通信装置、共振回路、及び、制御電圧の印加方法
【課題】 強誘電体材料を用いた可変容量素子を有する共振アンテナの共振周波数を、長期間、安定して制御する。
【解決手段】 通信装置は、共振アンテナと、制御電圧発生部とを備える構成とし、各部を次のように構成する。共振アンテナは、強誘電体材料で形成された誘電体部を有する可変容量素子を含み、外部と非接触通信を行う。そして、制御電圧発生部は、可変容量素子の容量を制御する制御電圧を生成し、生成した制御電圧を可変容量素子の誘電体部に印加し、かつ、誘電体部に印加する制御電圧の印加方向を所定のタイミングで反転させる
【解決手段】 通信装置は、共振アンテナと、制御電圧発生部とを備える構成とし、各部を次のように構成する。共振アンテナは、強誘電体材料で形成された誘電体部を有する可変容量素子を含み、外部と非接触通信を行う。そして、制御電圧発生部は、可変容量素子の容量を制御する制御電圧を生成し、生成した制御電圧を可変容量素子の誘電体部に印加し、かつ、誘電体部に印加する制御電圧の印加方向を所定のタイミングで反転させる
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、可変容量素子に制御電圧を印加して共振アンテナの共振周波数を調整する機能を備えた通信装置、共振回路、及び、制御電圧の印加方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば交通乗車券や電子マネー等で使用される非接触ＩＣ（Integrated Circuit）カードや、非接触ＩＣカードと同等の機能を備える情報処理端末などの通信装置の普及が著しい。このような通信装置では、専用のリーダ／ライタ（以下、Ｒ／Ｗと記す）装置の送信アンテナから放射される送信信号（電磁波）を通信装置内に設けられた受信アンテナ（共振回路）で電磁誘導作用により受信する。
【０００３】
上述のような非接触通信機能を備える通信装置では、従来、受信アンテナに可変容量コンデンサ（可変容量素子）を設けて、受信アンテナの共振周波数を調整する技術が提案されている。そして、そのような可変容量コンデンサとしては、例えばバリキャップと呼ばれる可変容量ダイオードや、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサなどが用いられる。
【０００４】
また、従来、上述のような可変容量コンデンサを備える共振アンテナでは、その受信特性の改善するための様々な技術が提案されている（例えば特許文献１及び２参照）。
【０００５】
特許文献１には、非接触通信装置において、共振アンテナで受信した信号に基づいて生成した直流電圧を、共振回路を構成する可変容量コンデンサにフィードバックすることにより、通信ヌル特性を改善する技術が提案されている。
【０００６】
また、特許文献２には、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサのヒステリシス特性（制御電圧の印加履歴特性）の影響を解消するための技術が提案されている。
【０００７】
強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサでは、可変容量コンデンサに制御電圧を印加することにより、その容量が変化する。しかしながら、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサでは、その容量は現在印加されている制御電圧のみで決定されず、過去の制御電圧の印加履歴（ヒステリシス特性）の影響を受ける。より具体的には、可変容量コンデンサの制御電圧に対する容量の変化特性が、制御電圧を０Ｖから所定の制御電圧Ｖｃｃに上昇させたときと、所定の制御電圧Ｖｃｃから０Ｖに低下させたときとで、異なる。
【０００８】
それゆえ、特許文献２では、このようなヒステリシス特性の影響を解消するために、可変容量コンデンサの飽和電圧以上の制御電圧を一旦印加してから、可変容量コンデンサを制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特願２００８−１９９５３６号公報
【特許文献２】特開２００１−７７４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、非接触通信機能を備える通信装置、特に、強誘電体材料を用いた可変容量素子を含む共振アンテナを備える通信装置の技術分野では、共振アンテナの共振周波数を、長期間、安定して制御することができる技術の開発が望まれている。
【００１１】
本開示は、上記要望に応えるためになされたものである。本開示の目的は、強誘電体材料を用いた可変容量素子を有する共振アンテナの共振周波数を、長期間、安定して制御することのできる通信装置、共振回路、及び、制御電圧の印加方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本開示の通信装置は、共振アンテナと、制御電圧発生部とを備える構成とし、各部を次のように構成する。共振アンテナは、強誘電体材料で形成された誘電体部を有する可変容量素子を含み、外部と非接触通信を行う。そして、制御電圧発生部は、可変容量素子の容量を制御する制御電圧を生成し、生成した制御電圧を可変容量素子の誘電体部に印加し、かつ、誘電体部に印加する制御電圧の印加方向を所定のタイミングで反転させる。
【００１３】
また、本開示の共振回路は、可変容量素子と、制御電圧発生部とを備える構成とし、各部を次のように構成する。可変容量素子は、強誘電体材料で形成された誘電体部を有する。そして、制御電圧発生部は、可変容量素子の容量を制御する制御電圧を生成し、生成した制御電圧を可変容量素子の誘電体部に印加し、かつ、誘電体部に印加する制御電圧の印加方向を所定のタイミングで反転させる。
【００１４】
さらに、本開示の制御電圧の印加方法は、上記本開示の通信装置における制御電圧の印加方法であり、次の手順で行う。まず、制御電圧発生部が、誘電体部に対して所定方向に第１の制御電圧を印加する。次いで、制御電圧発生部が、所定方向に第１の制御電圧を印加した後、所定のタイミングで制御電圧の印加方向を反転させて第２の制御電圧を印加する。
【発明の効果】
【００１５】
本開示では、上述のように、制御電圧発生部が、所定のタイミングで、可変容量素子に印加する制御電圧の印加方向を反転させる。これにより、本開示では、可変容量素子の容量を長期間、安定して制御する。それゆえ、本開示によれば、強誘電体材料を用いた可変容量素子を有する共振アンテナの共振周波数を、長期間、安定して制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】各種検証試験で用いた測定系の概略回路図である。
【図２】検証試験１の測定結果を示す図である。
【図３】検証試験２で用いた第１制御電圧信号及び第２制御電圧信号の信号波形例である。
【図４】制御電圧３Ｖ時、及び、制御電圧０Ｖ時における可変容量コンデンサの容量の測定手法を説明するための図である。
【図５】検証試験２で用いた第１制御電圧信号及び第２制御電圧信号の波形図である。
【図６】本開示の実施形態に係る可変容量コンデンサへの制御電圧の印加手法の一例を示す図である。
【図７】本開示の実施形態に係る可変容量コンデンサへの制御電圧の印加処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】検証試験２の正極性条件における容量の可変幅の経時変化を示す模式図である。
【図９】本開示の実施形態に係る制御電圧の印加手法における正極性条件での容量の可変幅の経時変化を示す模式図である。
【図１０】本開示の実施形態に係る通信装置及び共振回路の概略回路構成図である。
【図１１】可変容量コンデンサの概略構成図である。
【図１２】変形例１の通信装置における電圧発生回路付近の概略構成図である。
【図１３】変形例２の制御電圧印加手法で用いた第１制御電圧信号及び第２制御電圧信号の信号波形例である。
【図１４】変形例２の通信装置における電圧発生回路付近の概略構成図である。
【図１５】変形例２における制御電圧の可変手法を説明するための図である。
【図１６】変形例２における制御電圧の可変手法を説明するための図である。
【図１７】変形例４の制御電圧の印加手法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本開示の実施形態に係る通信装置、共振回路、及び、可変容量素子への制御電圧の印加手法の一例を、図面を参照しながら下記の順で説明する。ただし、本開示は下記の例に限定されない。
１．可変容量コンデンサへの制御電圧の印加手法
２．通信装置及び共振回路の構成例
３．各種変形例
【００１８】
＜１．可変容量コンデンサへの制御電圧の印加手法＞
まず、本開示における可変容量コンデンサ（可変容量素子）への制御電圧の印加手法の原理を説明する前に、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサの性質、及び、その性質に伴い発生する課題について説明する。
【００１９】
［強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサの性質と課題］
可変容量コンデンサとして一般的に用いられるバリキャップは、有極性であり（電圧印加方向が決まっている）、耐圧が低いという特徴を有する。それに対して、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサは、極性が無い、耐圧が高い、容量の設定自由度が高いなどの利点を有する。
【００２０】
しかしながら、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサは、その強誘電性により、上述したヒステリシスや、容量エージングという性質を有する。なお、容量エージングとは、例えば、放置するだけで可変容量コンデンサの容量が減少したり、制御電圧を印加し続けることにより容量が変化したり、又は、制御電圧を０Ｖに戻したときの容量が変化したりする性質である。このような容量エージングの影響があると、可変容量コンデンサの容量だけでなく、その可変幅も変化する。
【００２１】
すなわち、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサでは、容量の可変特性へのヒステリシス特性（過去の制御電圧の印加履歴特性）の影響が大きいだけでなく、容量エージングの特性（以下、エージング特性という）により容量が低下するなどの欠点がある。さらに、このタイプの可変容量コンデンサは、温度に対する容量の変化が大きいという欠点もある。
【００２２】
このような強誘電体材料に特有の性質（ヒステリシス、容量エージング等）に基づく欠点は、可変容量コンデンサによる共振アンテナの共振周波数の安定制御を阻害する要因になる。それゆえ、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサを備える共振アンテナでは、長期間、安定した容量で可変容量コンデンサを動作させることが重要な課題となる。
【００２３】
なお、上記特許文献２では、可変容量コンデンサのヒステリシス対策が提案されているが、この手法では、可変容量コンデンサに印加する電圧の大きさ及び印加時間により、可変容量コンデンサの容量が変化する可能性がある。それゆえ、可変容量コンデンサによる共振周波数の安定制御の観点では、特許文献２の手法で十分とは言えない。
【００２４】
［待ち受け手法の影響］
また、非接触通信機能を備える通信装置において、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサを適用する場合、受信信号の待ち受け状態の制御手法（以下、待ち受け手法という）により、可変容量コンデンサのエージング特性の影響が変化する。
【００２５】
ここで、下記表１に、通信装置で一般に用いられる各種待ち受け手法の特徴及び差異を示す。なお、表１には、信号受信時の共振アンテナの共振周波数が１３．５６ＭＨｚである通信装置の例を示す。また、表１に示す例では、可変容量コンデンサに制御電圧を印加した場合、可変容量コンデンサの容量が低下して共振周波数が高くなる例を示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】
待ち受け手法としては、待ち受け時に、可変容量コンデンサに制御電圧を印加しない手法（表１中の「Ｖ＿ＭＩＮ」）と、制御電圧として所定の電圧を印加する手法（表１中の「Ｖ＿ＣＥＮＴＥＲ」、「Ｖ＿ＭＡＸ」）とがある。また、制御電圧を印加する手法には、最大電圧（３Ｖ）を印加する手法（表１中の「Ｖ＿ＭＡＸ」）と、それ以外の所定電圧を印加する手法とがある。なお、表１には、最大電圧以外の所定電圧を印加する手法として、最大電圧（３Ｖ）の１／２の電圧（センター電圧：１．５Ｖ）を印加する手法の例を示すが、共振回路の共振周波数を予め設定された待ち受け周波数になるように制御電圧を印加する場合もある。そして、表１の最右欄には、通信装置を３年間使用し続けた場合の制御電圧の印加時間の累積値（累計時間）を示す。なお、可変容量コンデンサに制御電圧を印加しない待ち受け手法（表１中の「Ｖ＿ＭＩＮ」）における制御電圧の累計時間は、１日当たり１８回通信し、その通信時に制御電圧を１秒間印加した場合の値である。
【００２８】
可変容量コンデンサに制御電圧を印加しない待ち受け手法（Ｖ＿ＭＩＮ）は、例えば電源を備えない非接触ＩＣカード等の通信装置で用いられる待ち受け手法である。この待ち受け手法では、待ち受け時に消費する制御電力は０となる。また、この待ち受け手法では、表１に示すように、通信時間の総計が、制御電圧を印加している累計時間となる。それゆえ、この待ち受け手法では、通信装置の使用時間（３年）に対する制御電圧の印加時間（２８時間）が非常に短くなり、上述した可変容量コンデンサのエージング特性の影響は最小となる。
【００２９】
なお、表１に示すように、可変容量コンデンサに制御電圧を印加しない待ち受け手法では、待ち受け時の共振周波数は１３．１０ＭＨｚとなり、信号受信時のシステム周波数（１３．５６ＭＨｚ）より低くなる。
【００３０】
この待ち受け手法では、外部のＲ／Ｗから非接触ＩＣカードに送信された１３．５６ＭＨｚのキャリアを受信し整流回路により生成されたＤＣ電圧が非接触ＩＣカード内のＲＦ（Radio Frequency）ＩＣなどに電源として供給される。次いで、制御回路により受信信号から生成された制御電圧が可変容量コンデンサに印加され、最適な通信状態（共振周波数）となり、これにより、通信ヌルが回避される。また、通信ヌルの回避以外に、通信距離の最大化、ＩＣ保護のためのデチューンによる受信レベルダウンなど、共振周波数を変化させる目的は複数ある。
【００３１】
一方、可変容量コンデンサに所定の制御電圧を印加する待ち受け手法（Ｖ＿ＣＥＮＴＥＲ、Ｖ＿ＭＡＸ）は、例えば、非接触通信機能及び電源を備える携帯電話等の通信装置で用いられる待ち受け手法である。
【００３２】
可変容量コンデンサにセンター電圧（１．５Ｖ）の制御電圧を印加する待ち受け手法（Ｖ＿ＣＥＮＴＥＲ）では、表１に示すように、待ち受け時の共振周波数は１３．５０ＭＨｚとなり、システム周波数（１３．５６ＭＨｚ）とほぼ同じ周波数になる。この場合には、より遠方でのキャリア検出が可能になるので、通信距離が延びるという利点がある。しかしながら、この待ち受け手法では、制御電圧の印加時間の累計時間が通信装置の使用時間と同じなる。それゆえ、この待ち受け手法では、制御電圧を印加しない待ち受け手法（Ｖ＿ＭＩＮ）に比べて、消費電力が増大し、可変容量コンデンサのエージング特性の影響も大きくなる。
【００３３】
また、可変容量コンデンサに最大電圧（３．０Ｖ）の制御電圧を印加する待ち受け手法（Ｖ＿ＣＥＮＴＥＲ）では、表１に示すように、待ち受け時の共振周波数は１３．９０ＭＨｚとなり、システム周波数（１３．５６ＭＨｚ）より高くなる。この手法では、制御電圧の印加時間の累計時間が通信装置の使用時間と同じなり、消費電力が増大する。ただし、制御電圧印加時に生じる可変容量コンデンサからの漏れ電流の大きさは、制御電圧の大きさに比例しないので、この待ち受け手法での消費電力は、センター電圧の制御電圧を印加する待ち受け手法（Ｖ＿ＣＥＮＴＥＲ）より、非常に大きくなる。また、この待ち受け手法では、可変容量コンデンサに最大電圧を印加するので、可変容量コンデンサのエージング特性の影響が最も大きくなる。しかしながら、回路設計上、電源電圧の最小値（０．０Ｖ）及び最大値（３．０Ｖ）は、システムＬＳＩがスタンバイ状態であっても容易に発生させることができるので、この待ち受け手法では、低コストという利点がある。
【００３４】
上述のように、通信装置の待ち受け手法の違いにより、可変容量コンデンサのエージング特性の影響も変化するので、可変容量コンデンサの容量の安定性も変化する。
【００３５】
［検証試験］
そこで、上述した強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサの性質及び課題を具体的に検証するために、実際に、様々な検証試験を行い、制御電圧の印加による可変容量コンデンサの容量変化を調べた。
【００３６】
（１）測定系
図１に、以下に説明する各種検証試験で用いる測定系の回路構成を示す。測定系１では、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサ２の一方の端子（第１制御端子２ａ）に、抵抗３を介して、第１制御電圧信号ＤＣ１を入力する。また、可変容量コンデンサ２の他方の端子（第２制御端子２ｂ）には、抵抗４を介して、第２制御電圧信号ＤＣ２を入力する。すなわち、測定系１では、可変容量コンデンサ２に印加する検証用の制御電圧を、第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２の２つの信号パルスにより生成する。
【００３７】
さらに、測定系１では、可変容量コンデンサ２の両端子を、それぞれ、十分大きな容量を有するＤＣカット用コンデンサ５を介してインピーダンスアナライザ（不図示）に接続する。ＤＣカット用コンデンサ５は、可変容量コンデンサ２に検証用の制御電圧を印加した際に、電流がインピーダンスアナライザ側に漏れないようにするために設けられる。
【００３８】
なお、図１には、説明を簡略化するため、可変容量コンデンサ２が、ＤＣカット用コンデンサ５に接続する接続端子と、制御端子とが共通である２端子タイプの可変容量コンデンサである例を示す。しかしながら、この測定系１に用いる可変容量コンデンサ２は、ＤＣカット用コンデンサ５に接続する２つの接続端子と、２つの制御端子（第１制御端子２ａ及び第２制御端子２ｂ）とを別個に設けた４端子タイプの可変容量コンデンサであってもよい。
【００３９】
また、ここでは、周囲の温度の影響を無くすために、温度が２５℃一定である恒温槽（不図示）中に、測定系１を配置して以下の各種検証試験を行った。
【００４０】
（２）検証試験１
検証試験１では、まず、測定系１において、０．５ＶｒｍｓのＡＣ信号（バイアス電圧０Ｖ）からなる第１の検証用制御電圧を、可変容量コンデンサ２に４時間印加して、可変容量コンデンサ２の容量の経時変化を測定した。さらに、検証試験１では、０．５ＶｒｍｓのＡＣ信号＋バイアス電圧３Ｖからなる第２の検証用制御電圧を、可変容量コンデンサ２に４時間印加して、可変容量コンデンサ２の容量の経時変化を測定した。なお、この第２の検証用制御電圧を印加する手法は、表１中の「Ｖ＿ＭＡＸ」の待ち受け手法に相当する。
【００４１】
検証試験１の結果を図２に示す。図２は、各検証用制御電圧の印加時間に対する可変容量コンデンサ２の容量変化を示す特性図である。また、図２に示す特性の横軸は各検証用制御電圧の印加時間を示し、縦軸は各検証用制御電圧の印加開始時の容量を「１」としたときの可変容量コンデンサ２の容量の相対値（容量比Ｃｒａｔｉｏ）を示す。なお、図２中の特性６が、第１の検証用制御電圧（０．５ＶｒｍｓのＡＣ信号＋バイアス電圧０Ｖ）を可変容量コンデンサ２に印加したときの容量変化特性である。また、図２中の特性７が、第２の検証用制御電圧（０．５ＶｒｍｓのＡＣ信号＋バイアス電圧３Ｖ）を可変容量コンデンサ２に印加したときの容量変化特性である。
【００４２】
第１の検証用制御電圧を可変容量コンデンサ２に印加したときには、図２中の特性６に示すように、容量比Ｃｒａｔｉｏが時間とともに緩やかに減少する。ただし、特性６における容量比Ｃｒａｔｉｏの減少率は０．１％程度であり、無視できる程度であった。
【００４３】
また、第２の検証用制御電圧を可変容量コンデンサ２に印加したとき（特性７）には、特性６と同様に、容量比Ｃｒａｔｉｏが時間とともに緩やかに減少する。しかしながら、この場合には、図２に示すように、容量比Ｃｒａｔｉｏは、第２の検証用制御電圧の印加開始時に大きく減少し、その後、緩やかに減少する特性が得られた。また、特性７における容量の減少量は、特性６のそれに比べて大きくなる。
【００４４】
上述した検証試験１から、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサ２に制御電圧を連続して印加した場合には、可変容量コンデンサ２の容量が時間とともに低下することが分かった。これは、可変容量コンデンサ２のエージング特性の影響によるものと考えられる。
【００４５】
（３）検証試験２
次に、図１に示す測定系１において、可変容量コンデンサ２にデューティー比５０％のパルス信号（制御電圧）を連続的に印加したときの可変容量コンデンサ２の容量変化を調べた（検証試験２）。この検証試験２における制御電圧の印加手法は、可変容量コンデンサ２に制御電圧を印加しない待ち受け手法（表１中の「Ｖ＿ＭＩＮ」の待ち受け手法）に相当する。
【００４６】
図３に、この検証試験２で可変容量コンデンサ２の第１制御端子２ａに印加する第１制御電圧信号ＤＣ１、及び、第２制御端子２ｂに印加する第２制御電圧信号ＤＣ２の信号波形例を示す。なお、図１には示さないが、可変容量コンデンサ２は、強誘電体材料で形成された誘電体層（誘電体部）を有し、第１制御端子２ａ及び第２制御端子２ｂは、誘電体層の厚さ方向において、誘電体層を間に挟むようにして配置される（後述の図１１参照）。
【００４７】
検証試験２では、第１制御電圧信号ＤＣ１として、振幅３Ｖ、パルス幅２．２ｓｅｃ及びパルス周期４．４ｓｅｃのパルス信号を用いる。また、第２制御電圧信号ＤＣ２としては、０Ｖ一定の信号を用いる。この検証試験２では、この２つの信号により、デューティー比５０％のパルス信号（制御電圧）を生成する。この場合、図３に示すように、第１制御電圧信号ＤＣ１において振幅３Ｖの直流パルス電圧が印加される期間が通信期間に対応し、その他の期間が待ち受け期間に対応する。
【００４８】
なお、以下では、可変容量コンデンサ２の第１制御端子２ａに直流パルス電圧を印加する場合の制御電圧の印加条件を「正極性条件」という。この正極性条件では、制御電圧の印加方向は、可変容量コンデンサ２の誘電体層（不図示）の厚さ方向において、第１制御端子２ａから第２制御端子２ｂに向かう方向となる。
【００４９】
検証試験２では、まず、図３に示す第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を可変容量コンデンサ２に４時間印加した。そして、制御電圧の印加開始時及び４時間印加後のそれぞれにおいて、制御電圧３Ｖ時（通信時）及び制御電圧０Ｖ時（待ち受け時）の可変容量コンデンサ２の各容量を測定した。なお、この検証試験２では、４時間の間に、約３３００回の直流パルス電圧を可変容量コンデンサ２に印加することになるので、３Ｖの制御電圧の印加時間の積算値は２時間となる。
【００５０】
また、図４に、検証試験２において制御電圧３Ｖ時（通信時）及び制御電圧０Ｖ時（待ち受け時）の可変容量コンデンサ２の各容量の測定する際の測定手法の概要を示す。通常、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサ２では、制御電圧が印加されるとその容量は低下する。それゆえ、図４に示すように、第１制御電圧信号ＤＣ１の直流パルス電圧が印加されたときには、容量は低下する。しかしながら、図４に示すように、第１制御電圧信号ＤＣ１（直流パルス電圧）のＯＮ／ＯＦＦ切り替え時には、容量の変化は過渡応答となる。それゆえ、検証試験２では、容量変化が略一定となるタイミングで容量を計測する。
【００５１】
具体的には、第１制御電圧信号ＤＣ１のパルス立ち上がり時間から１００ｍｓｅｃ後（図４中の丸印）の容量値を、制御電圧３Ｖ時（通信時）の容量値とした。また、第１制御電圧信号ＤＣ１のパルス立ち下がり時間から１００ｍｓｅｃ後（図４中の四角印）の容量値を、制御電圧０Ｖ時（待ち受け時）の容量値とした。なお、この例で、第１制御電圧信号ＤＣ１のパルス幅を２．２ｓｅｃとしたのは、この容量測定の時間等を考慮したものである。
【００５２】
上述した正極性条件で、可変容量コンデンサ２にデューティー比５０％の制御電圧（第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２）を連続して４時間印加した際の可変容量コンデンサ２の容量変化の測定結果を、下記表２に示す。
【００５３】
【表２】
【００５４】
また、検証試験２では、第１制御電圧信号ＤＣ１を０Ｖ一定の信号とし、第２制御電圧信号ＤＣ２を、振幅３Ｖ、パルス幅２．２ｓｅｃ及びパルス周期４．４ｓｅｃのパルス信号とした場合についても、可変容量コンデンサ２の容量変化を測定した。図５に、その第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２の信号波形例を示す。
【００５５】
なお、このように可変容量コンデンサ２の第２制御端子２ｂに直流パルス電圧を印加する場合、制御電圧３Ｖ時（通信時）における制御電圧の印加方向は、上述した正極性条件における制御電圧の印加方向と反対になる。すなわち、制御電圧の印加方向は、可変容量コンデンサ２の誘電体層（不図示）の厚さ方向において、第２制御端子２ｂから第１制御端子２ａに向かう方向となる。それゆえ、以下では、可変容量コンデンサ２の第２制御端子２ｂに直流パルス電圧を印加する場合の制御電圧の印加条件を「負極性条件」という。
【００５６】
上述した負極性条件で、可変容量コンデンサ２にデューティー比５０％の制御電圧（第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２）を連続して４時間印加した際の可変容量コンデンサ２の容量変化の測定結果を、下記表３に示す。
【００５７】
【表３】
【００５８】
上記表２及び３中の「Ｃｒａｔｉｏ」は、制御電圧０Ｖ時（待ち受け時）の容量値Ｃ０と、制御電圧３Ｖ時（通信時）の容量値Ｃ１との容量比（Ｃ１／Ｃ０）である。なお、表２及び３に示す可変容量コンデンサ２の容量値は、制御電圧の印加開始時であり、かつ、制御電圧０Ｖ時（待ち受け時）の容量を「１」としたときの相対値である。
【００５９】
また、表２及び３中の「Δ」は、４時間、制御電圧を印加した際の容量の変化量、並びに、容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量（開始時の値−４時間後の値）である。さらに、表２及び３中の「Δ／Ｃｒａｔｉｏ」は、容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量（Δ）を、容量比Ｃｒａｔｉｏで規格化した値である。
【００６０】
なお、容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量（Δ）及び「Δ／Ｃｒａｔｉｏ」はいずれも、可変容量コンデンサ２の容量の可変幅の経時変化量を表すパラメータである。具体的には、容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量（Δ）及び「Δ／Ｃｒａｔｉｏ」がプラスの値である場合には、制御電圧を４時間印加した後、可変容量コンデンサ２の容量の可変幅が広がることを意味する。一方、容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量（Δ）及び「Δ／Ｃｒａｔｉｏ」がマイナスの値である場合には、制御電圧を４時間印加した後、可変容量コンデンサ２の容量の可変幅が狭くなることを意味する。例えば、表３の例では、制御電圧を４時間印加した後、可変容量コンデンサ２の容量の可変幅は、制御電圧の印加開始時の可変幅に比べて、２％程度狭くなる（容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量Δ＝−０．０２０）。
【００６１】
上記表２及び３から明らかなように、可変容量コンデンサ２にデューティー比５０％の制御電圧を４時間印加した後の制御電圧０Ｖ時（待ち受け時）の容量は、正極性条件で３．０％減少し、負極性条件では２．１％減少した。一方、可変容量コンデンサ２にデューティー比５０％の制御電圧を４時間印加した後の制御電圧３Ｖ時（通信時）の容量は、正極性条件で１．５％増加し、負極性条件では０．６％増加した。この制御電圧３Ｖ時（通信時）の容量変化の結果は、上記検証試験１において、約３Ｖの制御電圧を連続して印加した場合の結果（図２中の特性７）とは逆の結果になった。この違いは、可変容量コンデンサ２のヒステリシス特性（電圧履歴特性）の影響によるものと考えられる。
【００６２】
また、容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量（Δ）は、正極性条件で−３．５％となり、負極性条件では−２．０％となった。すなわち、検証試験２の制御電圧の印加手法では、デューティー比５０％の制御電圧を４時間印加した場合、可変容量コンデンサ２の容量の可変幅は、正極性条件で３．５％程度狭くなり、負極性条件で２％程度狭くなった。
【００６３】
上記検証試験２の測定結果から、図３に示す第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２により生成されたデューティー比５０％の制御電圧を連続して印加した場合には、可変容量コンデンサ２の容量の可変幅が狭くなることが分かった。
【００６４】
［ヒステリシス特性及びエージング特性の影響の抑制原理］
本開示では、上述した強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサ２のヒステリシス特性及びエージング特性の影響を抑制するために、次のような手法で、可変容量コンデンサ２に制御電圧を印加する。
【００６５】
（１）制御電圧の印加方式
図６及び７に、本開示の一実施形態に係る可変容量コンデンサ２への制御電圧の印加手法の一例を示す。なお、図６は、可変容量コンデンサ２の第１制御端子２ａに印加する第１制御電圧信号ＤＣ１、及び、第２制御端子２ｂに印加する第２制御電圧信号ＤＣ２の信号波形例である。また、図７は、本実施形態の可変容量コンデンサ２への制御電圧の印加手法の手順を示すフローチャートである。
【００６６】
図６に示す例では、第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２の両信号を、振幅３Ｖ、パルス幅２．２ｓｅｃ、及び、パルス周期８．８ｓｅｃのパルス信号とする。そして、図６に示す例では、第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２の各直流パルス電圧が４．４ｓｅｃ周期で交互に可変容量コンデンサ２に印加される。
【００６７】
すなわち、図６に示す制御電圧の印加手法の例では、まず、第１制御電圧信号ＤＣ１において振幅３Ｖの直流パルス電圧を印加する（可変容量コンデンサ２の第１制御端子２ａから第２制御端子２ｂに向かう方向に振幅３Ｖの直流パルス電圧を印加する）。すなわち、正極性条件で制御電圧を可変容量コンデンサ２に印加する（ステップＳ１）。
【００６８】
次いで、第２制御電圧信号ＤＣ２において振幅３Ｖの直流パルス電圧を印加する（可変容量コンデンサ２の第２制御端子２ｂから第１制御端子２ａに向かう方向に振幅３Ｖの直流パルス電圧を印加する）。すなわち、制御電圧の印加方向を反転して、負極性条件で制御電圧を可変容量コンデンサ２に印加する（ステップＳ２）。図６に示す例では、上述した正極性条件での制御電圧の印加動作と、負極性条件での制御電圧の印加動作とを、４．４ｓｅｃ周期で交互に行う。
【００６９】
上述した制御電圧の印加動作及び反転動作は、第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を生成する後述の電圧発生回路により制御される（後述の図１０参照）。また、以下では、このように、正極性条件での制御電圧の印加動作と、負極性条件での制御電圧の印加動作とを所定のタイミングで反転させる制御電圧の印加方式を極性反転ドライブ方式という。
【００７０】
なお、ここでは、説明を簡略化するため、及び、上記検証試験２の測定条件と整合をとるため、制御電圧３Ｖを印加する動作（通信動作）を４．４ｓｅｃ周期で行う例を説明した。しかしながら、通常、通信装置での非接触通信動作は周期的に行われるものではなく、実際の通信装置では、上述した正極性条件での制御電圧の印加動作と、負極性条件での制御電圧の印加動作とを反転させるタイミングは任意になる。
【００７１】
さらに、図６では、検証試験２の測定条件と整合をとるため、各制御電圧信号のパルス幅を２．２ｓｅｃとするが、本開示はこれに限定されない。各制御電圧信号のパルス幅は、例えば、用途（本開示の制御電圧の印加手法を適用する通信装置の種類等）に応じて、適宜設定される。
【００７２】
また、共振周波数を所定の周波数に設定するために所定の制御電圧を可変容量コンデンサ２に印加し続けるオープンループタイプの通信装置では、図６に示すように、パルス信号の振幅は３Ｖで一定となる。しかしながら、通信特性を検知しながら最適な共振周波数が得られるように制御電圧を制御するクローズドタイプの通信装置では、直流パルス電圧の振幅は適宜変更される。
【００７３】
（２）検証試験３
検証試験３では、図１に示す測定系１において、図６に示す本実施形態の極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法により、可変容量コンデンサ２に制御電圧を８時間連続して印加した。そして、検証試験３では、上記検証試験２と同様にして、制御電圧の印加開始時及び８時間印加後のそれぞれにおいて、制御電圧３Ｖ時（通信時）及び制御電圧０Ｖ時（待ち受け時）の各容量を測定した。なお、検証試験３では、可変容量コンデンサ２に８時間、制御電圧を印加しているが、これは、検証試験３における正極性条件及び負極性条件での制御電圧の各印加時間（４時間）を上記検証試験２の測定条件と合わせるためである。
【００７４】
検証試験３の結果を、下記表４及び５に示す。なお、表４は、正極性条件における可変容量コンデンサ２の容量変化の測定結果であり、表５は、負極性条件における可変容量コンデンサ２の容量変化の測定結果である。また、表４及び５に示す可変容量コンデンサ２の容量値は、正極性条件において、制御電圧の印加開始時であり、かつ、制御電圧０Ｖ時（待ち受け時）の容量を「１」としたときの相対値である。
【００７５】
【表４】
【００７６】
【表５】
【００７７】
上記表４及び５から明らかなように、図６に示す極性反転ドライブ方式で制御電圧を印加した場合には、８時間後の制御電圧０Ｖ時（待ち受け時）の容量は、正極性条件で１．１％増加し、負極性条件で０．５％増加した。すなわち、検証試験３で得られた制御電圧０Ｖ時の容量の経時変化の測定結果は、上記検証試験２（正極性条件又は負極性条件のみでの制御電圧印加手法）の測定結果とは逆の結果になった。
【００７８】
一方、８時間後の制御電圧３Ｖ時（通信時）の容量は、正極性条件で０．５％減少し、負極性条件で０．７％増加した。この結果、容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量（Δ）は、正極性条件で＋１．１％となり、負極性条件では−０．４％となった。
【００７９】
上記検証試験３の結果から明らかなように、極性反転ドライブ方式で制御電圧を印加した場合には、制御電圧０Ｖ時及び３Ｖ時の容量変化量の絶対値、並びに、容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量の絶対値はいずれも、上記検証試験２の結果より小さくなった。すなわち、正極性条件及び負極性条件を所定のタイミングで切り替える極性反転ドライブ方式で可変容量コンデンサ２を駆動することにより、可変容量コンデンサ２の容量及びその可変幅の経時変化を小さくすることができることが分かった。
【００８０】
さらに、ここでは、上記本実施形態の制御電圧の印加手法と比較するため、正極性条件のみで制御電圧を可変容量コンデンサ２に８時間印加した場合についても、検証試験３と同様にして、可変容量コンデンサの容量変化を調べた。その結果を下記表６に示す。
【００８１】
【表６】
【００８２】
この場合にも、表６から明らかなように、検証試験２の測定結果（表２）と同様の結果が得られる。すなわち、正極性条件のみで制御電圧を８時間印加した場合にも、制御電圧０Ｖ時及び３Ｖ時の容量変化量の絶対値、並びに、容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量の絶対値はいずれも、極性反転ドライブ方式で制御電圧を印加した場合に比べて大きくなる。
【００８３】
上述のように、本実施形態の極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法では、正極性条件又は負極性条件で制御電圧を印加する手法より、可変容量コンデンサ２の容量の経時変化を小さくすることができる。また、本実施形態の極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法では、可変容量コンデンサ２の容量比Ｃｒａｔｉｏの経時変化、すなわち、容量の可変幅の経時変化も小さくすることができる。
【００８４】
（３）可変容量コンデンサの容量の可変幅の経時変化
ここで、本実施形態の極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法における可変容量コンデンサ２の容量の可変幅（容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量（Δ））の変化特性（経時変化）の特徴をより具体的に説明する。
【００８５】
検証試験２のように正極性条件のみで制御電圧を印加し続けた場合には、表２に示すように、制御電圧を４時間印加した後、可変容量コンデンサ２の容量の可変幅（容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量）は、制御電圧印加開始時の可変幅に対して３．５％程度狭くなる。それに対して、本実施形態の制御電圧の印加手法では、表４に示すように、制御電圧を８時間印加した後、正極性条件における可変容量コンデンサ２の容量の可変幅は、制御電圧印加開始時の可変幅に対して１．１％程度広くなる。
【００８６】
すなわち、本実施形態では、検証試験２の手法に比べて、正極性条件における可変容量コンデンサ２の容量の可変幅の経時変化を小さくすることができるとともに、容量の可変幅を広げることができる。この両者の容量の可変幅の経時変化の違いを図８及び９に示す。
【００８７】
図８は、検証試験２のように、正極性条件のみで可変容量コンデンサ２に制御電圧を印加した場合の制御電圧０Ｖ時（待ち受け時）の容量及び制御電圧３Ｖ時（通信時）の容量の経時変化を模式的に示した図である。また、図９は、本実施形態の極性反転ドライブ方式で可変容量コンデンサ２に制御電圧を印加した際の正極性条件における制御電圧０Ｖ時（待ち受け時）の容量及び制御電圧３Ｖ時（通信時）の容量の経時変化を模式的に示した図である。なお、図８及び９中の太実線で示す特性が制御電圧０Ｖ時の容量の経時変化特性であり、太破線で示す特性が制御電圧３Ｖ時の容量の経時変化特性である。
【００８８】
正極性条件のみで可変容量コンデンサ２に制御電圧を印加した場合、図８に示すように、時間とともに、制御電圧０Ｖ時（待ち受け時）の容量は減少し、かつ、制御電圧３Ｖ時（通信時）の容量は増加する。その結果、この場合には、時間とともに、容量の可変幅が狭くなる。
【００８９】
それに対して、本実施形態の極性反転ドライブ方式では、図９に示すように、時間とともに、制御電圧０Ｖ時の容量は増大し、かつ、制御電圧３Ｖ時の容量は減少する。その結果、本実施形態では、時間とともに、容量の可変幅が広くなる。
【００９０】
また、本実施形態の制御電圧の印加手法では、表５に示すように、制御電圧を８時間印加した後、負極性条件における可変容量コンデンサ２の容量の可変幅（容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量（Δ））は、制御電圧印加開始時の可変幅に対して０．４％程度狭くなる。それに対して、検証試験２のように負極性条件のみで制御電圧を印加し続けた場合には、表３に示すように、制御電圧を４時間印加した後、可変容量コンデンサ２の容量の可変幅は、制御電圧印加開始時の可変幅に対して２．０％程度狭くなる。
【００９１】
すなわち、負極性条件では、本実施形態の極性反転ドライブ方式においても、検証試験２の場合と同様に、可変容量コンデンサ２の容量の可変幅は時間とともに狭くなる。しかしながら、本実施形態では、検証試験２の手法に比べて、負極性条件における可変容量コンデンサ２の容量の可変幅の経時変化を小さくすることができる。
【００９２】
上述のように、本実施形態の極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法では、検証試験２に比べて制御電圧の印加時間を２倍にしたにも関わらず、可変容量コンデンサ２の容量の経時変化だけでなく、容量の可変幅の経時変化も小さくすることができる。また、場合によっては、可変容量コンデンサ２の容量の可変幅を広げることもできる。すなわち、本実施形態の極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法では、可変容量コンデンサ２の容量及びその可変幅を、長期間安定して制御することができる。
【００９３】
これは、極性反転ドライブ方式で制御電圧を印加した場合、正極性条件及び負極性条件においてそれぞれ発生する可変容量コンデンサ２のヒステリシス特性及びエージング特性の影響が、互いにキャンセルし合うように作用するためであると考えられる。それゆえ、ヒステリシス特性やエージング特性の影響をより確実にキャンセルするために、正極性条件での制御電圧の印加条件（電圧値及びパルス幅）は、負極性条件での制御電圧の印加条件と同等にすることが好ましい。
【００９４】
＜２．通信装置及び共振回路の構成例＞
次に、上記実施形態で説明した極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法を適用した通信装置及び共振回路の一構成例を説明する。
【００９５】
［通信装置の構成］
図１０に、本実施形態に係る通信装置及び共振回路の概略回路構成を示す。なお、図１０には、例えば非接触通信機能を備える情報処理端末等の通信装置の概略回路構成を示す。また、図１０では、説明を簡略化するため、通信装置の受信系（復調系）回路部の構成のみを示す。信号の送信系（変調系）回路部を含む他の構成は、従来の通信装置と同様に構成することができる。
【００９６】
通信装置１００は、受信部１０（共振回路）と、信号処理部２０とを備える。なお、図１０には示さないが、通信装置１００は、その動作全般を制御するための例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の回路を含む制御部を備える。また、信号処理部２０は、受信部１０で受信した交流信号に対して所定の処理を施し、交流信号を復調する。
【００９７】
受信部１０は、共振アンテナ１１と、電圧発生回路１２（制御電圧発生部）と、２つの抵抗１３，１４とを有する。なお、受信部１０は、外部のＲ／Ｗ（不図示）から送信される信号を共振アンテナ１１で受信し、その受信信号を信号処理部２０に出力する。
【００９８】
受信部１０において、電圧発生回路１２の一方の出力端子は、抵抗１３を介して後述の可変容量コンデンサ２４の一方の端子（第１制御端子２４ａ）に接続される。そして、電圧発生回路１２で生成された第１制御電圧信号ＤＣ１は、可変容量コンデンサ２４の第１制御端子２４ａに入力される。また、電圧発生回路１２の他方の出力端子は、抵抗１４を介して後述の可変容量コンデンサ２４の他方の端子（第２制御端子２４ｂ）に接続される。そして、電圧発生回路１２で生成された第２制御電圧信号ＤＣ２は、可変容量コンデンサ２４の第２制御端子２４ｂに入力される。
【００９９】
共振アンテナ１１は、共振コイル２１と、共振コンデンサ２２とを有する。なお、図１０には、共振コイル２１をそのインダクタンス成分２１ａ（Ｌ）と抵抗成分２１ｂ（ｒ：数オーム程度）とに分けて図示する。
【０１００】
共振コンデンサ２２は、容量Ｃｏの定容量コンデンサ２３と、可変容量コンデンサ２４（可変容量素子）と、可変容量コンデンサ２４の両端子にそれぞれ接続された２つのバイアス除去用コンデンサ２５，２６とで構成される。そして、定容量コンデンサ２３と、可変容量コンデンサ２４及び２つのバイアス除去用コンデンサ２５，２５からなる直列回路とは、共振コイル２１に並列接続される。
【０１０１】
定容量コンデンサ２３は、比誘電率の低い誘電体材料（常誘電体材料）からなる誘電体層（不図示）を有する。そして、定容量コンデンサ２３の容量は、入力信号の種類（交流または直流）及びその信号レベルに関係なくほとんど変化しない。
【０１０２】
可変容量コンデンサ２４は、比誘電率の大きな強誘電体材料で形成された誘電体層（図１０では不図示）を有する。そして、本実施形態では、可変容量コンデンサ２４の容量Ｃｖは、２つの抵抗１３，１４を介して電圧発生回路１２からそれぞれ入力される第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２に応じて変化する。
【０１０３】
なお、可変容量コンデンサ２４としては、バイアス除去用コンデンサとの接続端子と、制御電圧の入力端子とが共通である、２端子タイプの可変容量コンデンサを用いることができる。ここで、図１１に、２端子タイプの可変容量コンデンサ２４の概略構成を示す。なお、ここでは、説明を簡略化するため、誘電体層が１層構成である可変容量コンデンサ２４の例を説明する。２端子タイプの可変容量コンデンサ２４は、強誘電体材料で形成された誘電体層２４ｃ（誘電体部）と、誘電体層２４ｃを挟み込むように形成された上電極２４ｄ及び下電極２４ｅとで構成される。そして、上電極２４ｄ及び下電極２４ｅにより、第１制御端子２４ａ及び第２制御端子２４ｂがそれぞれ構成される。
【０１０４】
また、可変容量コンデンサ２４としては、バイアス除去用コンデンサとの接続端子と、制御電圧信号の入力端子とが別個に設けられた、４端子タイプの可変容量コンデンサを用いることもできる。
【０１０５】
なお、２つのバイアス除去用コンデンサ２５，２６、及び、２つの抵抗１３，１４は、電圧発生回路１２と可変容量コンデンサ２４との間で流れる直流バイアス電流（制御電流）と、受信信号電流との干渉による影響を抑制するために設けられる。
【０１０６】
電圧発生回路１２は、可変容量コンデンサ２４に印加する第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を生成する。そして、電圧発生回路１２は、生成した第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を上述した極性反転ドライブ方式の印加手法に従って、可変容量コンデンサ２４に出力する。
【０１０７】
具体的には、例えば、電圧発生回路１２は、上記図６で説明したパルス状の第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を生成して可変容量コンデンサ２４に出力する。この際、電圧発生回路１２は、上述した極性反転ドライブ方式に従って第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を出力する。例えば、所定の通信期間において、正極性条件で第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を印加した後、次の通信期間では、負極性条件で第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を印加する。なお、このような電圧発生回路１２の制御電圧の印加動作は、図１０には示さない制御部（ＣＰＵ）により制御される。
【０１０８】
また、上記図６で説明したパルス状の第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２は、例えば、電圧発生回路１２内に、Ｄ／Ａ（Digital to Analog）変換器を含む電圧源を制御電圧信号毎に設けることにより、生成することができる。この場合、マイナス電圧の電圧源を用いることなく、可変容量コンデンサ２４の誘電体層２４ｃの厚さ方向における制御電圧の印加方向を反転させることができる。なお、Ｄ／Ａ変換器の駆動電源は、電圧発生回路１２の外部に設けてもよいし、内部に設けてもよい。
【０１０９】
本実施形態の通信装置１００では、上述のように、受信部１０内の可変容量コンデンサ２４の容量を、例えば図６で説明した極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法に従って制御する。それゆえ、本実施形態の通信装置１００では、可変容量コンデンサ２４を含む受信部１０の共振周波数を長期間、より安定して制御することができ、これにより、通信装置の非接触通信動作の長期安定性を向上させることができる。
【０１１０】
なお、オープンループ、すなわち、共振周波数を所定の周波数に設定するために所定の制御電圧を可変容量コンデンサに印加し続けるタイプの通信装置では、待ち受け時（０Ｖ）及び通信時（３Ｖ）の容量変化がともに小さいことが好ましい。それに対して、通信特性を検知しながら最適な共振周波数が得られるように制御電圧を制御するクローズドタイプの通信装置では、容量の可変幅が狭くならないようにすることが好ましい。上述のように、本実施形態における極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法では、可変容量コンデンサ２の容量の経時変化を小さくすることができ、かつ、容量の可変幅の経時変化も小さくすることができる。それゆえ、本実施形態における制御電圧の印加手法は、オープンループタイプの通信装置及びクローズドタイプの通信装置のいずれにも好適である。
【０１１１】
＜３．各種変形例＞
［変形例１］
上記実施形態で説明したように、図６に示すようなパルス状の第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２は、例えば、電圧発生回路１２内において、制御電圧信号毎に電圧源を設けることにより生成することができる。しかしながら、電圧発生回路１２の構成はこれに限定されず、図６に示すようなパルス状の第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を個別に生成できる構成であれば、電圧発生回路１２を任意に構成することができる。例えば、電圧発生回路１２を、１つの電圧源で第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を生成できる構成にしてもよい。変形例１では、その一構成例を説明する。
【０１１２】
図１２に、変形例１の通信装置における電圧発生回路３０及び可変容量コンデンサ２４付近の概略構成を示す。なお、図１２に示すこの例の通信装置において、図１０に示す上記実施形態の通信装置１００の構成と同じ構成には同じ符号を付して示す。また、この例の通信装置では、電圧発生回路３０の構成が上記実施形態と異なること以外は、上記実施形態と同様の構成とする。それゆえ、ここでは、電圧発生回路３０の構成についてのみ説明する。
【０１１３】
この例の電圧発生回路３０は、第１切替スイッチ３１と、第２切替スイッチ３２と、図１２には示さない１つの電圧源（Ｄ／Ａ変換器を含む）とを備える。
【０１１４】
第１切替スイッチ３１の入力端子には電圧源の出力端子が接続され、電圧源から出力されるパルス信号ＤＣ０が第１切替スイッチ３１に印加される。また、第１切替スイッチ３１の一方の出力端子は、抵抗１３を介して可変容量コンデンサ２４の第１制御端子２４ａに接続され、第１切替スイッチ３１の他方の出力端子は、抵抗１４を介して可変容量コンデンサ２４の第２制御端子２４ｂに接続される。
【０１１５】
一方、第２切替スイッチ３２の入力端子は接地される。また、第２切替スイッチ３２の一方の出力端子は、抵抗１４を介して可変容量コンデンサ２４の第２制御端子２４ｂに接続され、第２切替スイッチ３２の他方の出力端子は、抵抗１３を介して可変容量コンデンサ２４の第１制御端子２４ａに接続される。
【０１１６】
この例の電圧発生回路３０では、まず、第１切替スイッチ３１により可変容量コンデンサ２４の第１制御端子２４ａが選択され、かつ、第２切替スイッチ３２により可変容量コンデンサ２４の第２制御端子２４ｂが選択される（図１２の状態）。この選択状態では、電圧源から出力されるパルス信号ＤＣ０が第１制御端子２４ａに印加され、第２制御端子２４ｂは接地される。この場合、正極性条件での制御電圧の印加動作が実現される。
【０１１７】
次いで、所定時間後、電圧発生回路３０は、第１切替スイッチ３１で可変容量コンデンサ２４の第２制御端子２４ｂを選択し、かつ、第２切替スイッチ３２で可変容量コンデンサ２４の第１制御端子２４ａを選択する。この選択状態では、電圧源から出力されるパルス信号ＤＣ０が第２制御端子２４ｂに印加され、第１制御端子２４ａは接地される。この場合、負極性条件での制御電圧の印加動作が実現される。
【０１１８】
この例の電圧発生回路３０では、上述のようにして、第１切替スイッチ３１及び第２切替スイッチ３２の選択状態を切り替えて、正極性条件での制御電圧の印加動作と負極性条件での制御電圧の印加動作とを切り替える。
【０１１９】
より具体的には、例えば、電圧源から振幅３Ｖ及びハルス幅２．２ｓｅｃの直流パルス信号ＤＣ０を生成する。そして、第１切替スイッチ３１及び第２切替スイッチ３２の上記切替動作を４．４ｓｅｃ周期で行うことにより、図６に示すような第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を生成することができる。それゆえ、この例の構成の電圧発生回路３０を用いても上記実施形態と同様にして、可変容量コンデンサ２４の容量を制御することができるので、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【０１２０】
また、この例の電圧発生回路３０では、Ｄ／Ａ変換器を含む電圧源を１つだけ設ければよいので、電圧発生回路３０（通信装置）の構成を、低コストでかつ簡易な構成にすることができる。
【０１２１】
［変形例２］
図６に示す例では、３Ｖの直流パルス電圧が印加されるタイミングは異なるが、第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２の信号波形を同じにする例を説明したが、本開示は、これに限定されない。可変容量コンデンサに対して、正極性条件での制御電圧の印加動作と負極性条件での制御電圧の印加動作とを切り替える（交互に実施する）ことができる第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２であれば、任意の制御電圧信号を用いることができる。
【０１２２】
変形例２では、上記実施形態とは異なる信号波形の第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を用いて、極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法を実現する例を説明する。
【０１２３】
（１）第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２の構成
図１３に、この例で用いる第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２の信号波形例を示す。この例では、第１制御電圧信号ＤＣ１として、振幅１．２Ｖ及びパルス幅２．２ｓｅｃの直流パルス電圧と、振幅１．８Ｖ及びパルス幅２．２ｓｅｃの直流パルス電圧とを４．４ｓｅｃ周期で交互に発生させるパルス信号を用いる。また、この例では、第２制御電圧信号ＤＣ２として、第１制御電圧信号ＤＣ１の振幅１．８Ｖ及びパルス幅２．２ｓｅｃの直流パルス電圧の発生タイミングに同期して、振幅３．０Ｖ及びパルス幅２．２ｓｅｃの直流パルス電圧を発生させるパルス信号を用いる。
【０１２４】
図１３に示すパルス構成の第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を用いた場合、第１制御電圧信号ＤＣ１中の振幅１．２Ｖ及びパルス幅２．２ｓｅｃの直流パルス電圧の発生期間では、第２制御電圧信号ＤＣ２は０Ｖになる。この場合、可変容量コンデンサ２４の誘電体層２４ｃの厚さ方向における制御電圧の印加方向は、第１制御端子２４ａから第２制御端子２４ｂに向かう方向となり、上述した正極性条件での制御電圧の印加状態となる。
【０１２５】
一方、第１制御電圧信号ＤＣ１中の振幅１．８Ｖ及びパルス幅２．２ｓｅｃの直流パルス電圧の発生期間では、第２制御電圧信号ＤＣ２の電圧は３Ｖになる。この場合、可変容量コンデンサ２４の第２制御端子２４ｂの電位が、第１制御端子２４ａの電位より、１．２Ｖ高くなる。それゆえ、この場合には、可変容量コンデンサ２４の誘電体層２４ｃの厚さ方向における制御電圧の印加方向は、第２制御端子２４ｂから第１制御端子２４ａに向かう方向となり、上述した負極性条件での制御電圧の印加状態と同等になる。
【０１２６】
すなわち、図１３に示す例の制御電圧の印加動作は、振幅１．２Ｖ及びパルス幅２．２ｓｅｃの直流パルス電圧を、４．４ｓｅｃ周期で、可変容量コンデンサ２４の第１制御端子２４ａ及び第２制御端子２４ｂに交互に印加する動作と同等になる。それゆえ、この例においても、上記実施形態と同様に、正極性条件での制御電圧の印加動作と負極性条件での制御電圧の印加動作とを切り替えることができる。
【０１２７】
なお、図１３の例では、説明を簡略化するため、上記実施形態（図６）と同様に制御電圧を印加する動作（通信動作）を４．４ｓｅｃ周期で行う例を説明した。しかしながら、通常、通信装置での非接触通信動作は周期的に行われるものではなく、実際の通信装置では、上述した正極性条件での制御電圧の印加動作と、負極性条件での制御電圧の印加動作とを反転させるタイミングは任意になる。また、図１３の例では、上記実施形態（図６）と同様に、直流パルス電圧のパルス幅を２．２ｓｅｃとするが、本開示はこれに限定されない。直流パルス電圧のパルス幅は、例えば用途等に応じて、適宜設定される。
【０１２８】
（２）電圧発生回路の構成
次に、図１３に示す極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法を実現するための電圧発生回路の構成例を説明する。図１４に、この例の通信装置における電圧発生回路付近の概略回路構成を示す。なお、図１４に示すこの例の通信装置において、図１０に示す上記実施形態の通信装置１００の構成と同じ構成には同じ符号を付して示す。また、この例の通信装置では、電圧発生回路４０の構成が上記実施形態と異なること以外は、上記実施形態と同様の構成とする。それゆえ、ここでは、電圧発生回路４０の構成についてのみ説明する。
【０１２９】
この例の電圧発生回路４０は、電圧源４１と、入出力ポート４２とを有する。
【０１３０】
電圧源４１は、Ｄ／Ａ変換器を含み、図１３に示す信号波形を有する第１制御電圧信号ＤＣ１を生成し、その第１制御電圧信号ＤＣ１を、抵抗１３を介して可変容量コンデンサ２４の第１制御端子２４ａに出力する。
【０１３１】
入出力ポート４２は、通信装置内の制御部（不図示）のＣＰＵポートに接続される。そして、入出力ポート４２の電位状態は、ＣＰＵから印加される制御信号により、ハイ状態（３Ｖ）、又は、ロー状態（０Ｖ）のいずれかに設定される。それゆえ、この例では、入出力ポート４２の電位状態の変化信号が第２制御電圧信号ＤＣ２となり、その第２制御電圧信号ＤＣ２が抵抗１４を介して可変容量コンデンサ２４の第２制御端子２４ｂに入力される。
【０１３２】
このような構成の電圧発生回路４０では、電圧源４１から出力される種々の電圧値と、入出力ポート４２に設定される電位状態との組み合わせを適宜組み合わせることにより、様々な制御電圧を生成することができる。電圧源４１から出力される種々の電圧値（第１制御電圧信号ＤＣ１）、及び、入出力ポート４２に設定される電位状態（第２制御電圧信号ＤＣ２）の組み合わせと、可変容量コンデンサ２４に印加される制御電圧との関係を、図１５及び図１６に示す。
【０１３３】
図１５は、可変容量コンデンサ２４に対して、正極性条件で制御電圧を印加する際の第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２の組み合わせと、生成される制御電圧との関係を示す図である。また、図１６は、可変容量コンデンサ２４に対して、負極性条件で制御電圧を印加する際の第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２の組み合わせと、生成される制御電圧との関係を示す図である。なお、図１５及び図１６では、電圧源４１から０Ｖ〜３Ｖの範囲の電圧信号を出力する例を示す。また、図１５及び１６には、正極性条件での制御電圧を正の値で記載し、負極性条件での制御電圧を負の値で記載する。
【０１３４】
この例において、可変容量コンデンサ２４に正極性条件で制御電圧を印加する際には、図１５に示すように、入出力ポート４２の電位状態（第２制御電圧信号ＤＣ２）をロー状態（０Ｖ）に設定する。そして、正極性条件では、入出力ポート４２の電位状態をロー状態（０Ｖ）に維持した状態で、電圧源４１の出力電圧値（第１制御電圧信号ＤＣ１）を、０Ｖ〜３Ｖの範囲で種々変化させる。これにより、図１５に示すように、可変容量コンデンサ２４に印加する制御電圧を０Ｖ〜３Ｖの範囲で変化させることができ、正極性条件における制御電圧を所望に電圧値に設定することができる。
【０１３５】
また、可変容量コンデンサ２４に負極性条件で制御電圧を印加する際には、図１６に示すように、入出力ポート４２の電位状態（第２制御電圧信号ＤＣ２）をハイ状態（３Ｖ）に設定する。そして、負極性条件では、入出力ポート４２の電位状態をハイ状態（３Ｖ）に維持した状態で、電圧源４１の出力電圧値（第１制御電圧信号ＤＣ１）を、０Ｖ〜３Ｖの範囲で種々変化させる。これにより、図１６に示すように、可変容量コンデンサ２４に印加する制御電圧を０Ｖ〜−３Ｖの範囲で変化させることができ、負極性条件における制御電圧を所望に電圧値に設定することができる。
【０１３６】
そして、この例の電圧発生回路４０では、電圧源４１からの出力電圧値と入出力ポート４２の電位状態との組み合わせを適宜変更することにより、正極性条件での制御電圧の印加動作と負極性条件での制御電圧の印加動作とを切り替える（反転させる）ことができる。
【０１３７】
上述のように、この例においても、例えば図１４に示すような構成の電圧発生回路４０を用いることにより、上記実施形態と同様に、正極性条件での制御電圧の印加動作と負極性条件での制御電圧の印加動作とを切り替えることができる。それゆえ、この例においても、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【０１３８】
また、この例では、変形例１と同様に、電圧発生回路４０内の電圧源の数を１つにすることができる。さらに、この例では、変形例１のように、電圧発生回路４０内に切替スイッチを設ける必要が無い。それゆえ、この例では、電圧発生回路４０（通信装置）の構成を、より一層、低コストでかつ簡易な構成にすることができる。
【０１３９】
［変形例３］
上記実施形態では、第１制御電圧信号ＤＣ１の直流パルス電圧の電圧値及びパルス幅（印加時間）と、第２制御電圧信号ＤＣ２の直流パルス電圧の電圧値及びパルス幅とをそれぞれ同じにする例を説明した。これは、第１制御電圧信号ＤＣ１の印加時（正極性条件時）における可変容量コンデンサのヒステリシス特性（電圧履歴特性）の影響を、第２制御電圧信号ＤＣ２の印加時（負極性条件時）においてキャンセルするためである。しかしながら、可変容量コンデンサにおけるヒステリシス特性の影響のキャンセル手法は、この例に限定されない。
【０１４０】
強誘電体材料によるヒステリシス特性の影響は、［印加する電圧値］×［印加時間］で決まる。それゆえ、第２制御電圧信号ＤＣ２の直流パルス電圧の電圧値を、第１制御電圧信号ＤＣ１のそれより高くし、かつ、第２制御電圧信号ＤＣ２の直流パルス電圧の印加時間を第１制御電圧信号ＤＣ１のそれより短くしてもよい。また、逆に、第２制御電圧信号ＤＣ２の直流パルス電圧の電圧値を、第１制御電圧信号ＤＣ１のそれより低くし、かつ、第２制御電圧信号ＤＣ２の直流パルス電圧の印加時間を第１制御電圧信号ＤＣ１のそれより長くしてもよい。
【０１４１】
この場合も、第１制御電圧信号ＤＣ１の印加時（正極性条件時）における可変容量コンデンサのヒステリシス特性の影響を、第２制御電圧信号ＤＣ２の印加時（負極性条件時）においてキャンセルすることが可能であり、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【０１４２】
［変形例４］
上記実施形態では、通信期間毎に、制御電圧の印加条件を正極性条件及び負極性条件間で反転させる例を説明したが、本開示はこれに限定されない。先の通信期間に発生したヒステリシス特性やエージング特性の影響を、例えば待ち受け期間等の通信期間以外の期間でキャンセルするようにしてもよい。変形例４では、その一例を示す。
【０１４３】
図１７に、変形例４で用いる第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２の信号波形例を示す。この例では、次のようにして、制御電圧を印加する。
【０１４４】
まず、所定のタイミングで、可変容量コンデンサ２４の第１制御端子２４ａに振幅３Ｖの直流パルス電圧（第１制御電圧信号ＤＣ１）を印加して、正極性条件により通信動作を行う（図１７中の直流パルス電圧の印加動作５１）。
【０１４５】
次いで、待ち受け期間中に、可変容量コンデンサ２４の第２制御端子２４ｂに振幅３Ｖのダミーパルス電圧（第２制御電圧信号ＤＣ２）を印加する（図１７中の直流パルス電圧の印加動作５２）。これにより、先の通信動作の期間に発生したヒステリシス特性やエージング特性の影響をキャンセルする。
【０１４６】
そして、ダミーパルス電圧の印加後、次の通信動作では、可変容量コンデンサ２４の第１制御端子２４ａに振幅３Ｖの直流パルス電圧（第１制御電圧信号ＤＣ１）を印加して、正極性条件により通信動作を行う（図１７中の直流パルス電圧の印加動作５３）。その後は、上述したダミーパルス電圧の印加動作５２以降の動作を繰り返す。
【０１４７】
すなわち、この例の制御電圧の印加手法においても、上記実施形態と同様に、極性反転ドライブ方式で制御電圧を印加するが、通信動作は、正極性条件においてのみ行う。そして、通信期間に発生したヒステリシス特性やエージング特性の影響をキャンセルするために、待ち受け期間（通信期間以外の時間帯）に、負極性条件でダミーパルス電圧（第２制御電圧信号ＤＣ２）を可変容量コンデンサに印加する。
【０１４８】
なお、この例の手法では、通信期間に発生したヒステリシス特性やエージング特性の影響をより確実にキャンセルするために、ダミーパルス電圧の印加条件（電圧値及びパルス幅）を、通信期間のそれと同等にすることができる。しかしながら、この例の手法では、ダミーパルス電圧の印加期間に通信動作を行うことができないので、ダミーパルス電圧の印加時間（パルス幅）は、通信期間より短い方が好ましい。この場合には、通信期間に発生したヒステリシス特性やエージング特性の影響をより確実にキャンセルするために、ダミーパルス電圧の振幅を、通信期間の制御電圧の振幅より大きくすることが好ましい。
【０１４９】
また、図１７に示す例では、正極性条件で通信動作を行い、負極性条件でダミーパルス電圧を印加する例を説明したが、本開示はこれに限定されず、正極性条件でダミーパルス電圧を印加し、負極性条件で通信動作を行ってもよい。
【０１５０】
さらに、図１７に示す例では、待ち受け状態の制御電圧が０Ｖである例を説明したが、上記表１で説明したように、待ち受け時の制御電圧は、例えば通信装置の種類等の条件により変わる。それゆえ、ダミーパルス電圧の印加条件（電圧値及びパルス幅）もまた、例えば通信装置の種類等の条件により適宜変更することができる。
【０１５１】
上述のように、この例の手法もまた、上記実施形態と同様に、極性反転ドライブ方式で可変容量コンデンサに制御電圧を印加することができるので、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【０１５２】
また、この例の手法では、次のような利点も得られる。上記実施形態の手法では、表４及び５に示す測定結果から明らかなように、可変容量コンデンサの正極性条件における容量及びその可変幅の経時変化特性は、負極性条件における容量及びその可変幅の経時変化特性と若干異なる。この場合、可変容量コンデンサの容量の可変特性が制御電圧の印加条件（正極性条件又は負極性条件）により若干変化する。
【０１５３】
それに対して、この例の手法では、通信時の制御電圧の印加条件を正極性条件及び負極性条件の一方に固定することができる。それゆえ、この例の手法では、上述した正極性条件及び負極性条件間での容量の経時変化の違いに関係なく、可変容量コンデンサの容量の可変特性を長期間安定して制御することができる。
【０１５４】
［変形例５］
上述のように、上記実施形態の手法では、極性反転ドライブ方式で制御電圧の印加手法を制御しても、可変容量コンデンサの正極性条件での容量の可変幅の経時変化と、負極性条件でのそれとが若干異なる。それゆえ、正極性条件及び負極性条件間における可変幅の経時変化の差を解消するために、次のような手法で制御電圧を制御してもよい。
【０１５５】
この例では、まず、予め、正極性条件及び負極性条件のそれぞれにおいて、種々の制御電圧に対する容量変化の特性をデータベース化する。そして、実際の可変容量コンデンサのドライブ時には、データベースに格納された特性データに基づいて、正極性条件及び負極性条件における可変容量コンデンサの容量の可変幅が同じになるように、各極性条件での制御電圧の値を適宜制御する。この例の手法を用いた場合には、可変容量コンデンサの容量の可変幅を、より一層、長期間安定して制御することができる。
【０１５６】
［変形例６］
上記実施形態では、制御電圧の印加条件を、正極性条件、負極性条件、正極性条件、負極条件…の順で反転させる例（例えば図６及び７参照）を説明したが、本開示はこれに限定されない。可変容量コンデンサのヒステリシス特性やエージング特性の影響をキャンセルできる手法であれば、制御電圧の印加条件の動作順序は任意である。
【０１５７】
例えば、正極性条件、負極性条件、負極性条件、正極性条件…の順で制御電圧の印加条件を反転させてもよいし、負極性条件、正極性条件、正極性条件、負極性条件…の順で制御電圧の印加条件を反転させてもよい。
【０１５８】
また、正極性条件及び負極性条件の一方を所定回数続けた後、印加条件を反転させ、その後、正極性条件及び負極性条件の他方を所定回数続けてもよい。例えば、正極性条件、正極性条件、負極性条件、負極性条件…の順で制御電圧の印加条件を反転させてもよい。
【０１５９】
ただし、上述した順序で制御電圧の印加する場合、可変容量コンデンサのヒステリシス特性やエージング特性の影響をキャンセルする観点から、所定期間内において、正極性条件での動作回数と、負極性条件での動作回数とが略同一になるようにすることが好ましい。
【０１６０】
また、可変容量コンデンサのヒステリシス特性やエージング特性の影響をキャンセルするという観点では、所定期間内において、１回程度、印加条件を反転してもよい。さらに、制御電圧の印加条件の反転動作を、予め決められた所定のタイミングで行ってもよいし、ランダムなタイミングで行うようにしてもよい。
【０１６１】
［変形例７］
上記実施形態では、マイナスの制御電圧を生成する電圧源を用いない例を説明したが、本開示はこれに限定されない。プラスの制御電圧を生成する電圧源と、マイナスの制御電圧を生成する電圧源とを用い、それらの２つの電圧源を適宜切り替えることにより、上述した極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法を実現してもよい。
【０１６２】
［変形例８］
上記実施形態では、待ち受け時の制御電圧を０Ｖに設定する例を説明したが、本開示は、これに限定されない。上記表１で説明したように、待ち受け時の制御電圧は、例えば通信装置の種類等の条件により変わる。それゆえ、待ち受け時の制御電圧は、例えば通信装置の種類等の条件に応じて適宜変更することができる。
【０１６３】
［変形例９］
上記実施形態では、極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法を、例えば非接触通信機能を備える情報処理端末等の通信装置の受信部に適用する例を説明したが、本開示はこれに限定されない。
【０１６４】
例えば、非接触通信機能を備える通信装置の送信部においても、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサで送信周波数を調整する場合には、この送信部に上述した極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法を適用してもよい。
【０１６５】
また、上述した極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法は、非接触通信機能を備え、かつ、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサで非接触通信機能の共振周波数を調整する通信装置であれば、任意の通信装置に適用可能である。例えば、非接触ＩＣカードにも、上述した極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法を適用することができる。この場合には、非接触ＩＣカード内の整流回路で生成された直流電圧から上述した第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２が生成される。
【０１６６】
さらに、上述した極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法は、例えば、非接触給電装置にも適用することができる。上述した極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法を非接触給電装置に適用した場合には、長期間安定した給電動作を実現することができる。
【０１６７】
なお、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
（１）
強誘電体材料で形成された誘電体部を有する可変容量素子を含み、外部と非接触通信を行う共振アンテナと、
前記可変容量素子の容量を制御する制御電圧を生成し、該生成した制御電圧を前記可変容量素子の前記誘電体部に印加し、かつ、前記誘電体部に印加する該制御電圧の印加方向を所定のタイミングで反転させる制御電圧発生部と
を備える通信装置。
（２）
前記制御電圧の印加方向を反転させるタイミングの直前の第１の制御電圧印加動作、及び、直後の第２の制御電圧印加動作の少なくとも一方が、外部との非接触通信動作である
（１）に記載の通信装置。
（３）
前記第１の制御電圧印加動作、及び、前記第２の制御電圧印加動作が、ともに、外部との非接触通信動作である
（２）に記載の通信装置。
（４）
前記第１の制御電圧印加動作が外部との非接触通信動作であり、及び、前記第２の制御電圧印加動作が外部との非接触通信動作以外の動作である
（２）に記載の通信装置。
（５）
前記制御電圧発生部は、前記第１の制御電圧印加動作を所定回数行った後、前記制御電圧の印加方向を反転させて前記第２の制御電圧印加動作を所定回数行う
（２）〜（４）のいずれか一項に記載の通信装置。
（６）
前記所定回数が１回である
（５）に記載の通信装置。
（７）
前記第１の制御電圧印加動作の期間と、前記第２の制御電圧印加動作の期間とが同じ時間長さである
（２）〜（６）のいずれか一項に記載の通信装置。
（８）
前記第２の制御電圧印加動作の期間が、前記第１の制御電圧印加動作の期間より短い
（２）〜（６）のいずれか一項に記載の通信装置。
（９）
強誘電体材料で形成された誘電体部を有する可変容量素子と、
前記可変容量素子の容量を制御する制御電圧を生成し、該生成した制御電圧を前記可変容量素子の前記誘電体部に印加し、かつ、前記誘電体部に印加する該制御電圧の印加方向を所定のタイミングで反転させる制御電圧発生部と
を備える共振回路。
（１０）
強誘電体材料で形成された誘電体部を有する可変容量素子と、該可変容量素子の容量を制御する制御電圧を生成し、該生成した制御電圧を前記可変容量素子の前記誘電体部に印加する制御電圧発生部とを有する通信装置の制御電圧発生部が、前記誘電体部に対して所定方向に第１の制御電圧を印加するステップと、
前記制御電圧発生部が、前記所定方向に前記第１の制御電圧を印加した後、所定のタイミングで制御電圧の印加方向を反転させて第２の制御電圧を印加するステップと
を含む制御電圧の印加方法。
【符号の説明】
【０１６８】
１０…受信部、１１…共振アンテナ、１２…電圧発生回路、１３，１４…抵抗、２０…信号処理部、２１…共振コイル、２２…共振コンデンサ、２３…定容量コンデンサ、２４…可変容量コンデンサ、２５，２６…バイアス除去用コンデンサ、１００…通信装置、ＤＣ１…第１制御電圧信号、ＤＣ２…第２制御電圧信号
【技術分野】
【０００１】
本開示は、可変容量素子に制御電圧を印加して共振アンテナの共振周波数を調整する機能を備えた通信装置、共振回路、及び、制御電圧の印加方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば交通乗車券や電子マネー等で使用される非接触ＩＣ（Integrated Circuit）カードや、非接触ＩＣカードと同等の機能を備える情報処理端末などの通信装置の普及が著しい。このような通信装置では、専用のリーダ／ライタ（以下、Ｒ／Ｗと記す）装置の送信アンテナから放射される送信信号（電磁波）を通信装置内に設けられた受信アンテナ（共振回路）で電磁誘導作用により受信する。
【０００３】
上述のような非接触通信機能を備える通信装置では、従来、受信アンテナに可変容量コンデンサ（可変容量素子）を設けて、受信アンテナの共振周波数を調整する技術が提案されている。そして、そのような可変容量コンデンサとしては、例えばバリキャップと呼ばれる可変容量ダイオードや、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサなどが用いられる。
【０００４】
また、従来、上述のような可変容量コンデンサを備える共振アンテナでは、その受信特性の改善するための様々な技術が提案されている（例えば特許文献１及び２参照）。
【０００５】
特許文献１には、非接触通信装置において、共振アンテナで受信した信号に基づいて生成した直流電圧を、共振回路を構成する可変容量コンデンサにフィードバックすることにより、通信ヌル特性を改善する技術が提案されている。
【０００６】
また、特許文献２には、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサのヒステリシス特性（制御電圧の印加履歴特性）の影響を解消するための技術が提案されている。
【０００７】
強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサでは、可変容量コンデンサに制御電圧を印加することにより、その容量が変化する。しかしながら、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサでは、その容量は現在印加されている制御電圧のみで決定されず、過去の制御電圧の印加履歴（ヒステリシス特性）の影響を受ける。より具体的には、可変容量コンデンサの制御電圧に対する容量の変化特性が、制御電圧を０Ｖから所定の制御電圧Ｖｃｃに上昇させたときと、所定の制御電圧Ｖｃｃから０Ｖに低下させたときとで、異なる。
【０００８】
それゆえ、特許文献２では、このようなヒステリシス特性の影響を解消するために、可変容量コンデンサの飽和電圧以上の制御電圧を一旦印加してから、可変容量コンデンサを制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特願２００８−１９９５３６号公報
【特許文献２】特開２００１−７７４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、非接触通信機能を備える通信装置、特に、強誘電体材料を用いた可変容量素子を含む共振アンテナを備える通信装置の技術分野では、共振アンテナの共振周波数を、長期間、安定して制御することができる技術の開発が望まれている。
【００１１】
本開示は、上記要望に応えるためになされたものである。本開示の目的は、強誘電体材料を用いた可変容量素子を有する共振アンテナの共振周波数を、長期間、安定して制御することのできる通信装置、共振回路、及び、制御電圧の印加方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本開示の通信装置は、共振アンテナと、制御電圧発生部とを備える構成とし、各部を次のように構成する。共振アンテナは、強誘電体材料で形成された誘電体部を有する可変容量素子を含み、外部と非接触通信を行う。そして、制御電圧発生部は、可変容量素子の容量を制御する制御電圧を生成し、生成した制御電圧を可変容量素子の誘電体部に印加し、かつ、誘電体部に印加する制御電圧の印加方向を所定のタイミングで反転させる。
【００１３】
また、本開示の共振回路は、可変容量素子と、制御電圧発生部とを備える構成とし、各部を次のように構成する。可変容量素子は、強誘電体材料で形成された誘電体部を有する。そして、制御電圧発生部は、可変容量素子の容量を制御する制御電圧を生成し、生成した制御電圧を可変容量素子の誘電体部に印加し、かつ、誘電体部に印加する制御電圧の印加方向を所定のタイミングで反転させる。
【００１４】
さらに、本開示の制御電圧の印加方法は、上記本開示の通信装置における制御電圧の印加方法であり、次の手順で行う。まず、制御電圧発生部が、誘電体部に対して所定方向に第１の制御電圧を印加する。次いで、制御電圧発生部が、所定方向に第１の制御電圧を印加した後、所定のタイミングで制御電圧の印加方向を反転させて第２の制御電圧を印加する。
【発明の効果】
【００１５】
本開示では、上述のように、制御電圧発生部が、所定のタイミングで、可変容量素子に印加する制御電圧の印加方向を反転させる。これにより、本開示では、可変容量素子の容量を長期間、安定して制御する。それゆえ、本開示によれば、強誘電体材料を用いた可変容量素子を有する共振アンテナの共振周波数を、長期間、安定して制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】各種検証試験で用いた測定系の概略回路図である。
【図２】検証試験１の測定結果を示す図である。
【図３】検証試験２で用いた第１制御電圧信号及び第２制御電圧信号の信号波形例である。
【図４】制御電圧３Ｖ時、及び、制御電圧０Ｖ時における可変容量コンデンサの容量の測定手法を説明するための図である。
【図５】検証試験２で用いた第１制御電圧信号及び第２制御電圧信号の波形図である。
【図６】本開示の実施形態に係る可変容量コンデンサへの制御電圧の印加手法の一例を示す図である。
【図７】本開示の実施形態に係る可変容量コンデンサへの制御電圧の印加処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】検証試験２の正極性条件における容量の可変幅の経時変化を示す模式図である。
【図９】本開示の実施形態に係る制御電圧の印加手法における正極性条件での容量の可変幅の経時変化を示す模式図である。
【図１０】本開示の実施形態に係る通信装置及び共振回路の概略回路構成図である。
【図１１】可変容量コンデンサの概略構成図である。
【図１２】変形例１の通信装置における電圧発生回路付近の概略構成図である。
【図１３】変形例２の制御電圧印加手法で用いた第１制御電圧信号及び第２制御電圧信号の信号波形例である。
【図１４】変形例２の通信装置における電圧発生回路付近の概略構成図である。
【図１５】変形例２における制御電圧の可変手法を説明するための図である。
【図１６】変形例２における制御電圧の可変手法を説明するための図である。
【図１７】変形例４の制御電圧の印加手法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本開示の実施形態に係る通信装置、共振回路、及び、可変容量素子への制御電圧の印加手法の一例を、図面を参照しながら下記の順で説明する。ただし、本開示は下記の例に限定されない。
１．可変容量コンデンサへの制御電圧の印加手法
２．通信装置及び共振回路の構成例
３．各種変形例
【００１８】
＜１．可変容量コンデンサへの制御電圧の印加手法＞
まず、本開示における可変容量コンデンサ（可変容量素子）への制御電圧の印加手法の原理を説明する前に、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサの性質、及び、その性質に伴い発生する課題について説明する。
【００１９】
［強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサの性質と課題］
可変容量コンデンサとして一般的に用いられるバリキャップは、有極性であり（電圧印加方向が決まっている）、耐圧が低いという特徴を有する。それに対して、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサは、極性が無い、耐圧が高い、容量の設定自由度が高いなどの利点を有する。
【００２０】
しかしながら、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサは、その強誘電性により、上述したヒステリシスや、容量エージングという性質を有する。なお、容量エージングとは、例えば、放置するだけで可変容量コンデンサの容量が減少したり、制御電圧を印加し続けることにより容量が変化したり、又は、制御電圧を０Ｖに戻したときの容量が変化したりする性質である。このような容量エージングの影響があると、可変容量コンデンサの容量だけでなく、その可変幅も変化する。
【００２１】
すなわち、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサでは、容量の可変特性へのヒステリシス特性（過去の制御電圧の印加履歴特性）の影響が大きいだけでなく、容量エージングの特性（以下、エージング特性という）により容量が低下するなどの欠点がある。さらに、このタイプの可変容量コンデンサは、温度に対する容量の変化が大きいという欠点もある。
【００２２】
このような強誘電体材料に特有の性質（ヒステリシス、容量エージング等）に基づく欠点は、可変容量コンデンサによる共振アンテナの共振周波数の安定制御を阻害する要因になる。それゆえ、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサを備える共振アンテナでは、長期間、安定した容量で可変容量コンデンサを動作させることが重要な課題となる。
【００２３】
なお、上記特許文献２では、可変容量コンデンサのヒステリシス対策が提案されているが、この手法では、可変容量コンデンサに印加する電圧の大きさ及び印加時間により、可変容量コンデンサの容量が変化する可能性がある。それゆえ、可変容量コンデンサによる共振周波数の安定制御の観点では、特許文献２の手法で十分とは言えない。
【００２４】
［待ち受け手法の影響］
また、非接触通信機能を備える通信装置において、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサを適用する場合、受信信号の待ち受け状態の制御手法（以下、待ち受け手法という）により、可変容量コンデンサのエージング特性の影響が変化する。
【００２５】
ここで、下記表１に、通信装置で一般に用いられる各種待ち受け手法の特徴及び差異を示す。なお、表１には、信号受信時の共振アンテナの共振周波数が１３．５６ＭＨｚである通信装置の例を示す。また、表１に示す例では、可変容量コンデンサに制御電圧を印加した場合、可変容量コンデンサの容量が低下して共振周波数が高くなる例を示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】
待ち受け手法としては、待ち受け時に、可変容量コンデンサに制御電圧を印加しない手法（表１中の「Ｖ＿ＭＩＮ」）と、制御電圧として所定の電圧を印加する手法（表１中の「Ｖ＿ＣＥＮＴＥＲ」、「Ｖ＿ＭＡＸ」）とがある。また、制御電圧を印加する手法には、最大電圧（３Ｖ）を印加する手法（表１中の「Ｖ＿ＭＡＸ」）と、それ以外の所定電圧を印加する手法とがある。なお、表１には、最大電圧以外の所定電圧を印加する手法として、最大電圧（３Ｖ）の１／２の電圧（センター電圧：１．５Ｖ）を印加する手法の例を示すが、共振回路の共振周波数を予め設定された待ち受け周波数になるように制御電圧を印加する場合もある。そして、表１の最右欄には、通信装置を３年間使用し続けた場合の制御電圧の印加時間の累積値（累計時間）を示す。なお、可変容量コンデンサに制御電圧を印加しない待ち受け手法（表１中の「Ｖ＿ＭＩＮ」）における制御電圧の累計時間は、１日当たり１８回通信し、その通信時に制御電圧を１秒間印加した場合の値である。
【００２８】
可変容量コンデンサに制御電圧を印加しない待ち受け手法（Ｖ＿ＭＩＮ）は、例えば電源を備えない非接触ＩＣカード等の通信装置で用いられる待ち受け手法である。この待ち受け手法では、待ち受け時に消費する制御電力は０となる。また、この待ち受け手法では、表１に示すように、通信時間の総計が、制御電圧を印加している累計時間となる。それゆえ、この待ち受け手法では、通信装置の使用時間（３年）に対する制御電圧の印加時間（２８時間）が非常に短くなり、上述した可変容量コンデンサのエージング特性の影響は最小となる。
【００２９】
なお、表１に示すように、可変容量コンデンサに制御電圧を印加しない待ち受け手法では、待ち受け時の共振周波数は１３．１０ＭＨｚとなり、信号受信時のシステム周波数（１３．５６ＭＨｚ）より低くなる。
【００３０】
この待ち受け手法では、外部のＲ／Ｗから非接触ＩＣカードに送信された１３．５６ＭＨｚのキャリアを受信し整流回路により生成されたＤＣ電圧が非接触ＩＣカード内のＲＦ（Radio Frequency）ＩＣなどに電源として供給される。次いで、制御回路により受信信号から生成された制御電圧が可変容量コンデンサに印加され、最適な通信状態（共振周波数）となり、これにより、通信ヌルが回避される。また、通信ヌルの回避以外に、通信距離の最大化、ＩＣ保護のためのデチューンによる受信レベルダウンなど、共振周波数を変化させる目的は複数ある。
【００３１】
一方、可変容量コンデンサに所定の制御電圧を印加する待ち受け手法（Ｖ＿ＣＥＮＴＥＲ、Ｖ＿ＭＡＸ）は、例えば、非接触通信機能及び電源を備える携帯電話等の通信装置で用いられる待ち受け手法である。
【００３２】
可変容量コンデンサにセンター電圧（１．５Ｖ）の制御電圧を印加する待ち受け手法（Ｖ＿ＣＥＮＴＥＲ）では、表１に示すように、待ち受け時の共振周波数は１３．５０ＭＨｚとなり、システム周波数（１３．５６ＭＨｚ）とほぼ同じ周波数になる。この場合には、より遠方でのキャリア検出が可能になるので、通信距離が延びるという利点がある。しかしながら、この待ち受け手法では、制御電圧の印加時間の累計時間が通信装置の使用時間と同じなる。それゆえ、この待ち受け手法では、制御電圧を印加しない待ち受け手法（Ｖ＿ＭＩＮ）に比べて、消費電力が増大し、可変容量コンデンサのエージング特性の影響も大きくなる。
【００３３】
また、可変容量コンデンサに最大電圧（３．０Ｖ）の制御電圧を印加する待ち受け手法（Ｖ＿ＣＥＮＴＥＲ）では、表１に示すように、待ち受け時の共振周波数は１３．９０ＭＨｚとなり、システム周波数（１３．５６ＭＨｚ）より高くなる。この手法では、制御電圧の印加時間の累計時間が通信装置の使用時間と同じなり、消費電力が増大する。ただし、制御電圧印加時に生じる可変容量コンデンサからの漏れ電流の大きさは、制御電圧の大きさに比例しないので、この待ち受け手法での消費電力は、センター電圧の制御電圧を印加する待ち受け手法（Ｖ＿ＣＥＮＴＥＲ）より、非常に大きくなる。また、この待ち受け手法では、可変容量コンデンサに最大電圧を印加するので、可変容量コンデンサのエージング特性の影響が最も大きくなる。しかしながら、回路設計上、電源電圧の最小値（０．０Ｖ）及び最大値（３．０Ｖ）は、システムＬＳＩがスタンバイ状態であっても容易に発生させることができるので、この待ち受け手法では、低コストという利点がある。
【００３４】
上述のように、通信装置の待ち受け手法の違いにより、可変容量コンデンサのエージング特性の影響も変化するので、可変容量コンデンサの容量の安定性も変化する。
【００３５】
［検証試験］
そこで、上述した強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサの性質及び課題を具体的に検証するために、実際に、様々な検証試験を行い、制御電圧の印加による可変容量コンデンサの容量変化を調べた。
【００３６】
（１）測定系
図１に、以下に説明する各種検証試験で用いる測定系の回路構成を示す。測定系１では、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサ２の一方の端子（第１制御端子２ａ）に、抵抗３を介して、第１制御電圧信号ＤＣ１を入力する。また、可変容量コンデンサ２の他方の端子（第２制御端子２ｂ）には、抵抗４を介して、第２制御電圧信号ＤＣ２を入力する。すなわち、測定系１では、可変容量コンデンサ２に印加する検証用の制御電圧を、第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２の２つの信号パルスにより生成する。
【００３７】
さらに、測定系１では、可変容量コンデンサ２の両端子を、それぞれ、十分大きな容量を有するＤＣカット用コンデンサ５を介してインピーダンスアナライザ（不図示）に接続する。ＤＣカット用コンデンサ５は、可変容量コンデンサ２に検証用の制御電圧を印加した際に、電流がインピーダンスアナライザ側に漏れないようにするために設けられる。
【００３８】
なお、図１には、説明を簡略化するため、可変容量コンデンサ２が、ＤＣカット用コンデンサ５に接続する接続端子と、制御端子とが共通である２端子タイプの可変容量コンデンサである例を示す。しかしながら、この測定系１に用いる可変容量コンデンサ２は、ＤＣカット用コンデンサ５に接続する２つの接続端子と、２つの制御端子（第１制御端子２ａ及び第２制御端子２ｂ）とを別個に設けた４端子タイプの可変容量コンデンサであってもよい。
【００３９】
また、ここでは、周囲の温度の影響を無くすために、温度が２５℃一定である恒温槽（不図示）中に、測定系１を配置して以下の各種検証試験を行った。
【００４０】
（２）検証試験１
検証試験１では、まず、測定系１において、０．５ＶｒｍｓのＡＣ信号（バイアス電圧０Ｖ）からなる第１の検証用制御電圧を、可変容量コンデンサ２に４時間印加して、可変容量コンデンサ２の容量の経時変化を測定した。さらに、検証試験１では、０．５ＶｒｍｓのＡＣ信号＋バイアス電圧３Ｖからなる第２の検証用制御電圧を、可変容量コンデンサ２に４時間印加して、可変容量コンデンサ２の容量の経時変化を測定した。なお、この第２の検証用制御電圧を印加する手法は、表１中の「Ｖ＿ＭＡＸ」の待ち受け手法に相当する。
【００４１】
検証試験１の結果を図２に示す。図２は、各検証用制御電圧の印加時間に対する可変容量コンデンサ２の容量変化を示す特性図である。また、図２に示す特性の横軸は各検証用制御電圧の印加時間を示し、縦軸は各検証用制御電圧の印加開始時の容量を「１」としたときの可変容量コンデンサ２の容量の相対値（容量比Ｃｒａｔｉｏ）を示す。なお、図２中の特性６が、第１の検証用制御電圧（０．５ＶｒｍｓのＡＣ信号＋バイアス電圧０Ｖ）を可変容量コンデンサ２に印加したときの容量変化特性である。また、図２中の特性７が、第２の検証用制御電圧（０．５ＶｒｍｓのＡＣ信号＋バイアス電圧３Ｖ）を可変容量コンデンサ２に印加したときの容量変化特性である。
【００４２】
第１の検証用制御電圧を可変容量コンデンサ２に印加したときには、図２中の特性６に示すように、容量比Ｃｒａｔｉｏが時間とともに緩やかに減少する。ただし、特性６における容量比Ｃｒａｔｉｏの減少率は０．１％程度であり、無視できる程度であった。
【００４３】
また、第２の検証用制御電圧を可変容量コンデンサ２に印加したとき（特性７）には、特性６と同様に、容量比Ｃｒａｔｉｏが時間とともに緩やかに減少する。しかしながら、この場合には、図２に示すように、容量比Ｃｒａｔｉｏは、第２の検証用制御電圧の印加開始時に大きく減少し、その後、緩やかに減少する特性が得られた。また、特性７における容量の減少量は、特性６のそれに比べて大きくなる。
【００４４】
上述した検証試験１から、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサ２に制御電圧を連続して印加した場合には、可変容量コンデンサ２の容量が時間とともに低下することが分かった。これは、可変容量コンデンサ２のエージング特性の影響によるものと考えられる。
【００４５】
（３）検証試験２
次に、図１に示す測定系１において、可変容量コンデンサ２にデューティー比５０％のパルス信号（制御電圧）を連続的に印加したときの可変容量コンデンサ２の容量変化を調べた（検証試験２）。この検証試験２における制御電圧の印加手法は、可変容量コンデンサ２に制御電圧を印加しない待ち受け手法（表１中の「Ｖ＿ＭＩＮ」の待ち受け手法）に相当する。
【００４６】
図３に、この検証試験２で可変容量コンデンサ２の第１制御端子２ａに印加する第１制御電圧信号ＤＣ１、及び、第２制御端子２ｂに印加する第２制御電圧信号ＤＣ２の信号波形例を示す。なお、図１には示さないが、可変容量コンデンサ２は、強誘電体材料で形成された誘電体層（誘電体部）を有し、第１制御端子２ａ及び第２制御端子２ｂは、誘電体層の厚さ方向において、誘電体層を間に挟むようにして配置される（後述の図１１参照）。
【００４７】
検証試験２では、第１制御電圧信号ＤＣ１として、振幅３Ｖ、パルス幅２．２ｓｅｃ及びパルス周期４．４ｓｅｃのパルス信号を用いる。また、第２制御電圧信号ＤＣ２としては、０Ｖ一定の信号を用いる。この検証試験２では、この２つの信号により、デューティー比５０％のパルス信号（制御電圧）を生成する。この場合、図３に示すように、第１制御電圧信号ＤＣ１において振幅３Ｖの直流パルス電圧が印加される期間が通信期間に対応し、その他の期間が待ち受け期間に対応する。
【００４８】
なお、以下では、可変容量コンデンサ２の第１制御端子２ａに直流パルス電圧を印加する場合の制御電圧の印加条件を「正極性条件」という。この正極性条件では、制御電圧の印加方向は、可変容量コンデンサ２の誘電体層（不図示）の厚さ方向において、第１制御端子２ａから第２制御端子２ｂに向かう方向となる。
【００４９】
検証試験２では、まず、図３に示す第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を可変容量コンデンサ２に４時間印加した。そして、制御電圧の印加開始時及び４時間印加後のそれぞれにおいて、制御電圧３Ｖ時（通信時）及び制御電圧０Ｖ時（待ち受け時）の可変容量コンデンサ２の各容量を測定した。なお、この検証試験２では、４時間の間に、約３３００回の直流パルス電圧を可変容量コンデンサ２に印加することになるので、３Ｖの制御電圧の印加時間の積算値は２時間となる。
【００５０】
また、図４に、検証試験２において制御電圧３Ｖ時（通信時）及び制御電圧０Ｖ時（待ち受け時）の可変容量コンデンサ２の各容量の測定する際の測定手法の概要を示す。通常、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサ２では、制御電圧が印加されるとその容量は低下する。それゆえ、図４に示すように、第１制御電圧信号ＤＣ１の直流パルス電圧が印加されたときには、容量は低下する。しかしながら、図４に示すように、第１制御電圧信号ＤＣ１（直流パルス電圧）のＯＮ／ＯＦＦ切り替え時には、容量の変化は過渡応答となる。それゆえ、検証試験２では、容量変化が略一定となるタイミングで容量を計測する。
【００５１】
具体的には、第１制御電圧信号ＤＣ１のパルス立ち上がり時間から１００ｍｓｅｃ後（図４中の丸印）の容量値を、制御電圧３Ｖ時（通信時）の容量値とした。また、第１制御電圧信号ＤＣ１のパルス立ち下がり時間から１００ｍｓｅｃ後（図４中の四角印）の容量値を、制御電圧０Ｖ時（待ち受け時）の容量値とした。なお、この例で、第１制御電圧信号ＤＣ１のパルス幅を２．２ｓｅｃとしたのは、この容量測定の時間等を考慮したものである。
【００５２】
上述した正極性条件で、可変容量コンデンサ２にデューティー比５０％の制御電圧（第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２）を連続して４時間印加した際の可変容量コンデンサ２の容量変化の測定結果を、下記表２に示す。
【００５３】
【表２】
【００５４】
また、検証試験２では、第１制御電圧信号ＤＣ１を０Ｖ一定の信号とし、第２制御電圧信号ＤＣ２を、振幅３Ｖ、パルス幅２．２ｓｅｃ及びパルス周期４．４ｓｅｃのパルス信号とした場合についても、可変容量コンデンサ２の容量変化を測定した。図５に、その第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２の信号波形例を示す。
【００５５】
なお、このように可変容量コンデンサ２の第２制御端子２ｂに直流パルス電圧を印加する場合、制御電圧３Ｖ時（通信時）における制御電圧の印加方向は、上述した正極性条件における制御電圧の印加方向と反対になる。すなわち、制御電圧の印加方向は、可変容量コンデンサ２の誘電体層（不図示）の厚さ方向において、第２制御端子２ｂから第１制御端子２ａに向かう方向となる。それゆえ、以下では、可変容量コンデンサ２の第２制御端子２ｂに直流パルス電圧を印加する場合の制御電圧の印加条件を「負極性条件」という。
【００５６】
上述した負極性条件で、可変容量コンデンサ２にデューティー比５０％の制御電圧（第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２）を連続して４時間印加した際の可変容量コンデンサ２の容量変化の測定結果を、下記表３に示す。
【００５７】
【表３】
【００５８】
上記表２及び３中の「Ｃｒａｔｉｏ」は、制御電圧０Ｖ時（待ち受け時）の容量値Ｃ０と、制御電圧３Ｖ時（通信時）の容量値Ｃ１との容量比（Ｃ１／Ｃ０）である。なお、表２及び３に示す可変容量コンデンサ２の容量値は、制御電圧の印加開始時であり、かつ、制御電圧０Ｖ時（待ち受け時）の容量を「１」としたときの相対値である。
【００５９】
また、表２及び３中の「Δ」は、４時間、制御電圧を印加した際の容量の変化量、並びに、容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量（開始時の値−４時間後の値）である。さらに、表２及び３中の「Δ／Ｃｒａｔｉｏ」は、容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量（Δ）を、容量比Ｃｒａｔｉｏで規格化した値である。
【００６０】
なお、容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量（Δ）及び「Δ／Ｃｒａｔｉｏ」はいずれも、可変容量コンデンサ２の容量の可変幅の経時変化量を表すパラメータである。具体的には、容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量（Δ）及び「Δ／Ｃｒａｔｉｏ」がプラスの値である場合には、制御電圧を４時間印加した後、可変容量コンデンサ２の容量の可変幅が広がることを意味する。一方、容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量（Δ）及び「Δ／Ｃｒａｔｉｏ」がマイナスの値である場合には、制御電圧を４時間印加した後、可変容量コンデンサ２の容量の可変幅が狭くなることを意味する。例えば、表３の例では、制御電圧を４時間印加した後、可変容量コンデンサ２の容量の可変幅は、制御電圧の印加開始時の可変幅に比べて、２％程度狭くなる（容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量Δ＝−０．０２０）。
【００６１】
上記表２及び３から明らかなように、可変容量コンデンサ２にデューティー比５０％の制御電圧を４時間印加した後の制御電圧０Ｖ時（待ち受け時）の容量は、正極性条件で３．０％減少し、負極性条件では２．１％減少した。一方、可変容量コンデンサ２にデューティー比５０％の制御電圧を４時間印加した後の制御電圧３Ｖ時（通信時）の容量は、正極性条件で１．５％増加し、負極性条件では０．６％増加した。この制御電圧３Ｖ時（通信時）の容量変化の結果は、上記検証試験１において、約３Ｖの制御電圧を連続して印加した場合の結果（図２中の特性７）とは逆の結果になった。この違いは、可変容量コンデンサ２のヒステリシス特性（電圧履歴特性）の影響によるものと考えられる。
【００６２】
また、容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量（Δ）は、正極性条件で−３．５％となり、負極性条件では−２．０％となった。すなわち、検証試験２の制御電圧の印加手法では、デューティー比５０％の制御電圧を４時間印加した場合、可変容量コンデンサ２の容量の可変幅は、正極性条件で３．５％程度狭くなり、負極性条件で２％程度狭くなった。
【００６３】
上記検証試験２の測定結果から、図３に示す第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２により生成されたデューティー比５０％の制御電圧を連続して印加した場合には、可変容量コンデンサ２の容量の可変幅が狭くなることが分かった。
【００６４】
［ヒステリシス特性及びエージング特性の影響の抑制原理］
本開示では、上述した強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサ２のヒステリシス特性及びエージング特性の影響を抑制するために、次のような手法で、可変容量コンデンサ２に制御電圧を印加する。
【００６５】
（１）制御電圧の印加方式
図６及び７に、本開示の一実施形態に係る可変容量コンデンサ２への制御電圧の印加手法の一例を示す。なお、図６は、可変容量コンデンサ２の第１制御端子２ａに印加する第１制御電圧信号ＤＣ１、及び、第２制御端子２ｂに印加する第２制御電圧信号ＤＣ２の信号波形例である。また、図７は、本実施形態の可変容量コンデンサ２への制御電圧の印加手法の手順を示すフローチャートである。
【００６６】
図６に示す例では、第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２の両信号を、振幅３Ｖ、パルス幅２．２ｓｅｃ、及び、パルス周期８．８ｓｅｃのパルス信号とする。そして、図６に示す例では、第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２の各直流パルス電圧が４．４ｓｅｃ周期で交互に可変容量コンデンサ２に印加される。
【００６７】
すなわち、図６に示す制御電圧の印加手法の例では、まず、第１制御電圧信号ＤＣ１において振幅３Ｖの直流パルス電圧を印加する（可変容量コンデンサ２の第１制御端子２ａから第２制御端子２ｂに向かう方向に振幅３Ｖの直流パルス電圧を印加する）。すなわち、正極性条件で制御電圧を可変容量コンデンサ２に印加する（ステップＳ１）。
【００６８】
次いで、第２制御電圧信号ＤＣ２において振幅３Ｖの直流パルス電圧を印加する（可変容量コンデンサ２の第２制御端子２ｂから第１制御端子２ａに向かう方向に振幅３Ｖの直流パルス電圧を印加する）。すなわち、制御電圧の印加方向を反転して、負極性条件で制御電圧を可変容量コンデンサ２に印加する（ステップＳ２）。図６に示す例では、上述した正極性条件での制御電圧の印加動作と、負極性条件での制御電圧の印加動作とを、４．４ｓｅｃ周期で交互に行う。
【００６９】
上述した制御電圧の印加動作及び反転動作は、第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を生成する後述の電圧発生回路により制御される（後述の図１０参照）。また、以下では、このように、正極性条件での制御電圧の印加動作と、負極性条件での制御電圧の印加動作とを所定のタイミングで反転させる制御電圧の印加方式を極性反転ドライブ方式という。
【００７０】
なお、ここでは、説明を簡略化するため、及び、上記検証試験２の測定条件と整合をとるため、制御電圧３Ｖを印加する動作（通信動作）を４．４ｓｅｃ周期で行う例を説明した。しかしながら、通常、通信装置での非接触通信動作は周期的に行われるものではなく、実際の通信装置では、上述した正極性条件での制御電圧の印加動作と、負極性条件での制御電圧の印加動作とを反転させるタイミングは任意になる。
【００７１】
さらに、図６では、検証試験２の測定条件と整合をとるため、各制御電圧信号のパルス幅を２．２ｓｅｃとするが、本開示はこれに限定されない。各制御電圧信号のパルス幅は、例えば、用途（本開示の制御電圧の印加手法を適用する通信装置の種類等）に応じて、適宜設定される。
【００７２】
また、共振周波数を所定の周波数に設定するために所定の制御電圧を可変容量コンデンサ２に印加し続けるオープンループタイプの通信装置では、図６に示すように、パルス信号の振幅は３Ｖで一定となる。しかしながら、通信特性を検知しながら最適な共振周波数が得られるように制御電圧を制御するクローズドタイプの通信装置では、直流パルス電圧の振幅は適宜変更される。
【００７３】
（２）検証試験３
検証試験３では、図１に示す測定系１において、図６に示す本実施形態の極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法により、可変容量コンデンサ２に制御電圧を８時間連続して印加した。そして、検証試験３では、上記検証試験２と同様にして、制御電圧の印加開始時及び８時間印加後のそれぞれにおいて、制御電圧３Ｖ時（通信時）及び制御電圧０Ｖ時（待ち受け時）の各容量を測定した。なお、検証試験３では、可変容量コンデンサ２に８時間、制御電圧を印加しているが、これは、検証試験３における正極性条件及び負極性条件での制御電圧の各印加時間（４時間）を上記検証試験２の測定条件と合わせるためである。
【００７４】
検証試験３の結果を、下記表４及び５に示す。なお、表４は、正極性条件における可変容量コンデンサ２の容量変化の測定結果であり、表５は、負極性条件における可変容量コンデンサ２の容量変化の測定結果である。また、表４及び５に示す可変容量コンデンサ２の容量値は、正極性条件において、制御電圧の印加開始時であり、かつ、制御電圧０Ｖ時（待ち受け時）の容量を「１」としたときの相対値である。
【００７５】
【表４】
【００７６】
【表５】
【００７７】
上記表４及び５から明らかなように、図６に示す極性反転ドライブ方式で制御電圧を印加した場合には、８時間後の制御電圧０Ｖ時（待ち受け時）の容量は、正極性条件で１．１％増加し、負極性条件で０．５％増加した。すなわち、検証試験３で得られた制御電圧０Ｖ時の容量の経時変化の測定結果は、上記検証試験２（正極性条件又は負極性条件のみでの制御電圧印加手法）の測定結果とは逆の結果になった。
【００７８】
一方、８時間後の制御電圧３Ｖ時（通信時）の容量は、正極性条件で０．５％減少し、負極性条件で０．７％増加した。この結果、容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量（Δ）は、正極性条件で＋１．１％となり、負極性条件では−０．４％となった。
【００７９】
上記検証試験３の結果から明らかなように、極性反転ドライブ方式で制御電圧を印加した場合には、制御電圧０Ｖ時及び３Ｖ時の容量変化量の絶対値、並びに、容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量の絶対値はいずれも、上記検証試験２の結果より小さくなった。すなわち、正極性条件及び負極性条件を所定のタイミングで切り替える極性反転ドライブ方式で可変容量コンデンサ２を駆動することにより、可変容量コンデンサ２の容量及びその可変幅の経時変化を小さくすることができることが分かった。
【００８０】
さらに、ここでは、上記本実施形態の制御電圧の印加手法と比較するため、正極性条件のみで制御電圧を可変容量コンデンサ２に８時間印加した場合についても、検証試験３と同様にして、可変容量コンデンサの容量変化を調べた。その結果を下記表６に示す。
【００８１】
【表６】
【００８２】
この場合にも、表６から明らかなように、検証試験２の測定結果（表２）と同様の結果が得られる。すなわち、正極性条件のみで制御電圧を８時間印加した場合にも、制御電圧０Ｖ時及び３Ｖ時の容量変化量の絶対値、並びに、容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量の絶対値はいずれも、極性反転ドライブ方式で制御電圧を印加した場合に比べて大きくなる。
【００８３】
上述のように、本実施形態の極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法では、正極性条件又は負極性条件で制御電圧を印加する手法より、可変容量コンデンサ２の容量の経時変化を小さくすることができる。また、本実施形態の極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法では、可変容量コンデンサ２の容量比Ｃｒａｔｉｏの経時変化、すなわち、容量の可変幅の経時変化も小さくすることができる。
【００８４】
（３）可変容量コンデンサの容量の可変幅の経時変化
ここで、本実施形態の極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法における可変容量コンデンサ２の容量の可変幅（容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量（Δ））の変化特性（経時変化）の特徴をより具体的に説明する。
【００８５】
検証試験２のように正極性条件のみで制御電圧を印加し続けた場合には、表２に示すように、制御電圧を４時間印加した後、可変容量コンデンサ２の容量の可変幅（容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量）は、制御電圧印加開始時の可変幅に対して３．５％程度狭くなる。それに対して、本実施形態の制御電圧の印加手法では、表４に示すように、制御電圧を８時間印加した後、正極性条件における可変容量コンデンサ２の容量の可変幅は、制御電圧印加開始時の可変幅に対して１．１％程度広くなる。
【００８６】
すなわち、本実施形態では、検証試験２の手法に比べて、正極性条件における可変容量コンデンサ２の容量の可変幅の経時変化を小さくすることができるとともに、容量の可変幅を広げることができる。この両者の容量の可変幅の経時変化の違いを図８及び９に示す。
【００８７】
図８は、検証試験２のように、正極性条件のみで可変容量コンデンサ２に制御電圧を印加した場合の制御電圧０Ｖ時（待ち受け時）の容量及び制御電圧３Ｖ時（通信時）の容量の経時変化を模式的に示した図である。また、図９は、本実施形態の極性反転ドライブ方式で可変容量コンデンサ２に制御電圧を印加した際の正極性条件における制御電圧０Ｖ時（待ち受け時）の容量及び制御電圧３Ｖ時（通信時）の容量の経時変化を模式的に示した図である。なお、図８及び９中の太実線で示す特性が制御電圧０Ｖ時の容量の経時変化特性であり、太破線で示す特性が制御電圧３Ｖ時の容量の経時変化特性である。
【００８８】
正極性条件のみで可変容量コンデンサ２に制御電圧を印加した場合、図８に示すように、時間とともに、制御電圧０Ｖ時（待ち受け時）の容量は減少し、かつ、制御電圧３Ｖ時（通信時）の容量は増加する。その結果、この場合には、時間とともに、容量の可変幅が狭くなる。
【００８９】
それに対して、本実施形態の極性反転ドライブ方式では、図９に示すように、時間とともに、制御電圧０Ｖ時の容量は増大し、かつ、制御電圧３Ｖ時の容量は減少する。その結果、本実施形態では、時間とともに、容量の可変幅が広くなる。
【００９０】
また、本実施形態の制御電圧の印加手法では、表５に示すように、制御電圧を８時間印加した後、負極性条件における可変容量コンデンサ２の容量の可変幅（容量比Ｃｒａｔｉｏの変化量（Δ））は、制御電圧印加開始時の可変幅に対して０．４％程度狭くなる。それに対して、検証試験２のように負極性条件のみで制御電圧を印加し続けた場合には、表３に示すように、制御電圧を４時間印加した後、可変容量コンデンサ２の容量の可変幅は、制御電圧印加開始時の可変幅に対して２．０％程度狭くなる。
【００９１】
すなわち、負極性条件では、本実施形態の極性反転ドライブ方式においても、検証試験２の場合と同様に、可変容量コンデンサ２の容量の可変幅は時間とともに狭くなる。しかしながら、本実施形態では、検証試験２の手法に比べて、負極性条件における可変容量コンデンサ２の容量の可変幅の経時変化を小さくすることができる。
【００９２】
上述のように、本実施形態の極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法では、検証試験２に比べて制御電圧の印加時間を２倍にしたにも関わらず、可変容量コンデンサ２の容量の経時変化だけでなく、容量の可変幅の経時変化も小さくすることができる。また、場合によっては、可変容量コンデンサ２の容量の可変幅を広げることもできる。すなわち、本実施形態の極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法では、可変容量コンデンサ２の容量及びその可変幅を、長期間安定して制御することができる。
【００９３】
これは、極性反転ドライブ方式で制御電圧を印加した場合、正極性条件及び負極性条件においてそれぞれ発生する可変容量コンデンサ２のヒステリシス特性及びエージング特性の影響が、互いにキャンセルし合うように作用するためであると考えられる。それゆえ、ヒステリシス特性やエージング特性の影響をより確実にキャンセルするために、正極性条件での制御電圧の印加条件（電圧値及びパルス幅）は、負極性条件での制御電圧の印加条件と同等にすることが好ましい。
【００９４】
＜２．通信装置及び共振回路の構成例＞
次に、上記実施形態で説明した極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法を適用した通信装置及び共振回路の一構成例を説明する。
【００９５】
［通信装置の構成］
図１０に、本実施形態に係る通信装置及び共振回路の概略回路構成を示す。なお、図１０には、例えば非接触通信機能を備える情報処理端末等の通信装置の概略回路構成を示す。また、図１０では、説明を簡略化するため、通信装置の受信系（復調系）回路部の構成のみを示す。信号の送信系（変調系）回路部を含む他の構成は、従来の通信装置と同様に構成することができる。
【００９６】
通信装置１００は、受信部１０（共振回路）と、信号処理部２０とを備える。なお、図１０には示さないが、通信装置１００は、その動作全般を制御するための例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の回路を含む制御部を備える。また、信号処理部２０は、受信部１０で受信した交流信号に対して所定の処理を施し、交流信号を復調する。
【００９７】
受信部１０は、共振アンテナ１１と、電圧発生回路１２（制御電圧発生部）と、２つの抵抗１３，１４とを有する。なお、受信部１０は、外部のＲ／Ｗ（不図示）から送信される信号を共振アンテナ１１で受信し、その受信信号を信号処理部２０に出力する。
【００９８】
受信部１０において、電圧発生回路１２の一方の出力端子は、抵抗１３を介して後述の可変容量コンデンサ２４の一方の端子（第１制御端子２４ａ）に接続される。そして、電圧発生回路１２で生成された第１制御電圧信号ＤＣ１は、可変容量コンデンサ２４の第１制御端子２４ａに入力される。また、電圧発生回路１２の他方の出力端子は、抵抗１４を介して後述の可変容量コンデンサ２４の他方の端子（第２制御端子２４ｂ）に接続される。そして、電圧発生回路１２で生成された第２制御電圧信号ＤＣ２は、可変容量コンデンサ２４の第２制御端子２４ｂに入力される。
【００９９】
共振アンテナ１１は、共振コイル２１と、共振コンデンサ２２とを有する。なお、図１０には、共振コイル２１をそのインダクタンス成分２１ａ（Ｌ）と抵抗成分２１ｂ（ｒ：数オーム程度）とに分けて図示する。
【０１００】
共振コンデンサ２２は、容量Ｃｏの定容量コンデンサ２３と、可変容量コンデンサ２４（可変容量素子）と、可変容量コンデンサ２４の両端子にそれぞれ接続された２つのバイアス除去用コンデンサ２５，２６とで構成される。そして、定容量コンデンサ２３と、可変容量コンデンサ２４及び２つのバイアス除去用コンデンサ２５，２５からなる直列回路とは、共振コイル２１に並列接続される。
【０１０１】
定容量コンデンサ２３は、比誘電率の低い誘電体材料（常誘電体材料）からなる誘電体層（不図示）を有する。そして、定容量コンデンサ２３の容量は、入力信号の種類（交流または直流）及びその信号レベルに関係なくほとんど変化しない。
【０１０２】
可変容量コンデンサ２４は、比誘電率の大きな強誘電体材料で形成された誘電体層（図１０では不図示）を有する。そして、本実施形態では、可変容量コンデンサ２４の容量Ｃｖは、２つの抵抗１３，１４を介して電圧発生回路１２からそれぞれ入力される第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２に応じて変化する。
【０１０３】
なお、可変容量コンデンサ２４としては、バイアス除去用コンデンサとの接続端子と、制御電圧の入力端子とが共通である、２端子タイプの可変容量コンデンサを用いることができる。ここで、図１１に、２端子タイプの可変容量コンデンサ２４の概略構成を示す。なお、ここでは、説明を簡略化するため、誘電体層が１層構成である可変容量コンデンサ２４の例を説明する。２端子タイプの可変容量コンデンサ２４は、強誘電体材料で形成された誘電体層２４ｃ（誘電体部）と、誘電体層２４ｃを挟み込むように形成された上電極２４ｄ及び下電極２４ｅとで構成される。そして、上電極２４ｄ及び下電極２４ｅにより、第１制御端子２４ａ及び第２制御端子２４ｂがそれぞれ構成される。
【０１０４】
また、可変容量コンデンサ２４としては、バイアス除去用コンデンサとの接続端子と、制御電圧信号の入力端子とが別個に設けられた、４端子タイプの可変容量コンデンサを用いることもできる。
【０１０５】
なお、２つのバイアス除去用コンデンサ２５，２６、及び、２つの抵抗１３，１４は、電圧発生回路１２と可変容量コンデンサ２４との間で流れる直流バイアス電流（制御電流）と、受信信号電流との干渉による影響を抑制するために設けられる。
【０１０６】
電圧発生回路１２は、可変容量コンデンサ２４に印加する第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を生成する。そして、電圧発生回路１２は、生成した第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を上述した極性反転ドライブ方式の印加手法に従って、可変容量コンデンサ２４に出力する。
【０１０７】
具体的には、例えば、電圧発生回路１２は、上記図６で説明したパルス状の第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を生成して可変容量コンデンサ２４に出力する。この際、電圧発生回路１２は、上述した極性反転ドライブ方式に従って第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を出力する。例えば、所定の通信期間において、正極性条件で第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を印加した後、次の通信期間では、負極性条件で第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を印加する。なお、このような電圧発生回路１２の制御電圧の印加動作は、図１０には示さない制御部（ＣＰＵ）により制御される。
【０１０８】
また、上記図６で説明したパルス状の第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２は、例えば、電圧発生回路１２内に、Ｄ／Ａ（Digital to Analog）変換器を含む電圧源を制御電圧信号毎に設けることにより、生成することができる。この場合、マイナス電圧の電圧源を用いることなく、可変容量コンデンサ２４の誘電体層２４ｃの厚さ方向における制御電圧の印加方向を反転させることができる。なお、Ｄ／Ａ変換器の駆動電源は、電圧発生回路１２の外部に設けてもよいし、内部に設けてもよい。
【０１０９】
本実施形態の通信装置１００では、上述のように、受信部１０内の可変容量コンデンサ２４の容量を、例えば図６で説明した極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法に従って制御する。それゆえ、本実施形態の通信装置１００では、可変容量コンデンサ２４を含む受信部１０の共振周波数を長期間、より安定して制御することができ、これにより、通信装置の非接触通信動作の長期安定性を向上させることができる。
【０１１０】
なお、オープンループ、すなわち、共振周波数を所定の周波数に設定するために所定の制御電圧を可変容量コンデンサに印加し続けるタイプの通信装置では、待ち受け時（０Ｖ）及び通信時（３Ｖ）の容量変化がともに小さいことが好ましい。それに対して、通信特性を検知しながら最適な共振周波数が得られるように制御電圧を制御するクローズドタイプの通信装置では、容量の可変幅が狭くならないようにすることが好ましい。上述のように、本実施形態における極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法では、可変容量コンデンサ２の容量の経時変化を小さくすることができ、かつ、容量の可変幅の経時変化も小さくすることができる。それゆえ、本実施形態における制御電圧の印加手法は、オープンループタイプの通信装置及びクローズドタイプの通信装置のいずれにも好適である。
【０１１１】
＜３．各種変形例＞
［変形例１］
上記実施形態で説明したように、図６に示すようなパルス状の第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２は、例えば、電圧発生回路１２内において、制御電圧信号毎に電圧源を設けることにより生成することができる。しかしながら、電圧発生回路１２の構成はこれに限定されず、図６に示すようなパルス状の第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を個別に生成できる構成であれば、電圧発生回路１２を任意に構成することができる。例えば、電圧発生回路１２を、１つの電圧源で第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を生成できる構成にしてもよい。変形例１では、その一構成例を説明する。
【０１１２】
図１２に、変形例１の通信装置における電圧発生回路３０及び可変容量コンデンサ２４付近の概略構成を示す。なお、図１２に示すこの例の通信装置において、図１０に示す上記実施形態の通信装置１００の構成と同じ構成には同じ符号を付して示す。また、この例の通信装置では、電圧発生回路３０の構成が上記実施形態と異なること以外は、上記実施形態と同様の構成とする。それゆえ、ここでは、電圧発生回路３０の構成についてのみ説明する。
【０１１３】
この例の電圧発生回路３０は、第１切替スイッチ３１と、第２切替スイッチ３２と、図１２には示さない１つの電圧源（Ｄ／Ａ変換器を含む）とを備える。
【０１１４】
第１切替スイッチ３１の入力端子には電圧源の出力端子が接続され、電圧源から出力されるパルス信号ＤＣ０が第１切替スイッチ３１に印加される。また、第１切替スイッチ３１の一方の出力端子は、抵抗１３を介して可変容量コンデンサ２４の第１制御端子２４ａに接続され、第１切替スイッチ３１の他方の出力端子は、抵抗１４を介して可変容量コンデンサ２４の第２制御端子２４ｂに接続される。
【０１１５】
一方、第２切替スイッチ３２の入力端子は接地される。また、第２切替スイッチ３２の一方の出力端子は、抵抗１４を介して可変容量コンデンサ２４の第２制御端子２４ｂに接続され、第２切替スイッチ３２の他方の出力端子は、抵抗１３を介して可変容量コンデンサ２４の第１制御端子２４ａに接続される。
【０１１６】
この例の電圧発生回路３０では、まず、第１切替スイッチ３１により可変容量コンデンサ２４の第１制御端子２４ａが選択され、かつ、第２切替スイッチ３２により可変容量コンデンサ２４の第２制御端子２４ｂが選択される（図１２の状態）。この選択状態では、電圧源から出力されるパルス信号ＤＣ０が第１制御端子２４ａに印加され、第２制御端子２４ｂは接地される。この場合、正極性条件での制御電圧の印加動作が実現される。
【０１１７】
次いで、所定時間後、電圧発生回路３０は、第１切替スイッチ３１で可変容量コンデンサ２４の第２制御端子２４ｂを選択し、かつ、第２切替スイッチ３２で可変容量コンデンサ２４の第１制御端子２４ａを選択する。この選択状態では、電圧源から出力されるパルス信号ＤＣ０が第２制御端子２４ｂに印加され、第１制御端子２４ａは接地される。この場合、負極性条件での制御電圧の印加動作が実現される。
【０１１８】
この例の電圧発生回路３０では、上述のようにして、第１切替スイッチ３１及び第２切替スイッチ３２の選択状態を切り替えて、正極性条件での制御電圧の印加動作と負極性条件での制御電圧の印加動作とを切り替える。
【０１１９】
より具体的には、例えば、電圧源から振幅３Ｖ及びハルス幅２．２ｓｅｃの直流パルス信号ＤＣ０を生成する。そして、第１切替スイッチ３１及び第２切替スイッチ３２の上記切替動作を４．４ｓｅｃ周期で行うことにより、図６に示すような第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を生成することができる。それゆえ、この例の構成の電圧発生回路３０を用いても上記実施形態と同様にして、可変容量コンデンサ２４の容量を制御することができるので、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【０１２０】
また、この例の電圧発生回路３０では、Ｄ／Ａ変換器を含む電圧源を１つだけ設ければよいので、電圧発生回路３０（通信装置）の構成を、低コストでかつ簡易な構成にすることができる。
【０１２１】
［変形例２］
図６に示す例では、３Ｖの直流パルス電圧が印加されるタイミングは異なるが、第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２の信号波形を同じにする例を説明したが、本開示は、これに限定されない。可変容量コンデンサに対して、正極性条件での制御電圧の印加動作と負極性条件での制御電圧の印加動作とを切り替える（交互に実施する）ことができる第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２であれば、任意の制御電圧信号を用いることができる。
【０１２２】
変形例２では、上記実施形態とは異なる信号波形の第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を用いて、極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法を実現する例を説明する。
【０１２３】
（１）第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２の構成
図１３に、この例で用いる第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２の信号波形例を示す。この例では、第１制御電圧信号ＤＣ１として、振幅１．２Ｖ及びパルス幅２．２ｓｅｃの直流パルス電圧と、振幅１．８Ｖ及びパルス幅２．２ｓｅｃの直流パルス電圧とを４．４ｓｅｃ周期で交互に発生させるパルス信号を用いる。また、この例では、第２制御電圧信号ＤＣ２として、第１制御電圧信号ＤＣ１の振幅１．８Ｖ及びパルス幅２．２ｓｅｃの直流パルス電圧の発生タイミングに同期して、振幅３．０Ｖ及びパルス幅２．２ｓｅｃの直流パルス電圧を発生させるパルス信号を用いる。
【０１２４】
図１３に示すパルス構成の第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２を用いた場合、第１制御電圧信号ＤＣ１中の振幅１．２Ｖ及びパルス幅２．２ｓｅｃの直流パルス電圧の発生期間では、第２制御電圧信号ＤＣ２は０Ｖになる。この場合、可変容量コンデンサ２４の誘電体層２４ｃの厚さ方向における制御電圧の印加方向は、第１制御端子２４ａから第２制御端子２４ｂに向かう方向となり、上述した正極性条件での制御電圧の印加状態となる。
【０１２５】
一方、第１制御電圧信号ＤＣ１中の振幅１．８Ｖ及びパルス幅２．２ｓｅｃの直流パルス電圧の発生期間では、第２制御電圧信号ＤＣ２の電圧は３Ｖになる。この場合、可変容量コンデンサ２４の第２制御端子２４ｂの電位が、第１制御端子２４ａの電位より、１．２Ｖ高くなる。それゆえ、この場合には、可変容量コンデンサ２４の誘電体層２４ｃの厚さ方向における制御電圧の印加方向は、第２制御端子２４ｂから第１制御端子２４ａに向かう方向となり、上述した負極性条件での制御電圧の印加状態と同等になる。
【０１２６】
すなわち、図１３に示す例の制御電圧の印加動作は、振幅１．２Ｖ及びパルス幅２．２ｓｅｃの直流パルス電圧を、４．４ｓｅｃ周期で、可変容量コンデンサ２４の第１制御端子２４ａ及び第２制御端子２４ｂに交互に印加する動作と同等になる。それゆえ、この例においても、上記実施形態と同様に、正極性条件での制御電圧の印加動作と負極性条件での制御電圧の印加動作とを切り替えることができる。
【０１２７】
なお、図１３の例では、説明を簡略化するため、上記実施形態（図６）と同様に制御電圧を印加する動作（通信動作）を４．４ｓｅｃ周期で行う例を説明した。しかしながら、通常、通信装置での非接触通信動作は周期的に行われるものではなく、実際の通信装置では、上述した正極性条件での制御電圧の印加動作と、負極性条件での制御電圧の印加動作とを反転させるタイミングは任意になる。また、図１３の例では、上記実施形態（図６）と同様に、直流パルス電圧のパルス幅を２．２ｓｅｃとするが、本開示はこれに限定されない。直流パルス電圧のパルス幅は、例えば用途等に応じて、適宜設定される。
【０１２８】
（２）電圧発生回路の構成
次に、図１３に示す極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法を実現するための電圧発生回路の構成例を説明する。図１４に、この例の通信装置における電圧発生回路付近の概略回路構成を示す。なお、図１４に示すこの例の通信装置において、図１０に示す上記実施形態の通信装置１００の構成と同じ構成には同じ符号を付して示す。また、この例の通信装置では、電圧発生回路４０の構成が上記実施形態と異なること以外は、上記実施形態と同様の構成とする。それゆえ、ここでは、電圧発生回路４０の構成についてのみ説明する。
【０１２９】
この例の電圧発生回路４０は、電圧源４１と、入出力ポート４２とを有する。
【０１３０】
電圧源４１は、Ｄ／Ａ変換器を含み、図１３に示す信号波形を有する第１制御電圧信号ＤＣ１を生成し、その第１制御電圧信号ＤＣ１を、抵抗１３を介して可変容量コンデンサ２４の第１制御端子２４ａに出力する。
【０１３１】
入出力ポート４２は、通信装置内の制御部（不図示）のＣＰＵポートに接続される。そして、入出力ポート４２の電位状態は、ＣＰＵから印加される制御信号により、ハイ状態（３Ｖ）、又は、ロー状態（０Ｖ）のいずれかに設定される。それゆえ、この例では、入出力ポート４２の電位状態の変化信号が第２制御電圧信号ＤＣ２となり、その第２制御電圧信号ＤＣ２が抵抗１４を介して可変容量コンデンサ２４の第２制御端子２４ｂに入力される。
【０１３２】
このような構成の電圧発生回路４０では、電圧源４１から出力される種々の電圧値と、入出力ポート４２に設定される電位状態との組み合わせを適宜組み合わせることにより、様々な制御電圧を生成することができる。電圧源４１から出力される種々の電圧値（第１制御電圧信号ＤＣ１）、及び、入出力ポート４２に設定される電位状態（第２制御電圧信号ＤＣ２）の組み合わせと、可変容量コンデンサ２４に印加される制御電圧との関係を、図１５及び図１６に示す。
【０１３３】
図１５は、可変容量コンデンサ２４に対して、正極性条件で制御電圧を印加する際の第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２の組み合わせと、生成される制御電圧との関係を示す図である。また、図１６は、可変容量コンデンサ２４に対して、負極性条件で制御電圧を印加する際の第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２の組み合わせと、生成される制御電圧との関係を示す図である。なお、図１５及び図１６では、電圧源４１から０Ｖ〜３Ｖの範囲の電圧信号を出力する例を示す。また、図１５及び１６には、正極性条件での制御電圧を正の値で記載し、負極性条件での制御電圧を負の値で記載する。
【０１３４】
この例において、可変容量コンデンサ２４に正極性条件で制御電圧を印加する際には、図１５に示すように、入出力ポート４２の電位状態（第２制御電圧信号ＤＣ２）をロー状態（０Ｖ）に設定する。そして、正極性条件では、入出力ポート４２の電位状態をロー状態（０Ｖ）に維持した状態で、電圧源４１の出力電圧値（第１制御電圧信号ＤＣ１）を、０Ｖ〜３Ｖの範囲で種々変化させる。これにより、図１５に示すように、可変容量コンデンサ２４に印加する制御電圧を０Ｖ〜３Ｖの範囲で変化させることができ、正極性条件における制御電圧を所望に電圧値に設定することができる。
【０１３５】
また、可変容量コンデンサ２４に負極性条件で制御電圧を印加する際には、図１６に示すように、入出力ポート４２の電位状態（第２制御電圧信号ＤＣ２）をハイ状態（３Ｖ）に設定する。そして、負極性条件では、入出力ポート４２の電位状態をハイ状態（３Ｖ）に維持した状態で、電圧源４１の出力電圧値（第１制御電圧信号ＤＣ１）を、０Ｖ〜３Ｖの範囲で種々変化させる。これにより、図１６に示すように、可変容量コンデンサ２４に印加する制御電圧を０Ｖ〜−３Ｖの範囲で変化させることができ、負極性条件における制御電圧を所望に電圧値に設定することができる。
【０１３６】
そして、この例の電圧発生回路４０では、電圧源４１からの出力電圧値と入出力ポート４２の電位状態との組み合わせを適宜変更することにより、正極性条件での制御電圧の印加動作と負極性条件での制御電圧の印加動作とを切り替える（反転させる）ことができる。
【０１３７】
上述のように、この例においても、例えば図１４に示すような構成の電圧発生回路４０を用いることにより、上記実施形態と同様に、正極性条件での制御電圧の印加動作と負極性条件での制御電圧の印加動作とを切り替えることができる。それゆえ、この例においても、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【０１３８】
また、この例では、変形例１と同様に、電圧発生回路４０内の電圧源の数を１つにすることができる。さらに、この例では、変形例１のように、電圧発生回路４０内に切替スイッチを設ける必要が無い。それゆえ、この例では、電圧発生回路４０（通信装置）の構成を、より一層、低コストでかつ簡易な構成にすることができる。
【０１３９】
［変形例３］
上記実施形態では、第１制御電圧信号ＤＣ１の直流パルス電圧の電圧値及びパルス幅（印加時間）と、第２制御電圧信号ＤＣ２の直流パルス電圧の電圧値及びパルス幅とをそれぞれ同じにする例を説明した。これは、第１制御電圧信号ＤＣ１の印加時（正極性条件時）における可変容量コンデンサのヒステリシス特性（電圧履歴特性）の影響を、第２制御電圧信号ＤＣ２の印加時（負極性条件時）においてキャンセルするためである。しかしながら、可変容量コンデンサにおけるヒステリシス特性の影響のキャンセル手法は、この例に限定されない。
【０１４０】
強誘電体材料によるヒステリシス特性の影響は、［印加する電圧値］×［印加時間］で決まる。それゆえ、第２制御電圧信号ＤＣ２の直流パルス電圧の電圧値を、第１制御電圧信号ＤＣ１のそれより高くし、かつ、第２制御電圧信号ＤＣ２の直流パルス電圧の印加時間を第１制御電圧信号ＤＣ１のそれより短くしてもよい。また、逆に、第２制御電圧信号ＤＣ２の直流パルス電圧の電圧値を、第１制御電圧信号ＤＣ１のそれより低くし、かつ、第２制御電圧信号ＤＣ２の直流パルス電圧の印加時間を第１制御電圧信号ＤＣ１のそれより長くしてもよい。
【０１４１】
この場合も、第１制御電圧信号ＤＣ１の印加時（正極性条件時）における可変容量コンデンサのヒステリシス特性の影響を、第２制御電圧信号ＤＣ２の印加時（負極性条件時）においてキャンセルすることが可能であり、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【０１４２】
［変形例４］
上記実施形態では、通信期間毎に、制御電圧の印加条件を正極性条件及び負極性条件間で反転させる例を説明したが、本開示はこれに限定されない。先の通信期間に発生したヒステリシス特性やエージング特性の影響を、例えば待ち受け期間等の通信期間以外の期間でキャンセルするようにしてもよい。変形例４では、その一例を示す。
【０１４３】
図１７に、変形例４で用いる第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２の信号波形例を示す。この例では、次のようにして、制御電圧を印加する。
【０１４４】
まず、所定のタイミングで、可変容量コンデンサ２４の第１制御端子２４ａに振幅３Ｖの直流パルス電圧（第１制御電圧信号ＤＣ１）を印加して、正極性条件により通信動作を行う（図１７中の直流パルス電圧の印加動作５１）。
【０１４５】
次いで、待ち受け期間中に、可変容量コンデンサ２４の第２制御端子２４ｂに振幅３Ｖのダミーパルス電圧（第２制御電圧信号ＤＣ２）を印加する（図１７中の直流パルス電圧の印加動作５２）。これにより、先の通信動作の期間に発生したヒステリシス特性やエージング特性の影響をキャンセルする。
【０１４６】
そして、ダミーパルス電圧の印加後、次の通信動作では、可変容量コンデンサ２４の第１制御端子２４ａに振幅３Ｖの直流パルス電圧（第１制御電圧信号ＤＣ１）を印加して、正極性条件により通信動作を行う（図１７中の直流パルス電圧の印加動作５３）。その後は、上述したダミーパルス電圧の印加動作５２以降の動作を繰り返す。
【０１４７】
すなわち、この例の制御電圧の印加手法においても、上記実施形態と同様に、極性反転ドライブ方式で制御電圧を印加するが、通信動作は、正極性条件においてのみ行う。そして、通信期間に発生したヒステリシス特性やエージング特性の影響をキャンセルするために、待ち受け期間（通信期間以外の時間帯）に、負極性条件でダミーパルス電圧（第２制御電圧信号ＤＣ２）を可変容量コンデンサに印加する。
【０１４８】
なお、この例の手法では、通信期間に発生したヒステリシス特性やエージング特性の影響をより確実にキャンセルするために、ダミーパルス電圧の印加条件（電圧値及びパルス幅）を、通信期間のそれと同等にすることができる。しかしながら、この例の手法では、ダミーパルス電圧の印加期間に通信動作を行うことができないので、ダミーパルス電圧の印加時間（パルス幅）は、通信期間より短い方が好ましい。この場合には、通信期間に発生したヒステリシス特性やエージング特性の影響をより確実にキャンセルするために、ダミーパルス電圧の振幅を、通信期間の制御電圧の振幅より大きくすることが好ましい。
【０１４９】
また、図１７に示す例では、正極性条件で通信動作を行い、負極性条件でダミーパルス電圧を印加する例を説明したが、本開示はこれに限定されず、正極性条件でダミーパルス電圧を印加し、負極性条件で通信動作を行ってもよい。
【０１５０】
さらに、図１７に示す例では、待ち受け状態の制御電圧が０Ｖである例を説明したが、上記表１で説明したように、待ち受け時の制御電圧は、例えば通信装置の種類等の条件により変わる。それゆえ、ダミーパルス電圧の印加条件（電圧値及びパルス幅）もまた、例えば通信装置の種類等の条件により適宜変更することができる。
【０１５１】
上述のように、この例の手法もまた、上記実施形態と同様に、極性反転ドライブ方式で可変容量コンデンサに制御電圧を印加することができるので、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【０１５２】
また、この例の手法では、次のような利点も得られる。上記実施形態の手法では、表４及び５に示す測定結果から明らかなように、可変容量コンデンサの正極性条件における容量及びその可変幅の経時変化特性は、負極性条件における容量及びその可変幅の経時変化特性と若干異なる。この場合、可変容量コンデンサの容量の可変特性が制御電圧の印加条件（正極性条件又は負極性条件）により若干変化する。
【０１５３】
それに対して、この例の手法では、通信時の制御電圧の印加条件を正極性条件及び負極性条件の一方に固定することができる。それゆえ、この例の手法では、上述した正極性条件及び負極性条件間での容量の経時変化の違いに関係なく、可変容量コンデンサの容量の可変特性を長期間安定して制御することができる。
【０１５４】
［変形例５］
上述のように、上記実施形態の手法では、極性反転ドライブ方式で制御電圧の印加手法を制御しても、可変容量コンデンサの正極性条件での容量の可変幅の経時変化と、負極性条件でのそれとが若干異なる。それゆえ、正極性条件及び負極性条件間における可変幅の経時変化の差を解消するために、次のような手法で制御電圧を制御してもよい。
【０１５５】
この例では、まず、予め、正極性条件及び負極性条件のそれぞれにおいて、種々の制御電圧に対する容量変化の特性をデータベース化する。そして、実際の可変容量コンデンサのドライブ時には、データベースに格納された特性データに基づいて、正極性条件及び負極性条件における可変容量コンデンサの容量の可変幅が同じになるように、各極性条件での制御電圧の値を適宜制御する。この例の手法を用いた場合には、可変容量コンデンサの容量の可変幅を、より一層、長期間安定して制御することができる。
【０１５６】
［変形例６］
上記実施形態では、制御電圧の印加条件を、正極性条件、負極性条件、正極性条件、負極条件…の順で反転させる例（例えば図６及び７参照）を説明したが、本開示はこれに限定されない。可変容量コンデンサのヒステリシス特性やエージング特性の影響をキャンセルできる手法であれば、制御電圧の印加条件の動作順序は任意である。
【０１５７】
例えば、正極性条件、負極性条件、負極性条件、正極性条件…の順で制御電圧の印加条件を反転させてもよいし、負極性条件、正極性条件、正極性条件、負極性条件…の順で制御電圧の印加条件を反転させてもよい。
【０１５８】
また、正極性条件及び負極性条件の一方を所定回数続けた後、印加条件を反転させ、その後、正極性条件及び負極性条件の他方を所定回数続けてもよい。例えば、正極性条件、正極性条件、負極性条件、負極性条件…の順で制御電圧の印加条件を反転させてもよい。
【０１５９】
ただし、上述した順序で制御電圧の印加する場合、可変容量コンデンサのヒステリシス特性やエージング特性の影響をキャンセルする観点から、所定期間内において、正極性条件での動作回数と、負極性条件での動作回数とが略同一になるようにすることが好ましい。
【０１６０】
また、可変容量コンデンサのヒステリシス特性やエージング特性の影響をキャンセルするという観点では、所定期間内において、１回程度、印加条件を反転してもよい。さらに、制御電圧の印加条件の反転動作を、予め決められた所定のタイミングで行ってもよいし、ランダムなタイミングで行うようにしてもよい。
【０１６１】
［変形例７］
上記実施形態では、マイナスの制御電圧を生成する電圧源を用いない例を説明したが、本開示はこれに限定されない。プラスの制御電圧を生成する電圧源と、マイナスの制御電圧を生成する電圧源とを用い、それらの２つの電圧源を適宜切り替えることにより、上述した極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法を実現してもよい。
【０１６２】
［変形例８］
上記実施形態では、待ち受け時の制御電圧を０Ｖに設定する例を説明したが、本開示は、これに限定されない。上記表１で説明したように、待ち受け時の制御電圧は、例えば通信装置の種類等の条件により変わる。それゆえ、待ち受け時の制御電圧は、例えば通信装置の種類等の条件に応じて適宜変更することができる。
【０１６３】
［変形例９］
上記実施形態では、極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法を、例えば非接触通信機能を備える情報処理端末等の通信装置の受信部に適用する例を説明したが、本開示はこれに限定されない。
【０１６４】
例えば、非接触通信機能を備える通信装置の送信部においても、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサで送信周波数を調整する場合には、この送信部に上述した極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法を適用してもよい。
【０１６５】
また、上述した極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法は、非接触通信機能を備え、かつ、強誘電体材料を用いた可変容量コンデンサで非接触通信機能の共振周波数を調整する通信装置であれば、任意の通信装置に適用可能である。例えば、非接触ＩＣカードにも、上述した極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法を適用することができる。この場合には、非接触ＩＣカード内の整流回路で生成された直流電圧から上述した第１制御電圧信号ＤＣ１及び第２制御電圧信号ＤＣ２が生成される。
【０１６６】
さらに、上述した極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法は、例えば、非接触給電装置にも適用することができる。上述した極性反転ドライブ方式の制御電圧印加手法を非接触給電装置に適用した場合には、長期間安定した給電動作を実現することができる。
【０１６７】
なお、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
（１）
強誘電体材料で形成された誘電体部を有する可変容量素子を含み、外部と非接触通信を行う共振アンテナと、
前記可変容量素子の容量を制御する制御電圧を生成し、該生成した制御電圧を前記可変容量素子の前記誘電体部に印加し、かつ、前記誘電体部に印加する該制御電圧の印加方向を所定のタイミングで反転させる制御電圧発生部と
を備える通信装置。
（２）
前記制御電圧の印加方向を反転させるタイミングの直前の第１の制御電圧印加動作、及び、直後の第２の制御電圧印加動作の少なくとも一方が、外部との非接触通信動作である
（１）に記載の通信装置。
（３）
前記第１の制御電圧印加動作、及び、前記第２の制御電圧印加動作が、ともに、外部との非接触通信動作である
（２）に記載の通信装置。
（４）
前記第１の制御電圧印加動作が外部との非接触通信動作であり、及び、前記第２の制御電圧印加動作が外部との非接触通信動作以外の動作である
（２）に記載の通信装置。
（５）
前記制御電圧発生部は、前記第１の制御電圧印加動作を所定回数行った後、前記制御電圧の印加方向を反転させて前記第２の制御電圧印加動作を所定回数行う
（２）〜（４）のいずれか一項に記載の通信装置。
（６）
前記所定回数が１回である
（５）に記載の通信装置。
（７）
前記第１の制御電圧印加動作の期間と、前記第２の制御電圧印加動作の期間とが同じ時間長さである
（２）〜（６）のいずれか一項に記載の通信装置。
（８）
前記第２の制御電圧印加動作の期間が、前記第１の制御電圧印加動作の期間より短い
（２）〜（６）のいずれか一項に記載の通信装置。
（９）
強誘電体材料で形成された誘電体部を有する可変容量素子と、
前記可変容量素子の容量を制御する制御電圧を生成し、該生成した制御電圧を前記可変容量素子の前記誘電体部に印加し、かつ、前記誘電体部に印加する該制御電圧の印加方向を所定のタイミングで反転させる制御電圧発生部と
を備える共振回路。
（１０）
強誘電体材料で形成された誘電体部を有する可変容量素子と、該可変容量素子の容量を制御する制御電圧を生成し、該生成した制御電圧を前記可変容量素子の前記誘電体部に印加する制御電圧発生部とを有する通信装置の制御電圧発生部が、前記誘電体部に対して所定方向に第１の制御電圧を印加するステップと、
前記制御電圧発生部が、前記所定方向に前記第１の制御電圧を印加した後、所定のタイミングで制御電圧の印加方向を反転させて第２の制御電圧を印加するステップと
を含む制御電圧の印加方法。
【符号の説明】
【０１６８】
１０…受信部、１１…共振アンテナ、１２…電圧発生回路、１３，１４…抵抗、２０…信号処理部、２１…共振コイル、２２…共振コンデンサ、２３…定容量コンデンサ、２４…可変容量コンデンサ、２５，２６…バイアス除去用コンデンサ、１００…通信装置、ＤＣ１…第１制御電圧信号、ＤＣ２…第２制御電圧信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
強誘電体材料で形成された誘電体部を有する可変容量素子を含み、外部と非接触通信を行う共振アンテナと、
前記可変容量素子の容量を制御する制御電圧を生成し、該生成した制御電圧を前記可変容量素子の前記誘電体部に印加し、かつ、前記誘電体部に印加する該制御電圧の印加方向を所定のタイミングで反転させる制御電圧発生部と
を備える通信装置。
【請求項２】
前記制御電圧の印加方向を反転させるタイミングの直前の第１の制御電圧印加動作、及び、直後の第２の制御電圧印加動作の少なくとも一方が、外部との非接触通信動作である
請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記第１の制御電圧印加動作、及び、前記第２の制御電圧印加動作が、ともに、外部との非接触通信動作である
請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記第１の制御電圧印加動作が外部との非接触通信動作であり、及び、前記第２の制御電圧印加動作が外部との非接触通信動作以外の動作である
請求項２に記載の通信装置。
【請求項５】
前記制御電圧発生部は、前記第１の制御電圧印加動作を所定回数行った後、前記制御電圧の印加方向を反転させて前記第２の制御電圧印加動作を所定回数行う
請求項２に記載の通信装置。
【請求項６】
前記所定回数が１回である
請求項５に記載の通信装置。
【請求項７】
前記第１の制御電圧印加動作の期間と、前記第２の制御電圧印加動作の期間とが同じ時間長さである
請求項２に記載の通信装置。
【請求項８】
前記第２の制御電圧印加動作の期間が、前記第１の制御電圧印加動作の期間より短い
請求項４に記載の通信装置。
【請求項９】
強誘電体材料で形成された誘電体部を有する可変容量素子と、
前記可変容量素子の容量を制御する制御電圧を生成し、該生成した制御電圧を前記可変容量素子の前記誘電体部に印加し、かつ、前記誘電体部に印加する該制御電圧の印加方向を所定のタイミングで反転させる制御電圧発生部と
を備える共振回路。
【請求項１０】
強誘電体材料で形成された誘電体部を有する可変容量素子と、該可変容量素子の容量を制御する制御電圧を生成し、該生成した制御電圧を前記可変容量素子の前記誘電体部に印加する制御電圧発生部とを有する通信装置の制御電圧発生部が、前記誘電体部に対して所定方向に第１の制御電圧を印加するステップと、
前記制御電圧発生部が、前記所定方向に前記第１の制御電圧を印加した後、所定のタイミングで制御電圧の印加方向を反転させて第２の制御電圧を印加するステップと
を含む制御電圧の印加方法。
【請求項１】
強誘電体材料で形成された誘電体部を有する可変容量素子を含み、外部と非接触通信を行う共振アンテナと、
前記可変容量素子の容量を制御する制御電圧を生成し、該生成した制御電圧を前記可変容量素子の前記誘電体部に印加し、かつ、前記誘電体部に印加する該制御電圧の印加方向を所定のタイミングで反転させる制御電圧発生部と
を備える通信装置。
【請求項２】
前記制御電圧の印加方向を反転させるタイミングの直前の第１の制御電圧印加動作、及び、直後の第２の制御電圧印加動作の少なくとも一方が、外部との非接触通信動作である
請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記第１の制御電圧印加動作、及び、前記第２の制御電圧印加動作が、ともに、外部との非接触通信動作である
請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記第１の制御電圧印加動作が外部との非接触通信動作であり、及び、前記第２の制御電圧印加動作が外部との非接触通信動作以外の動作である
請求項２に記載の通信装置。
【請求項５】
前記制御電圧発生部は、前記第１の制御電圧印加動作を所定回数行った後、前記制御電圧の印加方向を反転させて前記第２の制御電圧印加動作を所定回数行う
請求項２に記載の通信装置。
【請求項６】
前記所定回数が１回である
請求項５に記載の通信装置。
【請求項７】
前記第１の制御電圧印加動作の期間と、前記第２の制御電圧印加動作の期間とが同じ時間長さである
請求項２に記載の通信装置。
【請求項８】
前記第２の制御電圧印加動作の期間が、前記第１の制御電圧印加動作の期間より短い
請求項４に記載の通信装置。
【請求項９】
強誘電体材料で形成された誘電体部を有する可変容量素子と、
前記可変容量素子の容量を制御する制御電圧を生成し、該生成した制御電圧を前記可変容量素子の前記誘電体部に印加し、かつ、前記誘電体部に印加する該制御電圧の印加方向を所定のタイミングで反転させる制御電圧発生部と
を備える共振回路。
【請求項１０】
強誘電体材料で形成された誘電体部を有する可変容量素子と、該可変容量素子の容量を制御する制御電圧を生成し、該生成した制御電圧を前記可変容量素子の前記誘電体部に印加する制御電圧発生部とを有する通信装置の制御電圧発生部が、前記誘電体部に対して所定方向に第１の制御電圧を印加するステップと、
前記制御電圧発生部が、前記所定方向に前記第１の制御電圧を印加した後、所定のタイミングで制御電圧の印加方向を反転させて第２の制御電圧を印加するステップと
を含む制御電圧の印加方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−２０９８２８（Ｐ２０１２−２０９８２８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７４９３７（Ｐ２０１１−７４９３７）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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