(57)【要約】 【課題】  設置スペースを広げることなく、シールドする電磁波の周波数を変化させることができるシールド装置を提供する。【解決手段】  シールド装置１は、金属導体１１、誘電体１２、スイッチング部１３および制御部２０を備えている。金属導体１１は、たとえば長さＬの直線状の金属線であり、複数の平行な直線の各直線上に近接して配列される金属導体群を構成する。誘電体１２は、誘電性を有する平面状のフィルムなどの基材である。スイッチング部１３は、同一の直線上に配列された隣接する金属導体１１間を導通状態にするか非導通状態にするかを切り換えるスイッチである。制御部２０は、たとえば図示しない操作部によって、シールドする電磁波の周波数が指示されると、導通状態とする一連の金属導体１１の長さの２倍の長さが、指示された周波数の波長と同じ長さになるように、各スイッチング１３のオンオフを切り換える。【選択図】      図３
2010062271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体からなる基材と、
前記基材に設けられる導電性を有する導体部材であって、複数の平行な直線上にそれぞれ設けられ、かつ前記直線上で相互に近接して配置される複数の導体部材と、
同一直線上で隣接する前記導体部材が導通する導通状態、および同一直線上で隣接する前記導体部材が非導通となる非導通状態を切り換えるスイッチング部とを備えていることを特徴とするシールド装置。
【請求項２】
前記各直線上に配置される導体部材のうち、導通状態とする一連の導体部材の合計の長さの２倍の長さが、シールドすべき電磁波の周波数の波長となるように、各スイッチング部を切り換えさせる制御部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のシールド装置。
【請求項３】
前記複数の導体部材からなる導体部材群を複数備えており、
１つの前記導体部材群に含まれる導体部材が配置される直線の方向が、他の前記導体部材群に含まれる導体部材が配置される直線の方向と相互に異なることを特徴とする請求項１または２に記載のシールド装置。
【請求項４】
前記制御部は、シールドすべき電磁波の周波数が複数ある場合、前記一連の導体部材の合計の長さの２倍の長さが、予め定める周期で順次前記複数の周波数の波長となるように、各スイッチング部を切り換えさせることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のシールド装置。
【請求項５】
前記基材の誘電体は、誘電率が可変であり、
前記誘電体の誘電率を変更する誘電率変更部を含み、
前記制御部は、前記誘電率変更部によって、前記誘電体の誘電率を、シールドすべき電磁波の周波数となる誘電率に変更させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のシールド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波をシールドするシールド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来の技術によるシールド装置９の構成を模式的に示す図である。シールド装置９は、平面状の誘電体９２の平面上に複数の金属導体９１を配置したものである。金属導体９１は、長さＬの金属線によって構成されている。金属導体９１は、誘電体９２の平面上の複数の平行な直線上に所定の間隔で配列されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
図２は、シールド装置９のシールド特性を示す図である。横軸は、電磁波の周波数（Ｈｚ）であり、縦軸は、シールド特性（ｄＢ）つまり電磁波を遮断する量を表す値である。シールド特性がピークである周波数ｆＬは、金属導体９１の長さがＬのときの周波数であり、計算式ｆＬ＝ｃ／２Ｌによって算出することができる。ここに、定数ｃは、光の速度を表す値である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２１００１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、シールド装置９は、図２に示すように、単一の周波数、具体的には周波数ｆＬおよびその近傍の周波数の電磁波のみをシールドするＢＥＦ（Band Elimination 
Filter）であり、周波数ｆＬおよびその近傍の周波数を除く周波数の電磁波はほとんどシールドされない。したがって、複数の周波数の電磁波をシールドするためには、シールドしたい周波数に対応する長さの金属導体からなる複数のシールド装置９を積層させる必要がある。複数のシールド装置９を用いると、厚さが厚くなり、より多くの設置スペースが必要になるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、設置スペースを広げることなく、シールドする電磁波の周波数を変化させることができるシールド装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明（１）は、誘電体からなる基材と、
前記基材に設けられる導電性を有する導体部材であって、複数の平行な直線上にそれぞれ設けられ、かつ前記直線上で相互に近接して配置される複数の導体部材と、
同一直線上で隣接する前記導体部材が導通する導通状態、および同一直線上で隣接する前記導体部材が非導通となる非導通状態を切り換えるスイッチング部とを備えていることを特徴とするシールド装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明（１）によれば、誘電体からなる基材に設けられる導電性を有する導体部材であって、複数の平行な直線上にそれぞれ設けられ、かつ前記直線上で相互に近接して配置される複数の導体部材のうち、同一直線上で隣接する前記導体部材が導通する導通状態、および同一直線上で隣接する前記導体部材が非導通となる非導通状態が、スイッチング部によって切り換えられる。
【０００９】
したがって、導通状態となる一連の導体部材の長さを変化させることができるので、シールド装置を増やすことなく、シールドする電磁波の周波数を変化させることができ、設置スペースを広げる必要もない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図３は、本発明の実施の第１の形態であるシールド装置１の構成を模式的に示す図である。シールド装置１は、金属導体１１、誘電体１２、スイッチング部１３および後述する制御部２０を備えている。
【００１１】
導体部材である金属導体１１は、たとえば銅などの金属によって構成される長さＬの直線状の金属線であり、円柱形状または角柱形状などの形状に形成されている。金属導体１１は、複数の平行な直線の各直線上に相互に近接して配列される金属導体群を構成する。同一線上で隣接する金属導体１１間の間隔Ｋ１は、たとえば３ｍｍであり、平行な直線間の間隔Ｋ２は、たとえば２５ｍｍである。
【００１２】
誘電体１２は、誘電性を有する平面状のフィルムなどの基材である。基材の材料は、たとえば誘電率が「１」であるガラスエポキシ樹脂などの樹脂である。スイッチング部１３は、同一の直線上に配列された隣接する金属導体１１を導通する導通状態（以下「オン」という）にするか、非導通にする非導通状態（以下「オフ」という）にするかを切り換えるスイッチであり、たとえばトランジスタあるいはＰＩＮダイオード（P-Intrinsic-N 
Diode）などによって構成される。具体的には、たとえばＮＰＮ型のトランジスタを用いる場合、２つの金属導体１１のうちの１つの金属導体１１にコレクタを接続し、他の金属導体１１にエミッタを接続し、ベースの電圧を変化させることによって、そのトランジスタをオンオフさせる。導体部材群である金属導体群つまり複数の金属導体１１およびそれらに接続される複数のスイッチング部１３は、誘電体１２の表面あるいは内部に形成される。
【００１３】
図４は、制御部２０によるスイッチング部１３の切り換えを説明するための図である。図４には、１つの同一直線上に配列された金属導体１１ａ〜１１ｉおよびそれらに接続されるスイッチング部１３ａ〜１３ｈと、制御部２０とを示している。他の同一直線上に配列される金属導体１１も、同様に各スイッチング部１３がそれぞれ接続され、各スイッチング部１３は、制御部２０に接続される。
【００１４】
制御部２０は、たとえば中央処理装置（以下「ＣＰＵ」という）およびシールド装置１を制御するための制御プログラムを記憶するメモリを含んで構成され、誘電体１２とは異なるプリント基板などに形成される。制御部２０は、ＣＰＵがメモリに記憶される制御プログラムを実行することによってスイッチング１３を制御する。制御部２０は、ＣＰＵおよびメモリの代わりに、プログラミングすることができるＬＳＩ(Large Scale 
Integration)であるＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)、ＡＳＩＣ(Application 
Specific Integrated Circuit)、あるいはその他の電子回路によって構成してもよい。
【００１５】
制御部２０は、たとえば図示しないキーボードなどの操作部によって、シールドする電磁波の周波数を指示されると、導通状態とする一連の金属導体１１の長さの２倍の長さが、指示された周波数の波長と同じ長さになるように、各スイッチング１３のオンオフを切り換える。
【００１６】
図４に示した例では、端部にある金属導体１１ａに接続されるスイッチング部１３ａを第１番目として、以下同一直線上に配置されるスイッチング部１３に連続する番号を付けたとき、制御部２０は、奇数番目のスイッチング部１３、具体的にはスイッチング部１３ａ，１３ｃ，１３ｅ，１３ｇをオンとし、偶数番目のスイッチング部１３、具体的にはスイッチング部１３ｂ，１３ｄ，１３ｆ，１３ｈをオフとすることによって、導通状態とされる一連の金属導体１１の長さを２Ｌとしている。したがって、図４に示した状態のシールド装置１は、誘電体１２の長手方向に振動する電磁波のうち、周波数ｆ２Ｌ＝ｃ／４Ｌおよびその近傍の周波数（以下近傍の周波数を含めて「シールド周波数」という）の電磁波をシールドすることができる。
【００１７】
図５は、シールド装置１のシールド特性を示す図である。横軸は、電磁波の周波数（Ｈｚ）であり、縦軸は、シールド特性（ｄＢ）つまり電磁波を遮断する量を表す値である。シールド特性Ｓ１は、制御部２０がすべてのスイッチング部１３をオフとしたときのシールド特性であり、周波数ｆＬで最大のシールド特性を示す。シールド特性Ｓ２は、制御部２０が奇数番目のスイッチング部１３をオンとし、偶数番目のスイッチング部１３をオフとしたときのシールド特性であり、周波数ｆ２Ｌで最大のシールド特性を示す。
【００１８】
したがって、制御部２０は、スイッチング１３のオンオフを切り替えることによって、導通状態とされる一連の金属導体１１の長さを「ｎＬ」とすることができる。ここに「ｎ」は、自然数である。すなわち、制御部２０は、スイッチング１３のオンオフを切り替えることによって、周波数ｆｎＬ＝ｃ／２ｎＬのうちいずれか１つのシールド周波数の電磁波を選択的にシールドすることができる。
【００１９】
このように、誘電体１２に設けられる導電性を有する金属導体１１であって、複数の平行な直線上にそれぞれ設けられ、かつ前記直線上で相互に近接して配置される複数の金属導体１１のうち、同一直線上で隣接する金属導体１１が導通する導通状態、および同一直線上で隣接する金属導体１１が非導通となる非導通状態が、スイッチング部１３によって切り換えられる。
【００２０】
したがって、導通状態となる一連の金属導体１１の長さを変化させることができるので、シールド装置１を増やすことなく、シールドする電磁波の周波数を変化させることができ、設置スペースを広げる必要もない。
【００２１】
さらに、制御部２０によって、前記各直線上に配置される金属導体１１のうち、導通状態とする一連の金属導体１１の合計の長さの２倍の長さが、シールドすべき電磁波の周波数の波長となるように、各スイッチング部１３を切り換えさせる。したがって、導通状態に切り換えるスイッチング部１３の組み合わせを変化させることによって、シールドすべき電磁波の周波数を切り換えることができる。
【００２２】
図６は、本発明の実施の第２の形態であるシールド装置２の構成を模式的に示す図である。シールド装置２は、配列方向が異なる複数の金属導体群を用いるシールド装置である。図６に示した例では、誘電体１２の長手方向の直線上に配列される金属導体１１Ｙから構成される金属導体群Ｙ、誘電体１２の長手方向に直交する直線上に配列される金属導体１１Ｘから構成される金属導体群Ｘ、誘電体１２の長手方向に対して時計方向に４５度の角度である直線上に配列される金属導体１１Ｗから構成される金属導体群Ｗ、および誘電体１２の長手方向に対して時計方向に１３５度の角度である直線上に配列される金属導体１１Ｖから構成される金属導体群Ｖの４つの金属導体群が誘電体１２に形成されている。
【００２３】
各金属導体群に属する金属導体１１は、それぞれ同一直線上で隣接する金属導体１１とスイッチング部１３によって接続され、それらのスイッチング部１３は、制御部２０に接続され、制御部２０によってオンオフが個別に制御される。図６に示した金属導体１１の長さは、金属導体１１Ｘおよび金属導体１１Ｙは、「Ｌ」であるが、金属導体１１Ｖおよび金属導体１１Ｗは、「Ｌ２／２」の正の平方根αである。
【００２４】
したがって、金属導体群Ｙは、誘電体１２の長手方向に振動する電磁波であって、周波数ｆｎＬ＝ｃ／２ｎＬのうちのいずれか１つのシールド周波数の電磁波を選択的にシールドすることができる。金属導体群Ｘは、誘電体１２の長手方向に直交する方向に振動する電磁波であって、周波数ｆｎＬ＝ｃ／２ｎＬのうちのいずれか１つのシールド周波数の電磁波を選択的にシールドすることができる。金属導体群Ｗは、誘電体１２の長手方向に対して時計方向に４５度の角度の方向に振動する電磁波であって、周波数ｆｎＬ＝ｃ／２ｎαのうちのいずれか１つのシールド周波数の電磁波を選択的にシールドすることができる。金属導体群Ｖは、誘電体１２の長手方向に対して時計方向に１３５度の角度の方向に振動する電磁波であって、周波数ｆｎＬ＝ｃ／２ｎαのうちのいずれか１つの周波数の電磁波を選択的にシールドすることができる。ここに、ｎは自然数であり、αは「Ｌ２／２」の正の平方根である。
【００２５】
このように、前記複数の金属導体１１からなる金属導体群を複数備えており、１つの前記金属導体群に含まれる金属導体１１が配置される直線の方向が、他の前記金属導体群に含まれる金属導体１１が配置される直線の方向と相互に異なるので、複数の方向に振動する電磁波をシールドすることができる。
【００２６】
図７は、本発明の実施の第３の形態であるシールド装置３のシールド特性を示す図である。シールド装置３の構成は、図３に示したシールド装置１の構成と同じ構成である。すなわち、シールド装置３は、金属導体１１、誘電体１２、スイッチング部１３および制御部２０を備えているが、制御部２０の制御がシールド装置１の制御部２０の制御とは異なる。
【００２７】
図３に示したシールド装置１の制御部２０は、たとえば図示しない操作部によって指示される１つの周波数の電磁波のみをシールドするように、各スイッチング１３のオンオフを切り換えたが、シールド装置３の制御部２０は、図示しない操作部によって指示される複数の周波数の電磁波をシールドするように、各スイッチング１３のオンオフを切り換える。
【００２８】
図７に示したシールド特性は、周波数ｆＬ、ｆ２Ｌおよびｆ３Ｌで高いシールド特性を示している。制御部２０は、すべてのスイッチング部１３をオフとする状態、奇数番目のスイッチング部１３をオンとし、かつ偶数番目のスイッチング部１３をオフとする状態、および「３ｍ＋１」番目および「３ｍ＋２」番目のスイッチング部１３をオンとし、かつ「３ｍ」番目のスイッチング部１３をオフとする状態とを、マイクロ秒オーダーで順次繰り返し切り換えることによって、周波数ｆＬでのシールド特性、ｆ２Ｌでのシールド特性、およびｆ３Ｌでのシールド特性を時分割で切り換えている。ここに、「ｍ」は「０」または正の整数である。
【００２９】
このように、制御部２０によって、シールドすべき電磁波の周波数が複数ある場合、前記一連の金属導体１１の合計の長さの２倍の長さが、予め定める周期で順次前記複数の周波数の波長となるように、各スイッチング部１３を切り換えさせる。したがって、複数の周波数の電磁波を時分割でシールドすることができる。
【００３０】
図８は、本発明の実施の第４の形態であるシールド装置４の構成を模式的に示す図である。シールド装置４は、図３に示したシールド装置１の構成に誘電率変更部２１を加えた構成である。すなわちシールド装置４は、金属導体１１、誘電体１２、スイッチング部１３、制御部２０および誘電率変更部２１を備えている。図８では、金属導体１１およびスイッチング１３は省略されている。
【００３１】
制御部２０は、たとえば図示しないキーボードなどの操作部によって、シールドする電磁波の周波数を指示されると、導通状態とする一連の金属導体１１の長さの２倍の長さが、指示された周波数の波長に最も近い長さになるように、各スイッチング１３のオンオフを切り換えるとともに、切り換えた状態での一連の金属導体１１の長さによって、指示された周波数の電磁波をシールドすることができる誘電体１２の誘電率を算出し、誘電体１２の誘電率を、算出した誘電率にするように誘電率変更部２１に指示する。
【００３２】
誘電率変更部２１は、誘電体１２の誘電率が制御部２０から指示された誘電率になるように誘電体１２を制御する。たとえば誘電体１２の温度を変化させることによって、誘電体１２の誘電率を変更する場合は、誘電体１２の温度が指示された誘電率となる温度になるように、誘電体１２を温め、あるいは冷却する。
【００３３】
シールドする電磁波の周波数は、誘電率に依存し、基材の材料の誘電率を、たとえば「１」から「４．５」に変化させることによって、シールドする電磁波の周波数を２倍にすることができる。したがって、図３に示したシールド装置１では、金属導体１１の長さで決まる周波数の電磁波しかシールドすることができないが、シールド装置４は、誘電体１２の誘電率を「１」から「４．５」までの間で変化させることによって、所望のシールド周波数の電磁波をシールドすることができる。
【００３４】
このように、誘電体１２は、誘電率が可変であり、誘電率変更部２１によって、誘電体１２の誘電率が変更される。そして、制御部２０によって、誘電率変更部２１に、誘電体１２の誘電率が、シールドすべき電磁波の周波数となる誘電率に変更させる。したがって、金属導体１１の長さによって決まる周波数だけでなく、その周波数間の周波数の電磁波もシールドすることができる。
【００３５】
シールド装置１〜４のいずれも、車両に搭載されるオーディオ機器、ナビゲーション機器あるいはこれらが一体となった機器などの電子装置に適用することができる。具体的には、内部の電子回路と、タッチパネルなどの入出力部との間にシールド装置を設けることによって、これらの間での電磁波による影響をなくすことができる。
【００３６】
このように、シールド装置１〜４のうちのいずれかのシールド装置を用いて電磁波をシールドするので、電子装置の大きさを大きくすることなく、複数の周波数の電磁波をシールドすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来の技術によるシールド装置９の構成を模式的に示す図である。
【図２】シールド装置９のシールド特性を示す図である。
【図３】本発明の実施の第１の形態であるシールド装置１の構成を模式的に示す図である。
【図４】制御部２０によるスイッチング部１３の切り換えを説明するための図である。
【図５】シールド装置１のシールド特性を示す図である。
【図６】本発明の実施の第２の形態であるシールド装置２の構成を模式的に示す図である。
【図７】本発明の実施の第３の形態であるシールド装置３のシールド特性を示す図である。
【図８】本発明の実施の第４の形態であるシールド装置４の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１〜３，９  シールド装置
１１  金属導体
１２  誘電体
１３  スイッチング部
２０  制御部
２１  誘電率変更部
【図１】
2010062271.tif 000003
【図２】
2010062271.tif 000004
【図３】
2010062271.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010062271.tif 000007
【図６】
2010062271.tif 000008
【図７】
2010062271.tif 000009
【図８】
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