JP2008205531A - アンテナ装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】対向する２方向のうち、一方の方向に対しては、放射強度を有し、他方の方向に対しては、放射強度を有さない指向性を有するアンテナ装置を提供する。
【解決手段】電波時計１０は、基準面を有する導電性のケース１５０と、前記基準面と対向する対向面を有する誘電体の表示窓１００と、前記基準面と前記対向面との間にあって、前記基準面と所定の距離を離間して周回する放射導体としての金属パターン１１０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電波を授受するアンテナ装置および電子機器に関する。

ガラスのような誘電体の面上にアンテナを貼付して、電波を受信するアンテナ装置が知られている。このようなアンテナは、下記特許文献１に示すように、自動車のフロントガラスに貼付されると共に、車載のラジオに接続されてＦＭ放送を受信する。周知のように、ＦＭ放送は、超短波帯域の周波数の電波を搬送波として送信されるため、伝播の指向性が強いことから、自動車のような移動体に装備されるようなアンテナは、無指向性を有するアンテナが採用されている。

特開２０００−１７４５２８号公報

しかしながら、自動車の車内のようなフロントガラスの後方部から、スプリアス信号を発するような電子機器を操作する場合、前記したような無指向性のアンテナでは、所定の側から入射するＦＭ放送の電波に加え、フロントガラスの後方から放射されるスプリアス信号も受信されるため、所望するＦＭ放送が妨害されてしまうという問題点を有した。

上記した課題を解決するために、本発明のアンテナ装置は、基準面を有する導電性基板と、前記基準面と対向する対向面を有する誘電体基板と、前記基準面と前記対向面との間にあって、前記基準面と所定の距離を離間して周回する放射導体とを備えることを特徴とする。
この発明によれば、アンテナ装置は、放射導体の一方の側には導電性基板が配置され、放射導体の他方の側には誘電体基板が配置されると共に、導電性基板の基準面と導電性基板対向面との間に、基準面と所定の距離を離間して放射導体が周回するため、放射導体から導電性基板の基準面方向の電波は、導電性基板に反射され、放射導体から誘電体基板の対向面方向の電波は、誘電体基板を透過する。従って、放射導体から誘電体基板の対向面の方向に指向性を有すると共に、放射導体から導電性基板の基準面の方向に対しては、放射強度を持たない特性を具備するアンテナ装置を実現できる。

本発明のアンテナ装置では、前記放射導体は、前記誘電体基板に密着しても良く、また、前記誘電体基板から離間しても良い。
本発明のアンテナ装置では、前記誘電体基板は、光透過性を有しても良い。また、本発明のアンテナ装置では、前記放射導体は、透明部材上に形成されても良い。
本発明のアンテナ装置では、前記放射導体は、渦巻き状であっても良く、環状であっても良い。更に、前記放射導体は、スプリットリングパターンを有しても良い。
そして、前述のアンテナ装置を電子機器に適用することにより、電子機器の小型化および薄型化を図れる。

以下、本発明を図面に従って説明する。

（実施形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施の形態としてアンテナ装置を適用した電波時計１０の平面図であり、（ｂ）は、この電波時計１０の断面図である。この電波時計１０は、腕時計のような様態を有し、電波により送信される時刻信号を受信して、正確な時刻情報を表示する機能を有する。即ち、電波時計１０は、地上基地局から送信される長波帯域の標準電波や、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星から送信される極超短波帯域の電波や、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）変調されて送信される極超短波帯域の携帯電話の電波等を受信して、これらに含まれる時刻信号を取り出し、正確な時刻を取得して表示する。

この電波時計１０は、所謂アナログ時計であり、表示窓１００を通して見える時計針１２０が、文字板１３０上の時刻位置を周回して指示する。尚、電波時計１０の様態は、アナログ時計に限定されるものではなく、時刻情報を数値で示すようなデジタル時計であっても良い。時計針１２０は、時針１２０ａ、分針１２０ｂおよび秒針１２０ｃで構成され、ムーブメント１４０の所定の回転軸１４１にそれぞれ固定されている。ケース１５０は、電波時計１０のベースであり、ステンレスやチタンのような金属を加工して作成される。また、文字板１３０は、銅と亜鉛の合金（真鍮）のような導電性を有する金属を加工して作成され、一方の面の所定の位置には、時刻を示す数字形状部材１３２が複数貼付される。これらのケース１５０と文字板１３０は、導電可能に接続され、これらに囲まれた内部空間には、ムーブメント１４０が配置されている。また、表示窓１００は、誘電体で光透過性を有するプラスチックやガラスが用いられる。この表示窓１００は、図示を略したガラス保持リングによりケース１５０に取付けられ、表示窓１００と文字板１３０で囲まれた内部空間には、時計針１２０が配置されている。

表示窓１００の内面、即ち、文字板１３０と対向する一方の面の外周部には、一方の面に沿って渦巻きのように周回する渦巻き状の金属パターン１１０Ａが、一方の面と接するように貼付されている。この場合、渦巻き状の金属パターン１１０Ａは、表示窓１００の内面に直接貼付されても良く、また、透明なフィルム部材上に形成され、このフィルム部材が表示窓１００の内面に貼付されても良い。渦巻き状の金属パターン１１０Ａは、電波を受信するアンテナの放射導体であり、この表面には、金や銅の金属箔またはメッキが施されている。渦巻き状の金属パターン１１０Ａの最外周の端部は、給電部として機能し、図示は略した給電線を介して、ムーブメント１４０の電波時計受信部１４２（図２）と電気的に接続されている。

本実施形態１では、渦巻き状の金属パターン１１０Ａは、文字板１３０の数字形状の金属の周囲を略２周回るように貼付されているが、渦巻き状の金属パターン１１０Ａの長さは、受信対象とする電波の周波数に依存し、受信特性が最適になるように設計されている。また、渦巻き状の金属パターン１１０Ａは、細線で構成され、電波時計１０の装飾性や時刻の視認性を低下させないような位置に配置される。更に、表示窓１００に貼付された渦巻き状の金属パターン１１０Ａと文字板１３０との離間距離は、受信対象とする電波や、渦巻き状の金属パターン１１０Ａの形状等を勘案して決定される。

上記した構成において、誘電体の表示窓１００と、放射導体として機能する渦巻き状の金属パターン１１０Ａと、ケース１５０に接地した文字板１３０とは、分布定数回路の１つであるサスペンデッドライン（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｌｉｎｅ）を構成するアンテナ装置として機能する。この場合、アンテナ装置は、渦巻き状の金属パターン１１０Ａが形成する２つの面方向の内、一方の側は、金属のケース１５０により遮蔽されるため、他方の側、即ち、表示窓１００の方向への指向性を備える。

図２は、ムーブメント１４０の機能の概略を示すブロック図である。このムーブメント１４０は、電波時計受信部１４２、ＣＰＵ１４４、表示駆動部１４６および操作部１４８を備える。このムーブメント１４０は、所定のタイミングで金属パターン１１０から時刻情報を含む電波を受信する。電波時計受信部１４２は、金属パターン１１０で受信された電波を増幅検波し、時刻情報を取り出して出力する。ＣＰＵ１４４は、電波時計受信部１４２から出力された時刻情報に応じて、表示駆動部１４６に駆動指示を送る。表示駆動部１４６は、駆動指示に従い、それぞれの時計針１２０に応じた回転軸１４１を回転する。この結果、現在の正確な時刻が時計針１２０で表示される。尚、操作部１４８は、例えば、ＣＰＵ１４４に対するリセットやアラーム等の操作情報が、りゅうず１８０等を介して入力される。

尚、本実施形態１におけるムーブメント１４０は、内蔵する電池から電力を供給されて駆動するが、内蔵する太陽電池パネル（図示は略す。）から供給される電力で駆動するような様態であっても良い。この場合、太陽電池パネルは、文字板１３０上に形成されるが、渦巻き状の金属パターン１１０Ａは細線であるため、表示窓１００に入射する光は、ほとんど遮蔽されることなく太陽電池パネルに到達する。

以上述べた実施形態１によれば、以下のような効果を奏する。
（１）渦巻き状の金属パターン１１０Ａは、電波時計１０の装飾性や時刻の視認性を低下させないような位置に配置され、この渦巻き状の金属パターン１１０Ａと、表示窓１００と、文字板１３０とにより、表示窓１００から外側に指向性を有するアンテナ装置を形成できるため、時計としての機能や外観を損なうこと無く、微弱な時刻信号も受信可能な電波時計１０を実現できる。
（２）渦巻き状の金属パターン１１０Ａは、表示窓１００の外周部に貼付されるため、電波渡来空間に対してアンテナ素子を大きく張れることから、アンテナの効率が増大する。
（３）渦巻き状の金属パターン１１０Ａは、電波時計１０の時刻表示空間に実装され、チップ部品のようなアンテナ部品を電波時計１０の筐体内に実装する必要がないため、電波時計１０の小型化および薄型化が図れる。

（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２について、図３（ａ）と（ｂ）を参照して説明する。図３（ａ）と（ｂ）は、実施形態２におけるアンテナ装置をそれぞれ適用した電波時計１０の平面図である。尚、以下の説明では、既に説明した部分と同じ部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
実施形態１では、アンテナの放射導体として機能する金属パターン１１０として、渦巻き状の金属パターン１１０Ａを採用したが、本実施形態２では、環状に周回する環状金属パターン１１０Ｂ，１１０Ｃを採用する。即ち、図３（ａ）は、一重の環状金属パターン１１０Ｂを採用し、図３（ｂ）は、多重の環状金属パターン１１０Ｃを採用する。
本実施形態２によれば、実施形態１で述べた効果と同様な効果を奏する。

（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３について、図４（ａ）と（ｂ）を参照して説明する。図４（ａ）と（ｂ）は、実施形態３におけるアンテナ装置をそれぞれ適用した電波時計１０の平面図である。実施形態１では、アンテナの放射導体として機能する金属パターン１１０として、渦巻き状の金属パターン１１０Ａを採用したが、本実施形態３では、スプリットリングパターンを有する金属パターン１１０Ｄ，１１０Ｅを採用する。即ち、図４（ａ）は、集中定数容量素子１１５Ａが具備された一重のスプリットリングパターンを有する金属パターン１１０Ｄを採用し、図４（ｂ）は、集中定数容量素子１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃがそれぞれ具備された多重のスプリットリングパターンを有する金属パターン１１０Ｅを採用する。このような多重のスプリットリングパターンを有するアンテナは、それぞれのスプリットリングパターンの共振特性を組合わせることができるため、受信特性が向上することが知られている。
本実施形態３によれば、実施形態１で述べた効果と同様な効果を奏する。

以上、本発明を図示した実施形態１〜３に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上記した実施形態１〜３では、金属パターン１１０は、表示窓１００の内面に接していたが、本発明では、表示窓１００と金属パターン１１０は離間していても良い。
また、本発明のアンテナ装置は、電波時計１０への適用に限定されるものでは無く、携帯型のデジタルテレビ受像機や、無線ネットワークを利用する携帯情報端末のように、電波の送受信により、情報を授受する電子機器に対しても適用できる。また、上記した実施形態１〜３では、誘電体として光透過性を有する表示窓１００を採用したが、光透過性を有しない蓋のような誘電体であっても良い。

（ａ）は、本発明の実施形態１に係るアンテナ装置を適用した電波時計を示し、（ｂ）は、電波時計の断面を示す図。 ムーブメントの機能の概略を示すブロック図。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態２に係るアンテナ装置を適用した電波時計を示す図。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態３に係るアンテナ装置を適用した電波時計を示す図。

符号の説明

１０…電波時計、１００…表示窓、１１０…金属パターン、１１０Ａ…渦巻き状の金属パターン、１１０Ｂ…一重の環状金属パターン、１１０Ｃ…多重の環状金属パターン、１１０Ｄ…一重のスプリットリングパターンを有する金属パターン、１１０Ｅ…多重のスプリットリングパターンを有する金属パターン、１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃ…集中定数容量素子、１２０…時計針、１２０ａ…時針、１２０ｂ…分針、１２０ｃ…秒針、１３０…文字板、１３２…数字形状部材、１４０…ムーブメント、１４１…回転軸、１４２…電波時計受信部、１４４…ＣＰＵ、１４６…表示駆動部、１４８…操作部、１５０…ケース、１８０…りゅうず。

Claims (9)

1. 基準面を有する導電性基板と、
   前記基準面と対向する対向面を有する誘電体基板と、
   前記基準面と前記対向面との間にあって、前記基準面と所定の距離を離間して周回する放射導体とを備えることを特徴とするアンテナ装置。
2. 請求項１に記載のアンテナ装置において、
   前記放射導体は、前記誘電体基板に密着していることを特徴とするアンテナ装置。
3. 請求項１に記載のアンテナ装置において、
   前記放射導体は、前記誘電体基板から離間していることを特徴とするアンテナ装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアンテナ装置において、
   前記誘電体基板は、光透過性を有することを特徴とするアンテナ装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のアンテナ装置において、
   前記放射導体は、透明部材上に形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアンテナ装置において、
   前記放射導体は、渦巻き状であることを特徴とするアンテナ装置。
7. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアンテナ装置において、
   前記放射導体は、環状であることを特徴とするアンテナ装置。
8. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアンテナ装置において、
   前記放射導体は、スプリットリングパターンを有することを特徴とするアンテナ装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のアンテナ装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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