JPWO2007013310A1 - 通信システム、通信装置および方法、並びにプログラム - Google Patents

通信システム、通信装置および方法、並びにプログラム Download PDF

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Abstract

本発明は、通信環境に応じて適切な通信設定を容易に行うことができるようにする通信システム、通信装置および方法、並びにプログラムに関する。状態確認部１０１４は、送信装置１００１の通信に関する状態、すなわち、例えば、送信装置１００１と通信媒体１００３との相対的位置関係等の通信環境の確認に関する処理を行う。対応処理部１０１５は、状態確認部１０１４が確認した状態に応じて送信部１０１１の制御に関する処理を行う。状態確認部１０３４は、受信装置１００２の通信に関する状態、すなわち、例えば、受信装置１００２と通信媒体１００３との相対的位置関係等の通信環境の確認に関する処理を行う。対応処理部１０３５は、状態確認部１０３４が確認した状態に応じて受信部１０３１の制御に関する処理を行う。本発明は、通信システムに適用することができる。

Description

本発明は、通信システム、通信装置および方法、並びにプログラムに関し、特に、通信環境に応じて適切な通信設定を容易に行うことができるようにする通信システム、通信装置および方法、並びにプログラムに関する。
従来、通信においては、各通信装置の通信能力や通信状況等によって、その通信の精度は大きく影響される。例えば、通信状況が非常に悪く、通信相手より送信された情報の正常な受信が困難である場合に、通信速度がより高速に設定されたり、受信感度や送信パワーを抑制されたりすると、さらに通信エラー率が上昇し、正常な通信がさらに困難になる。
そこで、受信状況に応じて送信電力の強弱を調節する方法が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
ところで、近年においては、情報処理技術の発達に伴い、通信技術も向上し、静電結合を利用して、人体等を通信媒体とする通信を行う通信システムが存在する。このような通信システムにおける、人体を通信媒体とする通信は、各通信装置の機能や通信状況だけでなく、例えば、通信装置と人体との位置関係や通信媒体となる人体の特性（静電容量や負荷等）等の通信環境にも影響を受ける。
特開２００１−３２０３２６号公報
しかしながら、例えば、上述したような、受信状況に応じて送信電力の強弱を調節する処理の場合、このような通信環境の状態は考慮されない。従って、例えば、受信装置と人体が離れ、受信装置の通信環境のみが悪化していることにより受信状況が悪化した場合、送信装置の送信レベルを上げても受信状況が改善されない恐れがあった。このように、通信環境の状態によっては、受信状況に応じて送信電力の強弱を調節する処理が効果を上げないことがある恐れがあった。さらに付言すると、このような制御により、送信装置は不要に送信レベルを上げてしまうため、消費電力が増大してしまう恐れもあった。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、通信環境に応じて適切な通信設定を容易に行うことができるようにするものである。
本発明の第１の側面の通信システムは、通信媒体を介して通信を行う第１の通信装置と第２の通信装置を備える通信システムであって、前記第１の通信装置は、前記第１の通信装置の前記通信に関する状態を確認する第１の状態確認手段と、前記第１の状態確認手段の確認結果である第１の確認結果を前記第２の通信装置に供給する第１の供給手段と、前記第２の通信装置より供給される、前記第２の通信装置の前記通信に関する状態の確認結果である第２の確認結果を取得する第１の取得手段と、前記第１の確認結果および前記第２の確認結果に基づいて、前記通信に関する制御処理を行う第１の対応処理手段とを備え、前記第２の通信装置は、前記第２の通信装置の前記通信に関する状態を確認する第２の状態確認手段と、前記第２の状態確認手段の確認結果である前記第２の確認結果を前記第１の通信装置に供給する第２の供給手段と、前記第１の通信装置より供給される前記第１の確認結果を取得する第２の取得手段と、前記第１の確認結果および前記第２の確認結果に基づいて、前記通信に関する制御処理を行う第２の対応処理手段とを備える。
本発明の第１の側面においては、第１の通信装置において、第１の通信装置の通信に関する状態が確認され、その確認結果である第１の確認結果が第２の通信装置に供給され、第２の通信装置より供給される、第２の通信装置の通信に関する状態の確認結果である第２の確認結果が取得され、第１の確認結果および第２の確認結果に基づいて、通信に関する制御処理が行われ、第２の通信装置において、第２の通信装置の通信に関する状態が確認され、その確認結果である第２の確認結果が第１の通信装置に供給され、第１の通信装置より供給される第１の確認結果が取得され、第１の確認結果および第２の確認結果に基づいて、通信に関する制御処理が行われる。
本発明の第２の側面の通信システムは、通信媒体を介して信号を送信する送信装置と、前記信号を受信する受信装置を備える通信システムであって、前記送信装置は、前記信号の送信に関する状態を確認する第１の状態確認手段と、前記第１の状態確認手段による確認の結果である第１の確認結果に基づいて、前記信号の送信に関する制御処理を行う第１の対応処理手段とを備え、前記受信装置は、前記信号の受信に関する状態を確認する第２の状態確認手段と、前記第２の状態確認手段による確認の結果である第２の確認結果に基づいて、前記信号の受信に関する制御処理を行う第２の対応処理手段とを備える。
本発明の第２の側面においては、送信装置において、信号の送信に関する状態が確認され、その確認の結果である第１の確認結果に基づいて、信号の送信に関する制御処理が行われ、受信装置において、信号の受信に関する状態が確認され、その確認の結果である第２の確認結果に基づいて、信号の受信に関する制御処理が行われる。
本発明の第３の側面の通信システムは、通信媒体を介して信号を送信する送信装置と、前記信号を受信する受信装置を備える通信システムであって、前記送信装置は、前記信号の送信に関する状態を確認する第１の状態確認手段と、前記第１の状態確認手段の確認結果である第１の確認結果を前記受信装置に供給する供給手段と、前記第１の確認結果に基づいて、前記信号の送信に関する制御処理を行う第１の対応処理手段とを備え、前記受信装置は、前記信号の受信に関する状態を確認する第２の状態確認手段と、前記送信装置より供給される、前記第１の確認結果を取得する取得手段と、前記第２の状態確認手段による確認の結果である第２の確認結果、および前記取得手段により取得された前記第１の確認結果のうち、少なくとも一方に基づいて、前記信号の受信に関する制御処理を行う第２の対応処理手段とを備える。
本発明の第３の側面においては、送信装置において、信号の送信に関する状態が確認され、その確認結果である第１の確認結果が受信装置に供給され、また、第１の確認結果に基づいて、信号の送信に関する制御処理が行われ、受信装置において、信号の受信に関する状態が確認され、送信装置より供給される、第１の確認結果が取得され、確認の結果である第２の確認結果、および取得された第１の確認結果のうち、少なくとも一方に基づいて、信号の受信に関する制御処理が行われる。
本発明の第４の側面の通信装置は、通信媒体を介して他の通信装置と通信を行う通信装置であって、前記通信装置の前記通信に関する状態を確認する状態確認手段と、前記状態確認手段の確認結果に基づいて、前記通信に関する制御処理を行う対応処理手段とを備える。
前記通信に関する状態は、前記通信装置と前記通信媒体および前記他の通信装置のうち、少なくとも一方との相対的位置関係を含むようにすることができる。
前記状態確認手段は、前記通信装置内を流れる電流の値を測定する電流測定手段と、前記電流測定手段の測定結果に基づいて、前記通信装置の前記通信に関する、前記通信装置および前記通信媒体の合成負荷を算出する合成負荷算出手段と、前記合成負荷算出手段により算出された前記合成負荷に基づいて、前記通信装置の状態を判定し、前記制御手段による前記制御処理の内容を決定する判定手段とを備えるようにすることができる。
前記状態確認手段は、前記通信媒体の特性に関する情報である通信媒体情報の入力を受け付ける入力受付手段をさらに備え、前記合成負荷算出手段は、前記電流測定手段の測定結果、および、前記入力受付手段により受け付けられた前記通信媒体情報に基づいて、前記合成負荷を算出するようにすることができる。
前記状態確認手段は、前記他の通信装置より提供される前記他の通信装置における前記状態の確認結果に関する情報を取得する情報取得手段を備え、前記対応処理手段は、前記情報取得手段により取得された前記状態の確認結果に関する情報に基づいて、前記通信に関する制御処理を行うようにすることができる。
前記対応処理手段は、前記状態確認手段の確認結果に基づいて、前記通信装置が信号を送信する際の送信レベルを調整する送信レベル調整手段を備えるようにすることができる。
前記対応処理手段は、前記状態確認手段の確認結果に基づいて、前記通信装置が受信した信号を検出する際の受信ゲインを調整する受信ゲイン調整手段を備えるようにすることができる。
前記対応処理手段は、前記状態確認手段の確認結果に基づいて、信号を送受信するための電極である信号電極の、前記通信媒体に対する静電容量を調整する静電容量調整手段を備えるようにすることができる。
前記信号電極は、アレイ状に配列される複数の電極であり、それぞれが接続制御可能な電極により構成され、前記静電容量調整手段は、各電極の接続を制御することにより前記静電容量を調整するようにすることができる。
前記対応処理手段は、前記状態確認手段の確認結果に基づいて、ユーザに対するメッセージや画像を表示するメッセージ表示手段を備えるようにすることができる。
前記対応処理手段は、前記状態確認手段の確認結果に関する情報を前記他の通信装置に提供する情報提供手段を備えるようにすることができる。
前記対応処理手段は、前記状態確認手段の確認結果に基いて、前記通信の変調方式を決定する変調方式決定手段を備えるようにすることができる。
前記対応処理手段は、前記状態確認手段の確認結果に基いて、前記通信の誤り訂正方式を決定する誤り訂正方式決定手段を備えるようにすることができる。
前記他の通信装置に送信する信号の利得が大きい周波数を特定する周波数特定手段と、前記通信のキャリア信号を、前記周波数特定手段により特定された周波数に設定する周波数設定手段とをさらに備えるようにすることができる。
本発明の第４の側面の通信方法は、通信媒体を介して他の通信装置と通信を行う通信装置の通信方法であって、前記通信装置の前記通信に関する状態を確認し、その確認結果に基づいて、前記通信に関する制御処理を行うステップを含む。
本発明の第４の側面のプログラムは、通信媒体を介して他の通信装置と通信を行う処理をコンピュータに行わせるプログラムであって、前記通信装置の前記通信に関する状態を確認し、その確認結果に基づいて、前記通信に関する制御処理を行うステップを含む。
本発明の第４の側面においては、前記通信装置の前記通信に関する状態が確認され、その確認結果に基づいて、前記通信に関する制御処理が行われる。
本発明の一側面によれば、通信を行うことができる。特に、通信環境に応じて適切な通信設定を容易に行うことができる。
本発明を適用した通信システムの一実施形態に係る構成例を示す図である。 理想状態における、図１の通信システムの等価回路の例を示す図である。 図２のモデルにおいて、受信負荷抵抗の両端に生じる電圧の実効値の計算結果の例を示す図である。 図１の通信システムの物理的な構成のモデルの例を示す図である。 図４のモデルにおいて発生する各パラメータのモデルの例を示す図である。 電極に対する電気力線の分布の例を示す模式図である。 電極に対する電気力線の分布の、他の例を示す模式図である。 送信装置における電極のモデルの、他の例を説明する図である。 図５のモデルの等価回路の例を示す図である。 図９の通信システムの周波数特性の例を示す図である。 受信装置において受信された信号の例を示す図である。 電極の配置場所の例を示す図である。 電極の配置場所の、他の例を示す図である。 電極の配置場所の、さらに他の例を示す図である。 電極の配置場所の、さらに他の例を示す図である。 電極の配置場所の、さらに他の例を示す図である。 電極の配置場所の、さらに他の例を示す図である。 電極の配置場所の、さらに他の例を示す図である。 電極の構成例を示す図である。 電極の、他の構成例を示す図である。 図５のモデルの等価回路の、他の例を示す図である。 図１の通信システムの配置例を示す図である。 本発明を適用した通信システムの、他の構成例を示す図である。 本発明を適用した通信システムの一実施形態に係る実際の利用例を示す図である。 本発明を適用した通信システムの一実施形態に係る他の利用例を示す図である。 本発明を適用した通信システムの、さらに他の構成例を示す図である。 周波数スペクトルの分布例を示す図である。 本発明を適用した通信システムの、さらに他の構成例を示す図である。 周波数スペクトルの分布例を示す図である。 本発明を適用した通信システムの、さらに他の構成例を示す図である。 信号の時間分布の例を示す図である。 通信処理の流れの例を示すフローチャートである。 本発明を適用した通信システムの、さらに他の構成例を示す図である。 電極と通信媒体との位置関係と、それらの間の静電容量との関係について説明する模式図である。 本発明を適用した通信システムの一実施形態に係る構成例を示す図である。 図３５の通信システムを等価回路で表した図である。 通信制御処理の流れの例を示すフローチャートである。 状態確認処理の流れの例を示すフローチャートである。 対応処理の流れの例を示すフローチャートである。 状態確認処理の流れの、他の例を示すフローチャートである。 対応処理の流れの、他の例を示すフローチャートである。 図３５の通信システム全体における通信制御処理方法の例を説明する図である。 本発明を適用した通信システムの他の構成例を示す図である。 状態確認処理の流れの、さらに他の例を示すフローチャートである。 対応処理の流れの、さらに他の例を示すフローチャートである。 図４３の通信システム全体における通信制御処理方法の例を説明する図である。 通信媒体の個体差の例を示す図である。 送信装置の、他の構成例を示すブロック図である。 受信装置の、他の構成例を示すブロック図である。 状態確認処理の流れの、さらに他の例を示すフローチャートである。 状態確認処理の流れの、さらに他の例を示すフローチャートである。 図４８および図４９の通信システム全体における通信制御処理方法の例を説明する図である。 本発明を適用した通信システムの、さらに他の構成例を示す図である。 状態確認処理の流れの、さらに他の例を示すフローチャートである。 通信設定の他の例を説明する図である。 本発明を適用した通信システムの一実施形態に係る構成例を示す図である。 対応処理の流れの、さらに他の例を示すフローチャートである。 通信媒体の例を説明する図である。 通信媒体による周波数特性の変化の様子を示すグラフである。 本発明を適用した通信システムの一実施形態に係る構成例を示す図である。 通信処理の流れの例を示すフローチャートである。 通信処理の流れの、他の例を示すフローチャートである。 本発明を適用したパーソナルコンピュータの構成例を示す図である。
符号の説明
１０００ 通信システム， １００１ 送信装置， １００２ 受信装置， １００３ 通信媒体， １０１４ 状態確認部， １０１５ 対応処理部， １０３４ 状態確認部， １０３５ 対応処理部， １０５６ Rtr， １０５７ Vtr， １０６６ Rrr， １０６７ Vrr， １０６８ Vro， １０６９ SW， １０８１および１０８２ Rm， １０８３ Cm， １２００ 通信システム， １２０１および１２０２ 通信装置， １２１４ 通信状態確認部， １２１５ 通信対応処理部， １４００ 通信システム， １４０１ 送信装置， １４０２ 受信装置， １４１４ 状態確認部， １４２１ 通信媒体情報入力部， １４３４ 状態確認部， １４４１ 通信媒体情報入力部， １６００ 通信システム， １６０１および１６０２ 通信装置， １６１４ 通信状態確認部， １６２１ 通信媒体情報入力部
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。最初に、図１乃至図３３を参照して、本発明を適用する通信システムの例として、物理的な基準点経路を不要とし、通信信号伝達経路のみによる通信を実現することによって、利用環境の制約を受けない通信システムについて説明する。
図１は、物理的な基準点経路を用いずに通信信号伝達経路のみによって通信を行う通信システムの一実施形態に係る構成例を示す図である。
図１において、通信システム１００は、送信装置１１０、受信装置１２０、および通信媒体１３０により構成され、送信装置１１０と受信装置１２０が通信媒体１３０を介して信号を送受信するシステムである。つまり、通信システム１００において、送信装置１１０より送信された信号は、通信媒体１３０を介して伝送され、受信装置１２０により受信される。
送信装置１１０は、送信信号電極１１１、送信基準電極１１２、および送信部１１３を有している。送信信号電極１１１は、通信媒体１３０を介して伝送させる信号を送信するために設けられた電極対の一方の電極であり、その電極対の他方の電極である送信基準電極１１２よりも通信媒体１３０に対して静電結合が強くなるように設けられる。送信部１１３は、送信信号電極１１１と送信基準電極１１２との間に設けられ、これらの電極間に受信装置１２０へ伝達したい電気信号（電位差）を与える。
受信装置１２０は、受信信号電極１２１、受信基準電極１２２、および受信部１２３を有している。受信信号電極１２１は、通信媒体１３０を介して伝送される信号を受信するために設けられた電極対の一方の電極であり、その電極対の他方の電極である受信基準電極１２２よりも通信媒体１３０に対して静電結合が強くなるように設けられる。受信部１２３は、受信信号電極１２１と受信基準電極１２２との間に設けられ、通信媒体１３０を介して伝送される信号によってこれらの電極間に生じた電気信号（電位差）を検知し、その電気信号を所望の電気信号に変換し、送信装置１１０の送信部１１３で生成された電気信号を復元する。
通信媒体１３０は、電気信号を伝達可能な物理的特性を有する物質、例えば、導電体や誘電体等により構成される。例えば、通信媒体１３０は、銅、鉄、またはアルミ等の金属に代表される導電体、純水、ゴム、ガラス等に代表される誘電体、または、これらの複合体である生体や、食塩水等の電解液のように、導体としての性質と誘電体としての性質を併せ持つ素材により構成される。また、この通信媒体１３０の形状はどのようなものであってもよく、例えば、線状、板状、球状、角柱、または円柱等であってもよく、さらにこれら以外の任意の形状であってもよい。
このような通信システム１００において、はじめに、各電極と、通信媒体または装置周辺空間との関係について説明する。なお、以下において、説明の便宜上、通信媒体１３０が完全導体であるものとする。また、送信信号電極１１１と通信媒体１３０との間、および、受信信号電極１２１と通信媒体１３０との間には空間が存在し、電気的な結合はないものとする。すなわち、送信信号電極１１１または受信信号電極１２１と、通信媒体１３０との間には、それぞれ、静電容量が形成される。
また、送信基準電極１１２は送信装置１１０周辺の空間に向くように設けられており、受信基準電極１２２は受信装置１２０周辺の空間に向くように設けられている。一般的に、導体球が空間に存在する場合、その導体球と空間との間には静電容量が形成される。例えば、導体の形状を半径ｒ［ｍ］の球としたとき、その静電容量Ｃは、以下の式（１）のように求められる。
Figure 2007013310
式（１）において、πは円周率を示す。また、εは誘電率を示し、以下の式（２）のように求められる。
Figure 2007013310
ただし、式（２）において、ε0は、真空中の誘電率を示し、８．８５４×１０-12［Ｆ／ｍ］である。また、εrは比誘電率を示し、真空の誘電率ε0に対する比率を示す。
上述した式（１）に示されるように半径ｒが大きい程、静電容量Ｃは大きくなる。なお、球以外の複雑な形状の導体の静電容量Ｃの大きさは、上述した式（１）のように、簡単に表現することはできないが、その導体の表面積の大きさに応じて変化することは明らかである。
以上のように、送信基準電極１１２は、送信装置１１０周辺の空間に対して静電容量を形成し、受信基準電極１２２は、受信装置１２０周辺の空間に対して静電容量を形成する。すなわち、送信装置１１０および受信装置１２０の外部の仮想無限遠点からみたとき、送信基準電極１１２や受信基準電極１２２の電位は、静電容量の増加に伴って変動のしにくさも増加することを示している。
次に、通信システム１００における通信の原理について説明する。なお、以下において、説明の便宜上、または前後関係等から、コンデンサを単に静電容量と表現する場合もあるが、これらは同意である。
また、以下において、図１の送信装置１１０と受信装置１２０は、装置間が十分な距離を保つように配置されており、相互の影響を無視できるものとする。また、送信装置１１０において、送信信号電極１１１は通信媒体１３０とのみ静電結合し、送信基準電極１１２は送信信号電極１１１に対して十分な距離が置かれ、相互の影響は無視できる（静電結合しない）ものとする。同様に、受信装置１２０において、受信信号電極１２１は通信媒体１３０とのみ静電結合し、受信基準電極１２２は受信信号電極１２１に対して十分な距離が置かれ、相互の影響は無視できる（静電結合しない）ものとする。さらに、実際には、送信信号電極１１１、受信信号電極１２１、および通信媒体１３０も、空間内に配置されている以上、それぞれ空間に対する静電容量を有することになるが、ここでは、説明の便宜上、それらを無視できるものとする。
図２は、図１の通信システム１００を等価回路で表した図である。通信システム２００は、通信システム１００を等価回路で表したものであり、実質的に通信システム１００と等価である。
すなわち、通信システム２００は、送信装置２１０、受信装置２２０、および接続線２３０を有しているが、この送信装置２１０は図１に示される通信システム１００の送信装置１１０に対応し、受信装置２２０は図１に示される通信システム１００の受信装置１２０に対応し、接続線２３０は図１に示される通信システム１００の通信媒体１３０に対応する。
図２の送信装置２１０において、信号源２１３−１および送信装置内基準点２１３−２は、図１の送信部１１３に対応する。信号源２１３−１は、送信用の信号として、特定周期ω×ｔ［rad］の正弦波を生成する。ここで、ｔ［ｓ］は時間を示す。また、ω［rad/s］は角周波数を示し、以下の式（３）のように表すことができる。
Figure 2007013310
式（３）において、πは円周率、ｆ［Hz］は信号源２１３−１が生成する信号の周波数を示す。送信装置内基準点２１３−２は、送信装置２１０内における回路のグランドに接続される点である。つまり信号源２１３−１の端子の一方は、送信装置２１０内における回路の、所定の基準電位に設定される。
Cte２１４は、コンデンサであり、図１の送信信号電極１１１と通信媒体１３０との間の静電容量を表すものである。つまり、Cte２１４は、信号源２１３−１の送信装置内基準点２１３−２と反対側の端子と、接続線２３０との間に設けられている。また、Ctg２１５は、コンデンサであり、図１の送信基準電極１１２の空間に対する静電容量を表すものである。Ctg２１５は、信号源２１３−１の送信装置内基準点２１３−２側の端子と、空間上の、送信装置２１０を基準とした無限遠点（仮想点）を示す基準点２１６との間に設けらている。
図２の受信装置２２０において、Rr２２３−１、検出器２２３−２、および受信装置内基準点２２３−３は、図１の受信部１２３に対応する。Rr２２３−１は、受信信号を取り出すための負荷抵抗（受信負荷）である。増幅器により構成される検出器２２３−２は、このRr２２３−１の両側の端子間の電位差を検出して増幅する。受信装置内基準点２２３−３は、受信装置２２０内における回路のグランドに接続される点である。つまりRr２２３−１の端子の一方（検出器２２３−２の入力端子の一方）は、受信装置２２０内における回路の、所定の基準電位に設定される。
なお、検出器２２３−２が、さらに、例えば、検出した変調信号を復調したり、検出された信号に含まれる符号化された情報を復号したりする等、その他の機能を備えるようにしてもよい。
Cre２２４は、コンデンサであり、図１の受信信号電極１２１と通信媒体１３０との間の静電容量を表すものである。つまり、Cre２２４は、Rr２２３−１の受信装置内基準点２２３−３と反対側の端子と、接続線２３０との間に設けられている。また、Crg２２５は、コンデンサであり、図１の受信基準電極１２２の空間に対する静電容量を表すものである。Crg２２５は、Rr２２３−１の受信装置内基準点２２３−３側の端子と、空間上の、受信装置１２０を基準とした無限遠点（仮想点）を示す基準点２２６との間に設けらている。
接続線２３０は、完全導体である通信媒体１３０を表している。なお、図２の通信システム２００において、Ctg２１５とCrg２２５は、等価回路上、基準点２１６と基準点２２６を介して、互いに電気的に接続されているように表現されているが、実際には、これらは互いに電気的に接続されている必要はなく、それぞれが、送信装置２１０または受信装置２２０周辺の空間に対して静電容量を形成していればよい。導体があれば、周囲の空間に対して、必ずその表面積の大きさに比例した静電容量が形成されることが重要である。なお、基準点２１６と基準点２２６が電気的に接続されている必要はなく、互いに独立であってもよい。
また、図１の通信媒体１３０が完全導体である場合、接続線２３０の導電率は無限大とみなせるので、図２の接続線２３０の長さは通信に影響しない。なお、通信媒体１３０が導電率の十分な導体であれば、実用上、送信装置と受信装置間との距離は通信の安定性に影響しない。従って、このような場合、送信装置２１０と受信装置２２０との距離はどんなに長くてもよい。
通信システム２００において、信号源２１３−１、Rr２２３−１、Cte２１４、Ctg２１５、Cre２２４、およびCrg２２５から成る回路が形成されている。直列接続された四つのコンデンサ（Cte２１４、Ctg２１５、Creコンデンサ２２４、およびCrg２２５）の合成容量Ｃxは以下の式（４）で表すことができる。
Figure 2007013310
また、信号源２１３−１が生成する正弦波ｖt（ｔ）を、以下の式（５）のように表す。
Figure 2007013310
ここで、Ｖm［Ｖ］は信号源電圧の最大振幅電圧を表しており、θ［rad］は初期位相角を表している。このとき、信号源２１３−１による電圧の実効値Ｖtrms［Ｖ］は以下の式（６）のように求めることができる。
Figure 2007013310
回路全体での合成インピーダンスＺは、次の式（７）のように求めることができる。
Figure 2007013310
つまり、Rr２２３−１の両端に生じる電圧の実効値Ｖrrmsは式（８）のように求めることができる。
Figure 2007013310
従って、式（８）に示されるように、Rr２２３−１の抵抗値が大きい程、また、静電容量Ｃxが大きく、信号源２１３−１の周波数ｆ［Hz］が高い程、１/((２×π×ｆ×Ｃx)2)の項が小さくなり、Rr２２３−１の両端に、より大きな信号を生じさせることができる。
例えば、送信装置２１０の信号源２１３−１による電圧の実効値Ｖtrmsを２［Ｖ］に固定し、信号源２１３−１が生成する信号の周波数ｆを１［MHz］、１０［MHz］、または１００［MHz］とし、Rr２２３−１の抵抗値を１０［ＫΩ］、１００［ＫΩ］、または１［ＭΩ］とし、回路全体の静電容量Ｃxを０．１［ｐＦ］、１［ｐＦ］、または１０［ｐＦ］としたときの、Rr２２３−１の両端に生じる電圧の実効値Ｖrrmsの計算結果は図３に示される表２５０のようになる。
表２５０に示されるように、電圧の実効値Ｖrrmsの計算結果は、その他の条件が同じ場合、周波数ｆが１［MHz］のときよりも１０［MHz］のときの方が大きくなり、受信負荷であるRｒ２２３−１の抵抗値が１０［ＫΩ］のときよりも１［ＭΩ］の時のほうが大きくなり、静電容量Ｃxが０．１［ｐＦ］のときよりも１０［ｐＦ］の時のほうが大きな値をとる。すなわち、周波数ｆの値、Rr２２３−１の抵抗値、および静電容量Ｃxが大きいほど、大きな電圧の実効値Ｖrrms得られる。
また、表２５０より、ピコファラド以下の静電容量でも、Rr２２３−１には電気信号が発生することが分かる。すなわち、伝送される信号の信号レベルが微小な場合、受信装置２２０の検出器２２３−２によって検出した信号を増幅する等すれば、通信が可能となる。
次に、以上に示した等価回路の通信システム２００の各パラメータの算出例を、図４を参照して具体的に説明する。図４は、通信システム１００の物理的な構成による影響も含めて演算例を説明するための図である。
図４に示される通信システム３００は、図１の通信システム１００に対応するシステムであり、図２の通信システム２００に通信システム１００の物理的な構成に関する情報を付加したものである。つまり、通信システム３００は、送信装置３１０、受信装置３２０、および通信媒体３３０を有している。図１の通信システム１００と対比して説明すると、送信装置３１０は送信装置１１０に対応し、受信装置３２０は受信装置１２０に対応し、通信媒体３３０は、通信媒体１３０に対応する。
送信装置３１０は、送信信号電極１１１に対応する送信信号電極３１１、送信基準電極１１２に対応する送信基準電極３１２、および送信部１１３に対応する信号源３１３−１を有している。つまり、信号源３１３−１の両側の端子の一方に送信信号電極３１１が接続され、他方に送信基準電極３１２が接続されている。送信信号電極３１１は、通信媒体３３０に近接するように設けられている。送信基準電極３１２は、通信媒体３３０に影響されない程度に通信媒体３３０から離されて設けられており、送信装置３１０の外部の空間に対して静電容量を有するように構成されている。なお、図２においては、送信部１１３には、信号源２１３−１および送信装置内基準点２１３−２が対応するように説明したが、図４の場合、説明の便宜上、この送信装置内基準点は省略している。
受信装置３２０も、送信装置３１０の場合と同様に、受信信号電極１２１に対応する受信信号電極３２１、受信基準電極１２２に対応する受信基準電極３２２、および受信部１２３に対応するRr３２３−１および検出器３２３−２を有している。つまり、Rr３２３−１の両側の端子の一方に受信信号電極３２１が接続され、他方に受信基準電極３２２が接続されている。受信信号電極３２１は、通信媒体３３０に近接するように設けられている。受信基準電極３２２は、通信媒体３３０に影響されない程度に通信媒体３３０から離されて設けられており、受信装置３２０の外部の空間に対して静電容量を有するように構成されている。なお、図２において受信部１２３には、Rr２２３−１、検出器２２３−２、および受信装置内基準点２２３−３が対応するように説明したが、図４の場合、説明の便宜上、この受信装置内基準点は省略している。
なお、通信媒体３３０は、図１や図２の場合と同様に完全導体であるものとする。送信装置３１０と受信装置３２０は、互いに十分な距離をおいて配置されており、相互の影響は無視できるものとする。また、送信信号電極３１１は通信媒体３３０とのみ静電結合している。また、送信基準電極３１２は送信信号電極３１１に対して十分な距離をおいて配置されており、相互の影響は無視できるものとする。同様に、受信信号電極３２１は通信媒体３３０とのみ静電結合している。また、受信基準電極３２２は受信信号電極３２１に対して十分な距離をおいて配置されており、相互の影響は無視できるものとする。なお厳密には、送信信号電極３１１、受信信号電極３２１、および通信媒体３３０は、空間に対する静電容量を有するが、ここでは、説明の便宜上、これらについて無視できるものとする。
図４に示されるように、通信システム３００において、通信媒体３３０の一方の端に送信装置３１０が配置され、もう一方の端に受信装置３２０が配置されている。
送信信号電極３１１と通信媒体３３０の間には距離dte［ｍ］の間隔があるものとする。また、送信信号電極３１１が、片面の表面積がSte［ｍ2］である導体円板とすると、通信媒体３３０との間で形成される静電容量Cte３１４は次の式（９）のように求めることが出来る。
Figure 2007013310
式（９）は、一般に平行平板の静電容量として知られている算出式である。上式で、εは誘電率を示すが、いま、通信システム３００は空気中に置かれているものとすると、比誘電率εrはほぼ１とみなせるので、誘電率εは、真空における誘電率ε0と等価とみなすことができる。送信信号電極３１１の表面積Steを２×１０-3［ｍ2］（直径約５［cm］）とし、間隔dteを５×１０-3［ｍ］（５［mm］）として、静電容量Cte３１４を求めると、以下の式（１０）のようになる。
Figure 2007013310
なお、実際の物理現象として上述した式（９）が厳密に成立するのは、Ｓｔｅ＞＞ｄｔｅの関係を満足している場合であるが、ここでは、式（９）で近似できるものとする。
次に、送信基準電極３１２と空間から成る静電容量（送信基準電極３１２と、送信基準電極３１２からの仮想的な無限遠点を示す基準点３１６との間の静電容量）Ctg３１５について説明する。一般に、半径ｒ［ｍ］の円板が空間に置かれていた場合、その円板と空間との間に形成される静電容量Ｃ［Ｆ］は次の式（１１）で求めることができる。
Figure 2007013310
送信基準電極３１２が半径rtg＝２．５×１０-2［ｍ］（半径２．５［ｃｍ］）の導体円板であるとすると、送信基準電極３１７と空間から成る静電容量Ctg３１５は、上述した式（１１）を用いて、次の式（１２）のように求められる。なお、通信システム３００は空気中に置かれ、その空間の誘電率は真空の誘電率ε0で近似できるものとする。
Figure 2007013310
受信信号電極３２１の大きさを送信信号電極３１１と同じ（Sre［ｍ2］＝Ste［ｍ2］の導体円板）とし、通信媒体３３０との間隔も同じ（dre［ｍ］＝dte［ｍ］）とすれば、受信信号電極３２１と通信媒体３３０から成る静電容量Cre３２４は、送信側と同じく３．５［ｐＦ］となる。また、受信基準電極３２２の大きさを送信基準電極３１２と同じ（半径rrg［ｍ］＝rtg［ｍ］の導体円板）とすれば、受信基準電極３２２と空間から成る静電容量（受信基準電極３２２と、受信基準電極３２２からの仮想的な無限遠点を示す基準点３２６との間の静電容量）Crg３２５は、送信側と同じく１．８［ｐＦ］となる。以上から、Cte３１４、Ctg３１５、Cre３２４、およびCrg３２５の四つの静電容量から成る合成静電容量Ｃxは上述した式（４）を用いて次の式（１３）のように求めることができる。
Figure 2007013310
信号源３１３−１の周波数ｆを１［MHz］とし、電圧の実効値Ｖtrmsを２［Ｖ］とし、Rr３２３−１を１００［ＫΩ］とすると、Rr３２３−１の両端に生じる電圧Ｖrrmsは、以下の式（１４）のように求めることができる。
Figure 2007013310
以上の結果から、基本原理として、空間と成す静電容量を利用することによって、送信装置から受信装置への信号の受け渡しが可能である。
以上において説明した送信基準電極や受信基準電極の空間に対する静電容量は、各電極の位置に空間が存在すれば形成可能である。従って、上述した送信装置および受信装置は、通信媒体によって送信信号電極と受信信号電極が結合されていれば、互いの距離に依存せずに通信の安定性を得ることができる。
次に、実際に本通信システムを物理的に構成する場合について説明する。図５は、以上において説明した通信システムの、実際に物理的に構成する場合における、システム上に発生する各パラメータの演算用モデルの例を示す図である。
つまり、通信システム４００は、送信装置４１０、受信装置４２０、および通信媒体４３０を有しており、上述した通信システム１００（通信システム２００および通信システム３００）に対応するシステムであり、評価するパラメータが異なるだけで、その構成は、通信システム１００乃至通信システム３００と基本的に同様である。
つまり、通信システム３００と対比して説明すると、送信装置４１０は送信装置３１０に対応し、送信装置４１０の送信信号電極４１１は送信信号電極３１１に対応し、送信基準電極４１２は送信基準電極３１２に対応し、信号源４３１−１は信号源３３１−１に対応する。また、受信装置４２０は受信装置３２０に対応し、受信装置４２０の受信信号電極４２１は受信信号電極３２１に対応し、受信基準電極４２２は受信基準電極３２２に対応し、Rr４２３−１はRr３２３−１に対応し、検出器４２３−２は検出器３２３−２に対応する。さらに、通信媒体４３０は通信媒体３３０に対応する。
また、パラメータについて説明すると、送信信号電極４１１と通信媒体４３０との間の静電容量Cte４１４は通信システム３００のCte３１４に対応し、送信基準電極４１２の空間に対する静電容量Ctg４１５は通信システム３００のCtg３１５に対応し、送信装置４１０からの空間上の仮想的な無限遠点を示す基準点４１６−１および基準点４１６−２は通信システム３００の基準点３１６に対応する。また、送信信号電極４１１は、面積Ste［ｍ2］の円板状の電極であり、通信媒体４３０から微小距離dte［ｍ］だけ離れた位置に設けられる。送信基準電極４１２も円板状の電極であり、その半径は、rtg［ｍ］である。
受信装置４２０側では、受信信号電極４２１と通信媒体４３０との間の静電容量Cre４２４は通信システム３００のCre３２４に対応し、受信基準電極４２２の空間に対する静電容量Crg４２５は通信システム３００のCrg３２５に対応し、受信装置４２０からの空間上の仮想的な無限遠点を示す基準点４２６−１および基準点４２６−２は通信システム３００の基準点３２６に対応する。また、受信信号電極４２１は、面積Sre［ｍ2］の円板状の電極であり、通信媒体４３０から微小距離dre［ｍ］だけ離れた位置に設けられる。受信基準電極４２２も円板状の電極であり、その半径は、rrg［ｍ］である。
図５の通信システム４００は、以上のパラメータに加えて、以下のような新たなパラメータが追加されたモデルである。
例えば、送信装置４１０については、送信信号電極４１１と送信基準電極４１２との間に形成される静電容量Ctb４１７−１、送信信号電極４１１と空間との間に形成される静電容量Cth４１７−２、および、送信基準電極４１２と通信媒体４３０との間に形成される静電容量Cti４１７−３が新たなパラメータとして追加されている。
また、受信装置４２０については、受信信号電極４２１と受信基準電極４２２との間に形成される静電容量Crb４２７−１、受信信号電極４２１と空間との間に形成される静電容量Crh４２７−２、および、受信基準電極４２２と通信媒体４３０との間に形成される静電容量Cri４２７−３が新たなパラメータとして追加されている。
さらに、通信媒体４３０については、通信媒体４３０と空間との間に形成される静電容量（通信媒体４３０と、通信媒体４３０からの仮想的な無限遠点を示す基準点４３６との間の静電容量）Cm４３２が新たなパラメータとして追加されている。また、実際には、通信媒体４３０は、その大きさや材質等によって電気抵抗を有するので、その抵抗成分として抵抗値Rm４３１およびRm４３３が新たなパラメータとして追加されている。
なお、図５の通信システム４００においては省略されているが、通信媒体が導電性だけでなく、誘電性を有する場合には、その誘電率に従った静電容量も併せて形成される。また、通信媒体に導電性がなく、誘電性のみで形成される場合には、送信信号電極４１１と受信信号電極４２１の間に、誘電体の誘電率、距離、大きさ、配置で決まる静電容量で結合されることになる。
また、ここでは、送信装置４１０と受信装置４２０が、互いに静電結合的な要素が無視できる程度に距離が離れている場合（送信装置４１０と受信装置４２０との間の静電結合の影響を無視することができる場合）を想定している。仮に、距離が近い場合には、上述した考え方に従い、送信装置４１０内の各電極と受信装置４２０内の各電極の位置関係によっては、それら電極同士の静電容量も考慮する必要が生じることもある。
次に、図５の通信システム４００の動作を、電気力線を用いて説明する。通信システム４００の送信装置４１０の、電極同士、または電極と通信媒体４３０との関係を、電気力線を用いて表現した模式図を図６および図７に示す。
図６は、通信システム４００の送信装置４１０について、通信媒体４３０が存在しない場合の電気力線の分布の例を示す模式図である。いま、送信信号電極４１１は正の電荷を有し（正に帯電し）、送信基準電極４１２は負の電荷を有している（負に帯電している）ものとする。図中の矢印は電気力線を示し、その方向は、正の電荷から負の電荷へ向いている。電気力線は、途中で突然消滅することはなく、異符号の電荷を持つ物体に到達するか、仮想無限遠点に到達するかのいずれかの性質を持つ。
ここで、電気力線４５１は、送信信号電極４１１から放出された電気力線のうち無限遠点に到達しているものを示す。電気力線４５２は、送信基準電極４１２に向かっている電気力線のうち仮想無限遠点より到達しているものを示す。電気力線４５３は、送信信号電極４１１と送信基準電極４１２との間で生じている電気力線を示す。これらの電気力線の分布は、各電極の大きさや位置関係によって影響を受ける。
図７は、このような送信装置４１０に通信媒体４３０を近づけた場合の電気力線の分布の例を示す模式図である。送信信号電極４１１に通信媒体４３０が近づいたため、両者間の結合が強まり、図６で無限遠点に到達していた電気力線４５１の多くが、通信媒体４３０に到達する電気力線４６１となり、無限遠点への電気力線４６３（図６における電気力線４５１）は減少する。これに伴って、通信信号電極４１１からみたときの無限遠点に対する静電容量（図５のCth４１７−２）は弱まり、通信媒体４３０との間の静電容量（図５のCte４１４）が増す。なお、実際には、送信基準電極４１２と、通信媒体４３０間の静電結合（図５のCti４１７−３）も存在するが、ここでは無視出来るものとする。
ガウスの法則によれば、任意の閉曲面Ｓを通って出て行く電気力線の数Ｎ［本］は、その閉曲面Ｓ内に含まれる全電荷を誘電率εで割ったものに等しく、閉曲面Ｓの外にある電荷には影響を受けない。いま閉曲面Ｓにｎ個の電荷が存在するとき、次式が成立する。
Figure 2007013310
ここで、ｉは整数とする。変数ｑiは個々の電荷の電荷量を示す。この法則は、閉曲面Ｓから湧き出す電気力線は、この閉曲面Ｓ内に存在する電荷から発せられる電気力線のみで決まり、外側から入ってくる電気力線の全ては、別の場所から出て行くことを示している。
この法則に従えば、図７において、通信媒体４３０が接地されていないものとすると、この通信媒体４３０近傍の閉曲面４７１には電荷の発生源は存在しないから、電気力線４６１近傍の通信媒体の領域４７２では、静電誘導により電荷Ｑ３が誘起される。通信媒体４３０は接地されていないため、通信媒体４３０が持つ総電荷量は変わらないから、電荷Ｑ３が誘起された領域４７２の外の領域４７３では、電荷Ｑ３と等量で異符号の電荷Ｑ４が誘起され、これによって生じる電気力線４６４が閉曲面４７１から出て行くことになる。電荷Ｑ４は通信媒体が大きい程、より拡散することになり、電荷密度も減少するから、これに伴って単位面積当たりの電気力線の本数も減少する。
通信媒体４３０が完全導体である場合、完全導体の性質から、部位によらず電位が同一になる特性上、部位によらず電荷密度もほぼ等しくなる性質がある。通信媒体４３０が抵抗分を持った導電体である場合には、その抵抗分に応じ、距離に応じて電気力線の数も減少する。また通信媒体４３０が導電性を持たない誘電体である場合には、その分極作用により、電気力線は拡散され、伝播される。いま空間にｎ個の導電体が存在しているとき、各導電体の電荷Ｑiは、次式で求めることが出来る。
Figure 2007013310
ここで、ｉ、ｊは整数であり、Ｃijは導電体ｉと導電体ｊから成る容量係数を示し、静電容量と同じ性質と考えてよい。容量係数は、導電体の形状とそれらの位置関係からのみ決まる。容量係数Ｃiiは、導電体ｉ自身が空間に対して形成する静電容量となる。また、Ｃij＝Ｃjiである。式（１６）においては、複数の導電体から成る系が重ねの理に基づいて動作することが示されており、導電体間の静電容量と各導電体の電位との積の総和によって該当する導電体の電荷が定まることが示されている。
いま、図７と式（１６）において互いに関連する各パラメータを以下のように定める。例えば、Ｑ１は、送信信号電極４１１に誘起される電荷を示し、Ｑ２は、送信基準電極４１２に誘起される電荷を示し、Ｑ３は、送信信号電極４１１によって通信媒体４３０に誘起される電荷を示し、Ｑ４は、通信媒体４３０上の、電荷Ｑ３と異符号等量の電荷を示しているものとする。
また、Ｖ１が送信信号電極４１１の、無限遠点を基準としたときの電位を示し、Ｖ２が送信基準電極４１２の、無限遠点を基準としたときの電位を示し、Ｖ３が通信媒体４３０の、無限遠点を基準としたときの電位を示し、Ｃ１２が送信信号電極４１１と送信基準電極４１２間の容量係数を示し、Ｃ１３が送信信号電極４１１と通信媒体４３０間の容量係数を示し、Ｃ１５が送信信号電極４１１と空間の容量係数を示し、Ｃ２５が送信信号電極４１１と空間の容量係数を示し、さらにＣ４５が通信媒体４３０と空間の容量係数を示しているものとする。
このとき電荷Ｑ３は次式のように求めることができる。
Figure 2007013310
通信媒体４３０により多くの電界を注入するためには、電荷Ｑ３を大きくすればよいが、そのためには、送信信号電極４１１と通信媒体４３０間の容量係数Ｃ１３を高め、且つ、十分な電位Ｖ１を与えればよい。容量係数Ｃ１３は、形状と位置関係のみで決まるが、相互間の距離が近く、対向面積が大きい程、静電容量が高まる。次に、電位Ｖ１であるが、この電位は無限遠点からみたとき十分な電位が生じている必要がある。送信装置４１０からみると信号源によって、送信信号電極４１１と送信基準電極４１２の間に電位差が与えられているが、この電位差が無限遠点からみたときにも十分な電位差として生じるためには、送信基準電極４１２の振る舞いが重要になる。
仮に送信基準電極４１２が微小で、送信信号電極４１１が十分な大きさであるとすると、容量係数Ｃ１２及びＣ２５が小さくなる。一方で、容量係数Ｃ１３、Ｃ１５、Ｃ４５は大きな静電容量を持つから、電気的により変動しにくくなり、信号源で発生させている電位差のほとんどは、送信基準電極４１２の電位Ｖ２として現れ、送信信号電極４１１の電位Ｖ１は小さくなってしまう。
この様子を図８に示す。送信基準電極４８１は微小なため、どの導電体や無限遠点とも結合しない。送信信号電極４１１は、通信媒体４３０との間で静電容量Cteを形成するとともに、空間に対して静電容量Cth４１７−２を形成する。また、通信媒体４３０は空間に対して静電容量Cm４３２を形成する。送信信号電極４１１と送信基準電極４１２に電位が生じても、送信信号電極４１１に関わる静電容量Cte４１４、Cth４１７−２、およびCm４３２が圧倒的に大きいため、この電位を変動させるためには、大きなエネルギーが必要となるが、信号源４１３−１の対向側の送信基準電極４８１の静電容量が弱いため、送信信号電極４１１の電位はほとんど変化せず、信号源４１３−１の電位変動のほとんどは、送信基準電極４８１側に現れることになる。
逆に、送信信号電極４１１が微小で、送信基準電極４８１が十分な大きさであるとすると、送信基準電極４８１の静電容量が高まって、電気的に変動しにくくなり、送信信号電極４１１に十分な電位Ｖ１は生じるが、通信媒体４３０との静電結合が弱まるため、十分な電界を注入できない。
従って、全体のバランスの中で、通信に必要な電界を送信信号電極から通信媒体に注入しながらも、十分な電位を与えることが出来るだけの送信基準電極を設ける必要がある。ここでは、送信側のみを考えたが、図５における受信装置４２０の電極と通信媒体４３０の間に関しても同様に考えることが出来る。
無限遠点は、物理的に遠距離でなければならないものではなく、実用上は装置周辺の空間を考えればよいが、より理想としては、システム全体の系の中で、より安定して電位変動が少ないことが望ましい。実際の利用環境下では、ＡＣ電源ラインや照明器具、その他電気機器等から発生するノイズが存在するが、少なくとも信号源が利用する周波数帯域にこれらのノイズが重ならないか、無視出来るレベルであればよい。
図９は、図５に示されるモデル（通信システム４００）を等価回路で示した図である。つまり、図２と図４の関係のように、図９に示される通信システム５００は図５に示される通信システム４００に対応し、通信システム５００の送信装置５１０は通信システム４００の送信装置４１０に対応し、通信システム５００の受信装置５２０は通信システム４００の受信装置４２０に対応し、通信システム５００の接続線５３０は通信システム４００の通信媒体４３０に対応する。
同様に、図９の送信装置５１０において、信号源５１３−１は信号源４１３−１に対応する。なお、図９の送信装置５１０においては、図５において省略された、図２の送信装置内基準点２１３−２に対応する、図１の送信部１１３内部の回路におけるグランドを示す送信装置内基準点５１３−２が示されている。
また、図９のCte５１４は、図５のCte４１４に対応する静電容量であり、Ctg５１５は、図５のCtg４１５に対応する静電容量であり、基準点５１６−１および基準点５１６−２は、それぞれ、基準点４１６−１および基準点４１６−２に対応する。さらにCtb５１７−１はCtb４１７−１に、Cth５１７−２はCth４１７−２に、Cti５１７−３はCti４１７−３にそれぞれ対応する静電容量である。
受信装置５２０の各部も同様であり、受信抵抗であるRr５２３−１および検出器５２３−２は、それぞれ、図５のRr４２３−１および検出器４２３−２に対応する。なお、図９の受信装置５２０においては、図５において省略された、図２の受信装置内基準点２２３−３に対応する、図１の受信部１２３内部の回路におけるグランドを示す受信装置内基準点５２３−３が示されている。
また、図９のCre５２４は、図５のCre４２４に対応する静電容量であり、Crg５２５は、図５のCrg４２５に対応する静電容量であり、基準点５２６−１および基準点５２６−２は、それぞれ、基準点４２６−１および基準点４２６−２に対応する。さらにCrb５２７−１はCrb４２７−１に、Crh５２７−２はCrh４２７−２に、Cri５２７−３はCri４２７−３にそれぞれ対応する静電容量である。
接続線５３０に接続される各部も同様であり、接続線の抵抗成分であるRm５３１とRm５３３は、それぞれ、Rm４３１とRm４３３に対応し、Cm５３２はCm４３２に対応し、基準点５３６は、基準点４３６に対応する。
このような通信システム５００は、以下のような性質を有する。
例えば、送信装置５１０は、Cte５１４の値が大きい（容量が高い）程、通信媒体４３０に対応する接続線５３０へ大きな信号を印加することができる。また、送信装置５１０は、Ctg５１５の値が大きい（容量が高い）程、接続線５３０へ大きな信号を印加することができる。さらに、送信装置５１０は、Ctb５１７−１の値が小さい（容量が低い）程、接続線５３０へ大きな信号を印加することが出来る。また、送信装置５１０は、Cth５１７−２の値が小さい（容量が低い）程、接続線５３０へ大きな信号を印加することが出来る。さらに、送信装置５１０は、Cti５１７−３の値が小さい（容量が低い）程、接続線５３０へ大きな信号を印加することが出来る。
受信装置５２０は、Cre５２４の値が大きい（容量が高い）程、通信媒体４３０に対応する接続線５３０から大きな信号を取り出すことが出来る。また、受信装置５２０は、Crg５２５の値が大きい（容量が高い）程、接続線５３０から大きな信号を取り出すことが出来る。さらに、受信装置５２０は、Crb５２７−１の値が小さい（容量が低い）程、接続線５３０から大きな信号を取り出すことが出来る。また、受信装置５２０は、Crh５２７−２の値が小さい（容量が低い）程、接続線５３０から大きな信号を取り出すことが出来る。さらに、受信装置５２０は、Cri５２７−３の値が小さい（容量が低い）程、接続線５３０から大きな信号を取り出すことが出来る。また、受信装置５２０は、Rr５２３−１の値が低い（抵抗が高い）程、接続線５３０から大きな信号を取り出すことが出来る。
接続線５３０の抵抗成分であるRm５３１およびRm５３３の値が低い（抵抗が低い）程、送信装置５１０は、接続線５３０へ大きな信号を印加することが出来る。また、接続線５３０の空間に対する静電容量であるCm５３２の値が小さい（容量が低い）程、送信装置５１０は、接続線５３０へ大きな信号を印加することが出来る。
コンデンサ容量の大小は、電極の表面積の大きさに略比例するから、一般には各電極の大きさが大きい程よいが、単純に電極の大きさを大きくすると、電極同士の間の静電容量も増加してしまう恐れもある。また、電極の大きさ比が極端な場合も効率が低下する恐れがある。従って、電極の大きさやその配置場所等は、全体のバランスの中で決定する必要がある。
なお、上述した通信装置５００の性質は、信号源５１３−１の周波数が高い周波数帯域では、インピーダンス・マッチングの考え方で本等価回路を捉え、各パラメータを決定することで効率的な通信が可能となる。周波数を高めることにより、小さい静電容量でもリアクタンスが確保できるため、各装置を容易に小型化することができる。
また、一般的にコンデンサのリアクタンスは周波数の減少とともに上昇する。これに対して、通信システム５００は静電容量結合に基づく動作をするので、信号源５１３−１が生成する信号の周波数の下限は、これによって決定される。また、Rm５３１、Cm５３２、およびRm５３３は、その配置から低域通過フィルタを形成することになるので、この特性により周波数の上限が定まる。
つまり、通信システム５００の周波数特性は、図１０に示されるグラフの曲線５５１のようになる。図１０において、横軸は周波数を、縦軸は系全体の利得を示している。
次に、図５の通信システム４００、および図９の通信システム５００の各パラメータの具体的な数値を検討する。なお、以下において、説明の便宜上、通信システム４００（通信システム５００）は空気中に設置されているものとする。また、通信システム４００の送信信号電極４１１、送信基準電極４１２、受信信号電極４２１、および受信基準電極４２２（通信システム５００の送信信号電極５１１、送信基準電極５１２、受信信号電極５２１、および受信基準電極５２２）は、いずれも、直径５ｃｍの導体円板とする。
図５の通信システム４００において、送信信号電極４１１と通信媒体４３０からなる静電容量Cte４１４（図９のCte５１４）は、互いの間隔ｄteが５ｍｍとすると、その値は、上述した式（９）を用いて、以下の式（１８）ように求められる。
Figure 2007013310
電極間の静電容量であるCtb４１７−１（図９のCtb５１７−１）については、式（９）を適応することができるものとする。本来は上述したように電極の面積が間隔に比べて十分に大きい場合に成立する式であるが、ここでは、これで近似できるとして差し支えない。電極間の間隔を５ｃｍとすると、Ctb４１７−１（図９のCtb５１７−１）は以下の式（１９）ようになる。
Figure 2007013310
ここでの想定は、送信信号電極４１１と通信媒体４３０の間隔が狭いとすれば、空間との結合は弱くなるので、Cth４１７−２（図９のCht５１７−２）の値は、Cte４１４（Cte５１４）の値よりも十分小さく、式（２０）のようにCte４１４（Cte５１４）の値の十分の一に設定されるものとする。
Figure 2007013310
送信基準電極４１２と空間で形成される静電容量を示すCtg４１５（図９のCtg５１５）は図４の場合（式（１２））と同様であり、次式（２１）のように求めることができる。
Figure 2007013310
Cti４１７−３（図９のCti５１７−３）の値は、以下のように、Ctb４１７−１（図９のCtb５１７−１）と同等と考える。
Cti＝Ctb＝０．３５［ｐＦ］
受信装置４２０（図９の受信装置５２０）の各パラメータに関しても、各電極の構成（大きさや設置位置等）を送信装置４１０の場合と同様にすれば、以下のように、送信装置４１０の各パラメータと同様に設定される。
Cre＝Cte＝３．５［ｐＦ］ Crb＝Ctb＝０．３５［ｐＦ］ Crh＝Cth＝０．３５［ｐＦ］ Crg＝Ctg＝１．８［ｐＦ］ Cri＝Cti＝０．３５［ｐＦ］
また、説明の便宜上、以下において、通信媒体４３０（図９の接続線５３０）は人体のサイズ程度の生体に近い特性を有する物体であるとする。そして、通信媒体４３０の送信信号電極４１１の位置から受信信号電極４２１の位置（図９の送信信号電極５１１の位置から受信信号電極５２１の位置）までの電気抵抗が１［ＭΩ］であるとし、Rm４３１およびRm４３３（図９のRm５３１およびRm５３３）の値をそれぞれ５００［ＫΩ］とする。また、通信媒体４３０と空間との間で形成する静電容量Cm４３２（図９のCm５３２）の値を１００［ｐＦ］とする。
さらに、信号源４１３−１（図９の信号源５１３−１）は、最大値１［Ｖ］で周波数が１０［ＭＨｚ］の正弦波とする。
以上のパラメータを使ってシミュレーションを行うと、図１１に示されるような波形の受信信号がシミュレーション結果として得られる。図１１に示されるグラフは、縦軸が、受信装置４２０（図９の受信装置５２０）の受信負荷であるRr４２３−１（Rr５２３−１）の両端電圧を表し、横軸が時間を表している。図１１の両矢印５５２により示されるように、受信信号の波形の最大値Ａと最小値Ｂとの差（ピーク値の差）が約１０［μＶ］程度で観測される。従って、これを十分なゲインを持つ増幅器（検出器４２３−２）で増幅することによって、送信側の信号（信号源４１３−１において生成された信号）を受信側で復元することができる。
このように、以上において説明した、本発明を適用した通信システムは、物理的な基準点経路を不要とし、通信信号伝達経路のみによる通信を実現することができるので、利用環境の制約を受けない通信環境を容易に提供することができる。
次に、各装置における各電極の配置について説明する。上述したように、各電極は、互いに異なる役目を担っており、通信媒体や空間等に対して静電容量を形成する。つまり、各電極はそれぞれ互いに異なる相手と静電結合し、その静電結合を用いて作用する。従って、各電極の配置方法は、そのように各電極を目的の対象物に有効に静電結合させるために非常に重要な要因となる。
例えば、図５の通信システム４００において、送信装置４１０と受信装置４２０の間において効率よく通信を行うためには、以下の条件のように各電極を配置する必要がある。すなわち、各装置は、例えば、送信信号電極４１１と通信媒体４３０の間の静電容量、並びに、受信信号電極４２１と通信媒体４２２の間の静電容量の大きさがともに十分であること、送信基準電極４１２と空間の静電容量、並びに、受信基準電極４２２と空間の静電容量の大きさがともに十分であること、送信信号電極４１１と送信基準電極４１２の間、並びに、受信信号電極４２１と受信基準電極４２２の間の静電容量の大きさがより小さいこと、そして、送信信号電極４１１と空間の静電容量、並びに、受信信号電極４２１と空間の静電容量の大きさがより小さいことを満たす。必要がある。
各電極の配置例を図１２乃至図１８に示す。なお、以下に説明する電極配置の例は、送信装置および受信装置のいずれにも適用することができる。従って、以下においては、受信装置についての説明を省略し、送信装置についてのみ説明する。なお、以下に示す例を受信装置に適用する場合、送信信号電極を受信信号電極に対応させ、送信基準電極を受信信号電極に対応させる。
図１２において、送信信号電極５５４と送信基準電極５５５の二つの電極は、筐体５５３の同一平面上に配置されている。この構成によれば、二つの電極（送信信号電極５５４と送信基準電極５５５）が互いに対向するように配置された場合と比較して、電極間の静電容量を小さくすることが出来る。このような構成の送信装置を用いる場合、二つの電極のうち、一方の電極のみを通信媒体に近づけるようにする。例えば、筐体５５３が二つのユニットとヒンジ部により構成され、その二つのユニットの相対的な角度が可変となるように、ヒンジ部を介して接続され、筐体５５３の全体で見た場合、そのヒンジ部によって、筐体５５３がその長手方向中央付近において折りたたむことができるようになされた折り畳み型携帯型電話機であるとする。このような折り畳み型携帯型電話機に対して、図１２に示されるような電極配置を応用することにより、一方の電極は操作ボタン側のユニット背面に配置し、他方の電極は表示部が設けられたユニットの背面に配置することができる。このように配置することにより、操作ボタン側のユニットに配置された電極はユーザの手によって覆われ、表示部背面に設けられた電極は空間に向いて配置されることになる。つまり、上述した条件を満たすように二つの電極を配置することができる。
図１３は、筐体５５３において、二つの電極（送信信号電極５５４と送信基準電極５５５）を対向するように配置したものである。この場合、図１２の配置と比較し、２電極間の静電結合は強まるものの、筐体５５３が比較的小さい場合に適する。この場合二つの電極は、筐体５５３内の出来るだけ、距離が離れるような方向に配置されることが望ましい。
図１４は、筐体５５３において、二つの電極（送信信号電極５５４と送信基準電極５５５）を直接対向しないように配置し、かつ、筐体５５３の、互いに対向する面に配置したものである。この構成の場合、二つの電極の静電結合は、図１３より小さいものとなる。
図１５は、筐体５５３において、二つの電極（送信信号電極５５４と送信基準電極５５５）を、互いに垂直となるように配置したものである。この構成によれば、送信信号電極５５４の面とその対向面が通信媒体に近づく用途において、側面（送信基準電極５５５が配置される面）は、空間との静電結合が残されるため、通信が可能となる。
図１６は、図１３に示される配置において、電極の一方である送信基準電極５５５を筐体５５３内部に配置したものである。つまり、図１６のＡに示されるように、送信基準電極５５５のみが筐体５５３の内部に設けられる。図１６のＢは、図１６のＡの面５５６より見た場合の電極位置の例を示す図である。図１６のＢに示されるように、送信信号電極５５４は、筐体５５３の表面に配置され、送信基準電極５５５のみが筐体５５３の内部に設置されている。この構成によれば、筐体５５３が通信媒体で広く覆れてしまっても、一方の電極周辺には筐体５５３の内部の空間があるため、通信が可能となる。
図１７は、図１２または図１４に示される配置において、電極の一方である送信基準電極５５５を筐体５５３内部に配置したものである。つまり、図１７のＡに示されるように、送信基準電極５５５のみが筐体５５３の内部に設けられる。図１７のＢは、図１７のＡの面５５６より見た場合の電極位置の例を示す図である。図１７のＢに示されるように、送信信号電極５５４は、筐体５５３の表面に配置され、送信基準電極５５５のみが筐体５５３の内部に設置されている。この構成によれば、筐体５５３が通信媒体で広く覆れてしまっても、一方の電極周辺には筐体内部の空間余裕があるため、通信が可能となる。
図１８は、図１５に示される配置において、電極の一方を筐体内部に配置したものである。つまり、図１８のＡに示されるように、送信基準電極５５５のみが筐体５５３の内部に設けられる。図１８のＢは、図１８のＡの面５５６より見た場合の電極位置の例を示す図である。図１８のＢに示されるように、送信信号電極５５４は、筐体５５３の表面に配置され、送信基準電極５５５のみが筐体５５３の内部に設置されている。この構成によれば、筐体が通信媒体で広く覆れてしまっても、一方の電極である送信基準電極５５５を周辺には筐体内部の空間余裕があるため、通信が可能となる。
以上に説明したいずれの電極配置も、一方の電極よりも他方の電極の方が通信媒体に近く、他方はより空間との静電結合が強まるような配置となるように成されている。また、各配置においては、二つの電極間の静電的結合がより弱まるように配置することが望ましい。
送信装置あるいは受信装置は何らかの筐体に組み込まれるようにしてもよい。本発明の機器では、少なくとも二つの電極が存在し、それらは電気的に絶縁状態にあるので、筐体もある厚さを持った絶縁体で構成される。図１９は、送信信号電極周辺の断面図を示したものである。送信基準電極、受信信号電極、および受信基準電極のいずれも、送信信号電極と同様の構成であるので、以下の説明を適用することができる。従って、それらについての説明は省略する。
図１９のＡは、電極周辺の断面図を示したものである。筐体５６３および筐体５６４は、必ず両矢印５６５により示される物理的な厚さ（ｄ［ｍ］）を有するので、電極と通信媒体（例えば、送信電極５６１と通信媒体５６２）、あるいは電極と空間との間には、最低でもこの厚さ分の間隔を生じることになる。これまでの説明から明らかなように、電極と通信媒体、あるいは電極と空間との間は、静電容量を高めた方が一般的に都合がよい。
いま、筐体５６３および筐体５６４に通信媒体５６２が密着している場合を考える。この場合の送信基準電極５６１と通信媒体５６２との間の静電容量Ｃは（式９）によって求められるから、次の式（２２）のようになる。
Figure 2007013310
ここで、ε0は真空の誘電率で８．８５４×１０-12［Ｆ／ｍ］という固定値である。εrはその場所の比誘電率、Ｓは送信信号電極５６１の表面積である。送信信号電極５６１の上側に形成される空間５６６に、高い比誘電率を有する誘電体を配置することによって、静電容量を増加させ、性能の向上を図ることができる。
同様に周囲の空間に対しても静電容量の増加を図ることが出来る。尚、図１９のＡの場合、筐体の厚み（両矢印５６５）の部分に誘電体を挿入したが、必ずしもこの必要はなく、任意の位置にあればよい。
これに対して図１９のＢは、電極を筐体に埋め込んだ場合の例である。図１９のＢにおいて送信信号電極５６１は、筐体５６７に埋め込まれて（筐体５６７の一部となるように）配置されている。こうすることで、通信媒体５６２は、筐体５６７に接触すると同時に、送信信号電極５６１にも接触する。また、送信信号電極５６１の表面に絶縁層を形成することで、通信媒体５６２と送信信号電極５６１とが非接触となるようにすることもできる。
図１９のＣは、図１９のＢの場合に対し、筐体５６７を電極の表面積且つ厚さｄ’で凹状にえぐり、送信信号電極５６１を埋め込んだものである。筐体が一体成型の場合には、本手法により、製造コストや部品コストを抑え、簡単に静電容量を高めることが出来る。
以上の説明に従えば、例えば、図１２のように同一平面上に複数の電極を配置した場合に、送信信号電極５５４側に誘電体を挿入することによって（または、送信基準電極５５５側よりも高い誘電率を有する誘電体を送信信号電極５５４側に挿入することによって）、送信信号電極５５４と送信基準電極５５５の両方が通信媒体と結合してしまうような状況であっても、送信信号電極５５４の方が通信媒体との結合が強いために電極間に電位差を生じ通信することが可能である。
次に電極の大きさに関して説明する。少なくとも、送信基準電極及び受信基準電極は、通信媒体が十分な電位を得るために、十分な空間との静電容量を形成する必要があるが、送信信号電極及び受信信号電極は、通信媒体との静電的結合や通信媒体に流す信号の性質を踏まえたうえで、最適な大きさにすればよい。従って、通常、送信基準電極の大きさを送信信号電極の大きさより大きくするとともに、受信基準電極の大きさを受信信号電極の大きさより大きくする。しかしながら、通信を行うために十分な信号が得られれば、これ以外の関係であってももちろんよい。
特に、送信基準電極の大きさと送信信号電極の大きさを一致させ、かつ、受信基準電極の大きさと受信信号電極の大きさとを一致させた場合、無限遠点の基準点からみれば、これらの電極は互いに同等の特性にみえる。このため、どちらの電極を基準電極（信号電極）として使用するようにしても（基準電極と信号電極を入れ替えることができるようにしても）、同等の通信性能を得られる特徴がある。
換言すると、基準電極と信号電極の大きさが互いに異なるように設計された場合、一方の電極（信号電極として設定された電極）を通信媒体に近づけた場合にのみ通信可能とすることが出来る特徴を有する。
次に、回路のシールドについて説明する。以上においては、電極以外の送信部や受信部等は通信システムの物理的な構成を考える上で透明な存在として考えてきたが、実際にこの通信システムを実現するためには電子部品等から構成されるのが一般的である。電子部品は、その性質上、導電性、誘電性等の何らかの電気的な性質を有する物質から構成されるが、これらが電極周辺に存在する以上、動作に影響を与えることになる。本発明では、空間中の静電容量等が様々な影響を与えるため、基板上に実装されている電子回路自身もこの影響を授受ことになる。従って、より安定化した動作を期待する場合には、全体を導体でシールドすることが望ましい。
シールドした導体は、通常は、送受信装置の基準電位ともなっている送信基準電極または受信基準電極へ接続することが考えられるが、動作に問題がなければ、送信信号電極または受信信号電極へ接続してもよい。本シールドの導体自体も物理的な大きさを持つので、これまで説明してきた原理に従い、他の電極や、通信媒体、空間との相互関係で動作することを考慮する必要がある。
図２０に、この実施例を示す。本例は、機器がバッテリーで動作することを想定しており、バッテリーを含めた電子部品がシールドケース５７１内に収められており、基準電極も兼ねている。電極５７２は信号電極である。
次に、通信媒体について説明する。通信媒体に関しては、これまでの例では、導電体を主な例に挙げたが、導電性を持たない誘電体であっても通信が可能である。誘電体中では、送信信号電極から通信媒体へ注入された電界が、誘電体の分極作用によって伝播するためである。
具体的に、導電体としては電線等の金属物が、また誘電体としては純水等が考えられるが、両方の性質を併せ持った生体、整理食塩水等でも通信は可能である。また、真空中や空気中も誘電率を持つため、通信媒体として通信可能である。
次にノイズについて説明する。空間中は、ＡＣ電源からのノイズ、蛍光灯や各種家電機器、電気機器からのノイズ、空気中の帯電微粒子の影響等様々な要因によって電位が変動している。これまでは、これら電位変動を無視してきたが、これらのノイズは送信装置、通信媒体、受信装置の各部に重々することになる。
図２１は、図１の通信システム１００を、ノイズ成分を含めた等価回路により表した模式図である。すなわち、図２１の通信システム６００は、図９の通信システム５００に対応し、通信システム６００の送信装置６１０は、通信システム５００の送信装置５１０に対応し、受信装置６２０は受信装置５２０に対応し、接続線６３０は接続線６３０に対応する。
送信装置６１０において、信号源６１３−１、送信装置内基準点６１３−２、Cte６１４、Ctg６１５、基準点６１６−１、基準点６１６−２、Ctb６１７−１、Cth６１７−２、およびCti６１７−３は、それぞれ、送信装置５１０の、信号源５１３−１、送信装置内基準点５１３−２、Cte５１４、Ctg５１５、基準点５１６−１、基準点５１６−２、Ctb５１７−１、Cth５１７−２、およびCti５１７−３に対応する。ただし、図９の場合と異なり、送信装置６１０には、ノイズ６４１およびノイズ６４２の二つの信号源が、それぞれ、Ctg６１５と基準点６１６−１との間、およびCth６１７−２と基準点６１６−２との間に設けられている。
受信装置６２０において、Rr６２３−１、検出器６２３−２、受信装置内基準点６２３−３、Cre６２４、Crg６２５、基準点６２６−１、基準点６２６−２、Crb６２７−１、Crh６２７−２、およびCri６２７−３は、それぞれ、受信装置５２０の、Rr５２３−１、検出器５２３−２、受信装置内基準点５２３−３、Cre５２４、Crg５２５、基準点５２６−１、基準点５２６−２、Crb５２７−１、Crh５２７−２、およびCri５２７−３に対応する。ただし、図９の場合と異なり、受信装置６２０には、ノイズ６４４およびノイズ６４５の二つの信号源が、それぞれ、Crh６２７−２と基準点６２６−２との間、およびCrg６２５と基準点６２６−１との間に設けられている。
接続線６３０において、Rm６３１、Cm６３２、Rm６３３、および基準点６３６は、それぞれ、接続線５３０の、Rm５３１、Cm５３２、Rm５３３、および基準点５３６に対応する。ただし、図９の場合と異なり、接続線６３０には、信号源により構成されるノイズ６４３が、Cm５３２と基準点５３６との間に設けられている。
各装置は、自らが有するグランド電位である送信装置内基準点６１３−２、または受信装置内基準点６２３−３を基準に動作しているため、これらに重々するノイズが、送信装置、通信媒体、および受信装置に対して相対的に同成分であれば、動作上は影響しない。一方で、特に装置間の距離が離れている場合やノイズの多い環境下では、各装置間でノイズの相対的な差異を生じる可能性が高まる。つまり、ノイズ６４１乃至ノイズ６４５の動きが互いに異なる。この差異も、時間的な変動がない場合には、使用する信号レベルの相対差が伝達されればよいので、問題ないが、ノイズの変動周期が使用する周波数帯に重なるような場合には、そのノイズ特性を考慮して、利用する周波数や信号レベルを定める必要があるが、換言すれば、ノイズ特性を考慮しながら利用する周波数や信号レベルを定めるだけで、通信システム６００は、ノイズ成分に対する耐性も有し、物理的な基準点経路を不要とし、通信信号伝達経路のみによる通信を実現することができるので、容易に利用環境の制約を受けない通信環境を提供することができる。
次に、送信装置と受信装置の間の距離の大きさによる通信への影響について説明する。上述したように、本発明の原理によれば、送信基準電極と受信基準電極の空間に十分な静電容量を形成できていれば、送受信装置間近辺の大地による経路や、その他の電気的な経路を必要とせず、送信信号電極と受信信号電極の距離に依存しない。従って、例えば、図２２に示される通信システム７００のように、送信装置７１０と受信装置７２０を遠距離におき、十分な導電性あるいは誘電性を持った通信媒体７３０により送信信号電極７１１、受信信号電極７２１を静電的に結合することによって通信が可能である。このとき、送信基準電極７１２は送信装置７１０の外部の空間と静電結合し、受信基準電極７２２は受信装置７２０の外部の空間と静電結合する。従って、送信基準電極７１２と受信基準電極７２２は、互いに静電結合する必要がない。但し、通信媒体７３０がより長く、大きくなることによって空間に対する静電容量も増加するため、各パラメータを決定する際にこれらについて考慮する必要がある。
なお、図２２の通信システム７００は、図１の通信システム１００に対応するシステムであり、送信装置７１０は送信装置１１０に対応し、受信装置７２０は受信装置１２０に対応し、通信媒体７３０は通信媒体１３０に対応する。
送信装置７１０において、送信信号電極７１１、送信基準電極７１２、および信号源７１３−１は、それぞれ、送信信号電極１１１、送信基準電極１１２、および送信部１１３（またはその一部）に対応する。同様に、受信装置７２０において、受信信号電極７２１、受信基準電極７２２、および信号源７２３−１は、それぞれ、受信信号電極１２１、受信基準電極１２２、および受信部１２３（またはその一部）に対応する。
従って、これらの各部についての説明は省略する。
以上のように通信システム７００は、物理的な基準点経路を不要とし、通信信号伝達経路のみによる通信を実現することができるので、利用環境の制約を受けない通信環境を提供することができる。
なお、以上においては、送信信号電極および受信信号電極が通信媒体と非接触であるように説明したが、これに限らず、送信基準電極および受信基準電極がそれぞれの装置周辺空間との間で十分な静電容量が得られるのであれば、送信信号電極と受信信号電極の間を、導電性を有する通信媒体で接続するようにしてもよい。
図２３は、送信基準電極および受信基準電極を、通信媒体を介して接続する場合の通信システムの例について説明する模式図である。
図２３において、通信システム７４０は、図２２の通信システム７００に対応するシステムである。ただし、通信システム７４０の場合、送信装置７１０に送信信号電極７１１が存在せず、送信装置７１０と通信媒体７３０は、接点７４１において接続される。同様に、通信システム７４０における受信装置７２０には受信信号電極７２１が存在せず、受信装置７１０と通信媒体７３０は、接点７４２において接続される。
通常の有線通信システムでは、少なくとも二つの信号線があり、これらの信号レベルの相対差を利用して通信を行うように成されているが、本発明に従えば、一本の信号線で通信を行うことができる。
つまり、通信システム７４０も、物理的な基準点経路を不要とし、通信信号伝達経路のみによる通信を実現することができるので、利用環境の制約を受けない通信環境を提供することができる。
次に、以上のような通信システムの具体的な適用例について説明する。例えば、以上のような通信システムは、生体を通信媒体とすることもできる。図２４は、人体を介して通信を行う場合の通信システムの例を示す模式図である。図２４において、通信システム７５０は、人体の腕部に取り付けられた送信装置７６０から音楽データを送信し、人体の頭部に取り付けられた受信装置７７０によってその音楽データを受信して音声に変換し、出力してユーザに視聴させるシステムである。この通信システム７５０は、上述した通信システム（例えば、通信システム１００）に対応したシステムであり、送信装置７６０や受信装置７７０は、それぞれ、送信装置１１０や受信装置１２０に対応する。また、通信システム７５０において人体７８０は、通信媒体であり、図１の通信媒体１３０に対応する。
つまり、送信装置７６０は、送信信号電極７６１、送信基準電極７６２、および送信部７６３を有しており、それぞれ、図１の送信信号電極１１１、送信基準電極１１２、および送信部１１３に対応する。また、受信装置７７０は、受信信号電極７７１、受信基準電極７７２、および受信部７７３を有しており、それぞれ、図１の受信信号電極１２１、受信基準電極１２２、および受信部１２３に対応する。
従って、通信媒体である人体７８０に、送信信号電極７６１および受信信号電極７７１が接触または近接されるように、送信装置７６０および受信装置７７０が設置される。送信基準電極７６２および受信基準電極７７２は、空間に接していればよいので、周辺に大地との結合や、送受信装置（または電極）同士の結合も不要である。
図２５は、通信システム７５０を実現する他の例について説明する図である。図２５において、受信装置７７０は、人体７８０に対して足裏部において接触（または近接）し、人体７８０の腕部に取り付けられた送信装置７６０との間で通信を行う。この場合も、通信媒体である人体７８０に接触（または近接）されるように、送信信号電極７６１と受信信号電極７７１が設けられ、空間に向けて送信基準電極７６２と受信基準電極７７２が設けられている。特に、大地を通信経路の一つとしていた従来技術では実現不可能な応用例である。
つまり、以上のような通信システム７５０は、物理的な基準点経路を不要とし、通信信号伝達経路のみによる通信を実現することができるので、利用環境の制約を受けない通信環境を提供することができる。
以上のような通信システムにおいて、通信媒体に流す信号の変調方式としては、送信装置と受信装置の両方において対応可能であれば、特に制限はなく、通信システム全体の系の特性を踏まえた上で、最適な方式を選択することが出来る。具体的に変調方式としては、ベースバンド、または振幅変調、または周波数変調されたアナログ信号か、ベースバンド、または振幅変調、または周波数変調、または位相変調されたデジタル信号のうちのいずれか一つ、または複数の混合であってもよい。
さらに、以上のような通信システムにおいて、一つの通信媒体を利用して、複数の通信を成立させ、全二重通信や、単一の通信媒体による複数の装置同士による通信等を実行することができるようにしてもよい。
このような多重通信を実現する方法の例を説明する。一つ目は、スペクトラム拡散方式を適用させる方法である。この場合、送信装置と受信装置の間で互いに周波数帯域幅と特定の時系列コードを取り決めておく。そして送信装置は、この周波数帯域幅の中で、もとの信号を時系列コードによって周波数的に変化させ、周波数帯域全体に拡散させてから送信する。受信装置は、この拡散した成分を受信した後、その受信した信号を積分することで受信信号を復号する。
周波数の拡散によって得られる効果を説明する。シャノンとハートレーのチャネル容量の定理によれば、次の式が成り立つ。
Figure 2007013310
ここで、Ｃ［bps］はチャネル容量を示し、通信路に流すことの出来る理論上の最大データレートを示す。Ｂ［Hz］はチャネル帯域幅を示す。Ｓ／Ｎは信号対ノイズ電力比（SN比）を示す。さらに、上式をマクローリン展開し、Ｓ／Ｎが低いものとすると、上述した式（２３）は、次の式（２４）のように近似することができる。
Figure 2007013310
これにより、例えばＳ／Ｎがノイズフロア以下のレベルであったとすると、Ｓ／Ｎ＜＜１となるが、チャネル帯域幅Ｂを広げることで、チャネル容量Ｃを所望のレベルに引き上げることが出来る。
時系列コードを通信路毎に異なるようし、周波数拡散の動きを異なるようにすれば、相互に干渉することなく周波数が拡散し、相互の混信がなくなることで、同時に複数の通信を行うことができる。
図２６は、本発明を適用した通信システムの他の構成例を示す図である。図２６に示される通信システム８００においては、四つの送信装置８１０−１乃至８１０−４と、五つの受信装置８２０−１乃至８２０−５が、スペクトラム拡散方式を用いて、通信媒体８３０を介して多重通信を行う。
送信装置８１０−１は、図１の送信装置１１０に対応しており、送信信号電極８１１、送信基準電極８１２を有し、さらに、送信部１１３に対応する構成として、原信号供給部８１３、乗算器８１４、拡散信号供給部８１５、および増幅器８１６を有している。
原信号供給部８１３は、周波数を拡散する前の信号である原信号を乗算器８１４に供給する。また、拡散信号供給部８１５は、周波数を拡散させるための拡散信号を乗算器８１４に供給する。なお、この拡散信号による拡散の方式には、代表的なものとして、ダイレクトシーケンス方式（以下、DS方式と称する）と周波数ホッピング方式（以下、FH方式と称する）の二種類の方法がある。DS方式は、少なくとも原信号よりも高い周波数成分を持った上記の時系列コードを乗算器８１４において乗算させ、その乗算結果を所定の搬送波に乗せて、増幅器８１５において増幅した後出力する方式である。
また、FH方式は、上記の時系列コードによって搬送波の周波数を変化させて拡散信号とし、原信号供給部８１３より供給される原信号と乗算器８１４によって乗算し、増幅器８１５において増幅した後出力する方式である。増幅器８１５の一方の出力は、送信信号電極８１１に接続され、他方は、送信基準電極８１２に接続される。
送信装置８１０−２乃至送信装置８１０−４も同様の構成であり、上述した送信装置８１０−１に対する説明を適用可能であるのでその説明を省略する。
受信装置８２０−１は、図１の受信装置１２０に対応しており、受信信号電極８２１、受信基準電極８２２を有し、さらに、受信部１２３に対応する構成として、増幅器８２３、乗算器８２４、拡散信号供給部８２５、および原信号出力部８２６を有している。
受信装置８２０−１は、まず、本発明の方法に基づいて電気信号を復元した後、送信装置８１０−１と逆の信号処理によって元の原信号（原信号供給部８１３が供給する信号）を復元する。
この方式による周波数スペクトルを図２７に示す。横軸は周波数を、縦軸はエネルギーを示している。スペクトル８４１は周波数を固定した方式のスペクトルであるが、特定の周波数にエネルギーが集中している。この方式では、ノイズフロア８４３以下にエネルギーが低下してしまうと信号を復元することは出来ない。一方、スペクトル８４２はスペクトラム拡散方式のスペクトルを示しているが、広い周波数帯域に渡ってエネルギーが分散している。図の長方形の面積が全体のエネルギーを示していると考えることが出来るので、スペクトル８４２の信号は、各周波数成分がノイズフロア８４３以下にも関わらず、周波数帯域全体に渡ってエネルギーを積分することで元の信号を復元でき、通信が可能となる。
以上のようなスペクトラム拡散方式を用いて通信を行うことにより、通信システム８００は、図２６に示されるように、同一の通信媒体８３０を利用して同時通信を行うことができる。図２６において、経路８３１乃至経路８３５は通信媒体８３０上の通信経路を示している。また、スペクトラム拡散方式を用いることにより、通信システム８００は、経路８３１と経路８３２に示されるような多対一通信や、多対多通信も行うことができる。
二つ目は、送信装置と受信装置の間で互いに周波数帯域幅を決め、それをさらに複数の領域に分割する周波数分割方式を適用させる方法である。この場合、送信装置（または受信装置）は、特定の周波数帯域割り振りの規則に従うか、通信開始時に空いている周波数帯域を検出し、その検出結果に基づいて周波数帯域の割り振りを行う。
図２８は、本発明を適用した通信システムの他の構成例を示す図である。図２８に示される通信システム８５０においては、四つの送信装置８６０−１乃至８６０−４と、五つの受信装置８７０−１乃至８７０−５が、周波数分割方式を用いて、通信媒体８８０を介した多重通信を行う。
送信装置８６０−１は、図１の送信装置１１０に対応しており、送信信号電極８６１、送信基準電極８６２を有し、さらに、送信部１１３に対応する構成として、原信号供給部８６３、乗算器８６４、周波数可変型発信源８６５、および増幅器８６６を有している。
周波数可変型発振源８６５によって生成された特定の周波数成分を持った発振信号は、乗算器８６４において原信号供給部８６３より供給された原信号と乗算され、増幅器８６６において増幅された後、出力される（適宜フィルタリングを行うものとする）。増幅器８６６の一方の出力は送信信号電極８６１に接続され、他方は送信基準電極８６２に接続される。
送信装置８６０−２乃至送信装置８６０−４も同様の構成であり、上述した送信装置８６０−１に対する説明を適用可能であるのでその説明を省略する。
受信装置８７０−１は、図１の受信装置１２０に対応しており、受信信号電極８７１、受信基準電極８７２を有し、さらに、受信部１２３に対応する構成として、増幅器８７３、乗算器８７４、周波数可変型発信源８７５、および原信号出力部８７６を有している。
受信装置８７０−１は、まず、本発明の方法に基づいて電気信号を復元した後、送信装置８６０−１と逆の信号処理によって元の原信号（原信号供給部８６３が供給する信号）を復元する。
この方式による周波数スペクトルの例を図２９に示す。横軸は周波数を、縦軸はエネルギーを示している。なお、ここでは、説明の便宜上、図２９に示されるように、全体の周波数帯域幅８９０（ＢＷ）を、五つの帯域幅８９１乃至８９５（ＦＷ）に分割した例を示している。このように分割された各周波数帯域は、互いに異なる通信経路の通信に利用される。つまり、通信システム８５０の送信装置８６０（受信装置８７０）は、通信経路毎に異なる周波数帯域を利用することにより、図２８に示されるように、相互の混信を抑制し、一つの通信媒体８８０において、同時に複数の通信を行うことができる。図２８において、経路８８１乃至経路８８５は通信媒体８８０上の通信経路を示している。また、周波数分割方式を用いることにより、通信システム８５０は、経路８８１と経路８８２に示されるような多対一通信や、多対多通信も行うことができる。
なお、ここでは、通信システム８５０（送信装置８６０または受信装置８７０）が、全帯域幅８９０を五つの帯域幅８９１乃至８９５に分割するように説明したが、分割数はいくつであってもよいし、各帯域幅の大きさが互いに異なるようにしてもよい。
三つ目は、送信装置と受信装置の間で互いに通信時間を複数に分割する時分割方式を適用させる方法である。この場合、送信装置（または受信装置）は、特定の時間分割規則に従うか、通信開始時に空いている時間領域を検出し、その検出結果に基づいて通信時間の分割を行う。
図３０は、本発明を適用した通信システムの他の構成例を示す図である。図３０に示される通信システム９００においては、四つの送信装置９１０−１乃至９１０−４と、五つの受信装置９２０−１乃至９２０−５が、時分割方式を用いて、通信媒体９３０を介した多重通信を行う。
送信装置９１０−１は、図１の送信装置１１０に対応しており、送信信号電極９１１、送信基準電極９１２を有し、さらに、送信部１１３に対応する構成として、時間制御部９１３、乗算器９１４、発信源９１５、および増幅器９１６を有している。
時間制御部９１３によって所定時間に原信号が出力される。乗算器９１４は、原信号と、発振源９１５により供給される発振信号を乗算し、増幅器９１６から出力する（適宜フィルタリングを行うものとする）。増幅器９１６の一方の出力は、送信信号電極９１１に接続され、他方は、送信基準電極９１２に接続される。
送信装置９１０−２乃至送信装置９１０−４も同様の構成であり、上述した送信装置９１０−１に対する説明を適用可能であるのでその説明を省略する。
受信装置９２０−１は、図１の受信装置１２０に対応しており、受信信号電極９２１、受信基準電極９２２を有し、さらに、受信部１２３に対応する構成として、増幅器９２３、乗算器９２４、発信源９２５、および原信号出力部９２６を有している。
受信装置９２０−１は、まず、本発明の方法に基づいて電気信号を復元した後、送信装置９２０−１と逆の信号処理によって元の原信号（時間制御部９１３が供給する原信号）を復元する。
この方式によるる時間軸上のスペクトルの例を図３１に示す。横軸は時間を、縦軸はエネルギーを示している。なお、ここでは、説明の便宜上、五つの時間帯域９４１乃至９４５を示しているが、実際には、時間帯域は、これ以降同様に継続する。このように分割された各時間帯域は、互いに異なる通信経路の通信に利用される。つまり、通信システム９００の送信装置９１０（受信装置９２０）は、通信経路毎に異なる時間帯域において通信を行うことにより、図３０に示されるように、相互の混信を抑制し、一つの通信媒体９３０において、同時に複数の通信を行うことができる。図３０において、経路９３１乃至経路９３５は通信媒体９３０上の通信経路を示している。また、時分割方式を用いることにより、通信システム９００は、経路９３１と経路９３２に示されるような多対一通信や、多対多通信も行うことができる。
なお、ここでは、通信システム９００（送信装置９１０または受信装置９２０）が分割する各時間帯の時間幅の大きさが互いに異なるようにしてもよい。
さらに、上述した以外の方法として、一つ目から三つ目までの通信方式のうちの二つ以上を組み合わせるようにしてもよい。
送信装置および受信装置が、同時に複数の他の装置と通信を行うことができるということは、特定のアプリケーションにおいては、特に重要になる。例えば、交通機関のチケットへの応用を想定すると、定期券の情報を有する装置Ａと電子マネー機能を有する装置Ｂの両方を所持した利用者が、自動改札機を利用する際、上記のような方式を使用することで、装置Ａ及び装置Ｂと同時に通信することで、例えば、利用区間が定期券外の区間も含まれていた場合に、不足金額分を装置Ｂの電子マネーから差し引くといった便利な用途に利用することが出来る。
以上のような送信装置と受信装置との間の通信において実行される通信処理の流れについて、図１の通信システム１００の送信装置１１０と受信装置１２０との通信の場合を例に、図３２のフローチャートを参照して説明する。
送信装置１１０の送信部１１３は、ステップＳ１において、送信対象となる信号を発生し、ステップＳ２において、その発生した信号を、送信信号電極１１１を介して、通信媒体１３０上に送信する。信号を送信すると送信装置の送信部１１３は、通信処理を終了する。送信装置１１０より送信された信号は、通信媒体１３０を介して受信装置１２０に供給される。受信装置１２０の受信部１２３は、ステップＳ２１において、受信信号電極１２１を介して、その信号を受信し、ステップＳ２２において、その受信した信号を出力する。受信した信号を出力した受信部１２３は、通信処理を終了する。
以上のように、送信装置１１０および受信装置１２０は、基準電極を用いて閉回路を構築する必要がなく、信号電極を介して信号を送受信するのみで、環境に影響されずに安定した通信処理を容易に行うことができる。なお、通信処理の構造が単純であるので、通信システム１００は、変調、符号化、暗号化、または多重化など、多様な通信方式を容易に併用することができる。
なお、以上の通信システムにおいては、送信装置と受信装置を別体として構成するように説明したが、これに限らず、上述した送信装置と受信装置の両方の機能を有する送受信装置を用いて通信システムを構築するようにしてもよい。
図３３は、本発明を適用した通信システムの他の構成例を示す図である。
図３３において、通信システム９５０は、送受信装置９６１、送受信装置９６２、および通信媒体１３０を有する。通信システム９５０は、送受信装置９６１と送受信装置９６２が通信媒体１３０を介して双方向に信号を送受信するシステムである。
送受信装置９６１は、図１の送信装置１１０と同様の送信部１１０と、受信装置１２０と同様の受信部１２０の両方の構成を有している。すなわち、送受信装置９６１は、送信信号電極１１１、送信基準電極１１２、送信部１１３、受信信号電極１２１、受信基準電極１２２、および受信部１２３を有している。
つまり送受信装置９６１は、送信部１１０を用いて通信媒体１３０を介して信号を送信し、受信部１２０を用いて通信媒体１３０を介して供給される信号を受信する。上述したように、本発明の通信方式においては多重通信が可能であるので、この場合の送受信装置９６１においても、送信部１１０による通信と、受信部１２０による通信とを同時に（時間的に重なるように）行われるようにしてもよい。
送受信装置９６２は、送受信装置９６１と同様の構成を有し、同様に動作するのでその説明を省略する。つまり送受信装置９６１と送受信装置９６２は、互いに同様の方法で、通信媒体１３０を介して、双方向に通信を行う。
このようにすることにより、通信システム９５０（送受信装置９６１および送受信装置９６２）は、利用環境に制約を受けない双方向通信を容易に実現することができる。
なお、この送受信装置９６１や送受信装置９６２の場合も、図２３を参照して説明した送信装置や受信装置の場合と同様に、送信信号電極や受信信号電極を通信媒体に電気的に接続する（接点７４１または接点７４２として設ける）ようにしてももちろんよい。また、以上においては送信信号電極１１１、送信基準電極１１２、受信信号電極１２１、および受信基準電極１２２を互いに別体として構成するように説明したが、これに限らず、例えば、送信信号電極１１１と受信信号電極１２１を一つの電極により構成するようにしてもよいし、また、送信基準電極１１２と受信基準電極１２２を一つの電極により構成する（送信部１１３および受信部１２３が信号電極または基準電極を共有する）ようにしてもよい。
尚、以上において、本発明を適用した通信システムの各装置（送信装置、受信装置、および通信装置）は、各装置内の基準電位が基準電極と接続されるように説明したが、これに限らず、例えば、互いに位相が異なる二つの信号で動作する差動回路により構成してもよく、差動回路の一方の信号を信号電極に接続して通信媒体中に伝送し、差動回路の他方の信号を基準電極に接続することによっても情報の伝送が可能である。
次に、本発明を適用した通信システムについて説明する。最初に、図３４を参照して信号電極と通信媒体との間の静電容量について説明する。図３４は、図１の通信システム１００の送信装置１１０の送信信号電極１１１と通信媒体１３０との位置関係と、それらの間の静電容量との関係について説明する模式図である。図３４において、送信信号電極１１１と通信媒体１３０は、静電容量Cte２１４を形成するように接触または近接している。例えば、送信信号電極１１１は、通信媒体１３０と、絶縁層を介して接触している。若しくは、送信信号電極１１１は、通信媒体１３０と、空気の層を介して近接している。
図３４のＡにおいて、送信信号電極１１１は、その接触面全体が、通信媒体１３０の表面と絶縁層を介して接触している（若しくは、空気の層を介して十分に近接している）。つまり、図３４のＡの例では、送信信号電極１１１と通信媒体１３０とが静電容量Cte２１４を形成するように、より大きな面積で接近している。この位置関係のとき、送信信号電極１１１と通信媒体１３０との間のCte２１４は、最も大きくなる。
これに対して、図３４のＢにおいては、送信信号電極１１１は、両矢印で示されるように、通信媒体１３０より離れている。つまり、図３４のＢの例では、送信信号電極１１１と通信媒体１３０との距離が、図３４のＡの場合と比べて広がっている。従って、この位置関係の場合のCte２１４の値は、図３４のＡの場合よりも小さくなる。つまり、Cte２１４の大きさは、送信信号電極１１１と通信媒体１３０との距離に依存する。
また、図３４のＣにおいては、通信媒体１３０の表面が曲面であり、送信信号電極１１１の接触面の一部のみが通信媒体１３０の表面と絶縁層を介して接触している（若しくは、空気の層を介して十分に近接している）。つまり、図３４のＣの例では、送信信号電極１１１と通信媒体１３０とが図３４のＡと同様に接近しているものの、その接近している部分の面積が、図３４のＡの場合と比べて小さい。従って、このような位置関係の場合も、Cte２１４の値は、図３４のＡの場合よりも小さくなる。つまり、Cte２１４の大きさは、送信信号電極１１１と通信媒体１３０との距離だけでなく、接触面積や方向等も含む、両者の相対的位置関係に依存する。
従って、例えば、送信装置や受信装置と通信媒体との距離を測距するだけでは、Cte２１４の正しい値を求めることはできない。Cte２１４の値をより正確に求めるためには、装置と通信媒体との相対的位置関係（通信環境）をより正確に把握する必要がある。
図３５は、本発明を適用した通信システムの一実施形態に係る構成例を示す図である。
図３５に示される通信システム１０００は、送信装置１００１と受信装置１００２が通信媒体１００３（例えばユーザの人体）を介して通信を行う通信システムであり、以上に説明したような、基準電極を用いて閉回路を構築する必要がなく、信号電極を介して信号を送受信するのみで、環境に影響されずに安定した通信処理を容易に行う通信システムである。つまり、通信システム１０００は、図１の通信システム１００と同様の方法により通信を行う通信システムである。
送信装置１００１は、送信信号を生成する送信部１０１１、通信媒体１００３を介して伝送させる信号を送信するために設けられた電極対の一方の電極である送信信号電極１０１２、および、その電極対の他方の電極である送信基準電極１０１３を有しており、通信媒体１００３を介して信号を受信装置１００２に送信する装置である。送信装置１００１の電極対において、通信媒体１００３に対する静電結合が強い方が送信信号電極１０１２とされ、他方が送信基準電極１００３とされる。送信部１０１１は、送信信号電極１０１２と送信基準電極１０１３との間に設けられ、これらの電極間に受信装置１００２へ伝達したい電気信号（電位差）を与える。
なお、図３５に示される送信信号電極１０１２および送信基準電極１０１３は、例えば平面上にアレイ状に配列された複数の電極（電極群）により構成される。送信部１０１１は、送信信号電極１０１２および送信基準電極１０１３として構成される複数の電極のそれぞれとの接続（接続および切断）を制御することができる。すなわち、送信部１０１１は、各電極との接続を制御することにより、電極の表面積（例えば、送信信号電極１０１２が通信媒体１００３と絶縁層を介して接触している、または空気の層を介して近接している面積）、すなわち、電極の静電容量を制御することができる。なお、送信信号電極１０１２および送信基準電極１０１３が、それぞれ、１つの電極により構成されるようにしてももちろんよい。
送信装置１００１は、さらに、状態確認部１０１４および対応処理部１０１５を有している。
状態確認部１０１４は、送信装置１００１の通信に関する状態、すなわち、例えば、送信装置１００１と、通信媒体１００３や受信装置１００２との相対的位置関係等の通信環境の確認に関する処理を行う。状態確認部１０１４は、電流測定部１０２１、合成負荷算出部１０２２、および判定部１０２４を有している。
電流測定部１０２１は、後述するように、例えば抵抗の両端の電位差を測定することにより、送信部１０１１が出力する信号の電流値を測定する処理部である。つまり、電流測定部１０２１は、送信信号電極１０１２および送信基準電極１０１３の間に流れる電流の大きさを測定する。電流測定部１０２１は、その測定値（電流値）を合成負荷算出部１０２２に供給する。
合成負荷算出部１０２２は、電流測定部１０２１より供給された測定値に基づいて、後述する、送信装置１００１の送信に関する、送信装置１００１および通信媒体１００３の合成負荷を算出し、その算出結果を判定部１０２４に供給する。
判定部１０２４は、その算出結果に基づいて、送信装置１００１の状態を判定し、その判定結果に基づいて、必要な対応処理の内容を決定する。そして、判定部１０２４は、その決定内容を含む状態判定結果を、合成負荷算出部１０２２が算出した合成負荷を示す情報とともに、対応処理部１０１５に供給する。
対応処理部１０１５は、状態確認部１０１４が確認した状態に応じて送信部１０１１の制御に関する処理を行う。対応処理部１０１５は、送信レベル調整部１０２５、静電容量調整部１０２７、メッセージ表示部１０２８、および情報提供部１０２９を有している。
送信レベル調整部１０２５は、状態確認部１０１４の判定部１０２４より供給される状態判定結果に基づいて、送信部１０１１の送信レベル（出力の大きさ）を調整する。また、送信レベル調整部１０２５は、状態確認部１０１４の判定部１０２４より供給される状態判定結果および合成負荷を示す情報を、設定された送信レベルを示す情報とともに、静電容量調整部１０２７に供給する。
静電容量調整部１０２７は、送信レベル調整部１０２５を介して供給される状態判定結果に基づいて、送信信号電極１０１２を構成する複数の電極のそれぞれと送信部１０１１との接続を制御し、送信信号電極１０１２の、通信媒体１００３に対する静電容量を調整する。また、静電容量調整部１０２７は、状態判定結果、合成負荷を示す情報、および送信レベルを示す情報をメッセージ表示部１０２８に供給する。
メッセージ表示部１０２８は、LCD（Liquid Crystal Display）等のディスプレイを有しており、静電容量調整部１０２７を介して供給される状態判定結果に基づいて、ユーザに対するメッセージや画像をそのディスプレイに表示する。また、メッセージ表示部１０２８は、状態判定結果、合成負荷を示す情報、および送信レベルを示す情報を情報提供部１０２９に供給する。
情報提供部１０２９は、メッセージ表示部１０２８を介して供給される状態判定結果に基づいて、送信部１０１１を制御し、合成負荷を示す情報および送信レベルを示す情報を受信装置１００２に提供する。
受信装置１００２は、受信信号を検出する受信部１０３１、通信媒体１００３を介して伝送される信号を受信するために設けられた電極対の一方の電極である受信信号電極１０３２、および、その電極対の他方の電極である受信基準電極１０３３を有しており、通信媒体１００３を介して送信装置１００１より送信される信号を受信する装置である。受信装置１００２の電極対において、通信媒体１００３に対する静電結合が強い方が受信信号電極１０３２とされ、他方が受信基準電極１０３３とされる。受信部１０３１は、これらの受信信号電極１０３２と受信基準電極１０３３との間に設けられ、通信媒体１００３を介して伝送される信号によってこれらの電極間に生じた電気信号（電位差）を検知し、その電気信号を所望の電気信号に変換し、送信装置１００１の送信部１０１１で生成された電気信号を復元する。
なお、図３５に示される受信信号電極１０３２および受信基準電極１０３３は、例えば平面上にアレイ状に配列された複数の電極（電極群）により構成される。受信部１０３１は、受信信号電極１０３２および受信基準電極１０３３として構成される複数の電極のそれぞれとの接続（接続および切断）を制御することができる。すなわち、受信部１０３１は、各電極との接続を制御することにより、電極の表面積（例えば、受信信号電極１０３２と通信媒体１００３との接触面積）、すなわち、電極の静電容量を制御することができる。なお、受信信号電極１０３２および受信基準電極１０３３が、それぞれ、１つの電極により構成されるようにしてももちろんよい。
受信装置１００２は、さらに、状態確認部１０３４および対応処理部１０３５を有している。
状態確認部１０３４は、受信装置１００２の通信に関する状態、すなわち、例えば、受信装置１００２と通信媒体１００３との相対的位置関係等の通信環境の確認に関する処理を行う。状態確認部１０３４は、電流測定部１０４１、合成負荷算出部１０４２、情報取得部１０４３、および判定部１０４４を有している。
電流測定部１０４１は、後述するように、例えば、受信信号電極１０３２および受信基準電極１０３３の間に所定の電圧を印加し、その電圧について抵抗の両端の電位差を測定することにより、受信部１０３１に入力される信号（受信信号）の電流値を測定する処理部である。つまり、電流測定部１０４１は、受信信号電極１０３２および受信基準電極１０３３の間に流れる電流の大きさを測定する。電流測定部１０４１は、その測定値（電流値）を合成負荷算出部１０４２に供給する。
合成負荷算出部１０４２は、電流測定部１０４１より供給された測定値に基づいて、後述する、受信装置１００２の受信に関する、受信装置１００２および通信媒体１００３の合成負荷を算出し、その算出結果を判定部１０４４に供給する。
情報取得部１０４３は、受信部１０３１を制御し、情報提供部１０２９の処理により、送信装置１００１より通信媒体１００３を介して送信（提供）される、合成負荷を示す情報および送信レベルを示す情報を取得し、それを判定部１０４４に供給する。
判定部１０４４は、合成負荷算出部１０４２により供給される算出結果、および、情報取得部１０４３より供給される合成負荷を示す情報および送信レベルを示す情報のうち、少なくともいずれか一方に基づいて、受信装置１００２の状態を判定し、その判定結果に基づいて、必要な対応処理の内容を決定する。そして、判定部１０４４は、その決定内容を含む状態判定結果を対応処理部１０３５に供給する。
対応処理部１０３５は、状態確認部１０３４が確認した状態に応じて受信部１０３１の制御に関する処理を行う。対応処理部１０３５は、受信ゲイン調整部１０４６、静電容量調整部１０４７、およびメッセージ表示部１０４８有している。
受信ゲイン調整部１０４６は、状態確認部１０３４の判定部１０４４より供給される状態判定結果に基づいて、受信部１０３１の受信ゲイン（受信感度）を調整する。また、受信ゲイン調整部１０４６は、状態確認部１０３４の判定部１０４４より供給される状態判定結果を静電容量調整部１０４７に供給する。
静電容量調整部１０４７は、受信ゲイン調整部１０４６を介して供給される状態判定結果に基づいて、受信信号電極１０３２を構成する複数の電極のそれぞれと受信部１０３１との接続を制御し、受信信号電極１０３２の、通信媒体１００３に対する静電容量を調整する。また、静電容量調整部１０４７は、状態判定結果をメッセージ表示部１０４８に供給する。
メッセージ表示部１０４８は、LCD等のディスプレイを有しており、静電容量調整部１０４７を介して供給される状態判定結果に基づいて、ユーザに対するメッセージや画像をそのディスプレイに表示する。
通信媒体１００３は、例えば、銅、鉄、またはアルミ等の金属に代表される導電体、純水、ゴム、ガラス等に代表される誘電体、または、これらの複合体である生体や、食塩水等の電解液のように、導体としての性質と誘電体としての性質を併せ持つ素材により構成される。なお、ここでは、通信媒体１００３は、送信装置１００１および受信装置１００２のユーザ（人体）であるものとして説明する。
図３６は、図３５の通信システム１０００を等価回路で表した図である。ただし、図３６の等価回路においては、通信システム１０００の本発明に関する要素のみを示している。つまり、実際には、図３５の通信システムには図３６に示す要素以外の要素も含まれるが、本発明の説明に不要な要素については省略している。
図３６において、送信装置１００１は、Vto１０５１、Cte１０５３、Ctg１０５４、および合成負荷算出部１０２２を有している。この合成負荷算出部１０２２は、Rtr１０５６およびVtr１０５７を有している。
Vto１０５１は、送信信号を生成する信号源を示しており、送信部１０１１の信号出力に関する要素を示している。Cte１０５３は、送信信号電極１０１２の、通信媒体１００３に対する静電容量を表している。Ctg１０５４は、送信基準電極１０１３の空間（基準点１０５５）に対する静電容量を示している。基準点１０５５は、例えば、送信基準電極１０１３を基準とした無限遠点（仮想点）である。
合成負荷算出部１０２２のRtr１０５６およびVtr１０５７は、送信信号電極１０１２と送信基準電極１０１３との間に流れる電流の値を測定するための構成（抵抗および電圧計）を示している。つまり、合成負荷算出部１０２２は、抵抗Rtr１０５６の両端の電位差Vtr１０５７を測定することにより、２電極間に流れる電流値を測定することができる。合成負荷算出部１０２２は、この電流値とVto１０５１の出力レベルから、信号送信に関する合成負荷を算出する。
また、受信装置１００１は、Rr１０６１、Amp１０６２、Cre１０６３、Crg１０６４、および合成負荷算出部１０４２を有している。この合成負荷算出部１０４２は、Rrr１０６６、Vrr１０６７、Vro１０６８、およびSW１０６９を有している。
Rr１０６１およびAmp１０６２は、それぞれ、抵抗と増幅器であり、図３５の受信部１０３１の信号検出機能を示す要素である。つまり、Amp１０６２は、信号を受信することにより、Rr１０６１の両端に発生する電位差を増幅して検出することにより、受信信号を検出する。Cre１０６３は、受信信号電極１０３２の、通信媒体１００３に対する静電容量を表している。Crg１０６４は、受信基準電極１０３３の空間（基準点１０６５）に対する静電容量を示している。基準点１０６５は、例えば、受信基準電極１０３３を基準とした無限遠点（仮想点）である。
合成負荷算出部１０４２のVro１０６８は、信号受信に関する合成負荷の算出のために、受信装置１００２に電流を流す信号源を示している。SW１０６９は、スイッチング回路であり、合成負荷を算出しない通常時においてVro１０６８の接続を切断する。つまり、Vro１０６８は、合成負荷算出時のみ、Rrr１０６６とRr１０６１との間に接続される。換言すると、SW１０６９は、受信装置１００２の動作モードを、合成負荷算出モードと通常モードで切り替えるための要素である。
また、合成負荷算出部１０４２のRrr１０６６およびVrr１０６７は、SW１０６９がVro１０６８を接続することにより、受信信号電極１０３２と受信基準電極１０３３との間に流れる電流の値を測定するための構成（抵抗および電圧計）を示している。つまり、合成負荷算出部１０４２は、抵抗Rrr１０６６の両端の電位差Vtr１０６７を測定することにより、２電極間に流れる電流値を測定することができる。合成負荷算出部１０４２は、この電流値とVro１０６８が出力する信号の信号レベルから、信号受信に関する合成負荷を算出する。
さらに、通信媒体１００３のRm１０８１およびRm１０８２は、通信媒体１００３（人体）の抵抗成分を示している。また、Cm１０８３は、通信媒体１００３と空間（基準点１０８４）との間に形成される静電容量を示している。基準点１０８４は、例えば、通信媒体１００３を基準とした無限遠点（仮想点）である。
なお、インピーダンスZtおよびインピーダンスZrは、それぞれ、受信装置１００２および送信装置１００１からみたときの、送信装置１００１および受信装置１００２のインピーダンスを示している。
以下においては、「安定した通信」を、「通信媒体１００３と送信装置１００１（または受信装置１００２）の位置関係(電極を含む)によらず、通信媒体１００３と送信装置１００１（または受信装置１００２）がある一定範囲の距離で通信出来ること」と定義する。例えば、送信装置１００１および受信装置１００２が通信媒体１００３に対して１０cmまで「安定した通信」を保証する場合、「送信装置１００１と通信媒体１００３間の距離≦１０cm」という条件と、「受信装置１００２と通信媒体１００２間の距離≦１０cm」という条件の両方を満足している場合にのみ「安定した通信」が可能とする。ある用途Ａでは送信装置１００１および受信装置１００２と通信媒体１００３間の距離が１０cm以下である場合通信可能とし、ある用途Ｂでは送信装置１００１および受信装置１００２と通信媒体１００３間の距離が５cm以下である場合のみ通信可能とする等、用途に応じて「安定した通信」を行うことができる距離を変化させるようにしてももちろんよい。
次に、図３６の等価回路を用いて合成負荷算出の方法の例について説明する。
図３６において、Ctg１０５４とCrg１０６４は、それぞれ、送信基準電極１０１３の静電容量と受信基準電極１０３３の空間に対する静電容量を示しているので、これらの値は、送信装置１００１や受信装置１００２の位置等の通信環境に関わらず、略一定の値となる。また、Cte１０５３とCre１０６３は、それぞれ、送信信号電極１０１２と通信媒体１００３（人体）との結合容量、受信信号電極１０３２と通信媒体１００３（人体）との結合容量を示しているので、これらの値は、人体と各装置との距離や信号電極の接触面の向き方や人体の形状等の通信環境によって大きく変動する。さらに、Rm１０８１とRm１０８２は人体の負荷成分を示しているので、人体における送信装置１００１や受信装置１００２の位置関係等の通信環境によって大きく変動する。また、Cm１０８３は、通信媒体１００３となる人体の持つ静電容量を示しているので、その値は、送信装置１００１や受信装置１００２の位置等の通信環境に関わらず、略一定の値となる。
ここで、送信信号電極１０１２と通信媒体１００３との間に形成される静電容量Cte１０５３、受信信号電極１０３２と通信媒体１００３との間に形成される静電容量Cre１０６３は、各装置と通信媒体１００３との距離によって変動するが、送信基準電極１０１３と空間（基準点１０５５）との間に形成される静電容量Ctg１０５４、通信媒体と空間（基準点１０８４）との間に形成される静電容量Cm１０８３、および受信基準電極１０３３と空間（基準点１０６５）との間に形成される静電容量Crg１０６４は、Cte１０５３やCre１０６３と比較するとその変動は十分に小さく、一定とみなすことができる。従って、これらの値は、予め定められている（事前に知りえている）所定の定数とする。つまり、図３６の等価回路においては、Cte１０５３、Rm１０８１、Rm１０８２、およびCre１０６３の値が状況の変化（通信環境の変化）によって変化することになる。
ここで、送信装置１００１の合成負荷算出部１０２２は、Cte１０５３およびRm１０８１の合成負荷を、Vtr１０５７を測定することにより算出する。ただし、ここでは、通信媒体１００３が物理的に十分に大きく、Cm１０８３≫Cte１０５３、Cm１０８３≫Cre１０６３が成り立つものとする。また、送信装置１００１から通信媒体１００３をみた場合、Rm１０８２と受信装置１００２のインピーダンスZrは無視することができる。さらに、受信装置１００２から通信媒体１００３をみた場合、Rm１０８１と送信装置１００１のインピーダンスZtは無視することができる。従って、送信装置１００１の送信に関する合成負荷を算出する場合、Vto１０５１、Rtr１０５６、Cte１０５３、Rm１０８１、Cm１０８３、およびCtg１０５４の閉回路とみなし、Cm１０８３のおおよその値として予め定められた定数（例えば、数十ピコファラド乃至数百ピコファラド程度の値）を用いることで、Cte１０５３とRm１０８１の合成負荷の算出が可能になる。
なお、以上のような算出方法は、受信装置１００２の場合も適用することができる。つまり、受信装置１００２の受信に関する合成負荷を算出する場合、Rr１０６１、Rrr１０６６、Cre１０６３、Rm１０８２、Cm１０８３、およびCtg１０６４の閉回路とみなし、Cm１０８３の値を予め定義すことで、Cre１０５３とRm１０８２の合成負荷の算出が可能になる。
以上のように算出した合成負荷を用いて、送信装置１００１および受信装置１００２は、通信環境に応じた送信または受信に関する制御処理（適切な対応処理）を行うことができる。
なお、この対応処理としては、例えば、送信装置の送信レベルや信号電極の静電容量を調整したり、受信装置の受信ゲインや信号電極の静電容量を調整したりする処理がある。また、制御に関連するメッセージを表示するようにしてもよい。
このとき、送信装置１００１における対応処理は、送信装置１００１の通信環境（状態）にのみ基づいて行われるようにしてもよいし、受信装置１００２の通信環境（状態）にのみ基づいて行われるようにしてもよいし、送信装置１００１の通信環境（状態）、および、受信装置１００２の通信環境（状態）の両方に基づいて行われるようにしてもよい。
同様に、受信装置１００２における対応処理は、受信装置１００２の通信環境（状態）にのみ基づいて行われるようにしてもよいし、送信装置１００１の通信環境（状態）にのみ基づいて行われるようにしてもよいし、送信装置１００１の通信環境（状態）、および、受信装置１００２の通信環境（状態）の両方に基づいて行われるようにしてもよい。
換言すると、送信装置１００１が確認した、送信装置１００１の通信環境（状態）に関する情報が、送信装置１００１の対応処理においてのみ利用されるようにしてもよいし、受信装置１００２の対応処理においてのみ利用されるようにしてもよいし、送信装置１００１と受信装置１００２の両方の対応処理において利用されるようにしてもよい。
同様に、受信装置１００２が確認した、受信装置１００２の通信環境（状態）に関する情報が、受信装置１００２の対応処理においてのみ利用されるようにしてもよいし、送信装置１００１の対応処理においてのみ利用されるようにしてもよいし、送信装置１００１と受信装置１００２の両方の対応処理において利用されるようにしてもよい。
以下において、図３５の通信システム１０００における通信環境を考慮した通信制御処理の具体的な流れの例について説明する。
最初に、送信装置１００１により実行される通信制御処理について、図３７のフローチャートを参照して説明する。
通信制御処理が開始されると、送信装置１００１の状態確認部１０１４は、ステップＳ１において、送信装置１００１の状態（通信環境）を確認する。ステップＳ２において、送信装置１００１の対応処理部１０１５は、その確認された送信装置１００１の状態（通信環境）に応じた対応処理を行う。対応処理を終了すると、対応処理部１０１５は、通信制御処理を行う。
次に、図３７のステップＳ１において実行される状態確認処理の詳細な流れについて、図３８のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ２１において、電流測定部１０２１は、送信部１０１１を制御して電流を測定し、その値を合成負荷算出部１０２２に供給する。ステップＳ２２において、合成負荷算出部１０２２は、供給された電流値に基づいて送信処理に関する合成負荷（Cte１０５３およびRm１０８１）を算出し、その算出結果を判定部１０２４に供給する。判定部１０２４は、ステップＳ２３において、供給された算出結果に基づいて送信装置１００１の状態（通信環境）を判定し、必要な対応処理を決定し、それらの情報を含む状態判定結果を、合成負荷算出部１０２２が算出した合成負荷を示す情報とともに、対応処理部１０１５に供給する。ステップＳ２３の処理を終了すると、判定部１０２４は、状態確認処理を終了し、図３７のステップＳ１に処理を戻し、ステップＳ２以降の処理を実行させる。
次に、図３７のステップＳ２において実行される対応処理の詳細な流れについて、図３９のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ４１において、送信レベル調整部１０２５は、判定部１０２４より供給される状態判定結果に基づいて、送信レベルを制御するか否かを判定し、制御すると判定した場合、ステップＳ４２に処理を進め、送信部１０１１を制御し、状態判定結果に基づいて送信レベルを制御する（つまり、通信環境に応じた送信レベルの制御を行う）。ステップＳ４２の処理を終了すると、送信レベル調整部１０２５は、状態確認部１０１４の判定部１０２４より供給される状態判定結果および合成負荷を示す情報を、設定された送信レベルを示す情報とともに、静電容量調整部１０２７に供給し、処理をステップＳ４３に進める。また、ステップＳ４１において、制御しないと判定した場合、送信レベル調整部１０２５は、ステップＳ４２の処理を省略し、状態確認部１０１４の判定部１０２４より供給される状態判定結果および合成負荷を示す情報を、設定された送信レベルを示す情報（設定されていない場合はデフォルト値）とともに、静電容量調整部１０２７に供給し、ステップＳ４３に進める。
ステップＳ４３において、静電容量調整部１０２７は、送信レベル調整部１０２５を介して供給される状態判定結果に基づいて、送信信号電極１０１２と通信媒体１００３との間に形成される静電容量を制御するか否かを判定し、制御すると判定した場合、ステップＳ４４に処理を進め、送信部１０１１を制御し、状態判定結果に基づいて送信信号電極１０１２を構成する複数の電極のそれぞれと送信部１０１１との接続を制御し、送信信号電極１０１２の、通信媒体１００３に対する静電容量を調整する（つまり、通信環境に応じた静電容量の制御を行う）。ステップＳ４４の処理を終了すると、静電容量調整部１０２７は、状態判定結果、合成負荷を示す情報、および送信レベルを示す情報をメッセージ表示部１０２８に供給し、処理をステップＳ４５に進める。また、ステップＳ４３において、制御しないと判定した場合、静電容量調整部１０２７は、ステップＳ４４の処理を省略し、状態判定結果、合成負荷を示す情報、および送信レベルを示す情報をメッセージ表示部１０２８に供給し、ステップＳ４５に進める。
ステップＳ４５において、メッセージ表示部１０２８は、静電容量調整部１０２７を介して供給される状態判定結果に基づいて、メッセージを表示するか否かを判定し、表示すると判定した場合、ステップＳ４６に処理を進め、状態判定結果に基づいて、ユーザに対するメッセージや画像を、図示せぬディスプレイに表示する。（つまり、通信環境に応じたメッセージの表示を行う）。ステップＳ４６の処理を終了すると、メッセージ表示部１０２８は、状態判定結果、合成負荷を示す情報、および送信レベルを示す情報をメッセージ表示部１０２８に供給し、処理をステップＳ４７に進める。また、ステップＳ４５において、表示しないと判定した場合、メッセージ表示部１０２８は、ステップＳ４６の処理を省略し、状態判定結果、合成負荷を示す情報、および送信レベルを示す情報を情報提供部１０２９に供給し、ステップＳ４７に進める。
ステップＳ４７において、情報提供部１０２９は、メッセージ表示部１０２８を介して供給される状態判定結果に基づいて、情報を提供するか否かを判定し、提供すると判定した場合、ステップＳ４８に処理を進め、送信部１０１１を制御し、合成負荷を示す情報および送信レベルを示す情報を受信装置１００２に提供する（つまり、通信環境に関する情報を提供する）。ステップＳ４８の処理を終了すると、情報提供部１０２９は、対応処理を終了し、処理を図３７のステップＳ２に戻すことにより、通信制御処理を終了する。また、ステップＳ４７において、提供しないと判定した場合、情報提供部１０２９は、ステップＳ４８の処理を省略し、対応処理を終了する。
以上のように各処理を行うことにより、送信装置１００１は、ユーザが通信環境に応じて適切な通信設定を容易に行うことができるようにすることができる。
次に、受信装置１００２の処理について説明する。受信装置１００２による通信制御処理は、図３７のフローチャートを参照して説明した送信装置１００１の場合と同様であるので、その説明を省略する。
ただし、受信装置１００２の場合、通信制御処理を行う際に、SW１０６９が、Vro１０６８を、Rrr１０６６とRr１０６１との間に接続し、受信装置１００２の動作モードを、合成負荷算出モードに切り替える。
次に、図４０のフローチャートを参照して、図３７の通信制御処理を受信装置１００２が実行した場合に、ステップＳ１において実行される状態確認処理の詳細な流れの例について説明する。
状態確認処理が実行されると、電流測定部１０４１は、ステップＳ６１において、合成負荷を算出するか否かを判定する。受信装置１００２において合成負荷を算出する場合、電流測定部１０４１は、合成負荷を算出すると判定し、処理をステップＳ６２に進め、電流を測定し、その測定値（電流値）を合成負荷算出部１０４２に供給する。
ステップＳ６３において、合成負荷算出部１０４２は、電流測定部１０４１より供給された電流値に基づいて、合成負荷（Cre１０６３およびRm１０８２）を算出し、ステップＳ６４に処理を進める。また、ステップＳ６１において、合成負荷を算出しないと判定した場合、電流測定部１０４１は、処理をステップＳ６４に進める。
ステップＳ６４において、情報取得部１０４３は、送信装置１００１より供給される情報（合成負荷を示す情報および送信レベルを示す情報）を取得したか否かを判定する。情報を取得したと判定した場合、情報取得部１０４３は、処理をステップＳ６５に進め、送信装置１００１において算出された合成負荷、および送信装置１００１が設定した送信レベルの値を確認し、処理をステップＳ６６に進める。また、ステップＳ６４において情報を取得していないと判定した場合、情報取得部１０４３は、ステップＳ６５の処理を省略し、ステップＳ６６に処理を進める。
ステップＳ６６において、判定部１０４４は、合成負荷算出部１０４２より供給された合成負荷（受信装置側）の値、および、情報取得部１０４３において取得された、送信装置１００１より供給された情報（合成負荷や送信レベルに関する情報）のうち、少なくとも一方に基づいて、受信装置１００２の状態（通信環境）を判定する。ステップＳ６６の処理を終了すると、判定部１０４４は、その判定結果を対応処理部１０３５に供給し、状態確認処理を終了し、図３７のステップＳ１に処理を戻して、ステップＳ２以降の処理を実行させる。
なお、以上において、例えば、ステップＳ６４およびステップＳ６５の処理を、ステップＳ６１乃至ステップＳ６３の処理より先に行うようにし、ステップＳ６４において情報を取得したと判定してステップＳ６５の処理を行った場合、ステップＳ６１乃至ステップＳ６３の処理を省略してステップＳ６６に処理を進めるようにし、ステップＳ６４において情報を取得していないと判定した場合、ステップＳ６１に処理を進め、ステップＳ６１乃至ステップＳ６３の処理を行った後、ステップＳ６６に処理を進めるようにしてもよい。
次に、図４１のフローチャートを参照して、図３７の通信制御処理を受信装置１００２が実行した場合に、ステップＳ２において実行される対応処理の詳細な流れの例について説明する。
ステップＳ８１において、受信ゲイン調整部１０４６は、判定部１０４４より供給される状態判定結果に基づいて、受信ゲインを制御するか否かを判定し、制御すると判定した場合、ステップＳ８２に処理を進め、受信部１０３１を制御し、状態判定結果に基づいて受信ゲインを制御する（つまり、通信環境に応じた受信ゲインの制御を行う）。ステップＳ８２の処理を終了すると、受信ゲイン調整部１０４６は、状態確認部１０３４の判定部１０４４より供給される状態判定結果を静電容量調整部１０４７に供給し、処理をステップＳ８３に進める。また、ステップＳ８１において、制御しないと判定した場合、受信ゲイン調整部１０４６は、ステップＳ８２の処理を省略し、状態確認部１０３４の判定部１０４４より供給される状態判定結果を静電容量調整部１０４７に供給し、ステップＳ８３に進める。
ステップＳ８３において、静電容量調整部１０４７は、受信ゲイン調整部１０４６を介して供給される状態判定結果に基づいて、受信信号電極１０３２と通信媒体１００３との間に形成される静電容量を制御するか否かを判定し、制御すると判定した場合、ステップＳ８４に処理を進め、受信部１０３１を制御し、状態判定結果に基づいて受信信号電極１０３２を構成する複数の電極のそれぞれと受信部１０３１との接続を制御し、受信信号電極１０３２の、通信媒体１００３に対する静電容量を調整する（つまり、通信環境に応じた静電容量の制御を行う）。ステップＳ８４の処理を終了すると、静電容量調整部１０４７は、状態判定結果をメッセージ表示部１０４８に供給し、処理をステップＳ８５に進める。また、ステップＳ８３において、制御しないと判定した場合、静電容量調整部１０４７は、ステップＳ８４の処理を省略し、状態判定結果をメッセージ表示部１０４８に供給し、処理をステップＳ８５に進める。
ステップＳ８５において、メッセージ表示部１０４８は、静電容量調整部１０４７を介して供給される状態判定結果に基づいて、メッセージを表示するか否かを判定し、表示すると判定した場合、ステップＳ８６に処理を進め、状態判定結果に基づいて、ユーザに対するメッセージや画像を、図示せぬディスプレイに表示する。（つまり、通信環境に応じたメッセージの表示を行う）。ステップＳ８６の処理を終了すると、メッセージ表示部１０４８は、対応処理を終了し、処理を図３７のステップＳ２に戻すことにより、通信制御処理を終了する。また、ステップＳ８５において、表示しないと判定した場合、メッセージ表示部１０４８は、ステップＳ８６の処理を省略し、対応処理を終了する。
以上のように各処理を行うことにより、受信装置１００２は、ユーザが通信環境に応じて適切な通信設定を容易に行うことができるようにすることができる。また、受信装置１００２は、送信装置１００１より供給される情報に基づいて、通信環境に応じた適切な通信設定を行うこともできる。
つまり、この通信システム１０００の場合、例えば、図４２のＡに示されるように、送信装置１００１が、自己（送信装置１００１自身）の状態（通信環境）を確認する自己状態確認処理１１０１を行い、その処理結果に応じて、調整処理１１０２を行い、それと独立して、受信装置１００２が、自己（受信装置１００２自身）の状態（通信環境）を確認する自己状態確認処理１１１１を行い、その処理結果に応じて、調整処理１１１２を行うようにすることができる。このようにすることにより、送信装置１００１と受信装置１００２が互いに独立して通信環境に応じた調整処理を行うことができる。つまり、この場合、各装置は、他の装置との通信処理を必要とせずに、各装置が適切な調整処理を容易に行うことができる。さらに、一方の通信環境のみが悪化した場合に、他方の装置がその影響を受けることなく通信処理を適切に調整することができるので、例えば３台以上の装置（送信装置や受信装置）において送受信処理を行うような場合、不要に通信環境の悪化の影響が他の装置に広がるのを抑制することができる。
また、通信システム１０００は、例えば、図４２のＢに示されるように、送信装置１００１が自己状態確認処理１１０１の処理結果として、合成負荷や送信レベルに関する情報を受信装置１００２に送信する情報提供処理１１２１を行うことが出来る。
それに対して、受信装置１００２は、情報取得処理１１２２を実行して、その合成負荷や送信レベルに関する情報を取得し、その情報と、自己状態確認処理１１１１の処理結果のいずれか一方、または両方に基づいて調整処理１１２３を行うことができる。
このようにすることにより、受信装置１００２は、受信装置１００２の通信環境だけでなく、送信装置１００１の状態も考慮して調整処理１１２３を行うことが出来る（受信装置１００２と送信装置１００１の両方の通信環境に適した調整処理を行うことができる）。
なお、以上においては、送信装置と受信装置により構成される通信システムについて説明したが、これに限らず、送受信可能な複数の通信装置により構成される通信システムであってもよい。
図４３は、本発明を適用した通信システムの他の構成例を示す図である。
図４３に示される通信システム１２００は、通信装置１２０１と通信装置１２０２が通信媒体１００３（人体）を介して通信を行う通信システムであり、基準電極を用いて閉回路を構築する必要がなく、信号電極を介して信号を送受信するのみで、環境に影響されずに安定した通信処理を容易に行う通信システムである。つまり、通信システム１２００は、図１の通信システム１００と同様の方法により通信を行う通信システムである。なお、図３５の通信システム１０００と同様の構成の部分については、同じ番号を付してある。
図４３の通信システム１２００において、通信装置１２０１は、基本的に、図３５に示される送信装置１００１と受信装置１００２の構成を組み合わせたものである。つまり、通信装置１２０１は、送信部１０１１および受信部１０３１を両方有している。ただし、通信装置１２０１は、送信装置１００１と受信装置１００２で共通の構成は１つのみ有する。つまり、送信部１０１１と受信部１０３１は、共通の信号電極１２１１と共通の基準電極１２１２に接続されている。信号電極１２１１は、送信装置１００１の送信信号電極１０１２と、受信装置１００２の受信信号電極１０３２の両方に対応し、基準電極１２１２は、送信装置１００１の送信基準電極１０１３と、受信装置１００２の受信基準電極１０３３の両方に対応する。
なお、図４３に示される信号電極１２１１および基準電極１２１２は、例えば平面上にアレイ状に配列された複数の電極（電極群）により構成される。送信部１０１１や受信部１０３１は、信号電極１２１１や基準電極１２１２として構成される複数の電極のそれぞれとの接続（接続および切断）を制御することができる。すなわち、送信部１０１１および受信部１０３１は、各電極との接続を制御することにより、電極の表面積（例えば、信号電極１２１１と通信媒体１００３との接触面積）、すなわち、電極の静電容量を制御することができる。なお、信号電極１２１１および基準電極１２１２が、それぞれ、１つの電極により構成されるようにしてももちろんよい。
また、通信装置１２０１は、通信状態確認部１２１４と通信対応処理部１２１５を１つずつ有している。通信状態確認部１２１４は、状態確認部１０１４と状態確認部１０３４の構成を組み合わせたものであり、電流測定部１２２１、合成負荷算出部１２２２、情報取得部１２２３、および判定部１２２４を１つずつ有する。
電流測定部１２２１は、電流測定部１０２１に対応し、送信部１０１１の信号源を用いて信号電極１２１１と基準電極１２１２との間に流れる電流の値（電流値）を測定し、それを合成負荷算出部１２２２に供給する。合成負荷算出部１２２２は、合成負荷算出部１０２２に対応し、電流測定部１２２１より供給される測定結果に基づいて合成負荷を算出し、その算出結果を判定部１２２４に供給する。情報取得部１２２３は、情報取得部１０４３に対応し、受信部１０３１を制御し、他の通信装置１２０２より供給される、合成負荷を示す情報および送信レベルを示す情報を取得し、それを判定部１２２４に供給する。判定部１２２４は、判定部１０２４または判定部１０４４に対応し、合成負荷算出部１２２２により供給される算出結果、および、情報取得部１２２３より供給される合成負荷を示す情報および送信レベルを示す情報のうち、少なくともいずれか一方に基づいて、通信装置１２０１の状態を判定し、その判定結果に基づいて、必要な対応処理の内容を決定する。そして、判定部１２２４は、その決定内容を含む状態判定結果を通信対応処理部１２１５に供給する。
通信対応処理部１２１５は、対応処理部１０１５と対応処理部１０３５の構成を組み合わせたものであり、送信レベル調整部１２２５、受信ゲイン調整部１２２６、静電容量調整部１２２７、メッセージ表示部１２２８、および情報提供部１２２９を１つずつ有する。
送信レベル調整部１２２５は、送信レベル調整部１０２５に対応し、判定部１２２４より供給される状態判定結果に基づいて、送信部１０１１の送信レベル（出力の大きさ）を調整する。また、送信レベル調整部１２２５は、判定部１２２４より供給される状態判定結果および合成負荷を示す情報を、設定された送信レベルを示す情報とともに、受信ゲイン調整部１２２６に供給する。
受信ゲイン調整部１２２６は、受信ゲイン調整部１０４６に対応し、送信レベル調整部１２２５を介して供給される状態判定結果に基づいて、受信部１０３１の受信ゲイン（受信感度）を調整する。また、受信ゲイン調整部１２２６は、送信レベル調整部１２２５を介して供給される状態判定結果、合成負荷を示す情報、および送信レベルを示す情報を、設定された受信ゲインを示す情報とともに、静電容量調整部１２２７に供給する。
静電容量調整部１２２７は、静電容量調整部１０２７または静電容量調整部１０４７に対応し、受信ゲイン調整部１２２６を介して供給される状態判定結果に基づいて、信号電極１２１１を構成する複数の電極のそれぞれと送信部１０１１および受信部１０３１との接続を制御し、信号電極１２１１の、通信媒体１００３に対する静電容量を調整する。また、静電容量調整部１２２７は、状態判定結果、合成負荷を示す情報、送信レベルを示す情報、並びに受信ゲインを示す情報を、メッセージ表示部１２２８に供給する。
メッセージ表示部１２２８は、メッセージ表示部１０２８またはメッセージ表示部１０４８に対応し、LCD等のディスプレイを有しており、静電容量調整部１２２７を介して供給される状態判定結果に基づいて、ユーザに対するメッセージや画像をそのディスプレイに表示する。また、メッセージ表示部１２２８は、状態判定結果、合成負荷を示す情報、送信レベルを示す情報、並びに受信ゲインを示す情報を情報提供部１２２９に供給する。
情報提供部１２２９は、情報提供部１０２９に対応し、メッセージ表示部１２２８を介して供給される状態判定結果に基づいて、送信部１０１１を制御し、合成負荷を示す情報、送信レベルを示す情報、並びに受信ゲインを示す情報を他の通信装置１２０２に提供する。
通信装置１２０２は、通信装置１２０１と同様の通信装置であり、通信装置１２０１と同様の構成を有し、同様の処理を行うのでその説明を省略する。
次に、この通信装置１２０１により実行される通信制御処理の流れについて説明する。通信装置１２０１は、図３５の送信装置１００１や受信装置１００２と同様に、図３７のフローチャートに示されるように通信制御処理を実行する。従ってその説明は省略する。
以下において、通信装置１２０１が通信制御処理を実行する場合の、ステップＳ１およびステップＳ２の各処理の詳細について説明する。
最初に、図３７のステップＳ１において通信装置１２０１により実行される状態確認処理の流れの詳細の例について、図４４のフローチャートを参照して説明する。上述したように、通信装置１２０１の構成は、送信装置１００１と受信装置１００２の構成の組み合わせであるので、通信装置１２０１が実行する処理も基本的に、送信装置１００１が実行する処理と受信装置１００２の実行する処理の組み合わせにより構成される。
従って、通信装置１２０１が実行する状態確認処理は、基本的に、図４０のフローチャートを参照して説明した受信装置１００２が実行する状態確認処理と同様に実行される。
つまり、図４４のステップＳ１０１乃至ステップＳ１０６の各処理は、図４０のステップＳ６１乃至ステップＳ６６の各処理に対応し、通信装置１２０１の通信状態確認部１２１４の各部は、図４４のステップＳ１０１乃至ステップＳ１０６の各処理を、受信装置１００２の状態確認部１０３４の各部が図４０のステップＳ６１乃至ステップＳ６６の各処理を実行するのと同様に実行する。
ただし、情報取得部１２２３は、ステップＳ１０５において、取得した情報から、相手装置において算出された合成負荷、送信レベルの設定、および受信ゲインの設定を確認する。
従って、ステップＳ１０６において、判定部１２２４は、合成負荷算出部１２２２より供給された合成負荷（通信装置１２０１側）の値、および、情報取得部１２２３において取得された、通信装置１２０２より供給された情報（合成負荷、送信レベル、および受信ゲインに関する情報）のうち、少なくとも一方に基づいて、通信装置１２０１の状態（通信環境）を判定する。
なお、以上において、例えば、ステップＳ１０４およびステップＳ１０５の処理を、ステップＳ１０１乃至ステップＳ１０３の処理より先に行うようにし、ステップＳ１０４において情報を取得したと判定してステップＳ１０５の処理を行った場合、ステップＳ１０１乃至ステップＳ１０３の処理を省略してステップＳ１０６に処理を進めるようにし、ステップＳ１０４において情報を取得していないと判定した場合、ステップＳ１０１に処理を進め、ステップＳ１０１乃至ステップＳ１０３の処理を行った後、ステップＳ１０６に処理を進めるようにしてもよい。
次に、図３７のステップＳ２において通信装置１２０１により実行される対応処理の詳細な流れの例について図４５のフローチャートを参照して説明する。この通信装置１２０１が実行する対応処理も、基本的に、図３９のフローチャートを参照して説明した送信装置１００１が実行する対応処理と、図４１のフローチャートを参照して説明した受信装置１００２が実行する対応処理との組み合わせにより構成され、それらの処理と同様に実行される。
つまり、通信装置１２０１の対応処理部１２１５の送信レベル調整部１２２５は、ステップＳ１２１およびステップＳ１２２の各処理を、ステップＳ４１およびステップＳ４２の場合と同様に実行する。また、受信ゲイン調整部１２２６は、ステップＳ１２３およびステップＳ１２４の各処理を、ステップＳ８１およびステップＳ８２の場合と同様に実行する。さらに、静電容量調整部１２２７は、ステップＳ１２５およびステップＳ１２６の各処理を、ステップＳ４３およびステップＳ４４の場合（またはステップＳ８３およびステップＳ８４の場合）と同様に実行する。
また、メッセージ表示部１２２８は、ステップＳ１２７およびステップＳ１２８の各処理を、ステップＳ４５およびステップＳ４６の場合（またはステップＳ８５およびステップＳ８６の場合）と同様に実行する。さらに、情報提供部１２２９は、ステップＳ１２９およびステップＳ１３０の各処理を、ステップＳ４７およびステップＳ４８の場合と同様に実行する。ただし、この場合、情報提供部１２２９は、ステップＳ１３０において、合成負荷と送信レベルだけでなく、受信ゲインの情報も相手装置に供給する。
以上のように各処理を行うことにより、通信装置１２０１は、ユーザが通信環境に応じて適切な通信設定を容易に行うことができるようにすることができる。なお、通信装置１２０２も通信装置１２０１と同様に通信制御処理を行う。すなわち、通信装置１２０１および通信装置１２０２は、お互いに情報を交換して共有し、お互いの通信環境に応じた適切な通信設定を行うこともできる。
つまり、この通信システム１２００の場合、例えば、図４６に示されるように、通信装置１２０１が、自己（通信装置１２０１自身）の状態（通信環境）を確認する自己状態確認処理１３０１を行い、その処理と独立して、通信装置１２０２も、自己（通信装置１２０２自身）の状態（通信環境）を確認する自己状態確認処理１３１１を行うようにすることができる。そして、通信装置１２０１が情報交換処理１３０２を行い、通信装置１２０２が情報交換処理１３１２を行うことにより、自己状態確認処理１３０１および自己状態確認処理１３１１において得られた、合成負荷、送信レベル、および受信ゲインに関する情報を交換して共有するようにすることができる。
通信装置１２０１は、その情報交換処理１３０２により共有された、合成負荷、送信レベル、および受信ゲインに関する情報を用いて送信調整処理１３０３や受信調整処理１３０４を行うようにすることができる。これと独立して、通信装置１２０２は、情報交換処理１３１２により共有された、合成負荷、送信レベル、および受信ゲインに関する情報を用いて送信調整処理１３１３や受信調整処理１３１４を行うようにすることができる。
つまり、通信装置１２０１および通信装置１２０２は、互いに独立して、それぞれの通信環境に基づいて適切な調整処理を行うこともできるし、一方の通信環境に基づいて他方（または両方）の調整処理を行うこともできるし、双方の通信環境に基づいて、双方の調整処理を行うこともできる。通信環境としては様々なケースが考えられるので、通信装置１２０１および通信装置１２０２がこのように通信制御処理を行うことにより、通信システム１２００（通信装置１２０１および通信装置１２０２）は、通信システム１０００において説明した効果を得るだけでなく、より多くの通信環境に対して、フレキシブルに適切に対応することもできるようになる。つまり、通信システム１２００の対応可能な通信環境の幅が広がる。
なお、以上においては、通信媒体１００３（人体）の空間に対する静電容量Cm１０８３を予め定められた定数とするように説明したが、これに限らず、例えば、通信媒体１００３となるユーザの体格等を用いて、ユーザがこのCm１０８３の値を直接的または間接的に指定することができるようにしてもよい。
以上において説明した通信システムは、人体等を介して通信を行う通信システムであり、通信媒体１００３は、主に人体により構成される。従って、例えば大人と子供のように、人体の個体差（例えば体重や表面積等）によって、上述した通信媒体としてのパラメータ（Rm１０８１、Rm１０８２、およびCm１０８３）の値が異なってくる。
図４７は、通信媒体の個体差の例を示す図である。
図４７の左側の場合、送信装置１００１および受信装置１００２は、大人１００３−１に装着されており、この大人１００３−１を通信媒体１００３として通信を行うようになされている。これに対して図４７の右側の場合、送信装置１００１および受信装置１００２は、子供１００３−２に装着されており、この子供１００３−２を通信媒体１００３として通信を行うようになされている。図４７に示されるように、大人１００３−１と子供１００３−２とでは、その体格（身長、体重、表面積等）が互いに異なる。この体格の違いにより、例えば、通信媒体１００３の空間（基準点１０８４）に対する静電容量Cm１０８３も異なってくる。なお、図示は省略するが、抵抗成分Rm１０８１およびRm１０８２も、同様に、通信媒体１００３となる人体の体格（例えば、大人１００３−１であるか、子供１００３−２であるか）によって異なる。
そこで、上述したように、通信媒体１００３に関する情報である通信媒体情報（通信媒体となるユーザの身長や、体重等の人体情報）を例えばユーザ（例えば、通信媒体となるユーザ）に入力させることにより、その入力値から、このような通信媒体１００３のパラメータ（Rm１０８１、Rm１０８２、およびCm１０８３）の値を推定し、その推定値に基づいて、より適切に送信レベル、受信ゲイン、または静電容量等の設定を行うことができるようにする。
図４８および図４９は、その場合の通信システム、並びに通信システムを構成する各装置の構成例を示すブロック図である。図４８および図４９に示されるように、通信システム１４００は、通信媒体１００３を介して信号を送受信する送信装置１４０１および受信装置１４０２により構成される。
図４８は、送信装置１４０１の構成例を示すブロック図である。図４８において、送信装置１４０１の状態確認部１４１４は、図３５の送信装置１００１の状態確認部１０１４の構成に加えて、通信媒体情報入力部１４２１を有する。
通信媒体情報入力部１４２１は、キーボード、マウス、ボタン、またはタッチパネル等の図示せぬ入力部を有しており、例えばユーザ等による、通信媒体１００３の特性（負荷や静電容量）に関する情報である通信媒体情報（例えば、通信媒体となるユーザの身長や体重等の人体情報）の入力を受け付ける。通信媒体情報入力部１４２１は、通信媒体情報の入力を受け付けると、その入力された通信媒体情報を合成負荷算出部１４２２に供給する。合成負荷算出部１４２２は、電流測定部１０２１による測定結果だけでなく、通信媒体情報入力部１４２１に入力された通信媒体情報（身長や体重等の人体情報）より推定する通信媒体の負荷や静電容量も用いて合成負荷を算出する。このようにすることにより、送信装置１４０１は、送信装置１００１の場合よりもより正確に合成負荷を算出することができ、より適切な対応処理を行うことができる。
図４９は、受信装置１４０２の構成例を示すブロック図である。図４９において、送信装置１４０２の状態確認部１４３４は、図３５の受信装置１００２の状態確認部１０３４の構成に加えて、通信媒体情報入力部１４４１を有する。
通信媒体情報入力部１４４１は、通信媒体情報入力部１４２１と同様に、キーボード、マウス、ボタン、またはタッチパネル等の図示せぬ入力部を有しており、例えばユーザ等による、通信媒体１００３の特性（負荷や静電容量）に関する情報である通信媒体情報（例えば、通信媒体となるユーザの身長や体重等の人体情報）の入力を受け付ける。通信媒体情報入力部１４４１は、通信媒体情報の入力を受け付けると、その入力された通信媒体情報を合成負荷算出部１４４２に供給する。合成負荷算出部１４４２は、電流測定部１０４１による測定結果だけでなく、通信媒体情報入力部１４４１に入力された通信媒体情報（身長や体重等の人体情報）より推定する通信媒体の負荷や静電容量も用いて合成負荷を算出する。このようにすることにより、受信装置１４０２は、受信装置１００２の場合よりもより正確に合成負荷を算出することができ、より適切な対応処理を行うことができる。
従って、送信装置１４０１および受信装置１４０２により実行される通信制御処理は、基本的に送信装置１００１および受信装置１００２が実行する通信制御処理と同様であるが、状態確認処理の内容が一部異なる。
まず、図５０のフローチャートを参照して、送信装置１４０１により実行される状態確認処理の流れについて説明する。
状態確認処理が開始されると、送信装置１４０１の状態確認部１４１４の通信媒体情報入力部１４２１は、ステップＳ１５１において、通信媒体に関する情報である通信媒体情報（例えば、通信媒体となるユーザの身長や体重等の人体情報）の入力を受け付ける。通信媒体情報を受け付けると、通信媒体情報入力部１４２１は、その通信媒体情報に基づいて、例えば、図示せぬテーブル情報を用いる等して、通信媒体の負荷や静電容量を推測し、その推測した値（負荷や静電容量等）を合成負荷算出部１４２２に供給し、処理をステップＳ１５２に進める。ステップＳ１５２乃至ステップＳ１５４の各処理は、図３８のステップＳ２１乃至ステップＳ２３の各処理と基本的に同様に実行される。ただし、ステップＳ１５３において、合成負荷算出部１４２２は、ステップＳ１５２において得られた電流測定結果だけでなく、ステップＳ１５１において得られた通信媒体の負荷や静電容量（具体的にはRm１０８１やCm１０８３）も用いて合成負荷を算出する。
次に、図５１のフローチャートを参照して、受信装置１４０２により実行される状態確認処理の流れについて説明する。
受信装置１４０２が実行する状態確認処理の場合、状態確認部１４３４の通信媒体情報入力部１４４１は、ステップＳ１７１において、電流測定部１０４１の代わりに、合成負荷を算出するか否かを判定する。合成負荷を算出すると判定した場合、通信媒体情報入力部１４４１は、処理をステップＳ１７２に進め、通信媒体に関する情報である通信媒体情報（例えば、通信媒体となるユーザの身長や体重等の人体情報）の入力を受け付ける。通信媒体情報を受け付けると、通信媒体情報入力部１４４１は、その通信媒体情報に基づいて、例えば、図示せぬテーブル情報を用いる等して、通信媒体の負荷や静電容量を推測し、その推測した値（負荷や静電容量等）を合成負荷算出部１４４２に供給し、処理をステップＳ１７３に進める。ステップＳ１７３において、電流測定部１０４１は、ステップＳ６２の場合と同様に電流を測定する。ステップＳ１７４において、合成負荷算出部１４４２は、ステップＳ１７３において得られた電流測定結果だけでなく、ステップＳ１７２において得られた通信媒体の負荷や静電容量（具体的にはRm１０８２やCm１０８３）も用いて合成負荷を算出する。
ステップＳ１７４の処理を終了した場合、または、ステップＳ１７１において合成負荷を算出しないと判定された場合、処理は、ステップＳ１７５に進められる。ステップＳ１７５乃至ステップＳ１７７の各処理は、ステップＳ６４乃至ステップＳ６６と同様に実行される。
以上のように、送信装置１４０１および受信装置１４０２は、より正確に合成負荷を算出することができ、より適切な対応処理を行うことができる。
つまり、この通信システム１４００の場合、例えば、図５２のＡに示されるように、送信装置１４０１が、通信媒体情報入力受付処理１５０１により、入力された通信媒体情報（例えば、通信媒体となるユーザの身長や体重等の人体情報）から推測された通信媒体の負荷や静電容量等を合成負荷算出処理１５０２に用いることができる。それと独立して、受信装置１４０２も、通信媒体情報入力受付処理１５１１により、入力された通信媒体情報（例えば、通信媒体となるユーザの身長や体重等の人体情報）から推測された通信媒体の負荷や静電容量等を合成負荷算出処理１５１２に用いることができる。このようにすることにより、送信装置１４０１と受信装置１４０２は、互いに独立して通信媒体情報（例えば、ユーザの身長や体重等の人体情報）を通信環境に応じた調整処理に反映させることができる。つまり、この場合、各装置の規格を統一させる必要が無く、装置毎に、必要に応じて通信媒体情報を調整処理に利用させるようにすることができる。
また、通信システム１４００は、例えば、図５２のＢに示されるように、送信装置１４０１が、通信媒体情報入力受付処理１５０１において受け付けた通信媒体情報（例えば、ユーザの身長や体重等の人体情報）を、合成負荷算出処理１５０２に利用するだけでなく、情報提供処理１５２１により受信装置１４０２に供給するようにすることが出来る。
それに対して、受信装置１４０２は、情報取得処理１５２２を実行して、その合成負荷や送信レベルに関する情報とともに通信媒体情報（例えば、ユーザの身長や体重等の人体情報）を取得し、その通信媒体情報から推測された通信媒体の負荷や静電容量等を、合成負荷算出処理１５２３に反映させることができる。
このようにすることにより、受信装置１４０２は、送信装置１４０１に入力された通信媒体情報も考慮して合成負荷を算出することが出来る。つまり、この通信システム１４００の場合、ユーザは、送信装置１４０１に通信媒体情報（例えば、ユーザの身長や体重等の人体情報）を入力するだけで、送信装置１４０１および受信装置１４０２の両方の合成負荷算出処理にその通信媒体情報（例えば、ユーザの身長や体重等の人体情報）を反映させることができる（より正確な合成負荷を、より容易に算出させることができる）。
なお、この通信媒体情報を用いる方法は、送受信可能な複数の通信装置により構成される通信システムにも適用することができる。
図５３は、その場合の通信システムの構成例を示すブロック図である。通信システム１６００は、通信媒体１００３を介して互いに通信を行う通信装置１６０１と通信装置１６０２を有している。なお、通信装置１６０１と通信装置１６０２は、互いに同様の構成を有し、同様の処理を実行する。従って、以下においては通信装置１６０１についてのみ説明し、通信装置１６０２についての説明は省略するが、通信装置１６０１に対する説明は通信装置１６０２にも適用することができる。
図５３において、通信装置１６０１の通信状態確認部１６１４は、通信装置１２０１の通信状態確認部１２１４の構成に加えて、通信媒体情報入力部１６２１を有している。また、通信状態確認部１６１４は、合成負荷算出部１２２２の代わりに合成負荷算出部１６２２を有する。通信媒体情報入力部１６２１は、通信媒体情報入力部１４２１と同様に、キーボード、マウス、ボタン、またはタッチパネル等の図示せぬ入力部を有しており、例えばユーザ等による、通信媒体１００３に関する情報である通信媒体情報（例えば、ユーザの身長や体重等の人体情報）の入力を受け付ける。通信媒体情報入力部１６２１は、通信媒体情報の入力を受け付けると、その入力された通信媒体情報から、通信媒体１００３の負荷や静電容量を推測し、その値を合成負荷算出部１６２２に供給する。合成負荷算出部１６２２は、電流測定部１２２１による測定結果だけでなく、通信媒体情報入力部１６２１に入力された通信媒体情報より推測される通信媒体１００３の負荷や静電容量も用いて合成負荷を算出する。このようにすることにより、通信装置１６０１は、通信装置１２０１の場合よりもより正確に合成負荷を算出することができ、より適切な対応処理を行うことができる。
従って、通信装置１６０１により実行される通信制御処理は、基本的に通信装置１２０１が実行する通信制御処理と同様であるが、状態確認処理の内容が一部異なる。
図５４のフローチャートを参照して、通信装置１６０１による状態確認処理の流れの例について説明するが、この処理は基本的に図４４のフローチャートを参照して説明した状態確認処理の場合と同様に実行される。
つまり、ステップＳ１９１、ステップＳ１９３、ステップＳ１９５乃至ステップＳ１９７の処理は、基本的に、ステップＳ１０１、ステップＳ１０２、ステップＳ１０４乃至ステップＳ１０６と同様に実行される。ただし、ステップＳ１９１は、電流測定部１２２１が実行する代わりに通信媒体情報入力部１６２１が実行する。
ステップＳ１９２において、通信媒体情報入力部１６２１は、通信媒体に関する情報である通信媒体情報（例えば、ユーザの身長や体重等の人体情報）の入力を受け付け、入力された通信媒体情報より推測される通信媒体の負荷や静電容量を合成負荷算出部１６２２に供給する。ステップＳ１９４において合成負荷算出部１６２２は、ステップＳ１９３の処理において電流測定部１２２１により得られる電流値だけでなく、ステップＳ１９２の処理により推測された通信媒体の負荷や静電容量にも基づいて、合成負荷を算出する。
このようにすることにより、通信装置１６０１は、通信媒体情報（例えば、ユーザの身長や体重等の人体情報）も考慮して合成負荷を算出することが出来る。つまり、通信装置１６０１は、より正確な合成負荷を算出することができる。
以上においては、通信環境に応じて、送信レベル、受信ゲイン、または静電容量等の通信設定のパラメータを調整することを説明したが、この通信設定として、上述した以外のパラメータの設定をおこなうようにしてもよい。例えば、図５５に示されるように、通信に用いられる変調方式や誤り訂正方式等を選択して決定するようにしてもよい。
変調方式の例としては、ASK（Amplitude Shift Keying）、PSK（Phase Shift Keying）、QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）、またはOFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）などがある。もちろん、その他の変調方式を含むようにしてもよい。誤り訂正方式の種類の例としては、BCH（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem）符号、畳み込み符号、またはリードソロモン符号などがある。もちろん、その他の誤り訂正方式を含むようにしてもよい。また、誤り訂正方式だけでなく誤り検出方式を含むようにしてもよい。
例えば送受信環境が良好な場合、送信装置１００１および受信装置１００２は、比較的簡易な変調方式、および、比較的簡易な誤り訂正方式を用いて消費電力を抑制させる。また、逆に、送受信環境が劣悪な環境であった場合、送信装置１００１および受信装置１００２は、送信レベルや受信ゲインの場合と同様に、情報をより正確に送受信することができるように、利得が大きい変調方式に切り替えるとともに、高度な誤り訂正方式に切り替える。
このように、通信環境によって最適な変調方式や誤り訂正方式を選択するようにすることにより、送信レベルの不要な増大を抑制することができる。つまり、通信環境の悪化によって送信レベルを過剰に増大させ、不要に強い電波を送受信してしまうことを抑制することができる。また、このように送信レベルや受信ゲインが抑制されるので消費電力を低減させることもできる。
図５６は、その場合の通信システム１０００の送信装置１００１と受信装置１００２の詳細な構成例を示す図である。
図５６に示される例の場合、送信装置１００１の対応処理部１０１５は、図３５の例において有していた送信レベル調整部１０２５および静電容量調整部１０２７の代わりに、送信部１０１１による送信処理に用いられる変調方式を決定する変調方式決定部１８２５、および、送信部１０１１による送信処理に用いられる誤り訂正方式を決定する誤り訂正方式決定部１８２７を有している。
変調方式決定部１８２５は、状態確認部１０１４の判定部１０２４において判定された状態判定結果に基づいて、上述したように変調方式を決定する。誤り訂正方式決定部１８２７は、状態確認部１０１４の判定部１０２４において判定された状態判定結果に基づいて、上述したように誤り訂正方式を決定する。
この場合、情報提供部１０２９は、送信部１０１１を制御し、状態判定結果および合成負荷を示す情報とともに、変調方式決定部１８２５において決定された変調方式と、誤り訂正方式決定部１８２７において決定された誤り訂正方式を、受信装置１００２に供給させる。
図５６に示される例の場合、受信装置１００２の対応処理部１０３５は、図３５の例において有していた受信ゲイン調整部１０４６および静電容量調整部１０４７の代わりに、受信部１０３１による受信処理に用いられる変調方式（つまり復調方式）を決定する変調方式決定部１８４６、および、受信部１０３１による受信処理に用いられる誤り訂正方式を決定する誤り訂正方式決定部１８４７を有している。
変調方式決定部１８４６は、状態確認部１０３４の判定部１０４４において判定された状態判定結果と、判定部１０４４より供給される、送信装置１００１において決定された変調方式に関する情報に基づいて、上述したように変調（復調）方式を決定する。誤り訂正方式決定部１８４７は、状態確認部１０３４の判定部１０４４において判定された状態判定結果と、判定部１０４４より供給される、送信装置１００１において決定された誤り訂正方式に関する情報に基づいて、に基づいて、上述したように誤り訂正方式を決定する。
つまり、この場合、判定部１０４４は、合成負荷算出部１０４２が算出した合成負荷に基づいて、受信装置１００２の状態を判定し、その判定結果とともに、送信装置１００１より供給され、情報取得部１０４３の制御によって取得された、送信装置１００１において決定された変調方式および誤り訂正方式に関する情報を、対応処理部１０３５に供給する。
例えば、変調方式決定部１８４６は、受信装置１００２の状態を考慮し、可能であれば、送信装置１００１において決定された変調方式（その変調方式対応する復調方式）を採用する。また、例えば、誤り訂正方式決定部１８４７は、受信装置１００２の状態を考慮し、可能であれば、送信装置１００１において決定された誤り訂正方式を採用する。
この場合の送信装置１００１により実行される通信制御処理および状態確認処理は、図３７および図３８のフローチャートを参照して説明したのと基本的に同様である。
ただし、この場合、図３９のフローチャートに示される対応処理は、図５７のフローチャートに示されるように行われる。
つまり、変調方式決定部１８２５は、ステップＳ２４１において、判定部１０２４より供給される状態判定結果に基づいて変調方式を制御するか否かを判定し、制御すると判定した場合、ステップＳ２４２に処理を進め、変調方式決定部１８２５を制御し、状態判定結果に基づいて変調方式を決定する。例えば、変調方式決定部１８２５は、通信環境が好ましい状態であるか否かによって、予め用意された複数の変調方式の候補の中から最適な方式を選択する。ステップＳ２４２の処理を終了すると、変調方式決定部１８２５は、状態確認部１０１４の判定部１０２４より取得した情報、および、決定した変調方式に関する情報を、誤り訂正方式決定部１８２７に供給し、処理をステップＳ２４３に進める。また、ステップＳ２４１において、例えば、予め初期値として定められた所定の変調方式を採用する、現在選択されている変調方式を維持する等のように、変調方式を制御しないと判定した場合、変調方式決定部１８２５は、ステップＳ２４２の処理を省略し、状態確認部１０１４の判定部１０２４より供給される情報を、現在の変調方式に関する情報とともに、誤り訂正方式決定部１８２７に供給し、ステップＳ２４３に処理を進める。
ステップＳ２４３において、誤り訂正方式決定部１８２７は、変調方式決定部１８２５を介して供給される状態判定結果に基づいて、誤り訂正方式を制御するか否かを判定し、制御すると判定した場合、ステップＳ２４４に処理を進め、状態判定結果に基づいて誤り訂正方式を決定する。例えば、誤り訂正方式決定部１８２７は、通信環境が好ましい状態であるか否かによって、予め用意された複数の誤り訂正方式の候補の中から最適な方式を選択する。
ステップＳ２４４の処理を終了すると、誤り訂正方式決定部１８２７は、変調方式決定部１８２５より取得した情報、および、決定した誤り訂正方式に関する情報を、メッセージ表示部１０２８に供給し、処理をステップＳ２４５に進める。また、ステップＳ２４３において、例えば、予め初期値として定められた所定の誤り訂正方式を採用する、現在選択されている誤り訂正方式を維持する等のように、誤り訂正方式を制御しないと判定した場合、誤り訂正方式決定部１８２７は、ステップＳ２４４の処理を省略し、変調方式決定部１８２５より供給される情報を、現在の誤り訂正方式に関する情報とともに、メッセージ表示部１０２８に供給し、ステップＳ２４５に処理を進める。
ステップＳ２４５において、メッセージ表示部１０２８は、ステップＳ４５の場合と同様に、状態判定結果に基づいてメッセージを表示するか否かを判定し、表示すると判定した場合、ステップＳ２４６に処理を進め、ステップＳ４６の場合と同様に、状態判定結果に基づいて、ユーザに対するメッセージや画像を、図示せぬディスプレイに表示する。（つまり、通信環境に応じたメッセージの表示を行う）。ステップＳ２４６の処理を終了すると、メッセージ表示部１０２８は、誤り訂正方式決定部１８２７より供給された各情報をメッセージ表示部１０２８に供給し、処理をステップＳ２４７に進める。また、ステップＳ２４５において、メッセージを表示しないと判定した場合、メッセージ表示部１０２８は、ステップＳ２４６の処理を省略し、処理をステップＳ２４７に進める。
ステップＳ２４７において、情報提供部１０２９は、メッセージ表示部１０２８を介して供給される状態判定結果に基づいて、情報を提供するか否かを判定し、提供すると判定した場合、ステップＳ２４８に処理を進め、送信部１０１１を制御し、送信装置１００１において採用された変調方式および誤り訂正方式を示す情報を受信装置１００２に提供する。このとき、情報提供部１０２９は、必要に応じて、送信装置１００１の合成負荷等の他の通信環境に関する情報も受信装置１００２に提供するようにしてもよい。ステップＳ２４８の処理を終了すると、情報提供部１０２９は、対応処理を終了し、処理を図３７のステップＳ２に戻すことにより、通信制御処理を終了する。また、ステップＳ２４７において、提供しないと判定した場合、情報提供部１０２９は、ステップＳ２４８の処理を省略し、対応処理を終了する。
なお、受信装置１００２による状態確認処理は、図４０のフローチャートの場合と同様に実行される。また、受信装置１００２は、図４１のフローチャートに示される対応処理を、図５７のフローチャートを参照して上述した送信装置１００１の場合と基本的に同様に実行する。従って、その詳細な説明は省略する。ただし、図４１に示されるフローチャートのように、受信装置１００２は送信装置１００１のように情報を送信しないので、受信装置１００２による対応処理の場合、図５７のステップＳ２４７およびステップＳ２４８の処理は省略される。
このように、送信装置１００１および受信装置１００２は、変調方式や誤り訂正方式等を、容易に、通信環境に応じて適切に設定することができる。
つまり、送信装置１００１や受信装置１００２が対応処理として変調方式や誤り訂正方式を決定する場合、各構成は対応処理部が変化し、その対応処理の内容が変化するのみであり、それ以外の各部の構成および各処理は、基本的に、図４１までの各図を参照して説明した送信装置１００１および受信装置１００２の場合と同様である。従って、この変調方式や誤り訂正の制御は、図４２乃至図５４を参照して説明した各場合にも、同様に適用可能である。
つまり、例えば、図４３に示される通信システム１２００の通信装置１２０１や通信装置１２０２にも適用可能であり、通信対応処理部１２１５が、送信レベル調整部１２２５、受信ゲイン調整部１２２６、および静電容量調整部１２２７の代わりに、変調方式決定部１８２５および誤り訂正方式決定部１８２７を備えるようにすることも可能である。その場合、その通信対応処理部１２１５が実行する対応処理は、上述した送信装置１００１や受信装置１００２の場合と同様に、送信レベル調整、受信ゲイン調整、および静電容量調整の代わりに変調方式と誤り訂正方式の制御を行うことになるので、その詳細な説明は省略する。
もちろん、この変調方式の決定と誤り訂正方式の決定を、通信システム１２００のいずれか一方の通信装置において行い、その方式を他方の通信装置においても無条件に採用するようにしてもよいし、送信レベル調整、受信ゲイン調整、および静電容量調整は削除せずに残し、変調方式と誤り訂正方式の制御を追加するだけにしても良い。
また、上述した変調方式や誤り訂正方式以外にも、例えば、送受信されるキャリア信号の周波数を制御するようにしてもよい。例えば、通信装置、送信装置、または受信装置が、最適周波数をスキャンし、もっとも特性の良い周波数帯の信号をキャリア信号として通信を行うようにしてもよい。
例えば、無線通信の場合、通信媒体は空気というほぼ普遍のものであったが、通信システム１０００の通信媒体１００３（図５８のＡ）は、固体や液体など何でもよく、その材質、大きさ、形状等によって、静電容量や抵抗値等、通信媒体としての特性が大きく変動する可能性がある。例えば、人体を通信媒体１００３とする場合、図５８のＢに示されるように、通信媒体１００３が大人であるか、子供であるか、太っているか、やせているか、大柄であるか、または小柄であるか等によって通信媒体としての特性が変化する。
同様に、例えば、図５８のＣに示されるように、通信媒体１００３の主な成分が水である場合、食塩水である場合、石油である場合、有機溶剤である場合、または硫酸である場合等によって、通信媒体１００３の通信媒体としての特性が変化する。
このように通信媒体１００３の材質、形状、大きさなどが変化すると、送信装置１００１や受信装置１００２間の通信における周波数特性が図５９に示されるグラフの曲線１９０１乃至曲線１９０３のように変化してしまう場合がある。
つまり、常に同じ周波数をキャリア信号（搬送波）として通信を行うと、送信装置１００１や受信装置１００２は、通信媒体１００３の素材、形状、大きさなどによっては、利得の小さい（効率の悪い）周波数帯を利用して通信を行っていることになり、不要に送信ゲインや受信感度を上げなければならず、消費電力が増大する恐れがある。
また、上述したように通信媒体に関する情報をユーザに入力させ、その入力に基づいて通信設定を行う方法も考えられるが、例えば、送信装置１００１および受信装置１００２が、ある管を流れる液体を通信媒体１００３とし、その管を介して通信する場合や、その通信媒体１００３（流れる液体）そのものが変化する場合のように、ユーザ入力だけでは周波数特性を正しく特定することができない場合がある。
このように、キャリア信号の最適な周波数は、通信環境に応じて変化することもあり、必ずしも不変ではなく、また、ユーザ入力に基づいて周波数を決定する方法では、通信環境に対して最適化することが困難な場合が考えられる。
そこで、通信装置（送信装置および受信装置を含む）が、例えば通信を開始する前に、利得が大きな周波数を検索し（装置外部の通信環境の周波数特性を調査し）、その検索結果に基づいてキャリア信号の周波数設定を行うようにする。
その場合の通信装置の構成例を図６０に示す。図６０に示される通信システム２０００は、通信装置２００１および通信装置２００２を有している。通信装置２００１および通信装置２００２は、上述したように、例えば通信の開始前等に、通信環境（主に通信媒体１００３）の周波数特性を調査し、キャリア信号の最適な周波数（利得が大きな周波数）を求め、その周波数の信号をキャリア信号として通信を行うようになされている。
つまり、通信装置２００１は、図６０に示されるように、図４３の通信装置１２０１と同様の構成を有し、さらに、キャリア信号の最適な周波数を特定する周波数スキャン処理部２０１１、および、キャリア信号の周波数を、その最適な周波数に設定する周波数設定部２０１２を有している。通信装置２００２は、通信装置２００１と同様の構成を有しており、その説明を省略する。
周波数スキャン処理部２０１１は、通信相手となる通信装置２００２の周波数スキャン処理部と連携して動作し、一定の送信レベルで周波数を変更しながら信号を送受信し、各周波数についてその受信レベルを測定することにより、最大の利得が得られた周波数を特定する。周波数設定部２０１２は、送信部１０１１および受信部１０３１を制御し、周波数スキャン処理部２０１１の処理により特定された周波数を、キャリア信号の周波数として設定する。送信部１０１１および受信部１０３１は、そのキャリア信号を用いて通信装置２００２との通信を行う。
図６１のフローチャートを参照して、具体的な処理の流れの例を説明する。
まず、通信装置２００１の通信状態確認部１２１４は、ステップＳ３０１において、合成負荷を算出する等の処理を行い、通信状態を確認する。ステップＳ３０２において、通信装置２００１の通信対応処理部１２１５は、その状態判定結果に基づいて、送信レベル、受信ゲイン、および静電容量等の設定を行う。このとき、通信装置２００１は、必要に応じて通信装置２００２と通信を行い、情報の授受を行う。同様に、通信装置２００２の通信状態確認部１２１４（図示せず）は、ステップＳ３２１において、通信に関する状態を確認する。ステップＳ３２２において、通信装置２００２の通信対応処理部１２１５は、その状態判定結果に基づいて通信設定を行う。
通信環境に基づいた送信レベル、受信ゲイン、および静電容量等の設定が終了すると、通信装置２００１の周波数スキャン処理部２０１１は、ステップＳ３０３において、キャリア信号の最適な周波数を特定するための周波数スキャン処理を行うために、キャリア信号の周波数を、予め定められた所定の周波数Ｆ１（初期値）に設定し、ステップＳ３０４において、送信部１０１１を制御して、そのキャリア信号（例えば正弦波）を通信装置２００２に送信する。このときの送信信号の送信レベルはステップＳ３０２の処理において設定された送信レベル（ステップＳ３０２の処理において設定されていない場合は予め定められた所定の送信レベル）である。
通信装置２００２の周波数スキャン処理部２０１１は、ステップＳ３２３において、通信装置２００２の受信部１０３１を制御し、このキャリア信号を受信すると、ステップＳ３２４において、そのキャリア信号の受信レベルを検出し、ステップＳ３２５において、通信装置２００２の送信部１０１１を制御し、その検出した受信レベルの情報を含む信号を通信装置２００１に送信する。
通信装置２００１の周波数スキャン処理部２０１１は、ステップＳ３０５において、通信装置２００１の受信部１０３１を制御し、この受信レベルの情報を含む信号を受信すると、ステップＳ３０６において、その受信した信号より受信レベルの情報を取得し、その受信レベルの値を、送信したキャリア信号の周波数に対応付けて記録する。ステップＳ３０７において、通信装置２００１の周波数スキャン処理部２０１１は、キャリア信号の周波数を現在の値から、予め定められた所定の幅ΔＦ上げる（ずらす）。ステップＳ３０８において、通信装置２００１の周波数スキャン処理部２０１１は、キャリア信号の現在の周波数が、予め定められた所定の周波数Ｆｎ（最大値）に達したか否かを判定する。
以上のように試験的に送信するキャリア信号の現在の周波数がＦｎに達していないと判定した場合、キャリア信号の送信を続行するために、通信装置２００１の周波数スキャン処理部２０１１は、処理をステップＳ３０４に戻し、それ以降の処理を繰り返し実行させる。
つまり、通信装置２００１の周波数スキャン処理部２０１１は、ステップＳ３０４乃至ステップＳ３０８の処理を繰り返すことにより、キャリア信号の周波数を、初期値Ｆ１（最小値）から終了値Ｆｎ（最大値）までΔＦずつ上げながら、繰り返し送信し、各周波数の受信レベルを通信装置２００２に測定させ、その受信レベルの値を、各周波数に対応付けて記録する。このとき、通信装置２００２の周波数スキャン処理部２０１１は、このような処理に対応して、ステップＳ３２３乃至ステップＳ３２５の処理を繰り返す。
そして、ステップＳ３０８において、キャリア信号の現在の周波数がＦｎに達したと判定した場合、通信装置２００１の周波数スキャン処理部２０１１は、処理をステップＳ３０９に進める。ステップＳ３０９において、通信装置２００１の周波数スキャン処理部２０１１は、以上のようにして収集して記録した周波数毎の受信レベルの情報に基づいて、受信レベルが最大となる周波数を特定する。
受信レベルが最大となる周波数を特定すると、通信装置２００１の周波数スキャン処理部２０１１は、ステップＳ３１０において、通信装置２００１の送信部１０１１を制御し、その特定した周波数の値を示す情報を含む信号を、通信装置２００２に送信する。通信装置２００２の周波数スキャン処理部２０１１は、ステップＳ３２６において、通信装置２００１の受信部１０３１を制御し、その信号を受信させ、通信装置２００１の周波数スキャン処理部２０１１において特定された周波数の値を取得する。
ステップＳ３１１において、通信装置２００１の周波数設定部２０１２は、周波数スキャン処理部２０１１において検索された周波数を、キャリア信号の周波数として設定する。ステップＳ３２６において、周波数の情報を取得した通信装置２００２の周波数設定部２０１２は、ステップＳ３２７において、キャリア信号の周波数を設定する。なお、このとき、通信装置２００１の周波数設定部２０１２および通信装置２００２の周波数設定部２０１２は、必要に応じて通信を行わせ、互いに情報を共有する。
以上のようにして、通信装置２００１の周波数スキャン処理部２０１１および通信装置２００２の周波数スキャン処理部２０１１は、この後の実際の通信において用いられるキャリア信号の周波数を、通信環境に最適となるように設定することができる。
なお、以上においては、通信装置２００１の周波数スキャン処理部２０１１および周波数設定部２０１２が図６１の左側のフローを実行し、通信装置２００２の周波数スキャン処理部２０１１および周波数設定部２０１２が図６１の右側のフローを実行するように説明したが、これに限らず、通信装置２００１の周波数スキャン処理部２０１１および周波数設定部２０１２が図６１の右側のフローを実行し、通信装置２００２の周波数スキャン処理部２０１１および周波数設定部２０１２が図６１の左側のフローを実行するようにしてもよい。周波数スキャン処理部２０１１が図６１の右側のフローを実行するか左側のフローを実行するかは、予め定められていてもよいし、キャリア信号を送受信する前に、通信相手との関係（例えば優先度）等により決定されるようにしてもよい。
さらに、周波数設定部２０１２によるキャリア信号の周波数の設定タイミングは、互いのキャリア信号の周波数の設定が互いに異なる状況下で通信が行われないように、通信装置２００１と通信装置２００２とで、可能な限り同時期（同タイミング）になるようにするのが望ましい。例えば、ステップＳ３１０の周波数の値を送信する処理を行ってから（ステップＳ３２６の受信処理から）、所定時間後にする等して、互いの設定タイミングを同期させるようにしてもよい。
更に、基本通信周波数を一つ設定し、周波数スキャンしている最中はこの基本周波数を元に通信して周波数の同期をとるようにしてもよい。更にまた、周波数の変更方法を、予め定めたテーブルデータに基づいて設定することで、細かく調査するところと、荒く調査するところとをメリハリ持たせるようにしても良い。
また、図６１に示されるフローチャートのように、キャリア信号を受信する通信装置２００２が、検出した信号レベルを逐次通信装置２００１に返信せずに、最適な周波数を求めてからその周波数値のみを伝達するようにしても良い。
その場合の処理の流れを図６２のフローチャートを参照して説明する。
図６１の場合と同様に、通信装置２００１の通信状態確認部１２１４が、ステップＳ４０１において通信状態を確認し、通信装置２００１の通信対応処理部１２１５が、ステップＳ４０２において、送信レベル、受信ゲイン、および静電容量等の設定を行う。また、通信装置２００２も同様に、通信状態確認部１２１４（図示せず）が、ステップＳ４２１において通信に関する状態を確認し、通信対応処理部１２１５が、ステップＳ４２２において、その状態判定結果に基づいて通信設定を行う。
通信環境に基づいた送信レベル、受信ゲイン、および静電容量等が設定されると、通信装置２００１の周波数スキャン処理部２０１１は、ステップＳ４０３において、キャリア信号の周波数を、予め定められた所定の周波数Ｆ１（初期値）に設定する。また、通信装置２００２の周波数スキャン処理部２０１１も、同様に、ステップＳ４２３において、キャリア信号の周波数を初期値Ｆ１に設定する。通信装置２００２の周波数スキャン処理部２０１１は、さらに、ステップＳ４２４において、受信レベルの基準値ＲＬを０に設定する。
次に、通信装置２００１は、ステップＳ４２４の処理が確実に終了している所定のタイミングにおいて、ステップＳ４０４の処理を行い、送信部１０１１を制御して、キャリア信号（例えば正弦波）を通信装置２００２に送信する。このときの送信信号の送信レベルはステップＳ４０２の処理において設定された送信レベル（ステップＳ４０２の処理において設定されていない場合は予め定められた所定の送信レベル）である。
通信装置２００２の周波数スキャン処理部２０１１は、ステップＳ４２５において、通信装置２００２の受信部１０３１を制御し、このキャリア信号を受信すると、ステップＳ４２６において、そのキャリア信号の受信レベルを検出する。通信装置２００２の周波数スキャン処理部２０１１は、ステップＳ４２７において、検出した受信レベルＲｎが基準値ＲＬより大きいか否かを判定し、大きいと判定した場合のみ、ステップＳ４２８において基準値ＲＬの値を受信レベルＲｎの値に更新し、ステップＳ４２９において、その基準値ＲＬを、現在の周波数値として記録する。ステップＳ４２９の処理を終了すると、通信装置２００２の周波数スキャン処理部２０１１は、処理をステップＳ４３０に進める。
ステップＳ４２７において、受信レベルＲｎが基準値ＲＬより大きくないと判定した場合、通信装置２００２の周波数スキャン処理部２０１１は、ステップＳ４２８およびステップＳ４２９の処理を省略し、処理をステップＳ４３０に進める。
ステップＳ４３０において、通信装置２００２の周波数スキャン処理部２０１１は、受信されるキャリア信号の現在の周波数が、予め定められた所定の周波数Ｆｎ（最大値）に達したか否かを判定し、Ｆｎに達していないと判定した場合、処理をステップＳ４２５に戻し、それ以降処理を繰り返す。
このような処理に対応して、通信装置２００１周波数スキャン処理部２０１１は、ステップＳ４０４においてキャリア信号を送信させた後、ステップＳ４０５において、キャリア信号の周波数を現在の値から、予め定められた所定の幅ΔＦ上げ（ずらし）、ステップＳ４０６において、キャリア信号の現在の周波数が、最大値Ｆｎに達したか否かを判定する。
キャリア信号の現在の周波数がＦｎに達していないと判定した場合、キャリア信号の送信を続行するために、通信装置２００１の周波数スキャン処理部２０１１は、処理をステップＳ４０４に戻し、それ以降の処理を繰り返し実行させる。
つまり、通信装置２００１の周波数スキャン処理部２０１１は、ステップＳ４０４乃至ステップＳ４０６の処理を繰り返すことにより、キャリア信号の周波数を、初期値Ｆ１（最小値）から終了値Ｆｎ（最大値）までΔＦずつ上げながら、繰り返し送信する。これに対し、通信装置２００２の周波数スキャン処理部２０１１は、上述したように、ステップＳ４２５乃至ステップＳ４３０の処理を繰り返す。
ステップＳ４３０において、キャリア信号の現在の周波数が最大値Ｆｎに達したと判定した場合、通信装置２００２の周波数スキャン処理部２０１１は、処理をステップＳ４３１に進め、以上のような処理の流れの中でステップＳ４２９の処理により最後に記録された周波数値（基準値ＲＬ）を含む信号を、通信装置２００２の送信部１０１１を制御し、情報通信装置２００１に送信する。
これに対し、ステップＳ４０６において、キャリア信号の現在の周波数が最大値Ｆｎに達したと判定した場合、通信装置２００１の周波数スキャン処理部２０１１は、処理をステップＳ４０７に進める。ステップＳ４０７において、通信装置２００１の周波数スキャン処理部２０１１は、通信装置２００１の送信部１０１１を制御し、ステップＳ４３１の処理において通信装置２００２より送信された周波数値を含む信号を受信する。
ステップＳ４０８において、通信装置２００１の周波数設定部２０１２は、通信装置２００２より供給された周波数値をキャリア信号の周波数として設定する。ステップＳ４３２において、通信装置２００２の周波数設定部２０１２は、通信装置２００１に情報を送信した周波数値をキャリア信号の周波数として設定する。なお、このとき、通信装置２００１の周波数設定部２０１２および通信装置２００２の周波数設定部２０１２は、必要に応じて通信を行わせ、互いに情報を共有する。
以上のようにして、通信装置２００１の周波数スキャン処理部２０１１および通信装置２００２の周波数スキャン処理部２０１１は、この後の実際の通信において用いられるキャリア信号の周波数を、通信環境に最適となるように設定することができる。
なお、この場合も同様に、通信装置２００１および通信装置２００２が、図６２の左右どちらのフローを実行するようにしてもよい。ただし、互いに逆側のフローを実行する。
以上のように、本発明を適用した通信システム（送信装置、受信装置、および通信装置）は、通信を行うことができる。特に、通信媒体の特性に応じて、より適する通信設定を容易に行うことができる。
各通信システムの構成は、上述した以外の構成であってももちろん良く、送信装置、受信装置、および通信装置の数はいくつであってもよい。また、通信媒体は人体以外のものであってもよい。
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。この場合、例えば、上述した各装置は、それぞれ、図６３に示されるようなパーソナルコンピュータとして構成されるようにしてもよい。
図６３において、パーソナルコンピュータ２１００のCPU（Central Processing Unit）２１０１は、ROM（Read Only Memory）２１０２に記憶されているプログラム、または記憶部２１１３からRAM（Random Access Memory）２１０３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM２１０３にはまた、CPU２１０１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
CPU２１０１、ROM２１０２、およびRAM２１０３は、バス２１０４を介して相互に接続されている。このバス２１０４にはまた、入出力インタフェース２１１０も接続されている。
入出力インタフェース２１１０には、キーボード、マウスなどよりなる入力部２１１１、CRT（Cathode Ray Tube）、LCD（Liquid Crystal Display）などよりなるディスプレイ、並びにスピーカなどよりなる出力部２１１２、ハードディスクなどより構成される記憶部２１１３、モデムなどより構成される通信部２１１４が接続されている。通信部２１１４は、インターネットを含むネットワークを介しての通信処理を行う。
入出力インタフェース２１１０にはまた、必要に応じてドライブ２１１５が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア２１２１が適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部２１１３にインストールされる。
上述した一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
この記録媒体は、例えば、図６３に示されるように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを配信するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disk)を含む）、光磁気ディスク（ＭＤ（Mini-Disk）（登録商標）を含む）、もしくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア２１２１により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに配信される、プログラムが記録されているROM２１０２や、記憶部２１１３に含まれるハードディスクなどで構成される。
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
また、本明細書において、システムとは、複数のデバイス（装置）により構成される装置全体を表すものである。なお、以上において、一つの装置として説明した構成を分割し、複数の装置として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置として説明した構成をまとめて一つの装置として構成されるようにしてもよい。また、各装置の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置の構成の一部を他の装置の構成に含めるようにしてもよい。

Claims (19)

  1. 通信媒体を介して通信を行う第１の通信装置と第２の通信装置を備える通信システムであって、
    前記第１の通信装置は、
    前記第１の通信装置の前記通信に関する状態を確認する第１の状態確認手段と、
    前記第１の状態確認手段の確認結果である第１の確認結果を前記第２の通信装置に供給する第１の供給手段と、
    前記第２の通信装置より供給される、前記第２の通信装置の前記通信に関する状態の確認結果である第２の確認結果を取得する第１の取得手段と、
    前記第１の確認結果および前記第２の確認結果に基づいて、前記通信に関する制御処理を行う第１の対応処理手段と
    を備え、
    前記第２の通信装置は、
    前記第２の通信装置の前記通信に関する状態を確認する第２の状態確認手段と、
    前記第２の状態確認手段の確認結果である前記第２の確認結果を前記第１の通信装置に供給する第２の供給手段と、
    前記第１の通信装置より供給される前記第１の確認結果を取得する第２の取得手段と、
    前記第１の確認結果および前記第２の確認結果に基づいて、前記通信に関する制御処理を行う第２の対応処理手段と
    を備える通信システム。
  2. 通信媒体を介して信号を送信する送信装置と、前記信号を受信する受信装置を備える通信システムであって、
    前記送信装置は、
    前記信号の送信に関する状態を確認する第１の状態確認手段と、
    前記第１の状態確認手段による確認の結果である第１の確認結果に基づいて、前記信号の送信に関する制御処理を行う第１の対応処理手段と
    を備え、
    前記受信装置は、
    前記信号の受信に関する状態を確認する第２の状態確認手段と、
    前記第２の状態確認手段による確認の結果である第２の確認結果に基づいて、前記信号の受信に関する制御処理を行う第２の対応処理手段と
    を備える通信システム。
  3. 通信媒体を介して信号を送信する送信装置と、前記信号を受信する受信装置を備える通信システムであって、
    前記送信装置は、
    前記信号の送信に関する状態を確認する第１の状態確認手段と、
    前記第１の状態確認手段の確認結果である第１の確認結果を前記受信装置に供給する供給手段と、
    前記第１の確認結果に基づいて、前記信号の送信に関する制御処理を行う第１の対応処理手段と
    を備え、
    前記受信装置は、
    前記信号の受信に関する状態を確認する第２の状態確認手段と、
    前記送信装置より供給される、前記第１の確認結果を取得する取得手段と、
    前記第２の状態確認手段による確認の結果である第２の確認結果、および前記取得手段により取得された前記第１の確認結果のうち、少なくとも一方に基づいて、前記信号の受信に関する制御処理を行う第２の対応処理手段と
    を備える通信システム。
  4. 通信媒体を介して他の通信装置と通信を行う通信装置であって、
    前記通信装置の前記通信に関する状態を確認する状態確認手段と、
    前記状態確認手段の確認結果に基づいて、前記通信に関する制御処理を行う対応処理手段と
    を備える通信装置。
  5. 前記通信に関する状態は、前記通信装置と、前記通信媒体および前記他の通信装置のうち、少なくとも一方との相対的位置関係を含む
    請求項４に記載の通信装置。
  6. 前記状態確認手段は、
    前記通信装置内を流れる電流の値を測定する電流測定手段と、
    前記電流測定手段の測定結果に基づいて、前記通信装置の前記通信に関する、前記通信装置および前記通信媒体の合成負荷を算出する合成負荷算出手段と、
    前記合成負荷算出手段により算出された前記合成負荷に基づいて、前記通信装置の状態を判定し、前記制御手段による前記制御処理の内容を決定する判定手段と
    を備える請求項４に記載の通信装置。
  7. 前記状態確認手段は、前記通信媒体の特性に関する情報である通信媒体情報の入力を受け付ける入力受付手段をさらに備え、
    前記合成負荷算出手段は、前記電流測定手段の測定結果、および、前記入力受付手段により受け付けられた前記通信媒体情報に基づいて、前記合成負荷を算出する
    請求項６に記載の通信装置。
  8. 前記状態確認手段は、前記他の通信装置より提供される前記他の通信装置における前記状態の確認結果に関する情報を取得する情報取得手段を備え、
    前記対応処理手段は、前記情報取得手段により取得された前記状態の確認結果に関する情報に基づいて、前記通信に関する制御処理を行う
    請求項４に記載の通信装置。
  9. 前記対応処理手段は、前記状態確認手段の確認結果に基づいて、前記通信装置が信号を送信する際の送信レベルを調整する送信レベル調整手段を備える
    請求項４に記載の通信装置。
  10. 前記対応処理手段は、前記状態確認手段の確認結果に基づいて、前記通信装置が受信した信号を検出する際の受信ゲインを調整する受信ゲイン調整手段を備える
    請求項４に記載の通信装置。
  11. 前記対応処理手段は、前記状態確認手段の確認結果に基づいて、信号を送受信するための電極である信号電極の、前記通信媒体に対する静電容量を調整する静電容量調整手段を備える
    請求項４に記載の通信装置。
  12. 前記信号電極は、アレイ状に配列される複数の電極であり、それぞれが接続制御可能な電極により構成され、
    前記静電容量調整手段は、各電極の接続を制御することにより前記静電容量を調整する
    請求項１１に記載の通信装置。
  13. 前記対応処理手段は、前記状態確認手段の確認結果に基づいて、ユーザに対するメッセージや画像を表示するメッセージ表示手段を備える
    請求項４に記載の通信装置。
  14. 前記対応処理手段は、前記状態確認手段の確認結果に関する情報を前記他の通信装置に提供する情報提供手段を備える
    請求項４に記載の通信装置。
  15. 前記対応処理手段は、前記状態確認手段の確認結果に基いて、前記通信の変調方式を決定する変調方式決定手段を備える
    請求項４に記載の通信装置。
  16. 前記対応処理手段は、前記状態確認手段の確認結果に基いて、前記通信の誤り訂正方式を決定する誤り訂正方式決定手段を備える
    請求項４に記載の通信装置。
  17. 前記他の通信装置に送信する信号の利得が大きい周波数を特定する周波数特定手段と、
    前記通信のキャリア信号を、前記周波数特定手段により特定された周波数に設定する周波数設定手段と
    をさらに備える請求項４に記載の通信装置。
  18. 通信媒体を介して他の通信装置と通信を行う通信装置の通信方法であって、
    前記通信装置の前記通信に関する状態を確認し、
    その確認結果に基づいて、前記通信に関する制御処理を行う
    ステップを含む通信方法。
  19. 通信媒体を介して他の通信装置と通信を行う処理をコンピュータに行わせるプログラムであって、
    前記通信装置の前記通信に関する状態を確認し、
    その確認結果に基づいて、前記通信に関する制御処理を行う
    ステップを含むプログラム。
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