JPH1056312A - 誘導性/容量性アンテナよりなる無線送信メッセージを受信、送信または送受信するための携帯型装置 - Google Patents
誘導性/容量性アンテナよりなる無線送信メッセージを受信、送信または送受信するための携帯型装置Info
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- JPH1056312A JPH1056312A JP9130549A JP13054997A JPH1056312A JP H1056312 A JPH1056312 A JP H1056312A JP 9130549 A JP9130549 A JP 9130549A JP 13054997 A JP13054997 A JP 13054997A JP H1056312 A JPH1056312 A JP H1056312A
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- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
- H01Q1/273—Adaptation for carrying or wearing by persons or animals
Abstract
信メッセージを受信するための携帯型装置を提供する。 【解決手段】 平行な2枚の金属板(15、16)と、
その金属板を連結する導体とで1巻きコイル(17)を
形成させて、それをアンテナ(12)とした。2枚の金
属板で電界成分を捕らえ、ループとなっているコイルで
磁界成分を捕らえ、それらを連結する導体の中間部に配
置した受信器(13)で受信した電界成分と磁界成分と
を加算させるようにした。
Description
ジを搬送する電界を捕らえることができるアンテナを有
する無線送信メッセージの受信、送信のいずれか又は双
方を行うことができる携帯型装置に関するものである。
の種の携帯型装置は周知である。このような装置の従来
の実施態様としては、欧州特許第0 312 792号
に開示されたものがある。この欧州特許の明細書には、
ケース中に配置されたアンテナとマイクロ受信器を具備
した腕時計が開示されている。このアンテナは、ケース
の上部に配置されたループの形の第1の導電素子と、ケ
ースの下部に配置されたマイクロ受信器のアース電位に
接続された第2の導電素子を有する。これらの2つの導
電素子は、整合及び同調回路によってマイクロ受信器の
入力に接続されている。
と共に、無線送信メッセージを搬送する電磁界の電界成
分に感応する容量性双極子アンテナを形成する。また、
第1の素子によって、電磁界の磁界成分に感応するルー
プが形成される。このように、アンテナは、電磁界の電
界成分にも磁界成分にも感応するので、電磁界混合相を
有すると言うことができる。
平行な平面内に配置されている。その結果、第1の素子
によって形成されるループは、着用者の手首に関して半
径方向の磁界成分を捕捉し、2つの導電素子によって形
成される容量性双極子アンテナは、着用者の手首に対し
て半径方向の電界成分を捕捉する。
される2つの電磁界成分が着用者の身体の表面に近くに
あるので、最適な成分ではないため、受信感度の問題が
ある。さらに、この携帯型受信装置は、捕捉される電磁
界の周波数の関数として著しい変動を示す。
の欠点を少なくとも一部解消した無線送信メッセージを
受信するための携帯型装置を提供することにある。
得帯域幅が最適化された無線送信メッセージを受信する
ための携帯型装置を提供することにある。
磁界の周波数に関わらず正常に動作することができる無
線送信メッセージを受信するための携帯型装置を提供す
ることにある。
つのアンテナを用い、構造が簡単で、ほとんどスペース
をとらない無線送信メッセージを受信するための携帯型
装置を提供することにある。
め、本発明は、腕や胴のような円筒形を有する身体の一
部に着用して使用する無線送信メッセージの受信または
送信あるいはその双方を行うための携帯型装置である。
本発明の装置は、ケースと、無線送信メッセージを搬送
する電磁界の磁界成分及び電界成分を共に捕捉すること
ができるアンテナと、アンテナによって捕捉されたメッ
セージを受信するマイクロ受信器とを具備している。ア
ンテナは、身体に対して半径方向の電磁界の電界成分を
捕捉するよう配置された2つの導電プレートよりなる。
また、アンテナは、身体の上記部分の回りの電磁界の方
位方向磁界成分を捕捉するためのケース中に配置された
1巻コイルで形成されている。
界の半径方向電界成分と方位方向磁界成分をともに捕ら
えることができ、アンテナの生産性を高め、電磁界の捕
捉の周波数変動に対して影響が低いアンテナを得ること
ができる。
は、添付図面を参照して行う以下の実施形態に基づく説
明から明らかとなろう。
いに直交すると言うことは周知である。その結果、電磁
界の電界成分は容量性アンテナによって捕捉することが
できる一方、磁界成分は誘導性アンテナによって捕捉す
ることができる。容量性アンテナは、誘電体によって互
いに隔てられた2つの電極の形を取り、誘導性アンテナ
は、コイルの形を取る。本願において、誘電体とは、2
つの電極が分離している絶縁体を意味する。その絶縁体
は空気であってもよい。入射電磁界から捕捉される電界
の偏波は容量性アンテナの電極に直交するのに対して、
入射電磁界から捕捉される磁界成分の偏波は誘導性アン
テナのコイルの軸に平行になる。
いるようにした受信装置であるから、電磁界の形状に対
するそのような人間の身体の影響について知っておくこ
とは重要である。電磁界の振幅と方向は人間の身体の近
くでは大きく変わり、その主な原因は、人間の身体の誘
電特性が空気の誘電特性と著しく異なるためであると言
うことが確かめられている。
を照射すると、一方では、電磁界の電界成分は身体の表
面または当の身体部分から15cm以下の距離で身体の皮
膚に対して実質的に直角になり、他方、電磁界の磁界成
分は、身体の表面から15cm以下の距離で実質的に身体
の回りまたは当の身体部分(たとえば手首)の回りに回
転すると言うことが立証されている。以下、「半径方
向」という用語は、この電磁界の電界成分の方向を説明
する意味で使用し、「方位方向」という用語は上記電磁
界の磁界成分の方向を説明する意味で使用する。
輪またはバンド3を具備する腕時計4の形の本発明によ
る受信装置の着用者の身体を示す。ケース2には、2つ
の主要電磁界成分である成分Er (半径方向電界成分)
及びHφ(方位方向磁界成分)が作用する。
6を具備する携帯型受信装置5を着用した使用者の立像
を示す。この携帯型受信装置5にも、無線送信メッセー
ジを搬送する電磁界の半径方向電界成分Er及び方位方
向磁界成分Hφが作用する。
10の一実施形態の構成を示し、図示の受信装置は、ケ
ース11、無線送信メッセージを搬送する電磁界の方位
方向磁界成分Hφ及び半径方向電界成分Er の両方の成
分を捕捉することができる単一のアンテナ12、及びア
ンテナによって捕捉されたメッセージを受信して、携帯
型受信装置の使用者が知覚し得るデータに変換するマイ
クロ受信器13を備えている。この受信装置は、使用者
によってケースがその身体14の近くに位置するように
して着用される。
置され、空気またはその他の絶縁体によって分離された
2つの導電プレート15及び16を有する。導電プレー
ト15及び16は、身体14に関して電磁界の半径方向
電界成分Er を捕捉するようにケース11内に配置され
ている。アンテナ利得をできるだけ大きくするために、
導電プレート15及び16は、携帯型受信装置が使用者
によって着用されているとき、受信装置に面する使用者
の皮膚の表面とほぼ平行になるようにしてケース11内
に取り付けることが望ましい。
ナ12はコイル17によって形成され、コイル17は、
この実施形態の場合、身体14の回りの電磁界の方位方
向磁界成分Hφを捕捉するようケース11中に配置され
た1巻きコイルの形に形成されている。アンテナは、携
帯型受信装置が使用者によって着用された状態で、コイ
ルの縦軸が携帯型受信装置に面する使用者の皮膚の表面
に対してほぼ直角で、円筒状身体部分の縦軸に対して直
角に配置されるようにして、ケース11内に取り付ける
ことが望ましい。
6が18などとともにコイル17の一部となっている。
従って、携帯型受信装置10は、無線送信メッセージを
搬送する電磁界の2つの主要成分、すなわち半径方向電
界成分Er 及び方位方向磁界成分Hφの双方から効果的
に作用を受けることができる単一のアンテナ12を用い
て構成することができる。これらの2つの成分を同時に
利用できるようにすることによって、アンテナ利得が増
大する訳である。
接続部21〜24を有し、これらの接続部を介して導電
プレートを1巻きコイル17の他の部分に接続すること
が望ましい。接続部21と22は導電プレート15上の
直径方向に対向する位置に配置されている。同様に、接
続部23と24も導電プレート16上の直径方向の対向
する位置に配置されている。図3及び4に示す実施形態
においては、接続部21〜24は、プレート15及び1
6の周辺部に配置されている。その結果得られる構成
は、構造が比較的簡単かつ効率的であり、ケース11の
物理寸法と比較して最適の電磁気的寸法を有するアンテ
ナの形成が可能である。
17は、携帯型受信装置を使用者が着用している状態
で、コイルの縦軸が方位方向磁界成分Hφと実質的に平
行になるようにしてケース内に配置することが望まし
い。同様に、2つの導電プレートは、携帯型受信装置が
使用者に着用されている状態で、半径方向電界成分Er
と実質的に平行になるようにすることが望ましい。
用上最低周波数あるいは最高周波数の制限がほとんどな
いので、あらゆる周波数帯における様々な用途に適して
いる。低周波で方位方向磁界成分Hφに関して人体の影
響が低下すると仮定した場合においても、半径方向電界
成分Er に関しては、対応する周波数上の制約は周波数
0Hzにおいてさえない。
たメッセージを受信し、それらのメッセージを受信装置
の使用者が知覚し得るデータに変換する。このために、
マイクロ受信器13は、整合及び同調回路18を有し、
この整合及び同調回路は、通常の仕方によって、アンテ
ナ12により形成される共振回路の同調を十分に行える
ようにし、また必要に応じて、アンテナの共振周波数を
調節することができるようになっている。
12により捕捉される半径方向電界成分Er が無線送信
メッセージを搬送する電磁界の周波数にそれほど影響さ
れないことから、アンテナ12は容易に所望の周波数範
囲において広帯域アンテナとして動作させるようにする
ことができる。これを可能にするためには、単にアンテ
ナの共振周波数を中心とする狭い帯域がこの所望の周波
数範囲外となるように整合及び同調回路18を調節する
だけでよい。このようにして、アンテナはこの周波数範
囲内のどの周波数においても正常に動作することができ
る。
同調回路18をアンテナの共振周波数が上記所望の周波
数範囲内に入るように調節することにより、共振アンテ
ナとして使用することも可能である。
回路Z1及びZ2によって互いに接続されていると考え
ることができる。これらの各負荷回路Z1及びZ2は、
単にコイル17の残りの部分を形成する最小の電気抵抗
を持つ導電要素によって、及び/またはたとえば図3に
示すアンテナ12の負荷回路Z1を形成する整合及び同
調回路18のような抵抗性、容量性及び/または誘導性
要素によって形成することができる。また、各負荷回路
Z1及びZ2は短絡回路によって形成することもできる
し、開放回路によって形成することもできる。
コイル17により捕捉される電磁界の方位方向磁界成分
Hφ(図3で紙面から出て来る向き)によって電流iが
誘導される。電流iは反時計回りに回転する。その結
果、負荷回路Z1には正の誘導電圧VH1が加わり、負荷
回路Z2には負の誘導電圧VH2が加わる。
の負荷回路Z1及びZ2に誘起される電圧VE1及びVE2
は、互いに等しく、共に正極性である。従って、2つの
電磁界成分によって誘起、誘導され、負荷回路Z1に現
れる電圧VE1とVH1は互いに加えられ、負荷回路Z2に
現れる電圧VE2とVH2は互いに減じられるということが
わかる。その結果、マイクロ受信器13の入力を電圧が
加算される負荷回路Z1を介して接続することにより、
アンテナ12の利得をさらに大きくすることができる。
の一実施形態を示したものである。これら2つの各プレ
ートには、図示の中心開口部20のような1つまたは数
個の開口部を設けてもよい。プレート15は、携帯型受
信装置10のケース11の上部に配置されており、プレ
ート15はケース11の下部に配置されている。
を腕時計に組み込む場合において有用である。図5は、
腕時計30の形で実施された本携帯型受信装置の断面図
である。この腕時計はケース40内にある文字盤40及
びムーブメント41を具備する。腕時計30内に配置さ
れたアンテナは、第1の導電プレート31及び第2の導
電プレート32からなる。この実施形態においては、上
部31は、図4に示すものと同じ形状を有し、ケース4
2の環状部43によって腕時計着用者の視界から隠れる
ようになっている。図5に示すプレート31は、ガラス
蓋33の周部メタライゼーションによって形成される。
裏蓋でもよく、あるいは、図5に示すように、プラスチ
ック製の裏蓋34に固着された金属薄板であってもよ
い。
はいくつかの別の仕方で受信装置30に取り付けること
ができる。たとえば、少なくとも一方の導電プレートを
文字盤または携帯型受信装置30の他の何らかの要素上
に設けることが可能であり、あるいは携帯型受信装置で
一方の導電プレートそのものを形成してもよい。また、
少なくとも一方の導電プレートをケース42の裏部材ま
たは携帯型受信装置の他の部分に埋め込むこともでき
る。
に他の形で実施することができ、たとえば少なくとも一
方のプレートを金属蒸着、別途に形成した導電素子、あ
るいは格子によって形成することも可能である。
形成された中間部44に周縁部が境を接して支えられて
いる。導電プレート31及び32は、ケース42内で文
字盤33と裏蓋34の間に取り付けられたマイクロ受信
器13の入力に接続されている。
帯型受信装置の第2の実施形態の断面図である。この実
施形態の腕時計は、図5に示す文字盤40、ムーブメン
ト41及びマイクロ受信器13を具備し、これらはケー
ス51内に収納されている。この実施形態においては、
アンテナは第1の導電プレート51及び第2の導電プレ
ート53からなり、これらの導電プレートはそれぞれケ
ース51の上部及び下部をなしている。導電プレート5
2と53は、絶縁材料で形成された環状ディスク54に
よって互いに分離されている。
53が携帯型受信装置50の寸法に対して最大の表面積
を持つため、アンテナ利得が大きくなる。
ート52及び53は共にケース51の部分をなしてい
る。しかしながら、他の実施態様においては、一方のプ
レートだけをケースの部分で形成することも可能であ
る。
の範囲を逸脱することなくいくつかの修正態様及び/ま
たは変更態様を実施することが可能なことは当業者にと
って明白であろう。
の形の携帯型受信装置との関連で説明したが、本発明の
アンテナは他の形態学的用途にも、あるいは通常の携帯
型受信装置用にも用いることができる。
べているが、送信装置にも使用できることはいうまでも
ない。
着用者の手首を示す説明図である。
施形態の着用者の立像を示す説明図である。
ある。
る。
一実施形態を示す断面図である。
もう一つの実施形態を示す断面図である。
ナ、13 マイクロ受信器 15、16 プレート、17 コイル。
Claims (7)
- 【請求項1】 身体の腕または胴のような円筒形状を有
する身体の部分に着用して使用する無線送信メッセージ
を受信または送信又はその双方を行う携帯型装置におい
て、 ケース(11;42;51)と、 無線送信メッセージを搬送する電磁界の磁界成分及び電
界成分を共に捕捉することができるアンテナ(12;3
1、32;52、53)と、 アンテナによって捕捉さ
れたメッセージを受信するマイクロ受信器(13)と、
を具備し、 前記アンテナ(12;31、32;52、53)は、身
体に対して電磁界の半径方向電界成分(Er )を捕捉す
るよう配置された2つの導電プレート(15、16;3
1、32;52、53)を備える携帯型装置において、 前記アンテナ(12;31、32;52、53)は、身
体の部分の回りの電磁界の方位方向磁界成分(Hφ)を
捕捉するようにケース(11;42;51)内に配置さ
れた1巻きコイル(17)を構成し、前記導電プレート
(15、16;31、32;52、53)がそのコイル
(17)の部分となっていることを特徴とする携帯型装
置。 - 【請求項2】 上記各導電プレート(15、16;3
1、32;52、53)が、互いに直径方向に対向する
位置に接続部(21〜24)を具備し、その接続部(2
1〜24)を介して上記コイル(17)の残りの部分に
接続されていることを特徴とする請求項1記載の装置。 - 【請求項3】 上記接続部(21〜24)が上記導電プ
レート(15、16;31、32;52、53)の周辺
部に配置されていることを特徴とする請求項1または2
のいずれか1項に記載の装置。 - 【請求項4】 上記コイル(17)は、その縦軸が装置
が着用された状態で上記方位方向磁界成分(Hφ)と実
質的に平行になるようにして上記ケース(11;42;
51)内に配置されていることを特徴とする請求項1〜
3記載のいずれか1項に記載の装置。 - 【請求項5】 上記アンテナが上記導電プレートを接続
する少なくとも1つの負荷回路(Z1、Z2)をさらに
具備しており、上記マイクロ受信器(13)が上記負荷
回路(Z1)を介してコイル(17)に接続されてい
て、上記方位方向磁界成分(Hφ)及び上記半径方向電
界成分(Er )によって誘導、誘起された電圧(VH1、
VE1)が負荷回路(Z1)で互いに加えられることを特
徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の装置。 - 【請求項6】 所定周波数範囲内の電磁界を捕捉するこ
とを目的とした請求項1〜5のいずれか1項に記載の装
置であって、上記マイクロ受信器が、上記アンテナ(1
2)の共振周波数を中心とする狭い帯域が所定周波数範
囲外となるよう調整された整合及び同調回路(18)を
具備することを特徴とする装置。 - 【請求項7】 腕時計の形態であることを特徴とする請
求項1〜6のいずれか1項に記載の装置。
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Publications (1)
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JPH1056312A true JPH1056312A (ja) | 1998-02-24 |
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