WO2018235260A1 - アンテナ装置 - Google Patents

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西岡　泰弘
敦彦 長宗
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Definitions

  • the present invention relates to an antenna device transparent to visible light.
  • the transparent conductive material is a medium having conductivity while being optically transparent. By using this as an antenna, an invisible or inconspicuous antenna device can be realized. In general, since the performance of the antenna is proportional to its size, the antenna performance can be improved by using a transparent conductive material to form a wide antenna conductor. For example, conventionally, there has been an antenna device in which a radiation element, a ground element, and a non-feed element are formed of a transparent conductive material having a light transmittance of 80% or more to improve visibility (for example, see Patent Document 1).
  • the conductivity of the transparent conductive material decreases as the light transmittance increases, and is about 100 times smaller than copper or aluminum which is a metal often used for an antenna element. Therefore, in the above-mentioned conventional antenna device, if a transparent conductive material having high light transmittance is used to improve visibility, there is a problem that the radiation efficiency of the antenna is lowered because the conductivity is low.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an antenna device which can obtain high radiation efficiency even when using a transparent conductive material having low conductivity.
  • An antenna device includes a metal casing having an opening, a first conductor disposed in a portion other than the opening of the metal casing and capacitively coupled to the metal casing, and an opening of the metal casing. And a second conductor disposed on the same plane as the first conductor, to which an alternating voltage is applied between the first conductor and the second conductor, which is transparent to visible light.
  • An antenna device includes a first conductor capacitively coupled to a metal casing, and a second conductor disposed in the opening of the metal casing and transparent to visible light. Thereby, high radiation efficiency can be obtained even if a transparent conductive material with low conductivity is used.
  • FIGS. 3A and 3B are configuration diagrams showing a modification of the second conductor in the antenna device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 8A and 8B are configuration diagrams showing a feed substrate in the antenna device according to the third embodiment of the present invention. It is a block diagram which shows the modification in the antenna apparatus of Embodiment 3 of this invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of an antenna device according to the present embodiment, and FIG.
  • the antenna device according to the present embodiment includes a metal housing 1, a glass 2, a first conductor 3a, and a second conductor 3b.
  • the metal housing 1 is made of metal such as aluminum, and is formed in a box shape to accommodate a liquid crystal display, a control substrate, and a communication substrate (not shown) inside, and has an opening 1a in the front direction.
  • the glass 2 is a plate-like glass which is held by the metal housing 1 and disposed so as to cover the opening 1 a of the metal housing 1.
  • the glass 2 protects a liquid crystal display and the like inside the metal casing 1. Further, the glass 2 constitutes a dielectric having a predetermined dielectric constant.
  • the first conductor 3 a and the second conductor 3 b are a transparent conductive film attached to the surface of the glass 2 opposite to the surface in contact with the metal casing 1.
  • a transparent conductive film (also referred to as a transparent electrode) is a sheet-like medium which is transparent to visible light and has conductivity.
  • the higher the light transmittance of the transparent conductive film the higher the transparency
  • a transparent conductive film having a sheet resistance of 5 to 50 ⁇ / sq and a light transmittance of 70 to 80% is used.
  • the second conductor 3b is disposed in the opening 1a of the metal housing 1, and only its end is located in the frame of the metal housing 1 (the end of the second conductor 3b is viewed from the front) It is configured to be hidden in the frame of the metal case 1).
  • the first conductor 3a is disposed so as to be located at the frame portion of the metal housing 1 via the glass 2, and has a slight gap between itself and the second conductor 3b.
  • a coaxial cable (not shown) is electrically connected to the gap for high frequency signals. That is, the core of the coaxial cable is connected to the second conductor 3b, and the outer conductor of the coaxial cable is connected to the first conductor 3a.
  • an alternating voltage is applied between the first conductor 3a and the second conductor 3b.
  • a transmission line other than the coaxial cable may be selected as long as a desired AC voltage can be applied between the first conductor 3a and the second conductor 3b.
  • the second conductor 3b is illustrated in a strip shape in FIG. 1, if it is designed to resonate at a desired frequency, it is possible to select an arbitrary free shape. For example, there is a shape in which the width gradually widens as shown in FIG. 3A, and a shape having a branch as in FIG. 3B.
  • the transmitting antenna and the receiving antenna are reversible, the operation as the transmitting antenna will be described here.
  • the second conductor 3 b becomes a monopole antenna element designed to resonate at a desired frequency, and emits radio waves.
  • the first conductor 3a is disposed to overlap the metal casing 1 via the glass 2, when an alternating current flows in the first conductor 3a, the AC current is also applied to the metal casing 1 by capacitive coupling. Flows.
  • the metal housing 1 operates as a ground of the monopole antenna formed of the second conductor 3b.
  • the ground of the antenna can be secured sufficiently large, and concentration of current on the transparent conductive film can be suppressed, so that loss caused by the low conductivity of the transparent conductive film can be reduced.
  • the antenna device of the first embodiment since the second conductor 3b to be a monopole antenna element is provided in the opening 1a of the metal housing 1, it is possible to prevent the radiation efficiency from being lowered. Further, since the second conductor 3 b is formed of a transparent conductive film, the visibility does not decrease even if it is disposed in the opening 1 a of the metal casing 1.
  • the gap between the second conductor 3b and the first conductor 3a is located in a portion hidden by the metal casing 1, even if a transmission line such as a coaxial cable is connected, the visibility is not reduced.
  • a control board or the like connected to the monopole antenna including the ground (frame ground) of the metal casing 1 and the second conductor 3b Ground (signal ground) can be separated.
  • the metal case having the opening and the first case which is disposed in a portion other than the opening of the metal case and capacitively coupled to the metal case
  • a second conductor disposed on the same plane as the first conductor in the opening of the metal housing and the first conductor, and an AC voltage being applied between the conductor and the first conductor, and transparent to visible light; Since it is possible to provide an antenna element without reducing the visibility, and to use the metal casing as a ground for the antenna in a state in which the frame ground and the signal ground are separated, it is incorporated in the metal casing It is possible to obtain an antenna device with high radiation efficiency even if the
  • At least the second conductor of the first conductor and the second conductor is a transparent conductive film, so that an antenna device with improved visibility is provided. You can get it.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an antenna apparatus according to the second embodiment.
  • the metal casing 1 and the glass 2 are the same as those of the first embodiment, the corresponding parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
  • the difference between the first embodiment of the antenna device of the second embodiment and the first embodiment is that the conductor 4 formed of one transparent conductive film is substituted for the first conductor 3a and the second conductor 3b in the first embodiment. It is a point used.
  • the conductor 4 is, as shown in FIGS. 4 and 5, a third conductor 4a formed in an L shape along a corner of the opening 1a of the metal casing 1 and a third conductor 4a.
  • a fifth conductor 4c perpendicular to the second conductor 4b.
  • an alternating voltage is applied between the third conductor 4a and the fifth conductor 4c.
  • the length L of the fourth conductor 4b exposed in the opening 1a (the length from the opening end of the opening 1a to the tip of the fourth conductor 4b) L, and the length exposed in the opening 1a
  • the conductor 4c (the length from the open end of the opening 1a to the base of the fifth conductor 4c) H and the distance D between the open end of the opening 1a and the fifth conductor 4c
  • the conductor 4 operates as an inverted F antenna that resonates at the desired frequency.
  • An inverted-F antenna is an antenna system that can reduce the antenna's posture and broaden its bandwidth by providing a short circuit (short stub) with the ground near the voltage application section of the inverted-L antenna obtained by bending a monopole antenna. is there.
  • the third conductor 4 a of the conductor 4 is the ground of the inverted F antenna, but the third conductor 4 a is disposed along the corner of the metal casing 1 so as to overlap via the glass 2. Because of capacitive coupling, the metal housing 1 operates as an antenna ground. Therefore, similarly to the antenna device of the first embodiment, the loss caused by the low conductivity of the transparent conductive film can be reduced.
  • the conductor 4 serving as the inverted F antenna is provided in the opening 1a of the metal casing 1, as in the operation described in the first embodiment, the radiation efficiency can be prevented from being lowered without reducing the visibility. .
  • the inverted F antenna according to the present embodiment since it is integrally formed of one transparent conductive film, it is not necessary to newly provide a short circuit line. Therefore, the fabrication can be simplified and the cost can be reduced.
  • the metal casing having the opening and the portion other than the opening of the metal casing are arranged in a bent shape along the corner of the opening.
  • a third conductor capacitively coupled to the metal housing, a fourth conductor disposed in the opening of the metal housing on the same plane as the third conductor, and transparent to visible light An AC voltage is applied between the third conductor and the third conductor while being arranged on the same plane as the third conductor in the opening and orthogonal to the fourth conductor, and transparent to visible light.
  • the fifth conductor is sequentially connected to the third conductor to form an inverted-F antenna, so that the casing has a small opening.
  • the antenna can be placed at the opening, and an antenna device with small and wide band characteristics can be obtained.
  • At least the fourth conductor and the fifth conductor of the inverted F antenna are made of a transparent conductive film, so that an antenna device with improved visibility is obtained. be able to.
  • FIG. 6 is a block diagram of an antenna apparatus according to Embodiment 3, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
  • the antenna device of the third embodiment includes the feeding substrate 5 in addition to the configuration of the first embodiment.
  • the feed substrate 5 physically contacts the first conductor 3a and the second conductor 3b, and is disposed in a portion overlapping the metal casing 1 (a portion other than the opening 1a).
  • the feed substrate 5 acts as an interface between the first conductor 3a and the second conductor 3b and a transmission line (not shown) such as a coaxial cable.
  • FIG. 8 is an explanatory view schematically showing an example of a conductor pattern on the feeding substrate 5.
  • FIG. 8A is a front surface (surface contacting the first conductor 3a and the second conductor 3b), and FIG. It represents the surface opposite to the surface in contact with the first conductor 3a and the second conductor 3b.
  • the 1st metal pattern 6a and the 2nd metal pattern 6b are provided in the surface side of the electric power feeding board
  • the first signal line 7a and the second signal line 7b, the substrate ground 8, the through hole 9, the matching circuit 10, and the connector 11 are provided on the back surface side.
  • the first metal pattern 6a is in physical contact with the first conductor 3a
  • the second metal pattern 6b is in physical contact with the second conductor 3b
  • the first signal line 7a and the second signal line 7b and the substrate ground 8 form a coplanar line.
  • the characteristic impedance of the coplanar line is designed to be 50 ⁇ .
  • the through holes 9 are provided to connect the second metal pattern 6b and the second signal line 7b. It is desirable that the substrate ground 8 be connected by many through holes (not shown) so as to have the same potential as the first metal pattern 6a in high frequency.
  • the first signal line 7 a and the second signal line 7 b are connected via the matching circuit 10.
  • the matching circuit comprises circuit elements 10a, 10b and 10c, and is a circuit provided to match the impedance of the monopole antenna consisting of the second conductor 3b with the characteristic impedance of the first signal line 7a and the second signal line 7b. It is. A chip inductor, a chip capacitor, a jumper or the like is used as the circuit element.
  • the connector 11 is, for example, a surface mount type coaxial connector, and the core wire is connected to the first signal line 7a.
  • the metal approaches parallel to the monopole antenna element formed of the second conductor 3b, and the impedance of the antenna is degraded.
  • the impedance of the antenna can be matched to the characteristic impedance of the transmission line, and high efficiency of the antenna can be achieved. It becomes.
  • the monopole antenna element formed of the second conductor 3b and the transmission line such as a coaxial cable are connected via the feed substrate 5, it is not necessary to form a connection terminal such as a feed pad on the transparent conductive film. This can simplify the feeding of the antenna.
  • the spacer 12 between the feeding substrate 5 and the metal casing 1 by providing the spacer 12 between the feeding substrate 5 and the metal casing 1, the first metal pattern 6 a and the second metal pattern 6 b on the feeding substrate 5 and the first conductor 3 a are provided. It is also possible to strengthen the electrical contact of the second conductor 3b.
  • the antenna device includes the first metal pattern connected to the first conductor and the second metal pattern connected to the second conductor, Since the feeding substrate for applying an alternating voltage to the first conductor and the second conductor through the first metal pattern and the second metal pattern is provided, power feeding to the antenna can be simplified.
  • the antenna impedance and the characteristic impedance of the transmission line can be easily made. It can be matched. Therefore, for example, even when the impedance of the antenna alone can not be designed to be 50 ⁇ in a thin casing or the like, high efficiency of the antenna can be achieved.
  • the feeding substrate is applied to the monopole antenna consisting of the first conductor and the second conductor of the first embodiment, but the same applies to the inverted F antenna of the second embodiment.
  • it has a first metal pattern connected to the third conductor and a second metal pattern connected to the fifth conductor, and the first metal pattern and the second metal pattern
  • the impedance of the antenna and the characteristic impedance of the transmission line can be easily facilitated by applying the alternating voltage to the second metal pattern through the matching circuit. It can be matched. Therefore, for example, even when the impedance of the antenna alone can not be designed to be 50 ⁇ in a thin casing or the like, high efficiency of the antenna can be achieved.
  • the present invention allows free combination of each embodiment, or modification of any component of each embodiment, or omission of any component in each embodiment. .
  • the first conductor 3a, the second conductor 3b, and the third conductor 4a to the fifth conductor 4c are each formed of a transparent conductive film, but they are transparent to visible light. Any material may be used as long as it is a good conductor.
  • the antenna device according to the present invention relates to the configuration of the antenna transparent to visible light, and is suitable for use in the antenna device to obtain high radiation efficiency by using a transparent conductive material.
  • SYMBOLS 1 metal housing, 1a opening part, 2 glass, 3a 1st conductor, 3b 2nd conductor, 4 conductor, 4a 3rd conductor, 4b 4th conductor, 4c 5th conductor, 5 electricity supply board, 6a 1st metal pattern, 6b 2nd metal pattern, 7a 1st signal line, 7b 2nd signal line, 8 substrate grounds, 9 through holes, 10 matching circuits, 11 connectors, 12 spacers.

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Abstract

金属筐体（１）は開口部（１ａ）を有する。第１の導体（３ａ）は、金属筐体（１）の開口部（１ａ）以外の部分に配置され、金属筐体（１）と容量結合している。第２の導体（３ｂ）は、可視光に対して透明な導体であり、金属筐体（１）における開口部（１ａ）に配置される。第１の導体（３ａ）と第２の導体（３ｂ）には交流電圧が印加される。

Description

アンテナ装置
　本発明は、可視光に対して透明なアンテナ装置に関する。
　透明導電材料は光学的に透明でありながら、導電性を有する媒質である。これをアンテナに利用することで目に見えない、または目立たないアンテナ装置を実現することができる。一般に、アンテナの性能はそのサイズに比例するので、透明導電材料を用いて幅広のアンテナ導体を構成することでアンテナ性能を向上できる。例えば、従来、光透過率８０％以上の透明導電材料により放射素子、グランド素子、無給電素子を形成し、視認性を向上させたアンテナ装置があった（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１６－１００４２号公報
　透明導電材料の導電率は光透過率が高いほど小さくなり、アンテナ素子によく用いられる金属である銅やアルミに比べると１００分の１程度である。従って、上記従来のアンテナ装置では、視認性を良くするため高い光透過率を有する透明導電材料を使用すると、導電率が低いためアンテナの放射効率が低下するという問題があった。
　この発明は、かかる問題を解決するためになされたもので、導電率の低い透明導電材料を用いても高い放射効率が得られるアンテナ装置を提供することを目的とする。
　この発明に係るアンテナ装置は、開口部を有する金属筐体と、金属筐体の開口部以外の部分に配置され、金属筐体と容量結合する第１の導体と、金属筐体の開口部に第１の導体と同一平面上に配置され、第１の導体との間に交流電圧が印加され、かつ、可視光に対して透明な第２の導体とを備えたものである。
　この発明に係るアンテナ装置は、金属筐体と容量結合する第１の導体と、金属筐体の開口部に配置され、可視光に対して透明な第２の導体とを備えたものである。これにより、導電率の低い透明導電材料を用いても高い放射効率を得ることができる。
この発明の実施の形態１によるアンテナ装置の構成図である。 図１のＡ－Ａ線断面図である。 図３Ａ及び図３Ｂは、この発明の実施の形態１のアンテナ装置における第２の導体の変形例を示す構成図である。 この発明の実施の形態２によるアンテナ装置の構成図である。 この発明の実施の形態２のアンテナ装置における導体の構成図である。 この発明の実施の形態３によるアンテナ装置の構成図である。 図６のＢ－Ｂ線断面図である。 図８Ａ及び図８Ｂは、この発明の実施の形態３のアンテナ装置における給電基板を示す構成図である。 この発明の実施の形態３のアンテナ装置における変形例を示す構成図である。
　以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
　図１は本実施の形態によるアンテナ装置の構成図、図２は図１のＡ－Ａ線断面図である。
　本実施の形態によるアンテナ装置は、図１及び図２に示すように、金属筐体１と、ガラス２と、第１の導体３ａと、第２の導体３ｂとを備えている。金属筐体１はアルミ等の金属で構成され、内部に図示しない液晶ディスプレイや制御基板、通信基板を収納するため箱状に構成され、正面方向に開口部１ａを有する。
　ガラス２は金属筐体１によって保持され、金属筐体１の開口部１ａを覆うように配置された板状のガラスである。ガラス２により、金属筐体１の内部にある液晶ディスプレイ等を保護する。また、ガラス２は所定の誘電率を有する誘電体を構成している。
　第１の導体３ａ及び第２の導体３ｂは、ガラス２の金属筐体１に接触する面とは反対側の面に貼付された透明導電膜である。透明導電膜（透明電極とも言う）は可視光に対して透明であり、導電性を有するシート状の媒質である。一般に透明導電膜の光透過率が高い（透明性が高い）ほどシート抵抗が高くなる。例えば、本実施の形態では、シート抵抗値が５～５０Ω／ｓｑ、光透過率７０～８０％の透明導電膜を用いる。
　第２の導体３ｂの大部分は金属筐体１の開口部１ａに配置され、その端部のみが金属筐体１の枠部に位置する（正面から見て第２の導体３ｂの端部が金属筐体１の枠に隠れる）よう構成されている。第１の導体３ａは、ガラス２を介して金属筐体１の枠部に位置するよう配置され、第２の導体３ｂとの間に若干の間隙を有している。この間隙には例えば同軸ケーブル（図示せず）が高周波信号に対して電気的に接続される。すなわち、同軸ケーブルの芯線が第２の導体３ｂに、同軸ケーブルの外導体が第１の導体３ａに接続される。これにより、第１の導体３ａと第２の導体３ｂとの間に交流電圧が印加される。なお、第１の導体３ａと第２の導体３ｂの間に所望の交流電圧が印加できれば、同軸ケーブル以外の伝送線路を選択しても良い。また、図１では第２の導体３ｂは短冊状に図示されているが、所望の周波数で共振するように設計されていれば適宜自由な形状を選択可能である。例えば図３Ａのように幅が徐々に広がる形状、図３Ｂのように分岐を有する形状などがある。
　次に、この発明の実施の形態１に係るアンテナ装置の動作について説明する。送信アンテナと受信アンテナには可逆性が成り立つため、ここでは送信アンテナとしての動作を説明する。
　第１の導体３ａと第２の導体３ｂの間に交流電圧が印加されると、両者に電荷の移動が発生して交流電流が流れる。このとき、第２の導体３ｂは所望の周波数で共振するように設計されたモノポールアンテナ素子となり、電波を放射する。また、第１の導体３ａはガラス２を介して金属筐体１に重なるように配置されているため、第１の導体３ａに交流電流が流れると、容量結合により金属筐体１にも交流電流が流れる。すなわち、金属筐体１が第２の導体３ｂからなるモノポールアンテナのグランドとして動作する。これにより、アンテナのグランドが十分に大きく確保でき、透明導電膜上への電流の集中を抑えることができるため、透明導電膜の導電率が低いことにより生じる損失を低減できる。
　一般的にアンテナ上を流れる電流に対して平行に金属が近接すると、近接した金属上に逆相の電流が誘起されてアンテナの放射効率が低下する。そのため、金属筐体の内部にアンテナを設けるとアンテナの放射効率が低下する。これに対し実施の形態１のアンテナ装置では、金属筐体１の開口部１ａに、モノポールアンテナ素子となる第２の導体３ｂを設けているため、放射効率の低下を防止できる。また、第２の導体３ｂは透明導電膜により構成されているため、金属筐体１の開口部１ａに配置しても視認性を低下させることはない。さらに、第２の導体３ｂと第１の導体３ａの間隙は金属筐体１で隠れる部分に位置するため、同軸ケーブル等の伝送線路が接続されてもこれによって視認性を低下させることがない。
　また、第１の導体３ａと金属筐体１は物理的に接触していないため、金属筐体１のグランド（フレームグランド）と第２の導体３ｂからなるモノポールアンテナに接続される制御基板等のグランド（シグナルグランド）を分離することができる。
　以上説明したように、実施の形態１に係るアンテナ装置によれば、開口部を有する金属筐体と、金属筐体の開口部以外の部分に配置され、金属筐体と容量結合する第１の導体と、金属筐体の開口部に第１の導体と同一平面上に配置され、第１の導体との間に交流電圧が印加され、かつ、可視光に対して透明な第２の導体とを備えたので、視認性を低下させることなくアンテナ素子を設けることができ、さらに、フレームグランドとシグナルグランドを分離した状態で金属筐体をアンテナのグランドとして利用できるため、金属筐体に内蔵されるアンテナであっても高い放射効率のアンテナ装置を得ることができる。
　また、実施の形態１のアンテナ装置によれば、第１の導体及び第２の導体のうち、少なくとも第２の導体は透明導電膜であるようにしたので、視認性を向上させたアンテナ装置を得ることができる。
実施の形態２．
　図４は実施の形態２に係るアンテナ装置を示す構成図である。図４において、金属筐体１及びガラス２は実施の形態１と同一であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
　実施の形態２のアンテナ装置の実施の形態１との相違点は、実施の形態１における第１の導体３ａと第２の導体３ｂに代わって、一つの透明導電膜で形成された導体４が用いられている点である。導体４は、図４及び図５に示すように、金属筐体１の開口部１ａの一つの隅部に沿う形でＬ字型に形成された第３の導体４ａと、第３の導体４ａに対して平行な第４の導体４ｂと、垂直な第５の導体４ｃからなる。実施の形態２のアンテナ装置では、第３の導体４ａと第５の導体４ｃの間に交流電圧が印加される。このとき、開口部１ａに露出している第４の導体４ｂの長さ（開口部１ａの開口端から第４の導体４ｂの先端までの長さ）Ｌ、開口部１ａに露出している第５の導体４ｃの長さ（開口部１ａの開口端から第５の導体４ｃの基部までの長さ）Ｈ、開口部１ａの開口端と第５の導体４ｃの間隔Ｄを適切に設計することで、導体４は所望の周波数で共振する逆Ｆアンテナとして動作する。
　逆Ｆアンテナはモノポールアンテナを折り曲げることで得られる逆Ｌアンテナの電圧印加部の近くにグランドとの短絡線（ショートスタブ）を設けることでアンテナの低姿勢化や広帯域化が可能なアンテナ方式である。導体４の第３の導体４ａが逆Ｆアンテナのグランドとなるが、第３の導体４ａは金属筐体１の隅部に沿ってガラス２を介して重なるように配置され、金属筐体１と容量結合しているため、金属筐体１がアンテナグランドとして動作する。従って、実施の形態１のアンテナ装置と同様に、透明導電膜の導電率が低いことにより生じる損失を低減できる。
　また、金属筐体１の開口部１ａに逆Ｆアンテナとなる導体４を設けているため、実施の形態１で説明した動作と同様に、視認性を低下させることなく放射効率の低下を防止できる。
　また、本実施の形態の逆Ｆアンテナでは一つの透明導電膜により一体形成しているので、短絡線を新たに設ける必要がない。このため、製作を簡略化し、低コスト化を実現することができる。
　以上説明したように、実施の形態２のアンテナ装置によれば、開口部を有する金属筐体と、金属筐体の開口部以外の部分に開口部の隅部に沿って屈曲した形状で配置され、金属筐体と容量結合する第３の導体と、金属筐体の開口部に第３の導体と同一平面上に配置され、可視光に対して透明な第４の導体と、金属筐体の開口部に第３の導体と同一平面上に配置されると共に、第４の導体と直交して配置され、第３の導体との間に交流電圧が印加され、かつ、可視光に対して透明な第５の導体とを備え、第３の導体に対して第４の導体及び第５の導体が順番に接続されて逆Ｆアンテナを構成するようにしたので、開口が小さい筐体に対しても開口部にアンテナを配置することでき、小形で広帯域な特性を持つアンテナ装置を得ることができる。
　また、実施の形態２のアンテナ装置によれば、逆Ｆアンテナのうち、少なくとも第４の導体と第５の導体は透明導電膜であるようにしたので、視認性を向上させたアンテナ装置を得ることができる。
実施の形態３．
　図６は実施の形態３に係るアンテナ装置の構成図、図７は図６のＢ－Ｂ線断面図である。これらの図において、金属筐体１、ガラス２、第１の導体３ａ、第２の導体３ｂの構成については、実施の形態１と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
　実施の形態３のアンテナ装置では、実施の形態１の構成に加えて給電基板５を備えている。給電基板５は、第１の導体３ａ及び第２の導体３ｂに物理的に接触し、金属筐体１に重なる部分（開口部１ａ以外の部分）に配置される。給電基板５は第１の導体３ａ及び第２の導体３ｂと同軸ケーブル等の伝送線路（図示せず）との間のインタフェースとして作用する。
　図８は給電基板５上の導体パターンの一例を示す模式的に示す説明図であり、図８Ａは表面（第１の導体３ａ及び第２の導体３ｂに接触する面）、図８Ｂは裏面（第１の導体３ａ及び第２の導体３ｂと接触する面とは反対側の面）を表している。図８Ａに示すように、給電基板５の表面側には第１の金属パターン６ａ及び第２の金属パターン６ｂが設けられている。また、図８Ｂに示すように、裏面側には第１の信号線７ａ及び第２の信号線７ｂ、基板グランド８、スルーホール９、整合回路１０、コネクタ１１が設けられている。
　給電基板５では、第１の金属パターン６ａが第１の導体３ａと物理的に接触し、第２の金属パターン６ｂが第２の導体３ｂに物理的に接触するように配置されている。また、第１の信号線７ａ及び第２の信号線７ｂと基板グランド８はコプレーナ線路を形成している。通常、コプレーナ線路の特性インピーダンスは５０Ωになるよう設計される。スルーホール９は第２の金属パターン６ｂと第２の信号線７ｂとを接続するために設けられている。基板グランド８は第１の金属パターン６ａと高周波的に同電位となるように多くのスルーホール（図示せず）で接続していることが望ましい。
　第１の信号線７ａと第２の信号線７ｂとは整合回路１０を介して接続される。整合回路は回路素子１０ａ，１０ｂ，１０ｃからなり、第２の導体３ｂからなるモノポールアンテナのインピーダンスを第１の信号線７ａ及び第２の信号線７ｂの特性インピーダンスと整合させるために設けられる回路である。回路素子にはチップインダクタ、チップキャパシタ、ジャンパなどが用いられる。コネクタ１１は、例えば表面実装タイプの同軸コネクタであり、芯線が第１の信号線７ａに接続される。
　金属筐体１の深さが浅かったり、ガラス２の近くに液晶ディスプレイが配置されたりすると、第２の導体３ｂから成るモノポールアンテナ素子に平行に金属が近づき、アンテナのインピーダンスが劣化する。これに対し、本実施の形態では整合回路１０を実装した給電基板５を用いてアンテナに給電することでアンテナのインピーダンスを伝送線路の特性インピーダンスに整合させることができ、アンテナの高効率化が可能となる。
　また、第２の導体３ｂから成るモノポールアンテナ素子と同軸ケーブル等の伝送線路が給電基板５を介して接続されるため、給電パッドなどの接続端子を透明導電膜上に形成する必要がない。これによりアンテナへの給電を簡略化することができる。さらに、図９に示すようにスペーサ１２を給電基板５と金属筐体１の間に設けることで、給電基板５上の第１の金属パターン６ａ及び第２の金属パターン６ｂと第１の導体３ａ及び第２の導体３ｂの電気的接触を強固にすることも可能である。
　以上説明したように、実施の形態３のアンテナ装置によれば、第１の導体と接続される第１の金属パターンと、第２の導体に接続される第２の金属パターンとを有し、第１の金属パターン及び第２の金属パターンを介して第１の導体及び第２の導体に交流電圧を印加するための給電基板を設けたので、アンテナへの給電を簡略化することができる。
　また、実施の形態３のアンテナ装置によれば、給電基板は、整合回路を介して第２の金属パターンに交流電圧を印加するようにしたので、アンテナのインピーダンスと伝送線路の特性インピーダンスを容易に整合させることができる。従って、例えば、薄型筐体等でアンテナ単独のインピーダンスを５０Ωに設計できない場合でもアンテナの高効率化が可能となる。
　なお、上記例では、実施の形態１の第１の導体及び第２の導体からなるモノポールアンテナに給電基板を適用した例を説明したが、実施の形態２の逆Ｆアンテナに対しても同様に効果を得ることができる。
　すなわち、第３の導体と接続される第１の金属パターンと、第５の導体に接続される第２の金属パターンとを有し、第１の金属パターン及び第２の金属パターンを介して第３の導体及び第５の導体に交流電圧を印加するための給電基板を設けることにより、アンテナへの給電を簡略化することができる。
　また、実施の形態２に適用した場合でも、給電基板を、整合回路を介して第２の金属パターンに交流電圧を印加するようにすることで、アンテナのインピーダンスと伝送線路の特性インピーダンスを容易に整合させることができる。従って、例えば、薄型筐体等でアンテナ単独のインピーダンスを５０Ωに設計できない場合でもアンテナの高効率化が可能となる。
　なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
　また、上記実施の形態１～３では、第１の導体３ａ、第２の導体３ｂ、第３の導体４ａ～第５の導体４ｃをそれぞれ透明導電膜で構成したが、可視光に対して透明な導体であればどのような素材を用いても良い。
　以上のように、この発明に係るアンテナ装置は、可視光に対して透明なアンテナの構成に関するものであり、透明導電材料を用いて高い放射効率を得アンテナ装置に用いるのに適している。
　１　金属筐体、１ａ　開口部、２　ガラス、３ａ　第１の導体、３ｂ　第２の導体、４　導体、４ａ　第３の導体、４ｂ　第４の導体、４ｃ　第５の導体、５　給電基板、６ａ　第１の金属パターン、６ｂ　第２の金属パターン、７ａ　第１の信号線、７ｂ　第２の信号線、８　基板グランド、９　スルーホール、１０　整合回路、１１　コネクタ、１２　スペーサ。

Claims (8)

  1. 　開口部を有する金属筐体と、
    　前記金属筐体の前記開口部以外の部分に配置され、当該金属筐体と容量結合する第１の導体と、
    　前記金属筐体の前記開口部に前記第１の導体と同一平面上に配置され、前記第１の導体との間に交流電圧が印加され、かつ、可視光に対して透明な第２の導体とを備えたアンテナ装置。
  2. 　前記第１の導体及び前記第２の導体のうち、少なくとも前記第２の導体は透明導電膜であることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
  3. 　前記第１の導体と接続される第１の金属パターンと、前記第２の導体に接続される第２の金属パターンとを有し、当該第１の金属パターン及び第２の金属パターンを介して前記第１の導体及び第２の導体に交流電圧を印加するための給電基板を設けたことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
  4. 　前記給電基板は、整合回路を介して前記第２の金属パターンに交流電圧を印加することを特徴とする請求項３記載のアンテナ装置。
  5. 　開口部を有する金属筐体と、
    　前記金属筐体の前記開口部以外の部分に当該開口部の隅部に沿って屈曲した形状で配置され、前記金属筐体と容量結合する第３の導体と、
    　前記金属筐体の前記開口部に前記第３の導体と同一平面上に配置され、可視光に対して透明な第４の導体と、
    　前記金属筐体の前記開口部に前記第３の導体と同一平面上に配置されると共に、前記第４の導体と直交して配置され、前記第３の導体との間に交流電圧が印加され、かつ、可視光に対して透明な第５の導体とを備え、
    　前記第３の導体に対して前記第４の導体及び前記第５の導体が順番に接続されて逆Ｆアンテナを構成することを特徴とするアンテナ装置。
  6. 　前記逆Ｆアンテナのうち、少なくとも前記第４の導体と前記第５の導体は透明導電膜であることを特徴とする請求項５記載のアンテナ装置。
  7. 　前記第３の導体と接続される第１の金属パターンと、前記第５の導体に接続される第２の金属パターンとを有し、当該第１の金属パターン及び第２の金属パターンを介して前記第３の導体及び第５の導体に交流電圧を印加するための給電基板を設けたことを特徴とする請求項５記載のアンテナ装置。
  8. 　前記給電基板は、整合回路を介して前記第２の金属パターンに交流電圧を印加することを特徴とする請求項７記載のアンテナ装置。
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