JP2004254109A

JP2004254109A - 通信方法およびこれを用いる電子機器

Info

Publication number: JP2004254109A
Application number: JP2003042931A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Murakami; 隆昭村上; Tatsuo Omori; 達夫大森
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】ＵＷＢ技術を用いることによって伝送速度が機器間の距離に大きく依存するという問題を解消した通信方法および電子機器を提供する。
【解決手段】電子機器は、第１のアンテナを含む第１のＵＷＢ通信チップセット３ａと、第２のアンテナを含む第２のＵＷＢ通信チップセット３ｂと、導電部材４とを備え、前記導電部材４は、前記第１のアンテナとの間で電磁波の受渡しを行なうための第１の受渡し部と、前記第２のアンテナとの間で電磁波の受渡しを行なうための第２の受渡し部とを含む。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーソナルコンピュータ、ビデオデッキなどといった電子機器に関するものである。また、こういった電子機器の内部で相互に行なう信号のやりとりを担う通信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の一例としてパーソナルコンピュータについて説明する。ＡＳＣＩＩ．ＰＣ２００１年１月号Ｎｏ．３２，第４０頁や、日経ＣＬＩＣＫ２００２年８月号第９０頁に示されるように、パーソナルコンピュータの筐体内部には、マザーボードがあり、さらにこのマザーボードと接続される内蔵タイプのハードディスク装置が収納されている。マザーボードとハードディスク装置との間は、ＡＴＡ（ＡＴＡｔｔａｃｈｍｅｎｔ）（ＩＤＥ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＤｅｖｉｃｅＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ））規格のケーブルで接続されていた。ＡＴＡ規格のケーブルとしてはパラレル伝送を行なうための幅広の帯状のケーブルが一般に知られている。ＡＴＡ規格としては、パラレル伝送に加えてシリアル伝送を行なうための規格も標準化され、シリアル伝送のためのＡＴＡ規格に従った製品も市場に登場しつつある。ＡＴＡ規格のシリアル伝送の場合、伝送速度は数Ｇｂｐｓ程度である。
【０００３】
一方、近年、高速通信を可能とする技術としてＵＷＢ（Ｕｌｔｒａｗｉｄｅｂａｎｄ）技術が注目されている。
【０００４】
【非特許文献１】
ＡＳＣＩＩ．ＰＣ２００１年１月号Ｎｏ．３２，第４０頁
【０００５】
【非特許文献２】
日経ＣＬＩＣＫ２００２年８月号第９０頁
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＵＷＢ技術によれば、実現可能な伝送速度の上限が距離に依存し、近距離においては特に高速伝送が可能であることが知られている。しかし、距離に依存することから、距離がある程度長くなれば伝送速度が低下したり通信できなくなったりする事態もあり得る。また、複数の機器との通信を行なう場合、機器によってその位置関係に依存して伝送距離が異なることとなり、伝送速度に差が生じ、その結果、システム全体としての性能にばらつきが生じるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上述の問題を解消した通信方法および電子機器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に基づく電子機器は、第１のアンテナを含む第１のＵＷＢ通信チップセットと、第２のアンテナを含む第２のＵＷＢ通信チップセットと、導電部材とを備え、前記導電部材は、前記第１のアンテナとの間で電磁波の受渡しを行なうための第１の受渡し部と、前記第２のアンテナとの間で電磁波の受渡しを行なうための第２の受渡し部とを含む。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本明細書において「ＵＷＢ技術」とは、ギガオーダーの周波数帯域を占有して行なう通信のことをいう。
【００１０】
（実施の形態１）
（構成）
図１〜図７を参照して、本発明に基づく実施の形態１における電子機器について説明する。図１は上から見た断面図、図２は正面から見た断面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に関する矢視断面図である。この電子機器は、筐体１と、筐体１内部に配置されたマザーボード２と、ハードディスク装置５を備える。マザーボード２にはＵＷＢ通信チップセット３ａが接続されており、ハードディスク装置５にはＵＷＢ通信チップセット３ｂが接続されている。ＵＷＢ通信チップセット３ａとＵＷＢ通信チップセット３ｂとは互いに見通せない位置関係で離れた位置にあるが、ＵＷＢ通信チップセット３ａ，３ｂの間には、導電部材４が配置されている。
【００１１】
ＵＷＢ通信チップセット３ａ，３ｂの構造の例を図４、図５に示す。図４に示したＵＷＢ通信チップセットの第１の例では、処理部３０１と、アンテナ３０２とを備える。アンテナ３０２は板状の導電体であり、その表面が外部に直接露出するように配置されている。処理部３０１は、送信部、受信部および変復調部を含む。一方、図５に示したＵＷＢ通信チップセットの第２の例では、処理部３０１と、アンテナ３１２とを含む。アンテナ３１２は板状の導電体であるが、外部からはその形状が見えないように表面が樹脂３１３で覆い隠されている。ここでは、ＵＷＢ通信チップセットの例として外形が薄い直方体のものを想定し、その略半分をアンテナが占める構造を図示したが、外形は直方体に限られず、全体の中にアンテナが占める比率やアンテナの形状も、特に図４、図５に示したようなものに限定されるものではない。
【００１２】
導電部材４の端は、それぞれ対応するＵＷＢ通信チップセットのアンテナとの間で電磁波の受渡しを行なうための受渡し部となっている。受渡し部の近傍を説明するために導電部材４の端を拡大して示すと、たとえば図６のようになっている。ＵＷＢ通信チップセット３は、ＵＷＢ通信チップセット３ａ，３ｂのいずれかを表す。導電部材４の端である受渡し部４１は、露出するように配置されたアンテナ３０２に接触はしていないが近接するように配置されている。特に、面同士で近接していることが好ましい。
【００１３】
あるいは、図７に示すようにＵＷＢ通信チップセット３がアンテナ３１２を外部に露出させず、アンテナ３１２の表面が絶縁材に被覆されている構造である場合、受渡し部４１をＵＷＢ通信チップセット３に面接触させることとしてもよい。この場合もアンテナ自体と受渡し部との間に一定の距離を確保しつつ近接させたのと同様の効果を得ることができる。
【００１４】
（作用・効果）
本実施の形態では、マザーボード２とハードディスク装置５との間のデータのやりとりは、ＵＷＢ通信の原理で行なうことができる。仮にＵＷＢ通信チップセットのアンテナ同士が互いに対向し、かつ見通せる位置関係にある場合、仮に導電部材がなくとも、一方のアンテナから放射状に発せられた電磁波のうち、両者を直線で結んだ最短経路を通って伝わるものが最も早くに相手方に到達するので、通信速度は十分に速く、また、減衰もあまり問題にならない。しかし、図１〜図３に示したように、ＵＷＢ通信チップセットのアンテナ同士が互いに見通せる位置関係にない場合、もし仮に導電部材がなければ、アンテナ同士の間を行き来する電磁波は、筐体１の内面で反射するなどして伝わることとなり、伝送距離が長くなることによる通信速度の低下のみならず、反射による信号の減衰や、通信速度の再現性の悪さが問題となるところであるが、本実施の形態では、アンテナ同士の間に導電部材４が配置されているので、アンテナ同士が互いに見通せる位置関係にない場合であっても、上述の問題を生じることなく、再現性良く高速でＵＷＢ通信を行なうことができる。
【００１５】
以下に、マザーボード２からハードディスク装置５に向けて信号を送る場合を例にとって説明する。マザーボード２から出力される信号はＵＷＢ通信チップセット３ａのアンテナからＵＷＢ信号の電磁波として放射されるが、この電磁波はこのアンテナに近接または接触している導電部材４の一端の受渡し部によって受信される。導電部材４は無給電素子であるので、受信した電磁波を他の部材に向けて放射することとなる。導電部材４の他端の受渡し部から放射された電磁波は、ＵＷＢ通信チップセット３ｂのアンテナによってＵＷＢ信号の電磁波として受信され、ハードディスク装置５に伝えられる。なお、逆にハードディスク装置５からマザーボード２に信号を送る場合は、信号を受け渡す順が逆になるだけで、原理は同様である。
【００１６】
あるいは、図７に示すようにＵＷＢ通信チップセット３がアンテナ３１２を外部に露出させず、アンテナ３１２の表面が絶縁材に被覆されている構造である場合、受渡し部４１をＵＷＢ通信チップセット３に面接触させることとしてもよい。この場合もアンテナ自体と受渡し部との間に一定の距離を確保しつつ近接させたのと同様の効果を得ることができる。
【００１７】
導電部材の材質は、金属であればよく、たとえばアルミニウムや鉄などが使用可能である。導電部材は、図８に示すように角棒状の部材であってもよいが、図９に示すように長く延びる薄板状の部材であってもよい。図１０に示すように受渡し部となる端部においてのみ幅が広くなって中間部分は幅が細くなった薄板状の部材であってもよい。さらに、図１０の変形例として図１１に示すように中間部分は線材であってもよい。
【００１８】
また、図８の変形例として図１２に示すように、端部だけを露出するように中間部分を絶縁被覆材４２に覆われた導電部材４ｈであってもよい。このように中間部分を絶縁被覆材で覆う構造は、図９〜図１１に示した構造に対しても適用可能である。
【００１９】
また、導電部材は、棒状、板状、線状のものに限らず、図１３に断面図を示すように、中空の導波管構造の導電部材４ｉであってもよい。この場合、端部の開口部は、図１３に示すようにＵＷＢ通信チップセット３のアンテナ３０２に向けられる。
【００２０】
なお、シャノンの定理によって、ＵＷＢ技術による伝送距離と実現可能な伝送速度との関係を求めた結果を図１４に示す。図中の「ＢＷ」はバンド幅（ＢａｎｄＷｉｄｔｈ）の意である。このグラフを求めるに当たっては、ノイズレベルが信号レベルに比べて３ｄＢ低いと仮定して計算を行なっている。このグラフから、ＵＷＢ技術によれば、たとえば１ｍ以下のような近距離においてはＡＴＡ規格のシリアル伝送以上の高速伝送が可能であることがわかる。特に、本実施の形態では、ＵＷＢ通信チップセットのアンテナと導電部材の受渡し部とはきわめて近い距離を介して近接しているかあるいは接触しているので、ＵＷＢ技術による伝送距離としてはきわめて短い距離となっている。したがって、きわめて高速の通信を安定して行なうことができる。
【００２１】
（実施の形態２）
図１５、図１６を参照して、本発明に基づく実施の形態２における電子機器について説明する。図１５は上から見た断面図、図１６は正面から見た断面図である。この電子機器においては、筐体１内部に壁７がある。ＵＷＢ通信チップセット３ａ，３ｂ同士は、もし壁７がなければ互いに対向する位置にあるが、壁７の存在により、互いに見通すことはできず、空間としてつながっているのは筐体１内部の上の方の一部だけである。このような場合であっても、導電部材４がＵＷＢ通信チップセット３ａ，３ｂの間に配置され、導電部材４の両端が各ＵＷＢ通信チップセットのアンテナとそれぞれ信号の受渡しを行なえるようになっているので、実施の形態１と同じ原理により、高速通信を安定して行なうことができる。なお、導電部材の形状や構造のバリエーションについても、実施の形態１で説明したものと同様である。
【００２２】
（実施の形態３）
図１７〜図１９を参照して、本発明に基づく実施の形態３における電子機器について説明する。図１７は上から見た断面図、図１８は正面から見た断面図である。図１９は、筐体１を透視して見た斜視図である。この電子機器は、筐体１の内部にマザーボード２と、周辺機器６ｃ，６ｄ，６ｅを備えている。マザーボード２にはＵＷＢ通信チップセット３ａが接続されている。周辺機器６ｃ，６ｄ，６ｅにはＵＷＢ通信チップセット３ｃ，３ｄ，３ｅがそれぞれ接続されている。ＵＷＢ通信チップセット３ｃ，３ｄ，３ｅは、ｚ軸方向に関しては同じ位置にあるが、ｘ軸方向およびｙ軸方向に関してはそれぞれずれた位置にあり、導電部材４ｊの一部である受渡し部４３はｘｙ平面内に配置されたこれらのＵＷＢ通信チップセット３ｃ，３ｄ，３ｅに対して近接しつつ覆うように十分広い面積を有する板状となっている。導電部材４ｊのうち受渡し部４３とは反対側の端は、マザーボード２のＵＷＢ通信チップセット３ａに対向する受渡し部となっている。導電部材４ｊは金属の一体物で形成されている。
【００２３】
（作用・効果）
本実施の形態においては、マザーボード２と周辺機器６ｃ，６ｄ，６ｅとの間のデータのやりとりは、実施の形態１に説明したのと同じように、無給電素子として作用する導電部材４ｊを介して、ＵＷＢ通信の原理で行なうことができる。周辺機器６ｃ，６ｄ，６ｅの相互間でのデータのやりとりも同様に行なうことができる。本実施の形態における導電部材４ｊは、十分広い面積の受渡し部４３を有するので、筐体１内に設置する周辺機器６ｃ，６ｄ，６ｅの並ぶ順番や周辺機器６ｃ，６ｄ，６ｅの各々の中でのＵＷＢ通信チップセットの位置が多少変化しても、導電部材の形状を変える必要がなくそのまま使用することができる。
【００２４】
なお、この例では、導電部材４ｊを金属の一体物としたが、導電体からなる複数の部品を組合せたものであってもよい。
【００２５】
（実施の形態４）
図２０〜図２４を参照して、本発明に基づく実施の形態４における電子機器について説明する。この電子機器は、基本的には実施の形態１，２で説明したものと同じであるが、その受渡し部についてはその限りではない。ここではその受渡し部のバリエーションについて詳しく説明する。本実施の形態における電子機器の導電部材４の受渡し部４１は、ＵＷＢ通信チップセットのアンテナ３０２の主表面を被覆してなお余りある程度の十分広い面積を有している。このような導電部材４は、図２０に示すように全体の幅を一様に広くすることによって、受渡し部４１の幅がアンテナ３０２の幅より広くなるようにしたものであってもよい。図２１に示すように、導電部材４の中で受渡し部４１のみ広くなるようにすることによって、アンテナ３０２の幅より広くなるようにしたものであってもよい。図２２にしめすように、受渡し部４１を十分大きな径を有する略円形としてアンテナ３０２を被覆するようにしてもよい。
【００２６】
導電部材が、導波管となっている場合、図２３に示す導電部材４ｋのように導波管の断面形状が一定である場合に、導波管全体を太くして断面形状がアンテナ３０２の主表面よりも大きくなるようにすることによって、受渡し部としての開口部が対向するアンテナ３０２の主表面を被覆する構造にしてもよい。また、導電部材が導波管の場合、図２４に示す導電部材４ｎのように中間部分が細くても端部４７においてのみ漏斗状に広がる形状として、受渡し部としての端部４７の開口部によって対向するアンテナ３０２の主表面を被覆する構造にしてもよい。
【００２７】
導電部材の受渡し部を上述のような構造とすることによって、導電部材はアンテナ３０２から放射される電磁波をより確実に受信することができる。その結果、導電部材を介したＵＷＢ通信はより安定して高速に行なうことができるようになる。
【００２８】
（実施の形態５）
図２５を参照して、本発明に基づく実施の形態５における電子機器について説明する。この電子機器は、筐体１の内部にマザーボード２と周辺機器６とを備えている。マザーボード２はＵＷＢ通信チップセット３ａを備えており、周辺機器６はＵＷＢ通信チップセット３ｂを備えている。ＵＷＢ通信チップセット３ａ，３ｂのアンテナは、図中に破線で模式化して示すようにいずれも上側の空間に向くように配置されている。
【００２９】
実施の形態１，２では、通信を行なうべき２つのＵＷＢ通信チップセットが互いに見通せない位置関係にある場合の例を示したが、図２５に示すように互いに見通せる位置関係にある場合であっても、導電部材４を介在させることによって、導電部材４が無給電素子として作用し、アンテナに指向性（図２５では上向き）がある場合にも高速で安定した通信が可能になる。
【００３０】
（実施の形態６）
図２６〜図２８を参照して、本発明に基づく実施の形態６における電子機器について説明する。これまでの実施の形態では、導電部材の受渡し部とＵＷＢ通信チップセットのアンテナとは近接するのみで接触はしていなかったが、本実施の形態における電子機器においては、アンテナ３０２はＵＷＢ通信チップセットの外面に露出しており、導電部材４はアンテナ３０２に対して導電体同士が直接、面接触している。他の部分の構成については、実施の形態１，２と同様である。
【００３１】
接触の仕方としては、図２６に示すように、延びてきた導電部材の端部の側面を以ってアンテナに接触させることとしてもよいし、図２７に示すように、導電部材の端部をアンテナに向かって曲がるようにして、その端面をアンテナに接触させてもよい。図２８に示すように、細い導電部材の端部を、アンテナとの面接触のための平板形状として、この平板形状の部分をアンテナに重ねるようにして接触させてもよい。なお、図２６〜図２８においては、接続関係をわかりやすくするために、ＵＷＢ通信チップセットの全体の図示は省略し、ＵＷＢ通信チップセットに含まれるアンテナのみを表示している。
【００３２】
上述のように直接接する構造にした場合、導電部材とアンテナとの間の信号の受渡しは、空気中を伝わる部分なしに行なうことができる。このような場合であっても、ＵＷＢ通信自体は、行なうことができる。
【００３３】
なお、上記各実施の形態では、電子機器を中心に説明したが、物としての電子機器だけでなく、これらの電子機器において行なわれる通信方法自体も、本発明の意図するものである。
【００３４】
なお、上記各実施の形態では、筐体内部に配置されたマザーボード、ハードディスク装置、周辺機器などを例に挙げて、これらの相互間でのデータのやりとりに本発明の通信方法を適用する例を示したが、データのやりとりを行なう主体の種類は特にこれらに限られるわけではなく、電子機器に含まれる何らかの部品または装置であればよい。
【００３５】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、電子機器に含まれる複数の装置間相互のデータのやりとりは、無給電素子として配置されている導電部材を介してＵＷＢ通信の原理で行なうことができるので、高速通信を安定して実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく実施の形態１における電子機器の上から見たときの断面図である。
【図２】本発明に基づく実施の形態１における電子機器の正面から見たときの断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に関する矢視断面図である。
【図４】本発明に基づく実施の形態１における電子機器に含まれるＵＷＢ通信チップセットの第１の例の斜視図である。
【図５】本発明に基づく実施の形態１における電子機器に含まれるＵＷＢ通信チップセットの第２の例の斜視図である。
【図６】本発明に基づく実施の形態１における電子機器に含まれる導電部材の受渡し部近傍の第１の例の拡大側面図である。
【図７】本発明に基づく実施の形態１における電子機器に含まれる導電部材の受渡し部近傍の第２の例の拡大側面図である。
【図８】本発明に基づく実施の形態１における電子機器に含まれる導電部材の第１の例の部分斜視図である。
【図９】本発明に基づく実施の形態１における電子機器に含まれる導電部材の第２の例の部分斜視図である。
【図１０】本発明に基づく実施の形態１における電子機器に含まれる導電部材の第３の例の部分斜視図である。
【図１１】本発明に基づく実施の形態１における電子機器に含まれる導電部材の第４の例の部分斜視図である。
【図１２】本発明に基づく実施の形態１における電子機器に含まれる導電部材の第５の例の部分斜視図である。
【図１３】本発明に基づく実施の形態１における電子機器に含まれる導電部材の第６の例の説明図である。
【図１４】ＵＷＢ技術による伝送距離と実現可能な伝送速度との関係を示すグラフである。
【図１５】本発明に基づく実施の形態２における電子機器の上から見たときの断面図である。
【図１６】本発明に基づく実施の形態２における電子機器の正面から見たときの断面図である。
【図１７】本発明に基づく実施の形態３における電子機器の上から見たときの断面図である。
【図１８】本発明に基づく実施の形態３における電子機器の正面から見たときの断面図である。
【図１９】本発明に基づく実施の形態３における電子機器の筐体を透視して見た斜視図である。
【図２０】本発明に基づく実施の形態４における電子機器の受渡し部の第１の例の説明図である。
【図２１】本発明に基づく実施の形態４における電子機器の受渡し部の第２の例の説明図である。
【図２２】本発明に基づく実施の形態４における電子機器の受渡し部の第３の例の説明図である。
【図２３】本発明に基づく実施の形態４における電子機器の受渡し部の第４の例の説明図である。
【図２４】本発明に基づく実施の形態４における電子機器の受渡し部の第５の例の説明図である。
【図２５】本発明に基づく実施の形態５における電子機器の説明図である。
【図２６】本発明に基づく実施の形態６における電子機器が備える導電部材とアンテナとの接続箇所の第１の例の説明図である。
【図２７】本発明に基づく実施の形態６における電子機器が備える導電部材とアンテナとの接続箇所の第２の例の説明図である。
【図２８】本発明に基づく実施の形態６における電子機器が備える導電部材とアンテナとの接続箇所の第３の例の説明図である。
【符号の説明】
１筐体、２マザーボード、３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆＵＷＢ通信チップセット、４，４ｈ，４ｉ，４ｊ，４ｋ，４ｎ導電部材、５ハードディスク装置、６ｃ，６ｄ，６ｅ周辺機器、７壁、３０１処理部、３０２，３１２アンテナ、３１３樹脂、４１，４３，４４，４５受渡し部、４２絶縁被覆材、４７拡大部。

Claims

第１のアンテナを含む第１のＵＷＢ通信チップセットと、
第２のアンテナを含む第２のＵＷＢ通信チップセットと、
導電部材とを備え、
前記導電部材は、前記第１のアンテナとの間で電磁波の受渡しを行なうための第１の受渡し部と、前記第２のアンテナとの間で電磁波の受渡しを行なうための第２の受渡し部とを含む、電子機器。
前記第１の受渡し部および前記第２の受渡し部のうち少なくとも一方の受渡し部は、対応する前記アンテナに対して近接している、請求項１に記載の電子機器。
前記第１の受渡し部および前記第２の受渡し部のうち少なくとも一方の受渡し部は、対応する前記アンテナに接触している、請求項１に記載の電子機器。
前記第１の受渡し部および前記第２の受渡し部のうち少なくとも一方の受渡し部は、対応する前記アンテナの前記一方の受渡し部に対する投影面積よりも大きな面を以って前記アンテナに対向している、請求項１から３のいずれかに記載の電子機器。
電子機器の筐体内部において、第１のアンテナを含む第１のＵＷＢ通信チップセットと第２のアンテナを含む第２のＵＷＢ通信チップセットとの間で信号を受け渡す通信方法であって、
前記第１のアンテナとの間で電磁波の受渡しを行なうための第１の受渡し部と前記第２のアンテナとの間で電磁波の受渡しを行なうための第２の受渡し部とを含む導電部材を介して信号を受け渡す、通信方法。
前記第１の受渡し部および前記第２の受渡し部のうち少なくとも一方の受渡し部を、対応する前記アンテナに対して近接させた状態で信号を受け渡す、請求項５に記載の通信方法。
前記第１の受渡し部および前記第２の受渡し部のうち少なくとも一方の受渡し部を、対応する前記アンテナに対して接触させた状態で信号を受け渡す、請求項５に記載の通信方法。
前記第１の受渡し部および前記第２の受渡し部のうち少なくとも一方の受渡し部を、対応する前記アンテナの前記一方の受渡し部に対する投影面積よりも大きな面として、前記アンテナに対向させた状態で信号を受け渡す、請求項５から７のいずれかに記載の通信方法。