Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
ELECTRIC-FIELD COMMUNICATION DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/114870
Kind Code:
A1
Abstract:
A signal electrode (11A) and a grounding electrode (11B) are arranged on a surface of a case (10). Since the signal electrode (11A) and the grounding electrode (11B) are not brought into contact with electronic components such as a transmission circuit (21) arranged inside the case (10), an electric field (EC) induced by an electric field transmission medium is prevented from reducing. Since a distance between the signal electrode (11A) and the grounding electrode (11B) is kept, the electric field (EC) induced by the electric field transmission medium is prevented from reducing. Furthermore, as adhesiveness between the signal electrode (11A) and the electric field transmission medium is improved, the electric field (Ec) induced by the electric field transmission medium can be increased.

Inventors:
KAWANO RYUSUKE
OCHIAI KATSUYUKI
SHINAGAWA MITSURU
KADO YUICHI
HARADA TAKUJI
OKAMOTO HIDEYUKI
MATSUMOTO RYOICHI
Application Number:
PCT/JP2008/055327
Publication Date:
September 25, 2008
Filing Date:
March 21, 2008
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
NIPPON TELEGRAPH & TELEPHONE (JP)
NTT ELECTRONICS CORP (JP)
KAWANO RYUSUKE
OCHIAI KATSUYUKI
SHINAGAWA MITSURU
KADO YUICHI
HARADA TAKUJI
OKAMOTO HIDEYUKI
MATSUMOTO RYOICHI
International Classes:
H04B13/00
Foreign References:
JP2005217962A2005-08-11
JP2006324775A2006-11-30
JP2006324966A2006-11-30
JP2003037566A2003-02-07
Attorney, Agent or Firm:
MIYOSHI, Hidekazu et al. (2-8 Toranomon 1-chom, Minato-ku Tokyo 01, JP)
Download PDF:
Claims:
 送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起し、当該電界を用いて情報の送受信を行う電界通信装置であって、
 通信回路と、
 前記通信回路を収納した筐体と、
 前記通信回路の入出力端子と電気的に接続され、前記筐体の外表面に配置された第1の電極と、
 前記通信回路の基準電位と電気的に接続され、前記第1の電極と絶縁して前記筐体の外表面に配置された第2の電極と、
 を有することを特徴とする電界通信装置。
 送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起し、当該電界を用いて情報の送信を行う電界通信装置であって、
 送信回路と、
 前記送信回路を収納した筐体と、
 前記送信回路の出力端子と電気的に接続され、前記筐体の外表面に配置された第1の電極と、
 前記送信回路の基準電位と電気的に接続され、前記第1の電極と絶縁して前記筐体の外表面に配置された第2の電極と、
 を有することを特徴とする電界通信装置。
 電界伝達媒体に誘起された情報の受信を行う電界通信装置であって、
 受信回路と、
 前記受信回路を収納した筐体と、
 前記受信回路の入力端子と電気的に接続され、前記筐体の外表面に配置された第1の電極と、
 前記受信回路の基準電位と電気的に接続され、前記第1の電極と絶縁して前記筐体の外表面に配置された第2の電極と、
 を有することを特徴とする電界通信装置。
 前記第1の電極と前記第2の電極は対向して配置されており、前記第1の電極が配置された部分に対応する箇所には前記第2の電極が形成されていないことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電界通信装置。
 前記第1の電極の形状と前記第2の電極の形状が異なっていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電界通信装置。
 前記第1の電極および前記第2の電極のいずれか一方の電極の形状が板状であって、他方の電極の形状が線状又は帯状であることを特徴とする請求項5記載の電界通信装置。
 前記線状又は帯状の電極は変形可能であって、他方の電極に物理的に接触しないことを特徴とする請求項6記載の電界通信装置。
 前記線状又は帯状の電極は他方の電極に接触しない長さであることを特徴とする請求項7記載の電界通信装置。
 前記第1の電極および前記第2の電極のうち少なくとも一方の電極の外側に当該電極と絶縁して少なくとも1つの金属層を有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の電界通信装置。
 前記第1の電極および前記第2の電極のうち少なくとも一方の最外層が絶縁フィルムにより覆われていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の電界通信装置。
 前記第1の電極および前記第2の電極の角が丸いことを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の電界通信装置。
Description:
電界通信装置

 本発明は、電界伝達媒体に電界を誘起し データの送信を行う電界通信装置に関する

 人体などの電界伝達媒体に電界を誘起し この誘起された電界を用いてデータ通信を う技術が提案されている(http://www.redtacton.com / 参照)。

 図13は、人体を電界伝達媒体として電界 信を行う通信システムを説明するための模 図である。図13に示す通信システムは、送信 装置201と受信装置301との間で利用者401に誘起 された電界を利用して通信を行う通信システ ムである。

 送信装置201が受信装置301に対してデータ 送信するときには、送信装置201は信号電極2 01Aにより利用者401に電界Ecを誘起する。受信 置301は利用者401に誘起された電界Efを検出 てデータを受信する。

 しかしながら、利用者401に電界Ecを誘起 ても、利用者401から接地電極201Bに戻る電界E bや利用者401から大地グランドに逃げる電界Ee が存在するので、受信装置301に到達する電界 Efは、利用者に誘起した電界Ecと電界Eb、電界 Eeとの差分になる。信号電極201Aから接地電極 201Bに直接入力される電界Eaも存在している。

 また、電界通信端末を小型化して容易に ち運べるようにすると、電界通信端末の筐 に応力がかかり、筐体内部に配置された電 に実装部品がふれて利用者401に誘起される 界Ecをうち消したり、信号電極201Aと接地電 201Bとの距離が狭くなって電界Eaが大きくな 、利用者に誘起される電界Ecが小さくなる いう問題がある。

 さらに、利用者401が信号電極201Aと接地電 極201Bとに同時に接触することで、利用者401 ら接地電極201Bに戻る電界Ebが増大し、受信 置301で検出される電界Efが減少して通信品質 が劣化するという問題がある。

 本発明は、上記に鑑みてなされたもので り、その課題とするところは、電界通信端 において通信品質を改善することにある。

 第1の本発明に係る電界通信装置は、送信 すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘 起し、当該電界を用いて情報の送受信を行う 電界通信装置であって、通信回路と、通信回 路を収納した筐体と、通信回路の入出力端子 と電気的に接続され、筐体の外表面に配置さ れた第1の電極と、通信回路の基準電位と電 的に接続され、第1の電極と絶縁して筐体の 表面に配置された第2の電極と、を有するこ とを特徴とする。

 本発明にあっては、通信回路を収納した 体の外表面に第1の電極と第2の電極を配置 ることにより、通信装置を持ち運ぶ際に、 体に応力がかかっても電極が通信回路など 電子部品に接触することがなく、電極間の 離も保たれるので、送信器の出力の低下や 信信号として検知される電界の量の低下を ぐことを可能とする。また、筐体の外部に 極を有しているので、電極と電界伝達媒体 の密着性が向上し、通信品質を向上させる とが可能となる。

 第2の本発明に係る電界通信装置は、送信 すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘 起し、当該電界を用いて情報の送信を行う電 界通信装置であって、送信回路と、送信回路 を収納した筐体と、送信回路の出力端子と電 気的に接続され、筐体の外表面に配置された 第1の電極と、送信回路の基準電位と電気的 接続され、第1の電極と絶縁して前記筐体の 表面に配置された第2の電極と、を有するこ とを特徴とする。

 第3の本発明に係る電界通信装置は、電界 伝達媒体に誘起された情報の受信を行う電界 通信装置であって、受信回路と、受信回路を 収納した筐体と、受信回路の入力端子と電気 的に接続され、筐体の外表面に配置された第 1の電極と、受信回路の基準電位と電気的に 続され、第1の電極と絶縁して筐体の外表面 配置された第2の電極と、を有することを特 徴とする。

 上記電界通信装置において、第1の電極と 第2の電極は対向して配置されており、第1の 極が配置された部分に対応する箇所には第2 の電極が形成されていないことを特徴とする 。

 本発明にあっては、第1の電極に対向した 配置した第2の電極は、第1の電極が配置され 部分に対応する箇所には形成しないことに り、利用者が電界通信装置を保持する際に 2つの電極に同時に接触することが少なくな るので、通信品質の劣化を抑制することを可 能とする。

 上記電界通信装置において、第1の電極の 形状と第2の電極の形状が異なっていること 特徴とする。

 本発明にあっては、第1の電極と第2の電 が異なる形状であることにより、利用者が2 の電極に接触した場合でも、電極に接触す 面積の差が大きくなるので、打ち消し合う 界が減少し、通信品質の劣化を抑制するこ を可能とする。

 上記電界通信装置において、第1の電極お よび第2の電極のいずれか一方の電極の形状 板状であって、他方の電極の形状が線状又 帯状であることが、電極に接触する面積の が大きくするうえで望ましい。

 上記電界通信装置において、線状又は帯 の電極は変形可能であって、他方の電極に 理的に接触しないことを特徴とする。

 本発明にあっては、線状の電極を変形可 にすることにより、キーホルダなどのスト ップとして用いることができる。

 上記電界通信装置において、線状又は帯 の電極は他方の電極に接触しない長さであ ことが、他方の電極に物理的に接触しない えで望ましい。

 上記電界通信装置において、第1の電極お よび第2の電極のうち少なくとも一方の電極 外側に当該電極と絶縁して少なくとも1つの 属層を有することを特徴とする。

 本発明にあっては、金属板などの金属層 さらに有することにより、電界伝達媒体と 電界結合を改善するとともに、電極の保護 可能とする。

 上記電界通信装置において、第1の電極お よび第2の電極のうち少なくとも一方の最外 が絶縁フィルムにより覆われていることを 徴とする。

 本発明にあっては、電極を絶縁フィルム 覆うことにより、電界伝達媒体に電流が流 ることを防止することができる。また、金 アレルギーの利用者も安心して使用するこ が可能となる。

 上記電界通信装置において、第1の電極お よび第2の電極の角が丸いことを特徴とする

 本発明にあっては、電極の角を丸くする とにより、第1と第2の電極間の電界を減少 せることができるので通信品質の改善を可 とする。

第1の実施の形態における送信器の構成 を示す分解斜視図である。 図1に示す送信器の構成を示す側面図で ある。 第1の実施の形態における別の送信器の 構成を示す側面図である。 第1の実施の形態におけるさらに別の送 信器の構成を示す側面図である。 第1の実施の形態におけるさらに別の送 信器の備える電極の様子を示す平面図である 。 第2の実施の形態における送信器の備え る電極の様子を示す平面図である。 第2の実施の形態における別の送信器の 備える電極の様子を示す平面図である。 第3の実施の形態における送信器の備え る電極の様子を示す平面図である。 図8(a)に示す電極の別の例を示す平面図 である。 第3の実施の形態における別の送信器 構成を示す説明図である。 第3の実施の形態におけるさらに別の 信器の構成を示す説明図である。 第3の実施の形態におけるさらに別の 信器の構成を示す説明図である。 電界通信システムの電界モデルを示す 模式図である。

 以下、本発明の実施の形態について図面 用いて説明する。なお、各実施の形態では 信回路を備えた送信器を対象に扱うが、受 回路を備えた受信器についても同様に適用 ることができ、送信回路と受信回路とを備 た通信装置についても同様に適用すること できる。

 [第1の実施の形態]
 図1は、第1の実施の形態における送信器の 成を示す分解斜視図である。図1に示す送信 は、人体などの電界伝達媒体に電界を誘起 てデータを送信する電界通信送信器である 送信器により利用者に誘起された電界は、 用者を介して受信器に到達して、受信器に えられた電気光学結晶に結合する。これに り、電気光学結晶の光学的性質が変化する で、電気光学結晶にレーザ光を照射して、 の変化の度合いを検出することにより通信 行う。なお、図1に示す送信器は、例えば、 利用者がポケットやカバンなどに収納して使 用することができる。

 図1に示す送信器は、送信回路21などを収 した非導電性の筐体10の対向する表面のそ ぞれに信号電極11Aおよび接地電極11Bを配置 、信号電極11A、接地電極11Bのそれぞれを絶 フィルム12A,12Bで覆った構造である。図1に示 すように、筐体10はカードケース型の直方体 あり、信号電極11A、接地電極11Bは、筐体10 表面の内の最も面積の大きな面の全面に配 されている。信号電極11A、接地電極11Bには 例えば、厚さが0.5mm程度の銅板などを用いる 。このように信号電極11A、接地電極11Bを筐体 10の外表面に配置することにより、利用者と 密着性を向上させることができる。

 図2は、図1に示した送信器の構成を示す 面図である。図2に示すように、送信器の筐 10の内部には、送信回路21が内蔵されており 、筐体10の表面に配置された信号電極11Aは、 体10内部に配置された信号出力端子22と電気 的に接続されている。一方、接地電極11Bは、 送信回路21のGND23と電気的に接続されている 筐体10の表面と信号電極11A、接地電極11Bとは 両面テープ(図示せず)などにより接着されて る。また、信号電極11A、接地電極11Bのそれ れを絶縁フィルム12A,12Bで覆うことにより、 人体に電流が流れないようになっている。

 このように、電界伝達媒体に電界を誘起 る信号電極11A、接地電極11Bを筐体10の外部 配置することにより、信号電極11A、接地電 11Bが筐体10内部に配置された送信回路21など 電子部品に接触することがないので、電界 達媒体に誘起される電界の減少を防ぐこと できる。また、信号電極11Aおよび接地電極1 1Bを筐体10の外表面に配置することで、信号 極11Aまたは接地電極11Bと電界伝達媒体との 着性が向上する。なお、本実施の形態を、 信回路の入力端子に信号電極11Aを接続した 信器に適用した場合も、信号電極11Aにより 信した信号成分が接地電極11Bへ抜けるのを 制するので、上記送信器と同様に、通信品 を改善するという効果を得ることができる

 図3は、第1の実施の形態における別の送 器の構成を示す側面図である。図3に示す送 器は、図2に示したものに対して、金属板13A ,13B、絶縁フィルム14A,14Bを備えた点が異なる のであり、その他の構成は図2に示したもの と同じであり、同じ構成要素には同じ符号を 付している。

 図3に示す金属板13A,13Bは、信号電極11A、 地電極11Bを覆う絶縁フィルム12A,12Bの表面に 置され、信号電極11A、接地電極11Bとは絶縁 れている。また、金属板13A,13Bはさらに絶縁 フィルム14A,14Bに覆われている。このように 信号電極11A、接地電極11Bをさらに金属板13A,1 3Bで覆うことにより、電界結合を改善すると もに、信号電極11A、接地電極11Bを補強する とができる。なお、金属板13A,13Bの代わりに 金属メッキした部材を用いてもよい。また、 信号電極11A、接地電極11Bの双方に金属板13A,13 Bを配置する構成に限らず、図4に示すように 片側だけに金属板13Bを配置してもよく、さ に多層の構造としてもよい。

 さらに、信号電極11Aおよび接地電極11Bを 成する銅板の角を丸くし、例えば、図5に示 すように、電極31Aを楕円形の形状にすること により、信号電極11Aの角から接地電極11Bの角 へ向かう電界Eaを減少させることができる。

 したがって、本実施の形態によれば、信 電極11A、接地電極11Bを筐体10の表面に配置 ることにより、信号電極11A、接地電極11Bが 体10内部に配置された送信回路21などの電子 品に接触することがないので、電界伝達媒 に誘起される電界Ecの減少を防ぐことがで る。また、信号電極11Aと接地電極11Bとの距 が保たれるので、信号電極11Aから接地電極11 Bへ向かう電界Eaが増大することがなく、電界 伝達媒体に誘起される電界Ecの減少を防ぐこ ができる。さらに、信号電極11Aと電界伝達 体との密着性が向上するので、電界伝達媒 に誘起される電界Ecを増大することが可能 なる。

 本実施の形態によれば、信号電極11Aおよ 接地電極11Bの角を丸くすることにより、信 電極11Aから接地電極11Bへ向かう電界Eaを減 させることができるので、電界伝達媒体に 起される電界Ecを増大することが可能となる 。

 本実施の形態によれば、信号電極11A、接 電極11Bを絶縁フィルム12A,12Bを介してさらに 金属板13A,13Bで覆うことにより、電界結合を 善するとともに、信号電極11A、接地電極11B 補強することができる。

 [第2の実施の形態]
 図6は、第2の実施の形態における送信器の 極を示す平面図である。図6(a)は、筐体10内 信号出力端子22に接続される信号電極41Aの平 面図であり、図6(b)は、筐体10内のGND23に接続 れる接地電極41Bの平面図である。第1の実施 の形態の図1で示した信号電極11A、接地電極11 Bは、筐体10の対向する面のほぼ全面に渡って 配置されているのに対し、図6に示す信号電 41A、接地電極41Bは、筐体10の対向する面の一 部にのみ配置されている点で異なっている。

 図6に示すように、信号電極41Aと接地電極 41Bとは、電極が形成された部分と形成されて いない部分とが互いに反転した構造となって いる。これにより、送信器が電極の配置され た面をつまんで保持されたときに、信号電極 41Aと接地電極41Bとに同時に接触することが少 なくなるので、利用者に誘起される電界Ecを ち消す電界Ebを減少させることが可能とな 。

 また、電極が形成された部分と形成され いない部分とが互いに反転した構造である 合に限らず、信号電極41Aに対向して配置さ た接地電極41Bが信号電極41Aに対応する部分 存在していない構造であればよい。

 電極の配置は、図6に示したもののほかに 、例えば、図7(a)、図7(b)に示すように、一方 筐体10の表面の下半分に配置し、もう一方 上半分に配置するものであってもよい。も ろん、上記に示した以外の形状であっても い。なお、図6、図7に示した電極は、第1の 施の形態で示したように、筐体10の表面に配 置することが好ましいが、筐体10の内部に配 するものであってもよい。

 したがって、本実施の形態によれば、信 電極41Aと接地電極41Bとが相互に反転した形 で形成されていることにより、利用者が送 器を指でつまんだときなどに、信号電極41A 接地電極41Bとに同時に接触することが少な なるので、通信品質の劣化を防ぐことがで る。

 [第3の実施の形態]
 図8は、第3の実施の形態における送信器の 極の構成を示す平面図であり、図8(a)は信号 極61Aの様子を示しており、図8(b)は接地電極 61Bの様子を示している。図8に示す信号電極61 Aと接地電極61Bとは、図1に示した送信器の筐 10の表面に配置するものである。

 図8に示すように、信号電極61Aは線状であ り、接地電極61Bは長方形の形状であって、信 号電極61Aと接地電極61Bとが非対称な形状とな っている。信号電極61Aと接地電極61Bとを非対 称な形状とすることにより、利用者が信号電 極61Aと接地電極61Bとに同時に接触したときに も、信号電極61Aと接地電極61Bとに接触する部 分の面積に差が大きく、打ち消される電界が 少なくなるので、受信器に到達する電界Efの 少を抑制することができる。

 なお、図8(a)に示す線状の信号電極61Aは、 図9に示すようにテープ状の電極で形成して よい。また、信号電極61Aの形状は、図8(a)に すような渦巻き状に限らず、例えば、櫛形 どの形状であってもよい。さらに、図8(a),(b )を入れ替えて、信号電極61Aの形状を長方形 ままとして、接地電極61Bを線状または帯状 形状とするものであっても良い。

 図10は、第3の実施の形態における別の送 器の構成を示す説明図である。図1~7で示し 送信器が直方体であるのに対し、図10に示 送信器は、キーホルダ型である点で異なっ いる。キーホルダの筐体10の外表面に信号電 極81Aを配置し、キーホルダのストラップ部分 に線状の接地電極81Bを配置し、絶縁部材82Bで 覆っている。信号電極81Aの周囲は、絶縁フィ ルム82Aで覆われている。信号電極81Aは送信回 路21の信号出力端子22に電気的に接続され、 地電極81Bは送信回路21のGNDに電気的に接続さ れている。

 信号電極81Aと接地電極81Bが物理的に接触 てショートしないように、接地電極81Bの長 を短くしたり、接地電極81Bの下部を堅いプ スチックの筒などで覆うなどして、接地電 81Bが曲がっても信号電極81Aに接触しないよ になっている。

 図11は、第3の実施の形態におけるさらに の送信器の構成を示す説明図である。図11 示す送信器は、図10に示したものに対して、 信号電極91Aの外周に絶縁フィルム92Aを挟んで 金属板93Aを配置し、最外周を絶縁フィルム94A で覆ったものである。

 図12は、第3の実施の形態におけるさらに の送信器の構成を示す説明図である。図12 示す送信器は、図10に示したものに対して、 信号電極101Aにさらに線状の電極103Aを接続し ものであり、電極103Aは絶縁部材104Aで覆わ ている。電極103Aは、信号電極101Aに接触して もショートすることがないので、多少曲がっ ても影響がない。

 したがって、本実施の形態によれば、信 電極61Aと接地電極61Bとを異なる形状にする とにより、利用者が信号電極61Aと接地電極6 1Bに同時に接触したときにも、信号電極61Aと 地電極61Bとに接触する部分の面積に差が大 く、打ち消される電界が少なくなるので、 信器に到達する電界Efの減少を抑制するこ ができる。