの前記第２の送信信号に対して有意な信号有りまたは有意な信号変動有りと判定した場合に、前記２以上の待ち受け機器のそれぞれとの間で、時分割で前記第１の送信信号の送受信を行う
上記（４）に記載の通信システム。
（６）
前記待ち受け機器を複数有し、
複数の前記待ち受け機器のそれぞれに対して、互いに異なる固有のデータが割り当てられ、
前記呼び出し機器は、
複数の前記待ち受け機器のうち通信対象とする２以上の待ち受け機器に対して、通信対象とする前記２以上の待ち受け機器のそれぞれに割り当てられた固有のデータによる狭帯域変調信号を、時分割で前記第２の送信信号として送信し、
前記２以上の待ち受け機器のそれぞれからの前記第２の送信信号に対して有意な信号有りまたは有意な信号変動有りと判定した場合に、前記２以上の待ち受け機器のそれぞれとの間で、時分割で前記第１の送信信号の送受信を行う
上記（２）に記載の通信システム。
（７）
前記呼び出し機器と前記待ち受け機器との間で、前記第２の送信信号として、前記一定周波数の周期信号と前記狭帯域変調信号との双方を用いた通信を行う
上記（２）に記載の通信システム。
（８）
前記呼び出し機器と前記待ち受け機器はそれぞれ、前記呼び出し機器と前記待ち受け機器との間で、前記第１の送信信号の送受信を行う前に、アソシエーションを行う機能を有し、前記アソシエーションを行う前に、前記呼び出し機器と前記待ち受け機器との間で、前記第２の送信信号の送受信を行う
上記（２）ないし（７）のいずれか１つに記載の通信システム。
（９）
前記狭帯域検波部は、アナログ離散時間バンドパスフィルタを含む
上記（１）ないし（８）のいずれか１つに記載の通信システム。
（１０）
前記通信装置は、送信信号として前記一定周波数の周期信号を送信する動作と、前記一定周波数の周期信号を受信する動作とを同時動作させることによって、前記送信回路からの前記一定周波数の周期信号を前記受信回路にループバックさせる機能を有し、
前記受信回路は、前記アンテナ部の容量変化に伴って生じる前記一定周波数の周期信号の有意な信号変動の有無を判定する機能を有する
上記（１）に記載の通信システム。
（１１）
前記狭帯域検波部は、前記一定周波数の周期信号に、前記一定周波数の周期信号と略同じ周波数の検波用の周期信号を乗算する乗算部と、
前記検波用の周期信号が乗算された後の周期信号が入力されるローパスフィルタとを有する
上記（１）ないし（１０）のいずれか１つに記載の通信システム。
（１２）
前記送信回路は可変出力抵抗を有し、
前記受信回路は、前記可変出力抵抗の抵抗値よりも抵抗値の大きい可変入力抵抗を有し、
前記一定周波数の周期信号の送受信時には、前記第１の送信信号の送受信時に比べて、前記可変出力抵抗の抵抗値と前記可変入力抵抗の抵抗値とを大きくする
上記（１０）に記載の通信システム。
（１３）
前記受信回路は、前記アンテナ部の容量変化による前記一定周波数の周期信号の波形遅延を検出する
上記（１０）に記載の通信システム。
（１４）
前記通信装置は、前記ループバック時に、前記アンテナ部の容量とで共振回路を形成するインダクタをさらに備える
上記（１０）に記載の通信システム。
（１５）
前記通信装置は、電界通信装置であり、
前記アンテナ部は、電界方式により人体を介した通信を行う人体電極および空間電極を含む
上記（１）ないし（１４）のいずれか１つに記載の通信システム。
（１６）
アンテナ部と、
第１の送信データを含む第１の送信信号と、一定周波数の周期信号および前記第１の送信データよりも低速のデータによる狭帯域変調信号の少なくとも１つからなる第２の送信信号とのいずれか一方を前記アンテナ部を介して選択的に送信する送信部と、前記第２の送信信号を生成する信号生成部とを含む送信回路と、
前記第１の送信信号と前記第２の送信信号とを前記アンテナ部を介して受信する受信部と、前記第２の送信信号を狭帯域で検波することによって狭帯域の検波信号を出力する狭帯域検波部と、前記狭帯域の検波信号に対して有意な信号の有無または有意な信号変動の有無を判定し、判定信号を出力する判定部とを含む受信回路と、
前記判定信号に基づいて、前記送信回路および前記受信回路の電力を制御する電力制御回路と
を備えた通信装置。
【０１８０】
本出願は、日本国特許庁において２０１６年６月２０日に出願された日本特許出願番号第２０１６−１２１７１６号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
【０１８１】
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
【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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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【国際調査報告】
2017221590.tif 000033
2017221590.tif 000034
2017221590.tif 000035
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