JP2009535959A

JP2009535959A - 通信装置及び通信装置用電気回路

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Publication number: JP2009535959A
Application number: JP2009508590A
Authority: JP
Inventors: シャッフラージェラルド; マーリンエーリヒ
Original assignee: NXP BV
Current assignee: NXP BV
Priority date: 2006-05-04
Filing date: 2007-04-27
Publication date: 2009-10-01
Also published as: CN101438293A; EP2019993A1; EP2019993B1; WO2007129252A1; DE602007009086D1; US7907057B2; US20090189769A1; ATE480830T1

Abstract

他の通信装置（５００）と通信する通信装置（２００）用の電気回路であって、前記他の通信装置（５００）と誘導的に通信するようにした誘導性アンテナ素子（１０１）と、前記他の通信装置（５００）と容量的に通信するようにした容量性アンテナ素子（１０２）と、前記誘導性アンテナ素子（１０１）及び前記容量性アンテナ素子（１０２）のインピーダンスを整合させるようにした共通整合回路（１０５）とを有する当該電気回路を提供する。

Description

本発明は、通信装置用電気回路に関するものである。更に、本発明は通信装置に関するものである。

自動識別システムの重要性は、従来から、特にサービス業や、物流分野や、商業分野や、工業生産分野において高まりつつある。識別システムの他の適用は、人間又は動物の識別に関するものである。

特に、（例えば、ＲＦＩＤタグを用いる）トランスポンダシステムのような非接触型の識別システムは、邪魔となるおそれのあるケーブル接続を用いずに、データを高速に無線送信するのに適している。このようなシステムは、特に高周波領域における電磁波の放出及び吸収を用いている。

他の通信機構は、“アクティブデジタルオーラ（Active Digital Aura ）”技術である（http://www.research.philips.com/password/archive/22downloads/pw22_wireless.pdf又は国際公開パンフレットＷＯ０１／１５９３１Ａ１参照）。この技術は、ワイヤを用いない接続が必ずしも“オーバエアー通信”を意味しないという認識に基づくものである。アクティブデジタルオーラ技術は、例えば、情報を伝送するのに電磁界よりはむしろ電界を用いる。信号を小型の装着式タグから身体に容量的に結合することにより、皮膚の表面全体から２〜３cmだけ外側に延在する電界が発生する。リストバンド内に組み込むことのできるタグは、独自のデジタル識別コードによりこの電界を変調する。皮膚に近接する認可された装置は、この識別コードを抽出し、これら装置自体をユーザに特有の個人プロファイルに設定しうるとともに、タグとこの装置との間の認証機構が秘密及び安全を保護する。家庭内の患者監視システムの場合、個人識別情報を用いる身体センサを用いて、患者監視システム自体を、特定の病状が測定されるように自動的に設定するようにすることができる。この技術は更に、携帯電話又はＭＰ３プレーヤに対し用いて、人がこれらを手に取った際にこれらを個人的趣向に自動的に設定するようにすることができる。

国際公開パンフレットＷＯ０１／６７４１３には、静電技術、電界の容量結合、電磁技術、磁界の誘導結合又はこれらの組み合わせを用いて、電力及びデータ信号をソースデバイス（読取装置）及び遠隔に位置するトランシーバ（タグ）へ伝達する、及びこれらから伝達する無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システムが開示されている。静電及び電磁組合せ通信システムでは、静電技術と電磁技術とを組み合わせて、読取装置が下位互換性を有し且つ電磁無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ又は静電ＲＦＩＤタグに対応しうるようにする単一の電磁兼静電読取装置が設けられている。読取装置は、静電電極と電磁誘導コイルとの双方を有するように設計されており、読取装置が静電及び電磁組合せ通信システムにおいて電磁ＲＦＩＤトランシーバと静電ＲＦＩＤトランシーバとの双方に対応しうるようにする為に、これらの設計を含む追加の変更を受信機に組み込んでいる。

しかし、国際公開パンフレットＷＯ０１／６７４１３のシステムは、静電技術、電界の容量結合、電磁技術及び磁界の誘導結合のような異なる技術を組み合わせた場合に生じるおそれのある問題を有している。
ＷＯ０１／１５９３１ＷＯ０１／６７４１３ http://www.research.philips.com/password/archive/22downloads/pw22_wireless.pdf

本発明の目的は、適切な性能を有する通信システムを提供することにある。

この目的を達成するために、通信装置用の電気回路であって、この通信装置は他の通信装置と通信するようになっている当該電気回路が、
誘導性アンテナ素子をこの電気回路に接続するための少なくとも２つの入力端と、
容量性アンテナ素子をこの電気回路に接続するための少なくとも１つの入力端と、
前記入力端に接続され共通整合回路であって、前記誘導性アンテナ素子及び前記容量性アンテナ素子の双方又は何れか一方を介して受信される信号を処理するようにしたこの電気回路の他のユニットに、前記誘導性アンテナ素子及び前記容量性アンテナ素子のインピーダンスを整合させるようにした当該共通整合回路と
を具える電気回路を提供する。

本発明の目的を達成するために、更に、通信装置であって、この通信装置は他の通信装置と通信するようになっている当該通信装置が、
本発明の電気回路と、
前記他の通信装置と誘導的に通信するようにするとともに、前記入力端を介して前記電気回路に接続されている誘導性アンテナ素子と、
前記他の通信装置と容量的に通信するようにするとともに、前記入力端を介して前記電気回路に接続されている容量性アンテナ素子と
を具える通信装置を提供する。

本発明の例により実行しうるデータ処理は、コンピュータプログラムにより、すなわち、ソフトウェアにより、又は１つ以上の電子最適化回路を用いることにより、すなわち、ハードウェアにより、又はハイブリッド形態で、すなわち、ソフトウェアコンポーネントとハードウェアコンポーネントとにより実現しうる。

用語“通信装置”とは、特に、読取装置、又は書込装置、又は情報を他の通信装置から読み取るのと、情報を他の通信装置にプログラミングするのとの双方又は何れか一方を行う読取兼書込装置（例えば、トランスポンダ、読取／書込装置、基地局又はＲＦＩＤタグ）を意味しうる。通信装置は、単方向通信又は双方向通信を行うようにしうる。従って、このような通信装置は、タグのような他の装置と通信するいかなる装置にもすることができる。このような通信装置は、インテロゲータと称することもでき、又ＲＦＩＤのような他の装置と通信し、情報をこの他の装置から読み出すか、又はこの他の装置に書き込むか、又はその双方を行う装置とすることができる。

通信装置はトランスポンダとすることもできる。用語“トランスポンダ”とは、特にＲＦＩＤタグ又はスマートカードを意味しうる。より一般的には、トランスポンダは、インテロゲータからの特別な信号により動作された際に、あるデータ（例えば、符号化データ）を自動的に伝送しうる装置（例えば、チップ）とすることができる。

用語“誘導性”とは、磁気通信機構に関するものとしうる。従って、このような電気的な相互作用機構は、誘導効果を採用しうる。

用語“容量性”とは、キャパシタンス又はキャパシタに関連する特性を表しうる。キャパシタは、電荷が配置しうる一対の導体を有する装置として表すことができる。容量値は、蓄電板間に位置する材料又は身体により変化しうる。

用語“インピーダンス整合”とは特に、（容量性アンテナ及び誘導性アンテナの双方又は何れか一方のような）ソースの出力インピーダンスを、（インピーダンス整合回路により容量性アンテナ及び誘導性アンテナの双方又は何れか一方から分離された処理回路のような）負荷の入力インピーダンスに整合させ、信号又は電力伝達を改善することを意味する。換言すれば、隣接回路間の電力又は信号の伝達を、これら回路が同じ又は適合したインピーダンスを有するようにすることにより改善しうる。

本発明の代表的な例によれば、読み取り及び書き込みの双方又は何れか一方を行う装置であって、このような装置、すなわち通信装置（例えば、携帯電話、ＲＦＩＤタグ、医用センサ等）と、他の通信装置との間で通信を行う当該装置を提供しうる。このような例は、誘導性通信機構と容量性（例えば、身体）結合との選択肢を、特に１つのＲＦフロントエンドを用いることにより、組み合わせて単一の装置にすることができる。特に、近距離通信（ＮＦＣ）と、アクティブデジタルオーラ通信とを単一の装置により行うことができる。従って、誘導性通信路と容量性通信路とを共同作用的に組み合わせて単一の装置にし、妨害のあるいかなるクロストークも２つのシステム間に生ぜしめることなく、双方の通信路を互いに独立させて（例えば、同時に又は順次に）動作させるようにすることができる。

本発明の代表的な例は、純粋な（誘導性）近距離通信装置に比べて、追加の蓄電板をこのような装置に単に取り付け、１つの整合回路を用いて、この装置を容量性通信モード及び誘導性通信モードで動作させるようにすれば充分であるという認識に基づいている。このようにすることにより、ほんの僅かな技術的な努力で適切な性能を達成しうる。

個々に又は組み合わせて用いうる誘導性通信路及び容量性通信路を組み合わせているシステムの品質性能を高くするために、１つの共通の、すなわち共用の整合回路を設け、これを誘導性アンテナ及び容量性アンテナと、処理回路との間に結合することができる。誘導性アンテナ素子及び容量性アンテナ素子の双方に対し共通に設けうる１つのみの共通整合回路により、これらの通信素子のインピーダンスを、接続された処理回路に整合させることができる。従って、機能性及び動作の信頼性を従来のシステムに比べて著しく改善した、簡単で小型で高性能のシステムを提供しうる。

本発明の代表的な例によれば、容量性アンテナ素子（例えば、ダイポールアンテナ）及び誘導性アンテナ素子（例えば、ループアンテナ）を有し、これらの双方が単一の整合回路に接続されているＲＦＩＤ読取装置を提供する。この整合回路は一般に、この整合回路に接続しうる受信ユニット及び論理回路のインピーダンスにアンテナインピーダンスを整合させるのに用いうる。受信ユニットは、フィルタ、復調器等の素子を有しうる。

このようなシステムでは、従来の通信システムに比べて適用性及び融通性を増大させることができる。特に、ＲＦＩＤタグの無線範囲を、身体への容量結合により（例えば、アクティブデジタルオーラ機構を用いることにより）広げることができる。

従って、特に、容量結合システム（アクティブデジタルオーラ（ＡＤＡ））を、誘導結合ＲＦＩＤシステムと組み合わせることができる。

本発明の代表的な態様は、結合プレートを加えるだけで、標準の誘導性ＲＦＩＤシステムに容量結合性を加えることである。この態様は、結合プレートを誘導性アンテナ（例えば、コイル）に並列に加えて、双方の通信チャネルを並列に用いうるようにすることにより、受信機及び整合回路を本質的に変更させることなしに、達成しうる。このことは、ＡＤＡ通信が、純粋なＡＤＡ通信における容量性リンクとして作用する身体による延長部により長距離通信を行うことにより、例えば、アクティブ近距離通信を拡張することを意味する。これによる思わぬ効果は、双方の通信チャネルが、受信回路を著しく変更させることなしに、同じ装置に有効となることである。

従って、共通の受信機及び共通のアンテナ整合回路を有するとともに、純粋に容量性のインタフェース及び純粋に誘導性のインタフェースの双方を有する装置を得ることができる。本発明の例は、双方のアンテナを加えるだけで、同じ整合回路及び１つのみの受信機で、双方のチャネルを用いうるという認識に基づくものである。

本発明の代表的な例によれば、容量性アンテナ（ダイポールアンテナ）及び誘導性アンテナ（ループアンテナ）を有し、これらの双方が単一の整合回路に接続されているＲＦＩＤ読取装置／センサ／インタロゲータを提供しうる。容量結合プレートを、誘導性アンテナ（コイル）に並列に加えて、双方の通信チャネルを並列にすることができる。アンテナシステムは、（誘導結合された）ＲＦＩＤタグとアクティブデジタルオーラ（ＡＤＡ）システムとの組み合わせである回路に用いることができる。ＡＤＡは容量結合システムである。

本発明の代表的な例は、磁気結合及び容量結合を有する読取装置／書込装置を動作させる技術を提供するものであり、これらは同じ周波数帯域（例えば、高周波帯域、特に１３．５６ＭHz帯域）で同時に動作させうる。従って、容量結合素子を追加構成することにより、読取装置／書込装置の磁気アンテナの延長を、磁気機能を無効又は阻害することなしに達成しうる。

（アクティブデジタルオーラのような）容量性身体結合技術によれば、身体が通信装置に充分近づいたことを、又は二人の身体が（例えば、握手により）互いに接触したことが検出されると、２つの通信装置間で通信回路網が自動的に確立されうる。通信チャネルを初期化した後、通信を開始しうる。この場合、人は容量結合素子の容量に寄与し、例えば、蓄電板間の誘電体材料の一部を構成しうる。

（近距離通信のような）誘導結合技術によれば、通信メッセージを誘導結合により２つの通信エンティティ間で伝送しうる。

本発明の例によれば、双方の通信機構を組み合わせることができ、且つ双方の通信路に対しインピーダンス整合を行うことができる。特に、容量結合と誘導結合とに対し同じ通信プロトコルを用いてこれらを実行することができる。本発明によれば、通信装置を双方の通信モード間で能動的に切り換えるのを回避しうる為、多重通信機構の装置の能動素子を単一の通信機構の装置に比べて変更しないですむ。

他の通信装置と通信する通信装置に対する電気回路の更なる代表例を次に説明する。しかし、これらの例は通信装置に対しても適用する。

誘導性アンテナ素子はループアンテナとしうる。ループアンテナは、無線エネルギーを放出し且つ受けるのに都合の良いいかなる断面としうる、一般に円形又は方形の断面とした導電性コイルを有するアンテナとしうる。このような誘導性アンテナ素子は、ワイヤ接続することができ、又はモノリシック集積回路として設けることもできる。

容量性アンテナ素子は、例えば無線周波数帯域における電磁放射を送信又は受信するダイポールアンテナとしうる。用語“ダイポールアンテナ”とは、ダイポール放射（双極子放射）に対する接続を必要としないアンテナである。又、容量性アンテナ素子は通常、有線ソリューションで形成される。しかし、容量性アンテナ素子はモノリシック集積回路素子として設けることもできる。

誘導性アンテナ素子及び容量性アンテナ素子は、順次に又は同時に通信するようにすることができる。特に、２つのアンテナ素子を１つの同じ整合回路に結合することにより、双方のアンテナ素子を互いに独立させて動作させることができる。２つの通信モード間で切換を行うのに能動的な切換を必要としない。換言すれば、到来信号を、相手の通信装置が用いている通信機構に応じて容量的に又は誘導的に処理することができる。容量的な通信路と誘導的な通信路とを同時に用いる場合に、これらの２つの通信路間に妨害のあるクロストークが生じない。

誘導性アンテナ素子及び容量性アンテナ素子は、特に高周波帯域において、互いに同じ周波数帯域を用いて通信するようにすることができる。例えば、１３．５６ＭHzの周波数が適している。しかし、他の周波数帯域を用いることもできる。例えば、ＲＦＩＤタグの場合、米国では、９０２ＭHz〜９２８ＭHzの周波数帯域を用いることができる。欧州では、８６３ＭHz〜８６８ＭHzの周波数帯域を用いることができる。他のＩＳＭ（工業科学医療）帯域、例えば、２．４ＧHz〜２．８３ＧHzも可能である。

電気回路は、少なくとも部分的にモノリシック集積回路として構成することができる。例えば、整合回路と、デジタル論理回路又は処理回路との双方又は何れか一方のような構成素子を、例えば、半導体技術（例えば、シリコン技術）を用いる集積回路技術で製造しうる。しかし、通常ワイヤ接続される電気回路の個々の素子を設けることもできる。例えば、キャパシタンス及びインダクタンスの値を適切にするとともに、（巨視的な）身体（人体）により容量結合機構を変更させうるようにするためには、容量性アンテナ素子及び誘導性アンテナ素子を通常のように製造しうる。

容量性アンテナ素子は、ユーザの身体を含んで容量的に通信するようにしうる。特に、容量性アンテナ素子は、前述したアクティブデジタルオーラ技術に基づいて容量的に通信するようにしうる。例えば、身体をアンテナの蓄電板間に配置するか、又はアンテナの蓄電板のすぐ近くに配置することにより、身体を通信の開始に利用するようにすることができる。例えば、身体のすぐ近くのパーソナル通信オーラを用いて、ボディ結合通信に対する容量結合を得るようにしうる。このようにすることにより、超低電力動作を可能にするばかりでなく、認証及び暗号化の安全度を高くすることができる。

誘導性アンテナ素子は、近距離通信（ＮＦＣ）に基づいて誘導的に通信するようにしうる。用語“近距離通信”、すなわちＮＦＣ技術は、ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０９２規格として認知されており、装置は、完全に触れる距離にもたらされた場合に、ハンドシェーク機能を達成しうる為、このＮＦＣ技術は、直感的で且つ心理的に満足するようにモビリティを家庭用電化製品に近づける技術である。

本発明による電気回路又は通信装置は、無線周波数識別タグ（ＲＦＩＤタグ）又はスマートカードと通信するようにしうる。

ＲＦＩＤタグは、データをプログラミング及び再書き込みしうる（集積回路を有する）半導体チップと、使用する動作周波数帯域に整合された高周波アンテナとを具えるようにしうる。ＲＦＩＤシステムは、ＲＦＩＤタグ以外に、読取／書込装置と、ＲＦＩＤタグ及び読取／書込装置間の双方向無線データ通信を可能にするシステムアンテナとを具えることができる。更に、読取／書込装置を制御するのに入力／出力装置（例えば、コンピュータ）を用いることができる。異なる種類のＲＦＩＤシステム、すなわち、（独自の電源、例えば、バッテリを有する）アクティブＲＦＩＤシステム及び（コイル及びアンテナによりそれぞれ吸収される電磁波に基づいて電源を実現し、アンテナに得られる交流電流を、ＲＦＩＤシステムに含まれる整流用副回路により整流して直流電流を発生させるようにしうる）パッシブＲＦＩＤシステムは互いに区別しうる。

スマートカード又はチップカードは、クレジットカードサイズのカード内に、又はＧＳＭカードのような更に小さいカード内に埋め込まれた極めて小さな安全なクリプトプロセッサとしうる。スマートカードは、通常、バッテリを含んでおらず、電力はカード読取／書込装置により供給される、すなわち、データをスマートカードから読み取るか、又はデータをスマートカードに書き込むことによりスマートカードの機能を制御する読取装置又は書込装置或いはその双方により供給される。スマートカード装置は一般に、金融、アクセス保護及び輸送分野で用いられている。スマートカードは、カード保有者データ（例えば、名前、口座番号、集めたローヤルティポイント数）のようなデータの安全記憶手段として機能する安全性の高いプロセッサを有しうる。これらのデータへのアクセスは、カードが読取／書込端末に挿入された場合のみ可能となるようにしうる。

共通の整合回路は、誘導性アンテナ素子及び容量性アンテナ素子のインピーダンスを、この共通の整合回路に結合された処理ユニットに対し整合させるようにしうる。このような処理ユニットは、シリコン技術で製造しうるマイクロプロセッサとすることができる。このマイクロプロセッサは、受信ユニットと論理ユニットとの双方又はいずれか一方を有しうる。このマイクロプロセッサは更に、フィルタ、復調器、論理回路、暗号化及び暗号解読の双方又はいずれか一方の機構、記憶素子、エネルギー供給ユニット等を有しうる。

本発明の通信装置の更に他の例を次に説明する。しかし、これらの例もこのような通信装置に対する電気回路にも適用しうるものである。

通信装置は、携帯装置として実現しうる。

通信装置は、携帯電話、ＧＳＭ装置、ヘッドホン、イヤホン、ヘッドセット、イヤーピース、イヤーセット、装着式アクチュエータ、ゲーム用装置、ラップトップ型コンピュータ、ポータブルオーディオプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、ＣＤプレーヤ、ハードディスクに基づくメディアプレーヤ、インターネット無線装置、パブリックエンターテインメントデバイス、ＭＰ３プレーヤ、ハイファイシステム、ビークルエンターテインメントデバイス、カーエンターテインメントデバイス、ポータブルビデオプレーヤ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、医療通信システム、装着式デバイス、音声通信装置及び補聴器として実現しうる。“カーエンターテインメントデバイス”は、自動車用のハイファイシステムとしうる。

装置の異なる構成素子間の通信又はある装置と他の装置との間の通信は、有線で（例えば、ケーブルを用いて）或いは無線で（例えば、ＷＬＡＮ、赤外線通信又はブルートゥースを介して）行なうことができる。

本発明の上述した態様及びその他の態様は、以下の実施例に関する説明から明らかとなるであろう。

本発明を以下に詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。

図面は線図的に示すものである。異なる図で類似の又は同一の素子には同じ符号を付してある。

以下に、本発明の代表的な実施例による通信装置１００を、図１を参照して説明する。

この通信装置１００は、ユーザが保持する携帯電話であり、更に接続された他の通信装置（図１に図示せず）からデータを読み取るとともにこの他の通信装置にデータを書き込む読取／書込装置として適応されている。このような他の通信装置は、トランスポンダ又はＲＦＩＤタグとすることができ、或いは他のユーザが保持する他の携帯電話とすることができる。

特に、図１は、他の通信装置と通信する上述したような通信装置１００に対する電気回路の素子を示す。

この電気回路は、他の通信装置と誘導的に通信する誘導性アンテナ素子１０１を有している。換言すれば、ループアンテナとしうるこの誘導性アンテナ素子１０１は、これを介して、受信機／送信機アンテナを有するＲＦＩＤタグと双方向で通信しうる。

更に、この電気回路は、容量結合素子１０２、すなわち、第１の微小蓄電板１０３及び第２の微小蓄電板１０４を有するダイポールアンテナを有し、容量性の通信をも行うようになっている他の通信装置と通信するようになっている。例えば、他の通信装置の蓄電板をユーザの身体を介して蓄電板１０３及び１０４の一方に結合させることができる。このようにすることにより、例えば、アクティブデジタルオーラ通信を、例えば、
http://www.research.philips.com/password/archive/22downloads/pw22_wireless.pdf又は国際公開パンフレットＷＯ０１／１５９３１Ａ１
で説明されているのと同様に開始させることができる。

通信装置１００は、誘導性アンテナ素子（経路）１０１及び容量結合素子（経路）１０２より成る群の如何なる所望の通信機構（スキーム）をも、通信装置１００の通信範囲に入ろうとしている可能な通信相手が提供する結合機構に柔軟に応じて許容するように構成されている。

更に、図１から明らかなように、誘導性アンテナ素子１０１及び容量結合素子１０２は双方とも共通整合回路１０５に結合されており、この共通整合回路１０５は、誘導性アンテナ素子１０１及び容量結合素子１０２のインピーダンスを整合させて、例えば、マイクロプロセッサ又は中央処理ユニット（ＣＰＵ）を有する処理ユニット１０６との適切な相互作用を達成するようにする。

図１の構成では、誘導性アンテナ素子１０１及び容量結合素子１０２が、同時に又は順次に整合回路１０５を介して処理ユニット１０６と通信しうる。システム１００と通信する共通の周波数帯域は１３．５６ＭHzを含む周波数である。

以下に、図２を参照して、本発明の代表的な実施例による通信装置２００の電気回路を詳細に説明する。

図２は、第１の蓄電板１０３に触れることにより、容量結合素子１０２の蓄電板１０３及び１０４の容量特性を個性的に変更するユーザ２０１の身体を示す。図２には示していないが、ユーザ２０１は同時に他の通信装置（図２に図示せず）の蓄電板に触り、容量結合素子（経路）を用いる２つの通信装置間の身体結合通信を開始することができる。

更に、図２には、誘導性アンテナ素子１０１を、詳細にループアンテナとして示している。図２には示していないが、通信装置２００は、誘導結合経路を用いて他の通信装置（例えば、通信装置２００の通信範囲内に位置するＲＦＩＤタグ）と近距離通信（ＮＦＣ）を実行しうる。

図２から明らかなように、共通整合回路１０５は、第１入力端２０２と、第２入力端２０３と、第３入力端２０４とを有する。容量性アンテナ（結合）素子１０２は、第１入力端２０５及び第２入力端２０６を有する。誘導性アンテナ素子１０１は、第１入力端２０７と、第２入力端２０８と、第３入力端２０９とを有する。共通整合回路１０５の第１入力端２０２は、容量性アンテナ素子１０２の第１入力端２０５と、誘導性アンテナ素子１０１の第１入力端２０７とに結合されている。共通整合回路１０５の第２入力端２０３は、誘導性アンテナ素子１０１の第２入力端２０８に結合されている。共通整合回路１０５の第３入力端２０４は、容量性アンテナ素子１０２の第２入力端２０６と、誘導性アンテナ素子１０１の第３入力端２０９とに結合されている。共通整合回路１０５は第１キャパシタ２１０を有し、この第１キャパシタ２１０は、共通整合回路１０５の第１入力端２０２及び第２入力端２０３間に結合されている。又、この共通整合回路１０５は第２キャパシタ２１１を有し、この第２キャパシタ２１１は、共通整合回路１０５の第２入力端２０３及び第３入力端２０４間に結合されている。更に、共通整合回路１０５は第３キャパシタ２１２を有し、この第３キャパシタ２１２は、共通整合回路１０５の第１入力端２０２及び第１出力端２１３間に結合されている。更に、共通整合回路１０５は第４キャパシタ２１４を有し、この第４キャパシタ２１４は、共通整合回路１０５の第３入力端２０９及び第２出力端２１５間に結合されている。

更に、共通整合回路１０５の出力端２１３及び２１５と、プロセッサ回路２１７との間には、ＥＭＣフィルタ回路２１６が結合されている。プロセッサ回路（論理回路）２１７は、近距離通信（ＮＦＣ）を実行しうるＰＮ５１１回路であるが、ＲＳ５３１のような他の任意のＩＣとすることもできる。ＰＮ５１１は、１３．５６ＭHzでの非接触通信用の高集積化通信モジュールである。この通信モジュールは、１３．５６ＭHzでの種々の受動非接触通信法及びプロトコル用に完全に集積化される変調及び復調の優れた概念を利用している。この通信モジュールは、ＩＳＯ１８０９２規格をも利用する。

図２の回路は、後に受信装置に伝送するために、信号をプロセッサ回路２１７から取り出すカップルアウト回路２１８を有する。

図２の回路内の種々の位置に、キャパシタ２２０と、オーム抵抗２２１と、インダクタ２２２と、接地接続部２２３と、電源接続部２２４とが設けられている。更に、プロセッサ回路２１７には、２７．１２ＭHzの基準信号を生じる発振器２２５が接続されている。

特に、回路２１６〜２１８及び１０５は集積回路として設けることができる。

誘導性アンテナ素子１０１のインダクタンス値は、１００ｎＨ〜３μＨとすることができる。容量性アンテナ素子１０２のキャパシタンス値は、数ｐＦとすることができる。キャパシタ２１０〜２１２及び２１４のキャパシタンス値は１０〜数百ｐＦの範囲内とすることができる。従って、「追加的に接続した」容量性アンテナ素子１０２は、キャパシタ回路２１０〜２１２、２１４にほんの僅かだけ影響を及ぼすだけであり、このことは、容量性アンテナ素子１０２を、図２のその他の部分の大きな設計のし直しを行う必要なく、加えることができることを意味するものである。

ＥＭＣフィルタ回路２１６のキャパシタ２２０のキャパシタンス値は、数ｐＦ程度とすることができる。ＥＭＣフィルタ回路２１６のインダクタ２２２のインダクタンス値は、１００ｎＨ〜１μＨ程度としうる。カップルアウト回路２１８のキャパシタ２２０のキャパシタンス値は１００ｎＦ程度（接地接続部２２３に結合されたフィルタキャパシタ２２０）及び１ｎＦ程度（抵抗２２１間に結合されたブロッキングキャパシタ２２０）としうる。カップルアウト回路２１８の抵抗２２１のオーム抵抗値は、（約）１ｋΩとすることができる。

上述した値は、通信装置２００の性能を最適にするための、特に性能を動作周波数（例えば、１３．５６ＭHz）に応じて調整する設計上のパラメータである。

図３は、アクティブデジタルオーラシステムの概念を示す線図である。

このような通信システムでは、ユーザ２０１の身体が、送信機ユニット３０２の電極３００と受信機ユニット３０３の電極３０１との間に存在する。信号発生器３０４が信号を発生し、この信号は変調器３０５を用いて変調させることができる。ユーザ２０１の身体を容量的に介在する電極３００及び３０１間の通信を介して、信号を受信機ユニット３０３の復調器３０６に供給することができる。信号検出器３０７により信号を抽出することができる。

図４は、読取装置４００と能動識別（ActID ）モジュール４０１との間の通信機構を示す。

読取装置４００は、ＵＨＦ受信機４０２、マイクロコントローラ４０３及び１２５ｋHz送信機４０４を有する。容量性通信４０５を用いることにより、信号をActID モジュール４０１に供給することができる。これらの信号を１２５ｋHz受信機４０５により受信しうる。更に、ActID モジュール４０１は、ウェークアップパターン検出器４０６と、パワーマネージメント（電源管理）ユニット４０７と、マイクロプロセッサ４０８とを有する。

図４のシステムはＡＤＡモジュールとして用いることができる。

図５は、本発明の代表的な実施例による、２つの通信装置２００及び５００より成る通信システムを示す。

二人のユーザ２０１及び５０１は、（上述したように構成した）通信装置２００及び５００内に電子的に記憶されたこれらユーザのビジッティングカード（名刺）を交換するために握手する。手が触れあい、これと同時に、これらユーザのそれぞれの通信装置２００及び５００の電極１０３が互いに接触することにより、これらユーザ２０１及び５０１は、通信装置２００及び５００の容量結合路を介する身体結合通信を開始する。従って、通信装置２００及び５００内に電子的に記憶された個人情報のビジッティングカードが、容量結合路を介して通信装置２００及び５００間で自動的に交換される。この通信には、ユーザ２０１及び５０１が立っている大地５０２を介する周囲への結合を含む。

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、当業者は、特許請求の範囲に規定した本発明の範囲を逸脱することなく、種々の変形例を設計しうるものである。又、特許請求の範囲で用いる用語「具える」は、他の素子の存在を排除するものではない。デバイスに関する請求項においては、列挙する幾つかの手段は同一のソフトウェア又はハードウェアにより構成しうる。又、ある手段を互いに異なる従属請求項で述べているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせを用いるのが有利でないということを意味するものではない。

図１は、本発明の代表的な実施例による通信装置を示す線図である。図２は、本発明の他の代表的な実施例による通信装置を示す線図である。図３は、アクティブデジタルオーラ機能を有する本発明の代表的な実施例による通信装置の構成素子を示す線図である。図４は、アクティブデジタルオーラ機能を有する本発明の代表的な実施例による通信装置の他の構成素子を示す線図である。図５は、本発明の代表的な実施例による２つの通信装置より成る通信システムを示す線図である。

Claims

通信装置用の電気回路であって、この通信装置は他の通信装置と通信するようになっている当該電気回路が、
誘導性アンテナ素子をこの電気回路に接続するための少なくとも２つの入力端と、
容量性アンテナ素子をこの電気回路に接続するための少なくとも１つの入力端と、
前記入力端に接続された共通整合回路であって、前記誘導性アンテナ素子及び前記容量性アンテナ素子の双方又は何れか一方を介して受信される信号を処理するようにしたこの電気回路の他のユニットに、前記誘導性アンテナ素子及び前記容量性アンテナ素子のインピーダンスを整合させるようにした当該共通整合回路と
を具える電気回路。
請求項１に記載の電気回路において、前記誘導性アンテナ素子及び前記容量性アンテナ素子は、互いに独立して通信するようになっている電気回路。
請求項１に記載の電気回路において、前記誘導性アンテナ素子及び前記容量性アンテナ素子は、高周波帯域におけるのが好ましい同じ周波数帯域を用いて通信するようになっている電気回路。
請求項１に記載の電気回路において、前記容量性アンテナ素子は、ユーザの身体を含んで容量的に通信を行うようになっている電気回路。
請求項１に記載の電気回路において、前記容量性アンテナ素子は、アクティブデジタルオーラ技術に基づいて容量的に通信を行うようになっている電気回路。
請求項１に記載の電気回路において、前記誘導性アンテナ素子は、近距離通信に基づいて誘導的に通信を行うようになっている電気回路。
請求項１に記載の電気回路において、前記誘導性アンテナ素子は、無線周波数識別タグ又はスマートカードと誘導的に通信を行うようになっている電気回路。
通信装置であって、この通信装置は他の通信装置と通信するようになっている当該通信装置が、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電気回路と、
前記他の通信装置と誘導的に通信するようにするとともに、前記入力端を介して前記電気回路に接続されている誘導性アンテナ素子と、
前記他の通信装置と容量的に通信するようにするとともに、前記入力端を介して前記電気回路に接続されている容量性アンテナ素子と
を具える通信装置。
請求項８に記載の通信装置において、この通信装置は、前記他の通信装置からデータを読み取る読取装置と、前記他の通信装置にデータを書き込む書込装置と、前記他の通信装置からデータを読み取るとともに前記他の通信装置にデータを書き込む読取／書込装置との少なくとも１つとして適合されている通信装置。
請求項８に記載の通信装置において、この通信装置は、携帯電話と、パーソナルデジタルアシスタントと、ＧＳＭ装置と、ヘッドホンと、イヤホンと、ヘッドセットと、イヤーピースと、イヤーセットと、装着式アクチュエータと、ゲーム用装置と、ポータブルオーディオプレーヤと、ＤＶＤプレーヤと、ＣＤプレーヤと、ハードディスクに基づくメディアプレーヤと、インターネット無線装置と、パブリックエンターテインメントデバイスと、ＭＰ３プレーヤと、ハイファイシステムと、ビークルエンターテインメントデバイスと、カーエンターテインメントデバイスと、ポータブルビデオプレーヤと、医療通信システムと、装着式デバイスと、音声通信装置と、補聴器との群のうち少なくとも１つとして実現されている通信装置。