(57)【要約】【課題】近接電界を介して、より安定的にデータ伝送を行う。【解決手段】  マンチェスター符号化部１０７は、転送データ読出部１０６からシリアル転送されたデータをマンチェスター符号化し伝送信号として、ドライバ１０８を介して信号送信電極１１に印加することにより、信号送信電極１１に伝送信号に応じて変動する近接電界を誘起させる。受信部２０３は、信号送信電極１１が誘起した近接電界によって、信号受信電極２１に誘起された電圧より、伝送信号を受信し、比較器２０４は、受信した伝送信号波形を成形し、アンプ２０５を介して、データ復号部２０６に出力する。復号部は、アンプ２０５から出力された伝送信号に対してマンチェスター復号を施してデータを復元し、受信メモリ２０７に格納する。ここで、受信部２０３は、所定の低周波数領域を不感応領域とする受信感度を有する。【選択図】図２
2011055047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信装置から受信装置へデータを伝送する通信システムであって、
前記送信装置は、
信号送信電極と、
前記伝送するデータに応じて、送信側グランドに対する電位が変動する信号を前記信号送信電極に印加する信号送信部と、
前記送信側グランドに接続された送信側グランド電極とを備え、
前記受信装置は、
前記伝送実行時に、前記送信装置の信号送信電極に近接配置されて当該信号送信電極と容量結合する信号受信電極と、
受信装置側グランドに対する前記信号受信電極の電位変動に基づいて前記信号を検出する信号受信部と、
前記伝送実行時に、前記送信装置の送信側グランド電極に近接配置されて当該送信側グランド電極と容量結合する、前記受信装置側グランドに接続された受信側グランド電極とを備えていることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
送信装置から受信装置へデータを伝送する通信システムであって、
前記送信装置は、
信号送信電極と、
前記伝送するデータを、所定の符号化によって所定低周波数帯域の成分を含まない信号に変換し、当該変換した信号を前記信号送信電極に印加する信号送信部とを備え、
前記受信装置は、
前記伝送実行時に、前記送信装置の信号送信電極に近接配置されて当該信号送信電極と容量結合する信号受信電極と、
前記信号受信電極の電位変動に基づいて前記信号を受信する、前記所定の低周波数帯域を不感応帯域とする受信感度周波数特性を有する信号受信部と、
前記信号検出部が検出した信号から前記データを復元するデータ復元部とを備えていることを特徴とする通信システム。
【請求項３】
請求項２記載の通信システムであって、
前記所定の符号化は、マンチェスター符号化であることを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接電界を介してデータ伝送を行う通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近接電界を介してデータ伝送を行う通信システムとしては、送信する情報に応じて変動する近接電界を誘起する送信電極を備えた送信装置と、送信電極に近接配置されて当該送信電極と容量結合する受信電極を備えると共に、受信電極に作用する近接電界強度に応じて前記情報を検出する受信装置より構成される通信システムが知られている（たとえば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６-１９０２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記送信電極を備えた送信装置と、受信電極を備えた受信装置とより構成される通信システムによれば、環境電磁波の影響で安定して通信を行うことができない場合がある。
また、送信電極と受信電極との容量結合の強さを充分に確保しないと、信号波形の歪みが大きくなるために安定して通信を行うことができないという問題もあった。
そこで、本発明は、近接電界を介してデータ伝送を行う通信システムにおいて、より安定的に通信を行うことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題達成のために、本発明は、送信装置から受信装置へデータを伝送する通信システムにおいて、前記送信装置に、信号送信電極と、前記伝送するデータに応じて、送信側グランドに対する電位が変動する信号を前記信号送信電極に印加する信号送信部と、前記送信側グランドに接続された送信側グランド電極とを備え、前記受信装置に、前記伝送実行時に、前記送信装置の信号送信電極に近接配置されて当該信号送信電極と容量結合する信号受信電極と、受信装置側グランドに対する前記信号受信電極の電位変動に基づいて前記信号を検出する信号受信部と、前記伝送実行時に、前記送信装置の送信側グランド電極に近接配置されて当該送信側グランド電極と容量結合する、前記受信装置側グランドに接続された受信側グランド電極とを備えたものである。
【０００６】
このような通信システムによれば、送信装置に送信装置グランドに接続した送信側グランド電極を設け、受信装置に受信装置グランドに接続した受信側グランド電極を設けると共に、伝送実行時に、送信側グランド電極と受信側グランド電極を近接配置して容量結合させることにより、送信装置の信号送信電極と受信装置の信号受信電極との間の容量結合の強さが弱い場合でも、信号受信部で検出する信号の波形歪みを抑制して、安定的にデータ伝送を行えるようになる。
【０００７】
また、前記課題達成のために、本発明は、送信装置から受信装置へデータを伝送する通信システムにおいて、前記送信装置に、信号送信電極と、前記伝送するデータを、所定の符号化によって所定低周波数帯域の成分を含まない信号に変換し、当該変換した信号を前記信号送信電極に印加する信号送信部とを備え、前記受信装置に、前記伝送実行時に、前記送信装置の信号送信電極に近接配置されて当該信号送信電極と容量結合する信号受信電極と、前記信号受信電極の電位変動に基づいて前記信号を受信する、前記所定の低周波数帯域を不感応帯域とする受信感度周波数特性を有する信号受信部と、前記信号検出部が検出した信号から前記データを復元するデータ復元部とを備えたものである。ここで、前記所定の符号化としては、たとえば、マンチェスター符号化を用いることができる。
【０００８】
このような通信システムによれば、低周波数帯域を用いずにデータ伝送を行うので、主に低周波数帯域に存ずる環境電磁波の影響を廃して安定的にデータ伝送を行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、本発明によれば、近接電界を介してデータ伝送を行う通信システムにおいて、より安定的に通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る通信システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るポータブル機器とドック装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るドック装置の受信部の受信感度周波数特性を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るグランド電極と接地電極を設けた効果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係る通信システムは、デジタルビデオ/スチルカメラやポータブルオーディオプレイヤや移動電話機（携帯電話）やPDAなどであるポータブル機器と、ポータブル機器が載置されるドック装置を備え、ドック装置にポータブル機器が載置された状態で、ドック装置からポータブル機器の充電を行うと共に、ポータブル装置からドック装置へのデータ伝送を行うものである。ここで、ドック装置は、パーソナルコンピュータなどのホスト装置に接続されており、ドック装置にポータブル機器から伝送されたデータは、ドック装置からホスト装置に転送される。
【００１２】
図１ａに、このようなポータブル機器１の外観を示す。図１ａ１は、ポータブル機器１を前面方向から見たようすを、図１ａ２はポータブル機器１を裏面方向から見たようすを表している。
ここで、図示するようにポータブル機器１の裏面には、絶縁カバー１０に覆われた形態で信号送信電極１１と、グランド電極１２とが設けられている。
次に、図１ｂ１は、ドック装置２の外観を示すものであり、このドック装置２に、図１ｂ２に示すようにポータブル機器１が載置される。
そして、図１ｂ１に示すように、ドック装置２のポータブル機器１が載置される面には、絶縁性のカバー２０で覆われた形態で信号受信電極２１と接地電極２２とが設けられている。
また、図１ｂ２に示すように、ポータブル機器１がドック装置２に載置された状態において、図１ｃに示すように、ポータブル機器１の信号送信電極１１とドック装置２の信号受信電極２１は絶縁カバー１０とカバー２０を介して近接して対向し、ポータブル機器１のグランド電極１２とドック装置２の接地電極２２は絶縁カバー１０とカバー２０を介して近接して対向するように構成されている。
【００１３】
次に、図２に、ポータブル機器１とドック装置２の内部構成を示す。
まず、図２ａに示すように、ポータブル機器１は、前述した絶縁カバー１０、信号送信電極１１、グランド電極１２の他に、受電コイル１０１、受電回路１０２、バッテリ回路１０３、機能部１０４、メモリ１０５、転送データ読出部１０６、マンチェスター符号化部１０７、ドライバ１０８を備えている。
【００１４】
ただし、このようなポータブル機器１の構成において、機能部１０４や転送データ読出部１０６などは、ポータブル機器１に備えたＣＰＵが所定のプログラムを実行することにより実現されるものであってもよい。
次に、図２ｂに示すようにドック装置２は、前述したカバー２０、信号受信電極２１、接地電極２２の他に、給電コイル２０１、給電回路２０２、受信部２０３、比較器２０４、アンプ２０５、データ復号部２０６、受信メモリ２０７、ホストインタフェース２０８、基準電圧生成部２０９とを備えている。また、受信部２０３は、0.5μFの第１コンデンサ２０３１、4.7kΩの抵抗２０３２、1000μHのインダクタ２０３３、0.5μFの第２コンデンサ２０３４、プリアンプ２０３５とを備えている。そして、第１コンデンサ２０３１と第２コンデンサ２０３４は、当該順序で、信号受信電極２１とプリアンプ２０３５との間に直列接続されており、抵抗２０３２とインダクタ２０３３は、それぞれ第１コンデンサ２０３１と第２コンデンサ２０３４の間に一端が、グランド電位に他端が接続された形態で相互に並列接続されている。
【００１５】
このような構成において、ドック装置２の、受信部２０３、比較器２０４、アンプ２０５、データ復号部２０６、受信メモリ２０７、ホストインタフェース２０８は、外部から供給される3Vの外部DC電源Ｖextを、電源として稼働する。また、接地電極２２は、受信部２０３のグランド電位、すなわち、外部DC電源Ｖextのグランド電位に接続されている。また、基準電圧生部２０９は、外部DC電源Ｖextから1/2×Ｖext付近に設定した所定の基準電圧を生成する。また、給電回路２０２は、外部DC電源Ｖextを用いて給電コイル２０１を交流駆動し、給電コイル２０１に交流の電磁波を放射させる。
【００１６】
一方、ポータブル機器１がドック装置２に載置された状態において、ポータブル機器１の充電回路は、受電コイル１０１にドック装置２の給電コイル２０１が放射する電磁波によって誘起される電力を用いてバッテリ回路１０３の充電を行う。
そして、ポータブル機器１の、機能部１０４、メモリ１０５、転送データ読出部１０６、マンチェスター符号化部１０７、ドライバ１０８は、バッテリ回路１０３を電源として用いて稼働する。また、グランド電極１２は、ドライバ１０８のグランド電位、すなわち、バッテリ回路１０３のグランド電位に接続されている。
【００１７】
さて、ポータブル機器１の機能部１０４は、ポータブル本来の機能（デジタルビデオ/スチルカメラであれば撮影機能等、ポータブルオーディオプレイヤであればオーディオ再生機能等、移動電話機であれば通話機能等）を実現するための各種処理を行うと共に、後にドック装置２を介してホスト装置に転送するデータをメモリ１０５に格納する。
【００１８】
そして、ポータブル機器１がドック装置２に載置された状態において、転送データ読出部１０６は、メモリ１０５よりドック装置２を介してホスト装置に転送するデータを読み出して、4Mbit/sのビットレートのビット列に変換してマンチェスター符号化部１０７にシリアル転送する。マンチェスター符号化部１０７は、転送データ読出部１０６からシリアル転送されたビット列をマンチェスター符号化し伝送信号としてドライバ１０８に出力する。ドライバ１０８は、マンチェスター符号化部１０７から出力された伝送信号を増幅して信号送信電極１１に印加することにより、信号送信電極１１に伝送信号に応じて変動する近接電界を誘起させる。
【００１９】
一方、ポータブル機器１がドック装置２に載置された状態において、受信部２０３は、信号送信電極１１が誘起した近接電界によって信号受信電極２１に誘起された電圧信号より、伝送信号を受信し、比較器２０４に出力する。比較器２０４は、受信部２０３が受信した伝送信号と基準電圧生成部２０９が生成した基準電圧を比較して当該伝送信号を二値化することにより、当該伝送信号波形を成形し、アンプ２０５を介して、データ復号部２０６に出力する。データ復号部２０６は、アンプ２０５から出力された伝送信号に対してマンチェスター復号を施してデータを復元し、受信メモリ２０７に格納する。そして、ホストインタフェース２０８は、受信メモリ２０７に格納されたデータをホスト装置に転送する。
【００２０】
ここで、図３に、ドック装置２の受信部２０３の受信感度の周波数特性を示す。
図中、３００が、本実施形態に係る受信部２０３の受信感度の周波数特性を表しており、図示するように、本実施形態では、受信部２０３の受信感度は、0.5MHzから14MHzの領域で、そのゲイン変動は3dBの間に収まっている。また、受信部２０３の受信感度は、0.5MHz以下の領域において、そのゲインが大きく減衰するものとなっている。
【００２１】
したがって、受信部２０３の受信帯域は、マンチェスター符号化した4Mbit/sのビットレートの伝送信号の最高周波数4MHzの２倍を超える周波数までカバーしている。また、各ビット期間中に必ず信号の電位が変化するマンチェスター符号に符号化した4Mbit/sのビットレートの伝送信号は0.5MHz以下の低周波数成分を含まない。よって、このような受信部２０３の受信感度の周波数特性によれば、マンチェスター符号化した4Mbit/sのビットレートの伝送信号を良好に検出することができる。
【００２２】
また、このように、受信部２０３の受信感度を、0.5MHzをカットオフ周波数として、それ以下の領域において、そのゲインが大きく減衰するもの、すなわち、0.5MHz以下の領域を受信部２０３の不感応領域とするものとすることにより、主として低周波数成分が支配的である環境電磁波の影響を廃して、安定的に伝送信号の送受を行えるようになる。
【００２３】
さて、ここで、インダクタ素子のインピーダンスは、一般的に、自己共振周波数以下の領域で低周波数側に向かってゲインの減衰が激しく、共振周波数以上の領域で高周波数側に向かってゲインの減衰が比較的緩やかである。また、抵抗素子は、一般的に、周波数領域に関わらずインピーダンスがほぼ一定である。
【００２４】
そこで、このようなインダクタ素子と抵抗素子のインピーダンスの特性を利用して、受信部２０３の受信感度の周波数特性は設定することができる。
すなわち、図３において、３０１は、図２に示す受信部２０３の構成から抵抗２０３２を省略したときの受信部２０３の受信感度の周波数特性を表しており、３０２は受信部２０３の抵抗２０３２を10ｋΩとしたときの受信部２０３の受信感度の周波数特性を表しており、この図より、カットオフ周波数をやや超える自己共振周波数を持つインダクタ２０３３に適当な値を持つ抵抗２０３２を図２の受信部２０３の構成のように組み合わせることにより、カットオフ周波数以下でゲインが小さく、カットオフ周波数以上の広い範囲でゲインの変動が小さい周波数特性を有する受信感度を実現できることが分かる。
【００２５】
次に、本実施形態において、ポータブル機器１のグランド電極１２とドック装置２の接地電極２２を設けた技術的意義について説明する。
ここで、図４ａ１-４は、ポータブル機器１のグランド電極１２とドック装置２の接地電極２２を設けた場合のドック装置２の受信部２０３の出力波形を表すものであり、図４ｂ１-４は、ポータブル機器１のグランド電極１２とドック装置２の接地電極２２を省略した場合のドック装置２の受信部２０３の出力波形を表すものである。
【００２６】
また、図４ａ１とｂ１は、ポータブル機器１を直接ドック装置の上に載置したときのドック装置２の受信部２０３の出力波形を表しており、図４ａ２とｂ２は、ポータブル機器１を厚さ５０μmの絶縁シートを１枚、間に挟んでドック装置２の上に載置したときのドック装置２の受信部２０３の出力波形を表しており、図４ａ３とｂ３は、ポータブル機器１を厚さ５０μmの絶縁シートを２枚、間に挟んでドック装置２の上に載置したときのドック装置２の受信部２０３の出力波形を表しており、図４ａ４とｂ４は、ポータブル機器１を厚さ５０μmの絶縁シートを３枚、間に挟んでドック装置２の上に載置したときのドック装置２の受信部２０３の出力波形を表している。
【００２７】
図示するように、ポータブル機器１とドック装置２の間に挟んだ絶縁シートの枚数が多くなり、ポータブル機器１の電極とドック装置２の電極との容量結合の強さが小さくなると、ドック装置２の受信部２０３から出力される信号波形の歪みは大きくなるが、ポータブル機器１のグランド電極１２とドック装置２の接地電極２２を設けた場合の方が、その歪みは小さくなる。
【００２８】
よって、ポータブル機器１のグランド電極１２とドック装置２の接地電極２２を設けることにより、より信号波形の歪みを抑制して、より安定的にデータの伝送を行えるようになる。
以上、本発明の実施形態について説明した。
ここで、以上の実施形態において、図４よりも理解されるように、ポータブル機器１のグランド電極１２とドック装置２の接地電極２２は必ずしも設ける必要はなく、このようにしてもポータブル機器１とドック装置２との間のデータの伝送は、これを行うことができる。
【００２９】
また、以上の実施形態は、ポータブル機器１のケースを導電体を用いて構成する場合には、当該ポータブル機器１のケースをグランド電極１２として用いるようにしてもよい。また、同様に、ドック装置２のケースを導電体を用いて構成する場合には、当該ドック装置２のケースを接地電極２２として用いるようにしてもよい。
【００３０】
また、以上の実施形態において、ドック装置２とポータブル機器１との間で双方向通信を行うようにしてもよい。
この場合には、ドック装置２に信号送信電極と図２に示したポータブル機器１の転送データに応じて信号送信電極１１を駆動する機構と同様の機構を設け、ポータブル機器１に信号受信電極と図２に示したドック装置２の信号受信電極２１の電位に応じてデータを受信する機構と同様の機構を設け、ポータブル機器１がドック装置２に載置されたときに、ドック装置２を信号送信電極１１とポータブル機器１の信号受信電極２１が近接して対向配置されるようにする。なお、この場合において、ポータブル機器１のグランド電極１２とドック装置２の接地電極２２は信号の送受において共用するようにしてよい。
【００３１】
また、以上の実施形態は、マンチェスター符号化に代えて、低周波数帯域の成分を持たない信号を生成する任意の符号化、たとえば8B10B等を用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１…ポータブル機器、２…ドック装置、１０…絶縁カバー、１１…信号送信電極、１２…グランド電極、２０…カバー、２１…信号受信電極、２２…接地電極、１０１…受電コイル、１０２…受電回路、１０３…バッテリ回路、１０４…機能部、１０５…メモリ、１０６…転送データ読出部、１０７…マンチェスター符号化部、１０８…ドライバ、２０１…給電コイル、２０２…給電回路、２０３…受信部、２０４…比較器、２０５…アンプ、２０６…データ復号部、２０７…受信メモリ、２０８…ホストインタフェース、２０９…基準電圧生成部、２０３１…第１コンデンサ、２０３２…抵抗、２０３３…インダクタ、２０３４…第２コンデンサ、２０３５…プリアンプ。
【図１】
2011055047.tif 000003
【図２】
2011055047.tif 000004
【図３】
2011055047.tif 000005
【図４】
2011055047.tif 000006