(57)【要約】      （修正有）【課題】電界伝達媒体に誘起される電界信号の強度を増大し、受信感度を向上する。【解決手段】筐体１０の外表面に配置された第１の電極と、電位に対して基準となる電位が入力される通信回路の端子に電気的に接続され、第１の電極に離間して筐体の外表面に配置された第２の電極と、第１の電極と第２の電極との各表面にそれぞれ配置され、比誘電率が所定の比誘電率よりも大きく、厚さが所定の厚さよりも厚い第１の誘電体１３と第２の誘電体１４とを、第１の電極１１と第２の電極１２との各表面にそれぞれ配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信すべきデータに基づく電界を電界伝達媒体に誘起し、前記電界を用いてデータの送受信を行う電界通信装置において、
電界通信用の通信回路を収納した筐体と、
前記データとしての電位が入出力される前記通信回路の端子に電気的に接続され、前記筐体の外表面に配置された第１の電極と、
前記電位に対して基準となる電位が入力される前記通信回路の端子に電気的に接続され、前記第１の電極に離間して前記筐体の外表面に配置された第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との各表面にそれぞれ配置され、比誘電率が所定の比誘電率よりも大きく、厚さが所定の厚さよりも厚い複数の誘電体と、
を有することを特徴とする電界通信装置。
【請求項２】
前記誘電体は、
比誘電率が４以上であり、厚さが０．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の電界通信装置。
【請求項３】
前記誘電体は、
ガラスエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電界通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界を用いてデータの送受信を行う電界通信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１、２によれば、人体等の電界伝達媒体に電界を誘起し、この誘起された電界を用いてデータ通信を行う電界通信技術が開示されている。以下、このような技術を有する電界通信装置の外観構成について説明する。
【０００３】
図７は、従来の電界通信装置を斜視方向から見た外観図である。この電界通信装置１００は、その外観において、電界通信を行う通信回路（不図示）を内部に格納した筐体１０と、その通信回路に電気的に接続され、筐体１０の一方の表面に配置された第１の電極１１と、同様に当該通信回路に電気的に接続され、その一方の表面に対向する筐体１０の他方の表面に配置された第２の電極１２とで構成されている。
【０００４】
この電界通信装置１００は、第１の電極１１又は第２の電極１２のいずれかが例えば人体に接触することにより、それら２つの電極間に生じた電界を検出し、電気信号に変換してデータを送受信する。第１の電極１１又は第２の電極１２のいずれかがデータとしての電位を通信回路に入力及び／又は通信回路から出力する入出力電位となり、他方が当該入出力電位に対する基準電位となる。
【０００５】
第１の電極１１や第２の電極１２は、一般的に金属の良導体で構成されており、電界通信装置１００を構成する他の構成要素（例えば、上記通信回路やその他電気回路等）に電気的に接続されているため、各電極の表面は絶縁フィルム等の薄い絶縁体で覆われている。例えば、ポリプロピレンフィルムやポリエチレンフィルム等の絶縁フィルムが貼付されている。このように使用される絶縁体の比誘電率は約２〜３程度であり、その厚さは約０．３ｍｍ以下のものが一般的であって、薄い方が好ましいとされる。各電極の表面を絶縁体で覆うことにより、外部に露出した各電極への直接的な人的接触を防止して、両電極を保護している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３５２２９８号公報
【特許文献２】特開２０１０−８１０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように従来の絶縁体を各電極と電界伝達媒体との間に介在させた場合であっても電界通信の性能を劣化させることはないものの、各電極から電界伝達媒体に誘起される電界の強度が小さいため、受信感度が小さいという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、電界伝達媒体に誘起される電界信号の強度を増大し、受信感度を向上することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の電界通信装置は、送信すべきデータに基づく電界を電界伝達媒体に誘起し、前記電界を用いてデータの送受信を行う電界通信装置において、電界通信用の通信回路を収納した筐体と、前記データとしての電位が入出力される前記通信回路の端子に電気的に接続され、前記筐体の外表面に配置された第１の電極と、前記電位に対して基準となる電位が入力される前記通信回路の端子に電気的に接続され、前記第１の電極に離間して前記筐体の外表面に配置された第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との各表面にそれぞれ配置され、比誘電率が所定の比誘電率よりも大きく、厚さが所定の厚さよりも厚い複数の誘電体と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、第１の電極と第２の電極との各表面にそれぞれ配置され、比誘電率が所定の比誘電率よりも大きく、厚さが所定の厚さよりも厚い複数の誘電体を有するため、電界伝達媒体に誘起される電界信号の強度を増大し、受信感度を向上することができる。
【００１１】
請求項２に記載の電界通信装置は、請求項１に記載の電界通信装置において、前記誘電体は、比誘電率が４以上であり、厚さが０．５ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、請求項１に記載の誘電体は、比誘電率が４以上であり、厚さが０．５ｍｍ以上であるため、電界伝達媒体に誘起される電界信号の強度を更に増大し、受信感度を確実に向上することができる。
【００１３】
請求項３に記載の電界通信装置は、請求項１又は２に記載の電界通信装置において、前記誘電体が、ガラスエポキシ樹脂であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電界伝達媒体に誘起される電界信号の強度を増大し、受信感度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電界通信装置を斜視方向から見た外観図である。
【図２】図１に示す符号５０での断面を上方向から見た上面図である。
【図３】図１に示す符号５１での断面を横方向から見た側面図である。
【図４】電界通信装置１００を人間が所持する場合の実施例である。
【図５】誘電体の誘電率や厚さを変化させた場合の電界強度の測定データ例である。
【図６】電界通信装置１００を人間が所持する場合の他の実施例である。
【図７】従来の電界通信装置を斜視方向から見た外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施する一実施の形態について図面を用いて説明する。但し、本発明は多くの異なる様態で実施することが可能であり、本実施の形態の記載内容に限定して解釈すべきではない。
【００１７】
図１は、本実施の形態に係る電界通信装置を斜視方向から見た外観図である。図２は、図１に示す符号５０での断面を上方向から見た上面図である。図３は、図１に示す符号５１での断面を横方向から見た側面図である。以下、図１乃至図３を用いて電界通信装置１００の構成について説明する。
【００１８】
電界通信装置１００は、その外観において、電界通信装置１００を形成する筐体１０と、第１の電極１１と、第１の電極１１に対向配置された第２の電極１２と、第１の電極１１を覆う第１の誘電体１３と、第２の電極１２を覆う第２の誘電体１４とで構成されている。
【００１９】
筐体１０は、第１の電極１１及び第２の電極１２から電界を外部に誘起して電界によりデータ通信（データの送受信）を行う通信回路２０を内部に収納している。
【００２０】
第１の電極１１は、送受信対象のデータとしての電位が入出力される通信回路２０の第１の端子２１に第１の接続線２３を介して電気的に接続され、筐体１０の外表面に配置されている。
【００２１】
第２の電極１２は、送受信対象のデータとしての電位に対する基準電位（例えば、アース電位）が入力される通信回路２０の第２の端子２２に第２の接続線２４を介して電気的に接続され、第１の電極１１が配置された外表面に対向する筐体１０の外表面に配置されている。なお、第１の電極１１と第２の電極１２との配置関係については必ずしも対向である必要はなく、互いの電極が離間して配置されていればよい。
【００２２】
第１の誘電体１３は、第１の電極１１の表面に配置され、第２の誘電体１４は、第２の電極１２の表面に配置されており、両誘電体は、比誘電率が所定の比誘電率よりも大きく、厚さ（図１に示す上下方向の高さ成分）が所定の厚さよりも厚いことを特徴としている。プリント基板に使用されるガラスエポキシ樹脂（比誘電率：４．５）を各誘電体に用いるのが好適である。
【００２３】
以上の構成から、第１の電極１１と第２の電極１２との各表面にそれぞれ配置される第１の誘電体１３及び第２の誘電体１４の比誘電率を大きく、その厚さを厚くしたことにより、電界伝達媒体に誘起される電界信号の強度を増大し、受信感度を向上することができる。
【００２４】
特に、第１の誘電体１３及び第２の誘電体１４の比誘電率は４以上であることが望ましい。両誘電体の比誘電率が高いほど得られる上記効果も高くなるため、各誘電体の比誘電率に上限はない。但し、誘電体として使用できる物質が常温で固体であることや加工が容易であることを条件とするならば、例えば、酸化チタン磁器の有する３０前後の比誘電率が上限に挙げられる。
【００２５】
また、第１の誘電体１３及び第２の誘電体１４の厚さは０．５ｍｍ以上であることが望ましい。両誘電体の厚さが厚いほど得られる上記効果も高くなるため、比誘電率と同様に、各誘電体の厚さに上限はない。但し、後述する図５に示すように誘電体を構成する物質の種類によっては、一定以上の厚さになると電界信号の強度の増加率が次第に低下して、厚さ増分に対する上記効果が低くなる。また、本実施の形態で説明した電界通信装置が携帯される場合、厚さが増すことは歓迎されるものではない。よって、これらを条件とするならば、例えば、７ｍｍ前後が厚さの上限に挙げられる。
【００２６】
このような構成を有する電界通信装置１００は、従来の電界通信装置と同様に、送信すべきデータに基づく電界を電界伝達媒体に誘起し、その電界を用いてデータの送受信を行う動作を行うが、より具体的な動作については特許文献１、２に詳述されていることから、動作に関する説明は省略するものとする。
【００２７】
次に、上述した特徴を有する第１の誘電体１３及び第２の誘電体１４の作用効果について説明する。
【００２８】
図４は、電界通信装置１００を人間が所持する場合の実施例である。電界通信装置１００が発生した電界信号は、人体側に近接する第１の電極１１と人体１との間で結合される第１の容量３０を通じて人体１に誘起される。そして、人体１に誘起された電界信号を床や通路等に敷設された通信相手用電極３２に伝達するためには、空間側の第２の電極１２の電位が安定（理想的には固定）していることが必要である。空間側の第２の電極１２の電位が不定である場合には、電界通信装置１００から発生した電界信号が人体側の電位を基準として空間に放射されるからである。
【００２９】
人体に誘起される電界信号の基準電位はアース電位であり、空間側の第２の電極１２とアース３との間で結合される第２の容量３１によって当該電位が決定される。この第２の容量３１を増加させることにより、第２の電極１２の電位がより安定し、人体に誘起される電界信号を大きくすることが可能となる。
【００３０】
図５は、誘電体の誘電率や厚さを変化させた場合の電界強度の測定データ例である。絶縁体を構成する物質としては、比誘電率が約１の発泡スチロールと、比誘電率が約１．５の発泡ポリプロピレンと、比誘電率が約４．５のガラスエポキシを用い、各絶縁体の厚さをそれぞれ変化させ、周波数５ＭＨｚ、振幅約１８Ｖｐ−ｐの電界信号を電界通信装置１００から送出し、模擬的な人体１を介して床面に設置した受信電極に伝達して、その受信電極に生じた電界の強度を測定したものである。この測定結果から、誘電体の比誘電率が大きい程、また誘電体の厚さが厚い程、電界強度が大きくなっていることが把握できる。
【００３１】
そのため、本実施の形態では、従来よりも大きい比誘電率を有し、従来よりも厚い厚さの誘電体を第１の電極１１及び第２の電極１２の各表面にそれぞれ配置している。これにより、人体１と第１の電極１１との間の結合と、アース３と第２の電極１２との間の結合とが強化され、第２の電極１２の電位が安定し、結果として人体に誘起される電界信号を増大させることができる。
【００３２】
なお、図６に示すように、アース電位を有する金属製扉５の近傍で電界通信装置１００を利用すれば、上記効果を更に高めることができる。第２の電極１２とアース３との間の距離が小さくなることから、第２の電極１２とアース３との間に占める高誘電体の割合が増加するためである。
【００３３】
また、このような第１の誘電体１３や第２の誘電体１４を、第１の電極１１や第２の電極１２を補助する補助電極として利用することもできる。
【００３４】
本実施の形態によれば、第１の電極１１と第２の電極１２との各表面にそれぞれ配置され、比誘電率が所定の比誘電率よりも大きく、厚さが所定の厚さよりも厚い第１の誘電体１３と第２の誘電体１４とを有するので、人体１と第１の電極との間の結合と、アース３と第２の電極１２との間の結合とが強化され、人体１に誘起される電界信号の強度を増大し、受信感度を向上することができる。
【００３５】
本実施の形態によれば、第１の電極１１と第２の電極１２は、比誘電率が４以上であり、厚さが０．５ｍｍ以上であるので、人体１に誘起される電界信号の強度を更に増大し、受信感度を確実に向上することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１…人体
３…アース
５…金属製扉
１０…筐体
１１…第１の電極
１２…第２の電極
１３…第１の誘電体
１４…第２の誘電体
２０…通信回路
２１…第１の端子
２２…第２の端子
２３…第１の接続線
２４…第２の接続線
３０…第１の容量
３１…第２の容量
３２…通信相手用電極
１００…電界通信装置
【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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