JP2004282733A5 - - Google Patents

Claims (37)

1. 送信すべき情報に応じて変調した準静電界を発生することにより、帯電性を有する帯電対象を帯電させる第１の通信装置と、
   上記帯電対象の帯電状態の変化を検出し、当該変化に基づいて上記情報を復調する第２の通信装置と
   を具えることを特徴とする通信システム。
2. 上記帯電対象は人体である
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 上記第１の通信装置及び上記第２の通信装置はそれぞれ可搬型でなり、上記第１の通信装置と、上記第２の通信装置とはそれぞれ異なる上記人体の近傍に設けられた
   ことを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
4. 上記第１の通信装置は、可搬型であって上記人体の近傍に設けられ、
   上記第２の通信装置は、所定の制御対象物又はその近傍に設けられた
   ことを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
5. 電界を発生させるための電界発生用電極と、
   上記電界発生用電極から発生する上記電界のうち準静電界によって帯電対象が帯電するように選定された信号を、送信すべき情報に応じて変調し、当該変調された変調信号を上記電界発生用電極に出力する変調手段と
   を具えることを特徴とする通信装置。
6. 上記通信装置は可搬型でなり、上記人体の近傍に設けられた
   ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
7. 上記電界発生用電極は人体に設けられ、
   上記変調手段は、
   上記準静電界によって人体が帯電するように選定された信号を、送信すべき情報に応じて変調する
   ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
8. 上記変調手段は、
   上記準静電界によって人体がアンテナとして帯電するように選定された信号を、送信すべき情報に応じて変調する
   ことを特徴とする請求項６に記載の通信装置。
9. 上記変調手段は、
   上記変調信号を、誘導電磁界および放射電界を生成する場合に比べ、電力又は電荷の少なくとも一方を制限した状態で出力する
   ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
10. 上記変調手段は、
    上記電界発生用電極及び上記準静電界を検出するための検出電極間における距離と、上記電界発生用電極に出力する上記変調信号の波長とに基づいて、上記電界発生用電極から発生する上記準静電界が支配的となるように選定された信号を、送信すべき情報に応じて変調する
    ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
11. 上記変調手段は、
    上記電界発生用電極及び上記準静電界を検出するための検出電極間における最大の距離をｒとし、上記電界発生用電極に出力する上記変調信号の波長をλとした場合に、ｒ＝λ／２πの関係を充足するように選定された信号を、送信すべき情報に応じて変調する
    ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
12. 上記電界発生用電極は、
    通信相手によって帯電させられた上記帯電対象を経由して、当該通信相手における電界発生用電極と電気的な経路を形成し、
    上記経路に生じる信号を自己の起動電力として蓄積する蓄積手段
    をさらに具えることを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
13. 上記電界発生用電極は、平行平板電極でなり、
    上記平行平板電極は、
    基準周波数でなる電位が与えられた場合に、当該平行平板電極の近傍における所定位置での電界の強度誘導電磁界成分が、通信帯域に応じて規定されるノイズフロアよりも小さくなるように、その電極面積及び電極間距離が決定された
    ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
14. 上記電界発生用電極は、平行平板電極でなり、
    上記平行平板電極は、
    基準周波数でなる電位が与えられた場合に、当該平行平板電極の近傍における所定位置での電界の強度誘導電磁界成分が、通信帯域に応じて規定されるノイズフロアよりも小さく、かつ当該電界を検出する通信相手の検出手段に生じるノイズよりも大きくなる関係を満たすように、その電極面積及び電極間距離が決定された
    ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
15. 上記平行平板電極は、
    電極面積をＡ _Ｓ [m ² ]、電極間距離をｄ _Ｓ [m]、電極間電位をＶ _Ｓ [V]とし、通信相手における平行平板電極の電極間電位をＶ _Ｒ [V]、電極間距離をｄ _Ｒ [m]とし、上記電極間距離ｄ _Ｒ 、上記電極面積Ａ _Ｓ 及び上記電極間距離ｄ _Ｓ に依存する定数をαとした場合において、
    上記電極間距離ｄ _Ｒ を固定とし、基準周波数の電極間電位Ｖ _Ｓ を与えた際に、次式
    Ｖ _Ｒ ＝α×Ｖ _Ｓ ×Ａ _Ｓ ×ｄ _Ｓ ×ｄ _Ｒ
    を充足するように、上記電極面積Ａ _Ｓ 及び上記電極間距離ｄ _Ｓ が決定された
    ことを特徴とする請求項９に記載の通信装置。
16. 送信すべき情報に応じて変調して得られた変調信号に基づく電界のうち準静電界によって帯電させられた帯電対象の帯電状態を検出する検出手段と、
    上記検出手段により検出された上記帯電状態の変化に基づいて上記情報を復調する復調手段と
    を具えることを特徴とする通信装置。
17. 上記帯電対象は人体である
    ことを特徴とする請求項１６に記載の通信装置。
18. 上記検出手段は、
    上記準静電界によってアンテナとして帯電させられた人体の帯電状態を検出する
    ことを特徴とする請求項１６に記載の通信装置。
19. 上記通信装置は可搬型でなり、上記人体の近傍に設けられた
    ことを特徴とする請求項１６に記載の通信装置。
20. 上記通信装置は、所定の制御対象物又はその近傍に設けられた
    ことを特徴とする請求項１６に記載の通信装置。
21. 上記検出手段は、
    上記電界発生用電極及び上記準静電界を検出するための検出電極間における距離と、上記電界発生用電極に出力する上記変調信号の波長とに基づいて準静電界が支配的となるように選定された信号が送信すべき情報に応じて変調され、この結果得られた変調信号に基づく上記準静電界によって帯電させられた帯電対象の帯電状態を検出する
    ことを特徴とする請求項１６に記載の通信装置。
22. 上記検出手段は、
    上記電界発生用電極及び上記準静電界を検出するための検出電極間における最大の距離をｒとし、上記電界発生用電極に出力する上記変調信号の波長をλとした場合に、ｒ＝λ／２πの関係を充足するように選定された信号が送信すべき情報に応じて変調され、この結果得られた変調信号に基づく上記準静電界によって帯電させられた帯電対象の帯電状態を検出する
    ことを特徴とする請求項１６に記載の通信装置。
23. 上記検出手段から上記復調手段までにわたる経路からの電気的な漏洩を抑制する漏洩抑制手段
    を具えることを特徴とする請求項１６に記載の通信装置。
24. 上記漏洩抑制手段は、
    上記検出手段から上記復調手段を介して接地するまでの静電容量を、上記検出手段と接地との間における静電容量に比して大きくする
    ことを特徴とする請求項２３に記載の通信装置。
25. 上記検出手段は、
    上記帯電状態を検出するための検出用電極と、当該検出用電極により検出された上記帯電状態を電気信号に変換する変換手段とを有し、
    上記漏洩抑制手段は、
    上記検出電極と上記変換手段とを物理的に分離する筐体でなる
    ことを特徴とする請求項２３に記載の通信装置。
26. 上記漏洩抑制手段は、
    上記検出手段から上記復調手段までにわたる経路のうち、上記復調手段のみ接地する
    ことを特徴とする請求項２３に記載の通信装置。
27. 上記帯電対象は移動体でなり、
    通信相手に対する電力供給用として上記準静電界を発生するための電力供給用電極と、
    上記帯電対象の通過経路に設けられ、上記帯電対象とアースとの電気的結合を抑制する結合抑制手段と
    ことを特徴とする請求項１６に記載の通信装置。
28. 上記結合抑制手段は、
    上記アースから所定の空間だけ隔てて設けられた床面でなる
    ことを特徴とする請求項２７に記載の通信装置。
29. 上記結合抑制手段は、
    上記通過経路に敷設され、上記アースに接地された低誘電率の部材でなる
    ことを特徴とする請求項２７に記載の通信装置。
30. 上記帯電対象は人体でなり、
    通信相手に対する電力供給用として上記準静電界を発生するための電力供給用電極と、
    上記人体の歩行に応じて当該人体に形成される帯電状態を検出するための検出用電極と、
    上記検出用電極により上記帯電状態が検出されている間のみ上記電力供給用の信号を上記電力供給用電極に与える電力供給手段と
    を具えることを特徴とする請求項１６に記載の通信装置。
31. 上記帯電対象は人体でなり、
    通信相手に対する電力供給用として上記準静電界を発生するための電力供給用電極と、
    上記人体の歩行に応じて当該人体に形成される帯電状態を検出するための検出用電極と
    を具え、
    上記電力供給用電極と上記検出用電極とは同一の電極でなる
    ことを特徴とする請求項１６に記載の通信装置。
32. 通信相手に対する電力供給用として上記準静電界を発生するための電力供給用電極と、
    上記電力供給用の信号を上記電力供給用電極に与える電力供給手段と
    を具え、
    上記電力供給手段は、
    上記電力供給用の信号を、上記通信相手へ送信するための搬送用の信号と兼用する
    ことを特徴とする請求項１６に記載の通信装置。
33. 上記検出手段は、
    上記帯電状態を検出するための平行平板電極でなる検出電極を有し、
    上記平行平板電極は、
    所定の位置に有する通信相手の平行平板電極に対して基準周波数でなる電位が与えられた場合に、当該平行平板電極の近傍における所定位置での電界の強度誘導電磁界成分が、通信帯域に応じて規定されるノイズフロアよりも小さくなるように、その電極面積に依存することなく電極間距離が決定された
    ことを特徴とする請求項１６に記載の通信装置。
34. 上記検出手段は、
    上記帯電状態を検出するための平行平板電極でなる検出電極を有し、
    上記平行平板電極は、
    所定の位置に有する通信相手の平行平板電極に対して基準周波数でなる電位が与えられた場合に、当該平行平板電極の近傍における所定位置での電界の強度誘導電磁界成分が、通信帯域に応じて規定されるノイズフロアよりも小さく、かつ上記検出手段に生じるノイズよりも大きくなる関係を満たすように、その電極面積に依存することなく電極間距離が決定された
    ことを特徴とする請求項１６に記載の通信装置。
35. 上記検出手段は、
    上記帯電状態を検出するための平行平板電極でなる検出電極を有し、
    上記平行平板電極は、
    電極間電位をＶ _Ｒ [V]、電極間距離をｄ _Ｒ [m]とし、通信相手における平行平板電極の電極面積をＡ _Ｓ [m ² ]、電極間距離をｄ _Ｓ [m]、電極間電位をＶ _Ｓ [V]とし、上記電極間距離ｄ _Ｒ 、上記電極面積Ａ _Ｓ 及び上記電極間距離ｄ _Ｓ に依存する定数をαとした場合において、
    上記電極間距離ｄ _Ｒ を固定とし、基準周波数の電極間電位Ｖ _Ｓ を与えた際に、次式
    Ｖ _Ｒ ＝α×Ｖ _Ｓ ×Ａ _Ｓ ×ｄ _Ｓ ×ｄ _Ｒ
    を充足するように、上記電極間距離ｄ _Ｒ が決定された
    ことを特徴とする請求項１６に記載の通信装置。
36. 準静電界を情報伝達媒体として通信する際に用いる電極の電極製造方法において、
    通信する際の発信周波数及び通信帯域と、送信電極として用いる送信側平行平板電極の電極間距離及び電極面積と、受信電極として用いる受信側平行平板電極の電極間距離を選定する第１のステップと、
    上記第１のステップで選定した事項に基づいて、上記送信側平行平板電極と、上記受信側平行平板電極との間における通信限界位置を決定する第２のステップと、
    上記送信側平行平板電極に対して上記発信周波数の電位を与える場合に、上記第２のステップで決定された上記通信限界位置での電界の強度誘導電磁界成分が、上記通信帯域に応じて規定されるノイズフロアよりも小さくなる上記電位が存在するか否かを判定する第３のステップと
    を具えることを特徴とする電極製造方法。
37. 上記第１のステップでは、
    上記発信周波数及び上記通信帯域と、上記送信側平行平板電極の電極間距離及び電極面積と、上記受信側平行平板電極の電極間距離とに加えて、上記受信側平行平板電極に接続するプリアンプも選定し、
    上記第３のステップで上記ノイズフロアよりも小さくなる上記電位が存在する判定結果を得たとき、当該電位が上記送信側平行平板電極に与えられた状態において上記受信側平行平板電極に生じる電極間電位が上記プリアンプの電圧ノイズよりも大きいか否かを判定する第４のステップ
    を具えることを特徴とする請求項３６に記載の電極製造方法。