(57)【要約】加算器（１２）は、ノイズ信号（ＳＮＳ）と、入力信号（ＳＩ１）と、フィードバック信号（Ｓ４）とを加算する。閾値判別部（１３）は、加算器（１２）から出力された加算信号（Ｓ１）を所定の閾値と比較し、発火パルス信号（Ｓ２）を出力する。過渡応答部（１４）は、発火パルス信号（Ｓ２）を過渡応答させ、出力信号（Ｓ３）を生成する。強度調整部（１６）は、フィードバックループ（１７）上に設けられた可変抵抗器で構成され、フィードバック信号（Ｓ４）の強度を調整し、加算器（１２）に入力する。
2017033962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号にノイズ信号及びフィードバック信号を加算する加算器と、
前記加算された加算信号を閾値と比較することでパルス信号を生成する閾値判別部と、
前記生成されたパルス信号を過渡応答させ出力信号を生成する過渡応答部と、
前記出力信号を前記フィードバック信号として前記加算器にフィードバックさせるフィードバックループと、
前記フィードバックループに設けられ、前記フィードバック信号の強度を調整する強度調整部とを備えるゆらぎ発振器。
【請求項２】
固有周波数が前記入力信号の周波数よりも低くなるように回路パラメータが調整されている請求項１に記載のゆらぎ発振器。
【請求項３】
前記出力信号をモニタするモニタ部を更に備える請求項１又は２に記載のゆらぎ発振器。
【請求項４】
前記モニタ部は、前記ゆらぎ発振器が前記入力信号と完全同期していれば、前記出力信号の周波数を持つ入力信号が入力されていると判定し、前記ゆらぎ発振器が前記入力信号と完全同期していなければ、前記ゆらぎ発振器の固有周波数に対する前記出力信号の周波数シフト量が観測できた場合、前記入力信号が検知できたと判定する請求項３に記載のゆらぎ発振器。
【請求項５】
前記モニタ部は、前記出力信号の強度に応じて調光される発光素子で構成される請求項３に記載のゆらぎ発振器。
【請求項６】
前記過渡応答部は、積分器で構成される請求項１〜５のいずれか１項に記載のゆらぎ発振器。
【請求項７】
請求項１に記載のゆらぎ発振器を複数備える信号検知装置であって、
各ゆらぎ発振器は、固有周波数がそれぞれ異なり、且つ、共通の入力信号が入力され、
各ゆらぎ発振器からの出力信号に基づいて、前記入力信号の周波数を検知する検知部を備える信号検知装置。
【請求項８】
前記検知部は、少なくとも１つのゆらぎ発振器が前記入力信号と完全同期した場合、前記完全同期したゆらぎ発振器の出力信号の固有周波数を前記入力信号の周波数と推定する請求項７に記載の信号検知装置。
【請求項９】
前記検知部は、全てのゆらぎ発振器が前記入力信号と完全同期できなかった場合、全てのゆらぎ発振器のうち、前記周波数シフト量が最大のゆらぎ発振器の固有周波数に基づいて、前記入力信号の周波数を推定する請求項７又は８に記載の信号検知装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のゆらぎ発振器がマトリックス状に複数配列された表示装置であって、
各ゆらぎ発振器は、前記出力信号に応じて調光が変化する発光素子を備え、
各ゆらぎ発振器は、隣接するゆらぎ発振器のうち少なくとも１つのゆらぎ発振器と接続されている表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力信号にゆらぎを与えて発振するゆらぎ発振器、並びにそのゆらぎ発振器を備える信号検知装置及び表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水晶発振器、ハートレー発振器、クラップ発振器、及び無安定マルチバイブレータ等の発振器が従来より知られている。このような従来の発振器は、ノイズに対して脆弱であるため、ノイズ対策が必要となる。そこで、ノイズに対してロバストな発振器として、確率共振素子を利用したゆらぎ発振器が知られている。【０００３】
例えば、特許文献１には、複数の確率共振素子をリング状に接続させたゆらぎ発振器が開示されている。また、特許文献１には、１つの確率共振素子の入出力端子間にフィードバックループを設けたゆらぎ発振器も開示されている。【０００４】
しかし、特許文献１に開示のゆらぎ発振器は確率共振素子を複数設けることが前提になっているので、コストが嵩むという問題がある。【０００５】
また、ゆらぎ発振器は、入力信号と同期して発振するという性質を持つ。そのため、微弱な未知の入力信号に対してゆらぎ発振器を同期して発振させ、ゆらぎ発振器からの出力信号をモニタすることで、この入力信号の特徴（例えば、周波数）を検知できる。ここで、微弱な未知の入力信号にゆらぎ発振器を同期して発振させるためには、ゆらぎ発振器の回路パラメータを適切な値に調整させる必要がある。しかし、特許文献１に開示のゆらぎ発振器は複数の確率共振素子が含まれているので、各確率共振素子のパラメータを個別に調整する必要があり、パラメータの調整に手間がかかるという問題がある。【０００６】
また、特許文献１では、１つの確率共振素子の入出力端子間にフィードバックループを設けたゆらぎ発振器の開示はあるものの、フィードバックループに流れる信号の強度を調整することは全く考慮されていない。したがって、特許文献１に開示のゆらぎ発振器は、回路パラメータを柔軟に調整することができず、未知の微弱な入力信号を検知できるようにゆらぎ発振器を発振させることが困難であるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４８７５１６１号
【発明の概要】
【０００８】
本発明の目的は、回路パラメータを柔軟に調整することができるゆらぎ発振器並びにそのゆらぎ発振器を利用した信号検知装置及び表示装置を提供することである。
【０００９】
本発明の一態様によるゆらぎ発振器は、入力信号にノイズ信号及びフィードバック信号を加算する加算器と、
前記加算された加算信号を閾値と比較することでパルス信号を生成する閾値判別部と、
前記生成されたパルス信号を過渡応答させ出力信号を生成する過渡応答部と、
前記出力信号を前記フィードバック信号として前記加算器にフィードバックさせるフィードバックループと、
前記フィードバックループに設けられ、前記フィードバック信号の強度を調整する強度調整部とを備える。
【００１０】
本発明によれば、フィードバックループ上にフィードバック信号の強度を調整するための強度調整部が設けられているので、ゆらぎ発振器を発振させるための回路パラメータの調整が容易になる。その結果、未知の微弱な入力信号を検知できるようにゆらぎ発振器の回路パラメータを調整することが容易となり、未知の微弱な入力信号を検知することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるゆらぎ発振器の構成の一例を示す図である。
【図２】ゆらぎ発振器に流れる信号の波形図である。
【図３】図１に示すゆらぎ発振器の詳細な回路構成の一例を示す図である。
【図４】微分器で構成された過渡応答部の回路図である。
【図５】過渡応答部を図４に示す微分器で構成した場合の出力信号の波形図である。
【図６】過渡応答部を積分器で構成した場合の出力信号の波形図である。
【図７】ゆらぎ発振器において出力信号の周波数と、入力信号の強度との関係を示すグラフである。
【図８】強度が閾値よりも低い入力信号をゆらぎ発振器に入力したときの出力信号の周波数と入力信号の強度との関係を示したグラフである。
【図９】ゆらぎ発振器が入力信号を検知する様子を概略的に示した図である。
【図１０】モニタ部が入力信号を自動的に検知する態様を採用する場合のモニタ部の処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】強度調整部による強度調整値に応じた出力信号の波形図の一例である。
【図１２】入力信号の種類に応じたゆらぎ発振器の挙動を説明する波形図である。
【図１３】本発明の実施の形態２の信号検知装置の全体構成を示す図である。
【図１４】信号検知装置が入力信号を検知する際の処理を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態３における表示装置の構成の一例を示す図である。
【図１６】表示装置の発光パターンの一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるゆらぎ発振器１の構成の一例を示す図である。図１に示すようにゆらぎ発振器１は、ノイズ発生器１１、加算器１２、閾値判別部１３、過渡応答部１４、モニタ部１５、強度調整部１６、及びフィードバックループ１７を備えている。ノイズ発生器１１は、例えばガウシアンホワイトノイズや熱雑音等の種々のノイズ信号ＳＮＳを生成するファンクションジェネレータで構成されている。
【００１３】
加算器１２は、ｎ（ｎは正の整数）種類の入力信号ＳＩ１〜ＳＩｎと、ノイズ発生器１１から出力されたノイズ信号ＳＮＳと、強度調整部１６から出力されたフィードバック信号Ｓ４とが入力される。そして、加算器１２は、入力されたノイズ信号ＳＮＳと、ｎ種類の入力信号ＳＩ１〜ＳＩｎと、フィードバック信号Ｓ４とを重畳（加算）し、閾値判別部１３に出力する。加算器１２において、ノイズ信号が入力信号ＳＩ１〜ＳＩｎに加算されることで、入力信号にはゆらぎが与えられる。
【００１４】
ここで、加算器１２は、ｎ種類の入力信号ＳＩ１〜ＳＩｎが入力される入力端子１１１〜１１ｎ（ｎは２以上の整数）と、ノイズ信号ＳＮＳが入力されるノイズ端子１１ＮＳと、フィードバック信号Ｓ４が入力されるフィードバック端子１１Ｆとを備える。
【００１５】
例えば、ゆらぎ発振器１が未知の入力信号を検知する場合、入力端子１１１には、検知対象となる未知の入力信号ＳＩ１が入力され、入力端子１１２〜１１ｎには入力信号ＳＩ２〜ＳＩｎが入力されれない。したがって、入力端子１１２〜１１ｎは省かれても良い。
【００１６】
閾値判別部１３は、加算器１２から出力された加算信号Ｓ１を所定の閾値と比較し、この加算信号Ｓ１が閾値以上の場合は、ハイレベルとなり、この加算信号Ｓ１が閾値未満の場合は、ローレベルとなるパルス信号を出力する。以下、閾値判別部１３が出力するパルス信号を神経細胞の発火に倣って発火パルス信号Ｓ２と記述する。また、発火パルス信号Ｓ２がハイレベルの場合、ゆらぎ発振器１は発火していると記述する。
【００１７】
ここで、閾値はヒステリシスを有しており、発火パルス信号Ｓ２がローレベルからハイレベルに変化する際の値とハイレベルからローレベルに変化する際の値とが異なる。閾値にヒステリシスを持たせることは閾値判別部１３を例えばシュミットトリガ回路で構成することで容易に実現することができる。
【００１８】
過渡応答部１４は、例えば、積分器又は微分器で構成され、閾値判別部１３から出力された発火パルス信号Ｓ２を過渡応答させ、発火パルス信号Ｓ２の過渡応答信号を出力信号Ｓ３として生成する。
【００１９】
モニタ部１５は、出力信号Ｓ３をモニタする。本実施の形態では、モニタ部１５は、例えば、コンピュータ等の情報処理装置で構成され、出力信号Ｓ３の波形をディスプレイに表示したり、出力信号Ｓ３の周波数を検知し、ディスプレイに表示したりする。これにより、オペレータは、ディスプレイに表示された情報から入力信号を検知できる。
【００２０】
強度調整部１６は、フィードバックループ１７上に設けられた可変抵抗器で構成され、フィードバック信号Ｓ４の強度を調整し、加算器１２に入力する。
【００２１】
フィードバックループ１７は、出力端子１５１とフィードバック端子１１Ｆとの間に設けられた線路で構成され、出力信号Ｓ３をフィードバック信号Ｓ４として加算器１２にフィードバックさせる。
【００２２】
出力端子１５１は、モニタ部１５の出力側に設けられ、出力信号Ｓ３を外部に出力する。
【００２３】
本実施の形態では、図１の左側に示すゆらぎ発振器１を図１の右側の記号を用いて表す。また、図１では、ゆらぎ発振器１は、モニタ部１５を備えているが、モニタ部１５は省略されてもよい。この場合、フィードバックループ１７は、過渡応答部１４の出力側とフィードバック端子１１Ｆとの間に接続されればよい。
【００２４】
図２は、ゆらぎ発振器１に流れる信号の波形図であり、セクション（ａ）はノイズ信号ＳＮＳの波形図であり、セクション（ｂ）は出力信号Ｓ３の波形図であり、セクション（ｃ）は出力信号Ｓ３のパワースペクトルである。
【００２５】
セクション（ａ）を観察すると、ノイズ信号ＳＮＳは、振幅がランダムに変化する信号である。このようなノイズ信号ＳＮＳをゆらぎ発振器１に入力すると、セクション（ｂ）に示されるような出力信号Ｓ３がゆらぎ発振器１から出力される。ここで、出力信号Ｓ３の波形を観察すると、出力信号Ｓ３は、周期的に変化していることが分かる。そのため、ゆらぎ発振器１にノイズ信号ＳＮＳを入力すると、ゆらぎ発振器１が発振することが確認できる。
【００２６】
また、セクション（ｃ）を観察すると、出力信号Ｓ３のパワースペクトルは、周波数がゆらぎ発振器１の固有周波数である１Ｈｚ以上の領域では、強度が一定の傾きで減少しており、１／ｆゆらぎの特性を持っていることが分かる。そのため、出力信号Ｓ３を用いて発光素子を発光させた場合、人間にとって心地のよい発光パターンで発光素子を発光させることができる。或いは、出力信号Ｓ３を用いてアクチュエータを駆動させた場合、アクチュエータによって動作される制御対象物があたかも自律的に動いているように動作させることができる。
【００２７】
図３は、図１に示すゆらぎ発振器１の詳細な回路構成の一例を示す図である。なお、図３においてモニタ部１５は図示が省略されている。加算器１２は、プラス入力端子が接地されたオペアンプＡ１１と、オペアンプＡ１１のマイナス入力端子に接続された抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３と、オペアンプＡ１１のマイナス入力端子及び出力端子間に設けられた抵抗Ｒ１４とを備えるミキサー回路で構成される。そして、加算器１２は、ノイズ端子１１ＮＳに入力されるノイズ信号ＳＮＳと、入力端子１１１に入力される入力信号ＳＩ１と、フィードバック端子１１Ｆに入力されるフィードバック信号Ｓ４とを加算する。
【００２８】
閾値判別部１３は、オペアンプＡ１２及び抵抗Ｒ２１，Ｒ２２を備えるシュミットトリガ回路により構成されている。オペアンプＡ１２のプラス入力端子は、抵抗Ｒ２２を介して接地されている。また、オペアンプＡ１２は、出力端子とプラス入力端子とが抵抗Ｒ２１を介して接続されている。また、オペアンプＡ１２はマイナス入力端子がオペアンプＡ１１の出力端子に接続されている。
【００２９】
過渡応答部１４は、一端がオペアンプＡ１２の出力端子に接続されたコイルＬ３１と、一端がコイルＬ３１の他端に接続され、他端が接地された抵抗Ｒ３１とを備える積分器で構成されている。
【００３０】
強度調整部１６は、例えば、調整つまみ（図略）或いは、制御信号により抵抗値が変更可能な可変抵抗器で構成されている。
【００３１】
なお、図３では、過渡応答部１４は積分器で構成されているが、これに限定されず、微分器で構成されてもよい。
【００３２】
図４は、微分器で構成された過渡応答部１４の回路図である。過渡応答部１４は、コンデンサＣ３１及び抵抗Ｒ３１を備えている。図４の過渡応答部１４は、図３の過渡応答部１４においてコイルＬ３１をコンデンサＣ３１で置き換えた点以外は、図３の過渡応答部１４と同じ構成である。
【００３３】
図５は、過渡応答部１４を図４に示す微分器で構成した場合の出力信号Ｓ３の波形図である。なお、図５において縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示す。時刻Ｔ１では、加算信号Ｓ１が閾値を超え、発火パルス信号Ｓ２がハイレベルになる。そのため、出力信号Ｓ３は正側電源電圧ＶＤＤまで一挙に上昇し、以後、微分器の時定数にしたがってグラウンドレベルＧＮＤに向かって減衰する。
【００３４】
時刻Ｔ２では、加算信号Ｓ１が閾値を下回り、発火パルス信号Ｓ２がローレベルになる。そのため、出力信号Ｓ３は負側電源電圧ＶＳＳまで一挙に下降し、以後、微分器の時定数にしたがって増大する。以後、ゆらぎ発振器１は、この挙動を繰り返して発振する。
【００３５】
図６は、過渡応答部１４を積分器で構成した場合の出力信号Ｓ３の波形図である。なお、図６において縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示す。時刻Ｔ１では、加算信号Ｓ１が閾値を超え、発火パルス信号Ｓ２がハイレベルになる。そのため、出力信号Ｓ３は積分器の時定数にしたがって増大する。
【００３６】
時刻Ｔ２では、加算信号Ｓ１が閾値を下回り、発火パルス信号Ｓ２がローレベルになる。そのため、出力信号Ｓ３は積分器の時定数にしたがって減衰する。以後、ゆらぎ発振器１は、この挙動を繰り返し発振する。
【００３７】
図６に示すように、積分器は微分器に比べて、出力信号Ｓ３を滑らかに変化させることができる。したがって、発光素子を滑らかな発光パターンで発光させたい場合や制御対象物を滑らかな動作パターンで動作させたい場合は、過渡応答部１４として積分器を採用することが好ましい。一方、発光素子を調光が急激に変化する発光パターンで発光させたい場合や、制御対象物を動作が急激に変化する動作パターンで動作させたい場合は、過渡応答部１４として微分器を採用することが好ましい。
【００３８】
図７は、ゆらぎ発振器１において出力信号Ｓ３の周波数と、入力信号ＳＩ１の強度との関係を示すグラフである。図７において、縦軸は出力信号Ｓ３の周波数を示し、横軸は入力信号ＳＩ１の強度を示している。入力信号ＳＩ１の強度とは、入力信号の最大値を指す。
【００３９】
なお、図７では、過渡応答部１４の閾値は「０．２Ｖ」に設定されている。また、図７では、ゆらぎ発振器１の固有周波数は「２５Ｈｚ」に設定されている。固有周波数は、セクション（ａ）に示すように、ノイズ信号ＳＮＳのみを入力してゆらぎ発振器１を発振させたときのゆらぎ発振器１の発振周波数を指す。
【００４０】
また、図７において、第１閾値領域Ｄ１は、セクション（ｂ）に示すように入力信号ＳＩ１の強度が閾値「０．２Ｖ」より小さい領域を指す。また、図７において、第２閾値領域Ｄ２は、セクション（ｃ）に示すように入力信号ＳＩ１の強度が閾値「０．２Ｖ」より大きい領域を指す。
【００４１】
図７において、グラフＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６は、入力信号ＳＩ１の周波数がそれぞれ、１００Ｈｚ，８０Ｈｚ，６０Ｈｚ，４０Ｈｚ，１０Ｈｚ，５Ｈｚのときの出力信号Ｓ３の周波数と入力信号ＳＩ１の強度との関係を示している。なお、グラフＧ１〜Ｇ６においてプロットされた点は、同一条件での複数の測定結果の平均値を示す。また、プロットされた点を中心として上下に延びる線分はエラーバーを示し、測定結果のバラツキを示している。また、周波数は出力信号Ｓ３を一定のサンプリング周期でサンプリングし、フーリエ変換することで算出できる。
【００４２】
固有周波数「２５Ｈｚ」よりも入力信号ＳＩ１の周波数が高いグラフＧ１〜Ｇ４を観察すると、入力信号ＳＩ１の強度が増大するにつれて、出力信号Ｓ３の周波数が増大していることが分かる。そして、出力信号Ｓ３の周波数が入力信号ＳＩ１の周波数まで増大すると、入力信号ＳＩ１の強度を増大させても、出力信号Ｓ３の周波数は増大せず、且つ、出力信号Ｓ３の周波数のエラーバーの幅も収束していることが分かる。
【００４３】
これは、ゆらぎ発振器１が入力信号ＳＩ１に同期したことを表している。例えば、グラフＧ１では、入力信号ＳＩ１の強度がおよそ「０．１４Ｖ」まで増大すると、出力信号Ｓ３の周波数は、入力信号ＳＩ１の周波数「１００Ｈｚ」と同じになり、ゆらぎ発振器１が入力信号ＳＩ１に同期している。
【００４４】
一方、固有周波数「２５Ｈｚ」よりも入力信号ＳＩ１の周波数が低いグラフＧ５，Ｇ６を観察すると、入力信号ＳＩ１の強度を上げていっても、グラフが平坦にならず、且つ、エラーバーの幅も収束しておらず、ゆらぎ発振器１が入力信号ＳＩ１に同期できていないことが分かる。
【００４５】
以上より、入力信号ＳＩ１の周波数が固有周波数よりも高ければ、ゆらぎ発振器１は入力信号に同期でき、入力信号ＳＩ１の周波数が固有周波数よりも低ければ、ゆらぎ発振器１は入力信号に同期できないことが分かる。
【００４６】
そこで、本実施の形態では、検知対象の入力信号ＳＩ１の周波数よりも固有周波数が低くなるようにゆらぎ発振器１の回路パラメータが調整されている。
【００４７】
具体的には、ゆらぎ発振器１は、想定される検知対象の入力信号ＳＩ１の周波数よりも固有周波数が低くなるように、過渡応答部１４の時定数と、強度調整部１６の強度とが調整されている。そのため、ゆらぎ発振器１は、入力信号ＳＩ１を検知することができる。なお、過渡応答部１４の時定数を増大させると、出力信号Ｓ３の波形がなまるので、固有周波数は減少する傾向を示す。また、強度調整部１６の強度を増大させると、出力信号Ｓ３の振幅が増大するので、固有周波数は増大する傾向を示す。したがって、固有周波数は、過渡応答部１４の時定数を減少させ、且つ、強度調整部１６の強度を増大させることで、増大させることができると共に、過渡応答部１４の時定数を増大させ、且つ、強度調整部１６の強度を減少させることで減少させることができる。
【００４８】
また、グラフＧ１〜Ｇ４を観察すると、グラフＧ４，Ｇ３，Ｇ２，Ｇ１の順で立ち上がりが早いことが分かる。よって、入力信号ＳＩ１の周波数が固有周波数「２５Ｈｚ」に近いほど、立ち上がりが早くなり、且つ、同期する際の入力信号ＳＩ１の強度が低くなっていることが分かる。
【００４９】
一方、グラフＧ５，Ｇ６を観察すると、「４０Ｈｚ」、「６０Ｈｚ」、「８０Ｈｚ」、「１００Ｈｚ」のいずれもが同期していない領域（以下、「不完全シンクロ領域」と記述する。）においては、入力信号ＳＩ１の強度を上げていくと、出力信号Ｓ３の周波数はほぼ平坦に推移していることが分かる。
【００５０】
以上より、不完全シンクロ領域では、入力信号ＳＩ１の周波数が固有周波数より高ければ、周波数シフト量Δｆ（固有周波数に対する出力信号Ｓ３の周波数のシフト量）が観測されるが、入力信号ＳＩ１の周波数が固有周波数よりも低くければ、周波数シフト量が観測されないことが分かる。
【００５１】
したがって、不完全シンクロ領域では、周波数シフト量Δｆが観測できれば、固有周波数より大きい周波数を持つ入力信号ＳＩ１が入力されていると判定でき、周波数シフト量Δｆが観測できなければ、固有周波数より大きい周波数を持つ入力信号ＳＩ１は入力されていないと判定できる。
【００５２】
一方、ゆらぎ発振器１が入力信号ＳＩ１に完全同期している場合は、出力信号Ｓ３の周波数を入力信号ＳＩ１の周波数として検知できる。
【００５３】
更に、ゆらぎ発振器１は、固有周波数以下の入力信号ＳＩ１を検知できないので、ゆらぎ発振器１にハイパスフィルタの機能を持たせることができる。
【００５４】
図８は、強度が閾値よりも低い入力信号ＳＩ１をゆらぎ発振器１に入力したときの出力信号Ｓ３の周波数と入力信号ＳＩ１の強度との関係を示したグラフである。図８において、縦軸は出力信号Ｓ３の周波数を示し、横軸は入力信号ＳＩ１の強度を示している。図８では、セクション（ａ）に示すように、閾値として「０．２Ｖ」が採用され、入力信号ＳＩ１として強度が閾値「０．２Ｖ」よりも低い周波数が５０Ｈｚのサイン波が採用されている。また、ノイズ信号ＳＮＳとして、強度が「１．２Ｖ」のホワイトガウシアンノイズを用いた。また、ゆらぎ発振器１の固有周波数をセクション（ｂ）に示すように２５．６Ｈｚとした。
【００５５】
図８において、入力信号ＳＩ１の周波数がおよそ０．０３Ｖ〜０．０９Ｖまでの領域は不完全シンクロ領域Ｄ９１であり、入力信号ＳＩ１の周波数がおよそ０．０９Ｖ以上の領域は完全シンクロ領域Ｄ９２である。不完全シンクロ領域Ｄ９１とは、周波数がある程度ばらついた状態でゆらぎ発振器１が発振する領域を指す。完全シンクロ領域Ｄ９２とは、周波数がばらつかずに入力信号ＳＩ１の周波数とほぼ同一の周波数でゆらぎ発振器１が発振する領域を指す。以下、不完全シンクロ領域Ｄ９１でのゆらぎ発振器１の発振状態を「不完全同期」と呼び、完全シンクロ領域Ｄ９２でのゆらぎ発振器１の発振状態を「完全同期」と呼ぶ。
【００５６】
図８を見れば分かる通り、図７と同様、不完全シンクロ領域Ｄ９１では、入力信号ＳＩ１の強度が増大するにつれて、出力信号Ｓ３の周波数が増大していることが分かる。また、完全シンクロ領域Ｄ９２では、ゆらぎ発振器１が完全同期で発振しているので、入力信号ＳＩ１の強度が増大しても、出力信号Ｓ３は一定の周波数「５０Ｈｚ」を維持していることが分かる。
【００５７】
ここで、完全シンクロ領域Ｄ９２において、入力信号ＳＩ１の強度の下限値はおよそ「０．０９Ｖ」である。そのため、ゆらぎ発振器１は、閾値「０．２Ｖ」の半分以下の値で、入力信号ＳＩ１と完全同期していることが分かる。したがって、ゆらぎ発振器１は、完全シンクロ領域Ｄ９２では、ノイズ信号ＳＮＳの強度に対する強度が１／１３程度の微弱な入力信号ＳＩ１を検知できる。
【００５８】
また、不完全シンクロ領域Ｄ９１では、入力信号ＳＩ１の強度の下限値はおよそ「０．０３Ｖ」である。したがって、ゆらぎ発振器１は、不完全シンクロ領域Ｄ９１では、ノイズ信号ＳＮＳの強度に対して強度が１／４０程度の微弱な入力信号ＳＩ１を検知できる。
【００５９】
図９は、ゆらぎ発振器１が入力信号ＳＩ１を検知する様子を概略的に示した図である。ゆらぎ発振器１にノイズ信号ＳＮＳを入力すると、ゆらぎ発振器１は、固有周波数ｆｓで発振する。
【００６０】
ゆらぎ発振器１にノイズ信号ＳＮＳと未知の入力信号ＳＩ１とを入力すると、ゆらぎ発振器１は、固有周波数ｆｓから周波数シフト量Δｆだけ周波数をシフトさせた周波数ｆｙで発振する。ここで、完全シンクロ領域Ｄ９２では、周波数ｆｙは入力信号ＳＩ１の周波数と同じになる。よって、出力信号Ｓ３の周波数ｆｙを検知することで、入力信号ＳＩ１の周波数を検知できる。一方、不完全シンクロ領域Ｄ９１では、周波数シフト量Δｆが観測された場合、ゆらぎ発振器１は、固有周波数ｆｓ以上の周波数の入力信号ＳＩ１が入力されていることを検知でき、周波数シフト量Δｆが観測されない場合、ゆらぎ発振器１は、固有周波数ｆｓ以上の周波数の入力信号ＳＩ１が入力されていないことを検知できる。
【００６１】
なお、上記の入力信号ＳＩ１の検知はモニタ部１５に表示された出力信号Ｓ３の波形からオペレータが行ってもよいし、モニタ部１５が自動的に行ってもよい。
【００６２】
図１０は、モニタ部１５が入力信号ＳＩ１を自動的に検知する態様を採用する場合のモニタ部１５の処理の一例を示すフローチャートである。
【００６３】
まず、モニタ部１５は、出力信号Ｓ３を検知する（Ｓ１６０１）。次に、モニタ部１５は、ゆらぎ発振器１が入力信号ＳＩ１と不完全同期しているか、完全同期しているかを判定する。ここで、モニタ部１５は、出力信号Ｓ３の周波数のばらつきが一定の範囲内に収まっていれば、ゆらぎ発振器１が入力信号ＳＩ１と完全同期していると判定し、出力信号Ｓ３の周波数のばらつきが一定の範囲内に収まっていなければ、ゆらぎ発振器１が入力信号ＳＩ１と不完全同期していると判定すればよい。
【００６４】
次に、モニタ部１５は、ゆらぎ発振器１が、不完全同期していない、つまり、完全同期していると判定すれば（Ｓ１６０２でＮＯ）、出力信号Ｓ３の周波数を持つ入力信号ＳＩ１をゆらぎ発振器１が検知できたと判定する（Ｓ１６０３）。
【００６５】
一方、モニタ部１５は、ゆらぎ発振器１が入力信号ＳＩ１と不完全同期していると判定した場合（Ｓ１６０２でＹＥＳ）、周波数シフト量Δｆが観測できたか否かを判定する（Ｓ１６０４）。ここで、モニタ部１５は、出力信号Ｓ３の周波数の平均値を算出し、算出した平均値と固有周波数との差がある一定の値より大きければ、周波数シフト量Δｆを観測できたと判定し、算出した平均値と固有周波数との差がある一定の値以下であれば、周波数シフト量Δｆを観測できなかったと判定すればよい。
【００６６】
次に、モニタ部１５は、周波数シフト量Δｆを観測できた場合（Ｓ１６０４でＹＥＳ）、少なくとも固有周波数より大きい周波数を持つ入力信号ＳＩ１をゆらぎ発振器１が検知できたと判定する。一方、モニタ部１５は、周波数シフト量Δｆを観測できなかった場合（Ｓ１６０４でＮＯ）、入力信号ＳＩ１をゆらぎ発振器１が検知できなかったと判定すればよい。
【００６７】
図１１は、強度調整部１６による強度調整値に応じた出力信号Ｓ３の波形図の一例であり、縦軸は出力信号Ｓ３の振幅を示し、横軸は時間を示している。図１１において、ゆらぎ発振器１の閾値として「０．２Ｖ」が用いられ、ノイズ信号ＳＮＳとして強度が「１．５Ｖ」のホワイトガウシアンノイズが用いられ、過渡応答部１４の時定数として「１」が用いられている。また、強度調整部１６の強度調整値ＣＣとして、「０」，「０．１」，「０．２」，「０．５」，「１．０」，「２．０」が用いられている。強度調整値ＣＣとは、フィードバック信号Ｓ４に対するゲインを指す。また、入力信号ＳＩ１として、周波数が「１Ｈｚ」、振幅が０．１Ｖのサイン波が用いられている。
【００６８】
図１１を観察すると、強度調整値ＣＣが０〜０．５の範囲では、出力信号Ｓ３は周波数及び振幅にばらつきが見られ、ゆらぎ発振器１が不完全同期していることが分かる。一方、強度調整値ＣＣが１．０を超えると、出力信号Ｓ３は周波数及び振幅にばらつきが見られず、ゆらぎ発振器１が完全同期していることが分かる。
【００６９】
以上より、例えば、オペレータはモニタ部１５が表示した出力信号Ｓ３の波形を観察し、ゆらぎ発振器１が入力信号ＳＩ１に完全同期できていないと判断した場合、強度調整値ＣＣを上げてゆくことで、ゆらぎ発振器１を入力信号ＳＩ１に同期させることができる。つまり、強度調整値ＣＣを上げてゆくことで、ゆらぎ発振器１の固有周波数を増大させて、固有周波数を入力信号ＳＩ１の周波数に近づけ、ゆらぎ発振器１を完全同期させることができる。
【００７０】
ここで、強度調整値ＣＣは、強度調整部１６を構成する可変抵抗器の抵抗値を調整することで調整できる。したがって、オペレータは可変抵抗器を調整するという簡単な作業で、ゆらぎ発振器１を入力信号ＳＩ１に完全同期させることができる。
【００７１】
図１２は、入力信号ＳＩ１の種類に応じたゆらぎ発振器１の挙動を説明する波形図である。図１２において、セクション（ａ）は、ノイズ信号ＳＮＳのみが入力されたときのゆらぎ発振器１の挙動を示す波形図である。なお、図１２において、過渡応答部１４として微分器が採用されている。フィードバック信号Ｓ４が正の領域では閾値は閾値ＴＨ２になり、フィードバック信号Ｓ４が負の領域では閾値は閾値ＴＨ１になる。
【００７２】
時刻Ｔ１では、ノイズ信号ＳＮＳとフィードバック信号Ｓ４との加算信号Ｓ１が閾値ＴＨ１を超えるているので、フィードバック信号Ｓ４は正側に反転している。このとき、過渡応答部１４の閾値は負側の閾値ＴＨ２に設定される。
【００７３】
時刻Ｔ１以降、フィードバック信号Ｓ４は、過渡応答部１４の時定数にしたがって徐々に減衰する。そして、時刻Ｔ２になると、ノイズ信号ＳＮＳとフィードバック信号Ｓ４との加算信号Ｓ１が閾値ＴＨ２を下回るので、フィードバック信号Ｓ４は、負側に反転する。このように、ノイズ信号ＳＮＳのみが入力される場合、ゆらぎ発振器１は、固有振動幅λによって規定される固有振動数で発振する。セクション（ａ）から分かる通り、固有振動幅λはフィードバック信号Ｓ４の減衰率に依存しており、過渡応答部１４の時定数の影響が支配的であることが分かる。
【００７４】
図１２のセクション（ｂ）は、固有周波数よりも周波数が高い入力信号ＳＩ１が入力されたときのゆらぎ発振器１の挙動を示す波形図である。
【００７５】
入力信号ＳＩ１の周波数が固有周波数よりも高ければ、固有振動幅λ内において、入力信号ＳＩ１とノイズ信号ＳＮＳとが確率共鳴を起こすので、フィードバック信号Ｓ４は、主に入力信号ＳＩ１の振幅の変化にしたがって閾値を超えることができる。そのため、固有振動数より高い周波数を持つ入力信号ＳＩ１が入力された場合、ゆらぎ発振器１は、完全同期しやすくなる。その結果、ゆらぎ発振器１は、入力信号ＳＩ１の強度が閾値以下であっても、入力信号ＳＩ１と完全同期できる。
【００７６】
図１２のセクション（ｃ）は、固有周波数よりも周波数が低い入力信号ＳＩ１が入力されたときのゆらぎ発振器１の挙動を示す波形図である。入力信号ＳＩ１の周波数が固有周波数よりも低ければ、固有振動幅λ内でフィードバック信号Ｓ４は高確率で１回、閾値を超えることができる。そのため、時刻Ｔ１にて、フィードバック信号Ｓ４は正側に反転している。
【００７７】
時刻Ｔ１以降、フィードバック信号Ｓ４は減衰しているが、入力信号ＳＩ１は増大しているので、両者は弱め合い、フィードバック信号Ｓ４の反転はノイズ信号ＳＮＳが支配的となり、時刻Ｔ２では、フィードバック信号Ｓ４は固有振動幅λより短いタイミングで、負側に反転している。
【００７８】
時刻Ｔ２以降、フィードバック信号Ｓ４は、過渡応答部１４の時定数に従って増大しているが、入力信号ＳＩ１が減少しているので、両者は弱め合い、フィードバック信号Ｓ４の反転はノイズ信号ＳＮＳが支配的となり、時刻Ｔ３では、フィードバック信号Ｓ４は固有振動幅λより長いタイミングで正側に反転している。
【００７９】
このように、固有周波数よりも周波数が低い入力信号ＳＩ１が入力され場合、フィードバック信号Ｓ４の反転周期は揃わず、ゆらぎ発振器１は入力信号ＳＩ１に同期できない。
【００８０】
以上説明したように、実施の形態１のゆらぎ発振器１は、強度調整部１６を備えているので、未知の微弱な入力信号ＳＩ１を検知できるようにゆらぎ発振器１の回路パラメータを調整することが容易となる。
【００８１】
（実施の形態２）
実施の形態２は、複数のゆらぎ発振器１を用いて未知の入力信号ＳＩ１を検知する信号検知装置を構成したことを特徴とする。図１３は、信号検知装置２の全体構成を示す図である。なお、本実施の形態において実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、説明を省く。
【００８２】
信号検知装置２は、複数のゆらぎ発振器１と、検知部２０００とを備える。図１３の例では、ゆらぎ発振器１は、４つのゆらぎ発振器１＿１、１＿２、１＿３、１＿４で構成されている。但し、これは一例であり、４つ以外の複数のゆらぎ発振器１で信号検知装置２は構成されてもよい。
【００８３】
ゆらぎ発振器１＿１〜１＿４は入力端子が共通の入力端子２００１に接続され、共通の入力信号ＳＩ１が入力される。ゆらぎ発振器１＿１〜１＿４は、それぞれ固有周波数が異なるように回路パラメータが調整されている。
【００８４】
検知部２０００はゆらぎ発振器１＿１〜１＿４の出力端子と接続され、コンピュータ等の情報処理装置で構成されている。そして、検知部２０００は、ゆらぎ発振器１＿１〜１＿４のそれぞれの出力信号Ｓ３が入力される。
【００８５】
図７を参照すると、不完全シンクロ領域では、周波数が固有周波数に近い入力信号ＳＩ１ほどグラフの立ち上がりが早い。つまり、周波数が固有周波数に近い入力信号ＳＩ１ほど周波数シフト量Δｆが大きいことが分かる。
【００８６】
したがって、図１３の信号検知装置２において、ゆらぎ発振器１＿１〜１＿４のいずれもが入力信号ＳＩ１と完全同期していなければ、入力信号ＳＩ１の周波数は、ゆらぎ発振器１＿１〜１＿４のうち、周波数シフト量Δｆが最大のゆらぎ発振器１の固有周波数に最も近い値を持つと推定できる。
【００８７】
例えば、ゆらぎ発振器１＿１〜１＿４の固有周波数がそれぞれ、「５Ｈｚ」、「１０Ｈｚ」、「１５Ｈｚ」、「２０Ｈｚ」であるとし、周波数が「１７Ｈｚ」の入力信号ＳＩ１が入力されたとする。この場合、固有周波数が入力信号ＳＩ１の周波数よりも低いゆらぎ発振器１＿１〜１＿３は、周波数シフト量Δｆが観測される。更に、この場合、ゆらぎ発振器１＿１〜１＿３のうち、固有周波数が入力信号ＳＩ１の周波数に最も近い「１５Ｈｚ」のゆらぎ発振器１の周波数シフト量Δｆが最大となる。したがって、図１３の信号検知装置２において、ゆらぎ発振器１＿１〜１＿４のすべてが不完全同期の場合、周波数シフト量Δｆが最大のゆらぎ発振器１の固有周波数に近い周波数を入力信号ＳＩ１は持つと推定できる。
【００８８】
一方、図７を参照すると、ゆらぎ発振器１は入力信号ＳＩ１と完全同期すると、入力信号ＳＩ１と同じ周波数の出力信号Ｓ３を出力することが分かる。
【００８９】
したがって、図１３の信号検知装置２において、ゆらぎ発振器１＿１〜１＿４のうちいずれか１のゆらぎ発振器１が入力信号ＳＩ１と完全同期すれば、入力信号ＳＩ１の周波数は、完全同期したゆらぎ発振器１の出力信号Ｓ３の周波数を持つと推定できる。
【００９０】
そこで、検知部２０００は、図１４のフローチャートに示すロジックで入力信号ＳＩ１を検知する。図１４は、信号検知装置２が入力信号ＳＩ１を検知する際の処理を示すフローチャートである。
【００９１】
まず、検知部２０００は、各ゆらぎ発振器１からの出力信号Ｓ３を検知する（Ｓ１３１）。次に、検知部２０００は、全てのゆらぎ発振器１が入力信号ＳＩ１と完全同期できていないか否かを判定する（Ｓ１３２）。全てのゆらぎ発振器１が入力信号ＳＩ１と完全同期できていないと判定した場合（Ｓ１３２でＹＥＳ）、検知部２０００は、各ゆらぎ発振器１からの出力信号Ｓ３の周波数シフト量Δｆのうち最大の周波数シフト量Δｆを特定する（Ｓ１３４）。次に、検知部２０００は、周波数シフト量Δｆが最大のゆらぎ発振器１の固有周波数を入力信号ＳＩ１の周波数と推定する（Ｓ１３５）。周波数シフト量Δｆの特定の詳細は実施の形態１と同じなので説明は省略する。
【００９２】
一方、いずれか１のゆらぎ発振器１が入力信号ＳＩ１と完全同期した場合（Ｓ１３２でＮＯ）、完全同期したゆらぎ発振器１の出力信号Ｓ３の周波数を入力信号ＳＩ１の周波数と推定する（Ｓ１３３）。
【００９３】
このように、実施の形態２の信号検知装置２によれば、それぞれ固有周波数の異なる複数のゆらぎ発振器１を備えているので、全てのゆらぎ発振器１が入力信号ＳＩ１と完全同期できなかった場合であっても、周波数シフト量Δｆが最大のゆらぎ発振器１の固有周波数から入力信号ＳＩ１の周波数を推定できる。また、実施の形態２の信号検知装置２によれば、いずれかのゆらぎ発振器１が入力信号ＳＩ１と完全同期した場合、そのゆらぎ発振器１の出力信号Ｓ３の周波数から入力信号ＳＩ１の周波数を推定できる。
【００９４】
（実施の形態３）
実施の形態３は、複数のゆらぎ発振器１を用いて表示装置を構成したことを特徴とする。図１５は、実施の形態３における表示装置３の構成の一例を示す図である。図１５に示すように、表示装置３は、Ｎ行×Ｎ列でマトリックス状に配列されたゆらぎ発振器１を備える。ここで、Ｎは１以上の整数である。また、図１５の例では、行数及び列数は同数に設定されているが、異なる数に設定されていてもよい。
【００９５】
隣接するゆらぎ発振器１間に示される点線の四角形はゆらぎ発振器１の接続形態を示す。図１５の右側に示すように、ゆらぎ発振器１の接続形態には、（ｉ）両方向結合、（ｉｉ）一方向結合、及び（ｉｉｉ）無結合がある。
【００９６】
（ｉ）両方向結合は、隣接する２つのゆらぎ発振器１のうち、一方のゆらぎ発振器１の出力端子が他方のゆらぎ発振器１の入力端子に接続され、他方のゆらぎ発振器１の出力端子が一方のゆらぎ発振器１の入力端子に接続された接続形態である。
【００９７】
（ｉｉ）一方向結合は、隣接する２つのゆらぎ発振器１のうち、一方のゆらぎ発振器１の出力端子が他方のゆらぎ発振器１の入力端子に接続された接続形態である。
【００９８】
（ｉｉｉ）無結合は、隣接する２つのゆらぎ発振器１が未接続の接続形態である。
【００９９】
なお、実施の形態３では、各ゆらぎ発振器１のモニタ部１５は、出力信号Ｓ３の強度に応じて調光が変化する発光素子で構成される。発光素子としては、ＬＥＤや蛍光灯というように、調光が変更可能な発光素子であれば、どのような発光素子が採用されてもよい。
【０１００】
図１６は、表示装置３の発光パターンの一例を示した図である。図１６の例では、表示装置３は、Ｌ０〜Ｌ９９で示される１０行×１０列で配列された１００個のゆらぎ発振器１で構成されている。また、各ゆらぎ発振器１は、行方向において左側から右側に一方向結合され、ある行の右端のゆらぎ発振器１は次の行の左端のゆらぎ発振器１と一方向結合されている。すなわち、図１６の例では、ある行の右端のゆらぎ発振器１は次の行の左端のゆらぎ発振器１に隣接するとみなされている。
【０１０１】
図１６の表示装置３では、あるゆらぎ発振器１が発火すると、そのゆらぎ発振器１の出力信号Ｓ３が隣接するゆらぎ発振器１に順次に伝播していく。そのため、発火したゆらぎ発振器１を先頭にして下流側のゆらぎ発振器１に向けて明るさが順次に伝播していくような発光パターンが得られる。図１６の例では、ゆらぎ発振器Ｌ３、Ｌ１３、Ｌ２８等が明るく発光しており、これらのゆらぎ発振器１から下流側のゆらぎ発振器１に向けて徐々に調光が暗くなるような発光パターンで表示装置３は発光している。そして、この発光パターンが経時的に下流側のゆらぎ発振器１に向けて伝播していくように、表示装置３は発光する。
【０１０２】
ここで、ゆらぎ発振器１は１／ｆゆらぎの周波数スペクトルを持っているので、表示装置３は、あたかも各ゆらぎ発振器１が自律的に発光しているかのような、人間にとって心地のよい発光パターンを演出できる。蛍を例に挙げると、ある蛍の発光に伴って、その蛍に隣接する蛍が連鎖的に発光していくな発光パターンを表示装置３は演出できる。
【０１０３】
なお、図１６の例では、ゆらぎ発振器１は一方向結合されているが、両方向結合されていてもよい。この場合、あるゆらぎ発振器１が発火すると、そのゆらぎ発振器１を中心に両側のゆらぎ発振器に出力信号Ｓ３が徐々に伝播するような発光パターンを演出できる。また、図１６の例において、ゆらぎ発振器１は一方向結合されているが、両方向結合と一方向結合と無結合とが混在されていてもよい。
＜実施の形態の纏め＞
【０１０４】
本発明の一態様によるゆらぎ発振器は、入力信号にノイズ信号及びフィードバック信号を加算する加算器と、
前記加算された加算信号を閾値と比較することでパルス信号を生成する閾値判別部と、
前記生成されたパルス信号を過渡応答させ出力信号を生成する過渡応答部と、
前記出力信号を前記フィードバック信号として前記加算器にフィードバックさせるフィードバックループと、
前記フィードバックループに設けられ、前記フィードバック信号の強度を調整する強度調整部とを備える。
【０１０５】
入出力端子間がフィードバックループで接続された１つの確率共振素子でゆらぎ発振器を構成する場合、フィードバックループを介して加算器にフィードバックされるフィードバック信号の強度を適切に調整しなければ、ゆらぎ発振器に信号を検知させることができない。
【０１０６】
特許文献１では、入出力端子間にフィードバックループを形成し、１つの確率共振素子でゆらぎ発振器を構成した形態の開示はあるものの、フィードバックループ上にフィードバック信号の強度を調整するための素子が設けられていない。そのため、従来のゆらぎ発振器では、主に、微分器の時定数を調整することで、フィードバック信号の強度を調整せざるを得なかった。微分器の時定数を調整すればフィードバック信号の波形を変更することはできるが、フィードバック信号の強度を全体的に増減させることはできないので、調整に手間がかかるという問題がある。
【０１０７】
本構成では、フィードバックループ上にフィードバック信号の強度を調整するための強度調整部が設けられている。そのため、フィードバック信号の強度を調整することができ、回路パラメータの調整をより柔軟に行うことができる。その結果、本構成では、未知の微弱な入力信号を検知できるように回路パラメータを調整することが容易となる。
【０１０８】
また、上記態様において、固有周波数が前記入力信号の周波数よりも低くなるように回路パラメータが調整されてもよい。
【０１０９】
出力信号を入力信号にフィードバックさせるゆらぎ発振器は、固有周波数よりも周波数の高い入力信号が入力された場合、周波数シフト量（固有周波数に対する出力信号の周波数のシフト量）を観測できるが、固有周波数よりも周波数の低い入力信号が入力された場合、周波数シフト量を観測できないという特性を持つ。本構成では、ゆらぎ発振器の固有周波数が検知対象となる入力信号の周波数よりも低くなるように回路パラメータが調整されているので、ゆらぎ発振器に入力信号を検知させることができる。また、固有周波数よりも周波数が低い入力信号が入力された場合、ゆらぎ発振器は入力信号を検知できないのでゆらぎ発振器にハイパスフィルタの機能を持たせることができる。
【０１１０】
更に、ゆらぎ発振器の固有周波数を入力信号の周波数よりも低くすると、入力信号の強度が閾値以下であってもゆらぎ発振器は入力信号に同期して発振させることができるので、出力信号の周波数から微弱な入力信号の周波数を検知できる。
【０１１１】
また、上記態様において、前記出力信号をモニタするモニタ部を更に備えてもよい。
【０１１２】
この構成によれば、過度応答信号をモニタするモニタ部が設けられているので、入力信号の検知が容易になる。
【０１１３】
また、上記態様において、前記モニタ部は、前記ゆらぎ発振器が前記入力信号と完全同期していれば、前記出力信号の周波数を持つ入力信号が入力されていると判定し、前記ゆらぎ発振器が前記入力信号と完全同期していなければ、前記ゆらぎ発振器の固有周波数に対する前記出力信号の周波数シフト量が観測できた場合、前記入力信号が検知できたと判定してもよい。
【０１１４】
この構成によれば、ゆらぎ発振器が入力信号と完全同期している場合は、出力信号の周波数から入力信号の周波数を検知でき、ゆらぎ発振器が入力信号と完全同期していない場合は、周波数シフト量の観測の有無により入力信号を検知できる。
【０１１５】
また、上記態様において、前記モニタ部は、前記出力信号の強度に応じて調光される発光素子で構成されてもよい。
【０１１６】
この構成によれば、出力信号の強度に応じて調光される発光素子でモニタ部が構成されているので、ゆらぎ発振器の発振パターンに応じた発光パターンで発光素子を発光させることができる。ここで、ゆらぎ発振器は、入力信号にノイズ信号を重畳させているので、パワースペクトルは１／ｆゆらぎの特性を持つ。したがって、発光素子を１／ｆゆらぎの発光パターンで発光させることができ、人間にとって心地のよい発光パターンで発光素子を発光させることができる。
【０１１７】
また、上記態様において、前記過渡応答部は、積分器で構成されてもよい。
【０１１８】
この構成によれば、過渡応答部は積分器で構成されているので、出力信号を滑らかに変化させることができる。特に、ゆらぎ発振器の発振パターンに応じて発光素子を発光させる態様を採用する場合、発光素子を滑らかな発光パターンで発光させることができる。
【０１１９】
本発明の別の一態様の信号検知装置は、ゆらぎ発振器を複数備える信号検知装置であって、
各ゆらぎ発振器は、固有周波数がそれぞれ異なり、且つ、共通の入力信号が入力され、
各ゆらぎ発振器からの出力信号に基づいて、前記入力信号の周波数を検知する検知部を備える。
【０１２０】
ゆらぎ発振器は、入力信号の周波数が固有周波数よりも高い場合、入力信号の周波数が固有周波数に近づくにつれて、周波数シフト量が大きくなる特性を備えている。そのため、入力信号の周波数は、周波数シフト量が最大のゆらぎ発振器の固有周波数に近いと推定できる。本構成では、固有周波数がそれぞれ異なるゆらぎ発振器が複数設けられているので、最大の周波数シフト量が観測されたゆらぎ発振器の固有周波数を用いて未知の入力信号の周波数を検知できる。
【０１２１】
上記態様において、前記検知部は、少なくとも１つのゆらぎ発振器が前記入力信号と完全同期した場合、前記完全同期したゆらぎ発振器の出力信号の固有周波数を前記入力信号の周波数と推定してもよい。
【０１２２】
ゆらぎ発振器は入力信号と完全同期した場合、出力信号は、入力信号と同じ周波数で発振するという特性を持つ。本構成では、複数のゆらぎ発振器のうち、少なくとも１つのゆらぎ発振器が入力信号と完全同期した場合は、そのゆらぎ発振器の出力信号の周波数を入力信号は持つと推定されている。そのため、未知の入力信号の周波数を正確に検知できる。
【０１２３】
上記態様において、前記検知部は、全てのゆらぎ発振器が前記入力信号と完全同期できなかった場合、全てのゆらぎ発振器のうち、前記周波数シフト量が最大のゆらぎ発振器の固有周波数に基づいて、前記入力信号の周波数を推定してもよい。
【０１２４】
この構成によれば、全てのゆらぎ発振器が入力信号と完全同期しなかった場合は、周波数シフト量が最大のゆらぎ発振器の固有周波数に基づいて、入力信号の周波数を正確に検知できる。
【０１２５】
本発明の更に別の一態様の表示装置は、ゆらぎ発振器がマトリックス状に複数配列された表示装置であって、
各ゆらぎ発振器は、前記出力信号に応じて調光が変化する発光素子を備え、
各ゆらぎ発振器は、隣接するゆらぎ発振器のうち少なくとも１つのゆらぎ発振器と接続されている。
【０１２６】
この構成によれば、出力信号に応じて調光が変化する発光素子を備えるゆらぎ発振器がマトリックス状に複数配列されているので、あるゆらぎ発振器が発火すると、そのゆらぎ発振器の出力信号が徐々に周囲のゆらぎ発振器が伝播していくような発光パターンでゆらぎ発振器を発光させることができる。
【０１２７】
上記態様において、各ゆらぎ発振器は、隣接するゆらぎ発振器のうち少なくとも１つのゆらぎ発振器と両方向接続又は一方向接続されていてもよい。
【０１２８】
この構成によれば、隣接するゆらぎ発振器同士を両方向結合させることで、発火したゆらぎ発振器を中心に両方向に出力信号が伝播していくような発光パターンでゆらぎ発振器を発光させることができる。また、隣接するゆらぎ発振器同士を一方向結合させることで、発火したゆらぎ発振器を中心に一方向に出力信号が伝播していくような発光パターンでゆらぎ発振器を発光させることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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