WO2010119849A1 - 通信システム - Google Patents
通信システム Download PDFInfo
- Publication number
- WO2010119849A1 WO2010119849A1 PCT/JP2010/056550 JP2010056550W WO2010119849A1 WO 2010119849 A1 WO2010119849 A1 WO 2010119849A1 JP 2010056550 W JP2010056550 W JP 2010056550W WO 2010119849 A1 WO2010119849 A1 WO 2010119849A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- transmission
- electrode
- transmission medium
- contact
- transformer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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 a communication system that performs transmission / reception via a transmission medium such as a human body.
- Patent Document 1 a communication method using an electric field induced in a transmission medium such as a human body has been proposed as a completely new communication method.
- Patent Document 1 there is one disclosed in Patent Document 1.
- Patent Document 1 has lower power consumption than ordinary radio waves that emit radio waves, but further reduction in power consumption is required to extend battery life for applications such as wearable devices. It has been.
- Patent Document 2 discloses a structure that serves as a switch that switches between opening and closing between a transmission unit and a power source and a transmission electrode in a system that uses contact communication. With this structure, the power switch is turned on. At the same time, the communication is started, and at the same time when the hand is released, the communication and the power are turned off, so that wasteful standby power can be reduced.
- the present invention has been made in view of the above points, and can accurately detect the contact of the transmission medium while accurately increasing the transmission efficiency, thereby accurately controlling the transmitter, and lowering the communication quality.
- An object is to provide a communication system with low power consumption.
- the communication system of the present invention includes a transmitter for applying an electric field obtained by modulating an information signal to a transmission medium, and receiving a demodulated signal corresponding to the information signal by detecting the electric field via the transmission medium.
- the transmitter is connected to a transmission electrode, a transmission circuit that outputs the information signal, and a transmission circuit via a transformer, and the transmission medium is the transmission medium.
- Resonating means that resonates when touching an electrode, operation control means for detecting contact of the transformer from the transmitting circuit side to the transmitting electrode of the transmission medium, and controlling operation of the system based on the detection result; It is characterized by having.
- the operation control means detects contact of the transmission medium with the transmission electrode based on an impedance measured from the transmission circuit side of the transformer. According to this configuration, since the impedance is measured from the transmission circuit side of the transformer, the contact of the transmission medium can be reliably detected via the transformer, and the detection circuit can be simplified.
- the operation control means stops energization of at least a part of the transmission circuit when it is determined that the transmission medium is not in contact with the transmission electrode. According to this configuration, wasteful standby power can be reduced in addition to saving power by improving transmission efficiency.
- the operation control means energizes at least a part of the transmission circuit when it is determined that the transmission medium is in contact with the transmission electrode. According to this configuration, wasteful standby power can be reduced in addition to saving power by improving transmission efficiency.
- the communication system of the present invention includes a transmitter for applying an electric field obtained by modulating an information signal to a transmission medium, and receiving a demodulated signal corresponding to the information signal by detecting the electric field via the transmission medium.
- the transmitter is connected to the transmission electrode, the transmission circuit that outputs the information signal, and the transmission circuit via a transformer, and when the transmission medium touches the transmission electrode Since there is a resonance means that resonates, and an operation control means that detects contact of the transformer from the transmission circuit side to the transmission electrode of the transmission medium and controls the operation of the system based on the detection result. It is a system that can accurately detect contact of a transmission medium and accurately control a transmitter while improving efficiency, and consumes less power without degrading communication quality.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a communication system according to an embodiment of the present invention. It is a figure for demonstrating the resonance part and transmission electrode in the transmitter of the communication system shown in FIG. It is a figure for demonstrating the operation
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a communication system according to Embodiment 1 of the present invention.
- the communication system shown in FIG. 1 includes a transmission medium 2 such as a human body that transmits an information signal via an electric field, a transmitter 1 that applies an electric field obtained by modulating the information signal to the transmission medium 2, and a transmission medium 2.
- the receiver 3 mainly detects the electric field and demodulates the electric field into an information signal.
- the transmitter 1 and the transmission medium (here human body) 2 and the receiver 3 and the transmission medium (here human body) 2 are capacitively coupled to modulate the information signal.
- An information signal is transmitted by an electric field.
- the displacement current flows through the transmission medium, but the steady current does not flow. Therefore, there is no need for electrical conduction. Therefore, for example, even when the transmitter is kept in the pocket, the transmitter and the transmission medium are capacitively coupled via the thin cloth, so that the information signal can be transmitted.
- the transmitter 1 applies an electric field obtained by modulating an information signal to the transmission medium 2.
- the transmitter 1 faces the transmission medium 2, is connected to the transmission electrode 14 that applies an electric field to the transmission medium 2, a transmission circuit 11 that outputs an information signal, and the transmission circuit 11 via a transformer 12.
- Resonance unit 13 that resonates when transmission medium 2 touches transmission electrode 14 and contact from transmission circuit side of transformer 12 to transmission electrode 14 of transmission medium 2 are detected, and the operation of the system is controlled based on the detection result.
- an operation control unit 15 that controls the operation of the system based on the detection result.
- a transformer 12 is interposed between the transmission circuit 11 and the resonating unit 13, so that the contact of the transformer 12 with the transmission electrode 14 of the transmission medium can be detected from the transmission circuit side. . That is, as can be seen from FIG. 1, the signal from the transmission circuit 11 is supplied to the resonance unit 13 and the transmission electrode 14 via the transformer 12, and the operation control unit 15 is connected to the transmission circuit side of the transformer 12. The contact between the transmission medium 2 and the transmission electrode 14 is detected by using the output from.
- the resonance unit 13 is set to resonate at a frequency used for electric field communication when the transmission medium 2 touches the transmission electrode 14.
- FIG. 2 is a diagram for explaining the transmitter of the communication system shown in FIG. 1, and mainly shows the resonance unit 13 and the transmission electrode 14.
- the transformer 12 includes a coil (primary coil) 121 on the transmission circuit side and a coil (secondary coil) 122 on the transmission electrode side.
- the resonating unit 13 includes a transformer 12 (secondary coil 122) on the transmission electrode side and a capacitor 131. If necessary, a damping resistor 132 may be inserted.
- the capacitor 131 of the resonance unit 13 has a variable capacity so that it can be tuned according to the frequency used for electric field communication.
- the hot side electrode 14a has a larger area than the cold electrode. It is desirable that the electrode be small and touched by the user. Depending on whether the user touches or does not touch, the capacitance between the cold side electrode and the hot side electrode changes greatly, so that the resonance state of the resonance unit 13 changes, and it is determined whether the user is touching. Therefore, when the cold side and the hot side are electrodes having a large area and are coupled with a large capacitance from the beginning, the change in the resonance state depending on whether the user touches or does not touch becomes small.
- the hot side electrode is an electrode having a large area such as a floor
- the hot side electrode is an electrode having a palm-like area
- the user intentionally touches the cold side electrode between the cold electrode and the hot electrode.
- the hot side electrode 14a and the cold side electrode 14b may be installed close to a place where they are intentionally touched.
- the hot side electrode means an electrode having a larger variation in signal potential with respect to a reference potential such as a circuit ground or a power supply, and the cold side electrode has a smaller variation in signal potential with respect to the reference potential than the hot electrode. Refers to an electrode.
- the operation control unit 15 detects contact between the transmission medium 2 and the transmission electrode 14 using an output (detection signal) from the transmission circuit side of the transformer 12. Then, the operation control unit 15 controls the operation of the system based on the detection result of the contact between the transmission medium 2 and the transmission electrode 14 (outputs a control signal to the transmission circuit 11).
- the operation control unit 15 controls the operation of the system based on the detection result, when it is determined that the transmission medium 2 is not in contact with the transmission electrode 14, energization of at least a part (part or all) of the transmission circuit 11 is stopped.
- at least a part (part or all) of the transmission circuit 11 is energized.
- the operation control unit 15 periodically detects the contact between the transmission medium 2 and the transmission electrode 14, and when the contact of the transmission medium 2 is detected, the transmission is performed.
- the circuit 11 can be activated.
- the operation control unit 15 is configured as shown in FIG. That is, the operation control unit 15 determines whether the transmission medium 2 is in contact with the transmission electrode 14 based on the impedance detection unit 151 that detects impedance from the transmission circuit side and the impedance detected by the impedance detection unit 151 (contact Contact / non-contact determination unit 152 that determines (/ non-contact), and a control signal generation unit 153 that generates a control signal based on the determination result of contact / non-contact. As described above, the operation control unit 15 detects contact of the transmission medium 2 with the transmission electrode 14 based on the impedance measured from the transmission circuit side of the transformer 12. By measuring the impedance from the transmission circuit side of the transformer 12, the contact of the transmission medium 2 with the transmission electrode 14 can be reliably detected via the transformer 12, and the detection circuit can be simplified.
- FIG. 4 shows a detailed configuration example of the operation control unit.
- the contact / non-contact determination unit 152 uses a comparator 155, and the contact / non-contact determination unit 152 compares a signal from the impedance detection unit 151 with a predetermined voltage set as a determination reference, and outputs a determination result. To do.
- the predetermined voltage is appropriately determined by the operation threshold setting unit 154.
- the control signal generation unit 153 generates a control signal based on the contact / non-contact determination result. In this case, for example, as shown in FIG. 4, the switch (transistor) 157 is turned ON / OFF and the power supply 156 is supplied / stopped to the transmission circuit 11 based on the result of the threshold value determination of the comparator 155.
- the impedance detection unit 151 for example, an impedance detection circuit based on a commonly used IV method as shown in FIG. 5A or an automatic balance bridge method as shown in FIG. Based impedance detection circuit.
- the impedance detection unit 151 can be configured with a simple circuit, the circuit scale is small, and the power consumption can be suppressed.
- the impedance detection circuit is not limited to the circuits shown in FIGS. 5A and 5B, and may be constituted by other circuits.
- impedance can be detected at a frequency different from the frequency used in electric field communication. By doing in this way, it can prevent that the signal for contact / non-contact detection becomes interference of the adjacent electric field communication system.
- the receiver 3 detects the electric field via the transmission medium 2 and obtains a demodulated signal corresponding to the information signal.
- the receiver 3 faces the transmission medium 2, and includes a receiving electrode that receives an electric field from the transmission medium 2, a detection circuit that amplifies and detects the electric field, and a demodulation circuit that demodulates an information signal using the detected physical quantity And have.
- the transmission medium 2 When communication is performed in the communication system having the above configuration, when the transmission medium 2 is in contact with the transmission electrode 14, the transmission medium 2 is connected to the transmission electrode 14 from the transmission circuit side of the transformer 12 in the operation control unit 15. The contact is detected (for example, the impedance is measured by the impedance detector 151, and it is determined from the impedance whether the transmission medium 2 is in contact with the transmission electrode 14).
- the control signal generation unit 153 When it is determined that the transmission medium 2 is in contact with the transmission electrode 14, the control signal generation unit 153 outputs a control signal for driving the transmission circuit 11 to the transmission circuit 11 (for example, detected by the comparator 155).
- the switch 157 When the voltage exceeds the operating threshold voltage, the switch 157 is turned on and the power source 156 is supplied to the transmission circuit 11). As a result, the transmission circuit 11 of the transmitter 1 is activated.
- a carrier wave having a frequency (several tens of kHz to several tens of MHz) at which the human body as the transmission medium 2 exhibits conductivity is modulated with an information signal to obtain a modulation signal.
- This signal is amplified and converted into a voltage change.
- an electric field corresponding to the modulation signal is generated around the transmission electrode 14.
- This electric field is applied to the human body.
- the electric field applied to the human body is received by the receiving electrode of the receiver 3.
- the modulated signal is detected and demodulated using the carrier wave used in the transmitter 1 to obtain an information signal. In this way, information signals can be transmitted and received using the human body as the transmission medium 2.
- the transmission electrode 14 can communicate even if its surface is covered with an insulator.
- the operation control unit 15 detects from the transmission circuit side of the transformer 12 that the transmission medium 2 is not in contact with the transmission electrode 14 (for example, The impedance is measured by the impedance detector 151, and it is determined from the impedance whether the transmission medium 2 is in contact with the transmission electrode 14).
- the control signal generator 153 does not output a control signal for driving the transmission circuit 11 to the transmission circuit 11 (for example, detected by the comparator 155).
- the switch 157 is turned off and the power source 156 is not supplied to the transmission circuit 11). Therefore, the transmission circuit 11 of the transmitter 1 is not driven and electric field communication is not performed.
- contact detection is performed from the transmission circuit side of the transformer 12 of the transmitter 1. That is, since the resonance state of the resonance unit 13 is detected from the transmission circuit side of the transformer 12 instead of directly monitoring the signal from the transmission electrode 14, the influence on the resonance unit 13 due to the detection is suppressed, and the transmission efficiency is reduced. Problems such as erroneous determination can be suppressed.
- the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications.
- the case of using the method of detecting by impedance as the method of detecting contact is described, but the present invention is not limited to this, and the method of detecting by reflected power is used as the method of detecting contact.
- Various other methods such as methods can be used.
- the configurations of the modulation circuit and conversion circuit of the transmitter and the detection circuit and demodulation circuit of the receiver in the above embodiment are not limited and can be changed as appropriate.
- the dimensions, numerical values, and the like in the above embodiment are not particularly limited, and can be changed within the scope of the present invention. Other modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
Abstract
送信効率を高くしつつ、伝送媒体の接触を正確に検知して、送信機の制御を的確に行うことができ、しかも通信品質を低下することなく消費電力が少ない通信システムを提供すること。本発明の通信システムは、伝送媒体(２)に対して情報信号を変調してなる電界を付与する送信機(１)と、前記伝送媒体(２)を介して前記電界を検出して前記情報信号に対応した復調信号を得る受信機(３)と、を具備し、前記送信機(１)は、送信電極(１４)と、前記情報信号を出力する送信回路(１１)と、前記送信回路(１１)にトランス(１２)を介して接続されており、前記伝送媒体(２)が前記送信電極(１４)に触れた時に共振する共振手段(１３)と、前記トランス(１２)の前記送信回路側から前記伝送媒体(２)の前記送信電極(１４)への接触を検知し、その検知結果に基づいてシステムの動作を制御する動作制御部(１５)と、を有することを特徴とする。
Description
本発明は、人体のような伝送媒体を介して送受信を行う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の伝送媒体に誘導される電界を用いる通信方法が提案されている。このような通信システムとしては、特許文献１に開示されているものがある。
特許文献１に開示されている方式については、電波を放射する通常の無線に比べて消費電力が低いが、ウェアラブル機器への応用などのためにバッテリー寿命を延ばすべく更なる低消費電力化が求められている。特許文献２には、接触通信を用いたシステムにおいて、送信部と電源との間で開閉を切り替えるスイッチと、送信電極とを兼ねた構造が開示されており、この構造により、電源スイッチをＯＮにすると同時に通信を開始し、手を離すと同時に通信と電源がＯＦＦにして、無駄な待機電力を減らすことができる。
しかしながら、特許文献２で開示された構成では、スイッチングノイズが電極を介して通信経路に進入するため、通信品質が著しく低下する。また、この構成では、スイッチを閉じた直後ではエラーが発生するため、スイッチを閉じてしばらくしてから通信しなければならない。そのため、接触してから短時間で通信をしなければならない用途（自動改札など）には向かなかった。
さらに、電極と電源ラインとが近くにあると、寄生容量などを介した結合により信号がロスするため、送信効率が悪くなり、それを補うために送信電力を大きくしなければならないという問題もある。また、スイッチを押す物体が人体などの伝送媒体以外のものでも電源を入れることが可能であるため、誤作動するという問題もある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、送信効率を高くしつつ、伝送媒体の接触を正確に検知して、送信機の制御を的確に行うことができ、しかも通信品質を低下することなく消費電力が少ない通信システムを提供することを目的とする。
本発明の通信システムは、伝送媒体に対して情報信号を変調してなる電界を付与する送信機と、前記伝送媒体を介して前記電界を検出して前記情報信号に対応した復調信号を得る受信機と、を具備する通信システムであって、前記送信機は、送信電極と、前記情報信号を出力する送信回路と、前記送信回路にトランスを介して接続されており、前記伝送媒体が前記送信電極に触れた時に共振する共振手段と、前記トランスの前記送信回路側から前記伝送媒体の前記送信電極への接触を検知し、その検知結果に基づいてシステムの動作を制御する動作制御手段と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、スイッチングノイズを発生するものが近傍にないため、通信品質の劣化もなく、伝送媒体の接触を検知してからすぐに通信をすることができる。また、この構成においては、伝送媒体が電極に触れた場合に共振するため送信効率が高く、送信電力を低く抑えることができる。また、この構成においては、トランスを介して伝送媒体の接触検知を行うので、共振状態に影響を与えることなく接触検知できるため、送信効率を高く維持しつつ、正確な接触検知が可能である。
本発明の通信システムにおいては、前記動作制御手段は、前記トランスの前記送信回路側から測定したインピーダンスで前記伝送媒体の前記送信電極への接触を検知することが好ましい。この構成によれば、トランスの送信回路側からインピーダンスを測定するので、トランスを介して伝送媒体の接触を確実に検知でき、また検知回路も簡易にすることができる。
本発明の通信システムにおいては、前記動作制御手段は、前記伝送媒体が前記送信電極に接触していないと判定した場合に、前記送信回路の少なくとも一部の通電を停止することが好ましい。この構成によれば、送信効率向上による省電力化に加えて、無駄な待機電力を低減することができる。
本発明の通信システムにおいては、前記動作制御手段は、前記伝送媒体が前記送信電極に接触していると判定した場合に、前記送信回路の少なくとも一部に通電することが好ましい。この構成によれば、送信効率向上による省電力化に加えて、無駄な待機電力を低減することができる。
本発明の通信システムは、伝送媒体に対して情報信号を変調してなる電界を付与する送信機と、前記伝送媒体を介して前記電界を検出して前記情報信号に対応した復調信号を得る受信機と、を具備し、前記送信機は、送信電極と、前記情報信号を出力する送信回路と、前記送信回路にトランスを介して接続されており、前記伝送媒体が前記送信電極に触れた時に共振する共振手段と、前記トランスの前記送信回路側から前記伝送媒体の前記送信電極への接触を検知し、その検知結果に基づいてシステムの動作を制御する動作制御手段と、を有するので、送信効率を高くしつつ、伝送媒体の接触を正確に検知して、送信機の制御を的確に行うことができ、しかも通信品質を低下することなく消費電力が少ないシステムである。
以下、本発明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、本発明の実施の形態１に係る通信システムを示す概略構成図である。図１に示す通信システムは、電界を介して情報信号を伝送する人体などの伝送媒体２と、伝送媒体２に対して情報信号を変調した電界を付与する送信機１と、伝送媒体２を介して電界を検出し、その電界を情報信号に復調する受信機３とから主に構成されている。
図１は、本発明の実施の形態１に係る通信システムを示す概略構成図である。図１に示す通信システムは、電界を介して情報信号を伝送する人体などの伝送媒体２と、伝送媒体２に対して情報信号を変調した電界を付与する送信機１と、伝送媒体２を介して電界を検出し、その電界を情報信号に復調する受信機３とから主に構成されている。
この通信システムにおいては、送信機１と伝送媒体（ここでは人体）２との間、及び受信機３と伝送媒体（ここでは人体）２との間は容量結合しており、情報信号を変調した電界により情報信号を伝送するようになっている。この場合、伝送媒体には、変位電流は流れるが定常電流は流れないので、電気的に導通している必要が無い。したがって、例えば送信機をポケットに入れたままでも、薄い布を介して送信機と伝送媒体との間が容量結合するので、情報信号の伝送が可能である。
送信機１は、伝送媒体２に対して情報信号を変調してなる電界を付与する。送信機１は、伝送媒体２に面しており、伝送媒体２に電界を与える送信電極１４と、情報信号を出力する送信回路１１と、送信回路１１にトランス１２を介して接続されており、伝送媒体２が送信電極１４に触れた時に共振する共振部１３と、トランス１２の送信回路側から伝送媒体２の送信電極１４への接触を検知し、その検知結果に基づいてシステムの動作を制御する動作制御部１５と、を有する。
送信機１においては、送信回路１１と共振部１３との間にトランス１２が介在しており、トランス１２の送信回路側から伝送媒体の送信電極１４への接触を検知できるように構成されている。すなわち、図１から分かるように、送信回路１１からの信号がトランス１２を介して共振部１３及び送信電極１４に供給される構成となっており、動作制御部１５は、トランス１２の送信回路側からの出力を用いて伝送媒体２と送信電極１４との間の接触を検知する。なお、共振部１３は、送信電極１４に伝送媒体２が触れた場合に、電界通信で使う周波数で共振するように設定されている。
図２は、図１に示す通信システムの送信機を説明するための図であり、共振部１３と送信電極１４を主に示している。トランス１２は、送信回路側のコイル（一次コイル）１２１と、送信電極側のコイル（二次コイル）１２２とを有する。共振部１３は、送信電極側のトランス１２（二次コイル１２２）とコンデンサ１３１とからなり、必要があればダンピング用の抵抗１３２を入れても良い。なお、図２においては、共振部１３のコンデンサ１３１を可変容量とし、電界通信で使う周波数に合わせてチューニングできるようにしている。
送信電極１４は、ホット側電極１４ａとコールド側電極１４ｂの２つあり、コールド側電極１４ｂが床に接地あるいは回路のグランドに接続している場合、ホット側電極１４ａはコールド電極に比べて面積が小さく、ユーザが意図して触るような電極であることが望ましい。ユーザが触れるか、触れないかによって、コールド側電極とホット側電極との間の静電容量が大きく変化することで、共振部１３の共振状態が変化し、ユーザが触れているかどうかの判別ができるため、コールド側及びホット側とも大きな面積の電極で、はじめから大きな静電容量で結合している場合は、ユーザが触れるか触れないかによる共振状態の変化が小さくなってしまう。したがって、コールド側電極を床などの大きな面積を持った電極として場合には、ホット側電極は、掌程度の面積を持った電極とし、ユーザが意図的に触れることによって、コールド電極及びホット電極間の静電容量が大きく変化し、共振状態も大きく変化する構成の方が望ましい。また図示しないが、ホット側電極１４ａとコールド側電極１４ｂとも意図して触れるような場所に近接して設置しても良い。ここで、ホット側電極とは、回路のグランドや電源などの基準電位に対する信号電位の変動がより大きい電極をいい、コールド側電極とは、基準電位に対する信号電位の変動がホット電極に比べて小さい電極をいう。
動作制御部１５は、トランス１２の送信回路側からの出力（検知信号）を用いて伝送媒体２と送信電極１４との間の接触を検知する。そして、動作制御部１５は、伝送媒体２と送信電極１４との間の接触についての検知結果に基づいてシステムの動作を制御する（送信回路１１に制御信号を出力する）。検知結果に基づいてシステムの動作を制御する場合、伝送媒体２が送信電極１４に接触していないと判定したときに、送信回路１１の少なくとも一部（一部又は全部）の通電を停止したり、伝送媒体２が送信電極１４に接触していると判定したときに、送信回路１１の少なくとも一部（一部又は全部）に通電する。このように動作制御を行うことにより、送信効率向上による省電力化に加えて、無駄な待機電力を低減することができる。
なお、送信回路１１を停止している場合でも、動作制御部１５は定期的に伝送媒体２と送信電極１４との間の接触を検知し、伝送媒体２の接触を検知した場合には、送信回路１１を起動させることができる。
動作制御部１５は、図３に示すように構成されている。すなわち、動作制御部１５は、送信回路側からインピーダンスを検出するインピーダンス検出部１５１と、インピーダンス検出部１５１で検出されたインピーダンスに基づいて、伝送媒体２が送信電極１４に接触しているかどうか（接触／非接触）を判定する接触／非接触判定部１５２と、接触／非接触の判定結果により制御信号を生成する制御信号生成部１５３とを有する。このように、動作制御部１５においては、トランス１２の送信回路側から測定したインピーダンスで伝送媒体２の送信電極１４への接触を検知するようになっている。トランス１２の送信回路側からインピーダンスを測定することで、トランス１２を介して伝送媒体２の送信電極１４への接触を確実に検知でき、また検知回路もシンプルにすることができる。
図４は、動作制御部の詳細な構成例を示す。接触／非接触判定部１５２には、コンパレータ１５５を用い、接触／非接触判定部１５２において、インピーダンス検出部１５１からの信号と、判定基準として設定された所定の電圧と比較し、判定結果を出力する。この所定の電圧は、動作しきい値設定部１５４で適宜決定される。制御信号生成部１５３は、接触／非接触の判定結果により制御信号を生成する。この場合、例えば、図４に示すように、コンパレータ１５５のしきい値判定の結果により、スイッチ（トランジスタ）１５７がＯＮ／ＯＦＦして電源１５６が送信回路１１に供給／供給停止される。
インピーダンス検出部１５１としては、例えば、図５（ａ）に示すような、一般的によく使われるＩ－Ｖ法に基づくインピーダンス検出回路や、図５（ｂ）に示すような自動平衡ブリッジ法に基づくインピーダンス検出回路が挙げられる。このように、インピーダンス検出部１５１は、簡単な回路で構成でき、回路規模も小さく、消費電力も抑えることができる。なお、インピーダンス検出回路は、図５（ａ），（ｂ）に示す回路に限定されず、他の回路で構成しても良い。
なお、電界通信で用いる周波数とは異なる周波数でインピーダンスの検出を行うこともできる。このようにすることによって、接触／非接触検知のための信号が、隣接した電界通信システムの干渉となることを防止できる。
受信機３は、伝送媒体２を介して電界を検出して情報信号に対応した復調信号を得る。受信機３は、伝送媒体２に面しており、伝送媒体２からの電界を受ける受信電極と、電界を増幅して検出する検出回路や検出された物理量を用いて情報信号を復調する復調回路とを有する。
上記構成を有する通信システムで通信を行う場合、伝送媒体２が送信電極１４に接触している場合には、動作制御部１５において、トランス１２の送信回路側から、伝送媒体２が送信電極１４に接触していることを検知する（例えば、インピーダンス検出部１５１でインピーダンスを測定し、そのインピーダンスから伝送媒体２が送信電極１４に接触しているかどうかを判定する）。そして、伝送媒体２が送信電極１４に接触していると判定された場合には、制御信号生成部１５３で送信回路１１を駆動する制御信号を送信回路１１に出力する（例えば、コンパレータ１５５において検出電圧が動作しきい値電圧を超えたときにスイッチ１５７がＯＮとなり、電源１５６が送信回路１１に供給される）。これにより、送信機１の送信回路１１が起動する。
送信回路１１において、伝送媒体２である人体が導電性を示す周波数（数十ｋＨｚ～数十ＭＨｚ）の搬送波を情報信号で変調して変調信号とする。この信号は、増幅され、電圧変化に変換される。この電圧変化を送信機１の送信電極１４に印加することにより、この送信電極１４の周囲に変調信号に対応する電界を発生する。そして、この電界が人体に付与される。人体に付与された電界は、受信機３の受信電極で受けられる。受信電極に電界が加わると、前記変調信号を検出し、送信機１で使用した搬送波を用いて復調して情報信号を取得する。このようにして、人体を伝送媒体２として情報信号の送受信を行うことができる。なお、送信電極１４については、表面が絶縁体で覆われていても通信を行うことが可能である。
一方、伝送媒体２が送信電極１４に接触していない場合には、動作制御部１５において、トランス１２の送信回路側から、伝送媒体２が送信電極１４に接触していないことを検知する（例えば、インピーダンス検出部１５１でインピーダンスを測定し、そのインピーダンスから伝送媒体２が送信電極１４に接触しているかどうかを判定する）。そして、伝送媒体２が送信電極１４に接触してないと判定された場合には、制御信号生成部１５３で送信回路１１を駆動する制御信号を送信回路１１に出力しない（例えば、コンパレータ１５５において検出電圧が動作しきい値電圧以下のときにスイッチ１５７がＯＦＦとなり、電源１５６が送信回路１１に供給されない）。したがって、送信機１の送信回路１１が駆動せず、電界通信は行われない。
このような送信機１においては、スイッチングノイズを発生するものが近傍にないため、通信品質の劣化もなく、伝送媒体の接触を検知してからすぐに通信をすることができる。また、伝送媒体２が送信電極１４に触れた場合に共振するため、送信効率が高く、送信電力を低く抑えることができる。また、トランス１２を介して伝送媒体２の接触検知を行うので、共振状態に影響を与えることなく接触検知でき、送信効率を高く維持しつつ、正確な接触検知が可能となる。
また、本システムにおいては、送信機１のトランス１２の送信回路側から接触検知を行っている。すなわち、直接送信電極１４から信号をモニタするのではなく、トランス１２の送信回路側から共振部１３の共振状態を検知するため、検知による共振部１３への影響は抑制され、送信効率の低下や誤った判定といった問題を抑えることができる。
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態においては、接触検知の方法として、インピーダンスで検知する方法を用いた場合について説明しているが、本発明はこれに限定されず、接触検知の方法として反射電力で検知する方法など他の種々の方法を用いることができる。
また、上記実施の形態における送信機の変調回路や変換回路、受信機の検出回路や復調回路などの構成については限定されず、適宜変更することができる。また、上記実施の形態における寸法、数値などについては特に限定されず、本発明の範囲内において変更することが可能である。その他、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することができる。
本出願は、２００９年４月１５日出願の特願２００９－０９８６０５に基づく。この内容は、全てここに含めておく。
Claims (4)
- 伝送媒体に対して情報信号を変調してなる電界を付与する送信機と、前記伝送媒体を介して前記電界を検出して前記情報信号に対応した復調信号を得る受信機と、を具備する通信システムであって、前記送信機は、送信電極と、前記情報信号を出力する送信回路と、前記送信回路にトランスを介して接続されており、前記伝送媒体が前記送信電極に触れた時に共振する共振手段と、前記トランスの前記送信回路側から前記伝送媒体の前記送信電極への接触を検知し、その検知結果に基づいてシステムの動作を制御する動作制御手段と、を有することを特徴とする通信システム。
- 前記動作制御手段は、前記トランスの前記送信回路側から測定したインピーダンスで前記伝送媒体の前記送信電極への接触を検知することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
- 前記動作制御手段は、前記伝送媒体が前記送信電極に接触していないと判定した場合に、前記送信回路の少なくとも一部の通電を停止することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
- 前記動作制御手段は、前記伝送媒体が前記送信電極に接触していると判定した場合に、前記送信回路の少なくとも一部に通電することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009098605 | 2009-04-15 | ||
| JP2009-098605 | 2009-04-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2010119849A1 true WO2010119849A1 (ja) | 2010-10-21 |
Family
ID=42982511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2010/056550 WO2010119849A1 (ja) | 2009-04-15 | 2010-04-13 | 通信システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2010119849A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011148757A1 (ja) * | 2010-05-26 | 2011-12-01 | アルプス電気株式会社 | 通信装置 |
| CN103207717A (zh) * | 2013-02-28 | 2013-07-17 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 触摸屏终端、基于人体电场传导的通信系统及通信方法 |
| US9941981B2 (en) | 2014-06-18 | 2018-04-10 | Koninklijke Philips N.V. | Body coupled communication device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3319462B2 (ja) * | 2000-06-26 | 2002-09-03 | 松下電工株式会社 | 信号伝送経路として人体を利用したデータ伝送システム |
-
2010
- 2010-04-13 WO PCT/JP2010/056550 patent/WO2010119849A1/ja active Application Filing
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3319462B2 (ja) * | 2000-06-26 | 2002-09-03 | 松下電工株式会社 | 信号伝送経路として人体を利用したデータ伝送システム |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011148757A1 (ja) * | 2010-05-26 | 2011-12-01 | アルプス電気株式会社 | 通信装置 |
| CN103207717A (zh) * | 2013-02-28 | 2013-07-17 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 触摸屏终端、基于人体电场传导的通信系统及通信方法 |
| CN103207717B (zh) * | 2013-02-28 | 2016-02-24 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 触摸屏终端、基于人体电场传导的通信系统及通信方法 |
| US9941981B2 (en) | 2014-06-18 | 2018-04-10 | Koninklijke Philips N.V. | Body coupled communication device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6352342B2 (ja) | 無線電力送信のための装置、方法、コンピュータプログラム及び記憶媒体 | |
| KR100917607B1 (ko) | 인체 통신 장치 | |
| US9819213B2 (en) | Power reception apparatus, power transmission apparatus, non-contact power supply system, power reception method, and power transmission method | |
| US10656299B2 (en) | Method for operating a sensor device, and sensor device | |
| JP5877930B1 (ja) | 共振型電力伝送システム、送信装置及び給電位置制御システム | |
| JP4827837B2 (ja) | タイヤセンサシステム及びこれに用いるタイヤ | |
| US9231428B2 (en) | Low-power wireless charging apparatus and method thereof | |
| KR100896250B1 (ko) | 수신기, 트랜시버, 및 전계 통신 시스템 | |
| JP2013527735A (ja) | 誘導パワー伝送 | |
| JP4717141B2 (ja) | 携帯機器 | |
| EP2879023B1 (en) | Capacitive stylus pen | |
| JP6105584B2 (ja) | ワイヤレス容量性給電用の伝送層 | |
| US20140227986A1 (en) | Transmission device, transmission/reception device, integrated circuit, and communication state monitoring method | |
| CN101366049A (zh) | 射频识别设备系统 | |
| KR20110110987A (ko) | 무선 전력 전송 제어 방법 및 장치 | |
| CN110377170B (zh) | 一种触控手写笔及其控制方法 | |
| CN102007705A (zh) | 低功率近场通信设备 | |
| JP3916328B2 (ja) | 非接触通信システム | |
| CN107969161B (zh) | 用于控制触摸屏干扰的方法和装置 | |
| WO2010119849A1 (ja) | 通信システム | |
| KR20150111043A (ko) | 손가락 터치를 감지하는 지문 인식 장치 및 그 동작 방법 | |
| JP4827832B2 (ja) | タイヤ圧力検知システム及びタイヤ圧力検知装置 | |
| JP5075623B2 (ja) | タイヤセンサシステム及びそれを搭載する車体 | |
| WO2011148757A1 (ja) | 通信装置 | |
| KR20150057984A (ko) | 비접촉 방식 전력 공급 장치 및 비접촉 방식 전력 공급 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 10764433 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 10764433 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: JP |