JP5277285B2 - 電界通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、意図しない信号送信の可能性を周囲の状況に応じて可及的に少なくできる電界通信装置に関するものである。

従来の電界通信装置は、例えば、電界を信号として送信するようになっている。

図１３は、従来の電界通信装置の概略構成の一例を示す図である。

電界通信装置１Ａのトランシーバ１０は、電極５Ａ、５Ｂに電位差を生じさせ、電位差に応じた電界を信号として送信する。

図１４（ａ）は、電界通信装置１Ａから他の電界通信装置２への信号送信の様子を示す図である。

電界伝達媒体を介して通信を行う電界通信システムにおいて、電極に信号を印加したときに人体近傍に発生する電界成分には電極からの距離に依存する３つの電界成分がある。これらは、距離の３乗に逆比例する準静電界、距離の２乗に逆比例する誘導電界、および距離に逆比例する放射電界である（非特許文献２参照）。電界通信装置２の受信装置は、これら電界成分を検出することで信号を受信する。

ユーザＵが意図的に電極２０１に乗ると、ユーザＵに携帯される電界通信装置１Ａと大地間、電界通信装置１ＡとユーザＵ間、電極２０１とユーザＵ間は、寄生容量で結合され、符号Ｙで示す電界の経路が形成される。この経路においては、電極５Ａ、５Ｂ間の電位差に応じた電界が信号として伝達される。つまり、電界通信装置１Ａは、こうして、準静電界により信号を電界通信装置２に送信する。

図１４（ｂ）は、電界通信装置１Ａから電界通信装置２への意図しない信号送信が行われてしまう様子を示す図である。

ユーザＵが電極２０１に乗っていなくても、電界通信装置１Ａと電極２０１間、電界通信装置１ＡとユーザＵ間、ユーザＵと大地間は、寄生容量で結合され、符号Ｙで示す信号経路が形成される。この経路においては、電極５Ａ、５Ｂ間の電位差に応じた信号が伝達される。特に、電界通信装置１Ａと電極２０１間では、信号が準静電界以外の成分つまり誘導電磁界や放射電磁界となって伝達される。

こうして、電界通信装置１Ａは、意図しないでも、信号を送信してしまうことがある。

また、その可能性は、電界通信装置１Ａの持ち方など、周囲の状況によって変わる。つまり、例えば、持ち方が悪いと、誘導電磁界や放射電磁界が強くなり、信号が送信されやすくなる。

特開２０１０−３４６１７号公報 特開平３−１４１７３０号公報 特開２００８−１４７９７０号公報 特開２００９−２３１９０９号公報

電子情報通信学会総合大会予稿集２００４年 Ｂ−１−２６２ 門 勇一、品川 満、"人体近傍電界通信技術「レッドタクトン」とその応用"、ＮＴＴ技術ジャーナル、２０１０．１

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、意図しない信号送信の可能性を周囲の状況に応じて可及的に少なくできる電界通信装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、第１の本発明は、電界伝達媒体を介して通信を行う電界通信装置であって、信号を送信するための電極と、前記電極を介して信号を送信するトランシーバと、前記トランシーバと前記電極の間の信号経路に設けられた可変インピーダンス回路と、前記可変インピーダンス回路と前記電極の間の信号経路に設けられ、前記トランシーバから送信されるダミー信号の進行方向に進む進行波の大きさ、または、当該ダミー信号の進行方向とは反対方向に進む反射波の大きさを測定することが可能な信号測定回路と、前記トランシーバから信号が送信されるのに先立ち前記ダミー信号が送信された際は、前記可変インピーダンス回路のインピーダンスの可変範囲の中で、（１）前記反射波が最大または（２）前記進行波が最小または（３）前記進行波の大きさに対する前記反射波の大きさの比率が最大になるように、当該インピーダンスを調整するインピーダンス調整回路とを備える電界通信装置をもって解決手段とする。

例えば、前記電極は信号を受信するためのものでもあり、前記トランシーバは前記電極を介して信号を受信するものでもあり、前記インピーダンス調整回路は、前記トランシーバで信号が受信されるのに先立ち前記ダミー信号が送信された際は、前記可変インピーダンス回路のインピーダンスの可変範囲の中で、（１）前記反射波が最小または（２）前記進行波が最大または（３）前記進行波の大きさに対する前記反射波の比率が最小になるように、当該インピーダンスを調整する。

本発明によれば、トランシーバから信号が送信されるのに先立ちダミー信号が送信された際、周囲の状況がどのようであろうとも、反射波が最大または進行波が最小または進行波の大きさに対する反射波の大きさの比率が最大になるようにすることで、電極からの誘導電磁界や放射電磁界が最小になり、その結果、意図しない信号送信の可能性を周囲の状況に応じて可及的に少なくできる。

本実施の形態に係る電界通信装置の概略構成を示すブロック図である。 進行波の大きさと反射波の大きさの関係を示す図である。 電界通信装置１の内部構成を詳細に説明するための図である。 図３中の信号測定回路３Ａの動作原理を示す図である。 電界通信装置１からの誘導電磁界や放射電磁界、電界通信装置１で測定される反射波ＲＡ、電圧ＶＲ、ＶＦの大きさ、電界通信装置１の内部側、外部側のインピーダンスＺｉｎ、Ｚｏｕｔの一致、不一致の関係を示す図である。 可変インピーダンス回路２Ａの別な回路例を示す図である。 電界通信装置１の利用形態の一例を示す図である。 電界通信装置１の利用形態の別な一例を示す図である。 電界通信装置１の信号送信時における寄生容量の分布と等価回路を示す図である。 電界通信装置１の信号受信時における寄生容量の分布と等価回路を示す図である。 電界通信装置１の信号送信時における動作を詳細に説明するためのタイミングチャートである。 電界通信装置１の信号受信時における動作を詳細に説明するためのタイミングチャートである。 従来の電界通信装置の概略構成の一例を示す図である。 従来の電界通信装置による信号送信の様子を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態に係る電界通信装置の概略構成を示すブロック図である。

電界通信装置１は、人体などの電界伝達媒体を介して信号を送受信する電界通信装置であって、信号を送受信するための電極５Ａ、５Ｂと、電極５Ａ、５Ｂを介して信号を送受信するトランシーバ１０と、トランシーバ１０と電極５Ａの間の信号経路に設けられた可変インピーダンス回路２Ａと、トランシーバ１０と電極５Ｂの間の信号経路に設けられた可変インピーダンス回路２Ｂと、可変インピーダンス回路２Ａと電極５Ａの間の信号経路に設けられた信号測定回路３Ａと、可変インピーダンス回路２Ｂと電極５Ｂの間の信号経路に設けられた信号測定回路３Ｂと、可変インピーダンス回路２Ａのインピーダンスを調整するインピーダンス調整回路４Ａと、可変インピーダンス回路２Ｂのインピーダンスを調整するインピーダンス調整回路４Ｂとを備える。

信号測定回路３Ａは、トランシーバ１０からダミー信号ＤＡが送信されたときに、その進行方向に進む進行波ＦＡの大きさ、および、進行方向とは反対方向に進む反射波ＲＡの大きさを測定することが可能な回路である。

信号測定回路３Ｂは、トランシーバ１０からダミー信号ＤＢが送信されたときに、その進行方向に進む進行波ＦＢの大きさ、および、進行方向とは反対方向に進む反射波ＲＢの大きさを測定することが可能な回路である。

図２は、進行波の大きさと反射波の大きさの関係を示す図である。

進行波の大きさと反射波の大きさは相反する関係にあり、進行波が大きくなると反射波が小さくなり、進行波が小さくなると反射波が大きくなる。

図１に戻り、トランシーバ１０は、入出力ポート１０Ａ、１０Ｂを備える。

トランシーバ１０は、信号を送信する際は、信号に応じた電位差を入出力ポート１０Ａ、１０Ｂ間に生じさせ、これにより、電極５Ａ、５Ｂ間には、信号に応じた電位差が生じるようになっている。

また、トランシーバ１０は、信号を受信する際は、電極５Ａ、５Ｂ間には、信号に応じた電位差が生じるので、電位差を入出力ポート１０Ａ、１０Ｂ間で検出し、これにより、信号を受信するようになっている。

つまり、入出力ポート１０Ａと電極５Ａ間、入出力ポート１０Ｂと電極５Ｂ間は、それぞれ信号経路を構成している。

インピーダンス調整回路４Ａは、トランシーバ１０から信号が送信されるのに先立ちダミー信号ＤＡが送信された際は、可変インピーダンス回路２Ａのインピーダンスの可変範囲の中で、（１）反射波ＲＡが最大または（２）進行波ＦＡが最小または（３）進行波ＦＡの大きさに対する反射波ＲＡの大きさの比率ＲＲＡが最大になるように、当該インピーダンスを調整する一方、トランシーバ１０で信号が受信されるのに先立ちダミー信号ＤＡが送信された際は、可変インピーダンス回路２Ａのインピーダンスの可変範囲の中で、（１）反射波ＲＡが最小または（２）進行波ＦＡが最大または（３）比率ＲＲＡが最小になるように、当該インピーダンスを調整する回路である。

インピーダンス調整回路４Ｂは、トランシーバ１０から信号が送信されるのに先立ちダミー信号ＤＢが送信された際は、可変インピーダンス回路２Ｂのインピーダンスの可変範囲の中で、（１）反射波ＲＢが最大または（２）進行波ＦＢが最小または（３）進行波ＦＢの大きさに対する反射波ＲＢの大きさの比率ＲＲＢが最大になるように、当該インピーダンスを調整する一方、トランシーバ１０で信号が受信されるのに先立ちダミー信号ＤＢが送信された際は、可変インピーダンス回路２Ｂのインピーダンスの可変範囲の中で、（１）反射波ＲＢが最小または（２）進行波ＦＢが最大または（３）比率ＲＲＢが最小になるように、当該インピーダンスを調整する回路である。

図３は、電界通信装置１の内部構成を詳細に説明するための図であり、図４は、図３中の信号測定回路３Ａの動作原理を示す図である。ここでは、可変インピーダンス回路２Ａ、信号測定回路３Ａ、電極５Ａ、インピーダンス調整回路４Ａについて説明し、同様である可変インピーダンス回路２Ｂ、信号測定回路３Ｂ、電極５Ｂ、インピーダンス調整回路４Ｂについては、説明を省略する。

図３に示すように、可変インピーダンス回路２Ａは、例えば、容量を可変可能なキャパシタ２１とインダクタンスを可変可能なインダクタ２２を並列接続した回路を有する。トランシーバ１０の入出力ポート１０Ａは、キャパシタ２１とインダクタ２２を接続する一方の接続点２３に接続される。

信号測定回路３Ａは、キャパシタ２１とインダクタ２２を接続する他方の接続点２４と電極５Ａを結ぶ信号経路６Ａに挿入されたコア３１と、コア３１に巻回された巻き線３２と、コア３１の可変インピーダンス回路２Ａ側の信号経路６Ａとグラウンド間において直列接続されたの２つのキャパシタ３３、３４と、コア３１の電極５Ａ側の信号経路６Ａとグラウンド間において直列接続されたの２つのキャパシタ３５、３６と、キャパシタ３３、３４同士を接続する接続点３０１に接続されたカソードと、巻き線３２の一方端に接続されたアノードとを有するダイオード３７と、キャパシタ３５、３６同士を接続する接続点３０２に接続されたカソードと、巻き線３２の他方端に接続されたアノードとを有するダイオード３８と、巻き線３２の一方端とグラウンド間に接続された抵抗Ｒ１と、巻き線３２の他方端とグラウンド間に接続された抵抗Ｒ２とを備える。

図４に示すように、反射波ＲＡは、キャパシタ３３と抵抗Ｒ１を介してグラウンドへと流れる電流ＩＲを生じさせる。また、反射波ＲＡは、巻き線３２から、抵抗Ｒ１、Ｒ２を流れ、巻き線３２に戻る電流ＩＲＭを生じさせる。

一方、進行波ＦＡは、キャパシタ３５と抵抗Ｒ２を介してグラウンドへと流れる電流ＩＦを生じさせる。また、進行波ＦＡは、巻き線３２から、抵抗Ｒ２、Ｒ１を流れ、巻き線３２に戻る電流ＩＦＭを生じさせる。

したがって、抵抗Ｒ１に生じる電圧ＶＲは、ＶＲ＝Ｒ１（ＩＲ＋ＩＲＭ−ＩＦＭ）として求めることができる。ここで、Ｒ１は、抵抗Ｒ１の抵抗値、ＩＲ、ＩＲＭ、ＩＦＭは、それぞれ電流ＩＲ、ＩＲＭ、ＩＦＭの電流値である。ＩＲ＝ＩＦＭとなるように、図４の回路定数（抵抗、容量、自己インダクタンス、相互インダクタンスの値）を選択することにより、電圧ＶＲに反射波ＲＡの大きさを反映させられる。

一方、抵抗Ｒ２に生じる電圧ＶＦは、ＶＦ＝Ｒ２（ＩＦ＋ＩＦＭ−ＩＲＭ）として求めることができる。ここでＩＦ＝ＩＲＭとなるように、図４の回路定数（抵抗、容量、自己インダクタンス、相互インダクタンスの値）を選択することにより、電圧ＶＦに進行波ＦＡの大きさを反映させられる。

図３に戻り、インピーダンス調整回路４Ａは、トランシーバ１０から信号が送信されるのに先立ちダミー信号ＤＡが送信された際は、（１）電圧ＶＲが最大または（２）電圧ＶＦが最小または（３）電圧ＶＦに対する電圧ＶＲの比率（比率ＲＲＡ）が最大になるように、可変インピーダンス回路２Ａのインピーダンスを調整する。

このように、電界通信装置１が信号を送信する際、（１）電圧ＶＲが最大または（２）電圧ＶＦが最小または（３）比率ＲＲＡが最大になるようにするのは、図５に示すように、電極５Ａからの誘導電磁界や放射電磁界の大きさは、反射波ＲＡが大きいほど、つまり、（１）電圧ＶＲが大きいほど、（２）電圧ＶＦが小さいほど、（３）比率ＲＲＡが大きいほど、小さくなるからである。

例えば、電極５Ａより内部側（電界通信装置１の内部側）のインピーダンスをインピーダンスＺｉｎとし、電極５Ａより外部側（電界伝達媒体側）のインピーダンスをインピーダンスＺｏｕｔとすると、インピーダンスＺｉｎ、Ｚｏｕｔが一致している場合においては、電極５Ａからの誘導電磁界や放射電磁界が最大となる。これは、誘導電磁界や放射電磁界によって信号を送信する無線装置において理想とされる。

しかしながら、電界通信装置１は、誘導電磁界や放射電磁界でなく、準静電界によって信号を送信するものなので、信号の送信時においては、インピーダンスＺｉｎ、Ｚｏｕｔが一致してないほうがよい。

インピーダンスＺｏｕｔ、Ｚｉｎが一致してない場合、誘導電磁界や放射電磁界の原因となる高周波エネルギーは、電極５Ａで反射して反射波となり、内部側（電界通信装置１の内部側）に戻ってくるので、電極５Ａからの誘導電磁界や放射電磁界は小さくなる。

したがって、ダミー信号ＤＡが送信された際、（１）電圧ＶＲが最大または（２）電圧ＶＦが最小または（３）比率ＲＲＡが最大になるようにすれば、電極５Ａからの誘導電磁界や放射電磁界を最小にできるのである。

一方、インピーダンス調整回路４Ａは、トランシーバ１０で信号が受信されるのに先立ちダミー信号ＤＡが送信された際は、（１）電圧ＶＲが最小または（２）電圧ＶＦが最大または（３）電圧ＶＦに対する電圧ＶＲの比率（比率ＲＲＡ）が最小になるように、インピーダンスを調整する。

受信の場合においては、送信の場合とは逆に、（１）電圧ＶＲが最小または（２）電圧ＶＦが最大または（３）比率ＲＲＡが最小になるようにすることで、インピーダンスＺｏｕｔ、Ｚｉｎを一致させ、これにより、受信すべき信号としての電界を高い感度で検出することができる。

なお、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、可変インピーダンス回路２Ａにおいては、図３に示す回路に代えて、または、図３に示す回路に加えて、容量を可変可能なキャパシタとインダクタンスを可変可能なインダクタを並列接続した回路を信号経路とグラウンド間に接続してもよい。

図７は、電界通信装置１の利用形態の一例を示す図である。

図７（ａ）に示すように、ユーザＵが意図的に電極２０１に触れていない場合であっても、ユーザＵに携帯された電界通信装置１は、電極２０１に接続された電界通信装置２を検出するためのポーリング信号を送信している。このポーリング信号の送信に際しては、上記のように可変インピーダンス回路２Ａ等のインピーダンスが調整され、電界通信装置１からの誘導電磁界や放射電磁界の大きさが最小になっている。

また、ポーリング信号に応じた準静電界も、その到達距離は誘導電磁界や放射電磁界の到達距離より短いので、電界通信装置２では検出されない。したがって、ポーリング信号は電界通信装置２に送信されない。

一方、図７（ｂ）に示すように、ユーザＵが意図的に電極２０１に触れた場合、ポーリング信号に応じた準静電界が電界通信装置２により検出され、これにより、以降の通信を行うことができる。

また、図８（ａ）に示すように、ユーザＵが意図的に電極２０１に乗っていないなら、ユーザＵは電界通信装置１を携帯していても、図７（ａ）の場合と同様に、電界通信装置２には信号は送信されず、一方、図８（ｂ）に示すように、ユーザＵが意図的に電極２０１に乗ったなら、図７（ｂ）の場合と同様に、電界通信装置２に信号が送信されるようにすることができる。

図９（ａ）に示すように、例えば、ユーザＵが電極２０１に乗ると、電界通信装置１とユーザＵ間は寄生容量Ｃ１、電界通信装置１と大地間は寄生容量Ｃ２、ユーザＵと大地間は寄生容量Ｃ３、電極２０１とユーザＵ間は寄生容量Ｃ４で結合される。

電界通信装置１から電界通信装置２へ信号を送信する場合、電界通信装置１は送信器ＯＳＣとして機能し、ユーザＵの人体はインピーダンスＺｂとして機能し、電界通信装置２はインピーダンスＺｒの負荷として機能する。つまり、送信時の等価回路は、図９（ｂ）に示すようになる。

図９（ｂ）においては、（１）寄生容量Ｃ１から送信器ＯＳＣに向かって進行する反射波ＲＡが最大または（２）送信器ＯＳＣから寄生容量Ｃ１に向かって進行する進行波ＦＡが最小または（３）進行波ＦＡの大きさに対する反射波ＲＡの大きさの比率ＲＲＡが最大になるようする。

また、図９（ｂ）においては、（１）寄生容量Ｃ２から送信器ＯＳＣに向かって進行する反射波ＲＢが最大または（２）送信器ＯＳＣから寄生容量Ｃ２に向かって進行する進行波ＦＢが最小または（３）進行波ＦＢの大きさに対する反射波ＲＢの大きさの比率ＲＲＢが最大になるようする。

これにより、上記のように、電界通信装置１からの誘導電磁界や放射電磁界を最小にすることができる。

一方、図１０（ａ）に示すように、電界通信装置１が電界通信装置２から信号を受信する場合、電界通信装置１はインピーダンスＺｒ’の負荷として機能し、ユーザＵの人体はインピーダンスＺｂとして機能し、電界通信装置２は送信器ＯＳＣとして機能する。つまり、受信時の等価回路は、図１０（ｂ）に示すようになる。

図１０（ｂ）においては、インピーダンスマッチングにより（１）寄生容量Ｃ１からインピーダンスＺｒ’に向かって進行するＲＡ（ここでは進行波）が最大または（２）インピーダンスＺｒ’から寄生容量Ｃ１に向かって進行するＦＡ（ここでは反射波）が最小または（３）ＦＡの大きさに対するＲＡの大きさの比率ＲＲＡが最大になるようにする。

また、図１０（ｂ）においては、インピーダンスマッチングにより（１）寄生容量Ｃ２からインピーダンスＺｒ’に向かって進行するＲＢ（ここでは進行波）が最大または（２）インピーダンスＺｒ’から寄生容量Ｃ２に向かって進行するＦＢ（ここでは反射波）が最小または（３）ＦＢの大きさに対するＲＢの大きさの比率ＲＲＢが最大になるようする。その実現は後述するように、受信に先立って電界受信装置１内のＯＳＣを用いて行われる調整手段による。

これにより、上記のように、電界通信装置１での受信の感度を高めることができる。

図１１は、電界通信装置１の信号送信時における動作を詳細に説明するためのタイミングチャートである。ここでは、可変インピーダンス回路２Ａ、信号測定回路３Ａ、インピーダンス調整回路４Ａについて説明し、同様である可変インピーダンス回路２Ｂ、信号測定回路３Ｂ、インピーダンス調整回路４Ｂについては、説明を省略する。

電界通信装置１からの信号送信に際し、インピーダンス調整回路４Ａは、まず、可変インピーダンス回路２ＡのインピーダンスをインピーダンスＺ１に設定する。これを受け、トランシーバ１０は、ダミー信号ＤＡを送信し、インピーダンス調整回路４Ａは、信号測定回路３Ａの電圧ＶＲ（ＶＲ１という）または電圧ＶＦ（ＶＦ１という）または電圧ＶＦ１に対する電圧ＶＲ１の比率（比率ＲＲＡ１という）を測定する。

次に、インピーダンス調整回路４Ａは、可変インピーダンス回路２ＡのインピーダンスをインピーダンスＺ２に設定する。これを受け、トランシーバ１０は、ダミー信号ＤＡを送信し、インピーダンス調整回路４Ａは、信号測定回路３Ａの電圧ＶＲ（ＶＲ２という）または電圧ＶＦ（ＶＦ２という）または電圧ＶＦ２に対する電圧ＶＲ２の比率（比率ＲＲＡ２という）を測定する。

次に、インピーダンス調整回路４Ａは、可変インピーダンス回路２ＡのインピーダンスをインピーダンスＺ３に設定する。これを受け、トランシーバ１０は、ダミー信号ＤＡを送信し、インピーダンス調整回路４Ａは、信号測定回路３Ａの電圧ＶＲ（ＶＲ３という）または電圧ＶＦ（ＶＦ３という）または電圧ＶＦ３に対する電圧ＶＲ３の比率（比率ＲＲＡ３という）を測定する。

次に、インピーダンス調整回路４Ａは、可変インピーダンス回路２ＡのインピーダンスをインピーダンスＺ４に設定する。これを受け、トランシーバ１０は、ダミー信号ＤＡを送信し、インピーダンス調整回路４Ａは、信号測定回路３Ａの電圧ＶＲ（ＶＲ４という）または電圧ＶＦ（ＶＦ４という）または電圧ＶＦ４に対する電圧ＶＲ４の比率（比率ＲＲＡ４という）を測定する。

次に、インピーダンス調整回路４Ａは、（１）電圧ＶＲ１〜４の中での最大値または（２）電圧ＶＦ１〜４の中での最小値または（３）比率ＲＲＡ１〜４の中での最大の比率を選択する。

例えば、インピーダンス調整回路４Ａは、電圧ＶＲ１〜４の中での最大値が電圧ＶＲ３だったなら、可変インピーダンス回路２Ａのインピーダンスを、電圧ＶＲ３が測定された際のインピーダンスＺ３に設定する。または、インピーダンス調整回路４Ａは、電圧ＶＦ１〜４の中での最小値が電圧ＶＦ３だったなら、可変インピーダンス回路２Ａのインピーダンスを、電圧ＶＦ３が測定された際のインピーダンスＺ３に設定する。または、インピーダンス調整回路４Ａは、比率ＲＲＡ１〜４の中での最大の比率が比率ＲＲＡ３だったなら、可変インピーダンス回路２Ａのインピーダンスを、比率ＲＲＡ３が測定された際のインピーダンスＺ３に設定する。

こうして、例えば、可変インピーダンス回路２ＡのインピーダンスがインピーダンスＺ３に設定されたなら、トランシーバ１０は、本来の信号の送信を開始する。

図１２は、電界通信装置１の信号受信時における動作を詳細に説明するためのタイミングチャートである。ここでは、可変インピーダンス回路２Ａ、信号測定回路３Ａ、インピーダンス調整回路４Ａについて説明し、同様である可変インピーダンス回路２Ｂ、信号測定回路３Ｂ、インピーダンス調整回路４Ｂについては、説明を省略する。

電界通信装置１での信号受信に際して、インピーダンス調整回路４Ａは、まず、可変インピーダンス回路２ＡのインピーダンスをインピーダンスＺ１に設定する。これを受け、トランシーバ１０は、ダミー信号ＤＡを送信し、インピーダンス調整回路４Ａは、信号測定回路３Ａの電圧ＶＲ（ＶＲ１）または電圧ＶＦ（ＶＦ１）または電圧ＶＦ１に対する電圧ＶＲ１の比率（比率ＲＲＡ１）を測定する。

次に、インピーダンス調整回路４Ａは、可変インピーダンス回路２ＡのインピーダンスをインピーダンスＺ２に設定する。これを受け、トランシーバ１０は、ダミー信号ＤＡを送信し、インピーダンス調整回路４Ａは、信号測定回路３Ａの電圧ＶＲ（ＶＲ２）または電圧ＶＦ（ＶＦ２）または電圧ＶＦ２に対する電圧ＶＲ２の比率（比率ＲＲＡ２）を測定する。

次に、インピーダンス調整回路４Ａは、可変インピーダンス回路２ＡのインピーダンスをインピーダンスＺ３に設定する。これを受け、トランシーバ１０は、ダミー信号ＤＡを送信し、インピーダンス調整回路４Ａは、信号測定回路３Ａの電圧ＶＲ（ＶＲ３）または電圧ＶＦ（ＶＦ３）または電圧ＶＦ３に対する電圧ＶＲ３の比率（比率ＲＲＡ３）を測定する。

次に、インピーダンス調整回路４Ａは、可変インピーダンス回路２ＡのインピーダンスをインピーダンスＺ４に設定する。これを受け、トランシーバ１０は、ダミー信号ＤＡを送信し、インピーダンス調整回路４Ａは、信号測定回路３Ａの電圧ＶＲ（ＶＲ４）または電圧ＶＦ（ＶＦ４）または電圧ＶＦ４に対する電圧ＶＲ４の比率（比率ＲＲＡ４）を測定する。

次に、インピーダンス調整回路４Ａは、（１）電圧ＶＲ１〜４の中での最小値または（２）電圧ＶＦ１〜４の中での最大値または（３）比率ＲＲＡ１〜４の中での最小の比率を選択する。

例えば、インピーダンス調整回路４Ａは、電圧ＶＲ１〜４の中での最小値が電圧ＶＲ１だったなら、可変インピーダンス回路２Ａのインピーダンスを、電圧ＶＲ１が測定された際のインピーダンスＺ１に設定する。または、インピーダンス調整回路４Ａは、電圧ＶＦ１〜４の中での最大値が電圧ＶＦ１だったなら、可変インピーダンス回路２Ａのインピーダンスを、電圧ＶＦ１が測定された際のインピーダンスＺ１に設定する。または、インピーダンス調整回路４Ａは、比率ＲＲＡ１〜４の中での最小の比率が比率ＲＲＡ１だったなら、可変インピーダンス回路２Ａのインピーダンスを、比率ＲＲＡ１が測定された際のインピーダンスＺ１に設定する。

こうして、例えば、可変インピーダンス回路２ＡのインピーダンスがインピーダンスＺ１に設定されたなら、トランシーバ１０は、本来の信号の受信を開始する。

以上説明したように、本実施の形態に係る電界通信装置によれば、トランシーバから信号が送信されるのに先立ちダミー信号が送信された際、周囲の状況がどのようであろうとも、反射波が最大または進行波が最小または進行波の大きさに対する反射波の大きさの比率が最大になるようにすることで、電極からの誘導電磁界や放射電磁界が最小になり、その結果、意図しない信号送信の可能性を周囲の状況に応じて可及的に少なくできる。

なお、本実施の形態では、ユーザに携帯される電界通信装置での実施の形態を説明したが、本発明は、上記電界通信装置２のように所定の場所に設置される電界通信装置において実施してもよい。

また、本実施の形態では、図１に示すように、電極５Ａ、５Ｂのそれぞれについて、インピーダンスを調整する構成を設けたが、電極を１つのみ有する電界通信装置においては、その電極についてのみ、インピーダンスを調整する構成を設ければよい。

１、２…電界通信装置
２Ａ、２Ｂ…可変インピーダンス回路
３Ａ、３Ｂ…信号測定回路
４Ａ、４Ｂ…インピーダンス調整回路
５Ａ、５Ｂ…電極
６Ａ…信号経路
１０…トランシーバ
ＤＡ、ＤＢ…ダミー信号
ＦＡ、ＦＢ…進行波
ＲＡ、ＲＢ…反射波

Claims (5)

1. 電界伝達媒体を介して通信を行う電界通信装置であって、
   信号を送信するための電極と、
   前記電極を介して信号を送信するトランシーバと、
   前記トランシーバと前記電極の間の信号経路に設けられた可変インピーダンス回路と、
   前記可変インピーダンス回路と前記電極の間の信号経路に設けられ、前記トランシーバから送信されるダミー信号の進行方向に進む進行波の大きさ、または、当該ダミー信号の進行方向とは反対方向に進む反射波の大きさを測定することが可能な信号測定回路と、
   前記トランシーバから信号が送信されるのに先立ち前記ダミー信号が送信された際は、前記可変インピーダンス回路のインピーダンスの可変範囲の中で、前記反射波が最大または前記進行波が最小または前記進行波の大きさに対する前記反射波の大きさの比率が最大になるように、当該インピーダンスを調整するインピーダンス調整回路と
   を備える電界通信装置。
2. 前記電極は信号を受信するためのものでもあり、
   前記トランシーバは前記電極を介して信号を受信するものでもあり、
   前記インピーダンス調整回路は、
   前記トランシーバで信号が受信されるのに先立ち前記ダミー信号が送信された際は、前記可変インピーダンス回路のインピーダンスの可変範囲の中で、前記反射波が最小または前記進行波が最大または前記進行波の大きさに対する前記反射波の比率が最小になるように、当該インピーダンスを調整する
   ことを特徴とする請求項１記載の電界通信装置。
3. 前記信号測定回路は、
   前記信号経路に挿入されたコアと、
   前記コアに巻回された巻き線と、
   前記可変インピーダンス回路とグラウンド間において直列接続された２つのキャパシタと、
   前記電極とグラウンド間において直列接続された２つのキャパシタと、
   前記可変インピーダンス回路とグラウンド間の前記キャパシタ同士を接続する接続点に接続されたカソードと、前記巻き線の一方端に接続されたアノードとを有するダイオードと、
   前記電極とグラウンド間の前記キャパシタ同士を接続する接続点に接続されたカソードと、前記巻き線の他方端に接続されたアノードとを有するダイオードと、
   前記巻き線の一方端とグラウンド間に接続された抵抗と、
   前記巻き線の他方端とグラウンド間に接続された抵抗と
   を備えることを特徴とする請求項１または２記載の電界通信装置。
4. 前記可変インピーダンス回路は、
   容量を可変可能なキャパシタとインダクタンスを可変可能なインダクタを並列接続した回路を有し、当該回路が前記信号経路に挿入される
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電界通信装置。
5. 前記可変インピーダンス回路は、
   容量を可変可能なキャパシタとインダクタンスを可変可能なインダクタを並列接続した回路を有し、当該回路が前記信号経路とグラウンド間に接続される
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電界通信装置。

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