JP6670452B2 - アンテナ及び通信装置 - Google Patents
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Description
本開示は、アンテナ及び通信装置に関し、特に、磁界を用いた近接通信と、電界を用いた近接通信の両方で通信することができるようにするアンテナ及び通信装置に関する。
IC(Integrated Circuit)カード等を用いて、近距離で非接触により無線通信を行う近接通信が、例えば、電子定期券や、電子マネー等で利用されている。また、近接通信を利用した電子マネーの機能を有する携帯電話機も広く普及してきている。この種の近接通信（以下、NFC(Near Field Communication)通信ともいう。）は、アンテナ近傍に準静磁界を形成して通信を行う。
一方、準静電界を用いる近接通信として、ユーザの人体を通信媒体として伝送する人体通信（以下、HBC（Human Body Communication）通信ともいう。）がある（例えば、特許文献１参照）。以下、準静磁界及び準静電界を、それぞれ、簡単に、磁界及び電界と称する。
NFC通信は、ICカードやNFC通信機能を内蔵する携帯電話機などを取り出して近接させる必要があるのに対して、HBC通信は、電界が人体に広がる性質から、ポケット等に機器を入れたまま、取り出すことなく手で触るだけで通信が成立するので、より直観的なユーザインタフェースが可能である。そこで、現在普及しているNFC通信と、電界によるHBC通信の両方を利用できる通信装置が望まれる。
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、磁界を用いた近接通信と、電界を用いた近接通信の両方で通信することができるようにするものである。
本開示の第１の側面のアンテナは、磁界による近接通信と、電界による近接通信に共用され、コイルと、キャパシタと、前記コイルの電気的接続をオンオフする第１のスイッチと、前記キャパシタの電気的接続をオンオフする第２のスイッチとを備え、前記キャパシタは、平板状の２枚の電極で構成され、前記２枚の電極には、スリットが形成されている。
本開示の第１の側面においては、コイルと、キャパシタと、前記コイルの電気的接続をオンオフする第１のスイッチと、前記キャパシタの電気的接続をオンオフする第２のスイッチとが設けられ、磁界による近接通信と、電界による近接通信に共用される。前記キャパシタは、平板状の２枚の電極で構成され、前記２枚の電極には、スリットが形成されている。
本開示の第２の側面の通信装置は、磁界により非接触で通信を行う第１の近接通信部と、電界により非接触で通信を行う第２の近接通信部と、前記第１の近接通信部の通信と、前記第２の近接通信部の通信に共用されるアンテナとを備え、前記アンテナは、コイルと、キャパシタと、前記コイルの電気的接続をオンオフする第１のスイッチと、前記キャパシタの電気的接続をオンオフする第２のスイッチとを備える。
本開示の第２の側面においては、磁界により非接触で通信を行う第１の近接通信部の通信と、電界により非接触で通信を行う第２の近接通信部の通信において、アンテナが共用される。前記アンテナには、コイルと、キャパシタと、前記コイルの電気的接続をオンオフする第１のスイッチと、前記キャパシタの電気的接続をオンオフする第２のスイッチとが設けられる。
通信装置は、独立した装置であっても良いし、１つの装置を構成している内部ブロックであっても良い。
本開示の第１及び第２の側面によれば、磁界を用いた近接通信と、電界を用いた近接通信の両方で通信することができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
以下、本開示を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．通信装置の第１の実施の形態（NFC通信とHBC通信の両方に対応するデータ変換部を備える構成例）
２．通信装置の第２の実施の形態（NFC通信のみに対応するデータ変換部を備える構成例）
３．通信装置の第３の実施の形態（HBC通信のみに対応するデータ変換部を備える構成例）
４．通信装置の第４の実施の形態（アンテナを共用する構成例）
５．通信開始の処理フロー
６．共用アンテナの構成例
１．通信装置の第１の実施の形態（NFC通信とHBC通信の両方に対応するデータ変換部を備える構成例）
２．通信装置の第２の実施の形態（NFC通信のみに対応するデータ変換部を備える構成例）
３．通信装置の第３の実施の形態（HBC通信のみに対応するデータ変換部を備える構成例）
４．通信装置の第４の実施の形態（アンテナを共用する構成例）
５．通信開始の処理フロー
６．共用アンテナの構成例
＜１．通信装置の第１の実施の形態＞
図１は、本開示に係る通信装置の第１の実施の形態を示すブロック図である。
図１は、本開示に係る通信装置の第１の実施の形態を示すブロック図である。
図１に示される通信装置１は、一般にNFC(Near Field Communication)と呼ばれる、磁界を用いた近接通信（以下、NFC通信という。）と、電界を用いた近接通信の両方の通信が可能な装置である。
なお、以下では、通信装置１は、電界を用いた近接通信として、例えば、ユーザの人体を通信媒体とする人体通信（以下、HBC（Human Body Communication）通信ともいう。）を行うものとして説明するが、送信側と受信側の電極を対向させる形にして人体を介さずに、電界を用いた近接通信を行うことも勿論可能である。
NFC通信は、例えば、ISO/IEC 14443として規格化されている、所定周波数（例えば、13.56MHz）の高周波磁界を媒体として用いた近距離無線通信である。なお、NFC通信は、これに限らず、例えば、通信距離が数mm程度までの密着型（国際規格：ISO/IEC 10536）、５０ｃｍ〜１ｍ程度の近傍型（国際規格：ISO/IEC 15693）など、磁界を用いたその他の近距離無線通信でもよい。
HBC通信は、２枚の電極の容量カップリングにより電界を形成し、電界（電位）の変化をユーザの人体を通信媒体として伝送する近距離無線通信である。HBC通信の標準化された規格としては、IEEE802.15.6 HBC、ISO/IEC17982が存在する。
通信装置１は、デバイスホスト１１、記憶部１２、データ変換部１３、NFCデジタル処理部１４、NFCアナログ処理部１５、HBCデジタル処理部１６、及び、HBCアナログ処理部１７を有する。
通信装置１は、近距離無線通信を行う単独の装置であってもよし、通信チップモジュールや通信ICとして構成され、例えば、スマートフォン（携帯端末）、パーソナルコンピュータ、サーバ装置などの他の装置の一部として組み込まれる部品であってもよい。
デバイスホスト１１は、例えば、CPU（Central Processing Unit）、ROM（Read Only Memory）、RAM（Random Access Memory）等で構成され、通信装置１全体の制御を行う。デバイスホスト１１は、通信相手となる相手装置に送信する送信データを生成し、データ変換部１３に送信するとともに、データ変換部１３から供給される受信データを取得する。通信装置１が他の装置の一部として組み込まれている場合には、デバイスホスト１１は、組み込まれている装置本体を制御する上位の制御部と、データ変換部１３との間のデータの授受を制御する。送信データ及び受信データには、コマンドやメッセージも含まれる。
記憶部１２は、通信装置１全体の制御を行うプログラムや、送受信に必要となるデータを記憶する。記憶部１２は、例えば、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)などの不揮発性メモリや、電池でバックアップされたSRAM（Static Random Access Memory）などで構成される。
データ変換部１３は、送受信されるデータと、NFC通信またはHBC通信の信号フォーマットとの変換を行う。具体的には、通信装置１がデータを送信する場合、データ変換部１３は、デバイスホスト１１から供給された送信データを、NFC通信またはHBC通信の信号フォーマットに変換し、対応するNFCデジタル処理部１４またはHBCデジタル処理部１６に供給する。また、通信装置１がデータを受信する場合、データ変換部１３は、NFCデジタル処理部１４から供給されたNFC通信の信号フォーマットのデータまたはHBCデジタル処理部１６から供給されたHBC通信の信号フォーマットのデータを、デバイスホスト１１が受け取り可能なフォーマットのデータに変換し、デバイスホスト１１に供給する。
NFC通信の信号フォーマットは、例えば、ISO/IEC 21481（NFC IP-2）に規定されている。HBC通信の信号フォーマットは、例えば、IEEE802.15.6 HBC、ISO/IEC 17982に規定される人体通信の規格に従うことができる。
NFCデジタル処理部１４は、NFC通信の送受信信号をデジタルにより処理する処理部である。例えば、NFCデジタル処理部１４は、ASK（Amplitude Shift Keying）＋BPSK(Binary Phase Shift Keying)などの所定の変調方式による変調処理及びそれに対応する復調処理、誤り訂正処理などを行う。
NFCアナログ処理部１５は、NFC通信の送受信信号をアナログにより処理する処理部である。例えば、NFCアナログ処理部１５は、受信時は信号を検波する検波処理、AD変換処理などを行い、送信時はASK変調処理、負荷変調処理などを行う。NFCアナログ処理部１５には、アンテナとしてのコイル（ループコイル）２１と、キャパシタ（コンデンサ）２２が接続されており、コイル２１とキャパシタ２２は共振回路を構成する。コイル２１とキャパシタ２２は、NFCアナログ処理部１５の制御に従い、例えば、13.56MHzの共振周波数で共振して、コイル２１の周りに磁界を発生させる。あるいは、コイル２１とキャパシタ２２は、NFCアナログ処理部１５の制御に従い、相手装置（リーダ／ライタ）が発生させる磁界を負荷変調させる。その結果、通信装置１と相手装置との間で、磁界を用いたデータの送受信が行われる。
HBCデジタル処理部１６は、HBC通信の送受信信号をデジタルにより処理する処理部である。例えば、HBCデジタル処理部１６は、BPSKなどの所定の変調方式による変調処理及びそれに対応する復調処理、誤り訂正処理などを行う。
HBCアナログ処理部１７は、HBC通信の送受信信号をアナログにより処理する処理部である。例えば、HBCアナログ処理部１７は、アナログ信号の増幅処理、フィルタ処理、AD変換処理などを行う。HBCアナログ処理部１７には、アンテナとなるキャパシタ（コンデンサ）２３が接続されている。キャパシタ２３は、HBCアナログ処理部１７の制御に従い、キャパシタ２３周辺に電界を発生させる。あるいは、キャパシタ２３は、HBCアナログ処理部１７の制御に従い、相手装置が発生させた電界の変化を、人体を介して受信する。その結果、通信装置１と相手装置との間で、電界を用いたデータの送受信が行われる。
通信装置１は、以上の構成を有することで、磁界を用いたNFC通信と電界を用いたHBC通信の両方の近接通信に対応することができ、必要に応じて一方の通信方式を選択して、相手装置と通信を行うことができる。
＜２．通信装置の第２の実施の形態＞
図２は、本開示に係る通信装置の第２の実施の形態を示すブロック図である。
図２は、本開示に係る通信装置の第２の実施の形態を示すブロック図である。
図２において、上述した第１の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付してあり、以下では、第１の実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。
第２の実施の形態では、第１の実施の形態におけるデータ変換部１３とHBCデジタル処理部１６が、それぞれ、データ変換部３１とフォーマット変換部３２に置き換えられており、その他の構成は、第１の実施の形態と同様に構成されている。
第１の実施の形態のデータ変換部１３が、デバイスホスト１１が読み書き可能なフォーマットのデータを、NFC通信とHBC通信の両方の信号フォーマットに変換可能であったのに対して、第２の実施の形態のデータ変換部３１は、NFC通信の信号フォーマットのみに変換する機能を有している。
データ変換部３１は、送信データをNFC通信の信号フォーマットに変換し、変換された送信データに、データをHBC通信で送信するか、NFC通信で送信するかを表すフラグを付加して、NFCデジタル処理部１４に供給する。また、データ変換部３１は、NFCデジタル処理部１４から供給されたNFC通信の信号フォーマットのデータを、デバイスホスト１１が受け取り可能なフォーマットのデータに変換し、デバイスホスト１１に供給する。
NFCデジタル処理部１４は、HBC通信によりデータを送信することを示すフラグが示されたNFC通信の信号フォーマットの送信データをデータ変換部３１から取得した場合、その送信データを、フォーマット変換部３２に供給する。また、NFCデジタル処理部１４は、NFC通信によりデータを送信することを示すフラグが示されたNFC通信の信号フォーマットの送信データをデータ変換部３１から取得した場合、その送信データに対して変調処理等のデジタル処理を行った後、NFCアナログ処理部１５に供給する。
一方、NFCデジタル処理部１４は、フォーマット変換部３２から受信データが供給された場合、その受信データをデータ変換部３１に供給する。また、NFCデジタル処理部１４は、NFCアナログ処理部１５からNFC通信の信号フォーマットの受信データが供給された場合、その受信データに対して復調処理等のデジタル処理を行った後、データ変換部３１に供給する。
フォーマット変換部３２は、第１の実施の形態におけるHBCデジタル処理部１６の処理に加えて、NFC通信の信号フォーマットとHBC通信の信号フォーマットの変換を行う。具体的には、フォーマット変換部３２は、NFCデジタル処理部１４から供給されたNFC通信の信号フォーマットの送信データを、HBC通信の信号フォーマットに変換してから変調処理等のデジタル処理を行って、HBCアナログ処理部１７に供給する。また、HBC通信により受信された受信データがHBCアナログ処理部１７からフォーマット変換部３２に供給された場合、フォーマット変換部３２は、HBC通信の信号フォーマットの受信データに対して復調処理等のデジタル処理を行った後、NFC通信の信号フォーマットに変換して、NFCデジタル処理部１４に供給する。
第２の実施の形態のその他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
通信装置１が以上の構成を有する場合にも、磁界を用いたNFC通信と電界を用いたHBC通信の両方の近接通信に対応することができ、必要に応じて一方の通信方式を選択して、相手装置と通信を行うことができる。
＜３．通信装置の第３の実施の形態＞
図３は、本開示に係る通信装置の第３の実施の形態を示すブロック図である。
図３は、本開示に係る通信装置の第３の実施の形態を示すブロック図である。
図３において、上述した第１の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付してあり、第１の実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。
第３の実施の形態では、第１の実施の形態におけるデータ変換部１３とNFCデジタル処理部１４が、それぞれ、データ変換部４１とフォーマット変換部４２に置き換えられており、その他の構成は、第１の実施の形態と同様に構成されている。
第１の実施の形態のデータ変換部１３が、デバイスホスト１１が読み書き可能なフォーマットのデータを、NFC通信とHBC通信の両方の信号フォーマットに変換可能であったのに対して、第３の実施の形態のデータ変換部４１は、HBC通信の信号フォーマットのみに変換する機能を有している。
データ変換部４１は、送信データをHBC通信の信号フォーマットに変換し、変換された送信データに、データをNFC通信で送信するか、HBC通信で送信するかを表すフラグを付加して、HBCデジタル処理部１６に供給する。また、データ変換部４１は、HBCデジタル処理部１６から供給されたHBC通信の信号フォーマットのデータを、デバイスホスト１１が受け取り可能なフォーマットのデータに変換し、デバイスホスト１１に供給する。
HBCデジタル処理部１６は、NFC通信によりデータを送信することを示すフラグが示されたHBC通信の信号フォーマットの送信データをデータ変換部４１から取得した場合、その送信データをフォーマット変換部４２に供給する。HBCデジタル処理部１６は、HBC通信によりデータを送信することを示すフラグが示されたHBC通信の信号フォーマットの送信データをデータ変換部４１から取得した場合、その送信データに対して変調処理等のデジタル処理を行った後、HBCアナログ処理部１７に供給する。
一方、HBCデジタル処理部１６は、フォーマット変換部４２から受信データが供給された場合、その受信データをデータ変換部４１に供給する。また、HBCデジタル処理部１６は、HBCアナログ処理部１７からHBC通信の信号フォーマットの受信データが供給された場合、その受信データに対して復調処理等のデジタル処理を行った後、データ変換部４１に供給する。
フォーマット変換部４２は、第１の実施の形態におけるNFCデジタル処理部１４の処理に加えて、NFC通信の信号フォーマットとHBC通信の信号フォーマットの変換を行う。具体的には、フォーマット変換部４２は、HBCデジタル処理部１６から供給されたHBC通信の信号フォーマットの送信データを、NFC通信の信号フォーマットに変換してから変調処理等のデジタル処理を行って、NFCアナログ処理部１５に供給する。また、NFC通信により受信された受信データがNFCアナログ処理部１５からフォーマット変換部４２に供給された場合、フォーマット変換部４２は、NFC通信の信号フォーマットの受信データに対して復調処理等のデジタル処理を行った後、HBC通信の信号フォーマットに変換して、HBCデジタル処理部１６に供給する。
第３の実施の形態のその他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
通信装置１が以上の構成を有する場合にも、磁界を用いたNFC通信と電界を用いたHBC通信の両方の近接通信に対応することができ、必要に応じて一方の通信方式を選択して、相手装置と通信を行うことができる。
＜４．通信装置の第４の実施の形態＞
図４は、本開示に係る通信装置の第４の実施の形態を示すブロック図である。
図４は、本開示に係る通信装置の第４の実施の形態を示すブロック図である。
図４において、上述した第１の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付してあり、以下では、第１の実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。
第４の実施の形態では、デバイスホスト１１、記憶部１２、データ変換部１３、NFCデジタル処理部１４、NFCアナログ処理部１５、HBCデジタル処理部１６、及び、HBCアナログ処理部１７については、第１の実施の形態と同様に構成されている。
すなわち、第４の実施の形態においては、NFC通信とHBC通信のアンテナ部分以外は、第１の実施の形態と同様に構成されている。
そして、第４の実施の形態では、第１の実施の形態のコイル２１、並びに、キャパシタ２２及び２３が、コイル５１とキャパシタ５２に置き換えられている。コイル５１とキャパシタ５２は、NFCアナログ処理部１５とHBCアナログ処理部１７の両方に接続されており、NFC通信のアンテナとHBC通信のアンテナが共用された構成となっている。
NFCアナログ処理部１５は、NFC通信によってデータを送信または受信する場合に、コイル５１周辺に発生する磁界を制御する。
HBCアナログ処理部１７は、HBC通信によってデータを送信または受信する場合に、キャパシタ５２周辺に発生する電界を制御する。
第４の実施の形態のその他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
通信装置１が以上の構成を有する場合にも、磁界を用いたNFC通信と電界を用いたHBC通信の両方の近接通信に対応することができ、必要に応じて一方の通信方式を選択して、相手装置と通信を行うことができる。
図４に示した第４の実施の形態は、図１の第１の実施の形態のアンテナ部分を、NFC通信とHBC通信で共用するアンテナに変更した構成である。図２の第２の実施の形態及び図３の第３の実施の形態のアンテナ部分についても、第４の実施の形態のように、アンテナをNFC通信とHBC通信で共用する構成に変更することも可能である。
＜５．通信開始の処理フロー＞
図５乃至図７を参照して、相手装置と通信を開始するときの通信制御について説明する。
図５乃至図７を参照して、相手装置と通信を開始するときの通信制御について説明する。
通信装置１は、通信相手を検出するポーリングコマンドを、図５に示されるように、NFC通信の信号とHBC通信の信号で交互に出力する。
そして、図６に示されるように、NFC通信のポーリングコマンドに対して応答がなされた場合、通信装置１は、その応答してきた相手装置と、NFC通信による通信を行う。
一方、図７に示されるように、HBC通信のポーリングコマンドに対して応答がなされた場合、通信装置１は、その応答してきた相手装置と、HBC通信による通信を行う。
NFC通信またはHBC通信による相手装置との通信が終了した場合、再び、ポーリングコマンドを、NFC通信の信号とHBC通信の信号で交互に出力するポーリング処理が開始される。
以上のようにNFC通信のポーリングコマンドとHBC通信のポーリングコマンドを時分割で送信することで、相手装置が、NFC通信またはHBC通信のどちらの通信方式であっても通信を開始することができる。
＜６．共用アンテナの構成例＞
図８は、NFC通信とHBC通信で共用されるアンテナの構成例を示す図である。
図８は、NFC通信とHBC通信で共用されるアンテナの構成例を示す図である。
図８のAは、NFC通信とHBC通信で共用されるアンテナの第１の構成例を示している。
一般に、LC共振回路を構成する場合のキャパシタは、チップコンデンサ等で形成される。これに対して、NFC通信とHBC通信でアンテナを共用する場合のキャパシタ５２は、図８のAに示されるように、平行に配置された平板状の２枚のパターン電極８１Aと８１Bを、例えば、所定厚みの基板の表面側と裏面側に配置することで構成することができる。
コイル５１は、例えば、２枚のパターン電極８１Aと８１Bの周囲に配置されるように、所定厚みの基板にパターニングされる。
以上のように構成することで、キャパシタ５２を、NFC通信のための共振用のコンデンサ、及び、HBC通信のためのアンテナとして共用することができる。
これにより、NFC通信のアンテナとHBC通信のアンテナを一体化することができ、ユーザはどちらで通信する場合も同じ位置に対して相手装置または手などの人体の一部を近づければよいことになる。
図８のBは、NFC通信とHBC通信で共用されるアンテナの第２の構成例を示している。
キャパシタ５２を構成する２枚のパターン電極８１Aと８１Bを配置する基板の厚みは、基板の誘電率に応じて適切に決定することができる。しかしながら、誘電率の高い基板が使用できない場合や、パターン電極８１Aと８１Bの面積を十分な広さで確保できない場合、キャパシタ５２だけでは、十分な容量を確保できないことがある。
そのような場合には、図８のBに示されるように、チップコンデンサ等で構成したキャパシタ８２を、キャパシタ５２に対して並列に設けた構成とすることができる。
図９は、NFC通信とHBC通信で共用されるアンテナの第３の構成例を示している。
第３の構成例では、キャパシタ５２がパターン電極９１Aと９１Bで構成され、パターン電極９１のA及び９１のBのそれぞれに、複数（図９では、４つ）のスリット９２が形成されている点が、上述した第１及び第２の構成例と異なる。
パターン電極が、図８に示したパターン電極８１Aと８１Bのように、単純な平板だと、磁界による通信では、渦電流が発生してLC共振回路のQ値が下がり、通信性能が低下する。
そこで、図９に示されるように、パターン電極９１A及び９１Bのそれぞれに、１つ以上のスリット９２を形成することにより、渦電流の発生を大幅に抑制することができる。
なお、渦電流の発生を抑制するためのスリット形状は、図９に示したスリット９２の形状に限られない。スリットを入れるだけでなく、パターン電極をいくつかに切り離して、並列に接続する構成としてもよい。
また、２枚のパターン電極９１Aと９１Bのそれぞれに形成されるスリット９２の形状は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
図１０は、NFC通信とHBC通信で共用されるアンテナの第４の構成例を示している。
図１０に示されるアンテナの第４の構成例では、コイル５１とキャパシタ５２に加えて、スイッチ素子１０１及び１０２（SW１０１及び１０２）が設けられている。スイッチ素子１０１は、コイル５１の電気的接続をオンオフし、スイッチ素子１０２は、キャパシタ５２の電気的接続をオンオフする。キャパシタ５２は、スリット９２が形成されていない図８の構成、または、１つ以上のスリット９２が形成されている図９の構成のどちらの構成を採用してもよい。また、スリット９２の形状は、図９に示した形状でなくてもよい。
コイル５１とキャパシタ５２からなる共振回路による共振では、通信距離は長くなるが、帯域が狭くなり、データの伝送速度は遅くなる。コイル５１とキャパシタ５２からなる共振回路が共振しなくてよいのであれば、データをより高速に送受信することができる。
そこで、スイッチ素子１０１及び１０２を設けることにより、例えば、13.56MHzなどの所定の規格に準拠した共振周波数で共振させて通信を行う通信方法と、非共振でデータを高速に送受信する通信方法を、必要に応じて選択して実行することができるようになる。
図１１は、スイッチ素子１０１及び１０２それぞれをオンまたはオフした状態における通信の特徴をまとめた図である。
スイッチ素子１０１及び１０２の両方がオンに設定された場合、コイル５１とキャパシタ５２からなる共振回路は所定の周波数で共振する。通信装置１は、磁界によるNFC通信と、電界によるHBC通信の両方で通信することができる。この場合、通信距離は、後述するその他の通信よりは長くなるが、通信帯域は狭く、伝送速度は遅くなる。しかし、ISO/IEC 14443などの所定の規格に準拠した近接通信が可能となる。ISO/IEC 14443の規格に従えば、伝送レートは、例えば、106kbps、212kbps、または、424kbpsである。
これに対して、スイッチ素子１０１がオフ、スイッチ素子１０２がオンに設定された場合、キャパシタ５２だけが電気的に接続されるため、アンテナは共振しない。通信装置１は、電界によるHBC通信のみで通信することができる。この場合、通信距離は、上述した共振による通信よりは短くなるが、通信帯域は広く、伝送速度は早くなる。ISO/IEC17982の規格に従えば、最大40.68Mbpsの伝送レートで高速に通信が可能である。
また、スイッチ素子１０１がオン、スイッチ素子１０２がオフに設定された場合、コイル５１だけが電気的に接続されるため、アンテナは共振しない。通信装置１は、磁界によるNFC通信のみで通信することができる。ただし、このNFC通信は、所定の規格に準拠しない独自のNFC通信となる。通信距離は、上述した共振による通信よりは短くなるが、通信帯域は広く、伝送速度は早くなる。
スイッチ素子１０１及び１０２の両方がオフに設定された場合、磁界によるNFC通信と、電界によるHBC通信のどちらでも通信することができない。
以上のように、アンテナの第４の構成例によれば、スイッチ素子１０１及び１０２をオンオフ制御することで、所定の規格に基づいたNFC通信と、規格外であるものの高速なNFC通信と、高速なHBC通信を、選択して通信することができる。スイッチ素子１０１及び１０２のオンオフ制御は、例えば、デバイスホスト１１によって行われる。
以上、説明した各実施の形態に係る通信装置１は、磁界を用いたNFC通信と電界を用いたHBC通信の両方の近接通信に対応することができ、必要に応じて一方の通信方式を選択して、相手装置と通信を行うことができる。
本開示の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
例えば、上述した複数の実施の形態の全てまたは一部を組み合わせた形態を採用することができる。
例えば、本開示は、１つの機能をネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。
また、上述のフローチャートで説明した各ステップは、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
さらに、１つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その１つのステップに含まれる複数の処理は、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、本明細書に記載されたもの以外の効果があってもよい。
なお、本開示は以下のような構成も取ることができる。
（１）
磁界による近接通信と、電界による近接通信に共用されるアンテナ。
（２）
前記電界による近接通信は、人体を通信媒体とする人体通信である
前記（１）に記載のアンテナ。
（３）
コイルとキャパシタとで構成され、
前記コイルと前記キャパシタのそれぞれの電気的接続をオンオフするスイッチをさらに備える
前記（１）または（２）に記載のアンテナ。
（４）
前記キャパシタは、平板状の２枚の電極で構成される
前記（３）に記載のアンテナ。
（５）
前記２枚の電極には、スリットが形成されている
前記（４）に記載のアンテナ。
（６）
磁界により非接触で通信を行う第１の近接通信部と、
電界により非接触で通信を行う第２の近接通信部と、
前記第１の近接通信部の通信と前記第２の近接通信部の通信に共用されるアンテナと
を備える通信装置。
（７）
前記第２の近接通信部は、人体を通信媒体として、電界により非接触で通信を行う
前記（６）に記載の通信装置。
（８）
前記アンテナは、コイルとキャパシタとで構成され、
前記コイルと前記キャパシタのそれぞれの電気的接続をオンオフするスイッチをさらに備える
前記（６）または（７）に記載の通信装置。
（９）
前記スイッチを制御する制御部をさらに備える
前記（８）に記載の通信装置。
（１０）
前記キャパシタは、平板状の２枚の電極で構成される
前記（８）または（９）に記載の通信装置。
（１１）
前記２枚の電極には、スリットが形成されている
前記（１０）に記載の通信装置。
（１）
磁界による近接通信と、電界による近接通信に共用されるアンテナ。
（２）
前記電界による近接通信は、人体を通信媒体とする人体通信である
前記（１）に記載のアンテナ。
（３）
コイルとキャパシタとで構成され、
前記コイルと前記キャパシタのそれぞれの電気的接続をオンオフするスイッチをさらに備える
前記（１）または（２）に記載のアンテナ。
（４）
前記キャパシタは、平板状の２枚の電極で構成される
前記（３）に記載のアンテナ。
（５）
前記２枚の電極には、スリットが形成されている
前記（４）に記載のアンテナ。
（６）
磁界により非接触で通信を行う第１の近接通信部と、
電界により非接触で通信を行う第２の近接通信部と、
前記第１の近接通信部の通信と前記第２の近接通信部の通信に共用されるアンテナと
を備える通信装置。
（７）
前記第２の近接通信部は、人体を通信媒体として、電界により非接触で通信を行う
前記（６）に記載の通信装置。
（８）
前記アンテナは、コイルとキャパシタとで構成され、
前記コイルと前記キャパシタのそれぞれの電気的接続をオンオフするスイッチをさらに備える
前記（６）または（７）に記載の通信装置。
（９）
前記スイッチを制御する制御部をさらに備える
前記（８）に記載の通信装置。
（１０）
前記キャパシタは、平板状の２枚の電極で構成される
前記（８）または（９）に記載の通信装置。
（１１）
前記２枚の電極には、スリットが形成されている
前記（１０）に記載の通信装置。
１ 通信装置， １２ 記憶部， １３ データ変換部， １４ NFCデジタル処理部， １５ NFCアナログ処理部， １６ HBCデジタル処理部， １７ HBCアナログ処理部， ２１ コイル， ２２,２３ キャパシタ， ３１ データ変換部， ３２ フォーマット変換部， ４１ データ変換部， ４２ フォーマット変換部， ５１ コイル， ５２ キャパシタ， ８１A,８１B パターン電極， ８２ キャパシタ， ９１A,９１B パターン電極， ９２ スリット， １０１,１０２ スイッチ素子
Claims (9)
- 磁界による近接通信と、電界による近接通信に共用され、
コイルと、キャパシタと、前記コイルの電気的接続をオンオフする第１のスイッチと、前記キャパシタの電気的接続をオンオフする第２のスイッチと
を備え、
前記キャパシタは、平板状の２枚の電極で構成され、
前記２枚の電極には、スリットが形成されている
アンテナ。 - 前記電界による近接通信は、人体を通信媒体とする人体通信である
請求項１に記載のアンテナ。 - 磁界により非接触で通信を行う第１の近接通信部と、
電界により非接触で通信を行う第２の近接通信部と、
前記第１の近接通信部の通信と前記第２の近接通信部の通信に共用されるアンテナと
を備え、
前記アンテナは、コイルと、キャパシタと、前記コイルの電気的接続をオンオフする第１のスイッチと、前記キャパシタの電気的接続をオンオフする第２のスイッチと
を備える
通信装置。 - 前記第１の近接通信部の通信のポーリングコマンドと、前記第２の近接通信部の通信のポーリングコマンドとを交互に出力し、応答があった通信方式で通信を開始する
請求項３に記載の通信装置。 - 前記第２の近接通信部は、人体を通信媒体として、電界により非接触で通信を行う
請求項３に記載の通信装置。 - 前記キャパシタに対して並列に第２のキャパシタをさらに備える
請求項３に記載の通信装置。 - 前記第１のスイッチと前記第２のスイッチを制御する制御部をさらに備える
請求項３に記載の通信装置。 - 前記キャパシタは、平板状の２枚の電極で構成される
請求項３に記載の通信装置。 - 前記２枚の電極には、スリットが形成されている
請求項８に記載の通信装置。
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