本出願は、日本国特許出願2018-008411号(2018年1月22日出願)、日本国特許出願2018-008415号(2018年1月22日出願)、および日本国特許出願2018-008416(2018年1月22日出願)の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
本開示は、新たなアンテナ、新たなアンテナを有する自転車、新たなアンテナを有する表示機器、および新たなアンテナを有する無人航空機を提供することを目的とする。本開示によれば、新たなアンテナ、新たなアンテナを有する自転車、新たなアンテナを有する表示機器、および新たなアンテナを有する無人航空機が提供されうる。
本開示の複数の実施形態を以下に説明する。共振構造は、共振器を含みうる。共振構造は、共振器と他の部材とを含み、複合的に実現されうる。図1から図62に示す共振器10は、基体20、対導体30、第3導体40、および第4導体50を含む。基体20は、対導体30、第3導体40、および第4導体50と接する。共振器10は、対導体30、第3導体40、および第4導体50が共振器として機能する。共振器10は、複数の共振周波数で共振しうる。共振器10の共振周波数のうち、1つの共振周波数を第1の周波数f1とする。第1の周波数f1の波長は、λ1である。共振器10は、少なくとも1つの共振周波数のうちの少なくとも1つを動作周波数としうる。共振器10は、第1の周波数f1を動作周波数としている。
基体20は、セラミック材料、および樹脂材料のいずれかを組成として含みうる。セラミック材料は、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラスセラミック焼結体、ガラス母材中に結晶成分を析出させた結晶化ガラス、および雲母もしくはチタン酸アルミニウム等の微結晶焼結体を含む。樹脂材料は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、および液晶ポリマー等の未硬化物を硬化させたものを含む。
対導体30、第3導体40、および第4導体50は、金属材料、金属材料の合金、金属ペーストの硬化物、および導電性高分子のいずれかを組成として含みうる。対導体30、第3導体40、および第4導体50は、全てが同じ材料であってよい。対導体30、第3導体40、および第4導体50は、全てが異なる材料であってよい。対導体30、第3導体40、および第4導体50は、いずれかの組合せが同じ材料であってよい。金属材料は、銅、銀、パラジウム、金、白金、アルミニウム、クロム、ニッケル、カドミウム鉛、セレン、マンガン、錫、バナジウム、リチウム、コバルト、およびチタン等を含む。合金は、複数の金属材料を含む。金属ペースト剤は、金属材料の粉末を有機溶剤、およびバインダとともに混練したものを含む。バインダは、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂を含む。導電性ポリマーは、ポリチオフェン系ポリマー、ポリアセチレン系ポリマー、ポリアニリン系ポリマー、ポリピロール系ポリマー等を含む。
共振器10は、2つの対導体30を有する。対導体30は、複数の導電体を含む。対導体30は、第1導体31および第2導体32を含む。対導体30は、3以上の導電体を含みうる。対導体30の各導体は、他の導体と第1方向において離れている。対導体30の各導体において、1つの導体は、他の導体と対となりうる。対導体30の各導体は、対となる導体の間にある共振器から電気壁として観えうる。第1導体31は、第2導体32と第1方向において離れて位置する。各導体31,32は、第1方向と交わる第2平面に沿って広がっている。
本開示では、第1方向(first axis)をx方向として示す。本開示では、第3方向(third axis)をy方向として示す。本開示では、第2方向(second axis)をz方向として示す。本開示では、第1平面(first plane)を、xy面として示す。本開示では、第2平面(second plane)を、yz面として示す。本開示では、第3平面(third plane)を、zx面として示す。これら平面は、座標空間(coordinate space)における平面(plane)であって、特定の面(plate)および特定の面(surface)を示すものではない。本開示では、xy平面における面積(surface integral)を第1面積という場合がある。本開示では、yz平面における面積を第2面積という場合がある。本開示では、zx平面における面積を第3面積という場合がある。面積(surface integral)は、平方メートル(square meter)などの単位で数えられる。本開示では、x方向における長さを単に“長さ”という場合がある。本開示では、y方向における長さを単に“幅”という場合がある。本開示では、z方向における長さを単に“高さ”という場合がある。
一例において、各導体31,32は、x方向において、基体20の両端部に位置する。各導体31,32は、一部が基体20の外に面しうる。各導体31,32は、基体20の内に一部が位置し、基体20の外に他の一部が位置しうる。各導体31,32は、基体20の中に位置しうる。
第3導体40は、共振器として機能する。第3導体40は、ライン型、パッチ型、およびスロット型の共振器の少なくとも1つの型を含みうる。一例において、第3導体40は、基体20の上に位置する。一例において、第3導体40は、z方向において、基体20の端に位置する。一例において、第3導体40は、基体20の中に位置しうる。第3導体40は、基体20の内に一部が位置し、基体20の外に他の一部が位置しうる。第3導体40は、一部の面が基体20の外に面しうる。
第3導体40は、少なくとも1つの導電体を含む。第3導体40は、複数の導電体を含みうる。第3導体40が複数の導電体を含む場合、第3導体40は、第3導体群と呼びうる。第3導体40は、少なくとも1つの導体層を含む。第3導体40は、1つの導体層に少なくとも1つの導電体を含む。第3導体40は、複数の導体層を含みうる。例えば、第3導体40は、3層以上の導体層を含みうる。第3導体40は、複数の導体層の各々に、少なくとも1つの導電体を含む。第3導体40は、xy平面に広がる。xy平面はx方向を含む。第3導体40の各導体層は、xy平面に沿って広がる。
複数の実施形態の一例において、第3導体40は、第1導体層41および第2導体層42を含む。第1導体層41は、xy平面に沿って広がる。第1導体層41は、基体20の上に位置しうる。第2導体層42は、xy平面に沿って広がる。第2導体層42は、第1導体層41と容量的に結合しうる。第2導体層42は、第1導体層41と電気的に接続されうる。容量結合する2つの導体層は、y方向に対向しうる。容量結合する2つの導体層は、x方向に対向しうる。容量結合する2つの導体層は、第1平面内において対向しうる。第1平面において対向する2つの導体層は、1つの導体層に2つの導電体があると言い換えうる。第2導体層42は、少なくとも一部が第1導体層41とz方向に重なって位置しうる。第2導体層42は、基体20の中に位置しうる。
第4導体50は、第3導体40と離れて位置する。第4導体50は、対導体30の各導体31,32に電気的に接続される。第4導体50は、第1導体31および第2導体32に電気的に接続される。第4導体50は、第3導体40に沿って広がる。第4導体50は、第1平面に沿って広がっている。第4導体50は、第1導体31から第2導体32に渡っている。第4導体50は、基体20の上に位置する。第4導体50は、基体20の中に位置しうる。第4導体50は、基体20の内に一部が位置し、基体20の外に他の一部が位置しうる。第4導体50は、一部の面が基体20の外に面しうる。
複数の実施形態の一例において、第4導体50は、共振器10におけるグラウンド導体として機能しうる。第4導体50は、共振器10の電位基準となりうる。第4導体50は、共振器10を備える機器のグラウンドに接続されうる。
複数の実施形態の一例において、共振器10は、第4導体50と、基準電位層51とを備えうる。基準電位層51は、z方向において、第4導体50と離れて位置する。基準電位層51は、第4導体50と電気的に絶縁される。基準電位層51は、共振器10の電位基準となりうる。基準電位層51は、共振器10を備える機器のグラウンドに電気的に接続されうる。第4導体50は、共振器10を備える機器のグラウンドと電気的に離れうる。基準電位層51は、第3導体40または第4導体50のいずれかとz方向において対向する。
複数の実施形態の一例において、基準電位層51は、第4導体50を介して第3導体40と対向する。第4導体50は、第3導体40と基準電位層51との間に位置する。基準電位層51と第4導体50との間隔は、第3導体40と第4導体50との間隔に比べて狭い。
基準電位層51を備える共振器10において、第4導体50は、1または複数の導電体を含みうる。基準電位層51を備える共振器10において、第4導体50は1または複数の導電体を含み、且つ第3導体40は対導体30に接続される1つの導電体としうる。基準電位層51を備える共振器10において、第3導体40および第4導体50のそれぞれは、少なくとも1つの共振器を備えうる。
基準電位層51を備える共振器10において、第4導体50は、複数の導体層を含みうる。例えば、第4導体50は、第3導体層52および第4導体層53を含みうる。第3導体層52は、第4導体層53と容量的に結合しうる。第3導体層52は、第1導体層41と電気的に接続されうる。容量結合する2つの導体層は、y方向に対向しうる。容量結合する2つの導体層は、x方向に対向しうる。容量結合する2つの導体層は、xy平面内において対向しうる。
z方向において対向して容量結合する2つの導体層の距離は、当該導体群と基準電位層51との距離に比べて短い。例えば、第1導体層41と第2導体層42との距離は、第3導体40と基準電位層51との距離に比べて短い。例えば、第3導体層52と第4導体層53との距離は、第4導体50と基準電位層51との距離に比べて短い。
第1導体31および第2導体32の各々は、1または複数の導電体を含みうる。第1導体31および第2導体32の各々は、1つの導電体としうる。第1導体31および第2導体32の各々は、複数の導電体を含みうる。第1導体31および第2導体32の各々は、少なくとも1つの第5導体層301と、複数の第5導体302とを含みうる。対導体30は、少なくとも1つの第5導体層301と、複数の第5導体302とを含む。
第5導体層301は、y方向に広がっている。第5導体層301は、xy平面に沿って広がる。第5導体層301は、層状の導電体である。第5導体層301は、基体20の上に位置しうる。第5導体層301は、基体20の中に位置しうる。複数の第5導体層301は、z方向において互いに離れている。複数の第5導体層301は、z方向に並んでいる。複数の第5導体層301は、z方向において一部が重なっている。第5導体層301は、複数の第5導体302を電気的に接続する。第5導体層301は、複数の第5導体302を接続する接続導体となる。第5導体層301は、第3導体40のいずれかの導体層と電気的に接続しうる。一実施形態において、第5導体層301は、第2導体層42と電気的に接続する。第5導体層301は、第2導体層42と一体化しうる。一実施形態において、第5導体層301は、第4導体50と電気的に接続しうる。第5導体層301は、第4導体50と一体化しうる。
各第5導体302は、z方向に広がっている。複数の第5導体302は、y方向において互いに離れている。第5導体302の間の距離は、λ1の1/2波長以下である。電気的に接続された第5導体302の間の距離がλ1/2以下であると、第1導体31および第2導体32の各々は、第5導体302の間から共振周波数帯の電磁波が漏れるのを低減できる。対導体30は、共振周波数帯の電磁波の漏れが小さいので、単位構造体から電気壁として見える。複数の第5導体302の少なくとも一部は、第4導体50に電気的に接続されている。一実施形態において、複数の第5導体302の一部は、第4導体50と第5導体層301とを電気的に接続しうる。一実施形態において、複数の第5導体302は、第5導体層301を介して第4導体50に電気的に接続しうる。複数の第5導体302の一部は、1つの第5導体層301と他の第5導体層301とを電気的に接続しうる。第5導体302は、ビア導体、およびスルーホール導体を採用しうる。
共振器10は、共振器として機能する第3導体40を含む。第3導体40は、人工磁気壁(AMC;Artificial Magnetic Conductor)として機能しうる。人工磁気壁は、反応性インピーダンス面(RIS;Reactive Impedance Surface)とも言いうる。
共振器10は、x方向において対向する2つの対導体30の間に、共振器として機能する第3導体40を含む。2つの対導体30は、第3導体40からyz平面に広がる電気壁(Electric Conductor)と観える。共振器10は、y方向の端が電気的に解放されている。共振器10は、y方向の両端のzx平面が高インピーダンスとなる。共振器10のy方向の両端のzx平面は、第3導体40から磁気壁(Magnetic Conductor)と観える。共振器10は、2つの電気壁および2つの高インピーダンス面(磁気壁)で囲まれることで、第3導体40の共振器がz方向に人工磁気壁特性(Artificial Magnetic Conductor Character)を有する。2つの電気壁および2つの高インピーダンス面で囲まれることで、第3導体40の共振器は、有限の数で人工磁気壁特性を有する。
「人工磁気壁特性」は、動作周波数における入射波と反射波との位相差が0度となる。共振器10では、第1の周波数f1における入射波と反射波との位相差が0度となる。「人工磁気壁特性」では、動作周波数帯において、入射波と反射波との位相差が-90度~+90度となる。動作周波数帯とは、第2の周波数f2および第3の周波数f3の間の周波数帯である。第2の周波数f2とは、入射波と反射波との間の位相差が+90度である周波数である。第3の周波数f3とは、入射波と反射波との間の位相差が-90度である周波数である。第2および第3の周波数に基づいて決定される動作周波数帯の幅は、例えば、動作周波数が約2.5GHzである場合に、100MHz以上であってよい。動作周波数帯の幅は、例えば、動作周波数が約400MHzである場合に、5MHz以上であってよい。
共振器10の動作周波数は、第3導体40の各々の共振器の共振周波数と異なりうる。共振器10の動作周波数は、基体20、対導体30、第3導体40、および第4導体50の長さ、大きさ、形状、材料などで変化しうる。
複数の実施形態の一例において、第3導体40は、少なくとも1つの単位共振器40Xを含みうる。第3導体40は、1つの単位共振器40Xを含みうる。第3導体40は、複数の単位共振器40Xを含みうる。単位共振器40Xは、第4導体50とz方向に重なって位置する。単位共振器40Xは、第4導体50と対向している。単位共振器40Xは、周波数選択表面(FSS;Frequency Selective Surface)として機能しうる。複数の単位共振器40Xは、xy平面に沿って並ぶ。複数の単位共振器40Xは、xy平面で規則的に並びうる。単位共振器40Xは、正方格子(square grid)、斜交格子(oblique grid)、長方格子(rectangular grid)、および六方格子(hexagonal grid)で並びうる。
第3導体40は、z方向に並ぶ、複数の導体層を含みうる。第3導体40の複数の導体層は、各々が少なくとも1つ分の単位共振器を含む。例えば、第3導体40は、第1導体層41および第2導体42を含む。
第1導体層41は、少なくとも1つ分の第1単位共振器41Xを含む。第1導体層41は、1つの第1単位共振器41Xを含みうる。第1導体層41は、1つの第1単位共振器41Xが複数に分かれた第1部分共振器41Yを複数含みうる。複数の第1部分共振器41Yは、隣接する単位構造体10Xによって、少なくとも1つ分の第1単位共振器41Xとなりうる。複数の第1部分共振器41Yは、第1導体層41の端部に位置する。第1単位共振器41Xおよび第1部分共振器41Yは、第3導体と呼びうる。
第2導体層42は、少なくとも1つ分の第2単位共振器42Xを含む。第2導体層42は、1つの第2単位共振器42Xを含みうる。第2導体層42は、1つの第2単位共振器42Xが複数に分かれた第2部分共振器42Yを複数含みうる。複数の第2部分共振器42Yは、隣接する単位構造体10Xによって、少なくとも1つ分の第2単位共振器42Xとなりうる。複数の第2部分共振器42Yは、第2導体層42の端部に位置する。第2単位共振器42Xおよび第2部分共振器42Yは、第3導体と呼びうる。
第2単位共振器42Xおよび第2部分共振器42Yの少なくとも一部は、第1単位共振器41Xおよび第1部分共振器41YとZ方向に重なって位置する。第3導体40は、各層の単位共振器および部分共振器の少なくとも一部がZ方向に重なって1つの単位共振器40Xとなっている。単位共振器40Xは、各層において、少なくとも1つ分の単位共振器を含む。
第1単位共振器41Xがライン型またはパッチ型の共振器を含む場合、第1導体層41は、少なくとも1つの第1単位導体411を有する。第1単位導体411は、第1単位共振器41Xまたは第1部分共振器41Yとして機能しうる。第1導体層41は、xy方向においてn行m列で並ぶ複数の第1単位導体411を有する。nおよびmは、互いに独立した1以上の自然数である。図1~9等に示す一例において、第1導体層41は、2行3列の格子状に並ぶ6つの第1単位導体411を有する。第1単位導体411は、正方格子、斜交格子、長方格子、および六方格子で並びうる。第1部分共振器41Yに相当する第1単位導体411は、第1導体層41のxy平面における端部に位置する。
第1単位共振器41Xがスロット型の共振器である場合、第1導体層41は、少なくとも1つの導体層がxy方向に広がる。第1導体層41は、少なくとも1つの第1単位スロット412を有する。第1単位スロット412は、第1単位共振器41Xまたは第1部分共振器41Yとして機能しうる。第1導体層41は、xy方向においてn行m列で並ぶ複数の第1単位スロット412を含みうる。nおよびmは、互いに独立した1以上の自然数である。図6~9等に示す一例において、第1導体層41は、2行3列の格子状に並ぶ6つの第1単位スロット412を有する。第1単位スロット412は、正方格子、斜交格子、長方格子、および六方格子で並びうる。第1部分共振器41Yに相当する第1単位スロット412は、第1導体層41のxy平面における端部に位置する。
第2単位共振器42Xがライン型またはパッチ型の共振器である場合、第2導体層42は、少なくとも1つの第2単位導体421を含む。第2導体層42は、xy方向において並ぶ複数の第2単位導体421を含みうる。第2単位導体421は、正方格子、斜交格子、長方格子、および六方格子で並びうる。第2単位導体421は、第2単位共振器42Xまたは第2部分共振器42Yとして機能しうる。第2部分共振器42Yに相当する第2単位導体421は、第2導体層42のxy平面における端部に位置する。
第2単位導体421は、z方向において、少なくとも一部が第1単位共振器41Xおよび第1部分共振器41Yの少なくとも一方と重なっている。第2単位導体421は、複数の第1単位共振器41Xと重なりうる。第2単位導体421は、複数の第1部分共振器41Yと重なりうる。第2単位導体421は、1つの第1単位共振器41Xと、4つの第1部分共振器41Yとに重なりうる。第2単位導体421は、1つの第1単位共振器41Xのみと重なりうる。第2単位導体421の重心は、1つの第1単位導体41Xと重なりうる。第2単位導体421の重心は、複数の第1単位導体41Xおよび第1部分共振器41Yの間に位置しうる。第2単位導体421の重心は、x方向またはy方向に並ぶ2つの第1単位共振器41Xの間に位置しうる。
第2単位導体421は、少なくとも一部が2つの第1単位導体411と重なりうる。第2単位導体421は、1つの第1単位導体411のみと重なりうる。第2単位導体421の重心は、2つの第1単位導体411の間に位置しうる。第2単位導体421の重心は、1つの第1単位導体411と重なりうる。第2単位導体421は、少なくとも一部が第1単位スロット412と重なりうる。第2単位導体421は、1つの第1単位スロット412のみと重なりうる。第2単位導体421の重心は、x方向またはy方向に並ぶ2つの第1単位スロット412の間に位置しうる。第2単位導体421の重心は、1つの第1単位スロット412に重なりうる。
第2単位共振器42Xがスロット型の共振器である場合、第2導体層42は、少なくとも1つの導体層がxy平面に沿って広がる。第2導体層42は、少なくとも1つの第2単位スロット422を有する。第2単位スロット422は、第2単位共振器42Xまたは第1部分共振器42Yとして機能しうる。第2導体層42は、xy平面において並ぶ複数の第2単位スロット422を含みうる。第2単位スロット422は、正方格子、斜交格子、長方格子、および六方格子で並びうる。第2部分共振器42Yに相当する第2単位スロット422は、第2導体層42のxy平面における端部に位置する。
第2単位スロット422は、y方向において、少なくとも一部が第1単位共振器41Xおよび第1部分共振器41Yの少なくとも一方と重なっている。第2単位スロット422は、複数の第1単位共振器41Xと重なりうる。第2単位スロット422は、複数の第1部分共振器41Yと重なりうる。第2単位スロット422は、1つの第1単位共振器41Xと、4つの第1部分共振器41Yとに重なりうる。第2単位スロット422は、1つの第1単位共振器41Xのみと重なりうる。第2単位スロット422の重心は、1つの第1単位導体41Xと重なりうる。第2単位スロット422の重心は、複数の第1単位導体41Xの間に位置しうる。第2単位スロット422の重心は、x方向またはy方向に並ぶ2つの第1単位共振器41Xおよび第1部分共振器41Yの間に位置しうる。
第2単位スロット422は、少なくとも一部が2つの第1単位導体411と重なりうる。第2単位スロット422は、1つの第1単位導体411のみと重なりうる。第2単位スロット422の重心は、2つの第1単位導体411の間に位置しうる。第2単位スロット422の重心は、1つの第1単位導体411と重なりうる。第2単位スロット422は、少なくとも一部が第1単位スロット412と重なりうる。第2単位スロット422は、1つの第1単位スロット412のみと重なりうる。第2単位スロット422の重心は、x方向またはy方向に並ぶ2つの第1単位スロット412の間に位置しうる。第2単位スロット422の中心は、1つの第1単位スロット412に重なりうる。
単位共振器40Xは、少なくとも1つ分の第1単位共振器41Xと、少なくとも1つ分の第2単位共振器42Xとを含む。単位共振器40Xは、1つの第1単位共振器41Xを含みうる。単位共振器40Xは、複数の第1単位共振器41Xを含みうる。単位共振器40Xは、1つの第1部分共振器41Yを含みうる。単位共振器40Xは、複数の第1部分共振器41Yを含みうる。単位共振器40Xは、第1単位共振器41Xのうちの一部を含みうる。単位共振器40Xは、部分的な第1単位共振器41Xを1または複数含みうる。単位共振器40Xは、1または複数の部分的な第1単位共振器41X、および1または複数の第1部分共振器41Yから複数の部分的な共振器を含む。単位共振器40Xが含む複数の部分的な共振器は、少なくとも1つ分に相当する第1単位共振器41Xに合わさる。単位共振器40Xは、第1単位共振器41Xを含まず、複数の第1部分共振器41Yを含みうる。単位共振器40Xは、例えば、4つの第1部分共振器41Yを含みうる。単位共振器40Xは、部分的な第1単位共振器41Xのみを複数含みうる。単位共振器40Xは、1または複数の部分的な第1単位共振器41X、および1または複数の第1部分共振器41Yを含みうる。単位共振器40Xは、例えば、2つの部分的な第1単位共振器41X、および2の第1部分共振器41Yを含みうる。単位共振器40Xは、x方向における両端のそれぞれにおける、含まれる第1導体層41の鏡像が略同一となりうる。単位共振器40Xは、z方向に伸びる中心線に対して、含まれる第1導体層41が略対象になりうる。
単位共振器40Xは、1つの第2単位共振器42Xを含みうる。単位共振器40Xは、複数の第2単位共振器42Xを含みうる。単位共振器40Xは、1つの第2部分共振器42Yを含みうる。単位共振器40Xは、複数の第2部分共振器42Yを含みうる。単位共振器40Xは、第2単位共振器42Xのうちの一部を含みうる。単位共振器40Xは、部分的な第2単位共振器42Xを1または複数含みうる。単位共振器40Xは、1または複数の部分的な第2単位共振器42X、および1または複数の第2部分共振器42Yから複数の部分的な共振器を含む。単位共振器40Xが含む複数の部分的な共振器は、少なくとも1つ分に相当する第2単位共振器42Xに合わさる。単位共振器40Xは、第2単位共振器42Xを含まず、複数の第2部分共振器42Yを含みうる。単位共振器40Xは、例えば、4つの第2部分共振器42Yを含みうる。単位共振器40Xは、部分的な第2単位共振器42Xのみを複数含みうる。単位共振器40Xは、1または複数の部分的な第2単位共振器42X、および1または複数の第2部分共振器42Yを含みうる。単位共振器40Xは、例えば、2つの部分的な第2単位共振器42X、および2の第2部分共振器42Yを含みうる。単位共振器40Xは、x方向における両端のそれぞれにおける、含まれる第2導体層42の鏡像が略同一となりうる。単位共振器40Xは、y方向に伸びる中心線に対して、含まれる第2導体層42が略対象になりうる。
複数の実施形態の一例において、単位共振器40Xは、1つの第1単位共振器41Xと、複数の部分的な第2単位共振器42Xとを含む。例えば、単位共振器40Xは、1つの第1単位共振器41Xと、4つの第2単位共振器42Xの半分とを含む。当該単位共振器40Xは、1つ分の第1単位共振器41Xと、2つ分の第2単位共振器42Xとを含む。単位共振器40Xが含む構成は、この例に限られない。
共振器10は、少なくとも1つの単位構造体10Xを含みうる。共振器10は、複数の単位構造体10Xを含みうる。複数の単位構造体10Xは、xy平面に並びうる。複数の単位構造体10Xは、正方格子、斜交格子、長方格子、および六方格子で並びうる。単位構造体10Xは、正方格子(square grid)、斜交格子(oblique grid)、長方格子(rectangular grid)、および六方格子(hexagonal grid)のいずれかの繰り返し単位を含む。単位構造体10Xは、xy平面に沿って無限に並ぶことで、人工磁気壁(AMC)として機能しうる。
単位構造体10Xは、基体20の少なくとも一部と、第3導体40の少なくとも一部と、第4導体50の少なくとも一部とを含みうる。単位構造体10Xが含む基体20、第3導体40、第4導体50の部位は、z方向において重なる。単位構造体10Xは、単位共振器40Xと、当該単位共振器40Xとz方向に重なる基体20の一部と、当該単位共振器40Xとz方向に重なる第4導体50とを含む。共振器10は、例えば、2行3列で並ぶ6つの単位構造体10Xを含みうる。
共振器10は、x方向において対向する2つの対導体30の間に、少なくとも1つの単位構造体10Xを有しうる。2つの対導体30は、単位構造体10Xからyz平面に広がる電気壁と観える。単位構造体10Xは、y方向の端が解放されている。単位構造体10Xは、y方向の両端のzx平面が高インピーダンスとなる。単位構造体10Xは、y方向の両端のzx平面が磁気壁と観える。単位構造体10Xは、繰り返して並ぶ際に、z方向に対して線対称としうる。単位構造体10Xは、2つの電気壁および2つの高インピーダンス面(磁気壁)で囲まれることで、z方向に人工磁気壁特性を有する。2つの電気壁および2つの高インピーダンス面(磁気壁)で囲まれることで、単位構造体10Xは、有限の数で人工磁気壁特性を有する。
共振器10の動作周波数は、第1単位共振器41Xの動作周波数と異なりうる。共振器10の動作周波数は、第2単位共振器42Xの動作周波数と異なりうる。共振器10の動作周波数は、単位共振器40Xを構成する第1単位共振器41Xおよび第2単位共振器42Xの結合などによって変化しうる。
第3導体40は、第1導体層41と第2導体層42とを含みうる。第1導体層41は、少なくとも1つの第1単位導体411を含む。第1単位導体411は、第1接続導体413と、第1浮遊導体414とを含む。第1接続導体413は、対導体30のいずれかと接続している。第1浮遊導体414は、対導体30と接続していない。第2導体層42は、少なくとも1つの第2単位導体421を含む。第2単位導体421は、第2接続導体423と、第2浮遊導体424とを含む。第2接続導体423は、対導体30のいずれかと接続している。第2浮遊導体424は、対導体30と接続していない。第3導体40は、第1単位導体411および第2単位導体421を含みうる。
第1接続導体413は、第1浮遊導体414よりx方向に沿った長さを長くしうる。第1接続導体413は、第1浮遊導体414よりx方向に沿った長さを短くしうる。第1接続導体413は、第1浮遊導体414に比べてx方向に沿った長さを半分としうる。第2接続導体423は、第2浮遊導体424よりx方向に沿った長さを長くしうる。第2接続導体423は、第2浮遊導体424よりx方向に沿った長さを短くしうる。第2接続導体423は、第2浮遊導体424に比べてx方向に沿った長さを半分としうる。
第3導体40は、共振器10が共振する際に、第1導体31と第2導体32との間の電流路となる電流路40Iを含みうる。電流路40Iは、第1導体31と、第2導体32とに接続されうる。電流路40Iは、第1導体31と第2導体32との間に、静電容量を有する。電流路40Iの静電容量は、第1導体31と第2導体32との間に、電気的に直列に接続される。電流路40Iは、第1導体31と第2導体32との間で導電体が離隔している。電流路40Iは、第1導体31に接続される導電体と、第2導体32に接続される導電体とを含みうる。
複数の実施形態において、電流路40Iにおいて、第1単位導体411と第2単位導体421とは、z方向において一部が対向している。電流路40Iにおいて、第1単位導体411と第2単位導体421とは、容量結合している。第1単位導体411は、x方向における端部に容量成分を有する。第1単位導体411は、z方向において第2単位導体421と対向するy方向における端部において容量成分を有しうる。第1単位導体411は、z方向において第2単位導体421と対向するx方向における端部、且つy方向における端部において容量成分を有しうる。第2単位導体421は、x方向における端部に容量成分を有する。第2単位導体421は、z方向において第1単位導体411と対向するy方向における端部において容量成分を有しうる。第2単位導体421は、z方向において第1単位導体411と対向するx方向における端部、且つy方向における端部において容量成分を有しうる。
共振器10は、電流路40Iにおける容量結合を大きくすることで共振周波数を低くすることができる。所望の動作周波数を実現する際に、共振器10は、電流路40Iの静電容量結合を大きくすることで、x方向に沿った長さを短くすることができる。第3導体40は、第1単位導体411と第2単位導体421とが基体20の積層方向に対向して容量結合している。第3導体40は、第1単位導体411と第2単位導体421との間の静電容量を対向する面積によって調整できる。
複数の実施形態において、第1単位導体411のy方向に沿った長さは、第2単位導体421のy方向に沿った長さと異なる。共振器10は、第1単位導体411と第2単位導体421との相対的な位置が理想的な位置からxy平面に沿ってずれた場合に、第3方向に沿った長さが第1単位導体411と第2単位導体421とで異なることで、静電容量の大きさの変化を小さくすることができる。
複数の実施形態において、電流路40Iは、第1導体31および第2導体32と空間的に離れ、第1導体31および第2導体32と容量的に結合している、1つの導電体からなる。
複数の実施形態において、電流路40Iは、第1導体層41と、第2導体層42とを含む。当該電流路40Iは、少なくとも1つの第1単位導体411と、少なくとも1つの第2単位導体421とを含む。当該電流路40Iは、2つの第1接続導体413、2つの第2接続導体423、ならびに1つの第1接続導体413および1つの第2接続導体423のいずれかを含む。当該電流路40Iは、第1単位導体411と、第2単位導体421とが第1方向に沿って交互に並びうる。
複数の実施形態において、電流路40Iは、第1接続導体413と、第2接続導体423とを含む。当該電流路40Iは、少なくとも1つの第1接続導体413と、少なくとも1つの第2接続導体423とを含む。当該電流路40Iにおいて、第3導体40は、第1接続導体413と第2接続導体423との間に静電容量を有する。実施形態の一例において、第1接続導体413は、第2接続導体423と対向し、静電容量を有しうる。実施形態の一例において、第1接続導体413は、第2接続導体423と他の導電体を介して容量的に接続されうる。
複数の実施形態において、電流路40Iは、第1接続導体413と、第2浮遊導体424とを含む。当該電流路40Iは、2つの第1接続導体413を含む。当該電流路40Iにおいて、第3導体40は、2つの第1接続導体413の間に静電容量を有する。実施形態の一例において、2つの第1接続導体413は、少なくとも1つの第2浮遊導体424を介して容量的に接続されうる。実施形態の一例において、2つの第1接続導体413は、少なくとも1つの第1浮遊導体414と、複数の第2浮遊導体424とを介して容量的に接続されうる。
複数の実施形態において、電流路40Iは、第1浮遊導体414と、第2接続導体423とを含む。当該電流路40Iは、2つの第2接続導体423を含む。当該電流路40Iにおいて、第3導体40は、2つの第2接続導体423の間に静電容量を有する。実施形態の一例において、2つの第2接続導体423は、少なくとも1つの第1浮遊導体414を介して容量的に接続されうる。実施形態の一例において、2つの第2接続導体423は、複数の第1浮遊導体414と、少なくとも1つの第2浮遊導体424と、を介して容量的に接続されうる。
複数の実施形態において、第1接続導体413および第2接続導体423の各々は、共振周波数における波長λの4分の1の長さとしうる。第1接続導体413および第2接続導体423の各々は、それぞれが波長λの2分の1の長さの共振器として機能しうる。第1接続導体413および第2接続導体423の各々は、それぞれの共振器が容量結合することで奇モードと偶モードとで発振しうる。共振器10は、容量結合後の偶モードにおける共振周波数を動作周波数としうる。
電流路40Iは、第1導体31に複数箇所で接続されうる。電流路40Iは、第2導体32に複数箇所で接続されうる。電流路40Iは、第1導体31から第2導体32までを独立して電導する複数の電導路を含みうる。
第1接続導体413と容量結合する第2浮遊導体424において、当該容量結合している側の第2浮遊導体424の端は、対導体30との距離に比べて第1接続導体413との距離が短い。第2接続導体423と容量結合する第1浮遊導体414において、当該容量結合している側の第1浮遊導体414の端は、対導体30との距離に比べて第2接続導体423との距離が短い。
複数の実施形態の共振器10において、第3導体40の導体層は、y方向における長さが各々で異なりうる。第3導体40の導体層は、z方向において他の導体層と容量的に結合する。共振器10は、導体層のy方向における長さが異なると、導体層がy方向にずれても静電容量の変化が小さくなる。共振器10は、導体層のy方向における長さが異なることで、導体層のy方向に対するズレの許容範囲を広げることができる。
複数の実施形態の共振器10において、第3導体40は、導体層間の容量的な結合による静電容量を有する。当該静電容量を有する容量部位は、y方向に複数並びうる。y方向に複数並ぶ容量部位は、電磁気的に並列の関係となりうる。共振器10は、電気的に並列に並ぶ複数の容量部位を有することで、個々の容量誤差を相互に補完することができる。
共振器10が共振状態にあるとき、対導体30、第3導体40、第4導体50に流れる電流は、ループする。共振器10が共振状態にあるとき、共振器10には、交流電流が流れている。共振器10において、第3導体40を流れる電流を第1電流とし、第4導体50を流れる電流を第2電流とする。共振器10が共振状態にあるとき、第1電流は、x方向において第2電流と異なる方向に流れる。例えば、第1電流が+x方向に流れるとき、第2電流は-x方向に流れる。また、例えば、第1電流が-x方向に流れるとき、第2電流は+x方向に流れる。つまり、共振器10が共振状態にあるとき、ループ電流は、+x方向および-x方向に交互に流れる。共振器10は、磁界を作るループ電流が反転を繰り返すことで、電磁波を放射する。
複数の実施形態において、第3導体40は、第1導体層41と、第2導体層42とを含む。第3導体40は、第1導体層41と第2導体層42とが容量的に結合しているため、共振状態で大域的に電流が1つの方向に流れているようにみえる。複数の実施形態において、各導体を流れる電流は、y方向の端部において密度が大きい。
共振器10は、対導体30を介して第1電流および第2電流がループする。共振器10は、第1導体31、第2導体32、第3導体40、および第4導体50が共振回路となる。共振器10の共振周波数は、単位共振器の共振周波数となる。共振器10が1つの単位共振器を含む場合、または、共振器10が単位共振器の一部を含む場合、共振器10の共振周波数は、基体20、対導体30、第3導体40、および第4導体50、並びに共振器10の周囲との電磁的な結合によって変わる。例えば、共振器10は、第3導体40の周期性が乏しい場合、全体が1つの単位共振器、または全体が1つの単位共振器の一部となる。例えば、共振器10の共振周波数は、第1導体31および第2導体32のz方向の長さ、第3導体40および第4導体50のx方向の長さ、第3導体40および第4導体50の静電容量によって変わる。例えば、第1単位導体411と第2単位導体421の間の容量が大きい共振器10は、第1導体31および第2導体32のz方向の長さ、ならびに第3導体40および第4導体50のx方向の長さを短くしつつ、共振周波数の低周波数化が可能となる。
複数の実施形態において、共振器10は、z方向において第1導体層41が電磁波の実効的な放射面となる。複数の実施形態において、共振器10は、第1導体層41の第1面積が他の導体層の第1面積より大きい。当該共振器10は、第1導体層41の第1面積を大きくすることで、電磁波の放射を大きくすることができる。
複数の実施形態において、共振器10は、1または複数のインピーダンス素子45を含みうる。インピーダンス素子45は、複数の端子間にインピーダンス値を有する。インピーダンス素子45は、共振器10の共振周波数を変化させる。インピーダンス素子45は、抵抗器(Register)、キャパシタ(Capacitor)、およびインダクタ(Inductor)を含みうる。インピーダンス素子45は、インピーダンス値を変更可能な可変素子を含みうる。可変素子は、電気信号によってインピーダンス値を変更しうる。可変素子は、物理機構によってインピーダンス値を変更しうる。
インピーダンス素子45は、x方向において並ぶ、第3導体40の2つの単位導体に接続されうる。インピーダンス素子45は、x方向において並ぶ、2つの第1単位導体411に接続されうる。インピーダンス素子45は、x方向において並ぶ、第1接続導体413と第1浮遊導体414とに接続されうる。インピーダンス素子45は、第1導体31と、第1浮遊導体414とに接続されうる。インピーダンス素子45は、y方向における中央部において、第3導体40の単位導体に接続される。インピーダンス素子45は、2つの第1単位導体411のy方向における中央部に接続される。
インピーダンス素子45は、xy平面内でx方向に並ぶ2つの導電体の間に、電気的に直列に接続される。インピーダンス素子45は、x方向において並ぶ、2つの第1単位導体411の間に電気的に直列に接続されうる。インピーダンス素子45は、x方向において並ぶ、第1接続導体413と第1浮遊導体414との間に電気的に直列に接続されうる。インピーダンス素子45は、第1導体31と、第1浮遊導体414との間に電気的に直列に接続されうる。
インピーダンス素子45は、z方向に重なって静電容量を持つ、2つの第1単位導体411および第2単位導体421に対して、電気的に並列に接続されうる。インピーダンス素子45は、z方向に重なって静電容量を持つ、第2接続導体423および第1浮遊導体414に対して、電気的に並列に接続されうる。
共振器10は、インピーダンス素子45としてキャパシタを追加することで、共振周波数を低くできる。共振器10は、インピーダンス素子45としてインダクタを追加することで共振周波数を高くできる。共振器10は、異なるインピーダンス値のインピーダンス素子45を含みうる。共振器10は、インピーダンス素子45として異なる電気容量のキャパシタを含みうる。共振器10は、インピーダンス素子45として異なるインダクタンスのインダクタを含みうる。共振器10は、異なるインピーダンス値のインピーダンス素子45を追加することで、共振周波数の調整範囲が大きくなる。共振器10は、インピーダンス素子45としてキャパシタおよびインダクタを同時に含みうる。共振器10は、インピーダンス素子45としてキャパシタおよびインダクタを同時に追加することで、共振周波数の調整範囲が大きくなる。共振器10は、インピーダンス素子45を備えることによって、全体が1つの単位共振器、または全体が1つの単位共振器の一部となりうる。
図1~5は、複数の実施形態の一例である共振器10を示す図である。図1は、共振器10の概略図である。図2は、z方向からxy平面を平面視した図である。図3Aは、図2に示したIIIa-IIIa線に沿った断面図である。図3Bは、図2に示したIIIb-IIIb線に沿った断面図である。図4は、図3に示したIV-IV線に沿った断面図である。図5は、複数の実施形態の一例である単位構造体10Xを示す概念図である。
図1~5に示した共振器10において、第1導体層41は、第1単位共振器41Xとしてパッチ型の共振器を含む。第2導体層42は、第2単位共振器42Xとしてパッチ型の共振器を含む。単位共振器40Xは、1つの第1単位共振器41Xと、4つの第2部分共振器42Yとを含む。単位構造体10Xは、単位共振器40Xと、単位共振器40Xとz方向に重なる基体20の一部および第4導体50の一部とを含む。
図6~9は、複数の実施形態の一例である共振器10を示す図である。図6は、共振器10の概略図である。図7は、z方向からxy平面を平面視した図である。図8Aは、図7に示したVIIIa-VIIIa線に沿った断面図である。図8Bは、図7に示したVIIIb-VIIIb線に沿った断面図である。図9は、図8に示したIX-IX線に沿った断面図である。
図6~9に示した共振器10において、第1導体層41は、第1単位共振器41Xとしてスロット型の共振器を含む。第2導体層42は、第2単位共振器42Xとしてスロット型の共振器を含む。単位共振器40Xは、1つの第1単位共振器41Xと、4つの第2部分共振器42Yとを含む。単位構造体10Xは、単位共振器40Xと、単位共振器40Xとz方向に重なる基体20の一部および第4導体50の一部とを含む。
図10~13は、複数の実施形態の一例である共振器10を示す図である。図10は、共振器10の概略図である。図11は、z方向からxy平面を平面視した図である。図12Aは、図11に示したXIIa-XIIa線に沿った断面図である。図12Bは、図11に示したXIIb-XIIb線に沿った断面図である。図13は、図12に示したXIII-XIII線に沿った断面図である。
図10~13に示した共振器10において、第1導体層41は、第1単位共振器41Xとしてパッチ型の共振器を含む。第2導体層42は、第2単位共振器42Xとしてスロット型の共振器を含む。単位共振器40Xは、1つの第1単位共振器41Xと、4つの第2部分共振器42Yとを含む。単位構造体10Xは、単位共振器40Xと、単位共振器40Xとz方向に重なる基体20の一部および第4導体50の一部とを含む。
図14~17は、複数の実施形態の一例である共振器10を示す図である。図14は、共振器10の概略図である。図15は、z方向からxy平面を平面視した図である。図16Aは、図15に示したXVIa-XVIa線に沿った断面図である。図16Bは、図15に示したXVIb-XVIb線に沿った断面図である。図17は、図16に示したXVII-XVII線に沿った断面図である。
図14~17に示した共振器10において、第1導体層41は、第1単位共振器41Xとしてスロット型の共振器を含む。第2導体層42は、第2単位共振器42Xとしてパッチ型の共振器を含む。単位共振器40Xは、1つの第1単位共振器41Xと、4つの第2部分共振器42Yとを含む。単位構造体10Xは、単位共振器40Xと、単位共振器40Xとz方向に重なる基体20の一部および第4導体50の一部とを含む。
図1~17に示した共振器10は一例である。共振器10の構成は、図1~17に示した構造に限定されない。図18は、他の構成の対導体30を含む共振器10を示す図である。図19Aは、図18に示したXIXa-XIXa線に沿った断面図である。図19Bは、図18に示したXIXb-XIXb線に沿った断面図である。
図1~19に示した基体20は一例である。基体20の構成は、図1~19に示した構成に限定されない。基体20は、図20に示したように、内部に空洞20aを含みうる。z方向において、空洞20aは、第3導体40と第4導体50との間に位置する。空洞20aの誘電率は、基体20の誘電率に比べて低い。基体20は、空洞20aを有することで、第3導体40と第4導体50との電磁気的な距離を短くできる。
基体20は、図21に示したように、複数の部材を含みうる。基体20は、第1基体21、第2基体22、および接続体23を含みうる。第1基体21および第2基体22は、接続体23を介して機械的に接続されうる。接続体23は、内部に第6導体303を含みうる。第6導体303は、第4導体301または第5導体302と電気的に接続される。第6導体303は、第4導体301および第5導体302と合わせて第1導体31または第2導体32となる。
図1~21に示した対導体30は一例である。対導体30の構成は、図1~21に示した構成に限定されない。図22~28は、他の構成の対導体30を含む共振器10を示す図である。図22は、図19Aに相当する断面図である。図22Aに示すように、第5導体層301の数は、適宜変更しうる。図22Bに示すように、第5導体層301は、基体20の上に位置しなくてよい。図22Cに示すように、第5導体層301は、基体20の中に位置しなくてよい。
図23は、図18に相当する平面図である。図23に示すように、共振器10は、第5導体302を単位共振器40Xの境界から離しうる。図24は、図18に相当する平面図である。図24に示すように、2つの対導体30は、対となる他の対導体30側に出る凸部を有しうる。このような共振器10は、例えば、凹部を有する基体20に金属ペーストを塗布して硬化することで形成しうる。
図25は、図18に相当する平面図である。図25に示すように、基体20は、凹部を有しうる。図25に示すように、対導体30は、x方向における外面から内側に窪む凹部を有している。図25に示すように、対導体30は、基体20の表面に沿って広がっている。このような共振器10は、例えば、凹部を有する基体20に微細な金属材料を吹き付けることで形成しうる。
図26は、図18に相当する平面図である。図26に示すように、基体20は、凹部を有しうる。図25に示すように、対導体30は、x方向における外面から内側に窪む凹部を有している。図26に示すように、対導体30は、基体20の凹部に沿って広がっている。このような共振器10は、例えば、スルーホール導体の並びに沿ってマザー基板を分割することで製造しうる。かかる対導体30は、端面スルーホールなどと称しうる。
図27は、図18に相当する平面図である。図27に示すように、基体20は、凹部を有しうる。図27に示すように、対導体30は、x方向における外面から内側に窪む凹部を有している。このような共振器10は、例えば、スルーホール導体の並びに沿ってマザー基板を分割することで製造しうる。かかる対導体30は、端面スルーホールなどと称しうる。
図28は、図18に相当する平面図である。図28に示すように、対導体30は、x方向における長さが、基体20に比べて短くてよい。対導体30の構成はこれらに限られない。2つの対導体30は、互いに異なる構成と成りうる。例えば、一方の対導体30は、第5導体層301および第5導体302を含み、他方の対導体30は、端面スルーホールであってよい。
図1~28に示した第3導体40は一例である。第3導体40の構成は、図1~28に示した構成に限定されない。単位共振器40X、第1単位共振器41X、および第2単位共振器42Xは、方形に限られない。単位共振器40X、第1単位共振器41X、および第2単位共振器42Xは、単位共振器40X等と称しうる。例えば、単位共振器40X等は、図29Aに示すように、三角形であってよく、図29Bに示すように六角形であってよい。単位共振器40X等の各辺は、図30に示すように、x方向およびy方向と異なる方向に伸びうる。第3導体40は、第2導体層42が基体20の上に位置し、第1導体層41が基体20の中に位置しうる。第3導体40は、第2導体層42が第1導体層41より第4導体50から遠くに位置しうる。
図1~30に示した第3導体40は一例である。第3導体40の構成は、図1~30に示した構成に限定されない。第3導体40を含む共振器は、ライン型の共振器401であってよい。図31Aに示したのは、ミアンダライン型の共振器401である。図31Bに示したのは、スパイラル型の共振器401である。第3導体40の含む共振器は、スロット型の共振器402であってよい。スロット型の共振器402は、1つまたは複数の第7導体403を開口内に有しうる。開口内の第7導体403は、一端が解放され、他端が開口を規定する導体に電気的に接続される。図31Cに示した単位スロットは、5つの第7導体403が開口内に位置する。単位スロットは、第7導体403によってミアンダラインに相当する形となる。図31Dに示した単位スロットは、1つの第7導体403が開口内に位置する。単位スロットは、第7導体403によってスパイラルに相当する形となる。
図1~31に示した共振器10の構成は一例である。共振器10の構成は、図1~31に示した構成に限定されない。例えば、共振器10の対導体30は、3以上含みうる。例えば、1つの対導体30は、2つの対導体30とx方向において対向しうる。当該2つの対導体30は、当該対導体30との距離が異なる。例えば、共振器10は、二対の対導体30を含みうる。二対の対導体30は、各対の距離、および各対の長さが異なりうる。共振器10は、5以上の第1導体を含みうる。共振器10の単位構造体10Xは、y方向において、他の単位構造体10Xと並びうる。共振器10の単位構造体10Xは、x方向において、対導体30を介さずに他の単位構造体10Xと並びうる。図32~34は、共振器10の例を示す図である。図32~34に示す共振器10では、単位構造体10Xの単位共振器40Xを正方形で示すが、これに限られない。
図1~34に示した共振器10の構成は一例である。共振器10の構成は、図1~34に示した構成に限定されない。図35は、z方向からxy平面を平面視した図である。図36Aは、図35に示したXXXVIa-XXXVIa線に沿った断面図である。図36Bは、図35に示したXXXVIb-XXXVIb線に沿った断面図である。
図35,36に示した共振器10において、第1導体層41は、第1単位共振器41Xとしてパッチ型の共振器の半分を含む。第2導体層42は、第2単位共振器42Xとしてパッチ型の共振器の半分を含む。単位共振器40Xは、1つの第1部分共振器41Yと、1つの第2部分共振器42Yとを含む。単位構造体10Xは、単位共振器40Xと、単位共振器40XとZ方向に重なる基体20の一部および第4導体50の一部とを含む。図35に示した共振器10は、3つの単位共振器40Xがx方向に並んでいる。3つの単位共振器40Xに含まれる第1単位導体411および第2単位導体421は、1つの電流路40Iとなっている。
図37は、図35に示した共振器10の他の例を示す。図37に示した共振器10は、図35に示した共振器10と比較してx方向に長い。共振器10の寸法は、図37に示した共振器10に限定されず、適宜変更しうる。図37の共振器10において、第1接続導体413は、x方向の長さが第1浮遊導体414と異なる。図37の共振器10において、第1接続導体413は、x方向の長さが第1浮遊導体414より短い。図38は、図35に示した共振器10の他の例を示す。図38に示した共振器10は、第3導体40のx方向の長さが異なる。図38の共振器10において、第1接続導体413は、x方向の長さが第1浮遊導体414より長い。
図39は、共振器10の他の例を示す。図39は、図37に示した共振器10の他の例を示す。複数の実施形態において、共振器10は、x方向に並ぶ複数の第1単位導体411および第2単位導体421が容量的に結合する。共振器10は、一方から他方に電流が流れない、2つの電流路40Iがy方向に並びうる。
図40は、共振器10の他の例を示す。図40は、図39に示した共振器10の他の例を示す。複数の実施形態において、共振器10は、第1導体31に接続される導電体の数と、第2導体32に接続される導電体の数とが異なりうる。図40の共振器10において、1つの第1接続導体413は、2つの第2浮遊導体424と容量的に結合している。図40の共振器10において、2つの第2接続導体423は、1つの第1浮遊導体414と容量的に結合している。複数の実施形態において、第1単位導体411の数は、当該第1単位導体411に容量結合する第2単位導体421の数と異なりうる。
図41は、図39に示した共振器10の他の例を示す。複数の実施形態において、第1単位導体411は、x方向における第1端部において容量結合する第2単位導体421の数と、x方向における第2端部において容量結合する第2単位導体421の数が異なりうる。図41の共振器10において、1つの第2浮遊導体424は、x方向における第1端部に2つの第1接続導体413が容量結合し、第2端部に3つの第2浮遊導体424が容量結合している。複数の実施形態において、y方向に並ぶ複数の導電体は、y方向における長さが異なりうる。図41の共振器10において、y方向に並ぶ3つの第1浮遊導体414は、y方向における長さが異なる。
図42は、共振器10の他の例を示す。図43は、図42に示したXLIII-XLIII線に沿った断面図である。図42,43に示した共振器10において、第1導体層41は、第1単位共振器41Xとしてパッチ型の共振器の半分を含む。第2導体層42は、第2単位共振器42Xとしてパッチ型の共振器の半分を含む。単位共振器40Xは、1つの第1部分共振器41Yと、1つの第2部分共振器42Yとを含む。単位構造体10Xは、単位共振器40Xと、単位共振器40Xとz方向に重なる基体20の一部および第4導体50の一部とを含む。図42に示した共振器10は、1つの単位共振器40Xがx方向に延びている。
図44は、共振器10の他の例を示す。図45は、図44に示したXLV-XLV線に沿った断面図である。図44,45に示した共振器10において、第3導体40は、第1接続導体413のみを含む。第1接続導体413は、xy平面において第1導体31と対向する。第1接続導体413は、第1導体31と容量的に結合する。
図46は、共振器10の他の例を示す。図47は、図46に示したXLVII-XLVII線に沿った断面図である。図46,47に示した共振器10において、第3導体40は、第1導体層41および第2導体層42を有する。第1導体層41は、1つの第1浮遊導体414を有する。第2導体層42は、2つの第2接続導体423を有する。当該第1導体層41は、xy平面において対導体30と対向する。2つの第2接続導体423は、1つの第1浮遊導体414とz方向に重なっている。1つの第1浮遊導体414は、2つの第2接続導体423と容量的に結合している。
図48は、共振器10の他の例を示す。図49は、図48に示したXLIX-XLIX線に沿った断面図である。図48,49に示した共振器10において、第3導体40は、第1浮遊導体414のみを含む。第1浮遊導体414は、xy平面において対導体30と対向する。第1接続導体413は、対導体30と容量的に結合する。
図50は、共振器10の他の例を示す。図51は、図50に示したLI-LI線に沿った断面図である。図50,51に示した共振器10は、図42,43に示した共振器10と第4導体50の構成が異なる。図50,51に示した共振器10は、第4導体50と、基準電位層51とを備える。基準電位層51は、共振器10を備える機器のグラウンドに電気的に接続される。基準電位層51は、第4導体50を介して第3導体40と対向している。第4導体50は、第3導体40と基準電位層51との間に位置する。基準電位層51と第4導体50との間隔は、第3導体40と第4導体50との間隔に比べて狭い。
図52は、共振器10の他の例を示す。図53は、図52に示したLIII-LIII線に沿った断面図である。共振器10は、第4導体50と、基準電位層51とを備える。基準電位層51は、共振器10を備える機器のグラウンドに電気的に接続される。第4導体50は、共振器を備える。第4導体50は、第3導体層52および第4導体層53を含む。第3導体層52および第4導体層53は、容量結合する。第3導体層52および第4導体層53は、z方向に対向する。第3導体層52および第4導体層53の距離は、第4導体層53と基準電位層51との距離に比べて短い。第3導体層52および第4導体層53の距離は、第4導体50と基準電位層51との距離に比べて短い。第3導体40は、1つの導体層となっている。
図54は、図53に示した共振器10の他の例を示す。共振器10は、第3導体40と、第4導体50と、基準電位層51とを備える。第3導体40は、第1導体層41および第2導体層42を含む。第1導体層41は、第1接続導体413を含む。第2導体層42は、第2接続導体423を含む。第1接続導体413は、第2接続導体423と容量的に結合される。基準電位層51は、共振器10を備える機器のグラウンドに電気的に接続される。第4導体50は、第3導体層52および第4導体層53を含む。第3導体層52および第4導体層53は、容量結合する。第3導体層52および第4導体層53は、z方向に対向する。第3導体層52および第4導体層53の距離は、第4導体層53と基準電位層51との距離に比べて短い。第3導体層52および第4導体層53の距離は、第4導体50と基準電位層51との距離に比べて短い。
図55は、共振器10の他の例を示す。図56Aは、図55に示したLVIa-LVIa線に沿った断面図である。図56Bは、図55に示したLVIb-LVIb線に沿った断面図である。図55に示した共振器10において、第1導体層41は、4つの第1浮遊導体414を有する。図55に示した第1導体層41は、第1接続導体413を有していない。図55に示した共振器10において、第2導体層42は、6つの第2接続導体423と、3つの第2浮遊導体424とを有する。2つの第2接続導体423の各々は、2つの第1浮遊導体414と容量的に結合している。1つの第2浮遊導体424は、4つの第1浮遊導体414と容量的に結合している。2つの第2浮遊導体424は、2つの第1浮遊導体414と容量的に結合している。
図57は、図55に示した共振器の他の例を示す図である。図57の共振器10は、第2導体層42の大きさが図55に示した共振器10と異なる。図57に示した共振器10は、第2浮遊導体424のx方向に沿った長さが第2接続導体423のx方向に沿った長さより短い。
図58は、図55に示した共振器の他の例を示す図である。図58の共振器10は、第2導体層42の大きさが図55に示した共振器10と異なる。図58に示した共振器10において、複数の第2単位導体421の各々は、第1面積が異なる。図58に示した共振器10において、複数の第2単位導体421の各々は、x方向における長さが異なる。図58に示した共振器10において、複数の第2単位導体421の各々は、y方向における長さが異なる。図58において、複数の第2単位導体421は、第1面積、長さ、および幅が互いに異なるがこれに限られない。図58において、複数の第2単位導体421は、第1面積、長さ、および幅の一部が互いに異なりうる。複数の第2単位導体421は、第1面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。複数の第2単位導体421は、第1面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに異なりうる。複数の第2単位導体421は、第1面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。複数の第2単位導体421の一部は、第1面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。
図58に示した共振器10において、y方向に並ぶ複数の第2接続導体423は、第1面積が互いに異なる。図58に示した共振器10において、y方向に並ぶ複数の第2接続導体423は、x方向における長さが互いに異なる。図58に示した共振器10において、y方向に並ぶ複数の第2接続導体423は、y方向における長さが互いに異なる。図58において、複数の第2接続導体423は、第1面積、長さ、および幅が互いに異なるがこれに限られない。図58において、複数の第2接続導体423は、第1面積、長さ、および幅の一部が互いに異なりうる。複数の第2接続導体423は、第1面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。複数の第2接続導体423は、第1面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに異なりうる。複数の第2接続導体423は、第1面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。複数の第2接続導体423の一部は、第1面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。
図58に示した共振器10において、y方向に並ぶ複数の第2浮遊導体424は、第1面積が互いに異なる。図58に示した共振器10において、y方向に並ぶ複数の第2浮遊導体424は、x方向における長さが互いに異なる。図58に示した共振器10において、y方向に並ぶ複数の第2浮遊導体424は、y方向における長さが互いに異なる。図58において、複数の第2浮遊導体424は、第1面積、長さ、および幅が互いに異なるがこれに限られない。図58において、複数の第2浮遊導体424は、第1面積、長さ、および幅の一部が互いに異なりうる。複数の第2浮遊導体424は、第1面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。複数の第2浮遊導体424は、第1面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに異なりうる。複数の第2浮遊導体424は、第1面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。複数の第2浮遊導体424の一部は、第1面積、長さ、および幅の一部または全てが互いに一致しうる。
図59は、図57に示した共振器10の他の例を示す図である。図59の共振器10は、y方向における第1単位導体411の間隔が図57に示した共振器10と異なる。図59の共振器10は、x方向における第1単位導体411の間隔に比べて、y方向における第1単位導体411の間隔が小さい。共振器10は、対導体30が電気壁として機能しうるため、電流がx方向に流れる。当該共振器10において、第3導体40をy方向に流れる電流は、無視しうる。第1単位導体411のy方向の間隔は、第1単位導体411のx方向における間隔に比べて短くしうる。第1単位導体411のy方向の間隔を短くすることで、第1単位導体411の面積を大きくしうる。
図60~62は、共振器10の他の例を示す図である。これらの共振器10は、インピーダンス素子45を有する。インピーダンス素子45が接続する単位導体は、図60~62に示した例に限られない。図60~62に示したインピーダンス素子45は、一部を省略しうる。インピーダンス素子45は、キャパシタンス特性を取りうる。インピーダンス素子45は、インダクタンス特性を取りうる。インピーダンス素子45は、機械的または電気的な可変素子でありうる。インピーダンス素子45は、1つの層にある異なる2つの導体を接続しうる。
アンテナは、電磁波の放射する機能、および電磁波を受信する機能の少なくとも一方を有する。本開示のアンテナは、第1アンテナ60および第2アンテナ70を含むが、これらに限られない。
第1アンテナ60は、基体20、対導体30、第3導体40、第4導体50、第1給電線61を備える。一例において、第1アンテナ60は、基体20の上に第3基体24を有する。第3基体24は、基体20と異なる組成としうる。第3基体24は、第3導体40の上に位置しうる。図63~76は、複数の実施形態の一例である第1アンテナ60を示す図である。
第1給電線61は、人工磁気壁として周期的に並ぶ共振器の少なくとも1つに給電する。複数の共振器に給電する場合、第1アンテナ60は、複数の第1給電線を有しうる。第1給電線61は、人工磁気壁として周期的に並ぶ共振器のいずれかに電磁気的に接続されうる。第1給電線61は、人工磁気壁として周期的に並ぶ共振器から電気壁として観える一対の導体のいずれかに電磁気的に接続されうる。
第1給電線61は、第1導体31、第2導体32、および第3導体40の少なくとも1つに給電する。第1導体31、第2導体32、および第3導体40の複数の部分に給電する場合、第1アンテナ60は、複数の第1給電線を有しうる。第1給電線61は、第1導体31、第2導体32、および第3導体40のいずれかに電磁気的に接続されうる。第1アンテナ60が第4導体50の他に基準電位層51を備える場合、第1給電線61は、第1導体31、第2導体32、第3導体40、および第4導体50のいずれかに電磁気的に接続されうる。第1給電線61は、対導体30のうち、第5導体層301および第5導体302のいずれかに電気的に接続される。第1給電線61の一部は、第5導体層301と一体としうる。
第1給電線61は、第3導体40に電磁気的に接続されうる。例えば、第1給電線61は、第1単位共振器41Xの1つに電磁気的に接続される。例えば、第1給電線61は、第2単位導体42Xの1つに電磁気的に接続される。第1給電線61は、第3導体40の単位導体に対して、x方向における中央と異なる点で電磁気的に接続される。第1給電線61は、一実施形態において、第3導体40に含まれる少なくとも1つの共振器に電力を供給する。第1給電線61は、一実施形態において、第3導体40に含まれる少なくとも1つの共振器からの電力を外部に給電する。第1給電線61は、少なくとも一部が基体20の中に位置しうる。第1給電線61は、基体20の2つのzx面、2つのyz面、および2つのxy面のいずれかから外部に臨みうる。
第1給電線61は、z方向の順方向および逆方向から第3導体40に対して接しうる。第4導体50は、第1給電線61の周囲で省略しうる。第1給電線61は、第4導体50の開口を通じて、第3導体40に電磁気的に接続しうる。第1導体層41は、第1給電線61の周囲で省略しうる。第1給電線61は、第1導体層41の開口を通じて、第2導体層42に接続しうる。第1給電線61は、xy平面に沿って第3導体40に対して接しうる。対導体30は、第1給電線61の周囲で省略しうる。第1給電線61は、対導体30の開口を通じて、第3導体40に接続しうる。第1給電線61は、第3導体40の単位導体に対して、当該単位導体の中心部から離れて接続される。
図63は、第1アンテナ60をz方向からxy平面を平面視した図である。図64は、図63に示したLXIV-LXIV線に沿った断面図である。図63,64に示した第1アンテナ60は、第3導体40の上に第3基体24を有する。第3基体24は、第1導体層41の上に開口を有する。第1給電線61は、第3基体24の開口を介して第1導体層41に電気的に接続される。
図65は、第1アンテナ60をz方向からxy平面を平面視した図である。図66は、図65に示したLXVI-LXVI線に沿った断面図である。図65,66に示した第1アンテナ60において、第1給電線61の一部は、基体20の上に位置する。第1給電線61は、xy平面内にて第3導体40と接続しうる。第1給電線61は、xy平面内にて第1導体層41と接続しうる。一実施形態において、第1給電線61は、第2導体層42とxy平面に接続しうる。
図67は、第1アンテナ60をz方向からxy平面を平面視した図である。図68は、図67に示したLXVIII-LXVIII線に沿った断面図である。図67,68に示した第1アンテナ60において、第1給電線61は、基体20の中に位置する。第1給電線61は、z方向における逆方向から第3導体40に接続しうる。第4導体50は、開口を有しうる。第4導体50は、第3導体40とz方向において重なる位置に開口を有しうる。第1給電線61は、開口を介して基体20の外部に臨みうる。
図69は、第1アンテナ60をx方向からyz面を見た断面図である。対導体30は、開口を有しうる。第1給電線61は、開口を介して基体20の外部に臨みうる。
第1アンテナ70が放射する電磁波は、第1平面において、y方向の偏波成分よりx方向の偏波成分が大きい。x方向の偏波成分は、z方向から金属板が第4導体50に近づいた際に、水平偏波成分より減衰が小さい。第1アンテナ70は、外部から金属板が近づいた際の放射効率を維持しうる。
図70は、第1アンテナ60の他の例を示す。図71は、図70に示したLXXI-LXXI線に沿った断面図である。図72は、第1アンテナ60の他の例を示す。図73は、図72に示したLXXIII-LXXIII線に沿った断面図である。図74は、第1アンテナ60の他の例を示す。図75Aは、図74に示したLXXVa-LXXVa線に沿った断面図である。図75Bは、図74に示したLXXVb-LXXVb線に沿った断面図である。図76は、第1アンテナ60の他の例を示す。図76に示した第1アンテナ60は、インピーダンス素子45を有している。
第1アンテナ60は、インピーダンス素子45によって、動作周波数を変更することができる。第1アンテナ60は、第1給電線61に接続される第1給電導体415と、第1給電線61に接続されない第1単位導体411とを含む。インピーダンス整合は、第1給電導体415と他の導電体とにインピーダンス素子45が接続されると変化する。第1アンテナ60は、インピーダンス素子45によって第1給電導体415と他の導電体とを接続することで、インピーダンスの整合を調整できる。第1アンテナ60において、インピーダンス素子45は、インピーダンス整合を調整するために、第1給電導体415と他の導電体との間に挿入されうる。第1アンテナ60において、インピーダンス素子45は、動作周波数を調整するために、第1給電線61に接続されない2つの第1単位導体411の間に挿入されうる。第1アンテナ60において、インピーダンス素子45は、動作周波数を調整するために、第1給電線61に接続されない第1単位導体411と、対導体30の何れかとの間に挿入されうる。
第2アンテナ70は、基体20、対導体30、第3導体40、第4導体50、第2給電層71、および第2給電線72を備える。一例において、第3導体40は、基体20の中に位置する。一例において、第2アンテナ70は、基体20の上に第3基体24を有する。第3基体24は、基体20と異なる組成としうる。第3基体24は、第3導体40の上に位置しうる。第3基体24は、第2給電層71の上に位置しうる。
第2給電層71は、第3導体40の上方に間を空けて位置する。第2給電層71と第3導体40との間に、基体20、または第3基体24が位置しうる。第2給電層71は、ライン型、パッチ型、およびスロット型の共振器を含む。第2給電層71は、アンテナ素子と言いうる。一例において、第2給電層71は、第3導体40と電磁気的に結合しうる。第2給電層71の共振周波数は、第3導体40との電磁気的な結合によって、単独の共振周波数から変化する。一例において、第2給電層71は、第2給電線72からの電力の伝送を受けて、第3導体40と共に共振する。一例において、第2給電層71は、第2給電線72からの電力の伝送を受けて、第3導体40および第3導体と共に共振する。
第2給電線72は、第2給電層71に電気的に接続される。一実施形態において、第2給電線72は、第2給電層71に電力を伝送する。一実施形態において、第2給電線72は、第2給電層71からの電力を外部に伝送する。
図77は、第2アンテナ70をz方向からxy平面を平面視した図である。図78は、図77に示したLXXVIII-LXXVIII線に沿った断面図である。図77,78に示した第2アンテナ70において、第3導体40は、基体20の中に位置する。第2給電層71は、基体20の上に位置する。第2給電層71は、単位構造体10Xとz方向に重なって位置する。第2給電線72は、基体20の上に位置する。第2給電線72は、xy平面において第2給電層71に電磁気的に接続される。
本開示の無線通信モジュールは、複数の実施形態の一例として無線通信モジュール80を含む。図79は、無線通信モジュール80のブロック構造図である。図80は、無線通信モジュール80の概略構成図である。無線通信モジュール80は、第1アンテナ60、回路基板81、RFモジュール82を備える。無線通信モジュール80は、第1アンテナ60に代えて第2アンテナ70を備えうる。
第1アンテナ60は、回路基板81の上に位置する。第1アンテナ60の第1給電線61は、回路基板81を介してRFモジュール82に電磁気的に接続される。第1アンテナ60の第4導体50は、回路基板81のグラウンド導体811に電磁気的に接続される。
グラウンド導体811は、xy平面に広がりうる。グラウンド導体811は、xy平面において第4導体50より面積が広い。グラウンド導体811は、y方向において第4導体50より長い。グラウンド導体811は、x方向において第4導体50より長い。第1アンテナ60は、y方向において、グラウンド導体811の中心よりも端側に位置しうる。第1アンテナ60の中心は、xy平面においてグラウンド導体811の中心と異なりうる。第1アンテナ60の中心は、第1導体41および第2導体42の中心と異なりうる。第1給電線61が第3導体40に接続される点は、xy平面におけるグラウンド導体811の中心と異なりうる。
第1アンテナ60は、対導体30を介して第1電流および第2電流がループする。第1アンテナ60は、グラウンド導体811の中心よりy方向における端側に位置することで、グラウンド導体811を流れる第2電流が非対象になる。グラウンド導体811を流れる第2電流が非対象になると、第1アンテナ60およびグラウンド導体811を含むアンテナ構造体は、放射波のx方向の偏波成分が大きくなる。放射波のx方向の偏波成分が大きくすることで、放射波は、総合放射効率が向上しうる。
RFモジュール82は、第1アンテナ60に供給する電力を制御しうる。RFモジュール82は、ベースバンド信号を変調し、第1アンテナ60に供給する。RFモジュール82は、第1アンテナ60で受信された電気信号をベースバンド信号に変調しうる。
第1アンテナ60は、回路基板81側の導体によって共振周波数の変化が小さい。無線通信モジュール80は、第1アンテナ60を有することで、外部環境から受ける影響を低減しうる。
第1アンテナ60は、回路基板81と一体構成としうる。第1アンテナ60と回路基板81とが一体構成の場合、第4導体50とグラウンド導体811とが一体構成となる。
本開示の無線通信機器は、複数の実施形態の一例として無線通信機器90を含む。図81は、無線通信機器90のブロック構造図である。図82は、無線通信機器90の平面視図である。図82に示した無線通信機器90は、構成の一部を省略している。図83は、無線通信機器90の断面図である。図83に示した無線通信機器90は、構成の一部を省略している。無線通信機器90は、無線通信モジュール80、電池91、センサ92、メモリ93、コントローラ94、第1筐体95、および第2筐体96を備える。無線通信機器90の無線モジュール80は、第1アンテナ60を有しているが、第2アンテナ70を有しうる。図84は、無線通信機器90の他の実施形態の1つである。無線通信機器90の有する第1アンテナ60は、基準電位層51を有しうる。
電池91は、無線通信モジュール80に電力を供給する。電池91は、センサ92、メモリ93、およびコントローラ94の少なくとも1つに電力を供給しうる。電池91は、1次電池および二次電池の少なくとも一方を含みうる。電池91のマイナス極は、回路基板81のグラウンド端子に電気的に接続される。電池91のマイナス極は、アンテナ60の第4導体50に電気的に接続される。
センサ92は、例えば、速度センサ、振動センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、回転角センサ、角速度センサ、地磁気センサ、マグネットセンサ、温度センサ、湿度センサ、気圧センサ、光センサ、照度センサ、UVセンサ、ガスセンサ、ガス濃度センサ、雰囲気センサ、レベルセンサ、匂いセンサ、圧力センサ、空気圧センサ、接点センサ、風力センサ、赤外線センサ、人感センサ、変位量センサ、画像センサ、重量センサ、煙センサ、漏液センサ、バイタルセンサ、バッテリ残量センサ、超音波センサまたはGPS(Global Positioning System)信号の受信装置等を含んでよい。
メモリ93は、例えば半導体メモリ等を含みうる。メモリ93は、コントローラ94のワークメモリとして機能しうる。メモリ93は、コントローラ94に含まれうる。メモリ93は、無線通信機器90の各機能を実現する処理内容を記述したプログラム、および無線通信機器90における処理に用いられる情報等を記憶する。
コントローラ94は、例えばプロセッサを含みうる。コントローラ94は、1以上のプロセッサを含んでよい。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けICを含んでよい。特定用途向けICは、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)ともいう。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイスを含んでよい。プログラマブルロジックデバイスは、PLD(Programmable Logic Device)ともいう。PLDは、FPGA(Field-Programmable Gate Array)を含んでよい。コントローラ94は、1つまたは複数のプロセッサが協働するSoC(System-on-a-Chip)、およびSiP(System In a Package)のいずれかであってよい。コントローラ94は、メモリ93に、各種情報、または無線通信機器90の各構成部を動作させるためのプログラム等を格納してよい。
コントローラ94は、無線通信機器90から送信する送信信号を生成する。コントローラ94は、例えば、センサ92から測定データを取得してよい。コントローラ94は、測定データに応じた送信信号を生成してよい。コントローラ94は、無線通信モジュール80のRFモジュール82にベースバンド信号を送信しうる。
第1筐体95および第2筐体96は、無線通信機器90の他のデバイスを保護する。第1筐体95は、xy平面に広がりうる。第1筐体95は、他のデバイスを支える。第1筐体95は、無線通信モジュール80を支持しうる。無線通信モジュール80は、第1筐体95の上面95Aの上に位置する。第1筐体95は、電池91を支持しうる。電池91は、第1筐体95の上面95Aの上に位置する。複数の実施形態の一例において、第1筐体95の上面95Aの上には、無線通信モジュール80と、電池91とがx方向に沿って並んでいる。電池91は、第3導体40との間に第1導体31が位置する。電池91は、第3導体40から観て対導体30の向こう側に位置する。
第2筐体96は、他のデバイスを覆いうる。第2筐体96は、第1アンテナ60のz方向側に位置する下面96Aを含む。下面96Aは、xy平面に沿って広がる。下面96Aは、平坦に限られず、凹凸を含みうる。第2筐体96は、第8導体961を有しうる。第8導体961は、第2筐体96の内部、外側および内側の少なくとも一方に位置する。第8導体961は、第2筐体96の上面および側面の少なくとも一方に位置する。
第8導体961は、第1アンテナ60と対向する。第8導体961の第1部位9611は、z方向において、第1アンテナ60と対向する。第8導体961は、第1部位9611の他に、x方向において第1アンテナ60と対向する第2部位、およびy方向において第1アンテナと対向する第3部位の少なくとも一方を含みうる。第8導体961は、一部が電池91と対向している。
第8導体961は、x方向において第1導体31より外側に延びる第1延部9612を含みうる。第8導体961は、x方向において第2導体32より外側に延びる第2延部9613を含みうる。第1延部9612は、第1部位9611と電気的に接続しうる。第2延部9613は、第1部位9611と電気的に接続しうる。第8導体961の第1延部9612は、z方向において、電池91と対向している。第8導体961は、電池91と容量的に結合しうる。第8導体961は、電池91との間がキャパシタンスとなりうる。
第8導体961は、第1アンテナ60の第3導体40と離隔する。第8導体961は、第1アンテナ60の各導体と電気的に接続されていない。第8導体961は、第1アンテナ60と離隔しうる。第8導体961は、第1アンテナ60のいずれかの導体と電磁気的に結合しうる。第8導体961の第1部位9611は、第1アンテナ60と電磁気的に結合しうる。第1部位9611は、z方向から平面視したときに、第3導体40と重なりうる。第1部位9611は、第3導体40と重なることで、電磁気的な結合による伝播が大きくなりうる。第8導体961は、第3導体40との電磁気的な結合が相互インダクタンスとなりうる。
第8導体961は、x方向に沿って広がっている。第8導体961は、xy平面に沿って広がっている。第8導体961の長さは、第1アンテナ60のx方向に沿った長さより長い。第8導体961のx方向に沿った長さは、第1アンテナ60のx方向に沿った長さより長い。第8導体961の長さは、無線通信機器90の動作波長λの1/2より長くしうる。第8導体961は、y方向に沿って延びる部位を含みうる。第8導体961は、xy平面内で曲がりうる。第8導体961は、z方向に沿って延びる部位を含みうる。第8導体961は、xy平面からyz平面またはzx平面に曲がりうる。
第8導体961を備える無線通信機器90は、第1アンテナ60および第8導体961が電磁的に結合して第3アンテナ97として機能しうる。第3アンテナ97の動作周波数fcは、第1アンテナ60単独の共振周波数と異なってよい。第3アンテナ97の動作周波数fcは、第8導体961単独の共振周波数より第1アンテナ60の共振周波数に近くてよい。第3アンテナ97の動作周波数fcは、第1アンテナ60の共振周波数帯内にありうる。第3アンテナ97の動作周波数fcは、第8導体961単独の共振周波数帯外にありうる。図85は、第3アンテナ97の他の実施形態である。第8導体961は、第1アンテナ61と一体的に構成されうる。図85は、無線通信機器90の一部の構成を省略している。図85の例において、第2筐体96は第8導体961を備えなくてよい。
無線通信機器90において、第8導体961は、第3導体40に対して容量的に結合する。第8導体961は、第4導体50に対して電磁気的に結合する。第3アンテナ97は、空中において、第8導体の第1延部9612および第2延部9613を含むことにより、第1アンテナ60に比べて利得が向上する。
無線通信機器90は、種々の物体の上に位置しうる。無線通信機器90は、電導体99の上に位置しうる。図86は、無線通信機器90の一実施形態を示す平面視図である。電導体99は、電気を伝える導体である。電導体99の材料は、金属、ハイドープの半導体、電導プラスチック、イオンを含む液体を含み。電導体99は、表面上に電気を伝えない不導体層を含みうる。電気を伝える部位と不導体層とは、共通の元素を含みうる。例えば、アルミニウムを含む電導体99は、表面にアルミ酸化物の不導体層を含みうる。電気を伝える部位と不導体層とは、異なる元素を含みうる。
電導体99の形状は、平板に限られず、箱形などの立体形状を含みうる。電導体99がなす立体形状は、直方体、円柱を含む。当該立体形状は、一部が窪んだ形状、一部が貫通した形状、一部が突出した形状を含みうる。例えば、電導体99は、円環(トーラス)型としうる。
電導体99は、無線通信機器90を載せうる上面99Aを含む。上面99Aは、電導体99の全面に亘って広がりうる。上面99Aは、電導体99の一部としうる。上面99Aは、無線通信機器90より面積を広くしうる。無線通信機器90は、電導体99の上面99A上に置かれうる。上面99Aは、無線通信機器90より面積を狭くしうる。無線通信機器90は、電導体99の上面99A上に一部が置かれうる。無線通信機器90は、電導体99の上面99A上に種々の向きで置かれうる。無線通信機器90の向きは、任意としうる。無線通信機器90は、電導体99の上面99A上に固定具によって適宜固定されうる。固定具は、両面テープおよび接着剤などのように面で固定するものを含む。固定具は、ネジおよび釘などのように点で固定するものを含む。
電導体99の上面99Aは、j方向に沿って延びる部位を含みうる。j方向に沿って延びる部位は、k方向に沿った長さに比べてj方向に沿った長さが長い。j方向とk方向とは、直交している。j方向は、電導体99が長く伸びる方向である。k方向は、電導体99がj方向に比べて長さが短い方向である。無線通信機器90は、x方向がj方向に沿うように、上面99A上に置かれうる。第1導体31および第2導体32が並ぶx方向と揃うように、無線通信機器90は、電導体99の上面99A上に置かれうる。無線通信機器90が電導体99の上に位置するときに、第1アンテナ60は、電導体99と電磁気的に結合しうる。第1アンテナ60の第4導体50は、x方向に沿って第2電流が流れる。第1アンテナ60と電磁気的に結合する電導体99は、第2電流によって電流が誘導される。第1アンテナ60のx方向と電導体99のj方向とが揃うと、電導体99は、j方向に沿って電流が流れる電流が大きくなる。第1アンテナ60のx方向と電導体99のj方向とが揃うと、電導体99は、誘導電流による放射が大きくなる。j方向に対するx方向の角度は、45度以下としうる。
無線通信機器90のグラウンド導体811は、電導体99と離れている。グラウンド導体811は、電導体99と離れている。無線通信機器90は、上面99Aの長辺に沿った方向が、第1導体31および第2導体32が並ぶx方向と揃うように、上面99A上に置かれうる。上面99Aは、方形状の面の他に、菱形、円形を含みうる。電導体99は、菱形状の面を含みうる。この菱形状の面は、無線通信機器90を載せる上面99Aとしうる。無線通信機器90は、上面99Aの長対角線に沿った方向が、第1導体31および第2導体32が並ぶx方向と揃うように、上面99A上に置かれうる。上面99Aは、平坦に限られない。上面99Aは、凹凸を含みうる。上面99Aは、曲面を含みうる。曲面は、線織面(ruled surface)を含む。曲面は、柱面を含む。
電導体99は、xy平面に広がる。電導体99は、y方向に沿った長さに比べてx方向に沿った長さを長くしうる。電導体99は、y方向に沿った長さを第3アンテナ97の動作周波数fcにおける波長λcの2分の1より短くしうる。無線通信機器90は、電導体99の上に位置しうる。電導体99は、z方向において第4導体50と離れて位置する。電導体99は、x方向に沿った長さが第4導体50に比べて長い。電導体99は、xy平面における面積が第4導体50より広い。電導体99は、z方向においてグラウンド導体811と離れて位置する。電導体99は、x方向に沿った長さがグラウンド導体811に比べて長い。電導体99は、xy平面における面積がグラウンド導体811より広い。
無線通信機器90は、電導体99が長く延びる方向に、第1導体31および第2導体32が並ぶxが揃う向きで、電導体99の上に置かれうる。言い換えると、無線通信機器90は、xy平面において第1アンテナ60の電流が流れる方向と、電導体99が長く延びる方向とが揃う向きで、電導体99の上に置かれうる。
第1アンテナ60は、回路基板80側の導体によって共振周波数の変化が小さい。無線通信機器90は、第1アンテナ60を有することで、外部環境から受ける影響を低減しうる。
無線通信機器90において、グラウンド導体811は、電導体99と容量的に結合する。無線通信機器90は、電導体99のうち第3アンテナ97より外に拡がる部位を含むことにより、第1アンテナ60に比べて利得が向上する。
無線通信機器90は、空中での共振回路と、電導体99上での共振回路とが異なりうる。図87は、空中でなす共振構造の概略回路である。図88は、電導体99上でなす共振構造の概略回路である。L3は共振器10のインダクタンスであり、L8は第8導体961のインダクタンスであり、L9は電導体99のインダクタンスであり、MはL3とL8の相互インダクタンスである。C3は第3導体40のキャパシタンスであり、C4は第4導体50のキャパシタンスであり、C8は第8導体961のキャパシタンスであり、C8Bは第8導体961と電池91とのキャパシタンスであり、C9は電導体99とグラウンド導体811とキャパシタンスである。R3は共振器10の放射抵抗であり、R8は、第8導体961の放射抵抗である。共振器10の動作周波数は、第8導体の共振周波数より低い。無線通信機器90は、空中において、グラウンド導体811がシャーシグラウンドとして機能する。無線通信機器90は、第4導体50が電導体99と容量的に結合する。電導体99上において無線通信機器90は、電導体99が実質的なシャーシグラウンドとして機能する。
複数の実施形態において、無線通信機器90は、第8導体961を有する。この第8導体961は、第1アンテナ60と電磁気的に結合し、かつ第4導体50と容量的に結合している。無線通信機器90は、容量的な結合によるキャパシタンスC8Bを大きくすることで、空中から電導体99上へ置かれたときに動作周波数を高くすることができる。無線通信機器90は、電磁気的な結合による相互インダクタンスMを大きくすることで、空中から電導体99上へ置かれたときに動作周波数を低くすることができる。無線通信機器90は、キャパシタンスC8Bと相互インダクタンスMのバランスを変えることで、空中から電導体99上へ置かれたときの動作周波数の変化を調整できる。無線通信機器90は、キャパシタンスC8Bと相互インダクタンスMのバランスを変えることで、空中から電導体99上へ置かれたときの動作周波数の変化を小さくできる。
無線通信機器90は、第3導体40と電磁気的に結合し、第4導体50と容量的に結合する第8導体961を有する。かかる第8導体961を有することで、無線通信機器90は、空中から電導体99上へ置かれたときの動作周波数の変化を調整できる。かかる第8導体961を有することで、無線通信機器90は、空中から電導体99上へ置かれたときの動作周波数の変化を小さくできる。
第8導体961を含まない無線通信機器90も同様に、空中においては、グラウンド導体811がシャーシグラウンドとして機能する。第8導体961を含まない無線通信機器90も同様に、電導体99上においては、電導体99が実質的なシャーシグラウンドとして機能する。共振器10を含む共振構造は、シャーシグランドが変わっても発振可能である。基準電位層51を備える共振器10および基準電位層51を備えない共振器10が発振可能であることと対応する。
[自転車の構成例]
図89は、自転車1の一実施形態を示す外観図である。図90は、図89に示す自転車1のフレームを示す図である。図91は、図89に示す自転車1のクランク1b-1およびチェーンホイール1jを示す図である。図92は、図89に示す自転車1のデュアルコントロールレバー1hを示す図である。
自転車1は、人力で走行する。ここで、本開示の「自転車」は、人力のみで走行する自転車に限定されない。例えば、「自転車」は電動アシスト自転車、電動自転車、および二輪駆動自転車を含んでよい。本開示の「自転車」は、二輪車に限定されない。例えば、「自転車」は、一輪車、三輪車、および四輪車を含んでよい。なお、自転車の分類は、上述に限られない。例えば、「自転車」は、タンデム自転車を含んでよい。
自転車1は、個人が所有するものであってよい。自転車1は、自転車の貸出サービスを提供する事業者が所有するものであってよい。自転車1は、食品等の宅配サービスを提供する事業者が所有するものであってよい。以下、自転車1を利用する権限がある者は、「利用者」という。自転車1を現在運転している者は、「運転者」という。
自転車1は、フレームと、自転車用部品とを備える。自転車1のフレームは、任意の導電性材料であってよい。導電性材料は、金属、および炭素繊維強化プラスチックを含んでよい。自転車用部品は、その部品の用途に応じて、任意の部材で構成されてよい。
自転車1のフレームは、図90に示すように、シートステー1Aと、シートチューブ1Bと、チェーンステー1Cと、ダウンチューブ1Dと、フロントフォーク1Eと、ヘッドチューブ1Fと、トップチューブ1Gとを含んでよい。自転車1のフレームは、リアフォークエンド1Hと、ボトムブラケットシェル1Jと、フロントフォークエンド1Kとを含んでよい。自転車1のフレームの形状は、図90に示す形状に限定されず、任意の形状であってよい。
シートステー1Aは、リアフォークエンド1Hからシートチューブ1Bの一端まで向かう延在方向Aに沿って延在する。
シートチューブ1Bは、ボトムブラケットシェル1Jからシートステー1Aの一端に向かう延在方向Bに沿って延在する。
チェーンステー1Cは、リアフォークエンド1Hからボトムブラケットシェル1Jまで延在する延在方向Cに沿って延在する。
ダウンチューブ1Dは、ボトムブラケットシェル1Jからヘッドチューブ1Fに向かう延在方向Dに沿って延在する。
フロントフォーク1Eは、ヘッドチューブ1Fの一端からフロントフォークエンド1Kに向かう延在方向Eに沿って延在する。
ヘッドチューブ1Fは、フロントフォーク1Eの一端からトップチューブ1Gの一端に向かう延在方向Fに沿って延在する。
トップチューブ1Gは、シートステー1Aの一端からヘッドチューブ1Fの他端に向かう延在方向Fに沿って延在する。
自転車1の自転車用部品は、図89に示すように、ハンドル1aと、クランク1bと、リアホイール1cと、ホイール1dと、ステム1eと、リアディレイラー1fと、フロントディレイラー1gと、デュアルコントロールレバー1h、ライト1iと、チェーンホイール1jと、ブレーキ1k-1と、ブレーキ1k-2と、ペダル1mとを含んでよい。自転車1の自転車用部品は、図91に示すように、パワーメータ1nを含んでよい。自転車1の自転車用部品は、図89に示すように、バッテリ1oを含んでよい。自転車1の自転車用部品は、図89に示すように、サドル1pと、シートポスト1qと、ヘッドパーツ1rとを含んでよい。
クランク1bは、図91に示すように、ボトムブラケットシェル1Jからペダル1mに向かう延在方向bに沿って延在する。クランク1bは、運転者の右足からの動力を受けるクランク1b-1と、運転者の左足からの動力を受けるクランク1b-2とを含んでよい。
リアホイール1cは、スポーク1c-1と、リム1c-2と、タイヤ1c-3と、ハブ1c-4とを含んでよい。ハブ1c-4は、図90に示すリアフォークエンド1Hに、取り付けられる。ハブ1c-4は、リアホイール1cの回転軸となる。
ホイール1dは、スポーク1d-1と、リム1d-2と、タイヤ1d-3と、ハブ1d-4とを含んでよい。ハブ1d-4は、図90に示すフロントフォークエンド1Kに、取り付けられる。ハブ1d-4は、ホイール1dの回転軸となる。
ブレーキ1k-1およびブレーキ1k-2のそれぞれは、ブレーキキャリパを含んで構成されてよい。ブレーキ1k-1のブレーキキャリパは、リアホイール1cを挟込み可能に構成されてよい。ブレーキ1k-2のブレーキキャリパは、ホイール1dを挟込み可能に構成されてよい。
チェーンホイール1jは、円周方向j1に沿って延在する。チェーンホイール1jは、複数のチェーンホイールを含んでよい。例えば、チェーンホイール1jは、図91に示すように、チェーンホイール1j-1と、チェーンホイール1j-2とを含んでよい。チェーンホイール1jは、チェーンホイール1j-1とチェーンホイール1j-2とを繋ぐ部位を含んでよい。当該部位は、チェーンホイール1jの径方向j2に沿って延在してよい。
チェーンホイール1jは、孔部1j-3と、ボトムブラケット1j-4とを含んでよい。ボトムブラケット1j-4は、図90に示すボトムブラケットシェル1Jに、取り付けられる。チェーンホイール1jは、ボトムブラケット1j-4に取り付けられる。ボトムブラケット1j-4は、チェーンホイール1jの回転軸となる。
ペダル1mは、運転者の右足が載せられるペダル1m-1と、運転者の左足が載せられるペダル1m-2とを含んでよい。
デュアルコントロールレバー1hは、図92に示すように、シフトレバー1h-1およびブレーキレバー1h-2を含んで構成されてよい。シフトレバー1h-1には、スイッチ1h-3が設けられてよい。ブレーキレバー1h-2は、延在方向hに沿って延在してよい。自転車用部品は、デュアルコントロールレバー1hの代わりに、独立したシフトレバー、およびブレーキレバーを含んでよい。
パワーメータ1nは、図91に示すようなチェーンホイール1jの孔部1j-3に配置されてよい。
ここで、本開示の「自転車用部品」は、上述の部品に限定されない。本開示の「自転車用部品」は、自転車の用途に応じて、任意の部品を含んでよい。例えば、「自転車用部品」は、シャドー、およびサイクルコンピュータを含んでよい。
自転車1は、少なくとも1つの第1アンテナ60aを備える。第1アンテナ60aは、上述の第1アンテナ60と同様の構造を有する。自転車1は、第1アンテナ60aに加えて、または第1アンテナ60aの代わりに、第2アンテナ70を備えてよい。
第1アンテナ60aは、自転車1のフレームのいずれかに配置されてよい。第1アンテナ60aは、第1アンテナ60aに含まれる第4導体50が自転車1のフレームに対向するように、当該フレームに配置されてよい。第1アンテナ60aの第4導体50を自転車1のフレームに対向させることで、第4導体50に対して当該フレームが位置する方向は、第4導体50に対して第3導体40が位置する方向とは、反対方向になりうる。第1アンテナ60aが放射する電磁波の実効的な進行方向は、第4導体50に対して第3導体40が位置する方向となりうる。第1アンテナ60aの第4導体50を自転車1のフレームに対向させることで、自転車1のフレームは、第1アンテナ60aが放射する電磁波の実効的な進行方向とは反対方向に、位置しうる。自転車1のフレームが第1アンテナ60aからの電磁波の実効的な進行方向とは反対方向に位置することで、第1アンテナ60aの放射効率が維持されうる。
第1アンテナ60aは、自転車1のフレームが導電性の長尺部を含む場合、当該長尺部に配置されてよい。第1アンテナ60aは、第1方向が導電性の長尺部に沿うように、当該長尺部に配置されてよい。当該長尺部は、シートステー1A、シートチューブ1B、チェーンステー1C、ダウンチューブ1D、フロントフォーク1E、ヘッドチューブ1F、およびトップチューブ1Gを含んでよい。第1アンテナ60aが自転車1のフレームに含まれる導電性の長尺部に配置されることで、第1アンテナ60aと当該長尺部とが電磁気的に結合しうる。第1アンテナ60aの第4導体50と当該長尺部とが容量的に結合することで、第1アンテナ60aが電磁波を放射するとき、当該長尺部に電流が誘導されうる。当該長尺部に誘導された電流によって、当該長尺部は、電磁波を放射しうる。当該長尺部に誘導された電流を長尺部が電磁波として放射することで、第1アンテナ60aが電磁波を放射するとき、第1アンテナ60aの総合放射効率が向上しうる。長尺部から放射される電磁波は、長尺部から等方的に放射されうる。
例えば、第1アンテナ60aを長尺部としてのシートステー1Aに配置される場合、第1アンテナ60aは、第1方向が延在方向Aに沿うように、シートステー1Aに配置されてよい。
例えば、第1アンテナ60aを長尺部としてのシートチューブ1Bに配置させる場合、第1アンテナ60aは、第1方向が延在方向Bに沿うように、シートチューブ1Bに配置されてよい。
例えば、第1アンテナ60aを長尺部としてのチェーンステー1Cに配置される場合、第1アンテナ60aは、第1方向が延在方向Cに沿うように、チェーンステー1Cに配置されてよい。
例えば、第1アンテナ60aを長尺部としてのダウンチューブ1Dに配置させる場合、第1アンテナ60aは、第1方向が延在方向Dに沿うように、ダウンチューブ1Dに配置されてよい。
例えば、第1アンテナ60aを長尺部としてのフロントフォーク1Eに配置させる場合、第1アンテナ60aは、第1方向が延在方向Eに沿うように、フロントフォーク1Eに配置されてよい。
例えば、第1アンテナ60aを長尺部としてのヘッドチューブ1Fに配置させる場合、第1アンテナ60aは、第1方向が延在方向Fに沿うように、ヘッドチューブ1Fに配置されてよい。
例えば、第1アンテナ60aを長尺部としてのトップチューブ1Gに配置させる場合、第1アンテナ60aは、第1方向が延在方向Gに沿うように、トップチューブ1Gに配置されてよい。
第1アンテナ60aは、自転車1の自転車用部品のいずれかに、配置されてよい。第1アンテナ60aは、第1アンテナ60aに含まれる第4導体50が自転車1の自転車用部品に対向するように、当該自転車用部品に配置されてよい。第1アンテナ60aの第4導体50を自転車用部品に対向させることで、上述のように、第1アンテナ60aの放射効率が維持されうる。
第1アンテナ60aは、自転車用部品が導電性の長尺部を有する場合、当該長尺部に配置されてよい。第1アンテナ60aは、第1方向が自転車用部品の導電性の長尺部に沿うように、当該長尺部に配置されてよい。第1アンテナ60aが当該長尺部に配置されることで、上述のように、第1アンテナ60aの総合放射効率が向上しうる。一例として、導電性の長尺部を有する自転車用部品は、ブレーキレバー1h-2、チェーンホイール1j、およびクランク1bを含んでよい。
例えば、第1アンテナ60aを長尺部としてのクランク1bに配置させる場合、第1アンテナ60aは、第1方向が延在方向bに沿うように、クランク1bに配置されてよい。
例えば、第1アンテナ60aを長尺部としてのチェーンホイール1jに配置させる場合、第1アンテナ60aは、第1方向が円周方向j1に沿うように、チェーンホイール1jに配置されてよい。第1アンテナ60aは、第1方向が径方向j2に沿うように、チェーンホイール1jに配置されてよい。
例えば、第1アンテナ60aを長尺部としてのブレーキレバー1h-2に配置させる場合、第1アンテナ60aは、第1方向が延在方向hに沿うように、ブレーキレバー1h-2に配置されてよい。
第1アンテナ60aは、運転者と接触しうる自転車用部品に配置されてよい。第1アンテナ60aは、運転者と接触しうる自転車用部品に含まれる部分のうち、運転者との接触が少ない部分に、配置されてよい。一例として、運転者と接触しうる自転車用部品は、ハンドル1a、シフトレバー1h-1、およびブレーキレバー1h-2を含んでよい。
例えば、第1アンテナ60aをハンドル1aに配置させる場合、第1アンテナ60aは、ハンドル1aに含まれる部位のうち、運転者が手で握ることが少ない部位に配置されてよい。当該部位は、ハンドル1aの根元部分であってよいし、ハンドル1aの終端部分であってよい。
例えば、第1アンテナ60aをブレーキレバー1h-2に配置させる場合、第1アンテナ60aは、ブレーキレバー1h-2に含まれる部位のうち、運転者が手で握ることが少ない部位に配置されてよい。当該部位は、図92に示すような、ブレーキレバー1h-2の根元部分であってよい。
[自転車の機能の一例]
図93は、図89に示す自転車1の一例の機能ブロック図である。自転車1は、ネットワーク2を介して、情報処理装置3と通信することができる。自転車1は、移動体4と直接通信することができる。ネットワーク2は、無線ネットワークを含んでよい。ネットワーク2の一部は、有線ネットワークを含んでよい。自転車1、および情報処理装置3は、情報集積システムを構成しうる。情報処理装置3は、複数の自転車1と通信しうる。
自転車1は、センサ機器110と、通信機器120とを備える。センサ機器110と通信機器120とは、一体構成されてよい。例えば、センサ機器110のセンサ112を通信機器120に統合させることにより、センサ機器110と通信機器120とは、一体構成されてよい。
情報処理装置3は、任意の事業者等によって管理されてよい。例えば自転車の貸出サービスを提供する事業者が自転車1を所有する場合、情報処理装置3は、当該貸出サービスを提供する事業者によって、管理されてよい。例えば宅配サービスを提供する事業者が自転車1を所有する場合、情報処理装置3は、当該宅配サービスを提供する事業者によって、管理されてよい。例えば自転車1の所有者が保険会社と契約している場合、情報処理装置3は、当該保険会社によって、管理されてよい。
情報処理装置3は、プログラム命令を実行可能なコンピュータシステムその他のハードウェアで構成されてよい。コンピュータシステムその他のハードウェアは、汎用コンピュータ、PC(パーソナルコンピュータ)、専用コンピュータ、ワークステーション、PCS(Personal Communications System、パーソナル移動通信システム)、移動(セルラー)電話機、データ処理機能を備えた移動電話機、RFID(Radio Frequency IDentification)受信機、ゲーム機、電子ノートパッド、ラップトップコンピュータ、GPS(Global Positioning System)受信機またはその他のプログラム可能なデータ処理装置を含んでよい。
移動体4は、移動体のうち、自転車1の通信圏内に存在する移動体である。移動体4は、車両、船舶、および航空機を含む。例えば、移動体4は、自転車1の通信圏内を走行する車両であってよい。ここで、本開示の「車両」は、自動車、鉄道車両、産業車両、および生活車両を含むが、これに限定されない。例えば車両は、滑走路を走行する飛行機を含んでよい。自動車は、乗用車、トラック、バス、二輪車、およびトロリーバス等を含むがこれに限定されず、道路上を走行する他の車両を含んでよい。軌道車両は、機関車、貨車、客車、路面電車、案内軌道鉄道、ロープウエー、ケーブルカー、リニアモーターカー、およびモノレールを含むがこれに限定されず、軌道に沿って進む他の車両を含んでよい。産業車両は、農業、および建設向けの産業車両を含む。産業車両は、フォークリフト、およびゴルフカートを含むがこれに限定されない。農業向けの産業車両は、トラクター、耕耘機、移植機、バインダー、コンバイン、および芝刈り機を含むが、これに限定されない。建設向けの産業車両は、ブルドーザー、スクレーバー、ショベルカー、クレーン車、ダンプカー、およびロードローラを含むが、これに限られない。生活車両は、自転車、車いす、乳母車、手押し車、および電動立ち乗り二輪車を含むが、これに限定されない。車両の動力機関は、ディーゼル機関、ガソリン機関、および水素機関を含む内燃機関、ならびにモーターを含む電気機関を含むが、これに限定されない。車両は、人力で走行するものを含む。なお、車両の分類は、上述に限られない。例えば、自動車は、道路を走行可能な産業車両を含んでよく、複数の分類に同じ車両が含まれてよい。
センサ機器110は、通信機器120と直接通信することができる。センサ機器110と通信機器120とは、有線通信してよいし、無線通信してよい。無線通信は、近距離通信規格に基づいてよい。近距離通信規格は、WiFi(登録商法)、Bluetooth(登録商標)、および無線LAN(Local Area Network)を含んでよい。
センサ機器110は、センサ112と、メモリ113と、コントローラ114とを有する。センサ機器110は、例えばセンサ機器110と通信機器120とが無線通信する場合、少なくとも1つの第1アンテナ60bを有してよい。センサ機器110は、センサ機器110の外部または外面に、第1アンテナ60bを有してよい。センサ機器110は、電池111を有してよい。センサ機器110は、電池111を有さない場合、図90に示すバッテリ1oから供給される電力によって、動作してよい。センサ機器110がバッテリ1oから電力の供給を受ける場合、センサ機器110とバッテリ1oとは、電力線等で電気的に接続されてよい。
第1アンテナ60bは、通信機器120の第1アンテナ60cとは独立した、上述の第1アンテナ60aであってよい。
第1アンテナ60bは、センサ機器110と他の装置との間の通信で使用される周波数帯に応じて適宜構成されてよい。言い換えると、第1アンテナ60bに含まれる、第1導体31、第2導体32、第3導体40、および第4導体50のそれぞれは、センサ機器110と他の装置との間の通信で使用される周波数帯に応じて、適宜構成されてよい。例えば、第1アンテナ60bは、センサ機器110と通信機器120との間の近距離通信で使用される周波数帯に応じて構成されてよい。例えば、第1アンテナ60bは、センサ機器110とGPS衛星との間の通信で使用される周波数帯に応じて構成されてよい。
第1アンテナ60bの配置位置は、センサ機器110の通信相手に応じて、またはセンサ112が取得するデータに応じて、図89~図92を参照して上述した配置位置の中から、適宜選択されてよい。
例えばセンサ機器110の通信相手がGPS衛星である場合、第1アンテナ60bの配置位置は、図90に示すトップチューブ1G、または図89に示すステム1eであってよい。第1アンテナ60bが図90に示すトップチューブ1G等に配置されることで、第1アンテナ60bは、GPS衛星からの電磁波を受信しやすくなる。
第1アンテナ60bは、他の装置からの電磁波を、受信信号として受信しうる。第1アンテナ60bが受信した受信信号は、第1アンテナ60bの第1給電線61を経由して、コントローラ114に伝送される。また、第1アンテナ60bは、第1アンテナ60bの第1給電線61に電力が供給されることにより、他の装置に、送信信号としての電磁波を放射しうる。
電池111は、第1アンテナ60b、センサ112、メモリ113、およびコントローラ114の少なくとも1つに電力を供給しうる。電池111は、例えば、一次電池および二次電池の少なくとも一方を含みうる。電池111のマイナス極は、第1アンテナ60bの第4導体50に電気的に接続される。
センサ112は、センサ機器110の用途に応じて、適宜構成されてよい。センサ112は、速度センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、回転角センサ、歪センサ、地磁気センサ、温度センサ、湿度センサ、気圧センサ、照度センサ、カメラ、および生体センサの少なくとも1つを含んで構成されてよい。前述のとおり、第1アンテナ60bの配置位置は、センサ112が測定するデータに応じて、図89~図92を参照して上述した配置位置の中から、適宜選択されてよい。
例えば、センサ112は、速度センサを含んで構成される場合、自転車1の速度を測定しうる。センサ112は、測定した自転車1の速度を、コントローラ114に出力する。この例では、センサ112を備えるセンサ機器110は、図90に示すシートステー1A、またはチェーンステー1Cに配置されうる。この例では、第1アンテナ60bの配置位置は、シートステー1A、またはチェーンステー1Cであってよい。
例えば、センサ112は、加速度センサを含んで構成される場合、自転車1に働く加速度を測定しうる。センサ112は、測定した加速度を、コントローラ114に出力する。この例では、センサ112を備えるセンサ機器110は、図90に示すシートステー1A、またはチェーンステー1Cに配置されうる。この例では、第1アンテナ60bの配置位置は、シートステー1A、またはチェーンステー1Cであってよい。
例えば、センサ112は、ジャイロセンサを含んで構成される場合、自転車1の角速度を測定しうる。センサ112は、測定した角速度を、コントローラ114に出力する。この例では、センサ112を備えるセンサ機器110は、図90に示すシートステー1A、またはチェーンステー1Cに配置されうる。この例では、第1アンテナ60bの配置位置は、シートステー1A、またはチェーンステー1Cであってよい。
例えば、センサ112は、回転角センサを含んで構成される場合、自転車1のクランク1bの回転速度を測定しうる。この例では、センサ112を備えるセンサ機器110は、図91に示すチェーンホイール1jの孔部1j-3に配置されたパワーメータ1nでありうる。センサ112は、測定した回転速度を、コントローラ114に出力する。この例では、第1アンテナ60bの配置位置は、図91に示すチェーンホイール1j-1、またはチェーンホイール1j-2であってよい。
例えば、センサ112は、歪センサを含んで構成される場合、クランク1bにかかる負荷を測定しうる。センサ112は、測定した負荷のデータを、コントローラ114に出力する。この例では、センサ112を備えるセンサ機器110は、図91に示すクランク1bに配置されたパワーメータ1nでありうる。この例では、第1アンテナ60bの配置位置は、図91に示すパワーメータ1nであってよいし、クランク1bであってよい。
例えば、センサ112は、地磁気センサを含んで構成される場合、自転車1の周囲の磁気の大きさおよび方向を測定しうる。センサ112は、測定した磁気の大きさ、および方向を、コントローラ114に出力する。この例では、センサ112を含むセンサ機器110は、自転車1のフレームのいずれかに、または自転車用部品のいずれかに配置されうる。この例では、第1アンテナ60bの配置位置は、センサ機器110が配置された、またはセンサ機器110の近傍の、自転車1のフレームのいずれか、または自転車用部品のいずれかであってよい。
例えば、センサ112は、温度センサを含んで構成される場合、自転車1の周囲の温度を測定しうる。センサ112は、測定した温度を、コントローラ114に出力する。この例では、センサ112を含むセンサ機器110は、自転車1のフレームのいずれかに、または自転車用部品のいずれかに配置されうる。この例では、第1アンテナ60bの配置位置は、センサ機器110が配置された、またはセンサ機器110の近傍の、自転車1のフレームのいずれか、または自転車用部品のいずれかであってよい。
例えば、センサ112は、湿度センサを含んで構成される場合、自転車1の周囲の湿度を測定しうる。センサ112は、測定した湿度を、コントローラ114に出力する。この例では、センサ112を含むセンサ機器110は、自転車1のフレームのいずれかに、または自転車用部品のいずれかに配置されうる。この例では、第1アンテナ60bの配置位置は、センサ機器110が配置された、またはセンサ機器110の近傍の、自転車1のフレームのいずれか、または自転車用部品のいずれかであってよい。
例えば、センサ112は、気圧センサを含んで構成される場合、自転車1の周囲の気圧を測定しうる。センサ112は、測定した気圧を、コントローラ114に出力する。この例では、センサ112を含むセンサ機器110は、自転車1のフレームのいずれかに、または自転車用部品のいずれかに配置されうる。この例では、第1アンテナ60bの配置位置は、センサ機器110が配置された、またはセンサ機器110の近傍の、自転車1のフレームのいずれか、または自転車用部品のいずれかであってよい。
例えば、センサ112は、照度センサを含んで構成される場合、自転車1の周囲の照度を測定しうる。センサ112は、測定した照度を、コントローラ114に出力する。この例では、センサ112を含むセンサ機器110は、自転車1のフレームのいずれかに、または自転車用部品のいずれかに配置されうる。この例では、第1アンテナ60bの配置位置は、センサ機器110が配置された、またはセンサ機器110の近傍の、自転車1のフレームのいずれか、または自転車用部品のいずれかであってよい。
例えば、センサ112は、カメラを含んで構成される場合、運転者の顔画像を撮影(測定)しうる。センサ112は、測定した運転者の顔画像を、コントローラ114に出力する。この例では、センサ112を備えるセンサ機器110は、図89に示すハンドル1a、またはステム1eに配置されうる。この例では、第1アンテナ60bの配置位置は、図89に示すハンドル1a、またはステム1eであってよい。
例えば、センサ112は、生体センサを含んで構成される場合、運転者の心拍数、および脈拍数の少なくとも1つを測定しうる。生体センサは、マイクロ波センサであってよい。センサ112は、測定した心拍数、および脈拍数を、コントローラ114に出力する。この例では、センサ112を備えるセンサ機器110は、図90に示すトップチューブ1G、図89に示すハンドル1a、またはステム1eに配置されうる。この例では、第1アンテナ60bの配置位置は、トップチューブ1G、ハンドル1a、またはステム1eであってよい。
メモリ113は、例えば、半導体メモリ等で構成されてよい。メモリ113は、コントローラ114のワークメモリとして機能してよい。メモリ113は、コントローラ114に含まれてよい。
コントローラ114は、例えば、プロセッサを含みうる。コントローラ114は、1以上のプロセッサを含んでよい。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けICを含んでよい。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイスを含んでよい。PLDは、FPGAを含んでよい。コントローラ114は、1つまたは複数のプロセッサが協働するSoC、およびSiPのいずれかであってよい。コントローラ114は、メモリ113に、各種情報、またはセンサ機器110の各構成部を動作させるためのプログラム等を格納してよい。
コントローラ114は、センサ112から、自転車1のデータを取得する。自転車1のデータは、自転車1の速度、自転車1に働く加速度、自転車1の角速度、自転車1の周囲の磁気、自転車1の周囲の温度、自転車1の周囲の湿度、自転車1の周囲の気圧、および自転車1の周囲の照度を含んでよい。自転車1のデータは、クランク1bの回転速度、およびクランク1bにかかる負荷を含んでよい。
コントローラ114は、センサ112から、運転者の生体データを取得してよい。運転者の生体データは、顔画像、心拍数、および脈拍数を含んでよい。
コントローラ114は、第1アンテナ60bがGPS衛星と通信可能に構成される場合、第1アンテナ60bが受信したGPS信号に基づいて、自転車1の位置情報を、取得してよい。
コントローラ114は、センサ機器110から通信機器120への送信信号を、生成してよい。コントローラ114は、自転車1のデータ、運転者の生体データ、および自転車1の位置情報の少なくとも1つに応じた送信信号を生成してよい。コントローラ114は、センサ機器110と通信機器120との間の通信規格に従って、送信信号を生成してよい。コントローラ114は、生成した送信信号に応じた電力を第1アンテナ60bの第1給電線61に供給する。コントローラ114は、送信信号に応じた電力を第1アンテナ60bの第1給電線61に供給することで、送信信号を電磁波として通信機器120に送信する。
通信機器120は、ネットワーク2を介して情報処理装置3と通信することができる。通信機器120と情報処理装置3との間の通信規格は、遠距離通信規格であってよい。遠距離通信規格は、2G(2nd Generation)、3G(3rd Generation)、4G(4th Generation)、LTE(Long Term Evolution)、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)、およびPHS(Personal Handy-phone System)を含んでよい。通信機器120は、移動体4と直接通信することができる。通信機器120と移動体4との間の通信規格は、近距離通信規格であってよい。近距離通信規格は、WiFi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)、および無線LANを含んでよい。
通信機器120は、少なくとも1つの第1アンテナ60cと、メモリ123と、コントローラ124とを有する。通信機器120は、通信機器120の外部または外面に、第1アンテナ60cを有してよい。通信機器120は、電池121を有してよい。通信機器120は、電池121を有さない場合、図90に示すバッテリ1oから供給される電力によって、動作してよい。通信機器120がバッテリ1oから電力の供給を受ける場合、通信機器120とバッテリ1oとは、電力線等で電気的に接続されてよい。
第1アンテナ60cは、センサ機器110の第1アンテナ60bとは独立した、上述の第1アンテナ60aであってよい。
第1アンテナ60cは、通信機器120と他の装置との間の通信で使用される周波数帯に応じて適宜構成されてよい。言い換えると、第1アンテナ60cに含まれる、第1導体31、第2導体32、第3導体40、および第4導体50のそれぞれは、通信機器120と他の装置との間の通信で使用される周波数帯に応じて、適宜構成されてよい。
第1アンテナ60cの配置位置は、通信機器120の通信相手に応じて、図89~図92を参照して上述した配置位置の中から、適宜選択されてよい。
例えば通信相手が情報処理装置3および移動体4である場合、第1アンテナ60cの配置位置は、図90に示すシートステー1A、フロントフォーク1E、またはヘッドチューブ1Fであってよい。第1アンテナ60cがシートステー1Aに配置されることで、第1アンテナ60cからの電磁波は、自転車1の後方に、放射されやすくなりうる。第1アンテナ60cがフロントフォーク1E、またはヘッドチューブ1Fに配置されることで、第1アンテナ60cからの電磁波は、自転車1の前方に、放射されやすくなりうる。第1アンテナ60cからの電磁波が自転車1の前方または後方に放射されやすくなることで、通信機器120と情報処理装置3および移動体4との間の通信が安定化されうる。
例えば通信相手がGPS衛星である場合、第1アンテナ60cの配置位置は、図90に示すトップチューブ1G、または図89に示すステム1eであってよい。第1アンテナ60cが図90に示すトップチューブ1G等に配置されることで、第1アンテナ60cは、GPS衛星からの電磁波を受信しやすくなる。
第1アンテナ60cは、他の装置からの電磁波を、受信信号として受信しうる。第1アンテナ60cが受信した受信信号は、第1アンテナ60cの第1給電線61を経由して、コントローラ124に伝送される。また、第1アンテナ60cは、第1アンテナ60cの第1給電線61に電力が供給されることにより、他の装置に、送信信号としての電磁波を、放射しうる。
電池121は、第1アンテナ60c、メモリ123、およびコントローラ124の少なくとも1つに電力を供給しうる。電池121は、例えば、一次電池および二次電池の少なくとも一方を含みうる。電池121のマイナス極は、第1アンテナ60cの第4導体50に電気的に接続される。
メモリ123は、例えば、半導体メモリ等で構成されてよい。メモリ123は、コントローラ124のワークメモリとして機能してよい。メモリ123は、コントローラ124に含まれてよい。メモリ123は、自転車1の識別情報および利用者の生体データを記憶してよい。自転車1の識別情報は、自転車1に固有の情報であってよい。自転車1の識別情報は、数字、および/または文字の組み合わせで構成されてよい。
コントローラ124は、例えば、プロセッサを含みうる。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けICを含んでよい。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイスを含んでよい。PLDは、FPGAを含んでよい。コントローラ124は、1以上のプロセッサを含んでよい。コントローラ124は、1つまたは複数のプロセッサが協働するSoC、およびSiPのいずれかであってよい。コントローラ124は、メモリ123に、各種情報、または通信機器120の各構成部を動作させるためのプログラム等を格納してよい。コントローラ124は、メモリ123に、外部の情報処理装置3等から取得した、自転車1の識別情報を格納してよい。コントローラ124は、メモリ123に、外部の情報処理装置3等から取得した、利用者の生体データを格納してよい。
コントローラ124は、例えば第1アンテナ60cの第1給電線61を経由して、センサ機器110からの受信信号を取得する。受信信号は、センサ機器110が測定した、自転車1のデータ、および運転者の生体データを含みうる。受信信号は、センサ機器110が自転車1の位置情報を測定可能に構成される場合、自転車1の位置情報を含みうる。
コントローラ124は、自転車1のデータに基づいて、自転車1の運転状態を検出してよい。自転車1の運転状態は、自転車1の走行距離、自転車1の旋回方向、自転車1の走行中の転倒、および自転車1の運転中の一時停止を含んでよい。
例えば、コントローラ124は、自転車1のデータに含まれる加速度に基づいて、自転車1の走行距離を算出してよい。
例えば、コントローラ124は、自転車1のデータに含まれる自転車1の速度、および角速度に基づいて、自転車1の旋回方向を検出してよい。
例えば、コントローラ124は、自転車1のデータに含まれる自転車1の速度、および角速度に基づいて、自転車1の走行中の転倒を検出してよい。自転車1が走行中に転倒すると、自転車1が傾くため、所定値以上の角速度が測定されうる。
例えば、コントローラ124は、自転車1のデータに含まれる自転車の速度、および角速度に基づいて、自転車1の運転中の一時停止を検出してよい。運転者は、自転車1の運転中に自転車1を一時停止させるとき、自転車1を傾けて自身の足を地面に付けうる。運転者が自転車1を傾けて自身の足を地面に付けたとき、所定速度未満の速度が測定され、且つ所定値以上の角速度が測定されうる。
コントローラ124は、第1アンテナ60cがGPS衛星と通信可能に構成される場合、第1アンテナ60cが受信したGPS信号に基づいて、自転車1の位置情報を、取得してよい。
コントローラ124は、通信機器120から情報処理装置3への送信信号を、生成してよい。コントローラ124は、自転車1のデータ、自転車1の運転状態、および自転車1の位置情報の少なくとも1つに応じた送信信号を生成してよい。コントローラ124は、メモリ123に格納された自転車1の識別情報が含まれるように、送信信号を生成してよい。コントローラ124は、通信機器120と情報処理装置3との間の通信規格に従って、送信信号を生成してよい。コントローラ124は、生成した送信信号に応じた電力を、第1アンテナ60cの第1給電線61に供給する。コントローラ124は、送信信号に応じた電力を第1アンテナ60cの第1給電線61に供給することで、送信信号を通信機器120から情報処理装置3に、電磁波として送信する。
例えば、コントローラ124は、通信機器120から情報処理装置3への送信信号として、自転車1の運転状態に含まれる自転車1の走行距離に応じた送信信号を生成してよい。コントローラ124は、自転車1の識別情報が含まれるように当該送信信号を生成してよい。通信機器120が当該送信信号を情報処理装置3へ送信することで、情報処理装置3は、通信機器120からネットワーク2を経由して当該送信信号を取得しうる。情報処理装置3は、当該送信信号を取得することで、自転車1の走行距離、および自転車1の識別情報を取得しうる。利用者は、情報処理装置3が取得した自転車1の走行距離を閲覧することで、自身が自転車1で走行した距離を把握することができる。
例えば、コントローラ124は、通信機器120から情報処理装置3への送信信号として、自転車1の位置情報に応じた送信信号を生成してよい。コントローラ124は、自転車1の識別情報が含まれるように、当該送信信号を生成してよい。通信機器120が当該送信信号を情報処理装置3へ送信することで、情報処理装置3は、通信機器120からネットワーク2を経由して当該送信信号を取得しうる。情報処理装置3は、当該送信信号を取得することで、自転車1の位置情報、および自転車1の識別情報を取得しうる。例えば宅配サービスを提供する事業者が自転車1を所有する場合、当該事業者は、情報処理装置3が取得した自転車1の識別情報、および位置情報を閲覧することで、宅配中の自転車1の位置を把握することができる。例えば自転車1が盗難にあった場合、自転車1の所有者は、情報処理装置3が取得した自転車1の識別情報、および位置情報を閲覧することで、盗難された自転車1の位置を把握することができる。
コントローラ124は、通信機器120から自転車1の周囲の移動体4への送信信号を、生成してよい。コントローラ124は、自転車1のデータ、および自転車1の運転状態の少なくとも1つに応じた送信信号を生成してよい。コントローラ124は、近距離通信規格に従って、送信信号を生成してよい。コントローラ124は、生成した送信信号に応じた電力を、第1アンテナ60cの第1給電線61に供給する。コントローラ124は、送信信号に応じた電力を第1アンテナ60cの第1給電線61に供給することで、送信信号を通信機器120から移動体4に、電磁波として送信する。
例えば、コントローラ124は、通信機器120から周囲の移動体4への送信信号として、自転車1の運転状態に含まれる自転車1の旋回方向に応じた、送信信号を生成してよい。コントローラ124は、自転車1の旋回方向を検出したときに、当該送信信号を生成してよい。移動体4は、通信機器120から当該送信信号を取得することで、自転車1の旋回方向の情報を取得しうる。例えば移動体4が自動車である場合、当該自動車の運転者は、自転車1の旋回方向を把握することができる。当該自動車の運転者が自転車1の旋回方向を把握することで、移動体4と自転車1との事故が避けられうる。
例えば、コントローラ124は、通信機器120から周囲の移動体4への送信信号として、自転車1の運転状態に含まれる自転車1の走行中の転倒に応じた、送信信号を生成してよい。コントローラ124は、自転車1の走行中の転倒を検出したときに、送信信号を生成してよい。移動体4は、通信機器120から当該送信信号を取得することで、自転車1の走行中の転倒の情報を取得しうる。例えば移動体4が自動車である場合、当該自動車の運転者は、自転車1の転倒を把握することで、自転車1との衝突を避けるために、速やかに当該自動車を停止させることができる。
コントローラ124は、自転車1の運転者の生体データと、メモリ123に格納された利用者の生体データとに基づいて、運転者と利用者とが同一人物であるか否か判定してよい。コントローラ124は、自転車1の運転者と自転車1の利用者とが同一人物ではないと判定したとき、警告を示す送信信号を生成してよい。当該送信信号は、通信機器120から情報処理装置3に送信されてよい。コントローラ124は、メモリ123に格納された自転車1の位置情報が含まれるように当該送信信号を生成してよい。情報処理装置3は、当該送信信号を取得することで、警告を示す信号、および自転車1の位置情報を取得しうる。例えば、自転車1の利用者は、情報処理装置3が取得した警告を示す信号から、自転車1が盗難にあったことを知ることができる。自転車1の盗難を知った利用者は、情報処理装置3が取得した自転車1の位置情報から、自転車1の存在場所を知ることができる。
[自転車の機能の他の例]
図94は、図89に示す自転車1の他の例の機能ブロック図である。自転車1は、センサ機器110と、表示機器130とを備える。センサ機器110と表示機器130とは、互いに無線通信することができる。無線通信は、近距離通信規格に基づいてよい。近距離通信規格は、WiFi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)、および無線LANを含んでよい。
センサ機器110は、自転車1のデータを、表示機器130に送信しうる。センサ機器110は、運転者の生体データを、表示機器130に送信しうる。センサ機器110は、自転車1の位置情報を、表示機器130に送信しうる。センサ機器110には、図93に示すセンサ機器110と同様の構成が採用されてよい。
表示機器130は、各種のデータを、運転者に提示する。表示機器130は、サイクルコンピュータであってよい。表示機器130は、図90に示す自転車1のフレームのいずれかに、または図89等に示す自転車用部品のいずれかに、適宜配置されてよい。一例として、表示機器130は、図90に示すトップチューブ1G、図89に示すハンドル1a、または図89に示すステム1eに配置されてよい。表示機器130の配置箇所は、自転車1のフレーム、および自転車用部品に限定されない。例えば、表示機器130は、自転車1の利用者に取り付けられてよい。
表示機器130は、少なくとも1つの第1アンテナ60dと、表示デバイス132と、メモリ133と、コントローラ134とを有する。表示機器130は、表示機器130の外部または外面に、第1アンテナ60dを有してよい。表示機器130は、電池131を有してよい。表示機器130は、電池131を有さない場合、図90に示すバッテリ1oから供給される電力によって、動作してよい。表示機器130がバッテリ1oから電力の供給を受ける場合、表示機器130とバッテリ1oとは、電力線等で電気的に接続されてよい。
第1アンテナ60dは、センサ機器110の第1アンテナ60bとは独立した、上述の第1アンテナ60aであってよい。
第1アンテナ60dは、表示機器130と他の装置との間の通信で使用される使用周波数帯に応じて適宜構成されてよい。言い換えると、第1アンテナ60dに含まれる、第1導体31、第2導体32、第3導体40、および第4導体50のそれぞれは、表示機器130と他の装置との間の通信で使用される周波数帯に応じて、適宜構成されてよい。例えば、第1アンテナ60dは、表示機器130とセンサ機器110との間の近距離通信で使用される使用周波数帯に応じて、適宜構成されてよい。例えば、第1アンテナ60dは、表示機器130とGPS衛星との間の通信で使用される周波数帯に応じて構成されてよい。
第1アンテナ60dは、他の装置からの電磁波を、受信信号として受信しうる。第1アンテナ60dが受信した受信信号は、第1アンテナ60dの第1給電線61を経由して、コントローラ134に伝送される。また、第1アンテナ60dは、第1アンテナ60dの第1給電線61に電力が供給されることにより、他の装置に、送信信号としての電磁波を、放射しうる。
第1アンテナ60dの配置位置は、表示機器130の配置位置に応じて、または表示機器130の通信相手に応じて、図89~図92を参照して上述した配置位置から、適宜選択されてよい。
例えば表示機器130の配置位置が図90に示すトップチューブ1Gである場合、第1アンテナ60dの配置位置は、トップチューブ1Gであってよい。例えば表示機器130の配置位置が図89に示すハンドル1a、またはステム1eである場合、第1アンテナ60dの配置箇所は、ハンドル1a、またはステム1eであってよい。
例えば表示機器130の通信相手がGPS衛星である場合、第1アンテナ60dの配置位置は、図90に示すトップチューブ1G、または図89に示すステム1eであってよい。第1アンテナ60dがトップチューブ1G、またはステム1eに配置されることで、第1アンテナ60dは、GPS衛星からの電磁波を受信しやすくなる。
電池131は、第1アンテナ60d、表示デバイス132、メモリ133、およびコントローラ134の少なくとも1つに電力を供給しうる。電池131は、例えば、一次電池および二次電池の少なくとも一方を含みうる。電池131のマイナス極は、第1アンテナ60dの第4導体50に電気的に接続される。
表示デバイス132は、LCD(Liquid Crystal Display)、有機EL(Electro Luminescence)または無機ELを含んで構成されてよい。表示デバイス132は、コントローラ134の制御に基づいて、文字、画像、操作用オブジェクト、およびポインタ等を表示する。
メモリ133は、例えば、半導体メモリ等で構成されてよい。メモリ133は、コントローラ134のワークメモリとして機能してよい。メモリ133は、コントローラ134に含まれてよい。メモリ133は、利用者の体重、および自転車1の重量を記憶してよい。
コントローラ134は、例えば、プロセッサを含みうる。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けICを含んでよい。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイスを含んでよい。PLDは、FPGAを含んでよい。コントローラ134は、1以上のプロセッサを含んでよい。コントローラ134は、1つまたは複数のプロセッサが協働するSoC、およびSiPのいずれかであってよい。コントローラ134は、メモリ133に、各種情報、または表示機器130の各構成部を動作させるためのプログラム等を格納してよい。
コントローラ134は、例えば第1アンテナ60dの第1給電線61を経由して、センサ機器110からの受信信号を取得する。受信信号は、センサ機器110が測定した、自転車1のデータ、および運転者の生体データを含みうる。受信信号は、センサ機器110が自転車1の位置情報を測定可能に構成される場合、自転車1の位置情報を含みうる。
コントローラ134は、第1アンテナ60dがGPS衛星と通信可能に構成される場合、第1アンテナ60dが受信したGPS信号に基づいて、自転車1の位置情報を、取得してよい。
コントローラ134は、自転車1のデータに含まれる加速度に基づいて、自転車1の走行距離を算出してよい。コントローラ134は、自転車1の走行距離、利用者の体重、および自転車1の重量に基づいて、利用者が自転車1を運転することにより消費した消費カロリーを算出してよい。
コントローラ134は、各種情報を、表示デバイス132に表示させてよい。例えば、コントローラ134は、自転車1のデータに含まれる自転車1の速度を、表示デバイス132に表示させてよい。例えば、コントローラ134は、自転車1の位置情報を、表示デバイス132に表示させてよい。例えば、コントローラ134は、自転車1のデータに含まれるクランク1bの回転速度を、表示デバイス132に表示させてよい。例えば、コントローラ134は、自転車1のデータに含まれるクランク1bに加えられる負荷を、表示デバイス132に表示させてよい。例えば、コントローラ134は、算出した自転車1の走行距離、および利用者の消費カロリーを、表示デバイス132に表示させてよい。例えば、コントローラ134は、図90に示すバッテリ1oの残量を、表示デバイス132に表示させてよい。例えば、コントローラ134は、運転者の生体データに含まれる心拍数および脈拍数を、表示デバイス132に表示させてよい。
コントローラ134は、表示機器130からセンサ機器110への送信信号を、生成してよい。コントローラ134は、表示機器130とセンサ機器110との間の近距離通信規格に従って、送信信号を生成してよい。コントローラ134は、生成した送信信号に応じた電力を、第1アンテナ60dの第1給電線61に供給する。コントローラ134は、送信信号に応じた電力を第1アンテナ60dの第1給電線61に供給することで、表示機器130からセンサ機器110に送信信号を送信する。
このようにセンサ機器110および表示機器130は、独立した第1アンテナ60bおよび第1アンテナ60dをそれぞれ有することで、互いに無線通信することができる。センサ機器110と表示機器130とが無線通信することで、自転車1に取り付けられるケーブル等の有線を減らすことができる。自転車1に取り付けられる有線を減らすことで、自転車1は、軽量化されうる。自転車1が軽量化されうることで、自転車1の利便性が向上しうる。
[自転車の機能のさらに他の例]
図95は、図89に示す自転車1のさらに他の例の機能ブロック図である。自転車1は、検出機器140と、制御機器150と、を備える。検出機器140と制御機器150とは、互いに無線通信することができる。無線通信は、近距離通信規格に基づいてよい。近距離無線通信規格は、WiFi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)、および無線LANを含んでよい。
検出機器140は、運転者の操作を検出する。検出機器140は、自転車用部品であってよい。例えば、検出機器140は、図92に示すデュアルコントロールレバー1hであってよい。この例では、検出機器140は、シフトレバー1h-1に対する運転者の操作を検出してよいし、ブレーキレバー1h-2に対する運転者の操作を検出してよい。
検出機器140は、自転車1の周囲の環境を検出してよい。例えば、検出機器140は、自転車1の周囲の照度を検出してよい。
検出機器140は、少なくとも1つの第1アンテナ60eと、検出部142と、メモリ143と、コントローラ144とを有する。検出機器140は、検出機器140の外部または外面に、第1アンテナ60eを有してよい。検出機器140は、電池141を有してよい。検出機器140は、電池141を有さない場合、図90に示すバッテリ1oから供給される電力によって、動作してよい。検出機器140がバッテリ1oから電力の供給を受ける場合、検出機器140とバッテリ1oとは、電力線等を介して電気的に接続されてよい。
第1アンテナ60eは、制御機器150の第1アンテナ60fとは独立した、上述の第1アンテナ60aであってよい。
第1アンテナ60eの配置位置は、検出機器140でありうる自転車用部品に応じて、図89~図92を参照して上述した配置位置から、適宜選択されてよい。
例えば、検出機器140は、図89に示すデュアルコントロールレバー1hでありうる。この例では、第1アンテナ60eの配置位置は、デュアルコントロールレバー1hであってよいし、図90に示すデュアルコントロールレバー1hの近傍のヘッドチューブ1Fであってよい。
第1アンテナ60eは、検出機器140と他の装置との間の通信で使用される周波数帯に応じて適宜構成されてよい。言い換えると、第1アンテナ60eに含まれる、第1導体31、第2導体32、第3導体40、および第4導体50のそれぞれは、検出機器140と他の装置との間の通信で使用される周波数帯に応じて、適宜構成されてよい。
第1アンテナ60eは、他の装置からの電磁波を、受信信号として受信しうる。第1アンテナ60eが受信した受信信号は、第1アンテナ60eの第1給電線61を経由して、コントローラ144に伝送される。また、第1アンテナ60eは、第1アンテナ60eの第1給電線61に電力が供給されることにより、他の装置に、送信信号としての電磁波を、放射しうる。
電池141は、第1アンテナ60e、検出部142、メモリ143、およびコントローラ144の少なくとも1つに電力を供給しうる。電池141は、例えば、一次電池および二次電池の少なくとも一方を含みうる。電池141のマイナス極は、第1アンテナ60eの第4導体50に電気的に接続される。
検出部142は、運転者の操作を検出する。検出部142は、検出機器140でありうる自転車用部品の仕様等に応じ適宜構成されてよい。
例えば、検出機器140は、図92に示すデュアルコントロールレバー1hでありうる。デュアルコントロールレバー1hの仕様は、シフトレバー1h-1の左右の回転に応じて変速率を変えることでありうる。変速率は、チェーンホイール1jの1回転当たりのリアホイール1cの回転数である。この例では、検出部142は、回転センサを含んで構成されてよい。検出部142は、回転センサによってシフトレバー1h-1の左右の回転を検出する。検出部142は、検出した左右の回転を、コントローラ144に出力する。
例えば、検出機器140は、図92に示すデュアルコントロールレバー1hでありうる。デュアルコントロールレバー1hの仕様は、スイッチ1h-3に対する運転者の操作に応じて、変速率を変えることでありうる。この例では、検出部142は、圧力センサを含んで構成されてよい。検出部142は、スイッチ1h-3に対する運転者の操作を検出する。検出部142は、検出したスイッチ1h-3に対する運転者の操作を、コントローラ144に出力する。
例えば、検出機器140は、図92に示すデュアルコントロールレバー1hでありうる。デュアルコントロールレバー1hの仕様は、例えば運転者の握力により、ブレーキレバー1h-2にかかる圧力に応じて、ブレーキ機能を発揮することでありうる。ブレーキ機能は、図89に示すリアホイール1cおよびホイール1dを停止させる機能である。この例では、検出部142は、圧力センサを含んで構成されてよい。検出部142は、圧力センサによって、ブレーキレバー1h-2にかかる圧力を検出する。検出部142は、検出した圧力を、コントローラ144に出力する。
検出部142は、自転車1の周囲の環境を検出してよい。検出部142は、検出機器140が検出する自転車1の周囲の環境に応じて、適宜構成されてよい。
例えば、検出機器140が自転車1の周囲の照度を検出する場合、検出部142は、照度センサを含んで構成されてよい。検出部142は、照度センサによって、自転車1の周囲の照度を検出する。検出部142は、検出した照度を、コントローラ144に出力する。
メモリ143は、例えば、半導体メモリ等で構成されてよい。メモリ143は、コントローラ144のワークメモリとして機能してよい。メモリ143は、コントローラ144に含まれてよい。
コントローラ144は、例えば、プロセッサを含みうる。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けICを含んでよい。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイスを含んでよい。PLDは、FPGAを含んでよい。コントローラ144は、1以上のプロセッサを含んでよい。コントローラ144は、1つまたは複数のプロセッサが協働するSoC、およびSiPのいずれかであってよい。コントローラ144は、メモリ143に、各種情報、または検出機器140の各構成部を動作させるためのプログラム等を格納してよい。コントローラ144は、第1アンテナ60eの第1給電線61を経由して、制御機器150からの受信信号を取得してよい。
コントローラ144は、検出部142の検出結果を取得する。コントローラ144は、検出部142の検出結果に基づいて、制御信号を生成する。
例えば、コントローラ144は、検出部142が検出したシフトレバー1h-1の左右の回転に応じて、変速率を決定する。コントローラ114は、決定した変速率を示す信号を、制御信号として生成する。
例えば、コントローラ144は、検出部142が検出したスイッチ1h-3に対する操作に応じて、変速率を決定する。コントローラ144は、決定した変速率を示す信号を、制御信号として生成する。
例えば、コントローラ114は、検出部142から、ブレーキレバー1h-2にかかる圧力を取得する。コントローラ114は、ブレーキレバー1h-2にかかる圧力に応じて、ブレーキ機能の実行を示す信号を、制御信号として生成する。
例えば、コントローラ114は、検出部142が検出した自転車1の周囲の照度に基づいて、ライト1iの点灯を示す信号またはライト1iの消灯を示す信号を、制御信号として生成する。例えば、コントローラ144は、検出部142が検出した照度が所定値未満であるとき、ライト1iの点灯を示す信号を、制御信号として生成する。例えば、コントローラ144は、ライト1iの点灯を示す信号を生成した後に、検出部142が検出した照度が所定値以上になったとき、ライト1iの消灯を示す信号を、制御信号として生成する。
コントローラ144は、検出機器140から制御機器150への送信信号として、生成した制御信号に応じた、送信信号を生成する。コントローラ144は、検出機器140と制御機器150との間の近距離通信規格に従って、送信信号を生成してよい。コントローラ144は、生成した送信信号に応じた電力を、第1アンテナ60eの第1給電線61に供給する。
コントローラ144は、第1アンテナ60eの第1給電線61を経由して、制御機器150からの受信信号を取得してよい。
制御機器150は、検出機器140が検出した運転者の操作に基づいて、自転車1の機能を制御する。制御機器150は、検出機器140が検出した自転車1の周囲の環境に基づいて、自転車1の機能を制御してよい。制御機器150は、制御機器150が制御する自転車1の機能に応じた、自転車用部品であってよい。
例えば、制御機器150は、自転車1の機能として、自転車1の変速率を制御してよい。この例では、制御機器150は、リアディレイラー1f、またはフロントディレイラー1gであってよい。
例えば、制御機器150は、自転車1の機能として、自転車1のブレーキ機能を制御してよい。この例では、制御機器150は、ブレーキ1k-1、またはブレーキ1k-2であってよい。
例えば、制御機器150は、自転車1の機能として、自転車1の周囲を照らしてよい。この例では、制御機器150は、ライト1iであってよい。
制御機器150は、少なくとも1つの第1アンテナ60fと、機構152と、メモリ153と、コントローラ154とを有する。制御機器150は、制御機器150の外部または外面に、第1アンテナ60fを有してよい。制御機器150は、電池151を有してよい。制御機器150は、電池151を有さない場合、図90に示すバッテリ1oから供給される電力によって、動作してよい。制御機器150がバッテリ1oから電力の供給を受ける場合、制御機器150とバッテリ1oとは、電力線等で電気的に接続されてよい。
第1アンテナ60fは、検出機器140の第1アンテナ60eとは独立した、上述の第1アンテナ60aであってよい。
第1アンテナ60fは、制御機器150と他の装置との間の通信で使用される周波数帯に応じて適宜構成されてよい。言い換えると、第1アンテナ60fに含まれる、第1導体31、第2導体32、第3導体40、および第4導体50のそれぞれは、制御機器150と他の装置との間の通信で使用される周波数帯に応じて、適宜構成されてよい。
第1アンテナ60fは、他の装置からの電磁波を、受信信号として受信しうる。第1アンテナ60fが受信した受信信号は、第1アンテナ60fの第1給電線61を経由して、コントローラ154に伝送される。また、第1アンテナ60fは、第1アンテナ60fの第1給電線61に電力が供給されることにより、他の装置に、送信信号としての電磁波を、放射しうる。
第1アンテナ60fの配置位置は、制御機器150でありうる自転車用部品に応じて、図89~図92を参照した上述した配置位置から、適宜選択されてよい。
例えば、制御機器150は、図89に示すリアディレイラー1fでありうる。この例では、第1アンテナ60fの配置位置は、リアディレイラー1fであってよいし、リアディレイラー1fの近傍の図90に示すシートステー1Aであってよい。
例えば、制御機器150は、図89に示すフロントディレイラー1gでありうる。この例では、第1アンテナ60fの配置位置は、フロントディレイラー1gであってよいし、フロントディレイラー1gの近傍の図90に示すシートチューブ1Bであってよい。
例えば、制御機器150は、図89に示すブレーキ1k-1でありうる。この例では、第1アンテナ60fの配置位置は、ブレーキ1k-1であってよい。第1アンテナ60fの配置位置は、ブレーキ1k-1の近傍の図90に示すシートステー1Aであってよい。
例えば、制御機器150は、図89に示すブレーキ1k-2でありうる。この例では、第1アンテナ60fの配置位置は、ブレーキ1k-2であってよい。第1アンテナ60fの配置位置は、ブレーキ1k-2の近傍の図90に示すヘッドチューブ1Fであってよい。
例えば、制御機器150は、図89に示すライト1iでありうる。この例では、第1アンテナ60fの配置位置は、ライト1iであってよい。第1アンテナ60fの配置位置は、ライト1iの近傍の図90に示すヘッドチューブ1Fであってよい。
電池151は、第1アンテナ60f、機構152、メモリ153、およびコントローラ154の少なくとも1つに電力を供給しうる。電池151は、例えば、一次電池および二次電池の少なくとも一方を含みうる。電池151のマイナス極は、第1アンテナ60fの第4導体50に電気的に接続される。
機構152は、例えば制御機器150でありうる自転車部品に応じて、任意の部材を含んで構成されてよい。
例えば、制御機器150は、図89に示すフロントディレイラー1gでありうる。この例では、機構152は、チェーンガイドと、当該チェーンガイドを駆動するモーターとを含んで構成されてよい。チェーンガイドは、図91に示すチェーンホイール1jに架けられたチェーンを、チェーンホイール1j-1またはチェーンホイール1j-2に誘導する。
例えば、制御機器150は、図89に示すリアディレイラー1fでありうる。この例では、機構152は、チェーンガイドと、当該チェーンガイドを駆動するモーターとを含んで構成されてよい。チェーンガイドは、自転車1のチェーンを、図91に示すリアホイール1cに取り付けられた複数のチェーンホイールのいずれかに誘導する。
例えば、制御機器150は、図89に示すブレーキ1k-1、またはブレーキ1k-2でありうる。この例では、機構152は、ブレーキ1k-1に含まれうるブレーキキャリパ、またはブレーキ1k-2に含まれうるブレーキキャリパであってよい。
例えば、制御機器150は、図89に示すライト1iでありうる。この例では、機構152は、LEDを含んで構成されてよい。
メモリ153は、例えば、半導体メモリ等で構成されてよい。メモリ153は、コントローラ154のワークメモリとして機能してよい。メモリ153は、コントローラ154に含まれてよい。
コントローラ154は、例えば、プロセッサを含みうる。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けICを含んでよい。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイスを含んでよい。PLDは、FPGAを含んでよい。コントローラ154は、1以上のプロセッサを含んでよい。コントローラ154は、1つまたは複数のプロセッサが協働するSoC、およびSiPのいずれかであってよい。コントローラ154は、メモリ153に、各種情報、または制御機器150の各構成部を動作させるためのプログラム等を格納してよい。
コントローラ154は、第1アンテナ60fの給電線を経由して、検出機器140からの受信信号を取得する。受信信号は、制御信号を含みうる。制御信号は、変速率を示す信号、ブレーキ機能の実行を示す信号、ライト1iの点灯を示す信号、およびライト1iの消灯を示す信号を含んでよい。コントローラ154は、制御信号に応じて、機構152を制御する。
例えば制御機器150が図89に示すリアディレイラー1f、またはフロントディレイラー1gである場合、コントローラ154は、変速率を示す信号に応じて、機構152を制御する。
例えば制御機器150が図89に示すブレーキ1k-1、またはブレーキ1k-2である場合、コントローラ154は、ブレーキ機能の実行を示す信号に応じて、機構152を制御する。
例えば制御機器150が図89に示すライト1iである場合、コントローラ154は、ライト1iの点灯を示す信号に応じて、機構152のLEDを点灯させる。コントローラ154は、ライト1iの消灯を示す信号に応じて、機構152のLEDを消灯させる。
コントローラ154は、制御機器150から検出機器140へ送信される、送信信号を生成してよい。コントローラ154は、検出機器140と制御機器150との間の近距離通信規格に従って、送信信号を生成してよい。コントローラ154は、生成した送信信号に応じた電力を、第1アンテナ60fの第1給電線61に供給する。コントローラ154は、送信信号に応じた電力を第1アンテナ60fの第1給電線61に供給することで、送信信号を制御機器150から検出機器140に電磁波として送信する。
このように検出機器140および制御機器150は、独立した第1アンテナ60eおよび第1アンテナ60fをそれぞれ有することで、互いに無線通信することができる。検出機器140と制御機器150とが無線通信することで、自転車1に取り付けられるケーブル等の有線を減らすことができる。自転車1に取り付けられる有線を減らすことで、自転車1は、軽量化されうる。自転車1が軽量化されうることで、自転車1の利便性が向上しうる。
本開示に係る構成は、以上説明してきた実施形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部等を1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
例えば、自転車1が電動アシスト自転車である場合、図95に示す制御機器150は、図89に示すリアホイール1c等を駆動するモーターであってよい。この例では、検出機器140は、図91に示すクランク1bにかかる負荷を検出する機器であってよい。
[無人航空機の構成例]
図96は、無人航空機101の一実施形態の斜視図である。図97は、図96に示す無人航空機101の背面図である。図98は、図96に示す無人航空機101の上面図である。
ここで、本開示の「無人航空機(unmanned aircraft)」は、構造的に人が機体に乗ることができないもののうち、遠隔操作または自動操縦により飛行させることができるものである。本開示の「無人航空機」は、固定翼機および回転翼機を含んでよい。回転翼機は、マルチコプター、およびモノコプターを含んでよい。
無人航空機101は、部品と、フレームとを備える。無人航空機101の部品は、当該部品の用途に応じて、任意の部材で構成されてよい。無人航空機101のフレームは、任意の材料で形成されてよい。一例として、任意の材料は、金属、および炭素繊維強化プラスチックを含んでよい。炭素繊維強化プラスチックは、導電性を有してよい。
無人航空機101の部品は、図96および図97に示すように、モータ101a-1,101a-2,101a-3,101a-4と、プロペラ101b,101c,101d,101eとを含んでよい。無人航空機101の部品は、図96に示すように、ジンバル101fと、カメラ101gとを含んでよい。無人航空機101の部品は、図98に示すように、電池ホルダ1Fに収容される電池101hを含んでよい。無人航空機101の部品は、図97に示すように、超音波センサ101iを含んでよい。
モータ101a-1には、プロペラ101bが取り付けられる。モータ101a-2には、プロペラ101cが取り付けられる。モータ101a-3には、プロペラ101dが取り付けられる。モータ101a-4には、プロペラ101eが取り付けられる。
プロペラ101b,101c,101d,101eの配置位置は、飛行中の無人航空機101のバランス等を考慮して、適宜決定されてよい。プロペラ101b,101c,101d,101eは、無人航空機101の重心を中心としうる同一円周上に、配置されてよい。プロペラ101b,101c,101d,101eは、当該円周を4等分する位置に配置されてよい。
無人航空機101のフレームは、図98に示すように、本体部101Aと、アーム101B,101C,101D,101Eとを含んでよい。無人航空機101のフレームは、図97および図98に示すように、電池ホルダ101Fを含んでよい。無人航空機101のフレームは、図96に示すように、2つのレッグ101Gを含んでよい。
アーム101Bは、本体部101Aからモータ101a-1の配置位置に向かう延在方向B1に沿って延在する。アーム101Cは、本体部101Aからモータ101a-2の配置位置に向かう延在方向C1に沿って延在する。延在方向C1は、延在方向B1と略直交しうる。アーム101Dは、本体部101Aからモータ101a-3の配置位置に向かう延在方向D1に沿って延在する。延在方向D1は、延在方向B1と略平行、且つ反対向きでありうる。アーム101Eは、本体部101Aからモータ101a-4の配置位置に向かう延在方向E1に沿って延在する。延在方向E1は、延在方向C1と略平行、且つ反対向きでありうる。
レッグ101Gは、図96に示すように、底部101G-1と、側部101G-2,101G-3とを含んでよい。
底部101G-1は、無人航空機101が着地するときおよび無人航空機101が地面に立っているとき、地面と接する。底部101G-1の長さ、および底部101G-1が延在する延在方向G1-1は、地面に立っているときの無人航空機101のバランス等を考慮して、適宜決定されてよい。
側部101G-2は、底部101G-1の一端から本体部101Aに向かう延在方向G1-2に沿って延在してよい。側部101G-3は、底部101G-2の他端から本体部101Aに向かう延在方向G1-3に沿って延在してよい。延在方向G1-2と延在方向G1-3とは、略平行でありうる。延在方向G1-2と延在方向G1-3とは、底部101G-1に近づくほど間隔が離れうる。延在方向G1-2と延在方向G1-3との間隔は、本体部101A側に比べて底部101G-1側で広くなりうる。無人航空機101は、本体部101Aに比べて底部101G-1を長くすることで、着地時の安定性を高めうる。
無人航空機101は、少なくとも1つの第1アンテナ60gを備える。第1アンテナ60gは、上述の第1アンテナ60と同様の構造を有する。第1アンテナ60gは、上述の第1アンテナ60とは独立したアンテナである。無人航空機101は、複数の第1アンテナ60gを備えてよい。複数の第1アンテナ60gは、無人航空機101がダイバーシチおよびMIMO(Multi Input Multi Output)の通信方式に対応するように、配置されてよい。第1アンテナ60gは、通信用途に応じて、円偏波または垂直偏波を形成するように、配置されてよい。無人航空機101は、第1アンテナ60gに加えて、または第1アンテナ60gの代わりに、第2アンテナ70を備えてよい。
第1アンテナ60gは、無人航空機101の部品のいずれかに、配置されてよい。第1アンテナ60gは、第1アンテナ60gに含まれる第4導体50が無人航空機101の部品に対向するように、当該部品に配置されてよい。第1アンテナ60gの第4導体50を無人航空機101の部品に対向させることで、第4導体50に対して当該部品が位置する方向は、第4導体50に対して第3導体40が位置する方向とは、反対方向になりうる。第1アンテナ60gが放射する電磁波の実効的な進行方向は、第4導体50に対して第3導体40が位置する方向となりうる。第1アンテナ60gの第4導体50を無人航空機101の部品に対向させることで、無人航空機101の部品は、第1アンテナ60gが放射する電磁波の実効的な進行方向とは反対方向に、位置しうる。無人航空機101の部品が第1アンテナ60gからの電磁波の実効的な進行方向とは反対方向に位置することで、第1アンテナ60gの放射効率が維持されうる。
例えば、第1アンテナ60gは、第4導体50が電池101hに対向するように、電池101hに配置されてよい。この例では、第4導体50は、電池101hに含まれる面のうち、無人航空機101の飛行中に天空側に位置しうる面、例えばレッグ101Gとは反対側を向く面に、対向してよい。
第1アンテナ60gは、無人航空機101のフレームのいずれかに配置されてよい。第1アンテナ60gは、第1アンテナ60gに含まれる第4導体50が無人航空機101のフレームに対向するように、無人航空機101のフレームに配置されてよい。第1アンテナ60gの第4導体50を無人航空機101のフレームに対向させることで、上述のように、第1アンテナ60gの放射効率が維持されうる。
第1アンテナ60gは、無人航空機101のフレームが導電性の長尺部を有する場合、当該長尺部に配置されてよい。第1アンテナ60gは、第1方向が導電性の長尺部に沿うように、当該長尺部に配置されてよい。当該長尺部は、図98に示すような、アーム101B,101C,101D,101Eを含んでよい。当該長尺部は、図96に示すような、底部101G-1と、側部101G-2,101G-3とを含んでよい。第1アンテナ60gが無人航空機101のフレームの導電性の長尺部に配置されることで、第1アンテナ60gと当該長尺部とが電磁気的に結合しうる。第1アンテナ60gと当該長尺部とが電磁気的に結合することで、第1アンテナ60gが電磁波を放射するとき、当該長尺部に電流が誘導されうる。当該長尺部に誘導された電流によって、長尺部は、電磁波を放射しうる。当該長尺部に誘導された電流によって長尺部が電磁波として放射することで、第1アンテナ60gが電磁波を放射するとき、第1アンテナ60gの総合放射効率が向上しうる。
例えば、第1アンテナ60gを長尺部としてのアーム101Bに配置させる場合、第1アンテナ60gは、第1方向が延在方向B1に沿うように、アーム101Bに配置されてよい。第1アンテナ60gは、アーム101Bに含まれる面のうち、無人航空機101の飛行中に天空側に位置しうる面、例えばレッグ101Gとは反対側を向く面に、配置されてよい。第1アンテナ60gは、アーム101Bに含まれる面のうち、無人航空機101の飛行中に地上側に位置しうる面、例えばレッグ101G側を向く面に、配置されてよい。第1アンテナ60gは、アーム101Bの側面に配置されてよい。
例えば、第1アンテナ60gを長尺部としてのアーム101Cに配置させる場合、第1アンテナ60gは、第1方向が延在方向C1に沿うように、アーム101Cに配置されてよい。第1アンテナ60gは、アーム101Cに含まれる面のうち、無人航空機101の飛行中に天空側に位置しうる面、例えばレッグ101Gとは反対側を向く面に、配置されてよい。第1アンテナ60gは、アーム101Cに含まれる面のうち、無人航空機101の飛行中に地上側に位置しうる面、例えばレッグ101G側を向く面に、配置されてよい。第1アンテナ60gは、アーム101Cの側面に配置されてよい。
例えば、第1アンテナ60gを長尺部としてのアーム101Dに配置させる場合、第1アンテナ60gは、第1方向が延在方向D1に沿うように、アーム101Dに配置されてよい。第1アンテナ60gは、アーム101Dに含まれる面のうち、無人航空機101の飛行中に天空側に位置しうる面、例えばレッグ101Gとは反対側を向く面に、配置されてよい。第1アンテナ60gは、アーム101Dに含まれる面のうち、無人航空機101の飛行中に地上側に位置しうる面、例えばレッグ101G側を向く面に、配置されてよい。第1アンテナ60gは、アーム101Dの側面に配置されてよい。
例えば、第1アンテナ60gを長尺部としてのアーム101Eに配置させる場合、第1アンテナ60gは、第1方向が延在方向E1に沿うように、アーム101Eに配置されてよい。第1アンテナ60gは、アーム101Eに含まれる面のうち、無人航空機101の飛行中に天空側に位置しうる面、例えばレッグ101Gとは反対側を向く面に、配置されてよい。第1アンテナ60gは、アーム101Eに含まれる面のうち、無人航空機101の飛行中に地上側に位置しうる面、例えばレッグ101G側を向く面に、配置されてよい。第1アンテナ60gは、アーム101Eの側面に配置されてよい。
例えば、第1アンテナ60gを長尺部としての底部101G-1に配置させる場合、第1アンテナ60gは、第1方向が延在方向G1-1に沿うように、底部101G-1に配置されてよい。第1アンテナ60gは、底部101G-1に含まれる面のうち、本体部101Aに対向する面に、配置されてよい。第1アンテナ60gを、底部101G-1の本体部101Aに対向する面に配置させることで、無人航空機101が着地するとき等に、第1アンテナ60gが地面と接触することが低減されうる。無人航空機101は、第1アンテナ60gを底部101G-1の本体部101Aに対向する面に配置させることで、着地時から無線通信を可能としうる。
例えば、第1アンテナ60gを長尺部としての側部101G-2に配置させる場合、第1アンテナ60gは、延在方向G1-2に沿うように、側部101G-2に配置されてよい。例えば、第1アンテナ60gを長尺部としての側部101G-3に配置させる場合、第1アンテナ60gは、延在方向G1-3に沿うように、側部101G-3に配置されてよい。
[無人航空機の機能例]
図99は、図96に示す無人航空機101の機能ブロック図である。無人航空機101は、通信基地局102と無線通信することにより、ネットワーク103に接続されてよい。無人航空機101は、ネットワーク103を介して情報処理装置104と通信してよい。無人航空機101は、送信機105と直接通信してもよい。無人航空機101は、無人航空機101の周囲の航空機106と直接通信してもよい。無人航空機101は、陸上基地局107と直接通信してよい。
無人航空機101と情報処理装置104との間の通信規格は、遠距離通信規格であってよい。遠距離通信規格は、2G(2nd Generation)、3G(3rd Generation)、4G(4th Generation)、LTE(Long Term Evolution)、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)、およびPHS(Personal Handy-phone System)を含んでよい。無人航空機101と、送信機105、航空機106、および陸上基地局107との間の通信規格は、近距離通信規格であってよい。近距離通信規格は、WiFi(登録商標)、Bluetooh(登録商標)、または無線LANを含んでよい。
無人航空機101は、無人航空機101のコントローラ180の制御に基づいて飛行しうる。無人航空機101は、個人が所有するものであってよいし、任意の事業者が所有するものであってよい。任意の事業者は、無人航空機101を利用して荷物を宅配する宅配業者、および無人航空機101を利用して所定領域を監視する監視業者を含んでよい。
通信基地局102は、地上の多様な箇所に配置される通信設備のうち、無人航空機101の通信圏内に存在する通信設備である。当該通信設備は、通信事業者によって管理される。通信事業者は、地上の多様な箇所に配置された通信設備によって、汎用の携帯電話機等をネットワーク103に接続させる通信サービスを提供する。ネットワーク103は、無線ネットワークを含んでよい。ネットワーク103の一部は、有線ネットワークを含んでよい。
情報処理装置104は、任意の事業者等によって管理されてよい。例えば配達業者が無人航空機101を所有する場合、情報処理装置104は、当該配達業者によって管理されてよい。例えば監視業者が無人航空機101を所有する場合、情報処理装置104は、当該監視業者によって管理されてよい。
情報処理装置104は、プログラム命令を実行可能なコンピュータシステムその他のハードウェアで構成されてよい。コンピュータシステムその他のハードウェアは、汎用コンピュータ、PC(パーソナルコンピュータ)、専用コンピュータ、ワークステーション、PCS、移動(セルラー)電話機、データ処理機能を備えた移動電話機、RFID受信機、ゲーム機、電子ノートパッド、ラップトップコンピュータ、GPS受信機またはその他のプログラム可能なデータ処理装置を含んでよい。
送信機105は、操縦者が無人航空機101を遠隔操作するために、用いられる。送信機105は、操縦者の入力を検出する。送信機105は、検出した操縦者の入力に応じた制御信号を、無人航空機101に送信する。
送信機105は、プログラム命令を実行可能なコンピュータシステムその他のハードウェアで構成されてよい。コンピュータシステムその他のハードウェアは、汎用コンピュータ、PC、専用コンピュータ、ワークステーション、PCS、移動電話機、データ処理機能を備えた移動電話機、RFID受信機、ゲーム機、電子ノートパッド、ラップトップコンピュータ、GPS受信機またはその他のプログラム可能なデータ処理装置を含んでよい。
航空機106は、多様な航空機のうち、無人航空機101の通信圏内を飛行する航空機である。航空機106は、無人航空機であってよいし、有人航空機(manned aircraft)であってよい。
陸上基地局107は、所定の陸上基地に設置された通信設備である。所定の陸上基地は、無人航空機1が着陸しうる基地であってよい。所定の陸上基地は、無人航空機101の管理者等が予め定めた場所であってよい。無人航空機101は、状況に応じて、所定の陸上基地に着陸してよい。無人航空機101は、状況に応じて、地上の任意の場所に着陸してよい。
無人航空機101は、制御ユニット100として、少なくとも1つの第1アンテナ60gと、電池101hと、センサ160と、メモリ170と、コントローラ180とを備える。無人航空機101は、無線通信機器90を備えてよい。
無線通信機器90は、制御ユニットと無線通信しうる。制御ユニットと無線通信機器90との間の通信規格は、近距離通信規格であってよい。
無線通信機器90は、無線通信機器90のセンサ92が測定した測定データに応じた送信信号を生成する。無線通信機器90は、生成した送信信号を、制御ユニット100の第1アンテナ60gに送信する。無線通信機器90の配置位置は、センサ92によって取得する測定データに応じて、適宜決定されてよい。例えば、無線通信機器90は、センサ92によって無人航空機101の周囲の照度、温度、および湿度のいずれかを取得する場合、図96に示す側部101G-3に配置されてよい。
第1アンテナ60gは、無人航空機101と他の装置との間の通信で使用される周波数帯に応じて、適宜構成されてよい。言い換えると、第1アンテナ60gに含まれる、第1導体31、第2導体32、第3導体40、および第4導体50のそれぞれは、無人航空機101と他の装置との間の通信で使用される周波数帯に応じて、適宜構成されてよい。第1アンテナ60gの配置位置は、通信相手に応じて、適宜決定されてよい。
例えば通信相手が情報処理装置104である場合、第1アンテナ60gの配置位置は、図96に示すようなアーム101B等の側面であってよいし、図98に示すようなアーム101B等の天空側の面であってよい。第1アンテナ60gがアーム101B等の側面および天空側の面に配置されることで、第1アンテナ60gの放射強度は、無人航空機101の飛行中、無人航空機101から天空側の方向および無人航空機101の横方向に強くなりうる。第1アンテナ60gの放射強度が天空側の方向および横方向に強くなることで、通信基地局102を経由した無人航空機101と情報処理装置104との間の通信が安定化されうる。
例えば通信相手が送信機105である場合、第1アンテナ60gの配置位置は、図96に示すようなアーム101B等の地上側の面であってよいし、側部101G-1等であってよい。第1アンテナ60gがアーム101B等の地上側の面および側部101G-1等に配置されることで、第1アンテナ60gの放射強度は、無人航空機101の飛行中、無人航空機101から地上側の方向に強くなりうる。第1アンテナ60gの放射強度の地上側の方向に強くなることで、無人航空機101と地上の送信機105との間の通信が安定化されうる。
例えば通信相手が航空機106である場合、第1アンテナ60gの配置位置は、図96に示すようなアーム101B等の側面および天空側の面であってよいし、側部101G-1等であってよい。第1アンテナ60gがアーム101B等の側面および天空側の面、ならびに側部101G-1等に配置されることで、第1アンテナ60gの放射強度は、無人航空機101の飛行中、無人航空機101から天空側の方向および無人航空機101の横方向に強くなりうる。第1アンテナ60gの放射強度が無人航空機101の天空側の方向および横方向に強くなることで、無人航空機101と周囲の航空機106との間の通信が安定化されうる。
例えば通信相手が陸上基地局107である場合、第1アンテナ60gの配置位置は、図96に示すようなアーム101B等の地上側の面であってよいし、側部101G-1等であってよい。第1アンテナ60gがアーム101B等の地上側の面および側部101G-1等に配置されることで、第1アンテナ60gの放射強度は、無人航空機101の飛行中、無人航空機101から地上側の方向に強くなりうる。第1アンテナ60gの放射強度が地上側の方向に強くなることで、無人航空機101と地上の陸上基地局107との間の通信が安定化されうる。
例えば通信相手がGPS衛星である場合、第1アンテナ60gの配置位置は、図98に示すような、アーム101B等の天空側の面であってよいし、電池101hであってよい。第1アンテナ60gがアーム101B等の天空側の面および電池101hに配置されることで、第1アンテナ60gは、GPS衛星からの電磁波を受信しやすくなる。
第1アンテナ60gは、他の装置からの電磁波を、受信信号として受信しうる。第1アンテナ60gによって受信された受信信号は、第1アンテナ60gの第1給電線61を経由して、コントローラ180に出力される。また、第1アンテナ60gは、第1給電線61に電力が供給されることにより、他の装置に、送信信号としての電磁波を、放射しうる。
電池101hは、図97に示す電池ホルダ101Fに収納されうる。電池101hは、第1アンテナ60g、センサ160、メモリ170、およびコントローラ180の少なくとも1つに電力を供給しうる。電池101hは、例えば、一次電池および二次電池の少なくとも一方を含みうる。電池101hのマイナス極は、第1アンテナ60gの第4導体50に電気的に接続される。
センサ160は、各種のデータを測定する。センサ160は、図96に示すカメラ101g、および図97に示す超音波センサ101iの少なくとも1つを含んで構成されてよい。センサ160は、加速度センサ、角速度センサ、地磁気センサ、温度センサ、湿度センサ、気圧センサ、および照度センサの少なくとも1を含んで構成されてよい。
例えば、センサ160に含まれるカメラ101gは、無人航空機101の周囲の画像を測定(撮影)する。カメラ101gは、測定した画像を、コントローラ180に出力する。
例えば、センサ160に含まれる超音波センサ101iは、無人航空機101と、周囲の物体との間の相対位置関係を測定する。周囲の物体は、周囲の障害物、および周囲の航空機106を含んでよい。超音波センサ101iは、測定した相対位置関係を、コントローラ180に出力する。
例えば、センサ160に含まれる加速度センサは、無人航空機101に働く加速度を測定する。加速度センサは、測定した加速度を、コントローラ180に出力する。
例えば、センサ160に含まれる角速度センサは、無人航空機101の角速度を測定する。角速度センサは、測定した角速度を、コントローラ180に出力する。
例えば、センサ160に含まれる地磁気センサは、無人航空機101の周囲の地磁気の大きさおよび方向を測定する。地磁気センサは、測定した地磁気の大きさおよび方向を、コントローラ180に出力する。
例えば、センサ160に含まれる温度センサは、無人航空機101の周囲の温度を測定する。温度センサは、測定した温度を、コントローラ180に出力する。
例えば、センサ160に含まれる湿度センサは、無人航空機101の周囲の湿度を測定する。湿度センサは、測定した湿度を、コントローラ180に出力する。
例えばセンサ160に含まれる気圧センサは、無人航空機101の周囲の気圧を測定する。気圧センサは、測定した気圧を、コントローラ180に出力する。
例えばセンサ160に含まれる照度センサは、無人航空機101の周囲の照度を測定する。照度センサは、測定した照度を、コントローラ180に出力する。
メモリ170は、例えば、半導体メモリ等で構成されてよい。メモリ170は、コントローラ180のワークメモリとして機能してよい。メモリ170は、コントローラ180に含まれてよい。メモリ170は、無人航空機101の識別情報を格納してよい。無人航空機101の識別情報は、無人航空機101に固有の情報であってよい。無人航空機101の識別情報は、数字、および/または文字の組み合わせで構成されてよい。メモリ170は、無人航空機101の飛行可能エリアの情報を格納してよい。飛行可能エリアは、法律等によって無人航空機101の飛行が許可されたエリアであってよい。
コントローラ180は、例えば、プロセッサを含みうる。コントローラ180は、1以上のプロセッサを含んでよい。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けICを含んでよい。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイスを含んでよい。PLDは、FPGAを含んでよい。コントローラ180は、1つまたは複数のプロセッサが協働するSoC、およびSiPのいずれかであってよい。コントローラ180は、メモリ170に、各種情報、または無人航空機101の各構成部を動作させるためのプログラム等を格納してよい。
コントローラ180は、第1アンテナ60gの第1給電線61を経由して、送信機105からの受信信号を取得しうる。コントローラ180は、受信信号に含まれる制御信号に基づいて、無人航空機101を飛行させる。コントローラ180は、メモリ170に格納された所定のプログラムに基づく自動操縦により、無人航空機101を飛行させてもよい。
コントローラ180は、各種データを、センサ160から取得してよい。コントローラ180は、各種データを、無人航空機101が無線通信機器90を備える場合、無線通信機器90のセンサ92から取得してよい。コントローラ180は、各種データをセンサ92から取得する場合、第1アンテナ60gの第1給電線61を経由して、無線通信機器90からの受信信号を取得してよい。当該受信信号は、センサ92が測定した測定データが含まれうる。
コントローラ180は、無人航空機101の周囲の環境データを取得してよい。環境データは、無人航空機101の周囲の、画像、温度、湿度、気圧、および照度を含んでよい。
コントローラ180は、無人航空機101の飛行データを、取得または算出してよい。飛行データは、無人航空機101の、速度、飛行距離、および飛行可能時間を含んでよい。例えば、コントローラ180は、センサ160によって、または無線通信機器90のセンサ92によって、無人航空機101の速度を、取得してよい。例えば、コントローラ180は、センサ160、またはセンサ92が取得した加速度に基づいて、無人航空機101の飛行距離を算出してよい。例えば、コントローラ180は、電池101hの残量に基づいて、無人航空機101の飛行可能時間を算出してよい。
コントローラ180は、無人航空機101の位置情報を取得してよい。例えば、コントローラ180は、第1アンテナ60gが取得したGPS信号に基づいて、無人航空機101の位置情報を取得してよい。例えば、コントローラ180は、第1アンテナ60gによって取得した、無人航空機101の周囲の通信基地局102からの信号に基づいて、無人航空機101の位置情報を取得してよい。なお、コントローラ180は、取得した位置情報と、メモリ170に格納された飛行可能エリアの情報とに基づいて、飛行可能エリアを飛行するよう制御してよい。
コントローラ180は、無人航空機101から情報処理装置104に送信する送信信号を、生成してよい。コントローラ180は、遠距離通信規格に従って、送信信号を生成してもよい。コントローラ180は、生成した送信信号に応じた電力を、第1アンテナ60gの第1給電線61に供給してよい。コントローラ180は、送信信号に応じた電力を第1アンテナ60gの第1給電線61に供給することで、電磁波としての送信信号を、情報処理装置104に送信しうる。
コントローラ180は、無人航空機101から情報処理装置104への送信信号として、環境データ、無人航空機101の飛行データ、および無人航空機101の位置情報の少なくとも1つに応じた送信信号を生成してよい。コントローラ180は、メモリ170に格納された無人航空機101の識別情報が含まれるように、送信信号を生成してよい。情報処理装置104は、当該送信信号を取得することにより、無人航空機101の識別情報と共に、環境データ、無人航空機101の飛行データ、および無人航空機101の位置情報の少なくとも1つを、取得することができる。
例えば監視業者が無人航空機101を利用する場合、監視業者は、情報処理装置104が取得した環境データに含まれる所定領域の画像によって、所定領域を監視することができる。例えば無人航空機101が自動操縦により飛行している場合、無人航空機101の所有者は、無人航空機101が取得した飛行データから、無人航空機101の状態を把握することができる。例えば宅配業者が無人航空機101を利用する場合、宅配業者は、情報処理装置104が取得した無人航空機101の識別情報および位置情報から、宅配中の無人航空機101の位置を把握することができる。例えば無人航空機101が盗難にあった場合、無人航空機101の所有者は、情報処理装置104が取得した無人航空機101の識別情報および位置情報から、無人航空機101の位置を把握することができる。
コントローラ180は、無人航空機101から送信機105に送信する送信信号を、生成してよい。コントローラ180は、近距離通信規格に従って、送信信号を生成してもよい。コントローラ180は、生成した送信信号に応じた電力を、第1アンテナ60gの第1給電線61に供給してよい。コントローラ180は、送信信号に応じた電力を第1アンテナ60gの第1給電線61に供給することで、電磁波としての送信信号を、送信機105に送信しうる。
コントローラ180は、無人航空機101から送信機105への送信信号として、無人航空機101の周囲の環境データ、無人航空機101の飛行データ、および無人航空機101の位置情報の少なくとも1つに応じた送信信号を、生成してよい。コントローラ180は、メモリ170に格納された無人航空機101の識別情報が含まれるように、送信信号を生成してよい。送信機105は、当該送信信号を取得することにより、無人航空機101の識別情報と共に、無人航空機101の周囲の環境データ、無人航空機101の飛行データ、および無人航空機101の位置情報の少なくとも1つを、取得することができる。
コントローラ180は、無人航空機101から送信機105への送信信号として、無人航空機101と送信機105との間の相対位置関係に応じた送信信号を、生成してよい。コントローラ180は、無人航空機101と送信機105との間の通信に基づいて、無人航空機101と送信機105との間の相対位置関係を取得してよい。コントローラ180は、相対位置関係を取得するとき、第1アンテナ60gの放射強度が送信機105の方向へ強くなるように、無人航空機101の姿勢を制御してよい。コントローラ180は、メモリ170に格納された無人航空機101の識別情報が含まれるように、送信信号を生成してよい。コントローラ180は、無人航空機101の基地への帰還中、送信信号を生成してよい。送信機105は、当該送信信号を取得することにより、無人航空機101の識別情報とともに、無人航空機101と送信機105との間の相対位置関係を取得しうる。操縦者は、送信機105が取得した情報から、無人航空機101と送信機105との間の相対位置関係を把握することができる。操縦者は、無人航空機101と送信機105との間の相対位置関係を把握することで、無人航空機101を安全に着陸させることができる。
コントローラ180は、無人航空機101から周囲の航空機106に送信する送信信号を、生成してよい。コントローラ180は、近距離通信規格に従って、送信信号を生成してよい。コントローラ180は、生成した送信信号に応じた電力を、第1アンテナ60gの第1給電線61に供給してよい。コントローラ180は、送信信号に応じた電力を第1アンテナ60gの第1給電線61に供給することで、電磁波としての送信信号を、周囲の航空機106に送信しうる。
コントローラ180は、無人航空機101から周囲の航空機106への送信信号として、無人航空機101と航空機106との間の相対位置関係に応じた送信信号を、生成してよい。コントローラ180は、超音波センサ101iによって、無人航空機101と航空機106との間の相対位置関係を取得してよい。コントローラ180は、無人航空機101と航空機106との間の通信に基づいて、無人航空機101と航空機106との間の相対位置関係を取得してよい。コントローラ180は、相対位置関係を取得するとき、第1アンテナ60gの放射強度が航空機106の方向へ強くなるように、無人航空機101の姿勢を制御してよい。コントローラ180は、メモリ170に格納された無人航空機101の識別情報が含まれるように、送信信号を生成してよい。航空機106は、当該送信信号を取得することで、無人航空機101と航空機106との間の相対位置関係を取得しうる。航空機106が相対位置関係を取得することで、無人航空機101と航空機106との衝突が避けられうる。
コントローラ180は、無人航空機101から陸上基地局107に送信する送信信号を、生成してよい。コントローラ180は、近距離通信規格に従って、送信信号を生成してよい。コントローラ180は、生成した送信信号に応じた電力を、第1アンテナ60gの第1給電線61に供給してよい。コントローラ180は、送信信号に応じた電力を第1アンテナ60gの第1給電線61に供給することで、電磁波としての送信信号を、陸上基地局107に送信する。
コントローラ180は、無人航空機101から陸上基地局107への送信信号として、無人航空機101と陸上基地局107との間の相対位置関係に応じた送信信号を、生成してよい。コントローラ180は、無人航空機101と陸上基地局107との間の通信に基づいて、無人航空機101と陸上基地局107との間の相対位置関係を取得してよい。コントローラ180は、相対位置関係を取得するとき、第1アンテナ60gの放射強度が陸上基地局107の方向へ強くなるように、無人航空機101の姿勢を制御してよい。コントローラ180は、メモリ170に格納された無人航空機101の識別情報が含まれるように、送信信号を生成してよい。コントローラ180は、無人航空機101の基地への帰還中、送信信号を生成してよい。陸上基地局107は、当該送信信号を取得することにより、無人航空機101の識別情報とともに、無人航空機101と陸上基地局107との間の相対位置関係を取得しうる。陸上基地局107が無人航空機101と送信機105との間の相対位置関係を取得することで、無人航空機101は、安全に着陸させられうる。
ここで、通常では、無人航空機にロッドアンテナが配置されうる。ロッドアンテナは、ロッドアンテナの放射効率を維持するために、無人航空機の外面に取り付けられうる。なお、無人航空機のフレームが導電性を有する場合、導電性のフレームによってロッドアンテナの放射効率が低下してしまう場合がある。そのため、無人航空機のフレームが導電性を有する場合、ロッドアンテナは、無人航空機のフレームから突出するように、無人航空機の外面に取り付けられる。
しかしながら、無人航空機の外面にロッドアンテナを取り付けると、無人航空機の飛行中、無人航空機への空気抵抗が増加しうる。ロッドアンテナが無人航空機のフレームから突出するように取り付けられる場合、無人航空機への空気抵抗は、より増加しうる。無人航空機への空気抵抗が増加すると、無人航空機の飛行中の安定性が低下してしまう場合がある。
無人航空機の飛行中の安定性を維持するために、無人航空機の内部に、パッチアンテナ等のアンテナを配置させることが想定される。しかしながら、無人航空機は、構造的に、アンテナを配置するスペースが限られてしまう場合がある。
これに対して、本実施形態では、ロッドアンテナの代わりに、第1アンテナ60gが、無人航空機101に配置される。第1アンテナ60gは、ロッドアンテナよりも、小型でありうる。本実施形態では、ロッドアンテナよりも小型の第1アンテナ60gを用いることで、第1アンテナ60gを無人航空機101の外面に配置させても、無人航空機101は、安定して飛行することができる。
さらに、第1アンテナ60gの第4導体50を無人航空機101に対向させることで、第1アンテナ60gを無人航空機101のフレーム近辺に配置しても、第1アンテナ60gの放射効率が維持されうる。第1アンテナ60gを無人航空機101のフレーム近辺に配置することで、無人航空機1は、安定して飛行することができる。
また、第1アンテナ60gは、ロッドアンテナよりも、小型である。そのため、無人航空機101の内部に容易に配置させることができる。
本開示に係る構成は、以上説明してきた実施形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部等を1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
本開示に係る構成を説明する図は、模式的なものである。図面上の寸法比率等は、現実のものと必ずしも一致しない。
本開示において「第1」、「第2」、「第3」等の記載は、当該構成を区別するための識別子の一例である。本開示における「第1」および「第2」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第1の周波数は、第2の周波数と識別子である「第1」と「第2」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。例えば、第1導体31は、導体31としうる。本開示における「第1」および「第2」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠、および大きい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。本開示には、第2導体層42が第2単位スロット422を有するが、第1導体層41が第1単位スロットを有さない構成が含まれる。