JP4539551B2 - 情報処理システムおよび方法、情報処理装置および方法、並びにプログラム - Google Patents

情報処理システムおよび方法、情報処理装置および方法、並びにプログラム Download PDF

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Description

本発明は、情報処理システムおよび方法、情報処理装置および方法、並びにプログラムに関し、特に、駅などの改札口における検札完了後に、コンテンツを提供することができるようにした情報処理システムおよび方法、情報処理装置および方法、並びにプログラムに関する。
従来、送信装置と通信媒体及び受信装置から成る通信システムにおいて、通信信号を伝達するための物理的な通信信号伝達経路と、その通信信号の高低差を判定するための基準点を送信装置と受信装置の間で共有するための、通信信号伝達経路とは別の物理的な基準点経路を設けることで通信を成していた。
例えば、特許文献１や特許文献２では、人体を通信媒体とする通信技術に関して記述されており、いずれの方法においても、人体を第１の通信路とする以外に、大地や、空間における電極間同士の直接的静電結合を第２の通信路として設け、第１の通信路と第２の通信路からなる全体の通信経路が閉回路を形成するように成されている。
しかしながら、このような通信システムにおいては、送信装置と受信装置間で、通信信号伝達経路と基準点経路（第１の通信路と第２の通信路）の２つの通信路を、閉回路として設ける必要があるが、両経路は異なる経路であるため、これら２つの経路を安定的に両立しなければいけないことが、通信を行うための利用環境の制約となる恐れがあった。
例えば、基準点経路における送信装置と受信装置との静電結合の強さは、装置間の距離に依存するので、その距離によって経路の安定度も異なってくる。つまり、この場合、通信の安定度が送信装置と受信装置との間の距離に依存する恐れがあった。また、送信装置と受信装置との間の遮蔽物等の存在によっても、通信の安定度が変化する恐れがあった。
したがって、通信信号伝達経路と基準点経路の２つの経路を閉回路として形成する通信方法では、利用環境が大きく通信の安定度に影響するため、安定した通信を行うことが困難であった。
特開平１０−２２９３５７号公報 特表平１１−５０９３８０号公報
以上説明したように、人体を通信媒体とする通信技術は未確立ではあるものの、その利用方法について現在様々な分野への適用が検討されている。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、今後実用化されるであろう人体を通信媒体とする通信技術を、検札を行う駅などの改札システムに適用して、検札後に、コンテンツの配信を速やかに実行できるようにするものである。
本発明の第１の側面の情報処理システムは、改札ゲートに設置される第１の電極を介して通信を行う第１の情報処理装置と、前記第１の電極と人の進退方向に並んで設置される第２の電極を介して通信を行う第２の情報処理装置からなる情報処理システムにおいて、前記第１の情報処理装置および前記第２の情報処理装置は、前記改札ゲートを通過する人が装着している通信端末であり、人体を含む誘電体を通信媒体として通信する前記通信端末と通信し、認証処理を行う認証手段と、前記認証手段により認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行う検札処理手段と、前記検札処理が行われた前記通信端末のID(Identification) と、前記認証処理の結果、前記通信端末と共有されるセッション鍵を登録する登録手段と、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定するID判定手段と、前記ID判定手段により前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得する情報取得手段と、前記情報取得手段により取得された定期購読情報に基づいて、前記ID判定手段により前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行う配信手段とを備え、前記改札ゲートに前記第１の電極側から前記通信端末を装着している人が進入した場合、前記第１の情報処理装置が、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のIDと前記セッション鍵を登録し、前記第２の情報処理装置が、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信し、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行い、前記改札ゲートに前記第２の電極側から前記通信端末を装着している人が進入した場合、前記第２の情報処理装置が、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のIDと前記セッション鍵を登録し、前記第１の情報処理装置が、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信し、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行う。
本発明の第１の側面の情報処理方法は、改札ゲートに設置される第１の電極を介して通信を行う第１の情報処理装置と、前記第１の電極と人の進退方向に並んで設置される第２の電極を介して通信を行う第２の情報処理装置からなる情報処理システムの情報処理方法において、前記改札ゲートに前記第１の電極側から人体を含む誘電体を通信媒体として通信する通信端末を装着している人が進入した場合、前記第１の情報処理装置が、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のID(Identification) と、前記認証処理の結果、前記通信端末と共有されるセッション鍵を登録し、前記第２の情報処理装置が、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行い、前記改札ゲートに前記第２の電極側から前記通信端末を装着している人が進入した場合、前記第２の情報処理装置が、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のIDと前記セッション鍵を登録し、前記第１の情報処理装置が、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行う。
本発明の第２の側面の情報処理装置は、改札ゲートに人の進退方向に並んで設置される第１の電極および第２の電極を介して通信を行う情報処理装置において、前記改札ゲートを通過する人が装着している通信端末であり、人体を含む誘電体を通信媒体として通信する前記通信端末と通信し、認証処理を行う認証手段と、前記認証手段により認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行う検札処理手段と、前記検札処理が行われた前記通信端末のID(Identification) と、前記認証処理の結果、前記通信端末と共有されるセッション鍵を登録する登録手段と、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが前記登録手段により登録されているか否かを判定するID判定手段と、前記ID判定手段により前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得する情報取得手段と、前記情報取得手段により取得された定期購読情報に基づいて、前記ID判定手段により前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行う配信手段とを備え、前記改札ゲートに前記第１の電極側から前記通信端末を装着している人が進入した場合、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のIDと前記セッション鍵を登録し、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信し、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行い、前記改札ゲートに前記第２の電極側から前記通信端末を装着している人が進入した場合、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のIDと前記セッション鍵を登録し、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信し、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行う。
本発明の第２の側面の情報処理方法は、改札ゲートに人の進退方向に並んで設置される第１の電極および第２の電極を介して通信を行う情報処理装置の情報処理方法において、前記改札ゲートに前記第１の電極側から人体を含む誘電体を通信媒体として通信する通信端末を装着している人が進入した場合、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のID(Identification) と、前記認証処理の結果、前記通信端末と共有されるセッション鍵を登録し、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行い、前記改札ゲートに前記第２の電極側から前記通信端末を装着している人が進入した場合、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のIDと前記セッション鍵を登録し、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行う。
本発明の第２の側面のプログラムは、改札ゲートに人の進退方向に並んで設置される第１の電極および第２の電極を介して通信を行う情報処理装置に、前記改札ゲートに前記第１の電極側から人体を含む誘電体を通信媒体として通信する通信端末を装着している人が進入した場合、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のID(Identification) と、前記認証処理の結果、前記通信端末と共有されるセッション鍵を登録し、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行い、前記改札ゲートに前記第２の電極側から前記通信端末を装着している人が進入した場合、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のIDと前記セッション鍵を登録し、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行う処理を行わせる。
本発明の第１の側面においては、改札ゲートに第１の電極側から人体を含む誘電体を通信媒体として通信する通信端末を装着している人が進入した場合、第１の情報処理装置により、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信され、認証処理が行われ、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理が行われ、前記検札処理が行われた前記通信端末のID と、前記認証処理の結果、前記通信端末と共有されるセッション鍵が登録される。そして、第２の情報処理装置により、第２の電極を介して、前記通信端末と通信され、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かが判定され、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報が取得され、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理が行われる。また、前記改札ゲートに前記第２の電極側から前記通信端末を装着している人が進入した場合、前記第２の情報処理装置により、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信され、認証処理が行われ、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理が行われ、前記検札処理が行われた前記通信端末のIDと前記セッション鍵が登録される。そして、前記第１の情報処理装置により、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信され、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かが判定され、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報が取得され、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理が行われる。
本発明の第２の側面においては、改札ゲートに第１の電極側から人体を含む誘電体を通信媒体として通信する通信端末を装着している人が進入した場合、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信され、認証処理が行われ、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理が行われ、前記検札処理が行われた前記通信端末のID(Identification) と、前記認証処理の結果、前記通信端末と共有されるセッション鍵が登録される。そして、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かが判定され、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報が取得され、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理が行われる。また、前記改札ゲートに前記第２の電極側から前記通信端末を装着している人が進入した場合、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信され、認証処理が行われ、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理が行われ、前記検札処理が行われた前記通信端末のIDと前記セッション鍵が登録される。そして、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かが判定され、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報が取得され、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理が行われる。
ネットワークとは、少なくとも２つの装置が接続され、ある装置から、他の装置に対して、情報の伝達をできるようにした仕組みをいう。ネットワークを介して通信する装置は、独立した装置どうしであってもよいし、１つの装置を構成している内部ブロックどうしであってもよい。
また、通信とは、無線通信および有線通信は勿論、無線通信と有線通信とが混在した通信、すなわち、ある区間では無線通信が行われ、他の区間では有線通信が行われるようなものであってもよい。さらに、ある装置から他の装置への通信が有線通信で行われ、他の装置からある装置への通信が無線通信で行われるようなものであってもよい。
本発明によれば、人体を通信媒体とする通信技術を、改札システムに適用し、検札完了後に、迅速にコンテンツを提供することが可能となる。
以下に本発明の実施の形態を説明するが、請求項に記載の構成要件と、発明の実施の形態における具体例との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、請求項に記載されている発明をサポートする具体例が、発明の実施の形態に記載されていることを確認するためのものである。したがって、発明の実施の形態中には記載されているが、構成要件に対応するものとして、ここには記載されていない具体例があったとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、具体例が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その具体例が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
さらに、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明が、請求項に全て記載されていることを意味するものではない。換言すれば、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明であって、この出願の請求項には記載されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により追加される発明の存在を否定するものではない。
本発明の第１の側面の情報処理システム（例えば、図４８の改札システム１５００）は、改札ゲートに設置される第１の電極を介して通信を行う第１の情報処理装置（例えば、図４８の信号処理装置１５０１）と、前記第１の電極と人の進退方向に並んで設置される第２の電極を介して通信を行う第２の情報処理装置（例えば、図４８の信号処理装置１５０２）からなる情報処理システムにおいて、前記第１の情報処理装置および前記第２の情報処理装置は、前記改札ゲートを通過する人が装着している通信端末（例えば、図３４のユーザデバイス１１００）であり、人体を含む誘電体を通信媒体として通信する前記通信端末と通信し、認証処理を行う認証手段（例えば、図４９の認証処理部１０７１）と、前記認証手段により認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行う検札処理手段（例えば、図４９の入場情報設定部１０７４）と、前記検札処理が行われた前記通信端末のID(Identification) と、前記認証処理の結果、前記通信端末と共有されるセッション鍵を登録する登録手段（例えば、図４９のデバイスID登録部１５２５）と、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定するID判定手段（例えば、図５０のデバイスID検索部１５４３）と、前記ID判定手段により前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得する情報取得手段（例えば、図５０の定期購読判定部１０８１）と、前記情報取得手段により取得された定期購読情報に基づいて、前記ID判定手段により前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行う配信手段（例えば、図５０のコンテンツ配信部１０８３）とを備え、前記改札ゲートに前記第１の電極側から前記通信端末を装着している人が進入した場合、前記第１の情報処理装置が、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のIDと前記セッション鍵を登録し、前記第２の情報処理装置が、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信し、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行い、前記改札ゲートに前記第２の電極側から前記通信端末を装着している人が進入した場合、前記第２の情報処理装置が、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のIDと前記セッション鍵を登録し、前記第１の情報処理装置が、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信し、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行う。
本発明の第１の側面の情報処理方法は、改札ゲートに設置される第１の電極を介して通信を行う第１の情報処理装置と、前記第１の電極と人の進退方向に並んで設置される第２の電極を介して通信を行う第２の情報処理装置からなる情報処理システムの情報処理方法において、前記改札ゲートに前記第１の電極側から人体を含む誘電体を通信媒体として通信する通信端末を装着している人が進入した場合、前記第１の情報処理装置が、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い（例えば、図４０のステップＳ２１）、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い（例えば、図４０のステップＳ２７）、前記検札処理が行われた前記通信端末のID(Identification) と、前記認証処理の結果、前記通信端末と共有されるセッション鍵を登録し（例えば、図５１のステップＳ２１４）、前記第２の情報処理装置が、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し（例えば、図５２のステップＳ２３３）、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し（例えば、図４１のステップＳ４１）、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行い（例えば、図４１のステップＳ４６）、前記改札ゲートに前記第２の電極側から前記通信端末を装着している人が進入した場合、前記第２の情報処理装置が、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のIDと前記セッション鍵を登録し、前記第１の情報処理装置が、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行う。
本発明の第２の側面の情報処理装置は、改札ゲートに人の進退方向に並んで設置される第１の電極および第２の電極を介して通信を行う情報処理装置（例えば、図３５の信号処理装置１０１１）において、前記改札ゲートを通過する人が装着している通信端末（例えば、図３４のユーザデバイス１１００）であり、人体を含む誘電体を通信媒体として通信する前記通信端末と通信し、認証処理を行う認証手段（例えば、図３７の認証処理部１０７１）と、前記認証手段により認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行う検札処理手段例えば、図３７の入場情報設定部１０７４）と、前記検札処理が行われた前記通信端末のID(Identification) と、前記認証処理の結果、前記通信端末と共有されるセッション鍵を登録する登録手段（例えば、図３７のデバイスID登録部１０５６）と、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが前記登録手段により登録されているか否かを判定するID判定手段（例えば、図３７のデバイスID検索部１０５４）と、前記ID判定手段により前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得する情報取得手段（例えば、図３７の定期購読判定部１０８１）と、前記情報取得手段により取得された定期購読情報に基づいて、前記ID判定手段により前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行う配信手段（例えば、図３７のコンテンツ配信部１０８３）とを備え、前記改札ゲートに前記第１の電極側から前記通信端末を装着している人が進入した場合、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のIDと前記セッション鍵を登録し、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信し、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行い、前記改札ゲートに前記第２の電極側から前記通信端末を装着している人が進入した場合、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のIDと前記セッション鍵を登録し、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信し、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行う。
本発明の第２の側面の情報処理方法またはプログラムは、改札ゲートに人の進退方向に並んで設置される第１の電極および第２の電極を介して通信を行う情報処理装置の情報処理方法またはプログラムにおいて、前記改札ゲートに前記第１の電極側から人体を含む誘電体を通信媒体として通信する通信端末を装着している人が進入した場合、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い（例えば、図４０のステップＳ２１）、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い（例えば、図４０のステップＳ２７）、前記検札処理が行われた前記通信端末のID(Identification) と、前記認証処理の結果、前記通信端末と共有されるセッション鍵をを登録し（例えば、図３９のステップＳ１５）、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し（例えば、図３９のステップＳ１３）、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し（例えば、図４１のステップＳ４１）、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行い（例えば、図４１のステップＳ４６）、前記改札ゲートに前記第２の電極側から前記通信端末を装着している人が進入した場合、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のIDと前記セッション鍵を登録し、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行う。
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図１は、本発明の基礎となる通信システムの構成例を示す図である。
図１において、通信システム１００は、送信装置１１０、受信装置１２０、および通信媒体１３０により構成され、送信装置１１０と受信装置１２０が通信媒体１３０を介して信号を送受信するシステムである。つまり、通信システム１００において、送信装置１１０より送信された信号は、通信媒体１３０を介して伝送され、受信装置１２０により受信される。
送信装置１１０は、送信信号電極１１１、送信基準電極１１２、および送信部１１３を有している。送信信号電極１１１は、通信媒体１３０を介して伝送させる信号を送信するための電極であり、信号の高低差を判定するための基準点を得るための電極である送信基準電極１１２よりも通信媒体１３０に対して静電結合が強くなるように設けられる。送信部１１３は、送信信号電極１１１と送信基準電極１１２との間に設けられ、これらの電極間に受信装置１２０へ伝達したい電気信号（電位差）を与える。
受信装置１２０は、受信信号電極１２１、受信基準電極１２２、および受信部１２３を有している。受信信号電極１２１は、通信媒体１３０を介して伝送される信号を受信するための電極であり、信号の高低差を判定するための基準点を得るための電極である受信基準電極１２２よりも通信媒体１３０に対して静電結合が強くなるように設けられる。受信部１２３は、受信信号電極１２１と受信基準電極１２２との間に設けられ、これらの電極間に生じた電気信号（電位差）を所望の電気信号に変換し、送信装置１１０の送信部１１３で生成された電気信号を復元する。
通信媒体１３０は、電気信号を伝達可能な物理的特性を有する物質、例えば、導電体や誘電体等により構成される。例えば、通信媒体１３０は、金属に代表される導電体（例えば、銅、鉄、またはアルミ等）により構成される。また例えば、通信媒体１３０は、純水、ゴム、ガラス、若しくは食塩水等の電解液、または、これらの複合体である人体等の誘電体により構成される。この通信媒体１３０はどのような形状であってもよく、例えば、線状、板状、球状、角柱、または円柱等、任意の形状であってもよい。
このような通信システム１００において、最初に、各電極と、通信媒体または装置周辺空間との関係について説明する。なお、以下において、説明の便宜上、通信媒体１３０が完全導体であるものとする。また、送信信号電極１１１と通信媒体１３０との間、および、受信信号電極１２１と通信媒体１３０との間には空間が存在し、電気的な結合はないものとする。すなわち、送信信号電極１１１または受信信号電極１２１と、通信媒体１３０との間には、それぞれ、静電容量が形成される。
また、送信基準電極１１２は送信装置１１０周辺の空間に向くように設けられており、受信基準電極１２２は受信装置１２０周辺の空間に向くように設けられている。一般的に、導体が空間に存在する場合、その導体の表面近傍の空間に静電容量が形成される。例えば、導体の形状を半径ｒ［ｍ］の球としたとき、その静電容量Ｃは、以下の式（１）のように求められる。
Figure 0004539551
式（１）において、πは円周率を示す。また、εは当該導体を取り囲む空間の誘電率を示し、以下の式（２）のように求められる。
Figure 0004539551
ただし、式（２）において、ε0は、真空中の誘電率を示し、８．８５４×１０-12［Ｆ／ｍ］である。また、εrは比誘電率を示し、真空の誘電率ε0に対する比率を示す。
上述した式（１）に示されるように半径ｒが大きい程、静電容量Ｃは大きくなる。なお、球以外の複雑な形状の導体の静電容量Ｃの大きさは、上述した式（１）のように、簡単に表現することはできないが、その導体の表面積の大きさに応じて変化することは明らかである。
以上のように、送信基準電極１１２は、送信装置１１０周辺の空間に対して静電容量を形成し、受信基準電極１２２は、受信装置１２０周辺の空間に対して静電容量を形成する。すなわち、送信装置１１０および受信装置１２０の外部の仮想無限遠点からみたとき、送信基準電極１１２や受信基準電極１２２の電位は固定的であり、変動しにくいことを示している。
次に、通信システム１００における通信の仕組みの原理について説明する。なお、以下において、説明の便宜上、または前後関係等から、コンデンサを単に静電容量と表現する場合もあるが、これらは同意である。
また、以下において、図１の送信装置１１０と受信装置１２０は、装置間が十分な距離を保つように配置されており、相互の影響を無視できるものとする。また、送信装置１１０において、送信信号電極１１１は通信媒体１３０とのみ静電結合し、送信基準電極１１２は送信信号電極１１１に対して十分な距離が置かれ、相互の影響は無視できる（静電結合しない）ものとする。同様に、受信装置１２０において、受信信号電極１２１は通信媒体１３０とのみ静電結合し、受信基準電極１２２は受信信号電極１２１に対して十分な距離が置かれ、相互の影響は無視できる（静電結合しない）ものとする。さらに、実際には、送信信号電極１１１、受信信号電極１２１、および通信媒体１３０も、空間内に配置されている以上、それぞれ空間に対する静電容量を有することになるが、ここでは、説明の便宜上、それらを無視できるものとする。
図２は、図１の通信システム１００を等価回路で表した図である。通信システム２００は、通信システム１００を等価回路で表したものであり、実質的に通信システム１００と等価である。
すなわち、通信システム２００は、送信装置２１０、受信装置２２０、および接続線２２３０を有しているが、この送信装置２１０は図１に示される通信システム１００の送信装置１１０に対応し、受信装置２２０は図１に示される通信システム１００の受信装置１２０に対応し、接続線２３０は図１に示される通信システム１００の送信媒体１３０に対応する。
図２の送信装置２１０において、信号源２１３−１および送信装置内基準点２１３−２は、図１の送信部１１３に対応する。信号源２１３−１は、送信用の信号として、特定周期ω×ｔ［rad］の正弦波を生成する。ここで、ｔ［ｓ］は時間を示す。また、ω［rad/s］は角周波数を示し、以下の式（３）のように表すことができる。
Figure 0004539551
式（３）において、πは円周率、ｆ［Hz］は信号源２１３−１が生成する信号の周波数を示す。送信装置内基準点２１３−２は、送信装置２１０内における回路のグランドに接続される点である。つまり信号源２１３の端子の一方は、送信装置２１０内における回路の、所定の基準電位に設定される。
Cte２１４は、コンデンサであり、図１の送信信号電極１１１と通信媒体１３０との間の静電容量を表すものである。つまり、Cte２１４は、信号源２１３−１の送信装置内基準点２１３−２と反対側の端子と、接続線２３０との間に設けられている。また、Ctg２１５は、コンデンサであり、図１の送信基準電極１１２の空間に対する静電容量を表すものである。Ctg２１５は、信号源２１３−１の送信装置内基準点２１３−２側の端子と、空間上の、送信装置１１０を基準とした無限遠点（仮想点）を示す基準点２１６との間に設けられている。
図２の受信装置２２０において、Rr２２３−１、検出器２２３−２、および受信装置内基準点２２３−３は、図１の受信部１２３に対応する。Rr２２３−１は、受信信号を取り出すための負荷抵抗（受信負荷）であり、増幅器により構成される検出器２２３−２は、このRr２２３−１の両側の端子間の電位差を検出して増幅する。受信装置内基準点２２３−３は、受信装置２２０内における回路のグランドに接続される点である。つまりRr２２３−１の端子の一方（検出器２２３−２の入力端子の一方）は、受信装置２２０内における回路の、所定の基準電位に設定される。
なお、検出器２２３−２が、さらに、例えば、検出した変調信号を復調したり、検出された信号に含まれる符号化された情報を復号したりする等、その他の機能を備えるようにしてもよい。
Cre２２４は、コンデンサであり、図１の受信信号電極１２１と通信媒体１３０との間の静電容量を表すものである。つまり、Cre２２４は、Rr２２３−１の受信装置内基準点２２３−３と反対側の端子と、接続線２３０との間に設けられている。また、Crg２２５は、コンデンサであり、図１の受信基準電極１２２の空間に対する静電容量を表すものである。Crg２２５は、Rr２２３−１の受信装置内基準点２２３−３側の端子と、空間上の、受信装置１２０を基準とした無限遠点（仮想点）を示す基準点２２６との間に設けられている。
接続線２３０は、完全導体である通信媒体１３０を表している。なお、図２の通信システム２００において、Ctg２１５とCrg２２５は、等価回路上、基準点２１６と基準点２２６を介して、互いに電気的に接続されているように表現されているが、実際には、これらは互いに電気的に接続されている必要はなく、それぞれが、送信装置２１０または受信装置２２０周辺の空間に対して静電容量を形成していればよい。つまり、基準点２１６と基準点２２６が電気的に接続されている必要はなく、互いに独立であってもよい。
なお、導体があれば、周囲の空間に対して、必ずその表面積の大きさに比例した静電容量が形成される。つまり、例えば、送信装置２１０と受信装置２２０は、互いにどんなに離れていてもよい。例えば、図１の通信媒体１３０が完全導体である場合、接続線２３０の導電率は無限大とみなせるので、接続線２３０の長さは通信に影響しない。なお、通信媒体１３０が導電率の十分な導体であれば、実用上、送信装置と受信装置間との距離は通信の安定性に影響しない。
通信システム２００において、信号源２１３−１、Rr２２３−１、Cte２１４、Ctg２１５、Creコンデンサ２２４、およびCrg２２５から成る回路が形成されている。直列接続された４つのコンデンサ（Cte２１４、Ctg２１５、Creコンデンサ２２４、およびCrg２２５）の合成容量Ｃxは以下の式（４）で表すことができる。
Figure 0004539551
また、信号源２１３−１が生成する正弦波ｖt（ｔ）を、以下の式（５）のように表す。
Figure 0004539551
ここで、Ｖm［Ｖ］は信号源電圧の最大振幅電圧を表しており、θ［rad］は初期位相角を表している。つまり、信号源２１３−１による電圧の実効値Ｖtrms［Ｖ］は以下の式（６）のように求めることができる。
Figure 0004539551
回路全体での合成インピーダンスＺは、次の式（７）のように求めることができる。
Figure 0004539551
つまり、Rr２２３−１の両端に生じる電圧の実効値Ｖrrmsは式（８）のように求めることができる。
Figure 0004539551
従って、式（８）に示されるように、Rr２２３−１の抵抗値が大きい程、また、静電容量Ｃxが大きく、信号源２１３−１の周波数ｆ［Hz］が高い程、１/((２×π×ｆ×Ｃx)2)の項が小さくなり、Rr２２３−１の両端に、より大きな信号を生じさせることができる。
例えば、送信装置２１０の信号源２１３−１による電圧の実効値Ｖtrmsを２［Ｖ］に固定し、信号源２１３−１が生成する信号の周波数ｆを１［MHz］、１０［MHz］、または１００［MHz］とし、Rr２２３−１の抵抗値を１０Ｋ［Ω］、１００Ｋ［Ω］、または１Ｍ［Ω］とし、回路全体の静電容量Ｃxを０．１［ｐＦ］、１［ｐＦ］、または１０［ｐＦ］としたときの、Rr２２３−１の両端に生じる電圧の実効値Ｖrrmsの計算結果は図３に示される表２５０のようになる。
表２５０に示されるように、実効値Ｖrrmsの計算結果は、その他の条件が同じ場合、周波数ｆが１［MHz］のときよりも１０［MHz］のときの方が大きくなり、受信負荷であるRｒ２５３−１の抵抗値が１０Ｋ［Ω］のときよりも１Ｍ［Ω］の時のほうが大きくなり、静電容量Ｃxが０．１［ｐＦ］のときよりも１０［ｐＦ］の時のほうが大きな値をとる。すなわち、周波数ｆの値、Rr２５３−１の抵抗値、および静電容量Ｃxが大きいほど、大きな実効値Ｖrrms得られる。
また、表２５０より、ピコファラド以下の静電容量でも、Rr２２３−１には電気信号が発生することが分かる。すなわち、伝送される信号の信号レベルが微小な場合、受信装置２２０の検出器２２３−２によって検出した信号を増幅する等すれば、通信が可能となる。
次に、以上に示した等価回路の通信システム２００の各パラメータの算出例を、図４を参照して具体的に説明する。図４は、通信システム１００の物理的な構成による影響も含めて演算例を説明するための図である。
図４に示される通信システム３００は、図１の通信システム１００に対応するシステムであり、図２の通信システム２００に通信システム１００の物理的な構成に関する情報を付加したものである。つまり、通信システム３００は、送信装置３１０、受信装置３２０、および通信媒体３３０を有している。図１の通信システム１００と対比して説明すると、送信装置３１０は送信装置１１０に対応し、受信装置３２０は受信装置１２０に対応し、通信媒体３３０は、通信媒体１３０に対応する。
送信装置３１０は、送信信号電極１１１に対応する送信信号電極３１１、送信基準電極１１２に対応する送信基準電極３１２、および送信部１１３に対応する信号源３１３−１を有している。つまり、信号源３１３−１の両側の端子の一方に送信信号電極３１１が接続され、他方に送信基準電極３１２が接続されている。送信信号電極３１１は、通信媒体３３０に近接するように設けられている。送信基準電極３１２は、通信媒体３３０に影響されない程度に通信媒体３３０から離されて設けられており、送信装置３１０の外部の空間に対して静電容量を有するように構成されている。なお、図２においては、送信部１１３には、信号源２１３−１および送信装置内基準点２１３−２が対応するように説明したが、図４の場合、説明の便宜上、この送信装置内基準点は省略している。
受信装置３２０も、送信装置３１０の場合と同様に、受信信号電極１２１に対応する受信信号電極３２１、受信基準電極１２２に対応する受信基準電極３２２、および受信部１２３に対応するRr３２３−１および検出器３２３−２を有している。つまり、Rr３２３−１の両側の端子の一方に受信信号電極３２１が接続され、他方に受信基準電極３２２が接続されている。受信信号電極３２１は、通信媒体３３０に近接するように設けられている。受信基準電極３２２は、通信媒体３３０に影響されない程度に通信媒体３３０から離されて設けられており、受信装置３２０の外部の空間に対して静電容量を有するように構成されている。なお、図２において受信部１２３には、Rr２２３−１、検出器２２３−２、および受信装置内基準点２２３−３が対応するように説明したが、図４の場合、説明の便宜上、この受信装置内基準点は省略している。
なお、通信媒体３３０は、図１や図２の場合と同様に完全導体であるものとする。送信装置３１０と受信装置３２０は、互いに十分な距離をおいて配置されており、相互の影響は無視できるものとする。また、送信信号電極３１１は通信媒体３３０とのみ静電結合している。また、送信基準電極３１２は送信信号電極３１１に対して十分な距離をおいて配置されており、相互の影響は無視できるものとする。同様に、受信信号電極３２１は通信媒体３３０とのみ静電結合している。また、受信基準電極３２２は受信信号電極３２１に対して十分な距離をおいて配置されており、相互の影響は無視できるものとする。なお厳密には、送信信号電極３１１、受信信号電極３２１、および通信媒体３３０は、空間に対する静電容量を有するが、ここでは、説明の便宜上、これらについて無視できるものとする。
図４に示されるように、通信システム３００において、通信媒体３３０の一方の端に送信装置３１０が配置され、もう一方の端に受信装置３２０が配置されている。
送信信号電極３１１と通信媒体３３０の間には距離dte［ｍ］の間隔があるものとする。また、送信信号電極３１１が、片面の表面積がSte［ｍ2］である導体円板とすると、通信媒体３３０との間で形成される静電容量Cte３１４は次の式（９）のように求めることができる。
Figure 0004539551
式（９）は、平行平板の静電容量として一般に知られている算出式である。なお、式（９）は平行平板の面積が同じ場合に成立する算出式であるが、平行平板の面積が異なる場合において適用しても大きく結果を損ねることがないので、式（９）を用いることにする。上式で、εは誘電率を示すが、いま、通信システム３００は空気中に置かれているものとすると、比誘電率εrはほぼ１とみなせるので、誘電率εは、真空における誘電率ε0と等価とみなすことができる。送信信号電極３１６の表面積Steを２×１０-3［ｍ2］（直径約５［cm］）とし、間隔dteを５×１０-3［ｍ］（５［mm］）として、静電容量Cte３１４を求めると、以下の式（１０）のようになる。
Figure 0004539551
なお、実際の物理現象として上述した式（９）が厳密に成立するのは、Ｓｔｅ＞＞ｄｔｅの関係を満足している場合であるが、ここでは、式（９）で近似できるものとする。
次に、送信基準電極３１２と空間から成る静電容量Ctg３１５について説明する。一般に、半径ｒ［ｍ］の円板が空間に置かれていた場合、その円板と空間との間に形成される静電容量Ｃ［Ｆ］は次の式（１１）で求めることができる。
Figure 0004539551
送信基準電極３１２が半径rtg＝２．５×１０-2［ｍ］（半径２．５［ｃｍ］）の導体円板であるとすると、送信基準電極３１７と空間から成る静電容量Ctg３１５は、上述した式（１１）を用いて、次の式（１２）のように求められる。なお、通信システム３００は空気中に置かれ、その空間の誘電率は真空の誘電率ε0で近似できるものとする。
Figure 0004539551
受信信号電極３２１の大きさを送信信号電極３１１と同じとし、通信媒体３３０との間隔も同じとすれば、受信信号電極３２１と通信媒体３３０から成る静電容量Cre３２４は、送信側と同じく３．５［ｐＦ］となる。また、受信基準電極３２２の大きさを送信基準電極３１２と同じとすれば、受信基準電極３２２と空間から成る静電容量Crg３２５は、送信側と同じく１．８［ｐＦ］となる。以上から、Cte３１４、Ctg３１５、Cre３２４、およびCrg３２５の４つの静電容量から成る合成静電容量Ｃxは上述した式（４）を用いて次の式（１３）のように求めることができる。
Figure 0004539551
なお、より厳密には、
Ｃx＝０．５２５ ［ｐＦ］
となる。
信号源３１３−１の周波数ｆを１［MHz］とし、電圧の実効値Ｖtrmsを２［Ｖ］とし、Rr３２３−１を１００Ｋ［Ω］とすると、Rr３２３−１の両端に生じる電圧Ｖrrmsは、以下の式（１４）のように求めることができる。
Figure 0004539551
以上の結果から、基本原理として、空間と成す静電容量を利用することによって、送信装置から受信装置への信号の受け渡しが可能である。
以上において説明した送信基準電極や受信基準電極の空間に対する静電容量は、各電極の位置に空間が存在すれば形成可能である。従って、上述した送信装置および受信装置は、通信媒体によって送信信号電極と受信信号電極が結合されていれば、互いの距離に依存せずに通信の安定性を得ることができる。
次に、実際に本通信システムを物理的に構成する場合について説明する。図５は、以上において説明した通信システムの、実際に物理的に構成する場合における、システム上に発生する各パラメータの演算用モデルの例を示す図である。
つまり、通信システム４００は、送信装置４１０、受信装置４２０、および通信媒体４３０を有しており、上述した通信システム１００（通信システム２００および通信システム３００）に対応するシステムであり、評価するパラメータが異なるだけで、その構成は、通信システム１００乃至通信システム３００と基本的に同様である。
つまり、通信システム３００と対比して説明すると、送信装置４１０は送信装置３１０に対応し、送信装置４１０の送信信号電極４１１は送信信号電極３１１に対応し、送信基準電極４１２は送信基準電極３１２に対応し、信号源４３１−１は信号源３３１−１に対応する。また、受信装置４２０は受信装置３２０に対応し、受信装置４２０の受信信号電極４２１は受信信号電極３２１に対応し、受信基準電極４２２は受信基準電極３２２に対応し、Rr４２３−１はRr３２３−１に対応し、検出器４２３−２は検出器３２３−２に対応する。さらに、通信媒体４３０は通信媒体３３０に対応する。
また、パラメータについて説明すると、送信信号電極４１１と通信媒体４３０との間の静電容量Cte４１４は通信システム３００のCte３１４に対応し、送信基準電極４１２の空間に対する静電容量Ctg４１５は通信システム３００のCtg３１５に対応し、送信装置４１０からの空間上の仮想的な無限遠点を示す基準点４１６−１は通信システム３００の基準点３１６に対応する。また、送信信号電極４１１は、面積Ste［ｍ2］の円盤状の電極であり、通信媒体４３０から微小距離dte［ｍ］だけ離れた位置に設けられる。送信基準電極４１２も円盤状の電極であり、その半径は、rtg［ｍ］である。
受信装置４２０側では、受信信号電極４２１と通信媒体４３０との間の静電容量Cre４２４は通信システム３００のCre３２４に対応し、受信基準電極４２２の空間に対する静電容量Crg４２５は通信システム３００のCrg３２５に対応し、受信装置４２０からの空間上の仮想的な無限遠点を示す基準点４２６−１は通信システム３００の基準点３２６に対応する。また、受信信号電極４２１は、面積Sre［ｍ2］の円盤状の電極であり、通信媒体４３０から微小距離dre［ｍ］だけ離れた位置に設けられる。受信基準電極４２２も円盤状の電極であり、その半径は、rrg［ｍ］である。
図５の通信システム４００は、以上のパラメータに加えて、以下のような新たなパラメータが追加されたモデルである。
例えば、送信装置４１０については、送信信号電極４１１と送信基準電極４１２との間に形成される静電容量Ctb４１７−１、送信信号電極４１１と空間との間に形成される静電容量Cth４１７−２、および、送信基準電極４１２と通信媒体４３０との間に形成される静電容量Cti４１７−３が新たなパラメータとして追加されている。
また、受信装置４２０については、受信信号電極４２１と受信基準電極４２２との間に形成される静電容量Crb４２７−１、受信信号電極４２１と空間との間に形成される静電容量Crh４２７−２、および、受信基準電極４２２と通信媒体４３０との間に形成される静電容量Cri４２７−３が新たなパラメータとして追加されている。
さらに、通信媒体４３０については、通信媒体４３０と空間との間に形成される静電容量Cm４３２が新たなパラメータとして追加されている。また、実際には、通信媒体４３０は、その大きさや材質等によって電気抵抗を有するので、その抵抗成分として抵抗値Rm４３１およびRm４３３が新たなパラメータとして追加されている。
なお、図５の通信システム４００においては省略されているが、通信媒体が導電性だけでなく、誘電性を有する場合には、その誘電率に従った静電容量も併せて形成される。また、通信媒体に導電性がなく、誘電性のみで形成される場合には、送信信号電極４１１と受信信号電極４２１の間に、誘電体の誘電率、距離、大きさ、配置で決まる静電容量で結合されることになる。
また、ここでは、送信装置４１０と受信装置４２０が、互いに静電結合的な要素が無視できる程度に距離が離れている場合（送信装置４１０と受信装置４２０との間の静電結合の影響を無視することができる場合）を想定している。仮に、距離が近い場合には、上述した考え方に従い、送信装置４１０内の各電極と受信装置４２０内の各電極の位置関係によっては、それら電極同士の静電容量も考慮する必要が生じることもある。
次に、図５の通信システム４００の動作を、電気力線を用いて説明する。通信システム４００の送信装置４１０の、電極同士、または電極と通信媒体４３０との関係を、電気力線を用いて表現した模式図を図６および図７に示す。
図６は、通信媒体４３０が存在しない場合の電気力線の分布の例を示す模式図である。いま、送信信号電極４１１は正の電荷を有し（正に帯電し）、送信基準電極４１２は負の電荷を有している（負に帯電している）ものとする。図中の矢印は電気力線を示し、その方向は、正の電荷から負の電荷へ向いている。電気力線は、途中で突然消滅することはなく、異符号の電荷を持つ物体に到達するか、仮想無限遠点に到達するかのいずれかの性質を持つ。
ここで、電気力線４５１は、送信信号電極４１１から放出された電気力線のうち無限遠点に到達しているものを示す。電気力線４５２は、送信基準電極４１２に向かっている電気力線のうち仮想無限遠点より到達しているものを示す。電気力線４５３は、送信信号電極４１１と送信基準電極４１２との間で生じている電気力線を示す。図６に示されるように、正または負に帯電した送信装置４１０の各電極には、それぞれ電気力線が入出力する。この電気力線の分布は、各電極の大きさや位置関係によって影響を受ける。
図７は、このような送信装置４１０に通信媒体４３０を近づけた場合の電気力線の分布の例を示す模式図である。送信信号電極４１１に通信媒体４３０が近づいたため、両者間の結合が強まり、図６で無限遠点に到達していた電気力線４５１の多くが、通信媒体４３０に到達する電気力線４６１となり、無限遠点への電気力線４６３（図６における電気力線４５１）は減少する。これに伴って、通信信号電極４１１からみたときの無限遠点に対する静電容量（図５のCth４１７−２）は弱まり、通信媒体４３０との間の静電容量（図５のCte４１４）が増す。なお、実際には、送信基準電極４１２と、通信媒体４３０間の静電結合（図５のCti４１７−３）も存在するが、ここでは無視できるものとする。
ガウスの法則によれば、任意の閉曲面Ｓを通って出て行く電気力線の数Ｎ［本］は、その閉曲面Ｓ内に含まれる全電荷を誘電率εで割ったものに等しく、閉曲面Ｓの外にある電荷には影響を受けない。いま閉曲面Ｓにｎ個の電荷が存在するとき、次式が成立する。
Figure 0004539551
ここで、ｉは整数とする。変数ｑiは各電極に蓄積される電荷の電荷量を示す。この式（１５）は、送信信号電極４１１の閉曲面Ｓから湧き出す電気力線は、この閉曲面Ｓ内に存在する電荷から発せられる電気力線のみで決まり、送信基準電極４１２の外側から入ってくる電気力線の全ては、別の場所から出て行くことを示している。
この法則に従えば、図７において、通信媒体４３０が接地されていないものとすると、この通信媒体４３０近傍の閉曲面４７１には電荷の発生源は存在しないから、電気力線４６１近傍の通信媒体の領域４７２では、静電誘導により電荷Ｑ３が誘起される。通信媒体４３０は接地されていないため、通信媒体４３０が持つ総電荷量は変わらないから、電荷Ｑ３が誘起された領域４７２の外の領域４７３では、電荷Ｑ３と等量で異符号の電荷Ｑ４が誘起され、これによって生じる電気力線４６４が閉曲面４７１から出て行くことになる。電荷Ｑ４は通信媒体が大きい程、より拡散することになり、電荷密度も減少するから、これに伴って単位面積当たりの電気力線の本数も減少する。
通信媒体４３０が完全導体である場合、完全導体の性質から、部位によらず電位が同一になる特性上、部位によらず電荷密度もほぼ等しくなる性質がある。通信媒体４３０が抵抗分を持った導電体である場合には、その抵抗分に応じ、距離に応じて電気力線の数も減少する。また通信媒体４３０が導電性を持たない誘電体である場合には、その分極作用により、電気力線は拡散され、伝播される。いま空間にｎ個の導電体が存在しているとき、各導電体の電荷Ｑiは、次式で求めることができる。
Figure 0004539551
ここで、ｉ、ｊは整数であり、Ｃijは導電体ｉと導電体ｊから成る容量係数を示し、静電容量と同じ性質と考えてよい。容量係数は、導電体の形状とそれらの位置関係からのみ決まる。容量係数Ｃiiは、導電体ｉ自身が空間に対して形成する静電容量となる。また、Ｃij＝Ｃjiである。式（１６）においては、複数の導電体から成る系が重ねの理に基づいて動作することが示されており、導電体間の静電容量と各導電体の電位との積の総和によって該当する導電体の電荷が定まることが示されている。
いま、図７と式（１６）において互いに関連する各パラメータを以下のように定める。例えば、Ｑ１は、送信信号電極４１１に誘起される電荷を示し、Ｑ２は、送信基準電極４１２に誘起される電荷を示し、Ｑ３は、送信信号電極４１１によって通信媒体４３０に誘起される電荷を示し、Ｑ４は、通信媒体４３０上の、電荷Ｑ３と異符号等量の電荷を示しているものとする。
また、Ｖ１が送信信号電極４１１の、無限遠点を基準としたときの電位を示し、Ｖ２が送信基準電極４１２の、無限遠点を基準としたときの電位を示し、Ｖ３が通信媒体４３０の、無限遠点を基準としたときの電位を示し、Ｃ１２が送信信号電極４１１と送信基準電極４１２間の容量係数を示し、Ｃ１３が送信信号電極４１１と通信媒体４３０間の容量係数を示し、Ｃ１５が送信信号電極４１１と空間の容量係数を示し、Ｃ２５が送信信号電極４１２と空間の容量係数を示し、さらにＣ３５が通信媒体４３０と空間の容量係数を示しているものとする。
このとき電荷Ｑ3は次式のように求めることができる。
Figure 0004539551
なお、厳密には式（１７）は、次式（１７’）であるが、右辺の第２項および第３項のＣ２３×Ｖ２＋Ｃ５３×Ｖ５が微少であるので、式（１７）を用いている。
Ｑ3＝Ｃ１３×Ｖ１＋Ｃ２３×Ｖ２＋Ｃ５３×Ｖ５ …（１７’）
通信媒体４３０により多くの電界を注入するためには、電荷Ｑ３を大きくすればよいが、そのためには、送信信号電極４１１と通信媒体４３０間の容量係数Ｃ１３を高め、且つ、十分な電位Ｖ１を与えればよい。容量係数Ｃ１３は、形状と位置関係のみで決まるが、相互間の距離が近く、対向面積が大きい程、静電容量が高まる。次に、電位Ｖ１であるが、この電位は無限遠点からみたとき十分な電位が生じている必要がある。送信装置４１０からみると信号源によって、送信信号電極４１１と送信基準電極４１２の間に電位差が与えられているが、この電位差が無限遠点からみたときにも十分な電位差として生じるためには、送信基準電極４１２の振る舞いが重要になる。
仮に送信基準電極４１２が微小で、送信信号電極４１１が十分な大きさであるとすると、容量係数Ｃ１２及びＣ２５が小さくなる。一方で、容量係数Ｃ１３、Ｃ１５、Ｃ４５は大きな静電容量を持つから、電気的により変動しにくくなり、信号源で発生させている電位差のほとんどは、送信基準電極Ａｂ０２の電位Ｖ２として現れ、送信信号電極４１１の電位Ｖ１は小さくなってしまう。
この様子を図８に示す。送信基準電極４８１は微小なため、どの導電体や無限遠点とも結合しない。送信信号電極４１１は、通信媒体４３０との間で静電容量Cteを形成するとともに、空間に対して静電容量Cth４１７−２を形成する。また、通信媒体４３０は空間に対して静電容量Cm４３２を形成する。送信信号電極４１１と送信基準電極４１２に電位が生じても、送信信号電極４１１に関わる静電容量Cte４１４、Cth４１７−２、およびCm４３２が圧倒的に大きいため、この電位を変動させるためには、大きなエネルギーが必要となるが、信号源４１３−１の対向側の送信基準電極４８１の静電容量が小さいため、送信信号電極４１１の電位はほとんど変化せず、信号源４１３−１の電位変動のほとんどは、送信基準電極４８１側に現れることになる。
逆に、送信信号電極４１１が微小で、送信基準電極４８１が十分な大きさであるとすると、送信基準電極４８１の空間に対する静電容量が高まって、電気的に変動しにくくなり、送信信号電極４１１に十分な電位Ｖ１は生じるが、通信媒体４３０との静電結合が弱まるため、十分な電界を注入できない。
従って、全体のバランスの中で、通信に必要な電界を送信信号電極から通信媒体に注入しながらも、十分な電位を与えることができるだけの送信基準電極を設ける必要がある。ここでは、送信側のみを考えたが、図５における受信装置４２０の電極と通信媒体４３０の間に関しても同様に考えることができる。
無限遠点は、物理的に遠距離でなければならないものではなく、実用上は装置周辺の空間を考えればよいが、より理想としては、システム全体の系の中で、より安定して電位変動が少ないことが望ましい。実際の利用環境下では、ＡＣ電源ラインや照明器具、その他電気機器等から発生するノイズが存在するが、少なくとも信号源が利用する周波数帯域にこれらのノイズが重ならないか、無視できるレベルであればよい。
図９は、図５に示されるモデル（通信システム４００）を等価回路で示した図である。つまり、図２と図４の関係のように、図９に示される通信システム５００は図５に示される通信システム４００に対応し、通信システム５００の送信装置５１０は通信システム４００の送信装置４１０に対応し、通信システム５００の受信装置５２０は通信システム４００の受信装置４２０に対応し、通信システム５００の接続線５３０は通信システム４００の通信媒体４３０に対応する。
同様に、図９の送信装置５１０において、信号源５１３−１は信号源４１３−１に対応する。なお、図９の送信装置５１０においては、図５において省略された、図２の送信装置内基準点２１３−２に対応する、図１の送信部１１３内部の回路におけるグランドを示す送信装置内基準点５１３−２が示されている。
また、図９のCte５１４は、図５のCte４１４に対応する静電容量であり、Ctg５１５は、図５のCtg４１５に対応する静電容量であり、基準点５１６−１および基準点５１６−２は、それぞれ、基準点４１６−１および基準点４１６−２に対応する。さらにCtb５１７−１はCtb４１７−１に、Cth５１７−２はCth４１７−２に、Cti５１７−３はCti４１７−３にそれぞれ対応する静電容量である。
受信装置５２０の各部も同様であり、受信抵抗であるRr５２３−１および検出器５２３−２は、それぞれ、図５のRr４２３−１および検出器４２３−２に対応する。なお、図９の受信装置５２０においては、図５において省略された、図２の受信装置内基準点２２３−３に対応する、図１の受信部１２３内部の回路におけるグランドを示す受信装置内基準点５２３−３が示されている。
また、図９のCre５２４は、図５のCre４２４に対応する静電容量であり、Crg５２５は、図５のCrg４２５に対応する静電容量であり、基準点５２６−１および基準点５２６−２は、それぞれ、基準点４２６−１および基準点４２６−２に対応する。さらにCrb５２７−１はCrb４２７−１に、Crh５２７−２はCrh４２７−２に、Cri５２７−３はCri４２７−３にそれぞれ対応する静電容量である。
接続線５３０に接続される各部も同様であり、接続線の抵抗成分であるRm５３１とRm５３３は、それぞれ、Rm４３１とRm４３３に対応し、Cm５３２はCm４３２に対応し、基準点５３６は、基準点４３６に対応する。
このような通信システム５００は、以下のような性質を有する。
例えば、送信装置５１０は、Cte５１４の値が大きい（容量が高い）程、通信媒体４３０に対応する接続線５３０へ大きな信号を印加することができる。また、送信装置５１０は、Ctg５１２の値が大きい（容量が高い）程、接続線５３０へ大きな信号を印加することができる。さらに、送信装置５１０は、Ctb５１７−１の値が小さい（容量が低い）程、接続線５３０へ大きな信号を印加することができる。また、送信装置５１０は、Cth５１７−２の値が小さい（容量が低い）程、接続線５３０へ大きな信号を印加することができる。さらに、送信装置５１０は、Cti５１７−３の値が小さい（容量が低い）程、接続線５３０へ大きな信号を印加することができる。
受信装置５２０は、Cre５２４の値が大きい（容量が高い）程、通信媒体４３０に対応する接続線５３０から大きな信号を取り出すことができる。また、受信装置５２０は、Crg５２５の値が大きい（容量が高い）程、接続線５３０から大きな信号を取り出すことができる。さらに、受信装置５２０は、Crb５２７−１の値が小さい（容量が低い）程、接続線５３０から大きな信号を取り出すことができる。また、受信装置５２０は、Crh５２７−２の値が小さい（容量が低い）程、接続線５３０から大きな信号を取り出すことができる。さらに、受信装置５２０は、Cri５２７−３の値が小さい（容量が低い）程、接続線５３０から大きな信号を取り出すことができる。また、受信装置５２０は、Rr５２３の値が低い（抵抗が高い）程、接続線５３０から大きな信号を取り出すことができる。
接続線５３０の抵抗成分であるRm５３１およびRm５３３の値が低い（抵抗が低い）程、送信装置５１０は、接続線５３０へ大きな信号を印加することができる。また、接続線５３０の空間に対する静電容量であるCm５３２の値が小さい（容量が低い）程、送信装置５１０は、接続線５３０へ大きな信号を印加することができる。
コンデンサ容量の大小は、電極の表面積の大きさに略比例するから、一般には各電極の大きさが大きい程よいが、単純に電極の大きさを大きくすると、電極同士の間の静電容量も増加してしまう恐れもある。また、電極の大きさ比が極端な場合も効率が低下する恐れがある。従って、電極の大きさやその配置場所等は、全体のバランスの中で決定する必要がある。
なお、上述した通信装置５００の性質は、信号源５１３−１の周波数が高い周波数帯域では、インピーダンス・マッチングの考え方で本等価回路を捉え、各パラメータを決定することで効率的な通信が可能となる。周波数を高めることにより、小さい静電容量でもリアクタンスが確保できるため、各装置を容易に小型化することができる。
また、一般的にコンデンサのリアクタンスは周波数の減少とともに上昇する。これに対して、通信システム５００は静電容量結合に基づく動作をするので、信号源５１３−１が生成する信号の周波数の下限は、これによって決定される。また、Rm５３１、Cm５３２、およびRm５３３は、その配置から低域通過フィルタを形成することになるので、この特性により周波数の上限が定まる。
つまり、通信システム５００の周波数特性は、図１０に示されるグラフの曲線５５１のようになる。図１０において、横軸は周波数を、縦軸は系全体の利得を示している。
次に、図５の通信システム４００、および図９の通信システム５００の各パラメータの具体的な数値を検討する。なお、以下において、説明の便宜上、通信システム４００（通信システム５００）は空気中に設置されているものとする。また、通信システム４００の送信信号電極４１１、送信基準電極４１２、受信信号電極４２１、および受信基準電極４２２は、いずれも、直径５ｃｍの導体円板とする。
図５の通信システム４００において、送信信号電極４１１と通信媒体４３０からなる静電容量Cte４１４（図９のCte５１４）は、互いの間隔ｄが５ｍｍとすると、その値は、上述した式（９）を用いて、以下の式（１８）ように求められる。
Figure 0004539551
電極間の静電容量であるCtb４１７−１（図９のCtb５１７−１）については、（式９）を適応することができるものとする。本来は上述したように電極の面積が間隔に比べて十分に大きい場合に成立する式であるが、ここでは、式（９）を適用することにより求められた、送信信号電極４１１と送信基準電極４１２の間の静電容量Ctb４１７−１の値が本来の正しい値に十分近似し、原理の説明において不都合を生じることがないので、式（９）を用いてCtb４１７−１の値を求めることができるものとする。電極間の間隔を５ｃｍとすると、Ctb４１７−１（図９のCtb５１７−１）は以下の式（１９）ようになる。
Figure 0004539551
ここでの想定は、送信信号電極４１１と通信媒体４３０の間隔が狭いとすれば、空間との結合は弱くなるので、Cth４１７−２（図９のCht５１７−２）の値は、Cte４１４（Cte５１４）の値よりも十分小さいので、式（２０）のようにCte４１４（Cte５１４）の値の１０分の１に設定する。
Figure 0004539551
送信基準電極４１２と空間で形成される静電容量を示すCtg４１５（図９のCtg５１５）は図４の場合（式（１２））と同様であり、次式（２１）のように求めることができる。
Figure 0004539551
Cti４１７−３（図９のCti５１７−３）の値は、以下のように、Ctb４１７−１（図９のCtb５１７−１）と同等と考える。
Cti＝Ctb＝０．３５［ｐＦ］
受信装置４２０（図９の受信装置５２０）の各パラメータに関しても、各電極の構成（大きさや設置位置等）を送信装置４１０の場合と同様にすれば、以下のように、送信装置４１０の各パラメータと同様に設定される。
Cre＝Cte＝３．５［ｐＦ］
Crb＝Ctb＝０．３５［ｐＦ］
Crh＝Cth＝０．３５［ｐＦ］
Crg＝Ctg＝１．８［ｐＦ］
Cri＝Cti＝０．３５［ｐＦ］
また、説明の便宜上、以下において、通信媒体４３０（図９の接続線５３０）は人体のサイズ程度の生体に近い特性を有する物体であるとする。そして、通信媒体４３０の送信信号電極４１１の位置から受信信号電極４２１の位置（図９の送信信号電極５１１の位置から受信信号電極５２１の位置）までの電気抵抗が１Ｍ［Ω］であるとし、Rm４３１およびRm４３３（図９のRm５３１およびRm５３３）の値をそれぞれ５００Ｋ［Ω］とする。また、通信媒体４３０と空間との間で形成する静電容量Cm４３２（図９のCm５３２）の値を１００［ｐＦ］とする。
さらに、信号源４１３−１（図９の信号源５１３−１）は、最大値１［Ｖ］で周波数が１０Ｍ［Ｈｚ］の正弦波とする。
以上のパラメータを使ってシミュレーションを行うと、図１１に示されるような波形の受信信号がシミュレーション結果として得られる。図１１に示されるグラフは、縦軸が、受信装置４２０（図９の受信装置５２０）の受信負荷であるRr４２３−１（Rr５２３−１）の両端電圧を表し、横軸が時間を表している。図１１の両矢印５５２により示されるように、受信信号の波形の最大値Ａと最小値Ｂとの差（ピーク値の差）が約１０［μＶ］程度で観測される。従って、これを十分なゲインを持つ増幅器（検出器４２３−２）で増幅することによって、送信側の信号（信号源４１３−１において生成された信号）を受信側で復元することができる。
このように、以上において説明した通信システムは、物理的な基準点経路を不要とし、通信信号伝達経路のみによる通信を実現することができるので、利用環境の制約を受けない通信環境を容易に提供することができる。
次に、各装置における各電極の配置について説明する。上述したように、各電極は、互いに異なる役目を担っており、通信媒体や空間等に対して静電容量を形成する。つまり、各電極はそれぞれ互いに異なる相手と静電結合し、その静電結合を用いて作用する。従って、各電極の配置方法は、そのように各電極を目的の対象物に有効に静電結合させるために非常に重要な要因となる。
例えば、図５の通信システム４００において、送信装置４１０と受信装置４２０の間において効率よく通信を行うためには、以下の条件のように各電極を配置する必要がある。すなわち、各装置は、例えば、送信信号電極４１１と通信媒体４３０の間の静電容量、並びに、受信信号電極４２１と通信媒体４３０の間の静電容量の大きさがともに十分であること、送信基準電極４１２と空間の静電容量、並びに、受信基準電極４２２と空間の静電容量の大きさがともに十分であること、送信信号電極４１１と送信基準電極４１２の間、並びに、受信信号電極４２１と受信基準電極４２２の間の静電容量の大きさがより小さいこと、そして、送信信号電極４１１と空間の静電容量、並びに、受信信号電極４２１と空間の静電容量の大きさがより小さいことを満たす必要がある。
各電極の配置例を図１２乃至図１８に示す。なお、以下においては送信装置について説明する。図１２において、送信信号電極５５４と送信基準電極５５５の２つの電極は、筐体５５３の同一平面上に配置されている。この構成によれば、２つの電極（送信信号電極５５４と送信基準電極５５５）が互いに対向するように配置された場合と比較して、電極間の静電容量を小さくすることができる。このような構成の送信装置を用いる場合、２つの電極のうち、一方の電極のみを通信媒体に近づけるようにする。例えば、筐体５５３が２つのユニットとヒンジ部により構成され、その２つのユニットの相対的な角度が可変となるように、ヒンジ部を介して接続され、筐体５５３の全体で見た場合、そのヒンジ部によって、筐体５５３がその長手方向中央付近において折りたたむことができるようになされた折り畳み型携帯型電話機であるとする。このような折り畳み型携帯型電話機に対して、図１２に示されるような電極配置を応用することにより、一方の電極は操作ボタン側のユニット背面に配置し、他方の電極は表示部が設けられたユニットの背面に配置することができる。このように配置することにより、操作ボタン側のユニットに配置された電極はユーザの手によって覆われ、表示部背面に設けられた電極は空間に向いて配置されることになる。つまり、上述した条件を満たすように２つの電極を配置することができる。
図１３は、筐体５５３において、２つの電極（送信信号電極５５４と送信基準電極５５５）を対向するように配置したものである。この場合、図１２の配置と比較し、２電極間の静電結合は強まるものの、筐体５５３が比較的小さい場合に適する。この場合２つの電極は、筐体５５３内のできるだけ、距離が離れるような方向に配置されることが望ましい。
図１４は、筐体５５３において、２つの電極（送信信号電極５５４と送信基準電極５５５）を直接対向しないように配置し、かつ、筐体５５３の、互いに対向する面に配置したものである。この構成の場合、２つの電極の静電結合は、図１３より小さいものとなる。
図１５は、筐体５５３において、２つの電極（送信信号電極５５４と送信基準電極５５５）を、互いに垂直となるように配置したものである。この構成によれば、送信信号電極５５４の面とその対向面が通信媒体に近づく用途において、側面（送信基準電極５５５が配置される面）は、空間との静電結合が残されるため、通信が可能となる。
図１６は、図１３に示される配置において、電極の一方である送信基準電極５５５を筐体５５３内部に配置したものである。つまり、図１６Ａに示されるように、送信基準電極５５５のみが筐体５５３の内部に設けられる。図１６Ｂは、図１６Ａの面５５６より見た場合の電極位置の例を示す図である。図１６Ｂに示されるように、送信信号電極５５４は、筐体５５３の表面に配置され、送信基準電極５５５のみが筐体５５３の内部に設置されている。この構成によれば、筐体５５３が通信媒体で広く覆れてしまっても、一方の電極周辺には筐体５５３の内部の空間があるため、通信が可能となる。
図１７は、図１２または図１４に示される配置において、電極の一方である送信基準電極５５５を筐体５５３内部に配置したものである。つまり、図１７Ａに示されるように、送信基準電極５５５のみが筐体５５３の内部に設けられる。図１７Ｂは、図１７Ａの面５５６より見た場合の電極位置の例を示す図である。図１７Ｂに示されるように、送信信号電極５５４は、筐体５５３の表面に配置され、送信基準電極５５５のみが筐体５５３の内部に設置されている。この構成によれば、筐体５５３が通信媒体で広く覆れてしまっても、一方の電極周辺には筐体内部の空間余裕があるため、通信が可能となる。
図１８は、図１５に示される配置において、電極の一方を筐体内部に配置したものである。つまり、図１８Ａに示されるように、送信基準電極５５５のみが筐体５５３の内部に設けられる。図１８Ｂは、図１８Ａの面５５６より見た場合の電極位置の例を示す図である。図１８Ｂに示されるように、送信信号電極５５４は、筐体５５３の表面に配置され、送信基準電極５５５のみが筐体５５３の内部に設置されている。この構成によれば、筐体が通信媒体で広く覆れてしまっても、一方の電極である送信基準電極５５５を周辺には筐体内部の空間余裕があるため、通信が可能となる。
以上に説明したいずれの電極配置も、一方の電極よりも他方の電極の方が通信媒体に近く、他方はより空間との静電結合が強まるような配置となるように成されている。また、各配置においては、２つの電極間の静電的結合がより弱まるように配置することが望ましい。
送信装置あるいは受信装置は何らかの筐体に組み込まれるようにしてもよい。本発明の機器では、少なくとも２つの電極が存在し、それらは電気的に絶縁状態にあるので、筐体もある厚さを持った絶縁体で構成される。図１９は、送信信号電極周辺の断面図を示したものである。送信基準電極、受信信号電極、および受信基準電極のいずれも、送信信号電極と同様の構成であるので、上述した説明を適用することができる。従って、それらについての説明は省略する。
図１９Ａは、送信信号電極５６１と通信媒体５６２がある程度の距離を保つように構成された場合の例を示している。つまり、送信信号電極５６１の周囲にはスペーサ５６３およびスペーサ５６４が設けられている。これにより、送信信号電極５６１を含む筐体が通信媒体５６２に接触させられたとしても、送信信号電極５６１と通信媒体５６２の間には、両矢印５６５により示されるような距離ｄ［ｍ］が保たれる。つまり、送信信号電極５６１と通信媒体５６２の間に、空間５６６が形成される。
この場合の送信信号電極５６１と通信媒体５６２の間の静電容量Ｃは式（９）によって求めらることができるので、次の式（２２）のように表すことができる。ただし、上述したように式（９）は平行平板の面積が同じ場合に成立する算出式であるが、平行平板の面積が異なる場合において適用しても大きく結果を損ねることがないので、次式（２２）が導出される。
Figure 0004539551
ここで、ε0は真空の誘電率で８．８５４×１０-12［Ｆ／ｍ］という固定値である。εrはその場所の比誘電率、Ｓは送信信号電極５６１の表面積である。送信信号電極５６１の上側に形成される空間５６６に、高い比誘電率を有する誘電体を配置することによって、静電容量を増加させ、性能の向上を図ることができる。
同様に、周囲の空間に対しても静電容量の増加を図ることができる。また、スペーサ５６３およびスペーサ５６４を筐体により構成されるようにしてもよい。
これに対して図１９Ｂは、送信信号電極５６１を筐体５６７に埋め込んだ場合の例を示している。こうすることで、通信媒体５６２は、筐体５６７に接触すると同時に、送信信号電極５６１にも接触する。また、送信信号電極５６１の表面に絶縁層を形成することで、通信媒体５６２と送信信号電極５６１とが非接触となるようにすることもできる。
図１９Ｃは、図１９Ｂの場合に対し、筐体５６７を電極の表面積且つ厚さｄ’で凹状にえぐり、送信信号電極５６１を埋め込んだものである。筐体が一体成型の場合には、本手法により、製造コストや部品コストを抑え、簡単に静電容量を高めることができる。
次に、電極の大きさに関して説明する。少なくとも、送信基準電極及び受信基準電極は、通信媒体が十分な電位を得るために、十分な空間との静電容量を形成する必要があるが、送信信号電極及び受信信号電極は、通信媒体との静電的結合や通信媒体に流す信号の性質を踏まえたうえで、最適な大きさにすればよい。従って、通常、送信基準電極の大きさを送信信号電極の大きさより大きくするとともに、受信基準電極の大きさを受信信号電極の大きさより大きくする。しかしながら、通信を行うために十分な信号が得られれば、これ以外の関係であってももちろんよい。
特に、送信基準電極の大きさと送信信号電極の大きさを一致させ、かつ、受信基準電極の大きさと受信信号電極の大きさとを一致させた場合、無限遠点の基準点からみれば、これらの電極は互いに同等の特性にみえる。このため、どちらの電極を基準電極（信号電極）として使用するようにしても（基準電極と信号電極を入れ替えることができるようにしても）、同等の通信性能を得られる特徴がある。
換言すると、基準電極と信号電極の大きさが互いに異なるように設計された場合、一方の電極（信号電極として設定された電極）を通信媒体に近づけた場合にのみ通信可能とすることができる特徴を有する。
次に、回路のシールドについて説明する。以上においては、電極以外の送信部や受信部等は通信システムの物理的な構成を考える上で透明な存在として考えてきたが、実際にこの通信システムを実現するためには電子部品等から構成されるのが一般的である。電子部品は、その性質上、導電性、誘電性等の何らかの電気的な性質を有する物質から構成されるが、これらが電極周辺に存在する以上、動作に影響を与えることになる。本発明では、空間中の静電容量等が様々な影響を与えるため、基板上に実装されている電子回路自身もこの影響を授受ことになる。従って、より安定化した動作を期待する場合には、全体を導体でシールドすることが望ましい。
シールドした導体は、通常は、送受信装置の基準電位ともなっている送信基準電極または受信基準電極へ接続することが考えられるが、動作に問題がなければ、送信信号電極または受信信号電極へ接続してもよい。本シールドの導体自体も物理的な大きさを持つので、これまで説明してきた原理に従い、他の電極や、通信媒体、空間との相互関係で動作することを考慮する必要がある。
図２０に、この実施例を示す。本例は、機器がバッテリーで動作することを想定しており、バッテリーを含めた電子部品がシールドケース５７１内に収められており、基準電極も兼ねている。電極５７２は信号電極である。
次に、伝送媒体について説明する。通信媒体に関しては、これまでの例では、導電体を主な例に挙げたが、導電性を持たない誘電体であっても通信が可能である。誘電体中では、送信信号電極から通信媒体へ注入された電界が、誘電体の分極作用によって伝播するためである。
具体的に、導電体としては電線等の金属物が、また誘電体としては純水等が考えられるが、両方の性質を併せ持った生体、整理食塩水等でも通信は可能である。また、真空中や空気中も誘電率を持つため、通信媒体として通信可能である。
次にノイズについて説明する。空間中は、ＡＣ電源からのノイズ、蛍光灯や各種家電機器、電気機器からのノイズ、空気中の帯電微粒子の影響等様々な要因によって電位が変動している。これまでは、これら電位変動を無視してきたが、これらのノイズは送信装置、通信媒体、受信装置の各部に重々することになる。
図２１は、図１の通信システム１００を、ノイズ成分を含めた等価回路により表した模式図である。すなわち、図２１の通信システム６００は、図９の通信システム５００に対応し、通信システム６００の送信装置６１０は、通信システム５００の送信装置５１０に対応し、受信装置６２０は受信装置５２０に対応し、接続線６３０は接続線６３０に対応する。
送信装置６１０において、信号源６１３−１、送信装置内基準点６１３−２、Cte６１４、Ctg６１５、基準点６１６−１、基準点６１６−２、Ctb６１７−１、Cth６１７−２、およびCti６１７−３は、それぞれ、送信装置５１０の、信号源５１３−１、送信装置内基準点５１３−２、Cte５１４、Ctg５１５、基準点５１６−１、基準点５１６−２、Ctb５１７−１、Cth５１７−２、およびCti５１７−３に対応する。ただし、図９の場合と異なり、送信装置６１０には、ノイズ６４１およびノイズ６４２の２つの信号源が、それぞれ、Ctg６１５と基準点６１６−１との間、およびCth６１７−２と基準点６１６−２との間に設けられている。
受信装置６２０において、Ｒｒ６２３−１、検出器６２３−２、受信装置内基準点６２３−３、Cre６２４、Crg６２５、基準点６２６−１、基準点６２６−２、Crb６２７−１、Crh６２７−２、およびCri６２７−３は、それぞれ、受信装置５２０の、Ｒｒ５２３−１、検出器５２３−２、受信装置内基準点５２３−３、Cre５２４、Crg５２５、基準点５２６−１、基準点５２６−２、Crb５２７−１、Crh５２７−２、およびCri５２７−３に対応する。ただし、図９の場合と異なり、受信装置６２０には、ノイズ６４４およびノイズ６４５の２つの信号源が、それぞれ、Crh６２７−２と基準点６２６−２との間、およびCrg６２５と基準点６２６−１との間に設けられている。
接続線６３０において、Rm６３１、Cm６３２、Rm６３３、および基準点６３６は、それぞれ、接続線５３０の、Rm５３１、Cm５３２、Rm５３３、および基準点５３６に対応する。ただし、図９の場合と異なり、接続線６３０には、ノイズ６４３の信号源が、Cm６３２と基準点６３６との間に設けられている。
各装置は、自らが有するグランド電位である送信装置内基準点６１３−２、または６２３−３を基準に動作しているため、これらに重々するノイズが、送信装置、通信媒体、および受信装置に対して相対的に同成分であれば、動作上は影響しない。一方で、特に装置間の距離が離れている場合やノイズの多い環境下では、各装置間でノイズの相対的な差異を生じる可能性が高まる。つまり、ノイズ６４１乃至ノイズ６４５の動きが互いに異なる。この差異も、時間的な変動がない場合には、使用する信号レベルの相対差が伝達されればよいので問題ないが、ノイズの変動周期が使用する周波数帯に重なるような場合には、そのノイズ特性を考慮して、利用する周波数や信号レベルを定める必要があるが、換言すれば、ノイズ特性を考慮しながら利用する周波数や信号レベルを定めるだけで、通信システム６００は、ノイズ成分に対する耐性も有し、物理的な基準点経路を不要とし、通信信号伝達経路のみによる通信を実現することができるので、容易に利用環境の制約を受けない通信環境を提供することができる。
次に、送信装置と受信装置の間の距離の大きさによる通信への影響について説明する。上述したように、本発明の原理によれば、送信基準電極と受信基準電極の空間に十分な静電容量を形成できていれば、送受信装置間近辺の大地による経路や、その他の電気的な経路を必要とせず、送信信号電極と受信信号電極の距離に依存しない。従って、例えば、図２２に示される通信システム７００のように、送信装置７１０と受信装置７２０を遠距離におき、十分な導電性あるいは誘電性を持った通信媒体７３０により送信信号電極７１１、受信信号電極７２１を静電的に結合することによって通信が可能である。このとき、送信基準電極７１２は送信装置７１０の外部の空間と静電結合し、受信基準電極７２２は受信装置７２０の外部の空間と静電結合する。従って、送信基準電極７１２と受信基準電極７２２は、互いに静電結合する必要がない。但し、通信媒体７３０がより長く、大きくなることによって空間に対する静電容量も増加するため、各パラメータを決定する際にこれらについて考慮する必要がある。
なお、図２２の通信システム７００は、図１の通信システム１００に対応するシステムであり、送信装置７１０は送信装置１１０に対応し、受信装置７２０は受信装置１２０に対応し、通信媒体７３０は通信媒体１３０に対応する。
送信装置７１０において、送信信号電極７１１、送信基準電極７１２、および信号源７１３−１は、それぞれ、送信信号電極１１１、送信基準電極１１２、および送信部１１３（またはその一部）に対応する。同様に、受信装置７２０において、受信信号電極７２１、受信基準電極７２２、およびＲｒ７２３−１は、それぞれ、受信信号電極１２１、受信基準電極１２２、および受信部１２３（またはその一部）に対応する。
従って、これらの各部についての説明は省略する。
以上のように通信システム７００は、物理的な基準点経路を不要とし、通信信号伝達経路のみによる通信を実現することができるので、利用環境の制約を受けない通信環境を提供することができる。
なお、以上においては、送信信号電極および受信信号電極が通信媒体と非接触であるように説明したが、これに限らず、送信基準電極および受信基準電極がそれぞれの装置周辺空間との間で十分な静電容量が得られるのであれば、送信信号電極と受信信号電極の間を、導電性を有する通信媒体で接続するようにしてもよい。
図２３は、送信基準電極および受信基準電極を、通信媒体を介して接続する場合の通信システムの例について説明する模式図である。
図２３において、通信システム７４０は、図２２の通信システム７００に対応するシステムである。ただし、通信システム７４０の場合、送信装置７１０に送信信号電極７１１が存在せず、送信装置７１０と通信媒体７３０は、接点７４１において接続される。同様に、通信システム７４０における受信装置７２０には受信信号電極７２１が存在せず、受信装置７２０と通信媒体７３０は、接点７４２において接続される。
通常の有線通信システムでは、少なくとも２つの信号線があり、これらの信号レベルの相対差を利用して通信を行うように成されているが、本発明に従えば、１本の信号線で通信を行うことができる。
つまり、通信システム７４０も、物理的な基準点経路を不要とし、通信信号伝達経路のみによる通信を実現することができるので、利用環境の制約を受けない通信環境を提供することができる。
次に、以上のような通信システムの具体的な適用例について説明する。例えば、以上のような通信システムは、生体を通信媒体とすることもできる。図２４は、人体を介して通信を行う場合の通信システムの例を示す模式図である。図２４において、通信システム７５０は、人体の腕部に取り付けられた送信装置７６０から音楽データを送信し、人体の頭部に取り付けられた受信装置７７０によってその音楽データを受信して音声に変換し、出力してユーザに視聴させるシステムである。この通信システム７５０は、上述した通信システム（例えば、通信システム１００）に対応したシステムであり、送信装置７６０や受信装置７７０は、それぞれ、送信装置１１０や受信装置１２０に対応する。また、通信システム７５０において人体７８０は、通信媒体であり、図１の通信媒体１３０に対応する。
つまり、送信装置７６０は、送信信号電極７６１、送信基準電極７６２、および送信部７６３を有しており、それぞれ、図１の送信信号電極１１１、送信基準電極１１２、および送信部１１３に対応する。また、受信装置７７０は、受信信号電極７７１、受信基準電極７７２、および受信部７７３を有しており、それぞれ、図１の受信信号電極１２１、受信基準電極１２２、および受信部１２３に対応する。
従って、通信媒体である人体７８０に、送信信号電極７６１および受信信号電極７７１が接触または近接されるように、送信装置７６０および受信装置７７０が設置される。送信基準電極７６２および受信基準電極７７２は、空間に接していればよいので、周辺に大地との結合や、送受信装置（または電極）同士の結合も不要である。
図２５は、通信システム７５０を実現する他の例について説明する図である。図２５において、受信装置７７０は、人体７８０に対して足裏部において接触（または近接）し、人体７８０の腕部に取り付けられた送信装置７６０との間で通信を行う。この場合も、通信媒体である人体７８０に接触（または近接）されるように、送信信号電極７６１と受信信号電極７７１が設けられ、空間に向けて送信基準電極７６２と受信基準電極７７２が設けられている。特に、大地を通信経路の１つとしていた従来技術では実現不可能な応用例である。
つまり、以上のような通信システム７５０は、物理的な基準点経路を不要とし、通信信号伝達経路のみによる通信を実現することができるので、利用環境の制約を受けない通信環境を提供することができる。
以上のような通信システムにおいて、通信媒体に流す信号の変調方式としては、送信装置と受信装置の両方において対応可能であれば、特に制限はなく、通信システム全体の系の特性を踏まえた上で、最適な方式を選択することができる。具体的に変調方式としては、ベースバンド、または振幅変調、または周波数変調されたアナログ信号か、ベースバンド、または振幅変調、または周波数変調、または位相変調されたデジタル信号のうちのいずれか１つ、または複数の混合であってもよい。
さらに、以上のような通信システムにおいて、１つの通信媒体を利用して、複数の通信が成立させ、全二重通信や、単一の通信媒体による複数の装置同士による通信等を実行することができるようにしてもよい。
このような多重通信を実現する方法の例を説明する。１つ目は、スペクトラム拡散方式を適用させる方法である。この場合、送信装置と受信装置の間で互いに周波数帯域幅と特定の時系列コードを取り決めておく。そして送信装置は、この周波数帯域幅の中で、もとの信号を時系列コードによって周波数的に変化させ、周波数帯域全体に拡散させてから送信する。受信装置は、この拡散した成分を受信した後、その受信した信号を積分することで受信信号を復号する。
周波数の拡散によって得られる効果を説明する。シャノンとハートレーのチャネル容量の定理によれば、次の式が成り立つ。
Figure 0004539551
ここで、Ｃ［bps］はチャネル容量を示し、通信路に流すことのできる理論上の最大データレートを示す。Ｂ［Hz］はチャネル帯域幅を示す。Ｓ／Ｎは信号対ノイズ電力比（SN比）を示す。さらに、上式をマクローリン展開し、Ｓ／Ｎが低いものとすると、上述した式（２３）は、次の式（２４）のように近似することができる。
Figure 0004539551
これにより、例えばＳ／Ｎがノイズフロア以下のレベルであったとすると、Ｓ／Ｎ＜＜１となるが、チャネル帯域幅Ｂを広げることで、チャネル容量Ｃを所望のレベルに引き上げることができる。
時系列コードを通信路毎に異なるようし、周波数拡散の動きを異なるようにすれば、相互に干渉することなく周波数が拡散し、相互の混信がなくなることで、同時に複数の通信を行うことができる。
図２６は、本発明の基礎となる通信システムの他の構成例を示す図である。図２６に示される通信システム８００においては、４つの送信装置８１０−１乃至８１０−４と、５つの受信装置８２０−１乃至８２０−５が、スペクトラム拡散方式を用いて、通信媒体８３０を介して多重通信を行う。
送信装置８１０−１は、図１の送信装置１１０に対応しており、送信信号電極８１１、送信基準電極８１２を有し、さらに、送信部１１３に対応する構成として、原信号供給部８１３、乗算器８１４、拡散信号供給部８１５、および増幅器８１６を有している。
原信号供給部８１３は、送信対象の信号である原信号を生成する等して、それを乗算器８１４に供給する。また、拡散信号供給部８１５は、伝送対象の信号を、所定の周波数帯域全体に拡散させる搬送波である拡散信号を生成する等して、それを乗算器８１４に供給する。なお、この拡散信号による拡散の方式には、代表的なものとして、ダイレクトシーケンス方式（以下、DS方式と称する）と周波数ホッピング方式（以下、FH方式と称する）の２種類の方法がある。DS方式は、少なくとも原信号よりも高い周波数成分を持った上記の時系列コードを乗算器８１４において乗算させる方式である。その乗算結果は、所定の搬送波に乗せられ、増幅器８１６において増幅された後出力される。
また、FH方式は、上記の時系列コードによって搬送波の周波数を変化させて拡散信号を生成する方式である。その拡散信号は、乗算器８１４において、原信号に乗算され、増幅器８１６において増幅された後出力される。増幅器８１６の一方の出力は、送信信号電極８１１に接続され、他方は、送信基準電極８１２に接続される。
送信装置８１０−２乃至送信装置８１０−４も同様の構成であり、上述した送信装置８１０−１に対する説明を適用可能であるのでその説明を省略する。
受信装置８２０−１は、図１の受信装置１２０に対応しており、受信信号電極８２１、受信基準電極８２２を有し、さらに、受信部１２３に対応する構成として、増幅器８２３、乗算器８２４、拡散信号供給部８２５、および原信号出力部８２６を有している。
受信装置８２０−１は、まず、本発明の方法に基づいて電気信号を復元した後、送信装置８１０−１と逆の信号処理によって元の原信号（原信号供給部８１３が供給する信号）を復元する。
この方式による周波数スペクトルを図２７に示す。横軸は周波数を、縦軸はエネルギーを示している。スペクトル８４１は周波数を固定した方式のスペクトルであるが、特定の周波数にエネルギーが集中している。この方式では、ノイズフロア８４３以下にエネルギーが低下してしまうと信号を復元することはできない。一方、スペクトル８４２はスペクトラム拡散方式のスペクトルを示しているが、広い周波数帯域に渡ってエネルギーが分散している。図の長方形の面積が全体のエネルギーを示していると考えることができるので、スペクトル８４２の信号は、各周波数成分がノイズフロア８４３以下にも関わらず、周波数帯域全体に渡ってエネルギーを積分することで元の信号を復元でき、通信が可能となる。
以上のようなスペクトラム拡散方式を用いて通信を行うことにより、通信システム８００は、図２６に示されるように、同一の通信媒体８３０を利用して同時通信を行うことができる。図２６において、経路８３１乃至経路８３５は通信媒体８３０上の通信経路を示している。また、スペクトラム拡散方式を用いることにより、通信システム８００は、経路８３１と経路８３２に示されるような多対一通信や、多対多通信も行うことができる。
２つ目は、送信装置と受信装置の間で互いに周波数帯域幅を決め、それをさらに複数の領域に分割する周波数分割方式を適用させる方法である。この場合、送信装置（または受信装置）は、特定の周波数帯域割り振りの規則に従うか、通信開始時に空いている周波数帯域を検出し、その検出結果に基づいて周波数帯域の割り振りを行う。
図２８は、本発明の基礎となる通信システムの他の構成例を示す図である。図２８に示される通信システム８５０においては、４つの送信装置８６０−１乃至８６０−４と、５つの受信装置８７０−１乃至８７０−５が、周波数分割方式を用いて、通信媒体８８０を介した多重通信を行う。
送信装置８６０−１は、図１の送信装置１１０に対応しており、送信信号電極８６１、送信基準電極８６２を有し、さらに、送信部１１３に対応する構成として、原信号供給部８６３、乗算器８６４、周波数可変型発信源８６５、および増幅器８６６を有している。
周波数可変型発振源８６５によって生成された特定の周波数成分を持った発振信号は、乗算器８６４において原信号供給部８６３より供給された原信号と乗算され、増幅器８６６において増幅された後、出力される（適宜フィルタリングを行うものとする）。増幅器８６６の一方の出力は送信信号電極８６１に接続され、他方は送信基準電極８６２に接続される。
送信装置８６０−２乃至送信装置８６０−４も同様の構成であり、上述した送信装置８６０−１に対する説明を適用可能であるのでその説明を省略する。
受信装置８７０−１は、図１の受信装置１２０に対応しており、受信信号電極８７１、受信基準電極８７２を有し、さらに、受信部１２３に対応する構成として、増幅器８７３、乗算器８７４、周波数可変型発信源８７５、および原信号出力部８７６を有している。
受信装置８７０−１は、まず、本発明の方法に基づいて電気信号を復元した後、送信装置８６０−１と逆の信号処理によって元の原信号（原信号供給部８６３が供給する信号）を復元する。
この方式による周波数スペクトルの例を図２９に示す。横軸は周波数を、縦軸はエネルギーを示している。なお、ここでは、説明の便宜上、図２９に示されるように、全体の周波数帯域幅８９０（ＢＷ）を、５つの帯域幅８９１乃至８９５（ＦＷ）に分割した例を示している。このように分割された各周波数帯域は、互いに異なる通信経路の通信に利用される。つまり、通信システム８５０の送信装置８６０（受信装置８７０）は、通信経路毎に異なる周波数帯域を利用することにより、図２８に示されるように、相互の混信を抑制し、１つの通信媒体８８０において、同時に複数の通信を行うことができる。図２８において、経路８８１乃至経路８８５は通信媒体８８０上の通信経路を示している。また、周波数分割方式を用いることにより、通信システム８５０は、経路８８１と経路８８２に示されるような多対一通信や、多対多通信も行うことができる。
なお、ここでは、通信システム８５０（送信装置８６０または受信装置８７０）が、全帯域幅８９０を５つの帯域幅８９１乃至８９５に分割するように説明したが、分割数はいくつであってもよいし、各帯域幅の大きさが互いに異なるようにしてもよい。
３つ目は、送信装置と受信装置の間で互いに通信時間を複数に分割する時分割方式を適用させる方法である。この場合、送信装置（または受信装置）は、特定の時間分割規則に従うか、通信開始時に空いている時間領域を検出し、その検出結果に基づいて通信時間の分割を行う。
図３０は、本発明の基礎となる通信システムの他の構成例を示す図である。図３０に示される通信システム９００においては、４つの送信装置９１０−１乃至９１０−４と、５つの受信装置９２０−１乃至９２０−５が、時分割方式を用いて、通信媒体９３０を介した多重通信を行う。
送信装置９１０−１は、図１の送信装置１１０に対応しており、送信信号電極９１１、送信基準電極９１２を有し、さらに、送信部１１３に対応する構成として、時間制御部９１３、乗算器９１４、発信源９１５、および増幅器９１６を有している。
時間制御部９１３によって所定時間に原信号が出力される。乗算器９１４は、原信号と、発振源９１５により供給される発振信号を乗算し、増幅器９１６から出力する（適宜フィルタリングを行うものとする）。増幅器９１６の一方の出力は、送信信号電極９１１に接続され、他方は、送信基準電極９１２に接続される。
送信装置９１０−２乃至送信装置９１０−４も同様の構成であり、上述した送信装置９１０−１に対する説明を適用可能であるのでその説明を省略する。
受信装置９２０−１は、図１の受信装置１２０に対応しており、受信信号電極９２１、受信基準電極９２２を有し、さらに、受信部１２３に対応する構成として、増幅器９２３、乗算器９２４、発信源９２５、および原信号出力部９２６を有している。
受信装置９２０−１は、まず、本発明の方法に基づいて電気信号を復元した後、送信装置９２０−１と逆の信号処理によって元の原信号（時間制御部９１３が供給する原信号）を復元する。
この方式による時間軸上のスペクトルの例を図３１に示す。横軸は時間を、縦軸はエネルギーを示している。なお、ここでは、説明の便宜上、５つの時間帯域９４１乃至９４５を示しているが、実際には、時間帯域は、これ以降同様に継続する。このように分割された各時間帯域は、互いに異なる通信経路の通信に利用される。つまり、通信システム９００の送信装置９１０（受信装置９２０）は、通信経路毎に異なる時間帯域において通信を行うことにより、図３０に示されるように、相互の混信を抑制し、１つの通信媒体９３０において、同時に複数の通信を行うことができる。図３０において、経路９３１乃至経路９３５は通信媒体９３０上の通信経路を示している。また、時分割方式を用いることにより、通信システム９００は、経路９３１と経路９３２に示されるような多対一通信や、多対多通信も行うことができる。
なお、ここでは、通信システム９００（送信装置９１０または受信装置９２０）が分割する各時間帯の時間幅の大きさが互いに異なるようにしてもよい。
さらに、上述した以外の方法として、１つ目から３つ目までの通信方式のうちの２つ以上を組み合わせるようにしてもよい。
送信装置および受信装置が、同時に複数の他の装置と通信を行うことができるということは、特定のアプリケーションにおいては、特に重要になる。例えば、交通機関のチケットへの応用を想定すると、定期券の情報を有する装置Ａと電子マネー機能を有する装置Ｂの両方を所持した利用者が、自動改札機を利用する際、上記のような方式を使用することで、装置Ａ及び装置Ｂと同時に通信することで、例えば、利用区間が定期券外の区間も含まれていた場合に、不足金額分を装置Ｂの電子マネーから差し引くといった便利な用途に利用することができる。
以上のような送信装置と受信装置との間の通信において実行される通信処理の流れについて、図１の通信システム１００の送信装置１１０と受信装置１２０との通信の場合を例に、図３２のフローチャートを参照して説明する。
送信装置１１０の送信部１１３は、ステップＳ１１において、送信対象となる信号を発生し、ステップＳ１２において、その発生した信号を、送信信号電極１１１を介して、通信媒体１３０上に送信する。信号を送信すると送信装置の送信部１１３は、通信処理を終了する。送信装置１１０より送信された信号は、通信媒体１３０を介して受信装置１２０に供給される。受信装置１２０の受信部１２３は、ステップＳ２１において、受信信号電極１２１を介して、その信号を受信し、ステップＳ２２において、その受信した信号を出力する。受信した信号を出力した受信部１２３は、通信処理を終了する。
以上のように、送信装置１１０および受信装置１２０は、通信媒体１３０を介して、複雑な処理を必要とせずに、単純な処理により、基本的な通信を行うことができる。つまり、送信装置１１０および受信装置１２０は、基準電極を用いて閉回路を構築する必要がないため、信号電極を介して送受信するのみで、環境に影響されずに安定した通信処理を容易に行うことができる。これにより送信装置１１０および受信装置１２０（通信システム１００）は、環境に影響されずに安定した通信を行うための通信処理の負荷を軽減し、製造コストを削減することもできる。また、通信処理の構造が単純化されることにより、通信システム１００は、変調、符号化、暗号化、または多重化など、多様な通信方式を容易に併用することができる。
なお、以上の通信システムにおいては、送信装置と受信装置を別体として構成するように説明したが、これに限らず、上述した送信装置と受信装置の両方の機能を有する送受信装置を用いて通信システムを構築するようにしてもよい。
図３３は、本発明の基礎となる通信システムの他の構成例を示す図である。
図３３において、通信システム９５０は、送受信装置９６１、送受信装置９６２、および通信媒体１３０を有する。通信システム９５０は、送受信装置９６１と送受信装置９６２が通信媒体１３０を介して双方向に信号を送受信するシステムである。
送受信装置９６１は、図１の送信装置１１０と同様の送信部１１０と、受信装置１２０と同様の、受信部１２０の両方の構成を有している。すなわち、送受信装置９６１は、送信信号電極１１１、送信基準電極１１２、送信部１１３、受信信号電極１２１、受信基準電極１２２、および受信部１２３を有している。
つまり送受信装置９６１は、送信部１１０を用いて通信媒体１３０を介して信号を送信し、受信部１２０を用いて通信媒体１３０を介して供給される信号を受信する。このとき、送受信装置９６１は、送信部１１０による通信と、受信部１２０による通信とが混信しないように構成されている。
送受信装置９６２は、送受信装置９６１と同様の構成を有し、同様に動作するのでその説明を省略する。つまり送受信装置９６１と送受信装置９６２は、互いに同様の方法で、通信媒体１３０を介して、双方向に通信を行う。
このようにすることにより、通信システム９５０（送受信装置９６１および送受信装置９６２）は、利用環境に制約を受けない双方向通信を容易に実現することができる。
なお、上述した構成例では、送受信で異なる電極を用いているが、信号電極、基準電極を一組だけ設け、送受信を切り替えるようにしてもよい。
次に、上述した通信システムを基盤とし、本発明を適用した改札システムの構成例について、図３４および図３５を参照して説明する。図３４は、改札システム１０００を改札ゲートの外側（改札内）から斜め方向に見た図であり、図３５は、改札システム１０００を上方から見た図である。
この改札システム１０００は、例えば、駅や美術館など（図３４の場合、駅）の改札口に設けられ、改札を通過しようとする利用者の腕等に装着されているユーザデバイス（UD）１１００（図３３の送受信装置９６２に相当する）から、定期乗車券等に相当する情報を読み出して、その情報に基づいて、検札処理を行い、改札ゲート１００１−１および１００１−２の扉１００３を開閉するものである。
また、改札システム１０００は、さらに、改札を通過しようとする利用者の腕等に装着されている、検札終了後のユーザデバイス１１００から、予め記憶されている新聞や雑誌などのコンテンツの定期購読情報を読み出して、その情報に基づいて、コンテンツのデータを、ユーザデバイス１１００に配信するものである。
改札システム１０００は、改札ゲート１００１−１および１００１−２、信号電極１００２−１および１００２−２、改札ゲート１００１−１および１００１−２間に設置される扉１００３Ｌおよび１００３Ｒ、信号処理装置１０１１、基準電極１０１２、ストレージ１０１３、並びに、ゲート駆動部１０１４Ｌおよび１０１４Ｒにより構成される。
信号電極１００２−１および１００２−２は、図３３の送信信号電極１１１と受信信号電極１２１を一体化したものであり、人が改札を通過するときに歩行する、改札ゲート１００１−１および１００１−２の間の床面に設置されている。なお、信号電極１００２−１および１００２−２は、床面にむき出しで配置されていてもよいし、絶縁体などにより覆われた状態で床面に配置されていてもよい。また、信号電極１００２−１および１００２−２は、実際には、それぞれ、複数に分割されており、そのうちの１つが時分割で信号処理装置１０１１に切り替えられることで、通信を行うことができる。
信号処理装置１０１１は、図３３の送信部１１３と受信部１２３を一体化したものであり、信号電極１００２−１と１００２−２と接続される改札ゲート１００１−１および１００１−２の間を通過する利用客の腕等に装着されている携帯デバイス１１００と、図３３の通信媒体１３０に相当する、利用客の人体を通信媒体として、図１乃至図３３を参照して上述した無線通信を行うことが可能となるように構成されている。
基準電極１０１２は、図３３の送信基準電極１１２と受信基準電極１２２を一体化したものであり、設置場所は、任意である。なお、図３５の例においては、信号処理装置１０１１とともに、片方の改札ゲート１００１−２内に内蔵されている。
ストレージ１０１３には、信号処理装置１０１１により、図示せぬコンテンツ配信サーバから定期的に取得されるコンテンツのデータが記憶されており、信号処理装置１０１１により、読み出される。また、ストレージ１０１３には、検札完了テーブルが記憶されており、検札完了テーブルには、信号処理装置１０１１により、検札処理済みのユーザデバイス１１００のデバイスID(Identification)が、検札処理の認証時に共有されるセッション鍵とともに登録される。
ゲート駆動部１０１４Ｌは、信号処理装置１０１１からの制御のもと、扉１００３Ｌを開放または閉鎖する。ゲート駆動部１０１４Ｒは、信号処理装置１０１１からの制御のもと、扉１００３Ｒを開放または閉鎖する。
なお、図３５の例においては、左側の扉１００３Ｌが開放されており、右側の扉１００３Ｒが閉鎖されている状態が示されている。
また、以下、改札ゲート１００１−１および１００１−２、信号電極１００２−１および１００２−２、扉１００３Ｌおよび１００３Ｒ、並びに、ゲート駆動部１０１４Ｌおよび１０１４Ｒを個々に区別する必要がない場合、それぞれ、単に、改札ゲート１００１、信号電極１００２、扉１００３、並びに、ゲート駆動部１０１４とも適宜称する。
ここで、この改札システム１０００は、利用客（人）が、実線矢印で示される信号電極１００２−１側（図３５の図中左側）から進入し、改札内に入ることと、点線矢印で示される信号電極１００２−２側（図３５の図中右側）から進入し、改札外へ退場することのどちらも可能に構成されている。すなわち、利用客は、改札システム１０００を介して、改札内への進入と改札外への退場が可能である。
利用客の進入が、図３５の図中左側（改札外側）からある場合、信号処理装置１０１１は、信号電極１００２−１を介して、ユーザデバイス１１００との通信を行うことで、検札処理を行い、ゲート駆動部１０１４Ｒを制御し、扉１００３Ｒを開閉させる。その後、信号処理装置１０１１は、信号電極１００２−２を介して、ユーザデバイス１１００との通信結果に基づいて、ストレージ１０１３に記憶されているコンテンツのデータを、ユーザデバイス１１００に配信（送信）する。
利用客の進入が、図３５の図中右側（改札内側）からある場合、信号処理装置１０１１は、信号電極１００２−２を介して、ユーザデバイス１１００との通信を行うことで、検札処理を行い、ゲート駆動部１０１４Ｌを制御し、扉１００３Ｌを開閉させる。その後、信号処理装置１０１１は、信号電極１００２−１を介して、ユーザデバイス１１００との通信結果に基づいて、ストレージ１０１３に記憶されているコンテンツのデータを、ユーザデバイス１１００に配信（送信）する。
すなわち、信号処理装置１０１１は、信号電極１００２−１および１００２−２を時分割でどちらかに切り替えて通信を行っており、利用客の進入方向に応じた信号電極１００２−１または信号電極１００２−２を介してのユーザデバイス１１００との通信により、検札処理を行い、その後、利用客の進入方向に応じた信号電極１００２−１または信号電極１００２−２を介してのユーザデバイス１１００との通信により、コンテンツの配信処理を行う。
図３６は、信号処理装置１０１１の内部構成例を示すブロック図である。
信号処理装置１０１１において、信号発生部１０２１は、例えば、ユーザデバイス１１００などに対して情報を送信するとき、制御部１０２５の制御に基づいてその情報に対応する信号を発生する。信号復調部１０２２は、ユーザデバイス１１００などから情報（情報に対応する信号）を受信したとき、信号を復調し、復調した信号を制御部１０２５に供給する。
送受信切替部１０２３は、例えば、制御部１０２５からの制御に基づいて、接続する信号電極１００２を、信号電極１００２−１または信号電極１００２−２のいずれか一方に切り替えたり、また、信号電極１００２との接続を、信号発生部１０２１または信号復調部１０２２のいずれか一方に切り替える。
制御部１０２５は、例えばCPU（Central Processing Unit）、ROM(Read Only Memory)、およびRAM（Random Access Memory）等を含んで構成され、各種のプログラムなどを実行することにより、信号発生部１０２１、信号復調部１０２２、通信インタフェース（I/F）１０２６、およびゲート駆動部１０１４の動作を制御する。
例えば、制御部１０２５は、信号発生部１０２１、または信号復調部１０２２を制御して、ユーザデバイス１１００などとの間で送受信される信号の生成または復調を行わせる。また、制御部１０２５は、センサ１０４１Ｌまたはセンサ１０４１Ｒからのセンサ出力や、ユーザデバイス１１００などとの通信結果に応じて、ゲート駆動部１０１４に、扉１００３の開放や閉鎖を行わせる。さらに、制御部１０２５は、定期的に、通信インタフェース１０２６を制御し、インターネットなどの図示せぬネットワークを介して、図示せぬコンテンツ配信サーバにアクセスさせ、コンテンツのデータを取得させ、取得させたコンテンツのデータを、ストレージ１０１３に記憶させる。
メモリ１０２４は、例えば、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)などにより構成され、必要なデータが適宜記憶される。
通信インタフェース１０２６は、制御部１０２５の制御のもと、インターネットなどの図示せぬネットワークを介して、図示せぬコンテンツ配信サーバにアクセスし、コンテンツのデータを取得する。
また、制御部１０２５には、図３５のストレージ１０１３、並びにゲート駆動部１０１４Ｌおよび１０１４Ｒが接続されるとともに、センサ１０４１Ｌおよび１０４１Ｒも接続されている。なお、以下、センサ１０４１Ｌおよび１０４１Ｒを個々に区別する必要がない場合、単にセンサ１０４１と適宜証する。
センサ１０４１は、レーザなどを用いて人を検出するセンサであり、例えば、改札ゲート１００１の左端部および右端部にそれぞれ設けられ、改札ゲート１００１−１および１００１−２の間に人が入ろうとしていることに対応して変化するセンサ出力を、制御部１０２５に出力する。すなわち、センサ１０４１は、改札ゲート１００１の少し手前を検出範囲としている。
なお、センサ１０４１は、レーザを用いるものに限らず、人の通過、存在を検知するようなセンサで構成することができる。例えば、センサ１０４１を、圧力センサや光学式センサで構成し、信号電極１００２−１および１００２−２に内蔵して設置することもできる。
図３７は、信号処理装置１０１１の制御部１０２５の構成例を示している。
図３７の例においては、制御部１０２５は、人検知部１０５１、デバイスID取得部１０５２、駆動制御部１０５３、デバイスID検索部１０５４、検札処理部１０５５、デバイスID登録部１０５６、および配信処理部１０５７により構成されている。
人検知部１０５１は、センサ１０４１Ｌまたは１０４１Ｒからのセンサ出力に基づき、人（利用客）を検知して、その検知結果を、デバイスID取得部１０５２および駆動制御部１０５３に供給する。
デバイスID取得部１０５２は、信号電極１００２を介して、利用客のユーザデバイス１１００に対して、通信の開始を通知するためのスタートコマンドを送信し、それに対応してユーザデバイス１１００から送信されてくるデバイスIDを取得し、取得したデバイスIDを、デバイスID検索部１０５４に供給する。
駆動制御部１０５３は、人検知部１０５１からの検知結果および信号処理装置１０１１（検札処理部１０５５と配信処理部１０５７）の動作状態に基づいて、あるいは、検札処理部１０５５からの通知に応じて、ゲート駆動部１０１４Ｌまたは１０１４Ｒを制御し、対応する扉１００３Ｌまたは１００３Ｒを開放または閉鎖させる。
例えば、検札処理部１０５５と配信処理部１０５７のどちらも動作を行っておらず、センサ１０４１Ｌからの検知結果が供給された場合、駆動制御部１０５３は、図３５の左側から人を進入させるために、ゲート駆動部１０１４Ｌを制御し、人が検知されたセンサ１０４１Ｌ側の扉１００３Ｌを開放させる。同様に、検札処理部１０５５と配信処理部１０５７のどちらも動作を行っておらず、センサ１０４１Ｒからの検知結果が供給された場合、駆動制御部１０５３は、図３５の右側から人を進入させるために、ゲート駆動部１０１４Ｒを制御し、人が検知されたセンサ１０４１Ｒ側の扉１００３Ｒを開放させる。なお、このとき、逆側の扉を閉鎖させることも可能である。
また、駆動制御部１０５３は、例えば、図３５の左側から人が進入している場合に、検札処理部１０５５から検札成功が通知されたときには、ゲート駆動部１０１４Ｒを制御し、進入側（左側）と反対側の扉１００３Ｒを開放させ、一方、図３５の右側から人が進入している場合に、検札処理部１０５５から検札成功が通知されたときには、ゲート駆動部１０１４Ｌを制御し、進入側（右側）と反対側の扉１００３Ｌを開放させる。
さらに、駆動制御部１０５３は、例えば、図３５の左側から人が進入している場合に、検札処理部１０５５から認証エラーや決済エラーにより検札失敗が通知されたときには、ゲート駆動部１０１４Ｒを制御し、進入側（左側）と反対側の扉１００３Ｒを閉鎖させ、一方、図３５の右側から人が進入している場合に、検札処理部１０５５から認証エラーや決済エラーにより検札失敗が通知されたときには、ゲート駆動部１０１４Ｌを制御し、進入側（右側）と反対側の扉１００３Ｌを閉鎖させる。
図３５を参照して上述したように、ストレージ１０１３には、信号処理装置１０１１における検札済みのユーザデバイス１１００のデバイスIDが、検札処理の認証時に共有されるセッション鍵とともに登録される検札完了テーブルが記憶されている。なお、この検札完了テーブルは、ストレージ１０１３ではなく、信号処理装置１０１１内部のメモリ１０２４に記憶させることもできる。
デバイスID検索部１０５４は、ストレージ１０１３の検札完了テーブルを参照し、検札完了テーブルに、デバイスID取得部１０５２からのデバイスIDが登録されているか否かを判定し、デバイスIDが登録されていない場合、検札処理部１０５５にデバイスIDを供給する。デバイスIDが登録されている場合、デバイスID検索部１０５４は、ストレージ１０１３の検札完了テーブルから、そのデバイスIDに対応つけられて登録されているセッション鍵を読み出し、配信処理部１０５７に供給する。
検札処理部１０５５は、認証処理部１０７１、定期券判定部１０７２、電子マネー処理部１０７３、および入場情報設定部１０７４により構成され、デバイスID検索部１０５４からデバイスIDが供給されると、信号電極１００２を介して、ユーザデバイス１１００に対して検札処理を実行する。
認証処理部１０７１は、信号電極１００２を介して、ユーザデバイス１１００と相互認証を行う。認証処理部１０７１は、デバイスIDを用いた認証を行い、認証が成功した場合、セッション鍵を生成し、生成したセッション鍵を、信号電極１００２を介して、ユーザデバイス１１００に送信して、セッション鍵をユーザデバイス１１００と共有する。また、このとき、認証処理部１０７１は、デバイスIDとセッション鍵を、定期券判定部１０７２に供給する。
なお、認証が成功しなかった場合、認証処理部１０７１は、その認証エラーを、駆動制御部１０５３に通知する。
定期券判定部１０７２は、セッション鍵を用いて、信号電極１００２を介して、ユーザデバイス１１００と通信を行い、定期券情報を取得し、定期券の区間および期間が有効であるか否かを判定し、有効であると判定した場合、デバイスIDとセッション鍵とともにその判定結果を、入場情報設定部１０７４に通知する。また、定期券判定部１０７２は、有効ではないと判定した場合、電子マネー処理部１０７３にデバイスIDとセッション鍵を供給し、電子マネー処理部１０７３を制御し、ユーザデバイス１１００の電子マネー残高を減額させる。
電子マネー処理部１０７３は、定期券判定部１０７２の制御のもと、セッション鍵を用いて、信号電極１００２を介して、ユーザデバイス１１００と通信を行い、ユーザデバイス１１００に記憶される電子マネー残高を減額させる。減額が成功した場合、電子マネー処理部１０７３は、デバイスIDとセッション鍵とともに、減額成功を、入場情報設定部１０７４に通知する。また、電子マネー処理部１０７３は、減額が成功しなかった場合、その減額エラーを駆動制御部１０５３に通知する。
入場情報設定部１０７４は、定期券判定部１０７２または電子マネー処理部１０７３からの通知に応じて、セッション鍵を用いて、信号電極１００２を介して、ユーザデバイス１１００と通信を行い、ユーザデバイス１１００の入場情報を設定して、検札処理を行う。
すなわち、入場情報設定部１０７４は、利用者が改札内に入場する場合、ユーザデバイス１１００の入場情報に、入場フラグを立て、さらに、入場時刻、入場した駅を設定させる。一方、利用者が改札内から外に出場する場合、入場情報設定部１０７４は、ユーザデバイス１１００に設定されている入場情報をクリアさせる。
入場情報の設定後、入場情報設定部１０７４は、デバイスIDとセッション鍵とともに、検札完了を、デバイスID登録部１０５６および駆動制御部１０５３に通知する。
デバイスID登録部１０５６は、入場情報設定部１０７４からの通知に基づいて、検札完了したユーザデバイス１１００のデバイスIDを、セッション鍵とともに、ストレージ１０１３の検札完了テーブルに登録する。
配信処理部１０５７は、定期購読判定部１０８１、電子マネー処理部１０８２、およびコンテンツ配信部１０８３により構成され、デバイスID検索部１０５４からデバイスIDおよびセッション鍵が供給されると、セッション鍵を用いて、信号電極１００２を介して、ユーザデバイス１１００に対してコンテンツ配信処理を実行する。すなわち、ユーザデバイス１１００との通信は、信号電極１００２を介し、相互認証により共有されているセッション鍵を用いて暗号化されて行われる。
定期購読判定部１０８１は、セッション鍵を用いて、信号電極１００２を介して、ユーザデバイス１１００と通信を行い、ユーザデバイス１１００に予め記憶されている新聞や雑誌などのコンテンツの定期購読情報を取得し、定期購読情報に基づいて、コンテンツの定期購読の有無、並びに、現在が定期購読の有効期間内であるか否かを判定し、コンテンツの定期購読があり、かつ、現在が定期購読の有効期間内であると判定した場合、さらに、その支払い方法が逐次払いであるか否かを判定する。
定期購読判定部１０８１は、コンテンツの定期購読支払い方法が逐次払いではない（すなわち、一括払いである）と判定した場合、予め定期購読情報が記憶されるときに、コンテンツの定期購読支払いは終了しているので、コンテンツ配信部１０８３に、そのコンテンツの配信を要求する。
また、定期購読判定部１０８１は、コンテンツの定期購読支払い方法が逐次払いであると判定した場合、電子マネー処理部１０８２を制御し、ユーザデバイス１１００の電子マネー残高を、コンテンツの代金で減額させる。なお、コンテンツの定期購読がなく、あるいは、あったとしても、現在が定期購読の有効期間内ではないと判定された場合、その判定結果は、コンテンツ配信部１０８３に通知され、コンテンツの配信は行われない。
電子マネー処理部１０８２は、定期購読判定部１０８１の制御のもと、セッション鍵を用いて、信号電極１００２を介して、ユーザデバイス１１００と通信を行い、ユーザデバイス１１００に記憶される電子マネー残高を、コンテンツの代金で減額させ、減額が成功した場合、コンテンツ配信部１０８３に、そのコンテンツの配信を要求する。また、電子マネー処理部１０８２は、減額が成功しなかった場合、その減額エラーをコンテンツ配信部１０８３に通知する。
コンテンツ配信部１０８３は、定期購読判定部１０８１または電子マネー処理部１０８２から要求されたコンテンツのデータを、ストレージ１０１３から読み出し、セッション鍵を用いて、信号電極１００２を介して、ユーザデバイス１１００と通信を行い、ユーザデバイス１１００に配信する。なお、定期購読判定部１０８１または電子マネー処理部１０８２からエラーが通知された場合、コンテンツの配信は行われない。
図３８は、ユーザデバイス１１００の内部構成例を示すブロック図である。なお、図３８の例において、信号発生部１２５１乃至送受信切替部１２５３は、図３６の信号発生部１０２１乃至送受信切替部１０２３に対応する機能ブロックであり、それぞれ同様の機能を有しているので詳細な説明は省略する。
基準電極１２０２および信号電極１２０１は、図１乃至図３３を参照して上述した無線通信に用いられる基準電極および信号電極であり、信号電極１２０１は、通信媒体（例えば、人体など）に近接するように設けられ、基準電極１２０２は、空間に向くように設けられる。例えば、基準電極１２０２は、図３３の送信基準電極１１２、または受信基準電極１２２に対応し、信号電極１２０１は、図３３の送信信号電極１１１、または受信信号電極１２１に対応することになる。なお、通信媒体は、単一の物体であってもよいし、複数の導電体や誘電体が組み合わせられたものであってもよい。
制御部１２５５は、例えばCPU、ROM、およびRAM等を含んで構成され、各種のプログラムなどを実行することにより、信号発生部１２５１、および信号復調部１２５２の動作を制御する。
例えば、制御部１２５５は、信号発生部１２５１、または信号復調部１２５２を制御して、信号処理装置１０１１などとの間で送受信される信号の生成または復調を行わせる。また、制御部１２５５は、不揮発性メモリ１２５４に記憶されている電子マネー残高情報から、改札ゲート１００１を入場するための入場料を減額させたり、信号処理装置１０１１からの減額要求に基づいて、要求された金額を減額する処理を行う。
不揮発性メモリ１２５４は、例えば、耐タンパ性を備えた、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)などのセキュアメモリで構成される。なお、不揮発性メモリ１２５４は、その耐タンパ性をより高めるため、制御部１２５５を構成するCPUと１チップ化されていることが好ましい。
不揮発性メモリ１２５４は、制御部１２５５の制御に基づいて、例えば、電子マネー残高情報、定期乗車券情報、改札の入場情報、および、新聞や雑誌などのコンテンツの定期購読情報を記憶する。また、不揮発性メモリ１２５４には、ユーザデバイス１１００（個々の携帯デバイス）に固有のデバイスIDが予め記憶されており、さらに、信号処理装置１０１１との認証時に共有されるセッション鍵が記憶される。
電子マネー残高情報は、例えば、予めチャージされるプリペイド金額などである。なお、この電子マネー残高情報は、プリペイド金額の残高が０の場合、利用客の信用に応じて、所定の金額まではマイナス金額として記憶しておき、後で支払うように構成することもできる。
定期乗車券情報は、予め利用客により購入されている所定の駅の区間の所定の期間の乗車券情報であり、利用可能な駅の区間および利用可能な月日の期間などの情報により構成されている。改札の入場情報は、例えば、検札処理が完了した場合に、信号処理装置１０１１により設定される入場履歴を示す入場フラグや、入場時刻、入場した駅の情報などにより構成されている。
定期購読情報は、後述する販売装置１４００（図４５）やネットワークに接続される図示せぬコンテンツ配信サーバなどにアクセスすることで、予め利用客により購入済み、あるいは、購入が指定済みの新聞や雑誌などのコンテンツの種類（名前）と、そのコンテンツを購入する購入期間、購入時の支払い方法（逐次払いか予め一括払いか）などの情報で構成される。
データメモリ１２５６は、不揮発性メモリやハードディスク、あるいは、リムーバブルメモリなどで構成され、データメモリ１２５６には、信号処理装置１０１１から配信されたコンテンツのデータが記憶される。
なお、データメモリ１２５６を、CPUと１チップ化される不揮発性メモリ１２５４に含めるようにすることもできるが、この場合、コストが高くなってしまう。したがって、図３８の例においては、データメモリ１２５６は、不揮発性メモリ１２５４とは別に構成されている。
制御部１２５５には、さらに、入力部１２７１、出力部１２７２、通信インタフェース１（I/F）１２７３、およびバッテリ１２７４が接続されている。
入力部１２７１は、ユーザデバイス１１００に対する利用客の指令などを入力するための機能ブロックであり、例えば、操作キー、ボタン、スイッチなどにより構成される。あるいはまた、利用客がユーザデバイス１１００を握る圧力を検出する圧力センサ、利用客がユーザデバイス１１００を振ったときの加速度を検出する加速度センサ、受光していた光が遮られたか否かを検出する光センサ、指紋などの生体情報を検出するバイオメトリクスセンサなどにより入力部１２７１が構成されるようにしてもよい。
出力部１２７２は、ユーザデバイス１１００から利用客に対して情報を提示するため、あるいは、データメモリ１２５６に記憶されるコンテンツを視聴するための機能ブロックであり、例えば、LCD（Liquid Crystal Display）などで構成されるディスプレイを含んで構成される。出力部１２７２には、この他、音声を出力するスピーカ、所定の間隔で点滅するLED（Light Emitting Diode）、または利用客に振動を呈示するモータなどが含まれるようにしてもよい。
通信インタフェース(I/F)１２７３は、制御部１２５５の制御のもと、インターネットなどの図示せぬネットワークを介して、図示せぬサーバなどにアクセスし、通信を行う。バッテリ１２７４は、ユーザデバイス１１００全体の電源を供給する。
次に、図３９のフローチャートを参照して、図３５の改札システム１０００における信号処理装置１０１１の処理を説明する。
例えば、数分前に、改札内から出場したい利用客が、図３５の図中右側から進入し、その利用客が装着しているユーザデバイス１１００に対しての検札処理およびコンテンツ配信処理が終了してから、他の利用客の進入がなく、扉１００３Ｒは開放されたままであり、扉１００３Ｌは閉鎖されている。
このような状態において、新たな利用客が改札内に入場しようと、図３５の図中左側から進入しようとする。このとき、改札ゲート１００１の左端に設けられたセンサ１０４１Ｌは、改札ゲート１００１−１および１００１−２の間に人が入ろうとしていることに対応して変化するセンサ出力を、人検知部１０５１に出力する。人検知部１０５１は、センサ１０４１Ｌからのセンサ出力に基づき、人（利用客）を検知して、その検知結果を、デバイスID取得部１０５２および駆動制御部１０５３に通知する。
駆動制御部１０５３は、検札処理部１０５５と配信処理部１０５７のどちらも動作を行っていない状態のときに、センサ１０４１Ｌからの検知結果が供給されるので、ゲート駆動部１０１４Ｌを制御し、人が検知されたセンサ１０４１Ｌ側の扉１００３Ｌを開放させる。これにより、利用客は、改札ゲート１００１−１および１００１−２の間に設けられた信号電極１００２−１および１００２−２上を順に通過することができる。
なお、このとき、同時に、反対側の扉１００３Ｒをゲート駆動部１０１４Ｒに閉鎖させることもでき、この場合、他の利用者の図３５の図中右側からの進入を抑制することができる。
人検知部１０５１からの検知結果が通知されると、デバイスID取得部１０５２は、ステップＳ１１において、信号電極１００２−１を介して、ユーザデバイス１１００の検出処理を行う。すなわち、デバイスID取得部１０５２は、信号電極１００２−１を介して、利用客のユーザデバイス１１００に対して、通信の開始を通知するためのスタートコマンドを送信する。
なお、センサ１０４１や人検知部１０５１は、必須の構成ではなく、構成されない場合には、例えば、デバイスID取得部１０５２は、ユーザデバイス１１００からの反応（デバイスID）が受信されるまで、スタートコマンドを送信する。
スタートコマンドに対応して、後述する図４２のステップＳ６２において、ユーザデバイス１１００からデバイスIDが送信されてくるので、デバイスID取得部１０５２は、ステップＳ１２において、ユーザデバイス１１００からデバイスIDが取得されたと判定し、取得されたデバイスIDを、デバイスID検索部１０５４に供給し、処理は、ステップＳ１３に進む。
ステップＳ１２において、デバイスIDが取得できたと判定されなかった場合、処理は、ステップＳ１１に戻り、それ以降の処理が繰り返される。すなわち、ステップＳ１２において、デバイスIDが取得できたと判定されるまで、ステップＳ１１およびＳ１２の処理が繰り返される。
ステップＳ１３において、デバイスID検索部１０５４は、ストレージ１０１３の検札完了テーブルを参照し、検札完了テーブルに、デバイスID取得部１０５２からのデバイスIDが登録されているか否かを判定する。
検札処理が終了していない場合、検札完了テーブルに、デバイスID取得部１０５２からのデバイスIDは、登録されていない。したがって、この場合、デバイスID検索部１０５４は、検札処理は終了していないと判定し、検札処理部１０５５にデバイスIDを供給する。
これに対応して、検札処理部１０５５は、ステップＳ１４において、ユーザデバイス１１００に対しての検札処理を実行する。この検札処理の説明は、図４０のフローチャートを参照して詳しく後述する。
ステップＳ１４の検札処理により、信号電極１００２−１を介して、ユーザデバイス１１００と通信が行われることで、相互認証が行われ、セッション鍵が共有され、セッション鍵を用いて、定期券情報が読み出され、定期券情報に基づいて、電子マネー残高の減額が行われ、入場情報が設定された後、検札完了が、デバイスID登録部１０５６および駆動制御部１０５３に通知され、進行方向側の扉１００３Ｒが開放される。
検札処理部１０５５から検札完了が通知されると、ステップＳ１５において、デバイスID登録部１０５６は、検札完了したユーザデバイス１１００のデバイスIDを、ユーザデバイス１１００との認証処理の結果、共有されたセッション鍵とともに、ストレージ１０１３の検札完了テーブルに登録する。これにより信号処理装置１０１１の処理は終了する。
なお、この検札完了テーブルに登録されたデバイスIDとセッション鍵は、コンテンツの配信完了と同時、または所定時間経過したときに消去される。
一方、例えば、信号電極１００２−１を介して、ユーザデバイス１１００と通信を行うことで、検札処理が終了した後、次に、信号処理装置１０１１は、通信する信号電極を切り替え、ステップＳ１１において、信号電極１００２−２を介して、ユーザデバイス１１００の検出処理を行い、信号電極１００２−２を介して、デバイスIDを取得する。
この場合、すでに、検札完了テーブルに、ユーザデバイス１１００のデバイスIDが、セッション鍵とともに登録されているので、ステップＳ１３において、デバイスID検索部１０５４により、検札完了テーブルに、デバイスID取得部１０５２からのデバイスIDが登録されていると判定され、デバイスID検索部１０５４は、ストレージ１０１３の検札完了テーブルから、そのデバイスIDに対応つけられて登録されているセッション鍵を読み出し、配信処理部１０５７に供給し、処理は、ステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６において、配信処理部１０５７は、コンテンツの配信処理を実行する。このコンテンツの配信処理の説明は、図４１のフローチャートを参照して詳しく後述する。
ステップＳ１６のコンテンツの配信処理により、検札処理時のユーザデバイス１１００との相互認証により共有されたセッション鍵が用いられて、信号電極１００２−２を介して、ユーザデバイス１１００と通信が行われることで、定期購読情報が取得され、取得された定期購読情報に基づいて、ユーザデバイス１１００に、ストレージ１０１３に記憶されているコンテンツのデータが配信される。これにより信号処理装置１０１１の処理は終了する。
なお、ステップＳ１３でNOの場合、ステップＳ１４の検札処理内でユーザデバイス１１００と共有されたセッション鍵がデバイスIDに基づいて検札完了テーブルから読み出され、配信処理部１０５７に供給されるので、ステップＳ１６の配信処理時においては、再度、認証を行い、セキュアパスを構築する必要がない。
以上のように、ユーザデバイス１１００を装着する利用者が、信号電極１００２が埋め込まれている改札ゲート１００１−１および１００１−２の間の床面上を通過する間に、検札処理を行い、検札処理の完了後、定期購読が購入（あるいは予約）されているコンテンツを配信するようにしたので、利用者は、購入意思を逐次示さなくても、通勤途中に、改札ゲート１００１を通過するだけで、迅速にコンテンツ配信サービスの提供を受けることができる。
なお、図３９においては、図３５の図中左側（改札外側）から利用客が進入する場合について説明したが、図３５の図中右側（改札内側）から利用客が進入する場合も、接続する信号電極が入れ替わり、制御するゲート駆動部１０１４が左右で入れ替わるだけで、その他の処理は基本的に同じであり、その説明は、繰り返しになるので省略する。
次に、図４０のフローチャートを参照して、図３９のステップＳ１４の検札処理について説明する。
検札処理部１０５５の認証処理部１０７１は、ステップＳ２１において、デバイスID検索部１０５４から供給されたデバイスIDを用いて、ユーザデバイス１１００と相互認証を行い、ステップＳ２２において、認証が成功したか否かを判定する。
ここで、ステップＳ２１における相互認証処理について具体的に説明する。例えば、この認証方式としては、ISO/IEC9798-2またはISO/IEC9798-3などの方式が用いられる。なお、以下、この相互認証処理に対応してユーザデバイス１１００により実行される、後述する図４２のステップＳ６４における相互認証処理も同時に説明する。
すなわち、認証処理部１０７１は、デバイスIDからユーザデバイス固有の認証鍵を生成し、乱数を生成し、生成した乱数を、認証鍵で暗号化して、信号電極１００２−１を介して、ユーザデバイス１１００に送信する。
ユーザデバイス１１００は、暗号化された乱数を受信すると、それを復号し、別の乱数を生成し、２つの乱数（生成した乱数と受信した乱数）を認証鍵で暗号化して、信号処理装置１０１１に返信してくる。
認証処理部１０７１は、返信された乱数を復号し、そのうちの１つが、自分が生成したものであるか（乱数の正当性を）検証し、自分が生成したものであれば、ステップＳ２２において、認証が成功したと判定する。認証が成功した場合、認証処理部１０７１は、セッション鍵を生成し、ユーザデバイス１１００が生成した乱数と組み合わせ、認証鍵で暗号化して、信号電極１００２−１を介して、ユーザデバイス１１００に送信し、処理は、ステップＳ２３に進む。このとき、認証処理部１０７１は、デバイスIDとセッション鍵を、定期券判定部１０７２に供給する。
なお、これに対応して、ユーザデバイス１１００は、暗号化されたセッション鍵および乱数を受信し、それを復号し、復号した乱数の正当性を検証して、自分が生成したものであれば、認証が成功したと判定する。そして、認証が成功した場合、ユーザデバイス１１００は、信号処理装置１０１１とセッション鍵を共有する。
これにより、これ以降、信号処理装置１０１１とユーザデバイス１１００の間では、セッション鍵を用いて（すなわち、セッション鍵を用いた暗号化により）通信が行われることで、相互認証により構築されたセキュアパスにより通信が行われることになる。
ステップＳ２３において、定期券判定部１０７２は、認証処理部１０７１からのセッション鍵を用いて、信号電極１００２を介して、ユーザデバイス１１００と通信を行い、定期券情報を取得する。
ステップＳ２４において、定期券判定部１０７２は、取得した定期券情報に基づいて、定期券が有効であるか否かを判定する。すなわち、定期券判定部１０７２は、定期券の乗車区間および定期券の有効期間（年月日）が有効であるか否かを判定する。なお、定期券情報がなかった場合には、ステップＳ２４において定期券が有効ではないと判定される。
ステップＳ２４において定期券が有効ではないと判定された場合、定期券判定部１０７２は、デバイスIDとセッション鍵を、電子マネー処理部１０７３に供給し、処理は、ステップＳ２５に進む。すなわち、この場合、利用者が改札内に入場する時には、入場料の減額が必要となり、利用者が改札内から外に退場する時には、乗車料の清算が必要になるので、電子マネー残高の減額処理が行われる。
ステップＳ２５において、定期券判定部１０７２は、電子マネー処理部１０７３を制御し、ユーザデバイス１１００の電子マネー残高を減額させる。すなわち、電子マネー処理部１０７３は、定期券判定部１０７２からのセッション鍵を用いて、信号電極１００２を介して、ユーザデバイス１１００と通信を行い、ユーザデバイス１１００に記憶される電子マネー残高を減額させ、ステップＳ２６において、その減額が成功したか否かを判定する。
例えば、後述する図４３のステップＳ６８において、電子マネー残高の減額が完了した場合、ユーザデバイス１１００は、減額完了を、信号電極１２０１を介して、信号処理装置１０１１に送信してくる。この場合、ステップＳ２６において、電子マネー処理部１０７３は、電子マネー残高の減額が成功したと判定し、デバイスIDとセッション鍵とともに、減額成功を、入場情報設定部１０７４に通知し、処理は、ステップＳ２７に進む。
ステップＳ２４において定期券が有効であると判定された場合、定期券判定部１０７２は、デバイスIDとセッション鍵とともにその判定結果を、入場情報設定部１０７４に通知し、ステップＳ２５およびＳ２６の処理はスキップされ、処理は、ステップＳ２７に進む。
ステップＳ２７において、入場情報設定部１０７４は、定期券判定部１０７２または電子マネー処理部１０７３からのデバイスIDとセッション鍵を用いて、信号電極１００２を介して、ユーザデバイス１１００と通信を行い、ユーザデバイス１１００の入場情報を設定する。
すなわち、例えば、図３５の左側から改札ゲート１００１を通過する場合のように、利用者が改札内に入場する場合、入場情報設定部１０７４は、ユーザデバイス１１００の入場情報に、入場フラグを立て、さらに、入場時刻、入場した駅を設定させる。一方、図３５の右側から改札ゲート１００１を通過する場合のように、利用者が改札内から外に出場する場合、入場情報設定部１０７４は、ユーザデバイス１１００に設定されている入場情報をクリアさせることで、検札処理を行い、検札完了を、デバイスID登録部１０５６および駆動制御部１０５３に通知し、デバイスIDとセッション鍵をデバイスID登録部１０５６に供給する。
これに対応して、図３９のステップＳ１５において、デバイスID登録部１０５６により、検札完了したユーザデバイス１１００のデバイスIDが、セッション鍵とともに、ストレージ１０１３の検札完了テーブルに登録される。
ステップＳ２８において、駆動制御部１０５３は、入場情報設定部１０７４からの検札完了の通知に応じて、ゲート駆動部１０１４Ｒを制御し、改札ゲート１００１の扉１００３Ｒを開放させる。なお、扉１００３Ｒが、もともと開放した状態であった場合には、開放のままにしておく。
一方、相互認証時において、乱数が正当なものでないとされた場合、ステップＳ２２において、認証が成功しなかった（認証失敗）と判定され、認証処理部１０７１は、その認証エラーを、駆動制御部１０５３に通知し、処理は、ステップＳ２９に進む。また、ステップＳ２６において、減額が成功しなかった場合、電子マネー処理部１０７３は、その減額エラーを駆動制御部１０５３に通知し、処理は、ステップＳ２９に進む。
ステップＳ２９において、駆動制御部１０５３は、検札処理部１０５５からの検札失敗（すなわち、認証処理部１０７１からの認証エラーまたは、電子マネー処理部１０７３からの減額エラー）の通知に応じて、ゲート駆動部１０１４Ｒを制御し、改札ゲート１００１の扉１００３Ｒを閉鎖させる。なお、扉１００３Ｒが、もともと閉鎖した状態であった場合には、閉鎖のままにしておく。
以上のようにして、相互認証が行われ、セッション鍵が共有され、共有されたセッション鍵が用いられて、ユーザデバイス１１００の定期券情報が取得されて、取得された定期券情報に基づいて決済（電子マネー残高の減額）処理が行われ、検札処理が行われる。
次に、図４１のフローチャートを参照して、図３９のステップＳ１６のコンテンツの配信処理について説明する。この配信処理における通信では、デバイスID検索部１０５４から供給されたセッション鍵での暗号化を用いることで、検札処理の認証時に構築されたセキュアパスでの通信を行うことができる。
配信処理部１０５７の定期購読判定部１０８１は、ステップＳ４１において、デバイスID検索部１０５４から供給されたセッション鍵を用いて、信号電極１００２を介して、ユーザデバイス１１００から、定期購読情報を取得し、ステップＳ４２において、取得した定期購読情報に基づいて、コンテンツの定期購読があるか、かつ、その定期購読期間が有効期間内であるか否かを判定する。
コンテンツの定期購読があり、その定期購読期間が有効期間内であると判定された場合、処理は、ステップＳ４３に進み、定期購読判定部１０８１は、さらに、定期購読時の支払い方法が逐次払いであるか否かを判定する。
ステップＳ４３において、定期購読時の支払い方法が逐次払いであると判定された場合、定期購読判定部１０８１は、ステップＳ４４において、電子マネー処理部１０８２を制御し、ユーザデバイス１１００の電子マネー残高を、コンテンツの代金で減額させる。
すなわち、電子マネー処理部１０８２は、定期購読判定部１０８１の制御のもと、セッション鍵を用いて、信号電極１００２を介して、ユーザデバイス１１００と通信を行い、ユーザデバイス１１００に記憶される電子マネー残高を、コンテンツの代金で減額させる。
電子マネー処理部１０８２は、ステップＳ４５において、電子マネー残高の減額が成功したか否かを判定する。例えば、後述する図４３のステップＳ６８において、電子マネー残高の減額が完了した場合、ユーザデバイス１１００は、減額完了を、信号電極１２０１を介して、信号処理装置１０１１に送信してくる。この場合、ステップＳ４５において、電子マネー処理部１０８２は、電子マネー残高の減額が成功したと判定し、コンテンツ配信部１０８３に、コンテンツの配信を要求し、処理は、ステップＳ４６に進む。
ステップＳ４３において、定期購読時の支払い方法が一括払いであると判定された場合、定期購読を設定したときにすでに代金は一括払いされているので、ステップＳ４４およびＳ４５の処理は、スキップされ、処理は、ステップＳ４６に進む。
ステップＳ４６において、コンテンツ配信部１０８３は、定期購読判定部１０８１または電子マネー処理部１０８２から要求されたコンテンツのデータを、ストレージ１０１３から読み出し、セッション鍵を用いて、信号電極１００２を介して、ユーザデバイス１１００と通信を行い、ユーザデバイス１１００に配信する。
ステップＳ４２において、コンテンツの定期購読がないか、もしくは、コンテンツの定期購読があったとしても、その定期購読期間が有効期間内ではないと判定された場合、定期購読判定部１０８１は、コンテンツ配信部１０８３に、その判定結果を通知し、処理は、ステップＳ４７に進む。
また、ステップＳ４５において、電子マネー残高の減額が失敗したと判定された場合、電子マネー処理部１０８２は、その減額エラーをコンテンツ配信部１０８３に通知し、処理は、ステップＳ４７に進む。
定期購読判定部１０８１または電子マネー処理部１０８から判定結果やエラーが通知されるので、ステップＳ４７において、コンテンツ配信部１０８３は、コンテンツの配信を行わない。
以上のように、改札ゲート１００１の間を通る間に、検札処理だけでなく、コンテンツ配信処理も行うようにしたので、利用客は、わざわざ売店などで見出しを見比べ、所望の新聞紙を購入する必要がなく、改札ゲート１００１の間を通るだけで、簡単に、コンテンツのデータを得ることができる。
また、検札処理の後に、デバイスIDと、認証時に共有されたセッション鍵を登録しておき、その後、共有されたセッション鍵を用いて、コンテンツ配信処理を行うようにしたので、コンテンツの配信処理においては、検札処理の認証時に構築されたセキュアパスをそのまま用いることができ、再度の認証処理の手間を省くことができる。
次に、図４２および図４３のフローチャートを参照して、図３９を参照して上述した信号処理装置１０１１の処理に対応して実行されるユーザデバイス１１００の処理を説明する。なお、このユーザデバイス１１００の処理は、１つの処理であるが、説明の便宜上、図４２のステップＳ６１乃至Ｓ６６および図４３のステップＳ６７乃至Ｓ７２に分けて示されている。
図４２のステップＳ６１において、ユーザデバイス１１００の制御部１２５５は、信号処理装置１０１１が送信したスタートコマンドを、信号電極１２０１を介して受信するまで待機する。
例えば、信号処理装置１０１１は、図３９のステップＳ１１において、スタートコマンドをユーザデバイス１１００に対して送信してくる。
スタートコマンドを受信した場合、処理はステップＳ６２に進み、制御部１２５５は、当該ユーザデバイス１１００に固有のデバイスIDを、不揮発性メモリ１２５４から読み出し、信号電極１２０１を介して信号処理装置１０１１に返信する。これにより、信号処理装置１０１１との通信が確立されたことになる。
ステップＳ６３において、制御部１２５５は、不揮発性メモリ１２５４を参照して、信号処理装置１０１１との認証が完了しているか否かを判定する。すなわち、検札処理済み（または認証済み）でない場合、信号処理装置１０１１とのセッション鍵は不揮発性メモリ１２５４に記憶されていないので、ステップＳ６３において、認証が完了していないと判定され、処理は、ステップＳ６４に進む。
この場合、図４０のステップＳ２１において詳しく上述したように、信号処理装置１０１１から、認証鍵で生成された乱数が送信されてくるので、制御部１２５５は、ステップＳ６４において、信号処理装置１０１１と相互認証を行い、認証成功後、得られたセッション鍵を不揮発性メモリ１２５４に記憶する。これにより、信号処理装置１０１１とセキュアパスが構築されたことになる。以降、このセッション鍵が用いられて、信号処理装置１０１１との通信が行われる。
一方、検札処理済み（または認証済み）である場合、信号処理装置１０１１とのセッション鍵は不揮発性メモリ１２５４に記憶されているので、ステップＳ６３において、制御部１２５５は、認証が完了していると判定し、ステップＳ６４をスキップし、処理は、ステップＳ６５に進む。すなわち、この場合、信号処理装置１０１１とのセキュアパスがすでに構築されており、不揮発性メモリ１２５４のセッション鍵が用いられて、信号処理装置１０１１との通信が行われる。
ステップＳ６５において、制御部１２５５は、信号処理装置１０１１から、情報が要求されたか否かを判定する。例えば、図４０のステップＳ２３において、信号処理装置１０１１から定期券情報が要求された場合、または図４１のステップＳ４１において、信号処理装置１０１１から定期購読情報が要求された場合、処理は、ステップＳ６６に進み、制御部１２５５は、不揮発性メモリ１２５４から、対応する情報（定期券情報または定期購読情報など）を読み出し、信号電極１２０１を介して、信号処理装置１０１１に送信する。
信号処理装置１０１１から、情報が要求されない場合、ステップＳ６６の処理はスキップされ、処理は、図４３のステップＳ６７に進む。
ステップＳ６７において、制御部１２５５は、信号処理装置１０１１から、電子マネー残高の減額が要求されたか否かを判定する。例えば、図４０のステップＳ２５または図４１のステップＳ４４において、信号処理装置１０１１から電子マネー残高の減額が要求されてくる。信号処理装置１０１１から電子マネー残高の減額が要求された場合、処理は、ステップＳ６８に進み、制御部１２５５は、不揮発性メモリ１２５４に記憶されている電子マネー残高を減額し、減額完了を、信号電極１２０１を介して、信号処理装置１０１１に送信する。
信号処理装置１０１１から、電子マネー残高の減額が要求されない場合、ステップＳ６８の処理はスキップされ、処理は、ステップＳ６９に進む。
ステップＳ６９において、制御部１２５５は、信号処理装置１０１１から、情報の記録が要求されたか否かを判定する。例えば、図４０のステップＳ２７において、信号処理装置１０１１から、入場情報の設定や、設定クリアが要求された場合、または、後述する図４７のステップＳ１２０において、定期購買情報などの記録が要求された場合、処理は、ステップＳ７０に進み、制御部１２５５は、不揮発性メモリ１２５４に対応する情報を書き込む。
信号処理装置１０１１から、情報の記録が要求されない場合、ステップＳ７０の処理はスキップされ、処理は、ステップＳ７１に進む。
ステップＳ７１において、制御部１２５５は、信号処理装置１０１１から、コンテンツのデータが受信されたか否かを判定する。例えば、図４１のステップＳ４６において、信号処理装置１０１１は、コンテンツを配信してくる。信号処理装置１０１１から、コンテンツのデータが受信された場合、処理は、ステップＳ７２に進み、制御部１２５５は、データメモリ１２５６に、受信されたコンテンツのデータを書き込む。
信号処理装置１０１１から、情報の記録が要求されない場合、ステップＳ７２の処理はスキップされ、処理は終了する。
以上のように、図３５の改札システム１０００においては、図１乃至図３３を参照して上述した無線通信を用いることにより、ユーザデバイス１１００を装着した利用者が信号電極１００２上を通過するだけで、検札処理が完了するだけでなく、さらに、コンテンツの配信処理も完了する。
したがって、利用者は、購入意思を逐次示すことなく、通勤途中に、改札ゲート１００１を通過するだけで、迅速にコンテンツ配信サービスの提供を受けることができる。
なお、上述した図３５の例においては、改札システム１０００が、信号電極１００２−１および１００２−２を時分割で切り替えて通信する１台の信号処理装置１０１１で構成される場合を説明したが、次に、図４４を参照して、信号電極１００２−１と通信する信号処理装置１０１１−１、および信号電極１００２−２と通信する信号処理装置１０１１−２で構成される改札システム１３００について説明する。
図４４は、本発明を適用した改札システムの他の構成例を示している。
図４４の改札システム１３００は、信号処理装置１０１１が、信号処理装置１０１１−１および１０１１−２に入れ替わっている点、並びに、基準電極１０１２が、基準電極１０１２−１および１０１２−２に入れ替わっている点が、図３５の改札システム１０００と異なるだけであり、その他の構成である、改札ゲート１００１−１および１００１−２、信号電極１００２−１および１００２−２、扉１００３Ｌおよび１００３Ｒ、ストレージ１０１３、並びに、ゲート駆動部１０１４Ｌおよび１０１４Ｒが備えられている点は図３５の改札システム１０００と共通している。
なお、信号処理装置１０１１−１および１０１１−２の構成と処理は、上述した図３５の信号処理装置１０１１と基本的に、同様の構成であり、それぞれ同様の処理を行うため、その説明は繰り返しになるので省略する。
すなわち、この改札システム１３００は、基準電極１０１２−１に接続され、信号電極１００２−１を介して、ユーザデバイス１１００と無線通信を行う信号処理装置１０１１−１と、基準電極１０１２−２に接続され、信号電極１００２−２を介して、ユーザデバイス１１００と無線通信を行う信号処理装置１０１１−２のどちらか一方が、検札処理を行い、他方がコンテンツの配信処理を行うように、処理が分担されて構成されている。
例えば、利用客の進入が、図４４の図中左側（改札外側）からある場合、まず、利用客は、信号電極１００２−１上を通過するので、信号処理装置１０１１−１は、信号電極１００２−１を介して、ユーザデバイス１１００との通信を行い、デバイスIDを取得する。このとき、ストレージ１０１３の検札完了テーブルにデバイスIDがないので、信号処理装置１０１１−１は、信号電極１００２−１を介して、ユーザデバイス１１００と認証処理を含めた検札処理を行い、ゲート駆動部１０１４Ｒを制御し、扉１００３Ｒを開閉させる。そして、このとき、デバイスIDと認証時のセッション鍵を、ストレージ１０１３の検札完了テーブルに登録させる。すなわち、この場合、信号電極１００２−１は、検札処理に用いられる検札用の信号電極となる。
次に、利用客は、信号電極１００２−２上を通過するので、信号処理装置１０１１−２は、信号電極１００２−２を介して、ユーザデバイス１１００との通信を行い、デバイスIDを取得する。このとき、ストレージ１０１３の検札完了テーブルにデバイスIDがあるので、信号処理装置１０１１−２は、セッション鍵を読み出し、それを用いて、信号電極１００２−２を介して、ユーザデバイス１１００から、定期購読情報を取得し、定期購読情報に基づいて、コンテンツの配信処理を行い、ストレージ１０１３に記憶されているコンテンツのデータを、ユーザデバイス１１００に送信する。すなわち、この場合、信号電極１００２−２は、配信処理に用いられる配信用の信号電極となる。
一方、利用客の進入が、図４４の図中右側（改札内側）からある場合、まず、利用客は、信号電極１００２−２上を通過するので、信号処理装置１０１１−２は、信号電極１００２−２を介して、ユーザデバイス１１００との通信を行い、デバイスIDを取得する。このとき、ストレージ１０１３の検札完了テーブルにデバイスIDがないので、信号処理装置１０１１−２は、信号電極１００２−２を介して、ユーザデバイス１１００と認証処理を含めた検札処理を行い、ゲート駆動部１０１４Ｌを制御し、扉１００３Ｌを開閉させる。そして、このとき、デバイスIDと認証時のセッション鍵を、ストレージ１０１３の検札完了テーブルに登録させる。すなわち、この場合、信号電極１００２−２は、検札処理に用いられる検札用の信号電極となる。
次に、利用客は、信号電極１００２−１上を通過するので、信号処理装置１０１１−１は、信号電極１００２−１を介して、ユーザデバイス１１００との通信を行い、デバイスIDを取得する。このとき、ストレージ１０１３の検札完了テーブルにデバイスIDがあるので、信号処理装置１０１１−１は、セッション鍵を読み出し、それを用いて、信号電極１００２−１を介して、ユーザデバイス１１００から、定期購読情報を取得し、定期購読情報に基づいて、コンテンツの配信処理を行い、ストレージ１０１３に記憶されているコンテンツのデータを、ユーザデバイス１１００に送信する。すなわち、この場合、信号電極１００２−１は、配信処理に用いられる配信用の信号電極となる。
以上のように、図４４の改札システム１３００においては、検札処理と配信処理を行う信号処理装置を分けて構成することにより、処理にかかる負担が分担され、軽減されるため、処理速度が向上する。
次に、図４５を参照して、ユーザデバイス１１００の不揮発性メモリ１２５４に、定期購買情報を事前に登録させる販売装置１４００について説明する。
販売装置１４００は、例えば、切符などの券売機であり、販売装置１４００の前面に設けられ、タッチパネルが積層されているLCD（Liquid Crystal Display）１４００ａには、切符を購入するための切符購入ボタンなどの他に、コンテンツの定期購買するための所定の情報（例えば、コンテンツの種類や購読期間など）を選択し、入力するための選択ボタンや、コンテンツの定期購買を決定するための決定ボタンなどが表示されている。
そして、LCD１４００ａにおいて、この決定ボタンが表示されている領域には、利用者に装着されているユーザデバイス１１００と利用者の人体を介して無線通信を行うための信号電極１４１１（図４６）が積層されている。
利用客は、LCD１４００ａに表示される選択ボタンを操作する（選択ボタンに指を接触させる）ことで、コンテンツの種類や購読期間、支払い方法などを販売装置１４００に入力し、これらの情報に基づくコンテンツの定期購買を決定するために、指を決定ボタンに接触させる。
これに対応して、利用客の人体、および決定ボタンに積層される信号電極１４１１を介して、販売装置１４００は、利用客に装着されるユーザデバイス１１００と通信し、相互認証や電子マネー残高の減額などを行った後、コンテンツの定期購買情報を、ユーザデバイス１１００の不揮発性メモリ１２５４に書き込む。
これにより、ユーザデバイス１１００の不揮発性メモリ１２５４には、コンテンツの定期購買情報が書き込まれるので、利用者は、ユーザデバイス１１００を装着して、改札ゲート１００１の間の床面に設けられた信号電極１００２上を通過するだけで、検札処理ともに、コンテンツの提供を受けることができる。
図４６は、販売装置１４００の内部構成例を示すブロック図である。なお、図４６の例において、信号発生部１４５１乃至制御部１４５５は、図３６の信号発生部１０２１乃至制御部１０２５に対応する機能ブロックであり、それぞれ同様の機能を有しているので詳細な説明は省略する。
基準電極１４１２および信号電極１４１１は、図１乃至図３３を参照して上述した無線通信に用いられる基準電極および信号電極であり、信号電極１４１１は、通信媒体（例えば、利用客（人体）の指など）に近接するように、LCD１４００ａにおける決定ボタンが表示されている領域に積層されて設けられ、基準電極１４１２は、例えば、販売装置１４００の筐体内に設けられている。例えば、基準電極１４１２は、図３３の送信基準電極１１２、または受信基準電極１２２に対応し、信号電極１４１１は、図３３の送信信号電極１１１、または受信信号電極１２１に対応することになる。なお、通信媒体は、単一の物体であってもよいし、複数の導電体や誘電体が組み合わせられたものであってもよい。
図４６の制御部１４５５には、さらに、タッチパネル１４５６およびLCD１４００ａが接続されている。タッチパネル１４５６は、LCD１４００ａに積層され、利用客の操作に対応する操作信号を、制御部１４５５に入力する。
次に、図４７のフローチャートを参照して、販売装置１４００の事前処理を説明する。なお、この処理に対応するユーザデバイス１１００の処理は、図４２および図４３を参照して説明した処理と基本的に同様であるので、その説明は省略する。
例えば、利用者は、LCD１４００ａに表示される選択ボタン（すなわち、タッチパネル１４５６）を操作することで、コンテンツの種類や購読期間、支払い方法などを販売装置１４００に入力する。これに対応して、ステップＳ１１１において、タッチパネル１４５６は、コンテンツの種類を、制御部１４５５に入力する。制御部１４５５は、コンテンツの種類の入力を受け付ける。
ステップＳ１１２において、タッチパネル１４５６は、購読期間を入力する。制御部１４５５は、タッチパネル１４５６からの購読期間の入力を受け付ける。ステップＳ１１３において、タッチパネル１４５６は、支払い方法を入力する。制御部１４５５は、タッチパネル１４５６からの支払い方法の入力を受け付ける。
ステップＳ１１４において、制御部１４５５は、ユーザデバイスと交信できたか否かを判定する。すなわち、制御部１４５５は、タッチパネル１４５６からのコンテンツを購読するのに必要な情報がすべて入力されると、信号電極１４１１を介して、スタートコマンドを送信する。
利用者は、コンテンツを購読するのに必要な情報をすべて入力すると、これらの情報に基づくコンテンツの定期購読を決定するために、指を、信号電極１４１１が積層されている領域に表示される決定ボタンに接触させる。これにより、利用者の人体、および信号電極１２０１を介して、ユーザデバイス１１００にスタートコマンドが受信されるので、ユーザデバイス１１００は、上述した図４２のステップＳ６２において、不揮発性メモリ１２５４からデバイスIDを読み出し、信号電極１２０１を介して送信してくる。
制御部１４５５は、ユーザデバイス１１００からのデバイスIDを、信号電極１４１１を介して受信すると、ステップＳ１１４において、ユーザデバイスと交信できたと判定し、処理は、ステップＳ１１５に進む。
ステップＳ１１５において、制御部１４５５は、受信されたデバイスIDを用いて、ユーザデバイス１１００と相互認証を行い、ステップＳ１１６において、認証が成功したか否かを判定する。なお、ステップＳ１１５の相互認証処理は、図４０のステップＳ２１の相互認証処理と同様の処理を行うので、その具体的な説明は繰り返しになるので省略する。
ステップＳ１１６において認証が成功したと判定された場合、処理は、ステップＳ１１７に進み、制御部１４５５は、タッチパネル１４５６（すなわち、利用客）より受け付けられた支払い方法が一括払いであるか否かを判定し、支払い方法が一括払いであると判定した場合、処理は、ステップＳ１１８に進む。
ステップＳ１１８において、制御部１４５５は、認証時に共有されたセッション鍵を用いて、信号電極１４１１を介して、ユーザデバイス１１００と通信を行い、ユーザデバイス１１００に記憶される電子マネー残高を、コンテンツの代金で減額させる。
制御部１４５５は、ステップＳ１１９において、電子マネー残高の減額が成功したか否かを判定する。例えば、上述した図４３のステップＳ６８において、電子マネー残高の減額が完了した場合、ユーザデバイス１１００は、減額完了を、信号電極１２０１を介して、販売装置１４００に送信してくる。この場合、ステップＳ１１９において、制御部１４５５は、電子マネー残高の減額が成功したと判定し、処理は、ステップＳ１２０に進む。
ステップＳ１１７において、支払い方法が一括払いではない（すなわち、逐次払いである）と判定された場合、ステップＳ１１８およびＳ１１９の処理はスキップされ、処理は、ステップＳ１２０に進む。
ステップＳ１２０において、制御部１４５５は、ステップＳ１１１乃至Ｓ１１３において受け付けられた情報（コンテンツの種類、購読期間、並びに支払い方法）を、定期購読情報として、セッション鍵を用いて、信号電極１４１１を介して、ユーザデバイス１１００に書き込む。
一方、ステップＳ１１４において、ユーザデバイス１１００と交信できなかったと判定された場合、ステップＳ１１６において、認証が失敗したと判定された場合、またはステップＳ１１９において、電子マネー残高の減額が失敗したと判定された場合、制御部１４５５は、ステップＳ１２１において、エラー処理を行う。すなわち、利用客により入力された情報は、消去され、例えば、LCD１４００ａに、再度操作を行うように指示を提示させるなどの処理が行われる。
以上により、ユーザデバイス１１００の不揮発性メモリ１２５４には、ユーザにより販売装置１４００において入力されたコンテンツの定期購読情報が登録される。
なお、上記説明においては、切符などの販売装置１４００において、コンテンツの定期購読情報が不揮発性メモリ１２５４に登録されるように説明したが、販売装置１４００に限らず、例えば、基準電極および信号電極、送受信部で構成されるリーダライタが接続されるパーソナルコンピュータなどで、図示せぬサーバなどにアクセスし、コンテンツの購読に関する情報を入力したあと、リーダライタと、ユーザデバイス１１００とを通信させることで、定期購読情報を登録させることも可能である。
図４８は、本発明を適用した改札システムのさらに他の構成例を示している。
図４８の改札システム１５００は、扉１３００Ｌ、並びにゲート駆動部１０１４Ｌが除かれている点と、信号電極１００２−１が検札用の信号電極であり、信号電極１００２−２が配信用の信号電極であるというように、用途別に分けられている点、さらに、信号処理装置１０１１−１および１０１１−２が、検札用の信号処理装置１５０１および配信用の信号処理装置１５０２に入れ替わった点が、図４４の改札システム１３００と異なるだけであり、その他の構成である改札ゲート１００１−１および１００１−２、扉１００３Ｒ、基準電極１０１２−１および１０１２−２、ストレージ１０１３、並びに、ゲート駆動部１０１４Ｒが備えられている点は図４４の改札システム１３００と共通している。
すなわち、この改札システム１５００は、図３５の改札システム１０００および図４４の改札システム１３００と異なり、利用客が、片側（図４８の例の場合、実線矢印で示される信号電極１００２−１側（図４８の図中左側、改札外側））からしか進入することができないように構成されている。
なお、図３５の改札システム１０００および図４４の改札システム１３００と同様に、両側から進入可能に構成されていても、片側からの進入しかできないように設定されている場合には、図４８で除かれている扉１３００Ｌ、並びにゲート駆動部１０１４Ｌは設けられるが、機能しないように設定されるので、基本的な構成は、図４８の改札システム１５００と同様であるため、その場合の説明は省略する。
したがって、図４８の例においては、利用客の進入は、図中左側（改札外側）からとなり、利用客は、まず、検札用の信号電極１００２−１上を通過するので、検札用の信号処理装置１５０１は、検札用の信号電極１００２−１を介して、ユーザデバイス１１００との通信を行い、デバイスIDを取得する。検札用の信号処理装置１５０１は、検札用の信号電極１００２−１を介して、ユーザデバイス１１００と認証処理を含めた検札処理を行い、ゲート駆動部１０１４Ｒを制御し、扉１００３Ｒを開閉させる。そして、このとき、検札用の信号処理装置１５０１は、デバイスIDと認証時のセッション鍵を、ストレージ１０１３の検札完了テーブルに登録させる。
なお、図４８の例の場合、検札完了テーブルは、配信用の信号処理装置１５０２に備えられるメモリに登録されるようにしてもよい。
次に、利用客は、配信用の信号電極１００２−２上を通過するので、配信用の信号処理装置１５０２は、配信用の信号電極１００２−２を介して、ユーザデバイス１１００との通信を行い、デバイスIDを取得する。このとき、ストレージ１０１３の検札完了テーブルにデバイスIDがあるので、配信用の信号処理装置１５０２は、セッション鍵を読み出し、それを用いて、配信用の信号電極１００２−２を介して、ユーザデバイス１１００から、定期購読情報を取得し、定期購読情報に基づいて、コンテンツの配信処理を行い、ストレージ１０１３に記憶されているコンテンツのデータを、ユーザデバイス１１００に送信する。
なお、信号処理装置１５０１および１５０２の内部構成例は、図３６を参照して上述した信号処理装置１０１１の内部構成例と基本的に同様の構成であるため、繰り返しになるので、その説明を省略し、信号処理装置１０１１の場合とは異なる、信号処理装置１５０１および１５０２のそれぞれの制御部１０２５の構成例のみ、図４９および図５０を参照して、それぞれ説明する。
また、図４８の例においては、一例として、図中左側（改札外側）からのみ進入する場合の構成例を説明したが、もちろん、図中右側（改札内側）からのみ進入する場合の改札システムもあるが、その構成は、左右が異なるだけであり、基本的に同様の構成であり、その説明は繰り返しになるので省略する。
図４９は、検札用の信号処理装置１５０１の制御部１０２５の構成例を示している。
図４９の例において、制御部１０２５は、人検知部１５２１、デバイスID取得部１５２２、駆動制御部１５２３、検札処理部１５２４、およびデバイスID登録部１５２５により構成されている。
人検知部１５２１は、図３７の人検知部１０５１と基本的に同様の構成であり、センサ１０４１Ｌまたは１０４１Ｒからのセンサ出力に基づき、人（利用客）を検知して、その検知結果を、デバイスID取得部１５２２および駆動制御部１５２３に通知する。
デバイスID取得部１５２２は、図３７のデバイスID取得部１０５２と基本的に同様の構成であり、検札用の信号電極１００２−１を介して、利用客のユーザデバイス１１００に対して、通信の開始を通知するためのスタートコマンドを送信し、それに対応してユーザデバイス１１００から送信されてくるデバイスIDを取得し、取得したデバイスIDを、検札処理部１５２４に供給する。
駆動制御部１５２３は、図３７の駆動制御部１０５３と基本的に同様の構成であり、人検知部１５２１からの検知結果、あるいは、検札処理部１５２４からの通知に応じて、ゲート駆動部１０１４Ｒを制御し、対応する扉１００３Ｒの開放または閉鎖させる。
検札処理部１５２４は、図３７の検札処理部１０５５と同様に、認証処理部１０７１、定期券判定部１０７２、電子マネー処理部１０７３、および入場情報設定部１０７４により構成され、デバイスID取得部１５２２からデバイスIDが供給されると、検札用の信号電極１００２−１を介して、ユーザデバイス１１００に対して検札処理を実行する。
デバイスID登録部１５２５は、図３７のデバイスID登録部１０５６と基本的に同様の構成であり、入場情報設定部１０７４からの通知に基づいて、検札完了したユーザデバイス１１００のデバイスIDを、セッション鍵とともに、ストレージ１０１３の検札完了テーブルに登録する。
図５０は、配信用の信号処理装置１５０２の制御部１０２５の構成例を示している。
図５０の例において、制御部１０２５は、人検知部１５４１、デバイスID取得部１５４２、デバイスID検索部１５４３、および配信処理部１５４４により構成されている。
人検知部１５４１は、図３７の人検知部１０５１と基本的に同様の構成であり、センサ１０４１Ｌまたは１０４１Ｒからのセンサ出力に基づき、人（利用客）を検知して、その検知結果を、デバイスID取得部１５４２に通知する。
デバイスID取得部１５４２は、図３７のデバイスID取得部１０５２と基本的に同様の構成であり、配信用の信号電極１００２−２を介して、利用客のユーザデバイス１１００に対して、通信の開始を通知するためのスタートコマンドを送信し、それに対応してユーザデバイス１１００から送信されてくるデバイスIDを取得し、取得したデバイスIDを、デバイスID検索部１５４３に供給する。
デバイスID検索部１５４３は、図３７のデバイスID検索部１０５４と基本的に同様の構成であり、ストレージ１０１３の検札完了テーブルを参照し、検札完了テーブルに、デバイスID取得部１５４２からのデバイスIDが登録されているか否かを判定し、デバイスIDが登録されていない場合、配信処理部１５４４にデバイスIDのみを供給する。デバイスIDが登録されている場合、デバイスID検索部１５４３は、ストレージ１０１３の検札完了テーブルから、そのデバイスIDに対応つけられて登録されているセッション鍵を読み出し、配信処理部１５４４に供給する。
配信処理部１５４４は、図３７の配信処理部１０５７と同様に、定期購読判定部１０８１、電子マネー処理部１０８２、およびコンテンツ配信部１０８３により構成され、デバイスID検索部１５４３からデバイスIDおよびセッション鍵が供給されると、セッション鍵を用いて、配信用の信号電極１００２−２を介して、ユーザデバイス１１００に対してコンテンツ配信処理を実行する。
なお、デバイスID検索部１５４３からデバイスIDしか供給されない場合、コンテンツの配信は行われない。
次に、図５１のフローチャートを参照して、図４８の改札システム１５００における、検札用の信号処理装置１５０１の処理について説明する。なお、図５１のステップＳ２１１乃至Ｓ２１４の処理は、図３９のステップＳ１１，Ｓ１２,Ｓ１４，およびＳ１５の処理と基本的に同様の処理であり、繰り返しになるので、その詳細な説明は適宜省略する。
例えば、新たな利用客が改札内に入場しようと、図４８の図中左側から進入しようとする。このとき、改札ゲート１００１の左端に設けられたセンサ１０４１Ｌは、改札ゲート１００１−１および１００１−２の間に人が入ろうとしていることに対応して変化するセンサ出力を、人検知部１５２１および人検知部１５４１に出力する。人検知部１５２１は、センサ１０４１Ｌからのセンサ出力に基づき、人（利用客）を検知して、その検知結果を、デバイスID取得部１５２２および駆動制御部１５２３に通知する。
駆動制御部１５２３は、センサ１０４１Ｌからの検知結果が供給されるので、人が検知されたセンサ１０４１Ｌと反対側の扉１００３Ｒをゲート駆動部１０１４Ｒに閉鎖させる。
人検知部１５２１からの検知結果が通知されると、デバイスID取得部１５２２は、ステップＳ２１１において、検札用の信号電極１００２−１を介して、ユーザデバイス１１００の検出処理を行う。すなわち、デバイスID取得部１５２２は、検札用の信号電極１００２−１を介して、利用客のユーザデバイス１１００に対して、通信の開始を通知するためのスタートコマンドを送信する。
スタートコマンドに対応して、上述した図４２のステップＳ６２において、ユーザデバイス１１００からデバイスIDが送信されてくるので、デバイスID取得部１５２２は、ステップＳ２１２において、ユーザデバイス１１００からデバイスIDが取得されたと判定し、取得されたデバイスIDを、検札処理部１５２４に供給し、処理は、ステップＳ２１３に進む。
ステップＳ２１２において、デバイスIDが取得できたと判定されなかった場合、処理は、ステップＳ２１１に戻り、それ以降の処理が繰り返される。すなわち、ステップＳ２１２において、デバイスIDが取得できたと判定されるまで、ステップＳ２１１およびＳ２１２の処理が繰り返される。
検札処理部１５２４は、デバイスIDが供給されると、ステップＳ２１３において、ユーザデバイス１１００に対しての検札処理を実行する。この検札処理の説明は、図４０を参照して上述した検札処理と同様の処理であり繰り返しになるので、その説明を省略する。
ステップＳ２１３の検札処理により、検札用の信号電極１００２−１を介して、ユーザデバイス１１００と通信を行うことで、相互認証が行われ、セッション鍵が共有され、セッション鍵を用いて、定期券情報が読み出され、定期券情報に基づいて、電子マネー残高の減額が行われ、入場情報が設定された後、検札完了が、デバイスID登録部１５２５および駆動制御部１５２３に通知され、扉１００３Ｒが開放される。
検札処理部１５２４から検札完了が通知されると、ステップＳ２１４において、デバイスID登録部１５２５は、検札完了したユーザデバイス１１００のデバイスIDを、ユーザデバイス１１００との認証処理で用いられたセッション鍵とともに、ストレージ１０１３の検札完了テーブルに登録する。これにより検札用の信号処理装置１５０１の処理は、終了する。
次に、図５２のフローチャートを参照して、図４８の改札システム１５００における、配信用の信号処理装置１５０２の処理について説明する。なお、図５２のステップＳ２３１乃至Ｓ２３４の処理は、図３９のステップＳ１１乃至Ｓ１３,およびＳ１６の処理と基本的に同様の処理であり繰り返しになるので、その詳細な説明は適宜省略する。
センサ１０４１Ｌからのセンサ出力は、図５１でも上述したように、人検知部１５２１および人検知部１５４１に出力される。人検知部１５４１は、センサ１０４１Ｌからのセンサ出力に基づき、人（利用客）を検知して、その検知結果を、デバイスID取得部１５４２に通知する。
デバイスID取得部１５４２は、ステップＳ２３１において、配信用の信号電極１００２−２を介して、ユーザデバイス１１００の検出処理を行う。すなわち、デバイスID取得部１５４２は、信号電極１００２−２を介して、利用客のユーザデバイス１１００に対して、通信の開始を通知するためのスタートコマンドを送信する。
スタートコマンドに対応して、上述した図４２のステップＳ６２において、ユーザデバイス１１００からデバイスIDが送信されてくるので、デバイスID取得部１５４２は、ステップＳ２３２において、ユーザデバイス１１００からデバイスIDが取得されたと判定し、取得されたデバイスIDを、デバイスID検索部１５４３に供給し、処理は、ステップＳ２３３に進む。
ステップＳ２３２において、デバイスIDが取得できたと判定されなかった場合、処理は、ステップＳ２３１に戻り、それ以降の処理が繰り返される。すなわち、ステップＳ２３２において、デバイスIDが取得できたと判定されるまで、ステップＳ２３１およびＳ２３２の処理が繰り返される。
ステップＳ２３３において、デバイスID検索部１５４３は、ストレージ１０１３の検札完了テーブルを参照し、検札完了テーブルに、デバイスID取得部１５４２からのデバイスIDが登録されているか否かを判定する。
ステップＳ２３３において、検札完了テーブルに、デバイスID取得部１５４２からのデバイスIDが登録されていると判定された場合、デバイスID検索部１５４３は、ストレージ１０１３の検札完了テーブルから、そのデバイスIDに対応つけられて登録されているセッション鍵を読み出し、配信処理部１５４４に供給し、処理は、ステップＳ２３４に進む。
ステップＳ２３４において、配信処理部１５４４は、検札用の信号処理装置１５０１により検札処理時のユーザデバイス１１００との相互認証により共有されたセッション鍵を用いて、コンテンツ配信処理を実行する。このコンテンツの配信処理は、図４１を参照して上述したコンテンツの配信処理と同様の処理であり繰り返しになるので、その説明を省略する。
ステップＳ２３４のコンテンツ配信処理により、セッション鍵が用いられて、配信用の信号電極１００２−２を介して、ユーザデバイス１１００と通信を行うことで、定期購読情報が取得され、取得された定期購読情報に基づいて、ユーザデバイス１１００に、ストレージ１０１３に記憶されているコンテンツのデータを配信する。これにより、配信用の信号処理装置１５０２の処理は、終了する。
一方、ステップＳ２３３において、検札完了テーブルに、デバイスID取得部１５４２からのデバイスIDが登録されていないと判定された場合、検札処理が終了していないとみなされ、処理は、ステップＳ２３５に進み、エラーとなり、コンテンツの配信は行われず、配信用の信号処理装置１５０２の処理は、終了する。
なお、この場合、検札処理が終了していないため、配信用の信号処理装置１５０２において、検札処理を代行して実行させることも可能である。配信用の信号処理装置１５０２において、検札処理が成功した場合、配信用の信号処理装置１５０２が直接、ゲート駆動部１０１４Ｒを制御するようにしてもよいし、あるいは、検札成功を、検札用の信号処理装置１５０１に通知し、検札用の信号処理装置１５０１に、ゲート駆動部１０１４Ｒを制御させるようにすることもできる。その後、配信用の信号処理装置１５０２において、処理時間が間に合うようであれば、引き続き、この配信処理を実行させることも可能である。
以上のように、改札ゲート１００１間を片側からしか進入できないように構成されたり、片側からしか進入できないように設定されている改札システム１５００においては、検札用の信号処理装置１５０１と配信用の信号処理装置１５０２として、処理ごとに信号処理装置を分けて構成することにより、各信号処理装置における処理負担が軽減され、処理速度が向上する。
なお、上述したように改札ゲート１００１間を片側からしか進入できないように構成されたり、片側からしか進入できないように設定されている場合であっても、信号処理装置を１台で構成することもできる。
図５３は、本発明を適用した改札システムのさらに他の構成例を示している。
図５３の改札システム１６００は、検札用の信号処理装置１５０１および配信用の信号処理装置１５０２が、信号処理装置１６０１にまとめられている点、並びに、基準電極１０１２−１および１０１２−２が基準電極１０１２に入れ替わっている点が、図４８の改札システム１５００と異なるだけであり、その他の構成である、改札ゲート１００１−１および１００１−２、検札用の信号電極１００２−１および配信用の信号電極１００２−２、扉１００３Ｒ、ストレージ１０１３、並びに、ゲート駆動部１０１４Ｒが備えられている点は図４８の改札システム１５００と共通している。
なお、信号処理装置１６０１の構成と処理は、上述した図４８の検札用の信号処理装置１５０１および配信用の信号処理装置１５０２を組み合わせたものと同様の構成であり、それらと同様の処理を行うため、その説明は繰り返しになるので省略する。
すなわち、改札システム１６００においては、信号処理装置１６０１が、信号電極１００２−１および１００２−２を時分割で切り替えて通信することにより、検札処理と配信処理が行われる。
また、この改札システム１６００も、図４８の改札システム１５００と同様に、利用客が、片側（図５３の例の場合、実線矢印で示される信号電極１００２−１側（図５３の図中左側、改札外側））からしか進入することができないように構成されている。
したがって、図５３の例においては、利用客の進入は、図中左側（改札外側）からとなり、利用客は、まず、検札用の信号電極１００２−１上を通過するので、信号処理装置１６０１は、図４９の制御部１０２５を機能させ、検札用の信号電極１００２−１を介して、ユーザデバイス１１００との通信を行い、デバイスIDを取得する。信号処理装置１６０１は、検札用の信号電極１００２−１を介して、ユーザデバイス１１００と認証処理を含めた検札処理を行い、ゲート駆動部１０１４Ｒを制御し、扉１００３Ｒを開閉させる。そして、このとき、信号処理装置１６０１は、デバイスIDと認証時のセッション鍵を、ストレージ１０１３の検札完了テーブルに登録させる。
次に、利用客は、配信用の信号電極１００２−２上を通過するので、信号処理装置１６０１は、図５０の制御部１０２５を機能させ、配信用の信号電極１００２−２を介して、ユーザデバイス１１００との通信を行い、デバイスIDを取得する。このとき、ストレージ１０１３の検札完了テーブルにデバイスIDがあるので、信号処理装置１６０１は、セッション鍵を読み出し、それを用いて、配信用の信号電極１００２−２を介して、ユーザデバイス１１００から、定期購読情報を取得し、定期購読情報に基づいて、コンテンツの配信処理を行い、ストレージ１０１３に記憶されているコンテンツのデータを、ユーザデバイス１１００に送信する。
以上のように、改札ゲート１００１間を片側からしか進入できないように構成されたり、片側からしか進入できないように設定されている改札システム１６００においても、１台の信号処理装置１６０１により、検札処理と配信処理が時分割に行われるようにすることもできる。この場合、信号処理装置を１台で構成すればよく、改札システムを構成するためのコストを低減させることができる。
図５４は、本発明を適用した改札システムのさらに他の構成例を示している。
図５４の改札システム１７００は、信号処理装置１０１１−１および１０１１−２が、図４８の検札用の信号処理装置１５０１−１および１５０１−２に入れ替わった点、図４８の配信用の信号処理装置１５０２−１および１５０２−２が追加された点、改札ゲート１００１の間に設けられている信号電極１００２−１と信号電極１００２−２が検札用の信号電極となり、さらに、配信用の信号電極１００２−３および１００２−４が改札ゲート１００１の近傍の利用者が通過する床面に設けられた点、ストレージ１０１３が、ストレージ１０１３−１および１０１３−２に分けて構成された点、並びに、基準電極１０１２−１および１０１２−２に、さらに、基準電極１０１２−３および１０１２−４が追加された点が、図４４の改札システム１３００と異なるだけであり、その他の構成である、改札ゲート１００１−１および１００１−２、扉１００３Ｌおよび１００３Ｒ、並びに、ゲート駆動部１０１４Ｌおよび１０１４Ｒが備えられている点は図４４の改札システム１３００と共通している。
また、この改札システム１７００は、図３５の改札システム１０００および図４４の改札システム１３００と同様に、利用客（人）が、実線矢印で示される信号電極１００２−１側（図５４の図中左側）から進入し、改札内に入ることと、点線矢印で示される信号電極１００２−２側（図５４の図中右側）から進入し、改札外へ退場することのどちらも可能に構成されている。すなわち、利用客は、改札システム１７００を介して、改札内への進入と改札外への退場が可能である。
すなわち、この改札システム１７００は、図５４の左側から進入した利用客が装着するユーザデバイス１１００と、基準電極１０１２−１に接続され、信号電極１００２−１を介して、無線通信を行うことで、検札処理を行う検札用の信号処理装置１５０１−１、図５４の右側から進入した利用客が装着するユーザデバイス１１００と、基準電極１０１２−２に接続され、信号電極１００２−２を介して、無線通信を行うことで、検札処理を行う検札用の信号処理装置１５０１−２、図５４の左側から進入し、右側から出る利用客が装着するユーザデバイス１１００と、基準電極１０１２−３に接続され、信号電極１００２−３を介して、無線通信を行うことで、コンテンツの配信処理を行う配信用の信号処理装置１５０２−１、並びに、図５４の右側から進入し、左側から出る利用客が装着するユーザデバイス１１００と、基準電極１０１２−４に接続され、信号電極１００２−４を介して、無線通信を行うことで、コンテンツの配信処理を行う配信用の信号処理装置１５０２−２により構成されている。
なお、信号処理装置１５０１−１および１５０１−２の構成と処理は、上述した図４８の信号処理装置１５０１と基本的に、同様の構成であり、それぞれ同様の処理を行うため、その説明は省略する。同様に、信号処理装置１５０２−１および１５０２−２の構成と処理は、上述した図４８の信号処理装置１５０２と基本的に、同様の構成であり、それぞれ同様の処理を行うため、その説明は繰り返しになるので省略する。
例えば、利用客の進入が、図５４の図中左側（改札外側）からある場合、改札ゲート１００１に進入する前に、利用客は、改札ゲート１００１の手前の床面に設けられる配信用の信号電極１００２−４上を通過するが、ストレージ１０１３−２の検札完了テーブルにデバイスIDがないので、信号処理装置１５０２−２は、コンテンツの配信を行わない。
次に、利用客が、図５４の図中左側（改札外側）から改札ゲート１００１間に進入すると、センサ１０４１Ｌがそれを検出し、センサ出力を、信号処理装置１５０１−１に出力する。これに対応して、信号処理装置１５０１−１は、スタートコマンドを送信始める。利用客が、検札用の信号電極１００２−１上を通過するので、信号処理装置１５０１−１は、検札用の信号電極１００２−１を介して、ユーザデバイス１１００との通信を行い、デバイスIDを取得する。
信号処理装置１５０１−１は、検札用の信号電極１００２−１を介して、ユーザデバイス１１００と認証処理を含めた検札処理を行い、ゲート駆動部１０１４Ｒを制御し、扉１００３Ｒを開閉させる。そして、このとき、信号処理装置１５０１−１は、デバイスIDと認証時のセッション鍵を、ストレージ１０１３−１の検札完了テーブルに登録させる。
その後、利用客は、検札用の信号電極１００２−２上を通過するが、図５４の図中右側のセンサ１０４１Ｒは、利用客を検出しないので、検札用の信号処理装置１５０１−２は、スタートコマンドを送信せず、デバイス１１００との通信は行われないので、検札処理は実行されない。
次に、利用客は、改札ゲート１００１間を出て、配信用の信号電極１００２−３上を通過するので、信号処理装置１５０２−１は、配信用の信号電極１００２−３を介して、ユーザデバイス１１００との通信を行い、デバイスIDを取得する。このとき、ストレージ１０１３−１の検札完了テーブルにデバイスIDがあるので、信号処理装置１５０２−１は、セッション鍵を読み出し、それを用いて、配信用の信号電極１００２−３を介して、ユーザデバイス１１００から、定期購読情報を取得し、定期購読情報に基づいて、コンテンツの配信処理を行い、ストレージ１０１３−１に記憶されているコンテンツのデータを、ユーザデバイス１１００に送信する。
一方、利用客の進入が、図５４の図中右側（改札内側）からある場合、改札ゲート１００１に進入する前に、利用客は、改札ゲート１００１の手前の床面に設けられる配信用の信号電極１００２−３上を通過するが、ストレージ１０１３−１の検札完了テーブルにデバイスIDがないので、信号処理装置１５０２−１は、コンテンツの配信を行わない。
次に、利用客が、図５４の図中右側（改札外側）から改札ゲート１００１間に進入すると、センサ１０４１Ｒがそれを検出し、センサ出力を、信号処理装置１５０１−２に出力する。これに対応して、信号処理装置１５０１−２は、スタートコマンドを送信始める。利用客が、検札用の信号電極１００２−２上を通過するので、信号処理装置１５０１−２は、検札用の信号電極１００２−２を介して、ユーザデバイス１１００との通信を行い、デバイスIDを取得する。
信号処理装置１５０１−２は、検札用の信号電極１００２−２を介して、ユーザデバイス１１００と認証処理を含めた検札処理を行い、ゲート駆動部１０１４Ｌを制御し、扉１００３Ｌを開閉させる。そして、このとき、信号処理装置１５０１−２は、デバイスIDと認証時のセッション鍵を、ストレージ１０１３−２の検札完了テーブルに登録させる。
その後、利用客は、検札用の信号電極１００２−１上を通過するが、図５４の図中左側のセンサ１０４１Ｌは、利用客を検出しないので、検札用の信号処理装置１５０１−１は、スタートコマンドを送信せず、デバイス１１００との通信は行われないので、検札処理は実行されない。
次に、利用客は、改札ゲート１００１間を出て、配信用の信号電極１００２−４上を通過するので、信号処理装置１５０２−２は、配信用の信号電極１００２−４を介して、ユーザデバイス１１００との通信を行い、デバイスIDを取得する。このとき、ストレージ１０１３−２の検札完了テーブルにデバイスIDがあるので、信号処理装置１５０２−２は、セッション鍵を読み出し、それを用いて、配信用の信号電極１００２−４を介して、ユーザデバイス１１００から、定期購読情報を取得し、定期購読情報に基づいて、コンテンツの配信処理を行い、ストレージ１０１３−２に記憶されているコンテンツのデータを、ユーザデバイス１１００に送信する。
なお、図５４の例においては、配信用の信号電極１００２−３および１００２−４の領域が、検札用の信号電極１００２−１および１００２−２よりも狭く示されているが、大きさは、これに限らない。
また、図５４の例においては、検札用の信号処理装置を２台設けるようにしたが、１台で構成するようにしてもよい。さらに、各信号処理装置は、２台に限らず、３台以上の複数台で構成することもできる。
以上の改札システム１７００のように、改札ゲート１００１の間には検札用の信号電極１００２−１および１００２−２を設け、改札ゲート１００１の外の近傍で、かつ、改札ゲート１００１を通過した利用者が必ず通過する床面に、配信用の信号電極１００２−３および１００２−４を設けるように改札システムを構成することも可能である。
すなわち、配信用の信号電極１００２の設置場所は、改札ゲートの間に限らない。これにより、配信用の信号電極を設ける領域を広くして、例えば、配信速度に対して、コンテンツのデータ容量が重い場合などに、コンテンツを、配信しきれなくなってしまうことを抑制することができる。
なお、上記説明においては、改札の入場時および退場時の両方において検札および配信処理が可能として説明したが、両方での２重のコンテンツ配信を防ぐため、例えば、図３５や図５４などの図中右側（改札内側）から利用客が進入する場合、すなわち、利用客の退場時には、配信処理を行わないようにすることもできる。
または、ユーザデバイスに、登録済みのコンテンツがあり、それがこれから配信しようとしているコンテンツだった場合、配信を行わないとすることもできる。この場合には、コンテンツの類似性、またはコンテンツIDでコンテンツが検索される。
さらには、ユーザデバイスにコンテンツ受信完了のフラグを日付とともに記録しておき、これを確認することで配信を行わないようにすることもできる。この場合、配信時間も記録しておくことで、例えば、新聞のコンテンツであれば、朝刊時間、夕刊時間を識別可能であるので、フラグとその配信時間を確認することで、２重の配信を防ぐことができる。
以上のように、改札ゲート１００１の近傍を通る間に、検札処理だけでなく、コンテンツ配信処理も行うようにしたので、利用客は、わざわざ売店などで見出しを見比べ、所望の新聞紙を購入する必要がなく、改札ゲート１００１の近傍を通るだけで、簡単に、コンテンツのデータを得ることができる。
すなわち、従来の近接型非接触ICカードなどの場合には、そのアクセス可能エリアが約数十センチに限られていた。このため、利用者は、カードをアクセス可能エリアに近接させつつ改札口を通っていた。したがって、アクセス可能エリア内に留まっていられる時間は、数秒以下の短い時間に限られていた。そこで、図１乃至図３３を参照して上述した通信を適用することで、改札通路の床面に埋め込まれた信号電極と、利用者がセキュアパスを構築したまま、従来より長い時間、通信を行うことができる。また、その際に、上述したように、入り口近辺で検札処理、出口近辺でコンテンツの配信処理などをすることができ、２つ以上の処理が順次行いやすくなっている。
これにより、ユーザが購入意思を逐次示す必要がなく、迅速にコンテンツ配信サービスを受けることができる。
また、検札処理の後に、デバイスIDと、認証時に共有されたセッション鍵を登録しておき、その後、登録されたセッション鍵を用いて、コンテンツ配信処理を行うようにしたので、コンテンツの配信処理においては、検札処理の認証時に構築されたセキュアパスをそのまま用いることができ、再度の認証処理の手間や時間を省くことができる。
なお、上述したコンテンツの配信処理においては、コンテンツのデータを、ユーザデバイス１１００に配信する例を説明したが、配信処理においては、コンテンツのデータの暗号化を解除するための特定の鍵のみを配信し、利用者が必ず通過する他の領域（例えば、ホームの床面や、電車内の床面）に、特定の鍵で暗号化されたコンテンツのデータを配信するための信号電極や信号処理装置を別途設けることもできる。
また、上記説明において配信されるコンテンツが、新聞や雑誌であると説明したが、音楽や映像などのコンテンツを配信することも可能である。
本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
また、本明細書において、システムとは、複数のデバイス（装置）により構成される装置全体を表すものである。なお、以上において、１つの装置として説明した構成を分割し、複数の装置として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置として説明した構成をまとめて１つの装置として構成されるようにしてもよい。また、各装置の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置の構成の一部を他の装置の構成に含めるようにしてもよい。
本発明の基礎となる通信システムの一実施形態に係る構成例を示す図である。 理想状態における、図１の通信システムの等価回路の例を示す図である。 図２のモデルにおいて、受信負荷抵抗の両端に生じる電圧の実効値の計算結果の例を示す図である。 図１の通信システムの物理的な構成のモデルの例を示す図である。 図４のモデルにおいて発生する各パラメータのモデルの例を示す図である。 電極に対する電気力線の分布の例を示す模式図である。 電極に対する電気力線の分布の、他の例を示す模式図である。 送信装置における電極のモデルの、他の例を説明する図である。 図５のモデルの等価回路の例を示す図である。 図９の通信システムの周波数特性の例を示す図である。 受信装置において受信された信号の例を示す図である。 電極の配置場所の例を示す図である。 電極の配置場所の、他の例を示す図である。 電極の配置場所の、さらに他の例を示す図である。 電極の配置場所の、さらに他の例を示す図である。 電極の配置場所の、さらに他の例を示す図である。 電極の配置場所の、さらに他の例を示す図である。 電極の配置場所の、さらに他の例を示す図である。 電極の構成例を示す図である。 電極の、他の構成例を示す図である。 図５のモデルの等価回路の、他の例を示す図である。 図１の通信システムの配置例を示す図である。 本発明の基礎となる通信システムの、他の構成例を示す図である。 本発明の基礎となる通信システムの一実施形態に係る実際の利用例を示す図である。 本発明の基礎となる通信システムの一実施形態に係る他の利用例を示す図である。 本発明の基礎となる通信システムの、さらに他の構成例を示す図である。 周波数スペクトルの分布例を示す図である。 本発明の基礎となる通信システムの、さらに他の構成例を示す図である。 周波数スペクトルの分布例を示す図である。 本発明の基礎となる通信システムの、さらに他の構成例を示す図である。 信号の時間分布の例を示す図である。 通信処理の流れの例を示すフローチャートである。 本発明の基礎となる通信システムの、さらに他の構成例を示す図である。 本発明を適用した改札システムを説明する図である。 図３４の改札システムを情報から見た図である。 図３５の信号処理装置の内部構成例を示すブロック図である。 図３５の制御部の構成例を示すブロック図である。 ユーザデバイスの構成例を示すブロック図である。 図３５の改札システムにおける信号処理装置の処理を説明するフローチャートである。 図３９のステップＳ１４の検札処理を説明するフローチャートである。 図３９のステップＳ１６のコンテンツの配信処理を説明するフローチャートである。 ユーザデバイスの処理を説明するフローチャートである。 ユーザデバイスの処理を説明するフローチャートである。 本発明を適用した改札システムの他の構成例を説明する図である。 ユーザデバイスに定期購買情報を登録させる販売装置を説明する図である。 図４５の販売装置の構成例を示すブロック図である。 図４５の販売装置の事前処理を説明するフローチャートである。 本発明を適用した改札システムのさらに他の構成例を説明する図である。 図４８の検札用の信号処理装置の制御部の構成例を示すブロック図である。 図４８の配信用の信号処理装置の制御部の構成例を示すブロック図である。 図４８の改札システムにおける検札用の信号処理装置の処理について説明するフローチャートである。 図４８の改札システムにおける配信用の信号処理装置の処理について説明するフローチャートである。 本発明を適用した改札システムのさらに他の構成例を説明する図である。 本発明を適用した改札システムのさらに他の構成例を説明する図である。
符号の説明
１０００ 改札システム， １００１ 改札ゲート，１００２ 信号電極， １００３ 扉， １０１１ 信号処理装置， １０１２ 基準電極， １０１３ ストレージ， １０１４ ゲート駆動部， １０４１ センサ， １０５１ 人検知部， １０５２ デバイスID取得部， １０５３ 駆動制御部， １０５４ デバイスID検索部， １０５５ 検札処理部， １０５６ デバイスID登録部， １０５７ 配信処理部， １０７１ 認証処理部， １０７２ 定期券判定部， １０７３ 電子マネー処理部， １０７４ 入場情報設定部， １０８１ 定期購読判定部， １０８２ 電子マネー処理部， １０８３ コンテンツ配信部，１１００ ユーザデバイス， １２０１ 信号電極， １２０２ 基準電極， １２５４ 不揮発性メモリ， １２５５ 制御部， １２５６ データメモリ， １３００ 改札システム， １４００ 販売装置， １４１１ 信号電極， １４１２ 基準電極， １４５５ 制御部， １５００ 改札システム， １５０１，１５０２ 信号処理装置， １６００ 改札システム， １６０１ 信号処理装置， １７００ 改札システム

Claims (5)

  1. 改札ゲートに設置される第１の電極を介して通信を行う第１の情報処理装置と、前記第１の電極と人の進退方向に並んで設置される第２の電極を介して通信を行う第２の情報処理装置からなる情報処理システムにおいて、
    前記第１の情報処理装置および前記第２の情報処理装置は、
    前記改札ゲートを通過する人が装着している通信端末であり、人体を含む誘電体を通信媒体として通信する前記通信端末と通信し、認証処理を行う認証手段と、
    前記認証手段により認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行う検札処理手段と、
    前記検札処理が行われた前記通信端末のID(Identification)と、前記認証処理の結果、前記通信端末と共有されるセッション鍵を登録する登録手段と、
    前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定するID判定手段と、
    前記ID判定手段により前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得する情報取得手段と、
    前記情報取得手段により取得された定期購読情報に基づいて、前記ID判定手段により前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行う配信手段とを備え、
    前記改札ゲートに前記第１の電極側から前記通信端末を装着している人が進入した場合、前記第１の情報処理装置が、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のIDと前記セッション鍵を登録し、
    前記第２の情報処理装置が、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信し、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行い、
    前記改札ゲートに前記第２の電極側から前記通信端末を装着している人が進入した場合、前記第２の情報処理装置が、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のIDと前記セッション鍵を登録し、
    前記第１の情報処理装置が、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信し、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行う
    情報処理システム。
  2. 改札ゲートに設置される第１の電極を介して通信を行う第１の情報処理装置と、前記第１の電極と人の進退方向に並んで設置される第２の電極を介して通信を行う第２の情報処理装置からなる情報処理システムの情報処理方法において、
    前記改札ゲートに前記第１の電極側から人体を含む誘電体を通信媒体として通信する通信端末を装着している人が進入した場合、前記第１の情報処理装置が、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のID(Identification) と、前記認証処理の結果、前記通信端末と共有されるセッション鍵を登録し、
    前記第２の情報処理装置が、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行い、
    前記改札ゲートに前記第２の電極側から前記通信端末を装着している人が進入した場合、前記第２の情報処理装置が、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のIDと前記セッション鍵を登録し、
    前記第１の情報処理装置が、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行う
    情報処理方法。
  3. 改札ゲートに人の進退方向に並んで設置される第１の電極および第２の電極を介して通信を行う情報処理装置において、
    前記改札ゲートを通過する人が装着している通信端末であり、人体を含む誘電体を通信媒体として通信する前記通信端末と通信し、認証処理を行う認証手段と、
    前記認証手段により認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行う検札処理手段と、
    前記検札処理が行われた前記通信端末のID(Identification) と、前記認証処理の結果、前記通信端末と共有されるセッション鍵を登録する登録手段と、
    前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが前記登録手段により登録されているか否かを判定するID判定手段と、
    前記ID判定手段により前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信
    端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得する情報取得手段と、
    前記情報取得手段により取得された定期購読情報に基づいて、前記ID判定手段により前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行う配信手段と
    を備え、
    前記改札ゲートに前記第１の電極側から前記通信端末を装着している人が進入した場合、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のIDと前記セッション鍵を登録し、
    前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信し、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行い、
    前記改札ゲートに前記第２の電極側から前記通信端末を装着している人が進入した場合、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のIDと前記セッション鍵を登録し、
    前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信し、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行う
    情報処理装置。
  4. 改札ゲートに人の進退方向に並んで設置される第１の電極および第２の電極を介して通信を行う情報処理装置の情報処理方法において、
    前記改札ゲートに前記第１の電極側から人体を含む誘電体を通信媒体として通信する通信端末を装着している人が進入した場合、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のID(Identification) と、前記認証処理の結果、前記通信端末と共有されるセッション鍵を登録し、
    前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行い、
    前記改札ゲートに前記第２の電極側から前記通信端末を装着している人が進入した場合、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のIDと前記セッション鍵を登録し、
    前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行う
    情報処理方法。
  5. 改札ゲートに人の進退方向に並んで設置される第１の電極および第２の電極を介して通信を行う情報処理装置に、
    前記改札ゲートに前記第１の電極側から人体を含む誘電体を通信媒体として通信する通信端末を装着している人が進入した場合、前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のID(Identification) と、前記認証処理の結果、前記通信端末と共有されるセッション鍵を登録し、
    前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行い、
    前記改札ゲートに前記第２の電極側から前記通信端末を装着している人が進入した場合、前記第２の電極を介して、前記通信端末と通信し、認証処理を行い、認証された前記通信端末に対して、前記検札処理を行い、前記検札処理が行われた前記通信端末のIDと前記セッション鍵を登録し、
    前記第１の電極を介して、前記通信端末と通信して取得された前記通信端末のIDが登録されているか否かを判定し、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合、前記通信端末に記憶されているコンテンツの定期購読情報を取得し、取得された定期購読情報に基づいて、前記通信端末のIDが登録されていると判定された場合に読み出される前記セッション鍵で暗号化して、前記通信端末に対して、前記コンテンツの配信処理を行う
    処理を行わせるためのプログラム。
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