(57)【要約】  近傍界結合共振素子の配列を備える共通通信装置において、上記素子は、各々が結合部分を備え、結合部分は、自由端を備えたループ部分を備え、装置はデータ送信ユニット及びデータ受信ユニットと組み合わされて設けられ、各ユニットは、結合部分を有し、ユニットは、各ユニット及び共通通信装置の結合部分により、互いに通信するようにアレンジされ、データ送信ユニットの結合部分は、装置の第１共振素子のループ部分と近傍界結合されるようにアレンジされたループ部分を備え、データ受信ユニットの結合部分は、第１共振素子ではなく装置の第２共振素子のループ部分と近傍界結合されるようにアレンジされたループ部分を備える共振素子を備える。
2013513277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近傍界結合共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）配列を備える共通通信装置（900; 1000; 1100; 1300; 1400）において、前記素子は、各々が結合部分を備え、前記結合部分は、自由端を備えたループ部分を備え、    
前記装置はデータ送信ユニット（520; 1191,1192）及びデータ受信ユニット（530; 1191,1192）と組み合わされて設けられ、各ユニットは、結合部分（620,630; 1120,1130）を有し、前記ユニット（520; 530）は、各ユニット及び共通通信装置（00; 1000; 1100; 1300; 1400）の結合部分（620,630; 1120,1130）により、互いに通信するようにアレンジされ、  
データ送信ユニットの結合部分は、装置の第１共振素子のループ部分と近傍界結合されるようにアレンジされたループ部分を備え、データ受信ユニットの結合部分（620,630; 1120,1130）は、第１共振素子ではなく装置の第２共振素子のループ部分と近傍界結合されるようにアレンジされたループ部分を備える共振素子を備える。
【請求項２】
隣接した共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）の第１の対と、隣接した共振素子（(110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A, 610B,610C; 710;810; 1110; 1210; 1410）の第２の対を備え、前記第１の対の共振素子により、前記データ送信ユニット（520; 1191,1192）及びデータ受信ユニット（530; 1191,1192）が軸方向の構成で少なくとも部分的に結合され、前記第２の対の共振素子により、前記データ送信ユニット（520; 1191,1192）及びデータ受信ユニット（530; 1191,1192）が平面構成で少なくとも部分的に結合される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記装置（900; 1000; 1100; 1300; 1400）の少なくとも一つの対の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）は、実質的に平面結合構成で互いに結合される、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記装置（900; 1000; 1100; 1300; 1400）の少なくとも一つの対の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）は、実質的に同軸構成で互いに結合されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
データ送信又はデータ受信ユニット（520,530; 1191,1192）が当接してアレンジすることを許容するように自由表面がアレンジされ、それにより、前記ユニット（520,530; 1191,1192）と前記装置の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）との間で近傍界結合を実現させる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記装置の複数の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）の各それぞれのループ面が、前記それぞれのループに対して局所的な前記自由表面の一部に対して実質的に平行にアレンジされている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記装置の複数の共振素子の各それぞれのループ面が、前記それぞれのループに対して局所的な前記自由表面の一部に対して実質的に垂直に設けられている、請求項５又は６に記載の装置。
【請求項８】
前記装置の複数の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）の各それぞれのループ面が、前記それぞれのループに対して局所的な前記自由表面の一部に対して、約３０度から約７０度の角度範囲、好ましくは４５度で設けられている、請求項５〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
それぞれの隣接した対の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）は、それらのそれぞれのループ部分が、各ループ部分の平面に横たわる軸の周りの対向した方向において傾斜され、それぞれの軸が互いに実質的に平行になるようにアレンジ可能である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
それぞれの隣接した対の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）は、互いに実質的に垂直に向けられている、請求項８又は９に記載の装置。
【請求項１１】
第１及び第２層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）を備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）の各それぞれのループ面は、前記第２層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710;810; 1110; 1210; 1410）の各それぞれのループ面に対して、実質的に平行になっている、
【請求項１３】
前記第１及び第２層の素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）は、層間に結合を導入するようにアレンジされた相対位置に設けられ、それにより、所定の層の素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）間の結合量を強化する、請求項１１又は１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１層の素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）は、前記第２層へと突き出されたとき、前記第２層の素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）間で実質的に中間にある場所に設けられ、もって、前記第１層の前記素子及び前記第２層の前記素子が煉瓦壁構成でアレンジされる、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）の各それぞれのループ面は、前記第２層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710;810; 1110; 1210; 1410）の各それぞれのループ面に対して実質的に垂直になっている、請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
第３層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）を備え、前記第１層及び第３層が、これらの間に前記第２層を挟むようにアレンジされている、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記第３層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）の各それぞれのループは、前記第１層の共振素子の対応したループに対して平行になっており、これらは、前記第３層の各それぞれのループの上方の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）である、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210;1410）は、前記第２層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C;710; 810; 1110; 1210; 1410）の共振素子（110;210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）に対して異なる共振周波数を有する、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
前記データ送信ユニット（520; 1191,1192）又はデータ受信ユニット（530; 1191,1192）の結合素子（620,630; 1120,1130）の前記共振周波数は、前記第１層及び第２層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）の共振周波数とは異なる、請求項１１〜１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）の上方の適した向きにあるデータ送信ユニット（520; 1191,1192）又はデータ受信ユニット（530; 1191,1192）の結合部分（620,630; 1120,1130）の存在は、前記装置の一つ以上の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210;1410）の共振周波数にシフトを生じさせるようにアレンジされ、もって、前記第１層又は第２層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）及び前記データ送信ユニット（520; 1191,1192）又はデータ受信ユニット（530; 1191,1192）の前記結合素子（620,630; 1120,1130）が結合に至る、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
第３層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）をさらに備え、前記第１層及び第３層が、それらの間に前記第２層を挟むようにアレンジされる、請求項１１〜２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２２】
前記第１層及び第３層は、前記構造を通じて送信信号の結合を強化するようにアレンジされる、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記第１層及びダイ３層の結合素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）のループ部分のそれぞれの面が実質的に平行である、請求項２１又は２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記第１層及びダイ３層の結合素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）のループ部分のそれぞれの面が、前記第２層のループ部分の対応した面に対して実質的に垂直である、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記装置の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）は、前記共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710;810; 1110; 1210; 1410）の前記ループ部分に流れる電流の大きさが所定値を超える場合には、無効にされるようにアレンジされ、もって、前記共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）は、最早一つ以上の隣接した共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710;810; 1110; 1210; 1410）と結合されない、請求項１〜２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記装置の前記第１層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）は、そのループ部分に流れる電流の大きさが所定値を超える場合には、無効にされるようにアレンジされる、請求項１１を介して従属する請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記データ送信ユニット（520; 1191,1192）及び前記データ受信ユニット（530; 1191,1192）は、磁気誘導（ＭＩ）波により、互いに通信するようにアレンジされる、請求項１〜２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記データ送信ユニット（520; 1191,1192）及び前記データ受信ユニット（530; 1191,1192）は、電気誘導（ＥＩ）波により、互いに通信するようにアレンジされる、請求項１〜２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記共通通信装置（900; 1000; 1100; 1300; 1400）の前記共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）は、基板上又は基板内に設けられる、請求項１〜２８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３０】
前記基板は、プラスチック材料又はファブリックから選択される一つの材料を備える、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記基板は、柔軟な基板である、請求項２９又は３０に記載の装置。
【請求項３２】
第１層配列及び第２層配列の近傍界結合共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C;710; 810; 1110; 1210; 1410）を備える共通通信装置（900;1000; 1100; 1300; 1400）において、前記素子は、各々が、結合部分を備え、前記結合部分は、自由端を備えたループ部分を備え、前記第１の配列の前記素子は、前記第２の配列の前記素子と近傍界結合されるようにアレンジされる、共通通信装置。
【請求項３３】
前記第１層及び第２層の素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）は、層間に結合を導入するようにアレンジされた相対位置に設けられ、それにより、所定層の素子間の結合量を強化する、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記第１層の素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）は、前記第２層へと突き出されたとき、前記第２層の素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）間で実質的に中間にある場所に設けられる、請求項３２又は３３に記載の装置。
【請求項３５】
前記第１層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）の各それぞれのループ面は、前記第２層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710;810; 1110; 1210; 1410）の各それぞれのループ面に対して、実質的に平行である、請求項３２に記載の装置。
【請求項３６】
前記第１層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）の各それぞれのループ面は、前記第２層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710;810; 1110; 1210; 1410）の各それぞれのループ面に対して、実質的に垂直である、請求項３２〜３４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３７】
第３層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）を備え、前記第１層及び第３層は、それらの間に前記第２層を挟むようにアレンジされる、請求項３２〜３６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３８】
前記第３層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）の各それぞれのループは、前記第１層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A, 610B,610C; 710;810; 1110; 1210; 1410）の対応したループに対して平行であり、これらは、前記第３層の各それぞれのループの上方の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）である、請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
前記第１層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210;1410）は、前記第２層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210;1410）に対して異なる共振周波数を有する、請求項３２〜３８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４０】
前記データ送信ユニット（520; 1191,1192）又はデータ受信ユニット（530; 1191,1192）の前記結合素子（620,630; 1120,1130）の前記共振周波数は、前記第１層及び第２層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）の共振周波数とは異なる、請求項３２〜３９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４１】
前記第１層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）の上方の適した向きにあるデータ送信ユニット（520; 1191,1192）又はデータ受信ユニット（530; 1191,1192）の結合部分（620,630; 1120,1130）の存在は、前記装置の一つ以上の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210;1410）の共振周波数にシフトを生じさせるようにアレンジされ、もって、前記第１層又は第２層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）及び前記データ送信ユニット（520; 1191,1192）又はデータ受信ユニット（530; 1191,1192）の前記結合素子（620,630; 1120,1130）が結合に至る、請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
第３層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110 ; 1210; 1410）を更に備え、前記第１層及び第３層は、それらの間に前記第２層を挟むようにアレンジされる、請求項３２〜４１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４３】
前記第１及び第３層は、前記構造体を通じて送信信号の結合を強化する、請求項４２に記載の装置。
【請求項４４】
前記第１層及び第３層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）のループ部分のそれぞれの面は、実質的に平行である、請求項４２又は４３に記載の装置。
【請求項４５】
前記第１層及び第３層の共振素子（(110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）のループ部分のそれぞれの面は、前記第２層のループ部分の対向した面に対して、実質的に垂直である、請求項４４に記載の装置。
【請求項４６】
前記装置の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）は、無効にされるようにアレンジされ、もって、前記共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）は、前記共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710;810; 1110; 1210; 1410）の前記ループ部分に流れる電流の大きさが所定値を超える場合には、最早、一つ以上の隣接した共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）と結合されない、請求項３２〜４５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４７】
前記装置の前記第１層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）は、そのループ部分内を流れる電流の大きさが所定値を超える場合には、無効にされるようにアレンジされる、請求項４６に記載の装置。
【請求項４８】
前記データ送信ユニット（520; 1191,1192）及び前記データ受信ユニット（530; 1191,1192）は、磁気誘導（ＭＩ）波により、互いに通信するようにアレンジされる、請求項３２〜４７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４９】
前記データ送信ユニット（520; 1191,1192）及び前記データ受信ユニット（530; 1191,1192）は、電気誘導（ＥＩ）波により、互いに通信するようにアレンジされる、請求項３２〜４８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５０】
前記共通通信装置の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）は、基板上又は基板内に設けられる、請求項３２〜４９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５１】
前記基板は、プラスチック材料及びファブリックから選択される一つの材料を備える、請求項３２〜５０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５２】
前記基板は、柔軟な基板である、請求項３２〜５１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５３】
前記ループ部分の前記自由端は、容量性ギャップを形成する、請求項１〜５２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５４】
前記共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B;610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）は、２つ以上のループ部分を含む、請求項５３に記載の装置。
【請求項５５】
前記自由端は、コンデンサ（８１９）により接続される、請求項１〜５２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５６】
請求項１〜５５のいずれか一項に記載の共通通信装置（900; 1000; 1100; 1300; 1400）を備える物品。
【請求項５７】
前記物品は、布製品、一片のカーペット、一片の壁紙、構造パネル、コンストラクションパネル、流体導管、回路板、マザーボード、集積回路から選択される一つである、請求項５６に記載の物品。
【請求項５８】
請求項１〜５５のいずれか一項に記載された共通通信装置を有する輸送装置であって、前記共通通信装置が、その構造体の一部の上部又は内部に設けられる、輸送装置。
【請求項５９】
前記構造体は、船舶の船体、航空機の胴体、自動車の車体、自動車の運転台から選択される一つである、請求項５８に記載の装置。
【請求項６０】
添付された図面を参照して実質的に説明されたような共通通信装置。
【請求項６１】
添付図面を参照して実質的に説明されたような物品。
【請求項６２】
添付図面を参照して実質的に説明されたような輸送装置。
【請求項６３】
添付図面を参照して実質的に説明されたような物品。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、通信装置に関する。特に、本発明は、データが電子装置間で送信可能な共通通信装置に関する。
【背景】
【０００２】
電子機器間のデータ接続は、通常、ケーブル又は無線通信装置により行われる。計算装置は、通常、関連した付属品及び周辺機器（例えば、プリンタ、デジタルカメラ、外部ハードドライブ、フラッシュドライブ）をユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）又は同様のケーブルインタフェースにより接続する。また、無線通信装置も、ありふれている。マイクロプロセッサは、一般的に、プリント回路基板（ＰＣＢ）等にトラックとして定義されたマルチコンダクタバスラインを介して関連した構成要素に接続される。
【０００３】
ケーブル接続に関連した問題は、それらが、トリップハザードと潜在的な電気的ショックハザードを提示することである。そのため、ケーブル管理システムが、通常、必要になる。そのようなシステムは、健康及び安全法令が遵守されなければならない特に職場や公衆アクセス領域で重要になる。ケーブル接続は、また、潜在的に扱いにくく、接続を有効にするため、そのケーブルに適合されたコネクタの手動操作を必要とする。これは、身体障害者にとっても問題である。繰り返される接続及び切断は、摩耗のため、コネクタの寿命を短くする。
【発明の記載】
【０００４】
本発明の第１態様において、近傍界結合共振素子配列を備える共通通信装置が提供されるが、上記素子は、各々が結合部分を備え、結合部分は、ループ部分を備え、装置はデータ送信ユニット及びデータ受信ユニットと組み合わされて設けられ、各ユニットは、結合部分を有し、ユニットは、共通通信装置の共振素子及び各ユニットの結合部分により、互いに通信するようにアレンジされ、データ送信ユニットの結合部分は、装置の第１共振素子のループ部分と近傍界結合されるようにアレンジされたループ部分を備え、データ受信ユニットの結合部分は、当該装置の第１共振素子ではなく第２共振素子のループ部分と近傍界結合されるようにアレンジされたループ部分を備える共振素子を備える。
【０００５】
ループ部分は、自由端を有することが可能である。自由端は、容量性ギャップを形成してもよく、自由端がコンデンサにより接続されてもよい。これらの配置によると、ループ部分は、閉じられたループを形成せず、自由端の間に容量性ギャップを有する。共振素子は、１つ以上のループ部分を含んでもよい。例えば、共振素子は、互いに導通して接続されない２つの同心ループ部分を含んでもよい。
【０００６】
本発明の実施形態の利点は、入力装置及び出力装置が、装置の実質的に如何なる位置でも、共通通信装置により互いに結合可能である点である。さらに、３つ以上の装置が、コネクタ及び関連したスイッチング電子装置を設けることなく、装置に結合可能である。
【０００７】
本発明の実施形態は、時には合成磁気プラズマ或いはメタマグネットとして知られる１つ以上の磁気結合共振回路の配列を備える。幾つかの実施形態は、磁界の代わりに電界により結合される１つ以上の共振回路の配列を備える。
【０００８】
前者の場合、磁気的に結合される共振子の配列は、主成分が各回路を循環する電流及びそれらが共有する磁束である電磁波の伝播を支えることができる。そのような波は、磁気誘導（ＭＩ）波（E. Shamonina , V.E. Kalinin, K.H. Ringhoferand L. Solymar, 'Magneto-inductive waveguide', Electron. Letters 38, 371-3(2002)を参照）として知られるようになった。
【０００９】
ＭＩ波は、共振回路がある領域だけで伝播する。そのため、二次元構造体では、三次元構造体の場合における１／ｒ２より１／ｒの倍率で波が減衰する。
【００１０】
本発明は、ＭＩ波の局所的な磁束が外部装置に結合可能であるが、外部装置は、ＭＩ波を支える構造体の隣に置かれるが、近傍界内で、その構造体に密接して置かれなければならないことから利点を得る。
【００１１】
配列の共振子の半径ｒが、自由空間波長λと比べて、一般的に小さい場合、輻射損Ｒradは顕著でない。
Ｒrad  ∝（ｒ／λ）４
【００１２】
これは、近傍界内でＭＩ波を活用する装置が、遠方界領域に電磁放射線を放出しないようにアレンジ可能であり、それにより、電磁スペクトラム送信帯域に関するライセンス上の考慮事項の要件を無視することができる。さらに、必要であればシールドが追加可能であるが、ほとんどの実施例では必要でないと認識されている。
【００１３】
さらに、帯域幅は、動作周波数を上げることにより高めることができ、動作周波数の制限は、製作上の問題、（ＧＨｚのうち１００秒のオーダー）使用される金属導体の複合導電率により設定される。
【００１４】
結合された共振子が支えるＭＩ波（又は、磁束線に対立する電束線により、互いに結合された対応する共振子）の配列は、それらの明らかなバルク特性が設計可能な不連続に結合された素子の配列から形成されているにも拘わらず、これらが自由空間波長スケール上で連続媒体のように作用するため、「メタマテリアル」と類似している。
【００１５】
任意的に、データ送信ユニット及びデータ受信ユニットが結合される隣接した共振素子の第１の対は、軸方向の構成で少なくとも部分的に結合され、データ送信ユニット及び受信ユニットが結合される隣接した共振素子の第２の対は、平面構成で少なくとも部分的に結合される。
【００１６】
装置の少なくとも一対の共振素子は、実質的に平面結合構成で互いに結合されてもよい。
【００１７】
そのため、幾つかのループ素子は、実質的に同一平面内で互いに隣接して設けられてもよい。
【００１８】
装置の少なくとも一対の共振素子は、実質的に同軸構成で互いに結合されてもよい。
【００１９】
装置は、データ送信ユニット又はデータ受信ユニットが接して置かれるようにアレンジされた自由表面を有し、それにより、装置の共振素子及びユニット間に近傍界結合を実現させてもよい。
【００２０】
例えば、共振素子は、１枚のプラスチック材料、任意で、柔らかい１枚のプラスチック材料のようなホスト媒体に埋め込まれてもよい。
【００２１】
自由表面は、平らな、平面、湾曲面、或いは、他の適した表面でもよいことが分かる。
【００２２】
装置の共振素子の各それぞれのループ面は、それぞれのループに局所的な自由表面の一部に対して、実質的に平行になるようにアレンジされてもよい。
【００２３】
「局所的」とは、それぞれのループに近い自由表面の一部を意味する。
【００２４】
あるいは、装置の共振素子の各それぞれのループ面は、それぞれのループに局所的な自由表面の一部に対して、実質的に垂直に設けられてもよい。
【００２５】
装置の共振素子の各それぞれのループ面は、それぞれのループに局所的な自由表面の一部に対して、３０度から約７０度の角度範囲、好ましくは約４５度の角度で設けられてもよい。
【００２６】
共振素子の隣接した対のそれぞれは、それらのループ部分のそれぞれが、各ループ部分の面に横たわる軸の周りに対向した方向に傾斜され、それぞれの軸が、互いに実質的に平行になるようにアレンジされてもよい。
【００２７】
それぞれの隣接した対の素子は、互いに実質的に垂直に向けられてもよい。
【００２８】
装置は、第１層の共振素子及び第２層の共振素子を備えてもよい。
【００２９】
第１層の共振素子の各それぞれのループ面は、第２層の共振素子の各それぞれのループ面に対して、実質的に平行であってもよい。
【００３０】
或いは、第１層の共振素子の各それぞれのループ面は、第２層の共振素子の各それぞれのループ面に対して、実質的に垂直であってもよい。
【００３１】
装置は、第３層の共振素子を備え、第１層及び第３層が、それらの間に第２層を挟むようにアレンジされてもよい。
【００３２】
第３層の共振素子の各それぞれのループは、第１層の共振素子の対応するループに対して、平行であり、これが、第３層の各それぞれのループの上方の共振素子であってもよい。
【００３３】
第１層の共振素子は、第２層の共振素子に対して異なる共振周波数を有してもよい。
【００３４】
データ送信ユニット又はデータ受信ユニットの結合素子の共振周波数は、第１層及び第２層の共振素子の共振周波数と異なってもよい。
【００３５】
第１層の共振素子の上方で、適した向きにあるデータ送信ユニット又はデータ受信ユニットの結合部分の存在がアレンジされ、第１層の一つ以上の共振素子の共振周波数に変化を生じさせ、もって、第２層の共振素子とデータ送信ユニット又はデータ受信ユニットの結合素子を結合に至らせてもよい。
【００３６】
これは、許可されていない者が共振素子を装置に結合可能になる容易さを減じるという利点がある。
【００３７】
装置の共振素子は、共振素子のループ部分に流れる電流の大きさが所定値を超える場合には、不能になるようにアレンジされ、もって、共振素子が、最早、一つ以上の隣接した共振素子と結合されなくてもよい。
【００３８】
これは、一定の場合には、許可されない者が装置に対して共振素子の結合を得ようとしたとき、装置が不能になるという利点がある。装置は、いつまでも不能（ワンショットアレンジメント）にされるようにアレンジされてもよい。或いは、装置は、可逆的に不能にされるようにアレンジされてもよい。
【００３９】
装置の第１層の共振素子は、ループ部分に流れる電流の大きさが所定値を超える場合には、不能になるようにアレンジされてもよい。
【００４０】
第３層の共振素子を更に備え、第１層及び第３層が、それらの間に第２層を挟むようにアレンジされてもよい。
【００４１】
第１層及び第３層は、構造体を通じた送信信号の結合を強化するようにアレンジされてもよい。
【００４２】
第１層及び第３層の結合素子のループ部分の、それぞれの面は、実質的に平行であってもよい。
【００４３】
第１層及び第３層の結合素子のループ部分の、それぞれの面は、第２層のループ部分の対応する面と実質的に垂直であってもよい。
【００４４】
データ送信ユニット及びデータ受信ユニットは、磁気誘導（ＭＩ）波により、互いに通信するようにアレンジされてもよい。
【００４５】
或いは、又は追加で、データ送信ユニット及びデータ受信ユニットは、電気誘導（ＥＩ）波により、互いに通信するようにアレンジされてもよい。
【００４６】
共通通信装置の共振素子は、基板上に、或いは基板内に設けられてもよい。
【００４７】
基板は、プラスチック材料又はファブリックから選択された一つの材料を備えてもよい。
【００４８】
基板は、柔らかい基板でもよい。
【００４９】
本発明の第２態様において、第１態様に従う共通通信装置を備える物品が提供される。
【００５０】
物品は、布製品、一片のカーペット、一片の壁紙、構造パネル、流体導管、回路基板、マザーボード、集積回路から選択される一つであってもよい。
【００５１】
本発明の第３態様は、構造体の一部分上に又は一部分内に設けられた本発明の第１態様に従う共通通信装置を有する輸送装置が提供される。
【００５２】
構造体は、好ましくは、船舶の船体、航空機の胴体、自動車の車体、自動車の運転台から選択される一つである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
以下、添付図面を参照して、本発明を説明する。
【００５４】
【図１ａ】図１（ａ）は、本発明の実施形態に従う共通通信装置（又は「チャネル」）を提供する軸方向に結合された共振回路の配列を示す。
【図１ｂ】図１（ｂ）は、本発明の実施形態に従う共通通信装置（又は「チャネル」）を提供する１−Ｄ配列の平面結合共振回路を示す。
【図１ｃ】図１（ｃ）は、図１（ｂ）に示された配列の為の等価回路を示す。
【図１ｄ】図１（ｄ）は、本発明の実施形態に従う装置を通じて電力の完全な伝達を説明する為に使用される複合ソース及び内部インピーダンスを備えたテブナンソースとケーブル結合共振回路（又は「小片」又は「素子」）との間の等価を概略的な例示を示す。
【図１ｅ】図１（ｅ）は、本発明の実施形態に従う装置を提供する２−Ｄ配列の平面結合共振回路を示す。
【図２】図２は、図１（ｂ）の装置におけるＭＩ波伝播の為に、周波数及び面内結合係数κの関数として、減衰α及び波動ベクトルβの計算値を、共振周波数４６ＭＨｚ、Ｑ＝１００、κ＝−/0/5, −0.10,−0.15, −0.20と共に示す。
【図３】図３は、平面方式で一列にアレンジされた２０ｍｍ径の共振回路の単純な直線状のセット用に、異なる値の結合係数に対する電力伝達関数の計算結果を示す。
【図４】図４は、直線配列の共振回路が結合され、人間の体の表面にデータチャネルを設ける実施形態を示す。
【図５（ａ）】図５（ａ）は、２層の共振回路が設けられる更なる実施形態を示す。
【図５（ｂ）】図５（ｂ）は、周波数の関数として、Ｓ２１の対応したグラフで示す。
【図６】図６は、結合ジオメトリ上の拘束を最小限にする為に、平面でない波形方式に直線配列の共振回路が向けられた実施形態を示す。
【図７】図７は、３層の共振回路を有する共振回路の配列を示す。
【図８】図８は、本発明の実施形態の使用に適した共振回路の実施例を示す。
【図９】図９は、図８（ｂ）の実施形態に従う２Ｄ配列の共振回路を有する共通通信装置を示す。
【図１０】図１０は、分割リング型の２Ｄ配列の共振回路を有する本発明の実施形態に従う共通通信装置を示す。
【図１１】基板上に２Ｄ配列の共振回路が設けられ、回路の交互の列が列の端に設けられたそれぞれの入力信号ラインと結合される本発明の実施形態に従う共通通信装置を示す。
【図１２ａ】図１２（ａ）は、本発明の実施形態に従う装置の実験的配置を示す。
【図１２ｂ】図１２（ｂ）は、送信器及び受信器の共振回路と共通通信装置のそれぞれの共振回路との間の距離であるターミナル間隔ｄの関数として、データ速度及びＳ２１のピーク値をグラフで示す。
【図１３】受信器（又は送信器）のターミナルから送信器（又は受信器）のターミナル（共振回路）の共振回路の１−Ｄ配列に沿った位置の関数として、Ｓ２１のピーク値及びデータ速度をグラフで示す。
【図１４】図１４は、共通通信装置が設けられた装置の配置を示し、これに、電力、制御信号、データ信号のそれぞれを伝えるように３層の共振回路素子がアレンジされている。
【図１５】図１５は、「煉瓦壁」配置として説明可能な共振回路素子の配置を有する共通通信装置を示す。
【図１６】図１６は、共振回路素子の配列を支える次元関数として、磁気誘導共通通信用チャネルの帯域幅の理論上の限界の包絡線を示すグラフである。
【詳細な説明】
【００５５】
図１は、（ａ）本発明の実施形態に従う共通通信装置（又はチャネル）を提供する軸方向に結合された共振回路１１０の配列１０１、（ｂ）平面結合共振回路２１０の配列２０１を示す。回路１１０，２１０は、それぞれの回路１１０，２１０のループ部分に誘導された電流により発生される磁束により共に結合されるようにアレンジされている。
【００５６】
図１（ａ）において、送信ユニットの共振回路１２０は、共振回路１１０の配列に対して軸方向に結合されるように示されているが、受信ユニットの共振回路１３０は、配列１０１に対して平面結合されるように示されている。
【００５７】
一対の共振回路間の軸方向結合が意味することは、その対の共振回路の各ループの中心を接続する名目上のラインが、図１（ａ）のＸ−Ｘ線の場合に示されるようなループ面に対する垂線に対して平行な、少なくとも無視できない成分を有することである。
【００５８】
一対の共振回路間の面又は平面結合が意味することは、その対の各ループの中心を接続する名目上のラインが、同様に図１（ａ）で示されるように、各ループ面に対して平行な、少なくとも無視できない成分を有することである。
【００５９】
図１（ａ）の配置は、内部に配列１０１が組み込まれた構造体の下方に位置決めされた受信ユニットと、構造体の端部に位置決めされた送信ユニットとに対応可能であることが分かる。
【００６０】
図１（ｂ）において、送信ユニットの共振回路２２０は、共振回路２１０の配列２０１に対して軸方向に結合されるように示され、受信ユニットの共振回路２３０も同様に、配列２０１に対して軸方向に結合されるように示されている。
【００６１】
図１（ｂ）の配置は、内部に配列２０１が組み込まれた構造体の下方に位置決めされた受信ユニットと、その構造体の上方に位置決めされた送信ユニットとに対応可能であることが分かる。
【００６２】
明細書の至る所での「上方」及び「下方」は、例示されたような向きを参照して説明を簡略化する目的で使用されており、使用されている装置又は構造体の向きを限定するものではない。
【００６３】
図１（ｃ）は、図１（ｂ）の配置を分析するために使用される等価回路を示す。図１（ｄ）は、装置を通じて電力の完全な伝達を説明する為に使用される複合ソース及び内部インピーダンスを備えたテブナンソースとケーブル結合共振素子との間の等価を例示する。
【００６４】
図１（ｅ）は、共振回路２２０を有する通信ユニットと、共振回路２３０を有する受信ユニットとが、共通通信装置に設けられる実施形態を例示し、その装置は、２−Ｄ配列の共振回路２１０の形になっている。
【００６５】
図２は、図１（ｂ）の構造体におけるＭＩ波伝播の為に、周波数及び面内結合係数κの関数として、減衰α及び波動ベクトルβの計算値を示すが、構造体は、共振周波数４６ＭＨｚ、Ｑ＝１００を有する。
【００６６】
β対周波数の負の傾斜により表示されているように、負値のκは、後方波の伝播を生じる。共振小片間の分離の関数として結合係数の変動は、κが増加すると共振周波数の近傍で通過帯域が増加することを示す。非定形構造体では、通過帯域（すなわち、αの大きさが実質的に最小である領域）は、結合が増加すると、およそ直線状に増加する。
【００６７】
定形構造体では、反射及び定常波が役割を果たすようであり、通過帯域は分散ピークで変調されるようになる。
【００６８】
幾つかの実施形態において、共通通信装置により互いに通信する装置は、通過帯域の一つ以上のピークの位置のように、共通通信装置の一つ以上の特徴に従い、信号の送受信の周波数を選択するようにアレンジ可能である。
【００６９】
幾つかの実施形態において、構造体の端部や縁部は、直列インピーダンス又は複合インピーダンスにより終結され、反射信号の量を減らすことが可能である（例えば、Syms et al, 'Absorbing terminations formagneto-inductive waveguides', IEE Proceedings - Microwaves Antennas andPropagation 152, pp 77-81 (2005)を参照）。
【００７０】
図３は、平面方式で一列にアレンジされた２０ｍｍ径の共振小片の簡単な直線状のセットに対し、異なる値の結合係数に対する電力伝達関数の計算結果を示す。小片の中心は、距離‘ａ’だけ間隔が開けてアレンジされている。
【００７１】
計算目的のため、各々の小片は、横切って接続された（２７０ｐＦの静電容量を有する）コンデンサを備えた（４３ｎＨのインダクタンスを形成する）一つの環状破断ループの導体から成るように考慮された。
【００７２】
信号は、信号フィード入力ケーブルに結合された更なる共振小片により、その列の最初の素子の中へと結合された。信号は、出力ケーブルに結合された更なる共振小片により、その列の反対側の端部で、その列の素子から、その列の最後の素子まで結合された。この計算には、挿入図に示されるように、１０個の平面状の共振小片のセットを使用した。
【００７３】
小片間の結合係数κは、−０．０５（ａ＝２．５ｃｍ）から−０．２（ａ＝２．００７ｃｍ、即ち、ほとんど接触した小片）まで変化した。弱い相互共振子結合では、伝達関数が小さく、帯域幅が低いことが分かる。結合強度が高くなるにつれて、伝達関数及び帯域幅は上昇することが認められる。
【００７４】
図４は、直線配列の共振回路（又は「共振子」）が人間の体に結合された本発明の実施形態を示す。幾つかの実施形態において、回路３１０は、一つ以上の衣料品に埋め込まれるか、別の方法で結合されている。
【００７５】
回路３１０の配列は、人体通信網を与え、使用者の体に結合された装置あるいは使用者の体に密接された装置を、無線で互いに通信させる。図４に示された実施形態において、移動可能な電話装置３９１は、回路３１０の配列により、ヘッドセット３９３と電気通信できるように設けられているが、共振回路は互いに実質的に平面結合されている。現在、装置間で無線通信の為に使用されているシステム（例えば、ブルートゥース）は、混雑した場所では、能力が制限されてしまう。図４に示された配置は、非放射性の局所的なデータ伝達チャネルの使用を可能にし、これらのチャネルが、安全性を高め、混雑した場所における能力制限の問題を回避する。
【００７６】
本発明の更なる実施形態が、図５（ａ）に示されている。図５（ａ）の実施形態において、２つの層の共振子が設けられている。一つの層の共振子４１０は、送信層４１０Ｌであるが、これらの共振子４１０は、平面結合されており、これらの共振子４１０により画成された線あるいは面に沿って、ＭＩ波の伝播を支えるようにアレンジされている。他の層の共振回路４１１は、送信層４１０Ｌの上方にあるインタフェース層４１１Ｌであるが、これらの共振回路４１１も同様に、平面結合されており、送信ユニットまたは受信ユニットの共振子５２０，５３０に対して送信層４１０Ｌの共振子の結合を容易にするようにアレンジされている。
【００７７】
インタフェース層４１１Ｌの共振回路４１１は、送信層４１０Ｌの共振子４１０より強くは互いに結合されていないことが分かる。この理由の少なくとも一部は、インタフェース層４１１Ｌの共振子が、送信層４１０Ｌの共振子より小さく、インタフェース層４１１Ｌの共振子間の距離が大きいことにある。
【００７８】
インタフェース層４１１Ｌの共振子４１１の共振周波数は、送信層４１０ＬのＭＩ波通過帯域外になるようにアレンジされ、適した送信ユニットや受信ユニットの結合器が無い場合であっても、送信層４１０Ｌからインタフェース層４１１Ｌまでの停電結合が実質的に無い状態が生じる。
【００７９】
この配置は、図５（ｂ）で示されたグラフにより例示されているが、Ｓ２１（ｄＢ）の値が、周波数の関数としてグラフで例示されている。痕跡Ａは、受信ユニットや送信ユニットのような外部結合器５２０，５３０が無い場合、インタフェース層４１１Ｌの共振子の通過帯域に対応するが、痕跡Ｃは、送信層４１０Ｌの共振子の通過帯域に対応する。痕跡Ｂは、送信層４１０Ｌの共振子の通過帯域に対応する。
【００８０】
適した送信ユニット５２０や受信ユニット５３０の結合器がインタフェース層４１１Ｌの近傍に存在するなら、ユニットの結合器とインタフェース層４１１Ｌとの間の結合が生じるようにアレンジされる。この理由は、送信ユニット５２０や受信ユニット５３０の結合器の存在が、インタフェース層４１１Ｌの通過帯域の変化を生じさせ、インタフェース層４１１Ｌ及び送信層４１０Ｌの通過帯域の重複が生じることにある。
【００８１】
これは、図５（ｂ）に例示されているが、痕跡Ｃは、分割又はインタフェース層４１１Ｌの通過帯域を示し、もって、Ｃと称される２つの不連続の通過帯域が識別できる。そのため、インタフェース層４１１Ｌの通過帯域は、送信層４１０ＬのＭＩ波の通過帯域の範囲（痕跡Ｂにより例示）へと変えられている。
【００８２】
そのような状況下で、ユニットの結合器は、信号を送信層４１０Ｌに発射できるが、結果として生じるＭＩ波は、適した結合器（例えば、他の適した送信ユニット又は受信ユニットの結合器）がインタフェース層４１１Ｌの近傍に存在しない限り、インタフェース層４１１に戻って結合することはできない。
【００８３】
この特徴を有する本発明の実施形態の利点は、適した送信装置又は受信装置の結合器が置かれ、それにより、送信層４１０Ｌ内を伝播するＭＩ波から失われる電力量を減らす場所で、電力がインタフェース層４１１Ｌに唯一、送信される点である。
【００８４】
図６は、直線配列５０１の共振回路５１０Ａ，５１０Ｂが、平面でない波形方式に向けられ、もって、隣接した共振回路素子５１０Ａ，５１０Ｂの各それぞれの対のループ面の部分が、互いに角度θで傾斜されている実施形態を示す。実施形態において、示されたθは、実質的に９０度である。θの他の値も同様に使用可能であり、例えば、４５度、他の適した値でもよい。θの幾つかの値は、他の値に関して、高いデータ容量を与える場合がある。図６の実施例において、共振回路５１０Ａ，５１０Ｂは、直線配列のアライメントに対し、４５度傾斜されている。
【００８５】
図６の実施形態は、配列５０１に結合するように、異なる角度範囲にループ部分が向けられた共振回路を許容することが分かる。例えば、ループ部分５３０Ａの縦軸ＬＲが配列５０１の縦軸ＬＡに対して実質的に平行になるように、受信器のループ部分５３０Ａが向けられてもよい。あるいは、受信器のループ部分５３０Ｂの縦軸ＬＲが、配列５０１の縦軸ＬＡに対して実質的に垂直に向けられてもよい。
【００８６】
更なる代替え案として、受信器のループ部分の縦軸ＬＲあるいは送信器のループ部分の縦軸ＬＴは、ＬＡに関して、０度や９０度以外の角度βに向けられ、ループ部分と配列５０１との間の結合効率を高めてもよい。
【００８７】
本願で説明された直線配列は、例えば、並んだ構成で複数の直線配列を設けることにより、二次元配列を形成するように拡大されてもよいことが分かる。
【００８８】
図７は、３層６５１，６５２，６５３の共振回路を有する共振回路配列を示す。各層は、それぞれ、共振回路６１０Ａ，６１０Ｂ，６１０Ｃの副配列を備える。
【００８９】
上層６５１及び底層６５３は、図５に関して前述されたような中間層６５２との強い相互作用のおかげで、送信ユニット及び受信ユニットの共振回路６２０，６３０間の結合を強化するようにアレンジされていることが分かる。上層６５１及び底層６５３における共振回路間の結合は、中間層６５２とそれらの強い相互作用により強化される。
【００９０】
配置の帯域幅は、前述した強化された結合のおかげで、最大、少なくとも約２倍に増加される場合がある。
【００９１】
また、図７の配置は、各層が共振回路の二次元配列になっている二次元配列にも使用可能であろう。
【００９２】
図４に示されるような物理的に柔らかい装置は、比較的に簡単な方式で製作可能であることが分かる。幾つかの場合、結合性能は、特に相互共振子ジオメトリが変わると、変化する場合がある。幾つかの実施形態において、共振子は十分に小さく、一鎖の個々の共振子間の角度が十分に小さく、結合性能は基板の変形の予測された範囲にわたって維持される。
【００９３】
装置は、如何なる平面の、非導電性の表面に製作可能であり、ＬＣＤスクリーン、衣類、移植された医療機器、自動車及びボート（ボート、船、潜水艦の船体を含む）、ＰＣ及びラップトップ用ケース、印刷回路基板、本、広告用ポスター、他に適した非導電性の表面に製作可能である。そのため、例えば、装置は、ＰＣＢ上に設けられ、ＰＣＢに結合される集積回路間でデータを通信する為に使用されるバスラインを置き換えることが可能である。
【００９４】
幾つかの実施形態において、使用者に、移動可能な電話、音楽プレーヤ及び／又はビデオプレーヤのような通信又は記憶装置を、共通通信装置の一部にもたれて触らせ、データをダウンロードするようにアレンジされた共通通信装置が設けられる。例えば、使用者は、映画館で移動可能な装置をポスターにもたらせて触れ、ポスターに対応する映画情報をダウンロードすることが可能である。
【００９５】
他の用途も可能である。
【００９６】
図８は、本発明の実施形態に従う共振回路の実施例を示す。図８（ａ）は、一対の同心円分割リング型共振器７１０’、７１０”を有する共振回路７１０を示す。分割リング型共振器７１０’、７１０”は、各々が、ギャップを画成する自由端部の対を有する不連続環状素子の形になっている。幾つかの実施形態において、ギャップは、空気のギャップである。幾つかの実施形態において、自由端部間には、空気以外の媒体が設けられる。図８（ａ）の実施形態において、共振子の、それぞれのギャップは、互いに関して、１８０度に向けられている。
【００９７】
分割リング型共振子は、それらの形状や導体構成により、本来的に、所望のインダクタンス、静電容量、抵抗値を保有することが好ましい。これは、インダクタンス、静電容量、抵抗の適した値を達成する為に他の構成要素を必要としない安価で印刷可能な共振素子の製造を容易にする。幾つかの配置において、全ての共振子は、二次元構造体であり、共振子のブリッジ部分に三次元を必要とするブリッジ接続を含まない。これは、製造を単純化する。
【００９８】
図８（ｂ）の実施形態において、共振回路８１０は、一つの分割型リングを持って設けられているが、リングの自由端は、コンデンサ８１９により接続されている。
【００９９】
端部は、コンデンサ経由の端部間に導電性通路が無いので、自由端と考えられていることに留意される。端部は、コンデンサが導電性通路により置き換えられると（有効に、分割リングを連続したリングで置き換えると）、自由端ではない。
【０１００】
分割リングの最端部で接続される必要はなく、たとえ、コンデンサ経由の自由端部間に通路があっても有効であり、通路は、一つ以上の導電性部分と容量性ギャップにより画成されることが分かる。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、本質的に円形の分割リングを例示するが、他の形状でも可能であり、例えば、分割された正方形リング、分割された三角リング、円形螺旋、正方形螺旋及び多角形螺旋でもよい。結合効率は、パッキング構成に依存し、多角形は、円形より充填倍数が大きく、多角形共振回路に、隣り合うものの間で強い結合を持たせることが可能である。
【０１０１】
図９は、図８（ｂ）の実施形態に従う共振回路の二次元配列を有する共通通信装置９００を示す。
【０１０２】
図１０は、各々が螺旋分割リング型共振子の形にある共振回路の二次元配列を有する共通通信装置１０００を示す。
【０１０３】
図１１は、共振回路１１１０の二次元配列を有する共通通信装置１１００を示す。
回路１１１０は、行と列にアレンジされている。
【０１０４】
示された実施形態において、共振回路１１１０の交互の列の端部の共振回路１１１０Ｔ１，１１１０Ｔ２，  １１１０Ｔ３は、対応するコネクタ１１０５Ａ，１１０５Ｂ，１１０５Ｃに結合され、それぞれの端部共振回路１１１０Ｔ１，１１１０Ｔ２，１１１０Ｔ３に信号が結合することを許容し、それにより、装置１１００の共振回路１１１０に結合する。
【０１０５】
また、図１１は、それぞれが共通通信装置１１００を介して互いに通信するようにアレンジされた第１の携帯可能な装置１１９１，第２の携帯可能な装置１１９２を示す。
【０１０６】
第１の携帯可能な装置１１９１は、共通通信装置１１００の共振回路１１１０のループ面の部分に対して平行に向けられるようにループ部分がアレンジされた結合器１１２０を有する。同様に、第２の携帯可能な装置１１９２は、共通通信装置１１００の共振回路１１１０のループ面の部分に対して平行に向けられるようにループ部分がアレンジされた結合器１１３０を有する。
【０１０７】
そのため、第１の携帯可能な装置１９１及び第２の携帯可能な装置１１９２は、それぞれの結合器１１２０，１１３０及び共通通信装置１１００の共振回路１１１０を介して互いに通信可能である。
【０１０８】
同様に、第１の携帯可能な装置１９１及び第２の携帯可能な装置１１９２は、コネクタ１１０５Ａ，１１０５Ｂ，１１０５Ｃに結合される装置と通信可能である。映画情報のダウンロードを可能にするポスターの所定の上記実施例において、一つ以上のコネクタ１１０５Ａ，１１０５Ｂ，１１０５Ｃは、デジタビデオ及びオーディオデータ信号を装置１００に供給する為にアレンジされたサーバーに結合可能であろう。
【０１０９】
幾つかの実施形態において、たった一つのコネクタ１１０５Ａが設けられることが分かる。コネクタの他の数も同様に使用可能である。
【０１１０】
本発明の実施形態に従う共通通信装置は、カーペット、カーペットタイル、壁紙、ビル製作用ボードのような構造体の範囲内に、ケーブル、パイプ、他の導管、如何なる他の適した構造体の上あるいは周囲に設けることが可能である。
【０１１１】
本発明の実施形態の利点は、共通通信装置に供給されるべき電力が、それを機能させるのに必要とされないことである。本発明の実施形態に従う共通通信装置に沿って送信されるべき信号を制御するコントローラも、そのように望まれない限り、必ずしも要しない。
【０１１２】
本発明の実施形態に従う高性能装置が設けられてもよいことが分かる。例えば、装置は、リアルタイムで共通通信装置の通過帯域範囲を変更するようにアレンジされてもよい。例えば、可変コンデンサは、装置の共振素子に組み込まれてもよい。幾つかの実施形態において、媒体の誘電率が変更され、それにより、通過帯域範囲を変更してもよい。
【０１１３】
本発明の実施形態は、集積回路（ＩＣ）に使用可能である。そのため、電力及び信号のＩＣへの結合及びＩＣからの結合、ＩＣ内部の結合は、ＭＩ波により行われてもよい。
【０１１４】
そのため、幾つかの実施形態において、一つ以上の共振子がＩＣに設けられ、これらの共振子が、ＩＣが取り付けられるか他の方法で近傍に設けられた回路基板や他の基板上に設けられた一つ以上の対応する共振子と結合されるようにアレンジされてもよい。それにより、電力は、ＩＣ及びデータ信号、制御信号、ＩＣ及び基板間に送信される他の必要な如何なる信号にも伝達されてもよい。そのような基板を組み込む計算装置の構成要素は、共通通信装置を使用して互いに通信するようにアレンジされてもよい。例えば、記憶装置、ランダムアクセスメモリ装置、グラフィックプロセッサ装置及び他の如何なる装置や回路も、共通通信装置により、通信するようにアレンジされてもよい。これは、ＰＣＢに構成要素を搭載する為の、高価な壊れやすい機械的なコネクタに対する要件をなくせるという利点がある。
【０１１５】
共振素子は、実質的に円形ループ部分を有して設けられてもよい。ループ部分の他の形状も同様に使用可能であり、正方形、長方形、楕円、他の適した如何なる形状でもよい。正方形や長方形ループは、円形ループのような他の形状より、一定の場合に高い結合係数が得られるという利点がある。
【０１１６】
図１２（ａ）は、共振回路１２１０を備えるＭＩ導波管により送信ユニット１２２０，受信ユニット１２３０が結合される本発明の実施形態に従う装置（又は共通通信装置）の実験的な配置を示す。図１２（ｂ）は、データ速度及びＳ２１のピーク値をグラフで示し、ターミナル間隔は、装置の共振回路から、送信ユニット及び受信ユニットの、それぞれのターミナル（共振回路）の距離である。
【０１１７】
図１２（ｂ）のプロット挿入図は、最も近い距離（１ｍｍ）、最適な結合距離（８．２５ｍｍ）、最も遠い距離（３０ｍｍ）での伝達関数を示す。それぞれ、Ｓ２１の最大ピーク値とピークデータ容量を生み出すターミナル間隔の間には、０．７５ｍｍの差があることが分かる。
【０１１８】
図１３は、磁気誘導導波管に沿った送信ユニット１２２０の位置の関数として、Ｓ２１のピーク値とデータ速度をグラフで示す。
【０１１９】
図１４は、それぞれ、３層の共振回路素子１３１０Ａ，１３１０Ｂ，１３１０Ｃを有する共通通信装置１３００が設けられている装置の配置を示す。
【０１２０】
第１層１３１０Ａ（データ層１３１０Ａともいう）は、通信信号を搬送する高帯域幅のバス層を設けるようにアレンジされている。
【０１２１】
第２層１３１０Ｂ（制御層１３１０Ｂともいう）は、制御信号を搬送する低帯域幅のバス層を設けるようにアレンジされている。制御信号用通信チャネルの帯域は、通常、通信データチャネルの帯域より小さくできることが分かる。制御層は、例えば、装置又は通信装置１３００に結合される回路の制御に関連する信号を伝達する。
【０１２２】
第３層１３１０Ｃ（電力層１３１０Ｃともいう）は、装置１３００に結合されたユニットに電力を伝達するようにアレンジされている。電力は、電磁誘導により、電力層１３１０Ｃに供給され、電力層１３１０Ｃから供給される。
【０１２３】
図１４に示された実施形態において、電力は、電力を電力層１３１０Ｃに結合する為に共振回路素子１３１０がアレンジされたターミナルの形で、電力結合器１３９０により、電力層１３１０Ｃに結合される。
【０１２４】
同様に、それぞれの共振回路により、制御信号は制御層１３１０Ｂに結合可能であり、データ信号はデータ層１３１０Ａに結合可能である。
【０１２５】
データ層１３１９Ａ、制御層１３１０Ｂ、電力層１３１０Ｃの共振回路１３１０の共振周波数は、それぞれ、著しく異なるようにアレンジされ、データ信号、制御信号及び／又は電力信号の相交わる通信は、可能な限り小さくなっていることが分かる。
【０１２６】
幾つかの実施形態において、チップスタック１３５１，１３５２のようなユニットが共通通信装置１３００上に設けられ、それを通じて通信するように電力が供給されるようにアレンジされている。チップスタック１３５１，１３５２は、メモリ回路、マイクロプロセッサ回路のような一つ以上の集積回路を備えてもよい。各スタック１３５１，１３５２は、装置１３００の、それぞれの層１３１０Ａ，１３１０Ｂ，１３１０Ｃと結合するようにアレンジされた、それぞれの共振回路素子が設けられている。スタック１３５１，１３５２の共振回路素子の各々は、適したフィルタ素子が設けられ、その回路素子によりピックアップされる信号をフィルタで取り除くことを可能にし、特定の共振回路素子がピックアップすることを意図されているものに対応する信号を搬送しない。そのため、データ層１３１０Ａに対応するスタック１３５１，１３５２の共振回路素子は、制御層１３１０Ｂ及び電力層１３１０Ｃからの如何なる信号もピックアップしないようにアレンジされている。
【０１２７】
データ層１３１０Ａに対応したスタック１３５１，１３５２の共振回路素子によりピックアップされた制御層１３１０Ｂ，電力層１３１０Ｃからの如何なる信号も、適したフィルタにより取り除かれる。
【０１２８】
図１５は、「煉瓦壁」配置として説明可能な共振回路素子の配置を有する共通通信装置１４００を示す。示された実施形態において、装置は、２層１４１０Ａ，１４１０Ｂの共振素子を有する。各層の共振素子１４１０は、実質的に平面であり、それぞれの層の共振素子は、煉瓦壁構造体の煉瓦に類似した方式で、互いに千鳥状の関係にある。そのため、それぞれの層１４１０Ａ，１４１０Ｂの素子１４１０は、実質的に１８０度で互いに位相を異にしているものとして説明されてもよい。
【０１２９】
図１５に示された配置は、共振素子の高い面内結合が、素子の交互の垂直結合を介して得られる場合がある点で利点がある。これは、面内信号用通信装置１４００の帯域幅を高める効果がある。
【０１３０】
図１６は、共振回路素子の配列を支える次元の関数として、磁気誘導共通通信用チャネルの帯域幅の理論上の限界の包絡線を示すグラフである。このグラフは、１Ｄ配列，２Ｄ配列，３Ｄ配列の共振素子に対する結合強度の関数として、チャネル範囲／ｆ０を示す（ｆＯは、共振素子の共振周波数）。チャネル範囲／ｆ０の値は、
１／√（１＋η｜κ｜）＜ｆ／ｆ０＜１√（１−η｜κ｜）
という式(それぞれ、１Ｄ配列、２Ｄ配列、３Ｄ配列に対して、η＝１，２，３、κは結合定数）により制限される。
【０１３１】
本明細書の記載および特許請求の範囲を通して、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および「含有する（ｃｏｎｔａｉｎ）」およびそれらの用語の変形、例えば「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」は、「含むがそれらに限定されない」ことを意味し、他の部分、添加物、構成成分、整数もしくは工程を排除することを意図していない（そして排除しない）。 
【０１３２】
本明細書の記載および特許請求の範囲を通して、単数形は、その状況が他のことを要求していない限り、複数形を含む。特に、不定冠詞が使用される場合は、本明細書は、その状況が他のことを要求していない限り、単数だけでなく複数も意図していると理解されたい。 
【０１３３】
本発明の特定の態様、実施形態もしくは実施例と結び付けて記載される特徴、整数、特性、化合物、化学的部分もしくは化学基は、矛盾していない限り、本明細書に記載した任意の他の態様、実施形態もしくは実施例に適用できると理解されたい。 
【符号の説明】
【０１３４】
１００    装置
１０１    配列
１１０    共振回路
１１０，２１０  回路
１２０    共振回路
１３０    共振回路
１９１    装置
２０１    配列
２１０    平面結合共振回路
２２０    共振回路
２３０    共振回路
３１０    回路
３９１    電話装置
３９３    ヘッドセット
４１０    共振子
４１０Ｌ  送信層
４１１    共振回路、共振子
４１１Ｌ  インタフェース層
５０１  直線配列
５１０Ａ，５１０Ｂ  共振回路、共振回路素子
５１０Ａ，５１０Ｂ     共振回路
５２０    送信ユニット
５２０，５３０  共振子
５２０，５３０  外部結合器
５３０    受信ユニット
５３０Ａ  ループ部分
５３０Ｂ  ループ部分
６１０Ａ，６１０Ｂ，６１０Ｃ  共振回路
６２０，６３０  共振回路
６５１    上層
６５１，６５２，６５３  層
６５２    中間層
６５３    底層
７１０    同心円分割リング型共振器
７１０    共振回路、分割リング型共振器
８１０    共振回路
８１９    コンデンサ
９００    共通通信装置
１０００  共通通信装置
１１００  共通通信装置
１１０５Ａ  コネクタ
１１０５Ａ，１１０５Ｂ，１１０５Ｃ  コネクタ
１１１０  共振回路
１１１０Ｔ１，１１１０Ｔ２  端部共振回路
１１２０，１１３０  結合器
１１９１  装置
１１９２  装置
１２１０  共振回路
１２２０  送信ユニット
１２３０  受信ユニット
１３００  共通通信装置
１３１０  共振回路素子、共振回路
１３１０Ａ  データ層
１３１０Ｂ  制御層
１３１０Ｃ  電力層
１３１９Ａ  データ層
１３５１，１３５２     チップスタック
１３９０  電力結合器
１４００  面内信号用通信装置
１４１０  共振素子
１４１０Ａ，１４１０Ｂ  層
Ａ        痕跡
Ｂ        痕跡
Ｃ        痕跡
ｄ        ターミナル間隔
ＬＡ      縦軸
ＬＲ      縦軸
ＬＴ      縦軸
ｒ        半径
Ｒrad   輻射損
β        角度
θ        角度
【図１ａ】
2013513277.tif 000003
【図１ｂ】
2013513277.tif 000004
【図１ｄ】
2013513277.tif 000005
【図１ｅ】
2013513277.tif 000006
【図４】
2013513277.tif 000007
【図５ａ】
2013513277.tif 000008
【図６】
2013513277.tif 000009
【図７】
2013513277.tif 000010
【図８ａ】
2013513277.tif 000011
【図８ｂ】
2013513277.tif 000012
【図９】
2013513277.tif 000013
【図１０】
2013513277.tif 000014
【図１１】
2013513277.tif 000015
【図１２ａ】
2013513277.tif 000016
【図１５】
2013513277.tif 000017
【図１ｃ】
2013513277.tif 000018
【図２】
2013513277.tif 000019
【図３】
2013513277.tif 000020
【図５ｂ】
2013513277.tif 000021
【図１２ｂ】
2013513277.tif 000022
【図１３】
2013513277.tif 000023
【図１４】
2013513277.tif 000024
【図１６】
2013513277.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月1日(2012.8.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近傍界結合共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A, 610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）配列を備える共通通信装置（900; 1000; 1100; 1300; 1400）において、前記素子は、各々が結合部分を備え、前記結合部分は、自由端を備えたループ部分を備え、    
前記装置はデータ送信ユニット（520; 1191,1192）及びデータ受信ユニット（530; 1191,1192）と組み合わされて設けられ、各ユニットは、結合部分（620,630; 1120,1130）を有し、前記ユニット（520; 530）は、各ユニット及び共通通信装置（900; 1000; 1100; 1300; 1400）の結合部分（620,630; 1120,1130）により、互いに通信するようにアレンジされ、  
データ送信ユニットの結合部分は、装置の第１共振素子のループ部分と近傍界結合されるようにアレンジされたループ部分を備え、データ受信ユニット（530; 1191, 1192）の結合部分（620,630; 1120,1130）は、第１共振素子ではなく装置の第２共振素子のループ部分と近傍界結合されるようにアレンジされたループ部分を備える共振素子を備える、共通通信装置。
【請求項２】
前記装置（900; 1000; 1100; 1300; 1400）の少なくとも一つの対の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A, 610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）は、実質的に平面結合構成あるいは実質的に同軸構成で互いに結合される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
第１及び第２層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）を備える、請求項１〜２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４】
第１層配列及び第２層配列の近傍界結合共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）を備える共通通信装置（900; 1000; 1100; 1300; 1400）において、前記素子は、各々が、結合部分を備え、前記結合部分は、自由端を備えたループ部分を備え、前記第１の配列の前記素子は、前記第２の配列の前記素子と近傍界結合されるようにアレンジされる、共通通信装置。
【請求項５】
前記第１層の素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）は、前記第２層へと突き出されたとき、前記第２層の素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）間で実質的に中間にある場所に設けられる、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第１層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）の各それぞれのループ面は、前記第２層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）の各それぞれのループ面に対して、実質的に平行であり、或いは、
前記第２層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）の各それぞれのループ面に対して、実質的に垂直である、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記第１層及び第２層の素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）は、層間に結合を導入するようにアレンジされた相対位置に設けられ、それにより、所定層の素子間の結合量を強化する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記第１層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）は、前記第２層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）に対して異なる共振周波数を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記データ送信ユニット（520; 1191,1192）又はデータ受信ユニット（530; 1191,1192）の前記結合素子（620,630; 1120,1130）の前記共振周波数は、前記第１層及び第２層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）の共振周波数とは異なる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）の上方の適した向きにあるデータ送信ユニット（520; 1191,1192）又はデータ受信ユニット（530; 1191,1192）の結合部分（620,630; 1120,1130）の存在は、前記装置の一つ以上の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）の共振周波数にシフトを生じさせるようにアレンジされ、もって、前記第１層又は第２層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）及び前記データ送信ユニット（520; 1191,1192）又はデータ受信ユニット（530; 1191,1192）の前記結合素子（620,630; 1120,1130）が結合に至る、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
第３層の共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110 ; 1210; 1410）を更に備え、前記第１層及び第３層は、それらの間に前記第２層を挟むようにアレンジされる、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記データ送信ユニット（520; 1191,1192）及び前記データ受信ユニット（530; 1191,1192）は、磁気誘導（ＭＩ）波により、更に／或いは、電気誘導（ＥＩ）波により、互いに通信するようにアレンジされる、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記ループ部分の前記自由端は容量性ギャップを形成、或いは、前記自由端はコンデンサ（８１９）により接続される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記共振素子（110; 210; 310; 410; 510A,510B; 610A,610B,610C; 710; 810; 1110; 1210; 1410）は、２つ以上のループ部分を含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の共通通信装置（900; 1000; 1100; 1300; 1400）を備える物品であって、
布製品、一片のカーペット、一片の壁紙、構造パネル、コンストラクションパネル、流体導管、回路板、マザーボード、集積回路、船舶の船体、航空機の胴体、自動車の車体、自動車の運転台から選択される一つである、物品。
【国際調査報告】
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