JP2009296551A - Communication system, voice-generating method, receiving device, and transmitting device - Google Patents

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Fumio Kubono
文夫 久保野
Yoshito Ishibashi
義人 石橋
Shoji Nagai
昭二 長井
Yuko Yoshida
祐子 吉田
Naoki Ide
直紀 井手
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a communication system, a voice-generating method, a receiving device, and a transmitting device. <P>SOLUTION: The communication system includes the transmission device, having a voice generation unit which generates a voice signal and a transmission electrode, electrostatically coupled to a communication medium and transmitting the voice signal via the communication medium, and the receiving device having a receiving electrode electrostatically coupled to the communication medium and receiving the voice signal transmitted from the transmission device via the communication medium, and a voice-generating unit converting the voice signal, received by the reception electrode into air vibrations using a power component contained in the voice signal. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、通信システム、音声発生方法、受信装置、および送信装置に関する。   The present invention relates to a communication system, a sound generation method, a reception device, and a transmission device.

近日、人体や空間などを通信媒体とする静電界通信に関する研究が広く行なわれている。例えば、静電界通信は、基準電極および信号電極を備える2の通信装置間において行なわれる。より詳細には、双方の通信装置の信号電極と人体が静電結合し、双方の通信装置の基準電極と空間が静電結合することにより閉回路が形成される。そして、送信側の通信装置は信号電極と基準電極に電位差を生じさせることにより信号を送信し、受信側の通信装置の信号電極と基準電極の電位差を検出することにより信号を受信する。このような静電界通信については、例えば以下の特許文献1に記載されている。   Recently, research on electrostatic field communication using a human body or space as a communication medium has been widely performed. For example, electrostatic field communication is performed between two communication devices including a reference electrode and a signal electrode. More specifically, the signal electrode of both communication devices and the human body are electrostatically coupled, and the reference electrode and space of both communication devices are electrostatically coupled to form a closed circuit. The communication device on the transmission side transmits a signal by generating a potential difference between the signal electrode and the reference electrode, and receives the signal by detecting the potential difference between the signal electrode and the reference electrode of the communication device on the reception side. Such electrostatic field communication is described, for example, in Patent Document 1 below.

また、従来、ユーザは、ヘッドホンを装着することにより、ヘッドホンにおいて音声信号から空気振動に変換された音声を聴くことができた。ここで、音声信号は、音声信号発生装置から有線で送信される形態と、無線(赤外線を含む)で送信される形態が提案されている。   Conventionally, the user can listen to the sound converted from the sound signal to the air vibration in the headphones by wearing the headphones. Here, a form in which the audio signal is transmitted by wire from the audio signal generation apparatus and a form in which the audio signal is transmitted wirelessly (including infrared rays) are proposed.

特開2006−324775号公報JP 2006-324775 A

しかし、有線で音声信号を送信する形態では、有線部分の引き回しが必要となる、または有線部分が絡まるなど、ヘッドホンの装着が煩雑となる場合があった。また、無線で音声信号を送信する形態では、ヘッドホンに、受信回路や音声信号発生のために必要な電力の供給源として例えばバッテリを設ける必要があり、取り扱いが煩雑であるという問題があった。   However, in the form in which the audio signal is transmitted by wire, there is a case where the wearing of the headphones becomes complicated because the wire portion needs to be routed or the wire portion is entangled. Moreover, in the form which transmits an audio | voice signal by radio | wireless, it was necessary to provide a battery with a receiving circuit and an electric power supply source required for audio | voice signal generation | occurrence | production, for example, and there existed a problem that handling was complicated.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、より簡易的に音声信号を再生することが可能な、新規かつ改良された通信システム、音声発生方法、受信装置、および送信装置を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a new and improved communication system and sound generation capable of reproducing a sound signal more easily. It is to provide a method, a receiving device, and a transmitting device.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、音声信号を生成する音声生成部、通信媒体と静電結合し、前記通信媒体を介して前記音声信号を送信する送信電極、
を有する送信装置と、前記通信媒体と静電結合し、前記送信装置から前記通信媒体を介して送信された前記音声信号を受信する受信電極、および、前記受信電極により受信された前記音声信号を、前記音声信号に含まれる電力成分を利用して再生する音声発生部、を有する受信装置と、を備える通信システムが提供される。
In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, a sound generation unit that generates a sound signal, a transmission electrode that is electrostatically coupled to a communication medium and transmits the sound signal via the communication medium,
A receiving device that is electrostatically coupled to the communication medium and receives the audio signal transmitted from the transmitting device via the communication medium, and the audio signal received by the receiving electrode. There is provided a communication system including a reception device having a sound generation unit that reproduces using a power component included in the sound signal.

前記受信装置は、前記音声信号を平滑化して直流電力を生成する電力生成部をさらに備え、前記音声発生部は、前記音声信号を前記電力生成部により生成された直流電力を利用して前記音声信号を再生してもよい。   The receiver further includes a power generation unit that smoothes the audio signal to generate DC power, and the audio generation unit uses the DC power generated by the power generation unit to generate the audio signal. The signal may be reproduced.

前記音声発生部は、前記音声信号を前記電力生成部により生成された直流電力を利用して増幅する増幅部を備えてもよい。   The voice generation unit may include an amplification unit that amplifies the voice signal using DC power generated by the power generation unit.

前記受信装置は、光電変換機能、または熱電変換機能を有する発電部をさらに備え、前記音声発生部は、前記音声信号を前記発電部により発電された電力をさらに利用して前記音声信号を再生してもよい。   The receiving device further includes a power generation unit having a photoelectric conversion function or a thermoelectric conversion function, and the sound generation unit reproduces the sound signal by further using the power generated by the power generation unit. May be.

前記送信装置または前記受信装置の少なくともいずれかは、前記音声信号の送信周波数において共振状態となるようインピーダンス整合を行なうインピーダンス整合部をさらに備えてもよい。   At least one of the transmission device and the reception device may further include an impedance matching unit that performs impedance matching so as to be in a resonance state at the transmission frequency of the audio signal.

前記通信媒体は人体であり、前記音声発生部は人体の耳付近に配置され、前記受信電極は人体の両耳の間の頭部上に配置されてもよい。   The communication medium may be a human body, the sound generation unit may be disposed near the ears of the human body, and the reception electrode may be disposed on the head between both ears of the human body.

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、音声信号を生成するステップと、通信媒体と静電結合する送信電極が、前記通信媒体を介して前記音声信号を送信するステップと、前記通信媒体と静電結合する受信電極が、前記送信電極から前記通信媒体を介して送信された前記音声信号を受信するステップと、前記受信電極により受信された前記音声信号を、前記音声信号に含まれる電力成分を利用して再生するステップと、を含む音声発生方法が提供される。   In order to solve the above-described problem, according to another aspect of the present invention, a step of generating an audio signal and a transmission electrode electrostatically coupled to the communication medium transmit the audio signal via the communication medium. A receiving electrode electrostatically coupled with the communication medium, receiving the audio signal transmitted from the transmitting electrode via the communication medium, and receiving the audio signal received by the receiving electrode. And reproducing using a power component included in the audio signal.

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、通信媒体と静電結合し、前記通信媒体を介して送信された音声信号を受信する受信電極と、前記受信電極により受信された前記音声信号を、前記音声信号に含まれる電力成分を利用して再生する音声発生部と、を備える受信装置が提供される。   In order to solve the above-described problem, according to another aspect of the present invention, a receiving electrode that is electrostatically coupled to a communication medium and receives an audio signal transmitted via the communication medium, and the receiving electrode There is provided a reception device including an audio generation unit that reproduces the received audio signal using a power component included in the audio signal.

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、音声信号を生成する音声生成部と、通信媒体と静電結合し、前記通信媒体を介して前記音声信号を送信する送信電極と、前記音声信号の送信周波数において共振状態となるようインピーダンス整合を行なうインピーダンス整合部と、を備える送信装置が提供される。   In order to solve the above problem, according to another aspect of the present invention, an audio generation unit that generates an audio signal and a communication medium are electrostatically coupled, and the audio signal is transmitted via the communication medium. A transmission device is provided that includes a transmission electrode and an impedance matching unit that performs impedance matching so as to be in a resonance state at a transmission frequency of the audio signal.

以上説明したように本発明にかかる通信システム、音声発生方法、受信装置、および送信装置によれば、より簡易的に音声信号を再生することができる。   As described above, according to the communication system, the sound generation method, the reception device, and the transmission device according to the present invention, the sound signal can be reproduced more simply.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

また、以下に示す項目順序に従って当該「発明を実施するための最良の形態」を説明する。
〔1〕本実施形態に至る経緯
〔2〕本実施形態にかかる通信システムの全体構成
〔3〕第1の実施形態
〔3−1〕第1の実施形態にかかる送信装置の構成
〔3−2〕第1の実施形態にかかる受信装置の構成
〔3−3〕インピーダンス整合について
〔4〕第2の実施形態
〔4−1〕第2の実施形態にかかる受信装置の構成
〔4−2〕第2の実施形態にかかる受信装置の動作
〔5〕第3の実施形態
〔6〕まとめ
Further, the “best mode for carrying out the invention” will be described according to the following item order.
[1] Background to the present embodiment [2] Overall configuration of the communication system according to the present embodiment [3] First embodiment [3-1] Configuration of the transmission apparatus according to the first embodiment [3-2 ] Configuration of the receiving apparatus according to the first embodiment [3-3] About impedance matching [4] Second embodiment [4-1] Configuration of the receiving apparatus according to the second embodiment [4-2] No. Operation of the receiving apparatus according to the second embodiment [5] Third embodiment [6] Summary

〔1〕本実施形態に至る経緯
まず、図13および図14を参照し、本実施形態に関連する音声処理システムを比較例として挙げ、本実施形態に至った経緯を説明する。
[1] Background to the Present Embodiment First, the background to the present embodiment will be described with reference to FIG. 13 and FIG. 14 and a speech processing system related to the present embodiment as a comparative example.

図13は、本実施形態に関連する第1の音声処理システムの構成を示した説明図である。図13に示したように、第1の音声処理システムは、ヘッドホン32、音声信号生成装置34、および有線部分36を含む。ヘッドホン32は、人体20の頭部に装着されており、音声信号生成装置34により生成されて有線部分36を介して送信された音声信号を空気振動に変換して出力する。   FIG. 13 is an explanatory diagram showing the configuration of the first sound processing system related to the present embodiment. As shown in FIG. 13, the first audio processing system includes headphones 32, an audio signal generation device 34, and a wired portion 36. The headphone 32 is attached to the head of the human body 20, converts the audio signal generated by the audio signal generation device 34 and transmitted via the wired portion 36 into air vibration and outputs the air vibration.

図14は、本実施形態に関連する第2の音声処理システムの構成を示した説明図である。図14に示したように、第2の音声処理システムは、ヘッドホン40、および無線送信装置42を含む。無線送信装置42は、音声信号の生成回路および、生成された音声信号を無線信号や赤外線により送信するための送信回路を備える。ヘッドホン40は、無線送信装置42から無線信号や赤外線により送信された音声信号を受信する受信回路、および受信回路により受信された音声信号を空気振動に変換して出力するため音声発生回路を備える。   FIG. 14 is an explanatory diagram showing a configuration of a second sound processing system related to the present embodiment. As shown in FIG. 14, the second sound processing system includes headphones 40 and a wireless transmission device 42. The wireless transmission device 42 includes an audio signal generation circuit and a transmission circuit for transmitting the generated audio signal by a radio signal or infrared rays. The headphones 40 include a reception circuit that receives a radio signal or an audio signal transmitted by infrared rays from the radio transmission device 42, and an audio generation circuit that converts the audio signal received by the reception circuit into air vibration and outputs the air vibration.

しかし、本実施形態に関連する第1の音声処理システムでは、ヘッドホン32の装着時に、有線部分36の引き回しが必要となる、または絡まった有線部分36を解く必要があるなど、ユーザにとっての煩雑性が高かった。また、本実施形態に関連する第2の音声処理システムでは、ヘッドホン40の受信回路や音声発生回路へ電力を供給するバッテリをヘッドホン40に設ける必要があり、取り扱いが煩雑であるという問題があった。   However, in the first audio processing system related to the present embodiment, when the headphones 32 are worn, the wired portion 36 needs to be routed or the tangled wired portion 36 needs to be unwound, and the user is troublesome. Was expensive. Further, in the second sound processing system related to the present embodiment, it is necessary to provide the headphones 40 with a battery for supplying power to the reception circuit and the sound generation circuit of the headphones 40, and there is a problem that handling is complicated. .

そこで、上記事情を一着眼点にして本発明の第1〜第3の実施形態を創作するに至った。本発明の第1〜第3の実施形態によれば、ユーザによる取り扱いを容易にして音声信号を再生することができる。以下、このような本実施形態の全体構成を説明した後に、本発明の第1〜第3の実施形態の各々について詳細に説明する。   Then, it came to create the 1st-3rd embodiment of this invention focusing on the said situation. According to the first to third embodiments of the present invention, the audio signal can be reproduced with ease of handling by the user. Hereinafter, after describing the overall configuration of the present embodiment, each of the first to third embodiments of the present invention will be described in detail.

〔2〕本実施形態にかかる通信システムの全体構成
図1は、本実施形態にかかる通信システム1の全体構成を示した説明図である。図1に示したように、本実施形態にかかる通信システム1は、送信電極110を有する送信装置10と、受信電極160を有する受信装置12と、人体20と、を備える。
[2] Overall Configuration of Communication System According to this Embodiment FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of the communication system 1 according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the communication system 1 according to the present embodiment includes a transmission device 10 having a transmission electrode 110, a reception device 12 having a reception electrode 160, and a human body 20.

送信装置10の送信電極110は、通信媒体である人体20と静電結合を形成するための電極である。送信装置10は、この送信電極110から電界により信号を送信することができる。なお、本明細書においては、送信装置10から送信される信号として音楽、講演およびラジオ番組などの音声信号を例にあげて説明するが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、送信装置10から送信される信号は、映画、テレビジョン番組、ビデオプログラム、写真、文書、絵画および図表などの映像信号や、ゲームおよびソフトウェアなどの任意の信号であってもよい。   The transmission electrode 110 of the transmission device 10 is an electrode for forming electrostatic coupling with the human body 20 that is a communication medium. The transmission device 10 can transmit a signal from the transmission electrode 110 by an electric field. In the present specification, audio signals such as music, lectures, and radio programs are described as examples of signals transmitted from the transmission apparatus 10, but the present invention is not limited to such examples. For example, the signal transmitted from the transmission device 10 may be a video signal such as a movie, a television program, a video program, a photograph, a document, a picture, and a chart, or an arbitrary signal such as a game and software.

人体20は、電気的な信号を伝達可能な誘電性、あるいは導電性などを有する通信媒体の一例である。本明細書においては、通信媒体の一例として人体20をあげて説明するが、通信媒体は人体20に限定されない。例えば、通信媒体としては、アルミニウム、銅、鉄、合金などの導電体である金属や、プラスティック、セラミック、ゴム、ガラスなどの誘電体や、これら導電体および誘電体の双方としての性質を有する植物および動物を含む生体など任意の物体があげられる。   The human body 20 is an example of a communication medium having dielectricity or conductivity that can transmit an electrical signal. In this specification, the human body 20 will be described as an example of the communication medium, but the communication medium is not limited to the human body 20. For example, as communication media, metals that are conductors such as aluminum, copper, iron, and alloys, dielectrics such as plastic, ceramic, rubber, and glass, and plants that have properties as both these conductors and dielectrics. And any object such as a living body including an animal.

受信装置12の受信電極160は、通信媒体である人体20と静電結合を形成するための電極である。受信装置12は、この受信電極160により、送信装置10から電界により送信された信号を受信することができる。   The receiving electrode 160 of the receiving device 12 is an electrode for forming electrostatic coupling with the human body 20 that is a communication medium. The receiving device 12 can receive a signal transmitted from the transmitting device 10 by an electric field through the receiving electrode 160.

〔3〕第1の実施形態
〔3−1〕第1の実施形態にかかる送信装置の構成
以上、図1を参照して本実施形態にかかる通信システム1の全体構成を説明した。続いて、図2を参照し、本発明の第1の実施形態にかかる送信装置10の構成を説明する。
[3] First Embodiment [3-1] Configuration of Transmitting Device According to First Embodiment The overall configuration of the communication system 1 according to the present embodiment has been described above with reference to FIG. Next, the configuration of the transmission apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図2は、本発明の第1の実施形態にかかる送信装置10の構成を示した機能ブロック図である。図2に示したように、第1の実施形態にかかる送信装置10は、電力供給源114と、音声生成部118と、搬送波発生部124および乗算部128を含む変調部120と、送信整合部130と、送信電極110と、を備える。   FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the transmission apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention. As illustrated in FIG. 2, the transmission device 10 according to the first embodiment includes a power supply source 114, a sound generation unit 118, a modulation unit 120 including a carrier wave generation unit 124 and a multiplication unit 128, and a transmission matching unit. 130 and the transmission electrode 110.

電力供給源114は、音声生成部118や変調部120などの送信装置10の各構成が動作するための電力の供給源である。電力供給源114は、屋内配線から電力を取得する屋内配線との接続部であっても、一次電池、二次電池、燃料電池、光電池および熱電池などの任意の電池であってもよい。   The power supply source 114 is a power supply source for operating each component of the transmission device 10 such as the sound generation unit 118 and the modulation unit 120. The power supply source 114 may be a connection portion with an indoor wiring that acquires power from the indoor wiring, or may be an arbitrary battery such as a primary battery, a secondary battery, a fuel cell, a photovoltaic cell, and a thermal battery.

音声生成部118は、電力供給源114から供給される電力に基づいて、電気的な音声信号を生成する。例えば、音声生成部118は、記憶媒体に記憶されているアナログ形式またはデジタル形式の音声データを音声信号に変換してもよい。記憶媒体としては、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read−Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)などの不揮発性メモリや、ハードディスクおよび円盤型磁性体ディスクなどの磁気ディスクや、CD−R(Compact Disc Recordable)/RW(ReWritable)、DVD−R(Digital Versatile Disc Recordable)/RW/+R/+RW/RAM(Ramdom Access Memory)およびBD(Blu−Ray Disc(登録商標))―R/BD−REなどの光ディスクや、MO(Magneto Optical)ディスクなどがあげられる。   The sound generation unit 118 generates an electric sound signal based on the power supplied from the power supply source 114. For example, the audio generation unit 118 may convert analog or digital audio data stored in the storage medium into an audio signal. Storage media include non-volatile memories such as EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) and EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), CDs such as hard disks and disk-type magnetic disks, etc. (Recordable) / RW (ReWriteable), DVD-R (Digital Versatile Disc Recordable) / RW / + R / + RW / RAM (Random Access Memory) and BD (Blu-Ray Disc-R) Optical discs and MO (Magneto Optical ) Disc etc.

また、音声生成部118は、AM放送やFM放送などの外部から取得される信号に基づいて音声信号を生成してもよい。その他、音声生成部118は任意の方式により電気的な音声信号を生成してもよく、市販されている多くの専用ICを音声生成部118として適用してもよい。   Moreover, the audio | voice production | generation part 118 may produce | generate an audio | voice signal based on the signal acquired from the outside, such as AM broadcast and FM broadcast. In addition, the audio generation unit 118 may generate an electric audio signal by an arbitrary method, and many commercially available dedicated ICs may be applied as the audio generation unit 118.

搬送波生成部124は、音声信号に対して十分に速い周波数である例えば数M〜数百MHzの正弦波を搬送波として生成する。そして、乗算部128は、音声生成部118により生成された音声信号と、搬送波生成部124により生成された搬送波とを乗算することにより、音声信号を振幅変調する。   The carrier wave generation unit 124 generates a sine wave of, for example, several M to several hundreds of MHz, which is a sufficiently high frequency for the audio signal, as a carrier wave. The multiplier 128 multiplies the audio signal generated by the audio generator 118 by the carrier wave generated by the carrier wave generator 124, thereby amplitude-modulating the audio signal.

なお、本明細書においては、音声信号の変調方式が振幅変調方式である例に重きをおいて説明するが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、音声信号の変調方式は、周波数変調方式であっても、位相変調方式であってもよい。また、変調部120は、音声信号の変調方式に応じた構成により実現される。   In the present specification, an explanation will be given with an emphasis on an example in which the modulation method of the audio signal is an amplitude modulation method, but the present invention is not limited to such an example. For example, the audio signal modulation method may be a frequency modulation method or a phase modulation method. Also, the modulation unit 120 is realized by a configuration according to the modulation method of the audio signal.

送信整合部130は、変調部120により変調された変調音声信号に対して、必要に応じ周波数帯域制限やインピーダンス整合を行なうインピーダンス整合部としての機能を有する。かかる送信整合部130による整合処理については、「〔3−3〕インピーダンス整合について」において後述する。   The transmission matching unit 130 has a function as an impedance matching unit that performs frequency band limitation and impedance matching on the modulated audio signal modulated by the modulation unit 120 as necessary. The matching process by the transmission matching unit 130 will be described later in “[3-3] Impedance matching”.

送信電極110は、送信整合部130から出力される変調音声信号を、人体20との間に形成されている静電結合を介して人体20内に伝達する。   The transmission electrode 110 transmits the modulated audio signal output from the transmission matching unit 130 into the human body 20 through electrostatic coupling formed with the human body 20.

〔3−2〕第1の実施形態にかかる受信装置の構成
次に、図3〜図5を参照し、第1の実施形態にかかる受信装置12の構成を説明する。
[3-2] Configuration of Receiving Device According to First Embodiment Next, the configuration of the receiving device 12 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

図3は、第1の実施形態にかかる受信装置12の外観構成を模式的に示した説明図である。図3に示したように、第1の実施形態にかかる受信装置12は、受信電極160、基準電極162、回路部172、およびスピーカ188を備え、人体20の頭部に装着される。図3に示したように、受信電極160は、人体20の耳近傍に加え、両耳の間の頭部に対応する位置に配置されるため、送信装置10から送信された電界を効率的に検出および受信することができる。なお、基準電極162は、空間との間に静電容量を形成するための導体である。   FIG. 3 is an explanatory diagram schematically illustrating an external configuration of the receiving device 12 according to the first embodiment. As illustrated in FIG. 3, the receiving device 12 according to the first embodiment includes a receiving electrode 160, a reference electrode 162, a circuit unit 172, and a speaker 188, and is attached to the head of the human body 20. As shown in FIG. 3, the receiving electrode 160 is arranged at a position corresponding to the head between both ears in addition to the vicinity of the ear of the human body 20, so that the electric field transmitted from the transmitting device 10 can be efficiently transmitted. Can be detected and received. The reference electrode 162 is a conductor for forming a capacitance between the reference electrode 162 and the space.

また、図4は、第1の実施形態にかかる受信装置12の内部構成を示した機能ブロック図である。図4に示したように、第1の実施形態にかかる受信装置12は、受信電極160と、受信整合部164と、検波部174およびLPF178を含む復調部170と、インピーダンス整合部184およびスピーカ188を含む音声発生部180と、を備える。   FIG. 4 is a functional block diagram showing an internal configuration of the receiving device 12 according to the first embodiment. As shown in FIG. 4, the receiving device 12 according to the first embodiment includes a receiving electrode 160, a receiving matching unit 164, a demodulating unit 170 including a detecting unit 174 and an LPF 178, an impedance matching unit 184, and a speaker 188. A voice generation unit 180 including

受信電極160は、送信装置10から電界により送信された変調音声信号を人体20を介して受信する。受信整合部164は、受信電極160により受信された変調音声信号に対し、必要に応じ周波数帯域制限やインピーダンス整合を行なうインピーダンス整合部としての機能を有する。かかる受信整合部164による整合処理については、「〔3−3〕インピーダンス整合について」において後述する。   The reception electrode 160 receives the modulated audio signal transmitted from the transmission device 10 by the electric field via the human body 20. The reception matching unit 164 has a function as an impedance matching unit that performs frequency band limitation and impedance matching on the modulated audio signal received by the reception electrode 160 as necessary. The matching processing by the reception matching unit 164 will be described later in “[3-3] Impedance matching”.

検波部174は、受信整合部164から入力される変調音声信号を検波し、LPF(ローパスフィルタ)178は、検波された変調音声信号から音声信号を抽出して音声発生部180へ出力する。以下、図5を参照して検波部174およびLPF178により音声信号が抽出される様子を具体的に説明する。   The detector 174 detects the modulated audio signal input from the reception matching unit 164, and the LPF (low-pass filter) 178 extracts the audio signal from the detected modulated audio signal and outputs it to the audio generator 180. Hereinafter, the manner in which the sound signal is extracted by the detection unit 174 and the LPF 178 will be specifically described with reference to FIG.

図5は、検波部174およびLPF178により音声信号が抽出される様子を示した説明図である。図5の左図は、受信整合部164から検波部174へ入力される変調音声信号を示しており、検波部174が当該変調音声信号を検波することにより図5の中央図に示す変調音声信号が得られる。さらに、LPF178が図5の中央図に示す変調音声信号の低周波成分を選択的に通過させることにより、図5の右図に示す音声信号が得られる。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which a sound signal is extracted by the detection unit 174 and the LPF 178. The left diagram of FIG. 5 shows a modulated audio signal input from the reception matching unit 164 to the detector 174, and the modulated audio signal shown in the center diagram of FIG. 5 is detected by the detector 174 detecting the modulated audio signal. Is obtained. Further, the LPF 178 selectively passes the low-frequency component of the modulated audio signal shown in the center diagram of FIG. 5, so that the audio signal shown in the right diagram of FIG. 5 is obtained.

インピーダンス整合部184は、後段のスピーカ188とのインピーダンス整合を行う。スピーカ188は、インピーダンス整合部184から入力される音声信号を空気振動に変換して出力する。ここで、スピーカ188は、例えば図5の右図に示した音声信号を電力源として駆動される。すなわち、スピーカ188は、音声信号に含まれる電力成分に基づいて動作する。したがって、本実施形態によれば、受信装置12に電力源を設けることなく、また、受信装置12と送信装置10を有線により接続することなく、受信装置12において音声を出力することが可能である。このため、本実施形態によれば、ユーザによる受信装置12の取り扱いをより簡易化することができる。   The impedance matching unit 184 performs impedance matching with the subsequent speaker 188. The speaker 188 converts the audio signal input from the impedance matching unit 184 into air vibration and outputs the air vibration. Here, the speaker 188 is driven using, for example, the audio signal shown in the right diagram of FIG. 5 as a power source. That is, the speaker 188 operates based on the power component included in the audio signal. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to output sound in the receiving device 12 without providing a power source in the receiving device 12 and without connecting the receiving device 12 and the transmitting device 10 by wire. . For this reason, according to this embodiment, handling of the receiver 12 by a user can be simplified more.

なお、図4に示した受信整合部164、復調部170、およびインピーダンス整合部184などは、図3に示した回路部172に対応している。また、上記では再生の一例としてスピーカ188が音声信号を空気振動に変換する例を説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、受信装置12は、音声信号を骨振動として出力してもよい。   Note that the reception matching unit 164, the demodulation unit 170, the impedance matching unit 184, and the like illustrated in FIG. 4 correspond to the circuit unit 172 illustrated in FIG. In the above description, an example in which the speaker 188 converts an audio signal into air vibration has been described as an example of reproduction. However, the present invention is not limited to this example. For example, the receiving device 12 may output an audio signal as bone vibration.

〔3−3〕インピーダンス整合について
次に、図6〜図8を参照し、送信整合部130および受信整合部164の機能を説明する。
[3-3] Impedance Matching Next, functions of the transmission matching unit 130 and the reception matching unit 164 will be described with reference to FIGS.

人体20の表皮(皮膚)の抵抗値は1平方cm当たり数十kΩ程度あるが、表皮の下部組織の抵抗値は低く、数kΩ程度である。また、送信電極110と人体20の間に形成される静電容量は、送信電極110に対向する電極と送信電極110の間に形成される静電容量と等価と考えることができる(例えば、特開2006−324775参照)。このため、送信装置10および受信装置12を含む通信システム1の等価回路を図6のように考えることができる。   The resistance value of the epidermis (skin) of the human body 20 is about several tens of kΩ per square centimeter, but the resistance value of the lower tissue of the epidermis is low, about several kΩ. Further, the capacitance formed between the transmission electrode 110 and the human body 20 can be considered equivalent to the capacitance formed between the electrode facing the transmission electrode 110 and the transmission electrode 110 (for example, a special feature). Open 2006-324775). Therefore, an equivalent circuit of the communication system 1 including the transmission device 10 and the reception device 12 can be considered as shown in FIG.

図6は、送信装置10および受信装置12を含む通信システム1の等価回路を示した説明図である。図6において、コンデンサCt1は送信電極110と人体20との間に形成される静電容量であり、コンデンサCr1は受信電極160と人体20の間に形成される静電容量であり、抵抗Rhは人体20の抵抗値である。また、コンデンサCt2は送信装置10の空間に対する静電容量を示し、接地は仮想的なものである。同様に、コンデンサCr2は、受信装置12の空間に対する静電容量を示し、接地は仮想的なものである。なお、コンデンサCt1、Ct2、Cr1、Cr2は電極や装置の大きさにもよるが、例えば数pF〜数十[pF]程度の静電容量である。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing an equivalent circuit of the communication system 1 including the transmission device 10 and the reception device 12. In FIG. 6, a capacitor Ct1 is a capacitance formed between the transmission electrode 110 and the human body 20, a capacitor Cr1 is a capacitance formed between the reception electrode 160 and the human body 20, and the resistance Rh is This is the resistance value of the human body 20. Further, the capacitor Ct2 indicates the electrostatic capacity with respect to the space of the transmission device 10, and the ground is virtual. Similarly, the capacitor Cr2 indicates a capacitance with respect to the space of the receiving device 12, and the ground is virtual. The capacitors Ct1, Ct2, Cr1, and Cr2 have an electrostatic capacity of about several pF to several tens [pF], for example, depending on the size of the electrode and the device.

ここで、送信整合部130および受信整合部164がインダクタンス成分を有し、送信整合部130のインダクタンスをLt1、受信整合部164のインダクタンスをLr1とする。また、変調部120からの出力をVとし、復調部170のインピーダンスをRrとすると、通信システム1の等価回路をさらに図7のように考えることができる。   Here, the transmission matching unit 130 and the reception matching unit 164 have inductance components, the inductance of the transmission matching unit 130 is Lt1, and the inductance of the reception matching unit 164 is Lr1. Further, assuming that the output from the modulation unit 120 is V and the impedance of the demodulation unit 170 is Rr, the equivalent circuit of the communication system 1 can be further considered as shown in FIG.

図7は、送信装置10および受信装置12を含む通信システム1の他の等価回路を示した説明図である。図7において、合成インダクタLaは、インダクタLt1およびLr1を仮想的に直列接続して得られるインダクタンス成分を示す。また、合成キャパシタンスCaは、キャパシタCt1、Ct2、Cr1、およびCr2を仮想的に全てを直列接続した場合に得られるキャパシタ成分を示す。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing another equivalent circuit of the communication system 1 including the transmission device 10 and the reception device 12. In FIG. 7, a combined inductor La indicates an inductance component obtained by virtually connecting inductors Lt1 and Lr1 in series. The combined capacitance Ca represents a capacitor component obtained when the capacitors Ct1, Ct2, Cr1, and Cr2 are virtually all connected in series.

図7に示したように、送信装置10および受信装置12を含む通信システム1は、系全体がインダクタ及びキャパシタから成る直列共振回路として捉えることができる。ここでR=Rh+Rrとすると、回路全体のインピーダンスをZを以下の数式1により求めることができる。   As illustrated in FIG. 7, the communication system 1 including the transmission device 10 and the reception device 12 can be regarded as a series resonance circuit in which the entire system includes an inductor and a capacitor. Here, assuming that R = Rh + Rr, the impedance of the entire circuit can be obtained by the following formula 1.

Figure 2009296551
(数式1)
数式1において、ωは搬送波発生部124により発生される搬送波の角周波数である。また、インピーダンスZの大きさは、以下の数式2により求めることができる。
Figure 2009296551
(Formula 1)
In Equation 1, ω is the angular frequency of the carrier wave generated by the carrier wave generator 124. Further, the magnitude of the impedance Z can be obtained by the following formula 2.

Figure 2009296551
(数式2)
さらに、数式1において|Z|が最小となるωは、以下の数式3により表現される。
Figure 2009296551
(Formula 2)
Further, ω that minimizes | Z | in Equation 1 is expressed by Equation 3 below.

Figure 2009296551
(数式3)
|Z|が上記数式3を満たす場合、Z=Rとなり、回路に流れる電流|I|が最大(|I|max)となる。この|I|maxは、以下の数式4のように表現される。
Figure 2009296551
(Formula 3)
When | Z | satisfies the above Equation 3, Z = R, and the current | I | flowing through the circuit is maximum (| I | max). This | I | max is expressed as Equation 4 below.

Figure 2009296551
(数式4)
ここで、角周波数ωに着目すると、回路に流れる電流|I(ω)|は、図8に示す特性を有する。
Figure 2009296551
(Formula 4)
Here, focusing on the angular frequency ω, the current | I (ω) | flowing through the circuit has the characteristics shown in FIG.

図8は、回路に流れる電流と角周波数との関係を示した説明図である。図8において、ωrは、|I(ω)|が最大となる角周波数を示し、角周波数ωrである場合に回路が共振状態となる。また、合成インダクタLaの両端電圧をVL、合成キャパシタンスCaの両端電圧をVCとすると、回路の共振状態では以下の数式5が成立し、回路が純抵抗Rを有することと等価となる。   FIG. 8 is an explanatory diagram showing the relationship between the current flowing through the circuit and the angular frequency. In FIG. 8, ωr indicates an angular frequency at which | I (ω) | becomes maximum, and the circuit is in a resonance state when the angular frequency is ωr. If the voltage across the combined inductor La is VL and the voltage across the combined capacitance Ca is VC, the following equation 5 is established in the resonance state of the circuit, which is equivalent to the circuit having the pure resistance R.

Figure 2009296551
VL=−VC (数式5)
したがって、共振回路の共振の強さをQは、以下の数式6のように表現される。
Figure 2009296551
VL = −VC (Formula 5)
Accordingly, the resonance intensity Q of the resonance circuit is expressed as the following Equation 6.

Figure 2009296551
(数式6)
Figure 2009296551
(Formula 6)

したがって、送信整合部130または受信整合部164の一方、または双方は、共振状態となる各周波数ωrが搬送波の角周波数と一致するように合成インダクタLaを動的に制御することにより、最大電力での信号伝送を実現してもよい。なお、送信整合部130および受信整合部164は、可変的なキャパシタ成分を有する場合、共振状態となる各周波数ωrが搬送波の角周波数と一致するようにさらにキャパシタ成分の大きさを制御することにより、最大電力での信号伝送を実現してもよい。また、送信整合部130は、送信整合部130および受信整合部164のインピーダンスが固定的である場合、搬送波の角周波数が共振状態となる各周波数ωrと一致するように搬送波生成部124を制御してもよい。   Accordingly, one or both of the transmission matching unit 130 and the reception matching unit 164 dynamically controls the combined inductor La so that each frequency ωr in the resonance state matches the angular frequency of the carrier wave, so that the maximum power can be obtained. The signal transmission may be realized. When the transmission matching unit 130 and the reception matching unit 164 have variable capacitor components, the transmission matching unit 130 and the reception matching unit 164 further control the size of the capacitor component so that each frequency ωr in the resonance state matches the angular frequency of the carrier wave. The signal transmission with the maximum power may be realized. Further, when the impedances of the transmission matching unit 130 and the reception matching unit 164 are fixed, the transmission matching unit 130 controls the carrier wave generation unit 124 so that the angular frequency of the carrier wave matches each frequency ωr at which the resonance state occurs. May be.

なお、実際の動作においては種々の損失を考慮する必要があるが、受信装置12を実際に人体20の頭部に装着し、送信装置10が手で保持された状態で測定すると、受信装置12において数100μW〜数mW程度の電力を有する信号が得られる。   In the actual operation, it is necessary to consider various losses. However, if the receiver 12 is actually mounted on the head of the human body 20 and the transmitter 10 is held by hand, the receiver 12 is measured. A signal having a power of about several hundred μW to several mW is obtained.

ここで、近年の技術進歩に伴い、少ない電力で効率よく音声を出力するスピーカやヘッドホンなどの音声出力装置の開発が進んでいる。例えば、100dB/mW程度の性能を有するヘッドホンが実存するが、100dBとは繁華街や電車がガード下を通るとき等の騒音に匹敵する大音量である。この程度の性能を有するヘッドホンで可聴可能な音声発生時の供給電力は数μW程度である。なお、音声出力装置の性能を示すdB SPLまたはdB/mWなどの単位は、1mWの電力により発生される音圧レベルを表現する。   Here, along with recent technological advancement, development of audio output devices such as speakers and headphones that efficiently output audio with less power is progressing. For example, headphones having a performance of about 100 dB / mW exist, but 100 dB is a loud volume comparable to noise in a busy street or when a train passes under a guard. The supplied power when sound that can be audible with headphones having such performance is about several μW. A unit such as dB SPL or dB / mW indicating the performance of the audio output device represents a sound pressure level generated by 1 mW of power.

したがって、上記のように数100μW〜数mW程度の電力が得られる本実施形態にかかる受信装置12によれば、十分実用範囲の音量を有する音声を出力することが可能である。   Therefore, according to the receiving device 12 according to the present embodiment that can obtain power of about several hundred μW to several mW as described above, it is possible to output sound having a sound volume in a practical range.

〔4〕第2の実施形態
以上説明したように、本発明の第1の実施形態によれば、音声信号を空気振動に変換するための十分な電力が音声信号から得られる。しかし、受信側の装置構成によっては、音声信号を空気振動に変換するために直流電力が必要となる場合がある。そこで、かかる事情を一着眼点にして本発明の第2の実施形態を創作するに至った。本発明の第2の実施形態によれば、直流電力を取得し、音声信号から空気振動への変換に当該直流電力を利用することができる。以下、このような本発明の第2の実施形態について説明する。
[4] Second Embodiment As described above, according to the first embodiment of the present invention, sufficient power for converting an audio signal into air vibration can be obtained from the audio signal. However, depending on the device configuration on the receiving side, DC power may be required to convert the audio signal into air vibration. Accordingly, the second embodiment of the present invention has been invented with such circumstances taken into consideration. According to the second embodiment of the present invention, it is possible to acquire DC power and use the DC power for conversion from an audio signal to air vibration. Hereinafter, the second embodiment of the present invention will be described.

〔4−1〕第2の実施形態にかかる受信装置の構成
図9は、本発明の第2の実施形態にかかる受信装置13の構成を示した機能ブロック図である。図9に示したように、当該受信装置13は、受信電極160と、受信整合部164と、検波部174およびLPF178を含む復調部170と、増幅部185およびスピーカ188を含む音声発生部181と、電力生成部190と、を備える。なお、本発明の第2の実施形態においても、第1の実施形態にかかる送信装置10を適用できる。
[4-1] Configuration of Receiving Device According to Second Embodiment FIG. 9 is a functional block diagram showing the configuration of the receiving device 13 according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the receiving device 13 includes a receiving electrode 160, a receiving matching unit 164, a demodulating unit 170 including a detecting unit 174 and an LPF 178, an audio generating unit 181 including an amplifying unit 185 and a speaker 188. A power generation unit 190. Note that the transmission apparatus 10 according to the first embodiment can also be applied to the second embodiment of the present invention.

受信電極160、受信整合部164、検波部174およびLPF178を含む復調部170、およびスピーカの構成は、第1の実施形態にかかる受信装置12と実質的に同一であるため、以下では第1の実施形態と異なる構成について重きをおいて説明する。   The configuration of the receiving electrode 160, the receiving matching unit 164, the demodulating unit 170 including the detecting unit 174 and the LPF 178, and the speaker is substantially the same as that of the receiving device 12 according to the first embodiment. A configuration different from the embodiment will be described with emphasis.

電力生成部190は、受信整合部164から出力される変調送信信号を平滑化することにより直流電力を生成する。そして、電力生成部190は、生成した直流電力を音声発生部181へ供給する。なお、電力生成部190は、生成した直流電力を必要に応じて復調部170へ供給してもよい。   The power generation unit 190 generates DC power by smoothing the modulated transmission signal output from the reception matching unit 164. Then, the power generation unit 190 supplies the generated DC power to the sound generation unit 181. Note that the power generation unit 190 may supply the generated DC power to the demodulation unit 170 as necessary.

音声発生部181の増幅部185は、電力生成部190から供給される直流電力を利用し、復調部170により抽出された音声信号を増幅する。このような増幅部185は、例えば、トランジスタであっても、アンプICであってもよい。また、電力生成部190から供給される直流電力の利用方法は増幅に限定されない。例えば、音声信号の変調方式が周波数変調方式や位相変調方式などの他のアナログ変調方式、または各種のデジタル変調方式であった場合、これらの復調処理のために電力生成部190により生成された直流電力を利用してもよい。   The amplifier 185 of the sound generator 181 amplifies the sound signal extracted by the demodulator 170 using the DC power supplied from the power generator 190. Such an amplifying unit 185 may be, for example, a transistor or an amplifier IC. Further, the method of using DC power supplied from the power generation unit 190 is not limited to amplification. For example, when the audio signal modulation scheme is another analog modulation scheme such as a frequency modulation scheme or a phase modulation scheme, or various digital modulation schemes, the direct current generated by the power generation unit 190 for these demodulation processes Electric power may be used.

〔4−2〕第2の実施形態にかかる受信装置の動作
続いて、図10を参照し、第2の実施形態において実行される音声発生方法の流れを説明する。
[4-2] Operation of Receiving Device According to Second Embodiment Next, with reference to FIG. 10, the flow of the sound generation method executed in the second embodiment will be described.

図10は、本発明の第2の実施形態にかかる音声発生方法の流れを示したシーケンス図である。図10に示したように、まず、送信装置10の音声生成部118が任意の方法により音声信号を生成する(S204)。続いて、送信装置10の変調部120が、音声生成部118により生成された音声信号を変調して変調音声信号を出力する(S208)。その後、送信装置10の送信電極110から変調音声信号が人体20へ送信される(S212)。   FIG. 10 is a sequence diagram showing the flow of the sound generation method according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10, first, the sound generation unit 118 of the transmission device 10 generates a sound signal by an arbitrary method (S204). Subsequently, the modulation unit 120 of the transmission apparatus 10 modulates the audio signal generated by the audio generation unit 118 and outputs a modulated audio signal (S208). Thereafter, the modulated audio signal is transmitted from the transmission electrode 110 of the transmission device 10 to the human body 20 (S212).

そして、受信装置13の受信電極160により変調音声信号が受信されると、受信装置13の電力生成部190が変調音声信号を平滑化することにより直流電力を生成する(S216)。   When the modulated audio signal is received by the receiving electrode 160 of the receiving device 13, the power generation unit 190 of the receiving device 13 generates DC power by smoothing the modulated audio signal (S216).

また、受信装置13の受信電極160により変調音声信号が受信されると、受信装置13の復調部170が変調音声信号を復調する(S220)。そして、受信装置13の音声発生部181が、電力生成部190により生成された直流電力を利用して、復調部170における復調により得られた音声信号を空気振動に変換して出力する、すなわち、音声信号を再生する(S224)。   When the modulated audio signal is received by the receiving electrode 160 of the receiving device 13, the demodulator 170 of the receiving device 13 demodulates the modulated audio signal (S220). Then, the sound generation unit 181 of the reception device 13 uses the direct current power generated by the power generation unit 190 to convert the sound signal obtained by demodulation in the demodulation unit 170 into air vibration, and outputs it, that is, The audio signal is reproduced (S224).

以上説明したように、本発明の第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、受信装置13に電力源を設けることなく、また、受信装置13と送信装置10を有線により接続することなく、受信装置13において音声を出力することが可能である。さらに、本発明の第2の実施形態によれば、受信装置13が変調音声信号に基づいて直流電圧を生成することができるため、動作に直流電力が必要となる増幅部185などを受信装置13に設けることが可能となる。   As described above, according to the second embodiment of the present invention, similarly to the first embodiment, the receiving device 13 is not provided with a power source, and the receiving device 13 and the transmitting device 10 are wired. It is possible to output sound at the receiving device 13 without connection. Furthermore, according to the second embodiment of the present invention, since the receiving device 13 can generate a DC voltage based on the modulated audio signal, the amplifying unit 185 and the like that require DC power for operation are included in the receiving device 13. Can be provided.

〔5〕第3の実施形態
次に、図11および図12を参照し、本発明の第3の実施形態について説明する。
[5] Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図11は、本発明の第3の実施形態にかかる受信装置14の構成を示した機能ブロック図である。図11に示したように、第3の実施形態にかかる受信装置14は、受信電極160と、受信整合部164と、検波部174およびLPF178を含む復調部170と、増幅部185およびスピーカ188を含む音声発生部181と、光電変換部192と、を備える。なお、本発明の第3の実施形態においても、第1の実施形態にかかる送信装置10を適用できる。   FIG. 11 is a functional block diagram showing the configuration of the receiving apparatus 14 according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11, the receiving device 14 according to the third embodiment includes a receiving electrode 160, a receiving matching unit 164, a demodulating unit 170 including a detecting unit 174 and an LPF 178, an amplifying unit 185 and a speaker 188. An audio generation unit 181 including the photoelectric conversion unit 192; Note that the transmission apparatus 10 according to the first embodiment can also be applied to the third embodiment of the present invention.

受信電極160、受信整合部164、検波部174およびLPF178を含む復調部170、および音声発生部181の構成は、第2の実施形態にかかる受信装置13と実質的に同一であるため、以下では第2の実施形態と異なる構成について重きをおいて説明する。   The configurations of the reception electrode 160, the reception matching unit 164, the demodulation unit 170 including the detection unit 174 and the LPF 178, and the sound generation unit 181 are substantially the same as those of the reception device 13 according to the second embodiment. The configuration different from the second embodiment will be described with emphasis.

光電変換部192は、太陽光などの自然光および蛍光灯から発せられる人口光などに基づいて電力を発電する発電部として機能する。光電変換部192により発電された電力は音声発生部181へ供給され、音声発生部181は供給された電力を利用して音声信号を空気振動に変換することができる。ここで、図12を参照し、光電変換部192の配置位置について説明する。   The photoelectric conversion unit 192 functions as a power generation unit that generates electric power based on natural light such as sunlight and artificial light emitted from a fluorescent lamp. The electric power generated by the photoelectric conversion unit 192 is supplied to the audio generation unit 181. The audio generation unit 181 can convert the audio signal into air vibration using the supplied electric power. Here, the arrangement position of the photoelectric conversion unit 192 will be described with reference to FIG.

図12は、第3の実施形態にかかる受信装置14の外観構成を模式的に示した説明図である。図12に示したように、光電変換部192は、人体20の両耳付近だけでなく、両耳の間の頭頂部にも対応する位置であって、受信電極160などの他の構成の外側に設けられる。かかる構成により、広域にわたる光を光電変換部192が受光できるため、光電変換部192がより大きな電力を発電することが可能となる。   FIG. 12 is an explanatory diagram schematically illustrating an external configuration of the receiving device 14 according to the third embodiment. As shown in FIG. 12, the photoelectric conversion unit 192 is located not only in the vicinity of both ears of the human body 20 but also in the top of the head between both ears, and outside the other configuration such as the reception electrode 160. Is provided. With this configuration, since the photoelectric conversion unit 192 can receive light over a wide area, the photoelectric conversion unit 192 can generate larger electric power.

なお、図11および図12においては発電部の一例として光電変換部192を示したに過ぎず、発電部はかかる例に限定されない。例えば、発電部は、人体温度と気温との温度差を利用した熱電変換機能を有する熱発電素子であってもよい。   11 and 12 merely show the photoelectric conversion unit 192 as an example of the power generation unit, and the power generation unit is not limited to such an example. For example, the power generation unit may be a thermoelectric generation element having a thermoelectric conversion function using a temperature difference between the human body temperature and the air temperature.

〔6〕まとめ
以上説明したように、本発明の第1〜第3の実施形態においては、受信装置12〜14が電池による電力が無くても動作できるため、ユーザによる取り扱いを簡素化することができる。
[6] Summary As described above, in the first to third embodiments of the present invention, since the receiving devices 12 to 14 can operate without battery power, the handling by the user can be simplified. it can.

また、第2の実施形態にかかる受信装置13によれば、変調音声信号に基づいて直流電圧を生成することができるため、動作に直流電力が必要となる増幅部185などを受信装置13に設けることが可能となる。   Also, according to the receiving device 13 according to the second embodiment, a DC voltage can be generated based on the modulated audio signal, and therefore the receiving device 13 is provided with an amplifying unit 185 that requires DC power for operation. It becomes possible.

さらに、第3の実施形態にかかる受信装置14によれば、光電変換部192などの発電素子を備えるため、変調音声信号の電力に依存せずに電力を得ることが可能となり、受信装置14の設計自由度が高まる。また、第3の実施形態にかかる受信装置14に、第2の実施形態で説明した電力生成部190をさらに設け、受信装置14は、発電素子により発電される電力、および電力生成部190により生成される電力を複合的に利用して動作しもてよい。   Furthermore, according to the receiver 14 according to the third embodiment, since the power generation element such as the photoelectric conversion unit 192 is provided, it is possible to obtain power without depending on the power of the modulated audio signal. Design flexibility increases. Moreover, the power generation unit 190 described in the second embodiment is further provided in the reception device 14 according to the third embodiment, and the reception device 14 generates power generated by the power generation element and the power generation unit 190. It is also possible to operate using the combined power.

なお、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   In addition, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

例えば、本明細書の通信システム1の処理における各ステップは、必ずしもシーケンス図またはフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、通信システム1の処理における各ステップは、並列的あるいは個別に実行される処理(例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理)を含んでもよい。   For example, each step in the processing of the communication system 1 of the present specification does not necessarily have to be processed in time series in the order described as a sequence diagram or a flowchart. For example, each step in the processing of the communication system 1 may include processing executed in parallel or individually (for example, parallel processing or object processing).

本実施形態にかかる通信システムの全体構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the whole structure of the communication system concerning this embodiment. 本発明の第1の実施形態にかかる送信装置の構成を示した機能ブロック図である。It is the functional block diagram which showed the structure of the transmitter concerning the 1st Embodiment of this invention. 第1の実施形態にかかる受信装置の外観構成を模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed typically the external appearance structure of the receiver concerning 1st Embodiment. 第1の実施形態にかかる受信装置の内部構成を示した機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing an internal configuration of a receiving device according to the first embodiment. 検波部およびLPFにより音声信号が抽出される様子を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed a mode that an audio | voice signal was extracted by a detection part and LPF. 送信装置および受信装置を含む通信システム1の等価回路を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the equivalent circuit of the communication system 1 containing a transmitter and a receiver. 送信装置および受信装置を含む通信システム1の他の等価回路を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the other equivalent circuit of the communication system 1 containing a transmitter and a receiver. 回路に流れる電流と角周波数との関係を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the relationship between the electric current which flows into a circuit, and an angular frequency. 本発明の第2の実施形態にかかる受信装置の構成を示した機能ブロック図である。It is the functional block diagram which showed the structure of the receiver concerning the 2nd Embodiment of this invention. 第2の実施形態にかかる音声発生方法の流れを示したシーケンス図である。It is the sequence diagram which showed the flow of the audio | voice generation method concerning 2nd Embodiment. 本発明の第3の実施形態にかかる受信装置の構成を示した機能ブロック図である。It is the functional block diagram which showed the structure of the receiver concerning the 3rd Embodiment of this invention. 第3の実施形態にかかる受信装置の外観構成を模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed typically the external appearance structure of the receiver concerning 3rd Embodiment. 本実施形態に関連する第1の音声処理システムの構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structure of the 1st audio | voice processing system relevant to this embodiment. 本実施形態に関連する第2の音声処理システムの構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structure of the 2nd audio | voice processing system relevant to this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 送信装置
12、13、14 受信装置
110 送信電極
118 音声生成部
120 変調部
130 送信整合部
164 受信整合部
170 復調部
180、181 音声発生部
185 増幅部
190 電力生成部
192 光電変換部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Transmission apparatus 12, 13, 14 Reception apparatus 110 Transmission electrode 118 Audio | voice production | generation part 120 Modulation part 130 Transmission matching part 164 Reception matching part 170 Demodulation part 180,181 Voice generation part 185 Amplification part 190 Power generation part 192 Photoelectric conversion part

Claims (9)

音声信号を生成する音声生成部、および、
通信媒体と静電結合し、前記通信媒体を介して前記音声信号を送信する送信電極、
を有する送信装置と;
前記通信媒体と静電結合し、前記送信装置から前記通信媒体を介して送信された前記音声信号を受信する受信電極、および、
前記受信電極により受信された前記音声信号を、前記音声信号に含まれる電力成分を利用して再生する音声発生部、
を有する受信装置と;
を備える、通信システム。
An audio generation unit for generating an audio signal; and
A transmission electrode that is electrostatically coupled to a communication medium and transmits the audio signal via the communication medium;
A transmitting device having:
A receiving electrode that is electrostatically coupled to the communication medium and receives the audio signal transmitted from the transmission device via the communication medium; and
An audio generator that reproduces the audio signal received by the receiving electrode using a power component included in the audio signal;
A receiving device having:
A communication system comprising:
前記受信装置は、前記音声信号を平滑化して直流電力を生成する電力生成部をさらに備え、
前記音声発生部は、前記音声信号を前記電力生成部により生成された直流電力を利用して前記音声信号を再生する、請求項1に記載の通信システム。
The receiving device further includes a power generation unit that generates the DC power by smoothing the audio signal,
The communication system according to claim 1, wherein the sound generation unit reproduces the sound signal by using the DC power generated by the power generation unit.
前記音声発生部は、前記音声信号を前記電力生成部により生成された直流電力を利用して増幅する増幅部を備える、請求項2に記載の通信システム。   The communication system according to claim 2, wherein the sound generation unit includes an amplifying unit that amplifies the sound signal using DC power generated by the power generation unit. 前記受信装置は、光電変換機能、または熱電変換機能を有する発電部をさらに備え、
前記音声発生部は、前記音声信号を前記発電部により発電された電力をさらに利用して前記音声信号を再生する、請求項1に記載の通信システム。
The receiver further includes a power generation unit having a photoelectric conversion function or a thermoelectric conversion function,
The communication system according to claim 1, wherein the sound generation unit reproduces the sound signal by further using the power generated by the power generation unit.
前記送信装置または前記受信装置の少なくともいずれかは、前記音声信号の送信周波数において共振状態となるようインピーダンス整合を行なうインピーダンス整合部をさらに備える、請求項1〜4に記載の通信システム。   5. The communication system according to claim 1, wherein at least one of the transmission device and the reception device further includes an impedance matching unit that performs impedance matching so as to be in a resonance state at a transmission frequency of the audio signal. 前記通信媒体は人体であり、
前記音声発生部は人体の耳付近に対応する位置に配置され、
前記受信電極は人体の両耳の間の頭部上に対応する位置に配置される、請求項1〜4に記載の通信システム。
The communication medium is a human body;
The sound generation unit is disposed at a position corresponding to the vicinity of the human ear,
The communication system according to claim 1, wherein the reception electrode is disposed at a position corresponding to a position on a head between both ears of a human body.
音声信号を生成するステップと;
通信媒体と静電結合する送信電極が、前記通信媒体を介して前記音声信号を送信するステップと;
前記通信媒体と静電結合する受信電極が、前記送信電極から前記通信媒体を介して送信された前記音声信号を受信するステップと;
前記受信電極により受信された前記音声信号を、前記音声信号に含まれる電力成分を利用して再生するステップと;
を含む、音声発生方法。
Generating an audio signal;
A transmitting electrode electrostatically coupled to the communication medium transmits the audio signal via the communication medium;
A receiving electrode electrostatically coupled to the communication medium receives the audio signal transmitted from the transmitting electrode via the communication medium;
Reproducing the audio signal received by the receiving electrode using a power component included in the audio signal;
A method for generating sound.
通信媒体と静電結合し、前記通信媒体を介して送信された音声信号を受信する受信電極と;
前記受信電極により受信された前記音声信号を、前記音声信号に含まれる電力成分を利用して再生する音声発生部と;
を備える、受信装置。
A receiving electrode that is electrostatically coupled to a communication medium and receives an audio signal transmitted through the communication medium;
An audio generator that reproduces the audio signal received by the receiving electrode using a power component included in the audio signal;
A receiving device.
音声信号を生成する音声生成部と;
通信媒体と静電結合し、前記通信媒体を介して前記音声信号を送信する送信電極と;
前記音声信号の送信周波数において共振状態となるようインピーダンス整合を行なうインピーダンス整合部と;
を備える、送信装置。


An audio generation unit for generating an audio signal;
A transmission electrode that is electrostatically coupled to a communication medium and transmits the audio signal via the communication medium;
An impedance matching unit that performs impedance matching so as to be in a resonance state at a transmission frequency of the audio signal;
A transmission device comprising:


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