以下、本発明の実施形態を図に基づいて� ��細に説明する。

 本発明の実施形態に係るループアンテナ� ��図1~図3に示すように、基本的な構成として� ��導電性帯体1を筒状に形成したループエレメ ント2と、給電部3とを有している。

 そして、ループエレメント2が図1及び図2� ��示すように、筒の高さ方向Tに沿うスリット 4を有しており、導電性帯体1がループRを形成 している。

 ループエレメント2を図1~図3に基づいて具 体的に説明する。ループエレメント2を形成� �る導電性帯体1は図2及び図3(a)に示すように� �筒を形成するのに必要な長さLを有し、その� ��さLの範囲で中央部が「逆V」字状に屈曲し� �帯形状を呈している。そして、導電性帯体1� ��、2つの端部1a間に空隙を明けて、中央部分� ��中心として筒状に形成されている。したが� ��て、ループエレメント2は図2に示すように� �筒状に形成した導電性帯体1で構成されてお� ��、導電性帯体1の2つの端部1a間に確保された 空隙を筒の高さ方向Tに沿うスリット4として� ��している。

 また、導電性帯体1が中央に向けて「逆V� �字状の形状を呈しているため、導電性帯体1� ��筒状に形成したループエレメント2は図2及� �図3(c)に示すように、筒の両底辺2a,2bが筒の� �さ方向Tに対して傾斜している。

 また、使用周波数帯域がMHz~GHzでは、アン テナ電流が図3(a)に示す導電性帯体1の縁部1b,1 cを流れる傾向にある。導電性帯体1を筒状に� ��成した場合、ループエレメント2のループが 筒状の導電性帯体1で形成される。導電性帯� �1が形成するループエレメント2のループRは� �2つのループR1,R2が考えられる。すなわち、1� ��のループR1は図3(b)に示すように、筒状のル� ��プエレメント2の周方向Sに沿うものである� �図3(b)に示すように、筒の高さ方向Tに沿う方 向(図3(b)では紙面に対して垂直方向)の垂直な 磁界成分VとループR1とは交差する位置関係に あるから、ループR1は、ループエレメント2の ループして機能する。

 もう1つのループR2は図3(c)に示すように、 ループエレメント2の傾斜した両底辺2a,2b付近 であって筒の周方向S(図3(b)参照)に沿うもの� �ある。図3(c)に示すように、ループエレメン� ��2の両底辺2a,2b(導電性帯体1の縁部1b,1cに相当 する)は水平方向に対して傾斜しているため� �水平な磁界成分HとループR2とは交差する位� �関係にあるから、ループR2は、ループエレメ ント2のループとして機能する。

 なお、図3(a)に示す実施形態では、導電性 導体1の中央部の幅W1が端部1aの幅W2より広く� �定されているが、これに限られるものでは� �く、幅W1と幅W2とが同一に設定されていても� ��いものである。要は、展開した導電性帯体1 の形状は、導電性帯体1が形成するループRの� ��ち、一方のループR1と垂直成分の磁界Vとが� ��差し、他方のループR2と水平成分の磁界Hと� ��交差する関係を保持する形状であれば、い� ��れの形状であってもよいものである。

 また、導電性帯体1は図2及び図3(b)に示す� ��うに、筒状に形成されているから、筒状導� ��性帯体1の筒内の空間がループエレメント2� �保持するためのホルダ5を形成している。具� ��的には、筒状導電性帯体1の筒内の空間に例 えば衣類6の片袖6aを通すことで、導電性帯体 1と衣類6との摩擦力、或いは、これに加えて� ��状導電性帯体1の弾力などを利用してループ エレメント2を衣類6等に保持する。

 次に、導電性帯体2について説明する。導 電性帯体2には、帯状の布素材に導電剤を塗� �したもの、導電性糸を布状に編み込んだも� �など種々のものを用いることが可能である� �また、導電性帯体2は、熱が加わることによ� ��筒状に変形する形状記憶素材から構成され� ��いてもよい。また、導電性帯体2がフレキシ ブルな素材から形成され、例えば衣類の片袖 などに巻き付くものであることが望ましい。 また、導電性帯体2が弾力性をもつ素材から� �成され、その弾力で例えば衣類の片袖など� �巻き付くものであってもよいものである。

 導電性帯体1として導電性布を用いた場合 、その導電性布の素材としては、綿、羊毛、 絹などの天然繊維や、ポリエステル、アクリ ルなどの化学合成繊維に導電性材料を付着さ せた材料、または導電性の糸状材を布状に縫 製したものであってもよい。ただし、導電性 布における任意の2点間が導通している必要� �ある。

 要は、導電性帯体1としては、送信時にア ンテナ電流が流れ、受信時に受信電流が流れ る素材であれば、何れのものであってもよく 、しかも、使用時に筒状を形成するものであ れば、いずれのものでよい。

 また、給電部3は、前記スリット4を挟む� �ープエレメント2の端部2c,2d間に受給電する� �ここに、給電部3は送信時にループエレメン� ��2にアンテナ電流を給電し、受信時にループ エレメント2に到来した受信信号による受信� �流を受電する。

 次に、本実施形態に係るループアンテナ� ��ウェアラブルアンテナとして用いた場合に� ��いて説明する。本実施形態に係るループア� ��テナは図1に示すように、筒状導電性帯体1� �筒内の空間に衣服6(シャツなど)の片袖6aを通 し、筒状導電性帯体1のホルダ5でループエレ� ��ント2を衣類6に装着して使用する。ループ� �レメント2を装着する箇所は、図1に示す衣類 6の左袖6aに限られるものではない。衣類の右 袖であってもよく、衣類の生地にループレメ ント2を縫い付ける、或いは衣類の一部をル� �プエレメント2とすることもできる。また、� ��服の袖部、襟部、胴部、腰部、脚部などに� ��り付けられるか、あるいは衣服の一部とし� ��装着されてもよいものである。要は、ユー� ��にとって違和感なく電磁波の送受信を行う� ��とができる箇所であれば、ループエレメン� ��2の取り付け場所は限定されないのである。

 図1に示すように、衣類6に装着されたル� �プエレメント2のスリット4を挟む端部2c、2d� �給電部3に受給電ケーブル7を介して送受信用 の電子装置8を電気的に接続する。

 受信信号が到来すると、垂直成分をもつ� ��来磁界Vは図3(b)に示すループR1で検出され、 また水平成分をもつ到来磁界Hは図3(c)に示す� ��ープR2で検出される。例えば、図1に示すよ� ��に、起立して腕を下に垂らした通常の姿勢� ��、筒状導電性帯体1のホルダ5に袖を通して� �ープエレメント2を衣類に装着した場合、垂� ��及び水平な磁界成分の到来磁界V,Hを検出す� ��ことができる。

 図1に基づく説明では、受信時での説明を 述べたが、スリット4を挟むループエレメン� �2の端部2a,2b間に送受信用電子装置8から給電� ��ーブル7に通してループエレメント2にアン� �ナ電流を給電すると、ループエレメント2を� ��振させて送信アンテナとして機能させるこ� ��ができるものである。

 以上のように本発明の実施形態によれば� ��身体との親和性が高く、MHz帯~GHz帯に亘る広 帯域な電磁波を扱うことができるループアン テナを提供することができる。

 衣服には筒状の部分が多く、そのいずれ� ��部分にも本発明の実施形態におけるループ� ��ンテナエレメントの装着に適している。本� ��明の実施形態では、ループエレメントを形� ��する導電性帯体が身体に取り付けられ、そ� ��導電性帯体がループエレメントのループを� ��成するため、身体近傍での強い磁界に反応� ��て感度の高いループアンテナとして機能す� ��こととなり、ウェアラブルアンテナに適し� ��いる。

 また、ループエレメントが筒の高さ方向� ��沿うスリットを有しており、そのスリット� ��挟むループエレメントの端部に給電するこ� ��により、容易にアンテナを励振することが� ��きる。

 また、導電性帯体が形成するループが到� ��する磁界の垂直成分と水平成分とに対応す� ��ループであるため、給電部から見た全体と� ��てのアンテナ受信感度は、ある一方向の磁� ��成分しか検出できない場合よりも高くする� ��とができる。

 さらに、本発明の実施形態を具体的な例に� ��づいてさらに詳細に説明する。
(実施形態1)

 導電性帯体1が形成するループの長さを変 更した例を実施形態1として説明する。

 導電性帯体1が筒状に形成された場合であ って、使用周波数帯域がMHz~GHz帯である場合� �は上述したように、導電性帯体1が形成する� ��、すなわちループエレメント2の高さ方向T� �両端2a,2bに位置する導電性帯体1の縁部1b,1c付 近にループエレメント2のループR1,R2が形成さ れる。図1~図3に示す実施形態では、導電性帯 体1の縁部1b、1c付近に形成されるループ長を� ��一長さに設定していたが、これに限られる� ��のではない。

 本実施形態1では図4に示すように、ルー� �エレメント2の両端2a,2bでのループ長L1,L2を異 なる長さに設定している。すなわち、ループ エレメント2の高さ方向Tの端部2a,2bに位置す� �導電性帯体1の縁部1bの長さL1を、ループエレ メント2の高さ方向Tの他端2bに位置する導電� �帯体1の縁部1cの長さL2より長く設定している (L1>L2)。なお、ループ長L2をループ長L1より� ��く設定してもよいものである(L2>L1)。

 なお、図4においても、図3(b)に示す1つの� ��ープR1が筒状のループエレメント2の周方向S に沿って形成され、垂直な磁界成分Vとルー� �R1とが交差する位置関係にあるから、ループ R1は、ループエレメント2のループして機能す る。また、図3(c)に示すもう1つのループR2が� �ープエレメント2の傾斜した両底辺2a,2b付近� �あって筒の周方向S(図3(b)参照)に沿って形成� ��れ、水平な磁界成分HとループR2とが交差す� ��位置関係にあるから、ループR2は、ループ� �レメント2のループとして機能する。

 図2に示すようにループエレメント2の高� �方向Tの両端2a,2bにおけるループ長L1,L2が同じ 場合(L1=L2)よりも、図4に示す本実施形態1のよ うにループ長L1,L2を異ならせる(L1≠L2)ことに� ��り、周波数帯域を広くすることができる。� ��まり、主なループ電流は、導電性帯体1の縁 部1b,1c付近に沿って流れ、周波数特性は、そ� ��ループ長に依存する。ループエレメント2の 高さ方向Tの両端(図3(c)での底辺に相当する)2a ,2b付近を流れるループ電流のループ長L1,L2が� ��なると、それぞれの周波数特性が異なり、� ��電部3から見た全体としての周波数特性は、 それぞれの周波数特性を合成したような周波 数特性となる。したがって、筒の高さ方向T� �両端でのループ長L1,L2を少し異なる寸法(L1≠ L2)とすることで、両端2a,2bのループ長L1,L2を� �じにした場合(L1=L2)よりも広い周波数帯域と� ��る。

 さらに、異なるループ長のループに流れる� ��ープ電流に依存するそれぞれ最大放射方向� ��最大放射周波数を少しだけずらした場合に� ��より広い指向性やより広帯域な放射特性が� ��られ、柔軟性のあるアンテナ特性を得るこ� ��ができる。
(実施形態2)

 本実施形態2では図5に示すように、筒状� �導電性帯体1が形成するループR1,R2に1以上の� ��り欠き9a,9bを設けている。すなわち、ルー� �エレメント2の高さ方向Tの両端2a,2b付近(ルー プR1,R2)に沿ってループ電流が流れる。そこで 、ループR1,R2、すなわちループエレメント2の 両端2a,2bに1以上の切り欠き9a,9bを設けている� ��

 ループ電流は主に、ループエレメント2の 高さ方向Tの端部2a,2bに位置する筒状導電性帯 体1の縁部1b,1c付近(ループR1,R2)に沿って周方� �Sに流れるため、切り欠き9a,9bが設けてある� �とで、主なループ電流の経路長が変化し、� �ンテナ特性が変化する。例えば、切り欠き9a ,9bが多い、或いは切り欠き9a,9bの長さが長い� ��、ループ電流の経路長を長くすることがで� ��る。

 また、図5(a)に示すように、ループエレメ ント2の高さ方向Tの両端2a,2bでの切り欠き9a,9b を交互に複数設けてもよいものである。これ により、ループ電流は端部2a,2bに沿ってジグ� ��グに流れ、切り欠き9a、9bがない場合に比較 して、経路長が長くなる。ループ電流の経路 長を変えることができると、アンテナ特性を 調整することができる。

 なお、切り欠き9a、9bは図5に示す4つに限� ��されるものではなく、数を増やすことでル� ��プ電流の経路長を長くすることができる。� ��た、切り欠きの長さを長くすることでも、� ��ープ電流の経路長を長くすることができる� ��

 また、図5(b)に示すように、切り欠き9a、9 bの角部に丸み9cを持たせ、ループ電流経路が 図5(a)のように急に折れ曲がることなく、な� �らかに形成されていてもよい。これにより� �折れ曲がり部での電磁界の乱れや反射等に� �る損失を低減することができる。

 また、切り欠き9a、9bを設けるにあたっては 、図6に示すように、筒の周方向に沿って、� �り欠き9a、9bのある区間とない区間とがあっ� ��もよい。切り欠きの数と設置位置によりア� ��テナ特性を変化させることができる。
(実施形態3)

 図7に示す本実施形態3では、導電性帯体1� ��形成するループR1,R2とは別にループR3を形成 している。すなわち、図7に示すように、導� �性帯体1に、導電性の糸状材で形成している� ��返し縫いなどによるループ状の縫い目を付� ��ている。このループ状の縫い目が、前記ル� ��プR1,R2とは別のループR3として働く。このル ープR3が給電部3に接続される。

 この微小なループR3が、筒状ループアン� �ナエレメント2と別のループアンテナエレメ� ��トとして働く。図7では、例えば、微小ルー プR3の面が導電性帯体1の表面と平行に配置さ れているため、それぞれのループ面に垂直な 磁界成分に対して感度が得られ、この新たな ループ面で垂直な磁界成分を検出することが できる。

 また、導電性帯体1に、導電性の糸状材で形 成している半返し縫いなどによる微小ループ 状の縫い目、すなわちレープR3を持つことに� ��り、前記微小ループの合計面積に相当する� ��度の向上が期待される。
(実施形態4)

 図8に示すように、ループエレメント2を構� �する導電性帯体1に皺1dがあってもよいもの� �ある。皺1dの深さや数を増やすことが、ルー プ電流の主な経路長を長くすることに相当す る。なお、ループエレメント2の高さ方向Tの� ��部2a,2bの曲がりを併用してもよい。
(実施形態5)

 図9に示す本実施形態5は、給電部3がルー� ��エレメント2に対する給電・受電を無線で行 うようにしたものである。

 すなわち、給電部3は、ループエレメント 2の励振周波数あるいは変調方式の信号から� �それとは異なる周波数あるいは変調方式の� �号へ変換するか、あるいは前記異なる周波� �あるいは変調方式の信号からループエレメ� �ト2の励振周波数あるいは変調方式の信号へ� ��換するか、あるいは、ループエレメント2の 励振周波数あるいは変調方式の信号と、前記 異なる周波数あるいは変調方式の信号との相 互変換をし、前記異なる周波数あるいは変調 方式の電磁波10で送信あるいは受信する。

 図9において、ループエレメント2の励振周� �数をf0とすると、給電部3が、f0ではない周波 数f1の電磁波10で送受信用電子装置8との間で� ��信/受信する。したがって、給電部3と送受� �用電子装置8とが、周波数f1の電磁波10で受信 /送信するため、給電部3と電子装置8との間を 無線による電気接続ができる。そのため、両 者を給電ケーブルで繋ぐ煩わしさを回避する ことができ、持ち運びのし易さを損なうこと なく、アンテナと送受信用電子装置との間を 非接触でコネクトすることができる。
(実施形態6)

 図10に示す本実施形態6では、ループエレ� ��ントをダイバーシティ構造に組み合わせた� ��のである。

 すなわち、図10に示すように、ループエ� �メント2が衣類6の左袖6aだけでなく、右袖6a� �もが装着され、二つのループエレメント2が� ��服6に装着されている。それぞれのループエ レメント2の給電部3に接続している給電ケー� ��ル7が、ダイバーシティ受信機能を持つ電子 装置8に接続している。

 これにより、一方のループエレメント2の 受信パワーが低下していても、もう一方のル ープエレメント2の受信パワーが所要レベル� �上を確保していればよく、通信機能の信頼� �は向上する。ダイバーシティ機能としては� �二つのループエレメント2のうち受信パワー� ��大きいほうを選択する選択ダイバーシティ� ��能でも良いし、また二つのループエレメン� ��2の受信パワーを合成する合成ダイバーシテ ィ機能でも良い。

 図11は、図10の構成を変更したものである。 すなわち、図11では、図10に示すダイバーシ� �ィ機能のために装着している二つのループ� �レメント2が、給電ケーブル7aにより一つの� �電部3に接続している。1つの給電部3と電子� �置8とは、ループエレメント2の励振周波数を f0とすると、f0ではない周波数f1の電磁波10で� ��信/受信する。このため、ダイバーシティ機 能の2つのループエレメント2が無線により電� ��装置8との間に送受信することができる。そ のため、両者を給電ケーブルで繋ぐ煩わしさ を回避することができ、持ち運びのし易さを 損なうことなく、アンテナと送受信用電子装 置との間を非接触でコネクトすることができ る。
(実施形態7)

 図12に示す実施形態7では、異なる周波数� ��域をカバーするループエレメント2a,2bの給� �部3a,3bと電子装置8とが無線により電気接続� �ている。この場合、一方のループエレメン� �2aの励振周波数をf0、他方のループエレメン� ��2bの励振周波数f1をf0ではない周波数に設定� ��ている。そして、一方のループエレメント2 aに接続した給電部3aと電子装置8とが、f0及び f1ではない周波数f2の電磁波10aで送信/受信す� ��。他方ループエレメント2bに接続した給電� �3bと電子装置8とが、f0,f1及びf2ではない周波� ��f3の電磁波10bで送信/受信する。ループエレ� ��ント2a,2bは二つに限定したものではなく、� �れ以上のループエレメントが衣服に装着さ� �、それぞれが電子装置に接続していてもよ� �。

 図13では、衣類6の左袖6aと右袖6aとに、異 なる周波数帯域をカバーするループエレメン ト2a,2bが装着され、それぞれの給電部3a,3bが� �電ケーブル7a,7bを介して電子装置8a,8bに別々� ��接続されている。ループエレメント2a,2bは� �つに限定したものではなく、それ以上のル� �プエレメントが衣服に装着され、それぞれ� �電子装置に接続していてもよい。

 図12及び図13に示すように、異なる周波数帯 域をカバーする複数のループエレメント2a,2b� ��組み合わせることで、それぞれ周波数域の� ��なる複数のアプリケーションを利用できる� ��ウェアラブルなループエレメント2a,2bは大� �さ・形状の自由度が大きいことから、構造� �異なる複数のアンテナエレメント2a,2bを用い ることも困難ではなく、例えば、一つは基地 局間通信用、一つはVHF帯ラジオ・テレビ電波 受信用、一つはUHFテレビ電波受信用、一つは GPS通信用、一つは他の無線回路装置との直接 通信用など、アプリケーションに応じて複数 のループエレメント2a,2bを衣服に取り付けて� ��よい。
(実施形態8)

 図14に示す実施形態8は、ループエレメン� ��2を動物11に装着したものである。この場合� ��ループエレメント2の給電部3に小型無線機12 と取り付けるようにすればよいものである。

 本発明の実施形態におけるループエレメ� ��ト2は、人間のみに装着することに限定され るものではなく、ペットや野生動物などの生 物に装着してもよく、例えば生物のID情報や� ��体情報、あるいは位置情報を管理するため� ��システム要素として利用することができる� ��

以上、実施形態(及び実施例)を参照して本� ��発明を説明したが、本願発明は上記実施形� ��(及び実施例)に限定されるものではない。� �願発明の構成や詳細には、本願発明のスコ� �プ内で当業者が理解し得る様々な変更をす� �ことができる。

 この出願は2007年9月28日に出願された日本 出願特願2007-255423を基礎とする優先権を主張� ��、その開示の全てをここに取り込む。