(57)【要約】【課題】電力伝送とデータ通信とを独立して行い得るようにする。【解決手段】リーダ・ライタ装置１１０には、嵌合部１１０ａを構成する３つの面に対応して、電磁結合用コイル１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃが埋設されている。各コイルは、互いに直交する偏波面、従って互いに相関を持たない偏波面を有している。メモリ装置１２０には、リーダ・ライタ装置１１０の嵌合部１１０ａに嵌合された状態で、この嵌合部１１０ａの３つの面に対向する３つの面に対応して、電磁結合用コイル１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃが埋設されている。各コイルは、互いに直交する偏波面、従って互いに相関を持たない偏波面を有している。コイル１１１ａ，１２１ａの電磁結合系により、リーダ・ライタ装置１１０からメモリ装置１２０に電力伝送を行う。コイル１１１ｂ，１２１ｂの電磁結合系およびコイル１１１ｃ，１２１ｃの電磁結合系により、データ通信を行う。【選択図】図１
2010130045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに相関を持たない偏波面を有する複数の電磁結合用コイルと、
上記複数の電磁結合用コイルのうち、第１の電磁結合用コイルに発生された誘導起電力を用いて電源電力を得る受電部と、
上記複数の電磁結合用コイルのうち、上記第１の電磁結合用コイルとは別の一つまたは複数の第２の電磁結合用コイルを用いた電磁結合系により外部機器との間でデータ通信を行うデータ通信部と、
上記データ通信部で取り扱うデータを記憶するメモリ部
を備える無線通信装置。
【請求項２】
上記データ通信部は、上記外部機器との間で、ＤＣフリー、かつクロック再生可能な符号による符号化データを用いてデータ通信を行う
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
電源電力を得る電源部をさらに備える
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
上記第２の電磁結合用コイルは、送信コイルおよび受信コイルを含み、
上記データ通信部は、上記送信コイルを用いた電磁結合系により上記外部機器にデータを送信し、上記受信コイルを用いた電磁結合系により上記外部機器からデータを受信する
請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項５】
上記送信コイルおよび上記受信コイルとして共通の電磁結合用コイルを使用し、
上記データ通信部の送信系回路および受信系回路は、バランを介して上記共通の電磁結合用コイルに接続される
請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項６】
互いに相関を持たない偏波面を有する複数の電磁結合用コイルと、
上記複数の電磁結合用コイルのうち、第１の電磁結合用コイルに電力伝送用の電流を流す給電部と、
上記複数の電磁結合用コイルのうち、上記第１の電磁結合用コイルとは別の一つまたは複数の第２の電磁結合用コイルを用いた電磁結合系により外部機器との間でデータ通信を行うデータ通信部
を備える無線通信装置。
【請求項７】
上記データ通信部は、上記外部機器との間で、ＤＣフリー、かつクロック再生可能な符号化データを用いてデータ通信を行う
請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項８】
上記第２の電磁結合用コイルは、送信コイルおよび受信コイルを含み、
上記データ通信部は、上記送信コイルを用いた電磁結合系により上記外部機器にデータを送信し、上記受信コイルを用いた電磁結合系により上記外部機器からデータを受信する
請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項９】
上記送信コイルおよび上記受信コイルとして共通の電磁結合用コイルを使用し、
上記データ通信部の送信系回路および受信系回路は、バランを介して上記共通の電磁結合用コイルに接続される
請求項８に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
第１の無線通信装置と第２の無線通信装置とを備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、
上記第２の無線通信装置から上記第１の無線通信装置に、第１の電磁結合系を用いて、電力伝送を行うと共に、
上記第１の無線通信装置と上記第２の無線通信装置との間で上記第１の電磁結合系とは互いに相関を持たない偏波面を有する第２の電磁結合系を用いてデータ通信を行う
無線通信方法。
【請求項１１】
第１の無線通信装置と第２の無線通信装置とを備える無線通信システムであって、
上記第１の無線通信装置は、
互いに相関を持たない偏波面を有する複数の電磁結合用コイルと、
上記複数の電磁結合用コイルのうち、第１の電磁結合用コイルに発生された誘導起電力を用いて電源電力を得る受電部と、
上記複数の電磁結合用コイルのうち、上記第１の電磁結合用コイルとは別の一つまたは複数の第２の電磁結合用コイルを用いた電磁結合系により上記第２の無線通信装置との間でデータ通信を行うデータ通信部と、
上記データ通信部で取り扱うデータを記憶するメモリ部を有し、
上記第２の無線通信装置は、
互いに相関を持たない偏波面を有する複数の電磁結合用コイルと、
上記複数の電磁結合用コイルのうち、第１の電磁結合用コイルに電力伝送用の電流を流す給電部と、
上記複数の電磁結合用コイルのうち、上記第１の電磁結合用コイルとは別の一つまたは複数の第２の電磁結合用コイルを用いた電磁結合系により上記第１の無線通信装置との間でデータ通信を行うデータ通信部を有する
無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線通信装置、無線通信方法および無線通信システムに関する。詳しくは、この発明は、第２の無線通信装置から第１の無線通信装置に第１の電磁結合系を用いて電力伝送を行うと共に、第２の無線通信装置と第１の無線通信装置との間で第１の電磁結合系とは互いに相関を持たない偏波面を有する第２の電磁結合系を用いてデータ通信を行うことにより、電力伝送とデータ通信とを独立して行い得る無線通信システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、静止画、動画、音楽等のコンテンツが大容量化している。ユーザは、携帯機器内の内蔵メモリやメモリカード等にこれらのコンテンツを保存し、必要に応じてＰＣ（Personal Computer）、テレビ、あるいはプリンタ等の据置き型の機器（読み取り機器）にこれらのコンテンツを移すというスタイルが定着している。
【０００３】
これらのコンテンツを読み取り機器に移す際には、メモリカードスロット、ＵＳＢ（UniversalSerial Bus）等の有線ケーブルで接続するのが一般的である。しかし、有線ケーブルによる接続は、設置場所が限定される上、接点の磨耗や、形状の制限といった問題がある。
【０００４】
そのため、現在では、IEEE802.11に代表される無線ＬＡＮシステムや、近距離無線通信方式であるBluetooth（登録商標）等の無線通信方式が、携帯電話や携帯情報端末、デジタルカメラ、携帯型オーディオ再生機器などに実装されつつある。これらの無線通信方式を実装することによって、上述したような使い勝手は改善される。
【０００５】
しかし、メモリカード単体に無線ＬＡＮ等の外部接続用のインタフェースを持つものはあまり普及していない。これは、メモリカードのようにストレージ機能以外のアプリケーションを持たない装置にバッテリを搭載してワイヤレス化することが、コスト面や大きさ等、かえってデメリットの方が大きくなるからである。
【０００６】
例えば、特許文献１等には、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentifier）などに使用される非接触通信方式を利用したデータ通信システムについての記載がある。非接触通信方式には、静電結合方式、電磁誘導方式、電波通信方式などが挙げられる。例えば、電波通信方式のＲＦＩＤシステムは、受信した無変調キャリアに対し変調処理を施した反射波によりデータを送信する反射器と、反射器からの変調反射波信号からデータを読み取る反射波読み取り器で構成され、「バックスキャッタ」とも呼ばれる反射波伝送を行なう。
【特許文献１】特開２００５−１９１７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の非接触通信方式においては、ＲＦＩＤタグが読み取り機器からのキャリア信号を用いて電力を生成するのが一般的である。識別情報程度の比較的短いデータ系列からなる情報を送信するのであれば、キャリア信号から得られる電力で十分動作させることができる。しかし、画像や音楽データのような大容量コンテンツの伝送を行なうのに必要な電力まで賄うことはできない。
【０００８】
また、上述の電波通信方式のＲＦＩＤシステムでは、リーダ・ライタから無線タグに無変調キャリアを送信し、無線タグではこの無変調キャリアに対して変調処理を施して得られた変調反射波信号をリーダ・ライタに送信する。そのため、無線タグは、自発的、あるいは積極的にデータを送信できない。
【０００９】
この発明の目的は、電力伝送とデータ通信とを独立して行い得るようにする、ことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の概念は、
第１の無線通信装置と第２の無線通信装置とを備える無線通信システムであって、
上記第１の無線通信装置は、
互いに相関を持たない偏波面を有する複数の電磁結合用コイルと、
上記複数の電磁結合用コイルのうち、第１の電磁結合用コイルに発生された誘導起電力を用いて電源電力を得る受電部と、
上記複数の電磁結合用コイルのうち、上記第１の電磁結合用コイルとは別の一つまたは複数の第２の電磁結合用コイルを用いた電磁結合系により上記第２の無線通信装置との間でデータ通信を行うデータ通信部と、
上記データ通信部で取り扱うデータを記憶するメモリ部を有し、
上記第２の無線通信装置は、
互いに相関を持たない偏波面を有する複数の電磁結合用コイルと、
上記複数の電磁結合用コイルのうち、第１の電磁結合用コイルに電力伝送用の電流を流す給電部と、
上記複数の電磁結合用コイルのうち、上記第１の電磁結合用コイルとは別の一つまたは複数の第２の電磁結合用コイルを用いた電磁結合系により上記第１の無線通信装置との間でデータ通信を行うデータ通信部を有する
無線通信システムにある。
【００１１】
第１の無線通信装置においては、複数の電磁結合用コイルを有している。この複数の電磁結合用コイルは、互いに相関を持たない偏波面を有している。例えば、ある２つの電磁結合用コイルの偏波面は、９０度〜２７０度だけ異なるようにされる。また、第１の無線通信装置においては、受電部を有している。この受電部では、複数の電磁結合用コイルのうち、第１の電磁結合用コイルに発生された誘導起電力を用いて、電源電力が得られる。なお、この第１の無線通信装置は、上述の受電部の他に、電源電力を得る電源部をさらに備えていてもよい。この場合、電源部が例えば二次電池を用いて構成されているとき、上述の受電部の存在により二次電池からの電力消費を抑制できる。
【００１２】
また、第１の無線通信装置においては、データ通信部を有している。このデータ通信部では、複数の電磁結合用コイルのうち、第１の電磁結合用コイルとは別の一つまたは複数の第２の電磁結合用コイルを用いた電磁結合系により、第２の無線通信装置との間でデータ通信が行われる。この場合、例えば、ＤＣフリー、かつクロック再生可能な符号による符号化データを用いてデータ通信が行われる。ＤＣフリーとされることで、電磁結合によるデータ通信が良好に行われる。また、クロック再生可能とされることで、別途クロック信号を相手側に送ることなく、データ送信が可能となる。
【００１３】
また、第１の無線通信装置においては、メモリ部を有している。このメモリ部には、データ通信部で取り扱うデータが保持される。例えば、このメモリ部から読み出されたデータが、データ通信部により、第２の無線通信装置に送信される。また、例えば、無線通信部により第２の無線通信装置から受信されたデータが、このメモリ部に記憶される。なお、このメモリ部には、メモリカード等の記憶媒体が着脱自在に装着される構成であってもよい。
【００１４】
また、第２の無線通信装置においては、複数の電磁結合用コイルを有している。この複数の電磁結合用コイルは、上述の第１の無線通信装置の複数の電磁結合用コイルと同様に、互いに相関を持たない偏波面を有している。また、第２の無線通信装置においては、給電部を有している。この給電部では、複数の電磁結合用コイルのうち、第１の電磁結合用コイルに電力伝送用の電流が流される。
【００１５】
また、第２の無線通信装置においては、上述した第１の無線通信装置と同様に、データ通信部を有している。このデータ通信部では、複数の電磁結合用コイルのうち、第１の電磁結合用コイルとは別の一つまたは複数の第２の電磁結合用コイルを用いた電磁結合系により、第１の無線通信装置との間でデータ通信が行われる。
【００１６】
このように、第２の無線通信装置から第１の無線通信装置に、第１の電磁結合系を用いて、電力伝送が行われる。また、第２の無線通信装置と第１の無線通信装置との間で第１の電磁結合系とは互いに相関を持たない偏波面を有する第２の電磁結合系を用いてデータ通信が行われる。従って、電力伝送とデータ通信とを独立して行うことができ、第２の無線通信装置から第１の無線通信装置に充分な電力供給が可能となる。また、第１の無線通信装置と第２の無線通信装置の間で電磁結合系によるデータ通信が行われるものであり、電力が供給される第２の無線通信装置から第１の無線通信装置への自発的なデータ送信も可能となる。また、第１の電磁結合用コイルおよび第２の電磁結合用コイルが互いに相関を持たない偏波面を有するようにされているので、データ通信に対する電力伝送の干渉が抑制され、第1の無線通信装置と第２の無線通信装置との間のデータ通信を良好に行うことができる。
【００１７】
例えば、第１の無線通信装置および第２の無線通信装置において、第２の電磁結合用コイルは、送信コイルおよび受信コイルを含み、データ通信部は、送信コイルを用いた電磁結合系により外部機器にデータを送信し、受信コイルを用いた電磁結合系により外部機器からデータを受信する、ようにされてもよい。この場合、第１の無線通信装置から第２の無線通信装置へのデータ送信と、第２の無線通信装置から第１の無線通信装置へのデータ送信とを同時に並行して行うことができる。
【００１８】
この場合、例えば、送信コイルおよび受信コイルとして共通の電磁結合用コイルを使用し、データ通信部の送信系回路および受信系回路は、バランを介して共通の電磁結合用コイルに接続される、ようにされてもよい。この場合、第１の無線通信装置および第２の無線通信装置において、電磁結合用コイルを配設するための領域を節約でき、装置の小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、第２の無線通信装置から第１の無線通信装置に第１の電磁結合系を用いて電力伝送を行うと共に、第２の無線通信装置と第１の無線通信装置との間で第１の電磁結合系とは互いに相関を持たない偏波面を有する第２の電磁結合系を用いてデータ通信を行うものであり、電力伝送とデータ通信とを独立して行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、発明を実施するための最良の形態（以下、「実施の形態」とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
２．変形例
【００２１】
＜１．実施の形態＞
［無線通信システムの外観構成例］
図１は、実施の形態としての無線通信システム１００の外観を概略的に示している。無線通信システム１００は、リーダ・ライタ装置１１０およびメモリ装置１２０により構成されている。リーダ・ライタ装置１１０およびメモリ装置１２０は、それぞれ、無線通信装置を構成している。
【００２２】
メモリ装置１２０は直方体状とされている。リーダ・ライタ装置１１０には、メモリ装置１２０を嵌合するための、直方体状の切り欠きからなる嵌合部１１０ａが設けられている。リーダ・ライタ装置１１０とメモリ装置１２０との間でデータ通信を行う際には、破線図示するように、リーダ・ライタ装置１１０の嵌合部１１０ａにメモリ装置１２０が嵌合された状態とされる。
【００２３】
リーダ・ライタ装置１１０には、嵌合部１１０ａを構成する３つの面に対応して、電磁結合用コイル１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃが埋設されている。すなわち、嵌合部１１０ａの底面には電磁結合用コイル１１１ａが埋設され、嵌合部１１０ａの第１の側面には電磁結合用コイル１１１ｂが埋設され、嵌合部１１０ａの第２の側面には電磁結合用コイル１１１ｃが埋設されている。この場合、これら電磁結合用コイル１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃは、互いに直交する偏波面、従って互いに相関を持たない偏波面を有している。
【００２４】
また、メモリ装置１２０には、上述のリーダ・ライタ装置１１０の嵌合部１１０ａに嵌合された状態で、この嵌合部１１０ａの３つの面に対向する３つの面に対応して、電磁結合用コイル１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃが埋設されている。すなわち、メモリ装置１２０の底面には電磁結合用コイル１２１ａが埋設され、メモリ装置１２０の第１の側面には電磁結合用コイル１２１ｂが埋設され、メモリ装置１２０の第２の側面には電磁結合用コイル１２１ｃが埋設されている。この場合、これら電磁結合用コイル１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃは、互いに直交する偏波面、従って互いに相関を持たない偏波面を有している。
【００２５】
リーダ・ライタ装置１１０の嵌合部１１０ａにメモリ装置１２０が嵌合された状態では、３系統の電磁結合系が構成された状態となる。すなわち、リーダ・ライタ装置１１０の電磁結合用コイル１１１ａおよびメモリ装置１２０の電磁結合用コイル１２１ａは、偏波面が互いに対向した状態となり、第１の電磁結合系を構成する。また、リーダ・ライタ装置１１０の電磁結合用コイル１１１ｂおよびメモリ装置１２０の電磁結合用コイル１２１ｂは、偏波面が互いに対向した状態となり、第２の電磁結合系を構成する。さらに、リーダ・ライタ装置１１０の電磁結合用コイル１１１ｃおよびメモリ装置１２０の電磁結合用コイル１２１ｃは、偏波面が互いに対向した状態となり、第３の電磁結合系を構成する。
【００２６】
［リーダ・ライタ装置、メモリ装置の構成例］
図２は、リーダ・ライタ装置１１０の構成例を示している。このリーダ・ライタ装置１１０は、電磁結合用コイル１１１ａ〜１１１ｃと、制御部１１２と、通信制御部１１３と、送信部１１４と、受信部１１５と、外部インタフェース１１６と、給電部１１７を有している。制御部１１２、通信制御部１１３および外部インタフェース１１６は、通常、一つのＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（FieldProgrammable Gate Array）、またはＡＳＩＣ（Application SpecificIntegrated Circuit）等のＬＳＩで構成できる。
【００２７】
制御部１１２は、外部インタフェース制御、送受信制御、給電制御等の、リーダ・ライタ装置１１０における全体的制御を行う。送信部１１４は、送信データを符号化して符号化データを生成し、この符号化データに対応した送信信号（電流）を電磁結合用コイル１１１ｃに供給する。受信部１１５は、電磁結合用コイル１１１ｂから供給される受信信号（電流）から符号化データを取得し、この符号化データを復号化して受信データを得る。通信制御部１１３は、制御部１１２の制御のもと、送信部１１４および受信部１１５の動作を制御する。
【００２８】
外部インタフェース１１６は、リーダ・ライタ装置１１０を、外部機器あるいはホスト機器１３０に接続するためのインタフェースである。この外部インタフェース１１６は、例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＩｒＤＡ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂなどの標準的なインタフェースで構成できる。給電部１１７は、電磁結合用コイル１１１ａに、電力伝送用の電流を流す。
【００２９】
図３は、メモリ装置１２０の構成例を示している。このメモリ装置１２０は、電磁結合用コイル１２１ａ〜１２１ｃと、制御部１２２と、通信制御部１２３と、受信部１２４と、送信部１２５と、メモリ部１２６と、受電部１２７を有している。制御部１２２および通信制御部１２３は、通常、一つのＣＰＵ、ＦＰＧＡ、またはＡＳＩＣ等のＬＳＩで構成できる。
【００３０】
制御部１２２は、メモリアクセス、送受信制御、受電制御等の、メモリ装置１２０における全体的制御を行う。受信部１２４は、電磁結合用コイル１２１ｃから供給される受信信号（電流）から符号化データを取得し、この符号化データを復号化して受信データを得る。送信部１２５は、送信データを符号化して符号化データを生成し、この符号化データに対応した送信信号（電流）を電磁結合用コイル１２１ｂに供給する。通信制御部１２３は、制御部１２２の制御のもと、受信部１２４および送信部１２５の動作を制御する。
【００３１】
メモリ部１２６は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、あるいは、ＤＲＡＭ（DynamicRandom Access Memory）等の揮発性メモリにより構成される。なお、このメモリ部１２６は、メモリカード等の記憶媒体が着脱自在に装着される構成であってもよい。メモリ部１２６は、例えば、静止画、動画、音楽等のコンテンツデータを保持する。受電部１２７は、電磁結合用コイル１２１ａに発生された誘導起電力を用いて電源電力を得て、メモリ装置１２０の各部に電源を供給する。
【００３２】
［符号例と、送受信回路例］
この実施の形態において、リーダ・ライタ装置１１０とメモリ装置１２０との間では、ＤＣフリー、かつクロック再生可能な符号による符号化データを用いてデータ通信が行われる。ＤＣフリーとすることで、電磁結合によるデータ通信が可能となる。また、クロック再生可能とすることで、別途クロック信号を相手側に送ることなく、データ送信が可能となる。
【００３３】
図４、図５は、好適な符号の一例を示している。図４（ａ）は、マンチェスタ符号の例を示している。このマンチェスタ符号は、バイフェース符号とも呼ばれている。図４（ｂ）は、多値マンチェスタ符号の例を示している。図５（ａ）は、ＡＭＩ(AlternateMark Inversion)符号の例を示している。図５（ｂ）は、クロック（ＣＬＫ）重畳ＡＭＩ符号の例を示している。なお、これらの符号は従来周知の符号であり、詳細説明は省略する。
【００３４】
図６は、図４、図５に示す各符号のスペクトルを示している。図６（ａ）は、マンチェスタ符号およびＡＭＩ符号のスペクトルを示している。また、図６（ｂ）は、クロック重畳ＡＭＩ符号のスペクトルを示している。これらのスペクトルの図から、図４、図５に示す各符号は、ＤＣ成分が存在せず（ＤＣフリー）、ｆclkというクロック成分を持っていてクロック再生が可能であることが分かる。
【００３５】
図７は、上述の図４、図５に示す符号を生成するための回路例を示している。この回路例では、デジタル信号（クロック信号、ＤＡＴＡ０、ＤＡＴＡ１）の振幅をアッテネータ（ＡＴＴ）で調整した上で合成し、さらにフィルタを通すことにより、図４、図５に示すいずれかの符号を、送信信号として生成できる。
【００３６】
例えば、マンチェスタ符号の場合は、ＤＡＴＡ０／ＤＡＴＡ１のいずれかのみのデジタル信号から直接マンチェスタ符号を送信するのみでよく、未使用ピンについてはハイインピーダンス状態としておけばよい。多値化する際は、例えばＤＡＴＡ０の振幅をＤＡＴＡ１の２倍とするのみでよい。さらに、クロック成分を重畳する際には、ＣＬＫ信号を送信し、合成するのみでよい。従って、図４、図５に示すいずれかの符号を用いることで、非常に簡単な回路で送信系を組むことができる。
【００３７】
図８は、受信回路の一例を示している。この例は、クロック再生回路（ＣＤＲ：Clock Data Recovery）を用いてクロック再生を行う例である。この例では、受信信号からフィルタでノイズ成分を除去する。その後、受信信号をアンプで増幅し、必要数（多値化分＋クロック分）だけ分岐を行う。そして、分岐受信信号の一つからクロック再生回路でクロック再生を行い、また、その他の分岐受信信号の振幅をコンパレータで判定し、デジタル信号（クロック信号、ＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡＮ）を取得する。
【００３８】
図９は、受信回路の他の例を示している。この例は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を用いてクロック抽出を行う例である。クロックを直接重畳した符号を使用した際に用いることができる。例えば、図５（ｂ）に示すクロック重畳ＡＭＩ符号を使用する場合、重畳したクロック信号に該当する周波数のバンドパスフィルタを通すのみでクロック信号を抽出できる。なお、この図９の受信回路のその他は、図８の受信回路と同様に構成される。
【００３９】
［無線通信システムの動作例］
図１、図２、図３に示す無線通信システム１００の動作例を説明する。リーダ・ライタ装置１１０とメモリ装置１２０との間でデータ通信を行う際には、リーダ・ライタ装置１１０の嵌合部１１０ａにメモリ装置１２０が嵌合された状態とされる（図１参照）。この状態では、リーダ・ライタ装置１１０の電磁結合用コイル１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃは、メモリ装置１２０の電磁結合用コイル１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃに対向した状態となって、３つの電磁結合系が構成される。
【００４０】
まず、リーダ・ライタ装置１１０からメモリ装置１２０への電力伝送動作について説明する。リーダ・ライタ装置１１０において、制御部１１２の制御のもと、給電部１１７から電磁結合用コイル（一次コイル）１１１ａに電力伝送用の電流が流される。このとき、この電磁結合用コイル１１１ａと一つの電磁結合系を構成するメモリ装置１２０の電磁結合用コイル（二次コイル）１２１ａには誘導起電力が発生される。この誘導起電力は受電部１２７に供給される。受電部１２７では、この誘導起電力に対して整流・平滑化等の処理が行われて電源電力が得られる。そして、この受電部１２７から、メモリ装置１２０の各部に電源が供給される。なお、このような電磁結合作用を利用した非接触式電力伝送に関しては、特開２００５−１５１６０９号公報の段落「０００４」等に記載されている。
【００４１】
次に、リーダ・ライタ装置１１０からメモリ装置１２０に、外部機器あるいはホスト機器１３０からの静止画、動画、音楽等のコンテンツデータを送信して保持する場合の動作について説明する。
【００４２】
リーダ・ライタ装置１１０において、外部機器あるいはホスト機器１３０からの静止画、動画、音楽等のコンテンツデータは、外部インタフェース１１６、制御部１１２および通信制御部１１３を介して送信部１１４に供給される。この送信部１１４では、コンテンツデータが、ＤＣフリー、かつクロック再生可能な符号、例えばマンチェスタ符号等（図４、図５参照）により符号化され、符号化データが得られる。そして、この送信部１１４から電磁結合用コイル（一次コイル）１１１ｃに、符号化データに対応した送信信号（電流）が供給される。
【００４３】
このとき、この電磁結合用コイル１１１ｃと一つの電磁結合系を構成するメモリ装置１２０の電磁結合用コイル（二次コイル）１２１ｃには、符号化データに対応した受信信号（電流）が得られる。メモリ装置１２０において、このように電磁結合用コイル１２１ｃに得られた受信信号は受信部１２４に供給される。
【００４４】
この受信部１２４では、受信信号から符号化データが取得され、さらに、この符号化データの復号化が行われて、受信データ（静止画、動画、音楽等のコンテンツデータ）が得られる。なお、この受信部１２４では、受信された符号化データからクロック信号の再生、あるいは抽出が行われ、当該クロック信号は復号化処理等で使用される。そして、受信部１２４で得られた受信データは、通信制御部１２３および制御部１２２を介してメモリ部１２６に供給されて保持される。
【００４５】
次に、メモリ装置１２０に保持されている静止画、動画、音楽等のコンテンツデータを、リーダ・ライタ装置１１０を通じて外部機器あるいはホスト機器１３０に供給する場合の動作について説明する。
【００４６】
メモリ装置１２０において、メモリ部１２６から読み出された静止画、動画、音楽等のコンテンツデータは、制御部１２２および通信制御部１２３を介して送信部１２５に供給される。この送信部１２５では、コンテンツデータが、ＤＣフリー、かつクロック再生可能な符号、例えばマンチェスタ符号等（図４、図５参照）により符号化され、符号化データが得られる。そして、この送信部１２５から電磁結合用コイル（一次コイル）１２１ｂに、符号化データに対応した送信信号（電流）が供給される。
【００４７】
このとき、この電磁結合用コイル１２１ｂと一つの電磁結合系を構成するリーダ・ライタ装置１１０の電磁結合用コイル（二次コイル）１１１ｂには、符号化データに対応した受信信号（電流）が得られる。リーダ・ライタ装置１１０において、このように電磁結合コイル１１１ｂに得られた受信信号は受信部１１５に供給される。
【００４８】
この受信部１１５では、受信信号から符号化データが取得され、さらに、この符号化データの復号化が行われて、受信データ（静止画、動画、音楽等のコンテンツデータ）が得られる。なお、この受信部１１５では、受信された符号化データからクロック信号の再生、あるいは抽出が行われ、当該クロック信号は復号化処理等で使用される。そして、受信部１１５で得られた受信データは、通信制御部１１３、制御部１１２および外部インタフェース１１６を介して、外部機器あるいはホスト機器１３０に供給される。
【００４９】
以上説明したように、図１、図２、図３に示す無線通信システム１００においては、リーダ・ライタ装置１１０の電磁結合用コイル１１１ａおよびメモリ装置１２０の電磁結合用コイル１２１ａで構成される電磁結合系により電力伝送が行われる。また、リーダ・ライタ装置１１０の電磁結合用コイル１１１ｂ，１１１ｃおよびメモリ装置１２０の電磁結合用コイル１２１ｂ，１２１ｃで構成される電磁結合系によりデータ通信が行われる。したがって、電力伝送とデータ通信とを独立して行うことができ、リーダ・ライタ装置１１０からメモリ装置１２０に、静止画、動画、音楽等のコンテンツデータの通信に必要充分な電力を供給できる。
【００５０】
また、リーダ・ライタ装置１１０の電磁結合用コイル１１１ｃおよびメモリ装置１２０の電磁結合用コイル１２１ｃで構成される電磁結合系により、リーダ・ライタ装置１１０からメモリ装置１２０へのデータ送信が行われる。一方、リーダ・ライタ装置１１０の電磁結合用コイル１１１ｂおよびメモリ装置１２０の電磁結合用コイル１２１ｂで構成される電磁結合系により、メモリ装置１２０からリーダ・ライタ装置１１０へのデータ送信が行われる。したがって、リーダ・ライタ装置１１０からメモリ装置１２０へのデータ送信と、メモリ装置１２０からリーダ・ライタ装置１１０へのデータ送信とを、同時に並行して行うことができる。この場合、メモリ装置１２０からリーダ・ライタ装置１１０への自発的なデータ送信も可能となる。
【００５１】
また、リーダ・ライタ装置１１０の電磁結合用コイル１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃは、互いに直交する偏波面、従って互いに相関を持たない偏波面を有している。また、メモリ装置１２０の電磁結合用コイル１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃも、互いに直交する偏波面、従って互いに相関を持たない偏波面を有している。したがって、３つの電磁結合系の間における干渉が抑制される。そのため、電力伝送の影響を受けることなく、データ通信を良好に行うことができる。また、リーダ・ライタ装置１１０からメモリ装置１２０へのデータ送信と、メモリ装置１２０からリーダ・ライタ装置１１０へのデータ送信とを、互いに他方のデータ送信の影響を受けることなく、良好に行うことができる。
【００５２】
また、リーダ・ライタ装置１１０とメモリ装置１２０との間のデータ通信では、ＤＣフリー、かつクロック再生可能な符号による符号化データを用いてデータ通信が行われる。ＤＣフリーとされることで、電磁結合によるデータ通信を良好に行うことができる。また、クロック再生可能とされることで、別途クロック信号を相手側に送ることなく、データ送信を行うことができる。
【００５３】
＜２．変形例＞
［電磁結合用コイルの他の配置例］
なお、上述実施の形態においては、図１に示すように、リーダ・ライタ装置１１０の電磁結合用コイル１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃは、偏波面が互いに直交するように、嵌合部１１０ａを構成する３つの面に対応して、埋設されている。これにより、電磁結合用コイル１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃの偏波面が互いに相関を持たないようにされている。
【００５４】
しかし、第１のコイルと第２のコイルの偏波面が互いに相関を持たない配置は、これら第１のコイルと第２のコイルが互いに直交するように配置される場合に限定されない。
【００５５】
例えば、図１０（ａ）は、第１の電磁結合系Ｌ１と、第２の電磁結合系Ｌ２との為す角度が９０度の場合を示している。図１０（ｂ）は、第１の電磁結合系Ｌ１と、第２の電磁結合系Ｌ２との為す角度が１８０度の場合を示している。図１０（ｃ）は、第１の電磁結合系Ｌ１と、第２の電磁結合系Ｌ２との為す角度が２７０度の場合を示している。電磁結合系Ｌ１，Ｌ２の為す角度が９０度の場合だけでなく、電磁結合系Ｌ１，Ｌ２の為す角度が９０度〜２７０度の範囲では、これら電磁結合系Ｌ１，Ｌ２の偏波面は相関を持たないものとなる。
【００５６】
図１１は、リーダ・ライタ装置１１０において、電磁結合用コイル１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃの偏波面が互いに平行となるように、嵌合部１１０ａを構成する底面に対応して、埋設されている例を示している。この例において、メモリ装置１２０には、上述のリーダ・ライタ装置１１０の嵌合部１１０ａに嵌合された状態で、この嵌合部１１０ａの底面に対向する一つの面に対応して、電磁結合用コイル１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃが埋設されている。この場合、これら電磁結合用コイル１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃの偏波面は互いに平行となる。この場合も、リーダ・ライタ装置１１０の嵌合部１１０ａにメモリ装置１２０が嵌合された状態では、上述実施の形態と同様に、３系統の電磁結合系が構成された状態となる。
【００５７】
［送受信共用コイル］
また、上述の形態において、リーダ・ライタ装置１１０は、送信系の電磁結合用コイル１１１ｃおよび受信系の電磁結合用コイル１１１ｂの双方を有している。同様に、メモリ装置１２０は、送信系の電磁結合用コイル１２１ｂおよび受信系の電磁結合用コイル１２１ｃの双方を有している。
【００５８】
これら２個の送信系および受信系の電磁結合用コイルを使用した構成を、１個の共通の電磁結合用コイルを使用した構成に置き換えることもできる。図１２は、その場合の接続例を示している。この場合、送信系回路（送信部）および受信系回路（受信部）は、バランを介して、共通の電磁結合用コイルＬｏに接続される。
【００５９】
このように２個の送信系および受信系の電磁結合用コイルを１個の共通の電磁結合用コイルに置き換えた構成によれば、リーダ・ライタ装置１１０、メモリ装置１２０において、電磁結合用コイルを配設するための領域を節約でき、装置の小型化を図ることができる。
【００６０】
［送信／受信の切り替え］
また、上述実施の形態においては、リーダ・ライタ装置１１０の電磁結合用コイル１１１ｃおよびメモリ装置１２０の電磁結合用コイル１２１ｃで構成される電磁結合系により、リーダ・ライタ装置１１０からメモリ装置１２０へのデータ送信が行われる。一方、リーダ・ライタ装置１１０の電磁結合用コイル１１１ｂおよびメモリ装置１２０の電磁結合用コイル１２１ｂで構成される電磁結合系により、メモリ装置１２０からリーダ・ライタ装置１１０へのデータ送信が行われる。つまり、２つの電磁結合系におけるデータ通信の方向は互いに異なるものとされている。
【００６１】
しかし、これら２つの電磁結合系のデータ通信の方向を、任意に切り替え可能に構成することも可能である。その場合には、２つの電磁結合系を、リーダ・ライタ装置１１０からメモリ装置１２０へのデータ送信、あるいはメモリ装置１２０からリーダ・ライタ装置１１０へのデータ送信に使用でき、データ転送レートを高めることができる。
【００６２】
図１３は、２つの電磁結合系のデータ通信の方向を任意に切り替え可能とした、リーダ・ライタ装置１１０Ａの構成例を示している。このリーダ・ライタ装置１１０Ａは、図２に示すリーダ・ライタ装置１１０における送信部１１４および受信部１１５に代わって、送受信部１１４Ａおよび送受信部１１５Ａが配置されたものである。
【００６３】
送受信部１１４Ａ，１１５Ａは、電磁結合用コイル１１１ｃ，１１１ｂの電磁結合系をデータ送信に使用する場合には送信部として機能するように、機能切り替えが行われる。また、送受信部１１４Ａ，１１５Ａは、電磁結合用コイル１１１ｃ，１１１ｂの電磁結合系をデータ受信に使用する場合には受信部として機能するように、機能切り替えが行われる。
【００６４】
なお、この機能切り替えは、例えば制御部１１２の制御のもと行われる。詳細説明は省略するが、制御部１１２は、この機能切り替えに伴って、通信制御部１１３、外部インタフェース１１６等に対する動作変更の制御も適宜行う。
【００６５】
図１４は、２つの電磁結合系のデータ通信の方向を任意に切り替え可能とした、メモリ装置１２０Ａの構成例を示している。このメモリ装置１２０Ａは、図３に示すメモリ装置１２０における受信部１２４および送信部１２５に代わって、送受信部１２４Ａおよび送受信部１２５Ａが配置されたものである。
【００６６】
送受信部１２４Ａ，１２５Ａは、電磁結合用コイル１２１ｃ，１２１ｂの電磁結合系をデータ送信に使用する場合には送信部として機能するように、機能切り替えが行われる。また、送受信部１２４Ａ，１２５Ａは、電磁結合用コイル１２１ｃ，１２１ｂの電磁結合系をデータ受信に使用する場合には受信部として機能するように、機能切り替えが行われる。
【００６７】
なお、この機能切り替えは、例えば制御部１２２の制御のもと行われる。詳細説明は省略するが、制御部１２２は、この機能切り替えに伴って、通信制御部１２３、メモリ部１２６等に対する動作変更の制御も適宜行う。
【００６８】
［電源部を持つメモリ装置］
また、上述実施の形態において、メモリ装置１２０（図２参照）は、バッテリ等を用いた電源部を有していない。しかし、メモリ装置として、電源部を備える構成も考えることができる。図１５は、バッテリ等を用いた電源部１２８を備えたメモリ装置１２０Ｂの構成例を示している。この図１５において、図３と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【００６９】
このメモリ装置１２０Ｂにおいては、受電部１２７で得られた電源電力は、電源部１２８を通じて、メモリ装置１２０Ｂの各部に供給される。この場合、電源部１２８が例えばバッテリ（二次電池）を用いて構成されているとき、上述の受電部１２７の存在によりバッテリからの電力消費を抑制できる。
【００７０】
［その他］
また、上述実施の形態においては、３個の電磁結合系を持つ無線通信システム１００を示したが、電磁結合系の個数は３個に限定されるものではなく、２個、あるいは４個以上であってもよい。それらの場合であっても、各電磁結合系を構成するコイルは、その偏波面は互いに相関を持たないように配置する必要がある。
【００７１】
また、上述実施の形態においては、リーダ・ライタ装置とメモリ装置との間でデータ通信を行う無線通信システム１００にこの発明を適用したものである。この発明は、その他の無線通信装置間でデータ通信を行う場合にも、同様に適用することができる。例えば、メモリ装置と同様の無線通信機能を、デジタルカメラ、携帯型オーディオ再生機器、携帯電話、携帯情報端末等に持たせることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
この発明は、互いに独立した電磁結合系を用いて電力伝送とデータ通信とを独立して行い得るものであり、静止画、動画、音楽等のコンテンツデータの通信を行う無線通信システム等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】この発明の実施の形態としての無線通信システムの外観を概略的に示す図である。
【図２】無線通信システムを構成するリーダ・ライタ装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】無線通信システムを構成するメモリ装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】ＤＣフリー、かつクロック再生可能な符号の例（マンチェスタ符号、多値マンチェスタ符号）を示す図である。
【図５】ＤＣフリー、かつクロック再生可能な符号の例（ＡＭＩ符号、クロック重畳ＡＭＩ符号）を示す図である。
【図６】マンチェスタ符号、多値マンチェスタ符号、ＡＭＩ符号、クロック重畳ＡＭＩ符号のスペクトルを示す図である。
【図７】マンチェスタ符号、多値マンチェスタ符号、ＡＭＩ符号、クロック重畳ＡＭＩ符号等の符号を生成するための回路例を示す図である。
【図８】マンチェスタ符号、多値マンチェスタ符号、ＡＭＩ符号、クロック重畳ＡＭＩ符号等の受信回路の構成例を示す図である。
【図９】マンチェスタ符号、多値マンチェスタ符号、ＡＭＩ符号、クロック重畳ＡＭＩ符号等の受信回路の他の構成例を示す図である。
【図１０】２つのコイルの偏波面が互いに相関を持たない配置の一例を示す図である。
【図１１】複数個の電磁結合用コイルの偏波面が互いに平行となるように配置された例を示す図である。
【図１２】２個の送信系および受信系の電磁結合用コイルを使用した構成を１個の共通の電磁結合用コイルを使用した構成に置き換えた場合の接続例を示す図である。
【図１３】２つの電磁結合系のデータ通信の方向を任意に切り替え可能とした、リーダ・ライタ装置の構成例を示す図である。
【図１４】２つの電磁結合系のデータ通信の方向を任意に切り替え可能とした、メモリ装置の構成例を示す図である。
【図１５】バッテリ等を用いた電源部を備えたメモリ装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１００・・・無線通信システム、１１０，１１０Ａ・・・リーダ・ライタ装置、１１０ａ・・・嵌合部、１１１ａ〜１１１ｃ・・・電磁結合用コイル、１１２・・・制御部、１１３・・・通信制御部、１１４・・・送信部、１１４Ａ，１１５Ａ・・・送受信部、１１５・・・受信部、１１６・・・外部インタフェース、１１７・・・給電部、１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ・・・メモリ装置、１２１ａ〜１２１ｃ・・・電磁結合用コイル、１２２・・・制御部、１２３・・・通信制御部、１２４・・・受信部、１２４Ａ，１２５Ａ・・・送受信部、１２５・・・送信部、１２６・・・メモリ部、１２７・・・受電部、１２８・・・電源部
【図１】
2010130045.tif 000003
【図２】
2010130045.tif 000004
【図３】
2010130045.tif 000005
【図４】
2010130045.tif 000006
【図５】
2010130045.tif 000007
【図６】
2010130045.tif 000008
【図７】
2010130045.tif 000009
【図８】
2010130045.tif 000010
【図９】
2010130045.tif 000011
【図１０】
2010130045.tif 000012
【図１１】
2010130045.tif 000013
【図１２】
2010130045.tif 000014
【図１３】
2010130045.tif 000015
【図１４】
2010130045.tif 000016
【図１５】
2010130045.tif 000017