(57)【要約】  本開示の通信装置は、送信信号に基づく送信電圧が印加される第１および第２の電極と、送信電圧の変化幅を、第１の変化幅と第１の変化幅よりも変化幅の大きい第２の変化幅とに選択的に切り替える切替部を有する送信回路と、送信信号の送信先の通信装置からの返信状況に基づいて、切替部を制御する制御部とを備える。
2017221550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号に基づく送信電圧が印加される第１および第２の電極と、
前記送信電圧の変化幅を、第１の変化幅と前記第１の変化幅よりも変化幅の大きい第２の変化幅とに選択的に切り替える切替部を有する送信回路と、
前記送信信号の送信先の通信装置からの返信状況に基づいて、前記切替部を制御する制御部と
を備える
通信装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記第１の変化幅で前記送信信号を送信した後、前記送信先の通信装置からの返信信号が一定期間内になかった場合、または前記送信先の通信装置から前記送信信号を受け取れなかったことを示す返信信号が返信されて来た場合に、前記送信電圧の変化幅が前記第１の変化幅から前記第２の変化幅へと切り替わるように前記切替部を制御する
請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記送信回路は、前記送信電圧を電源電圧よりも昇圧するブースターをさらに有し、前記ブースターによって、前記送信電圧の変化幅を前記第２の変化幅にする
請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
前記送信回路は、電源電圧とは極性の異なる電圧を供給する電圧生成回路をさらに有し、前記電圧生成回路によって、前記送信電圧の変化幅を前記第２の変化幅にする
請求項１に記載の通信装置。
【請求項５】
前記送信回路は、第１の電源電圧で動作する第１の送信アンプと、前記第１の電源電圧よりも電圧値の大きい第２の電源電圧で動作する第２の送信アンプとをさらに有し、前記第２の送信アンプによって、前記送信電圧の変化幅を前記第２の変化幅にする
請求項１に記載の通信装置。
【請求項６】
前記制御部は、外部装置からの要求に基づいて前記切替部を制御する
請求項１に記載の通信装置。
【請求項７】
送信信号を送信する第１の通信装置と、
前記送信信号を受信する第２の通信装置と
を含み、
前記第１の通信装置は、
前記送信信号に基づく送信電圧が印加される第１および第２の電極と、
前記送信電圧の変化幅を、第１の変化幅と前記第１の変化幅よりも変化幅の大きい第２の変化幅とに選択的に切り替える切替部を有する送信回路と、
前記第２の通信装置からの返信状況に基づいて、前記切替部を制御する制御部と
を備える
通信システム。
【請求項８】
前記制御部は、
前記第１の変化幅で前記送信信号を送信した後、前記第２の通信装置からの返信信号が一定期間内になかった場合、または前記第２の通信装置から前記送信信号を受け取れなかったことを示す返信信号が返信されて来た場合に、前記送信電圧の変化幅が前記第１の変化幅から前記第２の変化幅へと切り替わるように前記切替部を制御する
請求項７に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電界通信に好適な通信装置、および通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば人体を通信媒体とする電界通信技術を利用した通信システムが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３２４７７４号公報
【発明の概要】
【０００４】
電界通信技術を利用した通信システムの信号帯域には多くの雑音源が存在する。この雑音源からの雑音は電界通信に干渉を与え通信品質を低下させる。
【０００５】
雑音信号による通信品質の低下を低減することができるようにした通信装置、および通信システムを提供することが望ましい。
【０００６】
本開示の一実施の形態に係る通信装置は、送信信号に基づく送信電圧が印加される第１および第２の電極と、送信電圧の変化幅を、第１の変化幅と第１の変化幅よりも変化幅の大きい第２の変化幅とに選択的に切り替える切替部を有する送信回路と、送信信号の送信先の通信装置からの返信状況に基づいて、切替部を制御する制御部とを備えるものである。
【０００７】
本開示の一実施の形態に係る通信システムは、送信信号を送信する第１の通信装置と、送信信号を受信する第２の通信装置とを含み、第１の通信装置は、送信信号に基づく送信電圧が印加される第１および第２の電極と、送信電圧の変化幅を、第１の変化幅と第１の変化幅よりも変化幅の大きい第２の変化幅とに選択的に切り替える切替部を有する送信回路と、第２の通信装置からの返信状況に基づいて、切替部を制御する制御部とを備えるものである。
【０００８】
本開示の一実施の形態に係る通信装置、または通信システムでは、送信信号の送信先からの返信状況に基づいて、送信電圧の変化幅が、第１の変化幅と第１の変化幅よりも変化幅の大きい第２の変化幅とに選択的に切り替えられる。
【０００９】
本開示の一実施の形態に係る通信装置、または通信システムによれば、送信信号の送信先からの返信状況に基づいて、送信電圧の変化幅を、第１の変化幅と第１の変化幅よりも変化幅の大きい第２の変化幅とに選択的に切り替えるようにしたので、雑音信号による通信品質の低下を低減することができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】電界通信技術を利用した人体を通信媒体とする比較例に係る通信システムの概要を示す。
【図２】本開示の第１の実施の形態に係る通信装置の通常通信時の一構成例を概略的に示す。
【図３】第１の実施の形態に係る通信装置の高振幅通信時の一構成例を概略的に示す。
【図４】第１の通信装置と第２の通信装置との間の通常通信時の通信例を概略的に示す。
【図５】第１の通信装置と第２の通信装置との間の接続要求不成立時の通信例を概略的に示す。
【図６】第１の通信装置と第２の通信装置との間の高振幅通信時の通信例を概略的に示す。
【図７】ブースターの一構成例を概略的に示す。
【図８】第２の実施の形態に係る通信装置の通常通信時の一構成例を概略的に示す。
【図９】第２の実施の形態に係る通信装置の高振幅通信時の一構成例を概略的に示す。
【図１０】第３の実施の形態に係る通信装置の通常通信時の一構成例を概略的に示す。
【図１１】第３の実施の形態に係る通信装置の高振幅通信時の一構成例を概略的に示す。
【図１２】第１の実施の形態に係る通信装置の変形例を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
０．比較例（人体を通信媒体とする通信システムの概要）（図１）
１．第１の実施の形態（ブースターによって送信電圧を昇圧することによって送信電圧の変化幅を大きくする通信システム）
１．１  第１の実施の形態に係る通信システムの構成（図２、図３）
１．２  第１の実施の形態に係る通信システムの動作（図４〜図６）
１．３  ブースターの具体例（図７）
１．４  効果
２．第２の実施の形態（電源電圧とは極性の異なる電圧を供給することによって送信電圧の変化幅を大きくする通信システム）（図８〜図９）
３．第３の実施の形態（２つの電源電圧によって送信電圧の変化幅を大きくする通信システム）（図１０〜図１１）
４．その他の実施の形態（図１２）
【００１２】
＜０．比較例＞
図１は、電界通信技術を利用した人体３０を通信媒体とする比較例に係る通信システムの概要を示している。
【００１３】
この通信システムは、送信機２１０と、受信機２２０とを備えている。
【００１４】
送信機２１０は、送信回路２１１と、第１の電極１１１と、第２の電極１１２とを有している。送信回路２１１は、電界通信方式の通信回路を含んでいる。
【００１５】
第１の電極１１１と第２の電極１１２は、少なくとも送信信号を送信するための送信電極としての機能を有している。図１の例では、第１の電極１１１は第２の電極１１２よりも人体３０側に配置される人体電極となっている。第２の電極１１２は、第１の電極１１１よりも空間（例えば空気）側に配置される空間電極となっている。
【００１６】
受信機２２０は、受信回路２２１と、第１の電極１２１と、第２の電極１２２とを有している。受信回路２２１は、電界通信方式の通信回路を含んでいる。
【００１７】
第１の電極１２１と第２の電極１２２は、少なくとも送信信号を受信するための受信電極としての機能を有している。図１の例では、第１の電極１２１は第２の電極１２２よりも人体３０側に配置される人体電極となっている。第２の電極１２２は、第１の電極１２１よりも空間（例えば空気）側に配置される空間電極となっている。
【００１８】
電界通信とは、電磁波を使った無線通信と異なり、電界変動を用いた通信方式である。受信機２２０は、送りたいデータに応じて、送信電極に印加する電圧を変化させることで、ｐに示される交番（極性が入れ替わる）双極子になって、周辺電界を変動させる。この電界に応じて、人体３０は帯電する。受信機２２０は、その周辺電界Ｅｂの変動を、２枚の受信電極間に生じる電圧Ｖ（電位差変動）から検出し、送られたデータを推定する。
【００１９】
図１において、ｐは、交番双極子ベクトルであり、プラスマイナスが入れ替わる双極子の強弱を表している。
【００２０】
この通信方式の標準化規格は、ＩＳＯ／ＩＥＣ  １７９８２  ＣＣＣＣ  ＰＨＹ（Closed Capacitive Coupling Communication Physical Layer）  Ｅｄｉｔｉｏｎ  １，  あるいは  ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）  ８０２．１５．６  ＨＢＣ（Human Body Communication）がある。それぞれ信号フォーマットなどが異なるが、伝送原理は前述の通り同様である。
【００２１】
いずれも伝送信号帯域は直流付近から数十ＭＨｚの間である。一方で伝送距離は高々１〜２ｍ程度である。すなわち伝送距離は送信信号の波長に対して極めて短いことから近傍界伝送と言える。このことを用いて伝送距離は短いものの、例えば  ＩＥＥＥ  ８０２．１５．６  Ａｎｎｅｘ  Ｄ  に示されるように、人体が送信電極、受信電極に触れると人体に信号に応じて帯電され、あたかも人体が伝送媒体のような信号伝送が行われるという応用が考えられる。
【００２２】
この伝送信号帯域には多くの雑音源が存在する。例えば、５０／６０Ｈｚの商用電源、蛍光灯、ＬＣＤディスプレイ、スイッチング電源、ＮＦＣ（Near Field Communication）等の他の無線通信、またはその他のデジタル回路等である。これらの雑音源からの雑音は、電界と磁界からなる。図１に示されるように、受信機２２０において、雑音の電界Ｅｓは、信号の電界Ｅｂとともに受け取られてしまう。このため、雑音源からの雑音は、電界通信に干渉を与え通信品質を低下させる。この干渉を低減させるために、従来は受信回路２２１に広域濾波器や低域濾波器が用いられている。また、ノイズを受信回路２２１内でキャンセルする機構を設ける例もある。
【００２３】
しかし、ノイズを濾波器で減衰させる方法は、信号波形を削ることで感度劣化の原因になり、また信号帯域にノイズが入ってきた場合はノイズを除去できない。受信回路２２１内でキャンセルする方法は、ノイズの時間変化に応答しにくいという問題がある。
【００２４】
送信側で対応する方法としては、送信電極へ印加する電圧を上げて、受信電極に伝わる電位差レベルを上げることでノイズレベルとのとの差を広げて通信性能を向上させる方法があり、送信機の電源電圧を上げる方法や、ＬＣ共振器を使う方法、インダクタ負荷を使うことで電源電圧を中心に電位を変化させる方法等がある。しかし、これらの方法は、消費電力の増加、部品点数の増加のデメリットがある。
【００２５】
本開示では、送信側の電力を抑えつつ、雑音信号による通信品質の低下を低減することが可能な技術を提供する。
【００２６】
＜１．第１の実施の形態＞
［１．１  第１の実施の形態に係る通信システムの構成］
図２および図３は、本開示の第１の実施の形態に係る通信装置の一構成例を概略的に示している。なお、図２は、通信装置の通常通信時の一構成例、図３は通信装置の高振幅通信時の一構成例を示す。なお、通常通信時とは、後述するように、送信時に送信電圧の変化幅を第１の変化幅とする通信状態を示す。高振幅通信時とは、後述するように、送信時に送信電圧の変化幅を第１の変化幅よりも変化幅の大きい第２の変化幅とする通信状態を示す。
なお、以下では、図１の比較例に係る通信システムの構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００２７】
本実施の形態に係る通信装置は、送信回路１０と、受信回路２０と、変調回路４１と、システムコントローラ５０と、スイッチＳＷ３と、スイッチＳＷ４とを備えている。
【００２８】
送信回路１０は、送信アンプ１１と、ブースター１２とを有している。また、送信回路１０は、切替部としてのスイッチＳＷ１と、スイッチＳＷ２とを有している。
【００２９】
ブースター１２は、送信電圧を送信回路１０の電源電圧ＶＤＤよりも昇圧するための回路である。
【００３０】
本実施の形態に係る通信装置において、送信回路１０と、受信回路２０と、変調回路４１と、システムコントローラ５０は、例えば１つのＬＳＩ（Large Scale Integration ）チップ内に設けられてもよい。スイッチＳＷ４，ＳＷ３は、例えばトランジスタスイッチで構成し、他の回路と同一のＬＳＩチップ内に設けられてもよい。また、スイッチＳＷ４，ＳＷ３を、他の回路とは別の外付けのスイッチとしてもよい。
【００３１】
送信アンプ１１は、電源電圧ＶＤＤで動作する。送信アンプ１１は、変調回路４１に接続されている。送信回路１０は、変調回路４１からの変調信号を送信アンプ１１によって増幅して送信信号とし、送信信号に基づく送信電圧を第１の電極１１１と第２の電極１１２とに印加する。
【００３２】
本実施の形態に係る通信装置は、後述する図４〜図６における第１の通信装置１１０に適用されてもよい。
【００３３】
本実施の形態に係る通信装置は、送信動作と受信動作とを切り替えて行うことが可能な送受信装置となっている。本実施の形態に係る通信装置において、第１の電極１１１と第２の電極１１２は、送信信号を送信するための送信電極としての機能を有すると共に、送信先の通信装置からの返信信号を受信するための受信電極としての機能を有する送受信電極となっている。
【００３４】
送信回路１０は、スイッチＳＷ３を介して、第１の電極１１１と第２の電極１１２とに接続されていている。
【００３５】
受信回路２０は、スイッチＳＷ４を介して、第１の電極１１１と第２の電極１１２とに接続されていている。
【００３６】
送信回路１０は、送信信号をブースター１２で昇圧して出力する経路と、昇圧せず回路の電源電圧ＶＤＤで出力する経路を選択できる構成になっている。送信回路１０は、通常通信時には送信電圧を第１の変化幅とする。また、送信回路１０は、高振幅通信時にはブースター１２によって送信電圧の変化幅を第１の変化幅よりも大きい第２の変化幅にする。
【００３７】
スイッチＳＷ１は、送信電圧の変化幅を、第１の変化幅と第１の変化幅よりも変化幅の大きい第２の変化幅とに選択的に切り替える切替部となっている。
【００３８】
システムコントローラ５０は、送信回路１０と、受信回路２０と、スイッチＳＷ３と、スイッチＳＷ４とを制御する。
【００３９】
また、システムコントローラ５０は、送信信号の送信先の通信装置からの返信状況に基づいて、切替部としてのスイッチＳＷ１を制御する制御部としての機能を有している。
【００４０】
システムコントローラ５０は、第１の変化幅で送信信号を送信した後、送信先の通信装置からの返信信号が一定期間内になかった場合、または送信先の通信装置から送信信号を受け取れなかったことを示す返信信号が返信されて来た場合に、送信電圧の変化幅が第１の変化幅から第２の変化幅へと切り替わるように、切替部としてのスイッチＳＷ１を制御する機能を有している。
【００４１】
その他の構成は、上記比較例に係る通信システムと略同様であってもよい。
【００４２】
［１．２  第１の実施の形態に係る通信システムの動作］
以下では、第１の通信装置１１０と第２の通信装置１２０とからなる通信システムの動作を例に説明する。この通信システムは、例えばデジタルベースバンド伝送方式の近接電界通信システムとなっている。
【００４３】
図４は、第１の通信装置１１０と第２の通信装置１２０との間の通常通信時の通信例を概略的に示している。図５は、第１の通信装置１１０と第２の通信装置１２０との間の接続要求不成立時の通信例を概略的に示している。図６は、第１の通信装置と第２の通信装置との間の高振幅通信時の通信例を概略的に示している。図４〜図６において、Ｓ１１は通常通信時の送信信号、Ｓ１２は高振幅通信時の送信信号の一例を示す。
【００４４】
第１の通信装置１１０は、上述の図２および図３に示した通信装置で構成されている。
【００４５】
第２の通信装置１２０は、送信動作と受信動作とを切り替えて行うことが可能な送受信装置となっている。第２の通信装置１２０は、第１の電極と第２の電極とを有している。第２の通信装置１２０における第１の電極および第２の電極は、第１の通信装置１１０からの送信信号を受信するための受信電極としての機能を有すると共に、第１の通信装置１１０への返信信号を送信するための送信電極としての機能を有する送受信電極となっている。
【００４６】
第１の通信装置１１０は、送りたいデータに応じて第１の電極１２１と第２の電極１２２に印加する送信電圧を変化させることで周辺電界を変動させる。第２の通信装置１２０は、その周辺電界の変動を第１の電極と第２の電極との間に生じる電位差変動から検出しデータを復号する。
【００４７】
この通信システムでは、第１の通信装置１１０から接続要求またはデータを送った後、一定期間の間に返信が無い場合、またはデータを受け取れなかった返信があった場合に、第１の通信装置１１０の送受信電極に印加する電圧の変化幅を送信回路１０の電源電圧ＶＤＤより大きく制御することで送信回路１０の消費電力を高めることなく、雑音信号による通信品質の低下を低減する。
【００４８】
この通信システムでは、例えばノイズの少ない環境では、図４のように第１の通信装置１１０から送信回路１０の昇圧しない経路から電源電圧以下のレベルの電圧を第１の電極１１１と第２の電極１１２とに印加することで、接続要求（Connection Request）信号またはデータ（ＤＡＴＡ＃１）を第２の通信装置１２０に送信する。通信システムでは、第２の通信装置１２０から、接続要求信号またはデータ（ＤＡＴＡ＃１）を受け取ったことを示す返信信号（ＡＣＫ＃１）を第１の通信装置１１０へ送信する。第１の通信装置１１０は、第２の通信装置１２０からの返信信号（ＡＣＫ＃１）を確認して、次のデータ（ＤＡＴＡ＃２）を送信することで正常な通信を行える。
【００４９】
一方、通信システムでは、例えばノイズが多い環境において、図５のように第１の通信装置１１０から送信回路１０の昇圧しない経路から電源電圧以下のレベルの電圧を第１の電極１１１と第２の電極１１２とに印加することで接続要求信号またはデータを送信した場合、第２の通信装置１２０は第１の通信装置１１０からの接続要求信号またはデータを受け取れないことがあり得る。第２の通信装置１２０は、電極端で信号レベルとノイズとの比（信号雑音比（Signal- Noise Ratio））が受信許容レベル以下の場合には、接続要求信号またはデータ（ＤＡＴＡ＃１）を受け取ったことを示す返信信号（ＡＣＫ＃１）は送信しない。または、第２の通信装置１２０は、接続要求信号またはデータ（ＤＡＴＡ＃１）を受け取れなかったことを示す返信信号（ＮＡＣＫ）を返信する。
【００５０】
第２の通信装置１２０からの返信信号（ＡＣＫ＃１）が一定期間内にない場合、または返信信号ＮＡＣＫを第１の通信装置１１０の受信回路２０が受け取った場合、第１の通信装置１１０の受信回路２０はシステムコントローラ５０にその旨を通知する。第１の通信装置１１０のシステムコントローラ５０は、第１の通信装置１１０の送信回路１０の電圧印加変化幅を広げるように制御を行う。
【００５１】
図６の例では、ブースター１２を起動しスイッチＳＷ１を切り替えてブースター１２で昇圧した電圧を送信信号に使えるようにする。第１の電極１１１および第２の電極１１２への電圧の印加は、データ値に応じてスイッチＳＷ２が切り替えられ、第１の電極１１１および第２の電極１１２にデータ値に応じて０Ｖとブースター１２で昇圧された電圧（２×ＶＤＤ）とが印加される。
【００５２】
このようにして、通信システムでは、変化幅が広げられた電圧を第１の電極１１１および第２の電極１１２に印加して接続要求信号またはデータ（ＤＡＴＡ＃１）を再送信することで、図６のように第２の通信装置１２０の電極端で信号雑音比を改善させる。これにより、ノイズの多い環境でも通信品質を高めることが可能となる。
【００５３】
［１．３  ブースターの具体例］
図７にブースター１２の一構成例を概略的に示す。
【００５４】
ブースター１２によって第１の電極１１１および第２の電極１１２に印加される電圧が昇圧される仕組みを説明する。
【００５５】
図７の上段のように、０Ｖのデータが入力されると、容量Ｃ１のインバータ８１に接続されているノードｂが０Ｖに、逆側のノードａが電源電圧ＶＤＤになり電荷がチャージされ、容量Ｃ１の両端電圧がＶＤＤになる。
【００５６】
図７の上段の状態から図７の下段の状態へと遷移し、データが０ＶからＶＤＤに遷移すると、容量Ｃ１のインバータ８１に接続されているノードｂにＶＤＤが印加され、容量Ｃ１のチャージでノードａの電圧がＶＤＤの２倍の電位まで持ち上がる。このときにスイッチＳＷ１がオンされると、第１の電極１１１にＶＤＤの２倍の電圧が印加される。
【００５７】
さらに図７の下段の状態から図７の上段の状態に戻り、スイッチＳＷ２がオンされると第１の電極１１１は０Ｖになる。このとき、容量Ｃ２は容量Ｃ１と同様にチャージされており、第２の電極１１２にはＶＤＤの２倍の電圧が印加される。このように入力されるデータによって第１の電極１１１と第２の電極１１２とに０ＶまたはＶＤＤの２倍の電圧が印加され、第１の電極１１１と第２の電極１１２との間の電位差はＶＤＤの２倍の電圧となる。
【００５８】
［１．４  効果］
以上のように、本実施の形態によれば、送信信号の送信先からの返信状況に基づいて、送信電圧の変化幅を、第１の変化幅と第１の変化幅よりも変化幅の大きい第２の変化幅とに選択的に切り替えるようにしたので、雑音信号による通信品質の低下を低減することができる。
【００５９】
本開示の技術は、電極（第１の電極１１１と第２の電極１１２）に印加する電圧の変化幅で信号を送信し、２つの電極（第１の電極１１１と第２の電極１１２）で受ける電圧の差分で通信を行うデジタルベースバンド伝送方式の近距離電界通信システムにおいて有用である。
【００６０】
本開示の技術によれば、受信側でのノイズキャンセルで低減できないノイズの低減ができる。また、送信側の電力を抑えつつ、ＬＳＩの外部につける部品点数を多くすることなく送信振幅を高めることができる。
【００６１】
これにより通信品質を高めることができる。数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚを使用する電界通信システムを使用する場合、蛍光灯やディスプレイ、スマートフォン等、身の回りで良く使われる電子機器は非常に多くの雑音を発生するので、本開示の技術の効果が大きい。
【００６２】
デジタルベースバンド伝送方式の近接電界通信システムの通信性能の面では、送信回路１０の電源電圧ＶＤＤを高くして送受信電極に高い電圧を印加したほうが、受信側の電極で受ける信号レベルが高くなり、ノイズとの比（ＳＮＲ）を高くとることができるため安定通信が可能になる。一方、ディジタル回路の電力は下記の式で表され、電源電圧の２乗に比例する。
【００６３】
Ｐ＝１／２・ＣＶ2・ｆ・Ｎ＋Ｑ・Ｖ・ｆ・Ｎ＋ＩL・Ｖ
Ｐ：消費電力
Ｃ：負荷容量
Ｆ：動作周波数
Ｖ：電源電圧
Ｎ：信号のスイッチング係数
Ｑ：貫通電流
ＩL：リーク電流
【００６４】
したがって、ＬＳＩの低電力化のためには、回路の電源電圧を低く抑えることが望ましく、通信性能と消費電力の両立が困難であるが、本開示の技術を使用することで、電力増加を抑えつつ通信性能を高めることができる。
【００６５】
また、近接電界通信では、通信したい２つ以上の通信装置が近づいたときだけ通信を行うことが望ましく、信号の飛び過ぎは避けたい。そのため、常に送信振幅を高めておくことは望ましくない。通常時は振幅を低く設定しておき、ノイズで通信性能が劣化したときのみ送信振幅を高めることにより、信号の飛び過ぎ対策と対ノイズ対策を行うことが可能となる。
【００６６】
なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。以降の他の実施の形態の効果についても同様である。
【００６７】
＜２．第２の実施の形態＞
次に、本開示の第２の実施の形態に係る通信システムについて説明する。なお、以下では、上記第１の実施の形態に係る通信システムの構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００６８】
図８および図９は、本開示の第２の実施の形態に係る通信装置の一構成例を概略的に示している。なお、図８は、通信装置の通常通信時の一構成例、図９は通信装置の高振幅通信時の一構成例を示す。
【００６９】
本実施の形態に係る通信装置は、上記第１の実施の形態に係る通信装置におけるブースター１２に代えて、電源電圧ＶＤＤとは極性の異なる電圧を供給する電圧生成回路をさらに有し、電圧生成回路によって、送信電圧の変化幅を第２の変化幅にする。
【００７０】
図８および図９では、送信回路１０が、ブースター１２に代えて電圧生成回路として、負電圧生成回路１３を有している。負電圧生成回路１３は、電源電圧ＶＤＤとは極性の異なる負電圧を供給する。
【００７１】
その他の構成、動作、ならびに効果は、上記第１の実施の形態に係る通信システムと略同様であってもよい。
【００７２】
＜３．第３の実施の形態＞
次に、本開示の第３の実施の形態に係る通信システムについて説明する。なお、以下では、上記第１または第２の実施の形態に係る通信システムの構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００７３】
図１０および図１１は、本開示の第３の実施の形態に係る通信装置の一構成例を概略的に示している。なお、図１０は、通信装置の通常通信時の一構成例、図１１は通信装置の高振幅通信時の一構成例を示す。
【００７４】
本実施の形態に係る通信装置は、上記第１の実施の形態に係る通信装置におけるブースター１２に代えて、２つの電源電圧を切り替える構成にすることで、送信電圧の変化幅を第２の変化幅にする。
【００７５】
本実施の形態に係る通信装置では、送信回路１０が、第１の電源電圧ＶＤＤで動作する第１の送信アンプ１４Ａ，１４Ｂと、第１の電源電圧ＶＤＤよりも電圧値の大きい第２の電源電圧（例えばＶＤＤの２倍）で動作する第２の送信アンプ１５Ａ，１５Ｂとを有している。
【００７６】
第１の送信アンプ１４Ａと第２の送信アンプ１５Ａは、切替部としてのスイッチＳＷ１０の切り替えに応じて、変調回路４１Ａに接続される。
【００７７】
第１の送信アンプ１４Ｂと第２の送信アンプ１５Ｂは、切替部としてのスイッチＳＷ１０の切り替えに応じて、変調回路４１Ｂに接続される。
【００７８】
システムコントローラ５０は、上記第１の実施の形態におけるスイッチＳＷ１の切り替え制御と略同様に、返信状況に基づいてスイッチＳＷ１０の切り替え制御を行う。
【００７９】
本実施の形態に係る通信装置では、通常通信時には、図１０のように、第１の電源電圧ＶＤＤで動作する第１の送信アンプ１４Ａ，１４Ｂによって、送信電圧の変化幅を、第１の変化幅とする。
【００８０】
また、本実施の形態に係る通信装置では、図１１のように、第１の電源電圧ＶＤＤよりも電圧値の大きい第２の電源電圧で動作する第２の送信アンプ１５Ａ，１５Ｂによって、送信電圧の変化幅を、第１の変化幅よりも変化幅の大きい第２の変化幅とする。
【００８１】
その他の構成、動作、ならびに効果は、上記第１または第２の実施の形態に係る通信システムと略同様であってもよい。
【００８２】
＜４．その他の実施の形態＞
本開示による技術は、上記各実施の形態の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
【００８３】
例えば、上記各実施の形態では、電圧の振幅を通常の振幅の２倍に拡大する例を示したが、２倍未満で振幅を拡大してもよい。または、２倍を超えるように振幅を拡大してもよい。
【００８４】
また、本開示の通信装置は、少なくとも送信に関する機能を有する回路を備えていてもよい。受信回路２０が、送信に関する機能を有する回路部分とは別に外部に設けられていてもよい。システムコントローラ５０は、外部の受信回路２０からの信号に基づいて、送信回路１０を制御してもよい。
【００８５】
また、システムコントローラ５０は、受信回路２０からの信号だけでなく、外部装置からの要求に基づいて、送信回路１０を制御してもよい。例えば、図１２の変形例に示したように、外部装置３００からの要求に基づいて、送信回路１０のスイッチＳＷ１を制御するようにしてもよい。これにより、例えば、ユーザの要求に応じて送信電圧を切り替えるようにしてもよい。なお、図１２は、上記第１の実施の形態に対する変形例を示している。
【００８６】
例えば、本技術は以下のような構成を取ることもできる。
（１）
送信信号に基づく送信電圧が印加される第１および第２の電極と、
前記送信電圧の変化幅を、第１の変化幅と前記第１の変化幅よりも変化幅の大きい第２の変化幅とに選択的に切り替える切替部を有する送信回路と、
前記送信信号の送信先の通信装置からの返信状況に基づいて、前記切替部を制御する制御部と
を備える
通信装置。
（２）
前記制御部は、
前記第１の変化幅で前記送信信号を送信した後、前記送信先の通信装置からの返信信号が一定期間内になかった場合、または前記送信先の通信装置から前記送信信号を受け取れなかったことを示す返信信号が返信されて来た場合に、前記送信電圧の変化幅が前記第１の変化幅から前記第２の変化幅へと切り替わるように前記切替部を制御する
上記（１）に記載の通信装置。
（３）
前記送信回路は、前記送信電圧を電源電圧よりも昇圧するブースターをさらに有し、前記ブースターによって、前記送信電圧の変化幅を前記第２の変化幅にする
上記（１）または（２）に記載の通信装置。
（４）
前記送信回路は、電源電圧とは極性の異なる電圧を供給する電圧生成回路をさらに有し、前記電圧生成回路によって、前記送信電圧の変化幅を前記第２の変化幅にする
上記（１）または（２）に記載の通信装置。
（５）
前記送信回路は、第１の電源電圧で動作する第１の送信アンプと、前記第１の電源電圧よりも電圧値の大きい第２の電源電圧で動作する第２の送信アンプとをさらに有し、前記第２の送信アンプによって、前記送信電圧の変化幅を前記第２の変化幅にする
上記（１）または（２）に記載の通信装置。
（６）
前記制御部は、外部装置からの要求に基づいて前記切替部を制御する
上記（１）ないし（５）のいずれか１つに記載の通信装置。
（７）
送信信号を送信する第１の通信装置と、
前記送信信号を受信する第２の通信装置と
を含み、
前記第１の通信装置は、
前記送信信号に基づく送信電圧が印加される第１および第２の電極と、
前記送信電圧の変化幅を、第１の変化幅と前記第１の変化幅よりも変化幅の大きい第２の変化幅とに選択的に切り替える切替部を有する送信回路と、
前記第２の通信装置からの返信状況に基づいて、前記切替部を制御する制御部と
を備える
通信システム。
（８）
前記制御部は、
前記第１の変化幅で前記送信信号を送信した後、前記第２の通信装置からの返信信号が一定期間内になかった場合、または前記第２の通信装置から前記送信信号を受け取れなかったことを示す返信信号が返信されて来た場合に、前記送信電圧の変化幅が前記第１の変化幅から前記第２の変化幅へと切り替わるように前記切替部を制御する
上記（７）に記載の通信システム。
【００８７】
本出願は、日本国特許庁において２０１６年６月２１日に出願された日本特許出願番号第２０１６−１２２５１８号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
【００８８】
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
【図１】
2017221550.tif 000003
【図２】
2017221550.tif 000004
【図３】
2017221550.tif 000005
【図４】
2017221550.tif 000006
【図５】
2017221550.tif 000007
【図６】
2017221550.tif 000008
【図７】
2017221550.tif 000009
【図８】
2017221550.tif 000010
【図９】
2017221550.tif 000011
【図１０】
2017221550.tif 000012
【図１１】
2017221550.tif 000013
【図１２】
2017221550.tif 000014
【国際調査報告】
2017221550.tif 000015
2017221550.tif 000016