(57)【要約】【課題】簡易な構成で有線接続操作が容易であるとともに有線及び無線による通信を選択的に可能な携帯情報端末装置及び高周波通信装置を提供する。【解決手段】アンテナ５ａと、アンテナ５ａを介して無線通信により通信用信号の送受信を行う無線通信経路又は有線通信により通信用信号の送受信を行う有線通信経路のいずれかの経路を選択するスイッチ６ａと、スイッチ６ａにより選択された経路を介して伝達される通信用信号の送受信を制御するＵＷＢモジュール３ａと、直流電流に通信用信号が重畳された重畳電流が外部からＤＣケーブル１０を介して入力された場合に１以上のオープンスタブとコンデンサとにより直流電流と通信用信号とを分離し、ＵＷＢモジュール３ａにより送信された通信用信号がスイッチ６ａの有線通信経路を介して入力された場合にＤＣケーブル１０に通信用信号を重畳させる重畳分離回路７ａと、重畳分離回路７ａにより分離された直流電流を使用して当該ノートパソコン１に電力を供給する電源回路８ａとを備える。【選択図】図１
2010021925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部と前記表示部に表示する情報を演算処理する演算処理部とを有する携帯情報端末装置であって、
アンテナと、
前記アンテナを介して無線通信により通信用信号の送受信を行う無線通信経路又は有線通信により通信用信号の送受信を行う有線通信経路のいずれかの経路を選択するスイッチと、
前記スイッチにより選択された経路を介して伝達される通信用信号の送受信を制御する第１通信制御部と、
所定の周波数帯域の信号が通過するのを阻止する１以上のオープンスタブとコンデンサとを有し、直流電流に通信用信号が重畳された重畳電流が外部からケーブルを介して入力された場合に前記１以上のオープンスタブと前記コンデンサとにより前記直流電流と前記通信用信号とを分離し、前記第１通信制御部により送信された通信用信号が前記スイッチの有線通信経路を介して入力された場合に前記ケーブルに前記通信用信号を重畳させる重畳分離回路と、
前記重畳分離回路により分離された直流電流を使用して当該携帯情報端末装置に電力を供給する電源回路と、
を備えることを特徴とする携帯情報端末装置。
【請求項２】
前記アンテナと前記第１通信制御部との間に接続され、入力された通信用信号のうち所定の周波数以上の帯域の通信用信号を通過させるフィルタを備えることを特徴とする請求項１記載の携帯情報端末装置。
【請求項３】
前記重畳分離回路に外部から前記ケーブルが接続されたか否かを検出する検出部と、
前記検出部による検出結果に応じて前記スイッチの経路選択を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の携帯情報端末装置。
【請求項４】
アンテナと、
前記アンテナを介して無線通信により通信用信号の送受信を行う無線通信経路又は有線通信により通信用信号の送受信を行う有線通信経路のいずれかの経路を選択するスイッチと、
前記スイッチにより選択された経路を介して伝達される通信用信号の送受信を制御するとともに、外部の１以上のデバイスと通信用情報の授受を行う第２通信制御部と、
所定の周波数帯域の信号が通過するのを阻止する１以上のオープンスタブとコンデンサとを有し、前記携帯情報端末装置によりケーブルに重畳された通信用信号が外部から入力された場合に前記１以上のオープンスタブと前記コンデンサとにより前記通信用信号を分離し、前記第２通信制御部により送信された通信用信号が前記スイッチの有線通信経路を介して入力された場合に前記ケーブルに前記通信用信号を重畳させる重畳分離回路と、
前記重畳分離回路を介して前記ケーブルに直流電流を供給する電力供給部と、
を備えることを特徴とする高周波通信装置。
【請求項５】
前記アンテナと前記第２通信制御部との間に接続され、入力された通信用信号のうち所定の周波数以上の帯域の通信用信号を通過させるフィルタを備えることを特徴とする請求項４記載の高周波通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信用信号を電源ケーブルに重畳させて互いに高周波通信可能な携帯情報端末装置、及び高周波通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ノートパソコン用の機能拡張ユニットとしてドッキングステーションが利用されている。ドッキングステーションは、例えばモニタ接続のためのＤＶＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｓｕａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート、マウスやキーボード等のＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）デバイス接続のためのＵＳＢポート、ネットワーク接続用のＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）ポート、オーディオ出力ポート等のインターフェースを有している。実際の使用の際において使用者は、例えば箱型の形状を有するドッキングステーションの上にノートパソコンを重ね、マルチピンのコネクタ等を介して物理的に接続し、ドッキングステーションを各種デバイスに接続することにより、ノートパソコンをネットワーク、モニタ、その他の周辺装置に容易に接続することができる。
【０００３】
上述したドッキングステーションは、ノートパソコンとの接続に物理的なコネクタを介しているため、ノートパソコンとドッキングステーションとの位置関係が固定化されるという制約があり、また脱着操作の繰り返しに伴うコネクタ部分の劣化や脱着操作の手間といった問題も生ずる。そこで、近年、ノートパソコンとドッキングステーションとの接続を無線化したシステムが開発されている。
【０００４】
特許文献１には、効率的な接続が可能なドッキングステーションとポータブルコンピュータ、及びその接続方法が記載されている。このポータブルコンピュータは、内部にワイヤレストランシーバを備え、ドッキングステーション内のワイヤレストランシーバと赤外線信号の送受信により通信するものであり、他に光ファイバーやラジオ信号を利用した無線通信も可能である旨が記載されている。
【特許文献１】特開平１０−０５５２３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ドッキングステーションに接続されるデバイスには、ＤＶＩ信号を利用したモニタのように高速通信を必要とするものがあり、ノートパソコンとドッキングステーションとの間における無線通信は、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）のような高速通信を可能とする通信方式を採用する必要がある。
【０００６】
ＵＷＢは、例えば５００ＭＨｚ以上のような極めて広い周波数幅に信号を拡散して送受信を行う通信方式であり、１Ｇｂｐｓ程度の高速通信が可能であるとともに、消費電力が少なく妨害電波に強いといった特徴を有する。
【０００７】
ＵＷＢによる通信は、米国においてはＦＣＣ（Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ：連邦通信委員会）により３．１ＧＨｚから１０．６ＧＨｚの間における使用が認められている。また日本国内においても、３．４ＧＨｚから４．８ＧＨｚ及び７．２５ＧＨｚから１０．２５ＧＨｚまでの周波数帯域における利用が認められている。しかしながら、現状においては高周波数帯域に対応可能なＩＣやハードウェア等の開発が遅れているといった事情もあり、ＵＷＢ通信を行う機器は、３ＧＨｚから５ＧＨｚまでの周波数帯域を使用することが多い。
【０００８】
ＵＷＢは、３ＧＨｚ以上の高い周波数帯を使用するため電波の直進性が高く、また送信出力レベルが小さいために電波を遮る障害物に弱いという一面がある。したがって、ノートパソコンとドッキングステーションとの間においてＵＷＢによる無線通信を使用し、ドッキングステーションのＤＶＩポートを介してモニタに映像を出力するような大きな伝送容量を必要とする動作を行った場合に、例えばノートパソコンとドッキングステーションの間に手を近づけたりパソコンの向きを変えるといった行為により、モニタにおける画像の乱れ、停止、変色といった不安定な動作が起こりうる。また、ノートパソコンとドッキングステーションとの間の距離が長い場合においても、ＵＷＢを利用した無線通信における高周波数の送信信号が減衰することにより、不安定な動作が生じうるといった問題もある。
【０００９】
また、複数のユーザが同時にＵＷＢによる通信機能を実装したノートパソコン及びドッキングステーションを使用した場合には、干渉の問題も起こりうる。例えば、３ＧＨｚから５ＧＨｚまでの周波数帯域を３つのサブバンドに分け、３つのチャネルを割り当てたとすると、各人が互いに異なるチャネルを使用することにより３人までは干渉を回避して同時使用を行うことができる。しかしながら、４人目以降は、通信の際における使用周波数の衝突によりＵＷＢ伝送を利用したドッキングステーションを使用することができないことになる。この干渉の問題は、各家庭で個人的に使用する場合には問題とならないが、事務所等で多人数が使用する場合を想定すると、３人までしか使用できないシステムは現実的ではなく、大きな問題となる。
【００１０】
上述したＵＷＢによる無線通信の際の問題は、無線通信の代わりに有線接続による通信を行うことにより解決できるものもあるが、従来のマルチピンのコネクタを介した接続についても前述した問題点があり、両者の利点を活かしたシステムの開発が望まれる。
【００１１】
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するもので、簡易な構成で有線接続操作が容易であるとともに有線及び無線による通信を選択的に可能な携帯情報端末装置及び高周波通信装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明に係る携帯情報端末装置は、表示部と前記表示部に表示する情報を演算処理する演算処理部とを有する携帯情報端末装置であって、アンテナと、前記アンテナを介して無線通信により通信用信号の送受信を行う無線通信経路又は有線通信により通信用信号の送受信を行う有線通信経路のいずれかの経路を選択するスイッチと、前記スイッチにより選択された経路を介して伝達される通信用信号の送受信を制御する第１通信制御部と、所定の周波数帯域の信号が通過するのを阻止する１以上のオープンスタブとコンデンサとを有し、直流電流に通信用信号が重畳された重畳電流が外部からケーブルを介して入力された場合に前記１以上のオープンスタブと前記コンデンサとにより前記直流電流と前記通信用信号とを分離し、前記第１通信制御部により送信された通信用信号が前記スイッチの有線通信経路を介して入力された場合に前記ケーブルに前記通信用信号を重畳させる重畳分離回路と、前記重畳分離回路により分離された直流電流を使用して当該携帯情報端末装置に電力を供給する電源回路とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る高周波通信装置は、アンテナと、前記アンテナを介して無線通信により通信用信号の送受信を行う無線通信経路又は有線通信により通信用信号の送受信を行う有線通信経路のいずれかの経路を選択するスイッチと、前記スイッチにより選択された経路を介して伝達される通信用信号の送受信を制御するとともに、外部の１以上のデバイスと通信用情報の授受を行う第２通信制御部と、所定の周波数帯域の信号が通過するのを阻止する１以上のオープンスタブとコンデンサとを有し、前記携帯情報端末装置によりケーブルに重畳された通信用信号が外部から入力された場合に前記１以上のオープンスタブと前記コンデンサとにより前記通信用信号を分離し、前記第２通信制御部により送信された通信用信号が前記スイッチの有線通信経路を介して入力された場合に前記ケーブルに前記通信用信号を重畳させる重畳分離回路と、前記重畳分離回路を介して前記ケーブルに直流電流を供給する電力供給部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電源供給路と信号伝送路を共通化でき、簡易な構成で有線接続操作が容易であるとともに、有線及び無線による通信を選択できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の携帯情報端末装置及び高周波通信装置の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の実施例１に係るノートパソコン１及びＵＷＢドック２の構成を示すブロック図である。このノートパソコン１は、本発明の携帯情報端末装置に対応し、一般的なノートパソコンと同様に、表示部（ディスプレイ）と、表示部に表示する情報を演算処理する演算処理部（ＣＰＵ）とを有する。なお、表示部と演算処理部は、図示しない。また、ＵＷＢドック２は、本発明の高周波通信装置に対応し、ノートパソコン１と通信を行うとともに、外部の１以上のデバイス（例えば、マウス、キーボード、ハードディスク、モニタ等）と情報の授受を行うことでドッキングステーションとしての役割を担う。ＤＣケーブル１０は、本発明のケーブルに対応し、ノートパソコン１とＵＷＢドック２とを接続する。なお、ＤＣケーブル１０は、ノートパソコン１とＵＷＢドック２との間で有線通信を行わない場合には、接続せずに外してもよい。
【００１７】
また、ノートパソコン１においてＤＣケーブル１０を挿すためのポートは、電源ポートと共通化されており、有線通信を行わない場合には、ＤＣケーブル１０の代わりにＡＣアダプタを挿すことにより商用電源からノートパソコン１に電力供給してもよい。
【００１８】
ノートパソコン１は、図１に示すように、ＵＷＢモジュール３ａ、ＨＰＦ（Ｈｉｇｈ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）４ａ、アンテナ５ａ、スイッチ６ａ、重畳分離回路７ａ、及び電源回路８ａを備える。
【００１９】
スイッチ６ａは、アンテナ５ａを介して無線通信により通信用信号の送受信を行う無線通信経路又は有線通信により通信用信号の送受信を行う有線通信経路のいずれかの経路を選択する。スイッチ６ａの切替は、操作人の外部入力により行われるものでもよいし、実施例２で後述する制御回路によるものでもよい。このスイッチ６ａは、１入力２出力の単極双投（ＳＰＤＴ：Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｏｌｅ  Ｄｕａｌ  Ｔｈｒｏｗ）スイッチの構造を有する高周波スイッチであり、例えばＧａＡｓ（ガリウム砒素）によるスイッチＩＣである。このような高周波半導体スイッチは、高周波信号が通過する際の損失を低く抑えることができるが、通常は数ＧＨｚ程度までの高周波信号を対象としており、それ以上の周波数を有する信号に対しては損失が大きくなってしまう。本実施例において、スイッチ６ａは、５ＧＨｚ以上の高周波信号に対しては損失が大きくなるものとする。
【００２０】
ＵＷＢモジュール３ａは、本発明の第１通信制御部に対応し、スイッチ６ａにより選択された経路を介して伝達される通信用信号の送受信を制御する。このＵＷＢモジュール３ａは、ＵＷＢによる通信制御機能を有し、例えばＤＶＩ信号による画像データの伝送制御等を行うことができる。
【００２１】
ＨＰＦ４ａは、本発明のフィルタに対応し、アンテナ５ａとＵＷＢモジュール３ａとの間に接続され、入力された通信用信号のうち所定の周波数以上の帯域の通信用信号を通過させるハイパスフィルタである。このＨＰＦ４ａは、スイッチ６ａにおいて損失が大きくなるような高い周波数を有する通信用信号を通過させ、スイッチ６ａにおける損失発生を回避するためのフィルタである。したがって、本実施例において、ＨＰＦ４ａは、入力された通信用信号のうち５ＧＨｚ以上の帯域の通信用信号を通過させる。
【００２２】
図２は、重畳分離回路７ａ，７ｂの詳細な構成を示す図である。図２（ａ）に示すように、重畳分離回路７ａは、所定の周波数帯域の信号が通過するのを阻止する１以上のオープンスタブ１７ａ，１８ａ，１９ａとＤＣカット用のコンデンサ１４ａとを有し、直流電流に通信用信号（ＵＷＢ信号）が重畳された重畳電流が外部からＤＣケーブル１０を介して入力された場合に１以上のオープンスタブ１７ａ，１８ａ，１９ａとコンデンサ１４ａとにより直流電流と通信用信号とを分離し、ＵＷＢモジュール３ａにより送信された通信用信号がスイッチ６ａの有線通信経路を介して入力された場合にＤＣケーブル１０に通信用信号を重畳させる。スイッチ６ａは、重畳分離回路７ａのＵＷＢポート１２ａに接続されており、有線通信経路を選択した場合にＵＷＢモジュール３ａと重畳分離回路７ａとを接続する。
【００２３】
重畳分離回路７ａの重畳ポート１１ａは、外部のＤＣケーブル１０に接続されている。
【００２４】
オープンスタブ１７ａ，１８ａ，１９ａは、それぞれ基板における５ＧＨｚ、３ＧＨｚ、４ＧＨｚの１／４波長の長さを有する伝送線路であり、基板上のパターンフィルタ１６ａを形成する。なお、基板における波長は、基板の比誘電率の平方根の逆数に比例するため、パターンフィルタ１６ａを設ける基板の比誘電率に応じてオープンスタブ１７ａ，１８ａ，１９ａの各々の長さを調節する必要がある。
【００２５】
パターンフィルタ１６ａは、複数のオープンスタブ（１７ａ，１８ａ，１９ａ）を設けて共振点を複数設けることにより、３ＧＨｚから５ＧＨｚの間の帯域のＵＷＢ信号がＤＣポート１３ａに漏洩するのを阻止するフィルタである。すなわち、パターンフィルタ１６ａは、重畳点２０ａからみたＤＣポート１３ａのインピーダンスを高インピーダンスとなるように位相調整して構成されている。
【００２６】
なお、重畳分離回路７ａは、図３に示すように、パターンフィルタ１６ａの代わりにチョークインダクタ１５を設けた構成とすることも考えられ、従来型の高周波信号重畳回路は図３に示す構成を有するものが多い。しかしながら、重畳分離回路７ａとして図３に示す構成を本発明に適用することは困難である。挙げられる理由として、ＤＣケーブル１０からノートパソコン１が有する電源回路８ａに電力を供給する際に、大きな直流電流（例えば数Ａ程度）が重畳分離回路７ａの内部に流れる場合があるため、チョークインダクタ１５は、非常に大きな電流容量を持つ必要があることが挙げられる。さらに、チョークインダクタ１５は、自己共振周波数以上の周波数においては、自己の有する線間容量が支配的となりインピーダンスが低下する。その場合には、通信用信号がＤＣポート側にも漏洩し挿入損失となるため、有線通信の際にＤＣケーブル１０に重畳させる通信用信号が減衰して小さくなり、通信が不安定になりうる。したがって、チョークインダクタ１５は、高電流容量及び高自己共振周波数（例として、電流容量が３Ａ〜５Ａ、自己共振周波数５ＧＨｚ以上）を備えたインダクタである必要があるが、現状においてそのようなインダクタの入手は困難である。
【００２７】
これに対してパターンフィルタ１６ａは、基板パターンでフィルタを構成しているため、インダクタを用いる場合よりも電流容量を大きくとることができ、基板のパターンの形状を変更することでアイソレーション量等の高周波特性を容易に調整できるという利点がある。
【００２８】
電源回路８ａは、重畳分離回路７ａのＤＣポート１３ａに接続されており、重畳分離回路７ａにより分離された直流電流を使用してノートパソコン１に電力を供給する。
【００２９】
次にＵＷＢドック２の構成について説明する。ＵＷＢドック２は、図１に示すように、ＵＷＢモジュール３ｂ、ＨＰＦ４ｂ、アンテナ５ｂ、スイッチ６ｂ、重畳分離回路７ｂ、電源回路８ｂ、及びＡＣアダプタ９を備える。
【００３０】
スイッチ６ｂは、スイッチ６ａと同様に、アンテナ５ｂを介して無線通信により通信用信号の送受信を行う無線通信経路又は有線通信により通信用信号の送受信を行う有線通信経路のいずれかの経路を選択する。
【００３１】
ＵＷＢモジュール３ｂは、本発明の第２通信制御部に対応し、スイッチ６ｂにより選択された経路を介して伝達される通信用信号の送受信を制御するとともに、外部の１以上のデバイス（例えば、マウス、キーボード、ハードディスク、モニタ等）と通信用情報の授受を行う。
【００３２】
ＨＰＦ４ｂは、本発明のフィルタに対応し、アンテナ５ｂとＵＷＢモジュール３ｂとの間に接続され、入力された通信用信号のうち所定の周波数以上の帯域の通信用信号を通過させるハイパスフィルタである。本実施例においてＨＰＦ４ｂは、ＨＰＦ４ａと同様に、入力された通信用信号のうち５ＧＨｚ以上の帯域の通信用信号を通過させるフィルタであるとする。
【００３３】
重畳分離回路７ｂは、図２（ｂ）に示すように、所定の周波数帯域の信号が通過するのを阻止する１以上のオープンスタブ１７ｂ，１８ｂ，１９ｂとＤＣカット用のコンデンサ１４ｂとを有し、ノートパソコン１によりＤＣケーブル１０に重畳された通信用信号（ＵＷＢ信号）が外部から入力された場合に１以上のオープンスタブ１７ｂ，１８ｂ，１９ｂとコンデンサ１４ｂとにより通信用信号を分離し、ＵＷＢモジュール３ｂにより送信された通信用信号がスイッチ６ｂの有線通信経路を介して入力された場合にＤＣケーブル１０に通信用信号を重畳させる。スイッチ６ｂは、重畳分離回路７ｂのＵＷＢポート１２ｂに接続されており、有線通信経路を選択した場合にＵＷＢモジュール３ｂと重畳分離回路７ｂとを接続する。また、重畳分離回路７ｂの重畳ポート１１ｂは、外部のＤＣケーブル１０に接続されている。
【００３４】
ＡＣアダプタ９は、本発明の電力供給部に対応し、商用電源等から得た交流電力を直流電力に変換して電源回路８ｂに供給するとともに、重畳分離回路７ｂを介してＤＣケーブル１０に直流電流を供給する。
【００３５】
電源回路８ｂは、ＡＣアダプタ９により供給された直流電流を使用してＵＷＢドック２に電力を供給する。なお、ＡＣアダプタ９及び電源回路８ｂは、いずれも重畳分離回路７ｂのＤＣポート１３ｂに接続される。
【００３６】
次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。図４は、本実施例のノートパソコン１及びＵＷＢドック２の動作を示す図である。まず、図４（ａ）を参照してＵＷＢの無線通信を３ＧＨｚから５ＧＨｚの比較的低い周波数で行う場合について説明する。
【００３７】
まず使用者は、予め外部入力等によりスイッチ６ａ及びスイッチ６ｂの切替を行い、両スイッチに無線通信により通信用信号の送受信を行う無線通信経路を選択させる。なお、この場合において有線接続による通信は行わないためＤＣケーブル１０を外してもよいが、使用者は、ノートパソコン１とＵＷＢドック２とをＤＣケーブル１０で接続することにより、直流電力をＵＷＢドック２からノートパソコン１内の電源回路８ａに供給することができる。あるいは、使用者は、ＤＣケーブル１０を外して単に商用電源に接続されたＡＣアダプタをノートパソコン１に接続しても、直流電力をノートパソコン１内の電源回路８ａに供給することができる。
【００３８】
最初にノートパソコン１からＵＷＢドック２に対してＵＷＢによる通信用信号が送信される場合を考えると、ＵＷＢモジュール３ａは、５ＧＨｚ未満の周波数帯を使用してＵＷＢによる通信用信号を生成して出力する。
【００３９】
本実施例において、ＨＰＦ４ａは、入力された通信用信号のうち５ＧＨｚ以上の帯域の通信用信号を通過させるフィルタである。したがって、ＵＷＢモジュール３ａにより出力された通信用信号は、ＨＰＦ４ａを通過することはなく、スイッチ６ａに入力される。
【００４０】
スイッチ６ａは、無線通信経路が選択されているため、入力された通信用信号を伝達してアンテナ５ａ側に出力する。
【００４１】
スイッチ６ａからアンテナ５ａを介して出力された無線通信による通信用信号は、アンテナ５ｂを介してＵＷＢドック２内に入力される。ＨＰＦ４ｂは、ＨＰＦ４ａと同様に、入力された通信用信号のうち５ＧＨｚ以上の帯域の通信用信号を通過させるフィルタである。したがって、アンテナ５ｂを介して入力された通信用信号は、ＨＰＦ４ｂを通過することなく、スイッチ６ｂに入力される。
【００４２】
スイッチ６ｂは、無線通信経路が選択されているため、入力された通信用信号を伝達してＵＷＢモジュール３ｂに出力する。
【００４３】
ＵＷＢモジュール３ｂは、受信した通信用信号に応じて、接続された外部の１以上のデバイスのいずれかに通信用情報を送信し（例えば、モニタに対するＤＶＩ信号による画像データの送信や、外付けハードディスクに対する情報の送信等）、あるいはノートパソコン１側に対して通信用信号を適切に受信した旨の情報（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）等を送信する。
【００４４】
ＵＷＢドック２からノートパソコン１側に対して通信用信号の送信を行う場合も、基本的な動作は同じであり、通信用信号は、上述した経路を逆にたどる。例えば、ＵＳＢポートを介してマウスやキーボードがＵＷＢドック２に接続されている場合に、使用者がキーボードやマウスに入力した情報は、ＵＷＢモジュール３ｂに入力される。
【００４５】
ＵＷＢモジュール３ｂは、入力された情報に応じて、５ＧＨｚ未満の周波数帯を使用してＵＷＢによる通信用信号を生成して出力する。出力された通信用信号は、スイッチ６ｂ、アンテナ５ｂ、アンテナ５ａ、スイッチ６ａを介してＵＷＢモジュール３ａに入力される。ＵＷＢモジュール３ａは、入力された通信用信号に応じて図示しない演算処理部（ＣＰＵ）に情報を送信し、キーボードやマウスに入力された情報を適切に処理する。
【００４６】
なお、図４（ａ）に示すようにＤＣケーブル１０が接続されている場合には、ノートパソコン１内の電源回路８ａに対して電力が供給される。具体的には、ＡＣアダプタ９は、商用電源等から得た交流電力を直流電力に変換して電源回路８ｂに供給するとともに、直流電流を重畳分離回路７ｂのＤＣポート１３ｂに供給する。直流電流は、重畳分離回路７ｂ内のパターンフィルタ１６ｂを通過して重畳ポート１１ｂに向かって流れる。その際に、直流電流は、ＤＣカット用のコンデンサ１４ｂにより阻止されるため、ＵＷＢポート１２ｂ側に流れることはない。
【００４７】
直流電流は、重畳分離回路７ｂの重畳ポート１１ｂからＤＣケーブル１０を介して重畳分離回路７ａの重畳ポート１１ａに流れる。重畳分離回路７ａ内において直流電流は、ＤＣカット用のコンデンサ１４ａにより阻止されてＵＷＢポート１２ａ側に流れることはなく、パターンフィルタ１６ａを通過してＤＣポート１３ａに流れる。重畳分離回路７ａのＤＣポート１３ａから出力された直流電流は、電源回路８ａに流れて電力を供給する。
【００４８】
次に、図４（ｂ）を参照してＵＷＢの無線通信を５ＧＨｚ以上の高い周波数で行う場合について説明する。まず使用者は、予め外部入力等によりスイッチ６ａ及びスイッチ６ｂの切替を行い、両スイッチに無線通信により通信用信号の送受信を行う無線通信経路を選択させる。なお、図４（ａ）の低い周波数で無線通信を行う場合と同様に有線接続による通信は行わないためＤＣケーブル１０を外してもよいが、使用者は、ノートパソコン１とＵＷＢドック２とをＤＣケーブル１０で接続することにより、直流電力をＵＷＢドック２からノートパソコン１内の電源回路８ａに供給することができる。あるいは、使用者は、ＤＣケーブル１０を外して単に商用電源に接続されたＡＣアダプタをノートパソコン１に接続しても、直流電力をノートパソコン１内の電源回路８ａに供給することができる。
【００４９】
最初にノートパソコン１からＵＷＢドック２に対してＵＷＢによる通信用信号が送信される場合を考えると、ＵＷＢモジュール３ａは、５ＧＨｚ以上の周波数帯を使用してＵＷＢによる通信用信号を生成して出力する。
【００５０】
本実施例において、ＨＰＦ４ａは、入力された通信用信号のうち５ＧＨｚ以上の帯域の通信用信号を通過させるフィルタであるため、ＵＷＢモジュール３ａにより出力された通信用信号は、スイッチ６ａを通過せずにＨＰＦ４ａを通過してアンテナ５ａに出力される。スイッチ６ａは、上述したように５ＧＨｚ以上の高周波信号に対しては損失が大きくなるものであり、高周波信号による通信時には無線性能が低下するという問題が生ずるが、ノートパソコン１は、ＨＰＦ４ａを備えることにより、高周波数の通信用信号がスイッチ６ａを通過するのを回避して損失を抑え、無線性能の低下を回避することができる。
【００５１】
ＨＰＦ４ａからアンテナ５ａを介して出力された無線通信による通信用信号は、アンテナ５ｂを介してＵＷＢドック２内に入力される。ＨＰＦ４ｂは、ＨＰＦ４ａと同様に、入力された通信用信号のうち５ＧＨｚ以上の帯域の通信用信号を通過させるフィルタであるため、アンテナ５ｂを介して入力された通信用信号は、スイッチ６ｂを通過せずにＨＰＦ４ｂを通過してＵＷＢモジュール３ｂに入力される。
【００５２】
その後のＵＷＢモジュール３ｂにおける通信用信号の処理やＤＣケーブル１０を介して行われるノートパソコン１に対する電力供給は、図４（ａ）で説明した低周波時の動作と同様であり、重複した説明を省略する。また、ＵＷＢドック２からノートパソコン１に対する通信用信号の送信時の動作は、上述した経路と逆の経路を使用して行われる。
【００５３】
次に、図４（ｃ）を参照してＵＷＢによる通信を有線接続により行う場合について説明する。まず使用者は、予め外部入力等によりスイッチ６ａ及びスイッチ６ｂの切替を行い、両スイッチに有線通信により通信用信号の送受信を行う有線通信経路を選択させる。また、使用者は、ノートパソコン１とＵＷＢドック２とをＤＣケーブル１０で接続する必要がある。これにより、ＵＷＢドック２からノートパソコン１内の電源回路８ａに直流電流を供給することができるとともに、ＤＣケーブル１０に通信用信号を重畳させてノートパソコン１とＵＷＢドック２との間で双方向に通信を行うことができる。
【００５４】
最初にノートパソコン１からＵＷＢドック２に対して通信用信号が送信される場合について説明する。有線接続時の使用周波数には自由度があるが、スイッチ６ａ，６ｂにおける損失を少なくし、ＤＣケーブル１０における伝送特性を良くするために、ＵＷＢモジュール３ａは、最も低い周波数帯（３ＧＨｚ）を使用して通信用信号を生成し出力する。また、ＨＰＦ４ａに対する通信用信号の漏洩を防止するため、通信用信号の周波数は、少なくともＨＰＦ４ａの遮断周波数（５ＧＨｚ）未満である必要がある。
【００５５】
ＨＰＦ４ａは、５ＧＨｚ以上の帯域の通信用信号を通過させるフィルタであるため、ＵＷＢモジュール３ａにより出力された通信用信号は、ＨＰＦ４ａを通過することはなく、スイッチ６ａに入力される。
【００５６】
スイッチ６ａは、有線通信経路が選択されているため、入力された通信用信号を伝達して重畳分離回路７ａ側に出力する。
【００５７】
スイッチ６ａにより出力された通信用信号は、ＵＷＢポート１２ａを介して重畳分離回路７ａ内に入力され、コンデンサ１４ａを通過して重畳ポート１１ａから出力され、ＤＣケーブル１０に重畳される。なお、重畳分離回路７ａは、内部に３ＧＨｚから５ＧＨｚまでの間の周波数帯域の信号を阻止するパターンフィルタ１６ａを備えているので、コンデンサ１４ａを通過した通信用信号がＤＣポート１３ａ側に漏洩するのを防止する。
【００５８】
ＤＣケーブル１０に重畳された通信用信号は、重畳ポート１１ｂを介して重畳分離回路７ｂに入力され、コンデンサ１４ｂ及びＵＷＢポート１２ｂを介してスイッチ６ｂに出力される。この際にも、重畳分離回路７ｂは、内部に３ＧＨｚから５ＧＨｚまでの間の周波数帯域の信号を阻止するパターンフィルタ１６ｂを備えているので、重畳ポート１１ｂから入力された通信用信号がＤＣポート１３ｂ側に漏洩するのを防止する。
【００５９】
スイッチ６ｂは、有線通信経路が選択されているため、入力された通信用信号を伝達してＵＷＢモジュール３ｂに出力する。その後のＵＷＢモジュール３ｂにおける通信用信号の処理は、図４（ａ）で説明した動作と同様であり、重複した説明を省略する。
【００６０】
ＵＷＢドック２からノートパソコン１側に対して通信用信号の送信を行う場合には、通信用信号は、上述した経路を逆にたどる。ＵＷＢモジュール３ｂは、３ＧＨｚの周波数帯を使用して通信用信号を生成し、出力する。出力された通信用信号は、スイッチ６ｂを介してＵＷＢポート１２ｂから重畳分離回路７ｂに入力される。
【００６１】
重畳分離回路７ｂ内において、ＡＣアダプタ９により供給された直流電流は、ＤＣポート１３ｂからパターンフィルタ１６ｂを介して重畳ポート１１ｂに向かって流れており、ＤＣカット用のコンデンサ１４ｂによりＵＷＢポート１２ｂ側には流れない。一方、スイッチ６ｂからＵＷＢポート１２ｂを介して重畳分離回路７ｂに入力された通信用信号は、コンデンサ１４ｂ及び重畳ポート１１ｂを通過してＤＣケーブル１０に重畳される。その際に、重畳分離回路７ｂは、パターンフィルタ１６ｂを備えているため、通信用信号がＤＣポート１３ｂ側に漏洩するのを阻止する。
【００６２】
直流電流に通信用信号が重畳された重畳電流は、ＤＣケーブル１０から重畳ポート１１ａを介して重畳分離回路７ａ内に入力される。重畳分離回路７ａは、重畳電流からＤＣカット用のコンデンサ１４ａにより通信用信号のみを分離してＵＷＢポート１２ａからスイッチ６ａに出力する。また、重畳分離回路７ａは、重畳電流からパターンフィルタ１６ａにより直流電流のみを分離してＤＣポート１３ａから電源回路８ａに出力し、電源回路８ａに電力を供給する。
【００６３】
重畳分離回路７ａによりスイッチ６ａに対して出力された通信用信号は、スイッチ６ａの有線通信経路を介してＵＷＢモジュール３ａに入力され、適切に処理される。
【００６４】
上述のとおり、本発明の実施例１の形態に係る携帯情報端末装置（ノートパソコン１）及び高周波通信装置（ＵＷＢドック２）によれば、電源供給路と信号伝送路を共通化でき、簡易な構成で有線接続操作が容易であるとともに、有線及び無線による通信を選択できる。ノートパソコン１は、通常、ＡＣアダプタを商用電源に挿して使用することが多い。したがって、ＡＣアダプタの代わりにＵＷＢドック２に接続されたＤＣケーブル１０をノートパソコン１に挿すことにより、ノートパソコン１は、１本のＤＣケーブル１０によりＵＷＢドック２から電力を得るとともに、ＵＷＢドック２との間で双方向通信が可能である。また、有線接続操作は、ＤＣケーブル１０を挿すのみであるため、従来のドッキングステーションのようにマルチピンのコネクタに接続する場合に比して容易であり、コネクタの劣化による故障等の問題を回避することができる。また、ノートパソコン１とＵＷＢドック２との間のペアリングがＤＣケーブル１０のみで行うことができ、ＵＳＢケーブル等によるペアリング作業が不要である。
【００６５】
また、使用者は、ノートパソコン１とＵＷＢドック２との間において有線通信と無線通信とを選択することができるため、無線通信の際に距離や障害物等の要因により不安定な動作が生じた場合においても、有線通信を選択することにより安定した動作を確保し、安定した通信品質と高スループットを実現することができる。また、現行法制下においてＵＷＢによる無線通信が認められていない国においても、有線接続による通信を行うことができる。さらに、有線接続時には電波を生じないため、不要な電磁波を抑えてオフィス等における電磁波環境の改善にも資する。
【００６６】
また、有線通信を行う場合には無線通信時のような干渉の問題が生じないため、多人数が同時にノートパソコン１とＵＷＢドック２との間における通信を行うことができ、無線接続時におけるＷｉｒｅｌｅｓｓＤＶＩ同時使用台数制限等の問題も回避することができる。
【００６７】
また、有線通信を行う場合において、使用者はいずれも、最も低い周波数帯のチャネルを使用してＵＷＢ等の通信を行うため、同一の周波数帯を多人数が使用することが可能であり、使用する周波数帯域を限定することができる。
【００６８】
また、ノートパソコン１及びＵＷＢドック２は、無線通信と有線通信との選択を可能とするためにスイッチ６ａ，６ｂの構成が必須であるが、ＨＰＦ４ａ，４ｂを備えているため、高周波信号による無線通信時においてもスイッチ６ａ，６ｂにおける損失を回避して適切に無線通信を行うことができる。なお、本実施例において、ＨＰＦ４ａ，４ｂにおける遮断周波数は５ＧＨｚであるため、５ＧＨｚ未満の周波数帯における無線通信あるいは有線通信を行う場合には通信用信号がスイッチ６ａ，６ｂを通過するが、スイッチ６ａ，６ｂは、予め適切な高周波スイッチを採用することにより、５ＧＨｚ未満の信号に対して損失を小さく抑えることができる。
【００６９】
さらに、重畳分離回路７ａ，７ｂ内のパターンフィルタとして、１以上のオープンスタブを採用することにより、高電流容量と高アイソレーションを実現することができる。図５は、重畳分離回路７ａ，７ｂ内における各ポート間のアイソレーションを示す図である。図５に示すように、ＵＷＢポート−重畳ポート間の信号ロスは、２ｄＢ以下に抑えられており、通信用信号を低損失で伝達可能であることを示す。また、重畳ポート−ＤＣポート間及びＵＷＢポート−ＤＣポート間のアイソレーションは、２０ｄＢ以上とることができ、パターンフィルタ１６ａ，１６ｂにおいて３ＧＨｚから５ＧＨｚまでの間の周波数帯域の通信用信号を確実に阻止し、ＤＣポートに対する高周波信号の漏洩を防止可能であることを示す。
【実施例２】
【００７０】
図６は、本発明の実施例２に係る携帯情報端末装置（ノートパソコン１）及び高周波通信装置（ＵＷＢドック２）の構成を示す図である。実施例１の構成と異なる点は、本実施例におけるノートパソコン１及びＵＷＢドック２がいずれも検出回路２１ａ，２１ｂと制御回路２２ａ，２２ｂとを備えている点である。
【００７１】
検出回路２１ａは、本発明の検出部に対応し、重畳分離回路７ａに外部からＤＣケーブル１０が接続されたか否かを検出する。具体的には、検出回路２１ａは、外部から重畳分離回路７ａに向かって電流が流れているか否かを検出し、所定電流値以上の電流が流れている場合にはＤＣケーブル１０が接続されたと判定する。また、検出回路２１ｂは、重畳分離回路７ｂに外部からＤＣケーブル１０が接続されたか否かを検出する。具体的には、検出回路２１ｂは、重畳分離回路７ｂから外部に向かって電流が流れているか否かを検出し、所定電流値以上の電流が流れている場合にはＤＣケーブル１０が接続されたと判定する。
【００７２】
制御回路２２ａは、本発明の制御部に対応し、検出回路２１ａによる検出結果に応じてスイッチ６ａの経路選択を制御する。具体的な制御回路２２ａの動作については後述する。また、制御回路２２ｂは、検出回路２１ｂによる検出結果に応じてスイッチ６ｂの経路選択を制御する。
【００７３】
その他の構成は、実施例１と同様であり、重複した説明を省略する。
【００７４】
次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。基本的な動作は実施例１と同様であるが、スイッチ６ａ，６ｂの切替制御について異なるため以下に説明する。ノートパソコン１内の検出回路２１ａは、重畳分離回路７ａに外部からＤＣケーブル１０が接続されたか否かを検出し、検出結果を制御回路２２ａに出力する。ただし、検出回路２１ａは、外部から重畳分離回路７ａに向かって電流が流れているか否かに基づいて判定しているため、ＤＣケーブル１０が接続された場合とＡＣアダプタが接続された場合のいずれにおいてもＤＣケーブル１０が接続された旨を制御回路２２ａに出力する。
【００７５】
制御回路２２ａは、通常はスイッチ６ａが無線通信経路を選択するように制御しており、検出回路２１ａによりＤＣケーブル１０が接続された旨の検出結果が入力された場合には、所定時間スイッチ６ａに無線通信経路を維持させて無線通信が可能か否かを試みる。仮に、ノートパソコン１に外部から接続されたのがＡＣアダプタである場合には、ＵＷＢドック２内のスイッチ６ｂは制御回路２２ｂにより無線通信経路を選択するように制御されているため、双方向に無線通信が成功する。その場合には、制御回路２２ａは、例えばＵＷＢモジュール３ａから無線通信が成功した旨の情報を得ることにより、スイッチ６ａに無線通信経路の選択を維持させる。
【００７６】
仮にノートパソコン１に外部から接続されたのがＤＣケーブル１０である場合には、ＵＷＢドック２内のスイッチ６ｂは制御回路２２ｂにより有線通信経路を選択するように制御されているため、無線通信は不可能である。その場合には、制御回路２２ａは、例えばＵＷＢモジュール３ａから無線通信が失敗した旨の情報を得て且つ所定時間経過後に、スイッチ６ａが有線通信経路を選択するように制御する。
【００７７】
また、検出回路２１ａによりＤＣケーブル１０が外された旨の情報が制御回路２２ａに入力された場合には、制御回路２２ａは、スイッチ６ａが無線通信経路を選択するように制御する。
【００７８】
なお、使用者は、外部入力によりスイッチ６ａの経路選択を制御することも可能である。また、ユーザー設定によりスイッチ６ａに対する制御方法を自動と手動とから選択することも可能である。
【００７９】
ＵＷＢドック２内の検出回路２１ｂは、重畳分離回路７ｂに外部からＤＣケーブル１０が接続されたか否かを検出し、検出結果を制御回路２２ｂに出力する。ＵＷＢドック２内においては、重畳分離回路７ｂから外部に向かって電流が流れている場合には必ずＤＣケーブル１０がノートパソコン１とＵＷＢドック２との間に接続されたことを示す。したがって、制御回路２２ｂは、通常はスイッチ６ｂが無線通信経路を選択するように制御しており、検出回路２１ｂによりＤＣケーブル１０が接続された旨の検出結果が入力された場合には、ただちにスイッチ６ｂを有線通信経路に切り替える。
【００８０】
また、検出回路２１ｂによりＤＣケーブル１０が外された旨の情報が制御回路２２ｂに入力された場合には、制御回路２２ｂは、スイッチ６ｂが無線通信経路を選択するように制御する。
【００８１】
なお、ＵＷＢドック２内のスイッチ６ｂについても、使用者は、外部入力により手動で通信経路を切り替えることができる。
【００８２】
その他の動作は、実施例１と同じであるため、重複した説明を省略する。
【００８３】
上述のとおり、本発明の実施例２の形態に係る携帯情報端末装置及び高周波通信装置によれば、実施例１の効果に加え、ＤＣケーブル１０の接続の有無に応じて適切に無線通信と有線通信を自動的に切り替えることができ、操作が簡便になる。また、使用者は、手動で有線通信と無線通信とを切り替えることもできるため、より臨機応変に状況に応じた使用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、ＵＷＢにより通信を行うノートパソコン等の携帯情報端末装置と当該携帯情報端末装置と通信を行うドッキングステーション等の高周波通信装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施例１の形態の携帯情報端末装置及び高周波通信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例１の形態の携帯情報端末装置及び高周波通信装置における重畳分離回路の詳細な構成を示す図である。
【図３】重畳分離回路の詳細な構成の１例を示す図である。
【図４】本発明の実施例１の形態の携帯情報端末装置及び高周波通信装置の動作を示す図である。
【図５】本発明の実施例１の形態の携帯情報端末装置及び高周波通信装置の重畳分離回路内における各ポート間のアイソレーションを示す図である。
【図６】本発明の実施例２の形態の携帯情報端末装置及び高周波通信装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８６】
１…ノートパソコン、２…ＵＷＢドック、３ａ，３ｂ…ＵＷＢモジュール、４ａ，４ｂ…ＨＰＦ、５ａ，５ｂ…アンテナ、６ａ，６ｂ…スイッチ、７ａ，７ｂ…重畳分離回路、８ａ，８ｂ…電源回路、９…ＡＣアダプタ、１０…ＤＣケーブル、１１ａ，１１ｂ…重畳ポート、１２ａ，１２ｂ…ＵＷＢポート、１３ａ，１３ｂ…ＤＣポート，１４ａ，１４ｂ…コンデンサ、１５…チョークインダクタ、１６ａ，１６ｂ…パターンフィルタ、１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂ…オープンスタブ、２０ａ，２０ｂ…重畳点、２１ａ，２１ｂ…検出回路、２２ａ，２２ｂ…制御回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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