JP2004227422A - 無線モジュール装置及び通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線モジュールとホスト機器間でＲＦ信号を効率的に授受する。
【解決手段】ホスト機器２に設けたスロット３に無線モジュール１０を装填することによって相互のコネクタ部４，１２が結合して電気的かつ機械的な接続が行われて搭載機能の供給や信号授受が行われるようにする。ホスト機器２と無線モジュール１０とに、スロット３に装填された状態において対向位置して共振器を構成する共振器パターン５，２０を設けて、高周波信号の相互授受が無接触で行われるようにする。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信機能やストレージ機能等を搭載し、ノート型パーソナルコンピュータ、モバイル機器、携帯電話機或いは携帯型オーディオ機器等（本明細書においてはホスト機器と略称する。）に装填されることによって搭載機能の供給や情報信号や制御信号等の授受を行う無線モジュール装置及びこれら無線モジュール装置とホスト機器とによって構成される通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、モバイル機器等においては、提案されている様々な通信方式に対応する機能を有し、インターネット接続、セルラー通信接続或いはＬＡＮ（ｌｏｃａｌ−ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）等の接続を可能とすることが必須となっている。ところが、モバイル機器等においては、各通信方式に対応する複数の無線通信機能を備えることによって、同一周波数帯域や異なる周波数帯域においても混信やお互いの電波干渉等が生じるといった問題があった。また、モバイル電子機器においては、複数の通信方式に対応した無線通信機能を有する無線通信ポートや無線通信ハードウェア等を搭載することによって、携帯性が損なわれるといった問題があった。
【０００３】
モバイル機器等においては、例えばＰＣＭ（ｐｌａｇ ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ ｍａｃｈｉｎｅ）カード型やメモリーモジュール型等の各種のカード型無線モジュールを着脱可能とする構造を備え、必要に応じて交換することによって各種の通信方式への対応を図るようにしている。無線モジュールは、一般に通信機能やストレージ機能或いはアンテナ部を内蔵するとともにコネクタ部が設けられており、モバイル機器等のホスト機器側に設けられたスロットに装填されることによってコネクタ部がスロット内に設けられたコネクタと接続される。無線モジュールは、これによってホスト機器との間で搭載機能の供給や信号授受が行われるようにする。また、無線モジュールは、ホスト機器のスロットに装填された状態において、内蔵したアンテナ部がスロットから突出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、無線モジュールは、搬送周波数λに対してλ／２或いはλ／４の高帯域特性の内蔵したアンテナ部を上述したようにホスト機器の筐体から突出させた状態でスロットに装填される。モバイル機器等においては、外形仕様や設置条件或いは意匠上の制約等の種々の条件によって、無線モジュールを装填するスロットが一般にキーボードの近辺や把持部分に配置される。したがって、モバイル機器等においては、使用者の手の動きや把持状態等の使用状態によってアンテナ部の周辺の電磁界特性が大きく変化し、無線モジュールの受信特性が充分に発揮し得なくすることがあった。モバイル機器等においては、このためにチューニング調整が困難となり、通信途中での切断といった事態が発生することがあった。
【０００５】
また、無線モジュールとモバイル機器とは、一般に相互に標準化されたエッジタイプ或いはボックスタイプのコネクタ部を介して電気的かつ機械的に接続される構造となっている。無線モジュールとモバイル機器とは、コネクタ部のある端子を介して高周波入出力信号（ＲＦ信号）の授受を直接行うように構成することも考慮される。しかしながら、従来の標準化されたコネクタ部には、ＲＦ信号を取り扱うための端子が用意されておらず、汎用的にＲＦ信号の授受を行うことができないといった問題がある。
【０００６】
また、無線モジュールは、ＲＦ信号の授受を直接行うために、複雑な処理回路等が必要となるといった問題がある。さらに、無線モジュールは、コネクタ部がＲＦ信号の授受を直接行うためにインピーダンスを充分に考慮して設計されなければならないが、精度、信頼性或いはコスト等の制約からかかるコネクタ部を筐体に形成することが極めて困難であるといった問題があった。
【０００７】
したがって、本発明は、基本的な構成を大幅に変更することなくＲＦ信号の効率的授受を可能とする無線モジュール装置及びこの無線モジュール装置とホスト機器とから構成される通信装置を提供することを目的に提案されたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する本発明にかかる無線モジュール装置は、少なくとも通信機能やストレージ機能を有する内部回路部とアンテナ部を内蔵した筐体の一端側にコネクタ部が設けられ、ホスト機器に設けられたスロット内に装填することによってコネクタ部がスロットル内に設けられたコネクタ部と接続されてホスト機器側に搭載機能の供給や信号授受を行う。無線モジュール装置は、筐体の表面に誘電絶縁部と、この誘電絶縁部内に位置して内部回路部と接続された共振器パターンとが形成されてなる。
【０００９】
以上のように構成された本発明にかかる無線モジュール装置によれば、ホスト機器のスロットに装填されることによって、一端側に設けられたコネクタ部がホスト機器側に設けられたコネクタ部と電気的かつ機械的に接続される。無線モジュール装置によれば、ホスト機器のスロットに装填された状態において、筐体に設けた共振器パターンがスロット内に臨んでホスト機器側に設けられた共振器パターンと対向位置される。無線モジュール装置によれば、ホスト機器との間において、これら共振器パターンを介して高周波信号の相互授受を無接触で行う。したがって、無線モジュール装置によれば、ホスト機器とともに基本仕様を大幅に変更すること無く、様々な通信方式に対して基本仕様を変更すること無く高周波信号を直接相互に授受してデータ等が高精度に送受信することを可能とする。
【００１０】
また、上述した目的を達成する本発明にかかる通信装置は、少なくとも通信機能やストレージ機能を有する内部回路部とアンテナ部を内蔵した筐体の一端側にコネクタ部が設けられるとともに筐体の表面に誘電絶縁部とこの誘電絶縁部内に位置して内部回路部と接続された共振器パターンとが形成された無線モジュール装置と、この無線モジュール装置が装填されるスロット内にコネクタ部と共振器パターンとが設けられたホスト機器とから構成される。通信装置は、ホスト装置のスロット内に無線モジュール装置を装填することによって、相対するコネクタ部が接続されるとともにそれぞれの共振器パターンが対向位置される。
【００１１】
以上のように構成された通信装置によれば、無線モジュール装置がホスト機器のスロットに装填されることによって相互のコネクタ部が結合して電気的かつ機械的な接続が行われ、無線モジュール装置とホスト機器との間において搭載機能の供給や信号授受が行われる。通信装置によれば、無線モジュール装置とホスト機器との間において、対向配置された共振器パターンを介して高周波信号の相互授受が無接触で行われるようにする。したがって、通信装置によれば、無線モジュール装置とホスト機器との基本仕様を変更すること無く、様々な通信方式に対して高周波信号を直接相互に授受してデータ等が高精度に送受信することを可能とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。実施の形態として示す通信装置１は、図１に示すように詳細を後述するスロット３を有するノート型パーソナルコンピュータ等のホスト機器２と、このホスト機器２のスロット３に着脱自在に装填される無線モジュール装置１０とから構成される。通信装置１は、ホスト機器２と無線モジュール装置１０との間において、標準仕様のコネクタ接続によって搭載機能の供給や信号授受が行われるとともに、ＲＦ信号の授受が無接触の接続構造によって行われるようにする。
【００１３】
通信装置１は、種々の通信方式に適合する仕様を有する無線モジュール装置１０を選択してホスト機器２に装填することによって、このホスト機器２に所定の通信方式に準拠したネットワークシステムの構成機器間との無線接続特性が付与されるようにする。通信方式としては、例えばＩＥＥＥ８０２．１ａで提案されている５ＧＨｚ帯域の狭帯域無線通信システムや、ＩＥＥＥ８０２．１ｂで提案されている２．４５ＧＨｚ帯域の無線ＬＡＮシステム、Ｂｌｕｅｔｏｏｈと称される近距離無線通信システム等のいわゆる次世代無線通信システム等がある。
【００１４】
ホスト機器２には、スロット３が筐体の側面部に開口して設けられ、図２に示すようにこのスロット３の内部に例えばＰＣＭＣＩＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｐｕｔｅｒ Ｍｅｍｏｒｙ Ｃａｒｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａｓｓｏｓｉａｔｉｏｎ）規格準拠の第１のコネクタ部４が設けられている。スロット３には、図３に示すように天井面に詳細を後述する第１の共振器パターン５が形成されている。スロット３には、天井面に幅方向に離間して長さ方向の一対のスペーサ６Ａ，６Ｂ（以下、スペーサ６と総称する。）が設けられている。これらスペーサ６は、第１の共振器パターン５とスロット３に装填された無線モジュール装置１０との対向間隔を保持するようにする。
【００１５】
スロット３には、底面部に幅方向に離間して一対の板ばね７Ａ，７Ｂ（以下、板ばね７と総称する。）が設けられている。これら板ばね７は、スロット３に装填された無線モジュール装置１０をスペーサ６側に押し付けることによって、第１の共振器パターン５と無線モジュール装置１０との対向間隔を保持させる。なお、板ばね７については、例えばホスト機器２のシャーシの一部を切り起こして形成した舌片部やクリック凸部等によって構成するようにしてもよい。
【００１６】
第１の共振器パターン５は、所定長を有する導体片からなり、スロット３の天井面に幅方向の略中央部に位置して開口部側に向かって片持ち状態で支持されて配置されている。第１の共振器パターン５は、例えば同軸ケーブルを介してホスト機器２のＲＦ信号送受信回路部と接続されており、後述する無線モジュール装置１０側の第２の共振器パターン２０と対向して共振器を構成する。
【００１７】
無線モジュール装置１０は、ホスト機器２に設けられたスロット３の開口形状とほぼ等しい断面形状を有するとともに、このスロット３の奥行き寸法よりもやや大きな長さを有する矩形薄箱状、換言すればカード型外形形状を呈している。無線モジュール装置１０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｈ接続機能とメモリ機能とを搭載し、ホスト機器２に対してこれらの機能を付加する。無線モジュール装置１０には、図４及び図５筐体１１の装填側端部に位置してＰＣＭＣＩＡ規格準拠の第２のコネクタ部１２が設けられている。第２のコネクタ部１２は、無線モジュール装置１０がスロット３に装填されると、上述した第１のコネクタ部４と電気的かつ機械的に接続されて、ホスト機器２と無線モジュール装置１０との間で搭載機能の供給や信号授受が行われるようにする。
【００１８】
無線モジュール装置１０には、図５に示すように筐体１１の内部に固定された基板１３に、フラッシュメモリ１４、信号処理用ＬＳＩ１５及びＲＦモジュール１６等が実装されている。なお、無線モジュール装置１０には、詳細を省略するが基板１３に電子部品や電波吸収材等が実装されている。無線モジュール装置１０は、基板１３を上ハーフと下ハーフとからなる筐体１１によって封装し、この筐体１１の上ハーフ１８の主面１７ａにホスト機器２側の第１のコネクタ部４と対向するようにして上述した第２のコネクタ部１２を設けてなる。なお、第２のコネクタ部１２は、基板１３に実装したコネクタと電気的かつ機械的に接続されている。
【００１９】
無線モジュール装置１０には、第２のコネクタ部１２と対向する長手方向の一方領域に位置して、基板１３にアンテナ部１７が形成されている。アンテナ部１７は、例えば逆Ｆ型パータンからなり、基板１３の無線モジュール装置１０がホスト機器２のスロット３に装填された状態においてこのスロット３から突出する領域にパターン形成されている。アンテナ部１７は、Ｂｌｕｅｔｏｏｈ通信方式に適合する周波数帯域特性を以ってパターン形成されている。勿論、アンテナ部１７は、逆Ｆ型パータンに限定されるものではなく、例えばミアンダ型アンテナパターン等の適宜のアンテナパターンであってもよく、またチップアンテナであってもよい。アンテナ部１７は、例えば２種類のアンテナからなり、スイッチ切換によっていずれか一方を選択するようにしてもよい。
【００２０】
無線モジュール装置１０は、筐体１１の少なくとも上ハーフ１８がアルミ材等の金属板によって形成され、図５に示すように主面１７ａの一部に樹脂部１９が形成されている。無線モジュール装置１０には、樹脂部１９内に位置するようにして、上ハーフ１８の主面１７ａに第２の共振器パターン２０がパターン形成されている。筐体１１は、金属板によって形成することで、第２の共振器パターン２０のグランドとして作用する。第２の共振器パターン２０は、詳細を省略するが上ハーフ１８を貫通してＲＦモジュール１６と接続されている。第２の共振器パターン２０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｈ通信方式に適合する周波数帯域特性を有して、すなわちλ／４の長さを有してパターン形成されている。
【００２１】
無線モジュール装置１０は、ホスト機器２のスロット３に装填されると、上述したように各板ばね７によって天井面へと押し上げられるとともに各スペーサ６によって規制されて天井面に対して上ハーフ１８の主面１７ａが所定の対向間隔に保持される。無線モジュール装置１０は、この状態において上ハーフ１８の主面１７ａに形成された第２の共振器パターン２０を、上述したホスト機器２側の第１の共振器パターン５と対向位置させる。
【００２２】
第２の共振器パターン２０は、第１の共振器パターン５と共同して共振器を構成する。共振器は、第１の共振器パターン５と第２の共振器パターン２０との対向間隔によって共振度合い（カップリングの強度）が規定されるが、上述したようにスロット３内において無線モジュール装置１０の位置が精密に規定されることから、安定した共振動作が行われる。共振器は、共振周波数の帯域と損失とが主として第１の共振器パターン５と第２の共振器パターン２０との対向間隔によって規定され、また共振周波数がパターン長によって規定される。
【００２３】
通信装置１においては、上述したようにホスト機器２に対して無線モジュール装置１０が、Ｂｌｕｅｔｏｏｈ通信方式に適合する機能を供給する。したがって、通信装置１においては、ホスト機器２側の第１の共振器パターン５と第２の共振器パターン２０とが、図６に示すように２．４５ＧＨｚに共振点がくるように各部を形成して共振器を構成する。通信装置１においては、かかる共振器の特性によって２．４５ＧＨｚ帯域の信号のみがホスト機器２と無線モジュール装置１０との間において授受されるようになる。なお、通信装置１においては、第１の共振器パターン５と第２の共振器パターン２０とを単純なバーパターンによって形成したが、例えば低周波数帯域の通信方式に対応する場合には、ミアンダパターンによって構成するようにしてもよい。
【００２４】
以上のように構成された通信装置１によれば、無線モジュール装置１０側からのＲＦ出力を、第１の共振器パターン５と第２の共振器パターン２０とによって構成された共振器を介してホスト機器２に効率よく供給することが可能となる。また、通信装置１によれば、ホスト機器２側からのＲＦ出力を、第１の共振器パターン５と第２の共振器パターン２０とによって構成された共振器を介して無線モジュール装置１０に効率よく供給することが可能となる。すなわち、通信装置１によれば、ホスト機器２と無線モジュール装置１０との間においてＰＣＭＣＩＡ規格準拠のコネクタ接続には備えられていないＲＦ信号の授受を可能とする。
【００２５】
なお、通信装置１においては、ホスト機器２と無線モジュール装置１０とに備えられるアンテナ部を利用し、いずれか一方の感度がとれているアンテナ部を選択するようにスイッチングするダイバシチ送受信システムの構築を可能とする。通信装置１においては、ホスト機器２と無線モジュール装置１０の選択されたいずれか一方のアンテナ部により送受信されるＲＦ信号が、第１の共振器パターン５と第２の共振器パターン２０とによって構成された共振器を介して授受することが可能となる。したがって、通信装置１によれば、人影などによる遮蔽、反射波との干渉による通信遮断等の発生を防止する。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ホスト機器のスロットに無線モジュール装置を装填することによって相互のコネクタ部が結合して電気的かつ機械的な接続が行われて搭載機能の供給や信号授受が行われるとともに、それぞれに設けた共振器パターンが対向位置して高周波信号の相互授受が無接触で行われるようになる。したがって、本発明によれば、様々な通信方式に対して無線モジュール装置とホスト機器との基本仕様を変更すること無く高周波信号を直接相互に授受することが可能となり、データ等が高精度に送受信される。
【図面の簡単な説明】
【図１】通信装置を構成するノート型パーソナルコンピュータと無線モジュール装置とを示す斜視図である。
【図２】ホスト機器に設けられたスロットの概略構成の説明図である。
【図３】スロットに無線モジュール装置を装填した状態の要部縦断面図である。
【図４】無線モジュール装置の平面図である。
【図５】上ハーフを取り外した無線モジュール装置の平面図である。
【図６】共振器の特性図である。
【符号の説明】
１ 通信装置、２ ホスト機器、３ スロット、４ 第１のコネクタ部、５ 第１の共振器パターン、６ スペーサ、７板ばね、１０ 無線モジュール装置、１１ 筐体、１２ 第２のコネクタ部、１３ 基板、１７ アンテナ部、１８ 上ハーフ、１９ 樹脂部、２０ 第２の共振器パターン

Claims (2)

1. 少なくとも通信機能やストレージ機能を有する内部回路部とアンテナ部を内蔵した筐体の一端側にコネクタ部が設けられ、ホスト機器に設けられたスロット内に装填することによって上記コネクタ部が上記スロットル内に設けられたコネクタ部と接続されてホスト機器側に搭載機能の供給や信号授受を行う無線モジュール装置において、
   上記筐体の表面に誘電絶縁部と、この誘電絶縁部内に位置して上記内部回路部と接続された共振器パターンとが形成され、
   上記ホスト機器のスロットに装填されることによって上記共振器パターンが上記スロット内に臨んで設けられた上記ホスト機器側の共振器パターンと対向位置され、これら共振器パターンを介して高周波信号の相互授受を無接触で行うことを特徴とする無線モジュール装置。
2. 少なくとも通信機能やストレージ機能を有する内部回路部とアンテナ部を内蔵した筐体の一端側にコネクタ部が設けられるとともに、上記筐体の表面に誘電絶縁部と、この誘電絶縁部内に位置して上記内部回路部と接続された共振器パターンとが形成された無線モジュールと、
   上記無線モジュールが装填されるスロットと、このスロット内に設けられて上記無線モジュール側のコネクタ部が接続されるコネクタ部と、上記スロット内に臨んで設けられて上記無線モジュール側の共振器パターンと対向位置される共振器パターンとを備えるホスト機器とから構成され、
   上記無線モジュールと上記ホスト機器との間において、上記無線モジュールを上記ホスト機器のスロット内に装填することによって、それぞれのコネクタ部を介して搭載機能の供給や信号授受が行われるようにするとともに、それぞれの上記共振器パターンを介して高周波信号の相互授受が無接触で行われるようにすることを特徴とする通信装置。

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