JP2023051089A - 電界式人体通信システム、送信装置及び受信装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】放電用電極203が接続され、基準の電圧とされた電圧が得られる基準電圧ポイント204と、前記放電用電極203と前記基準電圧ポイント204との間の放電経路を導通・非導通とする放電経路導通・非導通回路205と、送信電極201を介して、静電気で帯電した人体の帯電電圧を検出する帯電電圧検出手段206と、前記帯電電圧検出手段206により検出された電圧が所定閾値を超えているかを検出し、所定閾値を超えている場合には、前記放電経路導通・非導通回路205の放電経路を導通にして強制放電させる放電制御手段207とを具備する。
【選択図】図2
Description
高通信感度と低電力消費量の両立を図った電極及び電極材料を用いてノイズ対策を提案しているが、やはりソフトウェアによるノイズ除去には言及されていない。
このシステムは、経路案内に必要な情報を保持する携帯端末から車載情報端末へ該情報を転送する情報転送システムであって、前記情報の転送は、前記車載情報端末の受信部に、前記携帯端末を携帯するユーザの体の一部が触れたときに、該ユーザの人体を介する電界通信を介して実現されるものである。
信号処理に関しては、人体に誘起されて伝達されてくる電界を、人体通信部において絶縁膜を介して送受信電極で検出し、この電界を電界検出光学部において電気信号に変換する。この電気信号は、信号処理回路で増幅、ノイズ除去などの信号処理を施される。更に波形整形回路で波形整形がなされ、入出力回路を介して降車地点通知部及び情報翻訳部等に出力される。しかしながら、静電気で帯電した人体の帯電電圧に基づくノイズの処理については特に行われていない。
では、上記信号送信部202から上記送信電極201へ到る信号線と上記入力端子213の間に接続されたコンデンサCを有している。上記試験用受信電極211からの信号と上記信号送信部202から送信されコンデンサCを介した信号が合成された合成信号が上記入力端子213へ入力されるように構成されている。本実施形態は人100がいない場合に、試験用受信電極211からは、信号送信部202から送信した信号と帯電電圧に係る信号が合成された信号が受信できないことに対応するものである。
人体の帯電電圧周波数信号は記憶手段308へ記憶され、図6の第2の実施形態に係る受信装置300と同様に処理が行われる。
201 送信電極 202 信号送信部
203 放電用電極 204 基準電圧ポイント
205 放電経路導通・非導通回路 206 帯電電圧検出手段
207 放電制御手段 208 帯電電圧周波数検出手段
209 送信周波数制御手段 211 試験用受信電極
212 帯電電圧周波数検出補助手段 213 入力端子
300 受信装置 301、301-1~301-4 受信電極 302 受信部 303 放電用電極
304 基準電圧ポイント 305 放電経路導通・非導通回路
306 帯電電圧検出手段 307 放電制御手段
308 記憶手段 309 試験用信号送信部
311 試験用送信電極 312 帯電電圧周波数検出手段
313 入力端子 314-1~314-4 FFT手段
315 第1のサンプリング回路 316 第2のサンプリング回路
317 信号変形手段 318 2値化回路
319 データ取出手段 321 第1の周波数受信回路
322 第2の周波数受信回路
Claims (20)
- 人体と容量結合する電界式人体通信用の送信電極に接続され、複数の周波数のいずれか1つの周波数を用いて送信信号を前記送信電極へ送信する信号送信部を有した送信装置と、人体と容量結合する電界式人体通信用の受信電極に接続された受信装置と、を備える電界式人体通信システムにおいて、
前記送信装置には、
放電用電極が接続され、
基準の電圧とされた電圧が得られる基準電圧ポイントと、
前記放電用電極と前記基準電圧ポイントとの間の放電経路を導通・非導通とする放電経路導通・非導通回路と、
前記送信電極を介して、静電気で帯電した人体の帯電電圧を検出する帯電電圧検出手段と、
前記帯電電圧検出手段により検出された電圧が所定閾値を超えているかを検出し、所定閾値を超えている場合には、前記放電経路導通・非導通回路の放電経路を導通にして強制放電させる放電制御手段と
を具備することを特徴とする電界式人体通信システム。 - 前記送信装置には、
前記放電用電極または前記送信電極を介して前記人体の帯電電圧の周波数を検出する帯電電圧周波数検出手段と、
前記放電制御手段の動作後に前記帯電電圧周波数検出手段を動作させて前記人体の帯電電圧の周波数を検出させると共に、前記信号送信部を制御し、前記帯電電圧周波数検出手段により検出された周波数を除く1周波数で送信信号を送信させる送信周波数制御手段と
を具備することを特徴とする請求項1に記載の電界式人体通信システム。 - 前記送信装置には、
人体と容量結合する試験用受信電極と、
前記試験用受信電極からの信号を入力する入力端子と、
前記信号送信部から所定周波数の送信信号を送信させ、前記入力端子から信号を入力して、この入力信号の周波数成分から前記信号送信部から送信した送信信号の周波数成分を除去して前記帯電電圧周波数検出手段へ与えて人体の帯電電圧の周波数を検出させる帯電電圧周波数検出補助手段と
を具備し、
前記送信周波数制御手段は、前記帯電電圧周波数検出補助手段の制御下で前記帯電電圧周波数検出手段により検出された周波数を除く1周波数で送信信号を送信させることを特徴とする請求項2に記載の電界式人体通信システム。 - 前記信号送信部から前記送信電極へ到る信号線と前記入力端子の間に接続されたコンデンサを有し、
前記試験用受信電極からの信号と前記信号送信部から送信された信号が合成された合成信号が前記入力端子へ入力されるように構成され、
前記帯電電圧周波数検出補助手段は、前記入力端子から前記合成信号を入力して、この合成信号の周波数成分から前記信号送信部から送信した送信信号の周波数成分を除去して前記帯電電圧周波数検出手段へ与えて人の帯電電圧の周波数を検出させることを特徴とする請求項3に記載の電界式人体通信システム。 - 前記受信装置には、
人体と容量結合する試験用送信電極と、
所定の周波数を用いて試験用送信信号を前記試験用送信電極へ送信する試験用信号送信部と
前記受信電極からの信号を入力する入力端子と、
前記試験用信号送信部から所定周波数の送信信号を送信させ、前記入力端子から信号を入力して、この入力信号の周波数成分から前記試験用信号送信部から送信した試験用送信信号の周波数成分を除去して人体の帯電電圧の周波数を検出する帯電電圧周波数検出手段と、
前記帯電電圧周波数検出手段に検出された帯電電圧周波数信号を記憶する記憶手段と、
前記送信装置の前記信号送信部から送信された送信信号を復元する場合に、前記記憶された帯電電圧周波数信号を用いて前記受信電極からの信号の周波数成分から不要周波数成分の除去を行うことを特徴とする請求項1に記載の電界式人体通信システム。 - 前記試験用信号送信部から前記試験用送信電極へ到る信号線と前記入力端子の間に接続されたコンデンサを有し、
前記受信電極からの信号と前記試験用信号送信部から送信された信号が合成された合成信号が前記入力端子へ入力されるように構成され、
前記帯電電圧周波数検出手段は、前記入力端子から前記合成信号を入力して、この合成信号の周波数成分から前記試験用信号送信部から送信した送信信号の周波数成分を除去して前記帯電電圧周波数信号を作成することを特徴とする請求項5に記載の電界式人体通信システム。 - 前記受信装置には、
放電用電極が接続され、
基準の電圧とされた電圧が得られる基準電圧ポイントと、
前記放電用電極と前記基準電圧ポイントとの間の放電経路を導通・非導通とする放電経路導通・非導通回路と、
前記受信電極を介して、静電気で帯電した人体の帯電電圧を検出する帯電電圧検出手段と、
前記帯電電圧検出手段により検出された電圧が所定閾値を超えているかを検出し、所定閾値を超えている場合には、前記放電経路導通・非導通回路の放電経路を導通にして強制放電させる放電制御手段と
を具備することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電界式人体通信システム。 - 前記受信装置には、
複数の受信電極が接続され、
高速フーリエ変換を行う高速フーリエ変換手段と、
を具備し、
全ての前記受信電極から信号を受信して時系列に蓄積し、前記フーリエ変換手段に前記受信電極毎の蓄積した信号を与えて高速フーリエ変換し、高速フーリエ変換した結果に基づき前記送信装置の前記信号送信部から送信された送信信号を復元することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電界式人体通信システム。 - 前記受信装置には、
複数の受信電極が接続され、
前記複数の受信電極からそれぞれ異なるタイミングで所定期間、信号を受信する前記複数の受信電極と同数のサンプリング回路と、
前記複数のサンプリング回路で受信した信号の全ての和信号または積信号を求める信号変形手段と、
前記和信号または積信号を所定波高閾値によりHレベルとLレベルに2値化する2値化回路と、
2値化のHレベルが概ね連続する期間の長さと2値化のLレベルが連続する長さに基づき、1と0のデータを取り出すデータ取出手段と
が備えられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電界式人体通信システム。 - 前記受信装置には、
複数の受信電極が接続され、
前記複数の受信電極から所定時間毎のサンプリングをそれぞれ異なる周波数で行って信号を受信する前記複数の受信電極と同数の周波数受信回路と、
前記複数の周波数受信回路で受信した信号の全ての和信号または積信号を求める信号変形手段と、
前記和信号または積信号を所定波高閾値によりHレベルとLレベルに2値化する2値化回路と、
2値化のHレベルが概ね連続する期間の長さと2値化のLレベルが連続する長さに基づき、1と0のデータを取り出すデータ取出手段と
が備えられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電界式人体通信システム。 - 人体と容量結合する電界式人体通信用の送信電極に接続され、複数の周波数のいずれか1つの周波数を用いて送信信号を前記送信電極へ送信する信号送信部を有した送信装置と、人体と容量結合する電界式人体通信用の受信電極に接続された受信装置と、を備える電界式人体通信システムの前記送信装置において、
放電用電極が接続され、
基準の電圧とされた電圧が得られる基準電圧ポイントと、
前記放電用電極と前記基準電圧ポイントとの間の放電経路を導通・非導通とする放電経路導通・非導道通回路と、
前記送信電極を介して、静電気で帯電した人体の帯電電圧を検出する帯電電圧検出手段と、
前記帯電電圧検出手段により検出された電圧が所定閾値を超えているかを検出し、所定閾値を超えている場合には、前記放電経路導通・非導通回路の放電経路を導通にして強制放電させる放電制御手段と
を具備することを特徴とする電界式人体通信システムの送信装置。 - 前記放電用電極または前記送信電極を介して前記人体の帯電電圧の周波数を検出する帯電電圧周波数検出手段と、
前記放電制御手段の動作後に前記帯電電圧周波数検出手段を動作させて前記人体の帯電電圧の周波数を検出させると共に、前記信号送信部を制御し、前記帯電電圧周波数検出手段により検出された周波数を除く1周波数で送信信号を送信させる送信周波数制御手段と
を具備することを特徴とする請求項11に記載の電界式人体通信システムの送信装置。 - 人体と容量結合する試験用受信電極と、
前記試験用受信電極からの信号を入力する入力端子と、
前記信号送信部から所定周波数の送信信号を送信させ、前記入力端子から信号を入力して、この入力信号の周波数成分から前記信号送信部から送信した送信信号の周波数成分を除去して前記帯電電圧周波数検出手段へ与えて人体の帯電電圧の周波数を検出させる帯電電圧周波数検出補助手段と
を具備し、
前記送信周波数制御手段は、前記帯電電圧周波数検出補助手段の制御下で前記帯電電圧周波数検出手段により検出された周波数を除く1周波数で送信信号を送信させることを特徴とする請求項12に記載の電界式人体通信システムの送信装置。 - 前記信号送信部から前記送信電極へ到る信号線と前記入力端子の間に接続されたコンデンサを有し、
前記試験用受信電極からの信号と前記信号送信部から送信された信号が合成された合成信号が前記入力端子へ入力されるように構成され、
前記帯電電圧周波数検出補助手段は、前記入力端子から前記合成信号を入力して、この合成信号の周波数成分から前記信号送信部から送信した送信信号の周波数成分を除去して前記帯電電圧周波数検出手段へ与えて人体の帯電電圧の周波数を検出させることを特徴とする請求項13に記載の電界式人体通信システムの送信装置。 - 人体と容量結合する電界式人体通信用の送信電極に接続され、複数の周波数のいずれか1つの周波数を用いて送信信号を前記送信電極へ送信する信号送信部を有した送信装置と、人体と容量結合する電界式人体通信用の受信電極に接続された受信装置と、を備える電界式人体通信システムの前記受信装置において、
放電用電極が接続され、
基準の電圧とされた電圧が得られる基準電圧ポイントと、
前記放電用電極と前記基準電圧ポイントとの間の放電経路を導通・非導通とする放電経路導通・非導通回路と、
前記受信電極を介して、静電気で帯電した人体の帯電電圧を検出する帯電電圧検出手段と、
前記帯電電圧検出手段により検出された電圧が所定閾値を超えているかを検出し、所定閾値を超えている場合には、前記放電経路導通・非導通回路の放電経路を導通にして強制放電させる放電制御手段と
を具備することを特徴とする電界式人体通信システムの受信装置。 - 人体と容量結合する試験用送信電極と、
所定の周波数を用いて試験用送信信号を前記試験用送信電極へ送信する試験用信号送信部と
前記受信電極からの信号を入力する入力端子と、
前記試験用信号送信部から所定周波数の送信信号を送信させ、前記入力端子から信号を入力して、この入力信号の周波数成分から前記試験用信号送信部から送信した試験用送信信号の周波数成分を除去して人体の帯電電圧の周波数を検出する帯電電圧周波数検出手段と、
前記帯電電圧周波数検出手段に検出された帯電電圧周波数信号を記憶する記憶手段と、
前記送信装置の前記信号送信部から送信された送信信号を復元する場合に、前記記憶された帯電電圧周波数信号を用いて前記受信電極からの信号の周波数成分から不要周波数成分の除去を行うことを特徴とする請求項15に記載の電界式人体通信システムの受信装置。 - 前記試験用信号送信部から前記試験用送信電極へ到る信号線と前記入力端子の間に接続されたコンデンサを有し、
前記受信電極からの信号と前記試験用信号送信部から送信された信号が合成された合成信号が前記入力端子へ入力されるように構成され、
前記帯電電圧周波数検出手段は、前記入力端子から前記合成信号を入力して、この合成信号の周波数成分から前記試験用信号送信部から送信した送信信号の周波数成分を除去して前記帯電電圧周波数信号を作成することを特徴とする請求項16に記載の電界式人体通信システムの受信装置。 - 複数の受信電極が接続され、
高速フーリエ変換を行う高速フーリエ変換手段と、
を具備し、
全ての前記受信電極から信号を受信して時系列に蓄積し、前記フーリエ変換手段に前記受信電極毎の蓄積した信号を与えて高速フーリエ変換し、高速フーリエ変換した結果に基づき前記送信装置の前記信号送信部から送信された送信信号を復元することを特徴とする請求項15乃至17のいずれか1項に記載の電界式人体通信システムの受信装置。 - 複数の受信電極が接続され、
前記複数の受信電極からそれぞれ異なるタイミングで所定期間、信号を受信する前記複数の受信電極と同数のサンプリング回路と、
前記複数のサンプリング回路で受信した信号の全ての和信号または積信号を求める信号変形手段と、
前記和信号または積信号を所定波高閾値によりHレベルとLレベルに2値化する2値化回路と、
2値化のHレベルが概ね連続する期間の長さと2値化のLレベルが連続する長さに基づき、1と0のデータを取り出すデータ取出手段と
が備えられていることを特徴とする請求項15乃至17のいずれか1項に記載の電界式人体通信システムの受信装置。 - 複数の受信電極が接続され、
前記複数の受信電極から所定時間毎のサンプリングをそれぞれ異なる周波数で行って信号を受信する前記複数の受信電極と同数の周波数受信回路と、
前記複数の周波数受信回路で受信した信号の全ての和信号または積信号を求める信号変形手段と、
前記和信号または積信号を所定波高閾値によりHレベルとLレベルに2値化する2値化回路と、
2値化のHレベルが概ね連続する期間の長さと2値化のLレベルが連続する長さに基づき、1と0のデータを取り出すデータ取出手段と
が備えられていることを特徴とする請求項15乃至17のいずれか1項に記載の電界式人体通信システムの受信装置。
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JP7311799B2 (ja) | 2023-07-20 |
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