JP2009239716A - Belt for electric field communication - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve communication quality of electric field communication and to make a communication state of the electric field communication stabler. <P>SOLUTION: A belt for electric field communication that can perform electric field communication by inducing an electric field in an electric field transmission medium from an electrode has a communication electrode for electric field communication provided on an inner surface of a buckle, and a ground electrode for electric field communication provided in a lining area from a belt hole to the tip of the belt, so the communication quality of electric field communication is improved and the communication state of electric field communication is made stabler. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電界を電界伝達媒体に誘起して通信を行う電界通信装置の通信品質を向上する技術に関する。   The present invention relates to a technique for improving communication quality of an electric field communication apparatus that performs communication by inducing an electric field in an electric field transmission medium.

従来、電界を伝達する電界伝達媒体に対して送信すべきデータに基づく電界を誘起させ、また電界伝達媒体に誘起された電界を検出してデータ通信を行う電界通信装置が提案されている(特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed an electric field communication apparatus that induces an electric field based on data to be transmitted to an electric field transmission medium that transmits an electric field and performs data communication by detecting the electric field induced in the electric field transmission medium (patent) Reference 1).

従来の電界通信装置は、情報端末が備えるカードスロットへの接続を容易可能とするため、図9に示すようなカード型の形状であった。この電界通信装置は、スロットインされた状態において、データの送受信を行う通信電極30を下部に配置し、ノイズ等を除去するためのグランド電極50を上部に配置して、通信電極とグランド電極との間に設けられた回路基板上に、通信電極30を介して電界を電界伝達媒体に誘起する通信回路20を配置する構造となっていた。   The conventional electric field communication device has a card shape as shown in FIG. 9 in order to facilitate connection to a card slot included in the information terminal. In the electric field communication device, in the slot-in state, the communication electrode 30 for transmitting and receiving data is disposed at the lower portion, and the ground electrode 50 for removing noise and the like is disposed at the upper portion. The communication circuit 20 that induces an electric field in the electric field transmission medium via the communication electrode 30 is arranged on the circuit board provided between the two.

そして、人間が持ち運び可能な携帯用電界通信装置の場合であっても、図9に示す形状と同様のカード型の電界通信装置を用いて、電界伝達媒体としての人体に電界を誘起し、又誘起されて伝達されてくる電界を検出してデータの送受信を行うものであった。
特開2003−324395公報
Even in the case of a portable electric field communication device that can be carried by humans, an electric field is induced in a human body as an electric field transmission medium using a card-type electric field communication device similar to the shape shown in FIG. Data was transmitted and received by detecting an induced electric field transmitted.
JP 2003-324395 A

しかしながら、このようなカード型の電界通信装置の場合には、通信電極とグランド電極との間隔(電極間ギャップ)が非常に狭いため、グランド電極から出力された通信回路で発生した不要な電磁波や逆位相の電界が通信電極や電界伝達媒体に混入し、通信電極から誘起される電界が電界伝達媒体に結合する力が弱くなるという問題があった。   However, in the case of such a card-type electric field communication device, since the distance between the communication electrode and the ground electrode (interelectrode gap) is very narrow, unnecessary electromagnetic waves generated in the communication circuit output from the ground electrode or There is a problem in that an electric field having an opposite phase is mixed into the communication electrode or the electric field transmission medium, and the force that the electric field induced from the communication electrode is coupled to the electric field transmission medium becomes weak.

また、このようなカード型の携帯用電界通信装置を人間が所持した場合あっては、通信電極と人体との間隔が人間の動作状況により変化するため、通信品質が安定しないという問題もあった。   In addition, when a person has such a card-type portable electric field communication device, there is also a problem that the communication quality is not stable because the distance between the communication electrode and the human body changes depending on the operation state of the person. .

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、電界通信の通信品質を向上し、且つ電界通信の通信状態をより安定化することを課題とする。   This invention is made | formed in view of the above, and makes it a subject to improve the communication quality of electric field communication, and to stabilize the communication state of electric field communication more.

請求項1に記載の本発明は、電極から電界を電界伝達媒体に誘起して電界通信を行うことが可能な電界通信用ベルトにおいて、バックルの内側表面に設けられた電界通信用の通信電極と、ベルト穴からベルトの先端までの表張り領域に設けられた電界通信用のグランド電極と、を有することを要旨とする。   The present invention according to claim 1 is an electric field communication belt capable of performing electric field communication by inducing an electric field from an electrode into an electric field transmission medium, and a communication electrode for electric field communication provided on an inner surface of a buckle. And a ground electrode for electric field communication provided in a surface area extending from the belt hole to the tip of the belt.

本発明にあっては、電極から電界を電界伝達媒体に誘起して電界通信を行うことが可能な電界通信用ベルトにおいて、バックルの内側表面に設けられた電界通信用の通信電極と、ベルト穴からベルトの先端までの表張り領域に設けられた電界通信用のグランド電極とを有するため、電界通信の通信品質を向上し、且つ電界通信の通信状態をより安定化することができる。   In the present invention, an electric field communication belt capable of performing electric field communication by inducing an electric field from an electrode into an electric field transmission medium, the communication electrode for electric field communication provided on the inner surface of the buckle, and the belt hole Since it has the ground electrode for electric field communication provided in the surface covering area | region from the belt to the front-end | tip of a belt, the communication quality of electric field communication can be improved and the communication state of electric field communication can be stabilized more.

即ち、通常、ベルトは腰に巻いて締めた状態で使用されるため、バックルの内側表面に通信電極を設けることで、通信電極を電界伝達媒体としての人体に近接可能とするため、通信電極から誘起される電界をより確実に人体に誘起することができる。従って、電界通信の通信状態をより安定化することができる。   That is, since the belt is usually used in a state of being wrapped around the waist and tightened, by providing the communication electrode on the inner surface of the buckle, the communication electrode can be brought close to the human body as an electric field transmission medium. The induced electric field can be more reliably induced in the human body. Therefore, the communication state of electric field communication can be further stabilized.

また、グランド電極をベルト穴からベルトの先端までの表張り領域に設けることで、通信電極とグランド電極との間の距離を少なくともベルトの厚さの2倍以上確保可能とするため、グランド電極から出力された通信回路で発生する不要な電磁波や逆位相の電界が通信電極に混入することを防止することができる。従って、電界通信の通信品質を向上することができる。   In addition, by providing the ground electrode in the surface area from the belt hole to the tip of the belt, the distance between the communication electrode and the ground electrode can be secured at least twice the thickness of the belt. It is possible to prevent unnecessary electromagnetic waves generated in the output communication circuit and electric fields having opposite phases from being mixed into the communication electrode. Therefore, the communication quality of electric field communication can be improved.

請求項2に記載の本発明は、前記電界通信用ベルトを締めた状態において、前記通信電極と前記グランド電極との間隔が少なくとも10[mm]であることを要旨とする。   The gist of the present invention described in claim 2 is that the distance between the communication electrode and the ground electrode is at least 10 mm when the electric field communication belt is fastened.

本発明によれば、電界通信の通信品質を向上し、且つ電界通信の通信状態をより安定化することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the communication quality of electric field communication can be improved and the communication state of electric field communication can be stabilized more.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施の形態における電界通信用ベルトの構成を示す構成図である。この電界通信用ベルトは、電界を通信電極30から電界伝達媒体に誘起する通信回路を備えた携帯用電界通信装置10と、バックル(留め金具)の内側表面に設けられた電界通信用の通信電極30と、ベルト穴からベルトの先端までの表張り領域に設けられた電界通信用のグランド電極50と、を備えた構成である。なお、図示は省略するが、携帯用電界通信装置10と通信電極30とを電気的に接続可能とするリード線や、携帯用電界通信装置10とグランド電極50とを電気的に接続可能とするリード線も具備されている。   FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of the electric field communication belt in the present embodiment. The electric field communication belt includes a portable electric field communication device 10 having a communication circuit for inducing an electric field from the communication electrode 30 to an electric field transmission medium, and an electric field communication communication electrode provided on an inner surface of a buckle (fastener). 30 and a ground electrode 50 for electric field communication provided in a surface tension region from the belt hole to the tip of the belt. In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the portable electric field communication apparatus 10 and the communication electrode 30 can be electrically connected, and the portable electric field communication apparatus 10 and the ground electrode 50 can be electrically connected. Lead wires are also provided.

図2は、図1に示す電界通信用ベルトを電界伝達媒体としての人体の腰に巻いて締めた状態を頭上から見た場合の断面図である。同図に示すように、バックルの内側表面に通信電極30を設けることで、通信電極30を電界伝達媒体70としての人体に近接可能とするため、通信電極30から誘起される電界をより確実に人体に誘起することができる。また、グランド電極50をベルト穴からベルトの先端までの表張り領域に設けることで、通信電極30とグランド電極50との間隔(電極間ギャップ)を少なくともベルトの厚さの2倍以上確保可能とするため、グランド電極50から出力された通信回路20で発生する不要な電磁波や逆位相の電界が通信電極30や電界伝達媒体70に混入することを防止することができる。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the electric field communication belt shown in FIG. 1 as it is wound from around the waist of the human body as an electric field transmission medium and viewed from above. As shown in the figure, by providing the communication electrode 30 on the inner surface of the buckle, the communication electrode 30 can be brought close to the human body as the electric field transmission medium 70, so that the electric field induced from the communication electrode 30 is more reliably generated. It can be induced in the human body. Further, by providing the ground electrode 50 in the surface area from the belt hole to the tip of the belt, it is possible to secure at least twice the gap between the communication electrode 30 and the ground electrode 50 (interelectrode gap) as much as the thickness of the belt. Therefore, it is possible to prevent unnecessary electromagnetic waves generated in the communication circuit 20 output from the ground electrode 50 and electric fields having opposite phases from being mixed into the communication electrode 30 and the electric field transmission medium 70.

次に、通信電極30の作用について説明する。図3は、通信電極30を用いて電界通信を行う電界通信装置の回路構成の一例を示すブロック図である。図3に示すように、情報端末15と通信電極30との間を接続する通信回路20は、インタフェース回路21を介して情報端末15に接続される。通信回路20は、この情報端末15からインタフェース回路21を介して他の情報端末15に送信するための送信データを受け取ると、レベル調整回路22で送信データの信号振幅を調整してから、送信回路23を介して送信電極30aに供給するようになっている。   Next, the operation of the communication electrode 30 will be described. FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a circuit configuration of an electric field communication device that performs electric field communication using the communication electrode 30. As shown in FIG. 3, the communication circuit 20 that connects the information terminal 15 and the communication electrode 30 is connected to the information terminal 15 via the interface circuit 21. When the communication circuit 20 receives transmission data for transmission from the information terminal 15 to another information terminal 15 via the interface circuit 21, the communication circuit 20 adjusts the signal amplitude of the transmission data by the level adjustment circuit 22, and then transmits the transmission circuit. 23 to supply to the transmission electrode 30a.

送信電極30aは、送信回路23から送信データが供給されると、この送信データに対応する電界を電界伝達媒体70に誘起する。この誘起された電界は、電界伝達媒体70を伝達して、他の情報端末15における電界通信装置の受信電極30bで受信される。   When transmission data is supplied from the transmission circuit 23, the transmission electrode 30 a induces an electric field corresponding to the transmission data in the electric field transmission medium 70. The induced electric field is transmitted through the electric field transmission medium 70 and received by the receiving electrode 30b of the electric field communication device in the other information terminal 15.

電界検出光学部24は、受信電極30bで受信した電界が供給され、電界光学手法を利用した電界検出光学部24内で別途発生するレーザ光を偏光変化させた後、電気信号に変換する。この電気信号は、信号処理回路25での帯域制限により不要な雑音が除去され、更に波形整形回路26で波形が整形されてから、インタフェース回路21を介して情報端末15に供給されるようになっている。   The electric field detection optical unit 24 is supplied with the electric field received by the reception electrode 30b, changes the polarization of laser light separately generated in the electric field detection optical unit 24 using the electric field optical technique, and converts it into an electric signal. This electric signal is supplied with the information terminal 15 via the interface circuit 21 after unnecessary noise is removed by the band limitation in the signal processing circuit 25 and the waveform is further shaped by the waveform shaping circuit 26. ing.

なお、送信電極30aと受信電極30bは、一体化して1つの通信電極30で各電極を構成してもよいものであるが、送信または受信どちらか一方の構成のみを有するものとしてもよい。   Note that the transmission electrode 30a and the reception electrode 30b may be integrated to form each electrode with one communication electrode 30, but may have only one configuration of transmission or reception.

ここで、図2に示すグランド電極50は、図3を用いて説明した電界検出光学部24に設けられている。図4は、図3に示した通信回路20に使用されている電界検出光学部24の構成を示すブロック図である。電界検出光学部24は、レーザ光と電気光学結晶を用いた電気光学的手法により電界を検出するものであり、レーザ光源を構成するレーザダイオード101および電気光学結晶からなる電気光学素子102を有する。なお、電気光学素子102は、レーザダイオード101からのレーザ光の進行方向に対して直角方向に結合される電界に感度を有し、この電気強度によって光学特性、すなわち複屈折率が変化し、この複屈折率の変化によりレーザ光の偏光が変化するようになっている。   Here, the ground electrode 50 shown in FIG. 2 is provided in the electric field detection optical unit 24 described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the electric field detection optical unit 24 used in the communication circuit 20 shown in FIG. The electric field detection optical unit 24 detects an electric field by an electro-optic technique using laser light and an electro-optic crystal, and includes a laser diode 101 that constitutes a laser light source and an electro-optic element 102 made of an electro-optic crystal. The electro-optical element 102 is sensitive to an electric field coupled in a direction perpendicular to the traveling direction of the laser light from the laser diode 101, and the optical characteristics, that is, the birefringence changes depending on the electric strength. The polarization of the laser beam is changed by the change of the birefringence.

電気光学素子102の図上で上下方向に対向する両側面には第1電極103及び第2電極104が設けられている。なお、この第1電極103及び第2電極104は、レーザダイオード101からのレーザ光の電気光学素子102内における進行方向を両側から挟み、レーザ光に対して電界を直角に結合させるようになっている。   A first electrode 103 and a second electrode 104 are provided on both side surfaces of the electro-optic element 102 facing in the vertical direction in the drawing. The first electrode 103 and the second electrode 104 sandwich the traveling direction of the laser light from the laser diode 101 in the electro-optic element 102 from both sides, and couple the electric field at right angles to the laser light. Yes.

図4に示す電界検出光学部24は、図2又は図3に示したのと同じ通信電極30を有し、この通信電極30は第1電極103に接続されている。また、第1電極103に対向する第2電極104は、図2に示したのと同じグランド電極50に接続され、第1電極103に対してグランド電極として機能するように構成されている。即ち、このグランド電極50は、通信回路20で発生する不要な電磁波や逆位相の電界などを外部に逃がして電界通信の品質を向上するために設けられている。通信電極30は、電界伝達媒体に誘起されて伝達されてくる電界を検出すると、この電界を第1電極103に伝達し、第1電極103を介して電気光学素子102に結合するようになっている。   The electric field detection optical unit 24 illustrated in FIG. 4 includes the same communication electrode 30 as illustrated in FIG. 2 or 3, and the communication electrode 30 is connected to the first electrode 103. Also, the second electrode 104 facing the first electrode 103 is connected to the same ground electrode 50 as shown in FIG. 2 and is configured to function as a ground electrode with respect to the first electrode 103. That is, the ground electrode 50 is provided in order to release unnecessary electromagnetic waves generated in the communication circuit 20 or an anti-phase electric field to the outside to improve the quality of electric field communication. When the communication electrode 30 detects the electric field transmitted by being induced in the electric field transmission medium, the communication electrode 30 transmits the electric field to the first electrode 103 and is coupled to the electro-optic element 102 via the first electrode 103. Yes.

レーザダイオード101から出力されるレーザ光は、コリメートレンズ105を介して平行光にされ、平行光となったレーザ光は第1波長板106で偏光状態を調整されて電気光学素子102に入射する。電気光学素子102に入射したレーザ光は、電気光学素子102内で第1電極103と第2電極104との間を伝播するが、このレーザ光の伝播中において上述したように通信電極30が電界伝達媒体に誘起されて伝達されてくる電界を受け、この電界が第1電極103を介して電気光学素子102に結合すると、この電界は第1電極103からグランド電極50に接続されている第2電極104に向かって形成されて、レーザダイオード101から電気光学素子102に入射したレーザ光の進行方向に直角であるため、電気光学素子102の光学特性である複屈折率が変化し、これによりレーザ光の偏光が変化する。   The laser light output from the laser diode 101 is converted into parallel light through the collimator lens 105, and the laser light that has become parallel light is adjusted in polarization state by the first wave plate 106 and enters the electro-optical element 102. The laser light incident on the electro-optic element 102 propagates between the first electrode 103 and the second electrode 104 in the electro-optic element 102. During the propagation of the laser light, the communication electrode 30 generates an electric field as described above. When an electric field induced and transmitted by the transmission medium is received and this electric field is coupled to the electro-optic element 102 via the first electrode 103, the electric field is connected to the ground electrode 50 from the first electrode 103. Since it is formed toward the electrode 104 and is perpendicular to the traveling direction of the laser light incident on the electro-optic element 102 from the laser diode 101, the birefringence, which is the optical characteristic of the electro-optic element 102, is changed. The polarization of light changes.

このように電気光学素子102において第1電極103からの電界によって偏光が変化したレーザ光は、第2波長板107で偏光状態を調整されて偏光ビームスプリッタ108に入射する。偏光ビームスプリッタ108は、第2波長板107から入射されたレーザ光をP波およびS波に分離して、光の強度変化に変換する。この偏光ビームスプリッタ108でP波成分およびS波成分に分離されたレーザ光は、それぞれ第1集光レンズ109a及び第2集光レンズ109bで集光されてから、第1フォトダイオード110a及び第2フォトダイオード110bに供給され、第1フォトダイオード110a及び第2フォトダイオード110bにおいてP波光信号とS波光信号をそれぞれの電気信号に変換して出力するようになっている。   In this way, the laser light whose polarization has been changed by the electric field from the first electrode 103 in the electro-optic element 102 is adjusted in polarization state by the second wavelength plate 107 and enters the polarization beam splitter 108. The polarization beam splitter 108 separates the laser light incident from the second wavelength plate 107 into P waves and S waves, and converts them into changes in light intensity. The laser light separated into the P wave component and the S wave component by the polarization beam splitter 108 is condensed by the first condenser lens 109a and the second condenser lens 109b, respectively, and then the first photodiode 110a and the second photodiode 110a. The first and second photodiodes 110a and 110b are supplied to the photodiode 110b and convert the P-wave optical signal and the S-wave optical signal into respective electric signals and output them.

上述したように第1フォトダイオード110a及び第2フォトダイオード110bから出力される電気信号は、図3に示す信号処理回路25で増幅、雑音除去などの信号処理を施されてから、波形整形回路26で波形整形され、インタフェース回路21を介して情報端末15に供給されることになる。   As described above, the electric signals output from the first photodiode 110a and the second photodiode 110b are subjected to signal processing such as amplification and noise removal in the signal processing circuit 25 shown in FIG. Then, the waveform is shaped and supplied to the information terminal 15 via the interface circuit 21.

図5は、通信電極30を用いて電界通信を行う電界通信装置の回路構成の他の一例を示すブロック図である。図5に示すブロック図には、情報端末15が接続された通信回路20と、通信を媒介する電界伝達媒体70と、通信回路20’と、この通信回路20’に接続された情報端末15’とが示されている。通信回路20と通信回路20’との間で通信を行い、通信回路20からデータを送信して通信回路20’で受信する場合を例にするものである。   FIG. 5 is a block diagram illustrating another example of a circuit configuration of an electric field communication device that performs electric field communication using the communication electrode 30. In the block diagram shown in FIG. 5, the communication circuit 20 to which the information terminal 15 is connected, the electric field transmission medium 70 for mediating communication, the communication circuit 20 ′, and the information terminal 15 ′ connected to the communication circuit 20 ′. Is shown. A case where communication is performed between the communication circuit 20 and the communication circuit 20 ′, data is transmitted from the communication circuit 20 and received by the communication circuit 20 ′ is taken as an example.

通信回路20と通信回路20’とは同じ構成を有している。両者に構成上の相違点はないものの、説明するための便宜上、同一の構成部には同一の番号を付し、通信回路20’の備える構成部については「’」を付して識別している。   The communication circuit 20 and the communication circuit 20 'have the same configuration. Although there is no difference in configuration between the two, for convenience of explanation, the same number is assigned to the same component, and the component provided in the communication circuit 20 ′ is identified with “′”. Yes.

なお、情報端末15は、通信回路20に対して送信データと送受信切替信号を送る。送信データとは、通信相手の情報端末15’へ伝達される任意のデータである。送受信切替信号とは、通信回路20に対して送信と受信との動作の切替を指示するための信号である。   The information terminal 15 sends transmission data and a transmission / reception switching signal to the communication circuit 20. The transmission data is arbitrary data transmitted to the communication terminal information terminal 15 '. The transmission / reception switching signal is a signal for instructing the communication circuit 20 to switch operation between transmission and reception.

また、通信回路20からは情報端末15に対して受信データを送る。この受信データは、通信相手の情報端末15’が情報端末15に対し、通信回路20’と通信回路20とを介して送信したデータを受信して得た受信データである。なお、情報端末15’と通信回路20’との間においても、情報端末15と通信回路20との間と同じく送信データや送受信切替信号、受信データのやり取りが行われている。   Further, the communication circuit 20 sends received data to the information terminal 15. This reception data is reception data obtained by receiving data transmitted from the communication terminal information terminal 15 ′ to the information terminal 15 via the communication circuit 20 ′ and the communication circuit 20. Note that transmission data, transmission / reception switching signals, and reception data are exchanged between the information terminal 15 ′ and the communication circuit 20 ′ as well as between the information terminal 15 and the communication circuit 20.

また、通信回路20には、データを送信するための送信部と、データを受信する受信部とを備えている。送信部には、送信データを発振器41から出力される搬送波で変調するための変調回路40と、搬送波を出力するための発振器41とを備えている。更に、受信部には、復調信号のHレベルとLレベルの反転が起きていないかを判定して補正するための補正回路42と、搬送波再生回路44で再生された搬送波と受信した信号をもとにデータを再生する復調回路43と、受信した信号から搬送波を抽出する搬送波再生回路44とを備えている。   Further, the communication circuit 20 includes a transmission unit for transmitting data and a reception unit for receiving data. The transmission unit includes a modulation circuit 40 for modulating transmission data with a carrier wave output from the oscillator 41 and an oscillator 41 for outputting the carrier wave. Further, the receiving unit includes a correction circuit 42 for determining and correcting whether the H level and the L level of the demodulated signal are inverted, a carrier wave reproduced by the carrier wave reproducing circuit 44, and the received signal. And a demodulating circuit 43 for reproducing data and a carrier wave reproducing circuit 44 for extracting a carrier wave from the received signal.

なお、通信電極30は、図3を用いて説明した場合と同様に、通信回路20から伝達されたデータを通信回路20’に送信する機能と、通信回路20’から送信されたデータを受信する機能とを有している。図5で示す通信回路20を有する電界通信装置の場合であっても、送信電極30aと受信電極30bは、一体化して1つの通信電極30で各電極を構成してもよいし、送信または受信どちらか一方の構成のみを有するものとしてもよい。   In addition, the communication electrode 30 receives the data transmitted from the communication circuit 20 ′ and the function of transmitting the data transmitted from the communication circuit 20 to the communication circuit 20 ′, as in the case described with reference to FIG. It has a function. Even in the case of the electric field communication apparatus having the communication circuit 20 shown in FIG. 5, the transmission electrode 30a and the reception electrode 30b may be integrated to form each electrode by one communication electrode 30, or transmission or reception may be performed. It is good also as what has only any one structure.

また、図6には、図5で示した補正回路42,補正回路42’の構成を説明するための構成図が示されている。図5で示す通信回路20と通信回路20’においては、受信部の出力でのHレベルとLレベルの反転を防ぐことを目的として、この受信部に補正回路42,補正回路42’が備えられている。なお、通信回路20の補正回路42と通信回路20’の補正回路42’とは同様のものであるので、ここでは通信回路20’が備える補正回路42’の説明のみを行う。   FIG. 6 shows a configuration diagram for explaining the configuration of the correction circuit 42 and the correction circuit 42 ′ shown in FIG. 5. The communication circuit 20 and the communication circuit 20 ′ shown in FIG. 5 are provided with a correction circuit 42 and a correction circuit 42 ′ for the purpose of preventing inversion of the H level and the L level at the output of the reception unit. ing. Since the correction circuit 42 of the communication circuit 20 and the correction circuit 42 'of the communication circuit 20' are the same, only the correction circuit 42 'included in the communication circuit 20' will be described here.

補正回路42’は、復調信号のHレベルとLレベルの反転が起きていた場合に信号を反転させるための反転・非反転切替回路61と、復調信号のHレベルとLレベルの反転が起きていないかを判定して切替信号を出力するためのサンプリング回路62と、再生搬送波を検出しサンプリング信号を生成するための検波器63と、復調信号のHレベルとLレベルの判定が十分区別できるまでサンプリング信号を遅らせるための遅延器64とを備えている。   The correction circuit 42 'has an inversion / non-inversion switching circuit 61 for inverting the signal when the H level and L level of the demodulated signal are inverted, and the H level and L level of the demodulated signal are inverted. A sampling circuit 62 for determining whether or not there is a switching signal, a detector 63 for detecting a reproduced carrier wave and generating a sampling signal, and until the determination of the H level and L level of the demodulated signal can be sufficiently distinguished And a delay unit 64 for delaying the sampling signal.

ここで、図2に示すグランド電極50は、図5を用いて説明した変調回路40及び復調回路43に接続されている。図7は、変調回路40とグランド電極50との接続構成を示す構成図である。変調回路40には、送信電極30aと受信電極30bとを備える通信電極30が接続されると共に、図4を用いて説明した機能を有するグランド電極50が接続されている。データの送信時には、変調回路40に接続されたグランド電極50が機能し、データの受信時には、復調回路43に接続されたグランド電極50が機能する。1つのグランド電極50が変調回路40と復調回路43とに接続される構成でもよく、各回路に異なるグランド電極50を接続してもよい。   Here, the ground electrode 50 shown in FIG. 2 is connected to the modulation circuit 40 and the demodulation circuit 43 described with reference to FIG. FIG. 7 is a configuration diagram showing a connection configuration between the modulation circuit 40 and the ground electrode 50. The modulation circuit 40 is connected to the communication electrode 30 including the transmission electrode 30a and the reception electrode 30b, and to the ground electrode 50 having the function described with reference to FIG. The ground electrode 50 connected to the modulation circuit 40 functions during data transmission, and the ground electrode 50 connected to the demodulation circuit 43 functions during data reception. One ground electrode 50 may be connected to the modulation circuit 40 and the demodulation circuit 43, or a different ground electrode 50 may be connected to each circuit.

続いて、図1乃至図7を用いて説明した本実施の形態における電界通信用ベルトと、図9を用いて説明した従来の電界通信装置とにおける通信性能の測定結果について説明する。電界通信用ベルトの通信性能の測定は、図8(a)に示すように、この電界通信用ベルトを腰に巻いて締めた電界伝達媒体70としての人体を床電極130の上に載せ、床電極130に接続されたスペクトラムアナライザ90を用いて電界通信用ベルトから送出された信号の強度を測定するものとする。また、通信電極30の電極面積は、18[cm](=縦幅3.0[cm]×横幅6.0[cm])であって、グランド電極50の電極面積も同様とする。そして、ベルトの幅を3[cm]とし、厚さを約5[mm]としている。従って、ベルトを締めた状態においては、通信電極30とグランド電極50との電極間ギャップは約10[mm](ベルトの厚さの約2倍に相当)となっている。 Subsequently, measurement results of communication performance in the electric field communication belt in the present embodiment described with reference to FIGS. 1 to 7 and the conventional electric field communication device described in FIG. 9 will be described. As shown in FIG. 8A, the measurement of the communication performance of the electric field communication belt is carried out by placing a human body as an electric field transmission medium 70 around which the electric field communication belt is wound and fastened on the floor electrode 130. It is assumed that the intensity of the signal transmitted from the electric field communication belt is measured using the spectrum analyzer 90 connected to the electrode 130. The electrode area of the communication electrode 30 is 18 [cm 2 ] (= vertical width 3.0 [cm] × horizontal width 6.0 [cm]), and the electrode area of the ground electrode 50 is the same. The width of the belt is 3 [cm] and the thickness is about 5 [mm]. Therefore, when the belt is fastened, the inter-electrode gap between the communication electrode 30 and the ground electrode 50 is about 10 [mm] (corresponding to about twice the thickness of the belt).

一方、従来の電界通信装置の通信性能の測定は、図8(b)に示すように、従来の電界通信装置を胸ポケットに入れた電界伝達媒体70としての人体を床電極130の上に載せて、床電極130に接続されたスペクトラムアナライザ90を用いて電界通信装置から送出された信号の強度を測定するものとする。また、通信電極の電極面積は、電界通信用ベルトの通信電極30の電極面積と同様に、18[cm](=縦幅4.5[cm]×横幅4.0[cm])であって、グランド電極の電極面積も同様とする。そして、図9に示す電極間ギャップは4[mm]としている。 On the other hand, the communication performance of the conventional electric field communication device is measured by placing a human body as an electric field transmission medium 70 in which the conventional electric field communication device is placed in a breast pocket on the floor electrode 130 as shown in FIG. Then, the intensity of the signal transmitted from the electric field communication device is measured using the spectrum analyzer 90 connected to the floor electrode 130. Further, the electrode area of the communication electrode is 18 [cm 2 ] (= vertical width 4.5 [cm] × horizontal width 4.0 [cm]), similar to the electrode area of the communication electrode 30 of the electric field communication belt. The electrode area of the ground electrode is the same. The interelectrode gap shown in FIG. 9 is 4 [mm].

上記のような測定条件下において得られた電界通信用ベルトにおける信号の強度は−57.8[dBm]であり、従来の電界通信装置における信号の強度は−62.3[dBm]であった。この測定結果から、本実施の形態における電界通信用ベルトは、従来の電界通信装置よりも信号の強度が+4.5[dBm]向上するので、電界通信の通信品質を向上し、且つ電界通信の通信状態をより安定化することができる。   The signal strength in the electric field communication belt obtained under the measurement conditions as described above was -57.8 [dBm], and the signal strength in the conventional electric field communication device was -62.3 [dBm]. . From this measurement result, the electric field communication belt in the present embodiment has a signal strength of +4.5 [dBm] higher than that of the conventional electric field communication device, so that the communication quality of the electric field communication is improved and the electric field communication is improved. The communication state can be further stabilized.

このような効果を有する電界通信用ベルトは、高い確実性を持ってデータ送受信を行う必要のある処理システムに用いられる。例えば、JR(Japan Reilwayの略)や地下鉄の改札への適用が好適な一例である。具体的には、電界通信用ベルトは、本実施の形態で説明した構成に加えて、電界通信用ベルトを所持している利用者を識別するIDを格納しておく格納部と、人体を介して格納部に格納されたIDを前述の通信電極30から送信する送信部とを更に備えておく。また、改札用電界通信装置は、予め登録された複数のIDを蓄積しておく蓄積部と、ゲートが設けられた通路に配置された受信電極を介してIDを受信する受信部と、図3又は図5を用いて説明した通信回路20と、受信したIDが蓄積部に蓄積された複数のIDに一致するか否かを認証する認証部と、受信したIDが蓄積部に蓄積された複数のIDに一致する場合(認証OKの場合)に、ゲートを開く制御部とを備えておく。そして、このような電界通信用ベルトを締めた利用者が改札を通る場合に、利用者を介して電界通信用ベルトの通信電極30から送信されたIDが、改札用電界通信装置の受信電極で受信され、蓄積部に蓄積されたIDとの認証がOKの場合には、ゲートが開くことになる。   The electric field communication belt having such an effect is used in a processing system that needs to transmit and receive data with high reliability. For example, application to JR (abbreviation of Japan Reilway) and subway ticket gates is a suitable example. Specifically, the electric field communication belt includes, in addition to the configuration described in this embodiment, a storage unit that stores an ID for identifying a user who owns the electric field communication belt, and a human body. And a transmission unit that transmits the ID stored in the storage unit from the communication electrode 30 described above. The ticket gate electric field communication apparatus includes a storage unit that stores a plurality of IDs registered in advance, a reception unit that receives IDs via reception electrodes arranged in a passage provided with a gate, and FIG. Alternatively, the communication circuit 20 described with reference to FIG. 5, the authentication unit that authenticates whether the received ID matches the plurality of IDs stored in the storage unit, and the plurality of received IDs stored in the storage unit. And a control unit that opens the gate in the case of matching with the ID (in the case of authentication OK). When a user who has tightened the electric field communication belt passes the ticket gate, the ID transmitted from the communication electrode 30 of the electric field communication belt via the user is the reception electrode of the electric field communication device for ticket gate. If the authentication with the ID received and stored in the storage unit is OK, the gate is opened.

多くの会社員や学生等が交通手段として電車を利用しているが、改札で翳した非接触媒体としてのPASMO(パスモ)やSuica(スイカ)がうまく認識されないとゲートが閉まり、後続の人を塞き止めてしまい、タイミングによってはホームが混在する可能性がある。そのような場合に、前述の電界通信用ベルトを用いることで、電界通信用ベルトと改札用電界通信装置との間の通信の確実性が高くなるので、改札での渋滞をより確実に緩和することが可能となる。   Many office workers and students use the train as a means of transportation, but if the PASMO (Supa) or Suica (watermelon) as a non-contact medium trapped at the ticket gate is not recognized well, the gate will close and the following people will be There is a possibility that homes are mixed depending on the timing. In such a case, by using the above-mentioned electric field communication belt, the reliability of communication between the electric field communication belt and the electric field communication device for ticket gates is increased, so that traffic congestion at the ticket gates can be more reliably alleviated. It becomes possible.

本実施の形態によれば、電極から電界を電界伝達媒体に誘起して電界通信を行うことが可能な電界通信用ベルトにおいて、バックルの内側表面に設けられた電界通信用の通信電極30と、ベルト穴からベルトの先端までの表張り領域に設けられた電界通信用のグランド電極50とを有するので、電界通信の通信品質を向上し、且つ電界通信の通信状態をより安定化することができる。   According to the present embodiment, in the electric field communication belt capable of performing electric field communication by inducing an electric field from the electrode in the electric field transmission medium, the communication electrode 30 for electric field communication provided on the inner surface of the buckle; Since it has the ground electrode 50 for electric field communication provided in the surface area from the belt hole to the tip of the belt, the communication quality of electric field communication can be improved and the communication state of electric field communication can be further stabilized. .

本実施の形態における電界通信用ベルトの構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the electric field communication belt in this Embodiment. 図1に示す電界通信用ベルトを電界伝達媒体としての人体の腰に巻いて締めた状態を頭上から見た場合の断面図である。It is sectional drawing at the time of seeing the state which wound the belt for electric field communication shown in FIG. 1 around the waist | hip | lumbar of the human body as an electric field transmission medium, and was tightened. 通信電極を用いて電界通信を行う電界通信装置の回路構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the circuit structure of the electric field communication apparatus which performs electric field communication using a communication electrode. 図3に示した通信回路に使用されている電界検出光学部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electric field detection optical part used for the communication circuit shown in FIG. 通信電極を用いて電界通信を行う電界通信装置の回路構成の他の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows another example of the circuit structure of the electric field communication apparatus which performs electric field communication using a communication electrode. 図5で示した補正回路の構成を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating the structure of the correction circuit shown in FIG. 変調回路とグランド電極との接続構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the connection structure of a modulation circuit and a ground electrode. 本実施の形態における電界通信用ベルトと従来の電界通信装置とにおえる通信性能の測定構成を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the measurement structure of the communication performance in the electric field communication belt in this Embodiment, and the conventional electric field communication apparatus. 従来の電界通信装置の断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section of the conventional electric field communication apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

10…携帯用電界通信装置
15…情報端末
20…通信回路
21…インタフェース回路
22…レベル調整回路
23…送信回路
24…電界検出光学部
25…信号処理回路
26…波形整形回路
30…通信電極
30a…送信電極
30b…受信電極
40…変調回路
41…発振器
42…補正回路
43…復調回路
44…搬送波再生回路
50…グランド電極
61…反転・非反転切替回路
62…サンプリング回路
63…検波器
64…遅延器
70…電界伝達媒体
90…スペクトラムアナライザ
101…レーザダイオード
102…電気光学素子
103…第1電極
104…第2電極
105…コリメートレンズ
106…第1波長板
107…第2波長板
108…偏光ビームスプリッタ
109a…第1集光レンズ
109b…第2集光レンズ
110a…第1フォトダイオード
110b…第2フォトダイオード
130…床電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Portable electric field communication apparatus 15 ... Information terminal 20 ... Communication circuit 21 ... Interface circuit 22 ... Level adjustment circuit 23 ... Transmission circuit 24 ... Electric field detection optical part 25 ... Signal processing circuit 26 ... Waveform shaping circuit 30 ... Communication electrode 30a ... Transmission electrode 30b ... Reception electrode 40 ... Modulation circuit 41 ... Oscillator 42 ... Correction circuit 43 ... Demodulation circuit 44 ... Carrier wave recovery circuit 50 ... Ground electrode 61 ... Inversion / non-inversion switching circuit 62 ... Sampling circuit 63 ... Detector 64 ... Delay device DESCRIPTION OF SYMBOLS 70 ... Electric field transmission medium 90 ... Spectrum analyzer 101 ... Laser diode 102 ... Electro-optic element 103 ... 1st electrode 104 ... 2nd electrode 105 ... Collimating lens 106 ... 1st wavelength plate 107 ... 2nd wavelength plate 108 ... Polarizing beam splitter 109a ... first condenser lens 109b ... second condenser lens 110a ... 1st photodiode 110b ... 2nd photodiode 130 ... Floor electrode

Claims (2)

電極から電界を電界伝達媒体に誘起して電界通信を行うことが可能な電界通信用ベルトにおいて、
バックルの内側表面に設けられた電界通信用の通信電極と、
ベルト穴からベルトの先端までの表張り領域に設けられた電界通信用のグランド電極と、
を有することを特徴とする電界通信用ベルト。
In an electric field communication belt capable of performing electric field communication by inducing an electric field from an electrode into an electric field transmission medium,
A communication electrode for electric field communication provided on the inner surface of the buckle;
A ground electrode for electric field communication provided in a surface area from the belt hole to the tip of the belt;
An electric field communication belt comprising:
前記電界通信用ベルトを締めた状態において、前記通信電極と前記グランド電極との間隔が少なくとも10[mm]であることを特徴とする請求項1に記載の電界通信用ベルト。   2. The electric field communication belt according to claim 1, wherein an interval between the communication electrode and the ground electrode is at least 10 mm when the electric field communication belt is fastened.
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