(57)【要約】【課題】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、この誘起させた電界を用いて前記情報の送受信を行うトランシーバであって、どのような状況下においても、最適な通信状態を保つようにすることを目的とする。【解決手段】固定ゲインアンプ１１６から出力された電気信号の振幅を振幅測定部２１で測定し、この測定結果に基づいて制御部２３により、受信側接続部１１及びグランド側接続部１３の接続態様をフィードバック制御することで、信号処理回路２０から出力される電気信号の強度を一定値に安定することができ、常に最適な通信状態を保つことができるという効果を奏する。【選択図】　　　図１
2004128746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、前記電界伝達媒体を介した情報の受信が可能なトランシーバであって、
前記電界伝達媒体に絶縁体を挟んで当接された受信電極に接続可能な複数の電極から成る第１の電極群と、当該第１の電極群に対してグランド電極として機能する複数の電極から成る第２の電極群とが設けられ、前記電界伝達媒体に電界が誘起して伝達されてくることにより、前記第１及び第２の電極群の間に入射されたレーザ光の偏光を変化させることが可能な電気光学手段と、
前記第１の電極群のうちの一部又は全部の電極と前記受信電極とを接続する受信側接続手段と、
前記第２の電極群のうちの一部又は全部の電極と前記グランド電極とを接続するグランド側接続手段と、
前記電気光学手段によって変化させたレーザ光の偏光に基づいて電界を検出し、当該電界を受信情報として電気信号に変換する電界検出手段と、
前記電界検出手段により変換した電気信号を信号処理して出力する信号処理手段と、
前記信号処理手段により信号処理した電気信号の振幅を測定する振幅測定手段と、
前記振幅測定手段による測定結果に基づいて、前記受信側接続手段及びグランド側接続手段の接続を制御する接続制御手段と、
を有することを特徴とするトランシーバ。
【請求項２】
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、前記電界伝達媒体を介した情報の受信が可能なトランシーバであって、
前記電界伝達媒体に絶縁体を挟んで当接された受信電極に接続可能な単一の第１の電極と、当該第１の電極に対してグランド電極として機能する複数の電極から成る第２の電極群とが設けられ、前記電界伝達媒体に電界が誘起して伝達されてくることにより、前記第１の電極及び第２の電極群の間に入射されたレーザ光の偏光を変化させることが可能な電気光学手段と、
前記第２の電極群のうちの一部又は全部の電極と前記グランド電極とを接続するグランド側接続手段と、
前記電気光学手段によって変化させたレーザ光の偏光に基づいて電界を検出し、当該電界を受信情報として電気信号に変換する電界検出手段と、
前記電界検出手段により変換した電気信号を信号処理して出力する信号処理手段と、
前記信号処理手段により信号処理した電気信号の振幅を測定する振幅測定手段と、
前記振幅測定手段による測定結果に基づいて、前記グランド側接続手段の接続を制御する接続制御手段と、
を有することを特徴とするトランシーバ。
【請求項３】
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、前記電界伝達媒体を介した情報の受信が可能なトランシーバであって、
前記電界伝達媒体に絶縁体を挟んで当接された受信電極に接続可能な複数の電極から成る第１の電極群と、当該第１の電極群に対してグランド電極として機能する単一の第２の電極とが設けられ、前記電界伝達媒体に電界が誘起して伝達されてくることにより、前記第１の電極群及び第２の電極の間に入射されたレーザ光の偏光を変化させることが可能な電気光学手段と、
前記第１の電極群のうちの一部又は全部の電極と前記受信電極とを接続する受信側接続手段と、
前記電気光学手段によって変化させたレーザ光の偏光に基づいて電界を検出し、当該電界を受信情報として電気信号に変換する電界検出手段と、
前記電界検出手段により変換した電気信号を信号処理して出力する信号処理手段と、
前記信号処理手段により信号処理した電気信号の振幅を測定する振幅測定手段と、
前記振幅測定手段による測定結果に基づいて、前記受信側接続手段の接続を制御する接続制御手段と、
を有することを特徴とするトランシーバ。
【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、生体等の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７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）に基づく電界を電界伝達媒体である人体に誘起させ、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８及び図９を用いて、更に詳しく説明する。
【０００５】
図８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。また、図９は、トランシーバ３’内の電界検出光学部１１０の詳細な構成を示した構成図である。
【０００６】
図８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、図８に示すように、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。
【０００７】
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で受信し、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。信号処理回路１１５では、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７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】
また、トランシーバ３’により電気信号に戻す処理は、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電界検出光学部１１０によって行う。この電界検出光学部１１０は、図９に示すように、電流源１１９、レーザダイオード１２１、電気光学素子（電気光学結晶）１２３、第一及び第二波長板１３５，１３７、偏向ビームスプリッタ１３９、複数のレンズ１３３，１４１ａ，ｂ、フォトダイオード１４３ａ，ｂ、並びにグランド電極１３１により構成されている。尚、信号電極１２９は、図５に示すような形態のトランシーバ３’においては、受信電極１１１に相当するものである。
【００１０】
このうち、電気光学素子１２３は、レーザダイオード１２１からのレーザ光の進行方向に対して直角方向に結合される電界にのみ感度を有し、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を変化させるように構成されている。電気光学素子１２３の図上で上下方向に対向する両側面には、第１電極１２５と第２電極１２７が設けられている。この第１電極１２５および第２電極１２７は、レーザダイオード１２１からのレーザ光の電気光学素子１２３内における進行方向を両側から挟み、レーザ光に対して電界を直角に結合させることができる。
【００１１】
また、電界検出光学部１１０は、第１電極１２５を介して信号電極１２９（受信電極１１１）に接続されている。第１電極１２５に対向する第２電極１２７は、グランド電極１３１に接続されており、第１電極１２５に対してグランド電極として機能するように構成されている。そして、信号電極１２９は、生体１００に誘起されて伝達されてくる電界を検出すると、この電界を第１電極１２５に伝達し、第１電極１２５を介して電気光学素子１２３に結合することができる。
【００１２】
一方、電流源１１９の電流制御によりレーザダイオード１２１から出力されるレーザ光は、コリメートレンズ１３３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１３５で偏光状態を調整されて、電気光学素子１２３に入射する。電気光学素子１２３に入射されたレーザ光は、電気光学素子１２３内で第１、第２電極１２５，１２７の間を伝播するが、このレーザ光の伝播中において上述したように信号電極１２９が生体１００に誘起されて伝達されてくる電界を検出し、この電界を第１電極１２５を介して電気光学素子１２３に結合すると、この電界は第１電極１２５からグランド電極１３１に接続されている第２の電極１２７に向かって形成される。この電界は、レーザダイオード１２１から電気光学素子１２３に入射したレーザ光の進行方向に直角であるため、電気光学素子１２３の光学特性である複屈折率が変化し、これによりレーザ光の偏光が変化する。
【００１３】
次に、電気光学素子１２３において第１電極１２５からの電界によって偏光が変化したレーザ光は、第２波長板１３７で偏光状態を調整されて偏光ビームスプリッタ１３９に入射する。偏光ビームスプリッタ１３９は、第２波長板１３７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１３９でＰ波成分およびＳ波成分に分離されたレーザ光は、それぞれ第１、第２の集光レンズ１４１ａ，１４１ｂで集光されてから、光電気変換手段を構成する第１、第２のフォトダイオード１４３ａ，１４３ｂで受光され、第１、第２のフォトダイオード１４３ａ，１４３ｂにおいてＰ波光信号とＳ波光信号をそれぞれの電気信号に変換して出力することができる。尚、上述したように第１、第２のフォトダイオード１４３ａ，１４３ｂから出力される電流信号は、抵抗を用いて電圧信号に変換されてから、図８に示す信号処理回路１１５で増幅及び雑音除去の信号処理を施され、波形整形回路１１７で波形整形の信号処理を施されてから、入出力回路１０１を介してウェアラブルコンピュータ１に供給されることになる。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００１−３５２２９８号公報（第４−５頁、第１−５図）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、人体に誘起された電界の強度は、人体の置かれている場所の違いや、電力供給源がＡＣ電源かバッテリーかによっても異なるため、受信感度を状況に応じて調整する必要がある。例えば、ウェアラブルコンピュータ１及びトランシーバ３’を装着した人間同士が握手した場合と、ウェアラブルコンピュータ１及びトランシーバ３’を装着した人間がＡＣ電源につながったＰＣ５と接続されているトランシーバ３’ａ，ｂの電極を直接触れた場合とを比べると、人間に誘起される電界強度差は極端に異なるため、両者を満たす最適な通信状態を確保できない。
【００１６】
本発明は上述した事情を鑑みてなされたものであり、どのような状況下においても、最適な通信状態を保つようにすることを目的としたものである。
【００１７】
【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、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、前記電界伝達媒体を介した情報の受信が可能なトランシーバであって、前記電界伝達媒体に絶縁体を挟んで当接された受信電極に接続可能な複数の電極から成る第１の電極群と、当該第１の電極群に対してグランド電極として機能する複数の電極から成る第２の電極群とが設けられ、前記電界伝達媒体に電界が誘起して伝達されてくることにより、前記第１及び第２の電極群の間に入射されたレーザ光の偏光を変化させることが可能な電気光学手段と、前記第１の電極群のうちの一部又は全部の電極と前記受信電極とを接続する受信側接続手段と、前記第２の電極群のうちの一部又は全部の電極と前記グランド電極とを接続するグランド側接続手段と、前記電気光学手段によって変化させたレーザ光の偏光に基づいて電界を検出し、当該電界を受信情報として電気信号に変換する電界検出手段と、前記電界検出手段により変換した電気信号を信号処理して出力する信号処理手段と、前記信号処理手段により信号処理した電気信号の振幅を測定する振幅測定手段と、前記振幅測定手段による測定結果に基づいて、前記受信側接続手段及びグランド側接続手段の接続を制御する接続制御手段と、を有することを特徴とするトランシーバである。
【００１８】
請求項２に係る発明は、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、前記電界伝達媒体を介した情報の受信が可能なトランシーバであって、前記電界伝達媒体に絶縁体を挟んで当接された受信電極に接続可能な単一の第１の電極と、当該第１の電極に対してグランド電極として機能する複数の電極から成る第２の電極群とが設けられ、前記電界伝達媒体に電界が誘起して伝達されてくることにより、前記第１の電極及び第２の電極群の間に入射されたレーザ光の偏光を変化させることが可能な電気光学手段と、前記第２の電極群のうちの一部又は全部の電極と前記グランド電極とを接続するグランド側接続手段と、前記電気光学手段によって変化させたレーザ光の偏光に基づいて電界を検出し、当該電界を受信情報として電気信号に変換する電界検出手段と、前記電界検出手段により変換した電気信号を信号処理して出力する信号処理手段と、前記信号処理手段により信号処理した電気信号の振幅を測定する振幅測定手段と、前記振幅測定手段による測定結果に基づいて、前記グランド側接続手段の接続を制御する接続制御手段と、を有することを特徴とするトランシーバである。
【００１９】
請求項３に係る発明は、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、前記電界伝達媒体を介した情報の受信が可能なトランシーバであって、前記電界伝達媒体に絶縁体を挟んで当接された受信電極に接続可能な複数の電極から成る第１の電極群と、当該第１の電極群に対してグランド電極として機能する単一の第２の電極とが設けられ、前記電界伝達媒体に電界が誘起して伝達されてくることにより、前記第１の電極群及び第２の電極の間に入射されたレーザ光の偏光を変化させることが可能な電気光学手段と、前記第１の電極群のうちの一部又は全部の電極と前記受信電極とを接続する受信側接続手段と、前記電気光学手段によって変化させたレーザ光の偏光に基づいて電界を検出し、当該電界を受信情報として電気信号に変換する電界検出手段と、前記電界検出手段により変換した電気信号を信号処理して出力する信号処理手段と、前記信号処理手段により信号処理した電気信号の振幅を測定する振幅測定手段と、前記振幅測定手段による測定結果に基づいて、前記受信側接続手段の接続を制御する接続制御手段と、を有することを特徴とするトランシーバである。
【００２０】
【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４の実施形態に係るトランシーバ３１〜４について説明する。
【００２１】
〔第１の実施形態〕
以下、図１乃至図３を用いて、本発明の第１の実施形態について説明する。尚、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。図２は、電気光学素子１２３１の拡大斜視図である。図３は、電気光学素子１２３１の感度（電界の様子）と受信側接続部１１及びグランド側接続部１３の接続態様との関係を示した図である。
【００２２】
図１に示すように、トランシーバ３１は、大きく分けると、従来のトランシーバ３’と同様に、Ｉ／Ｏ（入出力）回路１０１、送信部１０３、送信電極１０５、絶縁膜１０７，１０９、受信電極１１１、電界検出光学部１０、信号処理回路２０、及び波形整形回路１１７によって構成されている。尚、従来と同じ機能、構成要素に関しては、同一符号を付しているが、ここで改めて説明する。
【００２３】
まず、Ｉ／Ｏ回路１０１は、トランシーバ３１がコンピュータ等の外部処理装置とのデータの入出力を行う回路である。送信部１０３は、Ｉ／Ｏ回路１０１から出力されるデータ（情報）に基づき、このデータに係る電界を生体に誘起させる機能を有している。送信電極１０５は、絶縁膜１０７を挟んで生体１００に当接することができ、送信部１０３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、トランシーバ３１を生体１００に装着する際に、送信電極１０５が直接生体１００に接触することを防ぐためのものであり、送信電極１０５と生体１００との間に配置される絶縁体の膜である。
【００２４】
また、受信電極１１１は、絶縁膜１０９を挟んで生体１００に当接することができ、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３１から生体１００に誘起され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と同じように、受信電極１１１と生体１００との間に配置される絶縁体の膜である。
【００２５】
更に、電界検出光学部１０は、従来の電界検出光学部１１０と同様に、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が、従来の電界検出光学部１１０とは異なる構成要素を含んでいるため、後ほど詳述する。また、信号処理回路２０についても、従来の信号処理回路１１５と同様に、電界検出光学部１０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て波形整形回路１１７（Ｉ／Ｏ回路１０１側）に出力する機能を有しているが、従来の信号処理回路１１５とは異なる構成要素を含んでいるため、これについても後ほど詳述する。また、波形整形回路１１７は、信号処理回路２０から送信されてきた電気信号の波形整形を施し、Ｉ／Ｏ回路１０１を介してウェアラブルコンピュータ１に供給する機能を有している。
【００２６】
次に、電界検出光学部１０の構成要素について詳細に説明する。
【００２７】
電界検出光学部１０は、電流源１１９、レーザダイオード１２１、電気光学素子１２３１、電極Ａ，Ｂから成る第１の電極群、電極Ｃ，Ｄから成る第２の電極群、受信側接続部１１、グランド側接続部１３、グランド電極１３１、偏向検出光学系１４０、第１及び第２フォトダイオード１４３ａ，ｂ、並びに第１及び第２の固定抵抗１４５ａ，１４５ｂを有している。
【００２８】
このうち、電流源１１９は、レーザダイオード１２１を駆動するための電流を供給するものである。レーザダイオード１２１は、電流を流すとレーザ光を発光させて、電気光学素子１２３１に入射させる半導体素子である。電気光学素子１２３１は、上述のように、受信電極１１１を介して生体１００に誘起された電界を結合し、レーザ光の偏光を変化させる素子であり、レーザ光と電気光学素子を用いた電気光学的手法により電界を検出することができる。図１においては、紙面の大きさの関係上、図９に示すコリメートレンズ１３３及び第１及び第２波長板１３５、１３７を省略しているが、実際には存在している。また、グランド電極１３１は、電気光学素子１２３１に結合した電界を引き抜きやすくするための電極である。
【００２９】
更に、本実施形態における電気光学素子１２３１には、図１上で上下左右方向に対向する四面に、それぞれ電極Ａ、電極Ｂ、電極Ｃ、及び電極Ｄが設けられている。これら４つの電極Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、図２に示すように、レーザダイオード１２１からのレーザ光の電気光学素子１２３１内における進行方向を４方向から挟み、レーザ光に対して電界を直角に結合させるために使用する電極である。また、第２の電極群としての電極Ｃ，Ｄは、第１の電極群としての電極Ａ，Ｂに対してグランド電極として機能するものである。
【００３０】
また、受信側接続部１１は、４つの電極Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうち、第１の電極群としての電極Ａ，Ｂを選択的に切り替えて又は同時に受信電極１１１（信号電極１２９）と接続させるためのスイッチであり、後述の制御部２３により接続態様が制御される。即ち、制御部２３による制御により、第１の電極群のうちの一部（電極Ａ若しくは電極Ｂ）又は全部（電極Ａ及び電極Ｂ）と受信電極１１１とを接続することができる。
【００３１】
同様に、グランド側接続部１３は、４つの電極Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうち、第２の電極群としての電極Ｃ，Ｄを選択的に切り替えて又は同時にグランド電極１３１と接続させるためのスイッチであり、後述の制御部２３により接続態様が制御される。即ち、制御部２３による制御により、第２の電極群のうちの一部（電極Ｃ若しくは電極Ｄ）又は全部（電極Ｃ及び電極Ｄ）とグランド電極１３１とを接続することができる。
【００３２】
また、偏向検出光学系１４０は、図９における偏向ビームスプリッタ１３９、及び第１及び第２の集光レンズ１４１ａ，ｂから成る。偏向ビームスプリッタ１３９は、第２波長板１３７から入射されたレーザ光をＰ波成分およびＳ波成分に分離すると共に、電気光学素子１２３１で偏光が変化したレーザ光の偏光変化量をレーザ光の強度変化に変換する光学系である。また、第１及び第２の集光レンズ１４１ａ，ｂは、Ｐ波成分およびＳ波成分に分離されたレーザ光をそれぞれ集光してから、それぞれフォトダイオード１４３ａ，ｂに入射させるためのレンズである。尚、電気光学素子１２３１からレーザ光のＰ波及びＳ波成分が２つに分離されて出てくるときには、これら２つの成分は強度変化が逆相になっている。即ち、一方の強度が増加すれば他方の強度が減少するという関係にある。
【００３３】
更に、第１及び第２のフォトダイオード１４３ａ，ｂは、レーザ光（Ｐ波成分およびＳ波成分）を、このレーザ光の強度に応じてそれぞれ電流信号に変換する受光素子である。また、第１及び第２の固定抵抗１４５ａ，ｂは、第１及び第２のフォトダイオード１４３ａ，ｂによって変換された電流信号を電圧信号に変換するための抵抗であり、抵抗値は固定されている。
【００３４】
次に、信号処理回路２０の構成要素について詳細に説明する。
【００３５】
信号処理回路２０は、差動アンプ１１２、雑音除去フィルタ１１４、固定ゲインアンプ１１６、振幅測定部２１、及び制御部２３を有している。
【００３６】
このうち、差動アンプ１１２は、第１及び第２固定抵抗１４５ａ，ｂからの電圧信号を差動増幅するアンプである。雑音除去フィルタ１１４は、差動アンプ１１２から出力される信号の帯域を制限して不要な雑音を除去するフイルタである。固定ゲインアンプ１１６は、雑音除去フイルタ１１４から出力された信号を増幅する増幅器であり、ゲインが固定されているものである。振幅測定部２１は、固定ゲインアンプ１１６から出力された電圧信号の振幅を測定する装置である。
【００３７】
また、制御部２３は、振幅測定部２１からの測定値をもとに、受信側接続部１１及びグランド側接続部１３に切替制御信号又は同時接続制御信号を出力するコンピュータである。例えば、固定ゲインアンプ１１６から出力された電圧信号（電気信号）が所定値よりも小さければ、電気光学素子１２３１の感度を高くするように受信側接続部１１及びグランド側接続部１３の接続態様の制御を行う。これにより、偏光検出光学系１４０で変換させるレーザ光の強度が高くなるため、第１及び第２のフォトダイオード１４３ａ，ｂからの電流信号及び第１及び第２の固定抵抗からの電圧信号の振幅が高くなる。逆に、固定ゲインアンプ１１６から出力された電圧信号（電気信号）が所定値よりも大きければ、電気光学素子１２３１の感度を低く（鈍く）するように受信側接続部１１及びグランド側接続部１３の接続態様の制御を行う。これにより、偏光検出光学系１４０で変換させるレーザ光の強度が低くなるため、第１及び第２のフォトダイオード１４３ａ，ｂからの電流信号及び第１及び第２の固定抵抗からの電圧信号の振幅が低くなる。これは、信号処理回路２０から波形整形回路１１７に出力される電圧信号（電気信号）の振幅を一定に安定させる制御である。
【００３８】
図３には、電気光学素子１２３１の感度と受信側接続部１１及びグランド側接続部１３の接続態様との関係を示している。図３は、図３（ａ）が一番感度が高く、図３（ａ）から図３（ｅ）に行くに従って感度が低くなるように表している。これは、電気光学素子は電界をかける方向によって感度が変わり、面方位で感度が決まるという性質を利用したものである。例えば、図３（ａ）は、受信側接続部１１を電極Ａに切り替え、グランド側接続部１３を電極Ｃに切り替えた場合の電界の様子（電気力線）を示している。また、図３（ｂ）は、受信側接続部１１を電極Ａに切り替え（一部接続）、グランド側接続部１３を電極Ｃ及び電極Ｄの同時接続（全部接続）とした場合の電界の様子を示している。この場合、電極Ａと電極Ｄの成す角側が最も電界が強く（電気力線が密）、レーザ光方向に行くに従って電界が弱くなる（電気力線が疎）。
【００３９】
続いて、第１の実施形態に係るトランシーバ３１の動作について説明する。
【００４０】
まず、トランシーバ３１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回路を介して送信部１０３で受信する。これにより、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を介して他の部位に装着されている別のトランシーバやＰＣ等に伝達させる。
【００４１】
また、トランシーバ３１は、生体１００の他の部位に装着された別のトランシーバやＰＣ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。ここで、受信側接続部１１及びグランド側接続部１３では、制御部２３の接続制御により予め定められた接続態様になっている。即ち、受信側接続部１１により、第１の電極群である電極Ａと電極Ｂの一方又は両方（一部又は全部）を受信電極１１１と接続させると共に、グランド側接続部１３により、第２の電極群である電極Ｃと電極Ｄの一方又は両方（一部又は全部）をグランド電極１３１と接続させている。そのため、上記受信した電界は、電気光学素子１２３１において図３に示すような状態でレーザ光を結合させて、レーザ光の偏光を変化させる。そして、この変化させたレーザ光を偏光検出光学系１４０によってＰ波成分およびＳ波成分に分離すると共に、電気光学素子１２３で偏光が変化したレーザ光の偏光変化量をレーザ光の強度変化に変換する。
【００４２】
次に、レーザ光の強度変化量のＰ波成分を第１のフォトダイオード１４３ａで電流信号に変換すると共に、Ｓ波成分を第２のフォトダイオード１４３ｂで電流信号に変換する。そして、これらの電流信号をそれぞれ第１及び第２の固定抵抗１４５ａ，ｂで電圧信号に変換して差動アンプ１１２に送信する。
【００４３】
次に、第１及び第２固定抵抗１４５ａ，ｂからの電圧信号を差動アンプ１１２で差動増幅し、雑音除去フィルタ１１４で電圧信号の帯域を制限して不要な雑音を除去し、固定ゲインアンプ１１６で信号増幅して、波形整形回路１１７に送信する。そして、波形整形回路１１７で、電圧信号の波形整形を施し、Ｉ／Ｏ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。
【００４４】
一方、上記固定ゲインアンプ１１６で増幅された電圧信号は、振幅測定部２１にも送信される。振幅測定部２１では、受信した電圧信号の振幅を測定し、制御部２３に送信する。制御部２３では、振幅測定部２１からの測定値をもとに、受信側接続部１１及びグランド側接続部１３の接続態様を制御して、最適な通信状態を保つように変化させる。
【００４５】
以上説明したように本実施形態によれば、振幅測定部２１及び制御部２３により、受信側接続部１１及びグランド側接続部１３の接続態様をフィードバック制御することで、信号処理回路２０から出力される電気信号の強度を一定値に安定することができ、常に最適な通信状態を保つことができるという効果を奏する。
【００４６】
〔第２の実施形態〕
以下、図４を用いて、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は、第２の実施形態に係るトランシーバ３２の電気光学素子１２３２部分の拡大図である。本実施形態は、上記第１の実施形態に比べて電気光学素子１２３２の構成、並びに受信側接続部３１及びグランド側接続部３３の構成が異なり、制御部２３の制御方法が異なるのみで、それ以外は同じであるため、この相違部分のみを説明する。
【００４７】
図１においては、電気光学素子１２３１の断面が長方形（又は正方形）であるのに対し、本実施形態の電気光学素子１２３２は、図４に示すように、断面が八角形に形成されている。更に、各辺には合計８つの電極Ａ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’，Ｅ’，Ｆ’，Ｇ’，Ｈ’がそれぞれ設けられている。受信側接続部３１は、上記受信側接続部１１と同様に制御部２３によって第１の電極群と受信電極１１１を接続するスイッチであるが、第１の電極群として４つの電極Ａ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’の一部又は全部を接続制御する点が異なる。また、グランド側接続部３３は、上記グランド側接続部１３と同様に制御部２３によって第２の電極群とグランド電極１３１を接続するスイッチであるが、第２の電極群として４つの電極Ｅ’，Ｆ’，Ｇ’，Ｈ’の一部又は全部を接続制御する点が異なる。
【００４８】
このような構成により、例えば、第１の電極群の電極Ａ’及び電極Ｂ’を受信電極１１１と接続させ、第２の電極群の電極Ｆ’をグランド電極１３１と接続させるといった接続態様を取ったり、第１の電極群の電極Ｃ’を受信電極１１１と接続させ、第２の電極群の電極Ｅ’をグランド電極１３１と接続させるといった接続態様を取ることができる。
【００４９】
以上説明したように本実施形態によれば、第１の実施形態よりも多くの電極を設けた電気光学素子１２３２を使用することにより、電気光学素子の感度を更に細かく制御することができるという効果を奏する。
【００５０】
尚、本実施形態では８つの電極を設け、上記第１の実施形態では４つの電極を設けたが、これに限るものではなく、これ以上の数の電極を設けてもよく、これ以下の数の電極を設けてもよい。但し、感度の制御を行うには、最低３つの電極が必要である。
【００５１】
〔第３の実施形態〕
以下、図５を用いて、本発明の第３の実施形態について説明する。図５は、第３の実施形態に係るトランシーバ３３の電気光学素子１２３３部分の拡大図である。本実施形態は、上記第１の実施形態に比べて電気光学素子１２３３の構成及び受信側接続部４１の構成が異なり、また、グランド側接続部３３に相当する接続部がなく、更に、制御部２３の制御方法が異なるのみで、それ以外は同じであるため、この相違部分のみを説明する。
【００５２】
図１においては、電気光学素子１２３１の４辺に一つずつ電極を設けたのに対し、本実施形態の電気光学素子１２３３は、図５に示すように、受信電極１１１側の一辺に７つの電極ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇを分割して並列に設け、グランド電極１３１側の一辺に１つの電極αを設けている。受信側接続部４１は、上記受信側接続部１１と同様に制御部２３によって第１の電極群と受信電極１１１を接続するスイッチであるが、第１の電極群として、７つの電極ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇの一部又は全部を接続制御する点が異なる。
【００５３】
また、レーザ光は電界が存在する所だけ偏向の変化を受けるため、電極ａのみを接続した場合には、電極ａと電極αにより生じる電界の部分だけ偏光の変化を受け、そこから先の電極ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇと電極αの間では素通りするだけである。よって、信号処理回路２０から波形整形回路１１７に出力される電圧信号（電気信号）の振幅が大きいときには、電気光学素子１２３３の感度を低く（鈍く）するために、電極ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇのうちで電極ａのみを受信電極１１１と接続させるといった制御を行う。逆に、電圧信号の振幅が小さいときには、電気光学素子１２３３の感度を高くするために、電極ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇのうちで電極ａ，ｂ，ｃ等の多くの電極と受信電極１１１を接続させるといった制御を行う。
【００５４】
以上説明したように本実施形態によれば、電気光学素子１２３３の２辺に電極を設けるにも拘わらず、複数の電極を使用することにより、電気光学素子の感度を更に細かく制御することができるという効果を奏する。
【００５５】
尚、本実施形態では７つの電極を設けたが、これに限るものではなく、これ以上の数の電極を設けてもよく、これ以下の数の電極を設けてもよい。但し、感度の制御を行うには、最低２つの電極（例えば、電極ａ，ｂ）が必要である。
【００５６】
〔第４の実施形態〕
以下、図６を用いて、本発明の第４の実施形態について説明する。図６は、第４の実施形態に係るトランシーバ３４の電気光学素子１２３４部分の拡大図である。本実施形態は、上記第１の実施形態に比べて電気光学素子１２３４の構成、並びに受信側接続部５１及びグランド側接続部５３の構成が異なり、制御部２３の制御方法が異なるのみで、それ以外は同じである。また、本実施形態は、上記第３の実施形態の変形例であるため、第３の実施形態と比較して説明する。
【００５７】
本実施形態の電気光学素子１２３４には、図６に示すように、受信電極１１１側の一辺に第１の電極群としての７つの電極ａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１，ｅ１，ｆ１，ｇ１を並列に設けている点は第３の実施形態と同様であるが、グランド電極１３１側の一辺にも第２の電極群としての７つの電極ａ２，ｂ２，ｃ２，ｄ２，ｅ２，ｆ２，ｇ２を設けている点が相違している。また、第１の電極群の一部又は全部と受信電極１１１を接続させる受信側接続部５１を有している点は第３の実施形態と同様であるが、第２の電極群の一部又は全部とグランド電極１３１を接続させるためのグランド側接続部５３も有している点が相違している。
【００５８】
このような構成により、例えば、第１の電極群の電極ａ１を受信電極１１１と接続させ、第２の電極群の電極ｇ２をグランド電極１３１と接続させるといった接続態様を取ったり、第１の電極群の全ての電極を受信電極１１１と接続させ、第２の電極群の電極ａ２，ｆ２をグランド電極１３１と接続させるといった接続態様を取ることができる。
【００５９】
以上説明したように本実施形態によれば、電気光学素子１２３３の２辺に電極を設けるにも拘わらず、両辺に複数の電極を使用することにより、第３の実施形態に比べて更に電気光学素子の感度を細かく制御することができるという効果を奏する。
【００６０】
尚、本実施形態では各辺に７つの電極を設けたが、これに限るものではなく、これ以上の数の電極を設けてもよく、これ以下の数の電極を設けてもよい。また、各辺の電極数は異なっていてもよい。例えば、受信電極１１１側（受信側接続部５１側）には、３つの電極ａ１、ｂ２、ｃ３を設け、グランド電極１３１側（グランド側接続部５３側）には、２つの電極ａ２，ｂ２を設けるような場合である。但し、感度の制御を行うには、一辺に最低２つの電極を設けると共に、他辺に最低１つの電極を設ける必要がある。例えば、受信電極１１１側には、１つの電極ａ１を設け、グランド電極１３１側には、２つの電極ａ２，ｂ２を設けるような場合である。
【００６１】
尚、上記各実施形態では、信号処理回路２０と波形整形回路１１７を別個の回路として説明したが、これに限るものではなく、信号処理回路２０の中に波形整形回路１１７を含めるようにしてもよい。この場合、固定ゲインアンプ１１１からの出力をフィードバック制御に使用せず、波形整形回路１１７からの出力を使用するようにしてもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、送信電極１０５と受信電極１１１を別個の電極としたが、これに限るものではなく、一つの電極として形成し、送受信電極としてもよい。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、振幅測定手段による測定結果に基づいて受信側接続手段及びグランド側接続手段の接続を制御することにより、信号処理手段から出力される電気信号の強度を一定値に安定することができ、常に最適な通信状態を保つ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】本発明の第１の実施形態に係る電気光学素子１２３１の拡大斜視図。
【図３】電気光学素子１２３１の感度（電界の様子）と受信側接続部１１及びグランド側接続部１３の接続態様との関係を示した図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る電気光学素子１２３２の拡大図。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る電気光学素子１２３３の拡大図。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る電気光学素子１２３４の拡大図。
【図７】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８】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。
【図９】従来のトランシーバ３’内の電界検出光学部１１０の詳細な構成を示した構成図。
【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
３４　（第４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　電界検出光学部〔電界検出手段の一例〕
１１　（第１の実施形態に係る）受信側接続部〔受信側接続手段の一例〕
１３　（第１の実施形態に係る）グランド側接続部〔グランド側接続手段の一例〕
２０　信号処理回路〔信号処理手段の一例〕
２１　振幅測定部〔振幅測定手段の一例〕
２３　制御部〔接続制御手段の一例〕
３１　（第２の実施形態に係る）受信側接続部〔受信側接続手段の一例〕
３３　（第２の実施形態に係る）グランド側接続部〔グランド側接続手段の一例〕
４１　（第３の実施形態に係る）受信側接続部〔受信側接続手段の一例〕
５１　（第４の実施形態に係る）受信側接続部〔受信側接続手段の一例〕
５３　（第４の実施形態に係る）グランド側接続部〔グランド側接続手段の一例〕
１２３１　（第１の実施形態に係る）電気光学素子〔電気光学手段の一例〕
１２３２　（第２の実施形態に係る）電気光学素子〔電気光学手段の一例〕
１２３３　（第３の実施形態に係る）電気光学素子〔電気光学手段の一例〕
１２３４　（第４の実施形態に係る）電気光学素子〔電気光学手段の一例〕
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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