JP3751925B2 - トランシーバ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばウェアラブルコンピュータ(身体につけるコンピュータ)間などのデータ通信のために使用されるトランシーバに関し、更に詳しくは、送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起させ、この誘起した電界を用いて情報の送受信を行うトランシーバに関する。
【0002】
【従来の技術】
携帯端末の小型化および高性能化によりウェアラブルコンピュータが注目されてきているが、図2はこのようなウェアラブルコンピュータを人間に装着して使用する場合の例を示している。同図に示すように、ウェアラブルコンピュータ1はそれぞれトランシーバ3を介して人間の腕、肩、胴体などに装着されて互いにデータの送受信を行うとともに、更に壁や床などに設けられて手足の先端で触れられるトランシーバ3a,3bとケーブルとを介して外部に設けられたパソコン(PC)5と通信を行うようになっている。
【0003】
このようにウェアラブルコンピュータ1はトランシーバ3を介して生体である人間に装着してデータ通信を行うが、このトランシーバ3ではウェアラブルコンピュータ1からの送信データを電界として電界伝達媒体である生体に誘起し、図2において波線で示すように電界として生体の他の部位に伝達し、また生体に誘起され伝達されてくる電界を受信データとしてトランシーバ3で受信してウェアラブルコンピュータ1に送るようになっている。
【0004】
トランシーバ3は、図3に示すように構成され、ウェアラブルコンピュータ1からの送信データを入出力(I/O)回路101を介して受け取ると、この送信データを送信回路103を介して送受信電極105に供給し、該送受信電極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の他の部位に伝達させる。
【0005】
また、トランシーバ3は、生体100の他の部位に装着された別のトランシーバ3から生体100に誘起させられて伝達されてくる電界を絶縁膜107を介して送受信電極105で受信し、この受信した電界を電界検出光学部110に結合して電気信号に変換する。この電気信号は、信号処理回路113で増幅、雑音除去などの信号処理を施され、更に波形整形回路115で波形整形されデジタル信号に変換されてから、入出力回路101を介してウェアラブルコンピュータ1に供給されるようになっている。
【0006】
上記トランシーバ3の電界検出光学部110は、生体100に誘起されて伝達され、絶縁膜107、送受信電極105を介して結合される電界を検出し、電気信号に変換して信号処理回路113に出力するように機能するものであるが、詳しくは図4に示すように構成されている。
【0007】
図4に示す電界検出光学部110は、レーザ光と電気光学結晶を用いた電気光学的手法により電界を検出するものであり、レーザ光源を構成するレーザダイオード121および電気光学結晶からなる電気光学素子123を有する。なお、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感度を有し、この電界強度によって光学特性、すなわち複屈折率が変化し、この複屈折率の変化によりレーザ光の偏光が変化するようになっている。
【0008】
電気光学素子123の図上で上下方向に対向する両側面には第1および第2電極125,127が設けられている。なお、この第1および第2電極125,127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ようになっている。
【0009】
電界検出光学部110は、図3に示したと同じ送受信電極105を有し、この送受信電極105は第1電極125に接続されている。また、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、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。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を介して電気光学素子123に結合するようになっている。
【0010】
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134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に入射したレーザ光は、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け、この電界が第1電極125を介して電気光学素子123に結合すると、この電界は第1電極125から第1グランド電極131に接続されている第2電極127に向かって形成されて、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。
【0011】
このように電気光学素子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波およびS波に分離して、光の強度変化に変換する。この偏光ビームスプリッタ139でP波成分およびS波成分に分離されたレーザ光は、それぞれ第1、第2集光レンズ141a,141bで集光されてから、第1、第2フォトダイオード143a,143bに供給され、第1、第2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ようになっている。
【0012】
上述したように第1、第2フォトダイオード143a,143bから出力される電気信号は、図3に示す信号処理回路113で増幅、雑音除去などの信号処理を施されてから、波形整形回路115で波形整形され、入出力回路101を介してウェアラブルコンピュータ1に供給されることになる。
【0013】
なお、上述したように構成される従来のトランシーバは、送受信電極105がトランシーバ本体と一体的に構成されたり、電気光学素子123用のグランド電極や回路用のグランド電極を特に設けないか、設けてもトランシーバ本体と一体的に構成されている。
【0014】
【特許文献1】
特開2001−352298号公報
【0015】
【特許文献2】
特開2001−298425号公報
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のトランシーバにおいて、送受信電極105から生体100に注入された電界のすべてが生体100を通って他のトランシーバの送受信電極105から電界検出光学部110の電気光学素子123に伝達されればよいが、従来のトランシーバは送受信電極105がトランシーバ本体と一体的に構成されたり、電気光学素子123用のグランド電極や回路用のグランド電極を特に設けないか、設けてもトランシーバ本体と一体的に構成されているため、生体100に注入された電界は、生体100から大地グランドに漏れる以外に、トランシーバの各グランド電極などから混入する不要な電磁波や逆位相の電界と打ち消し合ったりして、生体100に誘起される電界や電気光学素子123に伝達される電界が低下し、通信品質が劣化するという問題がある。
【0017】
また、トランシーバは電気光学素子123にグランド電極を設けなくても動作するが、グランド電極を設けない場合には、電気光学素子123に結合される電界が低下して通信品質が劣化するという問題がある。
【0018】
更に、トランシーバの送信回路103、信号処理回路113、波形整形回路115などの回路にグランド電極を設けない場合には、回路のグランドが揺れて生体に誘起される電界の大きさが低下して通信品質が劣化するという問題がある。
【0019】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、送受信電極をトランシーバ本体から離すとともに、電気光学素子用のグランド電極および回路用のグランド電極をトランシーバ本体から離して生体に誘起される電界の低下を防止し、グランドの明確化および強化を図り、通信品質の向上を図ったトランシーバを提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の本発明は、送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起し、この誘起した電界を用いて情報の送受信を行うトランシーバであって、電界伝達媒体に対して電界を誘起し、電界伝達媒体に誘起された電界を受信する送受信電極と、送信すべき情報に基づく電界を前記送受信電極を介して電界伝達媒体に誘起させるべく前記送受信電極に送信情報を供給する送信回路と、前記送受信電極で電界伝達媒体から受信した電界を検出する電界検出光学部と、この電界検出光学部から出力される検出信号を信号処理して受信情報として出力する受信回路と、前記送信回路および電界検出光学部を前記送受信電極に接続する第1接続部と、前記電界検出光学部内の電気光学素子に電界を効率的に結合させるための第1グランド電極を接続する第2接続部と、前記送信回路および受信回路のグランドを強化するための回路用のグランド電極を接続する回路用グランド電極の接続部とを有することを要旨とする。
【0021】
請求項1記載の本発明にあっては、第1接続部により送受信電極が接続されるようになっているため、この第1接続部を介して送受信電極を離して設けることにより、トランシーバの各部や各グランド電極などからの不要な電磁波や逆位相の電界などが送受信電極に入ることを低減でき、これにより送受信電極における本来の電界が低減することを防止でき、通信品質を向上することができるとともに、また第2接続部および回路用グランド電極の接続部により電界検出光学部内の電気光学素子用の第1グランド電極および回路用のグランド電極がそれぞれ接続され得るようになっているため、第2接続部を介して第1グランド電極を離して設け、また回路用グランド電極の接続部を介して回路用のグランド電極を離して設けることにより、電気光学素子および回路に対するグランドの明確化および強化が図られ、これにより電気光学素子に結合する電界量を増大でき、回路に対してはグランドが揺れるなどして信号レベルが低下することが防止でき、また第1グランド電極および回路用のグランド電極を離して設けることにより、第1グランド電極および回路用のグランド電極からの不要な電磁波や逆位相の電界などが送受信電極などに混入して送受信電極における電界を低減することを防止でき、通信品質を向上することができる。
【0022】
また、請求項2記載の本発明は、請求項1記載の発明において、前記回路用のグランド電極が、前記受信回路のグランドを強化するための第2グランド電極と前記送信回路のグランドを強化するための第3グランド電極とを別々に有し、前記回路用グランド電極の接続部が、前記第2グランド電極を接続する第3接続部と前記第3グランド電極を接続する第4接続部とを別々に有することを要旨とする。
【0023】
請求項2記載の本発明にあっては、第3接続部により受信回路用の第2グランド電極が接続され得るようになっているとともに、また第4接続部により送信回路用の第3グランド電極が接続され得るようになっているため、第3、第4接続部を介して受信回路および送信回路用の第2、第3グランド電極を離して設けることにより、受信回路および送信回路に対するグランドの明確化および強化が図られ、これによりグランドが揺れるなどして生体に誘起される電界強度が低下することが防止されるとともに、また受信回路および送信回路用の第2、第3グランド電極を離して設けることにより、第2、第3グランド電極からの不要な電磁波や逆位相の電界などが送受信電極などに混入して送受信電極における電界が低下することを防止でき、通信品質を向上することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るトランシーバの構成を示すブロック図である。
【0025】
同図に示す実施形態のトランシーバ30は、図3に示した従来のトランシーバ3と回路的には基本的に同じ構成であり、ウェアラブルコンピュータ1に接続されてデータの入出力を行う入出力回路101、生体100に絶縁膜107を介して取り付けられる送受信電極105、この送受信電極105と入出力回路101との間に設けられている送信回路103、電界検出光学部110、信号処理回路113と波形整形回路115からなる受信回路114を有することは同じであるが、送受信電極105から生体100に誘起される電界がトランシーバの各グランド電極などから混入する不要な電磁波や逆位相の電界と打ち消し合ったりして、生体100に誘起される電界や電気光学素子123に伝達される電界が低下することを防止し、またグランドの強化を図るために送受信電極105および各グランド電極をトランシーバ本体30aから離して設けられ得るように構成されている点が従来と異なるものである。
【0026】
更に詳しくは、図1に示すように、本実施形態のトランシーバ30は、トランシーバ本体30aと、この本体30aの外部に設けられている送受信電極105、絶縁膜107、第1グランド電極131、第2グランド電極132、第3グランド電極133とから構成され、これらの外部に設けられた各電極とトランシーバ本体30aとの間はそれぞれ第1接続部150、第2接続部151、第3接続部152、第4接続部153を介して接続されている。
【0027】
すなわち、トランシーバ本体30aの外部に設けられた各電極のうち、送受信電極105は、第1接続部150を介してトランシーバ本体30a内の送信回路103および電界検出光学部110に接続されている。なお、第1接続部150は、送信回路103と電界検出光学部110を送受信電極105に電気的に接続するものであるが、この第1接続部150を介して送受信電極105がトランシーバ本体30aの外部に離れて設けられるようになっているものである。
【0028】
また、第1グランド電極131は、図4に示したものであり、電界検出光学部110内の電気光学素子123に電界を効率的に結合させるための電極であるが、第2接続部151を介してトランシーバ本体30a内の電界検出光学部110に接続されている。詳しくは、第1グランド電極131は、第2接続部151を介して電界検出光学部110内の電気光学素子123に図4に示したように接続されている。
【0029】
なお、第2接続部151は、第1グランド電極131を電界検出光学部110に対して距離的に離しながら電気的に接続するものであるとともに、この第1グランド電極131の電気的接続を解除し得るように接続端子または接続用コネクタを備えていて、この接続端子または接続用コネクタにより第1グランド電極131を第2接続部151を介して電界検出光学部110に電気的に接続したり、または第1グランド電極131を取り外して、電界検出光学部110を第1グランド電極131から電気的に切り離すことができるようになっている。
【0030】
更に、第2グランド電極132は、第3接続部152を介してトランシーバ本体30a内の受信回路114を構成する信号処理回路113と波形整形回路115のグランドに接続され、また第3グランド電極133は、第4接続部153を介してトランシーバ本体30a内の送信回路103のグランドに接続されている。
【0031】
なお、第3接続部152は、第2グランド電極132を受信回路114に対して距離的に離しながら電気的に接続するものであるとともに、この第2グランド電極132の電気的接続を解除し得るように接続端子または接続用コネクタを備えていて、この接続端子または接続用コネクタにより第2グランド電極132を第3接続部152を介して受信回路114に電気的に接続したり、または第2グランド電極132を取り外して、受信回路114を第2グランド電極132から切り離すことができるようになっているものである。また同様に、第4接続部153も、第3グランド電極133を送信回路103に対して距離的に離しながら電気的に接続するものであるとともに、この第3グランド電極133の電気的接続を解除し得るように接続端子または接続用コネクタを備えていて、この接続端子または接続用コネクタにより第3グランド電極133を第4接続部153を介して送信回路103に電気的に接続したり、または第3グランド電極133を送信回路103から切り離すことができるようになっているものである。
【0032】
以上のように構成される本実施形態のトランシーバ30では、まず送受信電極105が第1接続部150を介してトランシーバ本体30aの外部に離れて設けられ得るようになっているため、トランシーバ本体30aや各グランド電極からの不要な電磁波や逆位相の電界などが送受信電極105に入ることが低減され、これにより送受信電極105における本来の電界が低下することを防止することができ、通信品質を向上することができる。
【0033】
また、電界検出光学部110用の第1グランド電極131が第2接続部151を介してトランシーバ本体30aの外部に離して設けられ得るようになっているため、電界検出光学部110の電気光学素子123に対するグランドの明確化および強化が図られ、これにより電気光学素子123に結合する電界量を増大することができるとともに、また第1グランド電極131を外部に離して設けることにより、第1グランド電極131からの不要な電磁波や逆位相の電界などが送受信電極105などに混入して送受信電極105における電界が低下することを防止でき、通信品質を向上することができる。
【0034】
また、第1グランド電極131は、上述したように、第2接続部151において接続端子または接続用コネクタにより電界検出光学部110に接続されているものであるため、この接続端子または接続用コネクタの部分で第1グランド電極131を取り外すことができ、これにより電界検出光学部110を第1グランド電極131から電気的に切り離すこともできるようになっているが、場合によっては、このように第1グランド電極131を取り外すことがよい場合もある。
【0035】
すなわち、一般的には、第1グランド電極131を電界検出光学部110に接続すると、トランシーバ30の通信品質は良好になるものであるが、第1グランド電極131を電界検出光学部110に接続した状態が常にトランシーバ30の通信品質を最も良い状態にするとは限らず、場合によっては、第1グランド電極131を接続すると、通信品質が悪くなるような場合もある。そこで、本実施形態においては、第1グランド電極131を第2接続部151で接続端子や接続用コネクタにより取り外し得るように構成しているものである。
【0036】
更に、受信回路114用の第2グランド電極132が第3接続部152を介してトランシーバ本体30aの外部に離して設けられ得るようになっているため、受信回路114に対するグランドの明確化および強化が図られ、これによりグランドが揺れるなどして信号レベルが低下することが防止されるとともに、また第2グランド電極132を外部に離して設けることにより、第2グランド電極132からの不要な電磁波や逆位相の電界などが送受信電極105などに混入して送受信電極105における電界が低下することを防止でき、通信品質を向上することができる。
【0037】
また、第2グランド電極132は、第3接続部152において接続端子または接続用コネクタにより受信回路114に接続されているものであるため、この接続端子または接続用コネクタの部分で第2グランド電極132を取り外すことができ、これにより受信回路114を第2グランド電極132から切り離すこともできるようになっているが、場合によっては、このように第2グランド電極132を取り外すことがよい場合もある。
【0038】
すなわち、一般的には、第2グランド電極132を受信回路114に接続すると、トランシーバ30の通信品質は良好になるものであるが、第2グランド電極132を受信回路114に接続した状態が常にトランシーバの通信品質を最も良い状態にするとは限らず、場合によっては、第2グランド電極132を接続すると、通信品質が悪くなるような場合もある。そこで、本実施形態においては、第2グランド電極132を第3接続部152で接続端子や接続用コネクタにより取り外し得るように構成しているものである。
【0039】
また更に、送信回路103用の第3グランド電極133が第4接続部153を介してトランシーバ本体30aの外部に離して設けられ得るようになっているため、送信回路103に対するグランドの明確化および強化が図られ、これによりグランドが揺れるなどして生体に誘起される電界強度が低下することが防止されるとともに、また第3グランド電極133を外部に離して設けることにより、第3グランド電極133からの不要な電磁波や逆位相の電界などが送受信電極105などに混入して送受信電極105における電界が低下することを防止でき、通信品質を向上することができる。
【0040】
また、第3グランド電極133は、第4接続部153において接続端子または接続用コネクタにより送信回路103に接続されているものであるため、この接続端子または接続用コネクタの部分で第3グランド電極133を取り外すことができ、これにより送信回路103を第3グランド電極133から切り離すこともできるようになっているが、場合によっては、このように第3グランド電極133を取り外すことがよい場合もある。
【0041】
すなわち、一般的には、第3グランド電極133を送信回路103に接続すると、トランシーバ30の通信品質は良好になるものであるが、第3グランド電極133を送信回路103に接続した状態が常にトランシーバの通信品質を最も良い状態にするとは限らず、場合によっては、第3グランド電極133を接続すると、通信品質が悪くなるような場合もある。そこで、本実施形態においては、第3グランド電極133を第4接続部153で接続端子や接続用コネクタにより取り外し得るように構成しているものである。
【0042】
なお、上記実施形態では、受信回路114および送信回路103に対して第2グランド電極132および第3グランド電極133を別々に設けているが、第2グランド電極132と第3グランド電極133を共通にして1つのグランド電極で構成し、この1つのグランド電極を受信回路114および送信回路103の両回路に共通に接続してもよいものである。この場合には、第3接続部152と第4接続部153も1つの共通な接続部となる。
【0043】
なお、各グランド電極としては、例えば銅板をトランシーバ本体から離して設けたり、またはトランシーバ本体のケース内においても回路が設けられている部分から離して設けたり、またはストラップ状のケーブルをトランシーバのケースからぶら下げるなどの構成も考えられる。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第1接続部により送受信電極が接続されるようになっているので、この第1接続部を介して送受信電極を離して設けることにより、トランシーバの各部や各グランド電極などからの不要な電磁波や逆位相の電界などが送受信電極に入ることを低減でき、これにより送受信電極における本来の電界が低下することを防止でき、通信品質を向上することができるとともに、また第2接続部および回路用グランド電極の接続部により電界検出光学部内の電気光学素子用の第1グランド電極および回路用のグランド電極がそれぞれ接続され得るようになっているため、第2接続部を介して第1グランド電極を離して設け、また回路用グランド電極の接続部を介して回路用のグランド電極を離して設けることにより、電気光学素子および回路に対するグランドの明確化および強化が図られ、これにより電気光学素子に結合する電界量を増大でき、回路に対してはグランドが揺れるなどして生体に誘起される電界強度が低下することが防止でき、また第1グランド電極および回路用のグランド電極を離して設けることにより、第1グランド電極および回路用のグランド電極からの不要な電磁波や逆位相の電界などが送受信電極などに混入して送受信電極における電界を低減することを防止でき、通信品質を向上することができる。
【0045】
また、本発明によれば、第3接続部により受信回路用の第2グランド電極が接続され得るようになっているとともに、また第4接続部により送信回路用の第3グランド電極が接続され得るようになっているので、第3、第4接続部を介して受信回路および送信回路用の第2、第3グランド電極を離して設けることにより、受信回路および送信回路に対するグランドの明確化および強化が図られ、これによりグランドが揺れるなどして信号レベルが低下することが防止されるとともに、また受信回路および送信回路用の第2、第3グランド電極を離して設けることにより、第2、第3グランド電極からの不要な電磁波や逆位相の電界などが送受信電極などに混入して送受信電極における電界が低下することを防止でき、通信品質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るトランシーバの構成を示すブロック図である。
【図2】トランシーバを介してウェアラブルコンピュータを人間に装着して使用する場合の例を示す説明図である。
【図3】ウェアラブルコンピュータを生体に取りつけるためのトランシーバの回路構成を示すブロック図である。
【図4】図3に示すトランシーバに使用されている電界検出光学装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
30 トランシーバ
30a トランシーバ本体
100 生体
103 送信回路
105 送受信電極
110 電界検出光学部
114 受信回路
131 第1グランド電極
132 第2グランド電極
133 第3グランド電極
150 第1接続部
151 第2接続部
152 第3接続部
153 第4接続部
Claims (2)
- 送信すべき情報に基づく電界を電界伝達媒体に誘起し、この誘起した電界を用いて情報の送受信を行うトランシーバであって、
電界伝達媒体に対して電界を誘起し、電界伝達媒体に誘起された電界を受信する送受信電極と、
送信すべき情報に基づく電界を前記送受信電極を介して電界伝達媒体に誘起させるべく前記送受信電極に送信情報を供給する送信回路と、
前記送受信電極で電界伝達媒体から受信した電界を検出する電界検出光学部と、
この電界検出光学部から出力される検出信号を信号処理して受信情報として出力する受信回路と、
前記送信回路および電界検出光学部を前記送受信電極に接続する第1接続部と、
前記電界検出光学部内の電気光学素子に電界を効率的に結合させるための第1グランド電極を接続する第2接続部と、
前記送信回路および受信回路のグランドを強化するための回路用のグランド電極を接続する回路用グランド電極の接続部と
を有することを特徴とするトランシーバ。 - 前記回路用のグランド電極は、前記受信回路のグランドを強化するための第2グランド電極と前記送信回路のグランドを強化するための第3グランド電極とを別々に有し、
前記回路用グランド電極の接続部は、前記第2グランド電極を接続する第3接続部と前記第3グランド電極を接続する第4接続部とを別々
に有することを特徴とする請求項1記載のトランシーバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002285490A JP3751925B2 (ja) | 2002-09-30 | 2002-09-30 | トランシーバ |
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