(57)【要約】【課題】アンテナ配線を固定する絶縁フィルムと配線のセットを両面接着シートで単純に積層させたアンテナにおいては、アンテナの断面を鑑みた場合の断面積に占める導体の割合が小さくなり、限られた容積でのアンテナ長、これと同意のアンテナ配線容積を大きくすることができないという問題点があった。【解決手段】単一の配線層内の配線は、隣り合う配線同士が一定のピッチで並び、アンテナの下層の配線のピッチに対して上層の配線のピッチは、半ピッチずれていることとし、配線同士が対向するように向かい合わせに重ねることにより、本来配線間の絶縁の為に必要である空壁部分を他層の配線が埋めることができる。これによって、限られた容積でのアンテナ配線容積を大きく上げることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一層内に配線を並べた配線層を複数積層してなるアンテナを備えた電子機器において、単一の前記配線層内の配線は、隣り合う配線同士が一定のピッチで並び、前記アンテナの下層の配線の前記ピッチに対して上層の配線の前記ピッチは、半ピッチずれていることを特徴とするアンテナを備えた電子機器。
【請求項２】
前記アンテナは、上層の前記配線と下層の前記配線とが対向するように積層しているとともに、前記上層の配線は、前記下層の配線の空隙に設けることを特徴とする請求項１に記載のアンテナを備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナを備えた電子機器に関し、詳しくは、同一層内に配線を並べた配線層を複数積層してなるアンテナを有する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報機器は、多機能化して、電波による駆動電力の充電や情報の送受といった通信機能を有するものが増えてきた。このような電子機器はアンテナを有しており、そのアンテナの形状あるいは構造については、さまざまなものが提案されている。例えば、導電性の配線をボビンに巻きつけたコイル形状のアンテナなどである。このようなアンテナは、現在では、電波を受信し時刻情報を更新する、いわゆる電波時計用のアンテナなどに採用されている。
電子機器が小型化する場合においては、そのアンテナも小型化しなければならないが、電子機器が通信を行うために必要な利得などの電気的特性を犠牲にせずにアンテナも小型化する必要がある。もちろん、アンテナが占有する容積をなるべく小さくする方が好ましく、同時に最適な電気特性を得ることには多くの課題があり、このような要求に対しては、多くの提案を見るところである。例えば、コイル形状のアンテナではなく、絶縁フィルム上にアンテナの配線を設け、これを重ねる構造が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に示した従来技術は、絶縁フィルム上に渦巻きの配線を施し、それを重ねることにより、必要なアンテナターン数、もしくはアンテナ配線長を確保し、かつ電子機器内部に収められるようにアンテナの総厚を薄くする構造である。
図を用いて説明する。図５は、特許文献１に示した従来技術をその主旨を逸脱しない範囲において書き直した図である。図５は、構造を判りやすくするため斜視断面図としてある。５ａは絶縁性フィルム基板、５ｂはアンテナ配線、５ｃは両面接着シート、５ｄは連設片、５ｅは絶縁性フィルム基板５ａとアンテナ配線５ｂとから形成されるアンテナ層である。
【０００４】
特許文献１に示した従来技術は、絶縁性フィルム基板５ａの上にアンテナ配線５ｂが印刷により形成されたアンテナ層５ｅが、絶縁性フィルム基板５ａと同じ素材からなる一体化した連設片５ｄを介して一体で形成されている。これを連設片５ｄにて折り曲げ、アンテナ層５ｅを複数畳み込んだ構造を有しており、各層の位置を決めて固定化する手法として両面接着シート５ｃを使用する。このような構成とすることで、アンテナの総厚を低減するようになっており、位置ずれのない状態で薄くしかも小型にすることができる。しかも、充分な長さのアンテナとすることが可能になるという利点がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３０７３２８号公報（第５頁、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、アンテナを備えた電子機器において、特に小型化を強く求められているのは、人体に装着して使用する電子機器、例えば、腕時計型電子機器である。また、腕時計型電子機器では、小型化とともに装着感も重要であり、その装着感を左右する要素として、電子機器本体の総厚が非常に重要である。この電子機器本体の総厚を決める要因のうち、特に重要なものは、内部のアンテナの総厚または占有体積である。
【０００７】
特許文献１に示した従来技術は、配線と絶縁フィルム、それを層状に積層して固定する
接着剤として両面接着シートが用いられている。このような構成とすることによって、従来知られているコイル状のアンテナに比して、その総厚を薄くすることはできるものの、装着感が重要な腕時計型電子機器に用いるには問題があった。すなわち、アンテナ配線を固定する絶縁フィルムと配線のセットを両面接着シートで単純に積層させただけでは、アンテナの断面を鑑みた場合の断面積に占める導体の割合も小さくなり、アンテナ容積を大きくすることができない腕時計型電子機器においては、アンテナの配線密度を最大にすることが難しく、結果として配線のターン数やアンテナ配線長が短くなるか、または、ターン数や配線長を確保した場合にはアンテナ総厚が厚くなってしまうのである。
【０００８】
また、配線長を稼ぐ、これと同意であるターン数を稼ぐといった目的のために、アンテナ配線径を細くすることも可能であるが、細すぎるアンテナ配線では抵抗成分が大きくなり、結果としてアンテナで僅かに発生した電力を抵抗成分で失うことになってしまうという問題がある。すなわち、配線長を長くしたことによる効果、それと同意のターン数の増加によって得られるアンテナゲインの増分よりも抵抗成分の増大によるアンテナゲインの減少の方が大きくなり、期待した効果が得られないという問題点もある。
【０００９】
本発明の目的は、本来相反する要素である、小型でアンテナゲインが高いアンテナを実現する為に、特にアンテナ容積に厳しい要求が課せられる電子機器において、アンテナ巻き線容積を最小容量に抑えつつ、必要なターン数と必要な配線径を確保し、小型かつ低容積なアンテナを得ようとするためのものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する為に、本発明のアンテナを備えた電子機器は、次のような構成を採用する。
【００１１】
同一層内に配線を並べた配線層を複数積層してなるアンテナを備えた電子機器において、単一の配線層内の配線は、隣り合う配線同士が一定のピッチで並び、アンテナの下層の配線のピッチに対して上層の配線のピッチは、半ピッチずれていることを特徴とする。
【００１２】
アンテナは、上層の配線と下層の配線とが対向するように積層しているとともに、上層の配線は、下層の配線の空隙に設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のアンテナを備えた電子機器は、アンテナを構成する単一の配線層内の配線は、隣り合う配線同士が一定のピッチで並び、アンテナの下層の配線のピッチに対して上層の配線のピッチは、半ピッチずれている。このような構成とすることにより、下層と上層との配線の関係が互い違いに積層されることにより、アンテナ全体の総厚を小さくすることができる。また、上層の配線と下層の配線同士が対向するようにするとともに、上層の配線は、下層の配線の空隙に設けることにより、デッドスペースがなくなり、さらにアンテナの総厚を小さくすることができる。
限られた容積内での配線の密度を上げられることにより、低容積で最適なアンテナ配線長やターン数を得る電子機器を構成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明のアンテナを備えた電子機器に係るアンテナを示す断面図である。図１に示す実施例においては、巻き線ボビンに配線を巻きアンテナを構成する例を説明するものである。１ａは巻き線ボビン、１ｂは配線、１ｃ〜１ｇは配線層である。Ｐは隣り合う
配線１ｂとの間隔、つまりピッチである。１／２Ｐとは、ピッチＰの半分のピッチであることを示している。図１に示す例では、配線層を６層重ねた場合を示している。
巻き線ボビン１ａの一番下から０．０５ｍｍ径の円形の断面を持つ配線１ｂを１層あたり１００列巻いているものとする。ピッチＰを０．０５ｍｍとすると、１層目の配線層１ｃでは配線同士が接した状態で隙間なく巻かれている。
【００１６】
２層目の配線層１ｄは、１層目と同様に１００列巻いている。そのピッチＰを１層目と同様の０．０５ｍｍとするが、このピッチＰを下層の配線層１ｃのピッチＰに対して１／２の０．０２５ｍｍだけずらして巻くのである。これが本発明の特徴的な部分である。
以降、同様に３層目の配線層１ｅは、下層の２層目の配線層１ｄのピッチＰに対して１／２の０．０２５ｍｍずらして巻く。各層においてこの関係を継続して積層を重ねる。図１では配線層１ｇまで６層を積層している場合を図示しているが、このようにしてＮ層積層させることにより配線断面が円形の場合では、単純に積み上げた場合と比して、０．８６６＋０．１３４／Ｎ倍の厚みで済み、総厚を薄くすることができる。
【００１７】
配線１ｂの断面は、図１に示すように円形に限定されることはない。配線１ｂの断面を正六角形や二等辺三角形とすることによって、配線１ｂ同士の空隙をほぼ０にすることが可能となる。つまり、デッドスペースがなくなるのである。このような構成とすることによって、限られた容積内での配線の密度を最も密にできることにより、最小容量で最適なアンテナ配線長やターン数を得ることが可能となる。
【００１８】
図２は、本発明のアンテナを備えた電子機器を模式的に示す断面図である。図２に示す例では、腕時計型電子機器を示すものである。２ａはアンテナ、２ｂは巻き線ボビン、２ｃは時計外装、２ｄは裏蓋、２ｅはカバーガラス、２ｆは文字盤、２ｇはムーブメント、２ｈは基板、２ｉは部品、２ｊは電池である。ムーブメント２ｇは、例えば、計時機能のための機械部品や駆動用モーターなどを有するモジュールである。部品２ｉと電池２ｊとは、基板２ｈに図示しない固定手段で固定され、それぞれ基板２ｈの決められた場所に接続している。アンテナ２ａは巻き線ボビン２ｂに巻かれ、アンテナ構造体を構成する。このアンテナ構造体は、平板形状を有しており、一例として中心部分をくり抜いたドーナツ形状を有している。
【００１９】
図２に示す例では、説明しやすいようにこのアンテナ構造体を大きく厚く記載しているが、上述の通り、このアンテナ構造体は、限られた容積内で最適なアンテナ配線長やターン数を得ることが可能となる。このため、図２に示す例では、従来技術に比して薄く形成することができる。このような形状であるから、実装容積が厳しい腕時計型電子機器であっても、ムーブメント２ｇと文字盤２ｆとの間に設けることができる。
【００２０】
もちろん、このアンテナ構造体は、この形状に限定されるものではない。所望の電気特性を確保しつつ、その容積を最小にすることができるのであるから、例えば、カバーガラス２ｅと時計外装２ｃとの間に設けてもよい。いずれの場合においても、本発明のアンテナを備えた電子機器の特徴は、そのアンテナが図１に示すような構成を有している点であって、腕時計型電子機器の層厚を薄くすることができる。
【実施例２】
【００２１】
図３は、本発明のアンテナを備えた電子機器に係るアンテナを示す断面図であって、図１に示す例とは異なる例を示すものである。図３に示す実施例においては、ボビンに配線を巻くのではなく、絶縁層にある間隔を空けて配線を形成する例を説明するものである。３ａは絶縁層からなるベース層、３ｂは配線、３ｃは隣り合う配線３ｂとの隙間、つまり空隙である。Ｐは隣り合う配線３ｂ同士の間隔、つまりピッチである。
このような形態の配線３ｂは、エッチングや薄膜でのパターン形成により、極めて正確
にその形状やピッチＰや配線の厚みなどを制御して形成することが可能である。この場合、配線３ｂが何れかの形状であっても、隣り合う配線を密着させることは各配線間が導通してしまうので、必ずピッチＰを空けて配置する。このため、空隙３ｃが形成される。
【００２２】
図３に示す例では、ベース層３ａは非常に厚膜であるかのように記載しているが、これは図面を見やすくするためのものであって、実際には、薄膜の基板を用いる。このような構成であるから、図３に示すアンテナは非常に薄い断面を有するものになる。
【００２３】
図４は、図３に示す構成を１つの配線層として、これを積層する例を示すものである。図では４層積層する例を示している。図３も参照しながら説明する。
図３に示すベース層３ａと配線３ｂと空隙３ｃとで１層目の配線層４ａを構成する。この配線層４ａの上部に同様な構成の２層目の配線層４ｂ、３層目の配線層４ｃ、４層目の配線層４ｄを形成する。
１層目の配線層４ａと２層目の配線層４ｂとは、その配線３ｂ同士が対向するように向かい合わせに積層するものである。この１層目の配線層４ａと２層目の配線層４ｂとを積層した構成をさらに積層するように、その上位に３層目の配線層４ｃと４層目の配線層４ｄとを設けるのである。
【００２４】
この場合においても、図１と同様に、２層目のピッチＰは、１層目のピッチＰに対してを１／２だけずらせている。１層目の配線層４ａと２層目の配線層４ｂとの空隙３ｃはともに同じであるが、ピッチＰが１／２だけずれているので、配線３ｂ同士が対向するように向かい合わせに配置すると、２層目の配線層４ｂの配線３ｂは、１層目の配線層４ａの空隙３ｃに入り込むことになる。
このような構成とすることによって、配線３ｂが全て上向きになるように単純に積層させた従来の構成に比して、全体の層厚を薄く、かつ配線の密度を上げることが可能となり、低容積で最適なアンテナ配線長やターン数を得ることが可能となる。
【００２５】
以上、本発明のアンテナを備えた電子機器に係るアンテナの構造を説明したが、これに限定するものではない。発明の主旨を逸脱しない範囲において、変更が可能である。例えば、図３と図４とに示すベース層３ａには、その片面のみ配線３ｂが設けている例を示したが、配線３ｂはベース層３ａの両面（上下面）に設けてもよい。このような構成にすることによって、２層目、３層目と積層するにしたがって、さらに薄く、低容積にすることも可能である。
また、図４に示す例では、各配線層でのピッチＰは、変わらないものとして説明したが、各配線層ごとにピッチＰを変えてもよいことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明のアンテナを備えた電子機器は、アンテナが占有する容積を小さくすることができる。このため、小型化や軽量化を厳しく要求される携帯型電子機器に採用することができる。特に、人体に装着して使用する電子機器に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のアンテナを備えた電子機器の実施例１に係る図であって、アンテナの断面図である。
【図２】本発明のアンテナを備えた電子機器を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明のアンテナを備えた電子機器の実施例２に係る図であって、１層分のアンテナの断面図である。
【図４】本発明のアンテナを備えた電子機器の実施例２に係る図であって、１層分のアンテナを積層させた状態での断面図である。
【図５】従来技術を説明する斜視断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１ａ  巻き線ボビン
１ｂ  配線
３ａ  ベース層
３ｂ  配線
３ｃ  空隙
４ａ  １層目の配線層
４ｂ  ２層目の配線層
４ｃ  ３層目の配線層
４ｄ  ４層目の配線層
５ａ  絶縁性フィルム基板
５ｂ  アンテナ配線
５ｃ  両面接着シート
５ｄ  連設片
５ｅ  アンテナ層
【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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