WO2010004874A1 - 電子機器および通信システム - Google Patents

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WO2010004874A1
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electronic device
electrode
component
capacitively coupled
transmission medium
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PCT/JP2009/061493
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広行 蛇口
重俊 松田
雅仁 中村
大地 井上
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アルプス電気株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B13/00—Transmission systems characterised by the medium used for transmission, not provided for in groups H04B3/00 - H04B11/00
    • H04B13/005—Transmission systems in which the medium consists of the human body

Definitions

  • the present invention relates to an electronic device and a communication system that perform communication via a transmission medium such as a human body.
  • a communication method using an electric field induced in the human body or the like has been proposed as a completely new communication method.
  • an electric field corresponding to a modulation signal obtained by modulating an information signal is applied from a transmitter to a human body as a transmission medium, and the electric field transmitted through the human body is detected by a receiver.
  • the signal corresponding to the electric field is demodulated.
  • a card-type electronic device body in which electrode pairs (human body communication electrode and reference electrode) are formed on the front and back of a dielectric substrate, and a neck strap that functions as a human body communication electrode,
  • the human body communication electrode formed on the card-type electronic device body is connected to the neck strap.
  • the human body communication electrode and the reference electrode are not equivalent, the human body communication electrode is on the human body side, the reference electrode is in a state of good communication performance when facing the outside of the human body, conversely, the human body communication electrode is on the outside of the human body, When the reference electrode faces the human body, the communication performance is remarkably deteriorated and communication becomes impossible.
  • ID authentication of the key of the cabinet where documents are placed if you bend forward to open the cabinet in a lower position, the ID card suspended from the neck will float in the air and rotate, and communication There was a problem that became very unstable.
  • the present invention provides an electronic device that is always stable in communication and easy to use, regardless of the orientation of the device body or when the device body is bent forward when it is suspended from the neck with a neck strap.
  • An object is to provide a device and a communication system.
  • the electronic device is an electronic device that performs communication via a transmission medium, the device main body, and at least a part of the first electrode, and a hanging tool that can suspend the device main body from the transmission medium
  • the device body has a first device component connected or capacitively coupled to the first electrode, and a second device component connected or capacitively coupled to a reference potential of the device body.
  • the total area (S1) of the first device component is smaller than the total area (S2) of the second device component.
  • the total area means the total area of all electrodes connected to the reference potential of the device main body or contributing to capacitive coupling in the device component, for example, connected to the reference potential of the device main body in the device component. Or the total area of the electrode which contributes to capacitive coupling and is exposed to the outside world.
  • the present invention is characterized in that, in the electronic device, the first device component has an area that is not capacitively coupled to a reference potential portion.
  • the capacitance with the reference potential part of the device main body is very small and the loss due to the capacitive reactance is small, so there is no need to cancel out with the inductive reactance. Can be thinned.
  • the communication system of the present invention is a communication system comprising the electronic device described above and another electronic device that communicates with the electronic device via the transmission medium, and at least the transmission medium of the other electronic device.
  • the portion facing the surface is connected to the reference potential portion.
  • At least a portion of the other electronic device facing the transmission medium such as a human body can function as a reference electrode, and the capacitive coupling with the electronic device can be strengthened, so that the reference potential that restricts communication performance As a result, the communication performance is improved and a stable communication system can be realized.
  • a communication system including the electronic device described above and another electronic device that communicates with the electronic device via the transmission medium.
  • a third device component connected or capacitively coupled to a part of the transmission medium; and a fourth device component connected or capacitively coupled to the reference potential unit, the electronic device and the other electronic device When communicating with each other, the second device component and the fourth device component are capacitively coupled to form a feedback transmission path.
  • the first device component and the third device component are connected or capacitively coupled via a transmission medium such as a human body, and the second device component and the fourth device component are combined. Since the feedback transmission path is configured by capacitive coupling, a stable communication system with high communication performance can be constructed between the electronic device and another electronic device.
  • the present invention provides an automatic cash dispenser that performs transactions by communication with the electronic device as the other electronic device in the other communication system, and locks / unlocks the door by communication with the electronic device.
  • the present invention can be applied to a door device to be controlled and a locker device that controls locking / unlocking of the locker by communication with the electronic device.
  • the hanging tool is detachably attached to the device main body
  • the second device component includes a plurality of second electrodes
  • the hanging tool is the device.
  • the first electrode functions as a signal electrode that is connected or capacitively coupled to a part of the transmission medium
  • the plurality of second electrodes are connected to a reference potential portion or
  • the second electrode that functions as a capacitively coupled reference electrode and is connected to or capacitively coupled to the transmission medium among the plurality of second electrodes when the fixture is removed from the device body.
  • the remaining second reference electrode functions as the reference electrode.
  • the first electrode of the hanging tool functions as a signal electrode
  • the plurality of second electrodes of the device main body function as reference electrodes.
  • the second electrode connected to or capacitively coupled to a transmission medium such as a human body among the plurality of second electrodes of the device main body functions as a signal electrode
  • the remaining second electrode functions as a reference electrode. Therefore, since the signal electrode and the reference electrode are switched according to the use mode, not only when the electronic device is used by hanging from the neck, but also when the electronic device is used inside a pocket such as clothing, it is accurate. Can communicate.
  • the communication when the device main body is suspended from the neck with the neck strap, the communication is always stable regardless of the orientation of the device main body or the posture of bending forward. Easy electronic devices and communication systems can be provided.
  • FIG. 1st Embodiment based on this invention (a) is a schematic sectional drawing of the electronic device at the time of neck strap attachment, (b) is a schematic sectional drawing of the electronic device at the time of neck strap removal. It is a figure showing a 1st embodiment concerning the present invention, and is a schematic structure figure of an automatic cash deposit and payment system. It is a figure which shows 2nd Embodiment which concerns on this invention, and is a schematic block diagram of an entrance / exit management system. It is a figure which shows the modification of 2nd Embodiment based on this invention. It is a figure which shows 3rd Embodiment which concerns on this invention, and is a schematic block diagram of a locker management system. It is a figure which shows the modification of embodiment which concerns on this invention.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams showing a first embodiment of an electronic device according to the present invention, wherein FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of the electronic device when the neck strap is attached, and FIG. 1B is an electronic device when the neck strap is removed.
  • FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of the electronic device when the neck strap is attached
  • FIG. 1B is an electronic device when the neck strap is removed.
  • an electronic device 1 is used in an electric field communication system that transmits and receives via a transmission medium (mainly a human body), and includes a neck strap 2 and a neck strap 2.
  • the neck strap 2 is detachably attached to the device main body 3.
  • the neck strap 2 functions as a human body communication electrode (signal electrode) connected to or capacitively coupled to the human body, and has a first electrode 5 formed by covering an annular electrode member with an insulating film, and one end portion The conductive connecting portion 6 is electrically connected to the first electrode 5.
  • a screw portion (not shown) is formed at the other end portion of the connecting portion 6, and the neck strap 2 is attached to the device main body 3 through this screw portion.
  • the first electrode 5 does not necessarily have to be formed over the entire circumference of the suspended portion, and may be formed in a part that contacts the user's neck. Further, instead of forming the first electrode 5 by covering the electrode member with an insulating film, the first electrode 5 may be formed by a conductive thread-like member.
  • the device main body 3 has a housing 8 formed in a thin rectangular parallelepiped shape, and a circuit board 9 is disposed inside the housing 8.
  • a second electrode 11a is disposed on one of the opposing side surfaces of the circuit board 9 in the housing 8, and a second electrode 11b and a battery 12 are disposed on the other side.
  • a second electrode 11c is disposed on the lower surface of the housing 8, and a conductive screw hole (not shown) for fixing the connecting portion of the neck strap 2 is formed on the upper surface of the housing 8.
  • a second electrode 11d is disposed on the surface facing the second electrode 11a, and a substrate-side electrode pattern 13 as a first device component is formed on the surface facing the second electrode 11b. ing.
  • the second electrodes 11a, 11b, 11c, and 11d are formed of flat plate electrodes, and are configured to be selectively connectable or capacitively coupled to one of the reference potential portion and the human body according to the usage mode of the electronic device 1.
  • the substrate-side electrode pattern 13 is connected to the conductive screw hole via the lead wire 14 and is electrically connected to the first electrode 5 via the conductive connecting portion 6.
  • the area of the exposed surface of the substrate-side electrode pattern 13 is smaller than the area of the exposed surface of the second electrodes 11a, 11b, 11c, and 11d, and is configured not to be capacitively coupled to the reference potential portion.
  • substrate, a battery, an electronic component, a circuit board, etc. are mentioned.
  • the second device component does not necessarily have to be disposed on the exposed surface of the housing 8, and the second device component is relatively close to one side with the housing 8 as the center. It also includes the case where it is arranged.
  • the neck strap 2 and the device main body 3 may be fixed by a connector adopting another fixing method instead of being fixed by screwing.
  • the electronic device 1 is provided with a detection circuit that detects whether or not the neck strap 2 is attached to the device body 3.
  • a detection circuit that detects whether or not the neck strap 2 is attached to the device body 3.
  • a conductive screw portion formed on the connecting portion 6 of the neck strap 2 constitutes a part of the detection circuit.
  • This detection circuit detects a state in which a closed circuit is formed and the neck strap 2 is attached to the device body 3 by a conductive screw part being screwed into a conductive screw hole formed in the housing 8. Then, when the conductive screw portion is removed from the conductive screw hole formed in the housing 8, a state where a part of the closed circuit is opened and the neck strap 2 is detached from the device main body 3 is detected.
  • the circuit board 9 When the state where the neck strap 2 is attached to the device body 3 is detected by the detection circuit, the circuit board 9 functions as a human body communication electrode that connects or capacitively couples the first electrode 5 to the human body.
  • the electrodes 11a, 11b, 11c, and 11d are made to function as reference electrodes that are connected to or capacitively coupled to the reference potential portion.
  • the circuit board 9 when the state where the neck strap 2 is removed from the device main body 3 is detected by the detection circuit, the circuit board 9 is the second electrode 11a, 11b, 11c, 11d that faces the human body side.
  • the electrode functions as a human body communication electrode, and the remaining second electrode functions as a reference electrode.
  • the total area (S1) of the first device component is the second device component (second electrode). Since it is smaller than the total area (S2), the reference potential coupling (S1 ⁇ S2) that restricts the communication performance can be strengthened.
  • Stable communication can be realized regardless of the forward bending posture.
  • the device body 3 is formed in a card shape and the second electrodes 11a and 11b are provided on the front surface and the back surface of the device body 3, the electronic device 1 is suspended from the neck and used. The confirmation of the front and back of the electronic device 1 becomes unnecessary.
  • the first electrode 5 of the neck strap 2 functions as a human body communication electrode, and when the neck strap 2 is removed from the device body 3, the first electrode 5 to the second electrode 11a. , 11b, 11c, and 11d, the human body communication electrode is switched, so that the electronic device 1 can be used not only in a state of being hung from the neck but also in a pocket of clothing or the like. It has become.
  • the electronic device 1 provided with the neck strap 2 is described as an example.
  • the electronic device 1 is not limited to this configuration as long as the electronic device 1 is suspended and used.
  • a bracelet, a shoulder band, a leg ring, or the like may be used instead of the neck strap 2, a bracelet, a shoulder band, a leg ring, or the like.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the automatic cash deposit and payment system according to the first embodiment of the present invention.
  • the case where the electronic device is used by being hung from the neck will be described.
  • the automatic cash deposit system 16 includes an electronic device 1 and an automatic cash dispenser 17, and a human body 18 is a transmission medium between the electronic device 1 and the automatic cash dispenser 17. ing.
  • the electronic device 1 stores customer information for starting a transaction with the automatic teller machine 17, and the customer information includes various information such as an account number.
  • the automatic cash depositing / dispensing machine 17 includes a housing 21 provided with a cash entrance / exit and a passbook entrance / exit (not shown), and a processing device 22 provided in the housing 21.
  • a communication electrode 26 is provided in the vicinity of an operation screen (not shown) on the operation surface 25 of the housing 21, and the communication electrode 26 functions as a human body communication electrode connected to or capacitively coupled to the human body 18.
  • the forefront portion 27 at the lower front of the housing 21 is closest to the human body 18, and the forefront portion 27 is connected to the reference potential portion 28.
  • the forefront portion 27 that is capacitively coupled functions as a reference electrode.
  • the entire housing 21 may be connected to or capacitively coupled to the reference potential portion so as to function as a reference electrode.
  • the processing device 22 permits the transaction start according to the input customer information.
  • the transaction in the present embodiment includes deposit / withdrawal processing, passbook entry processing, and the like.
  • a transmission path is formed between the electronic device 1 and the automatic cash dispenser 17 by capacitive coupling, and the second electrode 11 of the device main body 3 and the forefront portion 27 of the housing 21 are capacitively coupled to each other.
  • a return transmission path is formed between the cash dispenser 17 and the electronic device 1.
  • the electronic device 1 modulates customer information with a carrier wave having a frequency (several hundred kHz to several tens of MHz) at which the human body exhibits conductivity, and generates a modulated signal.
  • This modulated signal is amplified and converted into a voltage change to become an electric field signal corresponding to the modulated signal, and transmitted through the human body 18.
  • the transmitted electric field signal is received by the automatic teller machine 17, amplified, demodulated using the carrier wave used in the electronic device 1, and input to the processing device 22 as customer information.
  • the processing device 22 permits the transaction between the user and the automatic cash dispenser 17 and starts the transaction.
  • transactions such as deposit and withdrawal processing and passbook entry processing with the automatic cash dispenser 17 can be started without carrying a cash card. it can.
  • the present invention is not limited to this configuration as long as it is an input / output terminal that communicates with the electronic device.
  • it can be used in a gate system as an input / output terminal.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an entrance / exit management system according to the second embodiment of the present invention.
  • the case where the electronic device is used by being suspended from the neck will be described.
  • the entrance / exit management system 31 includes an electronic device 1 and a door device 32, and the human body 18 is a transmission medium between the electronic device 1 and the door device 32.
  • the electronic device 1 stores a personal ID for identifying an individual, and entry / exit management such as entry permission, entry non-permission, entry time, and exit time is performed by the personal ID.
  • the door device 32 includes a door portion 34 provided with an electronic lock (not shown) and a processing device 35 provided at the entrance.
  • the door portion 34 includes a door plate 36 that is pivotably attached to a door frame (not shown) around a hinge, and a handle 37 provided on the door plate 36.
  • the handle 37 is formed of a conductive material and functions as a human body communication electrode that is connected to or capacitively coupled to the human body 18.
  • the door plate 36 is made of a conductive material and functions as a reference electrode that is connected to or capacitively coupled to the reference potential portion 38.
  • the processing device 35 stores an entrance / exit permission ID for permitting entrance / exit in advance, and manages the entrance / exit by comparing the input personal ID with the entrance / exit permission ID.
  • the processing device 35 unlocks the electronic lock and permits entry / exit only when the personal ID and the entry / exit permission ID match. Further, the processing device 35 stores the entry time or the exit time together with the collation result at the time of collation of the personal ID, thereby enhancing security.
  • the first electrode 5 of the neck strap 2 and the human body 18 are capacitively coupled, and the human body 18 and the handle 37 are capacitively coupled, and the electronic apparatus 1 and the door are coupled.
  • a transmission path is formed between the device 32 and the second electrode 11 of the device body 3 and the door plate 36 are capacitively coupled, and a feedback transmission path is formed between the door device 32 and the electronic device 1.
  • the electronic device 1 modulates the personal ID with a carrier wave having a frequency at which the human body exhibits conductivity, and generates a modulated signal.
  • This modulated signal is amplified and converted into a voltage change to become an electric field signal corresponding to the modulated signal, and transmitted through the human body 18.
  • the transmitted electric field signal is received by the door device 32, amplified, demodulated using the carrier wave used in the electronic device 1, and input to the processing device 35 as a personal ID.
  • the processing device 35 collates the entrance / exit permission ID stored in advance with the personal ID, and unlocks the electronic lock and permits entry only when they match.
  • the processing device 35 locks the electronic lock.
  • the entrance / exit management system 31 it is possible to enter / exit without carrying the entrance / exit key or the IC card key, so that each time the user enters / exits the IC card There is no need to put in and out keys.
  • the door plate 36 and the handle 37 are formed of a conductive material.
  • the entrance / exit management system 41 is installed in an automatic door formed of a nonconductive material such as glass as shown in FIG. May be used.
  • a module 45 incorporating the electrode 43 for human body communication and the electrode 44 for the reference electrode is arranged adjacent to the automatic door 46.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a locker management system according to the third embodiment of the present invention.
  • the case where the electronic device is used by being suspended from the neck will be described.
  • the locker management system 51 includes an electronic device 1 and a locker device 52, and the human body 18 is a transmission medium between the electronic device 1 and the locker device 52.
  • the electronic device 1 stores a personal ID for identifying the individual, and locker management such as opening permission and opening time is performed by the personal ID.
  • the locker device 52 includes a locker unit 54 provided with an electronic lock (not shown) and a processing device 55 connected to the locker unit 54.
  • the locker portion 54 includes a door 56 provided in a double door manner on the front surface of the cabinet whose front is opened, and a handle 57 provided on the front surface of the door 56.
  • the handle 57 is made of a conductive material and functions as a human body communication electrode that is connected to or capacitively coupled to the human body 18.
  • the door 56 is formed of a conductive material and functions as a reference electrode that is connected to or capacitively coupled to the reference potential portion 58.
  • the processing device 55 stores a door opening permission ID for permitting opening the door in advance, and permits the opening by comparing the input personal ID with the door opening permission ID.
  • the processing device 55 unlocks the electronic lock and permits the door opening only when the personal ID and the door opening permission ID match. Further, the processing device 55 stores the opening time together with the collation result at the time of collation of the personal ID, and strengthens the security.
  • the first electrode 5 of the neck strap 2 and the human body 18 are capacitively coupled, and the human body 18 and the handle 57 are capacitively coupled, so that the electronic device 1 and the locker are coupled.
  • a transmission path is formed between the device 52 and the second electrode 11 of the device body 3 and the door 56 are capacitively coupled, and a feedback transmission path is formed between the locker device 52 and the electronic device 1. .
  • the electronic device 1 modulates the personal ID with a carrier wave having a frequency at which the human body exhibits conductivity, and generates a modulated signal.
  • This modulated signal is amplified and converted into a voltage change to become an electric field signal corresponding to the modulated signal, and transmitted through the human body 18.
  • the transmitted electric field signal is received by the locker device 52, amplified, demodulated using the carrier wave used in the electronic device 1, and input to the processing device 55 as a personal ID.
  • the processing device 55 collates the door opening permission ID stored in advance with the personal ID, and unlocks the electronic lock and permits the door opening only if they match.
  • the processing device 55 locks the electronic lock.
  • the locker unit 54 can be locked or unlocked without carrying the lock / unlock key or the IC card key. There is no need to insert and remove the locker key each time the 54 is locked or unlocked.
  • the electric field communication system of the electronic device described above may be used for a mobile phone 59.
  • the cellular phone 59 is configured by providing an electrode for human body communication in the grip portion and an electrode for a reference electrode on the back surface of the display.
  • the lock can be released by communicating with the electronic device 1. To do.
  • the communication is always stable regardless of the orientation of the device main body or the posture of bending forward. It is advantageous in that it is easy to use and is particularly useful for electronic devices and communication systems that transmit and receive via a transmission medium such as a human body.

Abstract

　機器本体（３）をネックストラップ（２）で首から吊り下げて使用する際に、機器本体（３）の向きがどちらであっても、また前屈みになるなどの姿勢をとっても常に通信が安定していて使いやすい電子機器（１）および通信システム（１６，３１，４１，５１）を提供することを課題とする。 伝送媒体（１８）を介して通信を行う電子機器（１）において、機器本体（３）と、少なくとも一部に第１の電極（５）が形成され、伝送媒体（１８）から機器本体（３）を吊り下げ可能なネックストラップ（２）とを備え、機器本体（３）は、第１の電極（５）に接続または容量結合される第１の機器構成要素（１３）と、機器本体（３）の基準電位に接続または容量結合される第２の機器構成要素（１１）とを有し、第１の機器構成要素（１３）の総面積（Ｓ１）を第２の機器構成要素（１１）の総面積（Ｓ２）に比べて小さく構成した。

Description

電子機器および通信システム
　本発明は、人体のような伝送媒体を介して通信を行う電子機器および通信システムに関する。
　近年の技術発達に伴い、全く新しい通信方法として人体などに誘導される電界を用いる通信方法が提案されている。このような通信方法においては、情報信号を変調して得られた変調信号に対応した電界を送信器から伝送媒体である人体に付与して、人体を伝送した電界を受信器において検出し、その電界に対応する信号を復調している。
　従来上記の通信方法を用いて、入退室やロッカーのカギなどID認証をするカードなどの用途に適したカード型の電子機器として、誘電体基板の表裏面に電極対（人体通信電極と基準電極）を対向配置させたものが提案（例えば、特許文献１）されている。またこの文献では電極対のどちらが人体に接触しても等価回路が同様になることも特徴としており、電極対を構成する人体通信電極と基準電極の面積はほぼ等しいことが前提である。
　また、上記した通信方法を用いた電子機器として、ネックストラップにより首から吊り下げられた状態で用いられるものが知られている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２に記載の電子機器は、人体通信電極として機能するネックストラップと、ネックストラップに接続された電子機器本体とを備え、他の電子機器から人体通信により伝送された信号を、ネックストラップを介して受信可能となっている。
特開２００６－１００８６５号公報 特開２００３－１８９２０２号公報
　しかしながら、上記の２つの例を単純に組み合わせて、誘電体基板の表裏に電極対（人体通信電極と基準電極）が形成されたカード型の電子機器本体と、人体通信電極として機能するネックストラップとを接続して首から吊り下げて使用した場合、カード型の電子機器本体に形成された人体通信電極はネックストラップに接続されているため、ネックストラップが人体に接しているときは、電子機器本体の人体通信電極と基準電極は等価ではなくなり、人体通信電極が人体側に、基準電極は人体の外側を向いたときに通信性能がよい状態になり、逆に人体通信電極が人体の外側に、基準電極が人体側を向いた時には通信性能は著しく劣化し、通信できなくなる。
　また書類を入れるキャビネットのカギのID認証に応用した場合など、低い位置のキャビネット開けようとして前屈みの姿勢になると、首から吊り下げたIDカードは宙に浮いた状態になり回転してしまい、通信が非常に不安定になってしまうという問題があった。
　本発明は、機器本体をネックストラップで首から吊り下げて使用する際に、機器本体の向きがどちらであっても、また前屈みになるなどの姿勢をとっても常に通信が安定していて使いやすい電子機器および通信システムを提供することを目的とする。
　本発明の電子機器は、伝送媒体を介して通信を行う電子機器において、機器本体と、少なくとも一部に第１の電極が形成され、前記伝送媒体から前記機器本体を吊り下げ可能な吊り下げ具とを備え、前記機器本体は、前記第１の電極に接続または容量結合される第１の機器構成要素と、機器本体の基準電位に接続または容量結合される第２の機器構成要素とを有し、前記第１の機器構成要素の総面積（Ｓ１）が前記第２の機器構成要素の総面積（Ｓ２）に比べて小さいことを特徴とする。
　この構成によれば、通信性能を制約している基準電位の結合（Ｓ１＜Ｓ２）を強化することができ、本電子機器を首から吊り下げて使用している際に、前屈みなどの姿勢によらず、安定した通信を実現できる。また、例えば、機器本体がカード状に形成され、第２の機器構成要素として複数の基準電位電極が機器本体の前面および背面に設けられた場合には、電子機器を首から吊り下げて使用する場合に、電子機器の表裏の確認が不要となる。ここで、総面積とは、機器構成要素において機器本体の基準電位に接続するまたは容量結合に寄与するすべての電極の総面積を意味し、例えば、機器構成要素において機器本体の基準電位に接続するまたは容量結合に寄与し、外界に露出している電極の総面積をいう。
　また本発明は、上記電子機器において、前記第１の機器構成要素は、基準電位部と容量結合しない程度の面積を有することを特徴とする。
　この構成によれば、吊り下げで使用する状態で、第１の機器構成要素が基準電極と結合して信号がロスしてしまうことを防止することができる。すなわち、特許文献１の例では、誘電体基板の表裏に形成された電極対で生じる静電容量、すなわち人体通信電極と基準電極間の静電容量による容量リアクタンスを誘導リアクタンスで打ち消しアンテナ効率を高める技術であるが、基板を薄くして静電容量が非常に大きくなると、誘導リアクタンスで打ち消しても、信号のロスが大きくなるため、薄くすることができないという問題があったが、本発明の構成ではネックストラップに形成された人体通信電極は、機器本体の基準電位部との静電容量は非常に小さく、容量リアクタンスによるロスが小さいため、誘導リアクタンスで打ち消す必要もなく、また、機器本体を非常に薄くすることができる。
　また本発明の通信システムは、上記に記載の電子機器と、前記電子機器と前記伝送媒体を介して通信する他の電子機器とを備えた通信システムにおいて、前記他の電子機器の少なくとも前記伝送媒体に面した部分が基準電位部に接続されていることを特徴とする。
　この構成によれば、他の電子機器の少なくとも人体等の伝送媒体に面した部分を基準電極として機能させて、電子機器との容量結合を強くすることができるため、通信性能を制約する基準電位の結合が強められ、通信性能が向上し安定した通信システムを実現できる。
　また本発明の他の通信システムは、上記に記載の電子機器と、前記電子機器と前記伝送媒体を介して通信する他の電子機器とを備えた通信システムにおいて、前記他の電子機器は、前記伝送媒体の一部と接続または容量結合される第３の機器構成要素と、基準電位部と接続または容量結合される第４の機器構成要素とを有し、前記電子機器と前記他の電子機器とが通信する場合、前記第２の機器構成要素と前記第４の機器構成要素とが容量結合して帰還伝送路を構成することを特徴とする。
　この構成によれば、第１の機器構成要素と第３の機器構成要素とが人体等の伝送媒体を介して接続または容量結合され、第２の機器構成要素と第４の機器構成要素とが容量結合されて帰還伝送路が構成されるため、電子機器と他の電子機器とにより通信性能が高く安定した通信システムを構築することができる。
　また本発明は、上記他の通信システムにおいて、前記他の電子機器として、前記電子機器との通信により取引を実施する自動現金預け払い機、前記電子機器との通信によりドアの施錠・解錠を制御するドア装置、前記電子機器との通信によりロッカーの施錠・解錠を制御するロッカー装置に適用することができる。
　また本発明の電子機器では、前記吊り下げ具は前記機器本体に着脱自在に取り付けられ、前記第２の機器構成要素は複数の第２の電極を有しており、前記吊り下げ具が前記機器本体に取り付けられている場合には、前記第１の電極が前記伝送媒体の一部と接続または容量結合される信号電極として機能すると共に、前記複数の第２の電極が基準電位部に接続または容量結合される基準電極として機能し、前記取り付け具が前記機器本体から取り外された場合には、前記複数の第２の電極のうち、前記伝送媒体に接続または容量結合される第２の電極が前記信号電極として機能すると共に、残りの第２の基準電極が前記基準電極として機能することを特徴とする。
　この構成によれば、吊り下げ具が機器本体に取り付けられている状態では、吊り下げ具の第１の電極が信号電極として機能すると共に、機器本体の複数の第２の電極が基準電極として機能し、吊り下げ具が機器本体から取り外された状態では、機器本体の複数の第２の電極のうち人体等の伝送媒体に接続または容量結合される第２の電極が信号電極として機能すると共に、残りの第２の電極が基準電極として機能する。したがって、使用態様に応じて信号電極と基準電極とが切り替わるため、電子機器を首から吊り下げて使用する場合だけでなく、電子機器を衣類等のポケットの内側に入れて使用する場合でも精度よく通信することができる。
　本発明によれば、機器本体をネックストラップで首から吊り下げて使用する際に、機器本体の向きがどちらであっても、また前屈みになるなどの姿勢をとっても常に通信が安定していて使いやすい電子機器および通信システムを提供することができる。
本発明に係る第１の実施の形態を示す図であり、（ａ）はネックストラップ取り付け時の電子機器の概略断面図、（ｂ）はネックストラップ取り外し時の電子機器の概略断面図である。 本発明に係る第１の実施の形態を示す図であり、自動現金預け払いシステムの概略構成図である。 本発明に係る第２の実施の形態を示す図であり、入退室管理システムの概略構成図である。 本発明に係る第２の実施の形態の変形例を示す図である。 本発明に係る第３の実施の形態を示す図であり、ロッカー管理システムの概略構成図である。 本発明に係る実施の形態の変形例を示す図である。
　以下、本発明の第１の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に係る電子機器の第１の実施の形態を示す図であり、（ａ）はネックストラップ取り付け時の電子機器の概略断面図、（ｂ）はネックストラップ取り外し時の電子機器の概略断面図である。
　図１（ａ）、（ｂ）に示すように、電子機器１は、伝送媒体（主に人体）を介して送受信する電界通信システムにおいて用いられるものであり、ネックストラップ２と、ネックストラップ２に吊り下げられる機器本体３とを備え、ネックストラップ２は機器本体３に着脱可能に取り付けられている。
　ネックストラップ２は、人体と接続または容量結合する人体通信電極（信号電極）として機能し、円環状の電極部材を絶縁性の膜で覆うことにより形成された第１の電極５と、一端部が第１の電極５に電気的に接続された導電性の連結部６とから構成されている。連結部６の他端部には図示しないネジ部が形成されており、このネジ部を介してネックストラップ２が機器本体３に取り付けられる。なお、第１の電極５は、必ずしも吊り下げ部分の全周に亘って形成される必要はなく、ユーザの首に接触する一部に形成されていればよい。また、電極部材を絶縁性の膜で覆うことで第１の電極５を形成する代わりに、導電性の糸状部材により第１の電極５を形成するようにしてもよい。
　機器本体３は、薄型の直方体状に形成された筺体８を有し、筺体８の内部には回路基板９が配設されている。筺体８内の回路基板９を挟んで対向する側面の一方には第２の電極１１ａが配設され、他方には第２の電極１１ｂおよび電池１２が配設されている。筺体８の下面には、第２の電極１１ｃが配設され、筺体８の上面にはネックストラップ２の連結部を固定する図示しない導電性のねじ穴が形成されている。回路基板９には、第２の電極１１ａに対する対抗面に第２の電極１１ｄが配設され、第２の電極１１ｂに対する対向面に第１の機器構成要素としての基板側電極パターン１３が形成されている。
　第２の電極１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、平板電極により形成されており、電子機器１の使用態様に応じて基準電位部および人体の一方に選択的に接続または容量結合可能に構成されている。基板側電極パターン１３は、引出し線１４を介して導電性のネジ穴に接続され、導電性の連結部６を介して第１の電極５に電気的に接続される。また、基板側電極パターン１３の露出面の面積は、第２の電極１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの露出面の面積よりも小さく形成されており、基準電位部と容量結合しないように構成されている。
　なお、第２の機器構成要素としては、第２の電極、第２の電極と基板とを接続する配線、電池、電子部品、回路基板等も挙げられる。また、本明細書において、必ずしも筺体８の露出面に第２の機器構成要素が配設されている必要はなく、第２の機器構成要素が筺体８を中心として相対的に一側面側に寄って配設されている場合も含むものとする。また、ネックストラップ２と機器本体３とがネジ止めにより固定されるのではなく、他の固定方式を採用したコネクタによって固定される構成としてもよい。
　電子機器１には、ネックストラップ２が機器本体３に取り付けられているか否かを検出する検出回路が設けられている。例えば、ネックストラップ２の連結部６に形成された導電性のネジ部が検出回路の一部を構成している。この検出回路は、筺体８に形成された導電性のネジ穴に導電性のネジ部が螺合されることにより、閉回路が形成されてネックストラップ２が機器本体３に取り付けられた状態を検出し、筺体８に形成された導電性のネジ穴から導電性のネジ部が抜け外れることにより、閉回路の一部が開放されてネックストラップ２が機器本体３から取り外された状態を検出する。
　そして、回路基板９は、検出回路によりネックストラップ２が機器本体３に取り付けられた状態が検出された場合、第１の電極５を人体と接続または容量結合する人体通信電極として機能させ、第２の電極１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを基準電位部と接続または容量結合する基準電極として機能させる。また、回路基板９は、検出回路によりネックストラップ２が機器本体３から取り外された状態が検出された場合、第２の電極１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄのうち、人体側に面する第２の電極を人体通信電極として機能させ、残りの第２の電極を基準電極として機能させる。
　以上のように、本実施の形態に係る電子機器１によれば、第１の機器構成要素（基板側電極パターン）の総面積（Ｓ１）が第２の機器構成要素（第２の電極）の総面積（Ｓ２）に比べて小さいため、通信性能を制約している基準電位の結合（Ｓ１＜Ｓ２）を強化することができ、電子機器１を首から吊り下げて使用している際に、前屈みなどの姿勢によらず、安定した通信を実現できる。また、例えば、機器本体３がカード状に形成され、第２の電極１１ａ、１１ｂが機器本体３の前面および背面に設けられた場合には、電子機器１を首から吊り下げて使用する場合に、電子機器１の表裏の確認が不要となる。
　また、機器本体３にネックストラップ２を取り付けるとネックストラップ２の第１の電極５が人体通信電極として機能し、機器本体３からネックストラップ２を取り外すと第１の電極５から第２の電極１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄのいずれかに人体通信電極が切り替わるため、電子機器１が首から吊り下げられた状態で使用されるだけでなく、衣類等のポケットの内側に入れられた状態で使用可能となっている。
　なお、本実施の形態においては、ネックストラップ２を設けた電子機器１を例示して説明したが、電子機器１を吊り下げて使用するものであれば、この構成に限定されない。例えば、ネックストラップ２の代わりに腕輪、肩掛けバンド、足輪等を使用してもよい。
　次に、上記した電子機器の電界通信システムを利用した自動現金預け払いシステムについて説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態に係る自動現金預け払いシステムの概略構成図である。なお、ここでは電子機器を首から吊り下げて使用する場合について説明する。
　図２に示すように、自動現金預け払いシステム１６は、電子機器１と、自動現金預け払い機１７とから構成され、人体１８が電子機器１と自動現金預け払い機１７との伝送媒体となっている。電子機器１には、自動現金預け払い機１７との取引を開始するための顧客情報が記憶されており、顧客情報には口座番号等の各種情報が含まれている。
　自動現金預け払い機１７は、図示しない現金入出口や通帳入出口が設けられた筺体２１と、筺体２１内に設けられた処理装置２２とから構成されている。筺体２１の操作面２５には図示しない操作画面の近傍に通信用電極２６が設けられており、通信用電極２６は人体１８と接続または容量結合する人体通信電極として機能している。また、ユーザが自動現金預け払い機１７の正面に向かった状態で、筺体２１の正面下部の最前面部２７は人体１８に最も近接しており、最前面部２７は基準電位部２８に接続または容量結合する最前面部２７は基準電極として機能している。なお、筺体２１全体を基準電位部と接続または容量結合させて基準電極として機能させるようにしてもよい。
　処理装置２２は、入力された顧客情報に応じて取引開始を許可している。なお、本実施の形態における取引とは、入出金処理や通帳記入処理等を含むものである。
　ユーザが自動現金預け払い機１７の正面に立ち、通信用電極２６に手をかざすと、ネックストラップ２の第１の電極５と人体１８とが容量結合し、人体１８と通信用電極２６とが容量結合して電子機器１と自動現金預け払い機１７との間で伝送路が形成されると共に、機器本体３の第２の電極１１と筺体２１の最前面部２７とが容量結合し、自動現金預け払い機１７と電子機器１との間で帰還伝送路が形成される。
　電子機器１は、顧客情報を人体が導電性を示す周波数（数百ｋＨｚ～数十ＭＨｚ）の搬送波で変調し、変調信号を生成する。この変調信号は、増幅され、電圧変化に変換されて変調信号に対応する電界信号となり、人体１８を介して送信される。送信された電界信号は、自動現金預け払い機１７で受信され、増幅され、電子機器１で使用した搬送波を用いて復調し顧客情報として処理装置２２に入力される。処理装置２２は、顧客情報が入力されると、ユーザと自動現金預け払い機１７との取引を許可し、取引が開始される。
　以上のように、本実施の形態に係る自動現金預け払いシステム１６によれば、キャッシュカードを持ち歩くことなく自動現金預け払い機１７との入出金処理や通帳記入処理等の取引を開始することができる。
　なお、本実施の形態では、電子機器を自動現金預け払いシステム１６に適用した実施の形態を例示したが、電子機器と通信する入出力端末であれば、この構成に限定されない。例えば、入出力端末としてゲートシステムに利用することも可能である。
　次に、上記した電子機器の電界通信システムを利用した本発明の第２の実施の形態に係る入退室管理システムについて説明する。図３は、本発明の第２の実施の形態に係る入退室管理システムの概略構成図である。なお、ここでは電子機器を首から吊り下げて使用する場合について説明する。
　図３に示すように、入退室管理システム３１は、電子機器１と、ドア装置３２とから構成され、人体１８が電子機器１とドア装置３２との伝送媒体となっている。電子機器１には、個人を識別するための個人ＩＤが記憶されており、個人ＩＤにより入室許可、入室不許可、入室時刻、退室時刻等の入退室管理が行われている。
　ドア装置３２は、図示しない電子錠が設けられたドア部３４と、入室先に設けられた処理装置３５とから構成されている。ドア部３４は、図示しないドア枠に蝶番を中心として回動自在に取り付けられたドア板３６と、ドア板３６に設けられた取っ手３７とを有している。取っ手３７は、導電性材料で形成され、人体１８と接続または容量結合する人体通信電極として機能している。また、ドア板３６は、導電性材料で形成され、基準電位部３８に接続または容量結合する基準電極として機能している。
　処理装置３５は、予め入退室を許可する入退室許可ＩＤを記憶しており、入力された個人ＩＤとこの入退室許可ＩＤとを照合して入退室を管理している。処理装置３５は、個人ＩＤと入退室許可ＩＤとが一致している場合にのみ電子錠を解錠して入退室を許可する。また、処理装置３５は、個人ＩＤの照合時に照合結果と共に入室時刻または退室時刻を記憶しており、セキュリティを強化している。
　ユーザがドア部３４の正面に立ち、取っ手３７を握ると、ネックストラップ２の第１の電極５と人体１８とが容量結合し、人体１８と取っ手３７とが容量結合して電子機器１とドア装置３２との間で伝送路が形成されると共に、機器本体３の第２の電極１１とドア板３６とが容量結合し、ドア装置３２と電子機器１との間で帰還伝送路が形成される。
　電子機器１は、個人ＩＤを人体が導電性を示す周波数の搬送波で変調し、変調信号を生成する。この変調信号は、増幅され、電圧変化に変換されて変調信号に対応する電界信号となり、人体１８を介して送信される。送信された電界信号は、ドア装置３２で受信され、増幅され、電子機器１で使用した搬送波を用いて復調し個人ＩＤとして処理装置３５に入力される。処理装置３５は、個人ＩＤが入力されると、予め記憶された入退室許可ＩＤと個人ＩＤとを照合し、一致している場合のみ電子錠を解錠し入室を許可する。ユーザが入退室を完了すると、処理装置３５は電子錠を施錠する。
　以上のように、本実施の形態に係る入退室管理システム３１によれば、入退室用の鍵やＩＣカードキーを持ち歩くことなく入退室することができるため、ユーザが入退室する度にＩＣカードキーを出し入れする必要がない。
　なお、本実施の形態においては、ドア板３６および取っ手３７を導電性材料で形成したが、図４に示すようなガラス等の非導電性材料で形成された自動ドアに入退室管理システム４１を利用してもよい。この場合、人体通信用の電極４３と基準電極用の電極４４とを組み込んだモジュール４５を自動ドア４６に隣接して配置するようにする。
　次に、上記した電子機器の電界通信システムを利用した本発明の第３の実施の形態に係るロッカー管理システムについて説明する。図５は、本発明の第３の実施の形態に係るロッカー管理システムの概略構成図である。なお、ここでは電子機器を首から吊り下げて使用する場合について説明する。
　図５に示すように、ロッカー管理システム５１は、電子機器１と、ロッカー装置５２とから構成され、人体１８が電子機器１とロッカー装置５２との伝送媒体となっている。電子機器１には、個人を識別するための個人ＩＤが記憶されており、個人ＩＤにより開扉許可、開扉時刻等のロッカー管理が行われている。
　ロッカー装置５２は、図示しない電子錠が設けられたロッカー部５４と、ロッカー部５４に接続された処理装置５５とから構成されている。ロッカー部５４は、正面を開放したキャビネットの前面に観音開き式に設けられた扉５６と、扉５６の前面に設けられた取っ手５７とを有している。取っ手５７は、導電性材料で形成され、人体１８と接続または容量結合する人体通信電極として機能している。また、扉５６は、導電性材料で形成され、基準電位部５８に接続または容量結合する基準電極として機能している。
　処理装置５５は、予め開扉を許可する開扉許可ＩＤを記憶しており、入力された個人ＩＤとこの開扉許可ＩＤとを照合して開扉を許可している。処理装置５５は、個人ＩＤと開扉許可ＩＤとが一致している場合にのみ電子錠を解錠して開扉を許可する。また、処理装置５５は、個人ＩＤの照合時に照合結果と共に開扉時刻を記憶しており、セキュリティを強化している。
　ユーザがロッカー部５４の正面に立ち、取っ手５７を握ると、ネックストラップ２の第１の電極５と人体１８とが容量結合し、人体１８と取っ手５７とが容量結合して電子機器１とロッカー装置５２との間で伝送路が形成されると共に、機器本体３の第２の電極１１と扉５６とが容量結合し、ロッカー装置５２と電子機器１との間で帰還伝送路が形成される。
　電子機器１は、個人ＩＤを人体が導電性を示す周波数の搬送波で変調し、変調信号を生成する。この変調信号は、増幅され、電圧変化に変換されて変調信号に対応する電界信号となり、人体１８を介して送信される。送信された電界信号は、ロッカー装置５２で受信され、増幅され、電子機器１で使用した搬送波を用いて復調し個人ＩＤとして処理装置５５に入力される。処理装置５５は、個人ＩＤが入力されると、予め記憶された開扉許可ＩＤと個人ＩＤとを照合し、一致している場合のみ電子錠を解錠し開扉を許可する。ユーザにより扉５６が閉じられると、処理装置５５は電子錠を施錠する。
　以上のように、本実施の形態に係るロッカー管理システム５１によれば、施錠・解錠用の鍵やＩＣカードキーを持ち歩くことなくロッカー部５４を施錠または解錠することができるため、ロッカー部５４を施錠または解錠する度にロッカーキーを出し入れする必要がない。
　また、図６に示すように、上記した電子機器の電界通信システムを携帯電話５９に利用してもよい。携帯電話５９は、把持部に人体通信用の電極を設け、ディスプレイの背面に基準電極用の電極を設けて構成しており、例えば、電子機器１と通信することによりロックが解除されるようにする。
　また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
　以上説明したように、本発明は、機器本体をネックストラップで首から吊り下げて使用する際に、機器本体の向きがどちらであっても、また前屈みになるなどの姿勢をとっても常に通信が安定していて使いやすいという効果を有し、特に人体のような伝送媒体を介して送受信を行う電子機器および通信システムに有用である。

Claims (8)

  1. 　伝送媒体を介して通信を行う電子機器において、
    　機器本体と、
    　少なくとも一部に第１の電極が形成され、前記伝送媒体から前記機器本体を吊り下げ可能な吊り下げ具とを備え、
    　前記機器本体は、
    　前記第１の電極に接続または容量結合される第１の機器構成要素と、
    　機器本体の基準電位に接続または容量結合される第２の機器構成要素とを有し、
    　前記第１の機器構成要素の総面積（Ｓ１）が前記第２の機器構成要素の総面積（Ｓ２）に比べて小さいことを特徴とする電子機器。
  2. 　前記第１の機器構成要素は、基準電位部と容量結合しない程度の面積を有することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
  3. 　請求項１または２に記載の電子機器と、前記電子機器と前記伝送媒体を介して通信する他の電子機器とを備えた通信システムにおいて、
    　前記他の電子機器の少なくとも前記伝送媒体に面した部分が基準電位部に接続されていることを特徴とする通信システム。
  4. 　請求項１または２に記載の電子機器と、前記電子機器と前記伝送媒体を介して通信する他の電子機器とを備えた通信システムにおいて、
    　前記他の電子機器は、
    　前記伝送媒体の一部と接続または容量結合される第３の機器構成要素と、
    　基準電位部と接続または容量結合される第４の機器構成要素とを有し、
    　前記電子機器と前記他の電子機器とが通信する場合、前記第２の機器構成要素と前記第４の機器構成要素とが容量結合して帰還伝送路を構成することを特徴とする通信システム。
  5. 　前記他の電子機器は、前記電子機器との通信により取引を実施する自動現金預け払い機であり、
    　前記第３の機器構成要素は、筺体の操作面に設けた電極であり、
    　前記第４の機器構成要素は、筺体の前記伝送媒体に面した部分であることを特徴とする請求項４に記載の通信システム。
  6. 　前記他の電子機器は、前記電子機器との通信によりドアの施錠・解錠を制御するドア装置であり、
    　前記第３の機器構成要素は、取っ手であり、
    　前記第４の機器構成要素は、前記取っ手が取り付けられたドア板であることを特徴とする請求項４に記載の通信システム。
  7. 　前記他の電子機器は、前記電子機器との通信によりロッカーの施錠・解錠を制御するロッカー装置であり、
    　前記第３の機器構成要素は、取っ手であり、
    　前記第４の機器構成要素は、前記取っ手が取り付けられた扉であることを特徴とする請求項４に記載の通信システム。
  8. 　前記吊り下げ具は前記機器本体に着脱自在に取り付けられ、前記第２の機器構成要素は複数の第２の電極を有しており、
    前記吊り下げ具が前記機器本体に取り付けられている場合には、前記第１の電極が前記伝送媒体の一部と接続または容量結合される信号電極として機能すると共に、前記複数の第２の電極が基準電位部に接続または容量結合される基準電極として機能し、
    前記取り付け具が前記機器本体から取り外された場合には、前記複数の第２の電極のうち、前記伝送媒体に接続または容量結合される第２の電極が前記信号電極として機能すると共に、残りの第２の基準電極が前記基準電極として機能す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子機器。
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