JP4807790B2 - データ通信システム - Google Patents

Description

本発明は、送信端末と受信端末との間で情報を送受信するデータ通信システムに関する。

従来、この種のデータ通信システムとして、端末間を通信ケーブルで接続したものや無線で接続したものが知られている。また、端末間を無線で接続したデータ通信システムとしては、３００〜３０００［ＭＨｚ］のＵＨＦ帯の電波を用いたものや、２．５［ＧＨｚ］帯の所謂ブルートゥースを用いたもの知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２０００−２３４４０３号公報（請求項１、段落［０００２］） 特開２００５−５２２９４３号公報（段落［００１３］，［００１５］）

しかしながら、上記した通信ケーブルを用いた従来のデータ通信システムでは、ケーブルの取り回し作業が面倒であるため設置が困難であった。一方、無線を用いた従来のデータ通信システムでは、電波を空中伝搬させるために消費電力が高くなると共に、アンテナを小型化するために３００［ＭＨｚ］以上の高周波を用いる必要があった。そして、電波が必要範囲を超えて飛び、電波障害が発生するという問題も生じていた。また、電波障害を防ぐために電磁波シールドを設けると、設備費が大きくなるという新たな問題が生じ得た。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、通信ケーブルを用いたものより容易に設置可能であると共に、消費電力を低減可能でありかつ電磁波シールドを設けずに電波障害の発生を防ぐことが可能なデータ通信システムの提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係るデータ通信システム（５０）は、商用電源ライン（２０）を有する建物（１０）の異なる２位置に配置可能な送信端末（２１，２３，２４）と受信端末（２２，２３，２４）との間で情報を送受信するデータ通信システム（５０）において、送信端末（２１，２３，２４）に設けられて、商用電源ライン（２０）に対して絶縁状態にして対向配置される送信側対向導電部材（５２Ｓ）と、送信端末（２１，２３，２４）に設けられて、送信側対向導電部材（５２Ｓ）に導通接続された第１出力ラインと、商用電源ライン（２０）に導通接続された第２出力ラインとを有し、送信する情報に応じて変化させた電圧を第１出力ライン及び第２出力ラインを介して送信側対向導電部材（５２Ｓ）と商用電源ライン（２０）との間に印加することで、商用電源ライン（２０）全体の周囲に発生した電界を変化させる送信回路（５３）と、受信端末（２２，２３，２４）に設けられて、商用電源ライン（２０）に対して絶縁状態にして対向配置され、商用電源ライン（２０）との間に電界に応じた電位差を発生可能な受信側対向導電部材（５２Ｊ）と、受信端末（２２，２３，２４）に設けられて、受信側対向導電部材（５２Ｊ）に導通接続された第１受信ラインと、商用電源ライン（２０）に導通接続された第２受信ラインとを有し、第１受信ライン及び第２受信ラインを介して取得した商用電源ライン（２０）と受信側対向導電部材（５２Ｊ）との間の電位差の変化に基づいて情報を受信する受信回路（５４）と、受信回路（５４）に設けられて、商用電源ライン（２０）と受信側対向導電部材（５２Ｊ）との間の電位差が入力される電圧フォロア回路（５８）とを備え、送信側対向導電部材（５２Ｓ）及び受信側対向導電部材（５２Ｊ）は、商用電源ライン（２０）のうちグランドライン（２０Ｇ）に絶縁状態にして対向配置され、グランドライン（２０Ｇ）の一部を平板状にしてグランドプレート（２０Ｐ）を設け、送信側対向導電部材（５２Ｓ）及び受信側対向導電部材（５２Ｊ）を平板状にしてグランドプレート（２０Ｐ）に絶縁状態にして対向配置したところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のデータ通信システム（５０）において、送信端末でありかつ受信端末である送受信端末（２３，２４）を複数備えたところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のデータ通信システム（５０）において、送信回路（５３）は、情報をデジタル信号として処理すると共に、デジタル信号の２値の電圧に応じて、送信側対向導電部材（５２Ｓ）と商用電源ライン（２０）との間に印加する電圧をハイレベルとローレベルとに切り替え、受信回路（５４）は、商用電源ライン（２０）と受信側対向導電部材（５２Ｊ）との間の電位差の変化をデジタル信号として受信するように構成されたところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項１又は２に記載のデータ通信システム（５０）において、送信回路（５３）は、情報に応じてキャリア波を変調して、そのキャリア波の振幅電圧を送信側対向導電部材（５２Ｓ）と商用電源ライン（２０）との間に印加する変調回路（５５）を備え、受信回路（５４）は、商用電源ライン（２０）と受信側対向導電部材（５２Ｊ）との間の電位差の変化をキャリア波として取得すると共に、そのキャリア波を復調して情報を取得する復調回路（５６）を備えたところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載のデータ通信システム（５０）において、送信側対向導電部材（５２Ｓ）及び受信側対向導電部材（５２Ｊ）は、商用電源ライン（２０）の側方を囲む環状構造をなしたところに特徴を有する。

請求項６の発明に係るデータ通信システム（５０Ｘ）は、送信端末（７１）と受信端末（７２）との間で情報を送受信するデータ通信システム（５０Ｘ）において、送信端末（７１）に設けられて、人体（２０Ｈ）に対して絶縁状態にして対向配置される送信側対向導電部材（５２Ｓ）と、送信端末（７１）に設けられて、送信側対向導電部材（５２Ｓ）に導通接続された第１出力ラインと、人体（２０Ｈ）に導通接続された第２出力ラインとを有し、送信する情報に応じて変化させた電圧を第１出力ライン及び第２出力ラインを介して送信側対向導電部材（５２Ｓ）と人体（２０Ｈ）との間に印加することで、人体（２０Ｈ）全体の周囲に発生した電界を変化させる送信回路（５３）と、受信端末（７２）に設けられて、人体（２０Ｈ）に対して絶縁状態にして対向配置され、人体（２０Ｈ）との間に電界に応じた電位差を発生可能な受信側対向導電部材（５２Ｊ）と、受信端末（７２）に設けられて、受信側対向導電部材（５２Ｊ）に導通接続された第１受信ラインと、人体（２０Ｈ）に導通接続された第２受信ラインとを有し、第１受信ライン及び第２受信ラインを介して取得した人体（２０Ｈ）と受信側対向導電部材（５２Ｊ）との間の電位差の変化に基づいて情報を受信する受信回路（５４）と、受信回路（５４）に設けられて、人体（２０Ｈ）と受信側対向導電部材（５２Ｊ）との間の電位差が入力される電圧フォロア回路（５８）とを備え、送信側対向導電部材（５２Ｓ）及び受信側対向導電部材（５２Ｊ）は、平板状をなしかつ表裏の一方の面に、人体（２０Ｈ）の表面に密着可能な粘着性絶縁部材（７１Ｚ，７２Ｚ）が塗布されているところに特徴を有する。

［請求項１の発明］
請求項１のデータ通信システム（５０）では、送信端末（２１，２３，２４）に備えた送信側対向導電部材（５２Ｓ）と受信端末（２２，２３，２４）に備えた受信側対向導電部材（５２Ｊ）とが建物（１０）の商用電源ライン（２０）に対して対向配置される。そして、送信端末（２１，２３，２４）の送信回路（５３）が、送信側対向導電部材（５２Ｓ）と商用電源ライン（２０）との間に電圧を印加しかつその電圧を送信する情報に応じて変化させる。これにより、商用電源ライン（２０）全体の周囲に発生した電界が変化し、受信側対向導電部材（５２Ｊ）と商用電源ライン（２０）との間に発生する電位差も変化する。その電位差の変化に基づいて受信端末（２２，２３，２４）に備えた受信回路（５４）が電界から情報を取得する。また、請求項１のデータ通信システム（５０）では、商用電源ライン（２０）と受信側対向導電部材（５２Ｊ）との間の電位差が入力される電圧フォロア回路（５８）を受信回路（５４）に設けたので、商用電源ライン（２０）と受信側対向導電部材（５２Ｊ）との間に流れる電流が抑えられる。これにより、電界によって発生した電位差を低減することなく、電界から情報を取得することができる。

このように、本発明のデータ通信システム（５０）は、商用電源ライン（２０）全体の周囲に発生した電界を利用して通信を行うので、空中伝搬する電波を用いた従来のものに比べて低電流でデータ通信が可能になり、これらにより消費電力を低減させることができる。また、通信可能な範囲が、商用電源ライン（２０）の周囲に限定されるので、電磁波シールドを設けずに電波障害の発生が防がれる。さらに、建物（１０）の商用電源ライン（２０）を利用するので、新たに通信ケーブルを設ける必要がなく、設置も容易である。なお、本発明によれば、電波を空中伝搬させる必要がなく、アンテナを小型化するために周波数を高くする必要性もないので、従来より低い周波数でもデータ通信が可能になる。また、商用電源ライン（２０）のうちグランドライン（２０）は、大地に接続されているが、グランドライン（２０）と大地との間のインピーダンスが高いために、所定の周波数以上の電流に対しては、グランドライン（２０）と大地とは実質的に絶縁された状態になる。従って、本発明の構成のように、送信側対向導電部材（５２Ｓ）及び受信側対向導電部材（５２Ｊ）を、商用電源ライン（２０）のグランドライン（２０）に絶縁状態にして対向配置し、グランドライン（２０）全体の周囲に電界を発生させかつその電界を変化させてデータ通信を行うことができる。さらに、本発明では、グランドライン（２０）における平板状のグランドプレート（２０Ｐ）に、平板状の送信側対向導電部材（５２Ｓ）及び受信側対向導電部材（５２Ｊ）を対向配置したことで、対向面積を広く確保することができ、効率良く商用電源ライン（２０）全体の周囲に電界を発生させることができる。

［請求項２の発明］
請求項２のデータ通信システム（５０）のように、送信端末でありかつ受信端末である送受信端末（２３，２４）を複数備えれば、それら複数の送受信端末（２３，２４）の間で、双方向のデータ通信を行うことも可能になる。

［請求項３及び４の発明］
本発明によれば、上記の如く、従来より低い周波数の信号でデータ通信を行うことが可能であるのでベースバンド通信が可能になる。そのベースバンド通信を行うためには、請求項３の発明のように、送信回路（５３）が、情報をデジタル信号として処理すると共に、デジタル信号の２値の電圧に応じて、送信側対向導電部材（５２Ｓ）と商用電源ライン（２０）との間に印加する電圧をハイレベルとローレベルとに切り替え、受信回路（５４）は、商用電源ライン（２０）と受信側対向導電部材（５２Ｊ）との間の電位差の変化をデジタル信号として受信するように構成すればよい。

また、変調・復調を行うデータ通信を行うために、請求項４の発明のように、送信回路（５３）が、情報に応じてキャリア波を変調して、そのキャリア波の振幅電圧を送信側対向導電部材（５２Ｓ）と商用電源ライン（２０）との間に印加する変調回路（５５）を備え、受信回路（５４）が、商用電源ライン（２０）と受信側対向導電部材（５２Ｊ）との間の電位差の変化をキャリア波として取得すると共に、そのキャリア波を復調して情報を取得する復調回路（５６）を備えた構成にしてもよい。

［請求項５の発明］
請求項５の構成によれば、環状の送信側対向導電部材（５２Ｓ）及び受信側対向導電部材（５２Ｊ）の内側に商用電源ライン（２０）を挿通させるだけで、それら送信側対向導電部材（５２Ｓ）及び受信側対向導電部材（５２Ｊ）が商用電源ライン（２０）に対して対向配置され、容易に設置することができる。

［請求項６の発明］
請求項６のデータ通信システム（５０Ｘ）では、送信端末（７１）に備えた送信側対向導電部材（５２Ｓ）と受信端末（７２）に備えた受信側対向導電部材（５２Ｊ）とが人体（２０Ｈ）に対して対向配置される。そして、送信端末（７１）の送信回路（５３）が、送信側対向導電部材（５２Ｓ）と人体（２０Ｈ）との間に電圧を印加しかつその電圧を送信する情報に応じて変化させる。これにより、人体（２０Ｈ）全体の周囲に発生した電界が変化し、受信側対向導電部材（５２Ｊ）と人体（２０Ｈ）との間に発生する電位差も変化する。その電位差の変化に基づいて受信端末（７２）に備えた受信回路（５４）が電界から情報を取得する。また、請求項６のデータ通信システム（５０）では、人体（２０Ｈ）と受信側対向導電部材（５２Ｊ）との間の電位差が入力される電圧フォロア回路（５８）を受信回路（５４）に設けたので、人体（２０Ｈ）と受信側対向導電部材（５２Ｊ）との間に流れる電流が抑えられる。これにより、電界によって発生した電位差を低減することなく、電界から情報を取得することができる。

このように、本発明のデータ通信システム（５０Ｘ）は、人体（２０Ｈ）全体の周囲に発生した電界を利用して通信を行うので、空中伝搬する電波を用いた従来のものに比べて低電流でデータ通信が可能になり、これらにより消費電力を低減させることができる。また、通信可能な範囲が人体（２０Ｈ）の近傍に限定され、電磁波シールドを設けずに電波障害の発生が防がれる。さらに、人体（２０Ｈ）を利用することで、新たに通信ケーブルを設ける必要がなくなり、設置も容易になる。なお、本発明によれば、電波を空中伝搬させる必要がなく、アンテナを小型化するために周波数を高くする必要性もないので、従来より低い周波数でもデータ通信が可能になる。

［第１実施形態］
以下、本発明に係る一実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。図１に示した建物１０は、例えば、病院であり、建物全体に商用電源ライン２０が張り巡らされている。その商用電源ライン２０は、図２に示すように、１対の給電ライン２０Ａ，２０Ａと１本のグランドライン２０Ｇとからなる。そして、図１に示すように、建物１０における複数箇所に商用電源ライン２０のコンセント２０Ｂが設置され、それら各コンセント２０Ｂには、給電ライン２０Ａ，２０Ａ及びグランドライン２０Ｇに接続可能な３つの端子孔が備えられている。

なお、グランドライン２０Ｇは大地に接続されているが、グランドライン２０Ｇと大地との間のインピーダンスはある程度以上の周波数領域では高くなり、そして所定の周波数（例えば、１［ＭＨｚ］）以上の電流に対しては、グランドライン２０Ｇと大地との間が実質的に絶縁された状態になっている。

建物１０における入院部屋の各ベッド脇には呼出ボタン２１Ｂが備えられ、それら複数の呼出ボタン２１Ｂが呼出端末２１に接続されている。そして、例えば、建物１０内の管理室に備えた監視端末２２でどのベッド脇の呼出ボタン２１Ｂが押されたかを監視している。ここで、呼出端末２１は、本発明に係る「送信端末」に相当し、監視端末２２は、本発明に係る「受信端末」に相当する。そして、図２に示すように、本実施形態のデータ通信システム５０は、呼出端末２１、監視端末２２、及び、後述する診察用パソコン２３、接眼治療器２４等の複数の端末で構成されている。

図３に示すように、呼出端末２１は、電源回路２０Ｄと本発明に係る送信回路５３とを備えている。そして、呼出端末２１の電源ケーブル２１Ｋをコンセント２０Ｂに接続すると、電源回路２０Ｄが給電ライン２０Ａ，２０Ａから受電した交流を直流に変換して出力する。送信回路５３は、マイコン５３Ｍ（具体的には、ワンチップマイコン）の出力部にＮＯＴゲート５３Ｇ及び変調回路５５とを接続してなる。そして、マイコン５３Ｍ、ＮＯＴゲート５３Ｇ及び変調回路５５が、電源回路２０Ｄの直流出力とグランドライン２０Ｇとの間に並列接続されている。また、マイコン５３Ｍの入力部には、インターフェイス２１Ｆを介して複数の呼出ボタン２１Ｂが接続されている。

変調回路５５の出力部には、本発明に係る送信側対向導電部材５２Ｓが備えられている。また、電源ケーブル２１Ｋを通して呼出端末２１内に引き込まれたグランドライン２０Ｇには、グランドプレート２０Ｐが備えられている。そして、これら送信側対向導電部材５２Ｓ及びグランドプレート２０Ｐは、共に、例えば、縦横が２［ｃｍ］×３［ｃｍ］程度の矩形平板状になっており、間に空間又は絶縁体が介在し、１［ｃｍ］程度離した位置に対向配置されている。

マイコン５３Ｍ及びＮＯＴゲート５３Ｇは、ＣＭＯＳの半導体素子であり、これら処理するデジタル信号の２値は、ハイレベルで例えば３［Ｖ］、ローレベルで例えば０［Ｖ］になっている。そして、マイコン５３Ｍは、ＮＯＴゲート５３Ｇに接続された出力端子と、グランドライン２０Ｇに導通接続されたＧＮＤ端子との間の電圧をハイレベル（例えば、３［Ｖ］）とローレベル（例えば、０［Ｖ］）とに切り替えてデジタル信号を出力する。ＮＯＴゲート５３Ｇは、このデジタル信号の２値の電圧を反転して変調回路５５に付与する。そして、変調回路５５が、マイコン５３Ｍが出力したデジタル信号に応じて所定の周波数帯域でキャリア波を例えばパルス変調し、その変調されたキャリア波の振幅電圧を送信側対向導電部材５２Ｓとグランドライン２０Ｇとの間に印加する。

図４に示すように、監視端末２２は、呼出端末２１と同様の電源回路２０Ｄと、本発明に係る受信回路５４とを備えている。その受信回路５４には、本発明に係る受信側対向導電部材５２Ｊが備えられ、監視端末２２内のグランドライン２０Ｇには呼出端末２１と同様のグランドプレート２０Ｐが備えられている。そして、これら受信側対向導電部材５２Ｊ及びグランドプレート２０Ｐが、間に空間又は絶縁体を介在させて対向配置されている。これにより、グランドライン２０Ｇの周囲全体を覆う電界が発生すると、その電界の場において受信側対向導電部材５２Ｊとグランドライン２０Ｇとの間に電位差が発生する。

また、受信回路５４は、ハイインピーダンスフィルター５４Ａとバッファ回路５４Ｂと復調回路５６とマイコン５４Ｍとを備えている。そして、これらハイインピーダンスフィルター５４Ａ、バッファ５４Ｂ、復調回路５６及びマイコン５４Ｍが、電源回路２０Ｄの直流出力とグランドライン２０Ｇとの間に並列接続されて電力を受けている。

図５に示すようにハイインピーダンスフィルター５４Ａは、電圧フォロア回路５８を入力側に備えている。この電圧フォロア回路５８は、接合型ＦＥＴ５７（以下、単にＦＥＴ５７という）のソースフォロア回路であって、ＦＥＴ５７のソースに商用電源ライン２０が接続されると共に、ＦＥＴ５７のゲートに受信側対向導電部材５２Ｊが接続されている。即ち、電圧フォロア回路５８に受信側対向導電部材５２Ｊと商用電源ライン２０との間の電位差が入力されている。この電圧フォロア回路５８を設けたことで、受信回路５４の入力インピーダンスが高くなり、受信側対向導電部材５２Ｊと商用電源ライン２０との間に電位差が発生しても、それらの間に流れ得る電流は極めて小さくなる。これにより、電界によって発生した電位差を低減することなく、電界から情報を取得することができる。

電圧フォロア回路５８の出力は、増幅回路５９で増幅され、バッファ回路５４Ｂを通して復調回路５６に取り込まれている。そして、復調回路５６が、ハイインピーダンスフィルター５４Ａ及びバッファ回路５４Ｂを通して、グランドライン２０Ｇと受信側対向導電部材５２Ｊとの間の電位差の変化をキャリア波として取得し、そのキャリア波を復調してマイコン５４Ｍに付与する。

図７に示すように、建物１０における診察室には、診察用パソコン２３が備えられ、診察室の隣の部屋には、例えば、接眼治療器２４等の医療用機器が備えられている。これら診察用パソコン２３及び接眼治療器２４が、本発明に係る「送受信端末」に相当し、送受信回路５１をそれぞれ備えている。その送受信回路５１は、図６に示すように、上記した受信回路５４と送信回路５３とを組み合わせてなる。具体的には、送受信回路５１における送信回路５３の出力部と受信回路５４の入力部とは、スイッチ５３Ｘによって択一的に対向導電部材５２Ｓ１に接続可能になっている。即ち、送信側対向導電部材５２Ｓが受信側対向導電部材５２Ｊを兼用している。そして、マイコン５３Ｍがスイッチ５３Ｘを制御し、送信を行う際には、スイッチ５３Ｘが対向導電部材５２Ｓ１と送信回路５３とを接続する一方、受信を行う際には、スイッチ５３Ｘが対向導電部材５２Ｓ１と受信回路５４とを接続する。

本実施形態の構成は以上である。次に、上記構成からなる本実施形態の作用効果を説明する。呼出ボタン２１Ｂがオン操作されると、呼出端末２１に備えたマイコン５３Ｍは、呼出端末２１を他の端末（２２，２３，２４）から区別するための識別データと、オンされた呼出ボタン２１Ｂを他の呼出ボタン２１Ｂから区別するための識別データと、送信先の監視端末２２に特定するための識別データとを含んだデジタル信号を出力し、そのデジタル信号を変調回路５５が変調して送信側対向導電部材５２Ｓとグランドプレート２０Ｐとの間にパルス電圧を印加する。すると、建物１０におけるグランドライン２０Ｇ全体の周囲に電界が発生し、その電界が変化する。

このとき、監視端末２２、診察用パソコン２３，接眼治療器２４に備えられた各対向導電部材５２Ｓ，５２Ｓ，５２Ｊがグランドライン２０Ｇの周囲の電界の場の中に置かれる。そして、それら各対向導電部材５２Ｓ，５２Ｓ，５２Ｊとグランドライン２０Ｇとの間に電界に応じた電位差が発生する。なお、図８には、電界の場（同図の破線参照）に各対向導電部材５２Ｓ，５２Ｓ１，５２Ｊが置かれた状態が概念的に示されている。

監視端末２２、診察用パソコン２３、接眼治療器２４の各端末が有する受信回路５４は、対向導電部材５２Ｓ，５２Ｓ１，５２Ｊとグランドライン２０Ｇとの間の電位差の変化に基づいて電界から情報を取得し、その情報に含まれる識別データに基づいてマイコン５４Ｍが自身に関係した情報か否かを判別する。

ここで、呼出端末２１が送信した情報は、監視端末２２のみに関連するので、監視端末２２が受信した情報を採用して、それ以外の端末（診察用パソコン２３，接眼治療器２４）は受信した情報を無視（破棄）する。そして、監視端末２２に備えたマイコン５４Ｍ（図４参照）が制御信号を出力して、例えば、監視端末２２に備えたスピーカー２２Ｎからアラーム音を出力することで、呼出ボタン２１Ｂが押圧操作されたことを報知すると共に、表示器２２Ｍに備えた何れかをランプを点灯させて、どのベッド脇の呼出ボタン２１Ｂが押圧操作されたかを表示する。

接眼治療器２４を用いた診療を行う場合には、以下のようである。即ち、図７に示すように、診察室の隣の部屋に配置された接眼治療器２４の前に患者が座り、接眼治療器２４に顔を対面させる。そして、医者は診察室で診察用パソコン２３を操作し、接眼治療器２４の分注器２４Ａから患者の眼球に薬剤を発射する指示を行う。すると、上述した場合と同様に、診察用パソコン２３に備えた送受信回路５１がグランドライン２０Ｇ全体の周囲の電界を変化させて接眼治療器２４へと制御情報を送信する。すると、接眼治療器２４がこれを受けて分注器２４Ａから患者の眼球に薬剤を発射する。そして、接眼治療器２４のカメラ２４Ｂにて眼球の動きを映像として捉え、その映像のデータを診察用パソコン２３へと送信する。これにより、眼球の動きがリアルタイムの動画映像として診察用パソコン２３に取り込まれ、医者がこの映像を見て診断を行う。

このように、本実施形態のデータ通信システム５０は、グランドライン２０Ｇ全体の周囲に発生した電界を利用して通信を行うので、空中伝搬する電波を用いた従来のものに比べて、低電流でデータ通信が可能になり、消費電力を低減させることができる。また、通信可能な範囲が、グランドライン２０Ｇの周囲に限定されるので、電磁波シールドを設けずに電波障害の発生を防ぐことができる。さらに、建物１０が有するグランドライン２０Ｇを利用するので、新たに通信ケーブルを設ける必要がなく、設置も容易である。しかも、本実施形態のデータ通信システム５０では、複数の端末（２１，２２，２３，２４）の間でグランドライン２０ＧをバスラインとしたＬＡＮを構築することも可能である。

なお、本実施形態において、送信側対向導電部材５２Ｓとグランドライン２０Ｇとの間に印加する電圧の周波数は、即ち、変調回路５５によるキャリア波の周波数は、１［ＭＨｚ］〜２００［ＭＨｚ］以下にすることが好ましい。何故なら、周波数が１［ＭＨｚ］以下にすると、グランドライン２０Ｇから大地へと電気エネルギーが逃げ、２００［ＭＨｚ］以上にすると、送信側対向導電部材５２Ｓから空間に電磁波が放射され得るからである。特に、フェージングによる通信不良を避けるには、１００［ＭＨｚ］以下にすることが好ましい。何故なら、周波数を下げることで、波長が長くなり、フェージングの影響を受ける反射サイズが大きくなるからである。

［第２実施形態］
第２の実施形態のデータ通信システム５０Ｘは、図９に示すように、患者の人体２０Ｈに取り付けられる排尿検出端末７１とデータ記録端末７２とからなる。排尿検出端末７１は、本発明に係る「送信端末」に相当し、患者の排尿を貯留可能な容器又は袋からなる貯留部７１Ａに、本発明に係る送信回路５３を備えている。

排尿検出端末７１の送信回路５３は、図１０に示すように、電池７１Ｂを備え、その電池７１Ｂの負極が患者の人体２０Ｈに接続されている。そして、電池７１Ｂの正極と負極との間に、前記第１実施形態で説明したマイコン５３Ｍ、ＮＯＴゲート５３Ｇ及び変調回路５５が並列接続されている。また、この排尿検出端末７１の送信側対向導電部材５２Ｓは、例えば、平板状をなしかつ送信側対向導電部材５２Ｓの表裏の一方の面には粘着性絶縁部材７１Ｚが塗布されている。

一方、データ記録端末７２は、データ記録部に本発明に係る受信回路５４を備えている。その受信回路５４も電池７２Ｂを備え、その電池７２Ｂの負極が患者の人体２０Ｈに接続されている。そして、電池７２Ｂの正極と負極との間に、前記第１実施形態で説明したハイインピーダンスフィルター５４Ａ、バッファ５４Ｂ、復調回路５６及びマイコン５４Ｍとが並列接続されている。また、このデータ記録端末７２の受信側対向導電部材５２Ｊは、送信側対向導電部材５２Ｓと同様に、平板状をなし、一方の面に粘着性絶縁部材７２Ｚが塗布されている。

上記以外の構成は、前記第１実施形態と同じになっているので、第１実施形態と同一の構成には、同一の符号を付して重複した説明は省略する。

本実施形態の作用効果は、以下のようである。排尿検出端末７１は、寝たきりの患者の下腹部に取り付けられ、データ記録端末７２は、患者の腰に取り付けられる。また、排尿検出端末７１の受信側対向導電部材５２Ｊ及びデータ記録端末７２の受信側対向導電部材５２Ｊは、粘着性絶縁部材７１Ｚ，７２Ｚを人体２０Ｈの表面に密着させて貼り付けられ、人体２０Ｈの表面に対向配置された状態になる。そして、患者が排尿すると、排尿検出端末７１がこれを検知し、検出信号を出力する。具体的には、排尿検出端末７１が、受信側対向導電部材５２Ｊの導電シートと人体２０Ｈとの間に電圧を印加し、人体２０Ｈ全体の表面に電界を発生させる。そして、その電界を変化させて排尿されたことを伝達するための情報を送信する。すると、データ記録端末７２の受信側対向導電部材５２Ｊと人体２０Ｈとの間の電位差が変化し、その電位差の変化に基づいて電界からデータ記録端末７２が情報を取得する。そして、データ記録端末７２のデータ記録部が時刻と共に排尿があったことを記録する。

このように本実施形態のデータ通信システム５０Ｘによれば、通信ケーブルを使用せずに人体２０Ｈの２点間でデータ通信を行うことができる。また、空中伝搬する電波を用いた従来のものに比べて、低電流でデータ通信が可能になり、排尿検出端末７１を小型化することが可能になる。また、通信可能な範囲が、人体２０Ｈの周囲に限定されるので、電磁波シールドを設けずに電波障害の発生を防ぐことができる。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記第１実施形態の電圧フォロア回路５８は、接合型ＦＥＴ５７を用いたソースフォロア回路であったが、ＭＯＳ型ＦＥＴを用いたソースフォロア回路にしてもよし、また、バイポーラトランジスタを用いたエミッタフォロア回路（所謂、トランジスターバッファー）であってもよい。

（２）前記第１実施形態のデータ通信システム５０では、パルス変調を行っていたが、周波数変調、振幅変調、振幅変調、直交変調、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、周波数拡散変調等の何れの変調を行う構成であってもよい。

第１実施形態に係る建物の破断斜視図 データ通信システムの概念図 送信端滅の回路図 受信端末の回路図 ハイインピーダンスフィルターの詳細を示した受信端末の回路図 データ通信システムの回路図 診察用パソコン及び接眼治療器との間のデータ通信システムの概念図 データ通信用の電界を発生させた状態の概念図 第２実施形態のデータ通信システムの概念図 データ通信システムの回路図

１０ 建物
２０ 商用電源ライン
２０Ｇ グランドライン
２０Ｈ 人体
２０Ｐ グランドプレート
２１ 呼出端末
２２ 監視端末
２３ 診察用パソコン
２４ 接眼治療器
５０，５０Ｘ データ通信システム
５１ 送受信回路
５１Ａ 送信端末
５２Ｊ 受信側対向導電部材
５２Ｓ 送信側対向導電部材
５２Ｓ１ 対向導電部材
５３ 送信回路
５４ 受信回路
５５ 変調回路
５６ 復調回路
５８ 電圧フォロア回路
７１ 排尿検出端末

Claims (6)

1. 商用電源ライン（２０）を有する建物（１０）の異なる２位置に配置可能な送信端末（２１，２３，２４）と受信端末（２２，２３，２４）との間で情報を送受信するデータ通信システム（５０）において、
   前記送信端末（２１，２３，２４）に設けられて、前記商用電源ライン（２０）に対して絶縁状態にして対向配置される送信側対向導電部材（５２Ｓ）と、
   前記送信端末（２１，２３，２４）に設けられて、前記送信側対向導電部材（５２Ｓ）に導通接続された第１出力ラインと、前記商用電源ライン（２０）に導通接続された第２出力ラインとを有し、送信する情報に応じて変化させた電圧を前記第１出力ライン及び前記第２出力ラインを介して前記送信側対向導電部材（５２Ｓ）と前記商用電源ライン（２０）との間に印加することで、前記商用電源ライン（２０）全体の周囲に発生した電界を変化させる送信回路（５３）と、
   前記受信端末（２２，２３，２４）に設けられて、前記商用電源ライン（２０）に対して絶縁状態にして対向配置され、前記商用電源ライン（２０）との間に前記電界に応じた電位差を発生可能な受信側対向導電部材（５２Ｊ）と、
   前記受信端末（２２，２３，２４）に設けられて、前記受信側対向導電部材（５２Ｊ）に導通接続された第１受信ラインと、前記商用電源ライン（２０）に導通接続された第２受信ラインとを有し、前記第１受信ライン及び前記第２受信ラインを介して取得した前記商用電源ライン（２０）と前記受信側対向導電部材（５２Ｊ）との間の電位差の変化に基づいて前記情報を受信する受信回路（５４）と、
   前記受信回路（５４）に設けられて、前記商用電源ライン（２０）と前記受信側対向導電部材（５２Ｊ）との間の電位差が入力される電圧フォロア回路（５８）とを備え、
   前記送信側対向導電部材（５２Ｓ）及び前記受信側対向導電部材（５２Ｊ）は、前記商用電源ライン（２０）のうちグランドライン（２０Ｇ）に絶縁状態にして対向配置され、
   前記グランドライン（２０Ｇ）の一部を平板状にしてグランドプレート（２０Ｐ）を設け、前記送信側対向導電部材（５２Ｓ）及び前記受信側対向導電部材（５２Ｊ）を平板状にして前記グランドプレート（２０Ｐ）に絶縁状態にして対向配置したことを特徴とするデータ通信システム（５０）。
2. 前記送信端末でありかつ前記受信端末である送受信端末（２３，２４）を複数備えたことを特徴とする請求項１に記載のデータ通信システム（５０）。
3. 前記送信回路（５３）は、前記情報をデジタル信号として処理すると共に、前記デジタル信号の２値の電圧に応じて、前記送信側対向導電部材（５２Ｓ）と前記商用電源ライン（２０）との間に印加する電圧をハイレベルとローレベルとに切り替え、
   前記受信回路（５４）は、前記商用電源ライン（２０）と前記受信側対向導電部材（５２Ｊ）との間の電位差の変化を前記デジタル信号として受信するように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のデータ通信システム（５０）。
4. 前記送信回路（５３）は、前記情報に応じてキャリア波を変調して、そのキャリア波の振幅電圧を前記送信側対向導電部材（５２Ｓ）と前記商用電源ライン（２０）との間に印加する変調回路（５５）を備え、
   前記受信回路（５４）は、前記商用電源ライン（２０）と前記受信側対向導電部材（５２Ｊ）との間の電位差の変化をキャリア波として取得すると共に、そのキャリア波を復調して情報を取得する復調回路（５６）を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のデータ通信システム（５０）。
5. 前記送信側対向導電部材（５２Ｓ）及び前記受信側対向導電部材（５２Ｊ）は、前記商用電源ライン（２０）の側方を囲む環状構造をなしたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のデータ通信システム（５０）。
6. 送信端末（７１）と受信端末（７２）との間で情報を送受信するデータ通信システム（５０Ｘ）において、
   前記送信端末（７１）に設けられて、人体（２０Ｈ）に対して絶縁状態にして対向配置される送信側対向導電部材（５２Ｓ）と、
   前記送信端末（７１）に設けられて、前記送信側対向導電部材（５２Ｓ）に導通接続された第１出力ラインと、前記人体（２０Ｈ）に導通接続された第２出力ラインとを有し、送信する情報に応じて変化させた電圧を前記第１出力ライン及び前記第２出力ラインを介して前記送信側対向導電部材（５２Ｓ）と前記人体（２０Ｈ）との間に印加することで、前記人体（２０Ｈ）全体の周囲に発生した電界を変化させる送信回路（５３）と、
   前記受信端末（７２）に設けられて、前記人体（２０Ｈ）に対して絶縁状態にして対向配置され、前記人体（２０Ｈ）との間に前記電界に応じた電位差を発生可能な受信側対向導電部材（５２Ｊ）と、
   前記受信端末（７２）に設けられて、前記受信側対向導電部材（５２Ｊ）に導通接続された第１受信ラインと、前記人体（２０Ｈ）に導通接続された第２受信ラインとを有し、前記第１受信ライン及び前記第２受信ラインを介して取得した前記人体（２０Ｈ）と前記受信側対向導電部材（５２Ｊ）との間の電位差の変化に基づいて前記情報を受信する受信回路（５４）と、
   前記受信回路（５４）に設けられて、前記人体（２０Ｈ）と前記受信側対向導電部材（５２Ｊ）との間の電位差が入力される電圧フォロア回路（５８）とを備え、
   前記送信側対向導電部材（５２Ｓ）及び前記受信側対向導電部材（５２Ｊ）は、平板状をなしかつ表裏の一方の面に、人体（２０Ｈ）の表面に密着可能な粘着性絶縁部材（７１Ｚ，７２Ｚ）が塗布されていることを特徴とするデータ通信システム（５０Ｘ）。

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