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1. (WO2017098951) SENDING/RECEIVING DEVICE, METHOD FOR SENDING/RECEIVING, AND PROGRAM
Document

明 細 書

発明の名称 送受信装置、および送受信方法、並びにプログラム

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006   0007   0008  

課題を解決するための手段

0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018  

発明の効果

0019  

図面の簡単な説明

0020  

発明を実施するための形態

0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112  

符号の説明

0113  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16  

明 細 書

発明の名称 : 送受信装置、および送受信方法、並びにプログラム

技術分野

[0001]
 本開示は、送受信装置、および送受信方法、並びにプログラムに関し、特に、人体通信における伝送特性を向上できるようにした送受信装置、および送受信方法、並びにプログラムに関する。

背景技術

[0002]
 BAN(Body Area Network)と呼ばれる人体通信網を介した、一般に人体通信と呼ばれる通信技術が一般に普及しつつある(例えば、特許文献1参照)。
[0003]
 BANは、人体の表面や内部に置いたセンサなどの情報をワイヤレスで収集することを想定した無線ネットワークである。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2006-324774号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 ところで、人体通信で使用される送受信装置の電極構成は、2極の構成と、3極の構成とに大別される。
[0006]
 この2極の構成と、3極の構成とでは、送信時と受信時とで伝送特性の優位性が変化する。
[0007]
 すなわち、送信時においては、3極の構成である方が、2極の構成よりも有利な構成となるが、受信時においては、2極の構成である方が、3極の構成よりも有利な構成となる。
[0008]
 本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、特に、人体通信における送受信装置の構成において、送信時および受信時のいずれにおいても伝送特性を有利な構成とすることで、伝送特性を向上させるものである。

課題を解決するための手段

[0009]
 本開示の一側面の情報処理装置は、人体を通信媒体とした、信号の送信時に使用する3極の電極と、前記人体を通信媒体とした、前記信号の受信時に使用する2極の電極と、前記信号の送信時に前記3極の電極を機能させ、前記信号の受信時に前記2極の電極を機能させるように切り替える切り替え部とを含む送受信装置である。
[0010]
 前記切り替え部には、前記信号の送信時に、前記3極の電極を機能させ、かつ、前記2極の電極を機能させないように切り替えさせ、前記信号の受信時に、前記3極の電極を機能させないように、かつ、前記2極の電極を機能させるように切り替えるようにさせることができる。
[0011]
 前記3極の電極には、差動出力により信号を送信する送信ドライバの一方に接続される電極と他方に接続される電極とを含ませるようにすることができ、前記2極の電極には、受信する信号を増幅する増幅部の入力に接続される電極を含ませるようにすることができる。
[0012]
 前記3極の電極、および前記2極の電極には、通信媒体である人体に接触する人体側電極と、空間側に設けられた空間側電極と、回路が設けられた回路基板の電極として機能するGndパターンを有する回路基板Gndとを含ませるようにすることができる。
[0013]
 前記3極の電極には、前記人体側電極、前記空間側電極、および前記回路基板Gndを独立して含ませるようにすることができ、前記2極の電極には、前記人体側電極と、前記空間側電極および前記回路基板Gndとが一体となった電極とを含ませるようにすることができる。
[0014]
 前記切り替え部には、前記空間側電極、および前記回路基板Gndを電気的に接触、または、非接触に切り替えさせ、前記送信時には、前記切り替え部が、前記空間側電極、および前記回路基板Gndを電気的に非接触状態とさせることにより、前記人体側電極、前記空間側電極、および前記回路基板Gndを独立した3極の電極構成とすることで、前記3極の電極を機能させ、前記受信時には、前記切り替え部が、前記空間側電極、および前記回路基板Gndを電気的に接触状態とさせることにより、前記空間側電極および前記回路基板Gndを一体とした電極構成とすることで、前記2極の電極構成とすることで、前記2極の電極を機能させるようにすることができる。
[0015]
 前記人体側電極と前記空間側電極との間には、所定のインピーダンスが設けられるようにすることができる。
[0016]
 本開示の一側面の送受信方法は、人体を通信媒体とした、信号の送信時に使用する3極の電極と、前記人体を通信媒体とした、前記信号の受信時に使用する2極の電極とを含む送受信装置の送受信方法であって、前記信号の送信時に前記3極の電極を機能させ、前記信号の受信時に前記2極の電極を機能させるように切り替える送受信方法である。
[0017]
 本開示の一側面のプログラムは、人体を通信媒体とした、信号の送信時に使用する3極の電極と、前記人体を通信媒体とした、前記信号の受信時に使用する2極の電極とを含む送受信装置を制御するコンピュータを、前記信号の送信時に前記3極の電極を機能させ、前記信号の受信時に前記2極の電極を機能させるように切り替える切り替え部として機能させるプログラムである。
[0018]
 本開示の一側面においては、人体を通信媒体とした、信号の送信時には、3極の電極が機能し、前記人体を通信媒体とした、前記信号の受信時には、2極の電極が機能するように切り替えられる。

発明の効果

[0019]
 本開示の一側面によれば、人体通信における送受信時の伝送特性を向上させることが可能となる。

図面の簡単な説明

[0020]
[図1] 従来の送受信装置の構成を説明する図である。
[図2] 図1の送受信装置における2極構成と3極構成とを説明する図である。
[図3] 本開示の送受信装置の外観を説明する外観斜視図である。
[図4] 図3の送受信装置の側面断面図である。
[図5] 図3の送受信装置の等価回路を説明するブロック図である。
[図6] 図5の送受信装置の送信時の動作を説明する図である。
[図7] 図5の送受信装置における送信時の3極構成の2極構成に対する優位性を説明する図である。
[図8] 図5の送受信装置における受信時の2極構成の3極構成に対する優位性を説明する図である。
[図9] 図5の送受信装置による送受信処理を説明するフローチャートである。
[図10] 図3の送受信装置の第1の変形例を説明する図である。
[図11] 図10の送受信装置の送信時の動作を説明する図である。
[図12] 図10の送受信装置の受信時の動作を説明する図である。
[図13] 図3の送受信装置の第2の変形例を説明する図である。
[図14] 図13の送受信装置の送信時の動作を説明する図である。
[図15] 図13の送受信装置の受信時の動作を説明する図である。
[図16] 汎用のパーソナルコンピュータの構成例を説明する図である。

発明を実施するための形態

[0021]
 以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
[0022]
 <従来の人体通信を利用した通信システム>
 図1は、本開示の技術を適用した人体通信を利用した通信システムの一実施の形態に係る構成例を示す図である。
[0023]
 図1において、通信システム11は、送信装置31、受信装置32、および通信媒体33により構成され、送信装置31と受信装置32とが通信媒体33を介して信号を送受信するシステムである。つまり、通信システム11において、送信装置31より送信された信号は、通信媒体33を介して伝送され、受信装置32により受信される。
[0024]
 送信装置31は、送信基準電極51、送信信号電極52、および送信部53を有している。送信信号電極52は、通信媒体33を介して伝送させる信号を送信するために設けられた電極対の一方の電極であり、その電極対の他方の電極である送信基準電極51よりも通信媒体33に対して静電結合が強くなるように設けられる。送信部53は、送信信号電極52と送信基準電極51との間に設けられ、これらの電極間に受信装置32へ伝達したい電気信号(電位差)を与える。
[0025]
 受信装置32は、受信基準電極71、受信信号電極72、および受信部73を有している。受信信号電極72は、通信媒体33を介して伝送される信号を受信するために設けられた電極対の一方の電極であり、その電極対の他方の電極である受信基準電極71よりも通信媒体33に対して静電結合が強くなるように設けられる。受信部73は、受信信号電極72と受信基準電極71との間に設けられ、通信媒体33を介して伝送される信号によってこれらの電極間に生じた電気信号(電位差)を検知し、その電気信号を所望の電気信号に変換し、送信装置31の送信部53で生成された電気信号を復元する。
[0026]
 通信媒体33は、電気信号を伝達可能な物理的特性を有する物質、例えば、導電体や誘電体等により構成される。例えば、通信媒体33は、銅、鉄、またはアルミ等の金属に代表される導電体、純水、ゴム、ガラス等に代表される誘電体、または、これらの複合体である生体等や、食塩水等の電解液のように、導体としての性質と誘電体としての性質を併せ持つ素材により構成される。また、この通信媒体33の形状はどのようなものであってもよく、例えば、線状、板状、球状、角柱、または円柱等であってもよく、さらにこれら以外の任意の形状であってもよい。
[0027]
 このような構成により、送信装置31の送信信号電極52より通信媒体33である人体を経由して、受信装置32の受信信号電極72に微弱な電流が流れる。この信号が流れる経路を人体側経路と称するものとする。
[0028]
 また、人体側経路で送信装置31から受信装置32に流れた信号電流は、同じ量が受信装置32から送信装置31に戻る。通信媒体33である人体からみて離れた位置に設けられた受信基準電極71より、周辺空間の電界を変化せて、送信基準電極51により電気信号を伝達させる。この経路を空間側経路と称するものとする。
[0029]
 <送信装置および受信装置の構成>
 送信装置31および受信装置32は、大きく2種類の構成が提案されており、一方が、図2の上段で示されるような2極構成であり、他方が、図2の下段で示されるような3極構成である。
[0030]
 2極構成では、送信装置31が、電気信号を発生する送信部53より送信信号電極52を構成する電極と、送信基準電極51に対応する電極とから構成される。また、2極構成では、受信装置32が、電気信号を受信する受信部73より受信信号電極72を構成する電極と、受信基準電極71に対応する電極とから構成される。
[0031]
 これに対して、3極構成では、送信装置31が、電気信号を発生する送信部53より送信信号電極52を構成する電極、および、送信基準電極51に対応する電極に加えて、回路基板91からなる電極を加えた構成とされている。また、受信装置32が、電気信号を受信する受信部73より受信信号電極72を構成する電極、および受信基準電極71に対応する電極に加えて、回路基板101からなる電極を加えた構成とされている。
[0032]
 この2極構成と3極構成とにおいては、通信特性が異なり、送信時と受信時とにおける優位性が異なる。すなわち、送信時においては、3極構成である方が、2極構成よりも有利な通信特性となるが、受信時においては、2極構成である方が、3極構成よりも有利な通信特性となる。
[0033]
 このようなことから、いずれか一方の構成を採用すると、送信時、または、受信時のいずれかで有利な通信特性を得ることができるが、同時に、そのいずれかにおいて、有利な通信特性を得ることができない。
[0034]
 <本開示の送受信装置の構成例>
 そこで、本開示の送受信装置においては、送信時に3極構成となるように動作し、受信時に2極構成となるように動作させるものとした。
[0035]
 図3は、本開示の送信時に3極構成となるように動作し、受信時に2極構成となるように動作させるようにした送受信装置111の構成例を示したものである。
[0036]
 本開示の送受信装置111は、例えば、円盤状の外観構成とされており、図3の左上部における上面が人体からなる通信媒体33に非接触の空間側電極121とされ、図3の左上部における下面が人体からなる通信媒体33に接触する人体側電極122とされている。
[0037]
 さらに、図3の左下部からなる概略断面図で示されるように、空間側電極121と人体側電極122との間には、回路基板131が設けられている。尚、空間側電極121、人体側電極122、および、回路基板131は、それぞれ図2の送信装置31における、送信基準電極51、送信信号電極52、および、回路基板91であり、受信装置32の受信基準電極71、受信信号電極72、および、回路基板101に対応するものである。
[0038]
 このため、例えば、図3の右部で示されるように、送受信装置111は、ベルト112に腕時計のように取り付けられることで、人体に装着されるウェアラブル端末として機能させることもできる。すなわち、この場合、ベルト112を使用して、送受信装置111を装着した場合、人体側電極122は、ベルト112を装着した人体の腕に接触した状態となり、その反対面となる空間側電極121は、空間にさらされた状態となる。
[0039]
 <送受信装置の詳細な構成例>
 次に、図4の側面断面図を参照して、送受信装置111の詳細な構成について説明する。
[0040]
 図4においては、下部に通信媒体33である人体が描かれており、その上に送受信装置111が載置された状態の側面断面が描かれている。
[0041]
 上から空間側電極121、バッテリ132、回路基板131、および人体側電極122の順序で構成されている。
[0042]
 回路基板131には、各種の基板搭載部品131aが、はんだ等により接着されて搭載されている。図4においては、回路基板131における基板搭載部品131aが搭載されている面の背面側に(図中の上側に)、送受信装置111を駆動するための電力を供給するバッテリ132が搭載されており、図4においては、図中左部の配線により電気的に接続されていることが示されている。
[0043]
 また、回路基板131は、基板搭載部品131aにより上述した送信部53、および受信部73に対応する構成が設けられている。
[0044]
 さらに、回路基板131においては、基板搭載部品131aにより構成される送信部53、および受信部73が、空間側電極121、および人体側電極122と配線により電気的に接続されている。
[0045]
 尚、回路基板131は、通常、配線面が多層構造になっている。この多層構造となっている配線面のうち、少なくとも1面全体がGndとして使われ、その他の面も信号の配線以外はGndパターンが敷きつめられる。また、DC(直流)電源も太い線で配線されたり、大きな面積のパターンにされる。そのDC電源は、交流的にはGndと同じ電位になっている。よって、回路基板131は、全面Gnd電位の電極と見なせる。そこで、以降においては、この回路基板131は、回路基板電極(回路基板Gnd)131とも称する。
[0046]
 <図4の送受信装置により実現される機能>
 図5の機能ブロック図を参照して、図4の送受信装置111により実現される機能について説明する。
[0047]
 送受信装置111は、空間側電極121、人体側電極122、回路基板(回路基板電極(回路基板Gnd))131、出力ドライバ141、受信入力アンプ(Amplifier)142、およびスイッチ(SW)143を備えている。
[0048]
 出力ドライバ(TX)141は、空間側電極121、人体側電極122、および回路基板131を利用して、差動出力により送信信号を空間側経路および人体側経路から出力する。
[0049]
 受信入力アンプ(RX)142は、空間側電極121、人体側電極122、および回路基板131を利用して受信信号を空間側経路および人体側経路から受信し、信号を増幅して出力する。
[0050]
 スイッチ(SW)143は、電気的に空間側電極121と回路基板131とを接続する、または、絶縁する。より詳細には、スイッチ143は、送信時においてオフとなり、空間側電極121と回路基板131とを絶縁し、送受信装置111を、空間側電極121、人体側電極122、および回路基板131の3極構成とする。また、スイッチ143は、受信時においてオンとなり、空間側電極121と回路基板131とを電気的に接続し、送受信装置111を、人体側電極122と、空間側電極121および回路基板131を一体とした電極との2極構成とする。
[0051]
 送受信装置111は、スイッチ143をオンまたはオフのいずれかに切り替えることにより、3極構成、または2極構成のいずれかに切り替えて、送信時、および受信時のそれぞれの伝送特性を優位にしている。
[0052]
 <送信時における3極構成の動作>
 次に、図6を参照して、送信時における3極構成の動作について説明する。
[0053]
 図6の中央上部は、空間側電極121、人体側電極122、および回路基板131の構成だけを抜き出した側面断面を示している。また、図6の中央下部は、図6の中央上部の構成における等価回路を示している。すなわち、空間側電極121および回路基板131間には送信ドライバ141aが設けられており、人体側電極122および回路基板131間には送信ドライバ141bが設けられている。
[0054]
 この送信ドライバ141a,141bは、図6の左下部で示されるように、回路基板131をグランドGndとしたとき、それぞれ極性が異なるドライバである。したがって、それぞれの出力信号は、図6の左上部で示されるように、逆位相の同一の電圧vの波形となり、これが差動出力となる。尚、図6の左上部においては、上から、空間側電極121の電位、グランドGndである回路基板131の電位、人体側電極122の電位である。
[0055]
 このような構成であるため、伝送媒体33である人体側を基準電圧としてみると、図6の右下部で示されるように、回路基板131の電位と、空間側電極121の電位とは、同位相になる。さらに、図6の右上部で示されるように、空間側電極121の電位は、図6の左上部における場合と比較して、2倍の電圧2vとなり、送信時の伝送特性として優位となる。
[0056]
 <送信時の3極構成の2極構成に対する優位性>
 次に、送信時の3極構成の2極構成に対する優位性について説明する。
[0057]
 空間側電極121、人体側電極122、および回路基板131を2極構成とする場合、3種類の構成が考えられる。
[0058]
 すなわち、図7の右上部で示されるように、回路基板131と人体側電極122のみで構成する例、図7の右中部で示されるように、回路基板131と空間側電極121のみで構成する例、並びに、図7の右下部で示されるように、スイッチ143をオンにして回路基板131と空間側電極121とを短絡した1枚の電極とし、さらに、人体側電極122とで2極構成とする3種類の例が考えられる。
[0059]
 しかしながら、右上部および右中部はいずれも3極構成と比べて、電極の面積が低減すると共に、最大出力電圧もvにとどまる。また、右下部においては、電極面積は、3極構成と同一ではあるが、最大出力電圧がvにとどまる。
[0060]
 したがって、いずれにおいても、図7の左部で示されるように、送信時には、3極構成の方が2極構成よりも優位である。
[0061]
 <受信時の2極構成の3極構成に対する優位性>
 次に、受信時の2極構成の3極構成に対する優位性について説明する。
[0062]
 図8左部で示されるように、受信入力アンプ142の正入力端子へと信号を入力する空間側電極121のグランドGndである回路基板131からのインピーダンスと、受信入力アンプ142の負入力端子へと信号を入力する人体側電極122のグランドGndである回路基板131からのインピーダンスとは、いずれも等しい(=z/2)である。
[0063]
 このとき、スイッチ143がオフであり、回路基板(回路基板電極)131と空間側電極121が独立して3極構成である場合、回路基板131と人体側電極122間のインピーダンスは、空間側電極121と人体側電極122間のインピーダンスの半分(=z/2)になる。
[0064]
 一方、スイッチ143がオンになり、回路基板(回路基板電極)131と空間側電極121が短絡して2極構成である場合、回路基板131と人体側電極122間のインピーダンスは、空間側電極121と人体側電極122間のインピーダンスと同一のインピーダンス(=z)となる。
[0065]
 空間側経路のインピーダンスは、送受信の電極間の容量になる。受信信号レベルは、送信信号が、受信装置の入力インピーダンスと、空間経路のインピーダンスの比で減衰して決まるから、入力インピーダンスが大きいほど、ほぼ比例して受信信号も大きくなる。
[0066]
 このような構成により、波形(電極に何も接続されないときの波形レベルのイメージ)で示されるように、2極構成であるときの回路基板131の電位は、3極構成であるときの倍となる。
[0067]
 結果として、3極構成であるよりも、2極構成である方が、受信入力アンプ142の正入力端子への入力電圧が高くなるので、受信感度を向上させることが可能となる。
[0068]
 <送受信処理>
 次に、図9のフローチャートを参照して、図5の送受信装置111の送受信処理について説明する。
[0069]
 ステップS11において、回路基板131は、送信時であるか否かを判定する。ステップS11において、送信時であるとみなされた場合、処理は、ステップS12に進む。
[0070]
 ステップS12において、回路基板131は、スイッチ143をオフに制御することにより、空間側電極121と回路基板131とがそれぞれ独立した電極とされることにより、送受信装置111を3極構成で機能させる。このような動作により、送信時に優位とされる3極構成で機能させる。このような動作により、送信時に優位とされる3極構成で機能させることが可能となる。
[0071]
 尚、ステップS11において、送信時ではないとみなされた場合、ステップS12の処理はスキップされる。
[0072]
 ステップS13において、回路基板131は、受信時であるか否かを判定する。ステップS13において、受信時であるとみなされた場合、処理は、ステップS14に進む。
[0073]
 ステップS14において、回路基板131は、スイッチ143をオンに制御することにより、空間側電極121と回路基板131とが一体とした電極とされることにより、送受信装置111を2極構成で機能させる。このような動作により、受信時に優位とされる2極構成で機能させることが可能となる。
[0074]
 尚、ステップS13において、受信時ではないとみなされた場合、ステップS14の処理はスキップされる。
[0075]
 ステップS15において、回路基板131は、処理が終了か否かを判定し、終了ではない場合、処理は、ステップS11に戻り、それ以降の処理が繰り返される。そして、ステップS15において、終了であるとみなされた場合、処理は、終了する。
[0076]
 以上の処理により、送信時に優位とされる3極構成とし、受信時に優位とされる2極構成とすることにより、送信時、および受信時のそれぞれにおいて伝送特性を向上させることが可能となる。
[0077]
 <第1の変形例>
 送受信装置111は、スイッチのオンおよびオフを切り替えることで、2極構成と3極構成とを切り替えられるようにした構成の一例であるが、2極構成と、3極構成とを切り替えられる構成であれば、他の構成であってもよいものであり、例えば、図10で示されるような構成であってもよい。
[0078]
 尚、図10の送受信装置111の構成において、図5の送受信装置111の構成と同一の機能を備えた構成については、同一の符号、および同一の名称を付しており、その説明については適宜省略するものとする。
[0079]
 すなわち、図10の回路基板131は、LSI(Large Scale Integration)150より構成されている。LSI150は、ドライバ141a,141b、受信入力アンプ(LNA:Low Noise Amplifier)142、スイッチ(SW)151乃至153、送信信号処理部161、および受信信号処理部162を備えている。
[0080]
 送信信号処理部161は、送信信号をドライバ141a,141b、および、スイッチ(SW)151乃至153を制御して、空間側電極121、回路基板131、および人体側電極122の3極構成で送信する。
[0081]
 スイッチ151は、ドライバ141aと空間側電極121との電気的な接続を切り替える。スイッチ152は、ドライバ141bと人体側電極122との電気的な接続を切り替える。スイッチ153は、受信入力アンプ142の空間側電極121を、回路基板131の電位である接地電位(GND)とするか否かを切り替える。
[0082]
 受信入力アンプ142の空間側電極121、および人体側電極122の入力端子の電位間には、インピーダンス(=z)154が設けられている。受信信号処理部162は、受信入力アンプ142の出力信号を信号処理する。
[0083]
 送信時には、図11で示されるように、スイッチ151,152がオンとされ、スイッチ153がオフとされることにより、図中の太線で示される経路が通電し、送信信号処理部161より出力される信号が、空間側電極121、回路基板131、および人体側電極122からなる3極構成で送信される。
[0084]
 一方、受信時には、図12で示されるように、スイッチ151,152がオフとされ、スイッチ153がオンとされることにより、図中の太線で示される経路が通電し、空間側電極121、および回路基板131が一体とした電極として構成され、人体側電極122と共に2極構成で送信されてくる信号が受信され、受信信号に応じて受信入力アンプ142より出力される信号が受信信号処理部162により処理される。
[0085]
 以上のように、図10の送受信装置111においても、送信時には3極構成とされ、かつ、受信時には2極構成とされることにより、送信時、および受信時のいずれにおいても高い伝送特性とすることができる。
[0086]
 尚、図10の送受信装置111における送受信処理についても、図9のフローチャートを参照して説明した処理と同一であるので、その説明は省略する。ただし、スイッチ143に代えて、スイッチ151乃至153の動作により3極構成および2極構成を切り替える。すなわち、送信時においては、スイッチ151,152をオンとして、スイッチ153をオフとすることで3極構成とし、受信時においては、スイッチ151,152をオフとして、スイッチ153をオンとすることで2極構成とする。
[0087]
 <第2の変形例>
 また、送受信装置111は、例えば、以下の図13で示されるような構成であってもよい。
[0088]
 尚、図13の送受信装置111の構成において、図10の送受信装置111の構成と同一の機能を備えた構成については、同一の符号、および同一の名称を付しており、その説明については適宜省略するものとする。
[0089]
 すなわち、図13の送受信装置111において、図10の送受信装置111と異なる点は、スイッチ153に代えて、スイッチ171を設け、受信入力アンプ142の人体側電極122からの入力端子と、回路基板131との間にインピーダンス(=z)154を設けた点である。
[0090]
 すなわち、スイッチ171は、空間側電極121を、回路基板131上に接地するか否かを切り替える。スイッチ151,152がオフとされ、スイッチ171がオンとされることで、空間側電極121が回路基板131上に接地されることにより、空間側電極121と回路基板131とが一体化されると共に、人体側電極122との間にインピーダンス154の関係が成立するので、2極構成とされる。
[0091]
 逆に、スイッチ171がオフとされて、スイッチ151,152がオンとされることにより、図10における送受信装置111と同様に3極構成とされる。
[0092]
 すなわち、送信時には、図14で示されるように、スイッチ151,152がオンとされ、スイッチ171がオフとされることにより、図中の太線で示される経路が通電し、送信信号処理部161より出力される信号が、空間側電極121、回路基板131、および人体側電極122からなる3極構成で送信される。
[0093]
 一方、受信時には、図15で示されるように、スイッチ151,152がオフとされ、スイッチ171がオンとされることにより、図中の太線で示される経路が通電し、空間側電極121、および回路基板131が一体化した電極として構成され、人体側電極122と共に2極構成で送信されてくる信号が受信され、受信信号に応じて受信入力アンプ142より出力される信号が受信信号処理部162により処理される。
[0094]
 以上のように、図13の送受信装置111においても、送信時には3極構成とされ、かつ、受信時には2極構成とされることにより、送信時、および受信時のいずれにおいても高い伝送特性とすることができる。
[0095]
 尚、図13の送受信装置111における送受信処理についても、図9のフローチャートを参照して説明した処理と同一であるので、その説明は省略する。ただし、スイッチ143に代えて、スイッチ151,152,171の動作により3極構成および2極構成を切り替える。すなわち、送信時においては、スイッチ151,152をオンとして、スイッチ171をオフとすることで3極構成とし、受信時においては、スイッチ151,152をオフとして、スイッチ171をオンとすることで2極構成とする。
[0096]
 また、以上の送受信装置111においては、3極構成と2極構成とをスイッチのオンオフにより、3極構成として機能させ、2極構成としては機能させない状態、または、2極構成として機能させ、3極構成としては機能させない状態の、いずれかに切り替える例について説明してきたが、物理的に、3極構成の電極と、2極構成の電極とを、それぞれ個別に構成し、送信時には、3極構成の電極を利用して、受信時には2極構成の電極を利用するようにしてもよい。
[0097]
 さらに、送信信号処理部と3極構成の電極とからなる送信処理ブロックと、受信信号処理部と2極構成の電極とからなる送信処理ブロックとを、それぞれ個別に設けて、それぞれを同時に動作させるようにしてもよい。
[0098]
 以上の如く、本開示の人体通信における送受信装置によれば、送信時においても、受信時においても、高い伝送特性で送受信することが可能となる。
[0099]
 <ソフトウェアにより実行させる例>
 ところで、上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体からインストールされる。
[0100]
 図16は、汎用のパーソナルコンピュータの構成例を示している。このパーソナルコンピュータは、CPU(Central Processing Unit)1001を内蔵している。CPU1001にはバス1004を介して、入出力インタ-フェイス1005が接続されている。バス1004には、ROM(Read Only Memory)1002およびRAM(Random Access Memory)1003が接続されている。
[0101]
 入出力インタ-フェイス1005には、ユーザが操作コマンドを入力するキーボード、マウスなどの入力デバイスよりなる入力部1006、処理操作画面や処理結果の画像を表示デバイスに出力する出力部1007、プログラムや各種データを格納するハードディスクドライブなどよりなる記憶部1008、LAN(Local Area Network)アダプタなどよりなり、インターネットに代表されるネットワークを介した通信処理を実行する通信部1009が接続されている。また、磁気ディスク(フレキシブルディスクを含む)、光ディスク(CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)を含む)、光磁気ディスク(MD(Mini Disc)を含む)、もしくは半導体メモリなどのリムーバブルメディア1011に対してデータを読み書きするドライブ1010が接続されている。
[0102]
 CPU1001は、ROM1002に記憶されているプログラム、または磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリ等のリムーバブルメディア1011ら読み出されて記憶部1008にインストールされ、記憶部1008からRAM1003にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM1003にはまた、CPU1001が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
[0103]
 以上のように構成されるコンピュータでは、CPU1001が、例えば、記憶部1008に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース1005及びバス1004を介して、RAM1003にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
[0104]
 コンピュータ(CPU1001)が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア1011に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。
[0105]
 コンピュータでは、プログラムは、リムーバブルメディア1011をドライブ1010に装着することにより、入出力インタフェース1005を介して、記憶部1008にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部1009で受信し、記憶部1008にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM1002や記憶部1008に、あらかじめインストールしておくことができる。
[0106]
 なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
[0107]
 また、本明細書において、システムとは、複数の構成要素(装置、モジュール(部品)等)の集合を意味し、すべての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、及び、1つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている1つの装置は、いずれも、システムである。
[0108]
 なお、本開示の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
[0109]
 例えば、本開示は、1つの機能をネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。
[0110]
 また、上述のフローチャートで説明した各ステップは、1つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
[0111]
 さらに、1つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その1つのステップに含まれる複数の処理は、1つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
[0112]
 尚、本開示は、以下のような構成も取ることができる。
<1> 人体を通信媒体とした、信号の送信時に使用する3極の電極と、
 前記人体を通信媒体とした、前記信号の受信時に使用する2極の電極と、
 前記信号の送信時に前記3極の電極を機能させ、前記信号の受信時に前記2極の電極を機能させるように切り替える切り替え部と
 を含む送受信装置。
<2> 前記切り替え部は、前記信号の送信時に、前記3極の電極を機能させ、かつ、前記2極の電極を機能させないように切り替え、前記信号の受信時に、前記3極の電極を機能させないように、かつ、前記2極の電極を機能させるように切り替える
 <1>に記載の送受信装置。
<3> 前記3極の電極は、差動出力により信号を送信する送信ドライバの一方に接続される電極と他方に接続される電極とを含み、
 前記2極の電極は、受信する信号を増幅する増幅部の入力に接続される電極を含む
 <1>に記載の送受信装置。
<4> 前記3極の電極、および前記2極の電極は、
  通信媒体である人体に接触する人体側電極と、
  空間側に設けられた空間側電極と、
  回路が設けられた回路基板の電極として機能するGndパターンを有する回路基板Gndとを含む
 <1>に記載の送受信装置。
<5> 前記3極の電極は、前記人体側電極、前記空間側電極、および前記回路基板Gndを独立して含み、
 前記2極の電極は、前記人体側電極と、前記空間側電極および前記回路基板Gndが一体となった電極とを含む
 <4>に記載の送受信装置。
<6> 前記切り替え部は、前記空間側電極、および前記回路基板Gndを電気的に接触、または、非接触に切り替え、
 前記送信時には、前記切り替え部が、前記空間側電極、および前記回路基板Gndを電気的に非接触状態とさせることにより、前記人体側電極、前記空間側電極、および前記回路基板Gndを独立した3極の電極構成とすることで、前記3極の電極を機能させ、
 前記受信時には、前記切り替え部が、前記空間側電極、および前記回路基板Gndを電気的に接触状態とさせることにより、前記空間側電極および前記回路基板Gndを一体とした電極構成とすることで、前記2極の電極構成とすることで、前記2極の電極を機能させる
 <5>に記載の送受信装置。
<7> 前記人体側電極と前記空間側電極との間には、所定のインピーダンスが設けられている
 <4>に記載の送受信装置。
<8> 人体を通信媒体とした、信号の送信時に使用する3極の電極と、
 前記人体を通信媒体とした、前記信号の受信時に使用する2極の電極とを含む送受信装置の送受信方法であって、
 前記信号の送信時に前記3極の電極を機能させ、前記信号の受信時に前記2極の電極を機能させるように切り替えるステップを含む
 送受信方法。
<9> 人体を通信媒体とした、信号の送信時に使用する3極の電極と、
 前記人体を通信媒体とした、前記信号の受信時に使用する2極の電極とを含む送受信装置を制御するコンピュータを、
 前記信号の送信時に前記3極の電極を機能させ、前記信号の受信時に前記2極の電極を機能させるように切り替える切り替え部として機能させる
 プログラム。

符号の説明

[0113]
 33 通信媒体(人体), 111 送受信装置, 112 ベルト, 121 空間側電極, 122 人体側電極, 131 回路基板, 132 バッテリ, 141,141a,141b 出力ドライバ, 142 受信入力アンプ, 143 スイッチ, 151乃至153 スイッチ, 154 インピーダンス, 161 送信信号処理部, 162 受信信号処理部, 171 スイッチ

請求の範囲

[請求項1]
 人体を通信媒体とした、信号の送信時に使用する3極の電極と、
 前記人体を通信媒体とした、前記信号の受信時に使用する2極の電極と、
 前記信号の送信時に前記3極の電極を機能させ、前記信号の受信時に前記2極の電極を機能させるように切り替える切り替え部と
 を含む送受信装置。
[請求項2]
 前記切り替え部は、前記信号の送信時に、前記3極の電極を機能させ、かつ、前記2極の電極を機能させないように切り替え、前記信号の受信時に、前記3極の電極を機能させないように、かつ、前記2極の電極を機能させるように切り替える
 請求項1に記載の送受信装置。
[請求項3]
 前記3極の電極は、差動出力により信号を送信する送信ドライバの一方に接続される電極と他方に接続される電極とを含み、
 前記2極の電極は、受信する信号を増幅する増幅部の入力に接続される電極を含む
 請求項1に記載の送受信装置。
[請求項4]
 前記3極の電極、および前記2極の電極は、
  通信媒体である人体に接触する人体側電極と、
  空間側に設けられた空間側電極と、
  回路が設けられた回路基板の電極として機能するGndパターンを有する回路基板Gndとを含む
 請求項1に記載の送受信装置。
[請求項5]
 前記3極の電極は、前記人体側電極、前記空間側電極、および前記回路基板Gndを独立して含み、
 前記2極の電極は、前記人体側電極と、前記空間側電極および前記回路基板Gndが一体となった電極とを含む
 請求項4に記載の送受信装置。
[請求項6]
 前記切り替え部は、前記空間側電極、および前記回路基板Gndを電気的に接触、または、非接触に切り替え、
 前記送信時には、前記切り替え部が、前記空間側電極、および前記回路基板Gndを電気的に非接触状態とさせることにより、前記人体側電極、前記空間側電極、および前記回路基板Gndを独立した3極の電極構成とすることで、前記3極の電極を機能させ、
 前記受信時には、前記切り替え部が、前記空間側電極、および前記回路基板Gndを電気的に接触状態とさせることにより、前記空間側電極および前記回路基板Gndを一体とした電極構成とすることで、前記2極の電極構成とすることで、前記2極の電極を機能させる
 請求項5に記載の送受信装置。
[請求項7]
 前記人体側電極と前記空間側電極との間には、所定のインピーダンスが設けられている
 請求項4に記載の送受信装置。
[請求項8]
 人体を通信媒体とした、信号の送信時に使用する3極の電極と、
 前記人体を通信媒体とした、前記信号の受信時に使用する2極の電極とを含む送受信装置の送受信方法であって、
 前記信号の送信時に前記3極の電極を機能させ、前記信号の受信時に前記2極の電極を機能させるように切り替えるステップを含む
 送受信方法。
[請求項9]
 人体を通信媒体とした、信号の送信時に使用する3極の電極と、
 前記人体を通信媒体とした、前記信号の受信時に使用する2極の電極とを含む送受信装置を制御するコンピュータを、
 前記信号の送信時に前記3極の電極を機能させ、前記信号の受信時に前記2極の電極を機能させるように切り替える切り替え部として機能させる
 プログラム。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]

[ 図 15]

[ 図 16]