JP4819844B2 - 電界通信システム及び電界通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、電界を電界伝達媒体に誘起して通信を行う電界通信システム及び電界通信装置の技術に関する。

従来、電界を伝達する電界伝達媒体に対して送信すべきデータに基づく電界を誘起させ、また電界伝達媒体に誘起された電界を検出してデータ通信を行う電界通信装置が提案されている（特許文献１参照）。以下、従来の電界通信装置が備える各機能ブロック、及び、情報端末から提供された送信データの処理フローについて説明する。

図２は、従来の電界通信装置の機能ブロックを示す機能ブロック図である。図２に示す電界通信装置２００は、インタフェース２０１を介して接続された情報端末１００から送信された送信データを受け取った後、レベル調整部２０３で当該送信データの信号振幅を調整し、送信部２０５を介して送信電極３０１に供給する。そして、この送信電極３０１は、送信部２０５から送信データが供給された後、この送信データに対応する電界を電界伝達媒体４００に誘起する。その後、誘起された電界は、電界伝達媒体４００を伝達し、他の電界通信装置の受信電極３０３で受信されることになる。

一方、受信電極３０３で受信した電界が電界検出部２１３に供給された場合、この電界検出部２１３は、例えば電界光学手法を用いて電界検出部２１３内で別途発生するレーザ光を偏光変化させ、この偏光変化したレーザ光を電気信号に変換する。変換された電気信号は、信号処理部２１９内で不要な雑音が除去され、信号波形が整形された後に、インタフェース２０１を介して情報端末１００に供給される。

従って、例えば図３（ａ）に示すように、情報端末１００と電界通信装置２００と電極３００とを電界伝達媒体４００としての人間の腕、肩、胴体などに装着すると共に、他の情報端末１００’と他の電界通信装置２００’と他の電極３００’とを電界伝達媒体４００としての床に接触配置することにより、人間及び床を介して電界通信装置間で相互にデータを送受することが可能となっている。
特開２００３−３２４３９５公報

しかしながら、図３（ｂ）に示すように、他の電界通信装置２００’から送信された送信データの周波数ｆ１と同じ周波数成分の環境ノイズが発生した場合、この環境ノイズが電界通信に対する妨害波として作用するため、他の電界通信装置２００’から送信された送信データが破損するという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、環境ノイズが発生した場合であっても、電界通信を確実に行う電界通信システム及び電界通信装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の本発明は、電極から電界を電界伝達媒体に誘起して電界通信を行うことが可能な第１の電界通信装置及び第２の電界通信装置を備えた電界通信システムであって、前記第１の電界通信装置は、前記電界伝達媒体を介して接続された前記第２の電界通信装置との通信状態の確認を要求する一定回数交番された２値列の通信状態確認要求信号を発振する発振手段と、当該通信状態確認要求信号の周波数を異なる複数の周波数に可変し、当該複数の周波数に夫々対応する複数の通信状態確認要求信号を出力する周波数可変手段と、出力された当該複数の通信状態確認要求信号を、送信電極から前記第２の電界通信装置へ電界により同時に送信する送信手段と、を有し、前記第２の電界通信装置は、前記第１の電界通信装置との通信状態の確認を応答する通信状態確認応答信号を発振する発振手段と、前記電界伝達媒体を介して同時に送信された前記複数の通信状態確認要求信号を受信し、受信した通信状態確認要求信号の２値が前記一定回数で交番されているか否かに基づいて、当該複数の通信状態確認要求信号の正常及び異常を判別する判別手段と、当該判別の結果、正常な複数の通信状態確認要求信号の周波数から１つの周波数を選択する周波数選択手段と、前記通信状態確認応答信号の周波数を選択された当該周波数に可変する周波数可変手段と、可変された前記通信状態確認応答信号を、送信電極から前記第１の電界通信装置へ電界により送信する送信手段と、を有し、前記第１の電界通信装置は、前記電界伝達媒体を介して送信された当該通信状態確認応答信号を受信し、前記第２の電界通信装置に送信する送信データの周波数を当該通信状態確認応答信号の周波数と同じ周波数に可変することを要旨とする。

本発明にあっては、第１の電界通信装置が、第２の電界通信装置との通信状態の確認を要求する通信状態確認要求信号を発振し、発振した通信状態確認要求信号の周波数を異なる複数の周波数に可変し、これら複数の周波数に夫々対応する複数の通信状態確認要求信号を第２の電界通信装置へ電界により送信し、第２の電界通信装置が、電界伝達媒体を介して送信された複数の通信状態確認要求信号の正常及び異常を判別し、判別の結果、正常な複数の通信状態確認要求信号の周波数から１つの周波数を選択し、第１の電界通信装置との通信状態の確認を応答する通信状態確認応答信号の周波数を選択された周波数に可変して第１の電界通信装置へ電界により送信し、第１の電界通信装置が、第２の電界通信装置に送信する送信データの周波数を通信状態確認応答信号の周波数と同じ周波数に可変するため、環境ノイズが発生した場合であっても、通信状態のよい周波数で変調された送信データを第１の電界通信装置から第２の電界通信装置に送信することが可能となり、電界通信を確実に行う電界通信システムを提供することができる。

請求項２に記載の本発明は、前記第２の電界通信装置が、前記第１の電界通信装置との通信状態の確認を要求する通信状態確認要求信号を発振する発振手段と、当該通信状態確認要求信号の周波数を異なる複数の周波数に可変し、当該複数の周波数に夫々対応する複数の通信状態確認要求信号を出力する周波数可変手段と、出力された当該複数の通信状態確認要求信号を、送信電極から前記第１の電界通信装置へ電界により同時に送信する送信手段と、を更に有し、前記第１の電界通信装置は、前記第２の電界通信装置との通信状態の確認を応答する通信状態確認応答信号を発振する発振手段と、前記電界伝達媒体を介して送信された前記複数の通信状態確認要求信号を受信し、当該複数の通信状態確認要求信号の正常及び異常を判別する判別手段と、当該判別の結果、正常な複数の通信状態確認要求信号の周波数から１つの周波数を選択する周波数選択手段と、前記通信状態確認応答信号の周波数を選択された当該周波数に可変する周波数可変手段と、可変された前記通信状態確認応答信号を、送信電極から前記第２の電界通信装置へ電界により送信する送信手段と、を更に有し、前記第２の電界通信装置は、前記電界伝達媒体を介して送信された当該通信状態確認応答信号を受信し、前記第１の電界通信装置に送信する送信データの周波数を当該通信状態確認応答信号の周波数と同じ周波数に可変することを要旨とする。

本発明にあっては、第２の電界通信装置が、第１の電界通信装置との通信状態の確認を要求する通信状態確認要求信号を発振し、発振した通信状態確認要求信号の周波数を異なる複数の周波数に可変し、これら複数の周波数に夫々対応する複数の通信状態確認要求信号を第１の電界通信装置へ電界により送信し、第２の電界通信装置が、電界伝達媒体を介して送信された複数の通信状態確認要求信号の正常及び異常を判別し、判別の結果、正常な複数の通信状態確認要求信号の周波数から１つの周波数を選択し、第２の電界通信装置との通信状態の確認を応答する通信状態確認応答信号の周波数を選択された周波数に可変して第２の電界通信装置へ電界により送信し、第２の電界通信装置が、第１の電界通信装置に送信する送信データの周波数を通信状態確認応答信号の周波数と同じ周波数に可変するため、環境ノイズが発生した場合であっても、通信状態のよい周波数で変調された送信データを第２の電界通信装置から第１の電界通信装置に送信することが可能となり、電界通信を確実に行う電界通信システムを提供することができる。

請求項３に記載の本発明は、前記第２の電界通信装置が、前記第１の電界通信装置に送信する送信データの周波数を前記第２の電界通信装置の周波数選択手段で選択された周波数に可変することを要旨とする。

本発明にあっては、第２の電界通信装置が、第１の電界通信装置に送信する送信データの周波数を第２の電界通信装置の周波数選択手段で選択された周波数に可変するため、環境ノイズが発生した場合であっても、通信状態のよい周波数で変調された送信データを第２の電界通信装置から第１の電界通信装置に送信することが可能となり、電界通信を確実に行う電界通信システムを提供することができる。

請求項４に記載の本発明は、前記第１の電界通信装置が、前記第２の電界通信装置に送信する送信データの周波数を前記第１の電界通信装置の周波数選択手段で選択された周波数に可変することを要旨とする。

本発明にあっては、第１の電界通信装置が、第２の電界通信装置に送信する送信データの周波数を第１の電界通信装置の周波数選択手段で選択された周波数に可変するため、環境ノイズが発生した場合であっても、通信状態のよい周波数で変調された送信データを第１の電界通信装置から第２の電界通信装置に送信することが可能となり、電界通信を確実に行う電界通信システムを提供することができる。

請求項５に記載の本発明は、前記第１の電界通信装置の周波数可変手段で前記通信状態確認要求信号の周波数の可変に用いる複数の周波数のうち少なくとも１つは、１３．５６ＭＨｚ±１５０ｋＨｚの範囲に含まれる周波数であることを要旨とする。

請求項６に記載の本発明は、前記第２の電界通信装置の周波数可変手段で前記通信状態確認要求信号の周波数の可変に用いる複数の周波数のうち少なくとも１つは、１３．５６ＭＨｚ±１５０ｋＨｚの範囲に含まれる周波数であることを要旨とする。

請求項７に記載の本発明は、電極から電界を電界伝達媒体に誘起して電界通信を行うことが可能な電界通信装置であって、前記電界伝達媒体を介して接続された他の電界通信装置との通信状態の確認を要求する一定回数交番された２値列の通信状態確認要求信号を発振する発振手段と、当該通信状態確認要求信号の周波数を異なる複数の周波数に可変し、当該複数の周波数に夫々対応する複数の通信状態確認要求信号を出力する周波数可変手段と、出力された当該複数の通信状態確認要求信号を、送信電極から前記他の電界通信装置へ電界により同時に送信する送信手段と、を有し、前記電界伝達媒体を介して同時に送信した当該複数の通信状態確認要求信号のうち正常な複数の通信状態確認要求信号の周波数から選択された１つの周波数で可変された通信状態確認応答信号を前記他の電界通信装置から受信し、当該他の電界通信装置に送信する送信データの周波数を当該通信状態確認応答信号の周波数と同じ周波数に可変することを要旨とする。

本発明にあっては、他の電界通信装置との通信状態の確認を要求する通信状態確認要求信号を発振し、発振した通信状態確認要求信号の周波数を異なる複数の周波数に可変し、これら複数の周波数に夫々対応する複数の通信状態確認要求信号を他の電界通信装置へ電界により送信し、電界伝達媒体を介して送信した当該複数の通信状態確認要求信号のうち正常な複数の通信状態確認要求信号の周波数から選択された１つの周波数で可変された通信状態確認応答信号を他の電界通信装置から受信し、他の電界通信装置に送信する送信データの周波数を通信状態確認応答信号の周波数と同じ周波数に可変するため、環境ノイズが発生した場合であっても、通信状態のよい周波数で変調された送信データを電界通信装置から他の電界通信装置に送信することが可能となり、電界通信を確実に行う電界通信装置を提供することができる。

請求項８に記載の本発明は、前記他の電界通信装置との通信状態の確認を応答する通信状態確認応答信号を発振する発振手段と、前記電界伝達媒体を介して前記他の電界通信装置から同時に送信された複数の通信状態確認要求信号を受信し、受信した通信状態確認要求信号の２値が前記一定回数で交番されているか否かに基づいて、当該複数の通信状態確認要求信号の正常及び異常を判別する判別手段と、当該判別の結果、正常な複数の通信状態確認要求信号の周波数から１つの周波数を選択する周波数選択手段と、前記通信状態確認応答信号の周波数を選択された当該周波数に可変する周波数可変手段と、可変された前記通信状態確認応答信号を、送信電極から前記他の電界通信装置へ電界により送信する送信手段と、を更に有することを要旨とする。

請求項９に記載の本発明は、前記周波数可変手段で前記通信状態確認要求信号の周波数の可変に用いる複数の周波数のうち少なくとも１つは、１３．５６ＭＨｚ±１５０ｋＨｚの範囲に含まれる周波数であることを要旨とする。

本発明によれば、環境ノイズが発生した場合であっても、電界通信を確実に行う電界通信システム及び電界通信装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、本実施の形態に係る電界通信システムの機能ブロックを示す機能ブロック図である。この電界通信システムは、通信元（若しくは通信先）として機能する情報端末１００，第１の電界通信装置２００，電極３００と、通信先（若しくは通信元）として機能する情報端末１００’，第２の電界通信装置２００’，電極３００’とで構成されている。また、第１の電界通信装置２００及び第２の電界通信装置２００’は電界伝達媒体４００を介して接続されている。なお、第２の電界通信装置２００’及び電極３００’を構成する各機能ブロックは、第１の電界通信装置２００及び電極３００を構成する各機能ブロックと同様なので、ここでは、第１の電界通信装置２００及び電極３００について説明するものとする。

第１の電界通信装置２００は、各種データを仲介するインタフェース２０１と、各種データの信号振幅を調整するレベル調整部２０３と、各種データや各種信号を送信する送信部２０５と、各種データの周波数を設定する周波数設定部２０７と、各種信号の周波数を可変する周波数可変部２０９と、各種信号を発振する信号発振部２１１と、電界伝達媒体４００を介して伝達された電界を検出する電界検出部２１３と、所定の周波数を有する各種データや各種信号を通過させる周波数フィルタ２１５と、各種信号の正常／異常を判別する判別部２１６と、周波数を選択する周波数選択部２１７と、各種信号を所定の手順で処理する信号処理部２１９とを備えた構成である。

インタフェース２０１は、情報端末１００と第１の電界通信装置２００における他の各部との間で各種データを仲介する機能を備えている。具体的には、情報端末１００から送信された情報端末１００’への送信データを一端受け付けて、受け付けた送信データをレベル調整部２０３に送信する。また、インタフェース２０１は、情報端末１００’の要求に基づいて第２の電界通信装置２００’から送信された情報端末１００への送信データを信号処理部２１９から受信し、受信した送信データを情報端末１００に送信する。

レベル調整部２０３は、第２の電界通信装置２００’に送信される各種データの信号振幅や周波数を調整する機能を備えている。具体的には、インタフェース２０１を介して情報端末１００から送信された情報端末１００’への送信データの信号振幅を調整し、また、周波数設定部２０７で周波数が新たに設定された場合には、設定された周波数を用いて送信データの周波数を可変する。

送信部２０５は、第２の電界通信装置２００’に送信される各種データや各種信号を送信電極３０１に送信する機能を備えている。具体的には、レベル調整部２０３で信号振幅が調整され、周波数が可変された送信データや、周波数可変部２０９で周波数が可変された通信状態確認要求信号（後述にて説明する）及び／又は通信状態確認応答信号（後述にて説明する）を、送信電極３０１から第２の電界通信装置２００’へ電界により送信する。

信号発振部２１１は、電界伝達媒体４００を介して接続された第２の電界通信装置２００’との通信状態を把握する際に用いる各種信号を発振する機能を備えている。具体的には、第１の電界通信装置２００が通信元として機能する場合、第２の電界通信装置２００’との通信状態の確認を要求するために用いる通信状態確認要求信号を発振する。一方、第１の電界通信装置２００が通信先として機能する場合には、第２の電界通信装置２００’から送信された通信状態確認要求信号に対して当該第２の電界通信装置２００’との通信状態の確認を応答するために用いる通信状態確認応答信号を発振する。

周波数可変部２０９は、信号発振部２１１で発振した各種信号の周波数を可変する機能を備えている。具体的には、第１の電界通信装置２００が通信元として機能する場合、信号発振部２１１で発振した通信状態確認要求信号の周波数を異なる複数の周波数に可変し、これら複数の周波数に夫々対応する複数の通信状態確認要求信号を出力する。また、第１の電界通信装置２００が通信先として機能する場合には、通信状態確認応答信号の周波数を周波数選択部２１７で選択された周波数に可変する。この周波数可変部２０９としては、例えば、電圧によって出力周波数を変化させるＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）電圧制御発信回路を用いることが可能である。複数の通信状態確認要求信号を略同時に出力するには、各周波数に夫々対応する複数のＶＣＯ電圧制御発信回路を用いることが望ましい。また、上記複数の周波数のうち少なくとも１つは、１３．５６ＭＨｚ±７ｋＨｚの範囲に含まれる周波数、若しくは、１３．５６ＭＨｚ±１５０ｋＨｚの範囲に含まれる周波数であることが望ましい。特に、上記複数の周波数のうち少なくとも１つは、図４に示すように、平成１４年３月１３日に総務省から公表された「ワイヤレスカードシステムの利用形態の多様化に向けて−情報通信審議会からの答申−」の報道資料に記載されている周波数範囲に含まれる周波数であることが望ましい。

電界検出部２１３は、電界伝達媒体４００を介して伝達された電界を検出し、受信した各種データや各種信号を電気信号に変換する機能を備えている。即ち、受信電極３０３で受信した電界が電界検出部２１３に供給された場合、電界検出部２１３は、例えば電界光学手法を利用した電界検出部２１３内で別途発生するレーザ光を偏光変化させ、この偏光変化したレーザ光を電気信号に変換する。

周波数フィルタ２１５は、所定の周波数を有する各種データや各種信号を通過させる機能を備えている。具体的には、周波数可変部２０９において通信状態確認要求信号の周波数の可変に用いた複数の周波数に夫々対応する複数のバンドパスフィルタを用いることが可能であり、それら複数の周波数を有する通信状態確認要求信号や送信データのみを通過させるようになっている。

判別部２１６は、第１の電界通信装置２００が通信先として機能する場合に、通信元である第２の電界通信装置２００’から送信された複数の通信状態確認要求信号が正常であるか異常であるかを夫々判別する機能を備えている。例えば、１データと０データとを予め規定された回数だけ交番された２値列（例えば２０回の１，０の繰り返し）を通信状態確認要求信号としておき、送信された通信状態確認要求信号が同一回数の１，０交番である場合には正常と判断し、異なる場合には異常であると判断する。また、第２の電界通信装置２００’から送信される通信状態確認要求信号と同じ通信状態確認要求信号を予め記憶手段（図示せず）に記憶させておき、第２の電界通信装置２００’から通信状態確認要求信号が送信された場合に、記憶手段から読み出した通信状態確認要求信号と比較して、一致する場合には正常と判断し、不一致の場合には異常であると判断するようにしてもよい。即ち、通信状態確認要求信号の正常及び異常が判別可能であればいずれの方法と問わず利用することができる。

周波数選択部２１７は、第１の電界通信装置２００が通信先として機能する場合に、判別部２１６で正常と判別された複数の通信状態確認要求信号の周波数から１つの周波数を選択する機能を備えている。

周波数設定部２０７は、周波数選択部２１７で選択された周波数を用いて各種データを送信するよう、レベル調整部２０３で可変する各種データの周波数を設定する機能を備えている。

信号処理部２１９は、電界検出部２１３からの電気信号に対して低雑音増幅、雑音除去、波形整形などの信号処理を施し、インタフェース２０１を介して情報端末１００に供給する機能を備えている。

送信電極３０１及び受信電極３０３は、一体化した１つの電極３００で各電極を構成してもよく、電界通信装置２００と一体化させた構成でもよい。

情報端末１００は、第１の電界通信装置２００を用いて情報端末１００’と通信可能なコンピュータであって、例えば、ＣＰＵやＭＰＵなどを備えたパソコンや、人間が携帯可能なウェアラブルコンピュータなどを用いることができる。

電界伝達媒体４００は、第１の電界通信装置２００及び／又は第２の電界通信装置２００’からの電界を伝達可能な媒体であればその種類を問わず、例えば、図３に示す人間，床，机などを用いることができる。

続いて、本実施の形態に係る電界通信システムの第１の処理フローについて説明する。第１の処理フローは、通信元として機能する第１の電界通信装置２００が通信状態確認要求信号を送信して、通信先として機能する第２の電界通信装置２００’から該通信状態確認要求信号に対する通信状態確認応答信号を受信した後に、第１の電界通信装置２００から送信データの送信を開始する場合についての処理フローを説明するものである。

最初に、第１の電界通信装置２００の周波数可変部２０９は、情報端末１００から送信された送信データを第２の電界通信装置２００’に送信する前に、信号発振部２１１で発振した通信状態確認要求信号の周波数を異なる３つの周波数ｆ１〜周波数ｆ３に可変し、各周波数に夫々対応する３つの通信状態確認要求信号を出力する（ステップＳ１０１）。

次に、送信部２０５は、周波数可変部２０９で周波数が可変された３つの通信状態確認要求信号を、電界伝達媒体４００を介して送信電極３０１から第２の電界通信装置２００’へ電界により送信する（ステップＳ１０２）。なお、送信部２０５は、全ての通信状態確認要求信号を、同時、若しくは、人間が床に接触している時間内（例えば、１０ｍｓ以下の短時間）に送信することが望ましい。

ここで、これら３つの通信状態確認要求信号が電界伝達媒体４００を伝達中に、周波数ｆ１の成分を含む環境ノイズが発生したと仮定して以降説明を続けることにする。また、第２の電界通信装置２００’の周波数フィルタ２１５’は、周波数ｆ１〜周波数ｆ３の通信状態確認要求信号を通過させるように予め形成されているものとする。

その後、第２の電界通信装置２００’の周波数フィルタ２１５’は、電界伝達媒体４００を介して伝達され、電界検出部２１３で検出された周波数ｆ１〜周波数ｆ３の通信状態確認要求信号を通過させる（ステップＳ１０３）。

判別部２１６’は、周波数フィルタ２１５’を通過した全ての通信状態確認要求信号を受信し、これら３つの通信状態確認要求信号が正常であるか異常であるかを夫々判別する（ステップＳ１０４）。前述したように周波数ｆ１の成分を含む環境ノイズが発生しているので、周波数ｆ１の通信状態確認要求信号が破損し（異常）、周波数ｆ２，ｆ３の通信状態確認要求信号は破損していない（正常）ものとする。

周波数選択部２１７’は、正常な通信状態確認要求信号の周波数ｆ２，ｆ３から１つの周波数ｆ３を選択する（ステップＳ１０５）。

そして、周波数可変部２０９’は、信号発振部２１１’で発振した通信状態確認応答信号の周波数を、周波数選択部２１７’で選択された周波数ｆ３に可変する（ステップＳ１０６）。

送信部２０５’は、周波数可変部２０９’で可変された周波数ｆ３の通信状態確認応答信号を、送信電極３０１’から第１の電界通信装置２００へ電界により送信する（ステップＳ１０７）。

その後、周波数可変部２０９において通信状態確認要求信号の周波数の可変に用いた３つの周波数ｆ１〜周波数ｆ３に夫々対応する３つのバンドパスフィルタである第１の電界通信装置２００の周波数フィルタ２１５は、第２の電界通信装置２００’から送信された周波数ｆ３の通信状態確認要求信号を通過させる（ステップＳ１０８）。

周波数選択部２１７は、周波数フィルタ２１５を通過した周波数ｆ３の通信状態確認要求信号は１つなので、必然的にその周波数ｆ３を選択する（ステップＳ１０９）。

周波数設定部２０７は、周波数選択部２１７で選択された周波数ｆ３で送信データを送信するよう、レベル調整部２０３で可変する送信データの周波数を設定する（ステップＳ１１０）。

レベル調整部２０３は、周波数設定部２０７で設定された周波数ｆ３を用いて送信データの周波数を可変する（ステップＳ１１１）。

最後に、送信部２０５は、レベル調整部２０３で周波数ｆ３に可変された送信データを送信電極３０１から電界伝達媒体４００を介して第２の電界通信装置２００’に送信する（ステップＳ１１２）。

本実施の形態によれば、第１の電界通信装置２００が、第２の電界通信装置２００’との通信状態の確認を要求する通信状態確認要求信号を発振し、発振した通信状態確認要求信号の周波数を異なる複数の周波数に可変し、これら複数の周波数に夫々対応する複数の通信状態確認要求信号を第２の電界通信装置２００’へ電界により送信し、第２の電界通信装置２００’が、電界伝達媒体４００を介して送信された複数の通信状態確認要求信号の正常及び異常を判別し、判別の結果、正常な複数の通信状態確認要求信号の周波数から１つの周波数を選択し、第１の電界通信装置２００との通信状態の確認を応答する通信状態確認応答信号の周波数を選択された周波数に可変して第１の電界通信装置２００へ電界により送信し、第１の電界通信装置２００が、第２の電界通信装置２００’に送信する送信データの周波数を通信状態確認応答信号の周波数と同じ周波数に可変するので、環境ノイズが発生した場合であっても、通信状態のよい周波数で変調された送信データを第１の電界通信装置２００から第２の電界通信装置２００’に送信することが可能となり、電界通信を確実に行う電界通信システムを提供することができる。

なお、ステップＳ１０１〜ステップＳ１１２では、第１の電界通信装置２００から第２の電界通信装置２００’に送信データを送信する場合の処理フローについて説明したが、前述したように第２の電界通信装置２００’が備える機能は第１の電界通信装置２００が備える機能と同様なので、ステップＳ１０１〜ステップＳ１１２と同様の処理フローを行うことで、第２の電界通信装置２００’から第１の電界通信装置２００に送信データを送信した場合であっても同様の効果が得られることは言うまでもない。

次に、第２の処理フローについて説明する。この第２の処理フローは、第１の電界通信装置２００が通信状態確認要求信号を送信し、送信された通信状態確認要求信号の周波数に基づいて第２の電界通信装置２００’から送信データの送信を開始する場合についての処理フローを説明するものである。

最初に、第１の電界通信装置２００の周波数可変部２０９は、情報端末１００から送信された送信データを第２の電界通信装置２００’に送信する前に、信号発振部２１１で発振した通信状態確認要求信号の周波数を異なる３つの周波数ｆ１〜周波数ｆ３に可変し、各周波数に夫々対応する３つの通信状態確認要求信号を出力する（ステップＳ２０１）。

次に、送信部２０５は、周波数可変部２０９で周波数が可変された３つの通信状態確認要求信号を、電界伝達媒体４００を介して送信電極３０１から第２の電界通信装置２００’へ電界により送信する（ステップＳ２０２）。なお、送信部２０５は、全ての通信状態確認要求信号を、同時、若しくは、人間が床に接触している時間内（例えば、１０ｍｓ以下の短時間）に送信することが望ましい。

ここで、これら３つの通信状態確認要求信号が電界伝達媒体４００を伝達中に、周波数ｆ１の成分を含む環境ノイズが発生したと仮定して以降説明を続けることにする。また、第２の電界通信装置２００’の周波数フィルタ２１５’は、周波数ｆ１〜周波数ｆ３の通信状態確認要求信号を通過させるように予め形成されているものとする。

その後、第２の電界通信装置２００’の周波数フィルタ２１５’は、電界伝達媒体４００を介して伝達され、電界検出部２１３で検出された周波数ｆ１〜周波数ｆ３の通信状態確認要求信号を通過させる（ステップＳ２０３）。

判別部２１６’は、周波数フィルタ２１５’を通過した全ての通信状態確認要求信号を受信し、これら３つの通信状態確認要求信号が正常であるか異常であるかを夫々判別する（ステップＳ２０４）。前述したように周波数ｆ１の成分を含む環境ノイズが発生しているので、周波数ｆ１の通信状態確認要求信号が破損し（異常）、周波数ｆ２，ｆ３の通信状態確認要求信号は破損していない（正常）ものとする。

周波数選択部２１７’は、正常な通信状態確認要求信号の周波数ｆ２，ｆ３から１つの周波数ｆ３を選択する（ステップＳ２０５）。

そして、周波数設定部２０７’は、周波数選択部２１７’で選択された周波数ｆ３で情報端末１００’から送信された送信データを送信するよう、レベル調整部２０３’で可変する送信データの周波数を設定する（ステップＳ２０６）。

レベル調整部２０３’は、周波数設定部２０７’で設定された周波数ｆ３を用いて送信データの周波数を可変する（ステップＳ２０７）。

最後に、送信部２０５’は、レベル調整部２０３’で周波数ｆ３に可変された送信データを送信電極３０１’から電界伝達媒体４００を介して第１の電界通信装置２００に送信する（ステップＳ２０８）。

本実施の形態によれば、第２の電界通信装置２００’が、第１の電界通信装置２００に送信する送信データの周波数を第２の電界通信装置２００’の周波数選択部２１７’で選択された周波数に可変するため、環境ノイズが発生した場合であっても、通信状態のよい周波数で変調された送信データを第２の電界通信装置２００’から第１の電界通信装置２００に送信することが可能となり、電界通信を確実に行う電界通信システムを提供することができる。

なお、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０８では、第２の電界通信装置２００’から第１の電界通信装置２００に送信データを送信する場合の処理フローについて説明したが、前述したように第１の電界通信装置２００が備える機能は第２の電界通信装置２００’が備える機能と同様なので、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０８と同様の処理フローを行うことで、第１の電界通信装置２００から第２の電界通信装置２００’に送信データを送信した場合であっても同様の効果が得られることは言うまでもない。

本実施の形態に係る電界通信システムの機能ブロックを示す機能ブロック図である。 従来の電界通信装置の機能ブロックを示す機能ブロック図である。 環境ノイズが電界伝達媒体に作用した場合の通信状態確認要求信号の状態を説明する説明図である。 総務省から公表されたワイヤレスカードシステムの利用形態の多様化に関する報道資料の一部を示す図である。

符号の説明

１００，１００’…情報端末
２００，２００’…第１の電界通信装置
２０１，２０１’…インタフェース
２０３，２０３’…レベル調整部
２０５，２０５’…送信部
２０７，２０７’…周波数設定部
２０９，２０９’…周波数可変部
２１１，２１１’…信号発生部
２１３，２１３’…電界検出部
２１５，２１５’…周波数フィルタ
２１６，２１６’…判別部
２１７，２１７’…周波数選択部
２１９，２１９’…信号処理部
３００，３００’…電極
３０１，３０１’ …送信電極
３０３，３０３’ …受信電極
４００…電界伝達媒体
ｆ１〜ｆ３…周波数
Ｓ１０１〜Ｓ１１２，Ｓ２０１〜Ｓ２０８…ステップ

Claims (9)

1. 電極から電界を電界伝達媒体に誘起して電界通信を行うことが可能な第１の電界通信装置及び第２の電界通信装置を備えた電界通信システムであって、
   前記第１の電界通信装置は、
   前記電界伝達媒体を介して接続された前記第２の電界通信装置との通信状態の確認を要求する一定回数交番された２値列の通信状態確認要求信号を発振する発振手段と、
   当該通信状態確認要求信号の周波数を異なる複数の周波数に可変し、当該複数の周波数に夫々対応する複数の通信状態確認要求信号を出力する周波数可変手段と、
   出力された当該複数の通信状態確認要求信号を、送信電極から前記第２の電界通信装置へ電界により同時に送信する送信手段と、を有し、
   前記第２の電界通信装置は、
   前記第１の電界通信装置との通信状態の確認を応答する通信状態確認応答信号を発振する発振手段と、
   前記電界伝達媒体を介して同時に送信された前記複数の通信状態確認要求信号を受信し、受信した通信状態確認要求信号の２値が前記一定回数で交番されているか否かに基づいて、当該複数の通信状態確認要求信号の正常及び異常を判別する判別手段と、
   当該判別の結果、正常な複数の通信状態確認要求信号の周波数から１つの周波数を選択する周波数選択手段と、
   前記通信状態確認応答信号の周波数を選択された当該周波数に可変する周波数可変手段と、
   可変された前記通信状態確認応答信号を、送信電極から前記第１の電界通信装置へ電界により送信する送信手段と、を有し、
   前記第１の電界通信装置は、前記電界伝達媒体を介して送信された当該通信状態確認応答信号を受信し、前記第２の電界通信装置に送信する送信データの周波数を当該通信状態確認応答信号の周波数と同じ周波数に可変することを特徴とする電界通信システム。
2. 前記第２の電界通信装置は、
   前記第１の電界通信装置との通信状態の確認を要求する通信状態確認要求信号を発振する発振手段と、
   当該通信状態確認要求信号の周波数を異なる複数の周波数に可変し、当該複数の周波数に夫々対応する複数の通信状態確認要求信号を出力する周波数可変手段と、
   出力された当該複数の通信状態確認要求信号を、送信電極から前記第１の電界通信装置へ電界により同時に送信する送信手段と、を更に有し、
   前記第１の電界通信装置は、
   前記第２の電界通信装置との通信状態の確認を応答する通信状態確認応答信号を発振する発振手段と、
   前記電界伝達媒体を介して送信された前記複数の通信状態確認要求信号を受信し、当該複数の通信状態確認要求信号の正常及び異常を判別する判別手段と、
   当該判別の結果、正常な複数の通信状態確認要求信号の周波数から１つの周波数を選択する周波数選択手段と、
   前記通信状態確認応答信号の周波数を選択された当該周波数に可変する周波数可変手段と、
   可変された前記通信状態確認応答信号を、送信電極から前記第２の電界通信装置へ電界により送信する送信手段と、を更に有し、
   前記第２の電界通信装置は、前記電界伝達媒体を介して送信された当該通信状態確認応答信号を受信し、前記第１の電界通信装置に送信する送信データの周波数を当該通信状態確認応答信号の周波数と同じ周波数に可変することを特徴とする請求項１に記載の電界通信システム。
3. 前記第２の電界通信装置は、
   前記第１の電界通信装置に送信する送信データの周波数を前記第２の電界通信装置の周波数選択手段で選択された周波数に可変することを特徴とする請求項１又は２に記載の電界通信システム。
4. 前記第１の電界通信装置は、
   前記第２の電界通信装置に送信する送信データの周波数を前記第１の電界通信装置の周波数選択手段で選択された周波数に可変することを特徴とする請求項２又は３に記載の電界通信システム。
5. 前記第１の電界通信装置の周波数可変手段で前記通信状態確認要求信号の周波数の可変に用いる複数の周波数のうち少なくとも１つは、１３．５６ＭＨｚ±１５０ｋＨｚの範囲に含まれる周波数であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電界通信システム。
6. 前記第２の電界通信装置の周波数可変手段で前記通信状態確認要求信号の周波数の可変に用いる複数の周波数のうち少なくとも１つは、１３．５６ＭＨｚ±１５０ｋＨｚの範囲に含まれる周波数であることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の電界通信システム。
7. 電極から電界を電界伝達媒体に誘起して電界通信を行うことが可能な電界通信装置であって、
   前記電界伝達媒体を介して接続された他の電界通信装置との通信状態の確認を要求する一定回数交番された２値列の通信状態確認要求信号を発振する発振手段と、
   当該通信状態確認要求信号の周波数を異なる複数の周波数に可変し、当該複数の周波数に夫々対応する複数の通信状態確認要求信号を出力する周波数可変手段と、
   出力された当該複数の通信状態確認要求信号を、送信電極から前記他の電界通信装置へ電界により同時に送信する送信手段と、を有し、
   前記電界伝達媒体を介して同時に送信した当該複数の通信状態確認要求信号のうち正常な複数の通信状態確認要求信号の周波数から選択された１つの周波数で可変された通信状態確認応答信号を前記他の電界通信装置から受信し、当該他の電界通信装置に送信する送信データの周波数を当該通信状態確認応答信号の周波数と同じ周波数に可変することを特徴とする電界通信装置。
8. 前記他の電界通信装置との通信状態の確認を応答する通信状態確認応答信号を発振する発振手段と、
   前記電界伝達媒体を介して前記他の電界通信装置から同時に送信された複数の通信状態確認要求信号を受信し、受信した通信状態確認要求信号の２値が前記一定回数で交番されているか否かに基づいて、当該複数の通信状態確認要求信号の正常及び異常を判別する判別手段と、
   当該判別の結果、正常な複数の通信状態確認要求信号の周波数から１つの周波数を選択する周波数選択手段と、
   前記通信状態確認応答信号の周波数を選択された当該周波数に可変する周波数可変手段と、
   可変された前記通信状態確認応答信号を、送信電極から前記他の電界通信装置へ電界により送信する送信手段と、
   を更に有することを特徴とする請求項７に記載の電界通信装置。
9. 前記周波数可変手段で前記通信状態確認要求信号の周波数の可変に用いる複数の周波数のうち少なくとも１つは、１３．５６ＭＨｚ±１５０ｋＨｚの範囲に含まれる周波数であることを特徴とする請求項７又は８に記載の電界通信装置。

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