(57)【要約】【課題】  リアクタンス調整に係る電源のオン／オフを制御することができ、データの送信時における消費電力を小さくすることが可能なトランシーバを提供する。【解決手段】  電力を供給するための電源と、情報を搬送波で変調し送信するための送信手段と、送信の電圧が最大となるようにリアクタンス値を変化させて発信器のグランドと大地グランド間の浮遊容量および電界伝達媒体と大地グランド間の浮遊容量との共振状態を制御するための可変リアクタンス手段と、制御信号を発生する制御信号発生手段と、共振状態における電界の振幅を検出して制御情報として提供するための振幅モニタ手段と、電界を受信するための受信手段と、共振状態の制御期間において、可変リアクタンス手段と、送信手段と、振幅モニタ手段と、制御信号発生手段とに電源をオンし、かつ、受信手段に対して電源をオフするための電源スイッチを備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起し、この誘起した電界を用いて情報の送信を行う一方で、前記電界伝達媒体に誘起された受信すべき情報に基づく電界を受信することによって情報の受信を行うトランシーバであって、
前記送信および前記受信に要する電力を供給するための電源と、
前記情報を発信器で生成した搬送波で変調し送信するための送信手段と、
前記電界伝達媒体に印加される前記送信の電圧が最大となるようにリアクタンス値を変化させて前記発信器のグランドと大地グランド間の浮遊容量および電界伝達媒体と大地グランド間の浮遊容量との共振状態を制御するための可変リアクタンス手段と、
前記可変リアクタンス手段の前記リアクタンス値を制御するための制御信号を発生する制御信号発生手段と、
前記共振状態における電界の振幅を検出して前記制御信号発生手段へ制御情報として提供するための振幅モニタ手段と、
前記電界を受信するための受信手段と、を有し、
前記送信における前記リアクタンス値の変化による前記共振状態の制御期間において、前記可変リアクタンス手段と、前記送信手段と、前記振幅モニタ手段と、前記制御信号発生手段とに対して前記電源をオンし、かつ、前記受信手段に対して前記電源をオフするための電源スイッチを備えることを特徴とするトランシーバ。
【請求項２】
前記受信手段は、
受信した前記電界の電位に応じた複屈折率を示す電気光学素子にレーザ光を照射し透過させるための前記レーザ光を発生するレーザ光源と、前記電気光学素子を透過した前記レーザ光の偏光を電気信号として検出する偏光検出手段と、を有する電界検出光学・信号処理手段と、
前記レーザ光源の前記レーザ光の光量を制御するための光量制御信号を発生する光量制御信号発生手段と、
前記電界検出光学・信号処理手段で検出した電気信号を復調して前記情報を受信するための復調・波形整形手段と、を有し、
前記送信における前記リアクタンス値の変化による前記共振状態の制御期間において、前記光量制御信号発生手段が前記レーザ光の光量を減少あるいは０とするための制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のトランシーバ。
【請求項３】
前記電源スイッチは、
前記送信および前記受信の動作切替を指示するための送受切替信号により前記電源のオンおよびオフが制御されることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のトランシーバ。
【請求項４】
前記送信における前記リアクタンス値の変化による前記共振状態の前記制御期間は、
前記送受切替信号と送信すべき前記信号であるデータとの論理積を出力する状態判定手段により生成されることを特徴とする請求項３に記載のトランシーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界を電界伝達媒体に誘起し、この誘起した電界を用いて情報の送信を行うトランシーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯端末の小型化および高性能化により、生体に装着可能なウェアラブルコンピュータが注目されてきている。従来、このようなウェアラブルコンピュータ間の情報通信として、コンピュータにトランシーバを接続して一体に構成し、このトランシーバが誘起する電界を、電界伝達媒体である生体の内部に伝達させることによって、情報の送受信を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
このような、大地グランドから浮遊した電界通信用のトランシーバでは、人体に電界を効率よく誘起するために、送受信電極と送信回路の間に可変リアクタンスを挿入し、人体や回路グランドと大地グランド間の浮遊容量との共振現象を利用している。可変リアクタンスを共振状態にするために、振幅モニタ部、制御信号発生部、電界検出光学部、信号処理部を用いてリアクタンス値を調整している。
【特許文献１】特開２００４−１５３７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来技術によるトランシーバにおいては、リアクタンス調整が完了した後のデータを送信している時でも、リアクタンス調整に係る電源をオンにしていたため、データの送信時の消費電力が大きくなってしまっていた。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、リアクタンス調整に係る電源のオン／オフを制御することができ、データの送信時における消費電力を小さくすることが可能なトランシーバを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
課題を解決するために、請求項１に記載の本発明は、送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起し、この誘起した電界を用いて情報の送信を行う一方で、前記電界伝達媒体に誘起された受信すべき情報に基づく電界を受信することによって情報の受信を行うトランシーバであって、前記送信および前記受信に要する電力を供給するための電源と、前記情報を発信器で生成した搬送波で変調し送信するための送信手段と、前記電界伝達媒体に印加される前記送信の電圧が最大となるようにリアクタンス値を変化させて前記発信器のグランドと大地グランド間の浮遊容量および電界伝達媒体と大地グランド間の浮遊容量との共振状態を制御するための可変リアクタンス手段と、前記可変リアクタンス手段の前記リアクタンス値を制御するための制御信号を発生する制御信号発生手段と、前記共振状態における電界の振幅を検出して前記制御信号発生手段へ制御情報として提供するための振幅モニタ手段と、前記電界を受信するための受信手段と、を有し、前記送信における前記リアクタンス値の変化による前記共振状態の制御期間において、前記可変リアクタンス手段と、前記送信手段と、前記振幅モニタ手段と、前記制御信号発生手段とに対して前記電源をオンし、かつ、前記受信手段に対して前記電源をオフするための電源スイッチを備える。
【０００７】
また、請求項２に記載の本発明は、請求項１において、前記受信手段は、受信した前記電界の電位に応じた複屈折率を示す電気光学素子にレーザ光を照射し透過させるための前記レーザ光を発生するレーザ光源と、前記電気光学素子を透過した前記レーザ光の偏光を電気信号として検出する偏光検出手段と、を有する電界検出光学・信号処理手段と、前記レーザ光源の前記レーザ光の光量を制御するための光量制御信号を発生する光量制御信号発生手段と、前記電界検出光学・信号処理手段で検出した電気信号を復調して前記情報を受信するための復調・波形整形手段と、を有し、前記送信における前記リアクタンス値の変化による前記共振状態の制御期間において、前記光量制御信号発生手段が前記レーザ光の光量を減少あるいは０とするための制御を行う。
【０００８】
また、請求項３に記載の本発明は、請求項１または２のいずれかにおいて、前記電源スイッチは、前記送信および前記受信の動作切替を指示するための送受切替信号により前記電源のオンおよびオフが制御される。
【０００９】
また、請求項４に記載の本発明は、請求項３において、前記送信における前記リアクタンス値の変化による前記共振状態の前記制御期間は、前記送受切替信号と送信すべき前記信号であるデータとの論理積を出力する状態判定手段により生成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、リアクタンス調整に係る電源のオン／オフを制御することができ、データの送信時における消費電力を小さくすることが可能なトランシーバを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１に、本発明のトランシーバの実施の形態に係る、全体構成を説明するためのブロック図を示す。
【００１２】
この図１には、電源１と、Ｉ／Ｏ回路２と、状態判定回路（状態判定手段）３と、制御信号発生部４と、振幅モニタ部５と、復調・波形整形部（復調・波形整形手段）６と、光量制御信号（光量制御信号発生手段）７と、電界検出光学・信号処理部（電界検出光学・信号処理手段）８と、送信回路（送信手段）９と、第１の電源スイッチ（電源スイッチ）１０と、第２の電源スイッチ（電源スイッチ）１１と、第３の電源スイッチ（電源スイッチ）１２と、第１の切替スイッチ１３と、第２の切替スイッチ１４と、可変リアクタンス部（可変リアクタンス手段）１５と、送受信電極１７と、絶縁体１８と、が示されている。
【００１３】
また、送信回路９にはデータ（情報）Ｄが入力されており、第１の電源スイッチ１０と、第３の電源スイッチ１２と、状態判定回路３と、光量制御信号７には送受切替信号Ｓ１が入力されている。制御信号発生部４からは制御信号Ｓ２が出力されて、可変リアクタンス部１５に入力されている。なお、生体１６は本発明のトランシーバの構成には含まれないが、本発明の実施の形態を説明するために記載している。
【００１４】
また、受信手段として電界検出光学・信号処理部８と、復調・波形整形部６と、光量制御信号７とが含まれている。このうち、電界検出光学・信号処理部８は、受信した電界の電位に応じた複屈折率を示す図示しない電気光学素子にレーザ光を照射し透過させるためのレーザ光を発生する図示しないレーザ光源を備えており、この電気光学素子を透過したレーザ光の偏光を電気信号として検出する図示しない偏光検出手段も有している。
【００１５】
また、光量制御信号発生手段としての光量制御信号７は、レーザ光源のレーザ光の光量を制御するための光量制御信号を発生する。さらに、電界検出光学・信号処理部８で検出した電気信号を復調して情報は復調・波形整形部６により情報として受信されている。
【００１６】
このような構成において、電源１はトランシーバがデータの送受信を行うための電力を供給している。電源１から送出される電力は、第１の電源スイッチ１０と、第２の電源スイッチ１１と、第３の電源スイッチ１２とを介してトランシーバの各構成部分に供給されている。
【００１７】
このうち、第１の電源スイッチ１０は、送信回路９と、可変リアクタンス部１５と、制御信号発生部４にそれぞれ接続されて電力を供給している。また、第２の電源スイッチ１１は、振幅モニタ部５に接続されて電力を供給しており、第３の電源スイッチ１２は、復調・波形整形部６へ接続されて電源供給を行っている。
【００１８】
第１の電源スイッチ１０と第３の電源スイッチ１２は、それぞれにＩ／Ｏ回路２からの制御信号が入力されており、その制御信号は図１中に送受切替信号Ｓ１として示されている。また、第２の電源スイッチ１１は状態判定回路３からの出力が入力されている。
【００１９】
このような構成により、第１の電源スイッチ１０と第３の電源スイッチ１２は、その接点の開閉動作（電力供給のオン／オフ切替）の制御が送受切替信号Ｓ１により実行されている。また、第２の電源スイッチ１１の接点の開閉動作（電力供給のオン／オフ切替）の制御は、状態判定回路３からの出力により実行されている。
【００２０】
次に、図２および図３を参照して、図１に参照される第１の電源スイッチ１０と第３の電源スイッチ１２、および第２の電源スイッチ１１の制御および動作について説明する。
【００２１】
まず、図２に示すのは、図１において示した状態判定回路３の動作を説明するための構成図である。この状態判定回路３には、サンプリング回路２０と、論理回路２１とが備わる。また、状態判定回路３には、送受切替信号Ｓ１と、データＤと、が入力されている。
【００２２】
状態判定回路３に入力された送受切替信号Ｓ１は、サンプリング回路２０へリセット信号Ｓ４として入力され、さらに論理回路２１へもサンプリング回路２０の出力との論理積をとるために入力されている。論理回路２１からの出力は、状態判定回路３の出力として外部へ出力されている。また、データＤはサンプリング信号Ｓ３としてサンプリング回路２０へ入力されている。
【００２３】
次に、図３に示すのは、図２に参照される状態判定回路３における信号処理を説明するためのタイミングチャートである。この図３には、送受切替信号Ｓ１と、データＤと、サンプリング回路２０の出力を示すサンプリング回路出力と、サンプリング回路２０の出力を反転させたサンプリング回路出力反転と、論理回路２１の出力と、のそれぞれの信号がタイミングチャートとして共通の時間軸上に示されている。
【００２４】
このタイミングチャートに参照されるように、送受切替信号Ｓ１がＨレベルのとき、トランシーバは送信状態になっている。この送受切替信号Ｓ１は、Ｉ／Ｏ回路２から送出され、送信状態の時はＨレベルになり、また受信状態の時はＬレベルとなる。また、可変リアクタンス部１５によるリアクタンス値の制御は、この送受切替信号Ｓ１がＨレベルになってからデータＤが入力されるまでの期間に実行される。
【００２５】
ここで、状態判定回路３のサンプリング回路２０にサンプリング信号Ｓ３として、データＤを使用する。これにより、サンプリング回路出力はデータＤが入力されるとＨレベルになる。このサンプリング回路出力を反転し、送受切替信号Ｓ１との論理積をとると、リアクタンス制御期間にのみＨレベルになる信号が生成でき、論理回路２１から出力される。
【００２６】
この信号を第２の電源スイッチ１１に入力することにより、振幅モニタ部５へ電源１から供給される電力がリアクタンス制御期間においてのみ供給（オン）される。また、送信状態になると、第２の電源スイッチ１１に入力される信号はＬレベルとなり、振幅モニタ部５へ電源１から供給される電力の供給も停止（オフ）となる。
【００２７】
このため、制御信号発生部４から可変リアクタンス部１５へ供給される制御信号Ｓ２は一定状態になるので、可変リアクタンス部１５で設定されるリアクタンス値は一定値に固定される。
【００２８】
すなわち、振幅モニタ部５への電源供給はリアクタンス制御期間においてのみ行われるので、リアクタンス制御の必要がない他の期間では電源供給を停止でき、もって不要な電力消費を抑えている。
【００２９】
また、トランシーバが送信状態のときは、第１の電源スイッチ１０へも送受切替信号Ｓ１がＩ／Ｏ回路２から入力されている。送受切替信号Ｓ１は送信状態においてのみＨレベルであるので、このＨレベルの期間で、送信回路９と、可変リアクタンス部１５と、制御信号発生部４と、が電源１に接続され、電力供給が行われている。
【００３０】
一方、トランシーバが受信状態のときは、第１の電源スイッチ１０へ入力されている送受切替信号Ｓ１はＬレベルであるので、このＬレベルの期間で、送信回路９と、可変リアクタンス部１５と、制御信号発生部４と、が電源１から切り離され、電力供給が停止される。
【００３１】
さらに、トランシーバが受信状態のときは、第３の電源スイッチ１２に入力される送受切替信号Ｓ１はＬレベルとなり、このＬレベルの期間においてのみ電源１と復調・波形整形部６とを第３の電源スイッチ１２により接続し、電力供給を行う。
【００３２】
一方で、トランシーバが送信状態のときは送受切替信号Ｓ１はＨレベルとなるので、第３の電源スイッチ１２は電源１と復調・波形整形部６との接続を切断し、電力供給を停止する。
【００３３】
次に、図４に示すのは、光量制御信号７の動作を説明するためのタイミングチャートである。この図４に参照されるように、光量制御信号７へは送受切替信号Ｓ１と状態判定回路３からの出力が共に入力されている。
【００３４】
ここで、送受切替信号Ｓ１は、トランシーバが送信状態のときにおいてのみＨレベルとなる。また、既に説明した図３に参照されるように、状態判定回路３からの出力は、リアクタンス制御期間においてのみＨレベルとなる。
【００３５】
こうした２種類の信号入力を受けて、トランシーバが受信状態からリアクタンス制御期間に移るときに電界検出光学・信号処理部８に備わる図示しないレーザの光量を段階的に低減させる。さらに送信状態になると、誘起されている電界をモニタする必要がないため、レーザの光量を絞り込んでゼロ、あるいはゼロに近づけるように制御する。このようにして、送受信とリアクタンス制御時において、同時に電界検出光学・信号処理部８のレーザの光量も光量制御信号７により切り替えて消費電力を低減している。
【００３６】
このような本発明の実施の形態においては示された構成は、送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起し、この誘起した電界を用いて情報の送信を行う一方で、電界伝達媒体に誘起された受信すべき情報に基づく電界を受信することによって情報の受信を行うトランシーバであって、送信および受信に要する電力を供給するための電源と、情報を発信器で生成した搬送波で変調し送信するための送信手段と、電界伝達媒体に印加される送信の電圧が最大となるようにリアクタンス値を変化させて発信器のグランドと大地グランド間の浮遊容量および電界伝達媒体と大地グランド間の浮遊容量との共振状態を制御するための可変リアクタンス手段と、可変リアクタンス手段のリアクタンス値を制御するための制御信号を発生する制御信号発生手段と、共振状態における電界の振幅を検出して制御信号発生手段へ制御情報として提供するための振幅モニタ手段と、電界を受信するための受信手段と、を有し、送信におけるリアクタンス値の変化による共振状態の制御期間において、可変リアクタンス手段と、送信手段と、振幅モニタ手段と、制御信号発生手段とに対して電源をオンし、かつ、受信手段に対して電源をオフするための電源スイッチを備えている。
【００３７】
また、受信手段は、受信した電界の電位に応じた複屈折率を示す電気光学素子にレーザ光を照射し透過させるためのレーザ光を発生するレーザ光源と、電気光学素子を透過したレーザ光の偏光を電気信号として検出する偏光検出手段と、を有する電界検出光学・信号処理手段と、レーザ光源のレーザ光の光量を制御するための光量制御信号を発生する光量制御信号発生手段と、電界検出光学・信号処理手段で検出した電気信号を復調して情報を受信するための復調・波形整形手段と、を有し、送信におけるリアクタンス値の変化による共振状態の制御期間において、光量制御信号発生手段がレーザ光の光量を減少あるいは０とするための制御を行っている。
【００３８】
また、電源スイッチは、送信および受信の動作切替を指示するための送受切替信号により電源のオンおよびオフが制御されている。
【００３９】
また、送信におけるリアクタンス値の変化による共振状態の制御期間は、送受切替信号と送信すべき信号であるデータとの論理積を出力する状態判定手段により生成されている。
【００４０】
以上説明した本発明の実施の形態によれば、リアクタンス調整に係る電源のオン／オフを制御することができ、データの送信時における消費電力を小さくすることが可能なトランシーバを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明のトランシーバの実施の形態に係る、全体構成を説明するためのブロック図を示す。
【図２】本発明のトランシーバの実施の形態に係る、状態判定回路の動作を説明するため構成図を示す。
【図３】本発明のトランシーバの実施の形態に係る、状態判定回路の動作を説明するためのフローチャートを示す。
【図４】本発明のトランシーバの実施の形態に係る、光量制御信号の動作を説明するためのフローチャートを示す。
【符号の説明】
【００４２】
１  電源
２  Ｉ／Ｏ回路
３  状態判定回路
４  制御信号発生部
５  振幅モニタ部
６  復調・波形整形部
７  光量制御信号
８  送信電極
１０  第１の電源スイッチ
１１  第２の電源スイッチ
１２  第３の電源スイッチ
１３  第１の切替スイッチ
１４  第２の切替スイッチ
１５  可変リアクタンス部
１６  生体
１７  送受信電極
１８  絶縁体
２０  サンプリング回路
２２  論理回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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