JP3773890B2

JP3773890B2 - Transceiver

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Publication number: JP3773890B2
Application number: JP2002296685A
Authority: JP
Inventors: 満品川; 克幸落合; 億久良木; 好人神
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2002-10-09
Filing date: 2002-10-09
Publication date: 2006-05-10
Anticipated expiration: 2022-10-09
Also published as: JP2004134996A

Description

【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一方で、前記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４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５を用いて更に詳しく説明する。
【０００５】
図５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５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。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（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。
【０００７】
例えば、図４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。
【０００８】
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６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、偏光ビームスプリッタ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。
【０００９】
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。
【００１０】
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受信し、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。
【００１１】
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受信し、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。
【００１２】
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、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流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５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。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００１−３５２２９８号公報（第４−５頁、第１−５図）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図７に示すように、トランシーバ３’は、生体１００に誘起させるための送信用電界だけでなく、反対方向に送信用電界とは逆位相の電界を誘起している。そのため、図４に示す場合とは逆に、ウェアラブルコンピュータ１側を人体に当接させた場合には、人体（生体１００）に逆位相の電界が誘起されてしまう。このため、従来、予め定めた位相とは逆位相の電界が誘起して送信されてきた場合に、トランシーバ３’は情報の送受信を行わないように構成されていた。
【００１５】
しかしながら、例えば、人間がウェアラブルコンピュータ１側を人体に接するように衣服のポケットに入れる場合のように、図４に示す場合とは逆に当接させる場合も少なくない。このように、逆向きに当接させる場合が少なくないにも拘わらず、その度にトランシーバ３’による情報の送受信を止めていたのでは、使用者にとって非常に不便である。
【００１６】
本発明は上述した事情を鑑みてなされたものであり、誘起させる電界の向きを気にしないでトランシーバを使用することができるようにした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誘起して伝達されてくる電界を検出し、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する信号処理手段と、前記信号処理手段によって信号処理した電気信号の波形を反転する反転手段と、前記信号処理手段から出力された電気信号と前記反転手段によって反転されてから出力された電気信号のうちのいずれか一方を選択して外部機器へ出力する選択手段と、前記信号処理手段から出力された電気信号の傾きが予め定められている傾きに対して反転しているか否かを判定する反転判定手段と、前記反転判定手段による判定結果に基づいて前記選択手段の選択処理を制御する選択制御手段と、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及びグランド電極のうちで選択的に一方の電極に接続可能な第１の電極と、当該第１の電極が接続されていない他方の電極に接続可能な第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、前記受信電極及びグランド電極に対する第１の電極と第２の電極の接続を切り替える接続切替手段と、前記電気光学手段によるレーザ光の偏光変化量を強度変化に変換する偏光検出光学手段と、前記偏光検出光学手段によるレーザ光の強度変化に基づき前記伝達されてきた電界を受信信号として電気信号に変換する光電気変換手段と、前記光電気変換手段により変換した電気信号を信号処理する信号処理手段と、前記信号処理手段から出力された電気信号の傾きが予め定められている傾きに対して反転しているか否かを判定する反転判定手段と、前記反転判定手段による判定結果に基づいて前記接続切替手段の接続切り替え処理を制御する接続切替制御手段と、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、前記反転判定手段は、前記信号処理手段から出力された電気信号のパケットの先頭の波形の傾きに基づいて、前記電気信号の傾きが予め定められている傾きに対して反転しているか否かを判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の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２の実施形態に係るトランシーバ３_１〜２について説明する。
【００２１】
〔第１の実施形態〕
以下、図１及び図２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３_１の全体構成図である。図２（ａ）は、生体１００に誘起した送信用の電界に係る電気信号の波形を示した図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した電界に係る電気信号を電界検出光学部１１０で検出し、信号処理した後に出力された電気信号の波形を示した図である。図２（ｃ）は、図２（ａ）に示した電界とは逆位相の電界に係る電気信号の波形を示した図である。図２（ｄ）は、図２（ｃ）に示した電界に係る電気信号を電界検出光学部１１０で検出し、信号処理した後に出力された電気信号の波形を示した図である。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。
【００２２】
図１に示すように、トランシーバ３_１は、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。更に、本実施形態のトランシーバ３_１は、反転回路１１、選択部１３、データ反転判定部１５、及び制御信号発生部１７を有している。
【００２３】
このうち、Ｉ／Ｏ回路１０１は、トランシーバ３_１がウェアラブルコンピュータ１等の外部機器との情報（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から出力される情報（データ）に基づき、この情報に係る電界を生体に誘起させる送信回路によって構成されている。送信電極１０５は、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、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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。このアナログの電圧信号は、波形整形回路１１７に出力されると共にデータ反転判定部１５に対しても出力される。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る。このデジタル信号は、反転回路１１に出力されると共に選択部１３に出力される。
【００２６】
また、反転回路１１は、上記デジタル信号の波形を反転するための回路であり、反転後のデジタル信号を選択部１３へ出力することができる。選択部１３は、波形整形回路１１７から出力されたデジタル信号と上記反転回路１１によって反転されてから出力された反転デジタル信号のうちのいずれか一方を選択し、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。
【００２７】
また、データ反転判定部１５は、信号処理回路１１５から出力されたアナログ信号の傾きが予め定められている傾きに対して反転しているか否かを判定する機能を有している。この判定処理は、信号処理回路１１５から出力されたアナログ信号のパケットの先頭の波形の傾きに基づいて、このアナログ信号の傾きが予め定められている傾きに対して反転しているか否かを判定する処理である。
【００２８】
この判定処理に関し、図２及び図４を用いて更に詳しく説明すると、図４に示す場合と同様にトランシーバ側を生体１００に向けて装着した場合には、生体１００に正しい向きの電界が誘起される。この電界を仮にアナログ信号に変換した場合には、図２（ａ）に示すような波形となり、その後に信号処理回路１１５で信号処理された場合には図２（ｂ）に示すような波形となる。この図２（ｂ）に示す波形は、パケットの先頭の波形が負の傾き（下に凸の波形）となっているため、このパケットの先頭の波形の傾きを検出して負の傾きの場合には、人間が正しい方向でトランシーバ３_１を装着していることが判明する。逆に、図４に示す場合とは逆にウェアラブルコンピュータ１側を生体１００に向けて装着した場合には、生体１００に逆位相の電界が誘起される。この電界を仮にアナログ信号に変換した場合には、図２（ｃ）に示すような波形となり、その後に信号処理回路１１５で信号処理された場合には図２（ｄ）に示すような波形となる。この図２（ｄ）に示す波形は、パケットの先頭の波形が正の傾き（上に凸の波形）となっているため、このパケットの先頭の波形の傾きを検出して正の傾きの場合には、人間が逆方向でトランシーバ３１を装着していることが判明する。
【００２９】
また、制御信号発生部１７は、上記データ反転判定部１５による判定結果に基づいて選択部１３の選択処理を制御するための制御信号を発生する信号発生回路により構成されている。そして、データ反転判定部１５から正しい電界である旨の判定結果が出た場合には、波形整形回路１１７から選択部１３へ直接出力されたデジタル信号を選択するための制御信号を発生させて、選択部１３に出力する。また、データ反転判定部１５から逆位相の電界である旨の判定結果が出た場合には、波形整形回路１１７から反転回路１１を介して選択部１３へ出力された反転デジタル信号を選択するための制御信号を発生させて、選択部１３に出力する。
【００３０】
続いて、本実施形態に係るトランシーバ３_１の動作について説明する。尚、ここでは、図４に示す場合とは逆にウェアラブルコンピュータ１側を生体１００に向けて装着された別のトランシーバから情報が送信されてきた場合について説明する。
【００３１】
まず、送信側のトランシーバによって生体１００へ図２（ｃ）に示す逆位相の電界が誘起されると、受信側のトランシーバ３_１では、受信電極１１１によって逆位相の電界を受信する。そして、電界検出光学部１１０で電界を検出し、この電界を受信情報として電気信号（アナログの電圧信号）に変換する。
【００３２】
次に、信号処理回路１１５で増幅及び雑音除去等の信号処理を行い、波形整形回路１１７及びデータ反転判定部１５に出力する。この出力されたアナログの電圧信号は、図２（ｄ）に示すように、パケットの先頭の波形の傾きが上に凸となっている。このアナログの電圧信号は、波形整形回路１１７で波形整形を施され、デジタル信号に変換されてから選択部１３及び反転回路１１に出力される。これにより、反転回路１１ではデジタル信号の波形を反転し、この反転デジタル信号を選択部１３に出力することができる。
【００３３】
一方、データ反転判定部１５では、信号処理回路１１５から出力されたアナログの電圧信号のパケットの先頭の波形の傾きに基づいて、この電圧信号の波形の傾きが予め定められている傾きに対して反転しているか否かを判定する。ここでは、図２（ｄ）に示す波形となるため、逆位相電界を受信したと判定することになる。これにより、制御信号発生部１７では、反転回路１１から出力された電気信号（デジタルの電圧信号）を選択する旨の制御信号を発生して、選択部１３に出力する。
【００３４】
最後に、選択部１３では、制御信号発生部１７からの制御信号に基づいて、反転回路１１を介して入力された反転デジタル信号を選択し、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。
【００３５】
以上説明したように本実施形態によれば、生体１００に誘起された電界に係る電気信号のパケットの先頭の波形の傾きが反転しているか否かを判定し、反転している場合には、反転させた電気信号をウェアラブルコンピュータ１へ出力することで、常に正しい向きの電界を受信した場合と同じように情報の受信処理を行うことができる。これにより、トランシーバの使用者は、送信のためにトランシーバによって誘起される電界の向きを気にしないで使用することができるという効果を奏する。
【００３６】
〔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３は、第２の実施形態に係るトランシーバ３_２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。
【００３７】
図３に示すように、トランシーバ３_２は、データ反転判定部１５、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、信号処理回路１１５、波形整形回路１１７を有している点では、上記第１の実施形態と同様である。また、トランシーバ３_２は、第１の実施形態に係る制御信号発生部１７、電界検出光学部１１０の変形例としての制御信号発生部１７’、電界検出光学部１１０’を有している点で異なっているため、これらについて説明する。
【００３８】
本実施形態に係る電界検出光学部１１０’は、図６に示す従来の電界検出光学部１１０と同様に、レーザダイオード１２１、電気光学素子１２３、第１電極１２５、第２電極１２７、グランド電極１３１、偏光検出光学系１４０、光電気変換部１４３によって構成されている。このうち、偏光検出光学系１４０は、図６における偏光ビームスプリッタ１３９、並びに第１及び第２の集光レンズ１４１ａ，ｂに相当する。また、光電気変換部１４３は、第１及び第２のフォトダイオード１４３ａ，ｂに相当する。尚、図３では、図面の大きさの関係上、図６に示す全ての構成を表すことができないが、実際には図６に示す構成要素を全て有している。
【００３９】
図３に示すように、本実施形態に係る電界検出光学部１１０’には、新たに接続切り替えスイッチ２１が設けられている。この接続切り替えスイッチ２１は、第１電極１２５、第２電極１２７のうち一方を受信電極１１１に接続させ、他方をグランド電極１３１に接続させるためのスイッチである。この接続切り替えスイッチ２１によって、第１電極１２５と受信電極１１１を接続すると共に第２電極１２７とグランド電極１３１を接続するパターンと、第１電極１２５とグランド電極１３１を接続すると共に第２電極１２７と受信電極１１１を接続するパターンの切り替えが可能となる。
【００４０】
また、制御信号発生部１７’は、上記第１の実施形態に係る制御信号発生部１７と同様にデータ反転判定部１５による判定結果に基づいて制御信号を発生させる点は同じであるが、制御信号の内容及び制御信号の出力先が異なる。即ち、制御信号発生部１７’は、データ反転判定部１５による判定結果に基づいて接続切り替えスイッチ２１の切替処理を制御するための制御信号を発生する信号発生回路により構成されている。そして、データ反転判定部１５から正しい電界である旨の判定結果が出た場合には、図６に示す状態で良いため、第１電極１２５と受信電極１１１（信号電極１２９）を接続させると共に第２電極１２７とグランド電極１３１を接続させるための制御信号を発生させて、接続切り替えスイッチ２１に出力する。また、データ反転判定部１５から逆位相の電界である旨の判定結果が出た場合には、第１電極１２５とグランド電極１３１を接続させると共に第２電極１２７と受信電極１１１（信号電極１２９）を接続させるための制御信号を発生させて、接続切り替えスイッチ２１に出力する。
【００４１】
続いて、本実施形態に係るトランシーバ３_２の動作について説明する。尚、ここでは、上記第１の実施形態と同様に、図４に示す場合とは逆にウェアラブルコンピュータ１側を生体１００に向けて装着された別のトランシーバから情報が送信された場合について説明する。また、接続切り替えスイッチ２１は、図６に示す状態と同様に、予め第１電極１２５と受信電極１１１（信号電極１２９）を接続させると共に第２電極１２７とグランド電極１３１を接続させるように切り替えられている。
【００４２】
まず、送信側のトランシーバによって生体１００へ図２（ｃ）に示す逆位相の電界が誘起されると、受信側のトランシーバ３_２では、受信電極１１１によって逆位相の電界を受信する。そして、電界検出光学部１１０’で電界を検出し、この電界を受信情報として電気信号（アナログの電圧信号）に変換する。
【００４３】
次に、信号処理回路１１５で増幅及び雑音除去等の信号処理を行い、波形整形回路１１７及びデータ反転判定部１５に出力する。この出力されたアナログの電圧信号は、図２（ｄ）に示すように、パケットの先頭の波形の傾きが上に凸となっている。
【００４４】
次に、データ反転判定部１５では、信号処理回路１１５から出力されたアナログの電圧信号のパケットの先頭の波形の傾きに基づいて、この電圧信号の波形の傾きが予め定められている傾きに対して反転しているか否かを判定する。ここでは、図２（ｄ）に示す波形となるため、逆位相電界を受信したと判定することになる。これにより、制御信号発生部１７’では、接続切り替えスイッチ２１の接続を切り替える旨の制御信号を発生して、接続切り替えスイッチ２１に出力する。
【００４５】
次に、接続切り替えスイッチ２１では、制御信号発生部１７’からの制御信号に基づいて、第１電極１２５と受信電極１１１を接続すると共に第２電極１２７とグランド電極１３１を接続するパターンから、第１電極１２５とグランド電極１３１を接続すると共に第２電極１２７と受信電極１１１を接続するパターンにスイッチを切り替える。これにより、第１電極１２５から第２電極１２７の方向に向いていた電界が、第２電極１２７から第１電極１２５に向くことになる。よって、偏光検出光学系１４０及び光電気変換部１４３を介し信号処理回路１１５から出力されたアナログの電圧信号は、図２（ｂ）に示すように、パケットの先頭の波形の傾きが下に凸となっている。
【００４６】
最後に、波形整形回路１１７で、図２（ｂ）に示すような波形のアナログの電圧信号を波形整形して、デジタルの電圧信号に変換し、Ｉ／Ｏ回路１０１を介してウェアラブルコンピュータ１に送信する。
【００４７】
以上説明したように本実施形態によれば、生体１００に誘起された電界に係る電気信号のパケットの先頭の波形の傾きが反転しているか否かを判定し、反転している場合には、電気光学素子１２３に設けられている第１電極１２５と第２電極１２７の役割を代えるようにフィードバック制御することで、常に正しい向きの電界を受信した場合と同じように情報の受信処理を行うことができる。これにより、トランシーバの使用者は、送信のためにトランシーバによって誘起される電界の向きを気にしないで使用することができるという効果を奏する。
【００４８】
尚、上記各実施形態では、信号処理回路１１５で信号処理した後のアナログの電圧信号に基づいて波形の傾きが反転しているか否かを判定したが、これに限るものではなく、信号処理回路１１５で信号処理する前、又は波形整形回路１１７で波形整形を施した後に判定してもよい。但し、波形整形回路１１７で波形整形を施した後は、デジタル信号に変換されているため、波形の傾きに基づいて判定するのではなく、「０」、「１」の信号に基づいて判定することになる。
【００４９】
また、上記各実施形態では、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。
【００５０】
更に、上記各実施形態では、情報の送受信が可能なトランシーバについて説明したが、これに限るものではなく、常に正しい向きの電界を受信した場合と同じように情報の受信処理を行うことができれば、受信専用のトランシーバであってもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、生体に誘起された電界に係る電気信号の波形の傾きが反転しているか否かを判定し、反転している場合には、反転させた電気信号をウェアラブルコンピュータ１へ出力することで、常に正しい向きの電界を受信した場合と同じように情報の受信処理を行うことができる。これにより、トランシーバの使用者は、トランシーバによって誘起される電界の向きを気にしないで使用す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３_１の全体構成図。
【図２】図２（ａ）は、生体１００に誘起した送信用の電界に係る電気信号の波形を示した図。
図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した電気信号を信号処理した後に出力された電気信号の波形を示した図。
図２（ｃ）は、図２（ａ）に示した電界とは逆位相の電界に係る電気信号の波形を示した図。
図２（ｄ）は、図２（ｃ）に示した電気信号を信号処理した後に出力された電気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３_２の全体構成図。
【図４】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５】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６】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。
【図７】トランシーバから誘起された電界の向きを示した図。
【符号の説明】
１ウェアラブルコンピュータ
３_１（第１の実施形態に係る）トランシーバ
３_２（第２の実施形態に係る）トランシーバ
３’ 従来のトランシーバ
１１反転回路〔反転手段の一例〕
１３選択部〔選択手段の一例〕
１５データ反転判定部〔反転判定手段の一例〕
１７制御信号発生部〔選択制御手段の一例〕
１７’ 制御信号発生部〔接続切替制御手段の一例〕
２１接続切り替えスイッチ〔接続切替手段の一例〕
１１０電界検出光学部〔電界検出手段の一例〕
１１５信号処理回路〔信号処理手段の一例〕
１２３電気光学素子〔電気光学手段の一例〕
１２５第１電極
１２７第２電極
１４０偏光検出光学系〔偏光検出光学手段の一例〕
１４３光電気変換部〔光電気変換手段の一例〕
１４０偏光検出光学系〔偏光検出光学手段の一例〕[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transceiver used for data communication between wearable computers, for example, and more particularly, an electric field based on information to be transmitted is induced in the electric field transmission medium, while being induced in the electric field transmission medium. The present invention relates to a transceiver capable of transmitting and receiving information via the electric field transmission medium by receiving information based on a given electric field.
[0002]
[Prior art]
In recent years, attention has been focused on a new concept computer that can be worn and operated on a human body like clothing. This computer is called a wearable computer and can be realized by miniaturization and high performance of the portable terminal.
[0003]
In addition, research on a technique for performing data communication between a plurality of wearable computers via a human body (living body) such as a human arm, shoulder, and torso is also progressing, and this technique has already been proposed in patent documents (for example, , See Patent Document 1). FIG. 4 shows an image diagram when communication between a plurality of wearable computers is performed via such a human body. As shown in the figure, the wearable computer 1 constitutes a set with a transceiver 3 ′ in contact with the wearable computer 1, and the human body is different from the other wearable computer 1 and transceiver 3 ′. Data communication can be performed via the. The wearable computer 1 is installed on a PC (personal computer) 5 other than the wearable computer 1 attached to a human body and a transceiver 3'a installed on a wall, or on the PC 5 and a floor. Data communication with the set of transceivers 3'b is also possible. However, the PC 5 in this case is not in contact with each other like the wearable computer 1 and the transceiver 3 ′, and is connected to the transceivers 3 ′ a and 3 ′ b via the cable 4.
[0004]
For data communication through the human body, signal detection technology based on electro-optic techniques using laser light and electro-optic crystals is used to generate an electric field based on information (data) to be transmitted. Information is transmitted and received by receiving information based on the electric field induced in the human body. The technique of data communication via the human body will be described in more detail with reference to FIG.
[0005]
FIG. 5 is an overall configuration diagram of a transceiver 3 ′ used for performing data communication via a human body (living body 100). As shown in FIG. 5, the transceiver 3 ′ is used in a state in which the transmission electrode 105 and the reception electrode 111 are in contact with the living body 100 through the insulating films 107 and 109, respectively. The transceiver 3 ′ receives the data supplied from the wearable computer 1 via the I / O (input / output) circuit 101 and transmits it to the transmission unit 103. In the transmission unit 103, an electric field is induced in the living body 100 that is an electric field transmission medium from the transmitting electrode 105 through the insulating film 107, and this electric field is transmitted to another part of the living body 100 through the living body 100. 3 'is transmitted.
[0006]
In addition, the transceiver 3 ′ receives the electric field induced and transmitted to the living body 100 from another transceiver 3 ′ attached to another part of the living body 100 by the receiving electrode 111 via the insulating film 109. The received electric field is coupled (applied) to the electro-optic crystal by the electric field detection optical unit 110 and converted into an electric signal, and then transmitted to the signal processing circuit 115. The signal processing circuit 115 performs signal processing such as amplification and noise removal of the transmitted electric signal, and then transmits the signal to the waveform shaping circuit 117. The waveform shaping circuit 117 performs waveform shaping (signal processing) on the transmitted electrical signal and supplies it to the wearable computer 1 via the input / output circuit 101.
[0007]
For example, as shown in FIG. 4, the wearable computer 1 attached to the right arm induces an electrical signal related to transmission data as an electric field in the living body 100, which is an electric field transmission medium, by the transceiver 3 ′, Communicate to 100 other sites. On the other hand, in the wearable computer 1 attached to the left arm, the electric field transmitted from the living body 100 can be returned to an electrical signal by the transceiver 3 ′ and then received as received data.
[0008]
Further, the process of returning to an electric signal by the transceiver 3 ′ is performed by the electric field detection optical unit 110 that detects an electric field by an electro-optical technique using laser light and an electro-optical crystal. As shown in FIG. 6, the electric field detection optical unit 110 includes a current source 119, a laser diode 121, an electro-optic element (electro-optic crystal) 123, first and second wavelength plates 135 and 137, a polarizing beam splitter 139, a plurality of Lens 133, 141a, b, photodiode 143a, b, and ground electrode 131. The signal electrode 129 corresponds to the reception electrode 111 in the transceiver 3 ′ having the configuration shown in FIG.
[0009]
Among these, the electro-optical element 123 has sensitivity only to an electric field coupled in a direction perpendicular to the traveling direction of the laser light from the laser diode 121, and the optical characteristics, that is, the birefringence index changes depending on the electric field strength. The polarization of the laser beam is changed by changing the birefringence. A first electrode 125 and a second electrode 127 are provided on both side surfaces of the electro-optic element 123 that face in the vertical direction in the figure. The first electrode 125 and the second electrode 127 sandwich the traveling direction of the laser light from the laser diode 121 in the electro-optic element 123 from both sides, and can couple the electric field to the laser light at a right angle.
[0010]
The electric field detection optical unit 110 is connected to the signal electrode 129 (reception electrode 111) via the first electrode 125. The second electrode 127 facing the first electrode 125 is connected to the ground electrode 131 and is configured to function as a ground electrode with respect to the first electrode 125. The signal electrode 129 receives an electric field induced and transmitted to the living body 100, transmits the electric field to the first electrode 125, and can be coupled to the electro-optic element 123 through the first electrode 125. .
[0011]
On the other hand, the laser light output from the laser diode 121 by the current control of the current source 119 is converted into parallel light through the collimator lens 133, and the polarization state of the laser light that has become parallel light is adjusted by the first wavelength plate 135. Then, the light enters the electro-optical element 123. The laser light incident on the electro-optical element 123 propagates between the first and second electrodes 125 and 127 in the electro-optical element 123. During the propagation of the laser light, the signal electrode 129 is formed on the living body as described above. When the electric field induced and transmitted by 100 is received and coupled to the electro-optic element 123 via the first electrode 125, the electric field is connected to the ground electrode 131 from the first electrode 125. It is formed toward the electrode 127. Since this electric field is perpendicular to the traveling direction of the laser light incident on the electro-optic element 123 from the laser diode 121, the birefringence, which is the optical characteristic of the electro-optic element 123, changes, thereby changing the polarization of the laser light. To do.
[0012]
Next, the laser light whose polarization has been changed by the electric field from the first electrode 125 in the electro-optic element 123 is adjusted in polarization state by the second wave plate 137 and is incident on the polarization beam splitter 139. The polarization beam splitter 139 separates the laser light incident from the second wave plate 137 into P waves and S waves and converts them into changes in light intensity. The laser beams separated into the P wave component and the S wave component by the polarization beam splitter 139 are condensed by the first and second condenser lenses 141a and 141b, respectively, and then the first and second photodiodes 143a. , 143b, and the first and second photodiodes 143a, 143b can convert the P-wave optical signal and the S-wave optical signal into respective current signals and output them. As described above, the current signals output from the first and second photodiodes 143a and 143b are converted into voltage signals using resistors, and then amplified and removed by the signal processing circuit 115 shown in FIG. The waveform shaping circuit 117 performs the waveform shaping signal processing, and the waveform shaping circuit 117 supplies the signal to the wearable computer 1 via the input / output circuit 101.
[0013]
[Patent Document 1]
JP 2001-352298 A (page 4-5, FIG. 1-5)
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as shown in FIG. 7, the transceiver 3 ′ induces not only a transmission electric field for inducing the living body 100 but also an electric field having a phase opposite to that of the transmission electric field in the opposite direction. Therefore, contrary to the case shown in FIG. 4, when the wearable computer 1 side is brought into contact with the human body, an electric field having an opposite phase is induced in the human body (living body 100). For this reason, conventionally, when an electric field having a phase opposite to a predetermined phase is induced and transmitted, the transceiver 3 'is configured not to transmit / receive information.
[0015]
However, there are many cases in which a person makes contact with the wearable computer 1 in the opposite direction to that shown in FIG. As described above, it is very inconvenient for the user to stop the transmission / reception of information by the transceiver 3 ′ each time, although there are many cases where the contact is made in the opposite direction.
[0016]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to make it possible to use a transceiver without worrying about the direction of an electric field to be induced.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the invention according to claim 1 is a transceiver capable of receiving information via the electric field transmission medium by receiving information based on the electric field induced in the electric field transmission medium. An electric field detection means for detecting an electric field transmitted by being induced in the electric field transmission medium and converting the electric field into an electric signal as received information; and a signal processing for signal processing the electric signal converted by the electric field detection means Means, an inverting means for inverting the waveform of the electric signal processed by the signal processing means, an electric signal output from the signal processing means, and an electric signal output after being inverted by the inverting means Selecting means for selecting one of them and outputting it to an external device, and the inclination of the electric signal output from the signal processing means is inverted with respect to a predetermined inclination. A reversal determination means determines Luke, a transceiver and having a selection control means for controlling the selection process of the selection means based on a determination result of the inversion determination unit.
[0018]
The invention according to claim 2 is a transceiver capable of receiving information via the electric field transmission medium by receiving information based on an electric field induced in the electric field transmission medium, and the electric field transmission medium includes The first electrode that can be selectively connected to one of the receiving electrode and the ground electrode that are in contact with each other with the insulator interposed therebetween, and the other electrode that is not connected to the first electrode The second electrode is provided, and an electric field is induced and transmitted to the electric field transmission medium, so that the polarization of the laser light incident between the first and second electrodes can be changed. Electro-optical means, connection switching means for switching the connection between the first electrode and the second electrode with respect to the receiving electrode and the ground electrode, and polarization detection for converting the polarization change amount of the laser light by the electro-optical means into an intensity change Optical A photoelectric conversion means for converting the transmitted electric field into an electrical signal as a received signal based on a change in intensity of the laser light by the polarization detection optical means; and a signal processing for the electrical signal converted by the photoelectric conversion means The signal processing means for performing the determination, the inversion determination means for determining whether or not the inclination of the electrical signal output from the signal processing means is inverted with respect to a predetermined inclination, and the determination result by the inversion determination means And a connection switching control means for controlling a connection switching process of the connection switching means.
[0019]
According to a third aspect of the present invention, the inversion determination means is configured to detect a slope of the electrical signal based on a slope of a waveform at the head of the packet of the electrical signal output from the signal processing means. The transceiver according to claim 1, wherein it is determined whether or not the signal is inverted.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The transceiver according to the embodiment of the present invention induces an electric field based on information to be transmitted in the electric field transmission medium (biological body 100 or the like), and receives information based on the electric field induced in the electric field transmission medium. Thus, the transceiver is capable of transmitting and receiving information through the electric field transmission medium. Hereinafter, the transceiver 3 according to the first to second embodiments. _1-2 Will be described.
[0021]
[First Embodiment]
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 shows a transceiver 3 according to the first embodiment. ₁ FIG. FIG. 2A is a diagram illustrating a waveform of an electric signal related to a transmission electric field induced in the living body 100. FIG. 2B is a diagram illustrating a waveform of an electrical signal output after the electric field detection optical unit 110 detects the electric signal related to the electric field illustrated in FIG. FIG. 2C is a diagram illustrating a waveform of an electric signal related to an electric field having a phase opposite to that of the electric field illustrated in FIG. FIG. 2D is a diagram showing a waveform of an electric signal output after the electric field detection optical unit 110 detects the electric signal related to the electric field shown in FIG. In addition, although the same code | symbol is attached | subjected about the same function and structure as the past, it demonstrates anew here.
[0022]
As shown in FIG. ₁ Includes an I / O (input / output) circuit 101, a transmission unit 103, a transmission electrode 105, insulating films 107 and 109, a reception electrode 111, an electric field detection optical unit 110, a signal processing circuit 115, and a waveform shaping circuit 117. This is the same as the conventional transceiver 3 ′. Furthermore, the transceiver 3 of the present embodiment ₁ Includes an inversion circuit 11, a selection unit 13, a data inversion determination unit 15, and a control signal generation unit 17.
[0023]
Among these, the I / O circuit 101 is the transceiver 3. ₁ Is a circuit for inputting / outputting information (data) to / from an external device such as the wearable computer 1. Based on information (data) output from the I / O circuit 101, the transmission unit 103 includes a transmission circuit that induces an electric field related to this information in the living body. The transmission electrode 105 is an electrode used for inducing an electric field with respect to the living body 100 by the transmission unit 103, and is used as a transmission antenna. The insulating film 107 is an insulating film disposed between the transmission electrode 105 and the living body 100 and plays a role of preventing the transmitting electrode 105 from directly contacting the living body 100.
[0024]
The reception electrode 111 is used to receive an electric field induced and transmitted to the living body 100 from the wearable computer 1, the transceiver 3, the PC 5, and the transceivers 3a and 3b attached to other parts of the living body 100. It is an electrode and is used as a receiving antenna. The insulating film 109 is an insulating film disposed between the receiving electrode 111 and the living body 100, similarly to the insulating film 107.
[0025]
Furthermore, the electric field detection optical unit 110 has a function of detecting an electric field received by the reception electrode 111 and converting the electric field into an electric signal as reception information. The signal processing circuit 115 is a circuit that performs signal processing such as amplification and noise removal of an electric signal (analog voltage signal) transmitted from the electric field detection optical unit 110. This analog voltage signal is output to the waveform shaping circuit 117 and also to the data inversion determination unit 15. The waveform shaping circuit 117 is a circuit for performing waveform shaping (signal processing) of the analog voltage signal transmitted from the signal processing circuit 115 and converting it into a digital signal. This digital signal is output to the inverting circuit 11 and to the selection unit 13.
[0026]
The inversion circuit 11 is a circuit for inverting the waveform of the digital signal, and can output the inverted digital signal to the selection unit 13. The selection unit 13 selects one of the digital signal output from the waveform shaping circuit 117 and the inverted digital signal output after being inverted by the inversion circuit 11, and wearable via the I / O circuit 101. It has a function of supplying to the computer 1.
[0027]
The data inversion determination unit 15 has a function of determining whether or not the inclination of the analog signal output from the signal processing circuit 115 is inverted with respect to a predetermined inclination. This determination processing determines whether or not the inclination of the analog signal is inverted with respect to a predetermined inclination based on the inclination of the top waveform of the analog signal packet output from the signal processing circuit 115. It is processing to do.
[0028]
This determination processing will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 4. When the transceiver side is attached to the living body 100 as in the case shown in FIG. 4, an electric field in the correct direction is induced in the living body 100. The If this electric field is converted into an analog signal, the waveform as shown in FIG. 2A is obtained. If the signal processing circuit 115 performs signal processing thereafter, the waveform as shown in FIG. Become. In the waveform shown in FIG. 2B, since the waveform at the beginning of the packet has a negative slope (a waveform convex downward), the slope of the waveform at the beginning of the packet is detected and the waveform is negative. In the transceiver 3 in the right direction ₁ It turns out that is wearing. On the contrary, when the wearable computer 1 side is attached to the living body 100, contrary to the case shown in FIG. 4, an electric field having an opposite phase is induced in the living body 100. If this electric field is converted into an analog signal, a waveform as shown in FIG. 2C is obtained. If the signal processing circuit 115 performs signal processing thereafter, the waveform as shown in FIG. Become. In the waveform shown in FIG. 2D, since the waveform at the beginning of the packet has a positive slope (waveform convex upward), the slope of the waveform at the beginning of this packet is detected and the waveform is positive. It turns out that a human is wearing the transceiver 31 in the reverse direction.
[0029]
The control signal generation unit 17 includes a signal generation circuit that generates a control signal for controlling the selection process of the selection unit 13 based on the determination result by the data inversion determination unit 15. When the data inversion determination unit 15 determines that the electric field is correct, a control signal for selecting the digital signal directly output from the waveform shaping circuit 117 to the selection unit 13 is generated. Output to the selector 13. In addition, when a determination result indicating that the electric field has an antiphase is output from the data inversion determination unit 15, in order to select the inverted digital signal output from the waveform shaping circuit 117 to the selection unit 13 via the inversion circuit 11. The control signal is generated and output to the selection unit 13.
[0030]
Subsequently, the transceiver 3 according to the present embodiment. ₁ Will be described. Here, the case where information is transmitted from another transceiver attached with the wearable computer 1 side facing the living body 100 opposite to the case shown in FIG. 4 will be described.
[0031]
First, when the electric field having the opposite phase shown in FIG. 2C is induced in the living body 100 by the transceiver on the transmitting side, the transceiver 3 on the receiving side. ₁ Then, the reception electrode 111 receives an electric field having an opposite phase. Then, the electric field detection optical unit 110 detects an electric field, and converts this electric field into an electric signal (analog voltage signal) as reception information.
[0032]
Next, signal processing such as amplification and noise removal is performed by the signal processing circuit 115 and output to the waveform shaping circuit 117 and the data inversion determination unit 15. In the output analog voltage signal, as shown in FIG. 2D, the slope of the top waveform of the packet is convex upward. The analog voltage signal is subjected to waveform shaping by the waveform shaping circuit 117, converted into a digital signal, and then output to the selection unit 13 and the inverting circuit 11. Thereby, the inverting circuit 11 can invert the waveform of the digital signal and output the inverted digital signal to the selection unit 13.
[0033]
On the other hand, the data inversion determination unit 15 determines the slope of the waveform of the voltage signal based on the slope of the waveform of the head of the analog voltage signal packet output from the signal processing circuit 115 with respect to a predetermined slope. It is determined whether or not it is reversed. Here, since the waveform shown in FIG. 2D is obtained, it is determined that an antiphase electric field has been received. As a result, the control signal generator 17 generates a control signal for selecting the electrical signal (digital voltage signal) output from the inverting circuit 11 and outputs the control signal to the selector 13.
[0034]
Finally, the selection unit 13 selects the inverted digital signal input via the inverting circuit 11 based on the control signal from the control signal generation unit 17, and outputs it to the wearable computer 1 via the I / O circuit 101. To do.
[0035]
As described above, according to the present embodiment, it is determined whether or not the inclination of the top waveform of the packet of the electric signal related to the electric field induced in the living body 100 is reversed. By outputting the inverted electrical signal to the wearable computer 1, information reception processing can be performed in the same manner as when an electric field of the correct direction is always received. As a result, the transceiver user can use the transceiver without worrying about the direction of the electric field induced by the transceiver for transmission.
[0036]
[Second Embodiment]
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 3 shows a transceiver 3 according to the second embodiment. ₂ FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the structure or function same as the said 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
[0037]
As shown in FIG. ₂ Includes a data inversion determination unit 15, an I / O (input / output) circuit 101, a transmission unit 103, a transmission electrode 105, insulating films 107 and 109, a reception electrode 111, a signal processing circuit 115, and a waveform shaping circuit 117. This is the same as the first embodiment. Transceiver 3 ₂ Is different in that it has a control signal generation unit 17 according to the first embodiment, a control signal generation unit 17 ′ as a modification of the electric field detection optical unit 110, and an electric field detection optical unit 110 ′. These will be described.
[0038]
Similar to the conventional electric field detection optical unit 110 shown in FIG. 6, the electric field detection optical unit 110 ′ according to the present embodiment has a laser diode 121, an electro-optical element 123, a first electrode 125, a second electrode 127, and a ground electrode 131. , The polarization detection optical system 140 and the photoelectric conversion unit 143. Among these, the polarization detection optical system 140 corresponds to the polarization beam splitter 139 and the first and second condenser lenses 141a and 141b in FIG. The photoelectric conversion unit 143 corresponds to the first and second photodiodes 143a and 143b. 3 cannot represent all the components shown in FIG. 6 due to the size of the drawing, but actually has all the components shown in FIG.
[0039]
As shown in FIG. 3, a connection changeover switch 21 is newly provided in the electric field detection optical unit 110 ′ according to the present embodiment. The connection changeover switch 21 is a switch for connecting one of the first electrode 125 and the second electrode 127 to the reception electrode 111 and connecting the other to the ground electrode 131. The connection changeover switch 21 connects the first electrode 125 and the receiving electrode 111 and connects the second electrode 127 and the ground electrode 131, and connects the first electrode 125 and the ground electrode 131 and the second electrode 127. The pattern for connecting the receiving electrode 111 can be switched.
[0040]
The control signal generator 17 ′ is the same as the control signal generator 17 according to the first embodiment in that the control signal is generated based on the determination result by the data inversion determiner 15, but the control signal generator 17 ′ The content of the signal and the output destination of the control signal are different. That is, the control signal generation unit 17 ′ is configured by a signal generation circuit that generates a control signal for controlling the switching process of the connection changeover switch 21 based on the determination result by the data inversion determination unit 15. When the data inversion determination unit 15 determines that the electric field is correct, the state shown in FIG. 6 is sufficient, so that the first electrode 125 and the reception electrode 111 (signal electrode 129) are connected and A control signal for connecting the two electrodes 127 and the ground electrode 131 is generated and output to the connection changeover switch 21. When the data inversion determination unit 15 determines that the electric field has an opposite phase, the first electrode 125 and the ground electrode 131 are connected and the second electrode 127 and the reception electrode 111 (signal electrode 129) are connected. A control signal for connecting is generated and output to the connection changeover switch 21.
[0041]
Subsequently, the transceiver 3 according to the present embodiment. ₂ Will be described. Here, as in the first embodiment, a case will be described in which information is transmitted from another transceiver attached with the wearable computer 1 facing the living body 100, contrary to the case shown in FIG. 4. . Further, similarly to the state shown in FIG. 6, the connection changeover switch 21 is switched so that the first electrode 125 and the reception electrode 111 (signal electrode 129) are connected in advance and the second electrode 127 and the ground electrode 131 are connected. ing.
[0042]
First, when the electric field having the opposite phase shown in FIG. 2C is induced in the living body 100 by the transceiver on the transmitting side, the transceiver 3 on the receiving side. ₂ Then, the reception electrode 111 receives an electric field having an opposite phase. Then, the electric field detection optical unit 110 ′ detects an electric field, and converts the electric field into received electrical information (analog voltage signal).
[0043]
Next, signal processing such as amplification and noise removal is performed by the signal processing circuit 115 and output to the waveform shaping circuit 117 and the data inversion determination unit 15. In the output analog voltage signal, as shown in FIG. 2D, the slope of the top waveform of the packet is convex upward.
[0044]
Next, the data inversion determination unit 15 determines the slope of the waveform of the voltage signal based on the slope of the waveform at the head of the packet of the analog voltage signal output from the signal processing circuit 115 with respect to a predetermined slope. To determine whether it is reversed. Here, since the waveform shown in FIG. 2D is obtained, it is determined that an antiphase electric field has been received. As a result, the control signal generator 17 ′ generates a control signal for switching the connection of the connection changeover switch 21 and outputs the control signal to the connection changeover switch 21.
[0045]
Next, in the connection changeover switch 21, the first electrode 125 and the receiving electrode 111 are connected and the second electrode 127 and the ground electrode 131 are connected based on the control signal from the control signal generator 17 ′. The switch is switched to a pattern in which the first electrode 125 and the ground electrode 131 are connected and the second electrode 127 and the reception electrode 111 are connected. As a result, the electric field that has been directed from the first electrode 125 to the second electrode 127 is directed from the second electrode 127 to the first electrode 125. Therefore, in the analog voltage signal output from the signal processing circuit 115 via the polarization detection optical system 140 and the photoelectric conversion unit 143, as shown in FIG. It has become.
[0046]
Finally, the waveform shaping circuit 117 shapes the waveform of an analog voltage signal having a waveform as shown in FIG. 2B, converts it into a digital voltage signal, and sends it to the wearable computer 1 via the I / O circuit 101. Send.
[0047]
As described above, according to the present embodiment, it is determined whether or not the inclination of the top waveform of the packet of the electric signal related to the electric field induced in the living body 100 is reversed. By performing feedback control so that the roles of the first electrode 125 and the second electrode 127 provided in the electro-optic element 123 are changed, information reception processing is always performed in the same manner as when an electric field in the correct direction is received. Can do. As a result, the transceiver user can use the transceiver without worrying about the direction of the electric field induced by the transceiver for transmission.
[0048]
In each of the above embodiments, it is determined whether the slope of the waveform is inverted based on the analog voltage signal after the signal processing by the signal processing circuit 115. However, the present invention is not limited to this. The determination may be made before signal processing at 115 or after waveform shaping by the waveform shaping circuit 117. However, after waveform shaping is performed by the waveform shaping circuit 117, it is converted to a digital signal, and therefore, it is not determined based on the slope of the waveform, but is determined based on the signals “0” and “1”. It will be.
[0049]
In each of the above embodiments, the transmission electrode 105 and the reception electrode 111 are separate electrodes. However, the present invention is not limited to this, and the transmission electrode 105 and the reception electrode 111 may be formed as one electrode and may be a transmission / reception electrode.
[0050]
Further, in each of the above embodiments, a transceiver capable of transmitting and receiving information has been described. However, the present invention is not limited to this, and if information reception processing can be performed in the same manner as when an electric field of a correct direction is always received, It may be a receive-only transceiver.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is determined whether or not the inclination of the waveform of the electric signal related to the electric field induced in the living body is reversed. By outputting the information to the wearable computer 1, information reception processing can be performed in the same manner as when an electric field of the correct direction is always received. As a result, there is an effect that the user of the transceiver can use the transceiver without worrying about the direction of the electric field induced by the transceiver.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a transceiver 3 according to a first embodiment of the present invention. ₁ FIG.
FIG. 2A is a diagram showing a waveform of an electric signal related to an electric field for transmission induced in the living body 100. FIG.
FIG. 2B is a diagram showing a waveform of an electric signal output after the electric signal shown in FIG.
FIG. 2C illustrates a waveform of an electric signal related to an electric field having a phase opposite to that of the electric field illustrated in FIG.
FIG. 2D is a diagram showing a waveform of the electrical signal output after the electrical signal shown in FIG.
FIG. 3 shows a transceiver 3 according to a second embodiment of the present invention. ₂ FIG.
FIG. 4 is an image diagram when communication between a plurality of wearable computers is performed via a human body (living body 100).
FIG. 5 is an overall configuration diagram of a conventional transceiver 3 ′ used for performing data communication via a human body (living body 100).
FIG. 6 is a configuration diagram showing a detailed configuration of an electric field detection optical unit 110 in a conventional transceiver 3 ′.
FIG. 7 shows the direction of the electric field induced from the transceiver.
[Explanation of symbols]
1 Wearable computer
3 ₁ Transceiver (according to the first embodiment)
3 ₂ Transceiver (according to second embodiment)
3 'conventional transceiver
11 Inversion circuit [an example of inversion means]
13 Selection unit [an example of selection means]
15 Data inversion determination unit [an example of inversion determination means]
17 Control signal generator [an example of selection control means]
17 'control signal generator [an example of connection switching control means]
21 Connection changeover switch [an example of connection changeover means]
110 Electric field detection optical unit [an example of electric field detection means]
115 Signal processing circuit [an example of signal processing means]
123 Electro-optic element [an example of electro-optic means]
125 First electrode
127 Second electrode
140 Polarization detection optical system [an example of polarization detection optical means]
143 photoelectric conversion part [an example of photoelectric conversion means]
140 Polarization detection optical system [an example of polarization detection optical means]

Claims

A transceiver capable of receiving information via the electric field transmission medium by receiving information based on an electric field induced in the electric field transmission medium,
An electric field detection means for detecting an electric field transmitted by being induced in the electric field transmission medium, and converting the electric field into an electric signal as reception information;
Signal processing means for performing signal processing on the electrical signal converted by the electric field detection means;
Inversion means for inverting the waveform of the electrical signal processed by the signal processing means;
Selecting means for selecting any one of the electrical signal output from the signal processing means and the electrical signal output after being inverted by the inverting means, and outputting the selected signal to an external device;
An inversion determination means for determining whether or not the inclination of the electrical signal output from the signal processing means is inverted with respect to a predetermined inclination;
Selection control means for controlling the selection process of the selection means based on the determination result by the inversion determination means;
A transceiver characterized by comprising:

A transceiver capable of receiving information via the electric field transmission medium by receiving information based on an electric field induced in the electric field transmission medium,
A first electrode that can be selectively connected to one of the receiving electrode and the ground electrode that are in contact with the electric field transmission medium with an insulator interposed therebetween, and the other that is not connected to the first electrode A second electrode connectable to the electrode, and an electric field is induced and transmitted to the electric field transmission medium, whereby the polarization of the laser light incident between the first and second electrodes is changed. Electro-optic means that can be changed;
Connection switching means for switching the connection of the first electrode and the second electrode to the receiving electrode and the ground electrode;
Polarization detection optical means for converting the amount of change in polarization of laser light by the electro-optical means into intensity change;
Photoelectric conversion means for converting the transmitted electric field into an electric signal as a reception signal based on the intensity change of the laser beam by the polarization detection optical means;
Signal processing means for performing signal processing on the electrical signal converted by the photoelectric conversion means, and determining whether or not the slope of the electrical signal output from the signal processing means is reversed with respect to a predetermined slope. Reversal determination means;
Connection switching control means for controlling connection switching processing of the connection switching means based on a determination result by the inversion determination means;
A transceiver characterized by comprising:

The inversion determination means determines whether the inclination of the electric signal is inverted with respect to a predetermined inclination based on the inclination of the top waveform of the packet of the electric signal output from the signal processing means. The transceiver according to claim 1, wherein the transceiver is determined.