KR100761443B1 - 전계 검출 광학 장치 및 송수신기 - Google Patents

Abstract

인간의 손(100)으로 송수신기(3a)를 잡는 경우에, 절연 케이스(33)의 외벽면 저부 및 외벽면 측부를 잡게 된다. 따라서, 절연 케이스(33)의 외벽면뿐만 아니라 외벽면 측부까지 송수신 전극(105) 및 절연막(107)으로 덮도록 한다. 제1 접지 전극(131), 제2 접지 전극(161), 및 제3 접지 전극(163)을 절연 케이스(33)의 내벽면의 상부에서, 송수신 전극(105)으로부터 이격된 위치에 장착한다. 절연 케이스(33)와 송수신기 본체(30) 사이에 절연성 발포재(7A)를 개재시키고, 송수신기 본체(30)와 전지(6) 사이에 절연성 발포재(7b)를 개재시킨다.

전계 전달 매체, 송수신용 전극, 송수신기 본체, 제1 구조물, 제2 구조물, 전지, 제3 구조물, 절연성 부재, 발포재, 절연막, 접지 전극, 전계 검출 광학 장치, 신호 처리 회로, 노이즈 검출 수단, 검출 광학부, 수광 회로, 제어 신호 발생기.

Description

전계 검출 광학 장치 및 송수신기{ELECTRIC FIELD-DETECTING OPTICAL DEVICE AND TRANCEIVER}

도 1은 인체를 통하여 복수개의 착용형 컴퓨터간의 통신을 행하는 경우의 이미지 도면이다.

도 2는 종래의 송수신기 본체의 전체 구성도이다.

도 3은 종래의 다른 송수신기 본체의 전체 구성도이다.

도 4는 종래의 (편광 변조형) 송수신기 본체의 전계 검출 광학부 및 수광 회로의 상세 구성도이다.

도 5는 도 4에 도시된 차동 증폭기의 입력 신호의 파형을 나타낸 도면이다.

도 6은 종래의 (광강도 변조형) 송수신기 본체의 전계 검출 광학부 및 수광 회로의 상세 구성도이다.

도 7은 종래의 (광강도 변조형) 송수신기 본체의 전계 검출 광학부에서 이용하는 광강도 변조기가 전계 흡수형인 경우의 원리도이다.

도 8은 종래의 (광강도 변조형) 송수신기 본체의 전계 검출 광학부에서 이용하는 광강도 변조기가 마하-젠더형인 경우의 원리도이다.

도 9는 인간의 손으로 송수신기와 착용형 컴퓨터의 한 세트를 쥐는 경우의 그들의 이용 상태를 나타낸 이미지 도면이다.

도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 송수신기 및 착용형 컴퓨터의 이용 상태를 나타낸 정면도이다.

도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 송수신기 및 착용형 컴퓨터의 이용 상태를 나타낸 평면도이다.

도 12는 정보통신용, 발신기 A용, 발신기 B용의 주파수 대역을 나타낸 도면이다.

도 13은 제1 실시예에 따른 송수신기 내의 송수신기 본체의 전체 구성도이다

도 14는 제2 실시예에 따른 송수신기 내의 송수신기 본체의 전체 구성도이다

도 15는 제1 및 제2 실시예에 따른 전계 전달 시트의 구체예를 나타낸 도면이다.

도 16은 제1 및 제2 실시예에 따른 전계 전달 시트의 구체예를 나타낸 도면이다.

도 17은 제1 및 제2 실시예에 따른 전계 전달 시트의 구체예를 나타낸 도면이다.

도 18은 본 발명의 제3 내지 제7 실시예에 따른 송수신기 본체의 전체 구성도이다.

도 19는 제3 실시예에 따른 송수신기 본체의 전계 검출 광학부, 수광 회로의 상세 구성도이다.

도 2O은 제4 실시예에 따른 송수신기 본체의 전계 검출 광학부, 수광 회로의 상세 구성도이다.

도 21은 제5 실시예에 따른 송수신기 본체의 전계 검출 광학부, 수광 회로의 상세 구성도이다.

도 22는 제6 실시예에 따른 송수신기 본체의 전계 검출 광학부, 수광 회로의 상세 구성도이다.

도 23은 제7 실시예에 따른 송수신기 본체의 전계 검출 광학부, 수광 회로의 상세 구성도이다.

도 24는 본 발명의 제8 실시예에 따른 송수신기 본체의 전체 구성도이다.

도 25는 생체, 송수신 전극, 및 송수신기 본체 사이의 등가 회로를 나타낸 도면이다.

도 26은 생체, 송수신기 본체, 및 전지 사이의 등가 회로를 나타낸 도면이다.

도 27은 본 발명의 제9 실시예에 따른 송수신기 및 착용형 컴퓨터의 전체 구성도이다.

도 28은 주로 송수신기 본체의 기능을 나타낸 기능 블록도이다.

도 29는 전계 검출 광학 장치의 상세 구성도이다.

도 30은 도 27에 도시된 송수신기 및 착용형 컴퓨터의 이용 상태를 나타낸 이미지 도면이다.

도 31은 본 발명의 제10 실시예에 따른 송수신기 및 착용형 컴퓨터의 전체 구성도이다.

도 32는 본 발명의 제11 실시예에 따른 송수신기 및 착용형 컴퓨터의 전체 구성도이다.

도 33은 본 발명의 제12 실시예에 따른 송수신기 및 착용형 컴퓨터의 전체 구성도이다.

도 34는 본 발명의 제13 실시예에 따른 송수신기 및 착용형 컴퓨터의 전체 구성도이다.

도 35는 본 발명의 제14 실시예에 따른 송수신기 및 착용형 컴퓨터의 전체 구성도이다.

도 36은 본 발명의 그 외의 실시예를 나타낸 도면이다.

도 37은 본 발명의 그 외의 실시예를 나타낸 도면이다.

최근, 의복과 같이 인체에 착용하여, 조작 및 이용할 수 있는 새로운 개념의 컴퓨터가 주목받고 있다. 이 컴퓨터는, 착용형 컴퓨터라고 지칭되며, 휴대 단말기의 소형화 및 고성능화에 의해 실현이 가능하게 되었다.

또, 복수개의 착용형 컴퓨터 간의 데이터 통신을 인간의 팔, 어깨, 몸 등의 인체(생체)를 통하여 행하는 기술의 연구도 진행되고 있어, 이 기술은 이미 특허 문헌 등에 제안되어 있다(예를 들면, 일본국 특개 2001-352298호 공보(제4-제5페이지, 도 1-도 5)참조). 도 1은, 이와 같은 인체를 통하여 복수개의 착용형 컴퓨터간의 통신을 행하는 경우의 이미지를 나타내고 있다. 이 도면에 나타낸 바와 같 이, 착용형 컴퓨터(1)는, 이것에 접촉(contact)된 송수신기(3')에 의해 1조(세트)를 구성하여, 다른 착용형 컴퓨터(1)와 송수신기(3')의 세트에 대하여, 인체를 개입시켜 데이터 통신을 행할 수 있다. 또, 착용형 컴퓨터(1)는, 인체에 장착하고 있는 착용형 컴퓨터(1) 이외의 PC(퍼스널 컴퓨터)(5)와 벽 등에 설치되어 있는 송수신기(3'a)의 세트, 또는 이 PC(5)와 마루 등에 설치되어 있는 송수신기(3'b)의 세트와의 데이터 통신도 각각 가능하다. 단, 이 경우의 PC(5)는, 착용형 컴퓨터(1)와 송수신기(3') 같이 서로 접촉되어 있지 않고, 케이블(4)을 통하여 송수신기(3'a, 3'b)와 접속(connect)되어 있다.

또, 인체를 통하여 행하는 데이터 통신에 관해서는, 레이저광과 전기 광학 결정을 이용한 전기 광학적 방법에 따르는 신호 검출 기술을 이용하여, 송신해야 할 정보(데이터)에 기초한 전계를 인체(전계 전달 매체)에 유도하며, 이 인체에 유도된 전계에 기초한 정보를 수신함으로써, 정보의 송수신을 행하고 있다. 이 인체를 통한 데이터 통신의 기술에 대하여는, 도 2를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 2는, 인체(생체(100))를 통한 데이터 통신을 행하기 위해 이용하는 송수신기 본체(30')의 전체 구성도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 송수신기 본체(30')는, 송수신 전극(105') 및 절연막(107')을 통하여 생체(100)에 접촉된 상태로 이용된다. 그리고, 송수신기 본체(30')는, 착용형 컴퓨터(1)로부터 공급된 데이터를 I/O(입출력)회로(101)를 통하여 수신하고, 송신부(103)로 송신한다. 송신부(103)에서는, 송수신 전극(105')으로부터 절연막(107')을 통하여 전계 전달 매체 인 생체(100)에 전계를 유도하여, 이 전계를 생체(100)를 통하여 생체(100)의 다른 부위에 장착되어 있는 다른 송수신기(3')에 전달한다.

또, 송수신기 본체(30')에서는, 송수신 전극(105')은, 생체(100)의 다른 부위에서 유도되어 생체(100)의 다른 부위에 장착된 다른 송수신기(3')로부터 전달되어 오는 전계를 절연막(107')을 통하여 수신한다. 전계 검출 광학 장치(115')를 구성하는 전계 검출 광학부(110')에서는, 이 수신된 전계를 상기 전기 광학 결정에 인가함으로써 레이저광에 편광 변화나 강도 변화를 발생시킨다. 그리고, 전계 검출 광학 장치(115')를 구성하는 수광 회로(152')에서는, 상기 편광 변화나 강도 변화된 레이저광을 수광하여 전기 신호로 변환하며, 이 전기 신호의 증폭 등의 신호 처리를 행한다. 또, 수신 회로(113)를 구성하는 신호 처리 회로(116)에서는, 이것을 구성하는 대역 통과 필터에 의하여, 다양한 주파수의 전기 신호 중에서, 전계 검출 대상인 수신 정보에 관련된 주파수 성분 이외의 주파수 성분을 없앰으로써(즉, 수신 정보에 관련된 주파수 성분만 인출함), 전기 신호의 잡음(노이즈)의 제거 등의 신호 처리를 행한다. 그리고, 수신 회로(113)를 구성하는 파형 정형 회로(117)에서는, 상기 신호 처리 회로(116)을 통과한 전기 신호의 파형 정형(신호 처리)을 행하고, 입출력 회로(101)를 통하여 착용형 컴퓨터(1)에 공급한다.

또, 도 3에 나타낸 바와 같이, 전극을 송신용과 수신용의 2개로 나눌 수도 있다. 즉, 송신부(103)는, 송신 전극(105'a)으로부터 절연막(107'a)을 통하여 전계 전달 매체인 생체(100)에 전계를 유도한다. 한편, 수신 전극(105'b)은, 생체(100)의 다른 부위에서 유도되어 생체(100)의 다른 부위에 장착된 다른 송수신 기(3')로부터 전달되어 오는 전계를 절연막(107'b)을 통하여 수신한다. 그 외의 구성 및 그 동작은 도 2와 같다.

예를 들면, 도 1에 나타낸 바와 같이, 우측 팔에 장착된 착용형 컴퓨터(1)는, 송수신기(3')에 의해 송신 데이터에 관한 전기 신호를 전계로서 전계 전달 매체인 생체(100)에 유도하여, 파선으로 나타낸 바와 같이 전계로서 생체(100)의 다른 부위에 전달한다. 한편, 좌측 팔에 장착된 착용형 컴퓨터(1)에서는, 생체(100)로부터 전달되어 오는 전계를 송수신기(3')에 의해 전기 신호로 복구하여, 수신 데이터로서 수신할 수 있다.

그런데, 착용형 컴퓨터(1) 등의 컴퓨터나 휴대 전화기 등의 휴대 단말기는, 도 1에 나타낸 바와 같이 생체(100)에 장착하거나 운반의 편리성을 고려하여, 소형화하는 것이 요구되고 있다.

그러나, 컴퓨터나 휴대 단말기가 소형으로 됨에 따라, 컴퓨터나 휴대 단말기로의 정보 입력이 어렵게 되는 문제가 발생하고 있다.

한편, 송수신기 본체(30')에서의 전계 검출 광학부(110') 중에는, 편광 변조기와 같이 레이저광의 편광 변화를 강도 변화로 변환하는 것, 또는 전계 흡수형(electroabsorption)(EA) 광강도 변조기, 마하-젠더(Mach-Zender)형 광강도 변조기 등의 광강도 변조기와 같이 레이저광의 강도 변화를 직접 변환하는 것이 있다.

그래서, 도 4 및 도 5를 이용하여, 편광 변조기(123)를 이용한 전계 검출 광학부(110'a) 및 수광 회로(152'a)에 대하여 설명하고, 다음에, 도 6 내지 도 8을 이용하여, 광강도 변조기(124)를 이용한 전계 검출 광학부(110'b) 및 수광 회 로(152'b)에 대하여 설명한다.

먼저, 도 4에 나타낸 바와 같이, 편광 변조기(123)를 이용한 전계 검출 광학부(110'a)는, 전류원(119), 레이저 다이오드(121), 콜리메이트 렌즈(133), 전기 광학 소자(전기 광학 결정) 등의 편광 변조기(123), 제1 및 제2 파장판(135, 137), 편향 빔분리기(139'), 및 제1 및 제2 집광 렌즈(141a, 141b)에 의해 구성되어 있다.

또, 수광 회로(152'a)는, 제1 광다이오드(143a), 제1 부하 저항(145a), 및 제1 정전압원(147a), 제2 광다이오드(143b), 제2 부하 저항(145b), 제2 정전압원(147b), 및 차동 증폭기(112)에 의해 구성되어 있다.

이 중에서, 편광 변조기(123)는, 레이저 다이오드(121)로부터 출사된 레이저광의 진행 방향에 대하여 직각 방향으로 결합되는 전계에만 감도를 가지고, 이 전계 강도에 의해 광학 특성, 즉 복굴절율이 변화되고, 이 복굴절율의 변화에 의해 레이저광의 편광을 변화시키도록 구성되어 있다. 편광 변조기(123)의 도면에서 상하 방향으로 향하는 양쪽 면에는, 제1 전극(125)과 제2 전극(127)이 형성되어 있다. 이 제1 전극(125) 및 제2 전극(127)은, 레이저 다이오드(121)로부터의 레이저광의 편광 변조기(123) 내에서의 진행 방향에 대하여 직각으로 서로 대향하여, 레이저광에 대하여 전계를 직각으로 결합시킬 수 있다.

또, 전계 검출 광학부(110'a)는, 제1 전극(125)을 통하여 수신 전극(105'b)에 접속되어 있다. 제1 전극(125)에 대향하는 제2 전극(127)은, 접지 전극(131)에 접속되어 있어, 제1 전극(125)에 대하여 접지 전극으로서 작용하도록 구성되어 있 다. 그리고, 수신 전극(105'b)은, 생체(100)에서 유도되어 전달되어 오는 전계를 검출하면, 이 전계를 제1 전극(125)에 전달하고, 제1 전극(125)을 통하여 편광 변조기(123)에 결합시킬 수 있다.

이로써, 전류원(119)의 전류 제어에 의해 레이저 다이오드(121)로부터 출력되는 레이저광은, 콜리메이트 렌즈(133)를 통하여 평행광으로 되고, 평행광으로 된 레이저광은 제1 파장판(135)에서 편광 상태가 조정되어, 편광 변조기(123)에 입사된다. 편광 변조기(123)에 입사된 레이저광은, 편광 변조기(123) 내에서 제1 및 제2 전극(125, 127)의 사이에서 전파되지만, 이 레이저광의 전파 중에 있어서 전술한 바와 같이 수신 전극(105'b)이 생체(100)에서 유도되어 전달되어 오는 전계를 검출하고, 이 전계를 제1 전극(125)을 통하여 편광 변조기(123)에 결합시키면, 이 전계는 제1 전극(125)으로부터 접지 전극(131)에 접속되어 있는 제2 전극(127)으로 향해 형성된다. 이 전계는, 레이저 다이오드(121)로부터 편광 변조기(123)에 입사된 레이저광의 진행 방향에 대해 직각이므로, 편광 변조기(123)의 광학 특성인 복굴절율이 변화되고, 이로써 레이저광의 편광이 변화한다.

편광 변조기(123)에 있어서 제1 전극(125)으로부터의 전계에 의해 편광이 변화된 레이저광은, 제2 파장판(137)에서 편광 상태가 조정되어 편광 빔분리기(139')에 입사한다. 편광 빔분리기(139')는, 제2 파장판(137)으로부터 입사된 레이저광을 P파 및 S파로 분리하여, 광의 강도 변화로 변환한다. 이 편광 빔분리기(139')에서 P파 성분 및 S파 성분으로 분리된 레이저광은, 각각 제1, 제2 집광 렌즈(141a, 141b)에서 집광된 후, 광 전기 변환 수단을 구성하는 제1, 제2 광다이오 드(143a, 143b)에서 수광되고, 제1, 제2 광다이오드(143a, 143b)는 P파 광신호와 S파 광신호를 각각의 전기 신호로 변환해 출력할 수 있다. 그리고, 제1, 제2 광다이오드(143a, 143b)로부터 출력되는 전류 신호는, 각각 제1 부하 저항(145a) 및 제1 정전압원(147a), 및 제2 부하 저항(145b) 및 제2 정전압원(147b)에 의해 전압 신호로 변환된 후, 차동 증폭기(112)에 의한 차동 작용으로 수신 정보에 관한 전압 신호(강도 변조 신호)를 인출할 수 있다. 그리고, 이 인출된 전압 신호는, 도 2 및 도 3에 도시된 신호 처리 회로(116)에 공급된다.

차동 증폭기(112)에서는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 제1 광다이오드(143a)에 의한 전압 신호 Sa와 제2 광다이오드(143b)에 의한 전압 신호 Sb는, 위상이 180˚ 어긋나 있으므로, 역상의 신호 성분은 증폭되고 동위상의 레이저광의 잡음이 추출되어 제거된다.

도 2 및 도 3에 도시된 신호 처리 회로(116)에서 잡음 제거의 신호 처리가 행해지고, 파형 정형 회로(117)에서 파형 정형의 신호 처리가 행해지고 나서, 입출력 회로(101)를 통하여 착용형 컴퓨터(1)에 공급된다.

도 6 내지 도 8을 이용하여, 광강도 변조기(124)를 이용한 전계 검출 광학부(110'b) 및 수광 회로(152'b)에 대하여 설명한다. 그리고, 상기 편광 변조기(123)를 이용한 전계 검출 광학부(110'a) 및 수광 회로(152'a)의 구성과 동일한 구성에 대하여는, 동일 부호를 부여하고 있다.

먼저, 도 6에 나타낸 바와 같이, 광강도 변조기(124)를 이용한 전계 검출 광학부(110'b)는, 전류원(119), 레이저 다이오드(121), 콜리메이트 렌즈(133), 전계 흡수형(EA) 광강도 변조기 또는 마하-젠더형 광강도 변조기 등의 광강도 변조기(124), 및 집광 렌즈(141)에 의해 구성되어 있다.

수광 회로(152'b)는, 광다이오드(143), 부하 저항(145), 정전압원(147), 및 (단일)증폭기(118)에 의해 구성되어 있다.

이 중에서, 광강도 변조기(124)는, 결합하는 전계 강도에 의해 통과하는 광의 광강도가 변화하도록 구성되어 있다. 광강도 변조기(124)의 도면 상에서 상하 방향으로 반대인 양쪽 면에는, 제1 전극(125)과 제2 전극(127)이 형성되어 있다. 이 제1 전극(125) 및 제2 전극(127)은, 레이저 다이오드(121)로부터의 레이저광의 광강도 변조기(124) 내에서의 진행 방향에 대하여 직각으로 서로 대향하여, 레이저광에 대하여 전계를 직각으로 결합시킬 수 있다.

전계 검출 광학부(110'b)는, 제1 전극(125)을 통하여 수신 전극(105'b)에 접속되어 있다. 제1 전극(125)에 대향하는 제2 전극(127)은, 접지 전극(131)에 접속되어 있고, 제1 전극(125)에 대하여 접지 전극으로서 작용하도록 구성되어 있다. 그리고, 수신 전극(105'b)은, 생체(100)에서 유도되어 전달되어 오는 전계를 검출하면, 이 전계를 제1 전극(125)에 전달하고, 제1 전극(125)을 통하여 광강도 변조기(124)에 결합할 수 있다.

여기서, 도 7을 이용하여, 광강도 변조기(124)의 일예인 전계 흡수형(EA) 광강도 변조기(124a)를 간단히 설명한다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 전계 흡수형 광강도 변조기(124a)는, 광강도가 일정한 레이저광이 입사된 경우에는, 전계에 따른 검출 신호에 따라 입사 레이저광의 강도를 최대로 하여, 광강도를 변화시킨다. 즉, 전계에 따른 검출 신호에 따라, 상기 입사된 레이저광의 광강도가 감쇠된다.

도 8을 이용하여, 광강도 변조기(124)의 일예인 마하-젠더형 광강도 변조기(124b)를 간단히 설명한다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 마하-젠더형 광강도 변조기(124b)는, 기판(201)에, 이 기판(201)과 광의 굴절률이 상이한 2개의 도파로(203a, 203b)를 형성하여, 렌즈(205)를 통하여 입사된 레이저광을 도파로(203a, 203b) 내에 가두는 동시에 분기시킨다. 이 분기된 한쪽의 레이저광에 대하여, 제1 전극(125) 및 제2 전극(127)으로부터 전계를 인가하여 결합시켜, 그 후에, 렌즈(207)를 통하여 레이저광을 출사시키는 구조로 되어 있다. 레이저광의 한쪽에 전계를 인가함으로써, 전계를 인가하지 않은 레이저 광에 비하여, 조금 위상을 늦추거나 앞서게 할 수 있다.

도 6으로 돌아가면, 전류원(119)의 전류 제어에 의해 레이저 다이오드(121)로부터 출력되는 레이저광은, 콜리메이트 렌즈(133)를 통하여 평행광으로 되고, 평행광으로된 레이저광은 광강도 변조기(124)에 입사한다. 광강도 변조기(124)에 입사된 레이저광은, 광강도 변조기(124) 내에서 제1, 제2 전극(125, 127)의 사이에서 전파되지만, 이 레이저광의 전파 중에 있어서 전술한 바와 같이 수신 전극(105'b)이 생체(100)에서 유도되어 전달되어 오는 전계를 검출하고, 이 전계를 제1 전극(125)을 통하여 광강도 변조기(124)에 결합하면, 이 전계는 제1 전극(125)으로부터 접지 전극(131)에 접속되어 있는 제2 전극(127)으로 향해 형성된다. 이 전계의 결합에 의하여, 광강도가 변화된 레이저광이 출사되어 집광 렌즈(141)를 통하여, 수광 회로(152'b)의 광다이오드(143)에 수광된다. 이로써, 광다이오드(143)에서 레이저광의 광강도에 따라 전류 신호로 변환되어 광다이오드(143)로부터 출력된 전류 신호는, 부하 저항(145) 및 정전압원(147)에 의해 전압 신호로 변환되어 출력된다. 그리고, 이 출력된 전압 신호는, 증폭기(118)에 의해 증폭되어, 도 2 및 도 3에 도시된 신호 처리 회로(116)에 공급된다.

도 2 및 도 3에 도시된 신호 처리 회로(116)에서 잡음 제거 신호 처리가 행해지고, 파형 정형 회로(117)에서 파형 정형의 신호 처리가 행해지고 나서, 입출력 회로(101)를 통하여 착용형 컴퓨터(1)에 공급된다.

그러나, 도 6에 도시된 광강도 변조기(124)는, 도 4에 도시된 편광 변조기(123)와 같은 레이저광의 편광 변화를 강도 변화로 변환하는 변조기와는 달리, 도 5에 나타낸 바와 같이 차동 작용으로 강도 변조 신호를 추출할 수 없기 때문에, 차동 검출을 할 수 없었다. 차동 검출을 하지 않고, 광강도 변조기(124)의 출력을 그대로 광다이오드(143)에서 수광하면, 레이저광의 잡음을 제거하지 못하여 수신 신호의 S/N이 악화되어, 통신 품질이 열화되는 문제가 발생하고 있었다.

한편, 도 9에 나타낸 바와 같이, 인간의 손(생체(100))으로 송수신기(3')와 착용형 컴퓨터(1)의 한 세트를 쥐는 경우도 있다. 도 9에 도시된 송수신기(3')는, 절연체에 의해 구성된 절연 케이스(33)의 내벽면 저부에 송수신기 본체(30')가 장착되고, 또한 송수신기 본체(30')의 상면에 송수신기 본체(30')를 구동시키는 전지(6)가 장착된 구성으로 되어 있다. 또한, 절연 케이스(33)의 외벽면 저부에는, 송수신 전극(105')이 장착되어 있고, 이 송수신 전극(105')은 절연막(107')으로 덮 여 있다. 그리고, 착용형 컴퓨터(1)의 조작·입력면 이외의 부분은, 절연 케이스(11)로 덮여 있다.

그러나, 도 9에 나타낸 바와 같이 손으로 송수신기(3')를 쥔 경우에는, 송수신 전극(105')으로부터 인간의 손(생체(100))로 송신용의 전계 E1이 유도되어도, 그 일부의 전계 E2', E3'가 손으로부터 절연 케이스(33)의 측면을 통하여 송수신기(3')로 돌아와 버린다. 그러므로, 송수신기(3')가 정상적인 송신 동작을 행하지 못하는 문제가 발생한다.

본 발명은, 예를 들면 착용형 컴퓨터(wearable computer)간의 데이터 통신을 위해 이용되는 송수신기에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 전계 전달 매체에 유도된 전계에 기초한 정보를 수신함으로써, 상기 전계 전달 매체를 통하여 정보를 수신할 수 있는 송수신기에 관한 것이다.

또, 본 발명은, 특히, 송신해야 할 정보에 기초한 전계를 송신용 전극으로부터 전계 전달 매체에 유도함으로써, 상기 전계 전달 매체를 통해 정보를 송신할 수 있는 송수신기 본체, 상기 송수신기 본체를 구동시키는 전지, 및 상기 송수신기 본체가 내장된 절연 케이스를 구비하는 송수신기에 관한 것이다.

또, 본 발명은, 레이저광의 광강도를 검출 대상의 전계에 따라 변조시킴으로써, 전계를 검출하는 전계 검출 광학 장치와, 그러한 전계 검출 광학 장치를 구비하는 송수신기에 관한 것이다.

또, 본 발명은, 전계 전달 매체에 의해 접촉된 위치에 따라, 전계 전달 매체 에 전계를 유도하는 전계 유도 수단과, 전계 전달 매체에 유도된 전계를 수신하여 전기 신호로 변환함으로써, 상기 위치의 정보를 취득하는 송수신기를 구비하는 위치정보 취득 시스템에 관한 것이다.

또, 본 발명은, 위치 정보 취득 시스템으로부터의 위치 정보 등에 기초하여 정보를 취득하는 정보 입력 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 전술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 전계 전달 매체를 통한 정보를 송수신할 수 있는 송수신기 본체, 이 송수신기를 구동시키는 전지, 및 상기 송수신기 본체를 덮는 절연 케이스를 구비한 구성의 송수신기의 외벽면 중, 넓은 면을 전계 전달 매체인 생체로 접촉하는 경우에도, 송수신기의 송수신 동작을 정상적으로 행할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한 것이다.

또, 본 발명은 전술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 전계 검출에 광강도 변조기를 이용한 전계 검출 광학 장치, 및 이 전계 검출 광학 장치를 구비한 송수신기에서도, 통신 품질의 열화를 억제하는 것을 목적으로 한 것이다.

본 발명은 전술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 전계 전달 매체를 통한 정보를 송수신할 수 있는 송수신기와 세트로 이용하는 컴퓨터나 휴대 단말기에의 정보 입력을 용이하게 행할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 제1 태양에 따른 발명은, 전계를 전계 전달 매체에 유도하며, 상기 전계 전달 매체에 유도된 전계를 수신하는 송수신용 전극, 송신해야 할 정보에 기초한 상기 전계를 상기 송수신용 전극에 발생시키고, 상기 송수신용 전극에 발생된 상기 전계를 수신 정보로 변환함으로써, 상기 전계 전달 매체를 통해 정보를 송수신할 수 있는 송수신기 본체, 상기 송수신 전극과 상기 전계 전달 매체 사이에 개재된 제1 구조물, 상기 송수신기 본체와 상기 전계 전달 매체 사이에 개재된 제2 구조물, 상기 송수신기 본체를 구동시키는 전지, 및 상기 송수신기 본체와 상기 전지 사이에 개재된 제3 구조물을 구비한 송수신기에 있어서, 상기 제1, 제2, 및 제3 구조물은, 금속, 반도체, 및 절연체 중 적어도 하나로 구성되며, 저항과 용량의 병렬 회로로서 등가 구조물인 송수신기를 요지로 한다.

제2 태양에 따른 발명은, 제1 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 제2 구조물 및 제3 구조물의 임피던스는 상기 제1 구조물의 임피던스보다 큰 것을 요지로 한다.

제3 태양에 따른 발명은, 제2 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 제1 구조물은, 상기 전계 전달 매체에 대하여 상기 송수신 전극을 덮는 절연막인 것을 요지로 한다.

제4 태양에 따른 발명은, 제2 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 제2 구조물 및 제3 구조물은 절연성 부재인 것을 요지로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 제5 태양에 따른 발명은, 송신해야 할 정보에 기초한 전계를 송신용 전극으로부터 전계 전달 매체에 유도함으로써, 상기 전계 전달 매체를 통해 정보를 송신할 수 있는 송수신기 본체, 상기 송수신기 본체를 구동시키는 전지, 및 상기 송수신기 본체가 내장된 절연 케이스를 구비한 송수신기에 있어서, 상기 송신용 전극은, 상기 절연 케이스의 외벽면 중, 상기 전계 전달 매체 가 접근해야 할 부분의 면 전체에 걸쳐 형성되어 있으며, 상기 전계 전달 매체에 직접 접촉하지 않도록 절연막으로 덮여 있는 송수신기를 요지로 한다.

제6 태양에 따른 발명은, 제5 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 전지와 상기 송수신기 본체의 사이에 절연성 부재를 더 구비한 것을 요지로 한다.

제7 태양에 따른 발명은, 제6 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 절연성 부재는 공기가 포함되는 발포재인 것을 요지로 한다.

제8 태양에 따른 발명은, 제6 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 절연성 부재는 복수개의 목재 지주인 것을 요지로 한다.

제9 태양에 따른 발명은, 제6 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 절연성 부재는 소정의 기체를 가둔 쿠션재인 것을 요지로 한다.

제10 태양에 따른 발명은, 제5 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 송수신기 본체가 구동할 때 필요로 하는 기준 전압을 확정하며, 상기 절연 케이스의 내벽 면에 장착된 접지 전극을 더 구비한 것을 요지로 한다.

제11 태양에 따른 발명은, 제5 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 송수신기 본체가 구동할 때 필요로 하는 기준 전압을 확정하며, 상기 절연 케이스 밖의 외부 장치에 장착된 접지 전극을 더 구비한 것을 요지로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 제12 태양에 따른 발명은, 송신해야 할 정보에 기초한 전계를 송신용 전극으로부터 전계 전달 매체에 유도하며, 상기 전계 전달 매체에 유도된 전계에 기초한 정보를 수신용 전극으로 수신함으로써, 상기 전계 전달 매체를 통해 정보를 송수신할 수 있는 송수신기 본체, 상기 송수신기 본체를 구동시키는 전지, 및 상기 송수신기 본체가 내장된 절연 케이스를 구비한 송수신기에 있어서, 상기 송신용 전극은, 상기 절연 케이스의 외벽면 중, 상기 전계 전달 매체가 접근해야 할 부분의 면 전체에 걸쳐 형성되어 있으며, 상기 전계 전달 매체에 직접 접촉하지 않도록 제1 절연막으로 덮여 있고, 상기 수신용 전극은, 상기 제1 절연막의 외벽면에 설치되고, 상기 전계 전달 매체에 직접 접촉하지 않도록 제2 절연막으로 덮여 있는 송수신기를 요지로 한다.

또, 상기 목적을 달성하기 위하여, 제13 태양에 따른 발명은, 송신해야 할 정보에 기초한 전계를 송신용 전극으로부터 전계 전달 매체에 유도하며, 상기 전계 전달 매체에 유도된 전계에 기초한 정보를 수신용 전극으로 수신함으로써, 상기 전계 전달 매체를 통해 정보를 송수신할 수 있는 송수신기 본체, 상기 송수신기 본체를 구동시키는 전지, 및 상기 송수신기 본체가 내장된 절연 케이스를 구비한 송수신기에 있어서, 상기 수신용 전극은, 상기 절연 케이스의 외벽면 중, 상기 전계 전달 매체가 접근해야 할 부분의 면 전체에 걸쳐 형성되어 있으며, 상기 전계 전달 매체에 직접 접촉하지 않도록 제1 절연막으로 덮여 있고, 상기 송신용 전극은, 상기 제1 절연막의 외벽면에 설치되고, 상기 전계 전달 매체에 직접 접촉하지 않도록 제2 절연막으로 덮여 있는 송수신기를 요지로 한다.

또, 상기 목적을 달성하기 위하여, 제14 태양에 따른 발명은, 전계 전달 매체에서 유도된 전계에 기초한 정보를 수신함으로써, 상기 전계 전달 매체를 통해 정보를 수신할 수 있는 송수신기에 있어서, 2개의 전기 신호에 기초한 정보와, 상기 정보에 대응하여 정해지는 위치 정보를 관련지어 기억하는 기억 수단, 상기 전 계 전달 매체에서 유도되어 전달되어 오는 전계를 검출하고, 상기 전계의 변화를 전기 신호로 변환하는 전계 검출 수단, 상기 전계 검출 수단에 의해 얻어진 상기 전기 신호 중, 상기 2개의 전기 신호가 포함되는 소정의 대역을 가지는 신호 성분만 통과시키는 대역 통과 필터와, 상기 기억 수단을 참조하여, 상기 대역 통과 필터를 통과한 상기 2개의 전기 신호에 기초한 정보에 대응하는 위치 정보를 얻는 위치 환산 처리 수단을 구비하는 송수신기를 요지로 한다.

제15 태양에 따른 발명은, 제14 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 기억 수단은, 2개의 전기 신호의 신호 강도에 기초한 정보와, 상기 정보에 대응하여 정해지는 위치 정보를 관련지어 기억하고, 상기 대역 통과 필터는, 상기 전계 검출 수단에 의해 얻어진 상기 전기 신호 중, 한쪽의 전기 신호가 포함되는 제1 대역을 가지는 신호 성분만 통과시키는 제1 대역 통과 필터, 및 상기 전계 검출 수단에 의해 얻어진 상기 전기 신호 중, 다른 쪽의 전기 신호가 포함되는 상기 제1 대역과는 상이한 제2 대역을 가지는 신호 성분만 통과시키는 제2 대역 통과 필터를 포함하고, 상기 송수신기는 상기 제1 대역 통과 필터를 통과한 신호 성분 및 상기 제2 대역 통과 필터를 통과한 신호 성분의 신호 강도를 측정하는 신호 강도 측정 수단을 더 구비하고, 상기 위치 환산 처리 수단은, 상기 기억 수단을 참조하여, 상기 신호 강도 측정 수단에 의해 측정된, 상기 제1 대역 통과 필터를 통과한 신호 성분 및 상기 제2 대역 통과 필터를 통과한 신호 성분의 각각의 신호 강도에 기초한 정보에 대응하는 위치 정보를 얻는 것을 요지로 한다.

제16 태양에 따른 발명은, 제15 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 기억 수단 은, 전기 신호의 강도 차이의 정보와, 상기 정보에 대응하여 정해지는 위치 정보를 관련지어 기억하고, 상기 위치 환산 처리 수단은, 상기 신호 강도 측정 수단에 의해 측정된, 상기 제1 대역 통과 필터를 통과한 신호 성분 및 상기 제2 대역 통과 필터를 통과한 신호 성분의 강도 차이를 산출하고, 상기 기억 수단을 참조하여, 상기 강도 차이에 대응하는 위치 정보를 얻는 것을 요지로 한다.

제17 태양에 따른 발명은, 제16 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 기억 수단에 기억되어 있는 상기 강도 차이의 정보와 상기 위치 정보의 관계는 외부 장치로부터 재기입 가능한 것을 요지로 한다.

제18 태양에 따른 발명은, 제15 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 기억 수단은, 전기 신호의 강도비의 정보와, 상기 정보에 대응하여 정해지는 위치 정보를 관련지어 기억하고, 상기 위치 환산 처리 수단은, 상기 신호 강도 측정 수단에 의해 측정된, 상기 제1 대역 통과 필터를 통과한 신호 성분 및 상기 제2 대역 통과 필터를 통과한 신호 성분의 강도비를 산출하고, 상기 기억 수단을 참조하여, 상기 강도비에 대응하는 위치 정보를 얻는 것을 요지로 한다.

제19 태양에 따른 발명은, 제18 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 기억 수단에 기억되어 있는 상기 강도비의 정보와 상기 위치 정보의 관계는 외부 장치로부터 재기입 가능한 것을 요지로 한다.

제20 태양에 따른 발명은, 제14 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 기억 수단은, 2개의 전기 신호의 위상차에 기초한 정보와, 상기 정보에 대응하여 정해지는 위치 정보를 관련지어 기억하고, 상기 대역 통과 필터는, 상기 전계 검출 수단에 의해 얻어진 상기 전기 신호 중, 한쪽의 전기 신호가 포함되는 제1 대역을 가지는 신호 성분만 통과시키는 제1 대역 통과 필터, 및 상기 전계 검출 수단에 의해 얻어진 상기 전기 신호 중, 다른 쪽의 전기 신호가 포함되는 상기 제1 대역과는 상이한 제2 대역을 가지는 신호 성분만 통과시키는 제2 대역 통과 필터를 포함하고, 상기 송수신기는 상기 제1 대역 통과 필터를 통과한 신호 성분 및 상기 제2 대역 통과 필터를 통과한 신호 성분의 위상을 검파하는 위상 검파 수단을 더 포함하고, 상기 위치 환산 처리 수단은, 상기 위상 검파 수단에 의해 검파된, 상기 제1 대역 통과 필터를 통과한 신호 성분 및 상기 제2 대역 통과 필터를 통과한 신호 성분의 위상차를 산출하고, 상기 기억 수단을 참조하여, 상기 위상차에 대응하는 위치 정보를 얻는 것을 요지로 한다.

제21 태양에 따른 발명은, 제20 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 기억 수단에 기억되어 있는 위상차의 정보와 상기 위치 정보의 관계는 외부 장치로부터 재기입 가능한 것을 요지로 한다.

또, 상기 목적을 달성하기 위하여, 제22 태양에 따른 발명은, 전하를 전달할 수 있고, 전계 전달 매체에 의해 임의의 일점이 접촉될 수 있는 전계 전달 시트, 상기 전계 전달 시트 상의 상이한 위치에 각각 배치되고, 각각 제1 대역 및 제2 대역을 가지는 전기 신호에 기초한 전계를 상기 전계 전달 시트에 유도하는 제1 및 제2 발신기, 및 상기 전계 전달 매체에서 유도된 전계에 기초한 정보를 수신함으로써, 상기 전계 전달 매체를 통해 정보를 수신할 수 있는 송수신기를 구비한 위치 정보 취득 시스템에 있어서, 상기 송수신기는, 2개의 전기 신호에 기초한 정보와, 상기 정보에 대응하여 정해지는 위치 정보를 관련지어 기억하는 기억 수단, 상기 전계 전달 매체에서 유도되어 전달되어 오는 전계를 검출하고, 상기 전계의 변화를 전기 신호로 변환하는 전계 검출 수단, 상기 전계 검출 수단에 의해 얻어진 상기 전기 신호 중, 상기 2개의 전기 신호가 포함되는 소정의 대역을 가지는 신호 성분만 통과시키는 대역 통과 필터, 및 상기 기억 수단을 참조하여, 상기 대역 통과 필터를 통과한 상기 2개의 전기 신호에 기초한 정보에 대응하는 위치 정보를 얻는 위치 환산 처리 수단을 구비하는 위치 정보 취득 시스템을 요지로 한다.

또, 상기 목적을 달성하기 위하여, 제23 태양에 따른 발명은, 전하를 전달할 수 있고, 전계 전달 매체에 의해 임의의 일점이 접촉될 수 있는 전계 전달 시트, 상기 전계 전달 시트 상의 상이한 위치에 각각 배치되고, 각각 제1 대역 및 제2 대역을 가지는 전기 신호에 기초한 전계를 상기 전계 전달 시트에 유도하는 제1 및 제2 발신기, 상기 전계 전달 매체에서 유도된 전계에 기초한 정보를 수신함으로써, 상기 전계 전달 매체를 통한 정보를 수신할 수 있는 송수신기, 및 위치 정보와 상기 위치 정보에 대응하는 입력 정보를 관련지어 기억하는 컴퓨터 기억 수단을 구비하고, 상기 송수신기로부터 입력되는 위치 정보에 따라, 상기 컴퓨터 기억 수단을 참조하여 입력 정보를 획득하는 착용형 컴퓨터을 구비하는 정보 입력 시스템에 있어서, 상기 송수신기는, 2개의 전기 신호에 기초한 정보와, 상기 정보에 대응하여 정해지는 위치 정보를 관련지어 기억하는 기억 수단, 상기 전계 전달 매체에서 유도되어 전달되어 오는 전계를 검출하고, 상기 전계의 변화를 전기 신호로 변환하는 전계 검출 수단, 상기 전계 검출 수단에 의해 얻어진 상기 전기 신호 중, 상기 2개 의 전기 신호가 포함되는 소정의 대역을 가지는 신호 성분만 통과시키는 대역 통과 필터, 및 상기 기억 수단을 참조하여, 상기 대역 통과 필터를 통과한 상기 2개의 전기 신호에 기초한 정보에 대응하는 위치 정보를 얻는 위치 환산 처리 수단을 구비하는 정보 입력 시스템을 요지로 한다.

또, 상기 목적을 달성하기 위하여, 제24 태양에 따른 발명은, 전계 전달 매체에 의해 접촉 또는 조작이 가능하며, 상기 접촉 또는 조작에 기초한 물리량에 따라, 상기 전계 전달 매체에 전계를 유도하는 전계 유도 수단, 상기 전계 전달 매체에 유도된 전계를 수신하고, 상기 전계를 편광 변조기 또는 광강도 변조기에 인가하고, 상기 전계에 따라 레이저광을 편광 변조 또는 광강도 변조시켜, 편광 변조 또는 광강도 변조된 레이저광을 전기 신호로 변환하여, 변환된 전기 신호 중, 상기 접촉 또는 조작에 기초한 물리량에 관한 주파수 성분을 가지는 전기 신호를 추출하고, 상기 접촉 또는 조작에 기초한 물리량에 따른 전기 신호를 출력하는 송수신기, 및 상기 송수신기로부터 상기 접촉 또는 조작에 기초한 물리량에 따른 전기 신호를 입력하고, 상기 전계 전달 매체에 의한 상기 접촉 또는 조작에 기초한 물리량에 대응하는 정보를 취득하는 정보 처리 수단을 구비한 정보 입력 시스템을 요지로 한다.

또, 상기 목적을 달성하기 위하여, 제25 태양에 따른 발명은, 레이저광의 광강도를 검출 대상의 전계에 따라 변조시킴으로써, 상기 전계를 검출하는 전계 검출 광학 장치에 있어서, 전계 검출 광학부와 수광 회로를 구비하며, 상기 전계 검출 광학부는, 레이저광 출사 수단, 상기 레이저광 출사 수단으로부터 출사된 레이저광 을 상이한 제1 및 제2 레이저광으로 분기하는 분기 수단, 및 상기 검출 대상의 전계가 결합되어, 상기 결합된 전계에 따라, 상기 제1 레이저광의 광강도를 변조하는 광강도 변조 수단을 구비하고, 상기 수광 회로는, 상기 광강도 변조 수단에 의해 변조된 제1 레이저광의 광강도를 전압 신호로 변환하는 제1 광/전압 변환 수단, 상기 분기 수단에 의해 분기된 상기 제2 레이저광의 강도를 전압 신호로 변환하는 제2 광/전압 변환 수단, 및 상기 제1 광/전압 변환 수단에 의해 변환된 전압 신호와 상기 제2 광/전압 변환 수단에 의해 변환된 전압 신호를 차동 증폭하는 차동 증폭 수단을 구비하는 전계 검출 광학 장치를 요지로 한다.

제26 태양에 따른 발명은, 제25 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 전계 검출 광학부는, 상기 분기 수단에 의해 분기된 상기 제2 레이저광의 광강도를 감쇠시키는 광 가변 감쇠기를 더 포함하고, 상기 제2 광 전기 변환 수단은, 상기 광 가변 감쇠기에 의해 감쇠된 상기 제2 레이저광을 입력하는 것을 요지로 한다.

제27 태양에 따른 발명은, 제25 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 전계 검출 광학부는, 상기 분기 수단에 의해 분기된 상기 제1 레이저광의 광강도를 소정 비율 감쇠시키는 제1 광 가변 감쇠기, 및 상기 분기 수단에 의해 분기된 상기 제2 레이저광의 광강도를, 상기 제1 광 가변 감쇠기의 감쇠 비율보다 큰 비율로 감쇠시키는 제2 광 가변 감쇠기를 더 포함하고, 상기 광강도 변조 수단은, 상기 제1 광 가변 감쇠기에 의해 감쇠된 상기 제1 레이저광을 입력하고, 상기 제2 광 전기 변환 수단은, 상기 제2 광 가변 감쇠기에 의해 감쇠된 상기 제2 레이저광을 입력하는 것을 요지로 한다.

제28 태양에 따른 발명은, 제25 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 제1 광/전압 변환 수단은, 상기 광강도 변조 수단에 의해 변조된 상기 제1 레이저광의 광강도를 전류 신호로 변환하는 제1 광/전류 변환 수단, 상기 제1 광/전류 변환 수단에 대하여, 역바이어스 전압을 주는 제1 전압원, 및 상기 제1 광/전류 변환 수단에 의해 변환된 전류 신호를 전압 신호로 변환하는 제1 부하 저항을 구비하고, 상기 제2 광/전압 변환 수단은, 상기 분기 수단에 의해 분기된 상기 제2 레이저광의 강도를 전류 신호로 변환하는 제2 광/전류 변환 수단, 상기 제2 광/전류 변환 수단에 대하여, 역바이어스 전압을 주는 제2 전압원, 및 상기 제2 광/전류 변환 수단에 의해 변환된 전류 신호를 전압 신호로 변환하는 제2 부하 저항을 구비하는 것을 요지로 한다.

제29 태양에 따른 발명은, 제28 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 제1 부하 저항 및 상기 제2 부하 저항 중 적어도 한쪽은 가변 저항인 것을 요지로 한다.

제30 태양에 따른 발명은, 제28 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 제1 전압원 및 상기 제2 전압원 중 적어도 한쪽은 가변 전압원인 것을 요지로 한다.

제31 태양에 따른 발명은, 제25 태양에 따른 발명에 있어서, 상기 수광 회로는, 상기 제1 광/전압 변환 수단에 의해 변환된 전압 신호 및 상기 제2 광/전압 변환 수단에 의해 변환된 전압 신호 중 적어도 한쪽을 증폭하는 증폭 수단을 더 구비하는 것을 요지로 한다.

또, 상기 목적을 달성하기 위하여, 제32 태양에 따른 발명은, 전계 전달 매체에 유도된 전계에 기초한 정보를 수신함으로써, 상기 전계 전달 매체를 통해 정 보를 수신할 수 있는 송수신기에 있어서, 제25 태양에 따른 전계 검출 광학 장치, 상기 전계 검출 광학 장치로부터 출력된 전압 신호에 대하여 적어도 잡음의 제거를 행하는 신호 처리 회로, 상기 신호 처리 회로로부터 출력된 전압 신호의 노이즈 성분의 크기를 검출하는 노이즈 검출 수단, 및 상기 노이즈 검출 수단으로부터 출력된 검출 데이터에 따라, 상기 전계 검출 광학부 또는 상기 수광 회로에 있어서의 가변치를 가변 제어하기 위한 제어 신호를 발생시키는 제어 신호 발생기를 구비한 송수신기를 요지로 한다.

실시예

이하, 도면을 이용하여, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태(이하, 「실시예」라 말함)를 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 송수신기(3)는, 송신해야 할 정보에 기초한 전계를 전계 전달 매체(생체(100)) 등에 유도하는 한편, 전계 전달 매체에 유도된 전계에 기초한 정보를 수신함으로써, 전계 전달 매체를 통한 정보를 송수신할 수 있는 송수신기이다.

먼저, 특히 소형화된 착용형 컴퓨터에 대하여 정보 입력을 용이하게 행할 수 있는 송수신기에 관한 실시예에 대하여 설명한다.

<제1 실시예>

이하, 도면을 이용하여, 제1 실시예를 설명한다.

도 10은, 제1 실시예에 따른 송수신기(3) 및 착용형 컴퓨터(1)의 이용 상태를 나타낸 정면도이다. 도 11 역시 이용 상태를 나타낸 평면도이다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 테이블(300)의 평면상에 절연성의 절연 시트(301)를 붙이고, 절연 시트(301)의 평면상에 전계를 전달할 수 있는 전계 전달 시트(302)를 붙이고 있다. 또한, 전계 전달 시트(302)의 평면상의 다른 코너에 각각 발신기 A, B를 배치시키고 있다. 이 배치 위치는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 전계 전달 시트(302)가 직사각형인 경우에는, 임의의 다른 코너이다.

발신기 A, B는, 각각 도 3에 나타낸 바와 같은 송신부(103), 송신 전극(105'a) 및 절연막(107'a)과 동일한 구성을 가지고, 각각 도 12에 나타낸 바와 같은 발신 주파수 fa, fb를 가진 전기 신호에 기초한 전계를 전계 전달 시트(302)에 유도하는 것이 가능하다.

도 13은, 본 실시예에 따른 송수신기(3) 내의 송수신기 본체(30a)의 전체 구성도이다.

도 13에 나타낸 바와 같이, 송수신기 본체(30a)는, I/O(입출력) 회로(101), 송신부(103), 송신 전극(105a), 절연막(107a, 107b), 수신 전극(105b), 전계 검출 광학 장치(115), 신호 처리 회로(116), 및 파형 정형 회로(117)를 가지고 있는 점은, 종래의 송수신기 본체(30')와 같다. 또한, 본 실시예의 송수신기 본체(30af)는 대역 통과 필터(11a, 11b), 신호 강도 측정부(13a, 13b), 위치 환산 처리부(15), 및 메모리(17)를 가지고 있다.

이 중에서, I/O 회로(101)는, 송수신기 본체(30a)가 착용형 컴퓨터(1) 등의 외부 기기와의 정보(데이터)의 입출력을 행하는 회로이다. 송신부(103)는, I/O 회로(101)로부터 출력되는 정보(데이터)에 기초하여, 이 정보에 따른 전계를 생 체(100)에 유도하는 송신 회로에 의해 구성되어 있다. 송신 전극(105a)은, 송신부(103)에 의해 생체(100)에 대하여 전계를 유도하기 위해 이용하는 전극이며, 송신용 안테나로서 이용된다. 절연막(107a)은, 송신 전극(105a)과 생체(100) 사이에 배치하는 절연체의 막이며, 송신 전극(105a)이 직접 생체(100)에 접촉하는 것을 방지하는 작용을 한다.

수신 전극(105b)은, 생체(100)의 다른 부분에 장착되어 있는 착용형 컴퓨터(1) 및 송수신기(3')나 PC(5) 및 송수신기(3'a, 3'b)로부터 생체(100)에서 유도되어 전달되어 오는 전계를 수신하기 위해 이용하는 전극이며, 수신용 안테나로서 이용된다. 절연막(107b)은, 상기 절연막(107a)과 마찬가지로, 수신 전극(105b)과 생체(100) 사이에 배치된 절연체의 막이다.

전계 검출 광학 장치(115)는, 수신 전극(105b)에서 수신한 전계를 검출하고, 이 전계를 수신 정보로서 전기 신호로 변환하는 기능을 가지고 있다. 또, 신호 처리 회로(116)는, 전계 검출 광학 장치(115)로부터 송신되어 온 전기 신호의 증폭을 행하는 증폭부(114), 및 대역 통과 필터(151)에 의해 구성되어 있다. 이 대역 통과 필터(151)는, 증폭부(114)로부터 출력되는 전기 신호의 대역을 제한하여 불필요한 잡음이나 불필요한 신호 성분을 제거함으로써, 증폭부(114)로부터 출력되는 전기 신호 중, 도 12에 나타낸 바와 같은 정보통신용의 일정폭의 주파수 대역(f1-f2)만의 신호 성분을 통과시키는 특성을 가지는 필터 회로이다.

파형 정형 회로(117)는, 신호 처리 회로(116)로부터 송신되어 온 전기 신호에 파형 정형(신호 처리)을 행하고, I/0 회로(101)를 통하여 착용형 컴퓨터(1)에 공급하는 회로이다.

대역 통과 필터(11a)는, 증폭부(114)로부터 출력되는 전기 신호의 대역을 제한하여 불필요한 잡음이나 불필요한 신호 성분을 제거함으로써, 증폭부(114)로부터 출력되는 전기 신호 중, 도 12에 나타낸 바와 같은 발신기 A용의 주파수 대역(fa)만의 신호 성분을 통과시키는 특성을 가지는 필터 회로이다. 신호 강도 측정부(13a)는, 대역 통과 필터(11a)에 의해 통과한 신호 성분에 관한 전기 신호의 신호 강도를 측정하는 회로이다.

한편, 대역 통과 필터(11b)는, 증폭부(114)로부터 출력되는 전기 신호의 대역을 제한하여 불필요한 잡음이나 불필요한 신호 성분을 제거함으로써, 증폭부(114)로부터 출력되는 전기 신호 중, 도 12에 나타낸 바와 같은 발신기 B용의 주파수 대역(fb)만의 신호 성분을 통과시키는 특성을 가지는 필터 회로이다. 신호 강도 측정부(13b)는, 대역 통과 필터(11b)에 의해 통과한 신호 성분에 관한 전기 신호의 신호 강도를 측정하는 회로이다.

메모리(17)는, 2개의 전기 신호의 강도 차이와 이차원 공간에 있어서의 특정 위치를 관련지어 기억해 두는 기억 수단이다. 본 실시예에서는, 도 10 및 도 11에 도시된 전계 전달 시트(302) 상에서의 임의의 위치와 강도 차이를 미리 관련지어 둔다. 또, 이 메모리(17)에 기억되어 있는 강도 차이와 특정 위치의 관계는, 착용형 컴퓨터(1) 등의 외부 장치로부터 I/0 회로(101)를 통하여 재기입 가능하다.

위치 환산 처리부(15)는, 신호 강도 측정부(13a)에서 측정한 신호 강도와 신호 강도 측정부(13b)에서 측정한 신호 강도의 강도 차이를 계산하며, 이 강도 차이와 메모리(17)에 기억하고 있는 강도 차이를 대조함으로써, 상기 계산한 강도 차이를 이차원 공간에 있어서의 특정 위치로 환산하는 처리를 행하는 CPU(Central Processing Unit) 등의 처리 장치이다.

이어서, 본 실시예에 따른 송수신기 본체(30a) 및 발신기 A, B를 이용한 위치 특정 방법에 대하여 설명한다.

도 10 및 도 11에 나타낸 바와 같이, 발신기 A, B를 전계 전달 시트(302) 상에 설치하여 구동시킨 상태에서, 착용형 컴퓨터(1) 및 송수신기(3)를 장착한 인간이 전계 전달 시트(302) 상의 특정 위치 α에 접촉된다. 이로써, 수신 전극(105b)에서는, 손가락(생체(100)) 및 절연막(107b)을 통하여 발신기 A, B로부터의 전계를 수신한다. 전계 검출 광학 장치(115)에서는, 이 수신한 전계를 전계 검출 광학 장치(115)에 있어서의 도시하지 않은 전기 광학 결정에 결합(인가)시켜 전기 신호로 변환하고 나서 신호 처리 회로(116)로 송신한다. 신호 처리 회로(116)의 증폭부(114)에서는, 전기 신호의 증폭을 행하고, 대역 통과 필터(151)로 송신한다. 그러나, 발신기 A, B로부터의 전계에 따른 전기 신호는, 이 대역 통과 필터(116)를 통과하지 않는다.

증폭부(114)로부터 송신된 전기 신호는, 대역 통과 필터(11a, 11b)에도 송신된다.

대역 통과 필터(11a)에서는, 발신기 A, B로부터의 전계에 따른 전기 신호 중, 발신기 A용의 대역(fa)만의 신호 성분을 통과시켜 신호강도 측정부(13a)로 송신한다. 신호 강도 측정부(13a)에서는, 대역 통과 필터(11a)에 의해 통과한 신호 성분에 관한 전기 신호의 신호 강도를 측정한다.

한편, 대역 통과 필터(11b)에서는, 발신기 A, B로부터의 전계에 따른 전기 신호 중, 발신기 B용의 대역(fb)만의 신호 성분을 통과시켜 신호 강도 측정부(13b)로 송신한다. 신호 강도 측정부(13b)에서는, 대역 통과 필터(11b)에 의해 통과된 신호 성분에 관한 전기 신호의 신호 강도를 측정한다.

위치 환산 처리부(15)에서는, 신호 강도 측정부(13a)에서 측정한 신호 강도와 신호 강도 측정부(13b)에서 측정한 신호 강도의 강도 차이를 계산하며, 이 강도 차이와 메모리(17)에 기억하고 있는 강도 차이를 대조함으로써, 상기 계산한 강도 차이를 전계 전달 시트(202) 상의 이차원 공간에 있어서의 특정 위치 α로 환산하는 처리를 행한다.

마지막으로, 위치 환산 처리부(15)에서 구한 특정 위치 α의 위치 정보(데이터)는, 위치 환산 처리부(15)로부터 I/O 회로(101)를 통하여 착용형 컴퓨터(1)로 송신된다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 신호 강도 측정부(13a)에서 측정한 신호 강도와 신호 강도 측정부(13b)에서 측정한 신호 강도의 강도 차이를 계산하며, 이 강도 차이와 메모리(17)에 기억하고 있는 강도 차이를 대조함으로써, 상기 계산한 강도 차이를 이차원 공간에 있어서의 특정 위치로 환산함으로써, 전계 전달 시트(302) 중에서, 손가락(생체(100))이 닿은 특정 위치 α의 위치 정보를 착용형 컴퓨터(1) 등에 입력할 수 있으므로, 착용형 컴퓨터(1) 등으로의 정보 입력을 용이하게 행할 수 있는 효과를 얻는다.

상기 실시예에서는, 위치 환산 처리부(15)에 의하여, 신호 강도 측정부(13a)에서 측정한 신호 강도와 신호 강도 측정부(13b)에서 측정한 신호 강도의 강도 차이를 계산했지만, 이것에 한정되지 않고, 신호 강도 측정부(13a)에서 측정한 신호 강도와 신호 강도 측정부(13b)에서 측정한 신호 강도의 강도비를 계산해도 된다. 단, 이 경우에는, 메모리(17)에, 2개의 전기 신호의 강도비와 이차원 공간에 있어서의 특정 위치를 관련지어 기억 하게 할 필요가 있다.

<제2 실시예>

이어서, 도면을 이용하여, 제2 실시예를 설명한다.

도 14는, 제2 실시예에 따른 송수신기 내의 송수신기 본체(30b)의 전체 구성도이다. 그리고, 상기 제1 실시예와 동일 구성에 대하여는, 동일 부호를 부여하여, 그 설명을 생략한다.

도 14에 도시된 위상 검파기(23a)는, 대역 통과 필터(11a)에 의해 통과된 신호 성분에 관한 전기 신호의 위상을 검파하는 회로이다. 또, 위상 검파기(23b)는, 대역 통과 필터(11b)에 의해 통과된 신호 성분에 관한 전기 신호의 위상을 검파하는 회로이다.

메모리(27)는, 2개의 전기 신호의 위상차와 이차원 공간에 있어서의 특정 위치를 관련지어 기억해 두는 기억 수단이다. 여기서는, 도 10 및 도 11에 도시된 전계 전달 시트(302) 상에서의 임의의 위치와 위상차를 미리 관련지어 둔다. 또, 이 메모리(27)에 기억되어 있는 위상차와 특정 위치의 관계는, 착용형 컴퓨터(1) 등의 외부 장치로부터 I/0 회로(101)를 통하여 재기입 가능하다.

위치 환산 처리부(25)는, 위상 검파기(23a)에서 측정한 위상과 위상 검파기(23b)에서 측정한 위상의 차를 계산하며, 이 위상차와 메모리(27)에 기억하고 있는 위상차를 대조함으로써, 상기 계산한 위상차를 이차원 공간에 있어서의 특정 위치로 환산하는 처리를 행하는 CPU 등의 처리 장치이다.

본 실시예에 따른 송수신기(30b) 및 발신기 A, B를 이용한 위치 특정 방법에 대하여 설명한다.

도 10 및 도 11에 나타낸 바와 같이, 발신기 A, B를 전계 전달 시트(302) 상에 설치하여 구동시킨 상태에서, 착용형 컴퓨터(1) 및 송수신기(3)를 장착한 인간이 전계 전달 시트(302) 상의 특정 위치 α에 접촉된다. 이로써, 수신 전극(105b)에서는, 손가락(생체(100)) 및 절연막(107b)을 통하여 발신기 A, B로부터의 전계를 수신한다. 전계 검출 광학 장치(115)에서는, 이 수신한 전계를 전계 검출 광학 장치(115)에 있어서의 도시하지 않은 전기 광학 결정에 결합(인가)시켜 전기 신호로 변환하고 나서 신호 처리 회로(116)로 송신한다. 신호 처리 회로(116)의 증폭부(114)에서는, 전기 신호의 증폭을 행하고, 대역 통과 필터(151)로 송신한다. 그러나, 발신기 A, B로부터의 전계에 따른 전기 신호는, 이 대역 통과 필터(151)를 통과하지 않는다.

증폭부(114)로부터 송신된 전기 신호는, 대역 통과 필터(11a, 11b)에도 송신된다.

대역 통과 필터(11a)에서는, 발신기 A, B로부터의 전계에 따른 전기 신호 중, 발신기 A용의 대역(fa)만의 신호 성분을 통과시켜 위상 검파기(23a)로 송신한 다. 위상 검파기(23a)에서는, 대역 통과 필터(11a)에 의해 통과된 신호 성분에 관한 전기 신호의 위상을 검파한다.

한편, 대역 통과 필터(11b)에서는, 발신기 A, B로부터의 전계에 따른 전기 신호 중, 발신기 B용의 대역(fb)만의 신호 성분을 통과시켜 위상 검파기(23b)로 송신한다.

위상 검파기(23b)에서는, 대역 통과 필터(11b)에 의해 통과된 신호 성분에 관한 전기 신호의 위상을 검파한다.

다음에, 위치 환산 처리부(25)에서는, 위상 검파기(23a)에서 측정한 위상과 위상 검파기(23b)에서 측정한 위상의 차이를 계산하며, 이 위상차와 메모리(27)에 기억하고 있는 위상차를 대조함으로써, 상기 계산한 위상차를 전계 전달 시트(302) 상의 이차원 공간에 있어서의 특정 위치 α로 환산하는 처리를 행한다.

마지막으로, 위치 환산 처리부(25)에서 구한 특정 위치 α의 위치 정보(데이터)는, 위치 환산 처리부(25)로부터 I/O 회로(101)를 통하여 착용형 컴퓨터(1)로 송신된다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 상기 제1 실시예와 마찬가지의 효과를 얻는다.

이하, 도 15 내지 도 17을 이용하여, 상기 제1 및 제2 실시예의 구체예를 설명한다.

<제1 구체예>

도 15 및 도 16에서는, 상기 각 실시예를 전계 전달 시트(302a), 및 PC용의 키보드에 이용한 예를 나타내고 있다. 도 15에 나타낸 바와 같이, 전계 전달 시트(302a) 상에 키보드의 그림을 인쇄함으로써, 예를 들면, 인간이 특정 위치 α1에 접촉하면, 발신기 A, B로부터의 각각의 거리 x1, y1에 기초하여, 접촉된 키를 특정할 수 있다.

전술한 바와 같이, 송수신기(3)로부터 착용형 컴퓨터(1)로 위치 정보(이 경우에는 발신기 A, B로부터의 각각의 거리 x1, y1)가 보내지지만, 착용형 컴퓨터(1) 내에는, 전계 전달 시트(302a) 상의 위치와 그 위치의 인쇄 정보의 관계와 같은, 위치 정보대 입력 정보의 대응표가 구비되어 있고, 이로써, 착용형 컴퓨터(1)는 인간이 의도한 정보를 파악할 수 있다.

<제2 구체예>

도 17에서는, 상기 각 실시예를, 터치 패널, 터치 스크린, 또 진열장 등의 전계 전달 시트(302b)에 이용한 예를 나타내고 있다. 이 경우에도 마찬가지로, 예를 들면, 인간이 특정 위치 α2에 접촉하면, 발신기 A, B로부터의 각각의 거리 x2, y2에 기초하여, 접촉된 위치를 특정할 수 있다.

전술한 실시예에 있어서는, 「 2개의 발신기」와 「전계 전달 시트」를 이용하고, 전계 전달 시트에 손(손가락)이 닿음으로써, 2개의 발신기로부터의 전기 신호를 손(생체(100))을 통하여 송수신기에 보낸다. 송수신기는, 그 2개의 전기 신호를 분리하고, 그 2개의 전기 신호에 따라, 2개의 발신기로부터 그 접촉된 위치까지의 거리에 관한 정보를 취득하고 있지만, 본 발명의 취지는 이것에 한정되지 않는다.

예를 들면, 이차원 평면만 아니라, 삼차원 공간에도 응용할 수 있다. 즉, 「 3개의 발신기」와 삼차원적인 「전계 전달 매체」를 이용하면, 3개의 발신기로부터 삼차원상에 있는 점을 지시한 손가락까지, 그 전계 전달 매체를 통하여 신호를 전달시킬 수 있다. 그 때 송수신기는, 3개의 신호를 분리하게 된다. 이로써, 인간이 의도한 삼차원 공간 내의 점의 위치 정보를 송수신기가 취득할 수 있게 된다. 또한, 이것을, 착용형 컴퓨터 등의 정보 기기에 보내면, 인간이 삼차원 공간 내에 있는 점을 지시함으로써 의도한 정보를 정보 기기에 입력시킬 수 있다.

송수신기의 처리 속도가 충분하면, 송수신기는, 손가락 등의 위치의 정보를, 손가락 등의 움직임의 정보로서도 파악할 수 있게 된다. 즉, 예를 들면, 전계 전달 시트를 손가락으로 접촉하면, 송수신기는, 손가락의 움직임을 실시간으로 파악할 수 있고, 또 그 정보를 착용형 컴퓨터 등의 정보 기기에 보내 주면, 그 움직임 정보 자체, 또는 그 움직임 정보에 관련한, 인간이 의도한 정보를, 정보 기기에 입력시킬 수 있다.

생체를 통하여 송수신기에 보내는 정보는 위치(속도)를 취득할 수 있는 신호에만 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 전계 전달 시트에 압력을 검지하는 기능을 갖게 하면, 그 압력 신호도 전계로 변환되어 손가락 등을 통하여, 송수신기에 보낼 수 있게 된다. 즉, 이 경우, 인간이 의도한 누르는 힘의 정보를 송수신기는 취득할 수 있고, 또한 이 정보를 착용형 컴퓨터 등의 정보 기기에 보내 주면, 그 정보 기기가 그 누르는 힘에 대응하는 정보를 취득할 수 있다.

이상의 설명에서는, 착용형 컴퓨터 등의 정보 기기가, 인간이 의도한 위치의 정보나 압력의 정보에 대응하는 정보를 가지고 있는 것으로 설명하였으나, 송수신기 자체가 이 정보를 가지고 있어도 되고, 그러면 송수신기 자체가 인간이 의도한 정보를 취득할 수 있다. 또, 착용형 컴퓨터 등의 정보 기기 및 송수신기 이외의 제3 기기가 그 정보를 소지하고 있어, 정보 기기 및 송수신기가 그 제3 기기로부터 그 정보를 취득하도록 해도 된다.

다음에, 전계 검출 광학부에 있어서 광강도 변조기를 채용하는 경우의 송수신기에 관한 실시예에 대하여 설명한다.

<제3 실시예>

이하, 도 18 및 도 19를 이용하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 전계 검출 광학 장치(115a) 및 이 전계 검출 광학 장치(115a)를 구비한 광강도 변조형 송수신기(이하, 단지 「송수신기」라 말함)(3)에 대하여 설명한다.

도 18은, 인체(생체(100))를 통한 데이터 통신을 행하기 위해 이용하는 송수신기 본체(30c)의 전체 구성도이다. 그리고, 도 18은, 제3 내지 제7 실시예에 공통된 전체 구성도이다.

도 18에 나타낸 바와 같이, 송수신기 본체(30c)는, I/O(입출력) 회로(101), 송신부(103), 송신 전극(105a), 수신 전극(105b), 절연막(107a, 107b), 전계 검출 광학 장치(115)((전계 검출 광학부(110), 수광 회로(152)), 신호 처리 회로(116), 및 파형 정형 회로(117)를 가지고 있다.

I/O 회로(101)는, 송수신기 본체(30c)가 착용형 컴퓨터(1) 등의 외부 장치와의 정보(데이터)의 입출력을 행하는 회로이다. 송신부(103)는, I/0 회로(101)로부 터 출력되는 정보(데이터)에 기초하여, 이 정보에 따른 전계를 생체(100)에 유도하는 송신 회로로 구성되어 있다. 송신 전극(105a)은, 송신부(103)에 의해 생체(100)에 대하여 전계를 유도하기 위해 이용하는 전극이며, 송신용 안테나로서 이용된다. 또, 수신 전극(105b)은, 생체(100)의 다른 부분에 장착되어 있는 착용형 컴퓨터(1) 및 송수신기(3')나 PC(5) 및 송수신기(3'a, 3'b)로부터 생체(100)에서 유도되어 전달되어 오는 전계를 수신하기 위해 이용하는 전극이며, 수신용 안테나로서 이용된다.

절연막(107a)은, 송신 전극(105a)과 생체(100) 사이에 배치하는 절연체의 막이며, 송신 전극(105a)이 직접 생체(100)에 접촉하는 것을 방지하는 작용을 한다. 절연막(107b)은, 수신 전극(105b)과 생체(100) 사이에 배치하는 절연체의 막이며, 수신 전극(105b)이 직접 생체(100)에 접촉하는 것을 방지하는 작용을 한다.

전계 검출 광학 장치(115)를 구성하는 전계 검출 광학부(110)는, 수신 전극(105b)에서 수신한 전계를 레이저광에 인가함으로써 레이저광에 광강도 변화를 생기게 하는 기능을 가지고 있다.

전계 검출 광학 장치(115)를 구성하는 수광 회로(152)는, 상기 광강도 변화된 레이저광을 수광하여 전기 신호로 변환하며, 이 전기 신호의 증폭 등의 신호 처리를 행하는 회로이다. 또, 신호 처리 회로(116)은, 적어도 대역 통과 필터에 의해 구성되어 있고, 이 대역 통과 필터에 의하여, 다양한 주파수의 전기 신호 중으로, 전계 검출 대상인 수신 정보에 관련된 주파수 성분 이외의 주파수 성분을 없애는(즉, 수신 정보에 관련된 주파수 성분만을 인출하는)일로, 전기 신호의 잡음(노 이즈)의 제거 등의 신호 처리를 행한다.

파형 정형 회로(117)은, 신호 처리 회로(116)로부터 송신되어 온 전기 신호에 파형 정형(신호 처리)을 행하고, I/0 회로(101)를 통하여 착용형 컴퓨터(1)에 공급하는 회로이다.

다음에, 도 19를 이용하여, 전계 검출 광학 장치(115)의 일예이며, 제3 실시예에 따른 전계 검출 광학 장치(115a)에 대하여, 더욱 상세하게 설명한다. 그리고, 본 실시예에 따른 전계 검출 광학 장치(115a)에는, 전계 검출 광학부(110)의 일예인 전계 검출 광학부(110a), 및 수광 회로(152)의 일예인 수광 회로(152a)가 구비되어 있다. 또, 전계 검출 광학 장치(115a)는, 송수신기 본체(30)의 일예인 송수신기 본체(30c)에 설치되어 있다.

본 실시예에 따른 전계 검출 광학부(110a)는, 전류원(119), 레이저 다이오드(121), 콜리메이트 렌즈(133), 빔분리기(139), 광강도 변조기(124), 및 제1 및 제2 집광 렌즈(141a, 141b)에 의해 구성되어 있다.

이 중에서, 광강도 변조기(124)는, 결합하는 전계 강도에 의해 통과하는 광의 광강도가 변화하도록 구성되어 있다. 광강도 변조기(124)의 도면 상에서 상하 방향으로 반대인 양쪽 면에는, 제1 전극(125)로 제2 전극(127)이 형성되어 있다. 이 제1 전극(125) 및 제2 전극(127)은, 레이저 다이오드(121)로부터의 레이저광의 광강도 변조기(124) 내에서의 진행 방향을 양쪽으로부터 개재하여, 레이저광에 대하여 전계를 직각으로 결합시킬 수 있다.

전계 검출 광학부(110a)는, 제1 전극(125)을 통하여 수신 전극(105b)에 접속 되어 있다. 제1 전극(125)에 대향하는 제2 전극(127)은, 접지 전극(131)에 접속되어 있고, 제1 전극(125)에 대하여 접지 전극으로서 작용하도록 구성되어 있다. 그리고, 수신 전극(105b)는, 생체(100)에 유도되어 전달되어 오는 전계를 검출하면, 이 전계를 제1 전극(125)에 전달하고, 제1 전극(125)을 통하여 광강도 변조기(124)에 결합할 수 있다.

전류원(119)의 전류 제어에 의해 레이저 다이오드(121)로부터 출력되는 레이저광은, 콜리메이트 렌즈(133)을 통하여 평행광으로 되고, 평행광으로된 레이저광은 빔분리기(139)에 입사한다. 이 빔분리기(139)는, 입사된 레이저광을 2개로 분기하여 출사하는 광학계이다. 이 빔분리기(139)에서 분기된 레이저광 중 제1 레이저광은, 광강도 변조기(124)를 통하여 제1 집광 렌즈(141a)에 입사된다. 또, 빔분리기(139)에서 분기된 레이저광 중 제2 레이저광은, 광강도 변조기(124)를 통하지 않고 제2 집광 렌즈(141b)에 입사된다.

한편, 수광 회로(152a)는, 광강도 변조기(124)에 의해 광강도 변조된 제1 레이저광의 광강도에 따라 전류 신호로 변환하는 제1 광다이오드(143a), 이 제1 광다이오드(143a)에 대하여 역바이어스 전압을 주는 제1 정전압원(147a), 및 제1 광다이오드(143a)에 의해 변환된 전류 신호를 전압 신호로 변환하는 제1 부하 저항(145a)으로 이루어지는 제1 세트와, 제2 집광 렌즈(141b)를 통하여 수광하고 제2 레이저광의 광강도에 따라 전류 신호로 변환하는 제2 광다이오드(143b), 이 제2 광다이오드(143b)에 대하여 역바이어스 전압을 주는 제2 정전압원(147b), 및 제2 광다이오드(143b)에 의해 변환된 전류 신호를 전압 신호로 변환하는 제2 부하 저 항(145b)으로 이루어지는 제2 세트를 구비하고 있다.

이로써, 전계 검출 광학부(110a)의 광강도 변조기(124) 및 제1 집광 렌즈(141a)를 통하여 온 제1 레이저광은, 제1 광다이오드(143a)에서 수광되어, 상기 제1 세트에 의해 결과적으로 전압 신호(신호 성분 있음)로서 출력된다. 또, 전계 검출 광학부(110a)의 제2 집광 렌즈(141b)를 통하여 온 제2 레이저광은, 제2 광다이오드(143b)에서 수광되어, 상기 제2 세트에 의해 결과적으로 레이저광의 잡음(노이즈)을 포함한 전압 신호(신호 성분 없음)로서 출력된다.

수광 회로(152a)는, 제1 부하 저항(145a)에 의해 변환된 전압 신호와 제2 부하 저항(145b)에 의해 변환된 전압 신호를 차동 증폭하는 차동 증폭기(112)도 구비하고 있어, 차동 증폭기(112)에 의해 차동 증폭을 행하고, 이 출력이 도 18에 도시된 신호 처리 회로(116)에 공급된다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 광강도 변조기(124)에 레이저광이 입사하기 직전에 레이저광을 분기하고, 한 쪽을 광강도 변조기(124)에 입력하여 전계를 검출하는 레이저광(신호 성분 있음)으로서 이용하고, 다른 쪽은 광강도 변조기(124)에 입력하지 않고 레이저광의 잡음을 제거하기 위한 레이저광(신호 성분 없음)으로서만 이용되고 있다. 그러므로, 편광 변조기(123)와 같은 레이저광의 편광 변화를 강도 변화로 변환하는 변조기와 같이 차동 작용으로 강도 변조 신호를 꺼낼 수 없는 광강도 변조기(124)를 이용한 경우에도, 레이저광의 잡음을 제거할 수 있다.

<제4 실시예>

이하, 도 20을 이용하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 전계 검출 광학 장치(115b) 및 이 전계 검출 광학 장치(115b)를 구비한 광강도 변조형 송수신기(3)에 대하여 설명한다.

본 실시예에 따른 전계 검출 광학 장치(115b)는, 상기 제3 실시예에 따른 전계 검출 광학 장치(115a)에 있어서의 전계 검출 광학부(110a)에 대신하여, 이하에 도시된 전계 검출 광학부(11Ob)를 구비한 것이다. 그리고, 전계 검출 광학부(11Ob)의 구성 중, 상기 전계 검출 광학부(11Oa)의 구성과 동일 구성에 대하여는 동일 부호를 부여하여, 그 설명을 생략한다. 또, 본 실시예의 수광 회로(152a)는, 상기 제1 실시예에 따른 수광 회로(152a)와 동일 구성이기 때문에, 그 설명을 생략한다.

도 20에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 전계 검출 광학부(110b)에서는, 빔분리기(139)와 광강도 변조기(124)의 사이에 제1 광 가변 감쇠기(134A)를 삽입하고, 빔분리기(139)와 제2 집광 렌즈(141b)의 사이에 제2 광 가변 감쇠기(134B)를 삽입하고 있다. 이 제1, 제2 광 가변 감쇠기(134A, 134B)는, 레이저광의 광강도를 소정 비율 감쇠시키는 것이다.

단, 빔분리기(139)에서 2개로 분기된 레이저광 중, 제1 레이저광은 광강도 변조기(124)를 통과하지만, 제2 레이저광은 광강도 변조기(124)를 통과하지 않기 때문에, 제1 레이저광의 전달 효율보다 제2 레이저광의 전달 효율이 높으므로, 양쪽의 밸런스를 도모할 필요가 있다. 그러므로, 본 실시예에서는, 제1 레이저광이 통과하는 제1 광 가변 감쇠기(134A)의 감쇠 양보다, 제2 레이저광이 통과하는 제2 광 가변 감쇠기(134B)의 감쇠량을 크게 설정하고 있다.

이로써, 제1 광 가변 감쇠기(134A)에 의하여, 빔분리기(139)에 의해 분기되 제1 레이저광의 광강도를 감쇠시킨 후에 제1 광다이오드(143a)에서 전류 신호로 변환시킬 수 있으며, 제2 광 가변 감쇠기(134B)에 의하여, 빔분리기(139)에 의해 분기된 제2 레이저광의 광강도를 감쇠시킨 후에 제2 광다이오드(143b)에서 전류 신호로 변환시킬 수 있다. 또한, 감쇠량의 비율은, 제1 광 가변 감쇠기(134A)를 통과하는 레이저광보다, 제2 광 가변 감쇠기(134B)를 통과하는 레이저광 쪽이 크다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 제1, 제2 광 가변 감쇠기(134A, 134B)를 삽입함으로써, 레이저광의 잡음을 제거하기 위하여, 레이저광을 분기시킨 경우에도, 차동 증폭기(112)에의 입력 신호의 밸런스를 도모할 수 있다.

그리고, 제2 광 가변 감쇠기(134B)만으로 차동 증폭기(112)에의 입력 신호의 밸런스를 도모할 수 있으면, 제1 광 가변 감쇠기(134A)를 장착하고 하지 않고 생략해도 된다

<제5 실시예>

이하, 도 21을 이용하여, 본 발명의 제5 실시예에 따른 전계 검출 광학 장치(115c) 및 이 전계 검출 광학 장치(115c)를 구비한 광강도 변조형 송수신기(3)에 대하여 설명한다.

본 실시예에 따른 전계 검출 광학 장치(115c)는, 상기 제3 실시예에 따른 전계 검출 광학 장치(115a)에 있어서의 수광 회로(152a)에 대신하여, 이하에 도시된 수광 회로(152b)를 구비한 것이다. 그리고, 수광 회로(152b)의 구성 중, 상기 수 광 회로(152a)의 구성과 동일 구성에 대하여는 동일 부호를 부여하여, 그 설명을 생략한다. 또, 본 실시예의 전계 검출 광학부(11Oa)는, 상기 제1 실시예에 따른 전계 검출 광학부(11Oa)와 동일 구성이므로, 그 설명을 생략한다.

도 21에 나타낸 바와 같이, 제3 실시예의 제1, 제2 부하 저항(145a, 145b)에 대신하여, 본실시예의 수광 회로(152b)에서는, 각각 제1, 제2 가변 부하 저항(145A, 145B)을 설치한 점이 특징이다. 이들 제1, 제2 가변 부하 저항(145A, 145B)은, 부하 저항값이 가변이며, 제1 가변 부하 저항(145A)의 저항값보다, 제2 가변 부하 저항(145B)의 저항값 쪽이 크도록 설정되어 있다.

이로써, 제1 광다이오드(143a) 및 제2 광다이오드(143b)로부터의 출력 전압 신호의 신호 강도를 같게 할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 제1 실시예의 제1, 제2 부하 저항(145a, 145b)에 대신하여, 본 실시예의 수광 회로(152b)에서는, 제1, 제2 가변 부하 저항(145A, 145B)을 설치함으로써, 레이저광의 잡음을 제거하기 위하여, 레이저광을 분기시킨 경우에도, 차동 증폭기(112)에의 입력 신호의 밸런스를 도모할 수 있다.

제1, 제2 가변 부하 저항(145A, 145B) 중 한쪽만으로 차동 증폭기(112)에의 입력 신호의 밸런스를 도모할 수 있으면, 어느 한쪽을 장착하지 않고 생략해도 된다.

<제6 실시예>

이하, 도 22를 이용하여, 본 발명의 제6 실시예에 따른 전계 검출 광학 장 치(115d) 및 이 전계 검출 광학 장치(115d)를 구비한 광강도 변조형 송수신기(3)에 대하여 설명한다.

본 실시예에 따른 전계 검출 광학 장치(115d)는, 상기 제3 실시예에 따른 전계 검출 광학 장치(115a)에 있어서의 수광 회로(152a)에 대신하여, 이하에 도시된 수광 회로(152c)를 구비한 것이다. 그리고, 수광 회로(152c)의 구성 중, 상기 수광 회로(152a)의 구성과 동일 구성에 대하여는 동일 부호를 부여하여, 그 설명을 생략한다. 또, 본 실시예의 전계 검출 광학부(11Oa)는, 상기 제1 실시예에 따른 전계 검출 광학부(11Oa)와 동일 구성이므로, 그 설명을 생략한다.

도 22에 나타낸 바와 같이, 제3 실시예의 제1, 제2 정전압원(147a, 147b)에 대신하여, 본 실시예의 수광 회로(152c)에서는, 각각 제1, 제2 가변 전압원(147A, 147B)을 설치한 점이 특징이다. 이들 제1, 제2 가변 전압원(147A, 147B)은, 전압값이 가변이며, 제1 가변 전압원(147A)의 전압값보다, 제2 가변 전압원(145B)의 전압값 쪽이 작도록 설정되어 있다.

이로써, 제1 광다이오드(143a) 및 제2 광다이오드(143b)로부터의 출력 전압 신호의 신호 강도를 같게 할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 제3 실시예의 제1, 제2 정전압원(147a, 147b)에 대신하여, 본 실시예의 수광 회로(152c)에서는, 각각 제1, 제2 가변 전압원(147A, 147B)을 설치함으로써, 레이저광의 잡음을 제거하기 위하여, 레이저광을 분기시킨 경우에도, 차동 증폭기(112)에의 입력 신호의 밸런스를 도모할 수 있다.

제1, 제2 가변 전압원(147A, 147B) 중 한쪽만으로 차동 증폭기(112)에의 입력 신호의 밸런스를 도모할 수 있으면, 어느 한쪽을 장착하지 않고 생략해도 된다. <제7 실시예>

삭제

이하, 도 23을 이용하여, 본 발명의 제7 실시예에 따른 전계 검출 광학 장치(115e) 및 이 전계 검출 광학 장치(115e)를 구비한 광강도 변조형 송수신기(3)에 대하여 설명한다.

본 실시예에 따른 전계 검출 광학 장치(115e)는, 상기 제3 실시예에 따른 전계 검출 광학 장치(115a)에 있어서의 수광 회로(152a)에 대신하여, 이하에 도시된 수광 회로(152d)를 구비한 것이다. 그리고, 수광 회로(152d)의 구성 중, 상기 수광 회로(152a)의 구성과 동일 구성에 대하여는 동일 부호를 부여하여, 그 설명을 생략한다. 또, 본 실시예의 전계 검출 광학부(11Oa)는, 상기 제1 실시예에 따른 전계 검출 광학부(11Oa)와 동일 구성이기 때문에, 그 설명을 생략한다.

도 23에 나타낸 바와 같이, 제1, 제2 광다이오드(143a, 143b)로부터의 출력 전압 신호가 차동 증폭기(112)에 입력되기 전에, 각각의 전압 신호를 증폭하기 위한 제1, 제2 가변 이득 증폭기(149A, 149B)를 설치한 점이 특징이다. 이들 제1, 제2 가변 이득 증폭기(149A, 149B)는, 전압 이득이 가변이며, 제1 가변 이득 증폭기(149A)의 전압 이득보다, 제2 가변 이득 증폭기(149B)의 전압 이득이 작도록 설정되어 있다.

이로써, 제1 광다이오드(143a) 및 제2 광다이오드(143b)로부터의 출력 전압 신호의 신호 강도가 상이하게 되어 있어도, 같게 할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 제1, 제2 광다이오드(143a, 143b)로부터의 출력 전압 신호가 차동 증폭기(112)에 입력되기 전에, 각각의 전압 신호를 증폭하기 위한 제1, 제2 가변 이득 증폭기(149A, 149B)를 설치함으로써, 레이저광의 잡음을 제거하기 위하여, 레이저광을 분기시킨 경우에도, 차동 증폭기(112)에의 입력 신호의 밸런스를 도모할 수 있다.

제1, 제2 가변 이득 증폭기(149A, 149B) 중 한쪽만으로 차동 증폭기(112)에의 입력 신호의 밸런스를 도모할 수 있으면, 어느 한쪽을 장착하지 않고 생략해도 된다.

전술한 제3 내지 제7 실시예에서의 광강도 변조기로서는, 종래와 마찬가지로, 전계 흡수형(EA) 광강도 변조기나 마하-젠더형 광강도 변조기 등이 채용될 수 있다.

<제8 실시예>

이하, 도 24를 이용하여, 본 발명의 제8 실시예에 따른 송수신기의 송수신기 본체(30d)에 대하여 설명한다.

본 실시예에 따른 송수신기 본체(30d)는, 도 24에 나타낸 바와 같은 전체 구성을 가진다. 이 전체 구성 중, 전계 검출 광학 장치(215), 노이즈 검출부(218), 제어 신호 발생기(219)를 제외한 각 구성은, 상기 제3 실시예에 따른 송수신기 본체(30c)와 동일하므로 동일 부호를 부여하여, 그 설명을 생략한다.

본 실시예의 송수신기 본체(30d)에서는, 전계 검출 광학 장치(215)로서, 상기 제4 내지 제7 실시예에서 설명한 전계 검출 광학 장치(115b-115e) 중 어느 하나 를 이용하고, 신호 처리 회로(116)로부터 출력된 전압 신호의 잡음(노이즈)성분의 크기를 검출하는 노이즈 검출부(218)와 이 노이즈 검출부(218)로부터 출력된 검출 데이터에 따라, 전계 검출 광학 장치(215)를 구성하는 전계 검출 광학부(110)나 수광 회로(152)에 있어서의 가변인 값을 가변 제어하기 위한 제어 신호를 발생시키는 제어 신호 발생기(219)를 설치한 점이 특징이다. 그리고, 노이즈 검출부(218)는, 신호 처리 회로(116)로부터 출력된 전기 신호에 어느 정도의 잡음이 남아 있는지, 즉, 전계 검출 대상인 수신 정보에 관련된 주파수 대역에 존재하는 잡음이 어느 정도 있는지를 검출한다.

상기 「가변인 값」이라는 것는, 제4 실시예에서는(도 20), 제1, 제2 광 가변 감쇠기(134A, 134B)의 광강도의 감쇠량을 나타낸다. 또, 제5 실시예에서는(도 21), 제1, 제2 가변 부하 저항(145A, 145B)의 저항값을 나타낸다. 또, 제6 실시예에서는(도 22), 제1, 제2 가변 전압원(147A, 147B)의 전압값을 나타낸다. 제7 실시예에서는(도 23), 제1, 제2 가변 이득 증폭기(149A, 149B)의 전압 이득을 나타낸다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 송수신기 본체(30d)의 제조 다음에 있어도, 가변인 값을 자동적으로 변경하여 조정할 수 있는 효과를 얻는다.

다음에, 전계 전달 매체를 통한 정보를 송수신할 수 있는 송수신기 본체와, 이 송수신기 본체를 구동시키는 전지와 상기 송수신기 본체를 덮는 절연 케이스를 구비한 구성의 송수신기로서, 외벽면 중, 광범위한 면을 전계 전달 매체인 생체(손)에 접촉하는 형태의 송수신기에 관한 실시예에 대하여 설명한다.

먼저, 이러한 송수신기의 실시예의 착안점에 대하여 설명한다. 도 9에 나타낸 송수신기 및 착용형 컴퓨터에 관하여, 생체(손), 송수신 전극, 송수신기 본체, 및 전지 사이의 등가 회로를 생각해 본다.

도 25는, 생체, 송수신 전극, 및 송수신기 본체 사이의 등가 회로를 나타낸 도면이다

도 9에 있어서, 생체(100)와 송수신 전극(105')은 절연막(107')으로 격리되어 있기 때문에, 생체(100)와 송수신 전극(105) 사이의 임피던스는 도 25와 같은 등가 회로로 표현할 수 있다.

생체(100)를 통해 신뢰성이 높은 통신을 실현하기 위해서, 생체(100)에의 유도 교류 전계(주파수 f)를 크게 할 필요가 있다. 이 유도 교류 전계(주파수 f)를 크게 하기 위해서는, 생체(100)와 송수신 전극(105) 사이의 임피던스를 작게 할 필요가 있다. 여기서, 도 25에 나타낸 바와 같이 생체(100)와 송수신 전극(105) 사이의 임피던스의 저항 성분은 매우 크다고 생각할 수 있으므로, 해당 임피던스를 작게 하기 위해서는, 그 용량 성분을 크게 할 필요가 있다.

용량 성분을 크게 하기 위해서는, 절연막(107)의 재료로서 유전율이 큰 재료를 이용하거나, 그 두께를 얇게 하거나 하는 것이 유효하다. 또, 간접적으로 대면하는 생체와 광범위하게 대면하도록 송수신 전극(105)의 면적을 크게 하는 것이 유효하다.

그러나, 절연막(107)의 두께를 너무 얇게 하면, 송수신 전극(105)에 직접 생체(100)가 접촉할 가능성이 커지고, 생체(100)에 큰 전류가 흐를 위험성이 높아진 다. 따라서, 송수신 전극(105)의 면적을 크게 하는 쪽이, 안전성을 확보하면서 용량을 크게 할 수 있으므로, 유리하다. 또, 송수신 전극(105)를 크게 함으로써 차폐의 효과도 기대할 수 있다.

도 26은, 생체, 송수신기 본체, 및 전지간의 등가 회로를 나타낸 도면이다.

생체(100)를 통해 신뢰성이 높은 통신을 실현하기 위해서, 생체(100), 송수신기 본체(30), 및 전지(6) 사이의 불필요한 교류 전계(주파수 f)가 유도 되지 않도록 할 필요가 있다. 이를 위해서는 각각의 사이의 임피던스를 크게 하여, 상호 결합 용량을 작게 할 필요가 있다.

따라서, 부품들 사이에 절연체를 개재시키고, 또한 그 효과를 크게 하기 위해서는, 유전율이 작은 절연체를 이용하거나, 절연체와 생체(100), 송수신기 본체(30), 및 전지(6) 사이의 접촉 면적을 작게 하거나, 또, 절연체의 두께를 증가시키는 것이 필요하다.

이상의 관점으로부터, 도 9에 나타낸 형태의 송수신기에 있어서, 확실하고 신뢰성이 높은, 생체를 통한 통신을 행하기 위한 실시예로서 이하의 것을 생각할 수 있다.

<제9 실시예>

이하, 도 27 내지 도 30을 이용하여, 제9 실시예를 설명한다.

도 27은, 제9 실시예에 따른 송수신기(3a) 및 착용형 컴퓨터(1)의 전체 구성도이다. 도 28은, 주로 송수신기 본체(30)의 기능을 나타낸 기능 블록도이다. 도 29는, 전계 검출 광학 장치(115')의 상세 구성도이다. 도 30은, 도 27에 도시된 송수신기(3a) 및 착용형 컴퓨터(1)의 이용 상태를 나타낸 이용 이미지 도면이다.

도 27에 나타낸 바와 같이, 송수신기(3a)는, 절연체로 형성된 절연 케이스(33)와, 이 절연 케이스(33)에 내장된 이하에 도시된 장치들과, 이 절연 케이스(33)의 외부에 장착된 이하에 도시된 부재 등에 의해 구성되어 있다.

절연 케이스(33)의 내벽면 저부에는, 절연 케이스(33)와 송수신기 본체(30)의 전기적인 결합을 약하게 하기 위한 절연성 발포재(7a)가 장착되어 있다. 또 그 상면에, 착용형 컴퓨터(1)에 대하여 데이터(정보)의 송수신을 행하는 송수신기 본체(30)가 장착되어 있다. 또 그 상면에, 송수신기 본체(30)와 전지(6)의 전기적인 결합을 약하게 하기 위한 절연성 발포재(7b)가 장착되어 있다. 또한 그 상면에, 송수신기(30)를 구동시키는 전지(6)가 장착되어 있다. 즉, 절연 케이스(33)와 송수신기 본체(30) 사이에 절연성 발포재(7a)가 개재(개재한 상태로 지지)되고, 또한, 송수신기 본체(30)와 전지(6) 사이에 절연성 발포재(7b)가 개재되어 있다. 또, 절연성 발포재(7a, 7b)에는, 무수한 공기를 포함한 구멍이 형성되어 있다. 그러므로, 절연성 발포재(7a)에 의하여, 절연 케이스(33)와 송수신기 본체(30) 사이의 잡음의 전달을 억제할 수 있다. 또, 절연성 발포재(7b)에 의하여, 송수신기 본체(30)와 전지(6) 사이의 잡음의 전달을 억제할 수 있다.

송수신기 본체(30)로부터는, 후술하는 제1 접지 전극(131)이 연장되고, 다른 장치(전지(6), 착용형 컴퓨터(1) 등)에 접촉하지 않는 상태에서, 송수신 전극(105)으로부터 이격된 절연 케이스(33)의 내벽면의 상부에 장착되어 있다. 또, 송수신기 본체(30)로부터는, 후술하는 제2 접지 전극(161) 및 제3 접지 전극(163)이 연장 되고, 다른 장치(전지(6), 착용형 컴퓨터(1) 등) 및 제1 접지 전극(131)에 접촉하지 않는 상태에서, 송수신 전극(105)으로부터 이격된 절연 케이스(33)의 내벽면의 상부에 장착되어 있다.

절연 케이스(33)의 외벽면 저부 및 외벽면 측부에는, 송수신 전극(105)이 장착되어 있고, 이 송수신 전극(105) 전체가 절연막(107)으로 덮여 있다. 그리고, 착용형 컴퓨터(1)의 조작·입력면 이외의 부분은, 절연 케이스(11)로 덮여 있다.

송수신기 본체(30)는, I/O(입출력) 회로(101), 송신부(103), 송수신 전극(105), 절연막(107), 전계 검출 광학 장치(115'), 수신 회로(113)(신호 처리 회로(116), 파형 정형 회로(117))를 가지고 있는 점은, 종래의 송수신기 본체(30')와 같지만, 이들 구성에 대하여, 재차 설명한다.

I/O 회로(101)는, 송수신기 본체(30)가 착용형 컴퓨터(1) 등의 외부 기기와의 정보(데이터)의 입출력을 행하는 회로이다. 송신부(103)는, I/O 회로(101)로부터 출력되는 정보(데이터)에 기초하여, 이 정보에 따른 전계를 생체(100)에 유도하는 송신 회로에 의해 구성되어 있다. 송수신 전극(105)은, 송신부(103)에 의해 생체(100)에 대하여 전계를 유도하기 위해 이용하는 전극으로서, 송신용 안테나로서 이용된다. 또, 송수신 전극(105)은, 생체(100)에서 유도되어 전달되어 오는 전계를 수신하고자 이용하는 전극으로서, 수신용 안테나로서도 이용된다. 절연막(107)은, 송수신 전극(105)과 생체(100) 사이에 배치되는 절연체의 막이며, 송수신 전극(105)이 직접 생체(100)에 접촉하는 것을 방지하는 작용을 한다.

전계 검출 광학 장치(115')는, 송수신 전극(105)에서 수신한 전계를 검출하 고, 이 전계를 수신 정보로서 전기 신호로 변환하는 기능을 가지고 있다.

수신 회로(113)의 신호 처리 회로(116)는, 전계 검출 광학부(115')로부터 송신되어 온 전기 신호의 증폭을 행하며, 전기 신호의 대역을 제한하여 불필요한 잡음이나 불필요한 신호 성분을 제거하는 처리를 행하는 회로이다.

파형 정형 회로(117)는, 신호 처리 회로(116)로부터 송신되어 온 전기 신호에 파형 정형(신호 처리)을 행하고, I/0 회로(101)를 통하여 착용형 컴퓨터(1)에 공급하는 회로이다. 그리고, 송신부(103), 수신 회로(113), 및 I/O 회로(101)는, 전지(6)에 의해 구동될 수 있다.

여기서, 도 29를 이용하여, 전계 검출 광학부(115')에 대하여 상세하게 설명한다. 도 4를 참조하여 개요는 설명된 상태이지만, 재차 설명한다.

이 전계 검출 광학부(115')는, 송수신기 본체(30)에 의해 수신한 전계를 전기 신호로 복귀시키는 처리를 행한다. 이 처리는, 레이저광과 전기 광학 결정을 이용한 전기 광학적 방법에 의해 전계를 검출함으로써 행한다.

전계 검출 광학부(115')는, 도 29에 나타낸 바와 같이, 전류원(119), 레이저 다이오드(121), 전기 광학 소자(전기 광학 결정)(123), 제1 및 제2 파장판(135, 137), 편광 빔분리기(139), 복수개의 렌즈(133, 141a, 141b), 광다이오드(143a, 143b), 및 제1 접지 전극(131)에 의해 구성되어 있다.

이 중에서, 전기 광학 소자(123)는, 레이저 다이오드(121)로부터의 레이저광의 진행 방향에 대하여 직각 방향으로 결합되는 전계에만 감도를 가지고, 이 전계 강도에 의해 광학 특성, 즉 복굴절율이 변화되고, 이 복굴절율의 변화에 의해 레이 저광의 편광을 변화시키도록 구성되어 있다. 전기 광학 소자(123)의 도 29상에서 상하 방향으로 반대인 양쪽 면에는, 제1 전극(125)과 제2 전극(127)이 형성되어 있다. 이 제1 전극(125) 및 제2 전극(127)은, 레이저 다이오드(121)로부터의 레이저광의 전기 광학 소자(123) 내에서의 진행 방향을 양쪽으로부터 개재하여, 레이저광에 대하여 전계를 직각으로 결합시킬 수 있다.

전계 검출 광학부(115')는, 제1 전극(125)을 통하여 송수신 전극(105)에 접속되어 있다. 제1 전극(125)에 대향하는 제2 전극(127)은, 제1 접지 전극(131)에 접속되어 있고, 제1 전극(125)에 대하여 접지 전극으로서 작용하도록 구성되어 있다. 그리고, 송수신 전극(105)은, 생체(100)에서 유도되어 전달되어 오는 전계를 수신하고, 이 전계를 제1 전극(125)에 전달하고, 제1 전극(125)을 통하여 전기 광학 소자(123)에 결합할 수 있다.

한편, 전류원(119)의 전류 제어에 의해 레이저 다이오드(121)로부터 출력되는 레이저광은, 콜리메이트 렌즈(133)를 통하여 평행광으로 되어, 평행광으로된 레이저광은 제1 파장판(135)에서 편광 상태가 조정되어, 전기 광학 소자(123)에 입사된다. 전기 광학 소자(123)에 입사된 레이저광은, 전기 광학 소자(123) 내에서 제1 및 제2 전극(125, 127) 사이에서 전파되지만, 이 레이저광의 전파 중에 있어서 전술한 바와 같이 송수신 전극(105)가 생체(100)에서 유도되어 전달되어 오는 전계를 수신하고, 이 전계를 제1 전극(125)을 통하여 전기 광학 소자(123)에 결합시키면, 이 전계는 제1 전극(125)으로부터 접지 전극(131)에 접속되어 있는 제2 전극(127)으로 향해 형성된다. 이 전계는, 레이저 다이오드(121)로부터 전기 광학 소자(123)에 입사한 레이저광의 진행 방향에 대해 직각이기 때문에, 전기 광학 소자(123)의 광학 특성인 복굴절율이 변화되고, 이로써 레이저광의 편광이 변화한다.

다음에, 전기 광학 소자(123)에 있어서 제1 전극(125)으로부터의 전계에 의해 편광이 변화된 레이저광은, 제2 파장판(137)에서 편광 상태가 조정되어 편광 빔분리기(139)에 입사한다. 편광 빔분리기(139)는, 제2 파장판(137)으로부터 입사된 레이저광을 P파 및 S파로 분리하여, 광의 강도 변화로 변환한다.

이 편광 빔분리기(139)에서 P파 성분 및 S파 성분으로 분리된 레이저광은, 각각 제1, 제2 집광 렌즈(141a, 141b)에서 집광된 후에, 제1, 제2 광다이오드(143a, 143b)에서 수광되고, 제1, 제2 광다이오드(143a, 143b)에서 P파 광신호와 S파 광신호를 각각의 전류 신호로 변환하여 출력할 수 있다. 그리고, 전술한 바와 같이 제1, 제2 광다이오드(143a, 143b)로부터 출력되는 전류 신호는, 저항을 이용하여 전압 신호로 변환된 후에, 도 28에 도시된 신호 처리 회로(116)에서 증폭 및 잡음 제거 신호 처리가 가해진다.

본 실시예의 송수신기 본체(30)에 있어서는, 전계 검출 광학부(115')를 위한 전압의 기준점으로 되는 제1 접지 전극(131)이, 도 27에 나타낸 바와 같이 송수신기 본체(30)의 외부로 연장되어 있다. 또, 신호 처리 회로(116)를 위한 전압의 기준점으로 되는 제2 접지 전극(161), 및 송신부(103)를 위한 전압의 기준점으로 되는 제3 접지 전극(163)이 공통으로 외부로 연장되어 있다.

다음에, 도 30을 이용하여, 본 실시예에 따른 송수신기(3a) 및 착용형 컴퓨터(1)의 이용 상태를 설명한다.

도 30에 나타낸 바와 같이, 인간의 손(생체(100))으로 송수신기(3a)를 쥐는 경우에는, 절연 케이스(33)의 외벽면 저부 및 외벽면 측부를 쥐게 된다. 이와 같은 경우에도, 송수신 전극(105) 및 절연막(107)이, 절연 케이스(33)의 외벽면 저부 만이 아니고 외벽면 측부까지 덮고 있으므로, 절연 케이스(33) 전체로부터 송신용의 전계 El, E2, E3가 유도되지만, 그 일부의 전계가 손으로부터 절연 케이스(33)의 측면을 통하여 송수신기(3)로 돌아오는 것을 억제한다.

이상 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 송신 전극(여기에서는, 송수신 전극(105))이 절연 케이스(33)의 외벽면 중, 저면(저부)만이 아니고 측면(측부) 등을 포함한 넓은 면에 장착되고, 절연막(107)으로 덮인다. 따라서, 인간의 손으로 송수신기(3a)를 쥔 경우에도, 송신용 전계의 일부가 손으로부터 다시 송수신기(3a)로 돌아오는 것을 방지할 수 있다.

제1 접지 전극(131), 제2 접지 전극(161), 및 제3 접지 전극(163)을 절연 케이스(33)의 내벽면의 상부에서, 송수신 전극(105)으로부터 이격된 위치에 장착되기 때문에, 송수신 전극(105)으로부터 송수신기 본체(30)로의 불필요한 신호의 복귀를 방지할 수 있으며, 접지가 강화될 수 있다.

절연 케이스(33)와 송수신기 본체(30) 사이에 절연성 발포재(7a)가 개재되고, 또한, 송수신기 본체(30)와 전지(6) 사이에 절연성 발포재(7b)가 개재되어 있으므로, 잡음이 전지(6)나 절연 케이스(33)로부터 송수신기 본체(30)로 유입되는 것을 억제할 수 있다.

<제10 실시예>

이하, 도 31을 이용하여, 제10 실시예를 설명한다.

도 31은, 제10 실시예에 따른 송수신기(32) 및 착용형 컴퓨터(1)의 전체 구성도이다. 그리고, 상기 제9 실시예와 동일한 구성에 대하여는 동일 부호를 부여하여, 그 설명을 생략한다.

본 실시예는, 도 31에 나타낸 바와 같이, 제9 실시예의 절연성 발포제(7a, 7b) 대신에 절연성 지주(99a, 99b)를 채용하고 있다.

이와 같이, 본 실시예에 의하면, 절연체와 생체(100), 송수신기 본체(30), 및 전지(6) 각각과의 접촉 면적을 작게 하고 있으므로, 불필요한 교류 전계가 유도 되지 않는 효과 또한 크다.

절연성 지주(99a, 99b)의 재질로서는, 발포제 외에 목재라도 된다. 단, 오동나무와 같이 가볍고 튼튼한 것이 바람직하다.

본 실시예에서는 지주를 채용하였지만, 블록 구조를 가지도록 해도 된다.

<제11 실시예>

이하, 도 32를 이용하여, 제11 실시예를 설명한다.

도 32는, 제11 실시예에 따른 송수신기(3c) 및 착용형 컴퓨터(1)의 전체 구성도이다. 그리고, 상기 제9 실시예와 동일한 구성에 대하여는 동일 부호를 부여하여, 그 설명을 생략한다.

본 실시예에서는, 도 32에 나타낸 바와 같이, 제2, 제3 접지 전극(161, 163)이, 송수신기(3c)의 절연 케이스(33)로부터 연장되어, 착용형 컴퓨터(1)의 절연 케이스(11)의 측면(측부)에 장착되어 있다.

이와 같이 본 실시예에 의하면, 상기 제9 실시예의 효과에 더하여, 제2, 제3 접지 전극(161, 163)이, 상기 제9 실시예에 비교하여 송수신 전극(105)으로부터 더욱 멀어져 있으므로, 송수신 전극(105)으로부터 송수신기 본체(30)로의 불필요한 신호의 복귀를 보다 강력하게 방지할 수 있으며, 접지를 한층 더 강화할 수 있다.

<제12 실시예>

이하, 도 33을 이용하여, 제12 실시예를 설명한다.

도 33은, 제12 실시예에 따른 송수신기(3d) 및 착용형 컴퓨터(1)의 전체 구성도이다. 그리고, 상기 제9 실시예와 동일한 구성에 대하여는 동일 부호를 부여하여, 그 설명을 생략한다.

본 실시예에서는, 도 33에 나타낸 바와 같이, 제1 접지 전극(131)이, 송수신기(3d)의 절연 케이스(33)로부터 연장되어, 착용형 컴퓨터(1)의 절연 케이스(11)의 측면(측부)에 장착되어 있다.

이와 같이 본 실시예에 의하면, 상기 제9 실시예의 효과에 더하여, 제1 접지 전극(131)이, 상기 제9 실시예에 비교하여 송수신 전극(105)으로부터 더욱 멀어져 있으므로, 송수신 전극(105)으로부터 송수신기 본체(30)로의 불필요한 신호의 복귀를, 보다 강력하게 방지할 수 있으며, 접지를 한층 더 강화할 수 있다.

<제13 실시예>

이하, 도 34를 이용하여, 제13 실시예를 설명한다.

도 34는, 제13 실시예에 따른 송수신기(3e) 및 착용형 컴퓨터(1)의 전체 구성도이다. 그리고, 상기 제9 실시예와 동일한 구성에 대하여는 동일 부호를 부여 하여, 그 설명을 생략한다.

본 실시예에서는, 도 34에 나타낸 바와 같이, 송수신 전극(105)이, 송신 전용의 송신 전극(105a)과 수신 전용의 수신 전극(105b)으로 나누어져, 도 31에 도시된 송수신 전극(105)의 부분에 송신 전극(105a)이 배치되고, 도 34에 나타낸 바와 같이, 절연막(107a)의 외측 저면에 수신 전극(105b)이 배치되어 있다. 그리고, 수신 전극(105b) 대하여도, 인체가 직접 접촉되지 않게 하기 위해 절연막(107b)으로 덮여 있다. 그리고, 도 31에 도시된 절연막(107)에 대하여, 본 실시예에서는, 절연막(107a)으로서 나타내고 있다.

이와 같이 본 실시예에 의하면, 상기 제9 실시예의 효과에 더하여, 송신 전극(105a)이 비교적 크게 되어, 절연 케이스(33)의 거의 전체를 덮고 있어, 수신 전극(105b)이 작게 되어 있으므로, 송신용의 전계의 일부가 손으로부터 돌아오는 비율이 적어진다는 효과도 얻는다.

도 35에 도시된 송수신기(3f)와 같이, 송신 전극(105a)과 수신 전극(105b)의 배치 위치를 바꿔 설치해도 된다(제14 실시예).

<그 외의 실시예>

상기 제11 및 제12 실시예에서는, 다른 한쪽의 접지 전극을 착용형 컴퓨터(1)의 절연 케이스(11)의 측면에 장착하였지만, 이것에 한정되지 않고, 제1 접지 전극(131), 및 제2, 제3 접지 전극(161, 163)의 양쪽을 접촉시키지 않고, 각각 착용형 컴퓨터(1)의 절연 케이스(11)의 측면에 장착해도 된다.

상기 제9 및 제11 내지 제13 실시예에서는, 절연 케이스(33)와 송수신기 본 체(30)의 사이에 절연성 발포재(7a)를 개재시키고, 송수신기 본체(30)와 전지(6) 사이에 절연성 발포재(7b)를 개재시켰지만, 이것에 한정되지 않고, 도 36에 나타낸 바와 같이, 전지(6)와 송수신기 본체(30)를 접촉시키지 않고 덮는 일체형의 절연성 발포재(8)를 이용해도 된다. 또한, 도 37에 나타낸 바와 같이, 발포재가 아니고, 공기 등의 기체가 갇혀진 쿠션식 절연재(9)를 이용해도 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 생체 등의 전계 전달 매체가 이차원 공간 내의 위치에 접촉할 때, 착용형 컴퓨터(1) 등에의 정보 입력도 전계 전달 매체를 통하여 용이하게 행하여질 수 있다는 효과를 얻는다.

본 발명에 의하면, 광강도 변조 수단에 레이저광이 입사하기 전에 레이저광을 분기(분리)하고, 한쪽을 광강도 변조 수단에 입력하여 전계를 검출하는 레이저광으로서 이용하고, 다른 쪽은 광강도 변조 수단에 입력하지 않고 레이저광의 잡음을 제거하기 위한 레이저광으로서만 이용하고 있으므로, 레이저광의 편광 변화를 강도 변화로 변환하는 변조기와 같이 차동 작용으로 강도 변조 신호를 꺼낼 수 없는 광강도 변조 수단을 이용한 경우에도, 레이저광의 잡음을 제거할 수 있다는 효과를 얻는다.

본 발명에 의하면, 절연 케이스의 외벽면 중, 저면(저부)만이 아니고 측면(측부) 등을 포함하는 넓은 면에, 송신용 전극이 장착되어 있으므로, 인간의 손으로 송수신기를 쥔 경우에도, 송신용 전계의 일부가 손으로부터 다시 송수신기로 돌아오는 것을 방지할 수 있다.

Claims (8)

1. 레이저광의 광강도를 검출 대상의 전계에 따라 변조시킴으로써, 상기 전계를 검출하는 전계 검출 광학 장치(115a 내지 115e)에 있어서,

   전계 검출 광학부(110a, 110b)와 수광 회로(152a 내지 152d)를 구비하며,

   상기 전계 검출 광학부(110a, 110b)는,

   레이저광 출사 수단(121),

   상기 레이저광 출사 수단(121)으로부터 출사된 레이저광을 상이한 제1 및 제2 레이저광으로 분기하는 분기 수단(139), 및

   상기 검출 대상의 전계가 결합되어, 결합된 상기 전계에 따라, 상기 제1 레이저광의 광강도를 변조하는 광강도 변조 수단(124)

   을 구비하고,

   상기 수광 회로(152a 내지 152d)는,

   상기 광강도 변조 수단(124)에 의해 변조된 상기 제1 레이저광의 광강도를 전압 신호로 변환하는 제1 광/전압 변환 수단(143a, 147a, 147A, 145a, 145A),

   상기 분기 수단(139)에 의해 분기된 상기 제2 레이저광의 광강도를 전압 신호로 변환하는 제2 광/전압 변환 수단(143b, 147b, 147B, 145b, 145B), 및

   상기 제1 광/전압 변환 수단(143a, 147a, 147A, 145a, 145A)에 의해 변환된 전압 신호와 상기 제2 광/전압 변환 수단(143b, 147b, 147B, 145b, 145B)에 의해 변환된 전압 신호를 차동 증폭하는 차동 증폭 수단(112)

   을 구비한 것을 특징으로 하는 전계 검출 광학 장치(115a 내지 115e).
2. 제1항에 있어서,

   상기 전계 검출 광학부(110b)는, 상기 분기 수단(139)에 의해 분기된 상기 제2 레이저광의 광강도를 감쇠시키는 광 가변 감쇠기(134B)를 더 포함하고, 상기 제2 광 전기 변환 수단(143b)은, 상기 광 가변 감쇠기(134B)에 의해 감쇠된 상기 제2 레이저광을 입력하는 것을 특징으로 하는 전계 검출 광학 장치(115b).
3. 제1항에 있어서,

   상기 전계 검출 광학부(110b)는, 상기 분기 수단(139)에 의해 분기된 상기 제1 레이저광의 광강도를 소정 비율 감쇠시키는 제1 광 가변 감쇠기(134A), 및 상기 분기 수단(139)에 의해 분기된 상기 제2 레이저광의 광강도를 상기 제1 광 가변 감쇠기의 감쇠 비율보다 큰 비율로 감쇠시키는 제2 광 가변 감쇠기(134B)를 더 포함하고, 상기 광강도 변조 수단(124)은, 상기 제1 광 가변 감쇠기(134A)에 의해 감쇠된 상기 제1 레이저광을 입력하고, 상기 제2 광 전기 변환 수단(143b)은, 상기 제2 광 가변 감쇠기(134B)에 의해 감쇠된 상기 제2 레이저광을 입력하는 것을 특징으로 하는 전계 검출 광학 장치(115b).
4. 제1항에 있어서,

   상기 제1 광/전압 변환 수단(143a, 147a, 147A, 145a, 145A)은,

   상기 광강도 변조 수단(124)에 의해 변조된 상기 제1 레이저광의 광강도를 전류 신호로 변환하는 제1 광/전류 변환 수단(143a),

   상기 제1 광/전류 변환 수단(143a)에 대하여, 역바이어스 전압을 주는 제1 전압원(147a, 147A), 및

   상기 제1 광/전류 변환 수단(143a)에 의해 변환된 전류 신호를 전압 신호로 변환하는 제1 부하 저항(145a, 145A)

   을 구비하고,

   상기 제2 광/전압 변환 수단(143b, 147b, 147B, 145b, 145B)은,

   상기 분기 수단(139)에 의해 분기된 상기 제2 레이저광의 광강도를 전류 신호로 변환하는 제2 광/전류 변환 수단(143b),

   상기 제2 광/전류 변환 수단(143b)에 대하여, 역바이어스 전압을 주는 제2 전압원(147b, 147B), 및

   상기 제2 광/전류 변환 수단(143b)에 의해 변환된 전류 신호를 전압 신호로 변환하는 제2 부하 저항(145b, 145B)

   을 구비한 것을 특징으로 하는 전계 검출 광학 장치(115a 내지 115e).
5. 제4항에 있어서,

   상기 제1 부하 저항 및 상기 제2 부하 저항 중 적어도 한쪽은 가변 저항(145A, 145B)인 것을 특징으로 하는 전계 검출 광학 장치(115c).
6. 제4항에 있어서,

   상기 제1 전압원 및 상기 제2 전압원 중 적어도 한쪽은 가변 전압원(147A, 147B)인 것을 특징으로 하는 전계 검출 광학 장치(115d).
7. 제1항에 있어서,

   상기 수광 회로(152d)는, 상기 제1 광/전압 변환 수단(143a, 147a, 147A, 145a, 145A)에 의해 변환된 전압 신호 및 상기 제2 광/전압 변환 수단(143b, 147b, 147B, 145b, 145B)에 의해 변환된 전압 신호 중 적어도 한쪽을 증폭하는 증폭 수단(149A, 149B)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 전계 검출 광학 장치(115e).
8. 전계 전달 매체(100)에 유도된 전계에 기초한 정보를 수신함으로써, 상기 전계 전달 매체(100)를 통해 정보를 수신할 수 있는 송수신기에 있어서,

   청구항 1에 기재된 전계 검출 광학 장치,

   상기 전계 검출 광학 장치로부터 출력된 전압 신호에 대하여 적어도 잡음의 제거를 행하는 신호 처리 회로(116),

   상기 신호 처리 회로(116)로부터 출력된 전압 신호의 노이즈 성분의 크기를 검출하는 노이즈 검출 수단(218), 및

   상기 노이즈 검출 수단(218)으로부터 출력된 검출 데이터에 따라, 상기 전계 검출 광학부(110) 또는 상기 수광 회로(152)에 있어서의 가변치를 가변 제어하기 위한 제어 신호를 발생시키는 제어 신호 발생기(219)

   를 구비한 것을 특징으로 하는 송수신기.

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