(57)【要約】【課題】送信すべき情報に基づいた電界を送信用電極から電界伝達媒体に誘起させることにより、前記電界伝達媒体を介した情報の送信が可能なトランシーバであって、安全に効率よく生体等の電界伝達媒体に電界を誘起させて、情報の送信を行うことを目的としたものである。【解決手段】２つのドライバ回路１３ａ，ｂを送信電極１０５に対して並列に接続して駆動力を上げることで、それぞれのドライバ回路１３ａ，ｂの出力電圧を抑えながらも生体１００への誘起電界を大きくすることができるため、安全に効率よく生体１００に電界を誘起させることができる。【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いた電界を送信用電極から電界伝達媒体に誘起させることにより、前記電界伝達媒体を介した情報の送信が可能なトランシーバであって、
前記送信すべき情報に係るデータ信号のレベルを変換するレベル変換手段と、
前記レベル変換手段によってレベル変換されたデータ信号を使用して、前記送信すべき情報に基づいた電界を前記電界伝達媒体に誘起させるための誘起信号を生成し、前記送信用電極に供給する複数の誘起信号供給手段と、
を有することを特徴とするトランシーバ。
【請求項２】
請求項１に記載のトランシーバであって、更に、
前記複数の誘起信号供給手段によって供給される誘起信号の位相を全て一致させるために、前記複数の誘起信号供給手段のうちの一部又は全部が使用するデータ信号の位相を調整する位相調整手段を有することを特徴とするトランシーバ。
【請求項３】
前記送信用電極は、前記複数の誘起信号供給手段のそれぞれに対応して、電気的に隔離された状態で複数存在していることを特徴とする請求項１に記載のトランシーバ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばウェアラブルコンピュータ間のデータ通信のために使用されるトランシーバに関し、更に詳しくは、送信すべき情報に基づいた電界を電界伝達媒体に誘起させることにより、上記電界伝達媒体を介した情報の送受信が可能なトランシーバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、衣服のように人体に着けて、操作及び使用することができるという新しい概念のコンピュータが注目されている。このコンピュータは、ウェアラブルコンピュータ（Ｗｅａｒａｂｌｅ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）と呼ばれ、携帯端末の小型化および高性能化により実現が可能となった。
【０００３】
また、複数のウェアラブルコンピュータ間のデータ通信を人間の腕、肩、胴体等の人体（生体）を介して行う技術の研究も進んでおり、この技術は既に特許文献等で提案されている（例えば、特許文献１参照）。図５は、このような人体を介して複数のウェアラブルコンピュータ間通信を行う場合のイメージ図を示している。同図に示すように、ウェアラブルコンピュータ１は、これに当接されたトランシーバ３’とにより一組（セット）を構成しており、他のウェアラブルコンピュータ１とトランシーバ３’の組に対して、人体を介することによりデータ通信を行うことができる。また、ウェアラブルコンピュータ１は、人体に装着しているウェアラブルコンピュータ１以外のＰＣ（パーソナルコンピュータ）５と壁等に設置されているトランシーバ３’ａの組や、このＰＣ５と床等に設置されているトランシーバ３’ｂの組とのデータ通信もそれぞれ可能である。但し、この場合のＰＣ５は、ウェアラブルコンピュータ１とトランシーバ３’のように互いに当接されておらず、ケーブル４を介してトランシーバ３’ａ，３’ｂと接続されている。
【０００４】
また、人体を介して行うデータ通信に関しては、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、送信すべき情報（データ）に基づく電界を人体（電界伝達媒体）に誘起させると共に、この人体に誘起された電界に基づく情報を受信することにより、情報の送受信を行っている。この人体を介したデータ通信の技術については、図６を用いて更に詳しく説明する。
【０００５】
図６は、人体（生体１００）を介したデータ通信を行うために用いるトランシーバ３’の全体構成図である。図６に示すように、トランシーバ３’は、送信電極１０５および受信電極１１１がそれぞれ絶縁膜１０７，１０９を介して生体１００に接触した状態で使用される。そして、トランシーバ３’は、ウェアラブルコンピュータ１から供給されたデータをＩ／Ｏ（入出力）回路１０１を介して受信し、送信部１０３に送信する。送信部１０３では、送信電極１０５から絶縁膜１０７を介して電界伝達媒体である生体１００に電界を誘起させ、この電界を生体１００を介して生体１００の他の部位に装着されている別のトランシーバ３’に伝達させる。
【０００６】
また、トランシーバ３’は、生体１００の他の部位に装着された別のトランシーバ３’から生体１００に誘起して伝達されてくる電界を絶縁膜１０９を介して受信電極１１１で受信する。この受信した電界を電界検出光学部１１０で電気光学結晶に結合（印加）して電気信号に変換してから信号処理回路１１５に送信する。この電界検出光学部１１０では、レーザ光と電気光学結晶を用いた電気光学的手法により電界を検出して電気信号に変換している。
【０００７】
また、信号処理回路１１５では、電界検出光学部１１０から送信されてきた電気信号の増幅及び雑音除去等の信号処理を行った後、波形整形回路１１７に送信する。波形整形回路１１７では、送信されてきた電気信号の波形整形（信号処理）を施し、入出力回路１０１を介してウェアラブルコンピュータ１に供給する。
【０００８】
例えば、図５に示すように、右腕に装着したウェアラブルコンピュータ１は、トランシーバ３’により送信データに係る電気信号を電界として電界伝達媒体である生体１００に誘起させ、波線で示すように電界として生体１００の他の部位に伝達する。一方、左腕に装着したウェアラブルコンピュータ１では、生体１００から伝達されてくる電界をトランシーバ３’により電気信号に戻してから、受信データとして受信することができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−３５２２９８号公報（第４−５頁、第１−５図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、生体１００に誘起させる電界の強度を上げるために、送信部１０３の出力電圧を大きくすると、生体１００には高電圧による危険性が増すことになる。また、生体１００に効率よく電界を誘起させるためには、単に送信部１０３の出力電圧を上げるだけでは不十分であり、駆動力も上げる必要がある。
【００１１】
本発明は上述した事情を鑑みてなされたものであり、安全に効率よく生体等の電界伝達媒体に電界を誘起させて、情報の送信を行うことを目的としたものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、送信すべき情報に基づいた電界を送信用電極から電界伝達媒体に誘起させることにより、前記電界伝達媒体を介した情報の送信が可能なトランシーバであって、前記送信すべき情報に係るデータ信号のレベルを変換するレベル変換手段と、前記レベル変換手段によってレベル変換されたデータ信号を使用して、前記送信すべき情報に基づいた電界を前記電界伝達媒体に誘起させるための誘起信号を生成し、前記送信用電極に供給する複数の誘起信号供給手段と、を有することを特徴とするトランシーバである。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のトランシーバであって、更に、前記複数の誘起信号供給手段によって供給される誘起信号の位相を全て一致させるために、前記複数の誘起信号供給手段のうちの一部又は全部が使用するデータ信号の位相を調整する位相調整手段を有することを特徴とするトランシーバである。
【００１４】
請求項３に係る発明は、前記送信用電極は、前記複数の誘起信号供給手段のそれぞれに対応して、電気的に隔離された状態で複数存在していることを特徴とする請求項１に記載のトランシーバである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係るトランシーバは、送信すべき情報に基づいた電界を電界伝達媒体（生体１００等）に誘起させる一方で、電界伝達媒体に誘起されている電界に基づいた情報を受信することにより、電界伝達媒体を介した情報の送受信が可能なトランシーバである。以下、第１乃至第３の実施形態に係るトランシーバ３１〜３について説明する。
【００１６】
〔第１の実施形態〕
以下、図１を用いて、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係るトランシーバ３１の全体構成図である。尚、従来と同じ機能及び構成に関しては、同一符号を付しているが、ここで改めて説明する。
【００１７】
図１に示すように、トランシーバ３１は、Ｉ／Ｏ（入出力）回路１０１、送信電極１０５、絶縁膜１０７，１０９、受信電極１１１、電界検出光学部１１０、信号処理回路１１５、及び波形整形回路１１７を有している点は、従来のトランシーバ３’と同様である。本実施形態のトランシーバ３１は、従来の送信部１０３に代えて送信部１０を有している点が異なっている。
【００１８】
このうち、Ｉ／Ｏ回路１０１は、トランシーバ３１がウェアラブルコンピュータ１等の外部機器との情報に係るデータ信号の入出力を行う回路である。送信部１０は、Ｉ／Ｏ回路１０１から出力される情報に係るデータ信号に基づき、この情報に係る電界を生体に誘起させる回路によって構成されているが、詳細は後述する。送信電極１０５は、送信部１０により生体１００に対して電界を誘起するために使用する電極であり、送信用アンテナとして使用される。絶縁膜１０７は、送信電極１０５と生体１００との間に配置する絶縁体の膜であり、送信電極１０５が直接生体１００に接触することを防ぐ役割を果たす。
【００１９】
また、受信電極１１１は、生体１００の他の部分に装着されているウェアラブルコンピュータ１及びトランシーバ３やＰＣ５及びトランシーバ３ａ，３ｂから生体１００に誘起して伝達されてくる電界を受信するために使用する電極であり、受信用アンテナとして使用される。絶縁膜１０９は、上記絶縁膜１０７と同様に、受信電極１１１と生体１００との間に配置された絶縁体の膜である。
【００２０】
更に、電界検出光学部１１０は、受信電極１１１で受信した電界を検出し、この電界を受信情報として電気信号に変換する機能を有している。また、信号処理回路１１５は、電界検出光学部１１０から送信されてきた電気信号（アナログの電圧信号）の増幅及び雑音除去等の信号処理を行う回路である。また、波形整形回路１１７は、信号処理回路１１５から送信されてきたアナログの電圧信号の波形整形（信号処理）を施してデジタル信号に変換するための回路であり、変換後のデジタル信号をＩ／Ｏ回路１０１を介してウェアラブルコンピュータ１に出力することができる。
【００２１】
次に、送信部１０について詳細に説明する。
【００２２】
送信部１０は、図１に示すように、レベル変換回路１１と、このレベル変換回路１１からの信号を分岐して入力することができる第１ドライバ回路１３ａ及び第２ドライバ回路１３ｂによって構成されている。また、この２つのドライバ回路１３ａ，ｂは、送信電極１０５に対して並列に接続されている。
【００２３】
このうち、レベル変換回路１１は、ウェアラブルコンピュータ１からＩ／Ｏ回路１０１を介して送られてきた送信すべき情報に係るデータ信号（ｓ）を入力すると、このデータ信号（ｓ）のレベルを変換する回路である。また、レベル変換回路１１をアナログ信号の観点から説明すると、信号の振幅を変えて、更にＤＣオフセットを変える回路であり、デジタル信号の観点から説明すると、信号のＨｉレベルとＬｏｗレベルを変える回路である。
【００２４】
更に、第１ドライバ１３ａは、レベル変換回路１１によってレベル変換されたデータ信号（ｓ’）を使用して、上記送信すべき情報に基づいた電界を生体１００に誘起させるための誘起信号（Ｓ）を生成し、送信電極１０５に供給する回路である。第２ドライバ回路１３ｂも第１ドライバ回路１３ａと同じ構成である。
【００２５】
続いて、本実施形態に係るトランシーバ３１の送信動作について説明する。
【００２６】
まず、トランシーバ３１では、ウェアラブルコンピュータ１からＩ／Ｏ回路１０１を介して送られてきた送信すべき情報に係るデータ信号（ｓ）を受信して、レベル変換回路１１に入力する。これにより、レベル変換回路１１では、データ信号（ｓ）のレベルを所定レベルに変換する。そして、レベル変換したデータ信号（ｓ’）を２つのデータ信号（ｓ’１，ｓ’２）に分岐して、それぞれ第１ドライバ回路１３ａと第２ドライバ回路１３ｂに入力する。これにより、第１ドライバ回路１３ａは、生体１００に電界を誘起させるための誘起信号（Ｓ１）を生成して送信電極１０５に供給する。また同じく、第２ドライバ回路１３ｂも、誘起信号（Ｓ２）を生成して送信電極１０５に送信する。これにより、送信電極１０５からは、２つのドライバ回路１３ａ，ｂによる電界が誘起されることになる。
【００２７】
以上説明したように本実施形態によれば、２つのドライバ回路１３ａ，ｂを送信電極１０５に対して並列に接続して駆動力を上げることで、それぞれのドライバ回路１３ａ，ｂの出力電圧を抑えながらも生体１００への誘起電界を大きくすることができるため、安全に効率よく生体１００に電界を誘起させることができるという効果を奏する。
【００２８】
尚、本実施形態では、ドライバ回路が２つの場合について説明したが、これに限るものではなく、送信部１０には３つ以上のドライバ回路を並列に設けてもよい。
【００２９】
〔第２の実施形態〕
以下、図２及び図３を用いて、本発明の第２の実施形態について説明する。図２は、第１の実施形態に係る図１において、第１ドライバ回路１３ａと第２ドライバ回路１３ｂに製造のバラツキがあるために、各ドライバ回路１３ａ，１３ｂから出力される誘起信号の位相が異なった状態を示した図である。また、図３は、第２の実施形態に係るトランシーバ３２の全体構成図である。尚、上記第１の実施形態と同一の構成又は機能については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００３０】
図２において、図２（ａ）は、第１ドライバ回路１３ａから送信電極１０５に出力される誘起信号（Ｓ１）の波形を示し、図２（ｂ）は、第２ドライバ回路１３ｂから送信電極１０５に出力される誘起信号（Ｓ２）の波形を示している。この図２（ａ），（ｂ）に示すように、製造のバラツキにより両者（Ｓ１，Ｓ２）の位相がずれている場合には、一方のドライバ回路と他方のドライバ回路とが回路的にショートして各ドライバ回路に異常な電流が流れるため、折角２つのドライバ回路１３ａ，ｂを使用しても、図２（ｃ）で示すような不安定な部分（図２（ｃ）の点線部分）を有する誘起信号（Ｓ）が送信電極１０５に出力されてしまう。
【００３１】
そこで、本実施形態では、図３に示すように、送信部１０の変形例としての送信部２０に、レベル変換後に分岐されたデータ信号（ｓ’１）を第１ドライバ回路１３ａに入力する前に位相調整する第１位相調整回路２１ａと、レベル変換後に分岐されたデータ信号（ｓ’２）を第２ドライバ回路１３ｂに入力する前に位相調整する第２位相調整回路２１ｂとを設けた。
【００３２】
これにより、本実施形態では、第１及び第２ドライバ回路１３ａ，１３ｂに製造のバラツキによる位相のずれが生じていても、第１及び第２の位相調整回路２１ａ，ｂによりデータ信号（ｓ’１，ｓ’２）の位相を合わせる（一致させる）ように調整すれば、第１及び第２ドライバ回路１３ａ，ｂに異常な電流が流れることを防止することができるという効果を奏する。
【００３３】
尚、上記第１位相調整回路２１ａと第２位相調整回路２１ｂのうち、いずれか一方は送信部２０に設けなくてもよい。
【００３４】
また、本実施形態においても、送信部２０には３つ以上のドライバ回路を設けてもよい。この場合、ドライバ回路の数と同じ数の位相調整回路をそれぞれのドライバ回路に対応させて設けてもよく、ドライバ回路の数から１を引いた数の位相調整回路を設けるようにしてもよい。
【００３５】
〔第３の実施形態〕
以下、図４を用いて、本発明の第３の実施形態について説明する。図４は、第３の実施形態に係るトランシーバ３３の全体構成図である。尚、上記第１の実施形態と同一の構成又は機能については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００３６】
本実施形態は、上記第２の実施形態と同様に、第１の実施形態における問題点（ドライバ回路に異常な電流が流れる）を解決した発明である。
【００３７】
図４に示すように、本実施形態のトランシーバ３３は、送信部１０を有するという点では第１の実施形態と同様であるが、送信電極１０５及び絶縁膜１０７を２つに分割した点が異なる。
【００３８】
即ち、本実施形態のトランシーバ３３には、第１ドライバ回路１３ａに対応した第１送信電極１５ａを設け、第２ドライバ回路１３ｂに対応した第２送信電極１５ｂを設けている。また、これらの送信電極１５ａ，ｂは、互いに電気的に隔離された状態で、それぞれ第１及び第２ドライバ回路１３ａ，ｂに接続されている。更に、これに合わせて、第１及び第２絶縁膜をそれぞれ設けている。但し、絶縁膜は、２つに分割しなくてもよい。
【００３９】
これにより、本実施形態では、ドライバ回路の製造のバラツキにより誘起信号（Ｓ１，Ｓ２）の位相がずれている場合であっても、一方のドライバ回路と他方のドライバ回路とが回路的にショートする事態が生じないため、第１及び第２ドライバ回路１３ａ，ｂに異常な電流が流れることを防止することができるという効果を奏する。
【００４０】
尚、本実施形態では、送信電極が２つの場合について説明したが、これに限るものではなく、ドライバ回路が３つ以上存在すれば、その数に合わせて３つ以上設けてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、送信すべき情報に基づいた電界を電界伝達媒体に誘起させるための誘起信号を送信用電極に供給する誘起信号供給手段を複数有している。これにより、それぞれの誘起信号供給手段の出力電圧を抑えながらも生体等の電界伝達媒体への誘起電界を大きくすることができるため、安全に効率よく電界伝達媒体に電界を誘起させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るトランシーバ３１の全体構成図。
【図２】図２（ａ）は、第１ドライバ回路１３ａから送信電極１０５に出力される誘起信号（Ｓ１）の波形を示した図。図２（ｂ）は、第２ドライバ回路１３ｂから送信電極１０５に出力される誘起信号（Ｓ２）の波形を示した図。図２（ｃ）は、第１及び第２ドライバ回路１３ａ、ｂにより、結果的に送信電極１０５に出力されてしまった誘起信号の波形を示した図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るトランシーバ３２の全体構成図。
【図４】本発明の第３の実施形態に係るトランシーバ３３の全体構成図。
【図５】人体（生体１００）を介して複数のウェアラブルコンピュータ間通信を行う場合のイメージ図。
【図６】人体（生体１００）を介したデータ通信を行うために用いる従来のトランシーバ３’の全体構成図。
【符号の説明】
１　ウェアラブルコンピュータ
３１　（第１の実施形態に係る）トランシーバ
３２　（第２の実施形態に係る）トランシーバ
３３　（第３の実施形態に係る）トランシーバ
３’　従来のトランシーバ
１０　送信部
１１　レベル変換回路〔レベル変換手段の一例〕
１３ａ　第１ドライバ回路〔誘起信号供給手段の一例〕
１３ｂ　第２ドライバ回路〔誘起信号供給手段の一例〕
１５ａ　第１送信電極
１５ｂ　第２送信電極
１７ａ　第１絶縁膜
１７ｂ　第２絶縁膜
２０　送信部
２１ａ　第１位相調整回路〔位相調整手段の一例〕
２１ｂ　第２位相調整回路〔位相調整手段の一例〕
１００　生体〔電界伝達媒体の一例〕
１０１　Ｉ／Ｏ回路
１１０　電界検出光学部
１１５　信号処理回路
１１７　波形整形回路
１０９　絶縁膜
１１１　受信電極
１４０　偏光検出光学系〔偏光検出光学手段の一例〕
【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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