JP2010161531A - 電界受信システム - Google Patents

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Aiichiro Sasaki
愛一郎 佐々木
Akinori Furuya
彰教 古谷
Tsutomu Mizota
勉 溝田
Mitsuru Shinagawa
満 品川
Yuichi Kado
門　　勇一
Seiji Yabe
誠司 矢部
Ryoji Kikuchi
亮二 菊地
Yuki Yoshida
祐樹 吉田
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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NTT Electronics Corp
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

【課題】信号源の位置の許容範囲を広くできかつ感度を高める。
【解決手段】電界受信システムは、信号源１から人体を介して誘起される電界を受信する電界受信システムであって、信号源１から床１０を見た場合における床１０の背後つまり床下に配置された２つの電極２、３と、前記電界によって２つ電極２、３の間に生じた電位差を電気信号として受信するトランシーバ４内の受信器４１と、信号源１から床１０を見た場合における床１０の手前つまり床上に配置され、床１０を介して電極２に対向する補助電極５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、信号源から誘起される電界を受信する電界受信システムに関するものである。
近年にあっては、建物に設けた電極を使用して電界を受信する電界受信システムを具体化したものとして、例えば、下記の特許文献１、２に開示された技術がある。
特開２００８−０８４２２０号公報 特開２００８−０８２１１１号公報
図３は、床下に設けた電極を使用して電界を受信する電界受信システムの構成を示す図である。
人が電極２の位置に立ち、人に所持される送信器（図示せず）内のデータ信号生成部がデータ（例えば、人の名前）を含むデータ信号を生成する。これにより、人体が信号源１となり、データ信号に応じた電界が人体近傍に生じる。
人体が電極２の真上にある場合には、この電界により、電極２と電極３との間に大きな電位差が生じる。したがって、トランシーバ４内の受信器４１は、この電位差を電気信号として受信する。
ところで、人が電極２の位置とは別の位置に誤って立った場合、電極２と電極３との間の電位差が小さくなるので、トランシーバ４が受信する信号の振幅も小さくなる。
また、図４のように、人の片足だけが電極２の位置にある場合、電極２と電極３の間の電位差は小さく、トランシーバ４が受信する信号の振幅も小さい。
いずれにしても、電極２と電極３の間に生じる電位差が小さくなると、これを受信器４１が信号として受信したとしても、その信号からデータ信号を取り出せない可能性がある。
この対応策として、例えば、人が両足で電極２の位置に確実に立てるように、面積の大きな電極２を使用することが考えられる。しかしながら、こうすると、電極２と電極３との間の静電容量が大きくなり、両電極間のインピーダンスが低下し、面積の大きな電極２を使用したにも拘らず、電極２と電極３との間の電位差が一層小さくなる可能性がある。
また、一旦床下に設置した電極を面積の大きな電極２に取り替えるのは容易ではない。近年のオフィスに見られるような、取り外し式の床であっても、やはり面倒である。
また、この電界受信システムに類似したものとして、壁の内側に設けた電極を使用するものがあり、この場合、面積の大きな電極に取り替えるには、壁を壊すことにもなりかねない。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、信号源から見た場合における障害物の背後に配置された電極を使用して電界を受信する際の信号源の位置の許容範囲を広くできかつ感度を高めることができる電界受信システムを提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明に係る電界受信システムは、信号源から誘起される電界を受信する電界受信システムであって、障害物を信号源から見た場合における前記障害物の背後に配置された２つの電極と、前記電界によって前記２つの電極の間に生じた電位差を電気信号として受信する受信器と、前記障害物の手前に配置され、前記障害物を介して前記２つの電極の一方に対向する補助電極とを備えることを特徴とする。
また、前記補助電極の面積が前記一方の電極の面積より大きいことを特徴とする。
また、前記障害物は床または壁であることを特徴とする。
本発明に係る電界受信システムによれば、障害物の手前に配置され、障害物を介して２つの電極の一方に対向する補助電極とを備えるので、信号源の位置の許容範囲を広くできかつ感度を高めることができる
本実施の形態に係る電界受信システムを示す図である。 図１の電界受信システムにおける電極２の位置に人の片足だけがある様子を示す図である。 従来の電界受信システムを示す図である。 図３の電界受信システムにおける電極２の位置に人の片足だけがある様子を示す図である。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態に係る電界受信システムを示す図である。電界受信システムは、信号源１から誘起される電界を受信する電界受信システムであって、信号源１から床１０を見た場合における床１０の背後つまり床下に配置された２つの電極２、３と、前記電界によって２つ電極２、３の間に生じた電位差を電気信号として受信するトランシーバ４内の受信器４１と、信号源１から床１０を見た場合における床１０の手前つまり床上に配置され、床１０を介して電極２に対向する補助電極５とを備える。
信号源１は、例えば、データ信号を生成するデータ信号生成部を有する送信器（図示せず）を所持する人の人体である。大地としては、例えば床１０の下の地面を考えればよい。補助電極５は、床１０の上つまり障害物の手前に配置されているため、補助電極５の面積を大きくするのが容易で、その補助電極５の面積は電極２の面積より大きいものとなっている。つまり、補助電極５は、電極２の位置とは別の位置にも及んでいる。
（本実施の形態に係る電界受信システムの動作）
次に、電界受信システムの動作について説明する。図１に示す人が例えば、補助電極５の上に乗り、人に所持される送信器内のデータ信号生成部がデータ（例えば、人の名前）を含むデータ信号を生成する。このデータ信号が人体に印加されることより、人体が信号源１となり、データ信号に応じた電界が人体近傍に生じる。
この電界により、電極２と電極３との間には電位差が生じる。トランシーバ４内の受信器４１は、この電位差を電気信号として受信し、その信号からデータを取り出す。
補助電極５が床１０の上つまり障害物の手前に配置されていることで、信号源１と電極２の間の静電容量は、信号源１と補助電極５の間の静電容量（以下、静電容量Ｃ１５という）の逆数と、補助電極５と電極２の間の静電容量（以下、静電容量Ｃ５２という）の逆数の和の逆数となる。
補助電極５があることで、例えば、人が電極２の位置とは別の位置に誤って立った場合や、図２に示すように、人の片足だけが電極２の位置にある場合であっても、つまり常に、静電容量Ｃ１５は大きい。そして、さらに、静電容量Ｃ５２があるため、信号源１と電極２の間の静電容量は常に大きい。なお、補助電極５と電極２の間の距離は、補助電極５の大きさより小さいので、静電容量Ｃ５２自体も大きく、これによっても信号源１と電極２の間の静電容量は大きなものとなっている。
したがって、電極２を介して大地に誘起される電界の強度は常に大きく、もって電極２と電極３の間の電位差（信号の振幅）も常に大きくすることができる。
また、補助電極５の面積が電極２の面積より大きいので、電極２の面積を小さくできる。これにより、電極２と電極３との間の静電容量を小さくでき、したがって電極２と電極３の間のインピーダンスを小さくできるので、電極２と電極３の間の電位差（信号の振幅）を大きくすることができる。
したがって、本実施の形態に係る電界受信システムによれば、電極２に対向する補助電極５を障害物（床１０）の手前に設けたことで、信号源１の位置の許容範囲を広くでき、もって信号源１が遠い位置にあっても信号を受信できる。すなわち、高い感度で信号を受信することができる。
また、補助電極５の面積が電極２の面積より大きいので、電極２を小さくできる。これにより、電極２と電極３との間の静電容量を小さくでき、電極２と電極３の間のインピーダンスを小さくでき、その結果、電極２と電極３の間の電位差（信号の振幅）を大きくすることができる。
１…信号源
２、３…電極
４…トランシーバ
５…補助電極
１０…床
４１…受信器

Claims (3)

  1. 信号源から誘起される電界を受信する電界受信システムであって、
    障害物を信号源から見た場合における前記障害物の背後に配置された２つの電極と、
    前記電界によって前記２つの電極の間に生じた電位差を電気信号として受信する受信器と、
    前記障害物の手前に配置され、前記障害物を介して前記２つの電極の一方に対向する補助電極と
    を備えることを特徴とする電界受信システム。
  2. 前記補助電極の面積が前記一方の電極の面積より大きい
    ことを特徴とする請求項１記載の電界受信システム。
  3. 前記障害物は床または壁である
    ことを特徴とする請求項１または２記載の電界受信システム。
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