(57)【要約】【課題】データ通信に付随する認証若しくは課金処理と大容量データ通信とを単一のユーザー操作で且つ従来と同じアクセス時間の感覚で完了させる。【解決手段】結合用電極の支持手段としての脚部に、高さ方向に弾性変形する可撓部を付与する。可撓部が高さ方向に加わる外力に対して板バネの働きをすることから、脚部に高さ方向の外力が加わっても、可撓部が弾性変形するだけであり、外力から解放されると可撓部の復元性により、結合用電極は元の高さを取り戻すことができる。筐体の裏面とリーダー／ライター・モジュールの基板間などの間隙を小さくして、筐体を低背化することが可能である。【選択図】  図１３Ａ
2010213197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを伝送する高周波信号の処理を行なう通信回路部と、
高周波信号の伝送路と、
グランドと、
電極として作用する上面平坦部と、前記グランドに対向して前記高周波信号の波長に対して無視し得る高さだけ離間するように前記上面平坦部を支持するとともに前記高さ方向に弾性変形する可撓部を有する支持部と、前記支持部の他端で前記伝送路に接続される接続部からなる結合用電極と、
前記伝送路を介して前記結合用電極に流れ込む電流を大きくするための共振部を有し、
前記結合用電極の前記上面平坦部に蓄えられた前記電荷の中心と前記グランドに蓄えられた鏡像電荷の中心を結ぶ線分からなる微小ダイポールを形成し、
前記微小ダイポールの方向となす角θがほぼ０度となるように対向して配置された通信相手側に向けて前記高周波信号を伝送する、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記の高周波信号は、超広帯域を使用するＵＷＢ信号である、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記共振部は、前記結合用電極と前記伝送路の間に接続された直列インダクタ並びに前記伝送路と前記グランドの間に接続された並列インダクタからなり、
前記支持部は前記直列インダクタを兼ねる、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
前記結合用電極は、板金にまず打ち抜き加工を施して、前記上面平坦部と前記支持部となる脚部を形成した後、前記脚部に折り曲げ加工を施して、前記上面平坦部に対し前記脚部をほぼ垂直に屈曲させるとともに前記脚部の下端を屈曲させて前記接続部にもなる前記足平部を形成し、さらに前記脚部を湾曲若しくは屈曲させて前記高さ方向に弾性変形する可撓部を形成して、製作される、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項５】
高周波信号の伝送路と、
グランドと、
電極として作用する上面平坦部と、前記グランドに対向して前記高周波信号の波長に対して無視し得る高さだけ離間するように前記上面平坦部を支持するとともに前記高さ方向に弾性変形する可撓部を有する支持部と、前記支持部の他端で前記伝送路に接続される接続部からなる結合用電極と、
前記伝送路を介して前記結合用電極に流れ込む電流を大きくするための共振部を有し、
前記結合用電極の前記上面平坦部に蓄えられた前記電荷の中心と前記グランドに蓄えられた鏡像電荷の中心を結ぶ線分からなる微小ダイポールを形成し、
前記微小ダイポールの方向となす角θがほぼ０度となるように対向して配置された通信相手側の高周波結合器に向けて前記高周波信号を伝送する、
ことを特徴とする高周波結合器。
【請求項６】
電極として作用する上面平坦部と、前記グランドに対向して前記高周波信号の波長に対して無視し得る高さだけ離間するように前記上面平坦部を支持するとともに前記高さ方向に弾性変形する可撓部を有する支持部と、前記支持部の他端で前記伝送路に接続される接続部からなり、
板金にまず打ち抜き加工を施して、前記上面平坦部と前記支持部となる脚部を形成した後、さらに前記脚部に折り曲げ加工を施して、前記上面平坦部に対し前記脚部をほぼ垂直に屈曲させるとともに前記脚部の下端を屈曲させて前記接続部にもなる前記足平部を形成し、さらに前記脚部を湾曲若しくは屈曲させて前記高さ方向に弾性変形する可撓部を形成して、製作される、
ことを特徴とする、電界結合作用を利用して高周波信号を伝送する高周波結合器に用いられる結合用電極。
【請求項７】
アンテナ・コイルを用いた電磁誘導作用により非接触通信を行なう第１の無線処理手段と、
前記アンテナ・コイルの近傍に配設された結合用電極を用いた電界結合作用により非接触通信を行なう第２の無線処理手段を備え、
前記第２の無線処理手段は、
データを伝送する高周波信号の処理を行なう通信回路部と、
高周波信号の伝送路と、
グランドと、
電極として作用する上面平坦部と、前記グランドに対向して前記高周波信号の波長に対して無視し得る高さだけ離間するように前記上面平坦部を支持するとともに前記高さ方向に弾性変形する可撓部を有する支持部と、前記支持部の他端で前記伝送路に接続される接続部からなる結合用電極と、
前記伝送路を介して前記結合用電極に流れ込む電流を大きくするための共振部を有し、
前記結合用電極の前記上面平坦部に蓄えられた前記電荷の中心と前記グランドに蓄えられた鏡像電荷の中心を結ぶ線分からなる微小ダイポールを形成し、
前記微小ダイポールの方向となす角θがほぼ０度となるように対向して配置された通信相手側に向けて前記高周波信号を伝送する、
ことを特徴とする複合通信装置。
【請求項８】
前記第２の無線処理手段の前記結合用電極は、板金にまず打ち抜き加工を施して、前記上面平坦部と前記支持部となる脚部を形成した後、さらに前記脚部に折り曲げ加工を施して、前記上面平坦部に対し前記脚部をほぼ垂直に屈曲させるとともに前記脚部の下端を屈曲させて前記接続部にもなる前記足平部を形成し、さらに前記脚部を湾曲若しくは屈曲させて前記高さ方向に弾性変形する可撓部を形成して、製作される、
ことを特徴とする請求項７に記載の複合通信装置。
【請求項９】
前記第１の無線処理手段が備える前記アンテナ・コイルの内側に、前記第２の無線処理手段における前記結合用電極が配設される、
ことを特徴とする請求項７に記載の複合通信装置。
【請求項１０】
前記第１の無線処理手段が備える前記アンテナ・コイルの内側に形成された開口部に、前記第２の無線処理手段における前記結合用電極が配設される、
ことを特徴とする請求項７に記載の複合通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波の広帯域を用いる微弱ＵＷＢ通信方式により近接距離で大容量データ伝送を行なう通信装置、高周波結合器、結合用電極、並びに、電磁誘導方式の非接触通信と微弱ＵＷＢ通信とを組み合わせた複合通信装置に係り、特に、データ通信に付随する認証若しくは課金処理と大容量データ通信とを単一のユーザー操作で且つ従来の認証・課金処理と同じアクセス時間の感覚で完了させる通信装置、高周波結合器、結合用電極、並びに複合通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触通信は、認証情報や電子マネーその他の価値情報のメディアとして広く普及している。非接触通信システムは、トランスポンダーとしてのＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップと、ＩＣチップに対して情報の読み出し並びに書き込みを行なう装置（以下、「リーダー／ライター」と呼ぶ）からなり、ＩＣチップとリーダー／ライター間で非接触により情報の読み書きを行なうことから利便性が高い。また、ＩＣチップは、カード形状、若しくは、携帯電話などの個人端末に内蔵して用いられる。
【０００３】
例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３に準拠する近接型のＩＣカード規格として、ＴｙｐｅＡ、ＴｙｐｅＢ、ＦｅｌｉＣａ（フェリカ）（登録商標）を挙げることができる。さらに、ソニーとＰｈｉｌｉｐｓ社が開発したＮＦＣ（Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）は、主にＴｙｐｅＡ、ＴｙｐｅＢ、ＦｅｌｉＣａの各ＩＣカードと通信可能なＮＦＣ通信装置（リーダー／ライター）の仕様を規定したＲＦＩＤ規格であり、１３．５６ＭＨｚ帯を使い、電磁誘導方式により近接型（０〜１０ｃｍ以下：Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ）の非接触双方向通信が可能である。
【０００４】
最近では、組み込み用途に適したコンパクト・サイズのリーダー／ライター・モジュールが開発製造され、ＰＯＳ（Ｐｏｉｎｔ  Ｏｆ  Ｓａｌｅｓ）端末や自動販売機、パーソナル・コンピューターなどさまざまな機器に実装して用いることができる（例えば、非特許文献１を参照のこと）。図１５には、モジュール化されたリーダー／ライターの上面図を示している。また、図１６には、リーダー／ライター・モジュールを内蔵したパソコンなどの機器の断面構成を示している。同図中、リーダー／ライター・モジュールは、フェライト層を有する金属プレート上にスペーサによって支持されている。ＮＦＣ通信方式は通信距離が０〜１０ｃｍ程度の近接通信であることから、通常、リーダー／ライター・モジュールは筐体の表面近傍に配設される。
【０００５】
ＩＣカードやＩＣチップを搭載した携帯端末を、自動販売機やパソコンなどに内蔵されているリーダー／ライター・モジュールの読み取り面に翳して認証処理や料金支払い処理を行なうという操作は一般的となっている。例えば、本体キーボードのパームレスト部分にリーダー／ライター・モジュールを内蔵し、近接された非接触ＩＣタグから情報を読み取る、ノートブック型の情報処理装置に関する提案がなされている（例えば、特許文献１を参照のこと）。
【０００６】
非接触通信システムのさらなるアプリケーションとして、動画像や音楽などのダウンロードやストリーミングといった大容量データ伝送を挙げることができる。例えば、自動販売機で有料コンテンツを携帯端末にダウンロードし、あるいはインターネットに接続されるパソコンを介して有料サイトから携帯端末にコンテンツをダウンロードするというコンテンツ取引形態が想起される。このような場合、携帯端末内のＩＣチップを利用した認証・課金処理と大容量データ伝送を、携帯端末を読み取り面に翳すという単一のユーザー操作で済み、且つ、従来の認証・課金処理と同じアクセス時間の感覚で完結することが好ましく、それゆえ通信レートの高速化が必須となる。さらに付言するならば、ＮＦＣ通信は認証・課金処理などに関しては既に定着した技術であることから、大容量データ伝送時においても、ＮＦＣ通信に対し上位互換を持ちながら高速通信を実現することが好ましい。
【０００７】
しかしながら、ＮＦＣ通信の通信レートは１０６ｋｂｐｓ〜４２４ｋｂｐｓ程度であり、個人認証や課金処理には十分であるものの、他の汎用の無線通信（ＷｉＦｉやＢｌｕｅｔｏｏｔｈなど）と比べると非常に低速である。このため、ＮＦＣ通信など従来の非接触通信システムを画像や音声などの大容量データ通信へ適用することは困難である。また、キャリア周波数などの物理的な制約からも、ＮＦＣ通信など従来方式では実現可能な最高通信速度は高々８４８ｋｂｐｓまでであり、今後の飛躍的な高速化を期待することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−８７２６３号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｏｎｙ．ｃｏ．ｊｐ／Ｐｒｏｄｕｃｔｓ．ｆｅｌｉｃａ／ｐｄｔ／ｒｄｗ４．ｈｔｍｌ  平成２１年３月９日現在
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、近接距離で大容量データ伝送を行なうことができる、優れた通信装置を提供することにある。
【００１１】
本発明のさらなる目的は、データ通信に付随する認証若しくは課金処理と大容量データ通信とを単一のユーザー操作で且つ従来の認証・課金処理と同じアクセス時間の感覚で完了させることができる、優れた通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願は、上記課題を参酌してなされたものであり、請求項１に記載の発明は、  データを伝送する高周波信号の処理を行なう通信回路部と、
高周波信号の伝送路と、
グランドと、
電極として作用する上面平坦部と、前記グランドに対向して前記高周波信号の波長に対して無視し得る高さだけ離間するように前記上面平坦部を支持するとともに前記高さ方向に弾性変形する可撓部を有する支持部と、前記支持部の他端で前記伝送路に接続される接続部からなる結合用電極と、
前記伝送路を介して前記結合用電極に流れ込む電流を大きくするための共振部を有し、
前記結合用電極の前記上面平坦部に蓄えられた前記電荷の中心と前記グランドに蓄えられた鏡像電荷の中心を結ぶ線分からなる微小ダイポールを形成し、
前記微小ダイポールの方向となす角θがほぼ０度となるように対向して配置された通信相手側に向けて前記高周波信号を伝送する、
ことを特徴とする通信装置である。
【００１３】
ここで言う高周波信号とは、具体的には、請求項２に記載されているように、超広帯域を使用するＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）信号である。
【００１４】
また、本願の請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の通信装置において、前記共振部は、前記結合用電極と前記伝送路の間に接続された直列インダクタ並びに前記伝送路と前記グランドの間に接続された並列インダクタからなり、前記支持部は前記直列インダクタを兼ねることができる。
【００１５】
また、本願の請求項４に記載の発明によれば、前記結合用電極を、板金にまず打ち抜き加工を施して、前記上面平坦部と前記支持部となる脚部を形成した後、前記脚部に折り曲げ加工を施して、前記上面平坦部に対し前記脚部をほぼ垂直に屈曲させるとともに前記脚部の下端を屈曲させて前記接続部にもなる前記足平部を形成し、さらに前記脚部を湾曲若しくは屈曲させて前記高さ方向に弾性変形する可撓部を形成する、という手順で製作することができる。
【００１６】
また、本願の請求項５に記載の発明は、
高周波信号の伝送路と、
グランドと、
電極として作用する上面平坦部と、前記グランドに対向して前記高周波信号の波長に対して無視し得る高さだけ離間するように前記上面平坦部を支持するとともに前記高さ方向に弾性変形する可撓部を有する支持部と、前記支持部の他端で前記伝送路に接続される接続部からなる結合用電極と、
前記伝送路を介して前記結合用電極に流れ込む電流を大きくするための共振部を有し、
前記結合用電極の前記上面平坦部に蓄えられた前記電荷の中心と前記グランドに蓄えられた鏡像電荷の中心を結ぶ線分からなる微小ダイポールを形成し、
前記微小ダイポールの方向となす角θがほぼ０度となるように対向して配置された通信相手側の高周波結合器に向けて前記高周波信号を伝送する、
ことを特徴とする高周波結合器である。
【００１７】
また、本願の請求項６に記載の発明は、
電極として作用する上面平坦部と、前記グランドに対向して前記高周波信号の波長に対して無視し得る高さだけ離間するように前記上面平坦部を支持するとともに前記高さ方向に弾性変形する可撓部を有する支持部と、前記支持部の他端で前記伝送路に接続される接続部からなり、
板金にまず打ち抜き加工を施して、前記上面平坦部と前記支持部となる脚部を形成した後、さらに前記脚部に折り曲げ加工を施して、前記上面平坦部に対し前記脚部をほぼ垂直に屈曲させるとともに前記脚部の下端を屈曲させて前記接続部にもなる前記足平部を形成し、さらに前記脚部を湾曲若しくは屈曲させて前記高さ方向に弾性変形する可撓部を形成して、製作される、
ことを特徴とする、電界結合作用を利用して高周波信号を伝送する高周波結合器に用いられる結合用電極である。
【００１８】
また、本願の請求項７に記載の発明は、  アンテナ・コイルを用いた電磁誘導作用により非接触通信を行なう第１の無線処理手段と、
前記アンテナ・コイルの近傍に配設された結合用電極を用いた電界結合作用により非接触通信を行なう第２の無線処理手段を備え、
前記第２の無線処理手段は、
データを伝送する高周波信号の処理を行なう通信回路部と、
高周波信号の伝送路と、
グランドと、
電極として作用する上面平坦部と、前記グランドに対向して前記高周波信号の波長に対して無視し得る高さだけ離間するように前記上面平坦部を支持するとともに前記高さ方向に弾性変形する可撓部を有する支持部と、前記支持部の他端で前記伝送路に接続される接続部からなる結合用電極と、
前記伝送路を介して前記結合用電極に流れ込む電流を大きくするための共振部を有し、
前記結合用電極の前記上面平坦部に蓄えられた前記電荷の中心と前記グランドに蓄えられた鏡像電荷の中心を結ぶ線分からなる微小ダイポールを形成し、
前記微小ダイポールの方向となす角θがほぼ０度となるように対向して配置された通信相手側に向けて前記高周波信号を伝送する、
ことを特徴とする複合通信装置である。
【００１９】
また、本願の請求項８に記載の発明によれば、前記第２の無線処理手段が用いる結合用電極を、板金にまず打ち抜き加工を施して、前記上面平坦部と前記支持部となる脚部を形成した後、前記脚部に折り曲げ加工を施して、前記上面平坦部に対し前記脚部をほぼ垂直に屈曲させるとともに前記脚部の下端を屈曲させて前記接続部にもなる前記足平部を形成し、さらに前記脚部を湾曲若しくは屈曲させて前記高さ方向に弾性変形する可撓部を形成する、という手順で製作することができる。
【００２０】
また、本願の請求項９に記載の発明によれば、請求項７に記載の複合通信装置において、前記第１の無線処理手段が備える前記アンテナ・コイルの内側に、前記第２の無線処理手段における前記結合用電極を配設するように構成されている。
【００２１】
また、本願の請求項１０に記載の発明によれば、請求項７に記載の複合通信装置において、前記第１の無線処理手段が備える前記アンテナ・コイルの内側に形成された開口部に、前記第２の無線処理手段における前記結合用電極を配設するように構成されている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、高周波の広帯域を用いる微弱ＵＷＢ通信方式により近接距離で大容量データ伝送を行なうことができる、優れた通信装置、高周波結合器、結合用電極、並びに、電磁誘導方式の非接触通信と微弱ＵＷＢ通信とを組み合わせた複合通信装置を提供することができる。
【００２３】
また、本発明によれば、データ通信に付随する認証若しくは課金処理と大容量データ通信とを単一のユーザー操作で且つ従来の認証・課金処理と同じアクセス時間の感覚で完了させることができる、優れた通信装置、高周波結合器、結合用電極、並びに複合通信装置を提供することができる。
【００２４】
本願の請求項１、２、３、５に記載の発明によれば、共振部によって結合用電極に流れ込む高周波信号の電流をより大きくして、結合用電極に蓄積される電荷とグランド側の鏡像電荷によって形成される微小ダイポールのモーメントを大きくすることによって、微小ダイポールの方向となす角θがほぼ０度となる伝搬方向に向かって、電界の縦波ＥRからなる高周波信号を効率的に放出することができる。また、結合用電極は、電極として作用する上面平坦部が高さ方向に弾性変形する可撓部を有する支持部で支持される構造となっていることから、高さ方向に加わる外力に耐えることができる。
【００２５】
また、本願の請求項４、６に記載の発明によれば、高さ方向に加わる外力に耐えることができる結合用電極を、板金加工を利用して、最小限の追加コストにより製作することができる。
【００２６】
また、本願の請求項７に記載の発明は、ＮＦＣ通信を適用して主に認証処理や課金処理に利用する第１の無線処理手段の他に、第１の無線処理手段とほぼ同じ近接した距離でデータ通信を行なう第２の無線処理手段を備えた複合的な通信装置であるが、第２の無線処理手段によって高速通信を行なって、システム全体での通信速度の向上を図ることができる。また、第１の無線処理手段は従来のＮＦＣ規格と完全な互換性を持ち、第２の無線処理手段による通信を用いない場合は従来のＮＦＣ通信を行なう能力を持つ。また、結合用電極は、電極として作用する上面平坦部が高さ方向に弾性変形する可撓部を有する支持部で支持される構造となっており、高さ方向に加わる外力に耐えることができることから、複合通信装置を低背化することができる。
【００２７】
また、本願の請求項８に記載の発明によれば、高さ方向に加わる外力に耐えることができる複合通信装置を、最小限の追加コストにより製作することができる。
【００２８】
また、本願の請求項９に記載の発明によれば、第１の無線処理手段が備えるアンテナ・コイルの内側に、第２の無線処理手段における結合用電極を配設している、両通信方式における読み取り面はほぼ同じ場所となることから、一連の処理をユーザーの単一操作で行なうことが可能になるとともに、従来の認証・課金処理と同じアクセス時間の感覚で大容量データ伝送処理を完了させることができる。
【００２９】
また、本願の請求項１０に記載の発明によれば、前記第１の無線処理手段が備える前記アンテナ・コイルの内側に形成された開口部に、前記第２の無線処理手段における前記結合用電極が配設されるので、開口部を通じて結合用電極の上面平坦部を露出させるようにすれば、複合通信装置をさらに低背化することができる。
【００３０】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、微弱ＵＷＢ通信方式による近距離高速無線通信システムの構成を模式的に示した図である。
【図２】図２は、送信機１０及び受信機２０のそれぞれに配置される高周波結合器の基本構成を示した図である。
【図３】図３は、図２に示した高周波結合器の一実装例を示した図である。
【図４】図４は、微小ダイポールによる電磁界を表した図である。
【図５】図５は、図４に示した電磁界を結合用電極上にマッピングした図である。
【図６】図６は、容量装荷型アンテナの構成例を示した図である。
【図７Ａ】図７Ａは、高周波結合器の結合用電極１４の部分を板金加工によって製作する方法の一例を示した図（打ち抜き加工後）である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、高周波結合器の結合用電極１４の部分を板金加工によって製作する方法の一例を示した図（曲げ加工後）である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、板金加工によって製作した結合用電極１４の一例を示した図（側面図並びに斜視図）である。
【図８Ａ】図８Ａは、高周波結合器の結合用電極１４の部分を板金加工によって製作する方法の一例を示した図（打ち抜き加工後）である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、高周波結合器の結合用電極１４の部分を板金加工によって製作する方法の一例を示した図（曲げ加工後）である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、板金加工によって製作した結合用電極１４の一例を示した図（側面図並びに斜視図）である。
【図９Ａ】図９Ａは、高周波結合器の結合用電極１４の部分を板金加工によって製作する方法の一例を示した図（打ち抜き加工後）である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、高周波結合器の結合用電極１４の部分を板金加工によって製作する方法の一例を示した図（曲げ加工後）である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、板金加工によって製作した結合用電極１４の一例を示した図（側面図並びに斜視図）である。
【図１０】図１０は、ＮＦＣ通信におけるリーダー／ライター・モジュールのアンテナ・コイルの内側に、微弱ＵＷＢ通信方式における高周波結合器の結合用電極を配設した様子を示した図（上面図）である。
【図１１】図１１は、ＮＦＣ通信におけるリーダー／ライター・モジュールのアンテナ・コイルの内側に、微弱ＵＷＢ通信方式における高周波結合器の結合用電極を配設した実装例における断面図を示した図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、板金加工によって製作された結合用電極（図７）の脚部が、高さ方向に加わった外力のために座屈した様子を示した図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、板金加工によって製作された結合用電極（図７）の脚部が、高さ方向に加わった外力のために倒れ込んだ様子を示した図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、脚部が高さ方向に弾性変形する可暁部を有する結合用電極の構成例を示した図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、脚部が高さ方向に弾性変形する可暁部を有する結合用電極の構成例を示した図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、脚部が高さ方向に弾性変形する可暁部を有する結合用電極の構成例を示した図である。
【図１３Ｄ】図１３Ｄは、脚部が高さ方向に弾性変形する可暁部を有する結合用電極の構成例を示した図である。
【図１４】図１４は、リーダー／ライター・モジュールの基板（アンテナ・コイルのほぼ中央部）に開口部を穿設して、結合用電極の上面平坦部を露出させ、低背化した複合通信装置の構成例を示した図である。
【図１５】図１５は、モジュール化されたリーダー／ライターの上面図を示した図である。
【図１６】図１６は、図１５に示したリーダー／ライター・モジュールを内蔵したパソコンなどの機器の断面構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００３３】
上述したように、ＮＦＣ通信の通信レートは最大値でも高々４２４ｋｂｐｓであり、他の汎用の無線通信と比べると非常に低速であることから、これまでのＮＦＣ通信の実際の使用用途は、電子マネーや個人認証などごく小容量のデータ送信のみに限定されている。
【００３４】
これに対し、本発明では、ＮＦＣ通信方式により主に認証処理や課金処理に利用する第１の無線処理手段の他に、第１の無線処理手段とほぼ同じ近接した距離でデータ通信を行なう第２の無線処理手段を備えた、複合的な通信システムを想定しており、この第２の無線処理手段によって高速通信を行なって、システム全体での通信速度の向上を図るようにしている。また、第１の無線処理手段は従来のＮＦＣ規格と完全な互換性を持ち、第２の無線処理手段による通信を用いない場合は従来のＮＦＣ通信を行なう能力を持つ。
【００３５】
上記の第１の無線処理手段として適用されるＮＦＣ通信は、当業界では周知の電磁誘導方式の非接触通信システムであり、本明細書では詳細な説明を省略する。
【００３６】
他方、上記の第２の無線処理手段を用いた高速通信に適用可能な、近距離高速無線通信技術として、例えば、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）のローバンド（４ＧＨｚ帯）を用いた微弱ＵＷＢ通信方式（ＴｒａｎｓｆｅｒＪｅｔ）（例えば、特開２００８−９９２３６号公報、ｗｗｗ．ｔｒａｎｓｆｅｒｊｅｔ．ｏｒｇ／ｅｎ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌを参照のこと）を挙げることができる。ここで、微弱ＵＷＢ通信方式による近距離高速無線通信の動作原理について説明しておく。
【００３７】
図１には、微弱ＵＷＢ通信方式による近距離高速無線通信システムの構成を模式的に示している。同図において、送信機１０及び受信機２０がそれぞれ持つ送受信に用いられる結合用電極１４及び２４は、例えば３ｃｍ程度離間して対向して配置され、電界結合が可能である。送信機側の送信回路部１１は、上位アプリケーションから送信要求が生じると、送信データに基づいてＵＷＢ信号などの高周波送信信号を生成し、送信用電極１４から受信用電極２４へ信号が伝搬する。そして、受信機２０側の受信回路部２１は、受信した高周波信号を復調及び復号処理して、再現したデータを上位アプリケーションへ渡す。
【００３８】
ＵＷＢ通信のように高周波、広帯域を使用する通信方式によれば、近距離において１００Ｍｂｐｓ程度の超高速データ伝送を実現することができる。また、後述するように放射電界ではなく静電界若しくは誘導電界の結合作用によりＵＷＢ通信を行なう場合、その電界強度は距離の３乗若しくは２乗に反比例することから、無線設備から３メートルの距離での電界強度が所定レベル以下に抑制することで無線局の免許が不要となる微弱無線とすることが可能であり、安価に通信システムを構成することができる。また、電界結合方式により近距離でデータ通信を行なう場合、周辺に存在する反射物により信号の質が低下することはない、伝送路上でハッキングの防止や秘匿性の確保を考慮する必要がない、といった利点がある。
【００３９】
一方、波長に対する伝搬距離の大きさに応じて伝搬損が大きくなることから、電界結合により高周波信号を伝搬する際には、伝搬損を十分低く抑える必要がある。ＵＷＢ信号のように高周波数の広帯域信号を電界結合で伝送する通信方式では、３ｃｍ程度の近距離通信であっても、使用周波数帯４ＧＨｚにとっては約２分の１波長に相当するため、無視することはできない長さである。とりわけ、高周波回路では、低周波回路に比べると特性インピーダンスの問題はより深刻であり、送受信機の電極間の結合点においてインピーダンス不整合による影響は顕在化する。
【００４０】
ｋＨｚあるいはＭＨｚ帯の周波数を使った通信では、空間での伝搬損が小さいため、送信機及び受信機が電極のみからなる結合器を備え、結合部分が単純に平行平板コンデンサとして動作する場合であっても、所望のデータ伝送を行なうことができる。これに対し、ＧＨｚ帯の高周波を使った通信では、空間での伝搬損が大きいため、信号の反射を抑え、伝送効率を向上させる必要がある。送信機及び受信機のそれぞれにおいて高周波信号伝送路が所定の特性インピーダンスに調整されているとしても、平行平板コンデンサで結合しただけでは、結合部においてインピーダンス・マッチングをとることはできない。例えば、図１に示した通信システムにおいて、送信回路部１１と送信用電極１４を結ぶ高周波信号伝送路は例えば５０Ωのインピーダンス整合がとられた同軸線路であったとしても、送信用電極１４と受信用電極２４間の結合部におけるインピーダンスが不整合であると、信号は反射して伝搬損を生じることから、通信効率が低下する。
【００４１】
そこで、図２に示すように、送信機１０及び受信機２０のそれぞれに配置される高周波結合器を、平板状の電極１４、２４と、直列インダクタ１２、２２、並びに、並列インダクタ１３、２３からなる共振部を高周波信号伝送路に接続して構成している。このような高周波結合器を向かい合わせて配置すると、結合部分がバンドパス・フィルタのように動作して、２つの高周波結合器の間で効率よく高周波信号を伝達することができる。ここで言う高周波信号伝送路とは、同軸ケーブル、マイクロストリップ線路、コプレーナ線路などで構成することができる。
【００４２】
ここで、送信機１０と受信機２０の電極間すなわち結合部分において、単にインピーダンス・マッチングを取り、反射波を抑えることだけを目的とするのであれば、各結合器を平板状の電極１４、２４と直列インダクタを高周波信号伝送路上に直列的に挿入するという簡素な構造であっても、結合部分におけるインピーダンスが連続的となるように設計することは可能である。しかしながら、結合部分の前後における特性インピーダンスに変化はないので電流の大きさも変わらない。これに対し、並列インダクタ１３、２３並列インダクタを設けることによって、より大きな電界を結合用電極１４に誘起して、電極間で強く結合させることができる。また、結合用電極１４の表面の近傍に大きな電界を誘起したとき、発生した電界は進行方向（微小ダイポールの方向：後述）に振動する縦波として、結合用電極１４の表面から伝搬する。この電界の波により、結合用電極１４、２４間の距離が比較的大きな場合であっても信号を伝搬することが可能になる。
【００４３】
したがって、微弱ＵＷＢ通信方式による近距離無線通信システムでは、高周波結合器として必須の条件は以下の通りとなる。
【００４４】
（１）電界で結合するための結合用電極があること。
（２）より強い電界で結合させるための並列インダクタがあること。
（３）通信に使用する周波数帯において、結合器を向かい合わせに置いたときにインピーダンス・マッチングが取れるように、直列・並列インダクタ、及び、結合用電極によるコンデンサの定数が設定されていること。
【００４５】
図１に示した通信システムにおいて、送信機１０及び受信機２０の各結合用電極１４及び２４が適当な距離を隔てて対向すると、２つの高周波結合器は、所望の周波数帯の信号を通過するバンドパス・フィルタとして動作するとともに、単体の高周波結合器としては電流を増幅するインピーダンス変換回路として作用する。他方、高周波結合器が自由空間に単独で置かれるとき、高周波結合器の入力インピーダンスは高周波信号伝送路の特性インピーダンスと一致しないので、高周波信号伝送路から入った信号は高周波結合器内で反射され、外部に放射されることから近隣の他の通信システムへの影響はない。すなわち、送信機側では、通信を行なうべき相手がいないときには、アンテナのように電波を垂れ流すことはなく、通信を行なうべき相手が近づいてそれぞれの電極がコンデンサを構成したときのみインピーダンス整合がとれることによって高周波信号の伝達が行なわれる。
【００４６】
図３には、図２に示した高周波結合器の一実装例を示している。送信機１０及び受信機２０側のいずれの高周波結合器も同様に構成することができる。同図において、結合用電極１４は円柱状の誘電体１５の上面に配設され、プリント基板１７上の高周波信号伝送路とはこの誘電体１５内を貫挿するスルーホール１６を通して電気的に接続されている。
【００４７】
図示の高周波結合器は、例えば、所望の高さを持つ円柱状の誘電体にスルーホール１６を形成した後、この円柱の上端面に結合用電極１４となるべき導体パターンを形成するとともに、スルーホール１６中に導体を充填させ、さらにプリント基板１７上にこの誘電体１５をリフロー半田などにより実装することによって製作することができる。ここで、プリント基板１７の回路実装面から結合用電極１４までの高さ、すなわちスルーホール１６の長さを使用波長に応じて適当に調整することで、スルーホール１６がインダクタンスを持ち、図２に示した直列インダクタ１２と代用することができる。また、高周波信号伝送路はチップ状の並列インダクタ１３を介してグランド１８に接続されている。
【００４８】
ここで、送信機１０側の結合用電極において発生する電磁界について考察してみる。
【００４９】
図１並びに図２に示すように、結合用電極１４は、高周波信号の伝送路の一端に接続され、送信回路部１１からの出力信号が流れ込んで、電荷を蓄える。このとき、直列インダクタ１２及び並列インダクタ１３からなる共振部の共振作用によって、伝送路を介して結合用電極１２に流れ込む電流は増幅される。
【００５０】
また、結合用電極１４に対向するように、高周波信号の波長に対して無視し得る高さだけ離間して、グランド１８が配置されている。そして、上述のように結合用電極１４に蓄えられると、グランド１８には鏡像電荷が蓄えられる。平面導体の外部に点電荷Ｑを置くと、平面導体内には（表面電荷分布を置き換えた仮想的な）鏡像電荷−Ｑが配置されることは、例えば溝口正著「電磁気学」（裳華房、第５４頁乃至第５７頁）（添付の参考図１乃至３を参照のこと）にも記載されているように、当業界で周知である。
【００５１】
この結果、結合用電極１４に蓄えられた電荷の中心とグランド１８に蓄えられた鏡像電荷の中心を結ぶ線分からなる微小ダイポールが形成される。厳密に言うと、電荷Ｑと鏡像電荷−Ｑは体積を持ち、微小ダイポールが電荷の中心と鏡像電荷の中心を結ぶように形成される。ここで言う「微小ダイポール」は、「電気ダイポールの電荷間の距離が非常に短いもの」を指し、虫明康人著「アンテナ・電波伝搬」（コロナ社、１６頁〜１８頁）にも「微小ダイポール」が記載されている。そして、微小ダイポールによって、電界の横波成分Ｅθ、電界の縦波成分ＥR、微小ダイポール回りの磁界Ｈφが発生する。
【００５２】
図４には、微小ダイポールによる電磁界を表している。また、図５には、この電磁界を結合用電極上にマッピングしている。図示のように、電界の横波成分Ｅθは伝搬方向と垂直な方向に振動し、電界の縦波成分ＥRは伝搬方向と平行な向きに振動する。また、微小ダイポール回りには磁界Ｈφが発生する。下式（１）〜（３）は微小ダイポールによって生成される電磁界を表している。同式中、距離Ｒの３乗に反比例する成分は静電界、距離Ｒの２乗に反比例する成分は誘導電界、距離Ｒに反比例する成分は放射電界である。
【００５３】
【数１】
2010213197.tif 000003
【００５４】
図１に示した近距離無線通信システムにおいて、周辺の他のシステムへの妨害波を抑制するには、放射電界の成分を含む横波Ｅθを抑制しながら、放射電界の成分を含まない縦波ＥRを利用することが好ましいと考えられる。何故ならば、上式（１）、（２）から分かるように、電界の横波成分Ｅθは距離に反比例する（すなわち、距離減衰の小さい）放射電界を含むのに対して、縦波成分ＥRは放射電界を含まないからである。
【００５５】
まず、電界の横波成分Ｅθを生じないようにするには、高周波結合器がアンテナとして動作しないようにする必要がある。図２に示した高周波結合器は、一見すると、アンテナ素子の先端に金属を取り付けて静電容量を持たせ、アンテナの高さを短縮させる「容量装荷型」のアンテナと構造が類似する。したがって、高周波結合器が容量装荷型アンテナとして動作しないようにする必要がある。図６には、容量装荷型アンテナの構成例を示しているが、同図中で矢印Ａ方向に主に縦波成分ＥRが発生するとともに、矢印Ｂ1、Ｂ2方向に横波成分Ｅθが発生する。
【００５６】
図３に示した結合用電極の構成例では、誘電体１５とスルーホール１６は、結合用電極１４とグランド１８との結合を回避する役割と、直列インダクタ１２を形成する役割を兼ね備えている。プリント基板１７の回路実装面から電極１４まで十分な高さをとって直列インダクタ１２を構成することによって、グランド１８と電極１４との電界結合を回避して、受信機側の高周波結合器との電界結合作用を確保する。但し、誘電体１５の高さが大きい、すなわちプリント基板１７の回路実装面から電極１４までの距離が使用波長に対して無視できない長さになると、高周波結合器が容量装荷型アンテナとして作用してしまい、図６中の矢印Ｂ1、Ｂ2方向で示したような横波成分Ｅθが発生する。よって、誘電体１５の高さは、電極１４とグランド１８との結合を回避して高周波結合器としての特性を得るとともに、インピーダンス・マッチング回路として作用するために必要な直列インダクタ１２を構成するために十分な長さとし、直列インダクタ１２に流れる電流による不要電波Ｅθの放射が大きくならない程度に短いことが条件となる。
【００５７】
他方、上式（２）から、縦波ＥR成分は微小ダイポールの方向となす角θ＝０度で極大となることが分かる。したがって、電界の縦波ＥRを効率的に利用して非接触通信を行なうには、微小ダイポールの方向となす角θがほぼ０度となるように対向して受信機側の高周波結合器を配置して、高周波信号を伝送することが好ましい。
【００５８】
また、直列インダクタ１２と並列インダクタ１３からなる共振部によって、共振部によって結合用電極１４に流れ込む高周波信号の電流をより大きくすることができる。この結果、結合用電極１４に蓄積される電荷とグランド側の鏡像電荷によって形成される微小ダイポールのモーメントを大きくすることができ、微小ダイポールの方向となす角θがほぼ０度となる伝搬方向に向かって、電界の縦波ＥRからなる高周波信号を効率的に放出することができる。
【００５９】
図３には、図１に示した近距離無線通信システムに適用することができる高周波結合器の構成例を示した。但し、高周波結合器の構成方法はこれに限定されるものではない。例えば、高周波結合器のうち結合用電極１４の部分を板金加工によって、簡易且つ安価に製作することができる。図７〜図９には、その製作方法を図解している。
【００６０】
各図において、銅などからなる板金にまず打ち抜き加工を施して、上面平坦部と、脚部を形成する。上面平坦部は、比較的広い表面積を持ち、電荷を蓄える結合用電極１４として作用する。また、脚部は、上面平坦部を基板上で支持する支持手段になるとともに、結合用電極１４への電荷の伝搬路となり且つ直列インダクタ１２としても作用する。
【００６１】
続いて、脚部に折り曲げ加工を施して、上面平坦部に対し脚部をほぼ垂直に屈曲させるとともにさらに脚部の下端を屈曲させて、高周波信号線との接続部にもなる足平部を形成し、併せて脚部を所望の高さとする。ここで言う所望の高さとは、上述したように、容量装荷型アンテナとして動作しないで且つ結合用電極１４とグランド１８との結合を回避する役割と、この脚部が直列インダクタ１２を形成する役割を兼ね備え得る寸法に相当する。
【００６２】
このようにして出来上がった結合用電極（図７〜図９）を、例えばプリント基板上の該当する場所に治具（図示しない）などで固定して、リフロー半田などにより接続部としての足平部を基板上の配線パターンに取り付けることができる。
【００６３】
なお、直列インダクタ１２として作用する脚部の本数は、例えば、図７及び図９に示すように２本であっても、図８に示すように１本であっても、あるいは３本以上（図示しない）であってもよい。
【００６４】
続いて、第１の無線処理手段としてＮＦＣ通信を利用するとともに、第２の無線処理手段として微弱ＵＷＢ通信方式を一体として利用する複合通信装置に関する実施形態について詳細に説明する。
【００６５】
両通信方式はともに近接型の無線通信技術に分類することができるが、ＮＦＣ通信は認証・課金処理などに関しては既に定着した技術である一方、微弱ＵＷＢ通信方式は大容量データ伝送が可能である。したがって、自動販売機で有料コンテンツを携帯端末にダウンロードする、あるいはインターネットに接続されるパソコンを介して有料サイトから携帯端末にコンテンツをダウンロードするというコンテンツ取引形態において、ＮＦＣ通信を利用して認証課金処理を行ない、微弱ＵＷＢ通信方式で大容量データ伝送を行なうようにすればよい。微弱ＵＷＢ通信方式によれば、従来の認証・課金処理と同じアクセス時間の感覚で大容量データ伝送処理が完了するであろう。
【００６６】
また、ＮＦＣ通信を利用した認証・課金処理と、微弱ＵＷＢ通信方式を利用した大容量データ伝送は、携帯端末を同じ場所の読み取り面に翳すという単一のユーザー操作で済むと、ユーザーにとって利便性が高い。したがって、各通信方式における読み取り位置、すなわち、ＮＦＣ通信で使用するアンテナ・コイルと、微弱ＵＷＢ通信方式における結合用電極が近接していると、ユーザーが携帯端末を翳す場所がほぼ同じとなり、操作が容易になる。
【００６７】
さまざまな機器に実装して用いることが可能なリーダー／ライター・モジュールについては、［背景技術］の欄でも既に述べた通りである。例えば、図１０に示すように、ＮＦＣ通信におけるリーダー／ライター・モジュールのアンテナ・コイルの内側に、微弱ＵＷＢ通信方式における高周波結合器の結合用電極を配設すれば、両通信方式における読み取り面はほぼ同じ場所となることから、一連の処理をユーザーの単一操作で行なうことが可能になる。但し、図１０に示す例では、結合用電極は、図７に示したような、板金加工によって製作されたタイプとする。
【００６８】
ここで、複数の通信系統における各アンテナを１つの機器内に配置すると、アンテナ同士の結合が発生し、この結合による干渉が問題となる。これに対し、本実施形態に係る複合通信装置では、第１の無線処理手段としてＮＦＣ通信を利用するとともに、第２の無線処理手段として微弱ＵＷＢ通信方式を利用する複合通信システムの場合、第１の無線処理手段では磁界を発生させて磁界結合による非接触通信を行なう一方、第２の無線処理手段は電界を発生させて電界結合による非接触通信を行なう。
【００６９】
図１０に示すように、リーダー／ライター・モジュールのアンテナ・コイルが発生させる磁界中に結合用電極が配置されるので、この磁界は結合用電極と交差する。また、結合用電極は、この交差した位置における磁界の振動方向に対してほぼ平行な方向に振動する電界を発生させる。
【００７０】
基本的に、電界の変化は磁界の変化を伴い、その磁界の振動方向は、電界の振動方向に対して垂直になる。また、振動方向が互いに一致する成分を有する磁界同士又は電界同士は干渉し合う。したがって、互いの振動方向が垂直な電界と磁界も干渉し合う。これらの干渉が電界結合又は磁界結合に影響を及ぼすことになる。これに対して、振動方向が互いに垂直な磁界同士又は電界同士は干渉し難く、同様に互いの振動方向が平行な電界と磁界も干渉し難い。図１０に示す構成例では、第１の無線処理手段としてのアンテナ・コイルが発生させた磁界が第２の無線処理手段としての結合用電極を交差した位置におけるその磁界の振動方向は、第２の無線処理手段としての結合用電極が発生させる電界の振動方向と平行である。よって、第１の無線処理手段が発生させる磁界と第２の無線処理手段が発生させる電界とを干渉し難くすることができる。
【００７１】
なお、第１の無線処理手段が発生させる磁界と、第２の無線処理手段が発生させる電界の干渉回避方法については、本出願人に既に譲渡されている特願２００７−２９２５８６号明細書を参照されたい。
【００７２】
リーダー／ライター・モジュールは、例えばノートブック型コンピューターの、本体キーボードのパームレスト部分に内蔵される（前述）。このような場合、比較的広い読み取り面を確保できるとともに、本体キーボードの前縁という目立つ場所にあることから、ユーザーにとって操作性がよい。ところが、キーボード入力などコンピューターとしての本来の使用時には、パームレストにはユーザーの掌の重みが加わることによって筐体が撓ってしまうことが想定される。勿論、リーダー／ライター・モジュールをコンピューター以外の機器内に実装した場合であっても、通信距離の都合上、筐体の表面近傍に同モジュールが配設されることから、外力の印加に伴う筐体の撓りの影響を受け易い。
【００７３】
図１１には、ＮＦＣ通信におけるリーダー／ライター・モジュールのアンテナ・コイルの内側に、微弱ＵＷＢ通信方式における高周波結合器の結合用電極を配設した実装例（図１０を参照のこと）における断面図を示している。
【００７４】
図示のように、リーダー／ライター・モジュールは、フェライト層を有する金属プレート上にスペーサによって支持されている。また、板金加工により製作された結合用電極は、リーダー・ライター・モジュールのアンテナ・コイルの内側に収容されるように、主基板上に取り付けられている。そして、ＮＦＣ通信方式並びに微弱ＵＷＢ通信方式は、通信距離が０〜１０ｃｍ程度の近接通信であることから、リーダー／ライター・モジュールは筐体の表面近傍に配設されるとともに、結合用電極の上面平坦部は、リーダー／ライター・モジュールの基板下面に上面平坦部がほぼ当接している。
【００７５】
パームレストに設けられた読み取り面にユーザーの掌が置かれるなどして外力が印加されると、筐体が内側に向かって変形して、リーダー／ライター・モジュールの基板、さらにはその下方の結合用電極にも圧力が加わる。モジュール基板は、例えばガラス繊維を編んだ布にエポキシ樹脂を含浸させたＦＲ４などの素材からなり、可撓性を有していることから、外力から解放されれば元の基板形状に復元することができる。
【００７６】
他方、板金加工による結合用電極の場合、電極として作用する上面平坦部を支持する支持手段は、高さ方向にほぼ直線状に形成された脚部からなることから、この脚部に高さ方向の外力が加わると座屈し（図１２Ａを参照のこと）、若しくは倒れ込んでしまい（図１２Ｂを参照のこと）、外力から解放されても元の形状に復元できなくなってしまう。上述したように、脚部の高さは、結合用電極とグランドの結合を回避する役割を兼ねる。このため、脚部の座屈や倒れ込みにより上面平坦部がグランドに接近してしまうと、もはや高周波結合器として動作しなくなり、複合通信のうち微弱ＵＷＢ通信は使用不能となってしまう。
【００７７】
筐体の読み取り面に外力が加わり変形しても、結合用電極まで影響が達しないように、筐体の裏面とリーダー／ライター・モジュールの基板間の間隙、並びに、金属プレート下方の他の内蔵部品との間隙を大きくするという解決方法も考えられる。しかしながら、この方法によると、機器の高背化を招来してしまう。
【００７８】
そこで、本発明者は、結合用電極の支持手段としての脚部に、高さ方向に弾性変形する可撓部を付与することを提案する。このようにすれば、脚部に高さ方向の外力が加わっても、可撓部が弾性変形するだけであり、外力から解放されると可撓部の復元性により、結合用電極は元の高さを取り戻すことができる。
【００７９】
図１３Ａには、支持手段が高さ方向に弾性変形する可暁部を有する結合用電極の構成例を示している。図示のように、支持手段としての脚部はほぼ中央に断面湾曲形状となる可撓部を備えており、この可撓部は高さ方向に加わる外力に対して板バネの働きをし、外力から解放されると脚部は元の形状に復元する。
【００８０】
また、図１３Ｂには、支持手段が高さ方向に弾性変形する可暁部を有する結合用電極の他の構成例を示している。図示のように、支持手段としての脚部は断面がほぼ「く」の字となる形状となる可撓部を備えており、この可撓部は高さ方向に加わる外力に対して板バネの働きをし、外力から解放されると脚部は元の形状に復元する。
【００８１】
また、図１３Ｃには、脚部のうち可撓部として左右する断面「く」の字を、より小さく形設している構成例を示している。「く」の字の大きさにより、可撓部が有する弾性係数や弾性変形量を調節することができる。支持手段としての脚部は結合用電極となる上面平坦部とグランドとの結合を回避する役割があり、復元するといっても、弾性変形量が所定値を超えると、高周波結合器としての性能が劣化してしまう。図１３Ｃに示した構成例によれば、可撓部の弾性変形量を低減して、高周波結合器の性能を一定レベル以上に保証することができる。
【００８２】
また、図１３Ｄには、支持手段が高さ方向に弾性変形する可暁部を有する結合用電極の他の構成例を示している。図示のように、支持手段としての２本の脚部は断面がほぼ「く」の字となる形状となる可撓部を備えていることは、図１３Ｂ、図１３Ｃに示した構成例と同様であるが、２本の脚部の「く」の字の開口部分が対向するのではなく、同じ向きにそろっている点が相違する。いずれにせよ、可撓部は高さ方向に加わる外力に対して板バネの働きをし、外力から解放されると脚部は元の形状に復元する。
【００８３】
図１３Ａ〜図１３Ｄに示した結合用電極の構成例によれば、可撓部が高さ方向に加わる外力に対して板バネの働きをすることから、外力から解放されると脚部は元の形状に復元する。したがって、筐体の裏面とリーダー／ライター・モジュールの基板間の間隙、並びに、金属プレート下方の他の内蔵部品との間隙を小さくして、筐体を低背化することが可能である。図示の結合用電極、破壊されにくい、と言うこともできる。
【００８４】
また、図１３Ａ〜図１３Ｄに示したような結合用電極を製作するために、材料費はほぼ同じであり、加工コストも最小限の追加で済む。
【００８５】
支持手段としての脚部は結合用電極となる上面平坦部とグランドとの結合を回避する役割があり、上面平坦部をグランドからほぼ３ｍｍの高さで支持することが好ましいことが分かっている。他方、低背化という筐体設計上の要求などから、ベースとなる金属プレートからリーダー／ライター・モジュールまでの高さが例えば３．２ｍｍ以下に制限されることがある。このような場合には、図１４に示すように、リーダー／ライター・モジュールの基板（アンテナ・コイルのほぼ中央部）に開口部を穿設して、結合用電極の上面平坦部を露出させるようにすれば、上面平坦部からグランドまでの高さの要求と、筐体の低背化の要求を同時に満足することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳細に説明してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
【００８７】
本明細書では、微弱ＵＷＢ通信方式の高周波結合器を、ＮＦＣ通信方式におけるリーダー／ライター・モジュール側と一体化した実施形態を中心に説明してきたが、同高周波結合器をトランスポンダー側と一体化しても同様の効果を奏することができる。
【００８８】
また、可撓部を有する支持手段で結合用電極を支持した高周波結合器を、ＮＦＣ通信方式の通信モジュールと一体化することなく、単体のままで、パーソナル・コンピューターを始めさまざまな機器に実装しても、同様の効果を奏することができる。
【００８９】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【符号の説明】
【００９０】
１０…送信機、
１１…送信回路部
１２、２２…直列インダクタ
１３、２３…並列インダクタ
１４…送信用電極
１５…誘電体
１６…スルーホール
１７…プリント基板
１８…グランド
２０…受信機
２１…受信回路部
２４…受信用電極
【図２】
2010213197.tif 000004
【図１０】
2010213197.tif 000005
【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１５】
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【図１】
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【図３】
2010213197.tif 000010
【図４】
2010213197.tif 000011
【図５】
2010213197.tif 000012
【図６】
2010213197.tif 000013
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
2010213197.tif 000016
【図８Ａ】
2010213197.tif 000017
【図８Ｂ】
2010213197.tif 000018
【図８Ｃ】
2010213197.tif 000019
【図９Ａ】
2010213197.tif 000020
【図９Ｂ】
2010213197.tif 000021
【図９Ｃ】
2010213197.tif 000022
【図１１】
2010213197.tif 000023
【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
2010213197.tif 000025
【図１３Ｃ】
2010213197.tif 000026
【図１３Ｄ】
2010213197.tif 000027
【図１４】
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【図１６】
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