JP2011040939A - 2次元通信による通信システム及びこれに用いる2次元通信シート - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、2次元通信シートの近傍に位置する外来電磁波発生物からの外来電磁波に対してロバストな2次元通信による通信システム及びこれに用いる2次元通信シートを提供することを目的とする。。
【解決手段】2次元通信シート10と、2次元通信シート10を介して通信する少なくとも2つの電子機器20,30とを備える2次元通信による通信システム1であって、2次元通信シート10は、該2次元通信シート10の近傍に位置しうる外来電磁波発生物からの外来電磁波が該2次元通信シート10を介して電子機器に伝播されるのを防止する外来電磁波混入防止手段18,19を局所的に備えることを特徴とする。
【選択図】図7
【解決手段】2次元通信シート10と、2次元通信シート10を介して通信する少なくとも2つの電子機器20,30とを備える2次元通信による通信システム1であって、2次元通信シート10は、該2次元通信シート10の近傍に位置しうる外来電磁波発生物からの外来電磁波が該2次元通信シート10を介して電子機器に伝播されるのを防止する外来電磁波混入防止手段18,19を局所的に備えることを特徴とする。
【選択図】図7
Description
本発明は、2次元通信シートを介して通信する少なくとも2つの電子機器を備える2次元通信による通信システム及びこれに用いる2次元通信シートに関する。
従来から、2枚のシート状(布状、紙状、箔状、板状、メッシュ状(信号の電磁波長より細かい網目を持つものが典型的である。)など、面としての広がりを持ち、厚さが薄いもの。)導体でシート状の絶縁体を挟み、その間で電磁場を伝達可能にするとともに、シート状導体の一方をメッシュ状にして、その近傍に滲み出るエバネッセント場を介して、近傍に通信装置のインターフェース(異なる場所に2つの電極が配置されたもの)を配置するだけで、信号の出入を可能とするシート状の信号伝達装置(2次元通信シート)が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
しかしながら、2次元通信シートを介して2以上の電子機器間で通信を行う場合、周辺環境によっては、2次元通信シート内にメッシュ状の部分から外来電磁波が混入し、通信が阻害される場合がありうる。例えば、2次元通信シートの近傍に、通信に関係のない電磁波を発生する電子機器を載置等した場合に、該電子機器が発生する電磁波が2次元通信シートに外来電磁波が混入し、本来実現されるべき2以上の電子機器間の通信が阻害される場合がありうる。
そこで、本発明は、2次元通信シートの近傍に位置する外来電磁波発生物からの外来電磁波の影響を低減することができる2次元通信による通信システム及びこれに用いる2次元通信シートの提供を目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の一局面によれば、2次元通信シートと、前記2次元通信シートを介して通信する少なくとも2つの電子機器とを備える2次元通信による通信システムであって、
前記2次元通信シートは、該2次元通信シートの近傍に位置しうる外来電磁波発生物からの外来電磁波が該2次元通信シートを介して前記電子機器に伝播されるのを防止する外来電磁波混入防止手段を局所的に備えることを特徴とする、2次元通信による通信システムが提供される。
前記2次元通信シートは、該2次元通信シートの近傍に位置しうる外来電磁波発生物からの外来電磁波が該2次元通信シートを介して前記電子機器に伝播されるのを防止する外来電磁波混入防止手段を局所的に備えることを特徴とする、2次元通信による通信システムが提供される。
本発明によれば、2次元通信シートの近傍に位置する外来電磁波発生物からの外来電磁波の影響を低減することができる2次元通信による通信システム及びこれに用いる2次元通信シートが得られる。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
図1は、本発明による通信システム1の一実施例が車両に搭載された状態を示す図である。
通信システム1は、2次元通信シート10を備える。また、通信システム1は、2次元通信シート10を介して通信する少なくとも2つの電子機器としてECU20及びスイッチ類30を備える
2次元通信シート10は、インストルメントパネル3に設けられる。2次元通信シート10は、インストルメントパネル3と一体化して設けられてもよい。例えば、2次元通信シート10は、インストルメントパネル3の表面層又は中間層を構成するように一体成形されてもよいし、インストルメントパネル3の構成要素に貼り合わせて一体化されてもよい。
2次元通信シート10は、インストルメントパネル3に設けられる。2次元通信シート10は、インストルメントパネル3と一体化して設けられてもよい。例えば、2次元通信シート10は、インストルメントパネル3の表面層又は中間層を構成するように一体成形されてもよいし、インストルメントパネル3の構成要素に貼り合わせて一体化されてもよい。
ECU20は、インストルメントパネル3の内部空間(インストルメントパネル3の裏側の空間)に配置される。図1では、インストルメントパネル3の内部空間内に存在するECU20が仮想線で示されている。ECU20は、図示しないバスを介して互いに接続されたCPU、ROM、及びRAM等からなるマイクロコンピュータとして構成されている。ROMには、CPUが実行する各種プログラムやそれに使用する各種データが格納されている。
スイッチ類30(スイッチ30a,30b,30cの総称)は、図1に示すように、車内側に露出する態様でインストルメントパネル3に配置される。スイッチ類30は、任意の形式のスイッチ類であってよい(一例は後述)。また、スイッチ類30により実現される機能も任意であるが、典型的には、スイッチ類30は、ナビゲーション装置、空調装置、オーディオ装置、ドアロック等を操作するためのスイッチ類である。
図2は、本実施例の通信システム1の主要なシステム構成を示す図である。
ECU20は、図2に示すように、インターフェース装置21を介して2次元通信シート10に接続される。また、スイッチ類30は、インターフェース装置31を介して2次元通信シート10に接続される。これにより、ECU20は、インターフェース装置21、2次元通信シート10及びインターフェース装置31を介してスイッチ類30と通信することができる。例えば、スイッチ類30が操作されるとき、スイッチ類30からの操作信号は、インターフェース装置31、2次元通信シート10及びインターフェース装置21を介してECU20に伝達される。ECU20は、スイッチ類30からの操作信号に応じて、アクチュエータや他のECUに制御信号を送信して、ユーザによりなされたスイッチ類30の操作に応じた機能を実現する。
ECU20とインターフェース装置21との間は、ワイヤハーネス22で接続されてもよい。或いは、図3に模式的に示すように、ECU20が2次元通信シート10上(インストルメントパネル3の裏側の面上)に直に配置されることで、ECU20とインターフェース装置21との間のワイヤハーネス22は省略されてもよい。
同様に、スイッチ類30とインターフェース装置31との間は、ワイヤハーネス32で接続されてもよい。或いは、図3に模式的に示すように、スイッチ類30が2次元通信シート10上(インストルメントパネル3の表側の面上)に直に配置されることで、スイッチ類30とインターフェース装置31との間のワイヤハーネス32は省略されてもよい。
図4は、2次元通信シート10の基本断面構造の一例を示す図である。尚、図4に示す2次元通信シート10の断面構造は、あくまで基本断面構造であり、2次元通信シート10の断面構造は、後述の如く、局所的に異なる構成を有する。
2次元通信シート10は、図4に示すように、シート状導体層12と、メッシュシート状導体層13と、中間層14とを含む。中間層14は、絶縁体(誘電体)材料から形成される。尚、メッシュシート状導体層13とは、信号の電磁波長より細かい網目を持つものが典型的であるが、必ずしも網に限るものではなく、たとえば金属箔に多数の孔を設ける等の手法によって構成することもできる。網目や孔は、シート状導体層12とメッシュシート状導体層13とに挟まれた領域の電磁波によるエバネッセント場が外部に生じる程度のサイズとすることになる。
2次元通信シート10は、好ましくは、図4に示すように、搭載状態で車室側にメッシュシート状導体層13が来るように(即ち、搭載状態で車外側にシート状導体層12が来るように)配設される。尚、図示の例では、2次元通信シート10全体は、絶縁体膜15で覆われ、また、当該絶縁体膜15が、メッシュシート状導体層13の開孔部分を充填して、中間層14と接している。したがって、シート状導体層12及びメッシュシート状導体層13が互いに絶縁されているほか、端部において外部とも絶縁されていることになる。尚、絶縁体膜15は、例えばインストルメントパネル3の表皮層により構成されてもよい。
図5は、2次元通信シート10とスイッチ類30のインターフェース装置31との間の接続態様の一例を示す図である。
スイッチ類30のインターフェース装置31は、2つの電極312a、312bを有する。2つの電極312a、312bは、例えば同軸ケーブル313等のケーブル(ワイヤハーネス32)を経由して、スイッチ類30に接続される。尚、図3に示したようにワイヤハーネス32を無くす構成の場合は、インターフェース装置31はスイッチ類30に一体化される。
スイッチ類30のインターフェース装置31は、2次元通信シート10のメッシュシート状導体層13側の面に近接して配置される。なお、図示の例では、スイッチ類30のインターフェース装置31と2次元通信シート10とは離間した状態で図示されているが、典型的には、スイッチ類30のインターフェース装置31と2次元通信シート10とは密着して配置される。
ここで、スイッチ類30のインターフェース装置31は、スイッチ類30が操作されると電極312a、312bの間の電圧が変化されるように構成される。このとき、2次元通信シート10内のシート状導体層12とメッシュシート状導体層13の間に電磁波が生じる。このようにして、スイッチ類30からの操作信号が2次元通信シート10内に伝播される。尚、スイッチ類30のインターフェース装置31の構成は、任意であり、例えば特開2006−019979号公報に開示されるような各種構成(光結合や容量結合等を利用する構成)を採用してもよい。
図6は、2次元通信シート10とECU20のインターフェース装置21との間の接続態様の一例を示す図である。
ECU20のインターフェース装置21は、2つの電極212a、212bを有し、エバネッセント場を2次元通信シート10から引き出す役割を果たす。2つの電極212a、212bは、例えば同軸ケーブル213等のケーブル(ワイヤハーネス22)を経由して、ECU20に接続される。尚、図3に示したようにワイヤハーネス22を無くす構成の場合は、インターフェース装置21はECU20に一体化される。
ECU20のインターフェース装置21は、2次元通信シート10のメッシュシート状導体層13側の面に近接して配置される。なお、図示の例では、ECU20のインターフェース装置21と2次元通信シート10とは離間した状態で図示されているが、典型的には、ECU20のインターフェース装置21と2次元通信シート10とは密着して配置される。
ここで、電極212a、212bの間の電圧を変化させれば、2次元通信シート10内のシート状導体層12とメッシュシート状導体層13の間に電磁波が生じるし、2次元通信シート10内のシート状導体層12とメッシュシート状導体層13の間に電磁波が生じれば、電極212a、212bの間の電圧が変化する。このようにして、ECU20のインターフェース装置21を介した2次元通信シート10とECU20との間の信号の出入力が実現される。尚、ECU20のインターフェース装置21の構成は、任意であり、例えば特開2006−019979号公報に開示されるような各種構成(光結合や容量結合等を利用する構成)を採用してもよい。
ところで、上述のような2次元通信シート10を用いた通信システム1では、2次元通信シート10上の任意の位置に電子機器を配置し又は近接させることで、電子機器間の通信を実現できる。しかしながら、その反面として、車両内のような種々の電磁波発生物が存在する環境内では、かかる電磁波発生物から発生する電磁波が、意図しない態様で2次元通信シート10内を伝播することを防止する必要がある。
そこで、本実施例の2次元通信シート10は、2次元通信シート10の近傍に位置しうる電磁波発生物からの外来電磁波が2次元通信シート10に混入するのを防止する外来電磁波混入防止手段を備える。外来電磁波混入防止手段は、電磁波発生物の存在しうる位置に対応して局所的に設けられる。例えば、外来電磁波混入防止手段は、電磁波発生物が搭載されている領域や、載置・配置されうる領域に設けられる。図1に示す例では、外来電磁波混入防止手段は、図1で符号Aにて示すような領域(図3も参照)に設けられる。これは、領域Aには、携帯電話等のような、通信の障害となる電磁波を発生する電磁波発生物が置かれる可能性が高いためである。
図7は、外来電磁波混入防止手段の一例を示す模式図である。図7では、理解し易さのための便宜上、2次元通信シート10は、各層が分離した状態で斜視図により示されている。また、図7では、見易さのための便宜上、絶縁体膜15の図示が省略されている。
図7に示す外来電磁波混入防止手段は、図7に示すように、メッシュシート状導体層13に局所的に形成されたシールド層18から構成される。シールド層18は、導体により構成され、例えばシート状導体層12と同様の材料からなってもよい。シールド層18は、電磁波発生物から所定距離内の領域に形成される。所定距離内の領域とは、電磁波発生物の大きさや発生する電磁波の強度等に依存し、2次元通信シート10における電磁波発生物からの主要な電磁波が放射される領域に対応する。
図8は、図7に示す外来電磁波混入防止手段の断面図である。シールド層18は、図8に示すように、メッシュシート状導体層13内部に形成されてもよい。或いは、シールド層18は、メッシュシート状導体層13を覆う形態で形成されてもよい。
図7及び図8に示す構成によれば、図7に模式的に示すように、電磁波発生物で発生して2次元通信シート10に放射される外来電磁波が、シールド層18により遮断されるので、電磁波発生物からの外来電磁波が2次元通信シート10に混入するのを防止することができる。また、シールド層18は、電磁波発生物の設置位置や配置されうる位置に応じて2次元通信シート10に局部的に形成されるので、メッシュシート状導体層13におけるシールド層18が存在しない領域においては、インターフェース装置21又は31を設置又は近接させることによる電子機器間の通信が依然として可能である。
図9は、外来電磁波混入防止手段のその他の一例を示す模式図である。図9では、理解し易さのための便宜上、2次元通信シート10は、各層が分離した状態で斜視図により示されている。また、図9では、見易さのための便宜上、絶縁体膜15の図示が省略されている。図10は、図9に示す外来電磁波混入防止手段の断面図である。
図9及び図10に示す外来電磁波混入防止手段は、2次元通信シート10のメッシュシート状導体層13、中間層14及びシート状導体層12を面直方向に貫通する穴19から構成される。穴19は、電磁波発生物に対して2次元通信シート10のメッシュシート状導体層13が所定距離以上離間されるように形成される。所定距離は、電磁波発生物の大きさや発生する電磁波の強度等に依存し、2次元通信シート10のメッシュシート状導体層13に電磁波発生物からの主要な電磁波が到達しないような最小距離に対応する。即ち、穴19は、2次元通信シート10における電磁波発生物からの主要な電磁波が放射される領域に形成される。
図9及び図10に示す構成によれば、図9に模式的に示すように、電磁波発生物に対して2次元通信シート10のメッシュシート状導体層13が離間されるので、電磁波発生物からの外来電磁波が2次元通信シート10に混入するのを防止することができる。また、穴19は、電磁波発生物の設置位置や配置されうる位置に応じて2次元通信シート10に局部的に形成されるので、2次元通信シート10における穴19が存在しない領域においては、インターフェース装置21又は31を設置又は近接させることによる電子機器間の通信が依然として可能である。
図11は、外来電磁波混入防止手段のその他の一例を示す模式図である。図11では、理解し易さのための便宜上、2次元通信シート10は、各層が分離した状態で斜視図により示されている。また、図11では、見易さのための便宜上、絶縁体膜15の図示が省略されている。
図11に示す例では、メッシュシート状導体層13に局所的にシールド層18が形成されると共に、シート状導体層12におけるシールド層18に対向する領域において、局所的に又は全体にメッシュシート状導体層12aが形成される。他言すると、2次元通信シート10の少なくとも一方の側がシールド層18又はシート状導体層12によりシールドされつつ、2次元通信シート10の両側の必要な箇所にメッシュシート状導体層が形成される。尚、メッシュシート状導体層12aは、好ましくは、インストルメントパネル3の内側に設置される電子機器(上述の例では、ECU20、その他の例では、メータ等の表示器の駆動部等)に対応する位置のみに設けられる。
ここで、図11に示す例において、インストルメントパネル3の車室側にメッシュシート状導体層12が露出した領域Bは、図4に示した断面構造を有し、インストルメントパネル3の車室側の電子機器(上述の例ではスイッチ類30)に接続するのに好適となる。他方、インストルメントパネル3の車外側にメッシュシート状導体層12aが露出した領域Cは、図5に示した断面構造を有し、インストルメントパネル3の車外側の電子機器(上述の例では、ECU20、その他の例では、メータ等の表示器の駆動部等)に接続するのに好適となる。ここで、領域Bと領域Cとが2次元通信シート10の面直方向でオーバーラップしないように配置されるので、2次元通信シート10内を伝播する電磁波の減衰が抑制される。
このように図11に示す構成によれば、2次元通信シート10への両面側からのアクセスを可能しつつ、更に、電磁波発生物からの外来電磁波の2次元通信シート10への混入をシールド層18により遮断しつつ、2次元通信シート10内を伝播する電磁波の減衰を抑制することができる。
次に、図1及び図12以降を参照して、スイッチ類30の好ましい実施例について説明する。
スイッチ類30は、一例として集中ドアロックスイッチ30a,30bを含む。集中ドアロックスイッチ30aは、助手席側に設けられる。集中ドアロックスイッチ30bは、運転席側に設けられる。集中ドアロックスイッチ30a,30bは、上述の如く、インストルメントパネル3に設けられる2次元通信シート10に接続される。集中ドアロックスイッチ30aのそれぞれは、複数のスイッチの集合から構成される。
集中ドアロックスイッチ30a,30bは、図12に模式的に示すように、2次元通信シート10上の任意の位置(シールド層18の形成された領域を除く)に脱着可能に配置することができる。図12に示す態様では、集中ドアロックスイッチ30aは、2次元通信シート10上で移動され、集中ドアロックスイッチ30bは、2次元通信シート10から外れた状態から装着状態へと変更されている。このようにして、集中ドアロックスイッチ30a,30bは、助手席側及び運転席側にそれぞれ1つずつ設置したり、助手席側又は運転席側にだけ設置したり、助手席側又は運転席側にだけ2つ設置したり、助手席側及び運転席側の何れにも設置しなかったりといった具合に、ユーザの所望の態様の設置が可能である。尚、当然ながら集中ドアロックスイッチ30a,30b以外のスイッチを追加すること等も可能である。
集中ドアロックスイッチ30a,30bのインターフェース装置31は、自身が電源を持っているようなアクティブ型のIC(Integrated Circuit)や、2次元通信シート10のエバネッセント場の変化によって充電を行い、2次元通信シート10を介したECU20からの問い合わせに対して返答を行うようなパッシブ型のRFID(Radio Frequency IDentification)ないしICタグなどの通信装置とすることができる。以下では、一例として、集中ドアロックスイッチ30a,30bのインターフェース装置31は、ICタグであるとして説明を続ける。集中ドアロックスイッチ30aのそれぞれの個々のスイッチには、それぞれ個別のICタグが設定される。
ECU20は、集中ドアロックスイッチ30a,30bのICタグのリーダー機能を有する。具体的には、ECU20は、2次元通信シート10をアンテナとして機能させる。集中ドアロックスイッチ30a,30bの個々のスイッチが操作されると、図13に模式的に示すように、操作されたスイッチのICタグは、2次元通信シート10に近接することで、2次元通信シート10を介してRF信号を受信する。このRF信号には、コマンド・データも含まれており、そのデータを集中ドアロックスイッチ30a,30bの操作されたスイッチは受け取る。次いで、集中ドアロックスイッチ30a,30bの操作されたスイッチは、自身が持つID情報(スイッチID)を送信する。ECU20は、2次元通信シート10を介して、集中ドアロックスイッチ30a,30bの操作されたスイッチのID情報を受信する。ECU20は、受信したID情報に基づいて、集中ドアロックスイッチ30a,30bの個々のスイッチのうちのどのスイッチが操作されたかを判別する。ECU20は、操作されたスイッチに対応した機能を実現するように、ドアロックアクチュエータ又はボデーECU(図示せず)に制御信号を送信する。
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、上述した実施例では、ECU20とスイッチ類30の間の通信が2次元通信シート10を介して実現されているが、2次元通信シート10を介して通信を行う電子機器の種類は任意である。例えば、2次元通信シート10を介して通信を行う電子機器は、ユーザが所持する携帯機や、車載センサ、車載ディスプレイ等であってよい。また、例えばECU間の通信といったように、同一の種類の電子機器間の通信を2次元通信シート10を介して実現することも可能である。尚、携帯機が2次元通信シート10を介して通信を行う電子機器の1つである場合、携帯機のインターフェース装置は、自身が電源を持っているようなアクティブ型のICや、2次元通信シート10のエバネッセント場の変化によって充電を行い、2次元通信シート10を介したECU20からの問い合わせに対して返答を行うようなパッシブ型のRFIDないしICタグなどの通信装置とすることができる。これにより、携帯機を2次元通信シート10に近接させることで、携帯機と他の電子機器の通信が2次元通信シート10を介して実現される。
また、上述の実施例では、2次元通信シート10が設けられる車両内装材は、インストルメントパネルであったが、2次元通信シート10が設けられる車両内装材は、その他、ドアトリムやルーフライニング、コンソールボックスのパネル材等であってもよい。また、車載以外のアプリケーションでは、2次元通信シート10は、その他の内装材等の各種部材に設けられてよい。
1 通信システム
3 インストルメントパネル
10 2次元通信シート
12 シート状導体層
12a メッシュシート状導体層
13 メッシュシート状導体層
14 中間層
15 絶縁体膜
18 シールド層
19 穴
20 ECU
21 インターフェース装置
22 ワイヤハーネス
30 スイッチ類
30a,30b 集中ドアロックスイッチ
31 スイッチ類のインターフェース装置
32 ワイヤハーネス
3 インストルメントパネル
10 2次元通信シート
12 シート状導体層
12a メッシュシート状導体層
13 メッシュシート状導体層
14 中間層
15 絶縁体膜
18 シールド層
19 穴
20 ECU
21 インターフェース装置
22 ワイヤハーネス
30 スイッチ類
30a,30b 集中ドアロックスイッチ
31 スイッチ類のインターフェース装置
32 ワイヤハーネス
Claims (7)
- 2次元通信シートと、前記2次元通信シートを介して通信する少なくとも2つの電子機器とを備える2次元通信による通信システムであって、
前記2次元通信シートは、該2次元通信シートの近傍に位置しうる外来電磁波発生物からの外来電磁波が該2次元通信シートを介して前記電子機器に伝播されるのを防止する外来電磁波混入防止手段を局所的に備えることを特徴とする、2次元通信による通信システム。 - 前記2次元通信シートは、内層への電磁波の伝播を可能とするメッシュシート状導体層を表面に備え、
前記外来電磁波混入防止手段は、前記メッシュシート状導体層に形成されたシールド層である、請求項1に記載の2次元通信による通信システム。 - 前記2次元通信シートは、内層への電磁波の伝播を可能とするメッシュシート状導体層を表面に備え、
前記外来電磁波混入防止手段は、前記2次元通信シートに形成された面直方向の穴である、請求項1に記載の2次元通信による通信システム。 - 当該通信システムは、車両に設けられ、
前記2次元通信シートは、車両内装材に設けられる、請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載の2次元通信による通信システム。 - 前記電子機器は、車載ECU、車載ディスプレイ、車載センサ及び車載スイッチ類のうちの少なくともいずれか1つを含む、請求項4に記載の2次元通信による通信システム。
- 前記電子機器は、車載ECU、車載センサ及び車載スイッチ類のうちの少なくともいずれか1つからなる車載電子機器と、前記2次元通信シートに近接されることで前記車載電子機器と前記2次元通信シートを介して通信する携帯型通信端末を含む、請求項5に記載の2次元通信による通信システム。
- 少なくとも2つの電子機器間の2次元通信を実現するための2次元通信シートであって、
当該2次元通信シートの近傍に位置しうる外来電磁波発生物からの外来電磁波が当該2次元通信シートを介して前記電子機器に伝播されるのを防止する外来電磁波混入防止手段を局所的に備えることを特徴とする、2次元通信シート。
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JP2009185756A JP2011040939A (ja) | 2009-08-10 | 2009-08-10 | 2次元通信による通信システム及びこれに用いる2次元通信シート |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023182160A1 (ja) * | 2022-03-22 | 2023-09-28 | 株式会社デンソー | 電磁波伝達シート |
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2009
- 2009-08-10 JP JP2009185756A patent/JP2011040939A/ja active Pending
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