JP5320179B2 - Transmission module and transceiver for electric field communication - Google Patents
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Description
本発明は、送信器又はトランシーバ等の第１の通信装置を人体や大地グランドから浮遊した導電体等の通信媒体に接触させ、通信媒体に接触した受信器又はトランシーバ等の第２の通信装置に情報を伝送する電界通信に用いる送信モジュール及びトランシーバに関する。 The present invention brings a first communication device such as a transmitter or a transceiver into contact with a communication medium such as a conductor floating from a human body or a ground, and a second communication device such as a receiver or a transceiver that is in contact with the communication medium. relating to transmission modules及 beauty transceiver for use in an electric field communications to transmit information.
特許文献１（特開２００７−２９５１９２号公報）や特許文献２（米国特許公開公報ＵＳ−Ａ１−２００７０１８４７８８）にて公開されている電界通信は、人体等の電界伝達媒体に電界を誘起し、その誘起された電界を検出して通信を行う通信技術であり、人体が携帯した携帯端末と人体が触れた物に接続された設置端末との間で人体を介して通信を行うことが可能である。電界通信でＩＤ認証が可能となれば、正規のＩＤカード等の携帯端末を所持していればそれをポケットから出さずにドアの前の床を踏むだけであるいはドアノブを握るだけで入場や入室することが可能となり、利便性の高い入退出管理システムが実現できる。 Electric field communication disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-295192) and Patent Document 2 (US Patent Publication US-A1-20070184788) induces an electric field in an electric field transmission medium such as a human body, It is a communication technology that detects an induced electric field and performs communication, and can communicate via a human body between a portable terminal carried by the human body and an installation terminal connected to an object touched by the human body. . If ID authentication is possible by electric field communication, if you have a portable terminal such as a regular ID card, you can enter or enter the room just by stepping on the floor in front of the door without holding it out of your pocket, or just holding the door knob. This makes it possible to realize a convenient entrance / exit management system.
図４９に電界通信を用いた入退出管理システムの概略図を示す。携帯端末１Ａをポケットに入れる等して保持している利用者Ａが床３に設置され設置トランシーバ（ＴＲｘ）２０に接続された設置電極４上に立つと、携帯端末１Ａと設置トランシーバ２０との間で正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａを通じた電界通信による通信によりＩＤ認証され、入場等が可能となる。
FIG. 49 shows a schematic diagram of an entrance / exit management system using electric field communication. When the user A holding the
しかしながら、別の携帯端末１Ｂを保持した利用者Ｂが利用者Ａの後方に立っており、両者間の距離が短いと、携帯端末１Ｂから放射された電界が利用者Ａに誘起され、利用者Ｂの持つ携帯端末１Ｂと設置トランシーバ２０との間で誤った伝送経路ＰＡＴＨ−Ｂを通じて電界通信による通信によりＩＤを認証することがある。
However, if a user B holding another
図５０（ａ），（ｂ）に携帯端末１の模式図を示す。携帯端末１は電界通信トランシーバ１０が組み込まれた折り畳み式の携帯端末（例えば携帯電話）である。電界通信の送受信機能を持つ電界通信トランシーバモジュール１０は、送信時には携帯信号電極１６と携帯グランド電極１７との間に電圧を印加して携帯端末１の外部に電界を誘起し、受信時には携帯信号電極１６と携帯グランド電極１７と間の電界を線積分した電位差を受信する。
50A and 50B are schematic diagrams of the
そこで、図４９に示した状態で利用者Ｂが携帯端末１Ｂを開いて使用し画面を見ている格好では、片方の携帯信号電極１６が利用者Ｂに握られているのに対し携帯グランド電極１７は利用者Ａに近づけられた状態となり、携帯グランド電極１７から利用者Ａに誘起される電界が大きくなる。この状態では誤った伝送経路ＰＡＴＨ−Ｂからも電界が設置トランシーバ２０に伝送され、設置電極４に触れたり立ったりしていない人Ｂの持つ携帯端末１Ｂと誤って通信する。
Therefore, in a state where the user B opens and uses the
電界通信システムでは、携帯端末を持つ利用者が設置電極に触れることが、通信の開始と設置電極に接続されている設置トランシーバの通信相手の選択とになっているが、上記の問題により選択性が低くなっていた。 In an electric field communication system, touching an installation electrode by a user with a mobile terminal is the start of communication and the selection of the communication partner of the installation transceiver connected to the installation electrode. Was low.
本発明は、上述した従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、誤った伝送経路からの通信を除外することにより、通信端末の選択性の高い電界通信を可能にする電界通信技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional technical problems, and provides an electric field communication technique that enables electric field communication with high selectivity of a communication terminal by excluding communication from an erroneous transmission path. The purpose is to do.
本発明の１つの特徴は、送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起し、この誘起した電界を用いて情報の送信を行う通信端末で使用される送信モジュールであって、前記送信すべき情報に基づく送信パケット信号を、それにプリアンブルを含ませた信号として生成して出力するデータ処理手段を備え、前記プリアンブルは、所定の矩形波の周期信号であってＨレベルの期間とＬレベルの期間とのデューティ比を５０％：５０％からずらした信号であり、受信した受信パケットのプリアンブルの矩形波のＨレベルとＬレベルの期間を比較することにより極性を検知し、正しい伝送経路からの送信パケット信号だけを受信する受信モジュールを備えた通信端末に対して送信するものである。 One aspect of the present invention is a transmission module used in a communication terminal that induces an electric field based on information to be transmitted in an electric field transmission medium, and transmits information using the induced electric field. Data processing means for generating and outputting a transmission packet signal based on power information as a signal including a preamble, the preamble being a periodic signal of a predetermined rectangular wave , having an H level period and an L level signal; the duty ratio of the period 50%: Ri signals der shifted from 50% to detect the polarity by comparing the H-level and L-level duration of the square wave of the preamble of the received packet received from the correct transmission path It transmits to the communication terminal provided with the receiving module which receives only this transmission packet signal.
本発明の別の特徴は、送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起し、この誘起した電界を用いて情報の送信を行う一方で、電界伝達媒体に誘起された受信すべき情報に基づく電界を受信することによって情報の受信を行うトランシーバであって、上記送信モジュールを備えたものである。 Another feature of the present invention is that the electric field based on the information to be transmitted is induced in the electric field transmission medium, and information is transmitted using the induced electric field, while the information to be received is induced in the electric field transmission medium. A transceiver for receiving information by receiving an electric field based thereon, comprising the transmission module.
本発明の電界通信に用いる送信モジュール及びトランシーバによれば、電界伝達媒体である利用者が携帯していない端末から放射された電界が利用者に誘起されたことによる誤った伝送経路での通信を防ぎ、電界通信の信頼性を高めることができる。 According to the transmission module and transceiver used in the electric field communication of the present invention, communication in the transmission path field the user is electric field transmission medium is emitted from a terminal that does not carry the wrong due to induced the user And the reliability of electric field communication can be improved.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。尚、以下の説明において、同一若しくは近似する構成要素については同一若しくは近似する符号を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or similar constituent elements will be described using the same or similar reference numerals.
［第１の実施形態］
図１には、本発明にかかる第１の実施形態の電界通信システムで使用する携帯トランシーバモジュール１０を示し、図２には設置トランシーバ２０を示す。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a
図１の携帯トランシーバモジュール１０は、送信データ（送信すべき情報）から送信パケットを作成し、受信パケットから受信データ（受信すべき情報）を取り出す携帯データ処理部１１、コンピュータにて構成される携帯端末処理装置１２、送受切替スイッチ１３、携帯極性可変送信部１４、携帯受信部１５、そして電極として携帯信号電極１６と携帯グランド電極１７を備えている。尚、携帯信号電極１６、携帯グランド電極１７それぞれには絶縁体１６ＩＳ、１７ＩＳそれぞれが取り付けてある。
The
この携帯トランシーバモジュール１０において、携帯データ処理部１１は、送信時では携帯端末処理装置１２からデータ伝送要求Ｓ１１があり未送信のデータがない若しくは少なければ要求応答Ｓ１１を返して送信データＤＴ−Ｔ１を受け取り、送信データＤＴ−Ｔ１に少なくとも所定のプリアンブルＤＴ−ＰＴ１を付加した送信パケットＰＫ−Ｔ１を生成する。その後、携帯データ処理部１１は、送受信切替信号Ｓ１３により送信できる状態にすると共に端末状態信号Ｓ１４に基づいて極性指定信号Ｓ１５を携帯極性可変送信部１４に出力し、送信パケットＰＫ−Ｔ１を携帯極性可変送信部１４に出力する。
In this
携帯データ処理部１１は、受信時では、送受信切替信号Ｓ１３により携帯受信部１５を起動させ、携帯受信部１５から出力された受信パケットＰＫ−Ｒ１から受信データＤＴ−Ｒ１を抽出する。その後、携帯データ処理部１１は、携帯端末処理装置１２にデータ伝送要求Ｓ１１を出力し、携帯端末処理装置１２から応答Ｓ１１が返されれば受信データＤＴ−Ｒ１を出力する。
At the time of reception, the portable
携帯極性可変送信部１４は、極性指定信号Ｓ１５により出力する送信パケットＰＫ−Ｔ１のＨレベルとＬレベルの極性を反転させるか非反転させるかを選択する。入力された送信パケットＰＫ−Ｔ１に極性指定信号Ｓ１５により指定された反転又は非反転の処理を行って出力する。携帯受信部１５では携帯信号電極１６と携帯グランド電極１７との間に入力された信号に混入した雑音を除去すると共に所定の振幅まで信号を増幅し、受信パケットＰＫ−Ｒ１を抽出して出力する。携帯極性可変送信部１４と携帯受信部１５は共通の携帯回路グランドＧ１０に接続され、この携帯回路グランドＧ１０と携帯グランド電極１７とが接続されている。送受切替スイッチ（ＳＷ）１３は、送受切替信号Ｓ１３により送信時には携帯極性可変送信部１４の出力と携帯信号電極１６を接続し、受信時には携帯受信部１５の入力と携帯信号電極１６を接続する。
The mobile
図２に示す設置トランシーバ２０は、設置極性検知受信部２１、設置データ処理・制御部２２、設置送信部２３、送受切替スイッチ（ＳＷ）２４、設置電極２５を備えている。設置データ処理・制御部２２はリモートのコンピュータである情報処理装置３０とＬＡＮその他の方法にて接続されている。
The
設置トランシーバ２０における設置極性検知受信部２１は、受信した受信パケットＰＫ−Ｒ２のプリアンブルＰＫ−ＰＲ２の極性を検知し、正しい極性であれば受信パケットＰＫ−Ｒ２を出力し、誤った極性であれば遮断する働きをするもので、増幅・フィルタ部２１１、極性検知部２１２、データ再生部２１３を備えている。設置極性検知受信部２１内の増幅・フィルタ部２１１では受信した信号Ｓ２０（ＰＫ−Ｒ２）に混入した雑音を除去し、所定の振幅にまで増幅する。極性検知部２１２では、増幅・フィルタ部２１１から出力された信号Ｓ２４が所定の振幅以上であれば受信パケットＰＫ−Ｒ２のプリアンブルＰＫ−ＰＲ２から極性を検知し、正しい極性の受信パケットＰＫ−Ｒ２が入力されれば検知信号Ｓ２１を出力し、受信パケットＰＫ−Ｒ２の受信が終わると検知信号Ｓ２１の出力を停止する。データ再生部２１３では、設置データ処理・制御部２２から起動信号Ｓ２２が入力されると増幅・フィルタ部２１１から出力された受信パケットＰＫ−Ｒ２を波形整形して出力する。この受信パケットＰＫ−Ｒ２は、携帯トランシーバモジュール１０からの送信パケットＰＫ−Ｔ１に対応するものである。
The installation polarity
設置データ処理・制御部２２は、受信時には送受切替信号Ｓ２３を受信の状態に変え、検知信号Ｓ２１が入力されるとデータ再生部２１３に起動信号Ｓ２２を出力し、受信パケットＰＫ−Ｒ２の受信が終了すると停止信号Ｓ２２を出力する。受信パケットＰＫ−Ｒ２を受信した際には受信データＤＴ−Ｒ２（受信すべき情報）を抽出して情報処理装置３０へ送信する。設置データ処理・制御部２２は、送信時には送受切替信号Ｓ２３を送信の状態に変え、情報処理装置３０から受信した送信データＤＴ−Ｔ２（送信すべき情報）を含む送信パケットＰＫ−Ｔ２（携帯トランシーバモジュール１０の受信パケットＰＫ−Ｒ１となる）を生成し設置送信部２３へ出力する。この送信パケットＰＫ−Ｔ２は、携帯トランシーバモジュール１０の受信パケットＰＫ−Ｒ１となるものである。
The installation data processing /
設置送信部２３は送受切替ＳＷ２４を介して送信パケットＰＫ−Ｔ２を設置電極２５に出力する。送受切替ＳＷ２４は、送受切替信号Ｓ２３により送信時には設置送信部２３の出力と設置電極２５を接続し、受信時には設置極性検知受信部２１の入力と設置電極２５を接続する。
The
上記の携帯端末１と設置トランシーバ２０との間の詳しい通信動作を図３の正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａでの各部の波形を用いて説明する。図３は携帯端末１（携帯トランシーバモジュール１０）で送信し設置トランシーバ２０で受信するときの信号を説明するものであり、送信パケットＰＫ−Ｔ１の先頭で送信パケットＰＫ−Ｔ１が出力されていない時の電圧よりも高い電圧が出力された状態を正しい極性とする。携帯端末１の携帯端末処理装置１２からの端末状態信号Ｓ１４は携帯端末１が開いているか閉じているかを検知して出力される信号であり、開いていることを検知した場合に図３に示す動作を行う。また、同図では送信データＤＴ−Ｔ１やプリアンブルＤＴ−ＰＴ１の包絡線のみを記載している。
Detailed communication operation between the
正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａの時の回路モデルを図５に示す。極性の説明に関係ない浮遊容量等の回路要素は割愛している。正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａの時では、利用者Ａと設置電極２５との間の浮遊容量Ｃ１、設置トランシーバ２０の入力インピーダンスＺ１、携帯グランド電極１７と大地グランド電極ＧＥとの間の浮遊容量Ｃ２、携帯端末１の送信状態を模した信号源Ｓ１で閉ループが形成されている。携帯グランド電極１７と携帯信号電極１６との間の電圧Ｖｓが正の時では、設置トランシーバ２０に入力される電圧Ｖｒｃｖも正となる。このため図３の設置極性検知受信部２１の増幅・フィルタ部２１１の出力Ｓ２４では受信パケットＰＫ−Ｒ２の先頭は正の電圧となる。
A circuit model for the correct transmission path PATH-A is shown in FIG. Circuit elements such as stray capacitance that are not related to the explanation of polarity are omitted. In the case of the correct transmission path PATH-A, the stray capacitance C1 between the user A and the
図６に誤った伝送経路ＰＡＴＨ−Ｂでの回路モデルを示す。極性の説明に関係ない浮遊容量等の回路要素は割愛している。誤った伝送経路ＰＡＴＨ−Ｂでは、携帯回路グランドＧ１０と利用者Ａとの間の浮遊容量Ｃ３、利用者Ａと設置電極２５との間の浮遊容量Ｃ１、設置トランシーバ２０の入力インピーダンスＺ１、利用者Ｂと大地グランドＧＥとの間の浮遊容量Ｃ４、携帯端末１の送信状態を模した信号源Ｓ２で閉ループが形成されている。携帯グランド電極１７と携帯信号電極１６との間の電圧Ｖｓが正の時では、設置トランシーバ２０に入力される電圧Ｖｒｃｖは負となる。したがって、図４に示すように、設置極性検知受信部２１の増幅・フィルタ部２１１の出力Ｓ２４′では、受信パケットＰＫ−Ｒ２の先頭は負の電圧となる。
FIG. 6 shows a circuit model in the wrong transmission path PATH-B. Circuit elements such as stray capacitance that are not related to the explanation of polarity are omitted. In the erroneous transmission path PATH-B, the stray capacitance C3 between the mobile circuit ground G10 and the user A, the stray capacitance C1 between the user A and the
図３と図４で説明した受信パケットＰＫ−Ｒ２の先頭の極性の違いから、伝送経路違いを見分けられるため、正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａの受信パケットＰＫ−Ｒ２のみを受信することは可能である。 Since the transmission path difference can be distinguished from the difference in the leading polarity of the reception packet PK-R2 described with reference to FIGS. 3 and 4, it is possible to receive only the reception packet PK-R2 of the correct transmission path PATH-A. .
設置極性検知受信部２１の極性検知部２１２による極性検知の方法の例を図７Ａ、図７Ｂに示す。パケットＰＫ−Ｒ２を受信していない時では、設置極性検知受信部２１の増幅・フィルタ部２１１の出力Ｓ２４は、極性検知のしきい値ＴＨ１及びしきい値ＴＨ２の間の電圧となり、極性検知部２１２は検知信号Ｓ２１を出力しない。
An example of a method of polarity detection by the
図７Ａに示すように、正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａの場合で増幅・フィルタ部２１１の出力Ｓ２４Ａ（受信パケットＰＫ−Ｒ２）が入力されると、パケット先頭でしきい値ＴＨ１を超えたことを検知し検知信号Ｓ２１を出力する。増幅・フィルタ部２１１の出力が十分な振幅を有している間は、極性検知部２１２は検知信号Ｓ２１の出力を保持する。極性検知部２１２は、受信パケットＰＫ−Ｒ２の受信が終わった時には、増幅・フィルタ部２１１の出力Ｓ２４Ａの振れ幅がしきい値ＴＨ１としきい値ＴＨ２の間になったことを検出して検知信号Ｓ２１の出力を停止する。
As shown in FIG. 7A, when the output S24A (received packet PK-R2) of the amplification /
図７Ｂに示すように、極性検知部２１２は、誤った伝送経路ＰＡＴＨ−Ｂの場合で増幅・フィルタ部２１１の出力Ｓ２４Ｂ（受信パケットＰＫ−Ｒ２）が入力されると、しきい値ＴＨ２より低くなったことを検知して検知信号Ｓ２１を出力させない処理を行う。その後、受信パケットＰＫ−Ｒ２の受信が終わった時には、増幅・フィルタ部２１１の出力Ｓ２４の振れ幅がしきい値ＴＨ１としきい値ＴＨ２の間になったことを検出して検知信号Ｓ２１を出力させない処理を停止する。
As shown in FIG. 7B, when the output S24B (received packet PK-R2) of the amplification /
図７Ａ、図７Ｂに示した極性検出方法を実行する極性検知部２１２の構成例を図８に示す。比較器（１）２１２１では設置極性検知受信部２１の増幅・フィルタ部２１１の出力Ｓ２４がしきい値ＴＨ１を超えると出力がＨレベルになり、比較器（１）２１２１の出力がＬレベルからＨレベルになるときの立上りをエッジ検出回路（１）２１２３で検知する。比較器（２）２１２２では増幅・フィルタ部２１１の出力Ｓ２４がしきい値ＴＨ２より低くなると出力がＨレベルになり、比較器（２）２１２２の出力がＬレベルからＨレベルになるときの立上りをエッジ検出回路（２）２１２４で検知する。
FIG. 8 shows a configuration example of the
極性判定回路２１２６では、先にエッジ検出回路（１）２１２３から信号が入力された場合では検知信号Ｓ２１を出力し、エッジ検出回路（２）２１２４から先に信号が入力された場合では検知信号Ｓ２１を出力させない処理を行う。この処理により受信パケット先頭の極性を検知することができる。
The
受信パケットＰＫ−Ｒ２の受信が終わった時には、増幅・フィルタ部２１１の出力Ｓ２４の振れ幅がしきい値ＴＨ１としきい値ＴＨ２の間になり、比較器（１）２１２１と比較器（２）２１２２の出力が共にＬレベルで固定される。パケット終点検出回路２１２５では、比較器（１）２１２１と比較器（２）２１２２の出力が共にＬレベルに固定されたことを検出しクリアパルス信号Ｓ２９をエッジ検出回路（１）２１２３、エッジ検出回路（２）２１２４に出力する。エッジ検出回路（１）２１２３とエッジ検出回路（２）２１２４ではクリアパルス信号Ｓ２９が入力されると、回路内部の状態を受信パケットＰＫ−Ｒ２が入力される前の状態に戻し、再び受信パケットＰＫ−Ｒ２が入力されるのを待つ。
When reception of the received packet PK-R2 ends, the amplitude of the output S24 of the amplification /
以上は、図５０（ａ）に示す状態、つまり携帯端末１を開いて人の手に持たれた状態で使用される時の動作の説明であった。ところが、携帯端末１は図５０（ｂ）に示すように、閉じてポケット等に入れた状態で使用される場合もある。その場合には、携帯信号電極１６と携帯グランド電極１７のどちらが人に接触又は近接するかは不明であるため、図９（ａ）に示すように非反転の送信パケットＳ１６−１と反転させた送信パケットＳ１６−２との両方を送信する。携帯トランシーバモジュール１０において、携帯データ処理部１１が携帯端末処理装置１２から出力される端末状態信号Ｓ１４により携帯端末１の閉じたことを検知した場合に、この動作を行う。これにより、携帯信号電極１６と携帯グランド電極１７のいずれかが人に接触又は近接しても、設置トランシーバ２０で受信できる。その場合には、図９（ｂ）に示すように、設置トランシーバ２０における設置極性検知受信部２１の増幅・フィルタ部２１１の出力する信号Ｓ２４−１，Ｓ２４−２の両方に対して極性検知部２１２にて極性検知を行い、極性検知できた方の信号Ｓ２４−１又はＳ２４−２に対して検知信号Ｓ２１を出力する。そして、データ再生部２１３にて受信パケットＰＫ−Ｒ２を再生させる。
The above is the description of the operation when the
以上の説明のように、利用者の携帯端末の保持状態を検知して利用者に正しい極性の電界を誘起することにより携帯トランシーバモジュールで正しい伝送経路を指定でき、設置トランシーバにおいて受信した信号電界の極性を検知して伝送経路の正誤を判定することにより正しい伝送経路を経由したパケットを選択できる。これにより誤った伝送経路での通信を防ぎ、通信の信頼性を高めることができる。 As described above, by detecting the holding state of the user's mobile terminal and inducing an electric field of the correct polarity to the user, the mobile transceiver module can specify the correct transmission path, and the signal electric field received by the installed transceiver By detecting the polarity and determining the correctness of the transmission path, a packet passing through the correct transmission path can be selected. As a result, communication on an erroneous transmission path can be prevented and communication reliability can be improved.
図１０（ａ），（ｂ）には送信パケットＰＫ−Ｔ１のプリアンブルＤＴ−ＰＴ１に使用する所定の周期信号（矩形波）のデューティ比を５０％：５０％からずらして極性を判定する場合の各部の波形を示す。同図（ａ）の携帯極性可変送信部出力Ｓ１６では送信データＤＴ−Ｔ１やプリアンブルＤＴ−ＰＴ１の包絡線のみを記載している。本説明は携帯端末１で送信し設置トランシーバ２０で受信するときの説明であり、正しい極性の時に矩形波のＨレベルの期間が長いプリアンブルを使用した場合を記載している（図１０（ａ）のプリアンブルＤＴ−ＰＴ１の時間軸上の拡大波形Ｓ１６を参照）。携帯端末１が端末状態信号Ｓ１４により開いていることを検知した場合には、携帯トランシーバ１０は図１０（ａ）に示す送信動作を行う。
FIGS. 10A and 10B show the case where the polarity is determined by shifting the duty ratio of a predetermined periodic signal (rectangular wave) used for the preamble DT-PT1 of the transmission packet PK-T1 from 50%: 50%. The waveform of each part is shown. In the portable polarity variable transmission unit output S16 in FIG. 9A, only envelopes of transmission data DT-T1 and preamble DT-PT1 are described. This description is a description when transmitting by the
設置トランシーバ２０における設置極性検知受信部２１の増幅・フィルタ部２１１は正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａで受信したときに出力Ｓ２４を出力する。図１０（ｂ）は、出力Ｓ２４（受信パケットＰＫ−Ｒ２）のプリアンブルＤＴ−ＰＲ２の拡大波形を示し、携帯端末１で送信した信号Ｓ１６（送信パケットＰＫ−Ｔ１）のプリアンブルＤＴ−ＰＴ１と同じように、矩形波のＨレベルの期間が長い波形となる。これに対し誤った伝送経路ＰＡＴＨ−Ｂで受信した場合では、図１１に示すように、増幅・フィルタ部２１１の出力Ｓ２４′（受信パケットＰＫ−Ｒ２）のプリアンブルＤＴ−ＰＲ２′は携帯端末１で送信した送信パケットＰＫ−Ｔ１のプリアンブルＤＴ−ＰＴ１が反転した矩形波となり、Ｈレベルの期間が短い波形となる。このように受信した受信パケットＰＫ−Ｒ２のプリアンブルＤＴ−ＰＴ２，ＤＴ−ＰＴ２′の矩形波のＨレベルとＬレベルの期間を比較することにより極性を検知でき、正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａからの受信パケットＰＫ−Ｒ２を選択できる。この方法でも誤った伝送経路での通信を防ぎ、通信の信頼性を高めることができる。
The amplification /
携帯端末１で端末状態信号Ｓ１４により閉じていることを検知した場合では、図９に示す波形の包絡線と同様に非反転の送信パケットと反転させた送信パケットの両方を送信する。
When it is detected that the
図１に示す携帯トランシーバモジュール１０では、一方の電極を携帯信号電極１６とし、他方を携帯回路グランドＧ１０に接続した携帯グランド電極１７としたが、図１２に示す変形例１の携帯トランシーバモジュール１０−１のように、携帯極性可変送信部１４の出力を差動出力として、一方の電極を携帯正信号電極１６０とし、他方を携帯負信号電極１７０としてもよい。携帯端末１での電極位置の例を図１３の模式図に示す。この場合の携帯トランシーバモジュール１０−１では、携帯負信号電極１７０に比べて携帯正信号電極１６０の電圧が高いときがＨレベルとなり、携帯負信号電極１７０に比べて携帯正信号電極１６０の電圧が低いときがＬレベルとなる。携帯端末１を開いて使用する際には、携帯負信号電極に比べて携帯正信号電極の電圧が高い状態を正しい極性とする。
In the
図１４に第１の実施形態の変形例２の携帯トランシーバモジュール１０−２を示す。図１に示した携帯トランシーバモジュール１０では、携帯端末処理装置１２から端末状態信号Ｓ１４を得ていたが、携帯信号電極１６と携帯グランド電極１７のどちらが人に近くなっているかの利用者の携帯端末の保持状態を携帯極性可変送信部１４から見た容量により判断し、人に近くなっている電極が高い電圧となる極性にすることも可能である。図１５（ａ），（ｂ）に示すように携帯信号電極１６の面積を携帯グランド電極１７に比べて小さくすると、同図（ａ）の携帯信号電極１６が人Ａに近い場合には携帯極性可変送信部１４から見た携帯端末外部の負荷容量Ｃ１１＋Ｃ１２が、同図（ｂ）の携帯グランド電極１７が人Ａに近い場合の負荷容量Ｃ１３に比べて大きくなる。図１５（ｂ）のように携帯グランド電極１７が人Ａに近い場合では携帯信号電極１６は人Ａとの容量結合が小さくなるため携帯極性可変送信部１４から見た携帯端末外部の負荷容量Ｃ１３が小さくなる。携帯端末１と人Ａの周囲には他に大地グランドとの間等にも浮遊容量があるが、図１５では変化の大きい浮遊容量のみを記載した。
FIG. 14 shows a portable transceiver module 10-2 according to the second modification of the first embodiment. In the
携帯端末外部の負荷容量の大きさを測定し所定の負荷容量以上の場合では、携帯信号電極１６が人に近くなっていると決めて極性判定部１８で端末状態信号Ｓ１４を出力することにより正しい極性で送信できる。携帯端末外部の負荷容量の大きさの測定は、例えば携帯極性可変送信部１４の送信時の消費電力の大きさを測定することで実施できる。この場合には、送信パケットＰＫ−Ｔ１を送信する前に負荷容量測定用の信号を出力する。
If the load capacity outside the portable terminal is measured and the load capacity is equal to or greater than the predetermined load capacity, it is determined that the
図１４の変形例２の携帯トランシーバモジュール１０−２では、携帯信号電極１６と携帯グランド電極１７を用いたが、これらを携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０にしてもよい。そしてその場合には、図１６に示すように、携帯トランシーバモジュール１０−２の携帯回路グランドＧ１０の面積を大きくして、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０の面積を小さくする構成にしてもよい。図１６において、Ｃ１１′は携帯正信号電極１６０と人Ａとの間の浮遊容量、Ｃ１２′は携帯回路グランドＧ１０と人Ａとの間の浮遊容量を示している。この場合、極性が正と負の２種類しかないため、片方の電極に接続されている側、例えば携帯正信号電極１６０に接続されている側の回路の消費電力のみを計測して極性を決定できる。
Although the
以上の方法により利用者の携帯端末の保持状態を検知して利用者に正しい極性の電界を誘起して携帯トランシーバモジュールで正しい伝送経路を指定できる。変形例２の携帯トランシーバモジュール１０−２では、人に近い電極を検知できるため送信するパケットは正しい極性のパケットのみでよい。変形例２の携帯トランシーバモジュールは折り畳み式の携帯端末以外の携帯端末にも適用できる。 With the above method, it is possible to detect the holding state of the user's mobile terminal, induce an electric field of the correct polarity in the user, and specify the correct transmission path with the mobile transceiver module. In the portable transceiver module 10-2 of the second modification, since an electrode close to a person can be detected, only a packet with the correct polarity may be transmitted. The portable transceiver module according to the second modification can be applied to a portable terminal other than a foldable portable terminal.
図１７に第１の実施形態の変形例３の携帯トランシーバモジュール１０−３を示す。本変形例３の携帯トランシーバモジュール１０−３は、携帯信号電極１６にセンサ１９を取り付け、極性判定部１８によりセンサ１９の出力により人が携帯信号電極１６に触れているか否かを判定して端末状態信号Ｓ１４を出力する構成となっている。センサ１９には温度センサ等を使用し、極性判定部１８は人が携帯信号電極１６に触れたときの温度上昇を検知して端末状態信号Ｓ１４を出力する。携帯信号電極１６に人が触れていない時では温度上昇がないため、携帯グランド電極１７に人が触れているものとみなして端末状態信号Ｓ１４を出力する。これにより正しい極性で送信できる。
FIG. 17 shows a portable transceiver module 10-3 of Modification 3 of the first embodiment. In the portable transceiver module 10-3 of the third modification, a
変形例３の携帯トランシーバモジュール１０−３においても、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０を使用してもよい。この場合には、一方、例えば携帯正信号電極１６０にのみセンサ１９を取り付け、温度上昇が見られる時にはセンサ１９を取り付けた方の電極１６０を正となる送信パケットを出力し、温度上昇がない場合にはセンサ１９を取り付けていない方の電極１７０を正とする送信パケットを出力する。以上の方法により利用者の携帯端末１の保持状態を検知して利用者に正しい極性の電界を誘起して携帯トランシーバモジュール１０−３で正しい伝送経路を指定できる。変形例３の携帯トランシーバモジュール１０−３では、人に近い電極を検知できるため送信するパケットは正しい極性のパケットのみでよい。変形例３の携帯トランシーバモジュール１０−３は折り畳み式の携帯端末以外の携帯端末にも適用できる。
Also in the portable transceiver module 10-3 of Modification 3, the portable
図２の設置トランシーバ２０では設置電極２５のみを用いていたが、携帯トランシーバモジュール１０と同様にグランド電極２６を用いてもよい。この場合には、図１８の変形例１の設置トランシーバ２０−１のように、設置グランド電極２６を設置回路グランドＧ２０に接続する。また、図１９の設置トランシーバ２０−２に示すように、設置正信号電極２５０と設置負信号電極２６０を使用してもよい。この場合には設置送信部２３の出力を差動出力として、差動出力の非反転出力を設置正信号電極２５０に接続し、反転出力を設置負信号電極２６０に接続する。さらに、設置極性検知受信部２１の増幅・フィルタ部２１１の入力を差動入力とし、非反転入力側を設置正信号電極２５０に接続し、反転入力側を設置負信号電極２６０に接続する。
Although only the
［第２の実施形態］
以上の第１の実施形態の電界通信システムでは、周波数帯域の広い信号のパケットを送受信する電界通信の場合について説明した。ところが、特定の周波数に雑音があり周波数帯域を制限した方が良い場合もあり、その場合には周波数帯域の狭い信号のパケットを送受信した方が良い。その場合には、受信する側、又は、送信する側と受信する側との両方に帯域制限するフィルタを使用するが、そのため、パケット先頭の立上りが緩やかになりパケット先頭の立上りで極性を検知するのは難しい。そこで、第２の実施形態の電界通信システムに使用する設置トランシーバとして、帯域制限されたパケットから極性を検知する場合に使用する設置トランシーバ２０Ａの構成を図２０に示す。尚、携帯トランシーバモジュールとしては、第１の実施形態における携帯トランシーバモジュール１０、変形例１の携帯トランシーバモジュール１０−１乃至変形例３の携帯トランシーバモジュール１０〜３のいずれかを用いることができる。
[Second Embodiment]
In the electric field communication system of the first embodiment described above, the case of electric field communication in which a packet of a signal having a wide frequency band is transmitted and received has been described. However, there is a case where there is noise at a specific frequency and it is better to limit the frequency band. In this case, it is better to transmit and receive a packet of a signal having a narrow frequency band. In that case, a band limiting filter is used on the receiving side or on both the transmitting side and the receiving side. Therefore, the rising edge of the packet head becomes gradual, and the polarity is detected at the rising edge of the packet head. Is difficult. Therefore, FIG. 20 shows a configuration of an installed
本実施形態の設置トランシーバ２０Ａは、設置極性検知受信部２１Ａ、設置データ処理・制御部２２、設置送信部２３、送受切替スイッチ（ＳＷ）２４、設置電極２５を備えている。そして、設置極性検知受信部２１Ａは、自動利得制御増幅・フィルタ部２１１Ａ、データ再生部２１２、信号モニタ・極性検知部２１３Ａにて構成されている。また、設置データ処理・制御部２２は外部のコンピュータで成る情報処理装置３０とＬＡＮその他の接続手段にて接続されている。
The
携帯トランシーバモジュール１０（以下、携帯トランシーバモジュールは符号１０にて代表する）の携帯データ処理部１１では送信時に所定の周波数の信号で構成される信号列を少なくともプリアンブルＤＴ−ＰＴ１Ａとして使用し、前記所定の周波数の信号を送信データＤＴ−Ｔ１で変調した信号列ＤＴ−Ｔ１Ａを付加した信号列Ｓ１６Ａを送信パケットＰＫ−Ｔ１Ａとする。ここで、プリアンブルＤＴ−ＰＴ１Ａの後に、送信データＤＴ−Ｔ１に通信制御に使用するデータを追加したデータ列で所定の周波数を変調した信号列を使用して送信パケットとしてもよい。本実施形態における設置トランシーバ２０Ａでは、プリアンブルＤＴ−ＰＴ１Ａで使用する所定の周波数の信号の振幅や位相を変化させた時に、自動利得制御増幅・フィルタ部２１１Ａの出力Ｓ２４Ａで起こることが予想される過渡現象に基づいて信号モニタ・極性検知部２１３Ａで極性を検知する。
The portable
設置トランシーバ２０Ａにおける設置極性検知受信部２１Ａの自動利得制御増幅・フィルタ部２１１Ａでは、設置電極２５と送受切替ＳＷ２４を通して受信した信号Ｓ２０Ａ（ＰＫ−Ｒ２）に混入する雑音を除去し、利得固定信号Ｓ２５が入力されていない時では受信した信号Ｓ２０Ａが自動利得制御増幅・フィルタ部２１１Ａの出力Ｓ２４Ａで所定の振幅になるまで利得を変えながら増幅する。設置データ処理・制御部２２から利得固定信号Ｓ２５が入力された時では利得を固定して増幅する。
The automatic gain control amplification /
データ再生部２１２では、設置データ処理・制御部２２から起動信号Ｓ２２が入力されると自動利得制御増幅・フィルタ部２１１Ａの出力信号Ｓ２４Ａを復調して送信データＤＴ−Ｔ１又は通信制御に使用するデータと送信データＤＴ−Ｔ１Ａとを再生し、設置受信再生パケットＰＫ−Ｒ２Ａとして設置データ処理・制御部２２に出力する。
In the
信号モニタ・極性検知部２１３Ａでは、所定の振幅の信号が自動利得制御増幅・フィルタ部２１１Ａから一定期間Ｔａ１以上出力されたことを検出して受信開始信号Ｓ２８を設置データ処理・制御部２２に出力する。所定の振幅より低い信号が自動利得制御増幅・フィルタ部２１１Ａから一定期間Ｔａ２以上出力されたことを検出した場合には受信開始信号Ｓ２８の出力を停止する。また、設置データ処理・制御部２２から起動信号Ｓ２２が入力されると自動利得制御増幅・フィルタ部２１１Ａの出力信号Ｓ２４Ａの受信パケットＰＫ−Ｒ２のプリアンブルＤＴ−Ｔ１Ａから極性を検知し、正しい極性の受信パケットが入力されれば検知信号Ｓ２１を出力し、受信パケットＰＫ−Ｒ２の受信が終わると検知信号Ｓ２１の出力を停止する。
The signal monitor /
プリアンブルＤＴ−ＰＴ１Ａで所定の周波数の信号の振幅を変化（変調）させた場合の動作を図２１の正しい伝送経路での各部の波形の例を用いて説明する。図２１は携帯端末１（携帯トランシーバモジュール１０）で送信し設置トランシーバ２０Ａで受信するときの説明であり、携帯端末１で端末状態信号Ｓ１４により開いていることを検知した場合に図２１に示す動作を行う。また、図２１（ａ）の携帯極性可変送信部出力Ｓ１６Ａと図２１（ｃ）の設置極性検知受信部入力Ｓ２０Ａでは包絡線のみを記載している。
The operation when the amplitude of a signal having a predetermined frequency is changed (modulated) by the preamble DT-PT1A will be described using an example of the waveform of each part in the correct transmission path of FIG. FIG. 21 is an explanation when transmitting by the mobile terminal 1 (mobile transceiver module 10) and receiving by the
携帯トランシーバモジュール１０では、図２１（ａ）の携帯極性可変送信部出力Ｓ１６Ａに示すように、プリアンブルＤＴ−ＰＴ１Ａに所定の周波数の信号の振幅をゼロにする期間ＳｉＴを設ける。図２１（ａ）では振幅がゼロの期間ＳｉＴでは、同図（ｂ）に示す振幅抑制時前後携帯極性可変送信部出力に示すように中心電圧に固定されている。
In the
振幅がゼロになるＳｉＴ以前のプリアンブルＤＴ−ＰＴ１Ａの期間では、自動利得制御増幅・フィルタ部２１１Ａにおいて、受信した信号Ｓ２０Ａが自動利得制御増幅・フィルタ部２１１Ａの出力Ｓ２４Ａで所定の振幅になるまで利得を変える。また、図２１（ｄ）に示すように、信号モニタ・極性検知部２１３Ａにおいて所定の振幅の信号Ｓ２４Ａが自動利得制御増幅・フィルタ部２１１Ａから一定期間Ｔａ１以上出力されたことを検出して受信開始信号Ｓ２８を出力する。図２１（ｅ）に示すように、設置データ処理・制御部２２では自動利得制御増幅・フィルタ部２１１Ａの利得の変化がなくなったことを確認して、利得固定信号Ｓ２５を出力すると共に、信号モニタ・極性検知部２１３Ａの極性を検知する動作を開始させるために起動信号Ｓ２２を出力する。
In the preamble DT-PT1A period before the SiT where the amplitude becomes zero, the automatic gain control amplification /
図２１（ｆ）に示すように、信号モニタ・極性検知部２１３Ａでは、受信開始信号Ｓ２８で検出する振幅の変化よりも早い振幅の変化を検出する振幅検波信号Ｓ２９により、プリアンブルＤＴ−ＰＴ１で振幅変調されているタイミングを得て極性検知の動作を完了させる。図２１（ｇ）の波形Ｓ２４Ａ−１，Ｓ２４Ａ−２に示すように、振幅がゼロになる時では過渡現象により所定の周波数の信号の振幅が徐々に小さくなる変化を示し、振幅がゼロになった期間後では徐々に大きくなる変化を示す。振幅が変化しているときの１周期の波形は中心電圧に対して非対称である。信号モニタ・極性検知部２１３Ａは、この過渡現象における波形Ｓ２４Ａ−１，Ｓ２４Ａ−２の非対称性を検知して極性の検知を行う。誤った伝送経路ＰＡＴＨ−Ｂでは、図２２に示すように、過渡現象における波形Ｓ２４Ａ−１′，Ｓ２４Ａ−２′が正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａの場合の波形Ｓ２４Ａ−１，Ｓ２４Ａ−２に対して、中心電圧に対して反転した波形となる。このようにして、信号モニタ・極性検知部２１３Ａは伝送経路の違いによる極性の違いを検知し、設置トランシーバで正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａからの受信パケットを選択できる。
As shown in FIG. 21 (f), the signal monitor /
［振幅がゼロになる時（立下り）で検知する場合の極性検知の方法］
図２３Ａ、図２３Ｂに振幅がゼロになる時（立下り）で検知する場合の極性検知の方法の例を示し、この極性検知方法を実現する例として信号モニタ・極性検知部２１３Ａの極性検知部分の構成例２１３Ａ１を図２４に示す。信号モニタ・極性検知部２１３Ａの入力信号Ｓ２４Ａを比較器（１）３０１と比較器（２）３０２に入力する。比較器（１）３０１ではしきい値ＴＨ１と信号モニタ・極性検知部２１３Ａの入力信号Ｓ２４Ａが比較され、比較器（２）３０２ではしきい値ＴＨ２と信号モニタ・極性検知部２１３Ａの入力信号Ｓ２４Ａが比較される。比較器（１）３０１の出力Ｓ２０２は立上りエッジ検出回路の入力として用いられ、比較器（２）の出力は立上りエッジ検出回路３０３のイネーブル信号Ｓ２０３として用いられる。立上りエッジ検出回路３０３では、イネーブル信号Ｓ２０３がＨレベルのときに入力信号Ｓ２０２の立上りでＨレベルを出力し、イネーブル信号Ｓ２０３がＬレベルになると内部状態をクリアしてＬレベルを出力する。起動・停止信号Ｓ２２により立上りエッジ検出回路３０３とサンプラー３０４は内部状態をクリアされる。
[Polarity detection method when detecting when the amplitude becomes zero (falling)]
FIG. 23A and FIG. 23B show an example of a polarity detection method in the case of detection when the amplitude becomes zero (falling), and as an example for realizing this polarity detection method, the polarity detection portion of the signal monitor /
図２３Ａ（ａ）に示す入力信号Ｓ２４Ａのように、信号モニタ・極性検知部２１３Ａには過渡現象が起きていない期間では、しきい値ＴＨ１を超える期間としきい値ＴＨ２を下回る期間が交互に入力される。このため、図２３Ａ（ｂ）〜（ｄ）に示すように、入力信号Ｓ２４Ａがしきい値ＴＨ１を超えたときに立上りエッジ検出回路３０３は出力信号Ｓ２０４としてＨレベルを出力し、入力信号Ｓ２４Ａがしきい値ＴＨ２を下回ったときにＬレベルを出力する。正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａの場合で振幅がゼロになった後では、入力信号Ｓ２４Ａはしきい値ＴＨ１を超えたのを最後にしきい値ＴＨ１としきい値ＴＨ２の間の電圧となる。このとき、立上りエッジ検出回路３０３には比較器（２）の出力であるイネーブル信号Ｓ２０３がＨレベルのまま入力され続けるため、出力信号Ｓ２０４としてＨレベルを出力し続ける。
Like the input signal S24A shown in FIG. 23A (a), in the period in which no transient phenomenon occurs in the signal monitor /
図２３Ａ（ｅ）に示すように、信号モニタ・極性検知部２１３Ａの内部で入力信号Ｓ２４Ａの振幅が十分小さくなったときに振幅検波信号Ｓ２０５が立下がるように遅延をかけ、振幅検波信号Ｓ２０５の立下りで立上りエッジ検出回路３０３の出力をサンプリングすれば、サンプラー３０４から検知信号Ｓ２１が得られる。
As shown in FIG. 23A (e), a delay is applied so that the amplitude detection signal S205 falls when the amplitude of the input signal S24A becomes sufficiently small inside the signal monitor /
図２３Ｂ（ａ）〜（ｃ）に示すように、誤った伝送経路ＰＡＴＨ−Ｂの場合では、入力信号Ｓ２４Ａ′がしきい値ＴＨ２を下回ったのを最後にしきい値ＴＨ１としきい値ＴＨ２の間の電圧となる。このとき、図２３Ｂ（ｄ）に示すように立上りエッジ検出回路３０３はＬレベルの信号Ｓ２０４′を出力し続けるため、同じ検波信号Ｓ２０５′の立下りで立上りエッジ検出回路３０３の出力Ｓ２０４′をサンプリングすれば、サンプラー３０４から検知信号Ｓ２１は出力されない。
As shown in FIGS. 23B (a) to 23 (c), in the case of the erroneous transmission path PATH-B, the input signal S24A ′ falls below the threshold value TH2 and finally between the threshold value TH1 and the threshold value TH2. Voltage. At this time, as shown in FIG. 23B (d), the rising
以上の例で説明した方法で、伝送経路ＰＡＴＨ−Ａ，ＰＡＴＨ−Ｂの違いによる極性の違いを検知して、正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａからの受信パケットＰＫ−Ｒ２を選択できる。 By the method described in the above example, the difference in polarity due to the difference between the transmission paths PATH-A and PATH-B can be detected, and the received packet PK-R2 from the correct transmission path PATH-A can be selected.
携帯端末１で端末状態信号Ｓ１４により閉じていることを検知した場合では、携帯信号電極１６と携帯グランド電極１７のどちらが人に近いか不明であるため、携帯トランシーバモジュール１０で極性を非反転させた送信パケットと極性を反転させた送信パケットの両方を送信する。設置トランシーバ２０Ａでは正しい極性の受信パケットのみを受信する。
When it is detected that the
本実施形態においては、携帯トランシーバモジュールには図１の構成の携帯トランシーバモジュール１０だけでなく、図１２に示した第１の実施形態の変形例１の携帯トランシーバモジュール１０−１のように携帯信号電極１６と携帯グランド電極１７の代わりに、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０を設けたものを用いてもよい。また、図１４に示した第１の実施形態の変形例２の携帯トランシーバモジュール１０−２のように、携帯端末外部の負荷容量の大きさを測定して極性判定部１８で端末状態信号を出力する構成のものを用いてもよい。さらにこの場合にも、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０を使用する構成や、携帯トランシーバモジュール１０−２の携帯回路グランドＧ１０の面積を大きくして、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０の面積を小さくする構成も採用することができる。さらに、図１７に示した第１の実施形態の変形例３の携帯トランシーバモジュール１０−３のように一方の電極１６にセンサ１９を取り付けて、センサ１９からの信号を基に、端末状態信号Ｓ１４を出力する構成にしてもよい。携帯トランシーバモジュールが変形例２（１０−２）や変形例３（１０−３）の構成になる場合には、人に近い電極を検知できるため送信するパケットは正しい極性のパケットのみでよい。
In the present embodiment, the portable transceiver module includes not only the
［振幅がゼロの期間後（立上り）で検知する場合の極性検知の方法］
図２５Ａ、図２５Ｂに振幅がゼロの期間後（立上り）で検知する場合の極性検知の方法の例を示し、この極性検知方法を実現する例として信号モニタ・極性検知部２１３Ａの極性検知部分の構成例２１３Ａ２を図２６に示す。信号モニタ・極性検知部２１３Ａの入力信号Ｓ２４Ａを比較器（１）３０１と比較器（２）３０２に入力する。比較器（１）３０１ではしきい値ＴＨ１と信号モニタ・極性検知部２１３Ａの入力信号Ｓ２４Ａが比較され、比較器（２）３０２ではしきい値ＴＨ２と信号モニタ・極性検知部２１３Ａの入力信号Ｓ２４Ａが比較される。また、比較器（２）３０２では入力信号Ｓ２４Ａがしきい値ＴＨ２を下回ったときにＨレベルの信号Ｓ２０３が出力される。比較器（１）３０１の出力Ｓ２０２が立上りエッジ検出回路（１）３０３Ａに入力され、比較器（２）３０２の出力Ｓ２０３が立上りエッジ検出回路（２）３０３Ｂに入力される。立上りエッジ検出回路（２）３０３Ｂの出力Ｓ２０４Ｂは立上りエッジ検出回路（１）３０３Ａのクリア信号として用いられる。起動・停止信号Ｓ２２により立上りエッジ検出回路（１）３０３Ａ、立上りエッジ検出回路（２）３０３Ｂとパルス検出回路３０５は内部状態をクリアされる。
[Method of polarity detection when detecting after zero amplitude period (rise)]
25A and 25B show an example of a polarity detection method in the case of detection after a period of zero amplitude (rise), and as an example of realizing this polarity detection method, the polarity detection portion of the signal monitor /
具体的には、起動信号Ｓ２２が入力される前には立上りエッジ検出回路（１）３０３Ａ、立上りエッジ検出回路（２）３０３Ｂとパルス検出回路３０５の内部状態はクリアで固定されており、起動信号Ｓ２２が入力されるとイネーブルになる。受信開始信号Ｓ２８が停止され、停止信号Ｓ２２が入力されると、立上りエッジ検出回路（１）３０３Ａ、立上りエッジ検出回路（２）３０３Ｂとパルス検出回路３０５の内部状態はクリアで固定される。
Specifically, before the activation signal S22 is input, the internal states of the rising edge detection circuit (1) 303A, the rising edge detection circuit (2) 303B, and the
図２５Ａ（ａ）〜（ｄ）に示すように、正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａの場合で振幅がゼロの期間後では、信号モニタ・極性検知部２１３Ａの入力信号Ｓ２４Ａがはじめにしきい値ＴＨ１を超えるため立上りエッジ検出回路（１）３０３Ａの出力Ｓ２０４ＡがＨレベルになる。その後、図２５Ａ（ｅ）に示すように、入力信号Ｓ２４Ａがしきい値ＴＨ２を下回り立上りエッジ検出回路（２）３０３Ｂの出力Ｓ２０４ＢがＨレベルになり、立上りエッジ検出回路（１）３０３Ａがクリアされる。このとき立上りエッジ検出回路（１）３０３Ａから出力されるパルス信号Ｓ２０４Ａをパルス検出回路３０５で検出して検知信号Ｓ２１を得る。
As shown in FIGS. 25A (a) to 25 (d), in the case of the correct transmission path PATH-A, after a period of zero amplitude, the input signal S24A of the signal monitor /
誤った伝送経路ＰＡＴＨ−Ｂの場合では、図２５Ｂ（ａ）に示すように、信号モニタ・極性検知部２１３Ａの入力信号Ｓ２４Ａ′がはじめにしきい値ＴＨ２を下回るため、図２５Ｂ（ｂ）〜（ｆ）に示すように、立上りエッジ検出回路（２）３０３Ｂの出力Ｓ２０４Ｂ′がＨレベルになり立上りエッジ検出回路（１）３０３Ａがクリアされる。その後、入力信号Ｓ２４Ａ′がしきい値ＴＨ１を超えても立上りエッジ検出回路（１）３０３ＡはＨレベルにならず、検知信号Ｓ２１は出力されない。
In the case of an incorrect transmission path PATH-B, as shown in FIG. 25B (a), the input signal S24A ′ of the signal monitor /
このような動作により、正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａと間違った伝送経路ＰＡＴＨ−Ｂとの違いによる極性の違いを検知して、正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａからの受信パケットＰＫ−Ｒ２を選択できる。 By such an operation, a difference in polarity due to a difference between the correct transmission path PATH-A and the wrong transmission path PATH-B can be detected, and the received packet PK-R2 from the correct transmission path PATH-A can be selected.
図２６の構成の極性検知部分２１３Ａ２ではパルス検出信号を用いたが、立上りエッジ検出回路でもよい。図２５Ａ、図２５Ｂでは、正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａのときに入力信号Ｓ２４Ａがはじめにしきい値ＴＨ１を超え、誤った伝送経路ＰＡＴＨ−Ｂのときにはじめにしきい値ＴＨ２を下回るとしたが、自動利得制御増幅・フィルタ部２１１Ａのフィルタの特性により逆転する場合もある。このときは、はじめにしきい値ＴＨ２を下回ったときに正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａであると認識するようにすることになる。
Although the pulse detection signal is used in the polarity detection portion 213A2 having the configuration shown in FIG. 26, a rising edge detection circuit may be used. In FIGS. 25A and 25B, the input signal S24A first exceeds the threshold value TH1 when the transmission path PATH-A is correct, and first falls below the threshold value TH2 when the transmission path PATH-B is incorrect. In some cases, the gain may be reversed depending on the filter characteristics of the gain control amplification /
尚、構成例２１３Ａ２では立上りエッジ検出回路３０３Ａ，３０３Ｂを用いているが、立下りエッジ検出回路を用いてもよい。この場合では、比較器（１）３０１と比較器（２）３０２の反転入力に自動利得制御増幅・フィルタ部出力信号Ｓ２４Ａを入力し非反転入力にそれぞれしきい値ＴＨ１としきい値ＴＨ２を入力する。
In the configuration example 213A2, the rising
携帯端末１で端末状態信号Ｓ１４により閉じていることを検知した場合では、携帯信号電極１６と携帯グランド電極１７のどちらが人に近いか不明であるため、携帯トランシーバモジュール１０で極性を非反転させた送信パケットと極性を反転させた送信パケットの両方を送信する。設置トランシーバ２０Ａでは正しい極性の受信パケットのみを受信する。
When it is detected that the
設置トランシーバ２０Ａがこの検知方法を利用する場合においても、携帯トランシーバモジュールには図１の構成の携帯トランシーバモジュール１０だけでなく、図１２に示した第１の実施形態の変形例１の携帯トランシーバモジュール１０−１のように携帯信号電極１６と携帯グランド電極１７の代わりに、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０を設けたものを用いてもよい。また、図１４に示した第１の実施形態の変形例２の携帯トランシーバモジュール１０−２のように、携帯端末外部の負荷容量の大きさを測定して極性判定部１８で端末状態信号を出力する構成のものを用いてもよい。さらにこの場合にも、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０を使用する構成や、携帯トランシーバモジュール１０−２の携帯回路グランドＧ１０の面積を大きくして、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０の面積を小さくする構成も採用することができる。さらに、図１７に示した第１の実施形態の変形例３の携帯トランシーバモジュール１０−３のように一方の電極１６にセンサ１９を取り付けて、センサ１９からの信号を基に、端末状態信号Ｓ１４を出力する構成にしてもよい。携帯トランシーバモジュールが変形例２（１０−２）や変形例３（１０−３）の構成になる場合には、人に近い電極を検知できるため送信するパケットは正しい極性のパケットのみでよい。
Even when the installed
以上のプリアンブルＤＴ−ＰＴ１で所定の周波数の信号の振幅を変化させた場合の説明では、振幅変化の回数が１回であったが、２回以上にしてもよい。この場合の設置トランシーバでは、１回でも正しい極性を検知すれば正しい伝送経路からの受信パケットと判定してもよく、所定の回数以上正しい極性を検知すれば正しい伝送経路からの受信パケットと判定してもよい。所定の回数以上極性を検知する場合には受信開始信号をイネーブルとして検知信号の立上りの回数をカウントするカウンタを設置データ処理・制御部に設ける。はじめに受信開始信号がＨレベルになると信号モニタ・極性検知部２１３Ａの極性検知部分に起動信号を入力し、検知信号がＨレベルになる度に停止信号・起動信号の順に入力して再び極性検知動作を開始させる。受信開始信号が停止するとカウンタは内部状態をクリアする。この動作により複数回の極性検知動作が可能になる。
In the description of the case where the amplitude of a signal having a predetermined frequency is changed with the preamble DT-PT1, the number of amplitude changes is one, but it may be two or more. In this case, the installed transceiver may determine that the packet is received from the correct transmission path if the correct polarity is detected even once, and if the correct polarity is detected more than a predetermined number of times, it is determined that the packet is received from the correct transmission path. May be. When the polarity is detected more than a predetermined number of times, the installation data processing / control unit is provided with a counter that counts the number of rises of the detection signal by enabling the reception start signal. First, when the reception start signal becomes H level, a start signal is input to the polarity detection part of the signal monitor /
［プリアンブルで所定の周波数の信号の位相を変化させた場合の動作］
図２７を参照して、携帯トランシーバモジュール１０側でプリアンブルＤＴ−ＰＴ１で所定の周波数の信号の位相を変化（変調）させて送信する場合の受信動作を、正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａでの各部の波形の例を用いて説明する。図２７は携帯端末１（携帯トランシーバモジュール１０）で送信し設置トランシーバ２０Ａで受信するときの各部の信号を示しており、携帯端末１で端末状態信号Ｓ１４により開いていることを検知した場合に設置トランシーバ２０Ａは図２７に示す受信動作を行う。尚、同図２７（ａ）の携帯極性可変送信部出力Ｓ１６と同図（ｃ）の設置極性検知受信部入力Ｓ２０Ａでは包絡線のみを記載している。
[Operation when the phase of a signal with a predetermined frequency is changed in the preamble]
Referring to FIG. 27, the reception operation in the case where transmission is performed by changing (modulating) the phase of a signal of a predetermined frequency by preamble DT-PT1 on the
携帯トランシーバモジュール１０では、図２７（ａ），（ｂ）の携帯極性可変送信部出力Ｓ１６に示すように、プリアンブルＤＴ−ＰＴ１に所定の周波数の信号Ｓ１６−１，Ｓ１６−２の位相を１８０度変化させる個所ＩＶ１を設ける。
In the
位相が変化するＩＶ１より以前のプリアンブルＳ１６−１の期間では、設置トランシーバ２０Ａ側の自動利得制御増幅・フィルタ部２１１Ａにおいて、受信した信号Ｓ２０Ａを自動利得制御増幅・フィルタ部２１１Ａの出力Ｓ２４Ａが所定の振幅になるまで利得を変える。また、図２７（ｃ），（ｄ）に示すように、信号モニタ・極性検知部２１３Ａにおいて所定の振幅の信号Ｓ２０Ａが自動利得制御増幅・フィルタ部２１１Ａから一定期間Ｔａ１以上出力されたことを検出して受信開始信号Ｓ２８を出力する。設置データ処理・制御部２２では自動利得制御増幅・フィルタ部２１１Ａの利得の変化がなくなったことを確認して、利得固定信号Ｓ２５を出力すると共に信号モニタ・極性検知部２１３Ａの極性を検知する動作を開始させるために起動信号Ｓ２２を出力する。
During the preamble S16-1 before the phase IV1 in which the phase changes, the automatic gain control amplification /
図２７（ｆ）に示すように、信号Ｓ２４Ａで位相が変化した個所ＩＶ１では過渡現象により振幅が小さくなり、１周期の波形は中心電圧に対して非対称である。図２７（ｆ），（ｇ）に示すように、信号モニタ・極性検知部２１３Ａはこの過渡現象における波形の非対称性を検知して極性の検知を行い、検知信号Ｓ２１を出力する。
As shown in FIG. 27 (f), the amplitude becomes small due to the transient phenomenon at the point IV1 where the phase is changed by the signal S24A, and the waveform of one cycle is asymmetric with respect to the center voltage. As shown in FIGS. 27 (f) and 27 (g), the signal monitor /
図２８に示すように、誤った伝送経路ＰＡＴＨ−Ｂでは過渡現象における波形Ｓ２４Ａ′が中心電圧に対して反転した波形となる。このため、伝送経路ＰＡＴＨ−Ａ，ＰＡＴＨ−Ｂの違いによる極性の違いを検知して検知信号Ｓ２１を出力することで、正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａからの受信パケットを選択できる。 As shown in FIG. 28, in the erroneous transmission path PATH-B, the waveform S24A ′ in the transient phenomenon is inverted with respect to the center voltage. For this reason, it is possible to select a received packet from the correct transmission path PATH-A by detecting the difference in polarity due to the difference between the transmission paths PATH-A and PATH-B and outputting the detection signal S21.
図２９Ａ、図２９Ｂに位相を変化させた場合の極性検知の方法の例を示し、この極性検知方法を実現する例として信号モニタ・極性検知部２１３Ａの極性検知部分の構成例２１３Ａ３を図３０に示す。比較器（１）３０１では自動利得制御増幅・フィルタ部出力信号Ｓ２４Ａとしきい値ＴＨ１を比較し、比較器（２）３０２では自動利得制御増幅・フィルタ部出力信号Ｓ２４Ａとしきい値ＴＨ２を比較する。２進カウンタ３０６は、比較器（１）３０１の出力Ｓ２０２のパルス数をカウントしてカウント数が２になると出力Ｓ２１をＨレベルにし、比較器（２）３０２の出力Ｓ２０３がＬレベルになるとカウントをクリアするが、カウント数が２の後でクリアされても出力Ｓ２１のＨレベルは保持する。また、２進カウンタ３０６は起動信号Ｓ２２の入力前（停止信号入力）では内部状態をクリアで固定され、出力Ｓ２１はＬレベルで固定される。こうして２進カウンタ３０６は起動信号Ｓ２２の入力後に動作を開始し、停止信号Ｓ２２が入力されると内部状態をクリアし出力Ｓ２１をＬレベルにする。
29A and 29B show examples of the polarity detection method when the phase is changed. As an example for realizing this polarity detection method, a configuration example 213A3 of the polarity detection portion of the signal monitor /
図２９Ａ（ａ）〜（ｄ）に示すように、入力信号２４Ａの位相が変化する前ではしきい値ＴＨ１を超える期間としきい値ＴＨ２を下回る期間が交互にあり、２進カウンタ３０６のカウント値は２にはならない。図２９Ａ（ａ）〜（ｃ）に示すように、正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａの場合では、入力信号Ｓ２４Ａの位相が変化する箇所ＩＶ１の前後でしきい値ＴＨ１を超える期間が続くため２進カウンタ３０６のカウント値が２になり、図２９Ａ（ｄ）に示すように検知信号Ｓ２１が出力される。
As shown in FIGS. 29A (a) to 29 (d), before the phase of the
誤った伝送経路ＰＡＴＨ−Ｂの場合、図２９Ｂ（ａ）に示す入力信号Ｓ２４Ａ′のようにその位相が変化する箇所ＩＶ１′の前後でしきい値ＴＨ２を下回る期間が続くため、図２９Ｂ（ｂ），（ｃ）のように比較器（１）３０１の出力は信号Ｓ２０２′のようになり、比較器（２）３０２の出力は信号Ｓ２０３′のようになる。このため、２進カウンタ３０６のカウント値は２にならず、検知信号Ｓ２１は出力されない。このような動作により伝送経路の違いによる極性の違いを検知して、正しい伝送経路からの受信パケットを選択できる。
In the case of the erroneous transmission path PATH-B, since the period below the threshold value TH2 continues before and after the portion IV1 ′ whose phase changes like the input signal S24A ′ shown in FIG. 29B (a), FIG. 29B (b ), (C), the output of the comparator (1) 301 becomes a signal S202 ', and the output of the comparator (2) 302 becomes a signal S203'. For this reason, the count value of the
携帯端末１で端末状態信号Ｓ１４により閉じていることを検知した場合では、携帯信号電極１６と携帯グランド電極１７のどちらが人に近いか不明であるため、携帯トランシーバモジュール１０で極性を非反転させた送信パケットと極性を反転させた送信パケットの両方を送信する。これに対して、設置トランシーバでは正しい極性の受信パケットのみを受信する。以上の所定の周波数の信号の位相を変化させた場合の説明では、プリアンブルで位相を変化させていたが、通信制御と送信データＤＴ−Ｔ１における変調方式がＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）でビットレートが低い場合には通信制御と送信データＤＴ−Ｔ１の先頭のビットで極性を検知してもよい。この場合には、通信制御と送信データＤＴ−Ｔ１の先頭のビットとプリアンブルで位相を１８０度変化させる。
When it is detected that the
また、プリアンブルで所定の周波数の信号の位相を変化させた場合の上記の説明ではプリアンブルＤＴ−ＰＴ１に位相を１８０度変化させる個所ＩＶ１を１箇所設けていたが、１周期分の波形だけ１８０度変化させてもよい。この場合の正しい伝送経路での各部の波形を図３１に示す。図３１は携帯端末１（携帯トランシーバモジュール１０）で送信し設置トランシーバ２０Ａで受信するときの各部の信号を示しており、携帯端末１で端末状態信号Ｓ１４により開いていることを検知した場合に設置トランシーバ２０Ａは図３０に示す受信動作を行う。尚、同図３１（ａ）の携帯極性可変送信部出力Ｓ１６と同図（ｃ）の設置極性検知受信部入力Ｓ２０Ａでは包絡線のみを記載している。
In the above description when the phase of a signal having a predetermined frequency is changed in the preamble, one point IV1 for changing the phase by 180 degrees is provided in the preamble DT-PT1, but only 180 degrees of the waveform for one period is provided. It may be changed. FIG. 31 shows the waveform of each part on the correct transmission path in this case. FIG. 31 shows signals of respective parts when transmitted by the mobile terminal 1 (mobile transceiver module 10) and received by the
携帯トランシーバモジュール１０では、図３１（ａ），（ｂ）の携帯極性可変送信部出力Ｓ１６に示すように、プリアンブルＤＴ−ＰＴ１に所定の周波数の信号の１周期分の波形の位相を１８０度変化させる個所ＩＶ１０を設ける。
In the
位相が変化するＩＶ１０より以前のプリアンブル期間での、設置トランシーバ２０Ａ側の自動利得制御増幅・フィルタ部２１１Ａの動作と、信号モニタ・極性検知部２１３Ａの受信開始信号Ｓ２８を出力する動作、設置データ処理・制御部２２の利得固定信号Ｓ２５と起動信号Ｓ２２を出力する動作は位相を１８０度変化させる個所ＩＶ１０を１箇所設けた場合と同じである。
Operation of automatic gain control amplification /
図３１（ｆ）に示すように、信号Ｓ２４Ａで１周期分だけ位相を１８０度変化させた個所ＩＶ１０では過渡現象により振幅が小さくなり、前後の周期の波形は中心電圧に対して非対称である。図３１（ｆ），（ｇ）に示すように、信号モニタ・極性検知部２１３Ａはこの過渡現象における波形の非対称性を検知して極性の検知を行い、検知信号Ｓ２１を出力する。
As shown in FIG. 31 (f), the amplitude becomes small due to a transient phenomenon at the point IV10 where the phase is changed by 180 degrees for one period in the signal S24A, and the waveforms of the preceding and following periods are asymmetric with respect to the center voltage. As shown in FIGS. 31 (f) and 31 (g), the signal monitor /
図３２に示すように、誤った伝送経路ＰＡＴＨ−Ｂでは過渡現象における波形Ｓ２４Ａ′が中心電圧に対して反転した波形となる。このため、伝送経路ＰＡＴＨ−Ａ，ＰＡＴＨ−Ｂの違いによる極性の違いを検知して検知信号Ｓ２１を出力することで、正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａからの受信パケットを選択できる。 As shown in FIG. 32, in the erroneous transmission path PATH-B, the waveform S24A ′ in the transient phenomenon is inverted with respect to the center voltage. For this reason, it is possible to select a received packet from the correct transmission path PATH-A by detecting the difference in polarity due to the difference between the transmission paths PATH-A and PATH-B and outputting the detection signal S21.
図３３Ａ、図３３Ｂに位相を変化させた場合の極性検知の方法の例を示す。このときの信号モニタ・極性検知部２１３Ａの極性検知部分の構成例は図３０に示す構成例２１３Ａ３と同じである。
FIG. 33A and FIG. 33B show an example of a polarity detection method when the phase is changed. The configuration example of the polarity detection portion of the signal monitor /
図３３Ａ（ａ）〜（ｄ）に示すように、入力信号Ｓ２４Ａの位相が変化する周期ＩＶ１０の前ではしきい値ＴＨ１を超える期間としきい値ＴＨ２を下回る期間が交互にあり、入力信号Ｓ２４Ａの位相が変化する周期ＩＶ１０の前後でしきい値ＴＨ１を超える期間が続く。誤った伝送経路ＰＡＴＨ−Ｂの場合では、図３３Ｂ（ａ）に示す入力信号Ｓ２４Ａ′のように位相が変化する周期の前後でしきい値ＴＨ２を下回る期間が続く。このような伝送経路の違いによる波形の差異は図２９Ａと図２９Ｂで示した波形の差異と同じであり、同じ極性検知方法で伝送経路の違いによる極性の違いを検知して、正しい伝送経路からの受信パケットを選択可能である。 As shown in FIGS. 33A (a) to 33 (d), before the period IV10 in which the phase of the input signal S24A changes, there are alternating periods exceeding the threshold value TH1 and periods falling below the threshold value TH2, and the input signal S24A A period exceeding the threshold value TH1 continues before and after the cycle IV10 in which the phase changes. In the case of the erroneous transmission path PATH-B, a period below the threshold value TH2 continues before and after the period in which the phase changes as in the input signal S24A ′ shown in FIG. 33B (a). The difference in waveform due to the difference in transmission path is the same as the difference in waveform shown in FIGS. 29A and 29B, and the difference in polarity due to the difference in transmission path is detected by the same polarity detection method. Received packets can be selected.
図３１に示したプリアンブルＤＴ−ＰＴ１に所定の周波数の信号の１周期分の波形の位相を１８０度変化させる個所を設ける方法では、１周期分の波形の位相を変化させる個所ＩＶ１０が１箇所だけであったが、所定の時間間隔で複数個所設けてもよい。この場合の設置トランシーバでは、１回でも正しい極性を検知すれば正しい伝送経路からの受信パケットと判定してもよく、所定の回数以上正しい極性を検知すれば正しい伝送経路からの受信パケットと判定してもよい。所定の回数以上極性を検知する場合には受信開始信号をイネーブルとして検知信号の立上りの回数をカウントするカウンタを設置データ処理・制御部に設ける。はじめに受信開始信号がＨレベルになると信号モニタ・極性検知部２１３Ａの極性検知部分に起動信号を入力し、検知信号がＨレベルになる度に停止信号・起動信号の順に入力して再び極性検知動作を開始させる。受信開始信号がＬレベルになるとカウンタの内部状態をクリアする。この動作により複数回の極性検知動作が可能になる。
In the method for providing the preamble DT-PT1 shown in FIG. 31 with a location for changing the phase of the waveform of one cycle of the signal of a predetermined frequency by 180 degrees, there is only one location IV10 for changing the phase of the waveform for one cycle. However, a plurality of locations may be provided at predetermined time intervals. In this case, the installed transceiver may determine that the packet is received from the correct transmission path if the correct polarity is detected even once, and if the correct polarity is detected more than a predetermined number of times, it is determined that the packet is received from the correct transmission path. May be. When the polarity is detected more than a predetermined number of times, the installation data processing / control unit is provided with a counter that counts the number of rises of the detection signal by enabling the reception start signal. First, when the reception start signal becomes H level, a start signal is input to the polarity detection part of the signal monitor /
設置トランシーバ２０Ａが以上のプリアンブルＤＴ−ＰＴ１での位相の変化点ＩＶ１０での過渡現象で極性を検知する方法を利用する場合においても、携帯トランシーバモジュールには図１の構成の携帯トランシーバモジュール１０だけでなく、図１２に示した第１の実施形態の変形例１の携帯トランシーバモジュール１０−１のように携帯信号電極１６と携帯グランド電極１７の代わりに、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０を設けたものを用いてもよい。また、図１４に示した第１の実施形態の変形例２の携帯トランシーバモジュール１０−２のように、携帯端末外部の負荷容量の大きさを測定して極性判定部１８で端末状態信号を出力する構成のものを用いてもよい。さらにこの場合にも、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０を使用する構成や、携帯トランシーバモジュール１０−２の携帯回路グランドＧ１０の面積を大きくして、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０の面積を小さくする構成も採用することができる。さらに、図１７に示した第１の実施形態の変形例３の携帯トランシーバモジュール１０−３のように一方の電極１６にセンサ１９を取り付けて、センサ１９からの信号を基に、端末状態信号Ｓ１４を出力する構成にしてもよい。携帯トランシーバモジュールが変形例２（１０−２）や変形例３（１０−３）の構成になる場合には、人に近い電極を検知できるため送信するパケットは正しい極性のパケットのみでよい。
Even when the installed
［プリアンブルで中心電圧に対して非対称な周期信号を用いた場合の動作］
携帯トランシーバモジュール１０が送信パケットＰＫ−Ｔ１のプリアンブルＤＴ−ＰＴ１で中心電圧に対して非対称な周期信号を用いた場合の設置トランシーバ２０Ａでの受信動作を、図３４の正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａでの各部の波形の例を用いて説明する。図３４は携帯端末１（携帯トランシーバモジュール１０）で送信し設置トランシーバ２０Ａで受信するときの説明図であり、携帯端末１で端末状態信号Ｓ１４により開いていることを検知した場合に図３４に示す送受信動作を行う。図３４（ａ）の携帯極性可変送信部出力Ｓ１６と同図（ｃ）の設置極性検知受信部入力Ｓ２０Ａでは包絡線のみを記載している。同図（ｂ）の拡大図に示すように、送信パケットＰＫ−Ｔ１のプリアンブルＤＴ−ＰＴ１で中心電圧に対して非対称な周期信号Ｓ１６を用い、送信データＤＴ−Ｔ１で変調する際には所定の周波数の信号を用いる。
[Operation when using a periodic signal that is asymmetric with respect to the center voltage in the preamble]
When the
携帯トランシーバモジュール１０ではプリアンブルＤＴ−ＰＴ１に中心電圧に対して非対称な周期信号Ｓ１６を用いる。図３４（ａ），（ｂ）の例では、中心電圧より大きい期間が長い信号Ｓ１６を用いている。設置トランシーバ２０Ａの設置極性検知受信部２１Ａでは、自動利得制御増幅・フィルタ部２１１Ａにおいて受信した信号Ｓ２０Ａが自動利得制御増幅・フィルタ部２１１Ａの出力で所定の振幅になるまで利得を変える。また、信号モニタ・極性検知部２１３Ａにおいて所定の振幅の信号が自動利得制御増幅・フィルタ部２１１Ａから一定期間ＴＤｙ１以上出力されたことを検出して受信開始信号Ｓ２８を出力する。設置データ処理・制御部２２では自動利得制御増幅・フィルタ部２１１Ａの利得の変化がなくなったことを確認して、利得固定信号Ｓ２５を出力すると共に信号モニタ・極性検知部２１３Ａの極性を検知する動作を開始させるために起動信号Ｓ２２を出力する。
In the
正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａで受信したプリアンブルＤＴ−ＰＴ１の波形は図３４（ｆ）の極性検知部入力信号Ｓ２４Ａの拡大波形に示すように、谷から山へは急に変化し山から谷へは緩やかに変化する波形となる。誤った伝送経路ＰＡＴＨ−Ｂで受信したプリアンブルＤＴ−ＰＴ１の波形は、図３５の波形Ｓ２４Ａ′に示すように谷から山へは緩やかに変化し山から谷へは急に変化する波形となる。したがって、波形の非対称性に起因した波形の山から谷と谷から山への変化の速さの違いを検出することにより、伝送経路ＰＡＴＨ−Ａ，ＰＡＴＨ−Ｂの違いによる極性の違いを検知して、正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａからの受信パケットＰＫ−Ｒ２を選択できる。 The waveform of the preamble DT-PT1 received on the correct transmission path PATH-A suddenly changes from valley to mountain and from mountain to valley as shown in the enlarged waveform of the polarity detection unit input signal S24A in FIG. The waveform changes slowly. The waveform of the preamble DT-PT1 received through the wrong transmission path PATH-B is a waveform that gently changes from valley to mountain and suddenly changes from mountain to valley, as shown by a waveform S24A 'in FIG. Therefore, the difference in polarity due to the difference between the transmission paths PATH-A and PATH-B is detected by detecting the difference in the speed of change from the peak to the valley and from the valley to the peak due to the asymmetry of the waveform. Thus, the received packet PK-R2 from the correct transmission path PATH-A can be selected.
［中心電圧に対して非対称な周期信号を用いた場合の極性検知の方法］
図３６Ａ、図３６Ｂに携帯トランシーバモジュール１０が送信パケットＰＫ−Ｔ１のプリアンブルＤＴ−ＰＴ１で中心電圧に対して非対称な周期信号を用いた場合の設置トランシーバ２０Ａでの極性検知の方法の例を示し、この極性検知方法を実現する例として設置トランシーバ２０Ａにおける信号モニタ・極性検知部２１３Ａの極性検知部分の構成例２１３Ａ４を図３７に示す。設置データ処理・制御部２２からの起動信号Ｓ２２の入力前では立上りエッジ検出回路３１０の内部状態はクリアされ、出力Ｓ２１はＬレベルで固定されている。図３７の構成におけるしきい値ＴＨ１はシュミット回路３０７の低電位から高電位へ変化する際のしきい値であり、しきい値ＴＨ２は高電位から低電位へ変化する際のしきい値である。
[Polarity detection method using periodic signal asymmetric with respect to center voltage]
FIG. 36A and FIG. 36B show an example of the polarity detection method in the installed
正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａの場合では、図３６Ａ（ａ）に示すように入力信号Ｓ２４Ａの山から谷への変化が緩やかであるため、信号モニタ・極性判定回路２１３Ａの入力信号Ｓ２４Ａがしきい値ＴＨ１を超えてからしきい値ＴＨ２を下回るまでの時間が長く、しきい値ＴＨ２を下回ってからしきい値ＴＨ１を超えるまでの時間が短い。このため、シュミット回路３０７の出力Ｓ２１１はＨレベルの期間が長い周期波形となる。この波形を低域通過フィルタ３０８に通し平均をとると、図３６Ａ（ｃ）の信号Ｓ２１２に示すように中心電圧Ｖｃｎより高い電圧が得られる。
In the case of the correct transmission path PATH-A, as shown in FIG. 36A (a), the change from the peak to the valley of the input signal S24A is gentle, so the input signal S24A of the signal monitor /
図３６Ｂ（ａ）〜（ｃ）に示すように、誤った伝送経路ＰＡＴＨ−Ｂでは入力信号Ｓ２４Ａ′が信号Ｓ２４Ａの逆位相となり、シュミット回路３０７の出力Ｓ２１１′は逆にＨレベルの期間が短い周期波形となるため、低域通過フィルタ３０８の出力Ｓ２１２′は中心電圧Ｖｃｎよりも低い電圧となる。
As shown in FIGS. 36B (a) to 36 (c), in the erroneous transmission path PATH-B, the input signal S24A ′ has the opposite phase to the signal S24A, and the output S211 ′ of the
そこで、低域通過フィルタ３０８の出力Ｓ２１２を中心電圧Ｖｃｎと比較する比較器３０９に入力し、その出力Ｓ２１３を立上りエッジ検出回路３１０に入力すれば、立上りエッジ検出回路３１０は正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａでは検知信号Ｓ２１を出力し、誤った伝送経路ＰＡＴＨ−Ｂでは出力しない動作が得られる。立上りエッジ回路３１０により検知信号Ｓ２１が出力された場合では検知信号Ｓ２１の出力を保持するため、プリアンブルＤＴ−ＰＴ１が終了して中心電圧Ｖｃｎに対して対称な信号ＤＴ−Ｔ１が入力されても検知信号Ｓ２１は出力される。停止信号Ｓ２２が入力されると立上りエッジ回路３１０がクリアされ、検知信号Ｓ２１の出力が停止する。このような動作により伝送経路ＰＡＴＨ−Ａ，ＰＡＴＨ−Ｂの違いによる極性の違いを検知して、正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａからの受信パケットＰＫ−Ｒ２を選択できる。
Therefore, if the output S212 of the low-
図３８には中心電圧Ｖｃｎに対して非対称な周期信号を用いた場合の信号モニタ・極性検知部２１３Ａの極性検知部分の別の構成例２１３Ａ５を示す。図３７の構成例２１３Ａ４に対して、シュミット回路３０７の代わりに比較器（１）３０１、比較器（２）３０２、立上りエッジ検出回路（１）３１０Ａを用いている。
FIG. 38 shows another configuration example 213A5 of the polarity detection portion of the signal monitor /
比較器（１）３０１ではしきい値ＴＨ１と信号モニタ・極性検知部２１３Ａの入力信号Ｓ２４Ａが比較され、比較器（２）３０２ではしきい値ＴＨ２と信号モニタ・極性検知部２１３Ａの入力信号Ｓ２４Ａが比較される。比較器（１）３０１の出力Ｓ２０２は立上りエッジ検出回路（１）３１０Ａの入力として用いられ、比較器（２）３０２の出力Ｓ２０３は立上りエッジ検出回路（１）３１０Ａのイネーブル信号として用いられる。立上りエッジ検出回路（１）３１０Ａではイネーブル信号Ｓ２０３がＨレベルのときに入力信号Ｓ２４Ａの立上りで信号Ｓ２１１としてＨレベルを出力し、イネーブル信号Ｓ２０３がＬレベルになると内部状態をクリアしてＬレベルを出力する。起動信号Ｓ２２の入力前は立上りエッジ検出回路（１）３１０Ａと立上りエッジ検出回路（２）３１０Ｂは内部状態をクリアされ固定されている。低域通過フィルタ３１１、比較器（３）３１２、立上りエッジ検出回路（２）３１０Ｂについては、図３７の構成例２１３Ａ４における低域通過フィルタ３０８、比較器３０９、立上りエッジ検出回路３１０と同じである。
The comparator (1) 301 compares the threshold value TH1 with the input signal S24A of the signal monitor /
正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａの場合では、山から谷への変化が緩やかであるため、信号モニタ・極性判定回路２１３Ａの入力信号Ｓ２４Ａがしきい値ＴＨ１を超えてからしきい値ＴＨ２を下回るまでの時間が長く、しきい値ＴＨ２を下回ってからしきい値ＴＨ１を超えるまでの時間が短い。したがって、立上りエッジ検出回路（１）３１０Ａに比較器（１）３０１の出力Ｓ２０２の立上りエッジが入力されてから比較器（２）３０２の出力Ｓ２０３であるイネーブル信号の立下りが入力されるまでの時間が長い。このため立上りエッジ検出回路（１）３１０Ａの出力Ｓ２１１の波形はＨレベルの期間が長い周期波形となる。
In the case of the correct transmission path PATH-A, the change from the peak to the valley is gentle, so that the input signal S24A of the signal monitor /
誤った伝送経路ＰＡＴＨ−Ｂでは、入力信号Ｓ２４Ａが正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａの場合とは逆にＬレベルの期間が長い周期波形となるため、低域通過フィルタ３１１の出力Ｓ２１２を中心電圧Ｖｃｎと比較する比較器（３）３１２に入力すれば、正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａでは検知信号Ｓ２１を出力し、誤った伝送経路ＰＡＴＨ−Ｂでは出力しない動作が得られる。立上りエッジ回路（２）３１０Ｂの動作は、図３７での立上りエッジ検出回路３１０の動作と同じである。このような動作においても伝送経路ＰＡＴＨ−Ａ，ＰＡＴＨ−Ｂの違いによる極性の違いを検知して、正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａからの受信パケットＰＫ−Ｒ２を選択できる。
In the wrong transmission path PATH-B, since the input signal S24A has a periodic waveform with a long L level period, contrary to the case of the correct transmission path PATH-A, the output S212 of the low-
この構成例２１３Ａ５に対しても、携帯端末１で端末状態信号Ｓ１４により閉じていることを検知した場合では、携帯信号電極１６と携帯グランド電極１７のどちらが人に近いか不明であるため、携帯トランシーバモジュール１０で極性を非反転させた送信パケットと極性を反転させた送信パケットの両方を送信する。それに対して、設置トランシーバ２０Ａでは正しい極性の受信パケットＰＫ−Ｒ２のみを受信する。
Also in this configuration example 213A5, when it is detected that the
この極性検知方法においても、携帯トランシーバモジュール１０には図１の構成だけでなく、図１２に示した第１の実施形態の変形例１の携帯トランシーバモジュール１０−１のように、携帯信号電極１６と携帯グランド電極１７の代わりに、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０を用いてもよい。また、図１４に示した第１の実施形態の変形例２の携帯トランシーバモジュール１０−２のように、携帯端末外部の負荷容量の大きさを測定して極性判定部１８で端末状態信号Ｓ１４を出力する構成にしてもよい。この場合にも、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０を使用する構成や、携帯トランシーバモジュール１０−２の携帯回路グランドＧ１０の面積を大きくして、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０の面積を小さくする構成もとれる。さらに、図１７に示した第１の実施形態の変形例３の携帯トランシーバモジュール１０−３のように、一方の電極１６にセンサ１９を取り付けて、センサ１９からの信号を基に、端末状態信号Ｓ１４を出力する構成にしてもよい。携帯トランシーバモジュール１０が変形例２（１０−２）や変形例３（１０−３）の構成になる場合には、人に近い電極を検知できるため送信するパケットは正しい極性のパケットのみでよい。
Also in this polarity detection method, the
図３９に第２の実施形態に用いる設置トランシーバの変形例２０Ａ−１を示す。図２０に示した設置トランシーバ２０Ａと共通する要素には共通する符号を用いて示している。フィルタ部（１）２１３１では所定の周波数信号を通信すべきデータで変調した信号が通過できるようにその通過帯域を設定してある。またフィルタ部（２）２１３２ではプリアンブルＤＴ−ＰＴ１において変調された信号のもつ周波数成分が強く通過できるようにその通過帯域を設定してある。自動利得制御増幅・フィルタ部２１１Ａではフィルタ部（１）２１３１とフィルタ部（２）２１３２の通過帯域をカバーするようにその通過帯域を設定してある。
FIG. 39 shows a modified example 20A-1 of the installed transceiver used in the second embodiment. Elements common to the installed
自動利得制御増幅・フィルタ部２１１Ａは設置データ処理・制御部２２から利得固定信号Ｓ２５を受けて利得を固定し、その増幅、濾波信号Ｓ２４Ａをフィルタ部（１）２１３１、フィルタ部（２）２１３２に出力する。フィルタ部（１）は入力信号Ｓ２４Ａから所定の周波数信号を通信すべきデータで変調した信号を通過させ、データ再生部２１２、信号モニタ部２１３３に出力する。データ再生部２１２は受信データ再生して設置受信再生パケットＰＫ−Ｒ２として設置データ処理・制御部２２に出力する。信号モニタ部２１３３では、フィルタ部（１）２１３１の出力信号を受信して受信開始信号Ｓ２８を設置データ処理・制御部２２に出力する。他方、フィルタ部（２）２１３２は、入力信号Ｓ２４Ａに対してそのプリアンブルＤＴ−ＰＴ１において変調された信号のもつ周波数成分を通過でさせて極性検知部２１３４に出力する。極性検知の方法は、図２１、図２７、図３４で示した方法のいずれかをとることができる。極性検知部２１３４は上記第２の実施形態の設置トランシーバ２０Ａにおける信号モニタ・極性検知部２１３Ａ内の極性検知部分の構成例２１３Ａ１〜２１３Ａ５のいずれかの構成を備え、同様にして検知信号Ｓ２１を出力する。
The automatic gain control amplification /
以上の第２の実施形態とその変形例における信号モニタ・極性検知部２１３Ａの構成例２１３Ａ１〜２１３Ａ５では比較器により２値化して信号処理を行っていたが、ＡＤコンバータにより多値のデジタル信号に変換して信号処理を行ってもよい。この場合には図４０に示す構成例２１３Ａ６のように、ＡＤコンバータ２１３５で出力されるデジタル信号Ｓ３００を波形解析部２１３６で解析する。起動信号Ｓ２２が入力されるとＡＤ変換動作及び波形解析動作を開始して、過渡現象や非対称な信号を入力した際における中心電圧Ｖｃｎに対する波形の非対称性から極性を検知し、正しい極性の場合には検知信号Ｓ２１を出力する。その後、停止信号Ｓ２２が入力されると動作を停止する。内部状態の初期化は起動信号Ｓ２２が入力された直後又は停止信号Ｓ２２の入力後に行う。
In the configuration examples 213A1 to 213A5 of the signal monitor /
第２の実施形態における設置トランシーバ２０Ａとその変形例２０Ａ−１においても、設置グランド電極２６を使用してもよい。この場合には設置グランド電極２６と回路グランドＧ２０が接続される。また、設置正信号電極２５０と設置負信号電極２６０を使用してもよい。この場合には設置送信部２３の出力を差動出力として、差動出力の非反転出力を設置正信号電極２５０に接続し、反転出力を設置負信号電極２６０に接続する。さらに、設置極性検知受信部２１Ａ，２１Ａ−１の増幅・フィルタ部２１１Ａの入力を差動入力とし、非反転入力に設置正信号電極２５０に接続し、反転入力に設置負信号電極２６０に接続する構成とする。
The
尚、以上の各実施形態では送信パケットＰＫ−Ｔ１に付加したプリアンブルＤＴ−ＰＴ１のみを使用していたが、送信パケットＰＫ−Ｔ１の後尾にポストアンブルＤＴ−ＳＴ１を付加して送信し、そのポストアンブルＤＴ−ＳＴ１を解析する構成にすることも可能である。 In each of the above embodiments, only the preamble DT-PT1 added to the transmission packet PK-T1 is used. However, the postamble DT-ST1 is added to the end of the transmission packet PK-T1, and the post is sent. A configuration for analyzing the amble DT-ST1 is also possible.
第２の実施形態の電界通信システムで使用される携帯トランシーバモジュールでは、送信時の人体への電界印加効率を向上させるために特許文献２（米国特許公開公報ＵＳ−Ａ１−２００７０１８４７８８）や特許文献３（特開２００８−２３６２１８）にて公開されている可変リアクタンス部を用いてもよい。この場合、可変リアクタンス部は携帯極性可変送信部と携帯信号電極の間に接続される。例として図１４を用いて説明すると、携帯極性可変送信部１４と送受切替ＳＷ１３の間、若しくは送受切替ＳＷ１３と携帯信号電極１６の間に接続される。送受切替ＳＷ１３と携帯信号電極１６の間に可変リアクタンス部を接続した場合では、受信時に可変リアクタンス部のリアクタンス値を小さくする制御信号を入力して、可変リアクタンス部での受信信号の減衰を抑制する。
In the portable transceiver module used in the electric field communication system of the second embodiment, Patent Document 2 (US Patent Publication No. US-A1-20070184788) and Patent Document 3 are used in order to improve the electric field application efficiency to the human body at the time of transmission. You may use the variable reactance part currently disclosed by (Unexamined-Japanese-Patent No. 2008-236218). In this case, the variable reactance unit is connected between the mobile polarity variable transmitter and the mobile signal electrode. As an example, with reference to FIG. 14, it is connected between the mobile
可変リアクタンス部を使用した場合では人体に印加される電界が最大となる最適なリアクタンス値は携帯端末外部の負荷容量に依存して変化する。この特性を、図１５で示した負荷容量で利用者の携帯端末１の保持状態を判断することに利用できる。この場合の構成例１０−４を図４１に示す。図４１に示す携帯トランシーバモジュール１０−４では、可変リアクタンス部と携帯トランシーバモジュールの送信時に可変リアクタンス部のリアクタンス値を最適な値に制御するリアクタンス制御部を組み合わせた可変リアクタンス部・リアクタンス制御部１１０が設けられている。電極に関しては図１５に示した携帯信号電極１６と携帯グランド電極１７を使用する。図４１の携帯トランシーバモジュール１０−４において、その他の要素については、図１４に示した携帯トランシーバモジュール１０−２と共通する要素については共通する符号を付して示してある。
When the variable reactance unit is used, the optimum reactance value that maximizes the electric field applied to the human body varies depending on the load capacity outside the portable terminal. This characteristic can be used to determine the holding state of the user's
携帯トランシーバモジュール１０−４の送信時ではプリアンブルＤＴ−ＰＴ１の期間で可変リアクタンス部・リアクタンス制御部１１０のリアクタンス値を人体に印加される電界が最大となる最適な値に当該可変リアクタンス部・リアクタンス制御部１１０で制御するとともに、最適な時のリアクタンス値を表す信号を極性判定部１８に出力する。極性判定部１８では、携帯信号電極１６が人に近いときの最適なリアクタンス値と携帯グランド電極１７が人に近いときの最適なリアクタンス値に基づいて、予めリアクタンス値のしきい値を設定しておく。可変リアクタンス部・リアクタンス制御部１１０からの最適な時のリアクタンス値が、リアクタンス値のしきい値よりも携帯信号電極１６が人に近いときの最適なリアクタンス値側か携帯グランド電極１７が人に近いときの最適なリアクタンス値側かを判定することにより、利用者の携帯端末１の保持状態を検知できる。この判定結果に基づいて極性判定部１８から端末状態信号Ｓ１４を出力し、極性可変送信部１４では正しい極性で送信パケットＰＫ−Ｔ１を送信する。以上の方法により利用者の携帯端末１の保持状態を検知して利用者に正しい極性の電界を誘起して携帯トランシーバモジュール１０−４で正しい伝送経路を指定できる。
At the time of transmission of the portable transceiver module 10-4, the reactance value of the variable reactance unit /
［第３の実施形態］
第１と第２の実施形態の電界通信システムでは、携帯トランシーバモジュールで正しい極性の電界を誘起し、設置トランシーバにおいて受信した信号電界の極性を検知して伝送経路の正誤を判定していたが、携帯トランシーバモジュールで極性を検知して伝送経路の正誤を判定することも可能である。図４２に第３の実施形態の電界通信システムに使用する携帯トランシーバモジュール１０−５のブロック図を示す。設置トランシーバには第１の実施形態にて使用する図２の構成例２０、図１８の構成例２０−１、図１９の構成例２０−２のもの、又は第２の実施形態にて使用する図２０の構成例の設置トランシーバ２０Ａ、図３９の構成例の設置トランシーバ２０Ａ−１のいずれかを用いることができる。また、図２０又は図３９で示した設置トランシーバ２０Ａ，２０Ａ−１の電極構成は、図１８に示した設置信号電極２５、設置グランド電極２６、又は図１９に示した設置正信号電極２５０、設置負信号電極２６０のどちらの電極構成でもよい。
[Third Embodiment]
In the electric field communication systems according to the first and second embodiments, the correct polarity electric field is induced in the portable transceiver module, and the polarity of the signal electric field received in the installed transceiver is detected to determine whether the transmission path is correct or not. It is also possible to detect the polarity of the transmission path by detecting the polarity with the portable transceiver module. FIG. 42 shows a block diagram of a portable transceiver module 10-5 used in the electric field communication system of the third embodiment. The installed transceiver is used in the configuration example 20 in FIG. 2, the configuration example 20-1 in FIG. 18, the configuration example 20-2 in FIG. 19, or used in the second embodiment. Either the installed
正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａと誤った伝送経路ＰＡＴＨ−Ｂでの携帯トランシーバモジュールで受信される電界の極性の差異を説明するために図４３と図４４に正しい伝送経路の時の回路モデルと誤った伝送経路の時の回路モデルをそれぞれ示す。図で極性の説明に関係ない浮遊容量等は割愛した。 In order to explain the difference in the polarity of the electric field received by the portable transceiver module between the correct transmission path PATH-A and the incorrect transmission path PATH-B, FIGS. The circuit models for the transmission path are shown respectively. In the figure, stray capacitance, etc. not related to the explanation of polarity is omitted.
図４３に示すように、正しい伝送経路ＰＡＴＨ−Ａの時では、利用者Ａと設置電極２５との間の浮遊容量Ｃ１、携帯端末の入力インピーダンスＺ１、携帯グランド電極１７と大地グランド電極ＧＥとの間の浮遊容量Ｃ２、設置トランシーバの送信状態を模した信号源ＳＳ１で閉ループが形成されている。大地グランドＧＥと設置電極２５との間の電圧Ｖｓが正の時では、携帯端末に入力される電圧Ｖｒｃｖも正となり、設置トランシーバで送信した電界と携帯端末（携帯トランシーバモジュール）で受信した電界は同じ極性となる。
As shown in FIG. 43, in the case of the correct transmission path PATH-A, the stray capacitance C1 between the user A and the
図４４に示すように、誤った伝送経路ＰＡＴＨ−Ｂでは、携帯回路グランドＧ１０（携帯グランド電極１７Ｂ）と利用者Ａとの間の浮遊容量Ｃ３、利用者Ａと設置電極２５との間の浮遊容量Ｃ１、携帯端末の入力インピーダンスＺ１、利用者Ｂと大地グランドＧＥとの間の浮遊容量Ｃ４、設置トランシーバの送信状態を模した信号源ＳＳ２で閉ループが形成されている。大地グランドＧＥと設置電極２５との間の電圧Ｖｓが正の時では、携帯端末に入力される電圧Ｖｒｃｖは負となり、設置トランシーバで送信した電界と携帯端末（携帯トランシーバモジュール）で受信した電界は逆の極性となる。
As shown in FIG. 44, in the erroneous transmission path PATH-B, the stray capacitance C3 between the mobile circuit ground G10 (mobile ground electrode 17B) and the user A, and the floating between the user A and the
以上の説明の通り、携帯トランシーバモジュール１０−５で受信した電界の極性は伝送経路に依存するため、極性を検知すれば正しい伝送経路の受信パケットのみを受信することは可能である。設置トランシーバで極性検知をする場合と異なり、携帯トランシーバモジュール１０−５の場合では、利用者の携帯端末１の保持状態で正しい極性が変わるため、携帯データ処理装置１１からの極性指定信号Ｓ１５により正しい極性を指定する。
As described above, since the polarity of the electric field received by the portable transceiver module 10-5 depends on the transmission path, it is possible to receive only the received packet on the correct transmission path if the polarity is detected. Unlike the case where the polarity is detected by the installed transceiver, in the case of the portable transceiver module 10-5, the correct polarity changes depending on the holding state of the user's
その他の動作は、図１に示した第１の実施形態で説明した携帯トランシーバモジュール１０の動作と同じであるため割愛する。
Other operations are the same as the operations of the
なお、設置トランシーバ２０から設置トランシーバ２０の電極２５に接触している利用者Ａに電界を誘起する時では、利用者Ａに誘起される電界の極性は一定であるため、設置トランシーバ２０に携帯トランシーバモジュール１０における携帯極性可変送信部１４に相当する極性可変送信部は必要ない。
Note that when the electric field is induced from the installed
極性検知の方法は、図７及び図９で示したプリアンブル先頭で極性を検知する方法、図１０で示したプリアンブルＤＴ−ＰＴ１のデューティ比を５０％：５０％からずらした矩形波のＨレベルとＬレベルの期間を比較して検知する方法、図２１に示したようにプリアンブルＤＴ−ＰＴ１の振幅を変調し図２２で示した立下り又は図２５で示した立上りの過渡現象で極性を検知する方法、図２７で示したプリアンブルＤＴ−ＰＴ１を位相変調した時の過渡現象で極性を検知する方法及びＢＰＳＫ変調された搬送波の先頭のビットで検知する方法、図３４で示したプリアンブルＤＴ−ＰＴ１に使用した中心電圧ｖｃｎに対する周期信号の非対称性に起因した波形の差異から極性を検知する方法のいずれかをとることができる。携帯極性検知受信部１５Ａの構成は、図２、図２０、図３９で示した設置極性検知部２１２，２１３Ａ，２１３４の構成のいずれかをとることができる。また、極性検知部の構成は、例として、図８に示した上記第１の実施形態における極性検知部２１２の構成例、及び上記第２の実施形態における設置トランシーバ２０Ａにおける信号モニタ・極性検知部２１３Ａの極性検知部分の構成例２１３Ａ１〜２１３Ａ６があげられる。
The polarity detection method is a method of detecting the polarity at the beginning of the preamble shown in FIGS. 7 and 9, and a rectangular wave H level in which the duty ratio of the preamble DT-PT1 shown in FIG. 10 is shifted from 50%: 50%. A method of detecting by comparing periods of L level, the amplitude of the preamble DT-PT1 is modulated as shown in FIG. 21, and the polarity is detected by the falling transient shown in FIG. 22 or the rising transient shown in FIG. 27, a method of detecting the polarity by a transient phenomenon when the preamble DT-PT1 shown in FIG. 27 is phase-modulated, a method of detecting the first bit of a BPSK-modulated carrier wave, and the preamble DT-PT1 shown in FIG. Any method of detecting the polarity from the difference in waveform caused by the asymmetry of the periodic signal with respect to the used center voltage vcn can be taken. The configuration of the mobile polarity
図４２では、携帯トランシーバモジュール１０−５の送信部や端末状態信号Ｓ１４は図１に示した第１の実施形態における携帯トランシーバモジュール１０と構成が同じであるが、図１２に示した第１の実施形態の変形例１の携帯トランシーバモジュール１０−１のように携帯信号電極１６と携帯グランド電極１７の代わりに、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０を設けたものを用いてもよい。また、図１４に示した第１の実施形態の変形例２の携帯トランシーバモジュール１０−２のように、携帯端末外部の負荷容量の大きさを測定して極性判定部１８で端末状態信号を出力する構成のものを用いてもよい。さらにこの場合にも、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０を使用する構成や、携帯トランシーバモジュール１０−２の携帯回路グランドＧ１０の面積を大きくして、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０の面積を小さくする構成も採用することができる。図１７に示した第１の実施形態の変形例３の携帯トランシーバモジュール１０−３のように一方の電極１６にセンサ１９を取り付けて、センサ１９からの信号を基に、端末状態信号Ｓ１４を出力する構成にしてもよい。さらに、図４１に示した可変リアクタンス部・リアクタンス制御部１１０からの最適な時のリアクタンス値に基づいて極性判定部１８で端末状態信号Ｓ１４を出力する構成のものを用いてもよい。さらにこの場合にも、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０を使用する構成や、携帯トランシーバモジュール１０−２の携帯回路グランドＧ１０の面積を大きくして、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０の面積を小さくする構成も採用することができる。携帯トランシーバモジュールの送信部が変形例２（１０−２）、変形例３（１０−３）や図４１に示した構成（１０−４）になる場合には、人に近い電極を検知できるため送信するパケットは正しい極性のパケットのみでよい。
In FIG. 42, the transmitter and the terminal state signal S14 of the portable transceiver module 10-5 have the same configuration as the
［第４の実施形態］
図４５に第４の実施形態の電界通信システムに使用する携帯トランシーバモジュール１０−６のブロック図を示す。本実施形態では携帯トランシーバモジュール１０−６で極性を検知して伝送経路の正誤を判定する。携帯トランシーバモジュール１０−６で極性を指定して送信しないため、設置トランシーバ２０で極性を検知する必要はない。
[Fourth Embodiment]
FIG. 45 shows a block diagram of a portable transceiver module 10-6 used in the electric field communication system of the fourth embodiment. In the present embodiment, the portable transceiver module 10-6 detects the polarity and determines whether the transmission path is correct. Since the mobile transceiver module 10-6 designates the polarity and does not transmit, the installed
携帯トランシーバモジュール１０−６で極性を検知する仕組みは、図４２に示した第３の実施形態における携帯トランシーバモジュール１０−５の場合と同じである。極性検知の方法は、図７及び９で示したプリアンブル先頭で極性を検知する方法、図１０で示したデューティ比を５０％：５０％からずらした矩形波のＨレベルとＬレベルの期間を比較して検知する方法、図２１に示したようにプリアンブルの振幅を変調し図２２で示した立下り又は図２５で示した立上りの過渡現象で極性を検知する方法、図２７で示したプリアンブルを位相変調した時の過渡現象で極性を検知する方法及びＢＰＳＫ変調された搬送波の先頭のビットで検知する方法、図３４で示したプリアンブルＤＴ−ＲＴ１に使用した中心電圧Ｖｃｎに対する周期信号の非対称性に起因した波形の差異から極性を検知する方法のいずれかをとることができる。なお、設置トランシーバ２０から設置トランシーバ２０の電極２５に接触している利用者Ａに電界を誘起する時では、利用者Ａに誘起される電界の極性は一定であるため、設置トランシーバ２０に極性可変送信部は必要ない。
The mechanism for detecting the polarity by the portable transceiver module 10-6 is the same as that of the portable transceiver module 10-5 in the third embodiment shown in FIG. The polarity detection method is a method of detecting the polarity at the beginning of the preamble shown in FIGS. 7 and 9, and a comparison between the H level and L level periods of the rectangular wave in which the duty ratio shown in FIG. 10 is shifted from 50%: 50%. 21, the amplitude of the preamble as shown in FIG. 21 and the polarity detected by the falling transient shown in FIG. 22 or the rising transient shown in FIG. 25, and the preamble shown in FIG. A method for detecting polarity by a transient phenomenon at the time of phase modulation, a method for detecting by a leading bit of a BPSK modulated carrier wave, and an asymmetry of a periodic signal with respect to the center voltage Vcn used in the preamble DT-RT1 shown in FIG. Any of the methods of detecting the polarity from the resulting waveform difference can be taken. Note that when the electric field is induced from the installed
携帯極性検知受信部１５Ａの構成は、図２、図２０、図３９で示した設置極性検知部２１２，２１３Ａ，２１３４の構成のいずれかをとることができる。また、極性検知部の構成例としては、図８に示した上記第１の実施形態における極性検知部の構成例２１２、及び上記第２の実施形態における設置トランシーバ２０Ａにおける信号モニタ・極性検知部２１３Ａの極性検知部分の構成例２１３Ａ１〜２１３Ａ６があげられる。
The configuration of the mobile polarity
図４５では、携帯トランシーバモジュール１０−６の携帯送信部１４Ａや端末状態信号Ｓ１４は図１の構成と同じであるが、図１２に示した第１の実施形態の変形例１の携帯トランシーバモジュール１０−１のように携帯信号電極１６と携帯グランド電極１７の代わりに、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０を設けたものを用いてもよい。また、図１４に示した第１の実施形態の変形例２の携帯トランシーバモジュール１０−２のように、携帯端末外部の負荷容量の大きさを測定して極性判定部１８で端末状態信号Ｓ１４を出力する構成のものを用いてもよい。さらにこの場合にも、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０を使用する構成や、携帯トランシーバモジュール１０−２の携帯回路グランドＧ１０の面積を大きくして、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０の面積を小さくする構成も採用することができる。図１７に示した第１の実施形態の変形例３の携帯トランシーバモジュール１０−３のように一方の電極１６にセンサ１９を取り付けて、センサ１９からの信号を基に、端末状態信号Ｓ１４を出力する構成にしてもよい。さらに、図４１に示した可変リアクタンス部・リアクタンス制御部１１０からの最適な時のリアクタンス値に基づいて極性判定部１８で端末状態信号Ｓ１４を出力する構成のものを用いてもよい。さらにこの場合にも、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０を使用する構成や、携帯トランシーバモジュール１０−２の携帯回路グランドＧ１０の面積を大きくして、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０の面積を小さくする構成も採用することができる。携帯トランシーバモジュールの送信部が変形例２（１０−２）、変形例３（１０−３）や図４１に示した構成（１０−４）になる場合には、人に近い電極を検知できるため送信するパケットは正しい極性のパケットのみでよい。
45, the
［第５の実施形態］
以上ではトランシーバで電界通信システムを構成していたが、トランシーバの送信する機能のみの送信モジュールを備えた通信装置（送信器）と、受信する機能のみの受信モジュールを備えた通信装置（受信器）とで電界通信システムを構成することも可能である。例えば、図１の携帯トランシーバモジュールにおいて携帯極性可変送信部と携帯データ処理部の送信に関する機能を備えたものが送信モジュールとなる。また受信モジュールに関しては、例えば図２の設置トランシーバにおいて設置極性検知受信部と設置データ処理・制御部の受信に関する機能を備えたものが受信モジュールとなる。
[Fifth Embodiment]
In the above, the electric field communication system is configured by the transceiver. However, the communication device (transmitter) including the transmission module only having the function of transmitting the transceiver and the communication device (receiver) including the reception module having only the function of receiving. It is also possible to configure an electric field communication system. For example, in the portable transceiver module of FIG. 1, the transmission module is provided with functions related to transmission of the portable polarity variable transmission unit and the portable data processing unit. As for the reception module, for example, the installation module shown in FIG. 2 having a function related to reception of the installation polarity detection receiving unit and the installation data processing / control unit is the reception module.
図４６に第５の実施形態の電界通信システムに使用する携帯送信モジュール１０−７のブロック図を、図４７に設置受信器２０−３のブロック図を示す。本実施形態では携帯端末１で送信し、設置受信器２０−３で受信する場合の電界通信システムを示している。
FIG. 46 shows a block diagram of the portable transmission module 10-7 used in the electric field communication system of the fifth embodiment, and FIG. 47 shows a block diagram of the installation receiver 20-3. In the present embodiment, an electric field communication system in the case of transmitting with the
図４６の携帯送信モジュール１０−７の動作は、図１の携帯トランシーバモジュール１０の送信時の動作と同じであり、図４７の設置受信器２０−３の動作は図２の設置トランシーバモジュール２０の受信時の動作と同じである。極性検知の方法は、図７及び図９で示したプリアンブル先頭で極性を検知する方法、図１０で示したデューティ比を５０％：５０％からずらした矩形波のＨレベルとＬレベルの期間を比較して検知する方法、図２１に示したようにプリアンブルＤＴ−ＰＴ１の振幅を変調し図２２で示した立下り又は図２５で示した立上りの過渡現象で極性を検知する方法、図２７で示したプリアンブルＤＴ−ＰＴ１を位相変調した時の過渡現象で極性を検知する方法及びＢＰＳＫ変調された搬送波の先頭のビットで検知する方法、図３４で示したプリアンブルＤＴ−ＰＴ１に使用した中心電圧Ｖｃｎに対する周期信号の非対称性に起因した波形の差異から極性を検知する方法のいずれかをとることができる。
The operation of the portable transmission module 10-7 of FIG. 46 is the same as that of the
図４６では、携帯送信モジュール１０−７の送信部１４や端末状態信号Ｓ１４は図１の構成と同じであるが、図１２に示した第１の実施形態の変形例１の携帯トランシーバモジュール１０−１のように携帯信号電極１６と携帯グランド電極１７の代わりに、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０を設けたものを用いてもよい。また、図１４に示した第１の実施形態の変形例２の携帯トランシーバモジュール１０−２のように、携帯端末外部の負荷容量の大きさを測定して極性判定部１８で端末状態信号を出力する構成のものを用いてもよい。さらにこの場合にも、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０を使用する構成や、携帯トランシーバモジュール１０−２の携帯回路グランドＧ１０の面積を大きくして、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０の面積を小さくする構成も採用することができる。図１７に示した第１の実施形態の変形例３の携帯トランシーバモジュール１０−３のように一方の電極１６にセンサ１９を取り付けて、センサ１９からの信号を基に、端末状態信号Ｓ１４を出力する構成にしてもよい。さらに、図４１に示した可変リアクタンス部・リアクタンス制御部１１０からの最適な時のリアクタンス値に基づいて極性判定部１８で端末状態信号を出力する構成のものを用いてもよい。さらにこの場合にも、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０を使用する構成や、携帯トランシーバモジュール１０−２の携帯回路グランドＧ１０の面積を大きくして、携帯正信号電極１６０と携帯負信号電極１７０の面積を小さくする構成も採用することができる。携帯送信モジュール１０−７の携帯極性可変送信部１４が変形例２（１０−２）、変形例３（１０−３）や図４１に示した構成になる場合には、人に近い電極を検知できるため送信するパケットは正しい極性のパケットのみでよい。
In FIG. 46, the
図４７に示した設置受信器２０−３における設置極性検知受信部の構成は、図２、図２０、図３９で示した設置極性検知受信部２１，２１Ａ，２１Ａ−１の構成のいずれかをとることができる。また、極性検知部２１２の構成例としては、図８に示した上記第１の実施形態における極性検知部２１２の構成、及び図２０に示した上記第２の実施形態における設置トランシーバ２０Ａにおける信号モニタ・極性検知部２１３Ａの極性検知部分の構成例２１３Ａ１〜２１３Ａ６があげられる。
The configuration of the installation polarity detection receiving unit in the installation receiver 20-3 shown in FIG. 47 is one of the configurations of the installation polarity
［第６の実施形態］
図４８に第６の実施形態の電界通信システムに使用する携帯受信モジュール１０−８のブロック図を示す。本実施形態では上記図４７に示した設置送信器２０−３で送信し、携帯端末の携帯受信モジュール１０−８で受信する場合の電界通信システムを示している。
[Sixth Embodiment]
FIG. 48 is a block diagram of a portable receiving module 10-8 used in the electric field communication system of the sixth embodiment. In the present embodiment, an electric field communication system in the case of transmitting by the installation transmitter 20-3 shown in FIG. 47 and receiving by the mobile receiver module 10-8 of the mobile terminal is shown.
携帯受信モジュール１０−８で極性を検知する仕組みは第３の実施形態と同じである。極性検知の方法は、図７及び図９で示したプリアンブル先頭で極性を検知する方法、図１０で示したデューティ比を５０％：５０％からずらした矩形波のＨレベルとＬレベルの期間を比較して検知する方法、図２１に示したようにプリアンブルＤＴ−ＰＴ１の振幅を変調し図２２で示した立下り又は図２５で示した立上りの過渡現象で極性を検知する方法、図２７で示したプリアンブルＤＴ−ＰＴ１を位相変調した時の過渡現象で極性を検知する方法及びＢＰＳＫ変調された搬送波の先頭のビットで検知する方法、図３４で示したプリアンブルＤＴ−ＰＴ１に使用した中心電圧Ｖｃｎに対する周期信号の非対称性に起因した波形の差異から極性を検知する方法のいずれかをとることができる。なお、設置トランシーバから設置トランシーバの電極に接触している利用者に電界を誘起する時では、利用者に誘起される電界の極性は一定であるため、設置トランシーバに極性可変送信部は必要ない。 The mechanism for detecting the polarity by the portable reception module 10-8 is the same as that of the third embodiment. The polarity detection method is the method of detecting the polarity at the beginning of the preamble shown in FIGS. 7 and 9, and the rectangular wave H level and L level periods in which the duty ratio shown in FIG. 10 is shifted from 50%: 50%. FIG. 27 shows a comparison detection method, a method for detecting the polarity by the falling transient shown in FIG. 22 or the rising transient shown in FIG. 25 by modulating the amplitude of the preamble DT-PT1 as shown in FIG. 34. A method for detecting polarity by a transient phenomenon when the preamble DT-PT1 shown in FIG. 34 is phase-modulated, a method for detecting the first bit of a BPSK-modulated carrier wave, and a center voltage Vcn used for the preamble DT-PT1 shown in FIG. Any one of the methods for detecting the polarity from the difference in waveform caused by the asymmetry of the periodic signal with respect to can be taken. Note that when the electric field is induced from the installed transceiver to the user who is in contact with the electrode of the installed transceiver, the polarity of the electric field induced by the user is constant, and thus the variable polarity transmitter is not required in the installed transceiver.
図４８の携帯極性検知受信部１５Ａの構成は、図２、図２０、図３９で示した設置極性検知受信部２１，２１Ａ，２１Ａ−１の構成のいずれかをとることができる。また、極性検知部の構成例としては、例として、図８に示した上記第１の実施形態における極性検知部の構成例２１２、及び上記第２の実施形態における設置トランシーバ２０Ａにおける信号モニタ・極性検知部２１３Ａの極性検知部分の構成例２１３Ａ１〜２１３Ａ６があげられる。
The configuration of the portable
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、本発明の実施形態に対して種々の変形や変更を施すことができる。また、電界通信の電界検出方式は光学式、電気式のいずれでもよく、特定されるものではない。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, various deformation | transformation and change can be performed with respect to embodiment of this invention in the range which does not deviate from the summary of this invention. In addition, the electric field detection method for electric field communication may be either optical or electric, and is not specified.
１ 携帯端末
１０ 携帯トランシーバモジュール
１１ 携帯データ処理部
１２ 携帯端末処理装置
１３ 送受切替スイッチ
１４ 携帯極性可変送信部
１５ 携帯受信部
１６ 携帯信号電極
１７ 携帯グランド電極
１６０ 携帯正信号電極
１７０ 携帯負信号電極
Ｇ１０ 携帯回路グランド
２０ 設置トランシーバ
２１ 設置極性検知受信部
２１１ 増幅・フィルタ部
２１２ 極性検知部
２１３ データ再生部
２２ 設置データ処理・制御部
２３ 設置送信部
２４ 送受切替スイッチ
２５ 設置電極
２６ 設置グランド電極
２５０ 設置正信号電極
２６０ 設置負信号電極
３０ 情報処理装置
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記送信すべき情報に基づく送信パケット信号を、それにプリアンブルを含ませた信号として生成して出力するデータ処理手段を備え、
前記プリアンブルは、所定の矩形波の周期信号であってＨレベルの期間とＬレベルの期間とのデューティ比を５０％：５０％からずらした信号であり、
受信した受信パケットのプリアンブルの矩形波のＨレベルとＬレベルの期間を比較することにより極性を検知し、正しい伝送経路からの送信パケット信号だけを受信する受信モジュールを備えた通信端末に対して送信するものであることを特徴とする送信モジュール。 A transmission module used in a communication terminal that induces an electric field based on information to be transmitted in an electric field transmission medium and transmits information using the induced electric field,
A data processing means for generating and outputting a transmission packet signal based on the information to be transmitted as a signal including a preamble;
The preamble 50% duty ratio of the H level period and the duration of the L level to a periodic signal of a predetermined square wave: Ri signals der shifted from 50%
The polarity is detected by comparing the period of the H and L levels of the rectangular wave of the received received packet, and transmitted to a communication terminal equipped with a receiving module that receives only transmitted packet signals from the correct transmission path. transmission module, characterized in der Rukoto those.
請求項１に記載の送信モジュールを備えたことを特徴とするトランシーバ。 Information is generated by inducing an electric field based on information to be transmitted in the electric field transmission medium and transmitting information using the induced electric field, while receiving an electric field based on information to be received induced in the electric field transmission medium. A transceiver for receiving
A transceiver comprising the transmission module according to claim 1.
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