(57)【要約】【課題】  雑音の大きい環境下でも通信可能な電界通信システムを提供する。【解決手段】  所定の周波数を有する交流信号で情報を変調し出力する変調・出力手段と、電界の誘起を行う送信電極と、送信電極に近接した電界伝達媒体と大地グランド間のインピーダンスおよび変調・出力手段のグランドと大地グランド間の浮遊容量と共振を起こすリアクタンス手段を有し、回路グランドが大地グランドから浮遊の送信部を有する第１の通信機器と、電界を検出し電気信号に変調し増幅する入力増幅手段と、インピーダンスが入力増幅手段の入力インピーダンスより低いリアクタンスであって入力増幅手段の入力と大地グランド間に接続された低インピーダンスリアクタンス手段と、電界伝達媒体に誘起された情報に基づく電界を入力増幅部に伝達する受信電極と、入力増幅手段からの信号を復調し波形整形する復調・波形整形手段を有する受信部を有する第２の通信機器を備える。【選択図】  図１
2007020124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起し、この誘起した電界を用いて情報の送信を行う一方で、前記電界伝達媒体に誘起された受信すべき情報に基づく電界を受信することによって通信を行う電界通信システムであって、
所定の周波数を有する交流信号で送信すべき情報を変調し出力する変調・出力手段と、
前記送信すべき情報に基づく電界の誘起を行う送信電極と、
前記送信電極に近接した電界伝達媒体と大地グランド間のインピーダンスと、前記変調・出力手段のグランドと大地グランド間の浮遊容量と、の間で共振を誘起させるためのリアクタンス手段と、を備え、かつ回路グランドが大地グランドから浮遊している送信部を有する第１の通信手段と、
前記受信すべき情報に基づく電界を検出して電気信号に変換し増幅する入力増幅手段と、
前記入力増幅手段の入力インピーダンスより低いインピーダンスのリアクタンスからなり、前記入力増幅手段の入力と大地グランド間に接続された低インピーダンスリアクタンス手段と、
前記電界伝達媒体に誘起された前記受信すべき情報に基づく電界を前記入力増幅部に伝達する受信電極と、
前記入力増幅手段から出力された信号を復調して波形整形する復調・波形整形手段と、を備えた受信部を有する第２の通信手段と、
を備えることを特徴とする電界通信システム。
【請求項２】
前記第２の通信手段の受信部は、
入力インピーダンスが低いリアクタンス成分で構成され、前記受信すべき情報に基づく電界を検出して電気信号に変換し増幅する入力増幅手段と、
前記電界伝達媒体に誘起された前記受信すべき情報に基づく電界を前記入力増幅部に伝達する受信電極と、
前記入力増幅手段から出力された信号を復調して波形整形する復調・波形整形手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電界通信システム。
【請求項３】
前記第２の通信手段の受信部は、
前記受信すべき情報に基づく電界の勾配を検出して電気信号に変換し増幅する差動入力増幅手段と、
前記電界伝達媒体に誘起された前記受信すべき情報に基づく電界を前記入力増幅部に伝達する第１の受信電極と、
前記受信すべき情報に基づく電界を前記入力増幅部に伝達する第２の受信電極と、
前記入力増幅手段の入力インピーダンスより低いインピーダンスを有するリアクタンスであって、前記第１の受信電極と大地グランド間に接続された第１の低インピーダンスリアクタンス手段と、
前記入力増幅手段の入力インピーダンスより低いインピーダンスを有するリアクタンスであって、前記第２の受信電極と大地グランド間に接続された第２の低インピーダンスリアクタンス手段と、
前記入力増幅手段から出力された信号を復調して波形整形する復調・波形整形手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電界通信システム。
【請求項４】
前記第２の通信手段の受信部は、
入力インピーダンスが低いリアクタンス成分で構成され、前記受信すべき情報に基づく電界の勾配を検出して電気信号に変換し増幅する差動入力増幅手段と、
前記電界伝達媒体に誘起された前記受信すべき情報に基づく電界を前記入力増幅部に伝達する第１の受信電極と、
前記受信すべき情報に基づく電界を前記入力増幅部に伝達する第２の受信電極と、
前記入力増幅手段から出力された信号を復調して波形整形する復調・波形整形手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電界通信システム。
【請求項５】
前記第１の通信手段の送信部に備わるリアクタンス手段は、
リアクタンス値を可変可能な可変リアクタンス手段であり、前記可変リアクタンス手段のリアクタンス値を可変して前記電界伝達媒体に印加される信号を最大にするリアクタンス制御手段を備えた送信部を有する第１の通信手段
を備えることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれかに記載の電界通信システム。
【請求項６】
前記第１の通信手段の送信部に備わるリアクタンス制御手段は、
前記通信のための送信信号の出力毎に前記可変リアクタンス手段のリアクタンス値を順次変化させるための制御を実行するリアクタンス制御手段である、
ことを特徴とする請求項５に記載の電界通信システム。
【請求項７】
前記第１の通信手段の送信部に備わるリアクタンス手段は、
前記通信のための送信信号と共振するためのインダクタと、印加された電圧に応じて静電容量が変化する可変容量ダイオードと、を有する共振回路と、
前記共振回路に入力された前記送信信号を前記可変容量ダイオードで整流して得られた直流電流に応じた電位差を前記可変容量ダイオードのアノードとカソード間に印加するための抵抗器と、
を有する自己調整可変リアクタンス手段であることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれかに記載の電界通信システム。
【請求項８】
前記低インピーダンスリアクタンス手段は、
１００ｐＦよりも大きいキャパシタンスで構成されていることを特徴とする請求項１〜７のうちのいずれかに記載の電界通信システム。
【請求項９】
前記低インピーダンスリアクタンス手段は、
リアクタンスで構成され、そのサセプタンスＢｉｎはＢｉｎ＝−１／ωＬｉｎであって、
−（ωＣｂ＋−１／ωＬｉｎ）＞２ωＣｂ
Ｌｉｎ＜１／（３ω２Ｃｂ）
の関係式で決定されることを特徴とする請求項１〜７のうちのいずれかに記載の電界通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界を電界伝達媒体に誘起し、この誘起した電界を検出して情報の送受信を行う通信で用いる電界通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯端末の小型化および高性能化により、生体に装着可能なウェアラブルコンピュータが注目されてきている。従来、このようなウェアラブルコンピュータ間の情報通信として、コンピュータに電界通信トランシーバを接続して装着し、この電界通信トランシーバが誘起する電界を、電界伝達媒体である生体を介して伝達させることによって、情報の送受信を行う方法が提案されている。
【０００３】
図１３に従来の技術による電界通信システムを示す。携帯端末１０１の送信器１０７では小形コンピュータ１０８から出力された送信すべき情報（データ）を所定の周波数ｆの搬送波で変調し出力する。送信器１０７は大地グランドから離れており、回路グランド１０９と大地グランド間には浮遊容量Ｃg１５が生じる。また、生体１３と大地グランド間には浮遊容量Ｃb１４が生じる。
【０００４】
従来の技術では、リアクタンス部１１０を変調・出力部１１１などの送信回路と、絶縁体１１３および送信電極１１２からなる送受信電極との間に挿入し、浮遊容量と共振現象により生体に印加される電圧信号を大きくして、電界通信を実現していた（例えば、特許文献１、２を参照）。
【特許文献１】特開２００４−１５３７０８号公報
【特許文献２】United States Patent Application Publication, Pub.No.:US2004/0092296A1 Pub.Date:May 13, 2004
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電界伝達媒体である人体に電界を誘起し、その電界を検出することで通信を行う電界通信システムにおいては、生体に接触していない他の機器から放射された電界信号も検出してしまう。そのため、従来のシステムによる電界通信は携帯端末の送信器から印加される信号が大きくても、設置型装置の受信器で検出される放射源からの放射信号の強度が大きい場合には、携帯端末との通信が妨害されてしまう。
【０００６】
また、通信への妨害が生じることを避けるために、雑音源である他の機器を受信器から離す必要があった。
【０００７】
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、その目的は、雑音の大きい環境下でも通信可能な電界通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の本発明は、送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起し、この誘起した電界を用いて情報の送信を行う一方で、前記電界伝達媒体に誘起された受信すべき情報に基づく電界を受信することによって通信を行う電界通信システムであって、所定の周波数を有する交流信号で送信すべき情報を変調し出力する変調・出力手段と、前記送信すべき情報に基づく電界の誘起を行う送信電極と、前記送信電極に近接した電界伝達媒体と大地グランド間のインピーダンスと、前記変調・出力手段のグランドと大地グランド間の浮遊容量と、の間で共振を誘起させるためのリアクタンス手段と、を備え、かつ回路グランドが大地グランドから浮遊している送信部を有する第１の通信手段と、前記受信すべき情報に基づく電界を検出して電気信号に変換し増幅する入力増幅手段と、前記入力増幅手段の入力インピーダンスより低いインピーダンスのリアクタンスからなり、前記入力増幅手段の入力と大地グランド間に接続された低インピーダンスリアクタンス手段と、前記電界伝達媒体に誘起された前記受信すべき情報に基づく電界を前記入力増幅部に伝達する受信電極と、前記入力増幅手段から出力された信号を復調して波形整形する復調・波形整形手段と、を備えた受信部を有する第２の通信手段と、を備える。
【０００９】
また、請求項２に記載の本発明は、請求項１において、前記第２の通信手段の受信部は、入力インピーダンスが低いリアクタンス成分で構成され、前記受信すべき情報に基づく電界を検出して電気信号に変換し増幅する入力増幅手段と、前記電界伝達媒体に誘起された前記受信すべき情報に基づく電界を前記入力増幅部に伝達する受信電極と、前記入力増幅手段から出力された信号を復調して波形整形する復調・波形整形手段と、を備える。
【００１０】
また、請求項３に記載の本発明は、請求項１において、前記第２の通信手段の受信部は、前記受信すべき情報に基づく電界の勾配を検出して電気信号に変換し増幅する差動入力増幅手段と、前記電界伝達媒体に誘起された前記受信すべき情報に基づく電界を前記入力増幅部に伝達する第１の受信電極と、前記受信すべき情報に基づく電界を前記入力増幅部に伝達する第２の受信電極と、前記入力増幅手段の入力インピーダンスより低いインピーダンスを有するリアクタンスであって、前記第１の受信電極と大地グランド間に接続された第１の低インピーダンスリアクタンス手段と、前記入力増幅手段の入力インピーダンスより低いインピーダンスを有するリアクタンスであって、前記第２の受信電極と大地グランド間に接続された第２の低インピーダンスリアクタンス手段と、前記入力増幅手段から出力された信号を復調して波形整形する復調・波形整形手段と、を備える。
【００１１】
また、請求項４に記載の本発明は、請求項１において、前記第２の通信手段の受信部は、入力インピーダンスが低いリアクタンス成分で構成され、前記受信すべき情報に基づく電界の勾配を検出して電気信号に変換し増幅する差動入力増幅手段と、前記電界伝達媒体に誘起された前記受信すべき情報に基づく電界を前記入力増幅部に伝達する第１の受信電極と、前記受信すべき情報に基づく電界を前記入力増幅部に伝達する第２の受信電極と、前記入力増幅手段から出力された信号を復調して波形整形する復調・波形整形手段と、を備える。
【００１２】
また、請求項５に記載の本発明は、請求項１〜４のうちのいずれかにおいて、前記第１の通信手段の送信部に備わるリアクタンス手段は、リアクタンス値を可変可能な可変リアクタンス手段であり、前記可変リアクタンス手段のリアクタンス値を可変して前記電界伝達媒体に印加される信号を最大にするリアクタンス制御手段を備えた送信部を有する第１の通信手段を備える。
【００１３】
また、請求項６に記載の本発明は、請求項５において、前記第１の通信手段の送信部に備わるリアクタンス制御手段は、前記通信のための送信信号の出力毎に前記可変リアクタンス手段のリアクタンス値を順次変化させるための制御を実行するリアクタンス制御手段である。
【００１４】
また、請求項７に記載の本発明は、請求項１〜４のうちのいずれかにおいて、前記第１の通信手段の送信部に備わるリアクタンス手段は、前記通信のための送信信号と共振するためのインダクタと、印加された電圧に応じて静電容量が変化する可変容量ダイオードと、を有する共振回路と、前記共振回路に入力された前記送信信号を前記可変容量ダイオードで整流して得られた直流電流に応じた電位差を前記可変容量ダイオードのアノードとカソード間に印加するための抵抗器と、を有する自己調整可変リアクタンス手段である。
【００１５】
また、請求項８に記載の本発明は、請求項１〜７のうちのいずれかにおいて、前記低インピーダンスリアクタンス手段は、１００ｐＦよりも大きいキャパシタンスで構成されている。
【００１６】
また、請求項９に記載の本発明は、請求項１〜７のうちのいずれかにおいて、前記低インピーダンスリアクタンス手段は、リアクタンスで構成され、そのサセプタンスＢｉｎはＢｉｎ＝−１／ωＬｉｎであって、−（ωＣｂ＋−１／ωＬｉｎ）＞２ωＣｂ
Ｌｉｎ＜１／（３ω２Ｃｂ）
の関係式で決定される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、雑音の大きい環境下でも通信可能な電界通信システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＜第１の実施の形態＞
図１に、電界通信システムの第１の実施の形態の構成図を示す。送信器１０は電界伝達媒体である人体１３に携帯されており、人体１３を介してデータを受信器４へ送信する。人体１３は大地グランドから浮遊しており、人体１３と大地グランド間および回路グランド９と大地グランド間には浮遊容量Ｃb１４、Ｃg１５が存在する。受信器４の入力段には入力インピーダンスを低くするために、低インピーダンスリアクタンス部１が接続されている。
【００１９】
図示しない端末からのデータは送信器１０内の変調・出力部８にて所定の周波数の搬送波で変調されて出力される。出力された信号は、リアクタンス部７と浮遊容量Ｃb１４、Ｃg１５および受信器４の低インピーダンスリアクタンス部１との直列共振により、効率よく受信器４へ伝達される。受信器４では伝達された信号を入力増幅部２および復調・波形整形部３で増幅・フィルタリング・復調・波長整形して元のデータに再生し、図示しないコンピュータへ出力する。
【００２０】
このシステムが他の機器（放射源）からの放射信号に曝されている場合の構成図を図２に示す。ここでは送信器１０の変調・出力部８を出力抵抗Ｒs１８、出力電圧Ｖs１９の信号源に置き換えている。放射源２０と受信電極（絶縁体５と受信電極６からなる）間には浮遊容量が存在し、図中ではＣr２１で表している。放射源２０が受信器４に近づくと浮遊容量Ｃr２１が大きくなり浮遊容量のインピーダンス（１／ωＣｒ：ωは放射信号の各周波数）が小さくなるので、放射信号（雑音）が受信器４に入力されやすくなる。
【００２１】
図３に示す放射源２０を考慮したシステムの等価回路を用いて、共振状態の送信器１０から受信器４に入力される信号と放射信号を求める。放射源２０からは送信器４の搬送波と同じ周波数の信号が出力されているとする。受信器４では大地グランドから受信電極の電位差Ｖinが信号として入力される。ここで送信器１０から入力される信号をＶin,sとし放射源２０から入力される信号をＶin,rとすると重ね合わせの原理からＶinは次式で表される。
【００２２】
Ｖin＝Ｖin,s＋Ｖin,r                                （１）
はじめに、送信器１０から入力される信号を考察するために放射源Ｖr２０を無視して考察する。この等価回路からＶin,sは
【数１】
2007020124.tif 000003
【００２３】
と表される。ここで、Ｂinは低インピーダンスリアクタンス部１のサセプタンス（インピーダンスの逆数の虚数部）である。送信器１０のリアクタンス部のリアクタンスＸv１７が
【数２】
2007020124.tif 000004
【００２４】
であるとき共振状態になり、Ｖin,sは最大となる。このとき、送信器１０から受信器４に入力される信号は
【数３】
2007020124.tif 000005
【００２５】
となる。さらに、共振状態での浮遊容量Ｃr２１からみた電界通信システムのインピーダンスＺ（図３中に示すＺ）を求めると
【数４】
2007020124.tif 000006
【００２６】
となる。
【００２７】
次に、送信器１０の信号を無視して放射源２０から受信器４に入力される信号Ｖin,rを考察する。式（５）で表されるインピーダンスＺより、Ｖin,rは以下の式で表される。
【数５】
2007020124.tif 000007
【００２８】
式（６）に式（５）を代入して展開すると
【数６】
2007020124.tif 000008
【００２９】
となる。
【００３０】
以上で求めたＶin,sとＶin,rの比が信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）であり、これを大きくすれば放射信号に曝されても通信が可能となる。式（４）と（７）からＶin,s／Ｖin,rは以下の式で表される。
【数７】
2007020124.tif 000009
【００３１】
ここでＢinを大きくして式（８）の括弧内の分母の第１項を小さくし、抵抗Ｒs１８を小さくすることにより、Ｖin,s／Ｖin,rを大きくすることができる。したがって、図１に示したように、インピーダンスの低いリアクタンス（大きなサセプタンスＢin）が接続された受信器４を使用して送信器１０で直列共振を起こすことにより、雑音源２０が近接にある雑音の大きな環境下でも通信可能な電界通信システムを提供できる。
【００３２】
図１の実施の形態では入力増幅部２に低インピーダンスリアクタンス部１を接続したが、入力インピーダンスが低いリアクタンス成分である電界センサや増幅器を初段に用いた入力増幅部を入力増幅部２と低インピーダンスリアクタンス部１の代わりに用いてもよい。また、低いインピーダンスのリアクタンスを実現するために、図４に示すように受信電極２７の面積を広くしてもよい。さらに、図４のように大地グランドに接地または低いインピーダンスで接続された導体や高誘電率の物体２８を人体１３の近くに設置しても良い。
【００３３】
なお、低インピーダンスリアクタンス部１のインピーダンスはＣｂよりも低くすれば大きな効果が期待できる。例えば、文献「"Personal Area Networks:Near-field intrabody communication" Thomas Zimmerman.Vol.35,No.3&4,1996-MIT Media Lab」によれば、人体１３と大地グランド間の浮遊容量Ｃｂは約１００ｐＦであるため、低インピーダンスリアクタンス部１が容量Ｃｉｎである場合にはＢｉｎ＝ωＣｉｎであるため１００ｐＦよりも大きな容量値であれば、大きな効果が期待できる。また、低インピーダンスリアクタンス部１はインダクティブな成分でもよく、この場合にはＢｉｎ＝−１／ωＬｉｎとなり、
−（ωＣｂ＋−１／ωＬｉｎ）＞２ωＣｂ
Ｌｉｎ＜１／（３ω２Ｃｂ）
となる。したがって、信号の周波数を５ＭＨｚにした場合では３．４μＨよりも低いインダクタンスであれば大きな効果が期待できる。
【００３４】
＜第２の実施の形態＞
図５に、電界通信システムの第２の実施の形態の構成図を示す。本システムでは、２個の受信電極を使用して入力される電気信号の勾配を検出する受信器を用いている。用いる２個の受信電極は、絶縁体５と受信電極６からなる受信電極＜１＞と、受信電極＜２＞３０の２個である。
【００３５】
放射される電気信号の勾配は放射源から離れるほど小さくなる。通信を行う人体１３は受信器４に近接しているため、図５のシステムでは離れた場所にある放射源からの放射信号の影響を比較的受けずに通信を行うことができる。また、低インピーダンスを受信器に接続し送信器で直列共振を起こすことにより、上述の効果も期待できる。なお、低インピーダンスとして受信電極＜１＞には低インピーダンスリアクタンス部＜１＞３３が接続され、受信電極＜２＞３０には低インピーダンスリアクタンス部＜２＞３４がそれぞれ接続されている。
【００３６】
以上の効果により、雑音源が近接にある雑音の大きな環境下でも通信可能な電界通信システムを提供できる。
【００３７】
＜第３の実施の形態＞
図６に、電界通信システムの第３の実施の形態の構成図を示す。送信器１０に可変リアクタンス部３５を用い、人体１３に印加される電圧が最大になるよう電圧をモニタしながら可変リアクタンス部３５のリアクタンス値を調整するリアクタンス制御部３６を備える。浮遊容量Ｃb１４、Ｃg１５が周囲の環境等によって変化しても、本実施の形態では共振状態を維持することができる。
【００３８】
また、送信するデータがＩＤのような固定データである場合では、モニタしながらリアクタンスを調整するのではなく、リアクタンス値を順次変えながら送信しても良い。この方法を図７に示すタイミングチャートを用いて動作を説明する。
【００３９】
この方法では、データの送信を図７のタイミングチャートに示すようにリアクタンス値を変えて行う。ここではリアクタンス値を（１）〜（５）の５段階に分割しており、固定データを５回送信している。
【００４０】
図８に示す人体１３と大地グランド間の電圧Ｖbのリアクタンス値依存性のようにＶbの振幅は共振により、あるリアクタンス値で最大となる。したがって、発信器の可変リアクタンスがあるリアクタンス値（図７では（３））になった場合に人体１３に印加される信号は最大となる。
【００４１】
共振の起きるリアクタンス値は回路のグランドや人体１３と大地グランド間の浮遊容量により変化するが、この変化が設定範囲内であればリアクタンスのいずれかの設定値で大きな信号を印加することができる。固定データを１回でも受信できればよい発信器のような応用では、リアクタンス値を確実に調整して逐次送信する方法だけでなく、リアクタンス値を予め設定したいくつかの値に順次変えてから固定データを送信しても通信は可能である。
【００４２】
＜第４の実施の形態＞
図９に、電界通信システムの第４の実施の形態の構成図を示す。本実施の形態では自己調整可変リアクタンス部を用いており、この自己調整可変リアクタンス部の構成例を図１０に示す。
【００４３】
自己調整可変リアクタンス部４０の共振を起こす部分はインダクタ４１と可変容量ダイオード４２で構成される。容量＜１＞４５と容量＜２＞４３は直流成分を遮断するためのもので、交流信号に対しては短絡とみなせるとする。人体１３と大地グランド間の電位差の交流成分をＶbとし、自己調整可変リアクタンス部４０の電位差の交流成分をＶACとする。また可変容量ダイオード４２に印加される電圧と流れる電流の直流成分をそれぞれＶDC、ＩDとする。可変容量ダイオード４２の電圧は逆バイアス方向を正としている。本実施の形態の自己調整可変リアクタンス部４０が浮遊容量に対して変化し最適に近い値に収束する際の各電圧電流信号の変化を図１１のグラフを用いて説明する。
【００４４】
図１１（ａ）には可変容量ダイオード４２に振幅｜ＶAC｜の交流電圧が印加されたときに生じる電流の直流成分ＩDの関係を表したものである。逆バイアス電圧ＶDCが可変容量ダイオード４２の両端に生じると可変容量ダイオード４２が短絡となっている期間が短くなるため、同じＶACに対してＩDは小さくなる。
【００４５】
図１１（ｂ）にはＩDが抵抗＜１＞４４を流れたことによって生じる電位差（ＶDCと等価）のグラフ、同図（ｃ）には可変容量ダイオード４２の容量Ｃvの電圧ＶDC依存性を示す。また、図１１（ｄ）はＶbの振幅｜Ｖb｜のＣv依存性である。グラフ中の点は自己調整可変リアクタンス部４０に交流信号を入力し始めてからの各電流電圧の変化を示している。容量Ｃvの初期値はＶDC＝０の時の値Ｃ1としている。また、｜ＶAC｜は｜Ｖb｜に比例する。
【００４６】
交流信号が入力されると可変容量ダイオード４２で整流されて直流電流ＩDを生じる（図１１（ａ）の点（１））。これが抵抗＜１＞４４を流れることにより直流電圧ＶDCを発生させ、これと同じ電位差が可変容量ダイオード４２にも印加される。これにより容量Ｃvは減少し（図１１（ｃ）の点（１））、共振を起こす容量値に近づき｜Ｖb｜は大きくなる。｜ＶAC｜は｜Ｖb｜に比例するため、｜ＶAC｜は大きくなるが、ＶDCも大きくなっているため｜ＶAC｜とＩDの関係は図１１（ａ）の点（２）に移動する。
【００４７】
この後も同じようにＣvが減少し｜ＶAC｜は大きくなるが、ＶDCも大きくなるためＩDの変化量は徐々に小さくなりゼロに収束する。ＩDの変化量がゼロになると｜ＶAC｜は一定となり、初期値に比べ共振での増幅に近づいている。以上の現象を利用して完全に共振状態にはならないがリアクタンス値を共振状態付近まで近づけることができる。
【００４８】
以上の電界通信システムでは片方向通信であったが、双方向通信に用いるトランシーバの構成図を図１２に示す。このトランシーバを設置型装置に取り付けて電界通信システムを構築する。
【００４９】
このトランシーバには、送信のための変調・出力部５１と、可変リアクタンス部５３と、リアクタンス制御部５４に加え、送受信を切り替えるスイッチ５２を設けている。送信時にはスイッチ５２のａ１とｂ１を接続し、変調・出力部５１の出力信号を可変リアクタンス部５３を介して絶縁体５９と電極６０からなる送受信電極に出力する。
【００５０】
また、リアクタンス制御部５４は出力される信号が最大になるように可変リアクタンス部５３のリアクタンス値を調整する。受信時にはスイッチ５２のａ１とｃ１を接続し、送受信電極で受信した信号を低インピーダンスリアクタンス部５７が接続された入力増幅部５６に伝送する。このとき可変リアクタンス部５３のリアクタンス値を最小に設定する。以上のトランシーバを使用すれば双方向通信も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】電界通信システムの第１の実施の形態の基本構成を示す説明図である。
【図２】放射源（雑音源）を考慮した電界通信システムの構成図である。
【図３】放射源（雑音源）を考慮した電界通信システムの等価回路である。
【図４】第１の実施の形態の電界通信システムの変形例を示す図である。
【図５】電界通信システムの第２の実施の形態を示す構成図である。
【図６】電界通信システムの第３の実施の形態を示す構成図である。
【図７】電界通信システムの第３の実施の形態の変形例の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】電界通信システムの第３の実施の形態の変形例における電圧信号｜Ｖb｜のリアクタンス依存性を示すグラフである。
【図９】電界通信システムの第４の実施の形態を示す構成図である。
【図１０】電界通信システムの第４の実施の形態で使用する自己調整可変リアクタンス部の構成図である。
【図１１】電界通信システムの第４の実施の形態で使用する自己調整可変リアクタンス部の動作を説明するためのグラフを（ａ）〜（ｄ）に示す。
【図１２】電界通信システムで双方向通信を行うためのトランシーバの構成図である。
【図１３】従来の技術による電界通信システムを説明する構成図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  低インピーダンスリアクタンス部
２  入力増幅部
３  復調・波形整形部
４  受信器
５、１２  絶縁体
６  受信電極
７  リアクタンス部
８  復調・出力部
９  回路グランド
１０  送信器
１１  送信電極
１３  人体（電界伝達媒体）
１４  Ｃｂ１４
１５  Ｃｇ
１６  Ｘｉｎ
１７  Ｘｖ
１８  Ｒｓ
１９  Ｖｓ
２０  Ｖｒ
２１  Ｃｒ
【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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