JP2015037202A

JP2015037202A - 電界通信用固定器

Info

Publication number: JP2015037202A
Application number: JP2013167361A
Authority: JP
Inventors: 大介斎藤; Daisuke Saito
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 2013-08-12
Filing date: 2013-08-12
Publication date: 2015-02-23
Anticipated expiration: 2033-08-12
Also published as: JP6571909B2

Abstract

【課題】シールドされたケーブルの電位を電極の電位と一致させ、ケーブル全体の電位を安定化し、さらに雑音の影響を軽減することができる電界通信用固定器を提供する。【解決手段】この電界通信用固定器１０は、電極１１の電位変動をシールドケーブル１３を通じて制御部１２に送信する装置であり、シールドケーブルのシールド部１６に接続された導電板１５を電極１１の配置領域１４Ａに設けた。ケーブル１３Ａ，１３Ｂの各電位がシールド部１６により同一になり、導電板によってシールドケーブルそのものの電位が電極の電位と同一になる。電位のバランスがとれてが安定化され、雑音の影響が軽減される。【選択図】図２

Description

本発明は電界通信用固定器に関し、特に、人体を通して行われる電界通信でケーブルの電位を安定化し、雑音の影響を受けにくいようにした電界通信用固定器に関する。

電界通信は、誘電体である人体等（一般的に「電界伝達媒体」）を通信媒体とし、当該人体等を通して行われる通信形態である。この電界通信は人体通信とも呼ばれている。電界通信では、通常、床に設置した電極および当該電極の上に立った利用者の人体を通して、利用者が所持する携帯端末と、離れた位置に配置されかつ当該電極を制御する制御部との間で、通信を成立させ、必要な情報の送受信を行うように構成される。電極は電界通信においてアンテナとして機能し、さらにこの電極を備えた電気部品は電界通信用固定器として機能する。他方、利用者が所持する上記携帯端末は電界通信の「移動器」として機能する。当該電極と、これを制御する制御部との間は、通常的にはペア線のケーブルによって接続されている。

電極と制御部の間を接続するケーブルの一例として、特許文献１に開示される接続回路を説明する。特許文献１の図１では、２つの電極（１１Ａ，１１Ｂ）は、それぞれ２芯ケーブル（１２）を介して受信器（１）に接続されている。２芯ケーブルは上記のペア線に対応し、受信器は電気回路要素として上記の制御部に実質的に対応している。２芯ケーブルは、図中破線で示されているように、シールド部で覆われており、シールドケーブルとして構成されている。シールド部を有するのは、２芯ケーブルの電位の安定を図り、雑音の影響を排除するためである。本来的にペア線は、２つの線の間の電位が配線経路に応じて安定しないので、雑音の影響を受けやすい。そこで２芯ケーブルを覆うように破線のごとくシールド部を設けており、これにより雑音の影響を排除している。ペア線に対してシールド部が後付け要素として付設される構成もあるが、一般的に、商品的にシールド部が一体として形成されたシールドケーブルも販売されている。

図５の（Ａ），（Ｂ）を参照して電極とケーブルの各電位の関係について詳述する。

図５の（Ａ）では、床面１０１に配置された電極１０２と、離れた位置に設けられた制御部１０３と、電極１０２と制御部１０３を接続するペア線のケーブル１０４Ａ，１０４Ｂが示されている。実際には電極１０２は床面１０１の上などに設置されるが、図５では電位関係を説明するため床面１０１から離して示している。電極１０２では、所要の厚みを有する板状の絶縁部材１０５の内部に２つの電極板１０２Ａ，１０２Ｂが平行に配置されている。２つの電極板１０２Ａ，１０２Ｂはそれぞれケーブル１０４Ａ，１０４Ｂを介して制御部１０３に接続されている。このケーブル１０４Ａ，１０４Ｂはシールドされていない。上記の構成において、電極１０２の各電極板１０２Ａ，１０２Ｂの床面１０１に対する電位がほぼＶ１であるとする。この場合に、ケーブル１０４Ａ，１０４Ｂの各々の床面１０１に対する電位も一定なＶ１であることが望ましい。通常、接地電位である床面１０１に沿ってケーブル１０４Ａ，１０４Ｂを配線すれば、各ケーブルの電位は一定になる。しかし、現実的には、床の材質が一定でなかったり、床から壁に配線するなど、配線経路が変わる可能性が高く、一定の電位にすることは容易ではない。そのため現実的には、図５の（Ａ）に示すようにケーブル１０４Ａの電位はＶ２となり、ケーブル１０４Ｂの電位はＶ３となる。２つのケーブル１０４Ａ，１０４Ｂ同士の間でも電位が異なるという問題が起きる。

そこで、図５の（Ｂ）に示すようにケーブル１０４Ａ，１０４Ｂに対してシールド部１０６を設けることによりシールドケーブルとして構成する。このシールドケーブルは、特許文献１に開示された２芯ケーブル（１２）と実質的に同じである。シールドケーブルとして構成すると、シールド部１０６に対して２つのケーブル１０４Ａ，１０４Ｂの電位はＶ２’となって同じ電位となり、安定にすることができる。しかし、シールドケーブル全体、すなわちシールド部１０６の電位は例えばＶ２となり、電極１０２の電位Ｖ１とは同じにはならないという問題が起きる。

特開２０１１−１９３２１５号公報（図１、段落００１５，００１６）

電界通信の電極１０２において、雑音の影響を防ぐためにシールドケーブルを使用した場合、電極の電位と一致させるという観点から、シールド部１０６を接地させる箇所が課題となる。特許文献１に開示された接続回路では、シールド部は受信器の回路グランドに接続され、これにより接地している。一般的には、理想的に、電極が配置された箇所においてもっとも近い箇所にある導体（グランド）に接続することが望ましく、これにより電極を含めた電気回路要素での平衡バランスをとることができる。しかし、電極の配置箇所の近傍に常に必ず適切な導体部分があるとは限らない。また特許文献１の接続回路のように、シールド部を受信器側の導体（グランド）に接続する場合には、電極とペア線のケーブルの各電位が一定にならず、不安定になる。

本発明の目的は、上記の課題に鑑み、シールドされたケーブルの電位を電極の電位と一致させ、ケーブル全体の電位を安定化し、さらに雑音の影響を軽減することができる電界通信用固定器を提供することにある。

本発明に係る電界通信用固定器は、上記の目的を達成するため、次のように構成される。

第１の電界通信用固定器（請求項１に対応）は、電極の電位変動をシールド付きケーブルを通じて制御部に送信する装置であり、シールド付きケーブルのシールド部に接続された導電物を電極の配置領域に設けたことを特徴とする。

上記の電界通信用固定器では、ペア線のケーブルの電位がシールド部により同一になり、雑音の影響が軽減されると共に、導電物によってシールド付きケーブルそのものの電位が電極の電位と同一になるため、電位のバランスがとれてが安定化され、雑音の影響がさらに軽減される。

第２の電界通信用固定器（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは、電極は導電物の上に配置されることを特徴とする。

第３の電界通信用固定器（請求項３に対応）は、上記の構成において、好ましくは、導電物は電界通信用電極の面積と同等の面積を有する導電板であり、当該導電板と電極は一体的構造で構成されることを特徴とする。

第４の電界通信用固定器（請求項４に対応）は、上記の構成において、好ましくは、導電物は導電板であり、当該導電板の面積は、電極が設置された環境に応じて決められることを特徴とする。

第５の電界通信用固定器（請求項５に対応）は、上記の構成において、好ましくは、導電板の面積は、導電板の材質の導電率に応じて決められることを特徴とする。

本発明によれば、次の効果を奏する。
この電界通信用固定器によれば、シールド部を設けたため、ペア線のケーブルの電位がシールド部により同一になり、雑音の影響を軽減することができる。さらに電極に対応して導電物を設置し、この導電物でシールド付きケーブルをグランドしたため、当該シールド付きケーブルそのものの電位が電極の電位と同一になり、電位のバランスがとれてが安定化され、雑音の影響をさらに軽減することができる。
また電極に対応して設置される導電物を電極と一体化した構造としたため、設置が容易になり、電界通信用固定器としての使い勝手を良好にすることができる。
また電極の設置環境に応じて導電物の面積、形状、設置場所等を変更することができ、使用上の融通性を高めることができる。

本発明の第１の実施形態に係る電界通信用固定器の設置状態を示す側面図である。第１の実施形態に係る電界通信用固定器での電位の関係を説明する一部断面側面図である。第１の実施形態に係る電界通信用固定器の具体的外観例を示す斜視図である。本発明の第２の実施形態に係る電界通信用固定器の電位の関係を説明する一部断面側面図である。従来の電界通信用固定器の電極とケーブルの各電位の関係を説明する図である。

以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。

図１〜図３を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。図１において、電界通信用固定器１０は、電極１１と、電極１１を制御する制御部１２と、電極１１と制御部１２を接続するペア線としてのケーブル１３Ａ，１３Ｂを含むシールドケーブル１３とから構成されている。電極１１は、床面１４の電極配置領域１４Ａに配置された導電板１５の上に設置されている。電極１１の平面形状は、図３に示すように、例えばほぼ正方形（一辺が例えば４０ｃｍ）であり、導電板１５も電極１１の平面形状とほぼ同じ形状を有している。電極１１と導電板１５は予め一体化した製品として作ることもできるし、別部材として作り、その後に設置時に電極１１を導電板１５に取り付けるように構成することもできる。導電板１５は導電物で作られており、例えば鉄等を利用して鉄板として形成される。導電物としては、任意の導電率を有する任意の材料を用いることができ、さらに導電率が異なる２つ以上の材料を組み合わせて作ることもできる。電極１１と導電板１５は容量結合の関係に設定されている。また制御部１２は信号処理部や演算処理部等を内蔵し、電極１１で受信した信号を受けて、必要な制御信号等を電極１１に与える機能を有している。電極１１は、その上に立った人が所持する移動器との間で、当該人の人体を媒体とした電界通信により信号の送受を行う人体通信用の固定器として機能する。ケーブル１３Ａ，１３Ｂは、ペア線全体としてシールド部１６で覆われてシールドされ、シールドケーブル１３として構成されている。シールド部１６は、本来、シールドケーブル製品としてペア線のケーブルと共に一体的に作り、所謂シールドケーブルとして構成することもできるし、また通常のケーブルにシールド部１６を付設するように構成することもできる。

シールドケーブル１３では、シールド部１６で覆われていることから、ケーブル１３Ａ，１３Ｂのいずれもシールド部１６に対して同じ電位（Ｖ１’）になっている。さらにシールドケーブル１３のシールド部１６は、床面１４に配置された導電板１５に接続線１７で接続されており、導電板１７の電位（Ｖ１）と同じ電位になるように設定されている。つまり、図２に示すように、シールドケーブル１３のシールド部１６の電極１１側の端部を接続線１７によって電極１１が設置されている導電板１５と容量結合することにより、床面１４に対するシールドケーブル１３の電位を導電板１５の電位Ｖ１と同じになるように設定している。電極１１の構造は、図２に示すように、所要の厚みを有する板状の絶縁部材１８の内部に２つの電極板１１Ａ，１１Ｂが平行に配置されている。２つの電極板１１Ａ，１１Ｂにはそれぞれケーブル１３Ａ，１３Ｂが接続されている。この接続関係に基づき、導電板１５に対する電極板１１Ａ，１１Ｂの各電位はＶ１’に設定され、これは前述したケーブル１３Ａ，１３Ｂの各電位Ｖ１’と同じ電位になっている。

上記の構成によれば、電極１１の下側に導電板１５を配置し、この導電板１５とシールドケーブル１３のシールド部１６とを接続線１７で接続することで、図２において電位Ｖ１，Ｖ１’で示されるように、対応する箇所を全て同電位にすることができる。その結果、ケーブル１３Ａ，１３Ｂが同電位になり、雑音の影響を軽減することができ、さらにシールドケーブル１３の各ケーブル１３Ａ，１３Ｂと電極１１の電極板１１Ａ，１１Ｂとが同電位になり、当該電位を安定化し、雑音の影響を軽減することができる。さらに上記の構成によれば、シールドケーブル１３のシールド部１６を床に直接にグランドできない場合にも、導電板１５を利用することにより、電極１１の設置環境や場所に依存することなく、シールドケーブル１３の電位を適切な電位で安定して設定し、電極との電位バランスをとることができる。

なお図３に示した電界通信用固定器１０では、導電板１５は、例えば薄板状の板材を利用し、両縁部１５ａを断面コの字状に折り曲げて形成し、電極１１を設置するスペースを形成している。また電極１１に対応して設置される導電板１５を当該電極１１と一体化した構造としたため、設置が容易になり、電界通信用固定器１０としての使い勝手を良好にすることができる。

次に図４を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。図４は、図２と同様な図であり、第１の実施形態において説明した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。第２の実施形態に係る電界通信用固定器２０では、電極１１に対して設けられる導電板２１を、電極１１の配置領域に対応しているが、当該配置領域とは完全に一致しない位置に配置し、かつ導電板２１の平面形状を電極１１の平面形状とは異なるようにしている。この場合、導電板２１の面積と電極１１の面積とは異なっている。換言すれば、導電板２１の平面形状、面積、設置位置は、電極１１と同じである必要はなく、設置環境に応じて変更することができる。この場合、電極１１と容量結合するように設けられる導電板２１は一体化構造ではなく、組立式の構造となっている。また導電板２１を形成する導電物の導電率（材質）に応じて、導電板２１の面積も変更することができる。上記の第２の実施形態に係る電界通信用固定器２０についても、第１の実施形態と同様な効果を発揮することができる。また電極１１の設置環境に応じて導電板２１の面積、形状、設置場所等を変更することができ、使用上の融通性を高めることができる。

上記の各実施形態では、導電板１５，２１や電極１１を床面１４上に設置する例を説明したが、床の内部に埋設する場合にも同様に構成することができ、同様な効果を発揮させることができる。

以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また数値および各構成の組成（材質）等については例示にすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。

本発明に係る電界通信用固定器は、人体通信において移動器に対する固定器としてに利用される。

１０電界通信用固定器
１１電極
１１Ａ，１１Ｂ電極板
１２制御部
１３シールドケーブル
１３Ａ，１３Ｂケーブル
１４床面
１４Ａ電極配置領域
１５導電板
１６シールド部
１７接続線

Claims

電極の電位変動をシールド付きケーブルを通じて制御部に送信する装置において、前記シールド付きケーブルのシールド部に接続された導電物を前記電極の配置領域に設けたことを特徴とする電界通信用固定器。
前記電極は前記導電物の上に配置されることを特徴とする請求項１記載の電界通信用固定器。
前記導電物は前記電界通信用電極の面積と同等の面積を有する導電板であり、当該導電板と前記電極は一体的構造で構成されることを特徴とする請求項２記載の電界通信用固定器。
前記導電物は導電板であり、当該導電板の面積は、前記電極が設置された環境に応じて決められることを特徴とする請求項１記載の電界通信用固定器。
前記導電板の面積は、前記導電板の材質の導電率に応じて決められることを特徴とする請求項４記載の電界通信用固定器。