JP2011045008A - 結合器及び通信システム - Google Patents
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Abstract
【課題】省スペースで一対の近接した結合器間で無線による同時送信が行えるようにする。
【解決手段】絶縁性の基板上に設けられた第1導電パターンと、基板上に設けられ第1導電パターンと対向配置された第2の導電パターンとを備える。また、基板上に設けられた第3導電パターンと、基板上に設けられ第3導電パターンと対向配置された第4導電パターンとを備える。基板の第1,第2,第3,第4導電パターン配置位置の周囲には、接地電位部が配置する。さらに、対向配置された第1導電パターンと第2導電パターンとを第1抵抗で接続し、対向配置された第3導電パターンと第4導電パターンとを第2抵抗で接続する。
【選択図】図1
【解決手段】絶縁性の基板上に設けられた第1導電パターンと、基板上に設けられ第1導電パターンと対向配置された第2の導電パターンとを備える。また、基板上に設けられた第3導電パターンと、基板上に設けられ第3導電パターンと対向配置された第4導電パターンとを備える。基板の第1,第2,第3,第4導電パターン配置位置の周囲には、接地電位部が配置する。さらに、対向配置された第1導電パターンと第2導電パターンとを第1抵抗で接続し、対向配置された第3導電パターンと第4導電パターンとを第2抵抗で接続する。
【選択図】図1
Description
本発明は、近接した2台の機器間での近距離非接触データ伝送に用いられる結合器、及びその結合器を備えた通信システムに関する。
近年、数mmから数cm程度の非常に近接した2台の通信装置の間で、比較的高速の無線通信を行うことが各種提案され、実用化されつつある。例えば、各種情報処理装置とその周辺機器との間を接続する伝送路の一部を無線伝送路として使用することが、提案されている。図28は、この場合の無線伝送路で通信を行う構成の概要である。
即ち、図28に示すように、第1デバイス10では送受信アンテナ11を備え、第2デバイス20では送受信アンテナ21を備えることで、送受信アンテナ11と送受信アンテナ21との間で無線によるバス接続を行えるようになることである。そして、送受信アンテナ11と送受信アンテナ21とを、例えば数mm程度の距離で近接させて、双方向に無線通信を行う。
即ち、図28に示すように、第1デバイス10では送受信アンテナ11を備え、第2デバイス20では送受信アンテナ21を備えることで、送受信アンテナ11と送受信アンテナ21との間で無線によるバス接続を行えるようになることである。そして、送受信アンテナ11と送受信アンテナ21とを、例えば数mm程度の距離で近接させて、双方向に無線通信を行う。
この図28に示した通信装置の詳細の従来例を、図29に示す。図29に示すアンテナ通信システム90は、送受信アンテナ11を備えた第1デバイス10と、送受信アンテナ21を備えた第2デバイス20とから構成される。両デバイス10,20の送受信アンテナ11,21は、近接して配置される。
第1デバイス10は、データ送受信部12と、送受分離回路13と、アンプ14と、コンパレータ15と、送受信アンテナ11とで構成される。送受信アンテナ11は、送信信号が出力されるアンプ14が接続してあると共に、受信信号を入力するコンパレータ15が接続してある。送受信アンテナ11は、隣接する第2デバイス20の送受信アンテナ21との間で無線通信処理を実行する。データ送受信部12で生成された送信データは、送受分離回路13を介してアンプ14に供給し、アンプ14で送信用に増幅した後、送受信アンテナ11から無線送信させる。また、送受信アンテナ11で受信した信号は、コンパレータ15に供給し、受信信号のレベルを閾値と比較して、その比較結果を受信データとして送受分離回路13を介してデータ送受信部12に供給する。
この第1デバイス10と通信を行う第2デバイス20についても第1デバイス10と同一の構成とされる。即ち第2デバイス20は、送受信アンテナ21と、データ送受信部22と、送受分離回路23と、アンプ24と、コンパレータ25とを有して構成される。
図23は、それぞれのデバイス10,20での通信処理状態を示した図である。
図23(a)に示すように “1”データ(ハイレベルデータ)と、“0”データ(ローレベルデータ)とが1ビット単位で交互に現れる送信データを無線送信するとする。
このとき、送信側のアンテナからの出力は、図23(b)に実線で示すように、その送信データのハイレベルとローレベルとがそのまま現れる信号波形となる。なお、差動信号として送信する場合には、図23(b)に破線で示した逆特性の信号波形も同時に伝送される。
図23(a)に示すように “1”データ(ハイレベルデータ)と、“0”データ(ローレベルデータ)とが1ビット単位で交互に現れる送信データを無線送信するとする。
このとき、送信側のアンテナからの出力は、図23(b)に実線で示すように、その送信データのハイレベルとローレベルとがそのまま現れる信号波形となる。なお、差動信号として送信する場合には、図23(b)に破線で示した逆特性の信号波形も同時に伝送される。
このように送信側のアンテナから出力したとき、近接配置された受信側のアンテナでは、図23(c)に示すように、送信信号の変化分がレベルとして現れる微分波形が受信される。この受信波形についても、差動信号として無線伝送される場合には、破線で示すように逆特性の信号波形も検出される。
この受信波形は、受信系のコンパレータに内蔵された増幅機能で、図23(d)に示すように、一定範囲内のレベルの信号とされ、+側の閾値及び−側の閾値と比較される。その比較で+側の閾値であったとき、“1”データのレベルにホールドされ、−側の閾値であったとき、“0”データのレベルにホールドされ、図23(e)に示す受信データが得られる。この図23(e)に示す受信データは、図23(a)に示す送信データと同じデータであり、送信データが正しく無線伝送されたことになる。
特許文献1には、近距離に位置する装置間で、1対1の高速な非接触通信を行う例についての記載がある。
しかしながら、図28のような無線通信構成では、両方のデバイス10,20が同時に送信を行った場合、両方の送受信アンテナから送信された信号が重なってしまうため、その信号が減衰、または消失してしまい、正しく通信ができない問題が発生する。例えば、第1デバイス10の送信信号が図30(a)に示す信号であり、第2デバイス20の送信信号が図30(b)に示す信号であるとする。ここでは、図30(a)に示すように第1デバイス10から「010101」とデータが送信されている状態で、「1」データが送信されるタイミングで図30(b)に示すように、「0」データが送信されるとする。この「0」データは、受信確認応答してのAck信号として送信される信号であり、第2デバイス20からのその他のタイミングでは、「1」データが送信されている。
この図30に示すタイミングで送信が行われると、アンテナ11,21間の信号は、図30(c)に示す状態となる。この信号からコンパレータを介して復調される受信データは、図24(d)に示すようになり、図30(a)に示した送信データをそのまま反映したものとなり、第1デバイス10からの信号は、Ack信号が送信される期間を除いて、ほぼ正しく受信できる。これに対して、第2デバイス20からのAck信号は、第1デバイス10で正しく受信ができない可能性がある。
具体的には、Ack信号「0」信号の送信開始タイミングと送信終了タイミングの波形が、図30(c)のc1及びc2に示した位置の信号となる。この信号は、第1デバイスからの最後の信号「1」と第2デバイスからのAck信号「0」信号が重なることで、減衰、または消滅してしまう。これにより、図30(d)が示す第1デバイスで受信する受信データが正しく受け取れないことがある。
また、このような信号の減衰又は消滅の防止への従来手法としては、全二重通信での無線接続が用いることがある。即ち、送信専用のアンテナと受信専用のアンテナの2つのアンテナを用いて、第1デバイスから第2デバイスへの伝送と、第2デバイスから第1デバイスへの伝送とが干渉しないようにするものある。これにより、混信することなく双方向に伝送できる。しかし、専用アンテナを2つ用いる必要があることと、その設置する領域が2倍以上必要なことと、コストが増加する問題とがある。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、近距離無線通信を省スペースで双方向で良好に行えるようにすることを目的とする。
本発明の結合器は、絶縁性の基板上に設けられた第1導電パターンと、基板上に設けられ第1導電パターンと対向配置された第2の導電パターンとを備える。また、基板上に設けられた第3導電パターンと、基板上に設けられ第3導電パターンと対向配置された第4導電パターンとを備える。基板の第1,第2,第3,第4導電パターン配置位置の周囲には、接地電位部が配置する。さらに、対向配置された第1導電パターンと第2導電パターンとを第1抵抗で接続し、対向配置された第3導電パターンと第4導電パターンとを第2抵抗で接続する。
本発明の通信システムは、第1の機器に配置された第1結合器と、第2の機器に配置された第2結合器とを、近接配置して通信を行うである。
それぞれの結合器は、絶縁性の基板上に設けられた第1導電パターンと、基板上に設けられ第1導電パターンと対向配置された第2の導電パターンとを備える。また、基板上に設けられた第3導電パターンと、基板上に設けられ第3導電パターンと対向配置された第4導電パターンとを備える。基板の第1,第2,第3,第4導電パターン配置位置の周囲には、接地電位部が配置する。さらに、対向配置された第1導電パターンと第2導電パターンとを第1抵抗で接続し、対向配置された第3導電パターンと第4導電パターンとを第2抵抗で接続する。
それぞれの結合器は、絶縁性の基板上に設けられた第1導電パターンと、基板上に設けられ第1導電パターンと対向配置された第2の導電パターンとを備える。また、基板上に設けられた第3導電パターンと、基板上に設けられ第3導電パターンと対向配置された第4導電パターンとを備える。基板の第1,第2,第3,第4導電パターン配置位置の周囲には、接地電位部が配置する。さらに、対向配置された第1導電パターンと第2導電パターンとを第1抵抗で接続し、対向配置された第3導電パターンと第4導電パターンとを第2抵抗で接続する。
このようにしたことで、1つの基板上の4つの導電パターンが隣接して配置されることになり、それぞれの導電パターンが、隣接した結合器に対する送信電極又は受信電極として機能するようになる。
本発明によると、近接配置した2つの結合器同士の間で、近距離無線通信該可能となり、双方向の無線通信を、省スペースで効率よく行えるようになる。
以下、本発明の一実施の形態について、以下の順序で説明する。
1.結合器の外形形状(図1−図3)
2.結合器の抵抗配置例(図4−図11)
3.モジュールの外形形状の例(図12−図15)
4.モジュールの実装例及び接続例(図16−図19)
5.通信システム構成例(図20)
6.送信処理例(図21)
7.受信処理例(図22)
8.結合器間での信号状態例(図23、図24)
9.変形例(図25−図27)
1.結合器の外形形状(図1−図3)
2.結合器の抵抗配置例(図4−図11)
3.モジュールの外形形状の例(図12−図15)
4.モジュールの実装例及び接続例(図16−図19)
5.通信システム構成例(図20)
6.送信処理例(図21)
7.受信処理例(図22)
8.結合器間での信号状態例(図23、図24)
9.変形例(図25−図27)
[1.結合器の外形形状]
本実施の形態においては、搬送波を用いずに、パルスにより近接無線通信するシステムであり、送受信アンテナとしての結合器を備えた第1基板110と、送受信アンテナとしての結合器を備えた第2基板120とを近接させた結合器として構成される。以下の説明では、それぞれの基板を結合器と称する場合もある。
搬送波を用いずに、パルスにより無線通信する信号状態は、背景技術の欄で説明した状態であり、送信側のアンテナハイレベル又はローレベルの2値の送信データをそのまま出力させ、近接した受信側のアンテナで受信するものである。受信側のアンテナでは、送信信号をその変化分を示した微分信号として検出するものである。
本実施の形態においては、搬送波を用いずに、パルスにより近接無線通信するシステムであり、送受信アンテナとしての結合器を備えた第1基板110と、送受信アンテナとしての結合器を備えた第2基板120とを近接させた結合器として構成される。以下の説明では、それぞれの基板を結合器と称する場合もある。
搬送波を用いずに、パルスにより無線通信する信号状態は、背景技術の欄で説明した状態であり、送信側のアンテナハイレベル又はローレベルの2値の送信データをそのまま出力させ、近接した受信側のアンテナで受信するものである。受信側のアンテナでは、送信信号をその変化分を示した微分信号として検出するものである。
図1の構成について説明すると、一方の基板110は、絶縁性の基板上の表面に、円形を等間隔に4分割した形状の4つの導電パターン111a,111b,111c,111dが配置してある。隣接した導電パターン111a,111b,111c,111dの間は、非導電部である隙間117a,117b,117c,117dが形成されている。円形の導電パターン111a,111b,111c,111dの周囲には、スロットを形成させてもよい。
4つの導電パターン111a,111b,111c,111dには、それぞれ中心から離れる4つの異なる方向に配置した給電パターン113a,113b,113c,113dが接続してある。
各給電パターン113a,113b,113c,113dは、4つの導電パターン111a,111b,111c,111dの外周部に接続点して、給電点112a,112b,112c,112dを設けてある。
各給電パターン113a,113b,113c,113dは、4つの導電パターン111a,111b,111c,111dの外周部に接続点して、給電点112a,112b,112c,112dを設けてある。
また、基板110の導電パターン111a,111b,111c,111dを配置した面とは別の面(この例では反対側の面)に、接地電位部であるGND層115を設けてある。このGND層115の中央には、電位部がない孔116を設けてある。この孔116の径は、4つの導電パターン111a,111b,111c,111dで形成される円よりも若干大きな径としてある。
他方の基板120側についても同一の構成で、対向している。即ち、絶縁性の基板120上の表面に、円形を等間隔に4分割した形状の4つの導電パターン121a,121b,121c,121dが配置してある。隣接した導電パターン121a,121b,121c,121dの間は、非導電部である隙間127a,127b,127c,127dが形成されている。
その4つの導電パターン121a,121b,121c,121dには、それぞれ中心から離れる4つの異なる方向に配置した給電パターン123a,123b,123c,123dが接続してある。
各給電パターン123a,123b,123c,123dは、4つの導電パターン121a,121b,121c,121dの外周部に接続点して、給電点112a,112b,112c,112dを設けてある。
その4つの導電パターン121a,121b,121c,121dには、それぞれ中心から離れる4つの異なる方向に配置した給電パターン123a,123b,123c,123dが接続してある。
各給電パターン123a,123b,123c,123dは、4つの導電パターン121a,121b,121c,121dの外周部に接続点して、給電点112a,112b,112c,112dを設けてある。
また、基板120の導電パターン121a,121b,121c,121dを配置した面とは別の面(この例では反対側の面)に、接地電位部であるGND層125を設けてある。このGND層125の中央には、電位部がない孔126を設けてある。この孔126の径は、4つの導電パターン121a,121b,121c,121dで形成される円よりも若干大きな径としてある。
なお、図1では説明のために、2つ基板110,120の間隔dを比較的離して示してあるが、実際には数mm以下の非常に近接した間隔dとして配置して、無線通信が行われる。
図2は、この2つ基板110,120の状態を断面で示した図である。この図2に示すように、同一形状の導電パターン111a,111b,111c,111dと導電パターン121a,121b,121c,121dとが対向した状態に配置される。
なお、後述するように4つの導電パターンの内の対向しあう2つのパターンを、抵抗器で接続してある。抵抗器の接続状態については後述する。
なお、後述するように4つの導電パターンの内の対向しあう2つのパターンを、抵抗器で接続してある。抵抗器の接続状態については後述する。
図3は、それぞれの導電パターンへの給電状態を示した図である。
本例の場合には、相互に位相が逆の差動信号を送信するようにしてある。即ち、一方の基板110側では、差動信号である送信信号TXp,TXnを用意し、中心を介して対向しあう導電パターン111d,111bに供給する。両導電パターン111b,111dは、抵抗器R11で接続してある。
また、差動信号である受信信号RXp,RXnを、対向しあう導電パターン111c,111aで得る。両導電パターン111a,111cは、抵抗器R12で接続してある。
本例の場合には、相互に位相が逆の差動信号を送信するようにしてある。即ち、一方の基板110側では、差動信号である送信信号TXp,TXnを用意し、中心を介して対向しあう導電パターン111d,111bに供給する。両導電パターン111b,111dは、抵抗器R11で接続してある。
また、差動信号である受信信号RXp,RXnを、対向しあう導電パターン111c,111aで得る。両導電パターン111a,111cは、抵抗器R12で接続してある。
他方の基板120側では、差動信号である送信信号TXp,TXnを用意し、中心を介して対向しあう導電パターン121c,121aに供給する。両導電パターン121a,121cは、抵抗器R21で接続してある。
また、差動信号である受信信号RXp,RXnを、導電パターン121d,121bで得る。両導電パターン121b,121dは、抵抗器R22で接続してある。
また、差動信号である受信信号RXp,RXnを、導電パターン121d,121bで得る。両導電パターン121b,121dは、抵抗器R22で接続してある。
[2.結合器の抵抗配置例]
次に、それぞれの導電パターンでの抵抗器の接続構成について説明する。以下の説明では、基板110側のアンテナだけを説明するが、図1に示した基板120側のアンテナについても、同様の抵抗器配置構成である。
次に、それぞれの導電パターンでの抵抗器の接続構成について説明する。以下の説明では、基板110側のアンテナだけを説明するが、図1に示した基板120側のアンテナについても、同様の抵抗器配置構成である。
図4及び図5の例は、図1(a)の結合器110が示す外形形状に、導電パターン111a及び111cの間を接続する抵抗器710と、導電パターン111b及び111dの間を接続する抵抗器711を設けた例を示したものである。
この例では、各導電パターンを配置した面の上の面に抵抗器711を配置してあり、さらに、その抵抗器711の上に、抵抗器710を配置してある。抵抗器710は、配線712,713を介して導電パターンと接続してある。
この例では、各導電パターンを配置した面の上の面に抵抗器711を配置してあり、さらに、その抵抗器711の上に、抵抗器710を配置してある。抵抗器710は、配線712,713を介して導電パターンと接続してある。
この例では、抵抗器710及び711は、導電パターンが形成している面上に存在している。なお、この抵抗器710及び711により、アンテナパターンから信号が熱変換されるので、反射の少ない良好な伝送特性を得ることができる。
図6−図8の例は、基板110の表面と裏面に分けて、抵抗器720,721を配置した例である。即ち、導電パターンを配置した側に抵抗器720を設け、反対側(裏面側)に抵抗器721を設ける。図8に示すように、裏面側の抵抗器721は、スルーホール722,723を介して表面側のパターンと導通させる。
図9−図11の例は、基板110の表面と内部に分けて、抵抗器730,731を配置した例である。即ち、導電パターンを配置した側に抵抗器730を設け、基板内部に抵抗器731を設ける。図11に示すように、内部の抵抗器731は、スルーホール732,733を介して表面側のパターンと導通させる。
[3.第1の実施の形態の通信システムを適用したモジュールの実装例]
次に、本実施の形態の通信システムを適用した装置構成例について、図12〜図15を参照して説明する。ここでは、アンテナが配置された2つのデバイスをそれぞれ親モジュールと子モジュールとしてある。以下に示す親モジュールには、後述する第1デバイス300としての無線通信部が内蔵させてあり、子モジュールには、第2デバイス400としての無線通信部が内蔵させてある。
次に、本実施の形態の通信システムを適用した装置構成例について、図12〜図15を参照して説明する。ここでは、アンテナが配置された2つのデバイスをそれぞれ親モジュールと子モジュールとしてある。以下に示す親モジュールには、後述する第1デバイス300としての無線通信部が内蔵させてあり、子モジュールには、第2デバイス400としての無線通信部が内蔵させてある。
図12は、親モジュール510と子モジュール520に平面アンテナ511,521を実装した例を示す図である。平面アンテナ511,521は、図1では、各基板上の導電パターンに相当する。
図12(a)は接続前(即ち離れた状態)を示し、図12(b)は両モジュール510,520を近接させて無線接続した状態の例を示す。この図12の例は、親モジュール510の一面の所定の位置に設置してある平面アンテナ511と、子モジュール520の一面の所定の位置に設置してある平面アンテナ521とを図12(a)に示すように対向させる。その状態で、図12(b)に示すように両アンテナ511,521が接触するように近接させる。図12では接触するように示してあるが、実際には1mm以下程度の僅かな隙間を両アンテナ511,521の間に設ける等して、近接配置時にも両アンテナの導体同士が接触しないようにしてある。
図12(a)は接続前(即ち離れた状態)を示し、図12(b)は両モジュール510,520を近接させて無線接続した状態の例を示す。この図12の例は、親モジュール510の一面の所定の位置に設置してある平面アンテナ511と、子モジュール520の一面の所定の位置に設置してある平面アンテナ521とを図12(a)に示すように対向させる。その状態で、図12(b)に示すように両アンテナ511,521が接触するように近接させる。図12では接触するように示してあるが、実際には1mm以下程度の僅かな隙間を両アンテナ511,521の間に設ける等して、近接配置時にも両アンテナの導体同士が接触しないようにしてある。
図13及び図14は、子モジュールの別形状の例を示した斜視図である。図13は、三角錐の形をした子モジュール530であり、その底面を平面アンテナのアンテナ設置面531としている。図14は、円柱の形をした子モジュール540であり、その上端面を平面アンテナのアンテナ設置面541としている。なお、アンテナ設置面531とアンテナ設置面541とは、結合器としてのアンテナが設置される箇所であり、例えばそれぞれの面のほぼ中央に送受信アンテナが配置される。
次に、3つのモジュールを用意した例を、図15に示す。ここでは子モジュールを2つ用意した例としてある。
図15(a)に示すように、親モジュール550と第1子モジュール560と第2子モジュール570とを用意する。親モジュール550には、モジュールの上面の所定の位置に平面アンテナ551が設置してある。第1子モジュール560には、モジュールの下面の所定の位置に平面アンテナ421を設置してあり、モジュールの上面の所定の位置に平面アンテナ562が設置してある。第2子モジュール560は、モジュールの下面の所定の位置に平面アンテナ561が設置してある。第1子モジュール560は、親モジュール550と無線通信を行うための無線通信処理部と、第2子モジュール570と無線通信を行うための無線通信処理部との、2つの通信処理部を備える。
図15(a)に示すように、親モジュール550と第1子モジュール560と第2子モジュール570とを用意する。親モジュール550には、モジュールの上面の所定の位置に平面アンテナ551が設置してある。第1子モジュール560には、モジュールの下面の所定の位置に平面アンテナ421を設置してあり、モジュールの上面の所定の位置に平面アンテナ562が設置してある。第2子モジュール560は、モジュールの下面の所定の位置に平面アンテナ561が設置してある。第1子モジュール560は、親モジュール550と無線通信を行うための無線通信処理部と、第2子モジュール570と無線通信を行うための無線通信処理部との、2つの通信処理部を備える。
そして、図15(a)に矢印で示すように親モジュール550の上に第1子モジュール560を載せ、第1子モジュール560の上に第2子モジュール570を載せて、図15(b)に示すように重ねた状態とする。この図15(b)に示す状態では、親モジュール550の平面アンテナ551と平面アンテナ561が合わさるように親モジュール550の上に第1子モジュール560を設置する。さらに、その第1子モジュール560の上に平面アンテナ4562と平面アンテナ571が合わさるように第2子モジュール570を設置する。つまり、親モジュール550は第1子モジュール560と無線接続される状態となり、第1子モジュール560は第2子モジュール570と無線接続される状態となる。
このように、様々なモジュールの形状で、通信システムを構成することができる。説明の都合上、図12〜図15では一方を親モジュール、他方を子モジュールとしたが、いずれが親モジュールと子モジュールであってもよい。
[3.第1の実施の形態の通信システムを適用した平面アンテナを複数配置した例]
本実施の形態の通信システムを適用した例として、親モジュール及び子モジュールの所定の面に平面アンテナを複数配置した例を、図16〜図19を参照して説明する。
複数の平面アンテナは、それぞれの個別に無線通信を行うようにしてあり、例えば3組のアンテナ対を設けることで、3系統のそれぞれ別のデータが同時に伝送される。
このような複数のアンテナを設けた構成の場合、それぞれのアンテナを、決められたアンテナと正確に対向させる必要がある。このため図16の例では、それぞれのモジュールにアンテナを1列に配置すると共に、そのアンテナ配置列に近接してモジュールに磁石を設けて、2つのモジュールが磁力で正確な位置決めが行われて接触するようにしてある。また図17や図18の例では、一方のモジュールに磁石を設け、他方のモジュールにその磁石の磁力を検出する磁気センサを設置して、位置決めができるようにしたものである。
本実施の形態の通信システムを適用した例として、親モジュール及び子モジュールの所定の面に平面アンテナを複数配置した例を、図16〜図19を参照して説明する。
複数の平面アンテナは、それぞれの個別に無線通信を行うようにしてあり、例えば3組のアンテナ対を設けることで、3系統のそれぞれ別のデータが同時に伝送される。
このような複数のアンテナを設けた構成の場合、それぞれのアンテナを、決められたアンテナと正確に対向させる必要がある。このため図16の例では、それぞれのモジュールにアンテナを1列に配置すると共に、そのアンテナ配置列に近接してモジュールに磁石を設けて、2つのモジュールが磁力で正確な位置決めが行われて接触するようにしてある。また図17や図18の例では、一方のモジュールに磁石を設け、他方のモジュールにその磁石の磁力を検出する磁気センサを設置して、位置決めができるようにしたものである。
以下、複数の平面アンテナを並べた例を順に説明する。
図16の例は、親モジュール610と子モジュール620の対面する面上に、複数個の平面アンテナ及び磁石を配置した例を示す図である。親モジュール610には、所定の一面に、右側から、磁石611、平面アンテナ612、平面アンテナ613、平面アンテナ614、磁石615を直線状に並べて配置してある。子モジュール620には、親モジュール610と向き合う面に、右側から、磁石621、平面アンテナ622、平面アンテナ523、平面アンテナ524、磁石525を直線状に並べて配置してある。2つのモジュール610,620でのこれらの配置間隔は等しくしてある。
図16の例は、親モジュール610と子モジュール620の対面する面上に、複数個の平面アンテナ及び磁石を配置した例を示す図である。親モジュール610には、所定の一面に、右側から、磁石611、平面アンテナ612、平面アンテナ613、平面アンテナ614、磁石615を直線状に並べて配置してある。子モジュール620には、親モジュール610と向き合う面に、右側から、磁石621、平面アンテナ622、平面アンテナ523、平面アンテナ524、磁石525を直線状に並べて配置してある。2つのモジュール610,620でのこれらの配置間隔は等しくしてある。
このように、この親モジュール610と子モジュール620の両端に磁石を配置したことにより、親モジュール610と子モジュール620は磁力でくっつくことになる。つまり、平面アンテナ612及び平面アンテナ622、平面アンテナ613及び平面アンテナ623、平面アンテナ614及び平面アンテナ624の組がより正確に位置決めすることができる。なお、この位置決めの場合は磁石によるものではあるが、磁石を用いず、機械的機構によるものであってもよい。例えば、ネジ止めやロック機構等を設ける構成としてもよい。
さらに、この場合は磁石を2個使う場合を図示したが、1個又は3個以上であってもよい。なお、複数の磁石を用いた場合には、より強度のある固定をすることができる。
さらに、この場合は磁石を2個使う場合を図示したが、1個又は3個以上であってもよい。なお、複数の磁石を用いた場合には、より強度のある固定をすることができる。
図17は、親モジュール630と子モジュール640の対向する面上に、複数個の平面アンテナ、磁石、磁気センサを配置した例を示す図である。親モジュール630には、所定の一面に、右側から、磁気センサ631、平面アンテナ632、平面アンテナ633、平面アンテナ634、磁石635を直線状に並べて配置してある。子モジュール640には、親モジュール630の対向する一面に、右側から、磁石641、平面アンテナ642、平面アンテナ643、平面アンテナ644、磁気センサ645を直線状に並べて配置してある。この場合の磁気センサ及び磁石は、親モジュール630と子モジュール640の間の距離を計測するものである。これにより、子モジュール640が親モジュール630と無線通信可能な状態に近接配置されたかどうかが判定できる。判定された信号を利用して、子モジュールの電源を制御したり、無線信号の送受信を制御したりすることができる。また、この場合は磁石と磁気センサのセットを2セット使う場合を図示したが、1セット又は3セット以上であってもよい。さらに、セットを複数配置した場合には、より正確にアンテナ配置の位置きめを行うことができる。さらに、複数配置した磁石の一部については、図6に示した例のように他方のモジュールの磁石と吸着して位置決めされるようにしてもよい。
図18及び図19の例は、図17の変形例を示した図である。
図18は、親モジュール650と子モジュール660の対面する面上に、複数台の平面アンテナ、磁石及び磁気センサを配置した例を示す図である。親モジュール650には、所定の一面に、右側から、磁気センサ651、平面アンテナ652、平面アンテナ653、平面アンテナ654を直線状に並べて配置してある。子モジュール660には、親モジュール650の対面にある一面に、右側から、磁石661、平面アンテナ662、平面アンテナ663、平面アンテナ664を直線状に並べて配置してある。
図19は、親モジュール670と子モジュール680の対面する面上に、複数台の平面アンテナ、磁石及び磁気センサを配置した例を示す図である。親モジュール670には、所定の一面に、右側から、平面アンテナ671、平面アンテナ672、磁石673、平面アンテナ674を直線状に並べて配置してある。子モジュール680には、親モジュール670の対面にある一面に、右側から、平面アンテナ681、平面アンテナ682、磁気センサ682、平面アンテナ684を直線状に並べて配置してある。
ところで、図16〜図19の構成では、平面アンテナを3本用いている。これは、例えば、SPI(Serial Peripheral Interface)のようなインターフェースでは、3本の線が必要となるので、3本のアンテナとしている。なお、I2C(Inter-Integrated Circuit)インターフェースでは、SCLとSDAの2本の線が必要なので、2本のアンテナになる。しかし、I2Cインターフェースでも3本のアンテナを設置してSCLとSDAの通信と電力伝送を行う構成としてもよい。つまり、図16〜図19の構成では、アンテナが3本の場合を図示したが、通信する信号線がN本の場合にはアンテナをN個配置することになる(Nは自然数)。なお、SCLとはシリアルクロック線のことで、同期を取るための信号線である。SDAはシリアルデータ線のことで、送受信により入力と出力の向きが切り替わる双方向信号である。
[5.通信システム構成例]
以下、本発明の第1の実施の形態の例の通信システムの内部構成例を、図20を用いて説明する。
以下、本発明の第1の実施の形態の例の通信システムの内部構成例を、図20を用いて説明する。
図20に示した本実施の形態の通信システム900は、搬送波を用いずに、パルスにより近接無線通信するシステムであり、結合器110を備えた第1デバイス300と結合器120を備えた第2デバイス400とから構成される。
搬送波を用いずに、パルスにより無線通信する信号状態としては、送信側のアンテナハイレベル又はローレベルの2値の送信データをそのまま出力させ、近接した受信側のアンテナで受信するものである。受信側のアンテナでは、送信信号をその変化分を示した微分信号として検出するものである。
搬送波を用いずに、パルスにより無線通信する信号状態としては、送信側のアンテナハイレベル又はローレベルの2値の送信データをそのまま出力させ、近接した受信側のアンテナで受信するものである。受信側のアンテナでは、送信信号をその変化分を示した微分信号として検出するものである。
結合器110及び120は、第1デバイス300と第2デバイス400との間を、上述した2値信号である、ビット単位の信号としてのデジタル信号の双方向通信を行うようにしてある。結合器110及び120は図1に示した如き平面アンテナを用いており、これらのアンテナは近距離で対面に対向して配置することで双方向通信が行うことができる。
第1デバイス300の構成について説明すると、第1デバイス300は、データ送受信部310を備える。データ送受信部310は、送信データの処理及び受信データの処理を行う処理部であり、例えば送信用の符号化やその符号化からの受信時の復調、受信したデータの解読などが行われる。データ送受信部310には、第1デバイス300内のデータ処理部(図示せず)が接続してある。
データ送受信部310では、送信させる信号を送信データ部311で受けて送信フォーマットの信号とし、その送信フォーマットの信号をエンコーダ312で送信用に符号化した送信信号を送受分離回路330に出力している。
データ送受信部310では、送信させる信号を送信データ部311で受けて送信フォーマットの信号とし、その送信フォーマットの信号をエンコーダ312で送信用に符号化した送信信号を送受分離回路330に出力している。
データ送受信部310が出力する送信信号は、送受分離回路330を介して送信アンプ340に供給する。送信アンプ340は、スリーステートアンプとして構成してある。スリーステートアンプとは、通常動作時には、入力した送信信号がハイレベルである“1”データであるときと、ローレベルである“0”データであるときには、“1”データ又は“0”データとして増幅されて出力される。この通常の増幅動作とは別に、出力をハイインピーダンス状態とすることもでき、“1”データ又は“0”データの出力状態とハイインピーダンス状態の3状態(スリーステート)のアンプとして機能する。出力をハイインピーダンス状態とする動作は、後述する制御部120からの制御信号により設定される。
送信アンプ340の出力は、結合器110の2つの導電パターンに供給し、第1デバイス300から無線送信させる。送信信号を供給する導電パターンと受信信号を得る導電パターンは、図3で説明した通りである。
送信アンプ340の出力は、結合器110の2つの導電パターンに供給し、第1デバイス300から無線送信させる。送信信号を供給する導電パターンと受信信号を得る導電パターンは、図3で説明した通りである。
次に、結合器310で受信した信号の処理について説明する。
送受信アンテナである結合器110には、コンパレータ350が接続してある。コンパレータ350は、基準電位に基づいて、比較用の閾値(+閾値及び−閾値)を設定するようにしてあり、結合器310側から入力した信号を、その+閾値及び−閾値と比較する。但し、コンパレータ350に入力した受信信号については、自動ゲイン調整回路(いわゆるAGC:図示せず)でレベルを一定範囲に調整してあり、そのレベル調整後の信号を、+閾値及び−閾値と比較する。
送受信アンテナである結合器110には、コンパレータ350が接続してある。コンパレータ350は、基準電位に基づいて、比較用の閾値(+閾値及び−閾値)を設定するようにしてあり、結合器310側から入力した信号を、その+閾値及び−閾値と比較する。但し、コンパレータ350に入力した受信信号については、自動ゲイン調整回路(いわゆるAGC:図示せず)でレベルを一定範囲に調整してあり、そのレベル調整後の信号を、+閾値及び−閾値と比較する。
コンパレータ350は、例えばヒステリシスコンパレータとして構成してあり、受信レベルが+閾値を越えたとき、ハイレベルである“1”データの出力を継続し、受信レベルが−閾値を越えたとき、ローレベルである“0”データの出力を継続する。
さらに本例のコンパレータ350は、受信信号の入力側を、ハイインピーダンス状態とすることが可能としてある。即ち、通常状態では入力信号と+閾値及び−閾値との比較動作を行い、ハイインピーダンス状態とする指示がある場合には、入力側をハイインピーダンス状態として、比較動作を停止させる。このハイインピーダンス状態とする制御は、制御部320からの制御信号により行われる。
さらに本例のコンパレータ350は、受信信号の入力側を、ハイインピーダンス状態とすることが可能としてある。即ち、通常状態では入力信号と+閾値及び−閾値との比較動作を行い、ハイインピーダンス状態とする指示がある場合には、入力側をハイインピーダンス状態として、比較動作を停止させる。このハイインピーダンス状態とする制御は、制御部320からの制御信号により行われる。
コンパレータ350が出力する“1”データ又は“0”データは、送受分離回路330を介してデータ送受信部310に供給する。データ送受信部310では、デコーダ314で受信用の復号処理を行い、その復号された受信データを受信データ部313に供給して、受信データを取り出す処理が行われる。取り出された受信データは、第1デバイス300内のデータ処理部(図示せず)に供給する。
制御部320は、データ送受信部310での送信処理及び受信処理を制御すると共に、送信アンプ340及びコンパレータ350でのハイインピーダンス状態についての制御を行う。ハイインピーダンス状態とする制御処理を行う詳細については、図21及び図22のフローチャートの説明時に後述する。
次に、第1デバイス300と無線通信を行う第2デバイス400について説明する。第2デバイス400は、無線通信を行うための構成は第1デバイス300と同一である。即ち、デバイス400は、データ送受信部410と、制御部420と、送受分離回路430と、送信アンプ440と、コンパレータ450とで構成される。図20では、第1デバイス300内の各部と第2デバイス400の各部で、同一のものについては符号の下二桁を同じとしてあり、送信信号及び受信信号の処理構成は全く同じであり、具体的な処理構成の説明は省略する。
なお、本例の場合、送受信される信号は、差動信号であり、近接した各導電パターン間(アンテナ部100)に、コンデンサが形成されることになる。即ち、結合器110側の導電パターン間(111aと111b間、111bと111c間、111cと111d間、111dと111a間)で、コンデンサC11,C12,C13,C14が形成される。また、結合器120側の導電パターン間(121aと121b間、121bと121c間、121cと121d間、121dと121a間)で、コンデンサC21,C22,C23,C24が形成される。その上で、両結合器110,120間の導電パターン間の隙間(111aと121a間、111bと121b間、111cと121c間、111dと121d間)に、コンデンサC1,C2,C3,C4が形成される。抵抗器R11,R12,R21,R22は、差動信号どうしを接続することになる。
[6.第1の実施の形態の通信システムの送信処理例]
次に、第1の実施の形態の例の通信システム900の送信処理状態について、図21のフローチャートを用いて説明する。これは、例えば、図20に示した第1デバイス300と第2デバイス400とが対向した状態で、非常に近接した近距離に配置されている場合に行われる。この図21のフローチャートの処理は、第1デバイス300で行われる処理であり、制御部320での制御処理を示している。
次に、第1の実施の形態の例の通信システム900の送信処理状態について、図21のフローチャートを用いて説明する。これは、例えば、図20に示した第1デバイス300と第2デバイス400とが対向した状態で、非常に近接した近距離に配置されている場合に行われる。この図21のフローチャートの処理は、第1デバイス300で行われる処理であり、制御部320での制御処理を示している。
まず、制御部320は、動作スタート信号をあるかどうかの判断を行う(ステップS101)。なお、この動作スタート信号は、例えば、2つの結合器110,120が近距離で対面に配置されたことを検知する手段によって、発信される。
動作スタート信号がない場合は、一時的に待機状態になり(ステップS102)、ステップS101に戻って、動作スタート信号があるかどうかの判断を行う。
ステップS101で動作スタート信号がある場合、送信系回路から送信させる送信データとしてビーコンを出力させる(ステップS103)。その後、1ビット時間以上の所定時間待機する(ステップS104)。
待機した後、受信系回路でAck信号が受信できたかどうかの判断を制御部320で行う(ステップS105)。Ack信号は、相手側で正しく送信データが受信できたことを示す受信確認応答信号であり、予め決められたパターンの信号である。Ack信号が受信できない場合は、一時的に待機状態になり(ステップS106)、ステップS103に戻って、再度、ビーコンを送信する。
Ack信号を受信できた場合、制御部320の制御で、マスター又はスレーブを決める信号を送信させる(ステップS107)。その後、第1デバイス300と第2デバイス400との間で実データの送受信が行われる(ステップS108)。
そして制御部320は、Ack信号を受信する区間の直前になると、図20に示した送信アンプ340を通常状態からハイインピーダンス状態に遷移させる(ステップS109)。ハイインピーダンス状態への遷移は一時的であり、Ack信号の受信が終了したと思われるタイミングで直ちに、元の通常状態に戻される。例えばAck信号が1ビットの信号である場合には、その1ビットの信号を受信する期間だけ、ハイインピーダンス状態とする。
そして、受信系でAck信号が受信できたかどうかの判断を行う(ステップS110)。Ack信号が受信できない場合、通信相手がいるかどうかの確認を行う(ステップS111)。この判断で通信相手がいない場合は、一時的に待機状態になり(ステップS102)、再度、動作スタート信号があるかどうかの判断を行う(ステップS101)。通信相手がいる場合は、ステップS108に戻り、データの送受信を続ける。
そして、受信系でAck信号が受信できたかどうかの判断を行う(ステップS110)。Ack信号が受信できない場合、通信相手がいるかどうかの確認を行う(ステップS111)。この判断で通信相手がいない場合は、一時的に待機状態になり(ステップS102)、再度、動作スタート信号があるかどうかの判断を行う(ステップS101)。通信相手がいる場合は、ステップS108に戻り、データの送受信を続ける。
ステップS110でAck信号が受信できた場合、全てのデータの送受信を終えたかどうかの判断をする(ステップS112)。全てのデータの送受信を終えていない場合は、引き続きデータの送受信を行う(ステップS108)。全てのデータの送受信が終わっている場合は、図20に示した送信アンプ340を通常状態からハイインピーダンス状態にして(ステップS113)、送信処理を終了する。
[7.第1の実施の形態の通信システムの受信処理例]
次に、第1の実施の形態の例の通信システム900での受信処理について、図22を用いて説明する。これは、例えば、図20に示した第1デバイス300と第2デバイス400とが対向した状態で、非常に近接した近距離に配置されている場合に行われる。この図22のフローチャートの処理は、第1デバイス300で行われる処理であり、制御部320での制御処理を示している。
次に、第1の実施の形態の例の通信システム900での受信処理について、図22を用いて説明する。これは、例えば、図20に示した第1デバイス300と第2デバイス400とが対向した状態で、非常に近接した近距離に配置されている場合に行われる。この図22のフローチャートの処理は、第1デバイス300で行われる処理であり、制御部320での制御処理を示している。
まず、制御部320の制御で、受信系の回路であるコンパレータ350の入力側をハイインピーダンス状態にする(ステップS201)。そして、動作スタート信号があるかどうかの判断を行う(ステップS202)。動作スタート信号があるかどうかの判断は、図21のフローチャートのステップS101での判断時と同様であり、近接した相手のデバイスの存在の検出などに基づいた信号である。
制御部320で動作スタート信号が検出されない場合は、一時的に待機状態になり(ステップS203)、その後、ステップS201に戻って、コンパレータ350の入力側をハイインピーダンス状態にする。
制御部320で動作スタート信号が検出された場合、コンパレータ350のハイインピーダンス状態を解除して、通常状態とし、コンパレータ350でビーコンの受信待機状態とする(ステップS204)。そして、対向したデバイスから発信されてくるビーコンを受信したかどうかを判断する(ステップS205)。ビーコンの受信を検出できない場合、一時的に待機状態になり(ステップS207)、再度、ステップS204に戻って、ビーコンの受信待機状態とする。
ビーコンを受信した場合、送信系回路で発信元にAck信号を送信する処理を行う(ステップS206)。
その後、ビーコン発信元から送信された、マスター又はスレーブを決める信号を受信する(ステップS208)。そして、第1デバイス300と第2デバイス400との間で、実データの送受信が行われる(ステップS209)。
ビーコン発信元へ送信するAck信号をあるかどうかの判断を行う(ステップS210)。Ack信号がない場合、通信相手のデバイスが近接しているどうかの確認を行う(ステップS211)。ビーコン発信元のデバイスがない場合は、ステップS207に戻って一時的に待機し、ステップS204の受信可能状態に移る。通信相手のデバイスが近接している場合は、ステップS209に戻りデータの送受信を続ける。
ステップS210でAck信号がある場合、全てのデータの送受信を終えたかどうかの判断をする(ステップS212)。全てのデータの送受信を終えていない場合は、ステップS209でのデータの送受信を引き続き行う。全てのデータの送受信を終わった場合は、コンパレータ350の入力側をハイインピーダンス状態にして(ステップS213)、受信処理が終了する。
[8.第1の実施の形態の通信システムのアンテナ間での信号状態の例]
次に、このような通信処理状態で、第1デバイス300と第2デバイス400との間で無線伝送が行われる信号状態について、図23及び図24を参照して説明する。
まず、結合器110,120間で伝送される信号波形について、説明する。
図23は、それぞれのデバイス300,400での通信処理状態を示した図である。
図23(a)に示すように “1”データ(ハイレベルデータ)と、“0”データ(ローレベルデータ)とが1ビット単位で交互に現れる送信データを無線送信するとする。
このとき、送信側のアンテナからの出力は、図23(b)に実線で示すように、その送信データのハイレベルとローレベルとがそのまま現れる信号波形となる。なお、差動信号として送信する場合には、図23(b)に破線で示した逆特性の信号波形も同時に伝送される。
次に、このような通信処理状態で、第1デバイス300と第2デバイス400との間で無線伝送が行われる信号状態について、図23及び図24を参照して説明する。
まず、結合器110,120間で伝送される信号波形について、説明する。
図23は、それぞれのデバイス300,400での通信処理状態を示した図である。
図23(a)に示すように “1”データ(ハイレベルデータ)と、“0”データ(ローレベルデータ)とが1ビット単位で交互に現れる送信データを無線送信するとする。
このとき、送信側のアンテナからの出力は、図23(b)に実線で示すように、その送信データのハイレベルとローレベルとがそのまま現れる信号波形となる。なお、差動信号として送信する場合には、図23(b)に破線で示した逆特性の信号波形も同時に伝送される。
このように送信側のアンテナから出力したとき、近接配置された受信側のアンテナでは、図23(c)に示すように、送信信号の変化分がレベルとして現れる微分波形が受信される。この受信波形についても、差動信号として無線伝送される場合には、破線で示すように逆特性の信号波形も検出される。
この受信波形は、受信系のコンパレータに内蔵された増幅機能で、図23(d)に示すように、一定範囲内のレベルの信号とされ、+側の閾値及び−側の閾値と比較される。その比較で+側の閾値であったとき、“1”データのレベルにホールドされ、−側の閾値であったとき、“0”データのレベルにホールドされ、図23(e)に示す受信データが得られる。この図23(e)に示す受信データは、図23(a)に示す送信データと同じデータであり、送信データが正しく無線伝送されたことになる。
次に、各デバイスからの送信データと受信データの例について、図24を参照して説明する。
まず、第1デバイス300では、エンコーダ312が出力する送信データとして、図24(a)に示すように、“1”データと“0”データとが交互に表れるデータであるとする。そして、第2デバイス400では、図24(b)に示すように、その送信データの特定タイミングの1ビット区間で、“0”データとなるAck信号がエンコーダ412から出力されて送信されるとする。第2デバイス400でAck信号が送信される区間以外では、“1”データが送信されている状態が継続している。
図24(c)は、このような状態で、両結合器110,120間で無線伝送される信号波形を示した状態であり、受信側のアンテナに接続されたコンパレータ350,450でこの波形に対応したレベルが検出される。
まず、第1デバイス300では、エンコーダ312が出力する送信データとして、図24(a)に示すように、“1”データと“0”データとが交互に表れるデータであるとする。そして、第2デバイス400では、図24(b)に示すように、その送信データの特定タイミングの1ビット区間で、“0”データとなるAck信号がエンコーダ412から出力されて送信されるとする。第2デバイス400でAck信号が送信される区間以外では、“1”データが送信されている状態が継続している。
図24(c)は、このような状態で、両結合器110,120間で無線伝送される信号波形を示した状態であり、受信側のアンテナに接続されたコンパレータ350,450でこの波形に対応したレベルが検出される。
ここで本実施の形態の場合には、図21のフローチャートで説明したように、第2デバイス400からAck信号が送信される区間では、第1デバイス300の送信アンプ340の出力がハイインピーダンス状態となる。従って、第1デバイスの送受信アンテナに接続されたコンパレータ350では、第1デバイスからの送信データの影響がなくなる。このため、コンパレータ350で“0”データとなるAck信号を検出するのに必要な波形c1,c2(図24(c))を正しく検出でき、受信確認応答であるAck信号を正しく受信できるようになる。
従って、デバイス300,400で1対のアンテナを備えるだけで双方向に無線伝送が行え、アンテナ設置スペースなどを削減できる効果を有する。
[9.第1の実施の形態の変形例]
次に、第1の実施の形態の無線通信システムを構成するデバイスの変形例について、図25〜図27を参照して説明する。
図1の例では、各導電パターン111a〜111dは、円形に構成したが、例えば図25に示すように、四角形を4分割した導電パターン111a′〜111d′としてもよい。図25の例では、4分割されたそれぞれの導電パターン111a′〜111d′は三角形となっており、給電パターン113a′〜113d′を接続してある。導電パターン111a′〜111d′の外周に設けたスロット114′についても、四角形状である。
次に、第1の実施の形態の無線通信システムを構成するデバイスの変形例について、図25〜図27を参照して説明する。
図1の例では、各導電パターン111a〜111dは、円形に構成したが、例えば図25に示すように、四角形を4分割した導電パターン111a′〜111d′としてもよい。図25の例では、4分割されたそれぞれの導電パターン111a′〜111d′は三角形となっており、給電パターン113a′〜113d′を接続してある。導電パターン111a′〜111d′の外周に設けたスロット114′についても、四角形状である。
図26の例では、向きを変えた四角形に4分割した導電パターン111a″〜111d″とした例である。この例では、4分割されたそれぞれの導電パターン111a″〜111d″は四角形となっており、給電パターン113a″〜113d″を各パターンに接続してある。導電パターン111a″〜111d″の外周に設けたスロット114″についても、四角形状である。
また、ここまでの説明では、給電パターンは、導電パターンと同一面に設けた構成を示したが、給電パターンをアンテナ面である導電パターン配置面とは別の面に設けてもよい。例えば、図27の例では、円形を4等分した導電パターン131a〜131dを、基板(結合器)130の表面に設ける。その上で、それぞれの給電パターン133a〜133dを図27(b)に断面で示すように、基板130の裏面側に設ける。なお、給電点132a〜132dは、基板内を通過するスルーホールとして形成させる。また、GND層135は、図27(b)に断面で示すように、基板130の内部に設けてある。
また、ここまでの説明では、送信信号として差動信号としたが、一方の波形の送信信号だけを送る構成としてもよい。この場合には、送信信号が供給されない側の電極パターンについては、給電点でGND層と接続させればよい。
11,12…送受信アンテナ、100…アンテナ部、110,110b′,110b″,120,130…結合器、111a,111b、111c、111d,121a,121b、121c、121d,131a,131b、131c、131d,111a′,111b′,111c′,111d′,111a″,111b″,111c″,111d″…導電パターン、112a,112b,112c,112d,122a,122b,122c,122d,132a,132b,132c,132d…給電点、113a,113b,113c,113d,123a,123b,123c,123d,133a,133b,133c,133d,113a′,113b′,113c′,113d′,113a″,113b″,113c″,113d″…給電パターン、114,114′…スロット,115,125,135…GND層、116,126…孔、117a,117b,117c,117d,127a,127b,127c,127d…隙間、10,300…第1デバイス、12,22,310,410…データ送受信部、311,411…送信データ部、312,412…エンコーダ部、313,413…受信データ部、314,414…デコーダ、320,420…制御部、13,23,330,430…送受分離回路、340,440…送信アンプ、14,24…アンプ、15,25,350,450…コンパレータ、20,400…第2デバイス、510,550p,610,630,650,670…親モジュール、511,521,551,561,562,571,612,613,614,622,623,624,632,633,634,642,643,644,652,653,654,662,663,664,671,672,674,681,682,684…平面アンテナ、520,530,540,560,570,620,640,660,680…子モジュール、531,541…アンテナ設置面、611,615,621,625,635,641,661,673…磁石、631,645,651,683…磁気センサ、710,711,720,721,730,731…抵抗器、712,713…配線、722,723,732,733…スルーホール、90,900…通信システム
Claims (10)
- 絶縁性の基板上に設けられた第1導電パターンと、
前記基板上に設けられ前記第1導電パターンと対向配置された第2の導電パターンと、
前記基板上に設けられた第3導電パターンと、
前記基板上に設けられ前記第3導電パターンと対向配置された第4導電パターンと、
前記基板の前記第1,第2,第3,第4導電パターン配置位置の周囲に配置された接地電位部と、
対向配置された前記第1導電パターンと前記第2導電パターンとを接続する第1抵抗と、
対向配置された前記第3導電パターンと前記第4導電パターンとを接続する第2抵抗と
を備える結合器。 - 前記第1導電パターンに送信信号を供給して送信させ、
前記第3導電パターンに受信信号を得る
請求項1記載の結合器。 - 前記第1導電パターンと前記第2導電パターンに、相互に逆位相の差動信号よりなる送信信号を供給して送信させ、
前記第3導電パターンと前記第4導電パターンで、相互に逆位相の差動信号よりなる受信信号を得る
請求項1記載の結合器。 - 前記第1導電パターン及び/又は第2導電パターンに供給した送信信号は、レベルが2値の信号であり、
前記第3導電パターン及び/又は第4導電パターンで得られる受信信号は、相手側から伝送されたレベルが2値の信号の微分信号として検出される
請求項2又は3記載の結合器。 - 前記第1,第2,第3,第4導電パターンを配置した面と、前記接地電位部を配置した面とを、前記基板の別の面とした
請求項1記載の結合器。 - 前記第1抵抗と前記第2抵抗の内の少なくとも1つの抵抗を、前記第1,第2,第3,第4導電パターンを配置した面とは別の面に配置した
請求項1記載の結合器。 - 第1の機器に配置された第1結合器と、第2の機器に配置された第2結合器とを、近接配置して通信を行う通信システムであり、
前記第1結合器と前記第2結合器のそれぞれとして、
絶縁性の基板上に設けられた第1導電パターンと、
前記基板上に設けられ前記第1導電パターンと対向配置された第2の導電パターンと、
前記基板上に設けられた第3導電パターンと、
前記基板上に設けられ前記第3導電パターンと対向配置された第4導電パターンと、
前記基板の前記第1,第2,第3,第4導電パターン配置位置の周囲に配置された接地電位部と、
対向配置された前記第1導電パターンと前記第2導電パターンとを接続する第1抵抗と、
対向配置された前記第3導電パターンと前記第4導電パターンとを接続する第2抵抗とを備えた
通信システム。 - 前記第1結合器の第1,第2,第3,第4導電パターンと、前記第2結合器の第1,第2,第3,第4導電パターンとを、それぞれの導電パターン同士が向き合うに対向して近接配置し、
前記第1結合器の導電パターンに供給した送信信号を、その導電パターンと対向した前記第2結合器の導電パターンで受信する
請求項7記載の通信システム。 - 前記第1結合器の第1導電パターンと第2導電パターンに、相互に逆位相の差動信号よりなる送信信号を供給して送信し、前記第2結合器の第1導電パターンと第2導電パターンで、差動信号としての受信信号を得、
前記第2結合器の第3導電パターンと第4導電パターンに、相互に逆位相の差動信号よりなる送信信号を供給して送信し、前記第1結合器の第3導電パターンと第4導電パターンで、差動信号としての受信信号を得る
請求項8記載の通信システム。 - 前記送信信号は、レベルが2値の信号であり、前記受信信号は、前記レベルが2値の信号の微分信号として検出される
請求項8又は9記載の通信システム。
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