JP2010021822A - 伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シート状の伝達装置の表面の平面性を高める。
【解決手段】伝達装置１０１のメッシュ状の表面シート状導体部１０２には通信装置１５１が近接し、裏面シート状導体部１０３は通信装置１５２が近接する開孔１２１を有し、通信装置１５１、１５２の間の信号の送受は、表面シート状導体部１０２と裏面シート状導体部１０３とを絶縁する絶縁体部１０４内の電磁場の変化によって伝達され、当該電磁場の絶縁体部１０４内における波長λ、絶縁体部１０４の厚さd、表面シート状導体部１０２におけるメッシュの周期p、裏面シート状導体部１０３における開孔の大きさqについて、p＜λ/4，d＜λ/4，q≧2pであり、裏面シート状導体部１０３は、当該電磁場をシールド可能な遮蔽導体により形成される。さらに、表面シート状導体部１０２の開孔１２１に対向する領域を被覆シート状導体部１０５で覆っても良い。
【選択図】図４

Description

本発明は、シート状の伝達装置において、表面のメッシュシート状導体に通信装置を近接させ、裏面のシート状導体に設けられた開孔に他の通信装置を近接させて、両通信装置の間で信号を伝達する際に、表面の平面性、利便性を高め、さらに、表面に他の導体等が近接した場合の通信特性の変化を抑制するのに好適な伝達装置に関する。

従来から、シート状導体を略平行に配置して、両者の間で電磁場を閉じ込め、シート状導体に設けられた開孔やメッシュ状のシート状導体に通信装置のインターフェース装置の導体を近接させて両シート状導体の間から電磁場を引き出すことにより、信号の伝達を行うシート状の伝達装置が提案されている。このような伝達装置については、下記の文献に開示されている。
特開２００７−０８２１７８号公報

ここで、[特許文献１]では、メッシュ状の導体部とシート状の導体部とに挟まれる狭間領域とメッシュ状の導体部の外側の浸出領域とにおいて電磁場を変化させてインターフェース装置を介して信号を伝達する信号伝達装置を組み合わせた信号伝達システムにおいて、信号伝達装置は、第１導体部の外側近傍の電磁場（エバネッセント場）の変化を介してインターフェース装置と通信し、信号伝達装置において、第１導体部と第２導体部との間の電磁場は、第１導体部の外側近傍の電磁場にともなって変化し、インターフェース装置において、第１電極と第２電極との間の電圧は、第１導体部の外側近傍の電磁場にともなって変化し、通信装置における当該電圧の変化と、信号伝達装置における当該電磁場の変化とによって、両者の間で通信が行われる技術が開示されている。

このようなシート状の伝達装置は、机や床、壁などに貼り付けたり一体化させたりすることができる。このような場合、人間が目にする表面側は、メッシュ状のシート状導体を配置して、利用する通信装置のインターフェース装置を近接できる場所をできるだけ自由にすることが望ましい。

ここで、裏面側、たとえば机の天板の下側、床下、壁の中等は、各種配線を行う領域とすることで、表面側の平面性、利便性を保ちたい、という要望がある。

さらに、裏面側からの電磁場の漏れを抑制する等の観点から、裏面側には当該電磁波を漏らさないような導体箔や目の細かいメッシュを用いることとし、通信装置を近接させる場所のみに開孔を設けることが望ましい。

一方で、上記のような構成を採用すると、裏面の開孔の近傍の表面側に、通信と直接関係のない導体が近接したときに、伝達装置の通信特性が変化してしまうことがある。

本発明は、上記の課題を解決するもので、シート状の伝達装置において、表面のメッシュシート状導体に通信装置を近接させ、裏面のシート状導体に設けられた開孔に他の通信装置を近接させて、両通信装置の間で信号を伝達する際に、表面の平面性、利便性を高め、さらに、表面に他の導体等が近接した場合の通信特性の変化を抑制するのに好適な伝達装置を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するため、本発明の原理にしたがって、下記の発明を開示する。

本発明の第１の観点に係る伝達装置は、近接する電磁場を所定周波数帯で変化させ、もしくは、当該電磁場の当該所定周波数帯における変化を検知することにより、通信する通信装置同士の間で、電磁場の変化を伝達し、メッシュ状の表面シート状導体部と、裏面シート状導体部と、絶縁体部と、を備え、以下のように構成する。

すなわち、メッシュ状の表面シート状導体部は、略平面状に展延し、当該通信装置の一方が近接すべきものである。

一方、裏面シート状導体部は、当該表面シート状導体部が展延する略平面に略平行に展延し、当該通信装置の他方が近接すべき開孔を有する。

さらに、絶縁体部は、当該表面シート状導体部と、当該裏面シート状導体部と、の間を絶縁し、当該通信装置の一方と他方との間で当該所定周波数帯における電磁場の変化を伝達する。

そして、当該所定周波数帯の電磁場の絶縁体部内における波長λ、絶縁体部の厚さd、表面シート状導体部におけるメッシュの周期p、裏面シート状導体部における開孔の大きさqについて、
p＜λ/4；
d＜λ/4；
q≧2p
である。

ここで、裏面シート状導体部は、当該所定周波数帯における電磁場をシールド可能な遮蔽導体により形成される。

また、本発明の伝達装置は、被覆シート状導体部をさらに備え、以下のように構成することができる。

すなわち、被覆シート状導体部は、表面シート状導体部のうち、表面シート状導体部における開孔に対向する領域を覆う。

また、本発明の伝達装置において、裏面シート状導体部は、遮蔽導体に開孔の形状の切り込みを入れて、当該切り込みに囲まれる領域を切り離すことにより形成され、被覆シート状導体部は、当該切り離された領域の遮蔽導体を表面シート状導体部に貼り付けることにより形成されるように構成することができる。

また、本発明の伝達装置の表面シート状導体部において、被覆シート状導体部の当該対向する領域に、当該メッシュにかえて当該遮蔽導体が一体に形成されるように構成することができる。

また、本発明の伝達装置において、当該遮蔽導体は、周期λ/20以下のメッシュによるメッシュシート状導体であるように構成することができる。

本発明によれば、シート状の伝達装置において、表面のメッシュシート状導体に通信装置を近接させ、裏面のシート状導体に設けられた開孔に他の通信装置を近接させて、両通信装置の間で信号を伝達する際に、表面の平面性、利便性を高め、さらに、表面に他の導体等が近接した場合の通信特性の変化を抑制するのに好適な伝達装置を提供することができる。

以下に本発明の実施形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態は説明のためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であれば、これらの各要素もしくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も本願発明の範囲に含まれる。

なお、本願における「導電体」「絶縁体」は、いずれも、通信に用いる電磁波の周波数帯における導電体、絶縁体を意味するものであり、他の周波数帯における導電性、絶縁性は問わない。

また、本願における「シート状」とは、布状、紙状、箔状、板状、膜状、フィルム状、当該電磁波が漏れ出さない程度に十分に目の細かいメッシュ状など、面としての広がりを持ち、厚さが薄いものをいい、これに開孔が設けられていても良い。

さらに、本願における「メッシュ状のシート状」とは、当該電磁波が漏れ出す程度の目の細かさのメッシュ状のシート状のものをいう。

図１は、本実施形態に係る伝達装置の構成を示す断面図である。図２は、本実施形態に係る伝達装置の表面側を示す説明図である。図３は、本実施形態に係る伝達装置の裏面側を示す説明図である。以下、これらの図を参照して説明する。なお、図１〜図３を含め、本願明細書に添付する図面においては、理解を容易にするため、伝達装置の厚さを誇張して表示する場合がある。

これらの図に示すように、伝達装置１０１は、近接する電磁場を所定周波数帯で変化させ、もしくは、当該電磁場の当該所定周波数帯における変化を検知することにより、通信する通信装置１５１、１５２の間で、電磁場の変化を伝達するものである。

ここで、伝達装置１０１は、メッシュ状の表面シート状導体部１０２と、裏面シート状導体部１０３と、絶縁体部１０４と、を備える。

表面シート状導体部１０２と、裏面シート状導体部１０３と、は、絶縁体部１０４によって絶縁されている。絶縁体部１０４は、伝達装置１０１全体の形状を定める支持体と考えることもできる。

ここで、表面シート状導体部１０２は、机の表面や床面、壁面側に対応する面に設置されるもので、メッシュ状のシート状導体であり、略平面状に展延し、ユーザが日頃利用するパーソナルコンピュータや各種外部機器などの通信装置１５１が近接する。後述するように、メッシュの目は、導体が近接することで電磁波が漏れ出す程度とする。

メッシュの形状は、正方形、長方形、菱形、三角形、蜂の巣状など、各種の形状を採用することができる。このような各種の形状のメッシュを採用した場合、メッシュの周期とは、当該図形の重心同士の距離に相当する。

一方、裏面シート状導体部１０３は、机の裏面や床下、壁の中側に対応する面に設置されるもので、シート状導体であり、当該略平面に略平行に展延し、当該通信装置１５２が近接すべき開孔１２１を有する。裏面シート状導体部１０３は、当該所定周波数帯における電磁場をシールド可能な遮蔽導体として、電磁波の漏れ出しを抑制する。

裏面シート状導体部１０３に近接される通信装置１５２は、ユーザの目に見えない場所に設置することで表面の平面性、利便性、運用性を高めるもので、たとえば、家庭内ＬＡＮ（Local Area Network）のインターフェース装置などが相当する。

開孔１２１の典型的な形状は、円形もしくは正方形であるが、この形状は、通信装置１５２のインターフェース装置の形状および下記の条件に基づいて、適宜変更が可能である。また、開孔１２１は、裏面シート状導体部１０３の任意の位置に任意の個数設けることが可能である。

通信装置１５１、１５２の一方が他方に電磁波を伝達する際には、[特許文献１]に開示するように、表面シート状導体部１０２や裏面シート状導体部１０３に近接しているインターフェース装置やコネクタなどの導体間の電圧を信号に応じて変化させることで、絶縁体部１０４の内部で電磁波を伝達させ、伝達された電磁波により変化した電磁場からインターフェース装置やコネクタなどの導体間の電圧を検知することで、当該信号を取得することができる。

ここで、信号の伝達に利用する周波数帯の電磁場の絶縁体部１０４内における波長λ、絶縁体部１０４の厚さd、表面シート状導体部１０２におけるメッシュの周期p、裏面シート状導体部１０３における開孔１２１の大きさqとすると、
p＜λ/4；
d＜λ/4；
q≧2p
の条件を満たすようにすることで、効率が良い通信が可能となる。

ここで、波長λは、通信装置１５１、１５２の間の通信で用いる周波数帯の中の、上限周波数に相当する波長とするのが典型的である。たとえば、通信周波数帯として、１ＧＨｚから１０ＧＨｚの間を採用する場合には、１０ＧＨｚの電磁波の絶縁体部１０４内における波長を、上記の波長λとして採用する。

また、これらの図に示す伝達装置１０１の面積は、任意に変更することが可能である。本発明においては、伝達装置１０１を全体としてシート状の形状としており、面積や開孔１２１の位置は、裏面の任意の位置とすることができる。また、通信装置１５２を表面側に配置することとしても、通信を行うことが可能である。

さらに、遮蔽導体としてメッシュ状のシート状導体を利用する場合には、その周期はλ/20以下とすることで、電磁場の漏れ出しを効率良く防止することができるほか、導体材料の使用量を抑制して、重量やコストを低下させることが可能である。

上記のような構成を採用することで、ユーザが利用する面は、任意の場所に通信装置１５１を近接させて通信を可能とし、表面の平面性、利便性、運用性を向上させる一方、裏面側からの電磁波の漏れを防止することができるようになる。

このような伝達装置１０１を製造するにあたっては、シート状の絶縁体を絶縁体部１０４として用意し、その表面にメッシュ状のシート状導体を貼り付けて表面シート状導体部１０２とし、その裏面にシート状の遮蔽導体を貼り付けて、裏面シート状導体部１０３とした後に、当該遮蔽導体に開孔１２１の形状の切り込みを入れて当該切り込みに囲まれる領域を切り離して開孔１２１を設けるのが典型的である。

開孔１２１を設けるにあたっては、裏面シート状導体部１０３を貼り付ける接着剤を再剥離可能な低粘着性のものとしたり、加熱によって粘着性が低下するものとしたるするのが典型的である。このほか、研磨加工、削り加工、薬品を用いたエッチングなどを利用しても良い。

なお、表面シート状導体部１０２のメッシュ同士の間を絶縁体からなる保護層（図示せず。）で充填したり、表面シート状導体部１０２の露出面や裏面シート状導体部１０３の露出面を保護膜（図示せず。）で覆うこととするのが望ましい。これらの保護層や保護膜は、絶縁体部１０４と同じ素材を利用しても良いし、塗料などを吹付加工することで形成しても良い。保護膜の厚さは、メッシュや開孔１２１を介して通信装置１５１、１５２に向けて電磁場が漏れ出すことが可能な程度とする。

このような保護層、保護膜を設けることで、伝達装置１０１の表面の平面性をさらに向上させることができる。

以下では、上記の伝達装置をさらに改良する形態について説明する。

図４は、本発明の他の実施形態に係る伝達装置の構成を示す断面図である。図５は、当該他の実施形態に係る伝達装置の表面を示す説明図である。以下、これら図を参照して説明する。

これら図に示す伝達装置１０１の基本的な構成は、図１乃至図３に示すものと同様であるが、被覆シート状導体部１０５をさらに備える点が異なる。

すなわち、本実施形態では、裏面シート状導体部１０３に設けられる開孔１２１に対向する表面シート状導体部１０２の対向領域に、被覆シート状導体部１０５を貼り付けることで、開孔１２１に対向する領域を遮蔽導体で覆うこととしている。

上記実施形態では、対向領域の近傍に、人間の手や各種金属などが近接すると、通信装置１５２に対するインピーダンスが変化してしまい、伝達装置１０１の通信特性が変化してしまう。

本実施形態では、遮蔽導体からなる被覆シート状導体部１０５を貼り付けることで、インピーダンス変化を抑制し、伝達装置１０１の通信特性を変化しにくくするのである。

被覆シート状導体部１０５は、開孔１２１を設ける際に切り離された遮蔽導体をそのまま表面シート状導体部１０２の当該対向領域に貼り付けるのが典型的である。

図６、図７は、被覆シート状導体部を設けるその他の実施形態を表す断面図である。以下、これらの図を参照して説明する。

図６は、別途用意した遮蔽導体を被覆シート状導体部１０５を利用することとして、対向領域よりも大きい領域を覆うように形成する例である。開孔１２１、対向領域の縁付近を遮蔽導体で覆うことで、より一層、インピーダンスの変化を生じにくくすることができる。

図７は、表面シート状導体部１０２の一部にあらかじめ遮蔽導体からなる対向領域を設けておくことで、被覆シート状導体部１０５と一体に形成するものである。

本態様では、開孔１２１を設ける場所の自由度は低くなるものの、伝達装置１０１の表面の平面性をより一層向上させることが可能となる。

なお、保護層、保護膜の形成は、被覆シート状導体部１０５を貼り付けた後としても良いし、被覆シート状導体部１０５を貼り付ける前としても良い。

以上説明したように、本発明によれば、シート状の伝達装置において、表面のメッシュシート状導体に通信装置を近接させ、裏面のシート状導体に設けられた開孔に他の通信装置を近接させて、両通信装置の間で信号を伝達する際に、表面の平面性を向上させ、さらに、表面に他の導体等が近接した場合の通信特性の変化を抑制するのに好適な伝達装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る伝達装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る伝達装置の表面を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る伝達装置の裏面を示す説明図である。 本発明の他の実施形態に係る伝達装置の構成を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る伝達装置の表面を示す説明図である。 被覆シート状導体部を設けるその他の実施形態を表す断面図である。 被覆シート状導体部を設けるその他の実施形態を表す断面図である。

符号の説明

１０１ 伝達装置
１０２ 表面シート状導体部
１０３ 裏面シート状導体部
１０４ 絶縁体部
１０５ 被覆シート状導体部
１２１ 開孔
１５１ 通信装置
１５２ 通信装置

Claims (5)

1. 近接する電磁場を所定周波数帯で変化させ、もしくは、当該電磁場の当該所定周波数帯における変化を検知することにより、通信する通信装置同士の間で、電磁場の変化を伝達する伝達装置であって、
   略平面状に展延し、当該通信装置の一方が近接すべきメッシュ状の表面シート状導体部と、
   当該表面シート状導体部が展延する略平面に略平行に展延し、当該通信装置の他方が近接すべき開孔を有する裏面シート状導体部と、
   当該表面シート状導体部と、当該裏面シート状導体部と、の間を絶縁し、当該通信装置の一方と他方との間で当該所定周波数帯における電磁場の変化を伝達する絶縁体部と、
   を備え、
   当該所定周波数帯の電磁場の前記絶縁体部内における波長λ、前記絶縁体部の厚さd、前記表面シート状導体部におけるメッシュの周期p、前記裏面シート状導体部における開孔の大きさqについて、
   p＜λ/4；
   d＜λ/4；
   q≧2p
   であり、
   前記裏面シート状導体部は、当該所定周波数帯における電磁場をシールド可能な遮蔽導体により形成される
   ことを特徴とする伝達装置。
2. 請求項１に記載の伝達装置であって、
   前記表面シート状導体部のうち、前記表面シート状導体部における開孔に対向する領域を覆う被覆シート状導体部
   をさらに備えることを特徴とする伝達装置。
3. 請求項２に記載の伝達装置であって、
   前記裏面シート状導体部は、遮蔽導体に開孔の形状の切り込みを入れて、当該切り込みに囲まれる領域を切り離すことにより形成され、
   前記被覆シート状導体部は、当該切り離された領域の遮蔽導体を前記表面シート状導体部に貼り付けることにより形成される
   ことを特徴とする伝達装置。
4. 請求項２に記載の伝達装置であって、
   前記表面シート状導体部において、前記被覆シート状導体部の当該対向する領域に、当該メッシュにかえて当該遮蔽導体が一体に形成される
   ことを特徴とする伝達装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の伝達装置であって、
   当該遮蔽導体は、周期λ/20以下のメッシュによるメッシュシート状導体である
   ことを特徴とする伝達装置。

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