CN101073212A - 经过人体的信息传输系统和发送器－接收器 - Google Patents

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CN101073212A CNA2005800423397A CN200580042339A CN101073212A CN 101073212 A CN101073212 A CN 101073212A CN A2005800423397 A CNA2005800423397 A CN A2005800423397A CN 200580042339 A CN200580042339 A CN 200580042339A CN 101073212 A CN101073212 A CN 101073212A
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Abstract

在本发明的经过人体的信息传输系统中，能够做到更稳定地传送信号。发送器－接收器(102)的与人体(101)接触或与其电容连接的电极(104)，和接收器(106)的与人体(101)接触或与其电容连接的电极(108)，通过人体(101)(主要是胸部和左臂)被电连接。发送器－接收器(102)的与人体(101)接触或与其电容连接的电极(105)，和接收器(106)的被配置为指向人体(101)外侧的电极(109)，通过电容连接被电连接。发送器－接收器(102)与接收器(106)之间的通讯，通过拥有电极(104，105，108和109)的通路和由电容连接形成的通路来实现。

Description

经过人体的信息传输系统和发送器-接收器
技术领域
本发明涉及通过人体进行信息传输(an information transmission)的经过人体的信息传输系统和发送器-接收器。
背景技术
近年来，渴望推荐利用人体作为传输线的通讯(例如可参见专利文件1-3)。
图6为专利文件1中描述的经过人体的信息传输系统的系统结构图。例如可参见美国专利公报No.5914701，第1栏第60行至第6栏第37行；图1至图4。在图6中，发送器402被戴在人体401的一个臂上，接收器405被戴在另一个臂上。发送器402的一个电极403与人体401接触或与其电容连接(capacitance-conneted)，而其另一个电极404被固定同时被指向人体401外侧。此外，接收器405的一个电极406与人体接触或与其电容连接，而其另一个电极407被固定同时被指向人体401外侧。
在信号线一侧，发送器402通过电极403、人体401和电极406与接收器405连接。此外，在基准电位(例如地电位)线一侧，接收器405通过如虚线所示的电容连接通路经过电极407、基准电位点(例如地)和电极404与发送器402连接。
在如上所构成的经过人体的信息传输系统中，从发送器402传输出来的信号经过电极403、人体401和电极406被传输给接收器405。通过这样做，虽然可能将从发送器402输出的信号传送给接收器405，但是问题在于信号的传输并不稳定，因为利用电容连接所通过的长度太长而且难以小型化，由于需要增大电极403、404、406和407的面积。
图7为专利文件2中描述的经过人体的信息传输系统的系统结构图。例如可参见日本专利公报No.3425347，第〔0034〕至〔0046〕栏；图1至图3。在图7中，发送器502被固定在人体501的手臂上，接收器505被固定在手指上。发送器502的一个电极503与人体501接触或与其电容连接，另一个电极504则被固定同时指向人体501的外侧。此外，接收器505的一个电极506与人体501接触或与其电容连接，另一个电极507则被固定同时指向人体501的外侧。
在信号线一侧，发送器502通过如虚线所示的电容连接通路经过电极504和电极507与接收器505电连接。此外，在基准电位线(例如地电位)一侧，接收器505通过电极506、人体501和电极503与发送器502连接。
在如上所构成的经过人体的信息传输系统中，从发送器502传输出来的信号通过电容连接通路经过电极504和电极507被传输给接收器505。通过这样做，虽然可能将从发送器502输出的信号传送给接收器505，但是由于该结构中电极504和电极507均被固定而同时被指向人体501的外侧，所以问题在于该电容连接的强度会由于人的运动而发生改变，因而信号的传输操作变得不稳定。此外，问题还在于发送器502和接收器505之间的距离不能做长。
图8为专利文件3中描述的经过人体的信息传输系统的系统结构图。例如可参见日本专利公报JP A 2001 308803，第〔0019〕至〔0030〕栏；图1至图6。在图8中，第一通讯设备(a communicationequipment)602被戴在人体601的一个臂上。第二通讯设备605被固定在与基准电位(例如地电位)相连接的导体的支撑柱608上。通讯设备602的两个电极603和604与人体601接触或与其电容连接。此外，通讯设备605的一个电极606被固定且同时被指向空间，而其另一个电极607被固定在支撑柱608上，以与其电连接。
在信号线一侧，通讯设备605通过电极606、人体601和电极604与通讯设备602连接。此外，在基准电位线(例如地电位)一侧，通讯设备602通过电极603人体601、由虚线表示的电容连接通路、基准电位(地电位)、支撑柱608和电极607与通讯设备605连接。
在如上所构成的经过人体的信息传输系统中，如果人体601的指尖与电极606接触，则通讯设备605通过电极606、人体601和电极604将信息传输给通讯设备602。顺便说来，这时候，虽然两电极603和604被固定，以便与人体601接触或与其电容连接，但由于电极603和604之间并不短路，而且存在某种程度的强度的阻抗，故有可能将从通讯设备605输出的信号传输给通讯设备602。
然而，由于图8的系统是其目的用作ID卡的系统，故其所构成的是仅与戴在人体上的一个通讯设备一起使用，因而无法考虑其结构为多个通讯设备被戴在人体上，并在多个通讯设备之间进行通讯。
发明内容
〔发明要解决的问题〕
本发明的目的在于构成经过人体的信息传输系统，其通过人体在多个通讯装置(a communication means)之间进行信息传输，以便将多个通讯装置固定在人体上时使用，并且使该信息传输能够更稳定地进行。
进一步，本发明的目的在于简化该经过人体的信息传输系统的结构。
进一步，本发明的目的还在于提供一种适于构成该经过人体的信息传输系统的发送器-接收器。
〔解决上述问题的手段〕
根据本发明，提供一种通过人体在多个通讯装置之间进行信息传输的经过人体的信息传输系统，包括第一通讯装置和第二通讯装置，而且第一通讯装置包括与人体接触或与其电容连接的第一和第二电极，且此第一通讯装置被固定在人体上时使用；并且第二通讯装置包括与人体接触或与其电容连接的第三电极，以及被配置为指向人体外侧的第四电极，且此第二通讯装置被固定在人体上时使用，其特征在于第一和第二通讯装置之间的通讯是通过以下事实实现，即：第一电极和第三电极通过人体进行电连接，第二电极和第四电极通过电容连接进行电连接。
具有与人体接触或与其电容连接的第一电极和第二电极的第一通讯装置，以及具有与人体接触或与其电容连接的第三电极和被配置为指向人体外侧的第四电极的第二通讯装置，被固定在人体上时使用。第一电极和第三电极通过人体进行电连接，第二电极和第四电极通过电容连接进行电连接，通过这样做，实现第一和第二通讯装置之间的通讯。
在此，可以构成人体的有机体信息在第一通讯装置和第二通讯装置之间的传输，而且第一通讯装置的第一和第二电极既被用作检测人体的有机体信息的电极，又被用作进行该有机体信息传输的电极。
进一步，可以构成使在第一通讯装置和第二通讯装置之间通讯用的载波信号的频率，被设置为不同于人体的有机体信息频率的频率。
进一步，可以构成使该载波信号的频率为5MHz 45MHz范围内的频率。
进一步，可以构成使该有机体信息为心跳的信息。
进一步，可以构成使第一通讯装置通过胸带固定在人体上。
进一步，可以构成使第一通讯装置具有滤波器、心跳检测部分、第一处理器部分、调制部分和数据传送部分，并使第一电极接收的信号中预定频率的信号通过该滤波器而由该滤波器将其输出，且由心跳检测部分从该滤波器的输出信号中检测出心跳信号，及由第一处理器部分于心跳检测部分检测出的心跳信号的基础上计算出心跳次数，从而输出表示心跳次数的心跳次数数据信号，和由调制部分对此心跳次数数据信号进行调制并输出，尔后由数据传送部分对在调制部分中被调制的该心跳次数数据信号进行输出；并且使第二通讯装置具有解调部分、存储装置、显示部分和第二处理器部分，并由解调部分对由第三电极接收的心跳次数数据信号进行解调，且由第二处理器部分将从解调部分中被解调的心跳次数数据信号中获得的心跳次数数据存储到存储装置，及将心跳次数显示-处理给显示部分。
进一步，根据本发明提供一种发送器-接收器，其特征在于包括滤波器、心跳检测部分、处理器部分、调制部分和数据传送部分，使由与人体接触或与其电容连接的电极接收的信号中预定频率的信号通过该滤波器而由该滤波器将其输出，并由心跳检测部分从该滤波器的输出信号中检测出心跳信号，且由处理器部分于心跳检测部分中被检测出的心跳信号的基础上计算出心跳次数，从而输出表示心跳次数的心跳次数数据信号，和由调制部分对此心跳次数数据信号进行调制并输出，及由数据传送部分将在调制部分中被调制的该心跳次数数据信号从第一电极输出。
该滤波器使由与人体接触或与其电容连接的电极接收的信号中预定频率的信号通过并将其输出。该心跳检测部分从该滤波器的输出信号中检测出心跳信号。该处理器部分于心跳检测部分中检测出的心跳信号的基础上计算出心跳次数，从而输出表示心跳次数的心跳次数数据信号。该调制部分对此心跳次数数据信号进行调制并输出。该数据传送部分将在调制部分中被调制的该心跳次数数据信号从该电极输出。
在此，可以构成使调制部分用来调制该心跳次数数据信号所使用的载波信号的频率，为5MHz-45MHz范围内的频率。
〔本发明的优点〕
根据涉及本发明的经过人体的信息传输系统，由于可能缩短进行电容连接所通过的距离，所以更稳定的信息传输操作变成可能。
此外，由于事实上用于检测有机体信息的电极和用于通讯的电极被共同使用，所以不需要提供新的通讯装置，以至于有可能通过简单的结构廉价地构成。
此外，根据本发明，有可能提供适于构成经过人体的信息传输系统的发送器-接收器。
附图说明
图1为涉及本发明实施例的经过人体的信息传输系统的系统结构图；
图2为涉及本发明实施例的经过人体的信息传输系统中使用的发送器-接收器的详细方框图；
图3为涉及本发明实施例的经过人体的信息传输系统中使用的接收器的详细方框图；
图4为测量涉及本发明实施例的经过人体的信息传输系统特性时的视图；
图5为表示涉及本发明实施例的经过人体的信息传输系统特性的特性曲线图；
图6为传统的通过人体的信息传输系统的系统结构图；
图7为传统的通过人体的信息传输系统的系统结构图；
图8为传统的通过人体的信息传输系统的系统结构图。
对于附图标记的说明如下：
101-人体；102-作为第一通讯装置的发送器-接收器；103-发送器-接收器主体；104-第一电极；105-第二电极；106-作为第二通讯装置的接收器；107-接收器主体；108-第三电极；109-第四电极；110-胸带；111-测量点；
201，301-放大部分；202-滤波器；203-心跳检测部分；204第一处理器部分；205-调制部分；206-数据传送部分(a data transmittingsection)；302-解调部分；303-第二处理器部分；304-作为存储装置的存储器；305-作为显示装置的显示部分。
具体实施方式
下面围绕涉及本发明实施例的经过人体的信息传输系统和发送器-接收器进行解释。
图1为涉及本发明实施例的经过人体的信息传输系统的系统结构图，并且示出作为经过人体的信息传输系统的心搏测量器系统的实例。
此外，图2为发送器-接收器102的详细方框图，图3为接收器106的详细方框图。顺便说来，在图1至图3中，相同的附图标记被应用于相同的部分。
在图1至图3中，作为第一通讯装置的发送器-接收器102和作为第二通讯装置的接收器106，两者均被固定在人体101上使用。发送器-接收器102通过胸带110被固定在人体101的胸部。接收器106被固定在人体101的一个臂上(例如左臂的腕关节上)。
发送器-接收器102具有发送器-接收器主体103，与人体101接触或与人体101电容连接的第一电极104，以及与人体101接触或与人体101电容连接的第二电极105。此外，接收器106具有接收器主体107，与人体101接触或与人体101电容连接的第三电极108，以及被设置为指向人体101外侧(与人体101相反的一侧)的第四电极109。
第一电极104和第三电极108经过人体101(主要是经过胸部和接收器106被固定其上的左臂)被电连接，而且第二电极105和第四电极109通过电容连接被电连接，如虚线所示。这时所构成的是在发送器-接收器102和接收器106之间可能存在的通讯(acommunication)。
就是说，在信号线一侧，发送器-接收器102通过电极104、人体101和电极108与接收器106连接。此外，在基准电位(例如地电位)线一侧，接收器106通过如虚线所示的电容连接的通路，经过电极109、人体101和电极105与发送器-接收器102连接。
甚至在电极104和105已被固定为与人体接触和已被固定为与人体电容连接的任意情况下，由于电极104和105之间不存在短路而且存在阻抗，所以在发送器-接收器102和接收器106之间的信号传输变为可能。
发送器-接收器主体103包括放大部分201、滤波器(在本实施例中为低通滤波器)202、心跳检测部分203、第一处理器部分204、调制部分205和数据传送部分206，放大部分201对于已被第一电极104接收的信号进行放大并输出；而且放大部分201的输出信号中的预定频率的信号通过滤波器202；且由心跳检测部分203对来自滤波器202的输出信号的心跳信号进行检测；第一处理器部分204则在心跳检测部分203中被检测出的心跳信号的基础上计算出心跳次数，从而输出代表该心跳次数的心跳次数数据信号；调制部分205则对此心跳次数数据信号进行调制并输出；并由数据传送部分206将调制部分205中被调制的心跳次数数据信号从电极104输出。
滤波器202是用于去除不同于心跳信号的噪声信号的滤波器。此外，调制部分205对于心跳次数数据信号进行调制所使用的载波信号的频率，即发送器-接收器102和接收器106之间通讯所使用的载波信号的频率，被设置为不同于心跳信号的频率。这时便在发送器-接收器102和接收器106之间构成了连通的信号，而且心跳信号并不受干扰。顺便说来，关于如何确定此载波信号的频率的方法，随后将提到。
接收器主体107包括放大部分301、解调部分302、作为存储装置的存储器304、作为显示装置的显示部分305，和第二处理器部分303，而且放大部分301对于由第三电极108接收的心跳次数数据信号进行放大并输出；解调部分302则对放大部分301的输出信号进行解调；而且第二处理器部分303从被解调部分302解调的心跳次数数据信号中获得心跳次数，从而将心跳次数存储到存储器304，及将此心跳次数显示-处理给显示部分305。
在如上构成的心搏测量器系统中，于发送器-接收器102处在检测方式的情况下，放大部分201对于被电极104接收(检测)的心跳信号进行放大并输出。滤波器202使放大部分201的输出信号中的预定频率的信号通过并将其输出。心跳检测部分203从滤波器202的输出信号中检测并输出心跳信号。处理器部分204则在心跳检测部分203中检测的心跳信号的基础上计算出心跳次数。
接下来，如果发送器-接收器102变为传送方式，则处理器部分204将表示心跳次数的心跳次数数据信号输出给调制部分205，且此心跳次数是在心跳检测部分203中检测出的心跳信号的基础上计算出来的。调制部分205则以预定频率的载波信号对于来自处理器部分204的心跳次数数据信号进行调制，并且将其输出。数据传送部分206则将调制部分205中已被调制的心跳次数数据信号，从电极104输出。
从电极104输出的心跳次数数据信号，在通过人体101(主要是其胸部和左臂)的同时被接收器106的第三电极108接收。
接收器主体107对由电极108接收的心跳次数数据信号在其放大部分301中进行放大，并且将其输出。解调部分302对于从放大部分301输出的心跳次数数据信号进行解调并输出。第二处理器部分303从解调部分302输出的心跳次数数据信号中获得心跳次数，由此而按照心跳次数数据信号被接收的顺序，依次将心跳次数存储到存储器304，并将心跳次数显示到显示部分305。
如上所述，涉及本发明实施例的经过人体的信息传输系统，包括作为第一通讯装置的发送器-接收器102和作为第二通讯装置的接收器106，且此发送器-接收器具有与人体101接触或与其电容连接的两个电极104和105，其被固定在人体101上时使用；而且接收器106具有一个与人体101接触或者电容连接的电极108，以及一个被设置为指向人体101外侧且被固定在人体101上使用的电极109。
因此，由于有可能构成进行电容连接的距离在某种程度上简短，所以发送接-收器102和接收器106之间的通讯操作变得更加稳定。
进一步，由于发送器-接收器102和接收器106被分别固定在胸部和手臂上，而且经过人体101的信号通路较长，所以有可能减少个人姿势的影响，如与电容连接的传送通路长的情况相比。
进一步，由于发送器-接收器102的两个电极104和105均被用作进行信号发送/接收的电极和检测人体101有机体信息的电极，所以有可能通过简单的结构进行信号的通讯和有机体信息的检测。此外，由于不需要从新提供像射频电路这样的通讯电路，所以有可能大大降低其成本。
进一步，由于所构成的是使发送器-接收器102的载波频率不同于有机体信息(例如心跳信号)的频率，故其所带来的优点是使抑制传送信号和有机体信息信号之间的干扰成为可能。
进一步，所构成的是发送器-接收器102被固定在人体101的胸部，接收器106被固定在人体101的臂上，以至于这种结构能够增大发送器-接收器102和接收器106之间的距离。
进一步，根据涉及本发明实施例的发送器-接收器102，由于能够构成以上经过人体的信息传送系统，特别是其电极既能用于通讯又能用于有机体信息检测，故其所带来的优点是使简化结构成为可能。
接下来，将对确定发送器-接收器102的载波信号频率的方法进行说明。
图4为当确定上述实施例中发送器-接收器102的载波频率时的说明性视图。在图4中，相同的附图标记被应用于和图1相同的部分，而且用于测量的天线(图中未示出)被设置在以预定距离与发送器-接收器102分开的测量点111处。
进一步，图5为表示本实施例的频率特性的特性曲线图，其中实线表示由接收器106的电极108从发送器-接收器102接收的信号的接收强度，而且虚线表示在测量点111处由天线接收的信号的接收强度。
在图4及图5中，接收器106接收来自发送器-接收器102的主要是经过人体的信号。另一方面，在测量点111处，于空气中从发送器-接收器102传播来的信号被天线进行接收并测量。从进行良好的信号传输并减少不必要的发射的观点看，须使接收器106从发送器-接收器102接收的信号的强度大，而且在测量点111处的强度相当地小。
在本实施例中，从这种观点看，适于使用的载波信号的频率范围是从5MHz至45MHz，且在5MHz的频率下，接收器106从发送器-接收器102接收的信号的强度并不减小，而在测量点111处测得的信号的强度却大大减小；而且在45MHz的频率下，接收器106从发送器-接收器102接收的信号的强度开始减小，而在测量点111处测得的信号的强度并不增加。
照这样，通过使发送/接收部分102的调制部分205用来调制心跳次数数据信号的载波信号的频率在5MHz至45MHz的频率范围内，有可能变成良好的信号传输，因为接收器106能够从发送器-接收器102接收固定强度的信号，并使抑制低的不需要的发射成为可能。
顺便说来，在上述实施例中，在发送器-接收器102中可以作到检测方式和传送方式的切换，以便针对每一预定时刻自动进行，而且进一步的各种改进也可能构成，以通过在发送接收器102中提供操作部分，并由使用者操作该操作部分，来操作检测方式和传送方式的开始或切换。
进一步，虽然发送器-接收器102已作为第一通讯装置的实例给出，而且接收部分106已作为第二通讯装置的实例给出，然而各种改进都是可能的，如果是一种能够在第一和第二通讯装置之间进行通讯的结构，以使接收部分106成为专门收集数据的数据记录器，并使第一和第二通讯装置成为发送器-接收器，或者构成使第一和第二通讯装置分别成为接收器和发送器-接收器。
工业适用性
作为经过人体的信息传输系统，其不仅可用于心搏测量器，而且可用于戴在人体上的多个通讯装置之间进行通讯的各种系统上，还有有机体信息测量系统，诸如脉搏计、步数计。

Claims (9)

1、一种通过人体在多个通讯装置之间进行信息传输的经过人体的信息传输系统，包括：
第一通讯装置，其包括与人体接触或与其电容连接的第一和第二电极，且此第一通讯装置被固定在人体上时使用，和
第二通讯装置，其包括与人体接触或与其电容连接的第三电极，以及被配置为指向人体外侧的第四电极，且此第二通讯装置被固定在人体上时使用，
其特征在于第一和第二通讯装置之间的通讯是通过以下事实实现，即：第一电极和第三电极通过人体进行电连接，第二电极和第四电极通过电容连接进行电连接。
2、根据权利要求1的经过人体的信息传输系统，其特征在于人体的有机体信息在第一通讯装置和第二通讯装置之间被传输，而且第一通讯装置的第一和第二电极既被用作检测人体的有机体信息的电极，又被用作进行该有机体信息传输的电极。
3、根据权利要求1或2的经过人体的信息传输系统，其特征在于在第一通讯装置和第二通讯装置之间通讯用的载波信号的频率，被设置为不同于人体的有机体信息频率的频率。
4、根据权利要求3的经过人体的信息传输系统，其特征在于该载波信号的频率为5MHz 45MHz范围内的频率。
5、根据权利要求2至4中任一权利要求的经过人体的信息传输系统，其特征在于该有机体信息为心跳的信息。
6、根据权利要求1至5中任一权利要求的经过人体的信息传输系统，其特征在于第一通讯装置通过胸带固定在人体上。
7、根据权利要求1至6中任一权利要求的经过人体的信息传输系统，其特征在于：第一通讯装置具有滤波器、心跳检测部分、第一处理器部分、调制部分和数据传送部分，而且第一电极所接收的信号中预定频率的信号通过该滤波器而由该滤波器将其输出，并且由心跳检测部分从该滤波器的输出信号中检测出心跳信号，以及由第一处理器部分在心跳检测部分检测出的心跳信号的基础上计算出心跳次数，从而输出表示心跳次数的心跳次数数据信号，和由调制部分对该心跳次数数据信号进行调制并输出，尔后由数据传送部分对在调制部分中被调制的该心跳次数数据信号进行输出，而且
第二通讯装置具有解调部分、存储装置、显示部分和第二处理器部分，而且该解调部分对由第三电极接收的心跳次数数据信号进行解调，并且由第二处理器部分将从解调部分中被解调的心跳次数数据信号中获得的心跳次数数据存储到存储装置，及将心跳次数显示-处理给显示部分。
8、一种发送器-接收器，其特征在于包括滤波器、心跳检测部分、处理器部分、调制部分和数据传送部分，而且由与人体接触或与其电容连接的电极接收的信号中预定频率的信号通过该滤波器而由该滤波器将其输出，并且由心跳检测部分从该滤波器的输出信号中检测出心跳信号，以及由处理器部分在心跳检测部分中被检测出的心跳信号的基础上计算出心跳次数，从而输出表示心跳次数的心跳次数数据信号，和由调制部分对该心跳次数数据信号进行调制并输出，及由数据传送部分将在调制部分中被调制的该心跳次数数据信号从该电极输出。
9、根据权利要求8的发送器-接收器，其特征在于该调制部分用来调制该心跳次数数据信号所使用的载波信号的频率，为5MHz-45MHz范围内的频率。
CNA2005800423397A 2004-12-08 2005-12-07 经过人体的信息传输系统和发送器－接收器 Pending CN101073212A (zh)

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