信号処理装置および方法、プログラム、並びに記録媒体
【課題】 盲人にとって暮らしやすい環境を提供できるようにする。
【解決手段】 点字ブロック１０２１−１乃至１０２１−３、点字ブロック１０２２−１乃至１０２２−３、または点字ブロック１０２３、およびそれらの点字ブロックに隣接する路面の下に埋設された信号電極１１０１−１１乃至１１０１−１６などの信号電極は信号処理装置１１５０に接続されており、それぞれ点字ブロックの種類を特定可能であって、点字ブロックの中央からの距離を表す値の信号を出力する。盲人であるユーザ１００１の靴１００３に取り付けられた小型信号処理装置の信号電極が、点字ブロックまたは点字ブロックに隣接する路面の下に埋設された信号電極１１０１からの信号を受信し、ユーザ１００１の立っている場所を特定して靴１００３の内部に突起を生成することでユーザ１００１に対して進むべき方向などを提示する。
【解決手段】 点字ブロック１０２１−１乃至１０２１−３、点字ブロック１０２２−１乃至１０２２−３、または点字ブロック１０２３、およびそれらの点字ブロックに隣接する路面の下に埋設された信号電極１１０１−１１乃至１１０１−１６などの信号電極は信号処理装置１１５０に接続されており、それぞれ点字ブロックの種類を特定可能であって、点字ブロックの中央からの距離を表す値の信号を出力する。盲人であるユーザ１００１の靴１００３に取り付けられた小型信号処理装置の信号電極が、点字ブロックまたは点字ブロックに隣接する路面の下に埋設された信号電極１１０１からの信号を受信し、ユーザ１００１の立っている場所を特定して靴１００３の内部に突起を生成することでユーザ１００１に対して進むべき方向などを提示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理装置および方法、プログラム、並びに記録媒体に関し、特に、盲人にとって暮らしやすい環境を提供できるようにする信号処理装置および方法、プログラム、並びに記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、障害者など社会的弱者に対する福祉活動が盛んになっており、例えば、盲人の道案内のために、道路や歩道などの路面に表面に所定の形状の突起を有する点字ブロックが配置されている。
【０００３】
また近年、無線通信の技術も進歩しており、例えば、2.4GHz帯域を用いる無線伝送方式（いわゆるBluetooth）によりパソコン、周辺機器、家電、携帯電話機など、デバイスを問わないデータ交換の実現が期待されているほか、人体など通常の通信媒体とはことなる導体を用いて送信機と受信機による通信を行う技術も提案されている（例えば、特許文献１または特許文献２参照。）。
【０００４】
例えば、このような新しい無線通信技術を利用して盲人や聾者など、外界とのコミュニケーションにハンディキャップをもつ人々にもより多くの情報が提供され、社会的弱者にとっても暮らしやすい環境が提供されることが期待されている。
【０００５】
【特許文献１】特表平１１−５０９３８０号公報
【特許文献２】特開１０−２２９３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、路面に点字ブロックを配置しても、点字ブロック上にものが置かれたり、人が立ち止まったりする場合があり、必ずしも盲人にとって歩行しやすい環境にあるとは言えない例が多々あった。また、例えば歩行中の盲人が障害物を避けるなどして、一度、歩道上の点字ロックが配置された部分から遠ざかると、再び点字ブロックがある部分に戻ることが困難であった。
【０００７】
一方、特許文献１の技術では、送信器、人体、受信器、アースグラウンドと結合された閉回路が構成され、信号が伝達されるというものであるため、送信器および受信器の人体から遠い方の電極とアースグラウンドとの結合はきわめて希薄で、実質的には閉回路を構成しにくい。また、特許文献２の技術では、送信器、人体、受信器、大気と結合された閉回路が構成され、信号を伝達するというものであるため、大気を介して結合するには、送信器と受信器がかなり近くに配置されなければならない。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、盲人にとって暮らしやすい環境を提供できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の側面は、盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下にそれぞれ埋設される複数の導体板から送信される信号を受信する受信手段と、前記受信手段により受信された信号に基づいて、前記導体板が埋設されている路面上の点字ブロックまたは前記導体板が埋設されている路面から所定の距離の範囲の点字ブロックの種類を特定する特定手段と、前記受信手段により受信された信号に基づいて、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報を取得する取得手段と、前記特定手段により特定された前記点字ブロックの種類および前記取得手段により取得された前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報に基づいて、前記ユーザの触覚を刺激する所定の形状と高さの突起を生成する突起生成手段とを備える信号処理装置である。
【００１０】
ユーザが着用する靴の一部に取り付けられ、前記突起生成手段は、前記靴の内側であって、前記ユーザの足の裏に接触する部分に前記突起を生成するようにすることができる。
【００１１】
ユーザが使用する杖の一部に取り付けられ、前記突起生成手段は、前記杖の柄の部分であって、前記ユーザの手のひらに接触する部分に前記突起を生成するようにすることができる。
【００１２】
出力値を判定するための基準点を得るための基準電極と、前記基準電極よりも通信媒体に対して静電結合が強くなるように設けられた複数の信号電極とをさらに備え、前記受信手段は、前記信号電極と前記基準電極との間の電位差に基づく信号を受信し、前記特定手段は、前記信号が表す値に基づいて、前記導体板が埋設されている路面上の点字ブロックまたは前記導体板が埋設されている路面から所定の距離の範囲の点字ブロックの種類を特定するようにすることができる。
【００１３】
前記導体板のそれぞれは、複数の領域に分割されて構成され、前記複数の信号電極は、所定の距離だけ互いに離れた位置に取り付けられ、前記導体板の個々の領域がそれぞれ送信する信号であって、それぞれ所定の大きさの値に対応する信号を、前記信号電極の位置に応じて受信するようにすることができる。
【００１４】
前記取得手段は、複数の信号電極のそれぞれにおいて受信された信号の値の大きさを比較することにより、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報を取得するようにすることができる。
【００１５】
前記突起生成手段は、前記点字ブロックの種類に応じて前記突起の形状を選択し、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに応じて前記突起の高さを選択して前記突起を生成するようにすることができる。
【００１６】
少なくとも２つの異なる信号電極を有し、第１の信号電極は、ユーザが着用する靴の前部に設けられ、第２の信号電極は、前記靴の後部に設けられるようにすることができる。
【００１７】
前記複数の信号電極は、ユーザが使用する杖の先端部に設けられるようにすることができる。
【００１８】
少なくとも２つの異なる信号電極を有し、第１の信号電極は、ユーザが着用する靴に設けられ、第２の信号電極は、前記ユーザが使用する杖に設けられるようにすることができる。
【００１９】
本発明の第１の側面は、盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下にそれぞれ埋設される複数の導体板から送信される信号を受信し、受信された信号に基づいて、前記導体板が埋設されている路面上の点字ブロックまたは前記導体板が埋設されている路面から所定の距離の範囲の点字ブロックの種類を特定し、受信された信号に基づいて、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報を取得し、特定された前記点字ブロックの種類および取得された前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報に基づいて、前記ユーザの触覚を刺激する所定の形状と高さの突起を生成するステップを含む信号処理方法である。
【００２０】
本発明の第１の側面は、盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下にそれぞれ埋設される複数の導体板から送信される信号の受信を制御し、受信された信号に基づいて、前記導体板が埋設されている路面上の点字ブロックまたは前記導体板が埋設されている路面から所定の距離の範囲の点字ブロックの種類の特定を制御し、受信された信号に基づいて、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報の取得を制御し、特定された前記点字ブロックの種類および取得された前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報に基づいて、前記ユーザの触覚を刺激する所定の形状と高さの突起の生成を制御するステップを含むコンピュータが読み取り可能なプログラムである。
【００２１】
本発明の第１の側面においては、盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下にそれぞれ埋設される複数の導体板から送信される信号が受信され、受信された信号に基づいて、前記導体板が埋設されている路面上の点字ブロックまたは前記導体板が埋設されている路面から所定の距離の範囲の点字ブロックの種類が特定され、受信された信号に基づいて、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報が取得され、特定された前記点字ブロックの種類および取得された前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報に基づいて、前記ユーザの触覚を刺激する所定の形状と高さの突起が生成される。
【００２２】
本発明の第２の側面は、出力値を判定するための基準点を得るための基準電極と、前記基準電極よりも通信媒体に対して静電結合が強くなるように設けられた複数の信号電極と、前記基準電極と前記信号電極との間の電位差に基づく信号の送受信を制御する制御手段とを備える信号処理装置であって、複数の前記信号電極がそれぞれ盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下に埋設され、前記制御手段が複数の前記信号電極からそれぞれ異なる値の信号を送信する信号処理装置である。
【００２３】
本発明の第２の側面においては、複数の前記信号電極がそれぞれ盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下に埋設され、前記制御手段が複数の前記信号電極からそれぞれ異なる値の信号が送信される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の第１の側面によれば、歩行中の盲人に、点字ブロックと同様に、触覚を刺激して誘導することが可能となる。従って、盲人にとって暮らしやすい環境を提供できる。
【００２５】
本発明の第２の側面によれば、路面の広い範囲から、盲人に路面の状況を知らせるための情報を発信することが可能となる。従って、盲人にとって暮らしやすい環境を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、発明の詳細な説明に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、発明の詳細な説明に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の詳細な説明中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
【００２７】
本発明の第１の側面の信号処理装置は、盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下にそれぞれ埋設される複数の導体板（例えば、図９の信号電極１１０１）から送信される信号を受信する受信手段（例えば、図２４のステップS１０１の処理を実行する図１３の制御部１２５５）と、前記受信手段により受信された信号に基づいて、前記導体板が埋設されている路面上の点字ブロックまたは前記導体板が埋設されている路面上に隣接する点字ブロックの種類を特定する特定手段（例えば、図２４のステップS１０４の処理を実行する図１３の制御部１２５５）と、前記受信手段により受信された信号に基づいて、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報を取得する取得手段（例えば、図２４のステップS１０５の処理を実行する図１３の制御部１２５５）と、前記特定手段により特定された前記点字ブロックの種類および前記取得手段により取得された前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報に基づいて、前記ユーザの触覚を刺激する所定の形状と高さの突起を生成する突起生成手段（例えば、図１３の突起生成部１２６１）とを備える。
【００２８】
この信号処理装置は、ユーザが着用する靴（例えば、図９の靴１００３）の一部に取り付けられ、前記突起生成手段は、前記靴の内側であって、前記ユーザの足の裏に接触する部分に前記突起を生成する（例えば、図２０に示されるように突起を生成する）ようにすることができる。
【００２９】
この信号処理装置は、ユーザが使用する杖（例えば、図９の杖１００２）の一部に取り付けられ、前記突起生成手段は、前記杖の柄の部分であって、前記ユーザの手のひらに接触する部分に前記突起を生成する（例えば、図２６に示されるように突起を生成する）ようにすることができる。
【００３０】
この信号処理装置は、出力値を判定するための基準点を得るための基準電極（例えば、図１３の基準電極１２０２）と、前記基準電極よりも通信媒体に対して静電結合が強くなるように設けられた複数の信号電極（例えば、図１３の信号電極１２０１）とをさらに備え、前記受信手段は、前記信号電極と前記基準電極との間の電位差に基づく信号を受信し、前記特定手段は、前記信号が表す値に基づいて、前記導体板が埋設されている路面上の点字ブロックまたは前記導体板が埋設されている路面上に隣接する点字ブロックの種類を特定するようにすることができる。
【００３１】
この信号処理装置は、前記導体板のそれぞれが、複数の領域（例えば、小電極）に分割されて構成され、前記複数の信号電極（例えば、図１０の信号電極１２０１ａまたは１２０１ｂ）は、所定の距離だけ互いに離れた位置に取り付けられ、前記導体板の個々の領域がそれぞれ送信する信号であって、それぞれ所定の大きさの値に対応する信号を、前記信号電極の位置に応じて受信するようにすることができる。
【００３２】
この信号処理装置は、少なくとも２つの異なる信号電極を有し、第１の信号電極（例えば、図１１の信号電極１２０１ａ）は、ユーザが着用する靴の前部に設けられ、第２の信号電極（例えば、図１１の信号電極１２０１ｂ）は、前記靴の後部に設けられるようにすることができる。
【００３３】
この信号処理装置は、前記複数の信号電極は、ユーザが使用する杖（例えば、図２５の杖１００２）の先端部に設けられるようにすることができる。
【００３４】
この信号処理装置は、少なくとも２つの異なる信号電極を有し、第１の信号電極（例えば、図２７の信号電極１２０１）は、ユーザが着用する靴に設けられ、第２の信号電極（例えば、図２７の信号電極１３０１）は、前記ユーザが使用する杖に設けられるようにすることができる。
【００３５】
本発明の第１の側面の信号処理方法は、盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下にそれぞれ埋設される複数の導体板（例えば、図９の信号電極１１０１）から送信される信号を受信し（例えば、図２４のステップS１０１の処理）、受信された信号に基づいて、前記導体板が埋設されている路面上の点字ブロックまたは前記導体板が埋設されている路面上に隣接する点字ブロックの種類を特定（例えば、図２４のステップS１０４の処理）し、受信された信号に基づいて、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報を取得（例えば、図２４のステップS１０５の処理）し、特定された前記点字ブロックの種類および取得された前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報に基づいて、前記ユーザの触覚を刺激する所定の形状と高さの突起を生成する（例えば、図２４のステップＳ１０６の処理）ステップを含む。
【００３６】
本発明の第２の側面の信号処理装置は、出力値を判定するための基準点を得るための基準電極（例えば、図１２の基準電極１１０２）と、前記基準電極よりも通信媒体に対して静電結合が強くなるように設けられた複数の信号電極（例えば、図１２の信号電極１１０１）と、前記基準電極と前記信号電極との間の電位差に基づく信号の送受信を制御する制御手段（例えば、図１２の制御部１１５５）とを備える信号処理装置（例えば、図９の信号処理装置１１５０）であって、複数の前記信号電極がそれぞれ盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下に埋設され、前記制御手段が複数の前記信号電極からそれぞれ異なる値の信号を送信する。
【００３７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。最初に本発明において利用する無線通信について図１乃至図８を参照して詳細に説明する。
【００３８】
図１は、本発明を適用した通信システムの一実施形態に係る構成例を示す図である。
【００３９】
図１において、通信システム１００は、送信装置１１０、受信装置１２０、および通信媒体１３０により構成され、送信装置１１０と受信装置１２０が通信媒体１３０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１００において、送信装置１１０より送信された信号は、通信媒体１３０を介して伝送され、受信装置１２０により受信される。
【００４０】
送信装置１１０は、送信信号電極１１１、送信基準電極１１２、および送信部１１３を有している。送信信号電極１１１は、通信媒体１３０を介して伝送させる信号を送信するための電極であり、信号の高低差を判定するための基準点を得るための電極である送信基準電極１１２よりも通信媒体１３０に対して静電結合が強くなるように設けられる。送信部１１３は、送信信号電極１１１と送信基準電極１１２との間に設けられ、これらの電極間に受信装置１２０へ伝達したい電気信号（電位差）を与える。
【００４１】
受信装置１２０は、受信信号電極１２１、受信基準電極１２２、および受信部１２３を有している。受信信号電極１２１は、通信媒体１３０を介して伝送される信号を受信するための電極であり、信号の高低差を判定するための基準点を得るための電極である受信基準電極１２２よりも通信媒体１３０に対して静電結合が強くなるように設けられる。受信部１２３は、受信信号電極１２１と受信基準電極１２２との間に設けられ、これらの電極間に生じた電気信号（電位差）を所望の電気信号に変換し、送信装置１１０の送信部１１３で生成された電気信号を復元する。
【００４２】
通信媒体１３０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１３０は、金属に代表される導電体（例えば、銅、鉄、またはアルミ等）により構成される。また例えば、通信媒体１３０は、純水、ゴム、ガラス、若しくは食塩水等の電解液、または、これらの複合体である生体等の誘電体により構成される。この通信媒体１３０はどのような形状であってもよく、例えば、線状、板状、球状、角柱、または円柱等、任意の形状であってもよい。
【００４３】
このような通信システム１００において、最初に、各電極と、通信媒体または装置周辺空間との関係について説明する。なお、以下において、説明の便宜上、通信媒体１３０が完全導体であるものとする。また、送信信号電極１１１と通信媒体１３０との間、および、受信信号電極１２１と通信媒体１３０との間には空間が存在し、電気的な結合はないものとする。すなわち、送信信号電極１１１または受信信号電極１２１と、通信媒体１３０との間には、それぞれ、静電容量が形成される。
【００４４】
また、送信基準電極１１２は送信装置１１０周辺の空間に向くように設けられており、受信基準電極１２２は受信装置１２０周辺の空間に向くように設けられている。一般的に、導体が空間に存在する場合、その導体の表面近傍の空間に静電容量が形成される。例えば、導体の形状を半径ｒ［ｍ］の球としたとき、その静電容量Ｃは、以下の式（１）のように求められる。
【００４５】
【数１】
【００４６】
式（１）において、πは円周率を示す。また、εは、導体を取り囲む媒質の誘電率を示し、以下の式（２）のように求められる。
【００４７】
【数２】
【００４８】
ただし、式（２）において、ε０は、真空中の誘電率を示し、８．８５４×１０−１２［Ｆ／ｍ］である。また、εｒは比誘電率を示し、真空の誘電率ε０に対する比率を示す。
【００４９】
上述した式（１）に示されるように半径ｒが大きい程、静電容量Ｃは大きくなる。なお、球以外の複雑な形状の導体の静電容量Ｃの大きさは、上述した式（１）のように、簡単に表現することはできないが、その導体の表面積の大きさに応じて変化することは明らかである。
【００５０】
以上のように、送信基準電極１１２は、送信装置１１０周辺の空間に対して静電容量を形成し、受信基準電極１２２は、受信装置１２０周辺の空間に対して静電容量を形成する。すなわち、送信装置１１０および受信装置１２０の外部の仮想無限遠点からみたとき、送信基準電極１１２や受信基準電極１２２の電位は固定的であり、変動しにくいことを示している。
【００５１】
次に、通信システム１００における通信の仕組みの原理について説明する。なお、以下において、説明の便宜上、または前後関係等から、コンデンサを単に静電容量と表現する場合もあるが、これらは同意である。
【００５２】
また、以下において、図１の送信装置１１０と受信装置１２０は、装置間が十分な距離を保つように配置されており、相互の影響を無視できるものとする。また、送信装置１１０において、送信信号電極１１１は通信媒体１３０とのみ静電結合し、送信基準電極１１２は送信信号電極１１１に対して十分な距離が置かれ、相互の影響は無視できる（静電結合しない）ものとする。同様に、受信装置１２０において、受信信号電極１２１は通信媒体１３０とのみ静電結合し、受信基準電極１２２は受信信号電極１２１に対して十分な距離が置かれ、相互の影響は無視できる（静電結合しない）ものとする。さらに、実際には、送信信号電極１１１、受信信号電極１２１、および通信媒体１３０も、空間内に配置されている以上、それぞれ空間に対する静電容量を有することになるが、ここでは、説明の便宜上、それらを無視できるものとする。
【００５３】
図２は、図１の通信システム１００を等価回路で表した図である。通信システム２００は、通信システム１００を等価回路で表したものであり、実質的に通信システム１００と等価である。
【００５４】
すなわち、通信システム２００は、送信装置２１０、受信装置２２０、および接続線２２３０を有しているが、この送信装置２１０は図１に示される通信システム１００の送信装置１１０に対応し、受信装置２２０は図１に示される通信システム１００の受信装置１２０に対応し、接続線２３０は図１に示される通信システム１００の通信媒体１３０に対応する。
【００５５】
図２の送信装置２１０において、信号源２１３−１および接地点２１３−２は、図１の送信部１１３に対応する。信号源２１３−１は、送信用の信号として、特定周期ω×ｔ［rad］の正弦波を生成する。ここで、ｔ［ｓ］は時間を示す。また、ω［rad/s］は角周波数を示し、以下の式（３）のように表すことができる。
【００５６】
【数３】
【００５７】
式（３）において、πは円周率、ｆ［Hz］は信号源２１３−１が生成する信号の周波数を示す。接地点２１３−２は、送信装置２１０内における回路のグランドに接続される点である。つまり信号源２１３の端子の一方は、送信装置２１０内における回路の、所定の基準電位に設定される。
【００５８】
Cte２１４は、コンデンサであり、図１の送信信号電極１１１と通信媒体１３０との間の静電容量を表すものである。つまり、Cte２１４は、信号源２１３−１の接地点２１３−２と反対側の端子と、接続線２３０との間に設けられている。また、Ctg２１５は、コンデンサであり、図１の送信基準電極１１２の空間に対する静電容量を表すものである。Ctg２１５は、信号源２１３−１の設置点２１３−２側の端子と、空間上の、送信装置１１０を基準とした無限遠点（仮想点）を示す接地点２１６との間に設けられている。
【００５９】
図２の受信装置２２０において、Rr２２３−１、検出器２２３−２、および接地点２２３−３は、図１の受信部１２３に対応する。Rr２２３−１は、受信信号を取り出すための負荷抵抗（受信負荷）であり、増幅器により構成される検出器２２３−２は、このRr２２３−１の両側の端子間の電位差を検出して増幅する。接地点２２３−３は、受信装置２２０内における回路のグランドに接続される点である。つまりRr２２３−１の端子の一方（検出器２２３−２の入力端子の一方）は、受信装置２２０内における回路の、所定の基準電位に設定される。
【００６０】
なお、検出器２２３−２が、さらに、例えば、検出した変調信号を復調したり、検出された信号に含まれる符号化された情報を復号したりする等、その他の機能を備えるようにしてもよい。
【００６１】
Cre２２４は、コンデンサであり、図１の受信信号電極１２１と通信媒体１３０との間の静電容量を表すものである。つまり、Cre２２４は、Rr２２３−１の接地点２２３−３と反対側の端子と、接続線２３０との間に設けられている。また、Crg２２５は、コンデンサであり、図１の受信基準電極１２２の空間に対する静電容量を表すものである。Crg２２５は、Rr２２３−１の設置点２２３−３側の端子と、空間上の、受信装置１２０を基準とした無限遠点（仮想点）を示す接地点２２６との間に設けられている。
【００６２】
接続線２３０は、完全導体である通信媒体１３０を表している。なお、図２の通信システム２００において、Ctg２１５とCrg２２５は、等価回路上、接地点２１６と接地点２２６を介して、互いに電気的に接続されているように表現されているが、実際には、これらは互いに電気的に接続されている必要はなく、それぞれが、送信装置２１０または受信装置２２０周辺の空間に対して静電容量を形成していればよい。つまり、接地点２１６と接地点２２６が電気的に接続されている必要はなく、互いに独立であってもよい。
【００６３】
なお、導体があれば、周囲の空間に対して、必ずその表面積の大きさに比例した静電容量が形成される。つまり、例えば、送信装置２１０と受信装置２２０は、互いにどんなに離れていてもよい。例えば、図１の通信媒体１３０が完全導体である場合、接続線２３０の導電率は無限大とみなせるので、接続線２３０の長さは通信に影響しない。なお、通信媒体１３０が導電率の十分な導体であれば、実用上、送信装置と受信装置間との距離は通信の安定性に影響しない。
【００６４】
通信システム２００において、信号源２１３−１、Rr２２３−１、Cte２１４、Ctg２１５、Creコンデンサ２２４、およびCrg２２５から成る回路が形成されている。直列接続された４つのコンデンサ（Cte２１４、Ctg２１５、Creコンデンサ２２４、およびCrg２２５）の合成容量Ｃｘは以下の式（４）で表すことができる。
【００６５】
【数４】
【００６６】
また、信号源２１３−１が生成する正弦波ｖｔ（ｔ）を、以下の式（５）のように表す。
【００６７】
【数５】
【００６８】
ここで、Ｖｍ［Ｖ］は信号源電圧の最大振幅電圧を表しており、θ［rad］は初期位相角を表している。つまり、信号源２１３−１による電圧の実効値Ｖｔｒｍｓ［Ｖ］は以下の式（６）のように求めることができる。
【００６９】
【数６】
【００７０】
回路全体での合成インピーダンスＺは、次の式（７）のように求めることができる。
【００７１】
【数７】
【００７２】
つまり、Rr２２３−１の両端に生じる電圧の実効値Ｖｒｒｍｓは式（８）のように求めることができる。
【００７３】
【数８】
【００７４】
従って、式（８）に示されるように、Rr２２３−１の抵抗値が大きい程、また、静電容量Ｃｘが大きく、信号源２１３−１の周波数ｆ［Hz］が高い程、１/((２×π×ｆ×Ｃｘ)２)の項が小さくなり、Rr２２３−１の両端に、より大きな信号を生じさせることができる。
【００７５】
例えば、送信装置２１０の信号源２１３−１による電圧の実効値Ｖｔｒｍｓを２［Ｖ］に固定し、信号源２１３−１が生成する信号の周波数ｆを１［MHz］、１０［MHz］、または１００［MHz］とし、Rr２２３−１の抵抗値を１０Ｋ［Ω］、１００Ｋ［Ω］、または１Ｍ［Ω］とし、回路全体の静電容量Ｃｘを０．１［ｐＦ］、１［ｐＦ］、または１０［ｐＦ］としたときの、Rr２２３−１の両端に生じる電圧の実効値Ｖｒｒｍｓの計算結果は図３に示される表２５０のようになる。
【００７６】
表２５０に示されるように、実効値Ｖｒｒｍｓの計算結果は、その他の条件が同じ場合、周波数ｆが１［MHz］のときよりも１０［MHz］のときの方が大きくなり、受信負荷であるRｒ２２３−１の抵抗値が１０Ｋ［Ω］のときよりも１Ｍ［Ω］の時のほうが大きくなり、静電容量Ｃｘが０．１［ｐＦ］のときよりも１０［ｐＦ］の時のほうが大きな値をとる。すなわち、周波数ｆの値、Rr２２３−１の抵抗値、および静電容量Ｃｘが大きいほど、大きな実効値Ｖｒｒｍｓ得られる。
【００７７】
また、表２５０より、ピコファラド以下の静電容量でも、Rr２２３−１には電気信号が発生することが分かる。すなわち、伝送される信号の信号レベルが微小な場合、受信装置２２０の検出器２２３−２によって検出した信号を増幅する等すれば、通信が可能となる。
【００７８】
以上の結果から、基本原理として、空間と成す静電容量を利用することによって、送信装置から受信装置への信号の受け渡しが可能である。
【００７９】
以上において説明した送信基準電極や受信基準電極の空間に対する静電容量は、各電極の位置に空間が存在すれば形成可能である。従って、上述した送信装置および受信装置は、通信媒体によって送信信号電極と受信信号電極が結合されていれば、互いの距離に依存せずに通信の安定性を得ることができる。
【００８０】
次に、送信装置と受信装置の間の距離の大きさによる通信への影響について説明する。上述したように、本発明の原理によれば、送信基準電極と受信基準電極の空間に十分な静電容量を形成できていれば、送受信装置間近辺の大地による経路や、その他の電気的な経路を必要とせず、送信信号電極と受信信号電極の距離に依存しない。従って、例えば、図４に示される通信システム７００のように、送信装置７１０と受信装置７２０を遠距離におき、十分な導電性あるいは誘電性を持った通信媒体７３０により送信信号電極７１１、受信信号電極７２１を静電的に結合することによって通信が可能である。このとき、送信基準電極７１２は送信装置７１０の外部の空間と静電結合し、受信基準電極７２２は受信装置７２０の外部の空間と静電結合する。従って、送信基準電極７１２と受信基準電極７２２は、互いに静電結合する必要がない。但し、通信媒体７３０がより長く、大きくなることによって空間に対する静電容量も増加するため、各パラメータを決定する際にこれらについて考慮する必要がある。
【００８１】
なお、図４の通信システム７００は、図１の通信システム１００に対応するシステムであり、送信装置７１０は送信装置１１０に対応し、受信装置７２０は受信装置１２０に対応し、通信媒体７３０は通信媒体１３０に対応する。
【００８２】
送信装置７１０において、送信信号電極７１１、送信基準電極７１２、および信号源７１３−１は、それぞれ、送信信号電極１１１、送信基準電極１１２、および送信部１１３（またはその一部）に対応する。同様に、受信装置７２０において、受信信号電極７２１、受信基準電極７２２、およびRｒ７２３−１は、それぞれ、受信信号電極１２１、受信基準電極１２２、および受信部１２３（またはその一部）に対応する。
【００８３】
従って、これらの各部についての説明は省略する。
【００８４】
以上のように通信システム７００は、物理的な基準点経路を不要とし、通信信号伝達経路のみによる通信を実現することができる。
【００８５】
なお、以上においては、送信信号電極および受信信号電極が通信媒体と非接触であるように説明したが、これに限らず、送信基準電極および受信基準電極がそれぞれの装置周辺空間との間で十分な静電容量が得られるのであれば、送信信号電極と受信信号電極の間を、導電性を有する通信媒体で接続するようにしてもよい。
【００８６】
次に、以上のような通信システムの具体的な適用例について説明する。例えば、以上のような通信システムは、生体を通信媒体とすることもできる。図５は、人体を介して通信を行う場合の通信システムの例を示す模式図である。図５において、通信システム７５０は、人体の腕部に取り付けられた送信装置７６０から音楽データを送信し、人体の頭部に取り付けられた受信装置７７０によってその音楽データを受信して音声に変換し、出力してユーザに視聴させるシステムである。この通信システム７５０は、上述した通信システム（例えば、通信システム１００）に対応したシステムであり、送信装置７６０や受信装置７７０は、それぞれ、送信装置１１０や受信装置１２０に対応する。また、通信システム７５０において人体７８０は、通信媒体であり、図１の通信媒体１３０に対応する。
【００８７】
つまり、送信装置７６０は、送信信号電極７６１、送信基準電極７６２、および送信部７６３を有しており、それぞれ、図１の送信信号電極１１１、送信基準電極１１２、および送信部１１３に対応する。また、受信装置７７０は、受信信号電極７７１、受信基準電極７７２、および受信部７７３を有しており、それぞれ、図１の受信信号電極１２１、受信基準電極１２２、および受信部１２３に対応する。
【００８８】
従って、通信媒体である人体７８０に、送信信号電極７６１および受信信号電極７７１が接触または近接されるように、送信装置７６０および受信装置７７０が設置される。送信基準電極７６２および受信基準電極７７２は、空間に対して静電容量を持てばよいので、周辺に大地との結合や、送受信装置（または電極）同士の結合も不要である。
【００８９】
図６は、通信システム７５０を実現する他の例について説明する図である。図６において、受信装置７７０は、人体７８０に対して足裏部において接触（または近接）し、人体７８０の腕部に取り付けられた送信装置７６０との間で通信を行う。この場合も、通信媒体である人体７８０に接触（または近接）されるように、送信信号電極７６１と受信信号電極７７１が設けられ、空間に向けて送信基準電極７６２と受信基準電極７７２が設けられている。特に、大地を通信経路の１つとしていた従来技術では実現不可能な応用例である。
【００９０】
このように、本発明によれば、人体などを通信媒体として、ケーブルなどの有線設備を設けることなく、無線通信を行うことが可能となる。
【００９１】
以上のような通信システムにおいて、通信媒体に流す信号の変調方式としては、送信装置と受信装置の両方において対応可能であれば、特に制限はなく、通信システム全体の系の特性を踏まえた上で、最適な方式を選択することが出来る。具体的に変調方式としては、ベースバンド、または振幅変調、または周波数変調されたアナログ信号か、ベースバンド、または振幅変調、または周波数変調、または位相変調されたデジタル信号のうちのいずれか１つ、または複数の混合であってもよい。
【００９２】
さらに、以上のような通信システムにおいて、１つの通信媒体を利用して、複数の通信が成立させ、全二重通信や、単一の通信媒体による複数の装置同士による通信等を実行することができるようにしてもよい。
【００９３】
このような多重通信を実現する方法の例を説明する。１つ目は、スペクトラム拡散方式を適用させる方法である。この場合、送信装置と受信装置の間で互いに周波数帯域幅と特定の時系列コードを取り決めておく。そして送信装置は、この周波数帯域幅の中で、もとの信号を時系列コードによって周波数的に変化させ、周波数帯域全体に拡散させてから送信する。受信装置は、この拡散した成分を受信した後、その受信した信号を積分することで受信信号を復号する。
【００９４】
周波数の拡散によって得られる効果を説明する。シャノンとハートレーのチャネル容量の定理によれば、次の式が成り立つ。
【００９５】
【数９】
【００９６】
ここで、Ｃ［bps］はチャネル容量を示し、通信路に流すことの出来る理論上の最大データレートを示す。Ｂ［Hz］はチャネル帯域幅を示す。Ｓ／Ｎは信号対ノイズ電力比（SN比）を示す。さらに、上式をマクローリン展開し、Ｓ／Ｎが低いものとすると、上述した式（９）は、次の式（１０）のように近似することができる。
【００９７】
【数１０】
【００９８】
これにより、例えばＳ／Ｎがノイズフロア以下のレベルであったとすると、Ｓ／Ｎ＜＜１となるが、チャネル帯域幅Ｂを広げることで、チャネル容量Ｃを所望のレベルに引き上げることが出来る。
【００９９】
時系列コードを通信路毎に異なるようし、周波数拡散の動きを異なるようにすれば、相互に干渉することなく周波数が拡散し、相互の混信がなくなることで、同時に複数の通信を行うことができる。
【０１００】
２つ目は、送信装置と受信装置の間で互いに周波数帯域幅を決め、それをさらに複数の領域に分割する周波数分割方式を適用させる方法である。この場合、送信装置（または受信装置）は、特定の周波数帯域割り振りの規則に従うか、通信開始時に空いている周波数帯域を検出し、その検出結果に基づいて周波数帯域の割り振りを行う。
【０１０１】
つまり、通信経路毎に異なる周波数帯域を利用することにより、相互の混信を抑制し、１つの通信媒体において、同時に複数の通信を行うことができる。また、周波数分割方式を用いることにより、多対一通信や、多対多通信も行うことができる。
【０１０２】
３つ目は、送信装置と受信装置の間で互いに通信時間を複数に分割する時分割方式を適用させる方法である。この場合、送信装置（または受信装置）は、特定の時間分割規則に従うか、通信開始時に空いている時間領域を検出し、その検出結果に基づいて通信時間の分割を行う。
【０１０３】
つまり、通信経路毎に異なる時間帯域において通信を行うことにより、相互の混信を抑制し、１つの通信媒体において、同時に複数の通信を行うことができる。また、時分割方式を用いることにより、多対一通信や、多対多通信も行うことができる。
【０１０４】
さらに、上述した以外の方法として、１つ目から３つ目までの通信方式のうちの２つ以上を組み合わせるようにしてもよい。
【０１０５】
送信装置および受信装置が、同時に複数の他の装置と通信を行うことができるということは、特定のアプリケーションにおいては、特に重要になる。例えば、交通機関のチケットへの応用を想定すると、定期券の情報を有する装置Ａと電子マネー機能を有する装置Ｂの両方を所持した利用者が、自動改札機を利用する際、上記のような方式を使用することで、装置Ａ及び装置Ｂと同時に通信することで、例えば、利用区間が定期券外の区間も含まれていた場合に、不足金額分を装置Ｂの電子マネーから差し引くといった便利な用途に利用することが出来る。
【０１０６】
以上のような送信装置と受信装置との間の通信において実行される通信処理の流れについて、図１の通信システム１００の送信装置１１０と受信装置１２０との通信の場合を例に、図７のフローチャートを参照して説明する。
【０１０７】
送信装置１１０の送信部１１３は、ステップＳ１１において、送信対象となる信号を発生し、ステップＳ１２において、その発生した信号を、送信信号電極１１１を介して、通信媒体１３０上に送信する。信号を送信すると送信装置の送信部１１３は、通信処理を終了する。送信装置１１０より送信された信号は、通信媒体１３０を介して受信装置１２０に供給される。受信装置１２０の受信部１２３は、ステップＳ２１において、受信信号電極１２１を介して、その信号を受信し、ステップＳ２２において、その受信した信号を出力する。受信した信号を出力した受信部１２３は、通信処理を終了する。
【０１０８】
以上のように、送信装置１１０および受信装置１２０は、通信媒体１３０を介して、複雑な処理を必要とせずに、単純な処理により、基本的な通信を行うことができる。つまり、送信装置１１０および受信装置１２０は、基準電極を用いて閉回路を構築する必要がないため、信号電極を介して送受信するのみで、環境に影響されずに安定した通信処理を容易に行うことができる。これにより送信装置１１０および受信装置１２０（通信システム１００）は、環境に影響されずに安定した通信を行うための通信処理の負荷を軽減し、製造コストを削減することもできる。また、通信処理の構造が単純化されることにより、通信システム１００は、変調、符号化、暗号化、または多重化など、多様な通信方式を容易に併用することができる。
【０１０９】
なお、以上の通信システムにおいては、送信装置と受信装置を別体として構成するように説明したが、これに限らず、上述した送信装置と受信装置の両方の機能を有する送受信装置を用いて通信システムを構築するようにしてもよい。
【０１１０】
図８は、本発明を適用した通信システムの他の構成例を示す図である。
【０１１１】
図８において、通信システム９５０は、送受信装置９６１、送受信装置９６２、および通信媒体１３０を有する。通信システム９５０は、送受信装置９６１と送受信装置９６２が通信媒体１３０を介して双方向に信号を送受信するシステムである。
【０１１２】
送受信装置９６１は、図１の送信装置１１０と同様の送信部１１０と、受信装置１２０と同様の受信部１２０の両方の構成を有している。すなわち、送受信装置９６１は、送信信号電極１１１、送信基準電極１１２、送信部１１３、受信信号電極１２１、受信基準電極１２２、および受信部１２３を有している。
【０１１３】
つまり送受信装置９６１は、送信部１１０を用いて通信媒体１３０を介して信号を送信し、受信部１２０を用いて通信媒体１３０を介して供給される信号を受信する。このとき、送受信装置９６１は、送信部１１０による通信と、受信部１２０による通信とが混信しないように構成されている。
【０１１４】
送受信装置９６２は、送受信装置９６１と同様の構成を有し、同様に動作するのでその説明を省略する。つまり送受信装置９６１と送受信装置９６２は、互いに同様の方法で、通信媒体１３０を介して、双方向に通信を行う。
【０１１５】
このようにすることにより、通信システム９５０（送受信装置９６１および送受信装置９６２）は、ケーブルなどの有線設備を設けることなく、双方向の無線通信を容易に実現することができる。
【０１１６】
なお、図８の例では、送受信で異なる電極を用いているが、信号電極、および基準電極を一組だけ設け、送受信を切り替えるようにしてもよい。
【０１１７】
次に、図１乃至図８を参照して上述した無線通信を利用した盲人誘導システムについて説明する。
【０１１８】
図９は、本発明を適用した盲人誘導システム１０００の一実施形態に係る構成例を示す図である。同図において、ユーザ１００１は、盲人であり、盲人用の杖１００２を手にもって、後述する盲人誘導用の靴１００３を履いている。
【０１１９】
この例では、ユーザ１００１が歩行する路面上に盲人用の点字ブロックが配置されている。表面に図中縦方向に長い複数の線状の突起を有する点字ブロック１０２１−１乃至１０２１−３、および図中横方向（左右方向）に長い複数の線状の突起を有する点字ブロック１０２２−１乃至１０２２−３は、盲人に対して進む方向を提示するための点字ブロックとされる。また、表面に複数の丸型の突起を有する点字ブロック１０２３は、歩道の曲がり角などに配置され、盲人に対して、進むべき方向が変わることなどに備えての注意を喚起するための点字ブロックとされる。なお、ここでは、曲がり角に、１つの点字ブロック１０２３が配置されているが、実際には、曲がり角に複数の点字ブロック１０２３が配置される。
【０１２０】
すなわち、盲人であるユーザ１００１は、杖１００２や、路面を足で踏んだときの感触などにより点字ブロック１０２１−１乃至１０２１−３、１０２３、および１０２２−１乃至１０２２−３の形状（表面の突起）を認識することにより、歩道の形状に沿って、図中縦方向に進み、その後曲がり角（点字ブロック１０２３の位置）で９０°方向を換えて、図中横方向に進むことができる。
【０１２１】
しかしながら、点字ブロック上に障害物が置かれている場合、ユーザ１００１の歩行は困難になる。この例では、点字ブロック１０２１−３上に障害物となる鞄１０４１が置かれている。このような場合、ユーザ１００１が歩行中、点字ブロック１０２１−３にさしかかったとき、歩道上で点字ブロック１０２１−３の右側または左側に寄って、鞄１０４１を避けて進まなければならず、このとき、点字ブロック１０２１−３の右側または左側の路面に点字ブロックが配置されていないため、進むべき方向を見失ってしまう。仮に、路面の幅一杯に点字ブロックを配置しておけば、ユーザ１００１に進むべき方向を提示することができるが、点字ブロックの表面には、上述した突起があり、あまり多く点字ブロックを配置すると、健常者の歩行や自転車、ベビーカーなどの走行の妨げになってしまう。
【０１２２】
そこで、本発明においては、路面の下に複数の信号電極を埋設し、図１乃至図８を参照して上述した無線通信を利用して、ユーザ１００１に進むべき方向などの情報を提供する。
【０１２３】
この例では、路面の下に長方形の板状の信号電極１１０１が埋設されている。ここでは、信号電極１１０１−１１乃至１１０１−１６のみに符号が付されているが他の信号電極も同様の構成とされ、一様に路面の下の所定の深さに埋設されている。なお、路面の下に埋設された信号電極を個々に区別する必要がない場合、単に信号電極１１０１と称する。各信号電極は、路面上の点字ブロックの大きさと形状に基づく所定の大きさと形状を有するように構成され、この例では、２つの信号電極１１０１−１３および１１０１−１４が１つの点字ブロック１０２１−１とほぼ同じ大きさと形状となるように構成されている。
【０１２４】
複数の信号電極１１０１のそれぞれは、後述するように、実際にはさらに細かく分割された複数の小電極で構成され、信号処理装置１１５０の制御に基づいて、個々の小電極が所定の信号を発信（送信）するように構成されている。
【０１２５】
信号処理装置１１５０は、予め定められた場所（例えば、公共の建物内）などに設置され、複数の信号電極１１０１のそれぞれに、ユーザ１００１に進むべき方向などの情報に対応する信号を送信させる。信号電極１１０１から送信された信号は、例えば、ユーザ１００１の靴１００３に設けられた小型の信号処理装置により受信され、後述するように、小型の信号処理装置により受信された信号に基づいて靴１００３の内部の突起の形状が変化されることによりユーザ１００１に対して進むべき方向などの情報が提供される。
【０１２６】
図１０は、靴１００３の構成例を示す図である。この例では、靴１００３に小型信号処理装置１２５０、信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂ、並びに基準電極１２０２が取り付けられている。信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂ、並びに基準電極１２０２は、いずれも小型信号処理装置１２５０に接続され、図１乃至図８を参照して上述した無線通信に用いられる。
【０１２７】
図１１は、靴１００３を裏側から見た（靴の底面の）図である。同図に示されるように信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂは、それぞれ靴１００３の前（つま先側）および後（かかと側）に取り付けられており、２つの信号電極によりことなる信号を受信可能となるように構成されている。なお、２つの信号電極は、例えば、後述する小型信号処理装置１２５０の制御部１２５５の制御に基づいて導通状態を切り替えられる（個々の電極が順番にON／OFFされる）ことにより、それぞれ（別々に）信号を受信するように構成されている。
【０１２８】
図１２は、信号処理装置１１５０の内部構成例を示すブロック図である。
【０１２９】
同図において信号発生部１１５１は、例えば、小型信号処理装置１２５０などに対して情報を送信するとき、制御部１１５５の制御に基づいてその情報に対応する信号を発生する。信号復調部１１５２は、外部から情報（情報に対応する信号）を受信したとき、信号を復調し、復調した信号を制御部１１５５に供給する。
【０１３０】
送受信切替部１１５３は、信号電極１１０１との接続を、例えば制御部１１５５からの制御に基づいて信号発生部１１５１または信号復調部１１５２のいずれか一方に切り替える。
【０１３１】
制御部１１５５は、例えばCPU、ROM、およびRAM等を含んで構成され、各種のプログラムなどを実行することにより、信号発生部１１５１、信号復調部１１５２の動作を制御する。例えば、制御部１１５５は、信号発生部１１５１、または信号復調部１１５２を制御して、小型信号処理装置１２５０などとの間で送受信される信号の生成または復調を行わせる。また、制御部１１５５は、必要に応じて情報を、メモリ１１５４に記憶させたり、メモリ１１５４から読み出したりする。
【０１３２】
メモリ１１５４は、例えば、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)などにより構成され、制御部１１５５の制御に基づいて、各種の情報を記憶する。なお、メモリ１１５４には、予め信号処理装置１１５０（個々の信号処理装置）に固有のＩＤが記憶されている。
【０１３３】
基準電極１１０２および信号電極１１０１は、図１乃至図８を参照して上述した無線通信に用いられる基準電極および信号電極であり、信号電極１１０１は、通信媒体（例えば、路面など）に近接するように設けられ、基準電極１２０２は、空間に向くように設けられる。例えば、基準電極１１０２は、図８の送信基準電極１１２、または受信基準電極１２２に対応し、信号電極１１０１は、図８の送信信号電極１１１、または受信信号電極１２１に対応することになる。なお、通信媒体は、単一の物体であってもよいし、複数の導電体や誘電体が組み合わせられたものであってもよい。図９の例では、歩道の路面が通信媒体となる。なお、図９を参照して上述したように、信号電極１１０１は、実際には、複数の信号電極により構成されている。
【０１３４】
図１３は、小型信号処理装置１２５０の内部構成例を示すブロック図である。同図において、信号発生部１２５１乃至制御部１２５５は、図１２の信号発生部１１５１乃至１１５５に対応する機能ブロックであり、それぞれ同様の機能を有しているので詳細な説明は省略する。
【０１３５】
信号電極１２０１は、図１０と図１１を参照して上述したように、実際には、信号電極１２０１ａと１２０１ｂにより構成される。基準電極１２０２は、空間に向くように設けられる。例えば、基準電極１１０２は、図８の送信基準電極１１２、または受信基準電極１２２に対応し、信号電極１１０１は、図８の送信信号電極１１１、または受信信号電極１２１に対応することになる。
【０１３６】
突起生成部１２６１は、制御部１２５５の制御に基づいて、靴１００３の内側（ユーザ１００１の足に触れる部分）に、予め定められた形状の突起を生成する。例えば、突起生成部１２６１は、空気圧を増減させるコンプレッサーなどを有する構成とされ、靴１００３の内部の所定の部位の空気圧を増加させることにより、予め定められた形状の突起を生成（隆起）させ、逆に、靴１００３の内部の所定の部位の空気圧を減少させることにより、その突起を消滅させる。
【０１３７】
次に、複数の信号電極１１０１のそれぞれが出力する信号について説明する。図１４は、点字ブロック１０２１−１、および点字ブロック１０２１の図中左側の路面１０３１−１と図中右側の路面１０３２−１の下部に埋設された信号電極が出力する信号の例を示す図である。図中矢印の下側に、点字ブロック１０２１−１、および点字ブロック１０２１の図中左側の路面１０３１−１と図中右側の路面１０３２−１の下部にそれぞれ埋設された信号電極１１０１−１１乃至１１０１−１６が拡大されて示されている。
【０１３８】
上述したように、複数の信号電極１１０１のそれぞれは、実際にはさらに細かく分割された複数の小電極で構成され、この例では、信号電極１１０１−１１乃至１１０１−１６のそれぞれが、図中縦方向（上下方向）に８個、図中横方向（左右方向）に４個（合計３２個）の正方形で示される小電極で構成される。そして、各信号電極の３２個の小電極のそれぞれが信号処理装置１１５０（制御部１１５５）の制御に基づいて所定の信号を出力する。小電極の大きさは、例えば、靴１００３の信号電極１２０１ａまたは１２０１ｂと同等の大きさとされる。
【０１３９】
この例では、図中下から２番目の小電極のそれぞれに、その小電極が出力する信号の値が示されている。例えば、信号電極１１０１−１１を構成する図中最も左側（適宜第１列目と称する）の小電極は、値「0x10」に対応する信号を出力する。ここで、「0x」は、表記される数値が１６進数であることを表す記号であり、「0x」に続いて記述される数値は、１６進数の数値であるものとし、図中に示される小電極の信号の値は「0x」に続いて記述される数値のみが表記されている。また、同図においては、図中下から２番目の小電極のみに小電極の信号の値が示されているが、同じ列に属する信号電極は、すべて同じ値の信号を出力するものとする。すなわち、信号電極１１０１−１１の第１列目に属する８個の小電極の全てが値「0x10」に対応する信号を出力する。
【０１４０】
また、信号電極１１０１−１１の第２列目に属する８個の小電極は、それぞれ値「0x11」に対応する信号を出力し、第３列目と第４列目に属するそれぞれ８個の小電極は、値「0x12」に対応する信号と、値「0x13」に対応する信号とを出力する。すなわち、信号電極１１０１−１１の小電極は、図中右側の小電極ほど（点字ブロック１０２１に近づくほど）大きい値の信号を出力するように設定されている。
【０１４１】
同様に、信号電極１１０１−１２の第１列目乃至第４列目に属するそれぞれ８個の小電極は、値「0x14」に対応する信号乃至値「0x17」に対応する信号を出力する。すなわち、信号電極１１０１−１２の小電極も、図中右側の小電極ほど（点字ブロック１０２１に近づくほど）大きい値の信号を出力するように設定されている。
【０１４２】
信号電極１１０１−１６の第１列目乃至第４列目に属するそれぞれ８個の小電極は、値「0x13」に対応する信号乃至値「0x10」に対応する信号を出力する。すなわち、信号電極１１０１−１６の小電極は、図中左側の小電極ほど（点字ブロック１０２１に近づくほど）大きい値の信号を出力するように設定されている。
【０１４３】
同様に、信号電極１１０１−１５の第１列目乃至第４列目に属するそれぞれ８個の小電極は、値「0x17」に対応する信号乃至値「0x14」に対応する信号を出力する。すなわち、信号電極１１０１−１５の小電極も、図中左側の小電極ほど（点字ブロック１０２１に近づくほど）大きい値の信号を出力するように設定されている。
【０１４４】
信号電極１１０１−１３の第１列目乃至第４列目に属するそれぞれ８個の小電極は、値「0x18」に対応する信号乃至値「0x1b」に対応する信号を出力する。すなわち、信号電極１１０１−１３の小電極は、図中右側の小電極ほど（点字ブロック１０２１の中央に近づくほど）大きい値の信号を出力するように設定されている。
【０１４５】
信号電極１１０１−１４の第１列目乃至第４列目に属するそれぞれ８個の小電極は、値「0x1b」に対応する信号乃至値「0x18」に対応する信号を出力する。すなわち、信号電極１１０１−１４の小電極は、図中左側の小電極ほど（点字ブロック１０２１の中央に近づくほど）大きい値の信号を出力するように設定されている。
【０１４６】
このように、点字ブロック１０２１または点字ブロック１０２１に隣接する左右の路面の下に埋設される信号電極は、点字ブロック１０２１の中央に近づくほど大きい値の信号を出力するように構成されている。
【０１４７】
同様にして、点字ブロック１０２１と９０°異なる方向を示す点字ブロック１０２２または点字ブロック１０２２に隣接する路面の下に埋設される信号電極も点字ブロック１０２２の中央に近づくほど大きい値の信号を出力するように構成されている。例えば、図１５に示されるように、点字ブロック１０２２の図中上側の路面１０３３−１の下部に埋設される信号電極は、図中最も上側の小電極が値「0x30」に対応する信号を出力し、点字ブロック１０２２の図中下側の路面１０３４−１の下部に埋設される信号電極は、図中最も下側の小電極が値「0x30」に対応する信号を出力し、点字ブロック１０２２−１の下部に埋設される信号電極は、点字ブロック１０２２−１の中央が値「0x3b」を出力するように構成されている。
【０１４８】
注意を喚起するための点字ブロック１０２３または点字ブロック１０２３に隣接する路面の下に埋設される信号電極は、それぞれ全て値「0xff」または「0xfe」を出力するように構成されている。すなわち、図１６に示されるように、点字ブロック１０２３−１の下部に埋設される信号電極は、全ての小電極において値「0xff」に対応する信号を出力し、点字ブロック１０２３−１の図中左側の路面１０３５−１および点字ブロック１０２３−１図中右側の路面１０３６−１の下部に埋設される信号電極は、いずれも全ての小電極において値「0xfe」に対応する信号を出力するように構成される。
【０１４９】
このように、点字ブロックの種類に応じて、また、点字ブロックの中央からの距離に応じて、路面の下に埋設された信号電極から異なる値の信号が出力される。なお、出力される信号は、上述した値に対して、例えばFM変調やAM変調が施されて出力されるようにしてもよい。
【０１５０】
図１７は、例えば、歩道の四つ角に埋設される信号電極から出力される信号の値の例を示す図である。同図において、枠１０５１または枠１０５２で示される部分には、それぞれ表面に図中縦方向（上下方向）に長い複数の線状の突起を有する点字ブロック１０２１が３枚敷設され、枠１０５３または枠１０５４で示される部分には、それぞれ図中横方向（左右方向）に長い複数の線状の突起を有する点字ブロック１０２２が３枚敷設される。また、枠１０５５で示される部分には、表面に複数の丸型の突起を有する点字ブロック１０２３が５枚敷設される。
【０１５１】
そして、図中複数の正方形として示される領域の中に表示される数値は、その領域に対応する信号電極（信号電極の小電極）が出力する値を示している。例えば、枠１０５１の図中最も下側の正方形の領域は、点字ブロック１０２１の下部に埋設される信号電極に対応する領域であり、「0x18−0x1b」と記述されている。これは、この点字ブロック１０２１の下部に埋設される信号電極（実際には、信号電極を構成する小電極）が、値「0x18」から値「0x1b」までに対応する信号を出力することを表している。
【０１５２】
また、同図においてハッチングされている図中複数の正方形として示される領域の中に表示される数値は、他の領域の中に表示される数値と異なっている。例えば、枠１０５１の図中最も上側の正方形の領域、または枠１０５２の図中最も下側の正方形の領域は、ともに、点字ブロック１０２１の下部に埋設される信号電極に対応する領域であるが、枠１０５１または１０５２内の他の領域と異なり、「0x28−0x2b」と記述されており、枠１０５３の図中最も右側の正方形の領域、または枠１０５４の図中最も左側の正方形の領域は、ともに、点字ブロック１０２２の下部に埋設される信号電極に対応する領域であるが、枠１０５３または１０５４内の他の領域と異なり、「0x48−0x4b」と記述されている。
【０１５３】
このように、曲がり角に近い位置では出力される信号が大きくなるようにしてもよい。このようにすることで、歩行中の盲人に対して、曲がり角が近づいていることを知らせることができる。
【０１５４】
このような値の信号を出力する信号電極が埋設された路面の上を、図１０と図１１を参照して上述したような構成を有する靴１００３を履いてあることにより、靴１００３の信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂにより、各信号電極１１０１から出力される信号が受信される。
【０１５５】
図１８は、図１４を参照して上述した、信号電極（および信号電極を構成する小電極）の上を歩くユーザ１００１の靴１００３の向きの例を示す図である。図中記号Ａで示される向きにおいては、靴１００３の信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂにより受信される信号の値は、いずれも「0x13」（または「0x14」）となる。図中記号Ｂで示される向きにおいては、靴１００３の信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂにより受信される信号の値は、それぞれ「0x19」および「0x1b」となり、図中記号Ｃで示される向きにおいては、靴１００３の信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂにより受信される信号の値は、それぞれ「0x17」または「0x13」となる。このように、靴１００３の向きにより異なる値の信号を検出させることが可能となる。
【０１５６】
図１９は、靴１００３の内部に設けられる突起生成部の例を示す図である。同図に示されるように突起生成部１２６１は、靴１００３の内部（靴底の上側であって、ユーザ１００１の足に接触する部分）の中央付近に設けられ、制御部１２５５の制御に基づいて所定の高さで隆起するように構成されている。
【０１５７】
例えば、制御部１２５５の制御により、突起生成部１２６１が、図２０に示されるように、靴１００３の前部が高くなり、靴１００３の後部が低くなるように隆起される。また、突起生成部１２６１は、図２０の場合とは逆に、靴１００３の前部が低くなり、靴１００３の後部が高くなるように隆起されることも可能である。さらに、突起生成部１２６１は、靴１００３の前部と靴１００３の後部とが同じ高さになるように隆起されることも可能であり、また、隆起される部分の幅（図１９の上下方向の幅）が制御部１２５５の制御に基づいて、広くなったり狭くなったりするように構成されている。
【０１５８】
図２１乃至図２３は、受信した信号の値、および靴１００３の向きに応じて変化して隆起する突起生成部１２６１の形状の例について説明する図である。
【０１５９】
図２１は、曲がり角付近における靴１００３の内部の突起生成部１２６１の形状の例を示している。同図に示されるように、靴１００３が図中記号A乃至Cで示される位置と向きにおいては、いずれも同じ幅であって靴１００３の幅とほぼ同等の幅の部分が突起生成部１２６１において隆起されている。ただし、図中記号Ｂで示される場合、靴１００３の信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂで受信される信号の値は、「0xff」となり、図中記号AまたはCの場合の信号の値「0xfe」より大きい値となるので、図中記号Ｂで示される場合、突起生成部１２６１の隆起の高さが図中記号AまたはCの場合と比較して高くなるように制御される。
【０１６０】
勿論、図中記号Ｂで示される場合、突起生成部１２６１の隆起の高さが図中記号AまたはCの場合と比較して低くなるように制御されるようにしても構わない。
【０１６１】
図２２は、点字ブロック１０２１付近における靴１００３の内部の突起生成部１２６１の形状の例を示している。同図に示されるように、靴１００３が図中記号A乃至Cで示される位置と向きにおいては、いずれも同じ幅であって図２１の場合と比較してより狭い幅の部分が突起生成部１２６１において隆起されている。
【０１６２】
同図において、図中記号Aで示される場合、靴１００３の信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂで受信される信号の値は、いずれも「0x13」となり、突起生成部１２６１において隆起される部分の高さは、靴１００３の前部も後部も同じ高さとされる。
【０１６３】
一方、図中記号BまたはCで示される場合、靴１００３の信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂで受信される信号の値は、それぞれ「0x19」および「0x1b」、または、それぞれ「0x17」または「0x13」となるので、突起生成部１２６１において図中ハッチングされた部分がより高く隆起される。なお、図中記号Cの場合に比べて記号Bの場合の方が全体的に高く（あるいは低く）隆起するようにすることもでき、これにより点字ブロックの上に立っているのか、点字ブロックの近くに立っているのか区別することができる。
【０１６４】
図２３は、点字ブロック１０２２付近における靴１００３の内部の突起生成部１２６１の形状の例を示している。同図に示されるように、靴１００３が図中記号A乃至Cで示される位置と向きにおいては、いずれも同じ幅であって図２１の場合と比較してより狭い幅の部分が突起生成部１２６１において隆起されている。
【０１６５】
同図において、図中記号AまたはBで示される場合、靴１００３の信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂで受信される信号の値は、それぞれ「0x32」および「0x36」、または、それぞれ「0x3b」または「0x39」となるので、突起生成部１２６１において図中ハッチングされた部分がより高く隆起される。一方、図中記号Cで示される場合、靴１００３の信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂで受信される信号の値は、いずれも「0x33」となり、突起生成部１２６１において隆起される部分の高さは、靴１００３の前部も後部も同じ高さとされる。なお、図中記号Ａの場合に比べて記号Bの場合の方が全体的に高く（あるいは低く）隆起するようにすることもでき、これにより点字ブロックの上に立っているのか、点字ブロックの近くに立っているのか区別することができる。
【０１６６】
このように、受信される信号の値に応じて突起生成部１２６１において隆起される部分の幅と高さを変えることにより、盲人の足の裏に刺激を与えて、盲人の進むべき方向を提示したり、注意喚起を促したりすることが可能となる。
【０１６７】
次に、図２４のフローチャートを参照して、靴１００３の小型信号処理装置１２５０による突起生成処理について説明する。
【０１６８】
ステップS１０１において、小型信号処理装置１２５０の制御部１２５５は、信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂを介して、路面の下に埋設された信号電極１１０１から送信される信号を受信する。
【０１６９】
ステップＳ１０２において、制御部１２５５は、新たな信号を受信したか否かを判定し、新たに信号を受信していないと判定された場合、処理は、ステップＳ１０１に戻る。一方、ステップＳ１０２において、新たに信号を受信したと判定された場合、処理は、ステップＳ１０３に進む。
【０１７０】
ステップＳ１０３において、制御部１２５５は、ステップＳ１０１の処理で受信した信号の値を解析する。このとき、受信された信号に基づいて、上述したように、「0x10」乃至「0xff」の値が取得される。
【０１７１】
ステップS１０４において、制御部１２５５は、ステップS１０３の処理で解析された値に基づいて、現在立っている場所の点字ブロックの種類を特定する。上述したように、点字ブロック１０２１乃至１０２３、および点字ブロック１０２１乃至１０２３に隣接する路面の下部に埋設された信号電極は、それぞれ点字ブロックの種類に応じて異なる値の信号を出力する。ステップS１０４では、取得された値に基づいて点字ブロック（または隣接する路面）の種類が特定される。例えば、ステップS１０３で解析されて取得された値が「0x10」であった場合、現在立っている場所が点字ブロック１０２１に隣接する路面であると特定される。
【０１７２】
ステップS１０５において、制御部１２５５は、ステップS１０３の処理で解析されて取得された信号の値の大きさを比較する。上述したように、路面の下部に埋設された信号電極から送信される信号は、信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂの２種類の信号電極を介して受信され、ステップS１０５では、信号電極１２０１ａを介して受信された信号の値の大きさと、信号電極１２０１ｂを介して受信された信号の値の大きさとが比較される。図２１乃至図２３を参照して上述したように、信号電極１２０１ａを介して受信された信号の値の大きさと、信号電極１２０１ｂを介して受信された信号の値の大きさとを比較することにより、ユーザ１００１が立っている位置と点字ブロックとの距離、および点字ブロックに対するユーザ１００１の向きが特定されることになる。
【０１７３】
ステップＳ１０６において、制御部１２５５は、突起生成部１２６１を制御して、ステップＳ１０４の処理で特定された点字ブロックの種類と、ステップＳ１０５の処理での比較結果に基づいて、突起を隆起させる。このとき、例えば、図２１乃至図２３を参照して説明したように、点字ブロック（または隣接する路面）の種類と、信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂにより受信した信号の値の大きさの違いに基づいて、異なる幅と異なる高さの突起が隆起される。
【０１７４】
このようにして、靴１００３の内部に突起が生成される。このようにすることで、盲人の足の裏に刺激を与えて、盲人の進むべき方向を提示したり、注意喚起を促したりすることが可能となる。例えば、点字ブロック上に障害物があり、点字ブロックが敷設されていない場所を歩かなければならない場合であっても、あたかも点字ブロック上を歩いているように、盲人の足の裏に刺激を与えることが可能となり、一度点字ブロックが配置された部分から遠ざかっても、簡単に、再び点字ブロックがある部分に戻ることができる。その結果、盲人にとって暮らしやすい環境を提供することができる。
【０１７５】
さらに、交通の事情などにより点字ブロックを配置できない場所にであっても、本発明によれば、あたかも点字ブロック上を歩いているように、盲人の足の裏に刺激を与えることができる。その結果、交通の利便性を妨げることなく、盲人にとって暮らしやすい環境を提供することができる。
【０１７６】
以上においては、靴１００３に設けられた信号電極１２０１ａまたは１２０１ｂにより、路面の下部に埋設された信号電極１１０１から送信される信号を受信する例について説明したが、杖１００２に信号電極を設けて、路面の下部に埋設された信号電極１１０１から送信される信号を受信するようにしてもよい。
【０１７７】
図２５は、この場合の杖１００２の構成例を示す図である。同図に示されるように、杖１００２の先端部（地面に接触する部分）に信号電極１３０１ａと１３０１ｂとが設けられている。また、杖１００２の内部には、図１３を参照して上述したものと同様の小型信号処理装置が内蔵されており、靴１００３の場合と同様に、２種類の信号電極（１３０１ａと１３０１ｂ）で受信した信号の値に基づいて突起を生成するように構成されている。
【０１７８】
杖１００２においては、図２６に示されるように、突起生成部が杖１００２の柄（ユーザ１００１が杖を握る部分）に設けられる。このようにすることで、専用の靴１００３を履いていなくても、杖１００２の柄の突起が隆起されて、盲人の手のひらが刺激されるようにし、盲人に対して進むべき方向を提示したり、注意喚起を促したりすることが可能となる。
【０１７９】
あるいはまた、靴１００３と杖１００２の双方の信号電極を介して路面の下部に埋設された信号電極１１０１から送信される信号を受信するようにしてもよい。
【０１８０】
図２７は、この場合の例を示す図である。同図に示されるように、杖１００２の先端部に信号電極１３０１が設けられており、靴１００３の下部に信号電極１２０１が設けられている。この場合、杖１００２の内部と、靴１００３の内部とに、図１３を参照して上述したものと同様の小型信号処理装置が内蔵され、靴１００３の場合と同様に、２種類の信号電極（１２０１と１３０１）で受信した信号の値に基づいて突起を生成するように構成されている。なお、靴１００３の小型信号処理装置と、杖１００２の小型信号処理装置は、いずれも図１乃至図８を参照して上述した無線通信に対応しているので、ユーザ１００１の人体を通信媒体として通信を行うことができる。突起生成部は、図１９を参照して上述したように、靴１００３の内部に設けられるようにしてもよいし、図２６を参照して上述したように、杖１００２の柄の部分に設けられるようにしてもよい。
【０１８１】
なお、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し、ソフトウェアにより実行させることもできる。上述した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、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
【０１８２】
上述した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、インターネットなどのネットワークや、リムーバブルメディアなどからなる記録媒体からインストールされる。
【０１８３】
なお、この記録媒体は、ユーザにプログラムを配信するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フロッピディスク（登録商標）を含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disk)を含む）、光磁気ディスク（MD（Mini-Disk）（登録商標）を含む）、もしくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディアにより構成されるものだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに配信される、プログラムが記録されているROMや、記憶部に含まれるハードディスクなどで構成されるものも含む。
【０１８４】
本明細書において上述した一連の処理を実行するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１８５】
【図１】本発明を適用した通信システムの一実施形態に係る構成例を示す図である。
【図２】理想状態における、図１の通信システムの等価回路の例を示す図である。
【図３】図２のモデルにおいて、受信負荷抵抗の両端に生じる電圧の実効値の計算結果の例を示す図である。
【図４】図１の通信システムの配置例を示す図である。
【図５】本発明を適用した通信システムの一実施形態に係る実際の利用例を示す図である。
【図６】本発明を適用した通信システムの一実施形態に係る他の利用例を示す図である。
【図７】通信処理の流れの例を示すフローチャートである。
【図８】本発明を適用した通信システムの、さらに他の構成例を示す図である。
【図９】本発明を適用した盲人誘導システムの一実施形態に係る構成例を示す図である。
【図１０】図９の靴の構成例を示す図である。
【図１１】図１０の靴を別の角度からみた図である。
【図１２】図９の信号処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図１３】図１０の小型信号処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図１４】点字ブロックの付近に埋設される信号電極が出力する信号の値の例を示す図である。
【図１５】別の点字ブロックの付近に埋設される信号電極が出力する信号の値の例を示す図である。
【図１６】別の点字ブロックの付近に埋設される信号電極が出力する信号の値の例を示す図である。
【図１７】四つ角付近に埋設される信号電極から出力される信号の値の例を示す図である。
【図１８】図１４の信号電極（および信号電極を構成する小電極）上を歩くユーザの靴の向きの例を示す図である。
【図１９】突起生成部の例を示す図である。
【図２０】突起生成部の突起が隆起した場合の例を示す図である。
【図２１】受信した信号の値、および靴の向きに応じて変化して隆起する突起生成部の形状の例について説明する図である。
【図２２】受信した信号の値、および靴の向きに応じて変化して隆起する突起生成部の形状の別の例について説明する図である。
【図２３】受信した信号の値、および靴の向きに応じて変化して隆起する突起生成部の形状のさらに別の例について説明する図である。
【図２４】突起生成処理の例を説明するフローチャートである。
【図２５】杖に信号電極を設ける場合の例を示す図である。
【図２６】杖に突起生成部を設ける場合の例を示す図である。
【図２７】杖と靴に信号電極を設ける場合の例を示す図である。
【符号の説明】
【０１８６】
１００ 通信システム， １１０ 送信装置， １１１ 送信信号電極， １１２ 送信基準電極， １１３ 送信部， １２０ 受信装置， １２１ 受信信号電極， １２２ 受信基準電極， １２３ 受信部， １３０ 通信媒体， ９６１および９６２ 送受信装置， １００１ ユーザ １００２ 杖， １００３ 靴， １０２１乃至１０２３ 点字ブロック １１０１ 信号電極， １１０２ 基準電極， １１５０ 信号処理装置， １２０１ 信号電極， １２０２ 基準電極， １２５５ 制御部， １２６１ 突起生成部， １３０１ 信号電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理装置および方法、プログラム、並びに記録媒体に関し、特に、盲人にとって暮らしやすい環境を提供できるようにする信号処理装置および方法、プログラム、並びに記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、障害者など社会的弱者に対する福祉活動が盛んになっており、例えば、盲人の道案内のために、道路や歩道などの路面に表面に所定の形状の突起を有する点字ブロックが配置されている。
【０００３】
また近年、無線通信の技術も進歩しており、例えば、2.4GHz帯域を用いる無線伝送方式（いわゆるBluetooth）によりパソコン、周辺機器、家電、携帯電話機など、デバイスを問わないデータ交換の実現が期待されているほか、人体など通常の通信媒体とはことなる導体を用いて送信機と受信機による通信を行う技術も提案されている（例えば、特許文献１または特許文献２参照。）。
【０００４】
例えば、このような新しい無線通信技術を利用して盲人や聾者など、外界とのコミュニケーションにハンディキャップをもつ人々にもより多くの情報が提供され、社会的弱者にとっても暮らしやすい環境が提供されることが期待されている。
【０００５】
【特許文献１】特表平１１−５０９３８０号公報
【特許文献２】特開１０−２２９３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、路面に点字ブロックを配置しても、点字ブロック上にものが置かれたり、人が立ち止まったりする場合があり、必ずしも盲人にとって歩行しやすい環境にあるとは言えない例が多々あった。また、例えば歩行中の盲人が障害物を避けるなどして、一度、歩道上の点字ロックが配置された部分から遠ざかると、再び点字ブロックがある部分に戻ることが困難であった。
【０００７】
一方、特許文献１の技術では、送信器、人体、受信器、アースグラウンドと結合された閉回路が構成され、信号が伝達されるというものであるため、送信器および受信器の人体から遠い方の電極とアースグラウンドとの結合はきわめて希薄で、実質的には閉回路を構成しにくい。また、特許文献２の技術では、送信器、人体、受信器、大気と結合された閉回路が構成され、信号を伝達するというものであるため、大気を介して結合するには、送信器と受信器がかなり近くに配置されなければならない。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、盲人にとって暮らしやすい環境を提供できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の側面は、盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下にそれぞれ埋設される複数の導体板から送信される信号を受信する受信手段と、前記受信手段により受信された信号に基づいて、前記導体板が埋設されている路面上の点字ブロックまたは前記導体板が埋設されている路面から所定の距離の範囲の点字ブロックの種類を特定する特定手段と、前記受信手段により受信された信号に基づいて、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報を取得する取得手段と、前記特定手段により特定された前記点字ブロックの種類および前記取得手段により取得された前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報に基づいて、前記ユーザの触覚を刺激する所定の形状と高さの突起を生成する突起生成手段とを備える信号処理装置である。
【００１０】
ユーザが着用する靴の一部に取り付けられ、前記突起生成手段は、前記靴の内側であって、前記ユーザの足の裏に接触する部分に前記突起を生成するようにすることができる。
【００１１】
ユーザが使用する杖の一部に取り付けられ、前記突起生成手段は、前記杖の柄の部分であって、前記ユーザの手のひらに接触する部分に前記突起を生成するようにすることができる。
【００１２】
出力値を判定するための基準点を得るための基準電極と、前記基準電極よりも通信媒体に対して静電結合が強くなるように設けられた複数の信号電極とをさらに備え、前記受信手段は、前記信号電極と前記基準電極との間の電位差に基づく信号を受信し、前記特定手段は、前記信号が表す値に基づいて、前記導体板が埋設されている路面上の点字ブロックまたは前記導体板が埋設されている路面から所定の距離の範囲の点字ブロックの種類を特定するようにすることができる。
【００１３】
前記導体板のそれぞれは、複数の領域に分割されて構成され、前記複数の信号電極は、所定の距離だけ互いに離れた位置に取り付けられ、前記導体板の個々の領域がそれぞれ送信する信号であって、それぞれ所定の大きさの値に対応する信号を、前記信号電極の位置に応じて受信するようにすることができる。
【００１４】
前記取得手段は、複数の信号電極のそれぞれにおいて受信された信号の値の大きさを比較することにより、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報を取得するようにすることができる。
【００１５】
前記突起生成手段は、前記点字ブロックの種類に応じて前記突起の形状を選択し、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに応じて前記突起の高さを選択して前記突起を生成するようにすることができる。
【００１６】
少なくとも２つの異なる信号電極を有し、第１の信号電極は、ユーザが着用する靴の前部に設けられ、第２の信号電極は、前記靴の後部に設けられるようにすることができる。
【００１７】
前記複数の信号電極は、ユーザが使用する杖の先端部に設けられるようにすることができる。
【００１８】
少なくとも２つの異なる信号電極を有し、第１の信号電極は、ユーザが着用する靴に設けられ、第２の信号電極は、前記ユーザが使用する杖に設けられるようにすることができる。
【００１９】
本発明の第１の側面は、盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下にそれぞれ埋設される複数の導体板から送信される信号を受信し、受信された信号に基づいて、前記導体板が埋設されている路面上の点字ブロックまたは前記導体板が埋設されている路面から所定の距離の範囲の点字ブロックの種類を特定し、受信された信号に基づいて、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報を取得し、特定された前記点字ブロックの種類および取得された前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報に基づいて、前記ユーザの触覚を刺激する所定の形状と高さの突起を生成するステップを含む信号処理方法である。
【００２０】
本発明の第１の側面は、盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下にそれぞれ埋設される複数の導体板から送信される信号の受信を制御し、受信された信号に基づいて、前記導体板が埋設されている路面上の点字ブロックまたは前記導体板が埋設されている路面から所定の距離の範囲の点字ブロックの種類の特定を制御し、受信された信号に基づいて、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報の取得を制御し、特定された前記点字ブロックの種類および取得された前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報に基づいて、前記ユーザの触覚を刺激する所定の形状と高さの突起の生成を制御するステップを含むコンピュータが読み取り可能なプログラムである。
【００２１】
本発明の第１の側面においては、盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下にそれぞれ埋設される複数の導体板から送信される信号が受信され、受信された信号に基づいて、前記導体板が埋設されている路面上の点字ブロックまたは前記導体板が埋設されている路面から所定の距離の範囲の点字ブロックの種類が特定され、受信された信号に基づいて、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報が取得され、特定された前記点字ブロックの種類および取得された前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報に基づいて、前記ユーザの触覚を刺激する所定の形状と高さの突起が生成される。
【００２２】
本発明の第２の側面は、出力値を判定するための基準点を得るための基準電極と、前記基準電極よりも通信媒体に対して静電結合が強くなるように設けられた複数の信号電極と、前記基準電極と前記信号電極との間の電位差に基づく信号の送受信を制御する制御手段とを備える信号処理装置であって、複数の前記信号電極がそれぞれ盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下に埋設され、前記制御手段が複数の前記信号電極からそれぞれ異なる値の信号を送信する信号処理装置である。
【００２３】
本発明の第２の側面においては、複数の前記信号電極がそれぞれ盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下に埋設され、前記制御手段が複数の前記信号電極からそれぞれ異なる値の信号が送信される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の第１の側面によれば、歩行中の盲人に、点字ブロックと同様に、触覚を刺激して誘導することが可能となる。従って、盲人にとって暮らしやすい環境を提供できる。
【００２５】
本発明の第２の側面によれば、路面の広い範囲から、盲人に路面の状況を知らせるための情報を発信することが可能となる。従って、盲人にとって暮らしやすい環境を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、発明の詳細な説明に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、発明の詳細な説明に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の詳細な説明中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
【００２７】
本発明の第１の側面の信号処理装置は、盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下にそれぞれ埋設される複数の導体板（例えば、図９の信号電極１１０１）から送信される信号を受信する受信手段（例えば、図２４のステップS１０１の処理を実行する図１３の制御部１２５５）と、前記受信手段により受信された信号に基づいて、前記導体板が埋設されている路面上の点字ブロックまたは前記導体板が埋設されている路面上に隣接する点字ブロックの種類を特定する特定手段（例えば、図２４のステップS１０４の処理を実行する図１３の制御部１２５５）と、前記受信手段により受信された信号に基づいて、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報を取得する取得手段（例えば、図２４のステップS１０５の処理を実行する図１３の制御部１２５５）と、前記特定手段により特定された前記点字ブロックの種類および前記取得手段により取得された前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報に基づいて、前記ユーザの触覚を刺激する所定の形状と高さの突起を生成する突起生成手段（例えば、図１３の突起生成部１２６１）とを備える。
【００２８】
この信号処理装置は、ユーザが着用する靴（例えば、図９の靴１００３）の一部に取り付けられ、前記突起生成手段は、前記靴の内側であって、前記ユーザの足の裏に接触する部分に前記突起を生成する（例えば、図２０に示されるように突起を生成する）ようにすることができる。
【００２９】
この信号処理装置は、ユーザが使用する杖（例えば、図９の杖１００２）の一部に取り付けられ、前記突起生成手段は、前記杖の柄の部分であって、前記ユーザの手のひらに接触する部分に前記突起を生成する（例えば、図２６に示されるように突起を生成する）ようにすることができる。
【００３０】
この信号処理装置は、出力値を判定するための基準点を得るための基準電極（例えば、図１３の基準電極１２０２）と、前記基準電極よりも通信媒体に対して静電結合が強くなるように設けられた複数の信号電極（例えば、図１３の信号電極１２０１）とをさらに備え、前記受信手段は、前記信号電極と前記基準電極との間の電位差に基づく信号を受信し、前記特定手段は、前記信号が表す値に基づいて、前記導体板が埋設されている路面上の点字ブロックまたは前記導体板が埋設されている路面上に隣接する点字ブロックの種類を特定するようにすることができる。
【００３１】
この信号処理装置は、前記導体板のそれぞれが、複数の領域（例えば、小電極）に分割されて構成され、前記複数の信号電極（例えば、図１０の信号電極１２０１ａまたは１２０１ｂ）は、所定の距離だけ互いに離れた位置に取り付けられ、前記導体板の個々の領域がそれぞれ送信する信号であって、それぞれ所定の大きさの値に対応する信号を、前記信号電極の位置に応じて受信するようにすることができる。
【００３２】
この信号処理装置は、少なくとも２つの異なる信号電極を有し、第１の信号電極（例えば、図１１の信号電極１２０１ａ）は、ユーザが着用する靴の前部に設けられ、第２の信号電極（例えば、図１１の信号電極１２０１ｂ）は、前記靴の後部に設けられるようにすることができる。
【００３３】
この信号処理装置は、前記複数の信号電極は、ユーザが使用する杖（例えば、図２５の杖１００２）の先端部に設けられるようにすることができる。
【００３４】
この信号処理装置は、少なくとも２つの異なる信号電極を有し、第１の信号電極（例えば、図２７の信号電極１２０１）は、ユーザが着用する靴に設けられ、第２の信号電極（例えば、図２７の信号電極１３０１）は、前記ユーザが使用する杖に設けられるようにすることができる。
【００３５】
本発明の第１の側面の信号処理方法は、盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下にそれぞれ埋設される複数の導体板（例えば、図９の信号電極１１０１）から送信される信号を受信し（例えば、図２４のステップS１０１の処理）、受信された信号に基づいて、前記導体板が埋設されている路面上の点字ブロックまたは前記導体板が埋設されている路面上に隣接する点字ブロックの種類を特定（例えば、図２４のステップS１０４の処理）し、受信された信号に基づいて、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報を取得（例えば、図２４のステップS１０５の処理）し、特定された前記点字ブロックの種類および取得された前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報に基づいて、前記ユーザの触覚を刺激する所定の形状と高さの突起を生成する（例えば、図２４のステップＳ１０６の処理）ステップを含む。
【００３６】
本発明の第２の側面の信号処理装置は、出力値を判定するための基準点を得るための基準電極（例えば、図１２の基準電極１１０２）と、前記基準電極よりも通信媒体に対して静電結合が強くなるように設けられた複数の信号電極（例えば、図１２の信号電極１１０１）と、前記基準電極と前記信号電極との間の電位差に基づく信号の送受信を制御する制御手段（例えば、図１２の制御部１１５５）とを備える信号処理装置（例えば、図９の信号処理装置１１５０）であって、複数の前記信号電極がそれぞれ盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下に埋設され、前記制御手段が複数の前記信号電極からそれぞれ異なる値の信号を送信する。
【００３７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。最初に本発明において利用する無線通信について図１乃至図８を参照して詳細に説明する。
【００３８】
図１は、本発明を適用した通信システムの一実施形態に係る構成例を示す図である。
【００３９】
図１において、通信システム１００は、送信装置１１０、受信装置１２０、および通信媒体１３０により構成され、送信装置１１０と受信装置１２０が通信媒体１３０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１００において、送信装置１１０より送信された信号は、通信媒体１３０を介して伝送され、受信装置１２０により受信される。
【００４０】
送信装置１１０は、送信信号電極１１１、送信基準電極１１２、および送信部１１３を有している。送信信号電極１１１は、通信媒体１３０を介して伝送させる信号を送信するための電極であり、信号の高低差を判定するための基準点を得るための電極である送信基準電極１１２よりも通信媒体１３０に対して静電結合が強くなるように設けられる。送信部１１３は、送信信号電極１１１と送信基準電極１１２との間に設けられ、これらの電極間に受信装置１２０へ伝達したい電気信号（電位差）を与える。
【００４１】
受信装置１２０は、受信信号電極１２１、受信基準電極１２２、および受信部１２３を有している。受信信号電極１２１は、通信媒体１３０を介して伝送される信号を受信するための電極であり、信号の高低差を判定するための基準点を得るための電極である受信基準電極１２２よりも通信媒体１３０に対して静電結合が強くなるように設けられる。受信部１２３は、受信信号電極１２１と受信基準電極１２２との間に設けられ、これらの電極間に生じた電気信号（電位差）を所望の電気信号に変換し、送信装置１１０の送信部１１３で生成された電気信号を復元する。
【００４２】
通信媒体１３０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１３０は、金属に代表される導電体（例えば、銅、鉄、またはアルミ等）により構成される。また例えば、通信媒体１３０は、純水、ゴム、ガラス、若しくは食塩水等の電解液、または、これらの複合体である生体等の誘電体により構成される。この通信媒体１３０はどのような形状であってもよく、例えば、線状、板状、球状、角柱、または円柱等、任意の形状であってもよい。
【００４３】
このような通信システム１００において、最初に、各電極と、通信媒体または装置周辺空間との関係について説明する。なお、以下において、説明の便宜上、通信媒体１３０が完全導体であるものとする。また、送信信号電極１１１と通信媒体１３０との間、および、受信信号電極１２１と通信媒体１３０との間には空間が存在し、電気的な結合はないものとする。すなわち、送信信号電極１１１または受信信号電極１２１と、通信媒体１３０との間には、それぞれ、静電容量が形成される。
【００４４】
また、送信基準電極１１２は送信装置１１０周辺の空間に向くように設けられており、受信基準電極１２２は受信装置１２０周辺の空間に向くように設けられている。一般的に、導体が空間に存在する場合、その導体の表面近傍の空間に静電容量が形成される。例えば、導体の形状を半径ｒ［ｍ］の球としたとき、その静電容量Ｃは、以下の式（１）のように求められる。
【００４５】
【数１】
【００４６】
式（１）において、πは円周率を示す。また、εは、導体を取り囲む媒質の誘電率を示し、以下の式（２）のように求められる。
【００４７】
【数２】
【００４８】
ただし、式（２）において、ε０は、真空中の誘電率を示し、８．８５４×１０−１２［Ｆ／ｍ］である。また、εｒは比誘電率を示し、真空の誘電率ε０に対する比率を示す。
【００４９】
上述した式（１）に示されるように半径ｒが大きい程、静電容量Ｃは大きくなる。なお、球以外の複雑な形状の導体の静電容量Ｃの大きさは、上述した式（１）のように、簡単に表現することはできないが、その導体の表面積の大きさに応じて変化することは明らかである。
【００５０】
以上のように、送信基準電極１１２は、送信装置１１０周辺の空間に対して静電容量を形成し、受信基準電極１２２は、受信装置１２０周辺の空間に対して静電容量を形成する。すなわち、送信装置１１０および受信装置１２０の外部の仮想無限遠点からみたとき、送信基準電極１１２や受信基準電極１２２の電位は固定的であり、変動しにくいことを示している。
【００５１】
次に、通信システム１００における通信の仕組みの原理について説明する。なお、以下において、説明の便宜上、または前後関係等から、コンデンサを単に静電容量と表現する場合もあるが、これらは同意である。
【００５２】
また、以下において、図１の送信装置１１０と受信装置１２０は、装置間が十分な距離を保つように配置されており、相互の影響を無視できるものとする。また、送信装置１１０において、送信信号電極１１１は通信媒体１３０とのみ静電結合し、送信基準電極１１２は送信信号電極１１１に対して十分な距離が置かれ、相互の影響は無視できる（静電結合しない）ものとする。同様に、受信装置１２０において、受信信号電極１２１は通信媒体１３０とのみ静電結合し、受信基準電極１２２は受信信号電極１２１に対して十分な距離が置かれ、相互の影響は無視できる（静電結合しない）ものとする。さらに、実際には、送信信号電極１１１、受信信号電極１２１、および通信媒体１３０も、空間内に配置されている以上、それぞれ空間に対する静電容量を有することになるが、ここでは、説明の便宜上、それらを無視できるものとする。
【００５３】
図２は、図１の通信システム１００を等価回路で表した図である。通信システム２００は、通信システム１００を等価回路で表したものであり、実質的に通信システム１００と等価である。
【００５４】
すなわち、通信システム２００は、送信装置２１０、受信装置２２０、および接続線２２３０を有しているが、この送信装置２１０は図１に示される通信システム１００の送信装置１１０に対応し、受信装置２２０は図１に示される通信システム１００の受信装置１２０に対応し、接続線２３０は図１に示される通信システム１００の通信媒体１３０に対応する。
【００５５】
図２の送信装置２１０において、信号源２１３−１および接地点２１３−２は、図１の送信部１１３に対応する。信号源２１３−１は、送信用の信号として、特定周期ω×ｔ［rad］の正弦波を生成する。ここで、ｔ［ｓ］は時間を示す。また、ω［rad/s］は角周波数を示し、以下の式（３）のように表すことができる。
【００５６】
【数３】
【００５７】
式（３）において、πは円周率、ｆ［Hz］は信号源２１３−１が生成する信号の周波数を示す。接地点２１３−２は、送信装置２１０内における回路のグランドに接続される点である。つまり信号源２１３の端子の一方は、送信装置２１０内における回路の、所定の基準電位に設定される。
【００５８】
Cte２１４は、コンデンサであり、図１の送信信号電極１１１と通信媒体１３０との間の静電容量を表すものである。つまり、Cte２１４は、信号源２１３−１の接地点２１３−２と反対側の端子と、接続線２３０との間に設けられている。また、Ctg２１５は、コンデンサであり、図１の送信基準電極１１２の空間に対する静電容量を表すものである。Ctg２１５は、信号源２１３−１の設置点２１３−２側の端子と、空間上の、送信装置１１０を基準とした無限遠点（仮想点）を示す接地点２１６との間に設けられている。
【００５９】
図２の受信装置２２０において、Rr２２３−１、検出器２２３−２、および接地点２２３−３は、図１の受信部１２３に対応する。Rr２２３−１は、受信信号を取り出すための負荷抵抗（受信負荷）であり、増幅器により構成される検出器２２３−２は、このRr２２３−１の両側の端子間の電位差を検出して増幅する。接地点２２３−３は、受信装置２２０内における回路のグランドに接続される点である。つまりRr２２３−１の端子の一方（検出器２２３−２の入力端子の一方）は、受信装置２２０内における回路の、所定の基準電位に設定される。
【００６０】
なお、検出器２２３−２が、さらに、例えば、検出した変調信号を復調したり、検出された信号に含まれる符号化された情報を復号したりする等、その他の機能を備えるようにしてもよい。
【００６１】
Cre２２４は、コンデンサであり、図１の受信信号電極１２１と通信媒体１３０との間の静電容量を表すものである。つまり、Cre２２４は、Rr２２３−１の接地点２２３−３と反対側の端子と、接続線２３０との間に設けられている。また、Crg２２５は、コンデンサであり、図１の受信基準電極１２２の空間に対する静電容量を表すものである。Crg２２５は、Rr２２３−１の設置点２２３−３側の端子と、空間上の、受信装置１２０を基準とした無限遠点（仮想点）を示す接地点２２６との間に設けられている。
【００６２】
接続線２３０は、完全導体である通信媒体１３０を表している。なお、図２の通信システム２００において、Ctg２１５とCrg２２５は、等価回路上、接地点２１６と接地点２２６を介して、互いに電気的に接続されているように表現されているが、実際には、これらは互いに電気的に接続されている必要はなく、それぞれが、送信装置２１０または受信装置２２０周辺の空間に対して静電容量を形成していればよい。つまり、接地点２１６と接地点２２６が電気的に接続されている必要はなく、互いに独立であってもよい。
【００６３】
なお、導体があれば、周囲の空間に対して、必ずその表面積の大きさに比例した静電容量が形成される。つまり、例えば、送信装置２１０と受信装置２２０は、互いにどんなに離れていてもよい。例えば、図１の通信媒体１３０が完全導体である場合、接続線２３０の導電率は無限大とみなせるので、接続線２３０の長さは通信に影響しない。なお、通信媒体１３０が導電率の十分な導体であれば、実用上、送信装置と受信装置間との距離は通信の安定性に影響しない。
【００６４】
通信システム２００において、信号源２１３−１、Rr２２３−１、Cte２１４、Ctg２１５、Creコンデンサ２２４、およびCrg２２５から成る回路が形成されている。直列接続された４つのコンデンサ（Cte２１４、Ctg２１５、Creコンデンサ２２４、およびCrg２２５）の合成容量Ｃｘは以下の式（４）で表すことができる。
【００６５】
【数４】
【００６６】
また、信号源２１３−１が生成する正弦波ｖｔ（ｔ）を、以下の式（５）のように表す。
【００６７】
【数５】
【００６８】
ここで、Ｖｍ［Ｖ］は信号源電圧の最大振幅電圧を表しており、θ［rad］は初期位相角を表している。つまり、信号源２１３−１による電圧の実効値Ｖｔｒｍｓ［Ｖ］は以下の式（６）のように求めることができる。
【００６９】
【数６】
【００７０】
回路全体での合成インピーダンスＺは、次の式（７）のように求めることができる。
【００７１】
【数７】
【００７２】
つまり、Rr２２３−１の両端に生じる電圧の実効値Ｖｒｒｍｓは式（８）のように求めることができる。
【００７３】
【数８】
【００７４】
従って、式（８）に示されるように、Rr２２３−１の抵抗値が大きい程、また、静電容量Ｃｘが大きく、信号源２１３−１の周波数ｆ［Hz］が高い程、１/((２×π×ｆ×Ｃｘ)２)の項が小さくなり、Rr２２３−１の両端に、より大きな信号を生じさせることができる。
【００７５】
例えば、送信装置２１０の信号源２１３−１による電圧の実効値Ｖｔｒｍｓを２［Ｖ］に固定し、信号源２１３−１が生成する信号の周波数ｆを１［MHz］、１０［MHz］、または１００［MHz］とし、Rr２２３−１の抵抗値を１０Ｋ［Ω］、１００Ｋ［Ω］、または１Ｍ［Ω］とし、回路全体の静電容量Ｃｘを０．１［ｐＦ］、１［ｐＦ］、または１０［ｐＦ］としたときの、Rr２２３−１の両端に生じる電圧の実効値Ｖｒｒｍｓの計算結果は図３に示される表２５０のようになる。
【００７６】
表２５０に示されるように、実効値Ｖｒｒｍｓの計算結果は、その他の条件が同じ場合、周波数ｆが１［MHz］のときよりも１０［MHz］のときの方が大きくなり、受信負荷であるRｒ２２３−１の抵抗値が１０Ｋ［Ω］のときよりも１Ｍ［Ω］の時のほうが大きくなり、静電容量Ｃｘが０．１［ｐＦ］のときよりも１０［ｐＦ］の時のほうが大きな値をとる。すなわち、周波数ｆの値、Rr２２３−１の抵抗値、および静電容量Ｃｘが大きいほど、大きな実効値Ｖｒｒｍｓ得られる。
【００７７】
また、表２５０より、ピコファラド以下の静電容量でも、Rr２２３−１には電気信号が発生することが分かる。すなわち、伝送される信号の信号レベルが微小な場合、受信装置２２０の検出器２２３−２によって検出した信号を増幅する等すれば、通信が可能となる。
【００７８】
以上の結果から、基本原理として、空間と成す静電容量を利用することによって、送信装置から受信装置への信号の受け渡しが可能である。
【００７９】
以上において説明した送信基準電極や受信基準電極の空間に対する静電容量は、各電極の位置に空間が存在すれば形成可能である。従って、上述した送信装置および受信装置は、通信媒体によって送信信号電極と受信信号電極が結合されていれば、互いの距離に依存せずに通信の安定性を得ることができる。
【００８０】
次に、送信装置と受信装置の間の距離の大きさによる通信への影響について説明する。上述したように、本発明の原理によれば、送信基準電極と受信基準電極の空間に十分な静電容量を形成できていれば、送受信装置間近辺の大地による経路や、その他の電気的な経路を必要とせず、送信信号電極と受信信号電極の距離に依存しない。従って、例えば、図４に示される通信システム７００のように、送信装置７１０と受信装置７２０を遠距離におき、十分な導電性あるいは誘電性を持った通信媒体７３０により送信信号電極７１１、受信信号電極７２１を静電的に結合することによって通信が可能である。このとき、送信基準電極７１２は送信装置７１０の外部の空間と静電結合し、受信基準電極７２２は受信装置７２０の外部の空間と静電結合する。従って、送信基準電極７１２と受信基準電極７２２は、互いに静電結合する必要がない。但し、通信媒体７３０がより長く、大きくなることによって空間に対する静電容量も増加するため、各パラメータを決定する際にこれらについて考慮する必要がある。
【００８１】
なお、図４の通信システム７００は、図１の通信システム１００に対応するシステムであり、送信装置７１０は送信装置１１０に対応し、受信装置７２０は受信装置１２０に対応し、通信媒体７３０は通信媒体１３０に対応する。
【００８２】
送信装置７１０において、送信信号電極７１１、送信基準電極７１２、および信号源７１３−１は、それぞれ、送信信号電極１１１、送信基準電極１１２、および送信部１１３（またはその一部）に対応する。同様に、受信装置７２０において、受信信号電極７２１、受信基準電極７２２、およびRｒ７２３−１は、それぞれ、受信信号電極１２１、受信基準電極１２２、および受信部１２３（またはその一部）に対応する。
【００８３】
従って、これらの各部についての説明は省略する。
【００８４】
以上のように通信システム７００は、物理的な基準点経路を不要とし、通信信号伝達経路のみによる通信を実現することができる。
【００８５】
なお、以上においては、送信信号電極および受信信号電極が通信媒体と非接触であるように説明したが、これに限らず、送信基準電極および受信基準電極がそれぞれの装置周辺空間との間で十分な静電容量が得られるのであれば、送信信号電極と受信信号電極の間を、導電性を有する通信媒体で接続するようにしてもよい。
【００８６】
次に、以上のような通信システムの具体的な適用例について説明する。例えば、以上のような通信システムは、生体を通信媒体とすることもできる。図５は、人体を介して通信を行う場合の通信システムの例を示す模式図である。図５において、通信システム７５０は、人体の腕部に取り付けられた送信装置７６０から音楽データを送信し、人体の頭部に取り付けられた受信装置７７０によってその音楽データを受信して音声に変換し、出力してユーザに視聴させるシステムである。この通信システム７５０は、上述した通信システム（例えば、通信システム１００）に対応したシステムであり、送信装置７６０や受信装置７７０は、それぞれ、送信装置１１０や受信装置１２０に対応する。また、通信システム７５０において人体７８０は、通信媒体であり、図１の通信媒体１３０に対応する。
【００８７】
つまり、送信装置７６０は、送信信号電極７６１、送信基準電極７６２、および送信部７６３を有しており、それぞれ、図１の送信信号電極１１１、送信基準電極１１２、および送信部１１３に対応する。また、受信装置７７０は、受信信号電極７７１、受信基準電極７７２、および受信部７７３を有しており、それぞれ、図１の受信信号電極１２１、受信基準電極１２２、および受信部１２３に対応する。
【００８８】
従って、通信媒体である人体７８０に、送信信号電極７６１および受信信号電極７７１が接触または近接されるように、送信装置７６０および受信装置７７０が設置される。送信基準電極７６２および受信基準電極７７２は、空間に対して静電容量を持てばよいので、周辺に大地との結合や、送受信装置（または電極）同士の結合も不要である。
【００８９】
図６は、通信システム７５０を実現する他の例について説明する図である。図６において、受信装置７７０は、人体７８０に対して足裏部において接触（または近接）し、人体７８０の腕部に取り付けられた送信装置７６０との間で通信を行う。この場合も、通信媒体である人体７８０に接触（または近接）されるように、送信信号電極７６１と受信信号電極７７１が設けられ、空間に向けて送信基準電極７６２と受信基準電極７７２が設けられている。特に、大地を通信経路の１つとしていた従来技術では実現不可能な応用例である。
【００９０】
このように、本発明によれば、人体などを通信媒体として、ケーブルなどの有線設備を設けることなく、無線通信を行うことが可能となる。
【００９１】
以上のような通信システムにおいて、通信媒体に流す信号の変調方式としては、送信装置と受信装置の両方において対応可能であれば、特に制限はなく、通信システム全体の系の特性を踏まえた上で、最適な方式を選択することが出来る。具体的に変調方式としては、ベースバンド、または振幅変調、または周波数変調されたアナログ信号か、ベースバンド、または振幅変調、または周波数変調、または位相変調されたデジタル信号のうちのいずれか１つ、または複数の混合であってもよい。
【００９２】
さらに、以上のような通信システムにおいて、１つの通信媒体を利用して、複数の通信が成立させ、全二重通信や、単一の通信媒体による複数の装置同士による通信等を実行することができるようにしてもよい。
【００９３】
このような多重通信を実現する方法の例を説明する。１つ目は、スペクトラム拡散方式を適用させる方法である。この場合、送信装置と受信装置の間で互いに周波数帯域幅と特定の時系列コードを取り決めておく。そして送信装置は、この周波数帯域幅の中で、もとの信号を時系列コードによって周波数的に変化させ、周波数帯域全体に拡散させてから送信する。受信装置は、この拡散した成分を受信した後、その受信した信号を積分することで受信信号を復号する。
【００９４】
周波数の拡散によって得られる効果を説明する。シャノンとハートレーのチャネル容量の定理によれば、次の式が成り立つ。
【００９５】
【数９】
【００９６】
ここで、Ｃ［bps］はチャネル容量を示し、通信路に流すことの出来る理論上の最大データレートを示す。Ｂ［Hz］はチャネル帯域幅を示す。Ｓ／Ｎは信号対ノイズ電力比（SN比）を示す。さらに、上式をマクローリン展開し、Ｓ／Ｎが低いものとすると、上述した式（９）は、次の式（１０）のように近似することができる。
【００９７】
【数１０】
【００９８】
これにより、例えばＳ／Ｎがノイズフロア以下のレベルであったとすると、Ｓ／Ｎ＜＜１となるが、チャネル帯域幅Ｂを広げることで、チャネル容量Ｃを所望のレベルに引き上げることが出来る。
【００９９】
時系列コードを通信路毎に異なるようし、周波数拡散の動きを異なるようにすれば、相互に干渉することなく周波数が拡散し、相互の混信がなくなることで、同時に複数の通信を行うことができる。
【０１００】
２つ目は、送信装置と受信装置の間で互いに周波数帯域幅を決め、それをさらに複数の領域に分割する周波数分割方式を適用させる方法である。この場合、送信装置（または受信装置）は、特定の周波数帯域割り振りの規則に従うか、通信開始時に空いている周波数帯域を検出し、その検出結果に基づいて周波数帯域の割り振りを行う。
【０１０１】
つまり、通信経路毎に異なる周波数帯域を利用することにより、相互の混信を抑制し、１つの通信媒体において、同時に複数の通信を行うことができる。また、周波数分割方式を用いることにより、多対一通信や、多対多通信も行うことができる。
【０１０２】
３つ目は、送信装置と受信装置の間で互いに通信時間を複数に分割する時分割方式を適用させる方法である。この場合、送信装置（または受信装置）は、特定の時間分割規則に従うか、通信開始時に空いている時間領域を検出し、その検出結果に基づいて通信時間の分割を行う。
【０１０３】
つまり、通信経路毎に異なる時間帯域において通信を行うことにより、相互の混信を抑制し、１つの通信媒体において、同時に複数の通信を行うことができる。また、時分割方式を用いることにより、多対一通信や、多対多通信も行うことができる。
【０１０４】
さらに、上述した以外の方法として、１つ目から３つ目までの通信方式のうちの２つ以上を組み合わせるようにしてもよい。
【０１０５】
送信装置および受信装置が、同時に複数の他の装置と通信を行うことができるということは、特定のアプリケーションにおいては、特に重要になる。例えば、交通機関のチケットへの応用を想定すると、定期券の情報を有する装置Ａと電子マネー機能を有する装置Ｂの両方を所持した利用者が、自動改札機を利用する際、上記のような方式を使用することで、装置Ａ及び装置Ｂと同時に通信することで、例えば、利用区間が定期券外の区間も含まれていた場合に、不足金額分を装置Ｂの電子マネーから差し引くといった便利な用途に利用することが出来る。
【０１０６】
以上のような送信装置と受信装置との間の通信において実行される通信処理の流れについて、図１の通信システム１００の送信装置１１０と受信装置１２０との通信の場合を例に、図７のフローチャートを参照して説明する。
【０１０７】
送信装置１１０の送信部１１３は、ステップＳ１１において、送信対象となる信号を発生し、ステップＳ１２において、その発生した信号を、送信信号電極１１１を介して、通信媒体１３０上に送信する。信号を送信すると送信装置の送信部１１３は、通信処理を終了する。送信装置１１０より送信された信号は、通信媒体１３０を介して受信装置１２０に供給される。受信装置１２０の受信部１２３は、ステップＳ２１において、受信信号電極１２１を介して、その信号を受信し、ステップＳ２２において、その受信した信号を出力する。受信した信号を出力した受信部１２３は、通信処理を終了する。
【０１０８】
以上のように、送信装置１１０および受信装置１２０は、通信媒体１３０を介して、複雑な処理を必要とせずに、単純な処理により、基本的な通信を行うことができる。つまり、送信装置１１０および受信装置１２０は、基準電極を用いて閉回路を構築する必要がないため、信号電極を介して送受信するのみで、環境に影響されずに安定した通信処理を容易に行うことができる。これにより送信装置１１０および受信装置１２０（通信システム１００）は、環境に影響されずに安定した通信を行うための通信処理の負荷を軽減し、製造コストを削減することもできる。また、通信処理の構造が単純化されることにより、通信システム１００は、変調、符号化、暗号化、または多重化など、多様な通信方式を容易に併用することができる。
【０１０９】
なお、以上の通信システムにおいては、送信装置と受信装置を別体として構成するように説明したが、これに限らず、上述した送信装置と受信装置の両方の機能を有する送受信装置を用いて通信システムを構築するようにしてもよい。
【０１１０】
図８は、本発明を適用した通信システムの他の構成例を示す図である。
【０１１１】
図８において、通信システム９５０は、送受信装置９６１、送受信装置９６２、および通信媒体１３０を有する。通信システム９５０は、送受信装置９６１と送受信装置９６２が通信媒体１３０を介して双方向に信号を送受信するシステムである。
【０１１２】
送受信装置９６１は、図１の送信装置１１０と同様の送信部１１０と、受信装置１２０と同様の受信部１２０の両方の構成を有している。すなわち、送受信装置９６１は、送信信号電極１１１、送信基準電極１１２、送信部１１３、受信信号電極１２１、受信基準電極１２２、および受信部１２３を有している。
【０１１３】
つまり送受信装置９６１は、送信部１１０を用いて通信媒体１３０を介して信号を送信し、受信部１２０を用いて通信媒体１３０を介して供給される信号を受信する。このとき、送受信装置９６１は、送信部１１０による通信と、受信部１２０による通信とが混信しないように構成されている。
【０１１４】
送受信装置９６２は、送受信装置９６１と同様の構成を有し、同様に動作するのでその説明を省略する。つまり送受信装置９６１と送受信装置９６２は、互いに同様の方法で、通信媒体１３０を介して、双方向に通信を行う。
【０１１５】
このようにすることにより、通信システム９５０（送受信装置９６１および送受信装置９６２）は、ケーブルなどの有線設備を設けることなく、双方向の無線通信を容易に実現することができる。
【０１１６】
なお、図８の例では、送受信で異なる電極を用いているが、信号電極、および基準電極を一組だけ設け、送受信を切り替えるようにしてもよい。
【０１１７】
次に、図１乃至図８を参照して上述した無線通信を利用した盲人誘導システムについて説明する。
【０１１８】
図９は、本発明を適用した盲人誘導システム１０００の一実施形態に係る構成例を示す図である。同図において、ユーザ１００１は、盲人であり、盲人用の杖１００２を手にもって、後述する盲人誘導用の靴１００３を履いている。
【０１１９】
この例では、ユーザ１００１が歩行する路面上に盲人用の点字ブロックが配置されている。表面に図中縦方向に長い複数の線状の突起を有する点字ブロック１０２１−１乃至１０２１−３、および図中横方向（左右方向）に長い複数の線状の突起を有する点字ブロック１０２２−１乃至１０２２−３は、盲人に対して進む方向を提示するための点字ブロックとされる。また、表面に複数の丸型の突起を有する点字ブロック１０２３は、歩道の曲がり角などに配置され、盲人に対して、進むべき方向が変わることなどに備えての注意を喚起するための点字ブロックとされる。なお、ここでは、曲がり角に、１つの点字ブロック１０２３が配置されているが、実際には、曲がり角に複数の点字ブロック１０２３が配置される。
【０１２０】
すなわち、盲人であるユーザ１００１は、杖１００２や、路面を足で踏んだときの感触などにより点字ブロック１０２１−１乃至１０２１−３、１０２３、および１０２２−１乃至１０２２−３の形状（表面の突起）を認識することにより、歩道の形状に沿って、図中縦方向に進み、その後曲がり角（点字ブロック１０２３の位置）で９０°方向を換えて、図中横方向に進むことができる。
【０１２１】
しかしながら、点字ブロック上に障害物が置かれている場合、ユーザ１００１の歩行は困難になる。この例では、点字ブロック１０２１−３上に障害物となる鞄１０４１が置かれている。このような場合、ユーザ１００１が歩行中、点字ブロック１０２１−３にさしかかったとき、歩道上で点字ブロック１０２１−３の右側または左側に寄って、鞄１０４１を避けて進まなければならず、このとき、点字ブロック１０２１−３の右側または左側の路面に点字ブロックが配置されていないため、進むべき方向を見失ってしまう。仮に、路面の幅一杯に点字ブロックを配置しておけば、ユーザ１００１に進むべき方向を提示することができるが、点字ブロックの表面には、上述した突起があり、あまり多く点字ブロックを配置すると、健常者の歩行や自転車、ベビーカーなどの走行の妨げになってしまう。
【０１２２】
そこで、本発明においては、路面の下に複数の信号電極を埋設し、図１乃至図８を参照して上述した無線通信を利用して、ユーザ１００１に進むべき方向などの情報を提供する。
【０１２３】
この例では、路面の下に長方形の板状の信号電極１１０１が埋設されている。ここでは、信号電極１１０１−１１乃至１１０１−１６のみに符号が付されているが他の信号電極も同様の構成とされ、一様に路面の下の所定の深さに埋設されている。なお、路面の下に埋設された信号電極を個々に区別する必要がない場合、単に信号電極１１０１と称する。各信号電極は、路面上の点字ブロックの大きさと形状に基づく所定の大きさと形状を有するように構成され、この例では、２つの信号電極１１０１−１３および１１０１−１４が１つの点字ブロック１０２１−１とほぼ同じ大きさと形状となるように構成されている。
【０１２４】
複数の信号電極１１０１のそれぞれは、後述するように、実際にはさらに細かく分割された複数の小電極で構成され、信号処理装置１１５０の制御に基づいて、個々の小電極が所定の信号を発信（送信）するように構成されている。
【０１２５】
信号処理装置１１５０は、予め定められた場所（例えば、公共の建物内）などに設置され、複数の信号電極１１０１のそれぞれに、ユーザ１００１に進むべき方向などの情報に対応する信号を送信させる。信号電極１１０１から送信された信号は、例えば、ユーザ１００１の靴１００３に設けられた小型の信号処理装置により受信され、後述するように、小型の信号処理装置により受信された信号に基づいて靴１００３の内部の突起の形状が変化されることによりユーザ１００１に対して進むべき方向などの情報が提供される。
【０１２６】
図１０は、靴１００３の構成例を示す図である。この例では、靴１００３に小型信号処理装置１２５０、信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂ、並びに基準電極１２０２が取り付けられている。信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂ、並びに基準電極１２０２は、いずれも小型信号処理装置１２５０に接続され、図１乃至図８を参照して上述した無線通信に用いられる。
【０１２７】
図１１は、靴１００３を裏側から見た（靴の底面の）図である。同図に示されるように信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂは、それぞれ靴１００３の前（つま先側）および後（かかと側）に取り付けられており、２つの信号電極によりことなる信号を受信可能となるように構成されている。なお、２つの信号電極は、例えば、後述する小型信号処理装置１２５０の制御部１２５５の制御に基づいて導通状態を切り替えられる（個々の電極が順番にON／OFFされる）ことにより、それぞれ（別々に）信号を受信するように構成されている。
【０１２８】
図１２は、信号処理装置１１５０の内部構成例を示すブロック図である。
【０１２９】
同図において信号発生部１１５１は、例えば、小型信号処理装置１２５０などに対して情報を送信するとき、制御部１１５５の制御に基づいてその情報に対応する信号を発生する。信号復調部１１５２は、外部から情報（情報に対応する信号）を受信したとき、信号を復調し、復調した信号を制御部１１５５に供給する。
【０１３０】
送受信切替部１１５３は、信号電極１１０１との接続を、例えば制御部１１５５からの制御に基づいて信号発生部１１５１または信号復調部１１５２のいずれか一方に切り替える。
【０１３１】
制御部１１５５は、例えばCPU、ROM、およびRAM等を含んで構成され、各種のプログラムなどを実行することにより、信号発生部１１５１、信号復調部１１５２の動作を制御する。例えば、制御部１１５５は、信号発生部１１５１、または信号復調部１１５２を制御して、小型信号処理装置１２５０などとの間で送受信される信号の生成または復調を行わせる。また、制御部１１５５は、必要に応じて情報を、メモリ１１５４に記憶させたり、メモリ１１５４から読み出したりする。
【０１３２】
メモリ１１５４は、例えば、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)などにより構成され、制御部１１５５の制御に基づいて、各種の情報を記憶する。なお、メモリ１１５４には、予め信号処理装置１１５０（個々の信号処理装置）に固有のＩＤが記憶されている。
【０１３３】
基準電極１１０２および信号電極１１０１は、図１乃至図８を参照して上述した無線通信に用いられる基準電極および信号電極であり、信号電極１１０１は、通信媒体（例えば、路面など）に近接するように設けられ、基準電極１２０２は、空間に向くように設けられる。例えば、基準電極１１０２は、図８の送信基準電極１１２、または受信基準電極１２２に対応し、信号電極１１０１は、図８の送信信号電極１１１、または受信信号電極１２１に対応することになる。なお、通信媒体は、単一の物体であってもよいし、複数の導電体や誘電体が組み合わせられたものであってもよい。図９の例では、歩道の路面が通信媒体となる。なお、図９を参照して上述したように、信号電極１１０１は、実際には、複数の信号電極により構成されている。
【０１３４】
図１３は、小型信号処理装置１２５０の内部構成例を示すブロック図である。同図において、信号発生部１２５１乃至制御部１２５５は、図１２の信号発生部１１５１乃至１１５５に対応する機能ブロックであり、それぞれ同様の機能を有しているので詳細な説明は省略する。
【０１３５】
信号電極１２０１は、図１０と図１１を参照して上述したように、実際には、信号電極１２０１ａと１２０１ｂにより構成される。基準電極１２０２は、空間に向くように設けられる。例えば、基準電極１１０２は、図８の送信基準電極１１２、または受信基準電極１２２に対応し、信号電極１１０１は、図８の送信信号電極１１１、または受信信号電極１２１に対応することになる。
【０１３６】
突起生成部１２６１は、制御部１２５５の制御に基づいて、靴１００３の内側（ユーザ１００１の足に触れる部分）に、予め定められた形状の突起を生成する。例えば、突起生成部１２６１は、空気圧を増減させるコンプレッサーなどを有する構成とされ、靴１００３の内部の所定の部位の空気圧を増加させることにより、予め定められた形状の突起を生成（隆起）させ、逆に、靴１００３の内部の所定の部位の空気圧を減少させることにより、その突起を消滅させる。
【０１３７】
次に、複数の信号電極１１０１のそれぞれが出力する信号について説明する。図１４は、点字ブロック１０２１−１、および点字ブロック１０２１の図中左側の路面１０３１−１と図中右側の路面１０３２−１の下部に埋設された信号電極が出力する信号の例を示す図である。図中矢印の下側に、点字ブロック１０２１−１、および点字ブロック１０２１の図中左側の路面１０３１−１と図中右側の路面１０３２−１の下部にそれぞれ埋設された信号電極１１０１−１１乃至１１０１−１６が拡大されて示されている。
【０１３８】
上述したように、複数の信号電極１１０１のそれぞれは、実際にはさらに細かく分割された複数の小電極で構成され、この例では、信号電極１１０１−１１乃至１１０１−１６のそれぞれが、図中縦方向（上下方向）に８個、図中横方向（左右方向）に４個（合計３２個）の正方形で示される小電極で構成される。そして、各信号電極の３２個の小電極のそれぞれが信号処理装置１１５０（制御部１１５５）の制御に基づいて所定の信号を出力する。小電極の大きさは、例えば、靴１００３の信号電極１２０１ａまたは１２０１ｂと同等の大きさとされる。
【０１３９】
この例では、図中下から２番目の小電極のそれぞれに、その小電極が出力する信号の値が示されている。例えば、信号電極１１０１−１１を構成する図中最も左側（適宜第１列目と称する）の小電極は、値「0x10」に対応する信号を出力する。ここで、「0x」は、表記される数値が１６進数であることを表す記号であり、「0x」に続いて記述される数値は、１６進数の数値であるものとし、図中に示される小電極の信号の値は「0x」に続いて記述される数値のみが表記されている。また、同図においては、図中下から２番目の小電極のみに小電極の信号の値が示されているが、同じ列に属する信号電極は、すべて同じ値の信号を出力するものとする。すなわち、信号電極１１０１−１１の第１列目に属する８個の小電極の全てが値「0x10」に対応する信号を出力する。
【０１４０】
また、信号電極１１０１−１１の第２列目に属する８個の小電極は、それぞれ値「0x11」に対応する信号を出力し、第３列目と第４列目に属するそれぞれ８個の小電極は、値「0x12」に対応する信号と、値「0x13」に対応する信号とを出力する。すなわち、信号電極１１０１−１１の小電極は、図中右側の小電極ほど（点字ブロック１０２１に近づくほど）大きい値の信号を出力するように設定されている。
【０１４１】
同様に、信号電極１１０１−１２の第１列目乃至第４列目に属するそれぞれ８個の小電極は、値「0x14」に対応する信号乃至値「0x17」に対応する信号を出力する。すなわち、信号電極１１０１−１２の小電極も、図中右側の小電極ほど（点字ブロック１０２１に近づくほど）大きい値の信号を出力するように設定されている。
【０１４２】
信号電極１１０１−１６の第１列目乃至第４列目に属するそれぞれ８個の小電極は、値「0x13」に対応する信号乃至値「0x10」に対応する信号を出力する。すなわち、信号電極１１０１−１６の小電極は、図中左側の小電極ほど（点字ブロック１０２１に近づくほど）大きい値の信号を出力するように設定されている。
【０１４３】
同様に、信号電極１１０１−１５の第１列目乃至第４列目に属するそれぞれ８個の小電極は、値「0x17」に対応する信号乃至値「0x14」に対応する信号を出力する。すなわち、信号電極１１０１−１５の小電極も、図中左側の小電極ほど（点字ブロック１０２１に近づくほど）大きい値の信号を出力するように設定されている。
【０１４４】
信号電極１１０１−１３の第１列目乃至第４列目に属するそれぞれ８個の小電極は、値「0x18」に対応する信号乃至値「0x1b」に対応する信号を出力する。すなわち、信号電極１１０１−１３の小電極は、図中右側の小電極ほど（点字ブロック１０２１の中央に近づくほど）大きい値の信号を出力するように設定されている。
【０１４５】
信号電極１１０１−１４の第１列目乃至第４列目に属するそれぞれ８個の小電極は、値「0x1b」に対応する信号乃至値「0x18」に対応する信号を出力する。すなわち、信号電極１１０１−１４の小電極は、図中左側の小電極ほど（点字ブロック１０２１の中央に近づくほど）大きい値の信号を出力するように設定されている。
【０１４６】
このように、点字ブロック１０２１または点字ブロック１０２１に隣接する左右の路面の下に埋設される信号電極は、点字ブロック１０２１の中央に近づくほど大きい値の信号を出力するように構成されている。
【０１４７】
同様にして、点字ブロック１０２１と９０°異なる方向を示す点字ブロック１０２２または点字ブロック１０２２に隣接する路面の下に埋設される信号電極も点字ブロック１０２２の中央に近づくほど大きい値の信号を出力するように構成されている。例えば、図１５に示されるように、点字ブロック１０２２の図中上側の路面１０３３−１の下部に埋設される信号電極は、図中最も上側の小電極が値「0x30」に対応する信号を出力し、点字ブロック１０２２の図中下側の路面１０３４−１の下部に埋設される信号電極は、図中最も下側の小電極が値「0x30」に対応する信号を出力し、点字ブロック１０２２−１の下部に埋設される信号電極は、点字ブロック１０２２−１の中央が値「0x3b」を出力するように構成されている。
【０１４８】
注意を喚起するための点字ブロック１０２３または点字ブロック１０２３に隣接する路面の下に埋設される信号電極は、それぞれ全て値「0xff」または「0xfe」を出力するように構成されている。すなわち、図１６に示されるように、点字ブロック１０２３−１の下部に埋設される信号電極は、全ての小電極において値「0xff」に対応する信号を出力し、点字ブロック１０２３−１の図中左側の路面１０３５−１および点字ブロック１０２３−１図中右側の路面１０３６−１の下部に埋設される信号電極は、いずれも全ての小電極において値「0xfe」に対応する信号を出力するように構成される。
【０１４９】
このように、点字ブロックの種類に応じて、また、点字ブロックの中央からの距離に応じて、路面の下に埋設された信号電極から異なる値の信号が出力される。なお、出力される信号は、上述した値に対して、例えばFM変調やAM変調が施されて出力されるようにしてもよい。
【０１５０】
図１７は、例えば、歩道の四つ角に埋設される信号電極から出力される信号の値の例を示す図である。同図において、枠１０５１または枠１０５２で示される部分には、それぞれ表面に図中縦方向（上下方向）に長い複数の線状の突起を有する点字ブロック１０２１が３枚敷設され、枠１０５３または枠１０５４で示される部分には、それぞれ図中横方向（左右方向）に長い複数の線状の突起を有する点字ブロック１０２２が３枚敷設される。また、枠１０５５で示される部分には、表面に複数の丸型の突起を有する点字ブロック１０２３が５枚敷設される。
【０１５１】
そして、図中複数の正方形として示される領域の中に表示される数値は、その領域に対応する信号電極（信号電極の小電極）が出力する値を示している。例えば、枠１０５１の図中最も下側の正方形の領域は、点字ブロック１０２１の下部に埋設される信号電極に対応する領域であり、「0x18−0x1b」と記述されている。これは、この点字ブロック１０２１の下部に埋設される信号電極（実際には、信号電極を構成する小電極）が、値「0x18」から値「0x1b」までに対応する信号を出力することを表している。
【０１５２】
また、同図においてハッチングされている図中複数の正方形として示される領域の中に表示される数値は、他の領域の中に表示される数値と異なっている。例えば、枠１０５１の図中最も上側の正方形の領域、または枠１０５２の図中最も下側の正方形の領域は、ともに、点字ブロック１０２１の下部に埋設される信号電極に対応する領域であるが、枠１０５１または１０５２内の他の領域と異なり、「0x28−0x2b」と記述されており、枠１０５３の図中最も右側の正方形の領域、または枠１０５４の図中最も左側の正方形の領域は、ともに、点字ブロック１０２２の下部に埋設される信号電極に対応する領域であるが、枠１０５３または１０５４内の他の領域と異なり、「0x48−0x4b」と記述されている。
【０１５３】
このように、曲がり角に近い位置では出力される信号が大きくなるようにしてもよい。このようにすることで、歩行中の盲人に対して、曲がり角が近づいていることを知らせることができる。
【０１５４】
このような値の信号を出力する信号電極が埋設された路面の上を、図１０と図１１を参照して上述したような構成を有する靴１００３を履いてあることにより、靴１００３の信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂにより、各信号電極１１０１から出力される信号が受信される。
【０１５５】
図１８は、図１４を参照して上述した、信号電極（および信号電極を構成する小電極）の上を歩くユーザ１００１の靴１００３の向きの例を示す図である。図中記号Ａで示される向きにおいては、靴１００３の信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂにより受信される信号の値は、いずれも「0x13」（または「0x14」）となる。図中記号Ｂで示される向きにおいては、靴１００３の信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂにより受信される信号の値は、それぞれ「0x19」および「0x1b」となり、図中記号Ｃで示される向きにおいては、靴１００３の信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂにより受信される信号の値は、それぞれ「0x17」または「0x13」となる。このように、靴１００３の向きにより異なる値の信号を検出させることが可能となる。
【０１５６】
図１９は、靴１００３の内部に設けられる突起生成部の例を示す図である。同図に示されるように突起生成部１２６１は、靴１００３の内部（靴底の上側であって、ユーザ１００１の足に接触する部分）の中央付近に設けられ、制御部１２５５の制御に基づいて所定の高さで隆起するように構成されている。
【０１５７】
例えば、制御部１２５５の制御により、突起生成部１２６１が、図２０に示されるように、靴１００３の前部が高くなり、靴１００３の後部が低くなるように隆起される。また、突起生成部１２６１は、図２０の場合とは逆に、靴１００３の前部が低くなり、靴１００３の後部が高くなるように隆起されることも可能である。さらに、突起生成部１２６１は、靴１００３の前部と靴１００３の後部とが同じ高さになるように隆起されることも可能であり、また、隆起される部分の幅（図１９の上下方向の幅）が制御部１２５５の制御に基づいて、広くなったり狭くなったりするように構成されている。
【０１５８】
図２１乃至図２３は、受信した信号の値、および靴１００３の向きに応じて変化して隆起する突起生成部１２６１の形状の例について説明する図である。
【０１５９】
図２１は、曲がり角付近における靴１００３の内部の突起生成部１２６１の形状の例を示している。同図に示されるように、靴１００３が図中記号A乃至Cで示される位置と向きにおいては、いずれも同じ幅であって靴１００３の幅とほぼ同等の幅の部分が突起生成部１２６１において隆起されている。ただし、図中記号Ｂで示される場合、靴１００３の信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂで受信される信号の値は、「0xff」となり、図中記号AまたはCの場合の信号の値「0xfe」より大きい値となるので、図中記号Ｂで示される場合、突起生成部１２６１の隆起の高さが図中記号AまたはCの場合と比較して高くなるように制御される。
【０１６０】
勿論、図中記号Ｂで示される場合、突起生成部１２６１の隆起の高さが図中記号AまたはCの場合と比較して低くなるように制御されるようにしても構わない。
【０１６１】
図２２は、点字ブロック１０２１付近における靴１００３の内部の突起生成部１２６１の形状の例を示している。同図に示されるように、靴１００３が図中記号A乃至Cで示される位置と向きにおいては、いずれも同じ幅であって図２１の場合と比較してより狭い幅の部分が突起生成部１２６１において隆起されている。
【０１６２】
同図において、図中記号Aで示される場合、靴１００３の信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂで受信される信号の値は、いずれも「0x13」となり、突起生成部１２６１において隆起される部分の高さは、靴１００３の前部も後部も同じ高さとされる。
【０１６３】
一方、図中記号BまたはCで示される場合、靴１００３の信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂで受信される信号の値は、それぞれ「0x19」および「0x1b」、または、それぞれ「0x17」または「0x13」となるので、突起生成部１２６１において図中ハッチングされた部分がより高く隆起される。なお、図中記号Cの場合に比べて記号Bの場合の方が全体的に高く（あるいは低く）隆起するようにすることもでき、これにより点字ブロックの上に立っているのか、点字ブロックの近くに立っているのか区別することができる。
【０１６４】
図２３は、点字ブロック１０２２付近における靴１００３の内部の突起生成部１２６１の形状の例を示している。同図に示されるように、靴１００３が図中記号A乃至Cで示される位置と向きにおいては、いずれも同じ幅であって図２１の場合と比較してより狭い幅の部分が突起生成部１２６１において隆起されている。
【０１６５】
同図において、図中記号AまたはBで示される場合、靴１００３の信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂで受信される信号の値は、それぞれ「0x32」および「0x36」、または、それぞれ「0x3b」または「0x39」となるので、突起生成部１２６１において図中ハッチングされた部分がより高く隆起される。一方、図中記号Cで示される場合、靴１００３の信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂで受信される信号の値は、いずれも「0x33」となり、突起生成部１２６１において隆起される部分の高さは、靴１００３の前部も後部も同じ高さとされる。なお、図中記号Ａの場合に比べて記号Bの場合の方が全体的に高く（あるいは低く）隆起するようにすることもでき、これにより点字ブロックの上に立っているのか、点字ブロックの近くに立っているのか区別することができる。
【０１６６】
このように、受信される信号の値に応じて突起生成部１２６１において隆起される部分の幅と高さを変えることにより、盲人の足の裏に刺激を与えて、盲人の進むべき方向を提示したり、注意喚起を促したりすることが可能となる。
【０１６７】
次に、図２４のフローチャートを参照して、靴１００３の小型信号処理装置１２５０による突起生成処理について説明する。
【０１６８】
ステップS１０１において、小型信号処理装置１２５０の制御部１２５５は、信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂを介して、路面の下に埋設された信号電極１１０１から送信される信号を受信する。
【０１６９】
ステップＳ１０２において、制御部１２５５は、新たな信号を受信したか否かを判定し、新たに信号を受信していないと判定された場合、処理は、ステップＳ１０１に戻る。一方、ステップＳ１０２において、新たに信号を受信したと判定された場合、処理は、ステップＳ１０３に進む。
【０１７０】
ステップＳ１０３において、制御部１２５５は、ステップＳ１０１の処理で受信した信号の値を解析する。このとき、受信された信号に基づいて、上述したように、「0x10」乃至「0xff」の値が取得される。
【０１７１】
ステップS１０４において、制御部１２５５は、ステップS１０３の処理で解析された値に基づいて、現在立っている場所の点字ブロックの種類を特定する。上述したように、点字ブロック１０２１乃至１０２３、および点字ブロック１０２１乃至１０２３に隣接する路面の下部に埋設された信号電極は、それぞれ点字ブロックの種類に応じて異なる値の信号を出力する。ステップS１０４では、取得された値に基づいて点字ブロック（または隣接する路面）の種類が特定される。例えば、ステップS１０３で解析されて取得された値が「0x10」であった場合、現在立っている場所が点字ブロック１０２１に隣接する路面であると特定される。
【０１７２】
ステップS１０５において、制御部１２５５は、ステップS１０３の処理で解析されて取得された信号の値の大きさを比較する。上述したように、路面の下部に埋設された信号電極から送信される信号は、信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂの２種類の信号電極を介して受信され、ステップS１０５では、信号電極１２０１ａを介して受信された信号の値の大きさと、信号電極１２０１ｂを介して受信された信号の値の大きさとが比較される。図２１乃至図２３を参照して上述したように、信号電極１２０１ａを介して受信された信号の値の大きさと、信号電極１２０１ｂを介して受信された信号の値の大きさとを比較することにより、ユーザ１００１が立っている位置と点字ブロックとの距離、および点字ブロックに対するユーザ１００１の向きが特定されることになる。
【０１７３】
ステップＳ１０６において、制御部１２５５は、突起生成部１２６１を制御して、ステップＳ１０４の処理で特定された点字ブロックの種類と、ステップＳ１０５の処理での比較結果に基づいて、突起を隆起させる。このとき、例えば、図２１乃至図２３を参照して説明したように、点字ブロック（または隣接する路面）の種類と、信号電極１２０１ａおよび１２０１ｂにより受信した信号の値の大きさの違いに基づいて、異なる幅と異なる高さの突起が隆起される。
【０１７４】
このようにして、靴１００３の内部に突起が生成される。このようにすることで、盲人の足の裏に刺激を与えて、盲人の進むべき方向を提示したり、注意喚起を促したりすることが可能となる。例えば、点字ブロック上に障害物があり、点字ブロックが敷設されていない場所を歩かなければならない場合であっても、あたかも点字ブロック上を歩いているように、盲人の足の裏に刺激を与えることが可能となり、一度点字ブロックが配置された部分から遠ざかっても、簡単に、再び点字ブロックがある部分に戻ることができる。その結果、盲人にとって暮らしやすい環境を提供することができる。
【０１７５】
さらに、交通の事情などにより点字ブロックを配置できない場所にであっても、本発明によれば、あたかも点字ブロック上を歩いているように、盲人の足の裏に刺激を与えることができる。その結果、交通の利便性を妨げることなく、盲人にとって暮らしやすい環境を提供することができる。
【０１７６】
以上においては、靴１００３に設けられた信号電極１２０１ａまたは１２０１ｂにより、路面の下部に埋設された信号電極１１０１から送信される信号を受信する例について説明したが、杖１００２に信号電極を設けて、路面の下部に埋設された信号電極１１０１から送信される信号を受信するようにしてもよい。
【０１７７】
図２５は、この場合の杖１００２の構成例を示す図である。同図に示されるように、杖１００２の先端部（地面に接触する部分）に信号電極１３０１ａと１３０１ｂとが設けられている。また、杖１００２の内部には、図１３を参照して上述したものと同様の小型信号処理装置が内蔵されており、靴１００３の場合と同様に、２種類の信号電極（１３０１ａと１３０１ｂ）で受信した信号の値に基づいて突起を生成するように構成されている。
【０１７８】
杖１００２においては、図２６に示されるように、突起生成部が杖１００２の柄（ユーザ１００１が杖を握る部分）に設けられる。このようにすることで、専用の靴１００３を履いていなくても、杖１００２の柄の突起が隆起されて、盲人の手のひらが刺激されるようにし、盲人に対して進むべき方向を提示したり、注意喚起を促したりすることが可能となる。
【０１７９】
あるいはまた、靴１００３と杖１００２の双方の信号電極を介して路面の下部に埋設された信号電極１１０１から送信される信号を受信するようにしてもよい。
【０１８０】
図２７は、この場合の例を示す図である。同図に示されるように、杖１００２の先端部に信号電極１３０１が設けられており、靴１００３の下部に信号電極１２０１が設けられている。この場合、杖１００２の内部と、靴１００３の内部とに、図１３を参照して上述したものと同様の小型信号処理装置が内蔵され、靴１００３の場合と同様に、２種類の信号電極（１２０１と１３０１）で受信した信号の値に基づいて突起を生成するように構成されている。なお、靴１００３の小型信号処理装置と、杖１００２の小型信号処理装置は、いずれも図１乃至図８を参照して上述した無線通信に対応しているので、ユーザ１００１の人体を通信媒体として通信を行うことができる。突起生成部は、図１９を参照して上述したように、靴１００３の内部に設けられるようにしてもよいし、図２６を参照して上述したように、杖１００２の柄の部分に設けられるようにしてもよい。
【０１８１】
なお、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し、ソフトウェアにより実行させることもできる。上述した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、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
【０１８２】
上述した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、インターネットなどのネットワークや、リムーバブルメディアなどからなる記録媒体からインストールされる。
【０１８３】
なお、この記録媒体は、ユーザにプログラムを配信するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フロッピディスク（登録商標）を含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disk)を含む）、光磁気ディスク（MD（Mini-Disk）（登録商標）を含む）、もしくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディアにより構成されるものだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに配信される、プログラムが記録されているROMや、記憶部に含まれるハードディスクなどで構成されるものも含む。
【０１８４】
本明細書において上述した一連の処理を実行するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１８５】
【図１】本発明を適用した通信システムの一実施形態に係る構成例を示す図である。
【図２】理想状態における、図１の通信システムの等価回路の例を示す図である。
【図３】図２のモデルにおいて、受信負荷抵抗の両端に生じる電圧の実効値の計算結果の例を示す図である。
【図４】図１の通信システムの配置例を示す図である。
【図５】本発明を適用した通信システムの一実施形態に係る実際の利用例を示す図である。
【図６】本発明を適用した通信システムの一実施形態に係る他の利用例を示す図である。
【図７】通信処理の流れの例を示すフローチャートである。
【図８】本発明を適用した通信システムの、さらに他の構成例を示す図である。
【図９】本発明を適用した盲人誘導システムの一実施形態に係る構成例を示す図である。
【図１０】図９の靴の構成例を示す図である。
【図１１】図１０の靴を別の角度からみた図である。
【図１２】図９の信号処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図１３】図１０の小型信号処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図１４】点字ブロックの付近に埋設される信号電極が出力する信号の値の例を示す図である。
【図１５】別の点字ブロックの付近に埋設される信号電極が出力する信号の値の例を示す図である。
【図１６】別の点字ブロックの付近に埋設される信号電極が出力する信号の値の例を示す図である。
【図１７】四つ角付近に埋設される信号電極から出力される信号の値の例を示す図である。
【図１８】図１４の信号電極（および信号電極を構成する小電極）上を歩くユーザの靴の向きの例を示す図である。
【図１９】突起生成部の例を示す図である。
【図２０】突起生成部の突起が隆起した場合の例を示す図である。
【図２１】受信した信号の値、および靴の向きに応じて変化して隆起する突起生成部の形状の例について説明する図である。
【図２２】受信した信号の値、および靴の向きに応じて変化して隆起する突起生成部の形状の別の例について説明する図である。
【図２３】受信した信号の値、および靴の向きに応じて変化して隆起する突起生成部の形状のさらに別の例について説明する図である。
【図２４】突起生成処理の例を説明するフローチャートである。
【図２５】杖に信号電極を設ける場合の例を示す図である。
【図２６】杖に突起生成部を設ける場合の例を示す図である。
【図２７】杖と靴に信号電極を設ける場合の例を示す図である。
【符号の説明】
【０１８６】
１００ 通信システム， １１０ 送信装置， １１１ 送信信号電極， １１２ 送信基準電極， １１３ 送信部， １２０ 受信装置， １２１ 受信信号電極， １２２ 受信基準電極， １２３ 受信部， １３０ 通信媒体， ９６１および９６２ 送受信装置， １００１ ユーザ １００２ 杖， １００３ 靴， １０２１乃至１０２３ 点字ブロック １１０１ 信号電極， １１０２ 基準電極， １１５０ 信号処理装置， １２０１ 信号電極， １２０２ 基準電極， １２５５ 制御部， １２６１ 突起生成部， １３０１ 信号電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下にそれぞれ埋設される複数の導体板から送信される信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された信号に基づいて、前記導体板が埋設されている路面上の点字ブロックまたは前記導体板が埋設されている路面から所定の距離の範囲の点字ブロックの種類を特定する特定手段と、
前記受信手段により受信された信号に基づいて、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報を取得する取得手段と、
前記特定手段により特定された前記点字ブロックの種類および前記取得手段により取得された前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報に基づいて、前記ユーザの触覚を刺激する所定の形状と高さの突起を生成する突起生成手段と
を備える信号処理装置。
【請求項２】
ユーザが着用する靴の一部に取り付けられ、
前記突起生成手段は、前記靴の内側であって、前記ユーザの足の裏に接触する部分に前記突起を生成する
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
ユーザが使用する杖の一部に取り付けられ、
前記突起生成手段は、前記杖の柄の部分であって、前記ユーザの手のひらに接触する部分に前記突起を生成する
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項４】
出力値を判定するための基準点を得るための基準電極と、前記基準電極よりも通信媒体に対して静電結合が強くなるように設けられた複数の信号電極とをさらに備え、
前記受信手段は、前記信号電極と前記基準電極との間の電位差に基づく信号を受信し、前記特定手段は、前記信号が表す値に基づいて、前記導体板が埋設されている路面上の点字ブロックまたは前記導体板が埋設されている路面から所定の距離の範囲の点字ブロックの種類を特定する
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記導体板のそれぞれは、複数の領域に分割されて構成され、前記複数の信号電極は、所定の距離だけ互いに離れた位置に取り付けられ、前記導体板の個々の領域がそれぞれ送信する信号であって、それぞれ所定の大きさの値に対応する信号を、前記信号電極の位置に応じて受信する
請求項４に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記取得手段は、複数の信号電極のそれぞれにおいて受信された信号の値の大きさを比較することにより、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報を取得する
請求項５に記載の信号処理装置。
【請求項７】
前記突起生成手段は、前記点字ブロックの種類に応じて前記突起の形状を選択し、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに応じて前記突起の高さを選択して前記突起を生成する
請求項６に記載の信号処理装置。
【請求項８】
少なくとも２つの異なる信号電極を有し、第１の信号電極は、ユーザが着用する靴の前部に設けられ、第２の信号電極は、前記靴の後部に設けられる
請求項５に記載の信号処理装置。
【請求項９】
前記複数の信号電極は、ユーザが使用する杖の先端部に設けられる
請求項５に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
少なくとも２つの異なる信号電極を有し、第１の信号電極は、ユーザが着用する靴に設けられ、第２の信号電極は、前記ユーザが使用する杖に設けられる
請求項５に記載の信号処理装置。
【請求項１１】
盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下にそれぞれ埋設される複数の導体板から送信される信号を受信し、
受信された信号に基づいて、前記導体板が埋設されている路面上の点字ブロックまたは前記導体板が埋設されている路面から所定の距離の範囲の点字ブロックの種類を特定し、
受信された信号に基づいて、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報を取得し、
特定された前記点字ブロックの種類および取得された前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報に基づいて、前記ユーザの触覚を刺激する所定の形状と高さの突起を生成する
ステップを含む信号処理方法。
【請求項１２】
盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下にそれぞれ埋設される複数の導体板から送信される信号の受信を制御し、
受信された信号に基づいて、前記導体板が埋設されている路面上の点字ブロックまたは前記導体板が埋設されている路面から所定の距離の範囲の点字ブロックの種類の特定を制御し、
受信された信号に基づいて、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報の取得を制御し、
特定された前記点字ブロックの種類および取得された前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報に基づいて、前記ユーザの触覚を刺激する所定の形状と高さの突起の生成を制御する
ステップを含むコンピュータが読み取り可能なプログラム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のプログラムが記録されている記録媒体。
【請求項１４】
出力値を判定するための基準点を得るための基準電極と、前記基準電極よりも通信媒体に対して静電結合が強くなるように設けられた複数の信号電極と、
前記基準電極と前記信号電極との間の電位差に基づく信号の送受信を制御する制御手段とを備える信号処理装置であって、
複数の前記信号電極がそれぞれ盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下に埋設され、
前記制御手段が複数の前記信号電極からそれぞれ異なる値の信号を送信する
信号処理装置。
【請求項１】
盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下にそれぞれ埋設される複数の導体板から送信される信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された信号に基づいて、前記導体板が埋設されている路面上の点字ブロックまたは前記導体板が埋設されている路面から所定の距離の範囲の点字ブロックの種類を特定する特定手段と、
前記受信手段により受信された信号に基づいて、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報を取得する取得手段と、
前記特定手段により特定された前記点字ブロックの種類および前記取得手段により取得された前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報に基づいて、前記ユーザの触覚を刺激する所定の形状と高さの突起を生成する突起生成手段と
を備える信号処理装置。
【請求項２】
ユーザが着用する靴の一部に取り付けられ、
前記突起生成手段は、前記靴の内側であって、前記ユーザの足の裏に接触する部分に前記突起を生成する
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
ユーザが使用する杖の一部に取り付けられ、
前記突起生成手段は、前記杖の柄の部分であって、前記ユーザの手のひらに接触する部分に前記突起を生成する
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項４】
出力値を判定するための基準点を得るための基準電極と、前記基準電極よりも通信媒体に対して静電結合が強くなるように設けられた複数の信号電極とをさらに備え、
前記受信手段は、前記信号電極と前記基準電極との間の電位差に基づく信号を受信し、前記特定手段は、前記信号が表す値に基づいて、前記導体板が埋設されている路面上の点字ブロックまたは前記導体板が埋設されている路面から所定の距離の範囲の点字ブロックの種類を特定する
請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記導体板のそれぞれは、複数の領域に分割されて構成され、前記複数の信号電極は、所定の距離だけ互いに離れた位置に取り付けられ、前記導体板の個々の領域がそれぞれ送信する信号であって、それぞれ所定の大きさの値に対応する信号を、前記信号電極の位置に応じて受信する
請求項４に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記取得手段は、複数の信号電極のそれぞれにおいて受信された信号の値の大きさを比較することにより、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報を取得する
請求項５に記載の信号処理装置。
【請求項７】
前記突起生成手段は、前記点字ブロックの種類に応じて前記突起の形状を選択し、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに応じて前記突起の高さを選択して前記突起を生成する
請求項６に記載の信号処理装置。
【請求項８】
少なくとも２つの異なる信号電極を有し、第１の信号電極は、ユーザが着用する靴の前部に設けられ、第２の信号電極は、前記靴の後部に設けられる
請求項５に記載の信号処理装置。
【請求項９】
前記複数の信号電極は、ユーザが使用する杖の先端部に設けられる
請求項５に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
少なくとも２つの異なる信号電極を有し、第１の信号電極は、ユーザが着用する靴に設けられ、第２の信号電極は、前記ユーザが使用する杖に設けられる
請求項５に記載の信号処理装置。
【請求項１１】
盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下にそれぞれ埋設される複数の導体板から送信される信号を受信し、
受信された信号に基づいて、前記導体板が埋設されている路面上の点字ブロックまたは前記導体板が埋設されている路面から所定の距離の範囲の点字ブロックの種類を特定し、
受信された信号に基づいて、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報を取得し、
特定された前記点字ブロックの種類および取得された前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報に基づいて、前記ユーザの触覚を刺激する所定の形状と高さの突起を生成する
ステップを含む信号処理方法。
【請求項１２】
盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下にそれぞれ埋設される複数の導体板から送信される信号の受信を制御し、
受信された信号に基づいて、前記導体板が埋設されている路面上の点字ブロックまたは前記導体板が埋設されている路面から所定の距離の範囲の点字ブロックの種類の特定を制御し、
受信された信号に基づいて、ユーザが現在立っている場所の前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報の取得を制御し、
特定された前記点字ブロックの種類および取得された前記点字ブロックからの距離および前記点字ブロックに対する前記ユーザの向きに関する情報に基づいて、前記ユーザの触覚を刺激する所定の形状と高さの突起の生成を制御する
ステップを含むコンピュータが読み取り可能なプログラム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のプログラムが記録されている記録媒体。
【請求項１４】
出力値を判定するための基準点を得るための基準電極と、前記基準電極よりも通信媒体に対して静電結合が強くなるように設けられた複数の信号電極と、
前記基準電極と前記信号電極との間の電位差に基づく信号の送受信を制御する制御手段とを備える信号処理装置であって、
複数の前記信号電極がそれぞれ盲人用の点字ブロックおよび前記点字ブロックの敷設位置から所定の距離の範囲の路面の下に埋設され、
前記制御手段が複数の前記信号電極からそれぞれ異なる値の信号を送信する
信号処理装置。
【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】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【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】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２００７−３３７１３（Ｐ２００７−３３７１３Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１５０６２（Ｐ２００５−２１５０６２）
【出願日】平成１７年７月２５日（２００５．７．２５）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２５日（２００５．７．２５）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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