JP6692711B2 - 通信シート及び通信システム - Google Patents
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Description
この小型化された無線基板を通信シートと一体化して、見かけ上完全にケーブルレスで2次元通信を行うことが考えられる。
複数の交差する線状導体で形成された開孔を、複数有する第1のシート状導体と、
前記第1のシート状導体に間隙を空けて対向する平板の第2のシート状導体と、
前記複数の交差する線状導体のうち一の線状導体と平行する線状アンテナを有する無線基板と、
を備える。
前記第1のシート状導体は、前記主面上に設置された無線基板との接触領域のうち、前記一の線状導体を除いた他の線状導体が含まれる領域を除去した除去孔を有してもよい。
前記無線基板は、前記ミアンダラインの中心線と前記一の線状導体とが略重なるように、前記第1のシート状導体の主面上に設置されてもよい。
前記無線基板は、前記アンテナパターンと前記一の線状導体とが略重なるように、前記第1のシート状導体の主面上に設置されてもよい。
前記第1及び第2のシート状導体間に誘電体と、
前記除去孔の直下にある、前記誘電体と前記第2のシート状導体とを貫通する貫通孔と、
前記貫通孔のうち、少なくとも前記線状アンテナと対向する開孔部分を前記第2のシート状導体側から被覆する金属板と、
を備えてもよい。
また、前記通信シートは、さらに、
前記第2のシート状導体が前記誘電体と接触する面と反対の面に貼り付けられる、前記無線基板に電源供給を行うシート状電池を備えてもよい。
また、前記無線基板は、前記線状アンテナに加えて、該線状アンテナが発信する信号を生成する信号生成部を有し、
前記第1のシート状導体は、前記線状アンテナから発信された信号を、前記一の線状導体から当該通信シート内に伝搬して、前記複数の開孔から近接場に浸出させるとよい。
また、前記無線基板は、前記線状アンテナからBluetooth(登録商標) Low Energy(BLE)に準拠した信号を発信するビーコンでもよい。
前記通信シートと、端末装置と、を備える通信システムであって、
前記通信シートは、前記通信シートの近くに配置された展示物のガイダンス情報を特定するためのガイダンス特定情報を含むビーコン信号を発信し、
前記端末装置は、前記通信シートと近接して前記ビーコン信号を受信した場合、前記ガイダンス情報に基づく画像又は音声を出力する。
前記複数の通信シートのそれぞれは、自通信シートの近くに配置された展示物のガイダンス情報を特定するためのガイダンス特定情報と自通信シートの識別情報とを含むビーコン信号を発信し、
前記記憶装置には、前記複数の通信シートのそれぞれが配置された位置を示す位置情報が記憶されており、
前記端末装置は、前記ビーコン信号を受信した場合、前記ビーコン信号を発信した通信シートの識別情報と前記端末装置の識別情報とを前記サーバに送信し、
前記サーバは、前記端末装置から前記ビーコン信号を発信した通信シートの識別情報と前記端末装置の識別情報とを受信した場合、前記ビーコン信号を発信した通信シートの識別情報と前記端末装置の識別情報と受信時刻を示す時刻情報とが対応付けられた履歴情報を、前記記憶装置に記憶させ、
前記サーバは、前記履歴情報と前記位置情報とに基づいて、前記端末装置が移動した経路を示す情報を出力してもよい。
前記通信シートと、端末装置と、を備える通信システムであって、
前記通信シートは、前記通信シートが配置された位置を示す位置情報を含むビーコン信号を発信し、
前記端末装置は、前記通信シートと近接して前記ビーコン信号を受信した場合、前記位置情報に基づく画像又は音声を出力する。
前記通信シートと、端末装置と、サーバと、処理装置と、を備える通信システムであって、
前記通信シートは、ビーコン信号を発信し、
前記端末装置は、前記通信シートと近接して前記ビーコン信号を受信した場合、前記端末装置の識別情報を前記サーバに送信し、
前記サーバは、前記端末装置から前記端末装置の識別情報を受信した場合、前記端末装置の識別情報に対応付けられた情報を前記処理装置に送信する。
前記通信シートと、端末装置と、サーバと、を備える通信システムであって、
前記通信シートは、対象設備に設けられ、前記対象設備の識別情報を含むビーコン信号を発信し、
前記サーバは、前記対象設備の識別情報を前記端末装置に送信し、
前記端末装置は、前記サーバから前記対象設備の識別情報を受信した後、前記通信シートと近接して前記ビーコン信号を受信した場合、前記対象設備を使用するための制御信号を出力する。
前記通信シートと、端末装置と、処理装置と、を備える通信システムであって、
前記通信シートは、前記処理装置に設けられ、前記処理装置の識別情報を含むビーコン信号を発信し、
前記端末装置は、前記通信シートと近接して前記ビーコン信号を受信した場合、前記処理装置の識別情報と前記端末装置の識別情報とを前記処理装置に送信し、
前記処理装置は、前記端末装置から前記処理装置の識別情報を受信した場合、前記端末装置の識別情報に基づく処理を実行する。
前記通信シートと、第1の端末装置と、第2の端末装置と、を備える通信システムであって、
前記通信シートは、前記通信シートの識別情報を含むビーコン信号を発信し、
前記第1の端末装置は、前記通信シートと近接して前記ビーコン信号を受信した場合、前記通信シートの識別情報を前記第2の端末装置に送信する。
また、第1のシート状導体10の主面上には、水をこぼした場合などに備えてPET(ポリエチレンテレフタラート)などの保護フィルム70が貼り付けられている。このため、無線基板20は、正確には保護フィルム70を介して第1のシート状導体10の主面上に設置される。ただし、この保護フィルム70は必須ではない。なお、第1のシート状導体10の主面とは、誘電体60と接触する接触面と反対の面をいう。
無線基板20は、(i)ミアンダライン21に流れる電流の方向と線状導体11aの配線方向とが同じであって、かつ、(ii)ミアンダライン21と線状導体11aとが重なるように、第1のシート状導体10の主面上に設置される。
また、(i)について、図中破線矢印で示したミアンダライン21に流れる電流の方向と、線状導体11aの配線方向と、が同じになる。なお、局所的な電流の方向は蛇行する実線矢印となるが、大局的に見れば電流の方向は破線矢印となる。
このようなことから、ミアンダライン21を線状導体11aに重ねた方が、両者が強結合することが分かる。ただし、図5の通信シート110の電界強度分布から分かるように、ミアンダライン21と線状導体11aとを重ねずとも両者が平行であれば電波は通信シート110内を伝搬する。このため、重ねること自体は必須ではない。
金属テープの有無における最大利得の変化を図7に示す。図中に示すように、金属テープ40がある場合の通信シート100は、金属テープ40がない場合の通信シート120に比べて利得が小さい。2次元通信においては、電波は空間に放射されない方が好ましいため、利得は小さい程好ましい。このため、金属テープ40がない場合は利得が6.4dBi高い分、空間に電波が放射されていることになる。ただし、金属テープ40がなくとも近接場に電波を侵出させることはできるので、金属テープ40を貼ること自体は必須ではない。
上述した実施形態では、ミアンダライン21と線状導体11aとは重なる場合を例にとって説明したが、これに限られない。例えば、図8(A)、(B)に示すように、ミアンダライン21と線状導体11aとを近接させてもよい。すなわち、無線基板20を、ミアンダライン21の電流の方向と線状導体11aの線方向とが同じであって、かつ、ミアンダライン21と線状導体11aとが近接するように、第1のシート状導体10の主面上に設置してもよい。この通信シート200が通信シート100と異なる点は、ミアンダライン21と線状導体11aとが重ならず近接する点である。
この変形例1の通信シート200でも、通信シート200面上にムラなく電波を侵出することができる。したがって、十分に実用に耐えうる通信シート200を提供することができる。
上述した実施形態では、通信シート100は貫通孔90がある前提で説明したが、これに限られない。図9(A)に、変形例2に係る通信シート300の断面図を示す。この通信シート300が通信シート100と異なる点は、貫通孔90に代えて、除去孔13のみ有する点である。
無線基板20の設置位置は上述した実施形態に限られない。例えば、無線基板20の設置位置を、図9(B)の変形例3に係る通信シート400の位置にすることができる。この変形例3では、無線基板20を第1のシート状導体10のエッジ付近の主面上に設置するようにしている。この場合、線状導体11aは、最も外側にある外周の線状導体となる。
この通信シート400によれば、上述した通信シート100の効果に加えて、孔(除去孔13や貫通孔90)を設ける必要がないので、工数を減らしてコストを下げることができる。
上述した実施形態では、ミアンダライン21と線状導体11aとは間隙を空けて重なることを前提に説明したが、これに限られない。電磁界結合の結合力を上げるには、距離が近い方が好ましい。このため、変形例4に係る通信シート500では、ミアンダライン21と線状導体11aとの距離を狭めるために、無線基板20をひっくり返して設置するようにしている。なお、無線基板20の固定は、実施形態と同様、固定部材12の天井面に接着することで行われる。
この変形例4に係る通信シート500によれば、無線基板20をひっくり返すことで、ミアンダライン21と線状導体11aとの間隙を狭めて強結合することができる。このため、通信シート100の効果に加えて、結合力を上げることができるので、電界強度をさらに強めることができる。
上述した実施形態では、線状アンテナの一例としてミアンダライン21を前提に説明したが、これに限られない。例えば、線状アンテナとして、図10に示す直線のアンテナパターン25を用いてもよい。変形例5に係る通信シート600では、無線基板24は、アンテナパターンと線状導体11aとが略重なるように、第1のシート状導体10の主面上に設置される。この際、ミアンダライン21と同様、アンテナパターンに流れる電流の方向(図中破線矢印)と線状導体11aの配線方向とが同じになるようにする。
変形例5の通信シート600によれば、通信シート100と同じ効果が得られる。なお、線状アンテナは様々なアンテナパターンとなり得るが、電流の方向と配線方向とを揃えて重なるようにすればよい。
すなわち、第1のシート状導体は、複数の交差する線状導体11で形成された開孔を、複数有しておけばよい。このため、開孔は何角形でもよく、例えば三角形の開孔を複数有する第1のシート状導体でもよい。要は、複数の線状導体11のうち一の線状導体と線状アンテナとが平行であればよく、開孔の形は問わない。
また、誘電体60は、発泡ポリオレフィンに限らず他の種類(例えば、ポリエステル、ポリアミド、芳香族ポリアミドなど)で構成してもよく、誘電体60に代えて絶縁体(例えば、ガラスエポキシ素材)を用いてもよい。また、誘電体60は、織物、編物、湿式不織布、乾式不織布などの繊維構造体で構成してもよい。また、誘電体60は空気でもよい。
(使用例1)
使用例1では、通信シート100を、水族館、美術館、博物館等の案内に用いる例、つまり、通信シート100を館内の案内システムに用いる例について説明する。
使用例1では、無線基板20を備える通信シート100を単体で用いる例について説明した。使用例2では、無線基板20を備える通信シート100に加え、無線基板20Aと無線基板20Bと無線基板20Cとを用いる例について説明する。なお、無線基板20A−20Cは、通信シート100に固定されていない点を除き、基本的に、無線基板20と同様の構成である。使用例2では、無線基板20Aと無線基板20Bと無線基板20Cと通信シート100とを館内の案内システムに用いる例について説明する。
使用例3では、通信シート100を、屋内の商業施設内や地下鉄の駅構内においてユーザを道案内する道案内システムに用いる例について説明する。
使用例3では、無線基板20を備える通信シート100を単体で用いる例について説明した。使用例4では、無線基板20を備える通信シート100に加え、無線基板20Aと無線基板20Bと無線基板20Cとを用いる例について説明する。使用例4では、無線基板20Aと無線基板20Bと無線基板20Cと通信シート100とを館内の案内システムに用いる例について説明する。
使用例5では、通信シート100を、薬局が患者のお薬手帳に記載された情報(以下、適宜「手帳情報」という。)を管理するための薬局システムに用いる例について説明する。
使用例5では、無線基板20を備える通信シート100を単体で用いる例について説明した。使用例6では、無線基板20を備える通信シート100に加え、無線基板20Aと無線基板20Bとを用いる例について説明する。使用例6では、無線基板20Aと無線基板20Bと通信シート100とを薬局システムに用いる例について説明する。
使用例7では、通信シート100を、カーシェアリング、民泊、共有の会議室など不特定多数のユーザが使用する物又は設備の施錠を管理するスマートロックシステムに用いる例について説明する。ここでは、カーシェアリングにおけるスマートロックシステムについて説明する。使用例7では、通信シート100と端末装置800とサーバ900とが用いられる。
使用例7では、無線基板20を備える通信シート100を単体で用いる例について説明した。使用例8では、無線基板20を備える通信シート100に加え、無線基板20Aを用いる例について説明する。使用例8では、無線基板20Aと通信シート100とサーバ900と処理装置910とが用いられる。
使用例9では、通信シート100を、写真を印刷するプリンタを備える印刷システムや現金を自動で入金したり出金したりするATM(Automatic Teller Machine)を備える入出金システムに用いる例について説明する。ここでは、印刷システムに適用する例について説明する。使用例9では、通信シート100と端末装置800とサーバ900と処理装置910とが用いられる。なお、処理装置910は、プリンタであるものとする。
使用例9では、無線基板20を備える通信シート100を単体で用いる例について説明した。使用例10では、無線基板20を備える通信シート100に加え、無線基板20Aを用いる例について説明する。使用例10では、無線基板20Aと通信シート100と端末装置800とサーバ900と処理装置910とを印刷システムに用いる例について説明する。
使用例11では、通信シート100を、教育現場における通知システムに用いる例について説明する。使用例11では、通信シート100A−100Dと、端末装置800A−800Dと、サーバ900と、が用いられる。
使用例11では、無線基板20AAを備える通信シート100Aなどを単体で用いる例について説明した。使用例12では、無線基板20AAを備える通信シート100Aなどに加え、無線基板20Aなどを用いる例について説明する。使用例12では、図16に示すように、無線基板20A−20Dと通信シート100A−100Dと端末装置800A−800Dとサーバ900と処理装置910とが用いられる。
Claims (16)
- 複数の交差する線状導体で形成された開孔を、複数有する第1のシート状導体と、
前記第1のシート状導体に間隙を空けて対向する平板の第2のシート状導体と、
前記複数の交差する線状導体のうち一の線状導体と平行する線状アンテナを有する無線基板と、を備え、
前記無線基板は、前記線状アンテナに流れる電流の方向と前記一の線状導体の配線方向とが同じになるように、前記第1のシート状導体の主面上に設置され、
前記第1のシート状導体は、前記主面上に設置された無線基板との接触領域のうち、前記一の線状導体を除いた他の線状導体が含まれる領域を除去した除去孔を有する、
通信シート。 - 前記線状アンテナは、線状の一部または全部がミアンダラインであり、
前記無線基板は、前記ミアンダラインの中心線と前記一の線状導体とが略重なるように、前記第1のシート状導体の主面上に設置される、
請求項1に記載の通信シート。 - 前記線状アンテナは、直線のアンテナパターンであり、
前記無線基板は、前記アンテナパターンと前記一の線状導体とが略重なるように、前記第1のシート状導体の主面上に設置される、
請求項1に記載の通信シート。 - 前記通信シートは、さらに、
前記第1及び第2のシート状導体間に誘電体と、
前記除去孔の直下にある、前記誘電体と前記第2のシート状導体とを貫通する貫通孔と、
前記貫通孔のうち、少なくとも前記線状アンテナと対向する開孔部分を前記第2のシート状導体側から被覆する金属板と、
を備えた請求項1から3の何れか1項に記載の通信シート。 - 前記金属板は、前記無線基板と前記第2のシート状導体とを前記貫通孔を介して接着する金属テープである、
請求項4に記載の通信シート。 - 前記通信シートは、さらに、
前記第2のシート状導体が前記誘電体と接触する面と反対の面に貼り付けられる、前記無線基板に電源供給を行うシート状電池を備える、
請求項4又は5に記載の通信シート。 - 前記無線基板は、前記線状アンテナに加えて、該線状アンテナが発信する信号を生成する信号生成部を有し、
前記第1のシート状導体は、前記線状アンテナから発信された信号を、前記一の線状導体から当該通信シート内に伝搬して、前記複数の開孔から近接場に浸出させる、
請求項1から6の何れか1項に記載の通信シート。 - 前記第1のシート状導体は、複数の交差する線状導体で形成された開孔を、複数有する格子状である、
請求項1から7の何れか1項に記載の通信シート。 - 前記無線基板は、前記線状アンテナからBluetooth(登録商標)Low Energy(BLE)に準拠した信号を発信するビーコンである、
請求項1から8の何れか1項に記載の通信シート。 - 複数の交差する線状導体で形成された開孔を、複数有する第1のシート状導体と、前記第1のシート状導体に間隙を空けて対向する平板の第2のシート状導体と、前記複数の交差する線状導体のうち一の線状導体と平行する線状アンテナを有する無線基板と、を備えた通信シートと、端末装置と、を備える通信システムであって、
前記通信シートは、前記通信シートの近くに配置された展示物のガイダンス情報を特定するためのガイダンス特定情報を含むビーコン信号を発信し、
前記端末装置は、前記通信シートと近接して前記ビーコン信号を受信した場合、前記ガイダンス情報に基づく画像又は音声を出力する、
通信システム。 - 前記通信シートを複数備えるとともに、サーバと、記憶装置と、を更に備え、
前記複数の通信シートのそれぞれは、自通信シートの近くに配置された展示物のガイダンス情報を特定するためのガイダンス特定情報と自通信シートの識別情報とを含むビーコン信号を発信し、
前記記憶装置には、前記複数の通信シートのそれぞれが配置された位置を示す位置情報が記憶されており、
前記端末装置は、前記ビーコン信号を受信した場合、前記ビーコン信号を発信した通信シートの識別情報と前記端末装置の識別情報とを前記サーバに送信し、
前記サーバは、前記端末装置から前記ビーコン信号を発信した通信シートの識別情報と前記端末装置の識別情報とを受信した場合、前記ビーコン信号を発信した通信シートの識別情報と前記端末装置の識別情報と受信時刻を示す時刻情報とが対応付けられた履歴情報を、前記記憶装置に記憶させ、
前記サーバは、前記履歴情報と前記位置情報とに基づいて、前記端末装置が移動した経路を示す情報を出力する、
請求項10に記載の通信システム。 - 複数の交差する線状導体で形成された開孔を、複数有する第1のシート状導体と、前記第1のシート状導体に間隙を空けて対向する平板の第2のシート状導体と、前記複数の交差する線状導体のうち一の線状導体と平行する線状アンテナを有する無線基板と、を備えた通信シートと、端末装置と、を備える通信システムであって、
前記通信シートは、前記通信シートが配置された位置を示す位置情報を含むビーコン信号を発信し、
前記端末装置は、前記通信シートと近接して前記ビーコン信号を受信した場合、前記位置情報に基づく画像又は音声を出力する、
通信システム。 - 複数の交差する線状導体で形成された開孔を、複数有する第1のシート状導体と、前記第1のシート状導体に間隙を空けて対向する平板の第2のシート状導体と、前記複数の交差する線状導体のうち一の線状導体と平行する線状アンテナを有する無線基板と、を備えた通信シートと、端末装置と、サーバと、処理装置と、を備える通信システムであって、
前記通信シートは、ビーコン信号を発信し、
前記端末装置は、前記通信シートと近接して前記ビーコン信号を受信した場合、前記端末装置の識別情報を前記サーバに送信し、
前記サーバは、前記端末装置から前記端末装置の識別情報を受信した場合、前記端末装置の識別情報に対応付けられた情報を前記処理装置に送信する、
通信システム。 - 複数の交差する線状導体で形成された開孔を、複数有する第1のシート状導体と、前記第1のシート状導体に間隙を空けて対向する平板の第2のシート状導体と、前記複数の交差する線状導体のうち一の線状導体と平行する線状アンテナを有する無線基板と、を備えた通信シートと、端末装置と、サーバと、を備える通信システムであって、
前記通信シートは、対象設備に設けられ、前記対象設備の識別情報を含むビーコン信号を発信し、
前記サーバは、前記対象設備の識別情報を前記端末装置に送信し、
前記端末装置は、前記サーバから前記対象設備の識別情報を受信した後、前記通信シートと近接して前記ビーコン信号を受信した場合、前記対象設備を使用するための制御信号を出力する、
通信システム。 - 複数の交差する線状導体で形成された開孔を、複数有する第1のシート状導体と、前記第1のシート状導体に間隙を空けて対向する平板の第2のシート状導体と、前記複数の交差する線状導体のうち一の線状導体と平行する線状アンテナを有する無線基板と、を備えた通信シートと、端末装置と、処理装置と、を備える通信システムであって、
前記通信シートは、前記処理装置に設けられ、前記処理装置の識別情報を含むビーコン信号を発信し、
前記端末装置は、前記通信シートと近接して前記ビーコン信号を受信した場合、前記処理装置の識別情報と前記端末装置の識別情報とを前記処理装置に送信し、
前記処理装置は、前記端末装置から前記処理装置の識別情報を受信した場合、前記端末装置の識別情報に基づく処理を実行する、
通信システム。 - 複数の交差する線状導体で形成された開孔を、複数有する第1のシート状導体と、前記第1のシート状導体に間隙を空けて対向する平板の第2のシート状導体と、前記複数の交差する線状導体のうち一の線状導体と平行する線状アンテナを有する無線基板と、を備えた通信シートと、第1の端末装置と、第2の端末装置と、を備える通信システムであって、
前記通信シートは、前記通信シートの識別情報を含むビーコン信号を発信し、
前記第1の端末装置は、前記通信シートと近接して前記ビーコン信号を受信した場合、前記通信シートの識別情報を前記第2の端末装置に送信する、
通信システム。
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