(57)【要約】【課題】情報通信の安定化を図りうる通信装置を提供する。【解決手段】通信装置は、送信機１と受信機２を含む。送信機１は、送信すべき情報ＩＮを変調して出力する変調回路３と、この変調回路３からの送信出力信号を放射する送信アンテナ電極４と、を有する。受信機２は  送信アンテナ電極４と対をなし、送信アンテナ電極４から放射された送信出力を受信する受信アンテナ電極５と、この受信アンテナ電極５と送信アンテナ電極４との間に存在する準静電界の静電容量Ｃを回路要素として発振動作を行う発振回路６と、この発振回路６からの出力信号を復調する復調回路７と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信すべき情報をＦＳＫ変調又はＰＳＫ変調する変調回路、及び、当該変調回路からの送信出力信号を放射する送信電極、を含む送信機と、
前記送信電極と対をなし前記放射された送信出力信号を受信する受信電極、当該受信電極と前記送信電極との間の準静電界の静電容量を回路要素として発振動作を行う発振回路、及び、当該発振回路からの出力信号をＦＳＫ復調又はＰＳＫ復調する復調回路、を含む受信機と、
を備えた通信装置。
【請求項２】
前記変調回路を、送信すべき情報をプログラムに基づいて変調処理するコンピュータで構成し、前記復調回路を、前記発振回路からの出力信号をプログラムに基づいて復調処理するコンピュータで構成した請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記送信電極を送信アンテナ電極とした請求項１又は請求項２に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、準静電界を利用して情報の送受信を行う通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、静電容量の変化を利用して操作指示情報を送信するようにした電子楽器として、テルミンが知られている。テルミンは、アンテナと操作者の手との相対間隔の変化、すなわち操作者の手とアンテナとの間の静電容量の変化に対応させて発信周波数を変化させることにより操作者が意図する音階の電子音を発生させるものである。
一方、準静電界を利用して情報の送受信を行うようにした通信システムとして、特許文献１に開示されたものが知られている。この通信システムによれば、人体に帯電する準静電界を介して送信すべき情報の送受信が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０８８８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記静電容量を利用して情報の送受信を行う電子楽器の場合、人体ノイズの影響を受けやすく、操作情報の通信動作が不安定になりやすい。
また、準静電界を利用した通信システムの場合、受信機側において電界の変化を直接的に電圧の変化として捉えるものであるため、動作が不安定になることがあり、Ｓ／Ｎ比が必ずしも良好でない場合が起こる。Ｓ／Ｎ比を向上させるためには信号成分Ｓ、すなわち電圧を高くしなければならない。しかし、高い電圧を用いるためには部品の数を増やし、また、耐圧の高い部品を使用する必要があり、必然的にコスト高となる。
本発明の課題は、情報通信の安定化を図りうる通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、
送信すべき情報をＦＳＫ変調又はＰＳＫ変調する変調回路、及び、当該変調回路からの送信出力信号を放射する送信電極、を含む送信機と、
前記送信電極と対をなし前記放射された送信出力信号を受信する受信電極、当該受信電極と前記送信電極との間の準静電界の静電容量を回路要素として発振動作を行う発振回路、及び、当該発振回路からの出力信号をＦＳＫ復調又はＰＳＫ復調する復調回路、を含む受信機と、
を備えた通信装置である。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の通信装置において、前記変調回路を、送信すべき情報をプログラムに基づいて変調処理するコンピュータで構成し、前記復調回路を、前記発振回路からの出力信号をプログラムに基づいて復調処理するコンピュータで構成したものである。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の通信装置において、前記送信電極を送信アンテナ電極としたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、送信すべき情報を周波数偏移変調（ＦＳＫ変調）又は位相偏移変調（ＰＳＫ変調）した送信出力信号として受信機に送信し、受信機の発振回路では、受信電極と送信電極との間の準静電界の静電容量を回路要素として発振動作を行い、この発振回路からの出力信号を周波数偏移復調（ＦＳＫ復調）又は位相偏移復調（ＰＳＫ復調）しているので、受信機において、確実に、送信すべき情報の判別が可能となることから、情報通信の安定化を図りうる通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】受信機の発振回路の例を示す回路図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示すブロック図である。
【図４】第２の実施形態における送信機側コンピュータの送信処理プログラムの例を示すフローチャートである。
【図５】第２の実施形態における受信機側コンピュータの受信処理プログラムの例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第３の実施形態を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
［第１の実施形態］
図１に、本発明に係る通信装置の第１の実施形態を示す。
まず、構成を説明する。
通信装置は、図１に示すように、送信機１と、受信機２とからなる。
送信機１は、送信すべき情報ＩＮを変調するＦＳＫ（Frequency Shift Keying）変調回路３と、ＦＳＫ変調回路３の送信出力を放射する送信電極である送信アンテナ電極４と、を有する。
【００１１】
受信機２は、送信アンテナ電極４から放射された送信出力を受信する受信電極である受信アンテナ電極５と、受信アンテナ電極５と送信アンテナ電極４との間に存在するコンデンサ（静電容量）Ｃを回路要素として発振動作を行う発振回路６と、発振回路６からの出力信号を復調するＦＳＫ復調回路７と、を有する。
受信アンテナ電極５は、送信アンテナ電極４と対をなし、送信アンテナ電極４との間に存在するコンデンサ（静電容量）Ｃを介して静電誘導により送信アンテナ電極４からの送信出力を受信する。
【００１２】
発振回路６は、ＣＲ型の発振回路であり、その例を図２に示す。発振回路６は、受信アンテナ電極５と送信アンテナ電極４との間のコンデンサＣを回路要素とし、このコンデンサＣ、受信アンテナ電極５に接続された抵抗器Ｒ１、Ｒ２及びフィードバックループに接続されたC-MOS等のインバータ（ゲートＩＣ）ＮＯＴを有し、インバータＮＯＴのヒステリシス特性を利用してある固有周波数Ｆ０の矩形波信号を発振する。
次に動作を説明する。
【００１３】
今、送信すべき情報信号ＩＮのデータを上記固有周波数Ｆ０より低い周波数ＦＬの場合に論理“０”、固有周波数Ｆ０より高い周波数ＦＨの場合に論理“１”と定義する。
ＦＳＫ変調回路３は、送信すべき情報信号ＩＮのデータ内容に応じてＦＳＫ変調を行い、論理“０”又は“１”に応じた周波数の信号電圧を発生する。
この変調された送信信号電圧は、送信アンテナ電極４に印加される。
このとき、送信アンテナ電極４には送信信号電圧の周波数に応じた交番電界が発生する。この交番電界の静電誘導により受信機２の受信アンテナ電極５に電圧が誘起される。
誘起された電圧は受信機２の発振回路６に入力される。
発振回路６は、入力信号電圧の周波数に変化がない場合、自己の固有周波数Ｆ０の電圧をＦＳＫ復調回路７に出力する。発振回路６は、入力信号電圧の周波数が低い周波数ＦＬに変化した場合、その周波数の変化に応じて低い周波数の信号電圧をＦＳＫ復調回路７に出力する。これとは逆に、発振回路６は、入力信号電圧の周波数が高い周波数ＦＨに変化した場合、その周波数の変化に応じて高い周波数の信号電圧をＦＳＫ復調回路７に出力する。
ＦＳＫ復調回路７は、入力信号電圧の周波数の変化の有無により情報の送信の有無を検出し、入力信号電圧の周波数がＦＬの場合にデータは“０”であり、ＦＨの場合に“１”と復調する。
このようにして、送信機１から送信すべき情報信号電圧の周波数の変化に伴う準静電界の変動、すなわちコンデンサＣの変化により論理“０”または“１”のディジタル信号として受信機２に伝えることができる。
【００１４】
［第２の実施形態］
図３に、本発明に係る通信装置の第２の実施形態を示す。
まず、構成を説明する。
この通信装置は、送信機１のＦＳＫ変調回路３をマイクロコンピュータ８により構成し、且つ受信機２のＦＳＫ復調回路７をマイクロコンピュータ９により構成した例である。
その他の送信アンテナ電極４、受信アンテナ電極５については図１に示すものと同様であり、発振回路６も図２に示す例と同様とする。以下、図３において図１又は図２と同様の部分については、同一の符号若しくは番号を付してその詳細な説明を省略する。
【００１５】
マイクロコンピュータ８は、図示しないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポートを備えている。マイクロコンピュータ８は、ＣＰＵの統括的な制御下においてＲＯＭに格納された送信処理プログラムをワークエリアのＲＡＭに展開し、この展開された送信処理プログラムとＣＰＵとの協働により、後述する送信動作を実行する。
マイクロコンピュータ９は、図示しないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏポートを備えている。マイクロコンピュータ９は、ＣＰＵの統括的な制御下においてＲＯＭに格納された受信処理プログラムをワークエリアであるＲＡＭに展開し、この展開された受信処理プログラムとＣＰＵとの協働により、後述する受信動作を実行する。
なお、マイクロコンピュータ８、９に代えて、各プログラムと等価なハードウエアロジックで組まれたＡＳＩＣ等の専用ＩＣを用いることも可能である。
【００１６】
次に動作を説明する。
図４に、マイクロコンピュータ８が実行するＦＳＫ変調処理アルゴリズムのフローチャートを示す。
マイクロコンピュータ８は、ステップＳ１において送信すべき情報信号の入力の有無を検出する。入力がない場合は入力があるまで待機する（ステップＳ１：ＮＯ）。送信すべき情報信号の入力があると（ステップＳ１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２に進む。
ステップＳ２では、ＦＳＫ変調処理が行われる。この変調処理は、第１の実施形態と同様である。すなわち、ある固有周波数Ｆ０より低い周波数ＦＬの場合に論理“０”、固有周波数Ｆ０より高い周波数ＦＨの場合に論理“１”と定義された送信すべき情報信号ＩＮのデータ内容に応じてＦＳＫ変調を行い、論理“０”又は“１”に応じた周波数の信号電圧（交番電圧）を発生させ、この変調された送信信号電圧を送信アンテナ電極４に印加する。
以上の処理は、送信すべき情報信号の入力が終了するまで繰り返され（ステップＳ３：ＮＯ）、入力データがなくなった段階で終了する（ステップＳ３：ＹＥＳ、ＥＮＤ）。
【００１７】
変調された送信信号電圧が送信アンテナ電極４に印加されると、上記第１の実施形態と同様に、送信アンテナ電極４には送信信号電圧の周波数に応じた交番電界が発生する。この交番電界の静電誘導により受信機２の受信アンテナ電極５に電圧が誘起される。誘起された電圧は受信機２の発振回路６に入力される。
発振回路６は、入力信号電圧の周波数に変化がない場合、自己の固有周波数Ｆ０の電圧をＦＳＫ復調回路７に出力する。発振回路６は、入力信号電圧の周波数が低い周波数ＦＬに変化した場合、その周波数の変化に応じて低い周波数の信号電圧をＦＳＫ復調回路７に出力する。これとは逆に、発振回路６は、入力信号電圧の周波数が高い周波数ＦＨに変化した場合、その周波数の変化に応じて高い周波数の信号電圧をマイクロコンピュータ９に出力する。
【００１８】
ここで、図５に、マイクロコンピュータ９が実行するＦＳＫ復調処理アルゴリズムのフローチャートを示す。
マイクロコンピュータ９は、ステップＳ１０において入力信号電圧の周波数の変化の有無を検出する。変化がない場合は変化があるまで待機する（ステップＳ１０：ＮＯ）。入力信号電圧の周波数の変化があると（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２０に進む。
ステップＳ２０では、ＦＳＫ復調処理が行われる。この復調処理は、第１の実施形態と同様である。すなわち、発振回路６から出力される信号電圧の周波数がＦＬに変化した場合にデータは論理“０”であり、ＦＨに変化した場合は論理“１”と復調する。
このようにして、マイクロコンピュータを利用して、送信機１から送信すべき情報信号電圧の周波数の変化に伴う準静電界の変動、すなわちコンデンサＣの変化により論理“０”または“１”のディジタル信号として受信機２に送信し、受信機２においてデータ解析が可能となる。
【００１９】
［第３の実施形態］
図６に、本発明に係る通信装置の第３の実施形態を示す。
この第３の実施形態の通信装置は、上記第１の通信装置のＦＳＫ変調回路３に代えてＰＳＫ（Phase Shift Keying）変調回路１３を設け、上記ＦＳＫ復調回路７に代えてＰＳＫ復調回路１７を設けたものである。この第３の実施形態の通信装置における発振回路６としては、特に限定はされないが、図２に示すものが用いられている。
なお、この第２の実施形態の通信装置において、その他の点については、上記第１の実施形態の通信装置と同様の構成となっている。
【００２０】
この第２の実施形態の通信装置によれば、送信すべき情報信号ＩＮのデータ内容に応じてＰＳＫ変調を行い、論理“０”又は“１”に応じた信号電圧を発生する。例えば、２ＰＳＫにおいては、基準位相の場合に論理“０”、基準位相から位相が１８０度ずれた場合に論理“１”とする。
この変調された送信信号電圧は、送信アンテナ電極４に印加される。
このとき、送信アンテナ電極４には送信信号電圧の周波数及び位相に応じた交番電界が発生する。この交番電界の静電誘導により受信機２の受信アンテナ電極５に電圧が誘起される。
誘起された電圧は受信機２の発振回路６に入力される。
発振回路６は、入力信号電圧の位相に変化がない場合、自己の固有周波数Ｆ０及び基準位相を持つ電圧をＰＳＫ復調回路１７に出力する。発振回路６は、入力信号電圧の位相が１８０度ずれた場合、その位相の変化に応じた位相の信号電圧をＦＳＫ復調回路７に出力する。
ＰＳＫ復調回路１７は、入力信号電圧の位相の変化の有無により情報の送信の有無を検出し、入力信号電圧の位相に変化がない場合にはデータは“０”であり、位相変化がある場合に“１”と復調する。
このようにして、送信機１から送信すべき情報信号電圧の周波数の変化に伴う準静電界の変動、すなわちコンデンサＣの変化により論理“０”または“１”のディジタル信号として受信機２に伝えることができる。
【００２１】
［変形例］
上記第１の実施形態の説明では、データの定義をある固有周波数Ｆ０を基準として、それより低い周波数ＦＬの場合に論理“０”、高い周波数ＦＨの場合に“１”として復調する例を示したが、逆であってもよい。
また、一定期間内に周波数の変化がない場合に論理“０”、変化があった場合に論理“１”と定義し、変調／復調を行うことで、上記同様のデータ通信が可能である。この場合も逆とすることができる。
【００２２】
また、上記第３の実施形態の説明では、２ＰＳＫの場合を例に説明したが、４ＰＳＫ、８ＰＳＫその他の位相偏移変調を用いることもできる。
【００２３】
また、上記第３の実施形態のＰＳＫ変調回路１３及びＰＳＫ復調回路１７をマイクロコンピュータで構成してもよい。
【００２４】
また、通信装置及び受信装置で使用される発振回路の基準又は固有の周波数は、必ずしも、同じである必要はない。
【００２５】
また、通信装置及び受信装置で使用される発振回路の基準又は固有の周波数は、室内の電源の周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）によるノイズが影響しないように、１０倍程度以上の基準又は固有の周波数を持つ発振回路を使用することが好ましい。特に、１００ＫＨｚ〜２ＭＨｚの発振回路を持つことが好ましい。
【符号の説明】
【００２６】
１  送信機
２  受信機
３  ＦＳＫ変調回路
４  送信アンテナ電極
５  受信アンテナ電極
６  発振回路
７  ＦＳＫ復調回路
８  マイクロコンピュータ
９  マイクロコンピュータ
Ｃ  コンデンサ（静電容量）
Ｒ１、Ｒ２  抵抗器
【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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