[发明专利]包括用于通过电感耦合和体内电流传送数据的装置的便携式设备

说明书

本发明涉及用于通过体内电流传送数据的设备(DV)，包括：意在与受试者的身体或者与环境电容性耦接的第一电极(2)；以及对第一电极加电偏压的电路，该电路包括被布置在第一电极(2)附近的电线圈(CL)，以便从交流信号生成交变磁场(B2)，该交变磁场(B2)具有入射到第一电极(2)上的场力线并且在其中生成感应电流(ECi)，所述感应电流(ECi)进而感应出生成体内电流的电场(E)。

技术领域

本发明涉及一种包括用于通过体内电流传送数据的装置的电子设备，该装置包括意在与受试者(subject)的身体或者与环境电容地耦接的至少一个电极。

本发明更特别地涉及在欧洲专利第EP0824799以及在由麻省理工学院的ThomasGuthrie Zimmerman于1995年9月公开的文献“Personal Area Networks(PAN)-Near-FieldIntra-Body Communication(个人区域网络(PAN)近场体内通信)”中所述类型的“IBAN”(“身体内部区域网络”)或者“PAN”(“个人区域网络”)的数据传送技术。

背景技术

图1示意性示出包括传送器D1、接收器D2以及受试者的身体HB的IBAN数据传送系统。传送器D1包括：外电极OE1或者环境电极；内电极IE1或者身体电极；以及耦接至这两个电极的电压发生器SG。接收器D2也包括外电极OE2以及内电极IE2。

传送器D1的发生器SG在电极OE1与IE1之间建立振荡电位Vi1。电场E形成于内电极IE1与受试者的身体HB之间以及外电极OE1与环境之间。身体HB被认为是能够由传送器D1充电和放电的大型电容器极板。环境示意性地由地面所表示，并且具有被视为形成IBAN系统的接地端GND的基准电位。施加于受试者的身体的电荷赋予其不同于环境电位的电位，该电位使得身体与环境之间以及身体与接收器D2之间出现电场E。电压Vi2出现在接收器D2的电极IE2上。接收器电路RCT测量相对于外电极OE2的电位的电压Vi2。

图2是以电容性和电阻性电子网络形式的图1的IBAN系统的表示。电容器C1表示设备D1的内电极IE1与示意性地由点P1表示的最接近该电极的身体区域之间的电容耦合。电容器C2表示设备D2的内电极IE2与示意性地由点P2表示的最接近该电极的身体的区域之间的电容耦合。电容器C3表示设备D1的外电极OE1与环境之间的电容耦合。电容器C4表示设备D2的外电极OE2与环境之间的电容耦合。电容器C5表示电极OE1与IE1之间的电容耦合。电容器C6表示电极OE2与IE2之间的电容耦合，并且电容器C7表示脚部与环境之间的电容耦合。为简单起见，在麻省理工学院的模型中表征的其他耦合电容器并未表示在此。

身体HB在此被认为是由电阻器R1、R2、R3、R4、R5示意性表示的纯电阻节点。电阻器R1和R2串联并且经由虚拟的中点P3流通。它们图示出点P1与P2之间的身体的全部电阻器。例如，假定用户借助其右手和左手电容性耦接设备D1和D2，则电阻器R1是右臂和右肩的电阻器，并且电阻器R2是左肩和左臂的电阻器，中点P3位于两肩之间。电阻器R3将点P3链接至在骨盆附近的虚拟点P4并且表示胸部的电阻器。电阻器R4和R5并联并将点P4链接至由电容器C7耦接至环境的虚拟点P5，并且表示左腿和右腿的串联电阻器。

当电压Vi1被施加于电极IE1、OE1时，由电压发生器SG传输电流。该电流的一部分Ia流经电容器C5到达外电极OE1，并且该电流的一部分Ib通过电容器C1流入身体内，以形成体内电流。电流Ib的一部分Ic流经电阻器R1、胸部的电阻器R3以及腿部的电阻器R4、R5，然后流经电容器C7，以通过流经环境和电容器C3接入设备D1的外电极OE1，所述环境由虚线所表示。电流Ib的一部分Id流经电阻器R1、R2以及电容器C1到达设备D2的内电极IE2，然后流经设备D2并且通过流经环境和电容器C3接入设备D1的外电极OE1，如也由虚线所表示。电阻R3+R4或者R3+R5可能远高于电阻R2，并且电流Ic可能远低于电流Id。体内电流Id在电极IE2、OE2的端子处产生电压Vi2。由接收器电路RCT来测量所述电压，该接收器电路RCT也可以被配置成测量电流Id。