JP2009037330A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】より簡略な構造で、アンテナの破損を防止することができる電子機器を提供する。
【解決手段】電子機器は、角部３４と、角部３４から延びる第１の辺部３６と、角部３４から第１の辺部３６と異なる方向に延びる第２の辺部３７とを有する筐体と、筐体に設けられるアンテナ２５と、を備え、アンテナ２５は、角部３４から少なくとも第１の辺部３６の長さの１５％離れた領域に設けられる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、無線通信に用いられるアンテナを有する電子機器に関する。

例えば、筐体の内部にアンテナを配置した携帯型情報処理装置が知られている。この情報処理装置は、本体部と、ヒンジを介して本体部に回動可能に取り付けられた表示部と、を備えている。表示部は、表示装置と、表示装置の前面を覆う前面筐体と、表示装置の背面を覆う背面筐体と、表示装置の側面を覆うカバーと、を有している。前面筐体および背面筐体は、表示装置の側面に対応する位置に切欠部を有しており、この切欠部の内側に無線通信に用いられるアンテナが配置されている。アンテナを収納した切欠部に対して、前記カバーが側方から被さるようになっている。

この情報処理装置では、アンテナが表示部の外形よりも外側に突出しないように配置される。このため、情報処理装置を落下させてしまった場合に、アンテナを破損してしまう危険性が回避されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２０２９３８号公報

しかしながら、上記従来の情報処理装置では、前面筐体および背面筐体に切欠部を設けるとともに、この切欠部にカバーを被せる必要があり、筐体の構造が複雑になる問題があった。また、近年、無線通信に用いられる規格が増加しており、各規格に対応したアンテナが多数必要になっている。このため、上記従来の構造では、これら多数のアンテナを設けることが難しく、改良の余地がある。

本発明の目的は、より簡略な構造で、アンテナの破損を防止することができる電子機器を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る電子機器は、角部と、前記角部から延びる第１の辺部と、前記角部から前記第１の辺部と異なる方向に延びる第２の辺部とを有する筐体と、前記筐体に設けられるアンテナと、を備え、前記アンテナは、前記角部から少なくとも前記第１の辺部の長さの１５％離れた領域に設けられる。

前記目的を達成するため、本発明の他の形態に係る電子機器は、本体ユニットと、前記本体ユニットとヒンジ部を介して回動可能に取り付けられると共に、角部と、前記角部から延びる第１の辺部と、前記角部から前記第１の辺部と異なる方向に延びる第２の辺部とを有するディスプレイユニットと、前記ディスプレイユニットに設けられるアンテナと、を備え、前記アンテナは、前記角部から少なくとも前記第１の辺部の長さの１５％離れた領域に設けられる。

本発明によれば、より簡略な構造で、アンテナの破損を防止することができる。

以下に、図１から図９を参照して、電子機器の実施形態について説明する。図１に示すように、電子機器の一例であるポータブルコンピュータ１１は、本体ユニット１２と、ディスプレイユニット１３と、本体ユニット１２とディスプレイユニット１３との間に設けられるヒンジ部１４と、を備えている。ヒンジ部１４は、ディスプレイユニット１３を支持している。ヒンジ部１４によって、ディスプレイユニット１３は、本体ユニット１２に対して回動することができる。

本体ユニット１２は、樹脂製の本体キャビネット１５と、キーボード１６と、ポインティングデバイスであるタッチパッド１７およびボタン１８と、を有している。本体キャビネット１５は、その内面に導電性のグランド層を有している。図２に示すように、本体ユニット１２は、本体キャビネット１５の内部に、プリント回路板と、プリント回路板上に実装された複数の電子部品および無線モジュール２１と、を収容している。本体ユニット１２は、さらに、図４に示すように、本体ユニット１２とディスプレイユニット１３とにまたがって配置された同軸ケーブル２２を有している。同軸ケーブル２２は、信号線２６を有している。信号線２６は、一端で無線モジュール２１に接続されるとともに、他端で後述するアンテナ２５のアンテナエレメント３１に接続されている。

ディスプレイユニット１３は、樹脂製のディスプレイキャビネット２３と、ディスプレイキャビネット２３の内部に収納される液晶ディスプレイ２４と、ディスプレイキャビネット２３に作りこまれた複数のアンテナ２５と、を有している。ディスプレイキャビネット２３は、前面カバー２３Ａと、背面カバー２３Ｂと、を有している。なお、本発明にいう筐体は、本体キャビネット１５とディスプレイキャビネット２３とを含んだ概念である。

図３と図４に示すように、複数のアンテナ２５は、ディスプレイキャビネット２３の背面カバー２３Ｂに形成されている。アンテナ２５は、背面カバー２３Ｂの内面に金属被膜として形成されている。アンテナ２５は、電磁波の送受信を行う部分であるアンテナエレメント３１と、同軸ケーブル２２のグランド部が接続されるアンテナグランド３２と、を有している。アンテナ２５は、例えば、ディスプレイキャビネット２３に対してＩＭＲやＩＭＦのようなインモールド成形、金属蒸着、メッキ、またはスパッタリングによって形成されている。また、アンテナ２５は、例えば、銅、ニッケル、金の薄膜をスクリーン印刷によって積層して形成されてもよい。

図３に示すように、ディスプレイキャビネット２３は、角部３４と、角部３４から延びる第１の辺部３６と、角部３４から第１の辺部３６と異なる方向に延びる第２の辺部３７とを有する。ディスプレイキャビネット２３は、角部３４に対応する位置にマージン領域３３を有している。マージン領域３３は、角部３４からディスプレイキャビネット長の１５％の長さの範囲に、略三角形の形状に形成されている。マージン領域３３の奥行き寸法ａは、奥行き方向のディスプレイキャビネット長Ａの１５％の長さである。また、マージン領域３３の幅寸法ｂは、幅方向のディスプレイキャビネット長Ｂの１５％の長さである。

複数のアンテナ２５は、マージン領域３３を外れた領域に形成される。つまり、複数のアンテナ２５は、ディスプレイキャビネット２３の角部３４から少なくとも第１の辺部３６の長さの１５％離れた領域であって、かつ、角部３４から少なくとも第２の辺部３７の長さの１５％離れた領域に形成されている。複数のアンテナ２５は、それぞれ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）や無線ＬＡＮ、無線ＷＡＮ、ＷｉＭＡＸ、ＵＷＢ、またはＧＰＳのような通信方式、或いは３Ｇや３．５Ｇのような携帯電話方式といった各方式に対応している。もっとも、複数のアンテナ２５が対応する通信規格としては、これらに限定されるものではなく、他の規格に対応するものを含んでいてもよい。複数のアンテナ２５は、マージン領域３３を外れた領域で、かつ筐体であるディスプレイキャビネット２３の周囲に寄った位置に形成されている。ディスプレイキャビネット２３の周囲に限らず、アンテナ２５は、必要な指向性が得られる任意の位置に配置することができる。

続いて、図５から図７を参照して、ポータブルコンピュータ１１の落下試験の試験結果について説明する。この落下試験では、ポータブルコンピュータ１１を所定の高さ、例えば、机の天板の高さから落下させた場合について試験を行った。図５に示すように、ポータブルコンピュータ１１が落下している状態では、本体キャビネット１５には撓みが生じていない。

図６は、本体ユニット１２にディスプレイユニット１３が重なった状態で、ポータブルコンピュータ１１が床に落下した瞬間の状態を模式的に示している。図６に示すように、床３５等にポータブルコンピュータ１１を落下させると、床３５等と接触する部分に亀裂が入ることが多い。このとき、本発明者らは、接触部から本体キャビネット長およびディスプレイキャビネット長の１５％の長さの位置Ｃは、本体キャビネット１５およびディスプレイキャビネット２３の撓みが最大になることを見出した。

図７は、本体キャビネット１５の幅寸法が３１５．６ｍｍで、奥行き寸法が２６１．０ｍｍで、厚み寸法が３４．２ｍｍのポータブルコンピュータ１１を落下させた試験結果を示している。なお、このポータブルコンピュータ１１の厚みのもっとも小さい部分の寸法は、３１．２ｍｍになっている。落下試験では、この大きさのポータブルコンピュータ１１を使用して、３つのサンプル（ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３）からデータを計測した。データは、本体キャビネット１５およびディスプレイキャビネット２３（ＬＣＤ）に発生した亀裂の長さを示している。各亀裂の長さは、本体キャビネット１５の角部３４およびディスプレイキャビネット２３の角部３４から幅方向および奥行き方向にそれぞれ計測した。

各亀裂の長さから、幅方向および奥行き方向のそれぞれにおいて、平均μと標準偏差σを算出した。これらの値から、μ−３σ、μ＋３σの値を算出した。なお、本体キャビネット１５およびディスプレイキャビネット２３に生ずる亀裂の長さは、正規分布に従うことが知られている。本体キャビネット１５およびディスプレイキャビネット２３に生ずる亀裂の長さが正規分布に従うとした場合に、全サンプルの９９．７％は、正規分布の性質からμ−３σからμ＋３σの範囲内に入ることになる。

μ−３σは、幅方向および奥行き方向のいずれにおいても負の値である。このため、発生する亀裂の長さの下限予測値は、０ｍｍである。また、幅方向に発生する亀裂の長さの上限予測値であるμ＋３σは、４０．４２１３７ｍｍである。また、本体キャビネット１５およびディスプレイキャビネット２３の幅寸法３１５．６ｍｍの１５％は、４７．３４ｍｍである。したがって、幅方向において、筐体長の１５％の値は、亀裂の長さの上限予測値よりも十分に余裕のある値になっている。

同様に、奥行き方向に発生する亀裂の長さの上限予測値であるμ＋３σは、３３．４０８７ｍｍである。また、本体キャビネット１５およびディスプレイキャビネット２３の奥行き寸法２６１．０ｍｍの１５％は、３９．１５ｍｍである。したがって、奥行き方向において、筐体長の１５％の値は、亀裂の長さの上限予測値よりも十分に余裕のある値になっている。

本発明者らは、本体キャビネット１５およびディスプレイキャビネット２３の角部３４から筐体長の１５％の長さの範囲、すなわちマージン領域３３から外れた位置にアンテナ２５を配置することとした。これによって、ポータブルコンピュータ１１を落下させた際にアンテナ２５を破損してしまうことが防止される。なお、本実施形態では１つの機種についてのみ実験結果を示しているが、大きさや重量の異なる機種においても、角部３４から筐体長の１５％の長さの範囲内に、亀裂や破損が集中することが確認された。

本実施形態によれば、ポータブルコンピュータ１１は、筐体と、筐体の内面で、筐体の角部３４を外れた領域に形成される複数のアンテナ２５と、を具備する。この構成によれば、複数のアンテナ２５を筐体、すなわちディスプレイキャビネット２３の角部３４から離して配置することで、ポータブルコンピュータ１１を落下させてしまった場合等に、ディスプレイキャビネット２３とともにアンテナ２５を破損してしまう事態を防止できる。

この場合、複数のアンテナ２５は、筐体の内面に形成された金属被膜で構成される。この構成によれば、アンテナ２５をディスプレイキャビネット２３の内面に形成した被膜で構成できるため、アンテナを設置するための設置スペースを別途に必要とすることがなく、ディスプレイキャビネット２３内のスペースの使用効率を向上できる。

なお、本実施形態では、ディスプレイキャビネット２３にアンテナ２５を形成するようにしているが、これに限定されるものではない。本体キャビネット１５の内面で、本体キャビネット１５の角部３４から本体キャビネット長の１５％の長さの範囲を外れた領域に、金属被膜のアンテナ２５を形成するようにしてもよい。

なお、アンテナ２５の設置される箇所は、上記実施形態のものに限定されるものではない。アンテナ２５は、本体キャビネット１５の外面やディスプレイキャビネット２３の外面に設けられていても良い。アンテナ２５を本体キャビネット１５の外面に配置する際には、本体キャビネット１５に貫通孔を形成する。この貫通孔に同軸ケーブル２２の信号線２６を通すことで、本体キャビネット１５の外面にあるアンテナエレメント３１と無線モジュール２１とが電気的に接続される。図８に示すように、アンテナ２５をディスプレイキャビネット２３の外面に配置する際には、図９に示すように、ディスプレイキャビネット２３に貫通孔３８を形成する。この貫通孔３８に同軸ケーブル２２および信号線２６を通すことで、ディスプレイキャビネット２３の外面にあるアンテナエレメント３１と無線モジュール２１とが電気的に接続される。

続いて、図１０を参照して、ポータブルコンピュータ４１の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態のポータブルコンピュータ４１は、ディスプレイユニット４２が第１の実施形態と異なっているが、他の部分は共通している。このため、第１の実施形態と異なる部分について説明し、第１の実施形態と共通する箇所については共通の符号を付して説明を省略する。

ポータブルコンピュータ４１は、本体ユニット１２と、ディスプレイユニット４２と、本体ユニット１２とディスプレイユニット１３との間に設けられるヒンジ部１４と、を備えている。ディスプレイユニット４２は、樹脂製のディスプレイキャビネット４３と、ディスプレイキャビネット４３の内部に収納される液晶ディスプレイ２４と、ディスプレイキャビネット４３に作りこまれた複数のアンテナ２５と、を有している。ディスプレイキャビネット４３は、前面カバー４３Ａと、背面カバー４３Ｂと、を有している。なお、本発明にいう筐体は、本体キャビネット１５とディスプレイキャビネット４３とを含んだ概念である。

複数のアンテナ２５は、ディスプレイキャビネット４３の背面カバー４３Ｂの内面に形成された金属被膜として形成されている。アンテナ２５は、アンテナエレメント３１と、アンテナグランド３２と、を有している。アンテナ２５は、例えば、ディスプレイキャビネット２３に対してＩＭＲやＩＭＦのようなインモールド成形、金属蒸着、メッキ、またはスパッタリングによって形成されている。また、アンテナ２５は、例えば、銅、ニッケル、金の薄膜をスクリーン印刷によって積層して形成されてもよい。

背面カバー４３Ｂは、角部４７と、角部４７から延びる第１の辺部４４と、角部３４から第１の辺部４４と異なる方向に延びる第２の辺部４５とを有する。第１の辺部４４は、突出部４６を有するように円弧状に形成されている。背面カバー４３Ｂは、角部４７に対応する位置に形成された第１のマージン領域５１と、突出部４６に対応する位置に形成された第２のマージン領域５２と、を有している。第１のマージン領域５１は、第１の実施形態のマージン領域３３と同形態であり、第１のマージン領域５１の奥行き寸法ａは、奥行き方向のディスプレイキャビネット長Ａの１５％の長さである。また、第１のマージン領域５１の幅寸法ｂは、幅方向のディスプレイキャビネット長Ｂの１５％の長さである。

第２のマージン領域５２は、略三角形の形状に形成されている。第２のマージン領域５２の幅寸法ｃは、幅方向のディスプレイキャビネット長、つまり、第１の辺部４４の長さの３０％の長さになっている。これは突出部４６を中心に、幅方向に第１の辺部４４の長さの１５％の長さをそれぞれマージン領域５２として確保したものである。

複数のアンテナ２５は、第１のマージン領域５１と第２のマージン領域５２を外れた領域、つまり、ディスプレイキャビネット４３の角部４７および突出部４６から外れた領域に形成されている。複数のアンテナ２５は、それぞれ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）や無線ＬＡＮ、無線ＷＡＮ、ＷｉＭＡＸ、ＵＷＢ、またはＧＰＳのような通信方式、或いは３Ｇや３．５Ｇのような携帯電話方式といった各方式に対応している。

第２の実施形態によれば、複数のアンテナ２５がディスプレイキャビネット４３の角部４７および突出部４６を外れた領域に配置されるため、ポータブルコンピュータ４１を落下させたしまった場合に、アンテナ２５を破損してしまう危険性を極力小さくすることができる。複数のアンテナ２５を筐体の角部４７および突出部４６から筐体長の１５％の長さの範囲を外れた領域に形成するようにすれば、ポータブルコンピュータ４１を落下させてしまった場合に、アンテナ２５が破損してしまうことを極力防ぐことができる。

続いて、図１１、図１２を参照して、電子機器の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態の電子機器は、携帯電話機６１に適用した一例である。第１の実施形態と共通する箇所については共通の符号を付して説明を省略する。

図１１に示すように、携帯電話機６１は、本体ユニット６２と、ディスプレイユニット６３と、本体ユニット６２とディスプレイユニット６３との間に設けられるヒンジ部６４と、を備えている。ヒンジ部６４は、ディスプレイユニット６３を支持している。ヒンジ部６４によって、ディスプレイユニット６３は、本体ユニット６２に対して回動することができる。

本体ユニット６２は、本体キャビネット６５と、操作ボタン６８などを有している。本体キャビネット６５は、その内面に導電性のグランド層を有している。本体ユニット６２は、本体キャビネット６５の内部に、プリント回路板と、プリント回路板上に実装された複数の電子部品および無線モジュール２１と、を収容している。本体ユニット６２は、さらに、本体ユニット６２とディスプレイユニット６３とにまたがって配置された同軸ケーブル２２を有している。

ディスプレイユニット６３は、ディスプレイキャビネット６６と、ディスプレイキャビネット６６の内部に収納される液晶ディスプレイ２４と、ディスプレイキャビネット６６に作りこまれた複数のアンテナ２５と、を有している。ディスプレイキャビネット６６は、前面カバー６６Ａと、背面カバー６６Ｂと、を有している。なお、本発明にいう筐体は、本体キャビネット６５とディスプレイキャビネット６６とを含んだ概念である。

図１２に示すように、複数のアンテナ２５は、ディスプレイキャビネット６６の背面カバー６６Ｂに形成されている。アンテナ２５は、背面カバー６６Ｂの内面に形成された金属被膜として形成されている。アンテナ２５は、電磁波の送受信を行う部分であるアンテナエレメント３１と、同軸ケーブル２２のグランド部が接続されるアンテナグランド３２と、を有している。アンテナ２５は、例えば、ディスプレイキャビネット２３に対してＩＭＲやＩＭＦのようなインモールド成形、金属蒸着、メッキ、またはスパッタリングによって形成されている。また、アンテナ２５は、例えば、銅、ニッケル、金の薄膜をスクリーン印刷によって積層して形成されてもよい。

ディスプレイキャビネット６６は、角部６７と、角部６７から延びる第１の辺部６９と、角部６７から第１の辺部６９と異なる方向に延びる第２の辺部７０とを有する。ディスプレイキャビネット６６は、角部６７に対応する位置にマージン領域３３を有している。マージン領域３３は、その角部６７からディスプレイキャビネット長の１５％の長さの範囲に、略三角形の形状に形成されている。マージン領域３３の奥行き寸法ａは、奥行き方向のディスプレイキャビネット長Ａの１５％の長さである。また、マージン領域の幅寸法ｂは、幅方向のディスプレイキャビネット長Ｂの１５％の長さである。

複数のアンテナ２５は、マージン領域３３を外れた領域、つまり、ディスプレイキャビネット６６の角部６７から外れた領域に形成されている。複数のアンテナ２５は、それぞれ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）や無線ＬＡＮ、無線ＷＡＮ、ＷｉＭＡＸ、ＵＷＢ、またはＧＰＳのような通信方式、或いは３Ｇや３．５Ｇのような携帯電話方式といった各方式に対応している。

第３の実施形態によれば、複数のアンテナ２５は、筐体の内面で、筐体の角部６７を外れた領域に形成される。この構成によれば、携帯電話機６１に適用した場合にも、アンテナ２５を破損する確率を低減することができる。本実施形態の複数のアンテナ２５は、筐体の角部６７から筐体長の１５％の長さの範囲を外れた領域に形成されるため、携帯電話機６１を落下させた際に、アンテナ２５が破損してしまう事態を極力防止できる。

その他、本発明の電子機器は、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

第１の実施形態に係る電子機器の一例であるポータブルコンピュータを示す斜視図。 図１に示すポータブルコンピュータを背面方向から示す斜視図。 図２に示すポータブルコンピュータの背面カバーの内面を示す平面図。 図３に示す背面カバーに形成されたアンテナを拡大して示す平面図。 図１に示すポータブルコンピュータの本体ユニットを用いた落下試験において、本体ユニットが床に接触する直前の状態を示す側面図。 図５に示す本体ユニットが床に接触した状態を示す側面図。 図５、図６に示した落下試験の試験結果を示す表。 第１の実施形態に係る電子機器の一例であるポータブルコンピュータの変形例を示す斜視図。 図８に示すポータブルコンピュータのディスプレイユニットの断面図。 第２の実施形態に係る電子機器の一例であるポータブルコンピュータの背面カバーの内面を示す平面図。 第３の実施形態に係る電子機器の一例である携帯電話機を示す斜視図。 図１１に示す携帯電話機の背面カバーの内面を示す平面図。

符号の説明

１１、４１…ポータブルコンピュータ、１５、６５…本体キャビネット、２３、４３、６６…ディスプレイキャビネット、２５…アンテナ、３３…マージン領域、３４、４７、６７…角部、４６…突出部、５１…第１のマージン領域、５２…第２のマージン領域、６１…携帯電話機

Claims (10)

1. 角部と、前記角部から延びる第１の辺部と、前記角部から前記第１の辺部と異なる方向に延びる第２の辺部とを有する筐体と、
   前記筐体に設けられるアンテナと、を備え、
   前記アンテナは、前記角部から少なくとも前記第１の辺部の長さの１５％離れた領域に設けられることを特徴とする電子機器。
2. 前記アンテナは前記筐体の内壁に形成されるアンテナエレメントとアンテナグランドとを備えることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記角部から少なくとも前記第２の辺部の長さの１５％離れた領域に設けられる第２のアンテナを備えることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
4. 前記角部から延びる前記第１の辺部の端に第２の角部を備え、
   前記第２の角部から少なくとも前記第１の辺部の長さの１５％離れた領域に設けられる第２のアンテナを備えることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
5. 前記第１の辺部に突出部を備え、前記アンテナは、前記角部から少なくとも前記第１の辺部の長さの１５％離れており且つ前記突出部から少なくとも前記第１の辺部の長さの１５％離れた領域に設けられることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
6. 本体ユニットと、
   前記本体ユニットとヒンジ部を介して回動可能に取り付けられると共に、角部と、前記角部から延びる第１の辺部と、前記角部から前記第１の辺部と異なる方向に延びる第２の辺部とを有するディスプレイユニットと、
   前記ディスプレイユニットに設けられるアンテナと、を備え、
   前記アンテナは、前記角部から少なくとも前記第１の辺部の長さの１５％離れた領域に設けられることを特徴とする電子機器。
7. 前記アンテナは前記ディスプレイユニットの内壁に形成されるアンテナエレメントとアンテナグランドとを備えることを特徴とする請求項６に記載の電子機器。
8. 前記角部から少なくとも前記第２の辺部の長さの１５％離れた領域に設けられる第２のアンテナを備えることを特徴とする請求項６に記載の電子機器。
9. 前記角部から延びる前記第１の辺部の端に第２の角部を備え、
   前記第２の角部から少なくとも前記第１の辺部の長さの１５％離れた領域に設けられる第２のアンテナを備えることを特徴とする請求項６に記載の電子機器。
10. 前記第１の辺部に突出部を備え、前記アンテナは、前記角部から少なくとも前記第１の辺部の長さの１５％離れており且つ前記突出部から少なくとも前記第１の辺部の長さの１５％離れた領域に設けられることを特徴とする請求項６に記載の電子機器。

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