(57)【要約】【課題】振幅モニタ部の必要のない振幅検出法を導入することにより、電界伝達媒体へ効率よく電界を誘起でき回路規模と消費電力の小さい送信器またはトランシーバを提供する。【解決手段】変調信号を送信する送信手段と、送信すべき情報に基づく電界の誘起を行う電極と、可変リアクタンス手段と、送信手段の出力と送信電極手段の間に設けられ、送信電極手段、送信手段のグランドや電界伝達媒体の浮遊容量と、可変リアクタンス手段とによる共振を起こし、インダクタと印加された電圧に応じて静電容量が変化する可変容量ダイオードを備えた共振回路と、共振回路に入力された送信信号を可変容量ダイオードで整流して得られた直流電流に応じて生じた電位差を可変容量ダイオードに印加する抵抗器と、を有する自己調整可変リアクタンス手段と、自己調整モニタ信号に基づいて、リアクタンス調整信号を可変リアクタンス手段に出力する切替制御手段と、を備える。【選択図】図１
2008236218.tif 000002
【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送信器であって、
所定の周波数を有する交流信号を出力して前記送信すべき情報を変調し、この変調した前記送信すべき情報に係る変調信号を送信する送信手段と、
前記送信すべき情報に基づく電界の誘起を行う電極と、
前記送信電極手段と前記送信手段のグランド間、または前記送信手段の出力と前記送信手段のグランド間に設けられた可変リアクタンス手段と、
前記送信手段の出力と前記送信電極手段の間に設けられ、前記送信電極手段、前記送信手段のグランドや前記電界伝達媒体の浮遊容量と、前記可変リアクタンス手段とによる共振を起こし、インダクタと印加された電圧に応じて静電容量が変化する可変容量ダイオードを備えた共振回路と、前記共振回路に入力された送信信号を前記可変容量ダイオードで整流して得られた直流電流に応じて電位差を生じ、この電位差を前記可変容量ダイオードのアノードとカソード間に印加する抵抗器と、を有する自己調整可変リアクタンス手段と、
前記自己調整可変リアクタンス手段の抵抗器に生じた電位差に基づく自己調整モニタ信号に基づいて、前記可変リアクタンス手段のリアクタンス値を制御するリアクタンス調整信号を前記可変リアクタンス手段に出力する切替制御手段と、
を備えたことを特徴とする送信器。
【請求項２】
前記切替制御手段の代わりに前記自己調整モニタ信号に基づいて、前記電極に印加される信号振幅を最大近傍になるように前記リアクタンス調整信号を前記可変リアクタンス手段に出力するリアクタンス調整手段
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の送信器。
【請求項３】
前記リアクタンス調整手段が、前記リアクタンス調整信号を変化させたときの各自己調整モニタ信号を記憶し、記憶した前記各自己調整モニタ信号から前記電極に印加される信号振幅を最大近傍になるように前記リアクタンス調整信号を探索して設定する設定信号を出力する信号強度記憶・制御処理手段と、
前記信号強度記憶・制御処理手段からの設定信号に基づいてリアクタンス調整信号を前記可変リアクタンス手段に出力する調整信号出力手段と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の送信器。
【請求項４】
前記信号強度記憶・制御処理手段が、前記リアクタンス調整信号を順次変化させたときのＮ番目とＮ−１番目の自己調整モニタ信号を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された両自己調整モニタ信号に基づいてリアクタンス調整信号に対する自己調整モニタ信号の勾配を判別する勾配判定手段と、
前記勾配判定手段で判別した結果に基づいて前記電極に印加される信号振幅を最大近傍になる前記リアクタンス調整信号を探索して設定する設定信号を出力する制御処理手段と、
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の送信器。
【請求項５】
前記可変リアクタンス手段が、前記送信手段の出力と前記送信電極手段の間に設けられ、前記自己調整可変リアクタンス手段が前記送信電極手段と前記送信手段のグランド間に設けられたこと
を特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の送信器。
【請求項６】
前記自己調整可変リアクタンス手段が、送信時以外のいずれかの期間では前記可変容量ダイオードに順バイアスを与えて前記自己調整可変リアクタンス手段のインピーダンスを低減させること
を特徴とした請求項１から５のいずれかに記載の送信器。
【請求項７】
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、
所定の周波数を有する交流信号を出力して前記送信すべき情報を変調し、この変調した前記送信すべき情報に係る変調信号を送信する送信手段と、
前記送信すべき情報に基づく電界の誘起および前記受信すべき情報に基づく電界の受信を行う送受信電極と、
前記送信電極手段と前記送信手段のグランド間、または前記送信手段の出力と前記送信手段のグランド間に設けられた可変リアクタンス手段と、
前記送信手段の出力と前記送信電極手段の間に設けられ、前記送信電極手段、前記送信手段のグランドや前記電界伝達媒体の浮遊容量と、前記可変リアクタンス手段とによる共振を起こし、インダクタと印加された電圧に応じて静電容量が変化する可変容量ダイオードを備えた共振回路と、前記共振回路に入力された送信信号を前記可変容量ダイオードで整流して得られた直流電流に応じて電位差を生じ、この電位差を前記可変容量ダイオードのアノードとカソード間に印加する抵抗器と、を有する自己調整可変リアクタンス手段と、
前記自己調整可変リアクタンス手段の抵抗器に生じた電位差に基づく自己調整モニタ信号に基づいて、前記可変リアクタンス手段のリアクタンス値を制御するリアクタンス調整信号を前記可変リアクタンス手段に出力する切替制御手段と、
前記受信すべき情報に基づく電界を検出して復調する受信手段と、
を備えたことを特徴とするトランシーバ。
【請求項８】
前記切替制御手段の代わりに前記自己調整モニタ信号に基づいて、前記電極に印加される信号振幅を最大近傍になるように前記リアクタンス調整信号を前記可変リアクタンス手段に出力するリアクタンス調整手段
を備えたことを特徴とする請求項７に記載のトランシーバ。
【請求項９】
前記リアクタンス調整手段が、前記リアクタンス調整信号を変化させたときの各自己調整モニタ信号を記憶し、記憶した前記各自己調整モニタ信号から前記電極に印加される信号振幅を最大近傍になる前記リアクタンス調整信号を探索して設定する設定信号を出力する信号強度記憶・制御処理手段と、
前記信号強度記憶・制御処理手段からの設定信号に基づいてリアクタンス調整信号を前記可変リアクタンス手段に出力する調整信号出力手段と、
を備えたことを特徴とする請求項８に記載のトランシーバ。
【請求項１０】
前記信号強度記憶・制御処理手段が、前記リアクタンス調整信号を順次変化させたときのＮ番目とＮ−１番目の自己調整モニタ信号を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された両自己調整モニタ信号に基づいてリアクタンス調整信号に対する自己調整モニタ信号の勾配を判別する勾配判定手段と、
前記勾配判定手段で判別した結果に基づいて前記電極に印加される信号振幅を最大近傍になる前記リアクタンス調整信号を探索して設定する設定信号を出力する制御処理手段と、
を備えたことを特徴とする請求項９に記載のトランシーバ。
【請求項１１】
前記可変リアクタンス手段が、前記送信手段の出力と前記送信電極手段の間に設けられ、
前記自己調整可変リアクタンス手段が前記送信電極手段と前記送信手段のグランド間に設けられたこと
を特徴とする請求項７から１０のいずれかに記載のトランシーバ。
【請求項１２】
前記可変リアクタンス手段において、少なくとも受信時に前記可変リアクタンス手段の前記送信手段のグランドとの接続を切断し、送信時には接続すること
を特徴とした請求項７から１１のいずれかに記載のトランシーバ。
【請求項１３】
前記可変リアクタンス手段において、少なくとも受信時に前記可変リアクタンス手段のインピーダンスを高くすること
を特徴とした請求項７から１１のいずれかに記載のトランシーバ。
【請求項１４】
前記自己調整可変リアクタンス手段が、送信時以外のいずれかの期間では前記可変容量ダイオードに順バイアスを与えて前記自己調整可変リアクタンス手段のインピーダンスを低減させること
を特徴とした請求項７から１３のいずれか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検出して情報の送受信を行う通信システムで用いる送信器および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、生態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、コンピュータに電界通信トランシーバを接続して装着し、この電界通信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を介して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。
【０００３】
電界通信システムにおいては、図１４に示すように送信器またはトランシーバの送信部出力に挿入した可変リアクタンスと、生体と大地グランド間および送信部回路グランドと大地グランドや生体間の浮遊容量とによる共振を利用して送信部出力よりも信号強度を増加させて生体へ効率よく電界を誘起する方法が取られる。２個のリアクタンス部を用いて浮遊容量とで共振させる方法では、図１５および図１６に示すような可変リアクタンス部の調整をリアクタンス制御部内の振幅モニタ部で電極に印加される電圧をモニタして帰還制御を行っていた（特許文献１参照）。
【特許文献１】国際公開番号  ＷＯ２００６／０５９６８４  Ａ１、国際公開日  ２００６年６月８日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
可変リアクタンス部の調整をリアクタンス制御部内の振幅モニタ部で電極に印加される電圧をモニタして帰還制御する方法では、耐圧の大きな回路やフィルタが必要であり回路規模が大きく消費電力が大きかった。
【０００５】
このような課題に鑑み、本発明は、耐圧の高い振幅モニタ部が別途必要のない振幅検出法を導入することにより、電界伝達媒体へ効率よく電界を誘起でき回路規模と消費電力の小さい送信器およびトランシーバ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】
【０００６】
上記の目的を達成するために、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送信器であって、所定の周波数を有する交流信号を出力して前記送信すべき情報を変調し、この変調した前記送信すべき情報に係る変調信号を送信する送信手段と、前記送信すべき情報に基づく電界の誘起を行う電極と、前記送信電極手段と前記送信手段のグランド間、または前記送信手段の出力と前記送信手段のグランド間に設けられた可変リアクタンス手段と、前記送信手段の出力と前記送信電極手段の間に設けられ、前記送信電極手段、前記送信手段のグランドや前記電界伝達媒体の浮遊容量と、前記可変リアクタンス手段とによる共振を起こし、インダクタと印加された電圧に応じて静電容量が変化する可変容量ダイオードを備えた共振回路と、前記共振回路に入力された送信信号を前記可変容量ダイオードで整流して得られた直流電流に応じて電位差を生じ、この電位差を前記可変容量ダイオードのアノードとカソード間に印加する抵抗器と、を有する自己調整可変リアクタンス手段と、前記自己調整可変リアクタンス手段の抵抗器に生じた電位差に基づく自己調整モニタ信号に基づいて、前記可変リアクタンス手段のリアクタンス値を制御するリアクタンス調整信号を前記可変リアクタンス手段に出力する切替制御手段と、を備える。
【０００７】
また、請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の送信器であって前記切替制御手段の代わりに前記自己調整モニタ信号に基づいて、前記電極に印加される信号振幅を最大近傍になるように前記リアクタンス調整信号を前記可変リアクタンス手段に出力するリアクタンス調整手段を、備える。
【０００８】
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の送信器であって、前記リアクタンス調整手段が、前記リアクタンス調整信号を変化させたときの各自己調整モニタ信号を記憶し、記憶した前記各自己調整モニタ信号から前記電極に印加される信号振幅を最大近傍になるように前記リアクタンス調整信号を探索して設定する設定信号を出力する信号強度記憶・制御処理手段と、前記信号強度記憶・制御処理手段からの設定信号に基づいてリアクタンス調整信号を前記可変リアクタンス手段に出力する調整信号出力手段と、を備える。
【０００９】
請求項４に記載の本発明は、請求項３に記載の送信器であって前記信号強度記憶・制御処理手段が、前記リアクタンス調整信号を順次変化させたときのＮ番目とＮ−１番目の自己調整モニタ信号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された両自己調整モニタ信号に基づいてリアクタンス調整信号に対する自己調整モニタ信号の勾配を判別する勾配判定手段と、前記勾配判定手段で判別した結果に基づいて前記電極に印加される信号振幅を最大近傍になる前記リアクタンス調整信号を探索して設定する設定信号を出力する制御処理手段と、を備える。
【００１０】
また、請求項５に記載の本発明は、請求項１から４のいずれかに記載の送信器であって、前記可変リアクタンス手段が、前記送信手段の出力と前記送信電極手段の間に設けられ、前記自己調整可変リアクタンス手段が前記送信電極手段と前記送信手段のグランド間に設けられている。
【００１１】
また、請求項６に記載の本発明は、請求項１から５のいずれかに記載の送信器であって、前記自己調整可変リアクタンス手段が、送信時以外のいずれかの期間では前記可変容量ダイオードに順バイアスを与えて前記自己調整可変リアクタンス手段のインピーダンスを低減させる。
【００１２】
また、請求項７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、所定の周波数を有する交流信号を出力して前記送信すべき情報を変調し、この変調した前記送信すべき情報に係る変調信号を送信する送信手段と、前記送信すべき情報に基づく電界の誘起および前記受信すべき情報に基づく電界の受信を行う送受信電極と、前記送信電極手段と前記送信手段のグランド間、または前記送信手段の出力と前記送信手段のグランド間に設けられた可変リアクタンス手段と、前記送信手段の出力と前記送信電極手段の間に設けられ、前記送信電極手段、前記送信手段のグランドや前記電界伝達媒体の浮遊容量と、前記可変リアクタンス手段とによる共振を起こし、インダクタと印加された電圧に応じて静電容量が変化する可変容量ダイオードを備えた共振回路と、前記共振回路に入力された送信信号を前記可変容量ダイオードで整流して得られた直流電流に応じて電位差を生じ、この電位差を前記可変容量ダイオードのアノードとカソード間に印加する抵抗器と、を有する自己調整可変リアクタンス手段と、前記自己調整可変リアクタンス手段の抵抗器に生じた電位差に基づく自己調整モニタ信号に基づいて、前記可変リアクタンス手段のリアクタンス値を制御するリアクタンス調整信号を前記可変リアクタンス手段に出力する切替制御手段と、前記受信すべき情報に基づく電界を検出して復調する受信手段と、を備える。
【００１３】
また、請求項８に記載の本発明は、請求項７に記載のトランシーバであって、前記切替制御手段の代わりに前記自己調整モニタ信号に基づいて、前記電極に印加される信号振幅を最大近傍になるように前記リアクタンス調整信号を前記可変リアクタンス手段に出力するリアクタンス調整手段を、備える。
【００１４】
また、請求項９に記載の本発明は、請求項８に記載のトランシーバであって、前記リアクタンス調整手段が、前記リアクタンス調整信号を変化させたときの各自己調整モニタ信号を記憶し、記憶した前記各自己調整モニタ信号から前記電極に印加される信号振幅を最大近傍になる前記リアクタンス調整信号を探索して設定する設定信号を出力する信号強度記憶・制御処理手段と、前記信号強度記憶・制御処理手段からの設定信号に基づいてリアクタンス調整信号に前記可変リアクタンス手段に出力する調整信号出力手段と、を備える。
【００１５】
また、請求項１０に記載の本発明は、請求項９に記載のトランシーバであって、前記信号強度記憶・制御処理手段が、前記リアクタンス調整信号を順次変化させたときのＮ番目とＮ−１番目の自己調整モニタ信号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された両自己調整モニタ信号に基づいてリアクタンス調整信号に対する自己調整モニタ信号の勾配を判別する勾配判定手段と、前記勾配判定手段で判別した結果に基づいて前記電極に印加される信号振幅を最大近傍になる前記リアクタンス調整信号を探索して設定する設定信号を出力する制御処理手段と、を備える。
【００１６】
また、請求項１１に記載の本発明は、請求項７から１０のいずれかに記載のトランシーバであって前記可変リアクタンス手段が、前記送信手段の出力と前記送信電極手段の間に設けられ、前記自己調整可変リアクタンス手段が前記送信電極手段と前記送信手段のグランド間に設けられている。
【００１７】
また、請求項１２に記載の本発明は、請求項７から１１のいずれかに記載のトランシーバであって、前記可変リアクタンス手段において、少なくとも受信時に前記可変リアクタンス手段の前記送信手段のグランドとの接続を切断し、送信時には接続する。
【００１８】
請求項１３に記載の本発明は、請求項７から１１のいずれかに記載のトランシーバであって、前記可変リアクタンス手段において、少なくとも受信時に前記可変リアクタンス手段のインピーダンスを高くしている。
【００１９】
請求項１３に記載の本発明は、請求項７から１３のいずれかに記載のトランシーバであって、前記自己調整可変リアクタンス手段が、送信時以外のいずれかの期間では前記可変容量ダイオードに順バイアスを与えて前記自己調整可変リアクタンス手段のインピーダンスを低減させる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、耐圧の高い振幅モニタ部が別途必要のない振幅検出法を導入することにより、電界伝達媒体へ効率よく電界を誘起でき回路規模と消費電力の小さい送信器および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】
【００２１】
図１に本発明の第１の実施の形態に係るブロック図を示す。この図１には、送信器１と、コンピュータ７と、Ｉ／Ｏ部８と、送信回路２と、自己調整可変リアクタンス部３と、可変リアクタンス部５と、切替制御部４と、電極６と、送信回路２を構成する変調回路１０および発振器１１と、が示されている。このような構成において、本実施の形態では送信回路２の出力と電極６との間に自己調整可変リアクタンス部３を接続し、電極６と回路グランド間に可変リアクタンス部５を接続している。
【００２２】
また、図２に自己調整可変リアクタンス部の第１の構成例を示す。交流信号端子１５を送信回路２の出力に接続し交流信号端子１２を電極６に接続すると、交流信号端子１５、１６間に交流電圧ＶＡＣが印加される。このとき可変容量ダイオード１９の整流特性により生成された直流電流ＩＤが可変容量ダイオード１９と並列に接続された抵抗２０に流れることにより、可変容量ダイオード１９に電圧ＶＤＣがバイアスされる。直流電流ＩＤを抵抗２０に流すために図２では容量１８、２５を使用している。
【００２３】
図３（ａ）には可変容量ダイオード１９に振幅｜ＶＡＣ｜交流電圧が印加されたときに生じる電流の直流成分ＩＤの関係を表したものである。逆バイアス電圧ＶＤＣが可変容量ダイオード１９両端に生じると可変容量ダイオード１９が短絡となっている期間が短くなるため、同じＶＡＣに対してＩＤは小さくなる。図３（ｂ）にはＩＤが抵抗２２、２１を流れたことによって生じる電位差（ＶＤＣと等価）のグラフ、同図（ｃ）には可変容量ダイオード１９の容量ＣＶの電圧ＶＤＣ依存性を示す。また、図３（ｄ）はＶｂの振幅｜Ｖｂ｜のＣＶ依存性である。グラフ中の点は可変リアクタンスに交流信号を入力し始めてからの各電流電圧の変化を示している。容量ＣＶの初期値はＶＤＣ＝０の時の値Ｃ１としている。また、｜ＶＡＣ｜は｜Ｖｂ｜に比例する。
【００２４】
交流信号が入力されると可変容量ダイオード１９で整流され直流電流ＩＤを生じる（図３（ａ）の点（１））。これが抵抗２１、２２を流れることにより直流電圧ＶＤＣを発生させ、これと同じ電位差が可変容量ダイオード１９にも印加される。これにより容量ＣＶは減少し（図３（ｃ）の点（１））、共振が生じる容量値に近づき｜Ｖｂ｜は大きくなる。｜ＶＡＣ｜は｜Ｖｂ｜に比例するため、｜ＶＡＣ｜は大きくなるが、ＶＤＣも大きくなっているため｜ＶＡＣ｜とＩＤの関係は図３（ａ）の点（２）に移動する。
【００２５】
この後も同じようにＣＶが減少し｜ＶＡＣ｜は大きくなるが、ＶＤＣも大きくなるためＩＤの変化量は徐々に小さくなりゼロに収束する。ＩＤの変化量がゼロになると｜ＶＡＣ｜は一定となり、初期値に比べ共振での振幅に近づいている。以上の現象を利用して外部の浮遊容量の変化に対しリアクタンス値を補正している。このとき図２の自己調整モニタ信号２４を観測することによりＶＤＣを観測可能である。自己調整モニタ信号２４が切替制御部４の適正な入力範囲内となるように抵抗２２を定電圧源２３に接続している。この場合では定電圧源２３の出力は０Ｖでもよい。
【００２６】
自己調整可変リアクタンスではＣ１が図３（ｄ）の極大値の右側にあることと、ＣＶの減少より｜ＶＡＣ｜の増加が大きいことで補正が可能となる。Ｃ１が｜ＶＡＣ｜の増加量の低い箇所（例えば図３（ｄ）の右端）である場合には、逆バイアス電圧を生じさせるために十分なＩＤを生成できないため適切に補正できず出力振幅が小さくなる。外部の浮遊容量が大きくなると図３（ｄ）の極大値は左に移動しＣ１が｜ＶＡＣ｜の増加量の低い箇所となるため、上記の現象が起き自己調整できなくなる。図１に示した実施の形態では可変リアクタンス部５を設けて等価的な外部容量を低減させることで適切に補正できる外部の浮遊容量の変化範囲を広げている。
【００２７】
図４に各信号のタイミングチャートを示し、各部の動作を以下で説明する。データを出力する際には送信開始信号により発振器から所定の周波数の交流信号を出力する。送信開始信号の初期ではデータを一定にして一定の周波数の交流信号が自己調整可変リアクタンス部３に入力される。
【００２８】
自己調整可変リアクタンス部３に交流信号が入力されるとＶＤＣが生じて自己調整モニタ信号が変化する。交流信号の振幅が大きいと自己調整モニタ信号の変化も大きいため、自己調整モニタ信号を観測することにより出力信号振幅の大きさを観測できる。
【００２９】
図５に切替制御部４の構成例を示す。切替制御部４では自己調整モニタ信号を信号強度比較器３２でしきい値用定電圧源３１からのしきい値と比較し、自己調整モニタ信号がこのしきい値を超えたら調整終了信号を切替信号出力部３０に出力する。切替信号出力部３０では送信開始信号によりリアクタンス調整信号を順次大きくしていく動作を行い、調整終了信号が入力されるとリアクタンス調整信号を一定にする。
【００３０】
図４のタイミングチャートではリアクタンス調整信号とリアクタンス値が単調増加の関係にあり、可変リアクタンス部５と並列の外部の容量が大きいと仮定している。送信開始信号の立上り直後では可変リアクタンス部５と外部の容量の合成リアクタンス値が小さく、ＣＶが図３（ｄ）の極大値の右側となるため、出力信号振幅が小さく自己調整モニタ信号も小さくなっている。
【００３１】
自己調整モニタ信号がモニタしきい値よりも小さい場合では、リアクタンス調整信号を順次大きくしていく制御を切替制御部４で行う。リアクタンス調整信号が大きくなり可変リアクタンス部５と外部の容量の合成リアクタンス値が大きくなると、自己調整モニタ信号がモニタしきい値を超える。このときリアクタンス調整信号の変化を停止して、リアクタンス値を固定する。この後データを変調回路１０に入力し送信する。
【００３２】
以上の方法と図１の構成では自己調整可変リアクタンス部３の自己調整モニタ信号により出力信号振幅をモニタしているため、振幅モニタ部等が不要で回路規模が小さくなり消費電力が低減できる。
【００３３】
図２では抵抗２２に定電圧源２３を接続し抵抗２１から自己調整モニタ信号を出力しているが、接続を逆にしても機能は同じであり、接続を逆にした場合では自己調整モニタ信号が切替制御部４の適正な入力範囲内となるように定電圧源２３を設定する（例えば電源電圧とする）。
【００３４】
この場合では、図５の信号強度比較器３２では自己調整モニタ信号がしきい値より低くなったときに調整終了信号を切替信号出力部３０に出力する。また、直流電流ＩＤを抵抗２０に流す容量１８を可変容量ダイオード１９とインダクタ１７の間に接続し、交流信号端子１５とインダクタ１７を短絡してもよい。自己調整モニタ信号が入力インピーダンスの高い回路に入力されている場合では抵抗２１の抵抗値を零にしてもよい。図１では送信開始信号により発振器１１と切替制御部４の動作を開始させているが、両者の立上り時間が異なる場合には発振器１１と切替制御部４のそれぞれに動作を開始させる信号を入力してもよい。
【００３５】
図６に自己調整可変リアクタンス部３の第２の構成例を示す。この図６には、交流信号端子４０、４１と、容量４３、４５、４６と、抵抗４９、５０、５１、５２、５３、５４と、可変容量ダイオード４７、４８と、定電圧源５５と、が示され、自己調整モニタ信号４２が出力される。
【００３６】
この構成において、可変容量ダイオード４７、４８の電流電圧特性は非対称であり、アノードの電位が高いときには、半導体の特性で決まる所定の値よりアノードの電位が大きいときは短絡になり、交流信号の振幅が抑制される。これを防ぐために高周波の交流信号に対して可変容量ダイオード４７、４８を直列かつ逆方向にも接続している。この構成により一方の可変容量ダイオードが短絡となっても逆方向の可変容量ダイオードは短絡になっていないため交流信号の振幅が抑制されることはない。
【００３７】
第１の構成例と同様に図６の容量４３を可変容量ダイオード４７とインダクタ４４の間に接続し、交流信号端子４０とインダクタ４４を短絡してもよい。また、可変容量ダイオード４７、４８および抵抗５０、４９の特性ばらつきが大きくなければ自己調整モニタ信号を片方の可変容量ダイオードと抵抗から取り出してもよく、抵抗５４または抵抗５３が不要になる。これに加え自己調整モニタ信号が入力インピーダンスの高い回路に入力されている場合では、接続している抵抗５４または抵抗５３の抵抗値を零にしてもよい。さらに、抵抗５４を接続しない場合では抵抗５１を接続しなくてもよく、抵抗５３を接続しない場合では抵抗５２を接続しなくてもよい。
【００３８】
なお、図１の構成において送信回路２の出力と電極６との間に可変リアクタンス部５を接続し、電極６と回路グランド間に自己調整可変リアクタンス部５を接続してもよい。さらに、図７に示すように送信回路６１の出力と電極６７の間に自己調整可変リアクタンス部６３を接続し、送信回路６１の出力と回路グランド間に自己調整可変リアクタンス部６３を接続してもよい。
【００３９】
図８に本発明に係る第２の実施の形態のブロック図を示す。本実施の形態では自己調整モニタ信号に基づいて電極７７への出力振幅（誘起される電界の振幅）が最大もしくは最大近傍になるようにリアクタンス調整信号を調整する自己調整モニタ信号入力リアクタンス制御部７４を備えている。
【００４０】
図９に自己調整モニタ信号入力リアクタンス制御部７４の構成例を示す。はじめに信号強度記憶・制御処理部１２０を記憶容量等のリソースが十分なマイクロコントローラー等の処理装置とＡＤコンバーターで構成した場合の動作を説明する。送信開始信号が入力されると信号強度記憶・制御処理部１２０が動作を開始する。信号強度記憶・制御処理部１２０からの設定信号により調整信号出力部１２１でリアクタンス調整信号を設定する。各リアクタンス調整信号に対する自己調整モニタ信号を前記処理部でデジタルの数値に変換して、信号強度記憶・制御処理部１２０で記憶する。この後、制御処理部で出力振幅が最大となる自己調整モニタ信号に対応したリアクタンス調整信号を求め、そのリアクタンス調整信号を可変リアクタンス部７３に出力する。第１の実施の形態ではモニタしきい値に対応した出力振幅以上であれば処理が完了するのに対し、本実施の形態では出力振幅が最大となるリアクタンス調整信号を求めており高い出力振幅をより確実に出力できる。また、モニタしきい値を予め設定する必要もない。
【００４１】
次に大きな記憶容量を必要としない処理方法での動作を説明する。図１０に自己調整モニタ信号入力リアクタンス制御部７４の詳細な構成例を示し、図１１にタイミングチャートを示す。本構成例では自己調整モニタ信号強度の記憶に容量ＣＡ、ＣＢを使用している。容量ＣＡとＣＢの電位差をそれぞれＶＣＡ、ＶＣＢとする。
【００４２】
送信開始信号が入力されると動作信号発生源１２５から各回路の動作に必要な信号が出力される。リアクタンス調整信号は制御処理回路１２７と調整信号出力部１２１により順次変えられ、そのときの自己調整モニタ信号がバッファ回路１２２に入力される。記憶経路切替スイッチ１２３は切替信号によりバッファ回路１２２の出力からＣＡへの経路とＣＢへの経路を切替る。ＣＡとＣＢには現在と１つ前のリアクタンス調整信号での自己調整モニタ信号が保持（記憶）される。
【００４３】
この操作により図１１のリアクタンス調整信号に対し自己調整モニタ信号が単調に増加する、すなわち勾配の符号が一定の領域では、ＶＣＡ＞ＶＣＢとＶＣＡ＜ＶＣＢが交互に繰り替えされる。このため差動増幅器出力は切替信号（判別基準信号）と同じように反転を繰り返す。これに対し最大値近傍での勾配の符号が変わる領域ではＶＣＡ＞ＶＣＢが連続するため差動増幅器出力は一定となる。この状態を検出して制御処理回路により１つ前のリアクタンス調整信号を最終的に出力する。差動増幅器出力が一定となる状態の検出には例えば図１１の場合では判別基準信号とはじめに一致する箇所を検出する方法がある。本構成例でも出力振幅が最大となるリアクタンス調整信号を求めており高い出力振幅をより確実に出力でき、モニタしきい値を予め設定する必要もない。
【００４４】
図１０では自己調整モニタ信号強度の記憶に容量ＣＡ、ＣＢを用い各部分を回路により構成したが、記憶領域を持つマイクロコントローラー等の処理装置とＡＤコンバーターにより構成してもよい。この場合自己調整モニタ信号強度の記憶用の記憶領域は２個でよい。順次リアクタンス調整信号を変えて自己調整モニタ信号をＡＤコンバーターでデジタルの数値に変換した後、２個の記憶領域に交互に記憶する。そのたびに勾配が反転していないかを判別し、反転していた場合はその１つ前のリアクタンス調整信号を出力する。
【００４５】
図１２に本発明にかかる第３の実施の形態のブロック図を示す。本実施の形態では受信も可能なトランシーバ８０の構成を示している。送信時にはスイッチ８５のａ１とｂ１を接続して送信回路８１の出力と自己調整可変リアクタンス部８２を接続し、スイッチ８６を閉じて可変リアクタンス部８３を電極９２と並列接続する。各信号の動作は図１の場合と同じである。
【００４６】
図１３に第３の実施の形態で使用される自己調整可変リアクタンスの構成例を示す。本構成例では送信時以外では可変容量ダイオード１０２を順バイアスとして自己調整可変リアクタンス部のインピーダンスを小さくする構成とした。出力切替電圧源１０７は送信開始信号により高電圧値と低電圧値の２値で切替えられる。
【００４７】
送信時では定電圧値としてスイッチ１０６を開き自己調整モニタ信号を出力する。送信時の上記以外の動作は図２にて説明したものと同じである。送信時以外では出力切替電圧源１０７の出力を高電圧値とし、スイッチ１０６を閉じることで可変容量ダイオード１０２に順バイアスＶＤＣを与える。これにより自己調整可変リアクタンス部のインピーダンスが小さくなり、電極９２と受信回路８７の間の損失が小さくなる。ここでは図７の自己調整可変リアクタンス部６３をトランシーバで使用したが送信器で使用してもよい。
【００４８】
送信時以外ではスイッチ８５のａ１とｃ１を接続して電極９２に印加された受信信号を受信回路８７に入力できる状態にする。また、スイッチ８６を開くことにより可変リアクタンス部８３から回路グランド間に生じる損失を防ぐ。
【００４９】
なお、受信開始信号を設けて受信中には受信開始信号により受信回路８７を動作させ、送信中を含むそれ以外の時には受信回路８７の動作を停止させてトランシーバ８０全体の消費電力を低減することも可能である。
【００５０】
なお、図１３では出力切替電圧源１０７を使用したが、たとえば電源電圧の半分の電圧を出力する図示しない定電圧源を代わりに接続してもよい。また、出力切替電圧源１０７と自己調整モニタ信号９７の出力端子の出力を逆にしてもよい。
【００５１】
また、図１３では、スイッチ８６を使用せずに送信時以外では可変リアクタンス部８３のリアクタンス値を最大にしてもよい。スイッチ８５と電極９２間に可変リアクタンス部８３を接続し、電極９２と回路グランド間に自己調整可変リアクタンス部８２を接続してもよい。さらに、スイッチ８５と電極９２間に自己調整可変リアクタンス部８２を接続し、送信回路８１の出力と回路グランド間に可変リアクタンス部８３を接続してもよい。
【００５２】
図１２の構成でも発振器９１と切替制御部８４の立上り時間が著しく異なる場合には発振器９１と切替制御部８４のそれぞれに動作を開始させる信号を入力してもよい。また、切替制御部８４の代わりに図９や図１０に示した自己調整モニタ信号入力リアクタンス制御部７４を使用してもよい。
【００５３】
以上の構成では自己調整可変リアクタンス部の自己調整モニタ信号により出力信号振幅をモニタするため、振幅モニタ部等が不要で回路規模が小さくなり消費電力を低減できる。
【００５４】
また、以上説明した本発明の実施の形態によれば、耐圧の高い振幅モニタ部が別途必要のない振幅検出法を導入することにより、電界伝達媒体へ効率よく電界を誘起でき回路規模と消費電力の小さい送信器およびトランシーバを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る送信器の第１の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】自己調整可変リアクタンス部の構成例を示す図である。
【図３】自己調整可変リアクタンス部の動作を説明するためのグラフを（ａ）〜（ｂ）に示す。
【図４】第１の実施の形態の送信器の各信号のタイミングチャートを示す。
【図５】切替制御部の構成例を示すブロック図である。
【図６】自己調整可変リアクタンス部の構成の変形例を示す構成図である。
【図７】第１の実施の形態の変形例を示すブロック図である。
【図８】本発明に係るトランシーバの第２の実施の形態を示すブロック図である。
【図９】自己調整モニタ信号入力リアクタンス調整部の構成例である。
【図１０】自己調整モニタ信号入力リアクタンス調整部の詳細な構成例である。
【図１１】詳細な構成例の動作を説明するタイミングチャートである。
【図１２】本発明に係るトランシーバの第３の実施の形態を示すブロック図である。
【図１３】トランシーバで使用される自己調整可変リアクタンス部の構成例を示す構成図である。
【図１４】従来の送信器またはトランシーバの送信部の基本構成を表す構成図である。
【図１５】従来のトランシーバのブロック図である。
【図１６】従来のトランシーバ内で使用されるリアクタンス制御部のブロック図である。
【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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