JP4653200B2 - 電極対および電界通信システム - Google Patents

Description

本発明は、送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起させるとともにこの誘起した電界を検出して情報の送受信を行うトランシーバに接続される電極対および電界通信システムに関する。

携帯端末の小型化および高性能化によりウェアラブルコンピュータが注目されているが、図１４はこのようなウェアラブルコンピュータを人間に装着して使用する場合の例を示している。同図に示すように、ウェアラブルコンピュータ７はそれぞれトランシーバ９を介して人間の腕、肩、胴体などに装着されて互いにデータの送受信を行うとともに、更に手足の先端で触れられるよう壁や床に設けられたトランシーバ９ａ、９ｂとケーブルとを介して外部に設けられたパソコン（ＰＣ）８と通信を行っている。

ここで、このようなウェアラブルコンピュータ７間、およびウェアラブルコンピュータ７とパソコン８間とのデータ通信に使用されるトランシーバ９は、電界信号検出技術を利用していて、送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体である生体に誘起させ、この誘起した電界を用いて情報の送受信を行うものである。なお、トランシーバ９については、特許文献１および特許文献２に記載されている。
特開２００１−３５２２９８号公報 特開２００６−０８１１１１号公報

上記のような携帯端末を装着したユーザが床などに設けられた電極に接触することにより、当該電極に接続されたトランシーバを介して、携帯端末とコンピュータとが通信する。ここで、手足の先端で触れられるよう壁や床に設けられたトランシーバ９ａ、９ｂの電極は、２つの電極を備え、いずれか一方の電極のみがユーザに接触可能な側に配置されている。そのため、ユーザが、他方の電極に接触する場合には、当該他方の電極をユーザに接触可能な側に配置した電極を別に備える必要があり、また当該電極に接続するトランシーバを新たに備える必要がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、電界伝達媒体を介して情報の送受信を行うトランシーバに接続された電極対において、ユーザが、当該電極対が備える第１の電極および第２の電極のいずれにも接触できるようにすることにある。

上記目的を達成するため、本発明は、送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起させるとともにこの誘起した電界を検出して情報の送受信を行うトランシーバに接続される電極対であって、同一のトランシーバに接続される第１の電極と、第２の電極とから成り、前記第１の電極と前記第２の電極は、電極交差部において互いに交差して入れ替えて対向するように配置され、前記第１の電極と前記第２の電極の両方が、ユーザが接触可能な表面およびユーザが接触しない裏面に配置される。

また、本発明は、送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起させるとともにこの誘起した電界を検出して情報の送受信を行う電界通信を用いた電界通信システムであって、電界伝達媒体であるユーザが携帯する携帯端末と、コンピュータと、前記コンピュータに接続され電界通信を行う第１のトランシーバと、を有し、前記第１のトランシーバに接続される電極対は、第１の電極と第２の電極とから成り、第１の電極と第２の電極は互いに交差して配置され、第１の電極と第２の電極の両方が、ユーザが接触可能な表面に配置され、前記携帯端末は、電界通信を行う第２のトランシーバと、前記ユーザが第１のトランシーバの第１の電極または第２の電極に接触している場合に、所定の信号を送信する送信手段と、を有し、前記コンピュータは、前記ユーザが第１のトランシーバの第１の電極または第２の電極に接触している場合に、前記携帯端末から受信した受信信号の極性を第１のトランシーバから取得する取得手段と、取得した受信信号の極性に応じて所定の処理を行う処理手段と、を有する。

本発明によれば、電界伝達媒体を介して情報の送受信を行うトランシーバに接続された電極対において、ユーザは、当該電極対が備える第１の電極および第２の電極のいずれにも接触することができ、またどちらの電極に接触したかを検知することができる。

以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施形態を説明するための説明図である。ユーザは、コンピュータ１１およびトランシーバ１２を備える携帯端末１を装着し、床などに設置された電極５に接触する。ユーザが電極５に接触することにより、トランシーバ１２、ユーザの人体、電極５およびトランシーバ２の間で通信路が確立される。この通信路を介して、携帯端末１のコンピュータ１１と、コンピュータ３との間で通信が可能になり、例えば携帯端末１のコンピュータ１１からユーザＩＤ等の認証情報をコンピュータ３に送信し、コンピュータ３がユーザ認証やセキュリティチェック等を行うことが考えられる。

図示する電極５は、対称である導電性のＳ＋電極５１（第１の電極）およびＳ−電極５３（第２の電極）の対の電極を有する。Ｓ＋電極５１とＳ−電極５３との間には、絶縁膜５４が配置されている。

トランシーバ２は、電界信号検出技術を利用していて、送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起させ、この誘起した電界を用いて情報の送受信を行うものである。例えば、トランシーバ２は、図２に示す構成をしており、コンピュータ３からの送信データを入出力（Ｉ／Ｏ）回路９０１を介して受け取ると、この送信データを送信部９０２を介して電極５（Ｓ＋電極５１およびＳ−電極５３）に供給し、当該電極５を介して電界伝達媒体に電界を誘起させ、この電界を電界伝達媒体の他の部位に伝達させる。また、トランシーバ２は、電界伝達媒体に誘起されて伝達されてくる電界を電極５で検出し、この電界を電界検出部９０５に結合して電気信号に変換する。そして、この電気信号は、信号処理回路９０６で増幅、ノイズ除去などの信号処理を施され、更に波形整形回路９０７で波形整形がなされ、入出力回路９０１を介してコンピュータ３に出力するようになっている。

またトランシーバ２は、図３に示す構成のトランシーバであってもよい。図３に示すトランシーバ２は、データを送信するための送信部８０２と、データを受信するための受信部８０３と、Ｉ／Ｏ回路９０１とを備える。トランシーバ２は、コンピュータ３からの送信データを入出力（Ｉ／Ｏ）回路９０１を介して受け取ると、この送信データを送信部８０２を介して電極５に供給し、当該電極５を介して電界伝達媒体に電界を誘起させ、この電界を電界伝達媒体の他の部位に伝達させる。送信部８０２は、送信データを発振器８０５から出力される搬送波で変調するための変調回路８０４と、搬送波を出力するための発振器８０５とを備える。

また、トランシーバ２は、電界伝達媒体に誘起されて伝達されてくる電界を電極５で検出し、この電界を受信部８０３で受信データに変換して入出力回路９０１を介してコンピュータ３に出力する。受信部８０３は、復調信号のＨレベルとＬレベルの反転が起きていないかを判定して補正するための補正回路８０６と、搬送波再生回路８０８で再生された搬送波と受信した信号をもとにデータを再生する復調回路８０７と、受信した信号から搬送波を抽出する搬送波再生回路８０８とを備える。なお、コンピュータ３は、送信データとともに送信と受信の動作の切替を指示するための送受切替信号をトランシーバ２に対して出力するものとする。

携帯端末１は、図１に示すように、コンピュータ１１とトランシーバ１２とを有する。トランシーバ１２は、上記説明したトランシーバ２と同様であり、Ｓ＋電極５１およびＳ−電極５３を備える。携帯端末１では、図１の側面図に示すように、Ｓ＋電極５１またはＳ−電極５３の一方のみがユーザの体に接触するように配置されている。すなわち、ユーザは、Ｓ＋電極５１側を体に接触させて携帯端末１を装着する場合と、Ｓ−電極５３側を体に接触させて携帯端末１を装着する場合とがある。

図４は、送信信号の極性と、受信信号の極性を説明するための説明図である。

図４（ａ）は、Ｓ＋電極５１およびＳ−電極５３と、当該電極５１、５３に接続される、トランシーバ２の一部である差動増幅回路２１と、極性判定回路２２とを示すものである。

差動増幅回路２１は、各電極５１、５３に印加された信号の電位差を増幅して、受信信号として出力する回路である。また、各電極５１、５３に混入した同相雑音（等しい強さで印加される雑音）は、差動増幅回路２１で相殺されて除去される。

極性判定回路２２は、差動増幅回路２１から出力される受信信号の極性（正極または負極）を判定する回路である。極性判定回路２２は、例えば２つの閾値（正極閾値、負極閾値）をあらかじめ設定・記憶しており、差動増幅回路２１から出力される受信信号が正極閾値あるいは負極閾値のいずれかを先に上回った（または下回った）かを検出して、受信信号の極性の判別結果信号を、入出力回路９０１を介してコンピュータ３に出力する。また、極性判定回路２２は、受信信号を、電界検出部９０５（または復調回路８０７および搬送波再生回路８０８）に出力する。

なお、差動増幅回路２１および極性判定回路２２は、図２および図３には示されていないが、受信部９１０、８０３内に備えられている。

図４（ｂ）は、信号の極性を示す。携帯端末１のトランシーバ１２のＳ＋電極にユーザが接する状態で携帯端末１を装着している場合、携帯端末１のコンピュータ１１が送信する送信信号２０１の極性（信号の立ち上がり）は、図示するように正極である。

この場合、ユーザが図１に示すようにＳ＋電極５１に接触している場合、トランシーバ２の差動増幅回路２１が出力する受信信号の極性２０２は、送信信号の極性２０１と同じ正極となる。この場合、極性判定回路２２は、受信信号が最初に正極閾値を上回っていることを検出し、受信信号の極性が正極であると判別する。一方、図１に示す電極５のＳ＋電極５１およびＳ−電極５３の配置を逆にして、Ｓ−電極５３がユーザに接するように配置した場合、トランシーバ２の差動増幅回路２１が出力する受信信号２０３の極性は、送信信号の極性２０１と逆相の（反転した）負極となる。この場合、極性判定回路２２は、受信信号が最初に負極閾値を下回っていることを検出し、受信信号の極性が負極であると判別する。

このような受信信号の極性の変化を利用して、ユーザがＳ＋電極５１に接触しているのか、あるいはＳ−電極５３に接触しているのかを判別することができる。

次に、トランシーバ２に接続される本実施形態の電極５の構造について説明する。

図５は、Ｓ＋電極５１およびＳ−電極５３の第１の具体例を示したものである。図５（ａ）は電極５の上面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ’部、Ｂ−Ｂ’部およびＣ−Ｃ’部に対応した電極５の断面図である。

図示する電極５１、５３は、板状の導電性材料（例えば、銅板等）を用いて形成され、電極交差部５５において、Ｓ＋電極５１およびＳ−電極５３が上下に交差して入れ替えて配置されており、Ｓ＋電極５１とＳ−電極５３とは対称である。すなわち、図中の左側（Ｓ＋面）ではＳ＋電極５１が表面（ユーザが接触する側）に配置され、Ｓ−電極５３は裏面（ユーザが接触しない側）に配置されている。一方、図中の右側（Ｓ−面）ではＳ−電極５３が表面（ユーザが接触する側）に配置され、Ｓ＋電極５１は裏面（ユーザが接触しない側）に配置されている。なお、Ｓ＋電極５１およびＳ−電極５３は、絶縁膜５４に覆われている。

このように、Ｓ＋電極５１とＳ−電極５３とを互いに交差させて配置することにより、例えばユーザがＳ＋面からＳ−面に移動することにより、ユーザはＳ＋電極５１およびＳ−電極５３の両方の電極に接触することができる。

図６は、Ｓ＋電極５１およびＳ−電極５３の第２の具体例を示したものである。図６（ａ）は電極５の上面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ’部、Ｂ−Ｂ’部およびＣ−Ｃ’部に対応した電極５の断面図である。

図示する電極５１、５３は、網状の導電性材料（例えば、銅線の金網等）を用いて形成され、電極交差部５５において、Ｓ＋電極５１およびＳ−電極５３が上下に交差して入れ替えて配置されており、Ｓ＋電極５１とＳ−電極５３とは対称である。すなわち、図中の左側（Ｓ＋面）ではＳ＋電極５１が表面に配置され、Ｓ−電極５３は裏面に配置されている。一方、図中の右側（Ｓ−面）ではＳ−電極５３が表面に配置され、Ｓ＋電極５１は裏面に配置されている。なお、Ｓ＋電極５１およびＳ−電極５３は、絶縁膜５４に覆われている。

このように、Ｓ＋電極５１とＳ−電極５３とを上下に交差させて配置することにより、ユーザはＳ＋電極５１およびＳ−電極５３の両方の電極に接触することができる。また網状の導電性材料を用いることにより、各電極５１、５３の総面積を小さくし、Ｓ＋電極５１およびＳ−電極５３間の静電容量を下げて電極間の結合を弱め、一方の電極で受信した信号が他方の電極に流出することを防止することができる。これにより、電極５全体の厚さをより薄くすることができる。

図７は、Ｓ＋電極５１およびＳ−電極５３の第３の具体例を示したものである。図７（ａ）は電極５の上面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ’部およびＢ−Ｂ’部に対応した電極５の断面図である。

図示する電極５１、５３は、線状の導電性材料（例えば、銅線）を波状に折り曲げることにより形成され、電極交差部５５において、Ｓ＋電極５１およびＳ−電極５３が上下に交差して入れ替えて配置されており、Ｓ＋電極５１とＳ−電極５３とは対称である。すなわち、図５および図６と同様に配置されている。このように、Ｓ＋電極５１とＳ−電極５３とを上下に交差させて配置することにより、ユーザはＳ＋電極５１およびＳ−電極５３の両方の電極に接触することができる。また線状の導電性材料を用いることにより、各電極５１、５３の総面積をさらに小さくし、Ｓ＋電極５１およびＳ−電極５３間の静電容量を下げて電極間の結合を弱め、一方の電極で受信した信号が他方の電極に流出することを防止することができ、電極５全体の厚さをより薄くすることができる。

なお、携帯端末１のトランシーバ１２のＳ＋電極５１およびＳ−電極５３は、図５から図７と異なり、図１に示すようにＳ＋電極またはＳ−電極の一方のみがユーザの体に接触するように配置されている。

次に、Ｓ＋電極５１とＳ−電極５３とを交差させた電極５を用いた電界通信システムの適用例について説明する。

＜適用例１＞
図８は、適用例１の電界通信システム（入退出管理システム）の構成図である。本電界通信システムでは、Ｓ＋電極５１とＳ−電極５３とを交差させた電極５がドア（扉）８１に設置されている。図示する例では、電極５の上部では、Ｓ＋電極５１が表面（ユーザが接触する側）に、Ｓ−電極５３が裏面（ドア側）に配置されている。そして、電極交差部５５でＳ＋電極５１とＳ−電極５３とが交差され、電極５下部では、Ｓ−電極５３が表面に、Ｓ＋電極５１が裏面に配置されている。

ユーザは、ドア８１を開ける際に、Ｓ＋電極５１およびＳ−電極５３に所定のパターン（所定の順番および所定の回数）で接触することにより、ドア８１を開けるための暗証パターンを入力する。すなわち、ユーザは、携帯端末１のトランシーバ１２のＳ＋電極が体に接触するように携帯端末１を装着し、携帯端末１のコンピュータ１１は、所定の送信信号（正極の信号）を常時送信しているものとする。この状態で、ユーザがＳ＋５１電極に触れると、図４で説明したように、ユーザの人体を介して正極の信号（プラスコード：＋）が受信信号としてトランシーバ２に入力され、Ｓ−電極５３に触れると、負極の信号（マイナスコード：−）が受信信号としてトランシーバ２に入力される。

例えば、ユーザが「Ｓ＋電極、Ｓ＋電極、Ｓ−電極、Ｓ＋電極、Ｓ−電極、Ｓ−電極」の順番で電極５に触れた場合、トランシーバ２の差動増幅回路２１が出力する複数の受信信号の極性は「＋、＋、−、＋、−、−」の入力パターンとなる。トランシーバ２の極性判定回路２２は、差動増幅回路２１から出力される各受信信号の極性を判別し、極性の入力パターン（極性判定結果信号）を、入出力回路９０１を介してコンピュータ３に送信する。また、極性判定回路２２は、受信信号を、受信部９１０、８０３等を介してコンピュータ３に送信する。

コンピュータ３（取得手段、処理手段）は、暗証パターンをあらかじめ記憶部に記憶しておき、当該暗証パターンとトランシーバ２から送信された入力パターンとが一致するか否か認証し、一致する場合はドアを開錠する。一致しない場合は、ドアを施錠したままとする。

なお、ユーザが携帯端末１のトランシーバ１２のＳ−電極が体に接触するように携帯端末１を装着している場合、携帯端末１のコンピュータ１１の送信信号は逆相・反転し、負極の信号が送信される。このとき、ユーザが「Ｓ＋電極、Ｓ＋電極、Ｓ−電極、Ｓ＋電極、Ｓ−電極、Ｓ−電極」の順番で電極５に触れた場合、トランシーバ２の差動増幅回路２１が出力する複数の受信信号の極性は「−、−、＋、−、＋、＋」の入力パターンとなる。すなわち、前述の入力パターンの＋と−が反転した入力パターンとなる。

そのため、コンピュータ３は、暗証パターンとして、２つのパターンを記憶部に記憶し、ユーザが携帯端末１のトランシーバ１２のＳ＋電極またはＳ−電極のどちらが接触するように携帯端末１を装着していても、照合および開錠できるようにする。

図９は、携帯端末１が送信する送信信号と、トランシーバ２が受信する受信信号の一例を示すものである。携帯端末１は、送信信号としてユーザＩＤ「１０１１」を送信するものとし、この送信信号は図９（ａ）に示す搬送波（振幅偏移変調：ＡＳＫ）で送信されるものとする。搬送波が存在する部分は「１」を、搬送波が存在しない部分は「０」を意味する。また、図示する送信信号は正極の信号であり、ユーザがドア８１のＳ＋電極５１またはＳ−電極５２に触れる度に、この送信信号がトランシーバ２に入力される。

ユーザがＳ＋電極５１に触れた場合のトランシーバ２の受信信号は、図９（ｂ）に示すように、立ち上がりが正となる正極の信号である。また、ユーザがＳ−電極５３に触れた場合のトランシーバ２の受信信号は、図９（ｃ）に示すように、立ち上がりが負となる負極の信号である。

コンピュータ３は、ドア８１の開錠（すなわち入退場）を許可する複数のユーザＩＤをあらかじめ記憶部に記憶しておき、前述の暗証パターンとトランシーバ２から送信された入力パターンとが一致する場合であって、さらに受信したユーザＩＤが記憶部に記憶されたいずれかのユーザＩＤと一致する場合に、ドアを開錠することとしてもよい。 このように、送信信号としてユーザＩＤを送信した場合、信号の極性に基づく入力・暗証パターンを用いた認証だけでなく、ユーザＩＤを用いた認証も行えるため、より高度なセキュリティを実現することができる。

＜適用例２＞
図１０は、適用例２の電界通信システム（移動検知システム）の構成図である。本電界通信システムでは、Ｓ＋電極５１とＳ−電極５３とを交差させた電極５が床に設置されている。図示する例では、ユーザが接触する電極５の表面（上部）には、Ｓ＋電極５１とＳ−電極５３とが交互に配置されている。なお、図１０では、電極５の構造を簡略化して表しているため、電極交差部を図示していないが、Ｓ＋電極５１とＳ−電極５３とは図５から図７で説明したように互いに交差して配置されている。

このような電極５の上でユーザがＳ＋電極５１からＳ−電極５３に、またはＳ−電極５３からＳ＋電極５１に移動した場合、トランシーバ２の受信信号の極性は正極から負極へ、または負極から正極へ反転する。コンピュータ３（取得手段、処理手段）は、トランシーバ２が検知した受信信号の極性の変化に基づいて、ユーザが移動したことを検知することができる。

また、図示するように、Ｓ＋電極５１が表面になっている部分が複数存在し、またＳ−電極５３が表面になっている部分が複数存在する場合であっても、Ｓ＋電極５１およびＳ−電極５３はそれぞれ１つの電極であって、Ｓ＋電極５１とＳ−電極５３とが交互に入れ替えて配置されているため、１つのトランシーバ２で対応することができる。

図１１は、図１０に示す電極５の配置の具体例を示すものである。図１１（ａ）は、帯状にＳ＋電極５１とＳ−電極５３とを交互に配置した例であって、図１１（ｂ）は、アレイ状にＳ＋電極５１とＳ−電極５３とを交互に配置した例である。

＜適用例３＞
図１２は、適用例３の電界通信システム（入退出管理システム）の構成図である。本電界通信システムは、携帯端末１を携帯しているユーザが、扉（ドア）の外の室外にいるのか、または、扉の内の室内にいるのかを検知する。

図示する電界通信システムは、扉を挟んでＳ＋電極５１とＳ−電極５３とが交差されて床に設置された移動方向検知用電極５Ａと、移動方向検知用電極５Ａに接続されたトランシーバ２Ａと、第１の基準検知用電極５Ｂと、第２の基準検知用電極５Ｃと、第１の基準検知用電極５Ｂおよび第２の基準検知用電極５Ｃに接続された基準検知用トランシーバ２Ｂと、トランシーバ２Ａおよび基準検知用トランシーバ２Ｂに接続されたコンピュータ３（取得手段、処理手段）とを有する。

図示する移動方向検知用電極５Ａは、室外ではＳ＋電極５１が表面（ユーザが接触する側）に、Ｓ−電極５３が裏面（ユーザが接しないが側）に配置されている。そして、扉の下の電極交差部５５でＳ＋電極５１とＳ−電極５３とが交差され、室内ではＳ−電極５３が表面に、Ｓ＋電極５１が裏面に配置されている。

第１の基準検知用電極５Ｂは、室外の移動方向検知用電極５Ａの手前に設置され、扉に向かって室外を移動するユーザは、移動方向検知用電極５Ａに接触する（移動方向検知用電極５Ａの上に立つ）前に、必ず第１の基準検知用電極５Ｂに接触するものとする。また、第２の基準検知用電極５Ｃは、室内の移動方向検知用電極５Ａの手前に設置され、扉に向かって室内を移動するユーザは、移動方向検知用電極５Ａに接触する前に、必ず第２の基準検知用電極５Ｃに接触するものとする。

第１の基準検知用電極５Ｂおよび第２の基準検知用電極５Ｃは、ユーザの携帯端末１（トランシーバ１２）のＳ＋電極がユーザに接触しているのか、またはＳ−電極がユーザに接触しているのかを判別するためのものである。すなわち、基準検知用トランシーバ２Ｂで検出される受信信号（受信信号Ｂ）は、携帯端末１のＳ＋電極がユーザに接している場合には正極の受信信号であり、Ｓ−電極がユーザに接している場合には負極の受信信号である。基準検知用トランシーバ２Ｂは、受信信号の極性を判別し、判別結果（正極または負極）をコンピュータ３に送出する。

そして、室外において、ユーザが移動方向検知用電極５Ａ（Ｓ＋電極が表面）に接触したとする。このとき、トランシーバ２Ａで検出される受信信号（受信信号Ａ）は、携帯端末１のＳ＋電極がユーザに接している場合には正極の受信信号であり、Ｓ−電極がユーザに接している場合には負極の受信信号である。一方、室内において、ユーザが移動方向検知用電極５Ａ（Ｓ−電極が表面）に接触したとする。このとき、トランシーバ２Ａで検出される受信信号（受信信号Ａ）は、携帯端末１のＳ＋電極がユーザに接している場合には負極の受信信号であり、Ｓ−電極がユーザに接している場合には正極の受信信号である。トランシーバ２Ａは、受信信号の極性を判別し、極性判別結果（正極または負極）を入出力回路９０１を介してコンピュータ３に送出する。

コンピュータ３は、基準検知用トランシーバ２Ｂから送信される極性の判別結果（極性判定信号Ｂ）と、トランシーバ２Ａから送信される極性の判別結果（極性判定信号Ａ）とにもとづいて、ユーザが室外にいるのか、または室内にいるのかを判別することができる。

例えば、第１の基準検知用電極５Ｂまたは第２の基準検知用電極５Ｃをユーザが接触した（踏んだ）ときに、基準検知用トランシーバ２Ｂの受信信号（受信信号Ｂ）が正極であれば、コンピュータ３は、携帯端末１のＳ＋電極がユーザに接していると判別する。そして、移動方向検知用電極５Ａをユーザが接触したときに、トランシーバ２Ａの受信信号（受信信号Ａ）が正極であれば、コンピュータ３は、図１２に示すようにユーザは室外の移動方向検知用電極５Ａの上にいると判別する。逆にこのとき、トランシーバ２Ａの受信信号（受信信号Ａ）が負極であれば、コンピュータ３は、ユーザは室内の移動方向検知用電極５Ａの上にいると判別する。

一方、第１の基準検知用電極５Ｂまたは第２の基準検知用電極５Ｃをユーザが接触したときに、基準検知用トランシーバ２Ｂの受信信号（受信信号Ｂ）が負極であれば、コンピュータ３は、携帯端末１のＳ−電極がユーザに接していると判別する。そして、移動方向検知用電極５Ａをユーザが接触したときに、トランシーバ２Ａの受信信号（受信信号Ａ）が負極であれば、コンピュータ３は、図１２に示すようにユーザは室外の移動方向検知用電極５Ａの上にいると判別する。逆にこのとき、トランシーバ２Ａの受信信号（受信信号Ａ）が正極であれば、コンピュータ３は、ユーザは室内の移動方向検知用電極５Ａの上にいると判別する。

＜適用例４＞
図１３は、適用例４のキャビネットに設置される電界通信システム（認証システム）の構成図である。図１３（ａ）は、キャビネットの上面図で、図１３（ｂ）は、キャビネットの斜視図である。本電界通信システムでは、携帯端末１を携帯したユーザが、キャビネットの扉に設置された電極５に接触することにより、携帯端末１のコンピュータ１１に記憶されたユーザＩＤが、トランシーバ１２、ユーザの人体およびトランシーバ２を介してコンピュータ３に送信される。

そして、コンピュータ３（取得手段、処理手段）は、受信したユーザＩＤがキャビネットの使用を許可されているユーザＩＤか否かを判別し（すなわち、あらかじめ記憶部に登録されたユーザＩＤのいずれかに一致するか否かを判別し）、使用を許可されたユーザＩＤの場合は、施錠されているキャビネットの扉を開錠する。

本実施形態のキャビネットに設置される電極５は、図５から図７で説明した電極５と同様に、電極５の左側ではＳ＋電極５１が表面に、Ｓ−電極５３が裏面に配置されている。そして、電極交差部（不図示）でＳ＋電極５１とＳ−電極５３とが交差され、電極５の右側ではＳ−電極５３が表面に、Ｓ＋電極５１が裏面に配置されている。ユーザは、電極５の左側（Ｓ＋電極５１が表面）または、電極５の右側（Ｓ−電極５３が表面）のいずれか一方に接触し、キャビネットの扉を開錠する。

ここで、ユーザがキャビネットの上に携帯端末１を置き忘れてしまう場合がある。Ｓ＋電極５１とＳ−電極５３とが交差しない従来の電極（例えば、表面全部がＳ＋電極で裏面全部がＳ−電極）場合、携帯端末１（コンピュータ１１）から送信されるユーザＩＤは、トランシーバ１２、電界伝達媒体であるキャビネットおよびトランシーバ２を介してコンピュータ３に送信される。そして、コンピュータ３は、受信したユーザＩＤを認証し、施錠されているキャビネットの扉を開錠してしまう。すなわち、携帯端末１をキャビネットに接する場所に置き忘れてしまうと、キャビネットの扉は開錠されたままの状態となってしまう。

これに対して、図１３に示す電極５が設置されたキャビネットの上に携帯端末１を置き忘れた場合であっても、キャビネットの扉は開錠されず、施錠された状態であるため、セキュリティをより向上させることができる。すなわち、置き忘れた携帯端末１から送信されるユーザＩＤ信号は、Ｓ＋電極５１とＳ−電極５３とに等しい強さで印加されるため、差動増幅回路２１で除去され、コンピュータ３には携帯端末１が送信したユーザＩＤが届かない。したがって、キャビネットの扉は開錠されず、施錠された状態である。すなわち、Ｓ＋電極５１とＳ−電極５３とを交差させた対称形状の電極を用いることにより、携帯端末１の置き忘れによるキャビネットの扉の開錠という誤動作を防止することができる。

以上説明した本実施形態の電極５では、Ｓ＋電極５１とＳ−電極５３とを交差させて配置することにより、ユーザはＳ＋電極５１およびＳ−電極５３の両方の電極に接触することができ、また、どちらの電極５１、５３に接触したかを検知することができる。

また、Ｓ＋電極５１およびＳ−電極５３に網状または線状の導電性材料を用いることにより、各電極５１、５３の総面積を小さくし、Ｓ＋電極５１およびＳ−電極５３間の静電容量を下げて電極間の結合を弱め、これにより電極５全体の厚さをより薄くすることができる。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、本発明の実施形態に対して種々の変形や変更を施すことができる。

本発明の実施形態を説明するための説明図である。 トランシーバの概略構成図である。 トランシーバの概略構成図である。 送信信号の極性と、受信信号の極性を説明するための説明図である。 Ｓ＋電極およびＳ−電極の第１の具体例である。 Ｓ＋電極およびＳ−電極の第２の具体例である。 Ｓ＋電極およびＳ−電極の第３の具体例である。 第１の適用例の電界通信システムの構成図である。 第１の適用例の送信信号と受信信号の一例を示すものである。 第２の適用例の電界通信システムの構成図である。 第２の適用例の電極の配置の具体例を示すものである。 第３の適用例の電界通信システムの構成図である。 第４の適用例の電界通信システムの構成図である。 トランシーバを介してウェアラブルコンピュータを人間に装着して使用する場合の例を示す説明図である。

符号の説明

１ 携帯端末
１１ コンピュータ
１２ トランシーバ
２ トランシーバ
３ コンピュータ
５ 電極
５１ Ｓ＋電極
５３ Ｓ−電極
５４ 絶縁膜
５５ 電極交差部

Claims (6)

1. 送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起させるとともにこの誘起した電界を検出して情報の送受信を行うトランシーバに接続される電極対であって、
   同一のトランシーバに接続される第１の電極と、第２の電極とから成り、
   前記第１の電極と前記第２の電極は、電極交差部において互いに交差して入れ替えて対向するように配置され、前記第１の電極と前記第２の電極の両方が、ユーザが接触可能な表面およびユーザが接触しない裏面に配置されること
   を特徴とする電極対。
2. 請求項１記載の電極対であって、
   前記第１の電極および第２の電極は、板状の導電性材料、網状の導電性材料、および、折り曲げた線状の導電性材料のいずれか１つを用いて形成されること
   を特徴とする電極対。
3. 請求項１記載の電極対であって、
   前記第１の電極および第２の電極は、対称な対となっていること
   を特徴とする電極対。
4. 送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起させるとともにこの誘起した電界を検出して情報の送受信を行う電界通信を用いた電界通信システムであって、
   電界伝達媒体であるユーザが携帯する携帯端末と、コンピュータと、前記コンピュータに接続され電界通信を行う第１のトランシーバと、を有し、
   前記第１のトランシーバに接続される電極対は、第１の電極と第２の電極とから成り、
   第１の電極と第２の電極は互いに交差して配置され、第１の電極と第２の電極の両方が、ユーザが接触可能な表面に配置され、
   前記携帯端末は、
   電界通信を行う第２のトランシーバと、
   前記ユーザが第１のトランシーバの第１の電極または第２の電極に接触している場合に、所定の信号を送信する送信手段と、を有し、
   前記コンピュータは、
   前記ユーザが第１のトランシーバの第１の電極または第２の電極に接触している場合に、前記携帯端末から受信した受信信号の極性を第１のトランシーバから取得する取得手段と、
   取得した受信信号の極性に応じて所定の処理を行う処理手段と、を有すること
   を特徴とする電界通信システム。
5. 請求項４記載の電界通信システムであって、
   前記第１のトランシーバに接続される前記電極対は、ドアに設置され、
   前記コンピュータの取得手段は、前記ユーザが所定の順番で複数回数、第１の電極および第２の電極に接触した場合に、前記携帯端末から受信した複数の受信信号の極性を示す入力パターンを第１のトランシーバから取得し、
   前記処理手段は、取得した入力パターンが、あらかじめ定められた登録パターンと一致するか否かを判別し、一致する場合に前記ドアを開錠すること
   を特徴とする電界通信システム。
6. 請求項４記載の電界通信システムであって、
   前記携帯端末の第２のトランシーバの第３の電極または第４の電極が、ユーザに接触しているかを判別するための基準検知用トランシーバと、基準検知用トランシーバに接続される基準検知用電極とをさらに有し、
   前記コンピュータの取得手段は、前記ユーザが基準検知用電極に接触している場合に、前記携帯端末から受信した受信信号の極性を基準検知用トランシーバから取得し、
   前記処理手段は、基準検知用トランシーバから取得した受信信号の極性に基づいて、前記携帯端末の第３の電極または第４の電極がユーザに接触しているかを判別すること
   を特徴とする電界通信システム。

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