JP2003156576A

JP2003156576A - 携帯用電子装置のｐｉｆａアンテナ及び遮蔽容器を形成する構造体

Info

Publication number: JP2003156576A
Application number: JP2002329220A
Authority: JP
Inventors: Anja Skrivervik; アニャ・スクリーバヴィック; Jean-Francois Zuercher; ジャン−フランソア・ツルヒャー
Original assignee: Asulab AG
Current assignee: Asulab AG
Priority date: 2001-11-21
Filing date: 2002-11-13
Publication date: 2003-05-30
Also published as: CN1420581A; US20030095071A1

Abstract

(57)【要約】【課題】アンテナと、携帯用装置、特に腕時計の電子
回路を収納することができる遮蔽容器とを形成する構造
体を提供する。また、そのようなアンテナ構造体を含む
携帯用電子装置、特に腕時計を提供する。【解決手段】本発明の構造体は、ＰＩＦＡアンテナ
（１０）と、電気回路、特にアンテナに付随する送受信
器を収容することができる遮蔽容器（１１）とを形成す
る。本構造体は、小容積の携帯用電子装置、例えば腕時
計に組み込まれるように準備される。装置の下に位置し
て放射の一部を吸収又は妨害する可能性がある物体から
できるだけ離すために、アンテナ（１０）は、構造体の
上部に配置される。ケース（１１）のカバー（１４）
は、実質的に平坦な外部表面、及び、カバーの周縁部分
の凹み（１７）を含む。アンテナの放射素子（２０）
は、底面（１８）がアンテナの接地面を形成する該凹み
の上方で該外部表面の平面内に延びる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アンテナと、携帯
用装置、特に腕時計の電子回路を収納することができる
遮蔽容器とを形成する構造体に関する。その容器は、カ
バー及び側壁を含み、アンテナは、容器の一部を形成す
る接地面に対向して配置された細長い放射素子を含み、
その放射素子は、短絡接続によって接地面と接続された
一端と反対側の自由端とを有する。

【０００２】本発明はまた、そのようなアンテナ構造体
を含む携帯用電子装置、特に腕時計に関する。本発明
は、特に、高周波数電磁信号を送信及び／又は受信する
ことができ、例えば移動電話ネットワークの又はデータ
転送ネットワーク内の他の装置と確実に無線通信するこ
とができる装置に応用される。

【０００３】

【従来の技術】この種のＰＩＦＡアンテナ構造体及
び、時計のような小容積携帯用装置へのその組込みにつ
いては、米国特許第６，３７３，４３９号に相当し、本
明細書において引用により援用されている、本出願人と
同一出願人による欧州特許出願番号ＥＰ１０９３
０９８に説明されている。特に、上記の文献には、従来
技術とＰＩＦＡ（平面逆Ｆ字形アンテナ）アンテナの構
造原理とに対する説明が見出されるであろう。小型装置
用に意図された他のＰＩＦＡアンテナ構造は、例えば、
特許文献ＵＳ６０２５８０５、ＵＳ６１３０
６５０、ＷＯ９７／４４８５６，ＷＯ０１／０８
２５７、及び、ＥＰ１０９６６０２に説明されて
いる。

【０００４】そのようなアンテナを腕時計のような小容
積の携帯用ユニットに組み込むために、コンパクト性及
び効率性を有利に組み合わせて無線通信を最も好適な条
件で可能にする解決策を見出す必要がある。

【０００５】欧州特許第１、０９３，０９８号に開示さ
れた構造体は、腕時計のケースに収納することができる
ように、低い高さのほぼ円筒形を有する。ＰＩＦＡアン
テナの放射素子は、ケースの側壁から一定距離に横方向
に配置される。放射素子は、遮蔽容器のほぼ円筒形の外
形に対して突出部分を形成するか、又は、その外形を辿
り、同時に容器が放射素子によって覆われた部分に横方
向に一定の深さの凹みを有するかのいずれかが可能であ
る。

【０００６】上記の文献で提案されたアンテナは、コン
パクト性、剛性、及び、美しさを組み合わせる小容積の
構造体に完全に一体化できるという利点を有し、放射素
子は、アンテナの接地面を形成する容器の一体部分を形
成する。アンテナの特性（周波数、通過帯域、インピー
ダンス、その他）のサイジング、同調、及び、整合は、
比較的容易である。

【０００７】アンテナの接地面を形成する容器は、携帯
通信ユニットの電子回路の全て又は一部をアンテナ構造
体内部に都合よく収納することができ、従って、容器
は、その内部で電子回路が保護されてアンテナの効率に
全く影響を及ぼさない遮蔽容器を形成する。すなわち、
提案されたアンテナは、このように形成された容器の内
部から有利に電力供給を受けることができる。

【０００８】提案されたアンテナは、携帯ユニットの電
子回路だけでなくユニットに存在し得る他の構成要素も
収納するために、アンテナの接地面と容器とを優美に結
合する。この構造体は、すなわち、時計の駆動部を収納
する容器も同様に都合よく形成することができる。構造
体はまた、外部のプラスチック部材で取り囲むか又はそ
の中に埋め込むことができる。この外部部材は、従っ
て、例えば腕時計ケースのまん中部分のような様々な形
態を取ることができる。

【０００９】アンテナの放射素子は、電気的には小さい
が、構造体全体（容器を含む）は、アンテナの放射特性
に決定的に影響する。放射素子と接地面との間の誘電体
の欠如による、又は、より正確には空気のみで形成され
た誘電体の存在による小さな損失に付随して、これは、
著しいアンテナ利得及び効率をもたらす。

【００１０】

【特許文献１】米国特許第６，３７３，４３９号

【特許文献２】欧州特許出願番号ＥＰ１０９３
０９８

【特許文献３】米国特許第６，０２５，８０５

【特許文献４】米国特許第６，１３０，６５０

【特許文献５】ＷＯ９７／４４８５６

【特許文献６】ＷＯ０１／０８２５７

【特許文献７】ＥＰ１０９６６０２

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の文献Ｅ
Ｐ１０９３０９８によるアンテナ構造体がほぼ平
坦化された形状を有し、従って通常は携帯装置の基本平
面の中で広がっているために、その存在が周囲の電界を
乱すことがある物体、例えば金属体又は人体に対してア
ンテナが配置された場合、アンテナの作動にわずかに悪
影響を与える。これは、まさにアンテナが腕時計に横方
向に配置された場合であり、アンテナは、それを装着し
ている個人の腕に非常に近く位置するので、腕がアンテ
ナ放射の一部を吸収する。

【００１２】本発明の目的は、そのようなアンテナ構造
体を改良して上述の欠点を克服し、同時に上述の文献に
開示された構造体の基本的な長所を維持することであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、携
帯用装置、特に腕時計の電子回路を収容することがで
き、カバー及び側壁を含む遮蔽容器と、容器の一部を形
成する接地面に対向して配置され、短絡接続により接地
面に接続された一端及び反対側の自由端を有する細長い
放射素子を含むアンテナとを形成する構造体であって、
容器のカバーは、実質的に平坦な外部表面と、カバーの
周縁部分に配置されて前記外部表面の平面に対して引っ
込んだ凹みとを含み、放射素子は、底面が前記放射素子
に対向する接地面を形成する凹みの上方で実質的に平面
内に延びることを特徴とする。

【００１４】本構造体は、容器のカバーが、実質的に平
坦な外部表面と、カバーの周縁部分に配置されて外部表
面の平面に対して引っ込んだ凹みとを含み、放射素子
が、底面が放射素子に対向する接地面を形成する凹み上
方で実質的に平面内に延びることを特徴とする。

【００１５】従って、従来技術による容器構造体の全て
の利点が保たれ、更に容器内部の使用可能な表面が可能
な限り増加しているのに対して、アンテナ部は、全体が
構造体の上部に位置し、従って装置の下面が置かれた物
体からできるだけ離れて位置している。従って、腕時計
の場合、アンテナ及び腕の間の距離は、上述の文献の場
合よりもはるかに長い。更に、容器カバーの表面積は、
通常は側壁の表面積よりもはるかに大きいので、放射素
子をより広くすることができ、従ってより効率的であ
る。

【００１６】他の特徴及び利点は、添付図面を参照して
非限定的な一例として与えられる以下の好ましい実施形
態の説明で示される。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１から図３に関連して以下に説
明される構造体は、例えば２．４５ギガヘルツの周波数
帯の無線送受信器が設けられた時計に有利に組み込むこ
とができるアンテナ構造体の好ましい実施形態を構成す
る。

【００１８】図示の構造体は、図１の参照番号１０で全
体的に示すアンテナを一方で形成し、他方で、参照番号
１１で示され、図３に見ることができるように例えば２
つの部分、すなわち上部１２及び底部１３で形成された
電磁遮蔽容器を形成する。上部１２は、外部表面１４ａ
が実質的に平面１５内で広がっているカバー１４と、こ
の平面とほぼ垂直な側壁１６とを含む。本発明の場合、
構造体１は、直径に対して高さが低いほぼ円筒形の形状
を有し、その側壁１６は、円筒形でその底部１３は平坦
である。

【００１９】構造体１の周縁部分において、カバー１４
は、ほぼ弓形に湾曲した形状の凹み１７を有し、その深
さ及び幅は実質的に一定である。この凹みは、下方向に
は、平面１５に平行な容器の水平面表面１８によって制
限され、横方向には、容器の側壁１６に結合された垂直
表面１９によって制限されている。カバー１４は、平面
１５に沿って広がりアンテナ１０の放射素子２０を形成
する水平なストリップにより、凹み１７の上方に延びて
いる。この素子は、アンテナの接地面を形成する底面１
８からＤの距離に位置する。距離Ｄは、本実施形態にお
いては放射素子の全体に亘って一定であるが、これは全
ての場合に必要なことではない。素子２０は、円弧状に
細長い形状を有し、幅が一定の隙間２１によって素子が
壁１９から分離されている。素子の幅は好ましくは一定
で凹み１７の幅よりも小さい。素子２０の一端２０ａ
は、それが短絡接続によって接地面１８に接続されるよ
うにカバー１４と機械的及び電気的に接続される。その
他端２０ｂは自由端である。放射素子は、その短絡端部
２０ａから所定の距離に接続点２３を有するが、その使
用法は以下で示される。

【００２０】上述の構造体１の外形は、ほぼ円形の腕時
計ケースへの一体化を容易にする突出部分が何もない円
筒形であることが分かるであろう。しかし、この形態
は、要件によっては、特に矩形の装置への組込みに対し
ては異なることが可能であろう。図示の実施形態では、
２つの部分１２及び１３は、例えば真鍮製のように全体
が金属製である。底部１３は、この場合、側壁１６の対
応するネジ山にネジ止めされるように外側にネジを切る
ことができる内縁２４を含み、従って、遮蔽容器の２つ
の部分間の良好な電気的接続が確保される。しかし、例
えば差込み、打込み、又は、溶接式の組立てなどの異な
る種類の組立方法を用いてもよい。

【００２１】好ましくは、カバー１４と放射素子２０は
平面板で一体に形成される。金属製の実施形態では、こ
の板は、容器の上部１２を形成するために、壁１６，１
８、及び、１９に溶接することができる。これにより、
製造が容易になり、アンテナの良好な寸法精度が得られ
る。

【００２２】別の実施形態においては、２つの部分１２
及び１３は、成型誘電体から作られた部品で形成され、
アンテナ及び遮蔽体の電気的機能を満足させることがで
きる金属コーティングを設けることができるであろう。

【００２３】知られているように、放射素子２０の長さ
は、送信又は受信される放射波長λの関数として選択さ
れ、好ましくは、２．４５ギガヘルツの周波数に対して
約３２ミリメートルの値を有する約λ／４に相当する。
すなわち、構造体１が腕時計に組み込むことができるよ
うに３５ミリメートル程度の外径を有する場合、凹み１
９及び放射素子２０は、構造体の外周の半分よりもかな
り少ない範囲に亘って延び、従って容器の表面積の小さ
な部分のみを占有する。

【００２４】図３は、遮蔽容器１１内部に収納すること
ができる、特に電子的時計ムーブメント２５、アンテナ
１０に付随する送受信器を含むユニット２６，及び、例
えば誘導によって充電することができる蓄電池を含む電
源２７の３つの異なる構成要素を概略的に示す。容器１
１は、これらの構成要素とアンテナ１０との間のあらゆ
る電磁妨害を防ぐ。ユニット２６は、接地面から絶縁さ
れた内部導線２８ａが放射素子２０の接続点２３に接続
されるようにオリフィス２９を通って容器の表面１８を
通過する同軸線２８によってアンテナに接続される。同
軸線の外部導線２８ｂは、表面１８によって形成される
接地面に接続される。カバー１４の中心の穴２９によ
り、外部ディスプレイ部材が時計ムーブメント２５に連
結され、また、必要に応じて容器１１内部に収納された
他の部材に接続される。

【００２５】上述の実施形態の形態は、測時器用途に通
常適するほぼ円筒形であるが、本発明によるアンテナ構
造体は、その構造体が組み込まれる携帯ユニットのスペ
ース要件の制約により、様々な形状を取ることができる
ことが理解されるであろう。すなわち、アンテナ構造体
は、実質的に矩形、楕円形、又は、多角形の外形を有し
ても全く問題ないとすることができる。

【００２６】図４は、図１から図３に示した構造体１を
包含する、アナログ表示腕時計の形態を取る時計の概略
斜視図を示す。アンテナ１０を形成する構造体１は、こ
のように、特にプラスチック材料の非導電材料で作られ
た、この場合は腕時計ケースのまん中部分３０である外
部部材に取り囲まれて組み込まれる。時計ムーブメント
は、構造体１の内部に都合よく完全に入れられる。容器
１１の上部平面表面及び放射素子２０は、腕時計の文字
盤として働くか、又は、必要に応じて従来の文字盤を形
成する誘電体の円盤によって覆うことができる。

【００２７】すなわち、アンテナ１０は、腕時計を装着
する個人の腕からできるだけ離れた腕時計の部位に位置
し、上述の通り、それはアンテナの性能に対する腕の影
響を最小にする。

【００２８】アンテナ１０の特性に実質的な影響を及ぼ
すことなく、直径の小さなオリフィスを構造体１の容器
１１に配置することができ、必要に応じて、構造体１か
ら電気的に絶縁されているディスプレイの構成部材及び
／又は制御部材のための通路を可能にする。従って、図
４の実施形態では、長針及び短針３２のための心棒又は
ブシュが、容器１１の中心に設けられた穴２９を通り抜
ける。同様に、特に時間設定竜頭３４と２つの押しボタ
ン３５及び３６とに固定された回転心棒を含む様々な制
御部材の心棒は、容器１１の円筒形側壁を通って横方向
に貫通する。

【００２９】構造体１は、アンテナ１０の放射素子２０
が制御部材３４、３５、及び、３６の反対側、及び、構
造体１の容器の内部を貫通するあらゆる部材からほぼ離
れて位置するように、好ましくは腕時計のまん中部分３
０に配置される。

【００３０】本発明によるアンテナ構造体は、このよう
に、腕時計のような時計に組み込まれるように、また、
無線周波数送受信器、時計の電子回路、及び、そのムー
ブメントの全て又は一部を遮蔽容器内部に収容するよう
に作ることができる。しかし、本発明の応用は、より一
般的に、無線周波数送信及び／又は受信機能を有するあ
らゆる携帯用電子装置まで拡張される。

【００３１】本明細書に説明された構造体に対して、特
許請求の範囲に規定された範囲から逸脱することなく、
様々な変更及び適応化を行うことができることが理解さ
れるであろう。特に、放射素子は、目標とするアンテナ
特性に応じて、例えば欧州特許出願番号ＥＰ１０９
６６０２の教示による更に複雑な形態を有することが
でき、容器に接続されたその端部の一部のみに亘って接
地面に短絡することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】腕時計のような携帯用電子装置に組み込むこと
が可能な本発明によるＰＩＦＡアンテナ構造体の概略斜
視図である。

【図２】図１の構造体の平面図である。

【図３】図２のＩＩＩ-ＩＩＩ線に沿った断面図であ
る。

【図４】図１から図３で示されるＰＩＦＡアンテナ構造
体を含む腕時計の概略斜視図である。

【符号の説明】

１構造体１０アンテナ１１遮蔽容器（ケース）１４カバー１７凹み１８底面２０放射素子

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年１１月２１日（２００２．１１．
２１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】図３は、遮蔽容器１１内部に収納すること
ができる、特に電子的時計ムーブメント２５、アンテナ
１０に付随する送受信器を含むユニット２６，及び、例
えば誘導によって充電することができる蓄電池を含む電
源２７の３つの異なる構成要素を概略的に示す。容器１
１は、これらの構成要素とアンテナ１０との間のあらゆ
る電磁妨害を防ぐ。ユニット２６は、接地面から絶縁さ
れた内部導線２８ａが放射素子２０の接続点２３に接続
されるようにオリフィスを通って容器の表面１８を通過
する同軸線２８によってアンテナに接続される。同軸線
の外部導線は、表面１８によって形成される接地面に接
続される。カバー１４の中心の穴２９により、外部ディ
スプレイ部材が時計ムーブメント２５に連結され、ま
た、必要に応じて容器１１内部に収納された他の部材に
接続される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジャン−フランソア・ツルヒャースイス国・シイエイチ−1815・タベル／クラランス・シュマンドビニエス・６Ｆターム(参考） 2F002 AA03 AA12 AB02 AB03 AB05 AB06 AC01 AC03 AC04 BB04 2F082 AA02 BB00 EE02 EE03 EE05 FF01 FF06 FF10 5J045 AB00 DA08 LA01 NA00 5J046 AA12 AB06 AB13 SA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】携帯用装置、特に腕時計の電子回路を収
容することができ、カバー（１４）及び側壁（１６）を
含む遮蔽容器（１１）と、前記容器の一部を形成する接
地面に対向して配置され、短絡接続により前記接地面に
接続された一端（２０ａ）及び反対側の自由端（２０
ｂ）を有する細長い放射素子（２０）を含むアンテナ
（１０）とを形成する構造体であって、容器のカバー（１４）は、実質的に平坦な外部表面（１
４ａ）と、前記カバーの周縁部分に配置されて前記外部
表面の平面（１５）に対して引っ込んだ凹み（１７）と
を含み、放射素子（２０）が、底面（１８）が前記放射素子に対
向する接地面を形成する前記凹みの上方で実質的に前記
平面内に延びることを特徴とする構造体。
【請求項２】前記容器（１１）は、少なくともアンテ
ナ（１０）の領域において湾曲した横方向の外形を有
し、前記放射素子（２０）は、前記平面において、前記容器
の前記外形を辿る湾曲した形状を有することを特徴とす
る請求項１に記載の構造体。
【請求項３】ほぼ円筒形の外部形状を有し、前記凹み（１７）及び前記放射素子（２０）が、弓形形
状を有することを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【請求項４】前記容器（１１）は、閉じた形態を有
し、前記カバー（１４）と反対側の容器面に底部（１
３）を含むことを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【請求項５】前記底部（１３）は、前記容器の残りの
部分とは独立した部分で形成されることを特徴とする請
求項４に記載の構造体。
【請求項６】金属で作られることを特徴とする請求項
１から請求項５のいずれか１項に記載の構造体。
【請求項７】電気的導電層で覆われた誘電体で作られ
ることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１
項に記載の構造体。
【請求項８】請求項１から請求項７のいずれか１項に
記載のアンテナ構造体を含むことを特徴とする携帯用電
子装置。
【請求項９】送受信器を含む電子ユニット（２６）
が、前記容器（１１）の内部に収納されることを特徴と
する請求項８に記載の装置。
【請求項１０】腕時計により形成され、時計ムーブメ
ント（２５）を前記容器（１１）の内部に含むことを特
徴とする請求項８又は請求項９のいずれか１項に記載の
装置。