(57)【要約】【課題】多チャンネルでありながら、従来技術より小型化が可能な電子部品および送受信装置を提供する。【解決手段】電子部品は、自励発振機能または整流機能を有する素子と前記素子に接続された電極部とを有するユニットを複数備え、前記複数のユニットは直流的に互いに絶縁され、前記複数のユニットの電極部が、前記複数のユニットのいずれかの素子が発振する発振出力を電磁エネルギーとして発振するアンテナまたは前記複数のユニットのいずれかの素子が整流する電磁エネルギーを受けるアンテナを形成していることを特徴とする。【選択図】図１
2015061286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自励発振機能または整流機能を有する素子と前記素子に接続された電極部とを有するユニットを複数備え、
前記複数のユニットは直流的に互いに絶縁され、
前記複数のユニットの電極部が、前記複数のユニットのいずれかの素子が発振する発振出力を電磁エネルギーとして発振するアンテナの少なくとも一部、または前記複数のユニットのいずれかの素子が整流する電磁エネルギーを受けるアンテナの少なくとも一部を形成していることを特徴とする電子部品。
【請求項２】
自励発振機能または整流機能を有する第１の素子と、前記第１の素子に直流的に接続された第１の電極部とを有する第１のユニットと、
自励発振機能または整流機能を有する第２の素子と、前記第２の素子に直流的に接続された第２の電極部とを有する第２のユニットとを備え、
前記第１のユニットと前記第２のユニットとは直流的に互いに絶縁され、
前記第１の素子と前記第２の素子とのうちの少なくとも一方が発生する発振出力または前記第１の素子と前記第２の素子とのうちの少なくとも一方が整流する電磁エネルギーが前記第１の電極部と前記第２の電極部との間を伝播するように前記第１の電極部と前記第２の電極部とが配置され、
前記第１の電極部と前記第２の電極部とが、前記発振出力を電磁エネルギーとして発振するか、または前記第１の素子と前記第２の素子とのうちの少なくとも一方が整流する電磁エネルギーを受けるアンテナまたはアンテナの一部であるアンテナ要素を形成していることを特徴とする電子部品。
【請求項３】
自励発振機能または整流機能を有する第１の素子と、前記第１の素子にそれぞれ直流的に接続された第１の電極部と第２の電極部とを有する第１のユニットと、
自励発振機能または整流機能を有する第２の素子と、前記第２の素子にそれぞれ直流的に接続された第３の電極部と第４の電極部とを有する第２のユニットとを備え、
前記第１のユニットと前記第２のユニットとは直流的に互いに絶縁され、
前記第１の素子と前記第２の素子とのうちの少なくとも一方が発生する発振出力または前記第１の素子と前記第２の素子とのうちの少なくとも一方が整流する電磁エネルギーが前記第１の電極部と前記第４の電極部との間を伝播するように前記第１の電極部と前記第４の電極部とが配置され、
前記発振出力または前記電磁エネルギーが前記第２の電極部と前記第３の電極部との間を伝播するように、前記第２の電極部と前記第３の電極部とが配置され、
前記第１の素子と前記第１の電極部と前記第２の電極部と前記第２の素子と前記第３の電極部と前記第４の電極部とが、前記発振出力を電磁エネルギーとして発振するか、または前記第１の素子と前記第２の素子とのうちの少なくとも一方が整流する電磁エネルギーを受けるアンテナを形成していることを特徴とする電子部品。
【請求項４】
自励発振機能または整流機能を有する第１の素子と、前記第１の素子にそれぞれ直流的に接続された第１の電極部と第２の電極部とを有する第１のユニットと、
自励発振機能または整流機能を有する第２の素子と、前記第２の素子にそれぞれ直流的に接続された第３の電極部と第４の電極部とを有する第２のユニットと、
自励発振機能または整流機能を有する第３の素子と、前記第３の素子にそれぞれ直流的に接続された第５の電極部と第６の電極部とを有する第３のユニットとを備え、
前記第１のユニットと前記第２のユニットと前記第３のユニットとは直流的に互いに絶縁され、
前記第１の素子と前記第２の素子と前記第３の素子とのうちの少なくとも１つが発生する発振出力または前記第１の素子と前記第２の素子と前記第３の素子とのうちの少なくとも１つが整流する電磁エネルギーが前記第２の電極部と前記第３の電極部との間を伝播するように、前記第２の電極部と前記第３の電極部とが配置され、
前記発振出力または前記電磁エネルギーが前記第４の電極部と前記第５の電極部との間を伝播するように、前記第４の電極部と前記第５の電極部とが配置され、
前記第２の電極部と前記第３の電極部と前記第２の素子と前記第４の電極部と前記第５の電極部とが、前記発振出力を電磁エネルギーとして発振するか、または前記第１の素子と前記第２の素子と前記第３の素子とのうちの少なくとも１つが整流する電磁エネルギーを受けるアンテナまたはアンテナの一部であるアンテナ要素を形成していることを特徴とする電子部品。
【請求項５】
複数の前記アンテナ要素を有し、
前記発振出力または前記素子のうちの少なくとも１つが整流する電磁エネルギーが前記複数のアンテナ要素間を伝搬するように前記複数のアンテナ要素が環状に配置されたアンテナを備えていることを特徴とする、請求項２または４に記載の電子部品。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の電子部品を少なくとも１対有し、
前記１対のうちの一方の電子部品のアンテナまたはアンテナ要素から送信された電磁エネルギーを前記１対のうちの他方の電子部品のアンテナまたはアンテナ要素で受信することを特徴とする送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品および送受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気抵抗効果素子によるマイクロ波発振と受信が研究されている。例えば、特許文献１においては、ＣＣＰ―ＣＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｃｏｎｆｉｎｅｄ  Ｐａｔｈ−Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ  ｔｏ  Ｐｌａｎｅ）発振素子に直流電流を印加すると、ＣＣＰ―ＣＰＰ発振素子は発振することが開示されている。
【０００３】
発振部としたＣＣＰ−ＣＰＰ発振素子にアンテナを接続して発振器を構成すれば、それを無線通信などへ応用することができる。多チャンネルでの発振が必要な場合は、発振器をチャンネル数と同じ数だけ用意する。あるいは、１つのアンテナと複数の発振部とを切り替えスイッチによって接続することで、多チャンネルで発振が可能な発振器を構成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２４３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来技術においては、小型高密度実装が進むモバイル端末内において多チャンネルでの発振が必要な場合に、磁気抵抗効果素子とアンテナを接続して構成した発振器をチャンネル数と同じ数だけ用意する必要があるため、省面積化の要求に応えることが困難であった。多チャンネルで小型化を実現するために、１つのアンテナに複数の磁気抵抗効果素子を接続した場合、磁気抵抗効果素子を駆動するための直流電流が、他の磁気抵抗効果素子に流入してしまい、他の磁気抵抗効果素子も発振させてしまうといった課題があった。
【０００６】
そこで本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の磁気抵抗効果素子を用いた多チャンネルな発振器でありながら、１つの磁気抵抗効果素子を駆動する電流が他の磁気抵抗効果素子に流入せずに、所望の磁気抵抗効果素子を独立に駆動可能な電子部品を提供することを目的とする。また、そのような電子部品を備えることによって、多チャンネルでありながら、１つの磁気抵抗効果素子を駆動する電流が他の磁気抵抗効果素子に流入せずに、所望の磁気抵抗効果素子を独立に駆動可能な送受信装置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】
上記目的を達成するため、本発明の第１の態様に係る電子部品は、自励発振機能または整流機能を有する素子と前記素子に接続された電極部とを有するユニットを複数備え、前記複数のユニットは直流的に互いに絶縁され、前記複数のユニットの電極部が、前記複数のユニットのいずれかの素子が発振する発振出力を電磁エネルギーとして発振するアンテナまたは前記複数のユニットのいずれかの素子が整流する電磁エネルギーを受けるアンテナを形成していることを特徴とする。この第１の態様に係る電子部品により、多チャンネルの発振または整流または発振と受信が可能な電子部品の小型化が可能となる。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第２の態様に係る電子部品は、自励発振機能または整流機能を有する第１の素子と前記第１の素子に直流的に接続された第１の電極部とを有する第１のユニットと、自励発振機能または整流機能を有する第２の素子と前記第２の素子に直流的に接続された第２の電極部とを有する第２のユニットとを備え、前記第１のユニットと前記第２のユニットとは直流的に互いに絶縁され、前記第１の素子と前記第２の素子とのうちの少なくとも一方が発生する発振出力または前記第１の素子と前記第２の素子とのうちの少なくとも一方が整流する電磁エネルギーが前記第１の電極部と前記第２の電極部との間を伝播するように前記第１の電極部と前記第２の電極部とが配置され、前記第１の電極部と前記第２の電極部とが、前記発振出力を電磁エネルギーとして発振するか、または前記電磁エネルギーを受けるアンテナまたはアンテナの一部であるアンテナ要素を形成していることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第３の態様に係る電子部品は、自励発振機能または整流機能を有する第１の素子と前記第１の素子にそれぞれ直流的に接続された第１の電極部と第２の電極部とを有する第１のユニットと、自励発振機能または整流機能を有する第２の素子と前記第２の素子にそれぞれ直流的に接続された第３の電極部と第４の電極部とを有する第２のユニットとを備え、前記第１のユニットと前記第２のユニットとは直流的に互いに絶縁され、前記第１の素子と前記第２の素子とのうちの少なくとも一方が発生する発振出力または前記第１の素子と前記第２の素子とのうちの少なくとも一方が整流する電磁エネルギーが前記第１の電極部と前記第４の電極部との間を伝播するように前記第１の電極部と前記第４の電極部とが配置され、前記発振出力または前記電磁エネルギーが前記第２の電極部と前記第３の電極部との間を伝播するように、前記第２の電極部と前記第３の電極部とが配置され、前記第１の素子と前記第１の電極部と前記第２の電極部と前記第２の素子と前記第３の電極部と前記第４の電極部とが、前記発振出力を電磁エネルギーとして発振するか、または前記電磁エネルギーを受けるアンテナを形成していることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第４の態様に係る電子部品は、自励発振機能または整流機能を有する第１の素子と前記第１の素子にそれぞれ直流的に接続された第１の電極部と第２の電極部とを有する第１のユニットと、自励発振機能または整流機能を有する第２の素子と前記第２の素子にそれぞれ直流的に接続された第３の電極部と第４の電極部とを有する第２のユニットと、自励発振機能または整流機能を有する第３の素子と前記第３の素子にそれぞれ直流的に接続された第５の電極部と第６の電極部とを有する第３のユニットとを備え、前記第１のユニットと前記第２のユニットと前記第３のユニットとは直流的に互いに絶縁され、前記第１の素子と前記第２の素子と前記第３の素子とのうちの少なくとも１つが発生する発振出力または前記第１の素子と前記第２の素子と前記第３の素子とのうちの少なくとも１つが整流する電磁エネルギーが前記第２の電極部と前記第３の電極部との間を伝播するように、前記第２の電極部と前記第３の電極部とが配置され、前記発振出力または前記電磁エネルギーが前記第４の電極部と前記第５の電極部との間を伝播するように、前記第４の電極部と前記第５の電極部とが配置され、前記第２の電極部と前記第３の電極部と前記第２の素子と前記第４の電極部と前記第５の電極部とが、前記発振出力を電磁エネルギーとして発振するか、または前記電磁エネルギーを受けるアンテナまたはアンテナの一部であるアンテナ要素を形成していることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第５の態様に係る電子部品は、第２の態様または第４の態様に係る電子部品において、複数の前記アンテナ要素を有し、前記発振出力または前記電磁エネルギーが前記複数のアンテナ要素間を伝搬するように前記複数のアンテナ要素が環状に配置されたアンテナを備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第６の態様に係る送受信装置は、第１の態様から第５の態様までのいずれか１態様に記載の電子部品を少なくとも１対有し、前記１対のうちの一方の電子部品のアンテナまたはアンテナ要素から送信された電磁エネルギーを前記１対のうちの他方の電子部品のアンテナまたはアンテナ要素で受信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、多チャンネルでありながら従来技術より小型化が可能な電子部品を提供することができる。また、そのような電子部品を備えることによって、多チャンネルでありながら、従来技術より小型化が可能な送受信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態１に係る電子部品である発振器の構成例を示す図である。
【図２ａ】本発明の実施形態に係る結合部の形状例を示す図である。
【図２ｂ】本発明の実施形態に係る結合部の形状例を示す図である。
【図２ｃ】本発明の実施形態に係る結合部の形状例を示す図である。
【図２ｄ】本発明の実施形態に係る結合部の形状例を示す図である。
【図２ｅ】本発明の実施形態に係る結合部の形状例を示す図である。
【図２ｆ】本発明の実施形態に係る結合部の形状例を示す図である。
【図２ｇ】本発明の実施形態に係る結合部の形状例を示す図である。
【図２ｈ】本発明の実施形態に係る結合部の形状例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る磁気抵抗効果素子の構成例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る周辺回路を示す回路図である。
【図５】本発明の実施形態１に係るアンテナの計算モデルを示す図である。
【図６】本発明の実施形態１に係るアンテナに発生する電流分布の計算結果を示す図である。
【図７】本発明の実施形態１に係るアンテナの計算モデルを示す図である。
【図８】本発明の実施形態１に係るアンテナに発生する電流分布の計算結果を示す図である。
【図９】本発明の実施形態１に係るアンテナの反射特性の計算結果を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態２に係る電子部品である発振器の構成例を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態３に係る電子部品である発振器の構成例を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態３に係るアンテナの計算モデルを示す図である。
【図１３】本発明の実施形態３に係るアンテナに発生する電流分布の計算結果を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態４に係る電子部品である発振器の構成例を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態５に係る電子部品である発振器の構成例を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態６に係る電子部品である発振器の構成例を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態７に係る電子部品である発振器の構成例を示す図である。
【図１８】本発明の実施形態８に係る電子部品である整流器の構成例を示す図である。
【図１９】本発明の実施形態に係る周辺回路を示す回路図である。
【図２０】本発明の実施形態１０に係る送受信装置の構成例を示す図である。
【図２１】本発明の実施形態１１に係る電子部品である送受信器の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明における好ましい実施形態を示す。しかし、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、形態が本発明の技術的思想を有するものである限り、本発明の範囲に含まれる。各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせなどは一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【００１６】
（実施形態１）
図１は実施形態１に係る電子部品である発振器１００を示す図である。実施形態１の発振器１００は、第１の発振ユニットである発振ユニット１００ａと第２の発振ユニットである発振ユニット１００ｂとを有する。発振ユニット１００ａは、第１の自励発振部である自励発振部１０１ａと、自励発振部１０１ａに直流電流を供給する第１の電極部である、上部電極１０２ａと下部電極１０３ａとを有する。ここで自励発振とは、振動的でない直流電流により電気的振動が誘起される現象である。さらに「供給する」とは電流を流入させることだけではなく、電流を流出させることも意味し、たとえば上部電極１０２ａを介して電流を自励発振部１０１ａに流入させ、下部電極１０３ａを介して電流を自励発振部１０１ａから流出させることを意味する。上部電極１０２ａの形状は特に限定されないが、本実施態様においては、上部電極１０２ａは自励発振部１０１ａと接する部分から半円形状に延在した主面を有する。発振ユニット１００ｂは、第２の自励発振部である自励発振部１０１ｂと、自励発振部１０１ｂに直流電流を供給する第２の電極部である、上部電極１０２ｂと下部電極１０３ｂとを有する。上部電極１０２ｂの形状は特に限定されないが、本実施態様においては、上部電極１０２ｂは自励発振部１０１ｂと接する部分から半円形状に延在した主面を有する。
【００１７】
上部電極１０２ａと上部電極１０２ｂとは、第１の結合部１０６と第２の結合部１０７において交流的に接続されるように、各結合部における上部電極の間隔が自励発振部の発振周波数の波長より近い距離となるように配置する。この配置によって、発振出力は上部電極１０２ａと上部電極１０２ｂとの間を伝播することができる。第１の結合部１０６と第２の結合部１０７において、結合部の主面は矩形の形状を有している。本実施形態において、各自励発振部は半円形状の中央付近に配置しているが、自励発振部の位置は特に限定されず、半円形状の片側付近などに配置することができる。
【００１８】
上部電極１０２ａから直流電流Ｉａを自励発振部１０１ａに供給すると、自励発振部１０１ａを通過した直流電流Ｉａは、下部電極１０３ａを流れる。発振ユニット１００ａは結合部１０６と結合部１０７により、発振ユニット１００ｂとは直流的に絶縁されているので、直流電流Ｉａは自励発振部１０１ｂには流入しない。つまり、直流電流Ｉａは自励発振部１０１ａのみを発振させ、他の自励発振部１０１ｂを発振させない。
【００１９】
同様に、上部電極１０２ｂから直流電流Ｉｂを自励発振部１０１ｂに供給すると、自励発振部１０１ｂを通過した直流電流Ｉｂは、下部電極１０３ｂを流れる。発振ユニット１００ｂは結合部１０６と結合部１０７により、発振ユニット１００ａとは直流的に絶縁されているので、直流電流Ｉｂは自励発振部１０１ａには流入しない。つまり、直流電流Ｉｂは自励発振部１０１ｂのみを発振させ、他の自励発振部１０１ａを発振させない。
【００２０】
したがって本実施形態は、結合部１０６と結合部１０７の直流的な絶縁性により、自励発振部を駆動するための直流電流は他方の自励発振部に流入しないため、自励発振部を独立に駆動することが可能である。つまり本発明は、１つのアンテナに複数の磁気抵抗効果素子を接続した場合、磁気抵抗効果素子を駆動するための直流電流が、他の磁気抵抗効果素子に流入してしまい、他の磁気抵抗効果素子も発振させてしまうといった課題を解決できる。
【００２１】
直流電流Ｉａにより自励発振部１０１ａが発振すると、発振出力は振動的なので、発振出力は上部電極１０２ａから結合部１０６と結合部１０７を介して上部電極１０２ｂへ伝播する。つまり、発振出力については、上部電極１０２ａと上部電極１０２ｂと結合部１０６と結合部１０７とを共有して構成される１つの環状のアンテナ１０８により、発振器１００は電磁エネルギーを外部へ発振することができる。ここで環状とは、輪のような円い形状だけでなく、外形が正方形または長方形のような円くない形状でもよく、交流的に閉じた形状であれば外形は任意の形状を用いることができる。また、ここでアンテナとは、波長より十分大きい距離へ電磁波を伝送させるためのアンテナだけでなく、波長と同程度、または波長より小さい距離へ電磁信号や電磁エネルギーを伝送させるアンテナや共振器やコイルなどを意味する。さらに、電磁エネルギーとは、波長に比較して大きい距離へ電磁波が伝送する電磁エネルギーの形態だけでなく、波長に比較して小さい距離へ電磁場が伝送する電磁エネルギーの形態も意味する。
【００２２】
同様に、直流電流Ｉｂにより自励発振部１０１ｂが発振した場合も、上部電極１０２ａと上部電極１０２ｂと結合部１０６と結合部１０７とを共有して構成される１つのアンテナ１０８により、発振器１００は電磁エネルギーを外部へ発振することができる。
【００２３】
したがって本実施形態は、結合部１０６と結合部１０７の交流的な結合により、自励発振部の発振出力については上部電極１０２ａと上部電極１０２ｂと結合部１０６と結合部１０７とを共有して構成される１つのアンテナ１０８により、電磁エネルギーを外部へ発振することができる。つまり本発明は、１つのアンテナに複数の磁気抵抗効果素子を接続した場合、磁気抵抗効果素子を駆動するための直流電流が、他の磁気抵抗効果素子に流入してしまい、他の磁気抵抗効果素子も発振させてしまうといった課題を解決し、自励発振部は独立に電磁エネルギーを外部へ発振する発振器を構成できる。
【００２４】
本実施形態において、自励発振部１０１ａと自励発振部１０１ｂとに、それぞれ同時に直流電流を供給してもよく、どちらか一方だけに供給してもよい。また、自励発振部１０１ａと自励発振部１０１ｂとは、それぞれ同じ周波数で発振してもよいし、異なる周波数で発振してもよい。
【００２５】
図１における結合部１０６と結合部１０７において、結合部は矩形の形状を有しているが、その結合部の形状は１例であって、この形状に限らない。結合部１０６と結合部１０７において、結合強度を調整するために、例えば図２ａのように結合部を拡げた形状や、図２ｂのように結合部を狭めた形状や、図２ｃのように結合部に凹部を有した形状や、図２ｄのように結合部を曲線状にした形状や、図２ｅのように結合部を半円状にした形状や、図２ｆのように結合部を斜めにした形状や、図２ｇのように主面に段差を設けて結合部を重ねた形状や、図２ｈのように主面の高さを変えて結合部を重ねた形状を用いることができる。
【００２６】
上部電極１０２ａと上部電極１０２ｂと結合部１０６と結合部１０７とを共有して構成されるアンテナ１０８は、等価回路としては、上部電極１０２ａと上部電極１０２ｂとによって環状となった部分については主にインダクタＬで表現でき、結合部１０６と結合部１０７は主にキャパシタＣで表現でき、アンテナ１０８はＬＣ直列回路として表現できる。上部電極と結合部の形状を調整することで、ＬＣ共振周波数を自励発振部１０１ａまたは自励発振部１０１ｂの発振周波数と一致させれば、より効率的な発振ができる。あるいは、上部電極と結合部の形状を調整することで、たとえばＬＣ共振の半値幅以内に、自励発振部１０１ａと自励発振部１０１ｂの発振周波数が存在するようにすれば、異なる周波数の２チャンネルを効率良く発振できる。
【００２７】
従来技術では、２チャンネルの発振を実施する場合、発振部とアンテナで構成する発振器が２つ必要であった。つまり、２チャンネルの場合は１チャンネルの場合に比較して、２倍の面積が必要であった。この従来技術に対して本実施形態では、上部電極１０２ａと上部電極１０２ｂと結合部１０６と結合部１０７とを共有して１つのアンテナ１０８を構成し、自励発振部１０１ａと自励発振部１０１ｂによる２チャンネル発振を１つのアンテナで実現する。つまり、従来技術で必要であったアンテナ面積に比較して、本実施形態では約１／２の面積で２チャンネルの発振を実現できる。
【００２８】
あるいは従来技術では、２チャンネルの発振を実施する場合、１つのアンテナと２つの発振部とを切り替えスイッチによって接続する構成を用いることができる。しかしその構成では、スイッチによる切り替えで発振部を選択する必要があるため、同時に２チャンネルの発振を行うことはできなかった。この従来技術に対して本実施形態では、自励発振部１０１ａと自励発振部１０１ｂを発振させるために必要な直流電流Ｉａと直流電流Ｉｂは、結合部により他方の自励発振部に流入しないため、発振部を選択する切り替えスイッチを使用せずに、自励発振部１０１ａと自励発振部１０１ｂは独立かつ同時に発振させることができる。したがって、本実施形態は２チャンネルの発振を、独立かつ同時に実施できる。
【００２９】
自励発振部は、特に限定されないが、例えば磁気抵抗効果素子や、ジョセフソン素子を用いることができる。
【００３０】
図３は磁気抵抗効果素子の構成例である。磁気抵抗効果素子２０５は磁性層であるピン層２０６ａと、磁性層であるフリー層２０６ｂと、その間に配置されたスペーサ層２０７とを有する。ここでのピン層２０６ａの磁化方向は固定されており、矢印２０９ａはピン層２０６ａの磁化の固定方向を示す。フリー層２０６ｂの磁化方向は、電流を印加する前の状態では、有効磁場の方向を向いており、矢印２０９ｂは有効磁場の方向を示す。有効磁場は、フリー層２０６ｂ内で生じる異方性磁場、交換磁場、外部磁場、反磁場の和である。図３では、ピン層２０６ａの磁化の方向と、フリー層２０６ｂの有効磁場の方向が、互いに反対方向を向いているが、互いの方向はこれに限らない。
【００３１】
磁気抵抗効果素子２０５は特に限定されないが、例えばＧＭＲ素子、またはＴＭＲ素子、またはスペーサ層２０７の絶縁層中に電流狭窄パスが存在する磁気抵抗効果素子などを用いることができる。
【００３２】
磁気抵抗効果素子２０５にＧＭＲ素子を用いる場合、スペーサ層２０７は、例えば、銅など非磁性金属を用いることができる。ＧＭＲ素子のフリー層２０６ｂおよびピン層２０６ａの材料は、例えば、コバルト、鉄、ニッケル、クロムなどの磁性金属とその合金、又は、磁性合金にボロンを混入した合金を用いることができる。ピン層２０６ａの磁化を固定するには、イリジウム、鉄、白金、マンガンなどの合金による反強磁性層との交換結合や、磁性金属多層膜（例えばコバルト鉄−ルテニウム−コバルト鉄の多層膜）による反強磁性結合を用いることができる。そして各層の厚さは０．１〜５０ｎｍ程度が好ましい。ＧＭＲ素子は、スペーサ層２０７が金属からなるため、他の磁気抵抗効果素子に比較して抵抗値が低い。このため、磁気抵抗効果素子２０５を低インピーダンスの回路に接続する際に、インピーダンス整合の観点で好ましい。
【００３３】
磁気抵抗効果素子２０５にＴＭＲ素子を用いる場合、スペーサ層２０７は、例えば、酸化アルミニウムや酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の絶縁層を用いることができる。ＴＭＲ素子のフリー層２０６ｂおよびピン層２０６ａの材料は、例えば、コバルト、鉄、ニッケル、クロムなどの磁性金属とその合金、又は、磁性合金としてボロンを混入した合金を用いることができる。ピン層２０６ａの磁化を固定するには、イリジウム、鉄、白金、マンガンなどの合金による反強磁性層との交換結合や、磁性金属多層膜（例えばコバルト鉄−ルテニウム−コバルト鉄の多層膜）による反強磁性結合を用いることができる。そして各層の厚さは０．１〜５０ｎｍ程度が好ましい。ＴＭＲ素子はスペーサ層２０７が絶縁層からなるため、他の磁気抵抗効果素子に比較して抵抗値が高い。このため、磁気抵抗効果素子２０５を高インピーダンスの回路に接続する際に、インピーダンス整合の観点で好ましい。
【００３４】
さらに磁気抵抗効果素子２０５に、スペーサ層２０７の絶縁層中に電流狭窄パスを有する磁気抵抗効果素子を用いる場合、そのスペーサ層２０７の絶縁層は酸化アルミニウム等からなる。スペーサ層２０７の電流狭窄パスは、例えば銅などの非磁性金属や、コバルト、鉄、ニッケル、クロムなどの磁性金属とその合金、又は、磁性合金にボロンを混入した磁性金属を用いることができる。この磁気抵抗効果素子２０５の磁化自由層および磁化固定層には、例えば、コバルト、鉄、ニッケル、クロムなどの磁性金属とその合金、又は、磁性合金にボロンを混入した合金を用いることができる。ピン層２０６ａの磁化を固定するには、イリジウム、鉄、白金、マンガンなどの合金による反強磁性層との交換結合や、磁性金属多層膜（例えばコバルト鉄−ルテニウム−コバルト鉄の多層膜）による反強磁性結合を用いることができる。そして、各層の厚さは０．１〜５０ｎｍ程度が好ましい。この磁気抵抗効果素子２０５は、電流狭窄パスを有し、その電流狭窄パスによって電流密度を上げられる。このため、素子への投入電流を他の磁気抵抗効果素子に比較して小さくすることができる。この磁気抵抗効果素子２０５を発振部１０１に使用することによって、消費電力を抑えた回路とすることができる。
【００３５】
本実施形態に係る磁気抵抗効果素子２０５の自励発振について説明する。ここで自励発振とは、振動的でない直流電流により電気的振動が誘起される現象である。磁気抵抗効果素子２０５に直流電流Ｉを流すと、伝導電子２０８が直流電流Ｉとその逆方向、すなわちピン層２０６ａからスペーサ層２０７を介してフリー層２０６ｂに流れる。矢印２０９ａの方向に磁化したピン層２０６ａにおいて、伝導電子２０８のスピンは矢印２０９ａの方向に偏極する。矢印２０９ｃは伝導電子２０８のスピンの方向を表す。スピン偏極した電子２０８はスペーサ層２０７を介してフリー層２０６ｂに流れこむことで、フリー層２０６ｂの磁化と角運動量の受け渡しを行う。これによって、フリー層２０６ｂの磁化の方向を、有効磁場の方向を示す矢印２０９ｂの方向から傾かせようとする作用が働く。一方で、フリー層２０６ｂの磁化の方向を、有効磁場の方向を示す矢印２０９ｂの方向に安定させようとするダンピングの作用がはたらく。したがって、これら２つの作用がつりあって、フリー層の磁化方向は有効磁場の方向の周りを歳差運動する。この歳差運動を、フリー層の磁化方向を示す矢印２０９ｄの、有効磁場の方向を示す矢印２０９ｂのまわりの運動として表わし、一点鎖線２０９ｅによって矢印２０９ｄの歳差運動の軌跡を示す。フリー層の磁化方向がピン層の磁化方向に対して高周波で変化するため、フリー層の磁化方向とピン層の磁化方向の相対角度に依存して抵抗が変化する磁気抵抗効果によって、抵抗値も高周波で変化する。直流電流Ｉに対して抵抗値が高周波で変化するので、およそ１００ＭＨｚから１ＴＨｚの高周波数で振動する電圧が発生する。有効磁場の方向は、ピン層２０６ａの磁化方向に対して反対方向である１８０度の角度を有するだけでなく、同じ方向である０度や、４５度、９０度、または１３５度のような角度を有することができる。
【００３６】
印加磁場と発振周波数は、おおよそ比例関係にある。したがって、高周波の発振を生じさせるためには、外部磁場は大きい方が望ましい。
【００３７】
自励発振部に、交流ジョセフソン効果を用いた発振素子を用いることもできる。交流ジョセフソン効果は、２つの超伝導体を接続したジョセフソン接合部に閾値以上の直流電流を供給すると、接合部に交流電流が流れる効果である。さらに、外部磁場をジョセフソン接合部に印加することで、交流の周波数を変化できることが知られている。
【００３８】
図４は実施形態１に係る発振ユニット１００ａを使用するための周辺回路の一例を示す図である。周辺回路３００は、直流電流源３０１と、インダクタＬ１とを有する。直流電流源３０１から直流電流を発振ユニット１００ａに供給すると、発振ユニット１００ａは発振する。インダクタＬ１は発振ユニット１００ａの発振出力の直流電流源３０１への流入を防ぐことができる。発振ユニット１００ｂにも周辺回路３００と同様の周辺回路を使用することができる。以後の実施形態の説明においては、周辺回路は省略する。
【００３９】
本実施形態のアンテナが一つのアンテナとして機能する様子を、電磁界シミュレーションの結果を用いて説明する。電磁界シミュレータは、アジレント・テクノロジー株式会社のＥＭＰｒｏを用いた。電磁界シミュレーションは、図５に示す寸法のアンテナ１０８Ｍについて実施した。各電極の半円状の主面の外形は６ｍｍで内径は４ｍｍであり、１ｍｍ×１ｍｍの矩形部を有する。結合部１０６Ｍと結合部１０７Ｍは、図２ｈのように主面の高さを変えて結合部を重ねている。高さの差は０．０１ｍｍである。アンテナ１０８Ｍの位置Ａに設定した励振源により、アンテナ１０８Ｍを励振した。図６は、約１０ＧＨｚでのアンテナ１０８Ｍ上の電流分布の計算結果を示す図である。アンテナ１０８Ｍを一つのアンテナとして、電流強度の大きい部分と小さい部分とが存在し、共振状態になっていることがわかる。これはアンテナ１０８Ｍが一つのアンテナとして機能することを意味している。
【００４０】
次に、励振源の位置を変えた場合のアンテナ１０８Ｍの特性を、電磁界シミュレーションの結果を用いて説明する。図７に示したように、励振源の位置Ｂは、アンテナ１０８Ｍに接続した３ｍｍ×１ｍｍの導体の先端とした。図８は、約９ＧＨｚでのアンテナ１０８Ｍ上の電流分布の計算結果を示す図である。アンテナ１０８Ｍを一つのアンテナとして、電流強度の大きい部分と小さい部分とが存在し、共振状態になっていることがわかる。これはアンテナ１０８Ｍが一つのアンテナとして機能することを意味している。
【００４１】
図９は、励振源の位置によるアンテナ１０８Ｍの反射特性Ｓ１１の計算結果を示す図である。Ｓ１１曲線の谷状の部分は反射量が少ないことを示し、アンテナ１０８Ｍが外部へ電磁エネルギーを放射していることを示す。励振源をアンテナ１０８Ｍの位置Ａに配置した場合は、位置Ｂに配置した場合に比較して反射量を減少させることができるため、強い放射を得たい場合に好ましい形態である。一方で、励振源をアンテナ１０８Ｍから離して位置Ｂに配置した場合は、位置Ａに配置した場合に比較して発振周波数の帯域をひろくすることができるため、多くのチャンネルを使用する場合に好ましい形態である。
【００４２】
（実施形態２）
実施形態１では、各自励発振部に接続した電極と結合部とで構成する１つのアンテナを環状に形成したが、アンテナ形状は環状に限定されない。実施形態２では、矩形状のアンテナを形成する。
【００４３】
図１０は実施形態２に係る電子部品である発振器４００を示す図である。実施形態２に係る発振器４００は、第１の発振ユニットである発振ユニット４００ａと第２の発振ユニットである発振ユニット４００ｂとを有する。発振ユニット４００ａは、第１の自励発振部である自励発振部４０１ａと、自励発振部４０１ａに直流電流を供給する第１の電極部である、上部電極４０２ａと下部電極４０３ａとを有する。さらに上部電極４０２ａは、自励発振部４０１ａと接する部分から矩形状に延在した主面を有する矩形部４０４ａを有する。発振ユニット４００ｂは、第２の自励発振部である自励発振部４０１ｂと、自励発振部４０１ｂに直流電流を供給する第２の電極部である、上部電極４０２ｂと下部電極４０３ｂとを有する。さらに上部電極４０２ｂは、自励発振部４０１ｂと接する部分から矩形状に延在した主面を有する矩形部４０４ｂを有する。
【００４４】
上部電極４０２ａと上部電極４０２ｂとは、結合部４０６において交流的に結合するように、結合部における上部電極の間隔が自励発振部の発振周波数の波長より近い距離となるように配置されている。この配置によって、発振出力は上部電極４０２ａと上部電極４０２ｂとの間を伝播することができる。本実施形態において、自励発振部の位置は特に限定されず、矩形状の四隅のどれか１つの付近や、または中央付近などに配置することができる。
【００４５】
上部電極４０２ａから直流電流Ｉａを自励発振部４０１ａに供給すると、自励発振部４０１ａを通過した直流電流Ｉａは、下部電極４０３ａを流れる。発振ユニット４００ａは結合部４０６により発振ユニット４００ｂと直流的に絶縁されているので、直流電流Ｉａは自励発振部４０１ｂには流入しない。つまり、直流電流Ｉａは自励発振部４０１ａのみを発振させ、他の自励発振部４０１ｂを発振させない。同様に、上部電極４０２ｂから直流電流Ｉｂを自励発振部４０１ｂに供給すると、自励発振部４０１ｂを通過した直流電流Ｉｂは、下部電極４０３ｂを流れる。発振ユニット４００ｂは結合部４０６により発振ユニット４００ａと直流的に絶縁されているので、直流電流Ｉｂは自励発振部４０１ａには流入しない。つまり、直流電流Ｉｂは自励発振部４０１ｂのみを発振させ、他の自励発振部４０１ａを発振させない。
【００４６】
直流電流Ｉａにより自励発振部４０１ａが発振すると、発振出力は振動的なので、矩形部４０４ａから結合部４０６を介して矩形部４０４ｂへ伝播する。つまり、発振出力については、矩形部４０４ａを有した上部電極４０２ａと矩形部４０４ｂを有した上部電極４０２ｂと結合部４０６とを共有して構成される１つの矩形状のアンテナ４０７により、発振器４００は電磁エネルギーを外部へ発振することができる。同様に、直流電流Ｉｂにより自励発振部４０１ｂが発振した場合も、アンテナ４０７を共有して、発振器４００は電磁エネルギーを外部へ発振することができる。
【００４７】
本実施形態において、自励発振部４０１ａと自励発振部４０１ｂとに、それぞれ同時に直流電流を供給してもよく、どちらか一方だけに供給してもよい。また、自励発振部４０１ａと自励発振部４０１ｂとは、それぞれ同じ周波数で発振してもよいし、異なる周波数で発振してもよい。
【００４８】
本実施形態において、結合部４０６により形成された矩形状のアンテナ４０７を例示したが、結合部やアンテナの形状はこれに限らない。たとえば、図２で示したような結合部を有するアンテナ形状を用いることができる。
【００４９】
矩形状のアンテナは熱を迅速に拡散することができるため、自励発振部が発熱する場合に、より好ましい形態である。
【００５０】
（実施形態３）
実施形態１と２では、アンテナを上部電極のみで構成したが、下部電極も用いてアンテナを構成することができる。実施形態３では、上部電極と下部電極とを用いてアンテナを構成する。
【００５１】
図１１は実施形態３に係る電子部品である発振器５００を示す図である。実施形態３に係る発振器５００は、第１の発振ユニットである発振ユニット５００ａと第２の発振ユニットである発振ユニット５００ｂとを有する。発振ユニット５００ａは、第１の自励発振部である自励発振部５０１ａと、自励発振部５０１ａに直流電流を供給する第１の電極部である、上部電極５０２ａと下部電極５０３ａとを有する。上部電極５０２ａの形状は特に限定されないが、本実施態様においては、上部電極５０２ａは自励発振部５０１ａと接する部分からコの字形状に延在した主面部分を有する。上部電極５０２ａは、コの字型の端部の主面に第１の結合部５０４ａと第２の結合部５０５ａを有する。発振ユニット５００ｂは、第２の自励発振部である自励発振部５０１ｂと、自励発振部５０１ｂに直流電流を供給する第２の電極部である、上部電極５０２ｂと下部電極５０３ｂとを有する。下部電極５０３ｂの形状は特に限定されないが、本実施態様においては、下部電極５０３ｂは自励発振部５０１ｂと接する部分からコの字型の形状部分を有する。下部電極５０３ｂは、コの字型の端部の主面に第１の結合部５０４ｂと第２の結合部５０５ｂとを有する。
【００５２】
上部電極５０２ａと下部電極５０３ｂとは、それぞれの結合部５０４ａと５０４ｂとが交流的に結合するように、結合部の間隔が自励発振部の発振周波数の波長より近い距離になるように配置して形成された第１の結合部５０６と、それぞれの結合部５０５ａと５０５ｂとが交流的に結合するように、結合部の間隔が自励発振部の発振周波数の波長より近い距離になるように配置して形成された第２の結合部５０７において、交流的に結合するように配置されている。この配置によって発振出力は、上部電極５０２ａと下部電極５０３ｂとの間を伝播することができる。本実施形態において、各自励発振部はコの字型の中央付近に配置しているが、自励発振部の位置は特に限定されず、コの字型の片側付近などに配置することができる。
【００５３】
上部電極５０２ａから直流電流Ｉａを自励発振部５０１ａに供給すると、自励発振部５０１ａを通過した直流電流Ｉａは、下部電極５０３ａを流れる。発振ユニット５００ａは結合部５０６と結合部５０７により発振ユニット５００ｂと直流的に絶縁されているので、直流電流Ｉａは自励発振部５０１ｂには流入しない。つまり、直流電流Ｉａは自励発振部５０１ａのみを発振させ、他の自励発振部５０１ｂを発振させない。同様に、上部電極５０２ｂから直流電流Ｉｂを自励発振部５０１ｂに供給すると、自励発振部５０１ｂを通過した直流電流Ｉｂは、下部電極５０３ｂを流れる。発振ユニット５００ｂは結合部５０６と結合部５０７により発振ユニット５００ａと直流的に絶縁されているので、直流電流Ｉｂは自励発振部５０１ａには流入しない。つまり、直流電流Ｉｂは自励発振部５０１ｂのみを発振させ、他の自励発振部５０１ａを発振させない。
【００５４】
直流電流Ｉａにより自励発振部５０１ａが発振すると、発振出力は振動的なので、上部電極５０２ａから結合部５０６と結合部５０７を介して下部電極５０３ｂへ伝播する。つまり、発振出力については、上部電極５０２ａと下部電極５０３ｂと結合部５０６と結合部５０７とを共有して構成する１つの環状のアンテナ５０８により、発振器５００は電磁エネルギーを外部へ発振することができる。同様に、直流電流Ｉｂにより自励発振部５０１ｂが発振した場合もアンテナ５０８により、発振器５００は電磁エネルギーを外部へ発振することができる。
【００５５】
本実施形態は、結合部の容量を容易に変化できる構成なため、共振周波数を大きく変化させたい場合に、より好ましい形態である。
【００５６】
本実施形態において、自励発振部５０１ａと自励発振部５０１ｂとに、それぞれ同時に直流電流を供給してもよく、どちらか一方だけに供給してもよい。また、自励発振部５０１ａと自励発振部５０１ｂとは、それぞれ同じ周波数で発振してもよいし、異なる周波数で発振してもよい。
【００５７】
上部電極５０２ａと下部電極５０３ｂと結合部５０６と結合部５０７とを共有して構成するアンテナ５０８は、等価回路としては、上部電極５０２ａと下部電極５０３ｂとによって環状となった部分については主にインダクタＬで表現でき、結合部５０６と結合部５０７は主にキャパシタＣで表現でき、ＬＣ直列回路として表現できる。電極部と結合部の形状を調整することで、ＬＣ共振周波数を自励発振部５０１ａまたは自励発振部５０１ｂの発振周波数と一致させれば、より効率的な発振ができる。あるいは、電極部と結合部の形状を調整することで、たとえばＬＣ共振の半値幅以内に、自励発振部５０１ａと自励発振部５０１ｂの発振周波数が存在するようにすれば、異なる周波数の２チャンネルを効率良く発振できる。
【００５８】
本実施形態のアンテナが一つのアンテナとして機能する様子を、電磁界シミュレーションの結果を用いて説明する。図１２に示す寸法のアンテナ５０８Ｍについて、電磁界シミュレーションを実施した。各電極のコの字状の主面は、外形は２．８ｍｍ×６．０ｍｍでパターン幅は１．０ｍｍであり、電極間の距離は０．０１ｍｍとした。図１２に示したように、励振源の位置Ｃはアンテナ５０８Ｍに接続した３ｍｍ×１ｍｍの導体の先端とした。図１３は、約１０ＧＨｚでのアンテナ５０８Ｍ上の電流分布の計算結果を示す図である。アンテナ５０８Ｍを一つのアンテナとして、電流強度の大きい部分と小さい部分とが存在し、共振状態になっていることがわかる。これはアンテナ５０８Ｍが一つのアンテナとして機能することを意味している。
【００５９】
（実施形態４）
実施形態４では、上部電極と下部電極を用いてアンテナを構成する形態において、多チャンネルでの発振により好ましい構成を説明する。
【００６０】
図１４は実施形態４に係る電子部品である発振器６００を示す図である。実施形態４に係る発振器６００は、第１の発振ユニットである発振ユニット６００ａと第２の発振ユニットである発振ユニット６００ｂとを有する。発振ユニット６００ａは、第１の自励発振部である自励発振部６０１ａと、自励発振部６０１ａに直流電流を供給する第１の電極部である上部電極６０２ａと第２の電極部である下部電極６０３ａとを有する。上部電極６０２ａと下部電極６０３ａとは、自励発振部６０１ａと接する部分から延在した主面をそれぞれ有する。上部電極６０２ａは、主面の端部に結合部６０４ａを有する。下部電極６０３ａは、主面の端部に結合部６０５ａを有する。発振ユニット６００ｂは、第２の自励発振部である自励発振部６０１ｂと、自励発振部６０１ｂに直流電流を供給する第３の電極部である上部電極６０２ｂと第４の電極部である下部電極６０３ｂとを有する。上部電極６０２ｂと下部電極６０３ｂは、自励発振部６０１ｂと接する部分から延在した主面をそれぞれ有する。上部電極６０２ｂは、主面の端部に結合部６０４ｂを有する。下部電極６０３ｂは、主面の端部に結合部６０５ｂを有する。
【００６１】
上部電極６０２ａの結合部６０４ａと下部電極６０３ｂの結合部６０５ｂは、第１の結合部６０６において交流的に結合するように、結合部６０４ａと結合部６０５ｂとの間隔が自励発振部の発振周波数の波長より近い距離になるように配置され、下部電極６０３ａの結合部６０５ａと上部電極６０２ｂの結合部６０４ｂは第２の結合部６０７において交流的に結合するように、結合部６０５ａと結合部６０４ｂとの間隔が自励発振部の発振周波数の波長より近い距離になるように配置されている。この配置によって発振出力は、上部電極６０２ａと下部電極６０３ｂと上部電極６０２ｂと下部電極６０３ａとの間を伝播することができる。
【００６２】
上部電極６０２ａから直流電流Ｉａを自励発振部６０１ａに供給すると、自励発振部６０１ａを通過した直流電流Ｉａは、下部電極６０３ａを流れる。発振ユニット６００ａは結合部６０６と結合部６０７により発振ユニット６００ｂとは直流的に絶縁されているので、直流電流Ｉａは発振ユニット６００ｂには流入しない。つまり、直流電流Ｉａは自励発振部６０１ａのみを発振させ、発振ユニット６００ｂを発振させない。同様に、発振ユニット６００ｂも独立に発振させることができる。
【００６３】
直流電流Ｉａにより自励発振部６０１ａが発振すると、発振出力は振動的なので、上部電極６０２ａと下部電極６０３ａとから結合部６０６と結合部６０７を介して上部電極６０２ｂと下部電極６０３ｂへ伝播する。つまり、発振出力については、上部電極６０２ａと下部電極６０３ａと上部電極６０２ｂと下部電極６０３ｂと結合部６０６と結合部６０７と自励発振部６０１ａと自励発振部６０１ｂとを共有して構成される１つの環状のアンテナ６０８により、発振器６００は電磁エネルギーを外部へ発振することができる。同様に、直流電流Ｉｂにより自励発振部６０１ｂが発振した場合もアンテナ６０８を共有して、発振器６００は電磁エネルギーを外部へ発振することができる。
【００６４】
本実施形態において、自励発振部６０１ａと自励発振部６０１ｂとに、それぞれ同時に直流電流を供給してもよく、どちらか一方だけに供給してもよい。また、自励発振部６０１ａと自励発振部６０１ｂとは、それぞれ同じ周波数で発振してもよいし、異なる周波数で発振してもよい。
【００６５】
結合部６０６と結合部６０７と上部電極６０２ａと下部電極６０３ａと上部電極６０２ｂと下部電極６０３ｂと自励発振部６０１ａと自励発振部６０１ｂとで構成されたアンテナ６０８は、等価回路としてはＲＬＣ直列回路として表現できる。電極部と結合部の形状を調整することで、ＬＣ共振周波数を自励発振部６０１ａまたは自励発振部６０１ｂの発振周波数と一致させれば、より効率的な発振ができる。あるいは、電極部と結合部の形状と自励発振部の抵抗値を調整することで、たとえば共振の半値幅以内に、自励発振部６０１ａと自励発振部６０１ｂの発振周波数が存在するようにすれば、異なる周波数の２チャンネルを効率良く発振できる。
【００６６】
自励発振部の抵抗値を調整するなどしてＲ成分を調整すれば、アンテナの共振における半値幅を大きくできる。したがって、発振周波数が異なる多数の発振部で多チャンネル発振を行う場合に、大きくした半値幅に多くの周波数を含めることができる。本実施形態は、発振周波数が異なる多数の自励発振部で多チャンネル発振を行う場合に、より好ましい実施形態である。
【００６７】
（実施形態５）
実施形態５では、上部電極と下部電極を用いてアンテナを構成する形態において、アンテナを環状にしない構成を説明する。
【００６８】
図１５は実施形態５に係る電子部品である発振器７００を示す図である。実施形態５に係る発振器７００は、第１の発振ユニットである発振ユニット７００ａと第２の発振ユニットである発振ユニット７００ｂと第３の発振ユニットである発振ユニット７００ｃとを有する。発振ユニット７００ａは、第１の自励発振部である自励発振部７０１ａと、自励発振部７０１ａに直流電流を供給する第１の電極部である上部電極７０２ａと第２の電極部である下部電極７０３ａとを有する。電極部の形状は特に限定されないが、上部電極７０２ａと下部電極７０３ａとは、自励発振部７０１ａと接する部分から延在した主面をそれぞれ有する。下部電極７０３ａは、主面の端部に結合部７０４ａを有する。発振ユニット７００ｂは、第２の自励発振部である自励発振部７０１ｂと、自励発振部７０１ｂに直流電流を供給する第３の電極部である上部電極７０２ｂと第４の電極部である下部電極７０３ｂとを有する。電極部の形状は特に限定されないが、上部電極７０２ｂと下部電極７０３ｂとは、自励発振部７０１ｂと接する部分から延在した主面をそれぞれ有する。上部電極７０２ｂは主面の端部に結合部７０４ｂを有し、下部電極７０３ｂは主面の端部に結合部７０５ｂを有る。発振ユニット７００ｃは、第３の自励発振部である自励発振部７０１ｃと、自励発振部７０１ｃに直流電流を供給する第５の電極部である上部電極７０２ｃと第６の電極部である下部電極７０３ｃとを有する。電極部の形状は特に限定されないが、上部電極７０２ｃと下部電極７０３ｃとは、自励発振部７０１ｃと接する部分から延在した主面をそれぞれ有する。上部電極７０２ｃは、主面の端部に結合部７０４ｃを有する。
【００６９】
下部電極７０３ａと上部電極７０２ｂとは、それぞれの結合部７０４ａと７０４ｂとが第１の結合部７０６において交流的に結合するように、結合部７０４ａと７０４ｂとの間隔が自励発振部の発振周波数の波長より近い距離になるように配置して形成された第１の結合部７０６において、交流的に結合するように配置されている。下部電極７０３ｂと上部電極７０２ｃとは、それぞれの結合部７０５ｂと７０４ｃとが第２の結合部７０７において交流的に結合するように、結合部７０５ｂと７０４ｃとの間隔が自励発振部の発振周波数の波長より近い距離になるように配置して形成された第２の結合部７０７において、交流的に結合するように配置されている。この配置によって発振出力は、下部電極７０３ａと上部電極７０２ｂと下部電極７０３ｂと上部電極７０２ｃとの間を伝播することができる。
【００７０】
上部電極７０２ａから直流電流Ｉａを自励発振部７０１ａに供給すると、自励発振部７０１ａを通過した直流電流Ｉａは、下部電極７０３ａを流れる。発振ユニット７００ａは結合部７０６により発振ユニット７００ｂと直流的に絶縁されているので、直流電流Ｉａは自励発振部７０１ｂと自励発振部７０１ｃには流入しない。つまり、直流電流Ｉａは自励発振部７０１ａのみを発振させ、他の自励発振部を発振させない。同様に、上部電極７０２ｂから直流電流Ｉｂを自励発振部７０１ｂに供給すると、自励発振部７０１ｂを通過した直流電流Ｉｂは、下部電極７０３ｂを流れる。発振ユニット７００ｂは結合部７０６と結合部７０７とにより発振ユニット７００ａと発振ユニット７００ｃと直流的に絶縁されているので、直流電流Ｉｂは自励発振部７０１ａと自励発振部７０１ｃには流入しない。つまり、直流電流Ｉｂは自励発振部７０１ｂのみを発振させ、他の自励発振部を発振させない。さらに同様に、上部電極７０２ｃから直流電流Ｉｃを自励発振部７０１ｃに供給すると、自励発振部７０１ｃを通過した直流電流Ｉｃは、下部電極７０３ｃを流れる。発振ユニット７００ｃは結合部７０６と結合部７０７とにより発振ユニット７００ａと発振ユニット７００ｂと直流的に絶縁されているので、直流電流Ｉｃは自励発振部７０１ａと自励発振部７０１ｂには流入しない。つまり、直流電流Ｉｃは自励発振部７０１ｃのみを発振させ、他の自励発振部を発振させない。
【００７１】
直流電流Ｉａにより自励発振部７０１ａが発振すると、発振出力は振動的なので、下部電極７０３ａから結合部７０６と結合部７０７を介して伝播する。つまり、発振出力については、下部電極７０３ａと結合部７０６と上部電極７０２ｂと自励発振部７０１ｂと下部電極７０３ｂと結合部７０７と上部電極７０２ｃを共有して構成する１つのアンテナ７０８により、発振器７００は電磁エネルギーを外部へ発振することができる。同様に、自励発振部７０１ｂや自励発振部７０１ｃが発振した場合もアンテナ７０８により、発振器７００は電磁エネルギーを外部へ発振することができる。
【００７２】
本実施形態はアンテナを直線状に形成しているため、近傍の電場を強くして電磁エネルギーを外部に発振させたい場合に、より好ましい形態である。
【００７３】
本実施形態において、自励発振部７０１ａと自励発振部７０１ｂと自励発振部７０１ｃに、それぞれ同時に直流電流を供給してもよく、どれか一方だけに供給してもよい。また各自励発振部は、全て同じ周波数で発振してもよいし、異なる周波数で発振してもよい。
【００７４】
（実施形態６）
実施形態１から５では２チャンネルまたは３チャンネルの場合を説明したが、より多くのチャンネルを有した発振器を構成することもできる。実施形態６では、４チャンネルの場合を例示する。
【００７５】
図１６は実施形態６に係る電子部品である発振器８００を示す図である。発振器８００は、複数の発振ユニット８００ａ、８００ｂ、８００ｃ、８００ｄを有する。発振ユニット８００ａは、自励発振部８０１ａと、自励発振部８０１ａに直流電流Ｉａを供給する第１の電極部である、上部電極８０２ａと下部電極８０３ａとを有する。上部電極８０２ａは自励発振部８０１ａと接する部分から延在した主面を有する。発振ユニット８００ｂは、自励発振部８０１ｂと、自励発振部８０１ｂに直流電流Ｉｂを供給する第２の電極部である、上部電極８０２ｂと下部電極８０３ｂとを有する。上部電極８０２ｂは自励発振部８０１ｂと接する部分から延在した主面を有する。発振ユニット８００ｃは、自励発振部８０１ｃと、自励発振部８０１ｃに直流電流Ｉｃを供給する第３の電極部である、上部電極８０２ｃと下部電極８０３ｃとを有する。上部電極８０２ｃは自励発振部８０１ｃと接する部分から延在した主面を有する。発振ユニット８００ｄは、自励発振部８０１ｄと、自励発振部８０１ｄに直流電流Ｉｄを供給する第４の電極部である、上部電極８０２ｄと下部電極８０３ｄとを有する。上部電極８０２ｄは自励発振部８０１ｄと接する部分から延在した主面を有する。
【００７６】
上部電極８０２ａと上部電極８０２ｄとは、第１の結合部８０６において交流的に結合するように、結合部８０６における上部電極の間隔が自励発振部の発振周波数の波長より近い距離になるように配置されている。上部電極８０２ａと上部電極８０２ｂとは、第２の結合部８０７において交流的に結合するように、結合部８０７における上部電極の間隔が自励発振部の発振周波数の波長より近い距離になるように配置されている。上部電極８０２ｂと上部電極８０２ｃとは、第３の結合部８０８において交流的に結合するように、結合部８０８における上部電極の間隔が自励発振部の発振周波数の波長より近い距離になるように配置されている。上部電極８０２ｃと上部電極８０２ｄとは、第４の結合部８０９において交流的に結合するように、結合部８０９における上部電極の間隔が自励発振部の発振周波数の波長より近い距離になるように配置されている。この配置によって、発振出力は上部電極８０２ａと上部電極８０２ｂと上部電極８０２ｃと上部電極８０２ｄとの間を伝播することができる。
【００７７】
複数の電極部を結合部を介して交流的に結合するように配置することで、アンテナ８００ｅの一部であるアンテナ要素が形成されている。ここでアンテナ要素とは、例えば、上部電極８０２ａと上部電極８０２ｂとが結合部８０７を介して交流的に結合することにより、アンテナ８００ｅの一部を形成した部分を意味する。本実施形態において、各自励発振部は電極の片側に配置されているが、自励発振部の位置は特に限定されず、電極の中央付近などに配置することができる。
【００７８】
上部電極８０２ａから直流電流Ｉａを自励発振部８０１ａに供給すると、自励発振部８０１ａを通過した直流電流Ｉａは、下部電極８０３ａを流れる。発振ユニット８００ａは結合部８０６と結合部８０７により、他の発振ユニットである発振ユニット８００ｂと発振ユニット８００ｃと発振ユニット８００ｄとは直流的に絶縁されているので、直流電流Ｉａは他の発振ユニットには流入しない。つまり、直流電流Ｉａは自励発振部１０１ａのみを発振させ、他の自励発振部を発振させない。同様に、他の自励発振部も独立に発振させることができる。
【００７９】
直流電流Ｉａにより自励発振部８０１ａが発振すると、発振出力は振動的なので、上部電極８０２ａから結合部８０６と結合部８０７と結合部８０８と結合部８０９を介して他の発振ユニットの電極部である、上部電極８０２ｂと上部電極８０２ｃと上部電極８０２ｄとへ伝播する。つまり、発振出力については、上部電極８０２ａと上部電極８０２ｂと上部電極８０２ｃと上部電極８０２ｄと結合部８０６と結合部８０７と結合部８０８と結合部８０９とを共有して構成される１つの環状のアンテナ８００ｅにより、発振器８００は電磁エネルギーを外部へ発振することができる。同様に、他の自励発振部が発振した場合も、発振器８００はアンテナ８００ｅを共有することで、電磁エネルギーを外部へ発振することができる。
【００８０】
本実施形態において、自励発振部８０１ａと自励発振部８０１ｂと自励発振部８０１ｃと自励発振部８０１ｄには、それぞれ同時に直流電流を供給してもよく、あるいはまた、同時でなくてもよい。さらに、自励発振部８０１ａと自励発振部８０１ｂと自励発振部８０１ｃと自励発振部８０１ｄとは、それぞれ同じ周波数で発振してもよいし、それぞれ異なる周波数で発振してもよい。
【００８１】
結合部８０６と結合部８０７と結合部８０８と結合部８０９とで交流的に結合した上部電極８０２ａと上部電極８０２ｂと上部電極８０２ｃと上部電極８０２ｄとで構成されるアンテナ８００ｅは、等価回路としては、上部電極８０２ａと上部電極８０２ｂと上部電極８０２ｃと上部電極８０２ｄとによって環状となった部分については主にインダクタＬで表現でき、結合部８０６と結合部８０７と結合部８０８と結合部８０９は主にキャパシタＣで表現でき、アンテナ８００ｅはＬＣ直列回路として表現できる。上部電極と結合部の形状を調整することで、ＬＣ共振周波数を自励発振部８０１ａまたは自励発振部８０１ｂまたは自励発振部８０１ｃまたは自励発振部８０１ｄの発振周波数と一致させれば、より効率的な発振ができる。あるいは、上部電極と結合部の形状を調整することで、たとえばＬＣ共振の半値幅以内に、自励発振部８０１ａと自励発振部８０１ｂと自励発振部８０１ｃと自励発振部８０１ｄの発振周波数が存在するようにすれば、異なる周波数の４チャンネルを効率良く発振できる。
【００８２】
従来技術では、４チャンネルの発振をする場合、発振部とアンテナで構成する発振器が４つ必要であった。あるいは、１つのアンテナと４つの発振部とを接続する場合は、切り替えスイッチが必要であり、切り替えのため同時に発振はできなかった。一方で本実施形態では、各自励発振部に接続した電極と結合部とで共有するアンテナを１つ構成し、４チャンネル発振を１つのアンテナで実現する。さらに、発振に必要な電流は、結合部により他の自励発振部に流入しない。したがって、本実施形態は複数のチャンネルの発振を、小型で省面積な構成で、独立かつ同時に実施できる。
【００８３】
（実施形態７）
実施形態６では上部電極により環状のアンテナを構成する４チャンネルの発振器の例を示した。実施形態７では、上部電極と下部電極と自励発振部により環状のアンテナを構成する４チャンネルの発振器を例示する。
【００８４】
図１７は実施形態７に係る電子部品である発振器９００を示す図である。発振器９００は、複数の発振ユニット９００ａ、９００ｂ、９００ｃ、９００ｄを有する。発振ユニット９００ａは、自励発振部９０１ａと、自励発振部９０１ａに直流電流Ｉａを供給する第１の電極部である上部電極９０２ａと第２の電極部である下部電極９０３ａとを有する。上部電極９０２ａと下部電極９０３ａは自励発振部９０１ａと接する部分から延在した主面を有する。発振ユニット９００ｂは、自励発振部９０１ｂと、自励発振部９０１ｂに直流電流Ｉｂを供給する第３の電極部である上部電極９０２ｂと第４の電極部である下部電極９０３ｂとを有する。上部電極９０２ｂと下部電極９０３ｂは自励発振部９０１ｂと接する部分から延在した主面を有する。発振ユニット９００ｃは、自励発振部９０１ｃと、自励発振部９０１ｃに直流電流Ｉｃを供給する第５の電極部である上部電極９０２ｃと第６の電極部である下部電極９０３ｃとを有する。上部電極９０２ｃと下部電極９０３ｃは自励発振部９０１ｃと接する部分から延在した主面を有する。発振ユニット９００ｄは、自励発振部９０１ｄと、自励発振部９０１ｄに直流電流Ｉｄを供給する第７の電極部である上部電極９０２ｄと第８の電極部である下部電極９０３ｄとを有する。上部電極９０２ｄと下部電極９０３ｄは自励発振部９０１ｄと接する部分から延在した主面を有する。
【００８５】
下部電極９０３ａと上部電極９０２ｄとは、第１の結合部９０６において交流的に結合するように、結合部９０６における電極の間隔が自励発振部の発振周波数の波長より近い距離になるように配置されている。上部電極９０２ａと下部電極９０３ｂとは、第２の結合部９０７において交流的に結合するように、結合部９０７における電極の間隔が自励発振部の発振周波数の波長より近い距離になるように配置されている。上部電極９０２ｂと下部電極９０３ｃとは、第３の結合部９０８において交流的に結合するように、結合部９０８における電極の間隔が自励発振部の発振周波数の波長より近い距離になるように配置されている。上部電極９０２ｃと下部電極９０３ｄとは、第４の結合部９０９において交流的に結合するように、結合部９０９における電極の間隔が自励発振部の発振周波数の波長より近い距離になるように配置されている。この配置によって、発振出力は上部電極９０２ａと下部電極９０３ｂと自励発振部９０１ｂ上部電極９０２ｂと下部電極９０３ｃと自励発振部９０１ｃと上部電極９０２ｃと下部電極９０３ｄと自励発振部９０１ｄと上部電極９０２ｄと下部電極９０３ａと自励発振部９０１ａの間を伝播することができる。
【００８６】
複数の電極部を結合部を介して交流的に結合するように配置することで、アンテナ９００ｅの一部であるアンテナ要素が形成されている。ここでアンテナ要素とは、例えば、上部電極９０２ｄと下部電極９０３ａと自励発振部９０１ａと上部電極９０２ａと下部電極９０３ｂとが結合部９０６と結合部９０７とを介して交流的に結合することにより、アンテナ９００ｅの一部を形成した部分を意味する。
【００８７】
上部電極９０２ａから直流電流Ｉａを自励発振部９０１ａに供給すると、自励発振部９０１ａを通過した直流電流Ｉａは、下部電極９０３ａを流れる。発振ユニット９００ａは結合部９０６と結合部９０７により、他の発振ユニットである発振ユニット９００ｂと発振ユニット９００ｃと発振ユニット９００ｄとは直流的に絶縁されているので、直流電流Ｉａは他の発振ユニットには流入しない。つまり、直流電流Ｉａは自励発振部９１ａのみを発振させ、他の自励発振部を発振させない。同様に、他の自励発振部も独立に発振させることができる。
【００８８】
直流電流Ｉａにより自励発振部９０１ａが発振すると、発振出力は振動的なので、上部電極９０２ａと下部電極９０３ａから、結合部９０６と結合部９０７と結合部９０８と結合部９０９と自励発振部９０１ｂと自励発振部９０１ｃと自励発振部９０１ｄとを介して他の発振ユニットの電極部である、上部電極９０２ｂと下部電極９０３ｂと上部電極９０２ｃと下部電極９０３ｃと上部電極９０２ｄと下部電極９０３ｄへ伝播する。つまり、発振出力については、上部電極９０２ａと下部電極９０３ａと上部電極９０２ｂと下部電極９０３ｂと上部電極９０２ｃと下部電極９０３ｃと上部電極９０２ｄと下部電極９０３ｄと結合部９０６と結合部９０７と結合部９０８と結合部９０９と自励発振部９０１ａと自励発振部９０１ｂと自励発振部９０１ｃと自励発振部９０１ｄとを共有して構成される１つの環状のアンテナ９００ｅにより、発振器９００は電磁エネルギーを外部へ発振することができる。同様に、自励発振部９０１ａ以外の他の自励発振部が発振した場合も、発振器９００はアンテナ９００ｅを共有することで、電磁エネルギーを外部へ発振することができる。
【００８９】
本実施形態において、各自励発振部は上部電極と下部電極に対して対称的な位置に配置されているが、自励発振部の位置は特に限定されない。
【００９０】
本実施形態において、自励発振部９０１ａと自励発振部９０１ｂと自励発振部９０１ｃと自励発振部９０１ｄには、それぞれ同時に直流電流を供給してもよく、あるいはまた、同時でなくてもよい。さらに、自励発振部９０１ａと自励発振部９０１ｂと自励発振部９０１ｃと自励発振部９０１ｄとは、それぞれ同じ周波数で発振してもよいし、それぞれ異なる周波数で発振してもよい。
【００９１】
実施形態１から実施形態７の電子部品において、電極部と結合部とで環状のアンテナや矩形状のアンテナや直線状のアンテナを構成する例を示したが、アンテナ形状はこれらに限定されない。たとえば、電極部と結合部とで半円状のアンテナを構成する配置なども用いることができる。
【００９２】
実施形態１から実施形態７の電子部品において、チャンネル数が２つ、３つまたは４つの場合を説明したが、チャンネル数はこれに限定されるものではない。
【００９３】
実施形態１から実施形態７の電子部品において、直流電流を上部電極から自励発振部に供給しているが、直流電流を下部電極から自励発振部に供給することもできる。
【００９４】
（実施形態８）
図１８は、実施形態８に係る電子部品である整流器１０００を示す図である。図１８は、図１における自励発振部を整流部に置き換えた構成である。整流器１０００は、第１の整流ユニットである整流ユニット１０００ａと第２の整流ユニットである整流ユニット１０００ｂとを有する。整流ユニット１０００ａは、第１の整流部である整流部１００１ａと、整流部１００１ａと直流的に接続された第１の電極部である、上部電極１００２ａと下部電極１００３ａとを有する。上部電極１００２ａは、整流部１００１ａから直流電圧を取り出す信号線である。下部電極１００３ａはグランド線である。上部電極１００２ａの形状は特に限定されないが、本実施態様においては、上部電極１００２ａは整流部１００１ａと接する部分から半円形状に延在した主面を有する。
【００９５】
整流ユニット１０００ｂは、第２の整流部である整流部１００１ｂと、整流部１００１ｂと直流的に接続された第２の電極部である、上部電極１００２ｂと下部電極１００３ｂとを有する。上部電極１００２ｂは、整流部１００１ｂから直流電圧を取り出す信号線である。下部電極１００３ｂはグランド線である。上部電極１００２ｂの形状は特に限定されないが、本実施態様においては、上部電極１００２ｂは整流部１００１ｂと接する部分から半円形状に延在した主面を有する。
【００９６】
上部電極１００２ａと上部電極１００２ｂとは、第１の結合部１００６と第２の結合部１００７において交流的に結合するように、各結合部において上部電極の間隔が整流部が整流する整流周波数の波長より近い距離となるように配置されている。この配置によって発振出力は、上部電極１００２ａと上部電極１００２ｂとの間を伝播することができる。本実施形態において、各整流部は半円形状の中央付近に配置しているが、整流部の位置は特に限定されず、半円形状の片側付近などに配置することができる。
【００９７】
電磁エネルギーを整流器１０００に印加すると、上部電極１００２ａと上部電極１００２ｂと結合部１００６と結合部１００７とを共有して構成されるアンテナ１００８は、電磁エネルギーを受信する。ここで、電磁エネルギーとは、波長に比較して大きい距離に位置する電磁波源から伝送されてきた電磁エネルギーの形態だけでなく、波長に比較して小さい距離に位置する電磁波源から伝送されてきた電磁エネルギーの形態も意味する。電磁場の周波数と整流部が整流作用を示す周波数とが等しい場合、整流部は直流を出力する。発生した直流電流は、結合部１００６と結合部１００７を介して他方の整流部には流入しない。つまり、各整流部は独立に出力することができる。
【００９８】
整流部１００１ａと整流部１００１ｂがそれぞれ整流する２つの異なる周波数の電磁エネルギーを、同時に整流器１０００に印加してもよく、どちらか一方の周波数の電磁エネルギーだけを印加してもよい。
【００９９】
整流部１００１ａと整流部１００１ｂが整流する周波数は異なっている場合を説明したが、整流による出力を２箇所から取り出したい場合は、整流する周波数が同じ整流部を使用してもよい。
【０１００】
上部電極１００２ａと上部電極１００２ｂと結合部１００６と結合部１００７とを共有して構成されるアンテナ１００８は、等価回路としてはＬＣ直列回路として表現できる。電極部の形状と結合部の容量を調整することで、ＬＣ共振周波数を整流部１００１ａまたは整流部１００１ｂの整流周波数と一致させれば、より効率的に整流することができる。あるいは、電極部の形状と結合部の容量を調整することで、たとえばＬＣ共振の半値幅以内に、整流部１００１ａと整流部１００１ｂの整流周波数が存在するように調整すれば、異なる周波数の２チャンネルを効率良く整流できる。
【０１０１】
従来技術では、２チャンネルの受信をする場合、整流部とアンテナで構成する整流器が２つ必要であった。あるいは、１つのアンテナと２つの整流部とを接続する場合は、切り替えスイッチが必要であり、切り替えのため同時に受信することはできなかった。一方で本実施形態では、各整流部に接続した電極部と結合部とで共有するアンテナを１つ構成し、２チャンネルの受信を１つのアンテナで実現する。さらに、整流した直流出力は、結合部により他の整流部から出力されない。したがって、本実施形態は２チャンネルの受信を、小型で省面積な構成で、独立かつ同時に実施できる。
【０１０２】
整流部は、特に限定されないが、例えば磁気抵抗効果素子や、ジョセフソン素子を用いることができる。
【０１０３】
整流器１０００に外部から電磁エネルギーを印加すると、整流部には振動電流が供給される。整流部がたとえば磁気抵抗効果素子２０５の場合、磁気抵抗効果素子２０５は交流電流を供給されると、後述するスピントルクＦＭＲ（Ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）効果によって、交流電流を直流に変換する。
【０１０４】
ここでスピントルクＦＭＲ効果について説明する。図３における磁気抵抗効果素子２０５に、各層の面直方向に交流電流を印加する場合を考える。交流の半周期で電子２０８がピン層２０６ａからフリー層２０６ｂへ注入される場合は、フリー層２０６ｂとピン層２０６ａの磁化が平行になるようにフリー層２０６ｂの磁化方向が回転し、磁気抵抗効果素子２０５の抵抗値が下がる。逆にフリー層２０６ｂからピン層２０６ａへ電子２０８が注入される半周期では、フリー層２０６ｂとピン層２０６ａの磁化方向は互いに反平行になるようにフリー層の磁化方向が回転し、抵抗値が上がる。交流電流により、この抵抗変化の現象が交互に起きて、振動電圧とともに直流電圧成分が発生する。すなわち交流を直流に変換する整流作用を示す。これをスピントルクＦＭＲ効果とよぶ。スピントルクＦＭＲ効果が発生する周波数、つまり整流周波数は印加磁場によるため、所望の周波数でスピントルクＦＭＲ効果を発生させるのに十分な磁場を印加する必要がある。
【０１０５】
図１９は実施形態８に係る整流ユニット１０００ａを使用するための周辺回路の一例を示す図である。周辺回路１０５０は、負荷１０５１と、インダクタＬ２とからなる。整流器１０００が外部から電磁エネルギーを受信すると、整流ユニット１０００ａは整流した直流を出力する。負荷１０５１で直流出力を検出でき、インダクタＬ２で電磁エネルギーによる交流の負荷１０５１への流入を防ぐことができる。以後の実施形態の説明において、周辺回路は省略する。
【０１０６】
（実施形態９）
実施形態９は、実施形態２から７において、自励発振部を磁気抵抗効果素子２０５を用いた整流部と置き換えた、多チャンネルの電子部品である整流器である。実施形態９の整流器も、実施形態８と同じ理由により、多チャンネルの整流を小型で省面積な構成で、独立かつ同時に実施できる。
【０１０７】
（実施形態１０）
実施形態１０では、以上で説明した電子部品の１対を対向させて、電磁エネルギーを発振そして整流し、通信または電磁エネルギーの授受を実施する。
【０１０８】
図２０は、実施形態１０に係る送受信装置２０００を示す図である。送受信装置２０００は、発振器１００と整流器１０００とからなる。整流器１０００は、発振器１００が発振した電磁エネルギーＥＭがおよぶ範囲に配置されている。電磁エネルギーＥＭは、波長に比較して大きい距離へ電磁波が伝送する電磁エネルギーの形態だけでなく、波長に比較して小さい距離へ電磁場が伝送する電磁エネルギーの形態も意味する。発振器１００と整流器１０００との距離は、発振部が発振する周波数の波長に対して十分大きい距離でもよく、あるいは、波長に対して小さい距離でもよい。
【０１０９】
発振器１００の自励発振部１０１ａと自励発振部１０１ｂの発振周波数をそれぞれＦａ、Ｆｂとし、整流器１０００の整流部１００１ａと整流部１００１ｂの整流周波数をそれぞれＦａ、Ｆｂとする。
【０１１０】
発振器１００が自励発振部１０１ａと自励発振部１０１ｂにより同時に発振周波数ＦａとＦｂとで発振した場合、電磁エネルギーＥＭにより整流器１０００は、整流部１００１ａと整流部１００１ｂによりそれぞれＦａ、Ｆｂの電磁エネルギーを整流する。
【０１１１】
本実施形態において、自励発振部１０１ａと自励発振部１０１ｂが同時に発振した場合を説明したが、どちらか一方だけを発振させてもよい。また、発振周波数ＦａとＦｂとは、それぞれ同じ周波数でもよいし、異なる周波数でもよい。
【０１１２】
本実施形態においては、発振器１００と整流器１０００を用いて送受信装置を構成する例を説明したが、他の実施形態による電子部品を用いて送受信装置を構成することもできる。
【０１１３】
従来技術では、２チャンネルの送受信をする場合、発振部とアンテナで構成する発振器が２つと、整流部とアンテナで構成する整流器が２つ必要であり、合計４つのアンテナが必要であった。あるいは、１つのアンテナと２つの発振部または整流部とを接続する場合は、切り替えスイッチが必要であり、切り替えのため同時に送受信はできなかった。一方で本実施形態では、発振器において各自励発振部に接続した電極と結合部とで共有するアンテナを１つ構成し、整流器においては各整流部に接続した電極と結合部とで共有するアンテナを１つ構成することで、２チャンネルの送受信を合計２つだけのアンテナで実現できる。したがって、本実施形態は小型で省面積な構成で、２チャンネルの送受信を実現できる。本実施形態は、異なる電子機器間の送受信に用いることができるが、同一の電子機器内において小面積で近距離通信をする場合に、より好ましい形態である。
【０１１４】
送受信装置２０００の通信動作について説明する。説明においては、通信符号化方式にＮＲＺ（Ｎｏｎ−Ｒｅｔｕｒｎ−ｔｏ−Ｚｅｒｏ）を用いる。ＮＲＺは信号が「１」の時に電圧はゼロでなく、信号が「０」の時に電圧をゼロとする符号化方式である。但し、本発明で用いることができる符号化方式はこれに限ったものではない。
【０１１５】
信号値が「１」の時は、自励発振部に「１」の時間間隔だけ電流を流す。その電流により自励発振部は発振し、発振器１００は電磁エネルギーＥＭを整流器１０００に伝送する。整流器１０００において受信された電磁エネルギーＥＭは、整流部において整流され、信号値「１」が伝達される。
【０１１６】
信号値が「０」の時は、自励発振部に電流を流さないので、電磁エネルギーＥＭは整流器１０００に伝送されない。つまり、信号値「０」が伝送される。
【０１１７】
また、信号値が「０」の時は自励発振部に電流が流れないため、通信に不要な電磁エネルギーが発生しない。つまり本実施形態は、省電力化、低ノイズ化の効果も期待できる。
【０１１８】
また、本実施形態は無線給電に応用することが可能である。入力を常に信号値が「１」の状態とすれば、常に発振信号すなわちエネルギーが整流器１０００に供給されるので、無線電力供給が可能である。
【０１１９】
（実施形態１１）
図２１は、実施形態１１に係る電子部品である送受信器１１００を示す図である。図１１は、図１における１つの自励発振部を整流部に置き換えた構成である。送受信器１１００は、発振ユニットである発振ユニット１１００ａと整流ユニットである整流ユニット１１００ｂとを有する。発振ユニット１１００ａは、自励発振部である自励発振部１１０１ａと、自励発振部１１０１ａと直流的に接続された第１の電極部である、上部電極１１０２ａと下部電極１１０３ａとを有する。上部電極１１０２ａの形状は特に限定されないが、本実施態様においては、上部電極１１０２ａは整流部１１０１ａと接する部分から半円形状に延在した主面を有する。
【０１２０】
整流ユニット１１００ｂは、整流部である整流部１１０１ｂと、整流部１１０１ｂと直流的に接続された第２の電極部である、上部電極１１０２ｂと下部電極１１０３ｂとを有する。上部電極１１０２ｂは、整流部１１０１ｂから直流電圧を取り出す信号線である。下部電極１１０３ｂはグランド線である。上部電極１１０２ｂの形状は特に限定されないが、本実施態様においては、上部電極１１０２ｂは整流部１１０１ｂと接する部分から半円形状に延在した主面を有する。
【０１２１】
上部電極１１０２ａと上部電極１１０２ｂとは、第１の結合部１１０６と第２の結合部１１０７において交流的に結合するように、各結合部において上部電極の間隔が自励発振部の発振周波数の波長と整流部の整流周波数の波長より近い距離となるように配置されている。この配置によって発振出力は、上部電極１１０２ａと上部電極１１０２ｂとの間を伝播することができる。本実施形態において、自励発振部と整流部は半円形状の中央付近に配置しているが、自励発振部と整流部の位置は特に限定されず、半円形状の片側付近などに配置することができる。
【０１２２】
上部電極１１０２ａから直流電流Ｉａを自励発振部１１０１ａに供給すると、自励発振部１１０１ａを通過した直流電流Ｉａは、下部電極１１０３ａを流れる。発振ユニット１１００ａは結合部１１０６と結合部１１０７により、整流ユニット１１００ｂとは直流的に絶縁されているので、直流電流Ｉａは整流部１１０１ｂには流入しない。つまり、直流電流Ｉａは自励発振部１１０１ａのみを発振させ、整流部１１０１ｂの出力と干渉しない。
【０１２３】
直流電流Ｉａにより自励発振部１１０１ａが発振すると、発振出力は振動的なので、発振出力は上部電極１１０２ａから結合部１１０６と結合部１１０７を介して上部電極１１０２ｂへ伝播する。つまり、発振出力については、上部電極１１０２ａと上部電極１１０２ｂと結合部１１０６と結合部１１０７とを共有して構成される１つの環状のアンテナ１１０８により、送受信器１１００は電磁エネルギーを外部へ発振することができる。
【０１２４】
ここで環状とは、輪のような円い形状だけでなく、外形が正方形または長方形のような円くない形状でもよく、閉じた形状であれば外形は任意の形状を用いることができる。また、ここでアンテナとは、波長より十分大きい距離へ電磁波を伝送させるためのアンテナだけでなく、波長と同程度、または波長より小さい距離へ電磁信号や電磁エネルギーを伝送させるアンテナや共振器やコイルなどを意味する。
【０１２５】
一方、電磁エネルギーを送受信器１１００に印加すると、上部電極１１０２ａと上部電極１１０２ｂと結合部１１０６と結合部１１０７とを共有して構成されるアンテナ１１０８は、電磁エネルギーを受信する。電磁場の周波数と整流部が整流作用を示す周波数とが等しい場合、整流部は直流を出力する。発生した直流電流は、結合部１１０６と結合部１１０７により自励発振部には流入しない。つまり、整流部１１０１ｂが発生した直流電流は、自励発振部１１０１ａを発振させることなく、出力として取出すことができる。
【０１２６】
自励発振部１１０１ａの発振周波数と整流部１１０１ｂが整流する整流周波数は、同じ周波数でもよく、あるいは異なる周波数でもよい。同じ周波数の形態では、送受信器１１００はアンテナ１１０８により自励発振部１１０１ａが発振した発振出力を電磁エネルギーとして外部へ発振するとともに、それと同じ周波数の電磁エネルギーをアンテナ１１０８で受信して整流部１１０１ｂで整流することができる。互いに異なる周波数の形態では、送受信器１１００はアンテナ１１０８により自励発振部１１０１ａが発振した発振出力を電磁エネルギーとして外部へ発振するとともに、それと異なる周波数の電磁エネルギーをアンテナ１１０８で受信して整流部１１０１ｂで整流することができる。
【０１２７】
従来技術で送信と受信を実施するには、発振部とアンテナで構成した発振器と、整流部とアンテナで構成した整流器が必要であり、アンテナを２つ用いる。本実施形態は共有アンテナ１つで送受信を実現するため、本実施形態は従来技術に比較して約１／２の面積で送信と受信を実現できる。
【０１２８】
（実施形態１２）
実施形態１２は、実施形態２から７において、自励発振部を１つ以上残して他の自励発振部を整流部に置き換えた、多チャンネルの電子部品である送受信器である。本実施形態の送受信器も、実施形態１１と同じ理由により、多チャンネルで送信または受信を小型で省面積な構成で実現できる。本実施形態では、自励発振部と整流部を合わせて最大４個となる構成例を示したが、自励発振部と整流部の個数はこれに限ったものではない。自励発振部と整流部のそれぞれの個数は、他の個数でも同様に小型化の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
以上のように、本発明に係る電子部品および送受信装置は、無線通信や無線電力給電などに利用可能である。
【符号の説明】
【０１３０】
１００・・・発振器、１００ａ、１００ｂ・・・発振ユニット、１０１ａ、１０１ｂ・・・自励発振部、１０２ａ、１０２ｂ・・・上部電極、１０３ａ、１０３ｂ・・・下部電極、１０６、１０７・・・結合部、２０５・・・磁気抵抗効果素子、１０００・・・整流器、１０００ａ、１０００ｂ・・・整流ユニット、１００１ａ、１００１ｂ・・・整流部、２０００・・・送受信装置
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図２ｅ】
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【図２ｆ】
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【図２ｇ】
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【図２ｈ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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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１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図６】
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【図８】
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【図１３】
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