电场检测光学装置、收发机、位置信息获取系统、信息输入系统的制作方法

专利名称：电场检测光学装置、收发机、位置信息获取系统、信息输入系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于一种收发机，例如用于实现穿戴式计算机之间的数据通信的收发机，尤其涉及一种通过接收基于在电场传播介质中感应出的电场的信息，接收经上述电场传播介质的信息的收发机。本发明还特别涉及一种收发机，其包括收发机主体、电池、和绝缘壳，所述收发机主体通过由发送电极在电场传播介质感应中感应出基于欲发送信息的电场，可以发送经上述电场传播介质的信息；所述电池驱动该收发机主体；上述收发机主体内置于绝缘壳。本发明还涉及通过根据检测对象的电场来调制激光的光强度、检测电场的电场检测光学装置，和具备这样的电场检测光学装置的收发机。本发明还涉及一种位置信息获取系统，其包括电场感应单元，相应于其与电场传播介质接触的位置，在电场传播介质中感应出电场；收发机，其通过接收在电场传播介质中感应出的电场并将该电场转换成电信号，获取在上述位置的信息。本发明还涉及一种信息输入系统，其根据来自位置信息获取系统的位置信息等来获取信息。
背景技术：
近年来，像衣服那样穿戴在人体上，并能够操作和使用的新概念计算机十分引人注目。该计算机被称为穿戴式计算机(Wearable Computer)，可以基于小型及高性能的便携终端实现。此外，经人类的臂、肩、身体等人体(生物体)进行多个穿戴式计算机间的数据通信的技术研究也在不断进步，该技术已经在专利文献等中被提出(例如，参照特开 2001-352298号公报(第4_5页、第1_5图))。图1表示经这样的人体进行多个穿戴式计算机间通信时的图。如图1所示，穿戴式计算机1通过和与其相接触的收发机3'构成一组(一套)，与由穿戴式计算机1与收发机3'构成的另一组，能够经人体进行数据通信。 此外，穿戴式计算机1还能分别与除了穿戴在人体上的穿戴式计算机1以外的PC(个人计算机)5和被设置在墙等上的收发机3' a的另一组、或该PC5和设置在地面等上的收发机 3' b的一组进行数据通信。但是，此时的PC5不像穿戴式计算机1与收发机3'那样与收发机3' a、3' b相互接触，而是经电缆4与收发机3' a、3' b相连接。此外，关于经人体进行的数据通信，利用根据使用激光和电光晶体的电光学方法的信号检测技术，根据欲发送的信息(数据)在人体(电场传播介质)中感应出电场，同时接收根据在该人体中感应出的电场的信息，由此进行信息的收发。关于经该人体的数据通信技术，使用图2进行更详细地说明。
图2是用于经人体(生物体100)进行数据通信的收发机主体30'的整体结构图。 如图2所示，收发机主体30'在经收发电极105'和绝缘膜107'、在与生物体100相接触的状态下被使用。并且，收发机主体30'经1/0(输入/输出)电路101来接收由穿戴式计算机1所供给的数据，并将数据发送到发送器103。发送器103使收发电极105'经绝缘膜107'在作为电场传播介质的生物体100中感应出电场。收发器103经生物体将该电场 100传送到穿戴在生物体100的其他部位上的其他收发机3'。此外，在收发机主体30'中，收发电极105'经绝缘膜107'接收在生物体100内感应的且从穿戴在生物体100的其他部位上的其他收发机3'传播来的电场。构成电场检测光学装置115'的电场检测光学单元110'将所接收到的电场施加在上述电光晶体上， 从而使激光产生偏振变化或强度变化。并且，构成电场检测光学装置115'的光接收电路 152'接收上述被改变偏振或被改变强度的激光并将激光变换成电信号，同时进行该电信号的放大等信号处理。此外，构成接收电路113的信号处理电路116用构成其的带通滤波器(band-pass filter)，在各种频率的电信号中，通过除去除与作为检测对象的电场的接受信息相关的频率成分以外的频率成分(即，只提取与接受信息相关的频率成分)，由此除去电信号的杂音(噪音)等。并且，构成接收电路113的波形整形电路117，对通过上述信号处理电路116的电信号的波形进行整形(即，进行信号处理)，并经输入/输出电路101 提供穿戴式计算机1。此外，如图3所示，也可以将电极分为用于发送和用于接收两部分。S卩，发送器103 从发送电极105' a经绝缘膜107' a在作为电场传播介质的生物体100内感应出电场。另一方面，接收电极105' b经绝缘膜107' b接收在生物体100内感应的、从穿着在生物体 100的其他部位上的其他收发机3'传播来的电场。此外，其他的结构及其操作与图2中所示的相同。例如，如图1所示，穿戴在右臂上的穿戴式计算机1，使收发机3'在作为电场传播介质的生物体100内感应与发送数据相关的电信号为电场，并将该电场传播到生物体100 的其他部位，如波浪线所示。另一方面，穿戴在左臂上的穿戴式计算机1可以使收发机3' 接收从生物体100传播来的电场，将该电场恢复为电信号，并接收接收数据。然而，诸如穿戴式计算机1之类的计算机或诸如便携电话之类的便携终端，考虑到如图1所示穿戴在生物体100上、携带的便利性，需要小型化。但是，随着计算机或便携终端的小型化，会产生向计算机或便携终端输入信息变得困难的问题。另一方面，在收发机主体30'中的电场检测光学单元110'包括像偏振调制器那样的将激光的偏振变化转换成强度变化的单元、以及像电吸收型(EA)光强度调制器、马赫-曾德型光强度调制器那样的直接转换激光的强度变化的单元。用图4和图5，对使用偏振调制器123的电场检测光学单元110' a和光接收电路152' a进行说明，然后，用图6至图8，对使用光强度调制器124的电场检测光学单元 110' b和光接收电路152' b进行说明。首先，如图4所示，使用偏振调制器123的电场检测光学单元110' a包括电流源 119，激光二极管121，准直透镜133，诸如电光元件(电光晶体)之类的偏振调制器123，第 1和第2波片135和137，偏振分束器139'，以及第1和第2会聚透镜141a、141b。
此外，光接收电路152' a包括第1光电二极管143a，第1负载电阻器145a，第1 恒压电源147a，以及第2光电二极管14北，第2负载电阻器14 ，第2恒压电源147b，以及差动放大器112。其中，偏振调制器123被构成为对具有只对在与从激光二极管121射出的激光的行进方向垂直的方向上耦合的电场有灵敏度，电场强度改变偏振调制器123的光学特性即双折射率。偏振调制器123的双折射率的变化改变激光的偏振。第1电极125和第2电极 127设置在偏振调制器123的两侧面上，其在图中在垂直方向上是相对的。该第1电极125 和第2电极127彼此相对，与来自激光二极管121的激光在偏振调制器123内的行进方向垂直，且能够使电场与激光以直角耦合。此外，电场检测光学单元110' a，经第1电极125与接收电极105' b连接。与第1电极125相对的第2电极127与地电极131连接，且相对于第1电极125具有地电极的功能。并且，接收电极105' b检测在生物体100中感应并传播来的电场，将该电场传播到第1电极125，可经第1电极125将该电场与偏振调制器123耦合。由此，根据电流源119的电流控制、从激光二极管121输出的激光，经准直透镜133 成为平行光，成为平行光的激光被第1波片135调整偏振状态，并入射到偏振调制器123。 向偏振调制器123入射的激光，在偏振调制器123内在第1、第2电极125、127间传播。在该激光传播中，上述接收电极105' b检测在生物体100中感应并传播来的电场，经第1电极125将该电场与偏振调制器123耦合。然后，该电场被形成为从第1电极125向与地电极131连接的第2电极127的电场。该电场由于与从激光二极管121向偏振调制器123入射的激光的行进方向垂直，所以作为偏振调制器123的光学特性的双折射率改变，由此激光的偏振发生变化。其次，在偏振调制器123中由从第1电极125的电场改变偏振的激光，由第2波片 137调整其偏振状态并将其入射到偏振分束器139'。偏振分束器139'将从第2波片137 入射的激光分离成P波和S波，并将其变换成光的强度变化。用该偏振分束器139'被分离成P波成分和S波成分的激光，分别被第1、第2会聚透镜141a、141b会聚。构成光电变换单元的第1、第2光电二极管143a、14;3b接收该激光，并将P波光信号和S波光信号分别转换成电信号并输出该电信号。另外，从第1、第2光电二极管143a、14;3b输出的电流信号，分别通过第1负载电阻器14 及第1恒压电源147a、第2负载电阻器14 以及第2恒压电源147b，被变换成电压信号。差动放大器112通过差动能够提取与接收信息相关的电压信号(强度调制信号)。此外，向图2、图3所示的信号处理电路116供给该被提取的电压信号。此外，如图5所示，根据第1光电二极管143a的电压信号M和根据第2光电二极管14 的电压信号Sb，被偏转位相180°。因此，差分放大器112放大反相的信号成分，同相的激光的杂音就被减少和除去。并且，图2和图3所示的信号处理电路116除去信号的杂音。波形整形电路117 对信号进行波形整形，并经输入/输出电路101提供给穿戴式计算机1。用图6至图8，对使用光强度调制器124的电场检测光学单元110' b和光接收电路152' b进行说明。此外，对于与使用上述偏振调制器123的电场检测光学单元110' a 和光接收电路152' a相同的组成部件，标注相同的附图标记。
首先，如图6所示，使用光强度调制器124的电场检测光学单元110' b包括电流源119，激光二极管121，准直透镜133，电吸收型(EA)光强度调制器或马赫-曾德型光强度调制器等的光强度调制器124，以及会聚透镜141。此外，光接收电路152' b包括光电二极管143，负载电阻器145，恒压电源147，以及(单一)放大器118。其中，光强度调制器IM被构造得使得由于耦合的电场强度而改变通过的光的光强度。第1电极125和第2电极127设置在光强度调制器124的两侧面上，其在图中在垂直方向上相对。该第1电极125和第2电极127彼此面对，与来自激光二极管121的激光在光强度调制器124内的行进方向垂直，且能够使电场与激光以直角耦合。此外，电场检测光学单元110' b，经第1电极125与接收电极105' b连接。与第1电极125相对的第2电极127与地电极131连接，且相对于第1电极125有作为地电极的功能。并且，接收电极105' b检测在生物体100中感应并传播来的电场，并将该电场传播到第1电极125，能够经第1电极125将该电场与光强度调制器IM耦合。在此，使用图7对作为光强度调制器IM的一个例子的电吸收型(EA)光强度调制器12 进行简单地说明。如图7所示，在入射恒定光强的激光时，电吸收型(EA)光强度调制器12 根据与电场相关的检测信号，在恒定光强度作为最大时，改变光强度。即，根据与电场相关的检测信号，上述入射的激光的光强度衰减。此外，使用图8对作为光强度调制器124的一个例子的马赫-曾德型光强度调制器124b进行简单地说明。如图8所示，马赫-曾德型光强度调制器1Mb，在基板201上形成有2个波导 203a、203b，它们的光折射率与该基板201的光折射率不同，从而经透镜205将入射的激光限制在波导203a、203b内同时使其分束。第1电极125和第2电极127施加电场到该被分束的激光中的一条激光，并将该电场与该激光耦合。其后，马赫-曾德型光强度调制器124b 经透镜207使激光射出。当对其中一束激光施加电场时，与没有施加电场的激光相比，该激光的相位略微延迟或提前。返回图6，根据电流源119的电流控制，从激光二极管121输出的激光，经准直透镜133成为平行光，成为平行光的激光入射到光强度调制器124。入射到光强度调制器IM 的激光，在光强度调制器124内在第1、第2电极125、127间传播，但是在该激光的传播中如上述那样接收电极105' b检测在生物体100内感应并传播来的电场，并将该电场经第 1电极125与光强度调制器IM耦合。然后，形成的该电场是从第1电极125向与地电极 131连接的第2电极127的电场。根据该电场的耦合，射出光强度变化了的激光，经会聚透镜141，由光接收电路152' b的光电二极管143接收。由此，光电二极管143根据激光的光强度将该激光变换成电流信号，从光电二极管143输出的电流信号，由负载电阻器145和恒压电源147变换成电压信号之后输出。此外，该输出的电压信号由放大器118放大后，提供给图2和图3所示的信号处理电路116。并且，在图2和图3所示的信号处理电路116实施除去杂音的信号处理，波形整形电路117实施波形整形的信号处理之后，经输入/输出电路101提供给穿戴式计算机1。但是，图6所示的光强度调制器124，与将图4所示将激光的偏振变化变换成强度变化的偏振调制器123不同，其不能如图5所示通过差动提取强度调制信号，所以不能进行差动检测。在用光电二极管143对光强度调制器IM的输出直接接收而不进行差动检测时， 不能除去激光的杂音，这导致接收信号的S/N变差，通信品质下降。但是，另外，如图9所示，用手(生物体100)拿收发机3'与穿戴式计算机1的组合的情况也是有的。图9所示的收发机3'具有这样的结构在由绝缘体构成的绝缘壳33 的内壁面底部上安装有收发机主体30'，在收发机主体30'的上表面安装有驱动收发机主体30'的电池6。另外，在绝缘壳33的外壁面底部上，安装有收发电极105'，用绝缘膜 107'覆盖该收发电极105'。此外，用绝缘壳11覆盖穿戴式计算机1的操作 输入面以外的部分。然而，如图9所示在用手拿收发机3'时，即使由收发电极105'在人手(生物体 100)中感应出发送用的电场E1，其一部分的电场E2'、E3'从手经绝缘壳33的侧面返回到收发机3'。因此，收发机3'无法进行正常的发送操作。

发明内容
本发明是鉴于上述的情况而形成的，本发明的目的在于提供一种技术即使在用作为电场传播介质的生物体接触收发机的外壁面的广泛的表面的情况下，收发机也能够正常地进行收发动作，其中，收发机包括经电场传播介质可以进行信息收发的收发机主体、 驱动该收发机的电池和覆盖上述收发机主体的绝缘壳。此外，本发明是鉴于上述的情况而形成的，本发明的目的还在于使用用于检测电场的光强度调制器的电场检测光学装置和具备该电场检测光学装置的收发机，抑止通信品质的下降。本发明是鉴于上述的情况而形成的，本发明的目的还在于提供一种技术能够容易地向计算机或便携终端输入信息，其中计算机或便携终端通过能经电场传播介质收发信息的收发机而使用。为了达到上述目的，根据本发明的第一方面，提供一种收发机，其包括使电场传播介质感应出电场的同时，接收由上述电场传播介质感应出的电场的收发电极；使上述收发电极产生基于应发送信息的上述电场的同时，通过在上述收发电极上将生成的上述电场转换成接收信息，可以收发经上述电场传播介质的信息的收发机主体；介于上述收发电极和上述电场传播介质之间的第1构造物；介于上述收发机主体和上述电场传播介质之间的第2构造物；驱动上述收发机主体的电池，和介于上述收发机主体和上述电池之间的第3构造物，其特征在于，上述第1、第2以及第3构造物至少由金属、半导体以及绝缘体中的一种构成，是与电阻与电容的并联电路等价的构造物。根据本发明的第2方面，其特征在于，在根据本发明的第1方面中，上述第2构造物和上述的第3构造物的阻抗，比上述的第1构造物的阻抗大。根据本发明的第3方面，其特征在于，在根据本发明的第2方面中，上述第1构造物，是相对于上述电场传播介质覆盖上述收发电极的绝缘膜。根据本发明的第4方面，其特征在于，在根据本发明的第2方面中，上述的第2构造物和第3构造物是绝缘性部件。为了达到上述目的，根据本发明的第5方面，提供一种收发机，其主要包括通过由发送电极使电场传播介质感应出基于应发送信息的电场，可以发送经上述电场传播介质的信息的收发机主体；驱动该收发机主体的电池，和；上述收发机主体内置的绝缘壳，其特征在于，上述发送电极，被设置成在上述绝缘壳的外壁面之中，跨越上述电场传播介质应接近的部分的整个面，同时被绝缘膜覆盖，以使不直接与上述电场传播介质接触。根据本发明的第6方面，其特征在于，在根据本发明的第5方面中，在上述电池和上述收发机主体之间还具备绝缘性部件。根据本发明的第7方面，其特征在于，在根据本发明的第6方面中，上述绝缘性部件是含有空气的发泡部件。根据本发明的第8方面，其特征在于，在根据本发明的第6方面中，上述绝缘性部件是多个木质支柱。根据本发明的第9方面，其特征在于，在根据本发明的第6方面中，上述绝缘性部件是封闭了规定的气体的减震(cushion)部件。根据本发明的第10方面，其特征在于，在根据本发明的第5方面中，还包括限定在上述收发机主体驱动时所必要的基准电压，安装在上述绝缘壳的内壁面上的地电极。根据本发明的第11方面，其特征在于，在根据本发明的第5方面中，还包括限定在上述驱动器主体驱动时所必要的基准电压，安装在上述绝缘壳的外部的外部装置上的地电极。此外，为了达到上述目的，根据本发明的第12方面，提供一种收发机，其包括由发送电极使电场传播介质感应出基于应发送信息的电场，同时通过用接收电极接收基于由电场传播介质感应出的电场的信息，可以收发经上述电场传播介质的信息的收发机主体; 驱动该收发机主体的电池，和；上述收发机主体内置的绝缘壳，其特征在于，上述发送电极， 被设置成在上述绝缘壳的外壁面之中，跨越上述电场传播介质应接近的部分的整个面，同时被第1绝缘膜覆盖，以使不直接与上述电场传播介质接触，上述接收电极，被设置在上述第1绝缘膜的外壁面，同时被第2绝缘膜覆盖，以使不直接与电场传播介质接触。此外，为了达到上述目的，根据本发明的第13方面，提供一种收发机，其包括由发送电极使电场传播介质感应出基于应发送信息的电场，同时通过用接收电极接收基于由电场传播介质感应出的电场的信息，可以收发经上述电场传播介质的信息的收发机主体; 驱动该收发机主体的电池，和；上述收发机主体内置的绝缘壳，其特征在于，上述接收电极， 被设置成在上述绝缘壳的外壁面之中，跨越上述电场传播介质应接近部分的整个面，同时被第1绝缘膜覆盖，以使不直接与上述电场传播介质接触，上述发送电极，被设置在上述第 1绝缘膜的外壁面，同时被第2绝缘膜覆盖，以使不直接与电场传播介质接触。此外，为了达到上述目的，根据本发明的第14方面，提供一种收发机，其通过接收基于由电场传播介质感应出的电场的信息，可以接收经上述电场传播介质的信息，其特征在于包括将基于2个电信号的信息与对应该信息而确定的位置信息相互关联并存储的存储单元；检测上述电场传播介质感应并传播出来的电场，将该电场的变化转换成电信号的电场检测单元；在通过上述电场检测单元得到的上述电信号中，只让具有包含上述2个电信号的规定频带的信号成分通过的带通滤波器；和参照上述存储单元，得到与基于通过上述带通滤波器的上述2个电信号的信息对应的位置信息的位置转换处理单元。根据本发明的第15方面，其特征在于，在根据本发明的第14方面中，上述存储单元将基于2个电信号的信号强度的信息与对应该信息而确定的位置信息相互关联并存储。 上述带通滤波器，包含在通过上述电场检测单元得到的上述电信号中，只让具有包含一个电信号的第1频带的信号成分通过的第1带通滤波器；和在通过上述电场检测单元得到的上述电信号中，只让具有包含另一个电信号的、与上述第1频带不同的第2频带的信号成分通过的第2带通滤波器。所述收发机还包括对通过上述第1带通滤波器的信号成分和通过上述第2带通滤波器的信号成分的信号强度进行测量的信号强度测量单元，位置转换处理单元，参照上述存储单元，得到由上述信号测量单元测量的、与基于通过上述第1带通滤波器的信号成分和通过上述第2带通滤波器的信号成分各自的信号强度的信息对应的位置 fn息ο根据本发明的第16方面，其特征在于，在根据本发明的第15方面中，上述存储单元将电信号的强度差和对应其信息而确定的位置信息相互关联并存储，上述位置转换处理单元，计算出由上述信号强度测量单元测量的、通过上述第1带通滤波器的信号成分和通过上述第2带通滤波器的信号成分的强度差，并参照上述存储单元，来获得对该强度差对应的位置信息。根据本发明的第17方面，其特征在于，在根据本发明的第16方面中，存储在上述存储单元中的强度差和位置信息的关联，可以由外部装置改写。根据本发明的第18方面，其特征在于，在根据本发明的第15方面中，上述存储单元将电信号的强度比的信息与对应该信息而确定的位置信息相互关联并存储，上述位置转换处理单元，计算出由上述信号强度测量单元测量的、通过上述第1带通滤波器的信号成分和通过上述第2带通滤波器的信号成分的强度比，并参照上述存储单元，来获得对该强度比对应的位置信息。根据本发明的第19方面，其特征在于，在根据本发明的第18方面中，存储在上述存储单元中的强度比和位置信息的关联，可以由外部装置改写。根据本发明的第20方面，其特征在于，在根据本发明的第14方面中，上述存储单元将基于2个电信号的相位差的信息与对应该信息而确定的位置信息相互关联并存储。上述带通滤波器，包含在通过上述电场检测单元得到的上述电信号中，只让具有包含一个电信号的第1频带的信号成分通过的第1带通滤波器；和在通过上述电场检测单元得到的上述电信号中，只让具有包含另一个电信号的、与上述第1频带不同的第2频带的信号成分通过的第2带通滤波器。所述收发机还包括对通过上述第1带通滤波器的信号成分和通过上述第2带通滤波器的信号成分的相位进行检测的相位检测单元，位置转换处理单元，计算出由上述相位检测单元检测的、与基于通过上述第1带通滤波器的信号成分和通过上述第 2带通滤波器的信号成分各自的相位差，参照上述存储单元，得到与该相位差对应的位置信肩、ο根据本发明的第21方面，其特征在于，在根据本发明的第20方面中，存储在上述存储单元中的强度比和位置信息的关联，可以由外部装置改写。此外，为了达到上述目的，根据本发明的第22方面，提供一种位置信息获取系统， 其包括可以传播电荷同时电场传播介质可以与其上任意一点接触的电场传播层；分别配置在该电场传播层上的不同位置上，使上述电场传播层感应出基于分别具有第1频带和第 2频带的电信号的电场的第1和第2信号发生器；和通过接收基于由上述电场传播介质感应出的电场的信息，可以接收经上述电场传播介质的信息的收发机，其特征在于，上述收发机包括将基于2个电信号的信息与对应该信息而确定的位置信息相互关联并存储的存储单元；检测上述电场传播介质感应并传播出来的电场，将该电场的变化转换成电信号的电场检测单元；在通过上述电场检测单元得到的上述电信号中，只让具有包含上述2个电信号的规定频带的信号成分通过的带通滤波器；和参照上述存储单元，得到与基于通过上述带通滤波器的上述2个电信号的信息对应的位置信息的位置转换处理单元。此外，为了达到上述目的，根据本发明的第23方面，提供一种信息输入系统，其特征在于，包括可以传播电荷同时电场传播介质可以与其上任意一点接触的电场传播层； 分别配置在该电场传播层上的不同位置上，使上述电场传播层感应出基于分别具有第1频带和第2频带的电信号的电场的第1和第2信号发生器；通过接收基于由上述电场传播介质感应出的电场的信息，可以接收经上述电场传播介质的信息的收发机；和穿戴式计算机， 其具有将位置信息和与其对应的输入信息相互关联并存储的计算机存储单元，并根据从上述收发机输入的位置信息、参照上述计算机存储单元来获得输入信息。其中所述的收发机具有将基于2个电信号的信息与对应该信息而确定的位置信息相互关联并存储的存储单元；检测上述电场传播介质感应并传播出来的电场、将该电场的变化转换成电信号的电场检测单元；在通过上述电场检测单元得到的上述电信号中、只让具有包含上述2个电信号的规定频带的信号成分通过的带通滤波器；以及参照上述存储单元、得到与基于通过上述带通滤波器的上述2个电信号的信息对应的位置信息的位置转换处理单元。此外，为了达到上述目的，根据本发明的第M方面，提供一种信息输入系统，其特征在于，包括通过电场传播介质可以接触或操作的、根据基于该接触或操作的物理量，使上述电场传播介质感应出电场的电场感应单元；接收由上述电场传播介质感应出的电场， 向偏振调制器或光强度调制器施加该电场，根据该电场对激光进行偏振调制或光强度调制，将被偏振调制或光强度调制过了的激光转换成电信号，在被转换了的电信号中，抽出具有基于上述接触或操作的物理量的频率成分的电信号，并输出基于上述接触或操作的物理量的频率成分的电信号的收发机；和从上述收发机输入基于上述接触或操作的物理量的电信号，通过上述电场传播介质获得与基于上述接触或操作的物理量对应的信息的信息处理单元。此外，为了达到上述目的，根据本发明的第25方面，提供一种电场检测光学装置， 通过根据检测对象的电场对激光的光强度进行调制，来检测上述电场的电场检测光学装置，其特征在于，具有电场检测光学单元和光接收电路，上述电场检测光学单元包括激光发射单元；将从上述激光射出单元射出的激光分为不同的第1激光和第2激光的分束单元； 和上述检测对象的电场被耦合，根据该被耦合了的电场，对上述第1激光的光强度进行调制的光强度调制单元。上述光接收电路具有将通过上述光强调制单元调制了的第1激光的光强度转换成电压信号的第1光/电压转换单元；将通过上述分束单元分成了的第2激光的强度转换成电压信号的第2光/电压转换单元；和对由上述第1光/电压转换单元转换了的电压信号和由上述第2光/电压转换单元转换了的电压信号进行差动放大的差动放大单元。根据本发明的第沈方面，其特征在于，在根据本发明的第25方面中，上述电场检测光学单元还包括使通过上述分束单元分成了的第2激光的光强度衰减的光可变衰减器，上述第2光电变换单元输入通过上述光可变衰减器衰减了的第2激光。
根据本发明的第27方面，其特征在于，在根据本发明的第25方面中，上述电场检测光学单元还包括使通过上述分束单元分成了的第1激光的光强度按规定比例衰减的第 1光可变衰减器，和使通过上述分束单元分成了的第2激光的光强度按照比在上述第1光可变衰减器中的衰减比例更大的比例衰减的第2光可变衰减器，上述光强度调制单元输入通过上述第1光可变衰减器衰减了的第1激光，上述第2光电变换单元输入通过上述第2光可变衰减器衰减了的第2激光。 根据本发明的第观方面，其特征在于，在根据本发明的第25方面中，上述第1光/ 电压转换单元包括将通过上述光强调制单元调制了的第1激光的光强度转换成电流信号的第1光/电流转换单元；对上述第1光/电流转换单元，给与反偏置电压的第1电压源； 和将通过上述第1光/电流转换单元被变换了的电流信号变换成电压信号的第1负载电阻器。上述第2光/电压转换单元具有将通过上述分束单元分成了的第2激光的强度转换成电流信号的第2光/电流转换单元；对上述第2光/电流转换单元，给与反偏置电压的第 2电压源；和将通过上述第2光/电流转换单元被变换了的电流信号变换成电压信号的第2 负载电阻器。根据本发明的第四方面，其特征在于，在根据本发明的第观方面中，上述第1负载电阻器和上述第2负载电阻器中至少一个是可变电阻器。根据本发明的第30方面，其特征在于，在根据本发明的第观方面中，上述第1电压源和上述第2电压源中至少一个是可变电压源。根据本发明的第31方面，其特征在于，在根据本发明的第25方面中，上述光接收电路还包括对上述第1光/电压转换单元和上述第2光/电压转换单元中至少一个进行放大的放大单元。此外，为了达到上述目的，根据本发明的第32方面，提供一种收发机，其通过接收基于由电场传播介质感应出的电场的信息，可以接收经上述电场传播介质的信息，其特征在于包括根据第25方面的电场检测光学装置；对从上述电场检测光学装置输出的电压信号，至少进行除去杂音的信号处理电路；对从上述信号处理电路输出的电压信号的噪音成分的大小进行检测的噪音检测单元；和根据从上述噪音检测单元输出的检测数据，发生用于对在上述电场检测光学单元或光接收电路中的可变值进行可变控制的控制信号的信号发生器。


图1是表示经人体进行多个穿戴式计算机间通信的图。图2是现有的收发机主体的整体结构图。图3是现有的另一收发机主体的整体结构图。图4是现有的(偏振调制型)收发机主体的电场检测光学单元和光接收电路的详细结构图。图5是表示图4所示的差动放大器的输入信号的波形图。图6是现有的(光强度调制型)收发机主体的电场检测光学单元和光接收电路的详细结构图。
图7是当用于现有的(光强度调制型)收发机主体的电场检测光学单元的光强度调制器是电吸收型的情况下的原理图。图8是使用现有的(光强度调制型)收发机主体的电场检测光学单元的光强度调制器是马赫-曾德型的情形下的原理图。图9是表示用手拿的收发机与穿戴式计算机的组合的使用状态的图。图10是表示本发明的第1实施方式的收发机和穿戴式计算机的使用状态的正视图。图11是表示本发明的第1实施方式的收发机和穿戴式计算机的使用状态的俯视图。图12是表示用于信息通信、信号发生器A、信号发生器B的频带图。图13是第1实施方式的收发机内的收发机主体的整体结构图。图14是第2实施方式的收发机内的收发机主体的整体结构图。图15是表示第1和第2实施方式的电场传播层的具体例的图示。图16是表示第1和第2实施方式的电场传播层的具体例的图示。图17是表示第1和第2实施方式的电场传播层的具体例的图示。图18是本发明的第3 第7实施方式的收发机主体的整体结构图。图19是第3实施方式的收发机主体的电场检测光学单元、光接收电路的详细结构图。图20是第4实施方式的收发机主体的电场检测光学单元、光接收电路的详细结构图。图21是第5实施方式的收发机主体的电场检测光学单元、光接收电路的详细结构图。图22是第6实施方式的收发机主体的电场检测光学单元、光接收电路的详细结构图。图23是第7实施方式的收发机主体的电场检测光学单元、光接收电路的详细结构图。图M是第8实施方式的收发机主体的整体结构图。图25是表示生物体、收发电极和收发机主体间的等价电路的图示。图沈是表示生物体、收发机主体和电池间的等价电路的图示。图27是本发明的第9实施方式的收发机和穿戴式计算机的整体结构图。图观是主要表示收发机主体的功能的功能方框图。图四是电场检测光学装置的详细结构图。图30是表示图27所示的收发机和穿戴式计算机的使用状态的图。图31是本发明的第10实施方式的收发机和穿戴式计算机的整体结构图。图32是本发明的第11实施方式的收发机和穿戴式计算机的整体结构图。图33是本发明的第12实施方式的收发机和穿戴式计算机的整体结构图。图34是本发明的第13实施方式的收发机和穿戴式计算机的整体结构图。图35是本发明的第14实施方式的收发机和穿戴式计算机的整体结构图。图36是表示本发明的其他实施方式的图。
图37是表示本发明的其他实施方式的图。
具体实施例方式下面，参照附图详细说明根据本发明的例示性的实施方式(以下称“实施方式”)。根据本发明的实施方式的收发机3，在电场传播介质(生物体100等)内感应出基于欲发送的信息的电场，并接收基于在电场传播介质内感应出的电场的信息，从而收发经电场传播介质的信息。首先，说明能容易地将信息输入到特别小型化的穿戴式计算机的收发机的实施方式。第1实施方式下面，参照附图对第1实施方式进行说明。图10是表示第1实施方式的收发机3和穿戴式计算机1的使用状态的前视图。图 11是表示相同使用状态的俯视图。如图10所示，平台300的平面上附着有绝缘层301，而且，在绝缘层301的平面上附着有可传播电场的电场传播层302。并且，在电场传播层302的平面上的不同角上分别配置有信号发生器A、B。如图11所示，在电场传播层302是长方形的情况下，这些信号发生器被配置在不同的角。另外，每个信号发生器A、B分别具有与如图3所示的包括发送器103、发送电极 105' a和绝缘膜107' a的结构相同的结构，可以分别在电场传播层302上感应出基于如图12所示的关于发送频率fa、fb的电信号的电场。图13是表示根据该实施方式的收发机3内的收发机主体30a的整体结构图。如图13所示，收发机主体30a具有1/0(输入/输出)电路101、发送器103、发送电极105a、绝缘膜107a、107b、接收电极105b、电场检测光学装置115、信号处理电路116、和波形整形电路117，这一点与以往的收发机主体30a'类似。根据该实施方式的收发机主体 30a还具有带通滤波器lla、llb、信号强度测量单元13a、13b、位置转换处理器15、和存储器 17。其中，I/O电路101是用于收发机主体30a与诸如穿戴式计算机1之类的外部设备之间输入输出信息(数据)的电路。发送器103是由基于从I/O电路101所输出的信息 (数据)、在生物体100内感应出关于该信息的电场的发送电路构成的。发送电极10 用于发送器103在生物体100中感应出电场，且被用作发送天线。绝缘膜107a是配置在发送电极10 和生物体100之间的绝缘体的膜，起到防止发送电极10 直接与生物体100接触的作用。另外，接收电极10 用于从安装在生物体100的其他部分上的穿戴式计算机1和收发机3'以及PC5和收发机3' a、3' b接收在生物体100中感应并传播来的电场的电极，并被用作为接收天线。绝缘膜107b与上述绝缘膜107a类似，是配置在接收电极10 和生物体100之间的绝缘体的膜。并且，电场检测光学装置115具有检测由接收电极10 所接收的电场、并将该电场作为接受信息转换为电信号的功能。另外，信号处理电路116由对从电场检测光学装置 115所传送的电信号进行放大的放大器114，和带通滤波器151构成。该带通滤波器151是具有如下特性的滤波器电路通过对从放大器114所输出的电信号的频带进行限制并除掉不需要的杂音或不需要的信号成分，只使从放大器114所输出的电信号中的、如图12所示的用于信息通信的恒定宽度的频带(Π f2)的信号成分通过。另外，波形整形电路117对从信号处理电路发送来的电信号的波形进行整形(信号处理)，并通过I/O电路101将所处理的电信号提供给穿戴式计算机1。并且，带通滤波器Ila是具有如下特性的滤波器电路通过对从放大器114输出的电信号的频带进行限制并除掉不需要的杂音或不需要的信号成分，只使从放大器114所输出的电信号中的、用于如图12所示的信号发生器A的频带(fa)的信号成分通过。信号强度测量单元13a是对与通过带通滤波器Ila的信号成分有关的电信号的信号强度进行测量的电路。另一方面，带通滤波器lib是具有如下特性的滤波器电路通过对从放大器114 所输出的电信号的频带进行限制并除掉不需要的杂音或不需要的信号成分，只使从放大器 114所输出的电信号中的、用于如图12所示的信号发生器B的频带(fb)的信号成分通过。 信号强度测量单元1 是对与通过带通滤波器lib的信号成分有关的电信号的信号强度进行测量的电路。存储器17是将2个电信号之间的强度差和二维空间中的特定位置进行相互关联并存储的存储单元。根据本实施方式，预先使图10和图11中所示的电场传播层302上的任意位置和强度差相互关联。另外，在该存储器17中存储的强度差和特定位置之间的关联可由诸如穿戴式计算机1之类的外部装置通过I/O电路101改写。另外，位置转换处理器15是CPU (central processing unit)等的处理装置，其计算用信号强度测量单元13a所测量的信号强度和用信号强度测量单元1 所测量的信号强度的强度差，并对照该强度差和存储在存储器17中的强度差，由此将上述所计算的强度差转换成二维空间中的特定位置。接下来，对使用了根据本实施方式的收发机主体30a和信号发生器A、B的位置确定方法进行说明。如图10和图11所示，在信号发生器A、B安装在电场传播层302上并被驱动的状态下，穿着穿戴式计算机1和收发机3的人触及电场传播层302上的特定位置α。由此，接收电极10 通过手指(生物体100)和绝缘膜107b接收来自信号发生器A、B的电场。电场检测光学装置115将该接收的电场耦合(施加)到电场检测光学装置115的电光晶体(未图示)，将所述电场转换为电信号，并将该电信号发送至信号处理电路116。信号处理电路 116的放大器114对电信号进行放大，并将所放大的电信号发送至带通滤波器151。但是， 与来自信号发生器A、B的电场有关的电信号不通过该带通滤波器116。另外，从放大器114所传送的电信号也被传送至带通滤波器lla、llb。并且，带通滤波器Ila只使与来自信号发生器A、B的电场有关的电信号中的、用于信号发生器A的频带(fa)的信号成分通过，并将该信号成分发送至信号强度测量单元13a。 信号强度测量单元13a测量与通过了带通滤波器Ila的信号成分有关的电信号的信号强度。另一方面，带通滤波器lib只使与来自信号发生器A、B的电场有关的电信号中的、 用于信号发生器B的频带(fb)的信号成分通过，并将该信号成分发送至信号强度测量单元
1813b。该信号强度测量单元1 对与通过了带通滤波器lib的信号成分有关的电信号的信号强度进行测量。然后，位置转换处理器15计算用信号强度测量单元13a所测量的信号强度和用信号强度测量单元1 所测量的信号强度的强度差，并对照该强度差和存储在存储器17中的强度差，由此将上述计算的强度差转换成电场传播层302上的二维空间中的特定位置α。最后，位置转换处理器15将由位置转换处理器15得到的特定位置α处的位置信息(数据)通过I/O电路101发送至穿戴式计算机1。如上所述，根据本发明的实施方式，计算用信号强度测量单元13a测量的信号强度和用信号强度测量单元1 测量的信号强度的强度差。对照该强度差和存储在存储器17 中的强度差，由此将上述计算的强度差转换成二维空间的特定位置。用这种方式，可以将在电场传播层302上的、手指(生物体100)触及的特定位置α处的位置信息输入到穿戴式计算机1等中。因此，具有能容易地将信息输入到穿戴式计算机1等的的效果。另外，在上述实施方式中，位置转换处理器15计算用信号强度测量单元13a测量的信号强度和用信号强度测量单元1 测量的信号强度的强度差，但是不限于此，也可以计算用信号强度测量单元13a测量的信号强度和用信号强度测量单元1 测量的信号强度的强度比。在该情况下，存储器17需要对2个电信号的强度比和在二维空间中的特定位置进行相互关联并存储。第2实施方式接下来，参照附图对第2实施方式进行说明。图14是根据第2实施方式的收发机内的收发机主体30b的整体结构图。另外，对于与上述第1实施方式相同的组成部件，使用相同的附图标记，并省略其说明。图14所示的相位检测器23a是对与通过了带通滤波器Ila的信号成分有关的电信号的相位进行检测的电路。另外，相位检测器2 是对与通过了带通滤波器lib的信号成分有关的电信号的相位进行检测的电路。存储器27对2个电信号之间的相位差和在二维空间上的特定位置进行相互关联并存储。根据本实施方式，预先将图10和图11所示的电场传播层302上的任意位置和相位差相互关联。另外，该存储器27中存储的相位差和特定位置之间的关联可由诸如穿戴式计算机1之类的外部装置通过I/O电路101改写。另外，位置转换处理器25是CPU等处理装置，其计算用相位检测器23a测量的相位和用相位检测器2 测量的相位之间的相位差，并对照该相位差和存储在存储器27中的相位差，由此将上述计算的相位差转换成二维空间的特定位置。接下来，对使用了根据本实施方式的收发机30b和信号发生器A、B的位置特定方法进行说明。如图10和图11所示，在信号发生器A、B安置在电场传播层302上并被驱动的状态下，穿有穿戴式计算机1和收发机3的人触及电场传播层302上的特定位置α。由此，接收电极10 通过手指(生物体100)和绝缘膜107b接收来自信号发生器A、B的电场。电场检测光学装置115将该接收的电场耦合(施加)至电场检测光学装置115中的电光晶体 (未示出)，将该电场转换为电信号，并将该电信号发送至信号处理电路116。信号处理电路 116的放大器114对电信号进行放大，并将该放大的电信号发送至带通滤波器151。但是，与来自信号发生器A、B的电场有关的电信号不通过所述带通滤波器151。另外，从放大器114发送的电信号也被发送至带通滤波器1 la、1 Ib。并且，带通滤波器Ila只使与来自信号发生器A、B的电场有关的电信号中的、用于信号发生器A的频带(fa)的信号成分通过，并将该信号成分发送至相位检测器23a。相位检测器23a对与通过了带通滤波器Ila的信号成分有关的电信号的相位进行检测。另一方面，带通滤波器lib只使与来自信号发生器A、B的电场有关的电信号中的、 用于信号发生器B的频带(fb)的信号成分通过，并将该信号成分发送至相位检测器23b。 相位检测器2 对与通过了带通滤波器lib的信号成分有关的电信号的相位进行检测。然后，位置转换处理器25计算用相位检测器23a测量的相位和用相位检测器2 测量的相位的相位差，并对照该相位差和存储在存储器27中的相位差，由此将上述计算的相位差转换成电场传播层302上的二维空间的特定位置α。最后，位置转换处理器25将由位置转换处理器25所得到的特定位置α处的位置信息(数据)通过I/O电路101发送至穿戴式计算机1。如以上所述，根据本发明的实施方式，可以得到与上述第1实施方式相似的效果。下面，参照图15至图17对上述第1和第2实施方式的具体例进行说明。第1具体例图15和图16表示将上述各实施方式用于电场传播层30 、个人电脑用的键盘的例子。如图15所示，将键盘的图形印刷在电场传播层302上。例如，当人触及到特定位置 α 1时，可以根据距信号发生器A、B的各距离xl、yl确定所触及的键。另外，如上所述，位置信息，即在该情况下分别距信号发生器A、B的距离xl、x2，从收发机3发送到穿戴式计算机1。穿戴式计算机1具有一个表示位置信息和输入信息之间的对应表，所述位置信息和输入信息之间的关系与电场传播层302上的位置与在该位置的印刷信息之间的关系相同。由此，穿戴式计算机1可以明白人想要表达的信息。第2具体例图17表示了将上述各实施方式用于诸如触及面板、触及屏、或陈列窗(showcase) 之类的电场传播层302b的例子。类似地，例如，当人触及到特定位置α 2时，可以根据分别距信号发生器A、B的距离x2、y2确定所触及的位置。另外，根据上述实施方式，使用“2个信号发生器”和“电场传播层”。当用手(手指)触及电场传播层时，来自2个信号发生器的电信号通过手(生物体100)发送至收发机。 收发机将该2个电信号分离、根据该2个电信号得到关于从2个信号发生器到该触及位置的距离的信息，但是本发明的主旨并不限于此。例如，本发明不仅可以用于二维平面，也可以应用于三维空间。即，当使用“3个信号发生器”和三维的“电场传播介质”时，3个信号发生器可以经该电场传播介质将信号传送至指示某三维点的手指，此时收发机将3个信号分离。据此，收发机可以获取人所指示的三维空间内的点的位置信息。并且，将该信息发送至诸如穿戴式计算机之类信息设备。当人指示三维空间内的某点时，想要的信息可以被输入到信息设备中。另外，当收发机的处理速度足够大时，收发机可以将手指等的位置信息理解为有关手指等的动作的信息。即，例如，当用手指接触电场传播层时，收发机可以实时地理解手指的动作。另外，当将该信息发送至诸如穿戴式计算机之类的信息设备时，可将该动作信息本身、或与该动作信息相关的、人想要的信息输入到信息设备中。并且，通过生物体发送至收发机的信息并不仅限于能够获取位置(速度)的信号。 例如，当电场传播层具有检测压力的功能时，也可将该压力信号转换为电场，且可通过手指等发送至收发机。即，在该情况下，收发机可以获取人想要的按压力的信息。当将该信息发送至诸如穿戴式计算机之类的信息设备时，该信息设备可以获取与该按压力对应的信息。虽然，如上所述，诸如穿戴式计算机之类的信息设备具有与人想要的位置信息和压力信息对应的信息，但是收发机本身也可以具有该信息。那样的话，收发机本身就能够获取人想要的信息。可选地，除诸如穿戴式计算机之类的信息设备和收发机以外的第3设备可以具有该信息，并且该信息设备和收发机也可以从该第3设备获取所述信息。接下来，对在电场检测光学单元中采用了光强度调制器的收发机的实施方式进行说明。第3实施方式下面，参照图18和图19，对根据本发明的第3实施方式的电场检测光学装置11 和具有该电场检测光学装置11 的光强度调制收发机(以下简称为“收发机”)3进行说明。图18是用于经生物体100实现数据通信的收发机主体30c的整体结构图。另外， 图18是第3 第7实施方式的公用的整体结构图。如图18所示，收发机主体30c具有1/0(输入输出)电路101、发送器103、发送电极105a、接收电极105b、绝缘膜107a、107b、电场检测光学装置115(电场检测光学单元 110、光接收电路152)、信号处理电路116、和波形整形电路117。I/O电路101用于收发机主体30c和诸如穿戴式计算机1之类外部设备进行信息 (数据)的输入输出。发送器103是由发送电路构成的，所述发送电路根据从I/O电路101 输出的信息(数据)，在生物体100内感应出关于该信息的电场。发送电极10 用于发送器 103在生物体内感应出电场，并用作发送天线。另外，接收电极10 用于接收由穿戴在生物体100的其它部分上的穿戴式计算机1和收发机主体3'以及由PC5和收发机主体3' a、 3' b在生物体100中感应出并传播来的电场，并用作接收天线。另外，绝缘膜107a是配置在发送电极10 和生物体100之间的绝缘体的膜，起到防止发送电极10 和生物体100直接接触的作用。绝缘膜107b是配置在接收电极10 和生物体100之间的绝缘体的膜，起到防止接收电极10 和生物体100直接接触的作用。并且，构成电场检测光学装置115的电场检测光学单元110具有如下功能将由接收电极10 所接受的电场施加给激光，以使激光的光强度发生变化。另外，构成电场检测光学装置115的光接收电路152具有如下功能接受上述光强度变化了的激光，将该激光转换为电信号，并对该电信号进行诸如放大之类的信号处理。另外，信号处理电路116至少由带通滤波器构成，该带通滤波器除去各种频率的电信号中的、 关于作为检测对象的电场的接受信息的频率成分以外的频率成分(即，只提取关于接受信息的频率成分)，从而进行诸如从电信号中除去杂音(噪音)之类的信号处理。另外，波形整形电路117对从信号处理电路116发送来的电信号进行波形整形 (信号处理)，并通过I/O电路101将处理过的电信号提供给穿戴式计算机1。接下来，参照图19对作为电场检测光学装置115的一例的第3实施方式的电场检
21测光学装置11 进行详细的说明。另外，根据本实施方式的电场检测光学装置11 具有作为电场检测光学单元110的一例的电场检测光学单元IlOa和作为光接收电路152的一例的光接收电路15加。另外，电场检测光学装置11 配置在作为收发机主体30的一例的收发机主体30c上。根据本实施方式的电场检测光学单元IlOa由电流源119、激光二极管121、准直透镜133、分束器139、光强度调制器124、以及第1和第2会聚透镜141a、141b构成。其中，光强度调制器1 被构造成根据欲耦合的电场强度改变通过的光的光强度。第1电极125和第2电极127设置在光强度调制器124的两个侧面上，在图中的垂直方向上相对。该第1电极125和第2电极127从两侧夹住来自激光二极管121的激光在光强度调制器124内的行进方向，可将电场与激光以直角耦合。另外，电场检测光学单元IlOa通过第1电极125与接收电极10 连接。与第1电极125相对的第2电极127与地电极131相连接，相对于第1电极125具有地电极的功能。 并且，接收电极10 检测在生物体100内感应并传播来的电场，将该电场传播至第1电极 125，且可通过第1电极125将电场与光强度调制器124结合。通过电流源119的电流控制，从激光二极管121输出的激光经准直透镜133变为平行光，变成了平行光的激光入射到分束器139。分束器139是将入射的激光分为2束并输出的光学系统。由该分束器139分束所得到的第1激光经光强度调制器IM入射到第1 会聚透镜141a。另外，由分束器139分束得到的第2激光不经光强度调制器IM入射到第 2会聚透镜141b。另一方面，光接收电路15 具备第1组和第2组，第1组包括第1光电二极管 143a，其根据将光强度由光强度调制器IM调制了的第1激光的光强度将第1激光转换为电流信号；第1恒压电源147a，其将逆偏电压施加给该第1光电二极管143a ；和第1负载电阻器145a，其将由第1光电二极管143a转换的电流信号转换为电压信号；第2组包括第 2光电二极管14北，其根据经第2会聚透镜141b所接收的第2激光的光强度将第2激光转换为电流信号；第2恒压电源147b，其将逆偏电压施加给该第2光电二极管14 ；和第2负载电阻器14 ，其将由第2光电二极管14 转换的电流信号转换为电压信号。由此，通过了电场检测光学单元1 IOa的光强度调制器IM和第1会聚透镜141a的第1激光由第1光电二极管143a接收，由上述第1组输出电压信号(含信号成分)作为结果。另外，通过了电场检测光学单元IlOa的第2会聚透镜141b的第2激光由第2光电二极管14 接收，由上述第2组输出含有激光的杂音(噪音)的电压信号(不含信号成分) 作为结果。并且，光接收电路15 还具有差动放大器112，该差动放大器112对由第1负载电阻器14 转换的电压信号和由第2负载电阻器14 转换的电压信号进行差动放大，差动放大器112对电压信号进行差动放大，并将输出提供给图18所示的信号处理电路116。如上所述，根据本实施方式，激光就在入射到光强度调制器IM之前被分束，将一束激光输入至光强度调制器124，并用作检测电场的激光(含信号成分)，另一束激光不输入到光强度调制器124，作为仅用于除去激光中的杂音的激光(无信号成分)。因此，即使在使用不能差动提取强度调制信号的光强度调制器124，其不像偏振调制器123那样将激光的偏振变化转换为强度变化的情况下，也可以除去激光的杂音。
第4实施方式下面，参照图20对根据本发明的第4实施方式的电场检测光学装置11 和具有该电场检测光学装置11 的光强度调制收发机3进行说明。根据本实施方式的电场检测光学装置11 具有代替根据上述第3实施方式的电场检测光学装置life中的电场检测光学单元IlOa的、如下的电场检测光学单元110b。另外，对与上述电场检测光学单元IlOa的组成部件相同的电场检测光学单元IlOb的组成部件，用相同的附图标记表示，并省略其说明。另外，由于根据本实施方式的光接收电路15 具有和根据上述第1实施方式的光接收电路15 相同的结构，所以省略其说明。如图20所示，根据本实施方式的电场检测光学单元IlOb具有插入在分束器139 和光强度调制器1 之间的第1光可变衰减器134A、并具有插入在分束器139和第2会聚透镜141b之间的第2光可变衰减器134B。该第1、第2光可变衰减器134A、i;34B以预定的比例使激光的光强度衰减。但是，在由分束器139分束得到两束激光中，第1激光通过了光强度调制器124，但是第2激光不通过光强度调制器124。由于第2激光的传输效率比第1激光的传输效率高， 所以必须平衡两个传输效率。根据本实施方式，将第2激光通过的第2光可变衰减器134B 的衰减量设定得比第1激光通过的第1光可变衰减器134A的衰减量大。由此，第1光可变衰减器134A使由分束器139分束的第1激光的光强度衰减，然后第1光电二极管143a将第1激光转换为电流信号。第2光可变衰减器134B使由分束器 139分束的第2激光的光强度衰减，然后第2光电二极管14 将第2激光转换为电流信号。 而且，通过第2光可变衰减器134B的激光的衰减量比通过第1光可变衰减器134A的激光的衰减量大。如上所述，根据本实施方式，通过插入第1、第2光可变衰减器134A、134B，除去激光的杂音。因此，即使在使激光分束的情况下，也可以平衡向差动放大器112的输入信号。另外，当用第2光可变衰减器134B本身可以平衡向差动放大器112的输入信号时，也可以省略第1光可变衰减器134A。第5实施方式以下，参照图21，对根据本发明的第5实施方式的电场检测光学装置115c和具有该电场检测光学装置115c的光强度调制收发机3进行说明。根据本实施方式的电场检测光学装置115c具有代替根据上述第3实施方式的电场检测光学装置life的光接收电路15 的、如下的光接收电路152b。另外，对与上述光接收电路15 的组成部件相同的光接收电路152b的结构中的组成部件使用相同的附图标记，并省略其说明。另外，由于根据本实施方式的电场检测光学单元IlOa具有和上述根据第1实施方式的电场检测光学单元IlOa相同的结构，所以省略其说明。如图21所示，根据本实施方式的光接收电路152b的特征在于，具有取代根据第3 实施方式的第1、第2负载电阻器14fe、145b的、第1、第2可变负载电阻器145A、145B。该第1、第2可变负载电阻器145A、145B的负载电阻值是可变的，第2可变负载电阻器145B的电阻值设定得比第1可变负载电阻器145A的电阻值大。由此，可以使从第1光电二极管143a和从第2光电二极管14 输出的电压信号的信号强度相同。
如上所述，根据本实施方式，光接收电路152b具有代替根据第1实施方式的第1、 第2负载电阻14fe、145b的、第1、第2可变负载电阻器145A、145B，由此除去激光的杂音。 因此，即使在使激光分束的情况下，也可以平衡向差动放大器112的输入信号。另外，当仅用第1、第2可变负载电阻器145A、145B中的一个可以平衡向差动放大器112的输入信号时，可以省略这些可变负载电阻器中一个。第6实施方式以下，参照图22，对根据本发明的第6实施方式的电场检测光学装置115d和具有该电场检测光学装置115d的光强度调制收发机3进行说明。根据本实施方式的电场检测光学装置115d具有代替上述根据第3实施方式的电场检测光学装置life的光接收电路15 的、如下的光接收电路152c。另外，光接收电路 152c的结构中的、对与上述光接收电路15 的组成部件相同的光接收电路152c的组成部件使用相同的附图标记，并省略其说明。另外，由于根据本实施方式的电场检测光学单元 IlOa具有和上述根据第1实施方式的电场检测光学单元IlOa相同的结构，所以省略其说明。如图22所示，根据本实施方式的光接收电路152c的特征在于，设有取代根据第3 实施方式的第1、第2恒压电源147a、147b的、第1、第2可变电压源147A、147B。该第1、第 2可变电压源147A、147B的电压值是可变的，第2可变电压源147B的电压值设定得比第1 可变电压源147A的电压值小。由此，可以使从第1光电二极管143a和从第2光电二极管14 输出的电压信号的信号强度相同。如上所述，根据本实施方式，根据本实施方式的光接收电路152c设置代替根据第 3实施方式的第1、第2恒压电源147a、147b的、第1、第2可变电压源147A、147B，由此除去激光的杂音。因此，即使在使激光分束的情况下，也可以平衡向差动放大器112的输入信号。另外，当仅用第1、第2可变电压源147A、147B中的一个可以平衡实现向差动放大器112的输入信号时，也可以省略其中的任意一个。第7实施方式以下，参照图23，对根据本发明的第7实施方式的电场检测光学装置11 和具有该电场检测光学装置115e的光强度调制收发机3进行说明。根据本实施方式的电场检测光学装置11 具有代替上述根据第3实施方式的电场检测光学装置life的光接收电路15 的、如下所示的光接收电路152d。另外，对与上述光接收电路15 的组成部件相同的光接收电路15 的组成部件使用相同的附图标记，并省略其说明。另外，由于根据本实施方式的电场检测光学单元IlOa具有和上述根据第1实施方式的电场检测光学单元1 IOa相同的结构，所以省略其说明。如图23所示，设有第1、第2可变增益放大器149A、149B，其在从第1、第2光电二极管143a、14 输出的电压信号被输入到差动放大器112之前，对各电压信号进行放大。该第1、第2可变增益放大器149A、149B的电压增益是可变的，第2可变增益放大器149B的电压增益设定得比第1可变增益放大器149A的电压增益小。由此，从第1光电二极管143a和从第2光电二极管14 输出的电压信号的信号强度相同。 如上所述，根据本实施方式，设置第1、第2可变增益放大器149A、149B,其在从第 1、第2光电二极管143a、14 输出的电压信号被输入到差动放大器112之前，对各电压信号进行放大，由此除去激光的杂音。因此，即使在使激光分束的情况下，也可以平衡向差动放大器112的输入信号。另外，当仅用第1、第2可变增益放大器149A、149B中的一个可以平衡向差动放大器112的输入信号时，可以省略其中的任意一个。另外，作为上述的根据第3 第7实施方式的光强度调制器，与以往相同，可以采用电吸收型(EA)光强度调制器或马赫-曾德型(Mach-khnder)光强度调制器。第8实施方式以下，参照图M，对根据本发明的第8实施方式的收发机的收发机主体30d进行说明。根据本实施方式的收发机主体30d具有如图M所示的整体结构。由于收发机主体30d中除了电场检测光学装置215、噪音检测器218、控制信号发生器219之外的结构与上述根据第3实施方式的收发机主体30c具有相同的结构，所以使用相同的附图标记，并省略其说明。根据本实施方式的收发机主体30d使用上述根据第4 第7实施方式的电场检测光学装置11 11 中的任意一个作为电场检测光学装置215。收发机主体30d包括 噪音检测器218，其检测从信号处理电路116输出的电压信号的杂音(噪音)的大小；控制信号发生器219，其根据从该噪音检测器218输出的检测数据，使产生用于对构成电场检测光学装置215的电场检测光学单元110和光接收电路152的可变值进行可变控制的控制信号。另外，噪音检测器218检测在从信号处理电路116输出的电信号中残余噪音级别，即检测在与作为检测对象的电场的接收信息有关的频带中存在的噪音级别。在此，上述“可变值”在各实施方式中的含义如下根据第4实施方式(图20)，可变值是指第1、第2光可变衰减器134A、134B的光强度的衰减量。根据第5实施方式(图
21)，可变值是指第1、第2可变负载电阻器145A、145B的电阻值。根据第6实施方式(图
22)可变值是指第1、第2可变电压源147A、147B的电压值。根据第7实施方式(图23)可变值是指第1、第2可变增益放大器113A、113B的电压增益。如上所述，根据本实施方式，即使是在收发机主体30d制造后，也可以得到能够自动地变更、调整可变值的效果。接下来，说明收发机的实施方式，收发机包括可经电场传播介质发送、接受信息的收发机主体；驱动该收发机主体的电池；以及覆盖上述收发机主体的绝缘壳，该收发机是用作为电场传播介质的生物体(手)接触外壁面的大表面的类型的收发机。首先，对该收发机的实施方式的要点进行说明。关于图9中所示的收发机和穿戴式计算机，被认为是生物体(手)、收发电极、收发机主体、和电池之间的等效电路。图25是表示生物体、收发电极、和收发机主体之间的等效电路的图。在图9中，由于生物体100和收发电极105'用绝缘膜107'隔开，所以，生物体 100和收发电极105间的阻抗可以用图25中所示的等效电路表示。但是，为了实现经生物体100的高可靠性的通信，必须使施加到生物体100的感应交流电场(频率f)很大。为了增加该感应交流电场(频率f)，必须使生物体100和收发电极105间的阻抗小。如图25所示，生物体100和收发电极105间的阻抗的电阻成分被认为非常大。因此，为了使该阻抗小，需将其电容成分设置得很大。为了增加电容成分，用介电常数大的材料作为绝缘膜107，或使绝缘膜107的厚度变小都是有效的。另外，使收发电极105有大面积与不直接相对的生物体广泛地面对也是有效的。然而，当绝缘膜107的厚度过薄时，生物体100直接接触到收发电极105的可能性增大，大电流流到生物体100的危险性升高。所以，优选地，当收发电极105的面积增大时， 电容会变大，同时能够确保安全性。当使收发电极105增大时，可以期望屏蔽效果。图沈是表示生物体、收发机主体、和电池之间的等效电路的图。为了实现经生物体100的高可靠性的通信，必须避免在生物体100、收发机主体 30、和电池6之间感应出不需要的交流电场(频率f)。因此必须增大彼此间的阻抗，从而减少相互的耦合电容。当在各部件之间插入绝缘体时，并且为了增大该效果，有必要使用介电常数小的绝缘体，或者减小绝缘体和生物体100、收发机主体30、及电池6之间的接触面积，或者，加
厚绝缘体。从上述观点考虑，下述实施方式被认为是在图9中所示的收发机中实现经生物体安全的、可靠性高的通信。第9实施方式下面，参照图27至图30对第9实施方式进行说明。图27是表示根据本发明的第9实施方式的收发机3a和穿戴式计算机1的整体结构图。图观是主要表示收发机主体30的功能的功能框图。图四是电场检测光学装置 115'的详细结构图。图30是表示了图27所示的收发机3a和穿戴式计算机1的使用状态的图示。如图27所示，收发机3a由用绝缘体形成的绝缘壳33、内置于该绝缘壳33中的如下所示的装置等、以及附着在该绝缘壳33的外部的如下构件等构成。在绝缘壳33的内壁面底部，安装有用于削弱绝缘壳33和收发机主体30之间的电耦合的绝缘性发泡部件7a。另外在绝缘性发泡部件7a的上表面安装有与穿戴式计算机1 进行数据(信息)发送接收的收发机主体30。并且在收发机主体30的上表面，安装有用于削弱收发机主体30和电池6之间的电耦合的绝缘性发泡部件7b。在绝缘性发泡部件上表面安装有驱动收发机30的电池6。S卩，绝缘壳33和收发机主体30间夹持有绝缘性发泡部件7a (以夹住的状态支撑)，然后在收发机主体30和电池6之间夹持有绝缘性发泡部件 7b。绝缘性发泡部件7a、7b中形成有含有无数空气的孔。因此，绝缘性发泡部件7a可以抑制绝缘壳33和收发机主体30间的杂音的传播。绝缘性发泡部件7b可以抑制收发机主体 30和电池6间的杂音的传播。从收发机主体30延伸出后述的第1地(ground)电极131，在第1地电极131不接触到其它装置(电池6、穿戴式计算机1等)的状态下，其安装到使其与收发电极105隔开的绝缘壳33的内壁面的上部。从收发机主体30延伸出后述的第2地电极161和第3地电极163，在不接触到其它装置(电池6、穿戴式计算机1等)和第1地电极131的状态下，其安装到使其与收发电极105隔开的绝缘壳33的内壁面的上部。在绝缘壳33的外壁面底部和侧部安装有收发电极105，由此用绝缘膜107覆盖该收发电极105整体。另外，除穿戴式计算机1的操作/输入面以外的部分用绝缘壳11覆盖。收发机主体30具有1/0(输入/输出)电路101、发送器103、收发电极105、绝缘膜 107、电场检测光学装置115'、以及接受电路113(信号处理电路116、波形整形电路117)， 这一点与以往的收发机主体30'相同，这些结构在下面进行说明。I/O电路101用于收发机主体30与穿戴式计算机1等的外部设备进行信息(数据)的输入输出。发送器103由根据从I/O电路101输出的信息(数据)、在生物体100内感应出与该信息有关的电场的发送电路构成。收发电极105用于发送器103在生物体100 中感应出电场，并被用作发送天线。收发电极105也用于接收在生物体100内感应并传播来的电场，并被用作接收天线。绝缘膜107是配置在收发电极105和生物体100之间的绝缘体的膜，起到防止收发电极105直接与生物体100接触的作用。电场检测光学装置115'具有检测由收发电极105所接收的电场、并将该电场作为接受信息转换为电信号的功能。接收电路113的信号处理电路116对从电场检测光学单元115'发送来的电信号进行放大、并对电信号的频带进行限制、除掉不需要的杂音或不需要的信号成分。波形整形电路117对从信号处理电路116发送来的电信号进行波形整形(信号处理)，并通过I/O电路101提供给穿戴式计算机1。发送器103、接受电路113、和I/O电路 101可由电池6驱动。参照图29，对电场检测光学装置115'进行详细说明。虽然已参照图4对其进行了概要的说明，但这里还要再一次进行说明。该电场检测光学装置115'进行将由收发机主体30接收的电场恢复成电信号的处理。该处理通过利用使用激光和电光晶体的电光学方法检测电场来实现。如图四所示，电场检测光学单元115'，由电流源119、激光二极管121、电光元件 (电光晶体)123、第1和第2波片135和137、偏振分束器139、多个透镜133、141a、141b、光电二极管143a、143b以及第1地电极131构成。其中，电光元件123只对在与从激光二极管121发射的激光的行进方向垂直的方向耦合的电场具有灵敏度。电光元件123根据该电场强度改变光学特性，即双折射率，且根据该双折射率的变化改变激光的偏振。第1电极125和第2电极127设置在电光元件123 的两个侧面上，在图四中在垂直方向上相对。该第1电极125和第2电极127将来自激光二极管121的激光在电光元件123内的行进方向夹住，且可以将电场与激光以直角耦合。电场检测光学单元115'经第1电极125与收发电极105连接。与第1电极125 相对的第2电极127与第1地电极131相连接，且相对于第1电极125具有作为地电极的功能。收发电极105可以接收生物体100内感应并传播来的电场，并将该电场传播至第1 电极125，经第1电极125将电场与电光元件123耦合。另一方面，根据电流源119的电流控制，从激光二极管121输出的激光经准直透镜 133变为平行光，变成了平行光的激光由第1波片135调整偏振状态，入射到电光元件123。 入射到电光元件123的激光在电光元件123内在第1、第2电极125、127之间传播。在该激光的传播中，如上所述，收发电极105接收在生物体100中感应并传播来的电场，经该第1电极125使该电场与电光元件123耦合。然后，形成从第1电极125向与地电极131连接的第2电极127的该电场。由于该电场与从激光二极管121入射到电光元件123的激光的行进方向垂直，所以作为电光元件123的光学特性的双折射率改变，由此激光的偏振发生变化。在电光元件123中由来自第1电极125的电场改变偏振的激光经第2波片137调整偏振状态并入射到偏振分束器139。偏振分束器139将从第2波片137入射的激光分离成P波和S波，并将激光转换为光的强度变化。由该偏振分束器139分离成P波成分和S波成分的激光可以分别用第1、第2会聚透镜141a、141b会聚。第1、第2光电二极管143a、14 接收所述激光，将P波光信号和S 波光信号转换成相应的电流信号并输出。如上所述，从第1、第2光电二极管143a、14;3b输出的电流信号利用电阻器转换成电压信号。然后，图观所示的信号处理电路116进行放大电压信号的处理和除去杂音的信号处理。如图27所示，根据本实施方式的收发机主体30，成为电场检测光学单元115'用的电压的基准点的第1地电极131被延伸到收发机主体30的外部。成为信号处理电路116 用的电压的基准点的第2地电极161，和成为发送器103用的电压的基准点的第3地电极 163被共同延伸到外部。接下来，参照图30，对根据本实施方式的收发机3a和穿戴式计算机1的使用状态进行说明。如图30所示，当用手(生物体100)拿着收发机3a时，手拿着绝缘壳33的外壁面底部和侧部。在这样的情况下，收发电极105和绝缘膜107不仅覆盖绝缘壳33的外壁面底部，还覆盖到外壁面侧部，所以虽然从绝缘壳33的整体感应出发送用的电场El、E2、E3，但是抑制了部分的电场从手经绝缘壳33的侧面返回至收发机3。如上所述，根据本实施方式，发送电极(在此为收发电极105)被安装到绝缘壳33 的广泛的面上，不仅包括外壁面的底面(底部)、也包含侧面(侧部)等并用绝缘膜107覆盖，所以即使是用手拿着收发机3a的情况下，也能防止发送用电场的一部分从手返回收发机3a ο另外，由于将第1地电极131、第2地电极161、和第3地电极163安装到绝缘壳33 的内壁面的上部、与收发电极105分离的位置上，能够防止从收发电极105向收发机主体30 泄漏不需要的信号，并可对接地进行强化。并且，由于在绝缘壳33和收发机主体30间夹持有绝缘性发泡部件7a，并且在收发机主体30和电池6之间夹持有绝缘性发泡部件7b，因此，可以抑制从电池6或绝缘壳33 侵入至收发机主体30的杂音。第10实施方式以下，参照图31，对第10实施方式进行说明。图31是本发明的第10实施方式的收发机32和穿戴式计算机1的整体结构图。此外，对于与上述第9实施方式的组成部件相同的第10实施方式的组成部件用相同的附图标记，并省略对其的说明。在本实施方式中，如图31所示，用绝缘性支柱99a、99b代替第9实施方式的绝缘性发泡部件7a、7b。
这样，根据本实施方式，使绝缘体、生物体100、收发机主体30以及电池6之间的接触面积分别很小，所以具有不感应出不必要的交流电场的更大的效果。绝缘性支柱99a、99b可以是发泡材料以外的木质材料。但优选的是，像桐材那样的轻且结实的木质材料是最理想的。此外，在本实施例中尽管采用支柱，但是也可以用方形(block)结构。第11实施方式以下，参照图32，对第11实施方式进行说明。图32是本发明的第11实施方式的收发机3c和穿戴式计算机1的整体结构图。另外，与所述第9实施方式相同的结构用同一标号表示，并省略其说明。根据本实施方式，如图32所示，第2、第3地电极161、163从收发机3c的绝缘壳 33延伸出来，安置在穿戴式计算机1的绝缘壳11的侧面(侧部)上。如上所述，根据本实施方式，除了上述第9实施方式的效果之外，第2、第3地电极 161、163由于与上述第9实施方式相比更加远离收发电极105，所以能够更安全地防止从收发电极105向收发机主体30泄漏不必要信号，同时能够进一步强化接地。第12实施方式以下，参照图33，对第12实施方式进行说明。图33是本发明的第12实施方式的收发机3d和穿戴式计算机1的整体结构图。此外，对于与上述第9实施方式相同的组成部件标注相同的附图标记，并省略对其的说明。在本实施方式中，如图33所示，第1地电极131从收发机3d的绝缘壳33延伸出来，安装在穿戴式计算机1的绝缘壳11的侧面(侧部)上。如上所述，根据本实施方式，除了上述第9实施方式的效果之外，第1地电极131 由于与上述第9实施方式相比更加远离收发电机105，所以能够更安全地防止从收发电极 105向收发机主体30泄漏不必要的信号，同时能够进一步强化接地。第13实施方式以下，参照图34，对第13实施方式进行说明。图34是本发明的第13实施方式的收发机3e和穿戴式计算机1的整体结构图。此外，对于与上述第9实施方式相同的组成部件标注相同的附图标记，并省略对其的说明。在本实施方式中，如图34所示，收发电极105被分为发送专用的发送电极10 和接收专用的接收电极105b，发送电极10 设置在与图31所示的收发电极105相对应的位置，如图34所示，接收电极10 设置在绝缘膜107a的外侧底面上。并且，接收电极10 还覆盖有绝缘膜107b以防止人体直接接触接收电极10恥。另外，根据本实施方式，如图31 所示的绝缘膜107被表示为绝缘膜107a。如上所述，根据本实施方式，发送电极10 相当大，且几乎覆盖绝缘壳33的整体， 而接收电极很小，因此，除了上述第9实施方式的效果，还具有如下效果发送用电场的一部分从手返回来的比率很小。另外，像如图35所示的收发机3f，也可以将发送电极10 和接收电极10 的配置位置调换设置(第14实施方式)。其他的实施方式根据上述第11和第12实施方式，将单个的地电极安装在穿戴式计算机1的绝缘壳11的侧面，但是并不局限于此。可以使第1地电极131、和第2、第3地电极161、163安置在穿戴式计算机1的绝缘壳11的侧面，而第1地电极131与第2、第3地电极161、163不接触。另外，根据上述第9和第11至第13实施方式，在绝缘壳33和收发机主体30之间夹持有绝缘性发泡部件7a，在收发机主体30和电池6之间夹持有绝缘性发泡部件7b。但是配置也不局限于此。如图36所示，也可以使用覆盖电池6和收发机主体30并使电池6 和收发机主体30不相互接触的一体化的绝缘性发泡部件8。并且，如图37所示，也可以使用不是发泡部件的、封闭有空气等气体的减震绝缘部件9。工业应用性如上所述，根据本发明，具有如下效果当诸如生物体之类的电场传播介质触及二维空间中的一位置时，经电场传播介质信息能容易地输入到穿戴式计算机1等。另外，根据本发明，由于在激光入射到光强度调制单元之前被分束(分离)，一束输入到光强度调制单元并用作检测电场的激光，另一束不输入至光强度调制单元而只用作除去激光的杂音，所以可以得到如下效果即使在使用了不能像将激光的偏振变化转换为强度变化的调制器那样差动提取强度调制信号的光强度调制单元的情况下，也能够除去激光的杂音。并且，根据本发明，由于收发电极被安装在绝缘壳的外壁面的广泛的面上，不仅包括底面(底部)、也包含侧面(侧部)，所以即使在用手拿着收发机的情况下，也能防止发送用电场的一部分从手再次返回至收发机。
30
权利要求
1.一种收发机(3)，其通过接收基于在电场传播介质(100)中感应出的电场的信息，接收经所述电场传播介质(100)的信息，所述收发机( 包括存储单元(17)，用于将基于2个电信号的信息、和根据该信息所确定的位置信息相互关联并存储；电场检测单元(115)，用于检测在所述电场传播介质(100)中感应然后被传播的电场， 并将该电场的变化转换成电信号；带通滤波器(IlaUlb)，其只让具有预定频带的信号成分通过，所述预定频带包含通过所述电场检测单元(11 所得到的所述电信号中的所述2个电信号；和位置转换处理单元(15)，用于参照所述存储单元(17)，得到与基于通过所述带通滤波器的所述2个电信号的信息对应的位置信息。
2.根据权利要求1所述的收发机(3)，其特征在于，所述存储单元(17)将基于2个电信号的信号强度的信息与根据信号强度信息所确定的位置信息相互关联并存储，所述带通滤波器(IlaUlb)包含第1带通滤波器(11a)，其只让具有第1频带的信号成分通过，其中的第1频带包含通过所述电场检测单元(11 得到的所述电信号中的一个电信号；和第2带通滤波器(lib)，其只让具有与所述第1频带不同的第2频带的信号成分通过， 其中的第2频带包含通过所述电场检测单元(11 得到的所述电信号中的另一个电信号，所述收发机C3)还包括信号强度测量单元(13a、1 ),用于测量通过所述第1带通滤波器(Ila)的信号成分的信号强度和通过所述第2带通滤波器(lib)的信号成分的信号强度，其中，所述位置转换处理单元(15)，参照所述存储单元(17)，得到与基于由所述信号强度测量单元(13a、13b)测量的通过所述第1带通滤波器的信号成分的信号强度和通过所述第2 带通滤波器的信号成分的信号强度的信息相对应的位置信息。
3.根据权利要求2所述的收发机(3)，其特征在于，所述存储单元(17)将电信号之间的强度差的信息和根据强度差信息而确定的位置信息相互关联并存储，所述位置转换处理单元(15)，计算出由所述信号强度测量单元(13a、13b)测量的通过所述第1带通滤波器的信号成分的强度和通过所述第2带通滤波器的信号成分的强度之差，并参照所述存储单元(17)，来获得与强度差对应的位置信息。
4.根据权利要求3所述的收发机(3)，其特征在于，外部装置可以改写存储在所述存储单元(17)中的强度差信息和位置信息的关联。
5.根据权利要求2所述的收发机(3)，其特征在于，所述存储单元(17)将电信号之间的强度比的信息和根据强度比信息确定的位置信息相互关联并存储，所述位置转换处理单元(15)，计算出由所述信号强度测量单元(13a、13b)测量的、通过所述第1带通滤波器的信号成分的强度和通过所述第2带通滤波器的信号成分的强度之比，并参照所述存储单元(17)，获得与强度比对应的位置信息。
6.根据权利要求5所述的收发机(3)，其特征在于，外部装置能改写存储在所述存储单元(17)的强度比的信息和位置信息的关联。
7.根据权利要求1所述的收发机(3)，其特征在于，所述存储单元(17)将基于2个电信号之间的相位差的信息与根据相位差信息而确定的位置信息相互关联并存储，所述带通滤波器(IlaUlb)，包含第1带通滤波器(Ila)，其只让具有第1频带的信号成分通过，所述第1频带包含通过所述电场检测单元(11 得到的所述电信号中的一个电信号；和第2带通滤波器(lib)，其只让具有与所述第1频带不同的第2频带的信号成分通过， 所述第2频带包含通过所述电场检测单元(11 得到的所述电信号中的另一个电信号，所述收发机C3)还包括相位检测单元03&、2北)，用于检测通过所述第1带通滤波器 (Ila)的信号成分的相位和通过所述第2带通滤波器(lib)的信号成分的相位，其中，所述位置转换处理单元(25)，计算出由所述相位检测单元(23a、23b)检测的、通过所述第1带通滤波器的信号成分的相位和通过所述第2带通滤波器的信号成分的相位之差， 参照所述存储单元(17)，得到与相位差对应的位置信息。
8.根据权利要求7所述的收发机(3)，其特征在于，外部装置能改写存储在所述存储单元(17)中的相位差的信息和位置信息的关联。
9.一种位置信息获取系统，其包括电场传播层(30 ),其传输电荷且电场传播介质(100)可以与其上任意一点接触； 第1和第2信号发生器(A、B)，其分别设置在所述电场传播层(302a)上的不同位置， 且在所述电场传播层(302a)上感应出基于分别具有第1频带和第2频带的电信号的电场； 和，收发机(3)，其通过接收基于在所述电场传播介质(100)中感应出的电场的信息，接收经所述电场传播介质(100)的信息， 其中，所述收发机C3)包括存储单元(17)，用于将基于2个电信号的信息和根据电信号信息而确定的位置信息相互关联并存储；电场检测单元(115)，用于检测在所述电场传播介质(100)中感应并传播来的电场，并将该电场的变化转换成电信号；带通滤波器(IlaUlb)，其只让具有预定频带的信号成分通过，所述预定频带包含通过所述电场检测单元(11 所得到的所述电信号中的所述2个电信号；和位置转换处理单元(15)，用于参照所述存储单元(17)，且得到与基于通过所述带通滤波器的所述2个电信号的信息对应的位置信息。
10.一种信息输入系统，包括电场传播层(30 ),其传输电荷且电场传播介质(100)可以与其上任意一点接触； 第1和第2信号发生器(A、B)，其分别设置在该电场传播层(302a)上的不同位置，在所述电场传播层(302a)中感应出基于分别具有第1频带和第2频带的电信号的电场；收发机(3)，其接收基于在所述电场传播介质(100)中感应出的电场的信息，由此接收经所述电场传播介质(100)的信息，所述收发机(3)，包括，存储单元(17)，用于将基于2个电信号的信息和根据电信号信息而确定的位置信息相互关联并存储，电场检测单元(115)，用于检测在所述电场传播介质(100)中感应并传播来的电场，并将所述电场的变化转换成电信号，带通滤波器(IlaUlb)，其只让具有预定频带的信号成分通过，所述预定频带包含通过所述电场检测单元(11 所得到的所述电信号中的所述2个电信号，以及位置转换处理单元(15)，用于参照所述存储单元(17)，得到与基于通过所述带通滤波器的所述2个电信号的信息对应的位置信息；和穿戴式计算机(1)，其具有将位置信息和与其对应的输入信息相互关联并存储的计算机存储单元，基于从所述收发机(3)所输入的位置信息参照所述计算机存储单元，并获得所述输入信息。
11.一种信息输入系统，包括电场感应单元，其通过电场传播介质(100)接触或操作，并根据基于该接触或操作的物理量，在所述电场传播介质(100)中感应出电场；收发机，其接收在所述电场传播介质(100)中感应出的电场，将该电场施加到偏振调制器或光强度调制器，根据该电场对激光进行偏振调制或光强度调制，将偏振调制或光强度调制的激光转换成电信号，从被转换了的电信号中提取具有与基于所述接触或操作的物理量有关的频率成分的电信号，并输出与基于所述接触或操作的物理量有关的电信号；和信息处理单元，用于在其中输入来自所述收发机的与基于所述接触或操作的物理量有关的电信号，并通过所述电场传播介质(100)获得与基于所述接触或操作的物理量对应的 fn息ο
12.—种电场检测光学装置(llfe、115b、115C、115d、llk)，其根据检测对象的电场对激光的光强度进行调制，由此检测所述电场，所述电场检测光学装置具有电场检测光学单元(IlOaUlOb)和光接收电路(152a、152b、152c、152d)，其特征在于，所述电场检测光学单元(life、115b、115c、115d、11 )，包括 激光发射单元(121)；分束单元(139)，用于将从所述激光射出单元(121)射出的激光分为相互不同的第1激光和第2激光；和与所述检测对象的电场耦合的光强度调制单元(1 )，其根据所述被耦合的电场，对所述第1激光的光强度进行调制，所述光接收电路(152a、152b、152c、152d)，包括第1光/电压转换单元(143a、147a、147A、145a、145A)，用于将通过所述光强度调制单元(124)所调制的第1激光的光强度转换成电压信号；第2光/电压转换单元(143b、147b、147B、145b、145B)，用于将通过所述分束单元 (139)分束后的第2激光的光强度转换成电压信号；和差分放大单元(112)，用于对由所述第1光/电压转换单元(143a、147a、147A、145a、 145A)转换所得到的电压信号和由所述第2光/电压转换单元(14北、147b、147B、145b、 145B)转换所得到的电压信号进行差分放大。
13.根据权利要求12所述的电场检测光学装置(1Kb)，其特征在于，所述电场检测光学单元(IlOb)还包括光可变衰减器(134B)，其使通过所述分束单元 (139)分束所得到的所述第2激光的光强度衰减，且所述第2光/电压转换单元(143b)输入由所述光可变衰减器(134B)进行衰减后的所述第2激光。
14.根据权利要求12所述的电场检测光学装置(1Kb)，其特征在于，所述电场检测光学单元(IlOb)还包括第1光可变衰减器(134A)，其使通过所述分束单元(139)分束后的第1激光的光强度按规定比例衰减；和第2光可变衰减器(134B)，其使通过所述分束单元分束后的第2激光的光强度按照比经所述第1光可变衰减器中的衰减比例更大的比例衰减；所述光强度调制单元(IM)，其中输入通过所述第1光可变衰减器 (134A)进行衰减后的第1激光，所述第2光/电压变换单元(14 )，其中输入通过所述第 2光可变衰减器(134B)进行衰减后的第2激光。
15.根据权利要求12所述的电场检测光学装置(1lfe、l 15b、115c、115d、l Be)，其特征在于，所述第1光/电压转换单元(143a、147a、147A、145a、145A)，包括 第1光/电流转换单元(143a)，将由所述光强度调制单元(124)所调制的所述第1激光的光强度转换成电流信号；第1电压源(147a、147A)，其将反偏置电压施加到所述第1光/电流转换单元(143a)；和第1负载电阻器(145a、145A)，其将通过所述第1光/电流转换单元(143a)转换得到的电流信号变换成电压信号，所述第2光/电压转换单元(143b、147b、147B、145b、145B)，包括 第2光/电流转换单元(14 )，用于将由所述分束单元(139)分束得到的所述第2激光的强度转换成电流信号；第2电压源(147b、147B)，其将反偏置电压施加在所述第2光/电流转换单元(143b)，和；第2负载电阻器(145b、145B)，其将由所述第2光/电流转换单元(143b)转换得到的电流信号转换成电压信号。
16.根据权利要求15所述的电场检测光学装置(115c)，其特征在于，所述第1负载电阻器和所述第2负载电阻器中至少一个是可变电阻器(145A、145B)。
17.根据权利要求15所述的电场检测光学装置(115d)，其特征在于， 所述第1电压源和所述第2电压源中至少一个是可变电压源(147A、147B)。
18.根据权利要求12所述的电场检测光学装置(11 ),其特征在于，所述光接收电路(152d)还包括放大单元(149A、149B)，用于对由所述第1光/电压转换单元(143a、147a、147A、14fe、145A)转换得到电压信号和由所述第2光/电压转换单元 (143b、147b、147B、145bU45B)转换得到的电压信号中至少一个进行放大。
19.一种收发机，其通过接收基于在电场传播介质(100)中感应出的电场的信息，接收经所述电场传播介质(100)的信息，所述接收机包括，根据权利要求12所述的电场检测光学装置(115、215)；信号处理电路(116)，其至少去除从所述电场检测光学装置(115、215)输出的电压信号的噪音；噪音检测单元018)，用于对从所述信号处理电路(116)输出的电压信号的噪音成分的大小进行检测；和控制信号发生器019)，其根据从所述噪音检测单元(218)输出的检测数据，产生对所述电场检测光学单元(110)或光接收电路(15 的可变值进行可变控制的控制信号。
全文摘要
当人用手(100)拿收发机(3a)时，就会拿绝缘壳(33)的外壁面底部和外壁面侧部。因此，收发机被构造成使得不仅绝缘壳(33)的外壁面底部、而且直到外壁面侧部，都被收发电极(105)及绝缘膜(107)覆盖。第1地电极(131)、第2地电极(161)以及第3地电极(163)被安装在绝缘壳(33)的内壁面的上部的、远离收发电极(105)的位置上。在绝缘壳(33)和收发机主体(30)之间设置绝缘性发泡部件(7a)，在收发机主体(30)和电池(6)之间设置绝缘性发泡部件(7b)。
文档编号G06F3/033GK102170313SQ20111006921
公开日2011年8月31日 申请日期2004年6月29日 优先权日2003年6月30日
发明者久良木亿, 佐佐木爱一郎, 品川满, 柴田信太郎, 美浓谷直志, 落合克幸 申请人:日本电信电话株式会社