JP2016152529A - 無線通信装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナにおける電磁波の指向性の偏りを低減させ、通信周波数における電磁波の放射効率を向上させつつも、ＳＡＲ値を低減する。
【解決手段】無線通信装置が、一端部３１０Ａが開放されたアンテナ素子３１０、及びアンテナ素子３１０のグラウンドとして用いられるグラウンド導体３２０を含むアンテナ３００と、アンテナ３００に対向して配置され、電磁波を遮蔽する金属板４００と、を備える。金属板４００は、矢印Ｙ方向に見て、少なくともアンテナ素子３１０の一端部３１０Ａに重ならずかつアンテナ素子３１０の他端部３１０Ｂに重なるように配置されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、アンテナから発せられる電磁波を遮蔽する遮蔽部材を備えた無線通信装置、及び無線通信装置を備えた電子機器に関する。

近年、撮像装置（例えばデジタルカメラ）である電子機器は、無線機能を有する無線通信装置が搭載され、無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等により、他のカメラやＰＣへ撮像画像の信号を無線で伝送することが可能になっている。無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信には、２．４［ＧＨｚ］帯や５［ＧＨｚ］帯の電波が使用される。無線通信装置は、電子機器に内蔵されている場合のほか、例えば撮像装置であるデジタル一眼レフカメラに外付けオプションとして取り付けられる場合もある。このオプションをカメラに装着することで、例えば１００メートル以上離れた相手との無線通信が可能となる。

この種の無線通信装置において、アンテナが発する高出力の電磁波が人体に侵入してそのエネルギーが人体に吸収されると、人体において局所的な温度上昇が懸念される。この人体の局所的な温度上昇により、例えば白内障などの発症リスクが高まる可能性が指摘されている。そのため、各国では電磁波の人体吸収量をＳＡＲ（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｒａｔｉｏ）値として、その規制値を定めている。

ＳＡＲ値を規制値以内に抑える技術として、特許文献１に示すように、人体とアンテナとの間に、アンテナ外形寸法よりも大きい金属板を配置し、人体と逆方向に電波の伝搬方向を限定する提案がなされている。

特開２００５−４５６４６号公報

しかしながら、上記特許文献１の構成では、金属板の配置によってＳＡＲ値は低減するものの、金属板とアンテナとの共振により、通信周波数における電磁波の放射効率が低下するという問題が生じた。

また、上記特許文献１のようにアンテナ全体を金属板で遮蔽した構成でアンテナにおける電磁波の指向性を測定した結果、金属板の配置によって金属板の方向（人体方向）への電波放射量が減少した。このように金属板側への電波放射量が低減しても、携帯電話の基地局のようにアンテナに対してあらゆる方向に通信相手が存在する場合には、通信が可能である。しかし、カメラからＰＣへのように１対１の通信を行う場合、金属板の方向に通信相手が存在するときには、アンテナにおける電磁波の指向性の偏りにより、通信可能距離又は実効的なデータ転送量が大幅に低下する問題が生じていた。

そこで、本発明は、アンテナにおける電磁波の指向性の偏りを低減させ、通信周波数における電磁波の放射効率を向上させつつも、ＳＡＲ値を低減することを目的とする。

本発明の無線通信装置は、一端部が開放されたアンテナ素子、及び前記アンテナ素子のグラウンドとして用いられるグラウンド導体を含むアンテナと、前記アンテナを介して信号波を送信する無線機と、前記アンテナに対向して配置され、電磁波を遮蔽する遮蔽部材と、を備え、前記遮蔽部材は、前記遮蔽部材の側から前記アンテナの側に向かう対向方向に見て、少なくとも前記アンテナ素子の一端部に重ならずかつ前記アンテナ素子の他端部に重なるように配置されていることを特徴とする。

また、本発明の無線通信装置は、一端部が開放されたアンテナ素子、及び前記アンテナ素子のグラウンドとして用いられるグラウンド導体を含むアンテナと、前記アンテナを介して信号波を送信する無線機と、前記アンテナに対向して配置され、電磁波を遮蔽する遮蔽部材と、を備え、前記遮蔽部材は、前記遮蔽部材の側から前記アンテナの側に向かう対向方向に見て、少なくとも電界強度が最大となる位置とは重ならないように配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、アンテナにおける電磁波の指向性の偏りを低減させ、通信周波数における電磁波の放射効率を向上させつつも、ＳＡＲ値を低減することが可能になる。

本発明の第１実施形態に係る電子機器の一例として撮像装置の概略構成を示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る無線通信装置の概略構成を示す透視図である。 （ａ）は、アンテナを構成するプリント配線板の第１導体層を示す平面図である。（ｂ）は、アンテナを構成するプリント配線板の第２導体層を示す平面図である。 図１におけるアンテナ及び金属板の配置関係を示す平面図である。 アンテナの近傍および人体の電磁界分布を示すイメージ図である。 （ａ）は、アンテナを示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）の一点鎖線に沿う断面を矢印ＶＩ方向に見た、金属板がない場合の磁界分布を示す図である。（ｃ）は、（ａ）の一点鎖線に沿う断面を矢印ＶＩ方向に見た、金属板がある場合の磁界分布を示す図である。 （ａ）は、アンテナを示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）の一点鎖線で囲まれた領域において金属板がない場合の電界分布を示す図である。（ｃ）は、（ａ）の一点鎖線で囲まれた領域においてアンテナ素子の一端部と重なるように金属板を配置した場合の電界分布を示す図である。（ｄ）は、（ａ）の一点鎖線で囲まれた領域においてアンテナ素子の一端部と重ならないように金属板を配置した場合の電界分布を示す図である。 （ａ）は、実施例１におけるアンテナの第１導体層の計算モデルを示す外観図である。（ｂ）は、実施例１におけるアンテナの第２導体層の計算モデルを示す外観図である。 実施例１におけるアンテナ及び金属板の配置位置を示す図である。 実施例１におけるアンテナ及び金属板の人体ファントムに対する配置関係を示す斜視図である。 実施例１、比較例１及び比較例２のアンテナ３００の指向性を示す図である。 （ａ）は、実施例１のアンテナの透過係数を示す図である。（ｂ）は、比較例１のアンテナの透過係数を示す図である。（ｃ）は、比較例２のアンテナの透過係数を示す図である。 （ａ）は、電界の強い領域を示す図である。（ｂ）は、磁界の強い領域を示す図である。 実施例１における金属板及びアンテナの計算モデルを示す外観図である。 （ａ）は、図１４の計算モデルでＺ１を変化させたときのＳＡＲ値を示すグラフである。（ｂ）は、図１４の計算モデルでＺ１を変化させたときの放射効率を示すグラフである。 （ａ）は、Ｚ４の値を１５［ｍｍ］にして、図１４の計算モデルでＺ１を変化させたときのＳＡＲ値を示すグラフである。（ｂ）は、図１４の計算モデルでＺ４の値を１５［ｍｍ］にして、Ｚ１を変化させたときの放射効率を示すグラフである。 （ａ）は、図１４の計算モデルでＺ２を変化させたときのＳＡＲ値を示すグラフである。（ｂ）は、図１４の計算モデルでＺ２を変化させたときの放射効率を示すグラフである。 （ａ）は、図１４の計算モデルでＺ３を変化させたときのＳＡＲ値を示すグラフである。（ｂ）は、図１４の計算モデルでＺ３を変化させたときの放射効率を示すグラフである。 （ａ）は、図１４の計算モデルでＺ２を変化させたときのＳＡＲ値を示すグラフである。（ｂ）は、図１４の計算モデルでＺ２を変化させたときの放射効率を示すグラフである。 図１４の計算モデルでＺ５を変化させたときのＳＡＲ値を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係る無線通信装置の概略構成を示す透視図である。 （ａ）は、金属板の端部が折り曲げられていない場合の磁界分布を示す図である。（ｂ）は、金属板の端部が折り曲げられた場合の磁界分布を示す図である。 （ａ）は、図２１におけるアンテナ及び金属板の配置関係を示す平面図である。（ｂ）は、図２１におけるアンテナ及び金属板の配置関係を示す側面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、金属板の変形例を示す説明図である。 比較例１のアンテナ及び金属板の配置位置を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子機器の一例として撮像装置の概略構成を示す説明図である。撮像装置２００は、カメラ本体２０２と、カメラ本体２０２に取り付けられた無線通信装置（ワイヤレストランスミッター）２０１と、を備えている。カメラ本体２０２は、撮像素子２０３を有している。カメラ本体２０２のマウント２０４には、不図示の交換レンズが装着される。撮像素子２０３にて撮像されて生成された画像信号は、無線通信装置２０１に出力される。

無線通信装置２０１は、無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等により、不図示の他のカメラやＰＣへ画像信号を無線で伝送する。無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信には、２．４［ＧＨｚ］帯（例えば２．４５［ＧＨｚ］）や５［ＧＨｚ］帯の電波が使用される。なお、第１実施形態では、無線通信装置２０１が、カメラ本体２０２とは別体であって、カメラ本体２０２に外付けされる場合について説明するが、カメラ本体２０２に内蔵されていてもよい。

図２は、本発明の第１実施形態に係る無線通信装置２０１の概略構成を示す透視図である。無線通信装置２０１は、樹脂等で形成された外装筐体１０３と、外装筐体１０３の内部に配置された、プリント回路板１００、アンテナ３００、遮蔽部材としての金属板４００及びバッテリー１０９と、を備えている。遮蔽部材とは、電磁波を遮蔽する部材である。電磁波を遮蔽するとは、電磁波を吸収又は反射することを意味する。第１実施形態では、遮蔽部材が金属部材である金属板４００である。以下、金属板４００の材料として、ステンレスの場合について説明するが、電磁波を効果的に遮蔽すればいかなる金属材料であってもよい。例えば、金属材料として、鉄、銅又はアルミニウムであってもよい。また、遮蔽部材が導電性樹脂（金属材料を練り込んだ樹脂）等であってもよい。

プリント回路板１００は、プリント配線板１０４を有している。また、プリント回路板１００は、プリント配線板１０４に実装された、無線機としてのＩＣ１０５と、ＩＣ１０５にプリント配線板１０４の配線で接続されたコネクタ１０７と、外装筐体１０３から外部に露出する外部コネクタ１０８と、を有している。外部コネクタ１０８には、不図示のケーブルが接続可能である。ケーブル１０６の一端には、アンテナ３００が接続されている。ケーブル１０６の他端は、コネクタ１０７に接続されている。これにより、ＩＣ１０５は、アンテナ３００にケーブル１０６を介して接続されている。ＩＣ１０５は、少なくとも信号波を無線で送信するための無線機である。ＩＣ１０５は、取得した画像信号を処理して通信周波数帯（例えば、２．４［ＧＨｚ］帯や５［ＧＨｚ］帯）の周波数に変調した信号波を、アンテナ３００を介して無線で送信する。

アンテナ３００は、通信周波数で効率よく電磁波を発するものであればよく、第１実施形態では、逆Ｆアンテナである。ＳＡＲ値低減用に、金属板４００がアンテナ３００に対向して配置されている。即ち、外装筐体１０３の内側に向かって金属板４００、アンテナ３００の順で配置されている。アンテナ３００の面と金属板４００の面とが概略平行になるように配置されている。なお、アンテナ３００と金属板４００との間に誘電体（絶縁体）からなる不図示の部材が介在していてもよい。

金属板４００の厚みは、アンテナ３００に流れる電流の周波数で決まる表皮厚みｄ以上にする必要がある。例えば、金属板４００の材料をＳＵＳ（ステンレス）とした場合、各周波数における表皮厚みｄを表１に示す。

なお、導電率σ［Ｓ／ｍ］と比透磁率μ_Ｓは、それぞれσ＝１１０００００、μ_Ｓ＝１であり、表皮厚みはｄ＝√（２×ρ／ωμ）として計算した。

図３は、アンテナ３００を示す説明図である。アンテナ３００は、プリント配線板で構成され、少なくとも２つの導体層、第１実施形態では、導体層３０１，３０２を有する。図３（ａ）は、アンテナ３００を構成するプリント配線板の第１導体層である導体層３０１を示す平面図であり、図３（ｂ）は、アンテナ３００を構成するプリント配線板の第２導体層である導体層３０２を示す平面図である。即ち、図３（ａ）及び図３（ｂ）は、図２に示す金属板４００の面に垂直な垂直方向（金属板４００の側からアンテナ３００の側に向かう対向方向：矢印Ｙ方向）からアンテナ３００を見た図である。

導体層３０１と導体層３０２とは絶縁体層を介して隣接している。導体層３０１，３０２は、主に導体が配置される層であり、絶縁体層は、主に絶縁体（誘電体）が配置される層である。アンテナ３００を構成するプリント配線板の導体以外の絶縁体は、例えばＦＲ４等のガラスエポキシ樹脂である。

アンテナ３００は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、アンテナ素子３１０と、グラウンド導体３２０と、信号線３３０と、を有する。アンテナ素子３１０、グラウンド導体３２０及び信号線３３０は、導電体で形成されている。グラウンド導体３２０は、アンテナ素子３１０のグラウンドとして用いられる。

アンテナ素子３１０は、長い帯状の導体パターンで形成されている。アンテナ素子３１０の長手方向の一端部３１０Ａは、開放された開放端部であり、アンテナ素子３１０の長手方向の他端部３１０Ｂは、グラウンド導体３２０に短絡されている。

アンテナ素子３１０の他端部３１０Ｂは、グラウンド導体３２０との接続部分３２０Ｃでもある。アンテナ素子３１０は、直線状に形成されていてもよいが、第１実施形態では、アンテナ素子３１０の長手方向の一端部３１０Ａがグラウンド導体３２０に近づくように、Ｌ字形状に折り曲げて形成されている。具体的には、アンテナ素子３１０は、他端部３１０Ｂから折れ曲がり部３１０Ｃまで矢印Ｘ方向に延び、折れ曲がり部３１０Ｃから一端部３１０Ａまで矢印Ｘ方向に交差（直交）する矢印Ｚ方向に延びて形成されている。

信号線３３０は、ＩＣ１０５から信号波の電流がケーブル１０６を介して供給される給電線である。信号線３３０は、矢印Ｘ方向に延びて形成された導体パターンである。信号線３３０の長手方向（配線方向：矢印Ｘ方向）の一端部３３０Ａは、図２に示すケーブル１０６に接続されている。即ち、信号線３３０の一端部３３０Ａは、ケーブル１０６を介して無線機であるＩＣ１０５に接続されている。信号線３３０の矢印Ｘ方向の他端部３３０Ｂは、アンテナ素子３１０の一端部３１０Ａと他端部３１０Ｂとの間の接続部分（中間部）３１０Ｄに接続されている。アンテナ素子３１０及び信号線３３０は、導体層３０１に形成されている。

グラウンド導体３２０は、導体層３０１に形成された第１グラウンドパターンであるグラウンドパターン３２１と、導体層３０１に形成された第２グラウンドパターンであるグラウンドパターン３２２と、を有する。また、グラウンド導体３２０は、導体層３０２に形成された第３グラウンドパターンであるグラウンドパターン３２３を有する。また、グラウンド導体３２０は、グラウンドパターン３２１，３２２とグラウンドパターン３２３とを接続する複数のヴィア３２４を有する。これにより、グラウンドパターン３２３と、グラウンドパターン３２１，３２２とが複数のヴィア３２４で導通している。グラウンドパターン３２１，３２２は、信号線３３０の配線方向（矢印Ｘ方向）と交差（直交）する矢印Ｚ方向の両側に配置されている。グラウンドパターン３２１，３２２は、矢印Ｙ方向に見て、外形四角形状（より具体的には外形長方形状）に形成されている。また、グラウンドパターン３２３は、矢印Ｙ方向に見て、グラウンドパターン３２１，３２２を包含する外形四角形状（より具体的には外形長方形状）に形成されている。

グラウンド導体３２０は、矢印Ｚ方向の第１側端部である側端部３２０Ａと、側端部３２０Ａとは反対側の第２側端部である側端部３２０Ｂとを有する。一対の側端部３２０Ａ，３２０Ｂのうちアンテナ素子３１０の一端部３１０Ａに相対的に近接しているのが、側端部３２０Ａである。矢印Ｚ方向は、アンテナ素子３１０の折れ曲がり部３１０Ｃからアンテナ素子３１０の一端部３１０Ａまでアンテナ素子３１０が延びる配線方向である。第１実施形態では、グラウンド導体３２０は、信号線３３０の矢印Ｚ方向の両側に配置された一対のグラウンドパターン３２１，３２２を有する。したがって、第１実施形態では、グラウンド導体３２０の側端部３２０Ａとは、グラウンドパターン３２１の矢印Ｚ方向の信号線３３０に隣接する側とは反対側の端部３２１Ａである。グラウンド導体３２０の側端部３２０Ｂとは、グラウンドパターン３２２の矢印Ｚ方向の信号線３３０に隣接する側とは反対側の端部３２２Ｂである。

本実施形態では、グラウンド導体３２０は、信号線３３０のＺ方向の両側に配置された一対のグラウンドパターン３２１，３２２のほか、Ｚ方向に延びるグラウンドパターン３２３を有する。グラウンドパターン３２３は、Ｚ方向の端部３２３Ａと、Ｚ方向の端部３２３Ａとは反対側の端部３２３Ｂと、を有する。−Ｙ方向に見て、グラウンドパターン３２３の端部３２３Ａと、グラウンドパターン３２１の端部３２１Ａとは重なっている。また、−Ｙ方向に見て、グラウンドパターン３２３の端部３２３Ｂと、グラウンドパターン３２２の端部３２２Ｂとは重なっている。

したがって、グラウンド導体３２０の側端部３２０Ａとは、グラウンドパターン３２３の端部３２３Ａでもある。また、グラウンド導体３２０の側端部３２０Ｂとは、グラウンドパターン３２３の端部３２３Ｂでもある。

なお、−Ｙ方向に見て、端部３２１Ａと端部３２３Ａとが重なる場合について説明するが、いずれか一方が＋Ｚ方向に張り出している場合は、張り出している端部がグラウンド導体３２０の側端部３２０Ａである。また、−Ｙ方向に見て、端部３２２Ｂと端部３２３Ｂとが重なる場合について説明するが、いずれか一方が−Ｚ方向に張り出している場合は、張り出している端部がグラウンド導体３２０の側端部３２０Ｂである。

また、本実施形態では、アンテナ３００を構成するプリント配線板の導体層が２つとしたが、導体層が３つ以上であってもよく、その場合、グラウンドパターン３２３が導体層３０１以外の各導体層にそれぞれ配置されていてもよい。

アンテナ素子３１０の長手方向（信号伝搬方向）の寸法Ｌ１は、効率よく電磁波を発するため、通信周波数の波長λの１／４の長さに設定されている。

図４は、図１におけるアンテナ３００及び金属板４００の配置関係を示す平面図である。この図４は、矢印Ｙ方向に見たアンテナ３００及び金属板４００を示す平面図である。

図４に示すように、金属板４００は、矢印Ｙ方向に見て、少なくともアンテナ素子３１０の一端部３１０Ａと重ならないように配置されている。即ち、金属板４００は、矢印Ｙ方向に見て、少なくともアンテナ素子３１０の一端部３１０Ａを避けるように形成されている。

更に、第１実施形態では、金属板４００は、矢印Ｙ方向に見て、グラウンド導体３２０の側端部３２０Ａと重ならないように配置されている。即ち、金属板４００は、矢印Ｙ方向に見て、グラウンド導体３２０の側端部３２０Ａを避けるように形成されている。

更に、第１実施形態では、金属板４００は、矢印Ｙ方向に見て、グラウンド導体３２０の側端部３２０Ｂと重ならないように配置されている。金属板４００は、矢印Ｙ方向に見て、グラウンド導体３２０の側端部３２０Ｂを避けるように形成されている。

また、金属板４００は、矢印Ｙ方向に見て、少なくともアンテナ素子３１０の他端部３１０Ｂ（アンテナ素子３１０とグラウンド導体３２０との接続部分３２０Ｃ）と重なるように配置されている。即ち、金属板４００は、矢印Ｙ方向に見て、少なくともアンテナ素子３１０の他端部３１０Ｂと重なるように形成されている。

更に、金属板４００は、矢印Ｙ方向に見て、信号線３３０とアンテナ素子３１０との接続部分３１０Ｄ（信号線３３０の他端部３３０Ｂ）と重なるように配置されている。即ち、金属板４００は、矢印Ｙ方向から見て、信号線３３０とアンテナ素子３１０との接続部分３１０Ｄを包含するように形成されている。

即ち、第１実施形態では、金属板４００は、矢印Ｙ方向に見て、アンテナ素子３１０の一端部３１０Ａ、グラウンド導体３２０の側端部３２０Ａ及びグラウンド導体３２０の側端部３２０Ｂと重ならないように配置されている。そして、金属板４００は、矢印Ｙ方向に見て、アンテナ３００における、一端部３１０Ａ、側端部３２０Ａ及び側端部３２０Ｂ以外の残りの部分と重なるように配置されている。

第１実施形態では、金属板４００は、矢印Ｚ方向でアンテナ素子３１０の一端部３１０Ａと信号線３３０との間を矢印Ｘ方向に延びる辺４０１と、アンテナ３００の外形の外側に位置し、辺４０１に接続された、矢印Ｚ方向に延びる辺４０２と、を有する。また、金属板４００は、アンテナ３００の外形の外側に位置し、辺４０２に接続された、矢印Ｘ方向に延びる辺４０３を有する。また、金属板４００は、辺４０３に接続され、グラウンドパターン３２２においてアンテナ素子３１０の他端部３１０Ｂが接続された辺と重なる、矢印Ｚ方向に延びる辺４０４を有する。また、金属板４００は、グラウンドパターン３２２を矢印Ｘ方向に横断し、辺４０４に接続された辺４０５と、アンテナ３００の外形の外側に位置し、辺４０５に接続された、矢印Ｚ方向に延びる辺４０６と、を有する。また、金属板４００は、グラウンドパターン３２１を矢印Ｘ方向に横断し、辺４０６に接続された辺４０７を有する。また、金属板４００は、辺４０７，４０１に接続され、グラウンドパターン３２２においてアンテナ素子３１０の他端部３１０Ｂが接続された辺と重なる、矢印Ｚ方向に延びる辺４０８を有する。

次に、金属板４００がない場合のアンテナ３００から放射される電磁波について説明する。図５は、アンテナ３００の近傍および人体Ｂｏの電磁界分布を示すイメージ図である。図５中、三日月状の実線枠を電界Ｅ、三日月状の点線枠を磁界Ｈとしている。

アンテナ３００の近傍において、アンテナ素子３１０の開放端部である一端部３１０Ａ付近は、インピーダンスが高いので主に電界Ｅが形成される。また、アンテナ素子３１０の他端部３１０Ｂとグラウンドパターンとの接続部付近は、インピーダンスが低いので主に磁界Ｈが形成される。

アンテナ３００と人体Ｂｏとが近づくと、図５に示すように、アンテナ３００近傍の電界Ｅは人体Ｂｏの内部へ伝搬せず、磁界Ｈのみが伝搬する。これは人体Ｂｏの比誘電率が約５０程度と高く、電束Ｄが連続となる人体Ｂｏと空気の境界面において、Ｄ＝εＥの式で考えると、電界Ｅは約１／５０と急激に減衰するからである。また、人体Ｂｏの比透磁率は１と空気中と同じであり、磁束Ｂが連続となる人体Ｂｏと空気の境界面において、Ｂ＝μＨの式で考えると、磁界Ｈは減衰しないからである。

人体Ｂｏの内部へ伝搬した磁界Ｈは、波長λ＝ｃ／（ｆ×√ε）の式で求められる波長短縮によって、電磁波として電界Ｅ・磁界Ｈと人体Ｂｏの内部を伝搬していく。波長短縮の例として、周波数ｆ＝５［ＧＨｚ］の場合の波長は、光速ｃ＝３×１０^８［ｍ／ｓ］として計算すると、空気中では６０［ｍｍ］であるのに対して、人体Ｂｏの内部では８．３［ｍｍ］と波長が短くなる。以上のことから、ＳＡＲ値の強度と相関があるのは、アンテナ３００近傍の磁界強度である。

図６は、アンテナ素子３１０に流れる電流と近傍磁界の分布を示すイメージ図である。図６（ａ）は、アンテナ３００を示す平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の一点鎖線に沿う断面を矢印ＶＩ方向に見た、金属板Ｍがない場合のアンテナ素子３１０と人体Ｂｏの間の磁界分布を示す図である。図６（ｃ）は、図６（ａ）の一点鎖線に沿う断面を矢印ＶＩ方向に見た、金属板Ｍがある場合のアンテナ素子３１０と人体Ｂｏの間の磁界分布を示す図である。

図６（ｂ）に示すように、アンテナ素子３１０において、電流は紙面に対して垂直方向に流れているので、右ねじの方向に磁界Ｈが形成される。金属板Ｍがない場合は、磁界Ｈが人体Ｂｏに侵入するのに対して、図６（ｃ）に示すように、金属板Ｍを配置することで、磁界Ｈがアンテナ素子３１０と金属板Ｍの間を通過するようになり、その結果ＳＡＲ値が低減する。

図７は、アンテナ素子３１０とグラウンドパターン３２１との間に形成される電界分布を示すイメージ図である。図７（ａ）は、アンテナ３００を示す平面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）の一点鎖線で囲まれた領域において金属板Ｍがない場合のアンテナ素子３１０とグラウンドパターン３２１との間の電界分布を示す斜視図である。図７（ｃ）は、図７（ａ）の一点鎖線で囲まれた領域においてアンテナ素子３１０の一端部３１０Ａと重なるように金属板Ｍを配置した場合のアンテナ素子３１０とグラウンドパターン３２１との間の電界分布を示す斜視図である。図７（ｄ）は、図７（ａ）の一点鎖線で囲まれた領域においてアンテナ素子３１０の一端部３１０Ａと重ならないように金属板Ｍを配置した場合のアンテナ素子３１０とグラウンドパターン３２１との間の電界分布を示す斜視図である。なお、図７（ｂ）〜図７（ｄ）において電界Ｅを矢印で示している。

図７（ｂ）に示すように、電界Ｅは、アンテナ素子３１０の開放端部である一端部３１０Ａ付近が最も強く、アンテナ素子３１０の長手方向に沿ってグラウンドパターンとの接続部分３２０Ｃ（他端部３１０Ｂ）に近づく程弱くなる。即ち、アンテナ素子３１０の一端部３１０Ａにおいて電界強度が最も大きくなり、アンテナ素子３１０の他端部３１０Ｂにおいて電界強度が最も小さくなる。

図７（ｃ）に示すように、アンテナ３００よりも大きいサイズの金属板Ｍがある場合、アンテナ素子３１０とグラウンドパターン３２１との間で形成される電界Ｅが金属板Ｍと結合するため、金属板Ｍが電位変動を起こす。この結合によって、アンテナ素子３１０から電波が空間に放射されなくなるため、放射効率が低下する。

図７（ｄ）に示すように、アンテナ素子３１０の開放端部である一端部３１０Ａと重ならないように金属板Ｍを配置することで、アンテナ素子３１０からの電波（信号波）の放射効率が向上する。

よって、ＳＡＲ値を低減するための金属板を配置した状態で、放射効率や人体方向の通信可能距離の低下を防ぐための構成とは、アンテナ近傍の磁界の強い場所には金属板を配置し、電界の強い場所には金属板を配置しないことである。

そこで、第１実施形態では、金属板４００は、図４に示すように、矢印Ｙ方向に見て、少なくとも電界強度が最大となる位置、即ちアンテナ素子３１０の一端部３１０Ａとは重ならないように配置されている。これにより、アンテナ素子３１０の一端部３１０Ａと金属板４００との間の電界結合を抑制することができる。したがって、アンテナ３００における電磁波の指向性の偏りを低減させ、通信周波数における電磁波の放射効率を向上させることができる。

アンテナ３００における電磁波の指向性の偏りを低減させ、放射効率を向上させることで、金属板４００に向かう方向（人体方向）の通信可能距離を、金属板でアンテナ全体を遮蔽する場合よりも長くすることができる。

また、アンテナ素子３１０と電界結合するグラウンド導体３２０の側端部３２０Ａ、即ちグラウンドパターン３２１の端部３２１Ａについても電界強度が大きい。そのため、第１実施形態では、金属板４００は、図４に示すように、矢印Ｙ方向に見て、側端部３２０Ａ（即ち、端部３２１Ａ）とは重ならないように配置されている。これにより、グラウンド導体３２０の側端部３２０Ａ（グラウンドパターン３２１の端部３２１Ａ）と金属板４００との間の電界結合を抑制することができる。したがって、アンテナ３００における電磁波の指向性の偏りを効果的に低減させ、通信周波数における電磁波の放射効率を効果的に向上させることができる。

更に、グラウンド導体３２０において電束は端部に集中しやすく、側端部３２０Ａとは反対側の側端部３２０Ｂにおいても電界強度が大きくなる。よって、第１実施形態では、金属板４００は、図４に示すように、矢印Ｙ方向に見て、グラウンド導体３２０の側端部３２０Ｂ（即ち、グラウンドパターン３２２の端部３２２Ｂ）とは重ならないように配置されている。これにより、グラウンド導体３２０の側端部３２０Ｂ（グラウンドパターン３２２の端部３２２Ｂ）と金属板４００との間の電界結合を抑制することができる。したがって、アンテナ３００における電磁波の指向性の偏りをより効果的に低減させ、通信周波数における電磁波の放射効率をより効果的に向上させることができる。

また、第１実施形態では、金属板４００は、図４に示すように、矢印Ｙ方向に見て、少なくとも磁界強度が最大となる位置、即ちアンテナ素子３１０の他端部３１０Ｂと重なるように（他端部３１０Ｂを包含するように）配置されている。このような金属板４００の配置により、人体に影響する磁界を遮蔽することができ、ＳＡＲ値が低減する。

また、アンテナ３００は逆Ｆアンテナであり、信号線３３０とアンテナ素子３１０との接続部分３１０Ｄにおいても磁界強度が大きい。よって、金属板４００は、矢印Ｙ方向に見て、信号線３３０とアンテナ素子３１０との接続部分３１０Ｄと重なるように（接続部分３１０Ｄを包含するように）配置されている。このような金属板４００の配置により、人体に影響する磁界を効果的に遮蔽することができ、ＳＡＲ値が効果的に低減する。

以上の説明では、金属板４００は、アンテナ素子３１０の一端部３１０Ａ及びグラウンド導体の側端部３２０Ａ，３２０Ｂとは重ならないように配置され、アンテナ３００においてこれら以外の部分と重なるように配置されている場合について説明した。しかし、本発明は、これに限定するものではない。

例えば、金属板４００は、矢印Ｙ方向に見て、アンテナ素子３１０の一端部３１０Ａとは重ならないように配置され、アンテナ３００においてこれ以外の残りの部分とは重なるように配置されていてもよい。また、金属板４００は、矢印Ｙ方向に見て、アンテナ素子３１０の一端部３１０Ａと、グラウンド導体３２０の側端部３２０Ａ，３２０Ｂのうち少なくとも一方とは重ならないように配置されていてもよい。その際、金属板４００は、矢印Ｙ方向に見て、アンテナ３００においてこれら以外の残りの部分とは重なるように配置されていてもよい。

［実施例１］
上記実施形態のアンテナ３００及び金属板４００の一例として以下のような数値実験を行った。ここでは、逆Ｆアンテナであるアンテナ３００に給電するパワーを１３［ｄＢｍ］とし、通信周波数を２．４５［ＧＨｚ］とした。計算は、ＡＥＴ社製電磁界シミュレータのＭＷ−ＳＴＵＤＩＯを用いた。

図８は、実施例１におけるアンテナ３００の計算モデルを示した外観図である。アンテナ３００は、プリント配線板で形成されている。図８（ａ）は、プリント配線板で形成したアンテナ３００の第１導体層である導体層３０１の計算モデルを示す外観図であり、図８（ｂ）は、プリント配線板で形成したアンテナ３００の第２導体層である導体層３０２の計算モデルを示す外観図である。なお、本実施例１では、プリント配線板は、４つの導体層を有する４層構造とし、図８（ａ）及び図８（ｂ）に第１，２導体層を図示し、第３，４導体層については図示を省略した。

配線の厚みは３５［μｍ］、層間距離は第１，２導体層間および第３，４導体層間は０．２［ｍｍ］、第２，３導体層間は０．９１［ｍｍ］とし、誘電体の厚みは１．３４５［ｍｍ］とした。

図９は、実施例１におけるアンテナ及び金属板の配置位置を示す図である。図２５は、比較例１のアンテナ及び金属板の配置位置を示す図である。なお、図２５に示す比較例１のアンテナ３００Ｘは、実施例１のアンテナ３００と同一構成とした。また、図２５に示す比較例の金属板４００Ｘは、実施例１の金属板４００と異なり、アンテナ３００Ｘよりも大きいサイズの金属板とした。即ち、金属板４００Ｘは、アンテナ３００Ｘ全体を包含する大きさとした。

なお、金属板４００，４００Ｘの厚みは０．５［ｍｍ］とした。表２に図８，図９，図２５の各寸法を示す。

図１０は、実施例１におけるアンテナ及び金属板の人体ファントムに対する配置関係を示す斜視図である。図１０に示すように、人体ファントム１００１、金属板４００、アンテナ３００の面がすべて平行になるように配置した。人体ファントム１００１から金属板４００までの距離は１［ｍｍ］、金属板４００からアンテナ３００までの距離は２［ｍｍ］とした。ＳＡＲ値の算出に関しては、国際規格測定で用いられる人体ファントム１００１の溶剤の材料定数を使用し、導電率σは２［Ｓ／ｍ］、比誘電率は５２．２１、Ｔａｎδは０．２８、物質密度ρは１０００とした。金属板４００はステンレスとし、導電率σは１１０００００［Ｓ／ｍ］とした。ＳＡＲ値は、人体ファントム１００１内の電界Ｅを観測し、ＳＡＲ［Ｗ／Ｋｇ］＝Ｅ×Ｅ×ρ／σとして計算した。

通信特性に関しては、人体ファントム１００１を取り去った状態で計算し、放射効率、指向性及び透過係数の３つの指標を算出した。放射効率は、通信周波数における信号線３３０に給電する電力と、アンテナ３００を中心に１［ｍ］の離れた地点を通過する放射電磁波の総電力との比を算出した。指向性は、通信周波数において、信号線３３０での電力とアンテナ３００を中心に１［ｍ］離れた地点を通過する電磁波の電力との比を、アンテナ３００を中心とする円に沿って出力した。透過係数は、信号線３３０とアンテナ３００との不整合で生じる反射を考慮し、信号線３３０での電力とアンテナ３００に給電された電力との比を周波数特性として算出した。

表３に、ＳＡＲ値と放射効率を算出した結果を示す。なお、比較例１は、アンテナ３００Ｘよりもサイズの大きい金属板４００Ｘを配置した場合を示し、比較例２は金属板がない場合を示す。

図１１は、実施例１、比較例１及び比較例２のアンテナ３００の指向性を示す図である。図１１（ａ）は、実施例１のアンテナ３００の指向性を示す図、図１１（ｂ）は、比較例１のアンテナ３００の指向性を示す図、図１１（ｃ）は、比較例２のアンテナ３００の指向性を示す図である。図１１（ｄ）は、実施例１におけるアンテナ３００と金属板４００との配置関係を示す図である。また、図１２は、実施例１、比較例１及び比較例２のアンテナ３００の透過係数を示す図である。図１２（ａ）は、実施例１のアンテナ３００の透過係数を示す図、図１２（ｂ）は、比較例１のアンテナ３００の透過係数を示す図、図１２（ｃ）は、比較例２のアンテナ３００の透過係数を示す図である。

まず表３より、比較例１の金属板４００Ｘを適用したことで、ＳＡＲ値は大きく低減しているが、放射効率は−０．４［ｄＢ］（給電電力の９１［％］が放射）から−５．５［ｄＢ］（給電電力の２８［％］が放射）と大きく低下していることがわかる。

一方、実施例１の構成では、放射効率は−０．４［ｄＢ］から−１．３［ｄＢ］（給電電力の７４［％］が放射）と低下の度合いを抑えてＳＡＲ値を２．４から１．０に低減させている。

ここで、比較例１においても、アンテナ３００と金属板４００Ｘとの配置関係を、図１１（ｄ）に示すようなアンテナ３００と金属板４００との配置関係と同様とし、信号線３３０と垂直方向を軸に、３６０度回転方向の放射電波の指向性を比較する。

比較例１の場合、図１１（ｂ）のように、アンテナ３００の周囲全方向で放射量が減少し、特に金属板４００Ｘを配置した方向は、大きく放射量が減少していることがわかる。一方、実施例１の構成では、図１１（ｃ）に示すように、図１１（ａ）と同様、アンテナ３００が全方向に略均一に信号波を放射している。

次に放射効率の低下要因について、図１２の透過係数を用いて説明する。金属板がない比較例２では、図１２（ａ）に示すように、通信周波数２．４５［ＧＨｚ］で透過係数がピーク値となる。比較例１の場合、２．６８［ＧＨｚ］の周波数において、図７を用いて説明した電位変動によって、金属板４００Ｘが共振現象を起こし、図１２（ｂ）に示すように、信号線３３０からのエネルギーがこの周波数で効率よく透過している。この影響により通信周波数２．４５［ＧＨｚ］でアンテナ３００に給電されず、放射効率が低下している。

一方、実施例１の構成では、図１２（ｃ）に示すように、２．６８［ＧＨｚ］付近でエネルギーが透過しているものの、電位変動を抑えていることから、比較例１の金属板４００Ｘのような単一周波数で起こる共振現象を抑制できている。その結果、実施例１では、通信周波数２．４５［ＧＨｚ］でアンテナ３００に給電される電力が大幅に低下することを防いでいる。

以上の結果より、実施例１によって通信性能（指向性及び放射効率）の低下を抑えた上でＳＡＲ値が低減していることがわかる。

次に、金属板４００の配置位置および金属板４００の寸法規定について示す。なお、アンテナ３００の寸法は、図８及び表２に示したものとする。

金属板４００は、ＳＡＲ値を低減するために配置していることから、表３に示したように、アンテナ３００に対して大きな金属板４００である程、ＳＡＲ値は低減する。一方、金属板４００の配置によってアンテナ３００からの電波伝搬が阻害されることから、アンテナ３００に対して小さな金属板４００である程、通信性能は低下しない。即ち、金属板４００の寸法下限は、主にＳＡＲ値の低減効果に関わり、上限は主に通信性能の低下防止に関わる。

なお、ＳＡＲ値に対する閾値は、国際規格である１．６［Ｗ／ｋｇ］とした。したがって、ＳＡＲ値は、閾値である１．６［Ｗ／ｋｇ］以下であることが好ましい。また通信性能に関しては、従来技術である比較例２に示した−５．５［ｄＢ］よりも改善されていれば効果が得られたことになる。本実施例では、２倍の改善量である−２．５［ｄＢ］（給電電力の５６［％］が放射）および３倍の改善量である−０．７５［ｄＢ］（給電電力の８４％が放射）の値を閾値として金属板の寸法を示す。

図１３（ａ）は、電界の強い領域を示す図であり、図１３（ｂ）は、磁界の強い領域を示す図である。図１３（ａ）において、電界が最も強い（電界強度が最大となる）領域Ｒ１１，Ｒ１２を実線で示し、二番目に強い領域Ｒ１３を点線で示している。

領域Ｒ１１は、矢印Ｙ方向に見て、アンテナ素子３１０の一端部３１０Ａ及びその近傍を包含する領域であり、領域Ｒ１２は、矢印Ｙ方向に見て、グラウンドパターン３２１の端部３２１Ａ及びその近傍を包含する領域である。また、領域Ｒ１３は、グラウンドパターン３２２の端部３２２Ｂ及びその近傍を包含する領域である。

また、図１３（ｂ）において、磁界が最も強い（磁界強度が最大となる）領域Ｒ２１を実線で示し、二番目に強い領域Ｒ２２を点線で示している。また図１３（ｂ）中に電流の方向を矢印として示した。領域Ｒ２２は、領域Ｒ２１に対して矢印Ｚ方向でアンテナ素子３１０の一端部３１０Ａに近い側の領域である。金属板４００は、図１３（ａ）に示した領域Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３を遮蔽せず、図１３（ｂ）に示した領域Ｒ２１，Ｒ２２を遮蔽する面積及び配置位置とするのが効果的である。

（実験例１−１）
図１４は、実施例１における金属板及びアンテナの計算モデルを示す外観図である。図１４に示すように、金属板４００には、アンテナ素子３１０の一端部３１０Ａ側、グラウンドパターン３２１の端部３２１Ａ側及びグラウンドパターン３２２の端部３２２Ｂ側に切欠が形成されている。アンテナ素子３１０の一端部３１０Ａ側に形成した切欠の矢印Ｚ方向の切り込み長さをＺ１とする。グラウンドパターン３２１の端部３２１Ａ側に形成した切欠の矢印Ｚ方向の切り込み長さをＺ３とする。グラウンドパターン３２２の端部３２２Ｂ側に形成した切欠の矢印Ｚ方向の切り込み長さをＺ２とする。アンテナ素子３１０の一端部３１０Ａと逆側に形成した切欠の矢印Ｚ方向の切り込み長さをＺ４とする。

上述したように、アンテナ３００において電界の強い場所は、インピーダンスの高いアンテナ素子３１０の開放端部である一端部３１０Ａとグラウンドパターンの両方の端部３２１Ａ，３２２Ｂとなる。これらの領域に金属板４００を配置させないことで、通信特性の低下を抑制できる。

図１５（ａ）は、図１４の計算モデルでＺ１を変化させたときのＳＡＲ値を示すグラフである。図１５（ｂ）は、図１４の計算モデルでＺ１を変化させたときの放射効率を示すグラフである。

図１５（ａ）及び図１５（ｂ）には、図１４に示す金属板４００においてＺ２＝Ｚ３＝Ｚ４＝０［ｍｍ］，Ｚ５＝１５［ｍｍ］とし、Ｚ１を変化させたときのシミュレーション結果を示している。アンテナ素子３１０の一端部３１０Ａ側の切欠の面積は寸法Ｚ１と寸法ｂ１とで決まる。閾値に対して評価すると、図１５（ａ）に示すように、ＳＡＲ値は寸法Ｚ１が３８［ｍｍ］以下で閾値１．６［Ｗ／Ｋｇ］以下となる。Ｚ１＝３８［ｍｍ］の地点は、アンテナ素子３１０の開放端部である一端部３１０Ａからの距離が約１４［ｍｍ］となる地点である。アンテナ素子３１０の長さは２８．８５［ｍｍ］であり、Ｚ１＝３８［ｍｍ］の地点はアンテナ素子長の概ね半分の距離となる。アンテナ素子３１０において、グラウンドパターン３２２とアンテナ素子３１０の接続点側は磁界が強く、一端部３１０Ａに向かって磁界強度は減衰していく。ＳＡＲ値を規格値以下にするためには、アンテナ素子長の中間点であるＺ１＝３８［ｍｍ］以下にする必要がある。また、図１５（ｂ）に示すように、放射効率はアンテナ素子３１０の一端部と重なるＺ１＝２４［ｍｍ］以上になると、放射効率が急激に改善しはじめる。寸法Ｚ１が３５［ｍｍ］以上で２倍の改善量−２．５［ｄＢ］となる。寸法Ｚ１と寸法ｂ１で決まる切欠の面積では、放射効率が３倍改善する効果は得られない。

すなわち、寸法Ｚ１が３５［ｍｍ］以上３８［ｍｍ］以下の範囲で金属板４００に切欠が形成されていると、通信性能が２倍改善した上でＳＡＲ値を低減できる。

（実験例１−２）
次に、図１４においてＺ４＝１５［ｍｍ］とｂ１の面積で決まる切り込みを設けた状態で、切り込みＺ１を変化させた場合のＳＡＲ値を図１６（ａ）に、放射効率を図１６（ｂ）に示す。即ち、図１６（ａ）は、Ｚ４の値を１５［ｍｍ］とし、図１４の計算モデルでＺ１を変化させたときのＳＡＲ値を示すグラフである。図１６（ｂ）は、Ｚ４の値を１５［ｍｍ］とし、図１４の計算モデルでＺ１を変化させたときの放射効率を示すグラフである。図１６（ａ）のように、図１５（ａ）と同等に、ＳＡＲ値は寸法Ｚ１が３８［ｍｍ］以下で閾値１．６［Ｗ／Ｋｇ］以下となる。放射効率はアンテナ素子３１０の一端部３１０Ａと重なるＺ１＝２４［ｍｍ］以上になると、放射効率が急激に改善しはじめる。このことから、アンテナ素子３１０の一端部３１０Ａと逆側に切欠きを設けても、ＳＡＲ値や放射効率に影響がない。

（実験例２）
図１７（ａ）は、図１４の計算モデルでＺ２を変化させたときのＳＡＲ値を示すグラフである。図１７（ｂ）は、図１４の計算モデルでＺ２を変化させたときの放射効率を示すグラフである。

図１７（ａ）及び図１７（ｂ）には、図１４に示す金属板４００においてＺ１＝２９．１［ｍｍ］，Ｚ３＝０［ｍｍ］，Ｚ４＝０［ｍｍ］，Ｚ５＝１５［ｍｍ］とし、Ｚ２を変化させたときのシミュレーション結果を示している。グラウンドパターン３２２の端部３２２Ｂ側の切欠の面積は寸法Ｚ２と寸法ｆ１とで決まる。Ｚ１の寸法で決まる切欠を設けているため、Ｚ２＝０［ｍｍ］においてＳＡＲ値は０．４［Ｗ／Ｋｇ］と微量であるが低下している。Ｚ２＝０［ｍｍ］において放射効率は−４．２［ｄＢ］と微量であるが改善効果が得られている。閾値に対して評価すると、図１７（ａ）に示すように、ＳＡＲ値は寸法Ｚ２が３２［ｍｍ］以下で閾値１．６［Ｗ／Ｋｇ］以下となる。Ｚ２＝３２［ｍｍ］の地点は、磁界が強い領域となるアンテナ素子３１０とグラウンドパターン３２２との接続部であり、切り込みが２か所の場合、この地点が上限となる。また、図１７（ｂ）に示すように、放射効率はグラウンドパターン３２２の端部３２２Ｂと重なるＺ２＝１５［ｍｍ］以上になると、放射効率が改善しはじめる。寸法Ｚ２が２２［ｍｍ］以上で２倍の改善量−２．５［ｄＢ］となる。また、寸法Ｚ２が３２［ｍｍ］以上で３倍の改善量−０．７５［ｄＢ］となる。

すなわち、寸法Ｚ２が２２［ｍｍ］以上３２［ｍｍ］以下の範囲で金属板４００に切欠が形成されていると、通信性能が２倍改善した上でＳＡＲ値を低減できる。また、寸法Ｚ２が３２［ｍｍ］で金属板４００に切欠が形成されていると、通信性能が３倍改善した上でＳＡＲ値を低減できることがわかる。放射効率が２倍以上の改善効果が得られる形状として比較すると、図１６のように切欠を１か所設けた形状における、下限から上限の幅３［ｍｍ］である。一方、図１７のように切欠を２か所設けた形状では、下限から上限の幅が１０［ｍｍ］となり、形状の自由度が増えていることがわかる。

（実験例３）
図１８（ａ）は、図１４の計算モデルでＺ３を変化させたときのＳＡＲ値を示すグラフである。図１８（ｂ）は、図１４の計算モデルでＺ３を変化させたときの放射効率を示すグラフである。

図１８（ａ）及び図１８（ｂ）には、図１４に示す金属板４００において寸法Ｚ１＝２９．１［ｍｍ］，Ｚ２＝０［ｍｍ］，Ｚ４＝０［ｍｍ］，Ｚ５＝１５［ｍｍ］とし、Ｚ３を変化させたときのシミュレーション結果を示している。グラウンドパターン３２１の端部３２１Ａ側の切欠の面積は寸法Ｚ３と寸法ｆ１とで決まる。閾値に対して評価すると、図１８（ａ）に示すように、ＳＡＲ値は寸法Ｚ３が３５［ｍｍ］以下で閾値１．６［Ｗ／Ｋｇ］以下となる。図１５と同様に、Ｚ１＝Ｚ３＝３８［ｍｍ］の地点は、アンテナ素子３１０の一端部３１０Ａからの距離が約１４［ｍｍ］となることから、アンテナ素子３１０の長さの概ね半分の距離となる。ＳＡＲ値を規格値以下にするためには、アンテナ素子３１０の中間点であるＺ３＝３８［ｍｍ］以下にする必要がある。図１８では、Ｚ１とＺ３の両方に切り込みを入れた影響でＺ３＝３５［ｍｍ］以下と若干の誤差が発生しているが、図１５と同様に中間点以下にする必要がある。また、図１８（ｂ）に示すように、放射効率はグラウンドパターン３２１の端部３２１Ａと重なるＺ３＝１５［ｍｍ］以上になると、放射効率が改善しはじめる。寸法Ｚ３が１８［ｍｍ］以上で２倍の改善量−２．５［ｄＢ］となる。また、寸法Ｚ３が３８［ｍｍ］以上で３倍の改善量−０．７５［ｄＢ］となる。

すなわち、寸法Ｚ３が１８［ｍｍ］以上３４［ｍｍ］以下の範囲で金属板４００に切欠が形成されていると、通信性能が２倍改善した上でＳＡＲ値を低減できる。また、寸法Ｚ３と寸法ｆ１で決まる切欠の面積では、放射効率が３倍改善する効果は得られない。放射効率が２倍以上の改善効果が得られる形状として比較すると、図１７のようにＺ２の切欠を設けた形状における、下限から上限の幅は１０［ｍｍ］である。一方、図１８のようにＺ３の切欠を２か所設けた形状では、下限から上限の幅が１６［ｍｍ］となり、形状の自由度がさらに増えていることがわかる。

（実験例４）
図１９（ａ）は、図１４の計算モデルでＺ２を変化させたときのＳＡＲ値を示すグラフである。図１９（ｂ）は、図１４の計算モデルでＺ２を変化させたときの放射効率を示すグラフである。

図１９（ａ）及び図１９（ｂ）には、図１４に示す金属板４００において寸法Ｚ１＝２９．１［ｍｍ］，Ｚ３＝１７．１［ｍｍ］，Ｚ４＝０［ｍｍ］，Ｚ５＝１５［ｍｍ］とし、Ｚ２を変化させたときのシミュレーション結果を示している。グラウンドパターン３２２の端部３２２Ｂ側の切欠の面積は寸法Ｚ２と寸法ｆ１とで決まる。閾値に対して評価すると、図１９（ａ）に示すように、ＳＡＲ値は寸法Ｚ２が３８［ｍｍ］以下で閾値１．６［Ｗ／Ｋｇ］以下となる。ここで、切り込みが３か所の場合、図１８の切り込み２か所の場合と比較して、Ｚ２をより多く切り込めることがわかる。ＳＡＲ値は磁界の伝搬量に比例し、局所集中的に伝搬すると値が高くなる。２か所の場合は、切り込みを入れた側に集中して伝搬していくため、アンテナ素子３１０とグラウンドパターン３２２との接続部および信号線３３０の両方を覆う必要がある。一方、３か所の場合はＺ３の切り込みから磁界が伝搬しているので、図１７および図１９においてＺ２＝１５［ｍｍ］で比較すると、３か所切り込みのある方がＳＡＲ値が高い。また、Ｚ２側に切り込みを設けると、Ｚ３とＺ２の両方から磁界が伝搬するので局所集中が起こらず、信号線３３０のみ覆えば閾値以下となっていることがわかる。また、図１９（ｂ）に示すように、放射効率は寸法Ｚ２が０［ｍｍ］以上で２倍の改善量−２．５［ｄＢ］となる。また、寸法Ｚ２が３３［ｍｍ］以上で３倍の改善量−０．７５［ｄＢ］となる。

すなわち、寸法Ｚ２が０［ｍｍ］以上３８［ｍｍ］以下の範囲で金属板４００に切り込みを設けると、通信性能が２倍改善した上でＳＡＲ値を低減できる。また、寸法Ｚ２が３３［ｍｍ］以上３８［ｍｍ］以下の範囲で金属板４００に切り込みを入れると、通信性能が３倍改善した上でＳＡＲ値を低減できる。放射効率が３倍以上得られる形状で比較すると、図１７のようにＺ２の切り込みを設けた形状における、下限から上限の幅は０［ｍｍ］である。一方、図１９のように切り込みを３か所設けた形状では、下限から上限の幅が５［ｍｍ］となり、形状の自由度が増えていることがわかる。

なお、図４において、金属板４００の辺４０２，４０３，４０６が、ＳＡＲ値について磁界の強い場所に関わる。したがって、金属板４００が大きいほどＳＡＲ値は低減する。

（実験例５）
図２０は、図１４の計算モデルでＺ５を変化させたときのＳＡＲ値を示すグラフである。図２０には、図１４に示す金属板４００において寸法Ｚ１＝２９．１［ｍｍ］，Ｚ２＝２８［ｍｍ］，Ｚ３＝１５［ｍｍ］，Ｚ４＝０［ｍｍ］とし、寸法Ｚ５を０［ｍｍ］から１５［ｍｍ］まで変化させた場合のＳＡＲ値を示す。図２０に示すように、寸法Ｚ５を大きくするとＳＡＲ値は減少していることがわかる。

無線通信装置２０１内に実際に適用することを考慮し、金属板４００の矢印Ｘ方向の寸法を、アンテナ素子３１０の矢印Ｘ方向の端部からグラウンドパターン３２１，３２２の矢印Ｘ方向の端部までの距離を下限とし、この距離の２倍の寸法を上限とした。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る無線通信装置について説明する。図２１は、本発明の第２実施形態に係る無線通信装置の概略構成を示す透視図である。なお、上記第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して説明を省略する。

無線通信装置２０１Ａは、外装筐体１０３と、外装筐体１０３の内部に配置された、アンテナ３００、遮蔽部材として、板状の金属板５００及びバッテリー１０９と、を備えている。

図２２は、アンテナ素子３１０に流れる電流と近傍磁界の分布を示すイメージ図である。図２２（ａ）は、金属板Ｍの端部が折り曲げられていない場合のアンテナ素子３１０と人体Ｂｏとの間の磁界分布を示す図である。図２２（ｂ）は、金属板Ｍの端部が折り曲げられた場合のアンテナ素子３１０と人体Ｂｏとの間の磁界分布を示す図である。

上記実施形態において、図４に示す辺４０２，４０３，４０６に関しては、寸法が大きいほどＳＡＲ値が低減することを示した。これは図６（ｃ）に示した磁界分布に対して、図２２（ａ）に示すように金属板の寸法を大きくする程、金属板Ｍの端部から人体Ｂｏへ漏れる量を減少させることに起因している。

しかし、無線通信装置の外装筐体１０３の寸法の制約により、大きな寸法の金属板を配置できない場合がある。そこで、第２実施形態では、金属板５００の端部から人体Ｂｏへ漏れる量を低減させるため、図２２（ｂ）に示すように、金属板５００の端部５００Ａが、アンテナ３００の端を囲うように、アンテナ３００の側に折り曲げられている。これにより、ＳＡＲ値を低減しつつ、金属板５００を小面積にすることが可能となる。

図２３（ａ）は、図２１におけるアンテナ３００及び金属板５００の配置関係を示す平面図である。図２３（ｂ）は、図２１におけるアンテナ３００及び金属板５００の配置関係を示す側面図である。図２３（ａ）及び図２３（ｂ）は、図９の金属板４００の寸法を変更し、図４に示す金属板４００の辺４０２，４０３，４０６に対して高さｊ２、厚みｋ２の折り曲げ構造を設けることで形成された金属板５００の外観図を示している。表４に上記計算モデルの寸法を示す。

比較として、図９及び表２に示す条件の金属板、図２１に示す条件の金属板、図２１に示す条件の金属板の折り曲げ構造を取り除いた形状の金属板を配置した場合のＳＡＲ値の結果を表５に示す。

この結果より、金属板の面積が小さい場合でも折り曲げ構造を設けることで、ＳＡＲ値を低減できることがわかる。

［その他の実施形態］
なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。

上記実施形態では、四角形状の金属板を切り欠いて金属板４００，５００を形成し、アンテナ素子３１０やグラウンドパターン３２１，３２２と同じ座標系で切り込みの寸法を決定したが、これに限定するものではない。

図２４（ａ）及び図２４（ｂ）は、金属板の変形例を示す説明図である。図２４（ａ）に示すように、長方形の金属板６００をアンテナ３００に対して斜めに配置する場合や、図２４（ｂ）に示すように、円形形状の金属板７００であってもよい。また、金属板４００はＳＡＲ値の測定面が一方向の場合を示したが、例えば外部コネクタ１０８の方向のＳＡＲ値も高い場合は、金属板５００のようにコネクタ側に金属板６００，７００を折り曲げた三次元形状でもよい。

また、上記実施形態では、アンテナ３００に無線機であるＩＣ１０５が接続されて、アンテナ３００を介して信号波を送信する場合について説明したが、これに限定するものではない。無線機がアンテナ３００を介して信号波を送受信可能に構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、アンテナ３００が逆Ｆアンテナである場合について説明したが、これに限定するものではない。アンテナが例えばモノポールアンテナや逆Ｌアンテナであってもよい。この場合、アンテナ素子の一端部は開放されており、アンテナ素子の他端部とグラウンド導体との間には、無線機から延びる一対の信号ケーブルが接続されることとなる。

また、上記実施形態では、グラウンド導体３２０において、グラウンドパターン３２１とグラウンドパターン３２２とに分かれている場合について説明したが、これに限定するものではない。グラウンドパターン３２１とグラウンドパターン３２２とが一体に形成されたグラウンドパターンであってもよい。この場合、グラウンドパターン３２３（及びヴィア３２４）を省略してもよい。

また、上記実施形態では、アンテナがプリント配線板で構成されている場合について説明したが、これに限定するものではない。例えば、アンテナを、金属板を折り曲げるなどして３次元形状に形成してもよい。

また、上記実施形態では、電子機器としての一例として撮像装置について説明したが、これに限定するものではなく、無線通信装置を搭載した電子機器について本発明は適用可能である。

２００…撮像装置（電子機器）、２０１…無線通信装置、３００…アンテナ、３１０…アンテナ素子、３１０Ａ…一端部、３１０Ｂ…他端部、３２０…グラウンド導体、４００…金属板

Claims (9)

1. 一端部が開放されたアンテナ素子、及び前記アンテナ素子のグラウンドとして用いられるグラウンド導体を含むアンテナと、
   前記アンテナを介して信号波を送信する無線機と、
   前記アンテナに対向して配置され、電磁波を遮蔽する遮蔽部材と、を備え、
   前記遮蔽部材は、前記遮蔽部材の側から前記アンテナの側に向かう対向方向に見て、少なくとも前記アンテナ素子の一端部に重ならずかつ前記アンテナ素子の他端部に重なるように配置されていることを特徴とする無線通信装置。
2. 前記遮蔽部材は、前記対向方向に見て、少なくとも前記アンテナ素子の、前記アンテナ素子の面に沿って、前記アンテナ素子の一端部から前記アンテナ素子の他端部と前記グラウンド導体との接続部分までの寸法の中間点から前記アンテナ素子の一端部までの領域で重ならないように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記アンテナ素子は、前記対向方向に見て、前記グラウンド導体の側にＬ字形状に折れ曲がって形成されており、
   前記グラウンド導体は、前記アンテナ素子の折れ曲がり部から前記アンテナ素子の一端部に向かう配線方向において前記アンテナ素子の一端部に近接する側の第１側端部と、前記第１側端部とは反対側の第２側端部と、を有し、
   前記遮蔽部材は、前記対向方向に見て、前記第１側端部及び前記第２側端部のうち少なくとも一方と重ならないように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信装置。
4. 前記アンテナ素子の他端部が前記グラウンド導体に短絡され、前記アンテナ素子の一端部と他端部との間の部分に信号線が接続され、
   前記遮蔽部材は、前記対向方向に見て、前記信号線と前記アンテナ素子との接続部分と重なるように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
5. 前記アンテナ素子の他端部が前記グラウンド導体に短絡され、前記アンテナ素子の一端部と他端部との間の部分に信号線が接続され、
   前記遮蔽部材は更に、前記対向方向に見て、前記信号線と重なるように配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
6. 前記アンテナが、第１導体層と、前記第１導体層に絶縁体層を介して隣接する第２導体層とを有するプリント配線板で構成されており、
   前記アンテナ素子及び前記信号線は、前記第１導体層に形成され、
   前記グラウンド導体は、前記第１導体層において前記信号線の両側に形成された第１グラウンドパターン及び第２グラウンドパターンと、前記第２導体層に形成され、前記第１グラウンドパターン及び前記第２グラウンドパターンと導通する第３グラウンドパターンと、を有し、
   前記アンテナ素子の一端部は、前記第１グラウンドパターンに隣接し、前記アンテナ素子の他端部は、前記第２グラウンドパターンに接続され、
   前記第１側端部は、前記第１グラウンドパターンの前記配線方向の前記信号線に隣接する側とは反対側の端部であり、
   前記第２側端部は、前記第２グラウンドパターンの前記配線方向の前記信号線に隣接する側とは反対側の端部であることを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
7. 一端部が開放されたアンテナ素子、及び前記アンテナ素子のグラウンドとして用いられるグラウンド導体を含むアンテナと、
   前記アンテナを介して信号波を送信する無線機と、
   前記アンテナに対向して配置され、電磁波を遮蔽する遮蔽部材と、を備え、
   前記遮蔽部材は、前記遮蔽部材の側から前記アンテナの側に向かう対向方向に見て、少なくとも電界強度が最大となる位置とは重ならないように配置されていることを特徴とする無線通信装置。
8. 前記遮蔽部材が板状に形成されており、前記遮蔽部材の端部が、前記アンテナを囲うように前記アンテナの側に折り曲げられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の無線通信装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の無線通信装置を備えた電子機器。

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