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Title:
COMMUNICATION DEVICE AND TWO-DIMENSIONAL COMMUNICATION SYSTEM USING THE SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/028171
Kind Code:
A1
Abstract:
A switch circuit (22) connects a switch (SW) to a terminal (221) when a connector (1) receives a signal, and connects the switch (SW) to a terminal (222) when the connector (1) receives power. The connector (1) receives the transmitted signal and the power at the same frequency, outputs the received signal to a communication unit (24) through an attenuator (23), and outputs the received power to a power receiving unit (25). The communication unit (24) performs signal reception processing, and outputs the processed signal to a computer (3). The power receiving unit (25) performs power reception processing, and stores the processed power. Then, the power receiving unit (25) supplies the communication unit (24) or the computer (3) with the stored power.

Inventors:
LIM AZMAN OSMAN (JP)
KADO YOUITI (JP)
HATTORI KIYOHIKO (JP)
ZHANG BING (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/002309
Publication Date:
March 05, 2009
Filing Date:
August 26, 2008
Export Citation:
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Assignee:
NAT INST INF & COMM TECH (JP)
LIM AZMAN OSMAN (JP)
KADO YOUITI (JP)
HATTORI KIYOHIKO (JP)
ZHANG BING (JP)
International Classes:
H04B13/00; H02J50/00; H02J50/05; H02J50/40; H02J50/70; H02J50/80; H04B5/02
Foreign References:
JPH11143600A1999-05-28
JP2006094428A2006-04-06
Attorney, Agent or Firm:
MATSUYAMA, Takao (2-1 Tenma 2-chome,Kita-ku, Osaka-sh, Osaka 43, JP)
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Claims:
 2次元通信媒体(30)を用いて通信を行なう通信装置(10,110,120)であって、
 前記2次元通信媒体(30)の伝送周波数を有する信号が前記伝送周波数を有する電力に重畳された第1の伝送波(wv3)、前記伝送周波数を有する信号からなる第2の伝送波(wv2)、および前記伝送周波数を有する電力からなる第3の伝送波(wv1)のいずれかを前記2次元通信媒体(30)を介して受信するコネクタ(1)と、
 信号処理回路(3)と、
 前記コネクタ(1)が前記第1の伝送波(wv3)を受信したとき、前記第1の伝送波(wv3)に基づいて前記信号の受信処理と前記電力の受電処理とを独立に行ない、前記受信処理後の信号を前記信号処理回路(3)へ出力し、かつ、前記受電処理後の電力を蓄積し、前記コネクタ(1)が前記第2の伝送波(wv2)を受信したとき、前記第2の伝送波(wv2)の受信処理を行なって前記信号を前記信号処理回路(3)へ出力し、前記コネクタ(1)が前記第3の伝送波(wv1)を受信したとき前記第3の伝送波(wv1)を電力として蓄積するインターフェース装置(2,2A,2B)とを備える通信装置。
 前記コネクタ(1)は、前記第1または第2の伝送波(wv3,wv2)を前記2次元通信媒体(30)から受信し、
 前記インターフェース装置(2B)は、
 前記信号の受信処理を行ない、その受信処理後の信号を前記信号処理回路(3)へ出力する通信ユニット(24)と、
 前記電力の受電処理を行ない、その受電処理後の電力を蓄積する電力受電ユニット(25)と、
 前記第1の伝送波(wv3)を前記信号と前記電力とに分離し、その分離した信号を前記通信ユニット(24)へ出力し、前記分離した電力を前記電力受電ユニット(25)へ出力する分離回路(26)と、
 前記コネクタ(1)が前記第1の伝送波(wv3)を受信したとき前記コネクタ(1)を前記分離回路(26)に接続し、前記コネクタ(1)が前記第2の伝送波(wv2)を受信したとき前記コネクタ(1)を前記通信ユニット(24)に接続するスイッチ回路(22)とを含む、請求項1に記載の通信装置。
 前記通信ユニット(24)は、前記電力受電ユニット(25)から前記電力の供給を受ける、請求項2に記載の通信装置。
 前記コネクタ(1)は、前記2次元通信媒体(30)を介して前記第1の伝送波(wv3)をパワーノードから受信する、請求項2に記載の通信装置。
 前記パワーノードは、センサーシステムにおける複数のセンサーによって検出された複数の検出データを受信する通信ノードである、請求項4に記載の通信装置。
 前記分離回路(26)は、前記第1の伝送波(wv3)の振幅を前記信号の振幅と前記電力の振幅との振幅比に内分することにより前記第1の伝送波(wv3)を前記信号と前記電力とを分離する、請求項2に記載の通信装置。
 前記コネクタ(1)は、前記2次元通信媒体(30)を介して前記第1の伝送波(wv3)をパワーノードから受信する、請求項6に記載の通信装置。
 前記パワーノードは、センサーシステムにおける複数のセンサーによって検出された複数の検出データを受信する通信ノードである、請求項7に記載の通信装置。
 前記コネクタ(1)は、前記第2または第3の伝送波(wv2,wv1)を前記2次元通信媒体(30)から受信し、
 前記インターフェース装置(2,2A,2B)は、
 前記第2の伝送波(wv2)の受信処理を行ない、その受信処理後の信号を前記信号処理回路(3)へ出力する通信ユニット(24,24A)と、
 前記第3の伝送波(wv1)の受信処理を行ない、その受信処理後の電力を蓄積する電力受電ユニット(25)と、
 前記第2の伝送波(wv2)の送信先または前記通信ユニット(24,24A)の動作の有無に応じて、前記コネクタ(1)を前記通信ユニット(24,24A)または前記電力受電ユニット(25)に接続するスイッチ回路(22)とを含む、請求項1に記載の通信装置。
 前記スイッチ回路(22)は、前記電力を送信可能なパワーノードから送信要求信号(RTS)からなる前記第2の伝送波(wv2)を前記コネクタ(1)が受信すると、前記コネクタ(1)を前記通信ユニット(24,24A)に接続し、前記パワーノードの通信相手である通信ノードから前記送信要求信号(RTS)に対する通信許可信号(CTS)からなる前記第2の伝送波(wv2)を前記コネクタ(1)が受信すると、前記コネクタ(1)を前記電力受電ユニット(25)に接続し、
 前記電力受電ユニット(25)は、前記コネクタ(1)が前記パワーノードから受信した前記第3の伝送波(wv1)の受信処理を行ない、その受信処理後の電力を蓄積する、請求項9に記載の通信装置。
 前記パワーノードは、センサーシステムにおける複数のセンサーによって検出された複数の検出データを受信する通信ノードである、請求項10に記載の通信装置。
 前記スイッチ回路(22)は、前記通信ユニット(24,24A)が通信を停止しているとき、前記コネクタ(1)を前記電力受電ユニット(25)に接続し、前記通信ユニット(24,24A)が通信を開始すると、前記コネクタ(1)を前記通信ユニット(24,24A)に接続し、
 前記電力受電ユニット(25)は、前記通信ユニット(24,24A)が通信を停止しているとき、前記コネクタ(1)が前記パワーノードから受信した前記第3の伝送波(wv1)の受信処理を行ない、その受信処理後の電力を蓄積する、請求項9に記載の通信装置。
 前記スイッチ回路(22)は、前記電力を送信可能なパワーノードから送信要求信号(RTS)からなる前記第2の伝送波(wv2)を前記コネクタ(1)が受信すると、前記コネクタ(1)を前記通信ユニット(24,24A)に接続し、前記通信ユニット(24,24A)が前記送信要求信号(RTS)に対する通信許可信号(CTS)からなる前記第2の伝送波(wv2)を前記コネクタ(1)を介して前記パワーノードへ送信すると、前記コネクタ(1)と前記通信ユニット(24,24A)との接続を維持する、請求項9に記載の通信装置。
 前記パワーノードは、センサーシステムにおける複数のセンサーによって検出された複数の検出データを受信する通信ノードである、請求項13に記載の通信装置。
 前記スイッチ回路(22)は、前記電力を送信可能なパワーノード以外のノードから前記第2の伝送波(wv2)を前記コネクタ(1)が受信すると、前記コネクタ(1)を前記通信ユニット(24,24A)に接続するとともに、前記コネクタ(1)と前記通信ユニット(24,24A)との接続を維持する、請求項9に記載の通信装置。
 前記パワーノードは、センサーシステムにおける複数のセンサーによって検出された複数の検出データを受信する通信ノードである、請求項15に記載の通信装置。
 2次元通信媒体(30)を用いて通信を行なう通信装置(130B)であって、
 相互に異なる周波数(f1~f3)を有し、かつ、同一パワーを有する複数の伝送波(wv4~wv6)を前記2次元通信媒体(30)を介して受信する複数の第1のコネクタ(142~144)と、
 前記複数の伝送波(wv4~wv6)のうちの1つの伝送波を前記2次元通信媒体(30)を介して前記複数の第1のコネクタ(142~144)よりも低感度で受信する第2のコネクタ(141)と、
 信号処理回路(149)と、
 前記複数の第1のコネクタ(142~144)が受信した複数の伝送波(wv4~wv6)の受信処理を行ない、その受信処理後の電力を蓄積する充電回路(1482)と、
 前記第2のコネクタ(141)が受信した伝送波の受信処理を行ない、その受信処理後の信号を前記信号処理回路(149)へ出力する受信回路(1481)とを備える通信装置。
 伝送波を伝送する2次元通信媒体(30)と、
 前記2次元通信媒体上に配置される複数の通信装置(10A~10G,110A~110G,120A~120G)とを備え、
 前記複数の通信装置(10A~10G,110A~110G,120A~120G)の各々は、
 前記2次元通信媒体(30)の伝送周波数を有する信号が前記伝送周波数を有する電力に重畳された第1の伝送波(wv3)、前記伝送周波数を有する信号からなる第2の伝送波(wv2)、および前記伝送周波数を有する電力からなる第3の伝送波(wv1)のいずれかを前記2次元通信媒体(30)を介して受信するコネクタ(1)と、
 信号処理回路(3)と、
 前記コネクタ(1)が前記第1の伝送波(wv3)を受信したとき、前記第1の伝送波(wv3)に基づいて前記信号の受信処理と前記電力の受電処理とを独立に行ない、前記受信処理後の信号を前記信号処理回路(3)へ出力し、かつ、前記受電処理後の電力を蓄積し、前記コネクタ(1)が前記第2の伝送波(wv2)を受信したとき、前記第2の伝送波(wv2)の受信処理を行なって前記信号を前記信号処理回路(3)へ出力し、前記コネクタ(1)が前記第3の伝送波(wv1)を受信したとき前記第3の伝送波(wv1)を電力として蓄積するインターフェース装置(2,2A,2B)とを含む、2次元通信システム。
Description:
通信装置およびそれを用いた2次 元通信システム

 この発明は、2次元通信を行なう通信装置 およびそれを用いた2次元通信システムに関 るものである。

従来、シート状のシート装置を用いて通信 を行なう2次元通信システムが知られている( 開2006-270165号公報)。この2次元通信システム においては、各通信装置は、シート装置上に 配置され、シート装置を介して他の通信装置 と通信を行なう。

 また、従来、2次元通信に用いられる通信 装置は、信号を受信する信号受信回路と、電 力を受電する電力受信回路とを備える(Naoshi  Yamahira, Yasutoshi Makino, Hiroto Itai, and Hiroyuki Shinoda, “Proximity Connection in Two-Dimensional Si gnal Transmission”, SICE-ICASE International Joint Co nference, Busan, Korea, Oct. 18-21, 2006.)。信号の 信と電力の送電側では、電力伝送装置と通 装置とは別個に動作しており、互いに連動 てはいない。伝送される電力は、通信信号 力と比較して非常に大きいため、通信信号 伝送電力の干渉に埋もれないように送信用 波数と送電用周波数を十分に離して信号の 信および電力の送電を行ない、受信・受電 では、それぞれの伝送周波数に合った受信 コネクタと受電用コネクタとを通信装置に 備していた。

 しかし、2次元通信システムにおいて、1 の2次元通信シートの性能を十分に出すため は対応しようとする周波数に合わせた調整 必要であるが、調整により性能の出る周波 帯の幅は、限定的であり、通信信号が伝送 力の干渉に埋もれないように送信用周波数 送電用周波数を十分に離すことができず、 信性能および送電性能を十分に出すことが きないという問題があった。

 そこで、この発明は、かかる問題を解決 るためになされたものであり、その目的は 信号の伝送性能の低下を抑制して信号の受 および電力の受電が可能な通信装置を提供 ることである。

 また、この発明の別の目的は、信号の伝 性能の低下を抑制して信号および電力を受 可能な通信装置を用いた2次元通信システム を提供することである。

 この発明によれば、通信装置は、2次元通 信媒体を用いて通信を行なう通信装置であっ て、コネクタと、信号処理回路と、インター フェース装置とを備える。コネクタは、2次 通信媒体の伝送周波数を有する信号が伝送 波数を有する電力に重畳された第1の伝送波 伝送周波数を有する信号からなる第2の伝送 波、および伝送周波数を有する電力からなる 第3の伝送波のいずれかを2次元通信媒体を介 て受信する。インターフェース装置は、コ クタが第1の伝送波を受信したとき、第1の 送波に基づいて信号の受信処理と電力の受 処理とを独立に行ない、受信処理後の信号 信号処理回路へ出力し、かつ、受電処理後 電力を蓄積し、コネクタが第2の伝送波を受 したとき、第2の伝送波の受信処理を行なっ て信号を信号処理回路へ出力し、コネクタが 第3の伝送波を受信したとき第3の伝送波を電 として蓄積する。

 好ましくは、コネクタは、第1または第2 伝送波を2次元通信媒体から受信する。イン ーフェース装置は、通信ユニットと、電力 電ユニットと、分離回路と、スイッチ回路 を含む。通信ユニットは、信号の受信処理 行ない、その受信処理後の信号を信号処理 路へ出力する。電力受電ユニットは、電力 受電処理を行ない、その受電処理後の電力 蓄積する。分離回路は、第1の伝送波を信号 と電力とに分離し、その分離した信号を通信 ユニットへ出力し、分離した電力を電力受電 ユニットへ出力する。スイッチ回路は、コネ クタが第1の伝送波を受信したときコネクタ 分離回路に接続し、コネクタが第2の伝送波 受信したときコネクタを通信ユニットに接 する。

 好ましくは、分離回路は、第1の伝送波の 振幅を信号の振幅と電力の振幅との振幅比に 内分することにより第1の伝送波を信号と電 とを分離する。

 好ましくは、コネクタは、第2または第3 伝送波を2次元通信媒体から受信する。イン ーフェース装置は、通信ユニットと、電力 電ユニットと、スイッチ回路とを含む。通 ユニットは、第2の伝送波の受信処理を行な い、その受信処理後の信号を信号処理回路へ 出力する。電力受電ユニットは、第3の伝送 の受信処理を行ない、その受信処理後の電 を蓄積する。スイッチ回路は、第2の伝送波 送信先または通信ユニットの動作の有無に じて、コネクタを通信ユニットまたは電力 電ユニットに接続する。

 好ましくは、スイッチ回路は、電力を送 可能なパワーノードから送信要求信号から る第2の伝送波をコネクタが受信すると、コ ネクタを通信ユニットに接続し、パワーノー ドの通信相手である通信ノードから送信要求 信号に対する通信許可信号からなる第2の伝 波をコネクタが受信すると、コネクタを電 受電ユニットに接続する。電力受電ユニッ は、コネクタがパワーノードから受信した 3の伝送波の受信処理を行ない、その受信処 後の電力を蓄積する。

 好ましくは、スイッチ回路は、通信ユニ トが通信を停止しているとき、コネクタを 力受電ユニットに接続し、通信ユニットが 信を開始すると、コネクタを通信ユニット 接続する。電力受電ユニットは、通信ユニ トが通信を停止しているとき、コネクタが ワーノードから受信した第3の伝送波の受信 処理を行ない、その受信処理後の電力を蓄積 する。

 好ましくは、通信ユニットは、電力受電 ニットから電力の供給を受ける。

 好ましくは、スイッチ回路は、電力を送 可能なパワーノードから送信要求信号から る第2の伝送波をコネクタが受信すると、コ ネクタを通信ユニットに接続し、通信ユニッ トが送信要求信号に対する通信許可信号から なる第2の伝送波をコネクタを介してパワー ードへ送信すると、コネクタと通信ユニッ との接続を維持する。

 好ましくは、スイッチ回路は、電力を送 可能なパワーノード以外のノードから第2の 伝送波をコネクタが受信すると、コネクタを 通信ユニットに接続するとともに、コネクタ と通信ユニットとの接続を維持する。

 好ましくは、コネクタは、2次元通信媒体 を介して第1の伝送波をパワーノードから受 する。

 好ましくは、パワーノードは、センサー ステムにおける複数のセンサーによって検 された複数の検出データを受信する通信ノ ドである。

 また、この発明によれば、通信装置は、2 次元通信媒体を用いて通信を行なう通信装置 であって、複数の第1のコネクタと、第2のコ クタと、信号処理回路と、充電回路と、受 回路とを備える。複数の第1のコネクタは、 相互に異なる周波数を有し、かつ、同一パワ ーを有する複数の伝送波を2次元通信媒体を して受信する。第2のコネクタは、複数の伝 波のうちの1つの伝送波を2次元通信媒体を して複数の第1のコネクタよりも低感度で受 する。充電回路は、複数の第1のコネクタが 受信した複数の伝送波の受信処理を行ない、 その受信処理後の電力を蓄積する。受信回路 は、第2のコネクタが受信した伝送波の受信 理を行ない、その受信処理後の信号を信号 理回路へ出力する。

 さらに、この発明によれば、2次元通信シ ステムは、2次元通信媒体と、複数の通信装 とを備える。2次元通信媒体は、伝送波を伝 する。複数の通信装置は、2次元通信媒体上 に配置される。そして、複数の通信装置の各 々は、請求項1から請求項12のいずれか1項に 載の通信装置からなる。

 この発明においては、信号および電力が じ周波数で伝送され、通信装置は、信号の 信および電力の受電を行い、その受信した 号の受信処理と電力の受電処理とを独立に なう。その結果、通信信号が伝送電力の干 に埋もれないように送信用周波数と送電用 波数を十分に離す必要がなく、使用する1つ の周波数に合わせて調整された2次元通信シ トが利用可能である。

 したがって、この発明によれば、信号の 送性能の低下を抑制して信号の受信および 力の受電を行なうことができる。

 また、この発明においては、通信装置は 信号および電力を1つのコネクタによって受 信する。

 したがって、この発明によれば、通信装 を小さくできる。

 さらに、この発明においては、送信元が 時に電力を供給する際に、信号用の伝送電 と電力用の伝送電力とが同じ大きさである め、通信信号が伝送電力の干渉に埋もれる となく、信号伝送と電力伝送とが同時に行 われる。

 したがって、この発明によれば、信号の 送性能の低下を抑制して信号の受信および 力の受電を行なうことができる。

 また、複数の伝送波によって伝送された 力を蓄積するので、多くの電力を送電でき 。

この発明の実施の形態1による通信装置 の構成を示す概略ブロック図である。 2次元通信シートの斜視図である。 図2に示す線III-III間における2次元通信 ートの断面図である。 2次元通信の概念図である。 RTS(Request To Send)パケットの構成図であ る。 伝送波の概念図である。 図1に示す通信装置を用いた2次元通信 ステムの概略図である。 図7に示す2次元通信システムにおける 信方法を説明するためのタイミングチャー である。 実施の形態1における通信方法を説明す るためのフローチャートである。 実施の形態2による通信装置の構成を す概略ブロック図である。 図10に示す通信装置を用いた2次元通信 システムの概略図である。 図11に示す2次元通信システムにおける 通信方法を説明するためのタイミングチャー トである。 実施の形態2における通信方法を説明 るためのフローチャートである。 実施の形態3による通信装置の構成を す概略ブロック図である。 伝送波を信号および電力に分離する方 法を説明するための図である。 図14に示す通信装置を用いた2次元通信 システムの概略図である 図16に示す2次元通信システムにおける 通信方法を説明するためのタイミングチャー トである。 実施の形態3における通信方法を説明 るためのフローチャートである。 実施の形態4による2次元通信システム 概略図である。 図19に示す通信装置(シンク)の構成を す概略ブロック図である。 図20に示すコネクタ側から見た通信装 の平面図である。 図19に示す通信装置(シンク以外の通信 ノード)の構成を示す概略ブロック図である 図22に示すコネクタ側から見た通信装 の平面図である。 2次元通信システムの具体例を示す図 ある。

 本発明の実施の形態について図面を参照 ながら詳細に説明する。なお、図中同一ま は相当部分には同一符号を付してその説明 繰返さない。

 [実施の形態1]
 図1は、この発明の実施の形態1による通信 置の構成を示す概略ブロック図である。図1 参照して、この発明の実施の形態1による通 信装置10は、コネクタ1と、インターフェース 装置2と、コンピュータ(CPU:Central Processing Uni t)3とを備える。

 コネクタ1は、後述する2次元通信シート 接して配置される。そして、コネクタ1は、2 次元通信シートから各種の伝送波を受信し、 その受信した各種の伝送波をインターフェー ス装置2へ出力するとともに、インターフェ ス装置2から受けた信号を伝送波として2次元 通信シートへ送信する。

 インターフェース装置2は、充電スイッチ 21と、スイッチ回路22と、アッテネータ23と、 通信ユニット24と、電力受電ユニット25とを む。

 通信ユニット24は、増幅器241,242と、D/A変 器243と、A/D変換器244と、ディジタル処理ユ ット(DPU:Digital Processing Unit)245とを含む。

 電力受電ユニット25は、AC/DC変換器251と、 エネルギー蓄積器252とを含む。

 充電スイッチ21は、オンされると、スイ チ回路22へ電力を供給してスイッチ回路22を 作状態にする。また、充電スイッチ21は、 フされると、スイッチ回路22への電力の供給 を停止し、スイッチ回路22を停止状態にする

 スイッチ回路22は、スイッチSWと、端子221 ,222とを含む。そして、スイッチ回路22は、充 電スイッチ21から電力を受けて動作状態にな と、スイッチSWを端子221に接続し、コネク 1から受けた伝送波をアッテネータ23へ供給 る。その後、スイッチ回路22は、通信ユニッ ト24のディジタル処理ユニット245から切換信 EX1を受けると、スイッチSWの接続先を端子22 1から端子222に切換え、ディジタル処理ユニ ト245から切換信号EX2を受けると、スイッチSW の接続先を端子222から端子221に切換える。ま た、スイッチ回路22は、ディジタル処理ユニ ト245から保持信号HLDを受けると、スイッチS Wと端子221(または端子222)との接続を保持する 。スイッチ回路22は、スイッチSWが端子222に 続されると、コネクタ1から受けた伝送波をA C/DC変換器251へ出力する。

 アッテネータ23は、スイッチ回路22から受 けた伝送波のレベルが通信装置10の許容レベ を超えるとき、伝送波のレベルを通信装置1 0の許容レベルに減衰して増幅器242へ出力す 。

 増幅器241は、D/A変換器243から受けたアナ グ信号を増幅し、その増幅したアナログ信 をスイッチ回路22へ出力する。

 増幅器242は、アッテネータ23から受けた ナログ信号を増幅し、その増幅したアナロ 信号をA/D変換器244へ出力する。

 D/A変換器243は、ディジタル処理ユニット2 45から受けたディジタル信号をアナログ信号 変換し、その変換したアナログ信号を増幅 241へ出力する。

 A/D変換器244は、増幅器242から受けたアナ グ信号をディジタル信号に変換し、その変 したディジタル信号をディジタル処理ユニ ト245へ出力する。

 ディジタル処理ユニット245は、A/D変換器2 44から受けたディジタル信号を復号する。そ て、ディジタル処理ユニット245は、その復 したディジタル信号が制御パケットである き、その制御パケットをコンピュータ3へ出 力するとともに、その制御パケットの送信先 または送信元に応じて、切換信号EX1,EX2およ 保持信号HLDのいずれかを生成し、その生成 た切換信号EX1,EX2および保持信号HLDのいずれ をスイッチ回路22へ出力する。一方、ディ タル処理ユニット245は、その復号したディ タル信号が制御パケットでないとき、その 号したディジタル信号をコンピュータ3へ出 する。

 また、ディジタル処理ユニット245は、コ ピュータ3から受けたディジタル信号を所定 の方式に変調し、その変調したディジタル信 号をD/A変換器243へ出力する。

 AC/DC変換器251は、スイッチ回路22の端子222 から受けた伝送波を交流電力から直流電力に 変換し、その変換した直流電力をエネルギー 蓄積器252へ出力する。

 エネルギー蓄積器252は、AC/DC変換器251か 受けた直流電力を蓄積するとともに、その 積した直流電力を通信ユニット24またはコン ピュータ3へ供給する。したがって、コンピ ータ3および通信ユニット24は、エネルギー 積器252から受けた電力によって動作する。

 コンピュータ3は、インターフェース装置 2の通信ユニット24から受けたディジタル信号 を処理するととともに、制御パケットまたは データパケットを生成して通信ユニット24へ 力する。

 図2は、2次元通信シートの斜視図である また、図3は、図2に示す線III-III間における2 元通信シートの断面図である。

 図2および図3を参照して、2次元通信シー 30は、誘電体部31と、導体部32,33とを含む。 電体部31は、たとえば、厚みがほぼ一定で るプラスチックまたは発泡材からなり、シ ト状の形状を有する。導体部32は、たとえば 、金属からなり、誘電体部31の一方の一主面 メッシュ状に形成される。この場合、メッ ュ状の導体部32によって囲まれる開口部32A 、正方形の形状を有し、複数の開口部32Aは 2次元通信シート30の外界における電磁波長 りも短い間隔で配置されている。導体部33は 、たとえば、金属からなり、誘電体部31の他 の一主面(導体部32が形成された面と反対面) の全面に形成される。

 メッシュ状の導体部32は、外界とシート状 誘電体部31との相互電磁結合を弱める働きを するので、外界と誘電体部31との電磁結合が 分に弱いと仮定すると、シート状の誘電体 31の内部では、電磁波は、1/(με) 1/2 で伝搬する。この場合、μは、誘電体部31の 磁率であり、εは、誘電体部31の誘電率であ 。

 開口部32Aは、2次元通信シート30の外界に ける電磁波長よりも短い間隔で配置されて るので、各開口部32Aから漏れ出すエバネッ ント波も、電磁波長よりも短い空間周期で 磁波位相が変化し、遠方まで伝搬する波動 はならない。

 この場合の減衰係数は、exp(-(ε/ε 0 -1) 1/2 (ω/c)z)となる。ここで、ε 0 は、外界の誘電率であり、ωは、信号の角周 数であり、cは、外界における光速であり、 zは、誘電体部31の導体部32が形成された面か の距離である。

 したがって、εがそれほど大きくなくて 、誘電体部31の薄い膜厚に対して、エバネッ セント波のしみ出し領域を波長程度まで小さ くすることができる。

 このように、2次元通信シート30は、電磁波 1/(με) 1/2 で伝搬させるとともに、その一主面(導体部32 が形成された面)からエバネッセント波をし 出させる。

 図4は、2次元通信の概念図である。図4を 照して、図1に示す通信装置10と同じ構成か なる2つの通信装置10A,10Bが2次元通信シート3 0上に配置される。この場合、通信装置10A,10B コネクタ1が2次元通信シート30の開口部32Aに 接する。通信装置10Aのコンピュータ3は、送 すべき信号を生成して通信ユニット24のディ ジタル処理ユニット245へ出力する。

 通信装置10Aのディジタル処理ユニット245 、コンピュータ3から受けた信号を所定の方 式に変調し、その変調した信号をD/A変換器243 へ出力する。通信装置10AのD/A変換器243は、デ ィジタル処理ユニット245からの信号をディジ タル信号からアナログ信号に変換し、その変 換したアナログ信号を増幅器241へ出力する。

 通信装置10Aの増幅器241は、D/A変換器243か 受けたアナログ信号を増幅してスイッチ回 22へ出力する。スイッチ回路22は、スイッチ SWを端子221へ接続し、増幅器241から受けたア ログ信号をコネクタ1へ出力する。

 そうすると、コネクタ1は、スイッチ回路 22から受けたアナログ信号に応じて、内蔵し 電極(図示せず)のスカラーポテンシャルお び/またはベクトルポテンシャルを変化させ 。ここで、スカラーポテンシャルの変化は 電位の変化に対応し、ベクトルポテンシャ の変化は、電流分布の変化、電束密度の変 および変位電流の分布の変化に対応する。

 コネクタ1に内蔵された電極のスカラーポ テンシャルおよび/またはベクトルポテンシ ルが変化すると、2次元通信シート30の誘電 部31に電磁波が発生し、その発生した電磁波 は、2次元通信シート30の表面付近のみを伝搬 する(図4の矢印参照)。

 そして、通信装置10Bが配置された位置ま 伝搬した電磁波は、誘電体部32の開口部32A らエバネッセント波EWVをしみ出させる。そ すると、通信装置10Bのコネクタ1は、その内 した電極(図示せず)によってエバネッセン 波EWVを検知し、通信装置10Aから送信された 気信号を受信する。

 このように、2次元通信は、2次元通信シ ト30の表面近傍を伝送する電磁波を用いて行 なわれる。なお、誘電体部31に発生する電磁 は、後述する伝送波を構成する。

 図5は、RTS(Request To Send)パケットの構成 である。図5を参照して、RTSパケットは、フ ーム制御部と、デュレーションと、送信先 、送信元と、FCS(Frame Check Sum)とを含む。

 フレーム制御部は、2Octetsの長さを有し、 RTSパケットであることを示す。デュレーショ ンは、2Octetsの長さを有し、RTSパケットの有 期間を示す。送信先は、6Octetsの長さを有し RTSパケットの送信先を示すアドレスからな 。送信元は、6Octetsの長さを有し、RTSパケッ トの送信元のアドレスからなる。FCS(Frame Chec k Sequence)は、4Octetsの長さを有し、誤り訂正 号からなる。

 そして、フレーム制御部、デュレーショ 、送信先および送信元は、MAC(Media Access Con trol)ヘッダを構成する。

 図6は、伝送波の概念図である。図6を参 して、通信装置10は、電力を送電可能なシン ク(Sink)である場合、振幅I1を有する伝送波wv1 よってデータパケットを送信し、振幅I2(< I1)を有する伝送波wv2によってRTSパケット、CTS (Clear To Send)パケットおよびACK(Acknowledge)パケ ット等の制御パケットを送信する。また、通 信装置10は、シンク以外の通信ノードである 合、データパケットおよび制御パケットを 送波wv2によって送信する。

 伝送波wv1は、電力として蓄積可能なエネ ギーを有する電磁波からなり、周期T1を有 る。また、伝送波wv2は、電力として蓄積可 なエネルギーよりも小さいエネルギーを有 る電磁波からなり、周期T1を有する。そして 、伝送波wv1は、たとえば、10Wのエネルギーを 有し、伝送波wv2は、たとえば、100mWのエネル ーを有する。

 このように、電力は、相対的に大きい振 I1を有する伝送波wv1によって伝送され、制 パケットを示す信号は、相対的に小さい振 I2を有する伝送波wv2によって伝送され、伝送 波wv1,wv2は、同じ周波数f(=1/T1)を有する。つま り、電力および信号は、同じ周波数fを有す 伝送波によって伝送される。そして、この 波数fは、2次元通信シート30の誘電体部31を 送し易い周波数としてチューニングされた 送周波数からなる。

 図7は、図1に示す通信装置10を用いた2次 通信システムの概略図である。図7を参照し 、2次元通信システム100は、複数の通信装置 10A,10B,10C,10D,10E,10F,10Gと、2次元通信シート30と を備える。複数の通信装置10A,10B,10C,10D,10E,10F, 10Gの各々は、図1に示す通信装置10からなり、 コネクタ1が2次元通信シート30に接するよう 2次元通信シート30の任意の場所に配置され 。

 複数の通信装置10A,10B,10C,10D,10E,10F,10Gのう の1台の通信装置、たとえば、通信装置10Aは 、シンクであり、通信装置10A以外の通信装置 10B,10C,10D,10E,10F,10Gは、電力を供給できない通 ノードである。

 したがって、通信装置10Aは、伝送波wv2を いてRTSパケット、CTSパケットおよびACKパケ ト等の制御パケットを送信し、伝送波wv1を いてデータパケットを送信する。また、通 装置10B,10C,10D,10E,10F,10Gは、伝送波wv2を用い 、RTSパケット、CTSパケットおよびACKパケッ 等の制御パケットとデータパケットとを送 する。

 図8は、図7に示す2次元通信システム100に ける通信方法を説明するためのタイミング ャートである。なお、図8においては、図7 示す通信装置10Aをシンクとし、通信装置10B~1 0Gをノード#1~ノード#Nとして説明する。

 図8を参照して、ビーコンBc1,Bc2,Bc3が周期T 2で生成される。そして、ビーコンBc1が生成 れると、ノード#1(たとえば、通信装置10B)は RTSパケットRTS1を生成し、その生成したRTSパ ケットRTS1を伝送波wv2により2次元通信シート3 0を介してシンク(通信装置10A)宛てに送信する 。

 シンク(通信装置10A)は、ノード#1(通信装 10B)からRTSパケットRTS1を受信し、RTSパケット RTS1のMACヘッダを参照して自己がRTSパケットRT S1の送信先であることを検知する。そして、 ンク(通信装置10A)は、RTSパケットRTS1に対す CTSパケットCTS1を生成し、その生成したCTSパ ケットCTS1を伝送波wv2により2次元通信シート3 0を介してノード#1(通信装置10B)宛てに送信す 。

 ノード#1(通信装置10B)は、シンク(通信装 10A)からCTSパケットCTS1を受信すると、データ パケットを生成し、その生成したデータパケ ットを伝送波wv2によりシンク(通信装置10A)宛 に送信する。

 シンク(通信装置10A)は、ノード#1(通信装 10B)からデータパケットを受信する。そして シンク(通信装置10A)は、データパケットの 信に応じて、ACKパケットACK1を生成し、その 成したACKパケットACK1を伝送波wv2によりノー ド#1(通信装置10B)宛てに送信する。これによ 、ノード#1(通信装置10B)からシンク(通信装置 10A)へのデータパケットの送信が完了する。

 なお、ノード#1(通信装置10B)がRTSパケット RTS1をシンク(通信装置10A)宛てに送信した場合 、ノード#2~ノード#Nも、RTSパケットRTS1を受信 し、RTSパケットRTS1のMACヘッダを参照して、RT SパケットRTS1の送信元がシンク(通信装置10A) 外のノード#1(通信装置10B)であることを検知 、スイッチ回路22のスイッチSWを端子221に接 続したままにする。ノード#2~ノード#Nがノー #1(通信装置10B)からデータパケットを受信し たとき、およびシンク(通信装置10A)からCTSパ ットCTS1およびACKパケットACK1を受信したと も、スイッチ回路22のスイッチSWを端子221に 続したままにする。

 その後、ノード#2(たとえば、通信装置10C) が同じ方法によってデータパケットをノード #1(通信装置10B)へ送信する。この場合、ノー #2(通信装置10C)は、RTSパケットRTS2およびデー タパケットを生成して伝送波wv2によりノード #1(通信装置10B)へ送信し、ノード#1(通信装置10 B)は、RTSパケットRTS2およびデータパケットを 受信するとともに、CTSパケットCTS2およびACK ケットACK2を生成して伝送波wv2によりノード# 2(通信装置10C)へ送信する。

 引き続いて、シンク(通信装置10A)は、RTS ケットRTS3を生成し、その生成したRTSパケッ RTS3を伝送波wv2によりノード#2(通信装置10C) てに送信する。

 ノード#1~ノード#N(通信装置10B~10G)は、シ ク(通信装置10A)からRTSパケットRTS3を受信す 。そして、ノード#1,#3~#N(通信装置10B,10D~10G) 、RTSパケットRTS3のMACヘッダを参照して、RTS ケットRTS3の送信元がシンク(通信装置10A)で り、RTSパケットRTS3の送信先が自己以外であ ることを検知する。また、ノード#2(通信装置 10C)は、RTSパケットRTS3のMACヘッダを参照して RTSパケットRTS3の送信元がシンク(通信装置10 A)であり、RTSパケットRTS3の送信先が自己であ ることを検知する。

 そうすると、ノード#2(通信装置10C)は、RTS パケットRTS3に対する応答パケットであるCTS ケットCTS3を生成し、その生成したCTSパケッ CTS3を伝送波wv2によりシンク(通信装置10A)宛 に送信する。

 ノード#1,#3~#N(通信装置10B,10D~10G)のディジ ル処理ユニット245は、ノード#2(通信装置10C) からCTSパケットCTS3を受信すると、切換信号EX 1を生成してスイッチ回路22へ出力し、スイッ チ回路22は、切換信号EX1に応じて、スイッチS Wの接続先を端子221から端子222に切換える。

 また、シンク(通信装置10A)は、ノード#2( 信装置10C)からCTSパケットCTS3を受信すると、 データパケットを生成し、その生成したデー タパケットを伝送波wv1によりノード#2(通信装 置10C)宛てに送信する。

 ノード#2(通信装置10C)は、シンク(通信装 10A)からデータパケットを受信し、その受信 たデータパケットの受信処理を行なう。す わち、ノード#2(通信装置10C)において、コネ クタ1は、2次元通信シート30を介して伝送波wv 1を受信し、その受信した伝送波wv1をスイッ 回路22へ出力する。そして、ノード#2(通信装 置10C)のスイッチ回路22は、コネクタ1から受 た伝送波wv1を端子221を介してアッテネータ23 へ出力し、アッテネータ23は、伝送波wv1のレ ルをノード#2(通信装置10C)の許容レベルに減 衰して増幅器242へ出力する。

 その後、ノード#2(通信装置10C)の増幅器242 は、伝送波wv1を増幅し、その増幅した伝送波 wv1をA/D変換器244へ出力し、A/D変換器244は、増 幅器242から受けた伝送波wv1をアナログ信号か らディジタル信号に変換し、その変換したデ ィジタル信号をディジタル処理ユニット245へ 出力する。そして、ノード#2(通信装置10C)の ィジタル処理ユニット245は、ディジタル信 を復号してコンピュータ3へ出力し、コンピ ータ3は、復号されたディジタル信号をディ ジタル処理ユニット245から受ける。これによ って、ノード#2(通信装置10C)は、シンク(通信 置10A)から送信されたデータパケットを受信 する。

 一方、ノード#1,#3~#N(通信装置10B,10D~10G)も シンク(通信装置10A)からデータパケットを 信し、その受信したデータパケットを構成 る伝送波wv1を電力PW1として蓄積する。すな ち、ノード#1,#3~#N(通信装置10B,10D~10G)の各々 おいて、コネクタ1は、2次元通信シート30を して伝送波wv1を受信し、その受信した伝送 wv1をスイッチ回路22へ出力する。そして、 ード#1,#3~#N(通信装置10B,10D~10G)の各々のスイ チ回路22は、コネクタ1から受けた伝送波wv1 端子222を介してAC/DC変換器251へ出力し、AC/DC 換器251は、スイッチ回路22から受けた伝送 wv1を交流電力から直流電力PW1に変換し、そ 変換した直流電力PW1をエネルギー蓄積器252 供給し、エネルギー蓄積器252は、AC/DC変換器 251から受けた直流電力PW1を蓄積する。

 その後、ビーコンBc2が生成されると、ノ ド#3(たとえば、通信装置10D)が上述した方法 と同じ方法によってデータパケットをシンク (通信装置10A)へ送信する。この場合、ノード# 3(通信装置10D)は、RTSパケットRTS4およびデー パケットを生成して伝送波wv2によりシンク( 信装置10A)へ送信し、シンク(通信装置10A)は RTSパケットRTS4およびデータパケットを受信 するとともに、CTSパケットCTS4およびACKパケ トACK4を生成して伝送波wv2によりノード#3(通 装置10D)へ送信する。

 上述したように、実施の形態1においては 、ノード#1~#N(通信装置10B~通信装置10G)は、シ クから同じ周波数fで伝送される信号(制御 ケット)および電力(データパケット)を受信 、その受信した信号を通信ユニット24によっ て処理し、その受電した電力を電力受電ユニ ット25によって処理する。つまり、ノード#1~# N(通信装置10B~通信装置10G)は、同じ周波数fで 送される信号および電力を受信し、その受 した信号の受信処理および電力の受信処理 独立に行なう。その結果、電力の受電処理 信号の受信処理に与える干渉が減少し、信 の受信利得の低いところで電力の受電利得 高くなるという現象が抑制される。

 したがって、この発明によれば、信号の 送性能の低下を抑制して信号の受信および 力の受電を行なうことができる。

 また、実施の形態1においては、ノード#1~ #N(通信装置10B~10G)は、1つのコネクタ1によっ 電力および信号を送受信する。

 したがって、この発明によれば、通信装 を小さくできる。

 さらに、実施の形態1においては、シンク (通信装置10A)がデータパケットの送信元であ 場合、シンク(通信装置10A)以外のノード#1~ ード#Nのうち、データパケットの送信先では ないノード#1,#3~#N(通信装置10B,10D~10G)は、シン ク(通信装置10A)から送信されたデータパケッ を電力PW1として蓄積し、シンク(通信装置10A )以外のノード#1~ノード#N(通信装置10B~10G)がデ ータパケットの送信元である場合、データパ ケットを受信したシンク(通信装置10A)および ータパケットの送信元以外のノードは、デ タパケットを電力として蓄積しない。

 したがって、この発明によれば、シンク データパケットを送信する場合、データパ ットの送信先以外のノードは、電力をシン から受け取ることができるとともに、その け取った電力を用いて通信を行なうことが きる。その結果、2次元通信システム100にお いてエネルギーを保存することができる。

 図9は、実施の形態1における通信方法を 明するためのフローチャートである。図9を 照して、一連の動作が開始されると、通信 置10の充電スイッチ21は、電力を供給してス イッチ回路22を動作状態にする。そして、ス ッチ回路22は、スイッチSWを端子221に接続し 、コネクタ1を通信ユニット24側に接続する( テップS1)。

 その後、コネクタ1は、2次元通信シート30を 介してRTSパケットを受信し(ステップS2)、そ 受信したRTSパケットをスイッチ回路22へ出力 し、スイッチ回路22は、端子221を介してRTSパ ットをアッテネータ23へ出力する、
 そして、アッテネータ23は、RTSパケットの ベルを通信装置10の許容レベルに減衰して増 幅器242へ出力し、増幅器242は、RTSパケットを 増幅し、その増幅したRTSパケットをA/D変換器 244へ出力する。A/D変換器244は、RTSパケットを アナログ信号からディジタル信号に変換し、 その変換したディジタル信号をディジタル処 理ユニット245へ出力する。

 そうすると、ディジタル処理ユニット245 、ディジタル信号を復号し(ステップS3)、RTS パケットの送信先が自己であるか否かを判定 する(ステップS4)。

 ステップS4において、RTSパケットの送信 が自己であると判定されたとき、ディジタ 処理ユニット245は、保持信号HLDを生成し、 の生成した保持信号HLDをスイッチ回路22へ出 力する。スイッチ回路22は、ディジタル処理 ニット245からの保持信号HLDに応じて、スイ チSWの接続先を端子221に保持する。すなわ 、コネクタ1と通信ユニット24との接続が維 される(ステップS5)。

 その後、ディジタル処理ユニット245は、R TSパケットに対するCTSパケットを生成し、そ 生成したCTSパケットをD/A変換器243および増 器241を介してスイッチ回路22へ出力する。 して、スイッチ回路22は、CTSパケットを受け 、その受けたCTSパケットをコネクタ1へ出力 、コネクタ1は、CTSパケットを送信する。こ によって、CTSパケットがRTSパケットの送信 へ送信される(ステップS6)。

 その後、コネクタ1は、RTSパケットの送信 元からデータパケットを受信し、その受信し たデータパケットをスイッチ回路22およびア テネータ23を介して通信ユニット24へ出力し 、通信ユニット24は、データパケットをアナ グ信号からディジタル信号に変換するとと に、その変換したディジタル信号を復号し コンピュータ3へ出力する。これによって、 RTSパケットの送信元から送信されたデータが 受信される(ステップS7)。

 一方、ステップS4において、RTSパケット 送信先が自己でないと判定されたとき、デ ジタル処理ユニット245は、RTSパケットの送 元がシンクであるか否かをさらに判定する( テップS8)。

 ステップS8において、RTSパケットの送信 がシンクであると判定されたとき、ディジ ル処理ユニット245は、CTSパケットを受信し か否かをさらに判定する(ステップS9)。

 そして、ステップS9において、CTSパケッ を受信したと判定されたとき、ディジタル 理ユニット245は、切換信号EX1を生成してス ッチ回路22へ出力し、スイッチ回路22は、デ ジタル処理ユニット245からの切換信号EX1に じて、スイッチSWの接続先を端子221から端 222に切換える。これによって、コネクタ1は 電力受電ユニット25側に接続される(ステッ S10)。

 その後、コネクタ1は、シンクから送信さ れたデータパケットを受信して電力受電ユニ ット25へ出力し、電力受電ユニット25は、デ タパケットを構成する伝送波wv1を電力とし 蓄積する。すなわち、電力受電ユニット25は 、データ送信中の電力を受電し、その受電し た電力を蓄積する(ステップS11)。

 そして、ステップS7の後、ステップS8にお いてRTSパケットの送信元がシンクでないと判 定されたとき、およびステップS9においてCTS ケットを受信していないと判定されたとき いずれかの後、一連の動作は終了する。

 上述したように、RTSパケットを受信した 信装置10は、自己がRTSパケットの送信先で く、RTSパケットの送信元がシンクであり、 らに、RTSパケットに対するCTSパケットを他 通信装置から受信した場合(ステップS4の“NO ”→ステップS8の“YES”→ステップS9の“YES 参照)、コネクタ1の接続先を通信ユニット24 ら電力受電ユニット25側へ切換えるととも 、シンクから送電された電力を蓄積する(ス ップS10,S11参照)。

 したがって、各通信装置は、シンクから 信された自己宛てでないデータパケットを 力として蓄積できる。その結果、2次元通信 システム100におけるエネルギーを保存できる 。

 実施の形態1によれば、電力を送電するた めの伝送波wv1と、RTSパケット等の制御パケッ トを送信するための伝送波wv2とを1つのコネ タ1によって受信し、その受信された電力(= 送波wv1)は、電力受電ユニット25によって処 され、その受信された信号(伝送波wv2)は、通 信ユニット24によって処理され、伝送波wv1は 伝送波wv2と同じ伝送周波数を有する。つま 、電力および信号は、同じ伝送周波数を有 、1つのコネクタによって受信され、かつ、 独立に受信処理される。

 したがって、電力の受電処理が信号の受 処理に与える干渉を抑制でき、信号の伝送 能の低下を抑制して信号および電力を通信 きる。

 なお、この発明においては、シンクは、 ータパケットを構成しない電力として蓄積 能なパワーからなる伝送波wv1のみを送信し ノード#1~#Nは、シンクから送信された伝送 wv1を受信して電力として蓄積するようにし もよい。

 また、この発明においては、シンクは、 ード#1~#Nのいずれかと通信を行なっている 合に、送信先へ送信すべきデータパケット 無くなったとき、データパケットを構成し い電力として蓄積可能なパワーからなる伝 波wv1のみをビーコンインターバルが終了す まで送信し、ノード#1~#Nは、シンクから送信 された伝送波wv1を受信して電力として蓄積す るようにしてもよい。

 [実施の形態2]
 図10は、実施の形態2による通信装置の構成 示す概略ブロック図である。図10を参照し 、実施の形態2による通信装置110は、図1に示 す通信装置10のインターフェース装置2をイン ターフェース装置2Aに代えたものであり、そ 他は、通信装置10と同じである。

 インターフェース装置2Aは、図1に示すイ ターフェース装置2の通信ユニット24を通信 ニット24Aに代えたものであり、その他は、 信ユニット24と同じである。

 通信ユニット24Aは、図1に示す通信ユニッ ト24のディジタル処理ユニット245をディジタ 処理ユニット245Aに代えたものであり、その 他は、通信ユニット24と同じである。

 ディジタル処理ユニット245Aは、送信また は受信するデータパケットがないとき、スイ ッチSWの接続先を端子221から端子222に切換え ための切換信号EX1を生成してスイッチ回路2 2へ出力し、送信または受信するデータパケ トがあるとき、スイッチSWの接続先を端子222 から端子221に切換えるための切換信号EX2を生 成してスイッチ回路22へ出力する。

 ディジタル処理ユニット245Aは、その他、 ディジタル処理ユニット245と同じ機能を果た す。

 図11は、図10に示す通信装置110を用いた2 元通信システムの概略図である。図11を参照 して、2次元通信システム100Aは、2次元通信シ ート30と、通信装置110A,110B,110C,110D,110E,110F,110G とを備える。

 通信装置110A,110B,110C,110D,110E,110F,110Gの各々 は、図10に示す通信装置110からなる。そして 通信装置110A,110B,110C,110D,110E,110F,110Gは、2次 通信シート30の表面(導体部32側の表面)に配 される。この場合、たとえば、通信装置110A 、シンクであり、通信装置110B,110C,110D,110E,11 0F,110Gは、シンク(通信装置110A)から電力を受 、その受けた電力を蓄積するノードである

 実施の形態2においては、シンク(通信装 110A)以外の通信装置110B,110C,110D,110E,110F,110Gは 自己が通信を行なっていないとき、シンク( 通信装置110A)から送電された電力を受電して 積し、自己が通信を行なうとき、その蓄積 た電力を用いて通信を行なう。

 図12は、図11に示す2次元通信システム100A おける通信方法を説明するためのタイミン チャートである。なお、図12においては、 11に示す通信装置110Aをシンクとし、通信装 110B~110Gをノード#1~ノード#Nとして説明する。

 図12を参照して、ビーコンBc1,Bc2,Bc3が周期 T2で生成される。そして、ビーコンBc1が生成 れると、アナウンス期間AP1が生成される。 のアナウンス期間は、シンクおよびノード# 1~#N(通信装置110A~110G)が通信を開始する場合、 その通信を開始するための制御パケット(RTS ケット等)を送受信する期間である。

 図12に示す場合、シンクおよびノード#1~#N (通信装置110A~110G)の全てがアナウンス期間AP1 制御パケットを送信していないので、ノー #1~#N(通信装置110B~110G)は、それぞれ、送信停 止期間NTXP1~NTXPNを有する。この送信停止期間 、信号を送信できないが、電力を受電でき 期間である。

 送信停止期間NTXP1~NTXPNが経過し、ビーコ Bc2が生成され、アナウンス期間AP2が開始さ ると、ノード#3(通信装置110D)は、RTSパケット RTS5を生成し、その生成したRTSパケットRTS5を 送波wv2により2次元通信シート30を介してシ ク(通信装置110A)宛てに送信する。

 シンク(通信装置110A)は、ノード#3(通信装 110D)からRTSパケットRTS5を受信し、その受信 たRTSパケットRTS5のMACヘッダを参照してRTSパ ケットRTS5の送信先が自己であることを検知 る。そして、シンク(通信装置110A)は、RTSパ ットRTS5に対するCTSパケットCTS5を生成し、そ の生成したCTSパケットCTS5を伝送波wv2により2 元通信シート30を介してノード#3(通信装置11 0D)宛てに送信する。この場合、ノード#1,#2,#4~ #N(通信装置110B,110C,110E~110G)は、RTSパケットRTS5 のMACヘッダを参照してRTSパケットRTS5の送信 が自己でないことを検知する。

 その後、シンク(通信装置110A)は、RTSパケ トRTS6を生成し、その生成したRTSパケットRTS 6を2次元通信シート30を介してノード#1(通信 置110B)宛てに送信する。

 そして、ノード#1(通信装置110B)は、シン (通信装置110A)からRTSパケットRTS6を受信し、 の受信したRTSパケットRTS6のMACヘッダを参照 してRTSパケットRTS6の送信先が自己であるこ を検知する。そして、ノード#1(通信装置110B) は、その受信したRTSパケットRTS6に対する応 であるCTSパケットCTS6を生成し、その生成し CTSパケットCTS6をシンク(通信装置110A)へ送信 する。この場合、ノード#2~#N(通信装置110C~110G )は、RTSパケットRTS6のMACヘッダを参照してRTS ケットRTS6の送信先が自己でないことを検知 する。

 このように、アナウンス期間AP2において RTSパケットRTS5,RTS6およびCTSパケットCTS5,CTS6 送受信されることにより、シンクおよびノ ド#1~#N(通信装置110A~110G)の全ては、アナウン ス期間AP2の経過後にノード#3(通信装置110D)-シ ンク(通信装置110A)間、およびシンク(通信装 110A)-ノード#1(通信装置110B)間で通信が行なわ れることを検知する。そして、ノード#2,#4~#N 、アナウンス期間AP2が経過すると、スイッ 回路22のスイッチSWを端子222に接続して送信 停止期間NTXP2,NTXP4~NTXPNに入る。また、ノード# 3(通信装置110D)は、自己の通信が終了すると スイッチ回路22のスイッチSWを端子222に接続 て送信停止期間NTXP3に入る。

 アナウンス期間AP2が経過すると、ノード# 3(通信装置110D)は、実際にデータパケットを ンク(通信装置110A)へ送信するためにRTSパケ トRTS7を生成し、その生成したRTSパケットRTS7 を伝送波wv2により2次元通信シート30を介して シンク(通信装置110A)宛てに送信する。

 シンク(通信装置110A)は、ノード#3(通信装 110D)からRTSパケットRTS7を受信し、その受信 たRTSパケットRTS7のMACヘッダを参照してRTSパ ケットRTS7の送信先が自己であることを検知 る。そして、シンク(通信装置110A)は、RTSパ ットRTS7に対するCTSパケットCTS7を生成し、そ の生成したCTSパケットCTS7を伝送波wv2により2 元通信シート30を介してノード#3(通信装置11 0D)宛てに送信する。

 ノード#3(通信装置110D)は、シンク(通信装 110A)からCTSパケットCTS7を受信すると、デー パケットを生成し、その生成したデータパ ットを伝送波wv2によりシンク(通信装置110A) てに送信する。

 シンク(通信装置110A)は、ノード#3(通信装 110D)からデータパケットを受信する。そし 、シンク(通信装置110A)は、データパケット 受信に応じて、ACKパケットACK7を生成し、そ 生成したACKパケットACK7を伝送波wv2によりノ ード#3(通信装置110D)宛てに送信する。これに り、ノード#3(通信装置110D)からシンク(通信 置110A)へのデータパケットの送信が完了す 。

 なお、ノード#3(通信装置110D)がRTSパケッ RTS7をシンク(通信装置110A)宛てに送信した場 、ノード#1,#2,#4~ノード#N(通信装置110B,110C,110 E~110G)も、RTSパケットRTS7を受信するが、このR TSパケットRTS7は、電力としてのエネルギーを 有しない伝送波wv2によって送信されるので、 ノード#1,#2,#4~ノード#N(通信装置110B,110C,110E~110 G)は、RTSパケットRTS7を電力として蓄積しない 。シンク(通信装置110A)がCTSパケットCTS7を送 したときも同様である。

 その後、シンク(通信装置110A)は、RTSパケ トRTS8を生成し、その生成したRTSパケットRTS 8を伝送波wv2によりノード#1(通信装置110B)宛て に送信する。

 ノード#1(通信装置110B)は、シンク(通信装 110A)からRTSパケットRTS8を受信する。そして ノード#1(通信装置110B)は、その受信したRTS ケットRTS8のMACヘッダを参照してRTSパケットR TS8の送信先が自己であることを検知する。そ の後、ノード#1(通信装置110B)は、RTSパケットR TS8に対する応答パケットであるCTSパケットCTS 8を生成し、その生成したCTSパケットCTS8を伝 波wv2によりシンク(通信装置110A)宛てに送信 る。

 シンク(通信装置110A)は、ノード#1(通信装 110B)からCTSパケットCTS8を受信すると、デー パケットを生成し、その生成したデータパ ットを伝送波wv1によりノード#1(通信装置110B )宛てに送信する。

 ノード#1(通信装置110B)は、シンク(通信装 110A)からデータパケットを受信し、その受 したデータパケットの受信処理を行なう。 なわち、ノード#1(通信装置110B)において、コ ネクタ1は、2次元通信シート30を介して伝送 wv1を受信し、その受信した伝送波wv1をスイ チ回路22へ出力する。そして、ノード#1(通信 装置110B)のスイッチ回路22は、コネクタ1から けた伝送波wv1を端子221を介してアッテネー 23へ出力し、アッテネータ23は、伝送波wv1の レベルをノード#1(通信装置110B)のレベルに減 して増幅器242へ出力する。

 その後、ノード#1(通信装置110B)の増幅器24 2は、伝送波wv1を増幅し、その増幅した伝送 wv1をA/D変換器244へ出力し、A/D変換器244は、 幅器242から受けた伝送波wv1をアナログ信号 らディジタル信号に変換し、その変換した ィジタル信号をディジタル処理ユニット245 出力する。そして、ノード#1(通信装置110B)の ディジタル処理ユニット245は、ディジタル信 号を復号してコンピュータ3へ出力し、コン ュータ3は、復号されたディジタル信号をデ ジタル処理ユニット245から受ける。これに って、ノード#1(通信装置110B)は、シンク(通 装置110A)から送信されたデータパケットを 信する。

 一方、ノード#2~#N(通信装置110C~110G)も、シ ンク(通信装置110A)からデータパケットを受信 し、その受信したデータパケットの伝送波wv1 を電力PW2として蓄積する。すなわち、ノード #2~#N(通信装置110C~110G)の各々において、コネ タ1は、2次元通信シート30を介して伝送波wv1 受信し、その受信した伝送波wv1をスイッチ 路22へ出力する。そして、ノード#2~#N(通信 置110C~110G)の各々のスイッチ回路22は、コネ タ1から受けた伝送波wv1を端子222を介してAC/D C変換器251へ出力し、AC/DC変換器251は、スイッ チ回路22から受けた伝送波wv1を交流電力から 流電力PW2に変換し、その変換した直流電力P W2をエネルギー蓄積器252に供給し、エネルギ 蓄積器252は、AC/DC変換器251から受けた直流 力PW2を蓄積する。

 上述したように、実施の形態2においては 、シンク(通信装置110A)がデータパケットの送 信元である場合、シンク(通信装置110A)以外の ノード#1~ノード#Nのうち、通信を行なわない ード#2~#N(通信装置110C~110G)は、シンク(通信 置110A)から送信されたデータパケットを電力 PW2として蓄積し、シンク(通信装置110A)以外の ノード#1~ノード#N(通信装置110B~110G)がデータ ケットの送信元である場合、データパケッ を受信したシンク(通信装置110A)およびノー は、データパケットを電力として蓄積しな 。

 したがって、この発明によれば、シンク データパケットを送信する場合、通信を行 わないノードは、電力をシンクから受け取 ことができるとともに、その受け取った電 を用いて通信を行なうことができる。その 果、2次元通信システム100におけるエネルギ ーを保存することができる。

 実施の形態2においては、その他、実施の 形態1における効果と同じ効果を享受する。

 図13は、実施の形態2における通信方法を 明するためのフローチャートである。図13 参照して、一連の動作が開始されると、各 信装置110において、通信ユニット24のディジ タル処理ユニット245は、データの送信または 受信を開始するか否かを判定する(ステップS2 1)。より具体的には、ディジタル処理ユニッ 245は、アナウンス期間AP中にRTSパケットま はCTSパケットを送信または受信したか否か より、データの送信または受信を開始する 否かを判定する。

 そして、ステップS21において、データの 信または受信を開始すると判定されると、 ィジタル処理ユニット245は、切換信号EX2を 成してスイッチ回路22へ出力し、スイッチ 路22は、切換信号EX2に応じて、スイッチSWの 続先を端子222から端子221に切換える。すな ち、コネクタ1が通信ユニット24側に接続さ る(ステップS22)。

 その後、ディジタル処理ユニット245は、 ネルギー蓄積器252から電力を受けてデータ 送信または受信する(ステップS23)。そして 一連の動作は、ステップS21へ戻る。

 一方、ステップS21において、データの送 または受信が開始されないと判定されると ディジタル処理ユニット245は、切換信号EX1 生成してスイッチ回路22へ出力し、スイッ 回路22は、切換信号EX1に応じて、スイッチSW 接続先を端子221から端子222に切換える。す わち、コネクタ1が電力受電ユニット25側に 続される(ステップS24)。

 そして、コネクタ1は、メッセージ(デー パケット)送信中の電力(伝送波wv1)を受電し その受電した電力をスイッチ回路22を介して AC/DC変換器251へ出力し、AC/DC変換器251は、コ クタ1からの電力を交流電力から直流電力に 換し、その変換した直流電力をエネルギー 積器252へ供給する。エネルギー蓄積器252は その供給された電力を蓄積する(ステップS25 )。

 その後、ディジタル処理ユニット245は、 ーコンのインターバルが経過したか否かを 定する(ステップS26)。そして、ステップS26 おいて、ビーコンのインターバルが経過し いないと判定されたとき、コネクタ1と電力 電ユニット25との接続が維持され(ステップS 27)、その後、一連の動作は、ステップS25へ戻 る。

 そして、ステップS26において、ビーコン インターバルが経過したと判定されるまで 上述したステップS25~ステップS27が繰り返し 実行され、ステップS26において、ビーコンの インターバルが経過したと判定されると、一 連の動作が終了する。

 なお、図13に示すフローチャートは、新 なビーコンが生成されるごとに繰り返し実 される。

 実施の形態2によれば、通信装置110は、通 信を行なわない場合、シンクから送信された データを電力として蓄積し(ステップS21の“NO ”、ステップS24およびステップS25参照)、そ 蓄積した電力を自己が通信を行なうときに 用する(ステップS22,S23参照)。

 したがって、この発明によれば、2次元通 信システム100Aにおけるエネルギーを保存で る。

 また、センサーシステムにおいては、複 のセンサーは、常時、オンされているわけ はなく、一定期間ごとに停止している。し がって、2次元通信システム100Aの複数の通 装置110A~110Gをセンサーシステムのシンクお びセンサーに搭載することにより、シンク ら動作を停止しているセンサーへ電力を供 でき、センサーシステムにおけるエネルギ を保存できる。つまり、実施の形態2による2 次元通信システム100Aは、センサーシステム 適した2次元通信システムである。

 その他は、実施の形態1と同じである。

 [実施の形態3]
 図14は、実施の形態3による通信装置の構成 示す概略ブロック図である。図14を参照し 、実施の形態3による通信装置120は、図1に示 す通信装置10のインターフェース装置2をイン ターフェース装置2Bに代えたものであり、そ 他は、通信装置10と同じである。

 インターフェース装置2Bは、図1に示すイ ターフェース装置2にカプラー26を追加した のであり、その他は、インターフェース装 2と同じである。

 カプラー26は、スイッチ回路22の端子222と 増幅器242およびAC/DC変換器251との間に配置さ る。そして、カプラー26は、後述する方法 よって、スイッチ回路22から受けた伝送波wv3 を信号および電力に分離し、その分離した信 号を通信ユニット24(増幅器242)へ出力し、そ 分離した電力を電力受電ユニット25(AC/DC変換 器251)へ出力する。

 図15は、伝送波wv3を信号および電力に分 する方法を説明するための図である。図15を 参照して、シンクである通信装置120は、信号 を構成する伝送波wv2を電力を構成する伝送波 wv1に重畳した伝送波wv3を生成して送信する。 伝送波wv1,wv2は、上述したように、同じ伝送 波数f(=1/T1)を有するので、伝送波wv2を伝送波 wv1に容易に重畳できる。

 通信装置120のカプラー26は、伝送波wv1の 幅I1と、伝送波wv2の振幅I2とを予め保持して り、伝送波wv3をコネクタ1から受けると、そ の受けた伝送波wv3の振幅Iを検出し、その検 した振幅Iを振幅I1と振幅I2との比に内分して 電力の振幅と信号の振幅とを求める。そして 、カプラー26は、伝送波wv3を、その求めた振 を有する2つの伝送波wv1,wv2に分割する。こ によって、伝送波wv3を信号および電力に分 できる。

 図16は、図14に示す通信装置120を用いた2 元通信システムの概略図である。図16を参照 して、2次元通信システム100Bは、2次元通信シ ート30と、通信装置120A,120B,120C,120D,120E,120F,120G とを備える。

 通信装置120A,120B,120C,120D,120E,120F,120Gの各々 は、図14に示す通信装置120からなる。そして 通信装置120A,120B,120C,120D,120E,120F,120Gは、2次 通信シート30の表面(導体部32側の表面)に配 される。この場合、たとえば、通信装置120A 、シンクであり、通信装置120B,120C,120D,120E,12 0F,120Gは、シンク(通信装置120A)から電力を受 し、その受電した電力を蓄積するノードで る。

 実施の形態3においては、シンク(通信装 120A)は、伝送波wv3によって信号(制御パケッ およびデータパケット)および電力を送電し シンク(通信装置120A)以外のノード(通信装置 120B~120G)は、伝送波wv2によって信号(制御パケ トおよびデータパケット)を送信する。そし て、シンク(通信装置120A)以外の通信装置120B,1 20C,120D,120E,120F,120Gは、シンク(通信装置120A)か 伝送波wv3を受信すると、コネクタ1をカプラ ー26側に接続し、シンク(通信装置120A)以外の ードから伝送波wv2を受信すると、コネクタ1 を通信ユニット24側に接続する。

 図17は、図16に示す2次元通信システム100B おける通信方法を説明するためのタイミン チャートである。なお、図17においては、 16に示す通信装置120Aをシンクとし、通信装 120B~120Gをノード#1~ノード#Nとして説明する。

 図17を参照して、ビーコンBc1,Bc2,Bc3が周期 T2で生成される。そして、ビーコンBc1が生成 れると、アナウンス期間AP1において、シン (通信装置120A)は、RTSパケットRTS9を生成し、 その生成したRTSパケットRTS9を伝送波wv2によ て2次元通信シート30を介して送信する。

 ノード#1~#N(通信装置120B~120G)は、シンク( 信装置120A)からRTSパケットRTS9を受信し、そ 受信したRTSパケットRTS9を解析する。すなわ 、ノード#1~#N(通信装置120B~120G)の各々におい て、スイッチ回路22のスイッチSWは、端子221 接続されており、コネクタ1は、シンク(通信 装置120A)から2次元通信シート30を介してRTSパ ットRTS9を受信すると、その受信したRTSパケ ットRTS9をスイッチ回路22を介してアッテネー タ23へ出力する。

 そして、ノード#1~#N(通信装置120B~120G)の各 々において、アッテネータ23は、RTSパケットR TS9のレベルをノード#1~#N(通信装置120B~120G)の 容レベルに減衰して通信ユニット24へ出力し 、通信ユニット24の増幅器242は、RTSパケットR TS9を増幅してA/D変換器244へ出力する。

 ノード#1~#N(通信装置120B~120G)の各々におい て、A/D変換器244は、RTSパケットRTS9をアナロ 信号からディジタル信号に変換し、その変 したディジタル信号をディジタル処理ユニ ト245へ出力する。

 そして、ノード#1~#N(通信装置120B~120G)の各 々において、ディジタル処理ユニット245は、 RTSパケットRTS9のMACヘッダを参照して、RTSパ ットRTS9の送信元がシンク(通信装置120A)であ ことを検知する。

 そうすると、ノード#2~#N(通信装置120C~120G) の各々において、ディジタル処理ユニット245 は、切換信号EX1を生成してスイッチ回路22へ 力し、スイッチ回路22は、ディジタル処理 ニット245からの切換信号EX1に応じて、スイ チSWの接続先を端子221から端子222に切換える 。また、ノード#2~#N(通信装置120C~120G)の各々 おいて、ディジタル処理ユニット245は、RTS ケットRTS9をコンピュータ3へ出力する。そし て、ノード#2~#N(通信装置120C~120G)の各々にお て、コンピュータ3は、RTSパケットRTS9のMACヘ ッダを参照して、RTSパケットRTS9の送信先が 己でないことを検知する。

 また、ノード#1(通信装置120B)のディジタ 処理ユニット245は、RTSパケットRTS9をコンピ ータ3へ出力する。そして、ノード#1(通信装 置120B)のコンピュータ3は、RTSパケットRTS9のMA Cヘッダを参照して、RTSパケットRTS9の送信先 自己であることを検知し、RTSパケットRTS9に 対する応答パケットであるCTSパケットCTS9を 成し、その生成したCTSパケットCTS9をディジ ル処理ユニット245へ出力する。

 ノード#1(通信装置120B)のディジタル処理 ニット245は、コンピュータ3からCTSパケットC TS9を受けると、その受けたCTSパケットCTS9をD/ A変換器243、増幅器241、およびスイッチ回路22 を介してコネクタ1へ出力し、コネクタ1は、C TSパケットCTS9を送信する。

 その後、ノード#1(通信装置120B)のディジ ル処理ユニット245は、切換信号EX1を生成し スイッチ回路22へ出力し、スイッチ回路22は ディジタル処理ユニット245からの切換信号E X1に応じて、スイッチSWの接続先を端子221か 端子222に切換える。

 シンク(通信装置120A)は、ノード#1(通信装 120B)からCTSパケットCTS9を受信すると、デー パケットを生成し、その生成したデータパ ットを伝送波wv3によって2次元通信シート30 介して送信する。

 そして、ノード#1~#N(通信装置120B~120G)の各 々において、コネクタ1は、シンク(通信装置1 20A)から送信された伝送波wv3を受信し、その 信した伝送波wv3をスイッチ回路22を介してカ プラー26へ出力する。

 そうすると、ノード#1~#N(通信装置120B~120G) の各々において、カプラー26は、伝送波wv3を 述した方法によって伝送波wv1と伝送波wv2と 分離し、その分離した伝送波wv1を電力受電 ニット25へ出力し、その分離した伝送波wv2 通信ユニット24へ出力する。

 そして、ノード#1(通信装置120B)の通信ユ ット24は、伝送波wv2を増幅してアナログ信号 からディジタル信号に変換し、その変換した ディジタル信号を復号してコンピュータ3へ 力する。

 そうすると、ノード#1(通信装置120B)のコ ピュータ3は、通信ユニット24からディジタ 信号を受け、シンク(通信装置120A)から送信 れたデータDATAを受信する。そして、ノード# 1(通信装置120B)のコンピュータ3は、ACKパケッ ACK9を生成してシンク(通信装置120A)へ送信す る。

 また、ノード#1(通信装置120B)の電力受電 ニット25は、伝送波wv1を交流電力から直流電 力PW3に変換し、その変換した直流電力PW3を蓄 積する。

 一方、データパケットの送信先以外のノ ド#2~#N(通信装置120C~120G)の各々において、通 信ユニット24は、伝送波wv2を増幅してアナロ 信号からディジタル信号に変換し、その変 したディジタル信号を復号してコンピュー 3へ出力する。

 そうすると、ノード#2~#N(通信装置120C~120G) の各々において、コンピュータ3は、通信ユ ット24からディジタル信号を受け、自己がシ ンク(通信装置120A)から送信されたデータパケ ットの送信先ではないので、その受けたディ ジタル信号を破棄する。

 また、ノード#2~#N(通信装置120C~120G)の各々 において、電力受電ユニット25は、伝送波wv1 交流電力から直流電力PW3に変換し、その変 した直流電力PW3を蓄積する。

 その後、ビーコンBc2が生成され、アナウ ス期間AP2が経過すると、シンクおよびノー #1~#N(通信装置120A~120G)の全てにおいて、ディ ジタル処理ユニット245は、切換信号EX2を生成 してスイッチ回路22へ出力し、スイッチ回路2 2は、ディジタル処理ユニット245からの切換 号EX2に応じて、スイッチSWの接続先を端子222 から端子221に切換える。

 そして、ノード#3(通信装置120D)は、RTSパ ットRTS10を生成し、その生成したRTSパケット RTS10を伝送波wv2によって2次元通信シート30を してノード#2(通信装置120C)宛てに送信する

 ノード#2(通信装置120C)は、RTSパケットRTS10 を受信し、その受信したRTSパケットRTS10のMAC ッダを参照して、RTSパケットRTS10の送信先 自己であることを検知し、RTSパケットRTS10に 対する応答パケットであるCTSパケットCTS10を 成して送信する。

 この場合、シンクおよびノード#1~#N(通信 置120A~120G)の各々において、スイッチ回路22 、スイッチSWを端子221に接続しているため シンク以外の通信装置が送信元である場合 各ノード#1~#N(通信装置120B~120G)は、他の通信 置から電力を受電して蓄積することはない

 上述したように、実施の形態3においては 、シンク(通信装置120A)が送信元である場合、 各ノード#1~#N(通信装置120B~120G)は、シンク(通 装置120A)から受信した伝送波wv3を信号およ 電力に分離し、その分離した信号および電 を独立に処理し、電力を蓄積する。つまり 各ノード#1~#N(通信装置120B~120G)は、伝送波wv3 自己宛てのものであるか否かに拘わらず、 ンク(通信装置120A)から送信された伝送波wv3 受信して電力を蓄積する。

 したがって、通信の相手以外の通信装置 電力を蓄積することができ、2次元通信シス テム100Bにおけるエネルギーの保存効率を高 できる。

 また、実施の形態3による通信装置120は、 伝送波wv3を信号(伝送波wv2)および電力(伝送波 wv1)に分離するカプラー26を備えるので、信号 および電力が1つの伝送波wv3によって伝送さ た場合にも、信号および電力を分離して信 の受信処理および電力の受電処理を独立に なうことができる。その結果、電力の受電 理が信号の受信処理に与える干渉をさらに 制できる。

 実施の形態3においては、その他、実施の 形態1における効果と同じ効果を享受する。

 図18は、実施の形態3における通信方法を 明するためのフローチャートである。一連 動作が開始されると、通信装置120の充電ス ッチ21は、電力を供給してスイッチ回路22を 動作状態にする。そして、スイッチ回路22は スイッチSWを端子221に接続し、コネクタ1を 信ユニット24側に接続する(ステップS31)。

 その後、コネクタ1は、2次元通信シート30を 介してRTSパケットを受信し、その受信したRTS パケットをスイッチ回路22へ出力し、スイッ 回路22は、端子221を介してRTSパケットをア テネータ23へ出力する、
 そして、アッテネータ23は、RTSパケットの ベルを通信装置120の許容レベルに減衰して 幅器242へ出力し、増幅器242は、RTSパケット 増幅し、その増幅したRTSパケットをA/D変換 244へ出力する。A/D変換器244は、RTSパケット アナログ信号からディジタル信号に変換し その変換したディジタル信号をディジタル 理ユニット245へ出力する。

 そうすると、ディジタル処理ユニット245 、RTSパケットのMACヘッダを参照して、RTSパ ット(伝送波)の送信元がシンクであるか否 を判定する(ステップS32)。

 ステップS32において、RTSパケットの送信 がシンクであると判定されたとき、ディジ ル処理ユニット245は、切換信号EX1を生成し スイッチ回路22へ出力し、スイッチ回路22は 、ディジタル処理ユニット245からの切換信号 EX1に応じてスイッチSWの接続先を端子221から 子222に切換える。つまり、コネクタ1が電力 受電ユニット25側に接続される(ステップS33)

 その後、コネクタ1は、シンクから伝送波 wv3を受信し、その受信した伝送波wv3をスイッ チ回路22を介してカプラー26へ出力する。カ ラー26は、コネクタ1から受けた伝送波wv3を 述した方法によって伝送波wv1および伝送波wv 2に分離する。つまり、カプラー26は、伝送波 wv3を信号および電力に分離する(ステップS34)

 そして、カプラー26は、その分離した信 を通信ユニット24へ出力し、その分離した電 力を電力受電ユニット25へ出力する(ステップ S35)。

 通信ユニット24は、カプラー26から受けた 信号の受信処理を行ない、その受信処理後の 信号をコンピュータ3に出力する(ステップS36) 。また、電力受電ユニット25は、カプラー26 ら受けた電力の受電処理を行ない、その受 処理後の電力を蓄積する(ステップS37)。

 一方、ステップS32において、RTSパケット 送信元がシンクでないと判定されたとき、 ィジタル処理ユニット245は、保持信号HLDを 成してスイッチ回路22へ出力し、スイッチ 路22は、ディジタル処理ユニット245からの保 持信号HLDに応じて、コネクタ1と通信ユニッ 24との接続を維持する(ステップS38)。

 その後、ディジタル処理ユニット245は、R TSパケットのMACヘッダを参照して、RTSパケッ の送信先が自己であるか否かを判定する(ス テップS39)。ステップS39において、RTSパケッ の送信先が自己であると判定されたとき、 信ユニット24は、RTSパケットの送信元と通信 を行なう(ステップS40)。

 そして、ステップS37の後、またはステッ S39においてRTSパケットの送信先が自己でな と判定されたとき、またはステップS40の後 一連の動作は終了する。

 上述したように、各通信装置120は、伝送 の送信元がシンクである場合、その伝送波w v3の送信先が自己であるか否かに拘わらず、 送波wv3を信号および電力に分離し、電力を 積する(ステップS32の“YES”、ステップS33~S3 7参照)。

 したがって、シンクが有する電力を通信 相手先に限らず、通信の相手先および通信 相手先以外のノードにおいて蓄積すること できる。その結果、2次元通信システム100B おけるエネルギー保存の効率を向上できる

 その他は、実施の形態1と同じである。

 [実施の形態4]
 図19は、実施の形態4による2次元通信システ ムの概略図である。図19を参照して、実施の 態4による2次元通信システム100Cは、2次元通 信シート30と、通信装置130A,130B,130C,130D,130E,130 F,130Gとを備える。

 通信装置130A,130B,130C,130D,130E,130F,130Gは、2 元通信シート30の表面(導体部32側の表面)に 置される。この場合、たとえば、通信装置13 0Aは、シンクであり、通信装置130B,130C,130D,130E ,130F,130Gは、シンク(通信装置130A)から電力を 電し、その受電した電力を蓄積するノード ある。

 図20は、図19に示す通信装置130A(シンク)の 構成を示す概略ブロック図である。図20を参 して、通信装置130Aは、コネクタ131~133と、 ンターフェース装置134~136と、情報処理回路1 37とを含む。

 コネクタ131~133の各々は、上述したコネク タ1と同じ機能からなり、2次元通信シート30 一主面(誘電体部31側の表面)に接して2次元通 信シート30上に配置される。そして、コネク 131~133は、それぞれ、周波数f1~f3を有する伝 波を送受信する。この場合、周波数f1~f3は 相互に異なり、2次元通信シート30の誘電体 31を伝送し易い周波数としてチューニングさ れた伝送周波数からなる。

 インターフェース装置134~136は、それぞれ 、コネクタ131~133に対応して設けられる。そ て、インターフェース装置134~136は、それぞ 、コネクタ131~133が受信した伝送波の受信処 理を行ない、その受信処理後の受信信号を情 報処理回路137へ出力する。また、インターフ ェース装置134~136は、情報処理回路137から受 た信号の送信処理を行ない、その送信処理 の送信信号をそれぞれコネクタ131~133を介し 送信する。

 情報処理回路137は、インターフェース装 134~136から受信信号と受けるとともに、送信 信号を生成してインターフェース装置134~136 出力する。

 インターフェース装置134は、増幅器1341と 、送受信回路1342とからなる。増幅器1341は、 受信回路1342から受けた送信信号SGTX1を増幅 、その増幅した送信信号SGTX1をコネクタ131 出力する。

 送受信回路1342は、コネクタ131が受信した 伝送波をコネクタ131から直接受け、その受け た伝送波の受信処理を行ない、その受信処理 後の受信信号を情報処理回路137へ出力する。 この場合、送受信回路1342は、伝送波のレベ を通信装置130Aの許容レベルへ減衰し、その 、伝送波を増幅し、さらに、アナログ信号 らディジタル信号へ変換し、その変換した ィジタル信号を復号することによって受信 理を実行する。

 また、送受信回路1342は、情報処理回路137 から受けた信号を周波数f1で変調し、その変 した信号をディジタル信号からアナログ信 に変換する。そして、送受信回路1342は、そ の変換したアナログ信号を送信信号SGTX1とし 増幅器1341へ出力する。

 インターフェース装置135は、増幅器1351と 、送受信回路1352とからなる。増幅器1351は、 受信回路1352から受けた送信信号SGTX2を増幅 、その増幅した送信信号SGTX2をコネクタ132 出力する。

 送受信回路1352は、コネクタ132が受信した 伝送波をコネクタ132から直接受け、その受け た伝送波の受信処理を送受信回路1342と同じ 法によって行ない、その受信処理後の受信 号を情報処理回路137へ出力する。

 また、送受信回路1352は、情報処理回路137 から受けた信号を周波数f2で変調し、その変 した信号をディジタル信号からアナログ信 に変換する。そして、送受信回路1352は、そ の変換したアナログ信号を送信信号SGTX2とし 増幅器1351へ出力する。

 インターフェース装置136は、増幅器1361と 、送受信回路1362とからなる。増幅器1361は、 受信回路1362から受けた送信信号SGTX3を増幅 、その増幅した送信信号SGTX3をコネクタ132 出力する。

 送受信回路1362は、コネクタ133が受信した 伝送波をコネクタ133から直接受け、その受け た伝送波の受信処理を送受信回路1342と同じ 法によって行ない、その受信処理後の受信 号を情報処理回路137へ出力する。

 また、送受信回路1362は、情報処理回路137 から受けた信号を周波数f3で変調し、その変 した信号をディジタル信号からアナログ信 に変換する。そして、送受信回路1362は、そ の変換したアナログ信号を送信信号SGTX3とし 増幅器1361へ出力する。

 なお、送受信回路1342,1352,1362は、RTSパケ ト等の制御パケットおよびデータパケット それぞれ伝送波wv4~wv6によって送信する。

 伝送波wv4~wv6は、それぞれ、周波数f1~f3を し、かつ、伝送波wv1と同じ振幅を有する。

 また、送受信回路1342,1352,1362は、送信す きデータパケットが無い場合でも、それぞ 伝送波wv4~wv6を定期的に送信する。

 図21は、図20に示すコネクタ131~133側から た通信装置130Aの平面図である。図21を参照 て、コネクタ131~133は、略正方形の形状を有 、通信装置130Aの3個の隅に配置される。そ て、コネクタ131~133の各々は、たとえば、1cm の大きさを有する。

 図22は、図19に示す通信装置130B(シンク以 の通信ノード)の構成を示す概略ブロック図 である。図22を参照して、通信装置130Bは、コ ネクタ141~144と、ダイオード145~147と、インタ フェース装置148と、情報処理回路149とを含 。

 コネクタ141~144の各々は、上述したコネク タ1と同じ機能からなり、2次元通信シート30 一主面(誘電体部31側の表面)に接して2次元通 信シート30上に配置される。そして、コネク 141は、それぞれ周波数f1~f3を有する伝送波wv 4~wv6のいずれかを送受信する。また、コネク 142~144は、それぞれ、周波数f1~f3を有する伝 波wv4~wv6を受信し、その受信した伝送波wv4~wv 6をインターフェース装置148へ出力する。こ 場合、コネクタ142は、受信した伝送波wv4を ンターフェース装置148へ直接出力し、コネ タ143は、受信した伝送波wv5をダイオード145 介してインターフェース装置148へ出力し、 ネクタ144は、受信した伝送波wv6をダイオー 145,146を介してインターフェース装置148へ出 する。なお、コネクタ142~144は、それぞれ伝 送波wv4~wv6を受信する機能のみを有し、伝送 を送信する機能を有さない。

 ダイオード145は、ノードN2側からノードN1 側へ電力を通すようにノードN1,2間に接続さ る。この場合、ノードN1は、コネクタ142とイ ンターフェース装置148との間のノードである 。

 また、ダイオード146は、ノードN3側から ードN2側へ電力を通すようにノードN2,3間に 続される。

 さらに、ダイオード146は、接地電位GND側 らノードN3側へ電力を通すように接地電位GN DとノードN3との間に接続される。

 インターフェース装置148は、コネクタ141 受信した伝送波(伝送波wv4~wv6のいずれか)を け、その受けた伝送波の受信処理を行ない その受信処理後の受信信号を情報処理回路1 49へ出力する。また、インターフェース装置1 48は、情報処理回路149から信号を受け、その けた信号の送信処理を行ない、その送信処 後の送信信号をコネクタ141へ出力する。さ に、インターフェース装置148は、それぞれ ネクタ142~144から受けた伝送波wv4~wv6の受信 理を行ない、その受信処理後の電力を蓄積 る。

 情報処理回路149は、インターフェース装 148から受信信号を受けるとともに、信号を 成してインターフェース装置148へ出力する

 インターフェース装置148は、送受信回路1 481と、充電回路1482とからなる。送受信回路14 81は、伝送波wv4~wv6のうち、いずれの伝送波が 受信可能かを走査するようにコネクタ141を制 御する。また、送受信回路1481は、コネクタ14 1が受信した伝送波(伝送波wv4~wv6のいずれか) 受信処理を行ない、その受信処理後の受信 号を情報処理回路149へ出力する。

 さらに、送受信回路1481は、情報処理回路 149から受けた信号をコネクタ141が送信可能な 周波数(周波数f1~f3のいずれか)で変調し、そ 変調した信号をディジタル信号からアナロ 信号に変換してコネクタ141へ出力する。

 充電回路1482は、それぞれコネクタ142~144 ら受けた伝送波wv4~wv6を交流電力から直流電 に変換し、その変換した直流電力を充電す 。

 図23は、図22に示すコネクタ141~144側から た通信装置130Bの平面図である。図23を参照 て、コネクタ141~144は、略正方形の形状を有 、通信装置130Bの4個の隅に配置される。そ て、コネクタ141は、たとえば、0.5cm角の大き さを有し、コネクタ142~144の各々は、たとえ 、1cm角の大きさを有する。

 なお、図19に示す通信装置130C~130Gの各々 、図22および図23に示す通信装置130Bと同じ構 成からなる。

 通信装置130A~130Gは、上述した図9、図13お び図18に示すフローチャートのいずれかの ローチャートに従って通信を行なう。この 合、シンクである通信装置130Aは、データパ ットまたは制御パケットを構成する伝送波w v4~wv6を同時に送信し、通信装置130B~130Gの各々 において、コネクタ141は、自己が受信可能な 周波数(周波数f1~f3のいずれか)を有する伝送 (伝送波wv4~wv6のいずれか)を受信する。

 通信装置130B~130Gの各々は、コネクタ141に って伝送波wv4~wv6のいずれかを受信して送受 信回路1481へ出力し、コネクタ142~144によって それぞれ、伝送波wv4~wv6を受信して充電回路 1482へ出力する。

 そして、通信装置130B~130Gの各々において 、送受信回路1481は、コネクタ141から受けた 伝送波(伝送波wv4~wv6のいずれか)の受信処理を 行ない、その受信処理後の受信信号を情報処 理回路149へ出力する。そうすると、通信装置 130B~130Gのうち、データパケットの送信先であ る通信装置の情報処理回路149は、送受信回路 1481から受けたデータパケットを受理し、デ タパケットの送信先以外の通信装置の情報 理回路149は、送受信回路1481から受けたデー パケットを破棄する。

 また、通信装置130B~130Gの各々において、 電回路1482は、それぞれコネクタ142~144から けた伝送波wv4~wv6を交流電力から直流電力に 換し、その変換した直流電力を蓄積する。 れによって、通信装置130B~130Gの各々は、自 がデータパケットの送信先であるか否かに わらず、電力を受電して蓄積する。

 このように、シンクである通信装置130Aは 、電力として蓄積可能な複数の伝送波wv4~wv6 用いて制御パケットまたはデータパケット 送信し、シンク以外の通信装置130B~130Gは、 数の伝送波wv4~wv6のうちの1つの伝送波の受信 処理を行なって信号を受信し、複数の伝送波 wv4~wv6の受信処理を行なって電力を蓄積する そして、この場合、シンクである通信装置13 0Aは、同じ振幅を有する伝送波で制御パケッ またはデータパケットを送信し、コネクタ1 41は、複数の伝送波wv4~wv6のパワーを小さいパ ワーで受信して送受信回路1481へ出力するた 、周波数が異なる伝送波wv4~wv6が2次元通信シ ート30中を伝送する間に干渉が生じていても 送受信回路1481は、干渉も小さくなった伝送 波をコネクタ141から受ける。その結果、送受 信回路1481は、複数の伝送波wv4~wv6の相互の干 を抑制して受信処理を行なう。

 したがって、この発明によれば、信号の 送性能の低下を抑制して信号の受信および 力の受電を行なうことができる。

 また、シンクである通信装置130Aは、電力 として蓄積可能な複数の伝送波wv4~wv6を用い 制御パケットまたはデータパケットを送信 、シンク以外の通信装置130B~130Gは、複数の 送波wv4~wv6を電力として蓄積する。

 したがって、2次元通信システム100Cにお ては、電力を1つの伝送波wv1,wv3で送信する場 合よりも多くの電力をシンク以外の通信装置 130B~130Gへ送信できる。各周波数における伝送 波は、電波法上、出力制限があるため、上述 したように電力を複数の伝送波wv4~wv6によっ 送信することは、多くの電力をシンク以外 通信装置130B~130Gへ送信でき、有効である。

 さらに、2次元通信システム100Cにおいて 、シンクである通信装置130Aは、複数の周波 で信号を同時に送信するため、シンクがデ タパケットを送信するときのスループット 増加できる。

 上述したように、実施の形態4においては 、シンクである通信装置130Aは、同一レベル 振幅を有する伝送波wv4~wv6によって制御パケ トまたはデータパケットを送信し、シンク 外の通信装置130B~130Gは、伝送波wv4~wv6のパワ ーを小さくして(コネクタ141の面積は、コネ タ131~133の面積よりも小さい)伝送波wv4~wv6を 号として受信するとともに、伝送波wv4~wv6の ワーを維持して電力として蓄積することを 徴とする。

 なお、実施の形態4においては、シンクで ある通信装置130Aは、シンク以外の通信装置13 0B~130Gが信号を送信している場合、信号を送 しない。シンク以外の通信装置130B~130Gは、 ネクタ131~133よりも面積の小さいコネクタ141 用いて信号を送信するので、シンク以外の 信装置130B~130Gが信号を送信しているときに シンクである通信装置130Aが信号を送信する と、シンク以外の通信装置130B~130Gから送信さ れた信号がシンクである通信装置130Aから送 された信号に埋もれてしまうからである。 た、同様の理由により、シンク以外の通信 置130B~130Gは、シンクである通信装置130Aが信 を送信している場合、信号を送信しない。

 また、実施の形態4においては、シンクで ある通信装置130Aは、3個のコネクタ131~133に限 らず、一般的には、複数のコネクタを有して いればよく、シンク以外の通信装置130B~130Gは 、4個のコネクタ141~144に限らず、一般的には 信号を送受信するための1個のコネクタと、 電力を受電するための複数のコネクタとを備 えていればよい。そして、通信装置130A~130Gに おいては、複数のコネクタは、2次元通信シ テム100Cにおいて使用される周波数の数と同 に決定される。

 図24は、2次元通信システムの具体例を示 図である。図24を参照して、シートは、上 した2次元通信シート30(図2および図3参照)か なり、ディスプレイ、サーバ、ファックス スピーカ、ゲートウェイ、DVDレコーダ、ラ プトップ、マウス、キーボード、カメラ、 ンプおよび電話の各々は、上述した通信装 10,110,120,130A~130Gのいずれかを搭載している

 ディスプレイ、サーバ、ファックス、ス ーカ、ゲートウェイ、DVDレコーダ、ラップ ップ、マウス、キーボード、カメラ、ラン および電話は、シート上に配置され、いず か1つの機器がシンクとして機能し、その他 の機器は、ノード#1~#Nとして機能する。

 そして、ディスプレイ、サーバ、ファッ ス、スピーカ、ゲートウェイ、DVDレコーダ ラップトップ、マウス、キーボード、カメ 、ランプおよび電話は、上述した実施の形 1から実施の形態3のいずれかの通信方法に って2次元通信を行なう。

 この場合、ラップトップ、キーボードお びマウスは、1つのパーソナルコンピュータ を構成するが、ケーブルによって相互に接続 されることはなく、シートを介した2次元通 によって信号を送受信する。また、ゲート ェイは、ケーブルによってインターネット のネットワークに接続され、ネットワーク ら取得した情報をシート上のディスプレイ サーバ、ファックス、スピーカ、DVDレコー 、ラップトップ、マウス、キーボード、カ ラ、ランプおよび電話へ送信する。さらに シート上のディスプレイ、サーバ、ファッ ス、スピーカ、DVDレコーダ、ラップトップ マウス、キーボード、カメラ、ランプおよ 電話は、ゲートウェイを介してネットワー へ情報を送信する。

 このように、2次元通信システムを用いれ ば、各機器をケーブルによって接続する必要 がなくなり、各機器をコンパクトに室内に配 置できる。

 なお、この発明においては、2次元通信シ ート30は、「2次元通信媒体」を構成し、コン ピュータ3または情報処理回路149は、「信号 理回路」を構成する。

 また、伝送波wv3は、「第1の伝送波」を構 成し、伝送波wv2は、「第2の伝送波」を構成 、伝送波wv1,wv4~wv6の各々は、「第3の伝送波 を構成する。

 さらに、カプラー26は、「分離回路」を 成する。

 さらに、コネクタ142~144は、「複数の第1 コネクタ」を構成し、コネクタ141は、「第2 コネクタ」を構成する。

 今回開示された実施の形態はすべての点 例示であって制限的なものではないと考え れるべきである。本発明の範囲は、上記し 実施の形態の説明ではなくて特許請求の範 によって示され、特許請求の範囲と均等の 味および範囲内でのすべての変更が含まれ ことが意図される。

 この発明は、信号の伝送性能の低下を抑 して信号の受信および電力の受電が可能な 信装置に適用される。また、この発明は、 号の伝送性能の低下を抑制して信号および 力を受電可能な通信装置を用いた2次元通信 システムに適用される。