CN101897134B

CN101897134B - 便携设备

Info

Publication number: CN101897134B
Application number: CN200880120187.1A
Authority: CN
Inventors: 蛇口广行; 松田重俊; 芳贺宣明
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2007-12-26
Filing date: 2008-12-02
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2028-12-02
Also published as: US20100255786A1; US8175527B2; JPWO2009081699A1; WO2009081699A1; CN101897134A; JP4717141B2

Abstract

本发明的便携设备(3)具有将信息信号转换为电场信号并通过人体(2)收发信号的电场通信中的发射机(1)及/或接收机(3)的功能，其为带侧面(37)及能视认信息的显示面(35)的外形为类六面体，电场通信用的外侧电极(42)设置于上述的显示面(35)，电场通信用的人体侧电极(43)设置于至少一个上述侧面(37)。本发明提供一种便携设备：不改变便携设备本来的设计，在握持设备的情况下能够提高通信质量。

Description

便携设备

技术领域

本发明涉及一种便携设备，其用于通过例如人体或者空间等传播介质收发信息信号的电场通信中。

背景技术

关于通过传播介质(主要是人体)的收发信的通信***，专利文献1等公开了一种利用电场进行通信的方法。在专利文献1中，如图11所示，发射机及接收机各自装载一对电极对，即由人体侧(内部)电极111和外侧(外部)电极113构成的对。人体侧(内部)电极111与人体112紧密接触电容耦合，外侧(外部)电极113取向为使对室内接地的耦合高于人体侧(内部)电极的。这样的电极对，由图11可知，采用平行平板配置。

要将上述技术应用于便携设备，电极的设计显得重要。收发信电极，即传播介质侧的电极上有必要下功夫。在专利文献2中公开了一种技术，其针对电场通信用的便携终端的由电子电路和显示器产生的电磁杂波混入人体等传播介质而造成的通信质量恶化问题，通过在远离电场通信用的便携终端的电路要素(显示屏，操作键，电场通信信号收发机，电脑等)的位置新设置电场通信用的收发信电极，来抑制电路要素产生的电磁杂波混入传播介质，以达成通信质量的提高。

专利文献1：JP特表平11-509380号公报

专利文献2：JP特开2005-303922号公报

通常使用的平行平板的电极配置，在像手表一样用带子将设备置于人体使用时才有效。但是，手持这样的电极配置的便携设备使用的时候，由于所持的手使外侧电极与传播介质侧电极短路而无法通信；或者即使持为外侧电极朝上而传播介质侧电极朝向手掌时，由于传播介质侧电极与手掌之间会产生间隙，不能得到足够的电容耦合，通信性能不够良好。另外，在用新设置电场通信用的收发信电极的方法中，在通信使用时成为收发信电极从便携设备中大幅度伸出的结构，因此要新添加能够旋转或者滑行的连结机构，而在不用收发信电极时虽然成为收纳的结构，但是，即使是在这种状态下，厚度也会增加以致设计(design)上的影响无法避免，还会造成成本、重量增加的问题。

发明内容

本发明正是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供在不改变便携设备原有的设计，在握持设备的情况下能够提高通信质量的便携设备。另外，本发明的目的在于实现在握持设备使用时和放入口袋等中时的任何时候，都可以通信，且便于使用的便携设备。

本发明的便携设备，具有将信息信号转换为电场信号并通过传播介质收发信号的电场通信的发射机及/或接收机的功能，所述便携设备外形为类六面体，具有侧面及能视认信息的显示面，电场通信用的外侧电极设置于所述显示面，电场通信用的第1传播介质侧电极设置于至少一个的所述侧面。

根据这种构成，由于用户要使显示要素可见需用传播介质握持便携设备，因为握持便携设备的传播介质难以遮盖(shield)显示面上设置的外侧电极，其和外部的室内接地(room earth)及通信对象的设备的外侧电极的耦合变得可靠，另一方面，传播介质侧的电极与握持便携设备的传播介质可靠地紧密接触，传播介质和传播介质侧电极可靠地电容耦合。因此，用传播介质握持便携设备时的通信性能提高。

本发明的便携设备中，在上述显示面相对的对向面里设置电场通信用的第2传播介质侧的电极，通过切换控制实现：若经过规定的时间对所述便携设备仍未有操作时，则所述对向面里设置的第2传播介质侧电极作为电场通信用的传播介质侧电极；若在对所述便携设备有操作时，则所述侧面里设置的第1传播介质侧电极作为电场通信用的传播介质侧电极。根据这种构成，用手握持便携设备使用时，侧面的传播介质侧电极可靠地与传播介质电容耦合；便携设备装入口袋等时，底面的传播介质侧电极可靠地与传播介质电容耦合。因此，用手握持便携设备时和放入口袋中时都能可靠地进行通信。

在本发明的便携设备中，具有检出所述便携设备被握持的检出单元，所述显示面相对的对向面设置电场通信用的第2传播介质侧电极，通过切换控制实现：若未检出所述便携设备被握持时，则所述对向面里设置的第2传播介质侧电极作为电场通信用的传播介质侧电极；若检出上述便携设备被握持时，则所述侧面设置的第1传播介质侧电极作为电场通信用的传播介质侧电极。根据这样的构成，因为能更加可靠地判别用传播介质握持与否，所以能更可靠地实现传播介质侧电极的区分使用，更可靠地得到通信性能提高的效果。

在本发明的便携设备中，所述便携设备具有输入功能，通过切换控制实现：当对所述便携设备的输入和电场通信同时在进行时，则所述侧面设置的第1传播介质侧电极的一部分作为电场通信用的传播介质侧电极，而所述侧面设置的余下的所述第1传播介质侧电极作为电场通信用的外侧电极。根据这样的构成，对显示面进行输入操作的同时电场通信必要时，通过不使兼输入功能的显示要素作为外侧电极，而使侧面电极作为外侧电极，使可靠的通信成为可能。

本发明的便携设备具有将信息信号转换为电场信号并通过传播介质收发信号的电场通信的发射机及/或接收机的功能，所述便携设备外形为类六面体，具有侧面及能视认信息的显示面，电场通信用的外侧电极设置于所述显示面，电场通信用的第1传播介质侧电极设置于至少一个的所述侧面。因此不改变便携设备本来的设计，在握持设备的情况下能够提高通信质量。

附图说明

图1为表示装备本发明的实施方式的便携设备的电场通信***的概要构成图。

图2为表示本发明的实施方式的便携设备的示意图。

图3为表示本发明的实施方式的便携设备的内部构成的方框图。

图4(a)～(d)为说明本发明的实施方式1的便携设备的图。

图5(a)～(c)为说明本发明的实施方式2、3的便携设备的图。

图6为说明本发明的实施方式2的便携设备的动作流程图。

图7为表示本发明的实施方式3的便携设备的内部构成的方框图。

图8为说明本发明的实施方式3的便携设备的动作流程图。

图9为说明本发明的实施方式4的便携设备的图。

图10为说明本发明的实施方式4的便携设备的动作流程图。

图11为说明电场通信的图。

具体实施方式

在利用电场的人体通信中，通过发射机-人体-接收机的电容耦合的信号流的往路(图11中的路径A)和通过接收机-空气等电介质或者大地等导体-接收机的电容耦合的信号流的返路(图11中的路径B)是必要的。在这种情况下，为了更有效率地传送电场信号，希望使形成往路(路径A)的人体侧电极(发射电极、接收电极)111和人体112之间的电容耦合大，使通过人体112的发射电极-接收电极间的电容耦合大，而希望使形成返路(路径B)的外侧电极(发射机外侧电极、接收机外侧电极)113和人体112之间的电容耦合小，使发射机和接收机的外侧电极间的电容耦合大。进一步，为了减小电场信号损失，更有效率地进行传送，希望使人体侧电极111和外侧电极113之间的电容耦合小。

考虑到这样的观点，本发明者们发现根据便携设备的使用状态确定电场通信用的外侧电极及其传播介质侧电极的位置，可以在不用改变便携设备本来的设计的情况下，提高在握持设备时的通信质量，促成了本发明。

也就是说，本发明的核心在于，针对在电场通信中起到将信息信号转换为电场信号后通过传播介质收发信号的发射机及/或接收机的功能、且外形是带侧面及可视认信息的显示面的类六面体的便携设备，使电场通信用的外侧电极设置于上述的显示面，使电场通信用的第1传播介质侧电极设置于上述的至少一个侧面，因此可以在不改变便携设备本来的设计的情况下，提高握持设备时的通信品质。

以下，关于本发明的实施方式，参照附图详细说明。

(实施方式1)

图1是表示利用本发明的实施方式的便携设备的电场通信***的概要构成图。图1表示的电场通信***，主要由以下构成：将信息信号调制、变换成电场信号通过发射电极11发信的发射机1，通过此电场信号传送信息信号的人体和空间等的传播介质2，和检出通过传播介质2的电场信号并将此电场信号解调成信息信号的接收机3。在此，传播介质2假设为人体，接收机3为便携设备。

便携设备3，具有接收从传播介质2来的电场的传播介质侧电极(人体侧电极)31、由人体侧电极31接收的电场取得信息信号的信号检出电路32、把由信号检出电路32检出后的信号解调成信息信号的解调电路33、和将解调后的信息信号增幅的放大电路34。

图2表示图1所示的便携设备的示意图。图2所示的便携设备3，外形呈类六面体，具有相对的上面35和底面36，及4个侧面37a～37d。在此，上面35是可视认信息的显示面。另外，侧面37a和侧面37b相对，侧面37c和侧面37d相对。在此，为了简化以后的说明，假定侧面37a为向东，侧面37b为向西，侧面37c为向南，侧面37d为向北。而且，在这个便携机器3中，将电场通信用的外侧电极设置于显示面即上面35，电场通信用的人体侧电极设置于至少一个侧面37a～37d(这里的全部侧面)及侧面37与底面36之间的棱线部。另外，在显示面为多个的便携设备中，例如，将信息量最多的显示要素所在的面作为显示面，配置外侧电极。

图3表示实施方式1的便携设备的内部构成的方框图。便携设备3主要由控制装置全体的控制部38、实行信息输入的输入部39、显示信息的显示部40以及与别的通信设备进行通信的通信部41构成。另外，在控制部38中，含有计测时间的计时器等计测部。

在上述专利文献1中，人体侧电极与外侧电极采用平行平板的配置。但是，这样的电极配置一旦应用于便携设备，则用手握持便携设备时，存在以下情况：因握持人体侧电极与外侧电极的手引起短路而造成不能通信的情况；或者即使外侧电极配置在上面，但人体侧电极与手掌之间会产生空隙造成不能可靠地通信的情况。

在本实施方式的便携设备中，电场通信用的外侧电极设置于显示面即上面35，电场通信用的人体侧电极设置于侧面37a～37d。即，如图4(a)所示，外侧电极42配置于握持在人的手2的手掌2a中时的便携设备3的便携设备3的上面，人体侧电极43配置于便携设备3的侧面。

用户用手2握持便携设备3使用的时候，由于要使握持时显示要素易见，用户会如图4(a)所示握持便携设备3。因此，手2触摸到设置在六面体的上面35的外侧电极42的可能性就小，另外，人体侧电极43与握持便携设备3的手2能可靠地贴合。这样，人体侧电极43和手2之间的电容耦合变大，外侧电极42和手2之间的电容耦合变小。结果是，能实现可靠的人体通信。

关于在便携设备3中的外侧电极42和人体侧电极43的位置关系，这样的关系为宜：人体侧电极43和手2间的电容耦合大，外侧电极42和手2间的电容耦合小。例如，如图4(b)所示，可设置于至少一个侧面37a～37d，如图4(c)所示，可设置于上面35和至少一个侧面37a～37d之间的棱线部及底面36和侧面37a～37d之间的棱线部。为使人体侧电极43可靠地贴合手2，希望不仅设置在侧面也设置于棱线部。另外，如图4(d)所示，让侧面凸出成凸形曲面，可在在此侧面上设置人体侧电极43。根据图4(d)所示的构成，人体侧电极43更加贴合手2是可能的。

便携设备3的六面体有4个侧面，人体侧电极43可设置于其中的至少一个侧面。例如，在如图2所示便携设备3中，由于南北方向的长度相对较长，用户握持便携设备3时通常会和东西的侧面37a、37b接触。因此，希望将人体侧电极43设置于东西的侧面37a、37b中的至少一个侧面。

在此说明在具有上述构成的电场通信***中，进行通信时的动作。首先，在发射机1中，用人体表示导电性的频率(数百kHz～数十MHz)的载波，来调制信息信号后得到调制信号。这个调制信号，通过增幅，变压等变换，变成与调制信号对应的电场信号。而且，这个电场信号被施加到传播介质2即人体。另外，关于发射机1的调制方式是没有特别限制的。

施加到人体的电场信号，由便携设备3的人体侧电极31接收。加到人体侧电极31的电场信号被送到信号检出电路32。在信号检出电路32中，电场信号由内部的放大电路增幅后被送到解调电路33，在解调电路33中用发射机1使用的载波进行解调后取得信息信号。此信息信号由放大电路34增幅后输出。

在上述构成的电场通信***中，电场通信用的外侧电极设置于作为显示面的上面35，电场通信用的人体侧电极设置于侧面37a～37d。由于用户用手2握持便携设备3时为使显示要素可见，设置于显示面的外侧电极42因握持便携设备3的手2变得难以被屏蔽，其和外部的室内接地或者通信对象设备的外侧电极42的耦合就变得可靠；另一方面，人体侧电极43和握持便携设备3的手2可靠地贴合，手2和人体侧电极43可靠的电容耦合。因此，用手握持便携设备3时的通信性能提高了。

(实施方式2)

在本实施方式中，对通过切换控制实现以下转换的情形进行说明：在显示面35相对的对向面(底面)36进一步设置电场通信用的传播介质侧电极，若经过规定的时间对便携设备3仍未有操作时则在底面36设置的传播介质侧电极将作为电场通信用的传播介质侧电极；若对便携设备3有操作时，则在侧面37设置的传播介质侧电极将作为电场通信用的传播介质侧电极。即，在本实施方式中，如图5(a)所示，和实施方式1一样，将显示面定为上面35，人体通信用的外侧电极42设置于上面35，人体侧电极43设置于侧面37和底面36，根据使用状态不同选择切换人体侧电极43和外侧电极42。

如图5(b)所示，在对便携设备3进行操作的时候，假设用手2握持便携设备3，将侧面作为人体侧电极43。据此，用手2握持便携机器3的时候，和实施方式1一样，因为侧面的人体侧电极43容易贴合手2，稳定的人体通信成为可能。在此，作为对便携设备3的操作，列举由各种开关、键盘、触摸屏、指纹传感器等的操作，由语音输入的操作等。

另一方面，若经过规定的时间，对便携设备3仍未有操作时，假设便携设备3放入口袋的状态，如图5(c)所示，将底面作为人体侧电极43。外侧电极42和人体侧电极43，由于从本质上来说，只要其中之一面向人体，另一个面向外侧，通信就成为可能，所以在对便携设备3未有操作的情况下，通过在上面及底面配置外侧电极42及人体侧电极43，即可实现其中一面朝向人体，另一面朝向外侧的配置。因此，电场通信成为可能。一般来说，在便携设备3中显示要素是尺寸大的部件，通常设置显示要素的六面体的上面就是六面体中的最大面，因此，将便携设备3装入口袋等中的时候，由于认为人体2与上面或者底面平行放入，所以用户不用特别在意就会成为其中的一面就朝向人体，另一面朝向外侧的配置，因而人体通信成为可能。

在如图5(c)所示的状态下，由于显示面朝向人体还是底面朝向人体无法判明，所以希望任意一面朝向人体时都能通信。即，为使在放入口袋等里的状态下，不管哪个电极朝向人体，电极与人体间的静电容量能几乎一致，通过设计电极面积、机箱的介电常数和厚度等，实现更加稳定的通信性能。例如，使显示面侧的电极和底面侧的电极的面积几乎相等。

在本实施方式中，经过规定时间，对便携设备3仍未有操作的情况下，选择切换人体侧电极43和外侧电极42时，使用图3所示构成的控制部38的计时器按照图6所示的步骤进行。首先，在默认状态下，如图5(b)所示，在上面配置外侧电极42，在侧面配置人体侧电极43来进行电极连接。在此状态下用计时器计测未操作时间。即，计测对便携机器3未进行操作的时间(ST11)。然后，判断计测时间是否经过了规定时间(ST12)，计测时间若经过了规定时间的话，如图5(c)所示，切换电极连接，在上面和底面配置外侧电极42和人体侧电极43(ST13)。

通过这样的控制，使用状态(对便携设备有无操作)即使不同，和实施方式1一样，可靠地实现电场通信成为可能。另外，由于在六面体中面积大的上面和底面设置电极，所以电极面积能够变大，电极和人体间的静电容量能够增大，因此对通信灵敏度的提高有利。

另外，如图5(c)所示，电极呈平行平板配置的情况下，电极间的寄生电容变大，通过此寄生电容的信号损失被认为不能忽略。但这时可以和寄生电容并联***一个电感，用电场通信使用的频率使LC并联共振来抑制信号的损失。

(实施方式3)

在本实施方式中，对通过切换控制实现以下转换的情形进行说明：具有检出便携设备3是否被握持的检出部，在显示面35相对的对向面(底面)36进一步设置电场通信用的传播介质侧电极，若便携设备3未被检出握持时用底面36上设置的传播介质侧电极作为电场通信用的传播介质侧电极，若便携设备3被检出握持时，用侧面37上设置的传播介质侧电极作为电场通信用的传播介质侧电极。即，在本实施方式中，如图5(a)所示，也和实施方式1一样，显示面为上面35，人体通信用的外侧电极42设置在上面35，人体侧电极43设置在侧面37和底面36，根据使用状态选择切换人体侧电极43和外侧电极42。

在实施方式2中，说明了用对便携设备3的操作有无，间接判断手2是否握持，但在本实施方式中，设置了直接检验是否用手2握持的检出单元，使更加准确的使用区分人体侧电极成为可能。即，本实施方式的便携设备3，主要由控制装置全体的控制部38、进行信息输入的输入部39、显示信息的显示部40、与其他通信设备进行通信的通信部41和检出手2是否握持的检出部44构成。另外，若手2握持即为操作中的状态，手2未握持即为未操作状态，因此，此检出相当于用户是否操作的检出。

作为检出方法，列举用红外线传感器检出肌体是否接触的方法、在六面体的所有侧面(东西南北)上设置电极，通过这些电极间的电阻和电容变化(电阻和电容下降)来检验用手触摸的电极的方法等。特别地，利用电阻来检验的方法中，把电阻下降的电极作为人体侧电极可以可靠的通信。

在本实施方式中，检出用户操作的情况下，在选择切换人体侧电极43和外侧电极42时，使用图7所示构成的控制部38和检验部44按照图8所示的步骤进行。首先，默认状态下，如图5(c)所示，是在上面及底面设置外侧电极42和人体侧电极43的电极连接。在这种状态下，用检出部44来检出对便携设备3的操作(ST21)。然后，判断是否检出了操作(ST22)，操作检出时，如图5(b)所示，切换电极连接，在上面配置外侧电极42，侧面配置人体侧电极43(ST23)。

通过这样的控制，使用状态(对便携设备的操作有无)即使不同，和实施状态1一样，使可靠的电场通信成为可能。

(实施方式4)

在本实施方式中，对通过切换控制实现以下转换的情形进行说明：便携设备3具备输入功能，当同时对便携设备3进行输入操作和电场通信时，将在侧面37设置的电极的一部分作为电场通信用的人体侧电极43，将在侧面37设置的余下的电极作为电场通信用的外侧电极42。便携设备3的显示要素兼带触摸屏等输入功能时，根据应用不同，在输入操作的同时，会进行电场通信。在这种情况下，若外侧电极只在六面体的上面35，则外侧电极和人体2之间发生电容耦合，通信灵敏度可能会变低。因此，需要在上面35以外的与人体2难以发生电容耦合的地方设置外侧电极。

具体地说，如图9所示，在便携设备3的南北方向较长的情况下，假设用手2以东西方向来握持，将外侧电极42设置于侧面37南北两面，人体侧电极43设置于侧面37的东西两面。这样，在对显示面进行输入操作的同时即使需要电场通信也能可靠的通信。

在本实施方式中，输入操作和电场通信同时实施时，在侧面37设置的电极的一部分作为电场通信用的人体侧电极43，在侧面37上设置的余下的电极作为电场通信用的外侧电极42的时候，按照图10所示步骤进行。首先，在默认状态下，如图4(a)所示，采用在上面35配置外侧电极42，在侧面37配置人体侧电极43的电极连接。在这种状态下，操作开始(ST31)，判断特定的应用(和输入操作同时实施的电场通信的应用)是否启动(ST32)。然后，在特定的应用启动的时候，如图10所示，切换电极连接，将侧面37设置的电极的一部分作为电场通信用的人体侧电极43，将侧面37设置的余下的电极作为电场通信用的外侧电极42(ST33)。

本发明不局限于上述实施方式1～4，可变换多种方式实施。例如，在上述实施方式1～4中的电路构成、零件数、数值等即仅为一例，本发明不局限于此，加入适当的变化也可以实施。另外，不要脱离本发明的范围加入适当的变化也可以实施。

Claims

1.一种便携设备，能将信息信号转换为电场信号并通过传播介质收发信号从而进行电场通信，所述便携设备外形为类六面体，具有侧面及能视认信息的显示面，

电场通信用的外侧电极设置于所述显示面，电场通信用的第1传播介质侧电极设置于至少一个所述侧面，

在所述显示面相对的对向面设置电场通信用的第2传播介质侧电极，通过切换控制实现：若经过规定的时间对所述便携设备仍未有操作时，则所述对向面设置的第2传播介质侧电极作为电场通信用的传播介质侧电极；若在对所述便携设备有操作时，则所述侧面设置的第1传播介质侧电极作为电场通信用的传播介质侧电极。

2.一种便携设备，能将信息信号转换为电场信号并通过传播介质收发信号从而进行电场通信，所述便携设备外形为类六面体，具有侧面及能视认信息的显示面，

所述便携设备具有检出所述便携设备被握持的检出单元，所述显示面相对的对向面设置电场通信用的第2传播介质侧电极，通过切换控制实现：若未检验出所述便携设备被握持时，则所述对向面设置的第2传播介质侧电极作为电场通信用的传播介质侧电极；若检出所述便携设备被握持时，则所述侧面设置的第1传播介质侧电极作为电场通信用的传播介质侧电极。

3一种便携设备，能将信息信号转换为电场信号并通过传播介质收发信号从而进行电场通信，所述便携设备外形为类六面体，具有侧面及能视认信息的显示面，

所述便携设备具有输入功能，通过切换控制实现：当对所述便携设备的输入和电场通信同时在进行时，则所述侧面中设置的第1传播介质侧电极的一部分作为电场通信用的传播介质侧电极，而所述侧面设置的余下的第1传播介质侧电极作为电场通信用的外侧电极。