特許 6585956 電界通信システム

(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】6585956

(24)【登録日】2019年9月13日

(45)【発行日】2019年10月2日

(54)【発明の名称】電界通信システム

(51)【国際特許分類】

   H04B 13/00 20060101AFI20190919BHJP

【ＦＩ】

   H04B13/00

【請求項の数】8

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2015-152493(P2015-152493)

(22)【出願日】2015年7月31日

(65)【公開番号】特開2017-34475(P2017-34475A)

(43)【公開日】2017年2月9日

【審査請求日】2018年6月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004651

【氏名又は名称】日本信号株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094020

【弁理士】

【氏名又は名称】田宮 寛祉

(72)【発明者】

【氏名】瀬尾 研

(72)【発明者】

【氏名】斎藤 大介

(72)【発明者】

【氏名】大橋 享司

【審査官】 岡本 正紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１７６３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０８３２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２７８９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０５９８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１１２４５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１１３７９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９１９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１１６８９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

機械、機器、装置のいずれかの対象物に装備され、この対象物の操作入力手段と人との間における当該人を介在させる操作関係の繋がり領域で、前記対象物が前記人に求める所要の姿勢または行為を前記人がとっているか否かを前記対象物の側が検知し得るための人体検知手段を備え、
前記人体検知手段は前記対象物の制御処理手段に接続された少なくとも第１および第２の電界通信機の組により構成され、
少なくとも２組の前記人体検知手段の各々の前記第１および第２の電界通信機は、前記対象物において前記人の身体に繋がる異なる箇所に配置される、
ことを特徴とする電界通信システム。

【請求項2】

少なくとも２組の前記人体検知手段の各々は前記対象物の前記制御処理手段に接続された少なくとも３以上の前記電界通信機により構成され、
さらに、前記少なくとも３以上の電界通信機の間の少なくとも２つの対の電界通信機による複数の通信経路が成立したとき、前記対象物の側の動作目的に応じた優先基準に基づいていずれかの前記通信経路を選択する選択手段を備えることを特徴とする請求項１記載の電界通信システム。

【請求項3】

前記人が前記所要の姿勢または行為をとっているとき、前記人体検知手段および前記人の身体を通して通信経路が形成され、この通信経路を介して前記人に係るデータを前記対象物の側に送信するように構成されることを特徴とする請求項１または２記載の電界通信システム。

【請求項4】

前記対象物は、自動車、自動二輪車、自転車、飛行体、軌道車両、水上車両を含む移動機械であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電界通信システム。

【請求項5】

前記対象物は、工場内の生産ラインに設置された機械、機器、装置のいずれかであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電界通信システム。

【請求項6】

前記対象物は、公共施設に設置された機械、機器、装置のいずれかであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電界通信システム。

【請求項7】

前記公共施設が交通系施設でありかつ前記対象物が自動改札機であるとき、前記自動改札機の側は人認証手段によって人を認証すると共に、前記人体検知手段が、前記人が前記自動改札機を通行する意思を示す前記所要の姿勢または行為を行ったことを検知したとき、前記制御処理手段は前記自動改札機を所要の通行許可動作状態に制御することを特徴とする請求項６記載の電界通信システム。

【請求項8】

前記人は、特別な通信手段を用いることなく、前記所要の姿勢または行為を行うことを特徴とする請求項７記載の電界通信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電界通信システムに関し、特に、人体を介在して構成され、人の姿勢等を検知するのに好適な電界通信システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

電界通信システムは人体通信システムとも呼ばれ、人体を介在させて通信経路を成立させ、この通信経路を経由して通信を可能にする。電界通信システムでは、従来、通常的に、機械、機器、装置、または施設等（「機械等」と記す）の側に固定器を設け、人（人体）の側に移動器を携帯させる。固定器および移動器のいずれも、電界通信機の構成を有しており、所要の電極と、送信部および／または受信部とを内蔵している。人が、固定器に接近して接触等の関係が形成される繋がり領域に到ると、基準電位であるグランドの箇所に対して、空間では電気力線が形成され、当該人の人体等の中では電荷移動が生じ、閉ループの通信経路が形成される。このようにして、固定器、移動器、および接近した人の身体を経由して閉ループの通信経路が形成され、当該通信経路を伝送路としてデータ通信を行うことが可能となる。

【0003】

電界通信システムを利用した従来例として、例えば特許文献１に記載された車載機器制御システムを挙げる。この車載機器制御システムは、自動車に搭載された例えばナビゲーション機器に適用される電界通信システムであり、ナビゲーション機器の側に人体通信送信器と人体通信受信器を備え、ナビゲーション機器の操作入力器（タッチパネル）に対して人が操作を行う場合において、いかなる操作者が操作入力器を操作したか否かを、人体通信受信器で取り込まれた受信結果に基づき判断し、運転者が操作したときにはナビゲーション機器における操作指令に基づく動作を不可とするように切り替える構成を有している。車載のナビゲーション機器に適用された電界通信システムによって、ナビゲーション機器に対して操作指令を与えた者が、運転者であるか、または他の乗員であるかを判断できるように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−８３２０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来の電界通信システムでは、通常的には、固定器は機械等の側に、移動器は人の側に備えられるように構成されていた。そのため、人が固定器の電極に接触等すると、通信経路が成立し、通信が行われるようになっていた。このため、人の側では、移動器を取得して携帯することが必須の条件になっていた。当該移動器は電界通信機であり、その役割としては、個人のＩＤを機械等の側に通知するのみであり、認証行為、例えば非接触ＩＣカードの操作性（ＩＣカードを入力受信部にタッチする行為）を改善した単機能端末として利用しているにすぎない。

【0006】

また特許文献１に開示された車載機器制御システムによれば、ナビゲーション機器に電界通信システムを適用し、ナビゲーション機器の側に人体通信送信器と人体通信受信器を備えた構成になっている。人体通信送信機と人体通信受信機は共に固定器として用いられており、運転者や乗員等の人の側において特別な移動器を携帯する必要はなく、人は人体のみで足りている。しかし、この車載機器制御システムで利用された電界通信システムの構成によれば、単に、車載機器の操作入力部に操作入力を行った者がいかなる人（運転者または他の乗員）であるかを判別するための構成として利用されているにすぎない。

【0007】

電界通信システムは、本来、人体を介在させて通信経路を成立させることから人の存在を検知することが可能であり、さらに、成立した当該通信経路を利用してデータ送信を行うことが可能であるという独特の特性を有している。電界通信システムの当該特性をさらに積極的にかつ有効に利用すれば、将来的に、機械等と人との繋がり領域（インターフェースの部分）で、人の取る姿勢または行為等が、機械等の側から人に対して求められる姿勢または行為等の条件が合致するか否かを判別し、当該機械等の自動的な動作等の制御機能を高めるということが期待されている。

【0008】

本発明の目的は、上記の課題に鑑み、機械等とこれに関係する人との間において、機械等に関係して繋がる人の姿勢または行為等が機械等が求める条件を満たすか否かを検知することができるようにした電界通信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】

【0009】

本発明に係る電界通信システムは、上記の目的を達成するため、次のように構成される。

【0010】

第１の電界通信システム（請求項１に対応）は、機械、機器、装置のいずれかの対象物に装備され、この対象物の操作入力手段と人との間における当該人を介在させる操作関係の繋がり領域で、対象物が人に求める所要の姿勢または行為を人がとっているか否かを対象物の側が検知し得るための人体検知手段を備え、人体検知手段は対象物の制御処理手段に接続された少なくとも第１および第２の電界通信機の組により構成され、少なくとも２組の人体検知手段の各々の第１および第２の電界通信機は、対象物において人の身体に繋がる異なる箇所に配置されることを特徴とする。

【0011】

上記の電界通信システムでは、人を介在させて通信経路を生成する電界通信を利用することにより、機械等と人との少なくとも２箇所の繋がり領域において当該人に機械等が求める所要の姿勢または行為を当該人がとっているか否かを確実に知ることが可能となる。

【0013】

第２の電界通信システム（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは、少なくとも２組の人体検知手段の各々は対象物の制御処理手段に接続された少なくとも３以上の電界通信機により構成され、さらに、少なくとも３以上の電界通信機の間の少なくとも２つの対の電界通信機による複数の通信経路が成立したとき、対象物の側の動作目的に応じた優先基準に基づいていずれかの通信経路を選択する選択手段を備えることを特徴とする。

【0016】

第３の電界通信システム（請求項３に対応）は、上記の構成において、好ましくは、人が所要の姿勢または行為をとっているとき、人体検知手段および人の身体を通して通信経路が形成され、この通信経路を介して人に係るデータを対象物の側に送信するように構成されることを特徴とする。

【0017】

第４の電界通信システム（請求項４に対応）は、上記の構成において、好ましくは、対象物は、自動車、自動二輪車、自転車、飛行体、軌道車両、水上車両を含む移動機械であることを特徴とする。

【0018】

第５の電界通信システム（請求項５に対応）は、上記の構成において、好ましくは、対象物は、工場内の生産ラインに設置された機械、機器、装置のいずれかであることを特徴とする。

【0019】

第６の電界通信システム（請求項６に対応）は、上記の構成において、好ましくは、対象物は、公共施設に設置された機械、機器、装置のいずれかであることを特徴とする。

【0020】

第７の電界通信システム（請求項７に対応）は、上記の構成において、好ましくは、公共施設が交通系施設でありかつ対象物が自動改札機であるとき、自動改札機の側は人認証手段によって人を認証すると共に、人体検知手段が、人が自動改札機を通行する意思を示す所要の姿勢または行為を行ったことを検知したとき、制御処理手段は自動改札機を所要の通行許可動作状態に制御することを特徴とする。

【0021】

第８の電界通信システム（請求項８に対応）は、上記の構成において、好ましくは、人は、特別な通信手段を用いることなく、所要の姿勢または行為を行うことを特徴とする。

【発明の効果】

【0024】

本発明に係る電界通信システムによれば、次の効果を奏する。
機械等と人とが係わって機械等の側に必要な動作をさせる構成であって、電界通信を利用して機械等と人との係わり関係を形成する構成において、本来的に人の側で携帯すべき電界通信機を機械等の側に第２の固定器（固定側電界通信機）として取り付けたため、人の側では特別な電界通信機を携帯する必要がなくなり、さらに、機械側が人に求める所要の姿勢または行為を当該人がとっている否かを確実に知ることができ、機械等の側の制御処理や動作維持の技術的効果、または公共施設等では人へのサービス提供等の効果を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明に係る電界通信システムおよび電界通信機器の基本的な構成を概念的に説明するための図である。

【図2】本発明に係る電界通信システムを自動車のエンジンの制御に適用した第１の実施形態の要部構成を示すブロック図である。

【図3】第１の実施形態に係る電界通信システムを備えた自動車において実行される制御の内容を示すフローチャートである。

【図4】人が存在する１つの場所に３以上の電界通信機を備えた第１の実施形態の第１の変形例を示すブロック図である。

【図5】異なる２つの対象物のそれぞれに一対の電界通信機を配置した第１の実施形態の第２の変形例を示すブロック図である。

【図6】本発明に係る電界通信システムを自動車のシートベルトに適用した第２の実施形態を示す利用状態の斜視図である。

【図7】本発明に係る電界通信システムを自転車のグリップに適用した第３の実施形態を示す利用状態側面図である。

【図8】本発明に係る電界通信システムを工場の生産ラインに適用した第４の実施形態を示す図である。

【図9】本発明に係る電界通信システムを介護施設の被介護者用ベッドに適用した第５の実施形態を示す図である。

【図10】本発明に係る電界通信システムを駅等の交通系公共施設に設けた自動改札機に適用した第６の実施形態の要部構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。

【0027】

図１を参照して、本発明に係る電界通信システムの基本的な構成を概念的に説明する。図１において、１０は本発明に係る電界通信システム、１１は電界通信システム１０が適用される対象物である。当該対象物１１は、代表的に機械であり、その他、機器、装置、あるいはその類似物である。機械としては自動車等の移動機械が代表的である。移動機械には、例えば、その他に、自動二輪車、自転車、飛行体、軌道車両、水上車両を含む。また機械、機器、装置等の対象物１１は、医療系施設、交通系施設等の公共施設において設置または装備された機械、機器、装置等であることも可能である。

【0028】

対象物１１は、人１２によって運転または入力等の操作が行われる対象である。人１２としては、運転者、乗員、操作員（作業者）、通行者、利用者等である。対象物１１は、人１２によって操作される操作入力部１１Ａを備えている。対象物１１は、人１２が操作入力部１１Ａを操作等することにより、当該操作関係の形成に基づいて、制御指令や各種のデータを受け取る。操作入力部１１Ａの操作等（または「操作関係」）は、具体的には、例えば、人１２の手や足等の身体を用いた行為に基づく入力、または、操作入力部１１Ａに対する人１２の操作入力等の姿勢、または、単にセンサ手段として構成された操作入力部１１Ａと人１２の間の距離関係もしくは当該操作入力部１１Ａに対する人１２の移動関係などである。操作入力部１１Ａの操作等は、人１２との関係において、「操作関係」として成立するものである。このように、対象物１１の操作入力部１１Ａと人１２との間においては、当該人１２を介在させて成る操作関係が形成され、当該操作関係に基づいて、物理的な繋がり領域１３が作られる。当該繋がり領域１３は、対象物１１である機械、機器、装置等と人１２との間の「操作する（「情報・指令等を提供する」を含む）」および「操作される（「情報・指令等を提供される」ことを含む）」という機械等と人間との間の物理的な繋がり領域であり、接触および非接触の関係を含むものである。図１に示した繋がり領域（操作関係）１３は、例えば、操作入力部１１Ａと、これを操作する人１２の手との間に作られている。
また「操作関係の繋がり領域」については、医療系施設等において設置された電動ベッドのごとき機器等の場合、その概念はさらに拡張され、例えば電動ベッド等に対して人（患者等）が特定の姿勢（状態を含む）をとっている場合にも電動ベッド等と人とは操作関係の繋がり領域が作られるものとする。

【0029】

次に、電界通信システム１０において、対象物１１の側には、少なくとも２つの電界通信機１４，１５が備えられている。電界通信機１４，１５は電界通信を可能にするための通信手段である。電界通信機１４，１５は、一方が機械側に装備される固定器、他方が人側に装備される移動器として構成されるのではなく、両方共に対象物１１の側に装備される固定器（固定側電界通信機）として構成される。従って、人１２の側においては、電界通信のための特別な移動器すなわち移動側電界通信機を所持し携帯するという必要性はなくなる。つまり、人の側では電界通信のための手段を用意し持つ必要はない。

【0030】

また電界通信機１４，１５の個数は任意であり、３つでも４つでもよい。

【0031】

電界通信機１４，１５は、電界通信を行うための送受信部、または、電界送信のみを行うための送信部、または、電界受信のみを行うための受信部を含むように構成することができる。電界通信機１４，１５の構成は、その用途または目的に応じて、任意に選択することができる。図１に示した例では、電界通信機１４，１５のうち、例えば電界通信機１４は対象物１１の操作入力部１１Ａに関係付けて設置され、他方、電界通信機１５は対象物１１の一部を成す他の箇所に関係付けて設置されている。電界通信機１４，１５のより詳しい内部構成は、後述する第１の実施形態等を参照して説明される。

【0032】

２つの電界通信機１４，１５のそれぞれは、人１２との間において、異なる箇所に配置され、人１２を介在させて通信経路（接続状態または繋がり状態）を形成することに貢献する。人１２は、他の場所から対象物１１の操作入力部１１Ａに近づくように移動し、予め定められた位置（電界通信機１５の設置位置）にその身体をセットし、当該位置で、その手で操作入力部１１Ａに対して必要な姿勢をとる、または、必要な行為を行う。前述した通り、対象物１１の操作入力部１１Ａとこれを操作する人１２の手との間では繋がり領域１３が作られる。また人１２がその手で操作入力部１１Ａを操作すると、人１２の身体と、電界通信機１４，１５のそれぞれとが電界通信的に接続される。結果として、人１２の身体を介在させて、２つの電界通信機１４，１５の間に通信経路１６が形成されることになる。こうして電界通信システム１０が構築されることになり、そして２つの電界通信機１４，１５は、人１２についての人体検知手段として機能する。

【0033】

２つの電界通信機１４，１５は、それぞれ、対象物１１に内蔵された制御処理部１７に接続されている。電界通信システム１０において、上記の通信経路１６が形成されると、対象物１１の制御処理部１７は、対象物１１の操作入力部１１Ａとの位置関係において人１２の身体が所定の位置に存在することを検知することができる。さらに、必要に応じて、対象物１１の制御処理部１７に対して、電界通信機１４，１５の側から人１２に関する情報（データ）等が送信される。すなわち、対象物１１の制御処理部１７は、人１２に関する情報（データ）を受け取ることができる。対象物１１の制御処理部１７は、以上のプロセスを経て、人１２に関する人体検知を行い、さらに必要に応じて人１２に関する情報（データ）を入手し、その後制御指令を生成・出力し、対象物１１に内蔵される例えば駆動装置１８の動作を制御する。

【0034】

上記において、人体検知手段として構成される２つの電界通信機１４，１５に関して電界通信機１４を操作入力部１１Ａに関係付けるように構成したため、人１２は、対象物１１である機械等の側から、人１２が対象物１１の操作入力部１１Ａとの間において所要の姿勢を成すまたは所要の行為を行うことを求められていることになる。換言すれば、対象物１１の側に設けられた２つの電界通信機１４，１５で構成される人体検知手段は、操作関係の繋がり領域１３に存在する人１２が、その身体を、操作入力部１１Ａとの操作関係において、対象物１１の側から求められる所要の姿勢または行為をとっているか否かを検知するための手段としての独特の機能・構成を有している。

【0035】

対象物１１に適用された本発明に係る電界通信システム１０の構成によれば、少なくとも２つの電界通信機１４，１５のいずれも、固定器として、対象物１１の側の異なる所要の箇所に設置することによって、人１２の側は特別な電界通信用移動器を携帯することなく、通信経路を形成することができる。そして、さらに、操作関係の繋がり領域１３に存在する人１２について、操作入力部１１Ａとの操作関係に関して、対象物１１の側が人に求める所要の姿勢または行為を人１２がとっているか否かを検知することができる。

【0036】

上記のシステム構成について、他の観点から述べると、本来的には移動器として人１２の側に携帯されるべき電界通信機（移動側電界通信機）を、第２の固定器（固定側電界通信機）として、機械等である対象物１１の側に設置するものである。なお対象物１１の側では、元々、１つの電界通信機を固定器（第１の固定側電界通信機）として備えている。このシステム構成によれば、人１２の身体を電界通信の通信経路として利用するにあたり、人１２の側では特別に電界通信機を携帯する必要はなく、身体のみで対処することができるという利点を有している。

【0037】

次に、図２と図３を参照して、本発明に係る電界通信システムの第１の実施形態を説明する。この第１の実施形態は、自動車のエンジンの制御に電界通信システムを適用した例である。このエンジン制御の内容は、運転者が運転席に座って運転姿勢でハンドルに触れていない場合には、安全性の観点で、エンジンを動作させないという内容である。

【0038】

図１を参照して第１の実施形態の構成を説明する。前述した対象物１１は自動車であり、さらに詳しくは自動車に搭載されたエンジンシステム２１である。エンジンシステム２１は、自動車の駆動装置であるエンジン２２、エンジン２２の電子回路部の各構成要素に対して制御指令を与える処理部２３、エンジン２２の動作に係る制御信号を出力する制御部２４を内蔵している。制御部２４は、電界通信システム１０の人検知手段から与えられる人検知に係る情報に基づいて、エンジン１１の駆動制御に要する制御信号を生成し出力する。処理部２３は、制御部２４から与えられた制御信号に基づき、制御指令を生成し、エンジン２２に対して与える。

【0039】

電界通信システム１０は２つの電界通信機２５，２６を備えている。一方の電界通信機２５は自動車のハンドル２７の箇所に内蔵等により取り付けられている。ハンドル２７は、自動車の進行方向を決める操作入力装置（操舵装置）である。他方の電界通信機２６は、自動車の運転席の座席シート２８に内蔵等により取り付けられている。座席シート２８は、運転者が座る箇所である。第１の実施形態の構成において、電界通信機２５は電界通信受信機としての機能（受信機能）を有するように構成され、電界通信機２６は電界通信送信機としての機能（送信機能）を有するように構成されている。

【0040】

電界通信機２５は、電極２５ａと電界通信受信部２５ｂとＣＰＵ２５ｃとＩ／Ｆ（インターフェース部）２５ｄを内蔵している。電界通信機２６は、電極２６ａと電界通信送信部２６ｂとＣＰＵ２６ｃとＩ／Ｆ（インターフェース部）２６ｄを内蔵している。電界通信機２５はそのＩ／Ｆ２５ｄを介してエンジンシステム２１の制御部２４に電気的に接続されている。電界通信部２６はそのＩ／Ｆ２６ｄを介してエンジンシステム２１の制御部２４に電気的に接続されている。

【0041】

上記の構成を有する電界通信システム１０は、自動車の電源スイッチがオフされているときであっても、車載バッテリ（図示せず）から電力が供給されており、能動状態に保持されている。

【0042】

上記の電界通信システム１０では、運転者２９が自動車に乗り込み、座席シート２８に座り、さらにその手でハンドル２７を握ると、前述した通り、運転者２９の手とハンドル２７との間で操作関係の繋がり領域１３が作られる。さらに、ハンドル２７を操作すべく当該ハンドル２７を握った時点において、座席シート２８に設けた電界通信機２６とハンドル２７に設けた電界通信機２５との間で、運転者２９の身体を介在させて、電界通信システム１０における通信経路１６が生成されることになる。この通信経路１６が生成されると、運転者２９の身体を介して電界通信が可能になる。この実施形態の場合には、矢印３０に示されるように、電界通信機２６から電界通信機２５に対して情報（データ）等の伝送を行うことが可能となる。

【0043】

上記の電界通信システム１０によれば、自動車の座席シート２８に運転者２９が座って運転を行うためハンドル２７を握ると、電界通信の通信経路１６が形成され、２つの電界通信機２５，２６によって形成された人検知手段に基づいて、操作関係の繋がり領域１３において人が存在することを検知することができる。さらに、当該通信経路１６が生成されたことにより、自動車のエンジンシステム２１の側では、運転席の座席シート２８に座った運転者２９はハンドル２７を握った状態（運転姿勢）にあることが分かり、かつ、運転者に対して求める運転姿勢（または運転行為）を当該運転者２９がとっているか否かということを検知することができる。換言すれば、運転者２９が検知されるときには運転者２９がハンドル２７を握っていることが検知でき、運転者２９が検知されないときには運転者２９がハンドル２７を握っていないかまたは座席シート２８の場所にいないということが判明する。

【0044】

次に、図３のフローチャートを参照して、自動車のエンジン２２の動作制御について説明する。図３において、破線のブロック３１はエンジンシステム２１が停止状態にある場合のプロセスを示し、破線のブロック３２はエンジンシステム２１が動作状態にある場合のプロセスを示している。

【0045】

エンジンシステム２１が停止している状態のブロック３１において、電界通信システム１０の側には車載バッテリから電力が供給され、電界通信システム１０は能動状態にある。電界通信システム１０では、エンジン２２が停止した待機状態において、送信機能を有する電界通信機２６がポーリングを実行している（ステップＳ１１）。そして、次の段階で、人体の進入があり、かつ自動車の側から求められる運転に係る所定の姿勢（所要の運転姿勢）に従って通信経路１６が形成されているか否かを判断する（判断ステップＳ１２）。つまり、運転者２９が座席シート２８に座り、その状態で自動車の側から求められる所要の運転姿勢をとっているか否かを判断する。判断ステップＳ１２でＮＯである場合にはステップＳ１１に戻り、ＹＥＳの場合には次のステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３では、エンジンシステム２１を動作させるための動作条件を成立させる。当該動作条件としては、例えば、電源スイッチの自動的にＯＮすることであり、エンジン２２の動作を可能にしかつ自動車の運転を可能にするための条件である。ステップＳ１３が実行された後、ブロック３２に移行する。

【0046】

ブロック３２において、先ず、エンジンシステム２１が動作を開始する（ステップＳ１４）。その後、電界通信機２６がエンジン２２の動作中におけるポーリングを実行する（ステップＳ１５）。そして、次の段階では、人体が検出されかつ通信経路１６が形成されているか否かを判断する（判断ステップＳ１６）。つまり、運転者２９が継続して座席シート２８に座って、自動車の側から求められる所要の運転姿勢をとっているか否かが判断される。判断ステップＳ１６でＹＥＳである場合にはステップＳ１５に戻り、ＮＯの場合には次のステップＳ１７に移行する。判断ステップＳ１６でＹＥＳであることは、運転者２９が座席シート２８に座って継続して運転姿勢を維持し、自動車の運転を行っていることを意味する。判断ステップＳ１６でＹＥＳである場合には、ステップＳ１５と判断ステップＳ１６を繰り返す。判断ステップＳ１６でＮＯであることは、運転者２９が自動車の側から求められている運転姿勢をとっていないことを意味する。そこで、次のステップＳ１７では、運転者２９に対して、エンジンシステム２１を停止することの警告を発する。
警告の例として、表示パネルでの緊急警告表や、発音器による警告音の発生である。その後、判断ステップＳ１８で、再度、人体が検出されかつ通信経路１６が形成されているか否かを判断する。警告によって運転者２９が運転姿勢をとる可能性があるからである。２回目の判断ステップＳ１８でＹＥＳの場合にはステップＳ１５に戻り、ＮＯの場合にはステップＳ１９に移行する。ステップＳ１５に戻ることにより、運転者２９の運転姿勢に関する問題は解消されたものとして、エンジンシステム２１の動作を継続することになる。ステップＳ１９に移行した場合には、運転者２９が所要の運転姿勢を維持していないとして、エンジンシステム２１の停止条件を成立させる。停止条件とは、例えば、電源スイッチを自動的にＯＦＦにすることである。その結果、次のステップＳ２０で、エンジンシステム２１は停止する。

【0047】

上記の第１の実施形態によれば、自動車のエンジンシステム２１の動作制御に本発明に係る電界通信システム１０を適用した。これにより、自動車の側から見ると、エンジンシステム２１に接続された電界通信機２５，２６から成る人体検知手段を用いることにより、運転席（座席シート２８）に居る運転者２９が自動車の側が求める所要の姿勢をとっているか否かを正確に判断することができ、エンジンシステム２１の自動的な動作等に有効に役立てることができる。この例では、自動車のエンジンシステム２１に適用されたが、自動車に搭載された他のシステムに適用することができるのは勿論である。

【0048】

次に、図４を参照して上記の第１の実施形態の第１の変形例を説明する。図４は図２に示した構成に変更を加えている。この変形実施形態では、電界通信システム１０において３つの電界通信機が装備されている。図４では、前述した電界通信機２５，２６に対してさらに電界通信機４１を備えている。その他の構成は、図２で説明した構成と同じである。電界通信機４１は、ブレーキペダル４２に関連して取り付けられている。ブレーキペダル４２と運転者２９の足との間には、運転者２９がその足でブレーキペダルを踏んだとき、操作関係の繋がり領域１４が作られる。また電界通信機４１はエンジンシステム２１の制御部２４に電気的に接続されている。電界通信機４１は電界通信受信部を内蔵しており、電界通信機２５と同じ内部構成を有している。従って、座席シート２８に座って運転姿勢の状態にある運転者２９がブレーキペダル４２を踏むと、通信経路１６に関して、電界通信機２５への通路経路の部分に加えて、ブレーキペダル４２と運転者２９の足との間における操作関係の繋がり領域１３で、さらに電界通信機４１への通信経路の部分が生成される。通信経路１６における電界通信機４１への通信経路の部分によって、矢印４３に示すようにデータを伝送することが可能となる。

【0049】

上記のごとく、エンジンシステム２１に対して設けた電界通信システム１０において３つの電界通信機２５，２６，４１を備えると、座席シート２８に座った運転者２９の身体を介在させて、電界通信機２５，２６の間、および電界通信機２５，４１の間、の２つの対の電界通信機による２つの通信経路（接続状態または繋がり状態）が成立することが可能となる。このような構成の場合にも、エンジンシステム２１の側の動作目的に応じた優先基準に基づいていずれか一方または両方の通信経路を選択することができる。当該選択を行う選択手段は、例えば送信側の電界通信機２６に持たせることができる。すなわち、第１の実施形態において図３を参照して説明したフローチャートのプロセスを前提として、例えば、待機中での送信機能を有する電界通信機２６のポーリングの実行においては、電界通信システム１０内で各機器のＩＤが予め分かっているので、受信側の２つの電界通信機２５，４１に対して交互にポーリングを行うことができる。そして、受信側の２つの電界通信機２５，４１に対して交互にポーリングを行うことにより、例えば両方を検知した場合にはエンジン２２の始動を行う、または、優先基準に基づき優先度の高い電界通信機２５を検知した場合にはその後に電界通信機４１に対してポーリングを行い、それを検知した後にエンジン２２の始動を行うようにする。またエンジン動作中の電界通信機２６のポーリングの実行においては、ブレーキペダル４２側の電界通信機４１に対してのみ定期的にポーリングを行い、電界通信機４１との間で通信経路１６が形成されると、前述した警告のステップ（Ｓ１７）およびその後の条件に応じた停止のステップ（Ｓ１９）が実行される。

【0050】

また、送信側の電界通信機２６と、受信側の電界通信機２５および電界通信機４１のいずれか一方または両方との間で、通信経路１６が形成された場合には、当該通信経路１６を経由し、通信先ＩＤ指定に基づいて、送信側の電界通信機２６からデータ伝送を行うことができる。

【0051】

上記の実施形態の説明では、電界通信システム１０は３つの電界通信機２５，２６，４１を備えるように構成されたが、３つよりも多い数の電界通信機を備えるように構成することもできる。

【0052】

次に、図５を参照して上記の第１の実施形態の第２の変形例を説明する。図５は電界通信システム１０の中に４つの電界通信機を備える構成である。一対の電界通信機２５，２６の組は、前述したごとく、自動車のエンジンシステム２１の動作制御のため運転席の座席シート２８に装備された人検知手段であり、人（運転者１９）が介在すると、ハンドル２７と運転者２９の手との間で前述した操作関係の繋がり領域１３が作られ、さらに電界通信機２５，２６の間で運転者２９の身体を介して通信経路１６が生成される。他方、一対の電界通信機５１，５２の組は、例えば自動車の自動運転システム５３の動作制御のための他の場所に配置されることによって装備された人検知手段であり、人が介在すると、入力操作手段とこれを操作する運転手２９の手との間で他の操作関係の繋がり領域１３Ａが作られ、さらに電界通信機５１，５２の間で運転者２９の身体を介して他の通信経路が生成される。このように、４つの電界通信機により２つの対の電界通信機による人検知手段によって、２つの自動車用のシステムの動作制御を行うように構成することができる。

【0053】

次に、図６を参照して、本発明に係る電界通信システムの第２の実施形態を説明する。この第２の実施形態は、例えば航空機の操縦席等のシートベルトに電界通信システムを適用した例である。

【0054】

電界通信機については、第１の実施形態で説明した２つの電界通信機２５，２６を用いる。この構成では、操縦席等の座席シート６０に装備されたシートベルト６１に対して送信機能を有した電界通信機２６を取り付け、また例えば床面の足元部分に設けられたマット６２に受信機能を有した電界通信機２５を設置している。人（操縦士等）６３が座席シート２８に座り、シートベルト６１を身体に装着したときのみに、電界通信機２５，２６の間で通信経路１６が形成され、データ伝送が可能となる。

【0055】

上記の電界通信システムの構成によれば、人６３が座席シート６０に座っている姿勢をとることで、前述した操作関係の繋がり関係が作られる。そして、電界通信によって操縦士等の乗員の有無やシートベルトの装着の有無を検知し確認することができ、これにより安全性を高めることができる。人６３が操縦士である場合には、どの程度の時間の間、操縦士が操縦姿勢の状態にあるかを確認することができる。そのため、その時間を計測して基準時間を超えた場合には警告を発するように構成することもでき、長時間運転の影響による交通事故を低減することができる。さらに、シートベルト６１に取り付けた電界通信機２６がリーダを備えたカードホルダ状の構造物であれば、パスポートや操縦士証明などの人６３に係る個人を特定するＩＣカードを挿入するように構成することもできる。これによって、人認証を行うことが可能になり、搭乗証明や機内行動（在席）監視等を行うことができる。
すなわち、航空機の操縦席および副操縦席等では、操縦席と副操縦席に確実に人が座っている状態で通信可能になり、航空機等の側は、当該人の姿勢または行為がとられているか否かを通信経路を経由して確認でき、安全な飛行を実現することができる。仮に、操縦者等が不用意に座席を離れてしまうことがあれば、管制塔に異常を知らせることにより、墜落等の事故を未然に防ぐことも可能となる。
航空機が旅客機であって旅客席に適用した場合には、旅客が所持する指定座席の情報をＩＣカードに保存し、そのＩＣカードをシートベルト等に取り付けたリーダ付きカードホルダ状構造を有する電界通信機にセットすることにより、指定された正規の人が座席に座っているか否かを一括して確認することができる。

【0056】

次に、図７を参照して、本発明に係る電界通信システムの第３の実施形態を説明する。この第３の実施形態は、自転車のグリップに電界通信システムを適用した例である。自転車は、例えばレンタル自転車である。

【0057】

電界通信機については、第１の実施形態で説明した２つの電界通信機２５，２６を用いる。この構成では、例えば自転車７１のグリップ７２（サドル７５等でも可）に対して送信機能を有した電界通信機２６を取り付け、また例えばレンタルショップの特定場所等の床面に設けられたマット７３に電界通信機２５を設置する。人７４が自転車７１のサドル７４に跨り、自転車７１のグリップ７２を握ると、電界通信機２５，２６の間で通信経路１６が形成され、データ伝送が可能となる。この電界通信システムの構成によれば、人７４がマット７３上でグリップ７２を握ることで、グリップ７２と人７４の手との間で前述した操作関係の繋がり関係が作られる。

【0058】

レンタル自転車等では、好ましくは、誰が自転車７１に乗っているかの情報が求められる。従って、グリップ７２に電界通信機２６を取り付け、当該電界通信機２６を、リーダを備えたカードホルダ状の構造物とすることにより、免許証などの人７４に係る個人を特定するＩＣカードを挿入するように構成にし、この仕組みにより借りた人７４の確認を行うことができる。なおタッチ式のＩＣカードを利用する構成に比較して、利便性があり、利用しやすいという特長を有している。

【0059】

本発明に係る電界通信システムは、さらに、その他の移動機械である、自動二輪車、電車または新幹線等（軌道車両）、水上車両、飛行体等に対して、前述した各実施形態と同様に適用することができる。

【0060】

自動二輪車の場合には、前述した自転車の実施形態の場合と同様な適用がなされる。

【0061】

電車や新幹線等の場合、水上車両の場合には、その運転席に電界通信システムを適用することにより、運転者が機械等から求められる所要の姿勢または行為をとっているか否かを検知することができ、これによりＡＴＳと連動させることにより電車、新幹線、水上車両等を停止させ、事故を未然に防ぐことができる。
さらに新幹線等の旅客用の各座席に、リーダ付きカードホルダ状構造を有する電界通信機を取り付け、さらに、旅客が所持する指定座席の情報をＩＣカードに保存し、そのＩＣカードを当該電界通信機にセットすることにより、指定された正規の人が座席に座っているか否かを一括して確認することができる。
飛行体の例としては、模型のヘリコプターやドローン等の操縦器等に適用することができる。

【0062】

図８を参照して、本発明に係る電界通信システムの第４の実施形態を説明する。この第４の実施形態は、工場の生産ラインに電界通信システムを適用した例である。

【0063】

当該生産ラインには、製造中の対象物を搬送するベルトコンベア等に沿って、工程に応じて、複数の機械等が設置されている。図８では、ベルトコンベア８１の付近の場所に設置された制御指令用の１台の機械８２を示している。この機械８２は、その場所で作業する作業者８３によって操作される。作業者８３は、機械８２の操作入力部８４を操作して必要な操作指令を機械８２に与える。機械８２の側は、当該操作のために作業者８３に対して所要の姿勢または行為を求めている。電界通信システムにおける送信機能を有した電界通信機２６は、機械８２の操作入力部８４に取り付けられている。この電界通信機２６は、リーダ付きカードホルダ状構造を有する電界通信機である。また機械８２の正面部側の床面において作業者８３が立つ場所にはマット８５が配置され、当該マット８５には、他方の受信機能を有した電界通信機２５を取り付けられている。

【0064】

上記の構成において、作業者８３は機械８２の正面でマット８５の上に立って機械８２の操作入力部８４を操作して、作業を行う。このとき、作業者８３は作業操作を開始する前の段階で、作業者８３が所持するＩＣカードを電界通信機２６に挿入・セットし、操作入力部８４を操作する。これにより、通信経路１６が形成され、さらに通信経路１６を経由して作業者８３の情報が機械８２の側に送られ、機械８２の動作が開始される。この電界通信システムによれば、機械８２の側において、通信経路１６を経由した通信により、誰が何時間働いたか、機械８２の動作において所要の姿勢をとってまたは所要の行為を行って確実に立ち会っているか否かを確認することができる。電界通信を利用した構成によれば、人が介在していることで通信が成立するため、緊急時、または体調不良などで作業者８３が不用意にその作業の場から離れたとき、機械８２の動作を自動的に停止することで、安全性を高めることができる。

【0065】

図９を参照して、本発明に係る電界通信システムの第５の実施形態を説明する。この第５の実施形態は、介護施設において被介護者ベッドに電界通信システムを適用した例である。

【0066】

９１はベッドであり、９２はベッド９１に横たわる被介護者である。ベッド９１には、介護担当者が待機する管理室の通信装置と接続された連絡用通信装置９３が装備されている。さらにベッド９１においては、被介護者９２の頭部付近の箇所に送信機能を有した電界通信機２６を取り付け、被介護者９２の腰または足の付近の箇所に受信機能を有した電界通信機２５を取り付けている。ベッド９１に被介護者９２が横たわると、当該横たわりの姿勢でベッド９１と被介護者９２の間において前述した操作関係の繋がり領域が作られる。そしてベッド９１に被介護者９２が横たわることにより、被介護者９２の身体を介在させて通信経路１６が形成される。この通信経路１６に基づく電界通信により、ベッド９１に装備された連絡用通信装置９３に、管理室の通信装置に対して、被介護者９２が、所要の姿勢でベッド９１に横たわっていることの情報が送信される。このため、ベッド９１の上の被介護者９２が不用意に通信経路１６が消失するように移動すると、連絡用通信装置９３から管理室の通信装置に対して通信が行えないため、被介護者９２の状態が異常であることを知らせることが可能となる。これにより、ベッド９１から被介護者９２が落下したり、または、被介護者９２が徘徊することを防止することができる。

【0067】

上記の第５の実施形態に係る介護施設における被介護者用ベッド９１の電界通信システムの適用例は、病院施設の医療用ベッドに応用することができる。この場合には、送信機能を有した電界通信機２６をリーダ付きカードホルダ状構造を有する電界通信機とし、当該電界通信機２６に、電子カルテ等の患者の情報が入ったＩＣカードを挿入してセットし、個人認証が可能となり、医師や看護婦の利便性が向上し、薬剤の誤使用等による人為的ミスによる事故を防止することができる。

【0068】

次に図１０を参照して、本発明に係る電界通信システムの第６の実施形態を説明する。この第６の実施形態は、交通系公共施設（駅等）に設けた自動改札機等（一般的にはゲート）に電界通信システムを適用した例である。

【0069】

１０１は駅内に設置された自動改札機である。自動改札機１０１は従来装置と基本的に同じ構成を有している。従って、自動改札機１０１は、利用者がＩＣカードを接触させるタッチ入力部１０２（受信センサ）、人検知センサ１０３、開閉ドア１０４等を備えている。またこの自動改札機１０１には例えば顔認証装置１０５が付加されている。さらに自動改札機１０１には、前述した送信機能を有する電界通信機２６をタッチ入力部１０２に取り付け、かつ受信機能を有する電界通信機２５を通路床面に取り付けている。

【0070】

なおこの自動改札機１０１の利用では、自動改札機１０１を管理する管理コンピュータ（サーバ）の側において、利用者について顔認証が行われると共に、利用者のそれぞれはマイナンバーを割り当てられて管理がなされることを仮定している。

【0071】

上記の構成を有する自動改札機１０１によれば、利用者１０６が自動改札機１０１を通行しようとするとき、自動改札機１０１の入口で顔認証装置１０５で利用者１０６の顔認証がなされる。さらに、その後、利用者１０６について、認証された顔とマイナンバーとが紐付けられる。自動改札機１０１においては、その後、利用者１０６が入場意思（通行意思）があるか否かを判定する。入場意思は、利用者１０６が、何も持つことなく、例えばタッチ入力部１０２に対してタッチを行うという所要の行為に基づいて判断される。自動改札機１０１において、利用者１０６がこのようなタッチ行為を行えば、電界通信機２５，２６の間において通信経路１６が形成され、通信が成立する。この結果、自動改札機１０１の側においては、利用者１０６の入場意思または通行意思を確認することができる。従って、自動改札機１０１を利用する利用者１０６は、特別な機器を持つことなく、自動改札機１０１の側から求められる姿勢または行為をとるだけで、入場等を行うことができる。

【0072】

なお「入場意思」については、その他、任意の姿勢または行為（通行姿勢、単なる通行行為等）によっても確認することは可能である。このような場合には、人検知センサ１０３等を利用することも可能である。

【0073】

以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。

【産業上の利用可能性】

【0074】

本発明に係る電界通信システムおよび電界通信機器は、機械等と人との間のインターフェースにおける通信装置として利用され、特に、人の側において電界通信機器を携帯することを必要としない電界通信、さらに機械等の側が人に求める所要の姿勢または行為を当該人がとっているか否かを機械等の側が判断することが可能なシステムに利用される。

【符号の説明】

【0075】

１０ 電界通信システム
１１ 対象物
１１Ａ 操作入力部
１３，１３Ａ 操作関係の繋がり領域
１４，１５ 電界通信機
１６ 通信経路
１７ 制御処理部
１８ 駆動装置
２１ エンジンシステム
２５，２６ 電界通信機
２７ ハンドル
２８ 座席シート
２９ 運転者
３１ エンジンシステム停止状態に係る処理のブロック
３２ エンジンシステム動作状態に係る処理のブロック
４１ 電界通信機
４２ ブレーキペダル
５１，５２ 電界通信機
５３ 自動運転システム
６０ 座席シート
６１ シートベルト
６２ マット
６３ 人
７１ 自転車
７２ グリップ
７３ マット
７４ 人
７５ サドル
８１ ベルトコンベア
８２ 機械
８３ 作業者
８４ 操作入力部
８５ マット
９１ ベッド
９２ 被介護者
９３ 連絡用通信装置
１０１ 自動改札機
１０２ タッチ入力部
１０３ 人検知センサ
１０４ 開閉ドア
１０５ 顔認証装置
１０６ 利用者

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】