JP2011172207A - 電子機器 - Google Patents
電子機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011172207A JP2011172207A JP2010263872A JP2010263872A JP2011172207A JP 2011172207 A JP2011172207 A JP 2011172207A JP 2010263872 A JP2010263872 A JP 2010263872A JP 2010263872 A JP2010263872 A JP 2010263872A JP 2011172207 A JP2011172207 A JP 2011172207A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coupler
- main body
- coupling element
- substrate
- ground plane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 126
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 126
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 126
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 80
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 32
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 4
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
Abstract
【課題】 低背化とエネルギ損出の低減の双方を簡単な構造で実現することができるカプラを実現する。
【解決手段】カプラ1は、基板2と、結合素子3と、地板4とを含む。結合素子3は基板2上に設けられる。地板4は、その一部を折り曲げることによって形成される突状部4aを有し、この突状部4aの上端が基板2の裏面に接触し、地板4の他の部分(ベース部)4cが隙間をおいて基板2の裏面に対向する。
【選択図】 図1
【解決手段】カプラ1は、基板2と、結合素子3と、地板4とを含む。結合素子3は基板2上に設けられる。地板4は、その一部を折り曲げることによって形成される突状部4aを有し、この突状部4aの上端が基板2の裏面に接触し、地板4の他の部分(ベース部)4cが隙間をおいて基板2の裏面に対向する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、一般に、電磁波を送受信するためのカプラに関し、例えば近接無線通信に使用されるカプラおよび電子機器に関する。
近年、近接無線通信技術の開発が進められている。近接無線通信技術は、互いに近接された2つのデバイス間の通信を可能にする。近接無線通信機能を有するデバイスそれぞれはカプラを含む。2つのデバイスが通信範囲内に近接された時、それら2つのデバイスのカプラは互いに電磁気的に結合される。この結合、それらデバイスは互いに信号を無線で送受信することができる。
典型的なカプラは、例えば、結合素子、電極ポール、共振スタブ、グランド等から構成される。信号は、共振スタブおよび電極ポールを介して結合素子に供給される。この結果、結合素子に電流が流れ、カプラの周囲には電磁場が生じる。この電磁場は、互いに近接された2つのデバイスのカプラ同士の電磁的結合を可能にする。
カプラの特性は、結合素子とグランドとの間の距離、例えば電極ポールの長さ、に影響される。もし結合素子とグランドとの間の距離が短すぎるならば、結合素子とグランドとの間の結合に起因して、その電磁場の一部が空間を介してグランドに流れ込みやすくなる。これにより、エネルギ損出が発生し、カプラ間の電磁的結合が弱まってしまう。
結合素子とグランドとの間の距離を長く設定すれば、結合素子とグランドとの間の結合を回避し得る。しかし、結合素子とグランドとの間の距離を長くすることは、カプラのサイズ、つまりカプラの高さ、を増加させる要因になる。
特許文献1には、放射導体と、2つの短絡ピンと、地板導体とを含むアンテナが開示されている。このアンテナにおいては、そのアンテナの低背化を実現するために、放射導体は、地板導体の中心軸を通る垂線に関して線対象な形状を有するように設計されている。
しかし、特許文献1では、結合素子とグランドとの間の結合に起因するエネルギ損出については考慮されていない。
よって、カプラの低背化とエネルギ損出の低減の双方を実現するための新たな技術の実現が必要である。
本発明は上述の事情を考慮してなされたものであり、低背化とエネルギ損出の低減の双方を簡単な構造で実現することができるカプラを備えた電子機器を提供することを目的とする。
上述の課題を解決するため、本発明は、他のカプラとの電磁的結合によって電磁波を送受信するカプラを有する電子機器であって、第1の面を含む本体と、前記本体内に設けられ、前記カプラと電気的に接続される通信モジュールと、前記本体内に設けられ、前記通信モジュールを用いた通信制御を行なうアプリケーションを実行するプロセッサとを具備し、前記カプラは、基板と、前記基板の第1面上に設けられた結合素子と、前記基板の、前記第1面とは反対側の第2面側に設けられた地板であって、前記地板の一部を折り曲げることによって形成される突状部を有し、前記突状部の端面が前記基板の前記第2面に接触し、前記地板の他の部分が隙間をおいて前記基板の第2面に対向する地板と、前記突状部の端面とは反対側の面に設けられ、前記基板内の第1スルーホールを介して前記結合素子の給電点に接続される給電端子とを具備し、前記カプラは、前記結合素子が前記本体の前記第1の面に対向するように前記本体内に配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、他のカプラとの電磁的結合によって電磁波を送受信するカプラを有する電子機器であって、第1の面を含む本体と、前記本体内に設けられ、前記カプラと電気的に接続される通信モジュールと、前記本体内に設けられ、前記通信モジュールを用いた通信制御を行なうアプリケーションを実行するプロセッサとを具備し、前記カプラは、基板と、前記基板の表面上に設けられ、複数の開放端を含む結合素子であって、前記結合素子の給電点から前記各開放端までの電気長が前記電磁波の中心周波数に対応する波長の1/4の整数倍である結合素子と、前記結合素子の短絡点に電気的に接続された短絡素子と、前記基板の裏面側に設けられた地板であって、前記地板の一部を折り曲げることによって形成された突状部であって、前記給電点と前記短絡点との間を結ぶ直線に沿って延在すると共に前記基板の裏面に上端が接触し、且つ前記上端が前記短絡素子に電気的に接続される突状部と、隙間をおいて前記誘電体基板に対向するベース部とを含む地板と、前記突状部の上端の裏面に設けられ、前記基板内の第1スルーホールを介して前記給電点に接続される給電端子とを具備し、前記カプラは、前記結合素子が前記本体の前記第1の面に対向するように前記本体内に配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、低背化とエネルギ損出の低減の双方を簡単な構造で実現することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
まず、図1から図6を参照して、本発明の一実施形態に係るカプラ1の構造について説明する。図1は、カプラ1を示す斜視図である。図2は、図1のA−A’線に沿ったカプラ1の断面図である。図3は、カプラ1を右側面側から見た側面図である。図4は、カプラ1に含まれる地板の形状を示す斜視図である。図5はカプラ1を下方側から見た分解斜視図である。図6はカプラ1に含まれる誘電体基板の断面構造を示す断面図である。
まず、図1から図6を参照して、本発明の一実施形態に係るカプラ1の構造について説明する。図1は、カプラ1を示す斜視図である。図2は、図1のA−A’線に沿ったカプラ1の断面図である。図3は、カプラ1を右側面側から見た側面図である。図4は、カプラ1に含まれる地板の形状を示す斜視図である。図5はカプラ1を下方側から見た分解斜視図である。図6はカプラ1に含まれる誘電体基板の断面構造を示す断面図である。
このカプラ1は、他のカプラとの電磁的結合によって電磁波を送受信する。カプラ1は、近接無線通信において使用される。近接無線通信は、互いに近接されたデバイス間のデータ転送を実行する。近接無線通信方式としては、例えばTransferJetを使用し得る。TransferJetは、UWBを利用した近接無線通信方式である。2つのデバイスが通信範囲(例えば3cm)内に接近した場合、それらデバイスそれぞれのカプラ間が電磁気的に結合され、これによってそれらデバイスは互いに信号を無線で送受信することができる。
図1乃至図5に示されるように、カプラ1は、基板2と、結合素子3と、地板4とを含む。基板2と、結合素子3と、地板4は、いずれも平板状である。
基板2は例えば誘電体を含むベース部材である。以下では、基板2は誘電体基板と称する。結合素子3は、例えば、誘電体基板2の表面上に設けられている。結合素子3は平板状の電極(結合電極)である。この結合電極は誘電体基板2の表面上に配置されている。地板4は、例えば板金から構成されている。この地板4は、誘電体基板2の裏面側に設けられている。
地板4は、その地板4の一部、例えば地板4の中央部、を折り曲げることによって形成された突状部4aと、突状部4a以外の他の部分(ベース部)4cとを含んでいる。突状部4aの上端は誘電体基板2の裏面に接触している。突状部4a以外の他の部分、つまり、ベース部4cは、突状部4aの両側に位置している。このベース部4cは、隙間をおいて誘電体基板2の裏面に対向している。つまり、ベース部4cは、隙間をおいて誘電体基板2上の結合素子3に対向している。突状部4aの上端は例えば平坦であってもよい。突状部4aは、図4、図5に示されているように、地板4の一端からそれに対向する他端までを横断するように、地板4の一端からそれに対向する他端にまで延在している。
この突状部4aの上端の裏面側には、図2に示すように、誘電体基板2を介して結合素子3の給電点P1に接続される給電端子5が設けられている。給電端子5は給電ケーブル(例えば、同軸ケーブル)を接続するためのコネクタとして機能する。したがって、図1に示すように、突状部4aの内側に位置する溝状の空間は給電ケーブル(例えば、同軸ケーブル)10を収容するためのスペースとして使用することができる。信号は、給電ケーブル10、給電端子5、および第1スルーホール2aを介して、結合素子3の給電点P1に給電される。
給電端子5は、図5、図6に示すように、誘電体基板2の裏面に取り付けてもよい。給電端子5は、図6に示すように、誘電体基板2内の第1スルーホール2aを介して結合素子3の給電点P1に接続される。図4に示すように、突状部4aの上端(上面)には、貫通孔4bが設けられている。給電端子5は、突状部4aの貫通孔4bを通って、突状部4aの上端の裏面側から延出される。給電端子5と突状部4a(つまり地板4)とは電気的に絶縁されている。この絶縁のために、貫通孔4bの周囲および貫通孔4bの内周面を絶縁部材によって被覆しても良い。
さらに、突状部4aの上端は、誘電体基板2に設けられた2つの短絡用スルーホールをそれぞれ介して、結合素子3の短絡点G1,G2に電気的に接続される。より詳しくは、図6に示すように、誘電体基板2においては、結合素子3の短絡点G1に接続される第2スルーホール2bと、結合素子3の短絡点G2に接続される第3スルーホール2cとが形成されている。第2スルーホール2bは、誘電体基板2の裏面上のコンタクト電極6を介して突状部4aの上端に接触する。同様に、第3スルーホール2cは、誘電体基板2の裏面上のコンタクト電極7を介して突状部4aの上端に接触する。これにより、第2スルーホール2bは短絡点G1と地板4との間を短絡させるための短絡素子として機能し、第3スルーホール2cは短絡点G2と地板4との間を短絡させるための短絡素子として機能する。
以上の説明から、突状部4aは、給電端子5の配置場所(つまり給電ケーブル10の収納場所)としての役割と、短絡端子5と地板4との間を電気的に接続する役割とを有していることが理解されよう。本実施形態においては、図1、図5から分かるように、給電点P1、短絡点G1、短絡点G2は一直線上に配置されている。突状部4aは、突状部4aの上端が給電点P1、短絡点G1、短絡点G2にそれぞれ対向するように、この直線に沿って延在している。
本実施形態によれば、地板4は、上述したように、その地板4の一部を折り曲げることによって形成され、上端が誘電体基板2の裏面に接触する突状部4aと、隙間をおいて誘電体基板2の裏面に対向しているベース部4cとを有している。さらに、突状部4aの上端の裏面側には給電端子5が設けられており、突状部4aの内側の空洞部に給電ケーブル10を収容することができる。よって、カプラ1の高さの増加を招くことなく、結合素子3と地板4との間の距離を十分に確保できるので、低背化とエネルギ損出の低減との相反する2つの課題を簡単な構造で解決することができる。
更に、地板4及び結合素子3を基板2に接触させてカプラを作成する場合の基板2の厚さが、突出部4aがない場合よりも薄くなる。若しくは、地板4及び結合素子3の間の距離が長くなる。このことにより、地板4と結合素子3との結合度が弱くなり、結果として、通信により多くのエネルギを用いることができるようになる。
尚、図5の例では、基板2と地板4とを直接接触させるようにしているが、これに限られるものではない。例えば、基板2上の、地板4と当接する部分に、グランド素子を設け、これと地板4とが電気的に接続されるようにしてもよい。
次に、結合素子3の形状について説明する。結合素子3は、平板状をなす。そして結合素子3は、その厚み方向に直交する平面において次のような形状をなす。
結合素子3においては、図1、図7に示すように、2つの素子(矩形素子)111,112が互いに離間した状態で平行して存在する。結合素子3には、矩形素子111,112の中央部どうしを連結するように延びる連結素子113が存在する。換言すれば、結合素子3は略H型の形状を有している。連結素子113の中央部からは、その連結素子113の延在方向と交差する方向(例えば、連結素子113の延在方向と直交する方向)に2つの追加の素子114a,114bが延在している。給電点P1は、例えば、結合素子3の中心(連結素子113の中心)またはその近傍に位置されている。短絡点G1は例えば素子114aの開放端部に位置し、短絡点G2は例えば素子114bの開放端部に位置する。素子111,112,113,114a,114bはいずれも、他のカプラ装置との間で授受する高周波信号がほぼ全域に渡り流れる程度の幅を持つ。
結合素子3は略H型の形状であるので、図7に示すように、短絡点を除けば、4つの開放端E1,E2,E3,E4を有する。結合素子3の給電点P1から開放端E1,E2,E3,E4の各々までの電気長は、カプラ1によって送受信される電磁波(高周波信号)の中心周波数に対応する波長λの1/4である。電気長は、給電点P1から開放端までの電流経路の長さに相当する。なお、結合素子3のサイズアップが許容されるならば、給電点P1から開放端E1,E2,E3,E4の各々までの電気長は、例えばλ/2、またはλであってもよい。つまり、給電点P1から各開放端までの電気長は、電磁波の中心周波数に対応する波長λの1/4の整数倍であればよい。
結合素子3における電流経路は、図7に太線で示すものとなる。
すなわち、電流経路は、給電点P1から連結素子113を介して矩形素子111に向かう第1の電流経路と、給電点P1から連結素子113を介して矩形素子112に向かう第2の電流経路とを含む。連結素子113においては、そのほぼ全域に電流が生じる。従って、連結素子113における電流経路は連結素子113の中央部を通ると見なすことができる。
すなわち、電流経路は、給電点P1から連結素子113を介して矩形素子111に向かう第1の電流経路と、給電点P1から連結素子113を介して矩形素子112に向かう第2の電流経路とを含む。連結素子113においては、そのほぼ全域に電流が生じる。従って、連結素子113における電流経路は連結素子113の中央部を通ると見なすことができる。
矩形素子111,112の各々においては、そのほぼ全域に電流が生じる。従って、矩形素子111における電流経路は矩形素子111の中央部を通ると見なすことができる。このため、第1の電流経路は矩形素子111の中央部で2つに分かれ、矩形素子111の端部(開放端)E1,E2にそれぞれ向かう。同様に、矩形素子112における電流経路は矩形素子111の中央部を通ると見なすことができる。このため、第2の電流経路は矩形素子111の中央部で2つに分かれ、矩形素子112の端部(開放端)E3,E4にそれぞれ向かう。
このようにして、給電点P1から開放端E1,E2,E3,E4のそれぞれまで及ぶ4つの電流経路が形成される。4つの電流経路の各々は、他の電流経路と共通の部分を含む。ところで、結合素子3は、例えば、次の(1)〜(3)の条件が満たされるようにその形状が定められる。
(1)4つ電流経路の各々の長さが、高周波信号の中心周波数の波長λの1/4にほぼ相当する。
(2)結合素子3のパターン形状は、直線L1に関して略対称である。
(3)結合素子3のパターン形状は、直線L2に関して略対称である。
ただし、直線L1,L2は、いずれも結合素子3の中心(給電点P1)を通るとともに、互いに直交する直線である。
給電点P1から開放端E1,E2,E3,E4のそれぞれまで及ぶ4つの電流経路をそれぞれ電流経路CE1,CE2,CE3,CE4と称することとする。CE1とCE3は結合素子3のパターンの中心(給電点P1)に関して対称であり、同様に、CE2とCE4も結合素子3のパターンの中心(給電点P1)に関して対称である。さらに、短絡点G1と短絡点G2も結合素子3のパターンの中心(給電点P1)に関して対称な位置に存在する。よって、結合素子3においては、電流は、結合素子3の中心から、その中心に関して対称な複数の方向に均等に流れる。これにより、カプラ間の電磁気的な結合に必要な電磁場を効率よく発生させることができる。さらに、素子111,112と地板4との間の距離は十分に離れているので、結合素子3から地板4に漏れるエネルギの量は十分に低減することができる。
本実施形態においては、上述の突状部4aは、その突状部4aの上端が結合素子3のパターンの中心に対向するように延在する。例えば、突状部4aは、短絡点G1、給電点P1、および短絡点G2の各々と突状部4aの上端とが対向するように、短絡点G1、給電点P1、および短絡点G2を結ぶ直線に沿って延在してもよい。換言すれば、突状部4aは、連結素子113の延在方向に交差する方向(直交する方向)に延在してもよい。これにより、短絡点G1、給電点P1、および短絡点G2それぞれの真下に突状部4aを存在させることができる。さらに、連結素子113の一部、および矩形素子111、112は、突状部4aの上端ではなく、ベース部4cに対向される。よって、結合素子3と地板4との間が電磁気的に結合されることを効率よく回避することができる。
なお、結合素子3の形状は図1に示す形状に限られない。代わりに、結合素子3を図8に示されているように略クランク型の形状に形成してもよい。
図1、図8のどちらの結合素子3においても、短絡点の数(つまり、結合素子3と地板4との間を短絡するための短絡素子の数)は2つに制限されない。例えば、短絡点は一つだけであってもよいし、4つ以上の短絡点を設けてもよい。
次に、図9を参照して、本実施形態のカプラ1と、平坦なグランドを使用するカプラ(通常のカプラ)とを対比して説明する。ここでは、通常のカプラは、誘電体基板2’、結合素子3’、地板4’を含む場合を想定する。通常のカプラにおいては、地板4’の下側に給電ケーブル10’を配置することが必要となる。このため、そのカプラの全体の高さは給電ケーブル10’の直径分だけ増える。通常のカプラでは、そのカプラの特性は誘電体基板2’の厚さで決定される。このため、結合素子3’と地板4’との間の結合を回避できるようにするためには、十分な厚さを有する基板を誘電体基板2’として使用することが必要となる。
本実施形態のカプラ1においては、地板4の突状部4a内の空間が給電ケーブル10を収容するためのケーブルガイドとして機能する。カプラ1の特性は、結合素子3と地板4のベース部4cとの間の距離によって決定される。したがって、たとえ誘電体基板2として薄い標準基板(1.6mm)を用いても、結合素子3と地板4との間の距離を十分に確保することができる。また、カプラ1の高さは、給電ケーブル10に影響されない。したがって、カプラの低背化とエネルギ損出の低減の双方を簡単な構造で実現することができる。
次に、図10、図11、図12を参照して、カプラ1の特性測定の結果について説明する。図10、図11は測定条件を示している。図12はカプラ1の特性を示している。図12の横軸は周波数を表し、図12の縦軸は透過係数(S21[dB])を表している。
測定条件は次の通りである。
図10に示すように、カプラ1の結合素子と基準カプラ10の結合素子との間の距離は10mm、カプラ間のオフセットは10mmである。図11に示すように、結合素子3と地板4のベース部4cとの間の距離は3.2mmである。
カプラ1の特性の測定は、結合素子3と地板4のベース部4cとの間の距離を3.2mmに固定した状態で、誘電体基板2の厚さxを、2.4mm、1.6mm、1.0mmと変化させて行われた。結合素子3と地板4のベース部4cとの間の距離が十分に確保されていれば、誘電体基板2の厚さを薄くしても、十分なカプラ特性が得られることが、図12から理解されよう。
次に、図13を参照して、本実施形態に係るカプラ1の他の構成例について説明する。
図13のカプラ1は、地板4のベース部4cに貫通孔8a,8bが設けられている点を除けば、図1のカプラ1と同様の構造を有している。貫通孔8a,8bの各々は、地板4のベース部4cの一部を切り取ることによって形成することが出来る。貫通孔8a,8bは、例えば、図14に示すように略矩形状を有している。貫通孔8a,8bの各々はカプラ1の特性を改善するように作用する。これは、貫通孔8a,8bの存在により、結合素子3と地板4との間の結合を弱めることが出来、結合素子3と地板4との間の結合によるエネルギ損出をより低減できるからである。貫通孔8aは、例えば、矩形素子111に対向するベース部4c上の領域に形成される。同様に、貫通孔8bは、例えば、矩形素子112に対向するベース部4c上の領域に形成される。
次に、図15を参照して、本実施形態に係るカプラ1の他の構成例について説明する。
図15のカプラ1は、誘電体基板2に貫通孔3a,3bが設けられている点を除けば、図1のカプラ1と同様の構造を有している。貫通孔3a,3bの各々は、誘電体基板2内の結合素子3の近傍領域の一部を切り取ることによって形成することが出来る。貫通孔3a,3bの各々はカプラ1の特性を改善するように作用する。これは、貫通孔3a,3bの存在により、誘電体基板2の比誘電率を下げることができ、これによって結合素子3と地板4との間の結合を弱めることが出来るからである。貫通孔3aは、例えば、矩形素子111の外周側の領域に形成される。同様に、貫通孔3bは、例えば、矩形素子112の外周側の領域に形成される。
次に、図16を参照して、本実施形態に係るカプラ1のさらに他の構成例について説明する。
図16のカプラ1は、地板4のベース部4cに貫通孔8a,8bが設けられ、誘電体基板2に貫通孔3a,3bが設けられている点を除けば、図1のカプラ1と同様の構造を有している。
貫通孔8aは、例えば、貫通孔3aに対向するベース部4c上の領域に、または貫通孔3aと矩形素子111の双方に対向するベース部4c上の領域に形成してもよい。同様に、貫通孔8bは、貫通孔3bに対向するベース部4c上の領域に、または貫通孔3bと矩形素子112の双方に対向するベース部4c上の領域に形成してもよい。地板4と誘電体基板2の双方に貫通孔を設ける構成は、結合素子3と地板4との間の結合をさらに弱めることを可能にする。
図17は、カプラ1に用いられる地板4の他の構成例を示している。
図17の地板4においては、給電ケーブル10の垂れ下がりを防止するための幾つかの支持部材9が突状部4aの側端に設けられている。各支持部材9は、例えば、突状部4aの側面側から突状部4aの内面側に突出している。各支持部材9は、例えば、ベース部4cの側壁の一部を切り起こすこと、つまり、ベース部4cの側壁の一部を切り込みに沿って突状部4aの内面側に折り曲げることによって形成することが出来る。図17においては、突状部4aの両側面にそれぞれ2つの支持部材9が設けられている例が示されている。
図17の地板4においては、給電ケーブル10の垂れ下がりを防止するための幾つかの支持部材9が突状部4aの側端に設けられている。各支持部材9は、例えば、突状部4aの側面側から突状部4aの内面側に突出している。各支持部材9は、例えば、ベース部4cの側壁の一部を切り起こすこと、つまり、ベース部4cの側壁の一部を切り込みに沿って突状部4aの内面側に折り曲げることによって形成することが出来る。図17においては、突状部4aの両側面にそれぞれ2つの支持部材9が設けられている例が示されている。
図18に示すように、支持部材9は突状部4aの下部に位置される。よって、カプラ1が、結合素子3が上方側に位置し、地板4が下方側に位置するように配置された場合にも、給電ケーブル10の垂れ下がりを防止することができる。
なお、地板4とは異なる独立した部材を支持部材9として使用することも出来る。
次に、図19を参照して、本実施形態に係るカプラ1のさらに他の構成例について説明する。
図19のカプラ1においては、地板4の端部から延出され、誘電体基板2の端部と地板4の端部とを結合するための複数の支持部材41,42,43,44,45,46が設けられている。これら支持部材41,42,43,44,45,46の各々は、地板4の端部、つまりベース部4cの端部から突出すると共に、地板4の端部で上方に折り曲げられている。さらに、これら支持部材41,42,43,44,45,46の各々の先端部は、その先端部が誘電体基板2の上面に位置するように折り曲げられている。支持部材41,42,43,44,45,46の各々の先端部は、誘電体基板2の端部を係止するフックとして機能する。
これら支持部材41,42,43,44,45,46の存在により、誘電体基板2を地板4上に固定することが出来る。なお、支持部材41,42,43,44,45,46は、図1、図13、または図15のいずれのカプラ構造にも適用し得る。
なお、以上の説明では、誘電体基板2と地板4とがほぼ同じ幅およびほぼ同じ奥行きを有する場合を説明したが、これに限定されることはない。例えば、誘電体基板2は、図20または図22に示すような形状のものであってもよい。
図20のカプラ1においては、図1に示したカプラ1に比し、誘電体基板2の、結合素子3の外周側の部分がカットされている点が異なっており、他の点は図1に示したカプラ1と同様の構造を有している。より詳しくは、図20のカプラ1においては、誘電体基板2は、結合素子3が表面上に設けられる矩形状の第1部分と、第1部分の外縁(例えば、第1部分の対向する2辺)から延出される2つの延出部とを含んでいる。第1部分の幅および奥行きは、地板4の幅および奥行きよりもそれぞれ小さい。2つの延出部は、突状部4aに沿って延びている。図20のカプラ構造を使用する場合には、図21に示すように、突状部4aの上面に固定部材(例えば、ピン)P100,P200を設けても良い。固定部材P100,P200は、地板4の突状部4aと誘電体基板2との間を結合するために使用される。
また、上述の2つの延出部は必ずしも必要ではない。例えば、図22に示すように、2つの延出部を設けない構造であってもよい。
図23は、カプラ1が搭載される電子機器の外観を示す斜視図である。この電子機器30は、情報処理装置、例えば、バッテリ駆動可能なノートブック型の携帯型パーソナルコンピュータ30として実現されている。
コンピュータ30は、本体300およびディスプレイユニット350を備えている。ディスプレイユニット350は、回動自在に本体300に支持されている。ディスプレイユニット350は、本体300の上面を露出させる開放位置と、本体300の上面を覆う閉塞位置との間で回動する。ディスプレイユニット350には、LCD(liquid crystal display)351が設けられている。
本体300は薄い箱状の筐体を有している。本体300の筐体は、下部ケース300aとこれに嵌合されたトップカバー300bとを含んでいる。本体300の上面上には、キーボード301、タッチパッド302および電源スイッチ303等が配置されている。また本体300内にはカプラ1が設けられている。カプラ1は、例えば、本体300の上面のパームレスト領域300cの下部に配置されている。カプラ1は、その結合素子3がトップカバー300bに対向し、地板4が下部ケース300aに対向するように配置される。かくしてトップカバー300bのパームレスト領域300cの一部は、通信面として機能する。カプラ1は、例えば、本体300の前壁の延存方向に対して突出部4aの延存方向(長手方向)が直交する向きに、または本体300の側壁の延存方向に対して突出部4aの延存方向(長手方向)が直交する向きに配置される。この向きにより、本体300の側壁側または前壁側から本体300の内側に向けて、カプラ1から給電ケーブル10を導出することができる。通常、近接無線通信を実行するための通信モジュールは、本体300の側壁または前壁よりも本体300内の内側の位置に設けられる。よって、上述の向きは、カプラ1と通信モジュールとの間を給電ケーブル10を介して容易に接続することを可能にする。換言すれば、上述の向きは、カプラ1と通信モジュールとの間を接続するために必要なケーブル長を短くすることを可能にする。
図24は、コンピュータ30のシステム構成を示すブロック図である。
コンピュータ30は、カプラ装置1、キーボード301、タッチパッド302、電源スイッチ303およびLCD351の他に、ハードディスクドライブ(HDD)304、CPU305、主メモリ306、BIOS(basic input/output system)−ROM307、ノースブリッジ308、グラフィクスコントローラ309、ビデオメモリ(VRAM)310、サウスブリッジ311、エンベデッドコントローラ/キーボードコントローラIC(EC/KBC)312、電源コントローラ313および近接無線通信デバイス314を含む。
コンピュータ30は、カプラ装置1、キーボード301、タッチパッド302、電源スイッチ303およびLCD351の他に、ハードディスクドライブ(HDD)304、CPU305、主メモリ306、BIOS(basic input/output system)−ROM307、ノースブリッジ308、グラフィクスコントローラ309、ビデオメモリ(VRAM)310、サウスブリッジ311、エンベデッドコントローラ/キーボードコントローラIC(EC/KBC)312、電源コントローラ313および近接無線通信デバイス314を含む。
ハードディスクドライブ304は、オペレーティングシステム(OS)やBIOS更新プログラム等の各種プログラムを実行するためのコードを格納する。CPU305は、コンピュータ30の動作を制御するためのプロセッサであり、ハードディスクドライブ304から主メモリ306にロードされる各種プログラムを実行する。CPU305が実行するプログラムには、オペレーティングシステム401、近接無線通信ガジェットアプリケーションプログラム402、認証アプリケーションプログラム403、あるいは送信トレイアプリケーションプログラム404を含む。またCPU305は、ハードウェア制御のために、BIOS−ROM307に格納されたBIOSプログラムを実行する。
ノースブリッジ308は、CPU305のローカルバスとサウスブリッジ311との間を接続する。ノースブリッジ308は、主メモリ306をアクセス制御するメモリコントローラを内蔵する。また、ノースブリッジ308は、AGPバスなどを介してグラフィクスコントローラ309との通信を実行する機能を有する。グラフィクスコントローラ309は、LCD351を制御する。グラフィクスコントローラ309は、ビデオメモリ310に記憶された表示データから、LCD351で表示させる表示イメージを表す映像信号を生成する。なお表示データは、CPU305の制御の下にビデオメモリ310に書き込まれる。
サウスブリッジ311は、LPCバス上のデバイスを制御する。サウスブリッジ311は、ハードディスクドライブ304を制御するためのATAコントローラを内蔵している。さらに、サウスブリッジ311は、BIOS−ROM307をアクセス制御するための機能を有している。エンベデッドコントローラ/キーボードコントローラIC(EC/KBC)312は、エンベデッドコントローラと、キーボードコントローラとが集積された1チップマイクロコンピュータである。エンベデッドコントローラは、ユーザによる電源スイッチ303の操作に応じて情報処理装置30をパワーオン/パワーオフするように電源コントローラを制御する。キーボードコントローラは、キーボード301およびタッチパッド302を制御する。電源コントローラ313は、図示しない電源装置の動作を制御する。なお当該電源装置は、情報処理装置30の各部の動作電力を生成する。
近接無線通信デバイス314は近接目線通信を実行するための通信モジュールである。近接無線通信デバイス314は、PHY/MAC部314aを備える。PHY/MAC部314aは、CPU305による制御の下に動作する。PHY/MAC部314aは、カプラ1を介して信号を無線で送受信する。この近接無線通信デバイス314は本体300の筐体内に収容される。
なお、近接無線通信デバイス314とサウスブリッジ311との間のデータの転送は、例えば、PCI(peripheral component interconnect)バスを介して行われる。なお、PCIの代わりにPCI Expressを用いても良い。
次に、図25を参照して、コンピュータ30の本体(筐体)300内部の構造を説明する。
図25に示すように、本体(筐体)300内の中央部または奥手側の領域には、各種電子部品が実装される主プリント回路基板(マザーボード)500が配設されている。近接無線通信デバイス314は、例えば、この主プリント回路基板500上に、直接的に、または別のプリント回路基板を介して実装される。カプラ1は、例えば、本体300内の手前側(前縁側)の領域に配置される。前縁側の領域はパームレスト領域300cの下方に位置する。
下部ケース300aの底面上には電磁波シールド層700が配置されている。カプラ1は、電磁波シールド層700上に配置された部品取り付け部材400に取り付けられる。部品取り付け部材400はカプラ1を収容するための凹所を含み、その凹所にカプラ1が装着される。この場合、カプラ1は、突状部4aが本体300の側壁と平行に延びる向き、つまり、給電ケーブル10が本体300内の中央部に向けて導出される向きで配置される。
カプラ1の地板4は下部ケース300aの底面上の電磁波シールド層700に対向する。前縁側の領域における本体300の高さは中央部または奥手側領域よりも薄いので、地板4と電磁波シールド層700との間の距離は比較的短い。よって、電磁波シールド層700は地板4のグランドリファレンスを向上させる役割を果たすことができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、地板4の突状部4aの上端が誘電体基板2の裏面に接触し、地板4のベース部4cは隙間を置いて誘電体基板2上の結合素子3に対向する。よって、誘電体基板2を厚くすることなく、結合素子3と地板4との間の距離を十分に確保することが出来、結合素子3と地板4との間の結合を弱めることが出来る。さらに、突状部4aの上端の裏面側には給電端子5が設けられており、突状部4aの内側の空間を給電ケーブル10を収容するためのスペースとして使用することができる。よって、カプラの低背化とエネルギ損出の低減の双方を簡単な構造で実現することができる。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
1…カプラ、2…誘電体基板、3…結合素子、4…地板、4a…突状部、4c…ベース部、5…給電端子。
Claims (10)
- 他のカプラとの電磁的結合によって電磁波を送受信するカプラを有する電子機器であって、
第1の面を含む本体と、
前記本体内に設けられ、前記カプラと電気的に接続される通信モジュールと、
前記本体内に設けられ、前記通信モジュールを用いた通信制御を行なうアプリケーションを実行するプロセッサとを具備し、
前記カプラは、
基板と、
前記基板の第1面上に設けられた結合素子と、
前記基板の、前記第1面とは反対側の第2面側に設けられた地板であって、前記地板の一部を折り曲げることによって形成される突状部を有し、前記突状部の端面が前記基板の前記第2面に接触し、前記地板の他の部分が隙間をおいて前記基板の第2面に対向する地板と、
前記突状部の端面とは反対側の面に設けられ、前記基板内の第1スルーホールを介して前記結合素子の給電点に接続される給電端子とを具備し、
前記カプラは、前記結合素子が前記本体の前記第1の面に対向するように前記本体内に配置されていることを特徴とする電子機器。 - 前記突状部は前記地板の一端から前記地板の他端に延在しており、
前記カプラは、前記給電端子に接続された給電ケーブルが前記本体の前壁側または側壁側から前記本体の内側に向けて導出されるように、前記本体の前記側壁の延存方向に対して前記突状部の延存方向が直交する向きにまたは前記本体の前記側壁の延存方向に対して前記突状部の延存方向が直交する向きに配置されていることを特徴とする請求項1記載の電子機器。 - 前記本体は、下部ケースと、前記第1の面を含むトップカバーとを含み、
前記カプラは、前記結合素子が前記トップカバーの前記第1の面に対向し且つ前記地板が前記下部ケースに対向するように前記本体内に配置されていることを特徴とする請求項1記載の電子機器。 - 前記下部ケースの底面上に配置された電磁波シールド層をさらに具備することを特徴とする請求項3記載の電子機器。
- 前記カプラの前記地板は、前記他の部分の一部に貫通孔を有することを特徴とする請求項1記載の電子機器。
- 前記カプラの前記基板は、前記基板内の前記結合素子の近傍領域に貫通孔を有することを特徴とする請求項1記載の電子機器。
- 他のカプラとの電磁的結合によって電磁波を送受信するカプラを有する電子機器であって、
第1の面を含む本体と、
前記本体内に設けられ、前記カプラと電気的に接続される通信モジュールと、
前記本体内に設けられ、前記通信モジュールを用いた通信制御を行なうアプリケーションを実行するプロセッサとを具備し、
前記カプラは、
基板と、
前記基板の表面上に設けられ、複数の開放端を含む結合素子であって、前記結合素子の給電点から前記各開放端までの電気長が前記電磁波の中心周波数に対応する波長の1/4の整数倍である結合素子と、
前記結合素子の短絡点に電気的に接続された短絡素子と、
前記基板の裏面側に設けられた地板であって、前記地板の一部を折り曲げることによって形成された突状部であって、前記給電点と前記短絡点との間を結ぶ直線に沿って延在すると共に前記基板の裏面に上端が接触し、且つ前記上端が前記短絡素子に電気的に接続される突状部と、隙間をおいて前記誘電体基板に対向するベース部とを含む地板と、
前記突状部の上端の裏面に設けられ、前記基板内の第1スルーホールを介して前記給電点に接続される給電端子とを具備し、
前記カプラは、前記結合素子が前記本体の前記第1の面に対向するように前記本体内に配置されていることを特徴とする電子機器。 - 前記突状部は前記地板の一端から前記地板の他端に延在しており、
前記カプラは、前記給電端子に接続された給電ケーブルが前記本体の前壁側または側壁側から前記本体の内側に向けて導出されるように、前記本体の前記側壁の延存方向に対して前記突状部の延存方向が直交する向きにまたは前記本体の前記側壁の延存方向に対して前記突状部の延存方向が直交する向きに配置されていることを特徴とする請求項7記載の電子機器。 - 前記本体は、下部ケースと、前記第1の面を含むトップカバーとを含み、
前記カプラは、前記結合素子が前記トップカバーの前記第1の面に対向し且つ前記地板が前記下部ケースに対向するように前記本体内に配置されていることを特徴とする請求項7記載の電子機器。 - 前記下部ケースの底面上に配置された電磁波シールド層をさらに具備することを特徴とする請求項9記載の電子機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010263872A JP5284336B2 (ja) | 2010-11-26 | 2010-11-26 | 電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010263872A JP5284336B2 (ja) | 2010-11-26 | 2010-11-26 | 電子機器 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010035034A Division JP4875176B2 (ja) | 2010-02-19 | 2010-02-19 | アンテナ及びカプラ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011172207A true JP2011172207A (ja) | 2011-09-01 |
JP5284336B2 JP5284336B2 (ja) | 2013-09-11 |
Family
ID=44685813
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010263872A Expired - Fee Related JP5284336B2 (ja) | 2010-11-26 | 2010-11-26 | 電子機器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5284336B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015204497A (ja) * | 2014-04-11 | 2015-11-16 | セイコーエプソン株式会社 | 直線偏波アンテナ、円偏波アンテナおよび電子機器 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6058573B2 (ja) | 2014-03-13 | 2017-01-11 | 株式会社東芝 | アンテナおよび電子機器 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000196341A (ja) * | 1998-12-24 | 2000-07-14 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | パッチアンテナおよびそれを用いた電子機器 |
JP2000332523A (ja) * | 1999-05-24 | 2000-11-30 | Hitachi Ltd | 無線タグ、その製造方法及びその配置方法 |
JP2005039754A (ja) * | 2003-06-26 | 2005-02-10 | Alps Electric Co Ltd | アンテナ装置 |
JP2007194707A (ja) * | 2006-01-17 | 2007-08-02 | Sony Corp | 平面アンテナ装置 |
JP2009004875A (ja) * | 2007-06-19 | 2009-01-08 | Toshiba Corp | 電子機器 |
-
2010
- 2010-11-26 JP JP2010263872A patent/JP5284336B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000196341A (ja) * | 1998-12-24 | 2000-07-14 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | パッチアンテナおよびそれを用いた電子機器 |
JP2000332523A (ja) * | 1999-05-24 | 2000-11-30 | Hitachi Ltd | 無線タグ、その製造方法及びその配置方法 |
JP2005039754A (ja) * | 2003-06-26 | 2005-02-10 | Alps Electric Co Ltd | アンテナ装置 |
JP2007194707A (ja) * | 2006-01-17 | 2007-08-02 | Sony Corp | 平面アンテナ装置 |
JP2009004875A (ja) * | 2007-06-19 | 2009-01-08 | Toshiba Corp | 電子機器 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015204497A (ja) * | 2014-04-11 | 2015-11-16 | セイコーエプソン株式会社 | 直線偏波アンテナ、円偏波アンテナおよび電子機器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5284336B2 (ja) | 2013-09-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4875176B2 (ja) | アンテナ及びカプラ | |
US8581112B2 (en) | Coupler apparatus | |
JP5058356B1 (ja) | カプラおよび電子機器 | |
JP2021170847A (ja) | 電子機器 | |
JP2011138403A (ja) | 情報処理装置 | |
US9306260B2 (en) | Coupler and electronic apparatus | |
JP2013222271A (ja) | 電子機器および変換アダプタ | |
JP5284336B2 (ja) | 電子機器 | |
US9288894B2 (en) | Coupler apparatus | |
JP4922382B2 (ja) | カプラ装置および結合素子 | |
JP5417497B2 (ja) | カプラを備えたカード装置および電子機器 | |
US8248308B2 (en) | Coupler apparatus | |
JP5362081B2 (ja) | カプラを備えたカード装置および電子機器 | |
US9276318B2 (en) | Coupler apparatus and communication apparatus | |
JP2018201127A (ja) | 電子機器 | |
JP5102116B2 (ja) | 無線携帯端末装置 | |
US8729743B2 (en) | Coupler apparatus | |
JP6782837B2 (ja) | 端末 | |
JP2018107630A (ja) | 電子機器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121218 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130215 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130507 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130529 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |