JP2002009710A

JP2002009710A - 信号伝送経路として人体を利用したデータ伝送システム

Info

Publication number: JP2002009710A
Application number: JP2000191571A
Authority: JP
Inventors: 謙之 ▲土▼井; Kaneyuki Doi; Mitsuhide Maeda; 光英前田; Hitoshi Sakakibara; 仁榊原; Masaru Hashimoto; 勝橋本; Keiichi Yoshida; 恵一吉田; Masaki Koyama; 正樹小山; Osamu Nishimura; 治西村; Yoshiko Suzuki; 佳子鈴木
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2000-06-26
Publication date: 2002-01-11
Anticipated expiration: 2020-06-26
Also published as: JP3319462B2

Abstract

(57)【要約】【課題】消費電力を低減させた接触感応型のデータ伝
送システムを提供する。【解決手段】本システムは、利用者に装着される第１
の送受信器１０とデータ処理装置５０に接続される第２
の送受信器３０とからなる。第１の送受信器１０は人体
に接触する信号電極１１と接地電極１２とを備え、第２
の送受信器３０は信号経路としての利用者の体が接触す
る１つのタッチ電極３１を有している。第１の送受信器
１０は、第２の送受信器３０から人体が接触した際に出
力されるスタート信号を検出すると、回路に電力を供給
して第１の送受信器１０から第２の送受信器３０にデー
タ伝送を行う。すなわち、第１の送受信器１０にあって
は、第２の送受信器３０に利用者が接触するまでエネル
ギー消費を抑えたモードにて駆動するようになってい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、信号経路として人
体を利用したデータ電送システムに関するものであり、
さらに詳しくは、人体に装着されて使用される第１の送
受信器と、第１の送受信器から送信されたデータを利用
する関連装置に接続される第２の送受信器システムとか
ら構成される。

【０００２】

【従来の技術】米国特許No. 4,591,854では、信号経路
として人体を利用したデータ伝送システムが開示されて
いる。このシステムは、利用者に装着される腕時計型の
携帯型送信器と、コントロールユニット若しくは信号受
信器とを含んでなる。

【０００３】送信器は腕時計の裏面に利用者の肌に直接
接触する一対の電極を備えている。一方の電極は利用者
の体の一部を介して信号受信器のタッチ電極と接続され
る信号電極として働き、他方の電極は利用者の体の一部
を介して若しくは介さずに信号受信器の回路グランドと
接続される接地電極として働く。これにより、腕時計か
ら利用者の体を介して信号受信器まで信号経路が確立さ
れる。

【０００４】信号受信器は、タッチセンサを備えてな
る。タッチセンサは、タッチ電極に接触した状態及び接
触していない状態を検出する。これにより、放射信号と
いったノイズにより信号受信器に接続する装置が駆動す
ることを避け、接触を検知したときに信号受信器がデー
タを腕時計から受信することを可能にする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように信号受信器
においてデータを自動的に受信させるためには、腕時計
が常にデータを送信する状態にあるか、データの送信を
開始させるスタートスイッチを備える必要がある。しか
しながら、データ伝送に備えて常に電力が供給されるよ
うに腕時計を設計すると、電池がすぐに消耗するという
問題点を有していた。また、腕時計にスタートスイッチ
を設けるように設計すると、スタートスイッチを操作す
るという煩わしい手動操作が必要になるという問題点を
有していた。

【０００６】上述の問題点に鑑み、本発明は、煩わしい
操作を行うことなく１回の接触でデータ伝送を確実に行
うことが可能になるとともに、利用者の体に装着された
送受信器の電池寿命を従来のものに比して長くすること
が可能になる接触感応型のデータ伝送システムを提供す
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明における上記シス
テムは、利用者の体に装着される第１の送受信器と、第
１の送受信器から送信されたデータを利用する関連装置
に接続される第２の送受信器とから構成される。第１の
送受信器は、第１の送受信器の回路に電力を供給する電
池と、利用者の体に直接接触し利用者の体を介して大地
と電気的な接続をする接地電極と、接地電極と離間して
配置され、利用者の体に直接接触する信号電極とを備え
てなる。

【０００８】また、第１の送受信器は伝送すべき第１の
データを蓄積するデータメモリと、電池により選択的に
電力を供給され第１のデータを第１の変調電圧信号に変
換する第１の変調器と、電池により選択的に電力を供給
され信号電極と接地電極との間に第１の変調電圧信号を
印加する第１の信号送信器とを有している。さらに、第
１の送受信器は、電池によって常に電力を供給され信号
電極を介してスタート信号を検出するスタート信号検出
器と、電池により常に電力を供給されスタート信号検出
器に結合されてスタート信号を受信したときに第１の変
調器および第１の信号送信器に電力を供給して第１の変
調電圧信号を発生させる第１のコントローラとを備えて
なる。

【０００９】第２の送受信器は、大地に結合される第２
の回路グランドと、第１の送受信器を装着する利用者の
体の一部が直接接触する１つのタッチ電極と、タッチ電
極と第２の回路グランドとの間に接続され、第１の変調
電圧信号を検出する第２の信号検出器と、第１の変調電
圧信号を第１のデータに戻す第２の復調器とを有してな
る。また、第２の送受信器は、スタート信号を生成し、
タッチ電極を介して前記スタート信号を供給するスター
ト信号発生器と、タッチ電極に接続され、タッチ電極に
人体が触れたときにタッチ信号を発生するタッチセンサ
とを備えている。さらに、第２の送受信器は、タッチ信
号を受けるとスタート信号発生器に電力を供給すること
でスタート信号を発生させ、第１の送受信器から第２の
送受信器へのデータ伝送を可能にする第２のコントロー
ラとを備えてなる。

【００１０】上述した構成により、第１の送受信器にあ
る第１の信号送信器及び第１の変調器は第２送受信器の
タッチ電極に利用者が接触するまで電力の供給が断たれ
ることになる。これにより、データを送信しない状態に
おける電力消費を低減させることが可能になり、第１の
送受信器の電池寿命を長く保つことが可能になる。ま
た、付加的な送信スタート手続を必要とすることなく、
タッチ電極に接触することだけで第１のデータの伝送を
自動的に開始させることが可能になる。

【００１１】上述した本システムは、例えば、第１の送
受信器が電池により駆動される腕時計として実現され、
乗り物に乗りこんだり、使用制限されている装置を駆動
させたり、立ち入り制限されている場所に入ったりする
際のキーレスエントリーシステムとして用いる場合に特
に有用である。

【００１２】なお、第２の送受信器は、第２のデータを
第２の変調電圧信号に変換する第２の変調器を備え、第
２の変調電圧信号をタッチ電極と第２の回路グランドと
の間に印加することにより、第１及び第２の送受信器の
間で相互にデータ伝送を行うようにすることが好まし
い。第１の送受信器は、第２の送受信器から第２のデー
タを受信するために第２の変調信号を変換する第１の復
調器を備える。第２の変調信号は信号電極を介して検出
され、第２のデータに復調される。第１のコントローラ
にあっては、受信した第２のデータに基づいて自身が蓄
積しているデータ、例えば、第１のデータを書き換える
ようにしてもよい。

【００１３】上述した構成は、料金や賃料の支払いが必
要となるゲートにおいて、第１の送受信器と第２の送受
信器との間で料金に関するデータの送受信を行い、第１
の送受信器を装着した人が通過する際は自動で扉を開く
といった自動ゲートに本システムを適用した際に有用で
ある。すなわち、第１の送受信器を装着した人がゲート
を通過するたびに、料金データである第２のデータによ
って第１のデータが更新され、第１の送受信器に第１の
データとして蓄積されている預金データから料金分差し
引かれるといった手続が利用者が意識することなく自動
的に行われるのである。

【００１４】第１の信号送信器は、信号電極と接地電極
との間に流れる電流を略一定のレベルに保つ電流制御器
を備えることが好ましい。これにより、信号電極及び接
地電極に直接接触する肌の状態等により電気抵抗が変化
したとしても安定したデータ伝送を行うことが可能にな
る。

【００１５】利用者の体と容量結合させるために、信号
電極、接地電極、タッチ電極の少なくとも１つを絶縁膜
にて被覆することが好ましい。一般に金属と電解質との
境界面を電流が横切る場合、電気二重層の形成により分
極電圧が発生する。人体等の生体組織は電解質で構成さ
れているため、電極と肌との界面では分極電圧が発生
し、これがノイズの原因となる場合がある。しかしなが
ら、電極材料として誘電体材料からなる絶縁膜で電極を
被覆するようにすれば、絶縁物電極は生体組織と容量結
合のみで結ばれることになるため、分極電位の影響を受
けにくくなり、通信エラーを低減することが可能にな
る。

【００１６】利用者の体を介して接地電極が接続される
グランドと第２の回路グランドとの間のインピーダンス
を減少させるために、第２の回路グランドはグランド線
を解して接続するようにしてもよい。また、第２の送受
信器が、第２の回路グランドと接続される導電性の筐体
を有するようにしてもよい。さらに、第２の回路グラン
ドは導電性のシートに接続するようにしてもよい。導電
性のシートは、第１の送受信器を装着した人体が導電性
のシートの上に立つことができるように配置される。い
ずれの構成にあっても、第２の回路グランドと利用者の
体との間のインピーダンスを低減することが可能にな
り、利用者の体を介して第１の送受信器から第２の送受
信器対して安定したデータ伝送が行えるようになる。

【００１７】送信するデータを利用者がチェック出来る
ように、第１のデータを表示するためのディスプレイを
第１の送受信器に付加するようにしてもよい。また、第
１の送受信器のデータメモリは、第１の送受信器から取
り外し自在となるようにすることは好ましい。これによ
り、第１のデータを書き換えたり、別のデータが書き込
まれたデータメモリを第１の送受信器に組み込んだりす
ることを容易に行うことが可能になる。

【００１８】第１の送受信器をディスクに組み込み、信
号電極及び設置電極がディスク上に配置されるようにし
てもよい。これにより、時計のバックプレートを形成す
るディスクとして第１の送受信器を容易に腕時計に組み
込むことが可能になる。また、リングの内面に信号電極
と接地電極とを備えた指輪形状に第１の送受信器をなす
ようにしてもよい。これにより、第１の送受信器を容易
に身につけて運ぶことが可能になる。

【００１９】直ちに動作させるべくタッチセンサと第２
のコントローラに対して常に電力を供給し、一方、電力
消費を低減させるべく第２の信号検出器と第２の復調器
に対しては選択的に電力を供給するように第２の送受信
器を構成するようにしてもよい。第２のコントローラは
タッチ信号に応答して、第２の信号検出器と第２の復調
器に電力を供給する。このように、第２の信号検出器と
第２の復調器は、第２のコントローラがタッチ信号を受
信するまで電力を供給されないようになっている。これ
により、第１の送受信器から第１のデータを受信しない
非駆動状態の間、第２の送受信器における無用な電力消
費を低減することが可能になる。

【００２０】加えて、第２のコントローラは第１のデー
タを取得した後、第２の信号検出器と第２の復調器の電
力供給を停止する機能を備えている。さらに好ましく
は、第２のコントローラは、第１の変調電圧信号を受信
するために予め設定された時間を与え、予め設定された
時間が経過後は第２の信号検出器と第２の復調器への電
力供給を停止するように設定する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。

【００２２】信号伝送経路として人体を利用したデータ
伝送システムの原理を図１に基づいて説明する。本シス
テムは、人体に装着される携帯型送受信器１０（以下、
第１の送受信器と記載する）と、装置５０に接続される
送受信器３０（以下、第２の送受信器と記載する）とを
備えてなる。装置５０は第１の送受信器１０から送信さ
れたデータに基づいて駆動制御される。

【００２３】第１の送受信器１０は信号電極１１及び接
地電極１２を有しており、それぞれ利用者の体に接触す
るように第１の送受信器１０に保持される。第１の送受
信器１０を装着した利用者が第２の送受信器３０のタッ
チ電極３１に接触すると、信号電極１１、利用者の体の
一部、タッチ電極３１、第２の送受信器３０の内部回
路、第２の送受信器３０の回路グランド３９、グランド
Ｇ、利用者の体の別の部分、接地電極１２、第１の送受
信器１０の内部回路という信号経路が確立される。上述
した人体を介する信号経路を点線にて示す。

【００２４】電極１１と電極１２との間に印加される電
圧信号は、利用者がタッチ電極３１に接触したときに第
２の送受信器３０に伝送される。図１に示すように、第
２の送受信器３０の回路グランド３９は、簡単のため、
グランド線５４を介してグランドＧに接続される。しか
しながら、信号経路を確立するために回路グランド３９
をグランドＧに容量的に接続させたり、利用者の体と直
接容量的に接続させたりしてもよい。

【００２５】図２は電池１４や電池１４により電力供給
を受ける様々な回路を備えた第１の送受信器１０を示し
ている。上述した回路は、送信しようとするデータを蓄
積するデータメモリ１５と、コントローラ１６と、デー
タを変調電圧信号に変調する変調器１７と、信号電極１
１と接地電極１２との間に変調電圧信号を印加する信号
送信器１８などである。なお、信号電極１１と接地電極
１２は互いに５ｍｍから１０ｍｍ程度離間して配置され
る。

【００２６】また、上述の回路はスタート信号検出器２
０を有している。スタート信号検出器２０は、第２の送
受信器３０から信号電極１１を介してスタート信号を検
出する。スタート信号は信号電極１１と回路グランド１
９との間で受信される。なお、回路グランド１９は、接
地電極１２に接続されるようにしてもよい。コントロー
ラ１６及びスタート信号検出器２０は常に電池１４によ
って電力が供給されるようになっている。これにより、
第２の送受信器３０から送信されるスタート信号の検知
をレスポンスよく行うことが可能になる。

【００２７】第１の送受信器１０がデータ伝送を行わな
い非駆動状態にあっては、コントローラ１６はスリープ
モードにある。スリープモードでは不要な待機電力の消
費を低減することで電池１４の電流消費を少なくする。
利用者がタッチ電極３１に触れスタート信号が受信され
ると、スタート信号検出器２０はコントローラ１６を駆
動する。コントローラ１６は、データ伝送を開始すべ
く、データメモリ１５、変調器１７、信号送信器１８に
電池１４からの電力を供給し、信号電極１１と接地電極
１２との間に変調電圧信号を印加させる。

【００２８】コントローラ１６は、タイマーを内蔵して
いる。タイマーはスタート信号の検出からの時間を計測
し、データ伝送が行われる予め設定された時間を計測す
る。予め設定された時間が経過すると、コントローラ１
６は、変調器１７、信号送信器１８、データメモリ１５
への電力供給を停止する。

【００２９】上述した電力供給を実現するために、コン
トローラ１６は電力スイッチ２１、２２を備える。電力
スイッチ２１、２２は、スタート信号検出器２０の出力
及びタイマーによって駆動し、変調器１７、信号送信器
１８、データメモリ１５への電力供給を選択的に行う。
図２における点線は、電池からの電力供給ラインを示し
ている。

【００３０】このようにして、データの送信後、コント
ローラ１６は再びスリープモードに移行する。スリープ
モードにあっては、電流及びエネルギーの消費を最小限
とし、新たなデータ伝送の開始を示すスタート信号の検
出のために待機する。なお、タイマー以外の手段を利用
してデータ伝送の終端を決定し、スリープモードに移行
させるようにしてもよい。

【００３１】信号送信器１８は、変調電圧信号を印加す
る際、電極間にある人体の一部の電気抵抗が変化したと
しても影響されないように、信号電極１１と接地電極１
２との間に略一定の電流を流すように設計されている。
したがって、第２の送受信器３０に対して信頼性の高い
データ伝送を行うことが可能になる。さらに、第１の送
受信器１０は、データメモリ１５に蓄積されているデー
タを可視的に表示するディスプレイ２４を備えてなる。

【００３２】図３に示すように、第２の送受信器３０は
タッチ電極３１に接続される様々な回路を有している。
タッチ電極３１は送受信器３０のハウジングの外側若し
くは外面に露出している。上記の回路は、第２の送受信
器３０に取りつけられる装置５０に設けられた電源５１
から電力の供給を受けている。上記の回路は回路グラン
ド３９に接続される。回路グランド３９はグランドＧと
の接続のために装置５０のグランドターミナル５９に接
続される。また、上記の回路はタッチセンサ３２を有し
ている。タッチセンサ３２は、利用者の体がタッチ電極
３１に触れたときにタッチ信号を与えるようにタッチ電
極３１に接続されている。

【００３３】さらに、上述の回路は、スタート信号発生
器３３、信号検出器３４、復調器３５、コントローラ３
６を備えており、上記回路の駆動を制御する。スタート
信号発生器３３は、タッチ信号に応答してタッチ電極３
１にスタート信号を印加する。生成されたスタート信号
は、例えば、均一なＡＣ電圧信号である。信号検出器３
４は第１の送受信器１０から送信される変調電圧信号を
検出する。変調電圧信号は、第１の送受信器１０から送
信され、タッチ電極３１及び回路グランド３９間で受信
される。このように検出された変調電圧信号は、復調器
３５において第１のデータとして復調される。そして、
第１のデータは装置５０に与えられ、そこで処理され
る。また、４４はインターフェースであり、インターフ
ェース４４を介して第２の送受信器３０は外部から電力
供給を受けるとともにデータの送受信を行う。

【００３４】人体がタッチ電極３１に接触していない非
駆動状態にあっては、コントローラ３６及びタッチセン
サ３２だけが人体の接触を検知すべく電力供給されてい
る。タッチ電極３１に人体が接触された状態にあって
は、タッチセンサ３２はコントローラ３６にタッチ信号
を与える。するとコントローラ３６はスイッチ４１及び
スイッチ４２を閉じ、スタート信号発生器３３、信号検
出器３４、復調器３５に電力を供給する。これにより、
スタート信号が生成され、上記の回路が第１の送受信器
からのデータを受信する状態へと移行する。

【００３５】コントローラ３６はタイマーも備える。タ
イマーは、タッチ信号を受信すると計測を開始し、予め
設定された時間の計測を行う。予め設定された時間は、
第１の送受信器１０からのデータ伝送が完全に終わると
程度に設定される。設定された時間が経過すると、コン
トローラ３６はスイッチ４１、４２を開き、スタート信
号発生器３３、信号検出器３４、復調器３５の電力供給
を停止する。これにより、第２の送受信器３０は、再び
利用者がタッチ電極３１に触れるまで電力消費を低減す
るスリープモードに移行する。図３の点線は電力供給ラ
インを示している。

【００３６】図４において、第１の送受信器１０の回路
は単一のチップ６０に集積されている。チップ６０はボ
タン型電池１４とともにディスク６１に搭載されてい
る。信号電極１１と接地電極１２はディスク６１の背面
に配置される。ディスク６１は、図５に示すように、腕
時計にバックプレートとして組み込まれ、これにより電
極１１及び１２を常に利用者の腕に接触させることがで
きる。なお、図６に示すように、チップ６０をボタン型
電池１４とともに指輪６５の頂部に設けられた宝石形状
のシェル６４の内部に搭載するようにしてもよい。その
際、信号電極１１及び接地電極１２はリング４の内壁に
配置され、指輪６５を装着することで電極１１、１２が
利用者の指に接触するようになっている。同様に、第２
の送受信器３０の回路を、装置５０に簡単に組み込んだ
り取りつけたりできるように、単一のチップに集積する
ようにしてもよい。

【００３７】なお、利用者の体との間に容量結合を構成
させるために、信号電極１１、接地電極１２、タッチ電
極３１の少なくとも１つを誘電性の素材で覆うようにし
てもよい。これにより、電極と利用者の体との間に電気
二重層が形成されるのを回避し、信頼性の高い伝送を行
うことが可能になる。

【００３８】上述の説明にあって、図２、図３に示す第
１及び第２の送受信器の回路は、その機能が容易に分か
るように示している。しかしながら実際には、コントロ
ーラ１６、３６を含む変調器１７や復調器３５といった
回路は、個々に独立したハードウェアとしてではなく１
つのソフトウェアとして実現される。

【００３９】第２の送受信器３０は、回路グランド３９
が接続される導電性の素材からなる筐体を備えるように
してもよい。その際、第１の送受信器１０と第２の送受
信器３０とのデータ伝送を効率的に行うべくグランドＧ
に強く容量結合させるために筐体の表面積を広くするこ
とが望ましい。また、第２の送受信器３０の回路グラン
ド３９をグランドＧに直接接続させるために、伝導性の
電線や接続線を用いて接続するようにしてもよい。さら
に、人体と第２の送受信器３０の回路グランド３９との
静電結合を高めるため、導電性のシートを用いてその効
果を高めるようにしてもよい。導電性シートは第１の送
受信器１０を装着した人体が立つところに敷設される。

【００４０】図７は本システムの典型的な使用例であ
り、利用者が乗り物に乗り込む際のキーレスエントリー
システムを表している。第１の送受信器１０は利用者に
装着される腕時計の形状をなしている。また、２つの第
２の送受信器３０は、乗り物のドア８０に埋め込まれ、
ともにドアロック機構８５に接続されている。一つの送
受信器３０は、ドアハンドル８１を形成するタッチ電極
３１とともにドアを開くセンサとして利用される。他の
送受信器３０は、ドアロック８２を形成するタッチ電極
３１とともにドアをロックするセンサとして利用され
る。２つの送受信器３０の回路グランド３９は、ともに
乗り物の本体に接続されている。

【００４１】上述し構成にあって、第１の送受信器１０
を装着した利用者がハンドル８１に接触したとき、第１
の送受信器１０のデータメモリ１５に蓄積されているデ
ータが、先に述べた手続により第２の送受信器３０に送
信される。乗り物毎に設定されるＩＤデータである上記
データが予めドアロック機構に蓄積されている参照デー
タと比較される。受信したデータが参照データと一致し
たと判断されると、ドアロック機構８５はドアを解錠す
るように動作する。他方、利用者がアロック８２に触れ
ると、送受信器３０はドアロック機構８５に受信データ
を与える。ドアロック機構８５は受信されたデータを認
識すべく応答し、受信データが参照データと一致したと
きドアをロックするように動作する。なお、第２の受信
器のコントローラ３６に参照データを蓄積させ、参照デ
ータと受信したデータとを比較する機能を備えるように
してもよい。その際、ドアロック機構８５を駆動してド
ア８０の解錠・施錠が行われるように、コントローラ３
６はドアロック機構８５に対して解錠信号及び施錠信号
を出力する。

【００４２】同様に、本システムを乗り物のエンジンを
スタートさせるための点火システムに適用することも可
能である。例えば、容易に触れることができる位置にタ
ッチ電極を露出させるとともに、第２の送受信器３０を
ダッシュボードの適当な位置に埋め込む。このようにし
て、第１の送受信器１０を装着した利用者は、タッチ電
極３１に触れるだけで簡単にエンジンを始動させること
が可能になるのである。

【００４３】次に、図８と図９を用いて他の実施形態を
説明する。本実施形態にあっては、第１の送受信器１０
Ａと第２の送受信器３０Ａとが相互にデータ伝送を行
う。これらの送受信器１０Ａ、３０Ａにあっては、第１
の送受信器１０Ａが第２の送受信器３０Ａから送信され
たデータを復調する復調器２５を備え、第２の送受信器
３０Ａが第２の送受信器３０Ａから送信するデータを変
調する変調器３７を備える。それ以外の点については、
上述した実施形態と同じであり、同様の機能を有する回
路構成については同じ番号に「Ａ」の文字を付し、その
詳細な説明は省略する。

【００４４】第２の送受信器３０Ａの変調器３７は、第
１の送受信器１０Ａに送信するためのデータに対応した
変調信号を出力する。第２の送受信器３０Ａの信号送信
器３３Ａは、第１の送受信器１０Ａにデータ伝送を行う
ためにタッチ電極３１Ａに変調された電圧信号を印加す
る。ここで電圧信号は、第１の送受信器１０Ａから第２
の送受信器３０Ａにデータ伝送を開始する際のスタート
信号としても機能する。すなわち、信号送信器３３Ａは
上述した実施形態のスタート信号発生器３３としての役
割も担う。この接続において、第１の送受信器１０Ａの
信号検出器２０Ａは第２の送受信器３０Ａから送信され
た変調電圧信号を検出する。すなわち、信号検出器２０
Ａは上述した実施形態のスタート信号検出器２０として
機能する。

【００４５】この構成にあって、第１の送受信器１０Ａ
を装着した利用者が第２の送受信器のタッチ電極３１Ａ
に触れたとき、コントローラ３６Ａが、変調器３７、信
号送信器３３Ａ、復調器３５Ａ、信号検出器３４Ａに対
して電力を供給するのに応じて、タッチセンサ３２Ａは
タッチ信号を発生させる。

【００４６】最初、コントローラ３６Ａは装置５０のデ
ータメモリ５２Ａからデータを取り出す。そして、デー
タに応じた変調電圧信号を与え、印加するように指示を
与える。第２送受信器３０Ａからの電圧信号に応じて、
第１の送受信器１０Ａのコントローラ１６Ａは、データ
メモリ１５Ａを駆動し、データメモリ１５Ａからのデー
タに対して適切な手続を実行する。さらに、コントロー
ラ１６Ａは、実行された手続の結果に基づいてデータメ
モリ１５Ａのデータを更新する。その後、コントローラ
１６Ａは変調器１７Ａ及び信号送信器１８Ａを駆動し、
電極１１Ａ、１２Ａを介して第２の送受信器３０Ａに更
新されたデータを示す変調電圧信号を送信する。送信さ
れた変調電圧信号は第２の送受信器３０Ａにて受信さ
れ、コントローラ３６によって利用されるデータに変換
される。変換されたデータは、装置５０Ａの動作制御に
利用されたり、装置５０Ａに与えられ装置５０Ａにて処
理されたりする。

【００４７】この方法により、半二重の方法を用いた双
方向のデータ伝送が第１及び第２の送受信器１０Ａ、３
０Ａ間で行われる。個々のシステムにおいて要求される
使用状況に応じて、第１及び第２の送受信器１０Ａ、３
０Ａのどちらか一方から一方向のデータ伝送を２度以上
繰り返すことにより、一回以上のデータ伝送サイクルを
行うようにシステムを設計するようにしてもよい。この
場合、第１の送受信器１０Ａのデータメモリ１５Ａにあ
るデータは、第２の送受信器３０Ａから送信されるデー
タによって修正又は更新されることになる。

【００４８】本実施形態においても、第２の送受信器３
０Ａと同様に第１の送受信器１０Ａを省電力型に設計す
るようにしてもよい。すなわち、変調電圧信号が第２の
送受信器３０Ａから受信されるまでコントローラ１６Ａ
と信号検出器２０Ａのみに電力を供給して、第１の送受
信器１０Ａをスリープモードにて待機させ、第１及び第
２の送受信器１０Ａ、３０Ａの間でデータ伝送が完全に
なされた後、再びスリープモードに戻るようにする。つ
まり、データメモリ１５Ａ、変調器１７Ａ、信号送信器
１８Ａ、復調器２５は、第２の送受信器３０Ａから変調
電圧信号を受信してから予め設定された時間が経過する
までスイッチ２１Ａ、２２Ａを閉じることによって電力
が供給される。第１及び第２の送受信器１０Ａ、３０Ａ
の間でのデータ伝送は予め設定された時間内に終わるよ
うに設計される。同様に、第２の送受信器３０Ａは、タ
ッチ電極３１Ａに人体が接触するまでコントローラ３６
Ａとタッチセンサ３２Ａにのみ電力を供給するスリープ
モードを維持する。そして、第１及び第２の送受信器１
０Ａ、３０Ａ間でデータ伝送が終わったところで再びス
リープモードに移行する。このため、信号送信器３３
Ａ、変調器３７、信号検出器３４Ａ、復調器３５Ａは、
タッチ電極に触れられてから予め設定された時間が経過
するまでの間だけスイッチ４１Ａ、４２Ａが閉じられて
電力が供給される。よって、もし第１の送受信器１０Ａ
を装着しない人が第２送受信器３０Ａのタッチ電極に触
れたとしても、それぞれ電力を節約させるために、第１
および第２の送受信器にある全ての回路は制限された時
間だけ電力が供給されるようになっている。

【００４９】鉄道の改札のように施設を利用した人に料
金を課す自動ゲートに、第２の実施形態にて示したデー
タ伝送システムを適用した具体例を図１０に基づき説明
する。この場合、第１の送受信器１０Ａにあるデータ
は、乗車券や入場許可書に関する情報である。第２の送
受信器３０Ａは、ゲート９０に埋め込まれ、ゲートにあ
る電源に接続されている。第２の送受信器３０Ａの回路
グランド３９Ａは、導電性シート９４に接続される。導
電性シート９４上に人が立つと人体と回路グランド３９
Ａとの間の容量結合が強くなる。なお、回路グランド３
９Ａは簡単に大地グランドに接続するだけでもよい。第
１の送受信器１０Ａを装着した人がゲート９０の上に露
出したタッチ電極３１Ａに触れるとすぐに第１及び第２
の送受信器１０Ａ、３０Ａ間でデータ伝送が開始する。
第２の送受信器３０Ａで受信されたデータは、その人が
ゲートを取り抜けることが可能であるかを調べるために
処理される。この処理は、第２の送受信器３０Ａに設け
られたコントローラ３６Ａ若しくはゲート９０に設けら
れたゲートコントローラ９１においてなされる。受信さ
れたデータが通過可能であることを示している場合、ゲ
ートコントローラ９１はドア９２が開く。

【００５０】同様の方法により、通常の自動チケットゲ
ートにおいて、第１及び第２の送受信器の一方にあるデ
ータは、他方の送受信器にあるデータに基づいて修正さ
れる。このように、本システムによって通常の乗車券や
入場許可書を持たない所謂チケットレスのゲートシステ
ムを実現することが可能になり、利用者にとって至便で
ある。

【００５１】上述した接続により、第１の送受信器１０
Ａのデータは、チケットマシーンとしての第２の送受信
器３０Ａにより対応する賃料に基づいて更新される。す
なわち、第１の送受信器１０Ａのデータは、第２の送受
信器３０Ａから送信されるデータによって書き換えられ
る。

【００５２】第１の送受信器１０Ａのデータメモリは、
独立したデータ書き換え器で更新することができるよう
に取り外し自在な構成を有している。データメモリ１５
Ａにあるデータは利用者に確認が可能となるようにディ
スプレイに表示される。

【００５３】本システムは電子マネーを利用したキャッ
シュレスによる取引に好適である。この場合、第１の送
受信器１０Ａはデータメモリに電子マネーに関するデー
タを蓄積する。第２の送受信器３０Ａは商店やPOS(poin
t of sale)ターミナルにあるレジスタに設置される。第
1の送受信器１０Ａを装着した利用者が何らかのサービ
スを受けてその対価を支払う場合、例えば、利用者が何
か商品を購入した場合について説明する。このとき、利
用者がPOSターミナルのタッチ電極３１Ａに触れると、
商品やサービスの料金を示すデータが第1の送受信器１
０Ａのデータメモリ１５Ａに送信される。そして、POS
ターミナルに保持されているデータを更新すべく、料金
の支払いに関するデータや電子マネーが第1の送受信器
１０Ａから第２の送受信器３０Ａに送信される。同時
に、利用者がディスプレイ２４Ａにより残高を確認する
際に用いられる電子マネーのデータを更新するために、
第1の送受信器１０Ａに保持されている電子マネーから
商品やサービスに要した料金が差し引かれる。第1の送
受信器１０Ａの電子マネーは、銀行等の金融機関設置さ
れる現金自動支払機に設けられた第２の送受信器３０Ａ
からのデータ伝送によって書きかえることができる。さ
らに、データメモリは第1の送受信器１０Ａに着脱自在
であるため、外部に設けられた現金自動支払機にデータ
メモリ１５Ａだけを差し込むことで蓄積されている電子
マネーを書きかえることが可能になる。書き換えられた
電子マネーに関するデータは第1の送受信器１０Ａのデ
ィスプレイ２４Ａにより確認することが可能になる。

【００５４】なお、本システムを公衆電話システムに利
用するようにしてもよい。すなわち、公衆電話は第２の
送受信器３０Ａとして機能し、その受話器には人体が接
触するようにタッチ電極３１Ａが露出して設けられるよ
うにする。そして、第1の送受信器１０Ａを装着した利
用者が受話器をつかむと、第1の送受信器１０Ａと第２
の送受信器３０Ａとの間で通信が行われ、電話料金の支
払いが行われるのである。これにより利用者は公衆電話
に電話料金の投入を行うことなく電話をかけることが可
能になる。

【００５５】なお、本発明の接触感応型のデータ伝送シ
ステムは、上述したもののみ限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加
え得ることは勿論である。

【００５６】

【発明の効果】以上、説明したように本発明のデータ伝
送システムによれば、１回接触のデータ伝送を確実に行
うことが可能になるとともに、利用者の体に装着された
送受信器の電池寿命を従来のものに比して長くすること
が可能になるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のデータ伝送システムの概略構成図であ
る。

【図２】利用者の体に装着される携帯型送受信器のブロ
ック図である。

【図３】送信されたデータを利用する装置に接続された
送受信器のブロック図である。

【図４】携帯型送受信器の概観図である。

【図５】腕時計に内蔵される携帯型送受信器の概観図で
ある。

【図６】指輪形状をなす携帯型送受信器の概観図であ
る。

【図７】乗り物のキーレスエントリーシステムに利用し
た場合の概略構成図である。

【図８】他の実施の形態に係る携帯型送受信器のブロッ
ク図である。

【図９】他の実施の形態に係る送受信器のブロック図で
ある。

【図１０】自動ゲートシステムに利用した場合の概略構
成図である。

【符号の説明】

１０第１の送受信器１１信号電極１２接地電極１４電池１５データメモリ１６コントローラ１７変調器１８信号送信器１９回路グランド２０スタート信号検出器２１スイッチ２２スイッチ２４ディスプレイ２５復調器３０第２の送受信器３１タッチ電極３２タッチセンサ３３スタート信号発生器３４信号検出器３５復調器３６コントローラ３７変調器４１スイッチ４２スイッチ４４インターフェース５０装置５４グランド線６０チップ６１ディスク６４シェル６５指輪８０ドア８１ドアハンドル８２ドアロック８５ドアロック機構９０ゲート９１ゲートコントローラ９４導電性シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者榊原仁大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者橋本勝大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者吉田恵一大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者小山正樹大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者西村治大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者鈴木佳子大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 3E027 CA07 5K011 AA09 DA00 DA15 DA26 DA29 JA00 JA11 KA03 KA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】信号伝送経路として人体を利用したデー
タ伝送システムであって、前記システムは人体に装着さ
れる第１の送受信器と、第１の送受信器から送信された
データを利用する関連機器に接続される第２の送受信器
とで構成され、前記第１の送受信器は、電池と、人体に直接接触して人体を介して大地と電気的に接続さ
れる接地電極と、前記接地電極と離間して配置され、人体に直接接触する
信号電極と、送信すべき第１のデータを保存するデータメモリと、前記電池によって選択的に通電され、前記第１のデータ
を第１の変調電圧信号に変換する第１の変調器と、前記電池によって選択的に通電され、前記信号電極と前
記接地電極との間に第１の変調電圧信号を印加する第１
の信号送信器と、前記電池によって常に通電され、前記信号電極を介して
スタート信号を検出するスタート信号検出器と、前記電池によって常に通電され、前記スタート信号検出
器に結合されて上記スタート信号を受けたときに前記第
１の変調器及び前記第１の信号送信器に通電して前記第
１の変調電圧信号を発生させる第１のコントローラと、
を備え、前記第２の送受信器は、大地に結合される第２の回路グランドと、前記第１の送受信器を装着した人体の一部に直接接触さ
れる１つのタッチ電極と、前記タッチ電極と前記第２の回路グランドとの間に接続
され、前記第１の変調電圧信号を検出する第２の信号検
出器と、前記第１の変調電圧信号を前記第１のデータに変換する
第２の復調器と、前記スタート信号を生成し、前記タッチ電極を介して前
記スタート信号を送出するスタート信号発生器と、前記タッチ電極に接続され、前記タッチ電極に人体が触
れたときにタッチ信号を発生するタッチセンサと、前記タッチ信号を受けたときに前記スタート信号発生器
を通電させて前記スタート信号を発生させ、第１の送受
信器から第２の送受信器へのデータ伝送を可能にする第
２のコントローラと、を備える、ことを特徴とするデータ伝送システム。
【請求項２】前記第１のコントローラは、前記第１の
データの送信後に前記第１の変調器と前記第１の信号送
信器への通電を止める機能を有することを特徴とする請
求項１に記載のデータ伝送システム。
【請求項３】前記第２の送受信器は、第２のデータを
上記タッチ電極と前記第２の回路グランドとの間に印加
される第２の変調電圧信号に変換する第２の変調器を備
え、前記第１の送受信器は、前記信号電極を介して検出
された前記第２の変調信号を前記第２のデータに変換す
る第１の復調器を備え、前記第１のコントローラは、前
記第２のデータに基づいて前記第１のデータを変更する
機能を備えることを特徴とする請求項１及び請求項２に
記載のデータ伝送システム。
【請求項４】前記第１の信号送信器には電流制御器が
設けられ、前記電流制御器は前記信号電極と前記接地電
極との間に流れる電流を実質的に一定のレベルに維持す
ることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のデー
タ伝送システム。
【請求項５】前記信号電極、前記接地電極、前記タッ
チ電極のうち少なくとも１つが絶縁膜でカバーされたこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載のデータ伝
送システム。
【請求項６】前記第２の回路グランドは前記グランド
に直接接続されるグランド線に結合されることを特徴と
する請求項１乃至請求項５に記載のデータ伝送システ
ム。
【請求項７】前記第２の送受信器は導電性の筐体を備
え、ここに前記第２の回路グランドが接続されることを
特徴とする請求項１乃至請求項６に記載のデータ伝送シ
ステム。
【請求項８】前記第２の回路グランドは導電性のシー
トに接続され、この導電性シートは上記第1の送受信器
を装着する人体が載るような場所に配置されることを特
徴とする請求項１乃至請求項７に記載のデータ伝送シス
テム。
【請求項９】前記第１の送受信器が前記第１のデータ
を表示するためのディスプレイを有することを特徴とす
る請求項１乃至請求項８に記載のデータ伝送システム。
【請求項１０】前記データメモリが前記第１の送受信
器に着脱自在であることを特徴とする請求項１乃至請求
項９に記載のデータ伝送システム。
【請求項１１】前記第１の送受信器はディスク上に保
持され、前記信号電極と前記接地電極とがディスクの一
面に配置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項１
０に記載のデータ伝送システム。
【請求項１２】前記第１の送受信器が指輪に保持さ
れ、前記信号電極と前記接地電極とが前記指輪の内面に
配置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項１１に
記載のデータ伝送システム。
【請求項１３】前記第２の送受信器は電源を備え、こ
の電源によって前記タッチセンサと前記第２のコントロ
ーラとを常に通電させるとともに、前記第２の信号検出
器と前記第２の復調器とを選択的に通電させ、前記第２
のコントローラは、前記タッチ信号を受けたときに前記
第２の信号検出器と前記第２の復調器とを通電させるこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項１２に記載のデータ
伝送システム。
【請求項１４】前記第２のコントローラは、前記第1
のデータを取得した後に、第２の信号検出器と第２の復
調器への通電を遮断する機能を有することを特徴とする
請求項１３に記載のデータ伝送システム。
【請求項１５】前記第２のコントローラは、前記第1
の変調電圧信号を受けるための所定の時間を与え、この
時間の経過後に前記第２の信号検出器と第２の復調器へ
の通電を遮断する機能を有することを特徴とする請求項
１３に記載のデータ伝送システム。