JP5003371B2

JP5003371B2 - Data communication apparatus and data communication system

Info

Publication number: JP5003371B2
Application number: JP2007236789A
Authority: JP
Inventors: 良太水谷; 雅夫渡部; 靖飯田; 泰彰小西
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2007-09-12
Filing date: 2007-09-12
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2027-09-12
Also published as: JP2009071506A

Description

本発明は、磁界結合を用いてデータ通信を行う技術に関する。 The present invention relates to a technique for performing data communication using magnetic field coupling.

データ通信に磁界結合を利用する技術が種々開発されている。この技術は、非接触の物体間におけるデータ通信を、より高速かつ低消費電力にする可能性があり、近年、注目されている。 Various techniques using magnetic field coupling for data communication have been developed. This technology has been attracting attention in recent years because it may make data communication between non-contact objects faster and consume less power.

例えば、特許文献１にはＬＳＩチップ内の層間通信に磁界結合を利用した無線通信方式を採用する発明が開示されている。また、特許文献２には隣接チャネル間のクロストークを抑えるためのコイルの配置を最適化する技術が開示されている。そして、非特許文献１にはコイルの共振周波数に合わせた交流電流を流し、直列に接続した抵抗での電圧降下を測定することにより、インダクタンス変化を検出する技術が開示されている。
特開２００５−２２８９８１号公報特開２００６−６６４５４号公報 T. Sekitani, M. Takamiya, Y. Noguchi, S. Nakano, Y. Kato, K. Hizu, H. Kawaguchi, T. Sakurai, and T. Someya, "A Large-Area Flexible Wireless Power Transmission Sheet Using Printed Plastic MEMS Switches and Organic Field-Effect Transistors ," IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM), San Francisco, USA, pp. 287 - 290, Dec. 2006. For example, Patent Document 1 discloses an invention that adopts a wireless communication method using magnetic field coupling for interlayer communication in an LSI chip. Patent Document 2 discloses a technique for optimizing the arrangement of coils for suppressing crosstalk between adjacent channels. Non-Patent Document 1 discloses a technique for detecting an inductance change by flowing an alternating current in accordance with the resonance frequency of a coil and measuring a voltage drop at a resistor connected in series.
JP 2005-228981 A JP 2006-66454 A T. Sekitani, M. Takamiya, Y. Noguchi, S. Nakano, Y. Kato, K. Hizu, H. Kawaguchi, T. Sakurai, and T. Someya, "A Large-Area Flexible Wireless Power Transmission Sheet Using Printed Plastic MEMS Switches and Organic Field-Effect Transistors, "IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM), San Francisco, USA, pp. 287-290, Dec. 2006.

しかし、上述の技術において、データ通信を行う物体同士の相対位置は固定されている。そのため、当該物体の位置が少しでもずれると通信ができなくなるという問題点がある。 However, in the above-described technique, the relative positions of objects that perform data communication are fixed. Therefore, there is a problem that communication cannot be performed if the position of the object is slightly shifted.

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、その目的は、磁界結合でデータ通信を行う際に、任意の相対位置に置かれた物体間のデータ通信を可能にする技術を提供することである。 The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide a technology that enables data communication between objects placed at arbitrary relative positions when performing data communication by magnetic field coupling. Is to provide.

上述した課題を解決するため、本発明に係るデータ通信装置は、複数の媒体側コイルを有する媒体との間でデータ通信を行うデータ通信装置であって、複数のコイルが配列された面と、前記複数のコイルのそれぞれについて、その位置を示す位置情報を記憶する位置情報記憶手段と、前記複数のコイルのそれぞれに対応して設けられ、オンにされると、対応するコイルに電流を流し、オフにされると、対応するコイルに電流を流さない複数のスイッチと、前記複数のスイッチがそれぞれオンにされることによって電流が流された各コイルのインダクタンスを検出する検出手段と、前記検出手段が検出した検出結果に応じて、前記面に置かれた前記媒体の媒体側コイルと重なるコイル群を選択し、前記位置情報記憶手段の記憶内容から各コイル群間の距離を求め、当該距離に基づいて、前記媒体側コイル毎に、選択されたコイル群から少なくとも一つの前記コイルを特定する特定手段と、前記特定手段が特定したコイルに電流を流して、当該コイルと前記媒体側コイルとの間に生じる磁界結合により、データ通信を行う通信手段とを具備することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a data communication apparatus according to the present invention is a data communication apparatus that performs data communication with a medium having a plurality of medium-side coils, and a surface on which a plurality of coils are arranged; For each of the plurality of coils, position information storage means for storing position information indicating the position of the plurality of coils, and provided corresponding to each of the plurality of coils, and when turned on, a current flows through the corresponding coil, A plurality of switches that do not pass a current through the corresponding coil when turned off, a detection unit that detects the inductance of each coil through which a current is passed by turning on the plurality of switches, and the detection unit There in accordance with the detection result of the detection, selecting the coils overlapping the medium side coil of the medium placed on said surface, each of the coils from the stored contents of the position information storage means Obtains distances between, based on the distance, for each of the medium coil by flowing a specifying means for specifying at least one of the coil from the selected coils, the current to the coil of the identification means has identified, Communication means for performing data communication by magnetic field coupling generated between the coil and the medium side coil is provided.

上述の態様において、好ましくは、前記媒体側コイルの配置パターンと、データ通信に用いる通信チャネルとの対応関係を記憶する配置パターン記憶手段を具備し、前記通信手段は、前記検出手段が検出した検出結果と前記位置情報記憶手段の記憶内容から、前記複数の媒体側コイルの配置パターンを認識し、当該配置パターンと配置パターン記憶手段の記憶内容に基づいて、前記特定手段が特定した各々のコイルに前記通信チャネルを割り当て、割り当てた通信チャネル別にデータ通信を行うとよい。
また、好ましくは、前記媒体側コイルは、当該媒体側コイル毎に固有の識別信号を発信しており、前記媒体側コイルを識別する識別信号と、データ通信に用いる通信チャネルとの対応関係を記憶する識別信号記憶手段と、前記特定手段が特定したコイルを介して、当該コイルと重なる媒体側コイルが発信する前記識別信号を受け取る信号受取手段とを具備し、前記通信手段は、前記信号受取手段が受け取った識別信号と識別信号記憶手段の記憶内容に基づいて、記特定手段が特定したコイルに前記通信チャネルを割り当て、割り当てた通信チャネル別にデータ通信を行うとよい。
また、好ましくは、前記通信手段は、前記特定手段によって特定された各々の前記コイルと、当該コイルに重なる各々の前記媒体側コイルとの間で、時分割多元接続によりデータ通信を行うとよい。
また、好ましくは、前記通信手段は、前記特定手段によって特定された各々の前記コイルと、当該コイルに重なる各々の前記媒体側コイルとの間で、周波数分割多元接続によりデータ通信を行うとよい。
また、好ましくは、前記媒体は、データ通信の誤りを検出して媒体側コイルから誤り検出信号を送信しており、前記通信手段は、前記媒体が送信する誤り検出信号を受信した場合に、前記特定手段によって特定された各々の前記コイルと、当該コイルに重なる各々の前記媒体側コイルとの間で、時分割多元接続又は周波数分割多元接続の少なくとも一方によりデータ通信を行うとよい。 In the manner described above, good Mashiku includes a placement pattern of the medium coil, comprising an arrangement pattern storage means for storing a correspondence relationship between the communication channel used for the data communication, the communication means, the detection means detects The arrangement pattern of the plurality of medium-side coils is recognized from the detected result and the stored contents of the position information storage means, and each of the identification means specified by the specifying means is based on the arrangement pattern and the storage contents of the arrangement pattern storage means. The communication channel may be assigned to the coil, and data communication may be performed for each assigned communication channel.
Preferably, the medium side coil transmits a unique identification signal for each medium side coil, and stores a correspondence relationship between the identification signal for identifying the medium side coil and a communication channel used for data communication. Identification signal storage means, and signal receiving means for receiving the identification signal transmitted by the medium side coil that overlaps the coil via the coil specified by the specifying means, and the communication means is the signal receiving means. The communication channel may be assigned to the coil specified by the specifying means on the basis of the identification signal received and the stored contents of the identification signal storage means, and data communication may be performed for each assigned communication channel.
Further, preferably, before Symbol communication means, said coil of each identified by the identifying means, between the medium coil of each overlapping the coil, may communicate data by time division multiple access .
Further, preferably, before Symbol communication means, said coil of each identified by the identifying means, between the medium coil of each overlapping the coil, may perform data communication by a frequency division multiple access .
Further, preferably, before Symbol medium has transmitted the error detection signal from the medium side coil detects an error in data communication, the communication means, when receiving an error detection signal which the medium is transmitted, Data communication may be performed by at least one of time division multiple access or frequency division multiple access between each of the coils specified by the specifying means and each of the medium-side coils overlapping the coil.

また、本発明に係るデータ通信システムは上述のデータ通信装置と、前記データ通信装置との間でデータ通信を行う媒体とを具備することを特徴とする。 A data communication system according to the present invention includes the above-described data communication device and a medium for performing data communication with the data communication device.

本発明によれば、磁界結合でデータ通信を行う際に、任意の相対位置に置かれた物体間のデータ通信を可能にする、という効果がある。 According to the present invention, when performing data communication by magnetic field coupling, there is an effect of enabling data communication between objects placed at arbitrary relative positions.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（Ａ：構成）
（Ａ−１：データ通信システムの構成）
図１は本発明の一実施形態であるデータ通信システム１の全体構成を示す図である。
データ通信システム１は、薄手の平面状に構成されたデータ通信装置であるデータ通信シート１００と、薄手の平面状に構成された表示装置である媒体２００とを備える。媒体２００の一方の面には表示部２５０が設けられており、表示部２５０が上に向いていれば、データ通信シート１００の平面上であればどこにどのような向きで置かれてもよい。また、データ通信シート１００と媒体２００とは密着している必要はなく、お互いの間で磁界結合が可能であれば、その間に例えば他の媒体２００や物体が置かれていてもよい。データ通信シート１００は媒体２００にデータを供給し、媒体２００はデータ通信シート１００から受け取ったデータに基づいて、表示部２５０に画像を表示する。また、媒体２００からデータ通信シート１００にデータを供給し、データ通信シート１００は媒体２００から受け取ったデータを記憶したり他の装置に転送することもできる。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(A: Configuration)
(A-1: Configuration of data communication system)
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a data communication system 1 according to an embodiment of the present invention.
The data communication system 1 includes a data communication sheet 100 that is a data communication device configured in a thin flat shape, and a medium 200 that is a display device configured in a thin flat shape. A display unit 250 is provided on one surface of the medium 200. The display unit 250 may be placed anywhere on the plane of the data communication sheet 100 as long as the display unit 250 faces upward. In addition, the data communication sheet 100 and the medium 200 do not need to be in close contact with each other, and another medium 200 or an object may be placed between the data communication sheet 100 and the medium 200 as long as magnetic coupling can be performed between them. The data communication sheet 100 supplies data to the medium 200, and the medium 200 displays an image on the display unit 250 based on the data received from the data communication sheet 100. In addition, data can be supplied from the medium 200 to the data communication sheet 100, and the data communication sheet 100 can store the data received from the medium 200 or transfer the data to another apparatus.

（Ａ−２：シートの構成）
図２はデータ通信シート１００の構造を示す図である。
データ通信シート１００は複数の層状部材が重なることにより構成されている。データ通信シート１００の最上層面は絶縁体からなる保護膜１２０である。保護膜１２０の下にはシート側コイル層１０１Ｓが重ねられている。シート側コイル層１０１Ｓにはｎ個（ｎは２以上の整数）のシート側コイル１０１−１〜ｎが配列されている（以下、シート側コイル１０１−１〜ｎについて区別しないときはシート側コイル１０１と表記する）。シート側コイル１０１−１〜ｎは、それぞれ数ｍｍから数ｃｍの大きさの内径を持ったコイルであり、図示しない電源から供給される電流が流されるとその中心軸の方向に磁力線を発生させる。保護膜１２０は、シート側コイル層１０１Ｓと、データ通信シート１００の上に置かれる物体との間を絶縁する。シート側コイル層１０１Ｓの下にはスイッチ層１０２ｓが重ねられている。スイッチ層１０２Ｓにはシート側コイル１０１−１〜ｎのそれぞれに対応して個別に備えられたスイッチ１０２−１〜ｎが配列されている。このスイッチ１０２−１〜ｎを実現する手段としては、様々なものが採用されうるが、例えばゲート電圧に応じてソース・ドレイン間の電流を制御することでオンオフのスイッチングを行うＦＥＴ（Field Effect Transistor）などが用いられる。スイッチ１０２−１〜ｎは、オンにされると、対応するシート側コイル１０１−１〜ｎに電流を流し、オフにされると、対応するシート側コイル１０１−１〜ｎに電流を流さないように構成されている。 (A-2: Sheet configuration)
FIG. 2 is a diagram illustrating the structure of the data communication sheet 100.
The data communication sheet 100 is configured by overlapping a plurality of layered members. The uppermost surface of the data communication sheet 100 is a protective film 120 made of an insulator. A sheet-side coil layer 101 </ b> S is overlaid under the protective film 120. In the sheet side coil layer 101S, n (n is an integer of 2 or more) sheet side coils 101-1 to 10-n are arranged (hereinafter, when the sheet side coils 101-1 to 101-n are not distinguished, the sheet side coils 101). Each of the sheet-side coils 101-1 to 101-n is a coil having an inner diameter of several mm to several centimeters, and generates a magnetic line of force in the direction of its central axis when a current supplied from a power source (not shown) is supplied. . The protective film 120 insulates between the sheet-side coil layer 101 </ b> S and an object placed on the data communication sheet 100. A switch layer 102s is overlaid under the sheet-side coil layer 101S. In the switch layer 102S, individually provided switches 102-1 to 10-n corresponding to the sheet-side coils 101-1 to 101-n are arranged. Various means may be adopted as means for realizing the switches 102-1 to 102-n. For example, an FET (Field Effect Transistor) that performs on / off switching by controlling the current between the source and the drain in accordance with the gate voltage. ) Etc. are used. When the switches 102-1 to 102-n are turned on, a current flows through the corresponding sheet-side coils 101-1 to 101-n. When the switches 102-1 to 102-n are turned off, no current flows through the corresponding sheet-side coils 101-1 to 101-n. It is configured as follows.

図３はデータ通信シート１００の機能構成の一例を示すブロック図である。
制御部１３０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置であり、スイッチ層１０２Ｓを介してシート側コイル層１０１ｓの動作を制御するほか、検出部１０３及び記憶部１４０を制御する。記憶部１４０はフラッシュメモリなどの記憶装置であり、制御部１３０に読み込まれる制御プログラムを記憶するほか、媒体２００に送信する画像データなどを記憶する。検出部１０３はスイッチ層１０２Ｓによってオンにされたスイッチ１０２−１〜ｎに対応するシート側コイル１０１−１〜ｎのインダクタンスをそれぞれ検出し、検出結果を出力する。 FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the data communication sheet 100.
The control unit 130 is an arithmetic device such as a CPU (Central Processing Unit), for example, and controls the detection unit 103 and the storage unit 140 in addition to controlling the operation of the sheet side coil layer 101s via the switch layer 102S. The storage unit 140 is a storage device such as a flash memory, and stores a control program read by the control unit 130 and also stores image data to be transmitted to the medium 200. The detection unit 103 detects the inductances of the sheet side coils 101-1 to 101-n corresponding to the switches 102-1 to 102-n turned on by the switch layer 102S, and outputs the detection results.

図４は、検出部１０３の詳細を示す図である。図の破線内に示すように、検出部１０３は交流電源ＡＣ、抵抗ＲＧ１〜ＲＧｒ及び電圧計ＶＳ１〜ＶＳｒを備える。スイッチ１０２−１〜ｎはスイッチ層１０２Ｓにｍ行ｒ列（ｍ、ｒはともに２以上の整数であり、ｍ×ｒ＝ｎを満たす）の碁盤目状に配列されており、それぞれｍ行の配線ＷＬ１〜ＷＬｍにｒ個ずつ振り分けられている。また、シート側コイル１０１−１〜ｎは、それぞれ、ｒ列の配線ＢＬ１〜ＢＬｒにｍ個ずつ振り分けられている。配線ＢＬ１〜ＢＬｒにはそれぞれ電圧降下を測定するための抵抗ＲＧ１〜ＲＧｒと電圧計ＶＳ１〜ＶＳｒが接続されている。 FIG. 4 is a diagram illustrating details of the detection unit 103. As shown in the broken line in the figure, the detection unit 103 includes an AC power supply AC, resistors RG1 to RGr, and voltmeters VS1 to VSr. The switches 102-1 to 102-n are arranged in a grid pattern of m rows and r columns (m and r are integers of 2 or more and satisfy m × r = n) on the switch layer 102S. The wirings WL1 to WLm are distributed by r pieces. Further, the sheet side coils 101-1 to 101-n are distributed m by number to the r rows of wirings BL1 to BLr, respectively. Resistors RG1 to RGr and voltmeters VS1 to VSr for measuring voltage drops are connected to the wirings BL1 to BLr, respectively.

制御部１３０が、配線ＷＬ１〜ＷＬｍのうちの一本に電流を流すと、各シート側コイル１０１−１〜ｎのうち、当該配線に対応するｒ個のシート側コイル１０１だけに電流が流れ、電圧計ＶＳ１〜ＶＳｒは当該配線に対応する電圧降下の数値をそれぞれ出力する。制御部１３０はこれらの数値を受け取り、電流を流した当該配線の番号と、数値を出力した電圧計の番号からそれぞれの数値に対応するシート側コイル１０１を特定し、このシート側コイル１０１毎に当該電圧降下の数値を記憶部１４０に記憶する。これを配線ＷＬ１〜ＷＬｍについて繰り返し、全ての配線に電流が流されると、シート側コイル１０１−１〜ｎの全てに対応する電圧降下の数値が記憶部１４０に記憶される。シート側コイル１０１の中心と媒体側コイル２０１の中心とが近いほど、シート側コイル１０１が媒体側コイル２０１の内側の領域に含まれる可能性が高い。そして、お互いの中心が近いほどシート側コイル１０１のインダクタンスが変化するため、制御部１３０は、上記電圧降下の数値のうち最高値を出力したシート側コイル１０１−ｙを媒体側コイル２０１の内側の領域に含まれるものとして特定する。制御部１３０は、この特定したシート側コイル１０１−ｙ（ｙは１からｎまでのいずれかの整数）に電流を流して、媒体側コイル２０１との間に磁界結合を形成する。そして、当該磁界結合を形成した後は、制御部１３０はこのシート側コイル１０１−ｙを制御して、媒体２００との通信を行う。 When the control unit 130 supplies a current to one of the wirings WL1 to WLm, the current flows only to the r sheet-side coils 101 corresponding to the wiring among the sheet-side coils 101-1 to 101-n. The voltmeters VS1 to VSr each output a numerical value of a voltage drop corresponding to the wiring. The control unit 130 receives these numerical values, specifies the sheet-side coil 101 corresponding to each numerical value from the number of the wiring through which the current flows and the number of the voltmeter that outputs the numerical value, and for each sheet-side coil 101 The numerical value of the voltage drop is stored in the storage unit 140. This is repeated for the wirings WL1 to WLm, and when current flows through all the wirings, the voltage drop values corresponding to all of the sheet-side coils 101-1 to 101-n are stored in the storage unit 140. The closer the center of the sheet side coil 101 and the center of the medium side coil 201 are, the higher the possibility that the sheet side coil 101 is included in the region inside the medium side coil 201. Since the inductance of the sheet side coil 101 changes as the centers thereof are closer to each other, the control unit 130 changes the sheet side coil 101-y that outputs the highest value among the voltage drop values to the inside of the medium side coil 201. Identify as included in the region. The control unit 130 causes a current to flow through the specified sheet-side coil 101-y (y is any integer from 1 to n) to form a magnetic field coupling with the medium-side coil 201. And after forming the said magnetic field coupling, the control part 130 controls this sheet | seat side coil 101-y, and communicates with the medium 200. FIG.

（Ａ−３：媒体の構成）
次に媒体２００について説明する。図５は媒体２００の構造を示す図である。
媒体２００は、画像データに基づいて画像を表示するいわゆる電子ペーパーであり、複数の層状部材が重なることにより構成されている。媒体２００の最上層には表示部２５０が設けられている。そして、表示部２５０の下には電源（図示せず）、一つの媒体側コイル２０１、制御部２３０及び記憶部２４０を含む層２１０が重ねられており、さらにその下には媒体２００の外部にある物体と媒体側コイル２０１とを絶縁するための保護膜２２０が重ねられている。表示部２５０、媒体側コイル２０１、制御部２３０及び記憶部２４０は上記電源から供給される電力により駆動する。 (A-3: Configuration of medium)
Next, the medium 200 will be described. FIG. 5 is a diagram showing the structure of the medium 200.
The medium 200 is so-called electronic paper that displays an image based on image data, and is configured by overlapping a plurality of layered members. A display unit 250 is provided in the uppermost layer of the medium 200. A layer 210 including a power source (not shown), one medium-side coil 201, a control unit 230, and a storage unit 240 is overlaid under the display unit 250, and further below the layer 200, the outside of the medium 200. A protective film 220 for insulating a certain object from the medium side coil 201 is overlaid. The display unit 250, the medium side coil 201, the control unit 230, and the storage unit 240 are driven by power supplied from the power source.

図６は媒体２００の機能構成の一例を示すブロック図である。
制御部２３０はＣＰＵなどの演算装置であり、媒体側コイル２０１、記憶部２４０及び表示部２５０を制御する。記憶部２４０はＲＯＭ（Read Only Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などのメモリであり、表示部２５０に表示する画像データや制御部２３０に読み込まれる制御プログラムなどを記憶する。表示部２５０は、画像データに基づいた画像を表示する。この表示部２５０の表示方式としては、マイクロカプセル方式をはじめ、電子粉流体方式、液晶方式など様々な方式を採用することができる。媒体側コイル２０１は上述のシート側コイル１０１−ｙとの間で磁界結合を形成することにより、データ通信を行うコイルである。 FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the medium 200.
The control unit 230 is an arithmetic device such as a CPU, and controls the medium side coil 201, the storage unit 240, and the display unit 250. The storage unit 240 is a memory such as a ROM (Read Only Memory) or an SRAM (Static Random Access Memory), and stores image data displayed on the display unit 250, a control program read by the control unit 230, and the like. The display unit 250 displays an image based on the image data. As a display method of the display unit 250, various methods such as a microcapsule method, an electronic powder fluid method, and a liquid crystal method can be employed. The medium side coil 201 is a coil that performs data communication by forming magnetic field coupling with the above-described sheet side coil 101-y.

（Ａ−４：コイルの構成）
次に、シート側コイル１０１−１〜ｎおよび媒体側コイル２０１について、説明する。これらコイルの形状は、円形、楕円形、又は三角形、正方形、若しくは六角形などの多角形のいずれでも構わない。
図７は媒体側コイル２０１の一例を示す図である。図の例では、媒体側コイル２０１は六角形である。ここで、媒体側コイル２０１はシート側コイル１０１−１〜ｎのうち、少なくとも一つを包含する必要がある。そこで、説明の便宜のため、媒体側コイル２０１の周に内接する円を円２０１ｃとし、その直径をＡとする。
一方、図８はシート側コイル１０１−１〜ｎの配列を説明するための図である。図の例では、シート側コイル１０１−１〜ｎは六角形である。説明の便宜のため、シート側コイル１０１−１〜ｎの周にそれぞれに外接する円を、円１０１ｃ−１〜ｎとし、これらの直径をａとする（以下、これら各円について区別しないときは円１０１ｃと表記する）。そして、隣り合う２つの円１０１ｃの中心を結ぶ線分の長さ（中心間距離）をｂとする。図に示す配列は、いわゆる正方配列であり、円１０１ｃ−ｙと円１０１ｃ−ｚの中心同士を結ぶ線分と、円１０１ｃ−ｙと円１０１ｃ−ｘの中心同士を結ぶ線分が成す角度θが９０度である。ここで、円２０１ｃに必ず一つの円１０１ｃが含まれるのであれば、媒体側コイル２０１には必ず一つのシート側コイル１０１が含まれる。なお、媒体側コイル２０１が円形である場合は、媒体側コイル２０１と円２０１ｃは一致し、同様に、シート側コイル１０１が円形である場合には、シート側コイル１０１と円１０１ｃは一致する。 (A-4: Coil configuration)
Next, the sheet side coils 101-1 to 101-n and the medium side coil 201 will be described. The shape of these coils may be any of a circle, an ellipse, or a polygon such as a triangle, a square, or a hexagon.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the medium side coil 201. In the illustrated example, the medium side coil 201 is hexagonal. Here, the medium side coil 201 needs to include at least one of the sheet side coils 101-1 to 101-n. Therefore, for convenience of explanation, a circle inscribed in the circumference of the medium side coil 201 is a circle 201c, and its diameter is A.
On the other hand, FIG. 8 is a diagram for explaining the arrangement of the sheet-side coils 101-1 to 101-n. In the illustrated example, the sheet side coils 101-1 to 101-n are hexagonal. For convenience of explanation, circles circumscribing the circumferences of the sheet-side coils 101-1 to 101-n are referred to as circles 101c-1 to 101-n, and their diameters are referred to as a (hereinafter, when these circles are not distinguished). Circle 101c). The length of the line segment connecting the centers of two adjacent circles 101c (distance between the centers) is b. The arrangement shown in the figure is a so-called square arrangement, and an angle θ formed by a line segment connecting the centers of the circles 101c-y and 101c-z and a line segment connecting the centers of the circles 101c-y and 101c-x. Is 90 degrees. Here, if the circle 201c always includes one circle 101c, the medium-side coil 201 always includes one sheet-side coil 101. In addition, when the medium side coil 201 is circular, the medium side coil 201 and the circle 201c coincide, and similarly, when the sheet side coil 101 is circular, the sheet side coil 101 and the circle 101c coincide.

図９は、円２０１ｃと円１０１ｃの大きさの関係を説明するための図である。円２０１ｃが円１０１ｃを含むためには、円２０１ｃの中心と当該円１０１ｃの中心とを結ぶ線分の長さと、当該円１０１ｃの半径を足した長さが、円２０１ｃの半径よりも短くなければならない。媒体２００はデータ通信シート１００の平面上であれば自由に配置され得るので、この配置次第によって「円２０１ｃの中心と当該円１０１ｃの中心とを結ぶ線分の長さ」は変化しうる。この「長さ」が最も長くなる場合は、円２０１ｃの中心が、各円１０１ｃの中心から最も遠い点にある場合である。この点は、図９に示すような正方配列の場合にあっては、隣接する４つの円１０１ｃの各中心を結んで描かれる正方形の重心Ｐ１である。そして、このような場合であっても、円２０１ｃがいずれかの円１０１ｃを含むためには、少なくとも円２０１ｃは、図に示すように上記４つの円１０１ｃを内接する大きさを有していなければならない。したがって、少なくとも一つの円１０１ｃを含む円２０１ｃの直径Ａは次式（５）を満たす。

FIG. 9 is a diagram for explaining the relationship between the sizes of the circle 201c and the circle 101c. In order for the circle 201c to include the circle 101c, the length of the line segment connecting the center of the circle 201c and the center of the circle 101c and the length of the radius of the circle 101c must be shorter than the radius of the circle 201c. I must. Since the medium 200 can be freely arranged as long as it is on the plane of the data communication sheet 100, the “length of a line segment connecting the center of the circle 201c and the center of the circle 101c” can be changed depending on the arrangement. This “length” is the longest when the center of the circle 201c is at a point farthest from the center of each circle 101c. In the case of a square arrangement as shown in FIG. 9, this point is a square center of gravity P1 drawn by connecting the centers of four adjacent circles 101c. Even in such a case, in order for the circle 201c to include any of the circles 101c, at least the circle 201c must have a size inscribed in the four circles 101c as shown in the figure. I must. Therefore, the diameter A of the circle 201c including at least one circle 101c satisfies the following equation (5).

（Ｂ：動作）
次に、データ通信システム１の動作を、制御部１３０の動作を中心に説明する。
図１０はデータ通信シート１００に備えられた制御部１３０の動作の流れを示す図である。
ユーザが、データ通信シート１００上の任意の位置に媒体２００を置き、データ通信シートの図示せぬ電源スイッチをオンにすると、制御部１３０はスイッチ層１０２ｓの各スイッチ１０２−１〜ｎを配線ＷＬ１〜ＷＬｍ毎に順にオンにし、検出部１０３が検出する全てのシート側コイル１０１の電圧降下を記憶部１４０に記憶する（ステップＳＡ１）。次に、制御部１３０は記憶部１４０の記憶内容に基づいて、各電圧降下の最低値と最高値の差を算出し、当該差と所定の閾値とを比較する（ステップＳＡ２）。その結果、当該差が所定の閾値を超えない場合には（ステップＳＡ２；ＮＯ）、再び各スイッチ１０２−１〜ｎを配線ＷＬ１〜ＷＬｍ毎に順にオンにして、全てのシート側コイル１０１の電圧降下を記憶するステップ（ステップＳＡ１）に戻る。一方、当該差が所定の閾値を超えた場合には（ステップＳＡ２；ＹＥＳ）、電圧降下の最高値を示したシート側コイル１０１−ｙを媒体側コイル２０１の内側の領域に含まれるものとして特定し（ステップＳＡ３）、このシート側コイル１０１−ｙと媒体側コイル２０１との間に磁界結合を形成し、媒体２００との通信を行う（ステップＳＡ４）。具体的には、データ通信シート１００の制御部１３０は媒体２００に送信するディジタルデータに応じて、シート側コイル１０１−ｙの供給する電流の大きさを変化させる。媒体側コイル２０１には、シート側コイル１０１−ｙとの間に形成された磁界結合により、この電流変化に応じた電圧変化が生じる。媒体２００の制御部２３０は、この電圧変化をラッチ付作動アンプなどの増幅手段により増幅し、ラッチで値を保持することなどにより、送信されたディジタルデータを生成する。
上述した実施形態によれば、磁界結合でデータ通信を行う際に、任意の相対位置に置かれた物体間のデータ通信が可能になる。 (B: Operation)
Next, the operation of the data communication system 1 will be described focusing on the operation of the control unit 130.
FIG. 10 is a diagram showing an operation flow of the control unit 130 provided in the data communication sheet 100.
When the user places the medium 200 at an arbitrary position on the data communication sheet 100 and turns on a power switch (not shown) of the data communication sheet, the control unit 130 connects the switches 102-1 to 102-n of the switch layer 102s to the wiring WL1. The voltage drop of all the sheet side coils 101 detected by the detection unit 103 is stored in the storage unit 140 in turn on every WLm in order (step SA1). Next, the control unit 130 calculates the difference between the lowest value and the highest value of each voltage drop based on the storage contents of the storage unit 140, and compares the difference with a predetermined threshold value (step SA2). As a result, when the difference does not exceed the predetermined threshold value (step SA2; NO), the switches 102-1 to 102-n are turned on again in turn for each of the wirings WL1 to WLm, and the voltages of all the sheet-side coils 101 are determined. The process returns to the step for storing the descent (step SA1). On the other hand, when the difference exceeds a predetermined threshold value (step SA2; YES), the sheet side coil 101-y showing the highest voltage drop is specified as being included in the area inside the medium side coil 201. (Step SA3), a magnetic field coupling is formed between the sheet side coil 101-y and the medium side coil 201, and communication with the medium 200 is performed (Step SA4). Specifically, the control unit 130 of the data communication sheet 100 changes the magnitude of the current supplied from the sheet side coil 101-y according to the digital data transmitted to the medium 200. The medium-side coil 201 undergoes a voltage change corresponding to this current change due to magnetic field coupling formed between the sheet-side coil 101-y. The control unit 230 of the medium 200 amplifies this voltage change by an amplifying means such as an operation amplifier with a latch, and holds the value in the latch to generate the transmitted digital data.
According to the above-described embodiment, when data communication is performed by magnetic field coupling, data communication between objects placed at arbitrary relative positions becomes possible.

（Ｃ：変形例）
上記の実施形態を以下のように変形してもよい。
（変形例１）
上述の実施形態においては、シート側コイル１０１は、いわゆる正方配列で配列されていたが、他の配列で配列されていてもよい。例えば、図１１は、シート側コイル１０１がいわゆる千鳥配列で配列されている場合を説明する図である。配列には、その配列を構成する各行において、等間隔に配置される構成要素（ここではシート側コイル１０１）が、一行おきに当該間隔の半分だけ行方向に千鳥状にずれて配列されている配列がある。このような配列においては、シート側コイル１０１の中心が成す角度θは任意であるが、図１１では、各シート側コイル１０１の中心（つまり円１０１ｃの中心）同士が成す角度θが６０度である配列、すなわち千鳥配列を示している。この場合、各円１０１ｃの中心から最も遠い点は、図１１に示すように、隣り合う３つの円１０１ｃの各中心を結んで描かれる正三角形の重心Ｐ２である。そして、円２０１ｃの中心が重心Ｐ２にある場合において、円２０１ｃがいずれかの円１０１ｃを含むためには、少なくとも円２０１ｃは、図に示すように上記３つの円１０１ｃと内接する大きさを有していなければならない。したがって、シート側コイル１０１がいわゆる千鳥配列で配列されている場合において、少なくとも一つの円１０１ｃを含む円２０１ｃの直径Ａは次式（６）を満たす。

要するに、シート側コイル１０１の配列がどのようなものであっても、円２０１ｃの中心が各円１０１ｃの中心から最も遠い点にある場合に、円２０１ｃが、少なくとも上記各円１０１ｃと内接する長さ以上の直径を有していればよい。 (C: Modification)
The above embodiment may be modified as follows.
(Modification 1)
In the above-described embodiment, the sheet side coils 101 are arranged in a so-called square arrangement, but may be arranged in other arrangements. For example, FIG. 11 is a diagram illustrating a case where the sheet side coils 101 are arranged in a so-called staggered arrangement. In the array, components (here, the sheet-side coil 101) arranged at equal intervals in each row constituting the array are arranged in a staggered manner in the row direction by half of the interval every other row. There is an array. In such an arrangement, the angle θ formed by the centers of the sheet side coils 101 is arbitrary, but in FIG. 11, the angle θ formed by the centers of the sheet side coils 101 (that is, the centers of the circles 101c) is 60 degrees. A certain arrangement, i.e. a staggered arrangement, is shown. In this case, as shown in FIG. 11, the point farthest from the center of each circle 101c is a center P2 of an equilateral triangle drawn by connecting the centers of three adjacent circles 101c. When the center of the circle 201c is at the center of gravity P2, in order for the circle 201c to include any one of the circles 101c, at least the circle 201c has a size inscribed in the three circles 101c as shown in the figure. Must be. Therefore, when the sheet-side coils 101 are arranged in a so-called staggered arrangement, the diameter A of the circle 201c including at least one circle 101c satisfies the following expression (6).

In short, regardless of the arrangement of the sheet-side coils 101, when the center of the circle 201c is at the point farthest from the center of each circle 101c, the circle 201c is at least a length inscribed in the circle 101c. What is necessary is just to have the diameter more than this.

（変形例２）上述の実施形態においては、媒体２００は媒体側コイル２０１を一つだけ備えていたが、媒体２００は複数の媒体側コイル２０１を備えていてもよい。また、媒体２００が複数の媒体側コイル２０１を備える場合にあっては、データ通信シート１００は媒体２００との間で、各々の媒体側コイル２０１毎に異なるデータをやり取りしてもよい。以下に、図を参照してこの変形例２の実施形態について説明する。なお、ここでは説明を簡単にするため、シート側コイル１０１の中心と円１０１ｃの中心が一致し、かつ、媒体側コイル２０１の中心と円２０１ｃの中心が一致する場合について説明する。
図１２は複数の媒体側コイル２０１を備えた媒体２００の一例を示す図である。図に示すように、媒体２００は３つの媒体側コイル２０１−１〜３を備えており、これらは媒体２００の平面上に非対称なパターンで配置されている。非対称なパターンとは、例えば、各媒体側コイル２０１の中心同士を結ぶ３つの線分の長さが全て異なっているパターンなどである。そして、媒体側コイル２０１−１、２０１−２、２０１−３の中心座標は、媒体２００の平面上に定めた２次元のｘｙ座標によって、それぞれ、（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）で示される。
ここで、図１３は、チャネル・座標対応表１４１を示す図である。このチャネル・座標対応表１４１は、データ通信に使用する複数の通信チャネルと、媒体２００における複数の媒体側コイル２０１の各中心座標との対応関係が記述されたものであり、記憶部１４０の所定領域に記憶されている。データ通信の通信チャネルとは、データ通信シート１００が媒体２００に各種データ（画像データや、文字データ、制御データなど）をそのデータ種別毎に送信する際に、確立するデータの経路であり、ここではその数は３つである。図１３の例では、例えば、通信チャネルＣｈ０１は中心座標（ｘ１、ｙ１）と対応付けられている。 (Modification 2) In the above-described embodiment, the medium 200 includes only one medium-side coil 201, but the medium 200 may include a plurality of medium-side coils 201. Further, when the medium 200 includes a plurality of medium-side coils 201, the data communication sheet 100 may exchange different data for each medium-side coil 201 with the medium 200. Hereinafter, an embodiment of the second modification will be described with reference to the drawings. In order to simplify the description, a case will be described in which the center of the sheet side coil 101 and the center of the circle 101c coincide, and the center of the medium side coil 201 and the center of the circle 201c coincide.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a medium 200 including a plurality of medium side coils 201. As shown in the figure, the medium 200 includes three medium-side coils 201-1 to 201-3, which are arranged in an asymmetric pattern on the plane of the medium 200. The asymmetric pattern is, for example, a pattern in which the lengths of the three line segments connecting the centers of the medium side coils 201 are all different. The center coordinates of the medium-side coils 201-1, 201-2, 201-3 are (x1, y1), (x2, y2), respectively, based on the two-dimensional xy coordinates defined on the plane of the medium 200. It is indicated by (x3, y3).
Here, FIG. 13 is a diagram showing a channel / coordinate correspondence table 141. This channel / coordinate correspondence table 141 describes the correspondence between a plurality of communication channels used for data communication and the center coordinates of the plurality of medium-side coils 201 in the medium 200. It is stored in the area. The communication channel of data communication is a data path established when the data communication sheet 100 transmits various data (image data, character data, control data, etc.) to the medium 200 for each data type. The number is three. In the example of FIG. 13, for example, the communication channel Ch01 is associated with the center coordinates (x1, y1).

次に、図１４は、コイルＩＤ・座標対応表１４２を示す図である。このコイルＩＤ・座標対応表１４２は、記憶部１４０の所定領域に、シート側コイル１０１のそれぞれを識別するコイルＩＤと、データ通信シート１００の平面上に定めた２次元のＸＹ座標で表した各シート側コイル１０１の中心座標との対応関係が記述されたものであり、記憶部１４０の所定領域に記憶されている。データ通信シート１００の制御部１３０は、上述と同様に検出部１０３によりインダクタンスを検出することで、３つのシート側コイル１０１を特定する。図に示すように、ここでは、その３つとはシート側コイル１０１−４４、１０１−５２、１０１−６７である。そして、これらの中心座標は（Ｘ４４，Ｙ４４）、（Ｘ５２，Ｙ５２）、（Ｘ６７，Ｙ６７）である。なお、シート側コイル１０１がデータ通信シート１００の平面上に規則的に配列されている場合にあっては、上述のコイルＩＤから、計算によりこれら３つのシート側コイル１０１の中心座標を算出してもよい。
ここで、媒体２００はデータ通信シート１００上の任意の位置に置かれるから、媒体２００の平面上に定めた２次元のｘｙ座標系と、データ通信シート１００の平面上に定めた２次元のＸＹ座標系とは、お互いの原点の位置が異なることになる。図１５は、データ通信シート１００の平面上における媒体２００の配置の一例を示す図である。データ通信シート１００の平面上で媒体２００は回転と平行移動が可能であることから、一方の座標系から他方の座標系への変換は行列演算により表すことができる。したがって、例えば、この行列演算に対応する線形連立方程式を解くことにより、媒体側コイル２０１−１、２０１−２、２０１−３の中心座標（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）と、シート側コイル１０１−４４、１０１−５２、１０１−６７の中心座標（Ｘ４４，Ｙ４４）、（Ｘ５２，Ｙ５２）、（Ｘ６７，Ｙ６７）との対応関係を特定することができる。 Next, FIG. 14 is a diagram showing a coil ID / coordinate correspondence table 142. This coil ID / coordinate correspondence table 142 is a predetermined area of the storage unit 140, and each of the coil IDs for identifying each of the sheet side coils 101 and each two-dimensional XY coordinate defined on the plane of the data communication sheet 100. The correspondence relationship with the center coordinates of the sheet side coil 101 is described and stored in a predetermined area of the storage unit 140. The control unit 130 of the data communication sheet 100 identifies the three sheet-side coils 101 by detecting the inductance with the detection unit 103 as described above. As shown in the figure, here, the three are the sheet-side coils 101-44, 101-52, and 101-67. These center coordinates are (X44, Y44), (X52, Y52), (X67, Y67). In the case where the sheet side coils 101 are regularly arranged on the plane of the data communication sheet 100, the center coordinates of these three sheet side coils 101 are calculated from the above-mentioned coil ID by calculation. Also good.
Here, since the medium 200 is placed at an arbitrary position on the data communication sheet 100, the two-dimensional xy coordinate system defined on the plane of the medium 200 and the two-dimensional XY defined on the plane of the data communication sheet 100 are used. The position of the origin of each other is different from the coordinate system. FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the arrangement of the medium 200 on the plane of the data communication sheet 100. Since the medium 200 can rotate and translate on the plane of the data communication sheet 100, conversion from one coordinate system to the other coordinate system can be expressed by matrix calculation. Therefore, for example, by solving the linear simultaneous equations corresponding to this matrix operation, the center coordinates (x1, y1), (x2, y2), (x3, The correspondence relationship between y3) and the central coordinates (X44, Y44), (X52, Y52), (X67, Y67) of the sheet side coils 101-44, 101-52, 101-67 can be specified.

図１６は、変形例２における制御部１３０の動作の流れを示す図である。図１０と同じステップについては説明を省略し、異なるステップについてのみ説明する。図１０で説明したステップＳＡ３の後、制御部１３０は、特定した３つのシート側コイル１０１の各中心座標をコイルＩＤ・座標対応表１４２から読み出す（ステップＳＢ１）。次に、制御部１３０は、チャネル・座標対応表１４１から媒体側コイル２０１−１〜３の中心座標を読み出し、これと上記３つのシート側コイル１０１の各中心座標との対応関係を、線形連立方程式を解くことにより特定する（ステップＳＢ２）。そして、制御部１３０は、この対応関係に基づき、シート側コイル１０１のそれぞれに通信チャネルを割り当て、割り当てた通信チャネル毎に磁界結合を形成して、データ通信を開始する（ステップＳＢ３）。このようにして、例えば、シート側コイル１０１−４４と通信チャネルＣｈ０１とを対応付けることが可能となり、シート側コイル１０１−４４によって通信チャネルＣｈ０１を確立することができる。
なお、媒体２００が複数の媒体側コイル２０１を備えている場合には、媒体側コイル２０１同士の間隔は空いている方が望ましい。なぜなら、媒体側コイル２０１毎に異なるデータ通信を行う場合、シート側コイル１０１との間でクロストークが生じる可能性があるからである。媒体側コイル２０１同士の間隔は長いほど望ましいが、例えば円１０１ｃの直径以上あると望ましい。 FIG. 16 is a diagram illustrating a flow of operations of the control unit 130 in the second modification. Description of the same steps as in FIG. 10 is omitted, and only different steps are described. After step SA3 described with reference to FIG. 10, the control unit 130 reads out the respective center coordinates of the three specified sheet-side coils 101 from the coil ID / coordinate correspondence table 142 (step SB1). Next, the control unit 130 reads the center coordinates of the medium side coils 201-1 to 201-3 from the channel / coordinate correspondence table 141, and the correspondence between the center coordinates of the three sheet side coils 101 is linearly coupled. It is specified by solving the equation (step SB2). Based on this correspondence, the control unit 130 assigns a communication channel to each of the sheet side coils 101, forms magnetic field coupling for each assigned communication channel, and starts data communication (step SB3). In this way, for example, the sheet side coil 101-44 can be associated with the communication channel Ch01, and the communication channel Ch01 can be established by the sheet side coil 101-44.
When the medium 200 includes a plurality of medium-side coils 201, it is desirable that the medium-side coils 201 are spaced apart from each other. This is because when different data communication is performed for each medium-side coil 201, crosstalk may occur with the sheet-side coil 101. The longer the interval between the medium side coils 201, the better.

（変形例３）上述の実施形態においては、シート側コイル１０１−ｙのみを媒体側コイル２０１の内側の領域に含まれるものとして特定したが、複数のシート側コイル１０１を媒体側コイル２０１の内側の領域に含まれるものとして特定してもよい。例えば、所定の閾値を設定して検出部１０３が検出した電圧降下と比較し、当該閾値を超える電圧降下を検出する全てのシート側コイル１０１を、媒体側コイル２０１の内側の領域に含まれるものとして特定してもよい。
また、複数の媒体側コイル２０１とデータ通信を行う場合であって、媒体側コイル２０１毎に複数のシート側コイル１０１を特定する際に、シート側コイル１０１と媒体側コイル２０１との組合せ毎にこれらの距離を算出し、その距離に基づいて、通信チャネルに使用するシート側コイル１０１を決定してもよい。以下に、図を参照してこの変形例３の実施形態について説明する。なお、ここでも説明を簡単にするため、各コイルの中心がその内接円及び外接円の中心と一致する場合について説明する。 (Modification 3) In the above-described embodiment, only the sheet-side coil 101-y is specified as being included in the area inside the medium-side coil 201, but a plurality of sheet-side coils 101 are arranged inside the medium-side coil 201. You may specify as what is contained in the area | region. For example, all the sheet-side coils 101 that detect a voltage drop exceeding the threshold by setting a predetermined threshold and comparing with the voltage drop detected by the detection unit 103 are included in the area inside the medium-side coil 201. May be specified.
Further, when data communication is performed with a plurality of medium-side coils 201 and each of the sheet-side coils 101 is specified for each medium-side coil 201, for each combination of the sheet-side coil 101 and the medium-side coil 201. These distances may be calculated, and the sheet-side coil 101 used for the communication channel may be determined based on the distance. Hereinafter, an embodiment of the third modification will be described with reference to the drawings. Here, in order to simplify the description, a case where the center of each coil coincides with the center of the inscribed circle and the circumscribed circle will be described.

図１７は、２つの媒体側コイル２０１−１、２０１−２と、これらに含まれるシート側コイル１０１の配置の一例を示す図である。図に示すように、媒体側コイル２０１−１にはシート側コイル１０１−１１、１０１−１２が、媒体側コイル２０１−２にはシート側コイル１０１−１３、１０１−１４が、それぞれ包含されている。制御部１３０は、検出部１０３の検出した電圧降下の数値に基づいて、媒体側コイル２０１−１、２０１−２に含まれるシート側コイル１０１−１１〜１４を特定する。そして、これらシート側コイル１０１−１１〜１４の相互の距離を算出する。この算出方法としては、上述したコイルＩＤ・座標対応表１４２を参照することにより算出するものであってもよいし、シート側コイル１０１がデータ通信シート１００の平面上に規則的に配列されている場合にあっては、上述のコイルＩＤから、算出するものであってもよい。図１８は、変形例３における各シート側コイル１０１−１１〜１４同士の距離を示す図である。この例においては、シート側コイル１０１−１１〜１４は直列に並んでいるので、これらの中心同士の距離は図１８に示すとおり、シート側コイル１０１−１１とシート側コイル１０１−１４との距離が３ｂ、シート側コイル１０１−１２とシート側コイル１０１−１３との距離がｂ、その他は２ｂとなる。なお、ここでいう「ｂ」は、前述したとおり、隣り合う２つの円１０１ｃの中心を結ぶ線分の長さ（中心間距離）である。この結果、例えば、各距離同士を比較することにより、最も距離が短いシート側コイル１０１−１２とシート側コイル１０１−１３の組合せを回避するように、制御部１３０は、通信チャネルに使用するシート側コイル１０１を決定すればよい。これは、異なる通信チャネルに使用するシート側コイル１０１同士が接近していると、これらの通信チャネル間で磁場が干渉し、クロストークが生じやすくなり、データ通信の誤りが生じやすくなるからである。 FIG. 17 is a diagram illustrating an example of the arrangement of the two medium-side coils 201-1 and 201-2 and the sheet-side coil 101 included therein. As shown in the figure, the medium side coil 201-1 includes sheet side coils 101-11 and 101-12, and the medium side coil 201-2 includes sheet side coils 101-13 and 101-14. Yes. The control unit 130 specifies the sheet-side coils 101-11 to 14 included in the medium-side coils 201-1 and 201-2 based on the numerical value of the voltage drop detected by the detection unit 103. And the mutual distance of these sheet | seat side coils 101-11-14 is calculated. As this calculation method, it may be calculated by referring to the above-described coil ID / coordinate correspondence table 142, and the sheet side coil 101 is regularly arranged on the plane of the data communication sheet 100. In some cases, it may be calculated from the above-described coil ID. FIG. 18 is a diagram illustrating distances between the sheet-side coils 101-11 to 14 in the third modification. In this example, since the sheet side coils 101-11 to 14 are arranged in series, the distance between these centers is the distance between the sheet side coil 101-11 and the sheet side coil 101-14 as shown in FIG. 3b, the distance between the sheet side coil 101-12 and the sheet side coil 101-13 is b, and the others are 2b. Note that “b” here is the length of the line segment connecting the centers of two adjacent circles 101c (distance between the centers), as described above. As a result, for example, the control unit 130 compares the distances with each other so that the combination of the sheet side coil 101-12 and the sheet side coil 101-13 with the shortest distance is avoided. The side coil 101 may be determined. This is because if the sheet side coils 101 used for different communication channels are close to each other, the magnetic field interferes between these communication channels, crosstalk is likely to occur, and data communication errors are likely to occur. .

（変形例４）上述の変形例２においては、複数の媒体側コイル２０１を媒体２００の平面上に非対称なパターンで配置することにより、シート側コイル１０１のそれぞれに通信チャネルを割り当てたが、他の方法により割り当ててもよい。例えば、複数の媒体側コイル２０１のそれぞれから、当該媒体側コイル２０１に固有の識別信号を発信し、これをデータ通信シート１００が受信することにより、シート側コイル１０１のそれぞれに通信チャネルを割り当ててもよい。図１９は、チャネル・識別信号対応表１４３を示す図である。このチャネル・識別信号対応表１４３は、データ通信に使用する複数の通信チャネルと、媒体２００における複数の媒体側コイル２０１に固有の識別信号との対応関係が記述されたものであり、記憶部１４０の所定領域に記憶されている。図２０は、コイルＩＤ・受信識別信号対応表１４４を示す図である。このコイルＩＤ・受信識別信号対応表１４４は、複数の媒体側コイル２０１からそれぞれ受信する識別信号を、シート側コイル１０１のコイルＩＤ毎に記述したものであり、記憶部１４０の所定領域に記憶されている。 (Modification 4) In Modification 2 described above, a plurality of medium-side coils 201 are arranged in an asymmetric pattern on the plane of the medium 200, so that a communication channel is assigned to each of the sheet-side coils 101. You may assign by the method of. For example, a unique identification signal is transmitted from each of the plurality of medium-side coils 201 and received by the data communication sheet 100, so that a communication channel is assigned to each of the sheet-side coils 101. Also good. FIG. 19 is a diagram showing a channel / identification signal correspondence table 143. This channel / identification signal correspondence table 143 describes the correspondence between a plurality of communication channels used for data communication and identification signals unique to the plurality of medium-side coils 201 in the medium 200. Is stored in a predetermined area. FIG. 20 is a diagram showing a coil ID / reception identification signal correspondence table 144. This coil ID / reception identification signal correspondence table 144 describes the identification signals received from the plurality of medium side coils 201 for each coil ID of the sheet side coil 101, and is stored in a predetermined area of the storage unit 140. ing.

図２１は、変形例４における制御部１３０の動作の流れを示す図である。図１０と同じステップについては説明を省略し、異なるステップについてのみ説明する。図１０で説明したステップＳＡ３の後、制御部１３０は特定した３つのシート側コイル１０１から各媒体側コイル２０１に、識別信号を要求する要求信号を送信する（ステップＳＣ１）。制御部１３０は、各媒体側コイル２０１からこの要求信号に応じて送信された３つの識別信号を受信し、これらと上記３つのシート側コイル１０１のコイルＩＤとを対応付けて、コイルＩＤ・受信識別信号対応表１４４に記憶する（ステップＳＣ２）。次に、制御部１３０は、チャネル・識別信号対応表１４３から媒体側コイル２０１−１〜３の識別信号を読み出し、これと上記３つの受信識別信号と比較することにより、シート側コイル１０１のそれぞれに通信チャネルを割り当て、割り当てた通信チャネル毎に磁界結合を形成して、データ通信を開始する（ステップＳＣ３）。これにより、変形例２と同様、シート側コイル１０１と通信チャネルとを対応付けることができる。 FIG. 21 is a diagram illustrating an operation flow of the control unit 130 in the fourth modification. Description of the same steps as in FIG. 10 is omitted, and only different steps are described. After step SA3 described with reference to FIG. 10, the control unit 130 transmits a request signal for requesting an identification signal from the three specified sheet-side coils 101 to each medium-side coil 201 (step SC1). The control unit 130 receives three identification signals transmitted from each medium side coil 201 in response to the request signal, associates these with the coil IDs of the three sheet side coils 101, and receives the coil ID / reception. The identification signal correspondence table 144 is stored (step SC2). Next, the control unit 130 reads out the identification signals of the medium side coils 201-1 to 201-3 from the channel / identification signal correspondence table 143, and compares them with the above three reception identification signals. A communication channel is assigned to each of the communication channels, magnetic field coupling is formed for each assigned communication channel, and data communication is started (step SC3). Thereby, like the modification 2, the sheet side coil 101 and the communication channel can be associated with each other.

（変形例５）データ通信は多重通信であってもよい。例えば、特定された各々のシート側コイルと、当該シート側コイルに重なる各々の媒体側コイルとの間で、周波数分割多重化通信により複数のデータをやり取りしてもよい。また、特定された各々のシート側コイルと、当該シート側コイルに重なる各々の媒体側コイルとの間で、時分割多重化通信により複数のデータをやり取りしてもよい。この場合、制御部１３０および制御部２３０にはそれぞれ時間を計測するタイマを備えており、これに基づいて、所定の時間毎に通信態様を変えればよい。 (Modification 5) The data communication may be multiplex communication. For example, a plurality of data may be exchanged by frequency division multiplexing communication between each identified sheet-side coil and each medium-side coil overlapping the sheet-side coil. Further, a plurality of data may be exchanged by time division multiplexing communication between each identified sheet side coil and each medium side coil overlapping the sheet side coil. In this case, each of the control unit 130 and the control unit 230 includes a timer for measuring time, and based on this, the communication mode may be changed every predetermined time.

（変形例６）上述の実施形態においては、媒体２００はデータ通信の誤りを検出する誤り検出機構を備えていなかったが、媒体２００は誤り検出機構を備えていてもよい。例えば、制御部１３０は送信するデータをパケットに分割して送信し、媒体２００の制御部２３０は、このパケットを受け取って、パリティチェックなどによりデータの誤りを検出してもよい。さらに、誤りが検出されたとき、検出された誤りの内容を示す誤り情報をデータ通信シート１００に送信してもよい。データ通信シート１００の制御部１３０は、この誤り情報を受け取らない場合には、多重通信を行わず、誤り情報を受け取った場合には、上記変形例５のように、時分割又は周波数分割で多重通信を行うようにしてもよい。このようにすると、隣り合うシート側コイル１０１が同時にデータをやり取りしないようにできるので、通信チャネル間のクロストークを防止し、通信の信頼性を高めることができる。 (Modification 6) In the above-described embodiment, the medium 200 does not include an error detection mechanism for detecting an error in data communication, but the medium 200 may include an error detection mechanism. For example, the control unit 130 may divide and transmit data to be transmitted, and the control unit 230 of the medium 200 may receive this packet and detect data errors by parity check or the like. Further, when an error is detected, error information indicating the content of the detected error may be transmitted to the data communication sheet 100. When the error information is not received, the control unit 130 of the data communication sheet 100 does not perform multiplex communication. When the error information is received, the control unit 130 performs multiplexing by time division or frequency division as in the fifth modification. Communication may be performed. In this way, it is possible to prevent adjacent sheet-side coils 101 from exchanging data at the same time, so that crosstalk between communication channels can be prevented and communication reliability can be improved.

（変形例７）上述の実施形態においては、データ通信をする際に、媒体２００はデータ通信シート１００の平面上であればどこにでも置くことができた。すなわち、媒体２００はデータ通信シート１００の縦方向と横方向の２次元の自由度を有していた。しかし、媒体２００の配置に制限を加えて、媒体２００のデータ通信シート１００の平面に対する自由度を１次元に限定してもよい。配置に制限を加える手段としては、利用者が、データ通信シート１００の平面上に描かれた線に沿って媒体２００を配置するようにしてもよいし、媒体２００の一端を当てるための部材をデータ通信シート１００の平面上に設けてもよい。例えば、図２２は、変形例７における媒体２００の配置制限の一例を示す図である。図に示すように、データ通信シート１００には平面上に棒状のガイド１５０を固定し、このガイド１５０に矩形状の媒体２００の一辺を当てながら媒体２００を配置した上で、データ通信を行うようにしてもよい。このガイド１５０は直列に並べられたシート側コイル１０１の各中心（円１０１ｃの各中心と同じ）を結ぶ線Ｌと所定の間隔ｄをあけて平行に固定されている。そして、媒体２００のガイド１５０に当てた辺から媒体側コイル２０１の中心（円２０１ｃの中心と同じ）までの距離も上記の所定間隔ｄとなるように構成されている。したがって、媒体２００がこのガイド１５０に沿ってデータ通信シート１００の平面上に置かれる限り、媒体側コイル２０１の中心は、必ず上記線Ｌ上にあることになる。このような構成では、円１０１ｃは上記線Ｌ上にあるものに限って考えてよいので、各円１０１ｃの中心から最も遠い点は、図に示すように、隣り合う２つの円１０１ｃの各中心を結ぶ線分の中点Ｐ３である。そして、円２０１ｃの中心が中点Ｐ３にある場合において、円２０１ｃがいずれかの円１０１ｃを含むためには、少なくとも円２０１ｃは、図に示すように上記２つの円１０１ｃと内接する大きさを有していなければならない。したがって、上述のように媒体２００のデータ通信シート１００の平面に対する自由度が制限された場合において、少なくとも一つの円１０１ｃを含む円２０１ｃの直径Ａは次式（７）を満たす。

このような構成の概略を表現すると以下のようになる。
「複数のコイルのうち直列に並べられた所定のコイル群の各中心を結ぶ線上に、媒体側コイルの中心が置かれるように、媒体の配置を制限する制限手段を具備し、コイルの周に外接する円の直径をａ、隣り合う２つのコイルの中心間距離をｂ、媒体側コイルの周に内接する円の直径をＡとしたとき、Ａ≧ａ+ｂを満たすことを特徴とするデータ通信装置。」 (Modification 7) In the above-described embodiment, the medium 200 can be placed anywhere on the plane of the data communication sheet 100 when performing data communication. That is, the medium 200 has a two-dimensional degree of freedom in the vertical and horizontal directions of the data communication sheet 100. However, the arrangement of the medium 200 may be limited, and the degree of freedom of the medium 200 with respect to the plane of the data communication sheet 100 may be limited to one dimension. As a means for restricting the arrangement, the user may arrange the medium 200 along a line drawn on the plane of the data communication sheet 100, or a member for applying one end of the medium 200. It may be provided on the plane of the data communication sheet 100. For example, FIG. 22 is a diagram illustrating an example of the arrangement restriction of the medium 200 in the seventh modification. As shown in the figure, a rod-shaped guide 150 is fixed on the data communication sheet 100 on a flat surface, and the medium 200 is arranged while a side of the rectangular medium 200 is placed on the guide 150, and then data communication is performed. It may be. The guide 150 is fixed in parallel with a predetermined distance d from a line L connecting the centers of the sheet-side coils 101 arranged in series (the same as the centers of the circles 101c). The distance from the side of the medium 200 applied to the guide 150 to the center of the medium-side coil 201 (same as the center of the circle 201c) is also set to the predetermined distance d. Therefore, as long as the medium 200 is placed on the plane of the data communication sheet 100 along the guide 150, the center of the medium-side coil 201 is always on the line L. In such a configuration, since the circle 101c may be considered only on the line L, the point farthest from the center of each circle 101c is the center of two adjacent circles 101c as shown in the figure. Is the midpoint P3 of the line segment connecting. In the case where the center of the circle 201c is at the midpoint P3, in order for the circle 201c to include any of the circles 101c, at least the circle 201c has a size inscribed in the two circles 101c as shown in the figure. Must have. Therefore, when the degree of freedom with respect to the plane of the data communication sheet 100 of the medium 200 is limited as described above, the diameter A of the circle 201c including at least one circle 101c satisfies the following expression (7).

An outline of such a configuration is expressed as follows.
“With a limiting means for restricting the arrangement of the medium so that the center of the medium side coil is placed on the line connecting the centers of the predetermined coil groups arranged in series among the plurality of coils, Data in which A ≧ a + b is satisfied, where a is the diameter of the circumscribed circle, a is the distance between the centers of two adjacent coils, and b is the diameter of the circle inscribed in the circumference of the medium side coil. Communication device."

（変形例８）上述の実施形態においては、媒体２００はデータ通信シート１００の平面上に、その一方の面に設けられた表示部２５０が上に向くように置かれなければならなかったが、媒体２００を表裏両方の向きに置くことができるようにしてもよい。この場合、媒体２００の表裏両面に表示部２５０、２５０を設け、制御部２３０が表裏いずれの面が上を向いているかを認識し、その上を向いた面に設けられた表示部２５０を稼動させるようにすればよい。制御部２３０は様々な方法で、表裏いずれの面が上を向いているかを認識することができるが、例えば、変形例２で示したように、３つ以上の媒体側コイル２０１が表す非対称な配置パターンを用いてもよい。非対称な配列パターンの図形は裏返すと、元の図形を回転と平行移動のみで変換しても一致しないので、上述した線形連立方程式を解いて得られた行列が、回転と平行移動のみの変換を示す行列の積で表すことができるかを判定することで、媒体２００の表裏を判定することができる。このように、制御部１３０は認識した配置パターンから媒体２００が表裏のいずれにおかれているか判定し、この上を向いた面を示す情報を媒体２００に送信する。これに応じて、制御部２３０は当該情報が示す面に設けられた表示部２５０に画像データを表示させる。 (Modification 8) In the above-described embodiment, the medium 200 must be placed on the plane of the data communication sheet 100 so that the display unit 250 provided on one surface thereof faces upward. The medium 200 may be placed in both front and back directions. In this case, display units 250 and 250 are provided on both front and back sides of the medium 200, and the control unit 230 recognizes which side of the front and back faces upward, and operates the display unit 250 provided on the side facing upward. You can make it. The control unit 230 can recognize which side of the front and back faces upward in various ways. For example, as shown in the second modification, the asymmetrical feature represented by the three or more medium-side coils 201 is used. An arrangement pattern may be used. If the figure with an asymmetrical array pattern is turned over, the original figure will not match even if it is converted only by rotation and translation, so the matrix obtained by solving the linear simultaneous equations described above will convert only rotation and translation. The front and back of the medium 200 can be determined by determining whether it can be represented by the product of the matrixes shown. As described above, the control unit 130 determines whether the medium 200 is placed on the front or back side from the recognized arrangement pattern, and transmits information indicating the surface facing upward to the medium 200. In response to this, the control unit 230 causes the display unit 250 provided on the surface indicated by the information to display the image data.

（変形例９）上述の実施形態においては、データ通信シート１００および媒体２００のいずれにおいても、コイルを含む層を１層だけ備えられていたが、コイルを含む層は複数備えられていてもよい。また、これらのコイルのオン／オフを切り替えるスイッチを含む層も、複数備えられていてもよい。また、上述の実施形態においては、これらのコイルはデータの送信も受信も行ったが、送信及び受信のいずれか一方のみを行うようにしてもよい。この場合、例えば、シート側コイル１０１が送信のみを行うのであれば、媒体側コイル２０１は受信のみを行うというように、データ通信シート１００と媒体２００との間で送信と受信の組合せが成り立ち、データ通信が可能であればよい。また、例えば、コイルを含む層を複数層有するデータ通信シート１００および媒体２００においては、層毎に送信専用または受信専用のコイルのみを配列してもよい。また、コイルをデータ通信以外の用途に用いてもよい。例えば、非特許文献１に記載されているように、媒体２００に対して電力供給のためのコイルを備えていてもよい。データ通信シート１００からの電力供給が可能であれば、媒体２００には独自の電源が不要になるため、媒体２００を軽量化することができ、また、生産コストを抑制することができる。 (Modification 9) In the above-described embodiment, only one layer including a coil is provided in both the data communication sheet 100 and the medium 200. However, a plurality of layers including a coil may be provided. . A plurality of layers including switches for switching on / off of these coils may also be provided. In the above-described embodiment, these coils transmit and receive data, but only one of transmission and reception may be performed. In this case, for example, if the sheet-side coil 101 performs only transmission, the medium-side coil 201 performs only reception, so that a combination of transmission and reception is established between the data communication sheet 100 and the medium 200. It is sufficient if data communication is possible. Further, for example, in the data communication sheet 100 and the medium 200 having a plurality of layers including coils, only the coils dedicated for transmission or reception may be arranged for each layer. Moreover, you may use a coil for uses other than data communication. For example, as described in Non-Patent Document 1, a coil for supplying power to the medium 200 may be provided. If power can be supplied from the data communication sheet 100, the medium 200 does not require a unique power source, so the medium 200 can be reduced in weight and the production cost can be reduced.

本発明の一実施形態であるデータ通信システムの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the data communication system which is one Embodiment of this invention. シートの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of a sheet | seat. シートの機器構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the apparatus structure of a sheet | seat. 検出部の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of a detection part. 媒体の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of a medium. 媒体の機器構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the apparatus structure of a medium. 媒体側コイルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a medium side coil. シート側コイルの配列を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the arrangement | sequence of a sheet side coil. 媒体側コイル内接円とシート側コイル外接円の大きさの関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the magnitude | size of a medium side coil inscribed circle, and the sheet | seat side coil circumscribed circle. シートに備えられた制御部の動作の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of operation | movement of the control part with which the sheet | seat was equipped. シート側コイルがいわゆる千鳥配列で配列されている場合を説明する図である。It is a figure explaining the case where the sheet side coil is arranged by what is called zigzag arrangement. 複数の媒体側コイルを備えた媒体の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the medium provided with the some medium side coil. チャネル・座標対応表を示す図である。It is a figure which shows a channel and coordinate correspondence table. コイルＩＤ・座標対応表を示す図である。It is a figure which shows a coil ID and coordinate correspondence table. シートの平面上における媒体の配置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of arrangement | positioning of the medium on the plane of a sheet | seat. 変形例２における制御部の動作の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of operation | movement of the control part in the modification 2. ２つの媒体側コイルと、これらに含まれるシート側コイルの配置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of arrangement | positioning of two medium side coils and the sheet | seat side coil contained in these. 変形例３における各シート側コイル同士の距離の特定結果を示す図である。It is a figure which shows the specific result of the distance of each sheet | seat side coil in the modification 3. チャネル・識別信号対応表を示す図である。It is a figure which shows a channel and identification signal correspondence table. コイルＩＤ・受信識別信号対応表を示す図である。It is a figure which shows a coil ID and reception identification signal correspondence table. 変形例４における制御部の動作の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of operation | movement of the control part in the modification 4. 変形例７における媒体の配置制限の一例を示す図である。FIG. 20 is a diagram illustrating an example of medium arrangement restriction in Modification 7.

Explanation of symbols

１…データ通信システム、１００…シート、１０１，１０１−１〜ｎ…シート側コイル、１０１ｃ，１０１ｃ−１〜ｎ…円、１０１ｓ…シート側コイル層、１０２−１〜ｎ…スイッチ、１０２ｓ…スイッチ層、１０３…検出部、１２０…保護膜、１３０…制御部、１４０…記憶部、１４１…チャネル・座標対応表、１４２…コイルＩＤ・座標対応表、１４３…チャネル・識別信号対応表、１４４…コイルＩＤ・受信識別信号対応表、２００…媒体、２０１，２０１−１〜３…媒体側コイル、２０１ｃ…円、２１０…層、２２０…保護膜、２３０…制御部、２４０…記憶部、２５０…表示部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Data communication system, 100 ... Sheet, 101, 101-1 to n ... Sheet side coil, 101c, 101c-1 to n ... Circle, 101s ... Sheet side coil layer, 102-1 to n ... Switch, 102s ... Switch Layer ... 103 ... Detection unit 120 ... Protective film 130 ... Control unit 140 ... Storage unit 141 ... Channel / coordinate correspondence table 142 ... Coil ID / coordinate correspondence table 143 ... Channel / identification signal correspondence table 144 ... Coil ID / reception identification signal correspondence table, 200 ... medium, 201, 201-1 to 3 ... medium side coil, 201c ... circle, 210 ... layer, 220 ... protective film, 230 ... control unit, 240 ... storage unit, 250 ... Display section

Claims

A data communication device for performing data communication with a medium having a plurality of medium side coils,
A surface on which a plurality of coils are arranged;
Position information storage means for storing position information indicating the position of each of the plurality of coils;
A plurality of switches that are provided corresponding to each of the plurality of coils, and when turned on, a current flows through the corresponding coil, and when turned off, a plurality of switches that do not flow a current through the corresponding coil;
Detecting means for detecting the inductance of each coil through which a current is passed by turning on the plurality of switches;
In accordance with the detection result detected by the detection means , select a coil group that overlaps the medium side coil of the medium placed on the surface, obtain the distance between each coil group from the stored contents of the position information storage means, Identification means for identifying at least one coil from a selected coil group for each medium-side coil based on the distance ;
A data communication apparatus comprising: a communication unit configured to flow data through a coil specified by the specifying unit and perform data communication by magnetic field coupling generated between the coil and the medium side coil.

Comprising the arrangement pattern before Symbol medium side coil, the arrangement pattern storing means for storing a correspondence relationship between the communication channel used for the data communication,
The communication means recognizes the arrangement patterns of the plurality of medium side coils from the detection result detected by the detection means and the storage contents of the position information storage means, and based on the arrangement patterns and the storage contents of the arrangement pattern storage means. Te, the specifying unit allocating the communication channel to each of the coils identified, allocated data communication apparatus according to claim 1, characterized in that performing data communication by a communication channel.

Before SL medium side coil, which transmits a unique identification signal for each said medium-side coil,
Identification signal storage means for storing a correspondence relationship between an identification signal for identifying the medium side coil and a communication channel used for data communication;
Signal receiving means for receiving the identification signal transmitted by the medium side coil overlapping with the coil via the coil specified by the specifying means;
The communication means assigns the communication channel to the coil specified by the specifying means based on the identification signal received by the signal receiving means and the stored contents of the identification signal storage means, and performs data communication for each assigned communication channel. The data communication apparatus according to claim 1.

Before SL communication means, claims, characterized said coil of each identified by the identifying means, between the medium coil of each overlapping the coil, by time division multiple access that data communication The data communication apparatus according to any one of claims 1 to 3 .

Before SL communication means, the claims and the coil of each identified by the identifying means, between the medium coil of each overlapping the coil, and performs data communication by a frequency division multiple access The data communication apparatus according to any one of claims 1 to 3 .

Before SL medium has transmitted the error detection signal from the medium side coil detects an error in data communication,
When the communication means receives an error detection signal transmitted by the medium, a time-division multiple between each of the coils specified by the specifying means and each of the medium-side coils overlapping the coil The data communication apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein data communication is performed by at least one of connection or frequency division multiple access.

A data communication apparatus according to any one of claims 6 請 Motomeko 1,
A data communication system comprising: a medium for performing data communication with the data communication device.