JP2020061653A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナと、アンテナの周囲に素子や素子が実装される基板と、を有する電子機器を、アンテナ特性の劣化を抑制しつつ、小型化する技術を提供する。【解決手段】本発明の電子機器は、第１のアンテナ素子と、地板と、地板と対向して設けられ、電波を放射する放射板と、放射板と地板とを短絡させる短絡部材と、を有する第２のアンテナ素子と、第１のアンテナ素子と電気的に接続されるための配線パターンが形成され、所定の素子が実装される基板と、を備え、第１のアンテナ素子は、地板と放射板との間に設けられ、放射板は、第１のアンテナ素子から発せられた電波を受けて、電波を放射する。【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器に関する。

物流や商品の管理のために、無線通信技術を利用したデータ転送が行われている。無線通信技術の１つとして、例えばＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）が挙げられる。特許文献１−２では、ＲＦＩＤタグとリーダとの間の無線通信用のアンテナを小型化し、かつアンテナ利得の向上やタグ−リーダ間で送受信される電波の周波数の広帯域化といったアンテナ特性を向上させる技術が開示されている。また、特許文献３では、アンテナが電波を受信し、受信電波を直流電力に変換し、センサ等の負荷に電力を供給する技術が開示されている。

特許第４６１８４５９号公報 特許第５５２６７７９号公報 特許第６３３２４８４号公報

特許文献１−２に開示されるアンテナと特許文献３に開示される技術とを組み合わせ、所定の物理量を検出するセンサが搭載されたＲＦＩＤタグを製造することが考えられる。しかしながら、ＲＦＩＤタグにセンサが搭載される場合、センサ用の基板やセンサ用のＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）もＲＦＩＤタグに搭載されることとなる。よって、ＲＦＩＤタグに搭載されるアンテナの周囲の主に金属などの物体、例えばＩＣや基板などにより、アンテナの利得が低下する、あるいはインピーダンスミスマッチが発生する虞が考えられる。また、センサ用の基板、センサ用のＩＣやセンサ自体が発せられる熱や電磁波によって生じるノイズが、ＲＦＩＤタグに搭載されるアンテナ特性に影響を及ぼす虞もある。

すなわち、本発明者は、従来技術では、アンテナを備え、アンテナの周囲に素子や素子が実装される基板が設けられる電子機器は、アンテナ特性の劣化を抑制しつつ小型化を実現することができないことを見出した。

本発明は、一側面では、このような実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、アンテナと、アンテナの周囲に素子や素子が実装される基板と、を有する電子機器を、アンテナ特性の劣化を抑制しつつ、小型化する技術を提供することである。

本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。

すなわち本発明の一側面に係る電子機器は、第１のアンテナ素子と、地板と、前記地板と対向して設けられ、電波を放射する放射板と、前記放射板と前記地板とを短絡させる短絡部材と、を有する第２のアンテナ素子と、前記第１のアンテナ素子と電気的に接続されるための配線パターンが形成され、所定の素子が実装される基板と、を備え、前記第１のアンテナ素子は、前記地板と前記放射板との間に設けられ、前記放射板は、前記第１のアンテナ素子から発せられた電波を受けて、前記電波を放射する。

当該構成によれば、第１のアンテナ素子から放射される電波と、第２のアンテナ素子から放射される電波との重ね合わせにより利得が向上する。換言すれば、当該構成は、所定の素子や基板などにより、アンテナの利得の低下やインピーダンスミスマッチなどのアンテナ特性を劣化させる影響が発生した場合であっても、これらの影響を相対的に低減させる構成である。また、当該構成によれば、所定の素子や基板から発せられる電磁波や熱によって生じるノイズがアンテナ特性に及ぼす影響は、相対的に低減される。

また、当該構成によれば、第１のアンテナ素子は、第２のアンテナ素子に収容される構成となっている。よって、電子機器の低背化が実現される。すなわち、当該構成は、アンテナの周囲に素子や素子が実装される基板が設けられる場合であっても、アンテナ特性の劣化を抑制しつつ、電子機器の小型化を実現することができる。

また、当該構成によれば、第１のアンテナ素子あるいは第２のアンテナ素子を介して受信した電波を直流電力に変換すれば、基板に実装される所定の素子へ給電を行うことができる。換言すれば、当該構成は、当該素子を動作させるためのバッテリーを備えなくともよい。よって、電子機器の小型化が実現される。

上記一側面に係る電子機器において、前記短絡部材は、板状の部材であり、前記短絡部材は、前記地板および前記放射板の側方に設けられてもよい。

当該構成によれば、アンテナ利得の向上が広帯域において実現される。換言すれば、当該構成は、所定の素子や基板などにより、アンテナの利得の低下やインピーダンスミスマッチなどのアンテナ特性を劣化させる影響が発生した場合であっても、これらの影響を相対的に低減させる構成である。また、所定の素子や基板から発せられる電磁波や熱によって生じるノイズがアンテナ特性に及ぼす影響は、相対的に低減される。すなわち、アンテナの周囲に素子や素子が実装される基板が設けられる場合であっても、アンテナ特性の劣化を抑制しつつ、電子機器の小型化を実現することができる。

上記一側面に係る電子機器において、前記短絡部材は、棒状の部材であってもよい。

当該構成によれば、第１のアンテナ素子から放射される電波と、第２のアンテナ素子から放射される電波との重ね合わせによりアンテナの利得が向上する。換言すれば、当該構成は、所定の素子や基板などにより、アンテナの利得の低下やインピーダンスミスマッチなどのアンテナ特性を劣化させる影響が発生した場合であっても、これらの影響を相対的に低減させる構成である。また、当該構成によれば、所定の素子や基板から発せられる電磁波や熱によって生じるノイズがアンテナ特性に及ぼす影響は、相対的に低減される。

また、当該構成によれば、第１のアンテナ素子は、第２のアンテナ素子に収容される構成となっている。よって、電子機器の低背化が実現される。すなわち、当該構成は、アンテナの周囲に素子や素子が実装される基板が設けられる場合であっても、アンテナ特性の劣化を抑制しつつ、電子機器の小型化を実現することができる。

また、当該構成によれば、第１のアンテナ素子あるいは第２のアンテナ素子を介して受信した電波を直流電力に変換すれば、基板に実装される素子へ給電を行うことができる。換言すれば、当該構成は、当該素子を動作させるためのバッテリーを備えなくともよい。よって、電子機器の小型化が実現される。

上記一側面に係る電子機器において、前記放射板は、切り欠き部分を有し、前記放射板が設けられる位置から前記第１のアンテナ素子を見た場合、前記第１のアンテナ素子は、
前記切り欠き部分の奥側に設けられてもよい。

当該構成によれば、放射板が切り欠き部分を有することにより、放射板の電流経路長は長く形成される。よって、第１のアンテナ素子と第２のアンテナ素子とから放射される電波は、所定の周波数において共振すると共に、共振周波数とは別の周波数において副共振することとなる。すなわち、広帯域の周波数においてアンテナ利得が向上することとなる。よって、当該構成によれば、アンテナ特性の劣化を抑制しつつ、電子機器の小型化を実現することができる。

上記一側面に係る電子機器において、前記基板は、前記第２のアンテナ素子の内側であって、前記所定の素子が実装される実装面の裏面が前記地板の表面と接するように設けられ、前記所定の素子は前記基板の実装面に実装され、前記第１のアンテナ素子は、前記所定の素子と一体に形成され、前記所定の素子とは、前記第１のアンテナ素子を介して送受信される信号の処理を行う素子のことであってもよい。

当該構成によれば、基板、所定の素子、及び第１のアンテナ素子は、第２のアンテナ素子に収容される構成となる。よって、電子機器の低背化が実現される。

また、当該構成によれば、第１のアンテナ素子と所定の素子とは一体に形成されているため、所定の素子と、第１のアンテナ素子とを基板に実装する手間が一度で済む。よって、当該構成は、製造コストを節減することができる。

上記一側面に係る電子機器において、前記基板は、前記第２のアンテナ素子の内側であって、前記所定の素子が実装される実装面の裏面が前記地板の表面と接するように設けられ、前記第１のアンテナ素子は、前記基板の実装面に形成されてもよい。

当該構成によれば、第１のアンテナ素子の製造コストを削減することができる。また、基板の実装面からの第１のアンテナ素子の高さが抑制されるため、第１のアンテナ素子を収容する第２のアンテナ素子を低背化することができる。すなわち、電子機器の小型化が実現される。

上記一側面に係る電子機器において、前記基板は、前記第２のアンテナ素子の外側であって、前記所定の素子が実装される実装面の裏面が前記地板の表面と接するように設けられてもよい。

当該構成によれば、第１のアンテナ素子と基板との距離は離れることとなる。よって、当該構成は、所定の素子や基板などにより、アンテナの利得の低下やインピーダンスミスマッチなどのアンテナ特性を劣化させる影響が発生する場合、その影響を低減させる構成である。また、基板から発せられる熱によるノイズが第１のアンテナ素子に及ぼす影響は低減される。また、第１のアンテナ素子と所定の素子との距離も離れることとなる。よって、所定の素子が発する電磁波や熱によって生じるノイズが第１のアンテナ素子に及ぼす影響は低減される。よって、電子機器のアンテナ特性の劣化は抑制される。

上記一側面に係る電子機器において、前記地板と接触する導体を更に備えてもよい。

当該構成によれば、第１のアンテナ素子から放射される電波は第２のアンテナ素子の放射板方向へ集中して放射されることとなる。よって、第１のアンテナ素子から放射される電波と、第２のアンテナ素子から放射される電波との重ね合わせによりアンテナ利得が向上する。また、当該構成によれば、アンテナ素子から放射される電波は、所定の周波数において共振すると共に、共振周波数とは別の周波数において副共振することとなる。すな
わち、広帯域の周波数においてアンテナ利得が向上することとなる。

また、上記一側面に係る電子機器において、前記放射板の大きさは、前記地板の大きさよりも大きくてもよい。

当該構成によれば、第１のアンテナ素子から放射される電波と、第２のアンテナ素子から放射される電波との重ね合わせによりアンテナ利得が向上する。よって、アンテナ特性の劣化は抑制される。

上記一側面に係る電子機器において、前記放射板の大きさは、前記地板の大きさよりも小さくてもよい。

当該構成は、第１のアンテナ素子から放射される電波と、第２のアンテナ素子から放射される電波との重ね合わせによりアンテナ利得が向上する構成であるため、第２のアンテナ素子を小面積化した場合であっても、小面積化によるアンテナ特性の劣化は相対的に低減される。すなわち、当該構成は、アンテナ素子を小面積化し、電子機器を小型化しつつも、電子機器のアンテナ特性の劣化を抑制できる構成である。また、当該構成によれば、アンテナが設置される部材の材料やサイズなどの条件が異なっても、アンテナ利得の特性がより安定する。よって、当該構成は、アンテナが設置される部材の材料やサイズなどの条件に関わらず利用が可能となる。

上記一側面に係る電子機器において、前記地板は、系外の電子機器の筐体に固定され、前記地板は、前記系外の電子機器から着脱可能であってもよい。

当該構成であれば、電子機器は、目的に応じて系外の電子機器から着脱させることができる。すなわち、当該構成は、利便性の高い構成である。

上記一側面に係る電子機器において、前記系外の電子機器は第２の導体を含み、前記地板と前記第２の導体とが、電気的に接続されてもよい。

当該構成によれば、第１のアンテナ素子から放射される電波が第２のアンテナ素子の放射板方向へ集中的に放射されることとなる。よって、第１のアンテナ素子から放射される電波と、第２のアンテナ素子から放射される電波との重ね合わせによりアンテナ利得が向上する。また、当該構成によれば、アンテナ素子から放射される電波は、所定の周波数において共振すると共に、共振周波数とは別の周波数において副共振することとなる。すなわち、広帯域の周波数においてアンテナ利得が向上することとなる。

上記一側面に係る電子機器において、前記地板は、前記系外の電子機器の筐体へ巻きつけられることにより、固定されてもよい。

当該構成であれば、電子機器は、系外の電子機器から容易に着脱可能である。すなわち、当該構成は、利便性の高い構成である。

本発明によれば、アンテナと、アンテナの周囲に素子や素子が実装される基板と、を有する電子機器を、アンテナ特性の劣化を抑制しつつ、小型化する技術を提供することができる。

図１は、電子機器の斜視図の一例を模式的に例示する。 図２は、電子機器の断面図の一例を模式的に例示する。 図３は、放射板の板厚方向であって、ショート壁が上部に位置する角度から見た場合の放射板の切り欠き部分の概要の一例を示している。 図４は、電子機器の動作の概要を示すフローチャートの一例を模式的に例示する。 図５は、従来のアンテナ素子から放射された電波と、本実施形態に係る電子機器から放射された電波の強度の測定結果の比較の一例を示している。 図６は、電子機器の断面の一例を模式的に例示する。 図７は、電子機器の断面の一例を模式的に例示する。 図８は、電子機器の断面の一例を模式的に例示する。 図９は、電子機器の斜視図の一例を模式的に例示する。

以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。

§１ 適用例
図１、図２を用いて、本発明が適用される場面の一例について説明する。図１は、電子機器１の斜視図の一例を模式的に例示する。そして、図２は、図１におけるＡ−Ａ矢印断面図の一例を模式的に例示する。電子機器１は、アンテナ素子１０と、ブースターアンテナ２０を備える。

ブースターアンテナ２０は、電波を放射する放射板２１と、地板２２と、放射板と地板２２とを短絡させるショート壁２３と、を備える。また、アンテナ素子１０は、ブースターアンテナ２０の内部に設けられる。また、放射板２１は、所定の切り欠き部分を有し、アンテナ素子１０の上部に位置するように設けられる。

すなわち、上記のような電子機器１は、アンテナ素子１０から放射される電波と、ブースターアンテナ２０の放射板２１から放射される電波との重ね合わせによりアンテナ利得が高まる。換言すれば、電子機器１は、アンテナ素子１０の周囲に所定の素子や基板が設けられ、当該所定の素子や基板によってアンテナの利得の低下やインピーダンスミスマッチなどのアンテナの特性を劣化させる影響が発生した場合であっても、これらの影響を相対的に低減させることができる。また、当該所定の素子や基板から発せられる電磁波や熱によって生じるノイズがアンテナ特性に及ぼす影響も、相対的に低減される。

また、上記のような電子機器１であれば、アンテナ素子１０が、ブースターアンテナ２０に収容される構成となっている。よって、電子機器１の低背化が実現される。すなわち、上記のような電子機器１は、アンテナ特性の劣化を抑制しつつ、小型化を実現することができる。

§２ 構成例
次に、本実施形態に係る電子機器の一例について説明する。
図１、図２に示されるように、電子機器１は、アンテナ素子１０と、ブースターアンテナ２０を備える。ここで、アンテナ素子１０は、本発明の「第１のアンテナ素子」の一例である。また、ブースターアンテナ２０は、本発明の「第２のアンテナ素子」の一例である。

本実施形態に係る電子機器１のアンテナ素子１０やブースターアンテナ２０は、例えば、ＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の周波数の電波の送受信を行うことのできるアンテナである。ただし、アンテナ素子１０やブースターアンテナ２０が送受信することのできる電波の周波数帯域は、ＵＨＦ帯に限られない。

ブースターアンテナ２０は、電波を放射する放射板２１と、地板２２と、放射板２１と地板２２とを短絡させるショート壁２３と、を備える。放射板２１は、地板２２と対向して設けられる。また、ショート壁２３は、放射板２１及び地板２２の側方に設けられ、放射板２１と地板２２とを短絡させる。また、ブースターアンテナ２０には、図示しないが、外部の機器から給電と通信用の電波が放射される。また、放射板２１、地板２２及びショート壁２３は、板状の導体であればよく、例えば銅板により形成される。ブースターアンテナ２０は、いわゆるＰＩＦＡ（Ｐｌａｎａｒ Ｉｎｖｅｒｔｅｄ−Ｆ Ａｎｔｅｎｎａ）である。また、放射板２１、地板２２及びショート壁２３によって囲まれる区域２７は、空気によって充たされている。ここで、放射板２１は、本発明の「放射板」の一例である。また、地板２２は、本発明の「地板」の一例である。また、ショート壁２３は、本発明の「短絡部材」の一例である。

図３は、放射板２１の板厚方向であって、ショート壁２３が上部に位置する角度から見た場合の放射板２１の切り欠き部分の概要の一例を示している。図３に示されるように、放射板２１には、第１の切り欠き部分２４と、第２の切り欠き部分２５と、が設けられる。第１の切り欠き部分２４は、放射板２１の左上部からショート壁２３に沿って放射板２１を切り欠いている。そして、第２の切り欠き部分２５は、第１の切り欠き部分２４の終端部分２６から、第１の切り欠き部分２４の切り欠き方向とは垂直な方向であって、ショート壁２３へ向かう方向とは反対の方向へ放射板２１を切り欠いている。すなわち、放射板２１に第１の切り欠き部分２４及び第２の切り欠き部分２５が設けられることにより、ブースターアンテナ２０の電流経路長は長く形成されることとなる。

また、電子機器１は、基板１２を備える。基板１２は、ブースターアンテナ２０の内側であって、部品が実装される実装面の裏面が地板２２の表面と接するように地板２２に固定される。ただし、基板の実装面の裏面に金属パターンが形成されている場合、実装面の裏面は絶縁体によってコーティングされていてもよい。基板の材料は、例えばガラスエポキシ樹脂であってもよい。また、基板１２には、基板上に実装される部品同士を電気的に接続する配線パターンが設けられている。

また、電子機器１は、アンテナ素子１０を介して送受信されるＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号の処理を行うＲＦＩＣ１１を備える。そして、アンテナ素子１０は、ＲＦＩＣ１１の上面に一体となって形成されている。そして、アンテナ素子１０及びＲＦＩＣ１１は、基板１２の上に実装される。すなわち、アンテナ素子１０は、ブースターアンテナ２０の内部に設けられる。また、放射板２１は、アンテナ素子１０の上部に位置することとなる。

また、アンテナ素子１０は、放射板２１の板厚方向であって、ショート壁２３が上部に位置する角度から見た場合、第１の切り欠き部分２４の終端部分２６より左側の第１の切り欠き部分２４の奥側に位置することとなる。

また、電子機器１は、センサ素子１３を備える。センサ素子１３は、基板１２の上に実装される。

また、電子機器１は、ブースターアンテナ２０を収容する筐体２を備える。筐体２を形成する材料は、例えば絶縁体である合成プラスチックである。そして、地板２２は、筐体
２の内壁へ、例えば接着剤により固定される。ただし、筐体２への固定手段は、接着剤に限定されず、ネジやナットによって地板２２が筐体２へ固定されてもよい。また、３Ｄプリンタによって電子機器１の少なくとも一部が筐体２の上に形成されてもよい。また、地板２２は、筐体２の少なくとも一部に接触していればよい。

§３ 動作例
次に、電子機器１の動作例を説明する。図４は、センサ素子１３から出力された信号が、アンテナ素子１０を介して系外へ送信される動作の概要を示すフローチャートの一例を模式的に例示する。

（ステップＳ１０１）
ステップＳ１０１では、センサ素子１３において検出対象の物理量が検出される。そして、当該物理量に関する信号は、センサ素子１３から出力され、基板１２に設けられた配線パターンを介してＲＦＩＣ１１へ送信される。

（ステップＳ１０２）
ステップＳ１０２では、ＲＦＩＣ１１においてセンサ素子１３から受信した信号がＲＦ信号へ変調される。そして、ＲＦ信号はアンテナ素子１０へ送信される。

（ステップＳ１０３）
ステップＳ１０３では、アンテナ素子１０において、ＲＦＩＣ１１から受信したＲＦ信号に従い、電波が放射される。アンテナ素子１０から放射された電波は、ブースターアンテナ２０の放射板から放射される電波と重なり、さらに系外へ放射される。

上記の動作例では、センサ素子１３から出力された出力信号を電波に変換し、アンテナ素子１０から放射していたが、アンテナ素子１０から放射される電波の基となる信号は、センサ素子１３から出力された出力信号に限られないのは勿論のことである。

また、上記の電子機器１の動作例では、センサ素子１３から出力された信号が、アンテナ素子１０を介して系外へ送信される一例を示したが、電子機器１は、アンテナ素子１０又はブースターアンテナ２０を介して系外から電波を受信することもできる。また、受信した電波を直流電力に変換し、ＲＦＩＣ１１やセンサ素子１３へ給電を行うこともできる。

図５は、従来のアンテナ素子から放射された電波と、本実施形態に係るアンテナ素子１０から発せられた電波を受けたブースターアンテナ２０から放射された電波の強度の測定結果の比較の一例を示している。図５より、本実施形態に係るアンテナ素子１０から発せられた電波を受けたブースターアンテナ２０から放射された電波は、従来のアンテナ素子から放射された電波よりもアンテナ利得が向上していることが認められる。また、従来のアンテナ素子では、放射される電波の共振ピークが１つであるのに対し、本実施形態に係る電子機器１では、複数の共振ピークが認められる。また、それら複数の共振ピークの間はおおよそ３０ＭＨｚ離れている。すなわち、本実施形態に係る電子機器１では、広帯域の周波数においてアンテナ利得が向上することとなる。

また、図５に示されるように、本実施形態に係る電子機器１では、アンテナ素子１０が設置される部材の材料やサイズが異なっていても、アンテナ利得特性がより安定していることが認められる。よって、本実施形態に係る電子機器１は、アンテナ素子１０が設置される部材の材料やサイズなどの条件に関わらず利用が可能となる。

［作用・効果］
上記のような電子機器１であれば、アンテナ素子１０から放射される電波の進行方向にブースターアンテナ２０の放射板２１が位置している。よって、アンテナ素子１０から放射される電波とブースターアンテナ２０から放射される電波との重ね合わせによりアンテナ利得が向上する。

また、上記のような電子機器１であれば、放射板２１に第１の切り欠き部分２４及び第２の切り欠き部分２５が設けられている。よって、放射板２１の電流経路長は長く形成されることとなる。よって、電子機器１のアンテナ素子１０から放射される電波は、図５に示されるように、所定の周波数において共振すると共に、共振周波数とは別の周波数において副共振することとなる。すなわち、広帯域の周波数においてアンテナ利得が向上することとなる。

また、上記のような電子機器１であれば、アンテナ素子１０は、ブースターアンテナ２０に収容される構成となっている。よって、電子機器１の低背化が実現される。すなわち、上記のような電子機器１であれば、アンテナ特性の劣化を抑制しつつ、小型化を実現することができる。

また、上記のような電子機器１は、アンテナ素子１０を介して送受信されるＲＦ信号の処理を行うＲＦＩＣ１１、センサ素子１３、そしてＲＦＩＣ１１及びセンサ素子１３が実装される基板１２を備える。よって、上記のような電子機器１では、ＲＦＩＣ１１、センサ素子１３、あるいは基板１２により、アンテナ利得の低下やインピーダンスミスマッチなどのアンテナ特性を劣化させる影響が発生する虞がある。しかしながら、上記のような電子機器１は、広帯域の周波数においてアンテナ利得が高まっているため、ＲＦＩＣ１１、センサ素子１３、あるいは基板１２により、アンテナ利得の低下やインピーダンスミスマッチなどのアンテナ特性を劣化させる影響が発生した場合であっても、これらの影響を相対的に低減させる。また、ＲＦＩＣ１１、センサ素子１３や基板１２は、電磁波や熱を発するが、これらの電磁波や熱によって生じるノイズがアンテナ特性に及ぼす影響も、相対的に低減されることとなる。すなわち、上記のような電子機器１は、アンテナ素子１０の周囲にＲＦＩＣ１１やセンサ素子１３、基板１２が設けられる場合であっても、アンテナ特性の劣化を抑制しつつ、小型化を実現することができる。

また、上記のような電子機器１であれば、アンテナ素子１０あるいはブースターアンテナ２０を介して受信した電波を直流電力に変換し、基板１２に実装されるＲＦＩＣ１１やセンサ素子１３へ給電を行うことができる。換言すれば、上記のような電子機器１は、ＲＦＩＣ１１やセンサ素子１３を動作させるためのバッテリーを備えなくともよい。よって、電子機器１の小型化が実現される。

また、上記のような電子機器１は、アンテナ素子１０がＲＦＩＣ１１の上面に一体となって形成されている。よって、ＲＦＩＣ１１とアンテナ素子１０とを基板１２に実装する手間が一度で済む。よって、上記のような電子機器１は、製造コストを節減することができる。

§４ 変形例
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。

＜４．１＞
図６は、電子機器１Ａの断面の一例を模式的に例示する。電子機器１Ａは、電子機器１と同様の構成要件を備え、同様の動作を行う。電子機器１Ａと電子機器１との違いは、電子機器１Ａの場合、基板１２がブースターアンテナ２０の外側に設けられる点である。基板１２は、センサ素子１３が実装される実装面の裏面が地板２２の表面と接するように地板２２に固定される。

また、アンテナ素子１０及びＲＦＩＣ１１は、ブースターアンテナ２０の内側であって、地板２２の表面上に固定される。そして、ＲＦＩＣ１１と基板１２に設けられる配線パターンとは電気的に接続される。

［作用・効果］
上記のような電子機器１Ａであれば、アンテナ素子１０と基板１２との距離は離れることとなる。よって、電子機器１Ａは、基板１２や基板１２に実装されるセンサ素子１３により、アンテナの利得の低下やインピーダンスミスマッチなどのアンテナ特性を劣化させる影響を低減させることができる。また、基板１２や基板１２に実装されるセンサ素子１３から発せられる熱や電磁波によって生じるノイズが、アンテナ素子１０から放射される電波に及ぼす影響も低減される。すなわち、電子機器１のアンテナ特性の劣化は抑制される。

＜４．２＞
図７は、電子機器１Ｂの断面の一例を模式的に例示する。電子機器１Ｂは、電子機器１に加え、銅板３を備える。ここで、銅板３は、本発明の「導体」の一例である。銅板３は、地板２２と筐体２との間に設けられる。また、放射板２１の大きさは、地板２２よりも小さくし、電子機器１Ｂを小型化している。

［作用・効果］
上記のような電子機器１Ｂであれば、アンテナ素子１０から放射される電波はブースターアンテナ２０の放射板方向へ集中的に放射されることとなる。よって、アンテナ素子１０から放射される電波と、ブースターアンテナ２０から放射される電波との重ね合わせによりアンテナ利得が向上する。また、図５に示されるように、電子機器１が厚さ２００ｍｍの銅板に接して設けられる場合、アンテナ素子から放射される電波は、所定の周波数において共振すると共に、共振周波数とは別の周波数において副共振し、さらにより広帯域の周波数においてアンテナ利得が向上する傾向があることが認められる。よって、上記の電子機器１Ｂは、放射板２１を地板２２よりも小さくしているが、アンテナの特性の劣化は抑制される。すなわち、上記の電子機器１Ｂは、ブースターアンテナ２０の放射板２１を小面積化しつつ、アンテナ特性の劣化の抑制を実現している。

＜４．３＞
図８は、電子機器１Ｃの断面の一例を模式的に例示する。電子機器１Ｃは、電子機器１と同様の構成要件を備え、同様の動作を行う。電子機器１Ｃと電子機器１との違いは、電子機器１Ｃの場合、アンテナ素子１０がＲＦＩＣ１１の上面にＲＦＩＣ１１と一体となって形成されていない点である。電子機器１Ｃの場合、アンテナ素子１０は、ＲＦＩＣ１１とは別に、基板１２の上に直接プリントされることにより形成される。

［作用・効果］
上記のようなであれば、アンテナ素子１０の製造コストを低減することができる。また、基板１２の実装面からアンテナ素子１０の上面までの高さが抑制されるため、アンテナ素子１０を収容するブースターアンテナ２０を低背化することができる。すなわち、電子機器１Ｃの小型化が実現される。

＜４．４＞
図９は、電子機器１Ｄの斜視図の一例を模式的に例示する。電子機器１Ｄは、電子機器１が有するショート壁２３を備えていない。代わりに、電子機器１Ｄは、放射板２１と地板２２とを短絡させる棒状の短絡ピン２８を備える。ここで、短絡ピン２８は、本発明の「短絡部材」の一例である。電子機器１Ｄのその他の構成は電子機器１と同様である。

上記のような電子機器１Ｄであれば、アンテナ素子１０から放射される電波の進行方向にブースターアンテナ２０の放射板２１が位置している。よって、アンテナ素子１０から放射される電波とブースターアンテナ２０から放射される電波との重ね合わせによりアンテナ利得が向上する。

また、上記のような電子機器１Ｄであれば、放射板２１に第１の切り欠き部分２４及び第２の切り欠き部分２５が設けられている。よって、放射板２１の電流経路長は長く形成されることとなる。よって、電子機器１Ｄから放射される電波は、所定の周波数において共振すると共に、共振周波数とは別の周波数において副共振することとなる。すなわち、広帯域の周波数においてアンテナ利得が向上することとなる。

また、上記のような電子機器１Ｄであれば、アンテナ素子１０は、ブースターアンテナ２０に収容される構成となっている。よって、電子機器１Ｄの低背化が実現される。すなわち、上記のような電子機器１Ｄであれば、アンテナ特性の劣化を抑制しつつ、アンテナの小型化を実現することができる。

また、上記のような電子機器１Ｄは、アンテナ素子１０を介して送受信されるＲＦ信号の処理を行うＲＦＩＣ１１、センサ素子１３、そしてＲＦＩＣ１１及びセンサ素子１３が実装される基板１２を備える。よって、上記のような電子機器１Ｄでは、ＲＦＩＣ１１、センサ素子１３、あるいは基板１２により、アンテナ利得の低下やインピーダンスミスマッチなどのアンテナ特性を劣化させる影響が発生する虞がある。しかしながら、上記のような電子機器１Ｄは、広帯域の周波数においてアンテナ利得が高まっているため、ＲＦＩＣ１１、センサ素子１３、あるいは基板１２により、アンテナ利得の低下やインピーダンスミスマッチなどのアンテナ特性を劣化させる影響が発生した場合であっても、これらの影響を相対的に低減させる。また、ＲＦＩＣ１１、センサ素子１３や基板１２は、電磁波や熱を発するが、これらの電磁波や熱によって生じるノイズがアンテナ特性に及ぼす影響も、相対的に低減されることとなる。すなわち、アンテナ素子１０の周囲にＲＦＩＣ１１やセンサ素子１３、また、ＲＦＩＣ１１やセンサ素子１３が実装される基板１２が設けられる場合であっても、アンテナ特性の劣化を抑制しつつ、アンテナの小型化を実現することができる。

また、上記のような電子機器１Ｄであれば、アンテナ素子１０あるいはブースターアンテナ２０を介して受信した電波を直流電力に変換し、基板１２に実装されるＲＦＩＣ１１やセンサ素子１３へ給電を行うことができる。換言すれば、上記のような電子機器１Ｄは、ＲＦＩＣ１１やセンサ素子１３を動作させるためのバッテリーを備えなくともよい。よって、電子機器１Ｄの小型化が実現される。

また、上記のような電子機器１Ｄは、アンテナ素子１０がＲＦＩＣ１１の上面に一体となって形成されている。よって、ＲＦＩＣ１１とアンテナ素子１０とを基板１２に実装する手間が一度で済む。よって、上記のような電子機器１Ｄは、製造コストを節減することができる。

＜その他変形例＞
また、上記の実施形態に係る電子機器１は、系外の取り付け対象機器に取り付けられる
ことによって使用されてもよい。ここで、取り付け対象機器は、本発明の「系外の電子機器」の一例である。また、電子機器１は、筐体２を備えなくともよい。そして、電子機器１は、取り付け対象機器の筐体へ着脱可能な手段を備えていてもよい。着脱可能な手段とは、例えば取り付け対象機器の筐体と嵌合して係止する構成や接着剤などでもよい。また、電子機器１は、電子機器１を構成する部品の寸法が調整されることにより、アンテナ利得が向上する周波数帯域が調整されてもよい。このような電子機器１であれば、例えば取り付け対象機器を使用するユーザが複数の外国に赴く場合であって、国ごとに使用される周波数が異なる場合、ユーザは、自身が赴く国において使用される周波数帯域におけるアンテナ特性が高くなるように寸法が調整された電子機器１を選択し、取り付け対象機器の筐体に取り付けることができる。よって、このような電子機器１は、利便性の高い装置である。

また、電子機器１を取り付ける取り付け対象機器が銅板などの導体を含んでいる場合、電子機器１は、地板２２と取り付け対象機器の銅板とが電気的に接続された状態で取り付け対象機器に固定されてもよい。ここで、取り付け対象機器が含む銅板は、本発明の「第２の導体」の一例である。このような場合、アンテナ素子１０から放射される電波がブースターアンテナ２０の放射板２１方向へ集中的に放射されることとなる。よって、アンテナ素子１０から放射される電波と、ブースターアンテナ２０から放射される電波との重ね合わせによりアンテナ利得が向上する。また、当該構成によれば、アンテナ素子１０から放射される電波は、所定の周波数において共振すると共に、共振周波数とは別の周波数において副共振することとなる。すなわち、広帯域の周波数においてアンテナ利得が向上することとなる。

また、電子機器１の地板２２は銅箔により形成されてもよい。そして、電子機器１は、地板２２が取り付け対象機器の筐体に巻きつけられることにより固定されてもよい。このような電子機器１は、取り付け対象機器から容易に着脱可能である。すなわち、当該構成は、利便性の高い構成である。また、地板２２が取り付け対象機器の筐体に巻きつけられることにより固定される場合であって、地板２２の表面に部品が露出している場合、取り付け対象機器の筐体の表面が当該部品の外形に合わせて凹むように形成されていてもよい。

また、上記の電子機器において、放射板２１の大きさは、地板２２の大きさよりも大きくてもよい。このような電子機器１であれば、アンテナ素子１０から放射される電波と、ブースターアンテナ２０から放射される電波との重ね合わせによりアンテナ利得が向上する。

また、電子機器１の地板２２が固定される筐体２の周囲は、盛り上がっていてもよい。このような電子機器１であっても、アンテナ特性は向上することとなる。

また、放射板２１、地板２２及びショート壁２３によって囲まれる区域２７は、空気以外の固形の誘電体によって充たされていてもよい。このような電子機器であれば、装置の外部から装置の内部へ圧力が加わった場合であっても、電子機器の形状の保持を容易に行うことができ、形状の変化によるアンテナ特性の劣化を抑制することができる。

また、上記の電子機器において、基板１２の実装面に実装される素子は、ＲＦＩＣ１１やセンサ素子１３に限られない。例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｏｄｅ）などの素子が実装されてもよい。そして、基板１２の実装面に実装される素子に、アンテナ素子１０やブースターアンテナ２０を介して受信した電波を直流電力に変換して給電してもよい。

また、放射板２１に設けられる切り欠き部分の形状は、上記の形状に限定されない。切り欠き部分の形状は、例えばＴ字型、Ｉ字型、あるいはコの字型であってもよい。このような切り欠き部分の形状であっても、ブースターアンテナ２０の電流経路長は長く形成されることとなる。よって、上記の電子機器から放射される電波は、所定の周波数において共振すると共に、共振周波数とは別の周波数において副共振することとなる。すなわち、広帯域の周波数においてアンテナ利得が向上することとなる。

また、上記の実施形態では、アンテナ素子１０が、ＲＦＩＣ１１の上面に一体となって形成される一例を示したが、アンテナ素子１０が、例えば基板１２に実装される素子の内部に一体となって形成されていてもよい。

また、アンテナ素子１０は、励振素子であっても非励振素子であってもよい。

以上で開示した実施形態や変形例はそれぞれ組み合わせる事ができる。

なお、以下には本発明の構成要件と実施例の構成とを対比可能とするために、本発明の構成要件を図面の符号付きで記載しておく。
＜付記１＞
第１のアンテナ素子（１０）と、
地板（２２）と、前記地板（２２）と対向して設けられ、電波を放射する放射板（２１）と、前記放射板（２１）と前記地板（２２）とを短絡させる短絡部材（２３、２８）と、を有する第２のアンテナ素子（２０）と、
前記第１のアンテナ素子（１０）と電気的に接続されるための配線パターンが形成され、所定の素子（１１、１３）が実装される基板（１２）と、を備え、
前記第１のアンテナ素子（１０）は、前記地板（２２）と前記放射板（２１）との間に設けられ、
前記放射板（２１）は、前記第１のアンテナ素子（１０）から発せられた電波を受けて、前記電波を放射する、
電子機器（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）。
＜付記２＞
前記短絡部材（２３）は、板状の部材（２３）であり、
前記短絡部材（２３）は、前記地板（２２）および前記放射板（２１）の側方に設けられる、
付記１に記載の電子機器（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）。
＜付記３＞
前記短絡部材（２８）は、棒状の部材である、
付記１に記載の電子機器（１Ｄ）。
＜付記４＞
前記放射板（２１）は、切り欠き部分（２４、２５、２６）を有し、
前記放射板（２１）が設けられる位置から前記第１のアンテナ素子（１０）を見た場合、前記第１のアンテナ素子（１０）は、前記切り欠き部分（２４、２５、２６）の奥側に設けられる、
付記２又は３に記載の電子機器（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）。
＜付記５＞
前記基板（１２）は、前記第２のアンテナ素子（２０）の内側であって、前記所定の素子（１１）が実装される実装面の裏面が前記地板（２２）の表面と接するように設けられ、
前記所定の素子は前記基板（１２）の実装面に実装され、
前記第１のアンテナ素子（１０）は、前記所定の素子（１１）と一体に形成され、
前記所定の素子（１１）とは、前記第１のアンテナ素子（１０）を介して送受信される
信号の処理を行う素子のことである、
付記１から４のうち何れか１項に記載の電子機器（１、１Ｂ、１Ｄ）。
＜付記６＞
前記基板（１２）は、前記第２のアンテナ素子（２０）の内側であって、前記所定の素子（１１、１３）が実装される実装面の裏面が前記地板（２２）の表面と接するように設けられ、
前記第１のアンテナ素子（１０）は、前記基板（１２）の実装面に形成される、
付記１から４のうち何れか１項に記載の電子機器（１Ｃ）。
＜付記７＞
前記基板（１２）は、前記第２のアンテナ素子（２０）の外側であって、前記所定の素子（１１、１３）が実装される実装面の裏面が前記地板（２２）の表面と接するように設けられる、
付記１から４のうち何れか１項に記載の電子機器（１Ａ）。
＜付記８＞
前記地板（２２）と接触する導体（３）を更に備える、
付記１から７のうち何れか１項に記載の電子機器（１Ｂ）。
＜付記９＞
前記放射板（２１）の大きさは、前記地板（２２）の大きさよりも大きい、
付記１から８のうち何れか１項に記載の電子機器（１、１Ａ、１Ｃ、１Ｄ）。
＜付記１０＞
前記放射板（２１）の大きさは、前記地板（２２）の大きさよりも小さい（１Ｂ）、
付記８に記載の電子機器。
＜付記１１＞
前記地板（２２）は、系外の電子機器の筐体に固定され、
前記地板（２２）は、前記系外の電子機器から着脱可能である、
付記１から１０のうち何れか１項に記載の電子機器（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）。＜付記１２＞
前記系外の電子機器は第２の導体を含み、
前記地板（２２）と前記第２の導体とが、電気的に接続される、
付記１１に記載の電子機器（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）。
＜付記１３＞
前記地板（２２）は、前記系外の電子機器の筐体へ巻きつけられることにより、固定される、
付記１１又は１２に記載の電子機器（１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ・・・電子機器
２・・・筐体
３・・・銅板
１０・・・アンテナ素子
１１・・・ＲＦＩＣ
１２・・・基板
１３・・・センサ素子
２０・・・ブースターアンテナ
２１・・・放射板
２２・・・地板
２３・・・ショート壁
２４・・・第１の切り欠き部分
２５・・・第２の切り欠き部分
２６・・・終端部分
２７・・・区域
２８・・・短絡ピン

Claims (13)

1. 第１のアンテナ素子と、
   地板と、前記地板と対向して設けられ、電波を放射する放射板と、前記放射板と前記地板とを短絡させる短絡部材と、を有する第２のアンテナ素子と、
   前記第１のアンテナ素子と電気的に接続されるための配線パターンが形成され、所定の素子が実装される基板と、を備え、
   前記第１のアンテナ素子は、前記地板と前記放射板との間に設けられ、
   前記放射板は、前記第１のアンテナ素子から発せられた電波を受けて、前記電波を放射する、
   電子機器。
2. 前記短絡部材は、板状の部材であり、
   前記短絡部材は、前記地板および前記放射板の側方に設けられる、
   請求項１に記載の電子機器。
3. 前記短絡部材は、棒状の部材である、
   請求項１に記載の電子機器。
4. 前記放射板は、切り欠き部分を有し、
   前記放射板が設けられる位置から前記第１のアンテナ素子を見た場合、前記第１のアンテナ素子は、前記切り欠き部分の奥側に設けられる、
   請求項２又は３に記載の電子機器。
5. 前記基板は、前記第２のアンテナ素子の内側であって、前記所定の素子が実装される実装面の裏面が前記地板の表面と接するように設けられ、
   前記所定の素子は前記基板の実装面に実装され、
   前記第１のアンテナ素子は、前記所定の素子と一体に形成され、
   前記所定の素子とは、前記第１のアンテナ素子を介して送受信される信号の処理を行う素子のことである、
   請求項１から４のうち何れか１項に記載の電子機器。
6. 前記基板は、前記第２のアンテナ素子の内側であって、前記所定の素子が実装される実装面の裏面が前記地板の表面と接するように設けられ、
   前記第１のアンテナ素子は、前記基板の実装面に形成される、
   請求項１から４のうち何れか１項に記載の電子機器。
7. 前記基板は、前記第２のアンテナ素子の外側であって、前記所定の素子が実装される実装面の裏面が前記地板の表面と接するように設けられる、
   請求項１から４のうち何れか１項に記載の電子機器。
8. 前記地板と接触する導体を更に備える、
   請求項１から７のうち何れか１項に記載の電子機器。
9. 前記放射板の大きさは、前記地板の大きさよりも大きい、
   請求項１から８のうち何れか１項に記載の電子機器。
10. 前記放射板の大きさは、前記地板の大きさよりも小さい、
    請求項８に記載の電子機器。
11. 前記地板は、系外の電子機器の筐体に固定され、
    前記地板は、前記系外の電子機器から着脱可能である、
    請求項１から１０のうち何れか１項に記載の電子機器。
12. 前記系外の電子機器は第２の導体を含み、
    前記地板と前記第２の導体とが、電気的に接続される、
    請求項１１に記載の電子機器。
13. 前記地板は、前記系外の電子機器の筐体へ巻きつけられることにより、固定される、
    請求項１１又は１２に記載の電子機器。

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