JP4816171B2 - 電子機器、電子機器システム及び通信方法 - Google Patents

Description

この発明は、近距離にて単一指向性かつ広帯域性を有し、遠距離にて狭帯域性を有する２周波の共振型アンテナ動作をする非対称平面アンテナを備えた電子機器、電子機器システム及び通信方法に関する。詳しくは、所定の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有する第１のアンテナを１以上設けた電子機器と、所定の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有する第２のアンテナを１以上設けたホルダー（充電器）間で、第１及び第２のアンテナを近接対向させて当該電子機器及びホルダー間で無線通信処理して、電子機器及びホルダー間でアンテナを１対１に近接係合できるようにすると共に、電子機器及びホルダー間でリアルタイムに、大量の広帯域情報を送受信できるようにしたものである。

従来から、アンテナは携帯性を必要とする電子機器や、通信ケーブルを配線し難い宅内、構内及びビルといった遠隔間の通信機器等に使用される場合が多い。また、デザイン性を向上させるために筐体の内部にアンテナを配置することも行なわれてきた。大量の広帯域情報を送受信できる広帯域のアンテナとしては一般的に自己相似アンテナや自己補対アンテナが知られている。

一般に、平面パッチアンテナは、誘電体多層基板上に、接地層（ＧＮＤ層）をアンテナ背面に持つので、狭帯域性を有するようになる。従って、大量の広帯域情報を送受信できる広帯域性を確保するためには、ＧＮＤ層をアンテナ背面に持たない構造が一般的に採られる。

次に、一般的な多層基板上に構成される平面アンテナを示す。この平面アンテナは長方形で左右が対称である。しかし、アンテナパターンが広帯域性を有していない。図３３は、従来例に係る長方形パッチアンテナ１０”の構成例を示す上面図である。図３３に示す長方形パッチアンテナ１０”は、図示しない接地層（以下ＧＮＤ層という）及び絶縁体７が積層された多層基板８上に長方形状のアンテナパターン６を有して構成される。長方形パッチアンテナ１０”は、アンテナパターン６の下層に絶縁層を介してＧＮＤ層を有しているので、狭帯域性を示すものである。アンテナパターン６は、使用周波数の波長をλとしたとき、長手方向の長さがλ／２を有している。給電パターン１の中心を基準にして左右λ／４に区分したとき、左側のλ／４の形状と、右側のλ／４の形状とが同じになるものである。

この種の長方形パッチアンテナ１０”に関連して、特許文献１には、超広帯域通信用のアンテナが開示されている。このアンテナによれば、基板上にパッチ及びグランド領域を備えて構成される。パッチは基板よりも小さく形成され、フィーダを介して電流が供給されると、励起してネルギーを放射するようになされる。グランド領域は、基板の表面のパッチ以外を領域を除去して広帯域性を有するようになされている。このようにアンテナを構成すると、超広帯域通信周波数帯域で、しかも、小型化、軽量化、高性能化及び安価化が可能なフラットパッチアンテナを提供できるというものである。

また、長方形パッチアンテナ１０”を実装した電子機器に関連して、特許文献１には、電子機器が開示されている。この電子機器によれば、本体ケース（筐体）を有し、この本体ケースには機器構成ユニットを有するマザーボードが配置される。更に、他の機器構成ユニットを構成するドーターボードが備えられ、各々の機器構成ユニットには広帯域通信チップが設けられる。また、本体ケースの内部を電波吸収体で覆い、機器構成ユニット間で通信ノイズとなる電磁波を吸収するようになされる。このように電子機器を構成すると、設計余裕度を向上できると共に、機器構成ユニット間で高速データ伝送できるというものである。

特開２００５−１９２１８３号公報（第４頁 図１）

ところで、従来例に係る電子機器システムによれば、大量の広帯域情報を送受信できる広帯域性を有するアンテナを用いて２つの電子機器間で信号処理をする場合に、アンテナを近接させ、近傍にて無線通信する方法が考えられるが、以下のような問題がある。

ｉ．特許文献１に見られるようなフラットパッチアンテナによれば、給電線の間に整合回路が配置されている。従って、このようなアンテナ構造であると、整合回路を構成する面積が必要となるので、アンテナ配線を複雑化するおそれがある。

ｉｉ．更に、ＧＮＤ層をアンテナ背面に持たない構造なので、電子機器の筐体側面にアンテナを配置する場合に、その設置工夫が必要となり、筐体構造の設計スキルが必要となる。

ｉｉｉ．電子機器における使用周波数（データの伝送速度）が高くなり、無線通信で取り扱われる情報量が多くなると、例えば、映像の連続性を考慮したとき、それを短時間でリアルタイムに伝送しなくてはならない。従って、無線通信時、情報を多量に伝送するためには、アンテナが広帯域性を有すると共に単一指向性を有して電子機器間で、マルチメディアの伝送を行えるようにしなくてはならない。

そこで、この発明はこのような従来の課題を解決するものであって、平面アンテナの構造を工夫して、２つの筐体間でアンテナを１対１に近接係合できるようにすると共に、２つの筐体間でリアルタイムに大量の広帯域情報を送受信できるようにした電子機器、電子機器システム及び通信方法を提供することを目的とする。

上述した課題は、所定の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有する第１のアンテナを１以上設けた第１の筐体と、所定の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有する第２のアンテナを１以上設けた第２の筐体とを備え、第１及び第２のアンテナを近接対向させて第１及び第２の筐体間で無線通信処理をし、前記第１及び第２のアンテナは、絶縁性の基板又は絶縁層上に設けられた導電性の給電パターンと、前記給電パターンから延在した導電性のアンテナパターンとを備え、前記アンテナパターンは、使用周波数をλとしたとき、長手方向の長さがλ／２であり、前記給電パターンの中心を基準にして左右λ／４に区分したとき、左側のλ／４の階段形状と右側のλ／４の階段形状とが非対称な形状であり、前記階段形状の各階段の幅は、λ／整数値であるように形成されたことを特徴とする請求項１に係る電子機器によって解決される。

請求項１に係る電子機器によれば、第１及び第２の筐体間で２つのアンテナを１対１に近接係合することができ、第１及び第２の筐体間でリアルタイムに、大量の広帯域情報を送受信できるようになる。

請求項９に記載の電子機器システムは、所定の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有する第１のアンテナを設けた第１の電子機器と、所定の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有する第２のアンテナを設けた第２の電子機器とを備え、第１及び第２のアンテナを近接対向させて第１及び第２の電子機器間で無線通信処理をし、前記第１及び第２のアンテナは、絶縁性の基板又は絶縁層上に設けられた導電性の給電パターンと、前記給電パターンから延在した導電性のアンテナパターンとを備え、前記アンテナパターンは、使用周波数をλとしたとき、長手方向の長さがλ／２であり、前記給電パターンの中心を基準にして左右λ／４に区分したとき、左側のλ／４の階段形状と右側のλ／４の階段形状とが非対称な形状であり、前記階段形状の各階段の幅は、λ／整数値であるように形成されたことを特徴とするものである。

請求項１０に係る電子機器によれば、本発明に係る電子機器が応用され、第１及び第２のアンテナを近接対向させて第１及び第２の電子機器間で無線通信処理をするようになされる。従って、第１及び第２の電子機器間で２つのアンテナを１対１に近接係合することができ、第１及び第２の電子機器間でリアルタイムに、大量の広帯域情報を送受信できるようになる。

請求項１４に係る通信方法は、所定の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有する第１のアンテナを設けた第１の電子機器と、所定の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有する第２のアンテナを設けた第２の電子機器とを近接対向させて第１及び第２の電子機器間で無線通信処理をし、前記第１及び第２のアンテナには、絶縁性の基板又は絶縁層上に設けられた導電性の給電パターンと、前記給電パターンから延在した導電性のアンテナパターンとを備え、前記アンテナパターンは、使用周波数をλとしたとき、長手方向の長さがλ／２であり、前記給電パターンの中心を基準にして左右λ／４に区分したとき、左側のλ／４の階段形状と右側のλ／４の階段形状とが非対称な形状であり、前記階段形状の各階段の幅は、λ／整数値であるように形成された非対称平面アンテナが使用されることを特徴とするものである。

請求項１６に係る通信方法によれば、第１及び第２の電子機器間で２つのアンテナを１対１に近接係合することができ、第１及び第２の電子機器間でリアルタイムに、大量の広帯域情報を送受信できるようになる。

請求項１に係る電子機器によれば、所定の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有する第１のアンテナを１以上設けた第１の筐体と、所定の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有する第２のアンテナを１以上設けた第２の筐体間で、第１及び第２のアンテナを近接対向させて当該第１及び第２の筐体間で無線通信処理をするようになされる。前記第１及び第２のアンテナは、絶縁性の基板又は絶縁層上に設けられた導電性の給電パターンと、前記給電パターンから延在した導電性のアンテナパターンとを備え、前記アンテナパターンは、使用周波数をλとしたとき、長手方向の長さがλ／２であり、前記給電パターンの中心を基準にして左右λ／４に区分したとき、左側のλ／４の階段形状と右側のλ／４の階段形状とが非対称な形状であり、前記階段形状の各階段の幅は、λ／整数値であるように形成される。

この構成によって、第１及び第２の筐体間で２つのアンテナを１対１に近接係合することができ、第１及び第２の筐体間でリアルタイムに、大量の広帯域情報を送受信できるようになる。これにより、携帯電子機器等の第１の筐体をホルダー又は充電器等の第２の筐体に保持し、又は、それを充電している状態でホルダー又は充電器側から携帯電子機器側へ、又は、携帯電子機器側からホルダー又は充電器側へ、大量の広帯域情報を送信できるようになる。

請求項９に係る電子機器システム及び請求項１４に係る通信方法によれば、請求項１に係る電子機器が応用され、第１及び第２のアンテナを近接対向させて第１及び第２の電子機器間で無線通信処理をするようになされる。前記第１及び第２のアンテナは、絶縁性の基板又は絶縁層上に設けられた導電性の給電パターンと、前記給電パターンから延在した導電性のアンテナパターンとを備え、前記アンテナパターンは、使用周波数をλとしたとき、長手方向の長さがλ／２であり、前記給電パターンの中心を基準にして左右λ／４に区分したとき、左側のλ／４の階段形状と右側のλ／４の階段形状とが非対称な形状であり、前記階段形状の各階段の幅は、λ／整数値であるように形成される。

この構成によって、第１及び第２の電子機器間で２つのアンテナを１対１に近接係合することができ、第１及び第２の電子機器間でリアルタイムに、大量の広帯域情報を送受信できるようになる。これにより、携帯通信装置等の第１の電子機器を他の携帯通信装置等の第２の電子機器とを重ね合わせた状態、あるいは、極接近させた状態で、一方の携帯通信装置側から他方の携帯通信装置側へ、又は、他方の携帯通信装置から一方の携帯通信装置側へ、大量の広帯域情報を送信できるようになる。しかも、複数の電子機器を同期させた動作を行なわせることができる。

続いて、この発明に係る電子機器、電子機器システム及び通信方法の一実施の形態について、図面を参照しながら説明をする。

図１は、第１の実施例としての電子機器１００の構成例を示す斜視図である。図１に示す電子機器１００は、第１の筐体の一例となるデジタルカメラ１０１及び第２の筐体の一例となるホルダー１０２を有して構成される。デジタルカメラ１０１は、本体ケース１２を有しており、携帯電子機器を構成する。本体ケース１２には、所定の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有する１以上の第１のアンテナが設けられる。この実施例で広帯域性とは比帯域幅１１％以上を指すものとする。例えば、デジタルカメラ１０１の底面には第１のアンテナを構成する、アンテナ１０ａ，１０ｃ，１０ｅが配置され、その左右の側面にはアンテナ１０ｇ，１０ｈが配置され、その天板面にはアンテナ１０ｉが配置される。

ホルダー１０２は、デジタルカメラ１０１を保持するものであり、本体ケース１５を有している。本体ケース１５には、１１％以上の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有する第２のアンテナを１以上設けられる。例えば、ホルダー１０２の上面にはアンテナ１０ｂ，１０ｄ，１０ｆが配置される。この例では、第１及び第２のアンテナを近接対向させてデジタルカメラ１０１及びホルダー１０２間で無線通信処理をするようになされる。上述のアンテナ１０ａ〜１０ｉには、図２〜図１４で説明する非対称平面アンテナが使用される。

この例でデジタルカメラ１０１をホルダー１０２にセットしたとき、アンテナ１０ａ，１０ｂが対向され、アンテナ１０ｃ，１０ｄが対向され、アンテナ１０ｅ，１０ｆが対向される。このように構成すると、それぞれのアンテナ１０ａ，１０ｂや、アンテナ１０ｃ，１０ｄ、アンテナ１０ｅ，１０ｆ等を１対１で結ぶことにより、その繋がりを複数回介してデジタルカメラ１０１及びホルダー１０２間で、リアルタイムに広帯域の情報を伝送することができる。

アンテナ１０ｇ及び１０ｈは、他のデジタルカメラ１０１と広帯域無線通信又は狭帯域無線通信を実行する際に使用される。例えば、複数のデジタルカメラ１０１が保持可能な図示しない長手のホルダーにセットしたとき、隣同士のデジタルカメラ１０１のアンテナ１０ｇと、アンテナ１０ｈを近接対向させると、広帯域情報を無線通信できるようになる。また、その狭帯域性を利用してＧＵＩ（Graphical User Interface）インターフェースの表示制御信号等を転送できるようになる。このように、ホルダー１０２を広帯域情報や狭帯域情報等のインターフェースとして使用できるようになる。

図２は、非対称平面アンテナ１０の構造例を示す上面図である。図２に示す非対称平面アンテナ１０はマイクロストリップ構造を基本とする平面アンテナであり、アンテナパターン３の背面にＧＮＤ層を持ち、更に、広帯域性を有しているので電子機器の筐体構造設計の簡略化に寄与できるものである。非対称平面アンテナ１０は、デジタルカメラ１０１やホルダー１０２等に実装される、アンテナ１０ａ〜１０ｉを構成し、近距離にて単一指向性かつ広帯域性を有し、遠距離にて狭帯域性を有する２周波の共振型アンテナ動作をするものである。非対称平面アンテナ１０は、筐体間近接通信向けのアンテナ、例えば、数十ＧＨｚ単位の使用周波数で動作する信号処理ユニットを備えた電子機器に適用して好適である。

非対称平面アンテナ１０は、従来例で示した平面アンテナの帯域特性を改善したものであり、絶縁性の基板４（又は絶縁層）上に設けられた導電性の給電パターン１と、給電パターン１から延在した導電性のアンテナパターン３とを備え、アンテナパターン３は、給電パターン１を基準にして非対称な形状を有してなる。

アンテナパターン３は、非対称な形状の一例となる逆さ山字形状を有している。この逆さ山字形状は、本発明者が見出した形状であって、近距離にて単一指向性かつ広帯域性を有し、遠距離にて狭帯域性を有する等の機能項目を満足した形状である。アンテナパターン３は、その逆さ山字形状の中に階段形状部分を有しており、給電パターン１を中心線にして折り畳むと重なる部分が生ずる。ここに、非対称とは、給電線を中心線として両側の付加された長方形部分は左右で異なる面積になっている。つまり、非対称平面アンテナ１０で、給電点が非対称なアンテナパターン３の中心線からずれた位置にある。

非対称平面アンテナ１０は非対称なアンテナパターン３内に誘電体材質できまる波長と同程度の長さの辺を持つ。換言すると、非対称平面アンテナ１０は非対称なアンテナパターン３内に給電パターン１を基準にしてその左右がλ／２波長でその約２倍程度である辺を持つ。例えば、アンテナパターン３は、使用周波数の波長をλとしたとき、アンテナパターン３の長さａがλ／２を有している。ａは給電パターン１と直交するアンテナパターン３の長手方向の長さである。アンテナパターン３の短手方向の長さはｂ（ａ＞ｂ）である。給電パターン１の中心を基準にして左右λ／４に区分したとき、左側のλ／４の階段形状と、右側のλ／４の階段形状とが異なるものである。但し、左右の約λ／４には本アンテナの使用周波数が広帯域であるので、使用周波数ｆ＝ｃ／λには、帯域内のいずれかの波長を左右の約λ／４に選ぶようにする。つまり、長さλが広帯域なので複数の選択肢が存在する。

この例で、基板４のほぼ中央下方から上方には導電性の給電パターン１が設けられる。また、給電パターン１から上方に延在して導電性のアンテナパターン３が設けられ、給電パターン１を介して電流が供給されると、励起してエネルギー（電波）を放射するようになされる。給電パターン１とアンテナパターン３とを結ぶ部分がアンテナ整合パターン２となされている。アンテナパターン３は、給電パターン１を基準にして左右非対称な形状を有している。給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３は金、銀、銅、黄銅、青銅、白銅等の金属箔又は金属板、これらの金属層から構成される。

この例で、給電パターン１からアンテナパターン３へ至る部位が所定形状のアンテナ整合パターン２とされている。例えば、アンテナパターン３から延在する給電パターン部分が広くなり、その広くなった部分の一端側が給電点になっている。つまり、非対称平面アンテナ１０は給電部分の形状が給電線よりも広い線幅になる。このように構成すると、整合回路を介在することなく、直接、半導体集積回路装置（以下でＬＳＩという）からの配線を給電パターン１に接続して、ＬＳＩからの信号を給電パターン１に給電することができる。ここでいう整合回路とは、配線インピーダンスとアンテナパターン３とを整合させる回路をいう。

本発明では、非対称平面アンテナ１０とＬＳＩとの間に整合回路を挟む必要がなくなるので、アンテナパターン３とＬＳＩ装置等との間の接続に整合回路を必要とせず非対称平面アンテナ１０とＬＳＩ装置等とを直接配線することができる。しかも、非対称平面アンテナ１０とＬＳＩとの間の配線長を可能な限り短くすることができる。なお、アンテナパターン３の下地層は、多層基板又は誘電体を金属層で挟んだ積層構造素子が使用される。多層基板には、通常の電子機器で使用されるものが使用できる。図２に示した基板４には、例えば、接地層を持つガラスエポキシやテフロン（登録商標）やセラミックス等を基材にする一般的な多層基板が使用される。

図３は、非対称平面アンテナ１０に係るアンテナパターン３の積層例を示す断面図である。図３に示す非対称平面アンテナ１０は、二層基板４上にアンテナパターン３を積層されて構成されるものである。二層基板４は、絶縁層（誘電体層）２０２、接地層（以下ＧＮＤ層という）２０３及び絶縁層２０４で構成される。

この例で、アンテナパターン３の下層には絶縁層２０２が設けられ、当該絶縁層２０２の下層には、更に大面積のＧＮＤ層２０３が設けられる。アンテナパターン３の直接の下層には、金属層からなるＧＮＤ層２０３を備えている。ＧＮＤ層２０３の面積は、アンテナパターン３よりも十分大きいものである。これは、非対称平面アンテナ１０が単一指向性を示すようにするためである。これにより、多層基板４に平行なアンテナパターン３が存在する面上の電子部品や機械部品等の機構部品をその特性に影響を与えない範囲で高密度に実装できるようになる。

このときも、大きな面積のＧＮＤ層２０３が、それらの機構部品の安定及び安全動作に有意義に働く（役立つ）ようになる。ＧＮＤ層２０３には、アンテナパターン３と同様な金属の他に不純物を含んだ半導体ＧａＡｓや多結晶シリコン等も使用される。これにより、アンテナパターン３と、その直下の金属層のＧＮＤ層２０３とで絶縁層２０２（誘電体層）を挟んだ構成となる。この大きなＧＮＤ層２０３は、ＬＳＩのＧＮＤ層と共用化でき、ＬＳＩの安定動作にも機能するようになる。ＧＮＤ層２０３の下層には絶縁層２０４が設けられることで、アンテナパターン３の直接の下層に誘電体層を持つようになる。

なお、絶縁層２０２上にはアンテナパターン３の他に配線層が設けられる。このアンテナパターン３から延在する配線層は、信号バスやコネクタ等と置き換えることができるので、電子機器の構成を簡素化できる特徴を有する。また、図中、最上層の絶縁層２０１は、レジスト層やシルク層等が使用され、この他に空気（誘電率＝１）が代用できる。つまり、図３において、アンテナパターン３（金属層）と絶縁層（誘電体層）２０１とを入れ替え、絶縁層（誘電体層）２０２とＧＮＤ層２０３とを各々入れ替えた構成にすることも可能である。また、アンテナパターン３アンテナパターン３を立体形状に発展させることも可能である。このように、多層基板４の最も外側の配線層をアンテナパターン３にして、その次の配線層をＧＮＤ層２０３にした多層基板４のアンテナパターン３を誘電体層で保護するような構造を提供できる。

図４は、他の非対称平面アンテナ１０ｃに係るアンテナパターン３の積層例を示す断面図である。図４に示す他の非対称平面アンテナ１０は、多層基板上にアンテナパターン３を積層されて構成されるものである。多層基板４’は、通常の電子機器に用いられ、絶縁層（誘電体層）２０２、ＧＮＤ層２０３、絶縁層２０４、配線層２０５及び絶縁層２０６・・・その他の層で構成される。その他の層には、通常の電子機器において用いられる多層基板の材料が用いられる。

非対称平面アンテナ１０ｃは、そのアンテナパターン３の裏側に絶縁層２０２を有し、その下層に大きな面積のＧＮＤ層２０３を有している。これにより、非対称平面アンテナ１０は指向性を保持できるようになる。この例では、ＧＮＤ層２０３の下層に絶縁層２０４が設けられ、更に、絶縁層２０４の下層に配線層２０５を設けた多層構造を有している。配線層２０５は、図示しないＬＳＩ装置のピン又はその接続用の電極から引き出される。

非対称平面アンテナ１０ではアンテナパターン３と配線層とが同一平面内に設けられるのに対して、非対称平面アンテナ１０ｃではアンテナパターン３と配線層２０５とが異平面に設けられる点で構造が異なっている。なお、図４に示す絶縁層２０１は、図３に示した絶縁層２０１と同様にしてレジスト層やシルク層又は空気である。

以下で、図３に示した二層基板４上のアンテナパターン３や、図４に示した多層基板４’上のアンテナパターン３に着目して非対称平面アンテナ１０，１０ｃについて説明をする。

図５は、本発明の非対称平面アンテナ１０や１０ｃ等に対する比較例としての非対称平面アンテナ１０’の構成例を示す上面図である。図５に示す非対称平面アンテナ１０’は、図３３に示した従来方式の対称な長方形パッチアンテナ１０”に対し、共振周波数を変化させる成分を追加して製作したものである。非対称平面アンテナ１０’は、例えば、帯域特性を改善するために、図３３に示した長方形パッチアンテナ１０”の形状、すなわち、その長方形の形状の片側に長方形の短辺よりも短い辺を長辺とする、ある面積を持つ長方形形状を付加して、左右のパターンの面積を異ならせた構造である。

アンテナパターン３’は、使用周波数の波長をλとしたとき、長手方向の長さが約λ／２を有している。給電パターン１の中心を基準にして左右λ／４に区分したとき、左側のλ／４の形状と、右側のλ／４の形状とが異なるものである。右側のλ／４の形状から右に突出している部分は共振周波数を変化させる成分である。このようにアンテナパターンを非対称するには、パターンを減らす方法に限ることはなくパターンを付け加える方法であってもよい。但し、左右の約λ／４には本アンテナの使用周波数が広帯域であるので、使用周波数ｆ＝ｃ／λには、帯域内のいずれかの波長を左右の約λ／４に選ぶようにする。

長方形パッチアンテナ１０”は、その短辺の端から２つの電磁波を放射するので、２つの放射器を有すると考えられる。これを反射特性で考えると、２つの共振周波数を持つと考えることができる。

この比較例では、非対称平面アンテナ１０’のアンテナパターン３’の短辺右端部の上下が欠けている。このように、アンテナパターン３’の左右の形状を変化させると、従来方式の長方形パッチアンテナ１０”の２つの共振周波数（共振点）を例えば、低い周波数帯域に移動できるようになる。つまり、１つの共振周波数で電磁波を放射できる帯域を２つ重ね合わせることにより、電磁波を放射できる帯域が拡大可能となる。

このようなアンテナパターン３’と給電パターン１との整合条件を保ちながら、共振周波数を変化させる方法には、インダクタンス成分Ｌとキャパシタ成分Ｃと抵抗成分Ｒとを何らかの方法でアンテナパターン３’に加えるか、又は、アンテナパターン３’からこれらの成分を減らすことで対処できることがわかった。これから数ＧＨｚ帯を例にして本発明の非対称平面アンテナの特性を説明するが、本発明の非対称平面アンテナの動作周波数は、説明に用いた帯域に限定されるものではなく、当該アンテナは、マイクロ波帯やミリ波帯等の様々な周波数帯において用いることができる。このように、ある多角形の形状を付加することでも、高効率かつ広帯域を有する非対称平面アンテナ１０’を作成できるようになる。

なお、非対称平面アンテナ１０’は対称な平面長方形パターンの短辺片側に短辺よりも短い長さを長辺とする長方形パターンを付加する場合について説明したが、これに限られることはなく、平面長方形パターンの短辺よりも長い辺を長辺とする長方形パターンを付加するようにしてもよい。

図６は、長方形パッチアンテナ１０”及び非対称平面アンテナ１０’に係る反射特性の比較例を示す図である。図６に示す縦軸は、長方形パッチアンテナ１０”や非対称平面アンテナ１０’等の反射特性Ｓ１１［ｄＢ］である。横軸は、これらのアンテナの使用周波数［ＧＨｚ］である。一点鎖線は、従来方式の長方形パッチアンテナ１０”の反射特性Ｉであり、波線は、比較例としての非対称平面アンテナ１０’の反射特性IIである。この非対称平面アンテナ１０’の反射特性IIは、図３３に示した従来方式の長方形パッチアンテナ１０”の帯域ＡをＢに改良したものである。

図中、従来方式の長方形パッチアンテナ１０”の共振周波数は４．５ＧＨｚと、５．３ＧＨｚとを有している。比較例としての非対称平面アンテナ１０’の共振周波数は４．４ＧＨｚと、５．０ＧＨｚを有している。この例では、搬送周波数を６０ＧＨｚ以上とし、情報伝送時に全帯域を使用しようとした場合、比帯域幅が１１％以上となる場合を”広帯域性を有したアンテナ”と定義している。ここに比帯域幅とは、搬送波（キャリヤ）の使用周波数をｆｃとし、帯域幅をｆｂとしたとき、（ｆｂ／ｆｃ）×１００［％］で与えられる。帯域幅ｆｂは、アンテナの反射特性曲線が例えば、Ｓ１１＝−５．００Ｅ＋００を切る上限周波数をｆｈとし、下限周波数をｆｌとしたとき、ｆｈ−ｆｌで与えられる。

図中、白抜き矢印に示すように、長方形パッチアンテナ１０”の帯域Ａ（＝帯域幅ｆｂ）が非対称平面アンテナ１０’の帯域Ｂに広がっている。この例では、長方形パッチアンテナ１０”の帯域Ａは、４．７５−４．３＝０．４５ＧＨｚである。非対称平面アンテナ１０’の帯域Ｂは、５．２−４．２＝１．０ＧＨｚである。

このように、従来方式の長方形パッチアンテナ１０”に比べて、改良した非対称平面アンテナ１０’では共振点の移動を利用して、帯域Ａから帯域Ｂへ広げることができ、帯域Ｂは帯域Ａの２倍強に改善されている。つまり、長方形パッチアンテナ１０”の形状を変化させれば、共振周波数を変化させることができ、その共振周波数の変化により帯域Ａから帯域Ｂのように改善できることが見出された。そこで、本発明者はアンテナパターン３（図３３）の共振周波数を変化させる多くの解析を行なった。

その解析によれば、図３３に示した従来方式の長方形パッチアンテナパターンが、実際には多数の共振点を有していることがわかった。従って、その多数の共振点をうまく利用することで、所望の帯域を持つ非対称平面アンテナ１０等を設計できることが明確になった。本発明の実施形態では、このことを利用して遠方界以外の動作状態において、アンテナ内に整合回路パターンを有し、かつ、比帯域幅１１％以上の広帯域を有し、アンテナ周辺に配置された電子部品や機械部品等による影響を受けない程度の単一の指向性を持つ、非対称平面アンテナ１０を設計するための条件を見出した。これにより、本発明の非対称平面アンテナ１０の実現に至ったものである。

図７は、長方形パッチアンテナ１０”及び非対称平面アンテナ１０に係る反射特性の比較例を示す図である。図７に示す縦軸は、従来方式の長方形パッチアンテナ１０”や本発明の非対称平面アンテナ１０等の反射特性Ｓ１１［ｄＢ］である。横軸は、これらのアンテナの使用周波数［ＧＨｚ］である。一点鎖線は、従来方式の長方形パッチアンテナ１０”の反射特性Ｉであり、波線は、本発明に係る非対称平面アンテナ１０の反射特性IIIである。この非対称平面アンテナ１０の反射特性IIIは、図３３に示した従来方式の長方形パッチアンテナ１０”及び図５に示した比較例としての非対称平面アンテナ１０’の帯域ＡやＢ等を帯域Ｃに改良したものである。非対称平面アンテナ１０は広帯域アンテナとして機能する。広帯域アンテナは、単一指向性を有し、かつ、広帯域性を有し、遠方界以外で動作する。

図中、従来方式の長方形パッチアンテナ１０”の共振周波数は４．５ＧＨｚと、５．３ＧＨｚとを有している。本発明に係る非対称平面アンテナ１０の共振周波数は３．８ＧＨｚと、５．８ＧＨｚを有している。非対称平面アンテナ１０の反射特性IIIによれば、Ｓ１１＝−５．００Ｅ＋００を切る上限周波数ｆｈが６．０［ＧＨｚ］であり、下限周波数ｆｌが３．６［ＧＨｚ］であり、帯域Ｃ（＝帯域幅ｆｂ）は、２．４［ＧＨｚ］である。

図７の白抜き矢印に示すように、図６に示した長方形パッチアンテナ１０”の帯域Ａが非対称平面アンテナ１０の帯域Ｃに改善されている。この例で、帯域Ｃは、図６に示した帯域Ｂの２．４倍に拡大され、帯域Ａにあっては５．３倍に拡大されていることがわかる。このように、従来方式の長方形パッチアンテナ１０”や比較例としての非対称平面アンテナ１０’に比べて、本発明の非対称平面アンテナ１０では共振点の移動を利用することにより、帯域幅ｆｂを帯域Ａから帯域Ｃへ広げることができた。このように、非対称平面アンテナ１０が広帯域性を有していることがわかる。

図８〜図１０は、非対称平面アンテナ１０における非対称なアンテナパターン３の形成例（その１〜３）を示す工程図である。

この実施形態では、非対称なアンテナパターン３の設計（形成）方法を最適化することで、図７に示したような広帯域の反射特性を有し、かつ、より良い整合状態に改善された非対称平面アンテナ１０を形成できるようになる。

まず、図８Ａに示すような長手方向がλ／２を有する長方形パッチアンテナ１０”を２枚準備する。各々の長方形パッチアンテナ１０”は、絶縁性の基板４又は絶縁層上で給電パターン１及びアンテナパターン３”を有してＴ字形状をなしたものである。給電パターン１及びアンテナパターン３”は、絶縁基板上の銅箔をＴ字形状に残したものを使用した。もちろん、給電パターン１及びアンテナパターン３”は銅箔に限られることはなく、銅以外の金、銀、黄銅、青銅、白銅等の金属箔又は金属板、これらの金属層から形成されたものが使用できる。

次に、給電パターン１から延在するアンテナパターン３であって、図１に示したような給電パターン１を基準にして非対称な形状のアンテナパターン３を形成する。例えば、長方形パッチアンテナ１０”を短冊状のブロックに分けてその短冊の面積を変化させる。これは、共振周波数を変化させる成分の追加又は減少を行なうためであり、共振周波数を変化させつつ設計項目を満足するアンテナを探索するためである。

例えば、長方形パッチアンテナ１０”の列方向をｍ＝１３行に分割して短冊状のブロックに区分する。その後、図８Ｂに示す短冊状のブロックを、その行方向でｎ＝８列に分割して格子状の小パッチに区分する。このｍ×ｎ＝１０４個の小パッチを左右非対称に抜いて行く方法により、共振周波数を移動するようにした（パターン探索方法）。

ここで小パッチの分割位置をｐｍｎ（ｍ＝１〜１３，ｎ＝１〜８）で示す。最初に図８Ｂに示すｍ×ｎ個の小パッチの中から、図中○印で示す位置ｐ１３〜ｐ１１３の小パッチを抜くと共に、位置ｐ８３〜ｐ８６及びｐ８８〜ｐ８１３の計２１個の小パッチを抜く。小パッチの抜き取りは、領域を確定してエッチング液により銅箔を溶融剥離するか又は刃物により銅箔を削り取る方法により行なう。

これにより、図９Ａに示すような中途段階の非対称アンテナパターンＡ１（３）が得られる。この非対称アンテナパターンＡ１（３）の反射特性を測定する。反射特性は、同じ位置の小パッチを抜いた非対称平面アンテナを対峙させ、一方の非対称平面アンテナに任意の使用周波数（例えば、３ＧＨｚ〜７ＧＨｚ）の搬送波を給電し、他方の非対称平面アンテナで受信利得を測定して共振周波数が移動することを検証する方法により行なう（図１１参照）。

更に、図９Ａに示す非対称アンテナパターンＡ１（３）の８３個の小パッチの中から、図中○印で示す位置ｐ４５，ｐ４６，ｐ５５，ｐ５６，ｐ６５，ｐ６６，ｐ７５，ｐ７６及びｐ７１０〜ｐ７１２の計１１個の小パッチの各々を上述の方法により抜き取る。これにより、図９Ｂに示す非対称アンテナパターンＡ２（３）が得られる。この非対称アンテナパターンＡ２（３）の反射特性を測定する。

また、図９Ｂに示した非対称アンテナパターンＡ２（３）の７２個の小パッチの中から、図中○印で示す位置ｐ５４，ｐ５１０，ｐ６４，ｐ６１０及びｐ７４の計５個の小パッチを各々抜く。これにより、図１０Ａに示す非対称アンテナパターンＡ３（３）が得られる。この非対称アンテナパターンＡ３（３）の反射特性を測定する。

更に、図１０Ａに示した非対称アンテナパターンの６７個の小パッチの中から、図中○印で示す位置ｐ６３，ｐ６１１，ｐ７３，ｐ７１１及びｐ７１２の計５個の小パッチの各々を上述の方法により抜き取る。これにより、図１０Ｂ、すなわち、図１に示したような非対称アンテナパターン３を有する非対称平面アンテナ１０が得られる。このように、平面上において非対称平面アンテナ１０を多形状にすることが可能となる。

図１０Ｂに示す非対称平面アンテナ１０は、図８Ｂに示したｍ×ｎ＝１０４個の小パッチの中から、所望の位置の４８個の小パッチを除き、位置ｐ１１，ｐ１２，ｐ２１〜ｐ２１３，ｐ３１〜ｐ３１３，ｐ４１〜ｐ４４，ｐ４７〜ｐ４１３，ｐ５１〜ｐ５３，ｐ５７〜ｐ５９，ｐ５１１〜ｐ５１３，ｐ６１，ｐ６２，ｐ６７〜ｐ６９，ｐ６１２〜ｐ６１３，ｐ７１，ｐ７２，ｐ７７〜ｐ７９，ｐ６１３，ｐ８１，ｐ８２及びｐ８の計６４個を残留させた非対称形状を有している。この非対称アンテナパターン３の反射（通過）特性を測定する。

図１１は、非対称平面アンテナ１０の透過特性（通過特性）の測定例を示す斜視図である。図１１に示す非対称平面アンテナ１０の透過特性の測定例によれば、図１０Ｂに示した同じ位置の小パッチを抜いた２つの広帯域を示す非対称平面アンテナ１０ａ，１０ｂを面対称に対峙させる。例えば、図１１に示すように本発明の２つの非対称平面アンテナ１０ａ，１０ｂを離隔距離ｄを保持して面対称となるように配置する。これは、非対称平面アンテナ１０ａ及び１０ｂを面対称に対向して１対のアンテナとして使用するためである。

そして、一方の非対称アンテナ１０ａをアンテナ測定装置９の図示しない出力端子に接続し、その出力端子から非対称平面アンテナ１０ａに任意の使用周波数（例えば、３ＧＨｚ〜７ＧＨｚ）の搬送波を給電する。他方の非対称平面アンテナ１０ｂをアンテナ測定装置９の入力端子に接続する。アンテナ測定装置９では、アンテナ間距離ｄを変化させたときの他方の非対称平面アンテナ１０ｂの受信利得を測定して共振周波数が移動し、帯域幅ｆｃが広がることを検証する（透過特性）。上記の本発明の非対称平面アンテナの設計方法は、シミュレータ上に図８Ａの形状と図１１の測定環境とを構築し、順次、最適な特性を探索するアルゴリズム、例えば組み合わせ問題等を用いる方法でも実現できる。

図１２は、非対称平面アンテナ１０ｂの透過特性例を示す図である。図１２に示す透過特性例によれば、アンテナ間距離を近づけた場合、通過帯域が広っており、遠ざけた場合には２つの良好な通過特性が表れ、非対称平面アンテナ１０ｂ等が狭帯域性を示すことがわかる。この例で、図１２は、２つの非対称平面アンテナ１０ａ，１０ｂを面対称に配置してそのアンテナ間距離ｄを変化させたとき、非対称平面アンテナ１０ｂの透過特性IV、Ｖを示している。

図１２に示す縦軸は、非対称平面アンテナ１０ｂの透過特性Ｓ２１［ｄＢ］である。横軸は、これらのアンテナの使用周波数［ＧＨｚ］である。実線は、一方の非対称平面アンテナ１０ａを固定し、対向した他方の非対称平面アンテナ１０ｂを近距離に配置した場合の透過特性IVである。ここに近距離とは、使用周波数［ＧＨｚ］にもよるがアンテナ間距離ｄを数十ｍｍ単位以下に設定して配置した場合をいう。波線は、一方の非対称平面アンテナ１０ａを固定し、対向した他方の非対称平面アンテナ１０ｂを遠距離に配置した場合の透過特性Ｖである。遠距離とは、アンテナ間距離ｄを近距離以外に設定して配置した場合をいう。

図１２において、非対称平面アンテナ１０ａから非対称平面アンテナ１０ｂを遠ざけて、アンテナ間距離ｄを広げた場合、図１１に示した反射特性Ｖにおける帯域Ｃの範囲内において、大きな凸状の垂下減衰域が生じており、通過帯域が減少していることがわかる。つまり、非対称平面アンテナ１０ｂは、アンテナ間距離ｄを遠ざける（広げる）と通過帯域が変化するようになる。これが非対称平面アンテナ１０ｂの特徴である。

この例で、非対称平面アンテナ１０ａから非対称平面アンテナ１０ｂを遠ざけると、２つの透過特性に優れる帯域Ａが元の広帯域内に表れ、非対称平面アンテナ１０ａ，１０ｂが各々の狭帯域性を示すようになる。ここにアンテナ間距離ｄに関して通過帯域が変化する領域を「遠方界」としたとき、通過帯域が変化しない領域を「遠方界以外」と定義する。

図１３は、非対称平面アンテナ１０ａ，１０ｂの対向回転時の透過特性の測定例を示す図である。この測定例では、図１３に示す２つの非対称平面アンテナ１０ａ，１０ｂを面対称に配置し、一方の、例えば、非対称平面アンテナ１０ａを固定すると共に、アンテナ間距離ｄを固定し、もう一方の非対称平面アンテナ１０ｂを図中の原点”Ｏ”を中心にして角度０°、９０°、１８０°と同一面内で回転したとき、当該非対称平面アンテナ１０ｂの受信利得をアンテナ測定装置９で測定して共振周波数が移動するか、帯域幅ｆｃが広がるかを検証した。そのときの透過特性例を図１４に示している。

図１４は、非対称平面アンテナ１０の回転時の透過特性例を示す図である。図１４に示す透過特性例において、縦軸は、非対称平面アンテナ１０ｂの透過特性Ｓ２１［ｄＢ］である。横軸は、これらのアンテナの使用周波数［ＧＨｚ］である。

図１４に示す実線は、一方の非対称平面アンテナ１０ａを角度０°に固定し、対向した他方の非対称平面アンテナ１０ｂを近距離に配置した場合の透過特性VIである。一点鎖線は、一方の非対称平面アンテナ１０ａを固定し、対向した他方の非対称平面アンテナ１０ｂ’を近距離に配置し、かつ、９０°回転した場合の透過特性VIIである。波線は、一方の非対称平面アンテナ１０ａを固定し、対向した他方の非対称平面アンテナ１０ｂ”を近距離に配置し、かつ、１８０°回転した場合の透過特性IXである。

図１４に示した非対称平面アンテナ１０の回転時の透過特性例によれば、透過特性VIに示した回転角＝０°のときに最も帯域が広くなっていることがわかる。また、透過特性VIIに示した回転角＝１８０°のときに、最も伝送可能な帯域が減少している。透過特性IXに示した回転角＝９０°のときも、伝送可能な帯域が減少している。

このように、２つの非対称平面アンテナ１０ａ，１０ｂは、これらを面対称に近接対向して配置したときに、最も広い帯域を有し、回転角度によって帯域幅が減少するという特徴を有するようになる。また、非対称平面アンテナ１０ａ，１０ｂが面対称に配置されていないときには、２つ狭帯域性を持つアンテナ１０ａ，１０ｂとして動作させることが可能となる。

このように、第１の実施例に係る電子機器１００によれば、デジタルカメラ１０１及びホルダー１０２間で２つのアンテナ１０ａ，１０ｂや、アンテナ１０ｃ，１０ｄ、アンテナ１０ｅ，１０ｆを１対１に近接係合することができ、デジタルカメラ１０１及びホルダー１０２間でリアルタイムに、大量の広帯域情報を送受信できるようになる。これにより、デジタルカメラ１０１等の携帯電子機器を充電器等のホルダー１０２に保持し、又は、それを充電している状態でホルダー１０２又は充電器側からデジタルカメラ１０１へ、又は、デジタルカメラ１０１からホルダー１０２又は充電器側へ、大量の広帯域情報を送信できるようになる。ホルダー１０２や充電器を広帯域情報のインターフェースとして利用できるようになる。

図１５は、非対称平面アンテナ１０を応用した第２の実施例として電子機器２００の構造例を斜視図である。この実施例では、一般的な多層基板又は誘電体を金属層で挟んだ積層構造素子上に、ＬＳＩ装置２２を配置し、このＬＳＩ装置２２が配置された多層基板又は積層構造素子を筐体内に収納し、この筐体側面に本発明のアンテナパターン３をレイアウト（配置）したアンテナ２１を設ける構造を挙げている。

図１５に示す電子機器２００は、多層基板２４上にＬＳＩ装置２２を備えて信号処理基板を構成し、この信号処理基板を筐体の一例となる樹脂ケース内に収納し、この樹脂ケース側面に本発明のアンテナ２１を設ける構成され、アンテナ２１とＬＳＩ装置２２とが伝送線路２５で接続されて信号処理をするようになされる。樹脂ケース２７の図示しない反対側にも、アンテナ２１’が設けられ、伝送線路２５を通じてＬＳＩ装置２２に接続されて信号処理をするようになされる。

樹脂ケース２７は、ユーザが直接、電子部品や機械部品等の機構部品に触れないようにするために設けられる。ただし、金属ケースで信号処理基板を覆う場合は、アンテナパターン３の上層を金属層で覆うことはしない。これは、アンテナパターン３の上層が金属層で覆われると電磁遮蔽（シールド）されてしまい、電波の送受信が困難となるためである。ＬＳＩ装置２２には内部に無線ＩＣ（半導体集積回路）を有したものが使用される。

アンテナ２１には本発明に係る非対称平面アンテナ１０が使用される。非対称平面アンテナ１０は、絶縁層２０２’上に設けられた導電性の給電パターン１と、この給電パターン１から延在した導電性のアンテナ整合パターン２及びアンテナ整合パターン２から延在した導電性のアンテナパターン３を有して構成される。給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３には、銅箔が使用される。これらのパターン１〜３には銅箔に限られることはなく、銅以外の金、銀、黄銅、青銅、白銅等の金属箔又は金属板、これらの金属層から形成されたものが使用できる。

多層基板２４は、最上層に絶縁層２０２を有しており、その下層にはアンテナパターン３の投影面積よりも大きな面積を有したＧＮＤ層２３ａを備え、更に、絶縁層２０２’の下層にもＧＮＤ層２３ｂを備えている。ＧＮＤ層２３ａ及び２３ｂは、アンテナ２１が単一指向性を有するように設けられる。ＧＮＤ層２３ａ及び２３ｂは、電気的に接続される。ＧＮＤ層２３ａの下層は、一般の多層基板と同様にして、図３に示したような絶縁層２０４、配線層２０５及び絶縁層２０６・・・が積層されて構成される。

絶縁層２０２上に設けられたＬＳＩ装置２２と、アンテナ２１のアンテナパターン３とは伝送線路２５、給電パターン１及びアンテナ整合パターン２を通じて接続される。アンテナパターン３は、給電パターン１を基準にして非対称な形状を有してなる。このような非対称平面アンテナを実装すると、周波数共振点が調整されたアンテナ反射特性を有する非対称平面アンテナを利用した筐体間で情報高速伝送処理を実現できるようになる。

続いて、電子機器２００の製造方法について説明する。まず、ＧＮＤ層２３を含む多層基板２４を形成する。この例では、両面に銅箔を形成された両面銅箔基板（プリプレグ絶縁基板）や片面に銅箔を形成された片面銅箔基板を使用して、多層基板２４を形成する。図３に示した多層基板４’によれば、片面銅箔基板の絶縁基板及び銅箔を利用して絶縁層２０２及び、伝送線路２５となる配線層を形成する。例えば、伝送線路用の配線パターンを象ったマスクを使用し、銅箔上にレジストをパターニングして、露光現像し、不要部分の銅箔を除去して、絶縁層２０２上に図示しない所定形状の伝送線路用の配線層を得るようになされる。

また、片面銅箔基板の絶縁基板及び銅箔を利用して絶縁層２０４及びＧＮＤ層２０３を形成する。例えば、接地パターンを象ったマスクを使用し、銅箔上にレジストをパターニングして、露光現像し、不要部分の銅箔を除去して、所定形状のＧＮＤ層２３ａを得るようになされる。上述の２つの片面銅箔基板を積層することで、多層基板２４を形成することができる。

次に、多層基板２４上に設けるＬＳＩ装置２２及び筐体側面に設けるアンテナ２１を形成する。例えば、アンテナ２１とＬＳＩ装置２２とを別途形成して多層基板２４上及び筐体側面に接着する方法を採る。アンテナ２１は、両面銅箔基板を利用してＧＮＤ層２３ｂ、絶縁層２０２’、給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３を形成する。給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３は、図８〜図１０に示したパターン探索方法に基づいて見出された非対称形状に基づいて形成される。なお、アンテナ整合パターン２はアンテナパターン３に至る部位に同時に形成され、その形状は、アンテナパターン３と同時に探索され画定されている。

これらを条件にして、例えば、給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３を象ったマスクを使用し、片側の銅箔上にレジストをパターニングして、露光現像し、不要部分の銅箔を除去して、図１５に示すような非対称形状のアンテナパターン３を有するアンテナ２１（＝非対称平面アンテナ１０）を得る。反対側の銅箔部分は、所定形状のＧＮＤ層２３ｂを残すようになされる。これにより、絶縁層２０２’上に形成された導電性の給電パターン１から延在するアンテナパターン３であって、当該給電パターン１を基準にして非対称な形状の導電性のアンテナパターン３を形成することができる。

この例では、多層基板２４上にＬＳＩ装置２２に設ける。ＬＳＩ装置２２には、当該信号処理用に予め準備された半導体チップ形状又はパッケージ形状のものが使用される。ＬＳＩ装置２２は、多層基板２４上に接着剤を使用して物理的に接続される。ＬＳＩ装置２２はアンテナ入出力用のパッドを有している。このパッドと絶縁層２０２上の伝送線路２５とを、例えば、コンタクトホールや、ビアホール、バンプ、ワイヤ等による接続方法を利用して電気的に接続（ボンディング）する。このように形成された信号処理基板を所定の収納スペースを有した樹脂ケース２７に収納する。樹脂ケース２７には伝送線路２５の終端電極部をケース側面のアンテナ取付位置に形成するようになされる。

次に、アンテナ２１を樹脂ケース２７の所定の位置に、例えば、接着剤を使用して接続される。このとき、アンテナパターン３と伝送線路２５の終端電極部とを電気的に接続する。例えば、アンテナ２１の給電パターン１と終端電極部とをコンタクトホールや、ビアホールを介して接続する。コンタクトホールや、ビアホール等の内部には、例えば、導電材料を充填して熱処理するようになされる。これにより、樹脂ケース内の多層基板２４の一方の面に信号処理用のＬＳＩ装置２２を備え、及び樹脂ケース側面に本発明のアンテナ２１を配置した電子機器２００を形成できるようになる。

このように、第２の実施例としての電子機器２００によれば、アンテナ２１とＬＳＩ装置２２とを伝送線路２５により接続して信号処理をする場合に、アンテナ２１には、非対称平面アンテナ１０が応用される。このような構成の電子機器２００を２台準備し、２台の電子機器２００間又は図１に示したホルダー１０２と近接対向させて広帯域無線通信を実行するものである。

従って、電子機器２００と他の電子機器２００の間で２つのアンテナ２１，２１を１対１に近接係合することができ、電子機器２００と他の電子機器２００の間でリアルタイムに、大量の広帯域情報を送受信できるようになる。これにより、電子機器間の信号配線の引き回し工程から開放されるばかりか、電子機器間で広帯域情報を高速伝送できるようになる。

図１６は、第３の実施例としての電子機器３００の構成例を示す断面図である。この実施例では、第２の実施例の電子機器２００と異なり、非対称平面アンテナ１０を電子機器３００の金属保護筐体を利用して形成するようにしたものである。

図１６に示す電子機器３００は、金属保護容器の一例を構成する本体金属ケース３０を有しており、アンテナ３１の接地層（ＧＮＤ層）を兼用するようになされる。アンテナ３１には非対称平面アンテナ１０が応用される。電子機器３００は、デジタルカメラ１０１やホルダー１０２等に適用される。この例では、図１６に示した電子機器３００を正面方向から見た断面図において、本体金属ケース３０をＧＮＤ層２０３として兼用すると共に、その本体金属ケース３０の所定部位上（次の層）に第１の絶縁層２０２（誘電体層）を配置（積層）し、更にその絶縁層２０２の次の層にアンテナパターン３を配置（積層）して、更に次の層に第２の絶縁層２０１（誘電体層）を配置（積層；被覆）したものである。

絶縁層２０１（誘電体層）には、空気や、電波吸収体、ＡＢＣ樹脂、一般的な基板材料（ＦＲ−４）、ガラスコーティング部材（ＰＰＯ）、テフロン（登録商標）樹脂、化合物半導体、シリコン等を使用するようになされる。絶縁層２０２（誘電体層）には、空気を除く上述の絶縁材料が使用できる。

図示しない給電パターン１と、本体金属ケース内の信号処理基板とは、当該本体金属ケース３０及び絶縁層２０２を開口して形成されたコンタクトホール（図示せず）を介して接続される。アンテナパターン３は、絶縁層２０１と絶縁層２０２との間に挟まれたアンテナ描画層３１’に形成される。ここに形成された非対称平面アンテナ１０がアンテナ３１である。この構造によって、本体金属ケース３０をＧＮＤ層２０３とした非対称平面アンテナ１０を提供できるようになる。

図１７Ａ〜Ｃは、電子機器３００におけるアンテナ３１の形成例を示す工程図である。

この実施例では、金属保護容器の一例を構成する所定形状の本体金属ケース３０が予め準備される。この本体金属ケース３０には、伝送線路接続用の開口部（コンタクトホールとなる）が形成される。

これを形成条件にして、図１７Ａにおいて、本体金属ケース３０をＧＮＤ層２０３として兼用するために、当該本体金属ケース３０の所定部位上に絶縁層２０２（誘電体層）を積層する。例えば、絶縁層２０２として膜厚数十μｍ程度のテフロン（登録商標）樹脂を所定の加工装置を使用して形成する。その後、アンテナパターン描画位置であって、給電パターン１が形成される位置に伝送線路接続用の開口部３２を形成する。開口部３２は、本体金属ケース３０と絶縁層２０２とを貫通するように形成される。好ましくは、本体金属ケース３０の開口部３２は絶縁層２０２の開口部３２よりも大きな口径で開口される。給電パターン１から伝送線路に至るアンテナ配線３３と本体金属ケース３０との絶縁性を向上させる、及びアンテナ配線３３と本体金属ケース３０との間の静電容量を低減するためである。

次に、図１７Ｂにおいて、絶縁層２０２の上層（次層）にアンテナパターン３を描画するためのアンテナ描画層３１’を形成する。例えば、金、銀、銅、黄銅、青銅、白銅等の金属箔又は金属板を貼り付ける。アンテナ描画層３１’の膜厚は数十μｍ程度である。次に、これらにエッチングにより型抜き加工を施す。例えば、給電パターン１、アンテナ整合パターン２及びアンテナパターン３を象ったマスクを使用し、絶縁層２０２上の例えば銅層（膜）上にレジストをパターニングして、露光現像し、不要部分の銅を除去して、図１５に示すような非対称形状のアンテナパターン３を得る。これにより、絶縁層２０２上にアンテナパターン３を有するアンテナ３１（＝非対称平面アンテナ１０）を形成することができる。

次に、図１７Ｃにおいて、アンテナパターン３が描画されたアンテナ描画層３１’上に絶縁層２０１（誘電体層）を積層する。例えば、絶縁層２０２として膜厚数十μｍ程度のテフロン（登録商標）樹脂を所定の加工装置を使用して形成する。これにより、図１６に示したような本体金属ケース３０をＧＮＤ層２０３とした非対称平面アンテナ１０を形成できるようになる。

このように、第３の実施例としての電子機器３００によれば、本体金属ケース３０をＧＮＤ層２０３として兼用すると共に、その本体金属ケース３０の所定部位上（次の層）に絶縁層２０２（誘電体層）を配置（積層）し、更にその絶縁層２０２の次の層にアンテナパターン３を配置（積層）して、更に次の層に絶縁層２０１（誘電体層）を配置（積層；被覆）したものである。

このような構成の電子機器３００を例えば、２台準備し、この２台の電子機器３００間又は１台の電子機器３００と図１に示したホルダー１０２とを近接対向させて広帯域無線通信を実行できるようになる。従って、電子機器３００と他の電子機器３００の間で２つのアンテナ３１，３１を１対１に近接係合することができ、電子機器３００と他の電子機器３００の間でリアルタイムに、大量の広帯域情報を送受信できるようになる。これにより、第２の実施例と同様にして電子機器間の信号配線の引き回し工程から開放されるばかりか、電子機器間で広帯域情報を高速伝送できるようになる。

上述の例では、アンテナパターン３が樹脂等の誘電体素材を用いて隠蔽される場合を示したが、これに限られることはなく、アンテナ３１が配置されている部分を肉眼で見えるようにしてもよい。例えば、図１６に示した絶縁層２０１（誘電体層）とアンテナパターン３とに光透過性の物質を用いると、金属保護容器等のいわゆる金属色の電子機器筐体が直接見えるようなデザインを施すことも可能となる。換言すると、アンテナパターン３の存在を感じさせない構造とすることができる。

続いて、他の電子機器における非対称平面アンテナ１０の配置例（場所）について説明する。図１８Ａ〜Ｃは、第４の実施例としての電子機器４００の構成例を示す正面図及びＸ１−Ｘ１，Ｘ２−Ｘ２の矢視断面図である。

図１８Ａに示すデジタルカメラ１０４は電子機器４００を構成し、液晶表示ディスプレイ１６を有しており、図１に示したホルダー１０２や後述する充電器等と組み合わせて使用可能なものである。この例では、液晶表示ディスプレイ１６の表示面と直交する面にアンテナ４１が配置される。アンテナ４１には非対称平面アンテナ１０が応用される。

例えば、図１８Ｂに示す本体ケース内の液晶表示ディスプレイ１６の後方にアンテナ４１が配置される。アンテナ４１は、図示しない充電器等のアンテナ８１と近接対向させて広帯域無線通信及び狭帯域無線通信ができるようになされている（図２２参照）。

また、図１８Ｃに示すデジタルカメラ１０４の本体ケース１２の底面には、第１の実施例で説明したような非対称平面アンテナ１０ａが配置される。この非対称平面アンテナ１０ａは、図１に示したデジタルカメラ１０１の天板面に配置された非対称平面アンテナ１０ｉと１対１、又は、図１に示したホルダー１０２の非対称平面アンテナ１０ｂに近接対向させて広帯域無線通信ができるようになされている。

これらの非対称平面アンテナ１０ａ〜１０ｉや、アンテナ２１，３１，４１等は平面に設置したものを示しているが、これらに限られることはなく、アンテナパターン３が凸凹状に盛り上がった立体構造をなすものであっても適用できる。非対称平面アンテナ１０ａ〜１０ｉや、アンテナ２１，３１，４１等は、上述した場所の他にデジタルカメラ１０１、ホルダー１０２等の電子機器の本体ケースの側面部（曲面を含む）や液晶表示面、ボタンスイッチの裏側、ヒンジ部、カバー部等に配置できるものである。

このように、第４の実施例としての電子機器４００によれば、デジタルカメラ１０４の液晶表示ディスプレイ１６の表示面と直交する面や、その本体ケース１２の底面に非対称平面アンテナ１０をなすアンテナ４１が配置される。このような構成のデジタルカメラ１０４を２台準備し、２台のデジタルカメラ１０４を近接対向させ、又は、１台のデジタルカメラ１０４を図１に示したホルダー１０２と近接対向させて広帯域無線通信を実行できるようになる。

従って、デジタルカメラ１０４と他のデジタルカメラ１０４との間で２つのアンテナパターン４１，４１を１対１に近接係合することができ、デジタルカメラ１０４と他のデジタルカメラ１０４との間でリアルタイムに、大量の広帯域情報を送受信できるようになる。これにより、第２及び３の実施例と同様にして電子機器間の信号配線の引き回し工程から開放されるばかりか、電子機器間で広帯域情報を高速伝送できるようになる。

図１９Ａ〜Ｃは、第５の実施例としての電子機器５００の構成例を示す正面図、拡大図及び断面図である。この実施例では、アンテナ描画層３１’に光透過性の物質を用いると共に、平面表示素子を構成する表示層の中に透明電極を用いたアンテナパターン層を形成する場合を示している。

図１９Ａに示すデジタルカメラ１０５は電子機器５００を構成し、平面表示素子の一例となる液晶表示ディスプレイ１６を有している。液晶表示ディスプレイ１６は表示枠１６ａを有しており、後述するＩＣカードや、携帯電話機、ホルダー１０２、充電器等と組み合わせて使用可能なものである。この例では、液晶表示ディスプレイ１６の表示面と平行する面にアンテナ５１が配置される。アンテナ５１には非対称平面アンテナ１０が応用される。

例えば、図１９Ｂに示す液晶表示ディスプレイ１６の表示面右下方にアンテナ５１が配置される。アンテナ５１は、図示しない携帯電話機等のアンテナ９１と近接対向させて広帯域無線通信及び狭帯域無線通信ができるようになされている。

この例でデジタルカメラ１０５は、液晶表示ディスプレイ１６の液晶基板や配線層等の金属層１６ｂが接地層（ＧＤＮ層２０３）を兼用するものである。例えば、図１９Ｃに示す液晶表示ディスプレイ１６の金属層１６ｂ上の所定部位には絶縁層２０２が積層され、この絶縁層２０２上には透明電極を用いたアンテナパターン３が積層される。このアンテナパターン３を含む絶縁層２０２上には絶縁層２０１が積層される。このように非対称平面アンテナ１０をなすアンテナ５１を構成すると、アンテナパターン３の前後を絶縁層２０１，２０２（誘電体層）で挟み、そのアンテナパターン３の下部のユーザが見る側と反対の金属層１６ｂをＧＮＤ層２０３とする構造を提供できるようになる。

電子機器５００は、デジタルカメラ１０５に限られることはなく、平面表示素子そのものであってもよい。例えば、電子機器５００が有機ディスプレイ（ＥＬ）装置や、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）装置等であって、これらの平面表示素子の表示面の所定の位置に非対称平面アンテナ１０をなすアンテナ５１が配置される。アンテナ５１は、図示しない他の電子機器等の非対称平面アンテナ１０と近接対向させて広帯域無線通信及び狭帯域無線通信ができるようになされる。

このように、第５の実施例としての電子機器５００によれば、デジタルカメラ１０５には、アンテナ描画層３１’に光透過性の物質が用いられると共に、その液晶表示ディスプレイ１６の表示画面の中に透明電極を用いたアンテナパターン３を形成した非対称平面アンテナ１０をなすアンテナ５１が備えられるものである。

このように構成したデジタルカメラ１０５を２台準備し、２台のデジタルカメラ１０５を間又は図１に示したホルダー１０２と近接対向させて広帯域無線通信を実行できるようになる。従って、デジタルカメラ１０５と他のデジタルカメラ１０５の間で２つのアンテナパターン５１，５１を１対１に近接係合することができ、デジタルカメラ１０５と他のデジタルカメラ１０５の間でリアルタイムに、大量の広帯域情報を送受信できるようになる。これにより、第２〜第４の実施例と同様にして電子機器間の信号配線の引き回し工程から開放されるばかりか、電子機器間で広帯域情報を高速伝送できるようになる。

図２０は、第６の実施例としての電子機器６００の構成例を示す斜視図である。図２０に示す電子機器６００は、ノート型のパーソナルコンピュータ（以下でパソコン１０６という）を構成し、パソコン本体６２及びモニタ６６を有している。パソコン本体６２にはキーボード６３が設けられる。

パソコン本体６２は、上部ケース６２ａ及び下部ケース６２ｂから構成され、上部ケース６２ａ及び下部ケース６２ｂにアンテナ６１ａ〜６１ｄが配置される。アンテナ６１ａ〜６１ｄには非対称平面アンテナ１０が応用される。例えば、アンテナ６１ａは上部ケース６２ａのモニタ６６の左下隅に配置され、アンテナ６１ｂはそのモニタ外枠の右上隅に配置される。

また、アンテナ６１ｃは、キーボード６３の左角部に配置され、アンテナ６１ｄは、下部ケース６２ｂの底面に配置される。これらのアンテナ６１ａ〜６１ｄは、他のパソコン１０６のアンテナ６１ａ〜６１ｄ又は、他の電子機器である携帯電話機、ＩＣカード、デジタルカメラ等のアンテナと１対１に向かい合わせる。例えば、上部ケース６２ａと下部ケース６２ｂとを閉じた状態で２台のパソコン１０６を重ね合わせる。これにより、２台のパソコン１０６間で広帯域情報や狭帯域情報等を無線通信できるようになる。

このように、第６の実施例としての電子機器６００によれば、パソコン１０６には、上部ケース６２ａや下部ケース６２ｂに非対称平面アンテナ１０をなすアンテナ６１ａ〜６１ｄが備えられるものである。

このような構成のパソコン１０６を２台準備し、２台のパソコン１０６間又は図示しない携帯電話機や、ＩＣカード、デジタルカメラと近接対向させて広帯域無線通信を実行できるようになる。従って、パソコン１０６と他のパソコン１０６の間で２つのアンテナパターン６１ｂ，６１ｄを１対１に近接係合することができ、パソコン１０６と他のパソコン１０６の間でリアルタイムに、大量の広帯域情報を送受信できるようになる。これにより、第２乃至第５の実施例と同様にして電子機器間の信号配線の引き回し工程から開放されるばかりか、電子機器間で広帯域情報を高速伝送できるようになる。

図２１Ａ及びＢは、第７の実施例としての電子機器７００の構成例を示す斜視図である。

図２１Ａに示す電子機器７００は、例えば、セットボックス７０１（据え置き型装置）と、ＩＣカード７０２を備えて構成される。セットボックス７０１は、電子機器の一例を構成するものである。セットボックス７０１はゲーム機や、通信モデムを構成するものであり、本体ケース７２を有している。

本体ケース７２には、アンテナ７１ａ〜７１ｄ（７１ｃ、７１ｄは図示せず）が配置される。アンテナ７１ａ〜７１ｄには非対称平面アンテナ１０が応用される。例えば、アンテナ７１ａは本体ケース７２の前面の左下部に配置され、アンテナ７１ｂはその右上部に配置される。他のアンテナ７１ｃ及び７１ｄは、本体ケース７２の背面の所定の位置に配置される。

図２１Ｂに示すＩＣカード７０２は、カード本体７３及びＩＣチップ７４を有している。カード本体７３の例えば、前面の左下部にはアンテナ７１ｅが配置され、その右上部にはアンテナ７１ｆが配置される。アンテナ７１ｅ及び７１ｆには非対称平面アンテナ１０が応用される。ＩＣカード７０２は、例えば、セットボックス７０１と組み合わせて使用される。もちろん、これに限られない。

セットボックス７０１のアンテナ７１ａ〜７１ｄは、ＩＣカード７０２のアンテナ７１ｅ、７１ｆ又は携帯電話機、デジタルカメラ等のアンテナと１対１に向かい合わされ、セットボックス７０１及びＩＣカード７０２間で広帯域情報や狭帯域情報等を無線通信できるようになる。

このように、第７の実施例としての電子機器７００によれば、ＩＣカード７０２等の携帯しやすい電子機器と、据え置き型のセットボックス７０１とに、非対称平面アンテナ１０をなすアンテナ７１ａ〜７１ｄや、アンテナ７１ｅ〜７１ｆを備えられるものである。

このような構成の電子機器７００を複数台準備し、複数のセットボックス７０１と、複数のＩＣカード７０２等とを近接対向させて広帯域無線通信を実行できるようになる。従って、セットボックス７０１とＩＣカード７０２の間で、例えば、２つのアンテナ７１ａ及び７１ｅを１対１に近接係合することができ、セットボックス７０１とＩＣカード７０２の間でリアルタイムに、大量の広帯域情報を送受信できるようになる。これにより、第２〜第６の実施例と同様にして電子機器間の信号配線の引き回し工程から開放されるばかりか、電子機器間で広帯域情報を高速伝送できるようになる。

図２２は、第８の実施例としての電子機器８００の構成例を示す斜視図である。この実施例では、デジタルカメラ１０８及び充電器１０９を備え、これら両者の所定の位置には、第１のアンテナ８１ａの指向性パターンと第２のアンテナ８１ｂの指向性パターンとを整合させるための位置合わせ用のマーク８２（標識）が設けられる。これらのデジタルカメラ１０８及び充電器１０９の間で大量の広帯域情報を送受信できるようになされる。

図２２に示す電子機器８００は、デジタルカメラ１０８及び充電器１０９を有して構成される。デジタルカメラ１０８には、その底面にアンテナ８１ａが配置される。充電器１０９はデジタルカメラ１０８に内蔵される電池を充電するものであり、この例では、広帯域情報のインターフェースとしても使用される。充電用の端子は省略している。充電器１０９には、装着機構８６（機械機構）が設けられる。装着機構８６は凹状部を有しており、この凹状部がガイドレール等のケースガイド部８７をなしている。

ケースガイド部８７は、位置合わせマークを兼ねており、ケースガイド部８７には、デジタルカメラ１０８の側面が位置合わせされて装着される。充電器１０９には、そのケースガイド部８７の内側底部にアンテナ８１ｂが配置される。アンテナ８１ａ，８１ｂには非対称平面アンテナ１０が応用される。装着機構８６は、アンテナ８１ａ，８１ｂの対向位置を自動整合するようになされる。

デジタルカメラ１０８の側面には、位置合わせを容易にするために、位置合わせ用のマーク８２が設けられている。マーク８２は、例えば、下向き矢印をなし、充電器１０９のケースガイド部８７の中にあるアンテナ８１ｂの向きを指示するようになされる。このマーク８２によって、アンテナ８１ａ，８１ｂが最も効率良く使用できる状態（向き）にセットできるようになる。

装着機構８６では、デジタルカメラ１０８を矢印の方向にスライドしてケースガイド部８７に装着すると、図示しない充電用の端子がデジタルカメラ１０８の底面に配置された電源用の端子に接続するようになされる。これと共に、アンテナ８１ａ及び８１ｂが最も効率良く使用できる状態（向き）にセットできるようになる。このように、デジタルカメラ１０８と充電器１０９とに位置合わせ用のマークを施すことで、デジタルカメラ１０８や携帯電話機等の電子機器８００を持つユーザ同士、又は、これらの電子機器８００と充電器１０９等の間において効率良くアンテナ８１ａ，８１ｂとを接続できる向きに合わせることができる。

図２３は、デジタルカメラ１０８における装着確認用のアイコン８３の表示例を示す図である。

この例でデジタルカメラ１０８又は充電器１０９に光や音等を発する報知手段が設けられ、充電器１０９の装着機構８６にデジタルカメラ１０８が装着されたことを報知するようになされる。この報知手段によって、アンテナ８１ａ，８１ｂが最も効率良く使用できる状態にセットされたことを光、音等の人間の感覚にて確認できるようになる。

図２３に示すデジタルカメラ１０８のモニタ１６には、装着確認用のアイコン８３が表示される。アイコン８３は、カメラ本体を充電器１０９に装着したときに表示される。アイコン８３は、例えば、３本のバー（棒）の絵を表示して報知するようになされる。この例では、アンテナ８１ａ、８１ｂを通じて伝送されるデータの伝送速度に基づいてバーの絵が変化する。データ伝送速度が「高速」状態である場合、例えば、１０Ｇｂｐｓを越える超広帯域情報である場合は、最長のバーが表示される。データ伝送速度が「中速」状態である場合、例えば、１乃至１０Ｇｂｐｓの広帯域情報である場合は中間長のバーが表示される。データ伝送速度が「低速」状態である場合、例えば、１Ｇｂｐｓに満たない狭帯域情報である場合は、最小のバーが表示される。これにより、バーの長さでアンテナ８１ａ、８１ｂが送受信しているデータの伝送速度を目視確認できるようになる。

装着確認用の手段は、アイコン８３に限られることはなく、例えば、本体ケース１２の左上部（モニタの角部位）にＬＥＤ８４（発光素子）を取り付けて、これを光らせてもよい。このようなＬＥＤ８４を設けると、デジタルカメラ１０８と充電器１０９や、又は、非対称平面アンテナ付きの携帯電話機やＩＣカード等の電子機器を持つユーザ同士がうまくアンテナ８１ａ，８１ｂの向きが整合されているかを確認できるようになる。

また、通信種別を色別にＬＥＤ表示するようにしてもよい。例えば、電子機器間で広帯域無線通信を実行している場合は、例えば、赤色表示するようにＬＥＤ８４を表示制御し、電子機器間で狭帯域無線通信を実行している場合は、例えば、緑色表示するようにＬＥＤ８４を表示制御するようにしてもよい。ＬＥＤ発光用の電子回路は、デジタルカメラ１０８又は充電器１０９に備えることで対処できる。これにより、ＬＥＤ光を使った装着確認機構を提供できるようになる。

電子機器と充電器等が又は電子機器を持つユーザ同士がうまくアンテナの向きを合わせられているかを確認できる信号をケーブル等を通して外部出力できる電子回路を持っていることもある。上述の装着確認用の手段の取付位置は、デジタルカメラ１０８や充電器１０９に限られない。例えば、デジタルカメラ１０８又は充電器１０９に外部引出用の通信線（通信ケーブル）を接続し、この通信線に外部機器を接続し、この充電器１０９の装着機構８６にデジタルカメラ１０８が装着されたことを示す信号を当該外部機器に出力するようにしてもよい。このように構成すると、通信線に接続された外部機器によって、アンテナ８１ａ，８１ｂが最も効率良く使用できる状態にセットされたことを確認できるようになる。

このように、第８の実施例としての電子機器８００によれば、デジタルカメラ１０８及び充電器１０９を備え、これら両者の所定の位置には、アンテナ８１ａの指向性パターンとアンテナ８１ｂの指向性パターンとを整合させるための位置合わせ用のマーク８２が設けられる。装着機構８６では、デジタルカメラ１０８を矢印の方向にスライドしてケースガイド部８７に装着するようになされる。

従って、デジタルカメラ１０８や携帯電話機等の電子機器８００を持つユーザ同士、又は、これらの電子機器８００と充電器１０９等の間において効率よくアンテナ８１ａ，８１ｂとを接続できる向きに合わせることができる。また、充電用の端子がデジタルカメラ１０８の底面に配置された電源用の端子に接続される。これらのデジタルカメラ１０８及び充電器１０９の間でリアルタイムに大量の広帯域情報を送受信できるようになされる。
これにより、第２〜第７の実施例と同様にして電子機器間の信号配線の引き回し工程から開放されるばかりか、電子機器間で広帯域情報を高速伝送できるようになる。

図２４は、第９の実施例としての電子機器システム９００の構成例を示す斜視図である。電子機器システム９００では、複数の携帯電話機が相互に遠距離にて、アンテナの狭帯域性を利用した通信が行なわれる。この実施例では、非対称平面アンテナ１を設けた複数の携帯電話機を備え、携帯電話機間で狭帯域無線通信を行えるようにすると共に、２台の携帯電話機間で広帯域無線通信を行えるようにしたシステムを提供する。

図２４に示す電子機器システム９００では、例えば、各々のユーザが１台づつ所持する計４台の携帯電話機＃１〜＃４が備えられる。携帯電話機＃１は第１の電子機器の一例を構成し、その操作面側にはアンテナ９１ａが設けられる。携帯電話機＃１の背面にはアンテナ９１ｂが設けられる。もちろん、背面用のアンテナ９１ｂ（アンテナ９１ａと面対称）を携帯電話機＃１のモニタ９６の側、すなわち、アンテナ９１ａの配置側でそれと並べて配置してもよい。

広帯域無線通信時、携帯電話機＃１のモニタ９６の側と、携帯電話機＃２のモニタ９６の側とを重ね合わせることができる。この例では、広帯域無線通信時、携帯電話機＃１のモニタ９６の側と、携帯電話機＃２の背面側とを重ね合わせる場合を例に挙げる。アンテナ９１ａ及び９１ｂは、１１％以上の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有している。携帯電話機＃２は第２の電子機器の一例を構成し、その操作面側にはアンテナ９１ｃが設けられる。携帯電話機＃２の背面にはアンテナ９１ｄが設けられる。アンテナ９１ｃ及び９１ｄは、１１％以上の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有している。

他の携帯電話機＃３及び＃４も、第１又は第２の電子機器を構成する。携帯電話機＃１〜携帯電話機＃４は、携帯型の通信装置を構成するものである。携帯電話機＃３の操作面側にはアンテナ９１ｅが設けられ、その背面にはアンテナ９１ｆが設けられる。携帯電話機＃４の操作面側にはアンテナ９１ｇが設けられ、その背面にはアンテナ９１ｈが設けられる。アンテナ９１ｅ〜９１ｈも、１１％以上の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有している。いずれのアンテナ９１ａ〜アンテナ９１ｈも、絶縁性の基板又は絶縁層上に設けられた導電性の給電パターン１と、給電パターン１から延在した導電性のアンテナパターン３とを備え、アンテナパターン３は、給電パターン１を基準にして非対称な形状を有してなる。アンテナ９１ａ〜９１ｈには非対称平面アンテナ１０が応用される（図２参照）。

ここで、非対称平面アンテナ１を設けた例えば、４台の携帯電話機＃１〜＃４の１つ目の使用例について説明する。２台の携帯電話機の近接対向させない使用方法、例えば、携帯電話機＃１のアンテナ９１ａと、アンテナ９１ｂを除く、他の携帯電話機＃２〜携帯電話機＃４のアンテナ９１ｃ〜９１ｈを１対多、又は、携帯電話機＃１〜携帯電話機＃４のアンテナ９１ａ〜９１ｈと、携帯電話機＃１〜携帯電話機＃４のアンテナ９１ａ〜９１ｈとを多対多で結び、携帯電話機＃１、携帯電話機＃２、携帯電話機＃３又は携帯電話機＃４間にて狭帯域の情報（以下狭帯域情報という）を伝送を行なうことができる。

狭帯域情報には、制御信号、ＲＦ信号の同期処理に必要な情報、又は伝送帯域が狭くても信号処理に有意になる情報であって、無線による放送型式で伝送（配信）することが利点になる情報が含まれる。例えば、狭帯域情報には、携帯電話機＃１等の認証や携帯電話機間を同期させて動作させるための情報及び制御信号が含まれる。

このように、狭帯域無線通信では、携帯電話機＃１〜＃４のアンテナ９１ａ〜９１ｈの狭帯域性を利用して、狭帯域にて伝送することが可能な制御信号、ＲＦ信号の同期に必要な情報、暗号鍵情報などの伝送帯域が狭くてもよい情報を伝送する。これにより、少し離れたユーザの間で、又は、４名のユーザの携帯電話機＃１〜＃４の間において、狭帯域情報の交換ができ、携帯電話機＃１〜＃４間を連携させた使い方をすることができる。

図２５Ａ及びＢは、広帯域無線通信時の携帯電話機＃１及び＃２の取扱例を示す正面図である。この実施例では、非対称平面アンテナ１０を設けた、２台の携帯電話機＃１、＃２の２つ目の使用例について説明する。この例では、図２５Ａに示した携帯電話機＃１及び＃２を図２５Ｂに示すように非常に接近させて使用する点で、図２４に示した携帯電話機＃１及び＃２と異なっている。

この例では、図２５Ａに示した２台の携帯電話機を接近させて、例えば、図２５Ｂに示す携帯電話機＃１及び携帯電話機＃２のアンテナ９１ａとアンテナ９１ｄ、又は、アンテナ９１ｂとアンテナ９１ｃとを近接対向させる。この例では、携帯電話機＃１のモニタ９６の側と、携帯電話機＃２の背面側とが重ね合わされる。この重ね合わせで、広帯域の通信が確立され、当該２台の携帯電話機＃１及び携帯電話機＃２間で多量な情報を交換することが可能な無線通信処理を実行する。これにより、多量に広帯域情報を交換する範囲を、ある狭い領域に限定するような無線通信を実行できるようになる。狭帯域無線通信時には、４台の携帯電話機＃１〜＃４を適当な距離を置いた状態で、無線通信処理をする状態と異なっている。

この例で、携帯電話機＃１等は、無線通信処理をする際に、例えば、携帯電話機＃２との間の離隔距離を測定する。ここで、測定された離隔距離の結果情報に基づいて当該携帯電話機＃１と携帯電話機＃２との間が遠い、又は、当該携帯電話機＃１と携帯電話機＃２との間が近いかを判別する。この判別された結果に基づいて当該携帯電話機＃１と携帯電話機＃２との間で広帯域無線通信（広帯域無線通信）又は狭帯域無線通信（狭帯域無線通信）を実行する。これにより、アンテナ９１ａ，９１ｂの向きの指示方法を適時選択できるようになる。

携帯電話機＃１や、携帯電話機＃２等は、広帯域無線通信によって送受信される広帯域情報に関して秘密鍵暗号通信の有無を判別する。この判別の結果に基づいて秘密鍵データ通信又は公開鍵データ通信を実行する。このように構成すると、近接対向時、それぞれの携帯電話機＃１や、携帯電話機＃２等のアンテナ９１ａとアンテナ９１ｄ、又は、アンテナ９１ｂとアンテナ９１ｃとを１対１で結ぶことにより、その繋がりを複数回介して携帯電話機＃１と携帯電話機＃２との間において、リアルタイムに広帯域の情報（以下広帯域情報という）を伝送を行なうことができる。広帯域情報には、その情報量が多量であり、小さな量にして送ることが難しく、リアルタイム性が要求される信号、例えば、映像情報や音声情報等のデータ、コンピュータ画像情報を一括したマルチメディア情報等が含まれる。

図２６は、携帯電話機＃１内のＬＳＩ装置９２及びその周辺回路の構成例を示すブロック図である。図２６に示す携帯電話機＃１は、信号処理用のＬＳＩ装置９２、モニタ９６、共用器９０１（アンテナスイッチ等）、ＣＰＵ９０５、メモリ９０６及び操作部９０８を有して構成される。

操作部９０８は、無線通信処理時に、送信モードや受信モードを設定するように操作される。操作部９０８には、図示せずも、数字「０」〜「９」、「＊」や、「＃」等のテンキーや各種設定ボタンが備えられる。送信モードや受信モードを設定するとＣＰＵ９０５に操作データＤを出力するようになされる。

ＣＰＵ９０５は、無線通信処理時、送信モードや受信モードに基づいて情報処理をするようになされる。例えば、ＣＰＵ９０５は、無線通信処理をする際に、携帯電話機＃２との間の離隔距離を図示しない測定手段により測定する。ここで、測定された離隔距離の結果情報に基づいて当該携帯電話機＃１と携帯電話機＃２との間が遠い、又は、当該携帯電話機＃１と携帯電話機＃２との間が近いかを判別する。この判別された結果に基づいて当該携帯電話機＃１と携帯電話機＃２との間で広帯域無線通信又は狭帯域無線通信を実行する。

ＬＳＩ装置９２は、通信部９０２、位相同期発振部９０３、信号処理部９０４及びＩ／Ｏインターフェース９０７を有しており、これらの集積回路が同一半導体基板上に１チップ化されている。ＬＳＩ装置９２は共用器９０１に接続される。共用器９０１は３端子Ｔ１〜Ｔ３を有しており、端子Ｔ１にはアンテナ９１ａが接続される。アンテナ９１ａには非対称平面アンテナ１０が応用される。アンテナ９１ａは広帯域性を利用して隣接する、例えば、携帯電話機＃２のアンテナ９１ｄとの間で広帯域情報の無線通信処理を実行する。

通信部９０２は、変調部９３、復調部９４及びクロックデータ再生部９５を有している。
通信部９０２には、信号処理部９０４が接続され、信号処理部９０４で処理されたデータが通信部９０２にて無線伝送に必要な処理を施される。信号処理部９０４は、Ｉ／Ｏインターフェース９０７を介して不図示の内部機器に接続される。

Ｉ／Ｏインターフェース９０７（入出力Ｉ／Ｆ部）は、内部機器の配線を使用して転送されている信号を入力する部分である。Ｉ／Ｏインターフェース９０７と内部機器とを結ぶ有線部は、通常のシリアルデータ又はパラレルデータで通信を行なっている。有線通信方式には、例えばシリアルＡＴＡ（Advanced Technology Attachment）、ＵＳＢ、ＰＣＩ ＥＸＰＲＥＳＳやパラレルＡＴＡ等が採用される。

この例で、信号処理部９０４は、情報送信時、例えば、内部機器から入力した映像信号や音声信号等の入力データＤinを信号処理し、広帯域信号と狭帯域信号とを通信部９０２に出力する。信号処理部９０４はローカルＣＰＵやマイコン等により構成される。図中において、矢印太線は広帯域信号を示し、矢印波線は狭帯域信号を示している。

通信部９０２は、図示しない信号多重部を有しており、広帯域信号と狭帯域信号とを重畳（多重）して送信信号を出力する。更に、通信部９０２は変調部９３を有しており、所定の変調形式により送信信号を変調し、所定の周波数の搬送波に基づいて変調信号を送出するようになされる。無線伝送に用いる変調方式は、特に明記しないがＡＳＫ変調や、ＰＳＫ変調、ＯＦＤＭ変調、ＵＷＢ変調等である。変調部９３は上述した共用器９０１の端子Ｔ２に接続される。

上述の共用器９０１の端子Ｔ３には通信部９０２の復調部９４及びクロックデータ再生部９５が接続される。クロックデータ再生部９５では、情報受信時に、所定の周波数の搬送波に基づいて搬送されてくる変調信号からクロックデータを再生する。クロックデータ再生部９５には、位相同期発振部９０３が接続され、クロックデータの位相を検出し、このクロックデータに同期したクロック信号ＣＬＫを発振する。クロック信号ＣＬＫは、変調部９３、復調部９４、クロックデータ再生部９５及び信号処理部９０４に出力される。位相同期発振部９０３は信号処理部９０４に接続される。

一方、復調部９４では、情報受信時に、所定の周波数の搬送波に基づいて搬送されてくる変調信号を入力して、所定の復調形式により受信信号を復調するようになされる。無線伝送に用いる復調方式は、ＡＳＫ復調や、ＰＳＫ復調、ＯＦＤＭ復調、ＵＷＢ復調等である。

通信部９０２には、図示しない信号分離部が設けられ、受信信号から広帯域信号（広帯域情報）と狭帯域信号（制御情報）とを分離するようになされる。広帯域信号と狭帯域信号は、通信部９０２から信号処理部９０４へ出力される。信号処理部９０４では、狭帯域信号（制御情報）に基づいて広帯域信号（広帯域情報）を、例えば、フィルタ処理等をして映像信号や音声信号等を内部機器や、Ｉ／Ｏインターフェース９０７を通じてメモリ９０６等に出力する。

信号処理部９０４にはメモリ９０６が接続され、制御情報や、映像情報号、音声情報等を一時記憶するようになされる。メモリ９０６にはハードディスク装置、光磁気記録ディスク装置、光記録ディスク装置、テープ記録装置等が使用される。これらの記憶装置は半導体メモリよりも大容量であり、所定の読込み書込み速度を有した機器が使用される。

ＣＰＵ９０５は情報判別部の一例を構成し、情報受信時に、広帯域無線通信によって受信される広帯域情報の信号処理要否を、狭帯域無線通信によって受信される狭帯域情報及び当該広帯域情報に付加された付加情報に基づいて判別する。ＣＰＵ９０５にはメモリ９０６（記憶装置）が接続され、信号処理要と判別された広帯域情報を記憶するようになされる。

なお、上述のＩ／Ｏインターフェース９０７にはモニタ９６が接続され、図２３に示したようなアイコンが表示される。例えば、３本のバーの絵を表示して報知するようになされる。アンテナ９１ａ、９１ｄの整合具合によって、携帯電話機＃１と携帯電話機＃２とが電波強度＝「強」状態で整合している場合は、最長のバーが表示される。中間状態で整合している場合は、中間長のバーが表示される。「弱」状態で整合している場合は、最小のバーが表示される。これにより、バーの長さで携帯電話機＃１のアンテナ９１ａと、携帯電話機＃２のアンテナ９１ｄの整合具合を目視確認できるようになる。

続いて、本発明に係る通信方法について説明する。図２７Ａ〜Ｈは、広帯域情報Ｄ１１の処理例を示す遷移図である。図２７Ａに示す広帯域情報Ｄ１１は、本発明に係る電子機器１００〜８００や、携帯電話機＃１〜＃４等で取り扱われ、信号処理前に、図２７Ｂに示すようなブロック単位に分割される。広帯域情報Ｄ１１は、リアルタイム性が要求される映像情報や音声情報等であって、携帯電話機＃１等のＬＳＩ装置９２に直接入力されるものである。携帯電話機＃１ではＣＰＵ９０５が広帯域情報Ｄ１１をブロック単位に分割して有意広帯域情報Ｄ１２となされる。

図２７Ｃに示すＩＤ情報Ｄ１３（付加情報）は、図２７Ｂに示したブロック単位に分割された有意広帯域情報Ｄ１２に付加するようになされる。ＩＤ情報Ｄ１３は、有意広帯域情報Ｄ１２を情報処理させる携帯電話機＃１等（ＬＳＩ装置９２等）を指定する制御情報である。制御情報には、ＬＳＩ装置９２又はＣＰＵ９０５等で信号処理要否を判別するためのフラグ情報が含まれる。例えば、フラグ情報＝１で信号処理「要」を示し、フラグ情報＝０で信号処理「否」を示す。ＣＰＵ９０５は当該ブロック単位に分割した有意広帯域情報Ｄ１２の先頭にＩＤ情報Ｄ１３を合成（結合）する。

この例で、有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４のフレーム構成は、図２７Ｄに示すような付加情報ＩＤを付与された有意広帯域情報フレームとなる。有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４は、有意広帯域情報Ｄ１２にＩＤ情報Ｄ１３が合成されて形成される。有意広帯域情報ブロックは、ＬＳＩ装置９２にて一括して情報処理を行なう必要のあるデータ単位である。ＩＤ情報Ｄ１３は、信号処理中、有意広帯域情報Ｄ１２の先頭に合成されて管理される。図２７Ｅに示すＩＤ情報付きの有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４’は、信号処理が終了した場合に、メモリ９０６に転送され格納される。信号処理終了後のデータＤ１４’は、例えば、携帯電話機＃２へ転送される場合がある。

図２７Ｆに示すＩＤ情報Ｄ１３’は、信号処理終了後の有意広帯域情報ブロックのデータＤ１４’から分離するようになされる。ＩＤ情報Ｄ１３’は、携帯電話機＃１でＣＰＵ９０５が信号処理部９０４を制御することで、データＤ１４’から分離される。図２７Ｇに示す有意広帯域情報Ｄ１２’は、データＤ１４’からＩＤ情報Ｄ１３’を分離すると得られる。

ＩＤ情報分離後の有意広帯域情報Ｄ１２’は、ＣＰＵ９０５の制御を受けた信号処理部９０４により、リアルタイム性を保証した情報に変換するようになされる。図２７Ｈに示す広帯域情報Ｄ１１’は、リアルタイム性を保証したものである。信号処理部９０４では、例えば、有意広帯域情報Ｄ１２’を映像情報や音声情報等の広帯域情報Ｄ１１’に変換するようになされる。これにより、ＬＳＩ装置９２で有意広帯域情報Ｄ１２を処理することができる。

図２８Ａ〜Ｈは、映像情報Ｄ２１の処理例を示す遷移図である。この例で、広帯域情報が映像信号の場合には、有意映像情報ブロックのデータＤ２４のフレーム構成は、図２８Ｄに示すような有意広帯域情報フレームになる。フレーム構成としては上述の構成に限らずその他のものでもよく。例えばＩＥＥＥの８０２．１１に準拠するようなものでもよい。この例では、広帯域情報が外部から入力される映像情報Ｄ２１である場合を挙げている。

図２８Ａに示す広帯域情報Ｄ２１は、本発明に係る電子機器１００〜８００や、携帯電話機＃１〜＃４等で取り扱われ、信号処理前に、図２８Ｂに示すようなフィールド単位に分割される。映像情報Ｄ２１は、リアルタイム性が要求され、携帯電話機＃１又は直接にＬＳＩ装置９２に入力されるものである。携帯電話機＃１ではＣＰＵ９０５が映像情報Ｄ２１をフィールド単位に分割して有意映像情報Ｄ２２となされる。

図２８Ｃに示すＩＤ情報Ｄ２３（付加情報）は、図２８Ｂに示したフィールド単位に分割された有意映像情報Ｄ２２に付加するようになされる。ＩＤ情報Ｄ２３は、有意映像情報Ｄ２２を例えばフィルタ処理させる携帯電話機＃１等（ＬＳＩ装置９２等）を指定する制御情報である。制御情報には、ＬＳＩ装置９２又はＣＰＵ９０５等で信号処理要否を判別するためのフラグ情報が含まれる。

例えば、フラグ情報＝１で信号処理「要」を示し、フラグ情報＝０で信号処理「否」を示す。ＣＰＵ９０５は当該フィールド単位に分割した有意映像情報Ｄ２２の先頭にＩＤ情報Ｄ２３を合成（結合）する。このように、入力された映像情報が１フィールド分毎に分割され、１フィールド分の映像情報の先頭にＩＤ情報が付加されて１つの有意映像情報ブロックが形成される。ＩＤ情報は、通常の映像情報に含まれるブランキング期間に付加するようにしてもよい。

図２８Ｄに示す有意映像情報ブロックのデータＤ２４は、有意映像情報Ｄ２２にＩＤ情報Ｄ２３が合成されて形成される。有意映像情報ブロックは、ＬＳＩ装置９２において、一括して情報処理を行なう必要のあるデータ単位である。ＩＤ情報Ｄ２３が付加された有意映像情報ブロックは、ＬＳＩ装置９２において信号処理がなされる。

有意映像情報ブロックは、信号処理中、フィールド単位の有意映像情報の先頭に合成されて管理される。例えば、ＩＤ情報Ｄ２３は、制御信号及びフィールド番号の他に、ＬＳＩ装置９２において信号処理された結果生じた情報が含まれる。なお、狭帯域情報とＩＤ情報Ｄ２３をキー情報（鍵）とした当該携帯電話機＃１等での信号処理が指定されないことが判別された場合は、当該有意映像情報ブロックの信号処理がなされない。狭帯域情報は、制御信号やＬＳＩ装置９２において信号処理された結果生じた情報も含まれる。狭帯域情報は、例えば、アンテナ９１ａの狭帯域性を利用して送信される。

図２８Ｅに示すＩＤ情報付きの有意映像情報ブロックのデータＤ２４’は、信号処理が終了した場合に得られる。信号処理終了後のデータＤ２４’は、例えば、携帯電話機＃１から携帯電話機＃３等へ転送される。図２８Ｆに示すＩＤ情報Ｄ２３’は、信号処理終了後の有意映像情報ブロックのデータＤ２４’から分離するようになされる。ＩＤ情報Ｄ２３’は、携帯電話機＃１でＣＰＵ９０５が信号処理部９０４を制御することで、データＤ２４’から分離される。図２８Ｇに示す有意映像情報Ｄ２２’は、データＤ２４’からＩＤ情報Ｄ２３’を分離すると得られる。

ＩＤ情報分離後の有意映像情報Ｄ２２’は、ＣＰＵ９０５の制御を受けた信号処理部９０４により、リアルタイム性を保証した情報に変換するようになされる。図２８Ｈに示す映像情報Ｄ２１’は、リアルタイム性を保証したものである。信号処理部９０４では、例えば、有意映像情報Ｄ２２’を映像情報や音声情報等の映像情報Ｄ２１’に変換するようになされる。これにより、携帯電話機＃１のＬＳＩ装置９２で有意映像情報Ｄ２２を処理することができる。

図２９及び３０は、送信モード時の携帯電話機＃１等の動作例（その１及び２）を示すフローチャートである。

この実施例では第１及び第２の電子機器には、図２５Ａ及びＢに示した携帯電話機＃１及び＃２を用いる場合を例に挙げる。もちろん、第１及び第２の電子機器が、デジタルカメラ１０８と、これを載せる充電器１０９やホルダー等であってもよい。

この例では、１１％以上の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有するアンテナ９１ａを設けた携帯電話機＃１と、１１％以上の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有するアンテナ９１ｄを設けた携帯電話機＃２とを備え、広帯域無線通信時は、近接対向させて携帯電話機＃１及び携帯電話機＃２間で無線通信処理をする。狭帯域無線通信時は、これらを離して携帯電話機＃１及び携帯電話機＃２間で無線通信処理をする場合を前提とする。

アンテナ９１ａ及びアンテナ９１ｄには、非対称平面アンテナが使用される。携帯電話機＃１〜＃４間の認証及びデータ通信には暗号化方式が採用される。暗号化方式には、ＡＥＳ（Advanced Encryption Standard）方式等が用いられる。この方式においける公開鍵暗号は、自分の所有している携帯電話機＃１であることと、その携帯電話機＃１がどういう種類のものであるかを確認するために採用される。つまり、始めにユーザ自身又はメーカーが生成した秘密鍵をユーザが持つ場合、携帯電話機＃１〜＃４において共有するようになされる。

アンテナ９１ａ，９１ｄ等の狭帯域性を用いた通信を行なう場合は、暗号に用いる鍵情報の交換は行わない。また、広帯域性を用いた通信を行なう場合には鍵情報の交換を行う。なお、携帯電話機＃１が送信モードに設定され、携帯電話機＃２が受信モードに設定される場合を例に挙げる。

これらを通信処理条件にして、まず、図２９に示すフローチャートのステップＳＴ１で送信モード又は他のモード処理の選択に基づいて制御を分岐する。送信モード又は他のモード処理の選択は、操作部９０８を操作することで設定される。この例では、送信モードが選択されているので、ステップＳＴ２に移行して通信部９０２にて信号送信処理を実行する。他のモード処理には受信モードが含まれる。

次に、ステップＳＴ３で当該携帯電話機＃１（電子機器）の回りに、他の電波を出す携帯電話機＃２（電子機器）が無いかを確認するために携帯電話機＃１はビーコン信号を送信する。その後、ステップＳＴ４で近くに他の携帯電話機＃２があれば、ビーコン信号の送信をやめてステップＳＴ５に移行する。ステップＳＴ５で、次のビーコン信号の送信開始時刻を決定するために乱数を発生する。そして、一定の間隔を経た後に、ステップＳＴ３に移行して再度、ビーコン信号を送信するようになされる。

近くに他の電波を出す携帯電話機＃２が存在しない（無い）場合には、ステップＳＴ６に移行し携帯電話機＃１及び＃２間にて狭帯域無線通信のリンクを確立して、アンテナ９１ａ及び９１ｄの狭帯域性に収まる信号を用いた通信（狭帯域無線通信）に移行するようになる。

この例では、ステップＳＴ７に移行して、狭帯域無線通信又は広帯域無線通信をしようとする携帯電話機＃１及び＃２間（電子機器間）の物理的な距離を測定し、両者の距離の長短を判断する。この際の判断には、電波・光・音波・信号処理等を用いられる。図２６に示したＣＰＵ９０５は、当該携帯電話機＃１と他の携帯電話機＃２との間の離隔距離を測定し、ここで測定された離隔距離の結果情報に基づいて携帯電話機＃１と携帯電話機＃２との間が遠い、又は、携帯電話機＃１と携帯電話機＃２との間が近いかを判別する。この判別結果に基づいて携帯電話機＃１と携帯電話機＃２との間で広帯域無線通信又は狭帯域無線通信を実行する。

携帯電話機＃２が近くにあるか無いかは、携帯電話機＃１を基準にして、距離確認処理で判断する。その方法としては、携帯電話機＃２が近くにあるかどうかを判別するドップラー効果を用いるか、送信器より決められた波形パターンを送信し、その波形を受信器が受け取り、その波形を受信した受信器が再度その波形を送信して最初に送った送信器が受け取り、送信した送信器内にて、元の送った波形との時間差を計算することで距離を確認する等により実行される。

次に、ステップＳＴ８で先の距離確認処理結果に基づいて通信したい携帯電話機＃２が遠方に存在するか又は近接した状態にあるかを判別する。通信したい携帯電話機＃２が近くにある場合には、ステップＳＴ９に移行してアンテナ９１ａ，９１ｄの広帯域を用いた通信リンクの確立を行なう。次に、ステップＳＴ１０に移行して、この広帯域無線通信が通信したい携帯電話機＃２を認証する場合か、又は、データ通信する場合かを判断する。つまり、暗号通信の有無を判別する。このとき、ＣＰＵ９０５は、広帯域無線通信によって送受信される広帯域情報に関して、秘密鍵暗号通信の有無を判別し、この判別の結果に基づいて秘密鍵データ通信又は公開鍵データ通信を実行する。

秘密鍵データ通信を実行する場合は、秘密鍵が通信したい携帯電話機＃２に存在するので、秘密鍵を用いて暗号化した広帯域情報のデータ通信を行なう。このとき、アンテナ９１ａ，９１ｄの広帯域特性を利用して先頭に付加情報とＩＤ情報Ｄ１３とを付加した広帯域情報を伝送する。

その後、ステップＳＴ１２に移行して、全データを送信していない場合や、データ通信途中に通信環境が変った場合には、ステップＳＴ９に戻って広帯域無線通信のリンク確立を行なう。全データを送信した場合は情報処理を終了する。

上述のステップＳＴ９で通信したい携帯電話機＃２を認証する場合には、ステップＳＴ１３に移行して公開鍵の生成を行なう。このとき、生成された公開鍵は、ユーザがデータ通信をしたい携帯電話機＃１〜＃４間において共有するようになされる。その後、ステップＳＴ１４に移行して公開鍵暗号方式による通信が実行可能かどうかを確認して終了する。上述の公開鍵は、狭帯域情報又は有意広帯域情報フレームに付けてデータ通信をするようになされる。

また、上述のステップＳＴ８で通信したい携帯電話機＃２が遠方の場合には、ステップＳＴ１５に移行して、先に交換した公開鍵を持つ携帯電話機＃２との間でデータを送受信するために公開鍵を用いて暗号化したデータを通信したい携帯電話機＃２に送る。その後、ステップＳＴ１６に移行して、全データを送信したかを検出する。全データを送信した場合は情報処理を終了する。なお、全データを送信していない場合や、通信途中で通信状態が変った場合等は、再度、ステップＳＴ６に戻って狭帯域無線通信のリンク確立処理を実行する。なお、ステップＳＴ１で他のモードが選択されている場合は、ステップＳＴ１７に移行して他のモード処理を実行して終了する。例えば、受信モードを実行する。

図３１及び３２は、受信モード時の携帯電話機＃２の動作例（その１及び２）を示すフローチャートである。

この実施例では、携帯電話機＃２には受信モードが設定される場合を例に挙げる。これを通信処理条件にして、図３１のフローチャートのステップＳＴ２１で受信モードの設定処理をする。受信モードは、操作部９０８を操作することで設定される。次に、ステップＳＴ２２で携帯電話機＃２は受信待機状態となされる。ビーコン信号を受信できるようにするためである。その後、ステップＳＴ２３で携帯電話機＃２の通信部９０２は狭帯域信号（ビーコン信号）を受信する。

次に、ステップＳＴ２４で携帯電話機＃２でビジーか否かを判別する。これは受信側となった当該携帯電話機＃２で情報処理をする余裕があるかどうかを判断するためである。ビジーの場合（処理する余裕が無い場合）はステップＳＴ２４に移行して待機信号（命令）を相手方の携帯電話機＃２へ送信する。ビジーでない場合、すなわち、当該携帯電話機＃２で情報処理をする余裕がある場合は、ステップＳＴ２５に移行して狭帯域無線通信のリンク確立処理を実行する。このとき、通信したい携帯電話機＃１に距離の情報を返信するために信号処理等を行なう場合もある。

次に、ステップＳＴ２６に移行して、その通信相手方の携帯電話機＃１と当該携帯電話機＃２の間の物理的な距離を電波・光・音波・信号処理等を利用して判別する。携帯電話機＃１が近くにあるか無いかは、携帯電話機＃２を基準にして、距離確認処理で判断する。その方法としては、携帯電話機＃１が近くにあるかどうかを判別するドップラー効果を用いるか、送信器より決められた波形パターンを送信し、その波形を受信器が受け取り、その波形を受信した受信器が再度その波形を送信して最初に送った送信器が受け取り、送信した送信器内にて、元の送った波形との時間差を計算することで距離を確認する等により実行される。

次に、ステップＳＴ２７で先の距離確認処理結果に基づいて通信したい携帯電話機＃１が遠方又は近接かを判別する。このとき、通信したい携帯電話機＃１が近くにある場合には、ステップＳＴ２８に移行してアンテナ９１ｄの広帯域を用いた通信リンクの確立を行なう。次に、ステップＳＴ２９に移行して、この広帯域無線通信内容が通信したい携帯電話機＃１を認証する場合か、秘密データ通信する場合かを判断する。

秘密データ通信の場合、秘密鍵が通信したい携帯電話機＃１に存在するので秘密鍵を用いて暗号化した広帯域のデータ通信を行なう。このとき、ＣＰＵ９０５は、広帯域無線通信によって送受信される広帯域情報の信号処理要否を、狭帯域無線通信によって受信される狭帯域情報及び当該広帯域情報に付加された付加情報に基づいて判別し、信号処理要と判別された広帯域情報をメモリ９０６に記憶するようになされる。付加情報は、暗号鍵や信号処理結果情報やその広帯域情報の順序を示す番号などである。

その後、ステップＳＴ３０に移行して、全データを受信していない場合や、データ通信途中に通信環境が変った場合には、広帯域無線通信のリンク確立を行なう。全データを受信した場合は通信処理を終了する。メモリ９０６に記憶された広帯域情報は、その後、読み出され狭帯域情報に基づいて信号処理部９０４で信号処理される。通信したい携帯電話機＃１を認証する場合には、ステップＳＴ３２に移行して公開鍵の生成を行ないステップＳＴ３３に移行して公開鍵暗号方式の通信が行なえるかどうかの確認をして通信処理を終了する。

なお、ステップＳＴ２７で通信したい携帯電話機＃１が遠方の場合には、ステップＳＴ３４に移行して、先に交換した公開鍵を持つ携帯電話機＃１との間でデータの送受信を実行するために公開鍵を用いて暗号化したデータを通信したい携帯電話機＃１に送る。次に、ステップＳＴ３５に移行して全データを受信したかを検出する。全データを受信した場合は通信処理を終了する。なお、全データを受信していない場合や、通信途中で通信状態が変った場合等は、再度、ステップＳＴ２５に戻って狭帯域無線通信のリンクを確立処理を実行する。

このように、第９の実施例に係る電子機器システム９００及び通信方法によれば、本発明に係る携帯電話機＃１〜＃４が応用され、広帯域無線通信時、アンテナ９１ａ及びアンテナ９１ｄを近接対向させて携帯電話機＃１及び携帯電話機＃２間で無線通信処理をするようになされる。狭帯域無線通信時、携帯電話機＃１〜携帯電話機＃４をそれぞれ離した状態で、これらの携帯電話機＃１〜携帯電話機＃４間で無線通信処理をするようになされる。

従って、携帯電話機＃１及び携帯電話機＃２間で２つのアンテナを１対１に近接係合することができ、携帯電話機＃１及び携帯電話機＃２間でリアルタイムに、大量の広帯域情報を送受信できるようになる。これにより、携帯電話機＃１を他の携帯電話機＃２とを重ね合わせた状態、あるいは、極接近させた状態で、一方の携帯電話機＃１側から他方の携帯電話機＃２側へ、又は、他方の携帯電話機＃２から一方の携帯電話機＃１側へ、大量の広帯域情報を送信できるようになる。

この他に、電子機器システム９００によれば、複数の電子機器において１対１の広帯域な情報伝送ができる。また、複数の電子機器において、１対多又は多対多の狭帯域な情報伝送ができる。非対称平面アンテナ１０の簡素な構造により電子機器筐体への実装が容易になり、コスト削減に寄与することができる。ユーザはＧＵＩインターフェースに関して、複数の表示制御用の配線の煩わしさから開放され、かつ、広帯域の通信を実現することができる。ユーザは複数の電子機器を同期させた動作を行なわせることができる。なお、設計者はアンテナ設置の設計コスト及び配線レイアウトの設計コストを削減することができる。

第９の実施例では、第１及び第２の電子機器に関して携帯電話機＃１及び＃２（＃３，＃４）について説明したが、これに限られることはなく、第１の電子機器がデジタルカメラ１０８であって、第２の電子機器が充電器１０９である場合、第１の電子機器がパソコン１０６であって、第２の電子機器が携帯電話機＃１，＃２，＃３又は＃４である場合であっても、同様な効果が得られることはいうまでもない。

この発明は、近距離にて単一指向性かつ広帯域性を有し、遠距離にて狭帯域性を有する２周波の共振型アンテナ動作をする電子機器間の無線通信向けのアンテナを用いた映像処理装置や情報処理装置等に適用して極めて好適である。

第１の実施例としての電子機器１００の構成例を示す斜視図である。 非対称平面アンテナ１０の構造例を示す上面図である。 非対称平面アンテナ１０に係るアンテナパターン３の積層例を示す断面図である。 他の非対称平面アンテナ１０ｃに係るアンテナパターン３の積層例を示す断面図である。 本発明の非対称平面アンテナ１０や１０ｃ等に対する比較例としての非対称平面アンテナ１０’の構成例を示す上面図である。 長方形パッチアンテナ１０”及び非対称平面アンテナ１０’に係る反射特性の比較例を示す図である。 長方形パッチアンテナ１０”及び非対称平面アンテナ１０に係る反射特性の比較例を示す図である。 非対称平面アンテナ１０における非対称なアンテナパターン３の形成例（その１）を示す工程図である。 非対称平面アンテナ１０における非対称なアンテナパターン３の形成例（その２）を示す工程図である。 非対称平面アンテナ１０における非対称なアンテナパターン３の形成例（その２）を示す工程図である。 非対称平面アンテナ１０の透過特性の測定例を示す斜視図である。 非対称平面アンテナ１０ｂの透過特性例を示す図である。 非対称平面アンテナ１０ａ，１０ｂの対向回転時の透過特性の測定例を示す図である。 非対称平面アンテナ１０の回転時の透過特性例を示す図である。 非対称平面アンテナ１０を応用した第２の実施例として電子機器２００の構造例を斜視図である。 第３の実施例としての電子機器３００の構成例を示す断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、電子機器３００におけるアンテナ３１の形成例を示す工程図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、第４の実施例としての電子機器４００の構成例を示す正面図及びＸ１−Ｘ１，Ｘ２−Ｘ２の矢視断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、第５の実施例としての電子機器５００の構成例を示す正面図、拡大図及び断面図である。 第６の実施例としての電子機器６００の構成例を示す斜視図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第７の実施例としての電子機器７００の構成例を示す斜視図である。 第８の実施例としての電子機器８００の構成例を示す斜視図である。 デジタルカメラ１０８における装着確認用のアイコン８３の表示例を示す図である。 第９の実施例としての電子機器システム９００の構成例を示す斜視図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、広帯域無線通信時の携帯電話機＃１及び＃２の取扱例を示す正面図である。 携帯電話機＃１内のＬＳＩ装置９２及びその周辺回路の構成例を示すブロック図である。 （Ａ）〜（Ｈ）は、広帯域情報Ｄ１１の処理例を示す遷移図である。 （Ａ）〜（Ｈ）は、映像情報Ｄ２１の処理例を示す遷移図である。 送信モード時の携帯電話機＃１等の動作例（その１）を示すフローチャートである。 送信モード時の携帯電話機＃１等の動作例（その２）を示すフローチャートである。 受信モード時の携帯電話機＃２の動作例（その１）を示すフローチャートである。 受信モード時の携帯電話機＃２の動作例（その２）を示すフローチャートである。 従来例に係る長方形パッチアンテナ１０”の構成例を示す上面図である。

符号の説明

１・・・給電パターン、２・・・アンテナ整合パターン、３・・・アンテナパターン、４，２４・・・多層基板（基板）、１０，１０’，１０ａ〜１０ｉ・・・広帯域アンテナ（非対称平面アンテナ）、１０”・・・長方形パッチアンテナ、１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１・・・アンテナ、１２・・・本体ケース、１３・・・レンズ、１４・・・シャッターボタン、１６・・・モニタ、２２，９２・・・ＬＳＩ装置（半導体集積回路装置）、２３ａ，２０３・・・ＧＮＤ層、２５・・・伝送線路、２６・・・コンタクトホール、３０・・・本体金属ケース（筐体）、４７・・・樹脂ケース、８６・・・装着機構、１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００・・・電子機器、１０１・・・デジタルカメラ（第１の筐体）、１０２・・・ホルダー（第２の筐体）、２０１，２０２，２０４，２０６・・・絶縁層、２０５・・・配線層、９００・・・電子機器システム、９０１・・・共用器、９０２・・・通信部、９０３・・・位相同期発振部、９０４・・・信号処理部、９０５・・・ＣＰＵ、９０６・・・メモリ（記憶装置）

Claims (17)

1. 所定の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有する第１のアンテナを１以上設けた第１の筐体と、
   所定の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有する第２のアンテナを１以上設けた第２の筐体とを備え、
   前記第１及び第２のアンテナを近接対向させて前記第１及び第２の筐体間で無線通信処理をし、
   前記第１及び第２のアンテナは、
   絶縁性の基板又は絶縁層上に設けられた導電性の給電パターンと、
   前記給電パターンから延在した導電性のアンテナパターンとを備え、
   前記アンテナパターンは、
   使用周波数をλとしたとき、長手方向の長さがλ／２であり、
   前記給電パターンの中心を基準にして左右λ／４に区分したとき、左側のλ／４の階段形状と右側のλ／４の階段形状とが非対称な形状であり、
   前記階段形状の各階段の幅は、λ／整数値であるように形成された
   ことを特徴とする電子機器。
2. 前記第１の筐体は、携帯電子機器であり、
   前記第２の筐体は、携帯電子機器を保持するホルダー又は前記携帯電子機器を充電する充電器であることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記第１又は／及び第２の筐体は、
   金属容器が接地層を兼用する金属保護容器を備え、
   前記金属保護容器の所定部位上には第１の絶縁層が積層され、
   前記第１の絶縁層上にはアンテナパターンが積層され、
   前記アンテナパターンを含む第１の絶縁層上には第２の絶縁層が積層されることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
4. 前記第１又は／及び第２の筐体は、
   表示素子の金属層が接地層を兼用する平面表示素子を備え、
   前記平面表示素子の接地層上の所定部位には第１の絶縁層が積層され、
   前記第１の絶縁層上には透明電極を用いたアンテナパターンが積層され、
   前記アンテナパターンを含む第１の絶縁層上には第２の絶縁層が積層されることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
5. 前記第１のアンテナの指向性パターンと前記第２のアンテナの指向性パターンとを整合させるための位置合わせ用の標識が前記第１の筐体又は／及び第２の筐体の所定の位置に表示又は設けられることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
6. 前記第２の筐体に、
   前記第１の筐体を装着する装着機構が設けられることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
7. 前記第１の筐体又は／及び第２の筐体に報知手段が設けられ、
   前記第２の筐体の装着機構に前記第１の筐体が装着されたことを報知するようになされ
   ることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
8. 前記第１の筐体又は／及び第２の筐体に外部引出用の通信線が接続され、
   前記通信線には外部機器が接続され、前記第２の筐体の装着機構に前記第１の筐体が装着されたことを示す信号を当該外部機器に出力することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
9. 所定の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有する第１のアンテナを設けた第１の電子機器と、
   所定の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有する第２のアンテナを設けた第２の電子機器とを備え、
   前記第１及び第２のアンテナを近接対向させて前記第１及び第２の電子機器間で無線通信処理をし、
   前記第１及び第２のアンテナは、
   絶縁性の基板又は絶縁層上に設けられた導電性の給電パターンと、
   前記給電パターンから延在した導電性のアンテナパターンとを備え、
   前記アンテナパターンは、
   使用周波数をλとしたとき、長手方向の長さがλ／２であり、
   前記給電パターンの中心を基準にして左右λ／４に区分したとき、左側のλ／４の階段形状と右側のλ／４の階段形状とが非対称な形状であり、
   前記階段形状の各階段の幅は、λ／整数値であるように形成された
   ことを特徴とする電子機器システム。
10. 前記第１の電子機器は、
    前記第２の電子機器との間の離隔距離を測定し、
    測定された前記離隔距離の結果情報に基づいて当該第１の電子機器と第２の電子機器との間が遠い、又は、当該第１の電子機器と第２の電子機器との間が近いかを判別し、
    判別された結果に基づいて当該第１の電子機器と第２の電子機器との間で広帯域無線通信又は狭帯域無線通信を実行することを特徴とする請求項９に記載の電子機器システム。
11. 前記第１又は／及び第２の電子機器は、
    前記広帯域無線通信によって受信される広帯域情報の信号処理要否を、前記狭帯域無線通信によって受信される狭帯域情報及び当該広帯域情報に付加された付加情報に基づいて判別する情報判別部と、
    前記情報判別部により信号処理要と判別された前記広帯域情報を記憶する記憶装置とを有することを特徴とする請求項１０に記載の電子機器システム。
12. 前記第１又は／及び第２の電子機器は、
    前記広帯域無線通信によって送受信される広帯域情報に関して秘密鍵暗号通信の有無を判別し、
    前記判別の結果に基づいて秘密鍵データ通信又は公開鍵データ通信を実行することを特徴とする請求項１１に記載の電子機器システム。
13. 前記第１及び第２の電子機器は、携帯型の通信装置であることを特徴とする請求項９に記載の電子機器システム。
14. 所定の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有する第１のアンテナを設けた第１の電子機器と、所定の比帯域幅を有し、かつ、広帯域性を有する第２のアンテナを設けた第２の電子機器とを近接対向させて前記第１及び第２の電子機器間で無線通信処理をし、
    前記第１及び第２のアンテナには、
    絶縁性の基板又は絶縁層上に設けられた導電性の給電パターンと、
    前記給電パターンから延在した導電性のアンテナパターンとを備え、
    前記アンテナパターンは、
    使用周波数をλとしたとき、長手方向の長さがλ／２であり、
    前記給電パターンの中心を基準にして左右λ／４に区分したとき、左側のλ／４の階段形状と右側のλ／４の階段形状とが非対称な形状であり、
    前記階段形状の各階段の幅は、λ／整数値であるように形成された
    非対称平面アンテナが使用される
    ことを特徴とする通信方法。
15. 前記第１の電子機器と第２の電子機器との間の離隔距離を測定し、
    測定された前記離隔距離の結果情報に基づいて前記第１の電子機器と第２の電子機器との間が遠い、又は、前記第１の電子機器と第２の電子機器との間が近いかを判別し、
    判別された結果に基づいて前記第１の電子機器と第２の電子機器との間で広帯域無線通信又は狭帯域無線通信を実行することを特徴とする請求項１４に記載の通信方法。
16. 前記広帯域無線通信によって送受信される広帯域情報の信号処理要否を、前記狭帯域無線通信によって受信される狭帯域情報及び当該広帯域情報に付加された付加情報に基づいて判別し、
    前記信号処理要と判別された前記広帯域情報を記憶することを特徴とする請求項１５に記載の通信方法。
17. 前記広帯域無線通信によって送受信される広帯域情報に関して秘密鍵暗号通信の有無を判別し、
    前記判別の結果に基づいて秘密鍵データ通信又は公開鍵データ通信を実行することを特徴とする請求項１６に記載の通信方法。

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