JP4084213B2 - 電界検出光学装置 - Google Patents
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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（身体につけるコンピュータ）間などのデータ通信のために使用されるトランシーバにおいて送信情報に基づいて生体である電界伝達媒体に誘起されて伝達されてくる電界を検出して電気信号に変換する電界検出光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯端末の小型化および高性能化によりウェアラブルコンピュータが注目されてきているが、図６はこのようなウェアラブルコンピュータを人間に装着して使用する場合の例を示している。同図に示すように、ウェアラブルコンピュータ１はそれぞれトランシーバ３を介して人間の腕、肩、胴体などに装着されて互いにデータの送受信を行うとともに、更に手足の先端に取り付けられたトランシーバ３ａ，３ｂを介して外部に設けられたパソコン（ＰＣ）５とケーブルを介して通信を行うようになっている。
【０００３】
このようにウェアラブルコンピュータ１はトランシーバ３を介して生体である人間に装着してデータ通信を行うが、このトランシーバ３ではウェアラブルコンピュータ１からの送信データを電界として電界伝達媒体である生体に誘起し、図６において波線で示すように電界として生体の他の部位に伝達し、また生体に誘起され伝達されてくる電界を受信データとしてトランシーバ３で受信してウェアラブルコンピュータ１に送るようになっている。
【０００４】
トランシーバ３は、図７に示すように構成され、ウェアラブルコンピュータ１からの送信データを入出力（Ｉ／Ｏ）回路１０１を介して受け取ると、この送信データを送信部１０３を介して送信電極１０５に供給し、該送信電極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の他の部位に伝達させる。
【０００５】
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から生体１００に誘起させられて伝達されてくる電界を絶縁膜１０９を介して受信電極１１１で受信し、この受信した電界を受信部１１９の電界検出光学部１１０に結合して電気信号に変換する。この電気信号は、信号処理回路１１５で増幅、雑音除去、波形整形など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に供給されるようになっている。
【０００６】
上記トランシーバ３の電界検出光学部１１０は、生体１００に誘起されて伝達され、絶縁膜１０９、受信電極１１１を介して結合される電界を検出し、電気信号に変換して信号処理回路１１５に出力するように機能するものであるが、詳しくは図８に示すように構成されている。
【０００７】
図８に示す電界検出光学部１１０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ものであり、レーザ光源を構成するレーザダイオード２１および電気光学結晶からなる電気光学素子２３を有する。なお、電気光学素子２３は、レーザダイオード２１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が変化するようになっている。
【０００８】
電気光学素子２３の図上で上下方向に対向する両側面には第１および第２の電極２５，２７が光学接着剤などで固定あるいは蒸着により形成されている。なお、この第１および第２の電極２５，２７は、レーザダイオード２１からのレーザ光の電気光学素子２３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ようになっている。
【０００９】
電界検出光学装置１１０は、図７に示した受信電極１１１を構成する信号電極２９を有し、この信号電極２９は第１の電極２５に接続されている。また、第１の電極２５に対向する第２の電極２７は、グランド電極３１に接続され、第１の電極２５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。信号電極２９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の電極２５に伝達し、第１の電極２５を介して電気光学素子２３に結合するようになっている。
【００１０】
レーザダイオード２１から出力されるレーザ光は、コリメートレンズ３３を介して平行光にされ、平行光となったレーザ光は第１の波長板３５で偏光状態を調整され、この第１の波長板３５に光学接着剤などで取り付けられている電気光学素子２３に入射する。電気光学素子２３に入射したレーザ光は、電気光学素子２３内で第１、第２の電極２５，２７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２９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の電極２５を介して電気光学素子２３に結合すると、この電界は第１の電極２５からグランド電極３１に接続されている第２の電極２７に向かって形成されて、レーザダイオード２１から電気光学素子２３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２３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。
【００１１】
このように電気光学素子２３において第１の電極２５からの電界によって偏光が変化したレーザ光は、電気光学素子２３に光学接着剤などで取り付けられている第２の波長板３７で偏光状態を調整され、それから更に第２の波長板３７に光学接着剤などで取り付けられている偏光ビームスプリッタ３９に入射する。偏光ビームスプリッタ３９は、検光子を構成するものであり、偏光子またはポラライザとも称するが、第２の波長板３７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３９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４１ａ，４１ｂ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４３ａ，４３ｂで受光され、第１、第２のフォトダイオード４３ａ，４３ｂ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ようになっている。
【００１２】
上述したように第１、第２のフォトダイオード４３ａ，４３ｂから出力される電気信号は、図７に示す信号処理回路１１５で増幅、雑音除去、波形整形など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
【００１４】
【特許文献２】
特開２００１−２９８４２５号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように構成されるトランシーバは実際に動作すると、発熱し、この熱が電界検出光学装置を構成する光学素子に伝達し、その光学的特性を変化させ、場合によっては検出信号強度を低減し、エラーが多くなり、最悪の場合には通信ができなくなるという問題がある。
【００１６】
更に詳しくは、電界検出光学装置を構成する第１の波長板３５、電気光学素子２３、第２の波長板３７、偏光ビームスプリッタ３９などの光学素子の間および電気光学素子２３と第１、第２の電極２５，２７の間は、上述したように、光学接着剤を使用して互いに接続されているが、この接着剤や電極の熱膨張係数が電気光学素子の膨張係数と異なるため、発熱により電気光学素子に歪みが加わり、電気光学素子の光学的特性が変化するために、上述したように信号強度が低減し、エラーが多くなり、最悪の場合には通信ができなくなるという問題がある。
【００１７】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、発熱による歪みの電気光学素子への影響を低減し、通信品質の劣化を防止した電界検出光学装置を提供することにある。
【００１８】
【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記載の本発明は、電界伝達媒体に誘起されて伝達されてくる電界を検出して電気信号に変換する電界検出光学装置であって、単一波長の光を発生する光源と、この光源からの光を平行光にするコリメートレンズと、該コリメートレンズからの平行光の偏光状態を調整する第１の波長板と、該第１の波長板に対して間隙をあけて設けられ、第１の波長板からの平行光を入射され、かつ結合される電界に感応して光学特性が変化する電気光学素子と、該電気光学素子に対して間隙をあけて設けられ、電気光学素子を通過した平行光の偏光状態を調整する第２の波長板と、前記電気光学素子内を進行する平行光を挟むように位置する該電気光学素子の対向する両側面に設けられ、電界伝達媒体に誘起された電界を電気光学素子に結合させる第１および第２の電極と、前記第２の波長板に対して間隙をあけて設けられ、第２の波長板からの平行光をＰ波とＳ波に分離し、かつ光の強度変化に変換する検光子と、該検光子で分離されたＰ波およびＳ波を電気信号に変換する光電気変換手段とを有し、前記第１および第２の電極は、それぞれ電気光学素子内を進行する平行光の進行方向に対して直角方向に小さく分割された複数の電極で構成されることを要旨とする。
【００１９】
請求項１記載の本発明にあっては、電気光学素子と第１の波長板との間、電気光学素子と第２の波長板の間、および第２の波長板と検光子との間に間隙が設けられ、これらの各光学素子は光学接着剤などを用いて結合されてなく、独立して配設されているため、発熱により他の部材が歪んだとしても、この歪みは光学素子、特に電気光学素子に伝わることがなく、従って光学素子はその光学特性が変化することなく、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
また、第１および第２の電極がそれぞれ電気光学素子内を進行する平行光の進行方向に対して直角方向に小さく分割された複数の電極で構成されるため、発熱により複数の第１および第２の電極が歪んだとしても、これらの電極の各々は小さく分割されていて、各電極の歪みを小さくでき、電気光学素子に伝わる歪みが低減し、従って電気光学素子はその光学特性がほとんど変化することがなく、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【００２４】
請求項２記載の本発明は、電界伝達媒体に誘起されて伝達されてくる電界を検出して電気信号に変換する電界検出光学装置であって、単一波長の光を発生する光源と、この光源からの光を平行光にするコリメートレンズと、該コリメートレンズからの平行光の偏光状態を調整する第１の波長板と、該第１の波長板に対して間隙をあけて設けられ、第１の波長板からの平行光を入射され、かつ結合される電界に感応して光学特性が変化する電気光学素子と、該電気光学素子に対して間隙をあけて設けられ、電気光学素子を通過した平行光の偏光状態を調整する第２の波長板と、前記電気光学素子内を進行する平行光を挟むように位置する該電気光学素子の対向する両側面に設けられ、電界伝達媒体に誘起された電界を電気光学素子に結合させる第１および第２の電極と、前記第２の波長板に対して間隙をあけて設けられ、第２の波長板からの平行光をＰ波とＳ波に分離し、かつ光の強度変化に変換する検光子と、該検光子で分離されたＰ波およびＳ波を電気信号に変換する光電気変換手段とを有し、前記第１および第２の電極は、それぞれ電気光学素子内を進行する平行光の進行方向に対して平行であって、平行光が通過する部分に近接するように集中し幅を狭められて配設された複数の細長い電極で構成されることを要旨とする。
【００２５】
請求項２記載の本発明にあっては、第１および第２の電極がそれぞれ電気光学素子内を進行する平行光の進行方向に対して平行であって、平行光が通過する部分に近接するように集中し幅を狭められて配設された複数の細長い電極で構成されるため、発熱により複数の第１および第２の電極が歪んだとしても、第１、第２の電極はレーザ光の通過部分に集中し幅を狭められて細長く複数形成されていて、各電極の歪みを小さくでき、電気光学素子に伝わる歪みが低減し、従って電気光学素子はその光学特性がほとんど変化することがなく、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
また、電気光学素子と第１の波長板との間、電気光学素子と第２の波長板の間、および第２の波長板と検光子との間に間隙が設けられ、これらの各光学素子は光学接着剤などを用いて結合されてなく、独立して配設されているため、発熱により他の部材が歪んだとしても、この歪みは光学素子、特に電気光学素子に伝わることがなく、従って光学素子はその光学特性が変化することなく、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【００２６】
また、請求項３記載の本発明は、電界伝達媒体に誘起されて伝達されてくる電界を検出して電気信号に変換する電界検出光学装置であって、単一波長の光を発生する光源と、この光源からの光を平行光にするコリメートレンズと、該コリメートレンズからの平行光の偏光状態を調整する第１の波長板と、該第１の波長板に対して間隙をあけて設けられ、第１の波長板からの平行光を入射され、かつ結合される電界に感応して光学特性が変化する電気光学素子と、該電気光学素子に対して間隙をあけて設けられ、電気光学素子を通過した平行光の偏光状態を調整する第２の波長板と、前記電気光学素子内を進行する平行光を挟むように位置する該電気光学素子の対向する両側面に設けられ、電界伝達媒体に誘起された電界を電気光学素子に結合させる第１および第２の電極と、前記第２の波長板に対して間隙をあけて設けられ、第２の波長板からの平行光をＰ波とＳ波に分離し、かつ光の強度変化に変換する検光子と、該検光子で分離されたＰ波およびＳ波を電気信号に変換する光電気変換手段とを有し、前記第１および第２の電極は、それぞれ電気光学素子内を進行する平行光が通過する部分に近接するように集中して配設された複数の小片電極で構成されることを要旨とする。
【００２７】
請求項３記載の本発明にあっては、第１および第２の電極がそれぞれ電気光学素子内を進行する平行光が通過する部分に近接するように集中して配設された複数の小片電極で構成されるため、発熱により複数の第１および第２の小片電極が歪んだとしても、各小片電極は平行光の通過部分に集中するとともに小片に分割されて複数形成されていて、各電極の歪みを小さくでき、電気光学素子に伝わる歪みが低減し、従って電気光学素子はその光学特性がほとんど変化することがなく、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
また、電気光学素子と第１の波長板との間、電気光学素子と第２の波長板の間、および第２の波長板と検光子との間に間隙が設けられ、これらの各光学素子は光学接着剤などを用いて結合されてなく、独立して配設されているため、発熱により他の部材が歪んだとしても、この歪みは光学素子、特に電気光学素子に伝わることがなく、従って光学素子はその光学特性が変化することなく、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電界検出光学装置の構成を示す図である。
【００２９】
同図に示す電界検出光学装置は、図８で説明した従来の電界検出光学装置において第１の波長板３５と電気光学素子２３との間、電気光学素子２３と第２の波長板３７との間、および第２の波長板３７と偏光ビームスプリッタ３９との間を離して間隙を設けるように構成した点が異なるものであり、その他の構成および作用は同じであり、同じ構成要素には同じ符号が付与されている。
【００３０】
すなわち、本実施形態の電界検出光学装置では、第１の波長板３５と電気光学素子２３との間、電気光学素子２３と第２の波長板３７との間、および第２の波長板３７と偏光ビームスプリッタ３９との間がそれぞれ離されて、間隙５１，５３，５５がそれぞれ形成されている。従来は、これらの間は上述したように光学接着剤などを用いて直接結合されていたものであるが、本実施形態では光学接着剤などを用いて直接結合せずに、これらの各光学素子の間に間隙５１，５３，５５をあけて、各光学素子を配設するようにしている。
【００３１】
このように光学接着剤などを用いずに間隙をあけて配設した結果、電界検出光学装置および該装置を実装したトランシーバなどの装置内での発熱により光学接着剤や他の部材などが歪んだとしても、この歪みは光学素子、特に電気光学素子２３に伝わることがないため、光学素子はその光学特性が変化することがない。従って、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【００３２】
次に、図２を参照して、本発明の他の実施形態に係る電界検出光学装置について説明する。
【００３３】
同図に示す電界検出光学装置は、図８で説明した従来の電界検出光学装置において第１および第２の電極２５，２７がそれぞれ複数の第１の電極２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅと複数の第２の電極２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅに小さく分割されて構成されている点が異なるものであり、その他の構成および作用は同じであり、同じ構成要素には同じ符号が付与されている。
【００３４】
すなわち、本実施形態の電界検出光学装置では、第１および第２の電極がそれぞれ電気光学素子２３内を進行するレーザ光の進行方向に対して直角方向に小さく分割された複数の第１の電極２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅと複数の第２の電極２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅで構成されている。このように電極を分割して構成することにより、電界検出光学装置および該装置を実装したトランシーバなどの装置内での発熱により複数の第１の電極２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅおよび複数の第２の電極２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅが歪んだとしても、これらの電極の各々は小さく分割されているものであるため、各電極の歪みを小さくでき、電気光学素子２３に伝わる歪みが低減し、電気光学素子２３はその光学特性がほとんど変化することがない。従って、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【００３５】
次に、図３を参照して、本発明の別の実施形態に係る電界検出光学装置について説明する。
【００３６】
同図に示す電界検出光学装置は、図８で説明した従来の電界検出光学装置において第１および第２の電極２５，２７がそれぞれ電気光学素子２３内でレーザ光が通過する部分に限定して配設された幅の狭められた第１および第２の電極２５ｇ，２７ｇで構成されている点が異なるものであり、その他の構成および作用は同じであり、同じ構成要素には同じ符号が付与されている。
【００３７】
すなわち、本実施形態の電界検出光学装置の第１および第２の電極２５ｇ，２７ｇは、それぞれ電気光学素子２３内を進行するレーザ光の進行方向に対して平行であって、レーザ光が通過する部分に近接するように限定され、幅を狭められて細長く構成されている。このように電極を構成することにより、電界検出光学装置および該装置を実装したトランシーバなどの装置内での発熱により第１および第２の電極２５ｇ，２７ｇが歪んだとしても、第１、第２の電極はレーザ光の通過部分に限定し幅を狭められて細長く形成されているものであるため、各電極の歪みを小さくでき、電気光学素子２３に伝わる歪みが低減し、電気光学素子２３はその光学特性がほとんど変化することがない。従って、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【００３８】
次に、図４を参照して、本発明の更に他の実施形態に係る電界検出光学装置について説明する。
【００３９】
同図に示す電界検出光学装置は、図８で説明した従来の電界検出光学装置において第１および第２の電極２５，２７がそれぞれ電気光学素子２３内でレーザ光が通過する部分に集中し幅を狭められて配設された複数の細長い第１および第２の電極２５ｈ，２７ｈで構成されている点が異なるものであり、その他の構成および作用は同じであり、同じ構成要素には同じ符号が付与されている。
【００４０】
すなわち、本実施形態の電界検出光学装置の第１、第２の電極は、それぞれ電気光学素子２３内を進行するレーザ光の進行方向に対して平行であって、レーザ光が通過する部分に近接するように集中し幅を狭められて配設された複数の細長い第１および第２の電極２５ｈ，２７ｈで構成されている。このように電極を構成することにより、電界検出光学装置および該装置を実装したトランシーバなどの装置内での発熱により複数の第１および第２の電極２５ｈ，２７ｈが歪んだとしても、第１、第２の電極はレーザ光の通過部分に集中し幅を狭められて細長く複数形成されているものであるため、各電極の歪みを小さくでき、電気光学素子２３に伝わる歪みが低減し、電気光学素子２３はその光学特性がほとんど変化することがない。従って、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【００４１】
次に、図５を参照して、本発明の更に別の実施形態に係る電界検出光学装置について説明する。
【００４２】
同図に示す電界検出光学装置は、図８で説明した従来の電界検出光学装置において第１および第２の電極２５，２７がそれぞれ第１および第２の電極は、それぞれ電気光学素子２３内でレーザ光が通過する部分に集中して配設された複数の小片電極で構成されている点が異なるものであり、その他の構成および作用は同じであり、同じ構成要素には同じ符号が付与されている。
【００４３】
すなわち、本実施形態の電界検出光学装置の第１、第２の電極は、それぞれ電気光学素子２３内でレーザ光が通過する部分に近接するように集中して配設された複数の第１および第２の小片電極２５ｊ，２７ｊで構成されている。このように電極を構成することにより、電界検出光学装置および該装置を実装したトランシーバなどの装置内での発熱により複数の第１および第２の小片電極２５ｊ，２７ｊが歪んだとしても、各小片電極はレーザ光の通過部分に集中するとともに、小片に分割されているものであるため、各電極の歪みを小さくでき、電気光学素子２３に伝わる歪みが低減し、電気光学素子２３はその光学特性がほとんど変化することがない。従って、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【００４４】
なお、本実施形態において、複数の第１および第２の小片電極２５ｊ，２７ｊから図１で説明したように信号電極２９およびグランド電極３１にそれぞれ接続するために、各小片電極からそれぞれリード線を介して接続すると、リード線の数が多くなってしまうので、複数の第１および第２の小片電極において複数の小片電極をメッシュ化したパターンで接続し、このパターンから代表して１本のリード線を信号電極およびグランド電極に接続するように構成することによりリード線の数を低減することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電気光学素子と第１の波長板との間、電気光学素子と第２の波長板の間、および第２の波長板と検光子との間に間隙が設けられ、これらの各光学素子は光学接着剤などを用いて結合されてなく、独立して配設されているので、発熱により他の部材が歪んだとしても、この歪みは光学素子、特に電気光学素子に伝わることがなく、従って光学素子はその光学特性が変化することなく、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【００４６】
また、本発明によれば、第１および第２の電極がそれぞれ電気光学素子内を進行する平行光の進行方向に対して直角方向に小さく分割された複数の電極で構成されるので、発熱により複数の第１および第２の電極が歪んだとしても、これらの電極の各々は小さく分割されていて、各電極の歪みを小さくでき、電気光学素子に伝わる歪みが低減し、従って電気光学素子はその光学特性がほとんど変化することがなく、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【００４７】
更に、本発明によれば、第１および第２の電極がそれぞれ電気光学素子内を進行する平行光の進行方向に対して平行であって、平行光が通過する部分に近接するように限定され幅を狭められて配設された細長い電極で構成されるので、発熱により複数の第１および第２の電極が歪んだとしても、これらの電極は平行光の通過部分に限定し幅を狭められて細長く形成されていて、各電極の歪みを小さくでき、電気光学素子に伝わる歪みが低減し、従って電気光学素子はその光学特性がほとんど変化することがなく、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【００４８】
本発明によれば、第１および第２の電極がそれぞれ電気光学素子内を進行する平行光の進行方向に対して平行であって、平行光が通過する部分に近接するように集中し幅を狭められて配設された複数の細長い電極で構成されるので、発熱により複数の第１および第２の電極が歪んだとしても、第１、第２の電極はレーザ光の通過部分に集中し幅を狭められて細長く複数形成されていて、各電極の歪みを小さくでき、電気光学素子に伝わる歪みが低減し、従って電気光学素子はその光学特性がほとんど変化することがなく、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【００４９】
また、本発明によれば、第１および第２の電極はそれぞれ電気光学素子内を進行する平行光が通過する部分に近接するように集中して配設された複数の小片電極で構成されるので、発熱により複数の第１および第２の小片電極が歪んだとしても、各小片電極は平行光の通過部分に集中するとともに小片に分割されて複数形成されていて、各電極の歪みを小さくでき、電気光学素子に伝わる歪みが低減し、従って電気光学素子はその光学特性がほとんど変化することがなく、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電界検出光学装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る電界検出光学装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の別の実施形態に係る電界検出光学装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の更に他の実施形態に係る電界検出光学装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の更に別の実施形態に係る電界検出光学装置の構成を示す図である。
【図６】トランシーバを介してウェアラブルコンピュータを人間に装着して使用する場合の例を示す説明図である。
【図７】ウェアラブルコンピュータを生体に取り付けるためのトランシーバであって、本発明の電界検出光学装置が適用されるトランシーバの回路構成を示すブロック図である。
【図８】従来の電界検出光学装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
２１ レーザダイオード
２３ 電気光学素子
２５，２５ａ−２５ｅ，２５ｇ，２５ｈ，２５ｊ 第１の電極
２７，２７ａ−２７ｅ，２７ｇ，２７ｈ，２７ｊ 第２の電極
２９ 信号電極
３１ グランド電極
３３ コリメートレンズ
３５ 第１の波長板
３７ 第２の波長板
３９ 偏光ビームスプリッタ
５１，５３，５５ 間隙
１００ 生体（電界伝達媒体）
【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（身体につけるコンピュータ）間などのデータ通信のために使用されるトランシーバにおいて送信情報に基づいて生体である電界伝達媒体に誘起されて伝達されてくる電界を検出して電気信号に変換する電界検出光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯端末の小型化および高性能化によりウェアラブルコンピュータが注目されてきているが、図６はこのようなウェアラブルコンピュータを人間に装着して使用する場合の例を示している。同図に示すように、ウェアラブルコンピュータ１はそれぞれトランシーバ３を介して人間の腕、肩、胴体などに装着されて互いにデータの送受信を行うとともに、更に手足の先端に取り付けられたトランシーバ３ａ，３ｂを介して外部に設けられたパソコン（ＰＣ）５とケーブルを介して通信を行うようになっている。
【０００３】
このようにウェアラブルコンピュータ１はトランシーバ３を介して生体である人間に装着してデータ通信を行うが、このトランシーバ３ではウェアラブルコンピュータ１からの送信データを電界として電界伝達媒体である生体に誘起し、図６において波線で示すように電界として生体の他の部位に伝達し、また生体に誘起され伝達されてくる電界を受信データとしてトランシーバ３で受信してウェアラブルコンピュータ１に送るようになっている。
【０００４】
トランシーバ３は、図７に示すように構成され、ウェアラブルコンピュータ１からの送信データを入出力（Ｉ／Ｏ）回路１０１を介して受け取ると、この送信データを送信部１０３を介して送信電極１０５に供給し、該送信電極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の他の部位に伝達させる。
【０００５】
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から生体１００に誘起させられて伝達されてくる電界を絶縁膜１０９を介して受信電極１１１で受信し、この受信した電界を受信部１１９の電界検出光学部１１０に結合して電気信号に変換する。この電気信号は、信号処理回路１１５で増幅、雑音除去、波形整形など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に供給されるようになっている。
【０００６】
上記トランシーバ３の電界検出光学部１１０は、生体１００に誘起されて伝達され、絶縁膜１０９、受信電極１１１を介して結合される電界を検出し、電気信号に変換して信号処理回路１１５に出力するように機能するものであるが、詳しくは図８に示すように構成されている。
【０００７】
図８に示す電界検出光学部１１０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ものであり、レーザ光源を構成するレーザダイオード２１および電気光学結晶からなる電気光学素子２３を有する。なお、電気光学素子２３は、レーザダイオード２１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が変化するようになっている。
【０００８】
電気光学素子２３の図上で上下方向に対向する両側面には第１および第２の電極２５，２７が光学接着剤などで固定あるいは蒸着により形成されている。なお、この第１および第２の電極２５，２７は、レーザダイオード２１からのレーザ光の電気光学素子２３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ようになっている。
【０００９】
電界検出光学装置１１０は、図７に示した受信電極１１１を構成する信号電極２９を有し、この信号電極２９は第１の電極２５に接続されている。また、第１の電極２５に対向する第２の電極２７は、グランド電極３１に接続され、第１の電極２５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。信号電極２９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の電極２５に伝達し、第１の電極２５を介して電気光学素子２３に結合するようになっている。
【００１０】
レーザダイオード２１から出力されるレーザ光は、コリメートレンズ３３を介して平行光にされ、平行光となったレーザ光は第１の波長板３５で偏光状態を調整され、この第１の波長板３５に光学接着剤などで取り付けられている電気光学素子２３に入射する。電気光学素子２３に入射したレーザ光は、電気光学素子２３内で第１、第２の電極２５，２７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２９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の電極２５を介して電気光学素子２３に結合すると、この電界は第１の電極２５からグランド電極３１に接続されている第２の電極２７に向かって形成されて、レーザダイオード２１から電気光学素子２３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２３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。
【００１１】
このように電気光学素子２３において第１の電極２５からの電界によって偏光が変化したレーザ光は、電気光学素子２３に光学接着剤などで取り付けられている第２の波長板３７で偏光状態を調整され、それから更に第２の波長板３７に光学接着剤などで取り付けられている偏光ビームスプリッタ３９に入射する。偏光ビームスプリッタ３９は、検光子を構成するものであり、偏光子またはポラライザとも称するが、第２の波長板３７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３９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４１ａ，４１ｂ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４３ａ，４３ｂで受光され、第１、第２のフォトダイオード４３ａ，４３ｂ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ようになっている。
【００１２】
上述したように第１、第２のフォトダイオード４３ａ，４３ｂから出力される電気信号は、図７に示す信号処理回路１１５で増幅、雑音除去、波形整形など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
【００１４】
【特許文献２】
特開２００１−２９８４２５号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように構成されるトランシーバは実際に動作すると、発熱し、この熱が電界検出光学装置を構成する光学素子に伝達し、その光学的特性を変化させ、場合によっては検出信号強度を低減し、エラーが多くなり、最悪の場合には通信ができなくなるという問題がある。
【００１６】
更に詳しくは、電界検出光学装置を構成する第１の波長板３５、電気光学素子２３、第２の波長板３７、偏光ビームスプリッタ３９などの光学素子の間および電気光学素子２３と第１、第２の電極２５，２７の間は、上述したように、光学接着剤を使用して互いに接続されているが、この接着剤や電極の熱膨張係数が電気光学素子の膨張係数と異なるため、発熱により電気光学素子に歪みが加わり、電気光学素子の光学的特性が変化するために、上述したように信号強度が低減し、エラーが多くなり、最悪の場合には通信ができなくなるという問題がある。
【００１７】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、発熱による歪みの電気光学素子への影響を低減し、通信品質の劣化を防止した電界検出光学装置を提供することにある。
【００１８】
【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記載の本発明は、電界伝達媒体に誘起されて伝達されてくる電界を検出して電気信号に変換する電界検出光学装置であって、単一波長の光を発生する光源と、この光源からの光を平行光にするコリメートレンズと、該コリメートレンズからの平行光の偏光状態を調整する第１の波長板と、該第１の波長板に対して間隙をあけて設けられ、第１の波長板からの平行光を入射され、かつ結合される電界に感応して光学特性が変化する電気光学素子と、該電気光学素子に対して間隙をあけて設けられ、電気光学素子を通過した平行光の偏光状態を調整する第２の波長板と、前記電気光学素子内を進行する平行光を挟むように位置する該電気光学素子の対向する両側面に設けられ、電界伝達媒体に誘起された電界を電気光学素子に結合させる第１および第２の電極と、前記第２の波長板に対して間隙をあけて設けられ、第２の波長板からの平行光をＰ波とＳ波に分離し、かつ光の強度変化に変換する検光子と、該検光子で分離されたＰ波およびＳ波を電気信号に変換する光電気変換手段とを有し、前記第１および第２の電極は、それぞれ電気光学素子内を進行する平行光の進行方向に対して直角方向に小さく分割された複数の電極で構成されることを要旨とする。
【００１９】
請求項１記載の本発明にあっては、電気光学素子と第１の波長板との間、電気光学素子と第２の波長板の間、および第２の波長板と検光子との間に間隙が設けられ、これらの各光学素子は光学接着剤などを用いて結合されてなく、独立して配設されているため、発熱により他の部材が歪んだとしても、この歪みは光学素子、特に電気光学素子に伝わることがなく、従って光学素子はその光学特性が変化することなく、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
また、第１および第２の電極がそれぞれ電気光学素子内を進行する平行光の進行方向に対して直角方向に小さく分割された複数の電極で構成されるため、発熱により複数の第１および第２の電極が歪んだとしても、これらの電極の各々は小さく分割されていて、各電極の歪みを小さくでき、電気光学素子に伝わる歪みが低減し、従って電気光学素子はその光学特性がほとんど変化することがなく、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【００２４】
請求項２記載の本発明は、電界伝達媒体に誘起されて伝達されてくる電界を検出して電気信号に変換する電界検出光学装置であって、単一波長の光を発生する光源と、この光源からの光を平行光にするコリメートレンズと、該コリメートレンズからの平行光の偏光状態を調整する第１の波長板と、該第１の波長板に対して間隙をあけて設けられ、第１の波長板からの平行光を入射され、かつ結合される電界に感応して光学特性が変化する電気光学素子と、該電気光学素子に対して間隙をあけて設けられ、電気光学素子を通過した平行光の偏光状態を調整する第２の波長板と、前記電気光学素子内を進行する平行光を挟むように位置する該電気光学素子の対向する両側面に設けられ、電界伝達媒体に誘起された電界を電気光学素子に結合させる第１および第２の電極と、前記第２の波長板に対して間隙をあけて設けられ、第２の波長板からの平行光をＰ波とＳ波に分離し、かつ光の強度変化に変換する検光子と、該検光子で分離されたＰ波およびＳ波を電気信号に変換する光電気変換手段とを有し、前記第１および第２の電極は、それぞれ電気光学素子内を進行する平行光の進行方向に対して平行であって、平行光が通過する部分に近接するように集中し幅を狭められて配設された複数の細長い電極で構成されることを要旨とする。
【００２５】
請求項２記載の本発明にあっては、第１および第２の電極がそれぞれ電気光学素子内を進行する平行光の進行方向に対して平行であって、平行光が通過する部分に近接するように集中し幅を狭められて配設された複数の細長い電極で構成されるため、発熱により複数の第１および第２の電極が歪んだとしても、第１、第２の電極はレーザ光の通過部分に集中し幅を狭められて細長く複数形成されていて、各電極の歪みを小さくでき、電気光学素子に伝わる歪みが低減し、従って電気光学素子はその光学特性がほとんど変化することがなく、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
また、電気光学素子と第１の波長板との間、電気光学素子と第２の波長板の間、および第２の波長板と検光子との間に間隙が設けられ、これらの各光学素子は光学接着剤などを用いて結合されてなく、独立して配設されているため、発熱により他の部材が歪んだとしても、この歪みは光学素子、特に電気光学素子に伝わることがなく、従って光学素子はその光学特性が変化することなく、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【００２６】
また、請求項３記載の本発明は、電界伝達媒体に誘起されて伝達されてくる電界を検出して電気信号に変換する電界検出光学装置であって、単一波長の光を発生する光源と、この光源からの光を平行光にするコリメートレンズと、該コリメートレンズからの平行光の偏光状態を調整する第１の波長板と、該第１の波長板に対して間隙をあけて設けられ、第１の波長板からの平行光を入射され、かつ結合される電界に感応して光学特性が変化する電気光学素子と、該電気光学素子に対して間隙をあけて設けられ、電気光学素子を通過した平行光の偏光状態を調整する第２の波長板と、前記電気光学素子内を進行する平行光を挟むように位置する該電気光学素子の対向する両側面に設けられ、電界伝達媒体に誘起された電界を電気光学素子に結合させる第１および第２の電極と、前記第２の波長板に対して間隙をあけて設けられ、第２の波長板からの平行光をＰ波とＳ波に分離し、かつ光の強度変化に変換する検光子と、該検光子で分離されたＰ波およびＳ波を電気信号に変換する光電気変換手段とを有し、前記第１および第２の電極は、それぞれ電気光学素子内を進行する平行光が通過する部分に近接するように集中して配設された複数の小片電極で構成されることを要旨とする。
【００２７】
請求項３記載の本発明にあっては、第１および第２の電極がそれぞれ電気光学素子内を進行する平行光が通過する部分に近接するように集中して配設された複数の小片電極で構成されるため、発熱により複数の第１および第２の小片電極が歪んだとしても、各小片電極は平行光の通過部分に集中するとともに小片に分割されて複数形成されていて、各電極の歪みを小さくでき、電気光学素子に伝わる歪みが低減し、従って電気光学素子はその光学特性がほとんど変化することがなく、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
また、電気光学素子と第１の波長板との間、電気光学素子と第２の波長板の間、および第２の波長板と検光子との間に間隙が設けられ、これらの各光学素子は光学接着剤などを用いて結合されてなく、独立して配設されているため、発熱により他の部材が歪んだとしても、この歪みは光学素子、特に電気光学素子に伝わることがなく、従って光学素子はその光学特性が変化することなく、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電界検出光学装置の構成を示す図である。
【００２９】
同図に示す電界検出光学装置は、図８で説明した従来の電界検出光学装置において第１の波長板３５と電気光学素子２３との間、電気光学素子２３と第２の波長板３７との間、および第２の波長板３７と偏光ビームスプリッタ３９との間を離して間隙を設けるように構成した点が異なるものであり、その他の構成および作用は同じであり、同じ構成要素には同じ符号が付与されている。
【００３０】
すなわち、本実施形態の電界検出光学装置では、第１の波長板３５と電気光学素子２３との間、電気光学素子２３と第２の波長板３７との間、および第２の波長板３７と偏光ビームスプリッタ３９との間がそれぞれ離されて、間隙５１，５３，５５がそれぞれ形成されている。従来は、これらの間は上述したように光学接着剤などを用いて直接結合されていたものであるが、本実施形態では光学接着剤などを用いて直接結合せずに、これらの各光学素子の間に間隙５１，５３，５５をあけて、各光学素子を配設するようにしている。
【００３１】
このように光学接着剤などを用いずに間隙をあけて配設した結果、電界検出光学装置および該装置を実装したトランシーバなどの装置内での発熱により光学接着剤や他の部材などが歪んだとしても、この歪みは光学素子、特に電気光学素子２３に伝わることがないため、光学素子はその光学特性が変化することがない。従って、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【００３２】
次に、図２を参照して、本発明の他の実施形態に係る電界検出光学装置について説明する。
【００３３】
同図に示す電界検出光学装置は、図８で説明した従来の電界検出光学装置において第１および第２の電極２５，２７がそれぞれ複数の第１の電極２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅと複数の第２の電極２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅに小さく分割されて構成されている点が異なるものであり、その他の構成および作用は同じであり、同じ構成要素には同じ符号が付与されている。
【００３４】
すなわち、本実施形態の電界検出光学装置では、第１および第２の電極がそれぞれ電気光学素子２３内を進行するレーザ光の進行方向に対して直角方向に小さく分割された複数の第１の電極２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅと複数の第２の電極２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅで構成されている。このように電極を分割して構成することにより、電界検出光学装置および該装置を実装したトランシーバなどの装置内での発熱により複数の第１の電極２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅおよび複数の第２の電極２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅが歪んだとしても、これらの電極の各々は小さく分割されているものであるため、各電極の歪みを小さくでき、電気光学素子２３に伝わる歪みが低減し、電気光学素子２３はその光学特性がほとんど変化することがない。従って、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【００３５】
次に、図３を参照して、本発明の別の実施形態に係る電界検出光学装置について説明する。
【００３６】
同図に示す電界検出光学装置は、図８で説明した従来の電界検出光学装置において第１および第２の電極２５，２７がそれぞれ電気光学素子２３内でレーザ光が通過する部分に限定して配設された幅の狭められた第１および第２の電極２５ｇ，２７ｇで構成されている点が異なるものであり、その他の構成および作用は同じであり、同じ構成要素には同じ符号が付与されている。
【００３７】
すなわち、本実施形態の電界検出光学装置の第１および第２の電極２５ｇ，２７ｇは、それぞれ電気光学素子２３内を進行するレーザ光の進行方向に対して平行であって、レーザ光が通過する部分に近接するように限定され、幅を狭められて細長く構成されている。このように電極を構成することにより、電界検出光学装置および該装置を実装したトランシーバなどの装置内での発熱により第１および第２の電極２５ｇ，２７ｇが歪んだとしても、第１、第２の電極はレーザ光の通過部分に限定し幅を狭められて細長く形成されているものであるため、各電極の歪みを小さくでき、電気光学素子２３に伝わる歪みが低減し、電気光学素子２３はその光学特性がほとんど変化することがない。従って、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【００３８】
次に、図４を参照して、本発明の更に他の実施形態に係る電界検出光学装置について説明する。
【００３９】
同図に示す電界検出光学装置は、図８で説明した従来の電界検出光学装置において第１および第２の電極２５，２７がそれぞれ電気光学素子２３内でレーザ光が通過する部分に集中し幅を狭められて配設された複数の細長い第１および第２の電極２５ｈ，２７ｈで構成されている点が異なるものであり、その他の構成および作用は同じであり、同じ構成要素には同じ符号が付与されている。
【００４０】
すなわち、本実施形態の電界検出光学装置の第１、第２の電極は、それぞれ電気光学素子２３内を進行するレーザ光の進行方向に対して平行であって、レーザ光が通過する部分に近接するように集中し幅を狭められて配設された複数の細長い第１および第２の電極２５ｈ，２７ｈで構成されている。このように電極を構成することにより、電界検出光学装置および該装置を実装したトランシーバなどの装置内での発熱により複数の第１および第２の電極２５ｈ，２７ｈが歪んだとしても、第１、第２の電極はレーザ光の通過部分に集中し幅を狭められて細長く複数形成されているものであるため、各電極の歪みを小さくでき、電気光学素子２３に伝わる歪みが低減し、電気光学素子２３はその光学特性がほとんど変化することがない。従って、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【００４１】
次に、図５を参照して、本発明の更に別の実施形態に係る電界検出光学装置について説明する。
【００４２】
同図に示す電界検出光学装置は、図８で説明した従来の電界検出光学装置において第１および第２の電極２５，２７がそれぞれ第１および第２の電極は、それぞれ電気光学素子２３内でレーザ光が通過する部分に集中して配設された複数の小片電極で構成されている点が異なるものであり、その他の構成および作用は同じであり、同じ構成要素には同じ符号が付与されている。
【００４３】
すなわち、本実施形態の電界検出光学装置の第１、第２の電極は、それぞれ電気光学素子２３内でレーザ光が通過する部分に近接するように集中して配設された複数の第１および第２の小片電極２５ｊ，２７ｊで構成されている。このように電極を構成することにより、電界検出光学装置および該装置を実装したトランシーバなどの装置内での発熱により複数の第１および第２の小片電極２５ｊ，２７ｊが歪んだとしても、各小片電極はレーザ光の通過部分に集中するとともに、小片に分割されているものであるため、各電極の歪みを小さくでき、電気光学素子２３に伝わる歪みが低減し、電気光学素子２３はその光学特性がほとんど変化することがない。従って、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【００４４】
なお、本実施形態において、複数の第１および第２の小片電極２５ｊ，２７ｊから図１で説明したように信号電極２９およびグランド電極３１にそれぞれ接続するために、各小片電極からそれぞれリード線を介して接続すると、リード線の数が多くなってしまうので、複数の第１および第２の小片電極において複数の小片電極をメッシュ化したパターンで接続し、このパターンから代表して１本のリード線を信号電極およびグランド電極に接続するように構成することによりリード線の数を低減することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電気光学素子と第１の波長板との間、電気光学素子と第２の波長板の間、および第２の波長板と検光子との間に間隙が設けられ、これらの各光学素子は光学接着剤などを用いて結合されてなく、独立して配設されているので、発熱により他の部材が歪んだとしても、この歪みは光学素子、特に電気光学素子に伝わることがなく、従って光学素子はその光学特性が変化することなく、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【００４６】
また、本発明によれば、第１および第２の電極がそれぞれ電気光学素子内を進行する平行光の進行方向に対して直角方向に小さく分割された複数の電極で構成されるので、発熱により複数の第１および第２の電極が歪んだとしても、これらの電極の各々は小さく分割されていて、各電極の歪みを小さくでき、電気光学素子に伝わる歪みが低減し、従って電気光学素子はその光学特性がほとんど変化することがなく、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【００４７】
更に、本発明によれば、第１および第２の電極がそれぞれ電気光学素子内を進行する平行光の進行方向に対して平行であって、平行光が通過する部分に近接するように限定され幅を狭められて配設された細長い電極で構成されるので、発熱により複数の第１および第２の電極が歪んだとしても、これらの電極は平行光の通過部分に限定し幅を狭められて細長く形成されていて、各電極の歪みを小さくでき、電気光学素子に伝わる歪みが低減し、従って電気光学素子はその光学特性がほとんど変化することがなく、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【００４８】
本発明によれば、第１および第２の電極がそれぞれ電気光学素子内を進行する平行光の進行方向に対して平行であって、平行光が通過する部分に近接するように集中し幅を狭められて配設された複数の細長い電極で構成されるので、発熱により複数の第１および第２の電極が歪んだとしても、第１、第２の電極はレーザ光の通過部分に集中し幅を狭められて細長く複数形成されていて、各電極の歪みを小さくでき、電気光学素子に伝わる歪みが低減し、従って電気光学素子はその光学特性がほとんど変化することがなく、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【００４９】
また、本発明によれば、第１および第２の電極はそれぞれ電気光学素子内を進行する平行光が通過する部分に近接するように集中して配設された複数の小片電極で構成されるので、発熱により複数の第１および第２の小片電極が歪んだとしても、各小片電極は平行光の通過部分に集中するとともに小片に分割されて複数形成されていて、各電極の歪みを小さくでき、電気光学素子に伝わる歪みが低減し、従って電気光学素子はその光学特性がほとんど変化することがなく、従来のように熱により検出信号強度が低減し、エラーが多くなり、通信ができなくなるというような通信品質の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電界検出光学装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る電界検出光学装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の別の実施形態に係る電界検出光学装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の更に他の実施形態に係る電界検出光学装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の更に別の実施形態に係る電界検出光学装置の構成を示す図である。
【図６】トランシーバを介してウェアラブルコンピュータを人間に装着して使用する場合の例を示す説明図である。
【図７】ウェアラブルコンピュータを生体に取り付けるためのトランシーバであって、本発明の電界検出光学装置が適用されるトランシーバの回路構成を示すブロック図である。
【図８】従来の電界検出光学装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
２１ レーザダイオード
２３ 電気光学素子
２５，２５ａ−２５ｅ，２５ｇ，２５ｈ，２５ｊ 第１の電極
２７，２７ａ−２７ｅ，２７ｇ，２７ｈ，２７ｊ 第２の電極
２９ 信号電極
３１ グランド電極
３３ コリメートレンズ
３５ 第１の波長板
３７ 第２の波長板
３９ 偏光ビームスプリッタ
５１，５３，５５ 間隙
１００ 生体（電界伝達媒体）
Claims (3)
- 電界伝達媒体に誘起されて伝達されてくる電界を検出して電気信号に変換する電界検出光学装置であって、
単一波長の光を発生する光源と、
この光源からの光を平行光にするコリメートレンズと、
該コリメートレンズからの平行光の偏光状態を調整する第１の波長板と、
該第１の波長板に対して間隙をあけて設けられ、第１の波長板からの平行光を入射され、かつ結合される電界に感応して光学特性が変化する電気光学素子と、
該電気光学素子に対して間隙をあけて設けられ、電気光学素子を通過した平行光の偏光状態を調整する第２の波長板と、
前記電気光学素子内を進行する平行光を挟むように位置する該電気光学素子の対向する両側面に設けられ、電界伝達媒体に誘起された電界を電気光学素子に結合させる第１および第２の電極と、
前記第２の波長板に対して間隙をあけて設けられ、第２の波長板からの平行光をＰ波とＳ波に分離し、かつ光の強度変化に変換する検光子と、
該検光子で分離されたＰ波およびＳ波を電気信号に変換する光電気変換手段とを有し、
前記第１および第２の電極は、それぞれ電気光学素子内を進行する平行光の進行方向に対して直角方向に小さく分割された複数の電極で構成されること
を特徴とする電界検出光学装置。 - 電界伝達媒体に誘起されて伝達されてくる電界を検出して電気信号に変換する電界検出光学装置であって、
単一波長の光を発生する光源と、
この光源からの光を平行光にするコリメートレンズと、
該コリメートレンズからの平行光の偏光状態を調整する第１の波長板と、
該第１の波長板に対して間隙をあけて設けられ、第１の波長板からの平行光を入射され、かつ結合される電界に感応して光学特性が変化する電気光学素子と、
該電気光学素子に対して間隙をあけて設けられ、電気光学素子を通過した平行光の偏光状態を調整する第２の波長板と、
前記電気光学素子内を進行する平行光を挟むように位置する該電気光学素子の対向する両側面に設けられ、電界伝達媒体に誘起された電界を電気光学素子に結合させる第１および第２の電極と、
前記第２の波長板に対して間隙をあけて設けられ、第２の波長板からの平行光をＰ波とＳ波に分離し、かつ光の強度変化に変換する検光子と、
該検光子で分離されたＰ波およびＳ波を電気信号に変換する光電気変換手段とを有し、
前記第１および第２の電極は、それぞれ電気光学素子内を進行する平行光の進行方向に対して平行であって、平行光が通過する部分に近接するように集中し幅を狭められて配設された複数の細長い電極で構成されること
を特徴とする電界検出光学装置。 - 電界伝達媒体に誘起されて伝達されてくる電界を検出して電気信号に変換する電界検出光学装置であって、
単一波長の光を発生する光源と、
この光源からの光を平行光にするコリメートレンズと、
該コリメートレンズからの平行光の偏光状態を調整する第１の波長板と、
該第１の波長板に対して間隙をあけて設けられ、第１の波長板からの平行光を入射され、かつ結合される電界に感応して光学特性が変化する電気光学素子と、
該電気光学素子に対して間隙をあけて設けられ、電気光学素子を通過した平行光の偏光状態を調整する第２の波長板と、
前記電気光学素子内を進行する平行光を挟むように位置する該電気光学素子の対向する両側面に設けられ、電界伝達媒体に誘起された電界を電気光学素子に結合させる第１および第２の電極と、
前記第２の波長板に対して間隙をあけて設けられ、第２の波長板からの平行光をＰ波とＳ波に分離し、かつ光の強度変化に変換する検光子と、
該検光子で分離されたＰ波およびＳ波を電気信号に変換する光電気変換手段とを有し、
前記第１および第２の電極は、それぞれ電気光学素子内を進行する平行光が通過する部分に近接するように集中して配設された複数の小片電極で構成されること
を特徴とする電界検出光学装置。
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