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JP4257361B2 - Electric field detection optical device and transceiver - Google Patents

Electric field detection optical device and transceiver Download PDF

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JP4257361B2 JP2006326269A JP2006326269A JP4257361B2 JP 4257361 B2 JP4257361 B2 JP 4257361B2 JP 2006326269 A JP2006326269 A JP 2006326269A JP 2006326269 A JP2006326269 A JP 2006326269A JP 4257361 B2 JP4257361 B2 JP 4257361B2
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Description

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。   The present invention relates to an electric field detection optical device that detects an electric field by modulating the light intensity of a laser beam based on an electric field to be detected, and a transceiver including such an electric field detection optical device.

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。   In recent years, attention has been focused on a new concept computer that can be worn and operated on a human body like clothing. This computer is called a wearable computer and can be realized by reducing the size and performance of the portable terminal.

また、複数のウェアラブルコンピュータ間のデータ通信を人間の腕、肩、胴体等の人体(生体)を介して行う技術の研究も進んでおり、この技術は既に特許文献等で提案されている(例えば、特許文献1参照)。図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。   In addition, research on a technique for performing data communication between a plurality of wearable computers via a human body (living body) such as a human arm, shoulder, and torso is also progressing, and this technique has already been proposed in patent documents (for example, , See Patent Document 1). FIG. 1 shows an image diagram when communication between a plurality of wearable computers is performed via such a human body. As shown in the figure, the wearable computer 1 constitutes a set with a transceiver 3 ′ in contact with the wearable computer 1, and the human body is different from the other wearable computer 1 and transceiver 3 ′. Data communication can be performed via the. The wearable computer 1 is installed on a PC (personal computer) 5 other than the wearable computer 1 attached to a human body and a transceiver 3'a installed on a wall, or on the PC 5 and a floor. Data communication with the set of transceivers 3'b is also possible. However, the PC 5 in this case is not in contact with each other like the wearable computer 1 and the transceiver 3 ′, and is connected to the transceivers 3 ′ a and 3 ′ b via the cable 4.

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。   For data communication through the human body, signal detection technology based on electro-optic techniques using laser light and electro-optic crystals is used to generate an electric field based on information (data) to be transmitted. Information is transmitted and received by receiving information based on the electric field induced in the human body. The technique of data communication via the human body will be described in more detail with reference to FIG.

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。   FIG. 2 is an overall configuration diagram of a transceiver main body 30 ′ used for data communication via the human body (living body 100). As shown in FIG. 2, the transceiver body 30 ′ is used in contact with the living body 100 through the transmission / reception electrode 105 ′ and the insulating film 107 ′. The transceiver body 30 ′ receives the data supplied from the wearable computer 1 via the I / O (input / output) circuit 101 and transmits the data to the transmission unit 103. In the transmitting unit 103, an electric field is induced in the living body 100, which is an electric field transmission medium, from the transmission / reception electrode 105 ′ through the insulating film 107 ′, and this electric field is attached to another part of the living body 100 via the living body 100. To the transceiver 3 '.

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。   The transceiver body 30 ′ receives the electric field induced and transmitted to the living body 100 from another transceiver 3 ′ attached to another part of the living body 100 via the insulating film 107 ′ by the transmission / reception electrode 105 ′. . In the electric field detection optical unit 110 ′ constituting the electric field detection optical device 115 ′, the received electric field is applied (applied) to the electro-optic crystal to cause a change in polarization or intensity in the laser light. The light receiving circuit 152 ′ constituting the electric field detection optical device 115 ′ receives the laser beam whose polarization has been changed or has changed its intensity and converts it into an electrical signal, and performs signal processing such as amplification of the electrical signal. Further, the signal processing circuit 116 constituting the receiving circuit 113 removes frequency components other than the frequency component related to the reception information that is the electric field detection target from the electric signals having various frequencies by the band pass filter constituting the receiving circuit 113. (In other words, by extracting only the frequency component related to the reception information), signal processing such as noise removal of the electric signal is performed. The waveform shaping circuit 117 constituting the receiving circuit 113 performs waveform shaping (signal processing) of the electric signal that has passed through the signal processing circuit 116 and supplies the waveform to the wearable computer 1 via the input / output circuit 101.

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。   Also, as shown in FIG. 3, the electrodes can be divided into two for transmission and reception. That is, the transmission unit 103 induces an electric field from the transmission electrode 105 ′ a to the living body 100 that is an electric field transmission medium via the insulating film 107 ′ a. On the other hand, the reception electrode 105 ′ b receives an electric field induced and transmitted to the living body 100 from another transceiver 3 ′ attached to another part of the living body 100 via the insulating film 107 ′ b. Other configurations and operations thereof are the same as those in FIG.

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。   For example, as shown in FIG. 1, the wearable computer 1 attached to the right arm induces an electrical signal related to transmission data as an electric field in the living body 100, which is an electric field transmission medium, by the transceiver 3 ', Communicate to 100 other sites. On the other hand, in the wearable computer 1 attached to the left arm, the electric field transmitted from the living body 100 can be returned to the electrical signal by the transceiver 3 ′ and then received as received data.

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。
特開2001−352298号公報(第4−5頁、第1−5図)
By the way, a portable terminal such as a wearable computer 1 or a portable terminal such as a cellular phone is required to be miniaturized in consideration of convenience of being attached to a living body 100 or being carried as shown in FIG.
JP 2001-352298 A (page 4-5, FIG. 1-5)

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。   However, as computers and portable terminals have become smaller, there has been a problem that it becomes difficult to input information to the computer and portable terminals.

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。   On the other hand, the electric field detection optical unit 110 ′ in the transceiver body 30 ′ includes a polarization modulator that converts a polarization change of laser light into an intensity change, an electroabsorption (EA) light intensity modulator, a Mach-Zehnder light Some light intensity modulators, such as an intensity modulator, directly convert changes in the intensity of laser light.

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。   Therefore, the electric field detection optical unit 110′a and the light receiving circuit 152′a using the polarization modulator 123 will be described with reference to FIGS. 4 and 5, and then the light intensity modulation will be described with reference to FIGS. The electric field detection optical unit 110′b and the light receiving circuit 152′b using the detector 124 will be described.

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。   First, as shown in FIG. 4, the electric field detection optical unit 110′a using the polarization modulator 123 includes a polarization modulator such as a current source 119, a laser diode 121, a collimator lens 133, and an electro-optic element (electro-optic crystal). 123, first and second wave plates 135 and 137, a deflecting beam splitter 139 ′, and first and second condenser lenses 141a and 141b.

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。   The light receiving circuit 152′a includes a first photodiode 143a, a first load resistor 145a, and a first constant voltage source 147a, and a second photodiode 143b, a second load resistor 145b, and a second constant voltage source 147b. And a differential amplifier 112.

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。   Among these, the polarization modulator 123 has sensitivity only to an electric field coupled in a direction perpendicular to the traveling direction of the laser light emitted from the laser diode 121, and the optical characteristic, that is, the birefringence is controlled by the electric field strength. It changes, and it is comprised so that the polarization of a laser beam may be changed by the change of this birefringence. A first electrode 125 and a second electrode 127 are provided on both side surfaces of the polarization modulator 123 facing in the vertical direction in the figure. The first electrode 125 and the second electrode 127 are opposed to the traveling direction of the laser light from the laser diode 121 in the polarization modulator 123 at a right angle, and can couple the electric field to the laser light at a right angle. .

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。   The electric field detection optical unit 110 ′ a is connected to the reception electrode 105 ′ b through the first electrode 125. The second electrode 127 facing the first electrode 125 is connected to the ground electrode 131 and is configured to function as a ground electrode with respect to the first electrode 125. When the reception electrode 105 ′ b detects the electric field induced and transmitted to the living body 100, the reception electrode 105 ′ b transmits the electric field to the first electrode 125 and couples it to the polarization modulator 123 via the first electrode 125. Can do.

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。   As a result, the laser light output from the laser diode 121 by the current control of the current source 119 is converted into parallel light through the collimator lens 133, and the polarization state of the laser light that has become parallel light is adjusted by the first wavelength plate 135. Then, the light enters the polarization modulator 123. The laser light incident on the polarization modulator 123 propagates between the first and second electrodes 125 and 127 in the polarization modulator 123. During the propagation of the laser light, the reception electrode 105′b as described above. When the electric field induced and transmitted to the living body 100 is detected and this electric field is coupled to the polarization modulator 123 via the first electrode 125, the electric field is connected from the first electrode 125 to the ground electrode 131. It is formed toward the second electrode 127. Since this electric field is perpendicular to the traveling direction of the laser light incident on the polarization modulator 123 from the laser diode 121, the birefringence, which is an optical characteristic of the polarization modulator 123, changes, and thereby the polarization of the laser light is changed. Change.

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。   Next, the laser light whose polarization has been changed by the electric field from the first electrode 125 in the polarization modulator 123 is adjusted in the polarization state by the second wave plate 137 and is incident on the polarization beam splitter 139 ′. The polarization beam splitter 139 ′ separates the laser light incident from the second wave plate 137 into a P wave and an S wave and converts them into a change in light intensity. The laser light separated into the P-wave component and the S-wave component by the polarization beam splitter 139 ′ is condensed by the first and second condenser lenses 141a and 141b, respectively, and then the first constituting the photoelectric conversion means. The first and second photodiodes 143a and 143b can convert the P-wave optical signal and the S-wave optical signal into respective electric signals and output them. Note that the current signals output from the first and second photodiodes 143a and 143b are respectively supplied from the first load resistor 145a and the first constant voltage source 147a, and the second load resistor 145b and the second constant voltage source 147b. After being converted into a signal, a voltage signal (intensity modulation signal) related to received information can be taken out differentially by the differential amplifier 112. The extracted voltage signal is supplied to the signal processing circuit 116 shown in FIGS.

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。   Further, in the differential amplifier 112, as shown in FIG. 5, the voltage signal Sa from the first photodiode 143a and the voltage signal Sb from the second photodiode 143b are out of phase by 180 °. The components are amplified and the noise of the in-phase laser light is subtracted and removed.

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。   The signal processing circuit 116 shown in FIGS. 2 and 3 performs noise removal signal processing, the waveform shaping circuit 117 performs waveform shaping signal processing, and then the wearable computer 1 via the input / output circuit 101 Will be supplied.

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。   Next, the electric field detection optical unit 110'b and the light receiving circuit 152'b using the light intensity modulator 124 will be described with reference to FIGS. Note that the same reference numerals are assigned to the same components as those of the electric field detection optical unit 110 ′ a and the light receiving circuit 152 ′ a using the polarization modulator 123.

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。   First, as shown in FIG. 6, the electric field detection optical unit 110′b using the light intensity modulator 124 includes a current source 119, a laser diode 121, a collimator lens 133, an electroabsorption (EA) light intensity modulator, and a Mach-Zehnder. A light intensity modulator 124 such as a mold-type light intensity modulator and a condenser lens 141 are included.

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。   The light receiving circuit 152 ′ b includes a photodiode 143, a load resistor 145, a constant voltage source 147, and a (single) amplifier 118.

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。   Among these, the light intensity modulator 124 is configured such that the light intensity of the light passing therethrough varies depending on the electric field intensity to be coupled. A first electrode 125 and a second electrode 127 are provided on both side surfaces of the light intensity modulator 124 facing in the vertical direction in the drawing. The first electrode 125 and the second electrode 127 face each other at right angles to the traveling direction of the laser light from the laser diode 121 in the light intensity modulator 124, and can couple the electric field at right angles to the laser light. it can.

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。   The electric field detection optical unit 110 ′ b is connected to the reception electrode 105 ′ b through the first electrode 125. The second electrode 127 facing the first electrode 125 is connected to the ground electrode 131 and is configured to function as a ground electrode with respect to the first electrode 125. When receiving the electric field induced and transmitted to the living body 100, the receiving electrode 105′b transmits the electric field to the first electrode 125 and is coupled to the light intensity modulator 124 via the first electrode 125. be able to.

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。   Here, an electroabsorption (EA) light intensity modulator 124a, which is an example of the light intensity modulator 124, will be briefly described with reference to FIG.

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。   As shown in FIG. 7, when a laser beam having a constant light intensity is incident, the electroabsorption optical intensity modulator 124a maximizes the intensity of the incident laser light according to the detection signal related to the electric field. It is a modulator that changes the intensity. That is, the light intensity of the incident laser light is attenuated based on the detection signal related to the electric field.

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。   A Mach-Zehnder light intensity modulator 124b, which is an example of the light intensity modulator 124, will be briefly described with reference to FIG.

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。   As shown in FIG. 8, the Mach-Zehnder light intensity modulator 124b is formed with two waveguides 203a and 203b having different refractive indexes of light from the substrate 201, and is incident through the lens 205. The laser light is confined in the waveguides 203a and 203b and branched. The branched laser light is coupled by applying an electric field from the first electrode 125 and the second electrode 127, and then the laser light is emitted through the lens 207. By applying an electric field to one of the laser beams, the phase can be slightly delayed or advanced compared to a laser beam that does not apply an electric field.

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。   Returning to FIG. 6, the laser light output from the laser diode 121 by the current control of the current source 119 is converted into parallel light through the collimator lens 133, and the laser light that has become parallel light enters the light intensity modulator 124. . The laser light incident on the light intensity modulator 124 propagates between the first and second electrodes 125 and 127 in the light intensity modulator 124. During the propagation of the laser light, the reception electrode 105 is used as described above. When 'b detects the electric field transmitted by being induced in the living body 100 and couples the electric field to the light intensity modulator 124 through the first electrode 125, the electric field is connected from the first electrode 125 to the ground electrode 131. The second electrode 127 is formed toward the second electrode 127. Due to the coupling of the electric field, laser light having a changed light intensity is emitted and received by the photodiode 143 of the light receiving circuit 152 ′ b through the condenser lens 141. As a result, the current signal output from the photodiode 143 is converted into a voltage signal by the load resistor 145 and the constant voltage source 147 before being output. The The output voltage signal is amplified by the amplifier 118 and then supplied to the signal processing circuit 116 shown in FIGS.

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。   The signal processing circuit 116 shown in FIGS. 2 and 3 performs noise removal signal processing, the waveform shaping circuit 117 performs waveform shaping signal processing, and then the wearable computer 1 via the input / output circuit 101 Will be supplied.

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。   However, the light intensity modulator 124 shown in FIG. 6 differs from the modulator that converts the polarization change of the laser light into the intensity change like the polarization modulator 123 shown in FIG. Since the intensity modulation signal could not be extracted, differential detection could not be performed. If the output of the light intensity modulator 124 is directly received by the photodiode 143 without performing differential detection, the noise of the laser beam cannot be removed, and the S / N of the received signal is deteriorated, resulting in a deterioration in communication quality. It was happening.

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。   By the way, as shown in FIG. 9, there are cases where a pair of the transceiver 3 ′ and the wearable computer 1 is held by a human hand (living body 100). The transceiver 3 ′ shown in FIG. 9 has a configuration in which a transceiver main body 30 ′ is attached to the bottom of the inner wall surface of an insulating case 33 made of an insulator, and a battery 6 for driving the transceiver main body 30 ′ is attached to the top surface thereof. It has become. Further, a transmission / reception electrode 105 ′ is attached to the bottom of the outer wall surface of the insulating case 33, and the transmission / reception electrode 105 ′ is covered with an insulating film 107 ′. Note that portions other than the operation / input surface of the wearable computer 1 are covered with an insulating case 11.

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。   However, when the transceiver 3 ′ is held by hand as shown in FIG. 9, even if the transmission electric field E1 is induced from the transmission / reception electrode 105 ′ to the human hand (living body 100), a part of the electric field E2 is generated. ', E3' returns from the hand to the transceiver 3 'through the side surface of the insulating case 33. Therefore, there has been a problem that the transceiver 3 'does not perform a normal transmission operation.

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。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and even in an electric field detection optical device using a light intensity modulator for electric field detection and a transceiver including the electric field detection optical device, communication quality is deteriorated. This is intended to suppress the above.

上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、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、前記電界を検出する電界検出光学装置であって、電界検出光学部と受光回路とを有し、前記電界検出光学部は、レーザ光出射手段と、前記レーザ光出射手段から出射されたレーザ光を異なる第1及び第2のレーザ光に分岐する分岐手段と、電気光学結晶に前記検出対象の電界が結合される構造を有し、該結合された電界に基づいて、前記電気光学結晶内を通過する前記第1のレーザ光の光強度を変調する光強度変調手段と、前記分岐手段によって分岐された第2のレーザ光の光強度を減衰させて、前記光強度変調手段により変調された前記第1のレーザ光の光強度に対するアンバランスを補正する光可変アッテネータと、を有し、前記受光回路は、前記光強度変調手段によって変調された第1のレーザ光の光強度を電圧信号に変換する第1の光/電圧変換手段と、前記光可変アッテネータにより減衰した前記第2のレーザ光の強度を電圧信号に変換する第2の光/電圧変換手段と、前記第1の光/電圧変換手段によって変換された電圧信号と前記第2の光/電圧変換手段によって変換された電圧信号とを差動増幅する差動増幅手段と、を有する電界検出光学装置を要旨とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is an electric field detection optical device for detecting the electric field by modulating the light intensity of the laser light based on the electric field to be detected, the electric field detection optical unit and has a light receiving circuit, wherein the electric field detection optical section includes a laser beam emitting unit, a branching unit that branches the laser light emitted from the laser beam emitting unit in different first and second laser beams, electric having said detection structure field Ru coupled eligible to optical crystal, based on the combined field, said first light intensity modulation means for modulating the light intensity of the laser beam passing through said electrooptic crystal And an optical variable attenuator that attenuates the light intensity of the second laser light branched by the branching means and corrects an unbalance with respect to the light intensity of the first laser light modulated by the light intensity modulating means; , the And, the light receiving circuit, the light intensity of the first light / voltage converting means for converting the light intensity of the first laser beam into a voltage signal modulated by the modulating means, said second attenuated by the variable optical attenuator a second optical / voltage converting means for converting the intensity of the laser beam into a voltage signal, thus converted into the said first voltage signal converted by the light / voltage converting means second light / voltage converting hand stage The gist of the present invention is an electric field detection optical device having differential amplification means for differentially amplifying the voltage signal.

請求項2に係る発明は、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、前記電界を検出する電界検出光学装置であって、電界検出光学部と受光回路とを有し、前記電界検出光学部は、レーザ光出射手段と、前記レーザ光出射手段から出射されたレーザ光を異なる第1及び第2のレーザ光に分岐する分岐手段と、電気光学結晶に前記検出対象の電界が結合される構造を有し、該結合された電界に基づいて、前記電気光学結晶内を通過する前記第1のレーザ光の光強度を変調する光強度変調手段と、を有し、前記受光回路は、前記光強度変調手段によって変調された第1のレーザ光の光強度を電流信号に変換する第1の光/電流変換手段と、前記第1の光/電流変換手段に対して、逆バイアス電圧を与える第1の電圧源と、前記第1の光/電流変換手段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の負荷抵抗と、で構成した第1の光/電圧変換手段と、前記分岐手段によって分岐された第2のレーザ光の強度を電流信号に変換する第2の光/電流変換手段と、前記第2の光/電流変換手段に対して、逆バイアス電圧を与える第2の電圧源と、前記第2の光/電流変換手段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の負荷抵抗と、で構成した第2の光/電圧変換手段と、前記第1の光/電圧変換手段によって変換された電圧信号と前記第2の光/電圧変換手段によって変換された電圧信号とを差動増幅する差動増幅手段と、有し、前記第1の負荷抵抗及び前記第2の負荷抵抗のうち少なくとも一方は、可変抵抗であることを要旨とする。
The invention according to claim 2, by modulating the basis of the light intensity of the record laser light into an electric field to be detected, a field detecting optical system for detecting the electric field, the electric field detecting optical section and a light receiving circuit And the electric field detection optical unit includes: a laser beam emitting unit; a branching unit that branches the laser beam emitted from the laser beam emitting unit into different first and second laser beams; A light intensity modulation means for modulating the light intensity of the first laser light passing through the electro-optic crystal based on the combined electric field. The light receiving circuit includes: a first light / current converting unit that converts the light intensity of the first laser light modulated by the light intensity modulating unit into a current signal; and the first light / current converting unit. A first voltage source for providing a reverse bias voltage, A first optical / voltage converting means first to the load resistance and, in the configuration for converting the current signal converted by the first optical / current converting means into a voltage signal, a second branched by said branching means A second light / current converting means for converting the intensity of the laser light into a current signal; a second voltage source for applying a reverse bias voltage to the second light / current converting means; and the second light. A second load resistor for converting the current signal converted by the current / current converting means into a voltage signal, and a voltage converted by the first light / voltage converting means. Differential amplification means for differentially amplifying a signal and the voltage signal converted by the second light / voltage conversion means, and at least one of the first load resistance and the second load resistance is The gist is that it is a variable resistor.

請求項3に係る発明は、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、前記電界を検出する電界検出光学装置であって、電界検出光学部と受光回路とを有し、前記電界検出光学部は、レーザ光出射手段と、前記レーザ光出射手段から出射されたレーザ光を異なる第1及び第2のレーザ光に分岐する分岐手段と、電気光学結晶に前記検出対象の電界が結合される構造を有し、該結合された電界に基づいて、前記電気光学結晶内を通過する前記第1のレーザ光の光強度を変調する光強度変調手段と、を有し、前記受光回路は、前記光強度変調手段によって変調された第1のレーザ光の光強度を電流信号に変換する第1の光/電流変換手段と、前記第1の光/電流変換手段に対して、逆バイアス電圧を与える第1の電圧源と、前記第1の光/電流変換手段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の負荷抵抗と、で構成した第1の光/電圧変換手段と、前記分岐手段によって分岐された第2のレーザ光の強度を電流信号に変換する第2の光/電流変換手段と、前記第2の光/電流変換手段に対して、逆バイアス電圧を与える第2の電圧源と、前記第2の光/電流変換手段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の負荷抵抗と、で構成した第2の光/電圧変換手段と、前記第1の光/電圧変換手段によって変換された電圧信号と前記第2の光/電圧変換手段によって変換された電圧信号とを差動増幅する差動増幅手段と、を有し、前記第1の電圧源及び前記第2の電圧源のうち少なくとも一方は、可変電圧源であることを要旨とする。 The invention according to claim 3, by modulated based light intensity Les laser light to an electric field to be detected, a field detecting optical system for detecting the electric field, the electric field detecting optical section and a light receiving circuit And the electric field detection optical unit includes: a laser beam emitting unit; a branching unit that branches the laser beam emitted from the laser beam emitting unit into different first and second laser beams; A light intensity modulation means for modulating the light intensity of the first laser light passing through the electro-optic crystal based on the combined electric field. The light receiving circuit includes: a first light / current converting unit that converts the light intensity of the first laser light modulated by the light intensity modulating unit into a current signal; and the first light / current converting unit. A first voltage source for providing a reverse bias voltage, A first optical / voltage converting means first to the load resistance and, in the configuration for converting the current signal converted by the first optical / current converting means into a voltage signal, a second branched by said branching means A second light / current converting means for converting the intensity of the laser light into a current signal; a second voltage source for applying a reverse bias voltage to the second light / current converting means; and the second light. A second load resistor for converting the current signal converted by the current / current converting means into a voltage signal, and a voltage converted by the first light / voltage converting means. Differential amplification means for differentially amplifying the signal and the voltage signal converted by the second light / voltage conversion means, and at least one of the first voltage source and the second voltage source Is a variable voltage source.

請求項に係る発明は、請求項1乃至3のいずれか一項に係る発明において、前記受光回路は、前記第1の光/電圧変換手段によって変換された電圧信号及び前記第2の光/電圧変換手段によって変換された電圧信号のうち少なくとも一方を増幅する可変増幅手段を更に有することを要旨とする。 The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3 , wherein the light receiving circuit includes the voltage signal converted by the first light / voltage conversion means and the second light / voltage. The gist of the invention is to further include variable amplification means for amplifying at least one of the voltage signals converted by the voltage conversion means.

また、上記目的を達成するため、請求項に係る発明は、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であって、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電界検出光学装置と、前記電界検出光学装置から出力された電圧信号に対して、少なくとも雑音の除去を行う信号処理回路と、前記信号処理回路から出力された電圧信号のノイズ成分の大きさを検出するノイズ検出手段と、前記ノイズ検出手段から出力された検出データに基づいて、請求項1に記載の電界検出光学部における前記光可変アッテネータの光減衰量、請求項2に記載の受光回路における前記可変抵抗の抵抗値、請求項3に記載の受光回路における前記可変電圧源の電圧値、又は、請求項4に記載の前記可変増幅手段の電圧増幅率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と、を備えたことを特徴とするトランシーバを要旨とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 5 is a transceiver capable of receiving information via the electric field transmission medium by receiving information based on the electric field induced in the electric field transmission medium. The electric field detection optical device according to any one of claims 1 to 4 , a signal processing circuit that at least removes noise from the voltage signal output from the electric field detection optical device, 2. The light in the electric field detection optical unit according to claim 1 , based on noise detection means for detecting a magnitude of a noise component of the voltage signal output from the signal processing circuit, and detection data output from the noise detection means. The light attenuation amount of the variable attenuator, the resistance value of the variable resistor in the light receiving circuit according to claim 2, the voltage value of the variable voltage source in the light receiving circuit according to claim 3, or 4 a control signal generator for generating a control signal for variably controlling the voltage gain of the variable amplifying means according to a transceiver comprising the the gist.

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。   According to the present invention, the laser beam is branched (separated) before the laser beam is incident on the light intensity modulating unit, and one is input to the light intensity modulating unit and used as the laser beam for detecting the electric field, and the other is the light intensity Since it is used only as laser light for removing noise from the laser light without being input to the modulation means, the intensity modulation signal cannot be extracted differentially like a modulator that converts the polarization change of the laser light into intensity change. Even when the light intensity modulation means is used, there is an effect that the noise of the laser beam can be removed.

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。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiment”) will be described with reference to the drawings.

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。   Note that the transceiver 3 according to the embodiment of the present invention induces an electric field based on information to be transmitted in the electric field transmission medium (the living body 100 or the like), while information based on the electric field induced in the electric field transmission medium. The transceiver is capable of transmitting and receiving information via the electric field transmission medium by receiving.

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。   First, an embodiment relating to a transceiver capable of easily inputting information to a particularly downsized wearable computer will be described.

<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。
<First Embodiment>
The first embodiment will be described below with reference to the drawings.

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。   FIG. 10 is an image view of the front showing the usage state of the transceiver 3 and the wearable computer 1 according to the first embodiment. FIG. 11 is an image view of a plane showing the usage state.

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。   As shown in FIG. 10, an insulating insulating sheet 301 is attached on the plane of the table 300, and an electric field transmission sheet 302 capable of transmitting an electric field is attached on the plane of the insulating sheet 301. Furthermore, transmitters A and B are arranged at different angles on the plane of the electric field transmission sheet 302, respectively. As shown in FIG. 11, this arrangement position is arbitrarily different when the electric field transmission sheet 302 is rectangular.

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。   Further, the transmitters A and B have the same configuration as the transmission unit 103, the transmission electrode 105′a, and the insulating film 107′a as shown in FIG. 3, respectively, and the transmission frequencies fa, An electric field based on the electric signal related to fb can be induced in the electric field transmission sheet 302.

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。   FIG. 13 is an overall configuration diagram of the transceiver body 30a in the transceiver 3 according to the present embodiment.

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。   As shown in FIG. 13, the transceiver body 30a includes an I / O (input / output) circuit 101, a transmission unit 103, a transmission electrode 105a, insulating films 107a and 107b, a reception electrode 105b, an electric field detection optical device 115, and a signal processing circuit 116. , And the waveform shaping circuit 117 is the same as the conventional transceiver body 30 ′. Further, the transceiver main body 30a of the present embodiment includes bandpass filters 11a and 11b, signal intensity measuring units 13a and 13b, a position conversion processing unit 15, and a memory 17.

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。   Among these, the I / O circuit 101 is a circuit in which the transceiver body 30a inputs and outputs information (data) with an external device such as the wearable computer 1. The transmission unit 103 is configured by a transmission circuit that induces an electric field related to this information in the living body 100 based on information (data) output from the I / O circuit 101. The transmission electrode 105a is an electrode used for inducing an electric field with respect to the living body 100 by the transmission unit 103, and is used as a transmission antenna. The insulating film 107 a is an insulating film disposed between the transmission electrode 105 a and the living body 100, and plays a role of preventing the transmitting electrode 105 a from directly contacting the living body 100.

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。   The receiving electrode 105b receives an electric field induced and transmitted to the living body 100 from the wearable computer 1, the transceiver 3 ′, the PC 5 and the transceivers 3′a and 3′b attached to other parts of the living body 100. This is an electrode used for receiving and used as a receiving antenna. The insulating film 107b is an insulating film disposed between the receiving electrode 105b and the living body 100, like the insulating film 107a.

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。   Further, the electric field detection optical device 115 has a function of detecting the electric field received by the reception electrode 105b and converting the electric field into reception signals as an electric signal. The signal processing circuit 116 further includes an amplification unit 114 that amplifies the electric signal transmitted from the electric field detection optical device 115 and a band pass filter 151. The band-pass filter 151 limits the band of the electric signal output from the amplifying unit 114 and removes unnecessary noise and unnecessary signal components, so that among the electric signals output from the amplifying unit 114, FIG. The filter circuit has a characteristic of allowing only signal components of a certain frequency band (f1 to f2) for information communication to pass as shown in FIG.

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。   The waveform shaping circuit 117 is a circuit that performs waveform shaping (signal processing) on the electrical signal transmitted from the signal processing circuit 116 and supplies the waveform to the wearable computer 1 via the I / O circuit 101.

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。   Further, the band pass filter 11a limits the band of the electric signal output from the amplifying unit 114 and removes unnecessary noise and unnecessary signal components. 12 is a filter circuit having a characteristic of allowing only the signal component of the frequency band (fa) for the transmitter A to pass as shown in FIG. The signal strength measuring unit 13a is a circuit that measures the signal strength of the electrical signal related to the signal component passed by the band pass filter 11a.

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。   On the other hand, the band-pass filter 11b limits the band of the electric signal output from the amplifying unit 114 and removes unnecessary noise and unnecessary signal components, so that, among the electric signals output from the amplifying unit 114, FIG. 12 is a filter circuit having a characteristic of passing only signal components of the frequency band (fb) for the transmitter B as shown in FIG. The signal strength measuring unit 13b is a circuit that measures the signal strength of the electrical signal related to the signal component passed by the band pass filter 11b.

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。   The memory 17 is a storage unit that stores an intensity difference between two electrical signals and a specific position in a two-dimensional space in association with each other. In the present embodiment, an arbitrary position on the electric field transmission sheet 302 shown in FIGS. 10 and 11 is associated with an intensity difference in advance. Further, the association between the intensity difference and the specific position stored in the memory 17 can be rewritten via an I / O circuit 101 from an external device such as the wearable computer 1.

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。   The position conversion processing unit 15 calculates the intensity difference between the signal intensity measured by the signal intensity measuring unit 13 a and the signal intensity measured by the signal intensity measuring unit 13 b, and the intensity difference and the intensity stored in the memory 17. It is a processing device such as a CPU (Central Processing Unit) that performs processing for converting the calculated intensity difference into a specific position in the two-dimensional space by collating the difference.

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。   Subsequently, a position specifying method using the transceiver main body 30a and the transmitters A and B according to the present embodiment will be described.

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。   As shown in FIGS. 10 and 11, a person who wears the wearable computer 1 and the transceiver 3 in a state where the transmitters A and B are installed and driven on the electric field transmission sheet 302 is moved to a specific position on the electric field transmission sheet 302. Touch α. Thereby, the receiving electrode 105b receives the electric fields from the transmitters A and B through the finger (living body 100) and the insulating film 107b. In the electric field detection optical device 115, the received electric field is coupled (applied) to an electro-optic crystal (not shown) in the electric field detection optical device 115, converted into an electric signal, and then transmitted to the signal processing circuit 116. The amplification unit 114 of the signal processing circuit 116 amplifies the electric signal and transmits it to the bandpass filter 151. However, the electrical signal related to the electric field from the transmitters A and B does not pass through the band pass filter 116.

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。   The electrical signal transmitted from the amplifying unit 114 is also transmitted to the bandpass filters 11a and 11b.

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。   And in the band pass filter 11a, among the electric signals related to the electric field from the transmitters A and B, the signal component of only the band (fa) for the transmitter A is passed and transmitted to the signal intensity measuring unit 13a. The signal strength measuring unit 13a measures the signal strength of the electrical signal related to the signal component that has passed through the bandpass filter 11a.

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。   On the other hand, in the band pass filter 11b, among the electric signals related to the electric fields from the transmitters A and B, the signal component of only the band (fb) for the transmitter B is passed and transmitted to the signal intensity measuring unit 13b. The signal strength measuring unit 13b measures the signal strength of the electrical signal related to the signal component passed by the band pass filter 11b.

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。   Next, the position conversion processing unit 15 calculates an intensity difference between the signal intensity measured by the signal intensity measuring unit 13 a and the signal intensity measured by the signal intensity measuring unit 13 b and stores the intensity difference in the memory 17. By collating with the intensity difference, a process of converting the calculated intensity difference into a specific position α in the two-dimensional space on the electric field transmission sheet 202 is performed.

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。   Finally, the position information (data) of the specific position α obtained by the position conversion processing unit 15 is transmitted from the position conversion processing unit 15 to the wearable computer 1 via the I / O circuit 101.

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。   As described above, according to the present embodiment, the intensity difference between the signal intensity measured by the signal intensity measuring unit 13 a and the signal intensity measured by the signal intensity measuring unit 13 b is calculated and stored in the memory 17. By comparing the calculated intensity difference to a specific position in the two-dimensional space by collating with the intensity difference, the position of the specific position α touched by the finger (living body 100) in the electric field transmission sheet 302 Since information can be input to the wearable computer 1 or the like, there is an effect that information input to the wearable computer 1 or the like can be easily performed.

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。   In the above embodiment, the position conversion processing unit 15 calculates the intensity difference between the signal intensity measured by the signal intensity measuring unit 13a and the signal intensity measured by the signal intensity measuring unit 13b. However, the present invention is not limited to this. An intensity ratio between the signal intensity measured by the signal intensity measuring unit 13a and the signal intensity measured by the signal intensity measuring unit 13b may be calculated. However, in this case, the memory 17 needs to store the intensity ratio between the two electrical signals and the specific position in the two-dimensional space in association with each other.

<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。
<Second Embodiment>
Subsequently, a second embodiment will be described with reference to the drawings.

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。   FIG. 14 is an overall configuration diagram of a transceiver main body 30b in the transceiver according to the second embodiment. In addition, about the same structure as the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

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。   The phase detector 23a shown in FIG. 14 is a circuit that detects the phase of the electrical signal related to the signal component passed by the bandpass filter 11a. The phase detector 23b is a circuit that detects the phase of the electrical signal related to the signal component passed by the bandpass filter 11b.

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。   The memory 27 is a storage unit that stores a phase difference between two electrical signals and a specific position in a two-dimensional space in association with each other. Here, an arbitrary position on the electric field transmission sheet 302 shown in FIGS. 10 and 11 and a phase difference are associated in advance. Further, the correlation between the phase difference and the specific position stored in the memory 27 can be rewritten via the I / O circuit 101 from an external device such as the wearable computer 1.

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。   Further, the position conversion processing unit 25 calculates the difference between the phase measured by the phase detector 23 a and the phase measured by the phase detector 23 b and collates this phase difference with the phase difference stored in the memory 27. Thus, it is a processing device such as a CPU that performs processing for converting the calculated phase difference into a specific position in a two-dimensional space.

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。   Subsequently, a position specifying method using the transceiver 30b and the transmitters A and B according to the present embodiment will be described.

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。   As shown in FIGS. 10 and 11, a person who wears the wearable computer 1 and the transceiver 3 in a state where the transmitters A and B are installed and driven on the electric field transmission sheet 302 is moved to a specific position on the electric field transmission sheet 302. Touch α. Thereby, the receiving electrode 105b receives the electric fields from the transmitters A and B through the finger (living body 100) and the insulating film 107b. In the electric field detection optical device 115, the received electric field is coupled (applied) to an electro-optic crystal (not shown) in the electric field detection optical device 115, converted into an electric signal, and then transmitted to the signal processing circuit 116. The amplification unit 114 of the signal processing circuit 116 amplifies the electric signal and transmits it to the bandpass filter 151. However, the electric signal related to the electric field from the transmitters A and B does not pass through the band pass filter 151.

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。   The electrical signal transmitted from the amplifying unit 114 is also transmitted to the bandpass filters 11a and 11b.

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。   In the band pass filter 11a, the signal component of only the band (fa) for the transmitter A among the electric signals related to the electric field from the transmitters A and B is transmitted and transmitted to the phase detector 23a. The phase detector 23a detects the phase of the electrical signal related to the signal component passed by the bandpass filter 11a.

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。   On the other hand, in the band pass filter 11b, among the electric signals related to the electric fields from the transmitters A and B, the signal component of only the band (fb) for the transmitter B is passed and transmitted to the phase detector 23b. The phase detector 23b detects the phase of the electrical signal related to the signal component passed by the bandpass filter 11b.

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。   Next, the position conversion processing unit 25 calculates the difference between the phase measured by the phase detector 23 a and the phase measured by the phase detector 23 b and collates this phase difference with the phase difference stored in the memory 27. As a result, the calculated phase difference is converted into the specific position α in the two-dimensional space on the electric field transmission sheet 302.

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。   Finally, the position information (data) of the specific position α obtained by the position conversion processing unit 25 is transmitted from the position conversion processing unit 25 to the wearable computer 1 via the I / O circuit 101.

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。   As described above, according to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

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。   Hereinafter, specific examples of the first and second embodiments will be described with reference to FIGS. 15 to 17.

<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。
<First specific example>
15 and 16 show examples in which the above embodiments are used for the electric field transmission sheet 302a and a keyboard for a personal computer. As shown in FIG. 15, by printing a picture of the keyboard on the electric field transmission sheet 302a, for example, when a person touches the specific position α1, the touch is made from the distances x1 and y1 from the transmitters A and B, respectively. The key can be specified.

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。   As described above, the wearable computer 1 sends position information, in this case, the distances x1 and y1 from the transmitters A and B in this case. A correspondence table of position information vs. input information, which is the same as the relationship between the position on the sheet 302a and the print information at that position, is provided, so that the wearable computer 1 can grasp information intended by a human.

<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。
<Second specific example>
FIG. 17 shows an example in which each of the above embodiments is used for an electric field transmission sheet 302b such as a touch panel, a touch screen, or a showcase. Similarly, in this case, for example, when a person touches the specific position α2, the touched position can be specified from the distances x2 and y2 from the transmitters A and B, respectively.

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。   In the above-described embodiment, “two transmitters” and “electric field transmission sheet” are used, and the electric signal from the two transmitters is received by hand (finger) by touching the electric field transmission sheet with a hand (finger). To the transceiver via the living body 100), and the transceiver separates the two electrical signals, and based on the two electrical signals, obtains the distance information from the two transmitters of the touched position. However, the gist of the present invention is not limited to this.

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。   For example, it can be applied not only to a two-dimensional plane but also to a three-dimensional space. In other words, if “three transmitters” and a three-dimensional “electric field transmission medium” are used, a signal is transmitted through the electric field transmission medium from the three transmitters to a finger pointing to a certain point in the three dimensions. Then the transceiver will separate the three signals. As a result, the transceiver can acquire the position information of the point in the three-dimensional space intended by the human. Furthermore, if this is sent to an information device such as a wearable computer, the intended information can be input to the information device by a person pointing to a certain point in the three-dimensional space.

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。   Further, if the processing speed of the transceiver is sufficient, the transceiver can grasp the information on the position of the finger or the like as the information on the movement of the finger or the like. That is, for example, by tracing the electric field transmission sheet with a finger, the transceiver can grasp the movement of the finger in real time, and if the information is sent to an information device such as a wearable computer, the movement information itself or Information related to the motion information intended by humans can be input to the information device.

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。   Furthermore, the information sent to the transceiver via the living body is not limited to a signal that can acquire the position (velocity). For example, if the electric field transmission sheet has a function of detecting pressure, the pressure signal can also be converted into an electric field and sent to the transceiver via a finger or the like. In other words, in this case, the transceiver can acquire information on the pressing force intended by a human, and if this information is further sent to an information device such as a wearable computer, the information device can obtain information corresponding to the pressing force. It can be acquired.

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。   In the above description, the information device such as the wearable computer has been described as having information corresponding to the position information and pressure information intended by humans, but the transceiver itself has this information. In this case, the transceiver itself can acquire information intended by humans. Alternatively, a third device other than an information device such as a wearable computer and a transceiver may have the information, and the information device and the transceiver may acquire the information from the third device.

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。   Next, an embodiment related to a transceiver when a light intensity modulator is employed in the electric field detection optical unit will be described.

<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。
<Third Embodiment>
Hereinafter, the electric field detection optical device 115a according to the third embodiment of the present invention and a light intensity modulation type transceiver (hereinafter simply referred to as “transceiver”) including the electric field detection optical device 115a will be described with reference to FIGS. ) 3 will be described.

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。   FIG. 18 is an overall configuration diagram of a transceiver body 30c used for performing data communication via a human body (living body 100). FIG. 18 is an overall configuration diagram common to the third to seventh embodiments.

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。   As shown in FIG. 18, the transceiver body 30c includes an I / O (input / output) circuit 101, a transmission unit 103, a transmission electrode 105a, a reception electrode 105b, insulating films 107a and 107b, an electric field detection optical device 115 (an electric field detection optical unit). 110, light receiving circuit 152), signal processing circuit 116, and waveform shaping circuit 117.

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。   The I / O circuit 101 is a circuit in which the transceiver body 3c inputs and outputs information (data) with an external device such as the wearable computer 1. The transmission unit 103 is configured by a transmission circuit that induces an electric field related to this information in the living body 100 based on information (data) output from the I / O circuit 101. The transmission electrode 105a is an electrode used for inducing an electric field with respect to the living body 100 by the transmission unit 103, and is used as a transmission antenna. The receiving electrode 105b receives an electric field induced and transmitted to the living body 100 from the wearable computer 1, the transceiver 3 ′, the PC 5 and the transceivers 3′a and 3′b attached to other parts of the living body 100. It is an electrode used for this purpose, and is also used as a receiving antenna.

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。   The insulating film 107 a is an insulating film disposed between the transmission electrode 105 a and the living body 100 and plays a role of preventing the transmitting electrode 105 a from directly contacting the living body 100. The insulating film 107 b is an insulating film disposed between the receiving electrode 105 b and the living body 100 and plays a role of preventing the receiving electrode 105 b from directly contacting the living body 100.

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。   Furthermore, the electric field detection optical unit 110 constituting the electric field detection optical device 115 has a function of causing the laser light to change its light intensity by applying (applying) the electric field received by the receiving electrode 105b to the laser light. .

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。   The light receiving circuit 152 constituting the electric field detecting optical device 115 is a circuit that receives the laser light whose light intensity has been changed and converts it into an electric signal and performs signal processing such as amplification of the electric signal. The signal processing circuit 116 includes at least a band-pass filter. By this band-pass filter, the frequency components other than the frequency component related to the reception information that is the target of electric field detection among the electric signals of various frequencies. By removing (that is, extracting only the frequency component related to the received information), signal processing such as removal of noise from the electrical signal is performed.

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。   The waveform shaping circuit 117 is a circuit that performs waveform shaping (signal processing) on the electrical signal transmitted from the signal processing circuit 116 and supplies the waveform to the wearable computer 1 via the I / O circuit 101.

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。   Next, the electric field detection optical device 115a according to the third embodiment, which is an example of the electric field detection optical device 115, will be described in more detail with reference to FIG. The electric field detection optical device 115a according to the present embodiment includes an electric field detection optical unit 110a that is an example of the electric field detection optical unit 110 and a light receiving circuit 152a that is an example of the light receiving circuit 152. The electric field detection optical device 115 a is installed in a transceiver body 30 c that is an example of the transceiver body 30.

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。   The electric field detection optical unit 110a according to this embodiment includes a current source 119, a laser diode 121, a collimator lens 133, a beam splitter 139, a light intensity modulator 124, and first and second condenser lenses 141a and 141b. Yes.

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。   Among these, the light intensity modulator 124 is configured such that the light intensity of the light passing therethrough varies depending on the electric field intensity to be coupled. A first electrode 125 and a second electrode 127 are provided on both side surfaces of the light intensity modulator 124 facing in the vertical direction in the drawing. The first electrode 125 and the second electrode 127 sandwich the traveling direction of the laser light from the laser diode 121 in the light intensity modulator 124 from both sides, and can couple the electric field to the laser light at a right angle.

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。   In addition, the electric field detection optical unit 110a is connected to the reception electrode 105b through the first electrode 125. The second electrode 127 facing the first electrode 125 is connected to the ground electrode 131 and is configured to function as a ground electrode with respect to the first electrode 125. When the receiving electrode 105b detects an electric field transmitted by being induced in the living body 100, the receiving electrode 105b can transmit the electric field to the first electrode 125 and be coupled to the light intensity modulator 124 via the first electrode 125. it can.

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。   The laser light output from the laser diode 121 by the current control of the current source 119 is converted into parallel light through the collimator lens 133, and the laser light that has become parallel light enters the beam splitter 139. The beam splitter 139 is an optical system that divides incident laser light into two and emits it. Of the laser beams branched by the beam splitter 139, the first laser beam is incident on the first condenser lens 141a via the light intensity modulator 124. The second laser beam branched by the beam splitter 139 is incident on the second condenser lens 141 b without passing through the light intensity modulator 124.

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。   On the other hand, the light receiving circuit 152a is reverse to the first photodiode 143a that converts it into a current signal according to the light intensity of the first laser light modulated by the light intensity modulator 124. A first set of a first constant voltage source 147a that provides a bias voltage, a first load resistor 145a that converts a current signal converted by the first photodiode 143a into a voltage signal, and a second condenser lens 141b. A second photodiode 143b that converts it into a current signal according to the light intensity of the second laser light received in this way, a second constant voltage source 147b that applies a reverse bias voltage to the second photodiode 143b, and a second A second set comprising a second load resistor 145b for converting the current signal converted by the photodiode 143b into a voltage signal. It is equipped with a door.

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。   As a result, the first laser light that has passed through the light intensity modulator 124 and the first condenser lens 141a of the electric field detection optical unit 110a is received by the first photodiode 143a, and the result is obtained by the first combination. A voltage signal (with signal component) is output. Further, the second laser light that has passed through the second condenser lens 141b of the electric field detection optical unit 110a is received by the second photodiode 143b, and as a result, the noise (( Outputs a voltage signal (no signal component) containing noise.

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。   The light receiving circuit 152a also includes a differential amplifier 112 that differentially amplifies the voltage signal converted by the first load resistor 145a and the voltage signal converted by the second load resistor 145b. Differential amplification is performed, and this output is supplied to the signal processing circuit 116 shown in FIG.

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。   As described above, according to the present embodiment, the laser light (signal) that branches the laser light immediately before the laser light is incident on the light intensity modulator 124 and inputs one to the light intensity modulator 124 to detect the electric field. The other is used as laser light (no signal component) for removing noise of the laser light without being input to the light intensity modulator 124. For this reason, even when a light intensity modulator 124 that cannot extract an intensity modulation signal differentially, such as a modulator that converts the polarization change of laser light into an intensity change such as the polarization modulator 123, noise of the laser light is used. Can be removed.

<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。
<Fourth Embodiment>
Hereinafter, the electric field detection optical device 115b according to the fourth embodiment of the present invention and the light intensity modulation type transceiver 3 including the electric field detection optical device 115b will be described with reference to FIG.

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。   The electric field detection optical device 115b according to this embodiment includes an electric field detection optical unit 110b described below in place of the electric field detection optical unit 110a in the electric field detection optical device 115a according to the third embodiment. Of the configuration of the electric field detection optical unit 110b, the same configuration as the configuration of the electric field detection optical unit 110a is denoted by the same reference numeral, and the description thereof is omitted. In addition, since the light receiving circuit 152a of the present embodiment has the same configuration as the light receiving circuit 152a according to the first embodiment, description thereof is omitted.

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。   As shown in FIG. 20, in the electric field detection optical unit 110b of this embodiment, the first optical variable attenuator 134A is inserted and installed between the beam splitter 139 and the light intensity modulator 124, and the beam splitter 139 and the second condenser lens are inserted. The second optical variable attenuator 134B is inserted and installed between 141b. The first and second optical variable attenuators 134A and B attenuate the light intensity of the laser light by a predetermined ratio.

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。   However, since the first laser light branched into two by the beam splitter 139 passes through the light intensity modulator 124, the second laser light does not pass through the light intensity modulator 124. Since the transmission efficiency of the second laser beam is higher than the transmission efficiency of light, it is necessary to balance both. Therefore, in the present embodiment, the attenuation amount of the second optical variable attenuator 134B through which the second laser light passes is set larger than the attenuation amount of the first optical variable attenuator 134A through which the first laser light passes. .

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。   As a result, the first optical variable attenuator 134A can attenuate the light intensity of the first laser beam branched by the beam splitter 139 and then convert it into a current signal by the first photodiode 143a. The light intensity of the second laser beam branched by the beam splitter 139 can be attenuated by the attenuator 134B and then converted into a current signal by the second photodiode 143b. Moreover, the rate of attenuation is greater for the laser light passing through the second optical variable attenuator 134B than for the laser light passing through the first optical variable attenuator 134A.

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。   As described above, according to the present embodiment, even if the laser beam is branched in order to remove the noise of the laser beam by inserting and installing the first and second optical variable attenuators 134A and B, the difference is obtained. The input signal to the dynamic amplifier 112 can be balanced.

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。   If the input signal to the differential amplifier 112 can be balanced only by the second optical variable attenuator 134B, the first optical variable attenuator 134A may be omitted without being attached.

<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。
<Fifth Embodiment>
Hereinafter, the electric field detection optical device 115c according to the fifth embodiment of the present invention and the light intensity modulation type transceiver 3 including the electric field detection optical device 115c will be described with reference to FIG.

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。   The electric field detection optical device 115c according to this embodiment includes a light reception circuit 152b described below instead of the light reception circuit 152a in the electric field detection optical device 115a according to the third embodiment. Note that, among the configurations of the light receiving circuit 152b, the same components as those of the light receiving circuit 152a are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In addition, since the electric field detection optical unit 110a of the present embodiment has the same configuration as the electric field detection optical unit 110a according to the first embodiment, description thereof is omitted.

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。   As shown in FIG. 21, in place of the first and second load resistors 145a and 145b of the third embodiment, the light receiving circuit 152b of the present embodiment is provided with first and second variable load resistors 145A and 145B, respectively. The point is the feature. The first and second variable load resistors 145A and 145B have variable load resistance values, and the resistance value of the second variable load resistor 145B is larger than the resistance value of the first variable load resistor 145A. Is set.

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。   Thereby, the signal intensity of the output voltage signal from the first photodiode 143a and the second photodiode 143b can be made the same.

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。   As described above, according to the present embodiment, instead of the first and second load resistors 145a and 145b of the first embodiment, in the light receiving circuit 152b of the present embodiment, the first and second variable load resistors 145A. , B, the input signal to the differential amplifier 112 can be balanced even when the laser beam is branched in order to remove the noise of the laser beam.

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。   Note that if only one of the first and second variable load resistors 145A and 145B can balance the input signal to the differential amplifier 112, either one may be omitted without being attached.

<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。
<Sixth Embodiment>
Hereinafter, the electric field detection optical device 115d according to the sixth embodiment of the present invention and the light intensity modulation type transceiver 3 including the electric field detection optical device 115d will be described with reference to FIG.

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。   The electric field detection optical device 115d according to this embodiment includes a light reception circuit 152c described below instead of the light reception circuit 152a in the electric field detection optical device 115a according to the third embodiment. Note that, among the configurations of the light receiving circuit 152c, the same components as those of the light receiving circuit 152a are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In addition, since the electric field detection optical unit 110a of the present embodiment has the same configuration as the electric field detection optical unit 110a according to the first embodiment, description thereof is omitted.

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。   As shown in FIG. 22, in place of the first and second constant voltage sources 147a and 147b of the third embodiment, the light receiving circuit 152c of the present embodiment includes first and second variable voltage sources 147A and 147B, respectively. The point provided is a feature. The first and second variable voltage sources 147A and B have variable voltage values, and are set so that the voltage value of the second variable voltage source 145B is smaller than the voltage value of the first variable voltage source 147A. Has been.

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。   Thereby, the signal intensity of the output voltage signal from the first photodiode 143a and the second photodiode 143b can be made the same.

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。   As described above, according to this embodiment, instead of the first and second constant voltage sources 147a and 147b of the third embodiment, the light receiving circuit 152c of this embodiment has the first and second variable voltages, respectively. By providing the sources 147A and 147B, it is possible to balance the input signal to the differential amplifier 112 even when the laser light is branched in order to remove noise of the laser light.

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。   If the input signal to the differential amplifier 112 can be balanced by only one of the first and second variable voltage sources 147A and 147B, either one may be omitted without being attached.

<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。
<Seventh Embodiment>
Hereinafter, the electric field detection optical device 115e according to the seventh embodiment of the present invention and the light intensity modulation type transceiver 3 including the electric field detection optical device 115e will be described with reference to FIG.

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。   The electric field detection optical device 115e according to this embodiment includes a light reception circuit 152d described below instead of the light reception circuit 152a in the electric field detection optical device 115a according to the third embodiment. Of the components of the light receiving circuit 152d, the same components as those of the light receiving circuit 152a are designated by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In addition, since the electric field detection optical unit 110a of the present embodiment has the same configuration as the electric field detection optical unit 110a according to the first embodiment, description thereof is omitted.

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。   As shown in FIG. 23, before the output voltage signals from the first and second photodiodes 143a and 143b are input to the differential amplifier 112, the first and second variable for amplifying the respective voltage signals. A feature is that the gain amplifiers 149A and 149B are provided. The first and second variable gain amplifiers 149A and 149B are variable in voltage gain, and are set so that the voltage gain of the second variable gain amplifier 149B is smaller than the voltage gain of the first variable gain amplifier 149A. Has been.

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。   Thereby, even if the signal strengths of the output voltage signals from the first photodiode 143a and the second photodiode 143b are different, they can be made the same.

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。   As described above, according to the present embodiment, before the output voltage signals from the first and second photodiodes 143a and 143b are input to the differential amplifier 112, the first voltage signals are amplified. By providing the first and second variable gain amplifiers 149A and 149B, it is possible to balance the input signals to the differential amplifier 112 even when the laser light is branched in order to remove the noise of the laser light.

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。   If only one of the first and second variable gain amplifiers 149A and 149B can balance the input signal to the differential amplifier 112, either one may be omitted without being attached.

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。   As the light intensity modulators in the third to seventh embodiments described above, electroabsorption (EA) light intensity modulators, Mach-Zehnder light intensity modulators, and the like can be employed as in the prior art.

<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。
<Eighth Embodiment>
The transceiver body 30d of the transceiver according to the eighth embodiment of the present invention will be described below using FIG.

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。   The transceiver body 30d according to the present embodiment has an overall configuration as shown in FIG. Of the overall configuration, the components other than the electric field detection optical device 215, the noise detection unit 218, and the control signal generation unit 219 are the same as those of the transceiver main body 30c according to the third embodiment, and are therefore denoted by the same reference numerals. The description is omitted.

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。   In the transceiver main body 30d of the present embodiment, any of the electric field detection optical devices 115b to 115e described in the fourth to seventh embodiments is used as the electric field detection optical device 215, and the voltage output from the signal processing circuit 116 is used. A noise detection unit 218 that detects the magnitude of a noise component of the signal, and an electric field detection optical unit 110 and a light receiving circuit that constitute the electric field detection optical device 215 based on detection data output from the noise detection unit 218 A feature is that a control signal generator 219 for generating a control signal for variably controlling the variable value in 152 is provided. The noise detection unit 218 indicates how much noise remains in the electrical signal output from the signal processing circuit 116, that is, how much noise exists in the frequency band related to the reception information that is the electric field detection target. Detect if there is.

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。   Here, the “variable value” indicates the attenuation amount of the light intensity of the first and second optical variable attenuators 134A and B in the fourth embodiment (FIG. 20). In the fifth embodiment (FIG. 21), the resistance values of the first and second variable load resistors 145A and 145B are shown. In the sixth embodiment (FIG. 22), the voltage values of the first and second variable voltage sources 147A, B are shown. In the seventh embodiment (FIG. 23), voltage gains of the first and second variable gain amplifiers 113A and 113B are shown.

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。   As described above, according to this embodiment, even after the transceiver body 30d is manufactured, there is an effect that the variable value can be automatically changed and adjusted.

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。   Next, a transceiver comprising a transceiver body capable of transmitting and receiving information via an electric field transmission medium, a battery that drives the transceiver body, and an insulating case that covers the transceiver body, Of these, an embodiment related to a transceiver of a type in which a wide area is contacted with a living body (hand) as an electric field transmission medium will be described.

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。   First, the focus of the embodiment of the transceiver will be described. Therefore, regarding the transceiver and wearable computer shown in FIG. 9, consider an equivalent circuit between a living body (hand), a transmission / reception electrode, a transceiver body, and a battery.

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。   FIG. 25 is a diagram illustrating an equivalent circuit between a living body, a transmission / reception electrode, and a transceiver body.

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。   In FIG. 9, since the living body 100 and the transmission / reception electrode 105 'are separated by an insulating film 107', the impedance between the living body 100 and the transmission / reception electrode 105 can be expressed by an equivalent circuit as shown in FIG.

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。   By the way, in order to realize highly reliable communication through the living body 100, it is necessary to increase the induced AC electric field (frequency f) to the living body 100. In order to increase the induced AC electric field (frequency f), it is necessary to reduce the impedance between the living body 100 and the transmission / reception electrode 105. Here, as shown in FIG. 25, since the resistance component of the impedance between the living body 100 and the transmission / reception circuit 105 is considered to be very large, in order to reduce the impedance, it is necessary to increase the capacitance component.

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。   Therefore, in order to increase the capacitance component, it is effective to use a material having a large dielectric constant as the material of the insulating film 107 or to reduce its thickness. In addition, it is effective to increase the area of the transmission / reception electrode 105 so as to be widely opposed to the indirectly opposed living body.

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。   However, if the thickness of the insulating film 107 is too thin, there is a high possibility that the living body 100 directly touches the transmission / reception electrode 105, and the risk of a large current flowing through the living body 100 increases. Therefore, the measure to increase the area of the transmission / reception electrode 105 is advantageous because the capacitance can be increased while ensuring safety. Further, a shielding effect can be expected by increasing the size of the transmission / reception electrode 105.

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。   FIG. 26 is a diagram illustrating an equivalent circuit between the living body, the transceiver body, and the battery.

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。   In order to achieve highly reliable communication through the living body 100, it is necessary to prevent an unnecessary alternating electric field (frequency f) from being induced between the living body 100, the transceiver body 30, and the battery 6. For this purpose, it is necessary to increase the impedance between them and reduce the mutual coupling capacity.

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。   Therefore, in order to further increase the effect of interposing an insulator between each other, an insulator having a small dielectric constant is used, or the insulator, the living body 100, the transceiver main body 30, and the battery 6 are used. It is necessary to reduce the contact area with each of them and to increase the thickness of the insulator.

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。   From the above viewpoint, in the transceiver of the type shown in FIG. 9, the following can be considered as an embodiment for performing reliable and reliable communication via a living body.

<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。
<Ninth Embodiment>
Hereinafter, the ninth embodiment will be described with reference to FIGS. 27 to 30.

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。   FIG. 27 is an overall configuration diagram of the transceiver 3a and the wearable computer 1 according to the ninth embodiment. FIG. 28 is a functional block diagram mainly showing functions of the transceiver main body 30. FIG. 29 is a detailed configuration diagram of the electric field detection optical device 115 ′. FIG. 30 is a usage image diagram showing a usage state of the transceiver 3a and the wearable computer 1 shown in FIG.

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。   As shown in FIG. 27, the transceiver 3 a includes an insulating case 33 formed of an insulator, the following devices incorporated in the insulating case 33, and the following attached to the outside of the insulating case 33. It is comprised by the member etc.

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。   An insulating foam material 7 a for weakening the electrical coupling between the insulating case 33 and the transceiver body 30 is attached to the bottom of the inner wall surface of the insulating case 33. A transceiver body 30 for transmitting / receiving data (information) to / from the wearable computer 1 is attached to the upper surface. Further, an insulating foam 7b for weakening the electrical coupling between the transceiver main body 30 and the battery 6 is attached to the upper surface. Further, a battery 6 for driving the transceiver 30 is attached to the upper surface. That is, the insulating foam material 7 a is sandwiched (supported in a sandwiched state) between the insulating case 33 and the transceiver body 30, and the insulating foam material 7 b is sandwiched between the transceiver body 30 and the battery 6. Further, the insulating foam materials 7a and 7b are provided with holes containing innumerable air. For this reason, noise transmission between the insulating case 33 and the transceiver body 30 can be suppressed by the insulating foam material 7a. Further, the transmission of noise between the transceiver body 30 and the battery 6 can be suppressed by the insulating foam material 7b.

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。   Further, a first ground electrode 131 (described later) is extended from the transceiver main body 30 so as not to contact other devices (battery 6, wearable computer 1, etc.) and to be insulated from the transmission / reception electrode 105. The case 33 is attached to the upper part of the inner wall surface. In addition, a second ground electrode 161 and a third ground electrode 163, which will be described later, extend from the transceiver body 30 and are not in contact with other devices (battery 6, wearable computer 1, etc.) and the first ground electrode 131. Moreover, it is attached to the upper part of the inner wall surface of the insulating case 33 that is away from the transmitting / receiving electrode 105.

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。   The transmission / reception electrode 105 is attached to the bottom of the outer wall surface and the side of the outer wall surface of the insulating case 33, and the entire transmission / reception electrode 105 is covered with the insulating film 107. Note that portions other than the operation / input surface of the wearable computer 1 are covered with an insulating case 11.

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。   Further, the transceiver body 30 includes an I / O (input / output) circuit 101, a transmission unit 103, a transmission / reception electrode 105, an insulating film 107, an electric field detection optical device 115 ′, a reception circuit 113 (a signal processing circuit 116, a waveform shaping circuit 117). However, these configurations will be described again.

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。   The I / O circuit 101 is a circuit in which the transceiver body 30 inputs and outputs information (data) with an external device such as the wearable computer 1. The transmission unit 103 is configured by a transmission circuit that induces an electric field related to this information in the living body 100 based on information (data) output from the I / O circuit 101. The transmission / reception electrode 105 is an electrode used for inducing an electric field to the living body 100 by the transmission unit 103 and is used as a transmission antenna. The transmitting / receiving electrode 105 is an electrode used for receiving an electric field induced and transmitted by the living body 100, and is also used as a receiving antenna. The insulating film 107 is an insulating film disposed between the transmitting / receiving electrode 105 and the living body 100, and plays a role of preventing the transmitting / receiving electrode 105 from directly contacting the living body 100.

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。   Furthermore, the electric field detection optical device 115 ′ has a function of detecting an electric field received by the transmission / reception electrode 105 and converting the electric field into an electric signal as reception information.

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。   Further, the signal processing circuit 116 of the receiving circuit 113 further amplifies the electric signal transmitted from the electric field detection optical unit 115 ′ and limits the band of the electric signal to remove unnecessary noise and unnecessary signal components. It is a circuit which performs the process to perform.

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。   The waveform shaping circuit 117 is a circuit that performs waveform shaping (signal processing) on the electrical signal transmitted from the signal processing circuit 116 and supplies the waveform to the wearable computer 1 via the I / O circuit 101. Note that the transmission unit 103, the reception circuit 113, and the I / O circuit 101 can be driven by the battery 6.

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。   Here, the electric field detection optical unit 115 ′ will be described in detail with reference to FIG. 29. Although the outline has been described with reference to FIG. 4, it will be described again.

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。   The electric field detection optical unit 115 ′ performs processing for returning the electric field received by the transceiver body 30 to an electric signal. This process is performed by detecting an electric field by an electro-optic technique using laser light and an electro-optic crystal.

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。   As shown in FIG. 29, the electric field detection optical unit 115 ′ includes a current source 119, a laser diode 121, an electro-optic element (electro-optic crystal) 123, first and second wavelength plates 135 and 137, a polarization beam splitter 139, and a plurality of pieces. Lens 133, 141a, b, photodiode 143a, b, and first ground electrode 131.

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。   Among these, the electro-optical element 123 has sensitivity only to an electric field coupled in a direction perpendicular to the traveling direction of the laser light from the laser diode 121, and the optical characteristics, that is, the birefringence index changes depending on the electric field strength. The polarization of the laser beam is changed by changing the birefringence. A first electrode 125 and a second electrode 127 are provided on both side surfaces of the electro-optic element 123 facing each other in the vertical direction on FIG. The first electrode 125 and the second electrode 127 sandwich the traveling direction of the laser light from the laser diode 121 in the electro-optic element 123 from both sides, and can couple the electric field to the laser light at a right angle.

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。   The electric field detection optical unit 115 ′ is connected to the transmission / reception electrode 105 through the first electrode 125. The second electrode 127 facing the first electrode 125 is connected to the first ground electrode 131 and is configured to function as a ground electrode with respect to the first electrode 125. The transmission / reception electrode 105 can receive an electric field that is induced and transmitted to the living body 100, transmit the electric field to the first electrode 125, and can be coupled to the electro-optic element 123 via the first electrode 125. .

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。   On the other hand, the laser light output from the laser diode 121 by the current control of the current source 119 is converted into parallel light through the collimator lens 133, and the polarization state of the laser light that has become parallel light is adjusted by the first wavelength plate 135. Then, the light enters the electro-optical element 123. The laser light incident on the electro-optical element 123 propagates between the first and second electrodes 125 and 127 in the electro-optical element 123. During the propagation of the laser light, the transmission / reception electrode 105 is placed on the living body as described above. When an electric field induced and transmitted by 100 is received and this electric field is coupled to the electro-optical element 123 via the first electrode 125, the electric field is connected to the ground electrode 131 from the first electrode 125. It is formed toward the second electrode 127. Since this electric field is perpendicular to the traveling direction of the laser light incident on the electro-optic element 123 from the laser diode 121, the birefringence, which is the optical characteristic of the electro-optic element 123, changes, thereby changing the polarization of the laser light. To do.

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。   Next, the laser light whose polarization has been changed by the electric field from the first electrode 125 in the electro-optic element 123 is adjusted in polarization state by the second wave plate 137 and is incident on the polarization beam splitter 139. The polarization beam splitter 139 separates the laser light incident from the second wave plate 137 into P waves and S waves, and converts them into changes in light intensity.

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。   The laser beams separated into the P wave component and the S wave component by the polarization beam splitter 139 are condensed by the first and second condenser lenses 141a and 141b, respectively, and then the first and second photodiodes 143a. , 143b, and the first and second photodiodes 143a, 143b can convert the P-wave optical signal and the S-wave optical signal into respective current signals and output them. As described above, the current signals output from the first and second photodiodes 143a and 143b are converted into voltage signals using resistors, and then amplified and removed by the signal processing circuit 116 shown in FIG. The signal processing is applied.

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。   Furthermore, in the transceiver body 30 of the present embodiment, the first ground electrode 131 serving as a voltage reference point for the electric field detection optical unit 115 ′ is extended to the outside of the transceiver body 30 as shown in FIG. . In addition, the second ground electrode 161 serving as the voltage reference point for the signal processing circuit 116 and the third ground electrode 163 serving as the voltage reference point for the transmission unit 103 are commonly extended to the outside. Yes.

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。   Next, using states of the transceiver 3a and the wearable computer 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

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。   As shown in FIG. 30, when the transceiver 3 a is held by a human hand (living body 100), the insulating case 33 has the outer wall bottom and the outer wall side. Even in such a case, since the transmission / reception electrode 105 and the insulating film 107 cover not only the bottom of the outer wall surface of the insulating case 33 but also the side of the outer wall surface, the electric field E1 for transmission is transmitted from the entire insulating case 33. Although E2 and E3 are induced, a part of the electric field is prevented from returning from the hand to the transceiver 3 through the side surface of the insulating case 33.

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。   As described above, according to the present embodiment, not only the bottom surface (bottom portion) but also the wide surface including the side surface (side portion) among the outer wall surfaces of the insulating case 33 are used for transmitting electrodes (here, transmission and reception). Since the electrode 105) is attached and covered with the insulating film 107, even if the transceiver 3a is held by a human hand, a part of the electric field for transmission can be prevented from returning to the transceiver 3a again from the hand. .

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。   In addition, the first ground electrode 131, the second ground electrode 161, and the third ground electrode 163 are attached to the upper part of the inner wall surface of the insulating case 33 and away from the transmission / reception electrode 105. It is possible to prevent unnecessary signals from wrapping around the transceiver body 30 and to strengthen the ground.

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。   Further, since the insulating foam material 7 a is sandwiched between the insulating case 33 and the transceiver body 30, and further, the insulating foam material 7 b is sandwiched between the transceiver body 30 and the battery 6. Therefore, it is possible to suppress the noise that enters the transceiver body 30.

<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。
<Tenth Embodiment>
Hereinafter, the tenth embodiment will be described with reference to FIG.

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。   FIG. 31 is an overall configuration diagram of the transceiver 32 and the wearable computer 1 according to the tenth embodiment. Note that the same components as those in the ninth embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

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。   In the present embodiment, as shown in FIG. 31, insulative support columns 99a and 99b are employed instead of the insulative foaming agents 7a and 7b of the ninth embodiment.

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。   As described above, according to the present embodiment, since the contact area between the insulator and each of the living body 100, the transceiver body 30, and the battery 6 is reduced, the effect that the unnecessary AC electric field is not induced is further increased.

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。   In addition to the foaming agent, wood may be used as the material of the insulating support columns 99a and 99b. However, light and durable materials such as paulownia are preferred.

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。   Moreover, although the support | pillar was employ | adopted in this embodiment, you may make it have a block structure.

<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。
<Eleventh embodiment>
The eleventh embodiment will be described below using FIG.

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。   FIG. 32 is an overall configuration diagram of the transceiver 3c and the wearable computer 1 according to the eleventh embodiment. Note that the same components as those in the ninth embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

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。   In the present embodiment, as shown in FIG. 32, the second and third ground electrodes 161 and 163 are extended from the insulating case 33 of the transceiver 3 c and are provided on the side surface (side portion) of the insulating case 11 of the wearable computer 1. It is attached.

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。   Thus, according to the present embodiment, in addition to the effects of the ninth embodiment, the second and third ground electrodes 161 and 163 are further separated from the transmission / reception electrode 105 as compared with the ninth embodiment. Therefore, it is possible to prevent the unnecessary signal from wrapping from the transmission / reception electrode 105 to the transceiver body 30 more firmly, and to further strengthen the ground.

<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。
<Twelfth Embodiment>
The twelfth embodiment will be described below using FIG.

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。   FIG. 33 is an overall configuration diagram of the transceiver 3d and the wearable computer 1 according to the twelfth embodiment. Note that the same components as those in the ninth embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

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。   In the present embodiment, as shown in FIG. 33, the first ground electrode 131 extends from the insulating case 33 of the transceiver 3 d and is attached to the side surface (side part) of the insulating case 11 of the wearable computer 1.

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。   As described above, according to the present embodiment, in addition to the effects of the ninth embodiment, the first ground electrode 131 is further away from the transmission / reception electrode 105 as compared with the ninth embodiment. The unnecessary signal from the electrode 105 to the transceiver body 30 can be more securely prevented and the ground can be further strengthened.

<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。
<13th Embodiment>
The thirteenth embodiment will be described below using FIG.

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。   FIG. 34 is an overall configuration diagram of the transceiver 3e and the wearable computer 1 according to the thirteenth embodiment. Note that the same components as those in the ninth embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

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。   In the present embodiment, as shown in FIG. 34, the transmission / reception electrode 105 is divided into a transmission electrode 105a dedicated for transmission and a reception electrode 105b dedicated for reception, and the transmission electrode 105a is arranged in the portion of the transmission / reception electrode 105 shown in FIG. As shown in FIG. 34, the receiving electrode 105b is disposed on the outer bottom surface of the insulating film 107a. The receiving electrode 105b is also covered with an insulating film 107b so that the human body is not directly touched. In this embodiment, the insulating film 107 shown in FIG. 31 is represented as an insulating film 107a.

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。   Thus, according to the present embodiment, in addition to the effects of the ninth embodiment, the transmission electrode 105a is relatively large and covers almost the entire insulating case 33, and the reception electrode 105b is small. Therefore, there is also an effect that the rate at which part of the electric field for transmission returns from the hand is reduced.

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)。   Note that, as in the transceiver 3f shown in FIG. 35, the arrangement positions of the transmission electrode 105a and the reception electrode 105b may be switched (14th embodiment).

<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。
<Other embodiments>
In the eleventh and twelfth embodiments, one of the ground electrodes is attached to the side surface of the insulating case 11 of the wearable computer 1, but the present invention is not limited to this, and the first ground electrode 131 and the second and third grounds are not limited thereto. You may attach to the side surface of the insulation case 11 of the wearable computer 1, respectively, without making both the electrodes 161 and 163 contact.

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。   In the ninth and eleventh to thirteenth embodiments, the insulating foam 7 a is sandwiched between the insulating case 33 and the transceiver body 30, and the insulating foam 7 b is sandwiched between the transceiver body 30 and the battery 6. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 36, an integral insulating foam material 8 that covers the battery 6 and the transceiver body 30 without contacting them may be used. Furthermore, as shown in FIG. 37, a cushion-like insulating material 9 in which a gas such as air is confined may be used instead of the foamed material.

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。It is an image figure in the case of performing communication between several wearable computers via a human body. 従来のトランシーバ本体の全体構成図である。It is a whole block diagram of the conventional transceiver main body. 従来の他のトランシーバ本体の全体構成図である。It is a whole block diagram of the other conventional transceiver main body. 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。It is a detailed block diagram of the electric field detection optical part and light receiving circuit of the conventional (polarization modulation type) transceiver body. 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。FIG. 5 is a diagram showing a waveform of an input signal of the differential amplifier shown in FIG. 4. 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。It is a detailed block diagram of the electric field detection optical part and light receiving circuit of the conventional (light intensity modulation type) transceiver body. 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。It is a principle figure in case the light intensity modulator used with the electric field detection optical part of the conventional (light intensity modulation type) transceiver main body is an electro-absorption type. 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。It is a principle figure in case the light intensity modulator used in the electric field detection optical part of the conventional (light intensity modulation type) transceiver body is a Mach-Zehnder type. 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。It is the image figure which showed those usage conditions when it has a pair of a transceiver and a wearable computer with a human hand. 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。It is the image figure of the front which showed the use condition of the transceiver and wearable computer concerning a 1st embodiment of the present invention. 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。It is the image figure of the plane which showed the use condition of the transceiver and wearable computer which concern on the 1st Embodiment of this invention. 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。It is the figure which showed the frequency band for information communication, the transmitter A, and the transmitter B. 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。It is a whole lineblock diagram of a transceiver main part in a transceiver concerning a 1st embodiment. 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。It is a whole block diagram of the transceiver main body in the transceiver which concerns on 2nd Embodiment. 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。It is the figure which showed the specific example of the electric field transmission sheet which concerns on 1st and 2nd embodiment. 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。It is the figure which showed the specific example of the electric field transmission sheet which concerns on 1st and 2nd embodiment. 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。It is the figure which showed the specific example of the electric field transmission sheet which concerns on 1st and 2nd embodiment. 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。It is a whole block diagram of the transceiver main body which concerns on the 3rd-7th embodiment of this invention. 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。It is a detailed block diagram of the electric field detection optical part and light receiving circuit of the transceiver main body which concerns on 3rd Embodiment. 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。It is a detailed block diagram of the electric field detection optical part and light receiving circuit of the transceiver main body which concerns on 4th Embodiment. 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。It is a detailed block diagram of the electric field detection optical part and light receiving circuit of the transceiver main body which concerns on 5th Embodiment. 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。It is a detailed block diagram of the electric field detection optical part and light receiving circuit of the transceiver main body which concerns on 6th Embodiment. 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。It is a detailed block diagram of the electric field detection optical part and light receiving circuit of the transceiver main body which concerns on 7th Embodiment. 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。It is a whole block diagram of the transceiver main body which concerns on the 8th Embodiment of this invention. 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。It is a figure which shows the equivalent circuit between a biological body, a transmission / reception electrode, and a transceiver main body. 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。It is a figure which shows the equivalent circuit between a biological body, a transceiver main body, and a battery. 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。It is a whole block diagram of the transceiver and wearable computer which concern on the 9th Embodiment of this invention. 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。It is a functional block diagram which mainly showed the function of the transceiver main body. 電界検出光学装置の詳細構成図である。It is a detailed block diagram of an electric field detection optical apparatus. 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。It is the usage image figure which showed the use condition of the transceiver and wearable computer which are shown in FIG. 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。It is a whole block diagram of the transceiver and wearable computer which concern on the 10th Embodiment of this invention. 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。It is a whole block diagram of the transceiver and wearable computer which concern on the 11th Embodiment of this invention. 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。It is a whole block diagram of the transceiver and wearable computer which concern on the 12th Embodiment of this invention. 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。It is a whole block diagram of the transceiver and wearable computer which concern on the 13th Embodiment of this invention. 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。It is a whole block diagram of the transceiver and wearable computer which concern on the 14th Embodiment of this invention. 本発明のその他の実施形態を示した図である。It is the figure which showed other embodiment of this invention. 本発明のその他の実施形態を示した図である。It is the figure which showed other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ウェアラブルコンピュータ
3’,3,3a〜3e トランシーバ
5 PC
6 バッテリ
7a,7b 絶縁性発泡剤
30’,30,30a〜30f トランシーバ本体
33 絶縁ケース
99a,99b 絶縁性支柱
100 生体
131 第1グランド
161 第2グランド
163 第3グランド
101 I/O回路
103 送信部
113 受信回路
105’,105 送受信電極
105’a,105a 送信電極
105’b,105b 受信電極
107’,107 絶縁膜
115’,115,115a〜115e,215 電界検出光学装置
117 波形整形回路
116 信号処理回路
11a,11b,151 バンドパスフィルター
13a,13b 信号強度測定部
15,25 位置換算処理部
17,27 メモリ
114 増幅部
152,152a〜152d 受光回路
110’,110’a,110 電界検出光学部
123 偏光変調器
124 光強度変調器
124a 電界吸収型光強度変調器
124b マッハツェンダ型光強度変調器
125 第1電極
127 第2電極
134A 第1可変光アッテネータ
134B 第2可変光アッテネータ
139’,139 偏光ビームスプリッタ
143 フォトダイオード
143a 第1のフォトダイオード
143b 第2のフォトダイオード
147 定電圧源
147a 第1定電圧源
147b 第2定電圧源
147A 第1可変電圧源
147B 第2可変電圧源
112 差動アンプ
118 アンプ
218 ノイズ検出部
219 制御信号発生器
300 テーブル
301 絶縁シート
302,302a,302b 電界伝達シート
1 Wearable computer 3 ', 3, 3a-3e Transceiver 5 PC
6 Battery 7a, 7b Insulating foaming agent 30 ', 30, 30a-30f Transceiver body 33 Insulating case 99a, 99b Insulating support column 100 Living body 131 First ground 161 Second ground 163 Third ground 101 I / O circuit 103 Transmitter 113 Reception circuits 105 ′, 105 Transmission / reception electrodes 105′a, 105a Transmission electrodes 105′b, 105b Reception electrodes 107 ′, 107 Insulating films 115 ′, 115, 115a to 115e, 215 Electric field detection optical device 117 Waveform shaping circuit 116 Signal processing Circuits 11a, 11b, 151 Bandpass filters 13a, 13b Signal intensity measuring units 15, 25 Position conversion processing units 17, 27 Memory 114 Amplifying units 152, 152a to 152d Light receiving circuits 110 ′, 110′a, 110 Electric field detection optical unit 123 Polarization modulator 124 Light intensity modulator 124 Electroabsorption optical intensity modulator 124b Mach-Zehnder optical intensity modulator 125 First electrode 127 Second electrode 134A First variable optical attenuator 134B Second variable optical attenuator 139 ', 139 Polarizing beam splitter 143 Photodiode 143a First photodiode 143b second photodiode 147 constant voltage source 147a first constant voltage source 147b second constant voltage source 147A first variable voltage source 147B second variable voltage source 112 differential amplifier 118 amplifier 218 noise detector 219 control signal generator 300 Table 301 Insulating sheets 302, 302a, 302b Electric field transmission sheet

Claims (5)

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、前記電界を検出する電界検出光学装置であって、
電界検出光学部と受光回路とを有し、
前記電界検出光学部は、
レーザ光出射手段と、
前記レーザ光出射手段から出射されたレーザ光を異なる第1及び第2のレーザ光に分岐する分岐手段と、
電気光学結晶に前記検出対象の電界が結合される構造を有し、該結合された電界に基づいて、前記電気光学結晶内を通過する前記第1のレーザ光の光強度を変調する光強度変調手段と、
前記分岐手段によって分岐された第2のレーザ光の光強度を減衰させて、前記光強度変調手段により変調された前記第1のレーザ光の光強度に対するアンバランスを補正する光可変アッテネータと、を有し、
前記受光回路は、
前記光強度変調手段によって変調された第1のレーザ光の光強度を電圧信号に変換する第1の光/電圧変換手段と、
前記光可変アッテネータにより減衰した前記第2のレーザ光の強度を電圧信号に変換する第2の光/電圧変換手段と、
前記第1の光/電圧変換手段によって変換された電圧信号と前記第2の光/電圧変換手段によって変換された電圧信号とを差動増幅する差動増幅手段と、
を有することを特徴とする電界検出光学装置。
An electric field detection optical device for detecting the electric field by modulating the light intensity of laser light based on the electric field to be detected,
An electric field detection optical unit and a light receiving circuit;
The electric field detection optical unit is
Laser beam emitting means;
Branching means for branching the laser light emitted from the laser light emitting means into different first and second laser lights;
Light intensity modulation having a structure in which an electric field to be detected is coupled to an electro-optic crystal, and modulating the light intensity of the first laser light passing through the electro-optic crystal based on the coupled electric field Means,
An optical variable attenuator that attenuates the light intensity of the second laser beam branched by the branching means and corrects an unbalance with respect to the light intensity of the first laser light modulated by the light intensity modulating means; Have
The light receiving circuit is
First light / voltage conversion means for converting the light intensity of the first laser light modulated by the light intensity modulation means into a voltage signal;
Second light / voltage conversion means for converting the intensity of the second laser light attenuated by the optical variable attenuator into a voltage signal;
Differential amplification means for differentially amplifying the voltage signal converted by the first light / voltage conversion means and the voltage signal converted by the second light / voltage conversion means;
An electric field detection optical device comprising:
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、前記電界を検出する電界検出光学装置であって、
電界検出光学部と受光回路とを有し、
前記電界検出光学部は、
レーザ光出射手段と、
前記レーザ光出射手段から出射されたレーザ光を異なる第1及び第2のレーザ光に分岐する分岐手段と、
電気光学結晶に前記検出対象の電界が結合される構造を有し、該結合された電界に基づいて、前記電気光学結晶内を通過する前記第1のレーザ光の光強度を変調する光強度変調手段と、を有し、
前記受光回路は、
前記光強度変調手段によって変調された第1のレーザ光の光強度を電流信号に変換する第1の光/電流変換手段と、
前記第1の光/電流変換手段に対して、逆バイアス電圧を与える第1の電圧源と、
前記第1の光/電流変換手段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の負荷抵抗と、で構成した第1の光/電圧変換手段と、
前記分岐手段によって分岐された第2のレーザ光の強度を電流信号に変換する第2の光/電流変換手段と、
前記第2の光/電流変換手段に対して、逆バイアス電圧を与える第2の電圧源と、
前記第2の光/電流変換手段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の負荷抵抗と、で構成した第2の光/電圧変換手段と、
前記第1の光/電圧変換手段によって変換された電圧信号と前記第2の光/電圧変換手段によって変換された電圧信号とを差動増幅する差動増幅手段と、有し、
前記第1の負荷抵抗及び前記第2の負荷抵抗のうち少なくとも一方は、可変抵抗であることを特徴とする電界検出光学装置。
An electric field detection optical device for detecting the electric field by modulating the light intensity of laser light based on the electric field to be detected,
An electric field detection optical unit and a light receiving circuit;
The electric field detection optical unit is
Laser beam emitting means;
Branching means for branching the laser light emitted from the laser light emitting means into different first and second laser lights;
Light intensity modulation having a structure in which an electric field to be detected is coupled to an electro-optic crystal, and modulating the light intensity of the first laser light passing through the electro-optic crystal based on the coupled electric field Means,
The light receiving circuit is
First light / current conversion means for converting the light intensity of the first laser light modulated by the light intensity modulation means into a current signal;
A first voltage source for applying a reverse bias voltage to the first light / current converting means;
A first load / resistance converter configured to convert a current signal converted by the first light / current conversion means into a voltage signal ;
Second light / current conversion means for converting the intensity of the second laser beam branched by the branching means into a current signal;
A second voltage source for applying a reverse bias voltage to the second light / current converting means;
A second load resistor for converting the current signal converted by the second light / current conversion means into a voltage signal; and a second light / voltage conversion means comprising:
Differential amplification means for differentially amplifying the voltage signal converted by the first light / voltage conversion means and the voltage signal converted by the second light / voltage conversion means;
At least one of the first load resistor and the second load resistor is a variable resistor.
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、前記電界を検出する電界検出光学装置であって、
電界検出光学部と受光回路とを有し、
前記電界検出光学部は、
レーザ光出射手段と、
前記レーザ光出射手段から出射されたレーザ光を異なる第1及び第2のレーザ光に分岐する分岐手段と、
電気光学結晶に前記検出対象の電界が結合される構造を有し、該結合された電界に基づいて、前記電気光学結晶内を通過する前記第1のレーザ光の光強度を変調する光強度変調手段と、を有し、
前記受光回路は、
前記光強度変調手段によって変調された第1のレーザ光の光強度を電流信号に変換する第1の光/電流変換手段と、
前記第1の光/電流変換手段に対して、逆バイアス電圧を与える第1の電圧源と、
前記第1の光/電流変換手段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の負荷抵抗と、で構成した第1の光/電圧変換手段と、
前記分岐手段によって分岐された第2のレーザ光の強度を電流信号に変換する第2の光/電流変換手段と、
前記第2の光/電流変換手段に対して、逆バイアス電圧を与える第2の電圧源と、
前記第2の光/電流変換手段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の負荷抵抗と、で構成した第2の光/電圧変換手段と、
前記第1の光/電圧変換手段によって変換された電圧信号と前記第2の光/電圧変換手段によって変換された電圧信号とを差動増幅する差動増幅手段と、を有し、
前記第1の電圧源及び前記第2の電圧源のうち少なくとも一方は、可変電圧源であることを特徴とする電界検出光学装置。
An electric field detection optical device for detecting the electric field by modulating the light intensity of laser light based on the electric field to be detected,
An electric field detection optical unit and a light receiving circuit;
The electric field detection optical unit is
Laser beam emitting means;
Branching means for branching the laser light emitted from the laser light emitting means into different first and second laser lights;
Light intensity modulation having a structure in which an electric field to be detected is coupled to an electro-optic crystal, and modulating the light intensity of the first laser light passing through the electro-optic crystal based on the coupled electric field Means,
The light receiving circuit is
First light / current conversion means for converting the light intensity of the first laser light modulated by the light intensity modulation means into a current signal;
A first voltage source for applying a reverse bias voltage to the first light / current converting means;
A first load / resistance converter configured to convert a current signal converted by the first light / current conversion means into a voltage signal ;
Second light / current conversion means for converting the intensity of the second laser beam branched by the branching means into a current signal;
A second voltage source for applying a reverse bias voltage to the second light / current converting means;
A second load resistor for converting the current signal converted by the second light / current conversion means into a voltage signal; and a second light / voltage conversion means comprising:
Differential amplification means for differentially amplifying the voltage signal converted by the first light / voltage conversion means and the voltage signal converted by the second light / voltage conversion means;
At least one of the first voltage source and the second voltage source is a variable voltage source.
前記受光回路は、前記第1の光/電圧変換手段によって変換された電圧信号及び前記第2の光/電圧変換手段によって変換された電圧信号のうち少なくとも一方を増幅する可変増幅手段を更に有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電界検出光学装置。 The light receiving circuit further includes variable amplification means for amplifying at least one of the voltage signal converted by the first light / voltage conversion means and the voltage signal converted by the second light / voltage conversion means. The electric field detection optical apparatus according to any one of claims 1 to 3. 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であって、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電界検出光学装置と、
前記電界検出光学装置から出力された電圧信号に対して、少なくとも雑音の除去を行う信号処理回路と、
前記信号処理回路から出力された電圧信号のノイズ成分の大きさを検出するノイズ検出手段と、
前記ノイズ検出手段から出力された検出データに基づいて、請求項1に記載の電界検出光学部における前記光可変アッテネータの光減衰量、請求項2に記載の受光回路における前記可変抵抗の抵抗値、請求項3に記載の受光回路における前記可変電圧源の電圧値、又は、請求項4に記載の前記可変増幅手段の電圧増幅率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と、
を備えたことを特徴とするトランシーバ。
A transceiver capable of receiving information via the electric field transmission medium by receiving information based on an electric field induced in the electric field transmission medium,
The electric field detection optical device according to any one of claims 1 to 4,
A signal processing circuit for removing at least noise with respect to the voltage signal output from the electric field detection optical device;
Noise detecting means for detecting the magnitude of the noise component of the voltage signal output from the signal processing circuit;
The light attenuation amount of the optical variable attenuator in the electric field detection optical unit according to claim 1, based on detection data output from the noise detection unit, a resistance value of the variable resistor in the light receiving circuit according to claim 2, A control signal generator for generating a control signal for variably controlling the voltage value of the variable voltage source in the light receiving circuit according to claim 3 or the voltage amplification factor of the variable amplifying means according to claim 4;
A transceiver comprising:
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