(57)【要約】【課題】小型で高感度のアンテナ装置を提供する。【解決手段】アンテナ装置１は、接地された導体からなる接地導体部１０と、当該接地導体部１０と接続された接地部分２１、及び交流電力が入力される給電部分２２を有し、接地導体部１０に対して所定間隔Ａで対向して配置される導体からなる基部２０と、当該基部２０のうち給電部分２２が形成される側の端部から延在し、送受信される信号の周波数に応じて給電部分２２からの長さが設定される第１延在部３０と、基部２０のうち接地部分２１が形成される側の端部から延在し、第１延在部３０の先端部３５と所定間隔Ｂで対向して設けられる対向部４１を有する第２延在部４０と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地された導体からなる接地導体部と、
前記接地導体部と接続された接地部分、及び交流電力が入力される給電部分を有し、前記接地導体部に対して所定間隔で対向して配置される導体からなる基部と、
前記基部のうち前記給電部分が形成される側の端部から延在し、送受信される信号の周波数に応じて前記給電部分からの長さが設定される第１延在部と、
前記基部のうち前記接地部分が形成される側の端部から延在し、前記第１延在部の先端部と所定間隔で対向して設けられる対向部を有する第２延在部と、
を備えるアンテナ装置。
【請求項２】
前記第１延在部は複数の導体部を有して形成され、前記複数の導体部同士がインダクタで接続されている請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記基部が形成された形成層と前記接地導体部に接続された接地層とが異なる層からなるプリント基板を用いて形成され、
前記プリント基板を板厚方向に見て、前記基部と前記接地層とが重複している部分がある請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記第１延在部が櫛歯形状に形成されている請求項１から３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記基部と前記接地導体部との間隔に応じてアンテナ線のインピーダンスが設定されている請求項１から４のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記第２延在部が、前記第１延在部の先端部と平行に設けられ、当該第２延在部と当該先端部との間隔に応じてアンテナ線のインピーダンスが設定されている請求項１から５のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記基部の面積に応じてアンテナ線のインピーダンスが設定されている請求項１から６のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
人を識別できる識別情報が記憶されている記憶部と、
電池に蓄電されている電力の残量を示す残量情報を取得する残量情報取得部と、
前記識別情報及び前記残量情報に基づいて送信信号を生成する信号生成部と、
生成された前記送信信号を空中伝搬させる請求項１から７のいずれか一項に記載のアンテナ装置と、
を備える送信モジュール。
【請求項９】
請求項８に記載の送信モジュールと、
前記送信モジュールからの送信信号を受信する受信モジュールと、
受信した前記送信信号に基づき前記送信モジュールの位置を特定する特定部と、
を備える位置特定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型且つ軽量なアンテナ装置、当該アンテナ装置を用いた送信モジュール、及び当該送信モジュールを用いた位置特定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、病院や施設等では、患者や入居者等の安全を図り、生活パターンを把握することが行われてきた。係る場合に利用される技術として例えば特許文献１に記載のものがある。特許文献１に記載の所在検知システムは、ユーザに設けられるＩＣタグから当該ユーザの識別信号を所定の時間間隔で無線送信し、ＩＣタグが送信した識別信号を複数の受信アンテナで受信する。複数の受信アンテナにより各々受信された識別信号に基づいて、サーバがＩＣタグの所在を判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−６６０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、ユーザには、当該ユーザの識別信号が送信されるＩＣタグが設けられる。このため、ＩＣタグにはアンテナが設けられるが、ユーザの生活を鑑みた場合、アンテナは小型で高感度のものが望まれる。しかしながら、特許文献１には、小型且つ高感度を考慮してアンテナを構成したことを示す記載がない。
【０００５】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、小型で高感度のアンテナ装置、このようなアンテナを用いた送信モジュール、及びこのような送信モジュールを用いた位置特定システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明に係るアンテナ装置の特徴構成は、接地された導体からなる接地導体部と、前記接地導体部と接続された接地部分、及び交流電力が入力される給電部分を有し、前記接地導体部に対して所定間隔で対向して配置される導体からなる基部と、前記基部のうち前記給電部分が形成される側の端部から延在し、送受信される信号の周波数に応じて前記給電部分からの長さが設定される第１延在部と、前記基部のうち前記接地部分が形成される側の端部から延在し、前記第１延在部の先端部と所定間隔で対向して設けられる対向部を有する第２延在部と、を備える点にある。
【０００７】
このような特徴構成とすれば、第１延在部の先端部と第２延在部の対向部とが互いに対向し、且つ、接近させて設けられるので、第１延在部及び第２延在部から構成されるアンテナ線をコンパクトにすることができる。したがって、アンテナ装置を小型化することが可能となる。また、第１延在部の先端部と第２延在部の対向部とで静電容量結合が形成されるので、先端部と対向部との間隔を調整することでアンテナ線としてのインピーダンスを所期の値に設定し易くできる。したがって、高感度のアンテナ装置を実現することができる。
【０００８】
また、前記第１延在部は複数の導体部を有して形成され、前記複数の導体部同士がインダクタで接続されていると好適である。このような構成とすれば、アンテナ線のインピーダンスをインダクタで調整することができるので、アンテナ装置の周波数特性を所期の特性に設定し易くできる。したがって、高感度のアンテナ装置を実現し易くなる。
【０００９】
また、前記基部が形成された形成層と前記接地導体部に接続された接地層とが異なる層からなるプリント基板を用いて形成され、前記プリント基板を板厚方向に見て、前記基部と前記接地層とが重複している部分があると好適である。このような構成とすれば、基部と接地層とで静電容量結合を形成することが可能となる。したがって、当該静電容量結合によりアンテナ線のインピーダンスを調整することができるので、アンテナ装置の周波数特性を所期の特性に設定し易くできる。
【００１０】
また、前記第１延在部が櫛歯形状に形成されていると好適である。このような構成とすれば、第１延在部でアンテナ長を実現しつつ、櫛歯形状で第１延在部が占める領域をコンパクトにすることができる。したがって、アンテナ装置を小型化し易くできる。
【００１１】
また、前記基部と前記接地導体部との間隔に応じてアンテナ線のインピーダンスが設定されていると好適である。このような構成とすれば、基部と接地導体部との間隔を調整することでアンテナ装置の周波数特性を向上させることができる。したがって、高感度のアンテナ装置を実現できる。
【００１２】
また、前記第２延在部が、前記第１延在部の先端部と平行に設けられ、当該第２延在部と当該先端部との間隔に応じてアンテナ線のインピーダンスが設定されていると好適である。このような構成とすれば、第２延在部と第１延在部とで所定の静電容量結合を形成し易いので、当該静電容量結合に基づきアンテナ線のインピーダンスを調整し、アンテナ装置の周波数特性を向上させることができる。したがって、高感度のアンテナ装置を実現できる。
【００１３】
また、前記基部の面積に応じてアンテナ線のインピーダンスが設定されていると好適である。このような構成とすれば、基部の面積を調整することでアンテナ装置の周波数特性を向上させることができる。したがって、高感度のアンテナ装置を実現できる。
【００１４】
また、本発明に係る送信モジュールの特徴構成は、人を識別できる識別情報が記憶されている記憶部と、電池に蓄電されている電力の残量を示す残量情報を取得する残量情報取得部と、前記識別情報及び前記残量情報に基づいて送信信号を生成する信号生成部と、生成された前記送信信号を空中伝搬させる前記アンテナ装置と、を備える点にある。
【００１５】
このような特徴構成とすれば、小型のアンテナ装置を人に装着することができるので、当該人が煩わしく思うことを低減できる。また、人に意識させることなく、当該人の識別情報を発信することが可能となる。更には、送信信号に、送信モジュールを駆動する電池に蓄電されている電力の残量を示す残量情報が含まれるので、当該電力の残量が少なくなっている場合には事前に周囲に発信することで蓄電や電池交換等を促すことができる。
【００１６】
また、本発明に係る位置特定システムの特徴構成は、前記送信モジュールと、前記送信モジュールからの送信信号を受信する受信モジュールと、受信した前記送信信号に基づき前記送信モジュールの位置を特定する特定部と、を備える点にある。
【００１７】
このような特徴構成とすれば、小型のアンテナ装置を人に装着することができるので、当該人が煩わしく思うことを低減できる。また、人に意識させることなく、当該人の居場所を把握し易くできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態のアンテナ装置が形成されるプリント基板を示す図である。
【図２】プリント基板の各導体層を示す図である。
【図３】アンテナ装置を用いた送信モジュールの構成を示す図である。
【図４】送信モジュールを用いた位置特定システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
１．アンテナ装置
本発明に係るアンテナ装置は、所謂逆Ｆ型アンテナで形成され、小型で高感度に構成される。以下、本実施形態のアンテナ装置１について説明する。
【００２０】
図１に示されるように、本実施形態ではアンテナ装置１は異なる２層の導体からなる導体層９１，９２を有するプリント基板９０を用いて構成される。導体層９１及び導体層９２の間には夫々を互いに絶縁する絶縁層９３が設けられ、導体層９１，９２の夫々の表面はレジスト９４で覆われる。
【００２１】
図２の左側には導体層９１の上面図が示され、図２の右側には導体層９２の上面図が示される。アンテナ装置１は、接地導体部１０、基部２０、第１延在部３０、第２延在部４０を備えて構成される。これらの接地導体部１０、基部２０、第１延在部３０、及び第２延在部４０は導体層９１にパターンニングして形成されることから導体層９１は本発明の「形成層」に相当する。したがって、接地導体部１０、基部２０、第１延在部３０、及び第２延在部４０は導体により形成される。一方、導体層９２には導体をパターンニングして接地部９９が形成され、当該接地部９９はアンテナのグランドとして用いられることから導体層９２は本発明の「接地層」に相当する。以下では、理解を容易にするために「形成層」には符号９１を付して示し、「接地層」には符号９２を付して示す。
【００２２】
接地導体部１０は、接地された導体から構成される。したがって、接地導体部１０は、アンテナとしての接地面に相当する。この接地導体部１０は、プリント基板９０の形成層９１に形成され、スルーホール１１を介して接地部９９と接続される。
【００２３】
基部２０は、接地部分２１及び給電部分２２を有し、接地導体部１０に対して所定間隔Ａで対向して配置される導体から構成される。接地部分２１は接地導体部１０と接続される。本実施形態では、接地部分２１はスルーホール１２を介して接地層９２の接地部９９に接続される。したがって、接地部分２１と接地導体部１０とは、接地部９９を介して接続される。給電部分２２は交流電力が入力される。交流電力とは、アンテナ装置１をアンテナとして機能させるために給電される電力である。本実施形態では、基部２０は図２に示されるように長尺状に形成される。長尺状の基部２０のうち、一方の端部の側に接地部分２１が設けられ、他方の端部の側に給電部分２２が設けられる。
【００２４】
基部２０は、長尺状の長辺が所定の間隔Ａで接地導体部１０に対向するように設けられる。この基部２０と接地導体部１０との間隔Ａに応じてアンテナ線のインピーダンスが設定されている。これにより、基部２０と接地導体部１０とに亘って静電容量結合が形成される。この静電容量結合による静電容量は間隔Ａに反比例するので、当該間隔Ａに応じてアンテナ線のインピーダンスを設定することが可能となる。
【００２５】
また、基部２０は、プリント基板９０を板厚方向に見て、当該基部２０と接地層９２とが重複している部分を有するように設けられる。プリント基板９０を板厚方向に見るとは、プリント基板９０を鉛直上方から見ることをいう。このように鉛直上方からプリント基板９０を見た場合に、基部２０の下層には接地部９９が存在するように基部２０が形成される。これにより、基部２０と接地部９９とに亘って静電容量結合が形成される。この静電容量結合による静電容量は基部２０と接地部９９との間隔に反比例するので、基部２０と接地部９９との間隔に応じてアンテナ線のインピーダンスを設定することが可能となる。
【００２６】
また、基部２０の面積に応じてアンテナ線のインピーダンスが設定することも可能である。公知のように、静電容量は面積に比例する。このため、基部２０の幅Ｗを変更し、基部２０の面積を調整することでアンテナ線のインピーダンスを設定することが可能となる。
【００２７】
第１延在部３０は、基部２０のうち給電部分２２が形成される側の端部から延在し、送受信される信号の周波数に応じて給電部分２２からの長さが設定される。基部２０のうち給電部分２２が形成される側の端部とは、長尺状の基部２０のうち上述した他方の端部である。第１延在部３０は、この端部から所定の幅で延在して設けられる。第１延在部３０の長さは所謂アンテナのアンテナ長にあたり、アンテナ装置１で送受信する信号の波長λに基づく「λ／４」で設定される。
【００２８】
本実施形態では、第１延在部３０は、複数の導体部を有して形成される。本実施形態では、第１延在部３０は、基部２０の側に近い根元側第１延在部３１と、先端側の先端側第１延在部３２とから形成される。これらの複数の導体部同士は、インダクタ５０で接続される。インダクタ５０は、例えばチップインダクタを用いると実装が容易であり、これによりアンテナ線のインピーダンスを所期の値に設定することが可能である。
【００２９】
また、第１延在部３０は櫛歯形状に形成されている。櫛歯形状とは、凸部３３と凹部３４とが順次繰り返された形状である。本実施形態では、根元側第１延在部３１が延在する方向と直交する方向に沿って、凸部３３と凹部３４とが形成されている。本実施形態では、先端側第１延在部３２に凸部３３と凹部３４とを有する櫛歯形状が形成されている。
【００３０】
第１延在部３０は、櫛歯形状よりも先端側の先端部３５が、凸部３３及び凹部３４が形成された前記直交する方向と平行に延在して形成される。特に、先端部３５は、アンテナ線をコンパクトに形成するために、先端側第１延在部３２が環状に形成される。したがって、先端部３５は、先端側第１延在部３２の根元側に延在するように形成される。
【００３１】
第２延在部４０は、基部２０のうち接地部分２１が形成される側の端部から延在し、第１延在部３０の先端部３５と所定間隔Ｂで対向して設けられる対向部４１を有して形成される。基部２０のうち接地部分２１が形成される側の端部とは、長尺状の基部２０のうち上述した一方の端部である。本実施形態では、当該端部から基部２０の長尺方向に直交する方向に沿って所定の幅で延在し、先端部３５に対して間隔Ｂで対向するように先端部３５と平行に設けられる。これにより、先端部３５と対向部４１とに亘って静電容量結合が形成され、先端部３５と対向部４１との間隔Ｂを調整してアンテナ線のインピーダンスを所期の値に設定することが可能となる。
【００３２】
このようにして、アンテナ装置１は、小型で構成することが可能となる。また、各部の間隔や面積を調整することができるので、感度の調整を行いやすくできる。したがって、小型で高感度のアンテナ装置１を実現することが可能となる。
【００３３】
２．送信モジュール
次に、本発明に係る送信モジュールについて説明する。送信モジュールは、人に装着され、当該人の識別信号を周囲に発信するよう構成される。以下、本実施形態の送信モジュール１００について説明する。図３には本実施形態に係る送信モジュール１００の構成を示すブロック図が示される。図３に示されるように、送信モジュール１００は、記憶部１０１、残量情報取得部１０２、信号生成部１０３、アンテナ装置１を備えて構成される。
【００３４】
記憶部１０１は、人を認識できる識別情報が記憶されている。人とは送信モジュール１００が装着される人である。人を認識できる識別情報とは、例えば人の存在のみを示す情報であっても良いし、人毎に割り当てられた番号であっても良い。また、これらの双方であっても良いし、他の情報であっても良い。このような識別情報は、記憶部１０１に予め記憶されている。記憶部１０１に記憶されている識別情報は後述する信号生成部１０３により読み出される。
【００３５】
残量情報取得部１０２は、電池に蓄電されている電力の残量を示す残量情報を取得する。電池とは送信モジュール１００の各機能部に供給される電力が蓄電されている電池である。この電池は、充電式でも非充電式でも良い。このような電池に蓄電されている電力の残量は、例えば使用時間や出力電圧等により検出することができ、残量情報取得部１０２は残量情報として取得する。残量情報は後述する信号生成部１０３に伝達される。
【００３６】
信号生成部１０３は、識別情報及び残量情報に基づいて送信信号を生成する。識別情報及び残量情報に基づく送信信号とは、記憶部１０１に予め記憶されている識別情報及び残量情報取得部１０２により取得された残量情報を送信モジュール１００から周囲に発信する信号である。すなわち、所定の周波数からなる信号に識別情報及び残量情報を重畳させて生成される。信号生成部１０３により生成された送信信号は、後述するアンテナ装置１に伝達される。
【００３７】
アンテナ装置１は、生成された送信信号を空中伝搬させる。アンテナ装置１については、上述した小型で高感度のものが用いられ、その構成については上述しているので、ここでは説明は省略する。このようにして送信モジュール１００は、人を認識できる識別情報から生成し、且つ、電池に蓄電されている電力の残量を示す残量情報から生成した送信信号を空中伝搬させる。
【００３８】
３．位置特定システム
次に、本発明に係る位置特定システムについて説明する。位置特定システムは、所定の施設内において人の位置を特定するよう構成される。以下、本実施形態の位置特定システム２００について説明する。図４には本実施形態に係る位置特定システム２００の構成を示すブロック図が示される。図４に示されるように、位置特定システム２００は、送信モジュール１００、受信モジュール２０１、特定部２０２を備えて構成される。送信モジュール１００については、上述しているので説明は省略する。
【００３９】
受信モジュール２０１は、送信モジュール１００からの送信信号を受信する。図４に示されるように、受信モジュール２０１は出力に応じて所定の受信エリアＲが設定されている。受信モジュール２０１は、図４に示されるように受信エリアＲが互いに重複するように複数設けても良い。このような受信エリアＲのうちの何れかに送信モジュール１００が進入した場合、送信モジュール１００から発信される送信信号を所定の受信モジュール２０１が受信する。受信モジュール２０１は、送信信号を受信すると、受信した送信信号とその強度を後述する特定部２０２に伝達する。受信モジュール２０１から特定部２０２への伝達は、有線及び無線の何れでも行うことが可能である。
【００４０】
特定部２０２は、受信した送信信号に基づき送信モジュール１００の位置を特定する。特定部２０２は、受信モジュール２０１から送信信号及びその強度が伝達される。特定部２０２は、送信信号に含まれる識別情報から、送信モジュール１００が装着された人を識別し、送信信号の強度を用いて受信モジュール２０１から送信モジュール１００までの距離を演算する。したがって、特定部２０２は、送信信号を解析することで、送信モジュール１００が装着された人の位置、及びその人が誰であるかを特定することが可能となる。このような特定部２０２は、受信モジュール２０１とは別体のホストに設けられる。
【００４１】
このような位置特定システム２００は老人ホームや病院等に設け、送信モジュール１００を患者の端末に装着することで、患者の入退室の状況や、患者の居場所等を管理者が把握し易くすることができる。このような実施形態においては、上述した特定部２０２が設けられるホストは、患者の管理を行う管理用端末とすると好適である。
【００４２】
４．その他の実施形態
上記実施形態では、アンテナ装置１が２層の導体部を有するプリント基板９０で構成されるとして説明したが、１層の導体部を有するプリント基板９０で形成しても良い。また、プリント基板９０を用いずに構成することも可能である。
【００４３】
上記実施形態では、第１延在部３０が根元側第１延在部３１及び先端側第１延在部３２の２つの導体部から構成されるとして説明したが、３つ以上の導体部で構成することも可能であるし、１つの導体部のみから構成しても良い。
【００４４】
上記実施形態では、プリント基板９０を板厚方向に見て、基部２０と接地層９２の接地部９９とが重複している部分があるとして説明したが、基部２０と接地部９９とが前記板厚方向に見て重複しないように構成することも可能である。
【００４５】
上記実施形態では、第１延在部３０が櫛歯形状に形成されているとして説明したが、第１延在部３０が櫛歯形状を有さずに形成することも可能である。
【００４６】
上記実施形態では、基部２０と接地導体部１０とに亘って静電容量結合が形成され、基部２０と接地導体部１０との間隔Ａに応じてアンテナ線のインピーダンスが設定されているとして説明したが、基部２０と接地導体部１０との間で静電容量結合が形成されないように構成することも可能である。
【００４７】
上記実施形態では、第２延在部４０が、第１延在部３０の先端部３５と平行に設けられ、当該第２延在部４０と当該先端部３５との間隔Ｂに応じてアンテナ線のインピーダンスが設定されているとして説明したが、第２延在部４０と第１延在部３０の先端部３５とが非平行で形成することも可能であるし、第２延在部４０と第１延在部３０の先端部３５とに亘って静電容量結合が形成されないように構成することも可能である。
【００４８】
上記実施形態では、アンテナ装置１が明示信号を空中伝搬させるとして説明したが、アンテナ装置１が明示信号を受信するように構成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、小型且つ軽量なアンテナ装置、当該アンテナ装置を用いた送信モジュール、及び当該送信モジュールを用いた位置特定システムに利用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１：アンテナ装置
１０：接地導体部
２０：基部
２１：接地部分
２２：給電部分
３０：第１延在部
３５：先端部
４１：対向部
４０：第２延在部
１００：送信モジュール
１０１：記憶部
１０２：残量情報取得部
１０３：信号生成部
２００：位置特定システム
２０１：受信モジュール
２０２：特定部
Ａ：間隔
Ｂ：間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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