(57)【要約】  小型で、効率よく近距離での大容量のデータ通信が可能で、かつ、非接触型ＩＣカードとの併用が可能な高周波結合器及び通信装置を得る。  磁界形成パターン（１Ａ），（１Ｂ）と、その周囲に配置された周回パターン（２）とを備え、広帯域周波数を使った通信方式などにおいて近距離での大容量データ通信に用いられる高周波結合器。磁界形成パターン（１Ａ），（１Ｂ）からパターン面と直交する方向に放射された磁界のうちパターン面の側方に広がる磁界は周回パターン（２）によって遮蔽され、磁界はパターン面と直交する方向に伸び、通信距離が長くなる。
2010071027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の方向に磁界を形成する磁界形成パターンと、
前記磁界形成パターンの周囲に配置され、磁界形成パターンから発生してパターン面の側方に広がる磁界を遮蔽する周回パターンと、
を備えたことを特徴とする高周波結合器。
【請求項２】
前記周回パターンは前記磁界形成パターンに近接して配置され、
互いに隣り合う磁界形成パターン及び周回パターンは、逆向きに周回していること、
を特徴とする請求項１に記載の高周波結合器。
【請求項３】
前記周回パターンは複数周にわたって周回しており、互いに隣り合う周回パターンは互いに逆向きに周回していること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高周波結合器。
【請求項４】
前記周回パターンは折返し部によって複数周にわたって逆向きに周回しており、該折返し部は平面視で異なる周回位置に配置されていること、を特徴とする請求項３に記載の高周波結合器。
【請求項５】
前記磁界形成パターンと前記周回パターンとは、周回パターンの長さ方向の中央部分で電気的に接続されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の高周波結合器。
【請求項６】
前記周回パターンの長さ方向の中央部分に金属板が電気的に接続されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の高周波結合器。
【請求項７】
前記周回パターンはダイポール型アンテナであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の高周波結合器。
【請求項８】
前記周回パターンの長さはλ／２（λ：所定周波数）の整数倍であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の高周波結合器。
【請求項９】
前記磁界形成パターンによる磁界形成方向の一方に磁性体が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の高周波結合器。
【請求項１０】
前記磁性体は前記磁界形成パターンと平面視で重なっていることを特徴とする請求項９に記載の高周波結合器。
【請求項１１】
前記磁界形成パターンは二つの周回したパターンで構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の高周波結合器。
【請求項１２】
前記二つのパターンは同方向に周回していることを特徴とする請求項１１に記載の高周波結合器。
【請求項１３】
前記二つのパターンは逆方向に周回していることを特徴とする請求項１１に記載の高周波結合器。
【請求項１４】
通信信号は１ＧＨｚ以上の高周波信号であることを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載の高周波結合器。
【請求項１５】
磁界アンテナパターンをさらに備え、
前記磁界形成パターン及び前記周回パターンは前記磁界アンテナパターンの内側に配置されていること、
を特徴とする請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の高周波結合器。
【請求項１６】
前記磁界アンテナパターンの共振周波数は前記磁界形成パターンの通信周波数よりも低いことを特徴とする請求項１５に記載の高周波結合器。
【請求項１７】
前記磁界アンテナパターンの中心部分に前記磁界形成パターンが配置されていることを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の高周波結合器。
【請求項１８】
前記磁界形成パターンによる磁界形成方向の一方に磁性体が設けられており、該磁性体は前記磁界形成パターンから前記磁界アンテナパターンにまで平面視で重なっていること、を特徴とする請求項１５ないし請求項１７のいずれかに記載の高周波結合器。
【請求項１９】
一定の方向に磁界を形成する磁界形成パターンと、該磁界形成パターンの周囲に配置され、磁界形成パターンから発生してパターン面の側方に広がる磁界を遮蔽する周回パターンと、からなる高周波結合器と、
データを伝送する高周波信号の処理を行う通信回路部と、
を備えたことを特徴とする通信装置。
【請求項２０】
前記磁界形成パターンの一端部と容量結合している電極が前記通信回路部と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１９に記載の通信装置。
【請求項２１】
前記電極が前記通信回路部のプリント配線回路基板上のランドに電気的に接続されていることを特徴とする請求項２０に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波結合器、特に、近距離での大容量データ通信に好適に用いることのできる高周波結合器及び通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像や音楽などの大容量データを無線信号の送受によって転送する広帯域周波数を使った通信方式が注目されている。この通信方式によれば、近距離（３０ｍｍ程度）であるが、１ＧＨｚ以上の広い周波数帯域を使用し、５００Ｍｂｐｓ程度の大容量のデータを送受することができる。【０００３】
一般的に、高周波信号で通信する場合の結合器（アンテナ）として、電界結合方式や電磁誘導方式を用いると、通信距離に比例してエネルギーが減衰する。電界結合は距離の３乗に比例して減衰することが知られている。これに対して、磁界結合は距離の２乗に比例して減衰する。このことは、他の通信装置からの干渉を受けずに近距離での通信を可能としている。１ＧＨｚ以上の高周波信号を用いて通信する場合、高周波信号の波長が短いので、距離に応じて伝搬損が生じる。そこで、効率よく高周波信号を伝達する必要がある。【０００４】
特許文献１には、広帯域周波数を使った通信方式により情報機器間で大容量のデータ通信を行うために、主に電界結合でエネルギーの伝達を行う高周波結合器が記載されている。しかし、電界結合は距離の３乗に比例して減衰するので、小型化すると通信距離がかなり短くなってしまい、結合器の小型化が困難であった。また、特許文献１に記載の高周波結合器では、伝達効率の向上のために並列インダクタを形成している。しかし、並列インダクタを形成するための厚みが必要であり、かつ、並列インダクタを接地するためのグランド電極も形成する必要があり、結合器自体が大型化するという問題点を有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９９２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の主たる目的は、小型で、効率よく近距離での大容量のデータ通信が可能な高周波結合器及び通信装置を提供することにある。【０００７】
本発明の他の目的は、前記主たる目的を達成するとともに、非接触型ＩＣカードとの併用が可能な高周波結合器及び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】
前記目的を達成するため、本発明の一形態である高周波結合器は、
一定の方向に磁界を形成する磁界形成パターンと、
前記磁界形成パターンの周囲に配置され、磁界形成パターンから発生してパターン面の側方に広がる磁界を遮蔽する周回パターンと、
を備えたことを特徴とする。【０００９】
本発明の一形態である通信装置は、
一定の方向に磁界を形成する磁界形成パターンと、該磁界形成パターンの周囲に配置され、磁界形成パターンから発生してパターン面の側方に広がる磁界を遮蔽する周回パターンと、からなる高周波結合器と、
データを伝送する高周波信号の処理を行う通信回路部と、
を備えたことを特徴とする。【００１０】
前記高周波結合器及び通信装置においては、磁界形成パターンから放射状に磁界が発生し、この磁界のうちパターン面の側方に広がる磁界は周回パターンによって遮蔽される。これにより、磁界がパターン面とほぼ直交する一定の方向に伸びることになり、近距離で効率よく高周波信号を伝達することができ、特に、近距離での大容量のデータ通信に好適に用いることができる。また、エネルギーの伝達が磁界結合によるため、エネルギーの減衰が距離の２乗に比例するので、３乗に比例して減衰する電界結合に比べて小型になる。しかも、電界結合で必要な並列インダクタやグランド電極が不要であり、その分だけ小型にできる。【００１１】
また、前記高周波結合器及び通信装置において、磁界アンテナパターンをさらに備えていてもよく、前記磁界形成パターン及び前記周回パターンは磁界アンテナパターンの内側、特に、磁界アンテナパターンの中心部分に配置されていることが好ましい。磁界形成パターンを使った大容量データ通信と並行して磁界アンテナパターンを使った非接触型ＩＣカード方式での通信が可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、結合器が小型化され、近距離で効率よく高周波信号を伝達することができ、特に、近距離での大容量のデータ通信に好適に用いることができる。また、磁界形成パターンを使った大容量データ通信と並行して磁界アンテナパターンを使った非接触型ＩＣカード方式での通信が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（Ａ）は磁界形成パターン単独での磁界発生状態を示す説明図、（Ｂ）は磁界形成パターンの周囲に周回パターンを配置した場合の磁界発生状態を示す説明図、（Ｃ）は磁性体シートを設けた場合の磁界発生状態を示す説明図。
【図２】二つの磁界形成パターンを設けた場合の磁界発生状態を示す説明図で、（Ａ）は磁場が同相である場合、（Ｂ）は磁場が逆相である場合を示す。
【図３】本発明に係る通信装置の概略構成を示すブロック図。
【図４】第１実施例である高周波結合器を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は裏面図。
【図５】第２実施例である高周波結合器を示す平面図。
【図６】第３実施例である高周波結合器を示す斜視図。
【図７】第４実施例である高周波結合器を示す斜視図。
【図８】第５実施例である高周波結合器を示し、（Ａ）は第１層目の平面図、（Ｂ）は第２層目の平面図、（Ｃ）は第３層目の裏面図。
【図９】第６実施例である高周波結合器を示す斜視図。
【図１０】第７実施例である高周波結合器を示す平面図。
【図１１】第８実施例である高周波結合器を示す平面図。
【図１２】第９実施例である高周波結合器を示す平面図。
【図１３】第９実施例である高周波結合器をプリント配線回路基板に搭載した状態を示す正面図。
【図１４】第１０実施例である高周波結合器を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る高周波結合器及び通信装置の実施例について添付図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部品、部分には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
（高周波結合器の概略構成、図１及び図２参照）
図１（Ａ）に示すように、コイル状の磁界形成パターン１からは、電流が流れることによって、放射状に磁界が発生する。この磁界はパターン面の側方に広がってしまう。そこで、本発明に係る高周波結合器は、図１（Ｂ）に示すように、磁界形成パターン１の周囲につづら折りされた周回パターン２を配置した。この周回パターン２に電流が流れることにより、磁界形成パターン１から放射された磁界のうちパターン面の側方に広がる磁界が周回パターン２によって遮蔽される。これにより、磁界がパターン面とほぼ直交する一定の方向に伸びることになり、指向性を固定し、他の通信装置との干渉がなく、近距離で効率よく高周波信号を伝達することができ、特に、広帯域周波数を使った通信方式などの近距離での大容量のデータ通信に好適に用いることができる。
【００１６】
磁界形成パターン１から磁界が放射されるが、磁界形成パターン１自体は通信周波数で共振しないので、広い周波数帯域で磁界が放射される。通信距離は磁界形成パターン１の巻数や面積を増加させることで長くすることができる。
【００１７】
図１（Ｂ）に示すように、周回パターン２は磁界形成パターン１に近接して配置され、互いに隣り合う磁界形成パターン１及び周回パターン２は、逆向きに周回していることが好ましい。隣接する磁界形成パターン１及び周回パターン２で電流が逆向きに流れることで、方向の異なる磁界が形成され磁界の遮断効果が向上する。また、周回パターン２は複数周にわたって周回しており、互いに隣り合う周回パターン２は互いに逆向きに周回していることが好ましい。互いに隣り合う周回パターン２で電流が逆向きに流れ、互いに隣り合う周回パターン２が方向の異なる磁界を形成し、これらが互いに相殺する。これにより、周回パターン２の磁界が形成される領域は全体として磁界を形成しない。この結果、磁界形成パターン１から放射される磁界は、全体として磁界を形成しない複数周の周回パターン２により遮断される。即ち、磁界形成パターン１から放射される磁界を複数周の周回パターン２によって確実に遮蔽することができる。
【００１８】
なお、磁界形成パターン１と周回パターン２の距離が短いと、周回パターン２の周回数を多くする必要があるが、側方への磁界の遮断効果は大きい。反対に、磁界形成パターン１と周回パターン２の距離が長いと、周回パターン２の周回数は少なくてよいが、パターン面に垂直な方向だけでなく、斜め方向にも磁界が広がる。よって、磁界形成パターン１と周回パターン２との距離により、磁界の放射角度を制御することができる。
【００１９】
周回パターン２を磁界形成パターン１に近接配置すると、両者は磁界形成パターン１のインダクタンス値を小さくするように磁気結合する。このため、一定のインダクタンス値を得るためには、磁界形成パターン１のインダクタンス値を大きくする必要がある。例えば、磁界形成パターン１の巻数や面積を大きくすることで、磁界の放射をパターン面と直交する方向に大きく伸ばして通信距離を長くすることができる。
【００２０】
図１（Ｃ）に示すように、磁界形成パターン１による磁界形成方向の一方に磁性体シート３が設けられていてもよい。磁性体シート３は例えばフェライトからなる。磁界形成パターン１からはパターン面に垂直な両方向に磁界が放射される。磁性体シート３によって一方の磁界が吸収されるので、磁界は他の方向にのみ放射され、高周波信号の伝達効率が向上する。また、磁性体シート３側に金属材などが配置されていても高周波結合器がそれからの影響を受けることが非常に少ない。このような磁性体シート３は磁界形成パターン１と平面視で重なっており、さらに周回パターン２とも平面視で重なっていることが好ましい。
【００２１】
図２に示すように、磁界形成パターンは二つの周回したパターン１Ａ，１Ｂで構成されていてもよい。この場合、二つのパターン１Ａ，１Ｂは同方向に周回していてもよく（図２（Ａ）参照、磁場が同相となる）、あるいは、逆方向に周回していてもよい（図２（Ｂ）参照、磁場が逆相となる）。いずれであっても、同じ方向に磁界が形成され、一定の方向に効率よく磁界を形成できる。
【００２２】
（通信装置の概略構成、図３参照）
本発明に係る通信装置は、図３に示すように、前記磁界形成パターン１と周回パターン２を設けた高周波結合器１０を通信回路部（送信回路１１、受信回路１２）と接続したもので、受信回路１２に接続されている高周波結合器１０を送信回路１１に接続されている高周波結合器１０に３０ｍｍ程度に近接させることで、１ＧＨｚ以上の高周波の広帯域信号を用いる通信方式で大容量データを短時間で送受することができる。
【００２３】
（第１実施例、図４参照）
第１実施例である高周波結合器は、図４に示すように、樹脂製のシート２０の表面に磁界形成パターン１Ａ，１Ｂを近接して配置し、該磁界形成パターン１Ａ，１Ｂの周囲に周回パターン２を配置し、さらに、シート２０の裏面に電極１５Ａ，１５Ｂを配置したものである。パターン１Ａ，１Ｂ，２及び電極１５Ａ，１５Ｂは、アルミ箔、銅箔などの導電材からなる金属薄板をシート２０上に貼着してパターニングしたり、あるいは、シート２０上にＡｌ、Ｃｕ、Ａｇなどの導電性ペーストを塗布したり、めっき処理により設けた膜をパターニングすることにより形成される。
【００２４】
磁界形成パターン１Ａ，１Ｂは一端に電極部２５ａ，２５ｂが形成され、他端が線路２６に接続（接続点２６ａ）されている。周回パターン２は折返し部２ａ，２ｂによって複数周にわたって逆向きに周回している。線路２６の他端は周回パターン２の長さ方向の中央部分２ｃで電気的に接続されている。電極部２５ａ，２５ｂはシート２０の裏面に設けた電極１５Ａ，１５Ｂの電極部１６ａ，１６ｂと対向しており、それらの間でコンデンサが形成される。磁界形成パターン１Ａ，１Ｂは、それぞれ、電極部２５ａ，１６ａ、電極部２５ｂ，１６ｂを介して容量結合している。そして、電極１５Ａ，１５Ｂのいずれかの端部が通信回路部（送信回路１１又は受信回路１２）と電気的に接続される。
【００２５】
なお、通信回路部（送信回路１１又は受信回路１２）と電気的に接続されない端部は、開放端となる。例えば、電極１５Ｂの端部を接続せず開放端とすると、電極１５Ｂの端部は磁界形成パターン１Ｂの先端部となる。そして、この電極１５Ｂの端部は、電極部１６ｂと電極部２５ｂにより静電容量を形成し、周回パターン２の中央部分２ｃに接続されている。ここで、周回パターン２の中央部分２ｃは電圧が最少の部分であり、回路的には仮想グランドとなっているので、電極１５Ｂはグランドに向かって静電容量を形成していることになる。
【００２６】
電極部１６ａ，１６ｂと電極部２５ａ，２５ｂとの間に形成されるコンデンサは、通信回路部と磁界形成パターン１Ａ，１Ｂとのインピーダンスマッチングを取るためのものである。
【００２７】
本第１実施例における基本的な作用効果、即ち、磁界形成パターン１Ａ，１Ｂから放射される磁界のうちパターン面の側方に広がる磁界が周回パターン２によって遮蔽され、磁界がパターン面と直交する一定の方向に伸び、３０ｍｍ程度の近距離で効率よく高周波信号を伝達できる点などは図１及び図２を参照して前述したとおりである。特に、第１実施例では、磁界形成パターン１Ａ，１Ｂが同じ方向に周回している。これにて、同じ方向の磁界が合成され、通信距離が向上する。
【００２８】
また、本第１実施例では、周回パターン２は折返したダイポール型アンテナとして形成されている。ダイポール型アンテナは広い通過帯域を得ることができる。周回パターン２がダイポール型である場合、周回パターン２の長さはλ／２（λ：所定周波数）の整数倍であることが好ましい。周回パターン２が共振するので、エネルギーの伝達効率が向上する。また、磁界形成パターン１Ａ，１Ｂと周回パターン２とは、周回パターン２の長さ方向の中央部分２ｃで電気的に接続されているため、信号の伝達効率が最大となる。即ち、周回パターン２の通過帯域で磁界形成パターン１Ａ，１Ｂに電流が流れ、磁界が形成される。周回パターン２の長さ方向の中央部分２ｃは電流が最大で電圧が最小となり、電流最大点は電流により発生する磁界の強さが最大になるので、信号の伝達効率も最大になる。
【００２９】
周回パターン２は電界アンテナとしても機能する。その共振周波数を広帯域周波数を使った通信方式の使用周波数に合わせると、広帯域な共振器になる。そして、磁界形成パターン１Ａ，１Ｂと周回パターン２とが中央部分２ｃで結合することで、磁界形成パターン１Ａ，１Ｂが周回パターン２（電界アンテナ）の通過周波数帯で磁界を発生する。周回パターン２がダイポール型であると、５００ＭＨｚ以上の帯域幅を得ることができ、本第１実施例のように折返しダイポール型であっても同等の帯域幅を得ることができる。
【００３０】
また、本第１実施例である高周波結合器は、シート２０の表裏面にパターン１Ａ，１Ｂ，２と電極１５Ａ，１５Ｂを形成するだけであり、厚さは約０．１５〜０．６ｍｍと薄く、面積も周回パターン２の外形サイズで５〜７ｍｍ四方であり、非常に小型である。
【００３１】
（第２実施例、図５参照）
第２実施例である高周波結合器は、図５に示すように、基本的には前記第１実施例と同様の構成からなる。第２実施例において特徴的な構成は、周回パターン２の折返し部２ｂが平面視で異なる周回位置に配置されている。磁界形成パターン１Ａ，１Ｂから放射された磁界の側方の通過経路が小さくなり、磁界を確実に遮蔽することができる。その他の作用効果は第１実施例と同様である。
【００３２】
（第３実施例、図６参照）
第３実施例である高周波結合器は、図６に示すように、基本的には前記第１実施例と同様の構成からなる。第３実施例において特徴的な構成は、磁界形成パターン１Ａ，１Ｂと線路２６との接続点２６ａを磁界形成パターン１Ａ，１Ｂの間に引き入れたことである。接続点２６ａの位置によって磁界形成パターン１Ａ，１Ｂの磁界結合度が変化し、高周波での反射特性をコントロールできる。本第３実施例のように接続点２６ａを磁界形成パターン１Ａ，１Ｂの間に深く位置させると、通過帯域が狭くなる。その他の作用効果は第１実施例と同様である。
【００３３】
（第４実施例、図７参照）
第４実施例である高周波結合器は、図７に示すように、基本的には前記第１実施例と同様の構成からなる。第４実施例において特徴的な構成は、周回パターン２の周回数を少なくしたことである。作用効果は第１実施例と同様である。但し、周回パターン２はその線路長が第１実施例と比べて短く、λ／２ではなくなり、ダイポール型ではない。
【００３４】
（第５実施例、図８参照）
第５実施例である高周波結合器は、図８に示すように、樹脂製シート２０Ａの表面に周回パターン２を形成し、その下に位置する樹脂製シート２０Ｂの表面に磁界形成パターン１Ａ，１Ｂを形成し、シート２０Ｂの裏面に電極１５Ａ，１５Ｂを形成し、多層構造としたものである。
【００３５】
磁界形成パターン１Ａ，１Ｂに接続されている線路２６の端部２６ｂと周回パターン２の中央部分２ｃとはビアホール導体３０によって接続されている。また、周回パターン２は両端部が開放されたダイポール型である。本第５実施例の作用効果は基本的には前記各実施例と同様である。特に、第５実施例では磁界形成パターン１Ａ，１Ｂが互いに逆方向に周回している。異なる方向の磁界がそれぞれ相殺し、一つの磁気ループを形成する。これにより、パターン面の側方に放射する磁界が少なくなるので、周回パターン２の周回数を少なくすることができる。
【００３６】
（第６実施例、図９参照）
第６実施例である高周波結合器は、図９に示すように、前記第５実施例と同様に積層構造としたもので、第１層目に周回パターン２を形成し、第２層目に磁界形成パターン１Ａ，１Ｂを形成し、第３層目に電極１５Ａ，１５Ｂを形成している。なお、図９では樹脂製シートの図示を省略している。
【００３７】
周回パターン２は、線路２６とビアホール導体３０で接続されており、両端部が開放されたダイポール型である。本第６実施例の作用効果は基本的には前記各実施例と同様である。
【００３８】
（第７実施例、図１０参照）
第７実施例である高周波結合器は、図１０に示すように、樹脂製シート２０の表面のほぼ中央部に磁界形成パターン１を配置し、その周囲を囲むように周回パターン２を配置したもので、磁界形成パターン１の一端に設けた電極部２５がシート２０の裏面に配置した電極１５の電極部１６と対向し、コンデンサを形成している。そして、電極１５の他端に設けた電極部１７が通信回路部と電気的に接続される。
【００３９】
本第７実施例において、周回パターン２は、言わば、グランド電極であり、磁界形成パターン１から放射されてパターン面の側方に広がる磁界を遮蔽し、磁界をパターン面と直交する一定方向に伸ばす。従って、その作用効果は基本的に前記第１実施例と同様である。
【００４０】
（第８実施例、図１１参照）
第８実施例である高周波結合器は、図１１に示すように、前記第７実施例に示した磁界形成パターン１を周回パターン２の中央部分２ｃに接続したものである。磁界形成パターン１を周回パターン２に接続する場合は、電流損が生じないように、周回パターン２に切欠き２ｄを形成する必要がある。本第８実施例の作用効果は第７実施例と同様である。
【００４１】
（第９実施例、図１２及び図１３参照）
第９実施例である高周波結合器は、図１２に示すように、樹脂製のシート４０の表面に磁界アンテナパターン５０を形成し、該パターン５０の内側（好ましくは中心部分）に磁界形成パターンと周回パターンとからなる高周波結合器１０（例えば、前記第２実施例に示した高周波結合器）を配置したものである。磁界アンテナパターン５０はループ状に周回しており、一端５０ａがビアホール導体５５を介してシート４０の裏面に形成した線路電極５６の一端と接続され、該線路電極５６の他端はビアホール導体５７を介してシート４０の表面に形成した電極５１と接続されている。互いに隣接する磁界アンテナパターン５０の他端５０ｂと電極５１とが非接触型ＩＣカード方式の通信回路部（図示せず）に接続されている。これにて、磁界アンテナパターン５０が非接触型ＩＣカード方式による通信アンテナとして機能する。磁界アンテナパターン５０の共振周波数は磁界形成パターンの通信周波数よりも低く、非接触型ＩＣカード方式の通信周波数である１３．５６ＭＨｚに対応している。
【００４２】
なお、互いに隣接する磁界アンテナパターン５０の他端５０ｂと電極５１とに従来周知の無線ＩＣを搭載してもよい。
【００４３】
本第９実施例では、磁界形成パターンを用いた広帯域周波数を使った通信と磁界アンテナパターン５０を用いた非接触型ＩＣカード方式による通信とを併用して実行することができる。例えば、コンビニエンスストアなどで画像や音楽などの大容量データの受信と課金処理を同時に行うことができる。
【００４４】
磁界アンテナパターン５０は比較的大きなループで形成されるため、その内側に磁界形成パターン及び周回パターンを配置すればコンパクトにまとめることができる。なお、従来の電界結合方式の結合器にあっては、グランド電極が必要であることから、磁界アンテナパターン５０と組み合わせることは不可能であった。
【００４５】
ところで、磁界アンテナパターン５０の中心部分に磁界形成パターンが配置されていることが好ましい。磁界形成パターンは極めて小サイズであり、相手方アンテナとの位置合わせが困難である。一方、比較的大きなループの磁界アンテナパターン５０は通信時に相手方アンテナとの位置合わせが容易であり、それに合わせて磁界形成パターンが相手方パターンと正確に位置合わせされることになる。例えば、磁界アンテナパターン５０の中心部分を外部から認識できるように、マーク等をつければ、そのマーク等を用いて位置合わせすることにより、磁界形成パターンの位置合わせも正確にすることができる。
【００４６】
図１３に、携帯電話機などの通信装置に内蔵されたプリント配線回路基板６０に搭載された通信回路部との接続形態を示す。高周波結合器１０の電極部１６ａ（図４参照）は接続用ピン６１とランド６２とを介して広帯域周波数を使った通信方式の通信回路部と電気的に接続されている。また、磁界アンテナパターン５０は接続用ピン６３とランド６４とを介して非接触型ＩＣカード方式の通信回路部と電気的に接続されている。高周波結合器１０の接続用ピン６１は、高価な高周波用のものを使用する必要はなく、安価な低周波用のピン６３と同じものを使用することができる。
【００４７】
なお、図１３に示す符号３は厚さ５００μｍ程度の磁性体シートであって、磁性体シート３は、磁界形成パターンと周回パターンとからなる高周波結合器１０から磁界アンテナパターン５０にまで平面視で重なっている。その作用効果は図１（Ｃ）を参照して説明したとおり、パターン面に垂直な両方向に放射される磁界のうち一方の磁界を吸収し、他の方向にのみ放射させるためであり、また、携帯電話機に内蔵されている電池などの金属部分の影響を排除することができる。
【００４８】
（第１０実施例、図１４参照）
第１０実施例である高周波結合器は、図１４に示すように、シート２０の表面に、磁界形成パターン１Ａ，１Ｂを近接して配置し、該磁界形成パターン１Ａ，１Ｂの周囲に周回パターン２を配置し、さらに、シート２０の裏面に電極１５Ａ，１５Ｂを配置したもので、基本的には前記第３実施例（図６参照）と同様の構成を備えている。本第１０実施例では、さらに、周回パターン２の長さ方向の中央部分２ｃに接続部２ｄを形成し、該接続部２ｄに金属板７０を柱状部７１を介して電気的に接続している。金属板７０はその４隅に設けた支柱７２にてシート２０上に磁界形成パターン１Ａ，１Ｂや周回パターン２を覆うように配置されている。
【００４９】
本第１０実施例においては、周回パターン２の中央部分２ｃに金属板７０を電気的に接続しているため、広い帯域で電界を送受信することができ、エネルギー伝達効率が向上する。
【００５０】
（他の実施例）
なお、本発明に係る高周波結合器及び通信装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、本発明は、高周波結合器及び通信装置に有用であり、特に、小型で、効率よく近距離での大容量のデータ通信が可能である点で優れている。
【符号の説明】
【００５２】
１，１Ａ，１Ｂ…磁界形成パターン
２…周回パターン
２ａ，２ｂ…折返し部
２ｃ…中央部分
３…磁性体シート
１０…高周波結合器
１１…送信回路
１２…受信回路
５０…磁界アンテナパターン
６０…プリント配線回路基板
６１…接続用ピン
６２…ランド
７０…金属板
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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