JP5251572B2

JP5251572B2 - Transceiver

Info

Publication number: JP5251572B2
Application number: JP2009028242A
Authority: JP
Inventors: 三千夫入江
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2009-02-10
Filing date: 2009-02-10
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2029-02-10
Also published as: JP2010187065A

Description

この発明は、超音波による通信と電磁波による通信とを並行して行うための送受波装置に関する。 The present invention relates to a wave transmitting / receiving apparatus for performing communication using ultrasonic waves and communication using electromagnetic waves in parallel.

同一周波数の信号であっても、電磁波と超音波とでは相互干渉することがない。そこで、以下の特許文献１には、電磁波信号を送受信するためのアンテナと超音波信号を送受信するための超音波振動子とを個別に備えて、空中では電磁波、水中では超音波を信号媒体として用いて通信する装置について記載されている。 Even for signals having the same frequency, electromagnetic waves and ultrasonic waves do not interfere with each other. Therefore, in Patent Document 1 below, an antenna for transmitting and receiving an electromagnetic wave signal and an ultrasonic transducer for transmitting and receiving an ultrasonic signal are individually provided, and electromagnetic waves in the air and ultrasonic waves in water are used as signal media. A device for communication using is described.

特開２００１−２７８１９２JP 2001-278192 A

しかしながら、上記特許文献１に記載された通信装置では、電磁波信号用の通信回路と超音波信号用の通信回路とが個別にあり、装置全体の小型・軽量化・低コスト化が困難であった。 However, in the communication device described in Patent Document 1, the communication circuit for electromagnetic wave signals and the communication circuit for ultrasonic signals are separately provided, and it is difficult to reduce the size, weight, and cost of the entire device. .

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、同一周波数の信号を電磁波と超音波の双方で通信する装置の小型・軽量化、および低コスト化に寄与する送受波装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to transmit and receive waves that contribute to reducing the size and weight of an apparatus that communicates signals of the same frequency by both electromagnetic waves and ultrasonic waves, and reducing the cost. To provide an apparatus.

上記目的を達成するための主たる発明は、通信装置に接続される送受波装置であって、
防水機能を有する筐体内に収納され、
電磁波信号を送信あるいは受信あるいは送受信するためのアンテナと、超音波信号を送信あるいは受信あるいは送受信するための超音波振動子とを備え、
前記アンテナと前記超音波振動子のいずれか一方が、前記通信装置と接続されているとともに、当該アンテナと当該超音波振動子とが整合回路部を介して接続されることで、同一の周波数の信号を電磁波と超音波で並行して送信あるいは受信あるいは送受信可能であることを特徴としている。 A main invention for achieving the above object is a wave transmitting / receiving apparatus connected to a communication apparatus,
Housed in a waterproof housing,
An antenna for transmitting or receiving or transmitting / receiving an electromagnetic wave signal and an ultrasonic transducer for transmitting, receiving or transmitting / receiving an ultrasonic signal;
Either one of the antenna and the ultrasonic transducer is connected to the communication device, and the antenna and the ultrasonic transducer are connected via a matching circuit unit, so that the same frequency is obtained. It is characterized in that signals can be transmitted, received, or transmitted / received in parallel with electromagnetic waves and ultrasonic waves.

本発明の一実施形態であるダイブコンピュータの外観図である。It is an external view of the dive computer which is one Embodiment of this invention. 上記ダイブコンピュータの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the said dive computer. 本発明の送受波装置の基本構成図である。1 is a basic configuration diagram of a wave transmitting / receiving apparatus of the present invention. 本発明の第１の実施例における送受波装置の構成図である。It is a block diagram of the transmission / reception apparatus in the 1st Example of this invention. 上記第１の実施例の変更例における送受波装置の構成図である。It is a block diagram of the transmission / reception apparatus in the example of a change of the said 1st Example. 本発明の第２の実施例における送受波装置の構成図である。It is a block diagram of the wave transmission / reception apparatus in the 2nd Example of this invention. 本発明の第３の実施例における送受波装置の構成図である。It is a block diagram of the wave transmission / reception apparatus in the 3rd Example of this invention. 本発明の第４の実施例における送受波装置の構成図である。It is a block diagram of the transmission / reception apparatus in the 4th Example of this invention. 本発明の第５の実施例における送受波装置とそれに接続される通信装置の筐体構成を示す図であり、（Ａ）は上記第１の実施例に対応する筐体構成であり、（Ｂ）は上記第２の実施例に対応する筐体構成である。It is a figure which shows the housing | casing structure of the transmission / reception apparatus in 5th Example of this invention, and the communication apparatus connected to it, (A) is a housing | casing structure corresponding to the said 1st Example, (B ) Is a housing configuration corresponding to the second embodiment. 上記第５の実施例において、上記第１の実施例の変更例に対応する筐体構成を示す図である。In the said 5th Example, it is a figure which shows the housing | casing structure corresponding to the example of a change of the said 1st Example. 上記第５の実施例のその他の実施例に対応する筐体構成を示す図である。It is a figure which shows the housing | casing structure corresponding to the other Example of the said 5th Example. 上記ダイブコンピュータに上記第５の実施例の筐体構成を適用した際の外観図である。It is an external view at the time of applying the housing | casing structure of the said 5th Example to the said dive computer. 汎用の通信装置に上記第５の実施例の筐体構成を適用した際の外観図である。It is an external view at the time of applying the housing | casing structure of the said 5th Example to a general purpose communication apparatus.

＝＝＝本発明の特徴＝＝＝
本発明は、同一周波数の信号を電磁波と超音波とを用いて送受信するために、通信装置に接続される送受波装置であり、例えば、水中では超音波を用いて通信し、陸上や船上などの大気中では電磁波を用いて通信することを可能にするものである。ここで、水中と大気中とで信号媒体を変える通信装置について考察してみると、単純に水上と大気中とに応じて二つの通信回路を設けていたのでは装置が大型化し、高額なものとなることがわかる。また、消費電力も大きくなる。水中で通信する装置のバッテリー切れは、ダイバーなどの水中作業者の重大事故に直結する。そこで、電磁波を送受信するためのアンテナと超音波信号を送受信するための超音波振動子を一つの通信装置からの信号経路に接続することで、通信装置を含めた装置全体の軽量・小型化、低コスト化、および省電力化を達成しようと考えた。 === Features of the Invention ===
The present invention is a transmission / reception device connected to a communication device in order to transmit and receive signals of the same frequency using electromagnetic waves and ultrasonic waves. In the atmosphere, it is possible to communicate using electromagnetic waves. Here, when considering a communication device that changes the signal medium between the water and the atmosphere, simply providing two communication circuits according to the water and the air makes the device larger and expensive. It turns out that it becomes. In addition, power consumption increases. Running out of battery in a device that communicates underwater directly leads to a serious accident of a diver or other underwater worker. Therefore, by connecting an antenna for transmitting and receiving electromagnetic waves and an ultrasonic transducer for transmitting and receiving ultrasonic signals to the signal path from one communication device, the overall weight and size of the device including the communication device can be reduced. We wanted to achieve cost reduction and power saving.

しかし、共通の通信装置に電磁波信号用のアンテナと超音波信号用の超音波振動子を直結させても、通信装置側から見たインピーダンスがアンテナと超音波振動子とで異なり、アンテナと超音波振動子を同時に共振させて信号を効率よく送受信させることができない。 However, even if the antenna for electromagnetic wave signals and the ultrasonic transducer for ultrasonic signals are directly connected to a common communication device, the impedance seen from the communication device side differs between the antenna and the ultrasonic transducer, and the antenna and ultrasonic wave It is impossible to efficiently transmit and receive signals by simultaneously resonating the vibrators.

本発明は、このような考察に基づいてなされたものであり、防水・耐水圧機能を有する筐体内に収納され、電磁波信号を送受信するためのアンテナと、超音波信号を送受信するための超音波振動子とが整合回路を介して接続されている構成を基本としている。そして本発明は、この基本構成における特徴に加え、以下の特徴を備えた送受波装置にも及んでいる。 The present invention has been made based on such considerations, and is housed in a case having a waterproof / water pressure resistant function, and an antenna for transmitting and receiving an electromagnetic wave signal and an ultrasonic wave for transmitting and receiving an ultrasonic signal. The basic configuration is such that the vibrator is connected via a matching circuit. The present invention extends to a transmission / reception apparatus having the following features in addition to the features of the basic configuration.

前記整合回路と前記超音波振動子との信号経路上に抵抗が挿入されていること。
前記アンテナはバーアンテナであって、前記整合回路は、当該バーアンテナのコイルである第１のコイルと、当該第１のコイルと磁気結合するとともに前記超音波振動子に接続される第２のコイルとによって構成されていること。
前記アンテナはバーアンテナであって、前記整合回路は、当該バーアンテナのコイルに接続される中間タップであること。 A resistor is inserted on the signal path between the matching circuit and the ultrasonic transducer.
The antenna is a bar antenna, and the matching circuit includes a first coil that is a coil of the bar antenna, and a second coil that is magnetically coupled to the first coil and connected to the ultrasonic transducer. It is composed of and.
The antenna is a bar antenna, and the matching circuit is an intermediate tap connected to a coil of the bar antenna.

容量ｃ１の第１のコンデンサーと、容量ｃ２の第２のコンデンサーと、開閉スイッチとを備え、
前記バーアンテナは、同調容量ｃ１によって所定の周波数で共振し、
前記超音波振動子は、同調容量ｃ１＋ｃ２によって前記所定の周波数で共振し、
前記第１のコンデンサーは、前記バーアンテナのコイルと並列接続され、
前記スイッチは、閉状態において、前記第１のコンデンサーと前記第２のコンデンサーとを並列接続させる
こと。 A first capacitor having a capacity c1, a second capacitor having a capacity c2, and an open / close switch;
The bar antenna resonates at a predetermined frequency by the tuning capacitor c1,
The ultrasonic transducer resonates at the predetermined frequency by a tuning capacitor c1 + c2,
The first capacitor is connected in parallel with the bar antenna coil;
When the switch is in a closed state, the first capacitor and the second capacitor are connected in parallel.

前記スイッチは、前記通信装置が水中にある際に水検知信号を出力する水検知センサからの信号に応動して開閉すること。 The switch opens and closes in response to a signal from a water detection sensor that outputs a water detection signal when the communication device is in water.

前記通信装置に着脱可能であること。または、前記アンテナと前記整合回路、または前記超音波振動子のいずれか一方が防水機能を有するとともに前記通信装置の構成要素を収納した第１の筐体側に収納されているとともに、他方が防水機能を有する第２の筐体に収納され、前記第１の筐体と第２の筐体は互いに着脱自在に構成されて、双方が接続された状態で前記一方と他方が回路接続されること。 It is detachable from the communication device. Alternatively, either one of the antenna, the matching circuit, or the ultrasonic transducer has a waterproof function and is housed in the first housing that houses the components of the communication device, and the other is a waterproof function. The first casing and the second casing are configured to be detachable from each other, and the one and the other are connected to each other in a circuit connection state.

＝＝＝本発明の実施形態＝＝＝
本発明の実施形態として、ダイバーが携帯する腕時計型のコンピュータ（ダイブコンピュータ）を挙げる。図１は、当該ダイブコンピュータ１の外観図である。ダイブコンピュータ１は、ダイバーの腕１０に装着するためのリストバンド２を備え、防水・耐水圧構造を有するケース３の前面には、液晶表示器（ＬＣＤ）４が配設されている。ＬＣＤ４には、時刻やダイビングに関わる各種情報が表示される。また、ケース３前面のフレーム部分には、このダイブコンピュータ１を操作するための複数の操作ボタン５が配設されている。 === Embodiment of the Invention ===
As an embodiment of the present invention, a watch-type computer (dive computer) carried by a diver is given. FIG. 1 is an external view of the dive computer 1. The dive computer 1 includes a wristband 2 for mounting on the arm 10 of a diver, and a liquid crystal display (LCD) 4 is disposed on the front surface of the case 3 having a waterproof / waterproof structure. The LCD 4 displays various information related to time and diving. A plurality of operation buttons 5 for operating the dive computer 1 are disposed on the frame portion on the front surface of the case 3.

そして、上記ダイブコンピュータ１は、通信装置としての機能を備えており、ケース３内には、一つの通信装置に相当する電子回路が内蔵されているとともに、その一つの通信装置に接続されて、電磁波信号と超音波信号を同一周波数で並行して送受信する送受波装置が設置されている。それによって、このダイブコンピュータ１は、例えば、電磁波信号による空中での通信と、超音波信号による水中での通信とを可能にしつつ、図示したように小型・軽量な腕時計型を達成し、加えて低価格化と省電力化をも達成している。 The dive computer 1 has a function as a communication device. In the case 3, an electronic circuit corresponding to one communication device is built in and connected to the one communication device. A transmission / reception device that transmits and receives an electromagnetic wave signal and an ultrasonic signal in parallel at the same frequency is installed. As a result, the dive computer 1 achieves a small and lightweight watch type as shown in the figure, while enabling, for example, communication in the air using electromagnetic signals and communication in water using ultrasonic signals. It has also achieved low price and low power consumption.

＝＝＝ダイブコンピュータの構成＝＝＝
図２に上記ダイブコンピュータ１の機能ブロック構成を示した。ダイブコンピュータ１のハードウエア構成は、ダイビング用途に特化されたコンピュータであり、ＭＰＵ２０、ＲＡＭ２１、ＲＯＭ２２からなるコンピュータ本体をコントローラとしている。そして、ＲＯＭ２２にはＭＰＵ２０によって実行される各種プログラムが記憶されているものとする。 === Configuration of dive computer ===
FIG. 2 shows a functional block configuration of the dive computer 1. The hardware configuration of the dive computer 1 is a computer specialized for diving use, and a computer main body including the MPU 20, RAM 21, and ROM 22 is used as a controller. It is assumed that various programs executed by the MPU 20 are stored in the ROM 22.

発振回路２３と分周回路２４は、各種周波数のクロックを発生させる回路であり、ＭＰＵ２０を動作させるための基準クロックや時刻表示やストップウオッチなどの計時機能に関わるクロックを発生する。そして、ユーザインタフェースに関わる構成として、ＭＰＵ２０からの指示に従って各種情報をＬＣＤ４に表示するためのＬＣＤ表示制御部２５と、操作ボタン５からの操作信号をＭＰＵ２０に入力するための操作制御部２６と、圧電スピーカ２７にアラーム音などを音声出力するための音声出力制御部２８を備えている。 The oscillation circuit 23 and the frequency dividing circuit 24 are circuits that generate clocks having various frequencies, and generate a reference clock for operating the MPU 20 and a clock related to a time measuring function such as a time display and a stopwatch. As a configuration related to the user interface, an LCD display control unit 25 for displaying various information on the LCD 4 according to instructions from the MPU 20, an operation control unit 26 for inputting operation signals from the operation buttons 5 to the MPU 20, An audio output control unit 28 is provided for outputting an alarm sound or the like to the piezoelectric speaker 27.

さらに、ダイビング用途に関わる機能（ダイバー支援機能）を実現するために、水圧、温度、方角（磁気）を検知するセンサ（２９〜３１）や、二つの端子間の抵抗値が水中と大気中とで変化することに基づいて当該ダイブコンピュータ１が水中にあるか否かを判別する水検知センサ３２などを備えている。各センサ（２９〜３２）が出力する信号は、それぞれのセンサ（２９〜３２）に対応するＡ／Ｄ変換回路（３３ａ〜３３ｄ）にてデジタルータに変換されてＭＰＵ２０に入力される。 Furthermore, in order to realize functions related to diving applications (diver support functions), sensors (29-31) that detect water pressure, temperature, and direction (magnetism), and resistance values between two terminals are underwater and in the atmosphere. And a water detection sensor 32 for determining whether or not the dive computer 1 is underwater. Signals output from the sensors (29 to 32) are converted into digital data by the A / D conversion circuits (33a to 33d) corresponding to the sensors (29 to 32) and input to the MPU 20.

そして、ダイブコンピュータ１は、通信機能を実現するための構成として、通信装置部４０と送受波装置部５０とを備えている。通信装置部４０は、ＭＰＵ２０からのデータを送受波装置５０から送信させるための送信制御部４１と、送受波装置部５０が受信した信号を復調してＭＰＵ２０に入力するための受信制御部４２と、送受波装置部５０の接続経路を送信制御部４１と受信制御部４２のいずれかに切り替えるためのスイッチ４３と、ＭＰＵ２０が出力する指令に従ってこのスイッチ４３の接続経路を切り換える通信モード切換部４４とが含まれている。 And the dive computer 1 is provided with the communication apparatus part 40 and the wave transmission / reception apparatus part 50 as a structure for implement | achieving a communication function. The communication device unit 40 includes a transmission control unit 41 for transmitting data from the MPU 20 from the transmission / reception device 50, a reception control unit 42 for demodulating a signal received by the transmission / reception device unit 50 and inputting the signal to the MPU 20. A switch 43 for switching the connection path of the transmission / reception device section 50 to one of the transmission control section 41 and the reception control section 42, and a communication mode switching section 44 for switching the connection path of the switch 43 in accordance with a command output from the MPU 20. It is included.

送信制御部４１は、ＭＰＵ２０からのデータを、ＡＳＫ変調、ＦＳＫ変調などの所定の変調方式で変調する変調回路などを含み、その変調信号を送受波装置部５０に向けて出力する。受信制御部４２は、送受波装置部５０が受信した変調信号を復調する回路と、復調した信号をデジタルデータに変換するためのＡ／Ｄ変換回路などを含んでいる。 The transmission control unit 41 includes a modulation circuit that modulates data from the MPU 20 using a predetermined modulation method such as ASK modulation or FSK modulation, and outputs the modulated signal to the transmission / reception device unit 50. The reception control unit 42 includes a circuit that demodulates the modulation signal received by the transmission / reception device unit 50, an A / D conversion circuit that converts the demodulated signal into digital data, and the like.

そして、通信装置部４０との信号経路４５に接続される送受波装置部５０が本発明の本質であり、この送受波装置部５０は、内部に電磁波信号を送受信するアンテナと超音波信号を送受信する超音波振動子とを含み、同じ周波数の電磁波信号と超音波信号を並行して送受信することができるようになっている。 The transmitting / receiving device unit 50 connected to the signal path 45 with the communication device unit 40 is the essence of the present invention. The transmitting / receiving device unit 50 transmits / receives an ultrasonic signal to / from an antenna that transmits / receives an electromagnetic wave signal therein. And an ultrasonic wave signal having the same frequency and an ultrasonic signal can be transmitted and received in parallel.

図３に、送受波装置部５０の基本回路構成を示した。送受波装置部５０は、電磁波信号を送受信するためのアンテナ５１と超音波信号を送受信するための超音波振動子５２と、アンテナ５１と超音波振動子５２との接続経路に介在する整合回路部５３とによって構成されている。 FIG. 3 shows a basic circuit configuration of the wave transmitting / receiving apparatus unit 50. The transmission / reception device unit 50 includes an antenna 51 for transmitting / receiving an electromagnetic wave signal, an ultrasonic transducer 52 for transmitting / receiving an ultrasonic signal, and a matching circuit unit interposed in a connection path between the antenna 51 and the ultrasonic transducer 52. 53.

ここで、上記送受波装置部５０の動作について、信号を送信する場合を例に挙げて説明すると、通信装置部４０とアンテナ５１とは互いにインピーダンスが整合している状態にあり、アンテナ５１は通信装置部４０からの信号によって電磁波信号を送信する。しかし、通信装置部４０からの信号を直接超音波振動子５２に入力したとしても、アンテナ５１用に調整されたインピーダンス特性では、損失が大きいため、上手く共振せず、超音波信号を効率よく送信することができない。 Here, the operation of the transmission / reception device unit 50 will be described by taking a case of transmitting a signal as an example. The communication device unit 40 and the antenna 51 are in a state in which impedances are matched with each other, and the antenna 51 is in communication. An electromagnetic wave signal is transmitted by a signal from the device unit 40. However, even if the signal from the communication device unit 40 is directly input to the ultrasonic transducer 52, the impedance characteristic adjusted for the antenna 51 has a large loss, so it does not resonate well and efficiently transmits the ultrasonic signal. Can not do it.

例えば、アンテナ５１がバーアンテナであるすると、一般的には、バーアンテナのインピーダンスは、Ｑ値を高くするために数ＫΩ以上となっている。一方、超音波振動子５２のインピーダンスは数100Ωであり、当然のことながら、アンテナ５１と超音波振動子５２とを直接接続すると、Ｑ値の低下やインピーダンスが不整合となり、性能が著しく悪化する。 For example, if the antenna 51 is a bar antenna, generally the impedance of the bar antenna is several KΩ or more in order to increase the Q value. On the other hand, the impedance of the ultrasonic vibrator 52 is several hundreds Ω. Naturally, when the antenna 51 and the ultrasonic vibrator 52 are directly connected, the Q value is lowered and the impedance is mismatched, and the performance is significantly deteriorated. .

そこで、本発明では、一つの通信装置部４０からの信号経路４５にアンテナ５１と超音波振動子５２とを接続する際、アンテナ５１と超音波振動子５２との間に整合回路部５３を介在させることで、超音波振動子５２のインピーダンスも整合させ、アンテナ５１と超音波振動子５２が同じ通信装置部４０からの信号経路４５に接続されていても、前者は電磁波信号を、後者は、超音波信号を効率的に送受信することができるようにしている。以下では、送受波装置部５０の回路構成や実施形態について変更例をいくつか上げ、それら回路構成や実施形態を本発明の実施例とする。 Therefore, in the present invention, when the antenna 51 and the ultrasonic transducer 52 are connected to the signal path 45 from one communication device unit 40, the matching circuit unit 53 is interposed between the antenna 51 and the ultrasonic transducer 52. Thus, even if the impedance of the ultrasonic transducer 52 is matched and the antenna 51 and the ultrasonic transducer 52 are connected to the signal path 45 from the same communication device unit 40, the former is an electromagnetic wave signal, and the latter is An ultrasonic signal can be efficiently transmitted and received. In the following, some examples of changes are made to the circuit configuration and embodiments of the transmission / reception device section 50, and these circuit configurations and embodiments are examples of the present invention.

＝＝＝第１の実施例＝＝＝
図４に本発明の第１の実施例における送受波装置部５０ａの回路構成を示した。当該実施例では、アンテナ５１ａがバーアンテナであって、整合回路部５３ａは、そのバーアンテナ５１ａのコイル５４と磁気結合するコイル５５であり、バーアンテナ５１ａのコア５６に巻回されている。図示した例では、通信装置部４０側を上流側とすると、通信装置部４０からの信号経路４５の上流側にバーアンテナ５１ａのコイル５４が接続されている。コンデンサーＣの容量は、バーアンテナ５１ａのインダクタンスにより決定される送受信周波数で共振するように設定されている。例えば、周波数４５５ＫＨｚ、インダクタンス３００μＨとすると容量は４０８ｐＦとなる。 === First Embodiment ===
FIG. 4 shows a circuit configuration of the wave transmitting / receiving apparatus unit 50a according to the first embodiment of the present invention. In this embodiment, the antenna 51a is a bar antenna, and the matching circuit portion 53a is a coil 55 that is magnetically coupled to the coil 54 of the bar antenna 51a, and is wound around the core 56 of the bar antenna 51a. In the illustrated example, when the communication device unit 40 side is the upstream side, the coil 54 of the bar antenna 51 a is connected to the upstream side of the signal path 45 from the communication device unit 40. The capacity of the capacitor C is set so as to resonate at a transmission / reception frequency determined by the inductance of the bar antenna 51a. For example, when the frequency is 455 KHz and the inductance is 300 μH, the capacitance is 408 pF.

そして、バーアンテナ５１ａのコイル５４を１次側コイルとして、２次側コイル５５に超音波振動子５２を接続し、アンテナ５１ａ側に及ぼす影響を最小限に抑えつつ、超音波振動子５２の整合を確保している。上述したように、バーアンテナ５１ａのインピーダンスと比較して超音波振動子５２のインピーダンスが小さいので、この例では、バーアンテナ５１ａのコイル５４の巻き数をＮ１、超音波振動子５２に接続されているコイル５５の巻き数をＮ２とすると、Ｎ１＞Ｎ２とすることで、超音波振動子５２側のインピーダンスを低下させ、超音波振動子５２と整合させている。 The ultrasonic transducer 52 is connected to the secondary coil 55 using the coil 54 of the bar antenna 51a as the primary coil, and matching of the ultrasonic transducer 52 is minimized while minimizing the influence on the antenna 51a side. Is secured. As described above, since the impedance of the ultrasonic transducer 52 is smaller than the impedance of the bar antenna 51a, in this example, the number of turns of the coil 54 of the bar antenna 51a is N1, and the ultrasonic transducer 52 is connected. Assuming that the number of turns of the coil 55 is N2, N1> N2, so that the impedance on the ultrasonic transducer 52 side is reduced and matched with the ultrasonic transducer 52.

なお、第１の実施例は、図５に示した送受波装置部５０ｂのように、上流側の１次側コイル５５に超音波振動子５２を接続し、２次側コイル５４をバーアンテナ５１ａのコイル５４とするように変更することも可能である。 In the first embodiment, the ultrasonic transducer 52 is connected to the upstream side primary coil 55 and the secondary side coil 54 is connected to the bar antenna 51a as in the transmission / reception unit 50b shown in FIG. It is also possible to change the coil 54.

＝＝＝第２の実施例＝＝＝
本発明の送受波装置は、同じ周波数の信号を電磁波と超音波とによって送受信するために相互に干渉することがない。しかし、送受波装置の内部に存在する信号は、上流から超音波振動子まで、全て電気信号であり、相互に干渉する可能性がある。例えば、図４に示した回路構成では、送信時に超音波振動子５２に入力された電気信号が反射し、その反射信号が２次コイル５５から１次コイル５４に逆流すると電磁波信号として送信すべき電気信号と超音波として送信すべき電気信号とが干渉し、送信信号が不安定となる可能性がある。第２の実施例は、このような問題に対応する実施例である。 === Second Embodiment ===
Since the transmission / reception apparatus of the present invention transmits and receives signals having the same frequency using electromagnetic waves and ultrasonic waves, they do not interfere with each other. However, the signals existing inside the transmission / reception device are all electrical signals from upstream to the ultrasonic transducer and may interfere with each other. For example, in the circuit configuration shown in FIG. 4, when an electrical signal input to the ultrasonic transducer 52 is reflected at the time of transmission and the reflected signal flows backward from the secondary coil 55 to the primary coil 54, it should be transmitted as an electromagnetic wave signal. There is a possibility that the electric signal and the electric signal to be transmitted as an ultrasonic wave interfere with each other and the transmission signal becomes unstable. The second embodiment is an embodiment corresponding to such a problem.

図６に第２の実施例における送受波装置部５０ｃの回路構成を示した。この図では、図４に示した回路構成に対し、２次コイル５５と超音波振動子５２との信号経路上に抵抗Ｒを挿入している。それによって、超音波振動子５２から上流側へ反射する信号を減衰させ、アンテナ５１ａヘの電気信号と超音波振動子５２ヘの電気信号とを確実に分離し、相互干渉を防止している。なお、第２の実施例では、図５に示した第１の実施例の変形例に対応させる場合には、２次コイル５５と超音波振動子５２との信号経路上に抵抗Ｒを挿入し、通信装置部４０との接続点を、抵抗Ｒから見て超音波振動子５２側とすればよい。 FIG. 6 shows a circuit configuration of the transmission / reception device section 50c in the second embodiment. In this figure, a resistor R is inserted on the signal path between the secondary coil 55 and the ultrasonic transducer 52 in the circuit configuration shown in FIG. Thereby, the signal reflected upstream from the ultrasonic transducer 52 is attenuated, and the electrical signal to the antenna 51a and the electrical signal to the ultrasonic transducer 52 are surely separated to prevent mutual interference. In the second embodiment, a resistor R is inserted on the signal path between the secondary coil 55 and the ultrasonic transducer 52 in order to correspond to the modification of the first embodiment shown in FIG. The connection point with the communication device unit 40 may be on the ultrasonic transducer 52 side when viewed from the resistance R.

＝＝＝第３の実施例＝＝＝
第１および第２の実施例の送受波装置部（５０ａ〜５０ｃ）では、コンデンサーＣがバーアンテナ５１ａのコイル５６と並列に接続され、このコンデンサーＣの容量でバーアンテナ５１ａと超音波振動子５２の双方を共振周波数に同調させるものとしていた。しかし、実際には同調容量は、バーアンテナ５１ａと超音波振動子５２とでは多少なりとも異なっているのが普通である。そして、第３の実施例は、その同調容量を、バーアンテナ５１ａを共振させるように設定するか、あるいは超音波振動子５２を共振させるように設定するかを適宜に選択したものである。この回路構成を第３の実施例とする。 === Third embodiment ===
In the transmission / reception device sections (50a to 50c) of the first and second embodiments, the capacitor C is connected in parallel with the coil 56 of the bar antenna 51a, and the bar antenna 51a and the ultrasonic transducer 52 are connected with the capacitance of the capacitor C. Both of them were tuned to the resonance frequency. However, in practice, the tuning capacity is usually somewhat different between the bar antenna 51 a and the ultrasonic transducer 52. In the third embodiment, the tuning capacity is appropriately selected to set the bar antenna 51a to resonate or to set the ultrasonic transducer 52 to resonate. This circuit configuration is a third embodiment.

図７は、第３の実施例における送受波装置部５０ｄの回路構成を示している。この例では、コンデンサーＣ１とコンデンサーＣ２の容量がそれぞれｃ１、ｃ２で、アンテナ５１ａの同調容量をｃ１、超音波振動子５２の同調容量をｃ１＋ｃ２としている。そして、この送受波装置部５０ｄは、同調容量をｃ１とｃ１＋ｃ２とに切り替えるための開閉スイッチ５８を含んでいる。このスイッチ５８は、電磁波信号を送受信する際には、開状態となり、コンデンサーＣ１みを回路に接続し、超音波信号を送受信する際には、閉状態となってコンデンサーＣ１とコンデンサーＣ２を並列に接続する。さらに、このスイッチ５８の開閉状態はダイブコンピュータ１に内蔵されている水検知センサ３２からの信号に基づいてＭＰＵ２０が出力する制御信号によって替えられるようになっている。すなわち、当該第３の実施例では、スイッチ５８は、ダイブコンピュータ１のＭＰＵ２０からの制御信号経路５９に接続されているものとする。 FIG. 7 shows a circuit configuration of the wave transmitting / receiving apparatus unit 50d in the third embodiment. In this example, the capacitors C1 and C2 have capacitances c1 and c2, respectively, the tuning capacitance of the antenna 51a is c1, and the tuning capacitance of the ultrasonic transducer 52 is c1 + c2. The transmission / reception device section 50d includes an open / close switch 58 for switching the tuning capacity between c1 and c1 + c2. The switch 58 is open when transmitting and receiving electromagnetic wave signals, and connects the capacitor C1 only to the circuit, and closes and closes the capacitors C1 and C2 when transmitting and receiving ultrasonic signals. Connecting. Further, the open / closed state of the switch 58 is changed by a control signal output by the MPU 20 based on a signal from the water detection sensor 32 built in the dive computer 1. That is, in the third embodiment, the switch 58 is connected to the control signal path 59 from the MPU 20 of the dive computer 1.

図２に示したダイブコンピュータ１の機能ブロック構成を参照しながらスイッチ５８の開閉動作を説明する。まず、水検知センサ３２は、水濡れによって抵抗が変化すると、その抵抗変化を示す信号を出力する。Ａ／Ｄ変換回路３３ｄは、この信号をデジタルデータとしてＭＰＵ２０に入力する。ＭＰＵ２０は、このデジタルデータを受け取ると、スイッチ５８を閉じるため制御信号をその信号経路５９に送出し、スイッチ５８が閉じる。それによって、同調容量が超音波振動子５２を共振させるｃ１＋ｃ２となり、超音波信号による通信を重視した回路構成となる。大気中にあるときは、制御信号が入力されずスイッチ５８は開いて電磁波信号による通信を重視した回路構成となる。もちろん、制御信号によるスイッチ５８の開閉を逆にして、水中では電磁波信号、大気中では超音波信号をそれぞれ重視した通信状態にさせることも可能である。 The opening / closing operation of the switch 58 will be described with reference to the functional block configuration of the dive computer 1 shown in FIG. First, when the resistance changes due to water wetting, the water detection sensor 32 outputs a signal indicating the resistance change. The A / D conversion circuit 33d inputs this signal to the MPU 20 as digital data. When the MPU 20 receives this digital data, it sends a control signal to its signal path 59 to close the switch 58, and the switch 58 is closed. As a result, the tuning capacitance becomes c1 + c2 that resonates the ultrasonic transducer 52, and the circuit configuration places importance on communication using ultrasonic signals. When in the atmosphere, no control signal is input, and the switch 58 is opened so that the circuit configuration places importance on communication using electromagnetic wave signals. Of course, it is also possible to reverse the opening and closing of the switch 58 by the control signal so that the communication state places importance on the electromagnetic wave signal in the water and the ultrasonic signal in the atmosphere.

また、水検知センサ３２と、そのセンサが出力する水検知信号に応動してスイッチ４８を制御するための回路が送受波装置５０ｄ側にあってもよい。 Further, the water detection sensor 32 and a circuit for controlling the switch 48 in response to a water detection signal output from the sensor may be provided on the wave transmitting / receiving device 50d side.

＝＝＝第４の実施例＝＝＝
上記第１から第３の実施例では、整合回路５３ａは全てバーアンテナ５１ａのコイル５４と磁気結合するコイル５５であった。第４の実施例は、このようなコイル５５ではなく、図８に示した送受波装置部５０ｅのように、バーアンテナ５１ａのコイル巻線５４の中間に直接接続されるタップ５３ｂを整合回路部としている。そして、バーアンテナ５１ａのコイル５４において、タップ５３ｂが接続されている２点間の巻線の長さを調整することで超音波振動子５２とのインピーダンスを整合させることができる。 === Fourth embodiment ===
In the first to third embodiments, all the matching circuits 53a are the coils 55 that are magnetically coupled to the coils 54 of the bar antenna 51a. In the fourth embodiment, not the coil 55 but the tap 53b directly connected to the middle of the coil winding 54 of the bar antenna 51a, such as the wave transmitting / receiving apparatus unit 50e shown in FIG. It is said. In the coil 54 of the bar antenna 51a, the impedance with the ultrasonic transducer 52 can be matched by adjusting the length of the winding between the two points to which the tap 53b is connected.

＝＝＝第５の実施例＝＝＝
本発明では、水中と空中での通信を可能とすることを目的の一つとしていることから、送受波装置は防水機能を備えた筐体内に収納されていることが条件となっている。上記実施形態では、ダイブコンピュータ１に送受波装置部５０が内蔵されており、この条件を満足している。もちろん、本発明の実施形態は、ダイブコンピュータ１にその回路構成が全て内蔵されている形態だけではない。例えば、通信装置部４０のみを内蔵したダイブコンピュータ１に必要に応じて送受波装置部５０を取り付けることで、水中と大気中での通信を可能にする形態も考えられる。あるいは、当初は、電磁波か超音波のいずれか一方の信号媒体での通信機能を内蔵させておき、他方の信号媒体での通信機能が必要になったときにその機能を追加できるようにする形態も考えられる。 === Fifth embodiment ===
In the present invention, since one of the purposes is to enable communication in water and in the air, it is necessary that the wave transmitting / receiving device is housed in a casing having a waterproof function. In the above embodiment, the wave transmitting / receiving device unit 50 is built in the dive computer 1, and this condition is satisfied. Of course, the embodiment of the present invention is not limited to the form in which the circuit configuration is all built in the dive computer 1. For example, a form that enables communication in water and in the atmosphere by attaching the wave transmitting / receiving device unit 50 to the dive computer 1 having only the communication device unit 40 built therein as necessary is also conceivable. Alternatively, initially, a communication function using either a signal medium of electromagnetic waves or ultrasonic waves is built in, and the function can be added when a communication function using the other signal medium becomes necessary. Is also possible.

そして、送受波装置部５０の全てあるいは一部の機能を通信装置部４０側の機器（ダイブコンピュータ１など）に後から追加できるようにしておけば、通信装置部４０側機器の価格を低減させ、利用者側の初期費用を抑制することもできる。また、不要なときは、送受波装置部５０の全部あるいは一部の回路構成を内蔵した筐体を分離させておけば、不要な機能による機器全体の大型化を抑止することができる。また、不要な回路によって消費電力を増大させることもない。以下では、防水筐体に収納された送受波装置部５０の実施形態をいくつか例示する。 If all or some of the functions of the transmission / reception device unit 50 can be added later to the device (such as the dive computer 1) on the communication device unit 40 side, the price of the device on the communication device unit 40 side can be reduced. The initial cost on the user side can also be suppressed. Further, when unnecessary, by separating the casing in which all or a part of the circuit configuration of the transmission / reception device unit 50 is built up, it is possible to suppress an increase in the size of the entire device due to unnecessary functions. Further, power consumption is not increased by unnecessary circuits. Below, some embodiment of the wave transmission / reception apparatus part 50 accommodated in the waterproof housing is illustrated.

図９（Ａ）（Ｂ）に第５の実施例における筐体内の回路構成を示した。なお、当該図に示した送受波装置部５０ａの回路構成は、先に図４に示したものであり、通信装置部４０側の筐体３は、ここでは、ダイバーコンピュータのケース３となる。（Ａ）は、ダイブコンピュータ１の筐体３に、送受波装置５０ａ以外の構成が自身の筐体（ケース）３に収納され、送受波装置部５０ａはケース３とは別の筐体６０ａにその全ての回路構成が収納されている例である。（Ｂ）は、送受波装置部５０ａの一部がダイブコンピュータ１のケース３側に収納されている筐体個性例であり、バーアンテナ５１ａがダイブコンピュータ１のケース３側に収納されている。 FIGS. 9A and 9B show a circuit configuration in the housing in the fifth embodiment. The circuit configuration of the transmission / reception device section 50a shown in the figure is the same as that shown in FIG. 4, and the housing 3 on the communication device section 40 side is the case 3 of the diver computer here. (A) shows the configuration of the dive computer 1 other than the wave transmission / reception device 50a in the case 3 of the dive computer 1 and the wave transmission / reception device unit 50a in a case 60a separate from the case 3. This is an example in which all the circuit configurations are stored. (B) is an example of a housing individuality in which a part of the transmission / reception device unit 50 a is accommodated on the case 3 side of the dive computer 1, and the bar antenna 51 a is accommodated on the case 3 side of the dive computer 1.

また、この第５の実施例では、各筐体（３，６０ａまたは６０ｂ）は、相互に着脱自在とし、双方の筐体（３，６０ａまたは６０ｂ）内の回路は、防水コネクタ６１などを介して接続することで防水性を維持すればよい。もちろん、第５の実施例は、図５に示した送受波装置部５０ｂに対応させることもできる。図１０にその対応例を示した。超音波振動子5２をダイブコンピュータ１のケース３側に収納し、バーアンテナ５１ａを別の筐体６０ｃに収納している。あるいは、図１１に示したように、送受波装置部５０ａを構成する共振用コンデンサーＣのみをダイブコンピュータ１のケース３に収納し、その他の回路構成を別体の筐体６０ｄに収納する筐体構成も考えられる。 In the fifth embodiment, the respective housings (3, 60a or 60b) are detachable from each other, and the circuits in both the housings (3, 60a or 60b) are connected via the waterproof connector 61 or the like. To maintain waterproofness. Of course, the fifth embodiment can be made to correspond to the transmission / reception device section 50b shown in FIG. FIG. 10 shows a corresponding example. The ultrasonic transducer 52 is housed on the case 3 side of the dive computer 1, and the bar antenna 51a is housed in another housing 60c. Alternatively, as shown in FIG. 11, only the resonance capacitor C constituting the transmission / reception device section 50a is housed in the case 3 of the dive computer 1, and the other circuit configuration is housed in a separate housing 60d. Configuration is also conceivable.

図１２に、送受波装置部５０の全部あるいは一部を収納した筐体６０と通信装置部４０側の筐体３との着脱形態を例示した。当該図１２は、上記ダイブコンピュータ１のケース３と送受波装置部６０の筐体とが別体となっている例を示している。送受波装置部５０の筐体６０とダイブコンピュータ１のケース３表面には、それぞれに着脱可能な防水コネクタ（６１ａ，６１ｂ）が配設されており、この双方のコネクタ（６１ａ，６１ｂ）同士を接続することで、ダイブコンピュータ１のケース３内にある送信装置部４０と送受波装置部５０とが防水・耐水圧機能を維持したまま回路接続される。 FIG. 12 illustrates an attachment / detachment mode between the housing 60 that houses all or part of the wave transmitting / receiving device section 50 and the housing 3 on the communication device section 40 side. FIG. 12 shows an example in which the case 3 of the dive computer 1 and the casing of the transmission / reception device unit 60 are separate. Removable waterproof connectors (61a, 61b) are disposed on the casing 60 of the transmission / reception device unit 50 and the surface of the case 3 of the dive computer 1, respectively. The connectors (61a, 61b) are connected to each other. By connecting, the transmission device unit 40 and the wave transmission / reception device unit 50 in the case 3 of the dive computer 1 are circuit-connected while maintaining the waterproof / waterproof function.

＝＝＝その他の実施例＝＝＝
本発明の送受波装置は、水中通信を想定した通信装置に接続される形態に限らず、ハンディ型トランシーバーなど、汎用の通信装置に接続される形態も考えられる。例えば、図１３に示すように、ハンディ型トランシーバー１ｂのアンテナコネクタ（ＢＮＣ型など）６１ｅに接続して使用する形態も考えられる。その接続形態としては、（Ａ）に示した送受波装置５０ｆのように、防水機能を有する筐体６０ｆからケーブル６２を導出してその先端にアンテナコネクタ６１ｅと接続する端子６１ｆを形成してもよいし、（Ｂ）に示した送受波装置５０ｇのように端子６１ｇを筐体６０ｇと一体化して形成してもよい。そして、水中通信時には、その送受波装置（５０ｆ，５０ｇ）の筐体（６０ｆ，６０ｇ）部分だけを水中に入れればよい。 === Other Embodiments ===
The wave transmitting / receiving apparatus of the present invention is not limited to a form connected to a communication apparatus assuming underwater communication, but a form connected to a general-purpose communication apparatus such as a handheld transceiver is also conceivable. For example, as shown in FIG. 13, a configuration in which the antenna connector (e.g., BNC type) 61e of the handy transceiver 1b is connected and used is also conceivable. As a connection form, a cable 61 is led out from a housing 60f having a waterproof function and a terminal 61f to be connected to the antenna connector 61e is formed at the tip, like the wave transmitting / receiving device 50f shown in FIG. Alternatively, the terminal 61g may be formed integrally with the housing 60g as in the wave transmitting / receiving device 50g shown in FIG. At the time of underwater communication, only the casing (60f, 60g) portion of the transmission / reception device (50f, 50g) needs to be placed in the water.

また、本発明の送受波装置は、送受信の双方に限らず、送信のみあるいは受信のみの用途に特化されていてもよい。送受波装置に接続される通信装置についても送信機、あるいは受信機のどちらか一方であってもよい。 Further, the wave transmitting / receiving apparatus of the present invention is not limited to both transmission and reception, and may be specialized for only transmission or reception only. The communication device connected to the transmission / reception device may also be either a transmitter or a receiver.

１ダイブコンピュータ、３ケース４液晶表示器、５操作ボタン、
２０ＭＰＵ、２１ＲＡＭ、２２ＲＯＭ、２５表示制御部、
２６操作制御部、２９〜３２センサ、４０通信装置部、
４１送信制御部、４２受信制御部、４５通信装置部からの信号経路、
５０，５０ａ〜５０ｅ送受波装置部、５０ｆ，５０ｇ送受波装置、
５１，５１ａアンテナ、５２超音波振動子、
５３，５３ａ，５３ｂ整合回路部、５４バーアンテナのコイル、
５５超音波振動子に接続されるコイル、
６０ａ〜６０ｇ筐体Ｃ，Ｃ１，Ｃ２コンデンサー、Ｒ抵抗 1 dive computer, 3 case, 4 liquid crystal display, 5 operation buttons,
20 MPU, 21 RAM, 22 ROM, 25 display control unit,
26 operation control units, 29 to 32 sensors, 40 communication device units,
41 transmission control unit, 42 reception control unit, 45 signal path from communication device unit,
50, 50a-50e transmission / reception unit, 50f, 50g transmission / reception unit,
51, 51a antenna, 52 ultrasonic transducer,
53, 53a, 53b matching circuit section, 54 bar antenna coil,
55 Coil connected to ultrasonic transducer,
60a-60g Case C, C1, C2 Capacitor, R Resistance

Claims

通信装置に接続される送受波装置であって、
防水機能を有する筐体内に収納され、
電磁波信号を送信あるいは受信あるいは送受信するためのアンテナと、超音波信号を送信あるいは受信あるいは送受信するための超音波振動子とを備え、
前記アンテナと前記超音波振動子のいずれか一方が、前記通信装置と接続されているとともに、当該アンテナと当該超音波振動子とが整合回路部を介して接続され、同一の周波数の信号を電磁波と超音波で並行して送信あるいは受信あるいは送受信することを特徴とする送受波装置。 A transmission / reception device connected to a communication device,
Housed in a waterproof housing,
An antenna for transmitting or receiving or transmitting / receiving an electromagnetic wave signal, and an ultrasonic transducer for transmitting, receiving or transmitting / receiving an ultrasonic signal;
Either one of the antenna and the ultrasonic transducer is connected to the communication device, and the antenna and the ultrasonic transducer are connected via a matching circuit unit, and a signal having the same frequency is transmitted as an electromagnetic wave. Transmitting and receiving or transmitting / receiving in parallel with an ultrasonic wave.

請求項１において、前記整合回路部と前記超音波振動子との信号経路上に抵抗が挿入されていることを特徴とする送受波装置。 The wave transmitting / receiving apparatus according to claim 1, wherein a resistor is inserted on a signal path between the matching circuit unit and the ultrasonic transducer.

請求項１または２において、前記アンテナはバーアンテナであって、前記整合回路部は、当該バーアンテナのコイルである第１のコイルと、当該第１のコイルと磁気結合するとともに前記超音波振動子に接続される第２のコイルとによって構成されていることを特徴とする送受波装置。 3. The ultrasonic transducer according to claim 1, wherein the antenna is a bar antenna, and the matching circuit unit is magnetically coupled to the first coil that is a coil of the bar antenna, the first coil, and the ultrasonic transducer. And a second coil connected to the first and second coils.

請求項１または２において、前記アンテナはバーアンテナであって、前記整合回路部は、当該バーアンテナのコイルに接続される中間タップであることを特徴とする送受波装置。 3. The transmission / reception apparatus according to claim 1, wherein the antenna is a bar antenna, and the matching circuit unit is an intermediate tap connected to a coil of the bar antenna.

請求項３または４において、
容量ｃ１の第１のコンデンサーと、容量ｃ２の第２のコンデンサーと、開閉スイッチとを備え、
前記バーアンテナは、同調容量ｃ１によって所定の周波数で共振し、
前記超音波振動子は、同調容量ｃ１＋ｃ２によって前記所定の周波数で共振し、
前記第１のコンデンサーは、前記バーアンテナのコイルと並列接続され、
前記開閉スイッチは、閉状態において、前記第１のコンデンサーと前記第２のコンデンサーとを並列接続させる
ことを特徴とする送受波装置。 In claim 3 or 4,
A first capacitor having a capacity c1, a second capacitor having a capacity c2, and an open / close switch;
The bar antenna resonates at a predetermined frequency by the tuning capacitor c1,
The ultrasonic transducer resonates at the predetermined frequency by a tuning capacitor c1 + c2,
The first capacitor is connected in parallel with the bar antenna coil;
In the closed state, the open / close switch connects the first capacitor and the second capacitor in parallel.

請求項５において、前記開閉スイッチは、前記通信装置が水中にある際に水検知信号を出力する水検知センサからの信号に応動して開閉することを特徴とする送受波装置。 6. The wave transmitting / receiving apparatus according to claim 5, wherein the open / close switch opens and closes in response to a signal from a water detection sensor that outputs a water detection signal when the communication device is in water.

請求項１〜６のいずれか一項において、前記通信装置に着脱可能であることを特徴とする送受波装置。 7. The wave transmitting / receiving apparatus according to claim 1, wherein the wave transmitting / receiving apparatus is detachable from the communication apparatus.

請求項１〜６のいずれか一項において、前記アンテナと前記整合回路部、または前記超音波振動子のいずれか一方が、防水機能を有するとともに前記通信装置の構成要素を収納した第１の筐体側に収納されているとともに、他方が防水機能を有する第２の筐体に収納され、
前記第１の筐体と第２の筐体は互いに着脱自在に構成されて、双方が接続された状態で前記一方と他方が回路接続されることを特徴とする送受波装置。 7. The first housing according to claim 1, wherein any one of the antenna, the matching circuit unit , and the ultrasonic transducer has a waterproof function and houses a component of the communication device. Stored in the body side, and the other is stored in a second housing having a waterproof function,
The wave transmitting / receiving apparatus, wherein the first casing and the second casing are configured to be detachable from each other, and the one and the other are connected in a circuit with both being connected.