JP6638550B2 - 無線装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線装置おいてアンテナの励振電流に起因して生じる誘起電流に関する。

入退室管理システムとして、扉付近にカードリーダが設置され、入退室する者が非接触型ＩＣカードをカードリーダに近づけた際に、カード内のＩＣチップに記憶されているデータがカードリーダにより読み出され、かかるデータに基づき認証や入退室時刻の管理等を行うシステムが知られている（下記特許文献１参照）。このような入退室システムに用いられるカードリーダは、無線装置として構成され、複数の機能モジュールが単一の筐体内に高密度で実装されている。例えば、制御室に設置された上位装置であるコントローラとの間で無線通信を行う無線通信モジュールや、センサーモジュールや、各モジュールを制御する制御モジュールなどが、互いに近接して実装されている。無線通信モジュールは、例えば、モノポールアンテナ、かかるアンテナに電気的に接続され接地されている接地部、および無線通信を制御する通信制御部などを有する。

特開２００３−６５７８号公報

上述のように、無線通信モジュールと他のモジュールとが高密度で実装されている無線装置では、無線信号の送受信のためにアンテナおよび接地部に流れる高周波電流（アンテナ励振電流）に起因して、他のモジュールにおける無線通信モジュールと対向する外縁近傍に、アンテナおよび接地部に流れる電流とは反対向きの誘起電流が生じるおそれがある。このような誘起電流が生じると、アンテナ近傍における電界の変化が抑制されてしまい、アンテナの電波出力レベルが低減するという問題がある。特に、近年では、無線装置の小型化の要請から各モジュール間の距離が短くなり、誘起電流に起因する上述の問題がより深刻化している。このため、無線装置において誘起電流の発生を抑制可能な技術が望まれている。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば無線装置が提供される。この無線装置は、高周波電源により無線信号の送信および受信を行うアンテナと；接地され且つ前記アンテナに接続されている接地部と；前記接地部の第１の外縁に対して所定の距離だけ離れて対向する第２の外縁を含む導電部と；前記導電部に一部が囲われ、前記第２の外縁から前記導電部の内側に向かって連続する電気的に絶縁された絶縁領域と；を備え、前記第２の外縁と前記絶縁領域とが交差する２つの交差部間を結ぶ前記導電部内の導通経路のうち、前記絶縁領域と前記導電部との境界の少なくとも一部に沿って最短となる経路の合計経路長は、前記アンテナから出力される無線信号の波長の整数倍に相当する長さとは異なる長さである。

この形態の無線装置によれば、導電部に一部が囲われ、第２の外縁から導電部の内側に向かって連続する絶縁領域を備え、第２の外縁と絶縁領域とが交差する２つの交差部間を結ぶ導電部内の導通経路のうち、絶縁領域と導電部との境界の少なくとも一部に沿って最短となる経路の合計経路長は、アンテナから出力される無線信号の波長の整数倍に相当する長さとは異なる長さである。このため、接地部を流れる電流に起因して導電部において第２の外縁に沿って生じる誘起電流のうちの絶縁領域を挟んだ一方に流れる電流（以下、「一方に流れる誘起電流」と呼ぶ）の位相と、他方を流れてその後最短となる導通経路を通って上述の一方側に流れる電流（以下、「他方から流れてくる誘起電流」と呼ぶ）の位相とを互いにずらすことができる。したがって、これら２種類の電流が合成された場合に、２種類の電流同士を少なくとも一部において互いにキャンセルさせて合成電流の大きさを低減でき、合計経路長が無線信号の波長の整数倍に相当する長さである構成、つまり、上記２種類の電流の位相が互いに一致する構成に比べて、無線装置における誘起電流の発生を抑制できる。

（２）上記形態の無線装置において、前記合計経路長は、前記無線信号の波長の１／２の奇数倍であってもよい。この形態の無線装置によれば、一方に流れる誘起電流と、他方から流れてくる誘起電流との位相を１８０°ずらすことができ、これら２種類の電流の全体をキャンセルして誘起電流の発生をより確実に抑制できる。

（３）上記形態の無線装置において、前記絶縁領域は、前記第１の外縁から前記第２の外縁に向かう方向と直交する直交方向に沿った前記第２の外縁の中央部から、前記導電部の内側に向かって延びてもよい。この形態の無線装置によれば、絶縁領域は、第１の外縁から第２の外縁に向かう方向と直交する直交方向に沿った第２の外縁の中央部から、導電部の内側に向かって延びているので、一方に流れる誘起電流のエネルギーの大きさと、他方から流れてくる誘起電流のエネルギーの大きさとを、ほぼ一致させることができる。このため、一方に流れる誘起電流と他方から流れてくる誘起電流とをより確実に互いにキャンセルさせることができる。

（４）上記形態の無線装置において、前記導電部は、金属パターンからなる金属層を有し；前記絶縁領域は、前記金属層に形成されたスリットとして構成されていてもよい。この形態の無線装置によれば、絶縁領域は金属層に形成されたスリットとして構成されているので、最短となる導通経路の合計経路長を、スリットの大きさを調整することよって正確に制御できる。

（５）上記形態の無線装置において、前記導電部は、基板と、前記基板上に配置されている複数の電子部品とを有し；前記絶縁領域は、前記基板において、前記複数の電子部品と、前記複数の電子部品のうちの少なくとも２つの電子部品同士を電気的に接続する電気配線と、が配置されていない領域として形成されていてもよい。この形態の無線装置によれば、絶縁領域は、基板において複数の電子部品と電気配線とが配置されていない領域として形成されているので、基板における電子部品の配置や配線経路を調整することによって、最短となる導通経路の合計経路長を制御できる。

（６）上記形態の無線装置において、前記導電部は、金属パターンからなる金属層と、複数の電子部品が配置された外装層と、を含む積層構造を有する基板により構成されており；前記絶縁領域は、前記金属層と前記外装層とにおいてそれぞれ形成されている電気的に絶縁されている領域であって、厚さ方向に見て互いに同じ位置に配置され同じ大きさである領域の集合として形成されていてもよい。この形態の無線装置によれば、金属層と外装層とを含む積層構造を有する基板において、金属層と外装層とにおいてそれぞれ形成されている電気的に絶縁されている領域の集合として形成されているので、いずれか一方の層に電気的に絶縁されている領域が設けられていない構成に比べて、より確実に誘起電流の発生を抑制できる。

本発明は、種々の形態で実現することも可能である。例えば、無線装置を備えるセキュリティ端末装置、センサ装置、無線装置に用いられる基板、無線装置の製造方法等の形態で実現できる。

本発明の一実施形態としての無線装置を適用したセキュリティ端末装置の概略構成を示すブロック図である。 制御基板の概略構成を模式的に示す断面図である。 制御基板の概略構成を模式的に示す分解斜視図である。 制御基板に生じる誘起電流を説明するための説明図である。 第２の外縁の近傍に生じた誘起電流の波形と、絶縁領域と導電部との境界に沿って流れる誘起電流の伝播の様子とを示す説明図である。 変形例における制御基板の構成を模式的に示す平面図である。

Ａ．実施形態：
Ａ１．装置構成：
図１は、本発明の一実施形態としての無線装置を適用したセキュリティ端末装置の概略構成を示すブロック図である。このセキュリティ端末装置１００は、図示しないセンサ部を備え、かかるセンサ部によるセンシング結果を無線通信によりコントローラ３００に送信する。

セキュリティ端末装置１００は、上述した図示しないセンサ部に加えて、筐体１０１と、アンテナ部２０と、制御基板１０と、電池３１とを備えている。

筐体１０１は、略立方体形状を有し、本実施形態では、樹脂により成形されている。筐体１０１は、制御基板１０、アンテナ部２０、電池３１、および図示しないセンサ部を収容する。なお、図１では、互いに直交する３つのＸ，Ｙ，Ｚ軸を表している。本実施形態では、Ｚ軸は、筐体１０１の厚み方向と平行に設定されている。

アンテナ部２０は、コントローラ３００との間の無線通信に用いられ、無線信号の送信および受信を行う。本実施形態では、セキュリティ端末装置１００（アンテナ部２０）とコントローラ３００との間の無線通信として、サブギガ帯（９２０ＭＨｚ帯）無線通信が用いられる。アンテナ部２０は、アンテナ２１と、接地部２３と、切替部２４と、高周波制御用ＩＣ（ＲＦＩＣ）チップ２５とを備えている。

アンテナ２１の一端は、接地部２３に電気的に接続されている。アンテナ２１の延べ長さは、アンテナ２１から送信する無線信号の波長λの１／４である。なお、サブギガ帯無線通信での波長λは、空気の比誘電率を考慮すると、およそ８ｃｍ（センチメートル）となる。

接地部２３は、導電性部材により形成されており、接地されている。本実施形態では、接地部２３は、略矩形の平面視形状を有する銅製の薄板部材により形成されている。接地部２３における接地部分からアンテナ２１との接続部分までの距離は、アンテナ２１から送信する無線信号の波長λの１／４である。このような構成により、アンテナ２１は、接地部２３との接続点を給電点とするモノポールアンテナとして機能する。

切替部２４は、接地部２３の一方の面上に配置され、アンテナ２１と電気的に接続されている。切替部２４は、アンテナ２１における信号の送信および受信の機能を所定の周期で切り替える。

高周波制御用ＩＣチップ２５は、接地部２３の一方の面上に配置され、切替部２４および制御基板１０にそれぞれ電気的に接続されている。なお、図１では、図示の便宜上、高周波制御用ＩＣチップ２５と制御基板１０とを接続する電気配線は省略されている。高周波制御用ＩＣチップ２５は、制御基板１０から給電される高周波電源を利用して、高周波信号の変調を行ってアンテナ２１から無線信号を出力させる。また、アンテナ２１で受信する高周波無線信号を復調して制御基板１０に出力する。

制御基板１０は、セキュリティ端末装置１００の全体を制御する。制御基板１０は、接地部２３と同様に略矩形の平面視形状を有する。制御基板１０は、接地部２３の１つの外縁ｂ１（以下、「第１の外縁ｂ１」と呼ぶ）に対して所定の距離だけ離れて対向する外縁ｂ２（以下、「第２の外縁ｂ２」と呼ぶ）を有するように、筐体１０１内に配置されている。本実施形態において、２つの外縁ｂ１，ｂ２は、互いに略平行である。また、本実施形態において、２つの外縁ｂ１，ｂ２の間の距離は、およそ１ｃｍ（センチメートル）である。第１の外縁ｂ１は、接地部２３における＋Ｘ方向の端面に相当する。また、第２の外縁ｂ２は、制御基板１０における−Ｘ方向の端面に相当する。第１の外縁ｂ１および第２の外縁ｂ２は、図１に示すように、−Ｚ方向に見た場合に線分として表わされる。制御基板１０は、電池３１から給電される。

図２は、制御基板１０の概略構成を模式的に示す断面図である。図３は、制御基板１０の概略構成を模式的に示す分解斜視図である。図２および図３に示すように、制御基板１０は、Ｚ軸方向に複数の層が積層された積層構造を有する。具体的には、制御基板１０は、金属層１２と、金属層１２を挟んで配置された２つの外装層（第１外装層１３および第２外装層１４）を備えている。

金属層１２は、金属パターンからなる層である。本実施形態では、金属層１２は、銅により形成されている。なお、銅に代えて、ステンレスやアルミニウムなど、任意の金属材料により形成されてもよい。また、金属に代えて、カーボンなどの任意の導電材料により形成されてもよい。金属層１２は、接地されており、各外装層１３，１４に対してグランドを供給する。図３に示すように、金属層１２には、−Ｘ方向の外縁（上述の第２の外縁ｂ２）から内側（＋Ｘ方向）に連続するスリット１２１が形成されている。

第１外装層１３は、金属層１２に対して＋Ｚ方向に位置し、金属層１２と接している。第１外装層１３の露出面、すなわち、金属層１２と接している面とは反対側の面には、複数の電子部品１７と、電子部品１７同士を電気的に接続する配線パターン１８とが配置されている。電子部品１７としては、例えば、ＣＰＵ、メモリ、ブザー、ＬＥＤランプ等が該当する。ＣＰＵは、例えば、電池３１からの給電を受けて高周波電源を生成する機能や、図示しないセンサ部が受信する各種情報を一時的に記憶する機能や、ブザーやＬＥＤランプ等を制御する機能を果たす。また、図２に示すように、第１外装層１３の内部には、厚さ方向に沿ったビア１９が多数形成されている。ビア１９は、電子部品１７と金属層１２とを電気的に接続する。

図３に示すように、第１外装層１３には、−Ｘ方向の外縁（上述の第２の外縁ｂ２）から内側（＋Ｘ方向）に連続する電気的に絶縁されている領域１３１が形成されている。より正確に述べると、電子部品１７、配線パターン１８、およびビア１９がいずれも配置されていない領域が、−Ｘ方向の外縁（上述の第２の外縁ｂ２）から内側（＋Ｘ方向）に連続して形成されている。

第２外装層１４の構成は、電子部品１７と、配線パターン１８と、ビア１９の数および配置位置において、上述した第１外装層１３と異なり、その他の構成は第１外装層１３と同じであるので、その詳細な構成の説明を省略する。第２外装層１４には、第１外装層１３における電気的に絶縁されている領域１３１と同様に、−Ｘ方向の外縁（上述の第２の外縁ｂ２）から内側（＋Ｘ方向）に連続する電気的に絶縁されている領域１４１が形成されている。この領域１４１は、上述の第１外装層１３の領域１３１と同様に、電子部品１７、配線パターン１８、およびビア１９がいずれも配置されていない領域である。

図３に示すように、上述した電気的に絶縁されている２つの領域１３１，１４１と、スリット１２１とは、−Ｚ方向に見て、互いに同じ位置に配置され、また、互いに同じ大きさである。そして、上述の３つの層１２〜１４がＺ軸方向に積層されると、電気的に絶縁されている２つの領域１３１，１４１と、スリット１２１とが積層され、絶縁領域１１が形成されることとなる。この絶縁領域１１は、図１に示すように、第２の外縁ｂ２から制御基板１０の内側（＋Ｘ方向）に連続する領域である。また、絶縁領域１１は、第２の外縁ｂ２のＹ軸に沿った中央部（第１の外縁ｂ１から第２の外縁ｂ２に向かう方向と直交する方向に沿った中央部）から、制御基板１０の内側（＋Ｘ方向）に向かって延びている。後述するように、このような絶縁領域１１を制御基板１０が備えることにより、制御基板１０における誘起電流の発生が抑制される。図１に示すように、制御基板１０において絶縁領域１１を除いた部分は導電部１５に該当する。導電部１５は、第２の外縁ｂ２を含んでいる。図１に示すように、絶縁領域１１は、Ｘ軸と平行に延びるスリット状（ミクロ的に見れば長方形状）の平面視形状を有し、−Ｘ方向の端部を除いた外縁を導電部１５により囲われている。

ここで、上述の「絶縁領域」とは、まったく導通しない領域という意味だけでなく、少なくとも導電部１５に比べて導電し難い領域という意味をも含む広い概念を有する。

なお、図１に示すコントローラ３００は、サブギガ帯無線通信を行う図示しない無線通信モジュールを備えており、セキュリティ端末装置１００との間で無線通信を行う。コントローラ３００は、セキュリティ端末装置１００から受信したセンシングデータに基づき、例えば、各種管理を実行する。

Ａ２．制御基板１０に生じる誘起電流：
図４は、制御基板１０に生じる誘起電流を説明するための説明図である。図４では、制御基板１０およびアンテナ部２０に加えて、アンテナ部２０に流れる励振電流Ｉ１と、かかる励振電流Ｉ１に起因して、制御基板１０に生じる誘起電流Ｉ２とを示している。なお、図４では、図示の便宜上、アンテナ部２０において切替部２４および高周波制御用ＩＣチップ２５を省略している。

或る時点において、接地部２３に接地点からアンテナ２１に向かう励振電流が流れていると、図４において白抜きの矢印で示すように、接地部２３における第１の外縁ｂ１近傍において＋Ｙ方向に励振電流Ｉ１が流れる。このとき、制御基板１０の導電部１５では、第２の外縁ｂ２近傍に励振電流Ｉ１とは逆向きの誘起電流Ｉ２が流れる。ここで、第２の外縁ｂ２は、絶縁領域１１を挟んで＋Ｙ方向側に位置する第１外縁部分ｂ２１と、−Ｙ方向側に位置する第２外縁部分ｂ２２とからなる。第１外縁部分ｂ２１は、第２の外縁ｂ２の＋Ｙ方向の端部Ａと、第２の外縁ｂ２と絶縁領域１１とが交差する２つの交差部Ｂ，Ｄのうちの＋Ｙ方向側の交差部Ｂとを結ぶ面に相当する。また、第２外縁部分ｂ２２は、第２の外縁ｂ２の−Ｙ方向の端部Ｅと、上述の交差部Ｄとを結ぶ面に相当する。なお、図４では制御基板１０の平面視形状を表しているため、２つの端部Ａ，Ｅおよび２つの交差部Ｂ，Ｄは、いずれも点として表わされている。また、第１外縁部分ｂ２１および第２外縁部分ｂ２２は、いずれも線分として表わされている。上述の誘起電流Ｉ２は、第１外縁部分ｂ２１に流れる−Ｙ方向の誘起電流Ｉ２１と、第２外縁部分ｂ２２に−Ｙ方向に流れる誘起電流Ｉ２２とからなる。

第１外縁部分ｂ２１を流れる誘起電流Ｉ２１は、導電部１５において絶縁領域１１と導電部１５との境界に沿って、交差部Ｂから絶縁領域１１の＋Ｘ方向の端に位置する端部Ｃを経由して交差部Ｄへと流れる。かかる導通経路は、導電部１５内の導通経路のうち、２つの交差部Ｂ，Ｄ間の最短となる経路である。端部Ｃは、絶縁領域１１における＋Ｘ方向の端のうちＹ軸方向に沿った中央点と導電部１５との境界に相当する。なお、Ｙ軸方向に沿った端部Ｃと端部Ａとの間の距離は、Ｙ軸方向に沿った端部Ｃと端部Ｅとの間の距離と等しく、アンテナ２１が出力する無線信号の波長λの１／８に相当する。端部Ｃを経由して交差部Ｄに到達した誘起電流Ｉ２１は、第２外縁部分ｂ２２に沿って交差部Ｄから端部Ｅへと流れる。したがって、第２外縁部分ｂ２２には、第２外縁部分ｂ２２において生じた誘起電流Ｉ２２と、絶縁領域１１と導電部１５との境界に沿った最短導通経路を通って流れてきた誘起電流Ｉ２１とが合成された電流が流れることとなる。

ここで、本実施形態では、絶縁領域１１と導電部１５との境界のうち、交差部Ｂから端部Ｃまでの部分の延べ長さと、端部Ｃから交差部Ｄまでの部分の延べ長さとが、いずれもアンテナ２１が出力する無線信号の波長λの１／４となるように、絶縁領域１１が形成されている。換言すると、絶縁領域１１と導電部１５との境界に沿った最短導通経路の合計経路長が波長λの１／２となるように、絶縁領域１１が形成されている。このため、誘起電流Ｉ２１において、第１外縁部分ｂ２１の位相と、第２外縁部分ｂ２２の位相とは、互いに１８０°ずれることとなる。

図５は、第２の外縁ｂ２の近傍に生じた誘起電流Ｉ２の波形と、絶縁領域１１と導電部１５との境界に沿って流れる誘起電流Ｉ２１の伝播の様子とを示す説明図である。図５（ａ）は誘起電流Ｉ２の波形を示し、図５（ｂ）は誘起電流Ｉ２１の伝播の様子を示す。図５（ａ）および図５（ｂ）において横軸は位置を示し、縦軸は振幅を示す。図５（ａ）において、実線の波形は誘起電流Ｉ２の波形を示し、破線の波形は励振電流Ｉ１の波形を示す。図５（ｂ）において、実線の波形は誘起電流Ｉ２１の波形を示す。図５（ａ）および図５（ｂ）では、互いに同じ時点での波形を表している。

図５（ａ）に示すように、誘起電流Ｉ２は、端部Ａが腹（９０°）となり、端部Ｅが節（１８０°）となる定在波である。これは、端部Ａに対応する接地部２３の位置が、接地点から波長λの１／４の距離にあるために励振電流Ｉ１の最大振幅位置となり、かかる励振電流Ｉ１を打ち消すような誘起電流Ｉ２において、端部Ａは最大振幅位置となるからである。なお、２つの交差部Ｂ，Ｄとの間には絶縁領域１１によるギャップが存在するため、実際には、図５（ａ）に示す誘起電流Ｉ２における誘起電流Ｉ２１と誘起電流Ｉ２２との間にはギャップが存在するが、図５（ａ）では説明の便宜上省略されている。図５（ａ）に示すように、交差部Ｄと端部Ｅとの間を流れる誘起電流Ｉ２２の位相は、１３５°から１８０°までである。

他方、図５（ｂ）に示す誘起電流Ｉ２１も、図５（ａ）に示す誘起電流Ｉ２と同様に、端部Ａが腹（９０°）となる定在波である。ここで、誘起電流Ｉ２１は、絶縁領域１１と導電部１５との境界に沿って伝播し、また、かかる境界に沿った最短導電経路の合計経路長さは、波長λの１／２である。このため、誘起電流Ｉ２１は、端部Ｅが節となる点では図５（ａ）の誘起電流Ｉ２２と同じであるが、その位相は１８０°ずれて０°となっている。また、図５（ｂ）に示すように、交差部Ｄと端部Ｅとの間における誘起電流Ｉ２１の位相は、図５（ａ）に示す交差部Ｄから端部Ｅまでの誘起電流Ｉ２２の位相に対して波長λの１／２分、つまり１８０°だけずれている。このため、交差部Ｄと端部Ｅとの間を流れる誘起電流Ｉ２１の位相は、３１５°から０°（３６０°）までである。したがって、第２外縁部分ｂ２２（交差部Ｄ〜端部Ｅ）部分を流れる２種類の電流、すなわち、図５（ａ）に示す誘起電流Ｉ２２の太線部分と、図５（ｂ）に示す誘起電流Ｉ２１の太線部分とは互いにキャンセルされ、これら誘起電流Ｉ２１，Ｉ２２の合成電流は０（ゼロ）となる。このため、制御基板１０（導電部１５）における第２外縁部分ｂ２２の近傍において誘起電流の発生が抑制される。

以上説明した第１実施形態のセキュリティ端末装置１００では、導電部１５に一部が囲われ、第２の外縁ｂ２から導電部１５の内側に向かって連続する絶縁領域１１を備え、第２の外縁ｂ２と絶縁領域１１との２つの交差部Ｂ，Ｄ間を結ぶ導電部１５内の導通経路のうち、絶縁領域１１と導電部１５との境界に沿って最短となる経路の合計経路長は、アンテナ２１から出力される無線信号の波長λの１／２である。このため、接地部２３を流れる励振電流Ｉ１に起因して導電部１５の第２の外縁ｂ２に沿って生じる誘起電流Ｉ２のうちの第２外縁部分ｂ２２を流れる誘起電流Ｉ２２の位相と、第１外縁部分ｂ２１を流れてその後最短導通経路を通って第２外縁部分ｂ２２に流れる誘起電流Ｉ２１の位相とを互いに１８０°ずらすことができる。したがって、これら２種類の誘起電流Ｉ２１，Ｉ２２を互いにキャンセルさせてこれら２種類の電流の合成電流を０（ゼロ）にし、制御基板１０（導電部１５）における第２外縁部分ｂ２２の近傍において誘起電流の発生を抑制できる。これにより、アンテナ２１の近傍における電界の変化が抑制されてしまい電波出力レベルが低減することを抑制できる。

また、絶縁領域１１は、第２の外縁ｂ２のＹ軸に沿った中央部を起点として導電部１５の内側に向かって延びているので、第１外縁部分ｂ２１に生じる誘起電流Ｉ２１のエネルギーの大きさと、第２外縁部分ｂ２２に生じる誘起電流Ｉ２２のエネルギーの大きさをほぼ一致させることができる。このため、導電部１５における第２外縁部分ｂ２２近傍において誘起電流Ｉ２１と誘起電流Ｉ２２とをより確実に互いにキャンセルさせることができる。

また、絶縁領域１１は、金属層１２および２つの外装層１３，１４とからなる積層構造を有する制御基板１０において、金属層１２に形成されているスリット１２１と、２つの外装層１３，１４に形成されている電気的に絶縁されている２つの領域１３１，１４１との集合として形成されているので、いずれかの層において電気的に絶縁されている領域が設けられていない構成に比べて、より確実に誘起電流の発生を抑制できる。

Ｂ．変形例：
Ｂ１．変形例１：
図６は、変形例における制御基板の構成を模式的に示す平面図である。図６（ａ）は、変形例における第１の態様の制御基板１０ａを示す。また、図６（ｂ）は変形例における第２の態様の制御基板１０ｂを、図６（ｃ）は変形例における第３の態様の制御基板１０ｃを、それぞれ示す。第１ないし第３の態様の制御基板１０ａ〜１０ｃは、いずれも絶縁領域の平面視形状において上述の実施形態の制御基板１０と異なる。なお、図６では、各制御基板１０ａ〜１０ｃから電子部品等を省略した状態での平面視形状を表している。

図６（ａ）に示すように、変形例における第１の態様の制御基板１０ａの絶縁領域１１ａは、上記実施形態の絶縁領域１１と同様に、第２の外縁ｂ２から制御基板１０ａの内側に向かって連続している。但し、絶縁領域１１ａは、Ｘ軸と交差する方向に延びている点において上記実施形態における絶縁領域１１と異なる。具体的には、絶縁領域１１ａは、第２の外縁ｂ２から＋Ｘ方向且つ＋Ｙ方向に延びている。第１の態様の制御基板１０ａにおける２つの端部Ａ，Ｅ、および２つの交差部Ｂ，Ｄの位置は、実施形態の制御基板１０における各点の位置と同じである。この変形例における第１の態様において、２つの交差部Ｂ，Ｄを結ぶ導電部１５における最短導通経路は、図６（ａ）において破線で示すように、絶縁領域１１ａと導電部１５との境界に沿った経路である。そして、この最短導通経路の合計経路長は、上記実施形態と同様に、アンテナ２１から出力される無線信号の波長λの１／２となるように絶縁領域１１ａが形成されている。このため、変形例における第１の態様においても、実施形態と同様な効果を奏する。

図６（ｂ）に示すように、変形例における第２の態様の制御基板１０ｂの絶縁領域１１ｂは、上記実施形態の絶縁領域１１と同様に、第２の外縁ｂ２から制御基板１０ｂの内側に向かって連続している。但し、絶縁領域１１ｂの外観形状は、実施形態の絶縁領域１１の外観形状と大きく異なる。変形例における第２の態様の絶縁領域１１は、直線部１１１と円形部１１２とを備える。直線部１１１は、第２の外縁ｂ２から＋Ｘ方向に直線状に延び、自身の＋Ｘ方向の端部は円形部１１２に連なっている。円形部１１２は、略真円状の平面視形状を有し、−Ｘ方向の端側において直線部１１１と連なる。円形部１１２の直径は、直線部１１１の幅（Ｙ軸と平行な方向の長さ）よりも大きい。この変形例における第２の態様において、２つの交差部Ｂ，Ｄを結ぶ導電部１５における最短導通経路は、図６（ｂ）において破線で示すように、絶縁領域１１ｂと導電部１５との境界に沿った経路である。そして、この最短導通経路の合計経路長は、上記実施形態と同様に、アンテナ２１から出力される無線信号の波長λの１／２となるように絶縁領域１１ｂが形成されている。このため、変形例における第２の態様においても、実施形態と同様な効果を奏する。

図６（ｃ）に示すように、変形例における第３の態様の制御基板１０ｃの絶縁領域１１ｃは、上記実施形態の絶縁領域１１と同様に、第２の外縁ｂ２から制御基板１０ｃの内側に向かって連続している。但し、絶縁領域１１ｃの外観形状は、実施形態の絶縁領域１１の外観形状と大きく異なる。変形例における第３の態様の絶縁領域１１は、直線部１１３と円弧部１１４とを備える。直線部１１３は、第２の外縁ｂ２から＋Ｘ方向に直線状に延び、＋Ｘ方向の端部は円弧部１１４に連なっている。円弧部１１４は、＋Ｘ方向の端部の一部が欠けた円弧状の平面視形状を有し、−Ｘ方向の端側において直線部１１３と連なる。この変形例における第３の態様において、２つの交差部Ｂ，Ｄを結ぶ導電部１５における最短導通経路は、図６（ｃ）において破線で示すように、絶縁領域１１ｃと導電部１５との境界のうち、直線部１１３と導電部１５との境界と、円弧部１１４と導電部１５との境界の一部とを繋いだ経路である。すなわち、円弧部１１４を構成する略同心の２つの円弧状の部分のうちの内側に位置する円弧部分と、導電部１５との境界に沿った経路は、最短導通経路からは除外されている。これは、かかる経路が入り組んでおり、その経路を通ることで合計経路長が長くなってしまうからである。そして、変形例における第３の態様においても、最短導通経路の合計経路長は、上記実施形態と同様に、アンテナ２１から出力される無線信号の波長λの１／２となるように絶縁領域１１ｂが形成されている。このため、変形例における第３の態様においても、実施形態と同様な効果を奏する。

なお、上記実施形態および変形例の第１ないし第３の態様において、絶縁領域１１，１１ａ〜１１ｃのＹ軸方向に沿った位置を変更してもよい。例えば、上記実施形態において、絶縁領域１１の位置（起点位置）を、第２の外縁ｂ２のＹ軸方向の中央部から＋Ｙ方向にずらしてもよい。但し、実施形態において上述したように、第１外縁部分ｂ２１に生じる誘起電流Ｉ２１のエネルギーの大きさと、第２外縁部分ｂ２２に生じる誘起電流Ｉ２２のエネルギーの大きさを略一致させることができるという点で、絶縁領域１１，１１ａ〜１１ｃのＹ軸方向に沿った位置（起点位置）を、第２の外縁ｂ２のＹ軸方向の中央部とすることが好ましい。

Ｂ２．変形例２：
上記実施形態では、第２の外縁ｂ２と絶縁領域１１との２つの交差部Ｂ，Ｄ間を結ぶ導電部１５内の導通経路のうち、絶縁領域１１と導電部１５との境界に沿って最短となる経路の合計経路長は、アンテナ２１から出力される無線信号の波長λの１／２であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、かかる波長λの１／２の奇数倍であってもよい。このような構成においても、第１外縁部分ｂ２１を流れる誘起電流Ｉ２１の位相と、第２外縁部分ｂ２２を流れる誘起電流Ｉ２１の位相とを、互いに１８０°ずらすことができる。また、上記合計経路長を、波長λの１／２の奇数倍および波長λの整数倍とは異なる任意の長さにしてもよい。このような構成においても、上記合計経路長が波長λの整数倍に相当する長さである構成、つまり、誘起電流Ｉ２１の位相と誘起電流Ｉ２２の位相とが一致する構成に比べて、これら２種類の誘起電流Ｉ２１，Ｉ２２同士を少なくとも一部においてキャンセルでき、合成電流値をより小さくして無線装置における誘起電流の発生を抑制できる。

Ｂ３．変形例３：
上記実施形態では、絶縁領域１１は、金属層１２のスリット１２１、および２つの外装層１３，１４の電気的に絶縁されている領域１３１，１４１がＺ軸に沿って積層された構造を有していたが、本発明はこれに限定されない。制御基板１０が金属層１２を備えない構成においては、絶縁領域を、両方または一方の外装層における電気的に絶縁されている領域として形成してもよい。かかる構成においては、外装層（基板）における電子部品の配置、配線経路（配線パターン）の配置、およびビアの配置を調整することによって、２つの交差部Ｂ，Ｄを結ぶ最短の通電経路の合計経路長を制御できる。また、例えば、セキュリティ端末装置１００において、制御基板１０の位置に、制御基板１０に代えて、金属層１２と同様な薄い金属層（金属板）が配置されている構成においては、絶縁領域を、かかる金属層に形成されたスリットとして形成してもよい。このような金属層（金属板）としては、例えば、筐体１０１内に設けられた中蓋が該当する。なお、上述の金属層（金属板製の中蓋）に限らず、接地部２３の第１の外縁ｂ１に対して所定の距離だけ離れて対向する外縁を含む導電部を有する任意の部材が、制御基板１０に代えて配置されている構成を採用してもよい。このような部材としては、例えば、金属製の取り付け金具などが該当する。このような構成においても、実施形態と同様に、かかる部材の導電部に囲われる絶縁領域を設けることで、導電部における誘起電流の発生を抑制できる。

Ｂ４．変形例４：
上記実施形態では、金属層１２のスリット１２１と、２つの外装層１３，１４における電気的に絶縁されている領域１３１，１４１とは、−Ｚ方向に見て互いに同じ位置に配置され、また、互いに同じ大きさであったが、本発明はこれに限定されない。−Ｚ方向に見たときの大きさ、平面視形状、配置位置のうちの少なくとも１つが互いに異なってもよい。このような構成においても、−Ｚ方向に見たときに、２つの層１２〜１４がいずれも重複する部分が存在する場合には、かかる部分と導電部１５との境界の少なくとも一部に沿って、２つの交差部Ｂ，Ｄを結ぶ最短導通経路が形成されることとなる。そして、かかる最短導通経路の合計経路長を波長λの１／２とすることにより、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。

Ｂ５．変形例５：
上記実施形態では、セキュリティ端末装置１００に本発明を適用していたが、セキュリティ端末装置１００に限らず、無線信号の送信および受信を行う任意の無線装置に本発明を適用してもよい。このような無線装置としては、例えば、上述のコントローラ３００、無線基地局装置、車両等の移動体に搭載されている無線装置、携帯無線装置などが該当する。

本発明は、上述の実施形態および変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０，１０ａ〜１０ｃ…制御基板
１１，１１ａ〜１１ｃ…絶縁領域
１２…金属層
１３…第１外装層
１４…第２外装層
１５…導電部
１７…電子部品
１８…配線パターン
１９…ビア
２０…アンテナ部
２１…アンテナ
２３…接地部
２４…切替部
２５…高周波制御用ＩＣチップ
３１…電池
１００…セキュリティ端末装置
１０１…筐体
１１１…直線部
１１２…円形部
１１３…直線部
１１４…円弧部
１２１…スリット
１３１，１４１…領域（電気的に絶縁された領域）
３００…コントローラ
Ａ，Ｃ，Ｅ…端部
Ｂ，Ｄ…交差部
Ｉ１…励振電流
Ｉ２…誘起電流
Ｉ２１…誘起電流
Ｉ２２…誘起電流
ｂ１…第１の外縁
ｂ２…第２の外縁
ｂ２１…第１外縁部分
ｂ２２…第２外縁部分

Claims (6)

1. 無線装置であって、
   高周波電源により無線信号の送信および受信を行うアンテナと、
   接地され且つ前記アンテナに接続されている接地部と、
   前記接地部の第１の外縁に対して所定の距離だけ離れて対向する第２の外縁を含む導電部と、
   前記導電部に一部が囲われ、前記第２の外縁から前記導電部の内側に向かって連続する電気的に絶縁された絶縁領域と、
   を備え、
   前記第２の外縁と前記絶縁領域とが交差する２つの交差部間を結ぶ前記導電部内の導通経路のうち、前記絶縁領域と前記導電部との境界の少なくとも一部に沿って最短となる経路の合計経路長は、前記アンテナから出力される無線信号の波長の整数倍に相当する長さとは異なる長さである、
   無線装置。
2. 請求項１に記載の無線装置において、
   前記合計経路長は、前記無線信号の波長の１／２の奇数倍である、
   無線装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の無線装置において、
   前記絶縁領域は、前記第１の外縁から前記第２の外縁に向かう方向と直交する直交方向に沿った前記第２の外縁の中央部から、前記導電部の内側に向かって延びる、
   無線装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の無線装置において、
   前記導電部は、金属パターンからなる金属層を有し、
   前記絶縁領域は、前記金属層に形成されたスリットとして構成されている、
   無線装置。
5. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の無線装置において、
   前記導電部は、基板と、前記基板上に配置されている複数の電子部品とを有し、
   前記絶縁領域は、前記基板において、前記複数の電子部品と、前記複数の電子部品のうちの少なくとも２つの電子部品同士を電気的に接続する電気配線と、が配置されていない領域として形成されている、
   無線装置。
6. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の無線装置において、
   前記導電部は、金属パターンからなる金属層と、複数の電子部品が配置された外装層と、を含む積層構造を有する基板により構成されており、
   前記絶縁領域は、前記金属層と前記外装層とにおいてそれぞれ形成されている電気的に絶縁されている領域であって、厚さ方向に見て互いに同じ位置に配置され同じ大きさである領域の集合として形成されている、
   無線装置。

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