JP2022537641A - 磁気双極子共振を利用して生体情報を測定するアンテナ装置 - Google Patents

Abstract

一実施形態に係るアンテナ装置（ａｎｔｅｎｎａ ｄｅｖｉｃｅ）は、第１平面上の第１領域の境界の一部に沿って互いに離隔して配置される第１ワイヤと第２ワイヤ、前記第１平面から平行に離隔した第２平面上の第２領域の境界の一部に沿って互いに離隔して配置される第３ワイヤと第４ワイヤ、前記第２平面から平行に離隔した第３平面上の第３領域の境界の一部に沿って互いに離隔して配置される第５ワイヤと第６ワイヤ、前記第１ワイヤの第１端（ｆｉｒｓｔ ｅｎｄ）と前記第３ワイヤの第１端を連結する第１連結部、前記第２ワイヤの第１端と前記第４ワイヤの第１端を連結する第２連結部、前記第３ワイヤの第２端（ｓｅｃｏｎｄ ｅｎｄ）と前記第５ワイヤの第２端を連結する第３連結部、および前記第４ワイヤの第２端と前記第６ワイヤの第２端を連結する第４連結部を含む。【選択図】図５ａ

Description

本発明は、磁気双極子共振を利用して生体情報を測定するアンテナ装置に関する。

欧米化した現代人の食生活は、糖尿病、高脂血症、血栓患者などのような成人病を引き起こす原因となっている。このような成人病の進行状況を知るための簡単な方法として血液内の生体成分測定が存在する。生体成分測定では、血糖、貧血、血液凝固などのように血液中に含まれた様々な成分量を知ることができ、特定の成分の数値が正常領域であるか非正常領域であるかを、一般人であっても病院に行かずに簡単に判断できるという長所がある。

生体成分測定の簡単な方法の１つとして、指先から採血した血液をテストストリップに注入した後、電気化学的あるいは光度法によって出力信号を定量分析する方法がある。このような方法は、測定器に該当の成分量が表示されるため、専門知識のない一般人に適した方法である。

以下では、採血は行わず、体内に血糖測定センサを挿入し、周波数遷移を観察して体内の血糖を測定するための技術について説明する。

一実施形態に係るアンテナ装置（ａｎｔｅｎｎａ ｄｅｖｉｃｅ）は、第１平面上の第１領域の境界の一部に沿って互いに離隔して配置される第１ワイヤと第２ワイヤ、前記第１平面から平行に離隔した第２平面上の第２領域の境界の一部に沿って互いに離隔して配置される第３ワイヤと第４ワイヤ、前記第２平面から平行に離隔した第３平面上の第３領域の境界の一部に沿って互いに離隔して配置される第５ワイヤと第６ワイヤ、前記第１ワイヤの第１端（ｆｉｒｓｔ ｅｎｄ）と前記第３ワイヤの第１端を連結する第１連結部、前記第２ワイヤの第１端と前記第４ワイヤの第１端を連結する第２連結部、前記第３ワイヤの第２端（ｓｅｃｏｎｄ ｅｎｄ）と前記第５ワイヤの第２端を連結する第３連結部、および前記第４ワイヤの第２端と前記第６ワイヤの第２端を連結する第４連結部を含んでよい。

一実施形態に係るアンテナ装置は、前記第１ワイヤの第２端と前記第２ワイヤの第２端はアンテナポートと連結し、前記第１ワイヤと前記第２ワイヤは、前記アンテナポートと前記第１領域の中心点を通過しながら前記第１平面に垂直な仮想の平面を基準として互いに反対側に配置され、前記第３ワイヤと前記第４ワイヤは、前記仮想の平面を基準として互いに反対側に配置され、前記第５ワイヤおよび前記第６ワイヤは、前記仮想の平面を基準として互いに反対側に配置されてよい。

一実施形態に係るアンテナ装置は、前記第１ワイヤと前記第２ワイヤが連結するアンテナポート、および前記アンテナポートを介してフィード信号（ｆｅｅｄ ｓｉｇｎａｌ）を供給するフィーダ（ｆｅｅｄｅｒ）をさらに含んでよい。

一実施形態に係るアンテナ装置は、前記第１ワイヤ、前記第２ワイヤ、前記第３ワイヤ、前記第４ワイヤ、前記第５ワイヤ、および前記第６ワイヤのうちの１つまたは２つ以上の組み合わせは、ターゲット周波数（ｔａｒｇｅｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）に対応する波長の１／４の長さを有してよい。

一実施形態に係るアンテナ装置の前記第１領域、前記第２領域、および前記第３領域の形態は、多角形および円形のうちの１つであってよい。

一実施形態に係るアンテナ装置の前記第１領域、前記第２領域、および前記第３領域は、前記第１平面の垂直方向からみるとき、同じ大きさおよび同じ形態であってよい。

一実施形態に係るアンテナ装置の前記第１連結部および前記第２連結部は互いに分離（ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）し、前記第３連結部および前記第４連結部は互いに分離してよい。

一実施形態に係るアンテナ装置は、前記フィーダから前記第１連結部に向かう仮想の直線は、前記仮想の平面に対して閾値以下の角度を形成し、前記フィーダから前記第２連結部に向かう仮想の直線は、前記仮想の平面に対して閾値以下の角度を形成してよい。

一実施形態に係るアンテナ装置は、互いに平行に離隔して位置する複数の平面のうちで中心に位置する基準平面上に配置されるワイヤが、フィード信号に応答して、磁気双極子による共振を生成（ｇｅｎｅｒａｔｅ）してよい。

一実施形態に係るアンテナ装置は、前記基準平面を基準として一側に位置する１つ以上の平面上に配置されるワイヤが、前記フィード信号に応答して、第１電気双極子による共振を生成し、前記基準平面を基準として他側に位置する１つ以上の平面上に配置されるワイヤが、前記フィード信号に応答して、前記第１電気双極子とは反対の極性を有する第２電気双極子による共振を生成してよい。

一実施形態に係るアンテナ装置の前記連結部は、ビアホール（ｖｉａ ｈｏｌｅ）によってワイヤを連結してよい。

一実施形態に係るアンテナ装置は、前記第５ワイヤと前記第６ワイヤが互いに電気的に（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ）連結してよい。

一実施形態に係るアンテナ装置は、前記第３平面から平行に離隔した１つ以上の追加の平面上で領域の境界の一部に沿って互いに離隔して配置される前記第５ワイヤおよび前記第６ワイヤと電気的に連結する１つ以上の追加のワイヤを含んでよい。

一実施形態に係るアンテナ装置のワイヤは、円柱形態であるプリント回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ：ＰＣＢ）の表面にプリント（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）されてよい。

一実施形態に係るアンテナ装置の共振周波数は、前記アンテナ装置周辺の対象被分析物の濃度変化に応答して変化してよい。

一実施形態に係るアンテナ装置は、前記アンテナ装置の共振周波数の変化程度および測定された散乱パラメータに関する生体関連パラメータデータを外部装置に送信する通信部をさらに含んでよい。

一実施形態に係るアンテナ装置は、前記アンテナ装置にフィード信号が給電されるとき、前記第１ワイヤは前記第３ワイヤと容量性結合を形成し、前記第３ワイヤは前記第５ワイヤと容量性結合を形成し、前記第２ワイヤは前記第４ワイヤと容量性結合を形成し、前記第４ワイヤは前記第６ワイヤと容量性結合を形成してよい。

一実施形態に係るアンテナ装置は、第１平面上の第１領域の一部に沿って配置される第１ワイヤ、前記第１平面から平行に離隔する第２平面上の第２領域の一部に沿って配置されて前記第１ワイヤと容量性結合を形成する第２ワイヤ、および前記第２平面から平行に離隔する第３平面上の第３領域の一部に沿って配置されて前記第２ワイヤと容量性結合を形成する第３ワイヤを含み、前記第１ワイヤは、アンテナポートに連結し、前記アンテナポートを基準として遠位端で前記第２ワイヤと連結し、前記第２ワイヤは、前記アンテナポートを基準として近位端で前記第３ワイヤと連結し、前記アンテナポートにフィード信号が給電される場合に応答して、磁気双極子による共振および電気双極子による共振を個別に形成してよい。

一実施形態に係るアンテナ装置は、互いに平行に離隔する複数の平面のうちの中心に位置する基準平面上に配置されて磁気双極子による共振を生成することが可能な第１ワイヤ、前記基準平面を基準として一側に位置する１つ以上の平面上に配置されて第１電気双極子による共振を生成することが可能な第２ワイヤ、および前記基準平面を基準として他側に位置される１つ以上の平面上に配置されて前記第１電気双極子とは反対の極性を有する第２電気双極子による共振を生成することが可能な第３ワイヤを含んでよい。

ダイポールアンテナの一般的な形状を示した図である。 ループ（ｌｏｏｐ）形態のアンテナ素子を示した図である。 ２つのダイポールアンテナが互いに隣接して配置されるアンテナ素子を示した図である。 アンテナ素子の形態による電磁波に対する周波数応答特性を示した図である。 一実施形態における、アンテナ装置の形状を説明するための図である。 図５ｂは、一実施形態における、アンテナ装置で流れる電流の方向を説明するための図である。 一実施形態における、アンテナ装置の形状を説明するための図である。 一実施形態における、アンテナ装置を含む円柱型（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ）センサを示した図である。 一実施形態における、アンテナ装置を含む基板型センサを示した図である。 一実施形態における、アンテナ装置を含む体内生体センサの形状を示した図である。 一実施形態における、アンテナ装置を含む体内生体センサの形状を示した図である。 センサの形態による電磁波に対する周波数応答特性を示した図である。 センサの形態による電磁波に対する周波数応答特性を示した図である。 センサの形態による電磁波に対する周波数応答特性を示した図である。 一実施形態における、アンテナ装置周辺の対象被分析物の濃度変化によるアンテナ装置の共振周波数の変化を説明した図である。 比誘電率の変化による共振周波数（ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の変化を示した図である。 磁気双極子および電気双極子に対する周波数応答特性を示した図である。 磁気双極子および電気双極子に対する周波数応答特性を示した図である。 磁気双極子および電気双極子に対する周波数応答特性を示した図である。 電磁波に対する周波数応答特性を示した図である。 一実施形態における、血糖測定システムを示したブロック図である。

以下、添付の図面を参照しながら、実施形態について詳しく説明する。しかし、実施形態には多様な変更が加えられてよく、特許出願の権利範囲がこのような実施形態によって制限されたり限定されたりしてはならない。実施形態に対するすべての変更、均等物、あるいは代替物は、権利範囲に含まれるものと理解されなければならない。

実施形態で使用する用語は、説明を目的に使用するものに過ぎず、限定しようとする意図として解釈されてはならない。単数の表現は、文脈上で明らかに異なるように意味しない限り複数の表現も含む。本明細書において「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載した特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定するためのものであり、１つまたはそれ以上の他の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加の可能性を予め排除しないものと理解されなければならない。

異なるように定義されない限り、技術的や科学的な用語を含んでここで使用されるすべての用語は、実施形態が属する技術分野において通常の知識を有する者が一般的に理解しているものと同じ意味を含んでいる。一般的に使用される事前に定義されているような用語は、関連技術の文脈上の意味と一致する意味を含んでいると解釈されなければならず、本出願で明らかに定義しない限り、理想的あるいは過度に形式的な意味として解釈されてはならない。

また、添付の図面を参照した説明は、図面符号にかかわらず、同一する構成要素には同一する参照符号を付与したし、これに対する重複する説明は省略することにする。実施形態を説明するにあたり、関連する公知技術に関する具体的な説明が実施形態の要旨を不必要に不明瞭にし得ると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。

また、実施例の構成要素を説明するにあたり、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使用することもあるが、このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものに過ぎず、このような用語によって該当の構成要素の本質や順番、または順序などが限定されてはならない。ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」、または「接続」されると記載される場合、その構成要素とその他の構成要素が直接連結したり接続したりする場合もあるが、各構成要素の間に他の構成要素が「連結」、「結合」、または「接続」される場合もあると理解されなければならない。

いずれか１つの実施例に含まれた構成要素と共通する機能を含む構成要素は、他の実施例でも同じ名称を使用して説明する。反対となる記載がない限り、いずれか１つの実施例に記載された説明が他の実施例にも適用されてよく、重複する範囲で具体的な説明は省略する。

一実施形態によると、半永久的に血糖を測定することができる体内生体測定センサに関する技術を提供する。体内生体センサ（ｉｎ－ｂｏｄｙ ｂｉｏ ｓｅｎｓｏｒ）は、浸湿型生体センサ、挿入型生体センサ、移植型生体センサのように表現されてもよい。体内生体センサは、電磁波を利用して対象被分析物（ｔａｒｇｅｔ ａｎａｌｙｔｅ）をセンシングするセンサであって、例えば、体内生体センサは、対象被分析物と関連する生体情報を測定してよい。以下、対象被分析物は、生体（ｌｉｖｉｎｇ ｂｏｄｙ）と関連する物質（ｍａｔｅｒｉａｌ）として、生体物質（ａｎａｌｙｔｅ）と記載したりもする。参考までに、本明細書では、対象被分析物として主に血糖を例に挙げて説明するが、これに限定されてはならない。生体情報は、対象者の生体成分と関連する情報として、例えば、被分析物の濃度や数値などを含んでよい。被分析物が血糖の場合、生体情報は、血糖数値を含んでよい。

体内生体センサは、上述した生体成分と関連する生体パラメータ（以下、「パラメータ」）を測定し、測定したパラメータから生体情報を決定してよい。本明細書において、パラメータは、生体センサおよび／または生体センシングシステムを解釈するために使用される回路網パラメータ（ｃｉｒｃｕｉｔ ｎｅｔｗｏｒｋ ｐａｒａｍｅｔｅｒ）を示してよく、以下では、説明の便宜のために、主に散乱パラメータ（ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒ）を例に挙げて説明するが、これに限定されてはならない。パラメータとして、例えば、アドミタンスパラメータ、インピーダンスパラメータ、ハイブリッドパラメータ、および送信パラメータなどが使用されてもよい。散乱パラメータの場合、透過係数および反射係数が使用されてよい。参考までに、上述した散乱パラメータから算出される共振周波数は、対象被分析物の濃度と関連してよく、生体センサは、透過係数および／または反射係数の変化を感知することによって血糖を予測してよい。

体内生体センサは、共振器アセンブリ（ｒｅｓｏｎａｔｏｒ ａｓｓｅｍｂｌｙ）（例えば、アンテナ）を含んでよい。以下、共振器アセンブリがアンテナである例について主に説明する。アンテナの共振周波数は、以下の数式（１）のように、キャパシタンス成分およびインダクタンス成分で表現されてよい。

一実施形態に係る体内生体センサは、周波数を掃引しながら電磁波を放射し、放射した電磁波による散乱パラメータを測定してよい。体内生体センサは、測定された散乱パラメータから共振周波数を決定し、決定された共振周波数に対応する血糖数値を推定してよい。体内生体センサは皮下層に挿入されてよく、血管から間質液に拡散された血糖を予測してよい。

体内生体センサは、共振周波数（ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の周波数の遷移程度を判別することによって生体情報を推定してよい。より正確な共振周波数の測定のために、品質指数（ｑｕａｌｉｔｙ ｆａｃｔｏｒ）が極大化されてよい。以下では、電磁波を利用した生体センサに利用されるアンテナ装置で品質指数を改善したアンテナの構造について説明する。

図１は、ダイポールアンテナの一般的な形状を示した図である。

一般的なダイポールアンテナ１００は、フィーダ１２０と連結する２つの直線ワイヤ（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｗｉｒｅ）を含んでよい。２つの直線ワイヤは、フィーダ１２０を介して連結してよい。ダイポールアンテナ１００の第１ワイヤ１１１と第２ワイヤ１１２は、互いに対向せず、直線型（ｓｔｒａｉｇｈｔ）でフィーダ１２０と連結してよい。ここで、直線型（ｓｔｒａｉｇｈｔ）とは、ダイポールアンテナ１００の第１ワイヤ１１１と第２ワイヤ１１２が互いに正反対の方向に延長する（ｅｘｔｅｎｄ）形態を意味してよい。

フィーダ（ｆｅｅｄｅｒ）１２０は、ポートを介してダイポールアンテナにフィード信号を供給してよい。フィード信号は、ダイポールアンテナに給電（ｆｅｅｄ）される信号であって、目標周波数で発振する発振信号（ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ）であってよい。フィーダ１２０は、直線形態のダイポールアンテナである第１ワイヤ１１１と第２ワイヤ１１２に、同じ方向で電流が流れるようにフィード信号を供給してよい。例えば、任意の時点（ｔｉｍｅ ｐｏｉｎｔ）で、ダイポールアンテナの第１ワイヤ１１１の電流は方向１３０に流れてよく、同時に、ダイポールアンテナの第２ワイヤ１１２の電流も同じ方向１３０に流れてよい。また、他の時点では、ダイポールアンテナの第１ワイヤ１１１と第２ワイヤ１１２に、方向１３０とは反対方向の電流が同時に流れてもよい。

ダイポールアンテナ１００の第１ワイヤ１１１に流れる電流によって電気双極子（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｄｉｐｏｌｅ）が形成されてよく、同様に、第２ワイヤ１１２に流れる電流によって電気双極子が形成されてよい。ダイポールアンテナである第１ワイヤと第２ワイヤに流れる電流の方向は等しいため、第１ワイヤと第２ワイヤによって形成される電気双極子の電気双極子モーメント（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｄｉｐｏｌｅ ｍｏｍｅｎｔ）の方向も互いに等しい。

図２は、ループ（ｌｏｏｐ）形態のアンテナ素子２００を示した図である。

アンテナ素子は、閉ループ（ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ）の形態であってよい。例えば、図２に示すように、アンテナ素子２００は互いに連結し、円形態の第１ワイヤ２１１、第２ワイヤ２１２、第３ワイヤ２１３、および第４ワイヤ２１４を含んでよい。第１ワイヤ２１１と第４ワイヤ２１４は、円の中心点２７０とアンテナポート２２１を通過する仮想の直線２８１を基準として互いに反対側に配置され、第２ワイヤ２１２と第３ワイヤ２１３は、仮想の直線２８１を基準として互いに反対側に配置されてよい。また、第１ワイヤ２１１と第２ワイヤ２１２は、円の中心点２７０を通過して仮想の直線２８１と直交する（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ）仮想の直線２８２を基準として互いに反対側に配置され、第３ワイヤ２１３と第４ワイヤ２１４は、仮想の直線２８２を基準として互いに反対側に配置されてよい。

また、アンテナ素子２００は、ポートを介してアンテナにフィード信号を供給するフィーダ２２１をさらに含んでよい。フィーダ２２１は、第１ワイヤ２１１と第４ワイヤ２１４の間に配置されてよい。以下では、フィーダ２２１からアンテナ素子２００にフィード信号が供給されるときに各ワイヤに流れる電流の方向について説明する。

例えば、アンテナ素子２００で、第１ワイヤ２１１、第２ワイヤ２１２、第３ワイヤ２１３、および第４ワイヤ２１４の長さは、フィーダ２２１から供給されるフィード信号の周波数に対応する波長の１／４の長さを有してよい。フィーダ２２１が正弦波（ｓｉｎｕｓｏｉｄａｌ ｗａｖｅ）のフィード信号を給電する間、該当の正弦波で最大強度の電流をフィーダ２２１が供給する時点（ｔｉｍｅ ｐｏｉｎｔ）に、フィーダ２２１から波長の１／４の長さに対応する地点に流れる電流の強度は０であってよい。該当の時点で、第１ワイヤ２１１では電流が方向２３１に流れてよく、第４ワイヤ２１４では電流が方向２３１に流れてよい。同時に、交流電源がフィーダ２２１から印加され、各ワイヤの長さが電源に対応する波長の１／４の長さを有する第２ワイヤ２１２と第３ワイヤ２１３において、電流は、方向２３１とは反対の方向である方向２３２に流れてよい。方向２３１は半時計回り（ｃｏｕｎｔｅｒｃｌｏｃｋｗｉｓｅ）であってよく、方向２３２は時計回り（ｃｌｏｃｋｗｉｓｅ）であってよい。結局、該当の時点では、第１ワイヤと第４ワイヤによって電気双極子が形成され、第２ワイヤと第３ワイヤによって電気双極子が形成されると解釈される。

図３は、２つのダイポールアンテナが互いに隣接して配置されるアンテナ素子３００を示した図である。

アンテナ装置３００は、第１ダイポールアンテナおよび第２ダイポールアンテナを含んでよい。第１ダイポールアンテナは、第１ワイヤ３１１と第２ワイヤ３１２を含んでよく、第２ダイポールアンテナは、第３ワイヤ３１３と第４ワイヤ３１４を含んでよい。第１ダイポールアンテナの第１ワイヤ３１１と第２ダイポールアンテナの第３ワイヤ３１３は、第１平面３８１上に配置されてよい。第１ワイヤ３１１と第３ワイヤ３１３は、第１平面３８１に垂直な仮想の平面３９０を基準として互いに反対側に配置されてよい。仮想の平面３９０は、第１ダイポールアンテナと第２ダイポールアンテナの間に位置してよい。同様に、第１ダイポールアンテナの第２ワイヤ３１２と第２ダイポールアンテナの第４ワイヤ３１４は、第２平面３８２上に配置されてよい。第２ワイヤ３１２と第４ワイヤ３１４は、仮想の平面３９０を基準として互いに反対側に配置されてよい。

第１ダイポールアンテナと第２ダイポールアンテナはそれぞれ、ターゲット周波数（ｔａｒｇｅｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）に対応する波長の長さ（ｌｅｎｇｔｈ）と同じ長さであってよい。例えば、図３では、閉ループ形状が円形形状である例について説明し、第１ワイヤ３１１と第２ワイヤ３１２のそれぞれは、ターゲット周波数に対応する波長の半分に対応する長さを有してよい。同様に、第３ワイヤ３１３と第４ワイヤ３１４のそれぞれは、ターゲット周波数に対応する波長の半分に対応する長さを有してよい。

本明細書において、ターゲット周波数（ｔａｒｇｅｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）は、アンテナ装置を動作させようとする周波数であって、例えば、体内に挿入されたアンテナ装置が生体内に与えられた濃度の対象被分析物に対して生体キャパシタンスを形成するときに該当のアンテナ装置を共振させようとする周波数であってよい。

第１ダイポールアンテナは第１フィーダ３２１を含み、第２ダイポールアンテナは第２フィーダ３２２を含んでよい。第１ダイポールアンテナは、図２に示した閉ループ形状をなすアンテナ素子を半分に折り畳んだ（ｆｏｌｄｅｄ）形態であってよい。第２ダイポールアンテナも、閉ループ形状をなすアンテナ素子を半分に折り畳んだ形態であってよい。例えば、第１ダイポールアンテナは、第１フィーダ３２１から波長の１／４に対応する長さだけ離れたワイヤ上の地点で折り畳まれた（ｆｏｌｄｅｄ）形状であってよい。第１ダイポールアンテナの第１ワイヤ３１１と第２ワイヤ３１２は、互いに離隔した平面上で平行をなすように配置され、ビアホール（ｖｉａ ｈｏｌｅ）を有する連結部によって連結されてよい。例えば、第１ワイヤ３１１と第２ワイヤ３１２は、第１平面３８１と第２平面２８３の間の仮想の平面を基準として対称をなしてよい。同様に、第２ダイポールアンテナは、第２フィーダ３２２から波長の１／４に対応する長さだけ離れたワイヤ上の地点で折り畳まれた（ｆｏｌｄｅｄ）形状であってよい。

第１フィーダ３２１は、第１ダイポールアンテナに電源を供給してよく、第２フィーダ３２２は、第２ダイポールアンテナに電源を供給してよい。以下では、フィーダ３２１、３２２を介してアンテナ素子３００にフィード信号が供給されるときに各ワイヤに流れる電流の方向について説明する。

上述したように、図２に示した円形ループでは、フィーダ２２１が最大強度の電流を供給する時点に、フィーダ２２１から波長の１／４の長さに対応するワイヤ（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｗｉｒｅ）上の地点を基準として互いに反対方向の電流が流れると解釈される。したがって、図２に示したループ形態のアンテナ素子が図３に示すように折り畳まれた場合、折り畳まれたループ形態のアンテナ素子は、第１平面３８１から垂直方向にみるとき、ワイヤに同じ方向に電流が流れるようになる。例えば、第１ダイポールアンテナの第１ワイヤ３１１と第２ワイヤ３１２では、電流が第１循環方向３３１（例えば、図３では反時計回り）に流れてよく、第２ダイポールアンテナの第３ワイヤ３１３と第４ワイヤ３１４では、電流が第１循環方向３３１と同じ循環方向である第２循環方向３３２（例えば、反時計回り）に流れてよい。

参考までに、本明細書において、電流の循環方向とは、アンテナ素子から平面上の仮想の閉ループおよび／または仮想の閉ループの一部に沿って配置されたワイヤに流れる電流の方向であって、ワイヤが配置される平面を垂直方向にみるときに、時計回り（ｃｌｏｃｋｗｉｓｅ）または半時計回り（ｃｏｕｎｔｅｒｃｌｏｃｋｗｉｓｅ）に電流が循環する方向を示してよい。時計回りまたは半時計回りの基準は、該当の平面を上から眺める場合、下から眺める場合、および交流電流の極性などによって転換されてよい。参考までに、図３の第１循環方向３３１および第２循環方向３３２は、フィーダ３２１、３２２が、フィード信号の極性が正（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）である最大電流の強度を給電する時点では時計回りであってよい。

第１平面３８１で閉ループ（ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ）の一部に対応する形態に沿って配置される第１ワイヤ３１１と第３ワイヤ３１３から一方向に電流が流れるようになり、第１磁気双極子（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｄｉｐｏｌｅ）が形成されてよい。同様に、第２平面３８２で閉ループの一部に対応する形態に沿って配置される第２ワイヤ３１２と第４ワイヤ３１４から一方向に電流が流れるようになり、第２磁気双極子が形成されてよい。第１磁気双極子と第２磁気双極子の磁気双極子モーメント（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｄｉｐｏｌｅ ｍｏｍｅｎｔ）の方向は、互いに同じであってよい。第１磁気双極子による電磁波と第２磁気双極子による電磁波は、補強干渉（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｖｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を発生させてよい。

磁気双極子による共振は、電気双極子による共振に比べて品質因子（ｑｕａｌｉｔｙ ｆａｃｔｏｒ）が高い。品質因子は、以下の数式（３）のように表現されてよい。

このとき、Ｑは品質因子を、Ｒ_Ｌは損失抵抗の大きさを、Ｒ_ｒは放射抵抗の大きさを示してよい。

図４は、アンテナ素子の形態による電磁波に対する周波数応答特性を示した図である。

周波数応答特性４００は、アンテナ素子の形態による電磁波に対する周波数応答特性を示している。周波数を掃引しながらパラメータを測定することにより、散乱された電磁波に対する周波数応答特性が得られるようになる。周波数応答特性は、図４に示すように、散乱パラメータのうちの反射係数（ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）であってよい。

第１反射係数曲線４１０は、図１の直線（ｓｔｒａｉｇｈｔ）型のダイポールアンテナに対する周波数応答特性を示している。第２反射係数曲線４２０は、図２の閉鎖されたループ（ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ）の形態のアンテナ素子に対する周波数応答特性を示している。第３反射係数曲線４３０は、図３の磁気双極子（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｄｉｐｏｌｅ）を形成するアンテナ素子３００による周波数応答特性を示している。磁気双極子（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｄｉｐｏｌｅ）を形成するアンテナ素子３００の品質係数（ｑｕａｌｉｔｙ ｆａｃｔｏｒ）は、相対的に高く現れるようになる。

図５ａは、一実施形態における、アンテナ装置５０１の形状を説明するための図である。

一実施形態に係るアンテナ装置５０１は、ワイヤ型センサであってよい。一実施形態に係るアンテナ装置５０１は、第１平面５８１上の第１領域の境界の一部に沿って互いに離隔して配置される第１ワイヤ５１１と第２ワイヤ５１２、第１平面５８１から平行に離隔した第２平面５８２上の第２領域の境界の一部に沿って互いに離隔して配置される第３ワイヤ５１３と第４ワイヤ５１４、第２平面５８２から平行に離隔した第３平面５８３上の第３領域の境界の一部に沿って互いに離隔して配置される第５ワイヤ５１５と第６ワイヤ５１６を含んでよい。アンテナ装置５０１は、第１ワイヤ５１１の第１端（ｆｉｒｓｔ ｅｎｄ）と第３ワイヤ５１３の第１端を連結する第１連結部５２１、第２ワイヤ５１２の第１端と第４ワイヤ５１４の第１端を連結する第２連結部５２２、第３ワイヤ５１３の第２端（ｓｅｃｏｎｄ ｅｎｄ）と第５ワイヤ５１５の第２端を連結する第３連結部５２３、および第４ワイヤ５１４の第２端と第６ワイヤ５１６の第２端を連結する第４連結部５２４を含んでよい。このとき、第１端は、アンテナポートを基準として遠位端（ｄｉｓｔａｌ ｅｎｄ）を示してよく、第２端は、アンテナポートを基準として近位端（ｐｒｏｘｉｍａｌ ｅｎｄ）を示してよい。

一実施形態に係るアンテナ装置５０１において、第１ワイヤ５１１の第２端と第２ワイヤ５１２の第２端は、アンテナポートと連結してよい。第１ワイヤ５１１と第２ワイヤ５１２は、アンテナポートと第１領域の中心点５７０を通過しながら第１平面５８１に垂直する仮想の平面５９０を基準として互いに反対側に配置されてよい。第３ワイヤ５１３と第４ワイヤ５１４は、仮想の平面５９０を基準として互いに反対側に配置され、第５ワイヤ５１５と第６ワイヤ５１６は、仮想の平面５９０を基準として互いに反対側に配置されてよい。第５ワイヤ５１５と第６ワイヤ５１６は、互いに電気的に連結してよい。

一実施形態に係るアンテナ装置５０１は、第１ワイヤ５１１と第２ワイヤ５１２が連結するアンテナポート、およびアンテナポートを介してフィード信号（ｆｅｅｄ ｓｉｇｎａｌ）を供給するフィーダ（ｆｅｅｄｅｒ）５４０をさらに含んでよい。フィーダ５４０は、アンテナ装置に電力を供給することにより、各ワイヤに電流が流れるようにしてよい。一実施形態に係るアンテナ装置５０１にフィード信号（ｆｅｅｄ ｓｉｇｎａｌ）が給電される場合、第１ワイヤ５１１は第３ワイヤ５１３と容量性結合を形成し、第３ワイヤ５１３は第５ワイヤ５１５と容量性結合を形成し、第２ワイヤ５１２は第４ワイヤ５１４と容量性結合を形成し、第４ワイヤ５１４は第６ワイヤ５１６と容量性結合を形成してよい。

まとめると、一実施形態に係るアンテナ装置５０１は、第１平面５８１上の第１領域の一部に沿って配置される第１ワイヤ５１１と第２ワイヤ５１２、第１平面５８１から平行に離隔する第２平面５８２上の第２領域の一部に沿って配置されて第１ワイヤ５１１および第２ワイヤ５１２とそれぞれ容量性結合を形成する第３ワイヤ５１３と第４ワイヤ５１４、第２平面５８２から平行に離隔する第３平面５８３上の第３領域の一部に沿って配置されて第３ワイヤ５１３および第４ワイヤ５１４と容量性結合を形成する第５ワイヤ５１５と第６ワイヤ５１６を含んでよい。

一実施形態に係るアンテナ装置５０１において、第１ワイヤ５１１、第２ワイヤ５１２、第３ワイヤ５１３、第４ワイヤ５１４、第５ワイヤ５１５、および第６ワイヤ５１６のうちの１つまたは２つ以上の組み合わせは、ターゲット周波数（ｔａｒｇｅｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）に対応する波長の１／４の長さを有してよい。例えば、第１ワイヤ５１１、第２ワイヤ５１２、第３ワイヤ５１３、第４ワイヤ５１４、第５ワイヤ５１５、および第６ワイヤ５１６のそれぞれは、波長の１／４の長さを有してよい。

ここで、ターゲット周波数（ｔａｒｇｅｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）に対応する波長とは、管内波長（ｇｕｉｄｅ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）を意味してよい。空気における波長と管内波長は、以下の数式（４）のような関係を有してよい。

一実施形態に係るアンテナ装置５０１は、ワイヤ間で容量性結合を形成するため、管内物質の誘電率によってターゲット周波数に対応する波長が変化するようになる。例えば、アンテナ装置５０１の各ワイヤは、ターゲット周波数に対応する波長の１／４の長さを有するため、管内媒質の誘電率を増加させることによってアンテナ装置のワイヤの長さを縮めることができる。

一実施形態に係るアンテナ装置５０１において、第１領域、第２領域、および第３領域の形態は、多角形および円形のうちの１つであってよい。例えば、図５ａに示すように、第１領域の形態が円形である場合、第１ワイヤ５１１と第２ワイヤ５１２は、第１平面５８１上で円周の一部に対応する形態に沿って配置されてよい。第２領域の形態が円形である場合、第３ワイヤ５１３と第４ワイヤ５１４は、第２平面５８２上で円周の一部に対応する形態に沿って配置されてよい。第３領域の形態が円形である場合、第５ワイヤ５１５と第６ワイヤ５１６は、第３平面５８３上で円周の一部に対応する形態に沿って配置されてよい。他の例として、図５ａとは異なり、第１領域の形態が多角形である場合、第１ワイヤ５１１と第２ワイヤ５１２は、第１平面５８１上で多角形の一部に対応する形態に沿って配置されてよい。例えば、第１領域、第２領域、第３領域の半径の長さは２．４ｍｍであり、第１領域と第３領域の間隔は０．６ｍｍであってよいが、これに限定されてはならない。

さらに、第１領域、第２領域、第３領域は、閉ループ（ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ）の形態を示してよく、各ワイヤは領域に対応する形態に沿って配置されてよい。

他の一実施形態に係るアンテナ装置５０１によると、第１領域、第２領域、第３領域は、第１平面５８１から垂直方向にみるとき、同じ大きさおよび同じ形態であってよい。

一実施形態に係るアンテナ装置５０１は、１つのアンテナポートを使用して各ワイヤに電源を供給してよい。アンテナ装置５０１は、連結部によって互いに連結した形態のワイヤを含んでよい。１つのポートを使用して各ワイヤに電力が供給されてよい。例えば、アンテナポートの第１端子から第１ワイヤ５１１、第３ワイヤ５１３、第５ワイヤ５１５、第６ワイヤ５１６、第４ワイヤ５１４、第２ワイヤ５１２、およびアンテナポートの第２端子まで順に連結する電気的経路が形成されてよい。

例えば、第１ワイヤ５１１の第１端と第２ワイヤ５１２の第１端は、互いに分離してよい。第１ワイヤ５１１は第１連結部５２１と連結し、第２ワイヤ５１２は第２連結部５２２と連結してよい。第１連結部５２１と第２連結部５２２は、互いに分離（ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）してもよい。第３連結部５２３と第４連結部５２４も互いに分離してよい。フィーダ５４０から第１連結部５２１に向かう仮想の直線は、仮想の平面５９０に対して閾値以下の角度を形成してよい。フィーダ５４０から第２連結部５２２に向かう仮想の直線は、仮想の平面５９０に対して閾値以下の角度を形成してよい。第１連結部５２１と第２連結部５２２は、仮想の平面５９０を基準として対称的に配置されてよい。例えば、フィーダ５４０から第１連結部５２１に向かう仮想の直線は、仮想の平面５９０に対して５度の角度をなし、フィーダ５４０から第２連結部５２２に向かう仮想の直線は、仮想の平面５９０に対して５度の角度をなしてよい。

図５ｂは、一実施形態における、アンテナ装置で流れる電流の方向を説明するための図である。

図５ａに示したアンテナ装置５０２の第１ワイヤ５１１、第２ワイヤ５１２、第３ワイヤ５１３、第４ワイヤ５１４、第５ワイヤ５１５、および第６ワイヤ５１６は、ターゲット周波数に対応する波長の１／４の長さを有してよい。アンテナ装置のフィーダ５４０は、アンテナ装置５０２に電力（例えば、フィード信号）を供給してよい。図５ｂは、電流方向の解釈のために、図５ａに示したアンテナ装置５０２のワイヤを平面的に広げた（ｕｎｆｏｌｄ）ものを示している。参考までに、本明細書において、電流の方向および／または循環方向は、電流の極性が反対の場合には反転すると解釈される。

図５ｂは、フィーダ５４０から波長の１／８だけ離れた地点で流れる電流の強度が０である時点の電流グラフを示している。以下では、該当の時点に各ワイヤに流れる電流の方向について説明する。フィーダ５４０から波長の１／８だけ離れた地点（以下、「１／８波長地点」）までのワイヤ区間で、電流は時計回りに流れてよい。１／８波長地点を基準として電流極性が反転するため、循環方向も反転すると解釈される。１／８波長地点から波長の５／８だけ離れた地点（以下、「５／８波長地点」）までのワイヤ区間で、電流は反時計回りに流れてよい。５／８波長地点で再び電流極性が反転するため、循環方向も再び反転すると解釈される。５／８波長地点から波長の３／４だけ離れた地点（以下、「３／４波長地点）までのワイヤ区間で、電流は時計回りに流れてよい。

したがって、第３ワイヤ５１３および第４ワイヤ５１４によって定義される第２領域では、電流が一循環方向（図５ｂでは半時計回り）に流れるため、第３ワイヤ５１３と第４ワイヤ５１４に流れる循環電流により、磁気双極子（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｄｉｐｏｌｅ）による共振が生成されるようになる。また、第１ワイヤ５１１と第２ワイヤ５１２によって定義される第１領域では、電流が１／８波長地点を基準として線対称に電流が流れるため、同じ第１直線方向（例えば、図５ｂでは下から上に向かう方向）で電流が流れると解釈される。言い換えれば、第１ワイヤ５１１と第２ワイヤ５１２はそれぞれ、第１直線方向に電流が流れるダイポールアンテナとして動作することができ、第１電気双極子（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｄｉｐｏｌｅ）による共振を生成することができる。同様に、該当の時点で、第５ワイヤ５１５および第６ワイヤ５１６によって定義される第３領域では、電流が５／８波長地点を基準として線対称に電流が流れるため、第１直線方向と反対となる第２直線方向（例えば、図５ｂでは上から下に向かう方向）に電流が流れると解釈される。言い換えれば、第５ワイヤ５１５と第６ワイヤ５１６はそれぞれ、第２直線方向に電流が流れるダイポールアンテナとして動作することができ、第２電気双極子（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｄｉｐｏｌｅ）による共振を生成することができる。第１電気双極子と第２電気双極子は、反対となる極性の電気双極子モーメント（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｄｉｐｏｌｅ ｍｏｍｅｎｔ）を有してよい。

まとめると、一実施形態に係るアンテナ装置は、互いに平行に離隔して位置される複数の平面のうちで中心に位置する基準平面上に配置されるワイヤが、フィード信号に応答して、磁気双極子による共振を生成（ｇｅｎｅｒａｔｅ）することができる。一実施形態に係るアンテナ装置は、基準平面を基準として一側に位置する１つ以上の平面上に配置されるワイヤが、フィード信号に応答して、第１電気双極子による共振を生成し、基準平面を基準として他側に位置される１つ以上の平面上に配置されるワイヤが、フィード信号に応答して、第１電気双極子と反対となる極性を持つ第２電気双極子による共振を生成することができる。

図５ａに示すように、第１平面に配置されたワイヤによる第１電気双極子と第３平面に配置されたワイヤによる第２電気双極子の極性は互いに反対となるため、その間に配置された第２平面に配置されたワイヤでは、第１平面および第３平面における電気双極子による共振が互いに相殺される。時間の流れによって正弦波の強度が変化すれば、基準平面に配置されたワイヤは、第１循環方向に沿って流れる電流による磁気双極子強度の増加と減少、第２循環方向に沿って流れる電流による磁気双極子強度の増加と減少を繰り返す。残りの平面に配置されたワイヤは、第１直線方向と第２直線方向に沿って流れる電流による電気双極子強度の増加と減少を繰り返す。このとき、基準平面を基準として互いに反対側に位置する平面では、反対極性の電気双極子が形成されてよい。

したがって、アンテナ装置５０１は、アンテナポートにフィード信号が給電される場合に応答して、高い品質係数（ｑｕａｌｉｔｙ ｆａｃｔｏｒ）を持つ磁気双極子による共振とともに、第１電気双極子および第２電気双極子による２つの共振を個別に形成することができる。アンテナ装置５０１は、少なくとも３つの共振周波数を示してよい。

図６は、一実施形態における、アンテナ装置の形状を説明するための図である。

一実施形態によると、第５ワイヤと第６ワイヤは、互いに電気的に（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ）連結してよい。例えば、アンテナ装置の第５ワイヤの第１端と第６ワイヤの第１端は、互いに連結してよい。上述した図５ａでは、アンテナ装置の第５ワイヤの第１端と第６ワイヤの第１端が物理的に直接連結する例について説明したが、図６では追加のワイヤを利用して間接的に連結する例について説明する。

例えば、アンテナ装置６００は、図５ａのアンテナ装置５０１に追加のワイヤをさらに含んでよい。アンテナ装置６００は、第３平面から平行に離隔した第４平面６８４上の第４領域の境界の一部に沿って互いに離隔して配置される第７ワイヤ６３１と第８ワイヤ６３２、第４平面から平行に離隔した第５平面６８５上の５領域の境界の一部に沿って互いに離隔して配置される第９ワイヤ６３３と第１０ワイヤ６３４をさらに含んでよい。また、一実施形態に係るアンテナ装置６００は、第５ワイヤの第１端（ｆｉｒｓｔ ｅｎｄ）と第７ワイヤの第１端を連結する第５連結部６５１、第６ワイヤの第１端と第８ワイヤ６３２の第１端を連結する第６連結部６５２、第７ワイヤ６３１の第２端（ｓｅｃｏｎｄ ｅｎｄと第９ワイヤ６３３の第２端を連結する第７連結部６５３、第８ワイヤ６３２の第２端と第１０ワイヤ６３４の第２端を連結する第８連結部６５４をさらに含んでよい。

ただし、これに限定されてはならず、一実施形態に係るアンテナ装置は、アンテナ装置６００とともに、第３平面から平行に離隔した１つ以上の追加の平面上で領域の境界の一部に沿って互いに離隔して配置されるワイヤを追加で含んでよい。例えば、アンテナ装置は、磁気双極子（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｄｉｐｏｌｅ）による共振周波数を実現するために、互いに平行に離隔する２ｎ＋１個の平面上に配置されたワイヤを含んでよい。ここで、ｎは、１以上の自然数であってよい。このとき、各ワイヤの長さ（ｌｅｎｇｔｈ）は、波長の１／４であってよいが、これに限定されてはならない。ワイヤの長さは、波長の１／４と若干（ｓｌｉｇｈｔｌｙ）異なってもよい。

図７は、一実施形態における、アンテナ装置を含む円柱型（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ）センサを示した図である。

円柱型センサ７００は、一実施形態に係るアンテナ装置７１０が円柱の側面の形態を有するプリント回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ：ＰＣＢ）７６０の表面にプリント（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）されたセンサであってよい。例えば、アンテナ装置７１０は、図５ａに示したアンテナ装置であってよい。例えば、プリント回路基板７６０は、内部が空洞の円柱形態であってよい。アンテナ装置７１０のワイヤ部および連結部がプリント回路基板にプリント（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）されてよい。連結部もワイヤで構成されてよい。他の例として、アンテナ素子のワイヤおよび連結部が平らなフレキシブルプリント回路基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ：ＦＰＣＢ）上にプリントされ、アンテナ素子がプリントされたＦＰＣＢは、アンテナポートの端子が隣接するように配置されるように円筒状に巻かれる（ｒｏｌｌｅｄ）ことによって円柱型センサ７００が製造されてよい。

図８は、一実施形態における、アンテナ装置を含む基板型センサを示した図である。

図８では、一実施形態に係るアンテナ装置８１０が多層レイヤからなるプリント回路基板（ＰＣＢ）８７０にプリント（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）される基板型センサ８００を示している。例えば、アンテナ装置８１０は、図５に示したアンテナ装置であってよい。

アンテナ装置の第１ワイヤと第２ワイヤは、基板８７０の第１面８８１に配置されてよく、第５ワイヤと第６ワイヤは、第１面８８１の反対側の第２面８８２に配置されてよい。また、第３ワイヤと第４ワイヤは、第１面８８１と第２面８８２の間の第３面８８３に配置されてよい。各面はレイヤで構成されてよい。アンテナ装置８１０の第１連結部、第２連結部、第３連結部、および第４連結部は、ビアホール（ｖｉａ ｈｏｌｅ）によってワイヤを連結してよい。

一実施形態に係るアンテナ装置８１０の第１ワイヤと第２ワイヤはそれぞれ、アンテナポートと連結してよい。アンテナポートは、同軸ケーブル８９０と連結してよい。同軸ケーブル８９０は、内部導体（ｉｎｎｅｒ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）８９１と外部導体（ｏｕｔｅｒ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）８９２を含んでよい。例えば、内部導体８９１は、アンテナ装置８１０の第１ワイヤの第２端と連結してよく、外部導体８９２は、アンテナ装置８１０の第２ワイヤの第２端と連結してよい。同軸ケーブルは、内部導体８９１と外部導体８９２を利用してアンテナ装置８１０に電源を供給してよい。例えば、第１ワイヤの第２端はアンテナポートの入力ポートであり、第２ワイヤの第２端はアンテナポートの出力ポートであってよい。

図９ａ～９ｂは、一実施形態における、アンテナ装置を含む体内生体センサの形状を示した図である。

図９ａは、一実施形態における、センサの斜視図（ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ ｖｉｅｗ）を示している。図９ｂは、一実施形態における、センサの正面図（ｆｒｏｎｔ ｖｉｅｗ）を示している。

一実施形態に係るアンテナ装置を含む基板プリント型センサ９００は、体内で電磁波を利用して対象被分析物（ｔａｒｇｅｔ ａｎａｌｙｔｅ）をセンシングしてよい。図９ａおよび図９ｂでは、テストのために、基板プリント型センサ９００の周辺に水を収容するテスト装置９０１を示している。テスト装置９０１において、図８の基板プリント型センサ８００は、円筒状内部空間９９２内に収容されてよい。円筒状内部空間９９２よりも大きい直径の円筒状空間９９１が円筒状内部空間９９２を取り囲んでよい。テスト装置９０１では、温度変化による誘電率の変化を観測することができる。

図１０ａ～１０ｃは、センサの形態による電磁波に対する周波数応答特性を示した図である。

周波数を掃引しながらパラメータを測定することにより、散乱された電磁波に対する周波数応答特性が得られるようになる。周波数応答特性は、散乱パラメータのうちの反射係数（ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）であってよい。図１０ａの周波数応答特性１００１は、ワイヤ型センサ５０１による電磁波に対する周波数応答特性を示してよい。図１０ｂの周波数応答特性１００２は、基板型センサ８００による電磁波に対する周波数応答特性を示してよい。図１０ｃの周波数応答特性１００３は、図９ａのセンサ９０１による電磁波に対する周波数応答特性を示してよい。周波数応答特性によって共振周波数を取得してよく、共振周波数（ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）は、周辺の周波数よりも反射係数が小さい周波数を意味してよい。

図１１ａは、一実施形態における、アンテナ装置周辺の対象被分析物の濃度変化によってアンテナ装置の共振周波数が変化を説明するための図である。

一実施形態に係るアンテナ装置は、互いに離隔して配置されるワイヤ１１１１、１１１２を含んでよい。例えば、ワイヤ１１１１は、図５ａに示したアンテナ装置５０１の第１連結部５２１に対応し、ワイヤ１１１２は第２連結部５２２に対応してよい。ただし、これは説明の便宜のための一例に過ぎず、互いに離隔した他の連結部に対しても同じような説明が適用されてよい。

図１１ｂは、比誘電率の変化による共振周波数（ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の変化を示した図である。

グラフ１１１０は、磁気双極子（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｄｉｐｏｌｅ）による共振周波数を示している。グラフ１１１０で、アンテナ装置周辺の被分析物の比誘電率の増加よって共振周波数の大きさが減るようになる。グラフ１１２０は、電気双極子（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｄｉｐｏｌｅ）による共振周波数を示している。グラフ１１２０でアンテナ装置周辺の被分析物の比誘電率が増加することにより、共振周波数の大きさが減るようになる。しかし、比誘電率の増加により、磁気双極子による共振周波数の遷移（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）程度と電気双極子による共振周波数の遷移程度は互いに異なる。例えば、被分析物の比誘電率の増加により、磁気双極子による共振周波数と電気双極子の共振周波数の差が減少する。

図１２ａ～１２ｃは、磁気双極子および電気双極子に対する周波数応答特性を示した図である。

一実施形態に係るアンテナ装置を含むセンサは、磁気双極子および電気双極子に対して独立的に共振（ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）を生成してよい。図１２ａ～１２ｃは、センサの形態による周波数応答特性を示している。周波数を掃引しながら双極子ごとにモーメントを測定することにより、各双極子に対する周波数応答特性が得られるようになる。周波数応答特性は、モーメントの強度（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を示してよい。図１２ａの周波数応答特性１２０１は、ワイヤ型センサ５０１による双極子に対する周波数応答特性を示している。グラフ１２１１とグラフ１２１２は電気双極子に対する周波数応答特性を、グラフ１２２１とグラフ１２２２は磁気双極子に対する周波数応答特性を示している。図１２ｂの周波数応答特性１２０２は、基板型センサ８００による双極子に対する周波数応答特性を示している。グラフ１２１３とグラフ１２１４は電気双極子に対する周波数応答特性を、グラフ１２２３およびグラフ１２２４は磁気双極子に対する周波数応答特性を示している。図１２ｃの周波数応答特性１２０３は、図９ａのセンサ９０１による電磁波に対する周波数応答特性を示している。グラフ１２１５とグラフ１２１６は電気双極子に対する周波数応答特性を、グラフ１２２５とグラフ１２２６は磁気双極子に対する周波数応答特性を示している。

図１３は、電磁波に対する周波数応答特性を示した図である。

周波数応答特性１３００は、アンテナ素子の電磁波に対する周波数応答特性を示している。周波数を掃引しながらパラメータを測定することにより、散乱された電磁波に対する周波数応答特性が得られるようになる。周波数応答特性は、図１３に示すように、散乱パラメータのうちの反射係数（ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）であってよい。第１反射係数曲線１３１０は、基板型センサ８００に対する測定された周波数応答特性を示してよい。例えば、第１反射係数曲線１３１０では、４．３８７ＧＨｚおよび５．９７５ＧＨｚで共振周波数が発生している。第２反射係数曲線１３２０は、シミュレーションによって測定された周波数応答特性を示してよい。例えば、第２反射係数曲線１３２０では、４．２８１ＧＨｚおよび５．９９６ＧＨｚで共振周波数が発生している。

図１４は、一実施形態における、血糖測定システムを示したブロック図である。

一実施形態に係る血糖測定システム１４００は、体内生体センサ１４０１と外部装置１４３０を含んでよい。体内生体センサ１４０１は、測定部１４１０と通信部１４２０を含んでよい。

例えば、図１４に示した体内生体センサ１４０１は対象者の皮下に配置され、外部装置１４３０は対象者の人体外部に配置されてよい。

測定部１４１０は、アンテナ素子として、共振器アセンブリ、例えば、共振素子を含んでよい。アンテナ素子および／または共振器アセンブリは、図５ａまたは図７に示したアンテナ装置の構造であってよい。体内生体センサ１４０１の測定部１４１０は、アンテナ装置に対して生体関連パラメータを測定してよい。対象者の皮下に配置された体内生体センサ１４０１は、予め指定される周波数帯域内で周波数を掃引することによって信号を生成し、生成された信号を共振素子にフィードしてよい。センサ１４０１は、周波数が変化する信号が供給される共振素子に対する散乱パラメータを測定してよい。

通信部１４２０は、測定された散乱パラメータを指示するデータを外部装置１４３０に送信してよい。また、通信部１４２０は、測定部１４１０に供給される信号を生成するための電力を無線電力送信方式によって受信してもよい。通信部１４２０はコイルを含み、無線で電力を受信したりデータを送信したりしてよい。

外部装置１４３０は、通信部１４３１とプロセッサ１４３２を含んでよい。外部装置１４３０の通信部１４３１は、対象被分析物と関連する生体情報によって変化する生体関連パラメータを測定する血糖測定装置から前記生体関連パラメータを受信してよい。例えば、通信部１４３１は、測定部１４１０に対して測定された共振素子の生体関連パラメータデータ（例えば、散乱パラメータおよび共振周波数の変化程度）を受信してよい。外部装置１４３０のプロセッサ１４３２は、受信した生体関連パラメータデータを利用して生体情報（例えば、血糖数値）を決定してよい。外部装置１４３０は、生体情報処理装置と表現されてもよい。生体情報として血糖に関する情報を決定する生体情報処理装置を血糖決定装置と表現してよい。例えば、外部装置１４３０のプロセッサ１４３２は、生体関連パラメータデータを利用して生体に対する血糖数値を決定してよい。

上述したように、アンテナ素子は、電気双極子および磁気双極子による３つ以上の共振周波数を示してよい。したがって、血糖測定システム１４００は、アンテナ素子の３つ以上の共振周波数の個別な変化を追跡することにより、生体情報（例えば、血糖数値および血糖変化程度など）を決定してよい。例えば、血糖数値ごとに３つ以上の共振周波数の周波数値がマッピングされてよい。例えば、血糖数値ＸＸｍｇ／ｄＬ＜－＞（共振周波数１ＧＨｚ、１．２５Ｇｈｚ、１．５Ｇｈｚ）のようにマッピングされたルックアップテーブルが格納されてよい。血糖測定システム１４００は、測定された共振周波数とマッチングする血糖数値をルックアップテーブルから検索してよい。ただし、血糖数値の決定が上述したものに限定されてはならず、設計によって多様な方式が利用されてよい。

体内生体センサ１４０１が生体関連パラメータを処理せずに外部装置１４３０に送信する例について主に説明したが、これに限定されてはならない。例えば、体内生体センサ１４０１が自主的にプロセッサをさらに含み、体内生体センサ１４０１のプロセッサが血糖数値を決定してもよい。この場合、センサ１４０１は、決定された血糖数値を通信部から外部装置に送信してもよい。また、プロセッサを含む追加の装置（図示せず）が皮下に配置され、体内生体センサ１４０１と人体との通信を樹立してもよい。このとき、追加の装置（図示せず）は、測定される生体関連パラメータデータを体内生体センサ１４０１から直接受信して血糖数値を決定してよい。さらに、追加の装置（図示せず）は、決定された血糖数値を、対象者の人体内部から外部装置１４３０に送信してよい。

以上のように、実施形態を、限定された実施形態および図面に基づいて説明したが、当業者であれば、上述した記載から多様な修正および変形が可能であろう。例えば、説明された技術が、説明された方法とは異なる順序で実行されたり、かつ／あるいは、説明されたシステム、構造、装置、回路などの構成要素が、説明された方法とは異なる形態で結合されたりまたは組み合わされたり、他の構成要素または均等物によって対置されたり置換されたとしても、適切な結果を達成することができる。

したがって、異なる実施形態であっても、特許請求の範囲と均等なものであれば、添付される特許請求の範囲に属する。

Claims (19)

1. アンテナ装置（ａｎｔｅｎｎａ ｄｅｖｉｃｅ）であって、
   第１平面上の第１領域の境界の一部に沿って互いに離隔して配置される第１ワイヤと第２ワイヤ、
   前記第１平面から平行に離隔した第２平面上の第２領域の境界の一部に沿って互いに離隔して配置される第３ワイヤと第４ワイヤ、
   前記第２平面から平行に離隔した第３平面上の第３領域の境界の一部に沿って互いに離隔して配置される第５ワイヤと第６ワイヤ、
   前記第１ワイヤの第１端（ｆｉｒｓｔ ｅｎｄ）と前記第３ワイヤの第１端を連結する第１連結部、
   前記第２ワイヤの第１端と前記第４ワイヤの第１端を連結する第２連結部、
   前記第３ワイヤの第２端（ｓｅｃｏｎｄ ｅｎｄ）と前記第５ワイヤの第２端を連結する第３連結部、および
   前記第４ワイヤの第２端と前記第６ワイヤの第２端を連結する第４連結部
   を含む、アンテナ装置。
2. 前記第１ワイヤの第２端と前記第２ワイヤの第２端は、アンテナポートと連結し、前記第１ワイヤと前記第２ワイヤは、前記アンテナポートと前記第１領域の中心点を通過しながら前記第１平面と垂直な仮想の平面を基準として互いに反対側に配置され、
   前記第３ワイヤと前記第４ワイヤは、前記仮想の平面を基準として互いに反対側に配置され、
   前記第５ワイヤと前記第６ワイヤは、前記仮想の平面を基準として互いに反対側に配置される、
   請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記アンテナ装置は、
   前記第１ワイヤと前記第２ワイヤが連結されるアンテナポート、および
   前記アンテナポートを介してフィード信号（ｆｅｅｄ ｓｉｇｎａｌ）を供給するフィーダ（ｆｅｅｄｅｒ）
   をさらに含む、請求項１に記載のアンテナ装置。
4. 前記第１ワイヤ、前記第２ワイヤ、前記第３ワイヤ、前記第４ワイヤ、前記第５ワイヤ、および前記第６ワイヤのうちの１つまたは２つ以上の組み合わせは、ターゲット周波数（ｔａｒｇｅｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）に対応する波長の１／４の長さを有する、
   請求項１に記載のアンテナ装置。
5. 前記第１領域、前記第２領域、および前記第３領域の形態は、多角形および円形のうちの１つである、
   請求項１に記載のアンテナ装置。
6. 前記第１領域、前記第２領域、および前記第３領域は、前記第１平面から垂直方向にみるときに同じ大きさおよび同じ形態である、
   請求項１に記載のアンテナ装置。
7. 前記第１連結部と前記第２連結部は互いに分離（ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）し、前記第３連結部と前記第４連結部は互いに分離する、
   請求項１に記載のアンテナ装置。
8. 前記フィーダから前記第１連結部に向かう仮想の直線は、前記仮想の平面に対して閾値以下の角度を形成し、
   前記フィーダから前記第２連結部に向かう仮想の直線は、前記仮想の平面に対して閾値以下の角度を形成する、
   請求項３に記載のアンテナ装置。
9. 互いに平行に離隔して位置する複数の平面のうちで中心に位置する基準平面上に配置されるワイヤが、フィード信号に応答して、磁気双極子による共振を生成（ｇｅｎｅｒａｔｅ）する、
   請求項１に記載のアンテナ装置。
10. 前記基準平面を基準として一側に位置する１つ以上の平面上に配置されるワイヤが、前記フィード信号に応答して、第１電気双極子による共振を生成し、
    前記基準平面を基準として他側に位置する１つ以上の平面上に配置されるワイヤが、前記フィード信号に応答して、前記第１電気双極子と反対となる極性を有する第２電気双極子による共振を生成する、
    請求項９に記載のアンテナ装置。
11. 前記連結部は、ビアホール（ｖｉａ ｈｏｌｅ）によってワイヤを連結する、
    請求項１に記載のアンテナ装置。
12. 前記第５ワイヤと前記第６ワイヤは、互いに電気的に（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ）連結する、
    請求項１に記載のアンテナ装置。
13. 前記第３平面から平行に離隔した１つ以上の追加の平面上で領域の境界の一部に沿って互いに離隔して配置される前記第５ワイヤと前記第６ワイヤに電気的に連結する１つ以上の追加のワイヤ
    を含む、請求項１に記載のアンテナ装置。
14. 前記アンテナ装置のワイヤは、
    円柱形態のプリント回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ：ＰＣＢ）の表面にプリント（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）される、
    請求項１に記載のアンテナ装置。
15. 前記アンテナ装置の共振周波数は、前記アンテナ装置周辺の対象被分析物の濃度変化に応答して変化する、
    請求項１に記載のアンテナ装置。
16. 前記アンテナ装置は、
    前記アンテナ装置の共振周波数の変化程度および測定された散乱パラメータに関する生体関連パラメータデータを外部装置に送信する通信部
    をさらに含む、請求項１に記載のアンテナ装置。
17. 前記アンテナ装置にフィード信号が給電されるとき、前記第１ワイヤは、前記第３ワイヤと容量性結合を形成し、前記第３ワイヤは前記第５ワイヤと容量性結合を形成し、前記第２ワイヤは前記第４ワイヤと容量性結合を形成し、前記第４ワイヤは前記第６ワイヤと容量性結合を形成する、
    請求項１に記載のアンテナ装置。
18. アンテナ装置であって、
    第１平面上第１領域の一部に沿って配置される第１ワイヤ、
    前記第１平面から平行に離隔する第２平面上第２領域の一部に沿って配置されて前記第１ワイヤと容量性結合を形成する第２ワイヤ、および
    前記第２平面から平行に離隔する第３平面上第３領域の一部に沿って配置されて前記第２ワイヤと容量性結合を形成する第３ワイヤ
    を含み、
    前記第１ワイヤは、アンテナポートと連結し、前記アンテナポートを基準として遠位端で前記第２ワイヤと連結し、前記第２ワイヤは、前記アンテナポートを基準として近位端で前記第３ワイヤと連結し、
    前記アンテナポートにフィード信号が給電される場合に応答して、磁気双極子による共振および電気双極子による共振を個別に形成する、
    アンテナ装置。
19. アンテナ装置であって、
    互いに平行に離隔する複数の平面のうちで中心に位置する基準平面上に配置されて磁気双極子による共振を生成することが可能な第１ワイヤ、
    前記基準平面を基準として一側に位置する１つ以上の平面上に配置されて第１電気双極子による共振を生成することが可能な第２ワイヤ、および
    前記基準平面を基準として他側に位置する１つ以上の平面上に配置されて前記第１電気双極子と反対となる極性を有する第２電気双極子による共振を生成することが可能な第３ワイヤ
    を含む、アンテナ装置。

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