JP2013121034A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通信装置の送受信性能を向上する。
【解決手段】一つの実施形態によれば、通信装置は、基板、通信部、第１の信号線、端子、第２の信号線、信号電極、筺体、及び導電体が設けられる。基板は基準電位電極が設けられる。通信部は基板の第１主面上に設けられる。第１の信号線は基板の第１主面上に設けられ、一端が通信部に接続される。端子は基板の第１主面上に設けられ、一端が第１の信号線の他端に接続される。第２の信号線は基板の第１主面側に設けられ、一端が端子の他端に接続され、端子を介して第１の信号線に接続される。信号電極は基板の第１主面側に設けられ、第２の信号線の他端に接続される。筺体は基板、通信部、第１の信号線、端子、第２の信号線、及び信号電極を覆って内部に収納する。導電体は筺体の外側に信号電極と相対向するように配置され、信号電極の外周よりも外周部が外側に延在する。通信装置は生体を介してデータ通信を行う。
【選択図】 図２

Description

本発明の実施形態は、通信装置に関する。

人体などの生体を介して通信データを送受信する人体通信が各方面で開発されている。人体通信では、人体を伝送路の一部として利用する通信装置に２つの電極が設置される。一つは信号線に接続された信号電極であり、もう一方は基準電位を持つ通信装置の接地電位に接続される基準電位電極である。信号電極同士は主に人体を介して結合し、基準電位電極同士は主に空間や大地を介して結合することで、通信装置は信号電極と基準電位電極の間の電位差を伝達する。

信号電極は、水の浸入、表面の劣化、摩耗等を考慮して筺体の内側に配置される。この場合、人体と信号電極の間の容量結合は筺体を介しているので、人体表面から距離が同一ではなくなる。このため、人体表面に対して垂直な電界成分が減少して送受信性能が劣化するという問題点がある。また、筺体は直接人体と接触するので筺体の強度が低下するという問題点がある。

特開２００３−３７５６６号公報

本発明は、送受信性能を向上することができる通信装置を提供することにある。

一つの実施形態によれば、通信装置は、基板、通信部、第１の信号線、端子、第２の信号線、信号電極、筺体、及び導電体が設けられる。基板は基準電位電極が設けられる。通信部は基板の第１主面上に設けられる。第１の信号線は基板の第１主面上に設けられ、一端が通信部に接続される。端子は基板の第１主面上に設けられ、一端が第１の信号線の他端に接続される。第２の信号線は基板の第１主面側に設けられ、一端が端子の他端に接続され、端子を介して第１の信号線に接続される。信号電極は基板の第１主面側に設けられ、第２の信号線の他端に接続される。筺体は基板、通信部、第１の信号線、端子、第２の信号線、及び信号電極を覆って内部に収納する。導電体は筺体の外側に信号電極と相対向するように配置され、信号電極の外周よりも外周部が外側に延在する。通信装置は生体を介してデータ通信を行う。

第１の実施形態に係る通信システムの構成を示す図である。 第１の実施形態に係る通信装置の構成を示す図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う通信装置の断面図である。 第１の実施形態に係る通信装置で発生する電界を示す図である。 第１の実施形態に係る比較例の通信装置で発生する電界を示す図である。 第１の実施形態に係る通信装置の受信電力を示す図である。 第１の実施形態に係る信号電極が生体と接触した場合での信号の流れを示す図である。 第１の実施形態に係る通信装置での導電体が生体と接触した場合での信号の流れを示す図である。 第１の実施形態に係る比較例の通信装置での筺体が生体と接触した場合での信号の流れを示す図である。 第１の変形例の通信装置の構成を示す図である。 第２の実施形態に係る通信装置の構成を示す図である。 第３の実施形態に係る通信装置を示す図、図１２（ａ）は平面図、図１２（ｂ）は断面図である。 第４の実施形態に係る通信装置を示す図、図１３（ａ）は平面図、図１３（ｂ）は断面図である。 第２の変形例の通信装置を示す図、図１４（ａ）は平面図、図１４（ｂ）は断面図である。 第５の実施形態に係る通信装置の構成を示す図である。 図１５のＢ−Ｂ線に沿う通信装置の断面図である。

以下本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第一の実施形態に係る通信装置について、図面を参照して説明する。図１は通信システムの構成を示す図である。図２は通信装置の構成を示す図である。図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。本実施形態では、筺体内側に設けられる信号電極と相対向するように筺体外側に導電体を配置することにより、送受信性能を向上させている。

図１に示すように、通信システム１には、通信装置１００及び通信装置２００が設けられる。通信システム１は、電界方式を用いて、人体などの生体２０を介して通信装置１００と通信装置２００の間をウエラブル・コンピューティング通信する。

通信システム１では、例えば通信装置１００の通信部１０４が送信部（Ｔｘ）の場合、通信部１０４から送信されるデータは、通信電極１０８、導電体１０９、生体２０、導電体２０９、及び通信電極２０８を介して通信装置２００の通信部２０４に伝送され、通信部２０４が受信部（Ｒｘ）となる。一方、通信装置２００の通信部２０４が送信部（Ｔｘ）の場合、通信装置１００の通信部１０４が受信部（Ｒｘ）となる。

ここで、データ通信時、導電体１０９及び導電体２０９は、例えば生体２０の手に触れる、或いは手をかざした状態となっている。電界方式とは、送付したい情報を人体などの生体２０表面に沿う電界に変化を与えて通信を行う方式である。このとき、人体などの生体２０が、電極に触れずに電極に手をかざしたりすることにより、電極と人体などの生体の間でデータ通信が実行される。このデータ通信での通信周波数（搬送周波数とも呼称される）は、例えば数１００ｋＨｚから数十ＭＨｚの範囲である。

なお、図１では、生体２０として人体（人間）を考慮しているが必ずしもこれに限定されるものではない。人体の代わりに犬や猫等の動物であってもよい。

図２に示すように、通信装置１００には、基板１０３、通信部１０４、信号線１０５、端子１０６、信号線１０７、信号電極１０８、導電体１０９、筺体１１０、及びビア１１１が設けられる。通信装置１００では、生体２０と導電体１０９の間、導電体１０９と信号電極１０８の間に容量結合が発生し、その結果、生体２０の表面上に電界が発生しデータ通信が行われる。なお、通信装置２００では、生体２０と導電体２０９の間、導電体２０９と信号電極２０８の間に容量結合が発生しているため、導電体２０９を介して人体表面上に発生した電界を信号電極２０８で受信する。

基板１０３は、誘電体部１０１と基準電位電極１０２から構成される。基準電位電極１０２は、接地電極とも呼称される。誘電体部１０１は、基準電位電極１０２の第一主面（表面）上に設けられる。誘電体部１０１は、例えば絶縁性セラミック或いは絶縁性有機物等から構成される。基準電位電極１０２は、例えば銅（Ｃｕ）或いは金（Ａｕ）などの金属層から構成される。

通信部１０４は、誘電体部１０１の第一主面（表面）上に設けられ、データの送受信を行う。信号線１０５は、誘電体部１０１の第一主面（表面）上に設けられ、一端が通信部１０４に接続される。端子１０６は、誘電体部１０１の第一主面（表面）上に設けられ、信号線１０５の他端に接続される。通信部１０４の接地電極は、図示していないがビアを介して基準電位電極１０２に接続される。

信号線１０７は、誘電体部１０１の第一主面（表面）側（具体的には、端子１０６上）に設けられ、一端が端子１０６に接続される。信号線１０７上には、信号線１０７の他端に接続される信号電極１０８が設けられる。信号電極１０８は、四角形形状を有する（図中真上から見て）。ここでは、信号線１０７は、基板１０３に対して垂直方向に配置される。なお、端子１０６はビア１１１を介して基準電位電極１０２に接続される（詳細は後述する）。

筺体１１０は、水平方向が高さ方向よりも大きい四角柱形状を有する。筺体１１０は、通信部１０４、信号線１０５、端子１０６、信号線１０７、及び信号電極１０８を覆って内部に収納する。

導電体１０９は、筺体１１０の外側の３面（図中の上面、右側面、底面）に配置される。筺体１１０の外側上面に設けられる導電体１０９は、筺体１１０の内側に配置される信号電極１０８に対して相対向するように配置され、信号電極１０８の外周よりも外周部が距離Ｌ分だけ外側に延在するように筺体１１０の外側に配置される。

ここで、導電体１０９には、例えば銅泊などの導電性金属シート、塗布或いはインクジェット法を用いて薄膜化及び焼結化された導電性インク、或いはＩＴＯ（indium tin oxide）などの透明電極膜などが使用される。導電性インクを用いた場合、筺体１１０の形状によらず筺体１１０の外側に容易に導電体１０９を形成することができる。透明電極膜を用いた場合、表示装置（ディスプレイ）や操作部に重ねて設置しても表示内容を認識することができる。

導電体１０９を筺体１１０の外側に配置すると、通信装置１００の送受信性能を向上することができ（詳細は後述）、また通信装置１００の防水性能や筺体１１０の強度を向上することができる。

図３に示すように、信号線１０５は、エッチング等によって誘電体層101上に形成されたものである。

端子１０６は、内導体部２１、外導体部２２、誘電体層２３、及び誘電体層２４から構成される。端子１０６の中央部には内導体部２１が設けられ、内導体部２１の周囲には誘電体層２３が設けられる。外導体部２２は、誘電体層２３を介して内導体部２１の周囲に設けられる。外導体部２２の周囲には誘電体層２４が設けられる。

信号線１０７は、内側信号線１１及び誘電体層１２から構成される。信号線１０７の中央部には内側信号線１１が設けられ、内側信号線１１の周囲には誘電体層１２が設けられる。

信号線１０５は、一端が通信部１０４に接続され、他端が端子１０６の内導体部２１の一端に接続される。

端子１０６の内導体部２１は、他端が信号線１０７の内側信号線１１の一端に接続される。端子１０６の外導体部２２は、一端がビア１１１を介して基準電位電極１０２に接続される。

信号線１０７の内側信号線１１は、他端が信号電極１０８に接続される。信号電極１０８は、厚さＴ１を有する筺体１１０の内壁に設けられる。導電体１０９は、厚さＴ２を有し、筺体１１０の外側の３面（上面、右側面、底面）に配置される。導電体１０９は、筺体１１０で基準電位電極１０２と電気的に分離され、生体２０が接触していないときはフローティング状態となっている。

次に、筺体外側に設けられた導電体の効果について図４及び図５を参照して説明する。図４は通信装置で発生する電界を示す図である。図５は比較例の通信装置で発生する電界を示す図である。

図４に示すように、通信システム１では、通信装置１００の通信部１０４から出力される信号が信号電極１０８に送信されると、信号電極１０８には信号レベルに応じた電位が発生する。信号電極１０８は筺体１１０を介して導電体１０９と相対向するように配置されているので、容量結合により導電体１０９にも信号電極１０８と同等の電位が発生する。導電体１０９に生体２０の手が接触或いはかざした状態になると導電体１０９と生体２０表面の間に容量結合が発生する。このため、矢印で示すような生体２０表面に対して垂直な電界３０１が発生する。

この電界の強度は、通信部１０４から出力される信号のレベルによって変動するので電波が発生する。この電波の電界成分は、生体２０表面に対して垂直であり、境界面である生体２０表面に沿って通信装置２００側に伝搬する。受信側である通信装置２００側では、導電体２０９と生体２０の間で容量結合が発生し、生体２０表面に対して垂直な電界成分に対して受信感度が高く、生体２０表面を伝搬して通信装置２００に到達した電波を感度良く受信できる構成となっている。このため、通信システム１では、送受信性能を向上することができる。

一方、図５に示すように、導電体１０９が設けられていない比較例の通信装置１００ｘでは、筺体１１０の内側に配置された信号電極１０８が筺体１１０を介して生体２０表面と容量結合を発生し、矢印で示すように生体２０表面に対して垂直な成分を有する電界が減少して外側に広がった電界４０１が発生する。このため、生体２０表面に沿って伝搬する電波が減少し、受信感度が減少する。したがって、比較例の通信システムでは、送受信性能が劣化する。

次に、通信装置の受信電力について図６乃至９を参照して説明する。図６は通信装置の受信電力を示す図である。図７は信号電極が生体と接触した場合での信号の流れを示す図である。図８は通信装置での導電体が生体と接触した場合での信号の流れを示す図である。図９は比較例の通信装置での筺体が生体と接触した場合での信号の流れを示す図である。

図６では、受信電力Ｐ０（Ｒｘ）、受信電力Ｐ１（Ｒｘ）、及び受信電力Ｐ２（Ｒｘ）を比較表示している。ここでは、受信電力Ｐ０（Ｒｘ）を基準値（０ｄＢ）とし、受信電力Ｐ１（Ｒｘ）と受信電力Ｐ２（Ｒｘ）とを受信電力Ｐ０（Ｒｘ）に対する変化分として表示している。

受信電力Ｐ０（Ｒｘ）は、図７に示すように、通信装置１００ｙの信号電極１０８が生体２０の左手に直接接触し、通信装置２００ｙの信号電極２０８が生体２０の右手に直接接触し、通信装置１００ｙ側から生体２０を介して通信装置２００ｙ側にデータが通信された場合の通信システムでの受信電力である。

受信電力Ｐ１（Ｒｘ）は、図８に示すように、本実施形態の通信装置１００の導電体１０９が生体２０の左手に接触し、本実施形態の通信装置２００の導電体２０９が生体２０の右手に接触し、通信装置１００側から生体２０を介して通信装置２００側にデータが通信された場合の通信システム１での受信電力である。

受信電力Ｐ２（Ｒｘ）は、図９に示すように、比較例の通信装置１００ｘの筺体１１０が生体２０の左手に接触し、比較例の通信装置２００ｘの筺体２１０が生体の右手に接触し、通信装置１００ｘ側から生体２０を介して通信装置２００ｘ側にデータが通信された場合の比較例の通信システムでの受信電力である。

図６に示すように、比較例の通信システムでは、筺体の外側に生体２０の手が直接接触しているので、生体２０表面に対して垂直な成分を有する電界が減少して外側に広がった電界４０１が発生する（図５に表示）。このため、信号電極１０８が生体２０の左手に直接接触し、信号電極２０８が生体２０の右手に直接接触する場合の受信電力Ｐ０（Ｒｘ）に対して、受信電力Ｐ２（Ｒｘ）が３ｄＢ大幅に劣化する。

一方、本実施形態の通信システム１では、通信装置１００の筺体１１０の外側に導電体１０９を設け、通信装置２００の筺体２１０の外側に導電体２０９を設けている。このため、生体２０表面に対して垂直な電界３０１が発生し（図４に表示）、受信電力Ｐ０（Ｒｘ）に対して受信電力Ｐ１（Ｒｘ）が０．１ｄＢしか低下しない。したがって、受信電力Ｐ１（Ｒｘ）をほぼ受信電力Ｐ０（Ｒｘ）と同レベルに維持することができ、受信感度を大幅に向上することができる。

上述したように、本実施形態の通信装置では、通信装置１００及び通信装置２００が通信システム１に含まれ、生体２０を介して通信装置１００と通信装置２００の間でデータ通信が行われる。通信装置１００には、基板１０３、通信部１０４、信号線１０５、端子１０６、信号線１０７、信号電極１０８、導電体１０９、筺体１１０、及びビア１１１が設けられる。導電体１０９は、筺体１１０の外側の３面に配置される。筺体１１０の外側上面に設けられる導電体１０９は、筺体１１０の内側に配置される信号電極１０８に対して相対向するように配置され、信号電極１０８の外周よりも外周部が距離Ｌ分だけ外側に延在するように筺体１１０を介して配置される。

このため、基板１０３と物理的に接続されない導電体１０９が筺体１１０の外側に配置されているので、通信装置１００の受信感度を大幅に向上することができる。また、通信装置１００の防水性及び筺体１１０の強度を向上することができる。したがって、通信システム１の送受信性能を大幅に向上することができる。また、電体１０９を筺体１１０の外側の複数面に配置することにより、通信装置１００のも持ち方や衣服などのポケット内での向きによらず受信感度を維持することができる。

なお、本実施形態では、導電体１０９を信号電極１０８に対して筺体１１０を介して相対向するように筺体外側に配置し、信号電極１０８の外周より距離Ｌだけ外側に延在するように設けているが必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、図１０に示す第１の変形例の通信装置１００ａのように導電体１０９ａを配置してもよい。具体的には、信号電極１０８が当接する筺体１１０の外側一面を覆うように導電体１０９ａを配置してもよい。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る通信装置について、図面を参照して説明する。図１１は通信装置の構成を示す図である。本実施形態では、信号電極が当接する筺体の外側の一面のみに導電体を配置している。

以下、実施例１と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。

図１１に示すように、通信装置６００には、基板１０３、通信部１０４、信号線１０５、端子１０６、信号線１０７、信号電極６０８、導電体６０９、筺体１１０、及びビア１１１が設けられる。通信装置６００では、生体２０と導電体６０９の間、導電体６０９と信号電極６０８の間に容量結合が発生し、その結果、生体２０の表面上に電界が発生しデータ通信が行われる。

信号線１０７上には、信号線１０７の他端に接続される信号電極６０８が設けられる。信号電極６０８は、四角形形状を有する（図中真上から見て）。ここでは、信号線１０７及び信号電極６０８は、基板１０３に対して垂直方向に配置される。

筺体１１０は、水平方向が高さ方向よりも大きい四角柱形状を有する。筺体１１０は、基板１０３、通信部１０４、信号線１０５、端子１０６、信号線１０７、ビア１１１、及び信号電極６０８を覆って内部に収納する。

導電体６０９は、筺体１１０の外側の上面に配置される。導電体６０９は、筺体１１０の内側に配置される信号電極６０８に対して相対向するように配置され、信号電極６０８の外周よりも外周部が距離Ｌ分だけ外側に延在するように筺体１１０の外側に配置される。

ここで、導電体６０９には、例えば銅泊などの導電性金属シート、塗布或いはインクジェット法を用いて薄膜化及び焼結化された導電性インク、或いはＩＴＯ（indium tin oxide）などの透明電極膜などが使用される。

上述したように、本実施形態の通信装置では、基板１０３、通信部１０４、信号線１０５、端子１０６、信号線１０７、信号電極６０８、導電体６０９、筺体１１０、及びビア１１１が通信装置１００に設けられる。導電体６０９は、筺体１１０の外側の上面に配置される。導電体６０９は、筺体１１０の内側に配置される信号電極６０８に対して相対向するように配置され、信号電極６０８の外周よりも外周部が距離Ｌ分だけ外側に延在するように筺体１１０の外側に配置される。

このため、第１の実施形態の効果の他に、導電体６０９が外部からの干渉波を受信した場合に発生するノイズレベルの増加を第１の実施形態よりも抑制することができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る通信装置について、図面を参照して説明する。図１２は通信装置を示す図、図１２（ａ）は平面図、図１２（ｂ）は断面図である。本実施形態では、導電体表面にマークを付加している。

図１２（ａ）に示すように、通信装置７００には、導電体７０９、筺体７１０、及びマーク７１１が設けられる。筺体７１０は、隅がＲ型形状を有し、縦方向が横方向よりも長い長方形を有する。導電体７０９は、筺体７１０の上部を覆うように設けられ、中央部の表面上にマーク７１１（図中ＭＫと表示）が配置される。マーク７１１は、通信用の接触部であることを示すマークとして用いられる。通信装置７００は、生体２０を介してデータ通信を行う。

図１２（ｂ）に示すように、筺体７１０は、右側面部及び左側面部がＲ型形状を有し、内側に信号電極７０８が配置される。導電体７０９は、信号電極７０８に対して相対向するように筺体７１０の外側に配置され、信号電極７０８の外周よりも外周部が外側に延在するように筺体７１０を介して配置される。導電体７０９は、筺体７１０の端部よりも中央部に向かって厚さが厚くなるように設けられる。

なお、図示していないが、筺体７１０内には通信装置７００の基準電位となる基準電位電極及び誘電体層となる基板が内蔵される。基板上には通信部、通信部と信号電極７０８を接続する信号線などが配置される。

上述したように、本実施形態の通信装置では、導電体７０９、筺体７１０、及びマーク７１１が通信装置７００に設けられる。導電体７０９の中央部の表面上にマーク７１１を配置している。筺体７１０の端部をＲ型形状にしている。

このため、衣服のポケット等に通信装置７００を所持して使用する場合、利用者が導電体７０９を意識的に生体２０表面に向けて所持することが可能となる。また、筺体７１０の端部がＲ型形状であり、導電体７０９が筺体７１０の端部より中央部に向かって厚さが厚くなるので、導電体７０９が生体２０表面に平行に対抗し、導電体７０９と生体２０表面の間の容量結合によって発生する電界の成分が生体２０表面に対して垂直となる。したがって、通信装置７００の通信性能を向上することができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る通信装置について、図面を参照して説明する。図１３は通信装置を示す図、図１３（ａ）は平面図、図１３（ｂ）は断面図である。本実施形態では、導電体の代わりに導電性ベルトを設けている。

図１３（ａ）に示すように、通信装置８００には、筺体８０１及び導電性ベルト８０３が設けられる。筺体８０１は、中央部が円形形状を有し、両端部にスリット８０２がそれぞれ設けられる。導電性ベルト８０３は両端部がＲ型で、帯状形状を有する。導電性ベルト８０３は、筺体８０１のスリット８０２に挿入される。

図１３（ｂ）に示すように、筺体８０１は、導電性ベルト８０３と接し、内部に設けられる信号電極８０４が導電性ベルト８０３と相対向するように配置される。

導電性ベルト８０３は、利用者の腕、脚、導体などに巻きつけて固定される。導電性ベルト８０３は、表面に銅泊などの導電性金属シートが圧着、導電性インクが塗布或いはインクジェット法を用いて薄膜化及び焼結化、或いは導電性繊維で形成されたものなどが使用される。ここでは、スリット８０２を２ケ所設けているが必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、スリット８０２を３ケ所以上設けてもよい。スリット８０２を３ケ所以上設けた場合、導電性ベルト８０３を身体への装着場所に応じて任意の２か所に挿入して固定することが可能となる。

なお、図示していないが、筺体８０１内には通信装置８００の基準電位となる基準電位電極及び誘電体層となる基板が内蔵される。基板上には通信部、通信部と信号電極８０４を接続する信号線などが配置される。

上述したように、本実施形態の通信装置では、筺体８０１及び導電性ベルト８０３が通信装置８００に設けられる。筺体８０１の両端にスリット８０２がそれぞれ設けられる。導電性ベルト８０３は両端部がＲ型で、帯状形状を有し、筺体８０１のスリット８０２に挿入され身体に通信装置８００が固定される。

このため、信号電極８０４と相対向する位置に導電性ベルト８０３を配置することができ、容易に利用者の身体に通信装置８００を固定することができる。また、利用者の姿勢や動作に依存せずに生体２０表面と導電性ベルト８０３の容量結合によって発生する電界が常に生体２０表面に対して垂直になる。したがって、生体２０表面に沿って伝搬する電波の強度の変動がなく、通信装置８００では安定した通信性能が得られる。

なお、本実施形態では、筺体８０１に接するように導電性ベルト８０３を設けているが必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示す第２の変形例の通信装置１０００のように導電体１００４及び導電性ベルト１００２を配置してもよい。具体的には、筺体１００１を介して信号電極１００３と相対向するように導電体１００４を配置し、筺体１００４の端部の両側に導電性ベルト１００２を配置する。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態に係る通信装置について、図面を参照して説明する。図１５は通信装置の構成を示す図である。図１６は図１５のＢ−Ｂ線に沿う通信装置の断面図である。本実施形態では、アンテナを介して通信を行う第１の通信部と生体を介して通信を行う第２の通信部とが設けられる。

図１５に示すように、通信装置９００には、基板９０４、通信部９０５、通信部９０９、信号線９０６、信号線９１０、信号線９１２、端子９０７、端子９１１、信号電極９１４、導電体９１５、導電体９１６、電極９１３、アンテナ９０８、及び筺体９０１が設けられる。

通信装置９００の通信部９０９側では、生体２０と導電体９１５の間、導電体９１５と信号電極９１４の間に容量結合が発生し、その結果、生体２０の表面上に電界が発生しデータ通信が行われる。なお、生体２０、導電体９１６及び信号電極９１３においても同様に容量結合が発生し、人体表面上２０に電界を発生させる。通信装置９００の通信部９０５側では、アンテナ９０８を介して外部機器とデータ通信が行われる。通信部９０５と通信部９０９で使用される搬送波の周波数は異なる。

基板９０４は、誘電体部９０２と基準電位電極９０３から構成される。誘電体部９０２は、基準電位電極９０３の第一主面（表面）上に設けられる。ここでは、誘電体部９０２は端子９０７及びアンテナ９０８が配置されている部分の厚さが薄くなっている。また、基準電位電極９０３は誘電体部９０２の厚さが薄い誘電体部に重ならないように設置される。誘電体部９０２は、例えば絶縁性セラミック或いは絶縁性有機物等から構成される。基準電位電極９０３は、例えば銅（Ｃｕ）或いは金（Ａｕ）などの金属層から構成される。導電体９１５及び導電体９１６には、例えば銅泊などの導電性金属シート、塗布或いはインクジェット法を用いて薄膜化及び焼結化された導電性インク、或いはＩＴＯなどの透明電極膜などが使用される。

ここで、信号線９０６、信号線９１０は第１の実施形態の信号線１０５、信号線９１２は第１の実施形態の信号線１０７と同様である。また、端子９０７及び端子９１１は内部構成が第１の実施形態の端子と同様である。このため、信号線９０６、信号線９１０、信号線９１２、端子９０７、及び端子９１１の内部構成については説明を省略する。

通信部９０５（第１の通信部）は、誘電体９０２の第一主面（表面）上に設けられ、データの送受信を行う。信号線９０６は、誘電体部９０２の第一主面（表面）上に設けられ、一端が通信部９０５に接続される。端子９０７は、厚さの薄い部分の誘電体部９０２の第一主面（表面）上に設けられ、一端が信号線９０６の他端に接続され、他端がアンテナ９０８に接続される。通信部９０５の接地電極は、図示していないがビアを介して基準電位電極９０３に接続される。

通信部９０９（第２の通信部）は、誘電体９０２の第一主面（表面）上に設けられ、通信部９０５（第１の通信部）と離間配置され、生体２０を介してデータの送受信を行う。通信部９０９の接地電極は、図示していないがビアを介して基準電位電極９０３に接続される。信号線９１０は、誘電体部９０２の第一主面（表面）上に設けられ、一端が通信部９０９に接続される。端子９１１は、誘電体部９０２の第一主面（表面）上に設けられ、一端が信号線９１０の他端に接続され、他端が信号線９１２の一端に接続される。信号線９１２は、他端が信号電極９１４に接続される。電極９１３は、横方向が長い長方形形状を有し、一端側が信号線９１２の内側信号線に直接接続される。なお、電極９１３と信号線９１２の接続部において信号線９１２を形成している誘電体層は剥離されている。

筺体９０１は水平方向が長い四角柱形状を有し、基板９０４、通信部９０５、通信部９０９、信号線９０６、信号線９１０、信号線９１２、端子９０７、端子９１１、信号電極９１４、電極９１３、及びアンテナ９０８を覆って内部に収納する。信号線９１２及び電極９１３は、筺体９０１の奥側の内面に配置される。信号電極９１４は、筺体９０１の上右側の内面に配置される。

導電体９１５は、筺体９０１の外側の上右面に配置される。導電体９１５は、筺体９０１の内側に配置される信号電極９１４に対して相対向するように配置され、信号電極９１４の外周よりも外周部が外側に延在するように筺体９０１の外側に配置される。

図１６に示すように、電極９１３は、横方向が距離Ｌａを有し、誘電体９１６に対して相対向するように筺体９０１の内側に配置される。誘電体９１６は、電極９１３の外周よりも外周部が外側に距離Ｌだけ延在するように筺体９０１の外側に配置される。導電体９１５及び導電体９１６は、データ通信時に生体２０と接する。

ここで、電極９１３の距離Ｌａはアンテナ９０８の通信周波数の（１／４）の波長の長さに調整され、アンテナ９０８が動作する通信周波数においてチョーク素子として機能する。

上述したように、本実施形態の通信装置では、基板９０４、通信部９０５、通信部９０９、信号線９０６、信号線９１０、信号線９１２、端子９０７、端子９１１、信号電極９１４、導電体９１５、導電体９１６、電極９１３、アンテナ９０８、及び筺体９０１が通信装置９００に設けられる。電極９１３は、横方向が長い長方形形状を有し、一端側が信号線９１２に接続される。電極９１３の距離Ｌａはアンテナ９０８の通信周波数の（１／４）の波長の長さに調整され、アンテナ９０８が動作する通信周波数においてチョーク素子として機能する。

このため、アンテナ９０８が接続される端子９０７から漏えいする電流が基板９０４上を伝搬して信号線９１２へ流れ込むことを防止することができる。したがって、アンテナ９０８は信号電極９１４の配置場所によらず一定な性能を確保することができる。また、信号電極９１４と電極９１３、導電体９１５と導電体９１６を配置することにより、通信機器の防水性能の向上及び筺体９０１の強度を確保することができ、受信感度を向上でき、ダイバーシティ受信が可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 通信システム
１１ 内側信号線
１２、２３、２４ 誘電体層
２０ 生体
２１ 内導体部
２２ 外導体部
１００、１００ａ、１００ｘ、１００ｙ、２００、２００ｘ、２００ｙ、６００、７００、８００、９００、１０００ 通信装置
１０１、９０２ 誘電体部
１０２、９０３ 基準電位電極
１０３、９０４ 基板
１０４、２０４、９０５、９０９ 通信部
１０５、１０７、９０６、９１０、９１２ 信号線
１０６、９０７、９１１ 端子
１０８、２０８、６０８、８０４、９１４、１００３ 信号電極
１０９、１０９ａ、２０９、６０９、７０９、９１５、９１６、１００４ 導電体
１１０、２１０、７１０、８０１、９０１、１００１ 筺体
１１１ ビア
３０１、４０１ 電界
７１１ マーク
８０２ スリット
８０３、１００２ 導電性ベルト
９０８ アンテナ
９１３ 電極
Ｌ、Ｌａ 距離
Ｐ０（Ｒｘ）、Ｐ１（Ｒｘ）、Ｐ２（Ｒｘ） 受信電力
Ｔ１ 筺体の厚さ
Ｔ２ 導電体の厚さ

Claims (8)

1. 基準電位電極が設けられる基板と、
   前記基板の第１主面上に設けられる通信部と、
   前記基板の第１主面上に設けられ、一端が前記通信部に接続される第１の信号線と、
   前記基板の第１主面上に設けられ、一端が前記第１の信号線の他端に接続される端子と、
   前記基板の第１主面側に設けられ、一端が前記端子の他端に接続され、前記端子を介して前記第１の信号線に接続される第２の信号線と、
   前記基板の第１主面側に設けられ、前記第２の信号線の他端に接続される信号電極と、
   前記基板、前記通信部、前記第１の信号線、前記端子、前記第２の信号線、及び前記信号電極を覆って内部に収納する筺体と、
   前記筺体の外側に前記信号電極と相対向するように配置され、前記信号電極の外周よりも外周部が外側に延在する導電体と、
   を具備し、生体を介してデータ通信を行うことを特徴とする通信装置。
2. 前記生体と前記導電体の間、前記導電体と信号電極の間に容量結合がそれぞれ発生して前記データ通信が行われることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記端子は内導体部及び外導体部を有し、
   前記第２の信号線は内側信号線及び誘電体層を有し、
   前記内導体部の一端が前記第１の信号線の他端に接続され、
   前記内導体部の他端が前記内側信号線の一端に接続され、
   前記内側信号線の他端が前記信号電極に接続され、
   前記外導体部の一端がビアを介して前記基準電位電極に接続される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
4. 前記信号電極は前記筺体の一側面の内側に配置され、前記導電体は前記筺体の一側面の外側に少なくとも配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の通信装置。
5. 前記導電体は前記筺体の一端部側に設けられ、前記筺体の外周部側よりも前記筺体の内周部側の厚さが厚く、表面にマークが設けられ、
   前記筺体の一端部は円弧形状を有する
   ことを請求項１乃至３のいずれか１項に記載の通信装置。
6. 前記筺体の端部にスリットが設けられ、
   前記導電体は前記スリットに挿入され、前記筺体の一側面及びその両端側に延在するベルト形状を有する
   ことを請求項１乃至３のいずれか１項に記載の通信装置。
7. 基準電位電極が設けられる基板と、
   前記基板の第１主面上に設けられる第１の通信部と、
   前記基板の第１主面上に設けられ、一端が前記第１の通信部に接続される第１の信号線と、
   前記基板の第１主面上に設けられ、一端が前記第１の信号線の他端に接続される第１の端子と、
   前記基板の第１主面側に設けられ、一端が前記第１の端子の他端に接続され、前記第１の端子を介して前記第１の信号線に接続されるアンテナと、
   前記基板の第１主面上に設けられる第２の通信部と、
   前記基板の第１主面上に設けられ、一端が前記第２の通信部に接続される第２の信号線と、
   前記基板の第１主面上に設けられ、一端が前記第２の信号線の他端に接続される第２の端子と、
   前記基板の第１主面側に設けられ、一端が前記第２の端子の他端に接続され、前記第２の端子を介して前記第２の信号線に接続される第３の信号線と、
   前記基板の第１主面側に設けられ、前記第３の信号線の他端に接続される信号電極と、
   前記第３の信号線に接続され、前記アンテナの通信周波数の（１／４）波長の長さを有する第１の導電体と、
   前記第１の通信部、前記第１の信号線、前記第１の端子、前記アンテナ、前記第２の通信部、前記第２の信号線、前記第２の端子、前記第３の信号線、前記信号電極、及び前記第１の導電体を覆って内部に収納する筺体と、
   前記筺体の外側に前記信号電極と相対向するように配置され、前記信号電極の外周よりも外周部が外側に延在する第２の導電体と、
   前記筺体の外側に前記第１の導電体と相対向するように配置され、前記第１の導電体の外周よりも外周部が外側に延在する第３の導電体と、
   を具備し、生体を介して前記第２の通信部によりデータ通信を行うことを特徴とする通信装置。
8. 前記アンテナはチョーク素子として機能することを特徴とする請求項７に記載の通信装置。

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