特許 6057488 伝送装置および伝送システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6057488

(24)【登録日】2016年12月16日

(45)【発行日】2017年1月11日

(54)【発明の名称】伝送装置および伝送システム

(51)【国際特許分類】

   H04B 13/00 20060101AFI20161226BHJP

   H04B 5/02 20060101ALI20161226BHJP

   G06K 7/10 20060101ALI20161226BHJP

   H04B 1/3877 20150101ALI20161226BHJP

   H04B 1/59 20060101ALI20161226BHJP

【ＦＩ】

   H04B13/00

   H04B5/02

   G06K7/10 240

   H04B1/3877

   H04B1/59

【請求項の数】7

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2016-98819(P2016-98819)

(22)【出願日】2016年5月17日

【審査請求日】2016年5月18日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】515304710

【氏名又は名称】株式会社ｅＮＦＣ

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】100188307

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 昌宏

(72)【発明者】

【氏名】和城 賢典

【審査官】 佐藤 敬介

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／０３０３１７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ １３／００

Ｇ０６Ｋ ７／１０

Ｈ０４Ｂ １／３８７７

Ｈ０４Ｂ １／５９

Ｈ０４Ｂ ５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁界アンテナと、
前記磁界アンテナに電気的に接続された電界アンテナと
を備え、
前記磁界アンテナが、他の磁界アンテナを備える磁界伝送装置の、前記他の磁界アンテナが送信する磁界信号を受信可能な位置に配置された状態で、前記磁界信号に基づいて生成される電界信号を送信可能となる、
伝送装置であって、
前記電界アンテナは、前記磁界伝送装置に接続されたグランドに電気的に接続されることにより接地される、伝送装置。

【請求項2】

磁界アンテナと、
前記磁界アンテナに電気的に接続された電界アンテナと、
電極と
を備え、
前記磁界アンテナが、他の磁界アンテナを備える磁界伝送装置の、前記他の磁界アンテナが送信する磁界信号を受信可能な位置に配置された状態で、前記磁界信号に基づいて生成される電界信号を送信可能となる、
伝送装置であって、
前記電界アンテナは、前記電極が、前記磁界伝送装置が接続されたグランドと容量結合することにより接地される、伝送装置。

【請求項3】

磁界アンテナと、
前記磁界アンテナに電気的に接続された電界アンテナと
を備え、
前記磁界アンテナが、他の磁界アンテナを備える磁界伝送装置の、前記他の磁界アンテナが送信する磁界信号を受信可能な位置に配置された状態で、前記磁界信号に基づいて生成される電界信号を送信可能となる、
伝送装置であって、
前記電界アンテナは、前記電界信号の（（２ｎ＋１）・９０±４５）度（ｎは０以上の整数）の電気長の端末線路に電気的に接続されることにより接地される、伝送装置。

【請求項4】

前記磁界伝送装置に対して着脱可能に構成される、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の伝送装置。

【請求項5】

磁界アンテナに電気的に接続された電界アンテナと、
伝送する信号を制御する通信回路、および、該通信回路に電気的に接続された他の磁界アンテナを備える磁界伝送装置と、
電気信号を送受信する送受信部、および、前記送受信部に接続され、伝送媒体に結合する結合電極を備える電界用通信装置と、を備え、
前記電界用通信装置は、前記磁界アンテナが前記他の磁界アンテナが送信する磁界信号を受信可能な位置に配置された状態で、前記伝送媒体が前記電界アンテナおよび前記結合電極に結合されると、前記伝送媒体を介して電界通信を行う、
伝送システムであって、
前記電界アンテナは、前記磁界伝送装置と着脱可能に構成される、伝送システム。

【請求項6】

前記電界用通信装置は、
磁界アンテナを備える磁界用通信装置を挿入可能な挿入部と、
前記磁界用通信装置の磁界アンテナが送信する磁界信号を受信可能に構成される磁界アンテナと、を備える、
請求項５に記載の伝送システム。

【請求項7】

前記電界用通信装置は、他の結合電極をさらに備え、
前記電界用通信装置は、前記結合電極から前記伝送媒体の長手方向における一端までの長さが前記電気信号の（２ｎ・９０±４５）度（ｎは０以上の整数）の範囲の電気長であり、前記他の結合電極から前記伝送媒体の長手方向における他端までの長さが前記電気信号の（（２ｎ＋１）・９０±４５）度の範囲の電気長であり、前記電界アンテナが前記伝送媒体のうち前記電気信号の（２ｎ・９０±４５）度の範囲の電気長である領域と結合することにより前記電界通信を行う、
請求項５又は請求項６に記載の伝送システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁界信号を用いた磁界通信と、電界信号を用いた電界通信との双方を実現可能な伝送装置および伝送システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、非接触ＩＣ（Integrated Circuit）カードを用いた非接触通信システム（磁界通信システム）が知られている。このような非接触通信システムは、例えば電子乗車券および電子マネー等として使用されている。非接触通信システムでは、非接触ＩＣカードが備えるアンテナが、リーダライタ（Ｒ／Ｗ）装置の磁界アンテナから送信される磁界信号を受信し、これに応じて所定の情報を磁界信号としてＲ／Ｗ装置に送信することにより、非接触ＩＣカードとＲ／Ｗ装置との間での通信が確立される。非接触通信システムの一例については、例えば特許文献１に開示されている。

【0003】

また、従来、誘電体を伝送媒体として使用して、高周波信号または高周波電力等を伝送する伝送システムが知られている。誘電体が特に人体である場合、この伝送システムは、例えば人体通信システム等と称される。人体通信システムでは、人体が伝送装置の電極に触ったときに、伝送装置との通信が確立され、人体が伝送装置の電極に触っていないときには、伝送装置との通信が確立されない。人体通信システムの一例については、例えば、特許文献２および特許文献３に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３−２１６９１１号

【特許文献2】特開２００６−３２４７７４号

【特許文献3】特開２０１３−１４８９５４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、現在では非接触通信システムを用いて行われている認証または課金等を行うために、伝送システムを用いることも可能である。しかしながら、伝送システムに係るインフラを新たに構築するためには、膨大な費用がかかる。また、既に構築されている非接触通信システムの使用を中止すると、非接触通信システムとして構築した非接触通信システムに関する経済的な損失が発生する。

【0006】

また、非接触通信システムの使用を希望するユーザと、人体通信システム等の伝送システムの使用を希望するユーザとが混在する場合、双方のニーズを満たすために独立した２つのシステムを構築すると、費用が膨大になる。

【0007】

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、磁界通信と電界通信との双方を実現可能な伝送装置および伝送システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、第１の観点に係る伝送装置は、
伝送する信号を制御する通信回路と、
前記通信回路に電気的に接続され、前記通信回路による制御に基づいて磁界信号を送信可能な磁界アンテナと、
前記通信回路に電気的に接続され、前記通信回路による制御に基づいて電界信号を送信可能な電界アンテナと、を備える。

【0009】

また、第２の観点に係る伝送装置は、
磁界アンテナと、
前記磁界アンテナに電気的に接続された電界アンテナと
を備え、
前記磁界アンテナが、他の磁界アンテナを備える磁界伝送装置の、前記他の磁界アンテナが送信する磁界信号を受信可能な位置に配置された状態で、前記磁界信号に基づいて生成される電界信号を送信可能となる。

【0010】

また、第３の観点に係る伝送装置において、
前記電界アンテナは、前記磁界伝送装置に接続されたグランドに電気的に接続されることにより接地される。

【0011】

また、第４の観点に係る伝送装置は、
電極をさらに備え、
前記電界アンテナは、前記磁界伝送装置が接続されたグランドと容量結合することにより接地される。

【0012】

また、第５の観点に係る伝送装置において、
前記電界アンテナは、前記電界信号の（（２ｎ＋１）・９０±４５）度（ｎは０以上の整数）の電気長の端末線路に電気的に接続されることにより接地される。

【0013】

また、第６の観点に係る伝送装置は、
前記磁界伝送装置に対して着脱可能に構成される。

【0014】

また、第７の観点に係る伝送システムは、
磁界アンテナに電気的に接続された電界アンテナと、
伝送する信号を制御する通信回路、および、該通信回路に電気的に接続された他の磁界アンテナを備える磁界伝送装置と、
電気信号を送受信する送受信部、および、前記送受信部に接続され、伝送媒体に結合する結合電極を備える電界用通信装置と、を備え、
前記電界用通信装置は、前記磁界アンテナが前記他の磁界アンテナが送信する磁界信号を受信可能な位置に配置された状態で、前記伝送媒体が前記電界アンテナおよび前記結合電極に結合されると、前記伝送媒体を介して電界通信を行う。

【0015】

また、第８の観点に係る伝送システムにおいて、
前記電界アンテナは、前記磁界伝送装置と着脱可能に構成される。

【0016】

また、第９の観点に係る伝送システムにおいて、
前記電界用通信装置は、
磁界アンテナを備える磁界用通信装置を挿入可能な挿入部と、
前記磁界用通信装置の磁界アンテナが送信する磁界信号を受信可能に構成される磁界アンテナと、を備える。

【0017】

また、第１０の観点に係る伝送システムにおいて、
前記電界用通信装置は、他の結合電極をさらに備え、
前記電界用通信装置は、前記結合電極から前記伝送媒体の長手方向における一端までの長さが前記電気信号の（２ｎ・９０±４５）度（ｎは０以上の整数）の範囲の電気長であり、前記他の結合電極から前記伝送媒体の長手方向における他端までの長さが前記電気信号の（（２ｎ＋１）・９０±４５）度の範囲の電気長であり、前記電界アンテナが前記伝送媒体のうち前記電気信号の（２ｎ・９０±４５）度の範囲の電気長である領域と結合することにより前記電界通信を行う。

【0018】

本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１実施形態に係る伝送装置の概略構成を示す機能ブロック図である。

【図2】電界用通信装置の一例について説明するための図である。

【図3】図２における電界用通信装置の動作を模式的に示す図である。

【図4】本発明の第２実施形態に係る伝送装置の概略構成を示す機能ブロック図である。

【図5】本発明の第３実施形態に係る伝送装置の概略構成を示す機能ブロック図である。

【図6】本発明の第４実施形態に係る伝送装置の概略構成を示す機能ブロック図である。

【図7】本発明の第５実施形態に係る伝送システムの概略構成を示す機能ブロック図である。

【図8】本発明の第６実施形態に係る伝送システムの概略構成を示す機能ブロック図である。

【図9】カードホルダを誘電体に結合させた状態を模式的に示す図である。

【図10】カードホルダと伝送装置との間で電界通信を確立可能な結合状態の一例を模式的に示す図である。

【図11】カードホルダと伝送装置との間で電界通信を確立しない結合状態の一例を模式的に示す図である。

【図12】カードホルダを人体に結合して構成した伝送システムの一例を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0021】

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る伝送装置１００の概略構成を示す機能ブロック図である。伝送装置１００は、通信回路１１０と、磁界アンテナ１２０と、マッチング回路（共振回路）１３０と、シグナル電極１４０とを備える。伝送装置１００は、磁界アンテナ１２０を用いて、例えば非接触ＩＣカード等として構成される磁界用通信装置と、磁界信号を介して通信（磁界通信）を行うことができるとともに、シグナル電極１４０を用いて、シグナル電極１４０に接触する伝送媒体を介して電気的に結合される電界用通信装置と、電界信号を介して通信（電界通信）を行うことができる。シグナル電極１４０は、電界アンテナの一部として機能する。

【0022】

まず、伝送装置１００における、磁界通信について、伝送装置１００が備える各機能ブロックの詳細とあわせて説明する。

【0023】

通信回路１１０は、伝送装置１００が備える磁界アンテナ１２０および電界アンテナから出力される信号を制御する。通信回路１１０は、磁界信号を介した通信においては、所定の周波数の磁界信号を送信させるための制御信号を磁界アンテナ１２０に送信する。また、通信回路１１０は、非接触ＩＣカード等の磁界用通信装置から磁界アンテナ１２０が受信した磁界信号に基づいて情報処理を行う。通信回路１１０は、グランドに接続されている。

【0024】

磁界アンテナ１２０は通信回路１１０に接続されており、通信回路１１０からの制御信号に基づいて所定の周波数の磁界信号を送信する。磁界アンテナ１２０は、例えばループアンテナにより構成される。磁界アンテナ１２０から送信された磁界信号は、磁界用通信装置（図示せず）により受信される。磁界用通信装置は、磁界信号により伝送装置１００と通信可能なアンテナと、所定の情報を記憶するとともに通信装置全体を制御するＩＣチップと、を含む。磁界信号を受信した磁界用通信装置は、ＩＣチップ内の情報を信号化して、アンテナから発信する。磁界アンテナ１２０は、磁界用通信装置からの磁界信号を受信する。

【0025】

非接触ＩＣカード等の磁界用通信装置が、磁界アンテナ１２０から送信される磁界信号を受信可能な範囲に配置されると、伝送装置１００と磁界用通信装置との間における磁界信号を介した磁界通信が確立される。このように、通信回路１１０と、磁界アンテナ１２０とは、従来公知の磁界通信システム（非接触通信システム）における磁界伝送装置（Ｒ／Ｗ装置）として機能する。

【0026】

次に、伝送装置１００における、電界通信について説明する。

【0027】

マッチング回路１３０は、通信回路１１０に接続される。マッチング回路１３０は、通信回路１１０のインピーダンスと、電界用通信装置のインピーダンスとを整合させるための回路である。マッチング回路１３０は、例えばコンデンサおよびインダクタ等を組み合わせた公知のＬＣ回路として構成することができる。本実施形態において、マッチング回路１３０は、その一端がグランドに接続されている。

【0028】

シグナル電極１４０は、電界通信を行う場合に、金属等の導体または誘電体により構成される伝送媒体と結合する結合電極である。シグナル電極１４０は、例えば金属板により構成される。

【0029】

図２は、伝送装置１００と電界通信が可能な電界用通信装置の一例を示す図である。電界用通信装置１５０は、２個の入出力端子１５２ａおよび１５２ｂと、２個の入出力端子１５２ａおよび１５２ｂに接続された送受信機１５１とを備える。送受信機１５１は、伝送装置１００との通信において、例えば１０ｋＨｚから１０ＧＨｚの高周波信号（または高周波電力）を送受信する。電界用通信装置１５０の一方の入出力端子１５２ａは、グランド、または仮想的なグランドとして機能する端末線路１７０に接続されている。端末線路１７０の詳細については後述する。電界用通信装置１５０の他方の入出力端子１５２ｂが伝送媒体を介してシグナル電極１４０に電気的に結合されると、伝送装置１００と電界用通信装置１５０との間における電界通信が確立される。このように、マッチング回路１３０と、シグナル電極１４０とは、電界アンテナとして機能する。

【0030】

上述のように、本実施形態に係る伝送装置１００では、１つの通信回路１１０に、磁界アンテナ１２０と、電界アンテナ（マッチング回路１３０およびシグナル電極１４０）とが接続されている。そのため、伝送装置１００では、磁界アンテナ１２０および電界アンテナの双方から、同時に同じ内容（データ）の信号を送信することができる。そのため、ユーザは、磁界通信および電界通信のいずれかを自由に選択できる。

【0031】

また、伝送装置１００は、従来公知の磁界通信システムにおける磁界伝送装置として機能する通信回路１１０および磁界アンテナ１２０に対して、マッチング回路１３０およびシグナル電極１４０を設けることにより構成される。そのため、伝送装置１００は、既存の磁界通信システム上に、電界信号による伝送システムを構築することにより構成することが可能である。つまり、伝送装置１００は、既存の磁界通信システムを利用して、電界通信のための電界アンテナを設けることにより構成される。そのため、伝送装置１００によれば、従来公知の磁界通信（非接触通信）と、電界通信との双方の機能を備える装置を新たに構築する場合と比較して、装置を作成するための費用を低減できる。また、伝送装置１００によれば、既存の磁界通信システムを廃棄することなく活用できる。

【0032】

ここで、再び図２を参照して、仮想的なグランドとして機能する端末線路について説明する。図２には、一例として、電界用通信装置１５０と、伝送媒体１６０と、端末線路１７０とを示している。

【0033】

電界用通信装置１５０は、２個の入出力端子１５２ａおよび１５２ｂと、送受信機１５１とを備える。一方の入出力端子１５２ｂは、伝送媒体１６０と電気的に結合する端子である。他方の入出力端子１５２ａは、金属等の導体または誘電体により構成される端末線路１７０と電気的に結合されている。ここでは、一例として、送受信機１５１が高周波信号を送信する場合について説明する。

【0034】

送受信機１５１が伝送装置１００と電界通信により高周波信号を送信する場合、端末線路１７０に結合された送受信機１５１の入出力端子１５２ａから端末線路１７０に電流が流れる。これと同時に、端末線路１７０に流れる電流と大きさが同じで向きが逆の電流が、入出力端子１５２ｂから伝送媒体１６０に流れる。このようにして、送受信機１５１は、高周波信号を伝送媒体に送り出す。

【0035】

端末線路１７０は、９０度の電気長を有する。９０度の電気長とは、入出力端子１５２ａに接続された端部１７０ａからもう一方の端部１７０ｂまでの線路の長さが、伝送する高周波信号の波長の４分の１の長さ、すなわち、入出力端子１５２ａに接続された端部１７０ａからもう一方の端部１７０ｂまでに至るあいだに、伝送する高周波信号の位相が９０度進む長さである。

【0036】

したがって、入出力端子１５２ａに接続された端部１７０ａから端末線路１７０側に流れる電流が、端末線路１７０のもう一方の端部１７０ｂで反射し、一往復してふたたび入出力端子１５２ａに接続された端部１７０ａに戻ると、それまでの間に２分の１波長分の距離を経て、位相が１８０度進む。

【0037】

このとき、図２に示すように、電気長が９０度、すなわち長さが伝送する高周波信号の波長の４分の１で、端部１７０ｂが開放された端末線路１７０に、送受信機１５１が高周波信号を入力するので、端部１７０ｂの電圧振幅が最大で電流振幅がゼロ、端部１７０ａの電圧振幅がゼロで電流振幅が最大の定在波が端末線路１７０に発生し、端部１７０ａに電流が流れる。すなわち、端末線路１７０が９０度の電気長を有する場合には、端部１７０ａの電圧振幅がゼロである一方、電流が流れるので、図３に模式的に示すように、端部１７０ａは、仮想的にグランドに短絡されたように動作する。そのため、端末線路１７０に接続された入出力端子１５２ａは、仮想的にグランドに接続された短絡端子とみなすことができる。

【0038】

図２に示すように、端末線路１７０の電気長が９０度、すなわち、端末線路１７０の、送受信機１５１の入出力端子１５２ａに接続される端部１７０ａから入力された信号がもう一方の端部１７０ｂで反射して一往復してくる反射波の位相が１８０度のとき、入出力端子１５２ａに流れる電流が最大になる。そのため、端末線路１７０の電気長が９０度の場合、最も効率的に電界通信が行われる。ただし、電界通信を行うに際しては、端末線路１７０の電気長が９０度を中心に±４５度の範囲内、つまり反射波の位相が９０度より大きく２７０度より小さい範囲内で動作しても、高周波を伝送するための所定の効果を生じる。従って、端末線路１７０は、９０度を中心に±４５度の範囲内を含む、ほぼ９０度の電気長を有していればよい。また、端末線路１７０は、（（２ｎ＋１）・９０±４５）度の電気長（但し、ｎは０以上の整数）を有していてもよい。端末線路１７０は、（（２ｎ＋１）・９０±４５）度の電気長を有する場合、図２を参照して説明したのと同様の原理により、仮想的なグランドとして機能する。

【0039】

（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る伝送装置２００の概略構成を示す機能ブロック図である。伝送装置２００は、通信回路２１０と、第１磁界アンテナ２２０と、マッチング回路（共振回路）２３０と、シグナル電極２４０と、第２磁界アンテナ２５０とを備える。本実施形態に係る伝送装置２００は、第１実施形態に係る伝送装置１００と同様に、磁界用通信装置と磁界通信を行うことができるとともに、電界用通信装置と電界通信を行うことができる。以下、第１実施形態に係る伝送装置１００と同一の点については適宜説明を省略し、主に異なる点について説明する。

【0040】

本実施形態に係る伝送装置２００は、実質的に２つの伝送装置により構成される。伝送装置の一方（第１伝送装置）は、通信回路２１０と、第１磁界アンテナ２２０とを備える、磁界伝送装置である。第１伝送装置は、例えば既存の磁界伝送装置である。伝送装置の他方（第２伝送装置）は、マッチング回路２３０と、シグナル電極２４０と、第２磁界アンテナ２５０とを含む。第２実施形態に係る伝送装置２００は、第１伝送装置と第２伝送装置とが組み合わされることにより構成される。

【0041】

本実施形態における通信回路２１０は、第１実施形態の通信回路１１０に対応し、第１磁界アンテナ２２０から出力される信号を制御する。通信回路２１０は、グランドに接続されている。第１磁界アンテナ２２０は、第１実施形態における磁界アンテナ１２０に対応し、通信回路２１０からの制御信号に基づいて所定の周波数の磁界信号を送信する。通信回路２１０および第１磁界アンテナ２２０は、例えば磁界通信を実現するための既存の設備（磁界伝送装置）である。

【0042】

磁界用通信装置（図示せず）が、第１磁界アンテナ２２０から送信される磁界信号を受信可能な範囲に配置されると、伝送装置２００と磁界用通信装置との間における磁界通信が確立される。本実施形態では、通信回路２１０と、第１磁界アンテナ２２０とが、従来公知の磁界通信システムにおける磁界伝送装置として機能する。

【0043】

本実施形態では、第１磁界アンテナ２２０が送信する磁界信号を受信可能な位置に、第２磁界アンテナ２５０が配置される。第２磁界アンテナ２５０は、マッチング回路２３０に接続されている。第２磁界アンテナ２５０では、第１磁界アンテナ２２０から送信される磁界信号が受信されると、受信した磁界信号に基づいてマッチング回路２３０に供給される制御信号が生成される。第２磁界アンテナ２５０で生成された制御信号は、マッチング回路２３０に供給される。

【0044】

本実施形態におけるマッチング回路２３０およびシグナル電極２４０の機能は、それぞれ第１実施形態のマッチング回路１３０およびシグナル電極１４０と同様である。本実施形態では、マッチング回路２３０に、第２磁界アンテナ２５０から信号が供給される点が、第１実施形態と異なる。

【0045】

本実施形態においても、シグナル電極２４０が伝送媒体を介して電界用通信装置と電気的に結合された場合に、伝送装置２００と電界用通信装置との間で電界通信が確立される。すなわち、本実施形態では、マッチング回路２３０と、シグナル電極２４０とが、電界アンテナとして機能する。

【0046】

このように、本実施形態に係る伝送装置２００によっても、第１磁界アンテナ２２０および電界アンテナの双方から、同時に同じ内容（データ）の信号を送信することができる。そのため、ユーザは、磁界通信および電界通信のいずれかを自由に選択できる。

【0047】

また、伝送装置２００は、例えば磁界伝送装置として機能する第１伝送装置が既存の設備として設けられていたとしても、当該既設の第１伝送装置に対して、新たに第２伝送装置を設けることにより構成することができる。このように、伝送装置２００は、既存の磁界通信システムを利用して、電界通信のための電界アンテナを設けることにより構成することができる。そのため、伝送装置２００によれば、従来公知の磁界通信と、電界通信との双方の機能を備える装置を新たに構築する場合と比較して、装置を作成するための費用を低減できる。また、伝送装置２００によれば、既存の磁界通信システムを廃棄することなく活用できる。さらに、本実施形態では、既設設備に対して通信回路２１０とマッチング回路２３０とを接続するための配線工事を必要としないため、より簡便に既設設備に対して電界アンテナを設けやすい。また、既設設備である第１伝送装置において、外装ケースが接地された金属等で構成されている場合には、グランド接続も容易であり、第２伝送装置を既存設備に外付けすることにより、伝送装置２００を構成することができる。

【0048】

（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態に係る伝送装置３００の概略構成を示す機能ブロック図である。伝送装置３００は、通信回路３１０と、第１磁界アンテナ３２０と、マッチング回路（共振回路）３３０と、シグナル電極３４０と、第２磁界アンテナ３５０と、グランド電極３６０とを備える。

【0049】

本実施形態に係る伝送装置３００は、２つの独立した伝送装置により構成される。独立した伝送装置の一方（第１伝送装置）は、通信回路３１０と、第１磁界アンテナ３２０とを備える、磁界伝送装置である。第１伝送装置は、例えば既存の磁界伝送装置である。独立した伝送装置の他方（第２伝送装置）は、マッチング回路３３０と、シグナル電極３４０と、第２磁界アンテナ３５０と、グランド電極３６０とを含む。すなわち、第３実施形態に係る伝送装置３００は、第１伝送装置に第２伝送装置が組み合わされることにより構成される。

【0050】

本実施形態に係る伝送装置３００は、第２実施形態に係る伝送装置２００と同様に、磁界用通信装置と磁界通信を行うことができるとともに、電界用通信装置と電界通信を行うことができる。以下、第２実施形態に係る伝送装置２００と同一の点については適宜説明を省略し、主に異なる点について説明する。

【0051】

伝送装置３００が備える通信回路３１０、第１磁界アンテナ３２０、マッチング回路３３０、シグナル電極３４０および第２磁界アンテナ３５０は、それぞれ、第２実施形態に係る伝送装置２００が備える通信回路２１０、第１磁界アンテナ２２０、マッチング回路２３０、シグナル電極２４０および第２磁界アンテナ２５０に対応するため、ここではその詳細な説明を省略する。本実施形態では、マッチング回路３３０と、シグナル電極３４０とが、電界アンテナとして機能する。

【0052】

本実施形態に係る伝送装置３００では、第２実施形態に係る伝送装置２００と異なり、マッチング回路３３０はグランドに接続されていない。伝送装置３００のマッチング回路３３０は、金属板等により構成されるグランド電極３６０に接続されている。グランド電極３６０は、通信回路３１０が接続されたグランドの近傍に配置される。ここで、グランドの近傍は、グランド電極３６０が、通信回路３１０が接続されたグランドを構成する金属板等と容量結合可能な位置をいう。すなわち、グランド電極３６０は、容量結合によりグランドと接続される。これにより、グランド電極３６０に接続されたマッチング回路３３０は、実質的にグランドに接続された状態となる。

【0053】

第３実施形態に係る伝送装置３００においても、第２実施形態に係る伝送装置２００と同様に、第１磁界アンテナ３２０および電界アンテナ（マッチング回路３３０およびシグナル電極３４０）の双方から、同時に同じ内容（データ）の信号を送信することができる。そのため、ユーザは、磁界通信および電界通信のいずれかを自由に選択できる。

【0054】

また、伝送装置３００は、第２実施形態に係る伝送装置２００と同様に、既存の磁界通信システム（第１伝送装置）を利用して、電界通信のための電界アンテナ（第２伝送装置）を設けることにより構成することができる。そのため、伝送装置３００によれば、従来公知の磁界通信と、電界通信との双方の機能を備える装置を新たに構築する場合と比較して、装置を作成するための費用を低減できる。また、伝送装置３００によれば、既存の磁界通信システムを廃棄することなく活用できる。さらに、本実施形態では、既設設備に対して通信回路２１０とマッチング回路２３０とを接続するための配線工事を必要とせず、また、マッチング回路３３０をグランドに接続する必要が無い。そのため、本実施形態では、独立した第２伝送装置を、既設設備である第１伝送装置と組み合わせて使用することができる。さらに、第２伝送装置は、第１伝送装置とは独立して構成されるため、第２伝送装置を第１伝送装置に容易に着脱できる。

【0055】

（第４実施形態）
図６は、本発明の第４実施形態に係る伝送装置４００の概略構成を示す機能ブロック図である。第４実施形態に係る伝送装置４００は、通信回路４１０と、第１磁界アンテナ４２０と、マッチング回路（共振回路）４３０と、シグナル電極４４０と、第２磁界アンテナ４５０と、接続端子４７０とを備える。接続端子４７０は、伝送装置４００の使用時に、端末線路４６０と接続される。

【0056】

本実施形態に係る伝送装置４００も、２つの独立した伝送装置により構成される。独立した伝送装置の一方（第１伝送装置）は、通信回路４１０と、第１磁界アンテナ４２０とを備える、磁界伝送装置である。第１伝送装置は、例えば既存の磁界伝送装置である。独立した伝送装置の他方（第２伝送装置）は、マッチング回路４３０と、シグナル電極４４０と、第２磁界アンテナ４５０と、接続端子４７０とを含む。第２伝送装置は、接続端子４７０に接続された端末線路４６０を含んでいてもよい。第４実施形態に係る伝送装置４００は、第１伝送装置に第２伝送装置が組み合わされることにより構成される。

【0057】

本実施形態に係る伝送装置４００は、第３実施形態に係る伝送装置３００と比較して、グランド電極３６０に代えて、端末線路４６０を備える点において異なる。本実施形態では、マッチング回路４３０と、シグナル電極４４０とが、電界アンテナとして機能する。

【0058】

端末線路４６０は、金属等の導体または誘電体により構成され、ほぼ９０度の電気長を有する。端末線路４６０は、伝送装置４００により電界通信が行われる際に、上述した原理により仮想的なグランドとして機能する。そのため、本実施形態に係る伝送装置４００においても、マッチング回路４３０は、実質的にグランドに接続された状態となる。

【0059】

従って、本実施形態に係る伝送装置４００によっても、第３実施形態に係る伝送装置３００と同様に、ユーザは、磁界通信および電界通信のいずれかを自由に選択できる。また、伝送装置４００によれば、従来公知の磁界通信と、電界通信との双方の機能を備える装置を新たに構築する場合と比較して、装置を作成するための費用を低減できる。さらに、本実施形態では、独立した第２伝送装置を、既設設備である第１伝送装置と組み合わせて使用することができる。また、第２伝送装置は、第１伝送装置とは独立して構成されるため、第２伝送装置を第１伝送装置に容易に着脱できる。

【0060】

（第５実施形態）
図７は、本発明の第５実施形態に係る伝送システム５００の概略構成を示す機能ブロック図である。本実施形態では、例えば上述の第１乃至第４実施形態で説明したような磁界通信と電界通信とを選択的に実行可能な伝送装置５１０を使用した、通信の一例について説明する。本実施形態では、一例として、ユーザが、電子乗車券５２０を用いて、自動改札機５３０に構成された伝送装置５１０と通信を実行させる場合について説明する。また、本実施形態では、電子乗車券５２０はカード型の磁界用通信装置（いわゆる非接触ＩＣカード）であるとして説明する。ただし、電子乗車券５２０は、必ずしもカード型でなくてよく、他の任意の形態であってよい。

【0061】

本実施形態において、伝送装置５１０は、通信回路５１１と、第１磁界アンテナ５１２と、マッチング回路（共振回路）５１３と、シグナル電極５１４と、第２磁界アンテナ５１５とを備える。本実施形態における伝送装置５１０は、上述した第２実施形態に係る伝送装置２００と同様に構成されているため、ここでは伝送装置５１０が備える各機能ブロックに関する詳細な説明を省略する。本実施形態における通信回路５１１および第１磁界アンテナ５１２は、例えば磁界通信を実現するための既存の設備（磁界伝送装置）を利用できる。また、本実施形態では、マッチング回路５１３と、シグナル電極５１４とが、電界アンテナとして機能する。

【0062】

本実施形態における伝送装置５１０では、自動改札機５３０の、通信を行う面５３０ａにおいて、第１磁界アンテナ５１２による磁界信号が発生する位置で電界信号が送信可能となるように、シグナル電極５１４が配置される。これにより、自動改札機５３０の面５３０ａにおいて、磁界信号と電界信号とが同じ位置から送信される。本明細書において、面５３０ａにおけるこの位置を、以下「通信位置」ともいう。自動改札機５３０は、面５３０ａに、通信位置を示す任意の表示５３１を有していてもよい。当該表示により、ユーザは、自動改札機５３０における通信位置を認識しやすくなる。

【0063】

なお、本実施形態における第１磁界アンテナ５１２およびシグナル電極５１４の位置関係のように、磁界アンテナの近傍に金属板が存在する場合、金属板に渦電流が流れ、これによって磁界アンテナによる信号の送受信が妨げられる場合がある。伝送装置５１０は、渦電流の発生を防ぐために、従来公知の任意の手段を備えていてもよい。例えば、伝送装置５１０において、シグナル電極５１４に例えば多数のスリットを形成することにより、シグナル電極５１４をくし形状にすることにより、渦電流の発生を抑制しやすくなる。

【0064】

電子乗車券５２０は、所定の情報を記憶するとともに電子乗車券５２０における磁界通信処理を制御するＩＣチップ５２１と、磁界信号により伝送装置５１０と通信可能な磁界アンテナ５２２とを備える。電子乗車券５２０のユーザは、伝送システム５００において磁界通信を実行させる場合、電子乗車券５２０を、自動改札機５３０の通信位置にかざす。これにより、第１磁界アンテナ５１２から送信される電界信号に基づいて、伝送装置５１０と電子乗車券５２０との間で磁界通信が実現される。

【0065】

電子乗車券５２０のユーザは、伝送システム５００において電界通信を実行させる場合、まず、電子乗車券５２０を、例えば専用のカードホルダ５４０に挿入する。カードホルダ５４０は、電子乗車券５２０を挿脱可能に構成された挿入部（溝）を有する。また、カードホルダ５４０は、磁界アンテナ５４１と、マッチング回路（共振回路）５４２と、シグナル電極５４３と、端末線路５４４とを備える。カードホルダ５４０における、磁界アンテナ５４１、マッチング回路５４２、シグナル電極５４３及び端末線路５４４の構成は、それぞれ第４実施形態に係る伝送装置４００の第２磁界アンテナ４５０、マッチング回路４３０、シグナル電極４４０及び端末線路４６０と等価である。

【0066】

磁界アンテナ５４１は、カードホルダ５４０において、電子乗車券５２０の挿入部への挿入状態で、電子乗車券５２０の磁界アンテナ５２２からの磁界信号を受信可能な位置に配置される。磁界アンテナ５４１は、マッチング回路５４２に接続されている。カードホルダ５４０の磁界アンテナ５４１では、電子乗車券５２０の磁界アンテナ５２２から送信される磁界信号が受信されると、受信した磁界信号に基づいてマッチング回路５４２に供給される制御信号が生成される。

【0067】

マッチング回路５４２およびシグナル電極５４３の機能は、それぞれ、例えば第１実施形態のマッチング回路１３０およびシグナル電極１４０と同様である。本実施形態において、マッチング回路５４２は、端末線路５４４に接続されている。端末線路５４４は、金属等の導体または誘電体により構成され、ほぼ９０度の電気長を有する。端末線路５４４は、伝送システム５００において電界通信が行われる際に、上述した原理により仮想的なグランドとして機能する。

【0068】

カードホルダ５４０は、ユーザがカードホルダ５４０を手首または腕等に装着可能な、例えばベルト等の装着部を有する。ユーザは、装着部を手首または腕に巻きつける等して、カードホルダ５４０を装着する。本実施形態では、ユーザは、装着部を手首に巻きつけるとして、以下説明する。シグナル電極５４３は、カードホルダ５４０において、ユーザがカードホルダ５４０を手首に巻きつけた状態において、ユーザ（人体）と接触する位置に配置される。すなわち、シグナル電極５４３は、ユーザがカードホルダ５４０を手首に巻きつけた状態において、ユーザと電気的に結合された状態となる。

【0069】

ユーザは、伝送システム５００において電界通信を実現させる場合、電子乗車券５２０を挿入したカードホルダ５４０を手首に巻きつけた状態で、例えば指等の人体の一部で伝送装置５１０の通信位置に触れる。このとき、誘電体である人体において、通信位置に接触した指等と、シグナル電極５４３に接触する部分との間が、伝送媒体として機能する。電界信号は、シグナル電極５１４に直接又は容量結合により結合される人体を介して、人体と直接又は容量結合により結合されるシグナル電極５４３において、カードホルダ５４０に伝送される。これにより、伝送媒体として機能する人体を介して、伝送装置５１０と、電子乗車券５２０が挿入されたカードホルダ５４０との間で電界通信が実現される。

【0070】

このように、本実施形態に係る伝送システム５００によれば、ユーザは、磁界通信および電界通信のいずれかを選択して通信を行うことができる。磁界通信および電界通信の選択については、ユーザは、電子乗車券５２０をカードホルダ５４０に挿脱することにより、容易に実行できる。また、ユーザは、電子乗車券５２０をカードホルダ５４０に挿入することにより、磁界通信が可能な電子乗車券５２０を用いて、伝送システム５００における電界通信を行うことができるため、伝送システム５００によれば、磁界通信システムが既存の場合であっても、これらの既存の資産を利用して、電界通信を実現できる。

【0071】

（第６実施形態）
図８は、本発明の第６実施形態に係る伝送システム６００の概略構成を示す機能ブロック図である。本実施形態に係る伝送システム６００においても、第５実施形態に係る伝送システム５００と同様に、ユーザは磁界通信および電界通信を選択的に実行可能である。

【0072】

本実施形態では、第５実施形態で説明した場合と同様に、ユーザが、電子乗車券６２０を用いて、自動改札機に構成された伝送装置６１０と通信を実行させる場合について説明する。本実施形態においても、電子乗車券６２０はカード型の磁界用通信装置であるとして説明する。

【0073】

本実施形態における伝送装置６１０は、例えば第３実施形態に係る伝送装置３００と同様に、２つの独立した伝送装置により構成される。独立した伝送装置の一方（第１伝送装置６３０）は、例えば磁界通信が可能な既存の自動改札機である。独立した伝送装置の他方（第２伝送装置６５０）は、第１伝送装置６３０に着脱可能な電界アンテナを含んでこ構成される。

【0074】

第１伝送装置６３０は、通信回路６３１と、第１磁界アンテナ６３２とを備える。通信回路６３１および第１磁界アンテナ６３２の機能は、それぞれ、例えば第３実施形態における通信回路３１０および第１磁界アンテナ３２０と同様であるため、詳細な説明については省略する。本実施形態において、通信回路６３１および第１磁界アンテナ６３２は、例えば磁界通信を実現するための既存の設備（磁界伝送装置）である。

【0075】

第２伝送装置６５０は、マッチング回路（共振回路）６５１と、シグナル電極６５２と、第２磁界アンテナ６５３と、グランド電極６５４とを備える。マッチング回路６５１、シグナル電極６５２、第２磁界アンテナ６５３およびグランド電極６５４の機能は、それぞれ、例えば第３実施形態におけるマッチング回路３３０、シグナル電極３４０、第２磁界アンテナ３５０およびグランド電極３６０と同様である。すなわち、第２磁界アンテナ６５３は、第２伝送装置６５０が第１伝送装置６３０に据え付けられた状態において、第１伝送装置６３０の第１磁界アンテナ６３２が送信する磁界信号を受信可能な位置に配置される。本実施形態では、マッチング回路６５１と、シグナル電極６５２とが、電界アンテナとして機能する。また、グランド電極６５４は、第２伝送装置６５０が第１伝送装置６３０に据え付けられた状態において、第１伝送装置６３０の通信回路６３１が接続されたグランドと容量結合可能な位置に配置される。

【0076】

上述の構成を有する第２伝送装置６５０が第１伝送装置６３０に据え付けられて構成される伝送装置６１０は、上述の第３実施形態に係る伝送装置３００と同様の構成を有する。

【0077】

本実施形態における伝送装置６１０では、第５実施形態に係る伝送装置５１０と同様に、第１伝送装置６３０に据え付けられた第２伝送装置６５０の、通信を行う面６５０ａにおいて、第１磁界アンテナ６３２による磁界信号が発生する位置で電界信号が送信可能となるように、シグナル電極６５２が配置される。これにより、第２伝送装置６５０の面６５０ａにおいて、磁界信号と電界信号とが同じ位置から送信される。本実施形態では、面６５０ａにおける個の位置が、「通信位置」に該当する。本実施形態においても、第２伝送装置６５０は、面６５０ａに、通信位置を示す任意の表示６５５を有していてもよい。

【0078】

本実施形態における電子乗車券６２０は、ＩＣチップ６２１と、磁界アンテナ６２２とを備える。ＩＣチップ６２１および磁界アンテナ６２２の機能は、それぞれ第５実施形態の電子乗車券５２０が備えるＩＣチップ５２１および磁界アンテナ５２２と同様であるため、詳細な説明については省略する。

【0079】

本実施形態に係る伝送システム６００において、第５実施形態で説明したものと同様の原理により、ユーザが電子乗車券６２０を伝送装置６１０の通信位置にかざすことにより、伝送装置６１０と電子乗車券との間の磁界通信が実現される。

【0080】

本実施形態におけるカードホルダ６４０は、第５実施形態におけるカードホルダ５４０と同様に、ユーザがカードホルダ６４０を手首または腕等に装着可能な装着部を有する。

【0081】

本実施形態におけるカードホルダ６４０は、磁界アンテナ６４１と、マッチング回路（共振回路）６４２と、第１結合電極６４３と、第２結合電極６４４とを備える。カードホルダ６４０において、磁界アンテナ６４１、マッチング回路６４２および第１結合電極６４３の機能は、それぞれ第５実施形態におけるカードホルダ５４０の磁界アンテナ５４１、マッチング回路５４２およびシグナル電極５４３の機能と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

【0082】

本実施形態におけるカードホルダ６４０は、第５実施形態におけるカードホルダ５４０と比較して、端末線路を有さず、第２結合電極６４４を有する点で異なる。第２結合電極６４４は、マッチング回路６４２に結合されている。第２結合電極６４４は、カードホルダ６４０において、ユーザがカードホルダ６４０を手首等に巻きつけた状態において、ユーザ（人体）と接触する位置に配置される。すなわち、第２結合電極６４４は、ユーザがカードホルダ６４０を手首等に巻きつけた状態において、ユーザと電気的に結合された状態となる。第１結合電極６４３と、第２結合電極６４４とは、カードホルダ６４０において、ユーザがカードホルダ６４０を手首等に巻きつけた状態で、第１結合電極６４３に接触する人体（例えば指先等）が伝送装置６１０との電界通信を行うための伝送媒体として機能し、第２結合電極６４４に接触する人体（カードホルダを装着した手首よりも末端側を除く体全体）が端末線路として機能する位置になるように配置される。

【0083】

ここで、人体が伝送媒体および端末線路として機能する原理について説明する。図９は、カードホルダ６４０を誘電体７００に結合させた状態を模式的に示す図である。図９では、誘電体７００を模式的に円柱形状で示している。また、図９では、電子乗車券６２０が挿入された状態のカードホルダ６４０における、高周波電力を送受信する機能部をまとめて送受信部６４５として示している。

【0084】

図９に示すように、円柱形状の誘電体７００は、第１底面（第１端）７１０ａおよび第２底面（第２端）７１０ｂを備える。円柱形状の誘電体７００の高さは、誘電体７００の底面（第１底面７１０ａおよび第２底面７１０ｂ）の直径よりも長い。以下、円柱の高さ方向を長手方向ともいう。

【0085】

カードホルダ６４０は、第１結合電極６４３および第２結合電極６４４が誘電体７００の長手方向に沿って並ぶように、誘電体７００に結合される。ここでは、第１底面７１０ａに近い側に第１結合電極６４３が結合され、第２底面７１０ｂに近い側に第２結合電極６４４が結合されるとする。

【0086】

カードホルダ６４０が結合された誘電体７００において、第１結合電極６４３が結合された位置よりも第１底面７１０ａ側の領域を第１領域７００ａとし、第２結合電極６４４が結合された位置よりも第２底面７１０ｂ側の領域を第２領域７００ｂとする。第１領域７００ａの高さ（長手方向の長さ）をＬａとし、第２領域７００ｂの高さをＬｂとする。ユーザは、カードホルダ６４０の第１結合電極６４３および第２結合電極６４４を、誘電体７００に対して、次に説明する所定の位置に結合させることにより、第１領域７００ａは伝送媒体として機能し、第２領域７００ｂは端末線路として機能する。

【0087】

ここで、第１領域７００ａが伝送媒体として機能し、第２領域７００ｂが端末線路として機能するための上記所定の位置について説明する。カードホルダ６４０は、誘電体７００において、長さＬｂが（（２ｎ＋１）・９０）度の電気長となる位置に結合される。長さＬｂが（（２ｎ＋１）・９０）度の電気長である場合、図１０に示すように第１領域７００ａが、模式的に示される伝送装置６１０のシグナル電極６５２と結合すると、カードホルダ６４０、誘電体７００および伝送装置６１０により電界通信可能な伝送システムが確立される。この場合、図２を参照して説明した原理により、第２領域７００ｂの第２底面７１０ｂにおいて、電圧振幅が最大で電流振幅がゼロ、第２領域７００ｂの第２結合電極６４４が結合された側の端部において、電圧振幅がゼロで電流振幅が最大の定在波が発生する。そのため、送受信部６４５から、第２結合電極６４４を介して誘電体７００の第２領域７００ｂに向かって電流が流れるとともに、第１結合電極６４３を介して第１領域７００ａに向かって電流が流れる。その結果、カードホルダ６４０は、伝送装置６１０との間で、第１領域７００ａを伝送媒体とした通信を行うことが可能になる。このように、第２領域７００ｂは、図２で示した端末線路１７０として機能する。

【0088】

なお、図２の説明でも述べたように、端末線路１７０の電気長が９０度を中心に±４５度の範囲内、つまり反射波の位相が９０度より大きく２７０度より小さい範囲内で動作しても、高周波を伝送するための所定の効果を生じる。そのため、第２領域７００ｂが端末線路として機能するためには、長さＬｂは、（（２ｎ＋１）・９０±４５）度の範囲の電気長となる位置に結合されればよい。

【0089】

ここで、カードホルダ６４０は、誘電体７００において、長さＬａが（２ｎ・９０）度の電気長となる位置に結合される。仮に、長さＬａも、長さＬｂと同様に（（２ｎ＋１）・９０）度の電気長である場合、図１１に示すように第２領域７００ｂが伝送装置６１０のシグナル電極６５２と結合すると、第１領域７００ａが端末線路として機能し、第２領域７００ｂが伝送媒体として機能する。すなわち、この構成では、第１領域７００ａおよび第２領域７００ｂのいずれも、端末線路として機能し得る。

【0090】

しかしながら、伝送装置１００を、誘電体７００において、第１領域７００ａの長さＬａが（２ｎ・９０）度の電気長となる位置に結合した場合、第１領域７００ａの第１結合電極６４３が結合された側の端部において、図２に示した定在波は発生しない。そのため、図１１に示すように第２領域７００ｂが伝送装置６１０のシグナル電極６５２と結合しても、第１領域７００ａは端末線路１７０として機能せず、仮想的なグランドが形成されないので、カードホルダ６４０と伝送装置６１０との間で、通信が確立されない。

【0091】

このように、第１領域７００ａの長さＬａが（２ｎ・９０）度の電気長となり、第２領域７００ｂの長さＬｂが（２（ｎ＋１）・９０）度の電気長となる位置にカードホルダ６４０を結合させた場合、誘電体７００の第２領域７００ｂは、端末線路として機能するが、誘電体７００の第１領域７００ａは、端末線路として機能しない。そのため、カードホルダ６４０は、伝送装置６１０のシグナル電極６５２が、第１領域７００ａに結合した場合に通信が確立され、第２領域７００ｂに結合した場合には通信が確立されない。

【0092】

このように、カードホルダ６４０を誘電体７００の所定の位置に結合することにより、誘電体７００において、シグナル電極６５２と結合した際に通信を確立可能な領域と通信を確立不可能な領域とを形成することができる。すなわち、このようにして、誘電体７００において通信を確立可能な領域を制限することができる。そのため、カードホルダ６４０を、誘電体７００において上記所定の位置に結合した場合、通信を確立可能な領域を制限できるので、意図しない通信が発生しにくくなり、意図しない情報の漏えいを防止しやすくなる。本実施形態におけるカードホルダ６４０によれば、この点において安全性が向上する。

【0093】

なお、カードホルダ６４０は、第１領域７００ａの長さＬａが第１領域７００ａにおいて定在波が発生しない長さとなる位置に結合されればよい。そのため、カードホルダ６４０は、長さＬａが（２ｎ・９０±４５）度の範囲の電気長となる位置に結合されればよい。

【0094】

図１２は、図８のカードホルダ６４０を誘電体である人体７２０に結合して構成した伝送システム６００の一例を示す図である。図１２に示すように、カードホルダ６４０は、例えば人体の指または腕等に装着されることによって、第１結合電極６４３および第２結合電極６４４と人体７２０とが結合される。このとき、第１結合電極６４３および第２結合電極６４４は、腕の胴体側から末端側に沿って並ぶように、人体７２０に結合される。カードホルダ６４０を人体７２０に結合する場合、カードホルダ６４０は、例えばリストバンドまたはアームバンド等、手首または腕等に装着可能な態様で形成されてもよい。

【0095】

カードホルダ６４０を人体７２０に結合させると、カードホルダ６４０は、末端側に結合した第１結合電極６４３から末端（例えば指先）までが図９に示した第１領域７００ａ、胴体側の第２結合電極６４４から腕、胴体および足の全体が図９に示した第２領域７００ｂとなるよう、所定の周波数の電界信号を使用する。当該所定の周波数は、例えば１３．５６ＭＨｚとすることができる。電界信号の周波数が１３．５６ＭＨｚである場合、胴体側の第２結合電極６４４を手首付近で誘電体である人体７２０に結合させると、成人の一般的な身長（例えば１７０cm）の人体７２０において、第２領域の長さが約９０度の電気長となり、第１領域の長さが４５度未満の電気長となる。以下、カードホルダ６４０が使用する信号の周波数は、１３．５６ＭＨｚであるとして説明する。また、末端側の第１結合電極６４３から末端（例えば指先）までを、人体７２０の末端側７２０ａといい、胴体側の第２結合電極６４４から腕、胴体および足の全体を、人体７２０の胴体側７２０ｂという。

【0096】

カードホルダ６４０を装着した人体７２０が、例えば指先で伝送装置６１０の通信位置に触れると、人体７２０の胴体側７２０ｂにおいて、定在波が発生し、仮想的なグランドが形成される。すなわち、胴体側７２０ｂが端末線路として機能する。また、末端側７２０ａは、伝送媒体として機能する。これにより、伝送媒体として機能する人体７２０を介して、伝送装置６１０と、電子乗車券６２０が挿入されたカードホルダ６４０との間で電界通信が実現される。なお、ここでの伝送装置６１０は、上述の第１乃至第４実施形態における伝送装置１００乃至４００であってよい。

【0097】

なお、本実施形態においては、カードホルダ６４０を装着した人体７２０の胴体側７２０ｂがシグナル電極６５２と結合しても、末端側７２０ａは、端末線路として機能しないので、通信が確立されない。すなわち、本実施形態に係る伝送システム６００によれば、電界通信を実現可能な一方で、意図しない通信が発生しにくくなるため、意図しない情報の漏えいを防止しやすくなり、安全性が向上する。

【0098】

このように、本実施形態に係る伝送システム６００によれば、ユーザは、磁界通信および電界通信のいずれかを選択して通信を行うことができる。磁界通信および電界通信の選択については、ユーザは、電子乗車券６２０をカードホルダ６４０に挿脱することにより、容易に実行できる。また、ユーザは、電子乗車券６２０をカードホルダ６４０に挿入することにより、磁界通信が可能な電子乗車券６２０を用いて、伝送システム６００における電界通信を行うことができるため、伝送システム６００によれば、磁界通信システムが既存の場合であっても、これらの既存の資産を利用して、電界通信を実現できる。

【0099】

さらに、本実施形態に係る伝送システム６００によれば、既存の第１伝送装置６３０に第２伝送装置６５０を据え付けることにより伝送装置６１０を構成することができるため、既存の第１伝送装置６３０自体の構成を変更することなく、容易に伝送装置６１０を構成することができる。

【0100】

なお、上記第６実施形態の説明においては、人体７２０の末端側７２０ａにカードホルダ６４０の第１結合電極６４３が結合され、胴体側７２０ｂに第２結合電極６４４が結合される場合について説明したが、伝送システム６００では、末端側７２０ａに第２結合電極６４４が結合され、胴体側７２０ｂに第１結合電極６４３が結合されることによっても電界通信が確立される。この場合、上述した第１結合電極６４３と第２結合電極６４４との機能が入れ替わり、第２結合電極６４４よりも末端側が伝送媒体として機能し、第１結合電極６４３よりも胴体側が端末線路として機能する。

【0101】

また、上記第５実施形態および第６実施形態では、ユーザが電界通信のために使用する電界用通信装置が、磁界用通信装置である電子乗車券を挿脱可能なカードホルダであるとして説明したが、電界用通信装置はこれに限られない。ユーザは、例えばリストバンドまたはアームバンド等、人体に着脱可能に構成された、専用の電界用通信装置を使用して電界通信を行ってもよい。

【0102】

以上、実施形態を参照しながら、本発明について詳説した。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、当業者であれば、該実施形態の修正や代用を成し得る。すなわち、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

【0103】

また、本明細書の記載は、本明細書に記載される発明の全てを意味するものではない。換言すれば、本明細書の記載は、この出願では請求されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により追加されたりする発明の存在を否定するものではない。

【0104】

本明細書においては、例示という形態で本発明を開示したのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。

【符号の説明】

【0105】

１００、２００、３００、４００、５１０、６１０ 伝送装置
１１０、２１０、３１０、４１０、５１１、６３１ 通信回路
１２０、５２２、５４１、６２２、６４１ 磁界アンテナ
１３０、２３０、３３０、４３０、５１３、５４２、６４２、６５１ マッチング回路
１４０、２４０、３４０、４４０、５１４、５４３、６５２ シグナル電極
１５０ 電界用通信装置
１５１ 送受信機
１５２ａ、１５２ｂ 入出力端子
１６０ 伝送媒体
１７０、４６０、５４４ 端末線路
１７０ａ、１７０ｂ 端部
２２０、３２０、４２０、５１２、６３２ 第１磁界アンテナ
２５０、３５０、４５０、５１５、６５３ 第２磁界アンテナ
３６０、６５４ グランド電極
４７０ 接続端子
５００、６００ 伝送システム
５２０、６２０ 電子乗車券
５２１、６２１ ＩＣチップ
５３０ 自動改札機
５３０ａ、６５０ａ 面
５３１、６５５ 表示
５４０、６４０ カードホルダ
６３０ 第１伝送装置
６４３ 第１結合電極
６４４ 第２結合電極
６４５ 送受信部
６５０ 第２伝送装置
７００ 誘電体
７００ａ 第１領域
７００ｂ 第２領域
７１０ａ 第１底面
７１０ｂ 第２底面
７２０ 人体
７２０ａ 末端側
７２０ｂ 胴体側

【要約】

【課題】磁界通信と電界通信との双方を実現可能な伝送装置および伝送システムを提供する。
【解決手段】伝送装置１００は、伝送する信号を制御する通信回路１１０と、通信回路１１０に電気的に接続され、通信回路１１０による制御に基づいて磁界信号を送信可能な磁界アンテナ１２０と、通信回路１１０に電気的に接続され、通信回路１１０による制御に基づいて電界信号を送信可能な電界アンテナと、を備える。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】