特許 6392145 人体通信装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6392145

(24)【登録日】2018年8月31日

(45)【発行日】2018年9月19日

(54)【発明の名称】人体通信装置

(51)【国際特許分類】

   H04B 13/00 20060101AFI20180910BHJP

【ＦＩ】

   H04B13/00

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-46449(P2015-46449)

(22)【出願日】2015年3月9日

(65)【公開番号】特開2016-167713(P2016-167713A)

(43)【公開日】2016年9月15日

【審査請求日】2017年9月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100189913

【弁理士】

【氏名又は名称】鵜飼 健

(72)【発明者】

【氏名】松井 照久

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 欣一

(72)【発明者】

【氏名】中野 健治

【審査官】 鴨川 学

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２２３６４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０７７７３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８７０４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ １／００

Ｈ０４Ｂ １／３０

Ｈ０４Ｂ １／５９

Ｈ０４Ｂ １／７２

Ｈ０４Ｂ １１／００−１３／０２

Ｈ０４Ｂ ５／００− ５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

生体を介して他の装置と通信する人体通信装置であって、
複数の周波数の信号を生成する信号生成部と、
前記信号に応じて前記生体に電流を印加する電流印加部と、
前記生体に誘起された電圧を測定する電圧測定部と、
前記電流印加部により前記生体に印加した電流の電流値と、前記電圧測定部により測定した電圧値とに基づいて前記生体の周波数毎のインピーダンスを算出するインピーダンス演算部と、
前記インピーダンス演算部により算出された前記生体の周波数毎のインピーダンスに基づいて前記電流印加部により前記生体に印加する電流の値を制御する制御部と、
を具備する人体通信装置。

【請求項2】

前記インピーダンス演算部は、前記生体の周波数毎のインピーダンスと、予め設定された前記生体のインピーダンスの周波数特性とに基づいて前記生体の他の周波数のインピーダンスを推定する請求項１に記載の人体通信装置。

【請求項3】

前記電流印加部は、電圧に応じて出力する電流の値を制御する電圧制御定電流回路を備え、前記制御部は、前記生体の周波数毎のインピーダンスに基づいて前記電圧制御定電流回路に印加する電圧を制御する請求項１に記載の人体通信装置。

【請求項4】

前記信号生成部は、１ｋＨｚから１０ＭＨｚの範囲の中で複数の周波数の信号を生成する請求項１に記載の人体通信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、人体通信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

利用者が能動的な動作を行わずに例えば改札機などの通信対象と通信を行うことができる人体通信装置が提案されている。人体通信装置は、利用者の人体に電流を流して人体近傍に電界を発生させる。また、人体通信装置は、利用者の人体近傍を伝搬する電界を検知することができる。通信対象の機器は、人体近傍に発生した電界を検知する。また、通信対象の機器は、媒質に対して電流を流して媒質近傍に電界を発生させることにより、人体近傍に電界を伝搬させる。人体通信装置は、利用者の人体に電流を流して人体近傍に電界を発生させることにより、通信対象の機器に信号を送信することができる。また、人体通信装置は、利用者の人体近傍を伝搬する電界を検知することにより、通信対象の機器から送信された信号を受信することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−１３４９３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば、人体外の電源などの環境によってノイズなどの影響が発生するという課題がある。また、人体のインピーダンスは変化することによって伝搬特性が変化するという課題がある。

【0005】

本発明は、安定して動作する人体通信装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施形態に係る人体通信装置は、生体を介して他の装置と通信する通信装置であって、信号生成部と、電流印加部と、電圧測定部と、インピーダンス演算部と、制御部と、を具備する。信号生成部は、複数の周波数の信号を生成する。電流印加部は、前記信号に応じて前記生体に電流を印加する。電圧測定部は、前記生体に誘起された電圧を測定する。インピーダンス演算部は、前記電流印加部により前記生体に印加した電流の電流値と、前記電圧測定部により測定した電圧値とに基づいて前記生体の周波数毎のインピーダンスを算出する。制御部は、前記インピーダンス演算部により算出された前記生体の周波数毎のインピーダンスに基づいて前記電流印加部により前記生体に印加する電流の値を制御する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、一実施形態に係る人体通信装置が駅務システムに適用される場合の例を示す説明図である。

【図2】図２は、一実施形態に係る人体通信装置の構成例について説明するための説明図である。

【図3】図３は、一実施形態に係る人体通信装置の構成例について説明するための説明図である。

【図4】図４は、一実施形態に係る人体通信装置の動作例について説明するための説明図である。

【図5】図５は、一実施形態に係る人体通信装置の動作例について説明するための説明図である。

【図6】図６は、一実施形態に係る人体通信装置の動作例について説明するための説明図である。

【図7】図７は、一実施形態に係る人体通信装置の他の動作例について説明するための説明図である。

【図8】図８は、一実施形態に係る人体通信装置が他のシステムに適用される場合の例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、通信装置（人体通信装置）４が駅務システム１に適用される場合の例を示す説明図である。

【0009】

図１は、通信装置（人体通信装置）４が駅務システム１に適用される場合の例を示す説明図である。

【0010】

駅務システム１は、利用者が所持する通信装置２と、通信パッド３と、少なくとも一対の改札機４と、を備える。

【0011】

通信装置２は、利用者の人体に電流を流して人体近傍に電界を発生させる。また、通信装置２は、利用者の人体近傍を伝搬する電界を検知することができる。

【0012】

通信パッド３は、人体近傍に発生した電界を検知する。また、通信パッド３は、媒質に対して電流を流して媒質近傍に電界を発生させることにより、人体近傍に電界を伝搬させる。通信パッド３は、例えば改札機４の通路に設けられる。

【0013】

通信装置２は、利用者の人体に電流を流して人体近傍に電界を発生させることにより、通信パッド３に信号を送信することができる。また、通信装置２は、利用者の人体近傍を伝搬する電界を検知することにより、通信パッド３から送信された信号を受信することができる。即ち、通信パッド３は、改札機４の通路を通過する利用者の所持する通信装置２と信号を送受信することができる。

【0014】

一対の改札機４は、通路５を形成する本体６と、ドア７と、制御部８とを備える。ドア７は、制御部８の制御に応じて通路５を塞ぐように動作する。制御部８は、通信パッド３に接続されている。制御部８は、通信パッド３を介して通信装置２から受信した信号に基づいて利用者の通路５の通行を許可するか否かを判定する通行判定を行う。制御部８は、通行判定が可である場合にドア７を動作させず、通行判定が不可である場合に通路５を塞ぐようにドア７を動作させる。また、制御部８は、通信装置２に送る信号を通信パッド３を介して通信装置２に入力する。このように、駅務システム１は、通信装置２と通信パッド３とが通信を行うことによって改札機４を動作させることができる。

【0015】

以下図２乃至５を用いて通信装置２の構成について説明する。図２は、通信装置２の構成の例を示す。図２に示すように、通信装置２は、印加電極部１１、測定電極部１２、電流印加部１３、電圧測定部１４、及び制御部１５を備える。

【0016】

印加電極部１１は、通信装置２を利用者が装着した場合に生体（人体）と接触する少なくとも２つ以上の電極を備える。印加電極部１１の電極は、銅、または銀などの金属により構成される。また、印加電極部１１の電極は、ポリイミドフィルム、またはセラミックスなどの絶縁体が人体の間に介在された金属によって構成されていてもよい。印加電極部１１は、電流印加部１３から供給された電流を電極によって生体に印加する。

【0017】

測定電極部１２は、通信装置２を利用者が装着した場合に生体（人体）と接触する少なくとも２つ以上の電極を備える。測定電極部１２の電極は、印加電極部１１の電極と同様の材料により構成される。測定電極部１２は、生体に誘起された電圧を電極により受け取り電圧測定部１４に入力する。例えば、測定電極部１２は、２つの電極間に生じる電圧を電圧測定部１４が測定可能な状態で電圧測定部１４に供給する。より具体的には、測定電極部１２は、２つの電極間に生じる電圧をアナログ信号として電圧測定部１４に供給する。なお、印加電極部１１と測定電極部１２とは同一のものであってもよい。即ち、２つ以上の電極が、印加電極部１１及び測定電極部１２として共有される構成であってもよい。これにより、通信装置２のサイズを低減することができる。

【0018】

電流印加部１３は、制御部１５から供給されたデータに対して処理を施し通信用の信号を印加電極部１１に供給する。これによって、電流印加部１３は、生体に電流を流し、生体近傍に信号に応じた電界を生じさせる。図３は、通信装置２の電流印加部１３の構成の例を示す。図３に示すように、電流印加部１３は、Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ（Ｄ／Ａ）変換部２１、送信フィルタ部２２、及び電流制御部２３を備える。

【0019】

Ｄ／Ａ変換部２１は、デジタル信号をアナログ信号に変換する。Ｄ／Ａ変換部２１は、制御部１５から供給されたデータをアナログ信号に変換する。

【0020】

送信フィルタ部２２は、Ｄ／Ａ変換部２１により変換されたアナログ信号に対して信号処理を施す。送信フィルタ部２２は、例えば、アナログ信号の所定の周波数帯域の信号を減衰させるフィルタリング処理を行う。また、送信フィルタ部２２は、例えば、アナログ信号の強度の周波数特性を予め設定された特性に調整する構成であってもよい。

【0021】

電流制御部２３は、送信フィルタ部２２により信号処理が施されたアナログ信号に対して制御部１５の制御に基づいて処理を施し、処理を施したアナログ信号を印加電極部１１を介して生体に流す。電流制御部２３は、生体に流れるアナログ信号が予め設定されたアンペア以下になるように処理を施す回路部である。電流制御部２３は、例えば、電圧によって出力する電流を制御する電圧制御定電流回路を備える。具体的には、電流制御部２３は、電圧制御定電流回路として、増幅器回路を使用したＨｏｗｌａｎｄ回路を備える。また、電流制御部２３は、抵抗を可変可能な回路、出力する信号の電圧を可変可能な回路、または実際に流れる電流に基づいて信号の電圧を調整する回路を備える構成であってもよい。

【0022】

電圧測定部１４は、通信パッド３などの外部装置から測定電極部１２を介して通信装置２に送信された信号を受信する。電圧測定部１４は、例えば、測定電極部１２の２つの電極間に生じた電圧を測定することによって、通信パッド３などの外部装置から通信装置２に送信された信号を受信する。図４は、通信装置２の電圧測定部１４の構成の例を示す。図４に示すように、電圧測定部１４は、Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ（Ａ／Ｄ）変換部３１、及び信号処理部３２を備える。

【0023】

Ａ／Ｄ変換部３１は、信号処理部３２から供給されたアナログの信号をデジタルの信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部３１は、測定電極部１２から供給されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部３１は、デジタル信号を制御部１５に供給する。

【0024】

信号処理部３２は、測定電極部１２により受信したアナログ信号に対して信号処理を施す。信号処理部３２は、信号処理を施したアナログ信号をＡ／Ｄ変換部３１に供給する。信号処理部３２は、少なくとも１つ以上の電圧増幅部３３、及び少なくとも１つ以上の受信フィルタ部３４を備える。

【0025】

電圧増幅部３３は、測定電極部１２により得られたアナログ信号を増幅する。即ち、電圧増幅部３３は、測定電極部１２の２つの電極間に生じる電圧を増幅する。電圧増幅部３３は、予め設定された増幅度で電圧を増幅する構成であってもよいし、制御部１５の制御に基づいて増幅度を可変する構成であってもよい。また、電圧増幅部３３は、増幅度が１である電圧フォロワ回路を備える構成であってもよい。

【0026】

受信フィルタ部３４は、測定電極部１２により得られたアナログ信号の所定の周波数帯域の信号を減衰させるフィルタリング処理を行う。受信フィルタ部３４は、例えば、アナログ信号の強度の周波数特性を予め設定された特性に調整する構成であってもよい。受信フィルタ部３４は、抵抗、インダクタ、及びキャパシタなどの受動素子が組み合わせられた回路を備える構成であってもよいし、制御部１５の制御に基づいて動作するオペアンプなどの能動素子によって構成されたアクティブフィルタを備える構成であってもよい。

【0027】

制御部１５は、送信するディジタル信号の生成、受信したディジタル信号の解析、及び生体のインピーダンスの演算、並びに記憶領域へのデータの書き込み及び読み出しを行う。また、制御部１５は、電流印加部１３、及び電圧測定部１４の動作を制御する。制御部１５は、電流印加部１３に対してディジタル信号を入力することにより、生体にディジタル信号に応じた電流を流すことができる。また、制御部１５は、電圧測定部１４から受信したディジタル信号を解析することにより、生体を介して他の機器から送信されたデータを取得することができる。

【0028】

制御部１５は、例えば、フラッシュメモリ、またはＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)などの記憶領域を持つマイクロコントローラによって構成される。また、制御部１５は、例えば、ＦＰＧＡ(FieldProgrammable Gate Array)、ＰＬＤ(Programmable Logic Device)などによって構成されていてもよい。図５は、通信装置２の制御部１５の構成の例を示す。図５に示すように、制御部１５は、動作制御部４１と、通信信号演算部４２と、インピーダンス演算部４３と、データ保存部４４と、を備える。

【0029】

動作制御部４１は、数値演算、及び通信制御のための演算を行う。即ち、動作制御部４１は、送信するディジタル信号の生成、電圧測定部１４から供給されたディジタル信号の解析、並びに記憶領域へのデータの書き込み及び読み出しを行う。動作制御部４１は、マイクロコントローラにおけるプログラムとして実装することが可能である。例えば制御部１５がＦＰＧＡまたはＰＬＤによって構成されている場合、上記のプログラムと同等の動作を行うロジック回路によって動作制御部４１が構成されていてもよい。また、マイクロコントローラ動作を行う回路を制御部１５が備えることにより動作制御部４１が構成されていてもよい。

【0030】

通信信号演算部４２は、送受信を行う際にディジタル信号に対して符号化、復号化、誤り訂正処理、スクランブル処理、及びインターリーブ処理などを行う。通信信号演算部４２は、少なくとも２つ以上の周波数を生成して上記の処理に用いる。通信信号演算部４２は、例えば、生体の細胞の構造的な状態が生体のインピーダンスに反映されやすい周波数帯域である１ｋＨｚ〜１０ＭＨｚから少なくとも２つの周波数を生成する。例えば、通信信号演算部４２は、ＯＦＤＭ方式に基づいて複数の周波数を生成する。より具体的には、通信信号演算部４２は、電力線搬送通信（ＰＬＣ：Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）の通信規格であるITU-T G.9902、ITU-TG.9903、及びITU-T G.9904などの通信方式の物理層の仕様に基づいて、上記の符号化、復号化、誤り訂正処理、スクランブル処理、及びインターリーブ処理などの処理を実行する。

【0031】

通信信号演算部４２は、送信するディジタル信号に対して上記の処理を行い、アナログ変換された場合に少なくとも２つ以上の周波数のアナログ信号に変換されるディジタル信号を生成する。即ち、通信信号演算部４２は、少なくとも２つ以上の周波数のディジタル信号を生成する。また、通信信号演算部４２は、受信したディジタル信号に対して上記の処理を行うことにより、少なくとも２つ以上の周波数のディジタル信号を解析することができる。

【0032】

インピーダンス演算部４３は、生体のインピーダンスを演算する。インピーダンス演算部４３は、電流印加部１３によって印加電極部１１を介して生体に対して印加された電流の電流値と、電圧測定部１４で測定された電圧の値とに基づいて、生体のインピーダンスの演算を行う。インピーダンス演算部４３は、マイクロコントローラにおけるプログラムとして実装することが可能である。例えば制御部１５がＦＰＧＡまたはＰＬＤによって構成されている場合、上記のプログラムと同等の動作を行うロジック回路によって動作制御部４１が構成されていてもよい。また、マイクロコントローラ動作を行う回路を制御部１５が備えることにより動作制御部４１が構成されていてもよい。

【0033】

インピーダンス演算部４３は、複数の周波数毎に生体のインピーダンスを算出する場合、フーリエ変換を行う。即ち、インピーダンス演算部４３は、受信した信号の電圧及び送信した信号の電流をそれぞれ時系列で並べたデータ（電圧及び電流の時系列データ）をそれぞれフーリエ変換を行うことで電圧周波数特性および電流周波数特性を算出する。インピーダンス演算部４３は、電圧周波数特性を電流周波数特性で割り算することによってそれぞれの周波数毎の生体のインピーダンスを算出する。そして通信に使用する周波数に対応したインピーダンスを選択することによって、通信に使用する周波数でのインピーダンスを得ることができる。インピーダンスを算出するうえでノイズを低減するために時系列データに対して平均化処理やフィルタ処理などを含めることもできる。

【0034】

データ保存部４４は、フラッシュメモリ、またはＥＥＰＲＯＭによって構成される。また、データ保存部４４は、マイクロコントローラのプログラムが書き込まれた記憶領域とは異なる記憶領域によって構成されていてもよい。データ保存部４４は、インピーダンス演算部４３によって算出された周波数毎の生体のインピーダンスを保存する。また、データ保存部４４は、通信信号演算部４２からの要求に応じて保存している周波数毎の生体のインピーダンスを出力する。また、データ保存部４４は、例えば通信パッド３などの外部の機器からの要求に応じて保存している周波数毎の生体のインピーダンスを出力する構成であってもよい。

【0035】

図６は、通信装置２の動作の例を示すフローチャートである。なお、通信装置２の印加電極部１１及び測定電極部１２が生体に接触している状態であるとする。

【0036】

通信装置２の制御部１５は、電圧測定部１４を制御し、生体に誘起された電圧を測定する（ステップＳ１１）。電圧測定部１４は、生体に誘起されて測定電極部１２の電極に印加された電圧を増幅し、Ａ／Ｄ変換し、ディジタル信号を制御部１５に入力する。これにより制御部１５は、生体に誘起された電圧の周波数毎の値を取得する。

【0037】

制御部１５は、自身が送信動作を行っているか否かを判定する（ステップＳ１２）。即ち、制御部１５は、何らかのディジタル信号を電流印加部１３に入力し、電流印加部１３から生体に対して電流を印加することによって、信号を送信する動作を行っているか否か判定する。

【0038】

自身が送信動作を行っていない場合（ステップＳ１２、Ｎｏ）、制御部１５は、ステップＳ１６に移行し、通信動作を実行する。即ち、制御部１５は、電圧測定部１４及び測定電極部１２により受信した信号の処理する受信動作、または上記の送信動作を実行する。

【0039】

自身が送信動作を行っている場合（ステップＳ１２、Ｙｅｓ）、制御部１５は、0インピーダンス演算部４３によって送信に使用している送信電流の電流値、およびステップＳ１１で測定した測定電圧から生体の周波数毎のインピーダンスであるよりインピーダンス特性を算出する（ステップＳ１３）。

【0040】

制御部１５は、生体の周波数毎のインピーダンスに基づいて、周波数毎に電流制御部２３に印加する電圧を算出する（ステップＳ１４）。制御部１５は、電流制御部２３から出力されて生体に流れる電流が、予め設定された電流値未満になるように、周波数毎に電流印加部１３に印加する電圧を算出する。制御部１５は、算出した電圧値を用いて各周波数毎に電流印加部１３を制御することにより、電流印加部１３から生体に流れる電流を予め設定された電流値未満にすることができる。

【0041】

制御部１５は、インピーダンス演算部４３により算出した生体の周波数毎のインピーダンスをデータ保存部４４に保存する（ステップＳ１５）。またさらに、制御部１５は、生体の周波数毎のインピーダンスに基づいて算出した電圧制御定電流回路に印加する周波数毎の電圧の値をデータ保存部４４に保存する。

【0042】

制御部１５は、電圧測定部１４及び測定電極部１２により受信した信号の処理する受信動作、及び、電流印加部１３及び印加電極部１１により生体に対して電流を流して信号を送信する送信動作を実行し（ステップＳ１６）、処理を終了する。

【0043】

上記のように通信信号演算部４２は、２つ以上の周波数を用いて通信用の信号を生成することにより、１つの周波数の信号の伝送が生体の状態によって困難である場合であっても、外部電源環境のノイズに対して耐性を高めてより安定な通信を行うと共に、複数の周波数にデータを分割して伝送させることにより、通信速度を向上させることができる。

【0044】

またさらに、通信装置２は、生体に対して複数の周波数の電流を印加し、且つ生体に誘起された電界の電圧を検出して、印加した電流値と検出した電圧値とに基づいて生体のインピーダンスを算出する。このように、通信装置２は、複数の周波数の信号の送信動作を行いつつ、生体のインピーダンスを算出する構成である為、生体におけるインピーダンスの特性の変化を高速に求めることができる。生体に電流を印加する場合、生体に悪影響を及ぼさない範囲の電流量で通信を行う必要がある。即ち、生体に流れる電流量が予め設定されたアンペア以下になるように制御する必要がある。しかし、電流印加部１３は、算出された生体の周波数毎のインピーダンスを用いて印加電極部１１を介して生体に流れる電流が予め設定された電流値以下になるように制御する。これにより、通信装置２は、通信時に生体に流れる電流によって生体に悪影響を及ぼすことを防ぐことができる。

【0045】

なお、１ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの周波数帯域は、生体細胞の構造的な状態がインピーダンスに反映されやすい周波数帯域であるため、通信信号演算部４２は、１ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの周波数帯域の中で通信に用いる信号を複数の周波数で生成する。これにより、通信信号を用いたインピーダンス測定から生体の状態推定が行いやすくなる。

【0046】

なお、インピーダンス演算部４３は、次のように生体のある周波数のインピーダンスに基づいて他の周波数のインピーダンスを推定する構成であってもよい。例えば、印加電極部１１として非接触型または静電結合型の電極が用いられる場合、電極と生体との距離が長くなるのに従って入力インピーダンスが大きくなる為、低周波数の信号成分が高周波数の信号成分に比べ相対的に小さくなる。この結果、十分な強度の低周波数の信号成分を測定電極部１２が受信することができない可能性がある。そこで、インピーダンス演算部４３は、図７に示す最尤推定曲線に基づいて、周波数毎の生体のインピーダンスを推定（最尤推定）を行うことにより、低周波数の生体のインピーダンスを算出する構成であってもよい。

【0047】

図７は、インピーダンス演算部４３により算出したインピーダンス特性の例を示す説明図である。図７のグラフの横軸は、インピーダンスの実部を示す。また、縦軸は、インピーダンスの虚部を示す。周波数毎の生体のインピーダンスを算出した場合、生体のインピーダンスの周波数特性は、数式１に示すＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅの円弧則と呼ばれる式に従うことが多い。

【0048】

【数1】

【0049】

数式１のＺは、インピーダンスを示す。数式１のＺ_０は、周波数０［Ｈｚ］におけるインピーダンスを示す。数式１のＺ_∞は、周波数∞［Ｈｚ］におけるインピーダンスを示す。数式１のｆは、周波数を示す。数式１のτ_ｍは、中心緩和時間である。インピーダンス演算部４３は、十分な強度の信号を測定電極部１２によって得られず生体のインピーダンスを算出できなかった周波数が存在する場合、算出することができた生体のインピーダンスを用いてＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅの円弧則に最尤推定を行い、上記の数式１のＺ_０、Ｚ_∞、ｆ、τ_ｍ、及びβを決定する。数式１のＺ_０、Ｚ_∞、ｆ、τ_ｍ、及びβを決定することができた場合、インピーダンス演算部４３は、上記の数式１を用いて特定の周波数ｆの生体のインピーダンスの値を算出することができる。このような構成によると、通信装置２は、十分な強度の信号が得られた周波数のインピーダンスを用いて、他の周波数のインピーダンスを算出することができる。これにより、通信装置２は、生体の高周波数のインピーダンスから生体の低周波数のインピーダンスを算出することができる。

【0050】

また、上記のような構成によると、通信装置２は電力線搬送通信の規格に準拠した構成を備える。この為、図８に示すように広告と一体に形成され、電力線搬送通信に対応した通信装置９が、電力線１０を介して通信装置２に種々の情報を送信することができる。これにより、通信装置２を有する利用者が電力線１０の近傍を通行した場合、通信装置９は、送信する情報に応じて電力線１０に電界を発生させる。電力線１０に発生した電界が、利用者の生体を介して通信装置２により検知される。この結果、通信装置２は、種々の情報を電力線１０を介して取得することができる。これにより、通信装置９は、例えば広告に対応した情報を利用者の所持する通信装置２に送信することができる。

【0051】

なお、上記の例では、通信パッド３と通信をする例について説明したが、生体に装着された複数の通信装置２間で通信を行う場合であっても、通信装置２の動作は同じである。

【0052】

電力線搬送通信の通信規格であるITU-T G.9902、ITU-TG.9903、及びITU-T G.9904は、電力線環境における伝送路インピーダンスの変化、多数のノイズの存在など通信を行ううえで好ましくない環境においても安定に通信するための符号化方法などが採用されている。人体特性によりインピーダンスが変化するということは、通信を行ううえで、通信状態が変わりやすく通信には適していない環境であるといえる。そのため、これらの電力線搬送通信方式の通信方式を利用することによって、通信装置２は、生体のインピーダンス算出と、安定な通信とを同時に行うことが可能となる。この為、通信装置２は、少なくとも上記の通信方式に規定されたインターリーバの仕様に基づいて処理を行う。また、その他の誤り訂正符号なども上記の仕様とした場合には既存の上記の通信方式に準拠した通信IC を人体通信に使用することができる。

【0053】

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

【符号の説明】

【0054】

１…駅務システム、２…通信装置、３…通信パッド、４…改札機、５…通路、６…本体、７…ドア、８…制御部、９…通信装置、１０…電力線、１１…印加電極部、１２…測定電極部、１３…電流印加部、１４…電圧測定部、１５…制御部、２１…Ｄ／Ａ変換部、２２…送信フィルタ部、２３…電流制御部、３１…Ａ／Ｄ変換部、３２…信号処理部、３３…電圧増幅部、３４…受信フィルタ部、４１…動作制御部、４２…通信信号演算部、４３…インピーダンス演算部、４４…データ保存部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】