JP2004312707A - Arm-mounted communication device and information terminal device provided with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、腕装着型通信装置に係る。 The present invention relates to an arm-mounted communication device.
腕装着型通信装置は、利用者の腕部、典型的には、手首部に装着されることから、邪魔にならないように出来るだけ小型化されることが望ましく、また、小型化に伴い送受信される電磁波が通信装置本体(回路部分)に対するノイズになり易いことからこのノイズを最小限に抑えることが望ましく、更に、腕装着型通信装置は、体表面に密接するように装着されることから、電波信号の送受信に際して、人体の影響を受けるのを最小限にすることが望ましい。 Since the wrist-worn communication device is worn on the user's arm, typically the wrist, it is desirable that the wrist be miniaturized as much as possible without interfering. It is desirable to minimize this noise because electromagnetic waves are likely to be noise to the communication device body (circuit portion). Further, since the wrist-worn communication device is mounted so as to be in close contact with the body surface, When transmitting and receiving radio signals, it is desirable to minimize the influence of the human body.
腕装着型通信装置としては、人体の影響を最小限にすることを目的として、例えば、腕時計本体の上部面にヘリカルアンテナを突設するようにした腕時計型無線機が提案されている(特許文献1)。
しかしながら、この特許文献1に開示の腕時計型無線機では、アンテナが本体の表面から大きく突出するので、本体が大きくなったり特殊な形状を有するのを避け難いだけでなく、携帯性にも欠ける。
However, in the wristwatch-type wireless device disclosed in
一方、腕装着型通信装置に係るものではないけれども、船舶や航空機や自動車などの移動体に使用される平面パッチアンテナにおいて、平面パッチアンテナ本体よりも大きいアンテナ基板を平面パッチアンテナ本体のアース電極(接地導体)に対向させて配置することにより、帯域幅を拡げるようにすることや(特許文献2)、折畳式の携帯電話において、パッチアンテナのアース基板とは別体のアース基板をパッチアンテナが収容されていない方の筐体部分に設けると共に二つのアース基板をフレキシブル導電手段で接続することによりアース基板を大きくして帯域幅を拡げるようにすること(特許文献3)も提案されている。 On the other hand, though it is not related to an arm-mounted communication device, in a planar patch antenna used for a moving object such as a ship, an aircraft, or an automobile, an antenna substrate larger than the planar patch antenna body is connected to a ground electrode ( (Patent Document 2). In a foldable mobile phone, a patch antenna is provided with a ground substrate separate from a ground substrate of a patch antenna. (Patent Literature 3) has also been proposed in which a large grounding board is provided by providing the two grounding boards by a flexible conductive means and providing a larger bandwidth by providing the grounding board in a housing portion in which no is accommodated. .
但し、前者の平面パッチアンテナは、アンテナ基板がパッチアンテナに対向した位置で大型化するので、アンテナ装置が全体として大型化するのを避け難い。一方、後者のアンテナ装置を含む折畳式の携帯電話では、アンテナと利用者の身体との相対位置が一義的には決まらないことから、携帯電話のポケット等への収容の仕方によっては、アンテナが所望の特性を発揮し難い虞れがある。 However, the former planar patch antenna is large in size at a position where the antenna substrate faces the patch antenna, and thus it is difficult to avoid an increase in the size of the antenna device as a whole. On the other hand, in the case of the foldable mobile phone including the latter antenna device, since the relative position between the antenna and the user's body cannot be uniquely determined, depending on the manner in which the mobile phone is stored in a pocket or the like, the May not be able to exhibit desired characteristics.
本発明は、前記した点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、全体として小型化・薄型化を図り得るだけでなく、アンテナ性能を高め得る腕装着型通信装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an arm-mounted communication device that can not only reduce the size and thickness as a whole but also enhance the antenna performance. It is in.
本発明の腕装着型通信装置は、前記目的を達成すべく、通信装置本体部及び該本体部を利用者の腕に着脱可能に取付けるバンド部を備えた腕装着型通信装置であって、接地導体が放射導体よりも内周側に位置するようにバンド部に収容されたパッチアンテナと、通信装置本体部の筐体部内に位置する第一回路基板部、及びパッチアンテナよりも内周側においてバンド部の筐体部内に位置する第二回路基板部を備え、第一及び第二回路基板部の両方に亘って拡がったアース電極を備えた回路基板とを有し、パッチアンテナの接地導体が回路基板のアース電極に接続されている。 In order to achieve the above object, an arm-mounted communication device according to the present invention is an arm-mounted communication device including a communication device main body and a band portion for detachably attaching the main body to a user's arm. The patch antenna housed in the band portion so that the conductor is located on the inner side of the radiation conductor, the first circuit board portion located in the housing of the communication device main body, and the inner side of the patch antenna A second circuit board portion located in the housing portion of the band portion, and a circuit board having a ground electrode extending over both the first and second circuit board portions. It is connected to the earth electrode of the circuit board.
本発明の腕装着型通信装置では、「接地導体が放射導体よりも内周側に位置するようにパッチアンテナが収容され」ているので、パッチアンテナによる送受信に際して、腕部の影響が最低限に抑えられ得る。また、本発明の腕装着型通信装置では、「アース電極を備えた回路基板の第二回路基板部がパッチアンテナよりも内周側においてバンド部の筐体部内に位置し、パッチアンテナの接地導体が回路基板のアース電極に接続されている」ので、パッチアンテナによる送受信に際して、腕部の影響が最低限に抑えられ得る。また、本体部にパッチアンテナを収容する必要がないので、本体部の小型化・薄型化が図られ得る。更に、本発明の腕装着型通信装置では、「パッチアンテナがバンド部」に収容されていているので、通信装置本体から離れたところに位置し得るから、パッチアンテナの電波により通信装置本体の回路部分が影響を受ける虞を最低限に抑え得る。加えて、本発明の腕装着型通信装置では、「パッチアンテナの接地導体に第二回路基板部で接続されたアース電極を含む回路基板が通信装置本体部の筐体部内に位置する第一回路基板部を更に有する」ので、パッチアンテナの収容されたバンド部内の第二回路基板部の占有領域を最低限に抑えたままで、アンテナの帯域幅を拡げ得るだけでなく、腕部の影響を最小限に抑え得且つアンテナの利得を最大限に高め得る。 In the arm-mounted communication device of the present invention, the patch antenna is housed so that the ground conductor is located on the inner peripheral side of the radiation conductor. Can be suppressed. Further, in the arm-mounted communication device of the present invention, "the second circuit board portion of the circuit board provided with the ground electrode is located in the housing portion of the band portion on the inner peripheral side of the patch antenna, and the ground conductor of the patch antenna Is connected to the ground electrode of the circuit board ", the effect of the arm can be minimized when transmitting and receiving with the patch antenna. Further, since it is not necessary to accommodate the patch antenna in the main body, the size and thickness of the main body can be reduced. Further, in the arm-mounted communication device of the present invention, since the “patch antenna” is housed in the band portion, it can be located away from the communication device main body. The risk that the part will be affected can be minimized. In addition, in the arm-mounted communication device of the present invention, the first circuit in which the circuit board including the ground electrode connected to the ground conductor of the patch antenna at the second circuit board portion is located in the housing of the communication device main body is provided. Since it further has a substrate portion, while keeping the area occupied by the second circuit board portion in the band portion in which the patch antenna is accommodated to a minimum, not only can the antenna bandwidth be expanded, but also the effect of the arm portion is minimized. And the antenna gain can be maximized.
ここで、回路基板は、導電性パターンとしてはアース電極のみを含むアース基板であってもよいけれども、アース基板に限られず、アース電極パターンに加えて、他の信号線のパターンや給電線のパターンのうちの一方又は両方を同時に含んでいてもよい。この回路基板のアース電極は、パッチアンテナの放射導体から比較的離れ且つその接地導体の背面側に位置することから、放射導体のところで送受信される電波の影響を比較的受けにくく、且つ電波の一部がパッチアンテナの背面側から放射されたり背面側で受信されるのを最低限に抑え得る。回路基板は、バンド部や本体部の全面にあってもよいけれども、必ずしも全面にある必要はなく、回路部品等により占有されるスペースないし領域が確保され得るように該領域を避けつつ配線パターンが形成されるように、一部の領域にあってもよい。 Here, the circuit board may be a ground board including only a ground electrode as the conductive pattern, but is not limited to the ground board, and may include other signal line patterns and power supply line patterns in addition to the ground electrode pattern. One or both of them may be included at the same time. Since the earth electrode of the circuit board is relatively far from the radiation conductor of the patch antenna and located on the back side of the ground conductor, it is relatively hard to be affected by radio waves transmitted and received at the radiation conductor, and The part can be minimized from being radiated or received from the back side of the patch antenna. The circuit board may be on the entire surface of the band portion or the main body portion, but is not necessarily on the entire surface, and the wiring pattern is formed while avoiding the area so that a space or area occupied by circuit components or the like can be secured. It may be in some areas as formed.
この明細書において、腕装着型通信装置に関し、「内周側」とは、該腕装着型通信装置が利用者の腕部の周りに装着された際に、腕部の表面に近接する側をいう。 In this specification, with respect to the arm-mounted communication device, the “inner side” refers to a side close to the surface of the arm when the arm-mounted communication device is worn around the arm of the user. Say.
本発明の腕装着型通信装置では、典型的には、回路基板がフレキシブル回路基板を含み、例えば、アース電極を含む前記回路基板の全体がフレキシブル回路基板からなる。その場合、アース電極を含むフレキシブル回路基板を、腕装着型通信装置の本体部の筐体内やバンド部の筐体内だけでなく本体部とバンド部とを連結するヒンジ部(回動部)の如き連結部を含む全体にわたって形成しておき、該フレキシブル回路基板のアース電極にパッチアンテナの接地導体を電気的に直結するだけで、大きなアース電極につながった接地電極を備えたパッチアンテナが得られる。 In the arm-mounted communication device of the present invention, typically, the circuit board includes a flexible circuit board, and for example, the entire circuit board including the ground electrode is formed of the flexible circuit board. In such a case, the flexible circuit board including the ground electrode may be connected not only to the body of the body of the wrist-worn type communication device or the housing of the band, but also to a hinge (rotating part) connecting the body and the band. A patch antenna having a ground electrode connected to a large ground electrode can be obtained by simply forming the entire portion including the connecting portion and electrically directly connecting the ground conductor of the patch antenna to the ground electrode of the flexible circuit board.
本発明の腕装着型通信装置では、典型的には、バンド部が、一対のバンド部分からなり、アース電極を備えた前記回路基板が、バンド部のうちパッチアンテナが収容されたバンド部分だけでなく、もう一方のバンド部分にも延びている。その場合、アース電極を備えた回路基板は、パッチアンテナのあるバンド部及び本体部だけに拡がっていてもよいけれども、典型的には、もう一つのバンド部にも延在している。これにより、パッチアンテナの接地電極に接続されるアース電極を最大限に拡げることが可能になるだけでなく、利用者の腕部の実質的に全周をアース電極で取囲むことが可能になり、パッチアンテナの背面側に位置する利用者の腕部の影響を最小限に抑えることが可能になるだけでなく、該背面側に位置する利用者の腕部がマイクロ波領域の電波の影響を受けるのを最低限に抑え得る。 In the wrist-worn communication device of the present invention, typically, the band portion includes a pair of band portions, and the circuit board including the ground electrode includes only the band portion of the band portion in which the patch antenna is accommodated. But also extends to the other band. In that case, the circuit board with the ground electrode may extend only to one band portion and the main body portion of the patch antenna, but typically also extends to another band portion. This not only makes it possible to maximize the earth electrode connected to the ground electrode of the patch antenna, but also makes it possible to surround substantially the entire circumference of the user's arm with the earth electrode. In addition to not only minimizing the effect of the arm of the user located on the back side of the patch antenna, the arm of the user located on the back side also reduces the effect of radio waves in the microwave region. Can be minimized.
本発明の腕装着型通信装置は、典型的には腕装着型携帯電話等として用いられ、その場合、典型的にはパッチアンテナが収容されたバンド部に携帯電話の受話用スピーカ及び送話用マイクロホンのうちのいずれか一方が収容されている。なお、本発明の腕装着型通信装置は、更に、情報通信端末装置としてデータ通信を含む多種類の情報の通信用端末として用いられ得、また、所望の情報処理装置を組み込んだり、所望のセンサ等を組み込んでもよい。 The wrist-worn communication device of the present invention is typically used as a wrist-worn mobile phone or the like, in which case, typically, a receiving speaker of the mobile phone and a transmitting One of the microphones is housed. The wrist-worn communication device of the present invention can be further used as an information communication terminal device as a communication terminal for various types of information including data communication, and can incorporate a desired information processing device or a desired sensor. Etc. may be incorporated.
また、アンテナの接地導体にアンテナの整合回路または接地導体とアース電極を接続するための接地用導体部を有する回路基板を固着しアンテナと回路部のインピーダンスの整合を行ない、更にその固着面の面積は接地胴体の面積より小さいものとしてもよい。 Further, a matching circuit of the antenna or a circuit board having a grounding conductor portion for connecting the grounding conductor and the ground electrode is fixed to the grounding conductor of the antenna, impedance matching between the antenna and the circuit portion is performed, and the area of the fixed surface is further fixed. May be smaller than the area of the grounding fuselage.
接地導体が放射導体よりも内周側に位置するようにパッチアンテナが収容されているので、パッチアンテナによる送受信に際して、腕部の影響が抑えられ得る。また、本体部にパッチアンテナを収容する必要がないので、本体部の小型化・薄型化が図られ得る。 Since the patch antenna is accommodated such that the ground conductor is located on the inner peripheral side of the radiation conductor, the influence of the arm can be suppressed when transmitting and receiving the patch antenna. Further, since it is not necessary to accommodate the patch antenna in the main body, the size and thickness of the main body can be reduced.
また、通信装置本体とパッチアンテナが離れたところに位置し得るから、パッチアンテナの電波により通信装置本体の回路部分が影響を受ける虞を抑え得る。 In addition, since the communication device main body and the patch antenna can be located apart from each other, the possibility that the circuit portion of the communication device main body is affected by the radio wave of the patch antenna can be suppressed.
また、パッチアンテナの接地導体に第二回路基板部で接続されたアース電極を含む回路基板が通信装置本体部の筐体部内に位置する第一回路基板部にも有するので、パッチアンテナの収容されたバンド部内の第二回路基板部の占有領域を抑えたままで、アンテナの帯域幅を拡げ得るだけでなく、腕部の影響を抑え得且つアンテナの利得を高め得る。 Also, since the circuit board including the ground electrode connected to the ground conductor of the patch antenna by the second circuit board section is also provided in the first circuit board section located in the housing section of the communication device main body, the patch antenna is accommodated. While the occupied area of the second circuit board in the band is suppressed, not only can the bandwidth of the antenna be increased, but also the effect of the arm can be suppressed and the gain of the antenna can be increased.
また、回路基板のアース電極は、パッチアンテナの放射導体から比較的離れ且つその接地導体の背面側に位置することから、放射導体のところで送受信される電波の影響を比較的受けにくく、且つ電波の一部がパッチアンテナの背面側から放射されたり背面側で受信されるのを抑え得る。 In addition, since the ground electrode of the circuit board is relatively far away from the radiating conductor of the patch antenna and located on the back side of the ground conductor, it is relatively hard to be affected by radio waves transmitted and received at the radiating conductor, and Part of the patch antenna can be suppressed from being radiated from the back side or received on the back side.
また、アース電極を含む前記回路基板の全体がフレキシブル回路基板からなる場合、アース電極を含むフレキシブル回路基板を、腕装着型通信装置の本体部の筐体内やバンド部の筐体内だけでなく本体部とバンド部とを連結するヒンジ部(回動部)の如き連結部を含む全体にわたって形成しておき、該フレキシブル回路基板のアース電極にパッチアンテナの接地導体を電気的に直結するだけで、大きなアース電極につながった接地電極を備えたパッチアンテナが得られる。 In the case where the entire circuit board including the ground electrode is formed of a flexible circuit board, the flexible circuit board including the ground electrode may be mounted not only in the housing of the main body of the arm-mounted communication device or the housing of the band, but also in the main body. It is formed over the whole including a connecting portion such as a hinge portion (rotating portion) connecting the cable and the band portion, and only by electrically directly connecting the ground conductor of the patch antenna to the ground electrode of the flexible circuit board, a large size is obtained. A patch antenna having a ground electrode connected to the ground electrode is obtained.
また、パッチアンテナをほぼ矩形の厚板状で、幅方向の厚さを変化させるべく湾曲した上面を備えた誘電体の湾曲面のほぼ全域上に形成された放射導体層ないし放射導体部と、平坦な底面の実質的に全域に形成された接地導体層ないし接地導体部とを備えたアンテナを用いることで帯域幅が拡がることが得られる。 Further, the patch antenna has a substantially rectangular thick plate shape, a radiation conductor layer or a radiation conductor portion formed on substantially the entire curved surface of the dielectric having a curved upper surface so as to change the thickness in the width direction, By using an antenna having a ground conductor layer or a ground conductor portion formed substantially all over the flat bottom surface, the bandwidth can be increased.
また、バンド部が一対のバンド部分からなり、アース電極を備えた回路基板が、バンド部のうちパッチアンテナが収容されたバンド部分だけでなく、もう一方のバンド部分にも延び、これによりパッチアンテナの接地電極に接続されるアース電極を拡げることが可能になるだけでなく、利用者の腕部の実質的に全周をアース電極で取囲むことが可能になり、パッチアンテナの背面側に位置する利用者の腕部の影響を抑えることが可能になるだけでなく、該背面側に位置する利用者の腕部がマイクロ波領域の電波の影響を受けるのを抑え得る。 Further, the band portion includes a pair of band portions, and the circuit board provided with the ground electrode extends not only to the band portion in which the patch antenna is housed but also to the other band portion of the band portion, whereby the patch antenna Not only can the ground electrode connected to the ground electrode be expanded, but also the whole circumference of the user's arm can be surrounded by the ground electrode, which is located on the back side of the patch antenna. In addition to suppressing the effect of the user's arm, the user's arm located on the back side can be prevented from being affected by the radio waves in the microwave region.
また、アンテナの給電点から離れるようにスピーカやマイクなどの信号線を配置することで信号線に生じるノイズを抑え得る。 Further, by arranging a signal line such as a speaker or a microphone so as to be away from a feeding point of the antenna, noise generated in the signal line can be suppressed.
また、フレキシブル配線基板は、アース基板に限られず、アース電極パターンに加えて、他の信号線のパターンや給電線のパターンを含むことで各種の信号や給電エネルギを伝える本来の回路基板としての役割を果たさせつつ、他方では、アンテナの送受信特性を高めることが可能である。 In addition, the flexible wiring board is not limited to the grounding board, but also functions as an original circuit board that transmits various signals and power supply energy by including other signal line patterns and power supply line patterns in addition to the ground electrode pattern. On the other hand, it is possible to enhance the transmission and reception characteristics of the antenna.
また、アンテナの接地導体に整合回路を備えた回路基板を固着しアンテナと回路側とのインピーダンス整合することが可能である。 Further, it is possible to fix the circuit board provided with the matching circuit to the ground conductor of the antenna and to perform impedance matching between the antenna and the circuit side.
本発明の好ましい一実施の形態を添付図面に示した好ましい一実施例に基づいて説明する。 A preferred embodiment of the present invention will be described based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
図1から図4には、本発明による好ましい一実施例の腕装着型通信装置1が、示されている。この腕装着型通信装置1は、本体部2と、回動軸3,4のまわりで本体部2に対してA,B方向に回動可能なバンド部としての剛性のアーム部5,6とを有する。アーム部5,6は、通常使用状態において、折れ曲がって裏表が逆転しない程度の剛性がある限り、ある程度可撓性であってもよい。
1 to 4 show a preferred embodiment of the arm-mounted
構造上は、例えば、図1の分解斜視図に詳細に示したように、多数の止めねじ9などで相互に固定される表側筐体部10及び裏側筐体部20によって剛性筐体7が形成されており、表側筐体部10は、本体部2の表側筐体部分を構成する表側ケース11と、アナログ時計でいえば12時側に位置する12時バンド部に相当するアッパーアーム部5の表側筐体部分を構成する表側アッパーアーム部12と、アナログ時計でいえば6時側に位置する6時バンド部に相当するロア−アーム部6の表側筐体部分を構成する表側ロア−アーム部13とを有する。一方、裏側筐体部20は、本体部2の裏側筐体部分を構成する裏側ケース21と、アッパーアーム部5の裏側筐体部分を構成する裏側アッパーアーム部22と、ロア−アーム部6の裏側筐体部分を構成する裏側ロア−アーム部23とを有する。なお、裏側筐体部20の内側には、軟質ゴムなどからなるクッション部材28が取付けられる(図2の(b)ではクッション部材28が取外された状態で示されている)。クッション部材28は、裏側ケース21の裏側ないし内側に取付けられる本体クッション28a、裏側アッパーアーム部22の裏側ないし内側に取付けられるアッパークッション28b及び裏側ロア−アーム部23の裏側ないし内側に取付けられるロア−クッション28cを含む。クッション部材28は、裏側ケース21と協働して、スピーカ52やマイクロホン63の音孔に対応する領域に、音の伝播路28d,28eを形成している。
In terms of structure, for example, as shown in detail in the exploded perspective view of FIG. 1, the
本体部2の表側及び裏側の筐体部分11,21の間には、メインモジュール41や回路枠42やポリマー電池43などが収容され、アッパーアーム部5の表側及び裏側の筐体部分12,22内には、アンテナモジュール51やスピーカ52などが収容され、ロア−アーム部6の表側及び裏側の筐体部分13,23内には、LED回路ブロック61やLED導光板62やマイクロホン63などが収容される。メインモジュール41は、通信処理回路部その他の情報処理回路部を含むと共に液晶表示部及びその表示制御部を含み、必要に応じて、剛性の回路基板部に実装される。メインモジュール41の回路部は、高周波(RF)信号の処理回路やGHz程度の高周波成分を含むパルス信号の処理回路を含み得る。なお、52aはスピーカ押えクッション、52bはスピーカ押えクッション座である。
A
また、腕装着型通信装置1の筐体7には、該腕装着型通信装置1の本体部2及び両側のアーム部5,6にわたって拡がったフレキシブル回路基板部70a,70b,70cを備えたフレキシブル回路基板からなるスイッチ回路ブロック70が収容されている。フレキシブル回路基板70は、表側および裏側筐体10,20の外縁形状と同様な外縁形状を有し、各回路基板部70a,70b,70cのうち配線パターンのないフレキシブルなプラスチック基材の外縁部が、表側および裏側筐体10,20の対応する筐体部分11,12,13及び21,22,23の間において、防水パッキンの如きシール部材を介して挟持され、筐体10,20の内部を液密にシールしている。ここで、本体部2内のフレキシブル回路基板部70aが第一回路基板部を構成し、アーム部5内のフレキシブル回路基板部70bが第二回路基板部を構成する。スイッチ回路ブロック70は、フレキシブル回路基板の基材71と該基材71上に形成された配線パターン72とを含む。
In addition, the
配線パターン72は、アッパーアーム部5内に位置するアッパーアーム領域配線パターン73と、本体部2内に位置する本体領域配線パターン74と、ロア−アーム部6内に位置するロア−アーム領域配線パターン75と、領域配線パターン73,74とをつなぐ細長い接続配線パターン76と、領域配線パターン74,75をつなぐ細長い接続配線パターン77とを含む。
The
配線パターン72は、大半の領域を占めるアース電極としてのアース配線パターン32と、それ以外の信号配線パターン78とからなる。
The
アース配線パターンないしアースパターン32は、アッパーアーム部5内に位置しアッパーアーム領域配線パターン73の大半の部分を構成するアッパーアーム領域アースパターン33と、本体部2内に位置し本体領域配線パターン74の大半の部分を構成する本体領域アースパターン34と、ロア−アーム部6内に位置しロアーアーム領域配線パターン75の大半の部分を構成するロア−アーム領域アースパターン35と、領域配線パターン73,74とをつなぐ細長い接続配線パターン76の一部を構成し領域アースパターン33,34とをつなぐ細長い接続アースパターン36と、領域配線パターン74,75をつなぐ細長い接続配線パターン77の一部を構成し領域アースパターン34,35をつなぐ細長い接続アースパターン37とを含む。
The ground wiring pattern or the
アッパーアーム領域配線パターン73は、アッパーアーム部5の外周縁近傍に沿って延びたほぼ長円形の部分73aと、該長円形部分73aのうち本体側の辺の内側に突出した舌片状のアンテナ接続部73bとを含む。アッパーアーム領域アースパターン33も、アッパーアーム領域配線パターン73の長円形部分73aの一部を構成するたほぼ長円形の部分33aと、該長円形部分33aのうち本体側の辺の内側に突出した舌片状のアンテナ接続部33bとを含む。但し、アッパーアーム領域配線パターン73の舌片状のアンテナ接続部73bは、実質的に全てが、アッパーアーム領域アースパターン33の舌片状アンテナ接続部33bからなる。
The upper arm
本体領域配線パターン74はメインモジュール41の外周縁形状にほぼ対応するほぼ四角形状を有し、本体領域配線パターン74のアースパターン34は、メインモジュール41が剛性回路基板を含むか剛性回路基板に接続・実装される場合、該剛性回路基板の接地端子(アースパターン)に接続される。ロア−アーム配線領域パターン75は、ロアーアーム部6の外形形状に応じた外形形状を有し、後述のように、押ボタン6aの配置に応じたドームスイッチ75aを含む。
The main
パッチアンテナ51は、ほぼ矩形の厚板状で帯域幅が拡がるように幅方向の厚さを変化させるべく彎曲した上面53aを備えた誘電体53と、誘電体53の湾曲面53aのほぼ全域上に形成された放射導体層ないし放射導体部54と、誘電体53平坦な底面53bの実質的に全域に形成された接地導体層ないし接地導体部55とを備え、例えば、部位51aに給電用のスルーホール又は貫通孔53cを備える。なお、図面では、導体層54,55が誇張して厚く示されている。所望の帯域幅でアンテナ特性が確保される場合には誘電体53の上面53aは例えば底面53bと平行な平面でもよい。アンテナ51の底面53b側には、コンデンサ及びコイルを含む整合回路(図示せず)を備えたアンテナ基板56が固着されている。アンテナ基板56のうち図示しない整合回路以外の部分には、接地用導体層が形成されている。アンテナ基板56の面積はパッチアンテナ51の接地導体層ないしアース電極55の面積よりも小さい。給電点51aの位置の設計等によりアンテナ51と回路側とのインピーダンス整合が取れる場合にはアンテナ基板56はなくてもよい。アンテナ51の誘電体53の孔53cに対応するアンテナ基板56の部位にも給電用のスルーホールないし貫通孔56aが形成され、該孔56a,53cを介して給電用同軸ケーブル57の内側ないし中心導体57aが放射導体部54に電気接続されている。図4の(a)において、56bは中心導体57aとスルーホール56a,53cとの半田付部、56cは外側のシールド用導体57bとアンテナ基板56の接地用導体層との半田付部である。なお、アンテナ51の接地導体層55には、フレキシブル回路基板70の配線パターン72のうちアースパターン32のアッパーアーム領域アースパターン33の舌片状アンテナ基板接続部33bが電気接続されている。従って、第二回路基板部としてのフレキシブル回路基板部70bのアースパターン33は、パッチアンテナ51よりも実質的に内周側に即ち腕部Wに近接する側に位置する。なお、舌片状接続部33bは、図4の(a)において想像線51dで示したような別の固着用コネクタで固定接続されてもよい。アースパターン33を備えたフレキシブル回路基板部70bがパッチアンテナ51の接地導体層55側で該接地導体層55に接続されている限り、アンテナ基板56やアースパターン33の舌片状接続部33bの形状や配置や固定の仕方や同軸ケーブル57の接続の仕方は異なっていてもよい。
The
同軸ケーブル57は、図3及び図4からわかるように、アンテナ51のうち本体2に近い側縁部のところにおいて符号57cで示したように逆U字状に湾曲固定され、更に、符号57dで示したように回動軸3のまわりで螺旋状に延びて該回動軸3に遊嵌されて本体2の筐体内に入り、送受信信号処理回路を含むメインモジュール41に延びている。なお、配線パターン72も細長い接続パターン部76が回動軸3を跨ぐところ76aにおいて回動軸3の周りに螺旋状に遊嵌されている。接続パターン77と回動軸4との配置も同様である。なお、3aは、剛性バンド部5のロックが解除された場合に該剛性バンド部5を回動軸3のまわりで開位置に偏倚させるバネである。回動軸4及び剛性バンド6についても同様な働きをするバネが設けられている。
As can be seen from FIGS. 3 and 4, the
なお、図1からわかるように、部位51aにおいてアンテナ51の給電点となるスルーホール53c,56aが配線パターン72のアッパーアーム領域パターン73の長円形部分73aのうち右側の外周部分73cよりも左側の外周部分73dに近接して位置するので、該アンテナ51の給電点51a近傍で強くなり易い送受信電波の影響を最小限に抑えるように、スピーカ52の信号線及びアース線は、長円形部分73aのうち給電点51aから離れた方すなわち右側の外周部分73cにおいて、配線パターン72に接続されている。このようにすることにより、アンテナ51において例えば200Hz程度で電波の送信又は受信が間欠的に繰返されるような場合であって、可聴周波数領域のノイズがスピーカ52の音響信号にのる虞を最低限に抑え得る。なお、長円形部分73aのアースパターン33aは、完全に閉じていてもよいけれども、所望ならば、図1の端部部分33eで開いていてもよい。
As can be seen from FIG. 1, the through-
ロア−アーム領域の配線パターン75は、ロア−アーム領域アースパターン35に加えて、マイクロホン63の給電線及び信号線と、LEDの給電線と、多数のドーム状スイッチ部75a及びその信号線とを含む。各ドーム状スイッチ部75aは、下側の配線基板部と弾性を備えたドーム状の上側配線基板部とを有し、対応する押ボタン6aの押圧により、上下の配線パターンが電気接続されて各押ボタン6aに固有の信号を発生させる。LED回路ブロック61のLEDは、接続コネクタ61aを介して給電され、LED回路ブロック61のLEDからの光がLED導光板62を介して押ボタン6aを暗所でも視認可能に背面側から照明する。
The
なお、ロア−アーム6は、腕装着型通信装置1が腕部Wに装着された状態では、パッチアンテナ51のほぼ背面側に位置するので、元来パッチアンテナ51で送受信される電波の影響を受け難いだけでなく、パッチアンテナ51の接地導体55につながったアースパターン35がその大半の部分を占めることにより、アンテナ51から放射される電波が背面側に出るのを最低限に抑える。
Note that the
以上の如く構成された腕装着型通信装置1では、使用可能状態においては、主として図2及び図3からわかるように、アッパーアーム領域アースパターン33と本体領域アースパターン34とロアーアーム領域アースパターン35と接続アースパターン36,37とからなるアースパターン32を大半の領域にわたって備えたフレキシブル配線基板70が、図2の(b)及び図3において太い実線で示した領域、即ち、アッパーアーム5と本体2とロア−アーム6のほぼ全域において、裏側筐体部20にほぼ沿って連続的に延在する。
In the arm-mounted
従って、腕装着型通信装置1が、より詳しくはそのアーム5,6が、図2の(b)において実線で示され同図の(a)に示されたように、取外し位置(開位置)Pdにある場合、アースパターン32は、パッチアンテナ51の接地導体層55側において、パッチアンテナ51よりもはるかに広い範囲にわたってほぼ平面的に延在した状態を採る。なお、利用者が、この腕装着型通信装置1を、この開位置Pdにおいて、スピーカ52のある受話部に耳をあてマイクロホン63のある送話部の近傍に口部を近づけていわゆる携帯電話として使用する場合、パッチアンテナ51は、その接地導体層55に直接接続されたアースパターン32を間に挟んで利用者の顔の側面に近接せしめられることになる。
Accordingly, in the arm-mounted
一方、図2の(b)において想像線で示したように、剛性のアッパーアーム5及びロア−アーム6が、夫々の回動軸3及び4のまわりで閉位置Pmに回動されて且つ利用者の腕部Wの手首部W1のところ巻かれる装着位置Pm1に設定される場合、腕部Wの手首部W1は実質的にアースパターン32(図2の(b)の太い想像線で示したもの)で取囲まれ、その外周側に接地導体層55が内周側に向いたパッチアンテナ51が装着されることになる。
On the other hand, as shown by the imaginary line in FIG. 2B, the rigid
すなわち、以上の如く構成された腕装着型通信装置1では、接地導体55が放射導体54よりも内周側に位置するようにパッチアンテナ51が筐体部10,20内に収容されているので、腕装着型通信装置1が利用者の腕部Wに装着された状態Pm1において、パッチアンテナ51によるマイクロ波またはこれに近い波長領域等の電波の送受信に際して、腕部Wの影響が最低限に抑えられ得る。
That is, in the arm-mounted
また、この腕装着型通信装置1では、第二回路基板部としてのフレキシブル配線基板部70bのアッパーアーム領域配線パターン73のアースパターン33がパッチアンテナ51よりも内周側においてバンド部としてのアッパーアーム部5の筐体部すなわち表側及び裏側アッパーアーム部12,22内に位置し、パッチアンテナ51の接地導体55がアッパーアーム領域配線パターン73のアースパターン33に接続されているので、パッチアンテナ51によるマイクロ波またはこれに近い波長域等の電波の送受信に際して、腕部Wの影響が最低限に抑えられ得る。
In the arm-mounted
更に、この腕装着型通信装置1では、パッチアンテナ51が本体2のところではなくてアッパーアーム部5に収容されていているので、本体2内に収容された通信装置本体や情報処理装置本体として機能し得るメインモジュール41から離れたところに位置し得るから、パッチアンテナ51のマイクロ波またはこれに近い波長域等の電波によりメインモジュール41などの回路部分が影響を受ける虞を最低限に抑え得る。また、この腕装着型通信装置1では、パッチアンテナ51が本体2のところではなくてアッパーアーム部5に収容されていているので、本体2の小型化・薄型化が図られ得る。
Further, in this wrist-mounted
加えて、この腕装着型通信装置1では、パッチアンテナ51の接地導体55にフレキシブル回路基板部70bのアッパーアーム領域配線パターン73のアースパターン33で接続されたアースパターン32を含むフレキシブル配線基板70がメインモジュール41の内蔵された本体2のケース11,21内に位置する本体領域配線パターン74を含むので、パッチアンテナ51の収容されたアッパーアーム部5内のフレキシブル回路基板部70bの占有領域を最低限に抑えたままで、アースパターン32が拡げられ得るから、アンテナ51の帯域幅を拡げ得るだけでなく、腕部Wの影響を最小限に抑え得且つアンテナの利得を最大限に高め得る。
In addition, in the arm-mounted
ここで、フレキシブル配線基板70は、導電性パターンとしてはアースパターン32のみを含むアース基板であってもよいけれども、アース基板に限られず、アース電極パターンに加えて、他の信号線のパターンや給電線のパターンを含んでいる。従って、フレキシブル配線基板70に一方では各種の信号や給電エネルギを伝える本来の回路基板としての役割を果たさせつつ、他方では、アンテナ51の送受信特性を高めることが可能になる。
Here, the
なお、この腕装着型通信装置1では、フレキシブル配線基板70の配線パターン72は、パッチアンテナ51の放射導体54から比較的離れ、更に、腕装着型通信装置1が装着位置Pm1を採るか取外し位置Pdを採るかにかかわらず、その接地導体55の背面側に位置することから、放射導体54のところで送受信される電波の影響を比較的受けにくく、且つ電波がパッチアンテナ51の背面側から放射されたり背面側で受信されるのを最低限に抑え得る。
In the wrist-mounted
また、この腕装着型通信装置1ではアースパターン32を含む回路基板70の全体がフレキシブル配線基板からなり、且つフレキシブル配線基板70が本体部2の筐体11,21内やアッパーアーム部5の筐体12,22やロア−アーム部6の筐体13,23内だけでなく本体部2とアッパーアーム部5やロア−アーム部6とを連結するヒンジ部(回動部)3,4を含む全体にわたって形成されているので、このフレキシブル回路基板部70bのアースパターン33にパッチアンテナ51の接地導体55を電気的に直結するだけで、大きなアースパターン32につながった接地電極55を備えたパッチアンテナ51が得られることになる。
Further, in the arm-mounted
この腕装着型通信装置1では、バンド部としてのアーム部が、一対すなわちアッパー及びロア−アーム部5,6からなり、アースパターン32を備えたフレキシブル配線基板70が、本体部2及びアーム部5,6のうちパッチアンテナ51が収容されたアッパーアーム部5だけでなく、もう一方のアーム部すなわちロア−アーム部6にも延びている。これにより、パッチアンテナ51の接地電極55に接続されるアースパターン32を最大限に拡げることが可能になるだけでなく、利用者の腕部Wの実質的に全周をアース電極32で取囲むことが可能になり、パッチアンテナ51の背面側に位置する利用者の腕部Wの影響を最小限に抑えることが可能になるだけでなく、該背面側に位置する利用者の腕部Wがマイクロ波領域の電波の影響を受けるのを最低限に抑え得る。
In the arm-mounted
なお、アースパターン32を備えたフレキシブル配線基板70は、パッチアンテナ51のあるアッパーアーム部5と本体部2との間だけに拡がっていてもよいけれども、上記の理由から、もう一方のアーム部すなわちロア−アーム部6においてノイズの影響を受けやすい極めて高い周波数成分の信号の処理が行われるなどの事情やパッチアンテナ51で送受信されるマイクロ波の如き極超短波領域などの電波に、より低いけれども信号強度の高い周波数成分が特に重なり該周波数成分を含む領域の信号処理をロア−アーム部6内で行う必要がある等の如き特別の事情などがない限り、フレキシブル回路基板70のアースパターン32がロア−アーム部6にも延びていることが好ましい。パッチアンテナ51は、その接地導体部55がアースパターン32に接続される限り、アッパーアーム部5の代わりにロア−アーム部6に収容されてもよく、また、場合によっては、アッパーアーム部5及びロア−アーム部6に別々のパッチアンテナが収容されてもよい。
Although the
なお、例えば、パッチアンテナ51で数100Hz程度の繰返し周波数で信号の送信又は受信が行われる場合、アンテナ51の信号に数100Hz程度の比較的強いサイドバンドが生じるけれども、前述のように、フレキシブル回路基板70の配線パターン73を、スピーカ52から入った可聴周波数領域の信号の伝達のために使用される領域73cと、パッチアンテナ51に関連して使用されるべき領域73dとに分けることにより、パッチアンテナ51からの数100Hzのノイズが低減されるのを実際上避け得、スピーカ52の信号の質を高め得ることが確認された。
For example, when a signal is transmitted or received at a repetition frequency of about several hundred Hz by the
なお、フレキシブル配線パターン70のアースパターン32にパッチアンテナ(約2cm×約2cm×約4〜5mm(厚さ))51の接地導体層55を実質的に接続した場合(F11)と1〜2mm程度に近接した領域があっても導体により接続されていない場合(F12)とを比較する実験(F1)を1.9GHz帯域のマイクロ波について行ったところ、図5及び図6に示すように、下記の点が確認された。図5にF12の場合の実験データ、図6にF11の場合の実験データを示す。
(1) F11の場合の方がF12の場合よりも、アンテナ51の反射効率が改善されたことで利得が増加し、且つ装置1のアーム部5,6を閉位置Pmに設定して腕Wに装着した状態Pm1(図2の(b)の想像線で示した状態(腕Wがある状態))と閉位置Pmであるけれども腕Wに装着しない状態Pm2(図2の(b)の想像線で示した状態であって腕Wがない状態)との間で、アンテナ51の反射効率の変動が小さくなり、利得の変動が小さくなった。(2) F11の場合のほうがF12の場合よりも、状態Pm2における受信信号の帯域幅が増加した。
When the
(1) In the case of F11, the gain is increased due to the improvement in the reflection efficiency of the
1 腕装着型通信装置
2 本体部
3,4 回動軸
5 アッパーアーム部
6 ロアーアーム部
10 表側筐体部
11 表側ケース
12 表側アッパーアーム部
13 表側ロアーアーム部
20 裏側筐体部
21 裏側ケース
22 裏側アッパーアーム部
23 裏側ロアーアーム部
32 アースパターン
33 アッパーアーム領域アースパターン
34 本体領域アースパターン
35 ロアーアーム領域アースパターン
36,37 接続アースパターン
41 メインモジュール
42 回路枠
43 電池
51 パッチアンテナ
51a 給電点
52 スピーカ
53 誘電体
53c,56a スルーホール
54 放射導体
55 接地導体
56 整合回路基板
57 同軸ケーブル
61 LED回路ブロック
62 LED導光板
63 マイクロホン
70 スイッチ回路ブロック(フレキシブル回路基板)
70a 本体部のフレキシブル回路基板部(第一回路基板部)
70b アッパーアーム部のフレキシブル回路基板部(第二回路基板部)
70c フレキシブル回路基板部
71 基材
72 配線パターン
73 アッパーアーム領域配線パターン
74 本体領域配線パターン
75 ロアーアーム領域配線パターン
76,77 接続配線パターン
Pd 取外し位置
Pm 閉位置
Pm1 装着位置
REFERENCE SIGNS
70a Flexible circuit board part of main body (first circuit board part)
70b Flexible circuit board part of upper arm part (second circuit board part)
70c Flexible
Claims (16)
接地導体が放射導体よりも内周側に位置するようにバンド部に収容されたパッチアンテナと、
通信装置本体部の筐体部内に位置する第一回路基板部、及びパッチアンテナよりも内周側においてバンド部の筐体部内に位置する第二回路基板部を備え、当該第一及び第二回路基板部の両方に亘って拡がったアース電極を備えた回路基板とを有し、
パッチアンテナの接地導体が回路基板のアース電極に接続されている腕装着型通信装置。 An arm-mounted communication device including a communication device main body portion and a band portion for detachably attaching the main body portion to a user's arm,
A patch antenna housed in the band portion such that the ground conductor is located on the inner peripheral side of the radiation conductor,
A first circuit board portion located in the housing portion of the communication device main body portion, and a second circuit board portion located in the housing portion of the band portion on the inner peripheral side of the patch antenna, the first and second circuits being provided. A circuit board with a ground electrode extending over both of the board parts,
An arm-mounted communication device in which a ground conductor of a patch antenna is connected to an earth electrode of a circuit board.
アンテナの指向性が外側方向に強く向かうようにバンド部に収容されたアンテナを有し、通信装置本体部の筐体部内に位置する第一回路基板部、及びバンド部の筐体部内に配置された第二回路基板部を備え、該第二回路基板部は全部かまたは一部がアンテナよりも内周側に位置し、第一及び第二回路基板部の両方に亘って拡がったアース電極にアンテナの接地導体が接続されていることを特徴とする腕装着型通信装置。 An arm-mounted communication device comprising: a communication device main body portion; and a band portion for detachably attaching the main body portion to a user's arm,
An antenna housed in a band portion such that the directivity of the antenna is strongly directed outward, a first circuit board portion located in a housing portion of a communication device main body portion, and a first circuit board portion arranged in a housing portion of the band portion. A second circuit board portion, wherein the second circuit board portion is entirely or partially located on the inner peripheral side of the antenna, and is connected to a ground electrode that extends over both the first and second circuit board portions. An arm-mounted communication device, wherein a ground conductor of an antenna is connected.
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-
2004
- 2004-03-09 JP JP2004065423A patent/JP2004312707A/en not_active Withdrawn
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