CN102857262B - 通信装置和通信系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及通信装置和包括它的通信系统。所述通信装置包括：包括有开口的磁性片；设置在所述磁性片上的非接触供电线圈；高频耦合器，包括耦合电极、接地部和构造成增大流入所述耦合电极中的电流量的共振单元，并且构造成使得所述耦合电极经由所述开口出现在所述磁性片上；和处理由所述耦合电极收发的高频信号的通信电路单元。

Description

通信装置和通信系统

技术领域

本技术涉及通过使用微弱UWB信号的近程无线传送来进行通信的通信装置和通信系统，更具体地说，涉及通过与利用电磁感应、磁场共振等的非接触供电组合的近程无线传送来进行通信的通信装置和通信系统。

背景技术

适用于高速通信的非接触通信技术的示例包括近程无线传送技术“TransferJet”(商标)(例如，见www.transferjet.org/ja/index.html(2011年6月23日))。近程无线传送技术基本上使用通过感应电场的耦合作用来传送信号的方案。使用近程无线传送技术的通信装置包括处理高频信号的通信电路单元、设置成与接地部分隔给定高度的耦合电极和向耦合电极有效地供给高频信号的共振单元。在本说明书中，将耦合电极或者包括耦合电极和共振单元的单元称为“高频耦合器”或者“耦合器”。

作为近程无线传送技术的特性之一，使用微弱的超宽带(UWB)信号实现了约100Mbps的高速数据传送。此外，作为近程无线传送技术的另一特性，发送电力低。因此，由于在距离无线设备3米位置处电场强度(无线电波强度)小于或等于预定水平，即，在位于无线设备附近的另一无线系统中，电场强度在无线电信号中微弱到噪音水平的程度，用户能够在不用获取许可的情况下使用该微弱的无线电信号(例如，见JapaneseRadioLawEnforcementregulations(RadioAdministrativeCommitteeRuleNo.14in1950)Article6.1.1，日语为：日本電波法施行規則（昭和二十五年電波監理委員会規則第十四号）第六条第一項第一号)。

例如，已提出了耦合电极和包括用作共振单元的短截线的接地部由金属板形成、并且进行近程无线传送的通信装置(例如，见日本未审查专利申请2008-154267号公报，图4)。此外，还提出了耦合电极由带状导体形成并且金属的体积被缩小的电场耦合器和通信装置(例如，日本专利No.4650536，图5)。

还提出了使近程无线传送技术与作为代表示例的例如近场通信(NFC)等电磁感应类型非接触通信组合的复合通信装置(例如，日本未审查专利申请2010-213197号公报)。在该复合通信装置中，高频耦合器的耦合电极形成在用于电磁感应类型非接触通信的天线线圈的附近。与数据传送相关联的身份验证或者收费处理经由电磁感应类型非接触通信来进行，并且大容量数据经由近程无线传送来传送，使得能够通过用户的单次操作完成通信动作，并且是以与现有技术的身份验证和收费处理的时间相同的访问时间的感觉来完成的。

此外，以非接触方式来供给电力而不是数据的非接触供电是已知的。通常，在电力接收装置和电力供给装置中均设置线圈，并且通过电磁感应、磁场共振等来进行非接触供电。在这种非接触供电中，穿过线圈的磁通与装置内的例如基板等金属联锁(interlinked)，从而可能出现在通信装置中由于因电磁感应发生的涡电流而发热的问题。因此，通过磁性片遮挡磁通从而防止由电磁感应引发涡电流的方法已被使用(例如，见国际公开WO2007/080820)。

图9A是示出了从上表面观察时的设置在磁性片上的线圈(用于电力供给或者电力接收)的构造的图。图9B是示出了图9A所示的非接触供电单元的截面构造的图。虽然图中未示出，但是装置内的例如基板等金属位于磁性片下方。由于线圈生成的磁通被磁性片遮挡，所以磁通不会到达装置内的例如基板等金属。因此，不会由于装置内的涡电流而发热。

以下，将分析近程无线传送与通过电磁感应实现的非接触供电组合而不是与电磁感应类型的非接触通信组合的复合通信装置。由于复合通信装置能够在不使用线缆的情况下进行电力供给和高速数据传送，因此对用户的便利性得到提高。

高频耦合器的耦合电极是由金属形成的。因此，当高频耦合器被设置在用于电力供给或者电力接收的线圈的附近时，穿过线圈的磁通与例如接地部等金属部分联锁，从而由于因电磁感应发生的涡电流而发热。此外，当高频耦合器设置在磁性片下方以遮挡磁通时，近程无线传送的高频波信号一起被遮挡，从而恶化通信性能。因此，耦合电极和非接触供电线圈的配置是技术课题。

当耦合电极设置成接近非接触供电线圈时，存在的一个优点是数据传送和非接触供电的接触点变成单一的。图10A是示出了从上表面观察时的设置在线圈(用于电力供给或者电力接收)的中心部分附近的高频耦合器的图。图10B是示出了线圈和高频耦合器的截面构造的图。在图示示例中，高频耦合器与线圈一起设置在磁性片上。虽然图中未示出，但是装置内的例如基板等金属位于磁性片下方。由于线圈生成的磁通被磁性片遮挡，所以磁通不会到达磁性片下方的装置内部。然而，显然的是由于电磁感应而生成了涡电流，从而由于穿过线圈的磁通与高频耦合器中的例如接地部等金属部分联锁而生成热。

另一方面，可以考虑将高频耦合器设置成与用于电力供给或者电力接收的线圈分开，以避免来自用于电力供给或者电力接收的线圈的磁通的影响。图11A是示出了通信装置中线圈(用于电力供给或者电力接收)和高频耦合器形成为彼此分开的图。在该情况下，为了通过用户的单次操作同时进行电力供给和高速数据传送，发送器和接收器必须设计和制造成使得非接触供电单元与高频耦合器之间的间隔对齐。因此，非接触供电单元和高频耦合器不能同时面对彼此。此外，关于发送器和接收器的接触点，非接触供电单元和高频耦合器必须设置成彼此面对，因此用户的操作是麻烦的。图11B是示出了非接触供电单元和高频耦合器在发送器和接收器之间同时彼此面对以同时进行电力供给和数据传送的图。

图12是示出了非接触供电单元和高频耦合器在发送器与接收器之间未同时彼此面对的图，因为非接触供电单元和高频耦合器之间的间隔未在发送器与接收器之间对齐。当非接触供电单元和高频耦合器之间的间隔未对齐时，接触点在电力供给时和数据传送时彼此不重合。也就是说，当发送器和接收器彼此接近时，非接触供电单元和高频耦合器不能同时彼此面对，因此不能经由用户的单次操作同时进行电力供给和高速数据传送。例如，用户有必要进行确定用于通信的位置的操作来进行数据传送，然后将位置改变成用于电力供给的最佳位置来进行电力供给。

发明内容

希望的是提供一种优异的通信装置和通信系统，其能够将使用电磁感应的非接触供电与使用近程无线传送的通信组合起来，在不使用线缆的情况下同时进行电力供给和高速数据传送。

本技术是鉴于以上情形做出的，其第一方面提供了一种通信装置，其包括：包括有开口的磁性片；设置在所述磁性片上的非接触供电线圈；高频耦合器，包括耦合电极、接地部和构造成增大流入所述耦合电极中的电流量的共振单元，并且构造成使得所述耦合电极经由所述开口出现在所述磁性片上；和处理由所述耦合电极收发的高频信号的通信电路单元。

本技术的第二方面提供了根据第一方面的通信装置，其中，形成有由连接蓄积在所述耦合电极中的电荷的中心与蓄积在所述接地部中的镜像电荷的中心的线段构成的微小偶极子，并且所述高频信号被传送至通信伙伴，所述通信伙伴设置成面对所述通信装置，以使所述通信伙伴与所述微小偶极子的方向之间形成的角度θ大致为0度。

本技术的第三方面提供了根据第一方面的通信装置，其中，所述磁性片在所述非接触供电线圈的中心部分附近包括所述开口，所述耦合电极设置在所述非接触供电线圈的内侧，并且经由所述开口出现在所述磁性片上，并且所述接地部和所述共振单元隐藏在所述磁性片下方。

本技术的第四方面提供了根据第一方面的通信装置，其中，所述高频耦合器包括基板、形成为所述基板上的导体图案的所述接地部、从所述接地部起以预定高度保持在所述基板上的所述耦合电极和设置在所述基板上的所述共振单元，所述磁性片在所述非接触供电线圈的中心部分附近包括所述开口，所述耦合电极设置在所述非接触供电线圈的内侧，并且经由所述开口出现在所述磁性片上，并且包括有所述接地部和所述共振单元的所述基板隐藏在所述磁性片下方。

本技术的第五方面提供了根据第一方面的通信装置，其中，所述耦合电极由呈带状以缩小体积的导体形成。

本技术的第六方面提供了根据第三方面的通信装置，进一步包括：构造成安装将所述耦合电极连接至所述通信电路单元的信号线电缆的连接器。

本技术的第七方面提供了根据第六方面的通信装置，其中，所述连接器设置在所述非接触供电线圈的内侧，并且与所述耦合电极一起经由所述开口出现在所述磁性片上，并且安装在所述连接器上的所述信号线电缆横越所述非接触供电线圈的上表面，从而连接至所述通信电路单元。

本技术的第八方面提供了根据第六方面的通信装置，其中，所述连接器设置在所述非接触供电线圈的外侧，并且安装在所述连接器上的所述信号线电缆在不横越所述非接触供电线圈的上表面的情况下，连接至所述通信电路单元。

本技术的第九方面提供了根据第六方面的通信装置，其中，所述连接器设置在所述磁性片下方，并且安装在所述连接器上的所述信号线电缆在不横越所述非接触供电线圈的上表面的情况下，连接至所述通信电路单元。

本技术的第十方面提供了根据第四方面的通信装置，其中，所述通信电路单元安装在所述基板上，并且经由由形成于所述基板内层中的带状线形成的信号传输线连接至所述耦合电极。

本技术的第十一方面提供了根据第四方面的通信装置，其中，所述通信电路单元安装在所述基板上，并且经由由形成于所述基板的表面中的微型带状线形成的信号传输线连接至所述耦合电极。

本技术的第十二方面提供了一种通信系统，其设置有多个通信装置，每个通信装置包括：非接触供电线圈；磁性片，设置在所述非接触供电线圈下方，并且包括位于所述非接触供电线圈的中心部分附近的开口；和高频耦合器，构造成包括耦合电极、接地部和共振单元，并且构造成使得所述耦合电极经由所述开口出现在所述磁性片上。

这里，“系统”是指多个装置(或者实现特定功能的功能模块)的逻辑集合，与这些装置或者功能模块是否设置在单个壳体中无关。

根据本技术的上述实施例，能够提供一种优异的通信装置和通信系统，其能够将使用电磁感应的非接触供电与使用近程无线传送的通信组合起来，在不使用线缆的情况下同时进行电力供给和高速数据传送。

根据本技术的上述实施例，耦合电极和供电线圈设置成使得耦合电极和供电线圈的中心在组合有非接触供电和近程无线传送的复合通信装置中几乎是相同的。因此，接触点在供电时和数据传送时彼此重合。因此，当耦合电极和电力接收线圈具有相同配置的对立通信装置彼此接近以同时进行电力供给和高速数据传送时，通信装置之间的配置自由度得到提高。

根据本技术的上述实施例，耦合电极和用于电力供给或者电力接收的线圈的中心在通信装置中几乎是相同的。因此，由于非接触供电单元能够与高频耦合器一体化以使通信装置小型化，所以向信息装置的配备效率(空间效率)得到提高。

本技术的实施例的其它特征和优点将从下述附图和实施例的详细描述中变得清楚明了。

附图说明

图1A是示出了从上表面观察时的根据本技术的一个实施例的复合通信装置的收发单元的构造的图；

图1B是示出了图1A所示复合通信装置的收发单元的截面构造的图；

图2是示出了由带状导体形成的耦合电极的透视图；

图3A-3C是示出了由带状导体形成的耦合电极100的图；

图4是示出了由带状导体形成的展开的耦合电极100的图；

图5是示出了耦合电极和线圈具有相同配置的发送器和接收器彼此接近而不受旋转位置的制约的图；

图6A是示出了从上表面观察时的根据本技术的另一实施例的复合通信装置的收发单元的构造的图；

图6B是示出了图6A所示复合通信装置的收发单元的截面构造的图；

图7A是示出了从上表面观察时的根据本技术的另一实施例的复合通信装置的收发单元的构造的图；

图7B是示出了图7A所示复合通信装置的收发单元的截面构造的图；

图8A是示出了从上表面观察时的根据本技术的另一实施例的复合通信装置的收发单元的构造的图；

图8B是示出了图8A所示复合通信装置的收发单元的截面构造的图；

图9A是示出了从上表面观察时的设置在磁性片上的线圈(用于电力供给或者电力接收)的构造的图；

图9B是示出了图9A所示的非接触供电单元的截面构造的图；

图10A是示出了从上表面观察时的设置在线圈(用于电力供给或者电力接收)的中心部分附近的高频耦合器的图；

图10B是示出了图10A所示的非接触供电单元的截面构造的图；

图11A是示出了通信装置中线圈(用于电力供给或者电力接收)和高频耦合器形成为彼此分开的图；

图11B是示出了非接触供电单元和高频耦合器在发送器和接收器之间同时彼此面对以同时进行电力供给和数据传送的图；

图12是示出了非接触供电单元和高频耦合器在发送器与接收器之间不同时彼此面对的示例的图；

图13是示意性地示出了在近程无线传送中使用的高频耦合器的基本构造的图；而

图14是示出了由微小偶极子生成的电场的图。

具体实施方式

以下，将参考附图来详细描述本公开的优选实施例。请注意，在本说明书和附图中，以相同附图标记来表示功能和结构大致相同的结构元件，并且省略了对这些结构元件的重复描述。

复合通信装置，在其中组合有使用电磁感应的非接触供电和使用近程(proximity)无线传送的通信，能够在不使用线缆的情况下同时进行电力供给和高速数据传送。非接触供电是本领域的技术人员已知的技术(例如，见国际公开WO2007/080820)。近程无线传送技术的原理将被描述。

在近程无线传送中，作为天线元件使用的是图13所示的高频耦合器。高频耦合器1300包括板状耦合电极1301和包括串联感应器1302和并联感应器1303的共振单元。高频耦合器1300经由高频信号传输线1305连接至通信电路单元1306。

高频通信信号流入耦合电极1301中，从而在耦合电极1301中蓄积电荷。这时，经由传输线流入耦合电极1301中的电流通过包括串联感应器1302和并联感应器1303的共振单元的共振作用得到放大，因此能够蓄积较大的电荷。此外，当电荷Q能够存储在耦合电极1301中时，镜像电荷-Q能够存储在接地部1304中。

这里，当点电荷Q存在于平面导体外时，镜像电荷-Q(其是置换表面电荷分布的假想电荷)存在于平面导体内，这在例如TadashiMizoguchi(溝口正)著的“Electromagnetics(電磁気学)”(第94-57页，由ShokaboPub.有限公司出版)中有描述，并且是本领域的技术人员已知的。在图13中，接地部1304相当于平面导体，而蓄积在耦合电极1301中的电荷相当于存在于平面导体外的点电荷Q。理论上，平面导体是无限大的。然而，实际上，虽然平面不是无限大的，但是点电荷Q与导体表面的端部之间的距离可以充分大于点电荷Q与导体表面之间的(最短)距离。

作为点电荷Q和镜像电荷-Q的蓄积的结果，通过连接蓄积在耦合电极1301中的电荷Q的中心与蓄积在接地部1304中的镜像电荷-Q的中心的线段形成微小偶极子(确切地说，电荷Q和镜像电荷-Q具有体积，而微小偶极子形成为连接电荷Q与镜像电荷-Q的中心)。这里，“微小偶极子”意味着“电偶极子的电荷之间的距离非常短”。例如，“微小偶极子”在例如YasutoMushiake(虫明康人)著的“AntennaandRadioWavePropagation(アンテナ·電波伝搬)”(16-18页，CoronaPub.有限公司出版)中有描述。此外，通过微小偶极子生成电场的横波分量E_θ、电场的纵波分量E_R和微小偶极子周围的磁场H_Φ。

图14是示出了由微小偶极子生成的电场的图。如图14所示，电场的横波分量E_θ在垂直于传播方向的方向上振动，而电场的纵波分量E_R在平行于传播方向的方向上振动。在微小偶极子的周围生成磁场H_Φ(未示出)。微小偶极子所生成的电磁场由以下方程式(1)至方程式(3)表示。在这些方程式中，与距离R的立方成反比的分量是指静电磁场，与距离R的平方成反比的分量是指感应电磁场，而与距离R成反比的分量是指辐射电磁场。由于感应电磁场随距离衰减相当大，所以感应电磁场相当于“近场”。另一方面，由于辐射电磁场随距离衰减很小，所以辐射电磁场相当于“远场”。

$E_{\mathrm{\θ}}=\frac{{\mathrm{pe}}^{-\mathrm{jkR}}}{4\mathrm{\π\ϵ}}(\frac{1}{R^3}+\frac{\mathrm{jk}}{R^2}-\frac{k^2}{R})\sin \mathrm{\θ}...\left(1\right)$

$E_R=\frac{{\mathrm{pe}}^{-\mathrm{jkR}}}{2\mathrm{\π\ϵ}}(\frac{1}{R^3}+\frac{\mathrm{jk}}{R^2})\cos \mathrm{\θ}...\left(2\right)$

$H_{\mathrm{\φ}}=\frac{\mathrm{j\ω}{\mathrm{pe}}^{-\mathrm{jkR}}}{4\mathrm{\π}}(\frac{1}{R^2}+\frac{\mathrm{jk}}{R})\sin \mathrm{\θ}...\left(3\right)$

在以上方程式(1)至方程式(3)中，微小偶极子的力矩(moment)p和距离R分别在以下方程式(4)和方程式(5)中定义出。

p＝Ql…(4)

$R=\sqrt{x^2+y^2{z}^2}...\left(5\right)$

为了抑制对外围系统的干扰波，在抑制包括有辐射电磁场分量的横波分量E_θ的同时使用不包括辐射电磁场分量的纵波分量E_R被认为是优选的。这是因为电场的横波分量E_θ包括相当于远场的辐射电磁场，而纵波分量E_R不包括辐射电磁场，这从以上方程式(1)和方程式(2)可知。

从以上方程式(2)，能够明白的是，纵波分量E_R在与微小偶极子的方向形成的角度θ等于0度时是最大的。因此，要有效地使用纵波分量E_R来进行近程无线传送，优选将通信伙伴(partner)的高频耦合器设置成面对通信装置，以使通信伙伴与微小偶极子的方向之间形成的角度θ变成大致0度，并且能够发送高频电场信号。此外，当包括串联感应器1302和并联感应器1303的共振单元增大流入耦合电极131中的高频信号的电流量时，能够蓄积较大的电荷Q。作为结果，由于由蓄积在耦合电极1301中的电荷Q和蓄积在接地部1304中的镜像电荷-Q形成的微小偶极子的力矩p能够较大，所以能够在与微小偶极子的方向形成的角度θ变成大致0度的传播方向上有效地发送由纵波分量E_R形成的高频电场信号。

接下来，将描述在其中组合有使用电磁感应的非接触供电和使用近程无线传送的通信的复合通信装置的构造。

图1A是示出了从上表面观察时的根据本技术的一个实施例的复合通信装置的收发单元(transmissionandreceptionunit)的构造的图。图1B是示出了该收发单元的截面构造的图。

图1A和1B所示收发单元与图10A和10B所示收发单元的相同之处在于，收发单元包括高频耦合器11、非接触供电(电力供给或者电力接收)线圈12和磁性片13，以及高频耦合器11设置在线圈12的中心部分附近。虽然图中未示出，但是在磁性片13下方设置有例如处于通信装置内的基板等金属。

高频耦合器11设置在线圈12的中心部分的附近。然而，高频耦合器11的构造与图10A和10B所示的不同之处在于，在磁性片13的与线圈12的中心部分相对应的部分中形成有开口13A，并且高频耦合器11中的包括有耦合电极的分隔物11A的一部分经由开口13A向外部(收发表面)暴露。要在高频耦合器11上安装信号线电缆16，连接器15也在线圈12内经由开口13A暴露出来。连接至连接器15的信号线电缆16在图中横越(cross)线圈12的上表面，并且信号线电缆16的另一端连接至通信电路单元(未示出)，该通信电路单元处理由高频耦合器11收发的高频信号。

在图1A和1B所示的构造中，高频耦合器11从形成于磁性片13中的开口13A暴露于收发表面。因此，在近程无线传送时设置成彼此相对的发送器和接收器的高频耦合器11之间能够实现电场耦合。

在图1A和1B所示的构造中，在其上安装有高频耦合器11的基板14的大部分被保持成隐藏在磁性片13下方。因此，即使在非接触供电时从线圈12生成磁通时，磁通也被磁性片13遮挡。因此，磁通不会从高频耦合器11的接地部或者共振单元(两者均未示出)到达基板14的金属部分的大部分，从而不会由于涡电流而生成热。

如以上参考图13所描述的，高频耦合器11包括耦合电极、构造成增大流入耦合电极中的电流量的共振单元、和接地部。图1A和1B所示的高频耦合器11具有这样一种结构，其中通过由绝缘体(介电体)形成的分隔物11A从接地部起以预定高度保持耦合电极，例如，如日本未审查专利申请2008-154267号公报的图4所示。接地部形成在形成于基板14中的导电图案中。此外，共振单元可以是形成在基板14中的导电图案中的短截线(stub)。

这里，耦合电极优选由带状的体积发生缩小的导体形成，并且埋设在由绝缘体形成的分隔物11A内。导体优选形成为带状，以便金属部分的体积能够同样地缩小，以获得耦合电极的操作，因此耦合电极几乎不会受到因非接触供电时从线圈12生成的磁通产生的涡电流的影响。

例如，日本未审查专利申请2009-10111号公报，其已经转让给了本申请人，公开了这样一种构造，其中耦合电极由线状导体形成，并且折叠成线圈形状以大幅缩小耦合电极的尺寸。此外，日本专利No.4650536公开了一种由带状的体积发生缩小的导体形成的耦合电极。

图2是示出了由带状导体形成的耦合电极100的透视图。图3A是示出了由带状导体形成的耦合电极100的俯视图(示出了沿x轴的正方向观察到的耦合电极的图)。图3B是示出了由带状导体形成的耦合电极100的正视图(示出了沿z轴的正方向观察到的耦合电极的图)。图3C是示出了由带状导体形成的耦合电极100的侧视图。图4是示出了由带状导体形成的展开的耦合电极100的图。这些图中示出的耦合电极100被假定为埋设在由绝缘体形成的分隔物11A内。

耦合电极100包括连接至共振单元(未示出)的终端A、短路的终端B、第一带状线圈110、第二带状线圈120和连接部130。第一带状线圈110和第二带状线圈120设置成使得线圈轴线AX1、AX2彼此平行。连接部130将第一带状线圈110的一端连接至第二带状线圈120的一端。因此，在带状线圈100的形成平面(yz平面)上，带状线圈100的中心部分O被第一带状线圈110、第二带状线圈120和连接部130包围。

第一带状线圈110、第二带状线圈120和连接部130具有预定的相同宽度，但是部分折叠部等部位除外。所述宽度基于耦合电极100的强度、阻力值等进行设定。第一带状线圈110、第二带状线圈120和连接部130相对于高频信号的频率具有波长的一半的电气长度。由于第一带状线圈110、第二带状线圈120和连接部130具有这种电气长度，当高频信号经由共振单元输入耦合电极100时，高频信号在带状线圈100中共振。作为结果，在第一带状线圈110和第二带状线圈120中生成交变磁通。通过所述交变磁通，在带状线圈100的中心部分O处生成沿耦合方向(x轴方向)振动的纵波的电场。

第一带状线圈110和第二带状线圈120的缠绕方向在其间夹有连接部130的状态下彼此相反。耦合电极100相对于高频信号具有波长的一半的电气长度。耦合电极100的旋转方向在波长的四分之一的位置(中间位置)处逆转。也就是说，第一带状线圈110的缠绕方向设定成这样一个方向，其中当直流电流从终端A向终端B流动时，沿线圈轴线AX1的正方向生成磁通。另一方面，由于第二带状线圈120的缠绕方向发生反转，第二带状线圈120的缠绕方向被设定成使磁通沿线圈轴线AX2的正方向生成的方向。此外，当高频信号被输入并且在带状线圈100中共振时，在第一带状线圈110和第二带状线圈120中生成的磁通之一发生反转，并且包围中心部分O。作为结果，耦合电极100能够强化在中心部分O处生成的纵波的电场。

第一带状线圈110和第二带状线圈120分别具有蜿蜒的带状线路112A、122A。第一带状线圈110形成为使得沿耦合方向(x轴)的正方向或者负方向在图4中的虚线所示的位置处折叠带状线路112A。第二带状线圈120形成为使得沿耦合方向(x轴)的正方向或者负方向在图4中的虚线所示的位置处折叠带状线路122A。

第一带状线圈110形成为使得内侧上升部111、外侧折叠部112、外侧上升部113和内侧折叠部114被重复地形成并且线圈轴线AX1用作中心。第二带状线圈120形成为使得外侧上升部121、外侧折叠部122、内侧上升部123和内侧折叠部124被重复地形成并且线圈轴线AX2用作中心。如图2和3A所示，第二带状线圈120形成为使得线圈表面的单位被重复。与第一带状线圈110中一样，将第一带状线圈110连接至第二带状线圈120的连接部130的位于第二带状线圈120侧的部分也形成第二带状线圈120的一个线圈表面的一部分。

如上所述，如图2-4中那样，由带状导体形成的耦合电极100埋设在由绝缘体形成的分隔物内，从而形成如图1A和1B所示的立方体高频耦合器11。由于薄带状耦合电极100埋设在绝缘体内，所以机械强度得到增强，并且耦合电极100能够被保持在预定高度。此外，由于分隔物能够通过回流焊接安装于在其中形成有例如接地部和共振部等导电图案的基板14上，所以能够轻松地制造高频耦合器11。

将再次参考图1A和1B描述复合通信装置的收发单元的构造。

在线圈12中，通过分割导体来扩大导体的表面面积，能够提高线圈的Q值。此外，为了抑制温度的增加，可以通过卷绕绞合线(litzwire)来形成线圈12。

如上所述，磁性片13用于遮挡在非接触供电时从线圈12生成的磁通。因此，磁通不会从高频耦合器11的接地部(未示出)到达被磁性片13覆盖的基板14的大部分金属部分，从而能够防止磁能在金属中被消耗。此外，磁性片13用作磁轭(其是增大磁体的吸附力的软铁板)并且用于增大磁性。

在高频耦合器与线圈(用于电力供给或者电力接收)一起设置在磁性片上的构造中，如图10A和10B中那样，穿过线圈的磁通与高频耦合器的例如接地部等金属部分联锁，从而可能因为涡电流而发热(如上所述)。

然而，在本实施例的复合通信装置中，如图1A和1B中那样，在磁性片13中形成有开口13A，使得高频耦合器11的耦合电极部分从开口13A暴露至收发表面，并且例如接地部等大部分金属部分隐藏在磁性片13下方。

具有这种构造的复合通信装置能够通过尽可能地抑制近程无线传送和非接触供电的效率恶化来传送数据和供给电力。

在图1A和1B所示的构造示例中，磁性片13的开口13A形成在与线圈12的中心部分相对应的部分中，使得高频耦合器11的耦合电极从线圈12的中心部分暴露至收发表面。

当高频耦合器11的耦合电极与线圈12的中心部分位于几乎相同的位置时，数据传送和非接触供电的接触点彼此重合。因此，在耦合电极和线圈的配置相同的发送器和接收器之间，近程位置的自由度得到了提高。如图5所示，通过在发送器和接收器之间使线圈12的中心位置彼此匹配，即使在发送器和接收器沿任何旋转方向接近时，都能同时进行电力供给和高速数据传送。

总之，由于非接触供电线圈12和高频耦合器11彼此一体化，使得本实施例的复合通信装置得到小型化，配备装置的效率(空间效率)得到提高。

在图1A和1B所示的构造示例中，构造成安装信号线电缆16的连接器15与高频耦合器11一起形成在线圈12内，并经由开口13A向外部暴露。因此，当连接器15也设置在线圈12内时，在其上安装有高频耦合器11的基板14能够做得紧凑，从而使整个复合通信装置能够得到小型化。另一方面，由于由金属制成的信号线电缆16横越线圈12的上表面，所以磁通在非接触供电时穿过信号线电缆16，从而可能出现因涡电流而发热的问题。

图6A是示出了从上表面观察时的复合通信装置的收发单元的另一构造的图。图6B是示出了该收发单元的截面构造的图。该构造与图1A和1B所示构造示例的相同之处在于，收发单元包括高频耦合器11、非接触供电(电力供给或者电力接收)线圈12和磁性片13，高频耦合器11出现在线圈12的中心部分附近，并且在其上安装有高频耦合器11的基板14被磁性片13覆盖。虽然图中未示出，但是装置的例如基板等金属定位在磁性片13下方。然而，该构造与图1A和1B所示构造示例的不同之处在于，连接器15设置在线圈12外。

在图6A和6B所示的构造示例中，连接至连接器15的信号线电缆16在不横越线圈12的上表面的情况下连接至通信电路单元(未示出)。在该情况下，因为磁通在非接触供电时不穿过由金属制成的信号线电缆16，所以不会出现因涡电流而生成热的问题。然而，与图1A和1B所示的构造示例相比，在其上安装有高频耦合器11的基板14的尺寸可能增大，因此复合通信装置的整个尺寸可能增大。

图7A是示出了从上表面观察时的复合通信装置的收发单元的另一构造的图。图7B是示出了该收发单元的截面构造的图。该构造与图1A和1B所示构造示例的相同之处在于，收发单元包括高频耦合器11、非接触供电(电力供给或者电力接收)线圈12和磁性片13，高频耦合器11出现在线圈12的中心部分附近，并且在其上安装有高频耦合器11的基板14被磁性片13覆盖。虽然图中未示出，但是装置的例如基板等金属定位在磁性片13下方。构造成在高频耦合器11上安装信号线电缆16的连接器15经由一通孔(未示出)设置在基板14的后表面上。

在图7A和7B所示的构造示例中，安装在连接器15上的信号线电缆16在不横越线圈12的上表面的情况下连接至通信电路单元(未示出)。也就是说，由于连接至连接器15的信号线电缆16隐藏在磁性片13下方，所以从线圈12生成的磁通在非接触供电时不会到达信号线电缆16，从而不会因涡电流而生成热。

图8A是示出了从上表面观察时的复合通信装置的收发单元的另一构造的图。图8B是示出了该收发单元的截面构造的图。该构造与图1A和1B所示构造示例的相同之处在于，收发单元包括高频耦合器11、非接触供电(电力供给或者电力接收)线圈12和磁性片13，高频耦合器11出现在线圈12的中心部分附近，并且在其上安装有高频耦合器11的基板14被磁性片13覆盖。虽然图中未示出，但是装置的例如基板等金属定位在磁性片13下方。

在图8A和8B所示的构造示例中，通信电路单元17与高频耦合器11一起安装在基板14上。然而，高频耦合器11设置在线圈12的中心部分附近，而通信电路单元17设置在线圈12外。高频耦合器11和通信电路单元17经由由形成在基板14的内层中的带状线(stripline)形成的高频传输线彼此连接。

由于由带状线形成的高频信号传输线隐藏在磁性片13下方，所以从线圈12生成的磁通在非接触供电时不会到达信号线电缆16，从而不会因涡电流而生成热。在高频耦合器11和通信电路单元17通过由带状线形成的高频传输线18彼此连接的构造中，在图6A、6B、7A和7B所示构造示例中示出的连接器15不是必要的。也就是说，由于连接器15和信号线电缆16被由带状线形成的高频传输线18代替，所以能够节省空间。

此外，作为将高频耦合器11连接至通信电路单元17的高频信号传输线18，可以使用形成在基板14的表面上的微型带状线(未示出)来代替图8A和8B所示构造中形成在基板14的内层中的带状线。

此外，本技术也可以构造成如下。

(1)一种通信装置，包括：

包括有开口的磁性片；

设置在所述磁性片上的非接触供电线圈；

高频耦合器，包括耦合电极、接地部和构造成增大流入所述耦合电极中的电流量的共振单元，并且构造成使得所述耦合电极经由所述开口出现在所述磁性片上；和

处理由所述耦合电极收发的高频信号的通信电路单元。

(2)如(1)所述的通信装置，

其中，形成有由连接蓄积在所述耦合电极中的电荷的中心与蓄积在所述接地部中的镜像电荷的中心的线段构成的微小偶极子，并且所述高频信号被传送至通信伙伴，所述通信伙伴设置成面对所述通信装置，以使所述通信伙伴与所述微小偶极子的方向之间形成的角度θ大致为0度。

(3)如(1)或(2)所述的通信装置，

其中，所述磁性片在所述非接触供电线圈的中心部分附近包括所述开口，

其中，所述耦合电极设置在所述非接触供电线圈的内侧，并且经由所述开口出现在所述磁性片上，并且

其中，所述接地部和所述共振单元隐藏在所述磁性片下方。

(4)如(1)或(2)所述的通信装置，

其中，所述高频耦合器包括基板、形成为所述基板上的导体图案的所述接地部、从所述接地部起以预定高度保持在所述基板上的所述耦合电极和设置在所述基板上的所述共振单元，

其中，所述磁性片在所述非接触供电线圈的中心部分附近包括所述开口，

其中，所述耦合电极设置在所述非接触供电线圈的内侧，并且经由所述开口出现在所述磁性片上，并且

其中，包括有所述接地部和所述共振单元的所述基板隐藏在所述磁性片下方。

(5)如(1)-(4)中的任一项所述的通信装置，

其中，所述耦合电极由呈带状以缩小体积的导体形成。

(6)如(3)或(4)所述的通信装置，进一步包括：

构造成安装将所述耦合电极连接至所述通信电路单元的信号线电缆的连接器。

(7)如(6)所述的通信装置，

其中，所述连接器设置在所述非接触供电线圈的内侧，并且与所述耦合电极一起经由所述开口出现在所述磁性片上，并且

其中，安装在所述连接器上的所述信号线电缆横越所述非接触供电线圈的上表面，从而连接至所述通信电路单元。

(8)如(6)所述的通信装置，

其中，所述连接器设置在所述非接触供电线圈的外侧，并且

其中，安装在所述连接器上的所述信号线电缆在不横越所述非接触供电线圈的上表面的情况下，连接至所述通信电路单元。

(9)如(6)所述的通信装置，

其中，所述连接器设置在所述磁性片下方，并且

其中，安装在所述连接器上的所述信号线电缆在不横越所述非接触供电线圈的上表面的情况下，连接至所述通信电路单元。

(10)如(4)所述的通信装置，

其中，所述通信电路单元安装在所述基板上，并且经由由形成于所述基板内层中的带状线形成的信号传输线连接至所述耦合电极。

(11)如(4)所述的通信装置，

其中，所述通信电路单元安装在所述基板上，并且经由由形成于所述基板的表面中的微型带状线形成的信号传输线连接至所述耦合电极。

(12)一种通信系统，设置有多个通信装置，每个通信装置包括：

非接触供电线圈；

磁性片，设置在所述非接触供电线圈下方，并且包括位于所述非接触供电线圈的中心部分附近的开口；和

高频耦合器，构造成包括耦合电极、接地部和共振单元，并且构造成使得所述耦合电极经由所述开口出现在所述磁性片上。

本领域的技术人员应该明白的是，在所附权利要求或其等同方案的范围内，可根据设计要求和其它因素做出各种修改、组合、子组合和变更。

根据本技术的实施例的复合通信装置适用于各种信息装置，例如便携式终端的托座或者具有非接触无线传送功能的个人计算机。

总之，本技术的实施例不应该解释为限制所描述的内容。本技术的要旨应该基于权利要求来确定。

本公开包含与2011年6月27日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2011-141584所公开的主题有关的主题，其全部内容通过引用并入本文。

Claims (11)

1.一种通信装置，包括：

包括有开口的磁性片；

设置在所述磁性片上的非接触供电线圈；

高频耦合器，包括耦合电极、接地部和构造成增大流入所述耦合电极中的电流量的共振单元，并且构造成使得所述耦合电极经由所述开口出现在所述磁性片上；和

处理由所述耦合电极收发的高频信号的通信电路单元，

其中，所述高频耦合器包括基板、形成为所述基板上的导体图案的所述接地部、从所述接地部起以预定高度保持在所述基板上的所述耦合电极和设置在所述基板上的所述共振单元，

其中，所述磁性片在所述非接触供电线圈的中心部分附近包括所述开口，

其中，所述耦合电极设置在所述非接触供电线圈的内侧，并且经由所述开口出现在所述磁性片上，并且

其中，包括有所述接地部和所述共振单元的所述基板隐藏在所述磁性片下方。

2.如权利要求1所述的通信装置，

其中，形成有由连接蓄积在所述耦合电极中的电荷的中心与蓄积在所述接地部中的镜像电荷的中心的线段构成的微小偶极子，并且所述高频信号被传送至通信伙伴，所述通信伙伴设置成面对所述通信装置，以使所述通信伙伴与所述微小偶极子的方向之间形成的角度θ大致为0度。

3.如权利要求1所述的通信装置，

其中，所述磁性片在所述非接触供电线圈的中心部分附近包括所述开口，

其中，所述耦合电极设置在所述非接触供电线圈的内侧，并且经由所述开口出现在所述磁性片上，并且

其中，所述接地部和所述共振单元隐藏在所述磁性片下方。

4.如权利要求1所述的通信装置，其中，所述耦合电极由呈带状以缩小体积的导体形成。

5.如权利要求3所述的通信装置，还包括：构造成安装将所述耦合电极连接至所述通信电路单元的信号线电缆的连接器。

6.如权利要求5所述的通信装置，

其中，所述连接器设置在所述非接触供电线圈的内侧，并且与所述耦合电极一起经由所述开口出现在所述磁性片上，并且

其中，安装在所述连接器上的所述信号线电缆横越所述非接触供电线圈的上表面，从而连接至所述通信电路单元。

7.如权利要求5所述的通信装置，

其中，所述连接器设置在所述非接触供电线圈的外侧，并且

其中，安装在所述连接器上的所述信号线电缆在不横越所述非接触供电线圈的上表面的情况下，连接至所述通信电路单元。

8.如权利要求5所述的通信装置，

其中，所述连接器设置在所述磁性片下方，并且

其中，安装在所述连接器上的所述信号线电缆在不横越所述非接触供电线圈的上表面的情况下，连接至所述通信电路单元。

9.如权利要求1所述的通信装置，其中，所述通信电路单元安装在所述基板上，并且经由由形成于所述基板内层中的带状线形成的信号传输线连接至所述耦合电极。

10.如权利要求1所述的通信装置，其中，所述通信电路单元安装在所述基板上，并且经由由形成于所述基板的表面中的微型带状线形成的信号传输线连接至所述耦合电极。

11.一种通信系统，设置有多个通信装置，每个通信装置包括：

非接触供电线圈；

磁性片，设置在所述非接触供电线圈下方，并且包括位于所述非接触供电线圈的中心部分附近的开口；和

高频耦合器，构造成包括耦合电极、接地部和共振单元，并且构造成使得所述耦合电极经由所述开口出现在所述磁性片上，

其中，所述高频耦合器包括基板、形成为所述基板上的导体图案的所述接地部、从所述接地部起以预定高度保持在所述基板上的所述耦合电极和设置在所述基板上的所述共振单元，

其中，所述磁性片在所述非接触供电线圈的中心部分附近包括所述开口，

其中，所述耦合电极设置在所述非接触供电线圈的内侧，并且经由所述开口出现在所述磁性片上，并且

其中，包括有所述接地部和所述共振单元的所述基板隐藏在所述磁性片下方。