JP3910946B2

JP3910946B2 - トランシーバ

Info

Publication number: JP3910946B2
Application number: JP2003278172A
Authority: JP
Inventors: 満品川; 克幸落合; 直志美濃谷; 信太郎柴田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2003-07-23
Filing date: 2003-07-23
Publication date: 2007-04-25
Anticipated expiration: 2023-07-23
Also published as: JP2005045586A

Description

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、送信状態か受信状態かを判定して、送受信動作の択一的切り替えが可能なトランシーバに関する。

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。

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。図４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。

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って、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５を用いて更に詳しく説明する。

図５は、人体（生体１００）を介した情報（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、送受信電極１０５および絶縁膜１０７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、送受信電極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。

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１０７を介して送受信電極１０５で受信し、受信部１１９に伝達させる。この受信部１１９は、電界検出光学部１１０、信号処理回路１１５、波形整形回路１１７によって構成されている。

このうち、電界検出光学部１１０では、上記送受信電極１０５で受信した電界を電界検出光学部１１０における不図示の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。

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’’により送信情報（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、受信情報（データ）として受信することができる。

ところで、送受信電極１０５が生体１００の他の部位からの送信情報に基づく電界を受信しつつある場合に、送受信電極１０５には送信部１０３が常に接続されているため、送信部１０３から送受信電極１０５に、例えばトランシーバ３’’を駆動させるための不図示の電源から雑音が供給され、この雑音による電界が送受信電極１０５から生体１００に誘起されて、同じトランシーバ３’’は勿論のこと、他のトランシーバ３’’の送受信電極１０５にも伝達され、誤動作の原因になるという問題がある。

そこで、本出願人は、図６に示すようなトランシーバ３’を案出した。このトランシーバ３’では、送受信電極１０５と送信部１０３との間に第１のスイッチ２０４が設けられ、受信部３１９’とＩ／Ｏ回路１０１との間に第２のスイッチ２１３が設けられている。

また、トランシーバ３’には、送信部１０３への信号と受信部３１９’からの信号を入力して、送信動作状態か受信動作状態かを判定し、その判定結果を送信部１０３、第１のスイッチ２０４、受信部３１９’、及び第２のスイッチ２１３にそれぞれ出力するための送受信判定部２１１が設けられている。

そして、送受信判定部２１１は、送信部１０３に供給される送信情報または受信部３１９’からの出力信号に基づき送信動作状態または受信動作状態かを判定し、この判定の結果、送信動作状態であると判定した場合には、送信部１０３の送信動作を開始させるとともに受信部３１９’の動作を停止させるように制御する。また、送受信判定部２１１が、送信動作状態でないと判定した場合には、送信部１０３の動作を停止させるとともに受信部３１９’が受信動作を行い得るように制御する。また、送受信判定部２１１が送信動作状態でないと判定した状態において受信動作状態でもないと判定した状態が所定時間以上継続した場合には、受信部３１９’を待ち受け状態に設定するように制御する。

また、第１のスイッチ２０４は、アナログスイッチで構成されてもよいものであり、送受信判定部２１１が送信動作状態であると判定した場合には、送信部１０３を送受信電極１０５に接続し、送信動作状態でないと判定した場合には、送信部１０３を送受信電極１０５から切り離すように動作する。また、第２のスイッチ２１３は、アナログスイッチで構成されてもよいものであり、送受信判定部２１１が送信動作状態であると判定した場合には、受信部３１９’を入出力回路１０１から切り離し、送信動作状態でないと判定した場合、受信部３１９’を入出力回路１０１に接続するように動作する。

また、図６に示す受信部３１９’は、図５に示す受信部１１９の構成と異なるため、この受信部３１９’の内部構成を詳細に説明する。尚、電界検出光学部１１０の構成は、図５に示すトランシーバ３’’のものと同じであるため、その説明を省略する。

受信部３１９’は、電界検出光学部１１０、この電界検出光学部１１０の出力を増幅する増幅手段であるアンプ３１１、このアンプ３１１から出力される信号の雑音を除去するフィルタ３１３、このフィルタ３１３から出力される信号を時間的に遅延させる遅延手段であるディレイ３２５、上記フィルタ３１３から出力される信号の波形のピークを保持するような出力信号（すなわち信号波形のエンベロープをなぞったような出力信号）を生成するピークホールド３２１、このピークホールド３２１から出力される信号を所定の固定比較電圧と比較する第２のコンパレータ３２３、上記ディレイ３２５からの出力信号と第２のコンパレータ３２３からの出力信号とを比較する第１のコンパレータ３２７、およびこの第１のコンパレータ３２７から出力される信号のデューティを補正するデューティ補正部３２９によって構成されている。尚、ピークホールド３２１と第２のコンパレータ３２３によって、パケット抽出部３２０を構成している。

このように構成される受信部３１９’は、受信信号のパケットのない時のアナログＧＮＤレベル付近に存在するノイズを適確に除去し、デジタルＧＮＤレベルに対して高レベルと低レベルを明確にするとともに、デューティを適正に補正した受信信号を出力するものであり、更にノイズ除去機能を適確にすることができる。但し、第１のコンパレータ３２７からは既にデューティが適正な値になった受信信号が出力されるようになっているため、場合によってはデューティ補正部３２９はなくてもよい。

次に、図７に示すタイミング図を参照して、図６に示すトランシーバの受信部３１９’の動作について説明する。

受信部３１９’において、電界検出光学部１１０からの出力信号はアンプ３１１で増幅してから、フィルタ３１３で雑音を除去され、例えば図７（ａ）に示すようなアナログ信号としてフィルタ３１３から出力され、ここから分岐してディレイ３２５およびピークホールド３２１に供給される。

ピークホールド３２１は、フィルタ３１３からの出力信号波形のピークを保持するような信号、すなわちフィルタの出力信号波形のエンベロープをなぞるような信号を生成して、例えば図７（ｂ）に示すような信号を出力する。このピークホールド３２１の出力信号は、第２のコンパレータ３２３に供給され、所定の固定比較電圧と比較される。この固定比較電圧は、図７（ｂ）に示すようにアナログＧＮＤレベルよりも高く、ピークホールド３２１の出力信号の中程のレベルに設定されている。

従って、第２のコンパレータ３２３において、ピークホールド３２１の出力信号と固定比較電圧とを比較した結果、第２のコンパレータ３２３からは図７（ｃ）に示すような矩形電圧が出力され、この矩形電圧は第１のコンパレータ３２７の矩形型比較電圧として供給される。この第２のコンパレータ３２３から出力される比較電圧は、高レベルがアナログＧＮＤレベルになるように設定されている。

なお、ピークホールド３２１において、フィルタ３１３の出力信号の波形のエンベロープをなぞるような信号を生成することにより、フィルタ３１３のアナログＧＮＤレベル付近に存在するノイズはほぼ完全に除去される。また第２のコンパレータ３２３における比較において使用される比較電圧はアナログＧＮＤレベルよりも高い電圧に設定されているため、これによってもアナログＧＮＤレベル付近に存在するノイズを除去し得るような矩形型比較電圧を生成することができる。

第１のコンパレータ３２７は、フィルタ３１３からディレイ３２５を通って、ピークホールド３２１と第２のコンパレータ３２３との遅延分に相当する遅延を受けた信号（受信信号）と、第２のコンパレータ３２３からの図７（ｃ）に示す矩形型比較電圧とを図７（ｄ）に示すように比較する。なお、この比較では、矩形型比較電圧の高レベルは上述したようにアナログＧＮＤレベルに設定され、このアナログＧＮＤレベルで受信信号と比較し、第１のコンパレータ３２７からは、図７（ｅ）に示すようなデジタル出力信号が生成される。

この第１のコンパレータ３２７からの出力信号は、デューティ補正部３２９においてデューティを所望の例えば１：１の等間隔の適正なデューティに補正されて出力され、第２のスイッチ２１３、入出力回路１０１を介して信頼性の高いデータとしてウェアラブルコンピュータ１などに供給される。

このように、受信部３１９’では、受信情報を２つに分岐し、一方からパケット抽出部３２０によるパケット抽出系でパケットを抽出することで、受信動作状態であるか否かの判断に利用し、他方から第１のコンパレータ３２７による情報（データ）抽出系で通常の受信情報（データ）内容を抽出することで、情報（データ）通信に利用している。

なお、第１のコンパレータ３２７での受信信号と矩形型比較電圧との比較では、矩形型比較電圧の高レベルがアナログＧＮＤレベルになるように設定されているため、第１のコンパレータ３２７から出力される信号のデューティはそのままでもほぼ所望のデューティとなっている。従って、上述の如く、次段のデューティ補正部３２９は、場合によっては不要である。
特開２００１−３５２２９８号公報（第４−５頁、第１−５図）

しかしながら、例えば、ウェアラブルコンピュータ間や握手した場合の通信と、ＡＣ電源につながった機器にトランシーバの送受信電極を直接触れた場合の通信とでは電界強度が極端に異なる。即ち、人間がウェアラブルコンピュータ１及びトランシーバ３’’の組みを手に持っている場合は弱い電界しか誘起されないが、ＡＣ電源につながっている場合は、強い電界が誘起される。そのため、図６に示すアンプ３１１のゲインの設定によってはアンプ３１１後の信号振幅が、不図示のトランシーバ３’駆動用の電源電圧に近づく場合がある。電源電圧に近づくと、図８（ａ）に示すように、フィルタ３１３の出力波形が歪み、信号の周期に対して実際に信号を出力する時間の比率（デューティ）が、例えば、ｃ：ｄ＝１：４に変動が生じる。この場合、パケット抽出部３２０によるパケット抽出動作においては、受信情報に係るパケットの存在が分かればよいために影響ないが、第１のコンパレータ３２７による情報（データ）抽出動作においては、図８（ｂ）に示すようにデジタル出力波形が歪み、デューティ変動によって通信不能となる。

逆に、図８（ａ）に示すような波形の歪みを生じさせないために、アンプ３１１のゲインを下げると、パケット抽出部３２０が正常に動作しないため、受信情報に係るパケットの存在を判別できず、送受信判定部２１１による送受信の切り替えが困難になるという問題が生じる。

本発明は上述した事情を鑑みてなされたものであり、送信動作状態か受信動作状態かを判定して、送受信動作の択一的切り替えが可能なトランシーバであって、受信動作への切り替え判断のために受信情報のパケットを利用する場合において、このパケットの抽出が可能であると共に、前記受信情報（データ）の内容を正確に受信することが可能であるトランシーバを公開することを目的としたものである

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、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、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って、前記送信すべき情報に基づいた電界を前記電界伝達媒体に誘起させる送信電極と、前記送信電極に前記送信すべき情報を供給する送信部と、前記電界伝達媒体に誘起されている電界を受信する受信電極と、前記受信電極で受信した電界を検出し、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、前記電界検出手段から出力される電気信号を時間的に遅延させる遅延手段、前記電界検出手段により得た電気信号の波形のピークを保持し、所定の固定比較電圧と比較することにより、受信情報に係るパケットを抽出するパケット抽出部、及び、前記遅延手段からの出力信号と前記パケット抽出部からの出力信号とを比較する第１のコンパレータを有する受信部と、前記送信部に供給される送信情報または前記受信部からの出力信号に基づき送信動作または受信動作を判定し、この判定の結果、送信動作であると判定した場合には、前記送信部の送信動作を開始させるとともに前記受信部の動作を停止させるように制御し、送信動作でないと判定した場合には、前記送信部の動作を停止させるとともに前記受信部が受信動作を行い得るように制御する送受信判定部と、前記送信部と前記送信電極との間に接続され、前記送受信判定部が送信動作であると判定した場合には、前記送信部を前記送信電極に接続し、送信動作でないと判定した場合には、前記送信部を前記送信電極から切り離す第１のスイッチと、前記受信部の出力とその後段の入出力回路との間に接続され、前記送受信判定部が送信動作であると判定した場合には、前記受信部の出力を前記入出力回路から切り離し、送信動作でないと判定した場合には、前記受信部の出力を入出力回路に接続する第２のスイッチと、を有すると共に、前記受信部は、前記電界検出手段から出力される電気信号を、当該電気信号が歪んでデューティが変動しない範囲で増幅する第１の増幅手段と、前記第１の増幅手段によって増幅した電気信号のうち、前記遅延手段に供給されずに前記パケット抽出部に供給される電気信号を、更に増幅する第２の増幅手段と、を有することを特徴とするトランシーバである。

請求項２に係る発明は、前記第２の増幅手段は、前記第１の増幅手段によって増幅した電気信号のうち、前記遅延手段に供給されずに前記パケット抽出部に供給される電気信号を、当該電気信号が歪んでデューティが変動する状態まで増幅することが可能であることを特徴とする請求項１に記載のトランシーバである。

請求項３に係る発明は、前記受信部において、前記電界検出手段により得た電気信号の波形のピークを保持し、所定の固定比較電圧と比較することにより、受信情報に係るパケットを抽出するパケット抽出部に代えて、前記電界検出手段により得た電気信号を所定の固定比較手段と比較し、この比較して得た信号波形の開始時点から所定時間、所定レベルの信号を出力することにより、受信情報に係るパケットを抽出するパケット抽出部を有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。

以上説明したように本発明によれば、電界検出手段により検出された電気信号を、第１のコンパレータによる情報（データ）抽出系で正常に動作するまで増幅する第１のアンプと、更に、パケット抽出部によるパケット抽出系ではデューティ変動が起きても、できるだけ振幅が大きくなるようにゲインを大きくするための第２のアンプを設けている。これにより、パケット抽出系が正常に動作すると同時に、データ系ではデューティ変動を抑えることができるため、電界強度が大きく変動しても他のトランシーバとの間で情報（データ）通信を正常に行うことができるという効果を奏する。

以下、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態（以下、「実施形態」という）を説明する。尚、本発明の実施形態に係るトランシーバ３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。

図１は、本実施形態に係るトランシーバ３の構成を示した構成図である。図２は、図１に示すトランシーバ３の受信部３１９のタイミング動作を示したタイミング図である。尚、図６に示す従来のトランシーバ３’と同一の構成については同一の符号を付するが、ここで改めて説明する。

本実施形態のトランシーバ３は、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、送受信電極１０５、絶縁膜１０７、及び、受信部３１９を有する。但し、本実施形態の受信部３１９の構成は、従来の受信部３１９’の構成と異なっている。

このうち、Ｉ／Ｏ回路１０１は、トランシーバ３がウェアラブルコンピュータ１等の外部装置との情報（データ）の入出力を行う入出力回路である。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１００に誘起させる送信回路によって構成されている。送受信電極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、送受信電極１０５と生体１００との間に配置する絶縁体の膜であり、送受信電極１０５が直接生体１００に接触することを防ぐ役割を果たす。

また、送受信電極１０５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３’’ａ，３’’ｂ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もあり、受信用アンテナとしても使用される。尚、送受信電極１０５は、送信電極と受信電極に分けて使用してもよい。この場合、絶縁膜１０７も、送信用の絶縁膜と、受信用の絶縁膜に分けて使用してもよい。

更に、トランシーバ３においては、送受信電極１０５と送信部１０３との間に第１のスイッチ２０４が設けられ、受信部３１９とＩ／Ｏ回路１０１との間に第２のスイッチ２１３が設けられている。

また、トランシーバ３には、送信部１０３への電気信号と受信部３１９からの電気信号を入力して、送信動作状態か受信動作状態かを判定し、その判定結果を送信部１０３、第１のスイッチ２０４、受信部３１９、及び第２のスイッチ２１３にそれぞれ出力するための送受信判定部２１１が設けられている。

そして、この送受信判定部２１１は、送信部１０３に供給される送信情報または受信部３１９からの出力信号に基づいて、送信動作状態または受信動作状態かを判定し、この判定により、送信動作状態であると判定した場合には、送信部１０３の送信動作を開始させるとともに受信部３１９の動作を停止させるように制御する。また、送受信判定部２１１が、送信動作状態でないと判定した場合には、送信部１０３の動作を停止させるとともに受信部３１９が受信動作を行い得るように制御する。また、送受信判定部２１１が送信動作状態でないと判定した状態において受信動作状態でもないと判定した状態が所定時間以上継続した場合には、受信部３１９を待ち受け状態に設定するように制御する。

また、第１のスイッチ２０４は、アナログスイッチで構成されてもよいものであり、送受信判定部２１１が送信動作状態であると判定した場合には、送信部１０３を送受信電極１０５に接続し、送信動作状態でないと判定した場合には、送信部１０３を送受信電極１０５から切り離すように動作する。また、第２のスイッチ２１３は、アナログスイッチで構成されてもよいものであり、送受信判定部２１１が送信動作状態であると判定した場合には、受信部３１９を入出力回路１０１から切り離し、送信動作状態でないと判定した場合には、受信部３１９を入出力回路１０１に接続するように動作する。

次に、図１に示す受信部３１９について説明する。

受信部３１９は、送受信電極１０５で受信した電界を不図示の電気光学結晶に結合（印加）して電気信号に変換する電界検出光学部１１０、この電界検出光学部１１０の電気信号出力を増幅する増幅手段である第１のアンプ１１、この第１のアンプ１１から出力される信号の雑音を除去するフィルタ３１３、このフィルタ３１３から出力される信号を時間的に遅延させる遅延手段であるディレイ３２５、上記フィルタ３１３から出力される信号の波形のピークを保持するような出力信号（すなわち信号波形のエンベロープをなぞったような出力信号）を生成するピークホールド３２１、上記フィルタ３１３からピークホールド３２１に入力される電気信号を増幅する増幅手段である第２のアンプ１２、ピークホールド３２１から出力される信号を所定の固定比較電圧と比較する第２のコンパレータ３２３、上記ディレイ３２５からの出力信号と第２のコンパレータ３２３からの出力信号とを比較する第１のコンパレータ３２７、およびこの第１のコンパレータ３２７から出力される信号のデューティを補正するデューティ補正部３２９によって構成されている。

尚、ピークホールド３２１と第２のコンパレータ３２３によって、パケット抽出部３２０を構成している。また、第１のアンプ１１は、電界検出光学部１１０から出力される電気信号を、この電気信号が歪んでデューティが変動しない範囲で増幅する。

更に、第２のアンプ１２は、第１のアンプ１１によって増幅した電気信号のうち、上記ディレイ３２５に供給されずにパケット抽出部３２０に供給される電気信号を、更に増幅する。この場合、電気信号が歪んでデューティが変動する状態まで増幅してもよい。

このように構成される受信部３１９は、受信信号のパケットのない時のアナログＧＮＤレベル付近に存在するノイズを適確に除去し、デジタルＧＮＤレベルに対して高レベルと低レベルを明確にするとともに、またデューティを適正に補正した受信信号を出力するものであり、更にノイズ除去機能を適確にすることができる。但し、第１のコンパレータ３２７からは既にデューティが適正な値になった受信信号が出力されるようになっているため、場合によってはデューティ補正部３２９はなくてもよい。

次に、図２に示すタイミング図を参照して、図１に示すトランシーバ３の受信部３１９の動作について説明する。

受信部３１９において、電界検出光学部１１０からの出力信号は第１のアンプ１１で増幅してから、フィルタ３１３で雑音を除去され、例えば図２（ａ）に示すようなアナログ信号としてフィルタ３１３から出力され、ここから分岐してディレイ３２５および第２のアンプ１２に供給される。第１のアンプ１１で増幅されてからフィルタ３１３を通過した電気信号は、図２（ａ）に示すように、デューティが、ａ：ｂ＝１：１の関係となっている。

次に、第２のアンプ１２では、更に電気信号を増幅して、例えば図２（ｂ）に示すようなアナログ信号として、ピークホールド３２１に供給する。第２のアンプ１２から出力された電気信号の振幅Ｂは、フィルタ３１３から出力された電気信号の振幅Ａよりも大きい。しかも、第２のアンプ１２から出力された電気信号の波形が歪み、デューティが、ｃ：ｄ＝１：４の関係となっている。

次に、ピークホールド３２１は、第２のアンプ１２からの出力信号波形のピークを保持するような信号（すなわち第２のアンプ１２の出力信号波形のエンベロープをなぞるような信号）を生成して、例えば図２（ｃ）に示すような信号を出力する。このピークホールド３２１の出力信号は、第２のコンパレータ３２３に供給され、所定の固定比較電圧と比較される。この固定比較電圧は、図２（ｃ）に示すようにアナログＧＮＤレベルよりも高く、ピークホールド３２１の出力信号の中程のレベルに設定されている。

従って、第２のコンパレータ３２３において、ピークホールド３２１の出力信号と固定比較電圧とを比較した結果、第２のコンパレータ３２３からは図２（ｄ）に示すような矩形電圧が出力され、この矩形電圧は第１のコンパレータ３２７の矩形型比較電圧として供給される。この第２のコンパレータ３２３から出力される比較電圧は、高レベルがアナログＧＮＤレベルになるように設定されている。

なお、ピークホールド３２１において、第２のアンプ１２の出力信号の波形のエンベロープをなぞるような信号を生成することにより、アナログＧＮＤレベル付近に存在するノイズはほぼ完全に除去される。また第２のコンパレータ３２３における比較において使用される比較電圧はアナログＧＮＤレベルよりも高い電圧に設定されているため、これによってもアナログＧＮＤレベル付近に存在するノイズを除去し得るような矩形型比較電圧を生成することができる。

第１のコンパレータ３２７は、フィルタ３１３からディレイ３２５を通って、ピークホールド３２１と第２のアンプ１２及び第２のコンパレータ３２３との遅延分に相当する遅延を受けた信号（受信信号）と、第２のコンパレータ３２３からの図２（ｄ）に示す矩形型比較電圧とを図２（ｅ）に示すように比較する。なお、この比較では、矩形型比較電圧の高レベルは上述したようにアナログＧＮＤレベルに設定され、このアナログＧＮＤレベルで受信信号と比較し、第１のコンパレータ３２７からは、図２（ｆ）に示すようなデジタル出力信号が生成される。

なお、第１のコンパレータ３２７での受信信号と矩形型比較電圧との比較では、矩形型比較電圧の高レベルがアナログＧＮＤレベルになるように設定されているため、第１のコンパレータ３２７から出力される信号のデューティはそのままでもほぼ所望のデューティとなっている。従って、上述の如く、次段のデューティ補正部３２９は場合によっては不要である。

以上説明したように本実施形態によれば、電界検出光学部１１０により検出された電気信号を、第１のコンパレータ３２７による情報（データ）抽出系で正常に動作するまで増幅する第１のアンプ１１と、更に、パケット抽出部３２０によるパケット抽出系ではデューティ変動が起きても、できるだけ振幅が大きくなるようにゲインを大きくするための第２のアンプ１２を設けている。これにより、パケット抽出系が正常に動作すると同時に、データ系ではデューティ変動を抑えることができるため、電界強度が大きく変動しても他のトランシーバとの間で情報（データ）通信を正常に行うことができる。

尚、上記実施形態では、パケット抽出部３２０として、ピークホールド３２１及び第２のコンパレータ３２３を用いたが、これに限るものではなく、図３に示すパケット抽出部３３０のように、第２のアンプ１２の出力を第２のコンパレータ３３１に供給させ、この第２のコンパレータ３３１の出力をワンショットマルチ３３３に供給させるようにしてもよい。この場合の第２のコンパレータ３３１は、上記第２のコンパレータ３２３と同様に、所定の出力信号を所定の固定比較電圧と比較するものであるが、この場合の所定の出力信号は、第２のアンプ１２の出力信号である。

本発明の一実施形態に係るトランシーバ３の全体構成図。図１に示す実施形態にトランシーバ３の作用を示すタイミング図。本実施形態の変形例を示した図。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。従来のトランシーバ３’’の全体構成図。従来のトランシーバ３’の全体構成図。従来のトランシーバ３’の作用を示すタイミング図。従来のトランシーバ３’の作用を示すタイミング図。

符号の説明

１ウェアラブルコンピュータ
３トランシーバ
３’ 従来のトランシーバ
３’’ 従来のトランシーバ
１１第１のアンプ
１２第２のアンプ
１００生体
１０１Ｉ／Ｏ回路
１０３送信部
１０５送受信電極
１０７絶縁膜
１１０電界検出光学部
２０４第１のスイッチ
２１１送受信判定部
２１３第２のスイッチ
３１３フィルタ
３２０パケット抽出部
３２１ピークホールド
３２３第２のコンパレータ
３２５ディレイ
３２７第１のコンパレータ
３２９デューティ補正部
３３０パケット抽出部
３３１第２のコンパレータ
３３３ワンショットマルチ

Claims

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、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って、
前記送信すべき情報に基づいた電界を前記電界伝達媒体に誘起させる送信電極と、
前記送信電極に前記送信すべき情報を供給する送信部と、
前記電界伝達媒体に誘起されている電界を受信する受信電極と、
前記受信電極で受信した電界を検出し、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、前記電界検出手段から出力される電気信号を時間的に遅延させる遅延手段、前記電界検出手段により得た電気信号の波形のピークを保持し、所定の固定比較電圧と比較することにより、受信情報に係るパケットを抽出するパケット抽出部、及び、前記遅延手段からの出力信号と前記パケット抽出部からの出力信号とを比較する第１のコンパレータを有する受信部と、
前記送信部に供給される送信情報または前記受信部からの出力信号に基づき送信動作または受信動作を判定し、この判定の結果、送信動作であると判定した場合には、前記送信部の送信動作を開始させるとともに前記受信部の動作を停止させるように制御し、送信動作でないと判定した場合には、前記送信部の動作を停止させるとともに前記受信部が受信動作を行い得るように制御する送受信判定部と、
前記送信部と前記送信電極との間に接続され、前記送受信判定部が送信動作であると判定した場合には、前記送信部を前記送信電極に接続し、送信動作でないと判定した場合には、前記送信部を前記送信電極から切り離す第１のスイッチと、
前記受信部の出力とその後段の入出力回路との間に接続され、前記送受信判定部が送信動作であると判定した場合には、前記受信部の出力を前記入出力回路から切り離し、送信動作でないと判定した場合には、前記受信部の出力を入出力回路に接続する第２のスイッチと、
を有すると共に、前記受信部は、
前記電界検出手段から出力される電気信号を、当該電気信号が歪んでデューティが変動しない範囲で増幅する第１の増幅手段と、
前記第１の増幅手段によって増幅した電気信号のうち、前記遅延手段に供給されずに前記パケット抽出部に供給される電気信号を、更に増幅する第２の増幅手段と、
を有することを特徴とするトランシーバ。
前記第２の増幅手段は、前記第１の増幅手段によって増幅した電気信号のうち、前記遅延手段に供給されずに前記パケット抽出部に供給される電気信号を、当該電気信号が歪んでデューティが変動する状態まで増幅することが可能であることを特徴とする請求項１に記載のトランシーバ。
前記受信部において、前記電界検出手段により得た電気信号の波形のピークを保持し、所定の固定比較電圧と比較することにより、受信情報に係るパケットを抽出するパケット抽出部に代えて、前記電界検出手段により得た電気信号を所定の固定比較手段と比較し、この比較して得た信号波形の開始時点から所定時間、所定レベルの信号を出力することにより、受信情報に係るパケットを抽出するパケット抽出部を有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。