JP4012888B2

JP4012888B2 - 電界通信携帯端末

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Publication number: JP4012888B2
Application number: JP2004120622A
Authority: JP
Inventors: 満品川; 克幸落合; 直志美濃谷; 愛一郎佐々木; 信太郎柴田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2004-04-15
Filing date: 2004-04-15
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2024-04-15
Also published as: JP2005303921A

Description

本発明は、送受信データを電界として例えば人体などの電界伝達媒体に誘起して通信を行う電界通信携帯端末に関し、更に詳しくは、利用者が例えば手に持って簡単に操作できるような電界通信携帯端末に関する。

電界伝達媒体である例えば人体に電界を誘起し、この誘起された電界を用いてデータ通信を行う電界データ通信装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような電界データ通信装置を適用して、例えばゲーム機や小型電卓などのように人間が手に持ちながら簡単に操作できる小型の電界通信携帯端末の商品化が要望されている。このような電界通信携帯端末を手に持って操作すると、この電界通信携帯端末から人体に誘起される電界を打ち消す逆向きの電界が回路グランドから人体に混入したり、電界通信携帯端末内蔵のＣＰＵが動作することにより発生する不要な電磁波が人体に混入して通信品質が劣化することがある。

詳しくは、図１５に示すように、利用者１０１が電界通信を行う場合の生体上の電界モデルについて説明する。

図１５に示すように、利用者１０１が一方の手に送信器３０１を持ち、他方の手に受信器３０３をもって大地グランド３０５上に立っている状態においては、送信器３０１の信号電極３０１ａから利用者１０１の身体に対しては符号ａで示すように電界が入力され、送信器３０１のグランド電極３０１ｂから利用者１０１の身体に対して符号ｂで示すように逆向きの電界が入力される。

また、送信器３０１のグランド電極３０１ｂから大地グランド３０５に対しては符号ｃで示すように電界が入力され、利用者１０１の身体から大気を介して大地グランド３０５には符号ｄで示すように電界が入力される。更に、利用者１０１の身体から靴などを介して大地グランド３０５に符号ｅで示すように電界が入力され、利用者１０１の身体から受信器３０３に対して符号ｆで示すように電界が入力され、受信器３０３から大地グランド３０５に対して符号ｇで示すように電界が入力される。

上述したように、送信器３０１の信号電極３０１ａからの電界は、符号ａで示すように利用者１０１の身体に入力され、この電界は利用者１０１の身体から符号ｆで示すように受信器３０３に入力されるが、この場合において送信器３０１のグランド電極３０１ｂから利用者１０１の身体に対して符号ｂで示すように逆向きの電界が入力されるため、符号ａで示す信号電極３０１ａからの電界が符号ｂで示す逆向きの電界で打ち消され、電界が小さくなるという問題があるとともに、利用者１０１の身体に誘起された電界は、特に大地グランド３０５に近い利用者１０１の足を通じて大地グランド３０５に逃げてしまい、電界通信を行いにくいという問題がある。
特願２００２−１２７３６６号公報

上述したように、電界通信携帯端末を手に持って操作すると、電界通信携帯端末から人体に誘起される電界を打ち消す逆向きの電界が回路グランドから人体に混入して電界を小さくしたり、人体に誘起された電界が大地グランドに近い足などを通じて大地グランドに逃げてしまい、電界通信を行い難くするとともに、電界通信携帯端末内蔵のＣＰＵが動作することにより発生する不要な電磁波が人体に混入して通信品質が劣化するという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、通信品質の劣化を抑制しながら利用者が手に持って容易に操作し得るように構成した電界通信携帯端末を提供することにある。

請求項１記載の本発明の電界通信携帯端末は、送受信データを電界として電界伝達媒体に誘起して通信を行う電界通信携帯端末であって、互いに重ね合わせて積層体を構成するように配設される複数の絶縁体と、複数の絶縁体のうち最も表側と最も裏側の絶縁体で保護されるように最も表側と最も裏側の絶縁体で挟まれた内側の絶縁体内に設けられた電界通信トランシーバおよび該電界通信トランシーバを介してデータ送受信を行うように電界通信トランシーバに接続されたコンピュータと、前記電界通信トランシーバに接続され、電界通信トランシーバからのデータを電界伝達媒体に電界として誘起し、電界伝達媒体に誘起されてくる電界を受信して電界通信トランシーバに伝達すべく電界伝達媒体が接触するように設けられる送受信電極とを有することを要旨とする。

請求項２記載の本発明の電界通信携帯端末は、前記複数の絶縁体のうち最も表側および最も裏側の絶縁体は、比較的軟らかい材質で形成され、最も表側と最も裏側の絶縁体で挟まれた内側の絶縁体が、比較的硬い材質で形成されることを要旨とする。

請求項３記載の本発明の電界通信携帯端末は、前記材質は、木材であることを要旨とする。

請求項４記載の本発明の電界通信携帯端末は、前記比較的軟らかい材質の木材は、コルクであり、前記比較的硬い材質の木材が、桐であることを要旨とする。

請求項５記載の本発明の電界通信携帯端末は、前記送受信電極が、電界伝達媒体が接触するように複数の絶縁体の周辺部に設けられることを要旨とする。

請求項６記載の本発明の電界通信携帯端末は、前記送受信電極が、電界伝達媒体が接触するように前記最も裏側の絶縁体の外面に設けられることを要旨とする。

請求項７記載の本発明の電界通信携帯端末は、前記送受信電極が、前記最も裏側の絶縁体の外面に設けられる第１の送受信電極と、この第１の送受信電極の対向する両端部から連続的に延出して複数の絶縁体の対向する一対の周辺部にそれぞれ設けられる一対の第２の送受信電極と、この一対の第２の送受信電極の各々から連続的に延出して前記最も表側の絶縁体の外面上の対向する両端部に設けられる一対の第３の送受信電極とを有することを要旨とする。

請求項８記載の本発明の電界通信携帯端末は、前記送受信電極が、前記最も裏側の絶縁体の外面に対して自由端部となる両足部が固定されたコの字形またはＵ字形の送受信電極であることを要旨とする。

請求項９記載の本発明の電界通信携帯端末は、前記複数の絶縁体を固定するためのクランプ手段を有し、前記送受信電極が、クランプ手段と一体的に形成されていることを要旨とする。

請求項１０記載の本発明の電界通信携帯端末は、前記送受信電極が、導電性ベルトを介して前記電界通信トランシーバに接続されることを要旨とする。

請求項１１記載の本発明の電界通信携帯端末は、前記送受信電極と該送受信電極が設けられる前記周辺部との間に配設され、比較的軟らかい材質の絶縁体からなる軟質絶縁体スペーサを有することを要旨とする。

請求項１２記載の本発明の電界通信携帯端末は、前記最も裏側の絶縁体と内側の絶縁体との間に配設され、比較的軟らかい材質の絶縁体からなる軟質絶縁体スペーサを有することを要旨とする。

請求項１３記載の本発明の電界通信携帯端末は、前記送受信電極が、絶縁フィルムで覆われていることを要旨とする。

請求項１４記載の本発明の電界通信携帯端末は、前記最も裏側の絶縁体の外面に取り付けられた固定ベルトを有することを要旨とする。

請求項１５記載の本発明の電界通信携帯端末は、前記複数の絶縁体が、最も表側に配設され比較的材質が軟らかい表側軟質絶縁体と、最も裏側に配設され比較的材質が軟らかい裏側軟質絶縁体と、前記表側軟質絶縁体と裏側軟質絶縁体との間に配設され比較的材質が硬い硬質絶縁体とを有することを要旨とする。

請求項１６記載の本発明の電界通信携帯端末は、前記コンピュータからのデータを表示するようにコンピュータに接続され、複数の絶縁体のうち最も表側の絶縁体の外面に表示画面が露出するように設けられるディスプレイを有することを要旨とする。

請求項１７記載の本発明の電界通信携帯端末は、前記クランプ手段が、複数の絶縁体の固定を解除し得るように着脱自在に複数の絶縁体の周辺部に設けられていることを要旨とする。

請求項１８記載の本発明の電界通信携帯端末は、送受信データを電界として電界伝達媒体に誘起して通信を行う電界通信携帯端末であって、電界通信を行う電界通信トランシーバと、該電界通信トランシーバを介してデータ送受信を行うように電界通信トランシーバに接続されたコンピュータとを保護するように内蔵するかまたは電界通信トランシーバを保護するように電界通信トランシーバのみを内蔵するように一体成形されるかまたは複数の絶縁ブロックを加熱接着して形成された絶縁体と、前記電界通信トランシーバに接続され、電界通信トランシーバからのデータを電界伝達媒体に電界として誘起し、電界伝達媒体に誘起されてくる電界を受信して電界通信トランシーバに伝達すべく電界伝達媒体が接触するように設けられる送受信電極とを有することを要旨とする。

本発明によれば、板状の複数の絶縁体を重ねてクランプ手段で固定し、内側の絶縁体内に電界通信トランシーバとコンピュータを設け、電界通信トランシーバに接続された送受信電極を用いて電界伝達媒体を介して電界通信を行うので、電界通信トランシーバとコンピュータは外側の絶縁体で挟まれた内側の絶縁体内に設けられ、本電界通信携帯端末を手などから滑らして落下したとしても衝撃が緩和され破損されることを防止できるとともに、回路グランドと人体との距離が離され、回路グランドから逆向きの電界が混入したり、コンピュータの動作により不要な電磁波が人体に混入して通信品質が劣化することを抑制することができる。

本発明によれば、最も表側および最も裏側の絶縁体は比較的軟らかい材質で形成され、内側の絶縁体は比較的硬い材質で形成されるので、内側の絶縁体内に設けられたコンピュータや電界通信トランシーバは本電界通信携帯端末を手などから滑らして落下したとしても衝撃が緩和され破損されることを防止できる。

本発明によれば、送受信電極は電界伝達媒体が接触するように複数の絶縁体の周辺部に設けられるので、電界伝達媒体である例えば手で周辺部に設けられた送受信電極を把持することが要旨であり、手で操作しながら電界通信を容易に行うことができる。

本発明によれば、送受信電極は電界伝達媒体が接触するように最も裏側の絶縁体の外面に設けられるので、この送受信電極の下に電界伝達媒体である例えば手を置いて本電界通信携帯端末を持ちながら電界通信を容易に行うことができるとともに、電界伝達媒体である手を置く送受信電極は最も裏側の絶縁体の外部に設けられ、コンピュータなどのある内側の絶縁体から離されていて、コンピュータなどからの不要な電磁波が人体に混入して通信品質が劣化することを抑制することができる。

本発明によれば、送受信電極は最も裏側の絶縁体の外面に設けられる第１の送受信電極と、この第１の送受信電極の対向する両端部から連続的に延出して複数の絶縁体の対向する一対の周辺部にそれぞれ設けられる一対の第２の送受信電極と、この一対の第２の送受信電極の各々から連続的に延出して最も表側の絶縁体の外面上の対向する両端部に設けられる一対の第３の送受信電極とを有するので、すなわち、送受信電極は最も裏側の絶縁体の外面に設けられた部分に対して積層体の周辺部を挟むように設けられているので、送受信電極の下に電界伝達媒体である例えば手を置くとともに、その手の指を積層体の周辺部にかけることができ、本電界通信携帯端末を手で確実に持ちながら電界通信を容易に行うことができる。

本発明によれば、送受信電極は最も裏側の絶縁体の外面に対して自由端部となる両足部が固定されたコの字形またはＵ字形の送受信電極であるので、コの字形またはＵ字形の部分を手で把持して本電界通信携帯端末を容易に持つことができる。

本発明によれば、送受信電極は導電性ベルトを介して電界通信トランシーバに接続されるので、送受信電極を電界通信トランシーバの設けられている電界通信携帯端末の本体から離して別体として例えば利用者の首などにかけるように設け、この首などにかけた送受信電極を導電性ベルトで本体の電界通信トランシーバに接続するなどのように種々の形態て使用することができる。

本発明によれば、送受信電極と周辺部との間に比較的軟らかい材質の絶縁体からなる軟質絶縁体スペーサを設けるので、送受信電極を把持する手などをコンピュータなどから離すことができ、コンピュータなどから発生する不要な電磁波が人体に混入することを抑制することができ、通信品質を向上することができる。

本発明によれば、最も裏側の絶縁体と内側の絶縁体との間に比較的軟らかい材質の絶縁体からなる軟質絶縁体スペーサを設けるので、内側の絶縁体内に設けられたコンピュータなどを人体や大地グランドから離すことができ、コンピュータなどから発生する不要な電磁波が人体に混入することを抑制することができ、通信品質を向上することができる。

本発明によれば、最も裏側の絶縁体の外面に固定ベルトが取り付けられているので、送受信電極に対する電界伝達媒体の接触および電界通信携帯端末の把持を容易にすることができる。

本発明によれば、クランプ手段は複数の絶縁体の固定を解除し得るように着脱自在に複数の絶縁体の周辺部に設けられているので、クランプ手段を介して複数の絶縁体の間に例えば軟質絶縁体スペーサなどを後から挿入し、電界通信携帯端末を使用する通信条件に応じて適宜軟質絶縁体スペーサなどを挿入するなどして、絶縁性を調整することができる。

本発明によれば、一体成形されるかまたは複数の絶縁ブロックを加熱接着して形成された絶縁体内に電界通信トランシーバとコンピュータとを内蔵するかまたは電界通信トランシーバのみを内蔵するので、電界通信トランシーバは絶縁体内で適確に保護され、本電界通信携帯端末を手などから滑らして落下したとしても衝撃が緩和され破損されることを防止できるとともに、回路グランドと人体との距離が離され、回路グランドから逆向きの電界が混入したり、コンピュータの動作により不要な電極波が人体に混入して通信品質が劣化することを抑制することができる。

以下、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態と称する）を説明する。

図１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の第１の実施形態に係わる電界通信携帯端末の構造を示す斜視図および上面図である。同図に示す実施形態の電界通信携帯端末１は、送受信データを電界として電界伝達媒体である例えば人体に誘起して通信を行うことができる比較的小型の構造を有し、例えば利用者が手などに持って簡単に操作できるように構成されている。

電界通信携帯端末１は、板状の複数の絶縁体である表側軟質絶縁体５、硬質絶縁体３および裏側軟質絶縁体７を互いに重ね合わせて構成され、これにより積層体を構成している。なお、本実施形態では、電界通信携帯端末１は、表側軟質絶縁体５、硬質絶縁体３および裏側軟質絶縁体７からなる３枚の絶縁体で構成されているが、本発明はこれに限定されるものでなく、４枚以上の絶縁体を積層して構成してもよいものである。

複数の絶縁体のうち最も表側の絶縁体である表側軟質絶縁体５および最も裏側の絶縁体である裏側軟質絶縁体７は、比較的軟らかい材質で形成され、両者の間に挟まれた内側の絶縁体である硬質絶縁体３は、比較的硬い材質で形成されている。この比較的軟らかい材質および比較的硬い材質は、例えば木材である。更に詳しくは、比較的軟らかい材質の木材は、コルクであり、比較的硬い材質の木材は、桐である。

表側軟質絶縁体５、硬質絶縁体３、裏側軟質絶縁体７を重ね合わせて構成される積層体である３枚の絶縁体は、その上側周辺部、下側周辺部および右側周辺部をそれぞれクランプ手段である上側クランプ９、下側クランプ１１および右側クランプ１３で締め付けられて一体になるように固定されている。

この上側クランプ９、下側クランプ１１、右側クランプ１３からなるクランプ手段は、例えばプラスチックなどの樹脂で構成され、このクランプ手段で複数の絶縁体を一旦固定すると、例えばクリックなどのような凹凸の係合により容易には外れないように構成されているが、このように一旦固定したとしても、例えばマイナスドライバなどのような特殊な工具を用いることによりクランプ手段を複数の絶縁体から取り外すことができるようになっている。

また、３枚の絶縁体のうちの最も表側の絶縁体である表側軟質絶縁体５の一方の面である外部に露出している外面には、ディスプレイ１５が取り付けられ、この表示画面が外部に露出している。なお、このディスプレイ１５は、後述するコンピュータからのデータを表示するようにコンピュータに接続されている。

表側軟質絶縁体５、硬質絶縁体３、裏側軟質絶縁体７からなる３枚の絶縁体の左側周辺部には、後述する電界通信トランシーバ用の送受信電極１７が取り付けられている。本実施形態の電界通信携帯端末１は、上述したように利用者が手に持って簡単に操作し得るような構成のものであるが、この場合、利用者は電界通信携帯端末１の送受信電極１７を手で持って操作するようになっている。

このように利用者が手で送受信電極１７を持つことにより、電界通信携帯端末１の後述する電界通信トランシーバからの送信データは、送受信電極１７を介して利用者の手から利用者の人体内に電界として誘起され人体の他の部位に伝達されるようになっている。また、人体の他の部位から手に伝達されてくる電界は、送受信電極１７を介して電界通信トランシーバで受信データとして検知され、コンピュータに送られるようになっている。

図２は、図１に示す電界通信携帯端末１の構造を詳しく示す断面図である。図２（ａ）は図１（ｂ）の矢視Ａ−Ａから電界通信携帯端末１を見た断面図であり、図２（ｂ）は図１（ｂ）の矢視Ｂ−Ｂから電界通信携帯端末１を見た断面図であり、図２（ｃ）は図２（ｂ）の矢視Ｃ−Ｃから電界通信携帯端末１を見た断面図である。

図２（ａ）に示すように、表側軟質絶縁体５と裏側軟質絶縁体７との間で保護されるように両者に挟まれた硬質絶縁体３には、コンピュータを構成するＣＰＵ２３が配設され、その上面が表側軟質絶縁体５に延出してディスプレイ１５に接続されている。また、ＣＰＵ２３には電界通信トランシーバ２５が接続されて、硬質絶縁体３内に配設されている。

３枚の絶縁体の左側周辺部に取り付けられた送受信電極１７は、当該左側周辺部を挟むようにコの字形に形成され、その外側は絶縁フィルム２１で覆われている。また、３枚の絶縁体の右側周辺部に取り付けられている右側クランプ１３も当該周辺部を挟むようにコの字形に形成されている。なお、同図では、図示しないが、その他の上側クランプ９および下側クランプ１１も同様に周辺部を挟むようにコの字形に形成されている。

図２（ｂ）および図２（ｃ）に示すように、硬質絶縁体３には更にバッテリ２７が配設され、このバッテリ２７はＣＰＵ２３および電界通信トランシーバ２５に動作電力を供給するように両者に接続されている。また、図２（ｃ）に示すように、ＣＰＵ２３は電界通信トランシーバ２５に接続され、電界通信トランシーバ２５は送受信電極１７に接続されている。これによりＣＰＵ２３は、送信データを電界通信トランシーバ２５から送受信電極１７を介して送受信電極１７に接触している電界伝達媒体である人体の例えば手など、すなわち電界通信携帯端末１の送受信電極１７を手で持って操作している利用者の手などに電界として誘起したり、人体の他の部位に誘起され手などに伝達されてくる電界を送受信電極１７を介して電界通信トランシーバ２５で受信しＣＰＵ２３に受信データとして供給することにより電界通信を行うようになっている。

電界通信トランシーバ２５は、このような電界通信をレーザ光と電気光学結晶を用いた電気光学的手法により行うが、詳しくは、図３に示すように、ＣＰＵ２３からのデータを入力し、該ＣＰＵ２３にデータを出力する入出力（Ｉ／Ｏ）回路１０１と、この入出力回路１０１からのデータを受け取り、このデータを送信すべく該データに基づく電界を送受信電極１７、絶縁フィルム２１を介して利用者の手などの生体１００に誘起する送信回路１０３と、生体の他の部位に誘起された電界を絶縁フィルム２１、送受信電極１７を介して受信し、電気信号のデータとして出力する電界検出光学部１０５と、この電界検出光学部１０５から出力される電気信号のデータを増幅するとともに雑音除去などの信号処理をして出力する信号処理回路１０７と、この信号処理回路１０７の出力信号に対して波形整形などを施し入出力回路１０１を介してコンピュータ５３に供給する波形整形回路１０９とを有する。

電界通信トランシーバ２５を構成する前記電界検出光学部１０５は、生体１００に誘起されて伝達され、絶縁フィルム２１、送受信電極１７を介して結合される電界をレーザ光と電気光学結晶を用いた電気光学的手法により検知し、電気信号のデータに変換して信号処理回路１０７に出力するように機能するものであり、詳しくは図４に示すように、レーザダイオード２２１および電気光学結晶からなる電気光学素子２０１を有する。電気光学素子２０１は、レーザダイオード２２１からのレーザ光の進行方向に対して例えば直角方向に結合される電界にのみ感度を有し、この電界強度によって光学特性、すなわち複屈折率が変化し、この複屈折率の変化によりレーザ光の偏光が変化するようになっている。

電気光学素子２０１の図上で上下方向に対向する両側面には第１および第２の電極２０３、２０５が設けられ、第１の電極２０３には前記送受信電極１７が接続され、第２の電極７１にはグランド電極２０７が接続されている。送受信電極１７は、生体１００に誘起されて伝達されてくる電界を検知すると、この電界を第１の電極２０３に伝達し、第１の電極２０３を介して電気光学素子２０１に結合するようになっている。

レーザダイオード２２１から出力されるレーザ光は、コリメートレンズ２２３を介して平行光にされ、平行光となったレーザ光は第１の波長板２１１で偏光状態を調整されて電気光学素子２０１に入射する。電気光学素子２０１に入射したレーザ光は、電気光学素子２０１内で第１、第２の電極２０３、２０５の間を伝播するが、このレーザ光の伝播中において送受信電極１７が人体に誘起されて伝達されてくる電界を検出し、この電界を第１の電極２０３を介して電気光学素子２０１に結合すると、この電界は第１の電極２０３からグランド電極２０７に接続されている第２の電極２０５に向かって形成され、レーザダイオード２２１から電気光学素子２０１に入射したレーザ光の進行方向に直角であるため、電気光学素子２０１の光学特性である複屈折率が変化し、これによりレーザ光の偏光が変化する。

このように電気光学素子２０１において第１の電極２０３からの電界によって偏光が変化したレーザ光は、第２の波長板２１３で偏光状態を調整されて偏光ビームスプリッタ２１５に入射する。偏光ビームスプリッタ２１５は、第２の波長板２１３から入射されたレーザ光をＰ波およびＳ波に分離して、光の強度変化に変換する。この偏光ビームスプリッタ２１５でＰ波成分およびＳ波成分に分離されたレーザ光は、それぞれ第１、第２の集光レンズ２２５、２３１で集光されてから、第１、第２のフォトダイオード２２７、２３３に供給され、第１、第２のフォトダイオード２２７、２３３においてＰ波光信号とＳ波光信号をそれぞれの電気信号に変換して出力する。

第１、第２のフォトダイオード２２７、２３３から出力される電気信号は、電界通信トランシーバ２５の信号処理回路１０７で増幅、雑音除去などの信号処理を施され、波形整形回路１０９で波形整形されてから、入出力回路１０１を介してＣＰＵ２３に供給される。

以上のように構成される電界通信携帯端末１は、利用者が例えば左手などで送受信電極１７を絶縁フィルム２１の上から把持して操作されるが、本実施形態の電界通信携帯端末１を構成するＣＰＵ２３、電界通信トランシーバ２５などは全体的に絶縁体である表側軟質絶縁体５、硬質絶縁体３、裏側軟質絶縁体７で囲まれて配設され、回路グランドと人体との距離が離されているため、従来のように回路グランドから逆向きの電界が混入したり、ＣＰＵ２３の動作により不要な電磁波が人体に混入して通信品質が劣化することを抑制することができる。

また、本実施形態の電界通信携帯端末１は、強度を保つために硬質絶縁体３を内部に設け、その両外側が表側軟質絶縁体５、裏側軟質絶縁体７で囲むように構成されているため、本電界通信携帯端末１を手などから滑らして落下したとしても、外側の表側軟質絶縁体５、裏側軟質絶縁体７により衝撃が緩和され、電界通信携帯端末１が破損されることを防止している。

図５は、本発明の第２の実施形態に係わる電界通信携帯端末の構成を示す断面図である。

図５に示す実施形態の電界通信携帯端末は、図１に示した実施形態において送受信電極１７と表側軟質絶縁体５、硬質絶縁体３、裏側軟質絶縁体７からなる３枚の絶縁体の左周辺部との間に比較的軟らかい材質の絶縁体からなる軟質絶縁体スペーサ３１を設けた点のみが異なるものであり、その他の構成および作用は図１の実施形態と同じであり、同じ構成要素には同じ符号を付している。

なお、軟質絶縁体スペーサ３１を構成する比較的軟らかい材質の絶縁体は、表側軟質絶縁体５や裏側軟質絶縁体７などの材質と同じようにコルクなどの木材である。

図５に示すように、軟質絶縁体スペーサ３１を送受信電極１７と左周辺部との間に設けることにより、送受信電極１７を把持する手をＣＰＵ２３、電界通信トランシーバ２５から離すことができ、すなわち手とＣＰＵ２３や電界通信トランシーバ２５との間の距離を大きくすることができ、これによりＣＰＵ２３や電界通信トランシーバ２５などから発生する不要な電磁波が手などの人体に混入することを抑制することができ、通信品質を向上することができる。

図６は、本発明の第３の実施形態に係わる電界通信携帯端末の構成を示す断面図である。

図６に示す実施形態の電界通信携帯端末は、図１に示した実施形態において硬質絶縁体３と裏側軟質絶縁体７との間に比較的軟らかい材質の絶縁体からなる軟質絶縁体スペーサ３３を設けた点のみが異なるものであり、その他の構成および作用は図１の実施形態と同じであり、同じ構成要素には同じ符号を付している。

なお、軟質絶縁体スペーサ３３を構成する比較的軟らかい材質の絶縁体は、表側軟質絶縁体５、裏側軟質絶縁体７、軟質絶縁体スペーサ３１などの材質と同じようにコルクなどの木材である。

図６に示すように、軟質絶縁体スペーサ３３を硬質絶縁体３と裏側軟質絶縁体７との間に設けることにより、硬質絶縁体３内に設けられたＣＰＵ２３や電界通信トランシーバ２５などを人体や大地グランドから離すことができ、ＣＰＵ２３や電界通信トランシーバ２５などから発生する不要な電磁波が人体に混入することを抑制することができ、通信品質を向上することができる。

なお、図６に示す実施形態の電界通信携帯端末は、硬質絶縁体３と裏側軟質絶縁体７との間に軟質絶縁体スペーサ３３を挿入するものであるが、この軟質絶縁体スペーサ３３の挿入では、図１に示すように構成された電界通信携帯端末１のクランプ手段である上側クランプ９、下側クランプ１１、右側クランプ１３を取り外すことにより、裏側軟質絶縁体７を硬質絶縁体３から取り外し、この取り外した裏側軟質絶縁体７と硬質絶縁体３の間に軟質絶縁体スペーサ３３を挿入して、積層体を再構成し、すなわち表側軟質絶縁体５、硬質絶縁体３、軟質絶縁体スペーサ３３、裏側軟質絶縁体７で積層体を再構成し、この再構成された積層体をクランプ手段で再度締め付けて固定するという手順により図６に示す電界通信携帯端末を構成することができるものである。このような軟質絶縁体スペーサの挿入は、本電界通信携帯端末を使用する通信条件に応じて適宜行うというように通信条件に応じて絶縁性を調整可能とするものである。

図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の第４の実施形態に係わる電界通信携帯端末の構成を示す断面図および裏面図である。

図７に示す実施形態の電界通信携帯端末は、図１に示した実施形態において３枚の絶縁体の左周辺部に設けた送受信電極１７を除去し、その代わりに左側クランプ３５を設け、裏側軟質絶縁体７の一方の面である外部に露出している外面に送受信電極３７を新たに設け、この送受信電極３７の外側を絶縁フィルム３９で覆うように構成した点のみが異なるものであり、その他の構成および作用は図１の実施形態と同じであり、同じ構成要素には同じ符号を付している。

このように裏側軟質絶縁体７の外面、すなわち電界通信携帯端末１の裏面に絶縁フィルム３９で覆われた送受信電極３７を設けた場合には、図７（ａ）に示すように、この送受信電極３７の下側に利用者の手４１を置き、この手４１の上に本実施形態の電界通信携帯端末を載せて使用することにより、電界通信携帯端末のＣＰＵ２３からの送信データは、電界通信トランシーバ２５から送受信電極３７を介して利用者の手４１に電界として誘起され利用者の他の部位に伝達され、この他の部位に設けられた他の電界通信トランシーバによって受信される。また、この他の電界通信トランシーバから利用者の他の部位に誘起され利用者の手４１に伝達されてきた電界は、送受信電極３７を介して電界通信トランシーバ２５で受信され、ＣＰＵ２３に受信データとして送られるというように電界を用いてデータ通信を行うことができる。

図８は、本発明の第５の実施形態に係わる電界通信携帯端末の構造を示す断面図である。

図８に示した実施形態の電界通信携帯端末は、図７に示した実施形態において硬質絶縁体３と裏側軟質絶縁体７との間に図６と同様な比較的軟らかい材質の絶縁体からなる軟質絶縁体スペーサ３３を設けた点のみが異なるものであり、その他の構成および作用は図１の実施形態と同じであり、同じ構成要素には同じ符号を付している。

軟質絶縁体スペーサ３３を構成する比較的軟らかい材質の絶縁体は、表側軟質絶縁体５、裏側軟質絶縁体７、軟質絶縁体スペーサ３１などの材質と同じようにコルクなどの木材である。

図８に示すように、軟質絶縁体スペーサ３３を硬質絶縁体３と裏側軟質絶縁体７との間に設けることにより、裏側軟質絶縁体７の外面に設けた送受信電極３７を図７で説明したように利用者の手に載せた場合に、回路グランドと人体との距離が離され、従来のように回路グランドから逆向きの電界が混入することを抑制でき、またＣＰＵ２３や電界通信トランシーバ２５などを人体や大地グランドから離すことができるとともに、手をＣＰＵ２３、電界通信トランシーバ２５から離すことができ、すなわち手とＣＰＵ２３や電界通信トランシーバ２５との間の距離を大きくすることができ、これによりＣＰＵ２３や電界通信トランシーバ２５などから発生する不要な電磁波が手などの人体に混入することを抑制することができ、通信品質を向上することができる。

図９は、本発明の第６の実施形態に係わる電界通信携帯端末の構成を示す断面図である。

図９に示す実施形態の電界通信携帯端末は、図７に示した実施形態において送受信電極３７の下側に絶縁フィルム３８で覆われた導電性の固定ベルト４０を設け、この固定ベルト４０を送受信電極３７に接続した点が異なるのみであり、その他の構成および作用は図７と同じであり、同じ構成要素には同じ符号を付している。

このように送受信電極３７に接続して導電性の固定ベルト４０を設けることにより、利用者が手４１を送受信電極３７の下側に置いた場合には、利用者の手４１は固定ベルト４０で支持され、電界通信携帯端末が容易に落下しないようになるとともに、利用者の手４１は送受信電極３７のみならず導電性の固定ベルト４０にも確実に接触するため、手４１に対して電界が誘起し易くなるとともに、人体の他の部位に誘起して手４１に伝達してきた電界を送受信電極３７および固定ベルト４０を介して電界通信トランシーバ２５で容易に受信することができるようになる。

図１０は、本発明の第７の実施形態に係わる電界通信携帯端末の構成を示す断面図である。

図１０に示す実施形態の電界通信携帯端末は、図７に示した実施形態において裏側軟質絶縁体７の外面に設けた送受信電極３７を除去し、その代わりに絶縁フィルム４５で外側が覆われたコの字形またはＵ字形の送受信電極４３をその両足部により裏側軟質絶縁体７の外面に取り付けた点が異なるものであり、その他の構成および作用は同じであり、同じ構成要素には同じ符号を付している。

このようにコの字形またはＵ字形の送受信電極４３を裏側軟質絶縁体７の外面に取り付けることにより、利用者は、図示のように手４１で送受信電極４３を容易に把持することができる。

図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の第８の実施形態に係わる電界通信携帯端末の構成を示す上面図および裏面図である。

図１１に示す実施形態の電界通信携帯端末は、図７に示した実施形態において上側クランプ９および下側クランプ１１を除去し、この除去した部分に前記送受信電極３７に連続して送受信電極４７を設けた点が異なるのみであり、その他の構成および作用は同じであり、同じ構成要素には同じ符号を付している。

換言すると、図１１に示す実施形態の電界通信携帯端末の送受信電極は、最も裏側の絶縁体である裏側軟質絶縁体７の外面に設けられた前記送受信電極３７に相当する第１の送受信電極と、この第１の送受信電極の対向する両端部から連続的に延出して複数の絶縁体の対向する一対の周辺部にそれぞれ設けられる一対の第２の送受信電極と、この一対の第２の送受信電極の各々から連続的に延出して最も表側の絶縁体である表側軟質絶縁体５の外面上の対向する両端部に設けられる一対の第３の送受信電極とから構成される。

このように表側軟質絶縁体５の外面に設けた送受信電極３７に対して複数の絶縁体からなる積層体の対向する周辺部に送受信電極４７を設けることにより、図１１（ａ）に示すように、利用者の手の指４６を送受信電極４７にかけて、電界通信携帯端末を容易に把持することができるようになる。なお、図１１の実施形態では、送受信電極４７は送受信電極３７の上下方向の対向する両周辺部に設けているが、本発明はこれに限定されるものでなく、左右方向の対向する両周辺部、すなわち右側クランプ１３および左側のクランプ３５のある両周辺部に設けてもよいものである。

図１２は、本発明の第９の実施形態に係わる電界通信携帯端末の構成を示す上面図である。

図１２に示す実施形態の電界通信携帯端末５５は、図７に示す実施形態において上側クランプ９および下側クランプ１１を除去し、表側軟質絶縁体５の左上と右上の両角部に導電性ベルト接続部５１を設けた点が異なるものであり、その他の構成および作用は図７と同じであり、同じ構成要素には同じ符号を付している。

図１２に示す電界通信携帯端末５５は、図１３に示すように、導電性ベルト接続部５１に導電性ベルト５９の一旦を取り付けて、利用者１０１の前側に設けられる。また、導電性ベルト５９の他端には送受信電極５７が取り付けられ、この送受信電極５７を利用者１０１の首などにかけることにより導電性ベルト５９を介して電界通信携帯端末５５を利用者１０１の前側に固定するようになっている。

このように図１２の電界通信携帯端末５５は、導電性ベルト接続部５１に接続された導電性ベルト５９の他端に送受信電極５７を接続して利用者１０１の首などにかけることにより、電界通信携帯端末５５のＣＰＵ２３からの送信データは電界通信トランシーバ２５から導電性ベルト５９および送受信電極５７を介して利用者１０１の首などからその身体内に電界として誘起されて伝達され、また利用者１０１の身体に誘起され利用者の首などに伝達されてきた電界は送受信電極５７から導電性ベルト５９を介して電界通信携帯端末５５の電界通信トランシーバ２５で受信され、受信データとしてＣＰＵ２３に供給されるというように電界によるデータ通信を行うことができる。

なお、上記では、図１２に示す実施形態の電界通信携帯端末５５は、図７に示す電界通信携帯端末において上側クランプ９および下側クランプ１１を除去したと説明し、図７に示すように送受信電極３７はそのまま裏側軟質絶縁体７の外面に設けられたままであるものとしているが、この送受信電極３７は除去されてもよいものである。

図１４は、本発明の第１０の実施形態に係わる電界通信携帯端末の構成を示す上面図である。

図１４に示す実施形態の電界通信携帯端末は、図７に示した実施形態において送受信電極３７を除去し、左側クランプ３５と右側クランプ１３の代わりに左側把持部６１と右側把持部６３を設けるとともに、表側軟質絶縁体５の左上と右上の両角部にスピーカ６５ａ、６５ｂを設け、更に表側軟質絶縁体５のほぼ中央の左右に操作キー６７ａ、６７ｂを設けた点が異なるものであり、その他の構成および作用は同じであり、同じ構成要素には同じ符号を付している。

左側把持部６１および右側把持部６３は、本電界通信携帯端末を利用者が手などで把持するためのものであるが、この把持機能に加えて、表側軟質絶縁体５、硬質絶縁体３、裏側軟質絶縁体７からなる複数の絶縁体を固定的に締め付けるクランプ手段の機能および電界通信トランシーバ２５に接続された送受信電極の機能も備えているものである。

具体的には、左側把持部６１および右側把持部６３は、例えばプラスチックなどの樹脂で構成され、クリックなどのような凹凸の係合により容易には外れないように複数の絶縁体を固定するクランプ手段の機能を有することに加えて、このクランプ手段の上に絶縁フィルムなどで覆われた送受信電極が電界通信トランシーバ２５に接続されて設けられ、この送受信電極を設けられたクランプ手段の形状が利用者の手などで把持し易い構造に形成されているものである。

また、スピーカ６５ａ、６５ｂは、ＣＰＵ２３にインタフェースなどを介して接続され、音声を含む音信号を出力する。操作キー６７ａ、６７ｂは、ＣＰＵ２３にインタフェースを介して接続され、利用者によって操作されると、その操作されたキー情報がインタフェースを介してＣＰＵ２３に入力されるようになっている。

このように構成される電界通信携帯端末は、操作キー６７ａ、６７ｂやスピーカ６５ａ、６５ｂを用いて、例えばゲーム機として単体で使用することも可能であるが、例えば２人の利用者がそれぞれ把持する電界通信携帯端末の間で電界通信を行いながら２人でゲームを競争することも可能である。具体的には、例えば２人がいる床の表面に金属などの導電性部材を埋設しておくことにより、２人の電界通信携帯端末間で電界通信を行うことができる。

なお、図１４に示す実施形態の電界通信携帯端末は、図７の実施形態において送受信電極３７を除去したと説明したが、送受信電極３７はそのまま裏側軟質絶縁体７の外面に設けられていてもよいものである。

上記実施形態では、電界通信携帯委端末は、複数の板状の絶縁体をクランプで固定して形成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、絶縁体は一体成形されるかまたは複数の絶縁ブロックを加熱接着して形成されてもよいものである。

本発明の第１の実施形態に係わる電界通信携帯端末の構造を示す斜視図および上面図である。図１に示す実施形態の電界通信携帯端末の構造を詳細に示す断面図である。図１に示す実施形態の電界通信携帯端末に使用されているトランシーバの構成を示すブロック図である。図３に示すトランシーバに使用されている電界検出光学部の構成を示す図である。本発明の第２の実施形態に係わる電界通信携帯端末の構造を示す断面図である。本発明の第３の実施形態に係わる電界通信携帯端末の構造を示す断面図である。本発明の第４の実施形態に係わる電界通信携帯端末の構造を示す断面図および裏面図である。本発明の第５の実施形態に係わる電界通信携帯端末の構成を示す断面図である。本発明の第６の実施形態に係わる電界通信携帯端末の構成を示す断面図である。本発明の第７の実施形態に係わる電界通信携帯端末の構成を示す断面図である。本発明の第８の実施形態に係わる電界通信携帯端末の構成を示す上面図および裏面図である。本発明の第９の実施形態に係わる電界通信携帯端末の構成を示す上面図である。図１２に示す実施形態の電界通信携帯端末に使用状態を示す説明図である。本発明の第１０の実施形態に係わる電界通信携帯端末の構成を示す上面図である。生体上電界通信の電界モデルを示す説明図である。

符号の説明

１電界通信携帯端末
３硬質絶縁体
５表側軟質絶縁体
７裏側軟質絶縁体
９上側クランプ
１１下側クランプ
１３右側クランプ
１５ディスプレイ
１７、３７、４３、４７、５７送受信電極
２１、３９、４５絶縁フィルム
２３ＣＰＵ
２５電界通信トランシーバ
３１、３３軟質絶縁体スペーサ
３５左側クランプ

Claims

送受信データを電界として電界伝達媒体に誘起して通信を行う電界通信携帯端末であって、
互いに重ね合わせて積層体を構成するように配設される複数の絶縁体と、
複数の絶縁体のうち最も表側と最も裏側の絶縁体で保護されるように最も表側と最も裏側の絶縁体で挟まれた内側の絶縁体内に設けられた電界通信トランシーバおよび該電界通信トランシーバを介してデータ送受信を行うように電界通信トランシーバに接続されたコンピュータと、
前記電界通信トランシーバに接続され、電界通信トランシーバからのデータを電界伝達媒体に電界として誘起し、電界伝達媒体に誘起されてくる電界を受信して電界通信トランシーバに伝達すべく電界伝達媒体が接触するように設けられる送受信電極と
を有することを特徴とする電界通信携帯端末。
前記複数の絶縁体のうち最も表側および最も裏側の絶縁体は、比較的軟らかい材質で形成され、最も表側と最も裏側の絶縁体で挟まれた内側の絶縁体は、比較的硬い材質で形成されることを特徴とする請求項１記載の電界通信携帯端末。
前記材質は、木材であることを特徴とする請求項２記載の電界通信携帯端末。
前記比較的軟らかい材質の木材は、コルクであり、前記比較的硬い材質の木材は、桐であることを特徴とする請求項３記載の電界通信携帯端末。
前記送受信電極は、電界伝達媒体が接触するように複数の絶縁体の周辺部に設けられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電界通信携帯端末。
前記送受信電極は、電界伝達媒体が接触するように前記最も裏側の絶縁体の外面に設けられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電界通信携帯端末。
前記送受信電極は、前記最も裏側の絶縁体の外面に設けられる第１の送受信電極と、この第１の送受信電極の対向する両端部から連続的に延出して複数の絶縁体の対向する一対の周辺部にそれぞれ設けられる一対の第２の送受信電極と、この一対の第２の送受信電極の各々から連続的に延出して前記最も表側の絶縁体の外面上の対向する両端部に設けられる一対の第３の送受信電極とを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電界通信携帯端末。
前記送受信電極は、前記最も裏側の絶縁体の外面に対して自由端部となる両足部が固定されたコの字形またはＵ字形の送受信電極であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電界通信携帯端末。
前記複数の絶縁体を固定するためのクランプ手段を有し、
前記送受信電極は、クランプ手段と一体的に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電界通信携帯端末。
前記送受信電極は、導電性ベルトを介して前記電界通信トランシーバに接続されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電界通信携帯端末。
前記送受信電極と該送受信電極が設けられる前記周辺部との間に配設され、比較的軟らかい材質の絶縁体からなる軟質絶縁体スペーサを有することを特徴とする請求項５記載の電界通信携帯端末。
前記最も裏側の絶縁体と内側の絶縁体との間に配設され、比較的軟らかい材質の絶縁体からなる軟質絶縁体スペーサを有することを特徴とする請求項６乃至１１のいずれか１項に記載の電界通信携帯端末。
前記送受信電極は、絶縁フィルムで覆われていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の電界通信携帯端末。
前記最も裏側の絶縁体の外面に取り付けられた固定ベルトを有することを特徴とする請求項６または７記載の電界通信携帯端末。
前記複数の絶縁体は、最も表側に配設され比較的材質が軟らかい表側軟質絶縁体と、最も裏側に配設され比較的材質が軟らかい裏側軟質絶縁体と、前記表側軟質絶縁体と裏側軟質絶縁体との間に配設され比較的材質が硬い硬質絶縁体とを有することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の電界通信携帯端末。
前記コンピュータからのデータを表示するようにコンピュータに接続され、複数の絶縁体のうち最も表側の絶縁体の外面に表示画面が露出するように設けられるディスプレイを有することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の電界通信携帯端末。
前記クランプ手段は、複数の絶縁体の固定を解除し得るように着脱自在に複数の絶縁体の周辺部に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の電界通信携帯端末。
送受信データを電界として電界伝達媒体に誘起して通信を行う電界通信携帯端末であって、
電界通信を行う電界通信トランシーバと、該電界通信トランシーバを介してデータ送受信を行うように電界通信トランシーバに接続されたコンピュータとを保護するように内蔵するかまたは電界通信トランシーバを保護するように電界通信トランシーバのみを内蔵するように一体成形されるかまたは複数の絶縁ブロックを加熱接着して形成された絶縁体と、
前記電界通信トランシーバに接続され、電界通信トランシーバからのデータを電界伝達媒体に電界として誘起し、電界伝達媒体に誘起されてくる電界を受信して電界通信トランシーバに伝達すべく電界伝達媒体が接触するように設けられる送受信電極と
を有することを特徴とする電界通信携帯端末。