Система связи

Система связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе связи и, предпочтительно, к системе связи, предназначенной для передачи и приема информации, например, через электрическое поле.

Уровень техники

Традиционно системы связи предназначены для передачи и приема информации с использованием поля излучения (радиоволн), например, между мобильными телефонами, и для передачи и приема информации через электромагнитную индукцию, например, между катушкой в блоке считывания/записи данных, установленном в устройстве проверки и сбора билетов на станции, и катушкой в карте интегральной микросхемы.

Недавно были предложены системы связи, которые включают устройство связи, находящиеся на теле человека, находящиеся в контакте с кожей, и устройства связи, расположенное рядом с пользователем, как показано в таблице 1, приведенной ниже. В этих системах связи, к телу человека подводят переменное напряжение через электрод устройства связи на теле человека, и в результате этого на электроде устройства связи на стороне оборудования возникает явление электростатической индукции под действием конденсатора, образованного с использованием тела человека, находящегося между электродами устройства связи на теле человека и устройства связи на стороне оборудования, при этом тело человека используется в качестве среды передачи. Используя явление электростатической индукции, можно передавать и принимать информацию (см., например, непатентный документ 1).

В дополнение к системам связи, показанным в Таблице 1, было предложены множество систем связи, предназначенных для передачи и приема информации, с использованием явления электростатической индукции, наводимой в электроде под действием конденсатора, с использованием тела человека, находящегося между передающим и приемным электродами, в качестве среды передачи (см. патентные документы 1-9 и непатентные документы 2-5).

[Патентный документ 1] Национальная публикация международной заявки на патент №11-509380

[Патентный документ 2] патент №3074644

[Патентный документ 3] выложенный японский патент №10-228524

[Патентный документ 4] выложенный японский патент №10-229357

[Патентный документ 5] выложенный японский патент №2001-308803

[Патентный документ 6] выложенный японский патент №2000-224083

[Патентный документ 7] выложенный японский патент №2001-223649

[Патентный документ 8] выложенный японский патент №2001-308803

[Патентный документ 9] выложенный японский патент №2002-9710

[Непатентный документ 1] Интернет

<URL:http://www.mew.co.jp/press/0103/0103-7.htm> (найден 20 января 2003 г.)

[Непатентный документ 2] "Development of Information Communication Device with Human Body Used as Transmission Line" by Keisuke Hachisuka, Ann Nakata, Kenji Shiba, Ken Sasaki, Hiroshi Hosaka and Kiyoshi Itao (Tokyo University); March 1, 2002 (Collected Papers for Academic Lectures on Micromechatronics, Vol., 2002, Spring, pp.27-28)

[Непатентный документ 3] "Development of Communication System within Organism" by Anri Nakata; Keisuke Hachisuka, Kenji Shiba, Ken Sasaki, Hiroshi Hosaka and Kiyoshi Itao (Tokyo University); 2002 (Collected Papers for Academic Lectures for Japan Society of Precision Engineering Conference, Spring, p.640)

[Непатентный документ 4] "Review on Modeling of Communication System Utilizing Human Body as Transmission Line" by Katsuyuki Fujii (Chiba University), Koichi Date (Chiba University), Shigeru Tajima (Sony Computer Science Laboratories, Inc.); March 1, 2002 (Technical Reports by The Institute of Image Information and Television Engineers Vol.26, No.20, pp.13-18)

[Непатентный документ 5] "Development of Information Communication Device with Human Body Used as Transmission Line" by Keisuke Hachisuka, Ann Nakata, Kento Takeda, Ken Sasaki, Hiroshi Hosaka, Kiyoshi Itao (Graduate School of Science of New Region Creation, Tokyo University) and Kenji Shiba (Science and Engineering Course, Tokyo University of Science); March 18, 2002 (Micromechatronics Vol.46; No.2; pp.53-64)

В системах связи с такой конфигурацией, поскольку действие конденсатора, с использованием тела человека, находящегося между передающим и приемным электродами в качестве среды, является предпосылкой физического принципа действия, интенсивность связи между электродами зависит от площади электродов.

Кроме того, поскольку действие конденсатора, с использованием тела человека, находящегося между передающим и приемным электродами в качестве среды, является предпосылкой физического принципа действия, физически невозможно, например, когда передающий электрод надет на правое запястье человека, обеспечить связь в других направлениях кроме направления от правого запястья человека к кончику пальца. Когда передающий электрод надет на грудь человека, физически невозможно обеспечить связь в других направлениях, кроме направления прямо от груди человека.

Как описано выше, в системах связи, поскольку действие конденсатора, с использованием тела человека, находящегося между передающим и приемным электродами в качестве среды, является предпосылкой физического принципа действия, существует проблема, связанная с тем, что направление связи ограничено положением электрода, надетого на тело человека, а также проблема, состоящая в том, что обеспечивается малая степень свободы при связи, потому что интенсивность связи зависит от площади электрода.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение создано с учетом указанных выше проблем, и в нем предложена система связи, устройство связи и способ связи, позволяющие повысить степень свободы во время связи.

В настоящем изобретении, для решения указанных проблем, система связи содержит первое устройство связи, предназначенное для электризации объекта, который обладает свойствами электризации, путем генерирования квазиэлектростатического поля, модулированного в соответствии с передаваемой информацией; и второе устройство связи, предназначенное для обнаружения изменения состояния электризации объекта электризации и демодуляции информации на основе этого изменения.

В этом случае в системе связи возможно обеспечить действие объекта электризации в качестве антенны в квазиэлектростатическом поле, изотропно от поверхности объекта, с электризацией объекта электризации в соответствии с определенной информацией. Поэтому возможно обеспечить связь без ограничения направления связи положением электрода первого устройства связи и без зависимости интенсивности связи от площади электрода, что, таким образом, позволяет повысить степень свободы во время связи.

В настоящем изобретении, даже когда объект электризации представляет собой тело человека, можно заставить действовать тело человека в качестве антенны в квазиэлектростатическом поле, изотропно от поверхности тела человека, независимо от наличия или отсутствия движения тела человека, потому что тело человека хорошо электризуется по своей природе.

Кроме того, в настоящем изобретении, благодаря формированию электрода со структурой, соответствующей опорной частоте так, что интенсивность компонента поля индукции электрического поля находится ниже уровня шумов, определенного в соответствии с диапазоном связи, энергия, требуемая для связи, может быть уменьшена, благодаря уменьшению компонента поля индукции и компонента поля излучения, ненужных для связи с использованием квазиэлектростатического поля, и ненужное распространение может быть исключено для повышения пространственной разрешающей способности, которая позволяет обеспечить стабильность связи. Таким образом, можно обеспечить устойчивую связь.

Как указано выше, в соответствии с настоящим изобретением, объект электризации обладающий свойствами электризации, электризуют, генерируя квазиэлектростатическое поле, модулированное в соответствии с передаваемой информацией, и информацию демодулируют на основе изменения состояния электризации объекта электризации так, чтобы было возможно обеспечить действие объекта электризации в качестве антенны в квазиэлектростатическом поле, изотропно от поверхности объекта электризации, благодаря электризации объекта электризации в соответствии с определенной информацией. Таким образом, можно обеспечить связь без ограничения направления связи положением электрода передающей стороны и без зависимости интенсивности связи от площади электрода, и таким образом может быть повышена степень свободы во время связи.

Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением, даже когда объект электризации представляет собой тело человека, возможно обеспечить действие тела человека в качестве антенны в квазиэлектростатическом поле, изотропно от поверхности тела человека, независимо от наличия или отсутствия движения тела человека, потому что тело человека хорошо электризуется по своей природе. Таким образом, может быть повышена степень свободы во время связи.

Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением, благодаря формированию электрода со структурой, в соответствии с опорной частотой так, что интенсивность компонента поля индукции электрического поля ниже уровня шумов, определенного в соответствии с диапазоном связи, энергия, требуемая для связи, может быть уменьшена, благодаря уменьшению компонента поля индукции и компонента поля излучения, ненужных для связи с использованием квазиэлектростатического поля, и ненужное распространение может быть предотвращено для повышения пространственной разрешающей способности, которая позволяет обеспечить стабильность связи. Таким образом, можно обеспечить устойчивую связь, и степень свободы во время связи может быть увеличена.

Краткое описание чертежей

На фигуре 1 показана принципиальная схема, поясняющая полярную систему координат.

На фигуре 2 показан график, представляющий относительное изменение интенсивности (1) каждого электрического поля в зависимости от расстояния.

На фигуре 3 показан график, представляющий относительное изменение интенсивности (2) каждого электрического поля в зависимости от расстояния.

На фигуре 4 показан график, представляющий отношение между длиной волны и расстоянием.

На фигуре 5 показана принципиальная схема, представляющая всю конфигурацию системы связи в соответствии с первым вариантом выполнения.

На фигуре 6 показано схемное решение/блок-схема, представляющее конфигурацию устройства проверки и сбора билетов.

На фигуре 7 показана принципиальная схема, поясняющая действие тела человека в качестве антенны.

На фигуре 8 показана принципиальная схема, представляющая электрические подключения в системе связи.

На фигуре 9 показана блок-схема, представляющая конфигурацию устройства карты.

На фигуре 10 показана принципиальная схема, представляющая поверхность пола устройства проверки и сбора билетов.

На фигуре 11 показана принципиальная схема, представляющая эквипотенциальную поверхность сформированного квазиэлектростатического поля, когда тело человека действует как идеальная симметричная антенна.

На фигуре 12 показана принципиальная схема, представляющая эквипотенциальную поверхность квазиэлектростатического поля, сформированную в соответствии с данным вариантом выполнения.

На фигуре 13 показана принципиальная схема, поясняющая предотвращение электрической утечки.

На фигуре 14 показана принципиальная схема, представляющая пример установки устройства карты в другом варианте выполнения.

На фигуре 15 показана принципиальная схема, представляющая конфигурацию линии поглощения/заземления шумов.

На фигуре 16 показано схемное решение/блок-схема, представляющее конфигурацию (1) устройства проверки и сбора билетов в другом варианте выполнения.

На фигуре 17 показана принципиальная схема, представляющая электрические соединения (1) в системе связи в другом варианте выполнения.

На фигуре 18 показана блок-схема представляющая конфигурацию устройства карты в другом варианте выполнения.

На фигуре 19 показано схемное решение/блок-схема, представляющее конфигурацию (2) устройства проверки и сбора билетов в другом варианте выполнения.

На фигуре 20 показана принципиальная схема, представляющая всю конфигурацию системы связи в соответствии со вторым вариантом выполнения.

На фигуре 21 показана блок-схема, представляющая конфигурацию устройства воспроизведения голоса.

На фигуре 22 показана блок-схема, представляющая конфигурацию устройства головного телефона.

На фигуре 23 показана принципиальная схема, представляющая пример модели тела человека для моделирования с использованием способа ОКРВ.

На фигуре 24 показана принципиальная схема, представляющая отношение между площадью электрода и потенциалом между электродами на стороне приема.

На фигуре 25 показана принципиальная схема, представляющая отношение между расстоянием между электродами и потенциалом между электродами на стороне приема.

На фигуре 26 показана принципиальная схема, представляющая отношение между площадью электрода на стороне передачи и потенциалом между электродами на стороне приема.

На фигуре 27 показана принципиальная схема, представляющая отношение между расстоянием между электродами на стороне передачи и потенциалом между электродами на стороне приема.

На фигуре 28 показана принципиальная схема, представляющая отношение между электрической интенсивностью составного электрического поля и расстоянием из источника электрического поля.

На фигуре 29 показана принципиальная схема, представляющая отношение между интенсивностью электрического поля для поля индукции и расстоянием от источника электрического поля.

На фигуре 30 показана принципиальная схема, представляющая отношение между подводимым потенциалом и частотой.

На фигуре 31 показана схема последовательности выполнения операций, представляющая процедуру конструирования.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение подробно описано ниже со ссылкой на чертежи.

(1) Краткое описание изобретения

В соответствии с изобретением информацию передают и принимают с использованием электрического поля. Сущность настоящего изобретение описана ниже с использованием терминов, относящихся к электрическому полю.

(1-1) Электрическое поле

Обычно, когда ток протекает через электрический диполь (симметричная антенна), электрическое поле Б, генерируемое в соответствии с расстоянием г от антенны, может быть представлено в виде упрощенной формулы, показанной ниже:

где А - постоянная, j - воображаемая единица, k - количество волн.

Как показано в приведенной выше формуле (1), электрическое поле Е может быть приблизительно разделено на компонент, обратно пропорциональный расстоянию r в кубе (в дальнейшем этот компонент называется квазиэлектростатическим полем), компонент, обратно пропорциональный расстоянию r в квадрате (в дальнейшем этот компонент называется полем индукции), и компонент, обратно пропорциональный расстоянию r в линейной зависимости (в дальнейшем этот компонент называется полем излучения).

Поле излучения представляет собой компонент, обладающий превосходной способностью к распространению, который слабо затухает, даже на большом расстоянии r, так как он обратно пропорционален расстоянию r в линейной зависимости, и поэтому его обычно используют в телекоммуникации, качестве среды передачи информации.

Хотя поле индукции представляет собой компонент, мало пригодный для передачи, который затухает обратно пропорционально расстоянию r в квадрате, по мере увеличения расстояния r, его недавно стали использовать в качестве среды передачи информации в области телекоммуникации.

Квазиэлектростатическое поле представляет собой компонент, который быстро затухает обратно пропорционально расстоянию r в кубе, и поэтому его нельзя использовать для передачи информации, и он проявляется в непосредственной близости от источника колебаний только как колебание. Поэтому его не используют для передачи информации, основанной на поле излучения и поле индукции.

Настоящее изобретение предназначено для передачи и приема информации в пределах непосредственной близости (в дальнейшем называется связью в ближнем поле), с использованием квазиэлектростатического поля среди электрических полей.

(1-2) Квазиэлектростатическое поле

Квазиэлектростатическое поле будет более подробно описано ниже. Сначала представим электрическое поле Е, определенное в приведенной выше формуле (1) как электрическое поле в положении Р(r, θ, ϕ) на заданном расстоянии от точки начала координат, как показано на фигуре 1.

В этом случае, если предполагается, что существуют заряд q и заряд -q, разделенные расстоянием δ, и заряд q изменяется как "Qcosωt" в момент времени t, тогда электрические поля Er, Eθ и Eϕ в положении Р(r, θ, ϕ) могут быть представлены следующими формулами соответственно при расположении заряда q в точке начала координат:

В формулах (2) электрическое поле Еϕ равно "нулю", и это означает, что в направлении ϕ от положения Р (на фигуре 1) электрическое поле не генерируется.

Если компонент, который находится в линейной обратно пропорциональной зависимости от расстояния r (то есть поле излучения), отделен от электрических полей Er и Eθ, представленных в формулах (2), то поле Е1r излучения и Е1θ в положении Р (r, θ, ϕ) могут быть представлены в виде следующих формул:

Если компонент, который имеет линейную обратно пропорциональную зависимость от расстояния r в квадрате (то есть поле индукции), отделить от электрических полей Er и Еθ, представленных в формулах (2), то поля Е2r индукции и Е2θ в положении Р(r, θ, ϕ) могут быть представлены как следующие формулы:

Если компонент, который находится в линейной обратно пропорциональной зависимости от расстояния r в кубе (то есть квазиэлектростатическое поле), отделить от электрических полей Er и Еθ, представленных в формулах (2), тогда квазиэлектростатические поля Е3r и Е3θ в положении Р(r, θ, ϕ) могут быть представлены в виде следующих формул:

В формулах (3) только поле Е1r излучения равно "нулю", и это означает, что в тангенциальном направлении от положения Р (на фигуре 1) электрическое поле не генерируется.

Теперь, чтобы представить напряженность электрического поля компонентов каждого поля излучения, поля индукции и квазиэлектростатического поля на расстоянии r, ниже будут более подробно описаны поле Е1θ излучения, поле Е2θ индукции и квазиэлектростатическое поле Е3θ в формулах (3) и (5).

Количество волн k [m^-1] определяется соотношением, представленным в следующей формуле, где угловая частота обозначена как ω и скорость света обозначена как с:

Если в формуле (6) заменить количество волн k, выражение "j·exp (-jkr)" сократить, так как оно находится вне пределов настоящего обсуждения, и "cosωt" принять равным единице (1), поскольку нужно рассматривать максимальное изменение по времени между зарядом q и зарядом -q, будут получены следующие формулы:

поле излучения

поле индукции

квазиэлектростатическое поле

Если формулы (7) преобразовать, заменяя расстояние δ, заряд q(=Q) и θ на единицу (1), 0. 001 [С] π/2 соответственно, тогда получим следующие формулы:

поле излучения

поле индукции

квазиэлектростатическое поле

На фигурах 2 и 3 показаны результаты, полученные путем качественного представления напряженности электрического поля составляющей поля Е1θ излучения, поля Е2θ индукции и квазиэлектростатического поля Е3θ, на основе формул (8).

Однако на фигурах 2 и 3 показаны значения напряженности электрического поля составляющей на частоте 1 [МГц], и на фигуре 3 показаны значения напряженности электрического поля составляющей, представленные на фигуре 2, замененные индексами (шкала индекса).

Как особенно очевидно показано на фигуре 3, напряженности электрического поля составляющих Е1θ излучения, поля Е2θ индукции и квазиэлектростатического поля Е3θ равны на определенном расстоянии r (в дальнейшем называется граничной точкой), и поле Е1θ излучения является доминирующим на расстоянии от граничной точки. И наоборот, в непосредственной близости к граничной точке квазиэлектростатическое поле Е3θ является доминирующим.

В граничной точке следующая формула установлена в соответствии с приведенными выше формулами (8):

Скорость света находится в соотношении, представленном следующей формулой, где длина волны обозначена как λ и частота обозначена как f:

Угловая частота ω находится в соотношении, показанном следующей формулой:

Тогда, подставляя формулу (10) и формулу (11) в формулу (9) и после перегруппировки формулы (9), получим следующую формулу:

В соответствии с формулой (12) расстояние r от начала координат до граничной точки изменяется в соответствии с длиной волны λ. Как показано на фигуре 4, чем больше длина волны λ, тем шире диапазон (расстояние r от начала координат до граничной точки), в котором квазиэлектростатическое поле Е3θ является доминирующим.

Таким образом, из приведенного выше описания следует, что квазиэлектростатическое поле В3θ является доминирующим в пределах диапазона, в котором расстояние r от начала координат составляет "r<λ/2π", если предположить, что относительная диэлектрическая постоянная воздуха ε равна 1 и длина волны в воздухе равна λ.

В настоящем изобретении, выбирая дальность, удовлетворяющую формулу (12), при передаче и приеме информации, с использованием подхода непосредственной близости для связи в ближнем поле, информацию передают и принимают в пространстве, в котором доминирует квазиэлектростатическое поле В3θ.

(1-3) квазиэлектростатическое поле и тело человека

Хотя для того чтобы обеспечить генерирование телом человека поля излучения или поля индукции, к телу человека необходимо подвести ток, эффективно подвести ток к телу человека трудно физически, потому что полное сопротивление тела человека очень велико. Подводить ток к телу человека также нежелательно физиологически. Однако, что касается статического электричества, ситуация совершенно отлична.

Из нашей каждодневной жизни известно, что тело человека очень часто электризуется, в соответствии с эмпирическим фактом ощущения статического электричества. Поскольку известно, что квазиэлектростатическое поле генерируется при электризации поверхности тела человека во время движения тела человека, нет необходимости подводить электричество к телу человека, чтобы обеспечить генерирование телом человека квазиэлектростатического поля, нужно только наэлектризовать тело человека.

Таким образом, тело человека электризуется в результате чрезвычайно малых движений заряда (ток); при этом изменение электризации мгновенно распространяется вокруг поверхности тела человека; и затем эквипотенциальная поверхность квазиэлектростатического поля формируется, по существу, изотропно от периферии тела. Кроме того, в пределах дальности, удовлетворяющей приведенной выше формуле (12), в пределах которой квазиэлектростатическое поле является доминирующим, поле излучения и поле индукции не имеют большого влияния. Следовательно, тело человека эффективно функционирует в качестве антенны. Это было подтверждено заявителем по результатами экспериментов.

Как технология связи в ближнем поле, существующая информация адаптирована для модуляции квазиэлектростатического поля, которое изотропно сформировано рядом с телом человека, в результате электризации тела человека в соответствии с определенной информацией, и в результате формируется квазиэлектростатическое поле, несущее информацию рядом с телом человека, через которое информацию передают и принимают.

Таким образом, в настоящем изобретении, как описано выше, используют природу квазиэлектростатического поля и природу тела человека путем электризации тела человека в пределах дальности, на которой квазиэлектростатическое поле является доминирующим, при этом тело человека действует в качестве антенны; и при этом квазиэлектростатическое поле, сформированное в непосредственной близости к телу человека, используется как среда передачи информации. Вариант выполнения, в котором применяется настоящее изобретение, будет описан ниже.

(2) Первый вариант выполнения

(2-1) Полная конфигурация системы связи в соответствии с первым вариантом выполнения

На фигуре 5 ссылочной позицией 1, в общем, обозначена вся конфигурация системы связи, в соответствии с первым вариантом выполнения. Система связи содержит устройство 2 проверки и сбора билетов, установленное на некоторой станции, и мобильное устройство 3 в форме карты (далее называется устройством карты) помещено в карман одежды на теле человека (далее называется пользователем), который использует устройство 2 проверки и сбора билетов.

Для устройства 2 проверки и сбора билетов выделен участок 4 прохода входа/выхода в определенном месте на станции, для прохода пользователя, и выход на дверь 5, открывающуюся и закрывающуюся на стороне выхода участка 4 прохода входа/выхода. Здесь установлен электрод 7 (далее называется электродом боковой поверхности), на боковой поверхности стороны входа участка 4 прохода входа/выхода.

Устройство 3 карты на одной из поверхностей содержит электрод (далее называется внутренним электродом) 8 и электрод (далее называется внешним электродом) 9 на другой поверхности.

Система 1 связи адаптирована для активации устройства 3 карты пользователя, который проходит через участок 4 прохода входа/выхода, для осуществления связи в ближнем поле между устройством 3 карты и устройством 2 проверки и сбора билетов и открывания закрытой выходной двери 5, в случае необходимости.

(2-2) Связь в ближнем поле

Связь в ближнем поле, осуществляемая в системе 1 связи, будет подробно описана ниже со ссылкой на чертежи, с представлением внутренней конфигурации устройства 2 проверки и сбора билетов и внутренней конфигурации устройства 3 карты.

(2-2-1) Активация устройства карты

Как показано на фигуре 6, часть 20 управления устройства 2 проверки и сбора билетов предназначена для выполнения общего управления устройством 2 проверки и сбора билетов в соответствии с определенной программой обработки связи и позволяет переключать секцию 21а устройства 21 переключения направления связи на передающий соединительный контур 21b или приемный соединительный контур 21с, на основе заданной тактовой частоты, предварительно записанной в памяти сохранения информации.

Часть 23 передачи, при передаче в моменты времени, основанные на тактовой частоте связи, подает переменный сигнал S1 с заданной частотой, сгенерированный с помощью источника 15 питания переменного напряжения, на электрод 7 боковой поверхности через устройство 21 переключения направления связи, чтобы сгенерировать квазиэлектростатическое поле, в соответствии с переменным сигналом S1, через электрод 7 боковой поверхности.

В частности, часть 23 передачи позволяет генерировать квазиэлектростатическое поле на электроде 7 боковой поверхности, исключая при этом поле излучения и поле индукции, как описано выше со ссылкой на фигуры 2 и 3, генерируя переменный сигнал S1 с частотой f и подавая этот сигнал S1 на электрод 7 боковой поверхности, при этом частота f определяется по следующей формуле, которую получают, подставляя представленную выше формулу (10) в представленную выше формулу (12), предполагая, что относительная диэлектрическая постоянная воздуха ε равна 1, длина волны в воздухе обозначена как λ, максимальное расстояние между внешним электродом 9 и электродом 7 боковой поверхности, когда устройство 3 карты и устройство 2 проверки и сбора билетов связываются друг с другом, обозначено как r и частота переменного сигнала S1 обозначена как f, и с перестановкой формулы (12) после замены:

В этой ситуации, когда пользователь входит в квазиэлектростатическое поле, сгенерированное электродом 7 боковой поверхности (то есть, когда пользователь пытается пройти через участок 4 прохода входа/выхода), происходит электризация пользователя в пределах квазиэлектростатического поля, в соответствии со смещением электрода 7 боковой поверхности, и, таким образом, его тело действует как антенна, в то время как квазиэлектростатическое поле в соответствии со смещением (далее называется переменным квазиэлектростатическим полем) TD изотропно распространяется вокруг поверхности тела пользователя.

В этом случае, как показано на фигуре 7, внутренний электрод 8 устройства 3 карты, которое несет пользователь, статически соединено с пользователем и формирует конденсатор С2, в то время как внешний электрод 9 статически соединен с землей и формирует конденсатор С3 и статически соединен с электродом 7 боковой поверхности (которая имеет потенциал, эквивалентный потенциалу земли) через тело пользователя, формируя конденсатор С1.

В результате этого, как показано на фигуре 8, образуется электрическая связь последовательно через электрод 7 боковой поверхности, тело пользователя, внутренний электрод 8 и внешний электрод 9, при этом внешний электрод 9 обеспечивает опорный потенциал для источника 15 питания переменного тока в устройстве 3 карты через наэлектризованное тело пользователя. Таким образом, напряжение источника 15 питания переменного тока на стороне устройства 2 проверки и сбора билетов прикладывается между внутренним электродом 8 и внешним электродом 9 в устройстве 3 карты через наэлектризованное тело пользователя.

В этом случае, как показано на фигуре 9, устройство 3 карты соединяет секцию 31а переключения на стороне внутреннего электроде 8 с приемным соединительным контуром 31с и секцию 31b переключения внешнего электрода 9 с приемным соединительным контуром 31е; выполняет двухполупериодное выпрямление переменного сигнала (тока) S1, сгенерированного между внешним электродом 9 и внутренним электродом 8, с помощью схемы выпрямителя 33; и полученный в результате постоянный ток S2 накапливается в сглаживающем конденсаторе НС как энергия.

Часть 32 управления источником питания позволяет активизировать устройство 3 карты, когда она обнаруживает, что энергия, накопленная в сглаживающем конденсаторе НС, достигла заданного уровня напряжения.

Таким образом, в системе 1 связи благодаря электризации пользователя, чтобы получить энергию для устройства 3 карты от тела пользователя, функционирующего как огромная антенна (электрод), можно обеспечить передачу энергии от устройства 2 проверки и сбора билетов, и при этом возможно на стороне устройства 3 карты получать энергию независимо от площади внутреннего электрода 8 и внешнего электрода 9 и без необходимости использования батареи для устройства 3 карты.

Благодаря этому система 1 связи позволяет повысить эффективность подачи питания от устройства 2 проверки и сбора билетов в устройство 3 карты и позволяет обеспечить миниатюризацию всей системы и самого устройства 3 карты.

Устройство 3 карты генерирует синхронизированный сигнал S3 тактовой частоты, соответствующей тактовой частоте связи устройства 2 проверки и сбора билетов, с использованием генератора 34 тактовой частоты, на основе частоты f переменного сигнала S1, передаваемого из устройства 2 проверки и сбора билетов, и передает синхронизированный сигнал S3 тактовой частоты в часть 30 управления.

Часть 30 управления обеспечивает общее управление устройством 3 карты в соответствии с заданной программой обработки связи и переключает секции 31а и 31b переключения устройства 31 переключения направления связи на основе синхронизированного сигнала S3 тактовой частоты, передаваемого генератором 34 тактовой частоты.

Часть 30 управления позволяет соединять секцию 31а переключения с приемным соединительным контуром 31d и секцией 31b переключения с контуром 31f заземления во время передачи, на основе синхронизированного сигнала S3 тактовой частоты, с одновременным соединением секции 31а переключения с передающим соединительным контуром 31с и секции 31b переключения с приемным соединительным контуром 31е в случае выбора времени приема.

(2-2-2) Связь в ближнем поле от устройства карты на устройство проверки и сбора билетов

Во время передачи на основе синхронизированного сигнала S3 тактовой частоты часть 30 управления считывает из внутренней памяти сохранения информации (не показана) информацию S4 идентификации, идентифицирующую, следует ли разрешить пользователю войти или выйти со станции, например, проверяя название станции или стоимость проезда на поезде, и передает информацию в часть 35 передачи.

Часть 35 передачи генерирует переменный сигнал с той же частотой, что и у сигнала устройства 2 проверки и сбора билетов, используя энергию, накопленную в сглаживающем конденсаторе НС; выполняет обработку модуляции переменного сигнала в соответствии с заранее определенным способом модуляции, чтобы наложить на сигнал информацию S4 идентификации, и передает полученный сигнал S5 идентификации между внутренним электродом 8 и внешним электродом 9 через приемный соединительный контур 31.

В этом случае на внутреннем электроде 8 происходят колебания, соответствующие по частоте сигналу S5 идентификации, и генерируется квазиэлектростатическое поле (сигнал S5 идентификации) в соответствии с колебаниями. В результате происходит электризация тела пользователя в соответствии с колебаниями внутреннего электрода 8, и вокруг тела пользователя изотропно формируется квазиэлектростатическое поле (далее называется квазиэлектростатическим полем передачи информации) ОТД (DTD, определение типа документа), которое несет сигнал S5 идентификации, в соответствии с колебаниями.

В этом случае пользователь и электрод 7 боковой поверхности связываются друг с другом таким же образом, как описано со ссылкой на фигуры 7 и 8, и квазиэлектростатическое поле передачи информации детектируется электродом 7 боковой поверхности.

Таким образом, в части 35 передачи благодаря изменению состояния электризации пользователя в соответствии с квазиэлектростатическим полем (сигнал S5 идентификации), сгенерированным внутренним электродом 8, в пространстве, где исключаются поле излучения и поле индукции, как описано выше со ссылкой на формулу (12), тело пользователя можно использовать в качестве антенны и формировать квазиэлектростатическое поле ОТД (определение типа документа) передачи информации.

В этом случае время приема, основанное на тактовой частоте связи, устанавливается для устройства 2 проверки и сбора билетов (на фигуре 6), и полевой транзистор (далее называется ПТ (FET)) 28 детектирует смещение напряженности квазиэлектростатического поля ОТД передачи информации, детектируемого электродом 7 боковой поверхности как изменение потенциала, через затвор полевого транзистора 28, и передает его в часть 24 приема как сигнал S6 идентификации через усилитель (не показан).

Часть 24 приема выполняет обработку демодуляции сигнала S6 идентификации в соответствии с заранее определенным способом демодуляции, чтобы выделить информацию S7 идентификации, и подает ее в часть 25 определения возможности прохода части 20 управления.

При приеме информации S7 идентификации из части 24 приема часть 25 определения возможности прохода выполняет заданный процесс определения на основе информации S7 идентификации и информации определения, заранее сохраненной в памяти сохранения информации, и определяет, следует ли разрешить проход пользователю, который пытается пройти через участок 4 прохода входа/выхода (фигура 5).

При получении положительного результата, свидетельствующего о том, что проход пользователю следует разрешить, часть 25 определения возможности прохода передает инструкцию