JP2006067254A

JP2006067254A - 無線通信装置

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Publication number: JP2006067254A
Application number: JP2004247475A
Authority: JP
Inventors: Shinji Hashiyama; 真二橋山; Tetsuo Shinkai; 哲夫新開
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2006-03-09
Also published as: WO2006022353A1

Abstract

【課題】キャップアンテナ３１の大型化と携帯型無線通信装置１の小型化とを両立させる。
【解決手段】携帯型無線通信装置１は、キャップアンテナ３１において送信および／または受信される信号の信号処理を行う回路および情報機器に挿入されるＵＳＢコネクタ２２が備えられている機器本体２と、ＵＳＢコネクタ２２を保護し着脱可能なアンテナ内蔵型キャップ３とから構成される携帯型無線通信装置１において、キャップアンテナ３１がアンテナ内蔵型キャップ３に備えられ、機器本体２には、キャップアンテナ３１と回路との間において信号のやり取りを行う信号転送手段が備えられている。これにより、すなわち、携帯型無線通信装置１では、機器本体２の小型化と、キャップアンテナ３１の大型化とを両立できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信装置に関するものであり、より詳しくは、小型化に適した無線通信装置に関するものである。

近年、携帯可能な無線通信装置がめざましく普及している。この種の無線通信装置は、例えばＵＷＢ（ＵｌｔｒａＷｉｄｅＢａｎｄ）通信の周波数帯域にほぼ相当する、３．１〜１０．６ＧＨｚ帯域の電波を用いた無線通信を、無線ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）上で行う用途に用いられる。

従来の無線通信装置を、図１０に示すＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）無線モジュールを例に挙げて、以下に説明する。

図１０に示すように、無線通信装置１００は、コネクタ１０１および無線回路基板１０２を備えている。ここで、コネクタ１０１は、図示しないパーソナルコンピュータ（パソコン）等に代表される電子機器に設けられているＵＳＢコネクタ挿入口に挿入され、データのやり取りを行うためのコネクタである。このコネクタ１０１が電子機器のＵＳＢコネクタ挿入口に挿入されると、無線通信装置１００は電子機器によって認識される。これにより、無線通信装置１００は通信装置として機能する。

無線回路基板１０２は、無線モジュール１０３、ＵＳＢモジュール１０４、アンテナ１０５、およびプリント基板１０６を備えている。ここで、無線回路基板１０２では、プリント基板１０６上に、無線モジュール１０３、ＵＳＢモジュール１０４、およびアンテナ１０５が設けられている。

ここで、アンテナ１０５は、上述したＵＷＢ帯域等の所定の無線信号を送受信するためのアンテナである。ＵＳＢモジュール１０４は、アンテナ１０５を通じて受信した無線信号をＵＳＢ信号に変換し、変換した信号を無線通信装置１００が装着されている電子機器へ転送する。さらに、ＵＳＢモジュール１０４は、電子機器から転送されたＵＳＢ信号を無線信号に変換し、アンテナ１０５を通じて送信する機能も有している。

上記した従来例の無線通信装置１００は、以下の問題を有している
まず、無線通信装置１００では、アンテナ１０５が無線回路基板１０２上に実装されている。したがって、アンテナ１０５の形状を大きくすると、無線回路基板１０２上での実装面積が広くなる。この結果、無線通信装置１００を大型化しない限り、アンテナ１０５を大きくできない。

また、電波送受信の指向性を改善させることを目的として、アンテナ１０５を複数設けることも良く行われる。ところが、複数のアンテナを設けると、無線通信装置がより一層大型化してしまい、携帯するには大きくなりすぎて不便である。

すなわち、従来例の無線通信装置１００には、無線通信装置の小型化を保ったままアンテナを大きくすることができない問題を有している。

本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置の小型化とアンテナの大型化を同時に実現できる無線通信装置を提供することにある。

本発明の無線通信装置は、上記の課題を解決するために、無線アンテナにおいて送信および／または受信される信号の信号処理を行う回路および情報機器に挿入されるコネクタが備えられている装置本体と、上記コネクタを保護し着脱可能なキャップとから構成される無線通信装置において、上記無線アンテナが上記キャップに備えられ、上記装置本体には、上記無線アンテナと上記回路との間において信号のやり取りを行う信号転送手段が備えられていることを特徴としている。

この構成によると、無線通信装置では、アンテナが装置本体の内部、例えば無線回路基板に直接設けられておらず、その代わりに、装置本体から着脱可能なキャップに設けられている。そして、このキャップが装置本体における信号転送手段側に取り付けられると、アンテナを通じた無線信号の送受信が可能となる。

したがって、無線通信装置では、装置本体や無線回路基板の大きさに制約されることなく、アンテナを大きくすることができる。換言すると、装置本体にアンテナを設ける必要がないため、その分、装置本体や無線回路基板を小型化できる。また、アンテナをキャップに設けるため、アンテナの大きさを、無線回路基板のサイズに限定されずに、キャップのサイズに応じて自由に設定できる。すなわち、無線通信装置では、装置本体の小型化と、アンテナの大型化とを両立できる効果を奏する。

また、本発明の無線通信装置では、上記信号転送手段として、上記無線アンテナと接触可能な導電性の信号端子が上記装置本体に備えられていることが好ましい。この構成によると、アンテナを通じて送受信される無線信号の装置本体内への転送を確実に行うことができる効果を奏する。

また、本発明の無線通信装置では、上記信号転送手段として、上記無線アンテナとの間において共振によって信号のやり取りが可能な共振部が上記装置本体に備えられていることが好ましい。この構成によると、アンテナを通じて受信した無線信号は、共振部を介して共振によって、装置本体内の信号処理回路等に転送される。また、装置本体内の信号処理回路等によって生成された信号も、共振部を介してアンテナに転送され、アンテナを通じて無線信号として送信できる。

すなわち、この構成の無線通信装置では、共振という非接触の転送手段によって、無線アンテナとの間において信号のやり取りが行われるため、接触端子等を露出させる必要がなく、転送手段の劣化を防止することができる効果を奏する。

また、本発明の無線通信装置では、上記キャップに、複数の無線アンテナが設けられているとともに、各無線アンテナの指向方向が互いに異なるように配置されていることが好ましい。この構成によると、偏向の異なる電波を上記複数のアンテナによって受信できるため、無線信号の送受信の指向性や、偏波を改善できる効果を奏する。

また、本発明の無線通信装置では、上記装置本体内に、無線信号の送受信を可能とする本体アンテナがさらに備えられていることが好ましい。この構成によると、装置本体内の本体アンテナと、キャップ内のアンテナの両方を通じて無線信号を送受信できるため、電波感度をより向上できる効果を奏する。

また、本発明の無線通信装置では、上記キャップおよび上記装置本体の少なくともいずれかに、高誘電正接材料が含まれていることが好ましい。この構成によると、装置本体内の信号処理回路等において生ずるノイズが高誘電正接材料によって吸収されるため、アンテナを通じた無線信号の送受信を安定して行うことができる効果を奏する。

以上のように、本発明に係る無線通信装置では、アンテナが装置本体ではなくキャップに設けられているため、アンテナの大型化と無線通信装置の小型化を両立できる効果を奏する。

本発明の一実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。

図１に示すように、本発明の携帯型無線通信装置１は、機器本体２とアンテナ内蔵型キャップ３とからなる構成である。

機器本体２は、図示しないパーソナルコンピュータ（パソコン）等に代表される電子機器に装着され、無線通信装置として機能する。この機器本体２は、図１に示すように、無線回路基板２１、ＵＳＢコネクタ２２、信号端子２４、グラウンド端子２５、およびグラウンド端子２６を備えている。

無線回路基板２１は、後述するＵＳＢモジュール２７等の機能モジュールを備えているプリント基板である。

ＵＳＢコネクタ２２は、データのやり取りを行うためのコネクタである。このＵＳＢコネクタ２２が、図示しないパーソナルコンピュータ（パソコン）等に代表される電子機器に設けられているＵＳＢ装置挿入部に挿入されると、携帯型無線通信装置１が電子機器によって認識される。これにより、携帯型無線通信装置１は、無線通信機器として機能する。

信号端子２４、グラウンド端子２５およびグラウンド端子２６は、携帯型無線通信装置１と電子機器との間でデータのやり取りをするための端子である。また、信号端子２４は、キャップアンテナ３１と接触可能な導電性部材からなり、信号転送手段として機能する。

アンテナ内蔵型キャップ３は、機器本体２に取り付けられ、不使用時にＵＳＢコネクタ２２をカバーして保護する。このアンテナ内蔵型キャップ３は、図１に示すように、キャップアンテナ３１と一体型になっている。このキャップアンテナ３１は、ＵＷＢ（ＵｌｔｒａＷｉｄｅＢａｎｄ）通信の周波数帯域にほぼ相当する、３．１〜１０．６ＧＨｚ帯域の所定の無線信号を送受信するためのアンテナである。ここで、キャップアンテナ３１は、図１に示すように、円錐形状（ディスコーン形状）を取っている。すなわち、図１に示すアンテナ内蔵型キャップ３は、ディスコーン形状のキャップアンテナ３１を内蔵している。

機器本体２の内部構成の一例を図２に示す。図２は、無線回路基板２１の内部構成の一例を示すブロック図である。

この図に示すように、無線回路基板２１には、ＵＳＢコネクタ２２に加えて、ＵＳＢモジュール２７、無線モジュール２８、およびパッシブモジュール２９が備えられている。ＵＳＢコネクタ２２は上述した通りの機能を有している。ＵＳＢモジュール２７は、ＵＳＢコネクタ２２を通じて携帯型無線通信装置１に転送された無線信号を、ＵＳＢ信号に変換する。無線モジュール２８は、逆に、キャップアンテナ３１を通じて受信したＵＳＢ信号を、無線信号に変換する。パッシブモジュール２９は、信号のフィルタリング等を行う。

携帯型無線通信装置１では、上述したように、無線信号を送受信するためのキャップアンテナ３１が機器本体２から分離されて、アンテナ内蔵型キャップ３に内蔵されている。すなわち、このアンテナ内蔵型キャップ３を機器本体２のＵＳＢコネクタ２２設置側から外し、機器本体２の他の所定箇所に嵌め込むことによって、キャップアンテナ３１を通じた無線信号の送受信が可能となる。そこで、図１を参照して、携帯型無線通信装置１の不使用時の状態から、携帯型無線通信装置１においてキャップアンテナ３１を機能させるまでに至る一連の手順を以下に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る携帯型無線通信装置１の構成を示す図であり、（ａ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２に装着されてＵＳＢコネクタ２２を覆う状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｂ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２から脱離されている状態の携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｃ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２の後部に装着されている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｄ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２の上部に装着されている携帯型無線通信装置１を表す図である。

図１（ａ）に示すように、携帯型無線通信装置１の不使用時には、機器本体２においてＵＳＢコネクタ２２が設けられている位置に、アンテナ内蔵型キャップ３が嵌め込まれている。この状態において、アンテナ内蔵型キャップ３は、ＵＳＢコネクタ２２を覆い、ＵＳＢコネクタ２２が外界環境と接しないようにする。すなわち、アンテナ内蔵型キャップ３は、埃や汚れ、あるいは衝撃等からＵＳＢコネクタ２２を保護する。

携帯型無線通信装置１の機器本体２をパーソナルコンピュータ等に装着して、無線信号の送受信を行うには、まず、図１（ｂ）に示すように、アンテナ内蔵型キャップ３を機器本体２から外す。この状態では、キャップアンテナ３１が機器本体２から外れているため、携帯型無線通信装置１は、キャップアンテナ３１を通じた無線信号の送受信を行うことができない。

次に、携帯型無線通信装置１においてキャップアンテナ３１を通じた無線信号の送受信を行うためには、図１（ｃ）に示すように、機器本体２において信号端子２４が設けられている箇所、具体的には機器本体２の後部、にアンテナ内蔵型キャップ３を装着する。このとき、キャップアンテナ３１の頭頂部（先端部）を信号端子２４に接触させるように、アンテナ内蔵型キャップ３を装着する。この状態では、キャップアンテナ３１は信号端子２４を通じて給電される。したがって、図１（ｃ）に示す状態の携帯型無線通信装置１では、キャップアンテナ３１を通じた無線信号の送受信が可能となる。

以上のように、携帯型無線通信装置１では、キャップアンテナ３１が機器本体２の内部、例えば無線回路基板２１に直接設けられておらず、その代わりに、機器本体２から着脱可能なアンテナ内蔵型キャップ３に設けられている。したがって、携帯型無線通信装置１では、機器本体２や無線回路基板２１の大きさに制約されることなく、キャップアンテナ３１を大きくすることができる。したがって、まず、機器本体２にキャップアンテナ３１を設ける必要がないため、その分、機器本体２や無線回路基板２１を小型化できる。さらに、キャップアンテナ３１をアンテナ内蔵型キャップ３に設けるため、キャップアンテナ３１の大きさを、無線回路基板２１のサイズに限定されずに、アンテナ内蔵型キャップ３のサイズに応じて自由に設定できる。すなわち、携帯型無線通信装置１では、機器本体２の小型化と、キャップアンテナ３１の大型化とを両立できる。

また、図１（ｃ）に示すように、アンテナ内蔵型キャップ３を機器本体２の後部に装着し、無線回路基板２１におけるＵＳＢモジュール２７等の信号処理回路からキャップアンテナ３１を離せば、信号処理の段階で発生するノイズがキャップアンテナ３１に及ぼす影響を低減することができる。したがって、安定した無線信号の送受信が可能となる。

なお、携帯型無線通信装置１では、アンテナ内蔵型キャップ３の装着位置は、キャップアンテナ３１を無線回路基板２１の信号端子２４に接続させることが可能な位置であれば、携帯型無線通信装置１の後部に限定されない。例えば、図１（ｄ）に示すように、アンテナ内蔵型キャップ３を、機器本体２の天井面（上部）に装着してもよい。このとき、機器本体２の天井面に露出している信号端子２４とキャップアンテナ３１の頂点とが接触するように、アンテナ内蔵型キャップ３を装着すればよい。この状態の携帯型無線通信装置１においても、キャップアンテナ３１を通じた無線信号の送受信が可能となる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。

例えば、本発明では、ＰＰＳ等の高誘電正接（ｔａｎｇｅｎｔδ、タンジェントデルタ）材料を適宜用いて、ノイズの影響を低減する措置を講じても良い。すなわち、アンテナ内蔵型キャップ３および機器本体２の少なくともいずれか、例えば、アンテナ内蔵型キャップ３の内部、キャップアンテナ３１の内部、無線回路基板２１の周辺に、高誘電正接材料を配置すれば、無線回路基板２１からのノイズが高誘電正接材料に吸収される。これにより、無線回路基板２１において生ずるノイズの影響がキャップアンテナ３１に伝わることを防止でき、キャップアンテナ３１における無線信号の送受信を安定して行うことができる。

また、携帯型無線通信装置１は、キャップアンテナ３１に加えて、機器本体２の内部に設けられる本体アンテナ３２をさらに備えている構成であってもよい。この例について、図３を参照して以下に説明する。

図３は、機器本体２内部に本体アンテナ３２が設けられている携帯型無線通信装置１の構成を示す図であり、（ａ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２に装着されてＵＳＢコネクタ２２を覆う状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｂ）は携帯型無線通信装置１が機器本体２から脱離されている状態の携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｃ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２の後部に装着されている携帯型無線通信装置１を表す図である。

図３（ａ）に示す機器本体２には、上述したＵＳＢコネクタ２２等に加えて、さらに、無線信号の送受信を行うための本体アンテナ３２が備えられている。したがって、図３（ｂ）に示すように、アンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２から外され、機器本体２の後部や上部等に装着されず、キャップアンテナ３１を通じた無線信号の送受信を行えない状態であっても、機器本体２に設けられている本体アンテナ３２を通じて、無線信号の送受信が可能となっている。

さらに、図３（ｃ）に示すように、アンテナ内蔵型キャップ３を機器本体２の後部に装着すれば、アンテナ内蔵型キャップ３内部のキャップアンテナ３１も無線信号の送受信に用いることができる。

この状態では、キャップアンテナ３１および第２キャップアンテナ３５を介して、すなわち２つのアンテナを介して、無線信号の送受信を行うことができる。したがって、図１に示すような、機器本体２内部に第２キャップアンテナ３５が備えられている構成に比べて、無線信号送受信の感度をより高めることができる。

また、携帯型無線通信装置１では、アンテナ内蔵型キャップ３をより長い形状とすることによって、キャップアンテナ３１のサイズをさらに大きくすることができ、無線信号の送受信の際の感度をより高めることも可能である。この例について、図４を参照して説明する。

図４は、図１に示す構成に比べてより長い形状のキャップアンテナ３３がアンテナ内蔵型キャップ３内に設けられている携帯型無線通信装置１を示す図であり、（ａ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２に装着されてＵＳＢコネクタ２２を覆う状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｂ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２の後部に装着されてキャップアンテナ３３を通じた無線信号の送受信が可能となっている状態の携帯型無線通信装置１を表す図である。

この図に示す例では、アンテナ内蔵型キャップ３は、機器本体２の長手方向の略中央部分まで差し込まれている。すなわち、図１に示す例に比べて、アンテナ内蔵型キャップ３がより長くなっている。これに伴い、アンテナ内蔵型キャップ３に内蔵されるキャップアンテナ３３も、アンテナ内蔵型キャップ３の全長に合わせた形でより長くなっている。これにより、このアンテナ内蔵型キャップ３を機器本体２の後部に装着すると、図４（ｂ）に示すように、キャップアンテナ３３の先端部分が、機器本体２の無線回路基板２１からより離れた位置に置かれることになる。この結果、無線回路基板２１において発生するノイズがキャップアンテナ３３に及ぼす影響を低減することができる。したがって、無線信号の安定した送受信が可能となる。

ここで、アンテナ内蔵型キャップ３の内部では、図示しない空洞が奥深くまで形成されている。これにより、アンテナ内蔵型キャップ３の根本まで機器本体２を挿入できる。したがって、携帯型無線通信装置１の保管時、すなわちアンテナ内蔵型キャップ３を機器本体２のＵＳＢコネクタ２２が設けられている側に装着した状態においても、キャップアンテナ３１の長さやアンテナ内蔵型キャップ３の大きさに比べて、携帯型無線通信装置１全体のサイズを小さく保つことができ、携帯しやすい。

また、携帯型無線通信装置１では、アンテナ内蔵型キャップ３に、複数の無線アンテナが設けられているとともに、各無線アンテナの指向方向が互いに異なるように配置されていてもよい。この例について、図５を参照して説明する。

図５は、複数のキャップアンテナ３４，３５が設けられているアンテナ内蔵型キャップ３を表す図である。この図に示すアンテナ内蔵型キャップ３では、無線信号を送受信するための第１キャップアンテナ３４および第２キャップアンテナ３５が、アンテナ内蔵型キャップ３のそれぞれ異なる面に設けられている。すなわち、このアンテナ内蔵型キャップ３は、互いに指向方向の異なる２つのアンテナを内蔵する構成となっている。したがって、偏向の異なる電波を上記複数のアンテナによって受信できるため、無線信号の送受信の指向性や、偏波を改善できる。

携帯型無線通信装置１では、キャップアンテナ３１に無線回路基板２１から電力を供給するか、または、無給電でも共振によって、キャップアンテナ３１を通じた無線信号の送受信を実現する。そこで、まず、キャップアンテナ３１へ電力を供給する給電手段について、図６を参照して以下に説明する。

図６は、給電端子３６を通じてキャップアンテナ３１に電力が供給される構成の携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ａ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２に装着されてＵＳＢコネクタ２２を覆う状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｂ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２から脱離されている状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｃ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２の後部に装着される直前の状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｄ）はアンテナ内蔵型キャップ３がＵＳＢコネクタ２２に挿入されかつ給電端子３６が給電端子挿入孔３７に挿入される状態で機器本体２に装着されている状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｅ）は（ａ）に示す状態の携帯型無線通信装置１の長手方向の断面図であり、（ｆ）は（ｄ）に示す状態の携帯型無線通信装置１の長手方向の断面図である。

図６（ａ）に示すように、アンテナ内蔵型キャップ３の外部には給電端子３６が設けられている。この給電端子３６は導電性部材からなり、アンテナ内蔵型キャップ３に内蔵されているキャップアンテナ３１に接続されている。また、機器本体２には給電端子挿入孔３７が設けられている。この給電端子挿入孔３７は、アンテナ内蔵型キャップ３を機器本体２の後部に装着する際に、給電端子３６が挿入される箇所である。

ここで、キャップアンテナ３１を通じた無線信号の送受信を実現するためには、給電端子３６を通じてキャップアンテナ３１に電力を供給できる状態とする。具体的に説明すると、図６（ｂ）に示すように、まず、アンテナ内蔵型キャップ３を機器本体２から外す。次に、図６（ｃ）に示すように、アンテナ内蔵型キャップ３を機器本体２の給電端子挿入孔３７が設けられている側に持ってくる。最後に、図６（ｄ）に示すように、アンテナ内蔵型キャップ３を機器本体２の給電端子挿入孔３７側に装着する。

このとき、携帯型無線通信装置１では、給電端子３６が給電端子挿入孔３７に挿入される。この状態において、給電端子３６は無線回路基板２１における電力供給部と接触する。したがって、給電端子３６に接続されているキャップアンテナ３１は、無線回路基板２１の電力供給部を通じて、電力の供給を受けることができる。これにより、キャップアンテナ３１を通じた無線信号の送受信が可能となる。

すなわち、図６（ｅ）に示すように、アンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２のＵＳＢコネクタ２２側に装着されている場合、アンテナ内蔵型キャップ３は、ＵＳＢコネクタ２２を覆うようにして保護している。一方、図６（ｆ）に示すように、アンテナ内蔵型キャップ３を機器本体２の給電端子挿入孔３７側に装着しているとき、キャップアンテナ３１は給電端子３６を通じて無線回路基板２１に接続されている。したがって、キャップアンテナ３１は無線回路基板２１から給電される。これにより、キャップアンテナ３１を通じた無線信号の送受信が可能となる。

また、携帯型無線通信装置１では、上述した給電端子３６を用いなくても、機器本体２に信号共振用のアンテナを設置することによって、未給電のキャップアンテナ３１を通じて無線信号を送受信することもできる。この例について、図７を参照して以下に説明する。

図７は、共振部３８とキャップアンテナ３１との間における共振を通じて無線信号の転送を行う構成の携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ａ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２に装着されてＵＳＢコネクタ２２を覆う状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｂ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２から脱離されている状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｃ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２の後部に装着される直前の状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｄ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２に装着されている状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｅ）は（ａ）に示す携帯型無線通信装置１の長手方向の断面図であり、（ｆ）は（ｄ）に示す携帯型無線通信装置１の長手方向の断面図である。

図７（ａ）に示すように、この図に示す機器本体２には、アンテナ形状を取っている共振部３８が設けられている。この共振部３８は、信号転送手段として機能し、共振によって、近接するキャップアンテナ３１との間において信号のやり取りを行うためのものである。

ここで、図７に示す携帯型無線通信装置１を使用する場合、まず、図７（ｂ）に示すように、アンテナ内蔵型キャップ３を機器本体２から外す。次に、図７（ｃ）に示すように、アンテナ内蔵型キャップ３を機器本体２の共振部３８が設けられている側に持ってくる。最後に、図７（ｄ）に示すように、アンテナ内蔵型キャップ３を機器本体２の共振部３８側に装着する。このとき、共振部３８とキャップアンテナ３１との間において、共振によって信号が伝達される。すなわち、図７に示す例では、キャップアンテナ３１に機器本体２側から電力は供給されないが、無線信号は無給電にて伝達される。

すなわち、図７（ｅ）に示すように、アンテナ内蔵型キャップ３を機器本体２のＵＳＢコネクタ２２側に装着している場合、アンテナ内蔵型キャップ３は、ＵＳＢコネクタ２２を覆うようにして保護している。一方、図７（ｆ）に示すように、アンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２の共振部３８側に装着されているとき、キャップアンテナ３１は、直接に無線回路基板２１に導通しておらず、電力の供給を受けていない。しかし、共振部３８とキャップアンテナ３１とは近接した状態となっているため、共振部３８とキャップアンテナ３１との間において、共振による無給電信号伝達が可能となっている。これにより、図７に示す携帯型無線通信装置１においても、キャップアンテナ３１を通じた無線信号の送受信が可能となる。

上述したアンテナ内蔵型キャップ３は、機器本体２から着脱可能である。したがって、場合によっては、機器本体２から取り外されたアンテナ内蔵型キャップ３が紛失するおそれが生ずる。しかし、図８に示すような工夫を施せば、アンテナ内蔵型キャップ３が紛失する可能性を大幅に減少することができる。そこで、この例について以下に説明する。

図８は、アンテナ内蔵型キャップ３が給電ワイヤ３９を介して機器本体２に接続されている構成の携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ａ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２に装着されてＵＳＢコネクタ２２を覆う状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｂ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２から脱離されているが給電ワイヤ３９を通じて機器本体２と接続されている状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｃ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２の長手方向と略９０度の位置に置かれた状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｄ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２の後部に装着される直前の状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｅ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２の後部に装着されている状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図である。

図８（ａ）に示すように、アンテナ内蔵型キャップ３は、機器本体２のＵＳＢコネクタ２２側に装着されている。このとき、キャップアンテナ３１は、給電ワイヤ３９を通じて機器本体２に接続されている。この給電ワイヤ３９は内部が導電性材料からなっている。したがって、携帯型無線通信装置１では、キャップアンテナ３１に給電ワイヤ３９を通じて電力が供給となっている。

ここで、図８に示す携帯型無線通信装置１を使用する場合、まず、図８（ｂ）に示すように、アンテナ内蔵型キャップ３を機器本体２から外す。このとき、アンテナ内蔵型キャップ３が給電ワイヤ３９を通じて機器本体２に接続されているため、アンテナ内蔵型キャップ３は、機器本体２から完全に外れてしまうことはない。

次に、ＵＳＢコネクタ２２を電子機器に差し込むため、アンテナ内蔵型キャップ３の位置をずらす。例えば、図８（ｃ）に示すように、アンテナ内蔵型キャップ３を機器本体２の上部に直立させることができる。すなわち、周囲の環境に影響されることのない位置に、キャップアンテナ３１を配置することができる。このとき、また、給電ワイヤ３９の根本を軸にしてアンテナ内蔵型キャップ３を動かすことによって、無線信号の指向性を改善することもできる。すなわち、給電ワイヤ３９を含めたキャップアンテナ３１を、ゲートハンドルアンテナとして用いることができる。

また、アンテナ内蔵型キャップ３を機器本体２の後部に装着することもできる。この場合、図８（ｄ）に示すように、まず、アンテナ内蔵型キャップ３を機器本体２の後部に位置させる。次に、図８（ｅ）に示すように、アンテナ内蔵型キャップ３を機器本体２の後部に嵌め込む。この状態においても、アンテナ内蔵型キャップ３内のキャップアンテナ３１は、給電ワイヤ３９を通じて無線回路基板２１に接続されている。これにより、キャップアンテナ３１は、無線回路基板２１から給電ワイヤ３９を通じて電力を供給される。したがって、キャップアンテナ３１を通じた無線信号の送受信が可能となる。さらに、この状態では、携帯型無線通信装置１全体のサイズがコンパクトになる。

以上のように、図８に示す携帯型無線通信装置１では、キャップアンテナ３１が給電ワイヤ３９を通じて無線回路基板２１に接続されている。したがって、アンテナ内蔵型キャップ３を機器本体２に装着した状態では、携帯型無線通信装置１全体がコンパクトに収納されることになる。また、アンテナ内蔵型キャップ３が給電ワイヤ３９を通じて機器本体２に繋がっている。このため、外したアンテナ内蔵型キャップ３を紛失する可能性を低くすることができる。

本発明の形状は、上述したスティック上の携帯型無線通信装置１に限定されない。例えば、本発明を、ＰＣカード等に代表されるカード型の装置としてもよい。この例について、図９を参照して説明する。

図９は、カード状の薄型の携帯型無線通信装置１ａの構成を示す図であり、（ａ）はアンテナ内蔵型キャップ３ａが機器本体２ａに装着されてＵＳＢコネクタ２２ａを覆う状態となっている携帯型無線通信装置１ａを表す図であり、（ｂ）はアンテナ内蔵型キャップ３ａが機器本体２ａから脱離されている状態の携帯型無線通信装置１ａを表す図であり、（ｃ）はアンテナ内蔵型キャップ３ａが機器本体２ａの後部に装着されている携帯型無線通信装置１ａを表す図であり、（ｄ）はアンテナ内蔵型キャップ３ａが機器本体２ａの上部に装着されている携帯型無線通信装置１ａを表す図である。

この図に示す携帯型無線通信装置１ａは、機器本体２ａおよびアンテナ内蔵型キャップ３ａからなり、扁平のカード状の形状を取っている。すなわち、機器本体２ａもアンテナ内蔵型キャップ３ａも、薄い扁平形状となっている。また、アンテナ内蔵型キャップ３ａにはキャップアンテナ３１が内蔵されている。

この携帯型無線通信装置１ａの基本的特徴点は、上述した、図１に示す携帯型無線通信装置１と略同一である。すなわち、図９（ａ）に示すように、携帯型無線通信装置１ａの不使用時、アンテナ内蔵型キャップ３ａは機器本体２ａのＵＳＢコネクタ２２ａ側に嵌め込まれている。ここで、携帯型無線通信装置１ａを使用する場合、図９（ｂ）に示すように、まず、アンテナ内蔵型キャップ３ａを携帯型無線通信装置１ａから取り外す。この状態では、キャップアンテナ３１が無線回路基板２１の信号端子２４ａに接続されていないため、携帯型無線通信装置１ａにおいて無線信号の送受信を行えない。

次に、アンテナ内蔵型キャップ３ａを、機器本体２ａの後部に装着する。この状態では、アンテナ内蔵型キャップ３ａ内のキャップアンテナ３１と、機器本体２ａ内の信号端子２４ａとが接触し、導通する。したがって、キャップアンテナ３１を通じて無線信号を送受信できる。すなわち、携帯型無線通信装置１ａは、この状態において、無線通信装置として機能できる。なお、図９（ｄ）に示すように、アンテナ内蔵型キャップ３ａを機器本体２ａの天井面（上部）に装着してもよい。この場合、キャップアンテナ３１と信号端子２４ａが接触しさえすれば、キャップアンテナ３１を通じて無線信号を送受信できる。

本発明は、上述したＵＷＢ帯域に限らず、無線通信において現在広く用いられている２．４５ＧＨｚ帯域に加えて、１３．５６ＭＨｚ帯域、ＵＨＦ帯域（８６０〜９６０ＭＨｚ）において動作可能な構成としてもよい。また、これら以外にも、携帯型無線通信装置１ａが動作可能な周波数帯域であれば、任意の帯域に設定すればよい。

本発明の無線機器は、ＵＳＢ無線通信装置、ＰＣカード型無線通信装置、ＣＦ（コンパクトフラッシュ（登録商標））型無線通信装置、または、ＳＤカード型無線通信装置等として利用できる。

本発明の一実施形態に係る携帯型無線通信装置１の構成を示す図であり、（ａ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２に装着されてＵＳＢコネクタ２２を覆う状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｂ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２から脱離されている状態の携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｃ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２の後部に装着されている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｄ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２の上部に装着されている携帯型無線通信装置１を表す図である。無線回路基板２１の内部構成の一例を示すブロック図である。機器本体２内部に本体アンテナ３２が設けられている携帯型無線通信装置１の構成を示す図であり、（ａ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２に装着されてＵＳＢコネクタ２２を覆う状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｂ）は携帯型無線通信装置１が機器本体２から脱離されている状態の携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｃ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２の後部に装着されている携帯型無線通信装置１を表す図である。図１に示す構成に比べてより長い形状のキャップアンテナ３３がアンテナ内蔵型キャップ３内に設けられている携帯型無線通信装置１を示す図であり、（ａ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２に装着されてＵＳＢコネクタ２２を覆う状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｂ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２の後部に装着されてキャップアンテナ３３を通じた無線信号の送受信が可能となっている状態の携帯型無線通信装置１を表す図である。複数のキャップアンテナ３４，３５が設けられているアンテナ内蔵型キャップ３を表す図である。給電端子３６を通じてキャップアンテナ３１に電力が供給される構成の携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ａ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２に装着されてＵＳＢコネクタ２２を覆う状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｂ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２から脱離されている状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｃ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２の後部に装着される直前の状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｄ）はアンテナ内蔵型キャップ３がＵＳＢコネクタ２２に挿入されかつ給電端子３６が給電端子挿入孔３７に挿入される状態で機器本体２に装着されている状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｅ）は（ａ）に示す状態の携帯型無線通信装置１の長手方向の断面図であり、（ｆ）は（ｄ）に示す状態の携帯型無線通信装置１の長手方向の断面図である。共振部３８とキャップアンテナ３１との間における共振を通じて無線信号の転送を行う構成の携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ａ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２に装着されてＵＳＢコネクタ２２を覆う状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｂ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２から脱離されている状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｃ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２の後部に装着される直前の状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｄ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２に装着されている状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｅ）は（ａ）に示す携帯型無線通信装置１の長手方向の断面図であり、（ｆ）は（ｄ）に示す携帯型無線通信装置１の長手方向の断面図である。アンテナ内蔵型キャップ３が給電ワイヤ３９を介して機器本体２に接続されている構成の携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ａ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２に装着されてＵＳＢコネクタ２２を覆う状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｂ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２から脱離されているが給電ワイヤ３９を通じて機器本体２と接続されている状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｃ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２の長手方向と略９０度の位置に置かれた状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｄ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２の後部に装着される直前の状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図であり、（ｅ）はアンテナ内蔵型キャップ３が機器本体２の後部に装着されている状態となっている携帯型無線通信装置１を表す図である。カード状の薄型の携帯型無線通信装置１ａの構成を示す図であり、（ａ）はアンテナ内蔵型キャップ３ａが機器本体２ａに装着されてＵＳＢコネクタ２２ａを覆う状態となっている携帯型無線通信装置１ａを表す図であり、（ｂ）はアンテナ内蔵型キャップ３ａが機器本体２ａから脱離されている状態の携帯型無線通信装置１ａを表す図であり、（ｃ）はアンテナ内蔵型キャップ３ａが機器本体２ａの後部に装着されている携帯型無線通信装置１ａを表す図であり、（ｄ）はアンテナ内蔵型キャップ３ａが機器本体２ａの上部に装着されている携帯型無線通信装置１ａを表す図である。従来の無線通信装置の内部構成を示すブロック図である。

符号の説明

１携帯型無線通信装置（無線通信装置）
２，２ａ機器本体
３，３ａアンテナ内蔵型キャップ（キャップ）
２１無線回路基板
２２，２２ａＵＳＢコネクタ（コネクタ尾）
２４，２４ａ信号端子（信号転送手段）
２５，２５ａグラウンド端子
２６，２６ａグラウンド端子
２７ＵＳＢモジュール（回路）
２８無線モジュール（回路）
２９パッシブモジュール（回路）
３１，３１ａキャップアンテナ（アンテナ）
３２本体アンテナ
３３キャップアンテナ
３４第１キャップアンテナ（複数のアンテナ）
３５第２キャップアンテナ（複数のアンテナ）
３６給電端子
３７給電端子挿入口
３８共振部（信号転送手段）
３９給電ワイヤ

Claims

無線アンテナにおいて送信および／または受信される信号の信号処理を行う回路および情報機器に挿入されるコネクタが備えられている装置本体と、上記コネクタを保護し着脱可能なキャップとから構成される無線通信装置において、
上記無線アンテナが上記キャップに備えられ、
上記装置本体には、上記無線アンテナと上記回路との間において信号のやり取りを行う信号転送手段が備えられていることを特徴とする無線通信装置。
上記信号転送手段として、上記無線アンテナと接触可能な導電性の信号端子が上記装置本体に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
上記信号転送手段として、上記無線アンテナとの間において共振によって信号のやり取りが可能な共振部が上記装置本体に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
上記キャップに、複数の無線アンテナが設けられているとともに、各無線アンテナの指向方向が互いに異なるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
上記装置本体内に、無線信号の送受信を可能とする本体アンテナがさらに備えられていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
上記キャップおよび上記装置本体の少なくともいずれかに、高誘電正接材料が含まれていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。