アンテナ装置および携帯無線機
【課題】容量結合に要する領域を極力小さくしながら、必要な強度の容量結合を実現することで、防水対策を不要にするとともに、結合部の小型化を図る。
【解決手段】第１アンテナ素子部１２１および第２アンテナ素子部１２２が容量結合にて接続されている結合部では、第１アンテナ素子部１２１および第２アンテナ素子部１２２は、ベース部１０５を介して、ｚ方向に沿って対向する部分、および、ｘｙ方向に沿って対向する部分を含む。
【解決手段】第１アンテナ素子部１２１および第２アンテナ素子部１２２が容量結合にて接続されている結合部では、第１アンテナ素子部１２１および第２アンテナ素子部１２２は、ベース部１０５を介して、ｚ方向に沿って対向する部分、および、ｘｙ方向に沿って対向する部分を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防水性能を有するアンテナ装置、およびそれを備える携帯無線機に関し、特に、容量結合に要する領域を最小にしつつ、必要な強度の容量結合を実現する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来の携帯電話２００の概略構成を示す図であり、筐体２０１の背面側を抽出して示している。図６は、図５に示すスルーホール２０５部分の断面図である。
【０００３】
従来、図５に示すように、携帯電話の一構造として、筐体２０１の背面側の外面に、外観上筐体２０１と一体化して見えるように、アンテナ装置２０２が設置されたものがある。アンテナ装置２０２は、二色成型により作製されたアンテナ素子２０３およびベース部２０４により構成されている。
【０００４】
このような構造では、筐体２０１内に設置された回路基板の給電部から、筐体２０１外に設置されたアンテナ装置２０２のアンテナ素子２０３に給電を行うために、筐体２０１に形成された開口部にアンテナ装置２０２のベース部２０４に形成された突起部が嵌め込まれ、該突起部に形成されたスルーホール２０５を介して、アンテナ素子２０３が筐体２０１内に露出するように延設されている。すなわち、アンテナ素子２０３が、ベース部２０４の外面および内面に設けられ、それらがスルーホール２０５によって接続されている（図６参照）。筐体２０１内に露出したアンテナ素子２０３の一部分と、回路基板の給電部とを、導電体を用いて電気的に接続し給電を行うことで、アンテナ素子２０３を励振させ、アンテナ動作を行わせることができる。
【０００５】
しかし、上記構造を有する携帯電話２００では、筐体２０１とアンテナ装置２０２との境界部（筐体２０１の開口部とベース部２０４の突起部との嵌合部）を介して、また、スルーホール２０５を介して、外部から水が浸入するため、その２箇所に防水対策を施す必要があった。防水構造の実現には、メッキの段差や隙間などにシビアな設計が求められたり、部品・作業の増加による生産性の悪化やコスト増などを招くことがある。それゆえ、防水箇所を少なくすることが重要である。
【０００６】
ここで、筐体２０１とアンテナ装置２０２との境界部の防水は、両者が別体であり組み立てられる性質上、ある程度防水対策が付随することは仕方ないが、アンテナ装置２０２は、それ自体が貫通穴であるスルーホール２０５を有する構成であるため、スルーホール２０５を除いて別の接続手段を用いることで、防水対策を不要とする改善の余地がある。
【０００７】
ところで、屋外に設置する比較的大きなアンテナ、例えば、家屋の屋根に取り付けられるアンテナや、自動車に取り付けられるアンテナの分野では、給電部からアンテナ素子までを直流的（ＤＣ的）に接続するのではなく、容量結合を用いて電気的に接続する技術が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００８】
上記技術によれば、容量結合を用いることにより容量結合間の構成部材は分離することができる。よって、上述のアンテナ装置２０２において、アンテナ素子２０３を、ベース部２０４（筐体２０１）の外側に配置するアンテナ素子部と、ベース部２０４（筐体２０１）の内側に配置するアンテナ素子部とに分離し、両者をベース部２０４を介して対向させ、容量結合させることが考えられる。これにより、アンテナ動作を行わせつつ、ベース部２０４の外側と内側とを構造的に遮断し、内側（給電側）への水の浸入を防止することが可能となる。また、この容量結合を用いたアンテナ装置２０２を備える携帯電話２００では、防水箇所を１箇所に抑え、防水構造を簡易化することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２７５３１１号公報（１９９７年１０月２１日公開）
【特許文献２】特開２００９−３０２６６８号公報（２００９年１２月２４日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の技術では、アンテナ動作が可能な電気的接続を確立するのに必要な容量結合を実現するためには、結合部の平面面積が大きくなるため、結合部の小型化が困難であるという問題がある。
【００１１】
つまり、容量結合とは、第１導電性部材と第２導電性部材とが、互いに向かい合う第１導電性部材および第２導電性部材の面積および距離によって決定される静電容量で、結合することをいう。
【００１２】
例えば、特許文献１には、樹脂フィルムによって両面が被覆されたアンテナ素子と、給電端子とを容量結合させる構成が記載されている。よって、両者を樹脂フィルムを介して平面的に設ける構成のため、容量結合を強くしたい場合は、結合部の面積を大きくしなければならない。
【００１３】
また、樹脂フィルムではなく、厚みのある部材（例えば樹脂成型品）を使用すると、容量結合を強くしたい場合は、さらに結合部の面積が大きくなる。例えば、特許文献２には、ダイポールアンテナに対する距離が比較的大きくても、容量結合によってダイポールアンテナに給電することが可能なアンテナ給電装置が記載されている。しかし、ダイポールアンテナを励振させるための仕組みとして、給電端子にスタブを付加しているため、結合部の面積は大きくなってしまう。
【００１４】
さらに、上記問題によって、容量結合を用いたアンテナ装置を、携帯電話などの小型端末に採用することは難しい。例えば、携帯電話に搭載した場合、結合部の面積を大きくすると、アンテナ装置の近くに配置されている他の金属物と結合してしまい、アンテナ特性が劣化するという問題が生じる。
【００１５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、容量結合に要する領域を極力小さくしながら、必要な強度の容量結合を実現することで、防水対策を不要にするとともに、結合部の小型化を図ることができるアンテナ装置、およびそれを備える携帯無線機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のアンテナ装置は、上記課題を解決するために、
ベース部材と、
上記ベース部材の第１面に設けられた第１アンテナ素子部、および、上記ベース部材の上記第１面と反対側の第２面に設けられた第２アンテナ素子部により構成されたアンテナ素子とを備え、
上記第１アンテナ素子部および上記第２アンテナ素子部は、容量結合にて接続され、
上記第１面に平行な方向をｘｙ方向とし、上記第１面から上記第２面に向かう方向をｚ方向とするとき、上記容量結合にて接続されている結合部では、上記第１アンテナ素子部および上記第２アンテナ素子部は、上記ベース部材を介して、ｚ方向に沿って対向する部分、および、ｘｙ方向に沿って対向する部分を含むことを特徴としている。
【００１７】
従来、容量結合は、平面的に形成された２つの部材が対向することにより実現されていた。これに対し、上記の構成によれば、容量結合にて接続されている結合部において、第１アンテナ素子部および第２アンテナ素子部は、ｚ方向に沿って対向する部分に加えて、ｘｙ方向に沿って対向する部分を含んでいる。
【００１８】
よって、上記の構成によれば、平面面積が同じ従来の構成と比べて、第１アンテナ素子部と第２アンテナ素子部とが対向する総面積を、増加させることが可能となる。つまりは、結合部を立体的に構成することで、平面的に構成する従来の構成（結合距離は同じ）と比べて、最小領域で容量結合の強度を確保することが可能となる。
【００１９】
また、アンテナ素子を容量結合を用いて構成することで、ベース部材の第１面側と第２面側とは構造的に分離されている。よって、アンテナ装置は防水性能を有するので、アンテナ装置自体への防水対策は不要となっている。
【００２０】
したがって、容量結合に要する領域を最小にしつつ、必要な強度の容量結合を実現することで、防水対策を不要にするとともに、結合部の小型化を図ることが可能となる。
【００２１】
また、本発明のアンテナ装置では、
上記第１アンテナ素子部は、上記結合部において、
上記第１面に平面的に形成された第１平板部と、
上記ベース部材を貫通しない長さで上記第１平板部からｚ方向に沿って上記ベース部材の内部にそれぞれ形成され、互いに離間して配置された複数の第２平板部とを含み、
上記第２アンテナ素子部は、上記結合部において、
上記第２面に平面的に形成された第３平板部と、
上記ベース部材を貫通しない長さで上記第３平板部からｚ方向に沿って上記ベース部材の内部にそれぞれ形成され、互いに離間して配置された複数の第４平板部とを含み、
上記第１平板部と上記第３平板部とが、ｚ方向に沿って対向し、
上記第２平板部と上記第４平板部とが、交互に配置されて、ｘｙ方向に沿って対向している構成とすることもできる。
【００２２】
さらに、本発明のアンテナ装置では、
上記第１アンテナ素子部および上記第２アンテナ素子部は、上記ベース部材の上記結合部を横切り上記第２平板部および第４平板部に垂直な断面において、櫛型の形状をそれぞれ有し、互いに噛み合うように配置されている構成とすることもできる。
【００２３】
さらに、本発明のアンテナ装置では、
ｚ方向は、上記第１面から上記第２面までを垂直的に貫通する方向であることが好ましい。
【００２４】
また、本発明のアンテナ装置では、
上記ベース部材の、少なくとも、対向する上記第１アンテナ素子部と上記第２アンテナ素子部とにより挟まれる部分は、誘電体により構成されていることが好ましい。
【００２５】
上記の構成によれば、好適に容量結合を実現することが可能となる。
【００２６】
本発明の携帯無線機は、
筐体と、
上記筐体に取り付けられたアンテナ装置とを備える携帯無線機であって、
上記アンテナ装置は、上述のアンテナ装置であることを特徴としている。
【００２７】
上記の構成によれば、上述のアンテナ装置を備えることで、従来要していたアンテナ装置自体への余分な防水対策が不要になるとともに、結合部の小型化が可能となる。よって、筐体の内部と外部との境目以外に防水構造を必要としないので、携帯無線機に要する防水箇所を減らすことが可能となる。また、アンテナ素子と筐体内の他の金属物との距離を広げることができるので、アンテナとしての効率を確保しやすいエレメントの配置（例えば、アンテナ素子とＧＮＤとの距離を確保する、アンテナ素子を筺体に対してできる限り外形に配置する、など）が可能となる。
【００２８】
また、本発明の携帯無線機では、
上記アンテナ装置のベース部材には、上記第２面が天面となる突起部が形成され、
上記突起部は、上記筐体に形成された開口部に嵌め込まれていることが好ましい。
【００２９】
上記の構成によれば、必要な防水箇所は、突起部が開口部に嵌め込まれている嵌合部の１箇所のみであり、防水構造を簡易化することが可能となる。
【００３０】
また、本発明の携帯無線機では、
上記突起部が上記開口部に嵌め込まれている嵌合部には、防水部材が設けられている構成とすることもできる。
【００３１】
また、本発明の携帯無線機では、
上記アンテナ装置のベース部材は、上記筐体に一体化されている構成とすることもできる。
【発明の効果】
【００３２】
以上のように、本発明のアンテナ装置は、上記第１アンテナ素子部および上記第２アンテナ素子部が容量結合にて接続されている結合部では、上記第１アンテナ素子部および上記第２アンテナ素子部は、上記ベース部材を介して、ｚ方向に沿って対向する部分、および、ｘｙ方向に沿って対向する部分を含む構成である。
【００３３】
それゆえ、結合部を立体的に構成することで、平面的に構成する従来の構成と比べて、最小領域で容量結合の強度を確保することが可能となる。したがって、容量結合に要する領域を最小にしつつ、必要な強度の容量結合を実現することで、防水対策を不要にするとともに、結合部の小型化を図ることができるという効果を奏する。
【００３４】
本発明の携帯無線機は、上記のアンテナ装置を備える構成である。
【００３５】
それゆえ、従来要していたアンテナ装置自体への余分な防水対策が不要になるとともに、結合部の小型化が可能となる。したがって、携帯無線機に要する防水箇所を減らすことができるとともに、アンテナとしての効率を確保しやすいエレメントの配置が可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明における携帯無線機の実施の一形態を示す概略図であり、（ａ）は背面側を示し、（ｂ）は表示面側を示す。
【図２】図１の携帯無線機の背面にある筐体を部分的に抽出して示す図であり、（ａ）は背面側を示し、（ｂ）は側面を示し、（ｃ）は筐体１０１の内部側を示す。
【図３】図２の携帯無線機の構成を分解して示す分解図である。
【図４】図１の携帯無線機に設けられたアンテナ装置のアンテナ素子を拡大して示す図であり、（ａ）は第１アンテナ素子部の配置側を示し、（ｂ）は結合部の断面を示し、（ｃ）は第２アンテナ素子部の配置側を示す。
【図５】従来の携帯電話の概略構成を示す図であり、筐体の背面側を抽出して示している。
【図６】図５に示すスルーホール部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明の一実施形態について図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００３８】
図１は、本実施の形態の携帯無線機１００の一構成例を示す概略図であり、（ａ）は背面側を示し、（ｂ）は表示面側を示す。図２は、図１の携帯無線機１００の背面にある筐体１０１を部分的に抽出して示す図であり、（ａ）は背面側を示し、（ｂ）は側面を示し、（ｃ）は筐体１０１の内部側を示す。図３は、図２の携帯無線機１００の構成を分解して示す分解図である。
【００３９】
（携帯無線機の構成）
図１〜図３に示すように、本実施の形態の携帯無線機１００は、筐体１０１、表示部１０２、およびアンテナ装置１０３を備えている。携帯無線機１００は、例えば手の平に収まる程度の大きさの小型の無線機であり、携帯電話（スマートフォン）や携帯タブレットなどの携帯端末として提供することができる。
【００４０】
筐体１０１は、絶縁体により構成されている。筐体１０１の前面には、表示部１０２が設けられ、筐体１０１の背面には、アンテナ装置１０３が設けられている。筐体１０１の背面部分は、アンテナ装置１０３を収容し取り付けるための、段差が形成された形状を有している。筐体１０１の１段低くなった段差部分には、開口部１０７が形成されている。筐体１０１の内部には、回路基板など（図示せず）が格納されている。表示部１０２は、画像を表示する部分であり、例えば液晶パネルなどにより構成されている。表示部１０２は、タッチパネル機能を有していてもよい。
【００４１】
アンテナ装置１０３は、アンテナ素子１０４およびベース部１０５（ベース部材）を備えている。アンテナ素子１０４およびベース部１０５は、例えば、金型を用いた成型により作製される。
【００４２】
ベース部１０５は、誘電体（例えば樹脂）により構成されている。ベース部１０５は、Ｌ字型の形状を有するブロック材であり、Ｌ字状の一方の面にアンテナ素子１０４の大部分が設けられ、他方の面（一方の面と反対側の面）に突起部１０６が形成されている。以下、ベース部１０５の、上記一方の面を表面（第１面）と称し、上記他方の面を裏面（第２面）と称する。
【００４３】
アンテナ素子１０４は、導電体（例えば金属）により構成されている。アンテナ素子１０４は、ベース部１０５の表面に設けられた第１アンテナ素子部と、ベース部１０５の裏面に設けられた第２アンテナ素子部とを含む。第１アンテナ素子部および第２アンテナ素子部は、容量結合にて接続されている。アンテナ素子１０４の具体的な構成については後述する。
【００４４】
アンテナ装置１０３は、筐体１０１の外側であって、筐体１０１の背面の１段低くなった段差部分に取り付けられている。このとき、アンテナ装置１０３の突起部１０６は、筐体１０１の開口部１０７に嵌め込まれている。また、この嵌合部には、Ｏリング１１０が設けられている。これにより、筐体１０１とアンテナ装置１０３との境界部（筐体１０１の開口部１０７とベース部１０５の突起部１０６との嵌合部）からの水の浸入を防止することが可能となっている。
【００４５】
（アンテナ素子の構成）
次に、アンテナ素子１０４の具体的な構成について説明する。
【００４６】
図４は、アンテナ素子１０４を拡大して示す図であり、（ａ）は第１アンテナ素子部１２１の配置側を示し、（ｂ）は結合部の断面を示し、（ｃ）は第２アンテナ素子部１２２の配置側を示す。なお以下では、説明の便宜上、ベース部１０５の表面に平行な方向をｘｙ方向とし、該表面から裏面までを垂直的に貫通する方向（ｘｙ方向と垂直な方向）をｚ方向とする。
【００４７】
図４に示すように、アンテナ素子１０４は、第１アンテナ素子部１２１および第２アンテナ素子部１２２により構成されている。第１アンテナ素子部１２１および第２アンテナ素子部１２２は分離されているが、誘電率を持ったベース部１０５を介して間接的に容量結合させることで、電気的に接続されて、アンテナを構成する。ここで、以下では、第１アンテナ素子部１２１および第２アンテナ素子部１２２が容量結合にて接続されている部分（静電容量を形成している部分）を、結合部と呼ぶ。結合部は、アンテナ素子１０４の一部である。
【００４８】
第１アンテナ素子部１２１は、ベース部１０５の表面に設けられており、携帯無線機１００においては筐体１０１の外側に配置される。第１アンテナ素子部１２１は、Ｌ字状に形成されている。第１アンテナ素子部１２１の一方の端は開放されており、他方の端は結合部となっている。第１アンテナ素子部１２１の結合部以外の部分は、ベース部１０５の表面に平面的に形成されている。第１アンテナ素子部１２１の結合部の部分は、ベース部１０５の表面に平面的な第１平板部１２３と、ベース部１０５の表面に垂直的な複数の第２平板部１２４とを含んでいる。
【００４９】
第１平板部１２３は、矩形の形状を有し、ベース部１０５の表面に平面的に形成されている。第２平板部１２４は、矩形の形状を有し、ベース部１０５の内部に、ベース部１０５の表面からｚ方向に沿って垂直的に形成されている。第２平板部１２４は、第１平板部１２３に接続されており、予め定められた一定の間隔をあけて配置されている。第２平板部１２４は、予め定められた一定の厚み（厚みＡ）を残すような、ベース部１０５を貫通しない長さを有する。これにより、第１アンテナ素子部１２１の結合部の部分は、断面視で櫛型の形状を有している（図４の（ｂ）参照）。
【００５０】
第２アンテナ素子部１２２は、ベース部１０５の裏面に設けられており、携帯無線機１００においては筐体１０１の内側に配置される。第２アンテナ素子部１２２は、矩形状に形成されている。第２アンテナ素子部１２２は、全体が結合部となっている。第２アンテナ素子部１２２は、ベース部１０５の裏面に平面的な第３平板部１２５と、ベース部１０５の裏面に垂直的な複数の第４平板部１２６とを含んでいる。
【００５１】
第３平板部１２５は、矩形の形状を有し、ベース部１０５の裏面、具体的には突起部１０６上に平面的に形成されている。第４平板部１２６は、矩形の形状を有し、ベース部１０５の内部に、ベース部１０５の裏面からｚ方向に沿って垂直的に形成されている。第４平板部１２６は、第３平板部１２５に接続されており、予め定められた一定の間隔をあけて配置されている。第４平板部１２６は、予め定められた一定の厚み（厚みＢ）を残すような、ベース部１０５を貫通しない長さを有する。これにより、第２アンテナ素子部１２２の結合部の部分は、断面視で櫛型の形状を有している（図４の（ｂ）参照）。
【００５２】
また、第１アンテナ素子部１２１の第１平板部１２３と、第２アンテナ素子部１２２の第３平板部１２５とは、ｚ方向に沿って対向している。さらに、第１アンテナ素子部１２１の第２平板部１２４と、第２アンテナ素子部１２２の第４平板部１２６とは、予め定められた一定の間隔（間隔Ｃ）をあけて交互に配置され、ｘｙ方向に沿って対向している。これにより、結合部において、第１アンテナ素子部１２１と第２アンテナ素子部１２２とは、櫛型の構造体が互いに噛み合うように配置されている。すなわち、第１アンテナ素子部１２１および第２アンテナ素子部１２２は、互い違いに配置されるよう組み合わせられている。
【００５３】
よって、結合部においては、第１アンテナ素子部１２１および第２アンテナ素子部１２２は、一定の厚みのベース部１０５を介して、すなわち一定の間隔で、ｚ方向に沿って対向するとともに、ｘｙ方向に沿って対向している。ゆえに、第１アンテナ素子部１２１と第２アンテナ素子部１２２との間においては、直流的に非導通であるが、ｚ方向に沿って対向する部分およびｘｙ方向に沿って対向する部分の面積および距離によって決定される静電容量で、第１アンテナ素子部１２１と第２アンテナ素子部１２２とが結合する。つまりは、第１アンテナ素子部１２１と第２アンテナ素子部１２２とが容量結合するので、一体的に励振させることが可能となる。
【００５４】
また、この容量結合は、ｚ方向に沿って対向する部分に加えて、ｘｙ方向に沿って対向する部分も寄与しているので、結合部の平面面積をなるべく小さく抑えたまま、静電容量を増加させることができる。このように、アンテナ装置１０３は、小さな体積で、所定の結合量を確保するための仕組みを有している。なお、「厚みＡ＝厚みＢ＝間隔Ｃ」とすることが望ましいが、これに限らない。また、ベース部１０５は、例えば樹脂成型により作製されるので、ある程度の厚みを有している。
【００５５】
容量結合のための静電容量の値は、アンテナ素子１０４が、例えば、音声通話の電波やデジタル放送の電波などを受信することができる程度に設定される。本実施例の構成によれば、結合部をコンパクトにして、静電容量を増加させることができるので、結合部の小型化を実現しつつ、広いレンジのアンテナを構成することが可能である。
【００５６】
第２アンテナ素子部１２２の第３平板部１２５は、筐体１０１の内部にある回路基板に設けられた給電部と、導電体（例えばバネ端子など）を用いて電気的に接続される。これにより、給電部から第２アンテナ素子部１２２の第３平板部１２５に給電を行うことで、第１アンテナ素子部１２１および第２アンテナ素子部１２２、すなわちアンテナ素子１０４を励振させ、アンテナ動作を行わせることができる。第２アンテナ素子部１２２の第３平板部１２５は、給電点となる。
【００５７】
なお、第１アンテナ素子部１２１の結合部以外の部分および第１平板部１２３は、ベース部１０５の表面と平らな面を構成するように、ベース部１０５に埋め込んで形成することが好ましい。第２アンテナ素子部１２２の第３平板部１２５は、ベース部１０５の裏面、すなわち突起部１０６の天面と平らな面を構成するように、ベース部１０５（突起部１０６）に埋め込んで形成することが好ましい。
【００５８】
このように、本実施例のアンテナ装置１０３によれば、容量結合にて接続されている結合部において、第１アンテナ素子部１２１および第２アンテナ素子部１２２は、ｚ方向に沿って対向する部分に加えて、ｘｙ方向に沿って対向する部分を含んでいる。
【００５９】
よって、従来では、容量結合は平面的に形成された２つの部材が対向することにより実現されていたことを考えると、本実施例のアンテナ装置１０３では、平面面積が同じ従来の構成と比べて、第１アンテナ素子部１２１と第２アンテナ素子部１２２とが対向する総面積を、増加させることが可能となる。つまりは、結合部を立体的に構成することで、平面的に構成する従来の構成（結合距離は同じ）と比べて、小さい領域で容量結合の強度を確保することが可能となる。
【００６０】
また、アンテナ素子１０４を容量結合を用いて構成することで、ベース部１０５の表面側と裏面側とは構造的に分離されている。よって、アンテナ装置１０３は防水性能を有するので、アンテナ装置１０３自体への防水対策は不要となっている。
【００６１】
したがって、アンテナ装置１０３では、容量結合に要する領域を最小にしつつ、必要な強度の容量結合を実現することで、防水対策を不要にするとともに、結合部の小型化を図ることが可能となる。
【００６２】
また、携帯無線機１００では、アンテナ装置１０３を備えることで、従来要していたアンテナ装置自体への余分な防水対策が不要になるとともに、結合部の小型化が可能となる。よって、筐体１０１の内部と外部との境目以外に防水構造を必要としないので、携帯無線機１００に要する防水箇所を減らすことができる。また、アンテナ素子１０４と筐体１０１内の他の金属物との距離を広げることができるので、アンテナとしての効率を確保しやすいエレメントの配置（例えば、アンテナ素子１０４とＧＮＤとの距離を確保する、アンテナ素子１０４を筺体１０１に対してできる限り外形に配置する、など）が可能となる。
【００６３】
さらに、携帯無線機１００では、必要な防水箇所は、突起部１０６が開口部１０７に嵌め込まれている嵌合部の１箇所のみであり、防水構造を簡易化することが可能となる。例えば、嵌合部にＯリング１１０を設けるという簡易な防水構造を採用することができる。
【００６４】
（変形例）
上述のアンテナ装置１０３では、第１アンテナ素子部１２１の第２平板部１２４は、ベース部１０５の表面から垂直的に形成され、第２アンテナ素子部１２２の第４平板部１２６は、ベース部１０５の裏面から垂直的に形成されていた。しかしながら、第２平板部１２４および第４平板部１２６はそれぞれ、ベース部１０５の表面およびベース部１０５の裏面に対して垂直でなくてもよい。すなわち、ｚ方向は、ベース部１０５の表面から裏面に向かう方向であればよく、ベース部１０５の表面から裏面までを垂直的に貫通する方向からずれていてもよい。
【００６５】
また、上述のアンテナ装置１０３では、アンテナ素子１０４の結合部は櫛型構造を有していたが、櫛型構造に限るものではなく、第１アンテナ素子部１２１と第２アンテナ素子部１２２とを立体的に対向させる形の構造（第１アンテナ素子部１２１および第２アンテナ素子部１２２が、ｚ方向に沿って対向する部分と、ｘｙ方向に沿って対向する部分とを含む構造）であればよい。これにより、櫛型構造と略同様に、最小の面積（領域）で必要な容量を確保することができる。なお、結合部において、第１アンテナ素子部１２１と第２アンテナ素子部１２２とが向かい合ったときの距離は、一定であることが望ましいが、これに限らない。
【００６６】
また、ベース部１０５は誘電体により構成されているので、結合部において、好適に容量結合を実現することが可能となる。但し、アンテナ特性を劣化させない限りは、ベース部１０５は、少なくとも、対向する第１アンテナ素子部１２１と第２アンテナ素子部１２２とにより挟まれる部分が、誘電体により構成されていてもよい。
【００６７】
また、上述の携帯無線機１００では、アンテナ装置１０３と筐体１０１との間の嵌合部における防水構造に、Ｏリング１１０を用いていたが、これに限るわけではない。例えば、Ｏリング１１０の代わりに防水テープなどの防水部材を用いることもでき、さらには、複数の防水部材を併用することも勿論可能である。
【００６８】
さらに、上述の携帯無線機１００では、筐体１０１とアンテナ装置１０３とが別体であり組み立てられていたため、上記境目に防水構造が必要となっていたが、筐体１０１とアンテナ装置１０３とを一体化して、防水構造を除くこともできる。つまりは、ベース部１０５を筐体１０１と一体化し、この一体化した筐体にアンテナ素子１０４を埋め込むような構成を適用してもよい。これにより、上記の防水部材のような特別な防水構造を不要とすることが可能となる。
【００６９】
なお、図３などに示したように、ベース部１０５および第１アンテナ素子部１２１はＬ型の形状を有していたが、この形状に限るものではなく、例えば長方形などの形状を有していてもよい。特に、ベース部１０５は、アンテナ特性の保護、また、組立の容易さ（組立式の場合）などを考慮して、様々な形状で作製することができる。
【００７０】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、防水性能を有することが望まれるアンテナ装置に関する分野に好適に用いることができるだけでなく、アンテナ装置の製造方法に関する分野に好適に用いることができ、さらには、アンテナ装置を備える携帯無線機、例えば携帯電話などの分野にも広く用いることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１００ 携帯無線機
１０１ 筐体
１０２ 表示部
１０３ アンテナ装置
１０４ アンテナ素子
１０５ ベース部（ベース部材）
１０６ 突起部
１０７ 開口部
１１０ Ｏリング（防水部材）
１２１ 第１アンテナ素子部
１２２ 第２アンテナ素子部
１２３ 第１平板部
１２４ 第２平板部
１２５ 第３平板部
１２６ 第４平板部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防水性能を有するアンテナ装置、およびそれを備える携帯無線機に関し、特に、容量結合に要する領域を最小にしつつ、必要な強度の容量結合を実現する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来の携帯電話２００の概略構成を示す図であり、筐体２０１の背面側を抽出して示している。図６は、図５に示すスルーホール２０５部分の断面図である。
【０００３】
従来、図５に示すように、携帯電話の一構造として、筐体２０１の背面側の外面に、外観上筐体２０１と一体化して見えるように、アンテナ装置２０２が設置されたものがある。アンテナ装置２０２は、二色成型により作製されたアンテナ素子２０３およびベース部２０４により構成されている。
【０００４】
このような構造では、筐体２０１内に設置された回路基板の給電部から、筐体２０１外に設置されたアンテナ装置２０２のアンテナ素子２０３に給電を行うために、筐体２０１に形成された開口部にアンテナ装置２０２のベース部２０４に形成された突起部が嵌め込まれ、該突起部に形成されたスルーホール２０５を介して、アンテナ素子２０３が筐体２０１内に露出するように延設されている。すなわち、アンテナ素子２０３が、ベース部２０４の外面および内面に設けられ、それらがスルーホール２０５によって接続されている（図６参照）。筐体２０１内に露出したアンテナ素子２０３の一部分と、回路基板の給電部とを、導電体を用いて電気的に接続し給電を行うことで、アンテナ素子２０３を励振させ、アンテナ動作を行わせることができる。
【０００５】
しかし、上記構造を有する携帯電話２００では、筐体２０１とアンテナ装置２０２との境界部（筐体２０１の開口部とベース部２０４の突起部との嵌合部）を介して、また、スルーホール２０５を介して、外部から水が浸入するため、その２箇所に防水対策を施す必要があった。防水構造の実現には、メッキの段差や隙間などにシビアな設計が求められたり、部品・作業の増加による生産性の悪化やコスト増などを招くことがある。それゆえ、防水箇所を少なくすることが重要である。
【０００６】
ここで、筐体２０１とアンテナ装置２０２との境界部の防水は、両者が別体であり組み立てられる性質上、ある程度防水対策が付随することは仕方ないが、アンテナ装置２０２は、それ自体が貫通穴であるスルーホール２０５を有する構成であるため、スルーホール２０５を除いて別の接続手段を用いることで、防水対策を不要とする改善の余地がある。
【０００７】
ところで、屋外に設置する比較的大きなアンテナ、例えば、家屋の屋根に取り付けられるアンテナや、自動車に取り付けられるアンテナの分野では、給電部からアンテナ素子までを直流的（ＤＣ的）に接続するのではなく、容量結合を用いて電気的に接続する技術が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００８】
上記技術によれば、容量結合を用いることにより容量結合間の構成部材は分離することができる。よって、上述のアンテナ装置２０２において、アンテナ素子２０３を、ベース部２０４（筐体２０１）の外側に配置するアンテナ素子部と、ベース部２０４（筐体２０１）の内側に配置するアンテナ素子部とに分離し、両者をベース部２０４を介して対向させ、容量結合させることが考えられる。これにより、アンテナ動作を行わせつつ、ベース部２０４の外側と内側とを構造的に遮断し、内側（給電側）への水の浸入を防止することが可能となる。また、この容量結合を用いたアンテナ装置２０２を備える携帯電話２００では、防水箇所を１箇所に抑え、防水構造を簡易化することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２７５３１１号公報（１９９７年１０月２１日公開）
【特許文献２】特開２００９−３０２６６８号公報（２００９年１２月２４日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の技術では、アンテナ動作が可能な電気的接続を確立するのに必要な容量結合を実現するためには、結合部の平面面積が大きくなるため、結合部の小型化が困難であるという問題がある。
【００１１】
つまり、容量結合とは、第１導電性部材と第２導電性部材とが、互いに向かい合う第１導電性部材および第２導電性部材の面積および距離によって決定される静電容量で、結合することをいう。
【００１２】
例えば、特許文献１には、樹脂フィルムによって両面が被覆されたアンテナ素子と、給電端子とを容量結合させる構成が記載されている。よって、両者を樹脂フィルムを介して平面的に設ける構成のため、容量結合を強くしたい場合は、結合部の面積を大きくしなければならない。
【００１３】
また、樹脂フィルムではなく、厚みのある部材（例えば樹脂成型品）を使用すると、容量結合を強くしたい場合は、さらに結合部の面積が大きくなる。例えば、特許文献２には、ダイポールアンテナに対する距離が比較的大きくても、容量結合によってダイポールアンテナに給電することが可能なアンテナ給電装置が記載されている。しかし、ダイポールアンテナを励振させるための仕組みとして、給電端子にスタブを付加しているため、結合部の面積は大きくなってしまう。
【００１４】
さらに、上記問題によって、容量結合を用いたアンテナ装置を、携帯電話などの小型端末に採用することは難しい。例えば、携帯電話に搭載した場合、結合部の面積を大きくすると、アンテナ装置の近くに配置されている他の金属物と結合してしまい、アンテナ特性が劣化するという問題が生じる。
【００１５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、容量結合に要する領域を極力小さくしながら、必要な強度の容量結合を実現することで、防水対策を不要にするとともに、結合部の小型化を図ることができるアンテナ装置、およびそれを備える携帯無線機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のアンテナ装置は、上記課題を解決するために、
ベース部材と、
上記ベース部材の第１面に設けられた第１アンテナ素子部、および、上記ベース部材の上記第１面と反対側の第２面に設けられた第２アンテナ素子部により構成されたアンテナ素子とを備え、
上記第１アンテナ素子部および上記第２アンテナ素子部は、容量結合にて接続され、
上記第１面に平行な方向をｘｙ方向とし、上記第１面から上記第２面に向かう方向をｚ方向とするとき、上記容量結合にて接続されている結合部では、上記第１アンテナ素子部および上記第２アンテナ素子部は、上記ベース部材を介して、ｚ方向に沿って対向する部分、および、ｘｙ方向に沿って対向する部分を含むことを特徴としている。
【００１７】
従来、容量結合は、平面的に形成された２つの部材が対向することにより実現されていた。これに対し、上記の構成によれば、容量結合にて接続されている結合部において、第１アンテナ素子部および第２アンテナ素子部は、ｚ方向に沿って対向する部分に加えて、ｘｙ方向に沿って対向する部分を含んでいる。
【００１８】
よって、上記の構成によれば、平面面積が同じ従来の構成と比べて、第１アンテナ素子部と第２アンテナ素子部とが対向する総面積を、増加させることが可能となる。つまりは、結合部を立体的に構成することで、平面的に構成する従来の構成（結合距離は同じ）と比べて、最小領域で容量結合の強度を確保することが可能となる。
【００１９】
また、アンテナ素子を容量結合を用いて構成することで、ベース部材の第１面側と第２面側とは構造的に分離されている。よって、アンテナ装置は防水性能を有するので、アンテナ装置自体への防水対策は不要となっている。
【００２０】
したがって、容量結合に要する領域を最小にしつつ、必要な強度の容量結合を実現することで、防水対策を不要にするとともに、結合部の小型化を図ることが可能となる。
【００２１】
また、本発明のアンテナ装置では、
上記第１アンテナ素子部は、上記結合部において、
上記第１面に平面的に形成された第１平板部と、
上記ベース部材を貫通しない長さで上記第１平板部からｚ方向に沿って上記ベース部材の内部にそれぞれ形成され、互いに離間して配置された複数の第２平板部とを含み、
上記第２アンテナ素子部は、上記結合部において、
上記第２面に平面的に形成された第３平板部と、
上記ベース部材を貫通しない長さで上記第３平板部からｚ方向に沿って上記ベース部材の内部にそれぞれ形成され、互いに離間して配置された複数の第４平板部とを含み、
上記第１平板部と上記第３平板部とが、ｚ方向に沿って対向し、
上記第２平板部と上記第４平板部とが、交互に配置されて、ｘｙ方向に沿って対向している構成とすることもできる。
【００２２】
さらに、本発明のアンテナ装置では、
上記第１アンテナ素子部および上記第２アンテナ素子部は、上記ベース部材の上記結合部を横切り上記第２平板部および第４平板部に垂直な断面において、櫛型の形状をそれぞれ有し、互いに噛み合うように配置されている構成とすることもできる。
【００２３】
さらに、本発明のアンテナ装置では、
ｚ方向は、上記第１面から上記第２面までを垂直的に貫通する方向であることが好ましい。
【００２４】
また、本発明のアンテナ装置では、
上記ベース部材の、少なくとも、対向する上記第１アンテナ素子部と上記第２アンテナ素子部とにより挟まれる部分は、誘電体により構成されていることが好ましい。
【００２５】
上記の構成によれば、好適に容量結合を実現することが可能となる。
【００２６】
本発明の携帯無線機は、
筐体と、
上記筐体に取り付けられたアンテナ装置とを備える携帯無線機であって、
上記アンテナ装置は、上述のアンテナ装置であることを特徴としている。
【００２７】
上記の構成によれば、上述のアンテナ装置を備えることで、従来要していたアンテナ装置自体への余分な防水対策が不要になるとともに、結合部の小型化が可能となる。よって、筐体の内部と外部との境目以外に防水構造を必要としないので、携帯無線機に要する防水箇所を減らすことが可能となる。また、アンテナ素子と筐体内の他の金属物との距離を広げることができるので、アンテナとしての効率を確保しやすいエレメントの配置（例えば、アンテナ素子とＧＮＤとの距離を確保する、アンテナ素子を筺体に対してできる限り外形に配置する、など）が可能となる。
【００２８】
また、本発明の携帯無線機では、
上記アンテナ装置のベース部材には、上記第２面が天面となる突起部が形成され、
上記突起部は、上記筐体に形成された開口部に嵌め込まれていることが好ましい。
【００２９】
上記の構成によれば、必要な防水箇所は、突起部が開口部に嵌め込まれている嵌合部の１箇所のみであり、防水構造を簡易化することが可能となる。
【００３０】
また、本発明の携帯無線機では、
上記突起部が上記開口部に嵌め込まれている嵌合部には、防水部材が設けられている構成とすることもできる。
【００３１】
また、本発明の携帯無線機では、
上記アンテナ装置のベース部材は、上記筐体に一体化されている構成とすることもできる。
【発明の効果】
【００３２】
以上のように、本発明のアンテナ装置は、上記第１アンテナ素子部および上記第２アンテナ素子部が容量結合にて接続されている結合部では、上記第１アンテナ素子部および上記第２アンテナ素子部は、上記ベース部材を介して、ｚ方向に沿って対向する部分、および、ｘｙ方向に沿って対向する部分を含む構成である。
【００３３】
それゆえ、結合部を立体的に構成することで、平面的に構成する従来の構成と比べて、最小領域で容量結合の強度を確保することが可能となる。したがって、容量結合に要する領域を最小にしつつ、必要な強度の容量結合を実現することで、防水対策を不要にするとともに、結合部の小型化を図ることができるという効果を奏する。
【００３４】
本発明の携帯無線機は、上記のアンテナ装置を備える構成である。
【００３５】
それゆえ、従来要していたアンテナ装置自体への余分な防水対策が不要になるとともに、結合部の小型化が可能となる。したがって、携帯無線機に要する防水箇所を減らすことができるとともに、アンテナとしての効率を確保しやすいエレメントの配置が可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明における携帯無線機の実施の一形態を示す概略図であり、（ａ）は背面側を示し、（ｂ）は表示面側を示す。
【図２】図１の携帯無線機の背面にある筐体を部分的に抽出して示す図であり、（ａ）は背面側を示し、（ｂ）は側面を示し、（ｃ）は筐体１０１の内部側を示す。
【図３】図２の携帯無線機の構成を分解して示す分解図である。
【図４】図１の携帯無線機に設けられたアンテナ装置のアンテナ素子を拡大して示す図であり、（ａ）は第１アンテナ素子部の配置側を示し、（ｂ）は結合部の断面を示し、（ｃ）は第２アンテナ素子部の配置側を示す。
【図５】従来の携帯電話の概略構成を示す図であり、筐体の背面側を抽出して示している。
【図６】図５に示すスルーホール部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明の一実施形態について図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００３８】
図１は、本実施の形態の携帯無線機１００の一構成例を示す概略図であり、（ａ）は背面側を示し、（ｂ）は表示面側を示す。図２は、図１の携帯無線機１００の背面にある筐体１０１を部分的に抽出して示す図であり、（ａ）は背面側を示し、（ｂ）は側面を示し、（ｃ）は筐体１０１の内部側を示す。図３は、図２の携帯無線機１００の構成を分解して示す分解図である。
【００３９】
（携帯無線機の構成）
図１〜図３に示すように、本実施の形態の携帯無線機１００は、筐体１０１、表示部１０２、およびアンテナ装置１０３を備えている。携帯無線機１００は、例えば手の平に収まる程度の大きさの小型の無線機であり、携帯電話（スマートフォン）や携帯タブレットなどの携帯端末として提供することができる。
【００４０】
筐体１０１は、絶縁体により構成されている。筐体１０１の前面には、表示部１０２が設けられ、筐体１０１の背面には、アンテナ装置１０３が設けられている。筐体１０１の背面部分は、アンテナ装置１０３を収容し取り付けるための、段差が形成された形状を有している。筐体１０１の１段低くなった段差部分には、開口部１０７が形成されている。筐体１０１の内部には、回路基板など（図示せず）が格納されている。表示部１０２は、画像を表示する部分であり、例えば液晶パネルなどにより構成されている。表示部１０２は、タッチパネル機能を有していてもよい。
【００４１】
アンテナ装置１０３は、アンテナ素子１０４およびベース部１０５（ベース部材）を備えている。アンテナ素子１０４およびベース部１０５は、例えば、金型を用いた成型により作製される。
【００４２】
ベース部１０５は、誘電体（例えば樹脂）により構成されている。ベース部１０５は、Ｌ字型の形状を有するブロック材であり、Ｌ字状の一方の面にアンテナ素子１０４の大部分が設けられ、他方の面（一方の面と反対側の面）に突起部１０６が形成されている。以下、ベース部１０５の、上記一方の面を表面（第１面）と称し、上記他方の面を裏面（第２面）と称する。
【００４３】
アンテナ素子１０４は、導電体（例えば金属）により構成されている。アンテナ素子１０４は、ベース部１０５の表面に設けられた第１アンテナ素子部と、ベース部１０５の裏面に設けられた第２アンテナ素子部とを含む。第１アンテナ素子部および第２アンテナ素子部は、容量結合にて接続されている。アンテナ素子１０４の具体的な構成については後述する。
【００４４】
アンテナ装置１０３は、筐体１０１の外側であって、筐体１０１の背面の１段低くなった段差部分に取り付けられている。このとき、アンテナ装置１０３の突起部１０６は、筐体１０１の開口部１０７に嵌め込まれている。また、この嵌合部には、Ｏリング１１０が設けられている。これにより、筐体１０１とアンテナ装置１０３との境界部（筐体１０１の開口部１０７とベース部１０５の突起部１０６との嵌合部）からの水の浸入を防止することが可能となっている。
【００４５】
（アンテナ素子の構成）
次に、アンテナ素子１０４の具体的な構成について説明する。
【００４６】
図４は、アンテナ素子１０４を拡大して示す図であり、（ａ）は第１アンテナ素子部１２１の配置側を示し、（ｂ）は結合部の断面を示し、（ｃ）は第２アンテナ素子部１２２の配置側を示す。なお以下では、説明の便宜上、ベース部１０５の表面に平行な方向をｘｙ方向とし、該表面から裏面までを垂直的に貫通する方向（ｘｙ方向と垂直な方向）をｚ方向とする。
【００４７】
図４に示すように、アンテナ素子１０４は、第１アンテナ素子部１２１および第２アンテナ素子部１２２により構成されている。第１アンテナ素子部１２１および第２アンテナ素子部１２２は分離されているが、誘電率を持ったベース部１０５を介して間接的に容量結合させることで、電気的に接続されて、アンテナを構成する。ここで、以下では、第１アンテナ素子部１２１および第２アンテナ素子部１２２が容量結合にて接続されている部分（静電容量を形成している部分）を、結合部と呼ぶ。結合部は、アンテナ素子１０４の一部である。
【００４８】
第１アンテナ素子部１２１は、ベース部１０５の表面に設けられており、携帯無線機１００においては筐体１０１の外側に配置される。第１アンテナ素子部１２１は、Ｌ字状に形成されている。第１アンテナ素子部１２１の一方の端は開放されており、他方の端は結合部となっている。第１アンテナ素子部１２１の結合部以外の部分は、ベース部１０５の表面に平面的に形成されている。第１アンテナ素子部１２１の結合部の部分は、ベース部１０５の表面に平面的な第１平板部１２３と、ベース部１０５の表面に垂直的な複数の第２平板部１２４とを含んでいる。
【００４９】
第１平板部１２３は、矩形の形状を有し、ベース部１０５の表面に平面的に形成されている。第２平板部１２４は、矩形の形状を有し、ベース部１０５の内部に、ベース部１０５の表面からｚ方向に沿って垂直的に形成されている。第２平板部１２４は、第１平板部１２３に接続されており、予め定められた一定の間隔をあけて配置されている。第２平板部１２４は、予め定められた一定の厚み（厚みＡ）を残すような、ベース部１０５を貫通しない長さを有する。これにより、第１アンテナ素子部１２１の結合部の部分は、断面視で櫛型の形状を有している（図４の（ｂ）参照）。
【００５０】
第２アンテナ素子部１２２は、ベース部１０５の裏面に設けられており、携帯無線機１００においては筐体１０１の内側に配置される。第２アンテナ素子部１２２は、矩形状に形成されている。第２アンテナ素子部１２２は、全体が結合部となっている。第２アンテナ素子部１２２は、ベース部１０５の裏面に平面的な第３平板部１２５と、ベース部１０５の裏面に垂直的な複数の第４平板部１２６とを含んでいる。
【００５１】
第３平板部１２５は、矩形の形状を有し、ベース部１０５の裏面、具体的には突起部１０６上に平面的に形成されている。第４平板部１２６は、矩形の形状を有し、ベース部１０５の内部に、ベース部１０５の裏面からｚ方向に沿って垂直的に形成されている。第４平板部１２６は、第３平板部１２５に接続されており、予め定められた一定の間隔をあけて配置されている。第４平板部１２６は、予め定められた一定の厚み（厚みＢ）を残すような、ベース部１０５を貫通しない長さを有する。これにより、第２アンテナ素子部１２２の結合部の部分は、断面視で櫛型の形状を有している（図４の（ｂ）参照）。
【００５２】
また、第１アンテナ素子部１２１の第１平板部１２３と、第２アンテナ素子部１２２の第３平板部１２５とは、ｚ方向に沿って対向している。さらに、第１アンテナ素子部１２１の第２平板部１２４と、第２アンテナ素子部１２２の第４平板部１２６とは、予め定められた一定の間隔（間隔Ｃ）をあけて交互に配置され、ｘｙ方向に沿って対向している。これにより、結合部において、第１アンテナ素子部１２１と第２アンテナ素子部１２２とは、櫛型の構造体が互いに噛み合うように配置されている。すなわち、第１アンテナ素子部１２１および第２アンテナ素子部１２２は、互い違いに配置されるよう組み合わせられている。
【００５３】
よって、結合部においては、第１アンテナ素子部１２１および第２アンテナ素子部１２２は、一定の厚みのベース部１０５を介して、すなわち一定の間隔で、ｚ方向に沿って対向するとともに、ｘｙ方向に沿って対向している。ゆえに、第１アンテナ素子部１２１と第２アンテナ素子部１２２との間においては、直流的に非導通であるが、ｚ方向に沿って対向する部分およびｘｙ方向に沿って対向する部分の面積および距離によって決定される静電容量で、第１アンテナ素子部１２１と第２アンテナ素子部１２２とが結合する。つまりは、第１アンテナ素子部１２１と第２アンテナ素子部１２２とが容量結合するので、一体的に励振させることが可能となる。
【００５４】
また、この容量結合は、ｚ方向に沿って対向する部分に加えて、ｘｙ方向に沿って対向する部分も寄与しているので、結合部の平面面積をなるべく小さく抑えたまま、静電容量を増加させることができる。このように、アンテナ装置１０３は、小さな体積で、所定の結合量を確保するための仕組みを有している。なお、「厚みＡ＝厚みＢ＝間隔Ｃ」とすることが望ましいが、これに限らない。また、ベース部１０５は、例えば樹脂成型により作製されるので、ある程度の厚みを有している。
【００５５】
容量結合のための静電容量の値は、アンテナ素子１０４が、例えば、音声通話の電波やデジタル放送の電波などを受信することができる程度に設定される。本実施例の構成によれば、結合部をコンパクトにして、静電容量を増加させることができるので、結合部の小型化を実現しつつ、広いレンジのアンテナを構成することが可能である。
【００５６】
第２アンテナ素子部１２２の第３平板部１２５は、筐体１０１の内部にある回路基板に設けられた給電部と、導電体（例えばバネ端子など）を用いて電気的に接続される。これにより、給電部から第２アンテナ素子部１２２の第３平板部１２５に給電を行うことで、第１アンテナ素子部１２１および第２アンテナ素子部１２２、すなわちアンテナ素子１０４を励振させ、アンテナ動作を行わせることができる。第２アンテナ素子部１２２の第３平板部１２５は、給電点となる。
【００５７】
なお、第１アンテナ素子部１２１の結合部以外の部分および第１平板部１２３は、ベース部１０５の表面と平らな面を構成するように、ベース部１０５に埋め込んで形成することが好ましい。第２アンテナ素子部１２２の第３平板部１２５は、ベース部１０５の裏面、すなわち突起部１０６の天面と平らな面を構成するように、ベース部１０５（突起部１０６）に埋め込んで形成することが好ましい。
【００５８】
このように、本実施例のアンテナ装置１０３によれば、容量結合にて接続されている結合部において、第１アンテナ素子部１２１および第２アンテナ素子部１２２は、ｚ方向に沿って対向する部分に加えて、ｘｙ方向に沿って対向する部分を含んでいる。
【００５９】
よって、従来では、容量結合は平面的に形成された２つの部材が対向することにより実現されていたことを考えると、本実施例のアンテナ装置１０３では、平面面積が同じ従来の構成と比べて、第１アンテナ素子部１２１と第２アンテナ素子部１２２とが対向する総面積を、増加させることが可能となる。つまりは、結合部を立体的に構成することで、平面的に構成する従来の構成（結合距離は同じ）と比べて、小さい領域で容量結合の強度を確保することが可能となる。
【００６０】
また、アンテナ素子１０４を容量結合を用いて構成することで、ベース部１０５の表面側と裏面側とは構造的に分離されている。よって、アンテナ装置１０３は防水性能を有するので、アンテナ装置１０３自体への防水対策は不要となっている。
【００６１】
したがって、アンテナ装置１０３では、容量結合に要する領域を最小にしつつ、必要な強度の容量結合を実現することで、防水対策を不要にするとともに、結合部の小型化を図ることが可能となる。
【００６２】
また、携帯無線機１００では、アンテナ装置１０３を備えることで、従来要していたアンテナ装置自体への余分な防水対策が不要になるとともに、結合部の小型化が可能となる。よって、筐体１０１の内部と外部との境目以外に防水構造を必要としないので、携帯無線機１００に要する防水箇所を減らすことができる。また、アンテナ素子１０４と筐体１０１内の他の金属物との距離を広げることができるので、アンテナとしての効率を確保しやすいエレメントの配置（例えば、アンテナ素子１０４とＧＮＤとの距離を確保する、アンテナ素子１０４を筺体１０１に対してできる限り外形に配置する、など）が可能となる。
【００６３】
さらに、携帯無線機１００では、必要な防水箇所は、突起部１０６が開口部１０７に嵌め込まれている嵌合部の１箇所のみであり、防水構造を簡易化することが可能となる。例えば、嵌合部にＯリング１１０を設けるという簡易な防水構造を採用することができる。
【００６４】
（変形例）
上述のアンテナ装置１０３では、第１アンテナ素子部１２１の第２平板部１２４は、ベース部１０５の表面から垂直的に形成され、第２アンテナ素子部１２２の第４平板部１２６は、ベース部１０５の裏面から垂直的に形成されていた。しかしながら、第２平板部１２４および第４平板部１２６はそれぞれ、ベース部１０５の表面およびベース部１０５の裏面に対して垂直でなくてもよい。すなわち、ｚ方向は、ベース部１０５の表面から裏面に向かう方向であればよく、ベース部１０５の表面から裏面までを垂直的に貫通する方向からずれていてもよい。
【００６５】
また、上述のアンテナ装置１０３では、アンテナ素子１０４の結合部は櫛型構造を有していたが、櫛型構造に限るものではなく、第１アンテナ素子部１２１と第２アンテナ素子部１２２とを立体的に対向させる形の構造（第１アンテナ素子部１２１および第２アンテナ素子部１２２が、ｚ方向に沿って対向する部分と、ｘｙ方向に沿って対向する部分とを含む構造）であればよい。これにより、櫛型構造と略同様に、最小の面積（領域）で必要な容量を確保することができる。なお、結合部において、第１アンテナ素子部１２１と第２アンテナ素子部１２２とが向かい合ったときの距離は、一定であることが望ましいが、これに限らない。
【００６６】
また、ベース部１０５は誘電体により構成されているので、結合部において、好適に容量結合を実現することが可能となる。但し、アンテナ特性を劣化させない限りは、ベース部１０５は、少なくとも、対向する第１アンテナ素子部１２１と第２アンテナ素子部１２２とにより挟まれる部分が、誘電体により構成されていてもよい。
【００６７】
また、上述の携帯無線機１００では、アンテナ装置１０３と筐体１０１との間の嵌合部における防水構造に、Ｏリング１１０を用いていたが、これに限るわけではない。例えば、Ｏリング１１０の代わりに防水テープなどの防水部材を用いることもでき、さらには、複数の防水部材を併用することも勿論可能である。
【００６８】
さらに、上述の携帯無線機１００では、筐体１０１とアンテナ装置１０３とが別体であり組み立てられていたため、上記境目に防水構造が必要となっていたが、筐体１０１とアンテナ装置１０３とを一体化して、防水構造を除くこともできる。つまりは、ベース部１０５を筐体１０１と一体化し、この一体化した筐体にアンテナ素子１０４を埋め込むような構成を適用してもよい。これにより、上記の防水部材のような特別な防水構造を不要とすることが可能となる。
【００６９】
なお、図３などに示したように、ベース部１０５および第１アンテナ素子部１２１はＬ型の形状を有していたが、この形状に限るものではなく、例えば長方形などの形状を有していてもよい。特に、ベース部１０５は、アンテナ特性の保護、また、組立の容易さ（組立式の場合）などを考慮して、様々な形状で作製することができる。
【００７０】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、防水性能を有することが望まれるアンテナ装置に関する分野に好適に用いることができるだけでなく、アンテナ装置の製造方法に関する分野に好適に用いることができ、さらには、アンテナ装置を備える携帯無線機、例えば携帯電話などの分野にも広く用いることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１００ 携帯無線機
１０１ 筐体
１０２ 表示部
１０３ アンテナ装置
１０４ アンテナ素子
１０５ ベース部（ベース部材）
１０６ 突起部
１０７ 開口部
１１０ Ｏリング（防水部材）
１２１ 第１アンテナ素子部
１２２ 第２アンテナ素子部
１２３ 第１平板部
１２４ 第２平板部
１２５ 第３平板部
１２６ 第４平板部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材と、
上記ベース部材の第１面に設けられた第１アンテナ素子部、および、上記ベース部材の上記第１面と反対側の第２面に設けられた第２アンテナ素子部により構成されたアンテナ素子とを備え、
上記第１アンテナ素子部および上記第２アンテナ素子部は、容量結合にて接続され、
上記第１面に平行な方向をｘｙ方向とし、上記第１面から上記第２面に向かう方向をｚ方向とするとき、上記容量結合にて接続されている結合部では、上記第１アンテナ素子部および上記第２アンテナ素子部は、上記ベース部材を介して、ｚ方向に沿って対向する部分、および、ｘｙ方向に沿って対向する部分を含むことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
上記第１アンテナ素子部は、上記結合部において、
上記第１面に平面的に形成された第１平板部と、
上記ベース部材を貫通しない長さで上記第１平板部からｚ方向に沿って上記ベース部材の内部にそれぞれ形成され、互いに離間して配置された複数の第２平板部とを含み、
上記第２アンテナ素子部は、上記結合部において、
上記第２面に平面的に形成された第３平板部と、
上記ベース部材を貫通しない長さで上記第３平板部からｚ方向に沿って上記ベース部材の内部にそれぞれ形成され、互いに離間して配置された複数の第４平板部とを含み、
上記第１平板部と上記第３平板部とが、ｚ方向に沿って対向し、
上記第２平板部と上記第４平板部とが、交互に配置されて、ｘｙ方向に沿って対向していることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
上記第１アンテナ素子部および上記第２アンテナ素子部は、上記ベース部材の上記結合部を横切り上記第２平板部および第４平板部に垂直な断面において、櫛型の形状をそれぞれ有し、互いに噛み合うように配置されていることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
ｚ方向は、上記第１面から上記第２面までを垂直的に貫通する方向であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
上記ベース部材の、少なくとも、対向する上記第１アンテナ素子部と上記第２アンテナ素子部とにより挟まれる部分は、誘電体により構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
筐体と、
上記筐体に取り付けられたアンテナ装置とを備える携帯無線機であって、
上記アンテナ装置は、請求項１〜５のいずれか１項に記載のアンテナ装置であることを特徴とする携帯無線機。
【請求項７】
上記アンテナ装置のベース部材には、上記第２面が天面となる突起部が形成され、
上記突起部は、上記筐体に形成された開口部に嵌め込まれていることを特徴とする請求項６に記載の携帯無線機。
【請求項８】
上記突起部が上記開口部に嵌め込まれている嵌合部には、防水部材が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の携帯無線機。
【請求項９】
上記アンテナ装置のベース部材は、上記筐体に一体化されていることを特徴とする請求項６に記載の携帯無線機。
【請求項１】
ベース部材と、
上記ベース部材の第１面に設けられた第１アンテナ素子部、および、上記ベース部材の上記第１面と反対側の第２面に設けられた第２アンテナ素子部により構成されたアンテナ素子とを備え、
上記第１アンテナ素子部および上記第２アンテナ素子部は、容量結合にて接続され、
上記第１面に平行な方向をｘｙ方向とし、上記第１面から上記第２面に向かう方向をｚ方向とするとき、上記容量結合にて接続されている結合部では、上記第１アンテナ素子部および上記第２アンテナ素子部は、上記ベース部材を介して、ｚ方向に沿って対向する部分、および、ｘｙ方向に沿って対向する部分を含むことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
上記第１アンテナ素子部は、上記結合部において、
上記第１面に平面的に形成された第１平板部と、
上記ベース部材を貫通しない長さで上記第１平板部からｚ方向に沿って上記ベース部材の内部にそれぞれ形成され、互いに離間して配置された複数の第２平板部とを含み、
上記第２アンテナ素子部は、上記結合部において、
上記第２面に平面的に形成された第３平板部と、
上記ベース部材を貫通しない長さで上記第３平板部からｚ方向に沿って上記ベース部材の内部にそれぞれ形成され、互いに離間して配置された複数の第４平板部とを含み、
上記第１平板部と上記第３平板部とが、ｚ方向に沿って対向し、
上記第２平板部と上記第４平板部とが、交互に配置されて、ｘｙ方向に沿って対向していることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
上記第１アンテナ素子部および上記第２アンテナ素子部は、上記ベース部材の上記結合部を横切り上記第２平板部および第４平板部に垂直な断面において、櫛型の形状をそれぞれ有し、互いに噛み合うように配置されていることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
ｚ方向は、上記第１面から上記第２面までを垂直的に貫通する方向であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
上記ベース部材の、少なくとも、対向する上記第１アンテナ素子部と上記第２アンテナ素子部とにより挟まれる部分は、誘電体により構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
筐体と、
上記筐体に取り付けられたアンテナ装置とを備える携帯無線機であって、
上記アンテナ装置は、請求項１〜５のいずれか１項に記載のアンテナ装置であることを特徴とする携帯無線機。
【請求項７】
上記アンテナ装置のベース部材には、上記第２面が天面となる突起部が形成され、
上記突起部は、上記筐体に形成された開口部に嵌め込まれていることを特徴とする請求項６に記載の携帯無線機。
【請求項８】
上記突起部が上記開口部に嵌め込まれている嵌合部には、防水部材が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の携帯無線機。
【請求項９】
上記アンテナ装置のベース部材は、上記筐体に一体化されていることを特徴とする請求項６に記載の携帯無線機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−９８９３８（Ｐ２０１３−９８９３８Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４２８３５（Ｐ２０１１−２４２８３５）
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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