CN116325156A - 通信装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可以抑制芯片成本的增加并且提高配置的自由度的通信装置。通信装置(1)在至少两个线圈之间使用磁场进行通信，具有：板状的发送线圈(10)；以及板状的接收线圈(20)，其配置为其面内方向与发送线圈(10)的面内方向交叉。

Description

通信装置
技术领域
本发明涉及一种通信装置。
背景技术
以往，作为存储装置已知有DRAM(Dynamic Random Access Memory：动态随机存取存储器)等易失性存储器(RAM)。对于DRAM要求大容量化，以能够承受运算装置(以下称为逻辑芯片)的高性能化、数据量的增加。因此，一直在追求通过存储器(存储单元阵列、存储芯片)的细微化以及单元的平面增设而得到的大容量化。但是，由于细微化导致的对噪声的脆弱性、晶片面积的增加等，使得这种大容量化已经到达了极限。
因此，最近开发了层叠多个平面式存储器来进行三维化(3D化)从而实现大容量化的技术。并且提出了电连接多个层叠的模块的半导体模块。此外，关于模块间的通信，提出了使用线圈进行通信的装置(例如，参照专利文献1和2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2009/113373号；
专利文献2：国际公开第2008/102814号。
发明内容
发明要解决的问题
专利文献1中公开了使发送线圈和接收线圈的一边彼此相向以进行通信的方案。但是，未公开发送线圈和接收线圈的不同配置。
此外，专利文献2公开了将一个接收线圈和多个发送线圈组合以相互通信的方案。在专利文献2中，由于对多个发送线圈的每一个都配置发送器，因此线圈的配置面积变大。此外，在专利文献2中，由于线圈的配置面积的增加导致芯片成本增加。
因此，本发明的目的在于提供一种可以抑制芯片成本的增加并且提高配置的自由度的通信装置。
用于解决问题的方案
本发明涉及一种通信装置，其在至少两个线圈之间使用磁场进行通信，具有：板状的发送线圈；以及板状的接收线圈，其配置为其面内方向与所述发送线圈的面内方向交叉。
此外，优选地，所述发送线圈和所述接收线圈为矩形线圈，所述接收线圈配置为其一边沿着所述发送线圈的一边。
此外，优选地，通信装置还具有：辅助线圈，其配置为使其一边沿着所述发送线圈的规定的一边所沿的方向，并且所述辅助线圈与所述发送线圈并排配置。
此外，优选地，所述辅助线圈配置为其一部分与所述发送线圈重叠。
此外，优选地，所述辅助线圈以使其一边沿着所述发送线圈的交叉的两边各自所沿的方向的方式配置有多个。
此外，优选地，通信装置还具有：发送电路，其对多个所述发送线圈输出发送用信号，所述发送线圈在沿着一边的方向并排配置，所述接收线圈配置为使其面内方向沿着所述发送线圈的与配置方向交叉的一边，所述发送电路以相同的朝向对多个所述发送线圈输出发送用信号。
此外，优选地，通信装置还具有：开关部，其将规定的多个所述发送线圈串联连接，所述发送电路对通过所述开关部连接的多个所述发送线圈发出发送用信号。
此外，优选地，所述发送线圈配置为相互重叠，并且配置为与配置方向交叉的一边彼此错开。
发明效果
根据本发明，能够提供一种可以抑制芯片成本的增加并且提高配置的自由度的通信装置。
附图说明
图1是示出本发明第一实施方式的通信装置的例2的俯视图；
图2是示出第一实施方式的通信装置的例3的俯视图；
图3是示出第一实施方式的通信装置的例3的侧视图；
图4是示出第一实施方式的通信装置的例2和例3中的时间与信号量的关系的图表；
图5是示出第二实施方式的通信装置的例4的俯视图；
图6是示出第二实施方式的通信装置的例5的俯视图；
图7是示出第二实施方式的通信装置的例6的俯视图；
图8是示出第二实施方式的通信装置的例4至例6中的时间与信号量的关系的图表；
图9是表示在第二实施方式的通信装置的例4至例6中，与不使用辅助线圈的情况的信号量的比的图表；
图10是示出第三实施方式的通信装置的例7的俯视图；
图11是示出第三实施方式的通信装置的例7的侧视图；
图12是示出在第三实施方式的通信装置的例7中，时间与信号量的关系的图表；
图13是示出本发明的第四实施方式的通信装置的一个例子和另一例子的俯视图；
图14是示出在第四实施方式的通信装置的另一例子中发送线圈的连接方式的示意图；
图15是示出第四实施方式的通信装置的另一例子中的开关部的动作方式的电路图；
图16是示出在第四实施方式的通信装置的另一例子中发送线圈的另一连接方式的示意图；
图17是示出在第四实施方式的通信装置的另一例子中开关部的另一动作方式的电路图；
图18是示出在第四实施方式的通信装置的另一例子中时间与发送线圈的电流值的关系的图表；
图19是示出在第四实施方式的通信装置的另一例子中时间与接收线圈的电压值的关系的图表；
图20是示出变形例的通信装置的两个接收线圈与发送线圈的位置关系的示意侧视图。
具体实施方式
以下，参照图1至图19，对本发明的各实施方式的通信装置1及其制造方法进行说明。
各实施方式的通信装置1谋求在板状且矩形的发送线圈10与板状且矩形的接收线圈20之间的通信中，抑制芯片成本的增加并且提高通信灵敏度。发送线圈10例如配置在一个基板(未示出)的一面。接收线圈20例如配置在另一基板(未示出)的一面。并且，另一基板配置为其面内方向与一个基板的面内方向倾斜。各实施方式的通信装置1例如构成为实施两个基板间的通信。
[第一实施方式]
接下来，参照图1至图4，对本发明第一实施方式的通信装置1进行说明。
通信装置1在至少两个线圈之间使用磁场进行通信。例如，如图1至图3所示，通信装置1具有发送线圈10、接收线圈20、以及辅助线圈30。
发送线圈10例如是板状的线圈。发送线圈10例如是矩形线圈。发送线圈10例如与输出发送用信号的发送用电路(未示出)连接。
接收线圈20例如是板状的线圈。接收线圈20例如是矩形线圈。接收线圈20配置为其面内方向与发送线圈10的面内方向交叉。具体地，如图3所示，接收线圈20配置为其面内方向与发送线圈10的面内方向垂直或大致垂直。此外，如图1和图2所示，接收线圈20配置为其一边沿着发送线圈10的一边(发送侧第一边11)。在本实施方式中，接收线圈20在发送线圈10的一边(发送侧第一边11)的绕线上沿着一边配置。接收线圈20例如与接收从发送线圈10发送的信号的接收用电路(未示出)连接。
辅助线圈30例如是板状的线圈。辅助线圈30例如是矩形线圈。辅助线圈30为不与任何信号输出电路连接的、闭环或开环的线圈。辅助线圈30与发送线圈10并排配置。此外，辅助线圈30配置为其面内方向沿着发送线圈10的面内方向。辅助线圈30例如配置为使其一边沿着发送线圈10的规定的一边所沿的方向。具体地，如图1所示，辅助线圈30配置为其一边(辅助侧第一边31)沿着与配置有接收线圈20的一边(发送侧第一边11)交叉的发送线圈10的一边(发送侧第二边12)。此外，作为另一示例，如图2所示，辅助线圈30配置为两个，其一边(辅助侧第一边31)分别沿着与配置有接收线圈20的一边(发送侧第一边11)交叉的发送线圈10的一边(发送侧第二边12)。即，作为另一示例，辅助线圈30成对地配置为，其一边(辅助侧第一边31)分别沿着发送线圈10的相向的两边(发送侧第二边12)。由此，作为另一示例，辅助线圈30成对地配置为，分别沿着与重叠于接收线圈20的一边(发送侧第一边11)交叉的两边(发送侧第二边12)。
在本实施方式中，辅助线圈30配置为其一部分与发送线圈10重叠。在本实施方式中，辅助线圈30配置为也与接收线圈20的一边重叠。由此，如图3所示，在一个基板的一面上，辅助线圈30配置在与发送线圈10部分重叠的区域。并且，辅助线圈30与接收线圈20的一边的端部相邻(接近)地配置。
接下来，对本实施方式的通信装置1的动作进行说明。
当对发送线圈10施加发送用信号时，在发送线圈10产生磁场。接收线圈20通过由产生的磁场引起的感应电动势来接收信号。
在此，在辅助线圈30中，通过在发送线圈10产生的磁场，产生感应电动势并使过渡性的微小电流流动。辅助线圈30通过该电流产生磁场，以增强由发送线圈10输出的磁场。由此，接收线圈20除了与由发送线圈10发送的磁场的耦合之外，还与由辅助线圈30增强的磁场耦合，从而接收更多的信号。
[实施例]
接下来，对本实施方式的通信装置1的实施例进行说明。
针对不使用辅助线圈30的情况(以下作为例1)、使用一个辅助线圈30的情况(参照图1，以下作为例2)、使用两个辅助线圈30的情况(参照图2，以下作为例3)，分别测量时间与信号量的变化。其结果，如图4所示，在例2和3中均确认了相对于例1信号量增加。在例2中，确认了相对于例1信号量增加6％。在例3中，确认了相对于例1信号量增加10％。像这样，在每种情况下都确认了信号量的增加。
根据如上所述的第一实施方式的通信装置1，可以获得以下效果。
(1)通信装置1在至少两个线圈之间使用磁场进行通信，具有：板状的发送线圈10；以及板状的接收线圈20，其配置为其面内方向与发送线圈10的面内方向交叉。由此，对于发送线圈10和接收线圈20，能够提高配置的自由度。此外，因为通信装置以发送线圈10和接收线圈20成对的方式自由地构成，所以能够抑制芯片成本的增加。
(2)发送线圈10和接收线圈20为矩形线圈，接收线圈20配置为其一边沿着发送线圈10的一边。由此，能够在矩形线圈彼此之间提高配置的自由度。
(3)通信装置1还具有辅助线圈30，辅助线圈30配置为使其一边沿着发送线圈10的规定的一边所沿的方向，并且辅助线圈30与发送线圈10并排配置。由此，通信装置1能够利用由辅助线圈30增强的磁场来增加接收的信号量。
(4)辅助线圈30配置为其一部分与发送线圈10重叠。由此，能够抑制线圈的配置面积并且增加信号量。
[第二实施方式]
接下来，参照图5至图9，对本发明第二实施方式的通信装置1进行说明。在第二实施方式中，对相同的结构标注相同的附图标记，简化或省略说明。
如图5至图7所示，第二实施方式的通信装置1与第一实施方式的不同之处在于，辅助线圈30配置为，与发送线圈10的边中的、配置有接收线圈20的边相邻或重叠。即，第二实施方式的通信装置1与第一实施方式的不同之处在于，辅助线圈30配置为，在发送线圈10的面内方向，与不同于第一实施方式的一边(发送侧第一边11)相邻或部分重叠。
[实施例]
接下来，对本实施方式的通信装置1的实施例进行说明。
针对辅助线圈30与发送线圈10相邻的情况(参照图5，以下作为例4)、发送线圈10与辅助线圈30重叠的情况(参照图6，以下作为例5)、增加了发送线圈10与辅助线圈30的重叠量的情况(参照图7，以下作为例6)，分别测量时间与信号量的变化。此外，对于各种情况，分别计算各例子与例1的信号量的比。其结果，如图8和图9所示，在例4至例6中均确认了信号量相对于例1增加。在例4中，确认了相对于例1信号量增加3％。在例5中，确认了相对于例1信号量增加9％。在例6中，确认了相对于例1信号量增加3％。像这样，在每种情况下都确认了信号量的增加。
[第三实施方式]
接下来，参照图10至图12，对本发明第三实施方式的通信装置1进行说明。在第三实施方式中，对相同的结构标注相同的附图标记，简化或省略说明。
如图10和图11所示，第三实施方式的通信装置1与第一和第二实施方式的不同之处在于，辅助线圈30以使其一边(辅助侧第一边31)沿着发送线圈10的交叉的两边(发送侧第一边11和发送侧第二边12)各自所沿的方向的方式配置有多个。即，第三实施方式的辅助线圈30与第一和第二实施方式的不同之处在于，沿着发送线圈10的面内方向的两个方向配置有多个。特别地，在第三实施方式的通信装置1中，辅助线圈30配置为围绕发送线圈10。此外，辅助线圈30中的、沿着发送线圈10的一边(例如发送侧第一边11)配置的辅助线圈30与沿着另一边(发送侧第二边12)配置的辅助线圈30相比，在面外方向上配置在不同的位置。
[实施例]
接下来，对本实施方式的通信装置1的实施例进行说明。
针对辅助线圈30与发送线圈10相邻的情况(参照图10、图11，以下作为例7)，分别测量时间与信号量的变化。其结果，如图12所示，在例7中，确认了相对于例1信号量增加12％。
根据如上所述的第三实施方式的通信装置1，可以获得以下效果。
(5)辅助线圈30以使其一边沿着发送线圈10的交叉的两边各自所沿的方向的方式配置有多个。由此，能够进一步增强由发送线圈10发送的信号的强度。
[第四实施方式]
接下来，参照图13至图19，对本发明第四实施方式的通信装置1进行说明。在第四实施方式中，对相同的结构标注相同的附图标记，简化或省略说明。
如图13所示，第四实施方式的通信装置1通过使用多个发送线圈10向接收线圈20发送信号，从而提高接收线圈20的配置位置的灵活性。例如，通过根据接收线圈20的位置从多个发送线圈10中选择发送信号的线圈，从而提高接收线圈20的配置位置的灵活性。
如图13所示，第四实施方式的通信装置1与第一至第三实施方式的不同之处在于，发送线圈10在沿着一边(发送侧第二边12)的方向并排配置。此外，第四实施方式的通信装置1与第一至第三实施方式的不同之处在于，接收线圈20配置为其面内方向沿着发送线圈10的与配置方向交叉的一边。此外，如图14至图17所示，第四实施方式的通信装置1与第一至第三实施方式的不同之处在于，具有：发送电路40、开关部50、以及控制部60。此外，在本实施方式中，发送线圈10配置为相互重叠，并且配置为与配置方向交叉的一边(发送侧第一边11)彼此错开。
发送电路40向多个发送线圈10输出发送用信号。例如，发送电路40通过对发送线圈10的一端(以下称为正端101)和发送线圈10的另一端(以下称为负端102)施加信号，从而发出发送用信号。在本实施方式中，如图14和图16所示，发送电路40对规定的发送线圈10的负端102、和在配置方向上错开两个位置配置的发送线圈10的负端102施加发送用信号。发送电路40向多个发送线圈10输出相同朝向的发送用信号。
例如，如图15和17所示，开关部50将规定的多个发送线圈10串联连接。开关部50例如根据接收线圈20的配置位置选择连接的发送线圈10。如图15和17所示，开关部50将相邻的两个发送线圈10串联连接。开关部50例如通过激活或断开传输门(transfer gate)51(以下也简称为门(gate)51)，从而将相邻的两个发送线圈10串联连接。在本实施方式中，开关部50将相邻的三个发送线圈10串联连接。另外，在图15和图17中，被圆圈出的传输门51为激活状态，而没有被圆圈出的传输门51为断开状态。此外，同样地被圆圈出的逆变器为激活状态且与发送电路40连接，而没有被圆圈出的逆变器为断开状态且输出为高阻抗。
根据上述的发送电路40和开关部50，发送电路40将发送用信号施加在通过开关部50串联连接的发送线圈10的两端。由此，在串联连接的发送线圈10中，与信号相应的电流在相同方向上流动。
控制部60例如通过CPU或状态机的动作来实现。控制部60确定接收线圈20相对于发送线圈10的位置。此外，控制部60根据确定的位置控制开关部50和发送电路40的动作。
接下来，对本实施方式的通信装置1的动作进行说明。
首先，相对于发送线圈10，配置接收线圈20。接着，发送电路40依次向各发送线圈10输出发送用信号。当由接收线圈20接收到的信号的强度最高时，控制部60将正在输出发送用信号的发送线圈10的位置确定为接收线圈20的位置。控制部60根据接收线圈20相对于确定的发送线圈10的位置来将激活开关部50的门51。
控制部60使在确定的发送线圈10中配置在沿着接收线圈20的面内方向的方向的边、即最接近接收线圈20的边(以下也称为通信边)侧的发送线圈10生效。在本实施方式中，控制器60使三个发送线圈10生效。例如，如图14所示，在确定了接收线圈20在第n个(n为任意自然数)发送线圈10上、且接收线圈20最接近第n-1个侧的通信边的情况下，控制部60控制开关部50以使第n-1个和第n-2个发送线圈10生效。例如，如图15所示，控制部60通过将连接第n个发送线圈10的正端101和第n-1个发送线圈10的正端101的门51、以及连接第n-1个负端102和第n-2个正端101的门51激活，从而将三个发送线圈10串联连接。
此外，控制部60将发送电路40连接到第n个发送线圈10的负端102和第n-2个发送线圈10的负端102。由此，如图14所示，在串联连接的发送线圈10中，在接近接收线圈20的位置，电流在相同方向流动。
另一方面，例如，如图16所示，在确定了接收线圈20在第n个发送线圈10上、且接收线圈20最接近第n+1个侧的通信边的情况下，控制部60控制开关部50以使第n+1个和第n+2个发送线圈10生效。例如，如图17所示，控制部60通过将连接第n个发送线圈10的正端101和第n+1个发送线圈10的正端101的门51、以及连接第n+1个负端102和第n+2个正端101的门51激活，从而将三个发送线圈10串联连接。
此外，控制部60将发送电路40连接到第n个发送线圈10的负端102和第n+2个发送线圈10的负端102。由此，如图16所示，在串联连接的发送线圈10中，在接近接收线圈20的位置，电流在相同方向流动。
[实施例]
接下来，对本实施方式的通信装置1的实施例进行说明。
以图17所示的方式串联连接发送线圈10，对发送线圈10中的电流波形和接收线圈20中的电压波形进行了比较。针对将发送线圈10和接收线圈20各配置一个的情况(例1)、将三个发送线圈10串联连接的情况(作为例8)、将三个发送线圈10串联连接并且根据三个发送线圈10的电阻值的增加使电流值以与例1相同的方式增加的情况(参照图18，作为例9)进行了比较。其结果，如图19所示，在例8中，确认了相对于例1的接收电压增加13％。此外，在例9中，确认了相对于例1的接收电压增加38％。
根据如上所述的第四实施方式的通信装置1，可以获得以下效果。
(6)通信装置1还具有发送电路40，其对多个发送线圈10输出发送用信号，发送线圈10在沿着一边的方向并排配置，接收线圈20配置为使其面内方向沿着发送线圈10的与配置方向交叉的一边，发送电路40以相同的朝向对多个发送线圈10输出发送用信号。由此，由于能够使多个发送线圈10对接收线圈20输出信号，因此能够进一步增强发送的信号的强度。
(7)通信装置1还具有开关部50，其将规定的多个发送线圈10串联连接，发送电路40对通过开关部50连接的多个发送线圈10发出发送用信号。由此，能够使根据接收线圈20的位置而选择的发送线圈10输出发送用信号。因此，由于能够根据接收线圈20的位置来选择生效的发送线圈10，因此能提高通信装置1的设计通用性。此外，由于能够使接收线圈20相对于多个发送线圈10的配置位置灵活，因此与将接收线圈20定位在一个发送线圈10上的情况相比，能够提高成品率。
(8)发送线圈10配置为相互重叠，并且配置为与配置方向交叉的一边彼此错开。由此，在与接收线圈20重叠的位置，多个发送线圈10的与配置方向交叉的一边彼此重叠地配置。因此，能够进一步增强发送的信号的强度。
以上，对本发明的通信装置的优选的各实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式，能够适当地变更。
例如，在上述第一至第三实施方式中，虽然对发送线圈10和辅助线圈30在面内方向相邻或部分重叠地配置的例子进行了说明，但不限于此。发送线圈10和辅助线圈30也可以在面外方向错开地配置。此外，在第一至第三实施方式中，发送线圈10和接收线圈20的卷绕方向和匝数没有特别限定。此外，在第一至第三实施方式中，辅助线圈30的卷绕方向和匝数没有特别限定。
此外，在上述第一至第三实施方式中，虽然示出了在发送线圈10的四边的任意一边配置一个辅助线圈30的例子，但不限于此。辅助线圈30也可以与发送线圈10的一边相邻或部分重叠地配置有多个。即，辅助线圈30可以配置为，在与发送线圈10的一边交叉的方向上排列多个，并且其中一个可以与发送线圈10的一边相邻或部分重叠。此外，辅助线圈30的截面的大小不限于与发送线圈10的截面的大小相同。
此外，在上述第四实施方式中，如图20所示，可以沿着串联连接的发送线圈10的排列方向并排配置两个接收线圈20。在此，接收线圈20可以在面外方向并排配置。由此，能够从多个发送线圈10向多个接收线圈20发送相同的信号。此外，即使在使用多个接收线圈20的情况下，也能够确保接收线圈20相对于发送线圈10的配置的灵活性。
此外，在上述第四实施方式中，通信装置1具有控制部60，但不限于此。控制部60也可以不包括在通信装置1中，而仅在制造通信装置1时使用。
此外，在上述实施方式中，不限于发送线圈和辅助线圈的大小相同。辅助线圈的一边的长度可以比发送线圈的一边短。辅助线圈可以是短边比发送线圈的一边短的长方形。辅助线圈可以配置为将短边或长边的任意一个与发送线圈重叠。
附图标记说明
1：通信装置
10：发送线圈
20：接收线圈
30：辅助线圈
40：发送电路
50：开关部
60：控制部

Claims (8)

1.一种通信装置，其在至少两个线圈之间使用磁场进行通信，具有：
板状的发送线圈；以及
板状的接收线圈，其配置为其面内方向与所述发送线圈的面内方向交叉。
2.根据权利要求1所述的通信装置，其中，
所述发送线圈和所述接收线圈为矩形线圈，
所述接收线圈配置为其一边沿着所述发送线圈的一边。
3.根据权利要求1或2所述的通信装置，还具有：
辅助线圈，其配置为使其一边沿着所述发送线圈的规定的一边所沿的方向，并且所述辅助线圈与所述发送线圈并排配置。
4.根据权利要求3所述的通信装置，其中，
所述辅助线圈配置为其一部分与所述发送线圈重叠。
5.根据权利要求3或4所述的通信装置，其中，
所述辅助线圈以使其一边沿着所述发送线圈的交叉的两边各自所沿的方向的方式配置有多个。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的通信装置，还具有：
发送电路，其对多个所述发送线圈输出发送用信号，
所述发送线圈在沿着一边的方向并排配置，
所述接收线圈配置为使其面内方向沿着所述发送线圈的与配置方向交叉的一边，
所述发送电路以相同的朝向对多个所述发送线圈输出发送用信号。
7.根据权利要求6所述的通信装置，还具有：
开关部，其将规定的多个所述发送线圈串联连接，
所述发送电路对通过所述开关部连接的多个所述发送线圈发出发送用信号。
8.根据权利要求6或7所述的通信装置，其中，
所述发送线圈配置为相互重叠，并且配置为与配置方向交叉的一边彼此错开。
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