JP2004364016A

JP2004364016A - 電子機器、準静電界発生方法及び通信システム

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Publication number: JP2004364016A
Application number: JP2003160817A
Authority: JP
Inventors: Kiyoaki Takiguchi; 清昭滝口
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2004-12-24
Anticipated expiration: 2023-06-05
Also published as: JP4399625B2

Abstract

【課題】準静電界を用いた情報送信を簡易な構成で実現できる電子機器を提案する。
【解決手段】所定の照明対象を駆動させる駆動電圧を、情報に応じて変調された信号が重畳された信号重畳駆動電圧として発生させ、当該信号重畳駆動電圧により照明対象を駆動させることにより、信号に応じた準静電界を発生させるようにした。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子機器、準静電界発生方法及び通信システムに関し、例えば準静電界を用いて情報を送受信する通信システムに適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、準静電界を用いた非接触式の通信方法が提案されており、例えば、ユーザ及びルームアースを介して結合された送信機及び受信機によって構成し、準静電界を発生させるための高周波数電圧を印加した送信機の電極から、情報の有する変位電流をユーザ及びルームアースを介して受信機の電極に与えることにより情報を送受するようになされた通信システムが提案されている。（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特表平１１−５０９３８０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところでかかる構成の通信システムにおいては、情報を送信する際には高周波数電圧を発生させる高圧発生回路や、機器本体を送信機と受信機との間にルームアースが必須となり、煩雑な構成を要するという問題があった。
【０００５】
一方、従来、インバータ方式の液晶のバックライトや照明を有する電子機器には、当該バックライトや照明を点灯（照光）するために高圧発生回路が設けられている。ここで、この照明用の高圧発生回路を準静電界発生用の高圧発生回路としても用いて、ルームアース等を要することなく準静電界を介して情報を送信することができれば、電子機器自体や当該電子機器を有する通信システム全体としての構成を簡易化することができるものと考えられる。
【０００６】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、準静電界を用いた情報送信を簡易な構成で実現し得る電子機器及び準静電界発生方法並びに通信システムを提案しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、電子機器において、所定の照明対象を駆動させる駆動電圧を、情報に応じて変調された信号が重畳された信号重畳駆動電圧として発生する電圧発生手段と、電圧発生手段により発生された信号重畳駆動電圧により、信号に応じた準静電界を発生させる準静電界発生手段とを設けるようにした。
【０００８】
この結果、この電子機器では、照明対象を駆動させる駆動電圧を、準静電界発生用としても用いる分だけ簡易な構成で情報を有する準静電界を発生することができる。
【０００９】
また本発明においては、準静電界発生方法において、所定の照明対象を駆動させる駆動電圧を、情報に応じて変調された信号が重畳された信号重畳駆動電圧として発生させ、当該信号重畳駆動電圧により照明対象を駆動させることにより、信号に応じた準静電界を発生させるようにした。
【００１０】
この結果、この準静電界発生方法では、照明対象を駆動させる駆動電圧を、準静電界発生用としても用いる分だけ簡易な構成で情報を有する準静電界を発生することができる。
【００１１】
さらに本発明においては、電子機器と、可搬型の通信端末装置とによって構成される通信システムにおいて、所定の照明対象を駆動させる駆動電圧を、情報に応じて変調された信号が重畳された信号重畳駆動電圧として発生する電圧発生手段と、電圧発生手段により発生された信号重畳駆動電圧により、信号に応じた準静電界を発生させる準静電界発生手段と、準静電界発生手段により発生された準静電界内の通信端末装置からの通知に応じて当該準静電界を撮像対象として撮像する撮像手段とを電子機器に設け、準静電界に基づいて情報を取得する取得手段と、取得手段による情報の取得結果を電子機器に通知する通知手段とを通信端末装置に設けるようにした。
【００１２】
この結果、この通信システムでは、照明対象を駆動させる駆動電圧を、準静電界発生用としても用いる分だけ簡易な構成で情報を有する準静電界を発生することができと共に、当該準静電界の空間を通信範囲及び位置検知範囲として共用することができるため、位置検出手段を設けることなく可搬型の通信端末装置を特定することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（１）本発明の概要
本発明は、準静電界を用いた近傍通信（以下、これを近接場通信と呼ぶ）により、情報を送受信する。以下、この準静電界の性質との関係において本発明の概要を説明する。
【００１４】
（１−１）準静電界
一般に、電気双極子（ダイポールアンテナ）に電流を流した場合、当該ダイポールアンテナから発生される電界は、マックスウェルと呼ばれる電界に関する方程式（以下、これをマックスウェル方程式と呼ぶ）に従って、次式
【００１５】
【数１】

【００１６】
として表すことができる。この（１）式において、「ｃｏｓωｔ」は電荷の振動、「Ａ」は振動する２この電荷の電荷量と、当該２この電荷の距離とを含めた定数（出力に相当する係数）、「θ」はダイポールアンテナの中心からの角度、「ｒ」はダイポールアンテナの中心からの距離（単位は［ｍ］）、「ε」は誘電率、「ｊ」は虚数、「ｋ」は波数（単位は［１／ｍ］）としてそれぞれ定義している。
【００１７】
そして（１）式によって表される電界のうち、距離に線形に反比例する成分（以下、これを放射電界と呼ぶ）Ｅ_１ｒ、Ｅ_１θは、次式
【００１８】
【数２】

【００１９】
として表すことができ、また距離の２乗に反比例する成分（以下、これを誘導電磁界と呼ぶ）Ｅ_２ｒ、Ｅ_２θは、次式
【００２０】
【数３】

【００２１】
として表すことができ、さらに距離の３乗に反比例する成分（以下、これを準静電界と呼ぶ）Ｅ_３ｒＥ_３ｒは、次式
【００２２】
【数４】

【００２３】
として表すことができる。
【００２４】
ここで、マックスウェル方程式をダイポールアンテナに適用したものについて、放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度と、距離との関係をグラフ化すると図１に示すような結果となる。但し、図１では、周波数１〔ＭＨｚ〕における各電界それぞれの相対的な強度を指数（指数尺度）に置き換えて定性的に示している。
【００２５】
図１からも明らかなように、放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度が等しくなる距離（以下、これを強度境界距離と呼ぶ）が存在しており、当該強度境界距離よりも遠方では放射電界が支配的となり、これに対して強度境界距離よりも近傍では準静電界が支配的となっていることが分かる。
【００２６】
この強度境界距離は、マックスウェル方程式によれば、次式
【００２７】
【数５】

【００２８】
を充足するときの距離ｒである。
【００２９】
この（５）式における波数ｋは、光速をｃ（ｃ＝３ ×１０^２［ｍ／ｓ］）、周波数をｆとすると、次式
【００３０】
【数６】

【００３１】
に示す関係にあり、（５）式と（６）式とを整理すると、次式
【００３２】
【数７】

【００３３】
となる。
【００３４】
この（７）式によれば、強度境界距離ｒは、図２からも明らかなように、周波数ｆに応じて一義的に決まる。従って、ある送信元から、送信対象の情報からなる信号（以下、これを送信情報信号と呼ぶ）の周波数に応じて振動する電界を発生させる（即ち送信情報信号を送信する）場合、当該送信元から送信情報信号を送信する距離（以下、これを送信距離と呼ぶ）と、当該送信情報信号の周波数とを（７）式を充足するように選定すれば、当該送信元を中心とした送信距離内において準静電界を支配的となるように発生させることができ、当該情報を放射電界等によって抑制されることなく効率よく準静電界を介して送信することができる。
【００３５】
このように本発明においては、（７）式を充足するようにして送信距離と、変調信号の周波数とを選定することにより、準静電界が支配的となる空間を介して情報を送信する。
【００３６】
（１−２）準静電界と人体
ところで、人体に放射電界や誘導電磁界を発生させようとするならば当該人体に電流を流す必要があるが、人体はインピーダンスが非常に高いので、当該人体に電流を効率的に流すことは物理的に困難であり、また生理的にも好ましくない。しかしながら静電気については全く様相が異なってくる。
【００３７】
すなわち、日常我々が静電気を体感するという経験的事実からも示唆されるように、人体は非常に良く帯電する。また動作に応じた人体表面の帯電により準静電界が発生することもよく知られていることから、人体に準静電界を発生させる場合には当該人体を通電させる必要はなく帯電させればよい。
【００３８】
つまり、人体では極めて少ない電荷の移動により帯電し、当該帯電変化が瞬間的に人体表面周囲に伝わってその周囲からほぼ等方向へ準静電界の等電位面として発生されると共に、準静電界が支配的となる空間内では放射電界や誘導電磁界の影響も少ないのでアンテナとして効率的に機能する。このことは本出願人による実験結果により既に確認されている。
【００３９】
本発明は、送信側において、送信情報信号の周波数に応じて人体を帯電させることによって当該人体近傍の周囲等方向に情報を有する準静電界を発生させるようにして情報を送信（以下、この送信手法を適宜人体アンテナ送信と呼ぶ）し、受信側において、当該人体の帯電変化を検出するようにして受信（以下、この受信手法を適宜人体アンテナ受信と呼ぶ）し、当該受信結果に基づいて情報を取得する。
【００４０】
以上のように、準静電界及び人体の性質を利用した本発明の概要を各項目ごとに分けて述べたが、以下、これら項目で述べた本発明を適用した一実施の形態について詳細に述べる。
【００４１】
（２）本発明の一実施の形態
（２−１）第１の実施の形態
（２−１−１）通信システム１の全体構成
図３において、１は全体として本実施の形態による通信システムを示し、バックライトに冷陰極管を用いた液晶ディスプレイ装置２と、人体の腕に装着された可搬型の無線通信装置（以下、これを通信端末装置と呼ぶ）３と、液晶ディスプレイ装置２に接続されたコンピュータ本体部４とによって構成される。
【００４２】
このコンピュータ本体部４は、インターネット（図示せず）を介して各種サーバ（図示せず）と情報の授受を行い得るようになされており、レストラン等の所定のサービス業者のサービス内容である例えば電話番号、所在地、営業時間、地図等をデータ（以下、これをサービス情報と呼ぶ）としてインターネットを介して液晶ディスプレイ装置２に送出する。
【００４３】
液晶ディスプレイ装置２は、コンピュータ本体部４から与えられるサービス情報に基づくサービス内容を表示パネルＰＮを介して人体に提供すると共に、当該サービス情報を送信情報信号として生成し、当該送信情報信号の周波数に応じて振動する準静電界を、当該コンピュータ本体部４を操作する人体を含む空間（送信距離）内において支配的となるように発生（即ち送信情報信号を送信）する。
【００４４】
この場合、通信端末装置３は、準静電界（送信情報信号の周波数）の振動に応じて帯電する人体の電位（帯電変化）を検出（即ち送信情報信号を受信）し、当該検出結果に基づいて得られる送信情報信号からサービス情報を抽出し、これを記憶メモリ（図示せず）に記憶する。この通信端末装置３は、記憶メモリに記憶したサービス情報を、操作部（図示せず）からの操作に応じて取捨選択し、又は表示し得るようになされている。
【００４５】
このようにして通信システム１においては、インターネットを介して検索されるサービス業者のサービス情報を自動的に通信端末装置３に記憶しておくことができるようになされている。
【００４６】
従って、通信システム１においては、腕を液晶表示パネルＰＮの方向にかざすといった動作を人体に強要させることなく、サービス情報を通信端末装置３に非接触で転送することができ、また人体の近傍にコンピュータ本体部４のないような場所等のように当該人体の存在場所に係わらずサービス情報を確認したり、通信端末装置３を介して他の電子機器との間でサービス情報の共有化を図るといった利用形態を実現することができるようになされている。
【００４７】
（２−１−２）液晶ディスプレイ装置２の構成
図４に示すように、液晶ディスプレイ装置２においては、液晶表示パネルＰＮ（図３）の背後に配置された冷陰極管ＣＲに所定電圧を与えるようになされている。
【００４８】
すなわちドライブ回路１０は、調光回路１３から与えられる電圧調整信号Ｓ１に応じて交流電圧の電圧レベルを可変し、当該電圧レベルを可変した交流電圧を変調回路１１を介して圧電トランス１２に送出する。
【００４９】
圧電トランス１２は、ドライブ回路１０から与えられる交流電圧を昇圧し、当該昇圧した交流電圧を駆動用高電圧として印加対象の電極（以下、これを印加電極と呼ぶ）ＣＲａに印加する。
【００５０】
冷陰極線管ＣＲは、駆動用高電圧に基づいてアースに接続されたアース電極ＣＲｂとの間で発光し、当該導光板（図示せず）を介して液晶表示パネルＰＮに照光する。この結果、液晶表示パネルＰＮが点灯することとなる。
【００５１】
調光回路１３は、冷陰極線管ＣＲの印加電極ＣＲａに印加される電圧レベルに応じて電圧調整信号Ｓ１を生成し、これをドライブ回路１０にフィードバックする。
【００５２】
このようにして液晶ディスプレイ装置２においては、一定の交流電圧を冷陰極線管ＣＲの印加電極ＣＲａに印加するようになされている。
【００５３】
ここで、この実施の形態の場合、変調回路１１は、コンピュータ本体部４（図３）からサービス情報Ｄ１が与えられると、当該サービス情報Ｄ１に基づいて所定の変調処理を施すことにより、サービス情報Ｄ１を送信情報信号Ｓ２として、ドライブ回路１０から与えられる交流電圧に重畳するようになされている。
【００５４】
この場合、液晶ディスプレイ装置２においては、送信情報信号Ｓ２が重畳された交流電圧（以下、これを信号重畳電圧と呼ぶ）を圧電トランス１２を介して昇圧し、当該昇圧した信号重畳電圧を冷陰極線管ＣＲの印加電極ＣＲａに印加することにより、液晶表示パネルＰＮの発光と同時に、図５（Ａ）に示すように、当該送信情報信号Ｓ２の周波数に応じて振動する準静電界を、印加電極ＣＲａを中心とした周囲等方に発生し得るようになされている。
【００５５】
このようにして液晶ディスプレイ装置２においては、冷陰極線管ＣＲの発光用の駆動高電圧を準静電界の発生用として共用することにより、簡易な構成で準静電界を発生することができるようになされている。これに加えて、液晶表示パネルＰＮの点灯用である冷陰極線管ＣＲの印加電極ＣＲａをも準静電界の発生用として共用することにより、より簡易な構成で準静電界を発生することができるようになされている。
【００５６】
さらにこの実施の形態の場合、液晶ディスプレイ装置２においては、図２に関して上述したようにコンピュータ本体部４を操作する人体を含む空間（送信距離）内をカバーできるような周波数、かつ、圧電トランス１２によって昇圧された駆動用高電圧の周波数（一般に、およそ１００［ｋＨｚ］である）よりも低い周波数でなる送信情報信号Ｓ２を交流電圧に重畳するようになされている。
【００５７】
これにより液晶ディスプレイ装置２は、印加電極ＣＲａを中心とした送信距離（コンピュータ本体部４を操作する人体を含む空間）内において、サービス情報Ｄ１を有する準静電界を支配的となるように発生することができるようになされている。
【００５８】
かかる構成に加えて、この液晶ディスプレイ装置２には、図６に示すように、冷陰極線管ＣＲの印加電極ＣＲａから発生する準静電界を制限するシールドフレームＳＬが、液晶表示パネルＰＮ以外を覆うように設けられている。
【００５９】
これにより液晶ディスプレイ装置２においては、図５（Ｂ）に示すように、印加電極ＣＲａから液晶表示パネルＰＮの前方向だけ（即ちコンピュータ本体部４を操作する人体（通信端末装置３）だけ）に準静電界を発生することができるようになされている。
【００６０】
（２−１−３）通信端末装置３の構成
図７に示すように、通信端末装置３は、電位検出部２０、ローパスフィルタ２１、復調部２２及び情報管理部２３を有し、この電位検出部２０は、電界効果トランジスタ（以下、これをＦＥＴと呼ぶ）２０ａと、当該ＦＥＴ２０ａのゲートに接続された主電極２０ｂと、当該主電極２０ｂと人体の腕の表皮ＯＳとの間に介挿された誘電体２０ｃと、一端がＦＥＴ２０ａのソースに接続されると共に他端がＦＥＴ２０ａのドレインに接続されたアンプ２０ｄとによって構成される。またアンプ２０ｄは、内部電源又は外部から供給される電源によって動作するようになされている。
【００６１】
これにより電位検出部２０においては、液晶ディスプレイ装置２によって発生された準静電界（送信情報信号Ｓ２の周波数）の振動に応じて帯電する人体の電位をＦＥＴ２０ａのゲートを介して検出し、この検出結果をアンプ２０ｄを介して帯電変位信号Ｓ１０としてローパスフィルタ２１に送出する。
【００６２】
ローパスフィルタ２１は、液晶ディスプレイ装置２から発生される準静電界（送信情報信号Ｓ２）の周波数帯域及び当該帯域付近以外を除去し、この結果得られる帯電変位信号Ｓ１１を復調部２２に送出する。
【００６３】
この場合、ローパスフィルタ２１においては、準静電界（送信情報信号Ｓ２）の周波数帯域（約１００［ｋＨｚ］）と、歩行運動に伴って人体に形成される帯電変化（歩行周波数）の帯域（約１０［Ｈｚ］）やハムノイズの周波数帯域（約５０〜６０［Ｈｚ］）との差が明確であるため、当該ハムノイズや歩行運動の影響のない帯電変位信号Ｓ１１を得ることができるようになされている。
【００６４】
なおこの通信端末装置３は、電位検出部２０において、ＦＥＴ２０ａ及び主電極２０ｂの周囲を覆うガード電極２０ｅを設けていることにより、帯電する人体の電位以外の周波数成分の影響をより回避できるようになされている。
【００６５】
復調部２２は、帯電変位信号Ｓ１１に対して所定の復調処理を施することによりサービス情報Ｄ１を抽出し、これを情報管理部２３に送出する。
【００６６】
情報管理部２３は、サービス情報Ｄ１を内部メモリ（図示せず）に記憶し、当該サービス情報Ｄ１を、操作部（図示せず）を介して取捨選択させたり、表示部（図示せず）を介して表示し得るようになされている。
【００６７】
このようにして通信端末装置３は、準静電界（送信情報信号の周波数）の振動に応じて帯電する人体の電位を検出（即ち送信情報信号を受信）し、当該検出結果に基づいて得られるサービス情報Ｄ１を利用することができるようになされている。
【００６８】
（２−１−４）第１の実施の形態における作用及び効果
以上の構成において、この液晶ディスプレイ装置２においては、照明用の駆動電圧となる交流電圧に送信情報信号Ｓ２を重畳するようにして圧電トランス１２を共用し、送信情報信号Ｓ２に応じて変調してなる準静電界を支配的となるように発生（送信情報信号Ｓ２を送信）させる変調回路１１を設けるようにした。
【００６９】
これにより液晶ディスプレイ装置２では、変調回路１１を設けるだけの簡易な構成で準静電界を介して情報を送信することができるのみならず、圧電トランス１２を共用する分だけ小型軽量化することができる。また、既存の液晶ディスプレイ装置であっても、当該液晶ディスプレイ装置における圧電トランスの前段に変調回路１１を組み込むだけの簡易な変更だけで、準静電界を支配的となるように発生することができる。
【００７０】
この場合、非伝搬性であり限られた空間となる準静電界を介して情報を送信しているため、他の電波（放射電界及び誘導電磁界）との混信を回避できると共に、当該準静電界外からの情報の傍受を回避して秘匿性を確保することもできる。
【００７１】
これに加えて液晶ディスプレイ装置２においては、冷陰極管ＣＲにおける印加電極ＣＲａを共用して準静電界を支配的となるように発生するようにしたことにより、当該印加電極ＣＲａを共用する分だけ小型軽量化することができると共に、当該冷陰極管ＣＲによる照光と同時に、当該光に比して遮蔽や不要な伝搬性のない準静電界を発生することができる。また、既存の液晶ディスプレイ装置であっても、当該液晶ディスプレイ装置に別途新たに電極を設けることなく、照光と同時に当該光に比して遮蔽や不要な伝搬性のない準静電界を発生することができる。
【００７２】
その際液晶ディスプレイ装置２においては、シールドフレームＳＬによって照光部（冷陰極線管ＣＲ及び導光板ＧＢ）を介して照光される方向以外の電界成分を制限するようにしたことにより、液晶表示パネルＰＮの前方向だけに準静電界を発生することができるため、コンピュータ本体部４を操作する人体（通信端末装置３）だけに準静電界を発生することができるので一段と情報の秘匿性を確保することができる。
【００７３】
以上の構成によれば、照明用の駆動電圧となる交流電圧に送信情報信号Ｓ２を重畳するようにして圧電トランス１２を共用し、送信情報信号Ｓ２に応じて変調してなる準静電界を支配的となるように発生（送信情報信号Ｓ２を送信）させる変調回路１１を設けるようにしたことにより、圧電トランス１２を共用する分だけ小型軽量化することができると共に、変調回路１１を設けるだけで準静電界を介して情報を送信することができ、かくして、準静電界を用いた情報送信を簡易な構成で実現することができる。
【００７４】
（２−２）第２の実施の形態
（２−２−１）通信システム５１の全体構成
図８において、５１は全体として本実施の形態による通信システムを示し、建物の出入口や通路等の所定の通過経路に設置されたインバータ方式の照明部５２Ａと、照明部５２Ａの照明傘ＬＵを介して照光される当該照明部５２Ａ下方の空間（以下、この空間を照明下空間と呼ぶ）が撮像対象となるように設置されたカメラ部５２Ｂとを有する個人管理装置５２、及び、人体の着衣するポケット等のように人体の身の回りに所持又は挿着された通信端末装置５３によって構成される。
【００７５】
この通信端末装置５３は、通過経路の入出する人体に支給されるようになされており、当該通信端末装置５３には、固有の識別情報（以下、これを入出ＩＤ情報と呼ぶ）が内部の記憶メモリ（図示せず）に格納されている。
【００７６】
そして個人管理装置５２の照明部５２Ａは、通過経路を照光すると共に、通信端末装置５３に対する入出ＩＤ情報の要求命令を送信情報信号として所定の周期で生成し、当該送信情報信号の周波数に応じて振動する準静電界を照明下空間内において支配的となるように発生（即ち送信情報信号を送信）するようになされている。
【００７７】
ここで、通過経路を通過しようとする人体が照明下空間に達すると、通信端末装置５３は、準静電界（送信情報信号の周波数）の振動に応じて帯電する当該人体の電位（帯電変化）を検出（即ち送信情報信号を受信）し、当該送信情報信号から抽出した入出ＩＤ情報の要求命令に基づいて、予め記憶メモリ（図示せず）に記憶された入出ＩＤ情報を人体アンテナ送信する。
【００７８】
この場合、個人管理装置５２においては、入出ＩＤ情報を照明部５２Ａを介して人体アンテナ受信するようになされており、当該入出ＩＤ情報を受信すると、カメラ部５２Ｂを介して照明下空間に存在する人体を撮像対象として撮像し、当該撮像結果を入出ＩＤ情報と共に入出情報として内部の記憶メモリ（図示せず）に記憶又は更新するようになされている。
【００７９】
このようにして通信システム５１においては、通過経路を入出しようとする人体の履歴を管理するようになされている。
【００８０】
（２−２−２）個人管理装置５２の構成
４との対応部分に同一符号を付した図９に示すように、個人管理装置５２は、照明部５２Ａ、カメラ部５２Ｂ、管理部５３Ｃ及び受信部５３Ｄによって構成される。
【００８１】
照明部５２Ａは、ドライブ回路１０から与えられる交流電圧を圧電トランス１２を介して昇圧し、当該昇圧した交流電圧を駆動用高電圧として冷陰極線管ＣＲにおける印加電極と呼ぶ）ＣＲａに印加することにより、当該駆動用高電圧に基づいてアースに接続されたアース電極ＣＲｂとの間で冷陰極線管ＣＲを発光させる。この結果、照明傘ＬＵ（図８）を介して照明下空間が照光されることとなる。
【００８２】
一方、管理部５２Ｂにおいては、入出ＩＤ情報の要求命令をＩＤ要求命令データＤ１０として所定周期で生成した後に変調回路１１を介して所定の変調処理を施すことにより、当該ＩＤ要求命令データＤ１０を送信情報信号Ｓ１０として、ドライブ回路１０から与えられる交流電圧に重畳するようになされている。
【００８３】
この場合、照明部５２Ａにおいては、送信情報信号Ｓ１０が重畳された交流電圧（以下、これを信号重畳電圧と呼ぶ）を圧電トランス１２を介して昇圧した後、当該昇圧した信号重畳電圧を冷陰極線管ＣＲの印加電極ＣＲａに印加することにより、当該冷陰極線管ＣＲの発光と同時に、当該送信情報信号Ｓ１０の周波数に応じて振動する準静電界を、印加電極ＣＲａを中心とした周囲等方に発生し得るようになされている。
【００８４】
このようにして個人管理装置５２においては、冷陰極線管ＣＲの発光用の駆動高電圧を準静電界の発生用として共用することにより、簡易な構成で準静電界を発生することができるようになされている。これに加えて、冷陰極線管ＣＲの印加電極ＣＲａをも準静電界の発生用として共用することにより、より簡易な構成で準静電界を発生することができるようになされている。
【００８５】
ここでこの実施の形態の場合、個人管理装置５２においては、図２に関して上述したように照明部５２Ａから当該照明部５２Ａ直下の床面（図８参照）までの送信距離をカバーできるような周波数、かつ、圧電トランスＴＲによって昇圧された駆動用高電圧の周波数（一般に、およそ１００［ｋＨｚ］である）よりも低い周波数でなる送信情報信号Ｓ１０を重畳するようになされている。
【００８６】
これにより個人管理装置５２においては、照明部５２Ａから当該照明部５２Ａ直下の床面（地面）までの照明下空間内においてＩＤ要求命令データＤ１０を有する準静電界を支配的となるように発生することができるようになされている。従って、個人管理装置５２においては、例えば足首等の人体の下方に通信端末装置５３を挿着した状態で照明下空間を通過する場合であっても、当該通信端末装置５３に対してＩＤ要求命令データＤ１０を確実に送信することができるようになされている。
【００８７】
かかる構成に加えて、照明部５２Ａの照明傘（図８）は、冷陰極線管ＣＲの印加電極ＣＲａから発生する準静電界を制限するシールドフレームとしても用いられている。
【００８８】
これにより個人管理装置５２においては、照明部５２Ａを介して照光される照明下空間だけ（即ち照明部５２Ａ直下を通過しようとする人体（通信端末装置３）だけ）に印加電極ＣＲａから準静電界を発生することができるようになされている。
【００８９】
この状態において、管理部５２Ｃは、ＩＤ要求命令データＤ１０に対する応答として、受信部５２Ｄの受信電極７１及びアンプ７２を順次介して人体アンテナ受信された入出ＩＤ情報Ｄ１１を、照明下空間に存在する人体の通信端末装置５３から制御部６１に受けると、当該制御部６１の制御に基づいてカメラ部５２Ｂを介して照明下空間に存在する人体を撮像する。
【００９０】
そして制御部６１は、この撮像結果としてカメラ部５２Ｂから送出される人体撮像データ及び撮像時刻Ｄ１２を、入出ＩＤ情報Ｄ１１と共に入出情報Ｄ１３として記憶メモリ６２に記憶又は更新するようになされている。
【００９１】
このように個人管理装置５２においては、照明部５２Ａを介して照明下空間を照光すると共に、管理部５２ＣによってＩＤ要求命令データＤ１０を有する準静電界を照明下空間のみ支配的となるように発生させることにより、当該照明下空間を照明範囲、通信範囲及び位置検知範囲として共用することができるようになされている。
【００９２】
従って、個人管理装置５２は、赤外線センサ等の位置検知手段を別途設けることなく、また人体を停滞させることもなく照明下空間に存在する人体を確実に撮像して入力情報として得ることによりことができ、この結果、通過経路を入出しようとする人体の履歴を入出情報として精度よく管理することができるようになされている。
【００９３】
（２−２−３）通信端末装置５３の構成
図１０に示すように、通信端末装置５３においては、個人管理装置５２から送信されるＩＤ要求命令データＤ１０を待ち受けるようになされており、当該ＩＤ要求命令データＤ１０を受信すると、このＩＤ要求命令データＤ１０に対する応答として入出ＩＤ情報を返信（人体アンテナ送信）するようになされている。
【００９４】
具体的に通信端末装置５３の受信部５３Ａは、個人管理装置５２において発生された照明下空間内に人体が入ることにより帯電する人体の帯電変化を、通信用電極８１Ａ、送受切替スイッチ８２及びＦＥＴ９１のゲートを順次介して準静電界の強度として検出し、これをアンプ９２を介して増幅した後に復調回路９３を介して復調することによりＩＤ要求命令データＤ１０を抽出し、これを制御部５３Ｂに送出する。
【００９５】
この場合、受信部５３Ａにおいては、準静電界（送信情報信号Ｓ２）の周波数帯域（約１００［ｋＨｚ］）と、歩行運動に伴って人体に形成される帯電変化（歩行周波数）の帯域（約１０［Ｈｚ］）やハムノイズの周波数帯域（約５０〜６０［Ｈｚ］）との差が明確であるため、通信用電極８１Ａを人体に接触させることなく、当該ハムノイズや歩行運動の影響を受けずにＩＤ要求命令データＤ１０を抽出することができるようになされている。
【００９６】
制御部５３Ｂは、ＩＤ要求命令データＤ１０を受けると、送受切替スイッチ８２の接続切片８２ａを受信側接続端８２ｂから送信側接続端８２ｃに切り替えると共に、内部の記憶メモリ（図示せず）に予め記憶されている入出ＩＤ情報Ｄ１１を読み出して送信部５３Ｃに送出する。
【００９７】
送信部５３Ｃは、入出ＩＤ情報Ｄ１１に対して変調回路１０２を介して所定の変調処理を施すことにより、入出ＩＤ情報Ｄ１１を送信情報信号Ｓ２０として、通信用電極８１Ｂに接続された電圧発生源１０１から与えられる交流電圧に重畳し、出力制御部１０３を介して出力制御した後に送受切替スイッチ８２を介して個人管理装置５２に人体アンテナ送信するようになされている。
【００９８】
このようにして通信端末装置５３においては、個人管理装置５２から送信されるＩＤ要求命令データＤ１０に対する応答として入出ＩＤ情報を返信することができるようになされている。
【００９９】
（２−２−４）第２の実施の形態における作用及び効果
以上の構成において、この通信システム５１の個人端末装置５２においては、照明部５２Ａを介して照明下空間を照光すると共に、管理部５２ＣによってＩＤ要求命令データＤ１０を有する準静電界を照明下空間のみ支配的となるように発生させる。
【０１００】
この場合、個人端末装置５２は、照明用の駆動電圧となる交流電圧に送信情報信号Ｓ２を重畳するようにして圧電トランス１２を共用し、送信情報信号Ｓ１０に応じて変調してなる準静電界を支配的となるように発生（送信情報信号Ｓ１０を送信）させるようにした。
【０１０１】
これにより個人端末装置５２では、変調回路１１を設けるだけの簡易な構成で準静電界を介して情報を送信することができるのみならず、圧電トランス１２を共用する分だけ小型軽量化することができる。また、既存の液晶ディスプレイ装置であっても、当該液晶ディスプレイ装置における圧電トランスの前段に変調回路１１を組み込むだけの簡易な変更だけで、準静電界を支配的となるように発生することができる。
【０１０２】
この状態において、通信端末装置５３は、準静電界（送信情報信号Ｓ１０）内に入ると、当該準静電界に基づいてＩＤ要求命令データＤ１０を取得した後、このＩＤ要求命令データＤ１０に対する応答として入出ＩＤ情報Ｄ１１を人体アンテナ送信し、個人端末装置５２は、当該入出ＩＤ情報Ｄ１１を人体アンテナ受信すると、撮像手段としてのカメラ部５２Ｂを介して準静電界を撮像対象として撮像するようにした。
【０１０３】
この結果、この通信システム５１においては、準静電界を用いて照明下空間を通信範囲及び位置検知範囲として共用することができるため、赤外線センサ等の位置検知手段を別途設けることなく可搬型の通信端末装置を特定することができると共に、移動する人体（通信端末装置５３）を撮像対象に合わせるといった調整を行う必要もなく、簡易に照明下空間に存在する人体を確実に撮像することができる。
【０１０４】
以上の構成によれば、照明対象を駆動させる駆動電圧を、準静電界発生用としても用いるようにしたことにより、簡易な構成で情報を有する準静電界を発生することができと共に、準静電界を用いて照明下空間を通信範囲及び位置検知範囲として共用するようにしたことにより、赤外線センサ等の位置検知手段を別途設けることなく可搬型の通信端末装置を特定することができると共に、移動する人体（通信端末装置５３）を撮像対象に合わせるといった調整を行う必要もなく、簡易に照明下空間に存在する人体を確実に撮像することができる。
【０１０５】
（３）他の実施の形態
上述の実施の形態においては、照明対象としての冷陰極管ＣＲを駆動させる駆動電圧を、情報に応じて変調された信号が重畳された信号重畳駆動電圧として発生する電圧発生手段として、送信情報信号Ｓ２又はＳ１０を交流電圧に重畳する変調回路１１と、当該信号重畳電圧を昇圧する圧電トランス１２とによって構成することにより電力線と信号線とを共用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図１１に示すように、信号線と信号線とを別々にするようにしても良い。
【０１０６】
また上述の実施の形態においては、情報に応じて信号が重畳された信号重畳駆動電圧により当該信号に応じた準静電界を発生させる準静電界発生手段として、照光手段としての冷陰極管ＣＲの印加電極ＣＲａを用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図４又は図９との対応部分に同一符号を付して示す図１２のように、準静電界発生用としての専用電極３３を設けるようにしても良い。
【０１０７】
この場合、圧電トランス１２を介して昇圧された高電圧の信号重畳電圧（送信情報信号Ｓ２、Ｓ１０の重畳された交流電圧）をハイパスフィルタ３０及びローパスフィルタ３１をそれぞれ介して送信情報信号Ｓ２、Ｓ１０と交流電圧とに分離し、当該交流電圧を冷陰極管ＣＲにおける印加電極ＣＲａに印加すると共に、送信情報信号Ｓ２、Ｓ１０を専用電極３３に印加するようにする。このようにすれば、専用電極３３の面積を大きく確保することができるので、上述の実施の形態の場合に比して、より効率よく準静電界を発生させることができる。
【０１０８】
さらに上述の実施の形態においては、照光手段としての冷陰極線管ＣＲにより照光される方向に準静電界を制限する制限手段として、液晶表示パネルＰＮ以外を覆うシールドフレームＳＬ（第１の実施の形態）又は照明傘ＬＵ（第２の実施の形態）を設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該シールドフレームＳＬ、照明傘ＬＵの位置、大きさ又は形を変更して準静電界の指向性パターンを変更するようにしても良い。
【０１０９】
例えば図１３に示すように、液晶表示パネルＰＮを除く液晶表示パネルＰＮの筐体を覆うと共に、当該液晶表示パネルＰＮの左右及び上側を囲むようにすれば、当該準静電界を液晶表示パネルＰＮの直下方向以外の電界成分を制限でき（図１３（Ａ））、かかる構成のシールドフレームを液晶表示パネルＰＮの背面側に後退するようにすれば、液晶表示パネルＰＮの直下方向にのみ指向性を有する準静電界の等電位面を大きくすることができる（図１３（Ｂ））。このように冷陰極管ＣＲにより照光される方向に準静電界を制限するこの他種々の制限手段を本発明に適用するようにすれば、当該冷陰極管ＣＲの設置場所等に応じて準静電界の指向性パターンを変更することができる。
【０１１０】
さらに上述の実施の形態においては、照明用の駆動電圧を発生する液晶ディスプレイ装置２又は個人管理装置５２（照明部５２Ａ）に本発明を適用する場合について述べたが、これに限らず、当該照明用の駆動電圧を発生するこの他種々の電子機器に本発明を幅広く適用することができる。
【０１１１】
さらに上述の第２の実施の形態においては、準静電界に基づいて情報を取得する取得手段として、図１０に示した構成でなる受信部５３Ａを適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は、準静電界に基づいて情報を取得すれば、この他種々の構成でなる取得手段を本発明に適用することができる。
【０１１２】
さらに上述の第２の実施の形態においては、情報の取得結果を電子機器としての個人管理装置５２に通知する通知手段として、図１０に示した構成でなる送信部５３Ｂにより人体アンテナ送信するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該人体アンテナ送信に代えて、例えば近距離無線通信により送信する等、要は、情報の取得結果を電子機器に通知すれば、この他種々の構成でなる通知手段を本発明に適用することができる。
【０１１３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、所定の照明対象を駆動させる駆動電圧を、情報に応じて変調された信号が重畳された信号重畳駆動電圧として発生させ、当該信号重畳駆動電圧により照明対象を駆動させることにより、信号に応じた準静電界を発生させるようにした。この結果、照明対象を駆動させる駆動電圧を、準静電界発生用としても用いる分だけ簡易な構成で情報を有する準静電界を発生することができ、かくして、準静電界を用いた情報送信を簡易な構成で実現することができる。
【０１１４】
【図面の簡単な説明】
【図１】距離に対する各電界それぞれの相対的な強度の変化を示すグラフである。
【図２】準静電界における距離と周波数との関係を示すグラフである。
【図３】第１の実施の形態における通信システムの全体構成を示す略線図である。
【図４】液晶ディスプレイ装置の構成を示す略線的ブロック図である。
【図５】準静電界の等電位面を示す略線図である。
【図６】液晶ディスプレイ装置の断面を示す略線図である。
【図７】通信端末装置の構成（１）を示す略線的ブロック図である。
【図８】第２の実施の形態における通信システムの全体構成を示す略線図である。
【図９】個人管理装置の構成を示す略線的ブロック図である。
【図１０】信端末装置の構成（２）を示す略線的ブロック図である。
【図１１】他の実施の形態における電圧発生手段の構成を示す略線的ブロック図である。
【図１２】他の実施の形態における準静電界発生手段の構成を示す略線的ブロック図である。
【図１３】他の実施の形態における準静電界の等電位面を示す略線図である。
【符号の説明】
１、５１……通信システム、２……液晶ディスプレイ装置、３、５３……通信端末装置、４……コンピュータ本体部、１１……変調回路、１２……圧電トランス、２０……電位検出部、２１……復調回路、５２……個人管理装置、５２Ａ……照明部、５２Ｂ……カメラ部、５２Ｃ……管理部、５２Ｄ……受信部、ＣＲ……冷陰極管、ＳＬ……シールドフレーム、ＳＵ……照明傘。

Claims

所定の照明対象を駆動させる駆動電圧を、情報に応じて変調された信号が重畳された信号重畳駆動電圧として発生する電圧発生手段と、
上記電圧発生手段により発生された上記信号重畳駆動電圧により、上記信号に応じた準静電界を発生させる準静電界発生手段と
を具えることを特徴とする電子機器。
上記電圧発生手段は、
上記情報を所定の周波数でなる信号に変調する変調手段を具え、
上記変調手段により変調された上記信号を上記駆動電圧に重畳させる
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
上記準静電界発生手段は、
印加対象の電極に印加された上記信号重畳駆動電圧に基づいて照光する照光手段を具え、
上記照光手段における上記電極を共用して上記準静電界を発生させる
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
上記準静電界発生手段は、
上記信号重畳駆動電圧に基づいて照光する照光手段と、
上記信号に応じた準静電界を、上記照光手段により照光される方向に制限する制限手段と
を具えることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
所定の照明対象を駆動させる駆動電圧を、情報に応じて変調された信号が重畳された信号重畳駆動電圧として発生させ、
上記信号重畳駆動電圧により上記照明対象を駆動させることにより、上記信号に応じた準静電界を発生させる
具えることを特徴とする準静電界発生方法。
電子機器と、可搬型の通信端末装置とによって構成される通信システムにおいて、
上記電子機器は、
所定の照明対象を駆動させる駆動電圧を、情報に応じて変調された信号が重畳された信号重畳駆動電圧として発生する電圧発生手段と、
上記電圧発生手段により発生された上記信号重畳駆動電圧により、上記信号に応じた準静電界を発生させる準静電界発生手段と、
上記準静電界発生手段により発生された上記準静電界内の上記通信端末装置からの通知に応じて当該準静電界を撮像対象として撮像する撮像手段と
を具え、
上記通信端末装置は、
上記準静電界に基づいて上記情報を取得する取得手段と、
上記取得手段による上記情報の取得結果を上記電子機器に通知する通知手段と
を具えることを特徴とする通信システム。