JP2016015552A - Human body communication electrode - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は人体通信電極に関し、特に、任意な場所に配置するのに好適な人体通信電極に関するものである。 The present invention relates to a human body communication electrode, and more particularly to a human body communication electrode suitable for being arranged at an arbitrary place.
人体通信は、固定器、移動器、これらの固定器と移動器の間に位置する人体のそれぞれの間の容量結合による電気的関係に基づいて通信が確立するように構成される。固定器は床等の施設側に配置され、移動器は人体に装備される。固定器および移動器は制御部と電極とで構成される。また容量結合としては、人体と移動器との間の容量、人体と固定器との間の容量、移動器と床との間の容量、固定器と床との間の容量が存在する。 Human body communication is configured such that communication is established based on an electrical relationship by means of capacitive coupling between a stationary device, a mobile device, and each of the human bodies located between the stationary device and the mobile device. The fixator is arranged on the facility side such as the floor, and the mobile device is equipped on the human body. The fixing device and the moving device are composed of a control unit and electrodes. As capacitive coupling, there are a capacity between the human body and the mobile device, a capacity between the human body and the fixed device, a capacity between the mobile device and the floor, and a capacity between the fixed device and the floor.
人体通信における固定器の通常の電極としては、図8に示されるように、例えば上側に位置する+電極板101と下側に位置する−電極板102によって構成される電極板100が使用される。電極板100の平面形状は通常的には正方形等の矩形である。当該電極板100は所要の厚みを有する平板形状を有し、通常的には平らな床103(または地面等)に設置される。図8において、104は人体105に装備される移動器としての人体通信機器である。さらに図8において、複数の矢印106は電気力線を表している。電極板100と人体通信機器104との間の電気力線106を介して通信が可能になる。+電極板101と−電極板102との間、+電極板101と人体105の間、床103と−電極板102の間、人体105と床103の間、+電極板101と−電極板102の間において、それぞれ、電気力線106が生じている。
As a normal electrode of a fixing device in human body communication, as shown in FIG. 8, for example, an electrode plate 100 including a + electrode plate 101 located on the upper side and a − electrode plate 102 located on the lower side is used. . The planar shape of the electrode plate 100 is usually a rectangle such as a square. The electrode plate 100 has a flat plate shape having a required thickness, and is usually installed on a flat floor 103 (or the ground or the like). In FIG. 8, reference numeral 104 denotes a human body communication device as a mobile device mounted on the human body 105. Further, in FIG. 8, a plurality of
従来の人体通信装置によれば、上述のごとく、固定器側電極としての電極板100が必要であった。電極板100を構成する+電極板101と−電極板102は、共に、一般的に、導体である金属板によって形成されている。従って、電極板100は通常的に剛性を有し、変形性や可撓性を有していない。 According to the conventional human body communication device, as described above, the electrode plate 100 as the stator side electrode is necessary. Both the + electrode plate 101 and the − electrode plate 102 constituting the electrode plate 100 are generally formed of a metal plate that is a conductor. Therefore, the electrode plate 100 is usually rigid and does not have deformability or flexibility.
先行技術文献の一例として特許文献1を挙げる。特許文献1は電界通信装置用の電極を開示している。この電界通信装置用の電極によれば、電極配置部材の表面上において、1本の線状の電極を、所要の間隙が生じるように折り曲げて種々のパターンとして形成している(図1〜6等)。この構成によって、電極配置部材の表面における電極の配置領域内に間隙が生じるようにし、隣接する電極間での容量結合を弱めている。また連続した1本の配線を折り曲げて電極を形成することで、簡易かつ安価な製造を可能にする。 Patent document 1 is given as an example of prior art documents. Patent document 1 is disclosing the electrode for electric field communication apparatuses. According to the electrode for the electric field communication device, one linear electrode is bent and formed in various patterns on the surface of the electrode arrangement member so as to generate a required gap (FIGS. 1 to 6). etc). With this configuration, a gap is generated in the electrode arrangement region on the surface of the electrode arrangement member, and the capacitive coupling between adjacent electrodes is weakened. Further, by forming an electrode by bending a single continuous wiring, simple and inexpensive manufacturing is possible.
人体通信装置の実際の配置に関しては、設置される環境に応じて、例えば、所定の形状を有する固定器側電極である電極板100をそのままの状態で配置できない場合が起こり得る。例えば、設置場所が平坦でない場合、または設置場所に障害となる物が存在する場合等である。通常的には、設置場所に応じた複数種類の固定器側電極を用意すれば、対応することも可能であるが、複数の固定器側電極を設置現場に持って行くことは、実際上、現実的ではない。 Regarding the actual arrangement of the human body communication device, depending on the installation environment, for example, there may occur a case where the electrode plate 100 that is a fixing-side electrode having a predetermined shape cannot be arranged as it is. For example, when the installation location is not flat, or when there are obstacles at the installation location. Usually, it is possible to respond by preparing multiple types of fixture-side electrodes according to the installation location, but in practice it is practical to bring multiple fixture-side electrodes to the installation site. Not realistic.
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、固定器や移動器等の電極が設置される環境に関係なく、現地環境または設置場所等の形状に常に対応して当該電極を設置することができ、さらに現地において電極等を容易に準備して設置できる人体通信電極を提供することにある。 In view of the above-mentioned problems, the object of the present invention is to install the electrode always corresponding to the shape of the local environment or the installation location, regardless of the environment where the electrode such as a stationary device or a mobile device is installed. Another object is to provide a human body communication electrode that can be easily prepared and installed on the site.
本発明に係る人体通信電極は、上記の目的を達成するため、次のように構成される。 In order to achieve the above object, a human body communication electrode according to the present invention is configured as follows.
第1の人体通信電極(請求項1に対応)は、配置箇所に応じた形状に変形自在な線状導電性部材を用いて構成されることを特徴とする。 The first human body communication electrode (corresponding to claim 1) is configured using a linear conductive member that can be deformed into a shape corresponding to the arrangement location.
上記の人体通信電極では、電極としての作用を生じる導電性部材を、剛性を有する板状部材として形成するのではなく、全体としての形状が自由に変化し得る線状の部材で作る。これによって、当該電極部材を、配置箇所の形状や各種の環境に応じて変形させ、設置現場において迅速に設置することができる。 In the above-described human body communication electrode, the conductive member that acts as an electrode is not formed as a rigid plate-like member, but is made of a linear member whose overall shape can be freely changed. Thereby, the said electrode member can be changed according to the shape of an arrangement | positioning location, and various environments, and can be installed rapidly in an installation site.
第2の人体通信電極(請求項2に対応)は、上記の構成において、好ましくは、線状導電性部材を折り曲げて配置箇所の形状に対応させることを特徴とする。 In the above configuration, the second human body communication electrode (corresponding to claim 2) is preferably characterized in that the linear conductive member is bent to correspond to the shape of the arrangement location.
第3の人体通信電極(請求項3に対応)は、上記の構成において、好ましくは、線状導電性部材は人体との間を隔離する隔離手段を備えることを特徴とする。 In the above configuration, the third human body communication electrode (corresponding to claim 3) is preferably characterized in that the linear conductive member is provided with an isolating means for isolating it from the human body.
第4の人体通信電極(請求項4に対応)は、上記の構成において、好ましくは、配置箇所の形状に応じて線状導電性部材を折り曲げて変形させるとき、線状導電性部材の変形を案内する案内部材を備えることを特徴とする。 In the above configuration, the fourth human body communication electrode (corresponding to claim 4) preferably deforms the linear conductive member when the linear conductive member is bent and deformed according to the shape of the arrangement location. A guide member for guiding is provided.
第5の人体通信電極(請求項5に対応)は、上記の構成において、好ましくは、線状導電性部材を自由な任意形状にて前記配置箇所に配置することを特徴とする。 In the above configuration, the fifth human body communication electrode (corresponding to claim 5) is preferably characterized in that a linear conductive member is arranged in a desired arbitrary shape at the arrangement location.
第6の人体通信電極(請求項6に対応)は、上記の構成において、好ましくは、線状導電性部材は糸状の形態を有して衣服に編み込まれ、移動器として構成されることを特徴とする。 In the above configuration, the sixth human body communication electrode (corresponding to claim 6) is preferably configured such that the linear conductive member has a thread shape and is knitted into a garment and configured as a mobile device. And
本発明に係る人体通信電極によれば、固定器側電極等が設置される現地の環境または設置場所の形状等に対応して、当該現地において人体通信電極を容易に準備・作製して設置することができ、平坦な床面等だけでなく、湾曲した床面等、障害物のある床面等、人体等の湾曲した環境や、その他の捩れた環境に適した人体通信電極を容易に準備・作製することができる。 According to the human body communication electrode according to the present invention, the human body communication electrode is easily prepared, prepared, and installed at the site corresponding to the local environment where the fixer side electrode or the like is installed or the shape of the installation site. Easy to prepare human body communication electrodes suitable not only for flat floors, but also for curved surfaces such as curved floors, curved surfaces such as human bodies, and other twisted environments・ Can be produced.
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。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Preferred embodiments (examples) of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
本発明の実施形態に係る人体通信電極が用いられる人体通信の原理と構成は、図8を参照して説明した内容と同じである。図1に、施設側に設置される固定器側の基本的な構成を示す。図1において、10は電極を示し、10Aは+電極要素を示し、10Bは−電極要素を示している。図1では、電極10、+電極要素10A、−電極要素10Bはブロックで示され、観念的に示されている。従来の電極では、+電極要素10Aと−電極要素10Bは、それぞれ矩形の金属板で形成され、通常的には絶縁媒質を介して上下に重ね合わせて配置される。なお、+電極要素10Aと−電極要素10Bは、さらに同一平面において横方向にて隣り合わせて配置することもできるし、横方向にて隣り合わせかつその一部を上下に重ね合わせて配置することもできる。本実施形態では、電極10を形成する+電極要素10A、−電極要素10Bは、以下に説明するように、変形自在な線状導電性部材(線材等)を用いて構成される。
The principle and configuration of human body communication in which the human body communication electrode according to the embodiment of the present invention is used are the same as those described with reference to FIG. FIG. 1 shows a basic configuration on the fixing device side installed on the facility side. In FIG. 1, 10 indicates an electrode, 10A indicates a positive electrode element, and 10B indicates a negative electrode element. In FIG. 1, the electrode 10, the + electrode element 10 </ b> A, and the − electrode element 10 </ b> B are shown as blocks and are shown conceptually. In the conventional electrode, the +
電極10の+電極要素10Aと−電極要素10Bのそれぞれにはケーブル11の部分を介して、制御部12の各端子に接続されている。電極10の+電極要素10Aと−電極要素10Bの周辺の空間領域では、所要の箇所の間で電気力線(図8で説明した電気力線106)を発生させ、当該電気力線を経由して検知される信号を制御部12に取込み、人体通信を行うことを可能にする。
Each of the
上記の電極10を形成する+電極要素10Aと−電極要素10Bの具体的構成として、図2に本発明に係る人体通信電極の第1の実施形態を示す。この人体通信電極は、固定器側の電極であり、それぞれ1本の線材21A,21Bを、同じ形状の所定のパターン形状に折り曲げて形成されている。図2に示された例では、2つの線材21A,21Bのそれぞれは、その先部が例えば矩形の渦巻き状態に折り曲げられて、渦巻きパターン21A−1,21B−1として形成されている。2つの線材21A,21Bの渦巻きパターン21A−1,21B−1のそれぞれは同一の平面または曲面の空間内に含まれるように巻かれた形態を有し、当該線材21A,21Bの渦巻きパターン21A−1,21B−1の部分が、それぞれ、上記の+電極要素10Aと−電極要素10Bを形作る。渦巻きパターン21A−1と渦巻きパターン21B−1は、同形の渦巻きパターンとして形成されているので、上下に重ねるとぴったりと一致する。渦巻きパターンの大きさ、隙間の距離は任意である。
FIG. 2 shows a first embodiment of a human body communication electrode according to the present invention as a specific configuration of the +
上記の線材21A,21Bは線状の導電性部材(導線、針金、金属コード、変形可能な金属材や金属パイプ材等)であり、かつその長さや径は任意に設定することができ、さらに電気力線を生じるものであれば任意の材質を用いることができる。線材21A,21Bは、その形を自由に変えることができる変形性または柔軟性を有している。そのため、作業者は、人体通信装置を所要の設置場所に設置する場合において、元々1本の線状形状を成す線材21A,21Bを固定器の設置現場に持ち運び、当該設置現場で現場環境や設置場所の形状等に応じて折り曲げて設置することが可能となる。上記の線材21A,21Bの渦巻きパターン21A−1,21B−1は変形の一例である。
The
上記の線状の導線性部材は、導線が裸のままでもよいし、絶縁性被覆部材で被覆されていていもよい。 In the above-described linear conductive member, the conductive wire may remain bare or may be covered with an insulating coating member.
本実施形態に係る人体通信電極では、電極10を形成する+電極要素10Aと−電極要素10Bは、渦巻きパターン21A−1,21B−1を有する線材21A,21Bのみで形成され、当該線材21A,21Bを載せ置くまたは支持する基板等は用いられない。
In the human body communication electrode according to the present embodiment, the +
上記の線材21A,21Bのに形成される電極パターンの形状は、図3に示すように変形することができる。図3では、例えば+側の片側の電極パターンの形状のみを示している。
The shape of the electrode pattern formed on the
図3の(A)は、図2で説明した渦巻きパターン21A,21Bと同じ渦巻きパターン31を示す。渦巻きパターン31において、制御部12との接続点31aは外側の端部の位置に設けられる。
FIG. 3A shows the same spiral pattern 31 as the
図3の(B)は、他の渦巻きパターン32を示す。この渦巻きパターン32では、接続点32aが内側の端部の位置に設けられている。
FIG. 3B shows another spiral pattern 32. In the spiral pattern 32, the
図3の(C)は、じぐざぐ状または蛇腹状のパターン33を示している。パターン33において、折返し部の長さ、それらの折返し部の間の間隔は任意に設定することができる。パターン33の一端が接続点33aになっている。
FIG. 3C shows a zigzag or bellows
図3の(D)は、卍型のパターン34を示す。パターン34の中心部の交点が接続点34aとなっている。
FIG. 3D shows a saddle-shaped pattern 34. The intersection of the central part of the pattern 34 is a
図3の(E)は、短絡ループ状(リング状、環状)のパターン35を示す。パターン35の任意の一箇所に接続点35aが設けられる。
FIG. 3E shows a
電極パターンは、上記の円形や矩形には限定されず、多角形であってもよいし、規則的な形状、不規則的な形状を有してもよい。
またループ状のパターン35については、一部を開放させる形状であってもよい。
上記の実施形態では、+側の電極要素と−側の電極要素を同形の形状として説明したが、+側の電極要素と−側の電極要素を異なる長さ、形状として製作することもできる。
また電極パターンを形成する線材の端は開放されていても、短絡されていてもよい。
The electrode pattern is not limited to the above-described circle or rectangle, and may be a polygon, a regular shape, or an irregular shape.
Further, the loop-shaped
In the above embodiment, the + side electrode element and the − side electrode element have been described as having the same shape. However, the + side electrode element and the − side electrode element can be manufactured to have different lengths and shapes.
Moreover, the end of the wire forming the electrode pattern may be open or short-circuited.
図4に、第1の実施形態に係る人体通信電極をセキュリティーゲートに配置した例を示す。図4において、41はゲートであり、42はゲート41によって設定された通路を通行しようとする人である。人42は移動器(人体通信機器)43を身体に装備している。この図示例では、床面44に障害物45が存在する。当該床面44の表面または内部には、障害物45を避けて線材21A,21Bがほぼじくざぐ状の電極パターン33として設置されている。このジグザグ状電極パターン33は、障害物45を避けて作られているため、図3の(C)で示したパターン33を変形させた形となっている。線材21A,21Bの各々の一端が制御部12に接続されている。46は電気力線を示している。このように、本実施形態に係る人体通信用電極によれば、設置現場において、電極の設置される場所の環境や形状に応じて自由に設置することができる。
FIG. 4 shows an example in which the human body communication electrode according to the first embodiment is arranged in the security gate. In FIG. 4, reference numeral 41 denotes a gate, and
図5に、第1の実施形態に係る人体通信電極、例えば線材21A,21Bの渦巻きパターン21A−1,21B−1の配置例を示す。この配置例では、渦巻きパターン21A−1,21B−1が配置される床面(地面)51が湾曲している。本実施形態に係る電極では、渦巻きパターン21A−1,21B−1が、床面51に沿うように湾曲して形成され、床面51に平行になるように設置されている。なお実際の構成としては2つの渦巻きパターン21A−1,21B−1は絶縁隔離しつつほぼ接触した状態で配置される。
FIG. 5 shows an arrangement example of the human body communication electrodes according to the first embodiment, for example, the
図6を参照して本発明の第2の実施形態に係る人体通信電極を説明する。この実施形態に係る電極10の電極61は、相対的に細い線状の少なくとも2本の導線(線材21A,21Bに相当する導線)を組としてを無定形の形状にして電極として形成したものである。この電極61は、一定の形を有しないので、設置場所に応じて自由に設置することができる。
A human body communication electrode according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The electrode 61 of the electrode 10 according to this embodiment is formed as an electrode having an amorphous shape with at least two relatively thin wire conductors (conductor wires corresponding to the
図7を参照して本発明の第3の実施形態に係る人体通信電極を説明する。この実施形態に係る人体通信電極は、移動器側の電極である。図7において、71は人が着る衣服である。この衣服71の表面等に、導線を編み込んで作った電極72が所要数設けられる。電極72に編み込まれる導線は糸状または繊維状の導線である。このような構成によれば、衣服71を人体通信用電極として用いることができる。なお73は移動器側制御部である。
A human body communication electrode according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The human body communication electrode according to this embodiment is a mobile-side electrode. In FIG. 7,
上記の人体通信電極を構成する線状導電性部材は人体との間を隔離する隔離部材を備えるように構成することができる。この隔離部材は電気力線が作られるのを阻止する手段である。 The linear conductive member constituting the human body communication electrode can be configured to include an isolation member that separates the human body from the human body communication electrode. This isolation member is a means for preventing the generation of electric lines of force.
また固定器の設置現場において、配置箇所の形状に応じて線状導電性部材を折り曲げて変形させるとき、線状導電性部材の変形を案内する案内部材を備えるように構成することもできる。この案内部材はレール状の形態を有するものである。 In addition, when the linear conductive member is bent and deformed according to the shape of the arrangement location at the installation site of the fixing device, a guide member for guiding the deformation of the linear conductive member may be provided. The guide member has a rail shape.
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。 The configurations, shapes, sizes, and arrangement relationships described in the above embodiments are merely schematically shown to the extent that the present invention can be understood and implemented, and the numerical values and the compositions (materials) of the respective components Is just an example. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, and can be variously modified without departing from the scope of the technical idea shown in the claims.
本発明に係る人体通信電極は、人体通信装置において主に固定器側の電極として使用され、設置環境や設置場所に応じて現場で簡単にかつ確実に設置することができる電極として利用される。 The human body communication electrode according to the present invention is mainly used as a fixture-side electrode in a human body communication device, and is used as an electrode that can be easily and reliably installed on site according to the installation environment and installation location.
10 電極(固定器側電極)
10A +電極要素
10B −電極要素
11 ケーブル
12 固定器側制御部
21A,21B 線材
21A−1 渦巻きパターン
21B−1 渦巻きパターン
31,32 渦巻きパターン
33 じぐざぐ状(蛇腹状)パターン
34 卍型パターン
35 円形パターン
41 ゲート
42 人
43 移動器
44 床面
45 障害物
46 電気力線
51 床面
61 電極
71 衣服
72 移動器側電極
73 移動器側制御部
100 電極板
101 +電極板
102 −電極板
104 人体通信機器
105 人体
106 電気力線
10 Electrode (fixer side electrode)
10A +
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