JP2005102286A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナの実装状態を調整してアンテナの共振周波数特性を目的の中心周波数に合わせ込むことができ、異なる機種に対して同一のアンテナを使用できるようにする。
【解決手段】表示部ケース３のアンテナ実装エリア２０内の上端部に所定の長さを有する複数個のリブ２１を一定間隔で設ける。リブ２１は、例えば断面が楔状で、表示部ケース３に一体的に形成する。そして、表示部ケース３に対してアンテナ７を装着する。このときアンテナ７は、エレメント１３を含む上端部分がリブ２１に沿って湾曲し、リブ２１以外の所で表示部ケース３との間に間隙が形成される。アンテナ７と表示部ケース３との間に形成される間隙を調整することにより、表示部ケース３の誘電率がアンテナ７に与える影響の度合いを調整でき、アンテナ実装時の共振周波数を目的の中心周波数に合わせることができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、無線通信用のアンテナを内蔵した電子機器及び電子機器のアンテナ実装方法に関する。

近年、電子機器例えばパーソナルコンピュータでは、無線ＬＡＮやBluetoothなどの無線通信機能を備えたものが普及してきている。上記無線ＬＡＮやBluetoothなどの無線通信には、例えば２．５ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯の電波が使用される。上記無線通信機能を備えたパーソナルコンピュータでは、無線通信用のアンテナを内蔵しているが、例えばダイポールアンテナ、ヘリカルアンテナ、スロットアンテナ、逆Ｆアンテナなど、機種毎に種々のアンテナが使用されている。

しかし、パーソナルコンピュータ等の電子機器においてアンテナを実装した場合、アンテナの周囲に位置する部材によってアンテナの周波数特性が変化し、アンテナ単体での周波数特性と実装時の特性が異なってしまうという問題がある。従来では、上記のようにアンテナを電子機器に実装することによって生じるアンテナの周波数特性の変化をアンテナ側で吸収している。例えばアンテナの形状を調整するなどの方法により、実装時におけるアンテナの周波数特性が所望の特性となるようにしている。

しかし、上記従来のようにアンテナ実装時における周波数特性の変化をアンテナ形状の調整により所望の特性に合わせ込む方法では、電子機器の機種によってアンテナを実装する環境が異なるため、実装時における周波数特性の変化も一様でなく、異なる機種に対して同一のアンテナを使用することができないという問題があった。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、アンテナの実装状態を調整することによってアンテナ実装時の共振周波数を目的とすると中心周波数に合わせ込むことができ、異なる機種に対して同一のアンテナを使用することができる電子機器及び電子機器のアンテナ実装方法を提供することを目的とする。

第１の発明に係る電子機器は、本体ケースと、上記本体ケースにヒンジ部を介して回動可能に接続されるとともに、ＬＣＤパネルを内蔵する表示部ケースと、上記表示部ケースに内蔵され、上記ＬＣＤパネルの上方に突出して配置される放射素子領域と、少なくとも一部が上記ＬＣＤパネルの背面と上記表示部ケースとの間に配置されるＧＮＤ領域とを有する平面アンテナとを具備することを特徴とする。

第２の発明に係る電子機器は、本体ケースと、上記本体ケースにヒンジ部を介して回動可能に接続されるとともに、ＬＣＤパネルを内蔵する表示部ケースと、上記ＬＣＤパネルの背面と上記表示部ケースとの間に配置され、少なくとも一部が上記ＬＣＤパネルの背面と上記表示部ケースとの間に配置されるＧＮＤ領域と、上記表示部ケースとの間に間隙を設けて配置される放射素子領域とを有する平面アンテナとを具備することを特徴とする。

第３の発明に係る電子機器は、本体ケースと、上記本体ケースにヒンジ部を介して回動可能に接続されるとともに、ＬＣＤパネルを内蔵する表示部ケースと、放射素子と、上記ＬＣＤパネルの背面と上記表示部ケースとの間に少なくとも一部が配置されるＧＮＤ領域とを有する平面アンテナとを具備することを特徴とする。

本発明によれば、異なる機種に対して同一のアンテナを使用することができ、従って、各機種毎に異なるアンテナを用意する必要がなく、アンテナの製造、管理がきわめて容易となり、コストの低下を図ることができる。

（第１実施形態）
以下本発明に係る実施の形態を、図面を参照して説明する。本実施形態では、電子機器の例として、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと略称する）を用いて説明する。

図１に、ＰＣの外観斜視図を示す。

ＰＣ１は、本体ケース２と表示部ケース３とＬＣＤパネル４とキーボード５とを備えている。本体ケース２は、その上面部にキーボード５を配設している。本体ケース２と表示部ケース３とは、ヒンジ部６により回動可能に接続している。表示部ケース３は、ＬＣＤパネル４の表示領域が可視状態となるようＬＣＤパネル４の周辺部を支持している。表示部ケース３はヒンジ部６を介して矢印Ａ−Ｂ方向に回動可能であり、キーボード５を覆う閉位置とキーボード５を使用可能な状態にする開位置との間で回動可能である。上記本体ケース２及び表示部ケース３は、誘電体例えば合成樹脂により形成される。

また、表示部ケース３内部の上部に、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１）で使用するアンテナ７が設けられている。
ＩＥＥＥ８０２．１１では、２．４ＧＨｚ帯のＩＳＭ（Industry Science Medical）バンドを使用する無線通信規格の一つであり、スぺクトラム拡散方式として、直接拡散方式（DSSS：Direct Sequence Spread Spectrum）を用い、最大１１Mbps の通信速度で通信することが可能である。

アンテナ７は、その受信感度を良くするため、高位置に設けるのが理想であるため、ＰＣ１を使用する状況を考慮して、使用時に高い位置となる表示部ケース３の上部に設けている。

上記アンテナ７としては、例えば図２に示す逆Ｆ型アンテナが用いられる。逆Ｆ型のアンテナ７は、例えば方形状のアンテナ基板１１を使用し、その上辺に沿って溝１２を設けることによりアンテナ基板１１の上辺に電波放射素子であるエレメント１３を形成し、その他の領域をＧＮＤ（接地）１４としている。また、エレメント１３には、基部に近い位置に給電点１５が設けられる。この場合、給電点１５におけるインピーダンスが例えば５０Ωとなるようにその位置を設定する。

上記アンテナ基板１１は、厚さが例えば０．１ｍｍ程度の金属板を使用し、その両面をラミネート処理して保護している。アンテナ基板１１の幅Ｌは、ほぼ１／４波長（λ）に設定する。アンテナ基板１１の具体的な大きさは、例えば２．４ＧＨｚ帯の電波を使用する場合、３０×３０ｍｍ程度である。また、溝１２の幅は２ｍｍ程度、エレメント１３の幅１ｍｍ程度である。

図３は、上記逆Ｆ型のアンテナ７を表示部ケース３に実装した状態を示す横断面図である。アンテナ７は、表示部ケース３内部の上部に接着剤等用いて装着する。この場合、アンテナ７は、エレメント１３が形成されている側を電子部品であるＬＣＤパネル４の上端より所定幅例えば５〜６ｍｍ程度上方に突出させて設け、エレメント１３による電波の送受信がＬＣＤパネル４の影響を受けないようにしている。

上記のようにアンテナ７を表示部ケース３に密着して固定した場合、表示部ケース３の誘電率に依存する周波数だけ、アンテナ７の共振周波数が低い方に移動する。また、アンテナ７と表示部ケース３との間に間隙を設けた場合、間隙が大きくなるに従って表示部ケース３の誘電率がアンテナ７に与える影響の度合いが低下し、アンテナ７の周波数変化率が低くなる。

従って、アンテナ７の単体時における共振周波数を目的とする中心周波数より例えば４％程度あるいはそれ以上高い周波数に予め設定しておく。そして、アンテナ７を表示部ケース３に実装する際、表示部ケース３の誘電率がアンテナ７に与える影響の度合いを調整することによって、アンテナ７の共振周波数を目的の中心周波数に一致させる。

図４は、表示部ケース３の誘電率がアンテナ７に与える影響の度合いを調整する場合の具体例について示したもので、（ａ）は表示部ケース３のアンテナ実装エリアを示す図、（ｂ）は表示部ケース３にアンテナ７を実装した状態を示す横断面図である。

図４（ａ）に示す表示部ケース３のアンテナ実装エリア２０に対し、その上端部に所定の長さを有する複数個例えば３個のリブ２１を一定間隔で設ける。このリブ２１は、図４（ｂ）に示すように断面が楔状、すなわち、下部が薄く、上部が厚くなるように表示部ケース３に一体的に形成する。

そして、表示部ケース３のアンテナ実装エリア２０に、アンテナ７を接着剤あるいは両面テープ等を用いて装着する。この場合、エレメント１３とリブ２１の上端を一致させる。アンテナ７は、柔軟性を有する導電性部材を用いて構成したもので、エレメント１３、溝１２及びＧＮＤ１４の上端部分がリブ２１に沿って湾曲し、リブ２１以外の所で表示部ケース３との間に間隙すなわち空間部が形成される。

上記のようにアンテナ７のエレメント１３と表示部ケース３との間に所望の間隙を設けると、表示部ケース３の誘電率がアンテナ７に与える影響が減少するので、アンテナ７と表示部ケース３との間隙を調整することによって、アンテナ７の周波数の変化率を調整することができる。従って、リブ２１の高さが丁度良い高さとなるように予め実験等により求めておくことにより、アンテナ７の実装時の共振周波数を目的とする中心周波数に一致させることができる。

このためアンテナ７の実装環境が異なる機種に対して同一のアンテナ７を使用しても、アンテナ７と表示部ケース３との間隙を調整することによってアンテナ実装時の共振周波数を目的とする中心周波数に合わせ込むことが可能となる。

なお、上記実施形態では、リブ２１の断面形状を楔状に形成した場合について示したが、その他の形状例えば方形状に形成しても良い。
また、上記実施形態では、リブ２１と表示部ケース３を一体に形成した場合について示したが、リブ２１を別個に形成して接着剤等により表示部ケース３に接着しても良い。

（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態に係るアンテナ実装方法について、図５を参照して説明する。図５は、アンテナ実装部分の横断面図である。

この第２実施形態では、アンテナ７の下部、すなわち、ＧＮＤ１４の下部を固定部材２５により表示部ケース３の内側面に固定し、アンテナ全体を表示部ケース３から浮かした構造としたものである。上記固定部材２５としては、例えば厚手の両面テープなどが用いられる。また、固定部材２５をリブによって形成し、薄い両面テープあるいは接着剤を用いてアンテナ７を固定するようにしても良い。

そして、上記固定部材２５の厚さによってエレメント１３が形成されているアンテナ７の上部と表示部ケース３との間隔を調整し、表示部ケース３の誘電率がアンテナ７に与える影響の度合いを調整する。従って、アンテナ７の上部と表示部ケース３との間隔が丁度良い間隔となるように、固定部材２５の厚さを予め実験等により求めておくことにより、アンテナ７の実装時の共振周波数を目的とする中心周波数に合わせ込むことができ、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

上記図５に示したアンテナ実装方法は、アンテナ７が柔軟性を有していない場合に好適するが、柔軟性を有している場合であっても使用することができる。

また、図６に示すように、アンテナ７の下部を固定部材２５により表示部ケース３の内側面に固定する共に、更にアンテナ７の上部と表示部ケース３との間に第１実施形態で示したリブ２１を設けて接着固定するようにしても良い。このようにリブ２１を設けた場合は、アンテナ７の上部を安定した状態に保持でき、周波数特性の変動を防止することができる。

上記図６に示した例では、固定部材２５の厚さ及びリブ２１の高さを調整することにより、エレメント１３と表示部ケース３との間隔が変化するので、表示部ケース３の誘電率がアンテナ７に与える影響の度合いを調整してアンテナ実装時の共振周波数を目的とする中心周波数に合わせ込むことができる。なお、固定部材２５の厚さを所定の値に保持し、リブ２１の高さを調整することによっても、アンテナ実装時の共振周波数を調整することができる。

図７は、アンテナ７を表示部ケース３の内側面に斜めに、すなわち、アンテナ７の下部を表示部ケース３に接触させ、アンテナ７の上部を表示部ケース３から離すように実装した場合の例について示したものである。この場合、アンテナ７と表示部ケース３との間において、下部と中央部の２個所に厚さの異なる固定部材２６、２７を設け、アンテナ７を斜めに固定する。すなわち、下部側の固定部材２６を薄く、上部側の固定部材２７を厚く形成し、アンテナ７の上部が表示部ケース３から離れるように実装する。上記固定部材２６、２７としては、例えば厚さの異なる両面テープなどが使用される。また、固定部材２６、２７をリブによって形成し、両面テープあるいは接着剤を用いてアンテナ７を固定するようにしても良い。また、固定部材２６、２７を連続した１つのリブによって形成し、その前面を傾斜させた形状とすることにより、接着剤等を用いてアンテナ７を斜めに固定するようにしても良い。

上記図７に示した例では、固定部材２６、２７の厚さによってアンテナ７の傾斜角度を調整することにより、エレメント１３と表示部ケース３との間隔が変化するので、表示部ケース３の誘電率がアンテナ７に与える影響の度合いを調整してアンテナ実装時の共振周波数を目的とする中心周波数に合わせ込むことができる。

なお、上述した実施形態では、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂのアンテナとして逆Ｆ型のアンテナを例として説明したが、例えばダイポールアンテナ、ヘリカルアンテナ、スロットアンテナなど、その他の平板型のアンテナを使用する場合においても、上記実施形態と同様にして実施し得るものである。

また、上述した実施形態では、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂのアンテナの例を説明したが、当然これに限定されるものではなく、近距離無線通信の規格であるBluetoothや、高速無線ＬＡＮであるＩＥＥＥ８０２．１１ａ等で利用するアンテナの実装時も適用可能である。

また、上述した実施形態では、携帯型のパーソナルコンピュータにアンテナ７を実装する場合について説明したが、例えばデスクトップ型のパーソナルコンピュータにおいても、表示部のケースにアンテナを実装する場合に適用することができる。また、その他、無線通信機能を備えた携帯端末や情報端末等の各種電子機器においても、前記実施形態と同様にして実施し得るものである。

本発明の第１実施形態に係るパーソナルコンピュータの外観斜視図。 同実施形態において、パーソナルコンピュータに実装するアンテナの構成例を示す図。 同実施形態におけるアンテナの実装状態を示す横断面図。 （ａ）は同実施形態におけるアンテナの実装方法を説明するための表示部ケースの要部構成図、（ｂ）は同アンテナ実装部分の横断面図。 本発明の第２実施形態に係るアンテナの実装方法を説明するためのアンテナ実装部分の横断面図。 同実施形態におけるアンテナの実装方法の他の例を示すアンテナ実装部分の横断面図。 同実施形態におけるアンテナの実装方法の更に他の例を示すアンテナ実装部分の横断面図。

符号の説明

１…ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、２…本体ケース、３…表示部ケース、４…ＬＣＤパネル、５…キーボード、６…ヒンジ部、７…アンテナ、１１…アンテナ基板、１２…溝、１３…エレメント、１４…ＧＮＤ（接地）、１５…給電点、２０…アンテナ実装エリア、２１…リブ、２５、２６、２７…固定部材

Claims (3)

1. 本体ケースと、
   上記本体ケースにヒンジ部を介して回動可能に接続されるとともに、ＬＣＤパネルを内蔵する表示部ケースと、
   上記表示部ケースに内蔵され、上記ＬＣＤパネルの上方に突出して配置される放射素子領域と、少なくとも一部が上記ＬＣＤパネルの背面と上記表示部ケースとの間に配置されるＧＮＤ領域とを有する平面アンテナと、
   を具備することを特徴とする電子機器。
2. 本体ケースと、
   上記本体ケースにヒンジ部を介して回動可能に接続されるとともに、ＬＣＤパネルを内蔵する表示部ケースと、
   上記ＬＣＤパネルの背面と上記表示部ケースとの間に配置され、少なくとも一部が上記ＬＣＤパネルの背面と上記表示部ケースとの間に配置されるＧＮＤ領域と、上記表示部ケースとの間に間隙を設けて配置される放射素子領域とを有する平面アンテナと、
   を具備することを特徴とする電子機器。
3. 本体ケースと、
   上記本体ケースにヒンジ部を介して回動可能に接続されるとともに、ＬＣＤパネルを内蔵する表示部ケースと、
   放射素子と、上記ＬＣＤパネルの背面と上記表示部ケースとの間に少なくとも一部が配置されるＧＮＤ領域とを有する平面アンテナと、
   を具備することを特徴とする電子機器。

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