JP2004126885A

JP2004126885A - 非接触ケーブルおよびその動作方法

Info

Publication number: JP2004126885A
Application number: JP2002289153A
Authority: JP
Inventors: Keiji Akiyama; 秋山　啓次; Kazuto Kitakubo; 北久保　和人
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-10-01
Filing date: 2002-10-01
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】比較的コネクタ配置の自由度が高く、ユーザに分かりやすい接続インターフェイスとしてコネクタ部分が非接触で、かつ、ケーブル側は無電源で電気信号を伝送する。
【解決手段】電気信号伝送用の非接触ケーブル４０３は、両端に非接触型のコネクタ１２Ａ，１２Ｂを有する。両端の各コネクタは、それぞれの接続相手機器１６Ａ，１６Ｂから動作電力および信号を受信可能である。一方のコネクタは、他方の非接触型のコネクタが受信した信号をケーブル１３の導線を経由して受領し、自側の接続相手機器に対して変調バックスキャッタ方式を用いて当該信号を伝送する。
【選択図】　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、両端に非接触型のコネクタを有する電気信号伝送用の非接触ケーブルおよびその動作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータ（ＰＣ）やその他の情報機器において、外部との通信を行う場合には、導体ケーブルを使った接触型コネクタを使用する場合と、非接触型のインターフェイスを使用する場合がある。
【０００３】
接触型コネクタにおいて代表的なものには、例えば、通常のデスクトップ型ＰＣであれば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｂｕｓ）、ＲＳ−２３２Ｃ、ＩＥＥＥ１２８４（セントロニクスインターフェイス）、ＰＳ／２、ＩＥＥＥ１３９４、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．３）等のコネクタがある。これらのインターフェイスでは、通常、両端に接触型コネクタが付属したケーブルを用いるのが一般的である。また、これらのインターフェイスの中から、情報機器に必要なデータの速度、データ量、消費電力、汎用性等に基づいて適宜適切なものが選択される。このような従来型の電気信号を送るケーブルにおいては、コネクタ部分に電気接点構造が必須であり、その形状の互換性の問題、および接続操作の煩雑さの問題がある。
【０００４】
すなわち、これらのインタフェースでは、そのコネクタがインターフェイス特有である特定の形状をしており、かつコネクタ内外部に電気的接触を実現する接点が装備されており、この電気接点を通じて電気信号の伝達を行うようになっている。またこれらのコネクタの特徴として、情報機器本体側にそのインターフェイス専用の物理的大きさを占めるということが挙げられる。それぞれのインターフェイスは電気的仕様等が全く異なるため、誤接続を防止する意味と、コネクタごとの目的に合った形状にするという目的がある。
【０００５】
通常の情報機器にはこれらのコネクタを２種類以上持つものもあり、その規格毎に専用のコネクタと筐体内にコネクタジャックを収めるスペースが必要である。また、コネクタジャックのスペースだけでなく、そのコネクタの大きさや、そこから伸びるケーブルに対しても考慮が必要であり、コネクタ配置の設計には熟考が求められる。したがって、非接触型の信号伝送が望まれている。
【０００６】
一方、非接触型のインターフェイスにはＳ／ＰＤＩＦ（光オーディオインターフェイス）、無線（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ等）がある。Ｓ／ＰＤＩＦは光ファイバを媒体に使ったインターフェイスであり、電気的には非接触型ではあるが接触型と同様に専用のコネクタが必要であるため、筐体内に一定の大きさの物理的スペースが必要である。また、光ファイバを媒体に用いていることにより、導体のケーブルに比べて機械的強度が弱いという問題がある。無線インターフェイスはその接続のための特定のスペースは必要なく（場合によってはアンテナが必要な場合もある）、比較的配置には自由度が高い。しかしながら、ケーブルで接続されているのとは異なり、自分がどこにある機器とつながっているかについての分かりやすいインターフェイスの実現は難しく、また、希望の機器とつながらない場合にも問題解決はユーザにとって困難である場合が多い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上の観点から、両端が非接触型のケーブル伝送が望ましい。このような非接触型のケーブルの信号伝送の方式としては、電磁波を利用したもの、伝送媒体に光ファイバを利用したもの等が考えられる。特開２０００−２５２１４４号公報および特開２０００−２０８３５０号公報には、電磁誘導を利用した非接触型のコネクタが開示されているが、これらはケーブル伝送を想定したものではない。
【０００８】
一般に、電磁波を利用する非接触型のコネクタをケーブルの両端に配置する場合には、導体ケーブル内に電気信号を送るための比較的大きい電気エネルギーが必要であり、信号伝送のほかに外部からケーブルに対して電源を供給する必要があると考えられる。そのためにケーブルに電気接点が必要となるのでは、ケーブル両端が非接触型であることの意味が半減され、非接触伝送の意味をなさない。
【０００９】
また、伝送媒体に光ファイバを利用する場合、光伝送のロスを減少させるためにコネクタ部分に機械的な精度が必要であり、また、光ファイバは折り曲げ等の機械的ストレスに弱い、という欠点を有する。この点においては従来の導体を使った電気信号伝送が優位性がある。
【００１０】
本発明は、このような現状に鑑みて、比較的コネクタ配置の自由度が高く、ユーザに分かりやすい接続インターフェイスとしてコネクタ部分が非接触で、かつ、ケーブル側は無電源で電気信号を伝送することができる非接触ケーブルおよびその動作方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による非接触ケーブルは、両端に非接触型のコネクタを有する電気信号伝送用の非接触ケーブルであって、両端の各非接触型のコネクタは、それぞれの接続相手機器から動作電力および信号を電磁波により受信し、一方の非接触型のコネクタは、他方の非接触型のコネクタが受信した信号を導線を経由して受領し、自側の接続相手機器に対して変調バックスキャッタ方式を用いて当該信号を伝送することを特徴とする。
【００１２】
本発明では、変調バックスキャッタ方式を用いることにより、電力を重畳して信号を送信するので、ケーブル側の動作電力が小さくてよく、ケーブル側に独立した電源は不要となる。但し、従来の変調バックスキャッタ方式では相手機器から送信されたコマンド等に対してその応答信号を同じ相手機器に返送するものであるが、本発明ではその受信信号を導線を経由して他方のコネクタに送り、この他方のコネクタにおいて当該信号を他方の相手機器に対して変調バックスキャッタ方式により伝送するようにしている。これによって、一方の相手機器から他方の相手機器に対して、無電源の非接触ケーブルを介して、信号を伝送することが可能となる。これは、単純な電磁誘導方式では困難であり、ケーブルの両端にバックスキャッタ方式のインターフェイスを採用したことにより実現されるものである。
【００１３】
好ましくは、各接続相手機器には非接触インターフェイスが装備されており、前記各非接触型のコネクタは当該非接触インターフェイスに近接させて使用される。よって、通信の相手方の特定が容易となる。
【００１４】
より具体的には、各非接触型のコネクタは、前記相手機器から送信される信号を受信するアンテナと、このアンテナに受信された信号を復調、復号する手段と、この復調、復号された信号を前記導線を経由して他方のコネクタへ送るケーブル出力インタフェースと、他方のコネクタから前記導線を経由して送られた信号を受領するケーブル入力インタフェースと、この受領した信号を符号化、変調する手段と、この符号化、変調された信号に応じて当該相手機器から送られた高周波エネルギーを変調バックスキャッタ信号として前記アンテナから伝送する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
前記コネクタは、前記相手機器からの信号受信時に当該相手機器に対して応答信号を返送する応答手段を備えてもよい。これにより、当該相手機器はコネクタの接続を確認することができる。これに加えて、前記応答手段は、前記相手機器からの信号の伝送速度の指示を受けて、当該伝送速度の設定を行うようにしてもよい。
【００１６】
各非接触型のコネクタは、前記相手機器から受信した信号を整流する整流回路およびこの整流回路の出力を安定化し、コネクタ各部へ動作電力を供給する安定化回路を有する。これによって、ケーブル側に独立した電源が不要となる。
【００１７】
一方のコネクタにおいて外部から供給された電力を選択的に他方のコネクタに供給する手段を備えてもよい。当該他方のコネクタへの外部からの電力供給が十分でない場合などに、当該一方のコネクタで外部から得られた電力を他方のコネクタ側でも利用できるようにするものである。
【００１８】
本発明による非接触ケーブルの動作方法は、両端に非接触型の第１および第２のコネクタを有する電気信号伝送用の非接触ケーブルの動作方法であって、前記第１のコネクタの接続相手機器（第１の相手機器）から前記非接触ケーブルを介して前記第２のコネクタの接続相手機器（第２の相手機器）へ信号を伝送する際、前記第１の相手機器からアンテナを介して前記第１のコネクタに対し送信信号で変調された高周波信号を送信するステップと、前記第１のコネクタがこの高周波信号を受信して、自己の動作電力を生成するとともに、前記送信信号を再生するステップと、前記第１のコネクタが前記再生された信号を導線に出力するステップと、前記第２の相手機器からアンテナを介して前記第２のコネクタに対して無変調状態の高周波信号を送信するステップと、前記第２のコネクタが、前記第１のコネクタから前記導線を介して受け取った信号を、前記無変調状態の高周波信号を利用して変調バックスキャッタ方式により前記第２の相手機器に対して伝送するステップとを備えたことを特徴とする。
【００１９】
第１のコネクタに対して第１の相手機器が送信信号で変調された高周波信号を送信し、この信号が導線を介して第２のコネクタに伝わり、第２の相手機器が無変調状態の高周波信号を第２のコネクタに送信したときに第２のコネクタから当該信号が第２の相手機器に対して伝送される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
本発明は、非接触インターフェイスを用いるにあたって、ケーブルには導体を使用することを前提とする。導体ケーブルの中に電気信号を伝送するということから考えると、当然電気エネルギーとしての電気信号を伝送することになる。従って、伝送のためには、電気エネルギーをケーブルの外部から調達する必要がある。ところが、非接触インターフェイスでは、従来の接触型インターフェイスのように電気接点を通じて電気エネルギーを得ることは困難であり、従来とは異なる形で信号伝送に必要なエネルギーを確保する必要がある。本発明では、非接触コネクタの筐体との結合部分に着目し、この部分に電磁気的結合を行うことにより、電気エネルギーを伝達する方法を考える。
【００２２】
一方、電気エネルギーを外部から確保できたとしても非接触ケーブル伝送に必要なエネルギーは少なければ少ないほうがよい。この両方を同時に実現する方法として、ＲＦＩＤ（無線周波数識別）システムに使われる変調バックスキャッタ技術を用いた情報の伝達方法を利用する。変調バックスキャッタ通信技術を応用することにより、情報機器側から電力伝送と信号伝送を同時に実現でき、かつ非接触ケーブルコネクタ（ケーブル）側からの信号伝送は最小限のエネルギーで可能であるような、双方向で通信できる非接触ケーブルインターフェイスを示すことができる。変調バックスキャッタ通信の技術的詳細については、米国特許４，０７５，６３２号公報、本出願人による特願２００２−１０２３９４等に開示されている。
【００２３】
図１に、本発明の代表的な利用例として、情報機器１６と非接触ケーブルとの接続の形態を示す。このように本発明の非接触ケーブルおよび非接触ケーブルインターフェイスは、ＰＣやＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの情報機器相互間またはその他の機器との接続に使用する。図１において、情報機器１６は、それ自体で完結して動作することが可能である。情報機器１６（接続相手機器）は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、メモリ３、キーボード／マウス１などの入出力機器のコントローラ４、表示機能の制御を行うビデオコントローラ５、その他の情報機器内の機能ブロック（ディスクＩＯ、汎用バス等）６を有する。情報機器１６は、また、従来型（有線による）の入出力端子のＩ／Ｏコントローラ７およびこのケーブルインターフェイス８により、外部端子との電気的特性／機械的形状の変換を行い、コネクタ９を通して外部と接続されている。情報機器１６は、さらに、本発明に係るＩ／Ｏコントローラ１０および非接触ケーブルインターフェイス１１を有する。非接触ケーブルインターフェイス１１の相手方として、非接触ケーブルコネクタ１２がある。この非接触ケーブルコネクタ１２はケーブル１３と接続され、このケーブルを通して外部機器との電気信号の送受が行われる。電源回路１４は、情報機器１６自体に動作電力を供給するためのものである。ＣＰＵ２と各ブロック３〜７，１０はバス１５によって接続されており、相互に情報のやり取りを行っている。通常、非接触ケーブル１３を経由してデータを伝送したい場合には、ＣＰＵ２の命令により、Ｉ／Ｏコントローラ１０に情報が送られる。外部から信号を受け取る場合にはＩ／Ｏコントローラ２が受け取ったデータをＣＰＵ２が受け取る。
【００２４】
なお、従来型（有線による）Ｉ／Ｏコントローラ７、ケーブルインターフェイス８、およびコネクタ９は、本発明による非接触ケーブルと従来の接触ケーブルとが混在した例を示したのみであり、本発明を適用した情報機器において必須のものではない。
【００２５】
図２に、非接触ケーブルインターフェイス１１のブロック図を示す。情報機器側から送信したいデータは、Ｉ／Ｏコントローラ１０にまず送られる。ここからの双方向バッファ３１４を介してエンコーダ３０８に送られる。エンコーダ３０８では、データに対して、非接触通信に適した符号化や冗長度の追加などの処理が行われる。一方、高周波発振器３０７において非接触通信における伝播に使用する高周波信号を発生する。この周波数は特に限定するものではないが、具体的には、法律上の規制もあり、１３５ｋＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ等が考えられる。この発振器３０７の出力と、エンコーダ３０８からの出力を変調器３０６に入力してＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）変調を行い、送信信号のベースとする。変調された信号は、電力分配器３０５で一旦分配された後、電力増幅器３０４で増幅され、サーキュレータ３０３とフィルタ３０２を通過し、アンテナ３０１から電波として空中に放射される。アンテナ３０１は非接触ケーブルコネクタ１２（図１）とのインターフェイスに接近して配置されており、アンテナ３０１からの放射は効率よく非接触ケーブルコネクタ１２に受信されるようにしておく。また電源１４からは、非接触ケーブルインターフェイス１１の回路全体に動作電力を供給する。
【００２６】
一方、非接触ケーブルコネクタ１２からの信号は、アンテナ３０１で受信され、フィルタ３０２を通った後、サーキュレータ３０３にて送信信号と分離される。分離された受信信号はミキサ３１０において、送信信号と同一周波数の信号にてダウンコンバートされ、受信ベースバンド信号となる。受信ベースバンド信号はフィルタ３１１を通り増幅器３１２において増幅され、復調器３１３において受信信号として復調される。復調されたデータは、デコーダ３０９にてエンコードを解かれた（復号された）のち、バッファ３１４に送られ、Ｉ／Ｏコントローラ１０に送られる。
【００２７】
この受信部は、変調バックスキャッタの受信機となっており、後述する非接触ケーブルコネクタ１２からの出力は変調バックスキャッタ信号として非接触ケーブルインターフェイス１１に送られる。
【００２８】
次に図３に、非接触ケーブルコネクタ１２側の概略構成を示す。
【００２９】
図２に示した非接触ケーブルインターフェイス１１から送信された無線信号は、アンテナ１０１によって受信され、ＡＳＫ復調器１０２において復調される。一方、受信電力の大半は整流回路１１１に送られ、ここで高周波電力は整流されて直流電力となる。この直流電力は安定化回路１１２で一定の電圧に安定化され、コネクタ内部の回路ブロック全体に供給される。ＡＳＫ復調器１０２にて復調された信号は、デコーダ１０３でデコードされ、バッファ１０４を経由してケーブル出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１０５に送られる。このケーブル出力インターフェイス１０５では、ケーブル伝送に適した電気的信号への変換処理を施したのちに、ケーブル１３を通して反対側の端の同一構成の非接触ケーブルコネクタ１２のケーブルインターフェイス部分に信号が到達するようにする。ケーブル１３を通過する信号の電気的特性についてはここでは特定のものに限定しないが、例えば、ＮＳ（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）社の提唱するＬＶＤＳ（Ｌｏｗ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）方式などを利用することができる。
【００３０】
以下、便宜上、両端の非接触ケーブルコネクタ１２を区別する際には、それぞれ１２Ａ，１２Ｂと称する。他の要素についても同様である。
【００３１】
反対側の端の非接触ケーブルコネクタ１２Ｂからは、ケーブル１３を通してケーブル入力Ｉ／Ｆ１０まで信号が到達する。到達した信号は非接触ケーブルコネクタの内部仕様に応じて適切な電気信号へと変換された後、送信バッファ１０９を通り、エンコーダ１０８で変調バックスキャッタ通信に適した信号にエンコードされる。エンコードされた信号は、変調器１０７を通り、負荷変動スイッチ１０６を動作させ、情報機器側の非接触ケーブルインターフェイス１１から送られた高周波エネルギーを変調バックスキャッタ信号として送り返す。この信号はアンテナ１０１を通して、非接触ケーブルインターフェイス１１に送られる。また、コネクタ全体の電源供給が不安定になった場合に備え、リセット回路１１３にて電源電圧の低下を検出し、必要に応じてリセットを行う。
【００３２】
以上のような構成により非接触ケーブルインターフェイス１１および非接触ケーブルコネクタ１２が構築できる。図４に、これらの典型的な接続の形態を示す。左側の情報機器１６Ａにある非接触ケーブルインターフェイス１１Ａから非接触ケーブル全体４０３の一方の非接触ケーブルコネクタ１２Ａに対し非接触で情報が送られ、ケーブル１３を経由して他方の非接触ケーブルコネクタ１２Ｂに送られる。さらにこの信号は図で右側の情報機器１６Ｂの非接触ケーブルインターフェイス１１Ｂにおいて受信される。情報機器１６Ｂから情報機器１６Ａへの信号伝送も同様の手順で行われる。
【００３３】
図５（ａ）〜（ｅ）に、情報機器１６Ａから情報機器１６Ｂへの信号伝送時の情報機器１６Ａ側の各部の信号波形Ａ１〜Ａ５を示す。波形Ａ１は変調器３０６の入力に対応し、波形Ａ２はサーキュレータ３０３の出力に対応している。波形Ａ２は、実際には高周波信号であり、図ではその電力の変化を示したものである。また、波形Ａ３はＡＳＫ復調器１０２の出力に対応し、波形Ａ４，Ａ５はケーブル１３の一端の１対の導線上の信号に対応している。
【００３４】
図６（ａ）〜（ｅ）に、情報機器１６Ａから情報機器１６Ｂへの信号伝送時の情報機器１６Ｂ側の各部の信号波形Ｂ０〜Ｂ５を示す。波形Ｂ０は、信号送信側の波形Ａ２に対応する、信号受信側の波形である（電力供給のみで、信号は含んでない）。波形Ｂ１，Ｂ２はケーブル１３の他端の１対の導線上の信号に対応し、波形Ｂ３は変調器１０７の入力に対応している。また、波形Ｂ４はミキサ３１０の出力に対応し、波形Ｂ５は復調器３１３の入力に対応している。
【００３５】
図４〜図６で説明した実施の形態は半二重によるデータ通信を行うものであり、その送受信の切替タイミングの制御は任意の既存の方式を利用することができる。
【００３６】
図７に、本実施の形態におけるケーブル１３の機械的な接続の実現例を示す。ここで、情報機器１６Ａに埋め込まれている非接触接続エリア５０２Ａ内側にアンテナ５０３Ａが埋め込まれている。アンテナ５０３Ａは図２のアンテナ３０１に相当する。この部分が非接触ケーブルインターフェイス部分となる。非接触ケーブルインターフェイスのアンテナ以外のブロックは情報機器１６Ａの筐体内に存在している。この非接触接続エリア５０２Ａに非接触ケーブルコネクタ１２Ａが接続される。非接触ケーブルコネクタ１２Ａの内部ブロックはコネクタハウジングの内部に存在している。情報機器１６Ｂおよび非接触ケーブルコネクタ１２Ｂについても同様である。
【００３７】
非接触ケーブルコネクタ１２と非接触ケーブルインターフェイス１１とは物理的に密着しているほうが伝送損失が少なく有利である。非接触ケーブルコネクタ１２と非接触接続エリア５０２との密着を保証するための機械的な保持方法としては、永久磁石などの（電）磁力、面ファスナやバネなどの機械的力、またはインターフェイスとコネクタの間の表面張力、静電気力、吸引による圧力等々が考えられる。このような力を用いて非接触エリアと非接触ケーブルコネクタを至近距離に保つことにより、非接触ケーブルインターフェイスからの電力供給と、変調バックスキャッタ通信を同時に実現する。
【００３８】
次に本発明の第２の実施の形態について説明する。
図８は、本実施の形態に係る非接触ケーブルコネクタ１２０の構成例を示す。この図において、図３に示した非接触ケーブルコネクタ１２と同じ構成要素には同じ参照符号を付してある。図３と異なる点は、整流回路１１１の後段に電源切替部１１５と電源検出部１１６を設けた点にある。この構成により、非接触ケーブルの片側のコネクタにおいて外部からの電力供給が自身で消費する電力に比べて過剰であった場合、信号伝送用のケーブルに重畳する形で反対側のコネクタに対して給電を行えるようにするものである。電源切替部１１５は、整流回路１１１またはケーブル１３側のどちらから（すなわち、情報機器１６Ａ，１６Ｂのどちらから）非接触ケーブルコネクタ１２０の電源供給を受けるかを切り替えるための電源切替手段を構成する。電源検出部１１６は、整流回路１１１またはケーブル１３側のどちらから電源供給が可能かどうか（直流電圧が印加されているか）を判別する検出手段を構成する。
【００３９】
図９は、この実施の形態における、（１）相手側コネクタに電源を供給する、（２）相手側コネクタから電源の供給を受ける、（３）両者の併用、の各場合の電源切替部１１５の動作例を説明するための図である。
【００４０】
ケーブル両端のコネクタ双方が自己の整流回路から十分な電源供給が受けられる場合は、図９（ａ）に示すように、自コネクタのみに電源を供給する。一方、相手方コネクタが電源を自力で確保できない可能性があるときは、図９（ｂ）のように電源切替部１１５において相手方にも電流を供給する経路を追加する。一方、自力で電源を確保できない（整流回路１１１側から直流電圧が発生しない）場合には、図９（ｃ）に示すような経路を電源切替部１１５に設定し、相手方からの電源供給を自コネクタに供給するような経路を設定する。
【００４１】
図１２に、図８の電源検出部１１６と図９の電源切替回路１１５の動作をまとめて示す。ケーブルの一端のコネクタにおいて、整流回路１１１側からの電源供給が検出された場合、ケーブル１３側からの電源供給があれば、電源切替部１１５を図９（ａ）の状態とする。整流回路１１１側からの電源供給が検出された場合で、ケーブル１３側からの電源供給がなければ、電源切替部１１５を図９（ｂ）の状態とする。整流回路１１１側からの電源供給が検出されない場合には、電源切替部１１５をデフォルトの図９（ｃ）の状態とする。なお、ケーブル側の電圧を検出する際には、電源切替部１１５を図９（ａ）の状態またはどの端子も接続されていない状態（もしあれば）に設定する。
【００４２】
図１０は、本発明の第３の実施の形態に係る非接触ケーブルコネクタ１２１の構成例を示す。この図において、図３に示した非接触ケーブルコネクタ１２と同じ構成要素には同じ参照符号を付してある。図３と異なる点は、バッファ１０４および１０９と、ケーブル出力インターフェイス１０５およびケーブル入力インターフェイス１１０との間にマイクロコントローラ１３５を設けた点にある。この実施の形態は、マイクロコントローラ１３５を用いることにより、情報機器側が非接触ケーブルコネクタからの応答を確認できるようにするとともに、信号の伝送速度のネゴシエーションを行えるようにしたものである。
【００４３】
図１１により、第３の実施の形態におけるＩ／Ｏコントローラ１０とマイクロコントローラ１３５との間における初期接続時および通信中品質劣化時の信号の授受の例を説明する。
【００４４】
情報機器のＩ／Ｏコントローラ１０は、非接触ケーブルコネクタの装着の有無を検知するために、周期的にビーコンとしての所定の信号を発生する。非接触ケーブルコネクタが情報機器に装着されると、非接触ケーブルコネクタのマイクロコントローラ１３５が応答を返す。これにより情報機器は非接触ケーブルコネクタが装着されたことを認知することができる。マイクロコントローラ１３５はまた自ケーブルの伝送能力をＩ／Ｏコントローラ１０に通知する。これに応答して、Ｉ／Ｏコントローラ１０は、適切な通信レートを含む伝送プロファイルを決定し、これをマイクロコントローラ１３５へ通知する。その後、当該伝送プロファイルに基づいて両者間のデータ伝送が開始される。
【００４５】
情報機器側は通信品質を監視し、品質劣化が生じたと判定したとき、マイクロコントローラ１３５に対して通信レートを現在の通信レートより低下させる。マイクロコントローラはこれに従って通信レートを変更するとともに、Ｉ／Ｏコントローラにその旨の応答を返す。その後、この新たな通信レートを用いて両者間のデータ伝送が再開される。
【００４６】
さらに、通信品質が劣化した場合には正常な通信が行えなくなり、通信路が切断される。この状態が所定の時間継続するとＩ／Ｏコントローラ１０はタイムアウトは判断して、再接続のためビーコンの発生に戻り、マイクロコントローラ１３５の再接続応答を待つ。
【００４７】
なお、上記のように通信レートを下げた後、通信品質の劣化が解消した場合には、上記と逆に、Ｉ／Ｏコントローラ１０はマイクロコントローラ１３５に対して通信レートを上げるような指示を行うことも可能である。
【００４８】
また、通信開始時または通信中のレート設定時には、当然ながら実質的な通信（ケーブル両端相互間のデータのやりとり）は行われていないので、例えば片方のコネクタ側で通信レートの設定を行っている間は、反対側のコネクタに対して通信レートの設定中である旨の通知を行う。両端のコネクタにおいて、通信レートが異なる場合、レート設定が速い方のコネクタ側が遅い方のレートに合わせるような動作を行うことが可能である。このためには、図１０に示したバッファ１０４，１０９により、速度の相違を吸収することができる。
【００４９】
このように、本実施の形態によれば、情報機器側でケーブルの接続を確認できるとともに、適正な信号伝送速度を設定することが可能となる。
【００５０】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも、種々の変形、変更が可能である。例えば、上記実施の形態で利用するＲＦＩＤの本来の考え方を利用することにより、双方のケーブル端のコネクタ、あるいはケーブル自体に固有のＩＤコードを情報機器側から読み出すことができる。そのようなＩＤコードは、例えばＲＯＭのような記憶手段に予め格納しておくことができる。このＩＤコードに各種情報を関連付けておくことにより、例えば上限速度や両端の位置等を情報機器側で自動的に判別することができる。その結果として、さらにユーザインターフェイスの向上が期待できる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、次のような顕著な作用効果が得られる。
１．非接触ケーブルコネクタを用いることにより、コネクタの物理的位置を厳密にしなくても良いため、接続にかかかる手間を軽減できる。また、情報機器側において、コネクタ位置の制約を大幅に低減できる。
２．　バックスキャッタ方式を利用することによりケーブル側の動作電力が小さくてよいため、非接触であるにもかかわらず、ケーブルに電源が不要である。
３．　電気接点がないため、その酸化やごみの付着などによる接触不良が防げる。また、防水、防爆などの対策が容易である。
４．　非接触コネクタを情報機器に近接させて使用することにより、通常の無線による通信と異なり、通信の相手方の特定が容易である。また、接続に関するトラブルにも対応しやすい。
５．　非接触であるため、情報機器からの不要輻射がケーブルに漏れ出す可能性が低い。
６．　コネクタ形状等に左右されないので、複数のインターフェイスを持つ機器では、それぞれ別のインターフェイスを用意することなく、複数のケーブルでも１つのインターフェイスで収容が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の代表的な利用例として、情報機器と非接触ケーブルとの接続の形態を示すブロック図である。
【図２】図１内に示した非接触ケーブルインターフェイス１１のブロック図である。
【図３】図１内に示した非接触ケーブルコネクタ１２側の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における情報機器と非接触ケーブルの典型的な接続の形態を示す図である。
【図５】図４の接続の形態における、情報機器１６Ａから情報機器１６Ｂへの信号伝送時の情報機器１６Ａ側の各部の信号波形Ａ１〜Ａ５を示す図（ａ）〜（ｄ）である。
【図６】図４の接続の形態における、情報機器１６Ａから情報機器１６Ｂへの信号伝送時の情報機器１６Ｂ側の各部の信号波形Ｂ０〜Ｂ５を示す図（ａ）〜（ｅ）である。
【図７】本発明の実施の形態におけるケーブル１３の機械的な接続の実現例を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る非接触ケーブルコネクタの構成例を示すブロック図である。
【図９】図８の実施の形態における３つの動作例を説明するための図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る非接触ケーブルコネクタの構成例を示すブロック図である。
【図１１】図１０内のＩ／Ｏコントローラ１０とマイクロコントローラ１３５との間の信号の授受の例を説明するための図である。
【図１２】図８の電源検出部１１６と図９の電源切替回路１１５の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１　入出力機器
２　ＣＰＵ
３　メモリ
４　Ｉ／Ｏコントローラ
５　ビデオコントローラ
９　ケーブルコネクタ
１０　Ｉ／Ｏコントローラ（非接触ケーブルインターフェイス用）
１１　非接触ケーブルインターフェイス
１２　非接触ケーブルコネクタ
１３　ケーブル
１４　電源
１５　内部バス
１０１　アンテナ
１０２　ＡＳＫ復調器、
１０３　デコーダ
１０４　バッファ
１０５　ケーブル出力インターフェイス
１０６　負荷変動スイッチ
１０７　変調器
１０８　エンコーダ
１０９　バッファ
１１０　ケーブル入力インターフェイス
１１１　整流回路
１１２　安定化回路
１１３　リセット回路

Claims

両端に非接触型のコネクタを有する電気信号伝送用の非接触ケーブルであって、
両端の各非接触型のコネクタは、それぞれの接続相手機器から動作電力および信号を電磁波により受信し、
一方の非接触型のコネクタは、他方の非接触型のコネクタが受信した信号を導線を経由して受領し、自側の接続相手機器に対して変調バックスキャッタ方式を用いて当該信号を伝送する
ことを特徴とする非接触ケーブル。
各接続相手機器には非接触インターフェイスが装備されており、前記各非接触型のコネクタは当該非接触インターフェイスに近接させて使用されることを特徴とする請求項１記載の非接触ケーブル。
各非接触型のコネクタは、
前記相手機器から送信される信号を受信するアンテナと、
このアンテナに受信された信号を復調、復号する手段と、
この復調、復号された信号を前記導線を経由して他方のコネクタへ送るケーブル出力インタフェースと、
他方のコネクタから前記導線を経由して送られた信号を受領するケーブル入力インタフェースと、
この受領した信号を符号化、変調する手段と、
この符号化、変調された信号に応じて当該相手機器から送られた高周波エネルギーを変調バックスキャッタ信号として前記アンテナから伝送する手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の非接触ケーブル。
前記コネクタは、前記相手機器からの信号受信時に当該相手機器に対して応答信号を返送する応答手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の非接触ケーブル。
前記応答手段は、前記相手機器からの信号の伝送速度の指示を受けて、当該伝送速度の設定を行うことを特徴とする請求項４記載の非接触ケーブル。
各非接触型のコネクタは、前記相手機器から受信した信号を整流する整流回路およびこの整流回路の出力を安定化し、コネクタ各部へ動作電力を供給する安定化回路を有することを特徴とする請求項１記載の非接触ケーブル。
一方のコネクタにおいて外部から供給された電力を選択的に他方のコネクタに供給する手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の非接触ケーブル。
コネクタおよび／またはケーブルに予め割り当てられたＩＤデータを記憶する手段と、前記相手機器からの問い合わせに応答して当該相手装置に前記ＩＤデータを返送する手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の非接触ケーブル。
両端に非接触型の第１および第２のコネクタを有する電気信号伝送用の非接触ケーブルの動作方法であって、
前記第１のコネクタの接続相手機器（第１の相手機器）から前記非接触ケーブルを介して前記第２のコネクタの接続相手機器（第２の相手機器）へ信号を伝送する際、
前記第１の相手機器からアンテナを介して前記第１のコネクタに対し送信信号で変調された高周波信号を送信するステップと、
前記第１のコネクタがこの高周波信号を受信して、自己の動作電力を生成するとともに、前記送信信号を再生するステップと、
前記第１のコネクタが前記再生された信号を導線に出力するステップと、
前記第２の相手機器からアンテナを介して前記第２のコネクタに対して無変調状態の高周波信号を送信するステップと、
前記第２のコネクタが、前記第１のコネクタから前記導線を介して受け取った信号を、前記無変調状態の高周波信号を利用して変調バックスキャッタ方式により前記第２の相手機器に対して伝送するステップと、
を備えたことを特徴とする非接触ケーブルの動作方法。
前記非接触ケーブルを介した、前記第１および第２の相手機器間のデータ通信は、半二重方式で行われることを特徴とする請求項９記載の非接触ケーブルの動作方法。