(57)【要約】【課題】アンテナ装置において、微小ループアンテナのループ面積を拡大し高いアンテナ利得を得ることができるようにする。【解決手段】アンテナ装置１は、微小ループアンテナ３と、回路基板２と、それらを収容する樹脂製のケース部材１１，１２から成るケース１０とを備えている。ケース１０は、ケース部材１１，１２の互いの接合面に微小ループアンテナ３を成す金属導体３ａを配線し、ケース部材１１，１２の内部に回路基板２を配置した状態で、金属導体３ａに外部の電圧印加装置２０により電圧を印加し、金属導体３ａを発熱させながらケース部材１１，１２を互いに向け加圧することにより接合される。微小ループアンテナ３を接合に用いる金属導体３ａと兼ねることにより、ケース１０の外表面近傍に微小ループアンテナ３を配置し、広いループ面積を得ることができ、また、防水性や密閉性が高いアンテナ装置１を容易に製造することができる。【選択図】図３
2008288931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小ループアンテナと、前記微小ループアンテナが接続された回路基板と、前記微小ループアンテナ及び前記回路基板を収容する樹脂製のケースとを備え、
前記ケースは、
互いに組み合わされて接合され、そのケースを構成する少なくとも２つ以上のケース部材と、前記複数のケース部材の互いの接合面にケース内面から当接するように又は前記複数のケース部材の互いの面に沿って当該ケースに埋め込まれた金属導体とを有し、
この金属導体に外部から電圧が印加されることによって該金属導体が発熱し、前記ケース部材の接合面同士が溶着されてそのケース部材同士が互いに接合されることにより、前記微小ループアンテナ及び前記回路基板を内部に収容しているアンテナ装置において、
前記金属導体は前記回路基板に接続されており、前記ケース部材の接合後は、前記微小ループアンテナとして当該金属導体を用いることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記微小ループアンテナとしての金属導体は、リレーを介して前記回路基板に接続されていることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置に用いられる微小ループアンテナを含むアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、無線通信を用いてデータの送受信を行う携帯型の無線通信装置は、例えば携帯性を向上させるため、なるべく小型にされることが望まれる場合があり、それに合わせて、送信用アンテナとして、例えば非特許文献１に示されているような微小ループアンテナを用いている。微小ループアンテナは、ループアンテナの全長を送信波長の１／１０以下程度にまで小さくしたものであり、微小ダイポールアンテナよりも雑音電界に強いという特徴を有している。
【０００３】
ところで、微小ループアンテナのアンテナ利得は、微小ループアンテナのループ面積に依存しており、微小ループアアンテナを高利得化するには、ループ面積を拡大するのが一般的である。その一方で、例えば携帯型の無線通信装置においては、携帯のしやすさや外観デザイン性の問題などにより、小型化、薄型化の要請が強くあり、アンテナ装置にループ面積が広い微小ループアンテナを用いることが困難な場合があった。
【０００４】
ここで、特許文献１には、微小ループアンテナを筐体接合面の凹凸部に収納し挟持して筐体を組み立てることにより、簡単に製造可能にしたアンテナ装置が示されている。このアンテナ装置では、筐体に高誘電率の材質を用いることにより、アンテナ利得を向上させている。しかしながら、特許文献１には、微小ループアンテナのループ面積を拡大可能な方法は示されていない。また、この構造では、筐体の嵌合を外すことができるように構成されており、例えば筐体の嵌合に防水性能や密閉性能が要求される場合には、接合面にシール等を施す工程が必要となる。
【非特許文献１】電子情報通信学会編  “アンテナ工学ハンドブック”  ＰＰ．６２‐６３  オーム社  第１版  １９８０年１０月３０日発行
【特許文献１】特開平８‐１３０４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、微小ループアンテナのループ面積を拡大して高いアンテナ利得を得ることができ、容易に製造可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、微小ループアンテナと、前記微小ループアンテナが接続された回路基板と、前記微量ループアンテナ及び前記回路基板を収容する樹脂製のケースとを備え、前記ケースは、互いに組み合わされて接合され、そのケースを構成する少なくとも２つ以上のケース部材と、前記複数のケース部材の互いの接合面にケース内面から当接するように又は前記複数のケース部材の互いの面に沿って当該ケースに埋め込まれた金属導体とを有し、この金属導体に外部から電圧が印加されることによって該金属導体が発熱し、前記ケース部材の接合面同士が溶着されてそのケース部材同士が互いに接合されることにより、前記微小ループアンテナ及び前記回路基板を内部に収容しているアンテナ装置において、前記金属導体は前記回路基板に接続されており、前記ケース部材の接合後は、前記微小ループアンテナとして当該金属導体を用いるものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記微小ループアンテナとしての金属導体は、リレーを介して前記回路基板に接続されているものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明によれば、ケース部材同士を接合する際に利用する金属導体を微小ループアンテナとして利用するので、微小ループアンテナのループ面積をケース内部に収納可能なものよりも広くすることができ、アンテナ利得を向上させることができる。また、金属導体が微小ループアンテナを兼ねているので、部品点数が少なくなり、製造コストが低くなる。さらにまた、金属導体に電圧を印加してケース部材同士を溶着するので、アンテナ装置を容易に製造することができ、また、防水性や密閉性を高くすることができる。
【０００９】
請求項２の発明によれば、金属導体が発熱される際には、リレーをオフにし、金属導体と回路基板とが互いに接続されていない状態にすることができるので、金属導体への電圧印加時に、回路基板に対し電気的な又は熱的な影響が及ぶことをより確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１及び図２は、本実施形態に係る微小ループアンテナを用いたアンテナ装置１の基本的な構成を示す。アンテナ装置１は、回路基板２と、回路基板２と略同平面に環状を成すように配された微小ループアンテナ３と、回路基板２と微小ループアンテナ３とを収容する樹脂製のケース１０などで構成されている。回路基板２上には、微小ループアンテナ３に給電する給電回路部４と、微小ループアンテナ３により送信する無線信号を発生させる主回路部５と、主回路部５の駆動電源を与える電源６などが設けられている。電源６は、例えば充電池又はアンテナ装置１から取り外して交換可能な乾電池である。電源６から主回路部５には、例えばスイッチ６ａを介して電源が供給され、それにより、アンテナ装置１が駆動されるように構成されている。
【００１１】
図２に示すように、本実施形態において、ケース１０は、回路基板２を収納可能な開口を有する２つのケース部材１１，１２により構成されている。ケース１０は、ケース部材１１，１２の開口同士を合わせて互いに接合されて、回路基板２を内部に収容可能な直方体形状の箱型を成すように構成されている。２つのケース部材１１，１２が互いに接合された状態で、そのケース１０には、微小ループアンテナ３及び回路基板２が、外部に露出しないように収容されている。
【００１２】
本実施形態においては、微小ループアンテナ３は、例えば導電性発熱線である金属導体３ａと、金属導体３ａと給電回路部４とを接続する回路接続線３ｂと、給電回路部４上の回路とで構成されている。金属導体３ａは、ケース部材１１，１２の互いの接合面に沿って配設されている。金属導体３ａは、ケース部材１１，１２が接合された状態で、そのケース１０の内部に埋入されている。図に示すように、ケース１０に埋入された金属導体３ａの給電回路部４の近傍となる一部は途切れており、金属導体３ａの各端部近傍に、２つの回路接続線３ｂが配線されている。金属導体３ａは、この回路接続線３ｂを介して給電回路部４に接続されている。給電回路部４には、所定の静電容量のキャパシタ７が設けられており、このキャパシタ７と、金属導体３ａ及び回路接続線３ｂとで閉回路となるループが構成されている。微小ループアンテナ３の大部分は金属導体３ａで構成されており、このループに主回路部５から給電されることにより、微小ループアンテナ３がアンテナとして機能する。この微小ループアンテナ３のループは、給電回路部４にて、回路基板２上に設けられたグランドパターン４ａに接続され、微小ループアンテナ３の接地がなされている。
【００１３】
無線通信の周波数をｆ０とすると、主回路部５からは周波数ｆ０の信号が出力され、微小ループアンテナ３は、ループ１周の全長が送信波長λ０の１／１０になるように設計されており、周波数ｆ０（＝２π／λ０）でアンテナ利得の低下が小さくなるようにインピーダンス調整されている。具体的には、キャパシタ７の静電容量を適宜選択することにより、微小ループアンテナ３の共振周波数を調整可能にしている。
【００１４】
ここで、本実施形態において、ケース部材１１，１２の接合は、微小ループアンテナ３の金属導体３ａを用いて、いわゆるフラットフュージョン（内面溶着）と呼ばれる公知の接合技術により行うことができるように構成されている。以下に、図３（ａ）、（ｂ）を参照して、ケース部材１１，１２の接合手順について説明する。
【００１５】
図３（ａ）に示すように、ケース部材１１，１２の互いの接合面には、それぞれ、予め、金属導体３ａが埋設可能な溝部１１ａと、溝部１１ａに嵌合可能に突設された突起部１２ａが形成されている。ケース部材１１，１２の接合時には、先ず、ケース部材１１の溝部１１ａに金属導体３ａを埋設し、回路基板２もケース部材１１の内部に配置する。次に、ケース部材１１に、溝部１１ａに突起部１２ａが嵌るようにケース部材１２を被せる。このとき、微小ループアンテナ３の金属導体３ａは、図３（ｂ）に示すように、ケース部材１１，１２の表面側に、金属導体３ａの端部となる通電線３ｃが露出するように配され、金属導体３ａの通電線３ｃが露出する部位の内側に、上記の回路接続線３ｂが接続されて配線される。そして、ケース部材１１，１２の外部に露出された通電線３ｃに外部の電圧印加装置２０により所定の電圧を印加し、金属導体３ａに電流を流して発熱させながら、図３（ａ）に矢印で示すように、ケース部材１１，１２を互いに向け加圧する。これにより、金属導体３ａが発熱してケース部材１１，１２の接合面が溶融してケース部材１１，１２同士が押しつけられ、ケース部材１１，１２の接合面の金属導体３ａが設けられている部位が全周にわたって隙間なく溶着され、ケース部材１１とケース部材１２とが接合される。溶着が終了した後、通電線３ｃは、例えばケース１０の表面で切り落とされ、図１に示すように、アンテナ装置１が組み立てられる。
【００１６】
なお、溶着の際、金属導体３ａは、ケース部材１１，１２の樹脂を溶融させる程度まで発熱するが、金属導体３ａと給電回路部４とは回路接続線３ｂを介して離れており、この熱による悪影響は回路基板２に生じない。また、キャパシタ７が回路基板２上に設けられ、溶着時の電流は金属導体３ａと通電線３ｃにより構成される閉回路のみを流れることから、回路基板２条の回路等への電気的な悪影響も生じない。溶着は、電源６を取り外した状態又はスイッチ６ａをオフにした状態で行えばよい。
【００１７】
このように、本実施形態においては、ケース部材１１，１２の接合に用いる金属導体３ａを微小ループアンテナ３として用いるので、微小ループアンテナ３をケース１０の外表面近傍に配し、ケース１０内部に収納可能なものと比較してループ面積を広くすることができ、アンテナ利得を向上させることができるようになる。また、ケース１０の接合面での防水性や密閉性が高いアンテナ装置１を容易に組み立てることができる。そしてまた、微小ループアンテナと接合に用いる金属導体３ａとを別に設けた場合と比較して部品点数を少なくすることができるので、アンテナ装置１の製造コストを低くすることができる。
【００１８】
また、上述の様なフラットフュージョンによる接合方法を用いてアンテナ装置を組み立てるとき、微小ループアンテナと接合に用いる金属導体３ａとを別々の部品にし、微小ループアンテナの外側を金属導体３ａが取り囲む構成にした場合には、アンテナ素子と金属導体３ａとの相互結合が発生して、アンテナ利得が低下する可能性がある。しかしながら、本実施形態においては、微小ループアンテナ３と接合に用いる金属導体３ａとを共通化しているため、相互結合が発生することがない。従って、微小ループアンテナ３のアンテナ利得を高め、それと同時に、アンテナ装置１の防水性や密閉性を高くすることができる。
【００１９】
次に、上記実施形態の一変形例に係るアンテナ装置について説明する。図４（ａ）、（ｂ）は、本変形例に係るアンテナ装置を示す。このアンテナ装置３１は、上述のアンテナ装置１の回路接続線３ｂと給電回路部４との間に、スイッチ６ａに連動するリレー３３ａを設けたものである。
【００２０】
リレー３３ａは、スイッチ６ａがオンで電源６から主回路部５に電源供給されているときには、図４（ａ）に示すように、微小ループアンテナ３のループを構成するように回路接続線３ｂと給電回路部４とを接続し、スイッチ６ａがオフであるときには、回路接続線３ｂと給電回路部４とを切断する。このアンテナ装置３１の組立時において、ケース部材１１，１２を接合時には、図４（ｂ）に示すように、スイッチ６ａがオフとされ、これによりリレー３３ａが回路接続線３ｂと給電回路部４とを切断された状態で、電圧印加装置２０により電圧印加が行われる。
【００２１】
このように、このアンテナ装置３１においては、微小ループアンテナ３の金属導体３ａと回路基板２とが互いに接続されていない状態にして、金属導体３ａに電流を流して発熱させることができるので、回路基板２側の給電回路部４や主回路部５などに電気的な又は熱的な影響が及ぶことをより確実に防止することができる。なお、リレー３３ａは、スイッチ６ａに連動するものに限られず、例えば電源６としての電池がセットされ主回路部５が駆動可能になるのに合わせて微小ループアンテナ３のループを構成するように動作するように設けられていてもよい。
【００２２】
なお、本発明は上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を変更しない範囲で適宜に種々の変形が可能である。例えば、ケースは、３つ以上のケース部材が互いに組み合わされて構成されるものであってもよい。また、微小ループアンテナは、ケースに埋入されていなくても、ケース部材の互いの接合面にケース内面から当接するように配置されていてもよい。このような場合ででも、同様に、ケース部材の接合時に用いる金属導体を微小ループアンテナとして用いて、アンテナ利得が高く、防水性、密閉性が高く、製造コストが安いアンテナ装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す平面図。
【図２】上記装置の側断面図。
【図３】（ａ）は上記装置のケース部材の接合時を示す側断面図、（ｂ）は同ケース部材の接合時の回路構成を示す平面図。
【図４】（ａ）は上記実施形態の一変形例に係るアンテナ装置の概略構成を示す平面図、（ｂ）は同装置のケース部材の接合時の回路構成を示す平面図。
【符号の説明】
【００２４】
１，３１  アンテナ装置
２  回路基板
３  微小ループアンテナ
３ａ  金属導体
１０  ケース
１１，１２  ケース部材
３３ａ  リレー
【図１】
2008288931.tif 000003
【図２】
2008288931.tif 000004
【図３】
2008288931.tif 000005
【図４】
2008288931.tif 000006