JP3974615B2 - Transceiver for electric field communication - Google Patents
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Description
本発明は、電界伝達媒体を介して電界により情報の送受信を行う電界通信用トランシーバに関する。 The present invention relates to a transceiver for electric field communication that transmits and receives information by an electric field through an electric field transmission medium.
携帯端末の小型化および高性能化により身体に装着可能なサイズにしたコンピュータ(ウェアラブルコンピュータ)が注目されている。そして、ウェアラブルコンピュータを適用した携帯端末を電界通信用のトランシーバに接続し、携帯端末間の通信を電界で行うようにした技術の開発が進められている(例えば特許文献1参照)。 Computers (wearable computers) that are sized to be worn on the body due to miniaturization and high performance of portable terminals have been attracting attention. And development of the technique which connects the portable terminal to which the wearable computer is applied to the transceiver for electric field communication, and performs communication between portable terminals by an electric field is progressing (for example, refer patent document 1).
電界通信用のトランシーバは、その基本的な機能として、信号送信時には送信すべき情報に基づいて電界伝達媒体である人体に電界を誘起させ、信号受信時には受信した電界に基づいて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信号を検出する。 The basic function of an electric field communication transceiver is to induce an electric field in the human body, which is an electric field transmission medium, based on information to be transmitted at the time of signal transmission, and laser light and electro-optics based on the received electric field at the time of signal reception. A signal is detected by an electro-optical method using the element.
図2は、このような人体を介して複数の携帯端末間で電界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、複数の携帯端末1が、それぞれトランシーバ3に接続され、各トランシーバ3は、電界通信用の送受信電極を介して人体に接触している。各携帯端末1は、これに接続されたトランシーバ3により人体に電界を誘起することで、他のトランシーバに接続された携帯端末に対してデータ通信を行うことが可能である。
FIG. 2 shows an image diagram when electric field communication is performed between a plurality of portable terminals via such a human body. As shown in the figure, a plurality of portable terminals 1 are connected to
また、各携帯端末1は、人体が壁等に設置されているトランシーバ3’aの送受信電極に接触したときに、このトランシーバ3’aに通信回線を通じて接続されているパーソナルコンピュータ5とデータ通信することが可能である。さらには、人体が床等に設置されているトランシーバ3’bの送受信電極に接触したときに、このトランシーバ3’bに通信回線を通じて接続されているパーソナルコンピュータ5とデータ通信することも可能である。
Each portable terminal 1 performs data communication with a
図3に示すように、従来のトランシーバ3は、入出力(I/O)回路101を介してウェアラブルコンピュータ等の携帯端末1に接続される。信号送信時には、この入出力回路101を介して携帯端末1から伝送されてきた信号を、送信回路103により電界送信用の信号にし、スイッチ104を介して送受信電極105に供給し、送受信電極105により絶縁体106を介して生体100に電界を誘起させる。一方、信号受信時には、生体100の他の部位で誘起され伝達されてきた電界を絶縁体106を介して送受信電極105により受信し、この受信電界を電気光学素子110の一端部に第二電極112を介して供給する。電気光学素子110の他端部は第一電極111を介してグランド電極113に接地される。この電気光学素子110にはレーザダイオード115からレーザ光が照射され、これに受信電界が結合することで、レーザ光の偏光状態が変化する。このように偏光状態が変化したレーザ光は、偏光検出光学系116で検出されて電気信号に変換され、信号処理回路117により雑音除去、波形整形などの処理が施され、入出力回路101により携帯端末1に伝送される。
As shown in FIG. 3, the
送受信判定部119は、スイッチ104に制御信号を送るためのものであり、I/O回路101から信号が出力されているときには送信時と判定してスイッチ104をオンさせ、信号処理回路117から信号が出力されているときには受信時と判定してスイッチ104をオフさせる。
このような構成のトランシーバ3は、送受信電極105に対して、電気光学素子110が第二電極112を介して接続されるとともに、送信回路103の出力がスイッチ104を介して接続されているため、電界受信時には送受信電極105で受信した電界信号が電気光学素子110とスイッチ104とに分配されてしまう。電界受信時にはスイッチ104はオフしてはいるが、半導体スイッチの場合には若干の信号が送信回路103の方へ漏洩するため、電気光学素子110に十分な電界信号が伝わらなくなり、電気光学素子110に入力される電界信号のレベルが低下し、通信不能になることがあった。
In the
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、送受信電極により受信した電界信号をそのレベルを低下させることなく、電気光学素子に入力させ得る電界通信用トランシーバを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an electric field communication transceiver that can input an electric field signal received by a transmission / reception electrode to an electro-optic element without lowering the level thereof. There is to do.
第1の本発明に係る電界通信用トランシーバは、電気光学素子と、電気信号を電界送信用の信号にして出力する送信回路と、電界通信用の送受信電極とを備え、前記送信回路の出力を前記電気光学素子の一端部に接続し、前記電気光学素子の他端部を前記送受信電極に接続したことを特徴とする。 A transceiver for electric field communication according to a first aspect of the present invention includes an electro-optic element, a transmission circuit that outputs an electric signal as a signal for electric field transmission, and a transmission / reception electrode for electric field communication, and outputs the transmission circuit. The electro-optical element is connected to one end, and the other end of the electro-optical element is connected to the transmission / reception electrode.
本発明にあっては、送信回路の出力を電気光学素子の一端部に接続し、電気光学素子の他端部を送受信電極に接続したことで、送信回路を送受信電極に接続しないようにして、送受信電極により受信した電界信号が送信回路へ漏洩することなく電気光学素子に入力されるようにする。 In the present invention, the output of the transmission circuit is connected to one end of the electro-optic element, and the other end of the electro-optic element is connected to the transmission / reception electrode, so that the transmission circuit is not connected to the transmission / reception electrode, The electric field signal received by the transmission / reception electrode is input to the electro-optic element without leaking to the transmission circuit.
第2の本発明に係る電界通信用トランシーバは、電界信号の受信時に、前記送信回路の出力を一定レベルの電圧にすることを特徴とする。 The transceiver for electric field communication according to the second aspect of the present invention is characterized in that, when receiving an electric field signal, the output of the transmission circuit is set to a constant level voltage.
本発明にあっては、電界信号の受信時に、送信回路で出力する信号のレベルを一定にすることで、電気光学素子に入力された電界が外部へ逃げやすくなり、電気光学素子の両端部間の電界を強くでき、結果的に受信感度を向上させることができる。 In the present invention, when the electric field signal is received, the level of the signal output from the transmission circuit is made constant so that the electric field input to the electro-optical element can easily escape to the outside, and between the both ends of the electro-optical element. Thus, the reception sensitivity can be improved.
本発明の電界通信用トランシーバによれば、送受信電極により受信した電界信号のレベルを低下させることなく、電気光学素子に入力させることができる。これにより、電気光学素子に入力される電界信号の信号雑音比(S/N)が改善され、良好な通信が可能となる。 According to the transceiver for electric field communication of the present invention, the electric field signal received by the transmission / reception electrode can be input to the electro-optic element without lowering the level. As a result, the signal-to-noise ratio (S / N) of the electric field signal input to the electro-optic element is improved, and good communication is possible.
以下、一実施の形態における電界通信用トランシーバについて説明する。 Hereinafter, a transceiver for electric field communication according to an embodiment will be described.
図1の回路ブロック図に示すように、本実施形態の電界通信用トランシーバ10は、ウェアラブルコンピュータ等の携帯端末1に接続される入出力(I/O)回路101と、この入出力回路101を介して携帯端末1から伝送されてきた電気信号を電界送信用の信号にして出力する送信回路103と、電界通信用の送受信電極105と、送信回路103の出力が第一電極111を介して一端部に接続され、送受信電極105が第二電極112を介して他端部に接続された電気光学素子110を備える。電気光学素子110には、例えば電気光学結晶を用いる。
As shown in the circuit block diagram of FIG. 1, an electric
信号送信時には、送信回路103から出力された交流の送信信号が電気光学素子110を介して送受信電極105に入力され、送受信電極105は、絶縁体106を介して生体100に送信信号に基づく電界を誘起させる。また、信号受信時には、別のトランシーバにより生体100に誘起され伝達されてきた電界を絶縁体106を介して送受信電極105により受信し、この受信電界を電気光学素子110に第二電極112を介して供給する。
At the time of signal transmission, an AC transmission signal output from the
電気光学素子110には、電流源114に接続されたレーザダイオード115からレーザ光が照射され、これに受信電界が結合することで、受信電界のレベルに応じてレーザ光の偏光状態が変化する。このように偏光状態が変化したレーザ光は、偏光検出光学系116で検出されて電気信号に変換され、信号処理回路117により雑音除去、波形整形などの処理が施され、入出力回路101を介して携帯端末1に伝送される。また、信号受信時には、送信回路103では、出力する信号のレベルを一定値に固定することで、電気光学素子110に入力された電界が外部へ逃げ易くしておく。
The electro-
このように、本実施の形態では、送信回路103の出力が、送受信電極105ではなく、電気光学素子110に接続されている。従来、電気光学素子110は、受信した電界信号を電気信号に変換するだけのためのものであったので、信号送信時に信号の伝達に電気光学素子110を利用しようという技術的な発想は全くなかった。しかし、電気光学素子110が、第一電極111と第二電極112とにより挟まれたコンデンサであると考えると、送信回路103から出力された送信信号の交流成分は、そのまま電気光学素子110を通過することになり、送信信号が送受信電極105に伝わることになる。本電界通信用トランシーバは、この点に着目し、電気光学素子110を受信時だけではなく、送信時にも利用することとし、送信回路103と送受信電極105との接続配線の変更を可能としたものである。
Thus, in this embodiment, the output of the
したがって、本実施の形態によれば、送信回路103の出力を電気光学素子110の一端部に第一電極111を介して接続し、電気光学素子110の他端部を第二電極112を介して送受信電極105に接続することにより、送信回路103を送受信電極105に接続しないようにしたことで、送受信電極105により受信した電界信号が送信回路103へ漏洩することなく電気光学素子110に入力されるので、電気光学素子110に入力される電界信号の信号雑音比(S/N)が改善され、良好な通信を実現することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the output of the
また、本実施の形態によれば、図3に示したスイッチ104およびスイッチ104をオンオフさせるための送受信判定部119が不要となるので、その分だけ回路規模を縮小できるとともに、送受信電極105により受信した信号がスイッチ104を介して漏洩することを確実に防止することができる。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施の形態によれば、電界受信時に、送信回路103で出力する信号のレベルを一定にすることで、電気光学素子110に入力された電界が外部へ逃げ易くなり、電気光学素子110の両電極111,112間の電界を強くでき、結果的に受信感度を向上させることができる。
In addition, according to the present embodiment, when the electric field is received, the level of the signal output from the
なお、信号送信時に送信信号が電気光学素子110を通過する際に、送信信号のレベルが低下することは考えられる。この場合には、例えば送信回路103の出力信号のレベルを増幅器等で増幅することで、レベル低下を防止することができる。
It is conceivable that the level of the transmission signal decreases when the transmission signal passes through the electro-
1…携帯端末,3…トランシーバ
5…パーソナルコンピュータ
10…電界通信用トランシーバ
100…生体,101…入出力回路
103…送信回路,104…スイッチ
105…送受信電極,106…絶縁体
110…電気光学素子
111…第一電極,112…第二電極
113…グランド電極,114…電流源
115…レーザダイオード
116…偏光検出光学系
117…信号処理回路,119…送受信判定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Portable terminal, 3 ...
Claims (2)
電気信号を電界送信用の信号にして出力する送信回路と、
電界通信用の送受信電極とを備え、
前記送信回路の出力を前記電気光学素子の一端部に接続し、前記電気光学素子の他端部を前記送受信電極に接続したことを特徴とする電界通信用トランシーバ。 An electro-optic element;
A transmission circuit that outputs an electric signal as a signal for electric field transmission; and
A transmission / reception electrode for electric field communication,
An electric field communication transceiver, wherein an output of the transmission circuit is connected to one end of the electro-optic element, and the other end of the electro-optic element is connected to the transmission / reception electrode.
2. The transceiver for electric field communication according to claim 1, wherein, when receiving an electric field signal, the output of the transmission circuit is set to a constant level voltage.
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