JP2007288602A - 通信装置および通信状態通知方法 - Google Patents

通信装置および通信状態通知方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ユーザの人体が生体通信のために触れる部位の付近から生体通信の状態を感得できるようにする。
【解決手段】ユーザが電極11aに人体2を接触させると、制御部14は、加振装置13に接続された図示しないドライバ(駆動装置)などを制御することで、振動力の発生を開始するよう加振装置13を制御する。これに同期して送受信器12を制御し、所望のデータの送受信を開始する。ユーザは、電極11aから伝わる振動力により、通信が行われていることが感得できるから、第1の通信装置101−1と第2の通信装置101−2との人体2を介した通信の状態が直感的に分かる。
【選択図】 図2

Description

本発明は生体通信に関し、特に生体通信の状態を分かりやすく通知する技術に関する。
近年、ユーザの人体を介して通信する生体通信システムが開発されている。例えば特許文献1によると、生体通信の電極をスイッチと一体に設置し、スイッチが押された時にだけ生体通信によるID照合を行うことで、不用意な作動などの誤操作を防止する。また特許文献2によると、装着型の生体通信装置において、相手側の生体通信装置からのスタート信号を受けてから回路に電力を供給することで、非通信時のエネルギー消費を抑える。
特開2004−120097号公報 特開2002−9710号公報
特許文献1および2の技術では、ユーザが電極に触れることで通信が可能となるが、電極に触れた後に生体通信の状態がどのようになっているかを、ユーザは知ることができない。別途の表示装置を設けて通信状態を通知してもよいが、この場合、ユーザがその方へ目線を移さなければ通信状態を知ることができない。本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、ユーザの人体が生体通信のために触れる部位の付近から生体通信の状態を感得できるようにすることを目的とする。
本発明に係る通信装置は、人体と接触する接触部と、接触部に接触した人体を介してデータ通信を行う通信部と、力学的エネルギー、熱エネルギーまたは光エネルギーのうち少なくともいずれか1つを含むエネルギーを発生させて接触部に加えるエネルギー発生部と、通信部によるデータ通信の状態を検出する状態検出部と、状態検出部の検出したデータ通信の状態に応じ、エネルギー発生部によるエネルギーの発生の開始、継続または停止を制御する通信状態通知部と、を備える。
こうすると、ユーザは人体の接触した接触部に加えられた、動力、熱、光その他のエネルギーによって通信状態を感得できる。
好ましくは、エネルギー発生部は振動力を発生する加振部を含む。
好ましくは、エネルギー発生部は接触部の人体接触側に放熱する放熱部を含む。
好ましくは、エネルギー発生部は接触部の人体接触側から吸熱する吸熱部を含む。
好ましくは、エネルギー発生部は接触部に接触した人体を接触部に吸着する吸着部を含む。
好ましくは、接触部の人体接触側に突出可能でありかつ接触部の人体非接触側に引込み可能に構成された凸部をさらに備え、エネルギー発生部は凸部の突出または引込み動作を駆動する駆動部を含む。
好ましくは、エネルギー発生部は接触部の人体接触側に発光する発光部を含む。
好ましくは、通信状態通知部は、状態検出部がデータ通信の開始または終了を検出したことに応じてエネルギー発生部によるエネルギーの発生の開始または停止を制御する。
好ましくは、通信状態通知部は、状態検出部がデータ通信の開始を検出したときからデータ通信の終了を検出したときまでエネルギーの発生を継続するよう制御する。
好ましくは、通信状態通知部は、状態検出部の検出したデータ通信の状態に応じ、エネルギー発生部によるエネルギーの発生のパターンを変化させる。
こうすると、ユーザは接触部からのエネルギーの発生パターンによって通信状態を感得できる。
本発明に係る通信装置は、人体と接触する接触部と、接触部に接触した人体を介してデータ通信を行う通信部と、接触部の人体接触側の近傍に光を照射する発光部と、通信部によるデータ通信の状態を検出する状態検出部と、状態検出部の検出したデータ通信の状態に応じ、発光部による発光の開始、継続または停止を制御する通信状態通知部と、を備える。
こうすると、ユーザは接触部近傍の光によって通信状態を感得できる。
本発明に係る通信状態通知方法は、人体と接触する接触部と、接触部に接触した人体を介してデータ通信を行う通信部とを備える通信装置で用いられる通信状態通知方法であって、通信部によるデータ通信の状態を検出するステップと、検出されたデータ通信の状態に応じ、力学的エネルギー、熱エネルギーまたは光エネルギーのうち少なくともいずれか1つを含むエネルギーを発生させて接触部に加えるステップと、を含む。
本発明に係る通信状態通知方法は、人体と接触する接触部と、接触部に接触した人体を介してデータ通信を行う通信部とを備える通信装置で用いられる通信状態通知方法であって、通信部によるデータ通信の状態を検出するステップと、検出されたデータ通信の状態に応じ、接触部の人体接触側の近傍に光を照射するステップと、を含む。
本発明によると、ユーザは人体の接触した接触部に加えられた動力、熱、光その他のエネルギーや接触部近傍に照射された光によって通信状態を容易に感得できる。
<第1実施形態>
図1は、本発明の好ましい実施形態に係る通信システム100の構成の一例を示す。通信システム100は、第1の通信装置101−1および第2の通信装置101−2を備える。第1の通信装置101−1や第2の通信装置101−2は、例えば携帯電話、PDA、腕時計、自動車もしくは自動車のインテリジェントキー、ノート型パソコン、テレビ、電子フォトスタンド等であるが、具体的構成や使用の形態は何でもよく、人体に装着可能に構成してもよい。
第1の通信装置101−1および第2の通信装置101−2は、ユーザの人体2を介して互いにデータを送受信する人体通信部102を備える。
ユーザは、例えば第1の通信装置101−1の人体通信部102を一方の手で触れた状態で、他方の手で第2の通信装置101−2の人体通信部102に触れる。そうすると、第1の通信装置101−1と第2の通信装置101−2とは、ユーザの人体2を介して電気的に接続し、必要なデータを通信する。
図2は本発明の好ましい第1の実施形態に係る人体通信部102の構成図である。人体通信部102は、人体2と接触する人体接触部11a、送受信器12、加振装置13、制御部14、記憶部15およびタッチセンサ16を有する。
人体接触部11aは、例えば導電性の部材で構成された電極である。以下、人体接触部11aを電極11aと表すこともある。送受信器12は、各種情報を示すデジタル信号を、数百マイクロアンペア程度の微弱電流として数十kHz〜数百kHzに変調し、電極11aに接触した人体2を介して相手方の人体通信部102に送信する。あるいは、送受信器12は、相手方の人体通信部102から微弱電流を受信し、これをデジタル信号に復調する。これにより、人体通信部102同士で数十kbpsでのデータ通信が可能であり、例えば128ビットの情報を数十ミリ秒で送信することができる。送受信器12の通信状態は、人体2と電極11aとの接触状態に左右されるので、数回から数十回重複して情報を送信することが望ましい。
加振装置13は、圧電素子やモータなどで構成された振動力を発生する小型の装置である。圧電素子の電極に張り合わせた振動板を電極11aに接触させるなどして、加振装置13の発生した振動力は電極11aのみに伝達されるよう構成する。
制御部14は、CPUなどで構成され、送受信器12による情報の送受信の開始・終了や、加振装置13による電極11aの振動の開始・終了など、各部の動作制御を統括する。記憶部15は、フラッシュメモリやRAMなどで構成され、制御部14の処理に必要な各種データやプログラムを、一時的あるいは継続的に記憶する。
タッチセンサ16は、例えば電極11a上に形成された静電容量式のセンサである。タッチセンサ16は、電極11aに人体2が接触したこと、あるいは人体2の接触が解除されたことを静電容量の変化などにより検知すると、接触検知信号または接触解除検知信号を制御部14に出力する。
送受信器12は、自分方からのデータ送信が開始/終了したこと、あるいは相手方からのデータ受信が開始/終了したこと、データの送受信の過程でエラーが発生したこと、その他の通信状態を、制御部14に通知する。制御部14は、送受信器12からの通信状態の通知によって、送受信器12の通信状態を検知する。
図3は人体通信部102の実行する通信処理の流れを示すフローチャートである。
S1では、制御部14は、タッチセンサ16から接触検知信号が出力されたか否かを継続的に判断し、検知信号が出力されたと判断した場合、S2に移行する。
S2では、制御部14は、送受信器12を制御し、所望のデータの送受信を開始する。また制御部14は、加振装置13に接続された図示しないドライバ(駆動装置)などを制御することで、振動力の発生を開始するよう加振装置13を制御する。送受信器12によるデータ送受信開始の制御は、タッチセンサ16から接触検知信号が出力されたと判断された時点で即座に開始してもよいし、振動力発生開始の制御と同期させてもよい。加振装置13は、制御部14から振動力の発生を停止する制御が行われるまで、振動力の発生を継続する。
S3では、制御部14は、送受信器12による所望のデータの通信が終了したか否かを判断する。これは例えば、自分方の送受信器12が、所期のデータを送信し、かつ相手方の人体通信部102から、所期のデータを受け取った旨の信号を受信したか否かで判断することができる。データの通信が終了したと判断した場合はS4に移行する。
なお、タッチセンサ16から接触解除検知信号が出力されたと判断された時点や、送受信器12の通信のエラーが発生したと判断された時点で、データの通信が終了したと判断してもよい。
S4では、制御部14は、送受信器12の通信を切断するよう制御し、かつ、加振装置13の振動力の発生を停止するよう制御する。
以上の処理により、ユーザは、電極11aに人体2を接触させると、電極11aから伝わる振動力により、通信が行われていることが感得できるから、第1の通信装置101−1と第2の通信装置101−2との人体2を介した通信の開始、継続、および終了が直感的に分かる。
<第2実施形態>
第1実施形態では、通信の継続中に振動力の発生も継続させたが、通信の開始時および/または終了時に限って振動力を発生させてもよい。
図4は人体通信部102の実行する通信処理の流れを示すフローチャートである。
S11では、制御部14は、タッチセンサ16から接触検知信号が出力されたか否かを継続的に判断し、検知信号が出力されたと判断した場合、S12に移行する。
S12では、制御部14は、送受信器12を制御し、所望のデータの送受信を開始する。
S13では、制御部14は、記憶部15に記憶されている振動パターンデータの中から、送受信器12から検知された最新の通信状態である「通信開始」に対応する振動パターンデータを選択し、その選択した振動パターンデータに基づいたパターンで加振装置13を所定時間に限って振動させるよう制御する。すなわち制御部14は、振動力の発生継続時間を計時し、その時間が所定時間(例えば2秒間)に達したと判断すると、加振装置13の振動力の発生を停止する制御を行う。
なお、「通信開始」に対応する振動パターンデータは、例えばコンマ数秒だけ継続する振動を規定するものであると、ボタンのクリック感に似た効果を人体2に与えることができる。
S14では、制御部14は、送受信器12による所望のデータの通信が終了したか否かを判断する。データの通信が終了したと判断した場合はS15に移行する。
S15では、制御部14は、送受信器12の通信を切断するよう制御する。
S16では、制御部14は、記憶部15に記憶されている振動パターンデータの中から、送受信器12から検知された最新の通信状態である「通信終了」に対応する振動パターンデータを選択し、その選択した振動パターンデータに基づいたパターンで加振装置13を所定時間に限って振動させるよう制御する。制御部14は、振動力の発生継続時間を計時し、その時間が所定時間(例えば2秒間)に達したと判断すると、加振装置13の振動力の発生を停止する制御を行う。「通信開始」に対応する振動パターンと「通信終了」に対応する振動パターンとは異なることが好ましい。例えば、振動の強弱、リズム、テンポ振動の継続時間などで両者の振動パターンに差異を設けるとよい。
なお、送受信器12の通信のエラーが発生したと判断された場合は、送受信器12の現在の状態である「エラー終了」に対応する振動パターンデータを選択し、その選択した振動パターンデータに基づいたパターンで加振装置13を所定時間振動させるよう制御する。「エラー終了」に対応する振動パターンデータは、例えば「通信開始」や「通信終了」に対応する振動パターンよりも強い振動力のパターンであると、エラーにより通信が終了したことを人体2に感得させることができる。
以上の処理により、ユーザは、電極11aに人体2を接触させると、電極11aから伝わる振動のパターンにより、通信の開始、継続、終了その他の通信状態が直感的に分かる。
<第3実施形態>
図5は第3実施形態に係る人体通信部102の要部構成図である。人体通信部102は、加振装置13の代わりに、ペルチェ素子や電熱線などで構成された加熱装置17を備えている。その他の構成は図2と同様であり、図示と説明は省略する。
電極11aは導電性かつ熱電導性のある部材で構成されており、加熱装置17の発生した熱は、電極11aに接触した人体2に伝導する。なお、図では加熱装置17と電極11aとは別体で構成されているが、加熱装置17を電熱線などの導電性部材で構成すれば、電極11aと共通した構成することも可能である。
図6は人体通信部102の実行する通信処理の流れを示すフローチャートである。
S21では、制御部14は、タッチセンサ16から接触検知信号が出力されたか否かを継続的に判断し、検知信号が出力されたと判断した場合、S22に移行する。
S22では、制御部14は、送受信器12を制御し、所望のデータの送受信を開始する。また制御部14は、加熱装置17に接続された図示しないドライバなどを制御することで、熱の発生を開始するよう加熱装置17を制御する。送受信器12によるデータ送受信開始の制御は、タッチセンサ16から接触検知信号が出力されたと判断された時点で即座に開始してもよいし、熱発生開始の制御と同期させてもよい。加熱装置13は、制御部14から熱の発生を停止する制御が行われるまで、熱の発生を継続する。
S23では、制御部14は、送受信器12による所望のデータの通信が終了したか否かを判断する。データの通信が終了したと判断した場合はS24に移行する。
なお、タッチセンサ16から接触解除検知信号が出力されたと判断された時点や、送受信器12の通信のエラーが発生したと判断された時点で、データの通信が終了したと判断してもよい。
S24では、制御部14は、送受信器12の通信を切断するよう制御し、かつ、加熱装置17の熱発生を停止するよう制御する。なお、加熱装置17がペルチェ素子で構成されている場合、制御部14は、発熱を停止し、さらに吸熱すなわち冷却を開始するよう制御してもよい。
以上の処理により、ユーザは、電極11aに人体2を接触させると、電極11aから伝わる熱により、通信が行われていることが感得できるから、第1の通信装置101−1と第2の通信装置101−2との人体2を介した通信の開始、継続、および終了が直感的に分かる。
以上の処理により、ユーザは、電極11aに人体2を接触させると、電極11aから伝わる熱により、通信が行われていることが感得できるから、第1の通信装置101−1と第2の通信装置101−2との人体2を介した通信の開始、継続、および終了が直感的に分かる。
特に、通信開始時に発熱、通信終了時に吸熱を開始すれば、通信が終了したことをより明確に認識させることができる。
<第4実施形態>
図7は第4実施形態に係る人体通信部102の要部構成を示す。人体通信部102は、凹状に形成された屈曲性に富む導電性部材である電極11aと、電極11aの凹空間の空気を吸引してする減圧装置11bとを備える。その他の構成は図2と同様であり、図示と説明は省略する。
電極11aの凹部には人体2例えば指が押入されることでほぼ人体2と密着し、外界とほぼ遮断された空間Sを形成する。減圧装置11bは、空間Sの空気を吸引することで、空間Sをほぼ真空状態とし、電極11aの凹部と人体2とをさらに密着させる。
制御部14は、タッチセンサ16から接触検知信号が出力された場合、減圧装置11bを制御して空間Sの空気を吸引させるとともに、送受信器12を制御し、所望のデータの送受信を開始する。ユーザは、人体2が吸引されたことに応じて通信が開始したことを感得できる。
また、制御部14は、データの通信が終了したと判断した場合、減圧装置11bを制御して空間Sに空気を流入させ、電極11aと人体2の密着を解除する。ユーザは、人体2が電極11aから離れたことに応じて通信が終了したことを感得できる。
<第5実施形態>
図8は第5実施形態に係る人体通信部102の要部構成を示す。人体通信部102は、中央部分その他の部分に孔11a−Hが形成された平板状の電極11a、孔11a−Hを挿通して電極11aの人体2の接触側に突出可能に配置された凸状の部材である凸部11c、凸部11cの突出および引込み動作を行う動作装置11dを備える。その他の構成は図2と同様であり、図示と説明は省略する。
動作装置11dはモータやピエゾ素子などの動力発生手段で構成される。
凸部11cは、孔11a−Hから突出することで平板状の電極11aの人体2の接触側に突起Rを形成し、人体2と接触する(図9)。凸部11cが、孔11a−Hから引込むと、電極11a上の突起Rは消滅し、元の平板状になる(図8)。
制御部14は、タッチセンサ16から接触検知信号が出力された場合、動作装置11dを制御して凸部11cを孔11a−Hから突出させるとともに、送受信器12を制御し、所望のデータの送受信を開始する。ユーザは、人体2が突起Rに触れたことによって通信が開始したことを感得できる。
なお、第1実施形態と同様、凸部11cの突出後に動作装置11dが振動力を発生させて凸部11cに振動が伝わるようにしてもよい。ユーザは、人体2が触れた突起Rから振動が伝達されることで通信が行われていることを容易に感得できる。
また、制御部14は、データの通信が終了したと判断した場合、動作装置11dを制御して凸部11cを孔11a−Hから引っ込ませる。ユーザは、人体2が突起Rに触れなくなったことに応じて通信が終了したことを感得できる。なお、凸部11cの引込み後は、動作装置11dの振動力発生を停止させる。
<第6実施形態>
図10は第6実施形態に係る人体通信部102の要部構成を示す。人体通信部102は、電極11aと、LED、蛍光管、有機ELなどで構成された発光部11Lを発光させる発光装置11eを備える。その他の構成は図2と同様であり、図示と説明は省略する。
電極11aは、タッチパネルなどで慣用される透明電極フィルムやITO膜、導線がメッシュ状ないし格子状に埋め込まれたフィルムなど、発光部11Lからの光を透過しかつ導電性を有する部材で構成される。電極11aとタッチセンサ16とを共通の部材で構成してもよい。
発光部11Lおよび発光装置11eは人体2の非接触側に設けられ、人体2の非接触側から人体2の接触側に向け、電極11aを透過するよう光を放つ。ただし、発光部11Lが電極11aの人体2の接触部分の近傍に光を照射できるのであれば、発光部11Lを人体2の接触側に設けてもよい。
制御部14は、タッチセンサ16から接触検知信号が出力された場合、発光装置11eを制御して発光部11Lを発光させるとともに、送受信器12を制御し、所望のデータの送受信を開始する。ユーザは、電極11aに人体2を接触させているときは、電極11aを見ているから、目線を特に動かすことなく、発光部11Lからの発光によって通信が開始したことを感得できる。
また、制御部14は、データの通信が終了したと判断した場合、発光装置11eを制御して発光部11Lの発光を停止させる。ユーザは、発光部11Lからの発光の停止によって通信が終了したことを、目線を特に動かすことなく感得できる。
<第7実施形態>
上述した電極11a、減圧装置11b、凸部11c、動作装置11d、発光部11Lおよび発光装置11e、加振装置13、加熱装置17のうち少なくともいずれか2つを組み合わせることで人体通信部102を構成してもよい。この場合、組み合わせたブロックのうち共通する構成を一体にしてもよい。例えば、動作装置11dおよび加振装置13を同一のピエゾ素子で構成してもよい。
あるいは、可視光域から中・遠赤外線まで広くに放射スペクトルを持ち熱源としても照明としても利用されるハロゲンランプでなどで発光部11Lおよび加熱装置17を構成すれば、発光部11Lおよび加熱装置17を一体に構成することができ、部品点数が減少する。
通信システムの構成図 第1実施形態に係る人体通信部の構成図 第1実施形態に係る通信処理の流れを示すフローチャート 第2実施形態に係る通信処理の流れを示すフローチャート 第3実施形態に係る人体通信部の構成図 第3実施形態に係る通信処理の流れを示すフローチャート 第4実施形態に係る人体通信部の構成図 第5実施形態に係る人体通信部(突起が形成されていない状態)の構成図 第5実施形態に係る人体通信部(突起が形成されている状態)の構成図 第6実施形態に係る人体通信部の構成図
符号の説明
2:人体、11a:人体接触部(電極)、11b:減圧装置、11c:凸部、11d:動作装置、11e:発光装置、11L:発光部、13:加振装置、17:加熱装置、102:人体通信部

Claims (13)

  1. 人体と接触する接触部と、
    前記接触部に接触した人体を介してデータ通信を行う通信部と、
    力学的エネルギー、熱エネルギーまたは光エネルギーのうち少なくともいずれか1つを含むエネルギーを発生させて前記接触部に加えるエネルギー発生部と、
    前記通信部によるデータ通信の状態を検出する状態検出部と、
    前記状態検出部の検出したデータ通信の状態に応じ、前記エネルギー発生部による前記エネルギーの発生の開始、継続または停止を制御する通信状態通知部と、
    を備える通信装置。
  2. 前記エネルギー発生部は振動力を発生する加振部を含む請求項1に記載の通信装置。
  3. 前記エネルギー発生部は前記接触部の人体接触側に放熱する放熱部を含む請求項1に記載の通信装置。
  4. 前記エネルギー発生部は前記接触部の人体接触側から吸熱する吸熱部を含む請求項1または3に記載の通信装置。
  5. 前記エネルギー発生部は前記接触部に接触した人体を前記接触部に吸着する吸着部を含む請求項1に記載の通信装置。
  6. 前記接触部の人体接触側に突出可能でありかつ前記接触部の人体非接触側に引込み可能に構成された凸部をさらに備え、
    前記エネルギー発生部は前記凸部の突出または引込み動作を駆動する駆動部を含む請求項1に記載の通信装置。
  7. 前記エネルギー発生部は前記接触部の人体接触側に発光する発光部を含む請求項1に記載の通信装置。
  8. 前記通信状態通知部は、前記状態検出部が前記データ通信の開始または終了を検出したことに応じて前記エネルギー発生部による前記エネルギーの発生の開始または停止を制御する請求項1〜7のいずれかに記載の通信装置。
  9. 前記通信状態通知部は、前記状態検出部が前記データ通信の開始を検出したときから前記データ通信の終了を検出したときまで前記エネルギーの発生を継続するよう制御する請求項8に記載の通信装置。
  10. 前記通信状態通知部は、前記状態検出部の検出したデータ通信の状態に応じ、前記エネルギー発生部による前記エネルギーの発生のパターンを変化させる請求項1〜9のいずれかに記載の通信装置。
  11. 人体と接触する接触部と、
    前記接触部に接触した人体を介してデータ通信を行う通信部と、
    前記接触部の人体接触側の近傍に光を照射する発光部と、
    前記通信部によるデータ通信の状態を検出する状態検出部と、
    前記状態検出部の検出したデータ通信の状態に応じ、前記発光部による発光の開始、継続または停止を制御する通信状態通知部と、
    を備える通信装置。
  12. 人体と接触する接触部と、前記接触部に接触した人体を介してデータ通信を行う通信部とを備える通信装置で用いられる通信状態通知方法であって、
    前記通信部によるデータ通信の状態を検出するステップと、
    検出されたデータ通信の状態に応じ、力学的エネルギー、熱エネルギーまたは光エネルギーのうち少なくともいずれか1つを含むエネルギーを発生させて前記接触部に加えるステップと、
    を含む通信状態通知方法。
  13. 人体と接触する接触部と、前記接触部に接触した人体を介してデータ通信を行う通信部とを備える通信装置で用いられる通信状態通知方法であって、
    前記通信部によるデータ通信の状態を検出するステップと、
    検出されたデータ通信の状態に応じ、前記接触部の人体接触側の近傍に光を照射するステップと、
    を含む通信状態通知方法。
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