JP2016193069A - 通信回路、及び該通信回路を有した体内埋植装置 - Google Patents

Abstract

【課題】損失の少ない負荷変調通信を行うこと。【解決手段】 通信回路４００は、コイルリンクを用いて交流電力を電力送信回路１００から電力受信回路２００へ伝送する。また、通信回路４００の受信回路２００は、受信する交流電力を、直流電力である整流出力に変換する整流回路２２０と、第１電流経路Ｐ１と、第２電流経路Ｐ２とを有し、第１電流経路Ｐ１の第１電圧Ｖ１と，第２電流経路Ｐ２の第２電圧Ｖ２と，の電圧比を一定に維持するチャージポンプ回路２３０と、電力受信回路２００から電力送信回路１００へ伝送すべき情報を示す信号に応じて、第１電流経路Ｐ１へ整流出力を入力させる第１入力状態と、第２電流経路Ｐ２へ整流出力を入力させる第２入力状態と、に切換えるスイッチング回路２４０と、を備え、更に、第１入力状態と第２入力状態との切換に伴う電力送信回路１００での負荷抵抗の変化に基づいて、信号に関する情報を得るデータ受信回路を備える。【選択図】 図４

Description

本開示は、電力および情報伝達のための通信回路及びその通信回路を備える体内埋植装置に関する。

近年、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）技術を用いて、非接触状態で、受信装置、送信装置の間で、情報や電力のやり取りをするものが知られている。（例えば、特許文献１参照）。このような装置は、無線ＩＣタグとも呼ばれ、応用範囲が広く、送信側（装置本体）と受信側（ＩＣタグ側）とがコイルリンクにて結合され、無線で情報および電力の送受信がされるようになっている。

また、上述した無線ＩＣタグの技術を用いて、無線で電力および情報の送受信を行う体内埋植装置が、医療分野において、提案されている。例えば、失明治療方法の一つとして、電極を有する装置を眼内等に埋植し、視覚を形成する細胞に対して電極から刺激パルスを出力して刺激することで、失われた視覚機能の一部を代行させる視覚再生補助装置の研究がされている。このような視覚再生補助装置は、外部から画像情報を得るために患者の体外に設置される体外装置と、患者に電気刺激を与えて視覚の再生を促すために体内に設置される体内装置とから構成されている。

例えば、特許文献２には、体内装置おいて負荷を変調することで、体内装置から体外装置側への情報伝送を行う装置が開示されている。即ち、体内装置に負荷変調回路を設け、体外装置側へ情報を送るための信号に応じて負荷抵抗を変更することで、体外装置における共振波形に、信号に応じた振幅変化を生じさせる。この振幅変化を利用して、体内装置から体外装置への情報伝送を行う。

特開２０００−１３７７７９号公報 特開２００７−２０８９３５号公報

ところで、上述したような体内埋植装置は、長時間動作させるために装置の消費電力を抑制しつつ、効率良く動作させることが求められている。

特許文献２に開示される構成では、負荷変調回路における負荷で電力が消費されてしまう。結果、体内装置において、電力が効率良く利用されない。

本開示は、従来技術の問題点に鑑み、損失の少ない負荷変調通信を行うことのできる通信回路、および該通信回路を用いた体内埋植装置を提供することを技術課題とする。

本開示の第１態様に係る通信装置は、１次コイルを有する電力送信回路と，２次コイルを有する電力受信回路と，を備え、前記１次コイルと前記２次コイルとのコイルリンクを用いて交流電力を前記電力送信回路から前記電力受信回路へ伝送する通信回路であって、前記電力受信回路は、前記コイルリンクにより受信する交流電力を、直流電力である整流出力に変換する整流回路と、第１電流経路と、前記第１電流経路とは別に設けられた第２電流経路とを有し、第１電流経路から出力される第１電圧と，前記第２電流経路から出力される第２電圧であって前記第１電圧とは異なる電圧値を持つ第２電圧と，の電圧比を一定に維持するチャージポンプ回路と、前記電力受信回路から前記電力送信回路へ送信しようとする信号に応じて、前記第１電流経路へ前記整流出力を入力させる第１入力状態と、前記第２電流経路へ前記整流出力を入力させる第２入力状態と、に切換えるスイッチング回路と、を備え、更に、前記第１入力状態と前記第２入力状態との切換に伴う前記電力送信回路での負荷抵抗の変化に基づいて、前記信号に関する情報を得る情報取得回路と、を備える。

本開示の第２態様に係る生体埋植装置は、バッテリーを有し、体外に設置される体外装置と、前記体内に設置される体内装置と、を備え、前記体外装置から前記体内装置へと電力を伝送し、前記体内装置から前記体外装置へと信号を送信するために上記第１態様に係る通信回路を備える。

本開示によれば、負荷変調を利用して、良好に損失の少ない負荷変調通信を行うことができる。

視覚再生補助装置の外観を示した図である。 体内装置の概略構成を示した図である。 患者眼に刺激部を設置した一例を示す図である。 通信回路の回路構成を示した図である。 電力受信回路から、電力送信回路への情報通信に関する制御のタイミングチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本開示における実施の形態を説明する。なお、本開示の通信回路を用いた一つの実施形態として、視覚再生補助装置（体内埋植装置の一例）を例に挙げて説明する。

図１に示すように、視覚再生補助装置１は、体外装置１０と、体内装置２０とを主に有する。体外装置１０は、外界を撮影するための撮影装置１２備える。また、体内装置２０は、網膜を構成する細胞又は組織に電気刺激を与え、擬似光覚（フォスフェン）を発生させる。

図１に示すように、体外装置１０は、バイザー１１と、撮影装置１２と、外部デバイス１３と、電力送信回路１００と、を備える。

バイザー１１は、患者に、視覚再生補助装置１を装着するために設けられている。バイザー１１は、眼鏡形状をしており、図１に示すように、患者の眼前に装着される。本実施形態において、撮影装置１２は、バイザー１１の前面に取り付けられる。

撮影装置１２は、例えば、２次元ＣＣＤ等からなるカメラであってもよい。撮影装置１２は、患者の周囲環境（より詳細には、ユーザの前方の外界像）を撮像する。

外部デバイス１３は、制御部１３ａと、直流電源１３ｂとを有する。制御部１３ａは、視覚再生補助装置１の各部の動作を制御する。制御部１３ａは、ＣＰＵおよびメモリ等から構成される処理装置でもよい。制御部１３ａは、例えば、撮影装置１２で撮影される画像に基づいて、刺激制御情報（電気刺激パルス用データともいう）を生成する。この刺激制御情報は、電気刺激を制御するためのデータである。刺激制御情報と、直流電源１３ｂからの直流電力とは、電力送信回路１００へ出力される。

電力送信回路１００は、１次コイルＬ１と、２次コイルＬ２と、の間で、電力および情報のやり取りを行うための電気回路（図４参照）が設けられている。電力送信回路１００は、直流電源１３ｂからの直流電力から交流電力（搬送波）を生成する。電力送信回路１００は、更に、制御部１３ａから得た刺激制御情報を、搬送波に重畳させる。つまり、刺激制御情報によって搬送波が変調される。電力送信回路１００は、変調された搬送波に基づいて、電力および情報を体内装置２０へ送信する。なお、搬送波の変調方法としては、振幅変調、周波数変調、位相変調等の様々な手法から、適宜選択しうる。

次に、図２を参照し、体内装置２０の概略構成を示す。体内装置２０は、送受信部３０と、刺激部４０と、配線５０と、を備える。

送受信部３０は、体外装置１０から送信された電力および情報を受信する装置である。送受信部３０には、電力受信回路２００が設けられている。電力受信回路２００は、体外装置１０から送信された電力および情報を無線で受信するために利用される。更に、送受信部３０には、体外装置１０から受信した情報に基づき、体内装置２０の各部を制御する制御回路（例えば、ＣＰＵおよびメモリ）、および、クロック回路、等（いずれも図示せず）を含んでいてもよい。

本実施形態において、電力受信回路２００は、２次コイルＬ２を含む。本実施形態では、１次コイルＬ１と、２次コイルＬ２とは、磁気的に結合している。故に、本実施形態の視覚再生補助装置１は、１次コイルＬ１と、２次コイルＬ２とのコイルリンクによって、体外装置１０（主には、後述の電力送信回路１００）と体内装置２０（主には、電力受信回路２００）との間で、電力、および情報の受け渡しが可能となる。ここで、本実施形態では、電力については、体外装置１０から体内装置２０への一方向へ伝送される。一方、情報については、体外装置１０と体内装置２０との間で相互に通信される。例えば、送受信部３０が体外装置１０から受信する情報としては、前述の電気刺激パルス用信号等（本実施形態では、交流電力に重畳された状態で取得する）が含まれる。一方、送受信部３０が体外装置１０側へ送信する情報としては、例えば、体内装置２０側の動作状態（正しく動作されているか等）を表す情報である応答信号等であってもよい。但し、送受信部３０から体外装置１０側へ送信する情報はこれに限られるものではない。例えば、体外装置における動作を制御する制御信号を送信してもよく、更に、その他の情報を送信してもよい。なお、送受信部３０から体外装置１０側へ情報を送信する方法の詳細な説明については、後述する。

刺激部４０は、網膜を構成する細胞を電気刺激する。刺激部４０には、複数の電極４１と、刺激制御回路４２と、を主に備える。刺激部４０は、複数の配線５０で、電力受信回路２００と電気的に接続される。

電極４１は、電気刺激パルス信号を、被検者の視覚に関する細胞又は組織に対して出力する。電極４１は、金・白金等の生体適合性が高い貴金属で、基板４３上に形成される。電極４１は、刺激制御回路４２と電気的に接続されている。

刺激制御回路４２は、基板４３上にフリップチップ実装されている。刺激制御回路４２は、電力受信回路２００からの制御信号に基づいて、電気刺激パルス信号を電極４１の各々へ振り分ける。各電極４１から出力する電気刺激パルス信号によって網膜を構成する細胞が電気刺激され、患者は視覚（疑似光覚）を得る。

なお、以上のような構成を備える視覚再生補助装置１の体内装置２０は、患者の体内の所定位置に設置される。図３は患者眼Ｅに刺激部４０を設置した一例を示す図である。この場合、基板４３上に形成される電極４１を脈絡膜Ｅ２に接触させた状態で、基板４３の一部は、強膜Ｅ３と脈絡膜Ｅ２との間に設置される。また、基板４３の刺激制御回路４２部分は、強膜Ｅ３の外側に置かれる。この基板４３の設置は、強膜Ｅ３の一部を切開して強膜ポケットを形成させておき、この強膜ポケット内（脈絡膜Ｅ２の外側）に基板４３の電極部分を挿入し設置後、縫合等により基板４３を固定することにより行われる。

なお、本実施形態における体内装置２０は、不関電極３４を有する。この不関電極３４は、例えば、眼内中央の前眼部よりの位置に置かれる。このようにした場合、網膜Ｅ１は、電極４１と不関電極３４（対向電極）との間に位置する。その結果、電極４１からの電気刺激パルス信号が、効率的に網膜Ｅ１を通過する。

なお、本実施形態では、刺激部４０を強膜Ｅ３側に設置して、強膜側（脈絡膜側）から網膜Ｅ１を構成する細胞に対して電気刺激を与える構成とした。しかし、電極４１（又は、刺激部４０全体）の配置は、必ずしもこれに限るものではない。患者眼の視覚を構成する組織又は細胞に対し、好適に刺激が可能な位置に、電極を設置できればよい。例えば、刺激部４０を患者眼の眼内（網膜上や網膜下）に置き、電極を網膜下（網膜と脈絡膜との間）や網膜上に設置させてもよい。

次に、図４を参照して、本実施形態における通信回路４００の構成を説明する。通信回路４００は、電力送信回路１００と、電力受信回路２００と、データ受信回路３００と、を含む。電力送信回路１００は、交流電力発生回路１１０と、第１共振回路１２０と、整合回路１３０と、を少なくとも含む。また、各回路１１０，１２０，１３０は、電気的に接続されている。

交流電力発生回路１１０は、電力送信回路１００における交流電源として利用される。本実施形態において、交流電力発生回路１１０は、直流電源１３ｂから供給される直流電力を、所定の周波数帯域の交流電力（以下、搬送波と記す）に変換するインバータ回路を備える。また、交流電力発生回路１１０は、直流電力から交流電力に変換した後で、その交流電力を、制御部１３ａからのデータ（例えば、刺激制御情報）に基づいて変調させ、これにより、搬送波に情報を重畳させる変調回路を有してもよい。

共振回路１２０は、１次コイルＬ１と、コンデンサＣ１とを有する。共振回路１２０には、交流電力発生回路１１０で生成される交流電力が、整合回路１３０を介して導かれる。

整合回路１３０は、交流電力発生回路１１０と、共振回路１２０とのインピーダンス整合をとるための回路である。整合回路１２０は、例えば、コンデンサ、コイル等によって構成されてもよい。

一方、電力受信回路２００は、第２共振回路２１０と、整流回路２２０と、チャージポンプ回路２３０と、スイッチング回路２４０と、を備える。

図４に示す第２共振回路２１０は、２次コイルＬ２と、コンデンサＣ２と、を有する。本実施形態では、交流電力が１次コイルＬ１へ流れると、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２とのコイルリンクにより、交流電力が、電力送信回路１００から電力受信回路２００へ伝送される。伝送された交流電力は、整流回路２２０へ導かれる。

本実施形態では、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２との磁気共鳴を利用して、交流電力が伝送されるものとする。但し、必ずしもこれに限られるものではなく、電磁誘導を利用する方式もありうる。

整流回路２２０は、整流素子（ダイオード）を備えており、第２共振回路２１０によって受信された交流電力を、直流電力（以下、整流出力と称す）に変換する。図４においては、整流回路２２０において、全波整流回路の一種である単相ブリッジ整流回路が設けられている。この場合、図４に示すように、４つの整流素子Ｄ１〜Ｄ４が配置される。本実施形態では、整流素子Ｄ１〜Ｄ４として、ショットキーバリアダイオードが使用される。これは、電圧損失の比較的少ない整流素子である。勿論、これ以外の整流素子が利用されてもよい。また、整流回路２２０には、コンデンサＣ３を用いて平滑回路が形成される。本実施形態において、コンデンサＣ３としては、比較的小容量のコンデンサが利用される（例えば、１００ｐＦ程度）。整流回路２２０の高電圧側の出力端子と、接地側の出力端子とに、コンデンサＣ３の一端と他端がそれぞれ接続される。これにより、整流回路２２０の出力が平滑化される。平滑化された整流出力は、チャージポンプ回路２３０へ入力される。整流出力の直流電圧を、Ｖｒとして図４に示す。また、以下、整流回路２２０における高電圧側出力端子のことを、整流出力端子と称す。

チャージポンプ回路２３０は、第１電流経路Ｐ１と、第１電流経路Ｐ１とは別に設けられた第２電流経路Ｐ２とを少なくとも有する。ここで、第１電流経路Ｐ１の電圧を、第１電圧Ｖ１と称し、第２電流経路Ｐ２の電圧を、第２電圧Ｖ２と称する。チャージポンプ回路２３０は、第１電圧Ｖ１と、第２電圧Ｖ１と、の電圧比が一定になるように動作する。

例えば、図４に例示したチャージポンプ回路２３０は、第１電圧Ｖ１と、第２電圧Ｖ２と、の電圧比を、２：１で一定に維持する２倍圧の回路である。なお、チャージポンプ回路としては、３倍圧など、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との電圧比が、本実施形態とは異なる回路であっても良い。第１電流経路Ｐ１から出力される第１電圧Ｖ１、第２電流経路Ｐ２から出力される第２電圧は、体内装置側のロジック回路、刺激制御回路（例えば、マルチプレクサ）の動作電圧等として、適宜利用され得る。第１電圧Ｖ１と、第２電圧Ｖ２とは、それぞれ別々の部材の動作電圧として利用されてもよい。また、レギュレーターで同じ電圧に調節して、電圧出力を一本化してもよい。

図４において、チャージポンプ回路２３０は、コンデンサＣ４，Ｃ５，Ｃ６と、スイッチＳ１，Ｓ２と、制御回路２３１と、を有する。第１電流経路Ｐ１には、一端が接地されたコンデンサＣ４がぶら下げられている。また、第２電流経路Ｐ２には、一端が接地されたコンデンサＣ５がぶら下げられている。コンデンサＣ６は、一端がスイッチＳ１と、他端がスイッチＳ２とそれぞれ接続されており、スイッチＳ１，Ｓ２の接続状態に応じて、コンデンサＣ６に与えられる電位差が切換えられる。コンデンサＣ４〜Ｃ６の容量は、例えば、それぞれ、数μＦ程度である（コンデンサＣ２の容量に対して、数千〜数万倍の容量を持つ）。スイッチＳ１は、コンデンサＣ６の一端を、第１電流経路Ｐ１に接続する（図４では、端子ａに接続する）第１接続状態と、第２電流経路Ｐ２に接続する（図４では、端子ｂに接続する）第２接続状態とに切換わる。また、スイッチＳ２は、コンデンサＣ６の他端を、第２電流経路Ｐ２接続する（図４では、端子ｃに接続する）第１接続状態と、接地に接続する（図４では、端子ｄに接続する）第２接続状態と、に切換わる。各スイッチＳ１，Ｓ２の接続状態は、制御回路２３１によって制御される。制御回路２３１は、各スイッチＳ１，Ｓ２を同期して制御する。具体的には、制御回路２３１は、スイッチＳ１を第１接続状態とするときは、スイッチＳ２も第１接続状態とし、スイッチＳ１を第２接続状態とするときは、スイッチＳ２も第２接続状態に切換える。制御回路２３１は、一定間隔（例えば、１０ＫＨｚ程度）で、各スイッチの状態を切換える。その結果として、各コンデンサＣ４，Ｃ５，Ｃ６に蓄えられる電荷が随時移動することで、第１電流経路Ｐ１から出力される第１電圧Ｖ１と、第２電流経路Ｐ２から出力される第２電圧Ｖ２と、の電圧比が、２：１の一定の比に維持される。チャージポンプ回路は、変換効率が高く、電力の損失は相当少ない（理想的にはゼロ）。また、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２の出力電力合計が一定である場合、チャージポンプ回路２３０の第１電流経路Ｐ１（つまり、第１電圧Ｖ１側）へ整流出力を接続する場合に対して、第２電流経路Ｐ２（つまり、第２電圧Ｖ２側）へ整流出力を接続する場合の整流出力電圧は１／２となり、整流出力電流は２倍となる。つまり、整流回路２３０の出力インピーダンスは４倍となる。よって、整流出力端子を、第１電流経路Ｐ１と、第２電流経路Ｐ２とのいずれに接続するかによって、コイルＬ２に対する負荷抵抗の大きさを、少ない電力損失（理想的には、電力損失ゼロ）で変調することができる。

スイッチング回路２４０は、整流回路２２０からの整流出力が導かれる経路を切換える。本実施形態におけるスイッチング回路２４０によって、チャージポンプ回路２３０の第１電流経路Ｐ１に整流出力を入力させる第１入力状態と、第２電流経路Ｐ２に整流出力を入力させる第２入力状態と、に整流出力の経路が切換えられる。

スイッチング回路２４０には、電力受信回路２００から電力送信回路１００へ伝送すべき情報を示す信号（以下、「データ信号」と称す）が入力される。スイッチング回路２４０は、入力されるデータ信号に応じて、整流出力の経路を切換える。データ信号は、例えば、電圧値が互いに異なる、ハイレベル信号と、ローレベル信号と、の２種類の信号の組み合わせからなるデジタル信号であってもよい。また、ワンショットのパルス信号等であってもよい。本実施形態のスイッチング回路２４０は、データ信号の信号レベルに応じて、整流出力が入力される経路を、Ｐ１とＰ２のいずれか一方に設定する。

一例として、図４に示したスイッチング回路２４０は、スイッチＱ１と、スイッチＱ２と、タイミング回路２４１とを含む。スイッチＱ１は、整流出力端子（本実施形態では、整流回路２２０の高電圧側出力端子）と、第１電流経路Ｐ１との間に設けられており、スイッチＱ２は、整流出力端子と第２電流経路Ｐ２との間に設けられている。図４において、スイッチＱ１，Ｑ２は、整流出力端子と各電流経路Ｐ１，Ｐ２との接続、および未接続を切換えるスイッチである。スイッチＱ１，Ｑ２のそれぞれは、例えば、トランジスタ（例えば、ＦＥＴ）であってもよい。例えば、図４に示すように、スイッチＱ１は、ハイレベル信号が入力される場合に、接続状態（ＯＮ状態）となり、ローレベル信号が入力される場合に未接続状態（ＯＦＦ状態）となるｎ型の回路であってもよい。一方、スイッチＱ２は、ハイレベル信号が入力される場合に、未接続状態（ＯＦＦ状態）となり、ローレベル信号が入力される場合に接続状態（ＯＮ状態）となるｐ型の回路であってもよい。なお、スイッチＱ１，Ｑ２と、ｎ型、ｐ型、の対応関係は、それぞれ上記と逆であってもよい（つまり、スイッチＱ１がｐ型、且つ、スイッチＱ２がｎ型でもよい）。つまり、本実施形態において、スイッチＱ１およびスイッチＱ２は、オンとなる信号のレベルが互いに異なる。

タイミング回路２４１には、データ信号が入力される。タイミング回路２４１は、受信した信号を、スイッチＱ１およびスイッチＱ２のそれぞれに対し、出力する。その際、タイミング回路２４１は、スイッチＱ１およびスイッチＱ２が、各スイッチの寄生ダイオード等によって同時にＯＮ状態とならないように、各スイッチＱ１，Ｑ２への信号出力のタイミングをそれぞれ制御する。例えば、スイッチング回路２４１は、スイッチＱ１に送信するハイレベル信号の立ち上がりと、スイッチＱ２に送信するハイレベル信号に対してわずかに遅延させてもよい。また、スイッチＱ２に送信するハイレベル信号の立下りを、スイッチＱ１に送信するハイレベル信号に対して遅延させてもよい。このような構成により、スイッチング回路２４０は、スイッチＱ１，Ｑ２のいずれか一方を、接続状態（ＯＮ状態）とした場合、他方を未接続状態（ＯＦＦ状態）にする。また、データ信号の信号レベルに応じて、接続状態になるスイッチが入れ替わる（図５参照）。但し、スイッチング回路２４０は、データ信号に基づいてスイッチＱ１，Ｑ２のいずれか一方を、接続状態（ＯＮ状態）とした場合、他方を未接続状態（ＯＦＦ状態）にする構成であればよく、図４で示した回路構成に限定されるものではない。

なお、スイッチング回路２４０は、接続状態が切換わる度に、ごく短い時間、両方のスイッチが同時にＯＦＦ状態となる。このとき、コンデンサＣ３によって、回路に不正な電流が流れることが抑制される。

前述したように、第１電流経路Ｐ１に整流出力が入力される場合と、第２電流経路Ｐ２に整流出力が入力される場合とで、電力受信回路２００における負荷が異なる。この負荷は、スイッチング回路２４０によって、整流出力が導かれる経路が切換えられることで、変調される。スイッチング回路２４０は、データ信号に基づいて経路を切換えるので、電力受信回路２００には、データ信号に応じた負荷が設定されることとなる。

ここで、本実施形態におけるコンデンサＣ３は、コンデンサＣ４，Ｃ５，Ｃ６に比べて容量が小さい。このため、スイッチＱ１，Ｑ２のＯＮ／ＯＦＦ時における、コンデンサＣ３からの電荷の移動が、チャージポンプ回路２３０の出力に与える影響を抑制できる（例えば、ほぼ無視できる）。つまり、チャージポンプ回路２３０の各電流経路Ｐ１，Ｐ２からは、安定した電圧をそれぞれ取り出すことができる。

本実施形態では、電力送信回路１００から、電力受信回路２００への電力伝送が、コイルリンクで行われているため、電力受信回路２００における負荷の変化は、電力送信回路１００の共振回路１２０の負荷（より具体的には、コイルＬ１の等価直列抵抗）の変化として検出できる。共振回路１２０での負荷が変化することで、共振回路１２０における共振波形の振幅（例えば、電圧値）も変化する（図５参照）。よって、共振波形の振幅から、負荷を検出することもできる。

データ受信回路３００は、電力受信回路２００における負荷を、整合回路１３０における共振電圧に基づいて検出するものとする。但し、これに限られるものではなく、負荷を検出する共振電圧は、共振回路１２０上の電圧であってもよい。データ受信回路３００は、検波回路を備え、その検波回路で、例えば、共振電圧の波形を包絡線検波してもよい（図５参照）。

また、データ受信回路３００は、電力送信回路１００での負荷変化の検出結果から、データ信号を復調する。データ受信回路３００は、振幅変化を２値化してデジタル信号（０、１）に変換することで、データ信号を（受信データとして）復調するようにしてもよい（図５参照）。

以上の通り、電力受信回路２００は、チャージポンプ回路２３０を利用した電力ロスの少ない負荷変調を行うことで、データ信号によって示される情報を、電力送信回路１００（つまり、体外装置側）に伝送する。つまり、電力受信回路２００は、少ない消費電力で送信データを電力送信回路１００に送ることができる。その結果、視覚再生補助装置１を、バッテリー電力で長時間にわたって動作させやすくなる。

また、電力受信回路２００における送信データを送信するための構成は、小型の素子（コンデンサ、スイッチ等）によって構成可能である。よって、電力受信回路２００を小型化しやすい。このことは、生体に埋植される体内装置３０の小型化に有利である。

以上、実施形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、様々な変形が可能であることは勿論である。

例えば、上記実施形態において、スイッチング回路２４０は、データ信号でそのままスイッチＳ１，Ｓ２の切換えを制御した。しかし、必ずしもこれに限られるものではない。

また、通信回路４００は、電力受信回路２００に対し、更に複数のチャージポンプ回路を設け、電圧比の異なる電流経路を、３つ以上備える構成であってもよい。また、スイッチング回路は、それらの電流経路に対し、データ信号に基づいて択一的に整流出力を入力させてもよい。この場合、例えば、４本の電流経路が形成される場合には、４種類の負荷抵抗を用いて、情報を送信できるので、最大２ビット単位での通信が可能となる。

また、上記実施形態において、データ信号は、信号レベル（電圧）の高低で、２値化データを示すものであった。そのため、スイッチング回路２４０は、データ信号を構成する各信号の信号レベルに応じて、整流出力が入力される電流経路を切換えるものであった。しかし、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、データ信号が、送信データに基づいて搬送波を変調させたものである場合（例えば、振幅変調信号、周波数変調信号、周期変調信号等）、スイッチング回路２４０は、データ信号における振幅、周波数、周期等に応じて、整流出力が入力される電流経路を切換える構成としてもよい。

１ 視覚再生補助装置
１０ 体外装置
２０ 体内装置
１００ 電力送信回路
１１０ 交流電力発生回路
１２０ 第１共振回路
１３０ 整合回路
２００ 電力受信回路
２１０ 第２共振回路
２２０ 整流回路
２３０ チャージポンプ回路
２４０ スイッチング回路
３００ データ受信回路
４００ 通信回路
Ｌ１ １次コイル
Ｌ２ ２次コイル
Ｓ１，Ｓ２ スイッチ

Claims (5)

1. １次コイルを有する電力送信回路と，２次コイルを有する電力受信回路と，を備え、前記１次コイルと前記２次コイルとのコイルリンクを用いて交流電力を前記電力送信回路から前記電力受信回路へ伝送する通信回路であって、
   前記電力受信回路は、前記コイルリンクにより受信する交流電力を、直流電力である整流出力に変換する整流回路と、
   第１電流経路と、前記第１電流経路とは別に設けられた第２電流経路とを有し、第１電流経路から出力される第１電圧と，前記第２電流経路から出力される第２電圧であって前記第１電圧とは異なる電圧値を持つ第２電圧と，の電圧比を一定に維持するチャージポンプ回路と、
   前記電力受信回路から前記電力送信回路へ伝送すべき情報を示す信号に応じて、前記第１電流経路へ前記整流出力を入力させる第１入力状態と、前記第２電流経路へ前記整流出力を入力させる第２入力状態と、に切換えるスイッチング回路と、を備え、
   更に、前記第１入力状態と前記第２入力状態との切換に伴う前記電力送信回路での負荷抵抗の変化に基づいて、前記信号に関する情報を得る情報取得回路と、を備えることを特徴とする通信回路。
2. 前記スイッチング回路は、データ信号に含まれる一定量の情報単位で、前記第１入力状態と前記第２入力状態との切換を行う請求項１記載の通信回路。
3. 前記チャージポンプ回路は、第１電流経路、および第２電流経路の少なくとも一方に接続され得る複数の第１コンデンサを有し、
   前記整流回路は、前記整流出力の出力端子と接地との間に、前記第１コンデンサに対して容量が小さい第２コンデンサを接続した平滑回路を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の通信回路。
4. バッテリーを有し、体外に設置される体外装置と、
   前記体内に設置される体内装置と、を備え、
   前記体外装置から前記体内装置へと電力を伝送し、前記体内装置から前記体外装置へと信号を送信するために請求項１から３のいずれかに記載の通信回路を備えることを特徴とする体内埋植装置。
5. 前記体外装置は、外部からの画像情報を得るカメラを有し、
   前記体内装置は、眼内に埋植される電極を備え，前記電極から被検者眼の視覚を形成する細胞に電気刺激を与えることで疑似光覚を発生させる体内埋植装置。

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