JP2015186068A - 通信装置、及び、制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】電子機器どうしの接続の態様のバリエーションを増やす。【解決手段】送信部は、導波路を伝送路として、第1の電子機器が出力するベースバンド信号を、そのベースバンド信号よりも高い周波数帯域の信号に周波数変換した変調信号を送信する。被検出機構は、第1の電子機器と、第1の電子機器が出力するベースバンド信号を受信する第2の電子機器とが接続されたときに、第1の電子機器によって検出される、第2の電子機器が内蔵する機構に相当し、第1の電子機器と接続される。本技術は、例えば、USB(Universal Serial Bus)ホストが、USBデバイスが内蔵するコモンモードインピーダンスを検出することで、USBデバイスとの接続を認識する、USBホストとUSBデバイスとの接続等に適用できる。【選択図】図7

Description

本技術は、通信装置、及び、制御方法に関し、特に、例えば、USB(Universal Serial Bus)規格に準拠したUSBホスト及びUSBデバイス等の電子機器どうしの接続の態様のバリエーションを増やすことができるようにする通信装置、及び、制御方法に関する。
例えば、USB規格に準拠した電子機器としては、USBホスト(となる電子機器)とUSBデバイス(となる電子機器)とがある。
USBホストとUSBデバイスとは、例えば、USBケーブルを用いて接続され、USBホストが主導的に、USBホストとUSBデバイスとの間の通信を制御する。
USB規格は、バスパワー(ド)に対応しており、USBケーブルによれば、信号(データ)の他、USBホストからUSBデバイスに対して、電源を供給することができる。
但し、USB規格では、1本のUSBケーブルによって、電源として供給することができる電流の上限が規定されている。そこで、消費電流がUSB規格の規定の上限を超えるUSBデバイスに対して、USBホストから、電源を供給する技術が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
特開2012-008716号公報
ところで、電子機器どうしの接続については、接続の態様のバリエーションを増やすことが要請されている。
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、電子機器どうしの接続の態様のバリエーションを増やすことができるようにするものである。
本技術の第1の通信装置は、導波路を伝送路として、第1の電子機器が出力するベースバンド信号を、前記ベースバンド信号よりも高い周波数帯域の信号に周波数変換した変調信号を送信する送信部と、前記第1の電子機器と、前記第1の電子機器が出力するベースバンド信号を受信する第2の電子機器とが接続されたときに、前記第1の電子機器によって検出される、前記第2の電子機器が内蔵する機構に相当する被検出機構であって、前記第1の電子機器と接続される被検出機構とを備える通信装置である。
本技術の制御方法は、導波路を伝送路として、第1の電子機器が出力するベースバンド信号を、前記ベースバンド信号よりも高い周波数帯域の信号に周波数変換した変調信号を送信する送信部と、前記第1の電子機器と、前記第1の電子機器が出力するベースバンド信号を受信する第2の電子機器とが接続されたときに、前記第1の電子機器によって検出される、前記第2の電子機器が内蔵する機構に相当する被検出機構であって、前記第1の電子機器と接続される被検出機構とを備える通信装置が、前記第1の電子機器に、前記被検出機構を検出させる制御方法である。
本技術の第2の通信装置は、導波路を伝送路として、第1の電子機器が出力するベースバンド信号を、前記ベースバンド信号よりも高い周波数帯域の信号に周波数変換した変調信号を送信する送信部と、前記第1の電子機器と、前記第1の電子機器が出力するベースバンド信号を受信する第2の電子機器とが接続されたときに、前記第1の電子機器によって検出される、前記第2の電子機器が内蔵する機構に相当する被検出機構であって、前記第1の電子機器と接続される被検出機構と、前記第2の電子機器が出力するベースバンド信号を周波数変換した変調信号を送信する他の通信装置から送信されてくる変調信号を受信し、前記ベースバンド信号に周波数変換する受信部とを備える通信装置である。
本技術の通信装置、及び、制御方法においては、通信装置において、前記第1の電子機器と、前記第1の電子機器が出力するベースバンド信号を受信する第2の電子機器とが接続されたときに、前記第1の電子機器によって検出される、前記第2の電子機器が内蔵する機構に相当する被検出機構が、前記第1の電子機器と接続される。その結果、前記第1の電子機器では、通信装置の前記被検出機構が検出される。
なお、通信装置は、独立した装置であっても良いし、1つの装置を構成している内部ブロックであっても良い。
本技術によれば、電子機器どうしの接続の態様のバリエーションを増やすことができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
電子機器どうしが電気ケーブルにより接続された通信システムの構成例を示す図である。 通信システムの動作の例を説明する図である。 ミリ波帯の変調信号によるデータ伝送を行う通信システムの構成例を示す図である。 通信部53及び63の構成例を示すブロック図である。 送信部71及び受信部72、並びに、送信部81及び受信部82の構成例を示す図である。 本技術を適用した通信システムの第1実施の形態の構成例を示す図である。 通信部201の構成例を示すブロック図である。 通信システムの動作の例を説明するフローチャートである。 送信部211の構成例を示す図である。 通信システムにおけるUSBホスト10の動作の例を説明する図である。 本技術を適用した通信システムの第2実施の形態の構成例を示す図である。 通信部251の構成例を示すブロック図である。 制御部271の構成例を示すブロック図である。 被検出機構262、及び、接続検出部281の構成例を示す図である。 判定部291による、USBホスト10とUSBデバイス20との接続状態の検出の処理の例を説明する図である。 制御部271の動作の例を説明するフローチャートである。 本技術を適用した通信システムの第3実施の形態の構成例を示す図である。 本技術を適用した通信システムの第4実施の形態の構成例を示す図である。 本技術を適用した通信システムの第5実施の形態の構成例を示す図である。
<電子機器どうしが電気ケーブルにより接続された通信システム>
図1は、電子機器どうしが電気ケーブルにより接続された通信システムの構成例を示す図である。
図1の通信システムでは、電子機器10と電子機器20とが、電気ケーブル30により接続される。
電子機器10は、電気ケーブル30のコネクタ31と接続可能なコネクタ11を有し、そのコネクタ11を介して、電子機器20等の他の機器との間で、ベースバンドのベースバンド信号のやりとり(入出力)が可能になっている。
電子機器20は、電気ケーブル30のコネクタ32と接続可能なコネクタ21を有し、そのコネクタ21を介して、電子機器10等の他の機器との間で、ベースバンドのベースバンド信号のやりとり(入出力)が可能になっている。
また、電子機器20は、電子機器10と、電子機器10が出力するベースバンド信号を受信する電子機器20とが接続されたときに、電子機器10によって検出される被検出機構22を内蔵している。
電気ケーブル30は、ベースバンド信号としての電気信号の伝達に用いられる導体(以下、ベースバンド用導体ともいう)を心線(コネクタ31と32とを接続する線)として有するケーブルであり、一端には、電子機器10に接続されるコネクタ31が設けられ、他端には、電子機器20に接続されるコネクタ32が設けられている。
以上のように構成される通信システムでは、電子機器10と20とが、電気ケーブル30を用いて接続されると、すなわち、電子機器10のコネクタ11と電気ケーブル30のコネクタ31とが接続されるとともに、電子機器20のコネクタ21と電気ケーブル30のコネクタ32とが接続されると、電子機器10では、電気ケーブル30を介して、電子機器20が内蔵する被検出機構22が検出され、この被検出機構22の検出によって、電子機器20との接続が認識される。
以上のように、被検出機構22の検出によって、電子機器どうしの接続を検出(認識)する方法は、例えば、USB(USB3.0)規格等で採用されている。
以下、電子機器10と電子機器20が、例えば、USB規格に準拠した電子機器であるとして、本技術について説明する。
電子機器10と電子機器20が、USB規格に準拠した電子機器である場合、電子機器10及び20、並びに、電気ケーブル30は、それぞれ、USBホスト、及び、USBデバイス、並びに、USBケーブルであり、以下、USBホスト10、及び、USBデバイス20、並びに、USBケーブル30とも記載する。
また、電子機器10と電子機器20が、USB規格に準拠した電子機器である場合、電子機器10のコネクタ11、及び、電子機器20のコネクタ21は、USBコネクタ(ソケット)(レセプタクル)であり、以下、コネクタ11及び21を、それぞれ、USBコネクタ11及び21とも記載する。
さらに、電子機器10と電子機器20が、USB規格に準拠した電子機器である場合、USBケーブル30のコネクタ31及び32は、USBコネクタ(プラグ)であり、以下、コネクタ31及び32を、それぞれ、USBコネクタ31及び32とも記載する。
USBホスト10は、例えば、PC(Personal Computer)やディジタルカメラ等の、独自に(バスパワーによらずに)外部電源から電源の供給を受けるか、又は、内蔵するバッテリから電源の供給を受けて動作する、少なくとも、USBホストとなる機能を有する電子機器である。
USBホスト10については、そのUSBホスト10が有するUSBコネクタ11に、USBケーブル20のUSBコネクタ31が挿入されることで、USBコネクタ11と31とが接続(結合)される。
USBデバイス20は、例えば、ディスクドライブ等の、バスパワーによる電源の供給、又は、外部電源、若しくは、内蔵するバッテリからの電源の供給を受けて動作する、少なくともUSBデバイスとなる機能を有する電子機器である。
USBデバイス20については、そのUSBデバイス20が有するUSBコネクタ21に、USBケーブル20のUSBコネクタ32が挿入されることで、USBコネクタ21と32とが接続される。
USBケーブル30は、USB規格に準拠したケーブルであり、一端には、USBホスト10に接続されるUSBコネクタ31が設けられ、他端には、USBデバイス20に接続されるUSBコネクタ32が設けられている。USBケーブル30の心線は、例えば、銅等のベースバンド用導体で構成される。
以上のように構成される通信システムでは、USBホスト10とUSBデバイス20とが、USBケーブル30を用いて接続されると、USBホスト10では、USBケーブル30を介して、USBデバイス20が内蔵する被検出機構22が検出され、この被検出機構22の検出によって、USBデバイス20との接続が認識される。
USBデバイス20が内蔵する被検出機構22は、例えば、USB3.0規格やUSB3.1規格で採用されているコモンモードインピーダンスとしての抵抗で構成される。
USBホスト10とUSBデバイス20とが接続されると、USBホスト10には、USBデバイス20が内蔵する被検出機構22であるコモンモードインピーダンスが(電気的に)接続され、その結果、USBホスト10(の内部側)からUSBコネクタ11側を見たときのインピーダンスが、USBホスト10とUSBデバイス20とが接続されていない場合と、USBホスト10とUSBデバイス20とが接続されている場合とで変化する。
USBホスト10では、USBホスト10からUSBコネクタ11側を見たときのインピーダンスが、USBホスト10に被検出機構22であるコモンモードインピーダンスが接続されている場合のインピーダンスになっていることをもって、USBデバイス20が接続されていることを認識(検出)される。
なお、USBホスト10において、USBホスト10からUSBコネクタ11側を見たときのインピーダンスの検出、すなわち、被検出機構22であるコモンモードインピーダンスの検出は、USBホスト10からUSBコネクタ11側を見たときの電圧の時定数(USBホスト10からUSBコネクタ11側を見たときの電圧の変化率)を検出することにより、等価的に行われる。
図2は、図1の通信システムの動作の例を説明する図である。
USBホスト10とUSBデバイス20とが接続されていない場合、USBホスト10には、USBデバイス20が内蔵する被検出機構22が接続されていないため、USBホスト10からは、被検出機構22を検出することはできない。
USBホスト10とUSBデバイス20とが、USBケーブル30を介して接続されると、USBホスト10には、USBケーブル30を介して、USBデバイス20が内蔵する被検出機構22が接続され、USBホスト10では、被検出機構22が検出される。
USBホスト10は、被検出機構22を検出すると、USBデバイス20と接続されたことを認識(検出)し、ポーリングを行うポーリングステートに遷移して、USBコネクタ11から、ポーリングとしてのベースバンド信号の出力を開始する。
そして、USBデバイス20が、USBホスト10からのポーリングに対して応答すると、USBホスト10とUSBデバイス20とは、通信(ベースバンド信号のやりとり)が可能な状態になる。
<ミリ波帯の変調信号によるデータ伝送を行う通信システム>
図3は、ミリ波帯の変調信号によるデータ伝送を行う通信システムの構成例を示す図である。
なお、図中、図1の場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
図3の通信システムは、USBホスト10、及び、USBデバイス20を有する点で、図1の場合と共通する。
但し、図3の通信システムは、UUSBケーブル30に代えて、ミリ波ケーブル50及び60が設けられている点で、図1の場合と相違する。
ここで、ミリ波帯の(変調)信号とは、周波数が30ないし300GHz程度、つまり、波長が、1ないし10mm程度の信号である。ミリ波帯の信号によれば、周波数が高いことから、高速のデータレートでのデータ伝送が可能であり、様々な導波路を伝送路とする通信を行うことができる。すなわち、ミリ波帯の信号によれば、例えば、小さなアンテナを用いて、自由空間を伝送路とする通信(無線通信)を行うことができる。また、ミリ波帯の信号によれば、メタリック線や、プラスチック等の誘電体を伝送路とする通信を行うことができる。
ミリ波ケーブル50は、一端に、USBホスト10に接続されるUSBコネクタ51が設けられ、他端に、ミリ波コネクタ62と勘合するミリ波コネクタ52が設けられているケーブルである。ミリ波ケーブル50において、USBコネクタ51とミリ波コネクタ52(の通信部53)とを接続する心線としては、USBケーブル30と同様に、ベースバンド用導体が採用されている。
ミリ波コネクタ52は、ミリ波帯の変調信号(RF(Radio Frequency)信号)を伝送する導波路となる誘電体等の材料で構成され、ミリ波帯の変調信号による通信を行う通信部53を内蔵する。
通信部53は、USBホスト10から、USBコネクタ51の図示せぬデータ伝送用の端子(例えば、USB3.0規格であれば、USB3.0用の+と-の信号送信線の端子)を介して供給されるベースバンド信号である差動信号を、ミリ波帯の変調信号に周波数変換し、その変調信号を、導波路としてのミリ波コネクタ52及び62を介して(通信部63に)送信する。
また、通信部53は、導波路としてのミリ波コネクタ52及び62を介して(通信部63から)送信されてくるミリ波帯の変調信号を受信し、ベースバンド信号に周波数変換して、USBコネクタ51の図示せぬデータ伝送用の端子(例えば、USB3.0であれば、USB3.0用の+と-の信号受信線の端子)を介して、USBホスト10に供給する。
ミリ波ケーブル60は、ミリ波ケーブル50と同様に構成される。
すなわち、ミリ波ケーブル60は、一端に、USBデバイス20に接続されるUSBコネクタ61が設けられ、他端に、ミリ波コネクタ52と勘合するミリ波コネクタ62が設けられているケーブルである。ミリ波ケーブル60において、USBコネクタ61とミリ波コネクタ62(の通信部63)とを接続する心線としては、USBケーブル30と同様に、ベースバンド用導体が採用されている。
ミリ波コネクタ62は、ミリ波帯の変調信号を伝送する導波路となる誘電体等の材料で構成され、ミリ波帯の変調信号による通信を行う通信部63を内蔵する。
通信部63は、USBデバイス20から、USBコネクタ61の図示せぬデータ伝送用の端子を介して供給されるベースバンド信号である差動信号を、ミリ波帯の変調信号に周波数変換し、その変調信号を、導波路としてのミリ波コネクタ62及び52を介して(通信部53に)送信する。
また、通信部63は、導波路としてのミリ波コネクタ52及び62を介して(通信部53から)送信されてくるミリ波帯の変調信号を受信し、ベースバンド信号に周波数変換して、USBコネクタ61の図示せぬデータ伝送用の端子を介して、USBデバイス20に供給する。
なお、ミリ波ケーブル50及び60それぞれの長さとしては、例えば、10cmないし1m程度を採用することができる。
以上のように構成される図3の通信システムでは、USBコネクタ11と51、ミリ波コネクタ52と62、及び、USBコネクタ21と61のそれぞれが接続されると、USBホスト10とUSBデバイス20との間で、ミリ波ケーブル50及び60を介して、データ伝送が可能になる。
すなわち、USBホスト10が送信するデータとしてのベースバンド信号は、通信部53において、ミリ波帯の変調信号に周波数変換されて送信される。
通信部53が送信する変調信号は、通信部63で受信され、ベースバンド信号に周波数変換されて、USBデバイス20に供給される。
一方、USBデバイス20が送信するデータとしてのベースバンド信号は、通信部63において、ミリ波帯の変調信号に周波数変換されて送信される。
通信部63が送信する変調信号は、通信部53で受信され、ベースバンド信号に周波数変換されて、USBホスト10に供給される。
以上のように、図3の通信システムでは、電子機器であるUSBホスト10とUSBデバイス20とが、USBケーブル30ではなく、ミリ波ケーブル50及び60で接続され、USBホスト10とUSBデバイス20との間でのデータ伝送が、ミリ波帯の変調信号を介して行われるので、電子機器どうしの接続の態様のバリエーションを増やすことができる。
ここで、図3の通信システムにおいて、ミリ波帯の変調信号の送受信が行われる通信部53及び63を内蔵するミリ波コネクタ52及び62は、プラスチック等の誘電体やその他の非金属で構成することができる。
したがって、ミリ波コネクタ52及び62によれば、金属で構成されるコネクタに比較して、防水や防塵の対応が容易になり、挿抜による接点の劣化を考慮せずに済み、さらに、デザインの自由度を高くすることができる。
なお、ミリ波コネクタ52及び62は、非金属ではなく、金属で構成することができる。
また、図3では、通信部53が、ミリ波コネクタ52に内蔵されているが、通信部53は、その他、例えば、USBコネクタ51に内蔵させることができる。
通信部53を、USBコネクタ51に内蔵させる場合には、ミリ波ケーブル50のUSBコネクタ51とミリ波コネクタ52との間を、ベースバンド用導体ではなく、ミリ波の伝送路となる導波路に構成すること(例えば、誘電率が異なる誘電体等によって、ミリ波を導く伝送路を形成すること)が必要である。
同様に、通信部63は、ミリ波コネクタ62ではなく、USBコネクタ61に内蔵させることができる。通信部63を、USBコネクタ61に内蔵させる場合には、やはり、ミリ波ケーブル60のUSBコネクタ61とミリ波コネクタ62との間を、ミリ波の伝送路となる導波路に構成することが必要である。
<通信部53及び63の構成例>
図4は、図3の通信部53及び63の構成例を示すブロック図である。
通信部53は、送信部71及び受信部72を有する。
送信部71は、例えば、ミリ波帯の信号をキャリアとして用いる搬送波通信方式で、信号(データ)を送信する。すなわち、送信部71は、(USBホスト10から供給される)ベースバンド信号を、ミリ波帯の変調信号に周波数変換し、導波路としてのミリ波コネクタ52及び62(図3)を介して(受信部82に)送信する。
受信部72は、(送信部81から)導波路としてのミリ波コネクタ62及び52を介して、搬送波通信方式で送信されてくるミリ波帯の変調信号を受信し、ベースバンド信号に周波数変換して(USBホスト10に)出力する。
通信部63は、送信部81及び受信部82を有する。
送信部81は、例えば、送信部71と同一の周波数帯、又は、送信部71と異なる周波数帯のミリ波の信号をキャリアとして用いる搬送波通信方式で、信号を送信する。すなわち、送信部81は、(USBデバイス20から供給される)ベースバンド信号を、ミリ波帯の変調信号に周波数変換し、導波路としてのミリ波コネクタ62及び52を介して(受信部72に)送信する。
受信部82は、(送信部71から)導波路としてのミリ波コネクタ52及び62を介して、搬送波通信方式で送信されてくるミリ波帯の変調信号を受信し、ベースバンド信号に周波数変換して(USBデバイス20に)出力する。
以上のように、通信部53が、送信部71及び受信部72を有するとともに、通信部63が、送信部81及び受信部82を有するので、通信部53と63との間では、双方向の通信を行うことができる。
なお、送信部71及び81において、同一の周波数帯のミリ波の信号をキャリアとして用いる場合には、通信部53と63との間では、半二重の通信を行うことができる。但し、送信部71及び81において、同一の周波数帯のミリ波の信号をキャリアとして用いる場合であっても、送信部71及び81のアイソレーションをとることにより、全二重の通信を行うことができる。また、送信部71及び81において、異なる周波数帯のミリ波の信号をキャリアとして用いる場合には、通信部53と63との間では、全二重の通信を行うことができる。
<送信部71及び受信部72、並びに、送信部81及び受信部82の構成例>
図5は、図4の送信部71及び受信部72、並びに、送信部81及び受信部82の構成例を示す図である。
送信部71は、アンプ91、発振器92、ミキサ93、及び、アンプ94を有する。
アンプ91には、USBホスト10から、ベースバンド信号である差動信号(例えば、USB3.0であれば、USB3.0用の+と-の信号送信線の信号)が供給される。
アンプ91は、差動信号を必要に応じて増幅し、ミキサ93に供給する。
発振器92は、発振によって、例えば、56GHz等のミリ波帯のキャリアを発生し、ミキサ93に供給する。
ここで、56GHz等のミリ波帯のキャリアによれば、例えば、最大で、11Gbpsのデータレートの差動信号を送信することができる。例えば、USB3.0では、最大のデータレートが、5Gbps(Giga bit per second)であるので、56GHz等のミリ波帯のキャリアによれば、USB3.0のデータ(差動信号)を、問題なく送信することができる。
ミキサ93は、アンプ91からの差動信号と、発振器92からのキャリアとをミキシング(乗算)することにより、差動信号を、発振器92からのキャリアによって周波数変換し、その結果得られる、ミリ波帯の、例えば、振幅変調(ASK(Amplitude Shift Keying))の変調信号を、アンプ94に供給する。
アンプ94は、ミキサ93からの変調信号を必要に応じて増幅し、導波路(としてのミリ波コネクタ52)上に出力(送信)する。
受信部82は、アンプ101、ミキサ102、アンプ103、並びに、コンデンサ104及び105を有する。
アンプ101は、送信部71から導波路(としてのミリ波コネクタ52及び62)を介して送信されてくるミリ波帯の変調信号を受信し、必要に応じて増幅して、ミキサ102に供給する。
ミキサ102は、アンプ101から供給されるミリ波帯の変調信号どうしをミキシングする(変調信号を自乗する)自乗検波を行うことで、アンプ101からのミリ波帯の変調信号を、ベースバンド信号である差動信号に周波数変換し、アンプ103に供給する。
アンプ103は、ミキサ102からの差動信号を、必要に応じて増幅し、USBの差動信号(例えば、USB3.0であれば、USB3.0用の+と-の信号送信線の信号)として、USBデバイス20に供給する。
なお、アンプ103で得られる差動信号としての2つの(ベースバンド)信号のうちの一方の信号(以下、ポジティブ信号ともいう)は、コンデンサ104を介して、USBデバイス20に供給され、他方の信号(以下、ネガティブ信号ともいう)は、コンデンサ105を介して、USBデバイス20に供給される。コンデンサ104及び105では、直流分がカットされる。
また、図5では、受信部82において、自乗検波によって、ミリ波帯の変調信号をベースバンド信号に周波数変換することとしたが、受信部82では、その他、例えば、キャリアを再生して、そのキャリアを変調信号とミキシングする同期検波等の、自乗検波以外の検波によって、変調信号をベースバンド信号に周波数変換することができる。
送信部81は、アンプ111、発振器112、ミキサ113、及び、アンプ114を有する。
アンプ111ないしアンプ114は、送信部71のアンプ91ないしアンプ94と同様に構成されるため、その説明は、省略する。
受信部72は、アンプ121、ミキサ122、アンプ123、並びに、コンデンサ124及び125を有する。
アンプ121ないしコンデンサ125は、受信部82のアンプ101ないしコンデンサ105と同様に構成されるため、その説明は、省略する。
以上のように構成される送信部71及び受信部72、並びに、送信部81及び受信部82では、USBホスト10からUSBデバイス20へのベースバンド信号の伝送は、送信部71からミリ波帯の変調信号を送信し、その変調信号を、受信部82で受信することにより行われる。
また、USBデバイス20からUSBホスト10へのベースバンド信号の伝送は、送信部81からミリ波帯の変調信号を送信し、その変調信号を、受信部72で受信することにより行われる。
ところで、図3の通信システムでは、USBホスト10とUSBデバイス20とが、ミリ波帯の変調信号をやりとりする通信部53及び63を介して接続される。そのため、USBホスト10とUSBデバイス20とが、ミリ波ケーブル50及び60を用いて接続されても、USBホスト10から、USBデバイス20が内蔵する被検出機構22を検出することが困難となる。
そして、USBホスト10において、USBデバイス20が内蔵する被検出機構22が検出されない場合、USBデバイス20と接続されたことが認識(検出)されず、ポーリングが行われない。
その結果、USBホスト10とUSBデバイス20とが、ミリ波ケーブル50及び60を用いて接続されても、USBホスト10とUSBデバイス20との間で、データ伝送(ベースバンド信号のやりとり)が行われないという不具合が生じる。
そこで、本技術では、電子機器どうし、すなわち、USBホスト10とUSBデバイス20の接続の態様のバリエーションを増やしつつ、データ伝送を行うことができないという不具合が生じることを防止する。
<本技術を適用した通信システムの第1実施の形態>
図6は、本技術を適用した通信システムの第1実施の形態の構成例を示す図である。
なお、図中、図3の場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
図6の通信システムは、USBホスト10、USBデバイス20、及び、ミリ波ケーブル60を有する点で、図3の場合と共通する。
但し、図6の通信システムは、ミリ波ケーブル50に代えて、ミリ波ケーブル200が設けられている点で、図3の場合と相違する。
ミリ波ケーブル200は、USBコネクタ51、及び、ミリ波コネクタ52を有する点で、図3のミリ波ケーブル50と共通する。
但し、ミリ波ケーブル200は、ミリ波コネクタ52が、通信部53に代えて、通信部201を内蔵する点で、図3のミリ波ケーブル50と相違する。
なお、図3の場合と同様に、通信部201は、ミリ波コネクタ52ではなく、USBコネクタ51に内蔵させることができる。
通信部201は、図3の通信部53と同様に、USBホスト10からのベースバンド信号である差動信号を、ミリ波帯の変調信号に周波数変換して送信するとともに、ミリ波帯の変調信号を受信し、ベースバンド信号に周波数変換して、USBホスト10に供給する。
さらに、通信部201は、被検出機構202を有している。被検出機構202は、USBデバイス20が内蔵する被検出機構22に相当し(被検出機構22と同様の機構であり)、USBコネクタ51が、USBホスト10のUSBコネクタ11に接続されると、USBホスト10に(電気的に)接続される。
したがって、USBホスト10は、図1のUSBケーブル30を介して、USBデバイス20に接続された場合に、そのUSBデバイス20が内蔵する被検出機構22を検出し、USBデバイス20と接続されたと認識するのと同様に、ミリ波ケーブル200が接続された場合には、通信部201が有する被検出機構202を検出し、(実際に、USBデバイス20が接続されていなくても)USBデバイス20と接続されたと認識する。
その結果、USBホスト10では、ポーリングが開始され、(実際に、USBデバイス20が接続されていれば)USBデバイス20との間で、データ伝送(ベースバンド信号のやりとり)が行われる。
以上のように、図6の通信システムによれば、USBホスト10とUSBデバイス20との間で、データ伝送を行うことができないという不具合を解消することができる。
<通信部201の構成例>
図7は、図6の通信部201の構成例を示すブロック図である。
なお、図中、図4の通信部53と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
通信部201は、受信部72を有する点で、図4の通信部53と共通する。
但し、通信部201は、送信部71に代えて、送信部211を有する点で、図4の通信部53と相違する。
送信部211は、図4の送信部71と同様に、(USBホスト10から供給される)ベースバンド信号を、ミリ波帯の変調信号に周波数変換し、導波路としてのミリ波コネクタ52及び62を介して(受信部82に)送信する。
さらに、送信部211は、被検出機構202を有する。被検出機構202は、USBホスト10から送信部211にベースバンド信号が供給される経路上に設けられている。
したがって、ミリ波ケーブル200(図6)(USBコネクタ51)が、USBホスト10(のUSBコネクタ11)に接続されると、USBホスト10は、送信部211に対してベースバンド信号を供給する経路を介して、被検出機構202を検出し、(実際に、USBデバイス20が接続されていなくても)USBデバイス20と接続されたと認識する。
なお、図6の通信システムにおいて、USBデバイス20に代えて、USBホスト10と同様に、被検出機構を検出して、通信相手との接続を認識するデバイスが用いられる場合には、図7の通信部63については、通信部63に代えて、通信部201と同様に構成される通信部が設けられる。
<通信システムの動作の例>
図8は、図6の通信システムの動作の例を説明するフローチャートである。
ミリ波ケーブル200(図6)が、USBホスト10に接続されると、USBホスト10は、送信部211にベースバンド信号を供給する経路を介して、送信部211と接続され、これにより、ステップS11において、送信部211は、USBホスト10から送信部211にベースバンド信号を供給する経路上に設けられた被検出機構202を、USBホスト10に検出させる。
USBホスト10は、被検出機構202を検出すると、USBデバイス20と接続されたと認識し、ポーリングを開始する。
そして、USBホスト10は、USBデバイス20から、ポーリングに対する応答があれば、USBデバイス20との間で、データ伝送(ベースバンド信号のやりとり)を開始する。
<送信部211の構成例>
図9は、送信部211の構成例を示す図である。
なお、図中、図5の送信部71と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
送信部211は、アンプ91、発振器92、ミキサ93、及び、アンプ94を有する点で、図5の送信部71と共通する。
但し、送信部211は、被検出機構202を有する点で、図5の送信部71と相違する。
被検出機構202は、USB3.0規格やUSB3.1規格で採用されているコモンモードインピーダンスとしての抵抗R11及びR12で構成される。
抵抗R11及びR12のそれぞれの一端は、USBホスト10からベースバンド信号である差動信号が供給されるアンプ91の入力端子に接続され、抵抗R11及びR12の他端は、電源Vd及びVsに、それぞれ接続されている。
すなわち、抵抗R11の一端は、アンプ91の2つの入力端子のうちの、差動信号の一方の信号であるポジティブ信号が供給(入力)される入力端子に接続され、他端は、電源Vdに接続されている。
抵抗R12の一端は、アンプ91の2つの入力端子のうちの、差動信号の他方の信号であるネガティブ信号が供給(入力)される入力端子に接続され、他端は、電源Vsに接続されている。
ここで、差動信号であるネガティブ信号とポジティブ信号とは、理想的には、それらのネガティブ信号とポジティブ信号との加算値が0になる信号である。
また、電源Vdは、例えば、電圧+v(>0)の電源で、電源Vsは、例えば、電圧-vの電源である。
以上のように構成される送信部211では、ミリ波ケーブル200(図6)が、USBホスト10に接続されると、USBホスト10が、アンプ91の入力端子に接続された被検出機構202を構成するコモンモードインピーダンスとしての抵抗R11及びR12を検出する。
これにより、USBホスト10は、USBデバイス20と接続されたと認識し、ポーリングを開始する。
そして、USBホスト10は、USBデバイス20から、ポーリングに対する応答があれば、USBデバイス20との間で、データ伝送(ベースバンド信号のやりとり)を開始する。
USBホスト10とUSBデバイス20との間でのベースバンド信号のやりとりは、以下のように行われる。
すなわち、USBホスト10が出力する差動信号であるベースバンド信号は、送信部211において、アンプ91、ミキサ93、及び、アンプ94を介することにより、ミリ波帯の変調信号に変換され、導波路としてのミリ波コネクタ52及び62を介して、受信部82に送信される。
受信部82では、送信部211からの変調信号が受信され、アンプ101、ミキサ102、アンプ103、並びに、コンデンサ104及び105を介することにより、差動信号であるベースバンド信号に変換されて、USBデバイス20に供給される。
一方、USBデバイス20が出力する差動信号であるベースバンド信号は、送信部81において、アンプ111、ミキサ113、及び、アンプ114を介することにより、ミリ波帯の変調信号に変換され、導波路としてのミリ波コネクタ62及び52を介して、受信部72に送信される。
受信部72では、送信部81からの変調信号が受信され、アンプ121、ミキサ122、アンプ123、並びに、コンデンサ124及び125を介することにより、差動信号であるベースバンド信号に変換されて、USBホスト10に供給される。
<USBホスト10の動作の例>
図10は、図6の通信システムにおけるUSBホスト10の動作の例を説明する図である。
図6ないし図9で説明したように、ミリ波ケーブル200が、USBホスト10に接続されると、USBホスト10は、ミリ波ケーブル200のミリ波コネクタ52に設けられた被検出機構202を検出し、これにより、USBデバイス20と接続されたと認識して、ポーリングを開始する。
いま、USBホスト10とUSBデバイス20とが、図6に示したように、ミリ波ケーブル200及び60を介して接続されている場合には、USBデバイス20が、USBホスト10からのポーリングに対して応答し、その後、USBホスト10とUSBデバイス20との間で、データ伝送が行われる。
ところで、例えば、図10に示すように、ミリ波ケーブル200のミリ波コネクタ52と、ミリ波ケーブル60のミリ波コネクタ62とが接続されていなくても、ミリ波ケーブル200が、USBホスト10に接続されている場合には、USBホスト10は、ミリ波ケーブル200のミリ波コネクタ52に設けられた通信部201が有する被検出機構202を検出し、その結果、USBデバイス20と接続されたと認識して、ポーリングを行う。
しかしながら、ミリ波ケーブル200のミリ波コネクタ52と、ミリ波ケーブル60のミリ波コネクタ62とが接続されていない場合(ミリ波コネクタ52と62とが、ミリ波帯の変調信号を必要最小限のレベルで受信することができる距離よりも離れている場合)には、USBホスト10とUSBデバイス20との接続は遮断されるため、USBデバイス20は、USBホスト10のポーリングに対して応答しない。
したがって、USBホスト10は、USBデバイス20と接続されていない(USBデバイス20との接続が遮断されている)のにもかかわらず、ポーリング(のためのデータ伝送)を行い続けることになり、無駄に電力を消費することになる。
そこで、本技術では、USBホスト10とUSBデバイス20との接続状態に応じて、被検出機構(としての、例えば、コモンモードインピーダンス)とUSBホスト10との接続を制御することで、USBホスト10での、上述のような、無駄な電力の消費を防止する。
<本技術を適用した通信システムの第2実施の形態>
図11は、本技術を適用した通信システムの第2実施の形態の構成例を示す図である。
なお、図中、図6の場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
図11の通信システムは、USBホスト10、USBデバイス20、及び、ミリ波ケーブル60を有する点で、図6の場合と共通する。
但し、図11の通信システムは、ミリ波ケーブル200に代えて、ミリ波ケーブル250が設けられている点で、図6の場合と相違する。
ミリ波ケーブル250は、USBコネクタ51、及び、ミリ波コネクタ52を有する点で、図6のミリ波ケーブル200と共通する。
但し、ミリ波ケーブル250は、ミリ波コネクタ52が、通信部201に代えて、通信部251を内蔵する点で、図6のミリ波ケーブル200と相違する。
なお、図3及び図6の場合と同様に、通信部251は、ミリ波コネクタ52ではなく、USBコネクタ51に内蔵させることができる。
通信部251は、USBホスト10からのベースバンド信号である差動信号を、ミリ波帯の変調信号に周波数変換して送信するとともに、ミリ波帯の変調信号を受信し、ベースバンド信号に周波数変換して、USBホスト10に供給し、かかる点で、図6の通信部201と共通する。
但し、通信部251は、被検出機構202(図6、図7)に代えて、被検出機構262を有する点で、図6の通信部201と相違する。
被検出機構262は、USBコネクタ51が、USBホスト10のUSBコネクタ11に接続されると、USBホスト10に(電気的に)接続され、これにより、USBホスト10によって検出される点で、被検出機構202と共通する。
但し、被検出機構262は、USBホスト10との接続を制御することができるように構成されている点で、被検出機構202と異なっている。
<通信部251の構成例>
図12は、図11の通信部251の構成例を示すブロック図である。
なお、図中、図7の通信部201と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
通信部251は、受信部72を有する点で、図7の通信部201と共通する。
但し、通信部251は、送信部211に代えて、送信部261を有する点で、図7の通信部201と相違する。
さらに、通信部251は、制御部271が新たに設けられている点でも、図7の通信部201と相違する。
送信部261は、図7の送信部211と同様に、(USBホスト10から供給される)ベースバンド信号を、ミリ波帯の変調信号に周波数変換し、導波路としてのミリ波コネクタ52及び62を介して(受信部82に)送信する。
さらに、送信部261は、被検出機構262を有する。被検出機構262は、USBホスト10からベースバンド信号が供給される経路上に設けられており、その点で、図7の被検出機構202と共通する。
但し、被検出機構262は、図11で説明したように、USBホスト10との接続を制御することができるように構成されており、その点で、被検出機構202と異なっている。
制御部271は、USBホスト10とUSBデバイス20との接続状態に応じて、被検出機構262とUSBホスト10との接続を制御する。
すなわち、制御部271は、USBホスト10とUSBデバイス20との接続(状態)を検出する。
そして、USBホスト10とUSBデバイス20との接続(USBホスト10とUSBデバイス20とが接続されていること)が検出された場合には、制御部271は、被検出機構262を、USBホスト10に(電気的に)接続する。
一方、USBホスト10とUSBデバイス20との接続の切断(USBホスト10とUSBデバイス20とが接続されていないこと)が検出された場合、制御部271は、被検出機構262を、USBホスト10から切断する。
なお、図11の通信システムにおいて、USBデバイス20に代えて、USBホスト10と同様に、被検出機構を検出して、通信相手との接続を認識するデバイスが用いられる場合には、図12の通信部63については、通信部63に代えて、通信部251と同様に構成される通信部が設けられる。
<制御部271の構成例>
図13は、図12の制御部271の構成例を示すブロック図である。
図13において、制御部271は、接続検出部281、及び、接続制御部282を有する。
接続検出部281は、USBホスト10とUSBデバイス20との接続(状態)を検出し、その検出結果を表す検出情報を、接続制御部282に供給する。
接続制御部282は、接続検出部281からの検出情報に応じて、被検出機構262とUSBホスト10との接続を制御する。
すなわち、検出情報が、USBホスト10とUSBデバイス20とが接続されていることを表す場合には、接続制御部282は、USBホスト10に接続するように、被検出機構262を制御する。
一方、検出情報が、USBホスト10とUSBデバイス20とが接続されていないことを表す場合には、接続制御部282は、USBホスト10から切断するように(USBホスト10との接続を解除するように)、被検出機構262を制御する。
<被検出機構262、及び、接続検出部281の構成例>
図14は、図13の被検出機構262、及び、接続検出部281の構成例を示す図である。
ここで、図14に示すように、送信部261は、アンプ91、発振器92、ミキサ93、及び、アンプ94を有する点で、図9の送信部211と共通する。
但し、送信部261は、被検出機構202に代えて、被検出機構262を有する点で、図9の送信部211と相違する。
被検出機構262は、コモンモードインピーダンスとしての抵抗R11及びR12で構成され、抵抗R11及びR12のそれぞれの一端が、USBホスト10からベースバンド信号である差動信号が供給されるアンプ91の入力端子に接続されるとともに、抵抗R11及びR12の他端が、電源Vd及びVsに、それぞれ接続される点で、図9の被検出機構202と共通する。
但し、被検出機構262は、抵抗R11の一端と、アンプ91のポジティブ信号が供給される入力端子との間に、スイッチSW11が新たに設けられているとともに、抵抗R12の一端と、アンプ91のネガティブ信号が供給される入力端子との間に、スイッチSW12が新たに設けられている点で、図9の被検出機構202と相違する。
スイッチSW11及びSW12は、接続制御部282の制御に従って、オン又はオフする。
図14では、ミリ波ケーブル200(図6)が、USBホスト10に接続されている場合には、スイッチSW11及びSW12がオンになっていれば、USBホスト10と被検出機構262とが接続され、これにより、USBホスト10は、被検出機構262を構成するコモンモードインピーダンスとしての抵抗R11及びR12を検出することができる。
また、図14では、ミリ波ケーブル200(図6)が、USBホスト10に接続されていても、スイッチSW11及びSW12がオフになっていれば、USBホスト10と被検出機構262との接続は切断されるので、USBホスト10において、被検出機構262を構成するコモンモードインピーダンスとしての抵抗R11及びR12を検出することはできない。
接続制御部282は、接続検出部281からの検出情報が、USBホスト10とUSBデバイス20とが接続されていることを表す場合には、スイッチSW11及びSW12をオンにし、これにより、USBホスト10と被検出機構262とを接続して、USBホスト10に、被検出機構262を構成するコモンモードインピーダンスとしての抵抗R11及びR12を検出させる。
また、接続制御部282は、接続検出部281からの検出情報が、USBホスト10とUSBデバイス20とが接続されていないことを表す場合には、スイッチSW11及びSW12をオフにし、これにより、USBホスト10と被検出機構262との接続を切断して、USBホスト10に、被検出機構262を構成するコモンモードインピーダンスとしての抵抗R11及びR12を検出させない。
図14において、接続検出部281は、抵抗R21及びR22、コンデンサC21及びC22、並びに、判定部291を有する。
抵抗R21の一端は、ミキサ122の差動信号を出力する2つの端子のうちの、差動信号の一方の信号であるポジティブ信号を出力する端子に接続され、他端は、コンデンサC21の一端に接続されている。コンデンサC21の他端は、電源Vdに接続されている。
抵抗R22の一端は、ミキサ122の差動信号を出力する2つの端子のうちの、差動信号の他方の信号であるネガティブ信号を出力する端子に接続され、他端は、コンデンサC22の一端に接続されている。コンデンサC22の他端は、電源Vsに接続されている。
判定部291には、抵抗R21とコンデンサC21との接続点の電圧V1と、抵抗R22とコンデンサC22との接続点の電圧V2とが供給される。
ここで、抵抗R21とコンデンサC21との接続点には、差動信号のうちのポジティブ信号のDC(Direct Current)オフセットが現れ、抵抗R22とコンデンサC22との接続点には、差動信号のうちのネガティブ信号のDCオフセットが現れる。
したがって、電圧V1は、ポジティブ信号のDCオフセットであり、電圧V2は、ネガティブ信号のDCオフセットである。
判定部291は、電圧V1とV2との差分V1-V2を、受信部72で受信された変調信号のパワーとして検出する。
ここで、USBホスト10とUSBデバイス20とが、ミリ波ケーブル250及び60を介して接続されていない場合には、USBホスト10側の受信部72において、USBデバイス20側の送信部81からの変調信号を受信することができず、受信部72で受信される変調信号のパワーが0(0とみなせる値を含む)になる。その結果、電圧V1及びV2としてのポジティブ信号及びネガティブ信号のDCオフセットは、(ほぼ)0となる。
一方、USBホスト10とUSBデバイス20とが、ミリ波ケーブル250及び60を介して接続されている場合、USBデバイス20側の送信部81から送信される変調信号は、USBホスト10側の受信部72で受信され、電圧V1及びV2としてのポジティブ信号及びネガティブ信号のDCオフセットは、送信部81からの変調信号のパワーに対応する大きさになる。
判定部291は、差動信号であるポジティブ信号及びネガティブ信号のDCオフセット(である電圧)V1及びV2の差分V1-V2を、受信部72で受信された変調信号のパワーとして検出する。
ここで、例えば、ポジティブ信号のDCオフセットV1が、+a(>0)であるとすると、ネガティブ信号のDCオフセットV2は、理想的には、-aになる。すなわち、ポジティブ信号のDCオフセットV1と、ネガティブ信号のDCオフセットV2とは、理想的には、大きさが同一で、符号が反転した値になる。
したがって、判定部291では、ポジティブ信号のDCオフセットV1、及び、ネガティブ信号のDCオフセットV2のうちのいずれか一方だけを、受信部72で受信された変調信号のパワーとして検出することができる。
但し、判定部291において、上述したように、DCオフセットV1とV2との差分V1-V2を、受信部72で受信された変調信号のパワーとして検出することにより、DCオフセットV1及びV2のうちのいずれか一方だけを、変調信号のパワーとして検出する場合に比較して、変調信号のパワーの検出の感度を改善することができる。
なお、図14では、接続検出部281において、受信部72のミキサ122の出力を用いて、受信部72で受信された変調信号のパワーを検出することとしたが、接続検出部281では、その他、例えば、受信部123の出力や、アンプ121の出力を用いて、受信部72で受信された変調信号のパワーを検出することができる。
判定部291は、以上のように、DCオフセットV1とV2との差分V1-V2を、受信部72で受信された変調信号のパワーとして検出し、その変調信号のパワーに基づいて、USBホスト10とUSBデバイス20とが接続されているかどうかを判定することで、USBホスト10とUSBデバイス20との接続状態を検出する。
そして、判定部291は、USBホスト10とUSBデバイス20との接続状態の検出結果を表す検出情報を、接続制御部282に供給する。
図15は、図14の判定部291による、USBホスト10とUSBデバイス20との接続状態の検出の処理の例を説明する図である。
判定部291は、変調信号のパワーが所定の閾値以上(より大)であり、したがって、ミリ波コネクタ52と62とが接続され、USBデバイス20からUSBホスト10に変調信号が送信されてきたと認識される場合には、USBホスト10とUSBデバイス20とが接続されていると判定(検出)する。
一方、判定部291は、変調信号のパワーが所定の閾値以下(未満)であり、したがって、ミリ波コネクタ52と62との接続が解除され、USBホスト10において、USBデバイス20からの変調信号を受信することができないと認識(判定)される場合には、USBホスト10とUSBデバイス20とが接続されていないと判定(検出)する。
ここで、判定部291において、USBホスト10とUSBデバイス20とが接続されていると判定する場合の第1の閾値を、接続閾値THcloseというとともに、USBホスト10とUSBデバイス20とが接続されていないと判定する場合の第2の閾値を、切断閾値THopenということとする。
また、判定部291での、USBホスト10とUSBデバイス20との接続状態の検出結果のうちの、USBホスト10とUSBデバイス20とが接続されている旨の検出結果を、接続検出結果ともいい、USBホスト10とUSBデバイス20とが接続されていない旨の検出結果を、切断検出結果ともいう。
いま、接続閾値THclose及び切断閾値THopenとして、同一の所定の閾値を採用すると、変調信号のパワーが、所定の閾値付近の値である場合には、USBホスト10とUSBデバイス20との接続状態の検出結果として、接続検出結果と切断検出結果とが頻繁に切り替わり、その結果、USBホスト10と被検出機構262との接続と切断との切り替えが、頻繁に生じることがある。
そこで、接続閾値THcloseと切断閾値THopenとしては、図15に示すように、式THclose>THopenの関係がある異なる値を採用し、USBホスト10とUSBデバイス20との接続状態の検出結果、ひいては、USBホスト10と被検出機構262との接続と切断との切り替えに、いわゆるヒステリシスを持たせることができる。
この場合、変調信号のパワーが、接続閾値THclose以上となると、USBホスト10とUSBデバイス20との接続状態の検出結果として、接続検出結果が得られ、被検出機構262がUSBホスト10に接続される。
そして、被検出機構262がUSBホスト10に接続されると、変調信号のパワーが、接続閾値THclose以下になっても、USBホスト10とUSBデバイス20との接続状態の検出結果としては、接続検出結果が得られ、被検出機構262は、USBホスト10に接続されたままで、切断されない。
被検出機構262がUSBホスト10に接続されているときには、変調信号のパワーが、接続閾値THcloseよりも小さい切断閾値THopen以下になると、USBホスト10とUSBデバイス20との接続状態の検出結果として、切断検出結果が得られ、被検出機構262がUSBホスト10から切断される。
そして、被検出機構262がUSBホスト10から切断されているときには、変調信号のパワーが、切断閾値THopen以上になっても、USBホスト10とUSBデバイス20との接続状態の検出結果としては、切断検出結果が得られ、被検出機構262は、USBホスト10から切断されたままで、接続されない。
被検出機構262がUSBホスト10から切断されているときには、変調信号のパワーが、切断閾値THopenよりも大きい閾値THclose以上になると、USBホスト10とUSBデバイス20との接続状態の検出結果として、接続検出結果が得られ、被検出機構262がUSBホスト10に接続される。
以上のように、USBホスト10と被検出機構262との接続と切断との切り替えに、ヒステリシスを持たせることにより、USBホスト10と被検出機構262との接続と切断との切り替えが、頻繁に生じることを防止することができる。
図16は、接続検出部281が図14に示したように構成される場合の制御部271(図13)の動作の例を説明するフローチャートである。
なお、図16のフローチャートに従った動作の開始前においては、被検出機構262は、USBホスト10から切断されていることとする。
ステップS21において、接続検出部281の判定部291は、受信部72のミキサ122が出力する、ミリ波帯の変調信号を周波数変換したベースバンド信号としての差動信号のポジティブ信号のDCオフセットV1と、差動信号のネガティブ信号のDCオフセットV2との差分V1-V2を、受信部72で受信された変調信号のパワーとして検出して、処理は、ステップS22に進む。
ステップS22では、判定部291は、変調信号のパワー(以下、信号パワーともいう)が、接続閾値THclose以上であるかどうかを判定する。
ステップS22において、信号パワーが接続閾値THclose以上でないと判定された場合、すなわち、USBホスト10とUSBデバイス20とが、ミリ波ケーブル250及び60を介して接続されておらず、USBホスト10からUSBデバイス20に変調信号が送信されてきていない場合、処理は、ステップS21に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。
また、ステップS22において、信号パワーが接続閾値THclose以上であると判定された場合、すなわち、USBホスト10とUSBデバイス20とが、ミリ波ケーブル250及び60を介して接続され、USBホスト10からUSBデバイス20に変調信号が送信されている場合、判定部291は、接続検出結果を表す検出情報を、接続制御部282に供給して、処理は、ステップS23に進む。
ステップS23では、接続制御部282は、判定部291からの検出情報に応じて、スイッチSW11及びSW12(図14)をオンにすることにより、被検出機構262を、USBホスト10に接続し、処理は、ステップS24に進む。
被検出機構262が、USBホスト10に接続されることにより、USBホスト10は、その被検出機構262を構成するコモンモードインピーダンスとしての抵抗R11及びR12を検出する。USBホスト10は、コモンモードインピーダンスとしての抵抗R11及びR12を検出すると、USBデバイス20と接続されたことを認識(検出)し、ポーリングとしてのベースバンド信号の出力を開始する。
そして、USBデバイス20が、USBホスト10からのポーリングに対して応答すると、USBホスト10とUSBデバイス20との間で、コネクションが確立され、データ伝送が可能になる。
ステップS24では、接続検出部281の判定部291が、ステップS21と同様に、受信部72で受信された変調信号のパワーを検出して、処理は、ステップS25に進む。
ステップS25では、判定部291は、変調信号のパワー(信号パワー)が、切断閾値THopen以下であるかどうかを判定する。
ステップS25において、信号パワーが切断閾値THopen以下でないと判定された場合、すなわち、例えば、ミリ波コネクタ52と62との接続が解除されておらず、USBホスト10(側の受信部72)において、USBデバイス20(側の送信部81)からの変調信号を受信することができる場合、処理は、ステップS24に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。
また、ステップS25において、信号パワーが切断閾値THopen以下であると判定された場合、すなわち、例えば、ミリ波コネクタ52と62との接続が解除され、USBホスト10において、USBデバイス20からの変調信号を受信することができない場合、判定部291は、切断検出結果を表す検出情報を、接続制御部282に供給して、処理は、ステップS26に進む。
ステップS26では、接続制御部282は、判定部291からの検出情報に応じて、スイッチSW11及びSW12(図14)をオフにすることにより、被検出機構262を、USBホスト10から切断して、処理は、ステップS21に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。
被検出機構262が、USBホスト10から切断されることにより、USBホスト10は、その被検出機構262を構成するコモンモードインピーダンスとしての抵抗R11及びR12(図14)を検出することができなくなる。これにより、USBホスト10は、USBデバイス20と接続されていないことを認識(検出)し、ベースバンド信号の出力を停止する。
したがって、USBホスト10が、USBデバイス20と接続されていないのにもかかわらず、ベースバンド信号を出力し続け、無駄に電力を消費することを防止することができる。
ここで、図16において、ステップS21,S22、及び、S26の処理が行われている場合には、被検出機構262は、USBホスト10から切断された状態になり、ステップS23ないしS25の処理が行われている場合には、被検出機構262は、USBホスト10に接続された状態になる。
なお、図11の通信システムでは、USBホスト10とUSBデバイス20とが接続されたときに、USBデバイス20側の送信部81(図12)が変調信号を送信していることを暗黙の前提とし、接続検出部281(図13)において、その変調信号のパワーに基づいて、USBホスト10とUSBデバイス20との接続状態を検出することとしたが、USBホスト10とUSBデバイス20との接続状態を検出する検出方法は、これに限定されるものではない。
すなわち、例えば、ミリ波コネクタ52と62とが接続されたときと、接続が解除されたときとで、状態が異なるメカニカルな機構を、ミリ波コネクタ52や62に設け、そのメカニカルな機構の状態に基づいて、USBホスト10とUSBデバイス20との接続状態を検出することができる。
この場合、USBホスト10とUSBデバイス20とが接続されているときには、通信部251及び63(図12)を動作させ、USBホスト10とUSBデバイス20とが接続されていないときには、通信部251及び63の動作を停止させることにより、消費電力を低減することができる。
<本技術を適用した通信システムの第3実施の形態>
図17は、本技術を適用した通信システムの第3実施の形態の構成例を示す図である。
図17の通信システムでは、USBホスト310とUSBデバイス320とが、ミリ波対応電気ケーブル330により接続されている。
USBホスト310は、USBホスト10と同様のUSBホストとなる機能を有する電子機器であり、USBインターフェース311及びミリ波コネクタ312を有する。
USBインターフェース311は、USBによるデータ伝送を制御するインターフェースであり、ミリ波コネクタ312(が内蔵する通信部313)に接続されている。
ミリ波コネクタ312は、ミリ波コネクタ52や62(図6、図11)と同様に、ミリ波帯の変調信号を伝送する導波路となる誘電体等の材料で構成され、通信部313を内蔵している。
通信部313は、通信部201(図6)や通信部251(図11)と同様に構成され、USBインターフェース311との間で、ベースバンド信号の送受信を行うとともに、導波路としてのミリ波コネクタ312及び331を介し、通信部333との間で、ミリ波帯の変調信号の送受信を行う。
USBデバイス320は、USBデバイス20と同様のUSBデバイスとなる機能を有する電子機器であり、USBインターフェース321及びミリ波コネクタ322を有する。
USBインターフェース321は、USBによるデータ伝送を制御するインターフェースであり、ミリ波コネクタ322(が内蔵する通信部323)に接続されている。
ミリ波コネクタ312は、ミリ波コネクタ52や62(図6、図11)と同様に、ミリ波帯の変調信号を伝送する導波路となる誘電体等の材料で構成され、通信部323を内蔵している。
通信部323は、例えば、通信部63(図6、図11)と同様に構成され、USBインターフェース321との間で、ベースバンド信号の送受信を行うとともに、導波路としてのミリ波コネクタ322及び332を介し、通信部334との間で、ミリ波帯の変調信号の送受信を行う。
ミリ波対応電気ケーブル330は、一端に、USBホスト310のミリ波コネクタ312と勘合するミリ波コネクタ331が設けられ、他端に、USBデバイス320のミリ波コネクタ322と勘合するミリ波コネクタ332が設けられている、心線が導体のケーブルである。
ミリ波コネクタ331及び332は、ミリ波コネクタ52や62(図6、図11)と同様に、ミリ波帯の変調信号を伝送する導波路となる誘電体等の材料で構成される。そして、ミリ波コネクタ331は、通信部333を内蔵し、ミリ波コネクタ332は、通信部334を内蔵している。
通信部333は、例えば、通信部63(図6、図11)と同様に構成され、導波路としてのミリ波コネクタ331及び312を介し、通信部313との間で、ミリ波帯の変調信号の送受信を行うとともに、ミリ波対応電気ケーブル330の心線としての導体を介し、通信部334との間で、ベースバンド信号の送受信を行う。
通信部334は、例えば、通信部53(図3)と同様に構成され、導波路としてのミリ波コネクタ332及び322を介し、通信部323との間で、ミリ波帯の変調信号の送受信を行うとともに、ミリ波対応電気ケーブル330の心線としての導体を介し、通信部333との間で、ベースバンド信号の送受信を行う。
図17では、USBホスト310のミリ波コネクタ312に、ミリ波対応電気ケーブル330のミリ波コネクタ331が接続されるとともに、USBデバイス320のミリ波コネクタ322に、ミリ波対応電気ケーブル330のミリ波コネクタ332が接続されることによって、USBホスト310と、USBデバイス320とが、ミリ波対応電気ケーブル330を介して接続される。
そして、通信部313と333との間での変調信号のやりとり、通信部333と334との間でのベースバンド信号のやりとり、及び、通信部334と323との間での変調信号のやりとりが行われることで、USBホスト310のUSBインターフェース311と、USBデバイス320のUSBインターフェース321との間で、ベースバンド信号によるデータ伝送が行われる。
図17では、ミリ波コネクタ312,322,331、及び、332は、ミリ波コネクタ52及び62と同様に、非金属で構成することができ、この場合、金属で構成されるコネクタに比較して、防水や防塵の対応が容易になり、挿抜による接点の劣化を考慮せずに済み、さらに、デザインの自由度を高くすることができる。
ここで、図6や図11の通信システムでは、USBホスト10とUSBデバイス20との間で、データ伝送を行うのに、2本のミリ波ケーブル200(又は250)及び60で、USBホスト10とUSBデバイス20とを接続する必要がある。
但し、図6や図11の通信システムでは、図17の場合のように、USBホスト10やUSBデバイス20に、ミリ波コネクタ312や322のようなミリ波コネクタを設ける必要がない。
一方、図17の通信システムでは、USBホスト310に、ミリ波コネクタ312を設けるとともに、USBデバイス320に、ミリ波コネクタ322を設ける必要がある。
但し、図17の通信システムでは、USBホスト310とUSBデバイス320との間で、データ伝送を行うのに、1本のミリ波対応電気ケーブル330で、USBホスト310とUSBデバイス320とを接続することができる。
さらに、図17の通信システムでは、USBホスト310とミリ波対応電気ケーブル330との接続部分、及び、USBデバイス320とミリ波対応電気ケーブル330との接続部分の両方で、防水や防塵の対応が容易になる等のメリットを享受することができる。
<本技術を適用した通信システムの第4実施の形態>
図18は、本技術を適用した通信システムの第4実施の形態の構成例を示す図である。
なお、図中、図17の場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
図18の通信システムは、USBホスト310、及び、USBデバイス320を有する点で、図17の場合と共通するが、ミリ波対応電気ケーブル330に代えて、ミリ波伝送用ケーブル350が設けられている点で、図17の場合と相違する。
ミリ波伝送用ケーブル350は、ミリ波帯の変調信号を伝送する導波路が心線になっているケーブルであり、一端に、USBホスト310のミリ波コネクタ312と勘合するミリ波コネクタ351が設けられ、他端に、USBデバイス320のミリ波コネクタ322と勘合するミリ波コネクタ352が設けられている。
ミリ波コネクタ351及び352は、ミリ波コネクタ52や62(図6、図11)と同様に、ミリ波帯の変調信号を伝送する導波路となる誘電体等の材料で構成される。
したがって、ミリ波伝送用ケーブル350の全体(ミリ波コネクタ351から352までの間)は、ミリ波帯の変調信号を伝送する導波路になっている。
図18では、USBホスト310のミリ波コネクタ312に、ミリ波伝送用ケーブル350のミリ波コネクタ351が接続されるとともに、USBデバイス320のミリ波コネクタ322に、ミリ波伝送用ケーブル350のミリ波コネクタ352が接続されることによって、USBホスト310と、USBデバイス320とが、ミリ波伝送用ケーブル350を介して接続される。
そして、通信部313と323との間で、導波路としてのミリ波伝送用ケーブル350を介して、ミリ波帯の変調信号のやりとりが行われることで、USBホスト310のUSBインターフェース311と、USBデバイス320のUSBインターフェース321との間で、ベースバンド信号によるデータ伝送が行われる。
図18の通信システムでも、図17の場合と同様の効果を享受することができる。
<本技術を適用した通信システムの第5実施の形態>
図19は、本技術を適用した通信システムの第5実施の形態の構成例を示す図である。
なお、図中、図17の場合と対応する部分については、同一の符号を付してあり、以下では、その説明は、適宜省略する。
図19の通信システムは、USBホスト310、及び、USBデバイス320を有する点で、図17の場合と共通するが、ミリ波対応電気ケーブル330が設けられていない点で、図17の場合と相違する。
USBホスト310のミリ波コネクタ312、及び、USBデバイス320のミリ波コネクタ322は、ミリ波対応電気ケーブル330のミリ波コネクタ331及び332(や、ミリ波伝送用ケーブル350のミリ波コネクタ351及び352)に、それぞれ勘合する他、互いに、直接勘合するようにも構成することができる。
図19では、例えば、USBホストとしてのPC(Personal Computer)に、USBデバイスとしてのUSBメモリが直接接続されている場合のように、USBホスト310のミリ波コネクタ312と、USBデバイス320のミリ波コネクタ322とが直接接続される。
そして、ミリ波コネクタ312が有する通信部313とミリ波コネクタ322が有する通信部323との間で、導波路としてのミリ波コネクタ312及び322を介して、ミリ波帯の変調信号のやりとりが行われることで、USBホスト310のUSBインターフェース311と、USBデバイス320のUSBインターフェース321との間で、ベースバンド信号によるデータ伝送が行われる。
図19の通信システムでも、図17の場合と同様の効果を享受することができる。
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
例えば、本実施の形態では、変調信号として、ミリ波帯の信号を採用したが、変調信号としては、ミリ波よりも低い、又は、高い周波数帯の信号を採用することができる。
また、本実施の形態では、本技術を、USB規格に準拠した電子機器(により構成される通信システム)に適用した場合について説明したが、本技術は、USB機器に準拠した電子機器の他、例えば、PCI Expressをインターフェースとして有する電子機器のような、通信相手の検出(通信相手との接続)を、その通信相手が有する被検出機構を用いて行う方式を採用する電子機器等に適用することができる。
さらに、図6の通信システムでは、通信部201を、ミリ波コネクタ52に内蔵させることとしたが、通信部201は、通信部62との間に、変調信号を伝送する導波路が形成されることを条件として、ミリ波ケーブル200の任意の位置に内蔵させることができる。通信部62も、通信部201との間に、導波路が形成されることを条件として、ミリ波コネクタ62以外のミリ波ケーブル60の任意の位置に内蔵させることができる。図11の通信システムについても、同様である。
ここで、本明細書において、システムとは、複数の構成要素(装置、モジュール(部品)等)の集合を意味し、すべての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、及び、1つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている1つの装置は、いずれも、システムである。
また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、他の効果があってもよい。
なお、本技術は、以下のような構成をとることができる。
<1>
導波路を伝送路として、第1の電子機器が出力するベースバンド信号を、前記ベースバンド信号よりも高い周波数帯域の信号に周波数変換した変調信号を送信する送信部と、
前記第1の電子機器と、前記第1の電子機器が出力するベースバンド信号を受信する第2の電子機器とが接続されたときに、前記第1の電子機器によって検出される、前記第2の電子機器が内蔵する機構に相当する被検出機構であって、前記第1の電子機器と接続される被検出機構と
を備える通信装置。
<2>
前記第1の電子機器と前記第2の電子機器との接続状態に応じて、前記被検出機構と前記第1の電子機器との接続を制御する制御部をさらに備える
<1>に記載の通信装置。
<3>
前記第1の電子機器と前記第2の電子機器との接続を検出する接続検出部をさらに備え、
前記制御部は、
前記第1の電子機器と前記第2の電子機器との接続が検出された場合に、前記被検出機構を、前記第1の電子機器に接続し、
前記第1の電子機器と前記第2の電子機器との接続の切断が検出された場合に、前記被検出機構を、前記第1の電子機器から切断する
<2>に記載の通信装置。
<4>
前記接続検出部は、前記第2の電子機器が出力するベースバンド信号を周波数変換した変調信号を送信する他の通信装置から送信されてくる変調信号のパワーを検出し、そのパワーに基づいて、前記第1の電子機器と前記第2の電子機器との接続を検出する
<3>に記載の通信装置。
<5>
前記他の通信装置から送信されてくる変調信号を受信し、前記ベースバンド信号に周波数変換する受信部をさらに備え、
前記接続検出部は、前記他の通信装置から送信されてくる変調信号を周波数変換することにより得られる前記ベースバンド信号を用いて、前記変調信号のパワーを検出する
<4>に記載の通信装置。
<6>
前記接続検出部は、前記他の通信装置から送信されてくる変調信号を周波数変換することにより得られる前記ベースバンド信号のDC(Direct Current)オフセットを、前記変調信号のパワーとして検出する
<5>に記載の通信装置。
<7>
前記受信部は、前記他の通信装置から送信されてくる変調信号を周波数変換することにより得られる前記ベースバンド信号として、差動信号を出力し、
前記接続検出部は、前記差動信号のDCオフセットの差を、前記変調信号のパワーとして検出する
<6>に記載の通信装置。
<8>
前記接続検出部は、
前記変調信号のパワーが、第1の閾値以上である場合に、前記第1の電子機器と前記第2の電子機器とが接続されていると判定し、
前記変調信号のパワーが、前記第1の閾値より小さい第2の閾値以下である場合に、前記第1の電子機器と前記第2の電子機器とが切断されていると判定する
<4>ないし<7>のいずれかに記載の通信装置。
<9>
前記被検出機構は、コモンモードインピーダンスで構成される
<1>ないし<8>のいずれかに記載の通信装置。
<10>
前記変調信号は、ミリ波帯の信号である
<1>ないし<9>のいずれかに記載の通信装置。
<11>
導波路を伝送路として、第1の電子機器が出力するベースバンド信号を、前記ベースバンド信号よりも高い周波数帯域の信号に周波数変換した変調信号を送信する送信部と、
前記第1の電子機器と、前記第1の電子機器が出力するベースバンド信号を受信する第2の電子機器とが接続されたときに、前記第1の電子機器によって検出される、前記第2の電子機器が内蔵する機構に相当する被検出機構であって、前記第1の電子機器と接続される被検出機構と
を備える通信装置が、前記第1の電子機器に、前記被検出機構を検出させる
制御方法。
<12>
導波路を伝送路として、第1の電子機器が出力するベースバンド信号を、前記ベースバンド信号よりも高い周波数帯域の信号に周波数変換した変調信号を送信する送信部と、
前記第1の電子機器と、前記第1の電子機器が出力するベースバンド信号を受信する第2の電子機器とが接続されたときに、前記第1の電子機器によって検出される、前記第2の電子機器が内蔵する機構に相当する被検出機構であって、前記第1の電子機器と接続される被検出機構と、
前記第2の電子機器が出力するベースバンド信号を周波数変換した変調信号を送信する他の通信装置から送信されてくる変調信号を受信し、前記ベースバンド信号に周波数変換する受信部と
を備える通信装置。
10 USBホスト, 11 USBコネクタ, 20 USBデバイス, 21 USBコネクタ, 22 被検出機構, 30 USBケーブル, 31,32 USBコネクタ, 50 ミリ波ケーブル, 51 USBコネクタ, 52 ミリ波コネクタ, 53 通信部, 60 ミリ波ケーブル, 61 USBコネクタ, 62 ミリ波コネクタ, 63 通信部, 71 送信部, 72 受信部, 81 送信部, 82 受信部, 91 アンプ, 92 発振器, 93 ミキサ, 94,101 アンプ, 102 ミキサ, 103 アンプ, 104,105 コンデンサ, 111 アンプ, 112 発振器, 113 ミキサ, 114,121 アンプ, 122 ミキサ, 123 アンプ, 124,125 コンデンサ, 200 ミリ波ケーブル, 201 通信部, 202 被検出機構, 211 送信部, 250 ミリ波ケーブル, 251 通信部, 261 送信部, 262 被検出機構, 271 制御部, 281 接続検出部, 282 接続制御部, 291 判定部, 310 USBホスト, 311 USBインターフェース, 312 ミリ波コネクタ, 313 通信部, 320 USBデバイス, 321 USBインターフェース, 322 ミリ波コネクタ, 323 ミリ波コネクタ, 330 ミリ波対応電気ケーブル, 331,332 ミリ波コネクタ, 333,334 通信部, 350 ミリ波伝送用ケーブル, 351,352 ミリ波コネクタ

Claims (12)

  1. 導波路を伝送路として、第1の電子機器が出力するベースバンド信号を、前記ベースバンド信号よりも高い周波数帯域の信号に周波数変換した変調信号を送信する送信部と、
    前記第1の電子機器と、前記第1の電子機器が出力するベースバンド信号を受信する第2の電子機器とが接続されたときに、前記第1の電子機器によって検出される、前記第2の電子機器が内蔵する機構に相当する被検出機構であって、前記第1の電子機器と接続される被検出機構と
    を備える通信装置。
  2. 前記第1の電子機器と前記第2の電子機器との接続状態に応じて、前記被検出機構と前記第1の電子機器との接続を制御する制御部をさらに備える
    請求項1に記載の通信装置。
  3. 前記第1の電子機器と前記第2の電子機器との接続を検出する接続検出部をさらに備え、
    前記制御部は、
    前記第1の電子機器と前記第2の電子機器との接続が検出された場合に、前記被検出機構を、前記第1の電子機器に接続し、
    前記第1の電子機器と前記第2の電子機器との接続の切断が検出された場合に、前記被検出機構を、前記第1の電子機器から切断する
    請求項2に記載の通信装置。
  4. 前記接続検出部は、前記第2の電子機器が出力するベースバンド信号を周波数変換した変調信号を送信する他の通信装置から送信されてくる変調信号のパワーを検出し、そのパワーに基づいて、前記第1の電子機器と前記第2の電子機器との接続を検出する
    請求項3に記載の通信装置。
  5. 前記他の通信装置から送信されてくる変調信号を受信し、前記ベースバンド信号に周波数変換する受信部をさらに備え、
    前記接続検出部は、前記他の通信装置から送信されてくる変調信号を周波数変換することにより得られる前記ベースバンド信号を用いて、前記変調信号のパワーを検出する
    請求項4に記載の通信装置。
  6. 前記接続検出部は、前記他の通信装置から送信されてくる変調信号を周波数変換することにより得られる前記ベースバンド信号のDC(Direct Current)オフセットを、前記変調信号のパワーとして検出する
    請求項5に記載の通信装置。
  7. 前記受信部は、前記他の通信装置から送信されてくる変調信号を周波数変換することにより得られる前記ベースバンド信号として、差動信号を出力し、
    前記接続検出部は、前記差動信号のDCオフセットの差を、前記変調信号のパワーとして検出する
    請求項6に記載の通信装置。
  8. 前記接続検出部は、
    前記変調信号のパワーが、第1の閾値以上である場合に、前記第1の電子機器と前記第2の電子機器とが接続されていると判定し、
    前記変調信号のパワーが、前記第1の閾値より小さい第2の閾値以下である場合に、前記第1の電子機器と前記第2の電子機器とが切断されていると判定する
    請求項7に記載の通信装置。
  9. 前記被検出機構は、コモンモードインピーダンスで構成される
    請求項8に記載の通信装置。
  10. 前記変調信号は、ミリ波帯の信号である
    請求項9に記載の通信装置。
  11. 導波路を伝送路として、第1の電子機器が出力するベースバンド信号を、前記ベースバンド信号よりも高い周波数帯域の信号に周波数変換した変調信号を送信する送信部と、
    前記第1の電子機器と、前記第1の電子機器が出力するベースバンド信号を受信する第2の電子機器とが接続されたときに、前記第1の電子機器によって検出される、前記第2の電子機器が内蔵する機構に相当する被検出機構であって、前記第1の電子機器と接続される被検出機構と
    を備える通信装置が、前記第1の電子機器に、前記被検出機構を検出させる
    制御方法。
  12. 導波路を伝送路として、第1の電子機器が出力するベースバンド信号を、前記ベースバンド信号よりも高い周波数帯域の信号に周波数変換した変調信号を送信する送信部と、
    前記第1の電子機器と、前記第1の電子機器が出力するベースバンド信号を受信する第2の電子機器とが接続されたときに、前記第1の電子機器によって検出される、前記第2の電子機器が内蔵する機構に相当する被検出機構であって、前記第1の電子機器と接続される被検出機構と、
    前記第2の電子機器が出力するベースバンド信号を周波数変換した変調信号を送信する他の通信装置から送信されてくる変調信号を受信し、前記ベースバンド信号に周波数変換する受信部と
    を備える通信装置。
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