JP4818443B2 - カプラ装置 - Google Patents

Description

本発明は、離間して配置された別のカプラ装置との間で電磁波を送受信するカプラ装置に関する。

数ｃｍ程度の距離まで近接させた２つの通信機器間での近接無線通信方式であるTransferJETの開発が進められている。

この種の近接無線通信方式を利用して通信する場合には、２つの通信機器をそれぞれに搭載されたカプラ装置を対向させるように近接させた状態とする。そしてカプラ装置は、電磁的結合を利用して電磁波を送受信する。

なお、一般的にカプラ装置は、それぞれ導電材料を平板状に形成した結合素子と地板とを互いに対向する状態で配置して構成される。そして、送信側のカプラ装置においては、結合素子と地板との間に信号を給電することによって結合素子に電流を生じさせることによってカプラ装置の周囲に電磁場を生じさせ、受信側のカプラ装置との間に電磁的結合を生じさせる。受信側のカプラ装置では、上記のように生じた電磁的結合により結合素子に電流が生じた際の結合素子と地板との間の電位差として上記の信号を取り出すことができる。

特開２００８−０９９２３６号公報

カプラ装置は、以上のような原理のために結合素子と地板とが互いに近接して配置される。このため、結合素子に生じた電流の一部が空間を介して地板に流れ、給電したエネルギの一部が電磁的結合に利用されずに損失となってしまう。

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、結合素子から地板への電流の漏れを低減し、結合度を効率的に改善することにある。

本発明の第１の態様によるカプラ装置は、他のカプラ装置との間での電磁的結合により電磁波を授受するカプラ装置であって、導電材料により構成され、基準点へ給電されると前記基準点を対称中心として互いに対称な複数の電流経路を生じる結合素子と、前記結合素子と対向し、導電材料により構成される地板とを有し、前記地板は、前記結合素子のうちで前記基準点以外の部分の少なくとも一部に対向する位置またはその位置の近傍に、前記地板上の前記基準点に対向する位置を対称中心として互いに対称な２つの切欠部を有する。

本発明の第２の態様によるカプラ装置は、導電材料で構成され、給電点へ給電されると前記基準点を対称中心として互いに対称な複数の電流経路を生じる結合素子と、導電材料で構成され、前記結合素子と対向する地板とを有し、前記地板は、前記結合素子の少なくとも一部と対向する領域の近傍にあり、前記地板上の前記給電点に対向する位置を対称中心として互いに対称な２つの切欠部を有する。

本発明の第３の態様によるカプラ装置は、互いにほぼ平行した第１および第２の導電部と、前記第１および第２の導電部のそれぞれの中間部を電気的に接続した第３の導電部と、前記第３の導電部の中間部から延出した第４の導電部と、前記第３の導電部の中間部から前記第４の導電部とは前記第３の導電部を挟んで反対側に延出した第５の導電部とを有した結合素子と、互いにほぼ平行した第６および第７の導電部と、前記第６および第７の導電部のそれぞれの中間部から延出し、前記第６および第７の導電部を電気的に接続した第８の導電部とを有した地板と、前記第４の導電部と前記第８の導電部とを短絡した導電性の第１の短絡素子と、前記第５の導電部と前記第８の導電部とを短絡した導電性の第２の短絡素子とを具備し、前記結合素子と前記地板とが、前記第３の導電部の長手方向と前記第８の導電部の長手方向とが互いに交差し、かつ前記第３の導電部の一部と前記第８の導電部の一部とが互いに対向する位置関係でそれぞれ配置され、前記第１の導電部と前記第２の導電部とが前記第３の導電部の中央に位置する給電点を対象中心として互いに対称であり、前記第８の導電部の中央が前記給電点に対向し、前記第６の導電部と前記第７の導電部とが前記第８の導電部上の前記給電点に対向する位置を対称中心として互いに対称である。

本発明の第４の態様によるカプラ装置は、互いにほぼ平行した第１および第２の導電部と、前記第１および第２の導電部のそれぞれの中間部を電気的に接続した第３の導電部と、前記第３の導電部の中間部から延出した第４の導電部と、前記第３の導電部の中間部から前記第４の導電部とは前記第３の導電部を挟んで反対側に延出した第５の導電部とを有した結合素子と、前記第１の導電部およびその周辺の領域に対向して形成されるとともに前記第１の導電部の長手方向に直交する方向についての幅が前記第１の導電部に対向する位置においてそれ以外の位置よりも大きい第１の開口部と、前記第２の導電部およびその周辺の領域に対向して形成されるとともに前記第２の導電部の長手方向に直交する方向についての幅が前記第２の導電部に対向する位置においてそれ以外の位置よりも大きい第２の開口部とが形成された導電性の地板と、前記第４の導電部と前記地板とを短絡した導電性の第１の短絡素子と、前記第５の導電部と前記地板とを短絡した導電性の第２の短絡素子とを備え、前記第１の導電部と前記第２の導電部とが前記第３の導電部の中央に位置する給電点を対象中心として互いに対称であり、前記地板上の前記給電点に対向する位置を対称中心として前記第１の開口部と前記第２の開口部とが対称である。

本発明によれば、結合素子から地板への電流の漏れを低減し、結合度を効率的に改善できる。

第１の実施形態に係るカプラ装置の斜視図。 図１に示すカプラ装置の分解斜視図。 図１に示すカプラ装置の平面図。 図２中のＡ−Ａ矢視断面図。 図２中のＢ−Ｂ矢視断面図。 図１乃至図５に示すカプラ装置が搭載される機器の一例としての情報処理装置の外観を示す斜視図。 図６に示す情報処理装置のブロック図。 図１中の結合素子における電流経路を示す図。 透過係数の測定条件を示す図。 第１の実施形態のカプラ装置における周波数と透過係数（Ｓ２１）との関係を示す図。 第２の実施形態に係るカプラ装置の斜視図。 図１１に示すカプラ装置の分解斜視図。 第２の実施形態のカプラ装置における周波数と透過係数（Ｓ２１）との関係を示す図。 第３の実施形態に係るカプラ装置の斜視図。 図１４に示すカプラ装置の分解斜視図。 第３の実施形態のカプラ装置における周波数と透過係数（Ｓ２１）との関係を示す図。 第４の実施形態に係るカプラ装置の斜視図。 図１７に示すカプラ装置の分解斜視図。 第４の実施形態のカプラ装置における周波数と透過係数（Ｓ２１）との関係を示す図。 変形例のカプラ装置の平面図。 図２０中のＣ−Ｃ矢視断面図。 変形例のカプラ装置における周波数と透過係数（Ｓ２１）との関係を示す図。 第５の実施形態に係るカプラ装置の斜視図。 図２３に示すカプラ装置の分解斜視図。 図２３および図２４に示す結合素子に生じる電流の一部を示す図。 第５の実施形態に係るカプラ装置の比較例となる別のカプラ装置の斜視図。 図２３および図２４に示す結合素子を２つ対向させる際の４つの状態例を示す図。 図２６に示すカプラ装置の場合の図２７に示す４状態のそれぞれにおける透過係数（Ｓ２１）の周波数特性を示す図。 図２３および図２４に示すカプラ装置の場合の図２７に示す４状態のそれぞれにおける透過係数（Ｓ２１）の周波数特性を示す図。 第６の実施形態に係るカプラ装置の平面図。 第７の実施形態に係るカプラ装置の平面図。 第８の実施形態に係るカプラ装置の斜視図。 第８の実施形態に係るカプラ装置の斜視図。 同軸ケーブルが接続された状態の図３２に示すカプラ装置を示す斜視図。 第９の実施形態に係るカプラ装置の斜視図。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係るカプラ装置１の斜視図である。図２は図１に示すカプラ装置１の分解斜視図である。図３はカプラ装置１の平面図である。図４は図３中のＡ−Ａ矢視断面図である。図５は図３中のＢ−Ｂ矢視断面図である。

これら図１乃至図５に示すようにカプラ装置１は、結合素子１１、短絡素子１２、地板１３および誘電体１４を含む。また図５に示すように、カプラ装置１は給電線１５およびコネクタ１６をさらに含む。なお、図１乃至図４においては給電線１５およびコネクタ１６の図示を省略している。

結合素子１１、地板１３および誘電体１４は、いずれも平板状をなし、それぞれの厚み方向をほぼ一致させた状態で、その厚み方向に沿って結合素子１１、誘電体１４および地板１３の順番で配列されている。なお、以下の説明においては、これら結合素子１１、誘電体１４および地板１３の配列方向（厚み方向／高さ方向）をカプラ装置１の表裏方向と定め、かつ結合素子１１の側を表側と定める。つまり、結合素子１１は誘電体１４の表側に位置し、かつ地板１３は誘電体１４の裏側に位置することになる。

結合素子１１は導電材料を図１乃至図５に示すような形状に形成してなる。すなわち結合素子１１は、平板状をなす。そして結合素子１１は、その厚み方向に直交する平面において次のような形状をなす。すなわち結合素子１１には、２つの矩形部１１１，１１２が互いに離間した状態で平行して存在する。結合素子１１には、矩形部１１１，１１２の中央部どうしを連結するように矩形部１１１，１１２の配列方向に沿って延びる状態で連結部１１３が存在する。連結部１１３の中央には、凸部１１３ａが形成されている。矩形部１１１，１１２および連結部１１３はいずれも、他のカプラ装置との間で授受する高周波信号がほぼ全域に渡り流れる程度の幅を持つものとする。

短絡素子１２は、矩形の平板状をなし、その厚み方向が結合素子１１の厚み方向に直交する。短絡素子１２は、凸部１１３ａの先端において連結部１１３に接合されている。短絡素子１２は、結合素子１１に一体的であっても良いし、別体であっても良い。短絡素子１２は、誘電体１４の内部を通過する状態で配置されている。短絡素子１２は、スルーホールや半田付けなどによって地板１３に対して電気的に接続されている。

地板１３は、誘電体１４の一面のほぼ全面に導電材料よりなる薄い層を形成してなる。この地板１３は、カプラ装置１が搭載される通信機器の金属筐体などに電気的に接続される。このため地板１３は、接地電極として機能する。地板１３は、結合素子１１との間で短絡素子１２を介さない直接的な導通が生じることがない程度に結合素子１１に対して離間される。地板１３には、切欠部１３ａ，１３ｂが形成されている。

誘電体１４は、誘電材料を板状に形成してなる。誘電体１４は、結合素子１１と地板１３との間隙に配置される。第１の実施形態において誘電体１４は、結合素子１１と地板１３との間隔にほぼ等しい厚みを有し、結合素子１１と地板１３との間隙をほぼ埋める。このため短絡素子１２は、その大半が誘電体１４の内部に位置している。ただし誘電体１４の厚みは、結合素子１１と地板１３との間隔よりも小さくても良い。誘電体１４は、その厚みが結合素子１１と地板１３との間隔よりも小さい場合には、典型的には地板１３に接し、かつ結合素子１１から離間する状態で誘電体１４を配置する。しかしながら、結合素子１１に接し、かつ地板１３から離間する状態で誘電体１４を配置しても良い。あるいは、結合素子１１および地板１３のいずれからも離間した状態で誘電体１４を配置しても良い。さらには、結合素子１１に接する第１の誘電体と地板１３に接する第２の誘電体とをそれぞれ設けて、これら第１および第２の誘電体を互いに離間して配置しても良い。誘電体１４には、切欠部１４ａ，１４ｂが形成されている。

給電線１５は、地板１３および誘電体１４を通過する状態で配置されている。給電線１５は、一端が結合素子１１に、他端がコネクタ１６にそれぞれ接続されている。給電線１５は、地板１３に対しては絶縁されている。

コネクタ１６は、地板１３に面して配置され、誘電体１４に固定される。このコネクタ１６には、カプラ装置１が通信機器に搭載された状態においては、コネクタ２が結合される。コネクタ２は、上記の通信機器に搭載された送受信回路３とケーブル４を介して接続されている。そしてコネクタ１６は、コネクタ２とともに、給電線１５とケーブル４とを電気的に接続する。

なお、図１乃至図５の例では、カプラ装置１は、地番１３側に設けられたコネクタ１６を介して給電点Ｐ１へ給電しているが、給電方法および実装方法はこれに限られるものではない。例えば、送受信回路３と一体的な基板としてカプラ装置１を実装し、当該基板のパターンとして、結合素子１１側の給電点Ｐ１へ給電するように実装することも可能である。

切欠部１３ａ，１３ｂは、地板１３を表裏方向に貫通する状態で形成されている。切欠部１３ａ，１３ｂは、次のような条件を満たすように位置および形状が定められる。

(1) 切欠部１３ａ，１３ｂは、結合素子１１のうちで給電線１５が接続される点（以下、給電点と称する）Ｐ１となる部分に対して表裏方向に並ぶことがない。すなわち、切欠部１３ａ，１３ｂは、結合素子１１のうちの給電点Ｐ１に対向する領域を含まない。

(2) 切欠部１３ａ，１３ｂは、結合素子１１のうちで電磁結合に寄与する電流が生じる部分の一部の近傍に対して表裏方向に並ぶ。すなわち、切欠部１３ａ，１３ｂは、結合素子１１の少なくとも一部と対向する地板１３中の領域の近傍にある。

具体的には、切欠部１３ａは矩形部１１１の全てに対して表裏方向に並び、切欠部１３ｂは矩形部１１２の全てに対して表裏方向に並ぶ。つまり、切欠部１３ａは矩形部１１１に対向する領域にあり、切欠部１３ｂは矩形部１１２に対向する領域にある。かくして、地板１３の表側面に対して表裏方向に結合素子１１を投影した場合の投影領域（結合素子１１に対向する領域）は図２に二点鎖線で示す領域Ａ１となる。この図２から、領域Ａ１のうちで矩形部１１１，１１２に対応する領域Ａ１１，Ａ１２が切欠部１３ａ，１３ｂに重なることから、矩形部１１１，１１２の全てに対向して切欠部１３ａ，１３ｂが設けられていること、すなわち領域Ａ１３の近傍（隣接する領域）に切欠部１３ａ，１３ｂが設けられていることわかる。また領域Ａ１のうちで連結部１１３に対応する領域Ａ１３が切欠部１３ａ，１３ｂのいずれにも重ならないことから、切欠部１３ａ，１３ｂが給電点Ｐ１を含んだ連結部１１３には対向していないことがわかる。

切欠部１４ａ，１４ｂは、誘電体１４を表裏方向に貫通する状態で形成されている。切欠部１４ａ，１４ｂは、結合素子１１のうちで電磁結合に寄与する電流が生じる部分の一部の近傍に対して表裏方向に並ぶ。すなわち、切欠部１４ａ，１４ｂは、結合素子１１の少なくとも一部と対向する誘電端１４中の領域の近傍にある。

具体的には、切欠部１４ａは矩形部１１１の全てに対して表裏方向に並び、切欠部１４ｂは矩形部１１２の全てに対して表裏方向に並ぶ。そして切欠部１４ａは切欠部１３ａと、また切欠部１４ｂは切欠部１３ｂと、表裏方向に直交する平面内での位置および形状を同一としている。つまり、切欠部１４ａは矩形部１１１および切欠部１３ａに対向する領域にあり、切欠部１３ｂは矩形部１１２および切欠部１３ｂに対向する領域にある。かくして、誘電体１４の表面側に対して表裏方向に結合素子１１を投影した場合の投影領域（結合素子１１に対向する領域）は図２に二点鎖線で示す領域Ａ２となる。この図２から、領域Ａ２のうちで矩形部１１１，１１２に対応する領域Ａ２１，Ａ２２が切欠部１４ａ，１４ｂに重なることから、矩形部１１１，１１２の全てに対向して切欠部１４ａ，１４ｂが設けられていること、領域Ａ２２の近傍（隣接する領域）に切欠部１４ａ，１４ｂが設けられていることがわかる。また領域Ａ２のうちで連結部１１４に対応する領域Ａ２３が切欠部１４ａ，１４ｂのいずれにも重ならないことから、切欠部１４ａ，１４ｂが給電点Ｐ１を含んだ連結部１１３には対向していないことがわかる。

第１の実施形態においては、切欠部１３ａおよび切欠部１４ａと、切欠部１３ｂおよび切欠部１４ｂとはそれぞれ、例えば地板１３および誘電体１４を互いに重ね合わせた状態で、それら地板１３および誘電体１４の一部を同時に切り抜くことにより作製すれば良い。

図６はカプラ装置１が搭載される機器の一例としての情報処理装置３０の外観を示す斜視図である。この情報処理装置３０は、例えば、バッテリ駆動可能なノートブック型の携帯型パーソナルコンピュータとして実現されている。

情報処理装置３０は、本体３００およびディスプレイユニット３５０を備えている。ディスプレイユニット３５０は、回動自在な状態で本体３００に支持されている。ディスプレイユニット３５０は、本体３００の上面を露出させる開放状態と、本体３００の上面を覆う閉塞状態とを形成し得る。ディスプレイユニット３５０には、ＬＣＤ（liquid crystal display）３５１が設けられている。

本体３００は薄い箱状の筐体を有している。本体３００には、その筐体の上面より筐体の外部に露出する状態で、キーボード３０１、タッチパッド３０２および電源スイッチ３０３等が配置されている。また本体３００には、その筐体の内部にカプラ装置１が設けられている。本体３００内におけるカプラ装置１の向きは任意であって良い。ただし典型的には、図１におけるＺ方向を本体３００の筐体の上面に直交する方向と一致させる。また典型的には、地板１３よりも結合素子１１を本体３００の筐体の上面の近くに位置させる。

カプラ装置１は、情報処理装置３０と図示しない他の装置との間で近接無線通信を行うために利用される。近接無線通信は、ピアツーピア形式で実行される。通信可能距離は、例えば３ｃｍ程度である。通信端末どうしの無線接続は、両通信端末にそれぞれ搭載されたカプラ装置１どうしの間の距離が通信可能距離以内に接近した場合にのみ可能となる。そして、２つのカプラ装置１が通信可能距離以内に接近した時に、当該２つの通信端末の間の無線接続が確立される。そして、ユーザによって指定されたデータファイル、または予め決められた同期対象データファイル等のデータが、２つの通信端末の間で送受信される。

図６に示す例では、カプラ装置１は本体３００の上面におけるパームレストとして機能する領域（以下、パームレスト領域と称する）の下に配置されている。かくしてパームレスト領域の一部は、通信面として機能する。すなわち、情報処理装置３０との間での近接無線通信を行おうとする他の通信端末をパームレスト領域に近接させることで、当該通信端末と情報処理装置３０との無線接続を確立できる。

図７は情報処理装置３０のブロック図である。なお、図６と同一部分には同一符号を付している。

情報処理装置３０は、カプラ装置１、キーボード３０１、タッチパッド３０２、電源スイッチ３０３およびＬＣＤ３５１の他に、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）３０４、ＣＰＵ３０５、主メモリ３０６、ＢＩＯＳ（basic input/output system）−ＲＯＭ３０７、ノースブリッジ３０８、グラフィクスコントローラ３０９、ビデオメモリ（ＶＲＡＭ）３１０、サウスブリッジ３１１、エンベデッドコントローラ／キーボードコントローラＩＣ（ＥＣ／ＫＢＣ）３１２、電源コントローラ３１３および近接無線通信デバイス３１４を含む。

ハードディスクドライブ３０４は、オペレーティングシステム（ＯＳ）やＢＩＯＳ更新プログラム等の各種プログラムを実行するためのコードを格納する。

ＣＰＵ３０５は、情報処理装置３０の動作を制御するために、ハードディスクドライブ３０４から主メモリ３０６にロードされた各種プログラムを実行する。ＣＰＵ３０５が実行するプログラムには、オペレーティングシステム４０１、近接無線通信ガジェットアプリケーションプログラム４０２、認証アプリケーションプログラム４０３、あるいは送信トレイアプリケーションプログラム４０４を含む。

またＣＰＵ３０５は、ハードウェア制御のために、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ３０７に格納されたＢＩＯＳプログラムを実行する。

ノースブリッジ３０８は、ＣＰＵ３０５のローカルバスとサウスブリッジ３１１との間を接続する。ノースブリッジ３０８は、主メモリ３０６をアクセス制御するメモリコントローラを内蔵する。また、ノースブリッジ３０８は、ＡＧＰバスなどを介してグラフィクスコントローラ３０９との通信を実行する機能を有する。

グラフィクスコントローラ３０９は、ＬＣＤ３５１を制御する。グラフィクスコントローラ３０９は、ビデオメモリ３１０に記憶された表示データから、ＬＣＤ３５１で表示させる表示イメージを表す映像信号を生成する。なお表示データは、ＣＰＵ３０５の制御の下にビデオメモリ３１０に書き込まれる。

サウスブリッジ３１１は、ＬＰＣバス上のデバイスを制御する。サウスブリッジ３１１は、ハードディスクドライブ３０４を制御するためのＡＴＡコントローラを内蔵している。さらに、サウスブリッジ３１１は、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ３０７をアクセス制御するための機能を有している。

エンベデッドコントローラ／キーボードコントローラＩＣ（ＥＣ／ＫＢＣ）３１２は、エンベデッドコントローラと、キーボードコントローラとが集積された１チップマイクロコンピュータである。エンベデッドコントローラは、ユーザによる電源スイッチ３０３の操作に応じて情報処理装置３０をパワーオン／パワーオフするように電源コントローラを制御する。キーボードコントローラは、キーボード３０１およびタッチパッド３０２を制御する。

電源コントローラ３１３は、図示しない電源装置の動作を制御する。なお当該電源装置は、情報処理装置３０の各部の動作電力を生成する。

近接無線通信デバイス３１４は、ＰＨＹ／ＭＡＣ部３１４ａを備える。ＰＨＹ／ＭＡＣ部３１４ａは、ＣＰＵ３０５による制御の下に動作する。ＰＨＹ／ＭＡＣ部３１４ａは、カプラ装置１を介して、他の通信端末と通信する。この近接無線通信デバイス３１４は、図３における送受信回路３に相当する。近接無線通信デバイス３１４は、本体３００の筐体内に収容される。

なお、近接無線通信デバイス３１４とサウスブリッジ３１１との間のデータの転送は、ＰＣＩ（peripheral component interconnect）バスによって行われる。なお、ＰＣＩの代わりにＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓを用いても良い。

次に以上のように構成されたカプラ装置１の動作について説明する。

図５に示すようにカプラ装置１が接続された送受信回路３から高周波信号が送出されると、この高周波信号がケーブル４、コネクタ２、コネクタ１６および給電線１５を介して結合素子１１の給電点Ｐ１へと供給される。そうすると結合素子１１に高周波信号に応じた電流が生じる。このときの結合素子１１における電流経路は、図８に太線で示すものとなる。

すなわち、電流経路は、給電点Ｐ１から連結部１１３に沿って矩形部１１１，１１２のそれぞれに向かう２つが生じる。連結部１１３においては、そのほぼ全域に電流が生じる。従って、連結部１１３における電流経路は連結部１１３の中央部を通ると見なすことができる。

矩形部１１１，１１２においては、そのほぼ全域に電流が生じる。従って、矩形部１１１における電流経路は矩形部１１１，１１２の中央部を通ると見なすことができる。このため、電流経路は矩形部１１１の中央で２つに分かれて矩形部１１１の端部Ｅ１，Ｅ２に及ぶ。矩形部１１２でも同様に、電流経路は矩形部１１２の中央で２つに分かれて矩形部１１２の端部Ｅ３，Ｅ４に及ぶ。

このようにして、給電点Ｐ１から端部Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４のそれぞれまで及ぶ４つの電流経路が形成される。かくして、端部Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４は、それぞれ開放端となる。そして４つの電流経路のそれぞれは、一部が他の電流経路と共通になっている。すなわち、連結部１１３内を矩形部１１１に向かう電流経路は、端部Ｅ１および端部Ｅ２のそれぞれまで及ぶ２つの電流経路が共通であり、連結部１１３内を矩形部１１２に向かう電流経路は、端部Ｅ３および端部Ｅ４のそれぞれまで及ぶ２つの電流経路が共通である。

ところで、結合素子１１は、次の(1)〜(3)の条件が満たされるようにその大きさが定められる。

(1)４つおのおのの電流経路の長さが、高周波信号の中心周波数の波長λの１／４にほぼ相当する。

(2)端部Ｅ１および端部Ｅ２と端部Ｅ３および端部Ｅ４とがそれぞれ、直線Ｌ１を対称軸として略対称な位置にある。

(3)端部Ｅ１および端部Ｅ３と端部Ｅ２および端部Ｅ４とがそれぞれ、直線Ｌ２を対称軸として略対称な位置にある。

ただし、直線Ｌ１，Ｌ２は、いずれも給電点Ｐ１を通るとともに、互いに直交する直線である。

かくして４つの電流経路はそれぞれ、互いに略直交した２つの向きをそれぞれ向く部分を含む。さらに、給電点Ｐ１から端部Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４のそれぞれまで及ぶ４つの電流経路をそれぞれ第１、第２、第３および第４の電流経路と称する場合、第１の電流経路と第３の電流経路とが、あるいは第２の電流経路と第４の電流経路とが、それぞれ直線Ｌ２を対象軸として略対称である。また、第１の電流経路と第２の電流経路とが、あるいは第３の電流経路と第４の電流経路とが、それぞれ直線Ｌ１を対象軸として略対称である。

このため、４つの電流経路のうちの少なくとも２つが、同じ方向（以下、第１の方向と称する）に沿うとともに、互いに逆向きとなる部分を含んでいる。また４つの電流経路のうちの少なくとも２つが、第１の方向に略直交した方向（以下、第２の方向と称する）に沿うとともに、互いに逆向きとなる部分を含んでいる。なお、本実施形態においては、第１の方向は直線Ｌ１に沿った方向になり、第２の方向は直線Ｌ２に沿った方向になるが、これは必須ではない。

上記のように送信側のカプラ装置１の結合素子１１に生じた電流によって、当該送信側のカプラ装置１の周囲に電磁波が生じる。そして、この電磁波によって、受信側のカプラ装置１の結合素子１１に電流が誘起される。このようにして、２つのカプラ装置１どうしで高周波信号の送受信が行われる。

さて、上記のような使用状態においては、地板１３は接地されており、かつ結合素子１１と地板１３とが近接しているので、結合素子１１に生じた電流のエネルギの一部が地板１３に漏れる。しかしながら、カプラ装置１においては、切欠部１３ａ，１３ｂが形成されているから、矩形部１１１，１１２に対しては、地板１３は表裏方向に並んではいない。このため、切欠部１３ａ，１３ｂが形成されていない場合に比べて、矩形部１１１，１１２における電流経路と地板１３との距離が大きくなっており、結合素子１１から地板１３へと漏れるエネルギの量が低減されることになる。また切欠部１４ａ，１４ｂが形成されているから、誘電体１４を地板１３と結合素子１１との間に配置すると、当該誘電体１４が挟まっている部分に地板１３と結合素子１１との間の電界が集中し、誘電体１４から放射されるエネルギーが地板１３側へと引き寄せられる。そこで、誘電体１４に切欠部１４ａ、１４ｂを設けることで、地板１３と結合素子１１との間の電界の集中を避けることができる。そしてこれらの結果として、通信相手のカプラ装置との電磁的結合に利用されるエネルギ量が増加し、透過係数（Ｓ２１）が向上する。

特に、結合素子１１の周囲に関しては、切欠部１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂの面積を広くすると、通信相手のカプラ装置との透過係数（Ｓ２１）を向上させることができる。

なお、地板１３は、上述の通り結合素子１１のうちで電磁結合に寄与する電流が生じる部分の一部に対向する位置（表裏方向に並ぶ位置）で切り欠かれている。しかしながら、地板１３全体としては面積が広い方が接地特性が向上し、結果として、通信相手のカプラ装置との電磁的結合に利用されるエネルギー量を増加させることができる。更に、地板１３の下部（結合素子１１とは反対側）で結合素子１１に対向する位置に、金属筐体や電気基板、金属塗装を施した部材等を配置すると、更に接地特性を向上させることが可能である。

このような結合素子１１近傍の切欠部の面積が広い方が特性が向上する点、および地板の面積が広い方が特性が向上する点については、後述する第２の実施形態以降でも同様である。

試験カプラ１０１を図９に示す状態でTransferJETの基準カプラ１０２と対向させる条件における周波数と透過係数（Ｓ２１）との関係を図１０に示す。

図９においては図示を省略しているが、試験カプラ１０１に備えられる結合素子と基準カプラ１０２に備えられる結合素子とを互いに対向させている。そして、両結合素子の中心どうしを図９に示す位置関係としている。

図１０において、曲線Ｃ１は試験カプラ１０１をカプラ装置１とした場合の特性を示し、曲線Ｃ２は試験カプラ１０１をカプラ装置１における切欠部１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂを形成しない構造のカプラ装置とした場合の特性を示す。

この図１０から、切欠部１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂの存在により、所要周波数帯域内の全ての周波数において透過係数が向上することが明らかである。ちなみに、所要周波数帯域の中心周波数における透過係数の差はおよそ１ｄＢである。

（第２の実施形態）
図１１は第２の実施形態に係るカプラ装置５の斜視図である。図１２は図１１に示すカプラ装置５の分解斜視図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１１に示すようにカプラ装置５は、結合素子１１、短絡素子１２、地板１３および誘電体５１を含む。またカプラ装置５は、図５に示すような給電線１５およびコネクタ１６をさらに含むが、これら給電線１５およびコネクタ１６は図１１においては図示を省略している。

つまりカプラ装置５は、カプラ装置１における誘電体１４に代えて誘電体５１を備える。

誘電体５１は、誘電体１４と同様に誘電材料を板状に形成してなるが、切欠部１４ａ，１４ｂを形成していない点が誘電体１４とは異なる。誘電体５１は、誘電体１４と同様に配置されている。かくして、誘電体５１の表側面に対して表裏方向に結合素子１１を投影した場合の投影領域（結合素子１１に対向する領域）は図１２に二点鎖線で示す領域Ａ３となる。

このようなカプラ装置５においても、切欠部１３ａ，１３ｂが形成されているから、矩形部１１１，１１２に対しては、地板１３は表裏方向に並んではいない。このため、切欠部１３ａ，１３ｂが形成されていない場合に比べて、矩形部１１１，１１２における電流経路と地板１３との距離が大きくなっており、結合素子１１から地板１３へと漏れるエネルギの量が低減されることになる。そしてこの結果として、電磁的結合に利用されるエネルギ量が増加し、結合度が向上する。

図９に示す条件における周波数と透過係数（Ｓ２１）との関係を図１３に示す。

図１３において、曲線Ｃ３は試験カプラ１０１をカプラ装置５とした場合の特性を示し、曲線Ｃ４は試験カプラ１０１をカプラ装置５における切欠部１３ａ，１３ｂを形成しない構造のカプラ装置とした場合の特性を示す。

この図１３から、切欠部１３ａ，１３ｂの存在により、所要周波数帯域内の全ての周波数において透過係数が向上することが明らかである。ちなみに、所要周波数帯域の中心周波数における透過係数の差はおよそ４．６ｄＢである。

（第３の実施形態）
図１４は第３の実施形態に係るカプラ装置６の斜視図である。図１５は図１４に示すカプラ装置６の分解斜視図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１４に示すようにカプラ装置６は、結合素子１１、短絡素子１２および地板１３を含む。またカプラ装置６は、図５に示すような給電線１５およびコネクタ１６をさらに含むが、これら給電線１５およびコネクタ１６は図１４においては図示を省略している。

つまりカプラ装置６は、カプラ装置１における誘電体１４を有していない。それ以外の構造については、カプラ装置６はカプラ装置１と同様である。

このようなカプラ装置６においても、切欠部１３ａ，１３ｂが形成されているから、矩形部１１１，１１２に対しては、地板１３は表裏方向に並んではいない。このため、切欠部１３ａ，１３ｂが形成されていない場合に比べて、矩形部１１１，１１２における電流経路と地板１３との距離が大きくなっており、結合素子１１から地板１３へと漏れるエネルギの量が低減されることになる。そしてこの結果として、電磁的結合に利用されるエネルギ量が増加し、結合度が向上する。

図９に示す条件における周波数と透過係数（Ｓ２１）との関係を図１６に示す。

図１６において、曲線Ｃ５は試験カプラ１０１をカプラ装置６とした場合の特性を示し、曲線Ｃ６は試験カプラ１０１をカプラ装置６における切欠部１３ａ，１３ｂを形成しない構造のカプラ装置とした場合の特性を示す。

この図１６から、切欠部１３ａ，１３ｂの存在により、所要周波数帯域の中心周波数付近の周波数において透過係数が向上することが明らかである。ちなみに、所要周波数帯域の中心周波数における透過係数の差はおよそ１．５ｄＢである。

（第４の実施形態）
図１７は第４の実施形態に係るカプラ装置７の斜視図である。図１８は図１７に示すカプラ装置７の分解斜視図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１７に示すようにカプラ装置７は、結合素子１１、短絡素子１２、地板７１および誘電体７２を含む。またカプラ装置７は、図５に示すような給電線１５およびコネクタ１６をさらに含むが、これら給電線１５およびコネクタ１６は図１７においては図示を省略している。

つまりカプラ装置７は、カプラ装置１における地板１３および誘電体１４に代えて地板７１および誘電体７２を備える。

地板７１および誘電体７２は、地板１３および誘電体１４と基本的には同様に配置され、かつ同様に機能する。地板７１および誘電体７２において地板１３および誘電体１４と異なっているのは、切欠部の形状および位置である。

地板７１には切欠部７１ａ，７１ｂが、誘電体７２には切欠部７２ａ，７２ｂがそれぞれ形成されている。

切欠部７１ａ，７１ｂは、地板７１を表裏方向に貫通する状態で形成されている。切欠部７１ａ，７１ｂの表裏方向に直交する面における形状は、Ｃ字状である。切欠部７１ａは矩形部１１１の周辺部に対して表裏方向に並び、切欠部７１ｂは矩形部１１２の周辺部に対して表裏方向に並ぶ。切欠部７１ａ，７１ｂは、矩形部１１１，１１２に対して表裏方向には並ばない。かくして、地板７１の表側面に対して表裏方向に結合素子１１を投影した場合の投影領域（結合素子１１に対向する領域）は図１８に二点鎖線で示す領域Ａ４となる。

切欠部７２ａ，７２ｂは、誘電体７２を表裏方向に貫通する状態で形成されている。切欠部７２ａは切欠部７１ａと、また切欠部７２ｂは切欠部７１ｂと、表裏方向に直交する平面内での位置および形状を同一としている。かくして、誘電体７２の表側面に対して表裏方向に結合素子１１を投影した場合の投影領域（結合素子１１に対向する領域）は図１８に二点鎖線で示す領域Ａ５となる。

このように切欠部７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂは、地板７１および誘電体７２における矩形部１１１，１１２に対向する領域を縁取る状態で存在する。すなわち、領域Ａ４の近傍の領域（隣接する領域）に切欠部７１ａ，７１ｂが、領域Ａ５の近傍の領域（隣接する領域）に切欠部７２ａ，７２ｂが設けられている。

このようなカプラ装置７においても、矩形部１１１，１１２に対向する部分近傍における地板７１の面積が、切欠部７１ａ，７１ｂが形成されていない場合に比べて小さくなっており、結合素子１１から地板１３へと漏れるエネルギの量が低減されることになる。また誘電体７２を地板７１と結合素子１１との間に配置すると、当該誘電体７２が挟まっている部分に地板７１と結合素子１１との間の電界が集中し、誘電体７２から放射されるエネルギーが地板７１側へと引き寄せられる。そこで、誘電体７２に切欠部７２ａ，７２ｂを設けることで、地板７１と結合素子１１との間の電界の集中を避けることができ、この結果として、通信相手のカプラ装置との電磁的結合に利用されるエネルギ量が増加し、透過係数（Ｓ２１）が向上する。

図９に示す条件における周波数と透過係数（Ｓ２１）との関係を図１９に示す。

図１９において、曲線Ｃ７は試験カプラ１０１をカプラ装置７とした場合の特性を示し、曲線Ｃ８は試験カプラ１０１をカプラ装置７における切欠部７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂを形成しない構造のカプラ装置とした場合の特性を示す。

この図１９から、切欠部７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂの存在により、所要周波数帯域内の全ての周波数において透過係数が向上することが明らかである。ちなみに、所要周波数帯域の中心周波数における透過係数の差はおよそ３ｄＢである。

以上の実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。

結合素子の形状は任意であって良い。例えば結合素子は、TransferJETの基準カプラにおける結合素子や、逆Ｆタイプの結合素子などのような周知の別の形状の素子であって良い。あるいは、特願２００９−２７０５９８として本出願人が提案した結合素子であっても良い。

図２０は他の形状のカプラを元に本願の発明を適用したカプラ装置８の平面図である。図２１は図２０中のＣ−Ｃ矢視断面図である。

このカプラ装置８は、結合素子８１、地板８２および誘電体８３を含む。

結合素子８１はさらに、円板部８１ａ、共振スタブ８１ｂおよび連結部８１ｃを含む。円板部８１ａは、導電材料を薄い円板状に形成してなる。共振スタブ８１ｂは、導電材料を薄い板状に形成してなる。共振スタブ８１ｂの厚み方向に交差する面における形状は、図２０に示すようなクランク状である。連結部８１ｃは、導電材料を円柱状に形成してなる。連結部８１ｃは、その一端が円板部８１ａの中心付近に接合され、他端が共振スタブ８１ｂの中央付近に接合される。共振スタブ８１ｂの両端は、誘電体８３に固定される。共振スタブ８１ｂは、その一端の近傍の点Ｐ２にて送受信回路（図示せず）に接続され、他端の近傍の点Ｐ３にて地板８２に接続される。

地板８２は、誘電体８３の一面のほぼ全面に導電材料よりなる薄い層を形成してなる。誘電体８３は、誘電材料を板状に形成してなる。そして地板８２および誘電体８３には、それらの厚み方向に交差する面におけるほぼ同一位置にほぼ同一の形状の切欠部８２ａ，８３ａが形成されている。切欠部８２ａ，８３ａは、共振スタブ８１ｂのうちの点Ｐ２，Ｐ３を含んだ端部以外の部分の少なくとも一部に対して表裏方向に並ぶ。なお図２０の例では、切欠部８２ａ，８３ａは、共振スタブ８１ｂのうちの点Ｐ２，Ｐ３を含んだ端部以外の部分の全てに対して表裏方向に並ぶ。

このカプラ装置８では、点Ｐ２に送受信回路より給電することによって、共振スタブ８１ｂ、連結部８１ｃを介して円板部８１ａへと到達する電流経路が生じる。しかし、切欠部８２ａが形成されていることにより、切欠部８２ａが形成されていない場合に比べて、共振スタブ８１ｂにおける電流経路と地板８２との距離が大きくなっており、結合素子８１から地板８２へと漏れるエネルギの量が低減されることになる。また誘電体８３を地板８２と結合素子８１との間に配置すると、当該誘電体８３が挟まっている部分に地板８２と結合素子８１との間の電界が集中し、誘電体８３から放射されるエネルギーが地板８２側へと引き寄せられる。そこで、誘電体８３に切欠部８３ａ，８３ｂを設けることで、地板８２と結合素子８１との間の電界の集中を避けることができ、この結果として、通信相手のカプラ装置との電磁的結合に利用されるエネルギ量が増加し、透過係数（Ｓ２１）が向上する。

図９に示す条件における周波数と透過係数（Ｓ２１）との関係を図２２に示す。

図２２において、曲線Ｃ９は試験カプラ１０１をカプラ装置８とした場合の特性を示し、曲線Ｃ１０は試験カプラ１０１をカプラ装置８における切欠部８２ａ，８３ａを形成しない構造のカプラ装置とした場合の特性を示す。

この図２２から、切欠部８２ａ，８３ａの存在により、所要周波数帯域内の全ての周波数において透過係数が向上することが明らかである。ちなみに、所要周波数帯域の中心周波数における透過係数の差はおよそ３．５ｄＢである。

このように結合素子の形状を変更した場合においても、第２の実施形態のように誘電体の切欠部を省略したり、第３の実施形態のように誘電体を省略したり、第４の実施形態のように切欠の位置を変更するなどの変更をさらに組み合わせて実施できる。

（第５の実施形態）
図２３は第５の実施形態に係るカプラ装置９の斜視図である。図２４は図２３に示すカプラ装置９の分解斜視図である。

図２３および図２４に示すようにカプラ装置９は、結合素子９１、短絡素子９２，９３、地板９４および誘電体９５を含む。なお、短絡素子９２，９３は、図２４では図示を省略している。またカプラ装置９は、図５に示すような給電線１５およびコネクタ１６をさらに含むが、これら給電線１５およびコネクタ１６は図２３および図２４においては図示を省略している。

結合素子９１、地板９４および誘電体９５は、いずれも平板状をなし、それぞれの厚み方向をほぼ一致させた状態で、その厚み方向に沿って結合素子９１、誘電体９５および地板９４の順番で配列されている。

結合素子９１は、導電材料を図２３および図２４に示すような形状に形成してなる。すなわち結合素子９１は、その厚み方向に直交する平面において次のような形状をなす。結合素子９１は、いずれも矩形状をなした５つの導電部９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄ，９１ｅを有する。導電部９１ａ，９１ｂは、互いにほぼ平行する。導電部９１ｃは、導電部９１ａ，９１ｂのそれぞれの中間部に両端が接する。導電部９１ｄ，９１ｅは、導電部９１ｃの中間部から導電部９１ｃを挟んで互いに反対側に延出する。

短絡素子９２，９３は、矩形の平板状をなし、その厚み方向が結合素子９１の厚み方向に直交する。短絡素子９２は、導電部９１ｄの先端近傍において導電部９１ｄに接合されている。短絡素子９３は、導電部９１ｅの先端近傍において導電部９１ｅに接合されている。短絡素子９２，９３は、結合素子９１に一体的であっても良いし、別体であっても良い。短絡素子９２，９３は、誘電体９５の内部を通過する状態で配置されている。短絡素子９２，９３は、スルーホールや半田付けなどによって地板９４に対して電気的に接続されている。

地板９４は、導電材料を図２３および図２４に示すような形状に形成してなる。すなわち地板９４は、その厚み方向に直交する平面において次のような形状をなす。地板９４は、いずれも矩形状をなした７つの導電部９４ａ，９４ｂ，９４ｃ，９４ｄ，９４ｅ，９４ｆ，９４ｇを有する。導電部９４ａ，９４ｂは、互いにほぼ平行する。導電部９４ｃは、導電部９４ａ，９４ｂのそれぞれの中間部に両端が接する。導電部９４ｄ，９４ｅは、導電部９４ａの両端から導電部９４ｂに向かって延出する。導電部９４ｆ，９４ｇは、導電部９４ｂの両端から導電部９４ａに向かって延出する。導電部９４ｄ，９４ｅの導電部９４ａからの突出量および導電部９４ｆ，９４ｇの導電部９４ｂからの突出量は、導電部９４ｄおよび導電部９４ｆと、導電部９４ｅおよび導電部９４ｆとが互いに接することがないように設定される。導電部９４ｄ，９４ｅの導電部９４ａからの突出量は、導電部９１ａ，９１ｂと導電部９４ａとの間の水平方向の最小離間幅以下であることが望ましい。導電部９４ｆ，９４ｇの導電部９４ｂからの突出量は、導電部９１ａ，９１ｂと導電部９４ｂとの間の水平方向の最小離間幅以下であることが望ましい。

なお、本実施形態では、導電部９４ｄ，９４ｅの導電部９４ａからの突出量を、導電部９１ａ，９１ｂと導電部９４ａとの間の水平方向の最小離間幅以下に、導電部９４ｆ，９４ｇの導電部９４ｂからの突出量を、導電部９１ａ，９１ｂと導電部９４ｂとの間の水平方向の最小離間幅以下にしているが、これに限られるものではない。地板９４の導電部９４ｅと導電部９４ｇとの間の距離が大きいほど、結合素子９１の導電部９１ｂに流れる電流を大きくすることができ、導電部９４ｅと導電部９４ｇとの間の距離が短いほど、結合素子９１の導電部９１ｂに流れる電流を小さくすることが可能となる。つまり、この離間距離を調整することで、導電部９１ｂに流したい電流強度を調整することが可能となる。 誘電体９５は、誘電材料を板状に形成してなる。誘電体９５は、結合素子９１と地板９４との間隙に配置される。誘電体９５は、結合素子９１と地板９４との間隔にほぼ等しい厚みを有し、結合素子９１と地板９４との間隙をほぼ埋める。このため短絡素子９２，９３は、その大半が誘電体９５の内部に位置している。ただし誘電体９５の厚みは、結合素子９１と地板９４との間隔よりも小さくても良い。誘電体９５は、その厚みが結合素子９１と地板９４との間隔よりも小さい場合には、典型的には地板９４に接し、かつ結合素子９１から離間する状態で配置される。しかしながら、結合素子９１に接し、かつ地板９４から離間する状態で誘電体９５を配置しても良い。あるいは、結合素子９１および地板９４のいずれからも離間した状態で誘電体９５が配置されても良い。さらには、結合素子９１に接する第１の誘電体と地板９４に接する第２の誘電体とをそれぞれ設けて、これら第１および第２の誘電体を互いに離間して配置しても良い。誘電体９５の厚み方向に直交する平面における形状は任意であってよいが、ここでは結合素子９１の一面の全ておよび地板９４の一面の全てを覆うことができる形状とし、かつそのような状態で配置されている。なお、図２４中に二点鎖線で示した領域Ａ６は、地板９４の表側面に対して表裏方向に結合素子９１を投影した場合の投影領域を示し、領域Ａ７は、誘電体９５の表側面に対して表裏方向に結合素子９１を投影した場合の投影領域を示す。

結合素子９１と地板９４とは、導電部９１ｃの中央部と導電部９４ｃの中央部とが互いに対向し、かつ導電部９１ｃの長手方向と導電部９４ｃの長手方向とが交差する位置関係にある。さらに結合素子９１と地板９４とは、導電部９１ｄ，９１ｅと導電部９４ｃとが対向する位置関係にある。

さて、以上のような構造のカプラ装置９においては、給電点Ｐ４へと給電した場合、結合素子９１においては図２５に示すように、導電部９１ｃを導電部９１ａに向かって流れる電流Ｉ１、導電部９１ｃを導電部９１ｂに向かって流れる電流Ｉ２、導電部９１ｄをその先端に向かって流れる電流Ｉ３、ならびに導電部９１ｅをその先端に向かって流れる電流Ｉ４がそれぞれ生じる。導電部９１ｄ，９１ｅは、その先端の近傍にて短絡素子９２，９３により地板９４に接地されているのに対して、導電部９１ａ，９１ｂの端部は開放端となっているため、電流Ｉ１，Ｉ２は電流Ｉ３，Ｉ４に比べて小さくなる。

これに加えて、地板が第１乃至第４の実施形態と同様に輪郭が矩形をなす形状を持つ場合、すなわち図２６に示すような地板９４′を持ったカプラ装置９′の場合、導電部９１ａ，９１ｂに近接して地板９４′が存在するために、電流Ｉ１，Ｉ２により生じる電磁エネルギが地板９４′に多く流れてしまい、対向している他のカプラ装置との間の結合に寄与する電磁エネルギが減少してしまう。

これらの結果として、カプラ装置９′においては、対向する別のカプラ装置との間の電磁的結合には、電流Ｉ１，Ｉ２の寄与よりも電流Ｉ３，Ｉ４の寄与のほうが大幅に大きくなる。そして、このような現象の結果としてカプラ装置９′では、対向する２つの結合素子９１の相対的な向きに応じて結合度が大きく変化する。

ここで、互いに対向する２つの結合素子９１の相対的な向きとして図２７の（ａ）〜（ｄ）に示す４つの向きをそれぞれ０度、９０度、１８０度および２７０度とする。

図２８はカプラ装置９′の場合の図２７に示す４状態のそれぞれにおける透過係数（Ｓ２１）の周波数特性を示す図である。

図２８から分かるようにカプラ装置９′の場合には、０度および１８０度の場合に比べて、９０度および２７０度の場合の結合度が大幅に低下してしまっている。これは、電流Ｉ３，Ｉ４の方向が、０度および１８０度では２つの結合素子９１で互いに同じになるのに対して、９０度および２７０度では互いに交差してしまうためであると考えられる。つまり、０度および１８０度では電流Ｉ３，Ｉ４どうしでの強結合が生じ、９０度および２７０度では電流Ｉ１，Ｉ２と電流Ｉ３，Ｉ４とでの弱結合が生じるために、結合度に違いが生じると考えられる。

これに対してカプラ装置９においては、上記のような構造としてあるために、導電部９１ａ，９１ｂに並んで地板９４が位置していない。このため、電流Ｉ１，Ｉ２により生じる電磁エネルギが地板９４にほとんど流れず、その多くが別のカプラ装置との電磁結合のために作用する。この結果、電磁的結合に対する電流Ｉ１，Ｉ２の寄与度と電流Ｉ３，Ｉ４の寄与度との差がカプラ装置９′に比べて小さくなる。

図２９はカプラ装置９の場合の図２７に示す４状態のそれぞれにおける透過係数（Ｓ２１）の周波数特性を示す図である。

図２９を図２８と比較して明らかなように、カプラ装置９では、カプラ装置９′に比べて各角度での結合度のばらつきが小さくなっている。これによりカプラ装置９によれば、２つのカプラ装置９どうしの相対的な向きに拘わらずに、常に安定した信号伝送を行うことができる。

なお、導電部９４ｄ，９４ｅ，９４ｆ，９４ｇは、省略することもできる。しかしながら、導電部９４ｄ，９４ｅ，９４ｆ，９４ｇを設けることにより、外形サイズを変化させることなく地板９４の面積を増大することができる。

また、誘電体９５に代えて図２６に示した誘電体９５′を備えても良い。すなわち、結合素子９１、短絡素子９２，９３、地板９４および誘電体９５′によりカプラ装置を構成することもできる。

また、地板９４に代えて図２６に示した地板９４′を備えても良い。すなわち、結合素子９１、短絡素子９２，９３、地板９４′および誘電体９５によりカプラ装置を構成することもできる。

また、誘電体９５は省略することもできる。

（第６の実施形態）
図３０は第６の実施形態に係るカプラ装置４０の平面図である。なお、図３０において図２３および図２４と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図３０に示すようにカプラ装置４０は、結合素子９１、短絡素子９２，９３および地板４１を含む。またカプラ装置４０は、図５に示すような給電線１５およびコネクタ１６をさらに含むが、これら給電線１５およびコネクタ１６は図３０においては図示を省略している。

地板４１は、導電材料を図３０に示すような形状に形成してなる。すなわち地板４１は、その厚み方向に直交する平面において次のような形状をなす。地板４１は、結合素子９１の導電部９１ａおよびその周辺の領域に対向する位置に開口部４１ａが形成され、結合素子９１の導電部９１ａおよびその周辺の領域に対向する位置に開口部４１ｂが形成されている。開口部４１ａ，４１ｂは、導電部９１ａ，９１ｂに対向する位置における幅Ｗ１がそれ以外の位置における幅Ｗ２よりも大きくなるように、一部が突出した形状をなす。

かくしてこのような構造のカプラ装置４０においても、地板４１の面積を極力確保しながら、導電部９１ａ，９１ｂから地板４１へと流れる電磁エネルギの量を低減することができる。そしてこの結果、第５の実施形態とほぼ同様な効果を達成することができる。

（第７の実施形態）
図３１は第７の実施形態に係るカプラ装置５０の平面図である。なお、図３１において図２３および図２４と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図３１に示すようにカプラ装置５０は、結合素子９１、短絡素子９２，９３および地板５１を含む。またカプラ装置５０は、図５に示すような給電線１５およびコネクタ１６をさらに含むが、これら給電線１５およびコネクタ１６は図３１においては図示を省略している。

地板５１は、導電材料を図３１に示すような形状に形成してなる。すなわち地板５１は、その厚み方向に直交する平面において次のような形状をなす。地板５１は、結合素子９１の導電部９１ａおよびその周辺の領域に対向する位置に開口部５１ａが形成され、結合素子９１の導電部９１ｂおよびその周辺の領域に対向する位置に開口部５１ｂが形成されている。開口部５１ａ，５１ｂは、その縁の一部を図３１に示すように湾曲させることにより、導電部９１ａ，９１ｂに対向する位置における幅がそれ以外の位置における幅よりも大きくなっている。

かくしてこのような構造のカプラ装置５０においても、地板５１の面積を極力確保しながら、導電部９１ａ，９１ｂから地板５１へと流れる電磁エネルギの量を低減することができる。そしてこの結果、第５の実施形態とほぼ同様な効果を達成することができる。

（第８の実施形態）
図３２および図３３は第８の実施形態に係るカプラ装置６０の斜視図である。

図３２および図３３に示すようにカプラ装置６０は、結合素子６１、短絡素子６２，６３、地板６４および誘電体６５を含む。

結合素子６１、地板６４および誘電体６５は、いずれも平板状をなし、それぞれの厚み方向をほぼ一致させた状態で、その厚み方向に沿って結合素子６１、誘電体６５および地板６４の順番で配列されている。

結合素子６１は、導電材料を図３２および図３３に示すような形状に形成してなる。すなわち結合素子６１は、その厚み方向に直交する平面において次のような形状をなす。結合素子６１は、いずれも矩形状をなした５つの導電部６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ，６１ｅを有する。導電部６１ａ，６１ｂは、互いにほぼ平行する。導電部６１ｃは、導電部６１ａ，６１ｂのそれぞれの中間部に両端が接する。導電部６１ｄ，６１ｅは、導電部６１ｃの中間部から導電部６１ｃを挟んで互いに反対側に延出する。ただし、導電部６１ｄは導電部６１ｃの長手方向のほぼ中央にて導電部６１ｃに接しているのに対し、導電部６１ｅは導電部６１ｃの長手方向の中央からずれた位置にて導電部６１ｃに接している。

なお、本実施形態においては、導電部６１ｅは導電部６１ｃの長手方向の中心からずれた位置で導電部６１ｃから延出しているが、これに限られるものではなく、導電部６１ｄおよび導電部６１ｅの双方を、導電部６１ｃの長手方向の中心から延出するようにしても良い。導電部６１ｄおよび導電部６１ｅの位置を、導電部６１ｃを挟んで対称となるように構成することにより、更に回転特性を向上させることが可能となる。

短絡素子６２，６３は、矩形の平板状をなし、その厚み方向が結合素子６１の厚み方向に直交する。短絡素子６２は、導電部６１ｄの先端近傍において導電部６１ｄに接合されている。短絡素子６３は、導電部６１ｅの先端近傍において導電部６１ｅに接合されている。短絡素子６２，６３は、結合素子６１に一体的であっても良いし、別体であっても良い。短絡素子６２は、誘電体６５の内部を通過する状態で配置されている。短絡素子６２は、スルーホールや半田付けなどによって地板６４に対して電気的に接続されている。

地板６４は、導電材料を図３２に示すような形状に形成してなる。すなわち地板６４は、その厚み方向に直交する平面において次のような形状をなす。地板６４は、結合素子６１の導電部６１ａおよびその周辺の領域に対向する位置に矩形状の開口部６４ａが形成され、結合素子６１の導電部６１ｂおよびその周辺の領域に対向する位置に矩形状の開口部６４ｂが形成されている。また地板６４は図６３に示すように、結合素子の中央に対向する位置から一端部まで連続する切り込み６４ｃが形成されている。さらに地板６４は、切り込み６４ｃの端部から垂直に表側に起立した状態の端子６４ｄが形成されている。

誘電体６５は、誘電材料を板状に形成してなる。誘電体６５は、結合素子６１と地板６４との間隙に配置される。誘電体６５は、結合素子６１と地板６４との間隔にほぼ等しい厚みを有し、結合素子６１と地板６４との間隙をほぼ埋める。誘電体６５は、結合素子６１の導電部６１ａの周辺の領域に対向する位置にＣ字状の開口部６５ａが形成され、結合素子６１の導電部６１ｂの周辺の領域に対向する位置にＣ字状の開口部６５ｂが形成されている。また誘電体６５は、結合素子の中央に対向する位置から一端部まで連続する切り込み６５ｃが形成されている。この切り込み６５ｃは、切り込み６４ｃに対向している。

なお、図３２および図３３では、切り込み６４ｃ，６５ｃは、地板６４および誘電体６５の中央に位置しているが、この位置からずれていても良い。また、切り込み６４ｃ，６５ｃは、少なくとも一部が湾曲または屈曲していても良い。

短絡素子６３は、切り込み６５に面し、かつ端子６４ｄに対向するように配置されている。短絡素子６３は、その両端が結合素子６１および地板６４に接している。

このカプラ装置６０は、通信機器に搭載された送受信回路と同軸ケーブルを介して接続される。

図３４は同軸ケーブル６６が接続された状態のカプラ装置６０を示す斜視図である。

同軸ケーブル６６は、切り込み６５ｃに配置されて、その先端が導電部６１ｃの中央の近傍まで引き込まれる。そして、同軸ケーブル６６の芯線６６ａが導電部６１ｃの中央部付近に半田付けされる。かくして、導電部６１ｃの中央部に給電点Ｐ５が形成される。また、同軸ケーブル６６のシールド線６６ｂが短絡素子６３および端子６４ｄに半田付けされる。

かくしてカプラ装置６０では、同軸ケーブル６６の先端部を内部に収容しつつ、この同軸ケーブル６６との電気的な接続も合理的に行うことができる。

またカプラ装置６０では、切り込み６５ｃを挟んで互いに対向する位置でシールド線６６ｂと結合素子６１および地板６４とを電気的に接続しているので、地板９４の電流分布が対称に近くなり、特性が向上する。

ただし、端子６４ｄは省略することも可能である。

（第９の実施形態）
図３５は第９の実施形態に係るカプラ装置７０の斜視図である。なお、図３２と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図３５に示すようにカプラ装置７０は、短絡素子６２，６３、地板６４、誘電体６５および結合素子７５を含む。

結合素子７５は、導電材料を図３５に示すような形状に形成してなる。すなわち結合素子７５は、その厚み方向に直交する平面において次のような形状をなす。結合素子７５は、いずれも矩形状をなした４つの導電部６１ａ，６１ｂ，６１ｄ，６１ｅとほぼ矩形をなした７５ａを有する。すなわち結合素子７５は、結合素子６１における導電部６１ｃに代えて導電部７５ａを有する。導電部７５ａは、導電部６１ｃにおける切り込み６５ｃに対向する部分の一部に切り込み７５ｂを形成した形状を有する。切り込み７５ｂは、導電部７５ａの中央部を避けて形成される。

このようなカプラ装置７０によれば、第８の実施形態と同様な効果が得られる上、給電点Ｐ５を第８の実施形態の場合よりも導電部７５ａの中央部に近づけることができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
［付記］
互いにほぼ平行な第１および第２の面を有した誘電体と、
前記第１の面にて前記誘電体に取り付けられた導電性の結合素子と、
一部が前記誘電体の一部に対向する状態で前記第２の面にて前記誘電体に取り付けられた導電性の地板とを具備し、
前記誘電体は、前記結合素子と前記地板とが対向している位置から端部まで連続する切り込みが形成されており、
さらに前記地板の一部が前記切り込みに面したことを特徴とするカプラ装置。

１…カプラ装置、２…コネクタ、３…送受信回路、４…ケーブル、５，６，７，８，９，４０，５０，６０，７０…カプラ装置、１１，９１，６１，７５…結合素子、１２，６２，６３，９２，９３…短絡素子、１３，９４，４１，５１，６４…地板、１３ａ，１３ｂ…切欠部、１４，６５，９５…誘電体、１４ａ，１４ｂ…切欠部、１５…給電線、１６…コネクタ、５１…誘電体、７１…地板、７１ａ，７１ｂ…切欠部、７２…誘電体、７２ａ，７２ｂ…切欠部、８１…結合素子、８１ａ…円板部、８１ｂ…共振スタブ、８１ｃ…連結部、８２…地板、８２ａ…切欠部、８３…誘電体、８３ａ…切欠部、１１１，１１２…矩形部、１１３…連結部、６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ，６１ｅ，７５ａ，９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄ，９１ｅ，９４ａ，９４ｂ，９４ｃ，９４ｄ，９４ｅ，９４ｆ，９４ｇ…導電部、４１ａ，４１ｂ，５１ａ，５１ｂ，６４ａ，６４ｂ，６５ａ，６５ｂ…開口部、６５ｃ，７５ｂ…切り込み。

Claims (14)

1. 他のカプラ装置との間での電磁的結合により電磁波を授受するカプラ装置であって、
   導電材料により構成され、基準点へ給電されると前記基準点を対称中心として互いに対称な複数の電流経路を生じる結合素子と、
   前記結合素子と対向し、導電材料により構成される地板とを有し、
   前記地板は、前記結合素子のうちで前記基準点以外の部分の少なくとも一部に対向する位置またはその位置の近傍に、前記地板上の前記基準点に対向する位置を対称中心として互いに対称な２つの切欠部を有することを特徴とするカプラ装置。
2. 前記結合素子と前記地板との間に、前記結合素子および前記地板に対向する誘電体を備えることを特徴とする請求項１に記載のカプラ装置。
3. 前記結合素子と前記地板との間に、前記結合素子および前記地板に対向する誘電体を備え、
   前記誘電体は、前記結合素子に対向する位置またはその位置の近傍の一部に切欠部を有することを特徴とする請求項１に記載のカプラ装置。
4. 前記地板に設けられた切欠部と前記誘電体に設けられた切欠部とは、互いにほぼ合同な形状であって、前記地板の高さ方向に並ぶことを特徴とする請求項３に記載のカプラ装置。
5. 前記結合素子は、
   (1)第１、第２、第３および第４の開放端を有する平板状をなし、
   (2)前記基準点から前記第１、第２、第３および第４の開放端のそれぞれまでおよぶ長さがいずれも、前記電磁波の中心周波数の波長の１／４の整数倍にほぼ相当する長さである４つの電流経路を前記複数の電流経路として形成し、
   (3)前記４つの電流経路のうちの少なくとも２つは、一部が第１の方向に沿うとともに互いに逆向きであり、
   (4)前記４つの電流経路のうちの少なくとも２つは、一部が前記第１の方向に略直交する第２の方向に沿うとともに互いに逆向きであり、
   (5)前記基準点を対称中心として前記第１の開放端の位置と前記第４の開放端の位置とが対称であり、かつ前記基準点を対称中心として前記第２の開放端の位置と前記第３の開放端の位置とが対称であり、
   (6)前記基準点を通る対象軸に関して前記第１の開放端の位置と前記第３の開放端の位置とが対称であるとともに、前記対象軸に関して前記第２の開放端の位置と前記第４の開放端の位置とが対称な位置である、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のカプラ装置。
6. 導電材料で構成され、給電点へ給電されると前記給電点を対称中心として互いに対称な複数の電流経路を生じる結合素子と、
   導電材料で構成され、前記結合素子と対向する地板とを有し、
   前記地板は、前記結合素子の少なくとも一部と対向する領域の近傍にあり、前記地板上の前記給電点に対向する位置を対称中心として互いに対称な２つの切欠部を有することを特徴とするカプラ装置。
7. 前記結合素子と前記地板との間に誘電体を備え、
   前記誘電体は、前記結合素子と対向する領域の少なくとも一部に切欠部を有することを特徴とする請求項６に記載のカプラ装置。
8. 前記結合素子と前記地板との間に誘電体を備え、
   前記誘電体は、前記結合素子と対向する領域の近傍に切欠部を有することを特徴とする請求項６に記載のカプラ装置。
9. 互いにほぼ平行した第１および第２の導電部と、前記第１および第２の導電部のそれぞれの中間部を電気的に接続した第３の導電部と、前記第３の導電部の中間部から延出した第４の導電部と、前記第３の導電部の中間部から前記第４の導電部とは前記第３の導電部を挟んで反対側に延出した第５の導電部とを有した結合素子と、
   互いにほぼ平行した第６および第７の導電部と、前記第６および第７の導電部のそれぞれの中間部から延出し、前記第６および第７の導電部を電気的に接続した第８の導電部とを有した地板と、
   前記第４の導電部と前記第８の導電部とを短絡した導電性の第１の短絡素子と、
   前記第５の導電部と前記第８の導電部とを短絡した導電性の第２の短絡素子とを具備し、
   前記結合素子と前記地板とが、前記第３の導電部の長手方向と前記第８の導電部の長手方向とが互いに交差し、かつ前記第３の導電部の一部と前記第８の導電部の一部とが互いに対向する位置関係でそれぞれ配置され、
   前記第１の導電部と前記第２の導電部とが前記第３の導電部の中央に位置する給電点を対象中心として互いに対称であり、
   前記第８の導電部の中央が前記給電点に対向し、
   前記第６の導電部と前記第７の導電部とが前記第８の導電部上の前記給電点に対向する位置を対称中心として互いに対称であることを特徴とするカプラ装置。
10. 前記地板は、前記第６の導電部にその両端の近傍から前記第７の導電部に向かって延出する第９および第１０の導電部、ならびに前記第７の導電部にその両端から前記第６の導電部に向かって延出する第１１および第１２の導電部のうちの少なくとも１つを更に有し、
    前記第９および第１０の導電部はそれぞれ離間し、前記第１１および第１２の導電部はそれぞれ離間したことを特徴とする請求項９に記載のカプラ装置。
11. 前記結合素子と前記地板との間に配置された誘電体を備えることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のカプラ装置。
12. 互いにほぼ平行した第１および第２の導電部と、前記第１および第２の導電部のそれぞれの中間部を電気的に接続した第３の導電部と、前記第３の導電部の中間部から延出した第４の導電部と、前記第３の導電部の中間部から前記第４の導電部とは前記第３の導電部を挟んで反対側に延出した第５の導電部とを有した結合素子と、
    前記第１の導電部およびその周辺の領域に対向して形成されるとともに前記第１の導電部の長手方向に直交する方向についての幅が前記第１の導電部に対向する位置においてそれ以外の位置よりも大きい第１の開口部と、前記第２の導電部およびその周辺の領域に対向して形成されるとともに前記第２の導電部の長手方向に直交する方向についての幅が前記第２の導電部に対向する位置においてそれ以外の位置よりも大きい第２の開口部とが形成された導電性の地板と、
    前記第４の導電部と前記地板とを短絡した導電性の第１の短絡素子と、
    前記第５の導電部と前記地板とを短絡した導電性の第２の短絡素子とを具備し、
    前記第１の導電部と前記第２の導電部とが前記第３の導電部の中央に位置する給電点を対象中心として互いに対称であり、
    前記地板上の前記給電点に対向する位置を対称中心として前記第１の開口部と前記第２の開口部とが対称であることを特徴とするカプラ装置。
13. 前記誘電体は、前記結合素子と前記地板とが対向している位置から端部まで連続する切り込みが形成されており、
    さらに前記地板の一部が前記切り込みに面したことを特徴とする請求項２乃至請求項４、請求項７、請求項８および請求項１１のいずれか一項に記載のカプラ装置。
14. 前記結合素子の一部は、前記地板と対向する位置から離れた位置にて前記切り込みに面したことを特徴とする請求項１３に記載のカプラ装置。

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