JP2002196837A - 通信機能を有する電子機器 - Google Patents

通信機能を有する電子機器

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JP2002196837A JP2000398854A JP2000398854A JP2002196837A JP 2002196837 A JP2002196837 A JP 2002196837A JP 2000398854 A JP2000398854 A JP 2000398854A JP 2000398854 A JP2000398854 A JP 2000398854A JP 2002196837 A JP2002196837 A JP 2002196837A
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conductive
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opening
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Masao Tejima
正雄 手嶋
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Abstract

(57)【要約】 【課題】表示部筺体とアンテナとを具備する電子機器に
おいて、導電性の表示部筺体内にアンテナを配置して
も、アンテナ性能を損なうことなく、アンテナの性能を
最大限に発揮でき、小型化、高密度化が可能で、常に安
定した信頼性の高い通信が可能な電子機器を提供するこ
と。 【解決手段】表示部とアンテナ（２０）を具備する電子
機器において、アンテナ（２０）は表示部の筺体（１
４）内の表示パネル（１８）の背部に設けられ、表示部
の筺体（１４）はアンテナの実装領域の周囲に開口部
（２２）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は通信機能を有する電
子機器に関し、例えば無線データ通信機能を備えたノー
トブック型パーソナルコンピュータ、パームトップ型パ
ーソナルコンピュータ等の情報処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯可能なパーソナルコンピュー
タに無線データ通信機能を備えたものが開発されてい
る。アンテナの実装法としては、液晶パネル等の表示部
筺体内に平面アンテナを設置する方法が一般的である。
しかしながら、最近は、薄型化を図るため、パーソナル
コンピュータの表示部筺体をマグネシウム合金等の導電
体により構成したものが多くなってきている。この場
合、表示部筺体内部にアンテナを設置する方法では、ア
ンテナは周囲を全て導電体で囲まれることになり、良好
なアンテナ性能を発揮することができなくなる。
【０００３】そこで、特開２０００−１７２３７６号公
報に記載のように、表示部筐体がマグネシウム合金等の
導電カバーを用いた構造である際に、平面アンテナの実
装領域周囲を上面を除き絶縁部材からなるカバー部材で
シールドしたアンテナ構造が考案されている。
【０００４】ここでは、表示部筐体は表示部側面部を除
いてマグネシウム合金等による導電カバー部材で構成さ
れる。表示部筐体の自由端略中央部に、平面アンテナを
実装するための開口部が形成され、その開口部の上部開
口を除いた各面に絶縁部材によるシールドが施される。
この開口部内に平面アンテナが絶縁部材を介して固定さ
れ、その上面開口が同じく絶縁部材で蓋される。
【０００５】このようなアンテナ構造とすることによ
り、液晶ディスプレイパネルからの輻射ノイズを遮断で
きるとともに、表示部筐体を開いた状態や表示部筐体を
閉じた状態のいずれにおいても、偏りの少ない良好なア
ンテナ放射特性を得ることができ、送受信環境を良好に
することができる。さらに、突起が無く、取り扱いが容
易で、しかもユーザが通信の際にアンテナを伸ばしたり
縮めたり操作無しに簡単に通信を行なうことができる。
【０００６】しかし、このような実装方法では、表示部
筺体の上部（自由端）をアンテナの分だけ延長する必要
があり、表示部筺体の上部に広い実装スペースが必要と
なることから、アンテナを設置しないパーソナルコンピ
ュータに比較して、筺体のサイズが増大し、装置の小型
化、高密度化を図る上で障害となっていた。なお、この
問題は、携帯可能なパーソナルコンピュータに限らず、
携帯用の情報処理端末や、デスクトップ型のパーソナル
コンピュータにおいても同様に生じる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の通信
機能を有する電子機器には、アンテナの実装のためのス
ペースが余分に必要となり、装置の小型化、高密度化が
困難であるという欠点がある。
【０００８】本発明の目的は下記の電子機器を提供する
ことにある。
【０００９】（１）表示部筺体とアンテナとを具備する
電子機器において、表示部筺体内にアンテナ実装のため
の広いスペースを必要とせず、小型化、高密度化が可能
な通信機能を有する電子機器を提供すること。
【００１０】（２）表示部筺体とアンテナとを具備する
電子機器において、導電性の表示部筺体内にアンテナを
配置しても、アンテナ性能を損なうことなく、アンテナ
の性能を最大限に発揮でき、小型化、高密度化が可能
で、常に安定した信頼性の高い通信が可能な電子機器を
提供すること。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決し目
的を達成するために、本発明は以下に示す手段を用いて
いる。
【００１２】（１）前面に表示面を有し、背面に開口部
が形成された筐体を有する表示部と、この表示部におい
て、上記開口部に対応する位置に設けられるアンテナ
と、このアンテナを用いて外部の機器と無線通信を行な
う通信手段とを具備する電子機器。
【００１３】（２）前面に表示面を有し、背面に開口部
が形成された導電性筐体を有する表示部と、この表示部
において、上記開口部に対応する位置に設けられるアン
テナと、このアンテナを用いて外部の機器と無線通信を
行なう通信手段とを具備する電子機器。
【００１４】（３）前面に表示面を有する導電性筐体を
有し、この筐体には開口部が形成されている表示部と、
この表示部において、上記開口部に対応する位置に設け
られるアンテナと、このアンテナを用いて外部の機器と
無線通信を行なう通信手段とを具備し、上記開口部は無
線通信に使用する周波数の１波長以上である電子機器。
【００１５】（４）前面に表示面を有し、背面に開口部
が形成された導電性筐体を有する表示部と、この表示部
において、上記開口部に対応する位置に設けられるアン
テナと、このアンテナを覆う非導電性カバーと、上記ア
ンテナを用いて外部の機器と無線通信を行なう通信手段
とを具備する電子機器。
【００１６】（５）前面に表示面を有し、背面の一領域
が非導電性とされる導電性筐体を有する表示部と、この
表示部において、上記非導電性領域に対応する位置に設
けられるアンテナと、このアンテナを用いて外部の機器
と無線通信を行なう通信手段とを具備する電子機器。
【００１７】（６）前面に表示面を有する導電性筐体を
有し、この筐体の一領域は非導電性とされる表示部と、
この表示部において、上記非導電性領域に対応する位置
に設けられるアンテナと、このアンテナを用いて外部の
機器と無線通信を行なう通信手段とを具備し、上記非導
電性領域は無線通信に使用する周波数の１波長以上であ
る電子機器。
【００１８】これにより、導電性の表示部筺体内にアン
テナを配置しても、アンテナ性能を損なうことなく、ア
ンテナの性能を最大限に発揮でき、小型化、高密度化が
可能で、常に安定した信頼性の高い通信が可能な電子機
器を提供することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明によ
る通信機能を有する電子機器の実施形態を説明する。
【００２０】第１実施形態 図１、図２は本発明の第１実施形態に係る通信機能を有
する電子機器としてのノートブック型パーソナルコンピ
ュータの外観を示す図である。図１、図２は表示部筺体
を開放した使用状態のパーソナルコンピュータを示す。
１２はノートブック型パーソナルコンピュータの本体で
あり、以下ＰＣ本体と略称する。表示部筐体１４はＰＣ
本体１２にヒンジ機構１６を介して、下端部が回転自在
に支持されている。表示部筐体１４はマグネシウム合金
等の導電カバーが用いられている。表示部筐体１４には
表示パネルの一例としての液晶ディスプレイ１８が設け
られている。以下、表示部筐体１４は液晶ディスプレイ
筺体１４と称する。
【００２１】図１に示すように、アンテナ２０は液晶デ
ィスプレイ筺体１２の液晶ディスプレイ１８の表示面と
は反対側の面に配置されている。液晶ディスプレイ筺体
１４は導電性の材料からなっているので、アンテナ２０
の実装領域周囲には開口部２２が設けられている。な
お、図１には示していないが、液晶ディスプレイ筺体１
４に設けられた開口部２２の部分には、プラスチック等
のアンテナ性能に与える影響が少ない材質で構成された
カバーが取り付けられる。
【００２２】ＰＣ本体１２にはＰＣＩカードとして実現
される無線送受信回路モジュール２４が内蔵される。ア
ンテナ２０は同軸ケーブルを介して送受信回路モジュー
ル２４に接続される。
【００２３】図３はアンテナ２０の詳細な構造を示す。
アンテナ基板２６上にアンテナ素子２８が実装される。
アンテナ素子２８としては、断面寸法が数ｍｍ×数ｍ
ｍ、長さ１ｃｍ程度以下と云う極めて小さな直方体状の
外形を有するチップアンテナを使用することができる。
具体的には、酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカ
を主成分とする小さい直方体状の絶縁性チップの内部
に、長手方向に螺旋状に巻回されるアンテナパターンと
しての導体があり、チップの表面には、一端がこの導体
と接続される抵抗が設けられている。また、チップ表面
には、抵抗の他端を介して導体に電圧を印加するための
給電端子も備える。アンテナ基板２６が開口部２２内に
設けられる。アンテナ基板２６には銅箔等の導電パター
ンからなる接地導体３０が設けられる。なお、チップア
ンテナは１００ＭＨｚ程度の帯域を有するが、使用する
無線周波数がこれ以上の場合に、さらに広帯域化するた
めに接地導体３０が設けられている。広帯域化を実現す
るためには、接地導体３０自体が使用する無線周波数で
共振することが必要である。このため、接地導体３０は
その総周囲長が無線周波数の１波長に近いことが必要で
あり、具体的には、同一出願人による特許願２０００−
３４０９１０号に記載のように体的には総周囲長が無線
波長の約０．７から約１．４の範囲、好ましくは約０．
８から約１．２５の範囲、更に好ましくは約０．８５か
ら約１．０５の範囲に設定されていればよい。このよう
に接地導体３０の面積はできるだけ広い面積である方が
アンテナ２０の性能を発揮するためにはよい。したがっ
て、アンテナ基板２６の接地導体２０は導電性の液晶デ
ィスプレイ筺体１４に金属製のネジ止め等の手段により
接続すると、液晶ディスプレイ筺体１４も接地導体とし
て作用し、接地導体３０の面積を拡大できる。
【００２４】アンテナ素子２８は同軸コネクタ３２を介
して同軸ケーブル３４に接続され、同軸ケーブル３４は
ＰＣ本体内に置かれた送受信を行なうＲＦ（高周波）モ
ジュール（図示せず）と接続される。同軸ケーブル３４
の内側導体はアンテナ素子２８に接続され、外側導体は
接地導体３０に接続される。
【００２５】図４は液晶ディスプレイ筺体１４に配置さ
れたアンテナ２０の実装部分を拡大した図である。液晶
ディスプレイ筺体１４には、アンテナ２０の実装領域周
囲に開口部２２が設けられている。このようにアンテナ
２０の実装領域周囲に開口部２２を設けることにより、
導電性の液晶ディスプレイ筺体１４内にアンテナ２０を
配置する場合においても、液晶ディスプレイ筺体１４に
よるアンテナ性能への影響を減らすことが可能となり、
良好なアンテナ性能を発揮することが可能となる。
【００２６】アンテナ実装領域周囲に設ける開口部２２
の大きさは、開口部２２の外周長が、無線データ通信に
使用する周波数の１波長の長さよりも長くなるようにす
ることにより、液晶ディスプレイ筺体１４によるアンテ
ナ性能への影響をさらに減らすことができる。
【００２７】液晶ディスプレイ筺体１４に設ける開口部
２２の位置は、図示するように、液晶ディスプレイ筺体
１４の中央上部が好ましい。このような液晶ディスプレ
イ筺体１４におけるアンテナ配置構成にすることによ
り、アンテナ２０の位置が液晶ディスプレイ筺体１４に
対して対称的になるので、アンテナ放射特性に偏りが生
じ難い。また、ＰＣ本体を机上に置いた場合に、パーテ
ィションや周囲の影響を考えると、アンテナ２０の位置
はできるだけ高い位置にあることが望ましく、液晶ディ
スプレイ筺体１４を開いた使用状態においては、上部が
最も高い位置となり、この点からも良好なアンテナ性能
が得られる。
【００２８】図５は、液晶ディスプレイ筺体１４を横か
ら見た断面図である。図５に示すように、液晶ディスプ
レイ１８の背面の液晶ディスプレイ筺体１４にアンテナ
素子２８を実装するためのアンテナ基板２６がネジ止め
されている。アンテナ素子２８は液晶ディスプレイ筺体
１４から突出するので、プラスチック等のアンテナカバ
ー３６が開口部２２に取付けられる。
【００２９】このような配置構造によるアンテナ２０の
放射特性を図６に示す。図２に示すようにＸ，Ｙ，Ｚ座
標系を定めた場合のＺ方向（筺体上方）からみたＸ−Ｙ
面の放射特性を図６に示す。この放射特性パターンにお
いて、Ｐａは水平偏波による放射特性、Ｐｂは垂直偏波
による放射特性である。
【００３０】図６から明らかなように、上記実施形態に
おけるアンテナ構造およびアンテナ配置とすることによ
り、水平偏波、垂直偏波に対し良好な特性が得られる。
【００３１】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、表示パネルを設けた表示部筺体を有する電子機器に
おいて、マグネシウム合金等の導電体にて構成された表
示部筺体内において、アンテナ構造およびアンテナ位置
を特定することにより、アンテナ性能を損なうことな
く、アンテナの性能を最大限に発揮でき、使用場所、使
用状態、周囲の環境等に左右されることなく、常に安定
した信頼性の高い無線データ通信が可能な電子機器を提
供することができる。
【００３２】具体的には、表示パネルを設けた表示部筺
体がマグネシウム合金等の導電体にて構成された電子機
器において、表示部筺体内にアンテナを配置し、表示部
筺体のアンテナの実装領域周囲の部分に開口部を設ける
ことにより、アンテナの性能を損なうことなく、アンテ
ナの性能を最大限に発揮でき、信頼性の高い無線データ
通信が可能である。
【００３３】また、表示パネルの背部で、表示部の筺体
の中央上部内にアンテナを配置し、表示部筺体のアンテ
ナの実装領域周囲の部分に開口部を設けることにより、
表示部筺体内にアンテナ実装のための広いスペースを必
要とせず、アンテナの性能を損なうことなく、アンテナ
の性能を最大限に発揮でき、使用場所、使用状態、周囲
の環境等に左右されることなく、常に安定した信頼性の
高い無線データ通信が可能である。
【００３４】また、アンテナ素子がアンテナ基板上に配
置され、その基板の接地導体が表示部筺体に接続される
ことにより、導電性の表示部筐体も接地導体として作用
し、アンテナ性能が向上する。
【００３５】さらに、表示部筺体に設けられた開口部の
外周長が無線データ通信で使用される周波数の波長以上
となるような長さにしたことにより、導電性の表示部筐
体がアンテナ特性に与える影響を小さくすることができ
る。
【００３６】また、アンテナの実装領域周囲に設けた開
口部の部分にプラスチック等のアンテナ性能に影響が少
ない材質で形成されたカバーを取り付けたことにより、
アンテナを保護できるとともに、カバーによりアンテナ
特性が劣化することが防止される。
【００３７】以下、本発明による電子機器の他の実施形
態を説明する。他の実施形態の説明において第１の実施
形態と同一部分は同一参照数字を付してその詳細な説明
は省略する。
【００３８】第２実施形態 図７は第２実施形態のアンテナの構成を示す図である。
アンテナの実装位置は図１、図５に示した第１実施形態
と同じである。本実施形態のアンテナ２０Ａが図３に示
すアンテナ２０と異なる点は、アンテナ基板２６上にス
イッチ機能付きＲＦコネクタ４２がさらに実装されてい
る点である。他の構成は第１実施形態と同じである。ス
イッチ機能付きＲＦコネクタ４２は、同軸コネクタ３２
とアンテナ素子２８の間のＲＦ信号経路の途中に取り付
けられ、アンテナ素子２８と送受信回路モジュールとの
間のＲＦ信号を取出すことができる。なお、図示しては
いないが、本実施形態では、開口部２２に取付けられる
プラスチック等のアンテナカバー３６は着脱自在で、取
り外しが可能であるとする。
【００３９】そのため、図８に示すように、製品出荷前
にアンテナカバー３６を外して、スイッチ機能付きＲＦ
コネクタ４２に同軸ケーブル４６を介して測定用の治具
（例えば、スペクトルアナライザ）４６を接続すること
により、送受信回路モジュールから送信されたＲＦ信号
を調べることにより、ＰＣ本体内に実装された送受信回
路モジュールの性能を容易に確認することができる。
【００４０】以上説明したように、第２実施形態によれ
ば、アンテナ基板にスイッチ機能付きＲＦコネクタを設
けるとともに、アンテナカバーを取り外し可能とするこ
とにより、図８に示すように液晶ディスプレイ筺体１４
にアンテナを実装した状態のままでも、アンテナカバー
を取り外し、スイッチ機能付きＲＦコネクタ４２に測定
用の治具４６を接続し、この治具４６をスペクトルアナ
ライザ等の計測器４４に接続することにより、非常に簡
単にＰＣ本体内に実装されたＲＦモジュールの性能を確
認することが可能となる。
【００４１】本発明は上述した実施形態に限定されず、
種々変形して実施可能である。例えば、上述の説明で
は、携帯可能なノートブック型パーソナルコンピュータ
を例に取り説明したが、デスクトップ型のパーソナルコ
ンピュータにも適用可能である。
【００４２】表示部筐体にマグネシウム合金等の導電カ
バーが用いられているので、表示部筺体によるアンテナ
性能への影響を減らすためにアンテナの実装領域の周囲
に開口部を設けたが、導電カバーの一部をマグネシウム
塗料を塗らずに非導電性領域を設けることにより、等価
的に開口部を設けてもよい。この場合はカバーを一体的
に製造できる利点がある。
【００４３】なお、本願発明は上記各実施形態に限定さ
れるものではなく、実施段階ではその趣旨を逸脱しない
範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施
形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、そ
の場合組合わせた効果が得られる。さらに、上記実施形
態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複
数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明
が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要
件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決し
ようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１つが解
決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なく
とも１つが得られる場合には、この構成要件が削除され
た構成が発明として抽出され得る。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、下
記のような作用効果を奏する通信機能を有する電子機器
を提供することができる。
【００４５】（１）表示部筺体とアンテナとを具備する
電子機器において、表示部筺体内にアンテナ実装のため
の広いスペースを必要とせず、小型化、高密度化が可能
である。
【００４６】（２）表示部筺体とアンテナとを具備する
電子機器において、導電性の表示部筺体内にアンテナを
配置しても、アンテナ性能を損なうことなく、アンテナ
の性能を最大限に発揮でき、小型化、高密度化が可能
で、常に安定した信頼性の高い通信が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による通信機能を有する電子機器の第１
実施形態を後方から見た斜視図。
【図２】第１実施形態を前方から見た斜視図。
【図３】第１実施形態におけるアンテナの詳細な構成を
示す図。
【図４】第１実施形態におけるアンテナの実装部分の拡
大図。
【図５】第１実施形態における液晶ディスプレイ表示筺
体を横から見た断面図。
【図６】第１実施形態の図１に示す使用状態におけるア
ンテナの放射特性を示す図。
【図７】本発明による通信機能を有する電子機器の第２
実施形態におけるアンテナの詳細な構成を示す図。
【図８】第２実施形態のＲＦモジュールの性能測定の様
子を示す図。
【符号の説明】
１２…ＰＣ本体 １４…液晶ディスプレイ筺体 １８…液晶ディスプレイ ２０…アンテナ ２２…開口部 ２４…送受信回路モジュール ２６…アンテナ基板 ２８…アンテナ素子 ３０…接地導体 ３２…同軸コネクタ ３４…同軸ケーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｆ 1/00 ３１２Ｑ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 前面に表示面を有し、背面に開口部が形
    成された筐体を有する表示部と、 この表示部において、上記開口部に対応する位置に設け
    られるアンテナと、 このアンテナを用いて外部の機器と無線通信を行なう通
    信手段と、を具備することを特徴とする電子機器。
  2. 【請求項２】 前面に表示面を有し、背面に開口部が形
    成された導電性筐体を有する表示部と、 この表示部において、上記開口部に対応する位置に設け
    られるアンテナと、 このアンテナを用いて外部の機器と無線通信を行なう通
    信手段と、を具備することを特徴とする電子機器。
  3. 【請求項３】 前面に表示面を有する導電性筐体を有
    し、この筐体には開口部が形成されている表示部と、 この表示部において、上記開口部に対応する位置に設け
    られるアンテナと、 このアンテナを用いて外部の機器と無線通信を行なう通
    信手段と、を具備し、 上記開口部は無線通信に使用する周波数の１波長以上で
    あることを特徴とする電子機器。
  4. 【請求項４】 前面に表示面を有し、背面に開口部が形
    成された導電性筐体を有する表示部と、 この表示部において、上記開口部に対応する位置に設け
    られるアンテナと、 このアンテナを覆う非導電性カバーと、 上記アンテナを用いて外部の機器と無線通信を行なう通
    信手段と、を具備することを特徴とする電子機器。
  5. 【請求項５】 前記カバーは取り外し可能であり、前記
    アンテナと前記通信手段との間の信号経路途中に信号取
    出し端子を設けることを特徴とする請求項４記載の電子
    機器。
  6. 【請求項６】 前面に表示面を有し、背面の一領域が非
    導電性とされる導電性筐体を有する表示部と、 この表示部において、上記非導電性領域に対応する位置
    に設けられるアンテナと、 このアンテナを用いて外部の機器と無線通信を行なう通
    信手段と、を具備することを特徴とする電子機器。
  7. 【請求項７】 前面に表示面を有する導電性筐体を有
    し、この筐体の一領域は非導電性とされる表示部と、 この表示部において、上記非導電性領域に対応する位置
    に設けられるアンテナと、 このアンテナを用いて外部の機器と無線通信を行なう通
    信手段と、を具備し、 上記非導電性領域は無線通信に使用する周波数の１波長
    以上であることを特徴とする電子機器。
  8. 【請求項８】 前記アンテナはアンテナ基板と、前記ア
    ンテナ基板上に設けられるアンテナ素子とを具備し、前
    記アンテナ基板は接地用の導電パターンが形成されてい
    る印刷基板であり、前記アンテナ素子は絶縁体チップ内
    に螺旋状のアンテナパターンが内蔵されているチップア
    ンテナ素子からなる請求項１乃至請求項７のいずれか一
    項記載の電子機器。
  9. 【請求項９】 前記導電パターンは周囲長が０．７波長
    乃至１．４波長であることを特徴とする請求項８記載の
    アンテナ。
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