(57)【要約】【課題】アレーアンテナを備えたミリ波通信用ＩＣチップ備えたミリ波通信装置のミリ波通信エリアを拡大する。【解決手段】プリント配線基板３は、筐体ケース２内に固定される。ミリ波通信装置１は、プリント配線基板３に実装されミリ波信号を送受信するためのミリ波通信用ＩＣチップ４と、ミリ波通信用ＩＣチップ４の表面４ｓに形成された２次元のアレーアンテナ５と、レンズ６とを備える。レンズ６は、表面４ｓに対して平行な光軸ａ６を有し、ミリ波信号Ｅｘを屈折させる。【選択図】図２
2010245921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミリ波信号を送受信するためのミリ波通信用ＩＣと、
上記ミリ波通信用ＩＣ上に形成された複数のパッチアンテナ素子と、
上記ミリ波信号の送受信の伝搬経路を変更する経路変更手段とを備えたことを特徴とするミリ波通信装置。
【請求項２】
上記経路変更手段は、上記複数のパッチアンテナ素子が形成された面に対して平行な光軸を有するレンズであることを特徴とする請求項１記載のミリ波通信装置。
【請求項３】
上記レンズは、上記ミリ波通信用ＩＣからの所定の一方向のみに設けられたことを特徴とする請求項２記載のミリ波通信装置。
【請求項４】
上記経路変更手段は、上記複数のパッチアンテナ素子が形成された面に対して垂直に設けられた金属体であることを特徴とする請求項１記載のミリ波通信装置。
【請求項５】
上記ミリ波通信用ＩＣを収容する筐体ケースをさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか１つに記載のミリ波通信装置。
【請求項６】
上記筐体ケースは凸部又は凹部を有することを特徴とする請求項５記載のミリ波通信装置。
【請求項７】
ミリ波信号を送受信するためのミリ波通信用ＩＣと、
上記ミリ波通信用ＩＣ上に形成された複数のパッチアンテナ素子と、
上記ミリ波通信用ＩＣを収容する筐体ケースとを備え、
上記筐体ケースの厚さは、上記送受信されるミリ波信号が上記筐体ケースを通過するときの伝搬長が実質的に一定となるように形成されたことを特徴とする請求項５記載のミリ波通信装置。
【請求項８】
上記筐体ケースは樹脂によって形成されたことを特徴とする請求項５乃至７のうちのいずれか１つに記載のミリ波通信装置。
【請求項９】
上記複数のパッチアンテナ素子は２次元のアレーアンテナを形成し、
上記ミリ波通信用ＩＣは、上記アレーアンテナの指向特性を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至８のうちのいずれか１つの請求項記載のミリ波通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はミリ波通信装置に関し、特に、ミリ波通信機能を有するＡＶ機器などに搭載されるミリ波通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば、次世代デジタルテレビジョン向けのインターフェース規格であるＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）に準拠した非圧縮のＡＶ（Ａｕｄｉｏ  ａｎｄ  Ｖｉｄｅｏ）データの無線伝送や、携帯機器へのＡＶデータの高速ダウンロードなどへの需要が高まっている。これに対して、従来よりも広い周波数帯域を利用してＧｂｐｓオーダーの伝送を行うことができるミリ波通信が注目されている。一方では、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）技術を利用したミリ波チップが試作されている。ＣＭＯＳトランジスタの設計ルールの微細化が進展して、６０ＧＨｚ帯などのミリ波信号の信号処理が行えるようになり、高周波回路、ベースバンド回路及びアンテナ素子を１つのチップに集積できるようになってきた。
【０００３】
特許文献１は、このようなアンテナ素子一体型の半導体ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）を用いたミリ波通信装置の半導体モジュールを開示している。特許文献１に係る半導体モジュールは、基板と、該基板上に形成されたアンテナ素子と、該アンテナ素子に接続されるように、前記基板上の前記アンテナ素子と同じ面に形成され、ミリ波又は準ミリ波の信号を駆動処理する半導体回路と、前記アンテナ素子と前記半導体回路を気密封止するように前記基板に取り付けられる導電性の気密封止手段と、該気密封止手段の前記アンテナ素子に対向する領域に設けられたレンズとなる非導電性の電波放射窓とを備える。ここで、レンズは、凸レンズ形状又は凹レンズ形状を有し、当該レンズを透過するミリ波信号を屈折により収束又は発散させる。これにより、レンズを透過したミリ波信号は、レンズがない場合に比較して広範囲の領域まで届くようになる。
【０００４】
また、特許文献２に係る通信装置は、第１のアンテナと誘電体レンズにてなる第２のアンテナと高周波回路からなり、前記高周波回路と前記第１のアンテナは同一集積回路上に構成され、前記第１のアンテナは低利得アンテナであり、前記第２のアンテナは前記集積回路の外部に設けられ、前記第２のアンテナにより所望の放射指向性を得る。これにより、ミリ波帯のＩＣ回路内部に１次放射器としての低利得アンテナを統合し、通信システムにおいて必要とされる放射指向性をＩＣ外部に設けた誘電体レンズによって行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−４１１８号公報。
【特許文献２】特開２００２−２４６８３２号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び２に係る装置ではミリ波通信用のＩＣチップの基板上に形成されるアンテナ素子の数は１つだけであり、複数のアンテナ素子によって受信又は送信される各ミリ波信号の位相を変化させることによって当該複数のアンテナ素子にてなるアレーアンテナ全体の指向特性を変化させる場合については考慮されていなかった。このため、特許文献１及び２に係る装置をアレーアンテナをＩＣチップの基板上に形成する場合に対して適用すると、各アンテナ素子から同時にミリ波信号が放射されたり、各アンテナ素子に対して同時にミリ波信号が入射したりするときには、各アンテナ素子とレンズとの間のミリ波信号の経路が互いに異なるので、アレーアンテナ全体の指向特性が不規則になり、結果的にミリ波通信エリアを拡大できないという課題があった。
【０００７】
本発明の目的は以上の問題点を解決し、アレーアンテナが形成されたミリ波通信用ＩＣチップを備えたミリ波通信装置の通信エリアを従来技術に比較して拡大できるミリ波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】
【０００８】
第１の発明に係るミリ波通信装置は、ミリ波信号を送受信するためのミリ波通信用ＩＣと、上記ミリ波通信用ＩＣ上に形成された複数のパッチアンテナ素子と、上記ミリ波信号の送受信の伝搬経路を変更する経路変更手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記ミリ波通信装置において、上記経路変更手段は、上記複数のパッチアンテナ素子が形成された面に対して平行な光軸を有するレンズであることを特徴とする。
【００１０】
また、上記ミリ波通信装置において、上記レンズは、上記ミリ波通信用ＩＣからの所定の一方向のみに設けられたことを特徴とする。
【００１１】
さらに、上記ミリ波通信装置において、上記経路変更手段は、上記複数のパッチアンテナ素子が形成された面に対して垂直に設けられた金属体であることを特徴とする。
【００１２】
またさらに、上記ミリ波通信用ＩＣを収容する筐体ケースをさらに備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、上記筐体ケースは凸部又は凹部を有することを特徴とする。
【００１４】
第２の発明に係るミリ波通信装置は、ミリ波信号を送受信するためのミリ波通信用ＩＣと、上記ミリ波通信用ＩＣ上に形成された複数のパッチアンテナ素子と、上記ミリ波通信用ＩＣを収容する筐体ケースとを備え、上記筐体ケースの厚さは、上記送受信されるミリ波信号が上記筐体ケースを通過するときの伝搬長が実質的に一定となるように形成されたことを特徴とする。
【００１５】
上記ミリ波通信装置において、上記筐体ケースは樹脂によって形成されたことを特徴とする。
【００１６】
また、上記ミリ波通信装置において、上記複数のパッチアンテナ素子は２次元のアレーアンテナを形成し、
上記ミリ波通信用ＩＣは、上記アレーアンテナの指向特性を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
第１の発明に係るミリ波通信装置によれば、ミリ波信号を送受信するためのミリ波通信用ＩＣと、上記ミリ波通信用ＩＣ上に形成された複数のパッチアンテナ素子と、上記ミリ波信号の送受信の伝搬経路を変更する経路変更手段とを備えたので、ミリ波通信装置のミリ波通信エリアを拡大できる。
【００１８】
また、第２の発明に係るミリ波通信装置によれば、ミリ波信号を送受信するためのミリ波通信用ＩＣと、上記ミリ波通信用ＩＣ上に形成された複数のパッチアンテナ素子と、上記ミリ波通信用ＩＣを収容する筐体ケースとを備え、上記筐体ケースの厚さは、上記送受信されるミリ波信号が上記筐体ケースを通過するときの伝搬長が実質的に一定となるように形成されているので、特定の方向に放射されたミリ波信号のみが筐体ケースによって減衰してしまうことがなく、ミリ波通信エリアを拡大できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るミリ波通信装置１と、デジタルテレビジョン放送受信装置１０と、ＤＶＤプレーヤ９０とを備えたＡＶシステムの構成を示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図３】図２のミリ波通信用ＩＣチップ４の平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係るミリ波通信装置１Ａにおける図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るミリ波通信装置１Ｂにおける図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の変形例に係る筐体２の部分断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るミリ波通信装置１Ｃにおける図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の変形例に係るミリ波通信装置１Ｄにおける図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係るミリ波通信装置１Ｅにおける図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。
【００２１】
第１の実施形態．
図１は、本発明の第１の実施形態に係るミリ波通信装置１と、デジタルテレビジョン放送受信装置１０と、ＤＶＤプレーヤ９０とを備えたＡＶシステムの構成を示す正面図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図であり、図３は、図２のミリ波通信用ＩＣチップ４の平面図である。
【００２２】
図１のＡＶシステムにおいて、デジタルテレビジョン放送受信装置１０及びＤＶＤプレーヤ９０は、支持台１００の上段及び下段にそれぞれ収容されている。また、ミリ波通信装置１（図２参照。）は、デジタルテレビジョン放送受信装置１０の下部に取り付けられた筐体ケース２内に収容されている。さらに、ＤＶＤプレーヤ９０は、ミリ波通信装置１の下側に設けられかつミリ波通信装置１と同様に構成されたミリ波通信装置９１を備える。図２において、筐体ケース２の内部にプリント配線基板３が固定されており、ミリ波通信装置１は、プリント配線基板３に実装されミリ波信号を送受信するためのミリ波通信用ＩＣチップ４と、ミリ波通信用ＩＣチップ４の表面４ｓに形成された２次元のアレーアンテナ５と、ミリ波信号の送受信の伝搬経路を変更するレンズ６とを備えて構成される。ここで、本明細書において、図２及び図３に示すように、アレーアンテナ５の中心であってアレーアンテナ５を構成するパッチアンテナ素子１１〜１６，２１〜２６，３１〜３６，４１〜４６，５１〜５６及び６１〜６６（図３を参照して詳細後述する。）の各表面と同じ高さを有する位置をＸＹＺ座標系の原点とし、図２の下方向をＸ軸の正の方向とし、図２の紙面に直交しかつ手前に向かう方向をＹ軸の正の方向とし、図２の左方向をＺ軸の正の方向とする。図２において、筐体ケース２は、プリント配線基板３のアレーアンテナ５側を覆うように設けられ、アレーアンテナ５によって送受信されるミリ波信号を透過する樹脂によって１つの開口部を有する箱形の形状に形成されている。
【００２３】
図３において、アレーアンテナ５は、３６個のパッチアンテナ素子１１〜１６，２１〜２６，３１〜３６，４１〜４６，５１〜５６及び６１〜６６を備えて構成される。各パッチアンテナ素子１１〜１６，２１〜２６，３１〜３６，４１〜４６，５１〜５６及び６１〜６６は、ミリ波通信用ＩＣチップ４の表面４ｓに６行×６列の２次元のマトリックス形状で並置されており、互いに同一の指向特性を有する。なお、各パッチアンテナ素子の長さＬｐとＷｐはそれぞれ波長の４分の１から８分の１の値である１ｍｍ前後に設定されている。さらに、各パッチアンテナ素子１１〜１６，２１〜２６，３１〜３６，４１〜４６，５１〜５６及び６１〜６６の中心のＸ方向の間隔Ｄｐｘ及びＹ方向の間隔Ｄｐｙはそれぞれ、６０ＧＨｚの周波数を有するミリ波信号の波長の半分の値である２．５ｍｍ以下に設定されている。
【００２４】
ミリ波通信用ＩＣチップ４は、アレーアンテナ５と、ミリ波信号を送受信するための無線送受信回路（図示せず。）と、アレーアンテナ５の指向特性（以下、アレーパターンともいう。）を制御する指向特性制御回路（図示せず。）とを内蔵する１チップの半導体デバイスである。送信時において、ミリ波通信用ＩＣチップ４の無線送受信回路は、デジタルテレビジョン放送受信装置１０からの制御データ等に従って所定の搬送波信号を変調し、変調後の搬送波信号を高域周波数変換し、高域周波数変換後の信号に対して所定の帯域通過処理及び高周波増幅処理を行うことによりミリ波信号を発生し、指向特性制御回路に出力する。指向特性制御回路は、無線送受信回路からのミリ波信号を分配する分配器と、各パッチアンテナ素子１１〜１６，２１〜２６，３１〜３６，４１〜４６，５１〜５６及び６１〜６６に対応して設けられかつ分配器からのミリ波信号を所定の移相量だけ移相する移相器とを備える。移相器からの移相後の各ミリ波信号は、対応するパッチアンテナ素子１１〜１６，２１〜２６，３１〜３６，４１〜４６，５１〜５６及び６１〜６６によって、筐体ケース２を介して、例えばＤＶＤプレーヤ９０のミリ波通信装置９１に向けて無線送信される。ここで、指向特性制御回路は、ミリ波信号を所望の方向に無線送信するように、各移相器の移相量を調整することによりアレーアンテナ５全体のアレーパターンを変化させる。
【００２５】
また、受信時において、ミリ波通信装置１のＤＶＤプレーヤ９０のミリ波通信装置９１などから無線送信されたＡＶデータを含むミリ波信号は、筐体ケース２を介して各パッチアンテナ素子１１〜１６，２１〜２６，３１〜３６，４１〜４６，５１〜５６及び６１〜６６を用いて無線受信される。無線受信された各ミリ波信号の位相は、位相特性制御回路において対応する移相器によって所定の移相量だけ移相され、移相後の全てのミリ波信号は合成される。無線送受信回路は、合成後のミリ波信号を増幅し、低域周波数変換し、低域周波数変換後の信号に対して所定の帯域通過処理及び増幅処理を行い、処理後の信号をベースバンド信号に復調する。さらに、無線送受信回路は、ベースバンド信号からＡＶデータを抽出し、デジタルテレビジョン放送受信装置１０に出力して表示させる。ここで、位相特性制御回路は、所望の方向からのミリ波信号を無線受信するように、各移相器の移相量を調整することによりアレーアンテナ５全体のアレーパターンを変化させる。なお、ミリ波通信用ＩＣチップ４によって送受信される電波は６０ＧＨｚの周波数を有する。
【００２６】
図２において、レンズ６は、プリント配線基板３のミリ波通信用ＩＣチップ４が搭載された面４ｓの上であってミリ波通信用ＩＣチップ４の端部から距離ｄ６だけ離れた位置に、ミリ波通信用ＩＣチップ４の表面４ｓに対してレンズ６の光軸ａ６が平行になるように設けられている。なお、レンズ６はミリ波信号の通過損失が比較的小さい樹脂によって形成されており、ミリ波信号を収束させる凸レンズの形状を有する。
【００２７】
図２において、ミリ波信号の送信時、アレーアンテナ５からＺ軸の正の方向に放射されたミリ波信号Ｅｚは、レンズ６を通過せずに筐体ケース２を通過して筐体ケース２の外部に放射される。また、アレーアンテナ５からＸ軸の正の方向に放射されたミリ波信号Ｅｘは、レンズ６において屈折した後に、筐体ケース２を通過して筐体ケース２の外部に放射される。
【００２８】
一般に、ミリ波通信用ＩＣチップ４の位相特性制御回路内の移相器の移相量を変化させることのみによって、アレーアンテナ５の指向特性の主ビームの方向を変化させる場合、アレーアンテナ５からＸ軸方向又はＹ軸方向に主ビームの方向を変化させることは困難である。このため、レンズ６を設けない場合には、ミリ波通信装置１及び９１の間での無線通信は難しい。しかしながら、本実施形態によれば、アレーアンテナ５のＸ軸の正の方向の側を通過するミリ波信号をレンズ６で屈折させるので、従来技術に比較して、ミリ波通信装置１のミリ波通信エリアをアレーアンテナ５からＸ軸の正の方向に拡大して、ミリ波通信装置１及び９１の間での無線通信を可能にできる。さらに、ミリ波通信用ＩＣチップ４からＸ軸の正の方向にのみレンズ６を設けたので、アレーアンテナ５によって送受信されるミリ波信号のうち、レンズ６を通過するミリ波信号は、実質的にアレーアンテナ５のＸ軸の正の方向の側を通過するミリ波信号のみである。本実施形態によれば、アレーアンテナ５のアレーアンテナ５に垂直な方向の指向特性を不規則に変化させることなく、アレーアンテナ５のＸ軸の正の方向の側を通過するミリ波信号の伝搬経路を変更するので、レンズ６を設けない場合に比較してミリ波通信装置１のミリ波通信エリアをＸ軸の正の方向に拡大できる。
【００２９】
本実施形態において、レンズ６はミリ波信号を収束させる凸レンズの形状を有していたが、本発明はこれに限られず、ミリ波信号を発散させる凹レンズの形状を有していてもよい。また、本実施形態において、ミリ波通信用ＩＣチップ４からＸ軸の正の方向にのみレンズ６を設けたが、本発明はこれに限られず、複数のレンズ６を、ミリ波通信用ＩＣチップ４の面４ｓに対して各レンズ６の光軸ａ６が平行になるように設けてもよい。
【００３０】
第１の実施形態の変形例．
図４は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係るミリ波通信装置１Ａにおける図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。本変形例は、第１の実施形態に比較して、レンズ６を筐体ケース２の一部として形成したことを特徴としている。図４に示すように、レンズ６は、ミリ波通信用ＩＣチップ４の表面のうちアレーアンテナ５が形成されている面４ｓに対してレンズ６の光軸ａ６が平行になるように、筐体ケース２に形成されている。本変形例に係るミリ波通信装置１Ａは、第１の実施形態に係るミリ波通信装置１と同様の効果を奏する。
【００３１】
第２の実施形態．
図５は、本発明の第２の実施形態に係るミリ波通信装置１Ｂにおける図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。本実施形態に係るミリ波通信装置１Ｂは、第１の実施形態に係るミリ波通信装置１に比較して、以下の点が異なる。
（１）筐体ケース２の外側であってＸ軸の負の方向の側に、アレーアンテナ５の形成面４ｓに対して垂直に金属体７を設けたこと。
（２）ミリ波通信用ＩＣチップ４を収容しかつ凸部２ｐを有する筐体ケース２を備えたこと。
（３）レンズ６を設けないこと。
【００３２】
図５において、ミリ波通信装置１Ｂは、プリント配線基板３に実装されたミリ波通信用ＩＣチップ４と、ミリ波通信用ＩＣチップ４の表面４ｓに形成された２次元のアレーアンテナ５と、筐体ケース２と、金属体７とを備えて構成される。ここで、金属体７は、アレーアンテナ５の形成面４ｓに対して垂直に設けられ、金属体７に入射するミリ波信号を全反射させる。また、筐体ケース２の内側の表面であってアレーアンテナ５の形成面と平行な面２ｓ２と、筐体ケース２の内側の表面であってアレーアンテナ５の形成面に垂直な面２ｓ１との接合部２ｂは、凸部２ｐを有しており、凸部２ｐに入射したミリ波信号は所定の割合で反射及び透過される。
【００３３】
図５において、ミリ波信号の送信時、アレーアンテナ５からＺ軸の正の方向に放射されたミリ波信号Ｅｚ及びアレーアンテナ５からＸ軸の正の方向に放射されたミリ波信号Ｅｘは、金属体７及び筐体ケース２の凸部２ｐの影響を受けずに、筐体ケース２を通過して筐体ケース２の外部に放射される。また、アレーアンテナ５からＸ軸の負の方向に放射されたミリ波信号Ｅ１は、筐体ケース２を通過し、金属体７において全反射した後に、再び筐体ケース２を通過してＸ軸の正の方向に放射される。さらに、アレーアンテナ５からＸ軸の負の方向かつＺ軸正の方向に放射されたミリ波信号Ｅ２は、筐体ケース２を通過した後に金属体７において全反射し、筐体ケース２を横切って、Ｘ軸の負の方向に放射される。また、アレーアンテナ５からＸ軸の負の方向かつＺ軸正の方向に放射された別のミリ波信号Ｅ３は、筐体ケース２を通過し、金属体７において全反射し、凸部２ｐに入射する。凸部２ｐに入射したミリ波信号Ｅ３の一部はＸ軸の正の方向に反射される一方、残りのミリ波信号Ｅ３は凸部２ｐを透過してＸ軸の正の方向に放射される。このように、本実施形態によれば、Ｘ軸の負の方向に放射されたミリ波信号の伝搬経路の向きをＸ軸の正の方向に変化させることができる。
【００３４】
従って、本実施形態によれば、アレーアンテナ５のＸ軸の負の方向の側を通過するミリ波信号を金属体７で反射させ、かつ筐体ケース２に凸部２ｐを設けたので、従来技術に比較して、ミリ波信号の伝搬経路を変更することによりミリ波通信装置１のミリ波通信エリアを拡大して、ミリ波通信装置１及び９１の間での無線通信を可能にできる。
【００３５】
なお、金属体７のみを設け、筐体ケース２に凸部２ｐを設けなくてもよい。
【００３６】
第２の実施形態の変形例．
図６は、本発明の第２の実施形態の変形例に係る筐体２の部分断面図である。本変形例に係る筐体２は、第２の実施形態に比較して、筐体ケース２の接合部２ｂに凹部２ｃを設けた特徴としている。従って、本変形例によれば、凹部２ｃに入射したミリ波信号を反射及び屈折させることができるので、第２の実施形態と同様の効果を奏する。
【００３７】
なお、第１の実施形態において、筐体ケースの接合部２ｂに凸部２ｐ又は凹部２ｃを設けてもよい。
【００３８】
第３の実施形態．
図７は、本発明の第３の実施形態に係るミリ波通信装置１Ｃにおける図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。本実施形態に係るミリ波通信装置１Ｃは、第１の実施形態に係るミリ波通信装置１に比較して、以下の点が異なる。
（１）筐体ケース２に代えて、一定の厚さＤを有する筐体ケース２Ａを備えたこと。
（２）レンズ６を設けないこと。
【００３９】
図７において、ミリ波通信装置１Ｃは、プリント配線基板３に実装されたミリ波通信用ＩＣチップ４と、ミリ波通信用ＩＣチップ４の表面４ｓに形成された２次元のアレーアンテナ５と、筐体ケース２Ａとを備えて構成される。ここで、筐体ケース２Ａは、プリント配線基板３のアレーアンテナ５側を覆うように設けられ、アレーアンテナ５によって送受信されるミリ波信号を透過する樹脂によって、１つの開口部を有する箱形の形状に形成されている。また、筐体ケース２ＡのＺ軸に垂直な面及びＸ軸に垂直な各面は、それぞれ厚さＤを有する。
【００４０】
第１の実施形態において、図２に示すように、筐体ケース２ＡのＺ軸に垂直な面はＸ軸に垂直な面よりも厚い。このため、アレーアンテナ５からＺ軸の正の方向に放射されるミリ波信号Ｅｚの筐体ケース２Ａ内の伝搬長の方が、アレーアンテナ５からＸ軸の正の方向又は負の方向に放射されるミリ波信号の筐体ケース２Ａ内の伝搬長に比較して長い。従って、アレーアンテナ５からＺ軸の正の方向に放射されるミリ波信号の方が、アレーアンテナ５からＸ軸の正の方向又は負の方向に放射されるミリ波信号よりも、筐体ケース２Ａ内で大きく減衰する。一方、本実施形態では、図７に示すように、アレーアンテナ５からＺ軸の正の方向に放射されるミリ波信号Ｅｚの筐体ケース２Ａ内の伝搬長は、アレーアンテナ５からＸ軸の正の方向又は負の方向に放射されるミリ波信号の筐体ケース２Ａ内の伝搬長は、ともに筐体ケース２Ａの厚さＤである。このため、アレーアンテナ５からのミリ波信号Ｅｘ及びＥｚの筐体ケース２Ａ内での伝搬長を実質的に互いに等しくすることができる。従って、第１の実施形態に比較して、アレーアンテナ５のアレーパターンを変化させることなく、ミリ波通信エリアを拡大できる。
【００４１】
第３の実施形態の変形例．
図８は、本発明の第３の実施形態の変形例に係るミリ波通信装置１Ｄにおける図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。本変形例に係るミリ波通信装置１Ｄは、第３の実施形態に比較して、筐体ケース２Ａの接合部２ｂを、厚さＤを有するように形成したことを特徴としている。
【００４２】
図７に示すように、第３の実施形態に係るミリ波通信装置１Ｄでは、筐体ケース２Ａの接合部２ｂは直角に形成されているで、接合部２ｂを透過するミリ波信号の筐体ケース２Ａ内の伝搬長は、筐体ケース２Ａのその他の部分を透過するミリ波信号の筐体ケース２Ａ内の伝搬長Ｄに比較して長い。このため、接合部２ｂを透過するミリ波信号は、筐体ケース２Ａのその他の部分を透過するミリ波信号に比較して、大きく減衰してしまう。一方、本変形例では、図８に示すように、筐体ケース２Ａの接合部２ｂを、厚さＤを有するように形成したので、接合部２ｂを透過するミリ波信号の筐体ケース２Ａ内の伝搬長はＤになる。このため、第３の実施形態に比較して、筐体ケース２Ａの存在に起因するアレーアンテナ５のアレーパターンの変化を小さくできる。
【００４３】
第４の実施形態．
図９は、本発明の第４の実施形態に係るミリ波通信装置１Ｅにおける図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。本実施形態に係るミリ波通信装置１Ｅは、第２の実施形態に比較して、筐体ケース２Ａに代えて角や尖った点などの特異点を有さない筐体ケース２Ｂを備える。ここで、筐体ケース２Ｂの厚さは、ミリ波通信用ＩＣチップ４によって送受信されるミリ波信号が筐体ケース２Ａを通過するときの伝搬長が実質的に一定になるように形成されたことを特徴としている。
【００４４】
図９に示すように、筐体ケース２Ｂはアレーアンテナ５を覆うように設けられている。ここで、筐体ケース２ＢのＸＺ平面における断面は半円形の形状を有する。このため、アレーアンテナ５からＸＺ平面内の様々な方向に放射されるミリ波信号Ｅｘ，Ｅｚ，Ｅ６〜Ｅ１０の筐体ケース２Ｂ内の各伝搬長は、実質的に筐体ケース２Ｂの厚さＤに等しい。従って、特定の方向に放射されたミリ波信号のみが筐体ケース２Ｂによって減衰してしまうことがないので、アレーアンテナ５のアレーパターンは不規則にならず、アレーアンテナ５からのミリ波信号は均一に筐体ケース２Ｂの外部に放射される。このため、第２の実施形態に比較して、筐体ケース２Ｂの存在に起因するアレーアンテナ５のアレーパターンの変化を小さくでき、ミリ波通信エリアを拡大できる。
【００４５】
なお、上記各実施形態及び変形例において、筐体ケース２，２Ａ，２Ｂのサイズは図示されたサイズに限られない。また、筐体ケース２，２Ａ，２Ｂはそれぞれ樹脂によって形成されたが、本発明はこれに限られず、ミリ波信号を透過する材料で形成されればよい。
【００４６】
また、上記各実施形態及び変形例において、アレーアンテナ５から送信されるミリ波信号の伝搬経路を説明したが、筐体ケース２の外部から入射する各ミリ波信号は、上述した送信時とは逆の方向に伝搬してアレーアンテナ５に入射する。また、上記各実施形態及び変形例において、Ｙ軸方向の成分を有していないミリ波信号の伝搬経路を説明したが、Ｙ軸方向の成分を有するミリ波信号であってもよい。
【００４７】
さらに、上記各実施形態及び変形例において、アレーアンテナ５は３６個のパッチアンテナ素子１１〜１６，２１〜２６，３１〜３６，４１〜４６，５１〜５６及び６１〜６６を備えたが、本発明はこれに限られず、複数Ｎ個×複数Ｍ個の格子状に並置されたパッチアンテナ素子を備えたアレーアンテナ又は他の形状で並置された複数のパッチアンテナ素子を備えた２次元のアレーアンテナであってもよい。また、パッチアンテナ素子１１〜１６，２１〜２６，３１〜３６，４１〜４６，５１〜５６及び６１〜６６に代えて、その他の平面アンテナ素子であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上詳述したように、第１の発明に係るミリ波通信装置によれば、ミリ波信号を送受信するためのミリ波通信用ＩＣと、上記ミリ波通信用ＩＣ上に形成された複数のパッチアンテナ素子と、上記ミリ波信号の送受信の伝搬経路を変更する経路変更手段とを備えたので、ミリ波通信装置のミリ波通信エリアを拡大できる。
【００４９】
また、第２の発明に係るミリ波通信装置によれば、ミリ波信号を送受信するためのミリ波通信用ＩＣと、上記ミリ波通信用ＩＣ上に形成された複数のパッチアンテナ素子と、上記ミリ波通信用ＩＣを収容する筐体ケースとを備え、上記筐体ケースの厚さは、上記送受信されるミリ波信号が上記筐体ケースを通過するときの伝搬長が実質的に一定となるように形成されているので、特定の方向に放射されたミリ波信号のみが筐体ケースによって減衰してしまうことがなく、ミリ波通信エリアを拡大できる。
【００５０】
本発明に係るミリ波通信装置は、ミリ波非圧縮ビデオデータ伝送機能などのミリ波通信機能を内蔵したＡＶ機器に利用できる。
【符号の説明】
【００５１】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，９１…ミリ波通信装置、
２，２Ａ，２Ｂ…筐体ケース、
２ｂ…接合部、
２ｃ…凹部、
２ｐ…凸部、
３…プリント配線基板、
４…ミリ波通信用ＩＣチップ、
５…アレーアンテナ、
６…レンズ、
７…金属体、
１０…デジタルテレビジョン放送受信装置、
１１〜１６，２１〜２６，３１〜３６，４１〜４６，５１〜５６，６１〜６６…パッチアンテナ素子、
９０…ＤＶＤプレーヤ、
１００…支持台。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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