JP2010109801A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザにとって利便性の高い通信装置を提供する。
【解決手段】生体(40)を信号伝送経路として外部機器(50)との間で通信を行う通信装置(2)であって、生体の所持品(42)から外部に向けて表出され、生体の情報を表示する表示部(4)と、表示部に連結し、生体に対峙して所持品に取り付けられる取り付け部(14)と、取り付け部に配置されており、生体と容量的に結合し、外部機器との間で信号の送信或いは受信が可能な信号電極(22)と、表示部に配置されており、アースを介して外部機器と容量的に結合するＧＮＤ電極(28)とを具備する。
【選択図】図４

Description

本発明は、電界結合を利用して外部機器との間で通信を行う通信装置に関するものである。

一般に、通信装置には、有線通信の他、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、赤外線通信、短距離無線通信等の方式が知られており（例えば、特許文献１参照）、この無線電波等によって非接触の通信を行うことができるので、例えばイベント会場や駅の改札口等の様々な場面で活用されている。

一方、この電波を用いた機器は法律の規制を受けるし、また、他の機器からの干渉や妨害を受け易いことから、電界結合を利用した新たな通信方式の技術も開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−１８８４７１号公報 特許第４０７４６６１号公報

ところで、上述した特許文献２の技術によれば、特許文献１の無線電波等による諸問題は解決可能である。しかしながら、当該特許文献２では、ユーザが実際に使用できる程度の具体性には未だ乏しく、この点については依然として課題が残されている。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、ユーザにとって利便性の高い通信装置を提供することである。

上記目的を達成するための第１の発明は、生体を信号伝送経路として外部機器との間で通信を行う通信装置であって、生体の所持品から外部に向けて表出され、生体の情報を表示する表示部と、表示部に連結し、生体に対峙して所持品に取り付けられる取り付け部と、取り付け部に配置されており、生体と容量的に結合し、外部機器との間で信号の送信或いは受信が可能な信号電極と、表示部に配置されており、アースを介して外部機器と容量的に結合するＧＮＤ電極とを具備する。

第１の発明によれば、この通信装置は、外部機器との間で通信を行うにあたり、生体を信号伝送経路としており、信号電極及びＧＮＤ電極を備えている。
この通信装置の信号電極は、生体と容量的に結合し、外部機器との間で信号の送信或いは受信が可能である。一方、この通信装置のＧＮＤ電極は、アースを介して外部機器と容量的に結合しており、これら全体で閉ループを形成する。

よって、ＲＦＩＤや、短距離無線通信等を利用した従来に比して、人間が外部機器に触れる、又は握る等の自然な動きで通信機器と外部機器とをつなぐことができ、読み取り機にかざす手間を省略でき、使い易い。また、この情報は、生体から外部に漏洩せず、セキュリティも確保される。さらに、通信距離が短いし、電波も放出しないため、通信装置の消費電力も少なくて済む。

しかも、このＧＮＤ電極は、生体の所持品から外部に向けて表出した表示部に配置されるのに対し、この信号電極は、生体に対峙して所持品に取り付けられる取り付け部に配置されており、信号電極は、ＧＮＤ電極よりも生体の近くに配置されているので、通信効率が向上するし、また、当該通信装置は、生体の情報を表示する機能も有することから、利便性も高くなる。

第２の発明は、第１の発明の構成において、信号電極とＧＮＤ電極との間には、これら信号電極とＧＮＤ電極との距離を確保可能な一定の厚みを有した絶縁層が設けられていることを特徴とする。
第２の発明によれば、第１の発明の作用に加えてさらに、信号電極とＧＮＤ電極との距離は、絶縁層を設けることで確保されており、さらに、この絶縁層の厚みは一定であるので、通信効率のより一層の向上に寄与する。

第３の発明は、第２の発明の構成において、絶縁層には、送信機或いは受信機として機能する回路基板が配置されていることを特徴とする。
第３の発明によれば、第２の発明の作用に加えてさらに、送信機或いは受信機として機能する回路基板を絶縁層に配置すれば、通信装置の小型化が可能になる。

第４の発明は、第１から第３の発明の構成において、表示部は、人体の衣服から外部に向けて表出され、人体の情報を表示しており、取り付け部は、表示部に連結し、人体に対峙して衣服に取り付けられ、外部に表出していないことを特徴とする。
第４の発明によれば、第１から第３の発明の作用に加えてさらに、通信装置がいわゆる名札の機能を有し、表示部は人体の衣服から外部に向けて表出するのに対し、取り付け部は衣服に取り付けられ、外部に表出していない。つまり、表示部に配置されたＧＮＤ電極と、取り付け部に配置された信号電極とを指で同時に触れ難くなり、通信を妨げない。

第５の発明は、第１から第４の発明の構成において、通信装置は、生体への電圧印加によって生じた電界を利用し、生体の表面を信号伝送経路として外部機器との間で通信を行うことを特徴とする。
第５の発明によれば、第１から第４の発明の作用に加えてさらに、通信装置が、生体への電圧印加によって生じた電界を利用し、生体の表面を信号伝送経路としており、信号電極やＧＮＤ電極は生体の皮膚に直接に触れない非接触通信が可能である。よって、生体の汗等が通信に影響を及ぼすこともないし、また、外部機器に接触しなくても、この外部機器に近づけば通信を行えるので、汎用性も高くなる。

本発明によれば、生体の情報が表示可能に構成されており、ユーザにとって利便性の高い通信装置を提供することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
当該形態の通信装置２は人体４０に装着され、図１に示されるように、外来者の所持品、例えば衣服４２の胸ポケットに取り付けられている。
本実施例の通信装置２は送信機であり、そして、外来者の名称、或いは外来者である旨を表示可能な名札型で構成されている。

より具体的には、この送信機２は、図２に示される如く、筒状の名札ケース（表示部）４を備えている。このケース４はプラスチック製であり、透明若しくは半透明の表示面６を有している。この表示面６は、図３に示されるように、所定の面積を有した略長方形で構成され、この略長方形の表示面６が衣服４２よりも外部に向けて表出される（図１）。

表示面６の反対側、つまり、人体４０側には裏面（絶縁層）８が配置され、これら表示面６と裏面８とは上下端部分で連結しており、ケース４の左右両端部分には上下方向に細長い開口１２，１２が形成されている。また、本実施例の裏面８は、一定の厚みを有し（図４）、後述する出力電極（信号電極）２２とＧＮＤ電極２８との距離を長く確保している。

再び図２に戻り、この裏面８には、凹部１０，１０が開口１２，１２にそれぞれ連なって形成されており、この凹部１０，１０にて、外来者の名刺、或いは「外来者」と記載された用紙に触れることができる。
よって、この用紙は一方の開口１２と他方の開口１２との間で容易に出し入れでき、ケース４内に配置された用紙の内容は表示面６で外部から見ることができる。

また、この裏面８はプラスチック製の取り付け部１４に連結している。
本実施例の取り付け部１４は、図４に示される如く、人体４０側に向けて延びた軸１６を有し、この軸１６は、その前端が例えば接着剤を用いて裏面８に直接に連結されている。なお、軸１６は台座を介して裏面８に連結されていても良い。

一方、この軸１６の後端には、上下方向に延びたクリップ１８が設けられており、図４で見てクリップ１８の上端部分が裏面８に向けて押されると、クリップ１８の下端部分が裏面８から離間する。これにより、名札型の送信機２を借り受けた外来者は、クリップ１８の下端部分と裏面８とが離間した状態の送信機２を衣服４２の胸ポケットに向けて降ろし、次いで、クリップ１８の上端部分に対する押圧力を解除すれば、クリップ１８の下端部分と裏面８とで胸ポケットを挟むことができる。このクリップ１８は、衣服４２を介して人体４０に対峙しており、胸ポケット内に隠れることになる。

また、この図４では図示の便宜上省略しているが、この軸１６には安全ピン２０も設けられている（図２）。そして、送信機２を衣服４２に取り付ける際には、外来者はクリップ１８又はピン２０のいずれか一方を選択できる。
ここで、本実施例の送信機２は、人体４０の内部ではなく、人体４０の表面を信号伝送経路としており、図６にて後述する受信機（外部機器）５０との間で通信を行っている。

具体的には、送信機２は、図５に示されるように、人体通信用の出力電極２２を有している。本実施例の出力電極２２は、クリップ１８のうち裏面８に対峙する側とは反対側、つまり、人体４０側に貼り付けられる（図４）。また、この出力電極２２は送信側の制御部（回路基板）２４に電気的に接続されている。

本実施例の制御部２４は、裏面８内の適宜位置に配置され、送信信号を例えば一定の割り込み周期で出力電極２２に向けて出力しており、その際に、電位信号を発生させて出力電極２２を駆動する。
また、この送信機２はメモリ２６を有し、このメモリ２６には、当該ケース４に固有のＩＤ（識別信号）が記憶されている。

そして、制御部２４は、通信情報、つまり、本実施例で云えば固有のＩＤを変調した送信信号を出力電極２２に向けて出力する。
ここで、制御部２４がプラスの電荷を与える電圧を出力電極２２に印加した場合を想定すると、この出力電極２２には電界が発生し、この電極２２からの送信信号は衣服４２を透過して人体４０に達する。出力電極２２近傍の人体４０には、この出力電極２２が正極になるため、マイナスの電荷が誘起される（電界結合）。

これに伴い、受信機５０近傍の人体４０にはプラスの電荷が誘起され、この人体４０に電界が発生する。
この受信機５０は人体通信用の検出電極５２を有し（図６）、人体４０に発生した電界を検出しており、この電極５２のセンシング素子が検出信号を電気信号に変換する。

また、検出電極５２は受信側の制御部５４に電気的に接続されている。この制御部５４では、当該検出信号を復調し、この受信したＩＤが正規のＩＤであるか否かを判別している。そして、仮に正規のＩＤである旨を判定した場合には、当該ケース４が特定され、この得られた通信情報を用いて所定の処理を実施する。

ところで、この出力電極２２から人体４０を介して検出電極５２に至る電界結合が信号線になるが、送信機２には、アースを介して受信機５０と電界結合する基準線があり、これら信号線及び基準線で１つの閉ループが形成されている。
より詳しくは、まず、送信機２は人体通信用のＧＮＤ電極２８を有している（図５）。

本実施例のＧＮＤ電極２８は、図４に示される如く、表示面６のうち裏面８に対峙する側とは反対側、つまり、上述した外部側に貼り付けられており、このＧＮＤ電極２８が図示しないアースと電界結合し、本実施例では負極になる。
一方、図６に示されるように、受信機５０も人体通信用のＧＮＤ電極５８を有し、このＧＮＤ電極５８が当該アースと電界結合している。

そして、これら受信機５０のＧＮＤ電極５８から空気や上記アースを介して送信機２のＧＮＤ電極２８に至る電界結合が基準線になる。このように、本実施例の如く、人体４０への電圧印加によって生じた電界を利用し、人体４０の表面を信号伝送経路とする電解方式の人体通信では、人体４０を信号線としてのみ利用し、この人体４０を基準線として利用しないのである。

以上のように、本実施例の送信機２によれば、受信機５０との間で通信を行うにあたり、誘電体である人体４０の表面を信号伝送経路としており、出力電極２２及びＧＮＤ電極２８を備えている。
この送信機２の出力電極２２は、人体４０と電界結合し、受信機５０への信号の送信が可能である。一方、この送信機２のＧＮＤ電極２８は、アースと電界結合し、このアースを介して受信機５０のＧＮＤ電極５８と電界結合しており、これら全体で閉ループを形成する。

よって、ＲＦＩＤ、赤外線通信や、短距離無線通信等を利用した従来に比して、人間が外部機器に触れる、又は握る等の自然な動きで送信機２と受信機５０とをつなぐことができ、読み取り機にかざす手間を省略でき、使い易い。また、無線は微弱な電波であっても数メートルは飛び、しかも全方位に飛ぶことから、通信情報が傍受され易いものの、本実施例の情報は、人体４０の表面から外部に漏洩せず、セキュリティも確保される。さらに、通信距離も短いし、電波を放出しないため、送信機２の消費電力も少なくて済む。

しかも、送信機２のＧＮＤ電極２８は、人体４０の衣服４２から外部に向けて表出した名札ケース４に配置されるのに対し、送信機２の出力電極２２は、人体４０に対峙して衣服４２に取り付けられる取り付け部１４に配置され、この出力電極２２は、このＧＮＤ電極２８よりも人体４０の近くに配置されているので、通信効率も向上するし、また、当該送信機２は、人体の名前等を表示する機能も有することから、利便性も高くなる。

また、出力電極２２とＧＮＤ電極２８との距離は、特に、凹部１０を有した裏面８による絶縁層を設けることで、例えばカード型の通信装置よりも長い距離を確保可能になり、さらに、この裏面８の厚みは一定であるので、通信効率のより一層の向上に寄与する。
さらに、送信機２として機能する制御部２４を裏面８に配置すれば、送信機２の小型化が可能になる。

さらにまた、名札型の送信機２を衣服４２の胸ポケットに取り付ける時点を除き、ケース４に配置されたＧＮＤ電極２８と、取り付け部１４に配置された出力電極２２とを指で同時に触れることに伴う短絡が生じ難くなり、通信を妨げない。
また、出力電極２２の面積もケース４の面積にまで大きくできれば、電界結合による電気容量も大きくできる。

さらに、送信機２が電界方式、つまり、人体４０への電圧印加によって生じた電界を利用し、人体４０の表面を信号伝送経路としており、この方式の信号は衣服４２や靴等を透過できるので、出力電極２２やＧＮＤ電極２８は人体４０の皮膚に直接に触れない非接触通信が可能である。よって、人体４０の汗等が通信に影響を及ぼすこともないし、また、受信機５０に接触しなくても、この受信機５０に近づけば通信を行えるので、汎用性も高くなる。

本発明は、上記実施例に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。例えば上記実施例の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
また、上記実施例の名札ケース４や取り付け部１４はプラスチック製であり、出力電極２２やＧＮＤ電極２８を別個に貼り付けているが、ケース４や取り付け部１４が金属製であれば、これら電極２２，２８はケース４や取り付け部１４に一体に形成されていても良い。

さらに、本発明の表示部は、名札の機能を有する他、例えば血圧、脈拍、呼吸、体温等のバイタルサインを表示する機能を有していても良いし、また、本発明の取り付け部は、衣服４２の他、人体４０が身に付けるもの総ての所持品に取り付けることができる。
さらにまた、本発明の通信装置は、ケース４に固有のＩＤを用いた構成に限定されるものでもなく、例えばＩＣカードをケース４に差し込んで人体４０の本人認証や個人識別を行って良い。

また、上述の実施例では、送信機２を人体４０に備えた例が示されているが、受信機を人体４０に備えても良い。
詳しくは、検出電極をクリップ８に配置し、例えば再生回路を裏面８の制御部２４に設ければ、送信機から送信された音声を受信でき、人体４０側にて当該音声を再生することができる。

一方、出力電極及び検出電極の双方をクリップ８に配置しても良く、この場合の通信装置は、スイッチで送受信を切り替えれば、送信機や受信機の双方の機能を備えることができる。
また、本発明は、必ずしも人体４０に限定されるものではなく、帯電する性質を利用した通信を行う限り、人体４０を含む生体にも適用可能である。

さらに、上記実施例の電界方式を利用すれば、汗等による通信への影響がないし、汎用性も高くなるものの、生体が信号線及び基準線になる電流方式を利用しても良い。

本実施例に係る通信装置を装着した状態図である。 図１の通信装置を裏側から見た斜視図である。 図１の通信装置の表側から見た正面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線の矢視断面図である。 図１の通信装置の概略構成図である。 図１の通信装置との間で通信を行う外部機器の概略構成図である。

符号の説明

２ 送信機（通信装置）
４ 名札ケース（表示部）
８ 裏面（絶縁層）
１４ 取り付け部
２２ 出力電極（信号電極）
２４ 制御部（回路基板）
２８ ＧＮＤ電極
４０ 人体（生体）
４２ 衣服（所持品）
５０ 受信機（外部機器）

Claims (5)

1. 生体を信号伝送経路として外部機器との間で通信を行う通信装置であって、
   前記生体の所持品から外部に向けて表出され、該生体の情報を表示する表示部と、
   該表示部に連結し、前記生体に対峙して前記所持品に取り付けられる取り付け部と、
   該取り付け部に配置されており、前記生体と容量的に結合し、前記外部機器との間で信号の送信或いは受信が可能な信号電極と、
   前記表示部に配置されており、アースを介して前記外部機器と容量的に結合するＧＮＤ電極と
   を具備することを特徴とする通信装置。
2. 請求項１に記載の通信装置であって、
   前記信号電極と前記ＧＮＤ電極との間には、これら信号電極とＧＮＤ電極との距離を確保可能な一定の厚みを有した絶縁層が設けられていることを特徴とする通信装置。
3. 請求項２に記載の通信装置であって、
   前記絶縁層には、送信機或いは受信機として機能する回路基板が配置されていることを特徴とする通信装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の通信装置であって、
   前記表示部は、人体の衣服から外部に向けて表出され、該人体の情報を表示しており、
   前記取り付け部は、該表示部に連結し、前記人体に対峙して前記衣服に取り付けられ、前記外部に表出していないことを特徴とする通信装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の通信装置であって、
   該通信装置は、前記生体への電圧印加によって生じた電界を利用し、該生体の表面を信号伝送経路として前記外部機器との間で通信を行うことを特徴とする通信装置。

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