JP2010074797A

JP2010074797A - 通信システム

Info

Publication number: JP2010074797A
Application number: JP2008243359A
Authority: JP
Inventors: Masahito Nakamura; 雅仁中村; Shigetoshi Matsuda; 重俊松田; Hiroyuki Hebiguchi; 広行蛇口; Mitsuharu Nakazato; 光晴中里; Hideyuki Nebiya; 英之根日屋
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2008-09-22
Publication date: 2010-04-02

Abstract

【課題】大容量のデータが短時間に送信可能で、かつ人体などの伝送媒体を介することにより、ユーザが任意にデータの伝送を制御することができるセキュリティの高い通信システムを提供すること。
【解決手段】第１及び第２の通信方式にて通信可能な通信機器間で通信を行う通信システムにおいて、第１の通信方式による通信にて第２の通信方式による通信が許可された場合に前記通信機器間で通信速度の速い第２の通信方式にて通信し、第１の通信方式では、一方の通信機器と他方の通信機器との間に介在する伝送媒体が双方の通信機器に設けられた電界通信用電極に直接接触または容量結合して電界通信し、第２の通信方式では、双方の通信機器に設けられた電界通信用電極をアンテナとして機能させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、人体のような伝送媒体を介して通信を行う通信システムに関する。

近年の技術発達に伴い、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。このような通信技術として、低周波信号を用いた人体通信技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の通信技術は、人体を導電体と見なして通信することを特徴としている。また人体通信において準静電界を用いることで、通信技術を向上させる方法も知られている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２に記載の通信技術は、準静電界の周波数を用いることにより、遠方界に電波を飛ばす通常の無線通信と比較し、外部に電波を漏らすことがなく、人体と機器との接触によってのみ通信が可能となることを特徴としている。このため、準静電界を用いた人体通信では、従来の無線通信等と比較してセキュリティの高い通信を行うことができる。
特表１１−５０９３８０号公報特開２００６−３０３７３６号公報

しかしながら、これまでに開示されている人体通信技術では周波数を高くすると、人体外の遠方にも電波が放射され、人体の接触がなくても通信が成立してしまう問題があった。このため、大容量のデータを短時間に送る目的で、通信速度の速い高周波数で人体通信を行うと、セキュリティが失われる問題があった。したがって、大容量のデータをセキュリティの高い人体通信で送受信する際には、通信速度の遅い低周波数でデータを伝送せざるを得ず、データの伝送に長時間を要すること及び長時間のデータ伝送により消費電力が大きくなることが問題であった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、大容量のデータが短時間に送信可能で、ユーザが任意にデータの伝送を制御することができるセキュリティの高い通信システムを提供することを目的とする。

本発明は、データ伝送速度の異なる第１及び第２の通信方式にて通信可能な通信機器間で通信を行う通信システムであって、前記通信機器間で通信速度の遅い第１の通信方式にて通信し、第１の通信方式による通信にて第２の通信方式による通信が許可された場合に前記通信機器間で通信速度の速い第２の通信方式にて通信し、第１の通信方式では、一方の通信機器と他方の通信機器との間に介在する伝送媒体が双方の通信機器に設けられた電界通信用電極に直接接触または容量結合して電界通信し、第２の通信方式では、双方の通信機器に設けられた電界通信用電極をアンテナとして機能させることを特徴とする。

この構成によれば、通信速度の速い第２の通信方式において、第１の通信方式の電界通信用電極をアンテナとして機能させることにより、遠方へ電波が放射されず、セキュリティが高い通信を行うことができる。さらに第１の通信方式の電界通信用電極を第２の通信方式のアンテナとして兼用することにより、部材を削減でき、コスト、重量の削減及び小型化が可能となる。

また本発明の上記通信システムにおいては、第１の通信方式によって一方の通信機器から他方の通信機器へ認証信号を送信し、他方の通信機器にて認証信号を受信して認証成功した場合に第２の通信方式による通信をすることができる。この構成によれば、一方の機器からの認証信号で認証されない通信機器との通信を拒否できるため、セキュリティが向上する。

また本発明の上記通信システムにおいては、所定の間隔で第１の通信方式による認証を繰り返すようにすることができる。この構成によれば、第１の通信方式による認証が継続されている間のみ第２の通信方式が成立し、第１の通信方式による認証が断絶されると速やかに第２の通信方式によるデータの伝送を中断できるため、さらにセキュリティが向上する。

また本発明の上記電界通信用電極の寸法は、第２の通信方式による波長の1/4よりも小さいことを特徴とする。

この構成によれば、周波数の高い第２の通信方式においても遠方に電波が放射されにくくなり、セキュリティが向上する。

本発明によれば、通信機器間での通信において、大容量のデータが短時間に送信可能で、ユーザが任意にデータの伝送を制御することができるセキュリティの高い通信システムを提供することができる。

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に本発明の通信システムを画像通信システムに適用した実施の形態が示されている。本実施の形態の画像通信システムは、機器Ａ１０１と機器Ｂ１０２とを備え、少なくとも後述する低速通信では人体１０３を伝送媒体として利用する。機器Ａ１０１は高速通信モジュールとして機能する画像送信機１０４と低速通信モジュールとして機能するＩＤ受信機１０５とを備える。画像送信機１０４は映像入力端子１０６及び音声入力端子１０７を備え、各入力端子から入力された信号に基づいて画像データ信号１１１を生成し、画像送信許可信号にしたがって送信する。ＩＤ受信機１０５は受信したＩＤ信号１１０を基にＩＤ情報の認証を行い、認証された場合には画像送信機１０４に画像送信許可信号を出力する。画像送信機１０４及びＩＤ受信機１０５はスプリッタ１０８を介してアンテナ兼電界通信用電極１０９に接続されている。スプリッタ１０８はアンテナ兼電界通信用電極１０９から入力される低速通信のＩＤ信号１１０をＩＤ受信機１０５に入力し、画像送信機１０４から出力された高速通信の画像データ信号１１１をアンテナ兼電界通信用電極１０９に出力する。

機器Ｂ１０２は高速通信モジュールとして機能する画像受信機１１２と低速通信モジュールとして機能するＩＤ送信機１１３とを備える。画像受信機１１２は映像出力端子１１４及び音声出力端子１１５を備え、入力された画像データ信号１１１を画像および各音声信号に分離し、各端子から出力する。ＩＤ送信機１１３は機器Ｂ１０２のＩＤ情報をＩＤ信号１１０として送信する。画像受信機１１２及びＩＤ送信機１１３はスプリッタ１１６を介してアンテナ兼電界通信用電極１１７に接続される。スプリッタ１１６はＩＤ送信機１１３から入力される低速通信のＩＤ信号１１０をアンテナ兼電界通信用電極１１７に出力し、アンテナ兼電界通信用電極１１７から入力される高速通信の画像データ信号１１１を画像受信機１１２に入力する。

上述したように、本実施の形態では低速通信（１０ＭＨｚ）のＩＤ信号１１０と高速通信（２．４ＧＨｚ）の画像データ信号１１１とを同一のアンテナ兼電界通信用電極１０９、１１７で伝送し、スプリッタ１０８、１１６を用いてそれぞれの信号を分離している。但し、高周波用電極と低周波用電極とを別に設けてデータの伝送を分けて行ってもよい。この場合にはスプリッタは不要となる。また、アンテナ兼電界通信用電極１０９、１１７の寸法は高速通信（２．４ＧＨｚ）で送信される送信信号の波長の４分の１以下にすることが望ましい。これにより、高速通信（２．４ＧＨｚ）の画像データ信号１１１の電波が遠方に放射されにくくなる。また、本実施の形態では人体１０３の一部とアンテナ兼電界通信用電極１０９、１１７との間に通信可能な容量結合が形成されれば完全な接触は必要としない。このため、例えば衣服を介してアンテナ兼電界通信用電極１０９、１１７と接触することによる入力も可能となる。

図２に本実施の形態における通信モジュール部分の回路図が示されている。図中では便宜上、スプリッタ１０８及び１１６を省略し、アンテナ兼電界通信用電極１０９及び１１７は電極２０４とする。また、通信モジュール２００はＩＤ送信機１１３及びＩＤ受信器１０５に読み替えて説明する。図中に示されるように通信モジュール２００は結合用コンデンサ２０２とフィルタ回路２０１と制御回路部２０３とを備え、電極２０４に接続されている。電極２０４は人体１０３と静電容量Ｃｄを介して容量結合されている。

本実施の形態では、少なくとも低速通信では通信モジュール２００から発信された信号が電極２０４と人体１０３との容量結合Ｃｄを介して送受信される。通信モジュール２００が送信機として作用する場合について、ＩＤ送信機１１３を例に説明する。制御回路部２０３はＩＤ信号１１０を発信する機能を備える。発信されたＩＤ信号１１０はフィルタ回路２０１、結合用コンデンサ２０２を介して電極２０４へ送信され、容量結合Ｃｄを介して人体１０３へ送信される。

通信モジュール２００が受信機として作用する場合について、ＩＤ受信機１０５を例に説明する。人体１０３から電極２０４へ容量結合を介して受信したＩＤ信号１１０は結合コンデンサ２０２及びフィルタ回路２０１を介して制御回路部２０３へ入力される。制御回路部２０３では入力されたＩＤ信号１１０のＩＤ情報の認証が行われる。ＩＤ情報が認証されると、画像データ信号、送信許可信号は図示しない画像送信機１０４へ送信される。

図３に本実施の形態におけるＩＤ情報の認証とデータ伝送の概念図を示す。図３（a）に示されるように、人体１０３の一方の手３０２が機器Ｂ１０２のアンテナ兼電界通信用電極１１７に触れた状態で、他方の手３０１が機器Ａ１０１のアンテナ兼電界通信用電極１０９に触れることによりＩＤ情報の認証が開始される。機器Ｂ１０２のＩＤ送信機１１３からは低速通信のＩＤ信号１１０（データの送信要求）が継続的に出力されており、人体１０３を介して機器Ａ１０１のＩＤ受信機１０５に送信される。ＩＤ受信機１０５にＩＤ信号１１０が受信されると制御回路２０３ではＩＤ情報の認証が行われる。ＩＤが認証されると画像データ信号１１１の送信許可信号が画像送信機１０５に送信され、図３（ｂ）に示されるように、画像送信機１０４は、映像端子入力１０６及び音声入力端子１０７から生成した画像データ信号１１１を送信する。画像データ信号１１１はスプリッタ１０８を介してアンテナ兼電界通信用電極１０９へ出力される。アンテナ兼電界通信用電極１０９は画像データ信号１１１を微弱電波で放射し、機器Ｂ１０２のアンテナ兼電界通信用電極１１７は、機器Ａ１０１のアンテナ兼電界通信用電極１０９から微弱電波で放射された無線信号を受信する。アンテナ兼電界通信用電極１１７で受信された受信信号は、画像データ信号１１１として取り込まれる。また、信号の一部はその他の経路によって機器Ｂ１０２の画像受信器１１２に送信されることもできる。画像受信機１１２に入力された画像データ信号１１１は映像出力端子１１４及び音声出力端子１１５から出力される。

本実施の形態では、上述したＩＤ情報の認証は、ＩＤ送信機１１３から連続で送信されるＩＤ信号１１０をＩＤ受信機１０５で一定間隔に受信して認証する、またはＩＤ送信機１１３から一定の間隔で送信されるＩＤ信号１１０をＩＤ受信機１０５で連続して受信して認証している。ＩＤ情報の認証が中断されると、画像送信許可信号の送信も中止され、画像データ信号１１１の送信も中断される。また、図３（ｃ）に示されるように、一方の手３０２が機器Ｂ１０２の電極１１７にのみ接触した状態では人体１０３と機器Ａ１０１のアンテナ兼電界通信用電極１０９との間に容量結合が形成されない。従って、ＩＤ信号１１０が機器Ｂ１０２から機器Ａ１０１へ送信されず、ＩＤ情報が認証されないため、画像データ信号１１１の送信は行われない。また、図３（ｂ）の状態から手３０１、３０２のどちらか一方をアンテナ兼送受信用電極１０９又は１１７から離した場合にも、機器Ａ１０１及び機器Ｂ１０２の間のＩＤ信号１１０が断絶するため、画像データ信号１１１の送信が切断される。

本発明は、各種コンテンツを高速ダウンロードするシステムに応用できる。例えば、ニュース、新聞、音楽などのコンテンツを配信する場合、機器Ａ１０１の機能を有するコンテンツ配信端末を街頭に設置する。人が機器Ｂ１０２の機能を有する端末を携行した状態、すなわち、機器Ｂ１０２の機能を有する端末のアンテナ兼電界通信用電極１１７と人体１０３との間に通信可能な容量結合が形成された状態で、機器Ａ１０１の機能を有するコンテンツ配信端末のアンテナ兼電界通信用電極１０９と接触することで、必要なコンテンツをダウンロードすることができる。この場合、従来の方式と比較し、人体１０３を介する電界通信で認証された端末間でのみコンテンツの高速ダウンロードができるため、遠方に電波が漏れずセキュリティの高い通信を行うことができる。また一方のアンテナ兼電界通信用電極１０９又は１１７から手を離すと即座にＩＤの認証が断絶するため、データの送信が停止し、購入者以外にデータをダウンロードされるなどの不正を防ぐことができる。このため、セキュリティの高い通信を行うことができる。

本発明は電界通信を介して許可された機器間で通信する通信システムに有用である。

本発明の実施の形態の電界通信システムの構成図である。本発明の実施の形態の電界通信システムの各通信モジュールの回路図である。本発明の実施の形態を電界通信システムのＩＤ情報の認証とデータ伝送の概念図である。

符号の説明

１０１機器Ａ
１０２機器Ｂ
１０３人体
１０４画像送信機
１０５ＩＤ受信機
１０６映像入力端子
１０７音声入力端子
１０８、１１６スプリッタ
１０９、１１７送受信用電極
１１０ＩＤ信号
１１１画像データ信号
１１２画像受信機
１１３ＩＤ送信機
１１４映像出力端子
１１５音声出力端子
２００通信モジュール
２０１フィルタ回路
２０２コンデンサ
２０３制御回路部
２０４電極
３０１、３０２手

Claims

データ伝送速度の異なる第１及び第２の通信方式にて通信可能な通信機器間で通信を行う通信システムであって、
前記通信機器間で通信速度の遅い第１の通信方式にて通信し、第１の通信方式による通信にて第２の通信方式による通信が許可された場合に前記通信機器間で通信速度の速い第２の通信方式にて通信し、
第１の通信方式では、一方の通信機器と他方の通信機器との間に介在する伝送媒体が双方の通信機器に設けられた電界通信用電極に直接接触または容量結合して電界通信し、
第２の通信方式では、双方の通信機器に設けられた電界通信用電極をアンテナとして機能させることを特徴とする通信システム。
第１の通信方式によって一方の通信機器から他方の通信機器へ認証信号を送信し、他方の通信機器にて認証信号を受信して認証成功した場合に第２の通信方式による通信が許可されることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
第２の通信方式による通信を許可するか否かを所定の間隔で繰り返すことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の通信システム。
前記電界通信用電極の寸法は、第２の通信方式による通信波長の４分の１よりも小さいことを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の通信システム。