(57)【要約】【課題】同時双方向通信時に、同時双方向通信時に、受信側の回路に混入した送信回路の出力信号の影響を補償し、通信品質の向上を図ることが可能なトランシーバを提供する。【解決手段】送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起するための信号を送信する送信手段と、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少なくとも受信する受信手段と、電界伝達媒体を介した情報の送受信に際して、受信手段で受信する信号に混入した送信手段で送信する信号の影響を補償するための補償信号を発生する補償信号発生手段と、送信手段で送信する信号および受信手段で受信する信号に基づいて補償信号発生手段が有する特性を制御する制御信号を当該補償信号発生手段に出力する制御手段とを備える。【選択図】      図１
2004158985.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、
前記送信すべき情報に基づく電界を前記電界伝達媒体に誘起するための信号を送信する送信手段と、
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少なくとも受信する受信手段と、
前記電界伝達媒体を介した情報の送受信に際して、前記受信手段で受信する信号に混入する前記送信手段で送信した信号の影響を補償するための補償信号を発生する補償信号発生手段と、
前記送信手段で送信する信号および前記受信手段で受信する信号に基づいて前記補償信号発生手段が有する特性の制御を行う制御信号を当該補償信号発生手段に出力する制御手段と
を備えた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、
前記受信すべき情報に基づく電界を検出し、この検出した電界を電気信号に変換する電界検出手段と、
この電界検出手段から出力される信号と前記補償信号の差を求め、この差を増幅する差動増幅器と
を有する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】
前記受信手段は、
所定のレーザ光を発生するレーザダイオードと、
前記受信すべき情報に基づく電界および前記補償信号発生手段で発生した信号に基づいて誘起される電界によって前記レーザダイオードから入射されるレーザ光の偏光状態を変化させる電気光学素子と、
この電気光学素子を通過することによって偏光状態が変化したレーザ光の偏光変化量を当該レーザ光の強度変化に変換する偏光検出光学系と
を有することを特徴とする請求項１記載のトランシーバ。
【請求項４】
前記電界伝達媒体を介した情報の送受信を行うときには前記送信すべき情報を前記送信手段に直接送信可能な接続を行う一方で、前記補償信号発生手段の特性を予め制御するときには前記送信手段と前記制御手段とを接続する第１の接続手段と、
前記情報の送受信を行うときには前記受信手段と入力される信号の波形を整形する波形整形回路とを接続する一方で、前記補償信号発生手段の特性を予め制御するときには前記受信手段と前記制御手段とを接続する第２の接続手段と
を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載のトランシーバ。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記補償信号発生手段が有する特性を予め制御するときに前記送信手段を介して前記補償信号発生手段に入力する交流信号を発振する発振器と、
この発振器から発振される交流信号と前記受信手段からの出力信号との乗算を取り、この乗算によって得られる信号の高調波成分を除去して振幅を検出する振幅検出部と、
この振幅検出部からの出力信号を積分した結果に基づいて前記制御信号を発生する積分器と、
前記補償信号発生手段の特性を一定に保つために当該補償信号発生手段に一定の電圧を印加可能な固定電圧源と
を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の記載のトランシーバ。
【請求項６】
前記情報の送受信を行うときには前記積分器と前記固定電圧源とを接続する一方で、前記補償信号発生手段の特性を予め制御するときには前記振幅検出部と前記積分器とを接続する第３の接続手段
を備えたことを特徴とする請求項５記載のトランシーバ。
【請求項７】
前記補償信号発生手段は増幅器から成り、この増幅器が有する特性としての利得を前記制御手段が制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項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、電界を伝達する電界伝達媒体に誘起する電界を用いて情報の送受信を行うトランシーバに関し、より具体的には、人間の身体に装着可能なウェアラブルコンピュータを用いたデータ通信において使用されるトランシーバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
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。
【０００３】
従来、このようなウェアラブルコンピュータ間のデータ通信は、コンピュータにトランシーバを接続し、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を伝達することによってデータの送受信を行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図７は、従来のトランシーバの構成を示すブロック図である。同図に示すトランシーバ３は、信号の入出力を行うＩ／Ｏ回路３０１を介してウェアラブルコンピュータ５に接続されるとともに、送受信電極３０５が絶縁体３０７を介して生体７に近接して設けられている。ウェアラブルコンピュータ５から送信される情報（データ）は、送信回路３０３から送受信電極３０５に供給され、送受信電極３０５から絶縁体３０７を介して生体７に電界を誘起し、この電界が生体７内部を伝達して生体７の他の部位に設けられたトランシーバ３や、生体７からの接触によって電気的に接続されるトランシーバ３にウェアラブルコンピュータ５から送信される情報を伝達する。
【０００５】
このようにトランシーバ３を介して伝達されてくる電界を別のトランシーバ３が受信する際には、絶縁体３０７を介して送受信電極３０５で受信した電界を電界検出光学部３０９で電気信号に変換し、信号処理回路３１１に供給する。信号処理回路３１１は、電界検出光学部３０９からの電気信号に対してフィルタリングや増幅等の信号処理を施す。信号処理の後、さらにデータの波形整形が波形整形回路３２５で行われ、これら一連の処理が施された信号がウェアラブルコンピュータ５の受信データとしてＩ／Ｏ回路３０１からウェアラブルコンピュータ５に送信される。
【０００６】
このようにウェアラブルコンピュータ５間のデータ通信に使用されるトランシーバ３は、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７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、情報を受信する際には、生体７に誘起された電界を用いてトランシーバ３が信号を受信する。
【０００７】
図８は、ウェアラブルコンピュータ５を生体７の例である人間に装着して使用する場合の例を示す説明図である。同図に示すウェアラブルコンピュータ５ａ、５ｂ、および５ｃは、それぞれ対応して接続されるトランシーバ３ａ、３ｂ、および３ｃ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。さらに、生体７の手足の先端が、外部機器である外部端末８０にケーブル９０を介して接続されるトランシーバ３’ａや３’ｂに接触する場合には、ウェアラブルコンピュータ５ａ、５ｂ、および５ｃと外部端末８０との間でデータの送受信を行うことができる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−３５２２９８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したトランシーバを用いたウェアラブルコンピュータ同士が同時双方向通信を行う必要があるときには、送信側の送信回路が出力した信号が受信側の回路に混入するという問題があった。
【００１０】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、同時双方向通信時に、受信側の回路に混入した送信回路の出力信号の影響を補償し、通信品質の向上を図ることが可能なトランシーバを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、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、前記送信すべき情報に基づく電界を前記電界伝達媒体に誘起するための信号を送信する送信手段と、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少なくとも受信する受信手段と、前記電界伝達媒体を介した情報の送受信に際して、前記受信手段で受信する信号に混入する前記送信手段で送信した信号の影響を補償するための補償信号を発生する補償信号発生手段と、前記送信手段で送信する信号および前記受信手段で受信する信号に基づいて前記補償信号発生手段が有する特性を制御する制御信号を当該補償信号発生手段に出力する制御手段とを備えたことを要旨とする。
【００１２】
請求項１記載の本発明によれば、送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起するための信号を送信する送信手段と、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少なくとも受信する受信手段と、電界伝達媒体を介した情報の送受信に際して、受信手段で受信する信号に混入した送信手段で送信した信号の影響を補償するための補償信号を発生する補償信号発生手段と、送信手段で送信する信号および受信手段で受信する信号に基づいて補償信号発生手段が有する特性を制御する制御信号を当該補償信号発生手段に出力する制御手段とを備えたトランシーバを提供することにより、受信器に混入した送信器の出力信号を補償し、通信品質の向上を図ることが可能となる。
【００１３】
請求項２記載の本発明は、請求項１記載の発明において、前記受信手段は、前記受信すべき情報に基づく電界を検出し、この検出した電界を電気信号に変換する電界検出手段と、この電界検出手段から出力される信号と前記補償信号発生手段から受信する前記補償信号の差を求め、この差を増幅する差動増幅器とを有することを要旨とする。
【００１４】
請求項３記載の本発明は、請求項１記載の発明において、前記受信手段は、所定のレーザ光を発生するレーザダイオードと、前記受信すべき情報に基づく電界および前記補償信号発生手段で発生した信号に基づいて誘起される電界によって前記レーザダイオードから入射されるレーザ光の偏光状態を変化させる電気光学素子と、この電気光学素子を通過することによって偏光状態が変化したレーザ光の偏光変化量を当該レーザ光の強度変化に変換する偏光検出光学系とを有することを要旨とする。
【００１５】
請求項４記載の本発明は、請求項１乃至３のいずれか一項記載の発明において、前記電界伝達媒体を介した情報の送受信を行うときには前記送信すべき情報を前記送信手段に直接送信可能な接続を行う一方で、前記補償信号発生手段の特性を予め制御するときには前記送信手段と前記制御手段とを接続する第１の接続手段と、前記情報の送受信を行うときには前記受信手段と入力される信号の波形を整形する波形整形回路とを接続する一方で、前記補償信号発生手段の特性を予め制御するときには前記受信手段と前記制御手段とを接続する第２の接続手段とを備えたことを要旨とする。
【００１６】
なお、ここで「補償信号発生手段の特性を予め制御するとき」とは、情報の送受信、すなわち異なるトランシーバ間の同時双方向通信を行う前の時点のみならず、同時双方向受信時に不具合が生じたときに通信を中止して制御を行う場合をも含むものとする。
【００１７】
請求項５記載の本発明は、請求項１乃至４のいずれか一項記載の発明において、前記制御手段は、前記補償信号発生手段が有する特性を予め制御するときに前記送信手段を介して前記補償信号発生手段に入力する交流信号を発振する発振器と、この発振器から発振される交流信号と前記受信手段からの出力信号との乗算を取り、この乗算によって得られる信号の高調波成分を除去して振幅を検出する振幅検出部と、この振幅検出部からの出力信号を積分した結果に基づいて前記制御信号を発生する積分器と、前記補償信号発生手段の特性を一定に保つために当該補償信号発生手段に一定の電圧を印加可能な固定電圧源とを有することを要旨とする。
【００１８】
請求項６記載の本発明は、請求項５記載の発明において、前記情報の送受信を行うときには前記積分器と前記固定電圧源とを接続する一方で、前記補償信号発生手段の特性を予め制御するときには前記振幅検出部と前記積分器とを接続する第３の接続手段を備えたことを要旨とする。
【００１９】
請求項７記載の本発明は、請求項１乃至６のいずれか一項記載の発明において、前記補償信号発生手段は増幅器から成り、この増幅器が有する特性としての利得を前記制御手段が制御することを要旨とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態は、送信手段から送信されるデータを、生体に誘起した電界を通して伝達する信号と補償信号発生手段への信号とに分け、この両者の差分がゼロとなるように予め補償信号発生手段の特性を制御しておくことによって、トランシーバで受信するデータに送信データの信号が混入するのを防止するものである。
【００２２】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るトランシーバの構成を示すブロック図である。同図に示すトランシーバ１は、ウェアラブルコンピュータ５から送信されるデータ（情報）を出力するとともに受信した信号を受け取ってウェアラブルコンピュータ５へ出力するＩ／Ｏ回路１０１、データを送信する送信手段としての送信回路１０３、電界伝達媒体である生体７に電界を誘起するために導電性部材からなる送受信電極１０５、生体７に電流が流れるのを防止するとともに送受信電極１０５による生体７の金属アレルギの危険性を除去するために送受信電極１０５と生体７間に配置される絶縁体１０７、通信時に受信手段で受信する信号の波形整形を行ってＩ／Ｏ回路１０１へ出力する波形整形回路１２５を少なくとも有する。ここで送受信電極を、送信用電極および受信用電極に分割して設けることも勿論可能である。その場合には、絶縁体もそれぞれの電極に対応して二つ設けられる。
【００２３】
トランシーバ１は、以上に加えて、生体７に誘起された電界を受信してこの電界を光学的に検出した後、電気信号に変換する電界検出光学部１０９、電界検出光学部１０９から出力される信号に対して低雑音増幅、雑音除去、および波形整形等の信号処理を施す信号処理回路１１１を有しており、これらが電界検出手段を構成している。
【００２４】
この電界検出手段のうち、電界検出光学部１０９は、レーザ光と電気光学素子を用いた電気光学的手法によって電界を検出するものであり、少なくともレーザ光源を構成するレーザダイオードおよびＬｉＮｂＯ３  やＬｉＴａＯ３  等の電気光学結晶（ＥＯ結晶：Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｏｐｔｉｃ  結晶）からなる電気光学素子を有する（図示せず）。この電気光学素子として、例えば、レーザダイオードから発射されるレーザ光の進行方向に対して垂直な方向の電界成分のみに感度を有し、この電界強度によって光学特性、すなわち複屈折率が変化し、この複屈折率の変化によりレーザ光の偏光が変化するようなものを用いることができる。また、場合によっては電界によって電気光学素子の結晶が歪む逆圧電効果による偏光の変化も含まれる。
【００２５】
このような電気光学素子を通過して偏光が変化したレーザ光は、波長板を用いて偏光状態の調整を受けた後、偏光ビームスプリッタに入射することによりＰ波およびＳ波に分離され、光の強度変化に変換される。分離された各レーザ光は、コリメータ（集光レンズ）で集光されてから、光を電気信号に変換するためにそれぞれ設けられる二つのフォトダイオードに供給され、例えばその差を差動増幅することによって受信した電界に係る電気信号として出力される。
【００２６】
なお、以上説明した電界検出光学部１０９の構成および作用はあくまでも一例であり、本実施形態に係るトランシーバ１に適用される電界検出光学部１０９が必ずしもこのような構成を有する場合にのみ特有の効果を奏するわけではない。
【００２７】
本実施形態に係るトランシーバ１の特徴は、以上の構成に加えて、送信回路１０３から信号を受信し、この信号の影響を補償する補償信号を発生する補償信号発生手段として、その特性である利得の調整可能な可変利得増幅器１２１を有する点にある。
【００２８】
この可変利得増幅器１２１を設けることに伴って、トランシーバ１は以下のような構成をさらに有する。
【００２９】
可変利得増幅器１２１から出力される補償信号（送信回路１０３の影響を補償するための信号）と電界検出手段で出力される信号との差分を増幅する差動増幅器１１３は、電界検出手段とあわせて受信手段を構成する。
【００３０】
差動増幅器１１３から出力される信号は、可変利得増幅器１２１が有する特性である利得を調整するときには、そのための制御信号を発生する制御手段に出力される。制御手段は、所定周波数の交流信号を基準信号として発振する発振器１１５、この発振器１１５からの信号と差動増幅器１１３からの信号を乗算する乗算器およびこの乗算器の出力信号の高調波成分を除去するフィルタを備えた振幅検出部１１７、振幅検出部１１７の出力信号を積分して可変利得増幅器１２１に利得を制御する制御信号を出力する積分器１１９、通信時に可変利得増幅器１２１の利得を一定に保つための信号を発生する固定電圧源１２３から構成される。
【００３１】
このうち、発振器１１５から発振する交流信号の周波数は、１０ｋＨｚ（キロヘルツ）〜１００ＭＨｚ（メガヘルツ）程度の値が想定されるが、１０ＭＨｚ程度であればより好ましい。ここで、１ｋＨｚ＝１０３  Ｈｚ、１ＭＨｚ＝１０６  Ｈｚである。
【００３２】
トランシーバ１には、回路の接続を切り替える接続手段として３つのスイッチＳＷ１（第１の接続手段）、ＳＷ２（第２の接続手段）、およびＳＷ３（第３の接続手段）が設けられており、各スイッチの接続の切替は、Ｉ／Ｏ回路１０１に接続した制御回路１６１からの接続切替制御信号によって行われる。なお、図１等において、Ａの丸印で記載されている箇所同士は配線によって接続していることを示している。制御回路１６１から発せられるスイッチ切替のための切替制御信号は、ウェアラブルコンピュータ５からの操作によって発生するようにしてもよいし、トランシーバ１に切替制御信号入力手段を適宜設け、この切替制御信号入力手段を用いて発生するようにしてもよい。なお、接続切替手段としての各スイッチおよび制御回路の構成がここで説明したものに限られるわけでないことはいうまでもない。
【００３３】
本実施形態においては、異なるウェアラブルコンピュータ５同士が同時双方向通信を行うことを想定しているため、各ウェアラブルコンピュータ５に近接して設けられるトランシーバ１は、同時双方向通信時に送信回路１０３から出力される信号が同じトランシーバ１の受信側回路に混入する恐れがある。そこで、この影響を抑制するために、同時双方向通信を行う前に、送信回路１０３の信号の影響を補償するための制御を予め行っておくか、不具合が生じるたびに適宜行う。この制御は、可変利得増幅器１２１が有する利得を調整することによって行われる。以後、利得調整時と同時双方向通信時とに分けてトランシーバ１の作用を説明する。
【００３４】
＜利得調整時＞
最初に、図１に示す利得調整時の各スイッチの接続を説明する。スイッチＳＷ１では、三つの端子のうち、端子ａ２−ａ３間を接続して発振器１１５からの信号が送信回路１０３に達するようにする。スイッチＳＷ２では端子ｂ１と端子ｂ３を閉成して差動増幅器１１３の出力信号が振幅検出部１１７に出力されるようにする。スイッチＳＷ３では端子ｃ２と端子ｃ３を閉成して振幅検出部１１７からの信号が積分器１１９へ出力されるようにする。以上のようにスイッチの接続を制御することにより、振幅検出部１１７、積分器１１９、可変利得増幅器１２１は差動増幅器１１３への負帰還回路を構成する。
【００３５】
発振器１１５の信号は送信回路１０３に送られ、可変利得増幅器１２１を介して差動増幅器１１３に送られる信号と生体７、電界検出光学部１０９、および信号処理回路１１１を介して差動増幅器１１３に送られる信号とに分割される。この二つの信号は差動増幅器１１３において両者の差分が求められ、この差分を増幅した信号がスイッチＳＷ２を経て振幅検出部１１７に入力される。
【００３６】
発振器１１５から直接振幅検出部１１７に出力される信号（基準信号）と差動増幅器１１３から出力される信号は、振幅検出部１１７内の乗算器において両者の積が求められた後、この積の高調波成分を振幅検出部１１７内のフィルタで除去して出力される。振幅検出部１１７の出力信号は積分器１１９で積分され、可変利得増幅器１２１に対する制御信号を発生することによって可変利得増幅器１２１の利得の調整を行う。このときの利得は、差動増幅器１１３の出力がゼロになるように調整される。換言すると、このように利得を調整することにより、送信回路１０３から可変利得増幅器１２１を介して差動増幅器１１３に入力される信号を、送信回路１０３から生体７を介して受信側に混入する信号と同等にすることができる。
【００３７】
図６は、利得調整時の利得制御信号を発生するまでに各構成ユニットから出力される信号波形の例を示す説明図である。
【００３８】
このうち図６（ａ）は可変利得増幅器１２１の利得が小さい場合の信号波形の変化を示すものである。この場合、差動増幅器１１３の出力信号６１と発振器１１５からの基準信号６３は同位相になる。したがって、振幅検出部１１７内の乗算器で両者を乗算することによって得られる出力信号６５は正方向のみの変位を有する波形になる。この出力信号６５の高調波成分を振幅検出部１１７内のフィルタを用いて除去したものが信号６７である。信号６７は積分器１１９で積分された後、利得を増加させる制御信号６９が積分器１１９から可変利得増幅器１２１に出力され、この結果、差動増幅器１１３の出力信号がゼロとなる。
【００３９】
図６（ｂ）は、利得が大きい場合の信号波形の変化を示す説明図である。この場合には差動増幅器１１３の出力信号７１は基準信号７３と逆位相になる。したがって、振幅検出部１１７内の乗算器によって両者を乗算して得られる出力信号７５は負方向のみの変位を有し、この出力信号７５の高調波成分を前述したフィルタを用いて除去した信号７７を積分器１１９で積分した結果、差動増幅器１１３の出力がゼロとなるように利得を減少させる制御信号７９が積分器１１９から可変利得増幅器１２１に出力されることになる。
【００４０】
＜同時双方向通信時＞
まず、図２のブロック図を用いて同時双方向通信時の各スイッチの接続状態を説明する。スイッチＳＷ１では端子ａ１と端子ａ３を閉成してＩ／Ｏ回路１０１から出力されるウェアラブルコンピュータ５の送信データが送信回路１０３に達するようにする。スイッチＳＷ２は端子ｂ２−ｂ３間を接続して差動増幅器１１３からの出力信号が波形整形回路１２５およびＩ／Ｏ回路１０１を介してウェアラブルコンピュータ５に受信データとして届くようにする。スイッチＳＷ３では可変利得増幅器１２１の調整後の利得を一定に保つため、端子ｃ１と端子ｃ３を接続して固定電圧源１２３から信号（通常はゼロの信号）を可変利得増幅器１２１に印加する。
【００４１】
これにより、送信データの情報が可変利得増幅器１２１および差動増幅器１１３によって相殺されるため、同時双方向通信を行っても、送信データが受信データに混入するのを防止することが可能になる。
【００４２】
以上説明した本発明の第１の実施形態によれば、可変利得増幅器の利得を予め制御（調整）しておくことにより、同時双方向通信時にトランシーバで受信するデータに自ら送信する送信データの信号が混入するのを防止し、通信品質を向上させる効果を得ることができる。
【００４３】
本実施形態に係るトランシーバは、例えば災害時等において作業者同士が会話をしながら作業を行う環境で、酸素マスクや防毒マスク等に具備させることにより、作業の際の会話を円滑に行うことが可能になる。
【００４４】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係るトランシーバは、可変利得増幅器からの出力信号も電界検出手段に入力し、その出力信号に基づいた電界と生体７を介して伝達される電界を用いて利得の調整および同時双方向通信を行うものである。
【００４５】
図３および図４は、本発明の第２の実施形態に係るトランシーバの利得調整時および同時双方向通信時の接続状態をそれぞれ示すブロック図である。両図に示すトランシーバ２において、Ｉ／Ｏ回路２０１、送信回路２０３、送受信電極２０５、絶縁体２０７、信号処理回路２１１、発振器２１５、振幅検出部２１７、積分器２１９、固定電圧源２２３、波形整形回路２２５、および制御回路２６１は、上記第１の実施形態に係るトランシーバ１の対応部位（図１および図２を参照）と同様の機能を有している。したがって、これらの対応部位については下２桁の符号を図１と揃えて記載してある。
【００４６】
また、第１、第２、および第３の接続手段として、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、およびＳＷ３がそれぞれ設けられている点についても第１の実施形態と同様であり、これらのスイッチの制御が制御回路２６１を介して行われることも勿論同じである（図３および図４におけるＡの丸印が回路の接続を示している点も同様）。
【００４７】
さらに、発振器２１５が発振する周波数の値や、送受信電極を送信用電極および受信用電極に分割して設けてもよい点等も上記第１の実施形態と同様である。
【００４８】
補償信号発生手段としての可変利得増幅器２２１では、送信回路２０３から送信される信号とは出力を反転した信号、すなわち位相が反転した信号を補償信号として出力する。この信号は第１の実施形態とは異なり、信号処理回路２１１とあわせて受信手段をなす電界検出光学部２０９に出力される。
【００４９】
図５は、電界検出光学部２０９の詳細な構成を示す説明図である。同図に示す電界検出光学部２０９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するものであり、レーザ光源を構成するレーザダイオード（ＬＤ）２２７および上記第１の実施形態で説明したものと同様の電気光学結晶からなる電気光学素子２２９を有する。なお、電気光学素子２２９は、レーザダイオード２２７からのレーザ光の進行方向に対して直角方向の電界成分のみに対して感度を有し、この電界強度によって光学特性、すなわち複屈折率が変化することによってレーザ光の偏光状態が変化する。
【００５０】
電気光学素子２２９のレーザ光入射方向に平行な二つの側面（図上で左右方向に対向する両側面）のうち、一方の側面（図の右側）には二つの電極２３１および２３３が、他方の側面（図の左側）にはグランド電極２４３と接続された電極２４１が設けられている。電極２３１は可変利得増幅器２２１から出力される補償信号を受信し、この補償信号によって生じる電極２４１との電位差に応じた電界を電気光学素子２２９内部のレーザ光入射方向と直交する方向に誘起する。また、電極２３３は、生体７に誘起され、送受信電極２０５を介して受信する電界に基づいた信号を受信し、生体７から受信した電界をレーザ光入射方向と直交する方向に誘起する。可変利得増幅器２２１において出力される補償信号は位相を反転させた信号である。これは、前述した二つの電界による電気光学効果が相殺されるように可変利得増幅器２２１の利得を予め制御しておけば、送信回路２０３から送信される送信データが受信データに混入することを防止することができるためである。以下、そのための具体的な電界検出光学部２０９の構成についてさらに説明を加える。
【００５１】
レーザダイオード２２７から出力されるレーザ光は、コリメートレンズ２３７を介して平行光にされ、平行光となったレーザ光は第１波長板２３９で偏光状態が調整されて電気光学素子２２９に入射する。電気光学素子２２９に入射したレーザ光は、上述した二つの電界によって電気光学素子２２９の光学特性である複屈折率が変化することに伴って偏光状態が変化する。
【００５２】
このように偏光状態が変化したレーザ光は、第２波長板２４５で偏光状態が調整されて偏光ビームスプリッタ２４７に入射される。偏光ビームスプリッタ２４７では、第２波長板２４５から入射されたレーザ光をＰ波およびＳ波に分離して、光の強度変化に変換する。この偏光ビームスプリッタ２４７でＰ波成分およびＳ波成分に分離されたレーザ光は、コリメートレンズ２４９および２５１でそれぞれ集光された後、フォトダイオード２５３および２５５にそれぞれ供給されて電気信号に変換される。その後、二つの電気信号は差動増幅器２５７に入力されてその差分が求められ、増幅されて信号処理回路２１１へ出力される。
【００５３】
以上の構成を有するトランシーバ２の作用について、可変利得増幅器２２１の利得調整時と同時双方向通信時に分けて説明する。
【００５４】
＜利得調整時＞
まず、図３に示す利得調整時の各スイッチの接続状態を説明する。スイッチＳＷ１では、三つの端子のうち、端子ａ２−ａ３間を接続して発振器２１５からの信号が送信回路２０３に達するようにする。スイッチＳＷ２では端子ｂ１と端子ｂ３を閉成して信号処理回路２１１の出力信号が振幅検出部２１７に出力されるようにする。スイッチＳＷ３では端子ｃ２と端子ｃ３を閉成して振幅検出部２１７からの信号が積分器２１９へ出力されるようにする。以上のように各スイッチの接続を制御することにより、振幅検出部２１７、積分器２１９、可変利得増幅器２２１、および電気光学素子２２９が実質的に負帰還回路を構成する。
【００５５】
発振器２１５から発振される交流信号は送信回路２０３と振幅検出部２１７分けて基準信号として出力される。このうち送信回路２０３に出力された基準信号は、可変利得増幅器２２１を介して電界検出光学部２０９の電極２３１に達し、電気光学素子２２９に入射されるレーザ光の入射方向と直交する電界をその電気光学素子２２９内に誘起する。ここで、可変利得増幅器２２１では、送信回路２０３から到達する信号に対して出力を反転させた補償信号を電極２３１に出力する。このように出力を反転させることにより、生体７から受信する電界とあわせた電気光学効果によって偏光検出光学系２３５内の差動増幅器２５７の出力をゼロとするような利得の調整を行うことで送信データの混入を防止することができる。
【００５６】
差動増幅器２５７でその差が増幅された信号は、信号処理回路２１１へ送信されて低雑音増幅、雑音除去、および波形整形等の処理が行われ、振幅検出部２１７に送信される。
【００５７】
振幅検出部２１７では、発振器２１５から発振されて直接送信されてくる基準信号と信号処理回路２１１からの出力信号の乗算を乗算器で求め、この乗算の結果得られる信号の高調波成分をフィルタで除去して積分器２１９へ出力する。
【００５８】
積分器２１９では、振幅検出部２１７からの信号を積分し、可変利得増幅器２２１に利得を制御する利得制御信号を出力する。利得制御信号は、上述したように差動増幅器２５７の出力がゼロとなるように可変利得増幅器２２１の利得を制御（調整）するものである。
【００５９】
なお、各構成ユニットから出力される信号波形については、図６と同様であり、図６（ａ）が利得を増加させる場合、図６（ｂ）が利得を減少させる場合にそれぞれ対応している。
【００６０】
＜同時双方向通信時＞
同時双方向通信時の各スイッチの接続状態を、図４のブロック図を用いて説明する。スイッチＳＷ１では端子ａ１と端子ａ３を閉成してＩ／Ｏ回路２０１から出力されるウェアラブルコンピュータ５の送信データが送信回路２０３に達するようにする。スイッチＳＷ２では端子ｂ２−ｂ３間を接続して信号処理回路２１１からの出力信号が波形整形回路２２５およびＩ／Ｏ回路２０１を介してウェアラブルコンピュータ５に受信データとして届くようにする。スイッチＳＷ３では可変利得増幅器２２１の調整後の利得を一定に保つため、端子ｃ１と端子ｃ３を接続して固定電圧源２２３から信号（通常はゼロの信号）を印加する。これにより、利得調整時の信号値が保持されることになり、同時双方向通信を行っても、送信データが受信データに混入するのを防止することが可能になる。
【００６１】
以上説明した本発明の第２の実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
なお、上記各実施形態では、電界伝達媒体として生体を例に取り説明を行ったが、本発明に係るトランシーバの送受信時にデータに基づく電界を生じて伝達する電界伝達媒体は必ずしも生体に限定されるわけではない。
【００６３】
このように、本発明は上記同様の効果を奏する様々な実施の形態を含みうるものであることはいうまでもない。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、同時双方向通信時に、受信側の回路に混入した送信回路の出力信号の影響を補償し、通信品質の向上を図ることが可能なトランシーバを提供することができる。
【００６５】
これにより、ウェアラブルコンピュータがより実現性の高いものとなる。
【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利得調整時の接続構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るトランシーバ通信時の接続構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るトランシーバ利得調整時の接続構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るトランシーバ通信時の接続構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るトランシーバにおける電界検出光学部の構成を示すブロック図である。
【図６】利得調整時の振幅モニタ部の各構成ユニットおよび制御信号発生部からそれぞれ出力される信号を示す説明図である。
【図７】従来法によるトランシーバの構成を示すブロック図である。
【図８】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ときの例を示す説明図である。
【符号の説明】
１、２、３  トランシーバ
５  ウェアラブルコンピュータ
７  生体
６１、６５、７１、７５  出力信号
６３、７３  基準信号
６７、７７  信号
６９、７９  制御信号
８０  外部端末
９０  ケーブル
１０１、２０１、３０１  Ｉ／Ｏ回路
１０３、２０３、３０３  送信回路
１０５、２０５、３０５  送受信電極
１０７、２０７、３０７  絶縁体
１０９、２０９、３０９  電界検出光学部
１１１、２１１、３１１  信号処理回路
１１３、２５７  差動増幅器
１１５、２１５  発振器
１１７、２１７  振幅検出部
１１９、２１９  積分器
１２１、２２１  可変利得増幅器
１２３、２２３  固定電圧源
１２５、２２５、３２５  波形整形回路
２２７  レーザダイオード（ＬＤ）
２２９  電気光学素子
２３１、２３３、２４１  電極
２３５  偏光検出光学系
２３７、２４９、２５１  コリメートレンズ
２３９  第１波長板
２４３  グランド電極
２４５  第２波長板
２４７  偏光ビームスプリッタ
２５３、２５５  フォトダイオード
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３  スイッチ
【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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