專利名稱：數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過人體等傳輸媒介來進(jìn)行收發(fā)信的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著近幾年的技術(shù)發(fā)展，作為全新的通信方式，被提案過使用人體等 媒介可感應(yīng)的電場的通信方式。作為這種通信系統(tǒng)，存在由專利文獻(xiàn)1所 公開的技術(shù)。在該通信系統(tǒng)中，通過發(fā)射器給傳輸媒介即人體提供與調(diào)制 信息信號得到的調(diào)制信號對應(yīng)的電場，在接收器檢測被傳輸?shù)饺梭w上的電 場，并解調(diào)與該電場相對應(yīng)的信號。
專利文獻(xiàn)l:(日本)特表平11一509380號公報
但是，在專利文獻(xiàn)l所公開的通信系統(tǒng)中，從發(fā)射器傳輸?shù)饺梭w上的 不少電場從人體流向地面(ground),所以就存在接收器的接收靈敏度不好 的問題。要實(shí)現(xiàn)通信，就需要或者使用靈敏度很高的接收器或者加大發(fā)射 器發(fā)射功率，因此在實(shí)用性方面不合適。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種在采用實(shí)用性 接收器的同時能夠以較小的發(fā)射功率來進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。
本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的特征在于，具備發(fā)射器，具有將信息信號 調(diào)制成電場的調(diào)制機(jī)構(gòu)；接收器，具有將上述電場解調(diào)成上述信息信號的 解調(diào)機(jī)構(gòu)；傳輸媒介，通過上述電場傳輸上述信息信號并攜帶上述發(fā)射器 或者上述接收器；以及地板材料，將上述發(fā)射器或者上述接收器作為固定 設(shè)備來設(shè)置，并與上述傳輸媒介接觸，而且，上述地板材料具有在上述發(fā) 射器和接收器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時有上述傳輸媒介接觸的通信區(qū)域，上述 通信區(qū)域相對上述地板材料的地面處在電浮起的狀態(tài)。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由傳輸媒介接觸而在發(fā)射器和接收器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通 信的通信區(qū)域就相對地板材料的地面處在電浮起的狀態(tài)，所以抑制從發(fā)射器發(fā)射到傳輸媒介的不少電場從傳輸媒介流向地板材料的地面。因此，可提高與信息信號相對應(yīng)的電場抵達(dá)接收器的傳輸效率。其結(jié)果，在采用實(shí)用性接收器的同時能夠以較小的發(fā)射功率進(jìn)行通信。
在本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，上述通信區(qū)域相對由上述傳輸媒介接觸的上述地板材料的地面的電容與上述接收器和上述傳輸媒介之間的電容相同或者比之小，是較為理想的。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠控制發(fā)射器的發(fā)射功率，能夠延長便攜式設(shè)備的電池壽命。
在本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，由上述傳輸媒介接觸的上述通信區(qū)域和
地面之間的電容為10pF以下，是較為理想的。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠控制發(fā)射器的發(fā)送功率，能夠延長便攜式設(shè)備的電池壽命。
在本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，上述通信區(qū)域具有貫穿上述地板材料的排水區(qū)域和覆蓋上述排水區(qū)域的網(wǎng)狀部件，是較為理想的。根據(jù)上述機(jī)構(gòu)，即使水分被帶入地板材料上也就能夠迅速地排放水分，從而抑制由發(fā)射器傳輸給傳輸媒介的電場從傳輸媒介流向地板材料的地面。
在本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，還具備在上述傳輸媒介進(jìn)入上述通信區(qū)域時或者進(jìn)入之前中和上述傳輸媒介所帶靜電的除靜電機(jī)構(gòu)，是較為理想的。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，就能夠防止帶靜電的傳輸媒介接近固定設(shè)備時放電。
在本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，還具備干燥上述地板材料的干燥機(jī)構(gòu)，是較為理想的。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的話，即使在地板材料和傳輸媒介上出現(xiàn)結(jié)露，也能夠使其干燥而維持穩(wěn)定的通信狀態(tài)。
在本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，上述地板材料還具備監(jiān)視機(jī)構(gòu)，該監(jiān)視機(jī)構(gòu)用于監(jiān)視上述通信區(qū)域相對上述地板材料的地面是否處在電浮起的狀態(tài)，是較為理想的。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠迅速地向利用者通知系統(tǒng)異常。
本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的特征在于，上述地板材料通過阻抗部件與地面連接，上述阻抗部件在上述發(fā)射器和接收器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時的載波頻率上具有相對大的阻抗，而在低于上述載波頻率的頻率上具有相對小的阻抗。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，阻抗元件在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時的載波頻率上具有相對大的阻抗，所以傳輸媒介表面的電位就變高，并可抑制由發(fā)射器發(fā)射到傳輸媒介上的不少電場從傳輸媒介流向地板材料的地面。因此，能夠提高與信
5息信號相對應(yīng)的電場抵達(dá)接收器的傳輸效率。而且，阻抗元件還在低于載波頻率的頻率上具有相對小的阻抗，所以能夠使靜電所帶來的電荷漏向地面。因此，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，控制發(fā)射功率，以廉價的接收器也能進(jìn)行可靠的通信，還能夠采取靜電對策。
在本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，上述阻抗部件由電容元件和電阻或電感
器(inductor)來構(gòu)成，該電容元件配置在上述地板材料和上述地面之間，上述電阻或電感器與上述電容元件并聯(lián)連接，是較為理想的。
在本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，上述地板材料具備通信區(qū)域和接地電極，該通信區(qū)域在上述發(fā)射器和接收器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時與上述傳輸媒介接觸，該接地電極與上述通信區(qū)域大致并排地配置，而且上述電容元件為形成在上述通信區(qū)域和上述接地電極之間的電容，是較為理想的。
在本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，在上述通信區(qū)域和上述接地電極之間配置多孔的電介體，是較為理想的。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，多孔部件的平均介電常數(shù)就變小，所以將地板材料和地面之間的電容設(shè)定為指定值時，只要是面積相同，就能夠使多孔部件的厚度變薄。
在本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，使上述地板材料和上述地面之間的阻抗在上述載波頻率上成為最大，是較為理想的。
本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，具備發(fā)射器，具有將信息信號調(diào)制成電場的調(diào)制機(jī)構(gòu)；接收器，具有將上述電場解調(diào)成上述信息信號的解調(diào)機(jī)構(gòu)；傳輸媒介，通過上述電場傳輸上述信息信號并攜帶上述發(fā)射器或者接收器;以及地板材料，將上述發(fā)射器或者接收器作為固定設(shè)備來設(shè)置，并與上述傳輸媒介接觸，而且上述地板材料具有在上述發(fā)射器和接收器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時與上述傳輸媒介接觸的通信區(qū)域，上述通信區(qū)域相對上述地板材料的地面處在電浮起的狀態(tài)。因此，能夠抑制由發(fā)射器發(fā)射給人體的電場從人體流向地面，而以較小的發(fā)射功率來進(jìn)行通信。因此，能夠降低搭載了 IC卡等發(fā)射模塊的設(shè)備的功耗，延長電池壽命。
而且，上述地板材料通過阻抗元件與地面連接，該阻抗元件在由上述發(fā)射器和接收器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時的載波頻率上具有相對大的阻抗，而在低于上述載波頻率的頻率上具有相對小的阻抗，所以抑制由發(fā)射器發(fā)射給人體的電場從人體流向地面，從而在采用實(shí)用性接收器的同時能夠以較小的
6發(fā)射功率來進(jìn)行通信，而且還能夠采取靜電對策。


圖1為表示本發(fā)明實(shí)施方式1所涉及到的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的圖。
圖2為表示圖1所示通信系統(tǒng)的等效電路的圖。圖3為表示人體表面電位振幅和人體一地面間電容之間關(guān)系的圖。圖4為表示人體表面電位振幅和人體一地面間電容之間關(guān)系的圖。圖5 (a)、 (b)為表示本發(fā)明實(shí)施方式2中的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的概略結(jié)
構(gòu)圖，(a)表示立體圖，(b)表示側(cè)視圖。
圖6 (a)、 (b)為表示本發(fā)明實(shí)施方式3中的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖7為表示本發(fā)明實(shí)施方式4中的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。圖8 (a)為表示本發(fā)明實(shí)施方式5中的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖，(b)為表示(a)所示數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的顯示器的概略結(jié)構(gòu)圖。圖9為表示本發(fā)明實(shí)施方式所涉及到的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的圖。圖10為表示圖9所示通信系統(tǒng)的等效電路的圖。圖11 (a) (c)為表示地面材料結(jié)構(gòu)例的圖。圖12為表示人體表面電位和頻率之間關(guān)系的圖。圖中標(biāo)記
1便攜式設(shè)備，2人體，3固定設(shè)備，4A、 4B地板材料，31通信用電極，32除靜電鼓風(fēng)機(jī)，33照明加熱器，41通信區(qū)域，42網(wǎng)狀部件，43排水區(qū)域，44顯示器，441開關(guān)，442計(jì)時器，443測量儀器，444判定部，5接地電極，6介電部件，7電阻元件，8a 電感元件，8b 電感圖案
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。(實(shí)施方式1)
在本實(shí)施方式中，將說明在電子貨幣系統(tǒng)上應(yīng)用本發(fā)明所涉及到的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)時的情形。圖1為表示本發(fā)明實(shí)施方式1所涉及到的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。圖2為表示圖1所示通信系統(tǒng)的等效電路的圖。
圖1示出了用戶以將便攜式設(shè)備放入胸前口袋等狀態(tài)，把手放在數(shù)據(jù)閱讀器等固定設(shè)備3上，從而通過手來讀取數(shù)據(jù)的情形。g卩，圖l所示數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主要包括人體2，作為通過電場傳輸信息信號的傳輸媒介；便攜式設(shè)備l，搭載了發(fā)射器，該發(fā)射器提供調(diào)制信息信號而成的電場；固定設(shè)備3，通過人體2檢測電場，并具備將該電場解調(diào)成信息信號的接收器；以及地板材料4A，被設(shè)在固定設(shè)備3附近并與人體2接觸。
在本發(fā)明所涉及到的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，作為便攜式設(shè)備1，可以列舉出具備通信模塊的IC卡和便攜式電話等。而且，作為固定設(shè)備3，可以列舉出ATM (自動柜員機(jī))、電子貨幣、各種IC卡等的讀寫器等。而且，在固定設(shè)備3上設(shè)置用于通過人體2接近來進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的通信用電極31。另外，因?yàn)橹灰谷梭w2和固定設(shè)備3之間電容耦合就可以，所以通信用電極31的表面被絕緣材料遮蓋也可以。
地板材料4A具有在便攜式設(shè)備1和固定設(shè)備3之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時與人體2接觸的通信區(qū)域41，通信區(qū)域41相對地板材料4A的地面處在電浮起的狀態(tài)。為了使地板材料4A的通信區(qū)域41相對地板材料4A的地面處在電浮起的狀態(tài)，用混凝土或者強(qiáng)化塑料等來構(gòu)成地板材料4A，并在其上面作為通信區(qū)域41配置平板狀絕緣性部件，是較為理想的。而且，如果在通信區(qū)域41上采用導(dǎo)電性部件，那么在通信區(qū)域41和地板材料4A之間配置絕緣材料，以使通信區(qū)域41不與地板材料4A的地面電接觸，是較為理想的。另外，如果不與地板材料4A的地面導(dǎo)通，那么在通信區(qū)域41之上鋪設(shè)地毯等也可以。
如上所述，通過使通信區(qū)域41相對地板材料4A的地面處在電浮起的狀態(tài)即、使通信區(qū)域41從地板材料4A的地面處在絕緣狀態(tài)，就能夠抑制由便攜式設(shè)備1發(fā)射給人體2的信號從人體2經(jīng)地板材料4A而流向地面，可提高信號抵達(dá)固定設(shè)備3的傳輸效率。其結(jié)果，在采用具有實(shí)用性的接收器的同時還能夠以比較小的發(fā)射功率來進(jìn)行通信。
在該通信系統(tǒng)中，如圖2所示，具備發(fā)射器的便攜式設(shè)備1和作為傳輸媒介的人體2之間、具備接收器的固定設(shè)備3和人體2之間通過電容器進(jìn)行電性電容耦合，可通過調(diào)制信息信號而成的電場來傳輸信息信號。在這種情況下，在人體2上雖有位移電流流動，但是沒有穩(wěn)定電流流動，所
以沒有必要電性導(dǎo)通。因此，例如即使將便攜式設(shè)備1 一直放入口袋，也
可隔著薄布使便攜式設(shè)備1和人體2之間電容耦合，所以傳輸信息信號變 得可能。
下面對在具有上述結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時的動作進(jìn)行 說明。首先，在便攜式設(shè)備l中，以信息信號調(diào)制人體2表示導(dǎo)電性的頻 率(兒十KHz 幾MHz)的載波來獲得調(diào)制信號。該調(diào)制信號被放大并轉(zhuǎn) 換成電壓變化，成為與調(diào)制信號相對應(yīng)的電場。然后，將該電場提供給人 體2。另外，對便攜式設(shè)備1的調(diào)制方式，沒有特別限制。
固定設(shè)備3的通信用電極31接收被提供給人體2的電場。給通信用電 極31施加電場，就產(chǎn)生物理量(感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流)，在信號檢測電 路(附圖中沒有表示)檢測到物理量。在信號檢測電路檢測到的物理量被 送到解調(diào)電路(附圖中沒有表示)，并在解調(diào)電路中利用在便攜式設(shè)備1中 使用的載波來進(jìn)行解調(diào)而獲得信息信號。通過上述方式，能夠?qū)⑷梭w作為 傳輸媒介來進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)射和接收。
在圖2所示的等效電路中，設(shè)定作為發(fā)射器的便攜式設(shè)備1和人體2 之間的電容為Cth、作為接收器的固定設(shè)備3和人體2之間的電容為Crh、 地板材料4A的地面和人體2之間的電容為Cgh、便攜式設(shè)備1和地板材料 4A的地面之間的電容為Ctg、固定設(shè)備3和地面之間的電容為Crg。而且， 便攜式設(shè)備1為信號源并當(dāng)作交流源來表示，將人體2當(dāng)作導(dǎo)電體，使固 定設(shè)備3與地板材料4A的地面電連接。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易地 理解，即使設(shè)定固定設(shè)備3為發(fā)射器、便攜式設(shè)備l為接收器，等效電路 是相同的。
在上述結(jié)構(gòu)中，要更高效地傳輸來自便攜式設(shè)備1的信號，最好是使 固定設(shè)備3和地面之間的電容Crg或者便攜式設(shè)備1和地面之間的電容Ctg 大，而人體2和地面之間的電容Cgh小。即，當(dāng)通過人體進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時 減少人體和地面之間的電容Cgh，而在其它情形下加大人體和地面之間的 電容Crg或Cgh，那么就能夠減少信號漏掉。
在這里，設(shè)想圖2所示等效電路的實(shí)際數(shù)值為，便攜式設(shè)備l和人體 2之間的電容Cth為大約10pF、固定設(shè)備3和人體2之間的電容Crh為大
9約10pF至30pF、便攜式設(shè)備1和地面之間的電容Ctg為大約10ff、固定 設(shè)備3和地面之間的電容Crg為大約lnF。而且還模擬了，將來自便攜式 設(shè)備1即信號源的信號設(shè)為10MHz頻率、士1V振幅時，在人體2表面上 被感應(yīng)的表面電位振幅V (Vpp)和人體一地面間電容Cgh之間的關(guān)系。 圖3表示其結(jié)果。
從圖3中可得知，不管固定設(shè)備3和人體2之間的電容Crh為10pF 還是30pF，只要人體一地面之間的電容Cgh越小，人體的表面電位振幅就 變得越大，而容易讀取信號。而且，從圖3中可得知，讀取數(shù)據(jù)的固定設(shè) 備3和人體2之間的電容Crh為30pF時Cgh在30pF附近、電容Crh為10pF 時電容Cgh在10pF附近，特性曲線的斜度(特性曲線的切線傾斜度)發(fā)生 變化。由此可見，要減少電容Cgh，就要把其值設(shè)定在電容Crh以下，是 較為理想的。即，人體2所接觸的地板材料4A對通信區(qū)域41地面的電容 與固定設(shè)備3和人體2之間的電容相同或者比之小，是較為理想的。通過 上述方式，就能夠控制便攜式設(shè)備1上的發(fā)射器的發(fā)射功率，可延長便攜 式設(shè)備l的電池壽命。
而且，以上述條件將固定設(shè)備3和人體2之間的電容Crh固定為10pF、 將信號源的振幅從士3V擺到士0.3V，與圖2同樣地模擬了人體的表面電位振 幅和人體一地面間電容Cgh之間的關(guān)系。圖4表示其結(jié)果。另外，在圖4 中用虛線表示即使采用廉價接收器也能夠容易接受信號的、表面電位振幅 為0.3mV的地方。
如果設(shè)想鞋底為橡膠等材料，那么就可估算到當(dāng)?shù)匕宀牧?A的通信 區(qū)域41電連接于地面時的人體2和地面之間的電容Cgh為100pF 130PF 左右。從圖4中可得知，當(dāng)不是本發(fā)明所涉及到的結(jié)構(gòu)下地板材料4A的通 信區(qū)域41電連接于地面的情況下，信號源的振幅為士1V時表面電位振幅 就達(dá)不到0.3mV，需要加大信號源的振幅達(dá)到近3V。另一方面，如果以本 發(fā)明所涉及到的結(jié)構(gòu)將電容Cgh設(shè)定為10pF以下，那么即使信號源的振幅 為士0.3V，表面電位振幅也能達(dá)到0.3mV。因此，通過將電容Cgh設(shè)定為 10pF以下即、將人體2所接觸的地板材料4A對通信區(qū)域41地面的電容設(shè) 定為10pF以下，就能夠使用廉價接收器來組成實(shí)用性系統(tǒng)，還能夠降低便 攜式設(shè)備側(cè)的功耗。
10另外，在本實(shí)施方式中，說明了設(shè)定便攜式設(shè)備l為發(fā)射器、固定設(shè)
備3為接收器的情況，但是，在本發(fā)明中設(shè)定便攜式設(shè)備為接收器、固定 設(shè)備為發(fā)射器，也可以。在這種情況下，上述的等效電路和效果是相同的。
(實(shí)施方式2)
在本實(shí)施方式中，將說明在自動檢票口和進(jìn)退場的出入門上應(yīng)用本發(fā) 明所涉及到的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的情形。
圖5 (a)、 (b)為表示本發(fā)明的實(shí)施方式2中的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的概略 結(jié)構(gòu)圖，(a)表示立體圖，(b)表示側(cè)視圖。例如，將本發(fā)明所涉及到的 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)在自動檢票口等出入口上應(yīng)用時，如圖5 (a)所示，具有通 信用電極31的固定設(shè)備3 (接收器)就是出入口，在該出入口所設(shè)置的地 板材料4A上設(shè)有通信區(qū)域41。攜帶便攜式設(shè)備1 (發(fā)射器)的人體2將經(jīng) 過該出入口。
該出入口雖然有屋頂?shù)瞧洵h(huán)境幾乎與露天相同，所以需要考慮雨雪 等天氣的影響。在這種情況下，如圖5 (b)所示，以貫穿地板材料4A的 排水區(qū)域43和覆蓋排水區(qū)域43的網(wǎng)狀部件42來構(gòu)成通信區(qū)域41 ，是較為 理想的。在這種情況下，用絕緣性材料來構(gòu)成網(wǎng)狀部件42也可以，或者用 普通金屬材料來構(gòu)成并用絕緣性固定件等來在地板材料4A上安裝也可以。 如上所述，通過采用排水區(qū)域43和網(wǎng)狀部件42，在通信區(qū)域41的下側(cè)設(shè) 置空間以防止在通信區(qū)域41的表面上積水分。通過上述方式，就能夠防止 因?yàn)樗质沟匕宀牧?A的通信區(qū)域41與地面電導(dǎo)通。因此，即使水分被 帶進(jìn)地板材料4A，也能夠迅速地排水，抑制由便攜式設(shè)備1發(fā)射給人體2 的電場從人體2流向地板材料4A的地面。
另外，在本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中，為了防止水分與地面電導(dǎo)通，也可以 用絕緣體形成排水區(qū)域43的壁面。而且，同樣地在本實(shí)施方式中，設(shè)定便 攜式設(shè)備l為接收器、固定設(shè)備3為發(fā)射器，也可以。
(實(shí)施方式3)
在本實(shí)施方式中，將說明在自動檢票口和進(jìn)退場的出入門上應(yīng)用本發(fā) 明所涉及到的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)并采用了靜電對策時的情形。圖6 (a)、 (b)為表示本發(fā)明的實(shí)施方式3中的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的概略 結(jié)構(gòu)圖。在冬天等空氣干燥的季節(jié)，人體2就容易帶靜電。尤其是，在本 發(fā)明所涉及到的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，因?yàn)槿梭w2處在從地面電浮起的狀態(tài)， 所以帶靜電的人體2和地面之間的電位差就比通常時大，因此在手等接近 固定設(shè)備3的通信用電極31時，放電的可能性就很大。
因此，在本實(shí)施方式中，如圖6 (a)所示，在固定設(shè)備3上設(shè)置中和 人體2所帶靜電的除靜電鼓風(fēng)機(jī)32。通過上述方式，就在人體2進(jìn)入自動 檢票口出入門的通信區(qū)域41時或者進(jìn)入之前進(jìn)行對人體2的除靜電。因此， 設(shè)置除靜電鼓風(fēng)機(jī)32的位置為，面向人體2前進(jìn)方向(箭頭方向)時要到 通信用電極31的跟前。而且，如圖6 (b)所示，在可雙向通行的出入口， 在出入口的兩側(cè)設(shè)置除靜電鼓風(fēng)機(jī)32，以便無論從哪個方向行進(jìn)都能在進(jìn) 行數(shù)據(jù)通信之前對人體2進(jìn)行除靜電。通過上述結(jié)構(gòu)，就能夠防止當(dāng)帶靜 電的人體2接近固定設(shè)備3時進(jìn)行放電。
另外，要提高除靜電效果，最好是使除靜電區(qū)的地板材料4A也與通 信用的電極區(qū)域同樣地從地面浮起。而且，關(guān)于除靜電鼓風(fēng)機(jī)32，為了使 以人體2為媒介的通信所用的頻率不產(chǎn)生噪聲，以與用于通信的頻率不同 的頻率驅(qū)動，或者屏蔽除靜電鼓風(fēng)機(jī)32自身，是較為理想的。 (實(shí)施方式4)
在本實(shí)施方式中，將說明在自動檢票口或進(jìn)退場的出入門上應(yīng)用本發(fā) 明所涉及到的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)并實(shí)施了結(jié)露對策時的情形。
圖7為表示本發(fā)明的實(shí)施方式4中的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。在 圖7所示的結(jié)構(gòu)中設(shè)置照明加熱器33，該照明加熱器33為干燥地板材料 4A的干燥機(jī)構(gòu)。通過上述方式，即使在地板材料4A和人體2上有結(jié)露， 也能夠干燥該結(jié)露而維持穩(wěn)定的通信狀態(tài)。
在圖7所示的結(jié)構(gòu)中，檢測到有可能結(jié)露的狀態(tài)并在該狀態(tài)下啟動照 明加熱器33，是較為理想的。在這種情況下，作為預(yù)測結(jié)露的方法，可提 到例如，監(jiān)視出入口附近和通信區(qū)域41的溫度或濕度并根據(jù)該溫度或濕度 來預(yù)測結(jié)露等方法。而且，作為干燥機(jī)構(gòu)使用送風(fēng)機(jī)來代替照明加熱器33， 也可以。另外，作為干燥機(jī)構(gòu)采用送風(fēng)機(jī)時，如同上述實(shí)施方式3那樣設(shè) 置除靜電鼓風(fēng)機(jī)32來利用其風(fēng)，也可以。(實(shí)施方式5)
在本實(shí)施方式中，將說明在自動檢票口和進(jìn)退場的出入門應(yīng)用本發(fā)明 所涉及到的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)并監(jiān)視地板材料4A的通信區(qū)域是否相對地面處 在浮起狀態(tài)時的情形。
圖8 (a)為表示本發(fā)明的實(shí)施方式5的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖， 圖8 (b)為表示(a)所示數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的顯示器的概略結(jié)構(gòu)圖。在圖8 (a) 所示的結(jié)構(gòu)中，地板材料4A具備顯示器44。該顯示器44為監(jiān)視機(jī)構(gòu)，監(jiān) 視通信區(qū)域41相對地板材料4A的地面是否處在電浮起的狀態(tài)。在這種情 況下，通信區(qū)域41由網(wǎng)狀部件42來構(gòu)成，其一部分用金屬等導(dǎo)電體來構(gòu) 成。而且，顯示器44與該導(dǎo)電體電連接。此時，顯示器44被絕緣體支承， 以便形成從地板材料4A的地面電浮起的狀態(tài)。通過上述方式，就可迅速地 向用戶通知系統(tǒng)異常。
如圖8 (b)所示，顯示器44例如主要由開關(guān)441、計(jì)時器442、測量 儀器443以及判定部444來構(gòu)成。開關(guān)441切換成地板材料4A的通信區(qū)域 41在進(jìn)行測量以外的時間處在從地面電浮起的狀態(tài)。計(jì)時器442測量在間 歇性地測量通信區(qū)域41的電接觸狀態(tài)時的時間間隔。測量儀器443測量通 信區(qū)域41和地面之間的電阻、電容或者阻抗等。判定部444根據(jù)測量儀器 443的測量結(jié)果判定是否為異常。來自判定部444的判定結(jié)果信號為是否影 響數(shù)據(jù)通信的判定結(jié)果，所以將被通知到系統(tǒng)管理人員等。而且，控制成 當(dāng)判定出系統(tǒng)異常時發(fā)出警告音，也可以。另外，顯示器44的結(jié)構(gòu)以及其 控制方法是其中一例，實(shí)施時可適當(dāng)?shù)刈龀鲎兏?(實(shí)施方式6)
在本實(shí)施方式中，將說明使人體2所接觸的地板材料4B的通信區(qū)域 在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時的載波頻率上具有相對大的阻抗、在低于載波頻率的頻 率上具有相對小的阻抗時的情形。
圖9與圖l相同地表示由人體2、便攜式設(shè)備l、固定設(shè)備3以及地板 材料4B構(gòu)成的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，該人體2為通過電場傳輸信息信號的傳輸媒 介，該便攜式設(shè)備1搭載了提供調(diào)制信息信號而成的電場的發(fā)射器，該固 定設(shè)備3通過人體2檢測電場并具備將該電場解調(diào)成信息信號的接收器， 該地板材料4B被配置在固定設(shè)備3附近并與人體2接觸。圖11 (a) (c)為表示具體地板材料4B的結(jié)構(gòu)的圖。要在進(jìn)行數(shù) 據(jù)通信時的載波頻率上具有相對大的阻抗、而在低于載波頻率的頻率上具 有相對小的阻抗，就要例如圖11 (a) (c)所示，由電極(通信區(qū)域) 45、接地電極5以及由配設(shè)在電極45和接地電極5之間的電介體構(gòu)成的部 件(介電部件)6來構(gòu)成地板材料4B。通過上述結(jié)構(gòu)，在地板材料4B的 電極45和接地電極5之間就形成電容。
該介電部件6例如為多孔部件，是較為理想的。因?yàn)橛枚嗫撞考硇?成介電部件6，所以介電部件6的平均介電常數(shù)就變小。因此，與使用不是 多孔部件的介電部件時相比，能夠使介電部件6的厚度變薄。作為介電部 件6，可使用例如由Teflon (注冊商標(biāo))樹脂、ABS樹脂等樹脂材料或者 由陶瓷材料來構(gòu)成的多孔體。
而且，在圖11 (a)，電極45通過電阻元件7與接地電極5連接的同 時通過介電部件6的電容與接地電極5連接。通過上述方式，可并聯(lián)連接 電阻和電容，構(gòu)成低通濾波器。
而且，在圖ll (b)、 (c)，通過電感元件8a與接地電極5連接的同時 還通過介電部件6的電容與接地電極5連接。通過上述方式，可并聯(lián)連接 電感(inductance)和電容，構(gòu)成諧振電路。作為構(gòu)成諧振電路的電感器， 如圖11 (b)所示地采用電感元件8a也可以，并且如圖11 (c)所示地采 用在電極45之上形成布線圖案的電感圖案8b也可以。
在該通信系統(tǒng)中，與實(shí)施方式1相同地以固定設(shè)備3的通信用電極31 接收由便攜式設(shè)備1提供給人體2的電場。通信用電極31所接收到的電場 被信號檢測電路(附圖中沒有表示)檢測到，并被送到解調(diào)電路(附圖中 沒有表示)。在解調(diào)電路上利用由便攜式設(shè)備1所使用的載波來進(jìn)行解調(diào)而 取得信息信號。
在圖10上表示本實(shí)施方式6中的等效電路。在圖10中，設(shè)定作為發(fā) 射器的便攜式設(shè)備1和人體2之間的電容為Cth、作為接收器的固定設(shè)備3 和人體2之間的電容為Crh、地板材料4B的電極45和人體2之間的電容 為Cfh、便攜式設(shè)備1和地板材料4B的地面之間的電容為Ctg、固定設(shè)備 3和地面之間的電容為Crg、地板材料4B的電極45和地面之間的阻抗為 Zgf。而且，便攜式設(shè)備1為信號源并作為交流源來顯示，將人體2當(dāng)作導(dǎo)
14電體，而固定設(shè)備3與地板材料4B的地面電連接。另外，只要是本領(lǐng)域技 術(shù)人員就容易理解，即使設(shè)定固定設(shè)備3為發(fā)射器、便攜式設(shè)備1為接收 器，等效電路還是相同的。
在上述結(jié)構(gòu)中，因?yàn)閷⒌匕宀牧?B和地面之間的阻抗Zgf在進(jìn)行數(shù) 據(jù)通信時的載波頻率上相對高地設(shè)定，所以可提高人體2的表面電位，并 能夠更高效地傳輸來自便攜式設(shè)備1的信號。而且，通過調(diào)整為在低于載 波頻率的頻率上相對地低，能夠降低人體2的表面電位，能更有效地將靜 電等電荷往地面漏掉。
在這里，根據(jù)圖IO所示的等效電路，模擬了由交流電源以1Vp-p的振 幅提供信號并以低通濾波器來構(gòu)成阻抗Zgf時的人體表面電位和頻率之間 的關(guān)系。圖12表示其結(jié)果。而且，還模擬了由交流電源以1Vp-p的振幅提 供信號并以諧振電路來構(gòu)成阻抗Zgf時的人體表面電位和頻率之間的關(guān)系。 在圖12—并表示了其結(jié)果。另外，在這種情況下，設(shè)定便攜式設(shè)備l和人 體2之間的電容Cth為10pF、固定設(shè)備3和人體2之間的電容Crh為10pF、 便攜式設(shè)備1和人體2之間的電容Ctg為10fF、固定設(shè)備3和地面之間的 電容Crg為lnF。而且，將載波頻率設(shè)定為10MHz。
在這里，在圖11 (a)表示低通濾波器的具體結(jié)構(gòu)。地板材料4B將其 表面設(shè)定為以導(dǎo)電材料構(gòu)成的電極(通信區(qū)域)45、面積為900cm2 (30cm X30cm)。而且，作為介電部件6采用了多孔部件(厚度為10cm，相對介 電常數(shù)1.340pF)，作為電阻元件7采用了 30kQ的電阻。而且，并聯(lián)連接 了 30kQ的電阻和10pF的電容。
而且，圖11 (b)或者圖11 (c)表示諧振電路的具體結(jié)構(gòu)。在圖11 (b)所示的結(jié)構(gòu)中，設(shè)定地板材料4B的電極45面積為900cm2 (30cmX 30cm)，作為介電部件6采用了多孔部件(厚度為9cm，相對介電常數(shù) 1.3=11.5pF)，作為電感元件8a采用了 22UH的元件。而且，并聯(lián)連接了 22uH的電感和11.5pF的電容。而且，在圖11 (c)所示的結(jié)構(gòu)中，設(shè)定 地板材料4B的電極45面積為900cm2 (30cmX30cm)，作為介電部件6采 用了多孔部件(厚度為9cm，相對介電常數(shù)1.3=11.5pF)，電感圖案8b配 設(shè)在地板材料4B的電極45周圍。而且，并聯(lián)連接了 22 u H的電感和11.5pF 的電容。
15設(shè)想鞋底材料為橡膠等時，可估算到與地面電連接的地板材料4B的 電容(地板材料4B和人體2之間的電容Cfh)為110pF左右。當(dāng)不是以本 發(fā)明所涉及到的結(jié)構(gòu)與地面電連接的地板材料4B的情況下，表面電位為 0.09mV左右。另一方面，從圖12中可得知，在本發(fā)明所涉及到的結(jié)構(gòu)， 以低通濾波器來構(gòu)成阻抗Zgf時表面電位為lmV左右，以諧振電路來構(gòu)成 阻抗Zgf時表面電位為12mV左右。
如上所述，在本實(shí)施方式中適當(dāng)?shù)卣{(diào)整地板材料4B和地面之間的阻 抗。具體地講，調(diào)整為，在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時的載波頻率上具有相對大的阻 抗，在低于載波頻率的頻率上則具有相對小的阻抗。因此，作為傳輸媒介 的人體2表面的電位在載波頻率上變大，抑制由發(fā)射器傳發(fā)射給人體2的 不少電場從人體2流向地板材料4B的地面，從而可提高與信息信號相對應(yīng) 的電場抵達(dá)接收器的傳輸效率。而且，因?yàn)樵诘陀谳d波頻率的頻率上具有 相對小的阻抗，所以能夠使靜電電荷向地面漏掉。因此，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)， 能夠控制發(fā)射電力而用廉價的接收器也能夠進(jìn)行可靠的通信，并且能夠采 取靜電對策。
而且，從圖12的例子可得知，阻抗Zgf在載波頻率上成為最大，是較 為理想的。通過上述調(diào)整，能夠提高數(shù)據(jù)通信的傳輸效率，更加降低發(fā)射 電力。因此，通過降低搭載了IC卡等發(fā)射模塊的設(shè)備的功耗，可延長電池 壽命。
另外，在上述實(shí)施方式中，說明了作為介電部件采用了多孔部件時的 情形，但是在本發(fā)明中，在地板材料的下側(cè)設(shè)置孔穴來調(diào)整阻抗也可以。 另外，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，實(shí)施時可以適當(dāng)?shù)刈兏?br> 另外，在上述的實(shí)施方式1 6中，也可設(shè)定便攜式設(shè)備1為發(fā)射器或 者接收器而固定設(shè)備3為接收器或者發(fā)射器。
本發(fā)明并不受限于上述實(shí)施方式1 6，能夠在實(shí)施時進(jìn)行各種各樣的 變更。例如，通過在便攜式設(shè)備和固定設(shè)備上分別組裝發(fā)射器和接收器， 使雙向通信成為可能，也可以。而且，可以適當(dāng)?shù)亟M合上述的實(shí)施方式l 6來實(shí)施。另外，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，實(shí)施時可以適當(dāng)?shù)刈兏?br> 權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其特征在于，具備發(fā)射器，具有將信息信號調(diào)制成電場的調(diào)制機(jī)構(gòu)；接收器，具有將上述電場解調(diào)成上述信息信號的解調(diào)機(jī)構(gòu)；傳輸媒介，通過上述電場傳輸上述信息信號并攜帶上述發(fā)射器或者上述接收器；以及地板材料，將上述發(fā)射器或者上述接收器作為固定設(shè)備來設(shè)置，并與上述傳輸媒介接觸，而且，上述地板材料具有在上述發(fā)射器和接收器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時由上述傳輸媒介接觸的通信區(qū)域，上述通信區(qū)域相對上述地板材料的地面處在電浮起的狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其特征在于，并且由上述傳 輸媒介接觸的上述通信區(qū)域和地面之間的電容與上述接收器和上述傳輸媒 介之間的電容相同或者比之小。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其特征在于，由上述傳輸媒 介接觸的上述通信區(qū)域和地面之間的電容為10pF以下。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其特征在于，上述通信區(qū)域 具有貫穿上述地板材料而設(shè)置的排水區(qū)域和覆蓋上述排水區(qū)域的網(wǎng)狀部 件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其特征在于，還具備在上述 傳輸媒介進(jìn)入上述通信區(qū)域時或者進(jìn)入之前中和上述傳輸媒介所帶靜電的 除靜電機(jī)構(gòu)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其特征在于，還具備干燥上 述地板材料的干燥機(jī)構(gòu)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其特征在于，上述地板材料 還具備監(jiān)視機(jī)構(gòu)，該監(jiān)視機(jī)構(gòu)監(jiān)視上述通信區(qū)域相對上述地板材料的地面 是否處在電浮起的狀態(tài)。
8. —種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其特征在于，具備發(fā)射器，具有將信息信號調(diào)制成電場的調(diào)制機(jī)構(gòu)；接收器，具 有將上述電場解調(diào)成上述信息信號的解調(diào)機(jī)構(gòu)；傳輸媒介，通過上述電場 傳輸上述信息信號并攜帶上述發(fā)射器或者上述接收器；以及地板材料，將上述發(fā)射器或者上述接收器作為固定設(shè)備來設(shè)置，并與上述傳輸媒介接觸， 而且，上述地板材料通過阻抗部件與地面連接，該阻抗在上述發(fā)射器 和接收器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時的載波頻率上具有相對大的阻抗而在低于上 述載波頻率的頻率上具有相對小的阻抗。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其特征在于，上述阻抗部件 由配置在上述通信區(qū)域和上述地面之間的電容元件和與上述電容元件并聯(lián) 連接的電阻來構(gòu)成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其特征在于，上述阻抗部 件由配置在上述通信區(qū)域和上述地面之間的電容元件和與上述電容元件并 聯(lián)連接的電感器來構(gòu)成。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其特征在于， 上述地板材料具備在上述發(fā)射器和接收器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時有上述傳輸媒介接觸的通信區(qū)域和與上述通信區(qū)域大致并排配置的接地電極，而且，上述電容元件為形成在上述通信區(qū)域和上述接地電極之間的電容。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其特征在于，在上述通信 區(qū)域和上述接地電極之間配置多孔的電介體。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其特征在于，上述阻抗元 件的值在上述載波頻率上成為最大。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其特征在于，上述發(fā) 射器為便攜式設(shè)備，上述接收器為固定設(shè)備。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，其特征在于，上述發(fā) 射器為固定設(shè)備，上述接收器為便攜式設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)具備人體等傳輸媒介(2)，通過電場傳輸信息信號；便攜式設(shè)備(1)，具備發(fā)射器，該發(fā)射器給傳輸媒介(2)提供調(diào)制信息信號而成的電場；固定設(shè)備(3)，通過傳輸媒介(2)檢測電場并具備將該電場解調(diào)成信息信號的接收器；以及地板材料(4A)，設(shè)置固定設(shè)備(3)并與傳輸媒介(2)接觸。而且，地板材料(4A)具有由傳輸媒介(2)接觸在便攜式設(shè)備(1)和固定設(shè)備(3)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的通信區(qū)域(41)，通信區(qū)域(41)相對地板材料(4A)的地面處在電浮起的狀態(tài)。
文檔編號H04B13/00GK101669306SQ200880007900
公開日2010年3月10日 申請日期2008年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
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