JP3974628B2 - 電界検出光学装置、トランシーバ、位置情報取得システム、及び情報入力システム - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
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、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に関する。
【０００２】
また、本発明は、特に、送信すべき情報に基づいた電界を送信用電極から電界伝達媒体に誘起させることにより、前記電界伝達媒体を介した情報の送信が可能なトランシーバ本体と、このトランシーバ本体を駆動させるバッテリと、前記トランシーバ本体が内蔵された絶縁ケースと、を備えるトランシーバに関する。
【０００３】
また、本発明は、レーザ光の光強度を検出対象の電界に基づいて変調させることで、電界を検出する電界検出光学装置と、そのような電界検出光学装置を備えたトランシーバに関する。
【０００４】
また、本発明は、電界伝達媒体により接触された位置に応じて、電界伝達媒体に電界を誘起させる電界誘起手段と、電界伝達媒体に誘起されている電界を受信して電気信号に変換することにより、上記位置の情報を取得するトランシーバと、を備える位置情報取得システムに関する。
【０００５】
また、本発明は、位置情報取得システムからの位置情報等に基づいて情報を取得する情報入力システムに関する。
【背景技術】
【０００６】
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、携帯端末の小型化及び高性能化により実現が可能となった。
【０００７】
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、特開２００１−３５２２９８号公報（第４−５頁、第１−５図）参照）。図１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。
【０００８】
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２を用いて更に詳しく説明する。
【０００９】
図２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本体３０’の全体構成図である。図２に示すように、トランシーバ本体３０’は、送受信電極１０５’及び絶縁膜１０７’を介して生体１００に接触した状態で使用される。そして、トランシーバ本体３０’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。
【００１０】
また、トランシーバ本体３０’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’で受信する。電界検出光学装置１１５’を構成する電界検出光学部１１０’では、この受信した電界を上記電気光学結晶に掛ける（印加する）ことでレーザ光に偏光変化や強度変化を生じさせる。そして、電界検出光学装置１１５’を構成する受光回路１５２’では、上記偏光変化や強度変化されたレーザ光を受光して電気信号に変換すると共に、この電気信号の増幅等の信号処理を行う。また、受信回路１１３を構成する信号処理回路１１６では、これを構成するバンドパスフィルタにより、様々な周波数の電気信号のうちで、電界検出対象である受信情報に係る周波数成分以外の周波数成分を取り除く（即ち、受信情報に係る周波数成分のみを取り出す）ことで、電気信号の雑音（ノイズ）の除去等の信号処理を行う。そして、受信回路１１３を構成する波形整形回路１１７では、上記信号処理回路１１６を通過し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。
【００１１】
また、図３に示すように、電極を送信用と受信用の２つに分けることもできる。すなわち、送信部１０３は、送信電極１０５’ａから絶縁膜１０７’ａを介して電界伝達媒体である生体１００に電界を誘起させる。一方、受信電極１０５’ｂ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’ｂを介して受信する。尚、他の構成及びその動作は図２と同様である。
【００１２】
例えば、図１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。
【００１３】
ところで、ウェアラブルコンピュータ１等のコンピュータや携帯電話機等の携帯端末は、図１に示すように生体１００に装着したり持ち運びの利便性を考慮して、小型化する要請がある。
【００１４】
しかし、コンピュータや携帯端末が小型になるに従い、コンピュータや携帯端末への情報入力が困難になるという問題が生じていた。
【００１５】
一方、トランシーバ本体３０’における電界検出光学部１１０’には、偏光変調器のようにレーザ光の偏光変化を強度変化に変換するものや、電界吸収型（ＥＡ）光強度変調器、マッハツェンダ型光強度変調器等の光強度変調器ようにレーザ光の強度変化を直接変換するものがある。
【００１６】
そこで、図４及び図５を用いて、偏光変調器１２３を使用した電界検出光学部１１０’ａ及び受光回路１５２’ａについて説明し、次に、図６乃至図８を用いて、光強度変調器１２４を使用した電界検出光学部１１０’ｂ及び受光回路１５２’ｂについて説明する。
【００１７】
まず、図４に示すように、偏光変調器１２３を使用した電界検出光学部１１０’ａは、電流源１１９、レーザダイオード１２１、コリメートレンズ１３３、電気光学素子（電気光学結晶）等の偏光変調器１２３、第１及び第２波長板１３５，１３７、偏向ビームスプリッタ１３９’、並びに第１及び第２集光レンズ１４１ａ，ｂにより構成されている。
【００１８】
また、受光回路１５２’ａは、第１フォトダイオード１４３ａ、第１負荷抵抗１４５ａ、及び第１定電圧源１４７ａ、並びに、第２フォトダイオード１４３ｂ、第２負荷抵抗１４５ｂ、及び第２定電圧源１４７ｂ、並びに、差動アンプ１１２によって構成されている。
【００１９】
このうち、偏光変調器１２３は、レーザダイオード１２１から出射されたレーザ光の進行方向に対し、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。偏光変調器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及び第２電極１２７は、レーザダイオード１２１からのレーザ光の偏光変調器１２３内における進行方向に対して直角に対向し、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。
【００２０】
また、電界検出光学部１１０’ａは、第１電極１２５を介して受信電極１０５’ｂ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、受信電極１０５’ｂは、生体１００に誘起されて伝達されてくる電界を検出すると、この電界を第１電極１２５に伝達し、第１電極１２５を介して偏光変調器１２３に結合することができる。
【００２１】
これによって、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、偏光変調器１２３に入射する。偏光変調器１２３に入射されたレーザ光は、偏光変調器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受信電極１０５’ｂが生体１００に誘起されて伝達されてくる電界を検出し、この電界を第１電極１２５を介して偏光変調器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から偏光変調器１２３に入射されたレーザ光の進行方向に直角であるため、偏光変調器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。
【００２２】
次に、偏光変調器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波及び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波成分及びＳ波成分に分離されたレーザ光は、それぞれ第１、第２集光レンズ１４１ａ，１４１ｂで集光されてから、光電気変換手段を構成する第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気信号に変換して出力することができる。尚、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、それぞれ第１負荷抵抗１４５ａ及び第１定電圧源１４７ａ、並びに第２負荷抵抗１４５ｂ及び第２定電圧源１４７ｂにより電圧信号に変換されてから、差動アンプ１１２による差動で受信情報に係る電圧信号（強度変調信号）を取り出すことができる。尚、この取り出された電圧信号は、図２及び図３に示す信号処理回路１１６に供給される。
【００２３】
また、差動アンプ１１２では、図５に示すように、第１フォトダイオード１４３ａによる電圧信号Ｓａと、第２フォトダイオード１４３ｂによる電圧信号Ｓｂは、位相が１８０°ずれているため、逆相の信号成分は増幅され、同相のレーザ光の雑音が差し引かれて除去されることになる。
【００２４】
そして、図２及び図３に示す信号処理回路１１６で雑音除去の信号処理が施され、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。
【００２５】
次に、図６乃至図８を用いて、光強度変調器１２４を使用した電界検出光学部１１０’ｂ及び受光回路１５２’ｂについて説明する。尚、上記偏光変調器１２３を使用した電界検出光学部１１０’ａ及び受光回路１５２’ａの構成と同一構成については、同一符号を付している。
【００２６】
まず、図６に示すように、光強度変調器１２４を使用した電界検出光学部１１０’ｂは、電流源１１９、レーザダイオード１２１、コリメートレンズ１３３、電界吸収型（ＥＡ）光強度変調器やマッハツェンダ型光強度変調器等の光強度変調器１２４、並びに集光レンズ１４１により構成されている。
【００２７】
また、受光回路１５２’ｂは、フォトダイオード１４３、負荷抵抗１４５、定電圧源１４７、及び（シングル）アンプ１１８によって構成されている。
【００２８】
このうち、光強度変調器１２４は、結合する電界強度によって通過する光の光強度が変化するように構成されている。光強度変調器１２４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及び第２電極１２７は、レーザダイオード１２１からのレーザ光の光強度変調器１２４内における進行方向に対して直角に対向し、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。
【００２９】
また、電界検出光学部１１０’ｂは、第１電極１２５を介して受信電極１０５’ｂ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、受信電極１０５’ｂは、生体１００に誘起されて伝達されてくる電界を検出すると、この電界を第１電極１２５に伝達し、第１電極１２５を介して光強度変調器１２４に結合することができる。
【００３０】
ここで、図７を用いて、光強度変調器１２４の一例である電界吸収型（ＥＡ）光強度変調器１２４ａを簡単に説明する。
【００３１】
図７に示すように、電界吸収型光強度変調器１２４ａは、光強度が一定のレーザ光が入射された場合には、電界に係る検出信号に応じ、入射レーザ光の強度を最大として、光強度を変化させる変調器である。即ち、電界に係る検出信号に基づいて、上記入射されたレーザ光の光強度が減衰する。
【００３２】
また、図８を用いて、光強度変調器１２４の一例であるマッハツェンダ型光強度変調器１２４ｂを簡単に説明する。
【００３３】
図８に示すように、マッハツェンダ型光強度変調器１２４ｂは、基板２０１に、この基板２０１と光の屈折率が異なる２つの導波路２０３ａ，ｂを形成して、レンズ２０５を介して入射されたレーザ光を導波路２０３ａ，ｂ内に閉じこめると共に分岐させる。この分岐させた一方のレーザ光に対して、第１電極１２５及び第２電極１２７より電界を掛けて結合させ、その後に、レンズ２０７を介してレーザ光を出射させる構造となっている。レーザ光の一方に電界を掛けることで、電界を掛けないレーザ光に比べて、少し位相を遅らせたり、進ませたりすることができる。
【００３４】
図６に戻り、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光強度変調器１２４に入射する。光強度変調器１２４に入射されたレーザ光は、光強度変調器１２４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受信電極１０５’ｂが生体１００に誘起されて伝達されてくる電界を検出し、この電界を第１電極１２５を介して光強度変調器１２４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。この電界の結合により、光強度が変化したレーザ光が出射され、集光レンズ１４１を介して、受光回路１５２’ｂのフォトダイオード１４３で受光される。これにより、フォトダイオード１４３でレーザ光の光強度に応じて電流信号に変換され、フォトダイオード１４３から出力された電流信号は、負荷抵抗１４５及び定電圧源１４７により電圧信号に変換されてから出力される。尚、この出力された電圧信号は、アンプ１１８により増幅されてから、図２及び図３に示す信号処理回路１１６に供給される。
【００３５】
そして、図２及び図３に示す信号処理回路１１６で雑音除去の信号処理が施され、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。
【００３６】
しかし、図６に示す光強度変調器１２４は、図４に示す偏光変調器１２３のようなレーザ光の偏光変化を強度変化に変換する変調器とは異なり、図５に示すように差動で強度変調信号が取り出せないため、差動検出ができなかった。差動検出をせずに、光強度変調器１２４の出力をそのままフォトダイオード１４３で受光すると、レーザ光の雑音が除去できず受信信号のＳ／Ｎが悪くなり、通信品質が劣化するという問題が生じていた。
【００３７】
ところで、また、図９に示すように、人間の手（生体１００）でトランシーバ３’とウェアラブルコンピュータ１との組みを持つ場合もある。図９に示すトランシーバ３’は、絶縁体により構成された絶縁ケース３３の内壁面底部にトランシーバ本体３０’が取り付けられ、更に、その上面にトランシーバ本体３０’を駆動させるバッテリ６が取り付けられた構成となっている。更に、絶縁ケース３３の外壁面底部には、送受信電極１０５’が取り付けられており、この送受信電極１０５’は絶縁膜１０７’で覆われている。尚、ウェアラブルコンピュータ１の操作・入力面以外の部分は、絶縁ケース１１で覆われている。
【００３８】
しかしながら、図９に示すように手でトランシーバ３’を持った場合には、送受信電極１０５’から人間の手（生体１００）に送信用の電界Ｅ１が誘起されても、その一部の電界Ｅ２’，Ｅ３’が手から絶縁ケース３３の側面を介してトランシーバ３’に戻って来てしまう。そのため、トランシーバ３’が正常な送信動作を行わないという問題が生じていた。
【発明の開示】
【００３９】
本発明は上述した事情を鑑みてなされたものであり、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本体と、このトランシーバを駆動させるバッテリと、上記トランシーバ本体を覆う絶縁ケースと、を備えた構成のトランシーバの外壁面のうち、広範な面を電界伝達媒体である生体で接触した場合であっても、トランシーバの送受信動作を正常に行うことができる技術を提供することを目的としたものである。
【００４０】
また、本発明は上述した事情を鑑みてなされたものであり、電界検出に光強度変調器を用いた電界検出光学装置、及び、この電界検出光学装置を備えたトランシーバであっても、通信品質の劣化を抑制することを目的としたものである。
【００４１】
本発明は上述した事情を鑑みてなされたものであり、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とセットで使用するコンピュータや携帯端末への情報入力を容易に行うことができる技術を提供することを目的としたものである。
【００４２】
上記目的を達成するため、第１の態様に係る発明は、電界を電界伝達媒体に誘起させると共に、前記電界伝達媒体に誘起されている電界を受信する送受信用電極と、送信すべき情報に基づいた前記電界を前記送受信用電極に生じさせると共に、前記送受信用電極に生じた前記電界を受信情報に変換することにより、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本体と、前記送受信電極と前記電界伝達媒体との間に介在する第１の構造物と、前記トランシーバ本体と前記電界伝達媒体との間に存在する第２の構造物と、前記トランシーバ本体を駆動させるバッテリと、前記トランシーバ本体と前記バッテリとの間に介在する第３の構造物と、を備えたトランシーバであって、前記第１、第２、及び第３の構造物は、抵抗と容量の並列回路として等価される構造物であるトランシーバを要旨とする。
【００４４】
第２の態様に係る発明は、第１の態様に係る発明において、前記第１の構造物は、前記電界伝達媒体に対して前記送受信電極を覆う絶縁膜であることを要旨とする。
【００４５】
第３の態様に係る発明は、第１の態様に係る発明において、前記第２の構造物及び第３の構造物は、絶縁性部材であることを要旨とする。
【００４８】
第４の態様に係る発明は、送信すべき情報に基づいた電界を送信用電極から電界伝達媒体に誘起させると共に、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用電極で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本体と、このトランシーバ本体を駆動させるバッテリと、前記トランシーバ本体が内蔵された絶縁ケースと、前記バッテリと前記トランシーバ本体の間の、空気が含まれる発泡材と、を備えたトランシーバであって、前記送信用電極は、前記絶縁ケースの外壁面のうち、前記電界伝達媒体が近接すべき部分の全面に渡って設けられていると共に、前記電界伝達媒体に直接接触しないように絶縁膜で覆われていることを要旨とする。
【００４９】
第５の態様に係る発明は、送信すべき情報に基づいた電界を送信用電極から電界伝達媒体に誘起させると共に、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用電極で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本体と、このトランシーバ本体を駆動させるバッテリと、前記トランシーバ本体が内蔵された絶縁ケースと、前記バッテリと前記トランシーバ本体の間の複数の木材支柱と、を備えたトランシーバであって、前記送信用電極は、前記絶縁ケースの外壁面のうち、前記電界伝達媒体が近接すべき部分の全面に渡って設けられていると共に、前記電界伝達媒体に直接接触しないように絶縁膜で覆われていることを要旨とする。
【００５０】
第６の態様に係る発明は、送信すべき情報に基づいた電界を送信用電極から電界伝達媒体に誘起させると共に、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用電極で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本体と、このトランシーバ本体を駆動させるバッテリと、前記トランシーバ本体が内蔵された絶縁ケースと、前記バッテリと前記トランシーバ本体の間の、所定の気体を閉じこめたクッション材と、を備えたトランシーバであって、前記送信用電極は、前記絶縁ケースの外壁面のうち、前記電界伝達媒体が近接すべき部分の全面に渡って設けられていると共に、前記電界伝達媒体に直接接触しないように絶縁膜で覆われていることを要旨とする。
【００５２】
第７の態様に係る発明は、送信すべき情報に基づいた電界を送信用電極から電界伝達媒体に誘起させると共に、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用電極で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本体と、このトランシーバ本体を駆動させるバッテリと、前記トランシーバ本体が内蔵された絶縁ケースと、前記トランシーバ本体が駆動する際に必要とする基準電圧を画定するものであって、前記絶縁ケース外の外部装置に取り付けられたグランド電極と、を備えたトランシーバであって、前記送信用電極は、前記絶縁ケースの外壁面のうち、前記電界伝達媒体が近接すべき部分の全面に渡って設けられていると共に、前記電界伝達媒体に直接接触しないように絶縁膜で覆われていることを要旨とする。
【００５３】
また、上記目的を達成するため、第８の態様に係る発明は、送信すべき情報に基づいた電界を送信用電極から電界伝達媒体に誘起させると共に、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用電極で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本体と、このトランシーバ本体を駆動させるバッテリと、前記トランシーバ本体が内蔵された絶縁ケースと、を備えたトランシーバであって、前記送信用電極は、前記絶縁ケースの外壁面のうち、前記電界伝達媒体が近接すべき部分の全面に渡って設けられていると共に、前記電界伝達媒体に直接接触しないように第１の絶縁膜で覆われ、前記受信用電極は、前記第１の絶縁膜の外壁面に設けられると共に、前記電界伝達媒体に直接接触しないように第２の絶縁膜で覆われているトランシーバを要旨とする。
【００５４】
また、上記目的を達成するため、第９の態様に係る発明は、送信すべき情報に基づいた電界を送信用電極から電界伝達媒体に誘起させると共に、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用電極で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本体と、このトランシーバ本体を駆動させるバッテリと、前記トランシーバ本体が内蔵された絶縁ケースと、を備えたトランシーバであって、前記受信用電極は、前記絶縁ケースの外壁面のうち、前記電界伝達媒体が近接すべき部分の全面に渡って設けられていると共に、前記電界伝達媒体に直接接触しないように第１の絶縁膜で覆われ、前記送信用電極は、前記第１の絶縁膜の外壁面に設けられると共に、前記電界伝達媒体に直接接触しないように第２の絶縁膜で覆われているトランシーバを要旨とする。
【００７３】
【図面の簡単な説明】
【００７４】
［図１］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である。
［図２］従来のトランシーバ本体の全体構成図である。
［図３］従来の他のトランシーバ本体の全体構成図である。
［図４］従来の（偏光変調型）トランシーバ本体の電界検出光学部及び受光回路の詳細構成図である。
［図５］図４に示す差動アンプの入力信号の波形を示した図である。
［図６］従来の（光強度変調型）トランシーバ本体の電界検出光学部及び受光回路の詳細構成図である。
［図７］従来の（光強度変調型）トランシーバ本体の電界検出光学部で使用する光強度変調器が電界吸収型の場合の原理図である。
［図８］従来の（光強度変調型）トランシーバ本体の電界検出光学部で使用する光強度変調器がマッハツェンダ型の場合の原理図である。
［図９］人間の手でトランシーバとウェアラブルコンピュータとの組みを持つ場合のそれらの使用状態を示したイメージ図である。
［図１０］本発明の第１の実施形態に係るトランシーバ及びウェアラブルコンピュータの使用状態を示した正面のイメージ図である。
［図１１］本発明の第１の実施形態に係るトランシーバ及びウェアラブルコンピュータの使用状態を示した平面のイメージ図である。
［図１２］情報通信、発信器Ａ用、発信器Ｂ用の周波数帯域を示した図である。
［図１３］第１の実施形態に係るトランシーバ内のトランシーバ本体の全体構成図である。
［図１４］第２の実施形態に係るトランシーバ内のトランシーバ本体の全体構成図である。
［図１５］第１及び第２の実施形態に係る電界伝達シートの具体例を示した図である。
［図１６］第１及び第２の実施形態に係る電界伝達シートの具体例を示した図である。
［図１７］第１及び第２の実施形態に係る電界伝達シートの具体例を示した図である。
［図１８］本発明の第３〜第７の実施形態に係るトランシーバ本体の全体構成図である。
［図１９］第３の実施形態に係るトランシーバ本体の電界検出光学部、受光回路の詳細構成図である。
［図２０］第４の実施形態に係るトランシーバ本体の電界検出光学部、受光回路の詳細構成図である。
［図２１］第５の実施形態に係るトランシーバ本体の電界検出光学部、受光回路の詳細構成図である。
［図２２］第６の実施形態に係るトランシーバ本体の電界検出光学部、受光回路の詳細構成図である。
［図２３］第７の実施形態に係るトランシーバ本体の電界検出光学部、受光回路の詳細構成図である。
［図２４］本発明の第８の実施形態に係るトランシーバ本体の全体構成図である。
［図２５］生体、送受信電極、及びトランシーバ本体間の等価回路を示す図である。
［図２６］生体、トランシーバ本体、及びバッテリ間の等価回路を示す図である。
［図２７］本発明の第９の実施形態に係るトランシーバ及びウェアラブルコンピュータの全体構成図である。
［図２８］主にトランシーバ本体の機能を示した機能ブロック図である。
［図２９］電界検出光学装置の詳細構成図である。
［図３０］図２７に示すトランシーバ及びウェアラブルコンピュータの使用状態を示した使用イメージ図である。
［図３１］本発明の第１０の実施形態に係るトランシーバ及びウェアラブルコンピュータの全体構成図である。
［図３２］本発明の第１１の実施形態に係るトランシーバ及びウェアラブルコンピュータの全体構成図である。
［図３３］本発明の第１２の実施形態に係るトランシーバ及びウェアラブルコンピュータの全体構成図である。
［図３４］本発明の第１３の実施形態に係るトランシーバ及びウェアラブルコンピュータの全体構成図である。
［図３５］本発明の第１４の実施形態に係るトランシーバ及びウェアラブルコンピュータの全体構成図である。
［図３６］本発明のその他の実施形態を示した図である。
［図３７］本発明のその他の実施形態を示した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
先ず、特に小型化されたウェアラブルコンピュータに対して情報入力を容易に行うことができるトランシーバに係る実施形態について説明する。
【００７８】
＜第１の実施形態＞
以下、図面を用いて、第１の実施形態を説明する。
【００７９】
図１０は、第１の実施形態に係るトランシーバ３及びウェアラブルコンピュータ１の使用状態を示した正面のイメージ図である。図１１は、同じく使用状態を示した平面のイメージ図である。
【００８０】
図１０に示すように、テーブル３００の平面上に絶縁性の絶縁シート３０１を張り付け、更に、絶縁シート３０１の平面上に電界を伝達可能な電界伝達シート３０２を張り付けている。また更に、電界伝達シート３０２の平面上の別角にそれぞれ発信器Ａ，Ｂを配置させている。この配置位置は、図１１に示すように、電界伝達シート３０２が長方形の場合には、任意の別角である。
【００８１】
また、発信器Ａ，Ｂは、それぞれ図３に示すような送信部１０３、送信電極１０５’ａ及び絶縁膜１０７’ａと同様の構成を有し、それぞれ図１２に示すような発信周波数ｆａ，ｆｂに係る電気信号に基づいた電界を電界伝達シート３０２に誘起させることが可能である。
【００８２】
図１３は、本実施形態に係るトランシーバ３内のトランシーバ本体３０ａの全体構成図である。
【００８３】
図１３に示すように、トランシーバ本体３０ａは、Ｉ／Ｏ（入出力）回路１０１、送信部１０３、送信電極１０５ａ、絶縁膜１０７ａ，１０７ｂ、受信電極１０５ｂ、電界検出光学装置１１５、信号処理回路１１６、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本体３０’と同様である。更に、本実施形態のトランシーバ本体３０ａは、バンドパスフィルタ１１ａ，１１ｂ、信号強度測定部１３ａ，１３ｂ、位置換算処理部１５、及びメモリ１７を有している。
【００８４】
このうち、Ｉ／Ｏ回路１０１は、トランシーバ本体３０ａ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１００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１０５ａ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１０７ａは、送信電極１０５ａと生体１００との間に配置する絶縁体の膜であり、送信電極１０５ａが直接生体１００に接触することを防ぐ役割を果たす。
【００８５】
また、受信電極１０５ｂ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あり、受信用アンテナとして使用される。絶縁膜１０７ｂは、上記絶縁膜１０７ａと同様に、受信電極１０５ｂと生体１００との間に配置された絶縁体の膜である。
【００８６】
更に、電界検出光学装置１１５は、受信電極１０５ｂ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１１６は、更に電界検出光学装置１１５から送信されてきた電気信号の増幅を行う増幅部１１４、及び、バンドパスフィルタ１５１によって構成されている。このバンドパスフィルタ１５１は、増幅部１１４から出力される電気信号の帯域を制限して不要な雑音や不要な信号成分を除去することで、増幅部１１４から出力される電気信号のうち、図１２に示すような情報通信用の一定幅の周波数帯域（ｆ１〜ｆ２）のみの信号成分を通過させる特性を有するフィルタ回路である。
【００８７】
また、波形整形回路１１７は、信号処理回路１１６から送信されてきた電気信号に波形整形（信号処理）を施し、Ｉ／Ｏ回路１０１を介してウェアラブルコンピュータ１に供給する回路である。
【００８８】
更に、バンドパスフィルタ１１ａは、増幅部１１４から出力される電気信号の帯域を制限して不要な雑音や不要な信号成分を除去することで、増幅部１１４から出力される電気信号のうち、図１２に示すような発信器Ａ用の周波数帯域（ｆａ）のみの信号成分を通過させる特性を有するフィルタ回路である。信号強度測定部１３ａは、バンドパスフィルタ１１ａによって通過した信号成分に係る電気信号の信号強度を測定する回路である。
【００８９】
一方、バンドパスフィルタ１１ｂは、増幅部１１４から出力される電気信号の帯域を制限して不要な雑音や不要な信号成分を除去することで、増幅部１１４から出力される電気信号のうち、図１２に示すような発信器Ｂ用の周波数帯域（ｆｂ）のみの信号成分を通過させる特性を有するフィルタ回路である。信号強度測定部１３ｂは、バンドパスフィルタ１１ｂによって通過した信号成分に係る電気信号の信号強度を測定する回路である。
【００９０】
メモリ１７は、２つの電気信号の強度差と二次元空間における特定位置とを関連付けて記憶しておく記憶手段である。本実施形態では、図１０及び図１１に示す電界伝達シート３０２上における任意位置と強度差を予め関連付けておく。また、このメモリ１７に記憶されている強度差と特定位置の関連付けは、ウェアラブルコンピュータ１等の外部装置からＩ／Ｏ回路１０１を介して書き換えが可能である。
【００９１】
また、位置換算処理部１５は、信号強度測定部１３ａで測定した信号強度と信号強度測定部１３ｂで測定した信号強度の強度差を計算すると共に、この強度差とメモリ１７に記憶している強度差とを照合することで、上記計算した強度差を二次元空間における特定位置に換算する処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の処理装置である。
【００９２】
続いて、本実施形態に係るトランシーバ本体３０ａ及び発信器Ａ，Ｂを使用した位置特定方法について説明する。
【００９３】
図１０及び図１１に示すように、発信器Ａ，Ｂを電界伝達シート３０２上に設置して駆動させた状態で、ウェアラブルコンピュータ１及びトランシーバ３を装着した人間が電界伝達シート３０２上の特定位置αに触れる。これにより、受信電極１０５ｂでは、指（生体１００）及び絶縁膜１０７ｂを介して発信器Ａ，Ｂからの電界を受信する。電界検出光学装置１１５では、この受信した電界を電界検出光学装置１１５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１１６に送信する。信号処理回路１１６の増幅部１１４では、電気信号の増幅を行い、バンドパスフィルタ１５１に送信する。しかし、発信器Ａ，Ｂからの電界に係る電気信号は、このバンドパスフィルタ１１６を通過しない。
【００９４】
また、増幅部１１４から送信された電気信号は、バンドパスフィルタ１１ａ，１１ｂにも送信される。
【００９５】
そして、バンドパスフィルタ１１ａでは、発信器Ａ，Ｂからの電界に係る電気信号のうち、発信器Ａ用の帯域（ｆａ）のみの信号成分を通過させて信号強度測定部１３ａに送信する。信号強度測定部１３ａでは、バンドパスフィルタ１１ａによって通過した信号成分に係る電気信号の信号強度を測定する。
【００９６】
一方、バンドパスフィルタ１１ｂでは、発信器Ａ，Ｂからの電界に係る電気信号のうち、発信器Ｂ用の帯域（ｆｂ）のみの信号成分を通過させて信号強度測定部１３ｂに送信する。信号強度測定部１３ｂでは、バンドパスフィルタ１１ｂによって通過した信号成分に係る電気信号の信号強度を測定する。
【００９７】
次に、位置換算処理部１５では、信号強度測定部１３ａで測定した信号強度と信号強度測定部１３ｂで測定した信号強度の強度差を計算すると共に、この強度差とメモリ１７に記憶している強度差とを照合することで、上記計算した強度差を電界伝達シート２０２上の二次元空間における特定位置αに換算する処理を行う。
【００９８】
そして最後に、位置換算処理部１５で求めた特定位置αの位置情報（データ）は、位置換算処理部１５からＩ／Ｏ回路１０１を介してウェアラブルコンピュータ１に送信される。
【００９９】
以上説明したように本実施形態によれば、信号強度測定部１３ａで測定した信号強度と信号強度測定部１３ｂで測定した信号強度の強度差を計算すると共に、この強度差とメモリ１７に記憶している強度差とを照合することで、上記計算した強度差を二次元空間における特定位置に換算することにより、電界伝達シート３０２のうちで、指（生体１００）が触れた特定位置αの位置情報をウェアラブルコンピュータ１等に入力することができるため、ウェアラブルコンピュータ１等への情報入力を容易に行うことができるという効果を奏する。
【０１００】
尚、上記実施形態では、位置換算処理部１５によって、信号強度測定部１３ａで測定した信号強度と信号強度測定部１３ｂで測定した信号強度の強度差を計算したが、これに限るものではなく、信号強度測定部１３ａで測定した信号強度と信号強度測定部１３ｂで測定した信号強度の強度比を計算してもよい。但し、この場合には、メモリ１７に、２つの電気信号の強度比と二次元空間における特定位置とを関連付けて記憶させておく必要がある。
【０１０１】
＜第２の実施形態＞
続いて、図面を用いて、第２の実施形態を説明する。
【０１０２】
図１４は、第２の実施形態に係るトランシーバ内のトランシーバ本体３０ｂの全体構成図である。尚、上記第１の実施形態と同一構成については、同一符号を付して、その説明を省略する。
【０１０３】
図１４に示す位相検波器２３ａは、バンドパスフィルタ１１ａによって通過した信号成分に係る電気信号の位相を検波する回路である。また、位相検波器２３ｂは、バンドパスフィルタ１１ｂによって通過した信号成分に係る電気信号の位相を検波する回路である。
【０１０４】
メモリ２７は、２つの電気信号の位相差と二次元空間における特定位置とを関連付けて記憶しておく記憶手段である。ここでは、図１０及び図１１に示す電界伝達シート３０２上における任意位置と位相差を予め関連付けておく。また、このメモリ２７に記憶されている位相差と特定位置の関連付けは、ウェアラブルコンピュータ１等の外部装置からＩ／Ｏ回路１０１を介して書き換えが可能である。
【０１０５】
また、位置換算処理部２５は、位相検波器２３ａで測定した位相と位相検波器２３ｂで測定した位相の差を計算すると共に、この位相差とメモリ２７に記憶している位相差とを照合することで、上記計算した位相差を二次元空間における特定位置に換算する処理を行うＣＰＵ等の処理装置である。
【０１０６】
続いて、本実施形態に係るトランシーバ３０ｂ及び発信器Ａ，Ｂを使用した位置特定方法について説明する。
【０１０７】
図１０及び図１１に示すように、発信器Ａ，Ｂを電界伝達シート３０２上に設置して駆動させた状態で、ウェアラブルコンピュータ１及びトランシーバ３を装着した人間が電界伝達シート３０２上の特定位置αに触れる。これにより、受信電極１０５ｂでは、指（生体１００）及び絶縁膜１０７ｂを介して発信器Ａ，Ｂからの電界を受信する。電界検出光学装置１１５では、この受信した電界を電界検出光学装置１１５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１１６に送信する。信号処理回路１１６の増幅部１１４では、電気信号の増幅を行い、バンドパスフィルタ１５１に送信する。しかし、発信器Ａ，Ｂからの電界に係る電気信号は、このバンドパスフィルタ１５１を通過しない。
【０１０８】
また、増幅部１１４から送信された電気信号は、バンドパスフィルタ１１ａ，１１ｂにも送信される。
【０１０９】
そして、バンドパスフィルタ１１ａでは、発信器Ａ，Ｂからの電界に係る電気信号のうち、発信器Ａ用の帯域（ｆａ）のみの信号成分を通過させて位相検波器２３ａに送信する。位相検波器２３ａでは、バンドパスフィルタ１１ａによって通過した信号成分に係る電気信号の位相を検波する。
【０１１０】
一方、バンドパスフィルタ１１ｂでは、発信器Ａ，Ｂからの電界に係る電気信号のうち、発信器Ｂ用の帯域（ｆｂ）のみの信号成分を通過させて位相検波器２３ｂに送信する。位相検波器２３ｂでは、バンドパスフィルタ１１ｂによって通過した信号成分に係る電気信号の位相を検波する。
【０１１１】
次に、位置換算処理部２５では、位相検波器２３ａで測定した位相と位相検波器２３ｂで測定した位相の差を計算すると共に、この位相差とメモリ２７に記憶している位相差とを照合することで、上記計算した位相差を電界伝達シート３０２上の二次元空間における特定位置αに換算する処理を行う。
【０１１２】
そして最後に、位置換算処理部２５で求めた特定位置αの位置情報（データ）は、位置換算処理部２５からＩ／Ｏ回路１０１を介してウェアラブルコンピュータ１に送信される。
【０１１３】
以上説明したように本実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【０１１４】
以下、図１５乃至図１７を用いて、上記第１及び第２の実施形態の具体例を説明する。
【０１１５】
＜第１の具体例＞
図１５及び図１６では、上記各実施形態を電界伝達シート３０２ａ、パソコン用のキーボードに用いた例を示している。図１５に示すように、電界伝達シート３０２ａ上にキーボードの絵を印字することで、例えば、人間が特定位置α１に触れると、発信器Ａ，Ｂからのそれぞれの距離ｘ１，ｙ１から、触れたキーを特定することができる。
【０１１６】
尚、前述のように、トランシーバ３からウェアラブルコンピュータ１からは位置情報、この場合には発信器Ａ，Ｂからのそれぞれの距離ｘ１，ｙ１、が送られるが、ウェアラブルコンピュータ１内には、電界伝達シート３０２ａ上の位置とその位置の印字情報との関係と同じ、位置情報対入力情報の対応表が備えられており、これにより、ウェアラブルコンピュータ１は人間が意図した情報を把握することができる。
【０１１７】
＜第２の具体例＞
図１７では、上記各実施形態を、タッチパネル、タッチスクリーン、又はショーケース等の電界伝達シート３０２ｂに用いた例を示している。この場合も同様に、例えば、人間が特定位置α２に触れると、発信器Ａ，Ｂからのそれぞれの距離ｘ２，ｙ２から、触れた位置を特定することができる。
【０１１８】
尚、上述の実施形態にあっては、「２つ発信器」と「電界伝達シート」を用い、電界伝達シートに手（指）で触れることにより、２つの発信器からの電気信号を手（生体１００）を介してトランシーバに送り、トランシーバは、その２つの電気信号を分離し、その２つの電気信号に基づいて、その触れた位置の、２つの発信器からの隔たりの情報を取得しているが、本発明の趣旨はこれに限られることはない。
【０１１９】
例えば、二次元平面のみならず、三次元空間にも応用できる。即ち、「３つの発信器」と三次元的な「電界伝達媒体」なるものを用いれば、３つの発信器から三次元上のある点を指し示した指まで、その電界伝達媒体を介して信号を伝達させることができ、そのときトランシーバは、３つの信号を分離することとなる。これにより、人間が意図した三次元空間内の点の位置情報をトランシーバが取得できることになる。更に、これを、ウェアラブルコンピュータ等の情報機器に送ってやれば、人間が三次元空間内のある点を指示することにより意図した情報を情報機器に入力させることができる。
【０１２０】
また、トランシーバの処理速度が十分であれば、トランシーバは、指等の位置の情報を、指等の動きの情報としても把握できることになる。つまり、例えば、電界伝達シートを指でなぞることにより、トランシーバは、指の動きをリアルタイムで把握することができ、またその情報をウェアラブルコンピュータ等の情報機器に送ってやれば、その動き情報自体や、その動き情報に関連した、人間が意図した情報を、情報機器に入力させることができる。
【０１２１】
更に、生体を介してトランシーバに送る情報は位置（速度）を取得できる信号だけとは限らない。例えば、電界伝達シートに圧力を検知する機能を持たせれば、その圧力信号も電界に変換して指等を介して、トランシーバに送ることもできることとなる。つまり、この場合、人間が意図した押し付ける力の情報をトランシーバは取得することができ、更にこの情報をウェアラブルコンピュータ等の情報機器に送ってやれば、その情報機器がその押し付ける力に対応した情報を取得することができることとなる。
【０１２２】
尚、以上の説明では、ウェアラブルコンピュータ等の情報機器が、人間が意図した位置の情報や圧力の情報に対応する情報を有しているように説明したが、トランシーバ自体がこの情報を持っていてもよく、そうすればトランシーバ自体が人間が意図した情報を取得することができる。また、ウェアラブルコンピュータ等の情報機器及びトランシーバ以外の第３の機器がその情報を所持していて、情報機器及びトランシーバがその第３の機器からその情報を取得するようにしてもよい。
【０１２３】
次に、電界検出光学部において光強度変調器を採用した場合のトランシーバに係る実施形態について説明する。
【０１２４】
＜第３の実施形態＞
以下、図１８及び図１９を用いて、本発明の第３の実施形態に係る電界検出光学装置１１５ａ及び、この電界検出光学装置１１５ａを備えた光強度変調型トランシーバ（以下、単に「トランシーバ」という）３について説明する。
【０１２５】
図１８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本体３０ｃの全体構成図である。尚、図１８は、第３〜第７の実施形態に共通の全体構成図である。
【０１２６】
図１８に示すように、トランシーバ本体３０ｃは、Ｉ／Ｏ（入出力）回路１０１、送信部１０３、送信電極１０５ａ、受信電極１０５ｂ、絶縁膜１０７ａ，１０７ｂ、電界検出光学装置１１５（電界検出光学部１１０、受光回路１５２）、信号処理回路１１６、及び波形整形回路１１７を有している。
【０１２７】
Ｉ／Ｏ回路１０１は、トランシーバ本体３ｃ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。送信電極１０５ａ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。また、受信電極１０５ｂ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あり、受信用アンテナとしても使用される。
【０１２８】
また、絶縁膜１０７ａは、送信電極１０５ａと生体１００との間に配置する絶縁体の膜であり、送信電極１０５ａが直接生体１００に接触することを防ぐ役割を果たす。絶縁膜１０７ｂは、受信電極１０５ｂと生体１００との間に配置する絶縁体の膜であり、受信電極１０５ｂが直接生体１００に接触することを防ぐ役割を果たす。
【０１２９】
更に、電界検出光学装置１１５を構成する電界検出光学部１１０は、受信電極１０５ｂで受信した電界をレーザ光に掛ける（印加する）ことでレーザ光に光強度変化を生じさせる機能を有している。
【０１３０】
また、電界検出光学装置１１５を構成する受光回路１５２は、上記光強度変化されたレーザ光を受光して電気信号に変換すると共に、この電気信号の増幅等の信号処理を行う回路である。また、信号処理回路１１６は、少なくともバンドパスフィルタによって構成されており、このバンドパスフィルタにより、様々な周波数の電気信号のうちで、電界検出対象である受信情報に係る周波数成分以外の周波数成分を取り除く（即ち、受信情報に係る周波数成分のみを取り出す）ことで、電気信号の雑音（ノイズ）の除去等の信号処理を行う。
【０１３１】
また、波形整形回路１１７は、信号処理回路１１６から送信されてきた電気信号に波形整形（信号処理）を施し、Ｉ／Ｏ回路１０１を介してウェアラブルコンピュータ１に供給する回路である。
【０１３２】
次に、図１９を用いて、電界検出光学装置１１５の一例であり、第３の実施形態に係る電界検出光学装置１１５ａについて、更に詳細に説明する。尚、本実施形態に係る電界検出光学装置１１５ａには、電界検出光学部１１０の一例である電界検出光学部１１０ａ、及び受光回路１５２の一例である受光回路１５２ａが備えられている。また、電界検出光学装置１１５ａは、トランシーバ本体３０の一例であるトランシーバ本体３０ｃに設置されている。
【０１３３】
本実施形態に係る電界検出光学部１１０ａは、電流源１１９、レーザダイオード１２１、コリメートレンズ１３３、ビームスプリッタ１３９、光強度変調器１２４、並びに第１及び第２集光レンズ１４１ａ，ｂにより構成されている。
【０１３４】
このうち、光強度変調器１２４は、結合する電界強度によって通過する光の光強度が変化するように構成されている。光強度変調器１２４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及び第２電極１２７は、レーザダイオード１２１からのレーザ光の光強度変調器１２４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。
【０１３５】
また、電界検出光学部１１０ａは、第１電極１２５を介して受信電極１０５ｂ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、受信電極１０５ｂは、生体１００に誘起されて伝達されてくる電界を検出すると、この電界を第１電極１２５に伝達し、第１電極１２５を介して光強度変調器１２４に結合することができる。
【０１３６】
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ビームスプリッタ１３９に入射する。このビームスプリッタ１３９は、入射されたレーザ光を２つに分岐して出射する光学系である。このビームスプリッタ１３９で分岐されたレーザ光のうちの第１のレーザ光は、光強度変調器１２４を介して第１集光レンズ１４１ａに入射される。また、ビームスプリッタ１３９で分岐されたうちの第２のレーザ光は、光強度変調器１２４を介さずに第２集光レンズ１４１ｂに入射される。
【０１３７】
一方、受光回路１５２ａは、光強度変調器１２４によって光強度変調した第１のレーザ光の光強度に応じて電流信号に変換する第１フォトダイオード１４３ａ、この第１フォトダイオード１４３ａに対して、逆バイアス電圧を与える第１定電圧源１４７ａ、及び第１フォトダイオード１４３ａによって変換された電流信号を電圧信号に変換する第１負荷抵抗１４５ａから成る第１の組みと、第２集光レンズ１４１ｂを介して受光した第２のレーザ光の光強度に応じて電流信号に変換する第２フォトダイオード１４３ｂ、この第２フォトダイオード１４３ｂに対して、逆バイアス電圧を与える第２定電圧源１４７ｂ、及び第２フォトダイオード１４３ｂによって変換された電流信号を電圧信号に変換する第２負荷抵抗１４５ｂから成る第２の組みとを備えている。
【０１３８】
これにより、電界検出光学部１１０ａの光強度変調器１２４及び第１集光レンズ１４１ａを通って来た第１のレーザ光は、第１フォトダイオード１４３ａで受光されて、上記第１の組みにより結果的に電圧信号（信号成分あり）を出力する。また、電界検出光学部１１０ａの第２集光レンズ１４１ｂを通って来た第２のレーザ光は、第２フォトダイオード１４３ｂで受光されて、上記第２の組みにより結果的にレーザ光の雑音（ノイズ）を含んだ電圧信号（信号成分無し）を出力する。
【０１３９】
そして、受光回路１５２ａは、第１負荷抵抗１４５ａによって変換された電圧信号と第２負荷抵抗１４５ｂによって変換された電圧信号とを差動増幅する差動アンプ１１２も備えており、差動アンプ１１２によって差動増幅行い、この出力が図１８に示す信号処理回路１１６に供給される。
【０１４０】
以上説明したように本実施形態によれば、光強度変調器１２４にレーザ光が入射する直前でレーザ光を分岐し、一方を光強度変調器１２４に入力して電界を検出するレーザ光（信号成分あり）として用い、他方は光強度変調器１２４に入力せずにレーザ光の雑音を除去するためのレーザ光（信号成分無し）としてのみ用いている。このため、偏光変調器１２３のようなレーザ光の偏光変化を強度変化に変換する変調器のように差動で強度変調信号が取り出せない光強度変調器１２４を用いた場合でも、レーザ光の雑音を除去することができる。
【０１４１】
＜第４の実施形態＞
以下、図２０を用いて、本発明の第４の実施形態に係る電界検出光学装置１１５ｂ及び、この電界検出光学装置１１５ｂを備えた光強度変調型トランシーバ３について説明する。
【０１４２】
本実施形態に係る電界検出光学装置１１５ｂは、上記第３の実施形態に係る電界検出光学装置１１５ａにおける電界検出光学部１１０ａに代えて、以下に示す電界検出光学部１１０ｂを備えたものである。尚、電界検出光学部１１０ｂの構成のうち、上記電界検出光学部１１０ａの構成と同一構成については同一符号を付して、その説明を省略する。また、本実施形態の受光回路１５２ａは、上記第１の実施形態に係る受光回路１５２ａと同一構成であるため、その説明を省略する。
【０１４３】
図２０に示すように、本実施形態の電界検出光学部１１０ｂでは、ビームスプリッタ１３９と光強度変調器１２４の間に第１光可変アッテネータ１３４Ａを挿入設置し、ビームスプリッタ１３９と第２集光レンズ１４１ｂの間に第２光可変アッテネータ１３４Ｂを挿入設置している。この第１、第２の光可変アッテネータ１３４Ａ，Ｂは、レーザ光の光強度を所定割合減衰させるものである。
【０１４４】
但し、ビームスプリッタ１３９で２つに分岐されたうちの第１のレーザ光は光強度変調器１２４を通過するが、第２のレーザ光は光強度変調器１２４を通過しないため、第１のレーザ光の伝達効率よりも第２のレーザ光の伝達効率が高いことから、両方のバランスを図る必要がある。そのため、本実施形態では、第１のレーザ光が通過する第１光可変アッテネータ１３４Ａの減衰量よりも、第２のレーザ光が通過する第２光可変アッテネータ１３４Ｂの減衰量を大きく設定している。
【０１４５】
これによって、第１光可変アッテネータ１３４Ａにより、ビームスプリッタ１３９によって分岐した第１のレーザ光の光強度を減衰させてから第１フォトダイオード１４３ａで電流信号に変換させることができると共に、第２光可変アッテネータ１３４Ｂにより、ビームスプリッタ１３９によって分岐した第２のレーザ光の光強度を減衰させてから第２フォトダイオード１４３ｂで電流信号に変換させることができる。しかも、減衰量の割合は、第１光可変アッテネータ１３４Ａを通過するレーザ光よりも、第２光可変アッテネータ１３４Ｂを通過するレーザ光の方が大きい。
【０１４６】
以上説明したように本実施形態によれば、第１，第２光可変アッテネータ１３４Ａ，Ｂを挿入設置することで、レーザ光の雑音を除去するために、レーザ光を分岐させた場合でも、差動アンプ１１２への入力信号のバランスを図ることができる。
【０１４７】
尚、第２光可変アッテネータ１３４Ｂのみで差動アンプ１１２への入力信号のバランスを図ることができれば、第１光可変アッテネータ１３４Ａを取り付けずに省略してもよい。
【０１４８】
＜第５の実施形態＞
以下、図２１を用いて、本発明の第５の実施形態に係る電界検出光学装置１１５ｃ及び、この電界検出光学装置１１５ｃを備えた光強度変調型トランシーバ３について説明する。
【０１４９】
本実施形態に係る電界検出光学装置１１５ｃは、上記第３の実施形態に係る電界検出光学装置１１５ａにおける受光回路１５２ａに代えて、以下に示す受光回路１５２ｂを備えたものである。尚、受光回路１５２ｂの構成のうち、上記受光回路１５２ａの構成と同一構成については同一符号を付して、その説明を省略する。また、本実施形態の電界検出光学部１１０ａは、上記第１の実施形態に係る電界検出光学部１１０ａと同一構成であるため、その説明を省略する。
【０１５０】
図２１に示すように、第３の実施形態の第１，第２負荷抵抗１４５ａ，ｂに代えて、本実施形態の受光回路１５２ｂでは、それぞれ第１，第２可変負荷抵抗１４５Ａ，Ｂを設けた点が特徴である。これら第１，第２可変負荷抵抗１４５Ａ，Ｂは、負荷抵抗値が可変であり、第１可変負荷抵抗１４５Ａの抵抗値よりも、第２可変負荷抵抗１４５Ｂの抵抗値の方が大きくなるように設定されている。
【０１５１】
これによって、第１フォトダイオード１４３ａ及び第２フォトダイオード１４３ｂからの出力電圧信号の信号強度を同じにすることができる。
【０１５２】
以上説明したように本実施形態によれば、第１の実施形態の第１，第２負荷抵抗１４５ａ，ｂに代えて、本実施形態の受光回路１５２ｂでは、第１，第２可変負荷抵抗１４５Ａ，Ｂを設けることで、レーザ光の雑音を除去するために、レーザ光を分岐させた場合でも、差動アンプ１１２への入力信号のバランスを図ることができる。
【０１５３】
尚、第１，第２可変負荷抵抗１４５Ａ，Ｂのうちの一方のみで差動アンプ１１２への入力信号のバランスを図ることができれば、いずれか一方を取り付けずに省略してもよい。
【０１５４】
＜第６の実施形態＞
以下、図２２を用いて、本発明の第６の実施形態に係る電界検出光学装置１１５ｄ及び、この電界検出光学装置１１５ｄを備えた光強度変調型トランシーバ３について説明する。
【０１５５】
本実施形態に係る電界検出光学装置１１５ｄは、上記第３の実施形態に係る電界検出光学装置１１５ａにおける受光回路１５２ａに代えて、以下に示す受光回路１５２ｃを備えたものである。尚、受光回路１５２ｃの構成のうち、上記受光回路１５２ａの構成と同一構成については同一符号を付して、その説明を省略する。また、本実施形態の電界検出光学部１１０ａは、上記第１の実施形態に係る電界検出光学部１１０ａと同一構成であるため、その説明を省略する。
【０１５６】
図２２に示すように、第３の実施形態の第１，第２定電圧源１４７ａ，ｂに代えて、本実施形態の受光回路１５２ｃでは、それぞれ第１，第２可変電圧源１４７Ａ，Ｂを設けた点が特徴である。これら第１，第２可変電圧源１４７Ａ，Ｂは、電圧値が可変であり、第１可変電圧源１４７Ａの電圧値よりも、第２可変電圧源１４５Ｂの電圧値の方が小さくなるように設定されている。
【０１５７】
これによって、第１フォトダイオード１４３ａ及び第２フォトダイオード１４３ｂからの出力電圧信号の信号強度を同じにすることができる。
【０１５８】
以上説明したように本実施形態によれば、第３の実施形態の第１，第２定電圧源１４７ａ，ｂに代えて、本実施形態の受光回路１５２ｃでは、それぞれ第１，第２可変電圧源１４７Ａ，Ｂを設けることで、レーザ光の雑音を除去するために、レーザ光を分岐させた場合でも、差動アンプ１１２への入力信号のバランスを図ることができる。
【０１５９】
尚、第１，第２可変電圧源１４７Ａ，Ｂのうちの一方のみで差動アンプ１１２への入力信号のバランスを図ることができれば、いずれか一方を取り付けずに省略してもよい。
【０１６０】
＜第７の実施形態＞
以下、図２３を用いて、本発明の第７の実施形態に係る電界検出光学装置１１５ｅ及び、この電界検出光学装置１１５ｅを備えた光強度変調型トランシーバ３について説明する。
【０１６１】
本実施形態に係る電界検出光学装置１１５ｅは、上記第３の実施形態に係る電界検出光学装置１１５ａにおける受光回路１５２ａに代えて、以下に示す受光回路１５２ｄを備えたものである。尚、受光回路１５２ｄの構成のうち、上記受光回路１５２ａの構成と同一構成については同一符号を付して、その説明を省略する。また、本実施形態の電界検出光学部１１０ａは、上記第１の実施形態に係る電界検出光学部１１０ａと同一構成であるため、その説明を省略する。
【０１６２】
図２３に示すように、第１，第２のフォトダイオード１４３ａ，ｂからの出力電圧信号が差動アンプ１１２に入力される前に、それぞれの電圧信号を増幅するための第１，第２可変ゲインアンプ１４９Ａ，Ｂを設けた点が特徴である。これら第１，第２可変ゲインアンプ１４９Ａ，Ｂは、電圧ゲインが可変であり、第１可変ゲインアンプ１４９Ａの電圧ゲインよりも、第２可変ゲインアンプ１４９Ｂの電圧ゲインの方が小さくなるように設定されている。
【０１６３】
これによって、第１フォトダイオード１４３ａ及び第２フォトダイオード１４３ｂからの出力電圧信号の信号強度が異なっていても、同じにすることができる。
【０１６４】
以上説明したように本実施形態によれば、第１，第２のフォトダイオード１４３ａ，ｂからの出力電圧信号が差動アンプ１１２に入力される前に、それぞれの電圧信号を増幅するための第１，第２可変ゲインアンプ１４９Ａ，Ｂを設けることで、レーザ光の雑音を除去するために、レーザ光を分岐させた場合でも、差動アンプ１１２への入力信号のバランスを図ることができる。
【０１６５】
尚、第１，第２可変ゲインアンプ１４９Ａ，Ｂのうちの一方のみで差動アンプ１１２への入力信号のバランスを図ることができれば、いずれか一方を取り付けずに省略してもよい。
【０１６６】
尚、上述した第３乃至第７の実施形態における光強度変調器としては、従来と同様、電界吸収型（ＥＡ）光強度変調器やマッハツェンダ型光強度変調器等が採用できる。
【０１６７】
＜第８の実施形態＞
以下、図２４を用いて、本発明の第８の実施形態に係るトランシーバのトランシーバ本体３０ｄについて説明する。
【０１６８】
本実施形態に係るトランシーバ本体３０ｄは、図２４に示したような全体構成を有する。この全体構成のうち、電界検出光学装置２１５、ノイズ検出部２１８、制御信号発生部２１９を除く各構成は、上記第３の実施形態に係るトランシーバ本体３０ｃと同一であるため同一符号を付して、その説明を省略する。
【０１６９】
本実施形態のトランシーバ本体３０ｄでは、電界検出光学装置２１５として、上記第４乃至第７の実施形態で説明した電界検出光学装置１１５ｂ〜１１５ｅのいずれかを用い、信号処理回路１１６から出力された電圧信号の雑音（ノイズ）成分の大きさを検出するノイズ検出部２１８と、このノイズ検出部２１８から出力された検出データに基づいて、電界検出光学装置２１５を構成する電界検出光学部１１０や受光回路１５２における可変な値を可変制御するための制御信号を発生させる制御信号発生器２１９を設けた点が特徴である。尚、ノイズ検出部２１８は、信号処理回路１１６から出力された電気信号中にどの程度の雑音が残っているか、即ち、電界検出対象である受信情報に係る周波数帯域中に存在する雑音がどの程度あるのかを検出する。
【０１７０】
ここで、上記「可変な値」とは、第４の実施形態では（図２０）、第１，第２の光可変アッテネータ１３４Ａ，Ｂの光強度の減衰量を示す。また、第５の実施形態では（図２１）、第１，第２の可変負荷抵抗１４５Ａ，Ｂの抵抗値を示す。また、第６の実施形態では（図２２）、第１，第２の可変電圧源１４７Ａ，Ｂの電圧値を示す。第７の実施形態では（図２３）、第１，第２の可変ゲインアンプ１１３Ａ，Ｂの電圧ゲインを示す。
【０１７１】
以上説明したように本実施形態によれば、トランシーバ本体３０ｄの製造後であっても、可変な値を自動的に変更して調整することができるという効果を奏する。
【０１７２】
次に、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本体と、このトランシーバ本体を駆動させるバッテリと、上記トランシーバ本体を覆う絶縁ケースと、を備えた構成のトランシーバであって、外壁面のうち、広範な面を電界伝達媒体である生体（手）で接触するタイプのトランシーバに係る実施形態について説明する。
【０１７３】
先ず、かかるトランシーバの実施形態の着眼点について説明する。そこで、図９に示したトランシーバ及びウェアラブルコンピュータに関し、生体（手）、送受信電極、トランシーバ本体、及びバッテリ間の等価回路を考えてみる。
【０１７４】
図２５は、生体、送受信電極、及びトランシーバ本体間の等価回路を示す図である。
【０１７５】
図９において、生体１００と送受信電極１０５’とは絶縁膜１０７’で隔てられているため、生体１００と送受信電極１０５間のインピーダンスは図２５のような等価回路で表現できる。
【０１７６】
ところで、生体１００を介しての信頼性の高い通信を実現するためには、生体１００への誘起交流電界（周波数ｆ）を大きくする必要がある。この誘起交流電界（周波数ｆ）を大きくするためには、生体１００と送受信電極１０５間のインピーダンスを小さくする必要がある。ここで、図２５に示すように生体１００と送受信回路１０５間のインピーダンスの抵抗成分は非常に大きいと考えられるので、当該インピーダンスを小さくするためには、その容量成分を大きくする必要がある。
【０１７７】
そこで、容量成分を大きくするためには、絶縁膜１０７の材料として誘電率の大きな材料を使用したり、その厚さを薄くしたりすることが有効である。また、間接的に相対する生体と広範に相対するように送受信電極１０５の面積を大きくすることが有効である。
【０１７８】
しかしながら、絶縁膜１０７の厚さを薄くしすぎると、送受信電極１０５に直接生体１００が触れる可能性が大きくなり、生体１００に大きな電流が流れる危険性が高まる。従って、送受信電極１０５の面積を大きくする策の方が、安全性を確保しながら容量を大きくできるので、得策である。また、送受信電極１０５を大きくすることでシールドの効果も期待できる。
【０１７９】
図２６は、生体、トランシーバ本体、及びバッテリ間の等価回路を示す図である。
【０１８０】
生体１００を介しての信頼性の高い通信を実現するためには、生体１００、トランシーバ本体３０、及びバッテリ６間相互に不要交流電界（周波数ｆ）が誘起されないようにする必要がある。そのためにはそれぞれの間のインピーダンスを大きくして、相互の結合容量を小さくする必要がある。
【０１８１】
従って、相互間に絶縁体を介在させることとして、更に、その効果を大きくするためには、誘電率の小さな絶縁体を使用したり、絶縁体と、生体１００、トランシーバ本体３０、及びバッテリ６のそれぞれとの接触面積を小さくしたり、また、絶縁体を厚くすることが必要である。
【０１８２】
以上の観点から、図９に示したタイプのトランシーバにおいて、確実で信頼性の高い、生体を介した通信を行うための実施形態として以下のものが考えられる。
【０１８３】
＜第９の実施形態＞
以下、図２７乃至図３０を用いて、第９の実施形態を説明する。
【０１８４】
図２７は、第９の実施形態に係るトランシーバ３ａ及びウェアラブルコンピュータ１の全体構成図である。図２８は、主にトランシーバ本体３０の機能を示した機能ブロック図である。図２９は、電界検出光学装置１１５’の詳細構成図である。図３０は、図２７に示すトランシーバ３ａ及びウェアラブルコンピュータ１の使用状態を示した使用イメージ図である。
【０１８５】
図２７に示すように、トランシーバ３ａは、絶縁体で形成された絶縁ケース３３と、この絶縁ケース３３に内蔵された以下に示す装置等と、この絶縁ケース３３の外部に取り付けられた以下に示す部材等により構成されている。
【０１８６】
絶縁ケース３３の内壁面底部には、絶縁ケース３３とトランシーバ本体３０との電気的な結合を弱めるための絶縁性発泡材７ａが取り付けられている。またその上面に、ウェアラブルコンピュータ１に対してデータ（情報）の送受信を行うトランシーバ本体３０が取り付けられている。またその上面に、トランシーバ本体３０とバッテリ６との電気的な結合を弱めるための絶縁性発泡材７ｂが取り付けられている。更にその上面に、トランシーバ３０を駆動させるバッテリ６が取り付けられている。即ち、絶縁ケース３３とトランシーバ本体３０の間に絶縁性発泡材７ａが挟持（挟んだ状態に支持）され、更に、トランシーバ本体３０とバッテリ６の間に絶縁性発泡材７ｂが挟持されている。また、絶縁性発泡材７ａ，７ｂには、無数の空気を含んだ穴が空いている。このため、絶縁性発泡材７ａによって、絶縁ケース３３とトランシーバ本体３０との間の雑音の伝達を抑制することができる。また、絶縁性発泡材７ｂによって、トランシーバ本体３０とバッテリ６との間の雑音の伝達を抑制することができる。
【０１８７】
更に、トランシーバ本体３０からは、後述の第１グランド（Ｇｒｏｕｎｄ）電極１３１が延出され、他の装置（バッテリ６、ウェアラブルコンピュータ１等）に接触しない状態で、しかも、送受信電極１０５から離れた絶縁ケース３３の内壁面の上部に取り付けられている。また、トランシーバ本体３０からは、後述の第２グランド電極１６１及び第３グランド電極１６３が延出され、他の装置（バッテリ６、ウェアラブルコンピュータ１等）及び第１グランド電極１３１に接触しない状態で、しかも、送受信電極１０５から離れた絶縁ケース３３の内壁面の上部に取り付けられている。
【０１８８】
また、絶縁ケース３３の外壁面底部及び外壁面側部には、送受信電極１０５が取り付けられており、この送受信電極１０５の全体が絶縁膜１０７で覆われている。尚、ウェアラブルコンピュータ１の操作・入力面以外の部分は、絶縁ケース１１で覆われている。
【０１８９】
更に、トランシーバ本体３０は、Ｉ／Ｏ（入出力）回路１０１、送信部１０３、送受信電極１０５、絶縁膜１０７、電界検出光学装置１１５’、受信回路１１３（信号処理回路１１６、波形整形回路１１７）を有している点は、従来のトランシーバ本体３０’と同様であるが、これらの構成につき、改めて説明する。
【０１９０】
Ｉ／Ｏ回路１０１は、トランシーバ本体３０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。また、送受信電極１０５は、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あり、受信用アンテナとしても使用される。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。
【０１９１】
更に、電界検出光学装置１１５’は、送受信電極１０５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。
【０１９２】
また、受信回路１１３の信号処理回路１１６は、更に電界検出光学部１１５’から送信されてきた電気信号の増幅を行うと共に、電気信号の帯域を制限して不要な雑音や不要な信号成分を除去する処理を行う回路である。
【０１９３】
また、波形整形回路１１７は、信号処理回路１１６から送信されてきた電気信号に波形整形（信号処理）を施し、Ｉ／Ｏ回路１０１を介してウェアラブルコンピュータ１に供給する回路である。尚、送信部１０３、受信回路１１３、及びＩ／Ｏ回路１０１は、バッテリ６によって駆動することができる。
【０１９４】
ここで、図２９を用い、電界検出光学部１１５’について詳細に説明する。図４を参照して概要は説明済みであるが、再度説明する。
【０１９５】
この電界検出光学部１１５’は、トランシーバ本体３０により受信した電界を電気信号に戻す処理を行う。この処理は、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ことによって行う。
【０１９６】
電界検出光学部１１５’は、図２９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１及び第２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、第１グランド電極１３１により構成されている。
【０１９７】
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２９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及び第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。
【０１９８】
また、電界検出光学部１１５’は、第１電極１２５を介して送受信電極１０５に接続されている。第１電極１２５に対向する第２電極１２７は、第１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、送受信電極１０５は、生体１００に誘起し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。
【０１９９】
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送受信電極１０５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に結合させると、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。
【０２００】
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波及びＳ波に分離して、光の強度変化に変換する。
【０２０１】
この偏光ビームスプリッタ１３９でＰ波成分及び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２８に示す信号処理回路１１６で増幅及び雑音除去の信号処理を施される。
【０２０２】
更に、本実施形態のトランシーバ本体３０においては、電界検出光学部１１５’用の電圧の基準点となる第１グランド電極１３１が、図２７に示すようにトランシーバ本体３０の外部に延出されている。また、信号処理回路１１６用の電圧の基準点となる第２のグランド電極１６１、及び、送信部１０３用の電圧の基準点となる第３のグランド電極１６３が共通して外部に延出されている。
【０２０３】
次に、図３０を用いて、本実施形態に係るトランシーバ３ａ及びウェアラブルコンピュータ１の使用状態を説明する。
【０２０４】
図３０に示すように、人間の手（生体１００）でトランシーバ３ａを持つ場合には、絶縁ケース３３の外壁面底部及び外壁面側部を持つことになる。このような場合であっても、送受信電極１０５及び絶縁膜１０７が、絶縁ケース３３の外壁面底部だけでなく外壁面側部まで覆っているため、絶縁ケース３３の全体から送信用の電界Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３が誘起されるが、その一部の電界が手から絶縁ケース３３の側面を介してトランシーバ３に戻ることを抑制する。
【０２０５】
以上説明したように本実施形態によれば、絶縁ケース３３の外壁面のうち、底面（底部）だけでなく、側面（側部）等を含めた広範な面に送信用電極（ここでは、送受信電極１０５）を取り付けて絶縁膜１０７で覆ったので、人間の手でトランシーバ３ａを持った場合であっても、送信用電界の一部が手から再びトランシーバ３ａへ戻ることを防止することができる。
【０２０６】
また、第１グランド電極１３１、第２グランド電極１６１、及び第３グランド電極１６３を絶縁ケース３３の内壁面の上部であって、送受信電極１０５から離れた位置に取り付けたことにより、送受信電極１０５からトランシーバ本体３０への不要信号の回り込みを防止することができると共に、グランドの強化を行うことができる。
【０２０７】
更に、絶縁ケース３３とトランシーバ本体３０の間に絶縁性発泡材７ａが挟持され、更に、トランシーバ本体３０とバッテリ６の間に絶縁性発泡材７ｂが挟持されているため、バッテリ６や絶縁ケース３３からトランシーバ本体３０に侵入してくる雑音を抑制することができる。
【０２０８】
＜第１０の実施形態＞
以下、図３１を用いて、第１０の実施形態を説明する。
【０２０９】
図３１は、第１０の実施形態に係るトランシーバ３２及びウェアラブルコンピュータ１の全体構成図である。尚、上記第９の実施形態と同一の構成については同一符号を付して、その説明を省略する。
【０２１０】
本実施形態では、図３１に示すように、第９の実施形態の絶縁性発泡剤７ａ，７ｂの変わりに絶縁性支柱９９ａ，９９ｂを採用している。
【０２１１】
このように、本実施形態によれば、絶縁体と、生体１００、トランシーバ本体３０、及びバッテリ６のそれぞれとの接触面積を小さくしているので、不要交流電界が誘起されない効果は更に大きい。
【０２１２】
絶縁性支柱９９ａ，９９ｂの材質としては、発泡剤の他に木材であってもよい。但し、桐材のように軽くて丈夫なものが好ましい。
【０２１３】
また、本実施形態では支柱を採用したが、ブロック構造を有するようにしてもよい。
【０２１４】
＜第１１の実施形態＞
以下、図３２を用いて、第１１の実施形態を説明する。
【０２１５】
図３２は、第１１の実施形態に係るトランシーバ３ｃ及びウェアラブルコンピュータ１の全体構成図である。尚、上記第９の実施形態と同一の構成については同一符号を付して、その説明を省略する。
【０２１６】
本実施形態では、図３２に示すように、第２，第３グランド電極１６１，１６３が、トランシーバ３ｃの絶縁ケース３３から延出されて、ウェアラブルコンピュータ１の絶縁ケース１１の側面（側部）に取り付けられている。
【０２１７】
このように本実施形態によれば、上記第９の実施形態の効果に加え、更に、第２，第３グランド電極１６１，１６３が、上記第９の実施形態に比べて更に送受信電極１０５から離れているため、送受信電極１０５からトランシーバ本体３０への不要信号の回り込みを、より強固に防止することができると共に、グランドの更なる強化を行うことができる。
【０２１８】
＜第１２の実施形態＞
以下、図３３を用いて、第１２の実施形態を説明する。
【０２１９】
図３３は、第１２の実施形態に係るトランシーバ３ｄ及びウェアラブルコンピュータ１の全体構成図である。尚、上記第９の実施形態と同一の構成については同一符号を付して、その説明を省略する。
【０２２０】
本実施形態では、図３３に示すように、第１グランド電極１３１が、トランシーバ３ｄの絶縁ケース３３から延出されて、ウェアラブルコンピュータ１の絶縁ケース１１の側面（側部）に取り付けられている。
【０２２１】
このように本実施形態によれば、上記第９の実施形態の効果に加え、更に、第１グランド電極１３１が、上記第９の実施形態に比べて更に送受信電極１０５から離れているため、送受信電極１０５からトランシーバ本体３０への不要信号の回り込みを、より強固に防止することができると共に、グランドの更なる強化を行うことができる。
【０２２２】
＜第１３の実施形態＞
以下、図３４を用いて、第１３の実施形態を説明する。
【０２２３】
図３４は、第１３の実施形態に係るトランシーバ３ｅ及びウェアラブルコンピュータ１の全体構成図である。尚、上記第９の実施形態と同一の構成については同一符号を付して、その説明を省略する。
【０２２４】
本実施形態では、図３４に示すように、送受信電極１０５が、送信専用の送信電極１０５ａと受信専用の受信電極１０５ｂに分かれ、図３１に示す送受信電極１０５の部分に送信電極１０５ａが配置され、図３４に示すように、絶縁膜１０７ａの外側底面に受信電極１０５ｂが配置されている。そして、受信電極１０５ｂについても、人体が直接触れないようにするために絶縁膜１０７ｂで覆っている。尚、図３１に示す絶縁膜１０７について、本実施形態では、絶縁膜１０７ａとして表している。
【０２２５】
このように本実施形態によれば、上記第９の実施形態の効果に加え、更に、送信電極１０５ａが比較的大きくて、絶縁ケース３３のほぼ全体を覆っており、受信電極１０５ｂが小さくなっているため、送信用の電界の一部が手から戻ってくる割合が少なくなるという効果も奏する。
【０２２６】
尚、図３５に示すトランシーバ３ｆのように、送信電極１０５ａと受信電極１０５ｂの配置位置を入れ替えて設けてもよい（第１４の実施形態）。
【０２２７】
＜その他の実施形態＞
上記第１１及び第１２の実施形態では、片方のグランド電極をウェアラブルコンピュータ１の絶縁ケース１１の側面に取り付けたが、これに限るものではなく、第１グランド電極１３１、及び第２，第３グランド電極１６１，１６３の両方を接触させずに、それぞれウェアラブルコンピュータ１の絶縁ケース１１の側面に取り付けてもよい。
【０２２８】
また、上記第９及び第１１乃至第１３実施形態では、絶縁ケース３３とトランシーバ本体３０の間に絶縁性発泡材７ａを挟持させ、トランシーバ本体３０とバッテリ６の間に絶縁性発泡材７ｂを挟持させたが、これに限るものではなく、図３６に示すように、バッテリ６とトランシーバ本体３０とを接触させないで覆う一体型の絶縁性発泡材８を使用してもよい。更に、図３７に示すように、発泡材ではなく、空気等の気体が閉じこめられたクッション状絶縁材９を使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２２９】
以上説明したように本発明によれば、生体等の電界伝達媒体が二次元空間における位置を触れて特定することにより、ウェアラブルコンピュータ１等への情報入力も電界伝達媒体を介して容易に行うことができるという効果を奏する。
【０２３０】
また、本発明によれば、光強度変調手段にレーザ光が入射する手前でレーザ光を分岐（分離）し、一方を光強度変調手段に入力して電界を検出するレーザ光として用い、他方は光強度変調手段に入力せずにレーザ光の雑音を除去するためのレーザ光としてのみ用いているため、レーザ光の偏光変化を強度変化に変換する変調器のように差動で強度変調信号が取り出せない光強度変調手段を用いた場合でも、レーザ光の雑音を除去することができるという効果を奏する。
【０２３１】
更に、本発明によれば、絶縁ケースの外壁面のうち、底面（底部）だけでなく、側面（側部）等を含む広範な面に、送信用電極が取り付けられているため、人間の手でトランシーバを持った場合であっても、送信用電界の一部が手から再びトランシーバへ戻ることを防止することができる。

Claims (9)

1. 電界を電界伝達媒体（１００）に誘起させると共に、前記電界伝達媒体（１００）に誘起されている電界を受信する送受信用電極（１０５）と、
   送信すべき情報に基づいた前記電界を前記送受信用電極（１０５）に生じさせると共に、前記送受信用電極（１０５）に生じた前記電界を受信情報に変換することにより、前記電界伝達媒体（１００）を介した情報の送受信が可能なトランシーバ本体（３０）と、
   前記送受信電極（１０５）と前記電界伝達媒体（１００）との間に介在する第１の構造物（１０７）と、
   前記トランシーバ本体（３０）と前記電界伝達媒体（１００）との間に存在する第２の構造物（７ａ，９９ａ）と、
   前記トランシーバ本体（３０）を駆動させるバッテリ（６）と、
   前記トランシーバ本体（３０）と前記バッテリ（６）との間に介在する第３の構造物（７ｂ，９９ｂ）と、
   を備えたトランシーバ（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ）であって、
   前記第１、第２、及び第３の構造物は、抵抗と容量の並列回路として等価される構造物であることを特徴とするトランシーバ（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ）。
2. 前記第１の構造物（１０７）は、前記電界伝達媒体（１００）に対して前記送受信電極（１０５）を覆う絶縁膜であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のトランシーバ（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ）。
3. 前記第２の構造物（７ａ，９９ａ）及び第３の構造物（７ｂ，９９ｂ）は、絶縁性部材であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のトランシーバ（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ）。
4. 送信すべき情報に基づいた電界を送信用電極（１０５，１０５ａ）から電界伝達媒体（１００）に誘起させると共に、前記電界伝達媒体（１００）に誘起されている電界に基づいた情報を受信用電極（１０５，１０５ｂ）で受信することにより、前記電界伝達媒体（１００）を介した情報の送受信が可能なトランシーバ本体（３０）と、
   このトランシーバ本体（３０）を駆動させるバッテリ（６）と、
   前記トランシーバ本体（３０）が内蔵された絶縁ケース（３３）と、
   前記バッテリ（６）と前記トランシーバ本体（３０）の間の、空気が含まれる発泡材（７ｂ）と、
   を備えたトランシーバ（３ａ，３ｃ，３ｄ，３ｅ）であって、
   前記送信用電極（１０５，１０５ａ）は、前記絶縁ケース（３３）の外壁面のうち、前記電界伝達媒体（１００）が近接すべき部分の全面に渡って設けられていると共に、前記電界伝達媒体（１００）に直接接触しないように絶縁膜（１０７，１０７ａ）で覆われていることを特徴とするトランシーバ（３ａ，３ｃ，３ｄ，３ｅ）。
5. 送信すべき情報に基づいた電界を送信用電極（１０５，１０５ａ）から電界伝達媒体（１００）に誘起させると共に、前記電界伝達媒体（１００）に誘起されている電界に基づいた情報を受信用電極（１０５，１０５ｂ）で受信することにより、前記電界伝達媒体（１００）を介した情報の送受信が可能なトランシーバ本体（３０）と、
   このトランシーバ本体（３０）を駆動させるバッテリ（６）と、
   前記トランシーバ本体（３０）が内蔵された絶縁ケース（３３）と、
   前記バッテリ（６）と前記トランシーバ本体（３０）の間の複数の木材支柱（９９ｂ）と、
   を備えたトランシーバ（３ｂ）であって、
   前記送信用電極（１０５，１０５ａ）は、前記絶縁ケース（３３）の外壁面のうち、前記電界伝達媒体（１００）が近接すべき部分の全面に渡って設けられていると共に、前記電界伝達媒体（１００）に直接接触しないように絶縁膜（１０７，１０７ａ）で覆われていることを特徴とするトランシーバ（３ｂ）。
6. 送信すべき情報に基づいた電界を送信用電極（１０５，１０５ａ）から電界伝達媒体（１００）に誘起させると共に、前記電界伝達媒体（１００）に誘起されている 電界に基づいた情報を受信用電極（１０５，１０５ｂ）で受信することにより、前記電界伝達媒体（１００）を介した情報の送受信が可能なトランシーバ本体（３０）と、
   このトランシーバ本体（３０）を駆動させるバッテリ（６）と、
   前記トランシーバ本体（３０）が内蔵された絶縁ケース（３３）と、
   前記バッテリ（６）と前記トランシーバ本体（３０）の間の、所定の気体を閉じこめたクッション材と、
   を備えたトランシーバであって、
   前記送信用電極（１０５，１０５ａ）は、前記絶縁ケース（３３）の外壁面のうち、前記電界伝達媒体（１００）が近接すべき部分の全面に渡って設けられていると共に、前記電界伝達媒体（１００）に直接接触しないように絶縁膜（１０７，１０７ａ）で覆われていることを特徴とするトランシーバ。
7. 送信すべき情報に基づいた電界を送信用電極（１０５，１０５ａ）から電界伝達媒体（１００）に誘起させると共に、前記電界伝達媒体（１００）に誘起されている電界に基づいた情報を受信用電極（１０５，１０５ｂ）で受信することにより、前記電界伝達媒体（１００）を介した情報の送受信が可能なトランシーバ本体（３０）と、
   このトランシーバ本体（３０）を駆動させるバッテリ（６）と、
   前記トランシーバ本体（３０）が内蔵された絶縁ケース（３３）と、
   前記トランシーバ本体（３０）が駆動する際に必要とする基準電圧を画定するものであって、前記絶縁ケース（３３）外の外部装置に取り付けられたグランド電極（１３１，１６１，１６３）と、
   を備えたトランシーバ（３ｃ，３ｄ）であって、
   前記送信用電極（１０５，１０５ａ）は、前記絶縁ケース（３３）の外壁面のうち、前記電界伝達媒体（１００）が近接すべき部分の全面に渡って設けられていると共に、前記電界伝達媒体（１００）に直接接触しないように絶縁膜（１０７，１０７ａ）で覆われていることを特徴とするトランシーバ（３ｃ，３ｄ）。
8. 送信すべき情報に基づいた電界を送信用電極（１０５ａ）から電界伝達媒体（１００）に誘起させると共に、前記電界伝達媒体（１００）に誘起されている電界に基づいた情報を受信用電極（１０５ｂ）で受信することにより、前記電界伝達媒体（１００）を介した情報の送受信が可能なトランシーバ本体（３０）と、
   このトランシーバ本体（３０）を駆動させるバッテリ（６）と、
   前記トランシーバ本体（３０）が内蔵された絶縁ケース（３３）と、
   を備えたトランシーバ（３ｅ）であって、
   前記送信用電極（１０５ａ）は、前記絶縁ケース（３３）の外壁面のうち、前記電界伝達媒体（１００）が近接すべき部分の全面に渡って設けられていると共に、前記電界伝達媒体（１００）に直接接触しないように第１の絶縁膜（１０７ａ）で覆われ、
   前記受信用電極（１０５ｂ）は、前記第１の絶縁膜（１０７ａ）の外壁面に設けられると共に、前記電界伝達媒体（１００）に直接接触しないように第２の絶縁膜（１０７ｂ）で覆われていることを特徴とするトランシーバ（３ｅ）。
9. 送信すべき情報に基づいた電界を送信用電極（１０５ａ）から電界伝達媒体（１００）に誘起させると共に、前記電界伝達媒体（１００）に誘起されている電界に基づいた情報を受信用電極（１０５ｂ）で受信することにより、前記電界伝達媒体（１００）を介した情報の送受信が可能なトランシーバ本体（３０）と、
   このトランシーバ本体（３０）を駆動させるバッテリ（６）と、
   前記トランシーバ本体（３０）が内蔵された絶縁ケース（３３）と、
   を備えたトランシーバ（３ｆ）であって、
   前記受信用電極（１０５ｂ）は、前記絶縁ケース（３３）の外壁面のうち、前記電界伝達媒体（１００）が近接すべき部分の全面に渡って設けられていると共に、前記電界伝達媒体（１００）に直接接触しないように第１の絶縁膜（１０７ａ）で覆われ、
   前記送信用電極（１０５ａ）は、前記第１の絶縁膜（１０７ａ）の外壁面に設けられると共に、前記電界伝達媒体（１００）に直接接触しないように第２の絶縁膜（１０７ｂ）で覆われていることを特徴とするトランシーバ（３ｆ）。

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