(57)【要約】 【課題】汎用性の向上を図ることができるアンテナを提供する。【解決手段】一つの実施形態によれば、アンテナは、結合素子と、接続素子とを備える。前記結合素子は、第１開放端と、第２開放端と、前記第１開放端と前記第２開放端との間に位置した接続点とを有する。前記接続素子は、前記結合素子の接続点に電気的に接続され、給電点からの電流が流れる。前記結合素子の第１開放端と接続点との間の電気長は、近接無線通信で使用される周波数に対応する波長λの１／４の奇数倍である。前記接続素子の電気長は、前記波長λの１／４の奇数倍である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１開放端と、第２開放端と、前記第１開放端と前記第２開放端との間に位置した中点とを有した結合素子と、
前記結合素子の中点に電気的に接続され、給電点からの電流が流れる第１接続素子と、
グランドと、
を備え、
前記結合素子、前記第１接続素子、及び前記グランドは、一つのプリント基板上に設けられて略同一平面上に位置し、
前記結合素子の第１開放端と中点との間の電気長及び第２開放端と中点との間の電気長は、其々、近接無線通信で使用される周波数に対応する波長λの１／４の奇数倍であり、
前記第１接続素子の電気長は、前記波長λの１／４の奇数倍であるアンテナ。
【請求項２】
請求項１の記載において、
前記第１接続素子は、前記結合素子とは斜めに交差する方向に延びた部分を含むアンテナ。
【請求項３】
請求項１または請求項２の記載において、
前記結合素子の中点と前記グランドとの間に延びた第２接続素子をさらに備え、
前記第１接続素子は、前記給電点と前記結合素子の中点との間に延び、
前記第２接続素子の電気長は、前記波長λの１／４の奇数倍であるアンテナ。
【請求項４】
請求項３の記載において、
前記第２接続素子は、前記結合素子とは斜めに交差する方向に延びた部分を含むアンテナ。
【請求項５】
請求項３または請求項４の記載において、
前記第１接続素子の電気長と、前記第２接続素子の電気長は、略同じであるアンテナ。
【請求項６】
請求項３乃至請求項５のいずれかの記載において、
前記第１接続素子の太さ及び前記第２接続素子の太さは、其々、前記結合素子の太さと略同じであるアンテナ。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかの記載において、
前記グランドは、前記結合素子と略平行な方向に前記波長λの１／４の奇数倍の長さの板状に形成されたアンテナ。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかの記載において、
前記グランドは、前記結合素子と略直交する方向に前記波長λの１／４の幅の板状に形成されたアンテナ。
【請求項９】
第１開放端と、第２開放端と、前記第１開放端と前記第２開放端との間に位置した接続点とを有した結合素子と、
前記結合素子の接続点に電気的に接続され、給電点からの電流が流れる接続素子と、
を備え、
前記結合素子の第１開放端と接続点との間の電気長は、近接無線通信で使用される周波数に対応する波長λの１／４の奇数倍であり、
前記接続素子の電気長は、前記波長λの１／４の奇数倍であるアンテナ。
【請求項１０】
請求項９の記載において、
前記結合素子の第２開放端と接続点との間の電気長は、前記波長λの１／４の奇数倍であるアンテナ。
【請求項１１】
カバーと、
前記カバーの内面に面したアンテナと、
前記アンテナを使用して近接無線通信を実行する通信モジュールと、を具備し、
前記アンテナは、
第１開放端と、第２開放端と、前記第１開放端と前記第２開放端との間に位置した接続点とを有した結合素子と、
前記結合素子の接続点に電気的に接続され、給電点からの電流が流れる接続素子と、
を備え、
前記結合素子の第１開放端と接続点との間の電気長は、前記近接無線通信で使用される周波数に対応する波長λの１／４の奇数倍であり、
前記接続素子の電気長は、前記波長λの１／４の奇数倍である電子機器。
【請求項１２】
請求項１１の記載において、
前記結合素子の第２開放端と接続点との間の電気長は、前記波長λの１／４の奇数倍である電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、アンテナ及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近接無線通信用のアンテナを備えた電子機器が提供されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−５３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アンテナを搭載した電子機器は、汎用性の向上が望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、汎用性の向上を図ることができるアンテナ及び電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、アンテナは、結合素子と、接続素子とを備える。前記結合素子は、第１開放端と、第２開放端と、前記第１開放端と前記第２開放端との間に位置した接続点とを有する。前記接続素子は、前記結合素子の接続点に電気的に接続され、給電点からの電流が流れる。前記結合素子の第１開放端と接続点との間の電気長は、近接無線通信で使用される周波数に対応する波長λの１／４の奇数倍である。前記接続素子の電気長は、前記波長λの１／４の奇数倍である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態に係るアンテナを模式的に例示した図。
【図２】図１中に示されたアンテナの共振を模式的に例示した図。
【図３】図１中に示されたアンテナの原理を模式的に例示した図。
【図４】図１中に示されたアンテナの実装構造例を示す図。
【図５】図１中に示されたアンテナの第１測定条件を示す図。
【図６】図１中に示されたアンテナの第２測定条件を示す図。
【図７】図１中に示されたアンテナの特性の測定結果を示す図。
【図８】第２実施形態に係るアンテナを模式的に例示した図。
【図９】図８中に示されたアンテナの実装構造例を示す図。
【図１０】第３実施形態に係るアンテナを模式的に例示した図。
【図１１】図１０中に示されたアンテナの実装構造例を示す図。
【図１２】図１０中に示されたアンテナの変形例の実装構造例を示す図。
【図１３】第４実施形態に係る電子機器のシステム構成を例示した図。
【図１４】図１３中に示された電子機器の使用方法を例示した図。
【図１５】図１３中に示された電子機器の使用方法を例示した図。
【図１６】第５実施形態に係るカバーを例示した斜視図。
【図１７】図１６中に示されたカバーの第１部材を例示した斜視図。
【図１８】図１６中に示されたカバーの第１部材を例示した斜視図。
【図１９】第６実施形態に係るアンテナを例示した斜視図。
【図２０】第６実施形態に係る電子機器を例示した断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。  
本明細書では、いくつかの要素に複数の表現の例を付している。なおこれら表現の例はあくまで例示であり、上記要素が他の表現で表現されることを否定するものではない。また、複数の表現が付されていない要素についても、別の表現で表現されてもよい。
【０００９】
また、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係や各層の厚みの比率などは現実のものと異なることがある。また、図面相互間において互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれることもある。
【００１０】
（第１実施形態）  
図１乃至図７は、第１実施形態に係るアンテナ１（カプラ）を示す。本実施形態に係るアンテナ１は、該アンテナ１と他のアンテナとの間の電磁的結合（静電界（準静電界）または誘導電界でのカップリング）でデータを送受信する。アンテナ１は、近接無線通信で使用されるアンテナ（カプラ）である。近接無線通信は、互いに近接されたデバイス間のデータ転送を実行する。近接無線通信の方式は、例えばTransferJet（登録商標）であるが、これに限定されるものではない。TransferJetは、UWB（Ultra Wide Band）を利用した近接無線通信方式の一例である。２つのデバイスが通信範囲（例えば３ｃｍ）内に接近した場合、それらデバイス其々に設けられたアンテナ間が電磁気的に結合される。この結合により、それらデバイスはピア・ツー・ピアで無線通信することができる。
【００１１】
アンテナ１が搭載されるデバイスは、例えばスマートホンや音楽プレイヤー、デジタルカメラのようなモバイルデバイスであり、例えば各種サービスを提供するデジタル端末（ボックス）の通信面（例えば上面）に置かれるまたは近付けることで使用されてもよい。
【００１２】
本実施形態に係るアンテナ１は、該アンテナ１が搭載されるデバイスが他のデバイス（以下、外部デバイス）に対して複数の異なる姿勢（例えば外部デバイスに対してアンテナ１が垂直な姿勢、及び外部デバイスに対してアンテナ１が水平な姿勢）で近接させた場合、そのいずれの姿勢でも外部デバイスと結合できるように構成されている。
【００１３】
以下、アンテナ１の構造について説明する。  
図１は、アンテナ１の構成例を模式的に示す図である。図１に示すように、アンテナ１は、アンテナパターン５と、グランド６とを備える。アンテナパターン５は、結合素子１１、給電素子１２、及び短絡素子１３を含む。これら素子１１，１２，１３の各々は線状である。
【００１４】
本実施形態に係るアンテナ１は、様々な種類のデバイスに該アンテナ１を容易に取り付けできるように、平面型のアンテナとして形成されている。アンテナ１は、例えばプリント基板１５の表面上の配線パターンによって形成され、略同一平面上に位置する。
【００１５】
結合素子１１（第１導体素子、第１導体部）は、該アンテナ１と他のアンテナとの間を電磁気的に結合する素子である。この結合素子１１は、例えば第１方向Ｘに直線状に延びた細長い素子であり、第１開放端Ｅ１と、第２開放端Ｅ２とを有する。第１開放端Ｅ１は、結合素子１１の一端であり、どの導電体も接続されない。第２開放端Ｅ２は、結合素子１１の他端であり、どの導電体も接続されない。
【００１６】
結合素子１１は、第１開放端Ｅ１と第２開放端Ｅ２との間に位置した中点Ａ１を有する。中点Ａ１は、結合素子１１の２つの開放端Ｅ１、Ｅ２間の中点である。つまり、結合素子１１の中点Ａ１は、結合素子１１の長手方向の中間点に位置する。第１開放端Ｅ１と中点Ａ１との間の距離は、第２開放端Ｅ２と中点Ａ１との間の距離に等しい。中点Ａ１は、「接続点」の一例である。
【００１７】
図１に示すように、給電素子１２とグランド６との間には、給電端子１７が設けられている。給電端子１７は、正側給電点１７ａと、グランド側給電点１７ｂとを有する。給電端子１７は、信号を伝送する同軸ケーブルが接続されるコネクタであってもよい。このコネクタは、同軸ケーブルの内部導体に接続される正側端子と、同軸ケーブルの外部導体に接続されるグランド側端子とを含む。給電端子１７の正側給電点１７ａは、例えば上述のコネクタの正側端子である。給電端子１７のグランド側給電点１７ｂは、例えば上述のコネクタのグランド側端子であり、グランド６に接続される。なお以下では、正側給電点１７ａを「給電点１７ａ」と称する。
【００１８】
給電素子１２（第２導体素子、第２導体部）は、「第１接続素子」の一例である。給電素子１２は、結合素子１１への給電のために結合素子１１の中点Ａ１に電気的に接続され、給電点１７ａからの電流が流れる。給電素子１２は、正側給電点１７ａと結合素子１１の中点Ａ１との間を接続する。詳しく述べると、給電素子１２の一端は、給電点１７ａに接続される。給電素子１２の他端は、結合素子１１の中点Ａ１に接続される。本実施形態では、給電素子１２は、結合素子１１の中点Ａ１に直接に接続されている。
【００１９】
図１に示すように、給電素子１２は、第１部分１２ａと、第２部分１２ｂとを有するとともに、これら第１部分１２ａと第２部分１２ｂとの間で折れ曲がっている。第１部分１２ａは、給電点１７ａに接続される。第１部分１２ａは、上述の第１方向Ｘとは略直交した第２方向Ｙに直線状に延びている。第２部分１２ｂは、第１部分１２ａと結合素子１１の中点Ａ１との間を直線状に延びている。第２部分１２ｂは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙとは斜めに交差した方向（つまり、結合素子１１と斜めに交差した方向）に延びている。
【００２０】
図１に示すように、短絡素子１３とグランド６との間には、短絡点Ｐが位置する。短絡点Ｐは、アンテナパターン５がグランド６に接続する接続位置である。ここで、アンテナ１は、第２方向Ｙで結合素子１１の中点Ａ１を通る中心線Ｃ１を有する。給電端子１７及び短絡点Ｐは、アンテナ１の中心線Ｃ１の両側に分かれて位置する。給電端子１７と短絡点Ｐとの間の第１方向Ｘの距離は、特に限定されるものでは無く、給電素子１２及び短絡素子１３の長さに適した距離に設定されてよい。
【００２１】
短絡素子１３（第３導体素子、第３導体部）は、「第２接続素子」の一例である。なお、短絡素子１３は、「第１接続素子」の一例を構成してもよい。この場合、給電素子１２が「第２接続素子」の一例を構成する。
【００２２】
短絡素子１３は、結合素子１１の中点Ａ１に電気的に接続され、給電点１７ａからの電流が流れる。短絡素子１３は、結合素子１１の中点Ａ１と短絡点Ｐとの間を接続する。詳しく述べると、短絡素子１３の一端は、結合素子１１の中点Ａ１に接続される。短絡素子１３の他端は、短絡点Ｐに接続される。本実施形態では、短絡素子１３は、結合素子１１の中点Ａ１に直接に接続されている。
【００２３】
図１に示すように、短絡素子１３は、第１部分１３ａと、第２部分１３ｂとを有するとともに、これら第１部分１３ａと第２部分１３ｂとの間で折れ曲がっている。第１部分１３ａは、短絡点Ｐに接続される。第１部分１３ｂは、第２方向Ｙに直線状に延びている。第２部分１３ｂは、第１部分１３ａと結合素子１１の中点Ａ１との間を直線状に延びている。第２部分１３ｂは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙとは斜めに交差した方向（つまり、結合素子１１と斜めに交差した方向）に延びている。
【００２４】
以上の構成により、結合素子１１、給電素子１２、短絡素子１３を含むアンテナパターン５は、結合素子１１の中点Ａ１に関して（つまり中心線Ｃ１に関して）左右対称の形状を有している。
【００２５】
次に、結合素子１１の電気長について説明する。  
結合素子１１の中点Ａ１と第１開放端Ｅ１との間の電気長は、Ｌ１（第１電気長）である。このＬ１は、ｎ×λ／４に設定されている。λは上述の近接無線通信で使用される周波数に対応する波長である。より詳しくは、近接無線通信で使用される周波数帯域内の中心周波数に対応する波長がλである。ｎは１以上の奇数であればよい。換言すれば、結合素子１１の中点Ａ１と第１開放端Ｅ１との間の電気長は、波長λの１／４の奇数倍である。アンテナ１の大型化（結合素子１１の大型化）を図る場合には、ｎの値を３以上の奇数に設定すればよい。
【００２６】
図１においては、Ｌ１＝５×λ／４に設定される場合が例示されている。このように結合素子１１の全長の１／２が５×λ／４に設定されている場合には、他のデバイスのアンテナ（例えば小型アンテナ）が結合素子１１の長手方向内のどの部分に対向してもアンテナ間の結合が可能となる。よって、安定した近接無線通信を実行することができる。
【００２７】
同様に、結合素子１１の中点Ａ１と第２開放端Ｅ２との間の電気長も、結合素子１１の中点Ａ１と第２開放端Ｅ２との間の電気長と同じＬ１である。
【００２８】
上述したように、結合素子１１の中点Ａ１と第１開放端Ｅ１との間の電気長はｎ×λ／４であるので、結合素子１１の中点Ａ１と第１開放端Ｅ１との間の素子部分は一つの共振アンテナ部（共振部）として機能する。同様に、結合素子１１の中点Ａ１と第２開放端Ｅ２との間の電気長もｎ×λ／４であるので、結合素子１１の中点Ａ１と第２開放端Ｅ２との間の素子部分は別の一つの共振アンテナ部（共振部）として機能する。このように、結合素子１１自体が共振部として機能する。
【００２９】
したがって、アンテナ１においては、結合素子１１の他に、共振スタブのような専用の共振回路を設けることなく、所望周波数帯域の信号に対応する多くの電流を結合素子１１に流すことができる。この結果、アンテナ１の上面においては、結合素子１１の長手方向に沿った部分、つまり結合素子１１を囲む領域（アンテナ１の上部領域）は、他のアンテナとの結合が可能な結合部分として機能する。上述したように、給電素子１２が結合素子１１の中点Ａ１に接続されているので、結合素子１１の中点Ａ１と第１開放端Ｅ１との間の素子部分における電荷分布（電流分布）は、結合素子１１の中点Ａ１と第２開放端Ｅ２との間の素子部分における電荷分布（電流分布）と対称となる。よって、結合素子１１の中点Ａ１と第１開放端Ｅ１との間の素子部分、または結合素子１１の中点Ａ１と第２開放端Ｅ２との間の素子部分のどちらに相手のアンテナが近接された場合でも、これらアンテナ間の電磁気的な結合の強さを同等にすることができる。
【００３０】
結合素子１１は、例えば第２方向Ｙ（アンテナ水平方向）で、該アンテナ１と相手デバイスと電磁的に結合し、データを送受信する結合素子として機能することができる。
【００３１】
次に、給電素子１２及び短絡素子１３の各々の電気長について説明する。  
本実施形態では、結合素子１１を囲む領域とグランド６との間の領域（中央領域）も結合部として利用できるようにするために、給電素子１２及び短絡素子１３の各々の電気長Ｌ２（第２の電気長）は、波長λの１／４の奇数倍に設定されている。すなわち、Ｌ２＝ｍ×λ／４である。ｍは１以上の奇数であればよい。換言すれば、給電素子１２及び短絡素子１３の各々の電気長Ｌ２は、波長λの１／４の奇数倍である。アンテナ１の大型化を図る場合には、ｍの値を３以上の奇数に設定すれば良い。本実施形態では、給電素子１２の電気長と短絡素子１３の電気長は、互いに略同じである。なお、給電素子１２の電気長と短絡素子１３の電気長は、異なってもよい。
【００３２】
アンテナ１の実用的なサイズを考慮すれば、ｎは３以上の奇数、ｍは３以上の奇数の条件が満たされるように、アンテナ１内の各素子の長さを設定しても良い。図１においては、Ｌ１＝５×λ／４、Ｌ２＝５×λ／４、に設定される場合が例示されている。
【００３３】
このように給電素子１２及び短絡素子１３の各々の電気長Ｌ２が波長λの１／４の奇数倍に設定されている場合には、給電素子１２及び短絡素子１３の各々も、一つの共振アンテナ部（共振部）として機能する。この結果、給電素子１２及び短絡素子１３の各々に多くの電流が流れる。したがって、アンテナ１の上面においては、給電素子１２及び短絡素子１３の長手方向に其々沿った２つの領域も、他のアンテナとの結合が可能な結合部分として機能する。したがって、結合素子１１とグランド６との間の領域（中央領域）も結合部として利用可能となる。
【００３４】
ここで、結合素子１１は、例えば第２方向Ｙ（アンテナ水平方向）で、該アンテナ１と相手デバイスと電磁的に結合し、データを送受信する結合部として機能することができる。また、給電素子１２及び短絡素子１３の各々は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに略直交した第３方向Ｚ（グランド６に垂直な方向、図１中で紙面に垂直な方向）で、該アンテナ１と相手デバイスと電磁的に結合し、データを送受信する結合部として機能することができる。これにより、アンテナ１は、第２方向Ｙと第３方向Ｚのいずれの方向においても相手デバイスのアンテナと電磁的に結合することができる。
【００３５】
次に、図２を参照して、本実施形態のアンテナ１の電荷分布について説明する。  
上述したように、給電素子１２が結合素子１１の中点Ａ１に接続されているので、結合素子１１の中点Ａ１と第１開放端Ｅ１との間の素子部分には、符号Ｒ１で示す共振が生じ、第１開放端Ｅ１に近付くに従い大きくなる電荷分布が生じる。同様に、結合素子１１の中点Ａ１と第２開放端Ｅ２との間の素子部分には、符号Ｒ２で示す共振が生じ、第２開放端Ｅ２に近付くに従い大きくなる電荷分布が生じる。このため、結合素子１１に基づく電荷分布だけを見た場合、結合素子１１の中点はいわゆるヌル点になる。
【００３６】
一方で、給電素子１２及び短絡素子１３には、符号Ｒ３で示す共振が生じる。このため、給電素子１２及び短絡素子１３の共振に基づく電荷は、結合素子１１の中点Ａ１付近に多く溜まり、上記ヌル点を補完する。これにより、相手デバイスのアンテナが結合素子１１の長手方向のどの部分に面しても、比較的安定した結合を期待することができる。
【００３７】
給電素子１２及び短絡素子１３の各々は、第２方向Ｙに延びた第１部分１２ａ，１３ａや、結合素子１１とは斜めに交差する方向に延びる第２部分１２ｂ，１３ｂを有する。これにより、例えば、相手デバイスのアンテナの結合素子の長手方向の向きが、アンテナ１の結合素子１１の長手方向（第１方向Ｘ）に対してずれた場合でも、これらアンテナ間を結合しやすくすることができる。
【００３８】
また本実施形態では、給電素子１２及び短絡素子１３の各々は、互いに異なる方向に延びた第１部分１２ａ，１３ａと第２部分１２ｂ，１３ｂとを含む。このような構成によれば、アンテナ１の上面に対向される他のデバイスのアンテナの結合素子の様々な向きをサポートすることが可能となる。
【００３９】
給電端子１７の第１方向Ｘの位置は、結合素子１１の中点Ａ１の直下ではなく、中点Ａ１と第１開放端Ｅ１との間の位置に設定してもよい。このように、給電端子１７の第１方向Ｘの位置は、結合素子１１の中点Ａ１の直下の位置からオフセットされた位置に設定可能である。同様に、短絡点Ｐの第１方向Ｘの位置は、結合素子１１の中点Ａ１の直下ではなく、中点Ａ１と第２開放端Ｅ２との間の位置に設定してもよい。このように、短絡点Ｐの第１方向Ｘの位置は、結合素子１１の中点Ａ１の直下の位置からオフセットされた位置に設定可能である。これにより、たとえ給電素子１２及び短絡素子１３の各々の電気長Ｌ２を長くしても、アンテナ１の幅方向のサイズの過度の増加を防止することが出来る。
【００４０】
ところで、結合素子１１においては、Ｌ１の長さがλ／４よりも長くなるほど、信号が減衰しやすくなる。つまり、Ｌ１の長さがλ／４よりも長くなるほど、結合素子１１と他のアンテナとが結合可能な空間面積は広がるが、結合素子１１周囲の電界強度は低下する可能性がある。
【００４１】
しかし、本実施形態では、上述したように、結合素子１１だけでなく、給電素子１２及び短絡素子１３が共振部として機能する。したがって、これら複数の素子の働きによって十分な電界強度を得ることができる。
【００４２】
次に、図３を参照して、アンテナ１の原理を説明する。  
図３の（ａ）は、ある平面型小型アンテナを示す。この小型アンテナの結合素子１１’の全長はλ／２である。給電素子１２’の長さは波長λに対して無視しうる程度に短い。この給電素子１２’は、給電点１７ａ（正側給電点）と結合素子１１’の中点Ａ１とを接続する。短絡素子１３’は、結合素子１１’の中点Ａ１とグランド６とを接続する。この小型アンテナにおいては、結合素子１１’だけが結合部分として機能する。
【００４３】
図３の（ｂ）は、本実施形態に係るアンテナ１に対応したアンテナ構造を示す。このアンテナ構造においては、結合素子１１’は、２×ｎ×λ／４の全長を有する結合素子１１に置き換えられている。給電素子１２’は、ｍ×λ／４の長さを有する給電素子１２に置き換えられている。短絡素子１３’は、ｍ×λ／４の長さを有する短絡素子１３に置き換えられている。ｍ×λ／４の長さを有する給電素子１２及び短絡素子１３の各々は、上述したように共振部及び結合部として機能することができる。よって、このアンテナ構造においては、３つの結合部分を有する。よって、アンテナ１が搭載されるデバイスと他のデバイスとの間を結合し易くすることができる。
【００４４】
次に、図４を参照して、アンテナ１の実装構造例を説明する。  
アンテナ１は、プリント基板１５を備える。プリント基板１５は、硬質プリント基板（例えばＦＲ４基板）またはフレキシブルプリント基板のいずれであってもよい。プリント基板１５は、第１面１５ａと、該第１面１５ａとは反対側に位置した第２面とを有する。結合素子１１、給電素子１２、短絡素子１３、給電端子１７（コネクタ）、及びグランド６は、プリント基板１５の第１面１５ａに設けられた配線パターンで形成され、略同一平面上に位置する。
【００４５】
なお、「略同一平面上に位置する」とは、プリント基板１５の表面から離れて設けられていないことを意味する。すなわち、「略同一平面上に位置する」とは、結合素子１１、給電素子１２、短絡素子１３、給電端子１７（コネクタ）、及びグランド６がプリント基板１５第１面１５ａ及び第２面に分かれて設けられた場合も含む。
【００４６】
図４に示すように、本実施形態では、給電素子１２の太さ（幅）及び短絡素子１３の太さ（幅）の各々は、結合素子１１の太さ（幅）と略同じである。このため、給電素子１２及び短絡素子１３は、相手デバイスのアンテナと安定した結合を行うことができる。
【００４７】
本実施形態では、グランド６（グランド板）は、第１方向Ｘに延びた板状に形成されている。グランド６は、第１方向Ｘ（結合素子１１と略平行な方向）に長さＬを有し、第２方向Ｙ（結合素子１１の略直交する方向）に幅Ｗを有する。ここで、グランド６の長さＬ（電気長）は、波長λの１／４の奇数倍に設定されている。
【００４８】
また、グランド６の幅Ｗ（電気長）は、波長λの１／４に設定されている。なお、グランド６のサイズは、これに限定されるものではない。グランド６の幅Ｗは、例えば波長λの１／４よりも小さくてもよい。グランド６の裏側（プリント基板１５の第２面）には、例えば近接無線通信モジュール１９が搭載されてもよい。通信モジュール１９は、例えば高周波回路（ＲＦ回路）のような電子部品１９ａを含む。
【００４９】
なお、給電端子１７は、プリント基板１５の第２面に設けられてもよい。この場合、給電端子１７の給電点１７ａは、ビア（スルーホール）を介して給電素子１２に接続されてもよく、給電端子１７のグランド側給電点１７ｂは、ビアを介してグランド６に接続されてもよい。
【００５０】
次に、図５乃至図７を参照して、アンテナ１の特性測定の結果について説明する。図５及び図６は測定条件を示している。
【００５１】
図５の測定条件においては、アンテナ１と基準アンテナ２１（基準カプラ）とが垂直方向（第３方向Ｚ）に１５ｍｍ離されている。つまり、基準アンテナ２１（基準カプラ）の上面から距離１５ｍｍ離れたところにアンテナ１が位置する。
【００５２】
なお、基準アンテナ２１（基準カプラ）としてはこの分野で広く知られているアンテナを用いればよい。図５の例では、基準アンテナ２１（基準カプラ）は、共振回路２２、結合素子２３、及びグランド２４を備える。
【００５３】
図６の測定条件においては、アンテナ１と基準アンテナ２１（基準カプラ）とが水平方向（第２方向Ｙ）に１５ｍｍ離されている。つまり、基準アンテナ２１（基準カプラ）から１５ｍｍ離れたところにアンテナ１が位置する。
【００５４】
図７は、図５及び図６の測定条件下におけるアンテナ１のＳ２１特性を示している。図７の横軸は周波数を表し、縦軸はＳ２１［ｄＢ］を表している。図７において、３１は、図６の測定条件（水平対向）下におけるアンテナ１のＳ２１特性を表す。３２は、図５の測定条件（垂直対向）下におけるアンテナ１のＳ２１特性を表す。図５及び図６のどちらの測定条件においても、所望周波数４．４８ＧＨｚ近傍の周波数領域において、十分な特性が得られることが分かる。すなわち、アンテナ１は、水平方向（第２方向Ｙ）及び垂直方向（第３方向Ｚ）のいずれの方向においても電磁的に結合しやすいといえる。
【００５５】
以上の構成によれば、汎用性の向上を図ったアンテナ１を提供することができる。すなわち、本実施形態のアンテナ１は、結合素子１１と、接続素子（給電素子１２または短絡素子）を有する。結合素子１１は、第１開放端Ｅ１と、第２開放端Ｅ２と、第１開放端Ｅ１と第２開放端Ｅ２との間に位置した接続点（例えば中点Ａ１）とを有する。前記接続素子は、結合素子１１の接続点に電気的に接続され、給電点１７ａからの電流が流れる。結合素子１１の第１開放端Ｅ１と接続点との間の電気長Ｌ１は、近接無線通信で使用される周波数に対応する波長λの１／４の奇数倍である。前記接続素子の電気長Ｌ２は、前記波長λの１／４の奇数倍である。
【００５６】
このような構成によれば、例えば水平方向（第２方向Ｙ）に結合しやすい結合部として結合素子１１が機能することができる。また、垂直方向（第３方向Ｚ）に結合しやすい結合部として前記接続素子が機能することができる。これにより、少なくとも水平方向及び垂直方向の２方向において結合しやすいアンテナ１を提供することができる。このようなアンテナ１は、多様な使い方が可能になるので利便性が高く、アンテナ１の汎用性を高めることができる。
【００５７】
本実施形態では、結合素子１１の第２開放端Ｅ２と接続点との間の電気長Ｌ１は、前記波長λの１／４の奇数倍である。このような構成によれば、結合素子１１がさらに結合しやすくなり、アンテナ特性の向上を図ることができる。
【００５８】
本実施形態では、結合素子１１、前記接続素子、及びグランド６は、一つのプリント基板上に設けられて略同一平面上に位置する。このような構成によれば、アンテナ１のコストダウンを図ることができるとともに、アンテナ１が搭載されるデバイスの小型化や軽量化を図ることができる。
【００５９】
本実施形態では、グランド６は、結合素子１１と略平行な方向に前記波長λの１／４の奇数倍の長さの板状に形成されている。このような構成によれば、結合素子１１や給電素子１２、短絡素子１３に加えて、グランド６も共振しやすくなるので、アンテナ特性をさらに向上させることができる。
【００６０】
本実施形態では、グランド６は、結合素子１１と略直交する方向に前記波長λの１／４の幅の板状に形成されている。このような構成によれば、グランド６がさらに共振しやすくなるので、アンテナ特性をさらに向上させることができる。なお、グランド６が前記波長λの１／４よりも小さい場合は、結合素子１１や給電素子１２、短絡素子１３で生じる共振がグランド６で弱くなることを抑制することができる。
【００６１】
以下に、第２及び第３の実施形態に係るアンテナ１について説明する。なお、第１実施形態の構成と同一または類似の機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。また、下記に説明する以外の構成は、第１実施形態と同じである。
【００６２】
（第２実施形態）  
図８及び図９は、第２実施形態に係るアンテナ１を示す。本実施形態では、給電素子１２及び短絡素子１３は、結合素子１１の中点Ａ１に直接には接続されていない。給電素子１２及び短絡素子１３は、接続素子４１を介して結合素子１１の中点Ａ１に電気的に接続されている。
【００６３】
詳しく述べると、給電素子１２と短絡素子１３は、接続点Ａ２で互いに接続されている。接続素子４１は、接続点Ａ２と結合素子１１の中点Ａ１との間に延びて、接続点Ａ２と中点Ａ１とを接続している。本実施形態では、給電素子１２の第２部分１２ｂ及び短絡素子１３の第２部分１３ｂは、第１方向Ｘに延びている。
【００６４】
本実施形態で、第１実施形態と同様に、結合素子１１の中点Ａ１と第１開放端Ｅ１との間の電気長Ｌ１は、波長λの１／４の奇数倍である。また、結合素子１１の中点Ａ１と第２開放端Ｅ２との間の電気長Ｌ１は、波長λの１／４の奇数倍である。さらに、給電素子１２及び短絡素子１３の各々の電気長Ｌ２は、波長λの１／４の奇数倍に設定されている。
【００６５】
このような構成によれば、第１実施形態と同様に、アンテナ１の汎用性を向上させることができる。すなわち、結合素子１１に加えて給電素子１２及び短絡素子１３が結合部として機能するため、水平方向（第２方向Ｙ）及び垂直方向（第３方向Ｚ）のいずれの方向においても電磁的に結合しやすいアンテナ１を提供することができる。
【００６６】
（第３実施形態）  
図１０及び図１１は、第３実施形態に係るアンテナ１を示す。本実施形態では、給電点１７ａ（給電端子１７）は、アンテナ１の中心線Ｃ１上に設けられている。給電素子１２は、給電点１７ａから結合素子１１の中点Ａ１に向かって直線状に延び、結合素子１１の中点Ａ１に直接に接続されている。本実施形態では、給電素子１２は、波長λの１／４の奇数倍の長さではない。
【００６７】
一方で、短絡点Ｐは、グランド６の端部に設けられている。短絡素子１３は、結合素子１１の中点Ａ１に直接に接続されるとともに、給電素子１２及びグランド６の縁部に沿って延び、結合素子１１の中点Ａ１と短絡点Ｐとを接続する。
【００６８】
本実施形態で、第１実施形態と同様に、結合素子１１の中点Ａ１と第１開放端Ｅ１との間の電気長Ｌ１は、波長λの１／４の奇数倍である。また、結合素子１１の中点Ａ１と第２開放端Ｅ２との間の電気長Ｌ１は、波長λの１／４の奇数倍である。さらに、短絡素子１３の電気長Ｌ２は、波長λの１／４の奇数倍に設定されている。
【００６９】
このような構成によれば、第１実施形態と同様に、アンテナ１の汎用性を向上させることができる。すなわち、結合素子１１に加えて短絡素子１３が結合部として機能するため、水平方向（第２方向Ｙ）及び垂直方向（第３方向Ｚ）のいずれの方向においても電磁的に結合しやすいアンテナ１を提供することができる。
【００７０】
図１２は、第３実施形態に係るアンテナ１の変形例を示す。アンテナ１は、プリント基板１５の第１面１５ａ及び第２面の２つの面を用いて実現される。すなわち、プリント基板１５の第１面１５ａには、結合素子１１、給電素子１２、グランド６、及び給電端子１７（コネクタ）が設けられている。結合素子１１、給電素子１２、グランド６、及び給電端子１７の構成は、上記第３実施形態の構成と同じである。
【００７１】
図１２に示すように、プリント基板１５の第２面には、短絡素子１３が設けられている。短絡素子１３の一端は、ビア５１（スルーホール）を介して第１面１５ａ上の結合素子１１の中点Ａ１に接続される。また、短絡素子１３の他端は、ビア５２（スルーホール）を介して第１面１５ａ上のグランド６に接続される。このような構成によっても、上記第３実施形態と同様の機能を有したアンテナ１を提供することができる。
【００７２】
次に、第４乃至第６の実施形態に係る電子機器について説明する。なお、第１実施形態の構成と同一または類似の機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。また、下記に説明する以外の構成は、第１実施形態と同じである。
【００７３】
（第４実施形態）  
次に、図１３乃至図１５を参照して、アンテナ１が搭載される電子機器６１の一例を説明する。電子機器６１は、例えばスマートホンや音楽プレイヤー、またはデジタルカメラのようなデバイス（モバイルデバイス）である。なお、アンテナ１が搭載可能な電子機器６１は、モバイルデバイスに限らず、種々の電子機器が広く該当する。
【００７４】
本実施形態では、電子機器６１に搭載されるアンテナ１として、第１実施形態に係るアンテナ１を搭載した例を説明するが、これに代えて、第２または第３実施形態に係るアンテナ１やそれらの変形例が搭載されてもよい。
【００７５】
図１３に示すように、電子機器６１は、筐体６２を備える。筐体６２は、「カバー」の一例である。筐体６２は、回路基板６３（例えばメインボード）、近接無線通信モジュール１９、及びアンテナ１を収容している。回路基板６３は、電子機器６１の全体及びアンテナ１の通信を制御する制御部６４（プロセッサ）を有する。制御部６４には、通信モジュール１９が電気的に接続されている。通信モジュール１９は、例えば高周波回路（ＲＦ回路）６５と、ホストインタフェース６６とを含む。通信モジュール１９は、ケーブル６７を介してアンテナ１に接続されている。通信モジュール１９は、制御部６４からの指令に基づき、アンテナ１を使用して近接無線通信を実行する。
【００７６】
アンテナ１は、筐体６２の内面に面する。アンテナ１は、例えば第１実施形態のようにプリント基板１５に設けられ、筐体６２の内面に貼り付けられてもよい。なお、アンテナ１は、筐体６２の内面に直接印刷などで形成されてもよい。
【００７７】
図１４に示すように、筐体６２は、第２方向Ｙでアンテナ１に面する領域に、第１通信面６２ａ（第１通信領域）を有する。電子機器６１は、第１通信面６２ａを、通信相手となるデバイスに近付けることでそのデバイスと通信可能である。
【００７８】
図１５に示すように、筐体６２は、第３方向Ｚでアンテナ１に面する領域に、第２通信面６２ｂ（第２通信領域）を有する。電子機器６１は、第２通信面６２ｂを、通信相手となるデバイスに近付けることでそのデバイスと通信可能である。
【００７９】
このような構成によれば、例えば第２方向Ｙ及び第３方向Ｚのいずれの方向においても通信可能な電子機器６１を提供することができる。このような電子機器６１は、多様な使い方が可能になるので利便性が高く、電子機器６１の汎用性を高めることができる。
【００８０】
（第５実施形態）  
次に、図１６乃至図１８を参照して、アンテナ１が搭載されるカバー７１（アウターカバー）を説明する。カバー７１は、「電子機器」の一例を構成する。カバー７１は、例えばスマートホンや音楽プレイヤー、またはデジタルカメラのようなデバイス７２に取り付けられる保護カバーまたは装飾カバーである。カバー７１は、モバイルデバイスに近接無線通信機能を追加する通信機器として機能する。すなわち、カバー７１は、モバイルデバイスに取り付け可能な一種の通信機器である。
【００８１】
図１６に示すように、カバー７１は、装着対象となるデバイス７２の外形に対応した外形を有する。カバー７１は、デバイス７２の下部に対応した第１部材７３と、デバイス７２の上部に対応した第２部材７４とを有する。第１部材７３と第２部材７４とが組み合わされることでカバー７１が形成される。
【００８２】
図１７に示すように、アンテナ１は、第１部材７３の内面に設けられ、第１部材７３（カバー）の内面に面する。アンテナ１は、例えば第１実施形態のようにプリント基板１５に設けられ、第１部材７３の内面に貼り付けられてもよい。なお、アンテナ１は、第１部材７３の内面に直接印刷などで形成されてもよい。
【００８３】
図１７に示すように、第１部材７３の内面には、デバイス７２のコネクタ８１（図１８参照）に接続可能なコネクタ８２が設けられている。デバイス７２のコネクタ８１は、例えば雌型である。カバー７１のコネクタ８２は、デバイス７２のコネクタ８１に接続可能な雄型である。
【００８４】
第１部材７３の内面には、さらに、アンテナ１を使用して近接無線通信を実行する近接無線通信モジュール１９が取り付けられている。近接無線通信モジュール１９は、例えば高周波回路６５（ＲＦ回路）と、ホストインタフェース６６とを含む。ホストインタフェース６６は、ＵＳＢのようなインタフェースであってもよい。通信モジュール１９は、ケーブル８３を介してコネクタ８２に接続される。さらに、通信モジュール１９は、ケーブル８４を介してアンテナ１に接続される。
【００８５】
カバー７１にデバイス７２が装着された場合には、デバイス７２のコネクタ８１にカバー７１のコネクタ８２が挿入される。これにより、通信モジュール１９は、デバイス７２と電気的に接続されるとともに、ＵＳＢのようなインタフェースを介してデバイス７２から供給される電力によって動作することができる。
【００８６】
ここで、カバー７１にデバイス７２が挿入された場合には、デバイス７２のコネクタ８１は外部に露出されなくなる。このため、第１部材７３の内面には、さらに、外部とのインタフェース用のコネクタ８５が取り付けられている。コネクタ８５は、カバー７１の下面に設けられた開口から外部に露出される。コネクタ８５は、ケーブル８７を介してコネクタ８２に接続される。
【００８７】
これにより、カバー７１からデバイス７２を取り外すこと無く、ユーザは、コネクタ８５にＵＳＢケーブルなどを差すことができる。なお、以上の説明では、カバー７１が第１部材７３と第２部材７４を有した場合を例示したが、カバー７１は、１つの部材で構成されてもよい。
【００８８】
（第６実施形態）  
次に、図１９及び図２０を参照して、第６実施形態に係る電子機器６１及びアンテナ１を説明する。図１９に示すように、本実施形態に係るアンテナ１のプリント基板１５は、フレキシブルプリント基板である。アンテナ１は、プリント基板１５を第１方向Ｘに横切る中心線Ｃ２を挟んで、第１領域９１と、第２領域９２とを有する。第１領域９１は、結合素子１１、給電素子１２、及び短絡素子１３を含む。第２領域９２は、グランド６を含む。
【００８９】
図１９及び図２０に示すように、アンテナ１は、中心線Ｃ２を軸に第２領域９２を略１８０度折り返し、第２領域９２と第１領域９１とを重ねた姿勢に折り曲げられる。アンテナ１は、上記折り曲げられた姿勢で、電子機器６１の筐体６２の側壁９５ａの内面に貼り付けられる。このような構成によれば、電子機器６１の厚さを薄くすることができる。
【００９０】
以上説明したように、本実施形態においては、結合素子１１の中点Ａ１と開放端Ｅ１，Ｅ２の各々との間の電気長は波長λの１／４の奇数倍の第１電気長（Ｌ１）に設定されている。また、接続素子（給電素子１２または短絡素子１３）の電気長は、波長λの１／４の奇数倍の第２電気長（Ｌ２）に設定されている。これにより、アンテナ１において、結合素子１１に沿った部分と、前記接続素子に沿った部分との各々を結合部として機能させることができ、第２方向Ｙ及び第３方向Ｚのいずれでも通信することができる。
【００９１】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具現化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１…アンテナ、６…グランド、１１…結合素子、１２…給電素子、１３…短絡素子、１５…プリント基板、１７ａ…給電点、６１…電子機器、６２…筐体、７１…カバー、Ｅ１…第１開放端、Ｅ２…第２開放端、Ａ１…中点、Ｐ…短絡点、Ｘ…第１方向、Ｙ…第２方向、Ｚ…第３方向
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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