特許 6222524 アンテナ装置及び電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6222524

(24)【登録日】2017年10月13日

(45)【発行日】2017年11月1日

(54)【発明の名称】アンテナ装置及び電子機器

(51)【国際特許分類】

   H01Q 19/28 20060101AFI20171023BHJP

   H01Q 9/04 20060101ALI20171023BHJP

   H01Q 1/24 20060101ALI20171023BHJP

   H01Q 1/44 20060101ALI20171023BHJP

   G04R 60/04 20130101ALI20171023BHJP

   G04R 60/10 20130101ALI20171023BHJP

   G04G 21/00 20100101ALI20171023BHJP

   G04G 21/04 20130101ALI20171023BHJP

   G04G 17/00 20130101ALI20171023BHJP

   G04G 17/08 20060101ALI20171023BHJP

   G04B 37/16 20060101ALI20171023BHJP

   A44C 5/10 20060101ALI20171023BHJP

【ＦＩ】

   H01Q19/28

   H01Q9/04

   H01Q1/24 Z

   H01Q1/44

   G04R60/04

   G04R60/10

   G04G21/00 303

   G04G21/04

   G04G17/00 E

   G04G17/08

   G04B37/16 B

   A44C5/10 514Z

【請求項の数】8

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2014-55999(P2014-55999)

(22)【出願日】2014年3月19日

(65)【公開番号】特開2015-179929(P2015-179929A)

(43)【公開日】2015年10月8日

【審査請求日】2016年11月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096699

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿嶋 英實

(72)【発明者】

【氏名】青木 由隆

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 晃

【審査官】 橘 均憲

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０７−０２９４９７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０８−３０７１２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−３０７１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００１６０１６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０００−１１４９９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１８７０８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１１０３２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１６３３６８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ １／００−２５／０４

Ｇ０４Ｒ ６０／０４

Ｇ０４Ｒ ６０／１０

Ｇ０４Ｇ ２１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力が供給されて特定の周波数の電磁波を送信又は受信する第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子と離間し、導電性を有する材料により形成され、電気的に独立して設けられ、前記電磁波を送信又は受信する第２のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との間の領域に、前記第１のアンテナ素子及び前記第２のアンテナ素子から離間し、導電性を有する材料により形成され、電気的に独立して設けられ、前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との双方に対して電界結合を生じる位置に配置されている中間部材と、
内部に密閉された空間を有する筐体と、
前記筐体に付設された、該筐体を対象物に装着するための装着帯と、
を備え、
前記第１のアンテナ素子は、前記筐体の内部に設けられ、
前記第２のアンテナ素子は、前記装着帯に設けられ、
前記中間部材は、前記筐体の内面、前記筐体の外面、筐体を構成する部材の内部、及び、前記筐体と前記装着帯との間、の何れかに設けられ、
前記中間部材は、前記特定の周波数で共振する形状及び寸法を有していることを特徴とするアンテナ装置。

【請求項2】

電力が供給されて特定の周波数の電磁波を送信又は受信する第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子と離間し、導電性を有する材料により形成され、電気的に独立して設けられ、前記電磁波を送信又は受信する第２のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との間の領域に、前記第１のアンテナ素子及び前記第２のアンテナ素子から離間し、導電性を有する材料により形成され、電気的に独立して設けられ、前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との双方に対して電界結合を生じる位置に配置されている中間部材と、
内部に密閉された空間を有する筐体と、
前記筐体に付設された、該筐体を対象物に装着するための装着帯と、
を備え、
前記第１のアンテナ素子は、前記筐体の内部に設けられ、
前記第２のアンテナ素子は、前記装着帯に設けられ、
前記中間部材は、前記筐体の内面、前記筐体の外面、筐体を構成する部材の内部、及び、前記筐体と前記装着帯との間、の何れかに設けられ、
前記第１のアンテナ素子の前記第２のアンテナ素子側の第１の端部は第１の延在方向に沿って延在し、
前記中間部材と、前記第２のアンテナ素子の前記第１のアンテナ素子側の第２の端部とは、前記第１の延在方向に沿って延在して設けられ、
前記装着帯は、前記筐体に対して、該筐体に対する角度が可変に付設されており、
前記中間部材は、前記筐体が前記装着帯によって前記対象物に装着されている状態で、前記第１のアンテナ素子の前記第１の端部と、前記第２のアンテナ素子の前記第２の端部とに挟まれる領域の中となる位置に設けられることを特徴とするアンテナ装置。

【請求項3】

前記第１のアンテナ素子の前記第１の端部と前記中間部材の前記第１のアンテナ素子と対向する側との間の第１の距離と、前記第２のアンテナ素子の前記第２の端部と前記中間部材の前記第２のアンテナ素子と対向する側との間の第２の距離と、が同じとなっ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】

前記筐体の、前記第１のアンテナ素子に対向する領域の部材が、絶縁性を有する材料により形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のアンテナ装置。

【請求項5】

前記装着帯の、前記第２のアンテナ素子に接している領域の部材が、絶縁性を有する部材により形成され、
前記第２のアンテナ素子は、前記特定の周波数で共振する形状及び寸法を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のアンテナ装置。

【請求項6】

前記第２のアンテナ素子は、直線状の第１の辺と第２の辺とを有し、前記第１の辺及び前記第２の辺の長さは前記特定の周波数の波長の１／２^ｎ（ｎ＝０、１、２、３、・・）の長さに設定され、前記第１の辺と前記第２の辺とが互いに交差する方向に延在して屈曲した形状を有していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のアンテナ装置。

【請求項7】

前記中間部材は、前記装着帯を前記筐体に付設するための、前記筐体と前記装着帯との間に設けられた棒状部材であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のアンテナ装置。

【請求項8】

外部の機器との通信を制御する通信制御機能を有する電子機器本体部と、
前記請求項１乃至７のいずれかに記載のアンテナ装置と、
を備え、
前記第１のアンテナ素子に前記電子機器本体部から前記電力が供給されていることを特徴とする電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アンテナ装置及び電子機器に関し、特に、小型の筐体を有し、かつ、無線通信機能を備えた携帯型の電子機器に適用されるアンテナ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、スマートフォン（高機能携帯電話機）やタブレット型端末、デジタルカメラ、スポーツウォッチ（ランニングウォッチ）、登山用ＧＰＳ機器等のように、各種の無線通信機能を備えた携帯型の電子機器の普及が著しい。これらの電子機器においては、例えば公衆の無線通信回線（携帯電話回線、高速データ通信回線等）への接続機能や、無線ＬＡＮ（Local Area Network）やブルートゥース（Bluetooth（登録商標））等の近距離無線通信機能、ＧＰＳ（Global Positioning System；全地球測位システム）衛星からの電磁波を利用した測位機能等が搭載されている。

【0003】

特に、近年の健康志向の高まりや趣味の多様化により、日常的にウォーキングやランニング、サイクリング等の運動を行って健康状態を維持、増進する人々や、登山やトレッキング等により自然の中で過ごす人々が増えている。このような場面で利用されるスポーツウォッチやアウトドア用の電子機器においては、近年益々高機能化が進んでおり、小型軽量であることに加え、例えば無線ＬＡＮやブルートゥース（Bluetooth（登録商標））等の近距離無線通信機能や、ＧＰＳ衛星からの電磁波の受信機能等を利用した様々な機能やサービスが提供されるようになっている。例えば特許文献１には、筐体内に配置された方形状のパッチアンテナにより、ＧＰＳ衛星からの電磁波を受信して時刻を修正する腕時計型端末（電波腕時計）が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−２０８９４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した特許文献１に記載されている腕時計型端末のような携帯型の電子機器においては、小型の筐体に多くの電子部品を内蔵する必要があるため、ＧＰＳや各種の無線通信のためのアンテナとして、小型のものを適用せざるを得ないという制約がある。そのため、電磁波の送受信効率の劣化や電磁波の狭帯域化等の、無線通信機能の性能劣化を招くという問題を有していた。

【0006】

また、無線通信のためのアンテナとして、特許文献１に記載されているようなパッチアンテナ等を適用した場合、良好な送受信効率を実現するためには、アンテナのサイズ（面積と厚み）を考慮する必要がある。ここで、アンテナの性能を向上させるために、アンテナを大型化した場合には、アンテナ周辺の電子部品のレイアウト設計や、電子機器の筐体のサイズやデザインに影響を与える場合があるという問題を有していた。一方、筐体を小型化、薄型化しようとすると、アンテナの構造設計やアンテナの性能に制約が生じる場合があるという問題を有していた。

【0007】

そこで、本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、実装する筐体等の物理的な仕様を満たしつつ、電磁波の送受信特性に優れたアンテナ装置、及び、当該アンテナ装置を備えた電子機器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】

【0008】

本発明に係る第一の態様のアンテナ装置は、
電力が供給されて特定の周波数の電磁波を送信又は受信する第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子と離間し、導電性を有する材料により形成され、電気的に独立して設けられ、前記電磁波を送信又は受信する第２のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との間の領域に、前記第１のアンテナ素子及び前記第２のアンテナ素子から離間し、導電性を有する材料により形成され、電気的に独立して設けられ、前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との双方に対して電界結合を生じる位置に配置されている中間部材と、
内部に密閉された空間を有する筐体と、
前記筐体に付設された、該筐体を対象物に装着するための装着帯と、
を備え、
前記第１のアンテナ素子は、前記筐体の内部に設けられ、
前記第２のアンテナ素子は、前記装着帯に設けられ、
前記中間部材は、前記筐体の内面、前記筐体の外面、筐体を構成する部材の内部、及び、前記筐体と前記装着帯との間、の何れかに設けられ、
前記中間部材は、前記特定の周波数で共振する形状及び寸法を有していることを特徴とする。
本発明に係る第二の態様のアンテナ装置は、
電力が供給されて特定の周波数の電磁波を送信又は受信する第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子と離間し、導電性を有する材料により形成され、電気的に独立して設けられ、前記電磁波を送信又は受信する第２のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との間の領域に、前記第１のアンテナ素子及び前記第２のアンテナ素子から離間し、導電性を有する材料により形成され、電気的に独立して設けられ、前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との双方に対して電界結合を生じる位置に配置されている中間部材と、
内部に密閉された空間を有する筐体と、
前記筐体に付設された、該筐体を対象物に装着するための装着帯と、
を備え、
前記第１のアンテナ素子は、前記筐体の内部に設けられ、
前記第２のアンテナ素子は、前記装着帯に設けられ、
前記中間部材は、前記筐体の内面、前記筐体の外面、筐体を構成する部材の内部、及び、前記筐体と前記装着帯との間、の何れかに設けられ、
前記第１のアンテナ素子の前記第２のアンテナ素子側の第１の端部は第１の延在方向に沿って延在し、
前記中間部材と、前記第２のアンテナ素子の前記第１のアンテナ素子側の第２の端部とは、前記第１の延在方向に沿って延在して設けられ、
前記装着帯は、前記筐体に対して、該筐体に対する角度が可変に付設されており、
前記中間部材は、前記筐体が前記装着帯によって前記対象物に装着されている状態で、前記第１のアンテナ素子の前記第１の端部と、前記第２のアンテナ素子の前記第２の端部とに挟まれる領域の中となる位置に設けられることを特徴とする。

【0009】

本発明に係る電子機器は、
外部の機器との通信を制御する通信制御機能を有する電子機器本体部と、
上記第一の態様のアンテナ装置又は上記第二の態様のアンテナ装置と、
を備え、
前記第１のアンテナ素子に前記電子機器本体部から前記電力が供給されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、各種の無線通信やＧＰＳ等に適用されるアンテナ装置において、実装する筐体等の物理的な仕様を満たしつつ、優れた電磁波の送受信特性を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係るアンテナ装置を適用した電子機器の第１の実施形態を示す概略構成図である。

【図2】第１の実施形態に係る電子機器の要部の拡大図である。

【図3】第１の実施形態に適用されるベルトアンテナの組み付け構造、及び、他の平面形状を示す概略図である。

【図4】第１の実施形態に係るアンテナ装置におけるシミュレーション実験に適用したパラメータを説明するための図である。

【図5】第１の実施形態に係るアンテナ装置における中間エレメントの有無、形状及び配置と、電磁波の送受信特性との関係（シミュレーション結果）を示す図である。

【図6】本発明に係るアンテナ装置を適用した電子機器の第２の実施形態を示す概略構成図である。

【図7】第２の実施形態に係る電子機器の要部の拡大図である。

【図8】第２の実施形態に係るアンテナ装置におけるシミュレーション実験に適用したパラメータ、及び、シミュレーション結果を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明に係るアンテナ装置及び電子機器について、実施形態を示して詳しく説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明に係るアンテナ装置を適用した電子機器の第１の実施形態を示す概略構成図である。ここで、図１（ａ）は、本実施形態に係る電子機器の外観構成を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した電子機器をベルト部側から見た側面を示す図であり、図１（ｃ）は、図１（ｂ）に示した電子機器におけるＩＣ−ＩＣ線（本明細書においては図１中に示したローマ数字の「１」に対応する記号として便宜的に「Ｉ」を用いる。）に沿った断面構造を示す概略図である。なお、図１においては、図示を明瞭にするために、ベルトアンテナ１２２に便宜的にハッチングを施して示した。また、図２は、本実施形態に係る電子機器の要部の拡大図である。ここで、図２（ｂ）は、図１（ｃ）に示したIIＢ部（本明細書においては図１中に示したローマ数字の「２」に対応する記号として便宜的に「II」を用いる。）の拡大断面図である。なお、図２においては、図示を明瞭にするために、ベルト部１２０の帯状部材１２１を省略してベルトアンテナ１２２のみを示し、便宜的にハッチングを施した。また、図３は、本実施形態に適用されるベルトアンテナの組み付け構造、及び、他の平面形状を示す概略図である。

【0013】

第１の実施形態に係る電子機器１００Ａは、例えば図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、機器本体１１０と、機器本体１１０に付設されて、機器本体１１０を手首等の人体（対象物）に装着するためのベルト部（装着帯）１２０と、を備えた腕時計型の形状を有している。

【0014】

機器本体１１０は、例えば図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、矩形状の平面形状を有する一対の面（図面上面及び下面）が対向して配置された平板状（又は、タブレット形状）の筐体（ケース）１１１に、表示部１１２や入力操作部１１３、回路基板１１４やアンテナ素子等の、電子機器１００Ａ特有の動作や機能を実現するための構成が組み込まれている。

【0015】

具体的には、筐体１１１の一面側（図面上面側）には、例えば表示部１１２が設けられ、電子機器１００Ａの動作や機能に応じた種々の情報が表示される。また、筐体１１１の一面側や側面には、例えば操作スイッチやタッチパネル等の入力操作部１１３が設けられ、ユーザにより電子機器１００Ａの動作や機能、表示部１１２に表示される情報を操作、設定する際に使用される。

【0016】

また、筐体１１１は、内部に密閉された空間を有し、例えば図２（ｂ）に示すように、回路基板１１４や電磁波の放射器となるアンテナ素子（以下、便宜的に「本体アンテナ」と記す；第１のアンテナ素子）１１５等が設けられている。本体アンテナ１１５は、絶縁性の回路基板１１４上に、通信回路（図示を省略）とともに搭載された構成を有している。回路基板１１４に搭載される本体アンテナ１１５及び通信回路は、例えば無線ＬＡＮやブルートゥース（Bluetooth（登録商標））等の近距離無線通信技術を用いて、電子機器１００Ａと外部の通信機器（パーソナルコンピュータやスマートフォン、ネットワーク機器等）との間で各種データを送受信する機能や、ＧＰＳ衛星からの電磁波を受信して、電子機器１００Ａを携帯するユーザの現在位置を測定する機能等を実現する。通信回路は、所望の通信機能を実現するために、本体アンテナ１１５に電力を供給し、当該本体アンテナ１１５を介して、所定の周波数の電磁波を送受信する。ここで、本体アンテナ１１５は、送受信する電磁波やその通信方式等に応じて、直線偏波用や円偏波用の各種のアンテナ素子が適用される。また、電子機器１００Ａにより実現される通信機能に応じて、回路基板１１４上には、１乃至複数のアンテナ素子が搭載される。なお、図１、図２においては、本体アンテナ１１５として、小型かつ薄型の筐体１１１であっても内蔵が可能な直線偏波用のチップアンテナを適用した場合の構成を示す。

【0017】

そして、本実施形態に係る電子機器１００Ａにおいては、例えば図２（ａ）、（ｂ）に示すように、本体アンテナ１１５に対向する筐体１１１の一側面（図２（ｂ）右側の側面）に、当該側面の延在方向（又は本体アンテナ１１５の延在方向；図１（ｂ）の左右方向）に沿って、電磁波の中継器となる中間エレメント（中間部材）１１６が設けられている。ここで、中間エレメント１１６は、詳しくは後述するが、例えば棒状（角柱状、円柱状等）や平板状、薄膜状等の形状を有し、銅等の金属材料が適用される。また、中間エレメント１１６は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、本体アンテナ１１５、及び、後述するベルトアンテナ１２２の基部１２２ａの延在方向と同方向に延在し、かつ、本体アンテナ１１５のベルトアンテナ１２２側の面、すなわち電磁波を主に放射する面と、ベルトアンテナ１２２の本体アンテナ１１５側の基部１２２ａとに挟まれた領域の中に設けられていている。そして、本体アンテナ１１５及びベルトアンテナ１２２の基部１２２ａのそれぞれに対して、所定の離間距離（間隙）を有して対向するように配置される。この中間エレメント１１６と本体アンテナ１１５及びベルトアンテナ１２２との各離間距離は、均等又は略均等であることが望ましい。また、中間エレメント１１６は、例えば、本体アンテナ１１５から放射される電磁波に対して共振する適切な長さに設定される。また、中間エレメント１１６は、機器本体１１０やベルト部１２０に設けられる他の金属部品や導電性部材とも接触しておらず、電気的に独立した状態（フローティング状態）になるように設けられていて、外部から電力が供給されない無給電素子となっている。

【0018】

このような中間エレメント１１６は、例えば図２（ｂ）に示すように、上述した棒状や平板状、薄膜状等の導電性部材を、本体アンテナ１１５やベルトアンテナ１２２に対向するように、筐体１１１の上記の一側面に埋め込むものであってもよいし、一側面の内面側（本体アンテナ１１５側）や外面側（ベルトアンテナ１２２側）の表面に配置するものであってもよい。ここで、中間エレメント１１６は、インサート成形法等を用いて筐体１１１に一部が露出するように導電性部材が埋め込まれているものであってもよいし、筐体１１１の内側や外側の表面に、導電性塗料を塗布する手法や、導電性の薄膜を貼り付ける手法、金属蒸着法やスパッタリング法により形成する手法等を適用するものであってもよい。

【0019】

機器本体１１０の筐体１１１は、少なくとも内部に設けられた本体アンテナ１１５と対向し、かつ、上記の中間エレメント１１６が設けられている領域及びその近傍（換言すると、図２（ｂ）に示す本体アンテナ１１５が設けられている空間を取り囲む領域）部分が、樹脂材料等の絶縁性部材により形成されている。ここで、筐体１１１の絶縁性部材により形成された領域は、中間エレメント１１６により完全に塞がれておらず、中間エレメント１１６が設けられていない領域を介して、本体アンテナ１１５からの電磁波が筐体１１１外部に放射されるように構成されている。

【0020】

また、ベルト部１２０は、ウレタン樹脂等の絶縁性材料からなる帯状部材１２１を有し、例えば図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、機器本体１１０の他面側（図面下面側）であって、かつ、機器本体１１０の対向する一対の側面（図１（ｃ）の左右両側の側面）近傍に、それぞれ取り付けられている。帯状部材１２１には、筐体１１１の側面に設けられた中間エレメント１１６に対向し、かつ、近接する領域に、所定の平面形状を有する、導波器となるアンテナ素子（以下、便宜的に「ベルトアンテナ」と記す；第２のアンテナ素子）１２２が設けられている。ここで、ベルトアンテナ１２２は、例えば銅等の金属材料や導電性の樹脂材料等からなる棒や薄板、膜等が適用され、例えば導電性塗料を塗布する手法や金属蒸着法、スパッタリング法等を用いて所定の平面形状にパターニングすることにより形成される。そして、ベルトアンテナ１２２は、例えば図３（ａ）に示すように、帯状部材１２１に設けられた凹状の収納部１２１ａに収納された状態で、例えば帯状部材１２１と同等の素材のカバー部材１２３により収納部１２１ａを閉止することにより、帯状部材１２１の内部に組み込まれる。

【0021】

具体的には、ベルトアンテナ１２２は、例えば図１、図２に示すように、均一な幅及び厚みを有する棒状又は薄板状の部材を、機器本体１１０の筐体１１１側を基部１２２ａとし、その両端側を所定の位置で折り曲げてベルト部１２０の先端方向（図面下方）に向かって一対の突出部１２２ｂを突出させた形状を有している。すなわち、ベルトアンテナ１２２は、棒状の部材が略コの字型の平面形状を有するように形成されている。このようなベルトアンテナ１２２において、基部１２２ａは、機器本体１１０の筐体１１１の側面に設けられる中間エレメント１１６に対して、同一方向に延在し、所定の離間距離を有して対向するように（すなわち、平行に）配置される。これにより、ベルトアンテナ１２２の基部１２２ａは、本体アンテナ１１５から放射され、中間エレメント１１６を介して伝搬される電磁波を受ける受け側の辺（第１の辺）Ｓａを構成する。また、ベルトアンテナ１２２の突出部１２２ｂは、受け側の辺Ｓａにおいて受けた電磁波に対して共振して再放射するための放射側の辺（第２の辺）Ｓｂを構成する。このように、ベルトアンテナ１２２は、機器本体１１０や中間エレメント１１６、ベルト部１２０に設けられる他の金属部品や導電性部材とも接触しておらず、電気的に独立した状態（フローティング状態）になるように設けられていて、外部から電力が供給されない無給電素子となっている。

【0022】

ここで、本実施形態においては、ベルトアンテナ１２２の受け側の辺Ｓａ（又は、基部１２２ａ）と放射側の辺Ｓｂ（又は、突出部１２２ｂ）は、略垂直になるように設定されている。また、ベルトアンテナ１２２の受け側の辺Ｓａ（基部１２２ａ）及び放射側の辺Ｓｂ（突出部１２２ｂ）の長さが、各々、本体アンテナ１１５により送受信される電磁波の波長λの１／２^ｎ（ｎ＝０、１、２、３：実質的にはλ、λ／２、λ／４、λ／８）になるように設定されている。具体的には、ベルトアンテナ１２２の受け側の辺Ｓａ（基部１２２ａ）の長さは、例えば上記波長λの１／８（＝λ／８）に設定され、放射側の辺Ｓｂ（突出部１２２ｂ）の長さが、例えば上記波長λの１／４（＝λ／４）に設定されている。これにより、ベルトアンテナ１２２は、放射器である本体アンテナ１１５及びその周辺から放射され、中継器である中間エレメント１１６を介して伝搬される電磁波に対して共振して、同等又はより強い電磁波を外部へ放射する導波器として機能する。

【0023】

上述したように、本実施形態に係るアンテナ装置は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、機器本体１１０の筐体１１１の内部に設けられた本体アンテナ１１５と、ベルト部１２０の帯状部材１２１に設けられたベルトアンテナ１２２との間の領域に、筐体１１１の側面に設けられた中間エレメント１１６が配置された構成を有している。詳しくは後述するが、特に、本実施形態においては、図２（ｂ）に示すように、本体アンテナ１１５と、中間エレメント１１６と、ベルトアンテナ１２２とが、実質的に同一の曲面（又は平面）ＰＬ上に、それぞれの延在方向を互いに一致又は略一致させて対向させ、かつ、互いに近接して配置された構成を有している。

【0024】

すなわち、ベルトアンテナ１２２及び中間エレメント１１６は、その延在方向が、本体アンテナ１１５から放射される電磁波の偏波方向と一致又は略一致するように設けられている。また、中間エレメント１１６は、筐体１１１の内部に設けられた本体アンテナ１１５とベルトアンテナ１２２との双方に対して電界結合を生じるように、その位置が設定されている。そして、ベルトアンテナ１２２は、筐体１１１の内部に設けられた本体アンテナ１１５により送受信され、電界結合された中間エレメント１１６を介して伝搬される電磁波の周波数で共振する配置、形状及び寸法を有している。

【0025】

このような構成を有することにより、図２（ｃ）に示すように、放射器となる本体アンテナ１１５と中継器となる中間エレメント１１６との間、及び、中間エレメント１１６と導波器となるベルトアンテナ１２２との間に生じる電界結合を強めることができ、後述するようにアンテナ装置における電磁波の送受信特性（アンテナ特性）が改善する。ここで、ベルト部１２０が機器本体１１０に対して可動する構造である場合、機器本体１１０を人体の手首等に装着するためにベルト部１２０を手首等に巻き付けたときと手首等から外したときとで機器本体１１０とベルト部１２０との角度が変わることがあり、更に、機器本体１１０を人体の手首等に装着したときでも、装着する部分の太さが変わると機器本体１１０とベルト部１２０との角度が変わることがある。このように機器本体１１０とベルト部１２０との角度が変わった場合には、本体アンテナ１１５と中間エレメント１１６とベルトアンテナ１２２との相互の位置関係も変わることになる。この場合、機器本体１１０を人体の手首等に装着して機器本体１１０を使用している状態でアンテナ装置のアンテナ特性が改善されて、良好な無線通信機能が得られることが好ましい。このため、機器本体１１０を平均的な太さの手首等に装着しているときに、図２（ｂ）に示しているように、本体アンテナ１１５と中間エレメント１１６とベルトアンテナ１２２とが同一の曲面ＰＬ上に配置されて、中間エレメント１１６とベルトアンテナ１２２の基部１２２ａとの間隔が比較的狭くなるように、中間エレメント１１６の位置を設定することが好ましい。

【0026】

なお、導波器であるベルトアンテナ１２２は、図１、図２に示したコの字型の平面形状に限定されるものではなく、上述したように、放射器である本体アンテナ１１５から放射され、中継器である中間エレメント１１６を介して伝搬される電磁波を受けて励振し、外部に再放射することができる形状や寸法を有するものであれば、他の平面形状を有するものであってもよい。具体的には、ベルトアンテナ１２２は、例えば図３（ｂ）に示すように、機器本体１１０側（図面上方）を基部１２２ａとする幅広部を有し、ベルト部１２０の先端方向（図面下方）に向かって幅が狭くなる一対の突出部１２２ｂが形成された平面形状を有するものを良好に適用することができる。また、ベルトアンテナ１２２は、例えば図３（ｃ）に示すように、図３（ｂ）に示したベルトアンテナ１２２において、基部１２２ａに大きく切れ込みを形成した略Ｕ字型の平面形状を有するものを良好に適用することができる。また、ベルトアンテナ１２２は、例えば図３（ｄ）に示すように、図３（ｂ）に示したベルトアンテナ１２２において、基部１２２ａの幅広部から略均一な幅の、単一の突出部１２２ｂが形成された平面形状を有するものを良好に適用することができる。また、ベルトアンテナ１２２は、例えば図３（ｅ）に示すように、基部１２２ａの一端側にのみ突出部１２２ｂが形成されたＬ字型の平面形状を有するものを良好に適用することができる。また、ベルトアンテナ１２２は、例えば図３（ｆ）に示すように、基部１２２ａの一端側から延在する突出部１２２ｂが螺旋状（又は渦巻き状）に形成された平面形状を有するものを良好に適用することができる。

【0027】

また、ベルト部１２０の任意の領域に、ベルトアンテナ１２２を設けるための構成についても、図３（ａ）に示した組み込み方法に限定されるものではなく、導波器としての機能を実現することができるものであれば、他の構造を有するものであってもよい。例えば、ベルトアンテナ１２２は、絶縁性材料からなる帯状部材１２１の表面に、導電性塗料を塗布する手法や、導電性の薄膜を貼り付ける手法、金属蒸着法やスパッタリング法等を適用するものであってもよい。また、ベルトアンテナ１２２は、インサート成形法等を用いてベルト部１２０の帯状部材１２１に導電性の部材が埋め込まれているものであってもよいし、２色成形法等を用いて絶縁性の樹脂材料からなる帯状部材１２１に、導電性の樹脂が一体的に形成されているものであってもよい。

【0028】

このような構成を有するアンテナ装置によれば、機器本体１１０に設けられた本体アンテナ１１５と、ベルト部１２０に設けられたベルトアンテナ１２２との間の領域に、双方に対して電界結合を生じる中間エレメント１１６が配置されているので、本体アンテナ１１５から放射された電磁波が、中間エレメント１１６を介してベルトアンテナ１２２に伝搬され、励振されて再放射される。これにより、電磁波を機器本体１１０の筐体１１１の内部に閉じ込めることなく外部に良好に放射することができ、更に、中間エレメント１１６によって、実質的に、本体アンテナ１１５とベルトアンテナ１２２との間隔を、実際の間隔より狭くしたのと同等の効果を得ることができる。これにより、構造上、本体アンテナ１１５とベルトアンテナ１２２との間隔をある程度以下に狭くすることができない構造であっても、電磁波の送受信特性（アンテナ特性）を改善させることができる。したがって、筐体１１１の内部に設けられる本体アンテナ１１５として、小型や薄型のアンテナを適用することができるので、必要なアンテナ特性を得るためのアンテナ素子周辺の電子部品のレイアウト設計や、筐体１１１のデザインにおける制約を抑制することができ、筐体１１１を小型化しつつ、電磁波の送受信特性に優れたアンテナ装置を実現することができる。

【0029】

また、ベルトアンテナ１２２を機器本体１１０に付設されたベルト部１２０に配置する際に、筐体１１１の側面に配置されている中間エレメント１１６が本体アンテナ１１５及びベルトアンテナ１２２の双方に近接するように形状や寸法を設定することにより、ベルトアンテナ１２２をベルト部１２０の任意の領域に任意の形状で配置することができ、設計自由度を高めることができる。したがって、伝送線路を適切に設計することにより、電磁波の送受信特性が良好で、かつ、円偏波に対応したアンテナ装置や、指向性制御が可能なアンテナ装置を実現することができる。

【0030】

また、ベルトアンテナ１２２を帯状部材１２１の表面に露出して設けた構成を適用した場合には、当該ベルトアンテナ１２２が電子機器１００Ａのユーザだけでなく、多くの人に視覚的に認識されることになる。この場合、上記の電磁波に対して共振する機能を実現しつつ、ベルトアンテナ１２２の素材や形状等を任意に設定することにより、ベルトアンテナ１２２を電子機器１００Ａの装飾やデザインの一部として組み入れることができ、商品価値を一層高めることができる。また、ベルトアンテナ１２２をベルト部１２０に設けることにより、機器本体１１０の設計変更を極力抑制することができるので、機器本体１１０の製造工程やコストへの影響を極力抑制することができる。

【0031】

（作用効果の検証）
次に、本実施形態における効果（電磁波の送受信特性の改善効果）について、シミュレーション実験の結果を示して具体的に説明する。ここでは、本実施形態に係るアンテナ装置における本体アンテナ１１５及びベルトアンテナ１２２に対する、中間エレメント１１６の有無、形状及び配置と、電磁波の送受信特性との関係について説明する。

【0032】

図４は、本実施形態に係るアンテナ装置におけるシミュレーション実験に適用したパラメータを説明するための図であって、本実施形態に係る中間エレメント１１６の有無、形状や寸法）及び配置状態を示す概略斜視図である。なお、図４においては、図示を明瞭にするために、ベルト部１２０の帯状部材１２１を省略してベルトアンテナ１２２のみを示すとともに、本体アンテナ１１５、中間エレメント１１６、ベルトアンテナ１２２に、便宜的にハッチングを施した。また、図５は、本実施形態に係るアンテナ装置における中間エレメントの有無、形状及び配置と、電磁波の送受信特性との関係（シミュレーション結果）を示す図である。

【0033】

本実施形態においては、図４（ａ）〜（ｄ）に示すような構成を有する電子機器（アンテナ装置）を対象にしてシミュレーション実験を実行した。ここで、このシミュレーション実験においては、ベルトアンテナ１２２として、断面が１ｍｍ□（１ｍｍ×１ｍｍ）で全長が１０６．１ｍｍの銅製の棒状部材を用い、基部１２２ａ（受け側の辺Ｓａ）を３１．１ｍｍに設定して、その両端側を直角に折り曲げて突出部１２２ｂ（放射側の辺Ｓｂ；７５ｍｍ）とした、コの字型の平面形状を有する部材を適用した。上記のベルトアンテナ１２２の全長１０６．１ｍｍは、このシミュレーション実験で用いる電磁波の波長λの概ね１／２（＝λ／２）に相当する。

【0034】

そして、このシミュレーション実験において、図４（ａ）に示すアンテナ装置は、中間エレメント１１６を介在させることなく、本体アンテナ１１５に直接対向するようにベルトアンテナ１２２を配置した構成を有している。このアンテナ装置において、図４（ａ）に示すように、ベルトアンテナ１２２を機器本体１１０から遠ざかる方向（図中、Ｙ軸方向）に移動させて、初期位置（ベルト部１２０端部の最適位置）からの変位Ｂａを変えながら、ＧＰＳに適用される１．５７５４２ＧＨｚの周波数を有する電磁波の送受信効率、及び、ベルトアンテナ１２２から放射される共振電波の周波数を導出するシミュレーション実験を行った。これによれば、図５に示すように、変位Ｂａが大きくなるほど（すなわち、ベルトアンテナ１２２を機器本体１１０から離すほど）、送受信効率が顕著に劣化する傾向（図中、送受信効率の変化特性ＳＰ１）を示した。また、変位Ｂａを概ね３ｍｍ以上に設定した場合に、ベルトアンテナ１２２から放射される共振電波の周波数が安定する傾向（図中、共振周波数の変化特性ＳＰ２）を示した。

【0035】

また、図４（ｂ）〜（ｄ）に示すアンテナ装置は、図４（ａ）に示した本体アンテナ１１５とベルトアンテナ１２２との離間距離を固定した状態（例えば５ｍｍ）で、双方の間の領域に、図４（ｅ）に示すように、長さ（図中、Ｘ軸方向の寸法）が３１．１ｍｍ、厚み（図中、Ｚ軸方向の寸法）が０．６〜０．７ｍｍの形状を有する各中間エレメント１１６を配置した構成を有している。そして、このアンテナ装置において、中間エレメント１１６の幅（図中、Ｙ軸方向の寸法）を変化（１．２ｍｍ、３．０ｍｍ、４．０ｍｍ）させることにより、中間エレメント１１６と本体アンテナ１１５及びベルトアンテナ１２２との各離間距離（間隙；１．９ｍｍ、１．０ｍｍ、０．５ｍｍ）を変えて、上述した場合と同様に、ＧＰＳに適用される電磁波（１．５７５４２ＧＨｚ）の送受信効率を導出するシミュレーション実験を行った。ここで、中間エレメント１１６と本体アンテナ１１５及びベルトアンテナ１２２との各離間距離（間隙）は均等になるように、中間エレメント１１６を配置した。これによれば、図５に示すように、中間エレメント１１６の幅が大きくなるほど（本体アンテナ１１５及びベルトアンテナ１２２との間隙が狭くなるほど）、送受信効率が向上する傾向（図中、送受信効率ＲＳ１＝−６．４３ｄＢ、ＲＳ２＝−５．３６ｄＢ、ＲＳ３＝−４．２８ｄＢ）を示した。特に、図４（ｄ）に示すように、中間エレメント１１６の幅を４．０ｍｍ（本体アンテナ１１５及びベルトアンテナ１２２との離間距離をそれぞれ０．５ｍｍ）に設定した場合には、図４（ａ）に示した構成において、ベルトアンテナ１２２の位置を、初期位置からの変位Ｂａを２ｍｍ以下に設定した場合と同等の送受信効率（ＲＳ３＝−４．２８ｄＢ；図５中、破線矢印参照）が得られることが判明した。また、このとき、ベルトアンテナ１２２から放射される共振電波の周波数が十分安定することも判明した。ここで、図４（ａ）に示したように、中間エレメント１１６を介在させない構成において、ベルトアンテナ１２２の位置を、初期位置からの変位Ｂａを５ｍｍに設定した場合の送受信効率ＲＳ０は−６．５７ｄＢであった。

【0036】

これらのシミュレーション実験の結果によれば、本体アンテナ１１５とベルトアンテナ１２２とを比較的離して配置した場合（例えば５．０ｍｍ以上）であっても、本体アンテナ１１５とベルトアンテナ１２２との間の領域に、両者に近接して対向するように中間エレメント１１６を配置することにより、アンテナ装置における電磁波の送受信特性（アンテナ特性）が改善することが判明した。これは、図２（ｃ）に示したように、中間エレメント１１６と本体アンテナ１１５及びベルトアンテナ１２２との離間距離（間隙）を十分狭くすることにより、それぞれとの間に生じる電界結合が強まって、中間エレメント１１６が、本体アンテナ１１５から放射された電磁波をベルトアンテナ１２２に伝搬するための中継器として機能することによるものであると推測される。これにより、本体アンテナ１１５とベルトアンテナ１２２とを、実質的に近接して配置した場合と同等の電磁波の送受信効率を得ることができる。またこのとき、十分に安定した共振周波数を得ることもできる。そして、このことは次のような利点を有している。

【0037】

すなわち、図４（ａ）に示したように、中間エレメント１１６を介在させることなく、本体アンテナ１１５にベルトアンテナ１２２を直接対向するように配置した構成においては、図５に示したように、両者の離間距離（厳密には初期位置からの変位Ｂａ）を狭くして近接させるほど、電磁波の送受信効率が向上する。このような構成を、実際の製品に適用した場合、様々な物理的な仕様により、両者を近接して配置することができない場合がある。具体的には、例えば防水性能（２０気圧防水等）を重視する電子機器においては、機器本体１１０の筐体１１１の形状や厚みは重厚になり、ベルト部１２０の取り付け構造は堅牢化される。このような場合、本体アンテナ１１５とベルトアンテナ１２２とを近接させて配置することができず、電磁波の送受信効率を十分向上させることができない場合がある。

【0038】

そこで、本実施形態においては、図２に示したように、本体アンテナ１１５とベルトアンテナ１２２との間の領域に、本体アンテナ１１５及びベルトアンテナ１２２に十分近接させて中間エレメント１１６が配置される。これにより、図５に示したように、本体アンテナ１１５とベルトアンテナ１２２との離間距離が比較的離れている場合であっても、電磁波の送受信効率を向上させつつ、安定した共振周波数を実現することができるので、上記の防水機能のような物理的な仕様を十分に満たしながら、比較的高い送受信効率及び安定した共振周波数特性も得ることができる。

【0039】

また、本実施形態に係るアンテナ装置においては、上記の中間エレメント１１６は、本体アンテナ１１５とベルトアンテナ１２２との間に存在する樹脂製の筐体１１１に埋め込む形態や、表面に貼り付ける形態等で配置される。ここで、中間エレメント１１６は、他の部品や部材と電気的、物理的に接触している必要がないので、既存の製品に簡易かつ低コストで適用することができるとともに、中間エレメント１１６を配置しても、例えば防水機能のような物理的な仕様に影響することはない。また、大幅な設計変更を必要とすることなく、上述した効果を得ることができる。

【0040】

なお、図示を省略したが、発明者らは同様のシミュレーション実験により、ベルトアンテナ１２２に図３（ｂ）〜（ｆ）に示した各種の平面形状を適用した場合であっても、本体アンテナ１１５とベルトアンテナ１２２との間の領域に、中間エレメント１１６を配置することにより、概ね高い送受信効率及び安定した共振周波数が得られる傾向があることを確認した。

【0041】

また、一般的な電子機器の筐体には、金属製のケースが多用されているが、この金属製のケース自体がループ状になっている場合には、上述した中間エレメントのように中継器として機能することはない。これは、中継器としての機能を実現するためには、中間エレメントとなる導電性部材に両端となる部分が必要であるが、一般的なケースはループ状であるため共振構造とはならないからである。また、仮に、ケースが非ループ形状を有している場合であっても、その大きさを上述したような中間エレメントに必要なサイズ（本体アンテナ１１５により送受信される電磁波の波長λの１／２^ｎ倍の長さ）に設定することも、一般的な電子機器においては困難である。

【0042】

（変形例）
上述した第１の実施形態においては、本体アンテナ１１５とベルトアンテナ１２２との間の領域に、本体アンテナ１１５及びベルトアンテナ１２２に対して近接して対向するように中間エレメント１１６を配置する構成を示した。本実施形態の変形例においては、このように配置された中間エレメント１１６の長さを、本体アンテナ１１５から放射される電磁波の波長の１／２^ｎ倍（具体的には、１／２又は１／４）に相当する寸法に設定した構成を有している。

【0043】

これにより、中間エレメント１１６は、放射器である本体アンテナ１１５及びその周辺から放射される電磁波に対して共振して、同等又はより強い電磁波を外部へ放射する。すなわち、中間エレメント１１６がベルトアンテナ１２２と同様に導波器としても機能する。したがって、中間エレメント１１６における電磁波の再放射が、ベルトアンテナ１２２における電磁波の再放射と影響し合って、電磁波の送受信時の指向性を向上させることができる。

【0044】

＜第２の実施形態＞
次に、本発明に係る電子機器の第２の実施形態について説明する。
上述した第１の実施形態においては、平板状（又は、タブレット形状）の筐体１１１を有する機器本体１１０に、手首等の人体への装着用のベルト部１２０が付設された電子機器１００Ａにおいて、機器本体１１０に放射器となる本体アンテナ１１５と、電磁波の送受信特性の改善のための中継器となる中間エレメント１１６とが設けられ、また、ベルト部１２０に導波器となるベルトアンテナ１２２が設けられた構成を示した。第２の実施形態においては、機器本体１１０にベルト部１２０を付設するためのバネ棒を、上述した中継器として適用した構成を有している。

【0045】

図６は、本発明に係るアンテナ装置を適用した電子機器の第２の実施形態を示す概略構成図である。ここで、図６（ａ）は、本実施形態に係る電子機器の外観構成を示す斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示した電子機器をベルト部側から見た側面を示す図であり、図６（ｃ）は、図６（ｂ）に示した電子機器におけるVIＣ−VIＣ線（本明細書においては図６中に示したローマ数字の「６」に対応する記号として便宜的に「VI」を用いる。）に沿った断面構造を示す概略図である。なお、図６においては、図示を明瞭にするために、ベルトアンテナ１２２に便宜的にハッチングを施して示した。また、図７は、本実施形態に係る電子機器の要部の拡大図である。ここで、図７（ｂ）は、図６（ｃ）に示したVIIＢ部（本明細書においては図６中に示したローマ数字の「７」に対応する記号として便宜的に「VII」を用いる。）の拡大断面図である。なお、図６、図７において、上述した第１の実施形態と同等の構成については同一の符号を付して説明を簡略化する。

【0046】

第２の実施形態に係る電子機器１００Ｂは、例えば図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、上述した第１の実施形態と同様に、腕時計型の形状を有し、特に、機器本体１１０の装着面（人体への密着面）が、手首等の人体に装着する際の密着感や装着感を向上させるために湾曲した形状を有している。具体的には、機器本体１１０は、表示部１１２や入力操作部１１３、回路基板１１４等が組み込まれた筐体１１１の主要部１１１ａから対向する２方向に、それぞれ装着される人体に沿って延在する延長部１１１ｂを有している。そして、この延長部１１１ｂの端部には、機器本体１１０を人体に装着するためのベルト部１２０が取り付けられている。ここで、機器本体１１０とベルト部１２０との取り付け構造は、例えば、伸縮構造を有する金属製のバネ棒（中間部材、棒状部材）１１７がベルト部１２０の取り付け穴に挿通され、さらに、バネ棒１１７の伸縮力によりベルト部１２０が機器本体１１０の取り付け部に取り付けられている。

【0047】

筐体１１１の延長部１１１ｂには、例えば図７（ｂ）に示すように、端部に組み込まれたバネ棒１１７の延在方向と同方向に延在し、かつ、バネ棒１１７に対して、所定の離間距離（間隙）を有して対向するように、電磁波の放射器となる本体アンテナ１１５が設けられている。本体アンテナ１１５は、主要部１１１ａに設けられた回路基板１１４に搭載された通信回路（図示を省略）に電気的に接続されている。

【0048】

筐体１１１の延長部１１１ｂの端部に組み込まれたバネ棒１１７は、機器本体１１０に対してベルト部１２０を取り付ける機能に加え、電磁波の中継器としての機能を有している。すなわち、バネ棒１１７は、上述した第１の実施形態に示した中間エレメント１１６と同等の機能を有している。ここで、バネ棒１１７は、例えばステンレス（ＳＵＳ）等の金属材料からなり、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、本体アンテナ１１５、及び、ベルト部１２０に設けられるベルトアンテナ１２２の基部１２２ａの延在方向と同方向に延在し、かつ、本体アンテナ１１５及びベルトアンテナ１２２の基部１２２ａのそれぞれに対して、所定の離間距離（間隙）を有して対向するように組み込まれている。このバネ棒１１７と本体アンテナ１１５及びベルトアンテナ１２２との各離間距離は、均等又は略均等であることが望ましい。また、バネ棒１１７は、例えば、本体アンテナ１１５から放射される電磁波に対して共振する適切な長さに設定される。また、バネ棒１１７は、機器本体１１０やベルト部１２０に設けられる他の金属部品や導電性部材とも接触しておらず、電気的に独立した状態（フローティング状態）になるように設けられる。

【0049】

機器本体１１０の筐体１１１は、少なくとも本体アンテナ１１５が設けられた延長部１１１ｂ、特に、本体アンテナ１１５とバネ棒１１７との間の領域及びその近傍部分（換言すると、図７（ｂ）に示す本体アンテナ１１５とバネ棒１１７が設けられている延長部１１１ｂの端部の近傍領域）が、樹脂材料等の絶縁性部材により形成されている。

【0050】

また、ベルト部１２０は、上述した第１の実施形態と同様に、絶縁性材料からなる帯状部材１２１を有し、例えば図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、機器本体１１０の筐体１１１の主要部１１１ａから対向する２方向に延在する延長部１１１ｂのそれぞれの端部に、バネ棒１１７を介して取り付けられている。帯状部材１２１には、筐体１１１の延長部１１１ｂの端部に組み込まれたバネ棒１１７に対向し、かつ、近接する領域に、所定の平面形状を有する、導波器となるベルトアンテナ１２２が設けられている。

【0051】

具体的には、ベルトアンテナ１２２は、上述した第１の実施形態と同様に、例えば図６、図７に示すように、棒状の部材が略コの字型の平面形状を有するように形成され、ベルトアンテナ１２２の基部１２２ａが、機器本体１１０の筐体１１１の延長部１１１ｂの端部に組み込まれたバネ棒１１７に対して、同一方向に延在し、所定の離間距離を有して対向するように（すなわち、平行に）配置される。ベルトアンテナ１２２の突出部１２２ｂは、基部１２２ａの両端側を所定の位置で折り曲げてベルト部１２０の先端方向（図面下方）に向かって突出した形状を有している。この場合においても、上述した第１の実施形態と同様に、ベルトアンテナ１２２の基部１２２ａは、本体アンテナ１１５から放射され、バネ棒１１７を介して伝搬される電磁波を受ける受け側の辺Ｓａを構成する。また、ベルトアンテナ１２２の突出部１２２ｂは、受け側の辺Ｓａにおいて受けた電磁波に対して共振して再放射するための放射側の辺Ｓｂを構成する。また、本実施形態においても、図７（ｂ）に示すように、本体アンテナ１１５と、バネ棒１１７と、ベルトアンテナ１２２とが、実質的に同一の曲面（又は平面）ＰＬ上に、それぞれの延在方向を互いに一致又は略一致させて対向させ、かつ、互いに近接して配置された構成を有している。

【0052】

すなわち、ベルトアンテナ１２２及びバネ棒１１７は、その延在方向が、本体アンテナ１１５から放射される電磁波の偏波方向と一致又は略一致するように設けられている。また、ベルトアンテナ１２２は、筐体１１１の内部に設けられた本体アンテナ１１５により送受信され、電界結合されたバネ棒１１７を介して伝搬される電磁波の周波数で共振する配置、形状及び寸法を有している。

【0053】

このような構成を有することにより、上述した第１の実施形態と同様に、図２（ｃ）に示したように、放射器となる本体アンテナ１１５と、中継器となるバネ棒１１７との間、及び、バネ棒１１７と導波器となるベルトアンテナ１２２との間に生じる電界結合が強まって、アンテナ装置における電磁波の送受信特性が改善するとともに、後述するように電磁波の送受信時の電力効率（アンテナ効率）が改善する。

【0054】

なお、導波器であるベルトアンテナ１２２は、図６、図７に示したコの字型の平面形状に限定されるものではなく、放射器である本体アンテナ１１５から放射され、中継器であるバネ棒１１７を介して伝搬される電磁波を受けて励振し、外部に再放射することができる形状や寸法を有するものであれば、図３（ｂ）〜（ｆ）に示したように、他の平面形状を有するものであってもよい。

【0055】

また、本体アンテナ１１５とバネ棒１１７とベルトアンテナ１２２を、図７（ｂ）に示したように、同一の曲面（又は平面）ＰＬ上に配置したものに限定されるものではなく、例えばベルトアンテナ１２２を、平面視してバネ棒１１７上に重なり合う位置に配置するものであってもよい。これによれば、本体アンテナ１１５とベルトアンテナ１２２を、バネ棒１１７を介してより近接させることができ、電磁波の送受信特性をさらに改善することができる。

【0056】

（作用効果の検証）
次に、本実施形態における効果（電磁波の送受信特性の改善効果）について、シミュレーション実験の結果を示して具体的に説明する。ここでは、本実施形態に係るアンテナ装置における本体アンテナ１１５及びバネ棒１１７に対する、ベルトアンテナ１２２の有無及び形状と、電磁波の送受信特性との関係について説明する。

【0057】

図８は、本実施形態に係るアンテナ装置におけるシミュレーション実験に適用したパラメータ、及び、シミュレーション結果を説明するための図である。ここで、図８（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係るベルトアンテナ１２２の有無及び形状を示す概略斜視図である。また、図８（ｄ）は、本実施形態に係るベルトアンテナ１２２の有無及び形状と、電磁波の送受信特性との関係（シミュレーション結果）を示す図である。なお、図８（ａ）〜（ｃ）においては、図示を明瞭にするために、ベルト部１２０の帯状部材１２１を省略してベルトアンテナ１２２のみを示すとともに、本体アンテナ１１５、バネ棒１１７、ベルトアンテナ１２２に、便宜的にハッチングを施した。

【0058】

本実施形態においては、図８（ａ）〜（ｃ）に示すような構成を有する電子機器（アンテナ装置）を対象にしてシミュレーション実験を実行した。ここで、このシミュレーション実験においては、バネ棒１１７として、直径２．４ｍｍ、長さ３０ｍｍのステンレス製の円筒部材を適用した。

【0059】

そして、このシミュレーション実験において、図８（ａ）に示すアンテナ装置は、導波器となるベルトアンテナ１２２を設けることなく、本体アンテナ１１５にバネ棒１１７のみが所定の離間距離で近接して対向するように配置された構成を有している。このアンテナ装置において、第１の実施形態に示したシミュレーション実験と同様に、ＧＰＳに適用される電磁波（１．５７５４２ＧＨｚ）を送受信する際のアンテナ効率を導出するシミュレーション実験を行った。これによれば、アンテナ効率は、（空間に放射された全電力）／（アンテナに入力した全電力）により算出され、図８（ｄ）に示すように、−０．０８２８７ｄＢの値が得られた。また、この場合の実効効率は、（空間に放射された全電力）／（アンテナ端子に給電された全電力）により算出され、図８（ｄ）に示すように、−１．３１５３２ｄＢの値が得られた。

【0060】

また、図８（ｂ）、（ｃ）に示すアンテナ装置は、図８（ａ）に示した本体アンテナ１１５とバネ棒１１７との離間距離を保持した状態で、ベルト部１２０に、図３（ｅ）に示したように、Ｌ字型の平面形状を有するベルトアンテナ１２２を設けた構成、及び、図３（ｆ）に示したように、螺旋状（又は渦巻き状）の平面形状を有するベルトアンテナ１２２を設けた構成を有している。ここで、ベルトアンテナ１２２は、厚みが０．２ｍｍの金属製の板状部材を用い、基部１２２ａ（受け側の辺Ｓａ）を２０〜３０ｍｍに設定してバネ棒１１７に対向させ、その一端側を直角に折り曲げて直線状又は螺旋状の突出部１２２ｂ（放射側の辺Ｓｂ）とした。そして、これらのアンテナ装置において、ＧＰＳに適用される電磁波（１．５７５４２ＧＨｚ）を送受信する際のアンテナ効率を導出するシミュレーション実験を行った。これによれば、Ｌ字型のベルトアンテナ１２２を設けた場合のアンテナ効率は、図８（ｄ）に示すように、−０．０３６６３ｄＢの値が得られた。また、この場合の実効効率は、図８（ｄ）に示すように、−０．７４６９ｄＢの値が得られた。また、螺旋状のベルトアンテナ１２２を設けた場合のアンテナ効率は、図８（ｄ）に示すように、−０．０３３０３ｄＢの値が得られた。また、この場合の実効効率は、図８（ｄ）に示すように、−０．７７６３８ｄＢの値が得られた。

【0061】

これらのシミュレーション実験の結果によれば、本体アンテナ１１５とベルトアンテナ１２２との間の領域に、中継器となるバネ棒１１７を配置することにより、ベルトアンテナ１２２を設けない構成に比較して、アンテナ効率が相対的に改善することが判明した。またこの場合、上述した第１の実施形態に示したように、ベルトアンテナ１２２の平面形状に関わりなく、電磁波の送受信特性が改善するとともに、十分に安定した共振周波数を得ることができる。これは、上述した実施形態と同様に、図２（ｃ）に示したように、中間エレメント１１６に相当するバネ棒１１７と本体アンテナ１１５及びベルトアンテナ１２２との離間距離を十分狭くすることにより、それぞれとの間に生じる電界結合が強まって、電力損失が低減するとともに、バネ棒１１７が、本体アンテナ１１５から放射された電磁波をベルトアンテナ１２２に伝搬するための中継器として機能することによるものであると推測される。これにより、本体アンテナ１１５とベルトアンテナ１２２とを、実質的に近接して配置した場合と同等のアンテナ特性を得ることができる。

【0062】

また、本実施形態において、本体アンテナ１１５とベルトアンテナ１２２との間に配置されるバネ棒１１７は、機器本体１１０とベルト部１２０とを接続する際に必須かつ既存の構成部品であるので、電子機器１００Ｂの物理的な仕様への影響がなく、また、大幅な設計変更を必要とすることなく、上述した効果を得ることができる。

【0063】

なお、上述した各実施形態においては、本発明の適用対象として腕時計型の電子機器を示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、小型の筐体を有し、かつ、無線通信機能を備えた電子機器において、放射器となる本体アンテナと、導波器となるアンテナ素子とを近接させて配置するアンテナ装置を適用する際に、実製品の物理的な仕様により、放射器と導波器とを十分近接させることができない場合に、本発明を良好に適用することができる。

【0064】

また、上述した各実施形態においては、放射器となる本体アンテナと導波器となるベルトアンテナとの間の領域に、中継器となる単一（１個）の中間エレメントを配置する場合について示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、本体アンテナとベルトアンテナ間の領域に、複数個の中間エレメントが平行に配列されているものであってもよい。この場合、図２（ｂ）、図７（ｂ）に示したように、本体アンテナと、複数個の中間エレメントと、ベルトアンテナとが、同一の曲面（又は平面）上に、それぞれの延在方向を互いに一致又は略一致させて対向させ、かつ、互いに近接して配置されていることが望ましい。

【0065】

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲を含むものである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。

【0066】

（付記）
［１］
電力が供給されて特定の周波数の電磁波を送信又は受信する第１のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子と離間し、導電性を有する材料により形成され、電気的に独立して設けられ、前記電磁波を送信又は受信する第２のアンテナ素子と、
前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との間の領域に、前記第１のアンテナ素子及び前記第２のアンテナ素子から離間し、導電性を有する材料により形成され、電気的に独立して設けられ、前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子との双方に対して電界結合を生じる位置に配置されている中間部材と、
内部に密閉された空間を有する筐体と、
前記筐体に付設された、該筐体を対象物に装着するための装着帯と、
を備え、
前記第１のアンテナ素子は、前記筐体の内部に設けられ、
前記第２のアンテナ素子は、前記装着帯に設けられ、
前記中間部材は、前記筐体の内面、前記筐体の外面、筐体を構成する部材の内部、及び、前記筐体と前記装着帯との間、の何れかに設けられていることを特徴とするアンテナ装置。

【0067】

［２］
前記第１のアンテナ素子の前記第２のアンテナ素子側の第１の端部は第１の延在方向に沿って延在し、
前記中間部材と、前記第２のアンテナ素子の前記第１のアンテナ素子側の第２の端部とは、前記第１の延在方向に沿って延在して設けられ、
前記装着帯は、前記筐体に対して、該筐体に対する角度が可変に付設されており、
前記中間部材は、前記筐体が前記装着帯によって前記対象物に装着されている状態で、前記第１のアンテナ素子の前記第１の端部と、前記第２のアンテナ素子の前記第２の端部とに挟まれる領域の中となる位置に設けられることを特徴とする［１］に記載のアンテナ装置。

【0068】

［３］
前記第１のアンテナ素子の前記第１の端部と前記中間部材の前記第１のアンテナ素子と対向する側との間の第１の距離と、前記第２のアンテナ素子の前記第２の端部と前記中間部材の前記第２のアンテナ素子と対向する側との間の第２の距離と、が同じとなっていることを特徴とする［２］に記載のアンテナ装置。

【0069】

［４］
前記筐体の、前記第１のアンテナ素子に対向する領域の部材が、絶縁性を有する材料により形成されていることを特徴とする［１］乃至［３］のいずれかに記載のアンテナ装置。

【0070】

［５］
前記装着帯の、前記第２のアンテナ素子に接している領域の部材が、絶縁性を有する部材により形成され、
前記第２のアンテナ素子は、前記特定の周波数で共振する形状及び寸法を有していることを特徴とする［１］乃至［４］のいずれかに記載のアンテナ装置。

【0071】

［６］
前記第２のアンテナ素子は、直線状の第１の辺と第２の辺とを有し、前記第１の辺及び前記第２の辺の長さは前記特定の周波数の波長の１／２^ｎ（ｎ＝０、１、２、３、・・）の長さに設定され、前記第１の辺と前記第２の辺とが互いに交差する方向に延在して屈曲した形状を有していることを特徴とする［１］乃至［５］のいずれかに記載のアンテナ装置。

【0072】

［７］
前記中間部材は、前記装着帯を前記筐体に付設するための、前記筐体と前記装着帯との間に設けられた棒状部材であることを特徴とする［１］乃至［６］のいずれかに記載のアンテナ装置。

【0073】

［８］
前記中間部材は、前記特定の周波数で共振する形状及び寸法を有していることを特徴とする［１］乃至［７］のいずれかに記載のアンテナ装置。

【0074】

［９］
外部の機器との通信を制御する通信制御機能を有する電子機器本体部と、
前記［１］乃至［８］のいずれかに記載のアンテナ装置と、
を備え、
前記第１のアンテナ素子に前記電子機器本体部から前記電力が供給されていることを特徴とする電子機器。

【符号の説明】

【0075】

１００Ａ、１００Ｂ 電子機器
１１０ 機器本体
１１１ 筐体
１１１ａ 主要部
１１１ｂ 延長部
１１２ 表示部
１１３ 入力操作部
１１４ 回路基板
１１５ 本体アンテナ
１１６ 中間エレメント
１１７ バネ棒
１２０ ベルト部
１２１ 帯状部材
１２２ ベルトアンテナ
１２２ａ 基部
１２２ｂ 突出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】