JP6259468B2

JP6259468B2 - 非接触型コネクタ

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Publication number: JP6259468B2
Application number: JP2015553755A
Authority: JP
Inventors: パトリックマッカーシーショーン; フォスタービショップブルース
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Current assignee: TE Connectivity Corp
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2014-01-08
Publication date: 2018-01-10
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Description

本明細書における主題は、一般に、ＲＦエネルギーを使用して短距離でのコンタクトレスなデータ伝送を提供する非接触型コネクタ、およびそのような非接触型コネクタのための導波路構造に関する。

非接触型コネクタは、典型的には送信機チップおよび受信機チップを含む。データストリームが送信機チップに与えられ、送信機チップは６０ＧＨｚでなど、変調されたＲＦ信号を生成する。信号は受信機チップまでの短い距離を伝播し、受信機チップは信号を復調し元のデータストリームを復元する。チップは、電気的または光学的接続の必要なしに複数のコネクタ対の間のデータの伝送を可能にするためのアンテナを有する。複数の送信機チップおよび受信機チップの対を使用して、複数のチャネルを設けることができる。チャネル間のクロストークを回避するために、各チップ対は隣り合う対から距離によってまたは遮蔽することによって切り離される。

特定の用途では、チップが効率的な伝送を行うことのできない遠さの距離で、送信機チップおよび受信機チップを離間する必要がある。加えて、特定の用途では、コネクタ構成要素間の相対移動が必要とされる。特定の限界内で、性能をほとんどまたは全く劣化させることなくチップを長手方向に分離することができるが、そのような限界を超えると、信号および性能が損なわれる。分離により、コネクタキャリアの嵌合位置の精度を下げることが可能になり、またはコネクタキャリアの位置の不整合を許容するある程度の適合性（ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ）を備えることさえ可能となる。複雑な並進移動が要求される場合に、問題が生じる。たとえば、２方向以上への並進移動には問題があり、信号の劣化および／または伝送不良につながる。

この問題への解決法は、本明細書に記載するような非接触型コネクタによって提供される。この非接触型コネクタは導波路構造を有し、この導波路構造は、第１の端部と第２の端部との間に延在する導波路本体と、この導波路本体内に受容され導波路本体の内部に少なくとも部分的に沿って延在する隔壁とを含む。隔壁は、導波路本体の少なくとも一部分を、第１のチャンバおよび第２のチャンバに分割する。導波路構造は、第１の端部と第２の端部との間でＲＦ信号を搬送する。非接触型コネクタは、導波路本体の第１の端部に配置された回路基板を有する通信モジュールと、ワイヤレスＲＦ信号を送信するように構成された送信通信チップと、ワイヤレスＲＦ信号を受信するように構成された受信通信チップとを含む。送信通信チップおよび受信通信チップは、回路基板に結合される。導波路は、送信通信チップからＲＦ信号を導き、また受信通信チップにＲＦ信号を導く。隔壁は、送信通信チップと関連付けられたＲＦ信号を、受信通信チップと関連付けられたＲＦ信号から、導波路本体の長さの少なくとも一部分に関して切り離す。

ここで本発明について、添付の図面を参照して例示により記載する。

例示的な実施形態により形成された非接触型コネクタを例示する図である。非接触型コネクタを例示する図である。例示的な実施形態により形成された非接触型コネクタを例示する図である。例示的な実施形態により形成された非接触型コネクタを例示する図である。例示的な実施形態により形成された非接触型コネクタを例示する図である。図５に示す非接触型コネクタの第１のモジュールおよび第２のモジュールを例示する図である。例示的な実施形態により形成された非接触型コネクタを例示する図である。図７に示す非接触型コネクタの第１のモジュールの分解図である。図８に示す第１のモジュールの断面図である。第１のモジュールの隔壁の例示的な実施形態を例示する図である。第１のモジュールの導波路本体の例示的な実施形態を例示する図である。

本明細書に記載する実施形態は、データリンクを形成する２つのモジュールを有する非接触型コネクタを提供する。データリンクを導き遮蔽するための、２つのモジュールを接続する導波路構造が設けられる。導波路構造は、２つのモジュール間の通信リンクを強化するために特定の経路に沿ってエネルギーを方向付ける。モジュールは、チップであってよいＲＦ送信機およびＲＦ受信機を含むことができ、これらは同様のチップおよび送信機／受信機とワイヤレスに通信することを目的とする。ＲＦ信号のこれらのチップへの送信およびチップからの受信は、チップの相対位置に加えて、導波路構造ならびに／または送信機、受信機、アンテナ構造物、接地面、および非接触型コネクタ内に含まれる他の構造の位置および配向の影響を受ける。

本明細書に記載する実施形態は、チップの外部にある導波路構造を提供する。この導波路構造を使用して、伝播距離の収集、方向変え、延長、伝播方向の変更、伝播モードの変更、偏波の変更、複数のモードの組合せ、干渉する信号からの送信される／受信される信号の遮蔽、などを行うことができる。

本明細書に記載する実施形態は、誘電性材料、金属化表面を有する誘電性材料、金属板および金属管、導電性プラスチック、中空金属ガイド、空気などを含むいくつかの異なる材料から製造することのできる導波路構造を提供する。導波路構造は、アンテナ、ホーン、または信号を収集するための他の構造物を含むことができる。導波路構造は、信号経路の伝播の長さを方向付けまた延長するための、導波路を含むことができる。導波路構造は、導波路モードおよび／または偏波を変更するためのモード変換器を含むことができる。導波路構造は、複数の送信機からの／複数の受信機への複数の導波路モードを組み合わせるための、モード結合構造を含むことができる。導波路構造は、干渉から信号を保護するための金属シールドを含むことができる。導波路構造は形状を円筒形とする、形状を矩形とする、または別の形状を有することができる。

本明細書に記載する実施形態は、２つのモジュール間の導波路構造内に回転継手を含むことができる。軸対称のＥＭモードを使用することにより、信号強度を、第１のモジュールと第２のモジュールとの間の回転の相対角度から独立したものとすることができる。導波路構造は、１つまたは複数の間隙または切れ間を有することができ、また、この間隙は、導波路の材料とは異なる材料で構成することができる。たとえば、プラスチックの導波路は、空気、水、肉部（flesh）、真空、ガラス、または他の非金属を収容する間隙を有することができる。導波路は、第１のチップによって放射されるＲＦ信号の発散を低減し、かつ受信側のチップにおける信号強度の受け入れ可能なレベルを維持することによって、ＲＦベースのチップ間の許容可能な分離距離を大きくすることができる。導波路は、外部雑音の発生源を排除し、所与の分離距離に関する信号対雑音比を改善することができる。

本明細書に記載する実施形態は、単一の伝送線路のみを有するモジュールを含むことができる。たとえば、第１のモジュールは単一の送信専用のチップを含むことができ、また第２のモジュールは、単一の受信専用のチップを含むことができ、この結果、一方向性単一チャネルの通信チャネルが形成される。他の実施形態では、両方のモジュールが、単一の送信−受信チップを含むことができ、各チップは固定された機能（たとえば送信または受信）に設定され、この結果、一方向性単一チャネルの通信チャネルが形成される。通信チャネルの方向は、２つのチップの各々の機能を逆にすることによって随意で設定することができる。他の実施形態では、両方のモジュールが、単一の送信−受信チップを含むことができる。本明細書に記載する実施形態は、複数の伝送線路を有するモジュールを含むことができる。
たとえば、システムは、２つ以上のＲＦベースのチップセットを有する複数のモジュールから成る可能性がある。実施形態は、２チャネルの単一方向のシステムのために、２つの送信チップを有する第１のモジュールおよび２つの受信チップを有する第２のモジュールを提供することができる。他の実施形態は、各モジュール内に１つの送信チップおよび１つの受信チップを提供して、２チャネルの双方向システム（たとえば全二重通信）を形成することができる。他の実施形態は、複数の送信−受信チップを有することができる。

図１は、例示的な実施形態により形成された非接触型コネクタ１００を例示する。コネクタ１００は、第１のモジュール１０２と、ＲＦエネルギーを使用して短距離でのコンタクトレスなデータ伝送を提供する第２のモジュール１０４とを含む。第１のモジュール１０２と第２のモジュール１０４との間に伝播経路が画定され、この伝播経路は、第１のモジュール１０２と第２のモジュール１０４との間にＲＦエネルギーのための画定された伝送経路を提供する。例示的な実施形態では、伝播経路は、第１のモジュール１０２と第２のモジュール１０４との間の所定の経路に沿ってＲＦエネルギーを導く、導波路構造１０６を含む。導波路構造１０６は、第１のモジュール１０２と第２のモジュール１０４との間の経路の一部のみに沿って延在することができる。導波路構造１０６は、第１のモジュール１０２と第２のモジュール１０４との間の空隙を含む、任意の種類の伝播経路とすることができる。導波路構造１０６は、不連続なものとすることができ、また異なるインターフェースおよび／または材料にわたってまたがることができる。

例示した実施形態では、導波路構造１０６は、第１の端部１１０と第２の端部１１２との間に延在する導波路１０８によって画定される。第１の端部１１０および第２の端部１１２は、第１のモジュール１０２および第２のモジュール１０４に隣接して配置される。任意選択で、導波路１０８は、継手の相対回転および／または直線的並進移動を可能にする、回転継手を有することができる。

例示的な実施形態では、第１のモジュール１０２は送信機（および／または受信機）を画定し、第２のモジュール１０４は、この送信機によって放射されるＲＦエネルギーを受信するための受信機（および／または送信機）を画定する。第１のモジュール１０２を、以下では送信機１０２と呼ぶ場合がある。第２のモジュール１０４を、以下では受信機１０４と呼ぶ場合がある。代替の実施形態では、第１のモジュール１０２は受信機を画定し、第２のモジュール１０４は送信機を画定する。任意選択で、第１のモジュール１０２は、送信機と受信機の両方を画定することができ、第２のモジュール１０４は、送信機と受信機の両方を画定することができる。第１のモジュール１０２および第２のモジュール１０４は、単一の方向の通信を可能にすることができ、または双方向通信を可能にすることができる。

例示的な実施形態では、コネクタ１００は、第１のモジュール１０２と第２のモジュール１０４との間の二重通信を可能にすることができる。複数の送信および受信の対により、第１のモジュール１０２と第２のモジュール１０４との間に、導波路構造１０６を通して複数の通信チャネルを生成することができる。各チャネルは、別個の分離可能な偏波モードを使用して、様々な通信チャネルのＲＦ信号間の切り離しを行うことができる。

例示的な実施形態では、第１のモジュール１０２は、表面に１つまたは複数の電気的構成要素１１６を有する、回路基板１１４を含む。第１のモジュール１０２は、ＲＦ信号を放射する第１の通信チップ１１８を含む。第１のモジュール１０２は２つ以上の通信チップを有することができ、またこの通信チップは、送信機チップ、受信機チップ、または送信および受信の両方が可能である送受信機チップを画定することができる。第２のモジュール１０４は、表面に１つまたは複数の電気的構成要素１２２を有する回路基板１２０を含む。第２のモジュール１０４は、ＲＦ信号を受信する第２の通信チップ１２４を含む。第２のモジュール１０４は２つ以上の通信チップを有することができ、またこの通信チップは、送信機チップ、受信機チップ、または送信および受信の両方が可能である送受信機チップを画定することができる。チップ１１８およびチップ１２４は、ＲＦ信号を送信／受信するためのアンテナを有することができる。アンテナを、チップ内に組み込むことができ、またはチップに接続された別個の構成要素とすることができる。

ＲＦ信号は、第１のモジュール１０２から導波路構造１０６内にＲＦエネルギーとして放射される。導波路構造１０６は、ＲＦ信号を第２のモジュール１０４に搬送する。第１のモジュール１０２はこれらの信号をＲＦデータ伝送として送り、導波路構造１０６はこのＲＦデータ伝送を第２のモジュール１０４に搬送する。第２のモジュール１０４は、導波路構造１０６からＲＦデータ伝送を受信し、ＲＦデータ伝送を復元する。例示的な実施形態では、複数のＲＦデータ伝送を、様々な伝播モードを有する導波路構造１０６によって搬送し、そのような信号を同じ空間内で搬送することを可能にすること、またそのような信号を分離可能とすることを可能にすることができる。

図２は非接触型コネクタ１００を例示しており、第１のモジュール１０２の第１の通信チップ１１８と第２のモジュール１０４の第２の通信チップ１２４との間の導波路構造１０６を示す。回路基板１１４および回路基板１２０（図１に示す）は、見やすいように取り除かれている。

導波路構造１０６は、導波路１０８、導波路１０８の第１の端部１１０にある第１の導波路モジュール１３０、および導波路１０８の第２の端部１１２にある第２の導波路モジュール１３２を含む。第１の導波路モジュール１３０および第２の導波路モジュール１３２は、チップ１１８およびチップ１２４からの／への、ならびに導波路１０８からの／へのＲＦ信号を、方向付ける。代替の実施形態では、導波路構造１０６を、導波路１０８の一方の端部または両端部に導波路モジュールの無い状態で使用することができる。

導波路１０８は、第１の端部１１０と第２の端部１１２との間に延在する導波路本体１３４を有する。導波路１０８は、ＲＦ信号を所定の経路に沿って方向付けることにより長い経路長の通信を促進する。任意選択で、導波路本体１３４は、干渉する信号からの遮蔽をもたらすことができる。導波路本体１３４は、銅管などの中空の金属管とすることができる。導波路本体１３４は、プラスチックの、セラミックの、ガラスの、または他の本体とすることができる。導波路本体１３４は、複数の部品から製造することができる。これらの部品は互いに対して移動可能とすることができる。導波路本体１３４は円筒形とすることができ、または代替の実施形態では、他の形状を有することができる。導波路本体１３４は、長手軸に沿って延在することができ、または湾曲したもしくは角度のついた経路に沿って延在することができる。

第１の導波路モジュール１３０は、第１の通信チップ１１８と導波路１０８との間に１つまたは複数の受動構成要素１４０を有する。受動構成要素１４０は、第１の通信チップ１１８からワイヤレスＲＦ送信を受信し、ＲＦ信号を導波路１０８に搬送する。任意選択で、複数の受動構成要素１４０を互いに一体とすることができる。任意選択で、受動構成要素１４０は導波路１０８と一体とすることができる。たとえば、受動構成要素１４０は、互いとおよび／または導波路１０８と同時に、一体成形、押出成形、機械加工、または他の方法で形成することができる。代替の実施形態では、受動構成要素１４０は、互いとはおよび／または導波路１０８とは別個のものとすることができる。そのような実施形態では、受動構成要素１４０を、互いとおよび／または導波路１０８と隣接して配置することができる。受動構成要素１４０は、互いに対しておよび／または導波路１０８に対して当接することができる。受動構成要素１４０を、互いにおよび／または導波路１０８に近接して配置することができる。

受動構成要素１４０は、第１の通信チップ１１８と第２の通信チップ１２４との間の通信リンクを強化する。受動構成要素１４０は、ＲＦ信号に特定の方法で影響を与えてＲＦ信号を強化するような所望の特性を有することができる。たとえば、受動構成要素１４０を使用して、第１の通信チップ１１８からＲＦ信号を収集することができる。受動構成要素１４０を使用して、所定の経路に沿ってまたは特定の方向に、ＲＦ信号の方向を変えることができる。受動構成要素１４０を使用して、ＲＦ信号の伝播距離を延長することができる。たとえば、受動構成要素１４０は、受動構成要素１４０が無い場合よりも長い距離に関して、検出可能なレベルでの十分な強度で信号を維持することができる。受動構成要素１４０を使用して、ＲＦ信号の伝播方向を変更することができる。受動構成要素１４０を使用して、ＲＦ信号の伝播モードを変更することができる。受動構成要素１４０を使用して、ＲＦ信号の偏波を変更することができる。受動構成要素１４０を使用して、ＲＦ信号の複数のモードを組み合わせる（または抽出する）ことができる。受動構成要素１４０を使用して、干渉する信号からＲＦ信号を遮蔽することができる。

例示した実施形態では、受動構成要素１４０は、第１の通信チップ１１８からＲＦ信号を収集するために使用されるホーンアンテナ１４２を備える。ホーンアンテナ１４２は、ＲＦ信号を特定の方向に方向付ける。ホーンアンテナ１４２は、送信された信号を収集して、より長い経路長の通信を促進する。ホーンアンテナ１４２は、広い方の端部がチップ１１８に面し狭い方の端部が他方の受動構成要素１４０および／または導波路１０８に面する、台形形状を有する。ホーンアンテナ１４２は、代替の実施形態では他の形状を有することができる。代替の実施形態では、他の種類のアンテナ、偏波器、リフレクタ、または別の構造物など、他の種類のコレクタ／導波器を使用することができる。例示した実施形態では、ホーンアンテナ１４２は、導波路１０８に対して概ね垂直に配向されるが、代替の実施形態では、他の配向が可能である。

例示した実施形態では、受動構成要素１４０はモード変換器１４４を含む。モード変換器１４４は、或る伝播モードから別の伝播モードへの電磁エネルギーの転換を行う。モード変換器１４４は、信号のＥ場および／またはＢ場に影響を与えることができる。モード変換器１４４は、伝播経路の方向を変更することができる。例示した実施形態では、モード変換器１４４はＴ字形の部分および缶状の部分を含むが、代替の実施形態では、他の種類のモード変換器を使用することができる。モード変換器１４４は、偏波の変更を促進して長手軸を中心とした導波路１０８の自由回転を可能にすることができる。たとえば、モード変換器１４４は、隔壁状偏波器とすることができる。モード変換器１４４は、複数の送信機からの／受信機への複数の導波路モードを組み合わせるためのモード結合を促進することができる。

任意選択で、第１の導波路モジュール１３０は、受動構成要素１４０に加えて、１つまたは複数の能動構成要素を有することができる。能動構成要素は、第１の導波路モジュール１３０の信号および／または動作を強化する、改変する、またはその他の方法で影響を与えるための、増幅器、フィルタ、モード変換器、または別の種類の能動構成要素を含むことができる。

第２の導波路モジュール１３２は、第２の通信チップ１２４と導波路１０８との間に１つまたは複数の受動構成要素１５０を有する。受動構成要素１５０は、導波路１０８からワイヤレスＲＦ送信を受信し、ＲＦ信号を第２の通信チップ１２４に搬送する（第２の導波路モジュール１３２が送信機として動作する場合、この方向を反対にすることができる）。任意選択で、複数の受動構成要素１５０を互いに一体とすることができる。任意選択で、受動構成要素１５０は導波路１０８と一体とすることができる。
たとえば、受動構成要素１５０は、互いとおよび／または導波路１０８と同時に、一体成形、押出成形、機械加工、または他の方法で形成されてよい。代替の実施形態では、受動構成要素１５０は、互いとはおよび／または導波路１０８とは別個のものとすることができる。そのような実施形態では、受動構成要素１５０を、互いとおよび／または導波路１０８と隣接して配置することができる。受動構成要素１５０は、互いに対しておよび／または導波路１０８に対して当接することができる。受動構成要素１５０を、互いにおよび／または導波路１０８に近接して配置することができる。

受動構成要素１５０は、第１の通信チップ１１８と第２の通信チップ１２４との間の通信リンクを強化する。受動構成要素１５０は、ＲＦ信号に特定の方法で影響を与えてＲＦ信号を強化するような所望の特性を有することができる。たとえば、受動構成要素１５０を使用して、ＲＦ信号を第２の通信チップ１２４に方向付けることができる。受動構成要素１５０を使用して、所定の経路に沿ってまたは特定の方向に、ＲＦ信号の方向を変えることができる。受動構成要素１５０を使用して、ＲＦ信号の伝播距離を延長することができる。
たとえば、受動構成要素１５０は、受動構成要素１５０が無い場合よりも長い距離に関して、検出可能なレベルでの十分な強度で信号を維持することができる。受動構成要素１５０を使用して、ＲＦ信号の伝播方向を変更することができる。受動構成要素１５０を使用して、ＲＦ信号の伝播モードを変更することができる。受動構成要素１５０を使用して、ＲＦ信号の偏波を変更することができる。受動構成要素１５０を使用して、ＲＦ信号の複数のモードを抽出する（または組み合わせる）ことができる。受動構成要素１５０を使用して、干渉する信号からＲＦ信号を遮蔽することができる。

例示した実施形態では、受動構成要素１５０は、ＲＦ信号を第２の通信チップ１２４に方向付けるために使用されるホーンアンテナ１５２を備える。ホーンアンテナ１５２は、ＲＦ信号を特定の方向に方向付ける。ホーンアンテナ１５２は、広い方の端部がチップ１２４に面し狭い方の端部が他方の受動構成要素１５０および／または導波路１０８に面する、台形形状を有する。ホーンアンテナ１５２は、代替の実施形態では他の形状を有することができる。代替の実施形態では、他の種類のアンテナ、偏波器、リフレクタ、または別の構造物など、他の種類の構造物を使用することができる。例示した実施形態では、ホーンアンテナ１５２は、導波路１０８に対して概ね垂直に配向されるが、代替の実施形態では、他の配向が可能である。

例示した実施形態では、受動構成要素１５０はモード変換器１５４を含む。モード変換器１５４は、或る伝播モードから別の伝播モードへの電磁エネルギーの転換を行う。モード変換器１５４は、信号のＥ場および／またはＢ場に影響を与えることができる。モード変換器１５４は、伝播経路の方向を変更することができる。例示した実施形態では、モード変換器１５４はＴ字形の部分および缶状の部分を含むが、代替の実施形態では、他の種類のモード変換器を使用することができる。モード変換器１５４は、偏波の変更を促進して長手軸を中心とした導波路１０８の自由回転を可能にすることができる。たとえば、モード変換器１５４は、隔壁状偏波器とすることができる。モード変換器１５４は、複数の送信機からの／複数の受信機への複数の導波路モードを組み合わせるためのモード結合を促進することができる。

任意選択で、第２の導波路モジュール１３２は、受動構成要素１５０に加えて、１つまたは複数の能動構成要素を有することができる。能動構成要素は、第２の導波路モジュール１３２の信号および／または動作を強化する、改変する、またはその他の方法で影響を与えるための、増幅器、フィルタ、モード変換器、または別の種類の能動構成要素を含むことができる。

図３は、例示的な実施形態により形成された別の非接触型コネクタ２００を例示する図である。コネクタ２００は、第１のモジュール２０２と、ＲＦエネルギーを使用して短距離でのコンタクトレスなデータ伝送を提供する第２のモジュール２０４とを含む。第１のモジュール２０２と第２のモジュール２０４との間に伝播経路が画定され、この伝播経路は、第１のモジュール２０２と第２のモジュール２０４との間に画定されたＲＦエネルギーのための伝送経路を提供する。例示的な実施形態では、伝播経路は、第１のモジュール２０２と第２のモジュール２０４との間の所定の経路に沿ってＲＦエネルギーを導く、導波路構造２０６を含む。

導波路構造２０６は、第１のモジュール２０２の第１の通信チップ２１２を覆う第１のリフレクタ２１０、および第２のモジュール２０４の第２の通信チップ２１６を覆う第２のリフレクタ２１４を含む。リフレクタ２１０およびリフレクタ２１４は、ＲＦエネルギーを伝播経路に沿って方向付ける。伝播経路は、第１のモジュール２０２と第２のモジュール２０４との間に、導波路構造２０６の一部を形成する空隙を有する。この空隙は、第１のモジュール２０２と第２のモジュール２０４との間の相対移動を可能にする。

リフレクタ２１０およびリフレクタ２１４は、ＲＦエネルギーを互いに向かって方向付ける。リフレクタ２１０およびリフレクタ２１４は、ＲＦエネルギーを反射する１つまたは複数の金属または金属化表面を含むことができる。リフレクタ２１０およびリフレクタ２１４は、ＲＦ信号を収集し、ＲＦ信号を所望の方向に方向付けし直す。リフレクタ２１０およびリフレクタ２１４は、干渉する信号からの遮蔽をもたらす。リフレクタ２１０およびリフレクタ２１４は、第１の通信チップ２１２と第２の通信チップ２１６との間の通信リンクを強化する、受動構成要素である。リフレクタは、第１の通信チップ２１２および第２の通信チップ２１６の外部の構造である。リフレクタ２１０およびリフレクタ２１４は、ＲＦエネルギーをリフレクタ２１０およびリフレクタ２１４の他方に向かって適切な方向に方向付ける、角度のついた表面を有する。導波路構造２０６は、リフレクタ２１０、リフレクタ２１４、およびこれらの間の空隙によって画定される。

図４は、例示的な実施形態により形成された別の非接触型コネクタ３００を例示する図である。コネクタ３００は、ＲＦエネルギーを使用して短距離でのコンタクトレスなデータ伝送を提供する第１のモジュール３０２を含む。第１のモジュール３０２によって伝播経路が画定され、この伝播経路は、第１のモジュール３０２へのおよび第１のモジュール３０２からの、ＲＦエネルギーのための画定された伝送経路を提供する。例示的な実施形態では、伝播経路は、所定の経路に沿ってＲＦエネルギーを導く導波路構造３０６を含む。

導波路構造３０６は、第１のモジュール３０２の通信チップ３１２に近接して設けられたリフレクタ３１０を含む。リフレクタ３１０は、通信チップ３１２におよび／または通信チップ３１２から、伝播経路に沿ってＲＦエネルギーを方向付ける。伝搬経路は、導波路構造３０６の一部を形成する空隙を有することができる。

リフレクタ３１０は、ＲＦエネルギーを概ね所望の方向に方向付ける。リフレクタ３１０は、ＲＦエネルギーの方向を変更する湾曲した表面３１４を有する。湾曲した表面３１４は、ＲＦエネルギーのための反射表面である。リフレクタ３１０は、ＲＦエネルギーのための他の反射表面を含むことができる。湾曲した表面３１４を、リフレクタ３１０の外側表面を金属化することによって画定することができる。リフレクタ３１０は、干渉する信号からの遮蔽をもたらすことができる。リフレクタ３１０は、通信リンクを強化する受動構成要素である。

図５は、例示的な実施形態により形成された別の非接触型コネクタ４００を例示する図である。コネクタ４００は、第１のモジュール４０２と、ＲＦエネルギーを使用して短距離でのコンタクトレスなデータ伝送を提供する第２のモジュール４０４とを含む。図６は、第１のモジュール４０２、および同様であってよくかつ同様の構成要素を含んでよい第２のモジュール４０４を例示する図である。第１のモジュール４０２と第２のモジュール４０４との間に伝播経路が画定され、この伝播経路は、第１のモジュール４０２と第２のモジュール４０４との間にＲＦエネルギーのための画定された伝送経路を提供する。例示的な実施形態では、伝播経路は、第１のモジュール４０２と第２のモジュール４０４との間の所定の経路に沿ってＲＦエネルギーを導く、導波路構造４０６を含む。導波路構造４０６は、第１のモジュール４０２と第２のモジュール４０４との間の経路の一部のみに沿って延在することができる。導波路構造４０６は、第１のモジュール４０２と第２のモジュール４０４との間の空隙を含む、任意の種類の伝播経路とすることができる。

例示した実施形態では、導波路構造４０６は、空隙４１２によって分離された第１の導波路４０８および第２の導波路４１０によって画定される。第１の導波路４０８および第２の導波路４１０は整列される。第１の導波路４０８および第２の導波路４１０は、これらの間の相対回転および／または直線的並進移動を可能にする。

例示的な実施形態では、第１のモジュール４０２は送信機（および／または受信機）を規定し、第２のモジュール４０４は、この送信機によって放射されるＲＦエネルギーを受信するための受信機（および／または送信機）を画定する。任意選択で、第１のモジュール４０２は、送信機と受信機の両方を画定することができ、第２のモジュール４０４は、送信機と受信機の両方を画定することができる。第１のモジュール４０２および第２のモジュール４０４は、単一の方向の通信を可能にすることができ、または双方向通信を可能にすることができる。

図６に示すように、第１のモジュール４０２は、ＲＦ信号を放射する第１の通信チップ４１６および第２の通信チップ４１８を有する、回路基板４１４を含む。通信チップ４１６および通信チップ４１８は、送信機チップ、受信機チップ、または送信と受信の両方が可能である送受信機チップを画定することができる。図５に示すように、回路基板４１４を、電気的遮蔽をもたらす金属ハウジングなどの、ハウジング４２０内に保持することができる。

導波路構造４０６は、一方の端部に第１の導波路モジュール４３０を、また他方の端部に第２の導波路モジュール４３２を含む。第１の導波路モジュール４３０および第２の導波路モジュール４３２は、第１のモジュール４０２のチップ４１６および第２のモジュール４０４のチップ４１８からの／へのＲＦ信号を方向付ける。導波路４０８は第１の導波路モジュール４３０の一部であり、導波路４１０は第２の導波路モジュール４３２の一部である。導波路４０８および導波路４１０は、干渉する信号からの遮蔽をもたらすことができる。導波路４０８および導波路４１０は、銅管などの中空の金属管とすることができる。導波路４０８および導波路４１０は、プラスチックの、セラミックの、ガラスの、または他の本体とすることができる。導波路４０８および導波路４１０は円筒形とすることができ、または代替の実施形態では、他の形状を有することができる。導波路４０８および導波路４１０は、長手軸に沿って延在することができ、または湾曲したもしくは角度のついた経路に沿って延在することができる。

第１の導波路モジュール４３０は、通信チップ４１６と通信チップ４１８との間の１つまたは複数の受動構成要素４４０、および導波路４０８を有する。例示した実施形態では、受動構成要素４４０を、隔壁状偏波器で表す。受動構成要素４４０は、約６０ＧＨｚなど、特定の周波数または周波数範囲で動作するように設計される。受動構成要素４４０は、ＲＦエネルギーを特定の方向およびモードで伝播するように設計される。例示的な実施形態では、受動構成要素４４０は、導波路構造４０６が一度に複数のモードを通過させることができるように、様々なモードを形成する。受動構成要素４４０は、第１のモジュール４０２と第２のモジュール４０４との間の通信リンクを強化する。

第２の導波路モジュール４３２は、通信チップ４１６と通信チップ４１８との間の１つまたは複数の受動構成要素４５０、および導波路４１０を有する。例示した実施形態では、受動構成要素４５０を、隔壁状偏波器で表す。受動構成要素４５０は、約６０ＧＨｚなど、特定の周波数または周波数範囲で動作するように設計される。受動構成要素４５０は、ＲＦエネルギーを特定の方向およびモードで伝播するように設計される。例示的な実施形態では、受動構成要素４５０は、導波路構造４０６が一度に複数のモードを通過させることができるように、様々なモードを形成する。受動構成要素４５０は、第１のモジュール４０２と第２のモジュール４０４との間の通信リンクを強化する。

図７は、例示的な実施形態により形成された別の非接触型コネクタ５００を例示する図である。非接触型コネクタ５００は、第１のモジュール５０２と、ＲＦエネルギーを使用して短距離でのコンタクトレスなデータ伝送を提供する第２のモジュール５０４とを含む。第１のモジュール５０２と第２のモジュール５０４との間に伝播経路が画定され、この伝播経路は、第１のモジュール５０２と第２のモジュール５０４との間に画定されたＲＦエネルギーのための伝送経路を提供する。

例示的な実施形態では、伝播経路は、ＲＦエネルギーを所定の経路に沿って導く、モジュール５０２およびモジュール５０４の導波路構造５０６を含む。各導波路構造５０６は、第１のモジュール５０２と第２のモジュール５０４との間の経路の一部のみに沿って延在する。任意選択で、伝播経路は、導波路構造５０６間の空隙、誘電体、プラスチック、ガラス、または他の材料など、導波路構造５０６間に他の導波路を含むことができる。例示した実施形態では、導波路構造５０６は整列される。複数の導波路構造５０６は、これらの間の相対回転および／または直線的並進移動を可能にする。

例示的な実施形態では、第１のモジュール５０２は送信機と受信機の両方を含み、第２のモジュール５０４は送信機と受信機の両方を含む。非接触型コネクタは、二重通信を可能にすることができる。

図８は第１のモジュール５０２の分解図であり、図９は第１のモジュール５０２の断面図である。但し、第２のモジュール５０４（図７に示す）が同様であってよくかつ同様の構成要素を含んでよいことが認識される。任意選択で、モジュール５０２およびモジュール５０４は、同一とすることができ、または鏡像となる半部とすることができる。

第１のモジュール５０２は、導波路構造５０６および通信モジュール５０８を含む。通信モジュール５０８は、ＲＦデータ通信を行うように構成される。通信モジュール５０８は、頂部５１２および底部５１４を有する回路基板５１０を含む。例示した実施形態では、回路基板５１０は円形であるが、代替の実施形態では、他の形状が可能である。任意選択で、通信モジュールは、２つの半円形の回路基板など、２つ以上の回路基板５１０を含むことができる。

通信モジュール５０８は、回路基板５１０の頂部５１２に装着された、第１の通信チップ５１６および第２の通信チップ５１８を含む。通信チップ５１６および通信チップ５１８は、送信機チップ、受信機チップ、または送信と受信の両方が可能である送受信機チップとすることができる。例示的な実施形態では、第１の通信チップ５１６は送信通信チップであり、以下では送信通信チップ５１６と呼ぶ場合がある。例示的な実施形態では、第２の通信チップ５１８は受信通信チップであり、以下では受信通信チップ５１８と呼ぶ場合がある。

送信通信チップ５１６および受信通信チップ５１８は、回路基板５１０に直接装着される。任意選択で、送信通信チップ５１６および受信通信チップ５１８を、回路基板５１０の或る側に向かってなど、回路基板５１０の中心からずらす（オフセット）ことができる。例示した実施形態では、送信通信チップ５１６と受信通信チップ５１８の両方が、共通の方向にずらされる。しかしながら、代替の実施形態では、送信通信チップ５１６および受信通信チップ５１８の他の配向が可能である。

例示的な実施形態では、回路基板５１０は、回路基板５１０を貫通して延在する導電ビア５２０を含む。導電ビア５２０を、回路基板５１０の直径に沿って整列させることができる。送信通信チップ５１６および受信通信チップ５１８を、導電ビア５２０の線の対向する各側に互い違いに置くことができる。導電ビア５２０を、電気的に接地することができ、また導電ビア５２０はその対向する各側で、送信通信チップ５１６と受信通信チップ５１８との間の電気的な切り離しを提供することができる。

導波路構造５０６は、導波路本体５３０、およびこの導波路本体５３０内に受容されるように構成された隔壁５３２を含む。隔壁５３２は、導電ビア５２０になど、回路基板５１０に装着されるように構成される。隔壁５３２は、金属構造物である。任意選択で、隔壁５３２は平坦とすることができる。隔壁５３２は、導波路本体５３０を通して通信されるＲＦ信号の切り離しを提供する。たとえば、隔壁によって、送信通信チップ５１６と関連付けられたＲＦ信号を、受信通信チップ５１８と関連付けられたＲＦ信号から切り離すことができる。隔壁５３２は、導波路本体５３０を、導波路本体５３０の少なくとも一部分に沿って、半分にしてなど、異なるチャンバに分割する。

例示的な実施形態では、隔壁５３２は、導波路本体５３０内に嵌合するようにサイズ決定および形状形成される。隔壁３２は、導波路本体５３０の内側表面に対して当接することができる。たとえば、隔壁５３２を、隔壁内に締まり嵌めによって保持することができる。隔壁５３２と導波路本体５３０との間のコンタクトにより、隔壁５３２が導波路本体５３０に電気的に接続され、これらの構造を電位差のない状態にしてＲＦの遮蔽および／または切り離しを強化する。

隔壁５３２は、ＲＦエネルギーを特定の方向およびモードで伝播するように設計される。例示的な実施形態では、隔壁５３２は、導波路構造５０６が一度に複数のモードを通過させることができるように、様々なモードを形成する。隔壁５３２は、第１のモジュール５０２と第２のモジュール５０４との間の通信リンクを強化する。隔壁５３２を、ＲＦ信号の特性を特定の方法で制御してＲＦ信号を強化するように形状形成することができる。たとえば、隔壁５３２を、非接触型コネクタ５００が約６０ＧＨｚなどの所望の周波数または周波数範囲に合わせて動作するように、導波路本体５３０内で形状形成し配向することができる。隔壁５３２を、第１の通信チップ５１８からＲＦ信号を収集するように、導波路本体５３０内でサイズ決定、形状形成、および配置することができる。
隔壁５３２を、所定の経路に沿ってまたは特定の方向にＲＦ信号の方向を変えるように、導波路本体５３０内でサイズ決定、形状形成、および配置することができる。隔壁５３２を、ＲＦ信号の伝播距離を延長するように、導波路本体５３０内でサイズ決定、形状形成、および配置することができる。隔壁５３２を使用して、ＲＦ信号の伝播方向を変更することができる。隔壁５３２を使用して、ＲＦ信号の伝播モードを変更することができる。隔壁５３２を使用して、ＲＦ信号の偏波を変更することができる。隔壁５３２を使用して、ＲＦ信号の複数のモードを組み合わせる（または抽出する）ことができる。隔壁５３２を使用して、干渉する信号からＲＦ信号を遮蔽することができる。

例示した実施形態では、隔壁５３２は、基部５３４、この基部５３４から延在する移行部分５３６、およびこの移行部分５３６から延在する遠位端部分５４０を含む。装着柱体５３８が、基部５３４から下向きに延在する。装着柱体５３８は、回路基板５１０の対応する導電ビア５２０内に受容されて隔壁５３２を回路基板５１０に機械的および電気的に接続するように構成される。隔壁５３２を、回路基板５１０の接地平面と電位差のない状態とすることができる。

移行部分５３６は、導波路本体５３０内に嵌合するように形状形成され、導波路本体５３０の内部表面に対して相補的な形状を有する。例示した実施形態では、移行部分５３６は、角度のついた縁部を有し、このことにより移行部分５３６に基部５３４と遠位端部分５４０との間で変動可能な幅がもたらされる。基部５３４は、移行部分５３６よりも全体的に幅広である。基部５３４は、回路基板５１０全体にまたがるように回路基板５１０の直径とほぼ同じ幅とすることができ、また基部５３４は、送信通信チップ５１６と受信通信チップ５１８との間に電気的遮蔽をもたらすことができる。

遠位端部分５４０は、導波路構造５０６を通して伝送されるＲＦ信号に影響を与えるように形状形成される。例示した実施形態では、遠位端部分５４０は、遠位端に階段状の構成を含む。段の数、各々の具体的な段の高さおよび幅などを、所望の周波数または周波数範囲で動作させるなど、ＲＦ信号に影響を与えるように制御することができる。遠位端部分５４０に、ＲＦ信号に影響を与えるような他の形状または特徴を設けることができる。たとえば、遠位端部分５４０は、放物線状の形状とすること、楕円形の形状とすること、または他の形状を有することができる。

導波路本体５３０は、銅などの金属材料から製造することができるが、代替の実施形態では、プラスチック、セラミック、ガラス、または他の材料などの他の材料で構成することができる。導波路本体５３０は、電気的遮蔽をもたらすように導電性のものとすることができる。導波路本体５３０は、導波路本体５３０の第１の端部５４３を画定する基部５４２を含む。基部５４２は、隔壁５３２および回路基板５１０を受容するレセプタクル５４４を有する。レセプタクル５４４は、隔壁５３２および回路基板５１０を受容するようにサイズ決定および形状形成され、また任意選択で、隔壁５３２および／または回路基板５１０を締まり嵌めによって受容することができる。導波路本体５３０は、導波路本体５３０の基部５４２から第２の端部５４８まで延在する管５４６を含む。管５４６は、円筒形とすることができ、導波路本体５３０の長手軸に沿って長手方向に延在する。管５４６は、基部５４２よりも小さい直径を有する。
例示的な実施形態では、管５４６は中空であり、遠位端部分５４０など、隔壁５３２の一部分を受容する。例示した実施形態では、隔壁５３２は、管５４６の長さの約１／３に延在する。しかしながら、隔壁５３２は、管５４６内により大きな量またはより小さな量だけ延在することができる。管５４６は、隔壁５３２へのおよび隔壁５３２からのＲＦ信号を方向付ける。隔壁５３２は、管５４６の内部を、同じサイズのものであってよい２つのチャンバに分割する。任意選択で、基部５４２およびレセプタクル５４４は、レセプタクル５４４の小さい方の端部に管５４６がある円錐台形の形状とすることができる。ＲＦ信号は、管５４６と通信モジュール５０８との間で、レセプタクル５４４のこの円錐台形の形状の部分を通して導かれる。

図１０は隔壁５３２の例示的な実施形態を例示しており、導波路本体５３０（図１１に示す）と共に、約６０ＧＨｚなど、特定の周波数または周波数範囲で動作するように設計された寸法を示す。図１１は導波路本体５３０の例示的な実施形態を例示しており、隔壁５３２（図１０に示す）と共に、約６０ＧＨｚなど、特定の周波数または周波数範囲で動作するように設計された寸法を示す。寸法、形状、または特徴の変更により、様々な周波数または周波数範囲での動作を可能にすることができる。寸法はインチで示す。

上記の説明は例示となることを意図しており、制限的であることを意図していないことを理解されたい。たとえば、上記の実施形態（および／またはそれらの態様）を、互いと組み合わせて使用することができる。加えて、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために、その範囲から逸脱することなく多くの修正を行うことができる。本明細書に記載する寸法、材料の種類、様々な構成要素の配向、ならびに様々な構成要素の数および位置は、特定の実施形態のパラメータを規定するように意図されており、いかなる点においても限定的ではなく、例示的な実施形態に過ぎない。特許請求の範囲の精神および範囲内にある他の多くの実施形態および修正形態が、上記の説明を検討することで、当業者には明らかになろう。

Claims

導波路構造（５０６）と、通信モジュール（５０８）と、を備える非接触型コネクタ（５００）であって、
前記導波路構造（５０６）は、
第１の端部（５４３）と第２の端部（５４８）との間に延在する導波路本体（５３０）と、
前記導波路本体内に受容され、前記導波路本体の内部に少なくとも部分的に沿って延在する隔壁（５３２）と、を備えており、
前記隔壁が、前記導波路本体の少なくとも一部分を第１のチャンバおよび第２のチャンバに分割し、
前記導波路構造が前記第１の端部と前記第２の端部との間でＲＦ信号を搬送し、
前記通信モジュール（５０８）は、
前記導波路本体の前記第１の端部に配置された回路基板（５１０）を備えており、かつ、ワイヤレスＲＦ信号を送信するように構成された送信通信チップ（５１６）およびワイヤレスＲＦ信号を受信するように構成された受信通信チップ（５１８）を有し、前記送信通信チップおよび前記受信通信チップが前記回路基板に結合されており、
前記導波路が、前記ＲＦ信号を前記送信通信チップから導き、かつ前記受信通信チップに導き、
前記隔壁が、前記送信通信チップと関連付けられたＲＦ信号を、前記受信通信チップと関連付けられたＲＦ信号から前記導波路本体の長さの少なくとも一部分に関して切り離す、
非接触型コネクタ（５００）。
前記隔壁（５３２）が、前記回路基板（５１０）に直接結合され、前記回路基板から前記導波路本体（５３０）に沿って前記導波路本体の長さに関して延在する、請求項１に記載の非接触型コネクタ。
前記導波路本体（５３０）が、前記第１の端部にあるレセプタクル（５４４）と、前記第２の端部にある管（５４６）と、を備え、
前記管が前記レセプタクルの直径よりも小さい直径を有し、
前記回路基板（５１０）、前記送信通信チップ（５１６）、および前記受信通信チップ（５１８）が前記レセプタクル内に受容され、前記レセプタクルが前記通信モジュール（５０８）と前記管との間で前記ＲＦ信号を導く、請求項１に記載の非接触型コネクタ（５００）。
前記レセプタクル（５４４）が、前記レセプタクルの小さい方の端部に前記管（５４６）がある円錐台形の形状とされ、
前記ＲＦ信号が前記管と前記通信モジュール（５０８）との間で前記レセプタクルの前記円錐台形の形状の部分を通して導かれる、請求項３に記載の非接触型コネクタ（５００）。
前記隔壁（５３２）が、前記通信モジュール（５０８）の反対側に階段状である遠位端（５４０）を有する、請求項１に記載の非接触型コネクタ（５００）。
前記回路基板（５１０）が、接地面と、前記接地面に電気的に接続された導電ビアとを含み、
前記隔壁（５３２）が、前記導電ビア内に受容されて前記隔壁を前記回路基板の前記接地面に電気的に接続する装着柱体（５３８）を有する、請求項１に記載の非接触型コネクタ（５００）。
前記隔壁（５３２）が前記導波路本体（５３０）の内側表面に締まり嵌めによって係合する、請求項１に記載の非接触型コネクタ（５００）。
前記隔壁（５３２）が、前記導波路本体（５３０）と電位差のない状態とされる、請求項１に記載の非接触型コネクタ（５００）。
前記隔壁（５３２）が、前記導波路本体（５３０）の内部表面に整合するような輪郭とされる、請求項１に記載の非接触型コネクタ（５００）。
前記導波路本体（５３０）が長手軸に沿って延在し、前記通信モジュール（５０８）が、前記送信通信チップ（５１６）および前記受信通信チップ（５１８）が前記長手軸から前記導波路本体の或る側に向かって共通の方向にオフセットされるように前記導波路本体内に受容される、請求項１に記載の非接触型コネクタ（５００）。