(57)【要約】  非接触通信システムにおいて、通信を実行する装置それぞれは、伝送するデジタル・ベースバンド信号のクロック周波数の波長の半波長の長さに満たない、ダイポールアンテナを備える。各ダイポールアンテナは互いに対向するように構成される。当該ダイポールアンテナの共振周波数以外の周波数帯域を用いてデジタル・ベースバンド信号の近距離非接触通信を行う。
2013069307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１装置と第２装置との間でアンテナ間に生じる近傍界結合により、デジタル・ベースバンド信号を非接触で通信する非接触通信システムであって、
前記第１装置は、
前記デジタル・ベースバンド信号を送信する第１アンテナと、
前記第１アンテナに前記デジタル・ベースバンド信号を供給する第１通信部を備え、
前記第２装置は、
前記デジタル・ベースバンド信号を受信する第２アンテナを備え、
前記第１通信部は、前記デジタル・ベースバンド信号を、前記第１アンテナの共振周波数を用いずに前記第１アンテナに供給する
ことを特徴とする非接触通信システム。
【請求項２】
前記第１通信部は、前記第１アンテナの減衰率が低くアンテナ特性の変動が少ない周波数帯域を用いて前記デジタル・ベースバンド信号を前記第１アンテナに供給する
ことを特徴とする請求項１記載の非接触通信システム。
【請求項３】
前記アンテナ特性の変動が少ない帯域とは、横軸を周波数、縦軸をアンテナ特性とした場合に、アンテナ特性が所定の範囲内に収まる周波数帯域のことである
ことを特徴とする請求項２記載の非接触通信システム。
【請求項４】
前記第１アンテナおよび前記第２アンテナを構成するアンテナ素子のアンテナ長が前記デジタル・ベースバンド信号のクロック周波数の波長に対して１／２未満である
ことを特徴とする請求項２記載の非接触通信システム。
【請求項５】
前記第１アンテナと前記第２アンテナとは互いに対向して配置される
ことを特徴とする請求項４記載の非接触通信システム。
【請求項６】
前記第１アンテナおよび前記第２アンテナは共に二つのアンテナ素子からなるダイポールアンテナであり、
前記第１アンテナは、前記第１アンテナの主たる構成要素である二つのアンテナ素子を相互に接続する第１配線を備え、
前記第２アンテナは、前記第２アンテナの主たる構成要素である二つのアンテナ素子を相互に接続する第２配線を備え、
前記第１配線には、第１終端素子が、前記第２配線には、第２終端素子が挿入されている
ことを特徴とする請求項５記載の非接触通信システム。
【請求項７】
前記第１配線および前記第２配線は、それぞれ、二つのアンテナ素子の給電点からもっとも遠い非給電部位を接続する
ことを特徴とする請求項６記載の非接触通信システム。
【請求項８】
前記第１装置は、更に、
２本の線路からなり、前記第１通信部と、前記第１アンテナの二つのアンテナ素子の給電点とを接続する第１差動配線とを備え、
前記第２装置は、更に、
前記デジタル・ベースバンド信号を受信する第２通信部と、
２本の線路からなり、前記第２通信部と、前記第２アンテナの二つのアンテナ素子の給電点とを接続する第２差動配線とを備える
ことを特徴とする請求項６記載の非接触通信システム。
【請求項９】
前記第１装置は、更に、前記第１アンテナを囲うように配され、前記第１通信部と接続された第１ループアンテナを備え、
前記第２装置は、更に、前記第２アンテナを囲うように配され、前記第２通信部と接続された第２ループアンテナを備える
ことを特徴とする請求項４記載の非接触通信システム。
【請求項１０】
前記第１ループアンテナには、第３終端素子が挿入され、
前記第２ループアンテナには、第４終端素子が挿入されている
ことを特徴とする請求項９記載の非接触通信システム。
【請求項１１】
前記第１装置は、更に、
前記第２アンテナに前記デジタル・ベースバンド信号を送信する第３アンテナを備え、
前記第２アンテナは、前記第１アンテナと第３アンテナとの間に配置され、
前記第３アンテナのアンテナ素子の給電点は、前記第１通信部と接続され、
前記第１通信部は、前記第１アンテナと前記第３アンテナとを用いて、前記第２アンテナにデジタル・ベースバンド信号を送信する
ことを特徴とする請求項１記載の非接触通信システム。
【請求項１２】
前記第３アンテナは、二つのアンテナ素子から成るダイポールアンテナであり、
前記第３アンテナは、前記第３アンテナの主たる構成要素である二つのアンテナ素子を相互に接続する第３配線を備える
ことを特徴とする請求項１１記載の非接触通信システム。
【請求項１３】
前記第３配線には、終端素子が挿入されている
ことを特徴とする請求項１２記載の非接触通信システム。
【請求項１４】
前記第１装置は、更に、
前記第１アンテナを囲うように配され、前記第１通信部に接続された第１ループアンテナと、
前記第３アンテナを囲うように配され、前記第１通信部に接続された第３ループアンテナとを備え、
前記第２装置は、更に、前記第２アンテナを囲うように配され、前記第２通信部に接続された第２ループアンテナを備える
ことを特徴とする請求項１１記載の非接触通信システム。
【請求項１５】
前記第１ループアンテナには、第３終端素子が挿入され、
前記第２ループアンテナには、第４終端素子が挿入され、
前記第３ループアンテナには、第５終端素子が挿入されている
ことを特徴とする請求項１４記載の非接触通信システム。
【請求項１６】
前記第１差動配線と、前記第３アンテナのアンテナ素子の給電点と前記第１通信部を接続する配線とは、その配線長が等しい
ことを特徴とする請求項１１記載の非接触通信システム。
【請求項１７】
前記第１通信部は、更に、
前記第１アンテナと前記第３アンテナとで、前記第２アンテナとの通信における通信強度の強さを比較し、通信強度が強いと判定された方のアンテナを用いて、前記第２アンテナにデジタル・ベースバンド信号を送信する
ことを特徴とする請求項１６記載の非接触通信システム。
【請求項１８】
前記第２通信部は、更に、前記第２アンテナにデジタル・ベースバンド信号を供給し、
前記第２アンテナは、更に、前記第２通信部から供給されたデジタル・ベースバンド信号を送信し、
前記第１アンテナは、更に、前記第２アンテナから送信されたデジタル・ベースバンド信号を受信し、
前記第１通信部は、更に、前記第１アンテナからデジタル・ベースバンド信号を受け取る
ことを特徴とする請求項１０記載の非接触通信システム。
【請求項１９】
二つの扇形のアンテナ素子と、
前記二つのアンテナ素子の弧の一端同士を結線し、終端素子が挿入された配線とを備え、
前記二つのアンテナ素子の弧の他端を給電点とし、
前記二つのアンテナ素子により形成されるアンテナの共振周波数を用いずに、デジタル・ベースバンド信号の送信または受信を行う
ことを特徴とするダイポールアンテナ。
【請求項２０】
前記二つのアンテナ素子それぞれのアンテナ長が、送信または受信するデジタル・ベースバンド信号のクロック周波数の波長に対して１／４未満である
ことを特徴とする請求項１９記載のダイポールアンテナ。
【請求項２１】
前記第１通信部は、更に、
前記デジタル・ベースバンド信号に所定の符号化処理を行う符号化処理部と、
前記所定の符号化処理後のデジタル・ベースバンド信号をシリアルデータに変換するパラレルシリアル変換部と、
シリアルデータに変換されたデジタル・ベースバンド信号の波形を調整する第１信号波形調整処理部とを備え、
前記第１信号波形調整処理部により波形を調整されたデジタル・ベースバンド信号は、前記第１アンテナに供給され、
前記第２装置は、更に、
前記第２アンテナにて受信した前記デジタル・ベースバンド信号を前記第２通信部に伝送し、
前記第２通信部は、更に、
受信した前記デジタル・ベースバンド信号の波形を調整する第２信号波形調整処理部と、
前記第２信号波形調整処理部により波形を調整されたデジタル・ベースバンド信号をパラレルデータに変換するシリアルパラレル変換部と、
前記シリアルパラレル変換部によりパラレルデータに変換されたデジタル・ベースバンド信号に対して、前記所定の符号化処理に対応した復号化処理を実行する復号化処理部とを備える
ことを特徴とする請求項１記載の非接触通信システム。
【請求項２２】
前記符号化処理部が実行する前記所定の符号化処理は、８ｂ１０ｂ符号化処理であり、
前記復号化処理部が実行する前記復号化処理は、８ｂ１０ｂ復号化処理である
ことを特徴とする請求項２１記載の非接触通信システム。
【請求項２３】
前記第１信号波形調整処理部は、プリエンファシス、ディエンファシス、アンプ処理の少なくとも一つを実行することで、信号の波形を調整し、
前記第２信号波形調整処理部は、イコライザ、アンプ処理の少なくとも一方を実行することで信号の波形を調整する
ことを特徴とする請求項２１記載の非接触通信システム。
【請求項２４】
前記符号化処理部が実行する前記所定の符号化処理は、８ｂ１０ｂ符号化処理であり、
前記復号化処理部が実行する前記復号化処理は、８ｂ１０ｂ復号化処理であり、
前記第１信号波形調整処理部は、プリエンファシス、ディエンファシス、アンプ処理の少なくとも一つを実行することで、信号の波形を調整し、
前記第２信号波形調整処理部は、イコライザ、アンプ処理の少なくとも一方を実行することで信号の波形を調整する
ことを特徴とする請求項２１記載の非接触通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近傍界結合を利用した非接触通信を実行する非接触通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＣ（Integrated Circuit）ベアチップやＰＣＢ（Printed Circuit Board）などを用いた多層基板などにおいて、層間の信号の伝達に近傍界結合を利用した非接触通信を用いることが考えられている。従来においては、層間の通信には、ＴＳＶ（Through Silicon Via）などを用いていたが、層間の伝送経路を多くすると、ＴＳＶもまた多くなり、装置の小型化の妨げになることがあった。そこで、非接触通信を行うことで、ＴＳＶなどの設置スペースを除去し、設計自由度を高くしたり、基板面積を小さくしたりすることができる。【０００３】
また、この非接触通信においては、デジタル・ベースバンド信号をそのまま送受信することで、変調や復調の処理を実行する回路を搭載せずに済むというメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２６８０２２号公報
【特許文献２】特開２００６−３２４７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このようなデジタル・ベースバンド信号は使用しているチップやコアに応じて様々であり、その周波数は異なってくる。この周波数の違いのため、非接触通信システムで用いるアンテナとしては、ある程度、広範囲の帯域での使用に耐えられるものが要求される。【０００６】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、広範囲の帯域での非接触通信を実行できる非接触通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る非接触通信システムは、第１装置と第２装置との間でアンテナ間に生じる近傍界結合により、デジタル・ベースバンド信号を非接触で通信する非接触通信システムであって、前記第１装置は、前記デジタル・ベースバンド信号を送信する第１アンテナと、前記第１アンテナに前記デジタル・ベースバンド信号を供給する第１通信部を備え、前記第２装置は、前記デジタル・ベースバンド信号を受信する第２アンテナを備え、前記第１通信部は、前記デジタル・ベースバンド信号を、前記第１アンテナの共振周波数を用いずに前記第１アンテナに供給することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
これにより、通常通信に用いられる共振周波数以外の周波数帯を用いて、広範囲の帯域でデジタル・ベースバンド信号の送信ができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る非接触通信システムの構成を示す概観図である。
【図２】（ａ）は、ダイポールアンテナの形状を示し、（ｂ）は、ダイポールアンテナのアンテナ特性を示し、（ｃ）は、差動透過特性を示す図である。
【図３】（ａ）は、ダイポールアンテナの形状を示し、（ｂ）は、ダイポールアンテナのアンテナ特性を示し、（ｃ）は、差動透過特性を示す図である。
【図４】（ａ）は、ダイポールアンテナの形状を示し、（ｂ）は、ダイポールアンテナのアンテナ特性を示し、（ｃ）は、差動透過特性を示す図である。
【図５】（ａ）は、ダイポールアンテナの形状を示し、（ｂ）は、ダイポールアンテナのアンテナ特性を示し、（ｃ）は、差動透過特性を示す図である。
【図６】（ａ）は、ダイポールアンテナの形状を示し、（ｂ）は、ダイポールアンテナのアンテナ特性を示し、（ｃ）は、差動透過特性を示す図である。
【図７】（ａ）は、ダイポールアンテナの形状を示し、（ｂ）は、ダイポールアンテナのアンテナ特性を示し、（ｃ）は、差動透過特性を示す図である。
【図８】実施の形態２に係る非接触通信システムの構成を示す概観図である。
【図９】（ａ）は、実施の形態２に係るアンテナの形状を示し、（ｂ）は、ループアンテナのアンテナ特性を示し、（ｃ）は、差動透過特性を示す図である。
【図１０】（ａ）は、実施の形態２に係るアンテナの形状を示し、（ｂ）は、ループアンテナのアンテナ特性を示し、（ｃ）は、差動透過特性を示す図である。
【図１１】実施の形態２に係るアンテナ形状の別例。
【図１２】実施の形態３に係る非接触通信システムの構成を示す概観図である。
【図１３】実施の形態３に係る非接触通信システムの機能構成例を示す機能ブロック図である。
【図１４】実施の形態３に係る非接触通信システムの変形例を示す機能ブロック図である。
【図１５】実施の形態３に係る非接触通信システムの変形例を示す機能ブロック図である。
【図１６】実施の形態３に係る非接触通信システムの変形例を示す機能ブロック図である。
【図１７】アンテナ特性例を示す図である。
【図１８】従来の非接触通信の構成例を示す図である。
【図１９】実施の形態１にかかる非接触通信システムの機能構成例を示す機能ブロック図である。
【図２０】実施の形態１にかかる非接触通信システムの機能構成例を示す機能ブロック図である。
【図２１】実施の形態１にかかる非接触通信システムの機能構成例を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜発明者らが得た知見＞
上述したデジタル・ベースバンド信号は、使用しているチップやコアに応じて、その周波数は異なってくる。この周波数の違いのため、非接触通信システムで用いるアンテナとしては、ある程度、広範囲の帯域での使用に耐えられるものが要求されるのは上述した通りである。
【００１１】
特許文献１には、デジタル・ベースバンド信号を送受信する非接触通信システムが開示されている。特許文献１では、プリント基板上にスロットアンテナを形成し、これを近接対向させて配置することで、非接触通信を行う技術について提案がなされている。特許文献１の場合、図１８に示すように縦４０ｍｍ、横５０ｍｍの送信基板１８００および受信基板１８１０に、直径６ｍｍの空隙を設けて、スロットアンテナ１８０１、１８１１を構成している。スロットアンテナ１８０１とスロットアンテナ１８１１との間を２ｍｍ離してアンテナ面が対向するように設置することで、送信基板１８００から受信基板１８１０への５Ｇｂｐｓの伝送に成功している。この時、特許文献１のスロットアンテナは従来の遠距離無線通信で用いるように通信周波数の１／２波長の間隔でスロットを設けるような共振型スロットアンテナとして用いているのではなく、近傍電磁界の結合を用いて通信を行っている。ここで、近傍電磁界の結合とは、正確には、近傍電界結合、または、近傍磁界結合のことであり、本明細書においては、これを近傍界結合と呼称する。なお、近傍界結合は、近傍電磁界結合、あるいは、電磁界結合と呼称されることもある。
【００１２】
ところで、上記特許文献１の場合、５Ｇｂｐｓのデジタル・ベースバンド信号の送受信を行えるものの、そのために、直径６ｍｍのスロットアンテナを用いている。そして、スロットアンテナを用いるという構成上、周辺グランドが必須の構成となっており、１系統の通信を実行するためには、縦４０ｍｍ横５０ｍｍのアンテナ搭載面積を必要とする問題を有しており、小型の装置にあっては、実装に不向きであるという問題を抱えている。
【００１３】
本発明に係る非接触通信システムおよびアンテナは、この問題を解決するものであり、特許文献１に記載の通信システムよりも小型で、広帯域での通信を可能とするものである。
【００１４】
通常、無線通信においては、アンテナが特定の周波数で、特に良好な通信性能を有するように構成する。そして、その特定の周波数での通信を実行する。
【００１５】
図１７に、一般的に、特定の周波数を共振周波数とするアンテナの特性を示す。図１７に示すように、通常、アンテナは、共振周波数で特に差動透過特性が高くなっている。しかし、図１７に示すように、この共振周波数では、良好な通信が可能であるものの、その周波数帯域は決して広いとは言えない。
【００１６】
一方、本発明に係る非接触通信システムにおいては、アンテナには、デジタル・ベースバンド信号を印加する。例えば、完全なランダムデータをデジタル・ベースバンド信号で通信する為に必要な通信帯域は、ＤＣ（Direct Current）成分の周波数（０Ｈｚ）から動作クロックの５倍程度と非常に広帯域な通信帯域を要する。そのため、非接触通信システムにおいては、上述した通り、広い帯域での通信が可能となることが求められる。
【００１７】
発明者らは、この広い帯域での通信を可能とするにあたって、図１７の通常通信には使用しない区間Ｆ１、Ｆ２のように、アンテナの差動透過特性が安定する（ほぼ横ばいになる、あるいは、微小に増減するとも言える）区間において、その差動透過特性がある程度高ければ、十分に通信に耐える（情報の伝達が可能である）ことを発見した。また、差動透過特性の変化（増減）が少ない方が、その周波数帯域におけるどの周波数でも通信を行えることを発見した。
【００１８】
特に、差動透過特性が横ばいになっている区間Ｆ１において、送信側におけるアンプやプリエンファシスおよび受信側におけるアンプやイコライザなどによる信号調整の結果、無線化による差動透過特性の減衰量が、理想的な有線接続時（減衰量が０のとき）のおよそ−１０ｄＢ以内に収まると、通信に耐えることを発見した。例えば、アンテナの差動透過特性が−４０ｄＢであった場合、信号調整によって、＋３０ｄＢ分が補完できれば、通信可能になる。
【００１９】
以下、本発明に係る非接触通信システムおよび当該システムで使用するアンテナの一実施形態について詳細に説明する。
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１に係る非接触通信システム１００の構成を示す概観図である。図１９、図２０、図２１は、実施の形態１に係る非接触通信システムの機能構成例を示す機能ブロック図である。なお、図１９、図２０、図２１の構成のうち、図１と共通する構成については、同じ符号を付して、その説明を割愛する。
【００２０】
図１に示すように、非接触通信システム１００は、第１非接触通信デバイス１１０と、第２非接触通信デバイス１２０と、デバイスホルダ１０１ａ、１０１ｂとからなる。第１非接触通信デバイス１１０と、第２非接触通信デバイス１２０とは、デバイスホルダ１０１ａ、１０１ｂにより保持される。
【００２１】
図１に示すように、第１非接触通信デバイス１１０は、第１送受信回路１１１と、差動配線１１２ａ、１１２ｂと、第１ダイポールアンテナ１１３とを備える。
【００２２】
図２１に示すように、第１送受信回路１１１は、第１符号化復号化処理部２１１１と、第１信号波形調整処理部２１１２と、第１シリアル／パラレル変換部２１１３とを備える。第１符号化復号化処理部２１１１は、送信する信号に対しては符号化処理を実行し、受信した信号に対しては復号化処理を実行するものであり、例えば、送信時に８ｂ１０ｂ（８ｂ／１０ｂあるいは８Ｂ１０Ｂと記載することもある。以下、その他の同様の記載方式を採る符号化方式についても同様）の符号化処理を行い、受信時に８ｂ１０ｂの復号化処理を行う。
【００２３】
第１符号化復号化処理部２１１１は、符号化後のデータを第１シリアル／パラレル変換部２１１３に伝達し、復号化後のデータを第１装置１１０の上位層（例えばＣＰＵ）に伝達する。
【００２４】
第１信号波形調整処理部２１１２は、符号化処理およびパラレルシリアル変換が実行された送信すべき信号または受信した信号に対して、その波形を調整する処理を実行するものであり、例えば、アンプ、プリエンファシス、ディエンファシス、イコライザ等の回路を登載したＡＣ（Alternating Current）結合を採用可能な回路である。ここで、信号の波形を調整するとは、信号に生じた歪みを整形する処理のことをいう。また、アンプ、プリエンファシス、ディエンファシス、イコライザは全て搭載している必要はなく、そのうちの少なくとも一つを登載していればよい。第１信号波形調整処理部２１１２は、送信する信号の波形を調整した後の信号を第１ダイポールアンテナ１１３に、受信した信号の波形を調整した後の信号を第１シリアル／パラレル変換部２１１３に伝達する。
【００２５】
第１シリアル／パラレル変換部２１１３は、第１符号化復号化処理部２１１１が符号化したデジタル・ベースバンド信号に対してパラレルシリアル変換を行って、変換後のシリアルデータを第１信号波形調整処理部２１１２に伝達する。また、第１シリアル／パラレル変換部２１１３は、受信したデジタル・ベースバンド信号に対して第１信号波形調整処理部２１１２が調整を行った後のデジタル・ベースバンド信号に対してシリアルパラレル変換を行って、変換後のパラレルデータを第１符号化復号化処理部２１１１に伝達する。
【００２６】
第１送受信回路１１１は、第２送受信回路１２１宛てのデジタル・ベースバンド信号を差動配線１１２ａ、１１２ｂに送信する機能と、第２送受信回路１２１から送信されたデジタル・ベースバンド信号を差動配線１１２ａ、１１２ｂから受信する機能とを有する。第１送受信回路１１１は、第２送受信回路１２１との間で、使用しているダイポールアンテナの共振周波数に満たないクロック周波数のデジタル・ベースバンド信号を送受信する。即ち、第１送受信回路１１１は、第１ダイポールアンテナ１１３の共振周波数を用いずに、デジタル・ベースバンド信号を送受信する。なお、差動配線１１２ａと差動配線１１２ｂとには、正負を互いに逆にしたデジタル・ベースバンド信号が流れる。以下、対になっている差動配線は、全て同様とする。
【００２７】
なお、８ｂ１０ｂ符号化を行うと、ＤＣ成分が流れないように制限することができる。
【００２８】
また、第１送受信回路１１１には、電流ラッチ機構（図示せず）を備えることとしてもよい。電流ラッチ機構により、データの電圧点の変化点において変化する電流をラッチすることで、ＤＣ成分を取得しない構成とすることができる。
【００２９】
図２０に示した第１送受信回路（第１通信部）１１１は、符号化処理部２０１１と、第１信号波形調整処理部２０１２と、パラレルシリアル変換部２０１３とを備える。図２０は、第１送受信回路（第１通信部）１１１から、第２送受信回路（第２通信部）１２１に信号を送信するときに必要な機能を示した機能ブロック図であり、図２０に示す第１送受信回路（第１通信部）１１１の符号化処理部２０１１、第１信号波形調整処理部２０１２およびパラレルシリアル変換部２０１３は、それぞれ、図２１の第１符号化復号化処理部２１１１、第１信号波形調整処理部２１１２および第１シリアル／パラレル変換部２１１３の送信時に必要な機能を示すものである。
【００３０】
なお、８ｂ１０ｂ符号化は、「０」や「１」が５ビット以上連続して送信されない事を保証する機能を有しており、これにより、符号化された送信信号の最低周波数（１０ビットで、トグル周波数の５周期相当）は、基本周波数（２ビットで、トグル周波数の１周期相当）の１／５となり、この最低周波数未満の低周波成分の無線伝送は不要となる。低周波成分の無線伝送を不要とする効果を得る方法としては、２ｂ４ｂ符号化や６４ｂ６６ｂ符号化、１２８ｂ１３０ｂ符号化、ＣＭＩ符号化、マンチェスタ符号化など、同様の効果をもたらす信号処理であれば、代用可能なことは言うまでもない。信号符号化方式として、２ｂ４ｂ符号化やマンチェスタ符号化など冗長性の高い符号化方式は、低周波成分の抑制効果が高いという特性を示し、１２８ｂ１３０ｂ符号化など冗長性の低い符号化方式は、低周波成分の抑制効果が低いという特性を示す。従って、アンテナの使用可能帯域に合わせて、アンテナの使用可能帯域が広い場合はより冗長性の低い符号化方式を、アンテナの使用可能帯域が狭い場合はより冗長性の高い符号化方式を選択すればよい。
【００３１】
更に、アンプ、プリエンファシス、ディエンファシス、イコライザ等の信号処理は、送信回路、または、受信回路にて通信により劣化する信号成分を受信側にて増幅する為に用いている。従って、送信波形を受信側で復元できれば、どの組み合わせを用いてもよいことは言うまでもない。
【００３２】
また、クロック波形など低周波成分が発生しない信号を送受信する場合は、８ｂ１０ｂなどの符号化処理が不要であることは言うまでもない。
【００３３】
差動配線１１２ａ、１１２ｂは、第１送受信回路１１１から送出されたデジタル・ベースバンド信号を、第１ダイポールアンテナ１１３に伝達する機能を有する。また、差動配線１１２ａ、１１２ｂは、第１ダイポールアンテナ１１３から送出されたデジタル・ベースバンド信号を、第１送受信回路１１１に伝達する機能を有する。
【００３４】
第１ダイポールアンテナ１１３は、第２ダイポールアンテナ１２３との間で、近傍界結合により、デジタル・ベースバンド信号を送受信する。
【００３５】
図１に示すように、第１ダイポールアンテナ１１３は、第１アンテナ素子１１４ａと、第２アンテナ素子１１４ｂと、配線１１５と、配線１１５に挿入された終端素子１１６とを備える。
【００３６】
第１アンテナ素子１１４ａは、半径４ｍｍの１／４円の扇形の導体板である。
【００３７】
図１に示すように、第１アンテナ素子１１４ａは、円弧の一端であって、差動配線１１２ａとの接点を給電点とする。
【００３８】
第２アンテナ素子１１４ｂは、半径４ｍｍの１／４円の扇形の導体板である。
【００３９】
図１に示すように、第２アンテナ素子１１４ｂは、円弧の一端であって、差動配線１１２ｂとの接点を給電点とする。
【００４０】
また、第１アンテナ素子１１４ａと、第２アンテナ素子１１４ｂとは、互いに、給電点とは反対側の円弧の一端を、配線１１５により、接続されている。
【００４１】
そして、配線１１５には、終端素子１１６が挿入されている。
【００４２】
終端素子１１６は、所謂、抵抗素子である。終端素子１１６の抵抗値は、所望のアンテナ特性によって、異なってくる。
【００４３】
なお、図示していないものの、第１非接触通信デバイス１１０は、その他の素子（例えば、メモリや、その他の機能を有する回路など）を備えていてもよい。
【００４４】
第２非接触通信デバイス１２０は、第１非接触通信デバイス１１０と同等の構成を備える。
【００４５】
具体的には、第２非接触通信デバイス１２０は、第２送受信回路１２１と、差動配線１２２ａ、１２２ｂと、第２ダイポールアンテナ１２３とを備える。
【００４６】
図１に示すように、第２非接触通信デバイス１２０は、第２送受信回路１２１と、差動配線１２２ａ、１２２ｂと、第２ダイポールアンテナ１２３とを備える。
【００４７】
図２１に示すように、第２送受信回路１２１は、第１送受信回路１１１と同様に、第２符号化復号化処理部２１２１と、第２信号波形調整部２１２２と、第２シリアル／パラレル変換部２１２３とを備える。第２符号化復号化処理部２１２１は、送信する信号に対しては符号化処理を実行し、受信した信号に対しては復号化処理を実行するものであり、例えば、送信時に８ｂ１０ｂ符号化の処理を行い、受信時に、８ｂ１０ｂ復号化の処理を行う。
【００４８】
第２符号化復号化処理部２１２１は、符号化後のデータを第２シリアル／パラレル変換部２１２３に伝達し、復号化後のデータを第２装置１２０の上位層（例えばＣＰＵ）に伝達する。
【００４９】
第２信号波形調整処理部２１２２は、符号化処理およびパラレルシリアル変換が実行された送信すべき信号または受信した信号に対して、その波形を調整する処理を実行するものであり、例えば、アンプ、プリエンファシス、ディエンファシス、イコライザ等の回路を登載したＡＣ（Alternating Current）結合を採用可能な送受信回路である。ここで、信号の波形を調整するとは、信号に生じた歪みを整形する処理のことをいう。また、アンプ、プリエンファシス、ディエンファシス、イコライザは全て搭載している必要はなく、そのうちの少なくとも一つを登載していればよい。第２信号波形調整処理部２１２２は、送信する信号の波形を調整した後の信号を第２ダイポールアンテナ１２３に、受信した信号の波形を調整した後の信号を第２シリアル／パラレル変換部２１２３に伝達する。
【００５０】
第２シリアル／パラレル変換部２１２３は、第２符号化復号化処理部２１２１が符号化したデジタル・ベースバンド信号に対してパラレルシリアル変換を行って、変換後のシリアルデータを第２信号波形調整処理部２１２２に伝達する。また、第２シリアル／パラレル変換部２１２３は、受信したデジタル・ベースバンド信号に対して第２信号波形調整処理部２１２２が調整を行った後のデジタル・ベースバンド信号に対してシリアルパラレル変換を行って、変換後のパラレルデータを第２符号化復号化処理部２１２１に伝達する。
【００５１】
第２送受信回路１２１は、第１送受信回路１１１宛てのデジタル・ベースバンド信号を差動配線１２２ａ、１２２ｂに送信する機能と、第１送受信回路１１１から送信されたデジタル・ベースバンド信号を差動配線１２２ａ、１２２ｂから受信する機能とを有する。第２送受信回路１２１は、第１送受信回路１１１との間で、使用しているダイポールアンテナの共振周波数に満たないクロック周波数のデジタル・ベースバンド信号を送受信する。即ち、第２送受信回路１２１は、第２ダイポールアンテナ１２３の共振周波数を用いずに、デジタル・ベースバンド信号を送受信する。なお、差動配線１２２ａと差動配線１２２ｂとには、正負を互いに逆にしたデジタル・ベースバンド信号が流れる。以下、対になっている差動配線は、全て同様とする。
【００５２】
なお、８ｂ１０ｂ符号化を行うと、ＤＣ成分が流れないように制限することができる。
【００５３】
また、第２送受信回路１２１に、電流ラッチ機構（図示）を備えることとしてもよい。電流ラッチ回路により、データの電圧点の変化点において変化する電流をラッチすることで、ＤＣ成分を取得しない構成とすることができる。
【００５４】
図２０に示した第２送受信回路（第２通信部）１２１は、復号化処理部２０２１と、第２信号波形調整処理部２０２２と、パラレルシリアル変換部２０２３とを備える。図２０に示す復号化処理部２０２１、第２信号波形調整処理部２０２２およびパラレルシリアル変換部２０２３は、それぞれ、図２１の第２符号化復号化処理部２１２１、第２信号波形調整処理部２１２２および第２シリアル／パラレル変換部２１２３の機能のうち、受信時に必要な機能を示した図である。
【００５５】
差動配線１２２ａ、１２２ｂは、第２送受信回路１２１から、送出されたデジタル・ベースバンド信号を第２ダイポールアンテナ１２３に伝達する機能を有する。また、差動配線１２２ａ、１２２ｂは、第２ダイポールアンテナ１２３から、送出されたデジタル・ベースバンド信号を第２送受信回路１２１に伝達する機能を有する。
【００５６】
第２ダイポールアンテナ１２３は、第１ダイポールアンテナ１１３との間で、近傍界結合により、デジタル・ベースバンド信号を送受信する。
【００５７】
図１に示すように、第２ダイポールアンテナ１２３は、第３アンテナ素子１２４ａと、第４アンテナ素子１２４ｂと、配線１２５と、配線１２５に挿入された終端素子１２６とを備える。
【００５８】
第３アンテナ素子１２４ａは、半径４ｍｍの１／４円の扇形の導体板である。
【００５９】
図１に示すように、第３アンテナ素子１２４ａは、円弧の一端であって、差動配線１２２ａとの接点を給電点とする。
【００６０】
第４アンテナ素子１２４ｂは、半径４ｍｍの１／４円の扇形の導体板である。
【００６１】
図１に示すように、第４アンテナ素子１２４ｂは、円弧の一端であって、差動配線１２２ｂとの接点を給電点とする。
【００６２】
また、第３アンテナ素子１２４ａと、第４アンテナ素子１２４ｂとは、互いに、給電点とは反対側の円弧の一端を、配線１２５により、接続されている。
【００６３】
そして、配線１２５には、終端素子１２６が挿入されている。
【００６４】
終端素子１２６は、所謂、抵抗素子である。終端素子１２６の抵抗値は、所望のアンテナ特性によって、異なってくる。
【００６５】
なお、図示していないものの、第２非接触通信デバイス１２０は、その他の素子（例えば、メモリや、その他の機能を有する回路など）を備えていてもよい。
【００６６】
第１デバイスホルダ１０１と第２デバイスホルダ１０２とは、第１ダイポールアンテナ１１３と第２ダイポールアンテナ１２３との間（ギャップともいう）がおよそ０．５ｍｍ、かつ、互いに対向するように、第１非接触通信デバイス１１０と第２非接触通信デバイス１２０とを保持する。なお、デバイスホルダはアンテナ間のギャップを保ち、かつ、アンテナが対抗するように非接触通信デバイスを保持するためのものであり、同様の機能を持つ構成であれば、これに限定されるものではない。
【００６７】
また、第１ダイポールアンテナ１１３、および、第２ダイポールアンテナ１２３は、第１ダイポールアンテナ１１３や第２ダイポールアンテナ１２３と同様のアンテナ特性を示す、配線により形成されるコイルアンテナであるとしてもよい。コイルアンテナを形成する場合もダイポールアンテナ使用時と同様に通信に使用する帯域はアンテナの共振周波数を避けて使用する。
【００６８】
ところで、アンテナの共振現象を用いる通信システムの場合、共振周波数でのアンテナの特性インピーダンスが５０Ωとなるため、送受信回路の出力インピーダンス、アンテナと送受信回路間の配線の特性インピーダンス、受信回路の入力インピーダンスは５０Ωとすることが多い。これに対し、本発明に係るダイポールアンテナの特性インピーダンスは、前述の通り広帯域伝送が必要となるため、例えば、図３（ｂ）に示すように、数十Ω〜数百Ωの値を持つ。よって、送信信号および受信信号が第１ダイポールアンテナ１１３、第２ダイポールアンテナ１２３において反射することを防ぐため、第１送受信回路１１３、第２送受信回路１２３の入力インピーダンスおよび出力インピーダンス、差動配線１１２ａ、１１２ｂ、１２２ａ、１２２ｂの差動インピーダンスは、例えば、１５０Ωなど、使用帯域のアンテナインピーダンスの上限と下限の中間値をとることとしてもよいし、第１装置側の出力インピーダンスや入力インピーダンスの最大値にあわせることとしてもよい。この抵抗の値は、アンテナまでの伝送線路のアンテナ間の反射を防ぐ為の物で、５０Ωから６００Ωまでの値が設定可能であり、１００Ωから４００Ωの値に設定するのが好ましい。例えば、図４（ｂ）では５４０Ωに設定しており、図５（ｂ）では２００Ωに設定している。
（実施の形態１に係る各種のダイポールアンテナの形状と通信性能）
図１を用いて説明した第１ダイポールアンテナ１１３および第２ダイポールアンテナ１２３の形状は、一例である。ここから、実施の形態１における第１ダイポールアンテナ１１３および第２ダイポールアンテナ１２３が取り得る形状と、その通信特性について説明する。なお、以下では、第１ダイポールアンテナ１１３を用いて説明するものとし、第２ダイポールアンテナ１２３については、第１ダイポールアンテナ１１３と同等の形状、構成を有するものとして、その説明を割愛する。なお、図２〜図７においては、各部品を区別できるように明確に記載しているが、これらの構成は一つの部品で構成されていてもよい。例えば、図４に示す差動配線１１２ａ、第１アンテナ素子１１４ａ、配線１１５は、一つのプリント箔により実現されてもよい。また、図２〜図７において、図面上接しているように描画している部品同士は、実際に互いに接続されていることとする。
【００６９】
図２を用いて、一般的なダイポールアンテナの通信特性について説明する。
【００７０】
図２（ａ）は、一般的なダイポールアンテナの形状を示している。図２（ａ）に示すダイポールアンテナは、第１アンテナ素子１１４ａまたは第２アンテナ素子１１４ｂのアンテナ長を４ｍｍとしたダイポールアンテナである。
【００７１】
図２（ａ）に示すダイポールアンテナの場合、その差動インピーダンス特性（Ｚｄｄ１１）は、図２（ｂ）に示すものになる。そして、図２（ａ）に示すダイポールアンテナを図１に示す第１ダイポールアンテナ１１３、第２ダイポールアンテナ１２３として用いた場合の差動透過特性（Ｓｄｄ１２）は、図２（ｃ）のようになる。
【００７２】
図２（ｂ）に示すように、通常のダイポールアンテナの場合、そのアンテナ特性は、特定の周波数で共振するようになる。図２（ｂ）の場合では、７．５ＧＨｚが図２（ａ）のダイポールアンテナの共振周波数であることがわかる。
【００７３】
近傍界結合を用いた非接触通信の場合、−１０ｄＢ以上の差動透過特性があることが望ましい。そのため、図２（ｃ）から、差動透過特性がいずれの周波数でも−１０ｄＢ以上になっていないことから、図２（ａ）に示すダイポールアンテナでは、非接触通信には若干不向きであることがわかる。また、図２（ｃ）からわかるように、共振周波数を超えた後の差動透過特性の急激な落ち込みも非接触通信において通信の妨げになる可能性があるため、この落ち込みがなるべく小さい方が好ましい。
【００７４】
そこで、図３（ａ）に示すように、第１ダイポールアンテナ１１３のアンテナ素子１１４ａ、１１４ｂを半径４ｍｍの１／４円の扇形とする。
【００７５】
第１ダイポールアンテナ１１３を図３（ａ）に示したものを用いた場合、その差動インピーダンス特性は、図３（ｂ）になり、差動透過特性は、図３（ｃ）のようになる。
【００７６】
図３（ｂ）から明らかなように、差動インピーダンス特性の変化は、図２（ｂ）に比して緩やかになっており、図３（ｃ）から、１ＧＨｚ〜６ＧＨｚの間で、差動透過特性が−１０ｄＢを超えることから、１ＧＨｚ〜６ＧＨｚの範囲での通信に適していることになる。この範囲が図１７を用いて説明した減衰率の少なく、アンテナ特性の変動が少ない区間Ｆ１に相当する。
【００７７】
図４には、図１に示した第１ダイポールアンテナ１１３と同形状のダイポールアンテナを用いた場合の特性を示している。
【００７８】
図４（ａ）に示す第１ダイポールアンテナ１１３は、図３（ａ）に示す形状に更に、アンテナ素子１１４ａ、１１４ｂを、配線１１５で結線し、その途中に終端素子１１６を挿入した構成とする。
【００７９】
ここで、終端素子１１６は、抵抗素子であり、抵抗値を５４０Ωとする。
【００８０】
図４（ａ）の第１ダイポールアンテナ１１３を用いた場合、第１ダイポールアンテナ１１３の差動インピーダンス特性は、図４（ｂ）に示すものになり、差動透過特性は図４（ｃ）のようになる。
【００８１】
図４（ｃ）から明らかなように、図４（ａ）に示す第１ダイポールアンテナ１１３を用いた場合、１．５ＧＨｚ〜６．５ＧＨｚの範囲で−１０ｄＢ以上の差動透過特性が得られる。この範囲が図１７を用いて説明した減衰率の少なく、アンテナ特性の変動が少ない区間Ｆ１に相当する。
【００８２】
図５（ａ）にも図４（ａ）と同様の構成の第１ダイポールアンテナ１１３を示している。ただし、図５（ａ）の場合、終端素子１１６の抵抗値は、２００Ωとしている。この場合の、差動インピーダンス特性は、図５（ｂ）に示すものになり、差動透過特性は図５（ｃ）のようになる。
【００８３】
図５（ｃ）から明らかなように、図５（ａ）に示す第１ダイポールアンテナ１１３の場合、２ＧＨｚ〜７．５ＧＨｚの範囲で−１０ｄＢ以上の差動透過特性が得られる。この範囲が図１７を用いて説明した減衰率の少なく、アンテナ特性の変動が少ない区間Ｆ１に相当する。
【００８４】
なお、終端素子１１６の抵抗値は、上述の通り、出力回路から差動配線、アンテナと反射を防ぎながら、伝送を行うには、当該使用帯域のアンテナインピーダンスを鑑みて、決定する。
【００８５】
また、本発明に係る第１ダイポールアンテナ１１３の形状としては、図６（ａ）や図７（ａ）に示すように、アンテナ素子１１４ａ、１１４ｂとして、半円形状の導体板を用いることとしてもよい。
【００８６】
図６（ａ）や図７（ａ）に示す第１ダイポールアンテナ１１３でも、その差動透過特性を示す図６（ｃ）や図７（ｃ）から明らかなように、それぞれ、１．５ＧＨｚ〜６ＧＨｚ、そして、０．５ＧＨｚ〜５．５ＧＨｚの範囲で−１０ｄＢ以上の差動透過特性を得ることができる。この範囲が図１７を用いて説明した減衰率の少なく、アンテナ特性の変動が少ない区間Ｆ１に相当する。なお、図６（ａ）に示す第１ダイポールアンテナ１１３の場合、配線１１５を介さず、抵抗素子１１６は、直接アンテナ素子１１４ａとアンテナ素子１１４ｂとに、接続されている。
【００８７】
なお、送信波形の使用周波数帯と図１７に示すアンテナの共振周波数とが、止むを得ず重なる場合は、共振現象が発生する帯域にて透過特性が増幅し、受信波形が歪んでしまう。この影響を緩和する為、共振現象をできるだけ抑制するか、共振現象をより送信波形の周波数成分が少ない帯域に合致し、かつ、狭帯域にて発生するようにアンテナを改良し、図１７のＦ１区間やＦ２区間等を使用して伝送すればよい。
（実施の形態１まとめ）
以上に説明してきたように、本発明に係る非接触通信システム１００は、アンテナとして、ダイポールアンテナを採用することで、特許文献１のスロットアンテナのようにグランドを必要としないので、アンテナのサイズを特許文献１のものよりも小さくすることができる。
【００８８】
また、通常のダイポールアンテナの場合、通信に使用する通信周波数で共振させるべく、アンテナ長を使用する通信周波数の波長の１／２に設定する。これに対し、本発明に係るダイポールアンテナは、ダイポールアンテナを構成する２つのアンテナ素子のアンテナ長を敢えて送受信するデジタル・ベースバンド信号のクロック周波数の波長の１／４未満にする。即ち、本発明に係るダイポールアンテナのアンテナ長は、送受信するデジタル・ベースバンド信号のクロック周波数の波長の１／２未満ということになる。このようにすることで、通常の共振現象を用いた無線通信におけるアンテナの共振現象を原因とする非接触通信の通信精度の低下を抑制し、かつ、図３から図７に示したように、広い周波数帯（差動透過特性が−１０ｄＢ以上となっている範囲）での通信を安定して行うことができる。したがって、実施の形態１に示した非接触通信システムは、近傍界結合による非接触通信を行う非接触通信システムに好適な性能を発揮する。
【００８９】
また、ダイポールアンテナを構成するアンテナ素子同士を、使用帯域のアンテナインピーダンスに応じた抵抗値の終端素子などで接続することにより、差動透過特性の急峻な低下を抑制し、滑らかな差動透過特性を得ることで、より広帯域での好適な通信を実現できる。
＜実施の形態２＞
本実施の形態２においては、好適にデジタル・ベースバンド信号の送受信が行える非接触通信システム２００を開示する。
【００９０】
図８は、実施の形態２に係る非接触通信システム２００を示す概観図である。
【００９１】
非接触通信システム２００は、非接触通信システム１００の構成に加え、更に、第１送受信回路１１１に差動配線１１７ａ、１１７ｂを介して接続された第１ループアンテナ１１９と、第２送受信回路１２１に差動配線１２７ａ、１２７ｂを介して接続された第２ループアンテナ１２９と、を備える。なお、実施の形態１と共通する機能や構成については、同一の符号を用いて、その説明を割愛する。第１ループアンテナ１１９には、給電点から最も遠くなる位置に、終端素子１１８が挿入されている。また、第２ループアンテナ１２９には、給電点から最も遠くなる位置に、終端素子１２８が挿入されている。
【００９２】
第１送受信回路１１１は、実施の形態１に示した機能に加え、更に、以下の機能を有する。
【００９３】
第１送受信回路１１１は、第２送受信回路１２１宛てのデジタル・ベースバンド信号を差動配線１１７ａ、１１７ｂに送信する機能と、第２送受信回路１２１から送信されたデジタル・ベースバンド信号を差動配線１１７ａ、１１７ｂから受信する機能とを有する。
【００９４】
第２送受信回路１２１は、実施の形態１に示した機能に加え、更に、以下の機能を有する。
【００９５】
第２送受信回路１２１は、第１送受信回路１１１宛てのデジタル・ベースバンド信号を差動配線１２７ａ、１２７ｂに送信する機能と、第１送受信回路１１１から送信されたデジタル・ベースバンド信号を差動配線１２７ａ、１２７ｂから受信する機能とを有する。
【００９６】
なお、ダイポールアンテナ同士で送受信する信号に含まれる情報と、ループアンテナ同士で送受信する信号に含まれる情報とは、互いに異なる。ダイポールアンテナを用いた通信とループアンテナを用いた通信とは電波をそれぞれ電界、磁界を用いて送受信するため、互いへの干渉は無視できる程度である。即ち、実施の形態２に係る非接触通信システム２００は、ダイポールアンテナ同士の通信と、ループアンテナ同士の通信の２系統の通信を実現できる構成を備えている。
（実施の形態２に係る各種のダイポールアンテナおよびループアンテナの形状と通信性能）
図９〜図１１には、実施の形態２に係るアンテナの例を示しており、また、図９、図１０には、それぞれのアンテナを用いたときの、ループアンテナの差動インピーダンス特性および差動透過特性を示している。なお、ダイポールアンテナの特性は、実施の形態１に示した特性に準ずるものとして、ここでは、記載していない。また、図９〜図１１においては、各部品を区別できるように明確に記載しているが、これらの構成は一つの部品で構成されていてもよい。例えば、図９に示す差動配線１１２ａ、アンテナ素子１１４ａ、配線１１５は、一つのプリント箔により実現されてもよい。
【００９７】
また、図９〜図１１において、図面上接しているように描画している部品同士は、実際に互いに接続されている。ただし、ループアンテナ１１９は、差動配線１１２ａと差動配線１１２ｂとに接続していないことに注意されたい。
【００９８】
なお、以下では、第１ダイポールアンテナ１１３と第１ループアンテナ１１９を用いて説明するものとし、第２ダイポールアンテナ１２３と第２ループアンテナ１２９については、第１ダイポールアンテナ１１３、第１ループアンテナ１１９と同等の形状、構成を有するものとして、その説明を割愛する。
【００９９】
図９（ａ）は、実施の形態１の図６（ａ）に示した第１ダイポールアンテナ１１３を、第１ループアンテナ１１９で囲った構成のアンテナを示している。
【０１００】
図９（ｂ）は、図９（ａ）に示した第１ループアンテナ１１９の差動インピーダンス特性であり、図９（ｃ）は、図９（ａ）に示した第１ループアンテナ１１９の差動透過特性である。
【０１０１】
図９（ｃ）からわかるように、図９（ａ）に示すループアンテナを用いた伝送では、およそ１．５ＧＨｚ〜６ＧＨｚの範囲で−１０ｄＢ以上の差動透過特性が得られ、良好な通信が行えることがわかる。
【０１０２】
図１０（ａ）は、実施の形態１の図７（ａ）に示した第１ダイポールアンテナ１１３を、第１ループアンテナ１１９で囲った構成のアンテナを示している。
【０１０３】
図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示した第１ループアンテナ１１９の差動インピーダンス特性であり、図１０（ｃ）は、図１０（ａ）に示した第１ループアンテナ１１９の差動透過特性である。
【０１０４】
図１０（ｃ）からわかるように、図１０（ａ）に示すループアンテナを用いた伝送では、図９（ａ）の場合と同様に、およそ１．５ＧＨｚ〜６ＧＨｚの範囲で−１０ｄＢ以上の差動透過特性が得られ、良好な通信が行えることがわかる。
【０１０５】
また、実施の形態２に係るアンテナの例としては、図１１に示すように、実施の形態１の図４（ａ）や図５（ａ）に示した形状の第１ダイポールアンテナ１１３を第１ループアンテナ１１９で囲った構成としてもよい。
（実施の形態２まとめ）
本実施の形態２に係る非接触通信システム２００は、ループアンテナを併用することで、２系統の信号の送受信ができるので、通信効率を高めた非接触通信システムを提供することができる。
【０１０６】
また、ループアンテナを、ダイポールアンテナを囲うように配することで、設置スペースをとらない設計が可能になる。
＜実施の形態３＞
本実施の形態３においては、通信の確実性を上げることができる非接触通信システム３００を開示する。
【０１０７】
なお、本実施の形態３において、実施の形態１と共通する構成については、同じ符号を付して、その説明を割愛する。
【０１０８】
図１２は、実施の形態３に係る非接触通信システム３００の概観図である。図１１に示すように、非接触通信システム３００は、非接触通信システム１００の構成に加え、更に、第３非接触通信デバイス１３０を備える。
【０１０９】
第３非接触通信デバイス１３０は、差動配線１３２ａ、１３２ｂと、第３ダイポールアンテナ１３３とを備える。
【０１１０】
第３ダイポールアンテナ１３３は、第１ダイポールアンテナ１１３や、第２ダイポールアンテナ１２３と同様の構成を備え、第２ダイポールアンテナ１１２との間で、近傍界結合により、デジタル・ベースバンド信号を送受信する。
【０１１１】
第３ダイポールアンテナ１３３は、第５アンテナ素子１３４ａと、第６アンテナ素子１３４ｂと、配線１３５と、配線１３５に挿入された終端素子１３６とを備える。
【０１１２】
第５アンテナ素子１３４ａは、半径４ｍｍの１／４円の扇形の導体板である。
【０１１３】
図１２に示すように、第５アンテナ素子１３４ａは、円弧の一端であって、差動配線１３２ａとの接点を給電点とする。
【０１１４】
第６アンテナ素子１３４ｂは、半径４ｍｍの１／４円の扇形の導体板である。
【０１１５】
図１２に示すように、第６アンテナ素子１３４ｂは、円弧の一端であって、差動配線１３２ｂとの接点を給電点とする。
【０１１６】
また、第５アンテナ素子１３４ａと、第６アンテナ素子１３４ｂとは、互いに、給電点とは反対側の円弧の一端を、配線１３５により、接続されている。
【０１１７】
そして、配線１３５には、終端素子１３６が挿入されている。
【０１１８】
終端素子１３６は、所謂、抵抗素子である。終端素子１３６の抵抗値は、所望のアンテナ特性によって、異なってくる。
【０１１９】
差動配線１３２ａ、１３２ｂは、第１送受信回路１１１に接続されている。なお、図１２に示すように差動配線１３２ａは、差動配線１１２ａと一部を共用している。同様に、差動配線１３２ｂは、差動配線１１２ｂと一部を共用している。差動配線１１２ａと差動配線１３２ａとの配線長（分岐点からアンテナ素子までの配線長）は等長であり、差動配線１１２ｂと差動配線１３２ｂとの配線長（分岐点からアンテナ素子までの配線長）は等長となるように構成されている。なお、図１２では、図面の見易さを考慮したため、等長となるように描画できていないことに留意されたい。
【０１２０】
差動配線１１２ａと差動配線１３２ａとを、そして、差動配線１１２ｂと差動配線１３２ｂとを等長とすることにより、第１ダイポールアンテナ１１３と第２ダイポールアンテナ１２３との間で送受信される信号と、第２ダイポールアンテナ１２３と第３ダイポールアンテナ１３３との間で送受信される信号との間の位相差が無視できるようになる。したがって、第１ダイポールアンテナ１１３と第３ダイポールアンテナ１３３の双方のアンテナを用いて、通信精度の向上を図ることができる。即ち、第２ダイポールアンテナ１２３は、第１ダイポールアンテナ１１３と第３ダイポールアンテナ１３３の双方のアンテナから送信された信号を同じタイミングで受信でき、かつ、第１ダイポールアンテナ１１３と第３ダイポールアンテナ１３３は、第２ダイポールアンテナ１２３から送信された信号を同じタイミングで受信して、第１送受信回路１１１は、位相差なく合成された信号を受け取ることができる。
【０１２１】
なお、図１２においては、図面の見易さを考慮して、デバイスホルダ１０１ａ、１０１ｂは、第３非接触通信デバイス１３０を保持していないように記載しているが、実際には、保持するように構成する。
（実施の形態３まとめ）
本実施の形態３に係る非接触通信システム３００は、２つのダイポールアンテナの中から１つの通信に好適なダイポールアンテナを選択できるようにしたことで、実施の形態１に示した非接触通信システム１００や、実施の形態２に示した非接触通信ステム２００よりも通信の確実性を向上させることができる。
【０１２２】
例えば、第１非接触通信デバイス１１０と第３非接触通信デバイス１３０とを、ＰＣ（Personal Computer）のスロットに配し、第２非接触通信デバイス１２０を例えば、スロットに着脱可能なＳＤメモリカードなどの記録媒体であったとする。このとき、メモリカードの挿入の仕方によっては、第２ダイポールアンテナはスロットのダイポールアンテナの何れかに他方よりも近接することが考えられる。このような場合に、本実施の形態３に示した非接触通信システム３００は、一方のダイポールアンテナとの通信精度が好適でなくとも、他方のダイポールアンテナとの通信精度は好適になっている可能性が高く、通信の確実性の向上が見込める。
（変形例）
上記実施の形態において、本発明の実施の手法について説明してきたが、本発明の実施の形態がこれに限られないことは勿論である。以下、上記実施の形態以外に本発明の思想として含まれる各種の変形例について説明する。
【０１２３】
（１）上記実施の形態においては、ダイポールアンテナのアンテナ素子として、１／４円や半円など、円形を利用したものを使用しているが、これは、より広帯域の伝送ができるアンテナ特性を得るためである。その他の形状、例えば、三角形や、四角形のアンテナ素子を用いた場合、より短い辺に強く電流が流れる傾向が強いため、円形を利用した場合に比して、周波数帯域が狭まる。また、三角形や、四角形のアンテナ素子を用いた場合、その頂点などにおいてデジタル・ベースバンド信号の反射が発生しやすくなり、好適なアンテナ特性が得られなくなる可能性がある。そのため、本明細書においては、１／４円や、半円のアンテナ素子を用いている。
【０１２４】
ただし、本発明に係る非接触通信デバイスに用いるアンテナ素子は、１／４円や半円など扇形に限るものではない。広帯域かつ差動透過特性が−１０ｄＢ以上となるのであれば、それ以外の形状であってもよく、例えば、半円に切欠きを入れた形状などにしてもよい。この場合、好適な通信特性が得られるかどうかは、実際にアンテナを作成し、その通信特性をシミュレーションで測定することで検証すればよい。
【０１２５】
なお、上記実施の形態に示すアンテナ素子１１４ａ、１１４ｂのアンテナ長は、給電点から、最も遠い端点までの距離になるが、上記実施の形態に示す１／４円や、半円のアンテナ素子の場合、電流の通り道は、無数にあるため、広帯域の通信を実現できている。
【０１２６】
（２）上記実施の形態において、終端素子１１６、１２６は、０Ω抵抗であってもよい。
【０１２７】
（３）上記実施の形態においては、特に記載していないが、第１送受信回路１１１から各アンテナへの経路上、第２送受信回路１２１から各アンテナへの経路上に増幅器を設けてもよい。これにより、送受信回路の出力性能、受信性能を向上させることができる。したがって、この場合、差動透過特性が−１０ｄＢ未満となっている周波数帯域での通信も行えるようになるとともに、差動透過特性が−１０ｄＢ以上となっている帯域ではより良好な通信を行える。
【０１２８】
（４）上記実施の形態において、ダイポールアンテナと、ループアンテナとは、ともにデジタル・ベースバンド信号を送受信する構成としたが、各アンテナ間の通信は、一方向通信であってもよい。即ち、第１非接触通信デバイス１１０は、送受信回路１１１ではなく、送信回路のみを備え、第２非接触通信デバイス１２０は、送受信回路１２１ではなく、受信回路のみを備える構成としてもよい。あるいは、その逆であってもよい。更に、それぞれのデバイスは、送信専用の回路およびアンテナと、受信専用の回路およびアンテナとを備える構成としてもよい。
【０１２９】
また、上記実施の形態２の場合、ダイポールアンテナを第１非接触通信デバイス１１０から第２非接触通信デバイス１２０への通信に、ループアンテナを第２非接触通信デバイス１２０から第１非接触通信デバイス１１０への通信に用いることとしてもよい。
【０１３０】
（５）上記実施の形態２において、ダイポールアンテナと、ループアンテナとは、互いに異なるデータを送信することとしているが、ダイポールアンテナが送信する信号と、ループアンテナが送信する信号との元となっているデータは同じで、そのデータを分割して、それぞれのアンテナで送信することとしてもよい。これにより一つの大容量のデータの転送の高速化を実現できる。
【０１３１】
（６）上記実施の形態２におけるループアンテナは、ダイポールアンテナを一重に囲うこととしたが、ループアンテナは、一巻である必要はなく、通信に用いる周波数帯域に応じて、それ以上の巻数、例えば、二巻あるいは三巻などであってもよい。
【０１３２】
（７）上記実施の形態２において、図１２に示すように、差動配線１１２ａ（１１２ｂ）と、差動配線１３２ａ（１３２ｂ）とは、その配線の一部を共用しているが、共用せずに別個の配線を用いてもよい。
【０１３３】
（８）上記実施の形態３における送受信回路１１１は、図１２に示す位置以外、例えば、第３非接触通信デバイス１３０上に配されていてもよい。ただし、この場合も第１送受信回路１１１から第１ダイポールアンテナ１１３までの距離と、第１送受信回路１１２から第３ダイポールアンテナ１３３までの距離とは等しくなることが望ましい。即ち、第１差動配線１２２ａ、１２２ｂの配線長と、第３差動配線１３２ａ、１３２ｂの配線長とは、等しいことが望ましい。
【０１３４】
（９）上記実施の形態３においては、上記実施の形態１に示した構成に更なる非接触通信デバイスを追加した構成を示したが、これは、実施の形態２に示した構成に追加するものであってもよい。即ち、ダイポールアンテナをループアンテナで包囲した形状の二つのアンテナを用いてもよい。
【０１３５】
この場合、非接触通信システムの機能構成は、図１４に示すような構成になる。
【０１３６】
この構成においても、第１ダイポールアンテナ１１３と第３ダイポールアンテナ１３３とは、共に、第２ダイポールアンテナ１２３との通信を実行し、第１ループアンテナ１１９と第３ループアンテナ１３９とは、共に、第２ループアンテナ１２９との通信を実行する。
【０１３７】
（１０）上記実施の形態３および上記変形例（９）においては、第１送受信回路１１１と第１ダイポールアンテナ１１３とを接続する差動配線の配線長と、第１送受信回路１１１と第３ダイポールアンテナ１３３とを接続する差動配線の配線長とを等しくすることで、送受信させるデジタル・ベースバンド信号の位相差を無視できる程度にして、両ダイポールアンテナ（１１３、１３３）を用いた通信を実行する例を示した。
【０１３８】
しかし、第１送受信回路１１１と第１ダイポールアンテナ１１３とを接続する差動配線の配線長と、第１送受信回路１１１と第３ダイポールアンテナ１３３とを接続する差動配線の配線長とを等長にできない場合には、両方のダイポールアンテナを用いることができない可能性がある。両アンテナで送受信した信号に位相差が生じ、互いに打消しあってしまう可能性があるからである。
【０１３９】
そこで、このような場合には、非接触通信システム３００は、図１５あるいは図１６に示す機能構成を備えることとする。
【０１４０】
図１５は、実施の形態３に示した構成で、差動配線を等長配線としなかった場合の例であり、図１６は、変形例（９）に示した構成で差動配線を等長配線としなかった場合の例である。
【０１４１】
図１５に示すように、第１送受信回路１１１は、上記実施の形態３に示した機能に加え、測定部１５０１と、決定部１５０２とを備える。
【０１４２】
このとき、測定部１５０１は、まず、第１送受信回路１１１に、第１ポールアンテナ１１３と第２ダイポールアンテナ１２３との間で、予め記憶しているサンプルデータを送受信させ、電界強度を測定する。次に、第１送受信回路１１１に、第２ダイポールアンテナ１２３と第３ダイポールアンテナ１３３との間で、同じサンプルデータを送受信させ、電界強度を測定する。そして、測定した２つの結果を決定部１５０２に伝達する。
【０１４３】
決定部１５０２は、測定部１５０１が測定した結果、第１ダイポールアンテナ１１３と第３ダイポールアンテナ１３３とのうち、電界強度の高かった方のダイポールアンテナを用いて通信を行うことを決定する。
【０１４４】
また、変形例（９）の場合では、非接触通信システムの機能構成は、図１６に示すようになる。
【０１４５】
図１６に示すように、第１送受信回路１１１は、測定部１６０１と、決定部１６０２とを備える。
【０１４６】
測定部１６０１は、測定部１５０１の機能に加え、ダイポールアンテナの場合と同様に、ループアンテナ間の電界強度を測定し、決定部１６０２にその結果を伝達する。
【０１４７】
そして、決定部１６０２は、決定部１５０２の機能に加え、電界強度の高かった方のループアンテナを用いて通信を行うことを決定する。
【０１４８】
なお、図１６では測定部１６０１は、ダイポールアンテナとループアンテナ双方の電界強度を測定することとしているが、ダイポールアンテナの電界強度のみを測定することとしてもよいし、ループアンテナの電界強度のみを測定することとしてもよい。いずれの場合でも電界強度の高い方のダイポールアンテナとループアンテナの組を用いることとする。
【０１４９】
（１１）上記実施の形態３において、第２非接触通信デバイス１２０には、第２非接触通信デバイス１２０を構成する基板の両表面に、同一形状のアンテナを配することが望ましい。
【０１５０】
このとき、上記基板の両面に配されたアンテナパターン間を所定の間隔以下のピッチでビアにより接続する。このとき、所定の間隔としては、送受信するデジタル・ベースバンド信号のクロック周波数の０．１波長以下が望ましい。
【０１５１】
（１２）上記実施の形態においては、アンテナ間のギャップを０．５ｍｍとしたが、所望する通信性能に応じて、０．５ｍｍよりも長くしたり、あるいは、短くしたりしてもよい。
【０１５２】
（１３）上記実施の形態２において、第１ダイポールアンテナ１１３が接続される送受信回路と、第１ループアンテナ１１９が接続される送受信回路とは、それぞれ異なる送受信回路であってもよい。同様に、第２ダイポールアンテナ１２３が接続される送受信回路と、第２ループアンテナ１２９が接続される送受信回路とは、それぞれ異なる送受信回路であってもよい。
【０１５３】
（１４）上記実施の形態および変形例においては、−１０ｄＢを良好な通信の基準であるかのように記載したが、この数値は、一つの目安である。上記実施の形態において示した−１０ｄＢの差動透過特性は、例えば、上記実施の形態に挙げた電子機器においてＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）ドライバや、ＣＭＬ（Current Mode Logic）を用いて伝送を行った場合、安定して送受信可能な目安である。非接触通信デバイスにおける送信特性が−１０ｄＢ以外、例えば、−２０ｄＢであった場合には、ドライバかレシーバの特性を１０ｄＢ向上させれば、あるいは、ドライバかレシーバ双方の性能を向上させ、通信システム全体で１０ｄＢ向上させれば、通信可能になることは言うまでもない。
【０１５４】
（１５）上記実施の形態においては、第１送受信回路１１１および第２送受信回路１１２は、それぞれ、第１シリアル／パラレル変換部２１１３および第２シリアル／パラレル変換部２１２３を備えることとしたが、第１装置１１０および第２装置１２０内部で扱うデータがシリアルデータである場合には、第１シリアル／パラレル変換部２１１３および第２シリアル／パラレル変換部２１２３を備える必要がないことは言うまでもない。
【０１５５】
（１６）上記各実施の形態に示した構成および各変形例を組み合わせてもよい。
【０１５６】
（１７）ここで、本発明に係る非接触通信システムの一実施態様とその効果について説明する。
【０１５７】
本発明に係る非接触通信システムは、第１装置と第２装置との間でアンテナ間に生じる近傍界結合により、デジタル・ベースバンド信号を非接触で通信する非接触通信システムであって、前記第１装置は、前記デジタル・ベースバンド信号を送信する第１アンテナと、前記第１アンテナに前記デジタル・ベースバンド信号を供給する第１通信部を備え、前記第２装置は、前記デジタル・ベースバンド信号を受信する第２アンテナを備え、前記第１通信部は、前記デジタル・ベースバンド信号を、前記第１アンテナの共振周波数を用いずに前記第１アンテナに供給することを特徴とする。
【０１５８】
この構成によれば、急峻なアンテナ特性を示す共振周波数以外の周波数帯を利用するので、広範囲の周波数のデジタル・ベースバンド信号の通信を実行できる。
【０１５９】
ここで、デジタル・ベースバンド信号の周波数とは、送信側においてはデジタル・ベースバンド信号を送出した送信回路の動作クロックのことを意味する。
【０１６０】
これにより、非接触通信システムは、上記特許文献１のように広範な周辺グランドを必要としないので、従来よりも小さいアンテナで、デジタル・ベースバンド信号の送受信を実行できる。
【０１６１】
また、前記第１通信部は、前記第１アンテナの減衰率が低くアンテナ特性の変動が少ない周波数帯域を用いて前記デジタル・ベースバンド信号を前記第１アンテナに供給することとしてもよい。
【０１６２】
また、前記アンテナ特性の変動が少ない帯域とは、横軸を周波数、縦軸をアンテナ特性とした場合に、アンテナ特性が所定の範囲内に収まる周波数帯域のことであることとしてもよい。
【０１６３】
これらの構成によれば、デジタル・ベースバンド信号の周波数として、アンテナ特性の変動が少ない帯域を用いることで、そのアンテナ特性の変動が少ない帯域の周波数であれば、どの周波数であってもデジタル・ベースバンド信号の送受信が可能となる。
【０１６４】
また、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナを構成する二つのアンテナ素子のアンテナ長が前記デジタル・ベースバンド信号のクロック周波数の波長に対して１／４未満であることとしてもよい。
【０１６５】
これにより、非接触通信に用いるダイポールアンテナのアンテナ長をデジタル・ベースバンド信号のクロック周波数の波長の１／４未満とすることで、デジタル・ベースバンド信号のクロック周波数で共振しないようにすることができ、近傍界結合を用いた通信に適した非接触通信システムを提供することができる。
【０１６６】
また、前記第１アンテナと前記第２アンテナとは互いに対向して配置されることとしてもよい。
【０１６７】
また、前記第１アンテナおよび前記第２アンテナは共に二つのアンテナ素子からなるダイポールアンテナであり、前記第１アンテナは、前記第１アンテナの主たる構成要素である二つのアンテナ素子を相互に接続する第１配線を備え、前記第２アンテナは、前記第２アンテナの主たる構成要素である二つのアンテナ素子を相互に接続する第２配線を備え、前記第１配線には、第１終端素子が、前記第２配線には、第２終端素子が挿入されていることとしてもよい。
【０１６８】
また、前記第１配線および前記第２配線は、それぞれ、二つのアンテナ素子の給電点からもっとも遠い非給電部位を接続することとしてもよい。
【０１６９】
これらの構成によれば、よりアンテナ特性をなだらかに（変動を少なく）することができるので、より広範囲の周波数帯でのデジタル・ベースバンド信号の送受信を実行できるようになる。
【０１７０】
また、前記第１装置は、更に、２本の線路からなり、前記第１通信部と、前記第１アンテナの二つのアンテナ素子の給電点とを接続する第１差動配線とを備え、前記第２装置は、更に、前記デジタル・ベースバンド信号を受信する第２通信部と、２本の線路からなり、前記第２通信部と、前記第２アンテナの二つのアンテナ素子の給電点とを接続する第２差動配線とを備えることとしてもよい。
【０１７１】
また、前記第１装置は、更に、前記第１アンテナを囲うように配され、前記第１通信部に接続された第１ループアンテナを備え、前記第２装置は、更に、前記第２アンテナを囲うように配され、前記第２通信部に接続された第２ループアンテナを備え、前記第３装置は、更に、前記第３アンテナを囲うように配され、前記第１通信部に接続された第３ループアンテナを備えることとしてもよい。
【０１７２】
上記構成のようにループアンテナを追加することで、より確実に通信を実行できるようになる。
【０１７３】
また、前記第１ループアンテナには、第３終端素子が挿入され、前記第２ループアンテナには、第４終端素子が挿入されていることとしてもよい。
【０１７４】
この構成によれば、第１ループアンテナおよび第２ループアンテナにも終端素子を挿入することによりアンテナ特性をなだらかなもの（変動が少ない）とすることができるので、より広範囲の周波数帯でのデジタル・ベースバンド信号の送受信を実行できるようになる。
【０１７５】
また、前記第１装置は、更に、前記第２アンテナに前記デジタル・ベースバンド信号を送信する第３アンテナを備え、前記第２アンテナは、前記第１アンテナと第３アンテナとの間に配置され、前記第１通信部と前記第３アンテナのアンテナ素子の給電点とは、少なくとも１本の線路からなる配線を介して接続され、前記第１通信部は、前記第１アンテナと前記第３アンテナとを用いて、前記第２アンテナにデジタル・ベースバンド信号を送信することとしてもよい。
【０１７６】
第１アンテナと第３アンテナとの二つのアンテナを用いて、デジタル・ベースバンド信号を第２アンテナに送信することによって、通信システムは、より確実にデジタル・ベースバンド信号の送信を行うことができる。
【０１７７】
また、前記第３アンテナは、二つのアンテナ素子から成るダイポールアンテナであり、前記第３アンテナは、前記第３アンテナの主たる構成要素である二つのアンテナ素子を相互に接続する第３配線を備えることとしてもよい。
【０１７８】
また、前記第３配線には、終端素子が挿入されていることとしてもよい。
【０１７９】
これらの構成によれば、第３アンテナのアンテナ特性をよりなだらかにすることができ、より広帯域で、第２アンテナとの間の通信を実現できる。
【０１８０】
また、前記第１装置は、更に、前記第１アンテナを囲うように配され、前記第１通信部に接続された第１ループアンテナと、前記第３アンテナを囲うように配され、前記第１通信部に接続された第３ループアンテナとを備え、前記第２装置は、更に、前記第２アンテナを囲うように配され、前記第２通信部に接続された第２ループアンテナを備えることとしてもよい。
【０１８１】
上記構成のようにループアンテナを追加することで、より確実に通信を実行できるようになる。
【０１８２】
また、前記第１ループアンテナには、第３終端素子が挿入され、前記第２ループアンテナには、第４終端素子が挿入され、前記第３ループアンテナには、第５終端素子が挿入されていることとしてもよい。
【０１８３】
ループアンテナにも終端素子を挿入することにより、アンテナ特性はよりなだらかになり、通信システムは、より広帯域での通信を行うことができる。
【０１８４】
また、前記第１差動配線と、前記第３アンテナのアンテナ素子の給電点と前記第１通信部を接続する配線とは、その配線長が等しいこととしてもよい。
【０１８５】
この構成によれば、通信システムは、第１アンテナと第３アンテナとに供給するデジタル・ベースバンド信号について、そのタイミングの同期調整のための回路を設けることなく、通信を実行できる。
【０１８６】
また、前記第１通信部は、更に、前記第１アンテナと前記第３アンテナとで、前記第２アンテナとの通信における通信強度の強さを比較し、通信強度が強いと判定された方のアンテナを用いて、前記第２アンテナにデジタル・ベースバンド信号を送信することとしてもよい。
【０１８７】
この構成によれば、より確度の高いデジタル・ベースバンド信号の送受信を実行できるようになる。
【０１８８】
また、前記第２通信部は、更に、前記第２アンテナにデジタル・ベースバンド信号を供給し、前記第２アンテナは、更に、前記第２通信部から供給されたデジタル・ベースバンド信号を送信し、前記第１アンテナは、更に、前記第２アンテナから送信されたデジタル・ベースバンド信号を受信し、前記第１通信部は、更に、前記第１アンテナからデジタル・ベースバンド信号を受け取ることとしてもよい。
【０１８９】
これにより、第１通信部は、デジタル・ベースバンド信号の送信だけでなく、受信も行え、同様に、第２通信部は、デジタル・ベースバンド信号の受信だけでなく、送信も行えるようになる。
【０１９０】
また、本発明に係るダイポールアンテナは、二つの扇形のアンテナ素子と、前記二つのアンテナ素子の弧の一端同士を結線し、終端素子が挿入された配線とを備え、前記二つのアンテナ素子の弧の他端を給電点とし、前記二つのアンテナ素子により形成されるアンテナの共振周波数を用いずに、デジタル・ベースバンド信号の送信または受信を行うこととしてもよい。
【０１９１】
また、上記ダイポールアンテナにおいて、前記二つのアンテナ素子それぞれのアンテナ長が、送信または受信するデジタル・ベースバンド信号のクロック周波数の波長に対して１／４未満であることとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１９２】
本発明に係る非接触通信システムは、有線を用いずに、多層基板における層間の通信や、メモリカードとリーダライタ間の通信などにおいて有用である。
【符号の説明】
【０１９３】
１００、２００、３００  非接触通信システム
１０１ａ、１０１ｂ  デバイスホルダ
１１０  第１非接触通信デバイス（第１装置）
１１１  第１送受信回路（第１通信部）
１１２ａ、１１２ｂ  差動配線
１１３  第１ダイポールアンテナ
１１４ａ  第１アンテナ素子
１１４ｂ  第２アンテナ素子
１１５  配線
１１６  終端素子
１１７ａ、１１７ｂ  差動配線
１１８  終端素子
１１９  第１ループアンテナ
１２０  第２非接触通信デバイス（第２装置）
１２１  第２送受信回路（第２通信部）
１２２ａ、１２２ｂ  差動配線
１２３  第２ダイポールアンテナ
１２４ａ  第３アンテナ素子
１２４ｂ  第４アンテナ素子
１２５  配線
１２６  終端素子
１２７ａ、１２７ｂ  差動配線
１２８  終端素子
１２９  第２ループアンテナ
１３０  第３非接触通信デバイス（第３装置）
１３２ａ、１３２ｂ  差動配線
１３３  第２ダイポールアンテナ
１３４ａ  第５アンテナ素子
１３４ｂ  第６アンテナ素子
１３５  配線
１３６  終端素子
１５０１、１６０１  測定部
１５０２、１６０２  決定部（比較手段）
２０１１  符号化処理部
２０１２  第１信号波形調整処理部
２０１３  パラレルシリアル変換部
２０２１  復号化処理部
２０２２  第２信号波形調整処理部
２０２３  シリアルパラレル変換部
２１１１  第１符号化復号化処理部
２１１２  第１信号波形調整処理部
２１１３  第１シリアル／パラレル変換部
２１２１  第２符号化復号化処理部
２１２２  第２信号波形調整処理部
２１２３  第２シリアル／パラレル変換部
【図１】
2013069307.tif 000003
【図２】
2013069307.tif 000004
【図３】
2013069307.tif 000005
【図４】
2013069307.tif 000006
【図５】
2013069307.tif 000007
【図６】
2013069307.tif 000008
【図７】
2013069307.tif 000009
【図８】
2013069307.tif 000010
【図９】
2013069307.tif 000011
【図１０】
2013069307.tif 000012
【図１１】
2013069307.tif 000013
【図１２】
2013069307.tif 000014
【図１３】
2013069307.tif 000015
【図１４】
2013069307.tif 000016
【図１５】
2013069307.tif 000017
【図１６】
2013069307.tif 000018
【図１７】
2013069307.tif 000019
【図１８】
2013069307.tif 000020
【図１９】
2013069307.tif 000021
【図２０】
2013069307.tif 000022
【図２１】
2013069307.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成25年3月18日(2013.3.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１装置と第２装置との間でアンテナ間に生じる近傍界結合により、デジタル・ベースバンド信号を非接触で通信する非接触通信システムであって、
前記第１装置は、
前記デジタル・ベースバンド信号を送信する第１アンテナと、
前記第１アンテナに前記デジタル・ベースバンド信号を供給する第１通信部を備え、
前記第２装置は、
前記デジタル・ベースバンド信号を受信する第２アンテナを備え、
前記第１通信部は、前記デジタル・ベースバンド信号を、前記第１アンテナの共振周波数を用いずに前記第１アンテナに供給する
ことを特徴とする非接触通信システム。
【請求項２】
前記第１通信部は、前記第１アンテナの減衰率が低くアンテナ特性の変動が少ない周波数帯域を用いて前記デジタル・ベースバンド信号を前記第１アンテナに供給する
ことを特徴とする請求項１記載の非接触通信システム。
【請求項３】
前記アンテナ特性の変動が少ない帯域とは、横軸を周波数、縦軸をアンテナ特性とした場合に、アンテナ特性が所定の範囲内に収まる周波数帯域のことである
ことを特徴とする請求項２記載の非接触通信システム。
【請求項４】
前記第１アンテナおよび前記第２アンテナを構成するアンテナ素子のアンテナ長が前記デジタル・ベースバンド信号のクロック周波数の波長に対して１／２未満である
ことを特徴とする請求項２記載の非接触通信システム。
【請求項５】
前記第１アンテナと前記第２アンテナとは互いに対向して配置される
ことを特徴とする請求項４記載の非接触通信システム。
【請求項６】
前記第１アンテナおよび前記第２アンテナは共に二つのアンテナ素子からなるダイポールアンテナであり、
前記第１アンテナは、前記第１アンテナの主たる構成要素である二つのアンテナ素子を相互に接続する第１配線を備え、
前記第２アンテナは、前記第２アンテナの主たる構成要素である二つのアンテナ素子を相互に接続する第２配線を備え、
前記第１配線には、第１終端素子が、前記第２配線には、第２終端素子が挿入されている
ことを特徴とする請求項５記載の非接触通信システム。
【請求項７】
前記第１配線および前記第２配線は、それぞれ、二つのアンテナ素子の給電点からもっとも遠い非給電部位を接続する
ことを特徴とする請求項６記載の非接触通信システム。
【請求項８】
前記第１装置は、更に、
２本の線路からなり、前記第１通信部と、前記第１アンテナの二つのアンテナ素子の給電点とを接続する第１差動配線とを備え、
前記第２装置は、更に、
前記デジタル・ベースバンド信号を受信する第２通信部と、
２本の線路からなり、前記第２通信部と、前記第２アンテナの二つのアンテナ素子の給電点とを接続する第２差動配線とを備える
ことを特徴とする請求項６記載の非接触通信システム。
【請求項９】
前記第１装置は、更に、前記第１アンテナを囲うように配され、前記第１通信部と接続された第１ループアンテナを備え、
前記第２装置は、更に、前記第２アンテナを囲うように配され、前記第２通信部と接続された第２ループアンテナを備える
ことを特徴とする請求項４記載の非接触通信システム。
【請求項１０】
前記第１ループアンテナには、第３終端素子が挿入され、
前記第２ループアンテナには、第４終端素子が挿入されている
ことを特徴とする請求項９記載の非接触通信システム。
【請求項１１】
前記第１装置は、更に、
前記第２アンテナに前記デジタル・ベースバンド信号を送信する第３アンテナを備え、
前記第２アンテナは、前記第１アンテナと第３アンテナとの間に配置され、
前記第３アンテナのアンテナ素子の給電点は、前記第１通信部と接続され、
前記第１通信部は、前記第１アンテナと前記第３アンテナとを用いて、前記第２アンテナにデジタル・ベースバンド信号を送信する
ことを特徴とする請求項１記載の非接触通信システム。
【請求項１２】
前記第３アンテナは、二つのアンテナ素子から成るダイポールアンテナであり、
前記第３アンテナは、前記第３アンテナの主たる構成要素である二つのアンテナ素子を相互に接続する第３配線を備える
ことを特徴とする請求項１１記載の非接触通信システム。
【請求項１３】
前記第３配線には、終端素子が挿入されている
ことを特徴とする請求項１２記載の非接触通信システム。
【請求項１４】
前記第１装置は、更に、
前記第１アンテナを囲うように配され、前記第１通信部に接続された第１ループアンテナと、
前記第３アンテナを囲うように配され、前記第１通信部に接続された第３ループアンテナとを備え、
前記第２装置は、更に、前記第２アンテナを囲うように配され、前記第２通信部に接続された第２ループアンテナを備える
ことを特徴とする請求項１１記載の非接触通信システム。
【請求項１５】
前記第１ループアンテナには、第３終端素子が挿入され、
前記第２ループアンテナには、第４終端素子が挿入され、
前記第３ループアンテナには、第５終端素子が挿入されている
ことを特徴とする請求項１４記載の非接触通信システム。
【請求項１６】
前記第１差動配線と、前記第３アンテナのアンテナ素子の給電点と前記第１通信部を接続する配線とは、その配線長が等しい
ことを特徴とする請求項１１記載の非接触通信システム。
【請求項１７】
前記第１通信部は、更に、
前記第１アンテナと前記第３アンテナとで、前記第２アンテナとの通信における通信強度の強さを比較し、通信強度が強いと判定された方のアンテナを用いて、前記第２アンテナにデジタル・ベースバンド信号を送信する
ことを特徴とする請求項１６記載の非接触通信システム。
【請求項１８】
前記第２通信部は、更に、前記第２アンテナにデジタル・ベースバンド信号を供給し、
前記第２アンテナは、更に、前記第２通信部から供給されたデジタル・ベースバンド信号を送信し、
前記第１アンテナは、更に、前記第２アンテナから送信されたデジタル・ベースバンド信号を受信し、
前記第１通信部は、更に、前記第１アンテナからデジタル・ベースバンド信号を受け取る
ことを特徴とする請求項１０記載の非接触通信システム。
【請求項１９】
二つの扇形のアンテナ素子と、
前記二つのアンテナ素子の弧の一端同士を結線し、終端素子が挿入された配線とを備え、
前記二つのアンテナ素子の弧の他端を給電点とし、
前記二つのアンテナ素子により形成されるアンテナの共振周波数を用いずに、デジタル・ベースバンド信号の送信または受信を行う
ことを特徴とするダイポールアンテナ。
【請求項２０】
前記二つのアンテナ素子それぞれのアンテナ長が、送信または受信するデジタル・ベースバンド信号のクロック周波数の波長に対して１／４未満である
ことを特徴とする請求項１９記載のダイポールアンテナ。
【請求項２１】
前記第１通信部は、更に、
前記デジタル・ベースバンド信号に所定の符号化処理を行う符号化処理部と、
前記所定の符号化処理後のデジタル・ベースバンド信号をシリアルデータに変換するパラレルシリアル変換部と、
シリアルデータに変換されたデジタル・ベースバンド信号の波形を調整する第１信号波形調整処理部とを備え、
前記第１信号波形調整処理部により波形を調整されたデジタル・ベースバンド信号は、前記第１アンテナに供給され、
前記第２装置は、更に、
前記第２アンテナにて受信した前記デジタル・ベースバンド信号を前記第２通信部に伝送し、
前記第２通信部は、更に、
受信した前記デジタル・ベースバンド信号の波形を調整する第２信号波形調整処理部と、
前記第２信号波形調整処理部により波形を調整されたデジタル・ベースバンド信号をパラレルデータに変換するシリアルパラレル変換部と、
前記シリアルパラレル変換部によりパラレルデータに変換されたデジタル・ベースバンド信号に対して、前記所定の符号化処理に対応した復号化処理を実行する復号化処理部とを備える
ことを特徴とする請求項１記載の非接触通信システム。
【請求項２２】
前記符号化処理部が実行する前記所定の符号化処理は、８ｂ１０ｂ符号化処理であり、
前記復号化処理部が実行する前記復号化処理は、８ｂ１０ｂ復号化処理である
ことを特徴とする請求項２１記載の非接触通信システム。
【請求項２３】
前記第１信号波形調整処理部は、プリエンファシス、ディエンファシス、アンプ処理の少なくとも一つを実行することで、信号の波形を調整し、
前記第２信号波形調整処理部は、イコライザ、アンプ処理の少なくとも一方を実行することで信号の波形を調整する
ことを特徴とする請求項２１記載の非接触通信システム。
【請求項２４】
前記符号化処理部が実行する前記所定の符号化処理は、８ｂ１０ｂ符号化処理であり、
前記復号化処理部が実行する前記復号化処理は、８ｂ１０ｂ復号化処理であり、
前記第１信号波形調整処理部は、プリエンファシス、ディエンファシス、アンプ処理の少なくとも一つを実行することで、信号の波形を調整し、
前記第２信号波形調整処理部は、イコライザ、アンプ処理の少なくとも一方を実行することで信号の波形を調整する
ことを特徴とする請求項２１記載の非接触通信システム。
【請求項２５】
前記デジタル・ベースバンド信号は、符号化によりクロックにデータが重畳された信号である
ことを特徴とする請求項１記載の非接触通信システム。
【請求項２６】
前記第１通信部は、前記第１アンテナの共振周波数未満の周波数の前記デジタル・ベースバンド信号を前記第１アンテナに供給する
ことを特徴とする請求項１記載の非接触通信システム。
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月12日(2013.8.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１装置と第２装置との間でアンテナ間に生じる近傍界結合により、デジタル・ベースバンド信号を非接触で通信する非接触通信システムであって、
前記第１装置は、
前記デジタル・ベースバンド信号を送信する第１アンテナと、
前記第１アンテナに前記デジタル・ベースバンド信号を供給する第１通信部を備え、
前記第２装置は、
前記デジタル・ベースバンド信号を受信する第２アンテナを備え、
前記第１通信部は、前記デジタル・ベースバンド信号を、前記第１アンテナの共振周波数を用いずに前記第１アンテナに供給する
ことを特徴とする非接触通信システム。
【請求項２】
前記第１装置は、更に、
前記第２アンテナに前記デジタル・ベースバンド信号を送信する第３アンテナを備え、
前記第２アンテナは、前記第１アンテナと第３アンテナとの間に配置され、
前記第３アンテナのアンテナ素子の給電点は、前記第１通信部と接続され、
前記第１通信部は、前記第１アンテナと前記第３アンテナとを用いて、前記第２アンテナにデジタル・ベースバンド信号を送信する
ことを特徴とする請求項１記載の非接触通信システム。
【請求項３】
前記第３アンテナは、二つのアンテナ素子から成るダイポールアンテナであり、
前記第３アンテナは、前記第３アンテナの主たる構成要素である二つのアンテナ素子を相互に接続する第３配線を備える
ことを特徴とする請求項２記載の非接触通信システム。
【請求項４】
前記第３配線には、終端素子が挿入されている
ことを特徴とする請求項３記載の非接触通信システム。
【請求項５】
前記第１装置は、更に、
前記第１アンテナを囲うように配され、前記第１通信部に接続された第１ループアンテナと、
前記第３アンテナを囲うように配され、前記第１通信部に接続された第３ループアンテナとを備え、
前記第２装置は、更に、
前記デジタル・ベースバンド信号を受信する第２通信部と、
前記第２アンテナを囲うように配され、前記第２通信部に接続された第２ループアンテナを備える
ことを特徴とする請求項２記載の非接触通信システム。
【請求項６】
前記第１ループアンテナには、第３終端素子が挿入され、
前記第２ループアンテナには、第４終端素子が挿入され、
前記第３ループアンテナには、第５終端素子が挿入されている
ことを特徴とする請求項５記載の非接触通信システム。
【請求項７】
前記第１差動配線と、前記第３アンテナのアンテナ素子の給電点と
前記第１通信部を接続する配線とは、その配線長が等しい
ことを特徴とする請求項２記載の非接触通信システム。
【請求項８】
前記第１通信部は、更に、
前記第１アンテナと前記第３アンテナとで、前記第２アンテナとの通信における通信強度の強さを比較し、通信強度が強いと判定された方のアンテナを用いて、前記第２アンテナにデジタル・ベースバンド信号を送信する
ことを特徴とする請求項７記載の非接触通信システム。
【請求項９】
前記第１通信部は、前記第１アンテナの減衰率が低くアンテナ特性の変動が少ない周波数帯域を用いて前記デジタル・ベースバンド信号を前記第１アンテナに供給する
ことを特徴とする請求項１記載の非接触通信システム。
【請求項１０】
前記アンテナ特性の変動が少ない帯域とは、横軸を周波数、縦軸をアンテナ特性とした場合に、アンテナ特性が所定の範囲内に収まる周波数帯域のことである
ことを特徴とする請求項９記載の非接触通信システム。
【請求項１１】
前記第１アンテナおよび前記第２アンテナを構成するアンテナ素子のアンテナ長が前記デジタル・ベースバンド信号のクロック周波数の波長に対して１／２未満である
ことを特徴とする請求項２記載の非接触通信システム。
【請求項１２】
前記第１アンテナと前記第２アンテナとは互いに対向して配置される
ことを特徴とする請求項１１記載の非接触通信システム。
【請求項１３】
前記第１アンテナおよび前記第２アンテナは共に二つのアンテナ素子からなるダイポールアンテナであり、
前記第１アンテナは、前記第１アンテナの主たる構成要素である二つのアンテナ素子を相互に接続する第１配線を備え、
前記第２アンテナは、前記第２アンテナの主たる構成要素である二つのアンテナ素子を相互に接続する第２配線を備え、
前記第１配線には、第１終端素子が、前記第２配線には、第２終端素子が挿入されている
ことを特徴とする請求項１２記載の非接触通信システム。
【請求項１４】
前記第１配線および前記第２配線は、それぞれ、二つのアンテナ素
子の給電点からもっとも遠い非給電部位を接続する
ことを特徴とする請求項１３記載の非接触通信システム。
【請求項１５】
前記第１装置は、更に、
２本の線路からなり、前記第１通信部と、前記第１アンテナの二つのアンテナ素子の給電点とを接続する第１差動配線とを備え、
前記第２装置は、更に、
前記デジタル・ベースバンド信号を受信する第２通信部と、
２本の線路からなり、前記第２通信部と、前記第２アンテナの二つのアンテナ素子の給電点とを接続する第２差動配線とを備える
ことを特徴とする請求項１３記載の非接触通信システム。
【請求項１６】
前記第１装置は、更に、前記第１アンテナを囲うように配され、前記第１通信部と接続された第１ループアンテナを備え、
前記第２装置は、更に、前記第２アンテナを囲うように配され、前記第２通信部と接続された第２ループアンテナを備える
ことを特徴とする請求項１１記載の非接触通信システム。
【請求項１７】
前記第１ループアンテナには、第３終端素子が挿入され、
前記第２ループアンテナには、第４終端素子が挿入されている
ことを特徴とする請求項９記載の非接触通信システム。
【請求項１８】
前記第２通信部は、更に、前記第２アンテナにデジタル・ベースバンド信号を供給し、
前記第２アンテナは、更に、前記第２通信部から供給されたデジタル・ベースバンド信号を送信し、
前記第１アンテナは、更に、前記第２アンテナから送信されたデジタル・ベースバンド信号を受信し、
前記第１通信部は、更に、前記第１アンテナからデジタル・ベースバンド信号を受け取る
ことを特徴とする請求項１７記載の非接触通信システム。
【請求項１９】
二つの扇形のアンテナ素子と、
前記二つのアンテナ素子の弧の一端同士を結線し、終端素子が挿入された配線とを備え、
前記二つのアンテナ素子の弧の他端を給電点とし、
前記二つのアンテナ素子により形成されるアンテナの共振周波数を用いずに、デジタル・ベースバンド信号の送信または受信を行う
ことを特徴とするダイポールアンテナ。
【請求項２０】
前記二つのアンテナ素子それぞれのアンテナ長が、送信または受信するデジタル・ベースバンド信号のクロック周波数の波長に対して１／４未満である
ことを特徴とする請求項１９記載のダイポールアンテナ。
【請求項２１】
前記第１通信部は、更に、
前記デジタル・ベースバンド信号に所定の符号化処理を行う符号化処理部と、
前記所定の符号化処理後のデジタル・ベースバンド信号をシリアルデータに変換するパラレルシリアル変換部と、
シリアルデータに変換されたデジタル・ベースバンド信号の波形を調整する第１信号波形調整処理部とを備え、
前記第１信号波形調整処理部により波形を調整されたデジタル・ベースバンド信号は、前記第１アンテナに供給され、
前記第２装置は、更に、
前記デジタル・ベースバンド信号を受信する第２通信部を備え、
前記第２アンテナにて受信した前記デジタル・ベースバンド信号を前記第２通信部に伝送し、
前記第２通信部は、更に、
受信した前記デジタル・ベースバンド信号の波形を調整する第２信号波形調整処理部と、
前記第２信号波形調整処理部により波形を調整されたデジタル・ベースバンド信号をパラレルデータに変換するシリアルパラレル変換部と、
前記シリアルパラレル変換部によりパラレルデータに変換されたデジタル・ベースバンド信号に対して、前記所定の符号化処理に対応した復号化処理を実行する復号化処理部とを備える
ことを特徴とする請求項１記載の非接触通信システム。
【請求項２２】
前記符号化処理部が実行する前記所定の符号化処理は、８ｂ１０ｂ
符号化処理であり、
前記復号化処理部が実行する前記復号化処理は、８ｂ１０ｂ復号化処理である
ことを特徴とする請求項２１記載の非接触通信システム。
【請求項２３】
前記第１信号波形調整処理部は、プリエンファシス、ディエンファ
シス、アンプ処理の少なくとも一つを実行することで、信号の波形を調整し、
前記第２信号波形調整処理部は、イコライザ、アンプ処理の少なくとも一方を実行することで信号の波形を調整する
ことを特徴とする請求項２１記載の非接触通信システム。
【請求項２４】
前記符号化処理部が実行する前記所定の符号化処理は、８ｂ１０ｂ符号化処理であり、
前記復号化処理部が実行する前記復号化処理は、８ｂ１０ｂ復号化処理であり、
前記第１信号波形調整処理部は、プリエンファシス、ディエンファシス、アンプ処理の少なくとも一つを実行することで、信号の波形を調整し、
前記第２信号波形調整処理部は、イコライザ、アンプ処理の少なくとも一方を実行することで信号の波形を調整する
ことを特徴とする請求項２１記載の非接触通信システム。
【請求項２５】
前記デジタル・ベースバンド信号は、符号化によりクロックにデータが重畳された信号である
ことを特徴とする請求項１記載の非接触通信システム。
【請求項２６】
前記第１通信部は、前記第１アンテナの共振周波数未満の周波数の前記デジタル・ベースバンド信号を前記第１アンテナに供給する
ことを特徴とする請求項１記載の非接触通信システム。
【国際調査報告】
2013069307.tif 000024
2013069307.tif 000025
2013069307.tif 000026
2013069307.tif 000027