(57)【要約】【課題】情報の送受信を行うトランシーバにおいて、ノイズをより的確に除去し、より品質の高い通信を行う。【解決手段】トランシーバにおいて、グランド電位よりも高い電位の受信信号を検出して第１のパルス波に変換する第１の電位比較手段と、第１の閾値よりも高い電位の受信信号を検出して第２のパルス波に変換する第２の電位比較手段と、第２の閾値よりも高い電位の受信信号を検出して第３のパルス波に変換する第３の電位比較手段と、第２のパルス波に基づいて第１のマスク信号を生成する第１のマスク信号生成手段と、第３のパルス波に基づいて第２のマスク信号を生成する第２のマスク信号生成手段と、第１のマスク信号と第２のマスク信号とを合成して、合成マスク信号を生成する合成マスク信号生成手段と、合成マスク信号によるゲート期間において、第１のパルス波を通過させることにより受信信号から情報を抽出する情報抽出手段と、を備える。【選択図】図３
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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させるとともにこの誘起した電界を検出して情報の送受信を行うトランシーバにおいて、
前記検出した電界を受信して前記情報を含んだ受信信号に変換し出力する出力手段と、
グランド電位よりも高い電位の前記受信信号を検出して、第１のパルス波に変換する第１の電位比較手段と、
前記グランド電位に対して第１の電位差をもって設定した第１の閾値よりも高い電位の前記受信信号を検出して、第２のパルス波に変換する第２の電位比較手段と、
前記グランド電位に対して第２の電位差をもって設定した第２の閾値よりも高い電位の前記受信信号を検出して、第３のパルス波に変換する第３の電位比較手段と、
前記第２のパルス波に基づいて第１のマスク信号を生成する第１のマスク信号生成手段と、
前記第３のパルス波に基づいて第２のマスク信号を生成する第２のマスク信号生成手段と、
前記第１のマスク信号と前記第２のマスク信号とを合成して、合成マスク信号を生成する合成マスク信号生成手段と、
前記合成マスク信号によるゲート期間において、前記第１のパルス波を通過させることにより、前記受信信号から前記情報を抽出する情報抽出手段と、を備えること
を特徴とするトランシーバ。
【請求項２】
前記第１のマスク信号生成手段は、前記第２のパルス波各々を、第１の時間伸張して前記第１のマスク信号を生成し、
前記第２のマスク信号生成手段は、前記第３のパルス波各々を、第２の時間伸張して前記第２のマスク信号を生成し、
前記第１の時間は、前記第２の時間より大きいこと
を特徴とする請求項１記載のトランシーバ。
【請求項３】
電界伝達媒体に誘起した電界を検出して情報の受信を行う受信システムにおいて、
前記検出した電界を受信して前記情報を含んだ受信信号に変換し出力する出力手段と、
グランド電位よりも高い電位の前記受信信号を検出して、第１のパルス波に変換する第１の電位比較手段と、
前記グランド電位に対して第１の電位差をもって設定した第１の閾値よりも高い電位の前記受信信号を検出して、第２のパルス波に変換する第２の電位比較手段と、
前記グランド電位に対して第２の電位差をもって設定した第２の閾値よりも高い電位の前記受信信号を検出して、第３のパルス波に変換する第３の電位比較手段と、
前記第２のパルス波に基づいて第１のマスク信号を生成する第１のマスク信号生成手段と、
前記第３のパルス波に基づいて第２のマスク信号を生成する第２のマスク信号生成手段と、
前記第１のマスク信号と前記第２のマスク信号とを合成して、合成マスク信号を生成する合成マスク信号生成手段と、
前記合成マスク信号によるゲート期間において、前記第１のパルス波を通過させることにより、前記受信信号から前記情報を抽出する情報抽出手段と、を備えること
を特徴とする受信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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させるとともにこの誘起した電界を検出して情報の送受信を行うトランシーバ、および、電界伝達媒体に誘起した電界を検出して情報の受信を行う受信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯端末の小型化および高性能化によりウェアラブルコンピュータが注目されているが、図４はこのようなウェアラブルコンピュータを人間に装着して使用する場合の例を示している。同図に示すように、ウェアラブルコンピュータ７はそれぞれトランシーバ９を介して人間の腕、肩、胴体などに装着されて互いにデータの送受信を行うとともに、更に手足の先端で触れられるよう壁や床に設けられたトランシーバ９ａ、９ｂとケーブルとを介して外部に設けられたパソコン（ＰＣ）８と通信を行っている。
【０００３】
ここで、このようなウェアラブルコンピュータ７間、およびウェアラブルコンピュータ７とＰＣ８間とのデータ通信に使用されるトランシーバ９は、レーザ光と電気光学結晶を用いた電気光学的手法による信号検出技術を利用していて、送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体である生体に誘起させ、この誘起した電界を用いて情報の送受信を行うものである。
【０００４】
尚、この出願に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。
【特許文献１】特開２００１−３５２２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、トランシーバ９では、受信信号が予め定めた閾値以上の波形振幅を有するか否かを判別して、ノイズを取り除く方法がある。すなわち、トランシーバ９は、受信信号が閾値以上の波形振幅を有する場合はパケット（データ列）と判別し、受信信号が閾値未満の波形振幅の場合はノイズと判別し、受信信号からノイズと判別した部分を取り除く。
【０００６】
しかしながら、上述した生体通信に用いるトランシーバ９においては、通信環境の影響により、受信する信号の振幅が大きく変動する。なお、通信環境としては、例えば、通信距離、通信場所、身長、及び、電極との接触面積（トランシーバ９の持ち方、衣服を介した装着など）が考えられる。
【０００７】
図５は、受信信号の一例を示した図である。図示する受信信号Ａには、波形振幅が比較的小さいノイズの部分ａ１と、波形振幅が比較的大きいパケットの部分ａ２とが含まれているものとする。ここで、パケットの部分ａ２を抽出するために、所定の大きな閾値Ｄを用いることとする。この場合、通信環境により変動した閾値Ｄ未満の小さな振幅ｂについては、ノイズとみなされ削除されてしまう。一方、パケットの部分ａ２を確実に抽出するために、所定の小さな閾値Ｅを用いることとする。この場合、閾値Ｅ以上の振幅の大きいノイズｃについては、パケットとみなされ抽出されてしまう。
【０００８】
このように、生体通信に用いるトランシーバ９においては、ノイズを取り除くための最適な閾値を一意に定めることは困難である。また、仮に閾値を定めた場合であっても、誤ったパケットの除去または誤ったノイズの抽出などにより通信エラーが多発するという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記目的を解決するためになされたものであり、送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起させるとともにこの誘起した電界を検出して情報の送受信を行うトランシーバにおいて、ノイズをより的確に除去し、より品質の高い通信を行うことができるトランシーバを提供することを目的とする。
【００１０】
また、電界伝達媒体に誘起した電界を検出して情報の受信を行う受信システムにおいて、ノイズをより的確に除去し、より品質の高い通信を行うことができる受信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１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させるとともにこの誘起した電界を検出して情報の送受信を行うトランシーバにおいて、前記検出した電界を受信して前記情報を含んだ受信信号に変換し出力する出力手段と、グランド電位よりも高い電位の前記受信信号を検出して、第１のパルス波に変換する第１の電位比較手段と、前記グランド電位に対して第１の電位差をもって設定した第１の閾値よりも高い電位の前記受信信号を検出して、第２のパルス波に変換する第２の電位比較手段と、前記グランド電位に対して第２の電位差をもって設定した第２の閾値よりも高い電位の前記受信信号を検出して、第３のパルス波に変換する第３の電位比較手段と、前記第２のパルス波に基づいて第１のマスク信号を生成する第１のマスク信号生成手段と、前記第３のパルス波に基づいて第２のマスク信号を生成する第２のマスク信号生成手段と、前記第１のマスク信号と前記第２のマスク信号とを合成して、合成マスク信号を生成する合成マスク信号生成手段と、前記合成マスク信号によるゲート期間において、前記第１のパルス波を通過させることにより、前記受信信号から前記情報を抽出する情報抽出手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の本発明は、請求項１記載の発明において、前記第１のマスク信号生成手段は、前記第２のパルス波各々を、第１の時間伸張して前記第１のマスク信号を生成し、前記第２のマスク信号生成手段は、前記第３のパルス波各々を、第２の時間伸張して前記第２のマスク信号を生成し、前記第１の時間は、前記第２の時間より大きいことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の本発明は、電界伝達媒体に誘起した電界を検出して情報の受信を行う受信システムにおいて、前記検出した電界を受信して前記情報を含んだ受信信号に変換し出力する出力手段と、グランド電位よりも高い電位の前記受信信号を検出して、第１のパルス波に変換する第１の電位比較手段と、前記グランド電位に対して第１の電位差をもって設定した第１の閾値よりも高い電位の前記受信信号を検出して、第２のパルス波に変換する第２の電位比較手段と、前記グランド電位に対して第２の電位差をもって設定した第２の閾値よりも高い電位の前記受信信号を検出して、第３のパルス波に変換する第３の電位比較手段と、前記第２のパルス波に基づいて第１のマスク信号を生成する第１のマスク信号生成手段と、前記第３のパルス波に基づいて第２のマスク信号を生成する第２のマスク信号生成手段と、前記第１のマスク信号と前記第２のマスク信号とを合成して、合成マスク信号を生成する合成マスク信号生成手段と、前記合成マスク信号によるゲート期間において、前記第１のパルス波を通過させることにより、前記受信信号から前記情報を抽出する情報抽出手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起させるとともにこの誘起した電界を検出して情報の送受信を行うトランシーバにおいて、ノイズをより的確に除去し、より品質の高い通信を行うことができるトランシーバを提供することができる。
【００１５】
また、本発明によれば、電界伝達媒体に誘起した電界を検出して情報の受信を行う受信システムにおいて、ノイズをより的確に除去し、より品質の高い通信を行うことができる受信システム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】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態に係るトランシーバ１の概略構成図である。図１に示すトランシーバ１は、レーザ光と電気光学結晶を用いた電気光学的手法による信号検出技術を利用していて、送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体である生体に誘起させ、この誘起した電界を用いて情報の送受信を行うトランシーバである。
【００１８】
より詳しくは、トランシーバ１は、コンピュータ６からの送信データを入出力（Ｉ／Ｏ）回路９０１を介して受け取ると、この送信データを送信部９０２を介して送受信電極９０３に供給し、該送受信電極９０３および絶縁膜９０４を介して電界伝達媒体に電界を誘起させ、この電界を電界伝達媒体の他の部位に伝達させる。また、電界伝達媒体に誘起されて伝達されてくる電界を絶縁膜９０４を介して送受信電極９０３で検出し、この電界を電界検出光学部９０５に結合して電気信号に変換する。そして、この電気信号は、信号処理回路９０６で増幅、ノイズ除去などの信号処理を施され、更に波形整形回路９０７で波形整形されてから、入出力（Ｉ／Ｏ）回路９０１を介してコンピュータ６に出力される。
【００１９】
なお、本実施形態の信号処理回路９０６は、２つの閾値を用いて、アナログの電気信号からノイズを除去し、パケット（情報、データ列）を抽出するものである。以下に、信号処理回路９０６について、より詳細に説明する。
【００２０】
図２は、信号処理回路９０６の構成を具体的に示す図である。信号処理回路９０６は、図示するように、データコンパレータ部１０１と、端側コンパレータ部１０２と、端側マスク生成部１０３と、軸側コンパレータ部１０４と、軸側マスク生成部１０５と、マスク合成部１０６と、パケット抽出部１０７と、を備える。信号処理回路９０６は、電界検出光学部９０５から入力された受信信号が、上記各部１０１〜１０７で処理されることにより、ノイズが除去され、抽出されたパケットのデータ信号だけが、波形整形回路９０７に出力される回路となっている。
【００２１】
ここで、この信号処理回路９０６の作用を、図３に示す入力波形例を用いて説明する。
【００２２】
図３（ａ）は、電界検出光学部９０５から入力されたアナログ信号（受信信号）の波形の一例を示したものである。図示する入力波形には、振幅が比較的小さいノイズの部分ａ１と、振幅が比較的大きいパケットの部分ａ２とが含まれているものとする。そして、本実施形態では、パケットの部分ａ２をより高い精度で抽出するために、端側閾値Ｓ１および軸側閾値Ｓ２の２つの閾値を用いることとする。
【００２３】
なお、端側閾値Ｓ１は、アナロググランドＧの電位を基準として所定の電位差をもって端側（アナロググランドＧから離れた側）に設定される閾値である。すなわち、端側閾値Ｓ１は、一般的なパケットの振幅に基づいて設定される、アナロググランドＧとの電位差が比較的大きな閾値である。軸側閾値Ｓ２は、アナロググランドＧの電位を基準として所定の電位差をもってアナロググランドＧに近い側に設定される閾値である。すなわち、軸側閾値Ｓ２は、ノイズの判別に用いられる、アナロググランドＧとの電位差が比較的小さな閾値である。
【００２４】
本実施形態では、信号処理回路９０６に、図３（ａ）に示す波形のアナログ信号が入力されたものとする。このとき、信号処理回路９０６のデータコンパレータ部１０１は、入力されたアナログ信号を、アナロググランドＧを基準として、ＨレベルとＬレベルに区分する。すなわち、データコンパレータ部１０１は、アナログ信号の電位をアナロググランドＧの電位と比較して、ＨレベルまたはＬレベルの信号を出力し、図３（ｂ）に示すようなパルス波（デジタル信号）を生成し、出力する。
【００２５】
また、端側コンパレータ部１０２は、入力されたアナログ信号を、端側閾値Ｓ１を基準として、ＨレベルとＬレベルに区分する。すなわち、端側コンパレータ部１０２は、アナログ信号の電位を端側閾値Ｓ１の電位と比較して、ＨレベルまたはＬレベルの信号を出力し、図３（ｃ）に示すようなにパルス波（デジタル信号）を生成し、出力する。
【００２６】
そして、端側マスク生成部１０３は、端側コンパレータ部１０２が出力したパルス波を入力する。そして、端側マスク生成部１０３は、入力したパルス波のパルス幅（ウィンドウ）α各々を、所定の時間Ｔｈ、時間軸方向に引き延ばす。そして、端側マスク生成部１０３は、パルス幅を引き延ばした各パルス波の和を演算し、図３（ｄ）に示すようなに端側マスクウィンドウ（ゲート期間）を生成し、出力する。
【００２７】
なお、所定の時間Ｔｈは、パケット部分ａ２の振幅変動の影響を受けにくくするため（回避するため）に、充分な長さの時間とする。例えば、所定の時間Ｔｈは、９．６マイクロ秒（μｓｅｃ）以下であって、振幅変動の影響が回避可能な値とする。所定の時間Ｔｈを長くすることによって、端側閾値Ｓ１を超えない振幅の小さいパケット信号ｂであっても、信号レベルが軸側閾値Ｓ２を超え、かつ、所定の時間Ｔｈ内であれば、パケットと判別される。
【００２８】
また、軸側コンパレータ部１０４は、入力されたアナログ信号を、軸側閾値Ｓ２を基準として、ＨレベルとＬレベルに区分する。すなわち、軸側コンパレータ部１０４は、アナログ信号の電位を端側閾値Ｓ２の電位と比較して、ＨレベルまたはＬレベルの信号を出力し、図３（ｅ）に示すようなパルス波（デジタル信号）を生成し、出力する。
【００２９】
そして、軸側マスク生成部１０５は、軸側コンパレータ部１０４が出力したパルス波を入力する。そして、軸側マスク生成部１０５は、入力したパルス波のパルス幅（ウィンドウ）β各々を、所定の時間ＴL、時間軸方向に引き延ばす。そして、軸側マスク生成部１０５は、パルス幅を引き延ばした各パルス波の和を演算し、図３（ｆ）に示すような軸側マスクウィンドウ（ゲート期間）を生成し、出力する。
【００３０】
なお、所定の時間ＴLは、軸側閾値Ｓ２を超える振幅の大きいノイズ信号ｃを、誤ってパケット信号と判別することを抑制するために、比較的短い時間とする。例えば、所定の時間ＴLは、１０ナノ秒（ｎｓｅｃ）以上であって、比較的短い時間とする。
【００３１】
そして、マスク合成部１０６は、端側マスク生成部１０３が出力した端側マスクウィンドウ（図３（ｄ））と、軸側マスク生成部１０５が出力した軸側マスクウィンドウ（図３（ｆ））との積を演算し、図３（ｇ）に示すような合成マスクウィンドウ（ゲート期間）を生成し、出力する。
【００３２】
そして、パケット抽出部１０７は、データコンパレータ１０１が出力したパルス波（図３（ｂ）と、マスク合成部１０６が出力した合成マスクウィンドウ（図３（ｇ））との積を演算する。すなわち、パケット抽出部１０７は、合成マスクウィンドウのゲート期間において、データコンパレータ１０１のパルス波を通過させる。これにより、パケット抽出部１０７は、ノイズを除去したパケット信号として図３（ｈ）に示すような出力信号を生成し、出力する。
【００３３】
したがって、本実施の形態によれば、２つの閾値を用いてパケットを抽出するため、送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起させるとともにこの誘起した電界を検出して情報の送受信を行うトランシーバ１を用いても、ノイズをより的確に除去し、より品質の高い通信を行うことができる。
【００３４】
また、２つの閾値を用いることにより充分なマージンが確保される。したがって、軸側閾値Ｓ２を超える振幅の大きいノイズ信号ｃであっても、信号レベルが端側閾値Ｓ１に達しない場合はパケットとみなされない。これにより、受信した電気信号の中から、ノイズだけを適切に除去し、パケットのみをより高い精度で抽出することができる。すなわち、誤ったノイズの抽出による通信エラーを抑止することができる。
【００３５】
また、端側閾値Ｓ１を超えない振幅の小さいパケット信号ｂであっても、信号レベルが軸側閾値Ｓ２を超え、かつ、所定の時間Ｔｈ内であれば、パケットとみなされる。これにより、受信した電気信号の中から、より高い精度でパケットを抽出することができる。すなわち、誤ったパケットの除去による通信エラーを抑止することができる。
【００３６】
また、端側マスク生成部１０３が各パルス幅を引き延ばす所定の時間Ｔｈを長くすることにより、パケット部分の振幅変動を吸収し、振幅変動などの通信環境の影響を受けにくい高品質の通信を行うことができる。
【００３７】
また、軸側マスク生成部１０５が各パルス幅を引き延ばす所定の時間ＴLを短くすることにより、ノイズに相当する部分の抽出誤りを防止し、高品質の通信を行うことができる。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、本発明の実施の形態に対して種々の変形や変更を施すことができる。例えば、本実施形態では、送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起させるとともにこの誘起した電界を検出して情報の送受信を行うトランシーバ１を例に本発明を説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、電界伝達媒体に誘起した電界を検出して情報の受信を行う受信システムに適用することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態に係るトランシーバの概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るトランシーバの信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るトランシーバの信号処理回路の作用を示す波形例である。
【図４】トランシーバを介してウェアラブルコンピュータを人間に装着して使用する場合の例を示す説明図である。
【図５】受信信号の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１，９  トランシーバ
６  コンピュータ
７  ウェアラブルコンピュータ
８  ＰＣ
１０１  データコンパレータ部
１０２  端側コンパレータ部
１０３  端側マスク生成部
１０４  軸側コンパレータ部
１０５  軸側マスク生成部
１０６  マスク合成部
１０７  パケット抽出部
９０１  Ｉ／Ｏ回路
９０２  送信部
９０３  送受信電極
９０４  絶縁膜
９０５  電界検出光学部
９０６  信号処理回路
９０７  波形整形回路
９１０  受信部
【図１】
2006319564.tif 000003
【図２】
2006319564.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006319564.tif 000007