通信システム
【課題】歩行数を確実に計測可能であり、ユーザにとって利便性の高い通信システムを提供する。
【解決手段】人体(60)を信号伝送路として人体に装着された第１通信装置(2)と第２通信装置(50,50)との間で通信を行い、路面(70)の歩行数を計測可能な通信システム(1)である。第１通信装置は、人体と容量的に結合し、第２通信装置との間で信号の送信或いは受信が可能な第１信号電極(22,32)と、路面であるアースを介して第２通信装置と容量的に結合する第１ＧＮＤ電極(28)とを備える。第２通信装置は、路面の近傍にて人体に装着されるとともに、人体と容量的に結合し、第１通信装置との間で信号の受信或いは送信が可能な第２信号電極(52)と、アースを介して第１通信装置と容量的に結合する第２ＧＮＤ電極(58)とを備える。そして、第１通信装置は、第２通信装置の信号強度の変化に基づいて歩行数を計測して記憶する。
【解決手段】人体(60)を信号伝送路として人体に装着された第１通信装置(2)と第２通信装置(50,50)との間で通信を行い、路面(70)の歩行数を計測可能な通信システム(1)である。第１通信装置は、人体と容量的に結合し、第２通信装置との間で信号の送信或いは受信が可能な第１信号電極(22,32)と、路面であるアースを介して第２通信装置と容量的に結合する第１ＧＮＤ電極(28)とを備える。第２通信装置は、路面の近傍にて人体に装着されるとともに、人体と容量的に結合し、第１通信装置との間で信号の受信或いは送信が可能な第２信号電極(52)と、アースを介して第１通信装置と容量的に結合する第２ＧＮＤ電極(58)とを備える。そして、第１通信装置は、第２通信装置の信号強度の変化に基づいて歩行数を計測して記憶する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界結合を利用した通信を行う通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、通信システムには、有線通信の他、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、赤外線通信、短距離無線通信等の方式が知られており、この無線電波等によって非接触の通信を行うことができるので、例えばイベント会場や駅の改札口等の様々な場面で活用されている。
【０００３】
一方、この電波を用いた機器は法律の規制を受けるし、また、他の機器からの干渉や妨害を受け易いことから、電界結合を利用した新たな通信方式の技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０７４６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した従来の技術によれば、上記無線電波等による諸問題は解決可能である。しかしながら、当該技術では、ユーザが実際に使用できる程度の具体性には未だ乏しく、この点については依然として課題が残されている。
ここで、当該課題を解決する一例としては、歩数計による計測結果を送信機から電界信号で外部機器に出力することが考えられる。
【０００６】
この歩数計には振り子式や加速度センサ式があり、前者の振り子式は人体の振動を検知して歩行数を計測しており、安価であるものの、計測した歩行数と実際の歩行数との誤差が大きくなる。例えば、椅子から立ち上がる動作による振動や乗り物の振動の如く、歩行以外で人体に生じた振動も歩行数として計測してしまうし、また、人体への装着方向を誤ると、歩行による振動を計測できないからである。
【０００７】
これに対し、後者の加速度センサ式は人体の加速度を検知して歩行数を計測するため、歩行以外の振動は歩行数として計測しなくなるが、前後、左右、及び上下の３方向の加速度をいずれも計測可能な加速度センサを備えておく必要がある。１方向や２方向の加速度を検知するのみでは、やはり人体への装着方向を誤ると、歩行数を正確に計測できないのである。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、歩行数を確実に計測可能であって、ユーザにとって利便性の高い通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための第１の発明は、人体を信号伝送路として人体にそれぞれ装着された第１通信装置と第２通信装置との間で通信を行い、人体による路面の歩行数を計測可能な通信システムである。
そして、第１通信装置は、人体と容量的に結合し、第２通信装置との間で信号の送信或いは受信が可能な第１信号電極と、路面であるアースを介して第２通信装置と容量的に結合する第１ＧＮＤ電極とを備える。
【００１０】
一方、第２通信装置は、路面の近傍にて人体に装着されるとともに、人体と容量的に結合し、第１通信装置との間で信号の受信或いは送信が可能な第２信号電極と、アースを介して第１通信装置と容量的に結合する第２ＧＮＤ電極とを備えており、第１通信装置は、第２通信装置の信号強度の変化に基づいて歩行数を計測して記憶している。
【００１１】
第１の発明によれば、この通信システムは、人体による路面の歩行数を計測するにあたり、人体を信号伝送経路としており、同一人体に２種の通信装置が装着されている。
詳しくは、第１通信装置の第１信号電極は、人体と容量的に結合し、第２通信装置の第２信号電極との間で信号の送信或いは受信が可能である。一方、この第１通信装置の第１ＧＮＤ電極は、路面であるアースを介して第２通信装置の第２ＧＮＤ電極と容量的に結合しており、これら全体で閉ループを形成する。
【００１２】
そして、この第２通信装置は路面の近傍にて人体に装着され、人体の歩行動作に連動可能な位置に配置されている。
よって、第２通信装置で検出した信号強度は、これら第２通信装置と路面との距離に応じて変化するため、この変化に基づいて歩行動作を認識できる。このように、電界信号の強弱現象を歩行数の計測に利用すれば、従来に比して歩行以外で人体に生じた振動のみでは歩行数として計測されず、また、３軸方向の加速度センサを用いなくても歩行数を確実に計測可能になる。
【００１３】
この結果、これら第１，２通信装置は、電界信号で通信する機能の他、歩行数を正確に計測する機能を有するので、上記振り子式や加速度センサ式の歩数計による計測結果を電界信号で単に外部機器に出力する場合に比して利便性が高く、しかも、この第１通信装置は、計測した歩行数を記憶する機能も有していることから、利便性がより高い。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明の構成において、第１信号電極は、人体に対峙して配置され、第１ＧＮＤ電極は、第１信号電極を挟んで人体とは反対側に配置されている。
一方、第２通信装置は、人体に履かれる靴に装着されるとともに、第２信号電極は、人体に対峙する靴の足裏側に配置され、第２ＧＮＤ電極は、第２信号電極を挟んで人体とは反対側の靴の靴底側に配置されていることを特徴とする。
【００１５】
第２の発明によれば、第１の発明の作用に加えてさらに、第２通信装置は、人体に履かれる靴に装着されているため、人体の歩行動作に確実に連動することができるし、しかも、これら第１，２信号電極は、第１，２ＧＮＤ電極よりも人体の近くにそれぞれ配置されているので、通信効率が向上する。
第３の発明は、第１や第２の発明の構成において、人体を信号伝送経路として第１通信装置との間で通信を行うとともに、外部機器に接続された第３通信装置をさらに備え、第３通信装置は、人体と容量的に結合し、第１通信装置との間で信号の受信或いは送信が可能な第３信号電極と、アースを介して第１通信装置と容量的に結合する第３ＧＮＤ電極とを備え、記憶された歩行数を外部機器に蓄積させることを特徴とする。
【００１６】
第３の発明によれば、第１や第２の発明の作用に加えてさらに、第３通信装置の第３信号電極もまた、人体と容量的に結合し、第１通信装置の第１信号電極との間で信号の受信或いは送信が可能であるし、この第３通信装置の第３ＧＮＤ電極も、アースを介して第１通信装置の第１ＧＮＤ電極と容量的に結合しており、これら全体で閉ループを形成している。
【００１７】
よって、ＲＦＩＤや、短距離無線通信等を利用した従来に比して、人間が第３通信装置に触れる、又は握る等の自然な動きで第１通信装置と第３通信装置、ひいては外部機器とをつなぐことができ、読み取り機にかざす手間を省略でき、使い易い。また、この情報は、短距離無線通信等に比べ、人体から外部に漏洩しにくく、セキュリティも確保される。さらに、通信距離が短いし、電波も放出しないため、第１〜３通信装置の消費電力も少なくて済む。
【００１８】
しかも、記憶された歩行数を外部機器の例えばデータ管理ソフトにダウンロードすれば、日々の歩行数のデータを蓄積でき、その管理が容易になる。
第４の発明は、第１から第３の発明の構成において、第１通信装置は、計測した歩行数を表示する表示パネルを有しており、第１ＧＮＤ電極は、表示パネルの構成基板のＧＮＤ端子と接続されていることを特徴とする。
【００１９】
第４の発明によれば、第１から第３の発明の作用に加えてさらに、第１通信装置は、計測した歩行数を表示する機能も有するので、利便性がさらに高くなるし、また、第１ＧＮＤ電極が、表示パネルの構成基板のＧＮＤ端子と接続され、第１ＧＮＤ電極の拡大化が図られていることから、信号強度の変化の検出精度の向上に寄与する。
【００２０】
第５の発明は、第２の発明の構成において、第２ＧＮＤ電極は、靴の靴底の面積に相当する大きさで形成されていることを特徴とする。
第５の発明によれば、第２の発明の作用に加えてさらに、第２ＧＮＤ電極が、靴底の面積に相当する程度に拡大されているため、この点も信号強度の変化の検出精度の向上に寄与する。
【００２１】
第６の発明は、第１から第５の発明の構成において、各通信装置は、人体への電圧印加によって生じた電界を利用し、人体を信号伝送経路として各通信装置との間で通信を行うことを特徴とする。
第６の発明によれば、第１から第５の発明の作用に加えてさらに、各通信装置が、人体への電圧印加によって生じた電界を利用し、人体を信号伝送経路としており、各信号電極や各ＧＮＤ電極は人体の皮膚に直接に触れない非接触通信が可能である。よって、人体の汗等が通信に及ぼす影響は小さく、また、通信装置に接触しなくても、この通信装置に近づけば通信を行えるので、汎用性も高くなる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、電界信号の強弱現象を歩行数の計測に利用しており、歩行数を確実に計測可能であり、且つ、ユーザにとって利便性の高い通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施例に係る第１，２通信装置の装着状態を示す図である。
【図２】（ａ）は図１の第１通信装置の外観斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の内部構造図である。
【図３】図１の第１通信装置の概略構成図である。
【図４】（ａ）は図１の第２通信装置の外観正面図であり、（ｂ）は（ａ）の内部構造図である。
【図５】図１の第２通信装置の概略構成図である。
【図６】図１の第１，２通信装置による歩行数計測の説明図である。
【図７】（ａ）は図１の第１通信装置との間で通信を行う第３通信装置や外部機器の外観図であり、（ｂ）は（ａ）の第３通信装置の概略構成図である。
【図８】図１の第１通信装置及び図６の第３通信装置による歩行数蓄積の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
当該形態の通信システム１は３つの通信装置で構成され、図１に示されるように、まず、第１，２通信装置２，５０が人体６０にそれぞれ装着されている。
詳しくは、本実施例の第１通信装置２は送受信機であり、人体６０の衣服６２のうち、例えば胴部分の衣服６２に取り付けられている。
【００２５】
より具体的には、この送受信機２は、図２（ａ）に示される如く箱型形状の筐体４を備え、筐体４は外部に表出する長方形の正面６を有している。この正面６の中央部分には、液晶の表示パネル２９がスイッチとともに設けられており、各スイッチを押すと、各種の設定値の他、歩行数、歩行距離、歩行時間に加え、消費カロリーや脂肪燃焼量等の測定値がパネル２９に表示される。
【００２６】
この正面６の周縁には４つの側面１０が人体６０に向けて延設され、同じく長方形の背面８に連なっている。この背面８の適宜位置には図示しない取り付け具が設けられており、送受信機２を人体６０の胴部分の衣服６２に装着することができる（図１）。なお、この送受信機２は上記胴部分の他、手首、胸、或いは腰部分の衣服６２にも装着可能である。
【００２７】
一方、図２（ｂ）に示されるように、この筐体４の内部には人体通信用の出力電極（第１信号電極）２２、検出電極（第１信号電極）３２や第１ＧＮＤ電極２８がそれぞれ配置される。
前者の出力電極２２や検出電極３２は、筐体４の内部において衣服６２側、つまり、人体６０に対峙する背面８の近傍に配置され、この背面８の面積よりもやや小さな長方形の面を有している。
【００２８】
これに対し、後者の第１ＧＮＤ電極２８は、出力電極２２や検出電極３２を挟んで人体６０とは反対側、つまり、正面６の近傍に配置される。本実施例の第１ＧＮＤ電極２８は、表示パネル２９の周囲を囲繞する略Ｕ字形状の面を有しており、当該パネル２９の構成基板のＧＮＤ端子に電気的に接続されている。
また、この筐体４の内部において、これら出力電極２２や検出電極３２と第１ＧＮＤ電極２８との間には第１回路基板２４が配置され、本実施例の第１ＧＮＤ電極２８は、第１回路基板２４のＧＮＤ端子にも電気的に接続される。なお、本実施例の第１回路基板２４は、一定の厚みを有した図示しない絶縁層に配置されており、出力電極２２や検出電極３２と第１ＧＮＤ電極２８との距離が長く確保されている。
【００２９】
ここで、本実施例の送受信機２は、人体６０を信号伝送経路とし、第２通信装置５０や図７にて後述する第３通信装置８０との間で通信を行う。
本実施例の第２通信装置５０は送信機であり、人体６０のうち路面７０の近傍、例えば靴６４，６４にそれぞれ取り付けられている。
まず、左足用の足下送信機５０について説明すると、この送信機５０は、左足用の靴６４の外面６５、足裏６６、及び靴底６８に分けてそれぞれ配置されている（図４）。
【００３０】
より具体的には、足裏６６は、図４（ｂ）に示されるように、人体６０の左足の裏に対峙しており、この足裏６６には人体通信用の出力電極（第２信号電極）５２が配置されている。本実施例の出力電極５２は足裏６６の面積と略同等の足型形状の面を有している。
一方、靴底６８は路面７０に対峙し、これら靴底６８と出力電極５２との間であって、靴底６８の近傍には人体通信用の第２ＧＮＤ電極５８が配置されている。本実施例の第２ＧＮＤ電極５８も靴底６８の面積と略同等の足型形状の面を有する。
【００３１】
また、これら出力電極５２と第２ＧＮＤ電極５８との間には、一定の厚みを有した絶縁層５７が設けられており、出力電極５２と第２ＧＮＤ電極５８との距離が長く確保されている。
外面６５は、図４（ａ）に示されるように、左足の指、甲や踝の近傍部分を覆っており、この外面６５の適宜位置には第２回路基板５４が配置され、本実施例の第２ＧＮＤ電極５８は、第２回路基板５４のＧＮＤ端子に電気的に接続されている。
【００３２】
なお、右足用の足下送信機５０についても、左足用の足下送信機５０と同じ構造である。
ところで、送信機５０の出力電極５２は、図５に示されるように、送信側の第２制御部（第２回路基板）５４に電気的に接続されている。
【００３３】
本実施例の第２制御部５４は、送信信号を例えば一定の割り込み周期で出力電極５２に向けて出力しており、その際に、電位信号を発生させて出力電極５２を駆動する。
また、この送信機５０はメモリ５６を有し、このメモリ５６には、当該送信機５０に固有のＩＤ（識別信号）が記憶されている。
【００３４】
そして、第２制御部５４は、通信情報、つまり、第１通信装置２との間で云えば固有のＩＤの送信信号を出力電極５２に向けて出力する。
ここで、第２制御部５４がプラスの電荷を与える電圧を出力電極５２に印加した場合を想定すると、この出力電極５２には電界が発生し、この電極５２からの送信信号は衣服６２を透過して人体６０に達する。出力電極５２近傍の人体６０には、この出力電極５２が正極になるため、マイナスの電荷が誘起される（電界結合）。
【００３５】
これに伴い、第１通信装置２近傍の人体６０にはプラスの電荷が誘起され、この人体６０に電界が発生する。この人体６０に発生した電界は検出電極３２で検出される。
検出電極３２は、図３に示される如く、送受信制御可能な第１制御部（第１回路基板）２４に電気的に接続されている。検出電極３２で検出された信号は、第１制御部２４に設けられた受信回路で電気信号に変換される。また、この第１制御部２４では、当該受信したＩＤが正規のＩＤであるか否かを判別している。そして、仮に正規のＩＤである旨を判定した場合には、当該送信機５０が特定される。
【００３６】
ところで、足下送信機５０の出力電極５２，５２から人体６０を介して送受信機２の検出電極３２に至る電界結合が信号線になるが、各送信機５０には、路面７０であるアースを介して受信機２と電界結合する基準線があり、これら信号線及び基準線で１つの閉ループが形成されている。
【００３７】
つまり、図３の第１ＧＮＤ電極２８は路面７０と電界結合し、図５の第２ＧＮＤ電極５８も路面７０と電界結合しており、本実施例で云えば負極になる。
そして、これら各送信機５０，５０の第２ＧＮＤ電極５８，５８から空気や路面７０を介して受信機２の第１ＧＮＤ電極２８に至る電界結合が基準線になる。
【００３８】
本実施例の送信機５０，５０が上述の電界信号を送受信機２に向けてそれぞれ送信すると、図１や図６（ａ）に示される如く、靴底６８，６８がいずれも路面７０に接している場合には、左足の送信機５０で検出した電界信号の強度と、右足の送信機５０で検出した電界信号の強度とは略同じ値になり、これらの強度に大きな差異は生じない。
【００３９】
続いて、右足だけを前方に出し、図６（ｂ）に示されるように、左足の靴底６８は路面７０に接するものの、この右足の靴底６８が路面７０から離れた場合には、左足の送信機５０で検出した電界信号の強度が、右足の送信機５０で検出した電界信号の強度よりも高くなり、これらの強度に大きな差異が生ずることになる。
【００４０】
そして、送受信機２の第１制御部２４が、図６（ａ）に示された右足の送信機５０で検出した電界信号の強度と、図６（ｂ）に示された右足の送信機５０で検出した電界信号の強度との変化量が所定の閾値を超えている旨を判定した場合には、右足が歩行したものと擬制し、右足の歩行数を１つカウントアップし、メモリ２６に記憶する。
【００４１】
以後、左足の歩行数についても同様に、電界信号の強度の変化量から歩行数を１つずつカウントアップしてメモリ２６に記憶すれば、人体６０の歩行数を計測でき、送受信機２は、この計測結果から歩行数、歩行距離、歩行時間、消費カロリーや脂肪燃焼量の測定値を求め、メモリ２６に記憶させる。
次に、このメモリ２６に記憶された各種の設定値や測定値は、図７（ａ）に示されるパーソナルコンピュータ（外部機器）９０に蓄積可能である。
【００４２】
具体的には、このコンピュータ９０は管理用受信機（第３通信装置）８０に電気的に接続され、この管理用受信機８０と上述した送受信機２との間では、人体６０を信号伝送経路とした通信が行われている。
より詳しくは、送受信機２の第１制御部２４は、通信情報、つまり、この管理用受信機８０との間で云えば、メモリ２６に記憶された固有のＩＤに加え、各種の設定値や測定値を変調した送信信号を出力電極２２に向けて出力する（図３）。そして、上述した送信機５０の出力電極５２が正極になる本実施例で云えば、この送受信機２の出力電極２２近傍の人体６０には、このプラスの電荷が誘起される（電界結合）。
【００４３】
これに伴い、管理用受信機８０近傍の人体６０にはマイナスの電荷が誘起され、この人体６０に電界が発生する。
この管理用受信機８０もまた人体通信用の検出電極（第３信号電極）８２を有しており（図７（ｂ））、人体６０に発生した電界を検出する。
【００４４】
検出電極８２は受信側の第３制御部（第３回路基板）８４に電気的に接続され、検出電極８２で検出された信号は、第３制御部８４に設けられた受信回路で電気信号に変換される。また、この制御部８４では、当該検出信号を復調し、この受信したＩＤが正規のＩＤであるか否かを判別している。そして、仮に正規のＩＤである旨を判定した場合には、当該送受信機２が特定され、得られた各種の設定値や測定値の通信情報をコンピュータ９０の例えばデータ管理ソフトにダウンロードさせる。
【００４５】
なお、送受信機２と管理用受信機８０との間においても、信号線及び基準線で１つの閉ループが形成される。すなわち、管理用受信機８０は、人体通信用の第３ＧＮＤ電極８８を有しているため、出力電極２２から人体６０を介して検出電極８２に至る電界結合が信号線になるし、この第３ＧＮＤ電極８８から空気や路面７０を介して送受信機２の第１ＧＮＤ電極２８に至る電界結合が基準線になる。これら第１ＧＮＤ電極２８や第３ＧＮＤ電極８８は本実施例で云えば負極になる。
【００４６】
以上のように、本発明は、電界信号の強弱現象で歩行数を計測する点に着目したものである。
そして、本実施例によれば、この通信システム１は、人体６０による路面７０の歩行数を計測するにあたり、人体６０を信号伝送経路としており、同一人体６０に送受信機２及び足下送信機５０，５０が装着されている。
【００４７】
詳しくは、送受信機２の検出電極３２は、人体６０と容量的に結合し、足下送信機５０の出力電極５２との間で電界信号の送信或いは受信が可能である。一方、この送受信機２の第１ＧＮＤ電極２８は、路面７０であるアースを介して足下送信機５０の第２ＧＮＤ電極５８と容量的に結合しており、これら全体で閉ループを形成する。
【００４８】
そして、この送信機５０，５０は路面７０の近傍にて人体６０に装着され、人体６０の歩行動作に連動可能な位置に配置されている。
よって、送信機５０，５０で検出した電界信号の強度は、図６に示されるように、これら送信機５０，５０と路面７０との距離に応じて変化するため、この変化に基づいて歩行動作を認識できる。
【００４９】
このように、電界信号の強弱現象を歩行数の計測に利用すれば、人体の振動を検知して歩行数を計測する振り子式の歩数計に比して、歩行以外で人体６０に生じた振動のみでは歩行数として計測されず、また、人体の加速度を検知して歩行数を計測する加速度センサ式の歩数計に比して、３軸方向の加速度センサを用いなくても歩行数を確実に計測可能になる。
【００５０】
この結果、これら送受信機２及び足下送信機５０，５０は、電界信号で通信する機能の他、歩行数を正確に計測する機能を有するので、上記振り子式や加速度センサ式の歩数計による計測結果を電界信号で単に外部機器に出力する場合に比して利便性が高く、しかも、この送受信機２は、計測した歩行数等をメモリ２６に記憶する機能も有していることから、利便性がより高い。
【００５１】
また、足下送信機５０，５０は、人体６０に履かれる靴６４，６４に装着されていることから、人体６０の歩行動作に確実に連動することができるし、しかも、出力電極５２は第２ＧＮＤ電極５８よりも人体６０の近くに配置され、検出電極３２についても、第１ＧＮＤ電極２８よりも人体６０の近くに配置されているので、通信効率が向上する。
【００５２】
さらに、出力電極５２は第２ＧＮＤ電極５８との距離や、検出電極３２と第１ＧＮＤ電極２８との距離は、絶縁層５７等を設けることで、より強い電界信号の強度が得られ、安定した通信が可能となる。また、送受信機２或いは送信機５０として機能する第１，２回路基板２４，５４を絶縁層５７等にそれぞれ配置すれば、送受信機２や送信機５０の小型化が可能になる。
【００５３】
さらに、管理用受信機８０の検出電極８２もまた、人体６０と容量的に結合し、送受信機２の出力電極２２との間で信号の受信或いは送信が可能であるし、この管理用受信機８０の第３ＧＮＤ電極８８も、路面７０であるアースを介して送受信機２の第１ＧＮＤ電極２８と容量的に結合しており、これら全体で閉ループを形成している。
【００５４】
よって、ＲＦＩＤや、短距離無線通信等を利用した従来に比して、図８に示されるように、人間が管理用受信機８０に触れる、又は握る等の自然な動きで送信機２と管理用受信機８０、ひいてはコンピュータ９０とをつなぐことができ、読み取り機にかざす手間を省略でき、使い易い。また、無線は微弱な電波であっても数メートルは飛び、しかも全方位に飛ぶことから、通信情報が傍受され易いものの、本実施例の情報は、短距離無線通信等に比べ、人体６０から外部に漏洩しにくく、セキュリティも確保される。さらに、通信距離が短いし、電波も放出しないため、送受信機２、足下送信機５０、及び管理用受信機８０の消費電力も少なくて済む。
【００５５】
しかも、記憶された歩行数等をコンピュータ９０のデータ管理ソフトにダウンロードすれば、各種の設定値や日々の歩行数等の測定値を蓄積でき、その管理が容易になる。
さらにまた、送受信機２は、計測した歩行数等を表示パネル２９に表示する機能も有するので、利便性がさらに高くなるし、また、その第１ＧＮＤ電極２８が、第１回路基板２４のＧＮＤ端子の他、パネル２９の構成基板のＧＮＤ端子とも接続され、第１ＧＮＤ電極２８の拡大化が図られていることから、電界結合による電気容量も大きくでき、信号強度変化の検出精度の向上に寄与する。
【００５６】
また、送信機５０の第２ＧＮＤ電極５８が、第２回路基板５４のＧＮＤ端子の他、靴底６８の面積に相当する程度に拡大されているため、やはり電界結合による電気容量も大きくでき、この点も信号強度変化の検出精度の向上に寄与する。
さらに、送受信機２、足下送信機５０、及び管理用受信機８０が、人体６０への電圧印加によって生じた電界を利用し、人体６０を信号伝送経路としており、この方式の信号は衣服６２や靴６４等を透過できるので、出力電極２２，５２、各検出電極３２，８２や、各ＧＮＤ電極２８，５８，８８は人体６０の皮膚に直接に触れない非接触通信が可能である。
【００５７】
よって、人体６０の汗等が通信に及ぼす影響は小さく、また、送受信機２は、足下送信機５０や管理用受信機８０に接触しなくても、この足下送信機５０や管理用受信機８０と人体６０を信号伝送路として通信を行えるので、汎用性も高くなる。
本発明は、上記実施例に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。例えば上記実施例の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
【００５８】
また、上述の実施例では、送受信機２を人体６０の胴部分に、送信機５０，５０を靴６４，６４に配置した例が示されているが、電界信号の強度変化に基づいて歩行数を計測できる限り、本発明の第１通信装置と第２通信装置とは、胴部分に装着された送信機と足下部分に装着された受信機とで構成されていても良い。
【００５９】
さらに、上記実施例の電界方式を利用すれば、汗等による通信への影響が小さく、衣服等を介した通信が可能となるため、汎用性も高くなるものの、人体が信号線及び基準線になる電流方式を利用しても良い。
【符号の説明】
【００６０】
１ 通信システム
２ 送受信機（第１通信装置）
２２ 出力電極（第１信号電極）
２６ メモリ
２８ 第１ＧＮＤ電極
２９ 表示パネル
３２ 検出電極（第１信号電極）
５０，５０ 足下送信機（第２通信装置）
５２，５２ 出力電極（第２信号電極）
５８，５８ 第２ＧＮＤ電極
６０ 人体
６４ 靴
６６ 足裏
６８ 靴底
７０ 路面（アース）
８０ 管理用受信機（第３通信装置）
８２ 検出電極（第３信号電極）
８８ 第３ＧＮＤ電極
９０ パーソナルコンピュータ（外部機器）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界結合を利用した通信を行う通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、通信システムには、有線通信の他、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、赤外線通信、短距離無線通信等の方式が知られており、この無線電波等によって非接触の通信を行うことができるので、例えばイベント会場や駅の改札口等の様々な場面で活用されている。
【０００３】
一方、この電波を用いた機器は法律の規制を受けるし、また、他の機器からの干渉や妨害を受け易いことから、電界結合を利用した新たな通信方式の技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０７４６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した従来の技術によれば、上記無線電波等による諸問題は解決可能である。しかしながら、当該技術では、ユーザが実際に使用できる程度の具体性には未だ乏しく、この点については依然として課題が残されている。
ここで、当該課題を解決する一例としては、歩数計による計測結果を送信機から電界信号で外部機器に出力することが考えられる。
【０００６】
この歩数計には振り子式や加速度センサ式があり、前者の振り子式は人体の振動を検知して歩行数を計測しており、安価であるものの、計測した歩行数と実際の歩行数との誤差が大きくなる。例えば、椅子から立ち上がる動作による振動や乗り物の振動の如く、歩行以外で人体に生じた振動も歩行数として計測してしまうし、また、人体への装着方向を誤ると、歩行による振動を計測できないからである。
【０００７】
これに対し、後者の加速度センサ式は人体の加速度を検知して歩行数を計測するため、歩行以外の振動は歩行数として計測しなくなるが、前後、左右、及び上下の３方向の加速度をいずれも計測可能な加速度センサを備えておく必要がある。１方向や２方向の加速度を検知するのみでは、やはり人体への装着方向を誤ると、歩行数を正確に計測できないのである。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、歩行数を確実に計測可能であって、ユーザにとって利便性の高い通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための第１の発明は、人体を信号伝送路として人体にそれぞれ装着された第１通信装置と第２通信装置との間で通信を行い、人体による路面の歩行数を計測可能な通信システムである。
そして、第１通信装置は、人体と容量的に結合し、第２通信装置との間で信号の送信或いは受信が可能な第１信号電極と、路面であるアースを介して第２通信装置と容量的に結合する第１ＧＮＤ電極とを備える。
【００１０】
一方、第２通信装置は、路面の近傍にて人体に装着されるとともに、人体と容量的に結合し、第１通信装置との間で信号の受信或いは送信が可能な第２信号電極と、アースを介して第１通信装置と容量的に結合する第２ＧＮＤ電極とを備えており、第１通信装置は、第２通信装置の信号強度の変化に基づいて歩行数を計測して記憶している。
【００１１】
第１の発明によれば、この通信システムは、人体による路面の歩行数を計測するにあたり、人体を信号伝送経路としており、同一人体に２種の通信装置が装着されている。
詳しくは、第１通信装置の第１信号電極は、人体と容量的に結合し、第２通信装置の第２信号電極との間で信号の送信或いは受信が可能である。一方、この第１通信装置の第１ＧＮＤ電極は、路面であるアースを介して第２通信装置の第２ＧＮＤ電極と容量的に結合しており、これら全体で閉ループを形成する。
【００１２】
そして、この第２通信装置は路面の近傍にて人体に装着され、人体の歩行動作に連動可能な位置に配置されている。
よって、第２通信装置で検出した信号強度は、これら第２通信装置と路面との距離に応じて変化するため、この変化に基づいて歩行動作を認識できる。このように、電界信号の強弱現象を歩行数の計測に利用すれば、従来に比して歩行以外で人体に生じた振動のみでは歩行数として計測されず、また、３軸方向の加速度センサを用いなくても歩行数を確実に計測可能になる。
【００１３】
この結果、これら第１，２通信装置は、電界信号で通信する機能の他、歩行数を正確に計測する機能を有するので、上記振り子式や加速度センサ式の歩数計による計測結果を電界信号で単に外部機器に出力する場合に比して利便性が高く、しかも、この第１通信装置は、計測した歩行数を記憶する機能も有していることから、利便性がより高い。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明の構成において、第１信号電極は、人体に対峙して配置され、第１ＧＮＤ電極は、第１信号電極を挟んで人体とは反対側に配置されている。
一方、第２通信装置は、人体に履かれる靴に装着されるとともに、第２信号電極は、人体に対峙する靴の足裏側に配置され、第２ＧＮＤ電極は、第２信号電極を挟んで人体とは反対側の靴の靴底側に配置されていることを特徴とする。
【００１５】
第２の発明によれば、第１の発明の作用に加えてさらに、第２通信装置は、人体に履かれる靴に装着されているため、人体の歩行動作に確実に連動することができるし、しかも、これら第１，２信号電極は、第１，２ＧＮＤ電極よりも人体の近くにそれぞれ配置されているので、通信効率が向上する。
第３の発明は、第１や第２の発明の構成において、人体を信号伝送経路として第１通信装置との間で通信を行うとともに、外部機器に接続された第３通信装置をさらに備え、第３通信装置は、人体と容量的に結合し、第１通信装置との間で信号の受信或いは送信が可能な第３信号電極と、アースを介して第１通信装置と容量的に結合する第３ＧＮＤ電極とを備え、記憶された歩行数を外部機器に蓄積させることを特徴とする。
【００１６】
第３の発明によれば、第１や第２の発明の作用に加えてさらに、第３通信装置の第３信号電極もまた、人体と容量的に結合し、第１通信装置の第１信号電極との間で信号の受信或いは送信が可能であるし、この第３通信装置の第３ＧＮＤ電極も、アースを介して第１通信装置の第１ＧＮＤ電極と容量的に結合しており、これら全体で閉ループを形成している。
【００１７】
よって、ＲＦＩＤや、短距離無線通信等を利用した従来に比して、人間が第３通信装置に触れる、又は握る等の自然な動きで第１通信装置と第３通信装置、ひいては外部機器とをつなぐことができ、読み取り機にかざす手間を省略でき、使い易い。また、この情報は、短距離無線通信等に比べ、人体から外部に漏洩しにくく、セキュリティも確保される。さらに、通信距離が短いし、電波も放出しないため、第１〜３通信装置の消費電力も少なくて済む。
【００１８】
しかも、記憶された歩行数を外部機器の例えばデータ管理ソフトにダウンロードすれば、日々の歩行数のデータを蓄積でき、その管理が容易になる。
第４の発明は、第１から第３の発明の構成において、第１通信装置は、計測した歩行数を表示する表示パネルを有しており、第１ＧＮＤ電極は、表示パネルの構成基板のＧＮＤ端子と接続されていることを特徴とする。
【００１９】
第４の発明によれば、第１から第３の発明の作用に加えてさらに、第１通信装置は、計測した歩行数を表示する機能も有するので、利便性がさらに高くなるし、また、第１ＧＮＤ電極が、表示パネルの構成基板のＧＮＤ端子と接続され、第１ＧＮＤ電極の拡大化が図られていることから、信号強度の変化の検出精度の向上に寄与する。
【００２０】
第５の発明は、第２の発明の構成において、第２ＧＮＤ電極は、靴の靴底の面積に相当する大きさで形成されていることを特徴とする。
第５の発明によれば、第２の発明の作用に加えてさらに、第２ＧＮＤ電極が、靴底の面積に相当する程度に拡大されているため、この点も信号強度の変化の検出精度の向上に寄与する。
【００２１】
第６の発明は、第１から第５の発明の構成において、各通信装置は、人体への電圧印加によって生じた電界を利用し、人体を信号伝送経路として各通信装置との間で通信を行うことを特徴とする。
第６の発明によれば、第１から第５の発明の作用に加えてさらに、各通信装置が、人体への電圧印加によって生じた電界を利用し、人体を信号伝送経路としており、各信号電極や各ＧＮＤ電極は人体の皮膚に直接に触れない非接触通信が可能である。よって、人体の汗等が通信に及ぼす影響は小さく、また、通信装置に接触しなくても、この通信装置に近づけば通信を行えるので、汎用性も高くなる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、電界信号の強弱現象を歩行数の計測に利用しており、歩行数を確実に計測可能であり、且つ、ユーザにとって利便性の高い通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施例に係る第１，２通信装置の装着状態を示す図である。
【図２】（ａ）は図１の第１通信装置の外観斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の内部構造図である。
【図３】図１の第１通信装置の概略構成図である。
【図４】（ａ）は図１の第２通信装置の外観正面図であり、（ｂ）は（ａ）の内部構造図である。
【図５】図１の第２通信装置の概略構成図である。
【図６】図１の第１，２通信装置による歩行数計測の説明図である。
【図７】（ａ）は図１の第１通信装置との間で通信を行う第３通信装置や外部機器の外観図であり、（ｂ）は（ａ）の第３通信装置の概略構成図である。
【図８】図１の第１通信装置及び図６の第３通信装置による歩行数蓄積の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
当該形態の通信システム１は３つの通信装置で構成され、図１に示されるように、まず、第１，２通信装置２，５０が人体６０にそれぞれ装着されている。
詳しくは、本実施例の第１通信装置２は送受信機であり、人体６０の衣服６２のうち、例えば胴部分の衣服６２に取り付けられている。
【００２５】
より具体的には、この送受信機２は、図２（ａ）に示される如く箱型形状の筐体４を備え、筐体４は外部に表出する長方形の正面６を有している。この正面６の中央部分には、液晶の表示パネル２９がスイッチとともに設けられており、各スイッチを押すと、各種の設定値の他、歩行数、歩行距離、歩行時間に加え、消費カロリーや脂肪燃焼量等の測定値がパネル２９に表示される。
【００２６】
この正面６の周縁には４つの側面１０が人体６０に向けて延設され、同じく長方形の背面８に連なっている。この背面８の適宜位置には図示しない取り付け具が設けられており、送受信機２を人体６０の胴部分の衣服６２に装着することができる（図１）。なお、この送受信機２は上記胴部分の他、手首、胸、或いは腰部分の衣服６２にも装着可能である。
【００２７】
一方、図２（ｂ）に示されるように、この筐体４の内部には人体通信用の出力電極（第１信号電極）２２、検出電極（第１信号電極）３２や第１ＧＮＤ電極２８がそれぞれ配置される。
前者の出力電極２２や検出電極３２は、筐体４の内部において衣服６２側、つまり、人体６０に対峙する背面８の近傍に配置され、この背面８の面積よりもやや小さな長方形の面を有している。
【００２８】
これに対し、後者の第１ＧＮＤ電極２８は、出力電極２２や検出電極３２を挟んで人体６０とは反対側、つまり、正面６の近傍に配置される。本実施例の第１ＧＮＤ電極２８は、表示パネル２９の周囲を囲繞する略Ｕ字形状の面を有しており、当該パネル２９の構成基板のＧＮＤ端子に電気的に接続されている。
また、この筐体４の内部において、これら出力電極２２や検出電極３２と第１ＧＮＤ電極２８との間には第１回路基板２４が配置され、本実施例の第１ＧＮＤ電極２８は、第１回路基板２４のＧＮＤ端子にも電気的に接続される。なお、本実施例の第１回路基板２４は、一定の厚みを有した図示しない絶縁層に配置されており、出力電極２２や検出電極３２と第１ＧＮＤ電極２８との距離が長く確保されている。
【００２９】
ここで、本実施例の送受信機２は、人体６０を信号伝送経路とし、第２通信装置５０や図７にて後述する第３通信装置８０との間で通信を行う。
本実施例の第２通信装置５０は送信機であり、人体６０のうち路面７０の近傍、例えば靴６４，６４にそれぞれ取り付けられている。
まず、左足用の足下送信機５０について説明すると、この送信機５０は、左足用の靴６４の外面６５、足裏６６、及び靴底６８に分けてそれぞれ配置されている（図４）。
【００３０】
より具体的には、足裏６６は、図４（ｂ）に示されるように、人体６０の左足の裏に対峙しており、この足裏６６には人体通信用の出力電極（第２信号電極）５２が配置されている。本実施例の出力電極５２は足裏６６の面積と略同等の足型形状の面を有している。
一方、靴底６８は路面７０に対峙し、これら靴底６８と出力電極５２との間であって、靴底６８の近傍には人体通信用の第２ＧＮＤ電極５８が配置されている。本実施例の第２ＧＮＤ電極５８も靴底６８の面積と略同等の足型形状の面を有する。
【００３１】
また、これら出力電極５２と第２ＧＮＤ電極５８との間には、一定の厚みを有した絶縁層５７が設けられており、出力電極５２と第２ＧＮＤ電極５８との距離が長く確保されている。
外面６５は、図４（ａ）に示されるように、左足の指、甲や踝の近傍部分を覆っており、この外面６５の適宜位置には第２回路基板５４が配置され、本実施例の第２ＧＮＤ電極５８は、第２回路基板５４のＧＮＤ端子に電気的に接続されている。
【００３２】
なお、右足用の足下送信機５０についても、左足用の足下送信機５０と同じ構造である。
ところで、送信機５０の出力電極５２は、図５に示されるように、送信側の第２制御部（第２回路基板）５４に電気的に接続されている。
【００３３】
本実施例の第２制御部５４は、送信信号を例えば一定の割り込み周期で出力電極５２に向けて出力しており、その際に、電位信号を発生させて出力電極５２を駆動する。
また、この送信機５０はメモリ５６を有し、このメモリ５６には、当該送信機５０に固有のＩＤ（識別信号）が記憶されている。
【００３４】
そして、第２制御部５４は、通信情報、つまり、第１通信装置２との間で云えば固有のＩＤの送信信号を出力電極５２に向けて出力する。
ここで、第２制御部５４がプラスの電荷を与える電圧を出力電極５２に印加した場合を想定すると、この出力電極５２には電界が発生し、この電極５２からの送信信号は衣服６２を透過して人体６０に達する。出力電極５２近傍の人体６０には、この出力電極５２が正極になるため、マイナスの電荷が誘起される（電界結合）。
【００３５】
これに伴い、第１通信装置２近傍の人体６０にはプラスの電荷が誘起され、この人体６０に電界が発生する。この人体６０に発生した電界は検出電極３２で検出される。
検出電極３２は、図３に示される如く、送受信制御可能な第１制御部（第１回路基板）２４に電気的に接続されている。検出電極３２で検出された信号は、第１制御部２４に設けられた受信回路で電気信号に変換される。また、この第１制御部２４では、当該受信したＩＤが正規のＩＤであるか否かを判別している。そして、仮に正規のＩＤである旨を判定した場合には、当該送信機５０が特定される。
【００３６】
ところで、足下送信機５０の出力電極５２，５２から人体６０を介して送受信機２の検出電極３２に至る電界結合が信号線になるが、各送信機５０には、路面７０であるアースを介して受信機２と電界結合する基準線があり、これら信号線及び基準線で１つの閉ループが形成されている。
【００３７】
つまり、図３の第１ＧＮＤ電極２８は路面７０と電界結合し、図５の第２ＧＮＤ電極５８も路面７０と電界結合しており、本実施例で云えば負極になる。
そして、これら各送信機５０，５０の第２ＧＮＤ電極５８，５８から空気や路面７０を介して受信機２の第１ＧＮＤ電極２８に至る電界結合が基準線になる。
【００３８】
本実施例の送信機５０，５０が上述の電界信号を送受信機２に向けてそれぞれ送信すると、図１や図６（ａ）に示される如く、靴底６８，６８がいずれも路面７０に接している場合には、左足の送信機５０で検出した電界信号の強度と、右足の送信機５０で検出した電界信号の強度とは略同じ値になり、これらの強度に大きな差異は生じない。
【００３９】
続いて、右足だけを前方に出し、図６（ｂ）に示されるように、左足の靴底６８は路面７０に接するものの、この右足の靴底６８が路面７０から離れた場合には、左足の送信機５０で検出した電界信号の強度が、右足の送信機５０で検出した電界信号の強度よりも高くなり、これらの強度に大きな差異が生ずることになる。
【００４０】
そして、送受信機２の第１制御部２４が、図６（ａ）に示された右足の送信機５０で検出した電界信号の強度と、図６（ｂ）に示された右足の送信機５０で検出した電界信号の強度との変化量が所定の閾値を超えている旨を判定した場合には、右足が歩行したものと擬制し、右足の歩行数を１つカウントアップし、メモリ２６に記憶する。
【００４１】
以後、左足の歩行数についても同様に、電界信号の強度の変化量から歩行数を１つずつカウントアップしてメモリ２６に記憶すれば、人体６０の歩行数を計測でき、送受信機２は、この計測結果から歩行数、歩行距離、歩行時間、消費カロリーや脂肪燃焼量の測定値を求め、メモリ２６に記憶させる。
次に、このメモリ２６に記憶された各種の設定値や測定値は、図７（ａ）に示されるパーソナルコンピュータ（外部機器）９０に蓄積可能である。
【００４２】
具体的には、このコンピュータ９０は管理用受信機（第３通信装置）８０に電気的に接続され、この管理用受信機８０と上述した送受信機２との間では、人体６０を信号伝送経路とした通信が行われている。
より詳しくは、送受信機２の第１制御部２４は、通信情報、つまり、この管理用受信機８０との間で云えば、メモリ２６に記憶された固有のＩＤに加え、各種の設定値や測定値を変調した送信信号を出力電極２２に向けて出力する（図３）。そして、上述した送信機５０の出力電極５２が正極になる本実施例で云えば、この送受信機２の出力電極２２近傍の人体６０には、このプラスの電荷が誘起される（電界結合）。
【００４３】
これに伴い、管理用受信機８０近傍の人体６０にはマイナスの電荷が誘起され、この人体６０に電界が発生する。
この管理用受信機８０もまた人体通信用の検出電極（第３信号電極）８２を有しており（図７（ｂ））、人体６０に発生した電界を検出する。
【００４４】
検出電極８２は受信側の第３制御部（第３回路基板）８４に電気的に接続され、検出電極８２で検出された信号は、第３制御部８４に設けられた受信回路で電気信号に変換される。また、この制御部８４では、当該検出信号を復調し、この受信したＩＤが正規のＩＤであるか否かを判別している。そして、仮に正規のＩＤである旨を判定した場合には、当該送受信機２が特定され、得られた各種の設定値や測定値の通信情報をコンピュータ９０の例えばデータ管理ソフトにダウンロードさせる。
【００４５】
なお、送受信機２と管理用受信機８０との間においても、信号線及び基準線で１つの閉ループが形成される。すなわち、管理用受信機８０は、人体通信用の第３ＧＮＤ電極８８を有しているため、出力電極２２から人体６０を介して検出電極８２に至る電界結合が信号線になるし、この第３ＧＮＤ電極８８から空気や路面７０を介して送受信機２の第１ＧＮＤ電極２８に至る電界結合が基準線になる。これら第１ＧＮＤ電極２８や第３ＧＮＤ電極８８は本実施例で云えば負極になる。
【００４６】
以上のように、本発明は、電界信号の強弱現象で歩行数を計測する点に着目したものである。
そして、本実施例によれば、この通信システム１は、人体６０による路面７０の歩行数を計測するにあたり、人体６０を信号伝送経路としており、同一人体６０に送受信機２及び足下送信機５０，５０が装着されている。
【００４７】
詳しくは、送受信機２の検出電極３２は、人体６０と容量的に結合し、足下送信機５０の出力電極５２との間で電界信号の送信或いは受信が可能である。一方、この送受信機２の第１ＧＮＤ電極２８は、路面７０であるアースを介して足下送信機５０の第２ＧＮＤ電極５８と容量的に結合しており、これら全体で閉ループを形成する。
【００４８】
そして、この送信機５０，５０は路面７０の近傍にて人体６０に装着され、人体６０の歩行動作に連動可能な位置に配置されている。
よって、送信機５０，５０で検出した電界信号の強度は、図６に示されるように、これら送信機５０，５０と路面７０との距離に応じて変化するため、この変化に基づいて歩行動作を認識できる。
【００４９】
このように、電界信号の強弱現象を歩行数の計測に利用すれば、人体の振動を検知して歩行数を計測する振り子式の歩数計に比して、歩行以外で人体６０に生じた振動のみでは歩行数として計測されず、また、人体の加速度を検知して歩行数を計測する加速度センサ式の歩数計に比して、３軸方向の加速度センサを用いなくても歩行数を確実に計測可能になる。
【００５０】
この結果、これら送受信機２及び足下送信機５０，５０は、電界信号で通信する機能の他、歩行数を正確に計測する機能を有するので、上記振り子式や加速度センサ式の歩数計による計測結果を電界信号で単に外部機器に出力する場合に比して利便性が高く、しかも、この送受信機２は、計測した歩行数等をメモリ２６に記憶する機能も有していることから、利便性がより高い。
【００５１】
また、足下送信機５０，５０は、人体６０に履かれる靴６４，６４に装着されていることから、人体６０の歩行動作に確実に連動することができるし、しかも、出力電極５２は第２ＧＮＤ電極５８よりも人体６０の近くに配置され、検出電極３２についても、第１ＧＮＤ電極２８よりも人体６０の近くに配置されているので、通信効率が向上する。
【００５２】
さらに、出力電極５２は第２ＧＮＤ電極５８との距離や、検出電極３２と第１ＧＮＤ電極２８との距離は、絶縁層５７等を設けることで、より強い電界信号の強度が得られ、安定した通信が可能となる。また、送受信機２或いは送信機５０として機能する第１，２回路基板２４，５４を絶縁層５７等にそれぞれ配置すれば、送受信機２や送信機５０の小型化が可能になる。
【００５３】
さらに、管理用受信機８０の検出電極８２もまた、人体６０と容量的に結合し、送受信機２の出力電極２２との間で信号の受信或いは送信が可能であるし、この管理用受信機８０の第３ＧＮＤ電極８８も、路面７０であるアースを介して送受信機２の第１ＧＮＤ電極２８と容量的に結合しており、これら全体で閉ループを形成している。
【００５４】
よって、ＲＦＩＤや、短距離無線通信等を利用した従来に比して、図８に示されるように、人間が管理用受信機８０に触れる、又は握る等の自然な動きで送信機２と管理用受信機８０、ひいてはコンピュータ９０とをつなぐことができ、読み取り機にかざす手間を省略でき、使い易い。また、無線は微弱な電波であっても数メートルは飛び、しかも全方位に飛ぶことから、通信情報が傍受され易いものの、本実施例の情報は、短距離無線通信等に比べ、人体６０から外部に漏洩しにくく、セキュリティも確保される。さらに、通信距離が短いし、電波も放出しないため、送受信機２、足下送信機５０、及び管理用受信機８０の消費電力も少なくて済む。
【００５５】
しかも、記憶された歩行数等をコンピュータ９０のデータ管理ソフトにダウンロードすれば、各種の設定値や日々の歩行数等の測定値を蓄積でき、その管理が容易になる。
さらにまた、送受信機２は、計測した歩行数等を表示パネル２９に表示する機能も有するので、利便性がさらに高くなるし、また、その第１ＧＮＤ電極２８が、第１回路基板２４のＧＮＤ端子の他、パネル２９の構成基板のＧＮＤ端子とも接続され、第１ＧＮＤ電極２８の拡大化が図られていることから、電界結合による電気容量も大きくでき、信号強度変化の検出精度の向上に寄与する。
【００５６】
また、送信機５０の第２ＧＮＤ電極５８が、第２回路基板５４のＧＮＤ端子の他、靴底６８の面積に相当する程度に拡大されているため、やはり電界結合による電気容量も大きくでき、この点も信号強度変化の検出精度の向上に寄与する。
さらに、送受信機２、足下送信機５０、及び管理用受信機８０が、人体６０への電圧印加によって生じた電界を利用し、人体６０を信号伝送経路としており、この方式の信号は衣服６２や靴６４等を透過できるので、出力電極２２，５２、各検出電極３２，８２や、各ＧＮＤ電極２８，５８，８８は人体６０の皮膚に直接に触れない非接触通信が可能である。
【００５７】
よって、人体６０の汗等が通信に及ぼす影響は小さく、また、送受信機２は、足下送信機５０や管理用受信機８０に接触しなくても、この足下送信機５０や管理用受信機８０と人体６０を信号伝送路として通信を行えるので、汎用性も高くなる。
本発明は、上記実施例に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。例えば上記実施例の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
【００５８】
また、上述の実施例では、送受信機２を人体６０の胴部分に、送信機５０，５０を靴６４，６４に配置した例が示されているが、電界信号の強度変化に基づいて歩行数を計測できる限り、本発明の第１通信装置と第２通信装置とは、胴部分に装着された送信機と足下部分に装着された受信機とで構成されていても良い。
【００５９】
さらに、上記実施例の電界方式を利用すれば、汗等による通信への影響が小さく、衣服等を介した通信が可能となるため、汎用性も高くなるものの、人体が信号線及び基準線になる電流方式を利用しても良い。
【符号の説明】
【００６０】
１ 通信システム
２ 送受信機（第１通信装置）
２２ 出力電極（第１信号電極）
２６ メモリ
２８ 第１ＧＮＤ電極
２９ 表示パネル
３２ 検出電極（第１信号電極）
５０，５０ 足下送信機（第２通信装置）
５２，５２ 出力電極（第２信号電極）
５８，５８ 第２ＧＮＤ電極
６０ 人体
６４ 靴
６６ 足裏
６８ 靴底
７０ 路面（アース）
８０ 管理用受信機（第３通信装置）
８２ 検出電極（第３信号電極）
８８ 第３ＧＮＤ電極
９０ パーソナルコンピュータ（外部機器）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体を信号伝送路として該人体にそれぞれ装着された第１通信装置と第２通信装置との間で通信を行い、該人体による路面の歩行数を計測可能な通信システムであって、
前記第１通信装置は、前記人体と容量的に結合し、前記第２通信装置との間で信号の送信或いは受信が可能な第１信号電極と、前記路面であるアースを介して前記第２通信装置と容量的に結合する第１ＧＮＤ電極とを備える一方、
前記第２通信装置は、前記路面の近傍にて前記人体に装着されるとともに、前記人体と容量的に結合し、前記第１通信装置との間で信号の受信或いは送信が可能な第２信号電極と、前記アースを介して前記第１通信装置と容量的に結合する第２ＧＮＤ電極とを備えており、
前記第１通信装置は、該第２通信装置の信号強度の変化に基づいて前記歩行数を計測して記憶することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の通信システムであって、
前記第１信号電極は、前記人体に対峙して配置され、前記第１ＧＮＤ電極は、前記第１信号電極を挟んで前記人体とは反対側に配置されており、
前記第２通信装置は、前記人体に履かれる靴に装着されるとともに、前記第２信号電極は、前記人体に対峙する前記靴の足裏側に配置され、前記第２ＧＮＤ電極は、前記第２信号電極を挟んで前記人体とは反対側の前記靴の靴底側に配置されていることを特徴とする通信システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の通信システムであって、
前記人体を信号伝送経路として前記第１通信装置との間で通信を行うとともに、外部機器に接続された第３通信装置をさらに備え、
該第３通信装置は、前記人体と容量的に結合し、前記第１通信装置との間で信号の受信或いは送信が可能な第３信号電極と、前記アースを介して前記第１通信装置と容量的に結合する第３ＧＮＤ電極とを備え、前記記憶された歩行数を前記外部機器に蓄積させることを特徴とする通信システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の通信システムであって、
前記第１通信装置は、前記計測した歩行数を表示する表示パネルを有しており、前記第１ＧＮＤ電極は、該表示パネルの構成基板のＧＮＤ端子と接続されていることを特徴とする通信システム。
【請求項５】
請求項２に記載の通信システムであって、
前記第２ＧＮＤ電極は、前記靴の靴底の面積に相当する大きさで形成されていることを特徴とする通信システム。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の通信システムであって、
前記各通信装置は、前記人体への電圧印加によって生じた電界を利用し、該人体を信号伝送経路として前記各通信装置との間で通信を行うことを特徴とする通信システム。
【請求項１】
人体を信号伝送路として該人体にそれぞれ装着された第１通信装置と第２通信装置との間で通信を行い、該人体による路面の歩行数を計測可能な通信システムであって、
前記第１通信装置は、前記人体と容量的に結合し、前記第２通信装置との間で信号の送信或いは受信が可能な第１信号電極と、前記路面であるアースを介して前記第２通信装置と容量的に結合する第１ＧＮＤ電極とを備える一方、
前記第２通信装置は、前記路面の近傍にて前記人体に装着されるとともに、前記人体と容量的に結合し、前記第１通信装置との間で信号の受信或いは送信が可能な第２信号電極と、前記アースを介して前記第１通信装置と容量的に結合する第２ＧＮＤ電極とを備えており、
前記第１通信装置は、該第２通信装置の信号強度の変化に基づいて前記歩行数を計測して記憶することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の通信システムであって、
前記第１信号電極は、前記人体に対峙して配置され、前記第１ＧＮＤ電極は、前記第１信号電極を挟んで前記人体とは反対側に配置されており、
前記第２通信装置は、前記人体に履かれる靴に装着されるとともに、前記第２信号電極は、前記人体に対峙する前記靴の足裏側に配置され、前記第２ＧＮＤ電極は、前記第２信号電極を挟んで前記人体とは反対側の前記靴の靴底側に配置されていることを特徴とする通信システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の通信システムであって、
前記人体を信号伝送経路として前記第１通信装置との間で通信を行うとともに、外部機器に接続された第３通信装置をさらに備え、
該第３通信装置は、前記人体と容量的に結合し、前記第１通信装置との間で信号の受信或いは送信が可能な第３信号電極と、前記アースを介して前記第１通信装置と容量的に結合する第３ＧＮＤ電極とを備え、前記記憶された歩行数を前記外部機器に蓄積させることを特徴とする通信システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の通信システムであって、
前記第１通信装置は、前記計測した歩行数を表示する表示パネルを有しており、前記第１ＧＮＤ電極は、該表示パネルの構成基板のＧＮＤ端子と接続されていることを特徴とする通信システム。
【請求項５】
請求項２に記載の通信システムであって、
前記第２ＧＮＤ電極は、前記靴の靴底の面積に相当する大きさで形成されていることを特徴とする通信システム。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の通信システムであって、
前記各通信装置は、前記人体への電圧印加によって生じた電界を利用し、該人体を信号伝送経路として前記各通信装置との間で通信を行うことを特徴とする通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２１９９７６（Ｐ２０１０−２１９９７６Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６５４２０（Ｐ２００９−６５４２０）
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
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