JP5087647B2 - 浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置及び電界通信方法 - Google Patents

Description

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技術に関する。

従来より、電界伝達媒体に対して送信すべき情報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）。

そして現在では、このような電界通信装置を小型化した携帯型電界通信装置が開発され、当該携帯型電界通信装置を所持した所持者が所定のエリア電極に接触した場合に、電界伝達媒体としての所持者を介して携帯型電界通信装置から識別情報等がエリア電極に伝達され、当該エリア電極に接続された認証用電界通信装置により受信してエリア電極への接触者を認証することが可能となっている。

特開２００３−３２４３９５号公報

しかしながら、上記所持者が他人に近接した場合には、当該他人との間に浮遊容量に基づく伝達経路が形成されるため、空間を伝搬して所持者の識別情報等が所持者から他人に伝わるという予期しない動作を行うという問題があった。

例えば、図７に示すように、所持者Ａの前方に存在している他人Ｂがエリア電極３に接触した状態で所持者Ａが他人Ｂに近接した場合には、所持者Ａが所持する携帯型電界通信装置と他人Ｂとの間の近接空間に浮遊容量Ｃが発生し、当該浮遊容量Ｃに基づく伝達経路を介して所持者Ａの識別情報等がエリア電極３に伝達されてしまい、携帯型電界通信装置の非所持者である他人Ｂを所持者Ａとして誤認識することになる。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、近接物体への空間伝搬を防止することを課題とする。

請求項１に記載の本発明は、通信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浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置において、一定の基準値を記憶しておく記憶手段と、前記通信電極から所定の情報を電界により送信する送信手段と、近接物体との間で発生し、当該物体との間の距離の大きさに応じて値が変化する浮遊容量を検知する検知電極と、検知された前記浮遊容量の値を測定する測定手段と、測定された前記浮遊容量の値が前記基準値を超える場合に、前記所定の情報の送信を停止する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、通信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浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置において、一定の基準値を記憶しておく記憶手段と、通信電極から所定の情報を電界により送信する送信手段と、近接物体との間で発生し、当該物体との間の距離の大きさに応じて値が変化する浮遊容量を検知する検知電極と、検知された浮遊容量の値を測定する測定手段と、測定された浮遊容量の値が基準値を超える場合に、所定の情報の送信を停止する制御手段とを有するため、近接物体への空間伝搬を防止することができる。

請求項２に記載の本発明は、前記検知電極及び前記通信電極は同一の電極で構成され、当該電極は対向する２つの電極であって、前記制御手段は、一方の電極で検知した浮遊容量の値が他方の電極で検知した浮遊容量の値よりも大きい場合に、前記他方の電極から送信される前記所定の情報の送信を停止することを特徴とする。

本発明によれば、検知電極及び通信電極は同一の電極で構成され、当該電極は対向する２つの電極であって、制御手段は、一方の電極で検知した浮遊容量の値が他方の電極で検知した浮遊容量の値よりも大きい場合に、他方の電極から送信される所定の情報の送信を停止するため、近接物体への空間伝搬をより確実に防止することができる。

請求項３に記載の本発明は、通信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浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置で処理する電界通信方法において、一定の基準値を記憶手段に記憶しておく第１のステップと、前記通信電極から所定の情報を電界により送信する第２のステップと、近接物体との間で発生し、当該物体との間の距離の大きさに応じて値が変化する浮遊容量を検知電極で検知する第３のステップと、検知された前記浮遊容量の値を測定する第４のステップと、測定された前記浮遊容量の値が前記基準値を超える場合に、前記所定の情報の送信を停止する第５のステップと、を有することを特徴とする。

請求項４に記載の本発明は、前記検知電極及び前記通信電極は同一の電極で構成され、当該電極は対向する２つの電極であって、前記第５のステップは、一方の電極で検知した浮遊容量の値が他方の電極で検知した浮遊容量の値よりも大きい場合に、前記他方の電極から送信される前記所定の情報の送信を停止することを特徴とする。

本発明によれば、近接物体への空間伝搬を防止することができる。

実施例１に係る浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置の機能ブロック構成を示す図である。 実施例１に係る浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１の処理動作を説明する図である。 実施例１に係る浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１の処理フローを示す図である。 実施例２に係る浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置の機能ブロック構成を示す図である。 実施例２に係る浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１の処理動作を説明する図である。 実施例２に係る浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１の処理フローを示す図である。 従来の携帯型電界通信装置の処理動作を説明する図である。

以下、本発明を実施する一実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、実施例１に係る浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置の機能ブロック構成を示す図である。この浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１は、記憶部１１と、検知電極１２と、測定部１３と、制御部１４と、送信部１５と、第１の通信電極１６ａ及び第２の通信電極１６ｂとで構成されている。以下、これら各機能部の機能について説明し、全体の処理動作について説明した後に、その効果について後述する。

記憶部１１は、制御部１４で浮遊容量の値を比較する際に用いる一定の基準容量値Ｔｈ（閾値）や、浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１を一意に識別する識別情報ＩＤ等の様々な情報（データ）を読出可能に記憶しておく機能を有している。なお、このような記憶部１１としては、例えばメモリやストレージ等で構成することが可能である。

検知電極１２は、浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１の外形を形成している筐体の一表面に配置され、浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１に近接してきた近接物体との間で発生する浮遊容量Ｃを検知する機能を有している。なお、検知電極１２は、例えば金属電極で構成することが可能であり、同様に金属電極で構成された第１の通信電極１６ａ及び第２の通信電極１６ｂを用いて当該検知電極１２の機能を実現すること（例えば、１つの金属電極を、検知電極１２及び第１の通信電極１６ａとして使用すること）も可能である。

測定部１３は、検知電極１２で検知された浮遊容量Ｃの値を測定する機能を有している。なお、上記検知電極１２及び測定部１３は、浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１における浮遊容量センサとして動作する。

制御部１４は、記憶部１１から基準容量値Ｔｈを取得し、測定部１３で測定された浮遊容量Ｃの値と比較して、当該比較の結果に基づいて送信部１５の送信処理を制御する機能を有している。

送信部１５は、上記筐体の表面に対向配置された第１の通信電極１６ａ及び第２の通信電極１６ｂから電界を浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１に接触した電界伝達媒体に誘起し、記憶部１１に予め記憶された識別情報ＩＤ等の情報を他の電界通信装置に伝達して送信する機能を有している。なお、電界により送信を行う具体的技術については特許文献１（特に、図２及びその説明箇所）に記載されたものと同様であるため、ここではその説明を省略するものとする。

次に、実施例１に係る浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１の動作について説明する。図２は、実施例１に係る浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１の処理動作を説明する図である。図３は、実施例１に係る浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１の処理フローを示す図である。なお、浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１を所持した所持者Ａは、認証用電界通信装置５に接続されたエリア電極３に接触しているものとし、浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１は、記憶部１１から識別情報ＩＤ等の情報（データ）を読み出して電界伝達媒体としての所持者Ａに出力（送信）しているものとする。

ここで、浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１の非所持者である他人Ｂが所持者Ａに近接してきた場合には、所持者Ａが所持する浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１と他人Ｂとの間に、当該間の距離Ｄの大きさに応じて値が変化する浮遊容量Ｃ（距離Ｄが小さいほど値は大きく、距離Ｄが大きいほど値は小さい）が発生する。

そこで、まず、検知電極１２により、所持者Ａの浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１と他人Ｂとの間に発生した浮遊容量Ｃが検知され（Ｓ１）、測定部１３により、Ｓ１で検知した浮遊容量Ｃの値が測定される（Ｓ２）。

次いで、制御部１４により、記憶部１１から基準容量値Ｔｈが読み出され、当該基準容量値ＴｈとＳ２で測定した浮遊容量Ｃの値との大きさが比較される（Ｓ３）。

次いで、制御部１４により、Ｓ３での比較の結果、測定された浮遊容量Ｃの値が基準容量値Ｔｈを超える場合に、浮遊容量検知信号が認証用電界通信装置５に送信される（Ｓ４）。

次いで、制御部１４により、浮遊容量検知信号を送信した認証用電界通信装置５から送信停止信号を受信した後に、送信部１５による識別情報ＩＤ等の情報（データ）の送信が停止される（Ｓ５）。なお、制御部１４は、Ｓ３での比較の結果、測定された浮遊容量Ｃの値が基準容量値Ｔｈを超える場合には、浮遊容量検知信号を認証用電界通信装置５に送信することなく、直ちに、送信部１５による情報（データ）の送信を停止することも可能である。

なお、浮遊容量の値との比較に用いる基準容量値Ｔｈは、１０ｆＦ〜１ｐＦの範囲で設定されていることが望ましい。また、空間伝搬が生じるか否かについては浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１が使用するキャリア周波数と所定の関係があるため、キャリア周波数を１ＭＨｚ〜１５ＭＨｚとすることが望ましい。さらに、近接物体との間に生じる浮遊容量と、近接物体との間の距離との関係に基づいて検知電極の構造を予めパターン化しておくことにより、浮遊容量を検知する範囲を調整可能にするようにしてもよい。

実施例１によれば、一定の基準容量値Ｔｈを記憶部１１に記憶しておき、送信部１５により、第１の通信電極１６ａ及び第２の通信電極１６ｂから識別情報ＩＤ等の情報（データ）を電界により送信し、検知電極１２により、近接物体との間で発生し、当該物体との間の距離の大きさに応じて値が変化する浮遊容量Ｃを検知し、測定部１３により、検知された浮遊容量の値を測定し、制御部１４により、測定された浮遊容量の値が基準値を超える場合に、上記情報（データ）の送信を停止するので、近接してきた近接物体に情報（データ）が誤って空間伝搬することを防止することができる。すなわち、電界通信装置に近接してきた望ましくない他人Ｂとの間での通信を制御でき、電界信号の空間伝搬距離を制御することが可能となる。

実施例１で説明した浮遊容量は、所持者Ａが所持する浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１と他人Ｂとの間だけではなく、当該浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１と所持者Ａとの間にも発生する。そこで、実施例２に係る浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１は、対向配置された２つの検知電極で各浮遊容量をそれぞれ検知し、検知された浮遊容量の値を比較した結果に基づいて識別情報ＩＤ等の情報（データ）の送信を制御することを特徴としている。

図４は、実施例２に係る浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置の機能ブロック構成を示す図である。この浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１は、実施例１で用いた第１の通信電極１６ａ及び第２の通信電極１６ｂと検知電極１２とに代えて、第１の共通電極１７ａ及び第２の共通電極１７ｂを有し、その他の各機能部は実施例１と同様である。以下、実施例１と相違する構成、機能、処理動作について説明する。

第１の共通電極１７ａは、実施例１で用いた検知電極１２と第１の通信電極１６ａとの両機能を実現し、浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１の外形を形成している筐体の一表面に配置されている。

第２の共通電極１７ｂは、実施例１で用いた検知電極１２と第２の通信電極１６ｂとの両機能を実現し、第１の共通電極１７ａに対向するよう上記筐体の一表面に配置されている。

測定部１３は、第１の共通電極１７ａで検知された浮遊容量の値を測定すると共に、第２の共通電極１７ｂで検知された浮遊容量の値を測定する機能を有している。

制御部１４は、測定部１３で測定された各浮遊容量の値を比較して、当該比較の結果に基づいて送信部１５の送信処理を制御する機能を有している。

送信部１５は、上記筐体の表面に対向配置された第１の共通電極１７ａ及び第２の共通電極１７ｂから電界を電界伝達媒体に誘起し、記憶部１１に予め記憶された上記情報を極性の異なる信号に変調し、正極性の信号を第１の共通電極１７ａから出力し、負極性の信号を第２の共通電極１７ｂから出力して、他の電界通信装置に伝達して送信する機能を有している。

次に、実施例２に係る浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１の動作について説明する。図５は、実施例２に係る浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１の処理動作を説明する図である。図６は、実施例２に係る浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１の処理フローを示す図である。

ここで、所持者Ａが第２の共通電極１７ｂを内側（体側）にして所持している場合には、所持者Ａと第２の共通電極１７ｂとの間に浮遊容量Ｃ２が発生する。また、浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１との間の距離が他人Ｂとの間の距離よりも極めて近いため、所持者Ａと第１の共通電極１７ａとの間にも浮遊容量Ｃ１が発生する。更に、浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１の非所持者である他人Ｂが所持者Ａに近接してきた場合には、第１の共通電極１７ａと他人Ｂとの間に浮遊容量Ｃが発生する。なお、第２の共通電極１７ｂと他人Ｂとの間の浮遊容量は無視するものとする。

そこで、まず、第１の共通電極１７ａにより、第１の共通電極１７ａと他人Ｂとの間に発生した浮遊容量Ｃと、第１の共通電極１７ａと所持者Ａとの間に発生した浮遊容量Ｃ１とが検知され（Ｓ１１）、測定部１３により、Ｓ１１で検知した浮遊容量の値Ｃ’が測定される（Ｓ１２）。

また、第２の共通電極１７ｂにより、第２の共通電極１７ｂと所持者Ａとの間に発生した浮遊容量Ｃ２が検知され（Ｓ１３）、測定部１３により、Ｓ１３で検知した浮遊容量の値Ｃ’’が測定される（Ｓ１４）。なお、Ｓ１１〜Ｓ１４は同時に処理してもよいし、Ｓ１３及びＳ１４をＳ１１及びＳ１２の前に処理するようにしてもよい。

次いで、制御部１４により、Ｓ１２で測定された浮遊容量Ｃ’の値と、Ｓ１４で測定された浮遊容量Ｃ’’の値との大きさが比較される（Ｓ１５）。

次いで、制御部１４により、浮遊容量Ｃ’’の値が浮遊容量Ｃ’の値よりも大きい場合には、第２の共通電極１７ｂが所持者Ａの体側（所持者にとって裏側）に配置され、第１の共通電極１７ａが所持者Ａの外側（所持者にとって表側）に配置されていると判別される（Ｓ１６）。即ち、所持者Ａに対する浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１の表裏が判別される。

次いで、制御部１４により、Ｓ１６での表裏判別結果から、他人Ｂとの間で生じる浮遊容量を検知すべき検知電極は、小さい浮遊容量の値を検出した第１の共通電極１７ａであることが特定される（Ｓ１７）。

次いで、制御部１４により、記憶部１１から所定の基準容量値Ｔｈが読み出され、当該基準容量値Ｔｈと、Ｓ１７で特定された第１の共通電極１７ａで検知した浮遊容量の値との大きさが比較される（Ｓ１８）。

次いで、制御部１４により、Ｓ１８での比較の結果、検知された浮遊容量の値が基準容量値Ｔｈを超える場合に、第１の共通電極１７ａからの正極性の信号の出力が停止される（Ｓ１９）。

なお、Ｓ１８で浮遊容量の値を基準容量値と比較する理由は、浮遊容量の値が極めて小さい場合には、他人Ｂは所持者Ａから遠方に存在し、第１の共通電極１７ａからの信号の出力を停止する必要がないからである。また、浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置１が接地用電極を具備しないことから、第１の共通電極１７ａ及び第２の共通電極１７ｂからは同等の信号が送信されるからである。

実施例２によれば、検知電極及び通信電極は同一の共通電極で構成され、当該共通電極は対向する２つの共通電極であって、制御部１４により、一方の共通電極で検知した浮遊容量の値が他方の共通電極で検知した浮遊容量の値よりも大きい場合に、他方の共通電極から送信される情報（データ）の送信を停止するので、近接してきた近接物体に情報（データ）が誤って空間伝搬することをより確実に防止することができる。

最後に、実施例１と実施例２との両実施例を併せて実現するようにすることも無論可能である。

１…浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置
１１…記憶部
１２…検知電極
１３…測定部
１４…制御部
１５…送信部
１６ａ…第１の通信電極
１６ｂ…第２の通信電極
１７ａ…第１の共通電極
１７ｂ…第２の共通電極
３…エリア電極
５…認証用電界通信装置
Ａ…所持者
Ｂ…他人
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ’，Ｃ’’…浮遊容量
Ｓ１〜Ｓ５、Ｓ１１〜Ｓ１９…ステップ

Claims (4)

1. 通信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浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置において、
   一定の基準値を記憶しておく記憶手段と、
   前記通信電極から所定の情報を電界により送信する送信手段と、
   近接物体との間で発生し、当該物体との間の距離の大きさに応じて値が変化する浮遊容量を検知する検知電極と、
   検知された前記浮遊容量の値を測定する測定手段と、
   測定された前記浮遊容量の値が前記基準値を超える場合に、前記所定の情報の送信を停止する制御手段と、
   を有することを特徴とする浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置。
2. 前記検知電極及び前記通信電極は同一の電極で構成され、当該電極は対向する２つの電極であって、
   前記制御手段は、
   一方の電極で検知した浮遊容量の値が他方の電極で検知した浮遊容量の値よりも大きい場合に、前記他方の電極から送信される前記所定の情報の送信を停止することを特徴とする請求項１に記載の浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置。
3. 通信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浮遊容量センサ付携帯型電界通信装置で処理する電界通信方法において、
   一定の基準値を記憶手段に記憶しておく第１のステップと、
   前記通信電極から所定の情報を電界により送信する第２のステップと、
   近接物体との間で発生し、当該物体との間の距離の大きさに応じて値が変化する浮遊容量を検知電極で検知する第３のステップと、
   検知された前記浮遊容量の値を測定する第４のステップと、
   測定された前記浮遊容量の値が前記基準値を超える場合に、前記所定の情報の送信を停止する第５のステップと、
   を有することを特徴とする電界通信方法。
4. 前記検知電極及び前記通信電極は同一の電極で構成され、当該電極は対向する２つの電極であって、
   前記第５のステップは、
   一方の電極で検知した浮遊容量の値が他方の電極で検知した浮遊容量の値よりも大きい場合に、前記他方の電極から送信される前記所定の情報の送信を停止することを特徴とする請求項３に記載の電界通信方法。

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