(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と、前記基体に形成された複数の配線層を有するプリント配線板に形成されたアンテナであって、
前記プリント配線板は、
開放端部を有するアンテナ素子部と、
前記アンテナ素子部に電気的に接続された信号ラインと、
前記アンテナ素子部に電気的に接続された第１のグラウンド導体と、
前記アンテナ素子部、前記信号ライン、および前記第１のグラウンド導体が形成された配線層とは異なる配線層に形成され、前記第１のグラウンド導体に電気的に接続された第２のグラウンド導体と、を有し、
前記第２のグラウンド導体が、前記プリント配線板に対する法線方向から見て、前記アンテナ素子部と前記信号ラインとの接続部および前記アンテナ素子部と前記第１のグラウンド導体との接続部と重なり、前記アンテナ素子部の前記開放端部と重ならないことを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記アンテナ素子部、前記第１のグラウンド導体、および前記信号ラインが同一の配線層に形成されていることを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項３】
前記アンテナ素子部が、前記開放端部を有する第１の部分と、前記第１の部分と交差する方向に前記第１の部分から屈曲した第２の部分とを有し、
前記アンテナ素子部の前記第２の部分の側の端部が、前記第１のグラウンド導体に接続され、
前記信号ラインが、前記第２の部分が屈曲した側に形成され、前記第１の部分に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記プリント配線板に対する法線方向から見て、前記アンテナ素子部の前記開放端部の側における前記第２のグラウンド導体の端部が、前記アンテナ素子部の前記開放端部からの距離が前記アンテナ素子部の全長の１／１０の地点から、前記アンテナ素子部と前記信号ラインとの前記接続部までの間に位置していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項５】
前記基体が、他の部分よりも比誘電率が高い高誘電率部を有し、
前記高誘電率部が、前記プリント配線板に対する法線方向から見て、前記アンテナ素子部と前記信号ラインとの前記接続部および前記アンテナ素子部と前記第１のグラウンド導体との前記接続部と前記第２のグラウンド導体が重なる領域に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項６】
前記高誘電率部の比誘電率が、２８以上３２以下であることを特徴とする請求項５記載のアンテナ。
【請求項７】
前記高誘電率部の誘電体が、セラミックス材料であることを特徴とする請求項６記載のアンテナ。
【請求項８】
筐体と、
前記筐体内に設けられた請求項１ないし７のいずれか１項に記載のアンテナと、
を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項９】
請求項８記載の無線通信装置において、前記第２のグラウンド導体が前記アンテナ素子部、前記第１のグラウンド導体および前記信号ラインより前記筐体に近い位置に設けられていることを特徴とする無線通信装置。
【請求項１０】
筐体と、
前記筐体内に設けられた請求項１ないし７のいずれか１項に記載のアンテナと、
前記アンテナを介して信号の送信または受信を行う通信部と、
前記信号を処理する信号処理部と
を有することを特徴とする電子機器。
【請求項１１】
請求項１０記載の電子機器において、前記第２のグラウンド導体が前記アンテナ素子部、前記第１のグラウンド導体および前記信号ラインより前記筐体に近い位置に設けられていることを特徴とする電子機器。
【請求項１２】
筐体内に、画像センサが設けられていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の電子機器。
【請求項１３】
前記電子機器がカメラであることを特徴とする請求項１２記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ、無線通信装置、および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばデジタルカメラ等の撮像装置その他の電子機器には、無線機能を有する無線通信装置が搭載されるようになっている。無線通信装置が搭載された電子機器は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などにより、他のカメラやパーソナルコンピュータ（ＰＣ、Personal Computer）などへ撮像画像などの信号を無線で伝送することが可能になっている。無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等による無線通信には、２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯の電波が使用される。無線通信装置は、電子機器に内蔵されている場合のほか、例えばデジタル一眼レフカメラなどの撮像装置に外付けオプションとして取り付けられる場合もある。このオプションを撮像装置に取り付けることで、例えば１００メートル以上離れた相手との無線通信が可能となる。
【０００３】
この種の無線通信装置に関しては、そのアンテナが発する高出力の電磁波が人体に侵入してそのエネルギーが人体に吸収されると、人体において局所的な温度上昇が発生することが懸念される。この人体の局所的な温度上昇により、例えば白内障などの発症リスクが高まる可能性が指摘されている。そのため、各国では、電磁波の人体吸収量を比吸収率（ＳＡＲ、Specific Absorption Ratio）として評価し、その規制値を定めている。
【０００４】
このＳＡＲを規制値以内に抑える技術に関連して、非特許文献１には、ＳＡＲが、アンテナとファントムとの間の距離の２乗に逆比例することが記載されている。
【０００５】
また、特許文献１には、ＳＡＲを改善することを目的として、対称構造を有するアンテナエレメントに適合する対称構造を有する地板により、アンテナエレメントが放射する電磁波の一部分を遮蔽することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１８４７０３号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】五十嵐敦、外１名、「生体電磁波暴露量低減技術の開発」、平成20年度電子情報通信学会東京支部学生会研究発表会、２００９年２月２８日、ｐ．６７、Ｂ−４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非特許文献１によれば、アンテナを人体から遠ざけることによりＳＡＲ値を低減することができる。しかしながら、アンテナを人体から遠ざけるためには、アンテナとそのアンテナを収容する電子機器の外装筐体との間隔を広く確保する必要がある。その結果、電子機器の外形サイズが大きくなり、アンテナを含む電子機器の小型化や薄型化が困難であった。
【０００９】
本発明の目的は、ＳＡＲ値を低減しつつ、無線通信装置および電子機器の小型化や薄型化を実現することができるアンテナ、無線通信装置、および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の一観点によれば、誘電体からなる基体と、前記基体に形成され、開放端部を有するアンテナ素子部と、前記基体に形成され、前記アンテナ素子部に電気的に接続された信号ラインと、前記基体に形成され、前記アンテナ素子部に電気的に接続された第１のグラウンド導体と、前記基体の前記アンテナ素子部、前記信号ライン、および前記第１のグラウンド導体が形成された層とは異なる層に形成され、前記第１のグラウンド導体に電気的に接続された第２のグラウンド導体とを含むプリント配線板を有し、前記第２のグラウンド導体が、前記プリント配線板に対する法線方向から見て、前記アンテナ素子部と前記信号ラインとの接続部および前記アンテナ素子部と前記第１のグラウンド導体との接続部を含む前記アンテナ素子部と部分的に重なり、前記アンテナ素子部の前記開放端部と重ならない遮蔽部を有することを特徴とするアンテナが提供される。
【００１１】
本発明の他の観点によれば、上記アンテナを有する無線通信装置が提供される。
【００１２】
本発明のさらに他の観点によれば、上記アンテナと、上記アンテナを介して信号の送信または受信を行う通信部と、前記信号を処理する信号処理部とを有することを特徴とする電子機器が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＳＡＲ値を低減しつつ、無線通信装置および電子機器の小型化や薄型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態による電子機器を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるアンテナを示す平面図である。
【図３】アンテナ近傍および人体における電磁界分布を概略的に示す図である。
【図４】アンテナ素子部に流れる電流およびその近傍の磁界分布を概略的に示す図である。
【図５】アンテナ素子部近傍の電界分布を概略的に示す図である。
【図６】本発明の実施例によるアンテナの計算モデルを示す平面図である。
【図７】人体ファントムに対するアンテナの配置を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施例１によるアンテナおよび比較例１によるアンテナのＳＡＲ値の計算結果を比較して示すグラフである。
【図９】本発明の実施例１によるアンテナの凸部に関する寸法ｕを変化させた場合のＳＡＲ値および放射効率の計算結果を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施例１によるアンテナの凸部に関する寸法ｖを変化させた場合のＳＡＲ値の計算結果を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施例１によるアンテナの凸部に関する寸法ｗを変化させた場合のＳＡＲ値の計算結果を示すグラフである。
【図１２】本発明の第２実施形態によるアンテナを示す斜視図である。
【図１３】部分的に配置した高誘電率材料の有無による電界分布およびグラウンド導体上の電流分布を概略的に示す図である。
【図１４】本発明の実施例２によるアンテナのＳＡＲ値および放射効率の計算結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態によるアンテナ、無線通信装置、および電子機器について図１ないし図１１を用いて説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態による電子機器を示す斜視図である。図１には、本実施形態による電子機器として、撮像装置であるデジタルスチルカメラ（以下、単にカメラという。）１０を示している。カメラ１０は、本実施形態によるアンテナ１０１を内蔵し、無線通信機能を有している。
【００１７】
図１に示すように、カメラ１０は、非導電性の外装筐体１０２と、外装筐体１０２の正面側に設けられたレンズ鏡筒１０３と、外装筐体１０２内に設けられた本実施形態によるアンテナ１０１とを有している。
【００１８】
外装筐体１０２内の背面側には、カメラ１０内部の部品を支持する板状の金属部材１０４が設けられている。外装筐体１０２内において、金属部材１０４には、ネジ１０６によってプリント回路板１０５が支持固定されている。プリント回路板１０５には、レンズ鏡筒１０３を通過した光信号を受光して電気信号である画像信号に変換する画像センサ１０７が設けられている。また、プリント回路板１０５には、画像センサ１０７により生成された画像信号を処理するＩＣ（Integrated Circuit）１０８が設けられている。
【００１９】
さらに、プリント回路板１０５には、コネクタ１１０が実装されている。コネクタ１１０は、プリント回路板１０５に設けられた配線１１１より、ＩＣ１０８に電気的に接続されている。また、コネクタ１１０には、外装筐体１０２内に設けられた本実施形態によるアンテナ１０１がケーブル１０９を介して接続されている。
【００２０】
ＩＣ１０８は、画像信号その他の信号の処理を行う信号処理部として機能するほか、アンテナ１０１を介して画像信号の送信、およびその他の信号の送受信を行う通信部としても機能するようにも構成されている。このように通信部としても機能するＩＣ１０８は、アンテナ１０１とともに無線通信装置を構成している。例えば、ＩＣ１０８は、画像センサ１０７により生成された画像信号を処理して通信周波数帯の周波数に変調し、その変調した信号波をアンテナ１０１を介して無線で送信することができる。通信周波数帯としては、例えば、２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯を利用することができる。
【００２１】
アンテナ１０１は、その電波放射への金属部材１０４による影響が少なくなるよう金属部材１０４からの距離を離すため、例えばカメラの外装筐体１０２の側面に位置するように固定されている。なお、アンテナ１０１の外装筐体１０２内における固定位置は、特に限定されるものではなく、要求される性能などに応じて決定することができる。
【００２２】
図２は、本実施形態によるアンテナ１０１を示す平面図である。本実施形態によるアンテナ１０１は、少なくとも２層の配線層（導体層）を有するプリント配線板で構成された逆Ｆアンテナである。
【００２３】
アンテナ１０１を構成する板状またはシート状のプリント配線板は、図２に示すように、少なくとも、第１の導体層である第１の配線層１２１と、第１の配線層１２１とは異なる第２の導体層である第２の配線層１２２とを有している。第１の配線層１２１および第２の配線層１２２は、これらの層間の誘電体を構成する板状またはシート状の基体２０９に形成されている。例えば、アンテナ１０１を構成するプリント配線板では、積層された誘電体層により基体２０９が構成されており、第１の配線層１２１および第２の配線層１２２が、基体２０９の表面または基体２０９を構成する誘電体層の内部に形成されている。また、例えば、アンテナ１０１を構成するプリント配線板は、基体２０９の一方の表面および他方の表面にそれぞれ第１の配線層１２１および第２の配線層１２２が形成された両面プリント配線板であってもよい。図２では、第１の配線層１２１を左側に示し、第２の配線層１２２を右側に示している。
【００２４】
カメラ１０の外装筐体１０２内において、アンテナ１０１は、第１の配線層１２１が内側に位置し、第２の配線層１２２が外側に位置するように外装筐体１０２の側壁内面に取り付けられている。
【００２５】
逆Ｆアンテナである本実施形態によるアンテナ１０１は、通信周波数で効率よく電磁波を放射するように形成されたアンテナ素子部２０１と、ケーブル１０９に電気的に接続された信号ライン２０２とを有している。アンテナ素子部２０１および信号ライン２０２は、それぞれ第１の配線層１２１に形成されている。
【００２６】
また、アンテナ１０１は、アンテナ素子部２０１と同じ第１の配線層１２１に形成されたグラウンド導体２０３ａ、２０３ｂと、アンテナ素子部２０１と異なる第２の配線層１２２に形成されたグラウンド導体２０４とを有している。アンテナ１０１は、さらにグラウンド導体２０３ａ、２０３ｂとグラウンド導体２０４とを電気的に接続するビア２０５を有している。
【００２７】
アンテナ１０１を構成するプリント配線板において、アンテナ素子部２０１、信号ライン２０２、グラウンド導体２０３ａ、２０３ｂ、２０４、およびビア２０５は、それぞれ導電体で形成されている。また、それら以外の部分である基体２０９は、ＦＲ４（Flame Retardant Type 4）などの誘電体で形成されている。
【００２８】
第１の配線層１２１に形成されたアンテナ素子部２０１、信号ライン２０２、およびグラウンド導体２０３ａ、２０３ｂは、それぞれ以下に述べるように構成されている。
【００２９】
アンテナ素子部２０１は、Ｌ字帯状の平面形状を有し、第１の部分である長尺部２０１ａと、第２の部分である短尺部２０１ｂとを有している。短尺部２０１ｂは、長尺部２０１ａに直交する方向に長尺部２０１ａから屈曲し、長尺部２０１ａよりも短くなっている。なお、図２には、長尺部２０１ａおよび短尺部２０１ｂともに一定幅の帯状の平面形状を有するアンテナ素子部２０１を示しているが、アンテナ素子部２０１の平面形状は、これに限定されるものではなく、種々の平面形状とすることができる。また、短尺部２０１ｂが屈曲する方向は、長尺部２０１ａに直交する方向である必要はなく、長尺部２０１ａと交差する方向であればよい。
【００３０】
長尺部２０１ａおよび短尺部２０１ｂを含むアンテナ素子部２０１の全長である寸法Ｌは、効率よく電磁波を発するため、通信周波数の電磁波の波長λの例えば１／４の長さになっている。なお、図２には、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を有する直交座標系を示している。図２において、長尺部２０１ａの長手方向は、Ｘ軸に沿った方向になっている。短尺部２０１ｂの長手方向は、Ｙ軸に沿った方向になっている。アンテナ１０１を構成するプリント配線板の板面は、Ｚ軸に沿った方向に垂直になっている。図１ならびに後述する図６および図７においても、図２と同様の直交座標系を示している。
【００３１】
また、アンテナ素子部２０１は、信号ライン２０２及びグラウンド導体２０３ａと電気的に接続されている。なお、アンテナ素子部２０１は、後述するようにビア２０５によるグラウンド導体２０３ａ、２０３ｂとグラウンド導体２０４との接続により、グラウンド導体２０４およびグラウンド導体２０３ｂとも電気的に接続されている。
【００３２】
アンテナ素子部２０１は、寸法Ｌに沿って、短尺部２０１ｂ側の一端がグラウンド導体２０３との接続部２０１ｃとなっており、長尺部２０１ａ側の他端がグラウンド導体２０３と接続されていない開放端部２０１ｄとなっている。また、アンテナ素子部２０１は、長尺部２０１ａの短尺部２０１ｂ側の部分が、信号ライン２０２との接続部２０１ｅになっている。
【００３３】
信号ライン２０２は、長尺部２０１ａに対して短尺部２０１ｂが屈曲している側に、短尺部２０１ｂの長手方向に沿って帯状に形成され、接続部２０１ｅで長尺部２０１ａに接続されている。なお、図２には、一定幅の帯状の平面形状を有する信号ライン２０２を示しているが、信号ライン２０２の平面形状は、これに限定されるものではなく、種々の平面形状とすることができる。
【００３４】
第１のグラウンド導体であるグラウンド導体２０３ａ、２０３ｂは、信号ライン２０２の両側に、一対の辺が長尺部２０１ａの長手方向に沿った矩形状の平面形状を有するようにそれぞれ形成されている。なお、グラウンド導体２０３ａ、２０３ｂの平面形状は、矩形状に限定されるものではなく、種々の形状とすることができる。
【００３５】
信号ライン２０２に対して短尺部２０１ｂの側に形成されたグラウンド導体２０３ａは、接続部２０１ｃで短尺部２０１ｂに接続されている。すなわち、アンテナ素子部２０１の短尺部２０１ｂ側の端部が、グラウンド導体２０３ａに接続されている。
【００３６】
本実施形態によるアンテナ１０１は、第１の配線層１２１に形成されたグラウンド導体２０３ａ、２０３ｂに加えて、第１の配線層１２１とは異なる第２の配線層１２２にグラウンド導体２０４が形成されている。グラウンド導体２０３ａ、２０３ｂに加えてグラウンド導体２０４がさらに形成されていることにより、アンテナ１０１の放射特性を安定化することができる。さらには、複数のアンテナ１０１が製造された場合の複数のアンテナ１０１間の放射特性のばらつきを小さく抑制することができる。
【００３７】
第２の配線層１２２に形成されたグラウンド導体２０４は、以下に述べるように構成されている。
【００３８】
第２のグラウンド導体であるグラウンド導体２０４は、第１の配線層１２１に形成されたグラウンド導体２０３ａ、２０３ｂに対応してグラウンド導体２０３ａ、２０３ｂに重なる平面形状が矩形状の部分を有するように形成されている。さらに、グラウンド導体２０４は、その矩形状部分からアンテナ素子部２０１の側に突出する凸部２０８を有するように形成されている。グラウンド導体２０４は、グラウンド導体２０３ａ、２０３ｂに重なる矩形状部分で、複数のビア２０５によりグラウンド導体２０３ａ、２０３ｂにそれぞれ電気的に接続されている。
【００３９】
グラウンド導体２０４に形成された凸部２０８は、後述するように磁界を遮蔽する遮蔽部として機能するものである。凸部２０８は、例えば一対の辺が短尺部２０１ｂの長手方向に沿った矩形状の平面形状を有するように形成されている。なお、凸部２０８の平面形状は、矩形状に限定されるものではなく、種々の形状とすることができる。
【００４０】
遮蔽部として機能する凸部２０８は、アンテナ１０１を構成するプリント配線板に対する法線方向、すなわち図２中のＺ軸方向から見て、アンテナ素子部２０１と部分的に重なるように形成されている。より具体的には、凸部２０８は、Ｚ軸方向から見て、信号ライン２０２とアンテナ素子部２０１との接続部２０１ｅおよびグラウンド導体２０３ａとアンテナ素子部２０１との接続部２０１ｃを含むアンテナ素子部２０１と部分的に重なっている。一方、凸部２０８は、Ｚ軸方向から見て、アンテナ素子部２０１の開放端部２０１ｄとは重なっていない。
【００４１】
本実施形態によるアンテナ１０１は、上述のように、グラウンド導体２０４に対して、アンテナ１０１を構成するプリント配線板の法線方向に該当する図２中のＺ軸方向から見て、アンテナ素子部２０１の一部と重なるような凸部２０８が形成されている。凸部２０８は、信号ライン２０２とアンテナ素子部２０１との接続部２０１ｅおよびグラウンド導体２０３ａとアンテナ素子部２０１との接続部２０１ｃを含むアンテナ素子部２０１と部分的に重なり、開放端部２０１ｄと重なっていない領域に形成されている。
【００４２】
また、アンテナ１０１は、図１および図２に示すように、グラウンド導体２０３ａ、２０３ｂが外装筐体１０２の内側に位置し、凸部２０８を有するグラウンド導体２０４が外装筐体１０２の外側に位置するように配置される。つまり、人がカメラ１０を保持した際に、凸部２０８を有するグラウンド導体２０４は、グラウンド導体２０３ａ、２０３ｂよりもカメラ１０を保持した人の体に近い位置に配置される。
【００４３】
本実施形態によるアンテナ１０１は、上述のようにアンテナ素子部２０１と部分的に重なる凸部２０８がグラウンド導体２０４に形成されていることにより、その放射特性の劣化を抑制しつつ、ＳＡＲの値であるＳＡＲ値を低減することができる。しかも、本実施形態によるアンテナ１０１は、ＳＡＲ値を低減するために、アンテナ１０１と外装筐体１０２との間隔を広く確保する必要がないため、カメラ１０の小型化や薄型化を実現することができる。つまり本実施形態によるアンテナ１０１は、アンテナ自身を構成するパーツ（グラウンド導体２０４）によって効果的に放射特性の劣化を抑制しつつ、ＳＡＲの値であるＳＡＲ値を低減している。
【００４４】
以下、本実施形態によるアンテナ１０１の構成によって、放射効率の劣化を抑制しつつＳＡＲ値を低減する原理について、図３ないし図５を用いて順に説明する。
【００４５】
図３は、ＳＡＲ値の大きさがアンテナ近傍の磁界強度と相関があることを説明するため、凸部２０８が形成されていない逆Ｆアンテナ３０１近傍および人体３０２における電磁界分布を概略的に示した図である。図２にて前述した構成と対比しつつ以下説明する。
【００４６】
逆Ｆアンテナ３０１は、アンテナ素子部２０１に対応するアンテナ素子部３１１と、信号ライン２０２に対応する信号ライン３１２と、グラウンド導体２０３ａ、２０３ｂに対応するグラウンド導体３１３ａ、３１３ｂとを有している。一方、逆Ｆアンテナ３０１は、グラウンド導体２０４に対応するグラウンド導体（不図示）を有しているが、このグラウンド導体は凸部２０８に対応する部分を有していない点でグラウンド導体２０４とは異なっている。逆Ｆアンテナ３０１は、異なる配線層に形成されたグラウンド導体を接続するビア２０５に対応するビア３１５を有している。
【００４７】
逆Ｆアンテナ３０１から電磁波が放射されると、逆Ｆアンテナ３０１近傍およびその近傍に位置する人体３０２には、電界３０３および磁界３０４がそれぞれ形成される。図３中、電界３０３を三日月状の黒模様で示し、磁界３０４を三日月状の破線模様で示している。
【００４８】
まず、逆Ｆアンテナ３０１近傍において、アンテナ素子部３１１の開放端部３１１ｄ付近は、インピーダンスが比較的高いので主に電界３０３が形成される。一方、アンテナ素子部３１１とグラウンド導体３１３ａとの接続部３１１ｃ付近は、インピーダンスが比較的低いので主に磁界３０４が形成される。
【００４９】
上記のように電界３０３および磁界３０４が形成される逆Ｆアンテナ３０１に人体３０２が近づくと、図３に示すように逆Ｆアンテナ３０１近傍の電界３０３は人体３０２内部へほとんど伝搬せず、磁界３０４のみが人体３０２内部へ伝搬する。電界３０３が人体３０２内部へほとんど伝搬しないのは、人体３０２の比誘電率が約５０程度と高く、電束が連続となる人体３０２と空気との境界面において、電束密度Ｄと電界Ｅとの関係式Ｄ＝εＥで考えると、電界は約１／５０と急激に減衰するためである。一方、磁界３０４が人体３０２内部へ伝搬するのは、人体３０２の比透磁率が１と空気中と同じであり、磁束が連続となる人体３０２と空気との境界面において、磁束密度Ｂと磁界Ｈの関係式Ｂ＝μＨで考えると、磁界は減衰しないためである。
【００５０】
人体３０２内部へ伝搬した磁界は、λ=ｃ／（ｆ×√εｒ）の式で求められる波長短縮によって、電磁波として電界および磁界とともに人体３０２内部を伝搬していく。ただし、λは媒質中を伝搬する電磁波の波長、ｃは真空中の光速、ｆは媒質中を伝搬する電磁波の周波数、εｒは媒質の比誘電率である。波長短縮の例として、周波数ｆ＝５ＧＨｚの場合の波長は、ｃ＝３×１０８ｍ／ｓとして計算すると、空気中では６０ｍｍであるのに対して、人体３０２内部では８．３ｍｍと波長が短くなる。
【００５１】
以上のことから、ＳＡＲ値の大きさと相関があるのは、逆Ｆアンテナ３０１近傍の磁界強度であることがわかる。
【００５２】
図４は、グラウンド導体２０４に凸部２０８が形成されていることでＳＡＲ値が低減される原理を説明するため、アンテナ素子部２０１に流れる電流およびその近傍の磁界分布を概略的に示す図である。図４（ａ）および図４（ｂ）は、それぞれ図４（ｃ）に示すアンテナの破線における断面図であり、凸部２０８がない場合を図４（ａ）に、凸部２０８がある本実施形態による場合を図４（ｂ）に示している。
【００５３】
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すアンテナ素子部２０１のそれぞれにおいて、電流は紙面に対して垂直方向に流れているので、矢印に示すように、右ねじの方向に磁界が形成される。図４（ａ）に示すように、凸部２０８がない場合は、磁界が人体４０３に侵入する。これに対して、図４（ｂ）に示すように、凸部２０８を配置することで、凸部２０８により磁界が遮蔽される結果、磁界がアンテナ素子部２０１と凸部２０８との間を通過するようになり、その結果、ＳＡＲ値が低減される。
【００５４】
本実施形態では、凸部２０８が、Ｚ軸方向から見て、信号ライン２０２とアンテナ素子部２０１との接続部２０１ｅおよびグラウンド導体２０３ａとアンテナ素子部２０１との接続部２０１ｃを含むアンテナ素子部２０１と部分的に重なっている。これにより、本実施形態では、外装筐体１０２外に位置する人体に対して、アンテナ素子部２０１の主として磁界が形成される部分が凸部２０８により覆われているため、ＳＡＲ値と相関がある磁界を効果的に凸部２０８により遮蔽することができる。この結果、本実施形態によれば、ＳＡＲ値を低減することができる。また、アンテナ自身を構成する凸部２０８によりＳＡＲ値を低減することができるため、アンテナ１０１と外装筐体１０２との間隔を改めて広く確保する必要がない。
【００５５】
図５は、本実施形態によるアンテナの構成によってＳＡＲ値を低減するための凸部２０８を配置した状態で、放射効率の劣化を抑制する原理を説明するため、アンテナ素子部近傍に形成される電界分布を概略的に示す図である。図５（ａ）、図５（ｂ）、および図５（ｃ）は、それぞれ図５（ｄ）に示すアンテナの点線領域においてアンテナ素子部およびグラウンド導体のみを表示した斜視図である。図５（ａ）、図５（ｂ）、および図５（ｃ）において、電磁波の放射に際して形成される電界を実線矢印で模式的に示している。なお、図５（ａ）、図５（ｂ）、および図５（ｃ）では、表示の都合上、アンテナ素子部とグラウンド導体との位置関係を図５（ｄ）とは反転して示している。
【００５６】
図５（ａ）および図５（ｂ）に示すアンテナは、それぞれ、アンテナ素子部２０１に対応するアンテナ素子部５０１、グラウンド導体２０３ａ、２０３ｂに対応するグラウンド導体５０３ａ、５０３ｂ、ビア２０５に対応するビア５０５を有している。アンテナ素子部５０１は、長尺部２０１ａおよび短尺部２０１ｂにそれぞれ対応する長尺部５０１ａおよび短尺部５０１ｂを有している。
【００５７】
図５（ａ）は、本実施形態によるグラウンド導体２０４に代えて、凸部２０８がないグラウンド導体５０４が形成されている場合を示している。
【００５８】
一方、図５（ｂ）は、本実施形態によるグラウンド導体２０４に代えて、アンテナ素子部５０１の開放端部５０１ｄと重なる凸部５０８がグラウンド導体５０６に形成されている場合を示している。
【００５９】
図５（ｃ）は、アンテナ素子部２０１の開放端部２０１ｄと重ならない凸部２０８がグラウンド導体２０４に形成されている本実施形態による場合を示している。
【００６０】
図５（ａ）に示す場合において、電界は、アンテナ素子部５０１の開放端部５０１ｄ付近が強く、アンテナ素子部５０１に沿ってグラウンド導体５０３ａとの接続部に近づく程弱くなる。図５（ａ）に示す場合では、アンテナ素子部５０１の開放端部５０１ｄ付近で電界が強くなっているため、十分な放射効率を得ることができる。
【００６１】
一方、図５（ｂ）に示す場合、アンテナ素子部５０１の開放端部５０１ｄに重なるように凸部５０８が形成されていると、アンテナ素子部５０１およびグラウンド導体５０６の間で形成される電界が結合し電位変動を起こす。この電界結合によって、アンテナから電波として空間に放射されなくなるため放射効率が劣化する。
【００６２】
そこで、本実施形態では、上記のような電界結合を極力抑えるため、グラウンド導体２０４に形成された凸部２０８が、上述のように開放端部２０１ｄと重ならない形状を有している。これにより、本実施形態では、放射効率の劣化を抑制することができる。
【００６３】
一方、ＳＡＲ値の大きさは上述のように磁界強度と相関があり、アンテナ素子部２０１とグラウンド導体２０３ａとの接続部２０１ｃ付近およびアンテナ素子部２０１と信号ライン２０２との接続部２０１ｅ付近に主に磁界が形成される。本実施形態では、このようなアンテナ素子部２０１とグラウンド導体２０３ａとの接続部２０１ｃおよびアンテナ素子部２０１と信号ライン２０２との接続部２０１ｅと重なるように凸部２０８がグラウンド導体２０４に形成されている。このため、本実施形態では、凸部２０８により磁界を遮蔽することができ、ＳＡＲ値を低減することができる。凸部２０８は、上述のようにアンテナ素子部２０１の開放端部２０１ｄとは重なっていないため、放射効率の劣化を抑制することができる。
【００６４】
また、凸部２０８は、アンテナ１０１とは別個独立の部材ではなく、アンテナ１０１を構成するグラウンド導体２０４に形成されている。このため、アンテナ１０１と外装筐体１０２との間に凸部２０８を配置するための空間を別個に確保する必要がない。したがって、本実施形態によれば、アンテナ１０１を有する無線通信装置および電子機器の小型化や薄型化を実現することができる。
【００６５】
以上のとおり、本実施形態によれば、放射効率の劣化を抑制しつつ、ＳＡＲ値を低減することができる。また、本実施形態によれば、アンテナ１０１におけるグラウンド導体２０４に形成された凸部２０８によりＳＡＲ値を低減するため、アンテナ１０１と外装筐体１０２との間隔を広く確保する必要がない。このため、本実施形態によれば、無線通信装置および電子機器の小型化や薄型化を実現することができる。
【００６６】
（実施例１）
図３、図４、および図５を用いて説明した原理に基づき、ＳＡＲ値を低減しつつ無線通信装置および電子機器の小型化や薄型化を実現することができることを示すため、一例として以下に説明する数値実験を行った。数値実験では、逆Ｆアンテナに給電するパワーを１３ｄＢｍとし、通信周波数を２．４５ＧＨｚとした。また、数値実験における計算は、ＡＥＴ社製の電磁界シミュレータであるＭＷ−ＳＴＵＤＩＯを用いた。
【００６７】
図６は、プリント配線板で形成した逆Ｆアンテナである実施例１および比較例１によるアンテナの計算モデルを示す図である。図６（ａ）は、実施例１および比較例１のアンテナに共通する、アンテナ素子部２０１を含む第１の配線層１２１を示している。図６（ｂ）は、比較例１によるアンテナの第２の配線層１２２′を示している。図６（ｃ）は、実施例１によるアンテナの凸部２０８が形成された第２の配線層１２２を示している。比較例１によるアンテナは、図６（ａ）に示す第１の配線層１２１および図６（ｂ）に示す第２の配線層１２２′を有する２層のプリント配線板である。実施例１によるアンテナは、図６（ａ）に示す第１の配線層１２１および図６（ｃ）に示す第２の配線層１２２を有する２層のプリント配線板である。
【００６８】
各プリント配線板において、配線の厚みは３５μｍ、層間距離およびプリント配線板の誘電体の厚みは０．８ｍｍに設定した。また、プリント配線板の比誘電率を、ＦＲ４を想定して４．３に設定し、誘電正接ｔａｎδを０．０２５に設定した。
【００６９】
図７は、ＳＡＲ値を出力する際の計算モデルを示している。図に示すように、人体ファントム７０１、実施例１によるアンテナ１０１または比較例１によるアンテナ１０１′の面がすべて平行になるように配置した。人体ファントム７０１からアンテナ１０１′の第２の配線層１２２′（図６（ｂ））、または人体ファントム７０１から第２の配線層１２２（図６（ｃ））までの距離をｘｍｍとした。表１に図６および図７に示す寸法ａ〜ｗおよび距離ｘを示す。なお、寸法ａ〜ｗおよび距離ｘのうち、ｕ〜ｘは変数とした。
【００７０】
【表１】
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【００７１】
ＳＡＲ値の計算に関しては、国際規格による測定で用いられる人体ファントムの溶剤の材料定数を使用し、導電率σは２Ｓ／ｍ、比誘電率は５２．２１、ｔａｎδは０．２８、物質密度ρは１０００ｋｇ／ｍ３とした。ＳＡＲ値は、人体ファントム内の電界Ｅを観測し、ＳＡＲ値［Ｗ／ｋｇ］＝Ｅ×Ｅ×ρ／σで表される計算式に従って計算した。
【００７２】
通信特性に関しては、人体ファントムを取り去った状態で放射効率を計算した。放射効率は、通信周波数における信号ラインに給電する電力と、アンテナを中心に１ｍの離れた地点を通過する放射電磁波の総電力との比を計算した。
【００７３】
図８は、実施例１によるアンテナおよび比較例１によるアンテナについてＳＡＲ値を計算した結果を比較して示している。図８中、破線は比較例１によるアンテナの計算結果を示し、実線は実施例１によるアンテナの計算結果を示している。ここで、実施例１によるアンテナでは、グラウンド導体２０４に形成された凸部２０８に関する寸法ｖ、ｕ、ｗについて、ｖ=９．１、ｕ＝２０、ｗ=１０．９２５とした。
【００７４】
図８に示すように、実施例１および比較例１のいずれの場合も、アンテナの第２の配線層から人体ファントムまでの距離ｘの値を大きくしていくと、ＳＡＲ値が低減していくことがわかる。ＳＡＲ値の規格値となる１．６Ｗ／ｋｇを下回る距離ｘで比較すると、ＳＡＲ値が１．６Ｗ／ｋｇとなる距離ｘは、比較例１によるアンテナではｘ=６．５ｍｍであるのに対し、実施例１によるアンテナではｘ=４．５ｍｍとなっている。この結果より、実施例１によれば、比較例１と比較して、アンテナから外装筐体までの距離を約２／３薄型化することが可能になることがわかる。
【００７５】
図９は、実施例１によるアンテナについて、凸部２０８に関する寸法ｕの値を変化させた場合のＳＡＲ値および放射効率の計算結果を示しており、図９（ａ）にＳＡＲ値の計算結果を示し、図９（ｂ）に放射効率の計算結果を示している。ここで、アンテナの第２の配線層から人体ファントムまでの距離ｘについてはｘ＝４ｍｍとし、グラウンド導体２０４に形成された凸部２０８に関する寸法ｖ、ｗについてはｖ＝９.１、ｗ＝１０．９２５として固定した。これらの寸法で決まる凸部２０８は、図６に示す寸法ａ、ｆ、ｇ、ｗの関係が、ｆ＞ｗおよびａ＋ｇ＜ｖである。このため、凸部２０８は、Ｚ軸方向から見て、凸部２０８が、アンテナ素子部２０１の一部およびアンテナ素子部２０１とグラウンド導体２０３ａとの接続部２０１ｃと重なっている。
【００７６】
ｕ=８．２の値は、凸部２０８の一端部がアンテナ素子部２０１の開放端部２０１ｄと重なる値である。ｕ＝２４．１の値は、凸部２０８の一端部が信号ライン２０２と重なる値である。なお、凸部２０８の一端部とは、凸部２０８のＸ軸方向における端部のうち、アンテナ素子部２０１の開放端部２０１ｄ側の端部を意味する。
【００７７】
図９（ａ）に示すように、ｕ≦２４．１の場合、すなわち凸部２０８によって、信号ライン２０２との接続部２０１ｅを覆う領域より大きい面積でアンテナ素子部２０１が覆われている場合にＳＡＲ値が低減していくことがわかる。そのため、小型化・薄型化を可能にするには、凸部２０８がアンテナ素子部２０１の給電部である信号ライン２０２との接続部２０１ｅを覆っている必要がある。
【００７８】
また、ｕ＝１０でＳＡＲ値が最小となっており、ｕ＜１０ではｕの値を変化させてもＳＡＲ値が小さく維持されており、小型・薄型化の効果は変わらない。実施例１において、アンテナ素子部２０１の寸法Ｌに該当する長さを図６より算出すると２８．８５ｍｍとなる。よって、ｕ＝１０の値は、アンテナ素子部２０１の開放端部２０１ｄから凸部２０８の一端部までの距離が、２ｍｍ程度でアンテナ素子部２０１の寸法Ｌの１／１０程度になる値である。
【００７９】
したがって、凸部２０８に関する寸法ｕは、アンテナ素子部２０１の開放端部２０１ｄから凸部２０８の一端部までの距離がアンテナ素子部２０１の寸法Ｌの１／１０となる値以上、凸部２０８の一端部が信号ライン２０２と重なる値以下であることが好ましい。すなわち、凸部２０８の一端部は、開放端部２０１ｄからの距離がアンテナ素子部２０１の寸法Ｌの１／１０となる位置から、信号ライン２０２と重なる位置の間に位置していることが好ましい。つまり、凸部２０８の一端部は、プリント配線板に対する法線方向から見て、アンテナ素子部２０１の開放端部２０１ｄからの距離が寸法Ｌの１／１０の地点から、アンテナ素子部２０１と信号ライン２０２との接続部２０１ｅまでの間に位置することが好ましい。
【００８０】
一方、図９（ｂ）に示すように、ＳＡＲ値が低減するのと同様に、ｕ≦２４．１の値から、ｕの値が減少するに従って放射効率が低下していくことがわかる。以下、凸部２０８に関する寸法に対するＳＡＲ値の低減効果と放射効率との関係について述べる。
【００８１】
凸部２０８がない比較例１によるアンテナについて計算すると、距離ｘ＝４ｍｍの場合、ＳＡＲ値は２．２Ｗ／ｋｇ、放射効率は−０．２７ｄＢとなり、信号ライン２０２から入力される給電電力の９８％が放射されることになる。
【００８２】
これに対して、図９（ａ）および図９（ｂ）より、凸部２０８を形成することでＳＡＲ値が規格値１．６Ｗ／ｋｇとなり７２％に低減するのは、ｕ＝２０のときである。その際の放射効率は−２．２ｄＢで３９％劣化し、信号ラインから入力される給電電力の６０％が放射することになる。さらに、凸部２０８を形成することでＳＡＲ値が規格値１．１Ｗ／ｋｇとなり半減するのは、ｕ＝１８のときであり、その際の放射効率は−３．７ｄＢで５７％劣化し、信号ラインから入力される給電電力の４２％が放射することになる。
【００８３】
このように、凸部の寸法によるＳＡＲ値の低減効果と放射効率との関係は、トレードオフの関係となる。このため、実用上、凸部の寸法は、所望のＳＡＲ値の低減量や放射効率により決定すればよい。
【００８４】
次に、図３の原理に基づき、磁界強度の強いアンテナ素子部２０１と信号ライン２０２との接続部２０１ｅおよびアンテナ素子部２０１とグラウンド導体２０３ａとの接続部２０１ｃを凸部２０８で覆っていれば、ＳＡＲ値の低減特性に影響がないことを示す。このため、凸部に関する寸法ｖ、ｗを変更して図９に示す計算と同様の計算を実施した。計算結果を図１０および図１１に示す。
【００８５】
図１０は、凸部２０８の寸法ｖ＝９．１ｍｍに対して１３ｍｍに変更した場合に、寸法ｕの値を変化させてＳＡＲ値を計算した結果を示し、実線はｖ＝１３ｍｍの場合を示し、破線はｖ＝９．１ｍｍの場合を示している。ｖ＝１３ｍｍの場合は、ｖ＝９．１ｍｍの場合と同様に、アンテナ素子部２０１と信号ライン２０２との接続部２０１ｅおよびアンテナ素子部２０１とグラウンド導体２０３ａとの接続部２０１ｃを凸部２０８で覆っている状態である。図１０より、凸部２０８で接続部２０１ｅ、２０１ｃを覆っていれば、寸法ｖを変更してもＳＡＲ値の低減特性に影響がないことがわかる。
【００８６】
図１１は、凸部２０８の寸法ｗ＝１０．９２５ｍｍに対して１４．９２５ｍｍに変更した場合に、寸法ｕの値を変化させてＳＡＲ値を計算した結果を示し、実線はｗ＝１４．９２５ｍｍの場合を示し、破線はｗ＝１０．９２５ｍｍの場合を示している。ｗ＝１４．９２５ｍｍの場合は、ｗ＝１０．９２５ｍｍの場合と同様に、アンテナ素子部２０１と信号ライン２０２との接続部２０１ｅおよびアンテナ素子部２０１とグラウンド導体２０３ａとの接続部２０１ｃを凸部２０８で覆っている状態である。図１１より、凸部２０８で接続部２０１ｅ、２０１ｃを覆っていれば、寸法ｗを変更してもＳＡＲ値の低減特性に影響がないことがわかる。
【００８７】
なお、実施例１によるアンテナにおける凸部２０８は、寸法ｕ、ｖ、ｗで決まる長方形の平面形状を有するものとしたが、凸部２０８の平面形状はそれ以外の形状でもあってもよい。
【００８８】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態によるアンテナ、無線通信装置、および電子機器について図１２ないし図１４を用いて説明する。なお、第１実施形態によるアンテナと同様の構成要素については同一の符号を付し説明を省略し又は簡略にする。
【００８９】
上記第１実施形態および実施例１では、アンテナ素子部２０１と人体の間に位置し、アンテナ素子部２０１と異なる配線層に形成されたグラウンド導体２０４に対して、アンテナ素子部２０１を覆う凸部２０８を形成することでＳＡＲ値が減少することを示した。その結果、アンテナ素子部２０１を人体に近づけることが可能になるので、無線通信装置および電子機器の外形寸法の小型・薄型化が可能になる。
【００９０】
本実施形態および後述の実施例２では、第１実施形態および実施例１によるアンテナに対して、高誘電率材料からなる高誘電率部を部分的に配置することでＳＡＲ値の低減量が増し、さらに無線通信装置および電子機器の小型・薄型化が可能になることを示す。
【００９１】
図１２は、本実施形態によるアンテナを示す斜視図である。本実施形態によるアンテナ１１０１は、上記第１実施形態によるアンテナに対して、高誘電率材料からなる高誘電率部１２０１が部分的に配置されたものであり、それ以外の点は第１実施形態によるアンテナと同様である。
【００９２】
図１２において破線で示すように、基体２０９には、その他の部分よりも比誘電率が高い高誘電率部１２０１が設けられている。高誘電率部１２０１は、第１の配線層１２１と第２の配線層１２２との間に、凸部２０８と重なるように配置されている。図１２に示す場合、高誘電率部１２０１は、凸部２０８の全部と重なるように配置されている。なお、高誘電率部１２０１は、凸部２０８の全部と重なっている必要はなく、凸部２０８と部分的に重なるように配置されていてもよい。高誘電率部１２０１は、凸部２０８に対して少なくとも所定の領域に設けられていればよい。ここにいう所定の領域とは、プリント配線板に対する法線方向から見て、接続部２０１ｅおよび接続部２０１ｃを含むアンテナ素子部２０１と凸部２０８が部分的に重なる領域である。
【００９３】
高誘電率部１２０１は、アンテナ１１０１を構成するプリント配線板における基体２０９の他の部分よりも比誘電率が高い部分となっている。高誘電率部１２０１を構成する高誘電率材料は、例えば、セラミックス材料であり、比誘電率が２８以上３２以下のものであり、基体２０９を構成する誘電体よりも比誘電率が高くなっている。例えば、高誘電率部１２０１を構成する高誘電率材料として、例えば、ＢａＯ−ＴｉＯ２−ＺｎＯ系のセラミックス材料を用いることができる。
【００９４】
なお、高誘電率部１２０１は、例えば、アンテナ１１０１を構成するプリント配線板の基体２０９の一部を機械的に加工してその加工部に高誘電率材料を配置することにより形成することができる。そのほか、高誘電率部１２０１として、例えば、プリント配線板の異なる配線層の間に実装される、セラミックス材料からなる部品内蔵タイプの電子部品を利用してもよい。
【００９５】
本実施形態によるアンテナ１１０１は、第１実施形態の場合と同様に、カメラ１０に内蔵され、ＩＣ１０８とともに無線通信装置を構成することができる。
【００９６】
ここで、図１３を用いて、高誘電率部１２０１が配置されていることによりＳＡＲ値の低減量が増すことを説明する。図３および図４を用いて示したように、第１実施形態では、凸部２０８によって、アンテナ１０１で形成される磁界の人体への伝搬量を抑えることでＳＡＲ値を低減させている。ただし、放射効率の劣化を抑えるために、アンテナ素子部２０１の開放端部２０１ｄには重ならないように凸部２０８が形成されている。凸部２０８が開放端部２０１ｄと重ならない構造にすることで、図５（ｃ）に示したように、開放端部２０１ｄとグラウンド導体２０３ｂ、２０４との間で電界が形成される。この電界はグラウンド導体２０３ｂ、２０４に結合した後、グラウンド導体２０３ｂ、２０４上を帰路電流として流れ、アンテナ素子部２０１とグラウンド導体２０３ｂ、２０４との間でループを形成する。
【００９７】
グラウンド導体２０４に流れる電流は、グラウンド導体２０４が人体側に配置されることから、この電流が形成する磁界が人体に伝搬するため、ＳＡＲ値の増加要因となる。
【００９８】
図１３（ａ）に、図５（ｃ）に示す場合にグラウンド導体２０４の人体側の表面を流れる電流を概略的に示す。図１３（ａ）では、電流を破線矢印で模式的に示している。この図に示すように、帰路電流は、ビア２０５を経路として、電界が結合する領域に応じて、グラウンド導体２０４の広域に渡って流れる。
【００９９】
図１３（ｂ）は、図１２に示す高誘電率部１２０１を配置させた場合に、図５（ｃ）と同じ領域の電界を概略的に示している。図１３（ｃ）では、電磁波の放射に際して形成される電界を実線矢印で模式的に示している。この図に示すように、凸部２０８と重なる領域に高誘電率部１２０１が配置されていることで、図５（ｃ）に示す場合に比較して電界が凸部２０８側で、かつグラウンド導体２０３ｂとグラウンド導体２０４との間に近づくように形成される。その結果、開放端部２０１ｄとグラウンド導体２０３ｂとの間で広域に渡って形成されていた電界の領域が縮小する。
【０１００】
図１３（ｃ）に、図１３（ｂ）に示す場合にグラウンド導体２０４の人体側の表面を流れる電流を概略的に示す。図１３（ｂ）では、電流を破線矢印で模式的に示している。この図に示すように、高誘電率部１２０１が配置されていることにより、グラウンド導体２０４の人体側の表面を流れる電流量が減少する。これにより、人体に伝搬する磁界をさらに低減してＳＡＲ値をさらに低減することができる。
【０１０１】
以上のことから、本実施形態では、高誘電率部１２０１が配置されていることで、第１実施形態と比較してさらにＳＡＲ値の低減量が増加し、無線通信装置の外形寸法のさらなる小型・薄型化が可能になる。
【０１０２】
（実施例２）
上記の原理に基づき、一例として以下に説明する数値実験を行った。数値実験では、図６に示した計算モデルに対して、寸法ｖと寸法（ｋ−ｕ−ｗ）と、誘電体の厚みである０．８ｍｍとで形成される直方体の領域を設ける。この領域以外の比誘電率は４．３のまま変更せずに、この領域に対してのみ比誘電率を変更していった場合のＳＡＲ値および放射効率の値を計算した。寸法については、ｕ＝２０、ｗ＝１０．９２５、ｋ＝４９．９７５、ｖ＝９．１、（ｋ−ｕ−ｗ）＝１９．０５とした。また、距離ｘは４ｍｍとした。なお、計算条件は実施例１の図６および図７に示した場合と同様にし、逆Ｆアンテナに給電するパワーを１３ｄＢｍとし、通信周波数を２．４５ＧＨｚとした。数値実験における計算は、ＡＥＴ社製電磁界シミュレータであるＭＷ−ＳＴＵＤＩＯを用いた。
【０１０３】
図１４（ａ）および図１４（ｂ）にそれぞれＳＡＲ値および放射効率の計算結果を示す。図１４（ａ）および図１４（ｂ）中、実線は、凸部２０８と重なる寸法ｖと寸法（ｋ−ｕ−ｗ）とにより画定される上記領域のみ比誘電率を変更した場合の結果を示している。参考として、同図中、破線に、開放端部２０１ｄ側すなわち寸法ｖと寸法ｕと誘電体の厚みである０．８ｍｍとで形成される直方体の領域について比誘電率を変更し、この領域以外を比誘電率４．３のまま変更しない場合の計算結果を示す。
【０１０４】
まず、図中の実線に示すように、比誘電率が４．３の場合と比較して、比誘電率が概ね２８から３２の値を見ると、放射効率は大きく変わらずに、ＳＡＲ値が１．６Ｗ／ｋｇから１．２Ｗ／ｋｇに低減していることがわかる。比誘電率が４．３の場合は、高誘電率部１２０１が配置されていない場合に相当する。凸部２０８の領域に対して高誘電率部１２０１が配置されていることで、実施例２では、実施例１よりも３／４の小型化・薄型化が可能になる。
【０１０５】
一方、図中の破線に示すように、アンテナ素子部２０１の開放端部２０１ｄ側のみに部分的に高誘電率材料からなる高誘電率部にすると、ＳＡＲ値が悪化する。したがって、この場合、小型化・薄型化の効果は得られない。
【０１０６】
アンテナ素子部２０１の開放端部２０１ｄ側のみに部分的に高誘電率部にした場合にＳＡＲ値が悪化する理由は次のとおりである。この場合、上記図１３（ｂ）を用いて説明したようには電界は形成されず、電界がアンテナ素子部２０１の開放端部２０１ｄ側で、かつグラウンド導体２０３ｂとグラウンド導体２０４との間に近づくように形成される。その結果、図１３（ａ）に示す場合よりもグラウンド導体２０４の人体側の表面を流れる電流量が増加し、ＳＡＲ値が悪化する。
【０１０７】
ただし、電界がアンテナ素子部２０１の開放端部２０１ｄ側に近づくように形成された結果、放射効率は改善される。したがって、アンテナ素子部２０１の開放端部２０１ｄ側に部分的に高誘電率部を配置することにより、同じＳＡＲ値または無線通信装置の外形寸法で、給電電力を低減する効果は得られる。このため、給電電力を低減することを目的として、アンテナ素子部２０１の開放端部２０１ｄ側に部分的に高誘電率部を配置することもできる。
【０１０８】
なお、部分的にではなく、図６に示した誘電体からなる基体２０９の比誘電率を全体的に変更すると、電界の形成に変化が起こらない。このため、ＳＡＲ値および放射効率は若干変化するだけであり、小型化・薄型化や給電電力を低減する効果は得られない。
【０１０９】
［変形実施形態］
本発明は、上記実施形態に限らず、種々の変形が可能である。
【０１１０】
例えば、上記実施形態では、無線通信機能を有する電子機器として、撮像装置であるデジタルスチルカメラを例に説明したが、電子機器はこれに限定されるものではない。無線通信機能を有する電子機器としては、デジタルスチルカメラのほか、デジタルビデオカメラなどの撮像装置のみならず、携帯電話機、スマートフォンなどの通信端末、ノート型ＰＣ、タブレット型ＰＣなどのＰＣであってもよい。本発明の一実施形態による電子機器は、上記実施形態によるアンテナと、そのアンテナを介して信号の送受信を行う通信部と、その信号の処理を行う信号処理部を有するものとして構成することができる。
【０１１１】
また、上記実施形態では、アンテナ１０１が電子機器であるカメラ１０に内蔵され、カメラ１０に内蔵されるＩＣ１０８およびアンテナ１０１により無線通信装置が構成される場合を例に説明したが、無線通信装置はこれに限定されるものではない。本発明の一実施形態による無線通信装置は、上記実施形態によるアンテナと、そのアンテナを介して信号の送受信を行う通信部とを有し、電子機器に接続して使用するものとして構成することもできる。
【０１１２】
また、上記実施形態では、アンテナ素子部２０１、信号ライン２０２、およびグラウンド導体２０３ａ、２０３ｂを同一の層である第１の配線層１２１に形成する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。アンテナ素子部２０１、信号ライン２０２、およびグラウンド導体２０３ａ、２０３ｂは、異なる配線層に形成されていてもよい。この場合、アンテナ素子部２０１と信号ライン２０２とはビアを介して電気的に接続することができ、アンテナ素子部２０１とグラウンド導体２０３ａともビアを介して電気的に接続することができる。
【０１１３】
また、上記実施形態では、アンテナとして逆Ｆアンテナを例に説明したが、これに限定されるものではなく、種々の種類のアンテナに本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１０  カメラ
１０１、１１０１  アンテナ
１０８  ＩＣ
２０１  アンテナ素子部
２０２  信号ライン
２０３ａ、２０３ｂ  グラウンド導体
２０４  グラウンド導体
２０８  凸部
１２０１  高誘電率部
【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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