JP4382854B2 - トランシーバ - Google Patents

Description

本発明は、薄型化が可能なトランシーバに関するものである。

近年においては、人体などの電界伝達媒体に電界を誘起させて行う通信に関する研究がなされている（非特許文献１参照）。

図７は、そのような通信のしくみを説明するための模式図である。例えば、左のトランシーバ１Ｘは、右のトランシーバ１Ｘに伝達すべき情報に基づく電圧を自身の電極１２Ａ’、１２Ｂ’間に印加する。すると、電極１２Ａ’、人体などの電界伝達媒体Ｍ、右のトランシーバ１Ｘの電極１２Ａ’、１２Ｂ’、大地、左のトランシーバ１Ｘの電極１２Ｂ’を通って、左のトランシーバ１Ｘの電極１２Ａ’に戻る電界の経路が形成される。右のトランシーバ１Ｘは、自身の電極１２Ａ’、１２Ｂ’間に誘起される電界によって生じる電圧により情報を検出する。
"RedTacton"、［ｏｎｌｉｎｅ］、日本電信電話株式会社、［平成１９年３月８日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：http://www.redtacton.com/〉

右のトランシーバ１Ｘの電極１２Ａ’、１２Ｂ’間に誘起される電界は、左のトランシーバ１Ｘの電極１２’Ａ、１２Ｂ’、右のトランシーバ１Ｘの電極１２Ａ’、１２Ｂ’が大きいほど強く、こうして検出の感度を向上させることができる。

一方で、トランシーバにあっては、その通信回路を収納する筐体を小さくし、例えばカード型にしたいという要望がある。そこで問題なのが、２つの電極の配置である。電極を筐体に収納する場合には、電極の位置を保つ部材が必要であり、大きな筐体が必要になる。そのため、トランシーバの薄型化が困難となってしまう。検出の感度向上を図るべく、大きな電極を使用する場合は尚更である。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、薄型化が可能なトランシーバを提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１の本発明は、伝達すべき情報に基づく電界が電界伝達媒体に誘起されてなされる通信における当該情報を送信または受信する通信回路と、前記情報を前記通信回路が送信または受信するための２つの電極と、前記通信回路を収納する導電性を有しない筐体とを備え、前記２つの電極の少なくとも一方は、前記筐体に付着した導電性を有する膜であることを特徴とするトランシーバをもって解決手段とする。

請求項２の本発明は、前記膜は、前記筐体の内側に付着した膜であることを特徴とする請求項１記載のトランシーバをもって解決手段とする。

請求項３の本発明は、前記筐体の内側に付着した膜に向かい合わせで前記筐体の外側に付着した導電性を有する膜を備えることを特徴とする請求項２記載のトランシーバをもって解決手段とする。

請求項４の本発明は、前記通信回路を搭載したプリント基板上の回路パターンと前記筐体の内側に付着した膜との間に配置された導電性を有する導通部材を備えることを特徴とする請求項２または３記載のトランシーバをもって解決手段とする。

請求項５の本発明は、前記筐体の内側に付着した膜は、前記筐体の一部である蓋の内側に付着した膜であり、前記導通部材の一部が、前記蓋を閉める力に起因して前記蓋の内側に付着した膜が前記プリント基板側へ付勢されるのに抗するバネを構成していることを特徴とする請求項４記載のトランシーバをもって解決手段とする。

請求項６の本発明は、前記２つの電極の他方は、前記一方の電極に向かい合わせで前記筐体の内側に付着した導電性を有する膜であることを特徴とする請求項２記載のトランシーバをもって解決手段とする。

請求項７の本発明は、前記他方の電極である膜に向かい合わせで前記筐体の外側に付着した導電性を有する膜を備えることを特徴とする請求項６記載のトランシーバをもって解決手段とする。

請求項８の本発明は、前記筐体の外側に付着した膜を覆う導電性を有しない保護膜を備えることを特徴とする請求項３または７記載のトランシーバをもって解決手段とする。

本発明にあっては、筐体に付着した導電性を有する膜を電極としたことで、電極の位置を保つ部材を不要にでき、トランシーバを薄型化できる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係るトランシーバの断面図である。

トランシーバ１は、図示しない他のトランシーバに伝達すべき、あるいは、他のトランシーバからトランシーバ１に伝達すべき情報に基づく電界が、人体などの電界伝達媒体Ｍに誘起されてなされる通信（電界通信という）に使用されるものである。

トランシーバ１は、そのような情報を送信または受信する通信回路１１と、情報を通信回路１１が送信または受信するための２つの電極１２Ａ、１２Ｂと、通信回路１１を収納する導電性を有しない筐体１３とを備える。通信回路１１は、情報を送信および受信するものであってもよい。筐体１３は、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル (Acrylonitrile)、ブタジエン (Butadiene)、スチレン (Styrene)の合成樹脂）や、ポリカーボネート(Polycarbonate)樹脂や、ＰＳ（ポリスチレン）樹脂などの樹脂で作られる。

例えば、トランシーバ１が他のトランシーバに情報を送信する場合、まず、通信回路１１が、伝達すべき情報に基づく波形の電圧を電極１２Ａに印加する。電極１２Ａは、電界伝達媒体Ｍに容量結合し、電界伝達媒体Ｍと大地との間に電界が生じる。電界の一部は、他のトランシーバを経由することで、他のトランシーバがもつ同様な電極に同じ波形の電圧が印加される。他のトランシーバは、その電圧の波形により情報を再生する。

他のトランシーバも、トランシーバ１が行ったように情報を送信する。トランシーバ１も、他のトランシーバが行ったように情報を受信する。

電極１２Ａは、筐体１３に付着した導電性を有する膜である。電極１２Ａは、例えば、筐体１３の一部である蓋１３Ａの内側に付着した膜である。電極１２Ａは、メッキ、熱蒸着、スパッタリングなどによって形成される。例えば、電極１２Ａの方が電界伝達媒体Ｍに近い配置がとられて、伝達すべき情報に基づく波形の電圧が電極１２Ａに印加されるような場合、電極１２Ｂは、その電圧の基準となる電位に設定される。この場合の電極１２Ａはいわゆる信号電極であり、電極１２Ｂはいわゆるグランド電極である。

この電極１２Ｂとしては、例えば、通信回路１１を搭載したプリント基板１１Ａの裏面全体に予め形成された導電性を有する膜が利用される。

また、プリント基板１１Ａ上の回路パターン１０１、１０１と電極１２Ａである膜との間に、導電性を有する導通部材１４、１４が配置されている。導通部材１４、１４の上部１４Ａは、蓋１３Ａを閉める力に起因して電極１２Ａである膜がプリント基板１１Ａ側へ付勢されるのに抗するバネを構成している。導通部材１４、１４の下部は、半田１５、１５により、回路パターン１０１、１０１に接続されている。

蓋１３Ａは、例えば、筐体１３に設けた引っかけ部１３Ｂに引っかけることで、その位置が保たれる。これにより、電極１２Ａの位置も保たれる。よって、電極１２Ａの位置を保つ部材を不要にすることができ、トランシーバ１を薄型化できる。

なお、こうした作用に鑑みると、電極１２Ａは、筐体１３の蓋１３Ａでない部分に設けてもよい。

また、導通部材１４の上部をバネとしたことで、その反発力が回路パターン１０１、１０１と電極１２Ａである膜との導通性を高め、通信で伝達される情報を検出する際の感度を向上させることができる。

また、電極１２Ａを筐体１３の内側に付着することで、電界伝達媒体Ｍに対する絶縁を図れる。仮に、電極１２Ａを筐体１３の外側に配置する場合、トランシーバ以外の金属との接触やいわゆる金属アレルギーを防ぐべく、電極１２Ａ上に保護膜を形成したり、絶縁シートなどを貼り付ける必要がある。その点、トランシーバ１にあっては、既に絶縁されているので、絶縁シートなどを不要にできる。

なお、図２に示すように、導通部材１４に代えて、回路パターン１０１と電極１２Ａである膜との間に導電性を有する筒状のスペーサ１６を配置してもよい。この場合、例えば、図２に示すような、ネジ１７により、スペーサ１６の下部をプリント基板１１Ａに固定し、蓋１３Ａを閉めたあと、同様のネジ１７により、蓋１３Ａをスペーサ１６の上部に固定すればよい。つまり、蓋１３Ａをネジ１７で固定することにより、電極１２Ａも位置を固定される。よって、電極１２Ａの位置を保つ部材を不要にすることができ、トランシーバ１を薄型化できる。

［第２の実施の形態］
図３は、第２の実施の形態に係るトランシーバの断面図である。

第２の実施の形態に係るトランシーバ１Ａは、第１の実施の形態のトランシーバ１と、ほぼ同様なので、第１の実施の形態と同様の構成要素には、同一符号を付し、重複説明を省略する。

トランシーバ１Ａは、電極１２Ｃ、すなわち、電極１２Ａである膜に向かい合わせで筐体１３の外側に付着した導電性を有する膜を備える。

情報検出の感度を高めるには、電極１２Ａを電界伝達媒体Ｍに近づけるのがよいが、筐体１３の厚みがあるので、それ以上近づけられない。つまり、感度は、電極１２Ａを例えば筐体１３の外側に設けた場合よりも低くなる。

そこで、トランシーバ１Ａは、電極１２Ｃである膜を設けたことで、電極１２Ａ、１２Ｃ間で容量結合が生じ、これにより、感度が向上する。したがって、電極１２Ｃである膜を設けたことで、電極１２Ａを筐体１３の内側に付着したことによる感度低下を補うようにして、感度を向上させることができる。

［第３の実施の形態］
図４は、第３の実施の形態に係るトランシーバの断面図である。

第３の実施の形態に係るトランシーバ１Ｂは、第２の実施の形態のトランシーバ１Ａと、ほぼ同様なので、第２の実施の形態と同様の構成要素には、同一符号を付し、重複説明を省略する。

トランシーバ１Ｂは、電極１２Ｂに代えて、電極１２Ｄを備えている。電極１２Ｄは、電極１２Ａに向かい合わせで筐体１３の内側に付着した導電性を有する膜である。電極１２Ｄも、電極１２Ｂと同様な、いわゆるグランド電極である。図示しないが、電極１２Ｄは、上記の導通部材１４やスペーサ１６を用いた方法により、プリント基板１１Ａの裏面に形成されたグランドパターンに導通している。

上記のように、情報検出の感度を高めるには、信号電極である電極１２Ａは電界伝達媒体Ｍに近づけるのがよく、一方でグランド電極は大地に近づけるのがよい。その点、電極１２Ｄは、電極１２Ｂとの比較で大地により近く、よって、情報検出の感度を向上させることができる。

なお、図５に示すように、電極１２Ｅ、すなわち、電極１２Ｄである膜に向かい合わせで筐体１３の外側に付着した導電性を有する膜を設けることで、第２の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

また、図６に示すように、筐体１３の外側に付着した膜（電極１２Ｃ、１２Ｅ）を覆う導電性を有しない保護膜１８を設けることで、トランシーバ以外の金属との接触により、情報伝達不能等になるのを防止することができる。また、当該膜が人体に触れて、人体に金属アレルギーなどが生じるのを防止することができる。

なお、図６では、電極１２Ｃ、１２Ｅの両方に保護膜１８を設けたが、例えば、金属などに触れる等の事態が生じやすい方だけに保護膜１８を設けてもよい。

さて、各実施の形態における電極１２Ａが、仮に無線通信機器のアンテナである場合、その形状や膜厚のムラに起因して、所望の周波数特性が得られない虞があるが、トランシーバ１は電界通信で使用されるものなので、電極の形状や膜厚のムラが生じても、周波数特性への影響は少ない。この点からしても、膜を電極とすることの意義は大きい。また、周波数特性への影響は少ないことから、トランシーバにあっては、膜の形状や膜厚のムラが比較的大きくてもよい。よって、筐体を例えば球体などの形状にすることができる。また、筐体を補強する、いわゆるリブの有無や場所によらず、電極である膜を筐体のいかなる場所にでも設けることができる。

以上説明したように、本実施の形態のトランシーバによれば、筐体に付着した導電性を有する膜を電極としたことで、電極の位置を保つ部材を不要にでき、トランシーバを薄型化できる。

また、好ましくは、筐体の内側に付着した膜を電極とすることで、電界伝達媒体に対する絶縁を図れる。

また、好ましくは、筐体の内側に付着した膜に向かい合わせで筐体の外側に付着した導電性を有する膜を備えることで、膜を内側に付着したことによる感度低下を補うようにして、感度を向上させることができる。

また、例えば、通信回路を搭載したプリント基板上の回路パターンと筐体の内側に付着した膜との間に配置された導電性を有する導通部材を備える構成とすることができる。

また、導通部材を備える場合にあって、好ましくは、筐体の一部である蓋の内側に付着した膜を電極とし、導通部材の一部が、蓋を閉める力に起因して膜がプリント基板側へ付勢されるのに抗するバネを構成することで、バネの反発力が回路パターンと膜との導通性を高め、その結果、感度を向上させることができる。

また、好ましくは、２つの電極の他方は、一方の電極に向かい合わせで筐体の内側に付着した導電性を有する膜とすることで、情報検出の感度を一層向上させることができる。

また、好ましくは、他方の電極である膜に向かい合わせで筐体の外側に付着した導電性を有する膜を備えることで、情報検出の感度を一層向上させることができる。

また、好ましくは、筐体の外側に付着した膜を覆う導電性を有しない保護膜を備えることで、当該膜の絶縁を図ることができる。

第１の実施の形態に係るトランシーバの断面図である。 図１のトランシーバの変形例に係るものの部分的な断面図である。 第２の実施の形態に係るトランシーバの断面図である。 第３の実施の形態に係るトランシーバの断面図である。 図４のトランシーバの変形例に係るものの断面図である。 図５のトランシーバの変形例に係るものの断面図である。 電界伝達媒体に電界を誘起させて行う通信のしくみを説明するための模式図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ…トランシーバ
１１…通信回路
１１Ａ…プリント基板
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ…電極
１３…筐体
１３Ａ…蓋
１３Ｂ…引っかけ部
１４…導通部材
１４Ａ…導通部材の上部
１５…半田
１６…スペーサ
１７…ネジ
１８…保護膜
１０１…回路パターン
Ｍ…電界伝達媒体

Claims (8)

1. 伝達すべき情報に基づく電界が電界伝達媒体に誘起されてなされる通信における当該情報を送信または受信する通信回路と、
   前記情報を前記通信回路が送信または受信するための２つの電極と、
   前記通信回路を収納する導電性を有しない筐体とを備え、
   前記２つの電極の少なくとも一方は、前記筐体に付着した導電性を有する膜である
   ことを特徴とするトランシーバ。
2. 前記膜は、前記筐体の内側に付着した膜であることを特徴とする請求項１記載のトランシーバ。
3. 前記筐体の内側に付着した膜に向かい合わせで前記筐体の外側に付着した導電性を有する膜
   を備えることを特徴とする請求項２記載のトランシーバ。
4. 前記通信回路を搭載したプリント基板上の回路パターンと前記筐体の内側に付着した膜との間に配置された導電性を有する導通部材
   を備えることを特徴とする請求項２または３記載のトランシーバ。
5. 前記筐体の内側に付着した膜は、前記筐体の一部である蓋の内側に付着した膜であり、
   前記導通部材の一部が、前記蓋を閉める力に起因して前記蓋の内側に付着した膜が前記プリント基板側へ付勢されるのに抗するバネを構成している
   ことを特徴とする請求項４記載のトランシーバ。
6. 前記２つの電極の他方は、前記一方の電極に向かい合わせで前記筐体の内側に付着した導電性を有する膜であることを特徴とする請求項２記載のトランシーバ。
7. 前記他方の電極である膜に向かい合わせで前記筐体の外側に付着した導電性を有する膜
   を備えることを特徴とする請求項６記載のトランシーバ。
8. 前記筐体の外側に付着した膜を覆う導電性を有しない保護膜を備えることを特徴とする請求項３または７記載のトランシーバ。

Images