JP2012182727A - アンテナ装置及び平面形無線機 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、無線機の投影面積を小さくすることの可能な平面型のアンテナ装置及び平面型無線機の提供を目的とする。
【解決手段】上記目的を達成するために、本願発明の平面型無線機は、放射素子１１及びグランド板１２を有する接地型平面アンテナ１０と、グランド板１２を負極集電体とし、前記負極集電体と対向する正極集電体２１を有する薄膜電池２０と、薄膜電池２０の負極集電体及び薄膜電池２０の正極集電体２１から電力供給を受け、接地型平面アンテナ１０の放射素子１１を駆動して信号を送受信する送受信回路を含み、接地型平面アンテナ１０の給電点１３に設置されている送受信ＩＣと、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、平面形のアンテナ装置及び平面形無線機に関する。
無線機の小型化を図るため、平面形の無線機が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１の無線機は、ダイポールアンテナ及び薄膜電池及びＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップが同一フィルム基板上に搭載されている。薄膜電池が電力をＩＣチップに供給し、ＩＣチップがダイポールアンテナを駆動する。
特開平５−１３５７７８号公報
平面形の無線機に用いるアンテナおよび薄膜電池は、薄いことが望ましい。しかし、特許文献１の無線機は、同一フィルム基板上にダイポールアンテナ及び薄膜電池の両方をそれぞれ独立して配置しているため、無線機の厚さを薄くすることが困難であった。
そこで、本発明は、厚さを薄くすることの可能な平面型のアンテナ装置及び平面型無線機の提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本願発明のアンテナ装置は、放射素子及びグランド板を有する接地型平面アンテナと、前記グランド板を負極集電体とし、前記負極集電体と対向する正極集電体を有する薄膜電池と、を備える。
本願発明のアンテナ装置は、接地型平面アンテナ及び薄膜電池を搭載している。ここで、接地型平面アンテナのグランド板を薄膜電池の負極集電体として用いているため、接地型平面アンテナと薄膜電池とを備えるアンテナ装置の厚さを薄くすることができる。
本願発明のアンテナ装置では、前記グランド板は、前記放射素子の鏡像を面内に含んでいる。
これにより、本願発明のアンテナ装置は、接地型平面アンテナとしての特性を損なうことなく、薄くすることができる。
本願発明のアンテナ装置では、前記正極集電体の投影面積は、前記負極集電体の投影面積よりも小さくてもよい。
薄膜電池の正極集電体は、グランド板のように面内の全体に導体を配置しなくてもよい。そこで、正極集電体の投影面積を小さくすることで、正極集電体の重量を減らし、軽量化を図るとともに、正極集電体を形成するための部材のコストを削減することもできる。また、グランド板と対向して配置されている正極集電体の投影面積を小さくすることにより、放射素子とグランド板との間に生じさせる電場を遮ることを抑制して、所望の放射特性の接地型平面アンテナを容易に実現することができる。
本願発明のアンテナ装置では、前記正極集電体は、メッシュ構造を有していてもよい。
本発明により、正極集電体の投影面積を負極集電体の投影面積よりも小さくすることができる。ここで、正極集電体へのメッシュ構造の形成は容易であるため、小さい投影面積で所望の放射特性の接地型平面アンテナを容易に実現することができる。
本願発明のアンテナ装置では、前記正極集電体は、前記放射素子の鏡像と重ならない位置に配置されていてもよい。
本発明により、正極集電体の投影面積を負極集電体の投影面積よりも小さくすることができる。ここで、正極集電体が放射素子の鏡像と重ならないため、所望の放射特性の接地型平面アンテナを容易に実現することができる。
上記目的を達成するために、本願発明の平面形無線機は、本願発明のアンテナ装置と、前記薄膜電池の負極集電体及び前記薄膜電池の正極集電体から電力供給を受け、前記接地型平面アンテナの放射素子を駆動して信号を少なくとも送信もしくは受信する回路を備え、前記回路は、前記接地型平面アンテナの給電点に設置されている。
本願発明の平面型無線機は、本願発明のアンテナ装置を備えるため、接地型平面アンテナと薄膜電池とを備えるアンテナ装置の厚さを薄くすることができる。これにより、本願発明の平面型無線機は、無線機の厚さを薄くすることができる。
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
本発明によれば、厚さを薄くすることの可能な平面型のアンテナ装置及び平面型無線機を提供することができる。
本実施形態に係るアンテナ装置の概略構成図であり、（ａ）は薄膜電池の負極側の構成を示し、（ｂ）は薄膜電池の正極側の構成を示す。 薄膜電池の負極側と正極側とを重ね合わせたときの概略構成図である。 Ａ−Ａ’断面の一例を示す。 放射素子１１の鏡像の一例を示す。 正極集電体の第２の形態であり、（ａ）は薄膜電池の負極側の構成を示し、（ｂ）は薄膜電池の正極側の構成を示す。 正極集電体の第３形態であり、（ａ）は薄膜電池の負極側の構成を示し、（ｂ）は薄膜電池の正極側の構成を示す。
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
図１は、本実施形態に係るアンテナ装置の概略構成図であり、（ａ）は薄膜電池の負極側の構成を示し、（ｂ）は薄膜電池の正極側の構成を示す。本実施形態に係るアンテナ装置は、接地型平面アンテナ１０を備える。接地型平面アンテナ１０は、放射素子１１と、放射素子１１の鏡像を含む平面上に配置されているグランド板１２と、を備える。給電点１３に給電を行うことで、本実施形態に係るアンテナ装置は、接地型平面アンテナ１０としての機能を発揮する。放射素子１１の形状は任意である。例えば、接地型平面アンテナ１０は、図１に示す逆Ｆ型アンテナのほか、任意の接地型平面アンテナに適用できる。
また、本実施形態に係るアンテナ装置は、グランド板１２と、正極集電体２１と、フィルム基板２３及び３３と、を備える。グランド板１２も負極集電体も、金属薄膜などの導電体にて形成される。そこで、グランド板１２を薄膜電池２０の負極集電体として用いている。
図２は、薄膜電池の負極側と正極側とを重ね合わせたときの概略構成図である。図３に、Ａ−Ａ’断面の一例を示す。図３に示すように、フィルム基板２３と、正極集電体２１と、正極活物質２２と、セパレータ４０と、負極活物質３２と、グランド板１２と、フィルム基板３３と、が順に重ねられている。薄膜電池２０の負極集電体と正極集電体２１とを対向させるべく、グランド板１２と正極集電体２１とが対向する位置に配置される。これにより、正極集電体２１とグランド板１２との間に電位差が生じ、本実施形態に係るアンテナ装置は、薄膜電池２０としての機能を発揮する。
上記のように、グランド板１２が１部材で２つの機能を有する。これにより、例えば、面積に制限があるカード型の無線機において、薄膜電池と接地型平面アンテナとの機能を低背化して実現することができる。なお、本実施形態において、低背化とは、厚さを薄くすることをいう。また、部材コストの削減、製造工程の簡略化と製造時間の短縮により、製造コストを下げることができる。
図２に示す平面形無線機は、本実施形態に係るアンテナ装置と、送受信ＩＣ４１と、を備える。送受信ＩＣ４１は、薄膜電池２０の負極集電体であるグランド板１２及び薄膜電池２０の正極集電体２１から電力供給を受ける。たとえば、図１に示すように、給電点１３とグランド板１２とを接続する導体１５と、給電点１３と接続可能な導体１６と、をフィルム基板３３上に形成する。そして、図２に示すように、導体１６と正極集電体２１をかしめる。この状態で、図１に示す接地型平面アンテナ１０の給電点１３に送受信ＩＣ４１を設置する。これにより、送受信ＩＣ４１の負極端子をグランド板１２に接続し、送受信ＩＣ４１の正極端子を正極集電体２１に接続することができる。グランド板１２と正極集電体２１には電位差が生じると、送受信ＩＣ４１に電力が供給される。
送受信ＩＣ４１は、接地型平面アンテナ１０の放射素子１１を駆動して信号を送受信する送受信回路を含む。これにより、本実施形態に係る平面型無線機は、接地型平面アンテナ１０を用いて信号を送受信することができる。
グランド板１２は、放射素子１１の鏡像を面内に含む。これにより、接地型平面アンテナとしての機能を発揮する。図４に、放射素子１１の鏡像の一例を示す。接地面１７に対して対称な位置に鏡像１４が現れる。グランド板１２の面内のうちの少なくとも放射素子１１の鏡像の位置にはグランド板１２が配置される。
図１に示す正極集電体２１は、正極集電体の第１の形態である。正極集電体の第１の形態は、グランド板１２全体が正極集電体２１と重なって対向するような形状となっている。このような形状を採用することで、接地型平面アンテナ１０と薄膜電池２０とを小さい投影面積で実現することができる。ここで投影面積とは、平面アンテナが広がっている面に占める面積をいう。
薄膜電池２０の正極集電体２１は、薄膜電池２０としての機能を発揮できればよい。そのため、正極集電体２１の投影面積は、負極集電体であるグランド板１２の投影面積よりも小さくてもよい。これにより、正極集電体２１の重量を減らし、軽量化を図るとともに、正極集電体２１を形成するための部材のコストを削減することもできる。
また、グランド板１２と正極集電体２１とが対向して配置され、正極集電体２１が導体であるため、接地型平面アンテナ１０は正極集電体２１の影響を受ける可能性がある。そこで、正極集電体２１は、接地型平面アンテナ１０への影響を回避する形状であることが好ましい。
図５は、正極集電体の第２の形態であり、（ａ）は薄膜電池の負極側の構成を示し、（ｂ）は薄膜電池の正極側の構成を示す。正極集電体の第２形態は、正極集電体２１は、メッシュ構造を有している。例えば、正極集電体２１は、導体の配置されていない空隙部分２４を有している。空隙部分２４は、１つであってもよいし、複数であってもよい。空隙部分２４の形状は、丸又は多角形などの任意の形状とすることができる。空隙部分２４の形状を丸形にして、正極集電体２１を短冊形状にしてもよい。このように、正極集電体の第２の形態を採用することで、正極集電体２１の集電機能を低下させることなく、放射素子１１からの電場が正極集電体２１で遮られるのを防止して、所望の放射特性のアンテナを容易に実現することができる。
図６は、正極集電体の第３形態であり、（ａ）は薄膜電池の負極側の構成を示し、（ｂ）は薄膜電池の正極側の構成を示す。正極集電体の第３形態は、放射素子１１の鏡像と重ならない位置に配置されている。例えば、正極集電体２１のうちの放射素子１１の鏡像と重なる位置に、導体の配置されていない空隙部分２４が形成されている。このように、正極集電体の第３の形態を採用することで、放射素子１１からの電場が正極集電体２１で遮られるのを大きく防止して、所望の特性のアンテナを容易に実現することができる。
なお、正極集電体の第２の形態と正極集電体の第３形態を組み合わせてもよい。例えば、全体がメッシュ構造の正極集電体２１を採用し、正極集電体２１のうちの放射素子１１の鏡像と重なる位置に空隙部分２４が形成されていてもよい。
また、本実施形態において、接地型平面アンテナ１０の放射素子１１に接続させる素子として、放射素子１１を駆動して信号を送受信する送受信ＩＣ４１を例に説明したが、放射素子１１に接続させる素子は、放射素子１１から送信を行うための送信回路のみを備えるＩＣであってもよいし、放射素子１１が受けた信号を受信するための受信回路のみを備えるＩＣであってもよい。
本発明は情報通信産業に適用することができる。
１０：接地型平面アンテナ
１１：放射素子
１２：グランド板
１３：給電点
１４：鏡像
１５、１６：導体
１７：接地面
２０：薄膜電池
２１：正極集電体
２２：正極活物質
２３：フィルム基板
２４：空隙部分
３２：負極活物質
３３：フィルム基板
４０：セパレータ
４１：送受信ＩＣ

Claims (6)

  1. 放射素子及びグランド板を有する接地型平面アンテナと、
    前記グランド板を負極集電体とし、前記負極集電体と対向する正極集電体を有する薄膜電池と、
    を備えるアンテナ装置。
  2. 前記グランド板は、前記放射素子の鏡像を面内に含むことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
  3. 前記正極集電体の投影面積は、前記負極集電体の投影面積よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
  4. 前記正極集電体は、メッシュ構造を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のアンテナ装置。
  5. 前記正極集電体は、前記放射素子の鏡像と重ならない位置に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のアンテナ装置。
  6. 請求項１から５のいずれかに記載のアンテナ装置と、
    前記薄膜電池の負極集電体及び前記薄膜電池の正極集電体から電力供給を受け、前記接地型平面アンテナの放射素子を駆動して信号を少なくとも送信もしくは受信する回路を備える平面型無線機であって、
    前記回路は、前記接地型平面アンテナの給電点に設置されていることを特徴とする平面型無線機。
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