JP4478178B2

JP4478178B2 - Electrode structure

Info

Publication number: JP4478178B2
Application number: JP2007179817A
Authority: JP
Inventors: 龍介川野; 克幸落合; 満品川; 門　　勇一; 利彰朝日; 誠司矢部; 亮二菊地; 良泰肥沼
Original assignee: NTT Electronics Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Electronics Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2007-07-09
Filing date: 2007-07-09
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2027-07-09
Also published as: JP2009017467A

Description

本発明は、通信データに基づいて電界を電界伝達媒体に誘起して通信を行う電界通信装置の電極構造に関する。 The present invention relates to an electrode structure of an electric field communication apparatus that performs communication by inducing an electric field in an electric field transmission medium based on communication data.

従来、電界を伝達する電界伝達媒体に対して送信すべきデータに基づく電界を誘起させ、また電界伝達媒体に誘起された電界を検出してデータ通信を行う電界通信装置が提案されている（特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed an electric field communication apparatus that induces an electric field based on data to be transmitted to an electric field transmission medium that transmits an electric field and performs data communication by detecting the electric field induced in the electric field transmission medium (patent) Reference 1).

また、このような電界通信装置を適用して、例えば、グランド電極を通信電極から極力離して電界を効率的に電界伝達媒体に誘起し、不要な電界を大地グランドに逃がすことで、通信品質の向上を図る技術が開示されている（特許文献２参照）。
特開２００３−３２４３９５公報特開２００４−１２８６０６公報 In addition, by applying such an electric field communication device, for example, by separating the ground electrode from the communication electrode as much as possible, the electric field is efficiently induced in the electric field transmission medium, and the unnecessary electric field is released to the ground. A technique for improving the technique is disclosed (see Patent Document 2).
JP 2003-324395 A JP 2004-128606 A

しかしながら、通信電極とグランド電極とを別々に配置する必要があるため、利用者に手間を与えるという問題がある。 However, since it is necessary to arrange the communication electrode and the ground electrode separately, there is a problem that the user is troublesome.

また、利用形態によっては、通信電極とグランド電極とを別々に配置することができない状況も存在し、それら電極を重ねた状態で一体化した構造とする場合、通信電極から外部に誘起される一部の電界がグランド電極に混入し、電界通信装置自身におけるループ電界が発生するため、通信品質が低下するという問題がある。 In addition, depending on the form of use, there may be a situation where the communication electrode and the ground electrode cannot be arranged separately. When the electrodes are integrated in an overlapped state, the communication electrode is induced to the outside from the communication electrode. There is a problem that the communication quality deteriorates because the electric field of the part is mixed into the ground electrode and a loop electric field is generated in the electric field communication device itself.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、通信電極から誘起される電界がグランド電極に混入することを防止し、電界通信時における通信品質を向上する電極構造を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to prevent an electric field induced from the communication electrode from being mixed into the ground electrode and improve the communication quality during electric field communication. Is to provide.

請求項１に記載の電極構造は、電界通信用の通信電極と、前記通信電極に対向して配置されたグランド電極と、前記通信電極と前記グランド電極との間に配され、前記通信電極よりも導電率と比誘電率との両方、又はいずれか一方が小さい物質で構成された材料と、を有し、前記通信電極の面積は前記グランド電極の面積よりも大きいことを要旨とする。 The electrode structure according to claim 1 is disposed between a communication electrode for electric field communication, a ground electrode disposed to face the communication electrode, and between the communication electrode and the ground electrode. also both the conductivity and dielectric constant, or have a, a material composed of either small material, the area of the communication electrode is summarized in that larger than the area of the ground electrode.

本発明にあっては、電界通信用の通信電極と、通信電極に対向して配置されたグランド電極とを有し、更に、通信電極とグランド電極との間に配され、通信電極よりも導電率及び／又は比誘電率が小さい物質で構成された材料を有し、通信電極の面積はグランド電極の面積よりも大きいため、通信電極から誘起される電界がグランド電極に混入することを防止し、電界通信時における通信品質を向上することができる。 In the present invention, it has a communication electrode for electric field communication and a ground electrode arranged to face the communication electrode, and is further disposed between the communication electrode and the ground electrode, and is more conductive than the communication electrode. have a rate and / or ratios constructed dielectric constant with a small material material, the area of the communication electrode is larger than the area of the ground electrode, to prevent the electric field induced from the communication electrode is mixed into the ground electrode Communication quality during electric field communication can be improved.

請求項２に記載の電極構造は、前記通信電極と前記グランド電極との両方、又はいずれか一方の表面に、絶縁シートが貼付されていることを要旨とする。 The gist of the electrode structure according to claim 2 is that an insulating sheet is affixed to both or one of the surfaces of the communication electrode and the ground electrode .

請求項３に記載の電極構造は、前記通信電極と前記グランド電極との両方、又はいずれか一方の表面に、前記材料と同じ材料が更に配されていることを要旨とする。 The gist of the electrode structure according to claim 3 is that the same material as the material is further disposed on both or one of the surfaces of the communication electrode and the ground electrode .

請求項４に記載の電極構造は、前記通信電極の表面に配された前記材料が、誘導用ブロックであることを要旨とする。 The gist of the electrode structure according to claim 4 is that the material arranged on the surface of the communication electrode is a guiding block.

請求項５に記載の電極構造は、前記通信電極と前記グランド電極との両方、又はいずれか一方が、メッシュ構造であることを要旨とする。 The gist of the electrode structure according to claim 5 is that both or one of the communication electrode and the ground electrode has a mesh structure.

本発明にあっては、通信電極及び／又はグランド電極が、メッシュ構造であるため、通信電極とグランド電極との間に形成される静電容量を削減し、通信電極からグランド電極への電界を抑制することができる。 In the present invention, since the communication electrode and / or the ground electrode has a mesh structure, the capacitance formed between the communication electrode and the ground electrode is reduced, and the electric field from the communication electrode to the ground electrode is reduced. Can be suppressed.

請求項６に記載の電極構造は、前記材料の比誘電率が、１以上４以下であることを要旨とする。 The electrode structure according to claim 6 is characterized in that a relative dielectric constant of the material is 1 or more and 4 or less.

請求項７に記載の電極構造は、前記材料が、天然樹脂，合成樹脂，気体，油，紙のいずれかであることを要旨とする。 The gist of the electrode structure according to claim 7 is that the material is any one of natural resin, synthetic resin, gas, oil, and paper.

請求項８に記載の電極構造は、前記通信電極と前記グランド電極との両方、又はいずれか一方が、導電性の繊維を有するカーペットであることを要旨とする。
The gist of an electrode structure according to claim 8 is that both or one of the communication electrode and the ground electrode is a carpet having conductive fibers.

本発明によれば、通信電極から誘起される電界がグランド電極に混入することを防止し、電界通信時における通信品質を向上することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can prevent that the electric field induced from a communication electrode mixes in a ground electrode, and can improve the communication quality at the time of electric field communication.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

〔第１の実施の形態〕
図１は、第１の実施の形態に係る電極構造の断面を示す断面図である。本実施の形態における電極構造は、建物床１の上に配置されるものであって、電界通信用の通信電極２と、通信電極２に対向して配置されたグランド電極３と、通信電極２の一面とグランド電極３の対向面との間に配置されたゴム４と、グランド電極３と建物床１との間に配置されたゴム５と、通信電極２の他の一面に配置されたカーペット６とを備えた構成である。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a sectional view showing a section of the electrode structure according to the first embodiment. The electrode structure in the present embodiment is disposed on a building floor 1, and includes a communication electrode 2 for electric field communication, a ground electrode 3 disposed to face the communication electrode 2, and a communication electrode 2. A rubber 4 disposed between the one surface and the opposite surface of the ground electrode 3, a rubber 5 disposed between the ground electrode 3 and the building floor 1, and a carpet disposed on the other surface of the communication electrode 2. 6.

通信電極２及び／又はグランド電極３は、例えば、厚さ０．１ｍｍ程度の薄い銅板等で構成されている。また、ある比率で隙間を開けたメッシュ構造とすることも可能である。メッシュ構造にすることで、通信電極２とグランド電極３との間に形成される静電容量が削減されるので、通信電極２からグランド電極３へ誘起される電界を抑制することができる。更に、通信電極２及び／又はグランド電極３として、絨毯や敷物などのカーペットと通信電極２とを一体化、又は、そのカーペットとグランド電極３とを一体化させた導電性繊維入りカーペットを用いることも可能である。 The communication electrode 2 and / or the ground electrode 3 are made of, for example, a thin copper plate having a thickness of about 0.1 mm. It is also possible to have a mesh structure with gaps at a certain ratio. Since the electrostatic capacity formed between the communication electrode 2 and the ground electrode 3 is reduced by using the mesh structure, the electric field induced from the communication electrode 2 to the ground electrode 3 can be suppressed. Further, as the communication electrode 2 and / or the ground electrode 3, a carpet such as a carpet or a rug and the communication electrode 2 are integrated, or a carpet containing conductive fibers in which the carpet and the ground electrode 3 are integrated is used. Is also possible.

更に、通信電極２とグランド電極３との大きさを異にすることも可能である。例えば、通信電極２がグランド電極３よりも大きい場合には、通信電極２からグランド電極３へ誘起される電界を抑制することができる。一方、通信電極２がグランド電極３よりも小さい場合には、図２（ａ）に示すように、グランド電極３により、グランド電極３の下方からのノイズを除去することができる。また、図２（ｂ）に示すように、通信電極２を囲む状態でグランド電極３を配置した場合には、グランド電極３の周辺からのノイズを除去することができる。 Furthermore, it is possible to make the sizes of the communication electrode 2 and the ground electrode 3 different. For example, when the communication electrode 2 is larger than the ground electrode 3, the electric field induced from the communication electrode 2 to the ground electrode 3 can be suppressed. On the other hand, when the communication electrode 2 is smaller than the ground electrode 3, noise from below the ground electrode 3 can be removed by the ground electrode 3 as shown in FIG. In addition, as shown in FIG. 2B, when the ground electrode 3 is disposed so as to surround the communication electrode 2, noise from the periphery of the ground electrode 3 can be removed.

ゴム４，ゴム５，及び，カーペット６は、筐体構造を構成する材料としての一例であって、具体的には、通信電極２又はグランド電極３よりも導電率及び／又は比誘電率が小さい物質で構成された材料であればよい。具体的には、小さい導電率及び／又は１以上４以下の比誘電率を有する材料であって、例えば、比誘電率が１近傍の空気や、２近傍の紙，木材，テフロン（登録商標），パラフィン，ポリスチレンなどである。また、天然樹脂（樹皮より分泌される不揮発性の固体または半固形体の物質）、合成樹脂（有機化学の発達により合成されるようになった、天然樹脂と良く似た性質を持つ物質）、その他の気体、絶縁性の油、紙などを用いることも可能である。なお、合成樹脂の一例としては、ＡＢＳ樹脂、上述したポリスチレン、泡スチロール（発泡材）、テフロン（登録商標）などが挙げられる。また、誘電率と比誘電率とが異なる半導体を用いてよい。 The rubber 4, the rubber 5, and the carpet 6 are examples of materials constituting the housing structure. Specifically, the conductivity and / or relative dielectric constant is smaller than that of the communication electrode 2 or the ground electrode 3. What is necessary is just the material comprised with the substance. Specifically, it is a material having a small electrical conductivity and / or a relative dielectric constant of 1 or more and 4 or less, for example, air having a relative dielectric constant of 1 or near, paper, wood, or Teflon (registered trademark) in the vicinity of 2. , Paraffin and polystyrene. In addition, natural resins (nonvolatile solid or semi-solid substances secreted from bark), synthetic resins (substances that have been synthesized through the development of organic chemistry and have properties similar to natural resins), Other gases, insulating oil, paper, etc. can also be used. In addition, as an example of a synthetic resin, ABS resin, the polystyrene mentioned above, a polystyrene foam (foaming material), Teflon (trademark), etc. are mentioned. Further, semiconductors having different dielectric constants and relative dielectric constants may be used.

特に、カーペット６については、電界通信装置を利用する利用者が直接接触する部分であり、電界通信が利用可能である旨を明確に区別させる必要があるので、例えば、図３に示すように、カーペット６に代えて、誘導用ブロック７などを用いることも可能である。これにより、電極構造の強度についても向上することができる。 In particular, the carpet 6 is a part that is directly contacted by a user who uses the electric field communication device, and it is necessary to clearly distinguish that electric field communication is available. For example, as shown in FIG. Instead of the carpet 6, a guide block 7 or the like can be used. Thereby, the strength of the electrode structure can also be improved.

次に、通信電極２の作用について説明する。図４は、通信電極２を用いて電界通信を行う電界通信装置の回路構成の一例を示すブロック図である。図４に示すように、情報端末１５と通信電極２との間を接続する通信回路２０は、インタフェース回路２１を介して情報端末１５に接続される。通信回路２０は、この情報端末１５からインタフェース回路２１を介して他の情報端末１５に送信するための送信データを受け取ると、レベル調整回路２２で送信データの信号振幅を調整してから、送信回路２３を介して送信電極２ａに供給するようになっている。 Next, the operation of the communication electrode 2 will be described. FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a circuit configuration of an electric field communication device that performs electric field communication using the communication electrode 2. As shown in FIG. 4, the communication circuit 20 that connects the information terminal 15 and the communication electrode 2 is connected to the information terminal 15 via the interface circuit 21. When the communication circuit 20 receives transmission data for transmission from the information terminal 15 to another information terminal 15 via the interface circuit 21, the communication circuit 20 adjusts the signal amplitude of the transmission data by the level adjustment circuit 22, and then transmits the transmission circuit. 23 to supply to the transmission electrode 2a.

送信電極２ａは、送信回路２３から送信データが供給されると、この送信データに対応する電界を電界伝達媒体３０に誘起する。この誘起された電界は、電界伝達媒体３０を伝達して、他の情報端末１５における電界通信装置の受信電極２ｂで受信される。 When transmission data is supplied from the transmission circuit 23, the transmission electrode 2a induces an electric field corresponding to the transmission data in the electric field transmission medium 30. The induced electric field is transmitted through the electric field transmission medium 30 and is received by the receiving electrode 2b of the electric field communication device in the other information terminal 15.

電界検出光学部２４は、受信電極２ｂで受信した電界が供給され、電界光学手法を利用した電界検出光学部２４内で別途発生するレーザ光を偏光変化させた後、電気信号に変換する。この電気信号は、信号処理回路２５での帯域制限により不要な雑音が除去され、更に波形整形回路２６で波形が整形されてから、インタフェース回路２１を介して情報端末１５に供給されるようになっている。 The electric field detection optical unit 24 is supplied with the electric field received by the reception electrode 2b, changes the polarization of laser light separately generated in the electric field detection optical unit 24 using the electric field optical technique, and converts it into an electric signal. This electric signal is supplied with the information terminal 15 via the interface circuit 21 after unnecessary noise is removed by the band limitation in the signal processing circuit 25 and the waveform is further shaped by the waveform shaping circuit 26. ing.

なお、送信電極２ａと受信電極２ｂは、一体化して１つの通信電極２で各電極を構成してもよいものであるが、送信または受信どちらか一方の構成のみを有するものとしてもよい。 The transmission electrode 2a and the reception electrode 2b may be integrated to form each electrode with one communication electrode 2, but may have only one configuration of transmission or reception.

ここで、図１に示すグランド電極３は、図４を用いて説明した電界検出光学部２４に設けられている。図５は、図４に示す通信回路２０に使用されている電界検出光学部２４の構成を示すブロック図である。 Here, the ground electrode 3 shown in FIG. 1 is provided in the electric field detection optical unit 24 described with reference to FIG. FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the electric field detection optical unit 24 used in the communication circuit 20 shown in FIG.

図５に示す電界検出光学部２４は、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電界を検出するものであり、レーザ光源を構成するレーザダイオード１０１および電気光学結晶からなる電気光学素子１０２を有する。なお、電気光学素子１０２は、レーザダイオード１０１からのレーザ光の進行方向に対して直角方向に結合される電界に感度を有し、この電気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。 The electric field detection optical unit 24 shown in FIG. 5 detects an electric field by an electro-optic technique using laser light and an electro-optic crystal, and includes an electro-optic element composed of a laser diode 101 and an electro-optic crystal constituting a laser light source. 102. The electro-optical element 102 is sensitive to an electric field coupled in a direction perpendicular to the traveling direction of the laser light from the laser diode 101, and the optical characteristics, that is, the birefringence changes depending on the electric strength. The polarization of the laser beam is changed by the change of the birefringence.

電気光学素子１０２の図上で上下方向に対向する両側面には第１電極１０３及び第２電極１０４が設けられている。なお、この第１電極１０３及び第２電極１０４は、レーザダイオード１０１からのレーザ光の電気光学素子１０２内における進行方向を両側から挟み、レーザ光に対して電界を直角に結合させるようになっている。 A first electrode 103 and a second electrode 104 are provided on both side surfaces of the electro-optic element 102 facing in the vertical direction in the drawing. The first electrode 103 and the second electrode 104 sandwich the traveling direction of the laser light from the laser diode 101 in the electro-optic element 102 from both sides, and couple the electric field at right angles to the laser light. Yes.

図５に示す電界検出光学部２４は、図４に示したのと同じ通信電極２を有し、この通信電極２は第１電極１０３に接続されている。また、第１電極１０３に対向する第２電極１０４は、図１に示したのと同じグランド電極３に接続され、第１電極１０３に対してグランド電極として機能するように構成されている。通信電極２は、電界伝達媒体に誘起されて伝達されてくる電界を検出すると、この電界を第１電極１０３に伝達し、第１電極１０３を介して電気光学素子１０２に結合するようになっている。 The electric field detection optical unit 24 illustrated in FIG. 5 includes the same communication electrode 2 as illustrated in FIG. 4, and the communication electrode 2 is connected to the first electrode 103. Further, the second electrode 104 facing the first electrode 103 is connected to the same ground electrode 3 as shown in FIG. 1 and is configured to function as a ground electrode with respect to the first electrode 103. When the communication electrode 2 detects the electric field transmitted induced by the electric field transmission medium, the communication electrode 2 transmits the electric field to the first electrode 103 and is coupled to the electro-optic element 102 via the first electrode 103. Yes.

レーザダイオード１０１から出力されるレーザ光は、コリメートレンズ１０５を介して平行光にされ、平行光となったレーザ光は第１波長板１０６で偏光状態を調整されて電気光学素子１０２に入射する。電気光学素子１０２に入射したレーザ光は、電気光学素子１０２内で第１電極１０３と第２電極１０４との間を伝播するが、このレーザ光の伝播中において上述したように通信電極２が電界伝達媒体に誘起されて伝達されてくる電界を受け、この電界が第１電極１０３を介して電気光学素子１０２に結合すると、この電界は第１電極１０３からグランド電極３に接続されている第２電極１０４に向かって形成されて、レーザダイオード１０１から電気光学素子１０２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１０２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。 The laser light output from the laser diode 101 is converted into parallel light through the collimator lens 105, and the laser light that has become parallel light is adjusted in polarization state by the first wave plate 106 and enters the electro-optical element 102. The laser light incident on the electro-optic element 102 propagates between the first electrode 103 and the second electrode 104 in the electro-optic element 102. During the propagation of this laser light, the communication electrode 2 is applied to the electric field as described above. When an electric field induced and transmitted by the transmission medium is received and this electric field is coupled to the electro-optic element 102 via the first electrode 103, the electric field is connected to the ground electrode 3 from the first electrode 103. Since it is formed toward the electrode 104 and is perpendicular to the traveling direction of the laser light incident on the electro-optic element 102 from the laser diode 101, the birefringence, which is the optical characteristic of the electro-optic element 102, is changed. The polarization of light changes.

このように電気光学素子１０２において第１電極１０３からの電界によって偏光が変化したレーザ光は、第２波長板１０７で偏光状態を調整されて偏光ビームスプリッタ１０９に入射する。偏光ビームスプリッタ１０９は、第２波長板１０７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１０９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集光レンズ１１０ａ及び第２集光レンズ１１０ｂで集光されてから、第１フォトダイオード１１１ａ及び第２フォトダイオード１１１ｂに供給され、第１フォトダイオード１１１ａ及び第２フォトダイオード１１１ｂ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ようになっている。 In this way, the laser light whose polarization has been changed by the electric field from the first electrode 103 in the electro-optic element 102 is adjusted in the polarization state by the second wave plate 107 and enters the polarization beam splitter 109. The polarization beam splitter 109 separates the laser light incident from the second wavelength plate 107 into P waves and S waves, and converts them into a change in light intensity. The laser light separated into the P wave component and the S wave component by the polarization beam splitter 109 is condensed by the first condenser lens 110a and the second condenser lens 110b, respectively, and then the first photodiode 111a and the second photodiode 111a. The first and second photodiodes 111a and 111b convert the P wave optical signal and the S wave optical signal into respective electric signals and output them.

上述したように第１フォトダイオード１１１ａ及び第２フォトダイオード１１１ｂから出力される電気信号は、図４に示す信号処理回路２５で増幅、雑音除去などの信号処理を施されてから、波形整形回路２６で波形整形され、インタフェース回路２１を介して情報端末１５に供給されることになる。 As described above, the electric signals output from the first photodiode 111a and the second photodiode 111b are subjected to signal processing such as amplification and noise removal in the signal processing circuit 25 shown in FIG. Then, the waveform is shaped and supplied to the information terminal 15 via the interface circuit 21.

図６は、通信電極２を用いて電界通信を行う電界通信装置の回路構成の他の一例を示すブロック図である。図６に示すブロック図には、情報端末１５が接続された通信回路２０と、通信を媒介する電界伝達媒体３０と、通信回路２０’と、この通信回路２０’に接続された情報端末１５’とが示されている。通信回路２０と通信回路２０’との間で通信を行い、通信回路２０からデータを送信して通信回路２０’で受信する場合を例にするものである。 FIG. 6 is a block diagram illustrating another example of a circuit configuration of an electric field communication device that performs electric field communication using the communication electrode 2. In the block diagram shown in FIG. 6, the communication circuit 20 to which the information terminal 15 is connected, the electric field transmission medium 30 for mediating communication, the communication circuit 20 ′, and the information terminal 15 ′ connected to the communication circuit 20 ′. Is shown. A case where communication is performed between the communication circuit 20 and the communication circuit 20 ′, data is transmitted from the communication circuit 20 and received by the communication circuit 20 ′ is taken as an example.

通信回路２０と通信回路２０’とは同じ構成を有している。両者に構成上の相違点はないものの、説明するための便宜上、同一の構成部には同一の番号を付し、通信回路２０’の備える構成部については「’」を付して識別している。 The communication circuit 20 and the communication circuit 20 'have the same configuration. Although there is no difference in configuration between the two, for convenience of explanation, the same number is assigned to the same component, and the component provided in the communication circuit 20 ′ is identified with “′”. Yes.

なお、情報端末１５は、通信回路２０に対して送信データと送受信切替信号を送る。送信データとは、通信相手の情報端末１５’へ伝達される任意のデータである。送受信切替信号とは、通信回路２０に対して送信と受信との動作の切替を指示するための信号である。 The information terminal 15 sends transmission data and a transmission / reception switching signal to the communication circuit 20. The transmission data is arbitrary data transmitted to the communication terminal information terminal 15 '. The transmission / reception switching signal is a signal for instructing the communication circuit 20 to switch operation between transmission and reception.

また、通信回路２０からは情報端末１５に対して受信データを送る。この受信データは、通信相手の情報端末１５’が情報端末１５に対し、通信回路２０’と通信回路２０とを介して送信したデータを受信して得た受信データである。なお、情報端末１５’と通信回路２０’との間においても、情報端末１５と通信回路２０との間と同じく送信データや送受信切替信号、受信データのやり取りが行われている。 Further, the communication circuit 20 sends received data to the information terminal 15. This reception data is reception data obtained by receiving data transmitted from the communication terminal information terminal 15 ′ to the information terminal 15 via the communication circuit 20 ′ and the communication circuit 20. Note that transmission data, transmission / reception switching signals, and reception data are exchanged between the information terminal 15 ′ and the communication circuit 20 ′ as well as between the information terminal 15 and the communication circuit 20.

また、通信回路２０には、データを送信するための送信部と、データを受信する受信部とを備えている。送信部には、送信データを発振器４１から出力される搬送波で変調するための変調回路４０と、搬送波を出力するための発振器４１とを備えている。更に、受信部には、復調信号のＨレベルとＬレベルの反転が起きていないかを判定して補正するための補正回路４２と、搬送波再生回路４４で再生された搬送波と受信した信号をもとにデータを再生する復調回路４３と、受信した信号から搬送波を抽出する搬送波再生回路４４とを備えている。 Further, the communication circuit 20 includes a transmission unit for transmitting data and a reception unit for receiving data. The transmission unit includes a modulation circuit 40 for modulating transmission data with a carrier wave output from the oscillator 41 and an oscillator 41 for outputting the carrier wave. Further, the receiving unit includes a correction circuit 42 for determining and correcting whether the H level and the L level of the demodulated signal are inverted, a carrier wave reproduced by the carrier wave reproducing circuit 44, and the received signal. And a demodulating circuit 43 for reproducing data and a carrier wave reproducing circuit 44 for extracting a carrier wave from the received signal.

なお、通信電極２は、図４を用いて説明した場合と同様に、通信回路２０から伝達されたデータを通信回路２０’に送信する機能と、通信回路２０’から送信されたデータを受信する機能とを有している。図６で示す通信回路２０を有する電界通信装置の場合であっても、送信電極２ａと受信電極２ｂは、一体化して１つの通信電極２で各電極を構成してもよいし、送信または受信どちらか一方の構成のみを有するものとしてもよい。 Note that the communication electrode 2 receives the function transmitted to the communication circuit 20 ′ and the data transmitted from the communication circuit 20 ′, as in the case described with reference to FIG. It has a function. Even in the case of the electric field communication apparatus having the communication circuit 20 shown in FIG. 6, the transmission electrode 2a and the reception electrode 2b may be integrated to form each electrode by one communication electrode 2, or transmission or reception may be performed. Only one of the configurations may be provided.

また、図７には、図６で示した補正回路４２，補正回路４２’の構成を説明するための構成図が示されている。図６で示す通信回路２０と通信回路２０’においては、受信部の出力でのＨレベルとＬレベルの反転を防ぐことを目的として、この受信部に補正回路４２，補正回路４２’が備えられている。なお、通信回路２０の補正回路４２と通信回路２０’の補正回路４２’とは同様のものであるので、ここでは通信回路２０’が備える補正回路４２’の説明のみを行う。 FIG. 7 shows a configuration diagram for explaining the configuration of the correction circuit 42 and the correction circuit 42 ′ shown in FIG. 6. The communication circuit 20 and the communication circuit 20 ′ shown in FIG. 6 are provided with a correction circuit 42 and a correction circuit 42 ′ for the purpose of preventing inversion of the H level and the L level at the output of the reception unit. ing. Since the correction circuit 42 of the communication circuit 20 and the correction circuit 42 'of the communication circuit 20' are the same, only the correction circuit 42 'included in the communication circuit 20' will be described here.

補正回路４２’は、復調信号のＨレベルとＬレベルの反転が起きていた場合に信号を反転させるための反転・非反転切替回路６１と、復調信号のＨレベルとＬレベルの反転が起きていないかを判定して切替信号を出力するためのサンプリング回路６２と、再生搬送波を検出しサンプリング信号を生成するための検波器６３と、復調信号のＨレベルとＬレベルの判定が十分区別できるまでサンプリング信号を遅らせるための遅延器６４とを備えている。 The correction circuit 42 'has an inversion / non-inversion switching circuit 61 for inverting the signal when the H level and L level of the demodulated signal are inverted, and the H level and L level of the demodulated signal are inverted. A sampling circuit 62 for determining whether or not there is a switching signal, a detector 63 for detecting a reproduced carrier wave and generating a sampling signal, and until the determination of the H level and L level of the demodulated signal can be sufficiently distinguished And a delay unit 64 for delaying the sampling signal.

ここで、図１に示すグランド電極３は、図６を用いて説明した変調回路４０及び復調回路４３に接続されている。図８は、変調回路４０及び復調回路４３とグランド電極３との接続構成を示す構成図である。変調回路４０には送信電極２ａが接続され、復調回路４３には受信電極２ｂが接続されると共に、図５を用いて説明した機能を有するグランド電極３が接続されている。データの送信時には、変調回路４０に接続されたグランド電極３が機能し、データの受信時には、復調回路４３に接続されたグランド電極３が機能する。１つのグランド電極３が変調回路４０と復調回路４３とに接続される構成でもよく、各回路に異なるグランド電極３を接続してもよい。 Here, the ground electrode 3 shown in FIG. 1 is connected to the modulation circuit 40 and the demodulation circuit 43 described with reference to FIG. FIG. 8 is a configuration diagram showing a connection configuration between the modulation circuit 40 and the demodulation circuit 43 and the ground electrode 3. The transmitting electrode 2a is connected to the modulation circuit 40, the receiving electrode 2b is connected to the demodulation circuit 43, and the ground electrode 3 having the function described with reference to FIG. 5 is connected. The ground electrode 3 connected to the modulation circuit 40 functions during data transmission, and the ground electrode 3 connected to the demodulation circuit 43 functions during data reception. One ground electrode 3 may be connected to the modulation circuit 40 and the demodulation circuit 43, or a different ground electrode 3 may be connected to each circuit.

通信電極２とグランド電極３とが近接している場合、通信電極２から外部に誘起される一部の電界がグランド電極３に混入し、電界通信装置自身におけるループ電界が発生し、結果的には通信品質の低下に繋がるが、本実施の形態では、通信電極２とグランド電極３との間に、通信電極２よりも導電率及び／又は比誘電率が小さい物質で構成されたゴム４が配されるので、通信電極２から誘起される電界がグランド電極３に混入することを防止することができる。これにより、通信電極２において、必要な電界を効率よく電界伝達媒体３０に誘起でき、通信回路２０を介して送信されたデータ通信を的確に行うことができ、通信品質の低減を防止することができる。 When the communication electrode 2 and the ground electrode 3 are close to each other, a part of the electric field induced from the communication electrode 2 is mixed into the ground electrode 3, and a loop electric field is generated in the electric field communication device itself. However, in this embodiment, the rubber 4 made of a material having a lower conductivity and / or relative dielectric constant than the communication electrode 2 is provided between the communication electrode 2 and the ground electrode 3 in the present embodiment. Therefore, the electric field induced from the communication electrode 2 can be prevented from being mixed into the ground electrode 3. Thereby, in the communication electrode 2, a required electric field can be efficiently induced in the electric field transmission medium 30, data communication transmitted through the communication circuit 20 can be performed accurately, and reduction in communication quality can be prevented. it can.

また、図４又は図６で説明したグランド電極３を、建物床１に対して通信電極２よりも近い位置に配置することで、通信回路２０で発生する不要な電磁波や逆位相の電界などを建物床に逃がし、このような不要な電磁波や逆位相の電界が通信電極２に混入することを低減することができる。これにより、通信電極２において、カーペット６に接触した電界伝達媒体３０としての人や物などに対して必要な電界を効率よく誘起でき、通信品質の低減を防止することができる。 Further, by arranging the ground electrode 3 described in FIG. 4 or FIG. 6 at a position closer to the building floor 1 than the communication electrode 2, unnecessary electromagnetic waves generated in the communication circuit 20, electric fields of opposite phase, etc. It can escape to a building floor and it can reduce that such an unnecessary electromagnetic wave and the electric field of a reverse phase mix in the communication electrode 2. FIG. Thereby, in the communication electrode 2, a required electric field can be efficiently induced with respect to a person or an object as the electric field transmission medium 30 in contact with the carpet 6, and a reduction in communication quality can be prevented.

なお、本実施の形態では、建物床１の上に配置される電極構造として説明したが、他の床や階段等であっても良い。 In addition, in this Embodiment, although demonstrated as an electrode structure arrange | positioned on the building floor 1, other floors, stairs, etc. may be sufficient.

本実施の形態によれば、電界通信用の通信電極２と、通信電極２に対向して配置されたグランド電極３とを有し、更に、通信電極２とグランド電極３との間に配され、通信電極２よりも導電率及び／又は比誘電率が小さい物質で構成されたゴム４を有するので、通信電極２から誘起される電界がグランド電極３に混入することを防止し、電界通信時における通信品質を向上することができる。 According to the present embodiment, the communication electrode 2 for electric field communication and the ground electrode 3 disposed so as to face the communication electrode 2 are provided, and further disposed between the communication electrode 2 and the ground electrode 3. Since the rubber 4 is made of a material having a lower conductivity and / or relative dielectric constant than the communication electrode 2, the electric field induced from the communication electrode 2 is prevented from being mixed into the ground electrode 3, and electric field communication is performed. Communication quality can be improved.

本実施の形態によれば、通信電極２及び／又はグランド電極３が、メッシュ構造であるため、通信電極２とグランド電極３との間に形成される静電容量を削減するので、通信電極２からグランド電極３への電界を抑制することができる。 According to the present embodiment, since the communication electrode 2 and / or the ground electrode 3 has a mesh structure, the capacitance formed between the communication electrode 2 and the ground electrode 3 is reduced. To the ground electrode 3 can be suppressed.

本実施の形態によれば、通信電極２とグランド電極３の大きさが異なるので、通信電極２がグランド電極３よりも大きい場合には、通信電極２からグランド電極３への電界を抑制することができ、通信電極２がグランド電極３よりも小さい場合には、グランド電極３により、グランド電極３の下方や周辺からのノイズを除去することができる。 According to the present embodiment, since the sizes of the communication electrode 2 and the ground electrode 3 are different, the electric field from the communication electrode 2 to the ground electrode 3 is suppressed when the communication electrode 2 is larger than the ground electrode 3. When the communication electrode 2 is smaller than the ground electrode 3, the ground electrode 3 can remove noise from below or around the ground electrode 3.

〔第２の実施の形態〕
図９は、第２の実施の形態に係る電極構造の断面を示す断面図である。本実施の形態における電極構造は、電界通信用の通信電極２と、通信電極２に対向して配置されたグランド電極３と、通信電極２の一面とグランド電極３の対向面との間に配置された床板８と、通信電極２の他の一面に配置されたカーペット６とを備えた構成である。また、本実施の形態に係る通信電極２及びグランド電極３の両表面には、絶縁シート９が貼付されている。 [Second Embodiment]
FIG. 9 is a sectional view showing a section of the electrode structure according to the second embodiment. The electrode structure in the present embodiment is arranged between a communication electrode 2 for electric field communication, a ground electrode 3 disposed to face the communication electrode 2, and one surface of the communication electrode 2 and a surface facing the ground electrode 3. The floor plate 8 and the carpet 6 disposed on the other surface of the communication electrode 2 are provided. Moreover, the insulation sheet 9 is affixed on both surfaces of the communication electrode 2 and the ground electrode 3 which concern on this Embodiment.

なお、通信電極２及びグランド電極３の構造及び作用、第１の実施の形態と同様なので、ここで重複説明を省略する。また、床板８及びカーペット６については、電極構造を構成する一例であって、第１の実施の形態で説明したように、通信電極２又はグランド電極３よりも導電率及び／又は比誘電率が小さい物質で構成された材料であればよい。 Since the structure and operation of the communication electrode 2 and the ground electrode 3 are the same as those in the first embodiment, a duplicate description is omitted here. Further, the floor plate 8 and the carpet 6 are an example of an electrode structure, and as described in the first embodiment, the conductivity and / or relative dielectric constant are higher than those of the communication electrode 2 or the ground electrode 3. What is necessary is just the material comprised with the small substance.

本実施の形態に係る電極構造は、オフィスフロア等に組み込まれている二重床の上に配置されている。この二重床とは、図９に示すように、コンクリート１０などの躯体上に複数の支持脚１１を並べ、その支持脚１１の上に床板８を配置し、コンクリート１０と床板８との間に、電力や通信用の配線１２や防音材１３などを配備可能とする床である。 The electrode structure according to the present embodiment is disposed on a double floor incorporated in an office floor or the like. As shown in FIG. 9, this double floor has a plurality of support legs 11 arranged on a frame such as concrete 10, and a floor board 8 is arranged on the support legs 11. In addition, it is a floor on which wiring 12 for electric power and communication, a soundproof material 13 and the like can be provided.

本実施の形態によれば、電界通信用の通信電極２と、通信電極２に対向して配置されたグランド電極３とを有し、更に、通信電極２とグランド電極３との間に配され、通信電極２よりも導電率及び／又は比誘電率が小さい物質で構成された床板８を有するので、通信電極２から誘起される電界がグランド電極３に混入することを防止し、電界通信時における通信品質を向上することができる。 According to the present embodiment, the communication electrode 2 for electric field communication and the ground electrode 3 disposed so as to face the communication electrode 2 are provided, and further disposed between the communication electrode 2 and the ground electrode 3. Since the floor plate 8 is made of a material having a lower conductivity and / or relative dielectric constant than the communication electrode 2, the electric field induced from the communication electrode 2 is prevented from being mixed into the ground electrode 3. Communication quality can be improved.

〔第３の実施の形態〕
図１０は、第３の実施の形態に係る電極構造の断面を示す断面図である。本実施の形態における電極構造は、建物床１の上に配置されるものであって、電界通信用の通信電極２と、通信電極２に対向して配置されたグランド電極３と、通信電極２の一方の側面とグランド電極３の対向側面との間に配置されたゴム４と、通信電極２及びグランド電極３と建物床１との間に配置されたゴム５と、通信電極２及びグランド電極３の上面に配置されたカーペット６とを備えた構成である。 [Third Embodiment]
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a cross section of the electrode structure according to the third embodiment. The electrode structure in the present embodiment is disposed on a building floor 1, and includes a communication electrode 2 for electric field communication, a ground electrode 3 disposed to face the communication electrode 2, and a communication electrode 2. Rubber 4 disposed between one side surface of the electrode and the opposite side surface of the ground electrode 3, rubber 5 disposed between the communication electrode 2 and the ground electrode 3 and the building floor 1, the communication electrode 2 and the ground electrode. 3 and a carpet 6 disposed on the upper surface of the apparatus.

なお、通信電極２及びグランド電極３の構造及び作用、第１の実施の形態と同様なので、ここで重複説明を省略する。また、ゴム４，ゴム５，及び，カーペット６については、電極構造を構成する一例であって、第１の実施の形態で説明したように、通信電極２又はグランド電極３よりも導電率及び／又は比誘電率が小さい物質で構成された材料であればよい。 Since the structure and operation of the communication electrode 2 and the ground electrode 3 are the same as those in the first embodiment, a duplicate description is omitted here. The rubber 4, the rubber 5, and the carpet 6 are an example of an electrode structure, and as described in the first embodiment, the conductivity and / or the conductivity is higher than that of the communication electrode 2 or the ground electrode 3. Alternatively, any material composed of a substance having a small relative dielectric constant may be used.

本実施の形態によれば、電界通信用の通信電極２と、通信電極２に対向して配置されたグランド電極３とを有し、更に、通信電極２の一方の側面とグランド電極３の対向側面との間に配され、通信電極２よりも導電率及び／又は比誘電率が小さい物質で構成されたゴム４を有するので、通信電極２から誘起される電界がグランド電極３に混入することを防止し、電界通信時における通信品質を向上することができる。 According to the present embodiment, the communication electrode 2 for electric field communication and the ground electrode 3 disposed so as to face the communication electrode 2 are provided, and one side surface of the communication electrode 2 and the ground electrode 3 are opposed to each other. Since the rubber 4 is disposed between the side surface and made of a material having lower conductivity and / or relative dielectric constant than the communication electrode 2, an electric field induced from the communication electrode 2 is mixed into the ground electrode 3. Can be prevented, and communication quality during electric field communication can be improved.

第１の実施の形態に係る電極構造の断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section of the electrode structure which concerns on 1st Embodiment. 異なる大きさの通信電極とグランド電極とを用いた場合の効果を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the effect at the time of using the communication electrode and ground electrode of a different magnitude | size. 第１の実施の形態に係る電極構造の他の実施例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other Example of the electrode structure which concerns on 1st Embodiment. 通信電極を用いて電界通信を行う電界通信装置の回路構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the circuit structure of the electric field communication apparatus which performs electric field communication using a communication electrode. 図４に示す通信回路に使用されている電界検出光学部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electric field detection optical part used for the communication circuit shown in FIG. 通信電極を用いて電界通信を行う電界通信装置の回路構成の他の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows another example of the circuit structure of the electric field communication apparatus which performs electric field communication using a communication electrode. 図６で示した補正回路の構成を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating the structure of the correction circuit shown in FIG. 図６で示した変調回路及び復調回路とグランド電極との接続構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the connection structure of the modulation circuit and demodulation circuit which were shown in FIG. 6, and a ground electrode. 第２の実施の形態に係る電極構造の断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section of the electrode structure which concerns on 2nd Embodiment. 第３の実施の形態に係る電極構造の断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section of the electrode structure which concerns on 3rd Embodiment.

Explanation of symbols

１…建物床
２，２’…通信電極
２ａ，２ａ’…送信電極
２ｂ，２ｂ’…受信電極
３…グランド電極
４，５…ゴム
６…カーペット
７…誘導用ブロック
８…床板
９…絶縁シート
１０…コンクリート
１１…支持脚
１２…配線
１３…防音材
１５，１５’…情報端末
２０，２０’…通信回路
２１…インタフェース回路
２２…レベル調整回路
２３…送信回路
２４…電界検出光学部
２５…信号処理回路
２６…波形整形回路
３０…電界伝達媒体
４０，４０’…変調回路
４１，４１’…発振器
４２，４２’…補正回路
４３，４３’…復調回路
４４，４４’…搬送波再生回路
６１…反転・非反転切替回路
６２…サンプリング回路
６３…検波器
６４…遅延器
１０１…レーザダイオード
１０２…電気光学素子
１０３…第１電極
１０４…第２電極
１０５…コリメートレンズ
１０６…第１波長板
１０７…第２波長板
１０９…偏光ビームスプリッタ
１１０ａ…第１集光レンズ
１１０ｂ…第２集光レンズ
１１１ａ…第１フォトダイオード
１１１ｂ…第２フォトダイオード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Building floor 2, 2 '... Communication electrode 2a, 2a' ... Transmission electrode 2b, 2b '... Reception electrode 3 ... Ground electrode 4, 5 ... Rubber 6 ... Carpet 7 ... Guiding block 8 ... Floor board 9 ... Insulating sheet 10 ... Concrete 11 ... Support leg 12 ... Wiring 13 ... Soundproof material 15, 15 '... Information terminal 20, 20' ... Communication circuit 21 ... Interface circuit 22 ... Level adjustment circuit 23 ... Transmission circuit 24 ... Electric field detection optical part 25 ... Signal processing Circuit 26 ... Waveform shaping circuit 30 ... Electric field transmission medium 40, 40 '... Modulation circuit 41, 41' ... Oscillator 42, 42 '... Correction circuit 43, 43' ... Demodulation circuit 44, 44 '... Carrier wave recovery circuit 61 ... Inversion / Non-inverting switching circuit 62 ... sampling circuit 63 ... detector 64 ... delay device 101 ... laser diode 102 ... electro-optic element 103 ... first electrode 104 ... second electrode 105 ... Mate lens 106 ... first wave plate 107 ... second wave plate 109 ... polarizing beam splitter 110a ... first condenser lens 110b ... second condenser lens 111a ... first photodiode 111b ... second photodiode

Claims

A communication electrode for electric field communication;
A ground electrode disposed to face the communication electrode;
A material that is disposed between the communication electrode and the ground electrode, and that is composed of a substance that is smaller in both conductivity and relative permittivity than the communication electrode , or one of the two ,
The electrode structure characterized in that an area of the communication electrode is larger than an area of the ground electrode .

The electrode structure according to claim 1, wherein an insulating sheet is affixed to both or one of the surfaces of the communication electrode and the ground electrode .

3. The electrode structure according to claim 1, wherein the same material as the material is further disposed on both or one of the surfaces of the communication electrode and the ground electrode .

The electrode structure according to claim 3, wherein the material disposed on the surface of the communication electrode is a guiding block.

The electrode structure according to any one of claims 1 to 4, wherein both or one of the communication electrode and the ground electrode has a mesh structure.

The dielectric constant, the electrode structure according to any one of claims 1 to 5, characterized in that 1 to 4 of the material.

The electrode structure according to any one of claims 1 to 6 , wherein the material is any one of natural resin, synthetic resin, gas, oil, and paper.

The electrode structure according to any one of claims 1 to 7 , wherein both or one of the communication electrode and the ground electrode is a carpet having conductive fibers.