通信設備的制作方法

專利名稱：通信設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種通信設備。
背景技術：
用于無線電通信的天線在接收到預定頻率的發射信號(電壓或電 流)的輸入之后輻射用于無線電通信的電磁波(無線電波)。相反， 天線還接收電磁波，并轉換為接收信號(電壓或電流)。這里，當天 辨具有與用于無線電通信的波長對應的長度時，可改進電磁波的接收
靈敏性和發射效率。
因而，通常趨向于將天線元件(天線線路)的長度設置為電磁波 的四分之一波長的近似整數倍。具體地講，這樣的天線元件的長度為 設計用于中程通信或遠程通信的天線的重要因素。它也與短范圍通信
類似。另一方面，如在日本專利申請公開No. 2007-36439中所公開的， 關于近程通倌，最近已經開發了利用人體作為發射路徑的人體通信的 技術。然而，由于人體被用作發射路徑，所以通信距離受限。因此， 難以將人體通信技術應用于中程通信或遠程通信。

發明內容
順便一提，可攜帶的小型電器，諸如蜂窩電話、便攜式電視機和 筆記本PC (個人計算機)隨著電子技術的最新進展而廣泛地普及。 這些裝置設有通信功能，包括僅接收廣播波的情況，這些裝置看起來 是一種通信設備。因而，通信設備的尺寸縮小。這里，用于無線電通 信的電磁波使用各種頻率。波長與頻率的倒數成正比。因此，例如， 低頻電磁波的波長將較長。這里，在大多數情況下，希望將上述天線 元件的長度(以下，也稱為元件長度)設置為四分之一波長的整數倍。因此，對于長波長的低頻電磁波，元件長度較長。以這種方式，縮小 用于低頻電磁波的通信設備的尺寸在技術上與制造特性適于低頻電 磁波的天線元件相矛盾。因此，難以制造小型且高效的天線。因此， 難以成功地實現通信設備尺寸的縮小和電磁波的發射和接收特性的 改進。
鑒于以上問題，提出本發明，期望提供一種新改進的可增強發射 和接收特性的小型通信設備。
根據本發明的實施例，提供一種包括電容耦合電極和匹配電路的 通信設備，所述電容耦合電極與相鄰的導體或相鄰的電介質電容耦 合，并使該導體或電介質用作用于預定頻率的電磁波的天線元件，所 述匹配電路被連接至電容耦合電極，并且當導體或電介質相鄰并且互 相電容耦合時，該匹配電路匹配導體或電介質的阻抗，以使該導體或 電介質用作用于預定頻率的電磁波的天線元件。通常，損耗小的諸如 金屬材料的導體用于天線元件。然而，由于發射交流信號的能力，電 介質可被用作天線元件。在這種情況下，當導體或電介質不相鄰時， 不匹配阻抗。
利用這種配置，耦合電極能夠與相鄰的導體或電介質電容耦合。 然后，耦合電極和匹配電路可使耦合的導體或電介質用作用于預定頻 率的電磁波的天線元件。因此，可不必在通信設備中保留用于容納天 線元件的空間。另外，可改進預定頻率的電磁波的發射和接收特性。
匹配電路可被配置為使導體或電介質與電容耦合電極電容耦合 時的電壓駐波比變得比導體或電介質不與電容耦合電極電容耦合時 的電壓駐波比更接近于1。
該通信設備可包括絕緣部件，該絕緣部件在電容耦合電極和與電 容耦合電極相鄰的導體或電介質之間實現絕緣。
所述導體或電介質可以是人體。
可將電容耦合電極形成為比相鄰的人體投影到電容耦合電極的 形狀更大的平板形。或電介質的長度處于相同級別的電磁波的天線元件。
該通信設備可包括處理單元，該處理單元根據由用作用于預定頻
率的電磁波的天線元件的導體或電介質接收的接收信號的存在或不
存在來執行預定處理。
該通信設備可包括多個電容耦合電極，其中，所述處理單元可根
據多個電容耦合電極中哪個電極已經接收到接收信號來確定在預定
的處理中將執行哪項處理。
所述處理單元可根據接收信號的存在或不存在來確定是否提供
預定服務。
當接收到接收信號時，所述處理單元可使外部處理設備進行預定 的處理。
所述電容耦合電極可使導體或電介質用作接收廣播波的天線元件。
根據以上描述的本發明的實施例，可實現尺寸縮小以及發射和接 收特性的改進。


圖1是示出根據本發明的第一實施例的通信設備的配置的解釋
性視圖2A是示出根據本實施例的通信設備的操作的解釋性視圖； 圖2B是示出根據本實施例的通信設備的操作的解釋性視圖； 圖2C是示出根據本實施例的通信設備的電容耦合的第 一示例的 解釋性視圖2D是示出根據本實施例的通信設備的電容耦合的第二示例的 解釋性視圖2E是示出根據本實施例的通信設備的電容耦合的第三示例的 解釋性視圖3是示出根據本發明的第二實施例的通信設備的解釋性視圖； 圖4A是示出根據本發明的第三實施例的通信設備的解釋性視
6圖
和
圖4B是示出根據本發明的第三實施例的通信設備的解釋性視 圖5A是示出根據本發明的第四實施例的通信設備的解釋性視 圖5B是示出根據本發明的第四實施例的通信設備的解釋性視 圖6A是示出根據本發明的第五實施例的通信設備的解釋性視 圖6B是示出根據本發明的第五實施例的通信設備的解釋性視 圖7是示出根據本發明的第六實施例的通信設備的解釋性視圖； 圖8是示出根據本發明的第七實施例的通信設備的解釋性視圖。
具體實施例方式
以下，將參考附圖詳細描述本發明的優選實施例。注意，在本說 明書和附圖中，用相同的附圖標記來表示基本具有相同功能和結構的 結構元件，并省略對這些結構元件的重復解釋。
在根據本發明的每個實施例的通信設備中，例如，諸如人體的任 意導體或電介質被用作元件長度為工作頻率的四分之一波長的近似 整數倍的天線元件。因此，可縮小通信設備的尺寸。另外，可改進通 信設備的無線電通信的接收靈敏性和發射效率。以下，首先，為了易 于理解，將描述通信設備的配置和操作等作為第一實施例。隨后，將 描述通信設備的示例性應用作為第二實施例及隨后的實施例。也就是 說，按以下順序進行描述。
1.第一實施例
1.1通信設備的配置圖1
1.2通信設備的操作圖2A和圖2B1.2.1電容耦合的第一示例圖2C 1.2.2電容耦合的第二示例圖2D 1.2.3電容耦合的第三示例圖2E 1.3效果的示例
2. 第二實施例圖3 (廣播波接收設備的應用)
3. 第三實施例圖4A和圖4B (自動售貨機的應用)
4. 第四實施例圖5A和圖5B (外部處理設備的應用)
5. 第五實施例圖6A和圖6B (自動門的應用)
6. 第六實施例圖7 (人體通信的應用)
7. 第七實施例圖8 (多個通信設備的系統的應用)
以下，如圖1所示，用"通信設備100"表示本發明的通信設備。 在使用多個通信設備100的情況下，如圖8所示，用"通信設備101 至104"表示通信設備。基本上，與通信設備100類似地配置通信設備 101至104,并適當地描述差別。另外，可使用預定頻率的電磁波執 行無線電通信的各種設備包括在"通信設備"中。例如，通信設備包括 諸如普通的收音機和普通的電視機的接收設備，諸如基站的發射設備 以及執行雙向通信的通信設備例如蜂窩電話、收音機、最新的數字電 視機。此外，在不包括發射電路和接收電路(即，處理單元130)的 情況下，可將通信設備作為天線處理。該通信設備還可與例如第三至 第五實施例中描述的另一裝置一起構成一個系統。
<1.第一實施例>
如上所述，參考圖l至圖2E，描述根據本發明的第一實施例的 通信設備，作為本發明的各個實施例的通信設備的代表性例子。 <1.1通信設備的配置>:圖1
圖1是示出根據本發明的第一實施例的通信設備的配置的解釋 性視圖。
如圖1所示，根據本實施例的通信設備100包括耦合單元110、 匹配電路120和處理單元130。
耦合單元IIO被配置為當相鄰地布置預定的導體或電介質時，耦合單元110與該導體或電介質電容耦合。因此，耦合單元110包括 耦合電極111和絕緣單元112。
耦合電極111為實現電容耦合的電容耦合電極的例子。例如，耦 合電極111由諸如金屬材料的導體形成。
例如，將耦合電極111形成為如圖1所示的平板形，以便與從X 軸方向的正值側靠近的預定導體或電介質容易地電容耦合。然而，耦 合電極lll的形狀不限于平板形。在不是平板形的情況下，希望將耦 合電極111形成為與和耦合電極111相對的、發生電容耦合的相對側 導體或電介質的表面類似的形狀。在沒有限定相對側導體或電介質的 形狀的情況下，希望耦合電極lll的形狀為如圖1所示的平板形。通 過將耦合電極lll形成為上述的形狀，可以加強與相對側導體的耦合。
在將耦合電極111形成為平板形的情況下，希望將耦合電極111 形成為比相對側導體或電介質投影到耦合電極lll的形狀大。因而， 可通過擴大平板形耦合電極lll的面積來進一步加強電容耦合。如后 所述，當假設人的身體(即，人體)被用作耦合相對物的導體或電介 質并且人體靠近耦合電極111的情況時，例如，在耦合電極lll和用 作電介質的人體之間可能有鞋或衣服。然而，通過擴大耦合電極111 的面積，即使當這樣的介入物質存在時，耦合電極111也能夠充分地 進行電容耦合。通過人為地用電容器代替電容耦合來定性地描述為什 么可通過耦合電極lll的形狀或面積來加強電容耦合的原因。將耦合
器相比，這個電容器的電容C與距離成反比，與面積成正比。因此， 可通過將耦合電極111的形狀形成為距離均勻地小并且面積大來加強 電容耦合。以下，將耦合電極lll被形成為平板形的情況作為例子進 行描述。
由于耦合電極111與上述預定導體或電介質的電容耦合，該導體 或電介質被用作用于預定頻率的電磁波(以下也稱為工作電磁波)的 天線元件。此時，希望將工作電磁波的頻率設置為使其波長與該導體 或電介質的長度處于相同的級別。此外，在提供稍后描述的匹配電路120的情況下，希望將工作電磁波的頻率設置為使其波長與配置有匹 配電路120和導體或電介質的天線的元件長度處于相同的級別。順便 一提的是，稍后詳細地描述耦合相對物的預定導體或電介質及其作為 天線元件的操作。
絕緣單元112在耦合電極和被布置為與耦合電極111相鄰的耦合 相對物的導體之間實現絕緣。例如，絕緣單元112由絕緣材料形成， 并被布置為在與導體相對的部分上覆蓋耦合電極111。圖1示出絕緣 單元112覆蓋X軸方向的正值側的表面的情形，由于耦合電極111被 形成為平板形，所以導體以分層的方式與所述表面相鄰。然而，在耦 合電極111被形成為另一形狀的情況下，也可使絕緣單元112形成為 僅覆蓋與導體相對的部分或者覆蓋整個耦合電極111。
通過提供絕緣單元112，耦合單元110可穩定地與耦合相對物的 導體進行強電容耦合。在不提供絕緣單元112的狀態下，例如，當將 導體與耦合電極lll直接接觸(即，直接連接)的情況與導體和耦合 電極lll相鄰但有空隙(即，電容耦合)的情況進行比較時，在天線 元件和耦合電極111之間流動的電流量有非常大的差別。當導體被用 作天線元件時，這樣大的電流變化可引起從導體輻射的電磁波的幅值 的很大偏差。類似地，在由天線元件接收電磁波的情況下，可引起接 收信號的幅值的很大偏差。這里，通過預先用絕緣單元112覆蓋耦合 電極lll，導體與絕緣單元112接觸。因而，可使導體和耦合電極lll 之間的距離保持恒定，并可使電容耦合的強度穩定。換句話說，絕緣 單元112可使通信設備100的通信狀態變穩定。在人體被用作耦合相 對物的電介質并且耦合電極lll由金屬材料形成的情況下，取決于個 人可能發生金屬過敏。絕緣單元112使得耦合電極111能夠與具有這 樣的過敏反應的人安全地電容耦合。
匹配單元120連接至耦合電極111，并匹配相對側導體或電介質 的阻抗，以使與耦合電極111耦合的導體或電介質可用作用于工作電 磁波的天線元件。圖1示出集總常數類型的匹配電路的例子，所述匹 配電路包括與發射路徑串聯的電感121以及一端連接在電感121和耦合電極111之間而另一端接地的電容122。這里，匹配電路120的構 造不限于如圖l所示的集總常數類型。除了其它集總常數類型之外， 肯定可采用分布常數類型的匹配電路或者組合集總常數類型和分布 常數類型的匹配電路。
匹配電路120被配置為使在與耦合電極111電容耦合的導體或電 介質和匹配電路120自身上由工作電磁波的頻率產生的VSWR(電壓 駐波比)接近于1。換句話說，匹配電路120被配置為在工作電磁波 的頻率上針對預定的導體或電介質來設置每個部分(例如，電感121 和電容122)的容量。例如，首先，確定工作電磁波的頻率和將用作 天線元件的導體或電介質。然后，形成具有耦合電極111的耦合單元 110。所確定的導體或電介質靠近耦合電極111，以便被電容耦合。然 后，利用網絡分析器等來構造電源線和耦合電極lll之間的匹配電路 120，以使VSWR接近于1。結果，匹配電路120可被配置為能夠使
元件。利用如上配置的匹配電路120，例如，通信設備100可人為地 將導體或電介質的長度延長或縮短為滿足以下條件的長度即使當導 體或電介質比工作電磁波的四分之一波長的整數倍短或長時，該導體 或電介質也可有效地用作天線元件。因此，通信i殳備100可將匹配電 路120和導體或電介質的總長度設置為工作電磁波的四分之一波長的 近似整數倍，并且通信特性可得到改進。這里，在這種情況下，當某 一長度的導體或電介質沒有被電容耦合時，未進行匹配，VSWR變大。 然而，在僅通過導體或電介質可保證優選的通信特性的情況下， 例如在導體或電介質的長度近似等于工作電磁波的四分之一波長的 整數倍的情況下，不必提供匹配電路120。在根據本實施例的通信設 備100中，希望預先確定可用作天線元件的導體或電介質。然而，導 體的長度并不總是一致的。由于導體或電介質的長度的這種偏差將造 成與工作電磁波的四分之一波長的整數倍的偏差，所以通信特性(例 如，接收靈敏性和發射效率等)受到影響。于是，通過如在本實施例 中那樣布置匹配電路120，可減小導體或電介質的長度偏差相對于用匹配電路120和導體或電介質人為地形成的天線的元件長度的比值。 因而，匹配電路120可抑制導體或電介質的長度偏差而穩定通信特性。 以下，在描述作為剩余結構的處理單元130之前描述導體或電介 質及其長度。
在本實施例中，如上所述，預先確定與耦合電極lll電容耦合并 且實現流過交流信號的天線元件的功能的導體或電介質。可采用各種 物質作為導體或電介質，只要交流信號可流過該導體或電介質即可， 諸如人的身體(以下，也僅稱為人體)、動物的身體和植物等生物； 汽車、鐵路車輛、自行車、船等交通工具；橋梁、建筑、房屋等結構； 窗扇、門、把手等構件；其它電器等。這里，導體或電介質的長度表 示不限于特定長度的各個部分的長度。例如，在電介質為人的情況下， 長度表示人體的高度、寬度、手的大小、腳的寬度等。換句話說，如 同小提琴的諧振波長不限于小提琴本體的縱向長度一樣，導體或電介 質的長度不限于最長的長度。以下，為了方便描述，人體被用作電介 質，身高被用作電介質的長度。雖然損耗比金屬材料的損耗大，但是 人體為發射在一定程度上可發射高頻信號的電介質。因此，根據本實 施例的通信設備100可使人體代替金屬材料用作天線的輻射元件的一 部分。
波的頻率的發射信號(例如，高頻信號)輸入到用作天線元件的人體。 此外，處理單元130獲取由用作天線元件的人體接收的接收信號。因 而，優選地，例如，處理單元130至少具有發射功能和接收功能中的 任何一個。在通信設備100被用作發射設備的情況下，處理單元130 包括電源、振蕩電路和調制電路，并將其產生的高頻信號輸出到匹配 電路120。結果，通信設備100可從部分由人體構成的天線元件將通 信用的工作電磁波輻射到外部。另一方面，在通信設備100被用作接 收設備的情況下，可通過布置接收工作電磁波的頻率的接收信號的接 收電路，通過部分由人體構成的天線元件接收工作電磁波。
這里，處理單元130可具有執行其它處理的功能。在第二至第七
12實施例中描述這樣的其它功能。
直到此刻，描述了根據本實施例的通信設備IOO的配置。 接下來，描述根據本實施例的通信設備IOO的操作。在通信設備 100的操作的以下描述中，工作電磁波被發射。由于除了信號流程相
反之外接收工作電磁波與發射工作電磁波幾乎相同，所以省略多余的描述。
(1.2通信設備的操作)
圖2A和圖2B是描述根據本實施例的通信設備的操作的解釋性視圖。
圖2A示出用作電介質的例子的人體與耦合電極111電容耦合的 狀態。另一方面，圖2B示出人體沒有與耦合電極111電容耦合的狀 態。
如圖2A所示，在人體200與耦合電極111電容耦合的情況下， 當從處理單元130接收信號時，人體200用作天線元件。因此，可作 為天線元件以高輻射效率輻射期望頻率的電磁波。
另一方面，如圖2B所示，假設在人體200沒有與耦合電極111 電容耦合的情況下從處理單元130輸入信號。在這種情況下，由于匹 配電路120被配置為當人體200與耦合電極111電容耦合時匹配阻抗， 所以在沒有電容耦合的情況下信號的回波損耗變大。因此，通信設備 100難以將電》茲波輻射到外部。
上述與通信設備100接收電磁波的情況相同。當人體200與耦合 電極lll耦合時，從外部接收電磁波。然而，在沒有耦合的情況下， 接收信號變得極其微弱。
(1.2.1電容耦合的第一示例)
可考慮各種構造作為耦合電極111與人體200的電容耦合，即， 與電介質的電容耦合。這里，描述電容耦合的構造的例子。
圖2C是示出根據本實施例的通信設備的電容耦合的第 一示例的 解釋性視圖。
如圖2C所示，例如，可簡單地通過由用戶攜帶的耦合電極111使通信設備100與用戶的人體200耦合。例如，即使在與用戶的衣服 接觸、被攜帶在衣服或包里和被懸掛在皮帶上的情況下，通信設備100 也可與人體200耦合。在這些情況下，理想情況是將耦合電極lll布 置為面對人體200。
(1.2.2電容耦合的第二示例)
圖2D是示出根據本實施例的通信設備的電容耦合的第二示例的 解釋性視圖。
如圖2D所示，預先在預定的位置布置通信設備100。當用戶保 持人體200的一部分在耦合電極111的位置上方或者通過絕緣單元 U2觸摸耦合電極111時，通信設備100可與人體200耦合。
作為第二示例，圖2D示出通過用戶的手指觸摸通信設備100的 情況。然而，不限于手指，可從諸如頭、身體部分、手臂部分和腿部 分的各個部分中選擇用戶觸摸通信設備100的位置。作為上述的應用 例子，也可考慮以下第三示例。
(1.2.3電容耦合的第三示例)
圖2E是示出根椐本實施例的通信設備的電容耦合的第三示例的 解釋性視圖。
如圖2E所示，在諸如地面、樓梯和椅子的位置上布置通信設備 100,用戶可站在這些位置上。當用戶站在耦合電極111上時，通信 設備100可與人體200耦合。在這種情況下，用戶將不會意識到他/ 她自己的人體200正作為天線元件工作，他/她也不會意識到通信設備 100的存在。這里，由于存在用戶穿鞋的可能性，所以耦合電極111 被構造為具有比用戶的投影面積大的面積。通過這種構造，可加強用 戶的人體200和耦合電極111之間的電容耦合。
這里，電容耦合的示例為簡單的例子。不必說，根據導體的類型， 可能有多種應用例子。
(1.3效果的例子)
至此描述了根據本發明的第 一 實施例的通信設備100 。 由于通信設備100具有耦合電極111，所以諸如人體200的外部導體或電介質可用于天線元件。因此，可以不必在通信設備100本身 中保留用于容納天線元件的空間。因此，可縮小通信設備100的尺寸。 例如，從在通信設備100被用于便攜式裝置的情況下保留用于天
線的空間的角度看，可加大便攜式裝置的尺寸，或者使用與可在可接 受的空間中布置的天線元件的長度對應的短波長的電磁波。此外，在 這種情況下，在以一定程度上損耗通信特性為代價的情況下，使用相
對于波長的小型天線。然而，通過根據本實施例的通信設備100，由
于諸如人體的外部導體或電介質可被用作天線元件，所以可在縮小便 攜式裝置的尺寸的同時改進發射和接收特性。順便一提，天線的布置 位置和尺寸對便攜式裝置的設計添加了約束。然而，通過根據本實施
例的通信設備ioo，可極大地減少這樣的設計約束，并可容易地改進 設計性能。此外，如上所述，在人體200被用于導體或電介質的情況 下，可在將通信設備100裝在衣服或包里時來使用它。因此，用戶可 不通過他/她的手來操縱通信設備100。
接下來，在第二至第七實施例中描述使用根據笫一實施例的通信
設備100的應用示例。這里，不必說，除了以下被簡單地描述為應用
示例的實施例之外，還能夠以不同的方式形成其它應用。
<2.第二實施例>
圖3是示出根據本發明的第二實施例的通信設備的解釋性視圖。 圖3示出通信設備100將人體200作為接收從基站300或衛星發 射的廣播波的天線元件的情況。
通常，通過工作廣播波的波長來確定天線元件的長度。對于其元 件長度與波長相比極短的天線，難以獲得有效的增益。例如，最近開 始的一段(lseg)廣播使用超高頻(UHF)的頻帶的廣播波，該頻帶 近似為470-770MHz。根據情況，可將波長擴展到幾十cm。由于波長， 而使得為享受簡單的程序而開始的用于一段廣播的便攜式裝置難以 在容納天線的情況下縮小尺寸。因此，在許多情況下，將天線布置在 外部。然而，通過根據本實施例的通信設備100，例如，當用戶手持 通信設備100時，耦合電極111可與人體200電容耦合。結果，通信i殳備100可將人體200用作天線元件，并可^f吏人體200與匹配電路120 一起用作天線元件。因此，通過將通信設備100用于諸如便攜式裝置 的小尺寸裝置，可在具有高增益的天線的情況下進一步縮小裝置的尺 寸。在人體被用作發射用天線的發射一部分的情況下，當發射電壓大 時，可能存在對人的健康的影響的擔心。然而，在人體被用作接收用 天線的一部分的情況下，由于人體沒有浸在比空氣中原本存在的無線 電波更多的信號中，所以可能不存在由于使用人體作為天線的一部分 而導致的對人的健康的影響。
在本實施例的描迷中，通信設備100接收廣播波。作為另一應用 例子，也可行的是，處理單元130根據由用作天線元件的人體200接 收的接收信號的存在或不存在來執行預先建立的預定處理。通過普通 的通信設備，由用戶或者由分離的控制器執行發射、接收等處理的切 換。然而，通過處理單元130,可通過人體200是否與耦合電極111 接觸來進行切換。換句話說，處理單元130可用作開關。在第三至第 五實施例中描述處理單元130執行預定的處理的應用例子。
<3,第三實施例〉
圖4A和圖4B是示出根據本發明的第三實施例的通信設備的解 釋性視圖。
在本實施例的應用例子中，通信設備100具有多個耦合電極111。 換句話說，通信設備100具有多組耦合電極111和匹配電路120。然 后，處理單元130可才艮據多個耦合電極111A至111C中哪個耦合電 極接收到接收信號來確定將執行多個預先建立的預定處理中的哪項 處理。在圖4A中，示出自動售貨機400作為具有多個耦合電極111A 至111C的例子。
在本實施例中，將多個耦合電極111A至111C作為選擇自動售 貨機400銷售的商品的選擇按鈕提供給自動售貨機400。然后，用戶 攜帶另一用戶通信設備410。
首先，用戶通過人體200選擇耦合電極111A至111C中的任何 一個。換句話說，用戶觸摸耦合電極111A至111C中的一個，例如，
16耦合電極111B。然后，將用戶的人體200用作天線元件的耦合電極 111B接收從用戶通信設備410輻射的電磁波，并將接收信號發射到 處理單元130。獲得接收信號的處理單元130指定耦合電極111B接 收。然后，處理單元130確定將執行分配給耦合電極111B的處理， 并執行該處理。例如，如圖4B所示，處理單元130將與耦合電極111B 對應的商品430卸貨到商品接收端口 420。此外，也可行的是，處理 單元130通過經由耦合電極111B、人體200、電磁波等與用戶通信設 備410通信來對包含在用戶通信設備410中的電子貨幣功能塊收費。
以這種方式，如在本實施例中那樣，通過將通信設備100應用于 自動售貨機400等，可根據用戶是否觸摸耦合電極111來進行是否執 行通信的切換。因而，用戶可在沒有意識到通信設備IOO的情況下通 過處理單元130切換包括通信處理在內的預定處理的ON/OFF。這里， 當將多個普通的天線布置成彼此相鄰時，可能擔心天線之間的耦合發 生干擾。然而，對于根據本實施例的通信設備100，在沒有被用戶觸 摸的耦合電極111A、 111C處沒有天線元件。因而，耦合電極111A、 111C難以將電磁波輻射到外部，并且難以接收輻射的電磁波。因此， 即使當如圖4A和圖4B所示將多個耦合電極111布置成相鄰時，在耦 合電極111之間也沒有干擾。可僅經由通過與人體200耦合而變得有 效的耦合電極111來進行通信。這里，不必說，當僅提供一個耦合電 極111時，可獲得類似的效果。
<4.第四實施例>
圖5A和圖5B是描述根據本發明的笫四實施例的通信設備的解 釋性視圖。
根據本實施例的通信設備100可根據接收到接收信號的發生來 確定是否提供預定服務。此時，通信設備100可使外部通信設備500 (外部處理設備的示例)供應服務。
作為通信設備100的例子，如圖5A和圖5B所示，根據本實施 例的通信設備100被嵌入到地面上。然后，在外部布置外部通信設備 500。在這種情況下，如圖5A所示，人體200不用作天線元件，通信設備100不與外部通信設備500通信，除非人體200站在通信設備100 上。另一方面，當人體200站在通信設備100上時，人體200用作天 線元件，并且通信設備100變得能夠與外部通信設備500通信。例如， 當將上述通信設備100應用于美術館或博物館中的語音向導時，外部 通信設備500可切換是否提供語音向導。
此外，作為根據接收到接收信號的發生而使外部通信設備執行預 定處理的通信設備100的另一例子，可實現圖6A和圖6B中示出的第 五實施例。
<5.第五實施例>
圖6A和圖6B是示出根據本發明的第五實施例的通信設備的解 釋性視圖。
根據本實施例的通信設備IOO使用作外部處理設備的自動門600 執行預定的處理。
例如，如圖6A所示，在自動門600前面的地面嵌入通信i殳備100。
可行的是，當沒有接收信號時，如圖6A所示，通信設備100使自動
門600關閉，當存在接收信號時，如圖6B所示，使自動門600打開。
在這種情況下，也可行的是，將用戶的標識信息存儲在用戶通信設備
610的存儲器中，并且用戶通信設備610將標識信息與將要發射的信
號一起發射到通信設備IOO發射。因此，也可行的是，通信設備IOO
可識別接收信號中包含的標識信息，以便僅為認證的用戶打開門或者
向用戶收費。此外，也可行的是，通過記錄誰已通過門來管理進出信 會
直到此刻，描述了根據本發明的第 一實施例的通信設備100的應 用例子。然而，這些應用例子僅僅是通過使用通信設備IOO而變得可
行的應用例子的一些部分，其它應用也可被實現。因而，通過根據本
發明的第一實施例的通信設備100，可實現大量的應用例子。通過將 諸如人體200的導體或電介質用作天線元件，通信設備100可用于各 種應用。
在第二至第五實施例中，用作天線元件的導體或電介質與一個通信設備100電容耦合。然而，也可行的是，提供多個根據第一實施例 的通信設備ioo，并且單個導體與通信設備耦合。接下來，在第六實
施例中描述上述例子。
<6.第六實施例>
圖7是示出根據本發明的第六實施例的通信設備的解釋性視圖。 圖7示出根據本實施例的通信設備101、 102之一被布置在地面 而另一通信設備由用戶攜帶的情況。在這種情況下，由用戶攜帶的通 信設備IOI與用戶的人體200電容耦合。另外，當用戶站在通信設備 102上時，通信設備102與同一用戶的人體200電容耦合。換句話說， 用戶的人體200用作通信設備101的天線元件以及通信設備102的天 線元件。在這種情況下，可通過直接將用戶的人體200用作通信介質 而不使用空氣中的電磁波來執行通信設備101、 102之間的通信。在 這種情況下，由于不使用電磁波，所以與第二至第五實施例相比，能 夠以極小的傳輸損耗實現通信信號的發射和接收。例如，在通信設備 101用于非接觸式IC卡并且通信設備102用于其讀取器/寫入器的情 況下，可在用戶不將非接觸式IC卡保持在讀取器/寫入器上的情況下 自由地執行它們之間的通信。作為其應用例子，通信設備101、 102 可執行與車站的自動售票門和門鑰匙類似的功能。此外，例如，也可
行的是，通信設備IOI同時具有識別和對通過自動售票門的收費的功 能、門鑰匙的功能以及在第二至第五實施例中描述的功能。在這種情 況下，通信設備101可如在本實施例中那樣將用戶的人體200用作通 信介質，并且通信設備101可如在前述實施例中那樣將用戶的人體200 用作用于電;茲波的天線元件。因此，通過這些通信設備100、 101和 102，可集成多個通信設備，并可共同提供由每個通信設備提供的服 務。
此外，如多個通信設備100共享單個人體200的情況那樣，也可 行的是，通過復雜地組合相對于電磁波的天線元件的使用和通信介質 的使用來提供新的服務。作為這樣的例子，描述第七實施例。
<7.第七實施例>圖8是示出根據本發明的第七實施例的通信設備的解釋性視圖。
在圖8中，通信設備101、 103分別由兩個用戶攜帶，通信設備 102、 104被布置在地面上。然后，在圖8中， 一個用戶的人體201在 通信設備102上，另一用戶的人體202在通信設備104上。在這種情 況下，通信設備101和通信"i殳備102通過將一個用戶的人體201用作 通信介質而進行通信。然后，通信設備103和通信設備104通過將另 一用戶的人體202用作通信介質而進行通信。這里，這種通信被稱為 "人體有線通信"。相反，由于用戶的人體201、 202還用作用于每一 個通信i殳備101、 102、 103、 104的天線元件，所以電》茲波從人體201、 202發射。這里，使用電磁波的通信被稱為"人體無線通信"。
如在第六實施例中所述，由于與人體無線通信相比人體有線通信 具有極小的傳輸損耗，所以其增益變大。因此，在圖8所示的情況下， 雖然用于人體無線通信的電^f茲波干擾人體有線通信，但是由于增益彼 此明顯不同，所以可抑制影響。因此，在圖8所示的情況下，用戶可 分別獨立地進行人體有線通信而彼此不影響。
另一方面，當一個用戶(例如，人體201的用戶)離開通信i殳備 102時，例如，通信設備101變得可接收從人體202發射的電磁波。 因此，通信設備101可與至少通信設備103、 104中的任何一個進行 人體無線通信。此外，當另一用戶(例如，人體202的用戶)也離開 通信設備104時，例如，通信設備103變得可接收從人體201發射的 電磁波。以這種方式，通信設備103和通信設備101之間的通信變得 可行。
在本實施例中，例如，假設通信設備IOI、 103為具有呼叫功能 和語音答復功能的通信設備，并且假設通信設備102、 104為博物館 或美術館中的語音向導系統。在這種情況下，當用戶到達預定位置時， 語音向導被從通信設備102、 104發射到通信設備101、 103。然后， 通信設備101、 103可向用戶提供語音。當沒有提供語音向導時，可 通過執行通信設備101、 103之間的通信來執行用戶之間的對話。因 此，可鋪設一種提供新的服務的方式。能夠以不同的方式應用通過這樣的復雜通信系統實現的服務例子。這里，特別指出服務不限于上述 例子。
本申請包含與在2008年7月24日向日本特許廳提交的日本優先 權專利申請JP2008-1914卯中公開的內容相關的主題，在此通過引用 將其整體并入。
本領域的技術人員應該理解，各種修改、組合、次組合和改變可 根據設計要求和其它因素而發生，只要它們在權利要求或其等同物的 范圍內。
例如，雖然匹配電路120在上述實施例中被配置為可使阻抗匹配 于預定的導體或電介質，但是也可行的是，例如，根據電容耦合的導 體或電介質改變每個結構元件。在這種情況下，也可行的是，例如， 匹配電路120包括容量彼此不同的多組電感121和電容122以及根據 耦合導體的類型而選擇實際使用的其中一組的開關。此外，也可行的 是，例如，匹配電路120包括可變容量型的電感121、可變容量型的 電容122以及根據耦合導體的類型而可變地改變容量的控制單元。在 這種情況下，為了確定耦合導體的類型且可根據該類型進行匹配，匹 配電路120可被配置為包括用于監視VSWR或電源的檢測器。
權利要求
1.一種通信設備，包括電容耦合電極，與相鄰的導體或相鄰的電介質電容耦合，并使該導體或電介質用作用于預定頻率的電磁波的天線元件；和匹配電路，連接至所述電容耦合電極，并且當所述導體或電介質與所述電容耦合電極電容耦合時，匹配所述導體或電介質的阻抗以使所述導體或電介質用作用于預定頻率的電磁波的天線元件。
2. 根據權利要求1所述的通信設備，其中，所述匹配電路被配置為使所述導體或電介質與所述電容耦 合電極電容耦合時的電壓駐波比變得比所述導體或電介質不與所述 電容耦合電極電容耦合時的電壓駐波比更接近于1。
3. 根據權利要求1或2所述的通信設備，還包括絕緣部件，該絕緣部件在所述電容耦合電極和與所述電容耦合電 極相鄰的導體或電介質之間實現絕緣。
4. 根據權利要求1或2所述的通信設備， 其中，所述導體或電介質是人體。
5. 根據權利要求4所述的通信設備，其中，所述電容耦合電極被形成為比相鄰的人體投影到所述電容 耦合電極的形狀更大的平板形。
6. 根據權利要求1或2所述的通信設備，其中，所述電容耦合電極使所述導體或電介質用作用于波長與所 述導體或電介質的長度處于相同級別的電磁波的天線元件。
7. 根據權利要求1或2所述的通信設備，還包括 處理單元，根據由用作所述用于預定頻率的電磁波的天線元件的導體或電介質接收的接收信號的存在或不存在來執行預定處理。
8. 根據權利要求7所述的通信設備，包括多個所述電容耦合電極，其中，所述處理單元根據所述多個電容耦合電極中哪個電極已經接收到接收信號來確定在預定的處理中將執行哪項處理。
9. 根據權利要求7所述的通信設備，其中，所述處理單元根據接收信號的存在或不存在來確定是否提 供預定服務。
10. 根據權利要求9所述的通信設備，其中，當接收到接收信號時，所述處理單元使外部處理設備進行 預定的處理。
11. 根據權利要求1或2所述的通信設備，其中，所述電容耦合電極使所述導體或電介質用作接收廣播波的 天線元件。
全文摘要
本發明涉及一種通信設備，它包括電容耦合電極，與相鄰的導體或相鄰的電介質電容耦合，并使該導體或電介質用作用于預定頻率的電磁波的天線元件；和匹配電路，其連接至電容耦合電極，當導體或電介質與電容耦合電極相鄰且與之電容耦合時，匹配導體或電介質的阻抗以使該導體或電介質用作用于預定頻率的電磁波的天線元件。
文檔編號H04B1/72GK101635585SQ20091015988
公開日2010年1月27日 申請日期2009年7月16日 優先權日2008年7月24日
發明者和城賢典 申請人:索尼株式會社