(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体を挟んで表側に放射導体、裏側に接地導体が設けられたアンテナ構造体と、
前記誘電体に密着し、周りを取り囲む弾力性のある誘電ゴムとを備え、
前記誘電ゴムは、比誘電率が１以上で且つ前記誘電体の比誘電率よりも小さいことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記誘電ゴムは、前記誘電体の側面に密着していることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記誘電ゴムは、前記放射導体の表面から突出していることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記誘電ゴムは、前記アンテナ構造体が装着される回路基板、又は前記接地導体に固定されていることを特徴とする請求項１から３いずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
請求項１から４いずれか一項に記載のアンテナ装置を機器本体に備えていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置、およびアンテナ装置を備えた電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車載用GPS(Global Positioning System)受信カーナビゲーション装置あるいは携帯ハンディ型のGPS受信機が安価に実用化され広く利用されてきている。また、最近では、デジタル通信および移動体通信等の技術の進歩、ならびに誘電体セラミックスまたは強誘電体材料による短縮小型化等の部品の小型化によって、GPS受信機および受信モジュールの小型化が進んでいる。さらには、腕時計型等の超小型携帯用のGPS受信機または位置検出システムも各種提案されている。
この種の民生用GPS受信機では、受信用アンテナとして、受信機とは別の筐体に収容されたパッチ型平面アンテナまたは筒状ヘリカル、あるいは受信機筐体内に内蔵されたパッチ型アンテナなどが用いられている。
この中で、腕時計の時計ケース内に、誘電体と、この誘電体の表面側に設けられた板状の放射導体と、誘電体の裏面側に設けられた板状の接地導体と、放射導体に電気的に接続された給電部材とを備えたパッチ型アンテナ装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１７３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、セラミックは、誘電率が高く、損失特性が良好である（つまり電気エネルギー損失の度合いである誘電正接が小さい）ことから、パッチ型アンテナ装置における誘電体として適している。しかし、その反面、衝撃に弱いため、該アンテナ装置を内蔵した電子機器を落としたり、強く振ったりしたときなどに、誘電体が近くの部品と衝接して壊れたりする場合がある。また、該電子機器の修理などの際に工具が誘電体に触れ、誘電体が壊れてしまう虞もある。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、耐衝撃に優れたアンテナ装置と、当該アンテナ装置を備えた電子機器とを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、誘電体を挟んで表側に放射導体、裏側に接地導体が設けられたアンテナ構造体と、前記誘電体に密着し、周りを取り囲む弾力性のある誘電ゴムとを備え、前記誘電ゴムは、比誘電率が１以上で且つ前記誘電体の比誘電率よりも小さいことを特徴とするアンテナ装置である。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように構成されたアンテナ装置および電波受信機器によれば次のような効果を得ることができる。
本発明によれば、アンテナ構造体における少なくとも誘電体の側面周りを弾力性のある誘電ゴムが取り囲んでいるので、落とした場合などに誘電ゴムによって衝撃が吸収されたり、緩衝されたりするので、アンテナ構造体における誘電体の破損を防止することができるばかりでなく、誘電体の側面周りを誘電ゴムで取り囲む構成を採用しているので、誘電体のみの場合と比較して、環状の誘電ゴムを加えた分、アンテナ構造体の形状が実質的に大きくなり、受信感度の大幅な向上を図ることができる。
また、誘電ゴムを誘電体に密着して設けたものでは、アンテナ構造体の形状が実質的に大きくなるので、アンテナ利得が向上し、周波数帯域が増大することになる。
また、誘電ゴムの比誘電率が１以上で且つアンテナ構造体の誘電体の比誘電率よりも小さくしたものでは、入力インピーダンスへの影響がアンテナ構造体における誘電体よりも小さいので、入力インピーダンスの調整が容易となる。特に、アンテナ構造体における誘電体の比誘電率に対して誘電ゴムの比誘電率を十分小さく（例えば１／１０程度と）したものでは、入力インピーダンスに対する影響がほとんどなくなるため、後から誘電ゴムを取り付けても入力インピーダンスを再度調整する必要がなくなる。
また、誘電ゴムを放射導体の表面から突出させたものでは、アンテナ構造体の側面側からの衝撃のみならず、アンテナ構造体の表面側からの衝撃にも耐えうるものとなる。
また、誘電ゴムを、アンテナ構造体が装着される回路基板に固定したものでは、誘電ゴムのアンテナ構造体からの離脱を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るアンテナ装置の斜視図である。
【図２】図１のアンテナ装置の誘電体ラバーの取付け方法の一例を説明するための斜視図である。
【図３】アンテナ装置における誘電体ラバーの変形例を側方から見た場合の断面図である。
【図４】本発明に係るアンテナ装置の実装例を示す平面図である。
【図５】図４のアンテナ装置を側面から見た場合の断面図である。
【図６】本発明に係るディジタルカメラの斜視図である。
【図７】本発明に係る腕時計を側方から見た場合の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
本発明に係るアンテナ装置１は、図１に示すように、板状の放射導体１１と、誘電体１２と、板状の接地導体１３と、誘電ゴム１４とから構成されるアンテナ構造体１０を備えるとともに、このアンテナ構造体１０を装着するための回路基板１５を備えている。そして、アンテナ構造体１０のほぼ中央には給電点１６を備えている。
【００１６】
このアンテナ装置１の放射導体１１、誘電体１２及び接地導体１３は、特に限定はされないが方形又は矩形を成している。そして、このアンテナ装置１は、誘電体１２が表裏から放射導体１１と接地導体１３とで挟み込まれた構造となっている。
また、このアンテナ装置１の誘電ゴム１４は図２に示すように環状で無端となっている。すなわち、中央に上下に貫通する方形又は矩形の孔１４ａを有するとともに、外形も方形又は矩形で無端となっている。そして、このアンテナ装置１では、誘電ゴム１４が上記誘電体１２に外嵌された構造となっている。なお、このアンテナ装置１では誘電ゴム１４を環状で無端としたが、誘電ゴム１４を環状ではあるが誘電体１２の周方向の１箇所又は数カ所で切断した構造としてもよい。
また、回路基板１５の本体はガラスエポキシ樹脂などによって形成されている。この回路基板１５には基板配線（図示せず）が形成されている。そして、この回路基板１５にはアンテナ構造体１０の他に受信回路又は発信回路等が装着される。
【００１７】
ここで、放射導体１１および接地導体１３は所定の厚さの銀箔、金属板又は金属膜等で構成されている。また、誘電体１２は所定の厚さのセラミックを多数積層して構成されている。
【００１８】
また、誘電ゴム１４は、誘電物質入りのゴム材から環状に形成されている。この環状の誘電ゴム１４は、アンテナ構造体１０の誘電体１２の側面に密着して設けられている。この場合、誘電ゴム１４の比誘電率は１よりも大きく、且つ、誘電体１２の比誘電率よりも小さい値とされていることが好ましい。この比誘電率の調整は、誘電物質又はゴム材の選定、誘電物質の量の調整によって行うことができる。なお、誘電ゴム１４のゴム材としては、誘電正接の小さい材料を使用することが好ましい。
この環状の誘電ゴム１４は、この実施の形態の場合、ベース材料にゴム（ＥＰＤＭ）を使用しており、比誘電率を任意に設定するために、このゴム内に、高誘電性セラミック粉末を適宜に選択された配合量で配合して形成されている。
【００１９】
特に、誘電ゴム１４の比誘電率について説明すれば、誘電ゴム１４の比誘電率は誘電体１２の比誘電率に対して十分小さく（例えば１／１０程度と）することが好ましい。具体的には、腕時計に組み込む場合、誘電体１２の比誘電率は１０から３０程度であるので、誘電ゴム１４の比誘電率は１から３程度とすることが好ましい。その理由は次の通りである。
すなわち、誘電体１２の比誘電率と誘電ゴム１４の比誘電率とで差がない場合、誘電ゴム１４を含めた状態で入力インピーダンスの調整を行う必要がある。この点、誘電体１２の比誘電率に対して誘電ゴム１４の比誘電率を十分小さく（例えば１／１０程度と）すれば、入力インピーダンスに対する影響が小さくなるため、誘電ゴム１４を取り付けても入力インピーダンスを再度調整する必要がなくなる。
【００２０】
次に、本発明に係るアンテナ装置１における誘電ゴム１４の取付け方法の一例を図２に基づいて説明する。
図２には、回路基板１５に装着されたアンテナ構造体１０と、取付け前の誘電ゴム１４が示されている。誘電ゴム１４は環状で無端に形成されている。この誘電ゴム１４の下面には両面テープ１７が一方の粘着面を介して貼り付けられている。
このような状態から、誘電ゴム１４の孔１４ａを押し拡げるようにして、アンテナ構造体１０の誘電体１２に外嵌させ、両面テープ１７の他方の粘着面を介して、誘電ゴム１４を接地導体１３に貼り付ける。このようにすれば、誘電ゴム１４を簡単にアンテナ構造体１０に装着できる。
【００２１】
なお、誘電ゴム１４は弾性を有するため、両面テープ１６を用いなくても、誘電ゴム１４自体の弾性力を利用してアンテナ構造体１０に装着できるが、誘電ゴム１４のアンテナ構造体１０からの離脱を確実に防止するためには、やはり、両面テープ１７や接着剤によって接地導体１４や、接地導体１４が小さい場合には回路基板１５に接着しておくことが好ましい。
【００２２】
続いて、本発明に係るアンテナ装置１に使用される誘電ゴム１４の変形例を図３に基づいて説明する。この図３には、アンテナ装置における誘電体ラバーの変形例を側方から見た場合の断面図が示されている。
図３（Ａ）の誘電ゴム１４は、側面から見た場合、中央に頂部が来るよう円弧状に上面が盛り上がった形で、その頂部が放射導体１１の表面よりも突出した構造となっている。
また、図３（Ｂ）の誘電ゴム１４は、側面から見た場合、上方に向けて狭窄するよう上面に傾斜が付けられ、その頂部が放射導体１１の表面よりも突出した構造となっている。
また、図３（Ｃ）の誘電ゴム１４は、側面から見た場合、上方に向けて狭窄するよう側面にテーパが付けられ、上面（頂部）が放射導体１１の表面よりも突出した構造となっている。
これら誘電ゴム１４の変形例によれば、誘電ゴム１４の頂部が放射導体１１の表面よりも突出した構造となっているので、アンテナ構造体１０の側面側からの衝撃のみならず、アンテナ構造体１０の表面側からの衝撃にも耐えうるものとなる。
【００２３】
次に、本発明に係るアンテナ装置１の回路基板１５への実装例を図４及び図５に基づいて説明する。図４には、本発明に係るアンテナ装置の実装例を示す平面図、図５には、図４のアンテナ装置を側面から見た場合の断面図が示されている。
回路基板１５の表面には、アンテナ構造体１０の接地導体１３がほぼ一面に亘って設けられている。そして、この接地導体１３には、両面テープ１７ａを介して、表面に放射導体１１が設けられた誘電体１２が貼り付けられている。
また、回路基板１５の表面には、誘電体１２の側面周りを取り囲むよう誘電ゴム１４が設けられている。この誘電ゴム１４は環状で無端に形成されている。そして、この誘電ゴム１４は、両面テープ１７ｂを介して、接地導体１３に貼り付けられている。
また、回路基板１５の裏面には、接地配線１８ａと信号用配線１８ｂ等が形成されている。接地配線１８ａは、回路基板１５のスルーホール１５ａの導体（図示せず）を介して、接地導体１３に電気的に接続されている。一方、信号用配線１８ｂは接地導体１３には電気的に接続されていない。
また、回路基板１５の裏面には、信号用配線１８ｂに接続されて受信ＩＣ（又は発信ＩＣ）１９等が設けられている。そして、信号用配線１８ｂは、回路基板１５、誘電体１２を貫く給電ピン１６ａを介して放射導体１１に電気的に接続されている。
【００２４】
以上に説明した本発明に係るアンテナ装置１によれば、次のような効果が得られる。
第１に、アンテナ構造体１０における少なくとも誘電体１２の側面周りを弾力性のある誘電ゴム１４が取り囲んでいるので、落とした場合などに誘電ゴム１４によって衝撃が吸収される、あるいは緩衝されるので、アンテナ構造体１０における誘電体１４の破損が防止される。
第２に、環状の誘電ゴム１４を誘電体１２の側面に密着して設けているので、誘電体１２のみの場合と比較して、環状の誘電ゴム１４を加えた分、アンテナ構造体１０の形状が実質的に大きくなるので、アンテナ利得が向上し、周波数帯域が増大する。この結果、受信感度の大幅な向上を図ることができる。
第３に、誘電ゴム１４を、アンテナ構造体１０の接地導体１３に固定したので、誘電ゴム１４のアンテナ構造体１０からの離脱を確実に防止することができる。
【００２５】
次に、本発明に係る電子機器を図６に基づいて説明する。この図６には、ディジタルカメラの斜視図が示されている。
このディジタルカメラ１００にはアンテナ装置１が内蔵されている。そして、このディジタルカメラ１００は、アンテナ装置１によって、例えば撮影した画像データ等の送受信、又はGPS(Global Positioning System)電波の受信を行えるよう構成されている。
このディジタルカメラ１００においては、特に限定はされないが、アンテナ装置１はディジタルカメラのカメラ本体１００Ａの上面に設けられている。このアンテナ装置１におけるアンテナ構造体１０は全体として矩形状に構成され、アンテナ構造体１０の誘電体１２の側面周りを誘電ゴム１４が取り囲むようにして設けられている。そして、アンテナ装置１は、非導電性の保護カバー２０によって覆われている。
この場合のアンテナ装置１の構成は、実施形態として既に述べたものと同じであるので、その詳細な説明は省略する。
【００２６】
また、本発明に係る他の電子機器を図７に基づいて説明する。この図７には、腕時計を側方から見た場合の断面図が示されている。
この腕時計２００にはアンテナ装置１が内蔵されている。そして、この腕時計は、アンテナ装置１によって、例えば時刻合わせのための標準電波、又はGPS(Global Positioning System)電波の受信を行えるよう構成されている。
この腕時計においては、特に限定はされないが、アンテナ装置１は時計本体２００Ａ内の文字板２１の下側に設けられている。
すなわち、アンテナ構造体１０の中央には貫通孔１０ａが形成され、この貫通孔１０ａを通して時計モジュール２２からの分針軸２３ａ及び時針軸２３ｂが上方まで延びている。そして、分針軸２３ａ及び時針軸２３ｂにおけるアンテナ構造体１０の上面から突出する部分には分針２４ａ及び時針２４ｂが取り付けられている。
また、このアンテナ構造体１０は、貫通孔１０ａの内面に形成された導電体１０ｂによって放射導体１１と接地導体１３とが短絡された構造を有している。そして、このアンテナ構造体１０にあっては、アンテナ構造体１０の中心から離れた位置にて給電ピン１６ａによる給電がなされている。また、このアンテナ構造体１０には、アンテナ構造体１０の誘電体１２の側面周りを取り囲むように誘電ゴム１４が設けられている。この誘電ゴム１４は回路基板１５に両面テープ（図示せず）で接着されている。
この場合のアンテナ装置１の構成は、実施形態として既に述べたものと同じであるので、その詳細な説明は省略する。
【００２７】
以上、この発明の実施形態を説明したが、本発明は、かかる実施形態および変形例に限定されるものではなく、種々の変形が可能であることはいうまでもない。
たとえば、上記実施形態の場合、誘電ゴム１４は、誘電体１２の側面に密着しているが、誘電体１２のほかに、放射導体１１の側面または接地導体１３の側面にも密着していても良い。
また、例えば、上記実施形態では、電子機器としてディジタルカメラや腕時計を挙げたが、それ以外の携帯電話、GPS専用受信機などの他の電波受信機器にも適用できる。さらに、電波を受信する場合に限られず、電波を送信する場合にも適用できる。
【符号の説明】
【００２８】
１  アンテナ装置
１０  アンテナ構造体
１１  放射導体
１２  誘電体
１３  接地導体
１４  誘電ゴム
１５  回路基板
１６  給電点
１００  ディジタルカメラ
２００  腕時計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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