JP2014093751A - 情報処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナが配設された上側ユニットを下側ユニットに重ね合わせた時においても、アンテナ特性を悪化させず、良好な受信又は送信が行える情報処理装置を提供する
【解決手段】第１配線基板１が配設された下側ユニット３と、一対のアンテナ素子５ａ，５ｂを有するダイポールアンテナ５が配設され、下側ユニット３との重ね合わせが可能となるように構成された上側ユニット４と、を備えた情報処理装置１００であって、下側ユニット３には、電気的に接続された複数の金属導体６，７，８が設けられていて、上側ユニット４を下側ユニット３に重ね合わせた時、一対のアンテナ素子５ａ，５ｂそれぞれが、複数の金属導体６，７，８の内の２個の金属導体６，７それぞれに近接して対向し、一対のアンテナ素子５ａ，５ｂと複数の金属導体６，７，８とでループアンテナを構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、アンテナを内蔵し、アンテナによって受信又は送信を行う機能を有した情報処理装置に関する。

従来、パーソナルコンピューターなどの情報処理装置においては、他の機器と無線通信を行なったり、地上デジタルテレビジョン放送の受信を行なったりするために、装置内にアンテナが実装されているものがある。

また、近年では、アンテナが実装され、表示部にタブレットを有する上側ユニットがヒンジを介して下側ユニットに回動可能に取り付けられた情報処理装置が普及し始めている。この種の情報処理装置では、一般的に、タブレット面が上方を向くように上側ユニットの背面を下側ユニットの上面に合わせることにより、タブレットモードと呼ばれるタブレット使用形態が実現される。

特許文献１に開示された情報処理装置は、例えばタブレットＰＣと呼ばれるパーソナルコンピューターである。図１１に示すように、タブレットＰＣ９００は、液晶パネル（表示部）８３０にタブレットを有するディスプレイユニット８００がヒンジ９２０を介して本体７００に回動可能に取り付けられた構造を有する。また、ディスプレイユニット８００には、アンテナ８１０Ａ，８１０Ｂが設けられている。このような構造により、ディスプレイユニット８００を、ヒンジ９２０を軸として自由に回転させることができ、例えば液晶パネル８３０の表示面を外側に向けて本体７００に閉じることができる。

図１１（ａ）においては、液晶パネル８３０の表示面を内側に向けてディスプレイユニット８００を本体７００から開いた状態（「ラップトップモード」と呼ばれるラップトップ使用形態に相当）が示されている。

また、図１１（ｂ）には、液晶パネル８３０の表示面を外側に向けてディスプレイユニット８００を本体７００側に閉じた状態が示されている。即ち、液晶パネル８３０の表示面と対向する背面が本体７００の上面と対向するように位置した状態（「タブレットモード」と呼ばれるタブレット使用形態に相当）が示されている。

特開２００７−２９３７０６号公報

タブレットＰＣ９００の本体７００の内部には、種々の電子回路が搭載されていると共に、図示せぬグランドパターン等の金属箔パターンを有した配線基板や、金属製筐体に内蔵されたバッテリー等が備えられている。しかし、これら金属箔パターン、及び金属製筐体は、アンテナ８１０Ａ，８１０Ｂと近接した場合、アンテナ８１０Ａ，８１０Ｂに干渉し、アンテナ性能に影響を与えてしまう可能性があった。

タブレットＰＣ９００において、アンテナ８１０Ａ，８１０Ｂが地上デジタルテレビジョン放送を受信するためのアンテナであった場合、図１１（ａ）に示すラップトップモードでの使用であれば、テレビジョン放送を受信することに関して問題はない。なぜなら、図１１（ａ）に示すとおり、本体７００内の金属箔パターン及び金属製筐体は、アンテナ８１０Ａ，８１０Ｂから遠く離れた位置に配置されることになるため、アンテナ８１０Ａ，８１０Ｂのアンテナ性能に影響を与えてしまうことはない。

しかしながら、図１１（ｂ）に示すようなタブレットモードでの使用の場合、次のような問題が生じてしまう。タブレットモードの場合、ディスプレイユニット８００は、本体７００の上面と対向するため、アンテナ８１０Ａ，８１０Ｂが、本体７００に配設されている金属箔パターン及び金属製筐体に近接してしまうことになる。

ところが、金属箔パターン及び金属製筐体がアンテナ８１０Ａ，８１０Ｂに近接した場合、金属箔パターン及び金属製筐体とアンテナ８１０Ａ，８１０Ｂとが容量結合し、アンテナとして正常に動作させることが困難となり、その性能が大幅に劣化してしまう。

図１２に、液晶パネル８３０の周囲に地上デジタルテレビジョン放送受信用のダイポールアンテナが配設されているとした場合の情報処理装置のアンテナ特性を示す。

図１２（ａ）にラップトップモードの場合、図１２（ｂ）にタブレットモードの場合のそれぞれのＶＳＷＲ（Ｖｏｌｔａｇｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｗａｖｅ ｒａｔｉｏ／電圧定在波比）の周波数特性を示す。尚、地上デジタルテレビジョン放送の帯域幅は、４７０ＭＨｚから７１０ＭＨｚである。また、ＶＳＷＲは、アンテナを正常に動作させるための指標であり、その値は１に近いほど良い特性を示していることになる。図１２（ａ）に示すように、ラップトップモードの場合は、地上デジタルテレビジョン放送の帯域幅において、その値は約４以下であり良好な特性を示している。

しかしながら、タブレットモードの場合、図１２（ｂ）に示すように、地上デジタルテレビジョン放送の帯域幅において、ＶＳＷＲの値は８から９の値を示しており、ラップトップモードの場合に比べてかなり悪化していることがわかる。このようなＶＳＷＲの特性であっては、地上デジタルテレビジョン放送の受信は、非常に困難になってしまう。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、情報処理装置において、アンテナが配設された上側ユニットを下側ユニットに重ね合わせた時でも、アンテナ特性を悪化させず、良好な受信又は送信を行えるようにすることにある。

この課題を解決するために、本発明の情報処理装置は、第１配線基板が配設された下側ユニットと、一対のアンテナ素子を有するダイポールアンテナが配設され、前記下側ユニットとの重ね合わせが可能となるように構成された上側ユニットと、を備えた情報処理装置であって、前記下側ユニットには、電気的に接続された複数の金属導体が設けられていて、前記上側ユニットを前記下側ユニットに重ね合わせた時、前記一対のアンテナ素子それぞれが、前記複数の金属導体の内の２個の金属導体それぞれに近接して対向し、前記一対のアンテナ素子と前記複数の金属導体とでループアンテナを構成するという特徴を有する。

このように構成された情報処理装置では、一対のアンテナ素子を有するダイポールアンテナを備えた上側ユニットを、電気的に接続された複数の金属導体が設けられている下側ユニットに重ね合わせた時、一対のアンテナ素子と複数の金属導体の内の２個の金属導体それぞれとを近接して対向させることによりループアンテナを構成するようにしたため、良好な受信又は送信を行なえるようにすることが可能となった。

また、上記の構成において、前記金属導体は、第１金属導体と、第２金属導体と、所定のインダクタンスを持つと共に、前記第１金属導体と前記第２金属導体とを接続する第３金属導体と、を含み、前記下側ユニットに前記上側ユニットを重ね合わせた時、前記第１金属導体が前記一対のアンテナ素子の一方のアンテナ素子と対向し、前記第２金属導体が前記一対のアンテナ素子の他方のアンテナ素子と対向するようにしたという特徴を有する。

このように構成された情報処理装置では、第３金属導体に所定のインダクタンスを持たせ、第１金属導体が一対のアンテナ素子の一方のアンテナ素子と対向し、第２金属導体が一対のアンテナ素子の他方のアンテナ素子と対向するようにしたため、一対のアンテナ素子と第１乃至第３の金属導体とで容易にループアンテナを構成できる。

また、上記の構成において、前記下側ユニットは、バッテリーを内部に備えた金属製筐体を有し、前記第１金属導体は、前記第１配線基板に形成されている第１金属箔パターンであり、前記第２金属導体は、前記金属製筐体であり、前記第３金属導体は、前記第１金属箔パターンと前記金属製筐体とを接続するケーブルであるという特徴を有する。

このように構成された情報処理装置では、第１及び第２の金属導体を特別に用意しなくても、第１金属導体として第１配線基板に形成されている第１金属箔パターンを利用し、第２金属導体としてバッテリーを内部に備えた金属製筐体を利用することができるため、第３金属導体として第１金属箔パターンと金属製筐体とを接続するケーブルを設けるだけで、容易にループアンテナを構成することが可能となる。

また、上記の構成において、前記下側ユニットには、第２配線基板が備えられていて、前記第１金属導体は、前記第１配線基板に形成されている第１金属箔パターンであり、前記第２金属導体は、前記第２配線基板に形成されている第２金属箔パターンであり、前記第３金属導体は、前記第１金属箔パターンと前記第２金属箔パターンとを接続するケーブルであるという特徴を有する。

このように構成された情報処理装置では、第１及び第２の金属導体を特別に用意しなくても、第１金属導体として第１配線基板に形成されている第１金属箔パターンを利用し、第２金属導体として第２配線基板に形成されている第２金属箔パターンを利用することができるため、第３金属導体として第１金属箔パターンと第２金属箔パターンとを接続するケーブルを設けるだけで、容易にループアンテナを構成することが可能となる。

また、上記の構成において、前記下側ユニットと前記上側ユニットとが、それぞれ矩形形状をしていると共に、ヒンジで回動可能に繋がっていて、前記ダイポールアンテナの給電部が、前記上側ユニットの前記ヒンジに最も近い側の一辺の中央部近傍に設けられており、前記一対のアンテナ素子それぞれの開放端部が、前記上側ユニットの前記ヒンジに最も遠い側の一辺に沿って設けられていると共に、前記それぞれの開放端部が向かい合っていて、前記下側ユニットに前記上側ユニットを重ね合わせた時、前記第３金属導体が、前記それぞれの開放端部間に配置されるという特徴を有する。

このように構成された情報処理装置では、一対のアンテナ素子それぞれの開放端部が、上側ユニットのヒンジに最も遠い側の一辺に沿って設けられていると共に、それぞれの開放端部が向かい合っていて、下側ユニットに上側ユニットを重ね合わせた時、第３金属導体が、それぞれの開放端部間に配置されるため、容易にループアンテナを構成させることが可能となる。

また、上記の構成において、前記一対のアンテナ素子と前記金属導体とでループアンテナを構成した時の、前記ループアンテナの電気長は、送信又は受信する信号の波長と同一に設定されているという特徴を有する。

このように構成された情報処理装置では、電気長を正確に構成したループアンテナを実現させることが可能となる。

また、上記の構成において、前記上側ユニットは、表示部を有しており、前記一対のアンテナ素子は、前記表示部の周辺に設けられているという特徴を有する。

このように構成された情報処理装置では一対のアンテナ素子は、前記表示部の周辺に設けられているため、一対のアンテナ素子が表示部と重ならず、表示部からの干渉を避けることができる。

本発明の情報処理装置によれば、一対のアンテナ素子を有するダイポールアンテナが配設された上側ユニットを、電気的に接続された複数の金属導体が設けられている下側ユニットに重ね合わせた時、一対のアンテナ素子と金属導体とを近接して対向させ、ループアンテナを構成させるようにした。そのため、ダイポールアンテナが配設された上側ユニットを金属導体が設けられている下側ユニットに重ね合わせた時においても、アンテナ特性を悪化させず、良好な受信又は送信を行うことが可能になった。

本発明の第１実施形態に係る情報処理装置の斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る情報処理装置の上側ユニットを開いて使用する時の平面図と、正面図と、側面図である。 本発明の第１実施形態に係る情報処理装置の上側ユニットを閉じて使用する時の平面図と、正面図と、側面図である。 本発明の第１実施形態に係る情報処理装置の上側ユニットを閉じて使用する時の正面図の拡大断面図である。 本発明の第１実施形態に係る情報処理装置のアンテナの構成に関する模式図である。 本発明の第１実施形態に係る情報処理装置のアンテナ特性を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る情報処理装置の上側ユニットを逆側に閉じた時の平面図と、正面図と、側面図である。 本発明の第２実施形態に係る情報処理装置の上側ユニットを開いて使用する時の平面図と、正面図と、側面図である。 本発明の第２実施形態に係る情報処理装置の上側ユニットを閉じて使用する時の平面図と、正面図と、側面図である。 本発明の第２実施形態に係る情報処理装置の上側ユニットを閉じて使用する時の正面図の拡大断面図である。 従来例に係る情報処理装置の斜視図である。 従来例の変形例に係る情報処理装置のアンテナ特性を示す図である。

本発明においては、情報処理装置の本体側ユニットを下側ユニットと称し、本体側ユニットに重ねられる側のユニットを上側ユニットと称する。
また、本発明は、上側ユニットが下側ユニットに重ねられるように構成された装置であれば、どのような装置であっても実現可能である。即ち、下側ユニットに回動可能に設けられたタブレットＰＣ等の装置は勿論のこと、上側ユニットが表示部を有さず、上側ユニットが下側ユニットと重ねられるように構成され、その状態で情報処理を行う形態の情報処理装置においても実現可能である。例えば、表示部を有さない上側ユニットが下側ユニットと重ねられた状態で、本発明の装置から他の表示部を有する情報処理装置に無線で通信可能な場合の情報処理装置においても実現可能である。

以下、本発明実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１（ａ）、（ｂ）には、本発明の第１実施形態に係る情報処理装置１００が斜視図で示されている。図２は、第１実施形態に係る情報処理装置１００の上側ユニット４を開いた時の平面図（ａ）と、正面図（ｂ）と、側面図（ｃ）である。図３は、第１実施形態に係る情報処理装置１００の上側ユニット４を閉じた時、即ちタブレットモードの時の平面図（ａ）と、正面図（ｂ）と、側面図（ｃ）であり、図４は、図３（ａ）に示すＡ−Ａ線から見た時の拡大断面図である。図５は、第１実施形態に係る情報処理装置１００のループアンテナの構成に関する説明図であり、図６は、第１実施形態に係る情報処理装置１００のアンテナ特性を示す図である。図７は、第１実施形態に係る情報処理装置１００の上側ユニット４を逆側に閉じた時、即ち情報処理装置１００の表示部１２を使用しない時の平面図と、正面図と、側面図である。

[第１実施形態]
図１（ａ），（ｂ）に示す第１実施形態に係る情報処理装置１００は、例えばタブレットＰＣと呼ばれるパーソナルコンピューターである。情報処理装置１００は、表示部１２にタブレットを有する上側ユニット４がヒンジ１１を介して下側ユニット３に回動可能に取り付けられた構造を有する。また、下側ユニット３及び上側ユニット４は、それぞれ矩形形状をしている。このような構造により、上側ユニット４は、ヒンジ１１を軸として自由に回転させることができる。従って、表示部１２の表示面を外側に、又は内側に向けた状態で上側ユニット４が下側ユニット３に重ね合わせられることが可能となるように構成されている。図１（ａ）においては、表示部１２の表示面を内側に向けて上側ユニット４を下側ユニット３から開いた状態即ちラップトップモードが示されている。また、図１（ｂ）においては、表示部１２の表示面を外側に向けて上側ユニット４を下側ユニット３に閉じた状態即ちタブレットモードが示されている。図１（ａ）の状態から図１（ｂ）の状態にするには、ヒンジ１１の中央部を支点として上側ユニット４を１８０°回転させ、その状態で上側ユニット４を下側ユニット３に重ね合わせるようにすればよい。

上側ユニット４には、図１（ａ），（ｂ）に示すように、表示部１２を備えていると共に、表示部１２の周囲に、一対の第１アンテナ素子５ａ，第２アンテナ素子５ｂ、及びヒンジ１１の近傍に配設された給電部５ｃを有するダイポールアンテナ５を備えている。

下側ユニット３には、情報処理に関する回路や、地上デジタル放送受信のための回路等を含む第１電子回路１ａが搭載された第１配線基板１を、図１（ａ），（ｂ）に示すように備えている。また、この第１電子回路１ａに電源を供給するためのバッテリー９が第１配線基板１に平行して設けられている。

次に、図２、図３、及び図４を用いて、情報処理装置１００の各構成要素の配置等について更に詳しく説明する。尚、説明及び図を分かりやすくするため、図２及び図３では、下側ユニット３を構成している外側筐体が透明であると仮定して各構成要素を表示する。逆に、上側ユニット４においては、外側筐体は非透明であると仮定して各構成要素を表示する。

図２は、上側ユニット４を開いた時、即ちラップトップモード時の状態を表している。尚、説明のため、上側ユニット４は下側ユニット３に対して、１８０度開いた状態を示している。上側ユニット４において、ダイポールアンテナ５を構成する第１アンテナ素子５ａ及び第２アンテナ素子５ｂは、表示部１２の周囲に設けられている。このように、第１アンテナ素子５ａ及び第２アンテナ素子５ｂを、表示部１２とは重ならないように、表示部１２の周囲に設けることにより、ダイポールアンテナ５が表示部１２から干渉を受けることを避けることができる。また、第１アンテナ素子５ａ及び第２アンテナ素子５ｂは、それぞれ開放端部５ｄ、５ｅを有している。そして、それぞれの開放端部５ｄ、５ｅが、上側ユニット４のヒンジ１１に最も遠い側の一辺に沿って設けられていると共に、それぞれの開放端部５ｄ、５ｅが、向かい合っている。

第１アンテナ素子５ａ及び第２アンテナ素子５ｂは、金属板又は基板上に配設された金属箔パターン等で構成されている。また、図２（ｃ）に示すとおり、ダイポールアンテナ５は、上側ユニット４の表示部１２が設けられている面（Ｚ１方向の面）とは反対の面（Ｚ２方向の面）の内側に設けられている。尚、ダイポールアンテナ５は、上側ユニット４の表示部１２が設けられている面（Ｚ１方向の面）に設けられていても問題はない。

下側ユニット３には、第１配線基板１とバッテリー９が設けられている。それと共に、第１配線基板１の一部である第１金属導体６と、バッテリー９を覆う第２金属導体７と、第１金属導体６と第２金属導体７とを接続する第３金属導体８と、の複数の金属導体が電気的に接続された状態で設けられている。

第１配線基板１には、図２（ａ），（ｂ）に示すように、上側ユニット４に対向する面（Ｚ１方向の面）に第１金属導体６としての第１金属箔パターン１ｂが形成されている。尚、第１金属箔パターン１ｂは、第１配線基板１の上側ユニット４に対向する面とは反対の面に設けられていても良い。また、第１金属箔パターン１ｂは、図１に示す第１電子回路１ａの接地用のパターンであることが好ましい。

下側ユニット３には、金属製筐体１０が配設されており、金属製筐体１０の内部には、情報処理装置１００内の各電子回路等に電源を供給するバッテリー９が備えられている。尚、この金属製筐体１０が第２金属導体７として動作することになる。

下側ユニット３には、また、第１金属箔パターン１ｂと金属製筐体１０とを接続する第３金属導体８としてのケーブル１３が設けられている。第３金属導体８としてのケーブル１３は、下側ユニット３のヒンジ１１に最も遠い側の一辺の中央部近傍に設けられていている。尚、第１金属箔パターン１ｂと金属製筐体１０とケーブル１３との関係については、後に図４を用いて詳しく説明する。

図２に示すラップトップモード時に、ダイポールアンテナ５を使用する場合、例えば、地上デジタル放送を受信する場合について説明する。ダイポールアンテナ５で受信したテレビジョン信号は、第１配線基板１に搭載された第１電子回路１ａ内の図示せぬチューナ回路に入力されて信号処理された後、希望の放送内容の映像が表示部１２に表示される。この時、ダイポールアンテナ５の一対の第１アンテナ素子５ａ，第２アンテナ素子５ｂは、下側ユニット３内の第１金属箔パターン１ｂ及び金属製筐体１０から十分離れた位置にある。そのため、第１金属箔パターン１ｂ及び金属製筐体１０が一対の第１アンテナ素子５ａ，第２アンテナ素子５ｂに影響を与えてしまうことはない。尚、上側ユニット４が、下側ユニット３に対し、１８０度以外の角度で開かれていたとしても同様である。また、一対の第１アンテナ素子５ａ，第２アンテナ素子５ｂが表示部１２の周辺に設けられているため、表示部１２による干渉を受けることもない。従って、ラップトップモード時においては、問題なく地上デジタル放送を受信することができる。

次にタブレットモード時の動作について説明する。図３は、上側ユニット４を閉じた時、即ちタブレットモード時の状態を表している。尚、上側ユニット４及び下側ユニット３に配設されている各構成要素それぞれについては、図２で示したラップトップモード時と同一であるので、その説明は省略する。

上側ユニット４を閉じた時、上側ユニット４内の表示部１２の表示面は、下側ユニット３と対向する面とは反対の面（Ｚ１方向の面）に配置されることになる。そして、逆にダイポールアンテナ５の第１アンテナ素子５ａ及び第２アンテナ素子５ｂは、図３（ｂ）に示すように、下側ユニット３と対向する面（Ｚ２方向の面）に配置される。尚、第１アンテナ素子５ａ及び第２アンテナ素子５ｂは、下側ユニット３と対向する面とは反対の面（Ｚ１方向の面）即ち表示部１２と同一の面に配置されていても良い。

上側ユニット４を閉じて、ダイポールアンテナ５の第１アンテナ素子５ａ及び第２アンテナ素子５ｂが、下側ユニット３に配設されている第１金属導体６及び第２金属導体７と対向して近接する状態について図４を用いて詳しく説明する。

図４は、図３（ａ）に示すＡ−Ａ線から見た時の拡大断面図である。上側ユニット４において第１アンテナ素子５ａ及び第２アンテナ素子５ｂは、下側ユニット３の第１配線基板１及びバッテリー９に対向する位置に配置されている。詳しくは、第１アンテナ素子５ａが、第１金属導体６としての第１金属箔パターン１ｂと対向して近接しており、第２アンテナ素子５ｂが、第２金属導体７としての金属製筐体１０に対向して近接している。尚、第１アンテナ素子５ａと第１金属箔パターン１ｂとの間の間隔Ｄ１、及び第２アンテナ素子５ｂと金属製筐体１０との間の間隔Ｄ２は、互いが容量結合するに足る間隔に設定されている。

また、第３金属導体８としてのケーブル１３は、その一端が、第１配線基板１に半田付けされ、半田付けされた先は、第１スルーホール１ｃによって第１金属箔パターン１ｂに接続されている。そして、ケーブル１３の他端は、金属製筐体１０に半田付けされている。従って、第１金属導体６としての第１金属箔パターン１ｂと、第３金属導体８としてのケーブル１３と、第２金属導体７としての金属製筐体１０とが繋がって、１つの連続した金属導体として構成される。尚、ケーブル１３は、第１スルーホール１ｃを介して第１金属箔パターン１ｂに接続された例を示したが、第１金属箔パターン１ｂに直接半田付けされて接続されていても良い。また、図４のように構成することによって、下側ユニット３に上側ユニット４を重ね合わせた時、第３金属導体８としてのケーブル１３は、アンテナ素子５ａ，５ｂそれぞれの開放端部５ｄ，５ｅ間に配置されることになる。

ところで、ダイポールアンテナ５は、第１アンテナ素子５ａ及び第２アンテナ素子５ｂによって構成されるアンテナ長を、受信する信号の波長の１／２（１／２λ）に設定されている。そして、このダイポールアンテナ５のアンテナ長、即ち１／２λに対して、第１金属箔パターン１ｂと、ケーブル１３と、金属製筐体１０とによる１つの連続した金属導体の経路長も、約１／２λに設定されている。また、前述したとおり、第１アンテナ素子５ａと第１金属箔パターン１ｂ、及び第２アンテナ素子５ｂと金属製筐体１０とは、互いに容量結合している。その結果、第１金属箔パターン１ｂ及び金属製筐体１０及びケーブル１３とによる１つの連続した金属導体と、ダイポールアンテナ５とが結合して１つのループアンテナを構成している。

そして、このループアンテナのアンテナ長は、ダイポールアンテナ５のアンテナ長と前述の経路長を足したアンテナ長となり、結果として受信する信号の波長の長さ（１λ）に設定されることになる。尚、このループアンテナのアンテナ長は、第３金属導体８としてのケーブル１３の有するインダクタンスＬ１を、所定のインダクタンス即ち、ループアンテナ全体として１λになるインダクタンスに設定することで調整することができる。

尚、図４に示すように、上側ユニット４には、表示部１２が設けられていて、第１アンテナ素子５ａ及び第２アンテナ素子５ｂは、表示部１２が設けられている側の面（Ｚ１側の面）とは反対の面（Ｚ２側の面）に設けられる。しかし、表示部１２の有り無しにかかわらず、第１アンテナ素子５ａ及び第２アンテナ素子５ｂは、第１金属導体６及び第２金属導体７との容量結合が可能であれば、上側ユニット４のＺ１側の面又はＺ２側の面のどちらの面に設けられても良い。

次に、前述したループアンテナが構成される様子を、図５に示す模式図で説明する。図５（ａ）は、本発明を適用していない場合の情報処理装置を表す模式図であり、図５（ｂ）は、本発明を適用した場合の情報処理装置１００を表す模式図である。

図５（ａ）は、上側ユニット４を下側ユニット３に重ねた時の一対のアンテナ素子５ａ，５ｂと、第１金属導体６としての第１金属箔パターン１ｂ、及び第２金属導体７としての金属製筐体１０との関係を表している。尚、第３金属導体８に相当するものは存在しておらず、実際の装置においては、第１金属箔パターン１ｂと金属製筐体１０とは切り離されているか、又は何らかの導体で接続されていたとしても、その導体のインダクタンスは、特に考慮されていない。

図５（ａ）に示すように、本発明を適用していない場合の情報処理装置では、一対のアンテナ素子５ａ，５ｂと第１金属箔パターン１ｂ及び金属製筐体１０とはそれぞれＣ１乃至Ｃ４で表されているキャパシタンスで結合されていると考えられる。Ｃ１乃至Ｃ４で表されているキャパシタンスは、上側ユニット４が下側ユニット３に重ねられて、一対のアンテナ素子５ａ，５ｂと第１金属箔パターン１ｂ及び金属製筐体１０とが対向して近接した時に、その間に発生する寄生容量である。

一対のアンテナ素子５ａ，５ｂは、元々１／２λの電気長を持つダイポールアンテナ５を、給電部５ｃと共に構成していたが、Ｃ１乃至Ｃ４があることにより、それぞれ第１金属箔パターン１ｂ及び金属製筐体１０に結合してしまう。その結果、アンテナインピーダンスは、想定しているアンテナインピーダンスに対して大幅に異なってしまう。その結果、図１２（ｂ）に示したようにＶＳＷＲが悪化し、アンテナとして正常に動作しなくなる。

本発明を適用した場合の情報処理装置１００においては、図４に示すとおり、第１金属導体６としての第１金属箔パターン１ｂと第２金属導体７としての金属製筐体１０との間に、第３金属導体８としてのケーブル１３が接続されている。そして、図５（ｂ）に示すとおり、本発明を適用していない場合の情報処理装置と同様に、一対のアンテナ素子５ａ，５ｂと第１金属箔パターン１ｂ及び金属製筐体１０とはそれぞれＣ１乃至Ｃ４で表されているキャパシタンスで結合されていると考えられる。しかし、本発明を適用した場合の情報処理装置１００は、本発明を適用していない場合の情報処理装置に対して、第３金属導体８としてのケーブル１３があるという唯一の相違点によって、その作用が大きく異なることになる。

第１金属箔パターン１ｂと金属製筐体１０とケーブル１３とを接続した時の経路長は、受信する信号の波長の約１／２（１／２λ）に設定されている。そして、第１金属箔パターン１ｂと金属製筐体１０とケーブル１３とを接続した時の経路を、一対のアンテナ素子５ａ，５ｂと容量結合させることによって、受信する信号の波長と同じ長さ（１λ）のループアンテナを構成させることができる。尚、構成されるループアンテナの電気長については、ケーブル１３のインダクタンスＬ１を調整することによって１λに調整可能である。

このように、本発明を適用した情報処理装置１００は、第１金属箔パターン１ｂ及び金属製筐体１０と一対のアンテナ素子５ａ，５ｂとを結合させ、第３金属導体８としてのケーブル１３を追加することにより、新たに１λのループアンテナを構成するようにした。その結果、ダイポールアンテナ５が配設された上側ユニット４を、電気的に接続された複数の金属導体６、７、８が設けられている下側ユニット３に重ね合わせた時に、良好な受信又は送信を行うことが可能になった。

図６に、本発明を適用した情報処理装置１００に適用されたアンテナの、アンテナＶＳＷＲ特性を示す。これは、図１（ｂ）、又は図３に示した上側ユニット４を下側ユニット３側に閉じた状態（タブレットモード）の時の特性である。尚、図１（ａ）又は図２に示した上側ユニット４を下側ユニット３側から開いた状態（ラップトップモード）の時の特性は、本発明を適用しない情報処理装置のラップトップモード時のアンテナＶＳＷＲ特性（図１２（ａ）参照）と同等である。図６で示すように、地上デジタル放送受信帯域４７０ＭＨｚから７１０ＭＨｚにおいてＶＳＷＲは約３以下であり、良好な特性を示している。

図７は、本発明の第１実施形態に係る情報処理装置１００の上側ユニット４を、表示部１２を下側ユニット３側（Ｚ２の方向）に向けて閉じた時の平面図（図７（ａ））と、正面図（図７（ｂ））と、側面図（図７（ｃ））である。図７の示す情報処理装置１００は、表示部１２を使用しない場合の状態の図であり、ヒンジ１１によって上側ユニット４を回転させ、表示部１２の表示面を装置の内側に向けて閉じておくことができる。

図８、図９及び図１０に、本発明の第２実施形態に係る情報処理装置２００を示す。図８は、本発明の第２実施形態に係る情報処理装置２００の上側ユニット４を開いて使用する時の平面図（図８（ａ））と、正面図（図８（ｂ））と、側面図（図８（ｃ））である。また、図９は、本発明の第２実施形態に係る情報処理装置２００の上側ユニット４を閉じて使用する時の平面図（図９（ａ））と、正面図（図９（ｂ））と、側面図（図９（ｃ））である。また、図１０は、図９ｂに示すＢ−Ｂ線から見た本発明の第２実施形態に係る情報処理装置２００の正面図の拡大断面図である。尚、説明及び図を分かりやすくするため、図８及び図９において、下側ユニット３を構成している外側筐体が透明であると仮定して各構成要素を表示する。逆に、上側ユニット４においては、外側筐体は非透明であると仮定して各構成要素を表示する。

[第２実施形態]
第２実施形態に係る情報処理装置２００と、第１実施形態に係る情報処理装置１００との相違点は、第１実施形態に係る情報処理装置１００の下側ユニット３内に配設されていたバッテリー９及びバッテリー９を収納していた金属製筐体１０が存在しないことである。そして、第２実施形態に係る情報処理装置２００においては、バッテリー９及び金属製筐体１０の代わりに、第２電子回路２ａ及び第２金属箔パターン２ｂが形成された第２配線基板２が配設されている。尚、バッテリー９及び金属製筐体１０は、情報処理装置２００の内部になくて、情報処理装置２００の外部にあっても良いし、第１配線基板１又は、第２配線基板２の下側（Ｚ２方向）のスペースに配設されていても良い。

図８は、上側ユニット４を開いた時、即ちラップトップモード時の状態を表している。また、図９は、上側ユニット４を閉じた時、即ちタブレットモード時の状態を表している。上側ユニット４については第１実施形態に係る情報処理装置１００と同一であるため、説明は省略する。

図８及び図９のように、下側ユニット３には第１配線基板１と第２配線基板２が配設されており、第１配線基板１に第１金属導体６としての第１金属箔パターン１ｂが設けられ、第２配線基板２に第２金属導体７としての第２金属箔パターン２ｂが設けられている。また、第１金属箔パターン１ｂと第２金属箔パターン２ｂとを接続する第３金属導体８としてのケーブル１３が第１配線基板１と第２配線基板２との間に設けられている。

図１０は、図９ｂに示すＢ−Ｂ線から見た本発明の第２実施形態に係る情報処理装置２００の拡大断面図である。図１０に示すように、第１配線基板１及び第２配線基板２には、それぞれ第１電子回路１ａ及び第２電子回路２ａが搭載されているが、第１電子回路１ａ及び第２電子回路２ａはそれぞれ用途の異なる電子回路である。例えば一方が情報処理のための回路であり、他方が無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の無線通信用の回路である。

上側ユニット４において第１アンテナ素子５ａ及び第２アンテナ素子５ｂは、下側ユニット３に対向する位置に配置されている。詳しくは、第１アンテナ素子５ａが、第１金属導体６としての第１金属箔パターン１ｂと対向して近接しており、第２アンテナ素子５ｂが、第２金属導体７としての第２金属箔パターン２ｂと対向して近接している。尚、第１アンテナ素子５ａと第１金属箔パターン１ｂとの間の間隔Ｄ３、及び第２アンテナ素子５ｂと第２金属箔パターン２ｂとの間の間隔Ｄ４は、互いが容量結合するに足る間隔に設定されている。

また、第３金属導体８としてのケーブル１３は、その一端が、第１配線基板１に半田付けされ、半田付けされた先は、第１スルーホール１ｃによって第１金属箔パターン１ｂに接続されている。同様に、他端は、第２配線基板２に半田付けされ、半田付けされた先は、第２スルーホール２ｃによって第２金属箔パターン２ｂに接続されている。従って、第１金属導体６としての第１金属箔パターン１ｂと、第３金属導体８としてのケーブル１３と、第２金属導体７としての第２金属箔パターン２ｂとが１つの連続した金属導体として構成される。尚、ケーブル１３は、第１スルーホール１ｃ又は第２スルーホール２ｃを介して第１金属箔パターン１ｂ又は第２金属箔パターン２ｂに接続された例を示したが、第１金属箔パターン１ｂ又は第２金属箔パターン２ｂに直接半田付けされて接続されていても良い。

情報処理装置２００も、第１実施形態に係る情報処理装置１００と同様に、第１金属箔パターン１ｂと、第２金属箔パターン２ｂと、ケーブル１３とによる１つの連続した金属導体のアンテナ長は、約１／２λに設定されている。また、第１アンテナ素子５ａと第１金属箔パターン１ｂ、及び第２アンテナ素子５ｂと第２金属箔パターン２ｂとは、互いに容量結合している。その結果、第１金属箔パターン１ｂと第２金属箔パターン２ｂとケーブル１３とによる１つの連続した金属導体と、ダイポールアンテナ５とが結合して１つのループアンテナを構成している。そして、このループアンテナのアンテナ長は、ダイポールアンテナ５のアンテナ長又は前述した１つの連続した金属導体の経路長を足したアンテナ長となり、結果として受信する信号の波長の長さ（１λ）に設定されることになる。尚、このループアンテナのアンテナ長は、第３金属導体８としてのケーブル１３の有するインダクタンスＬ１を所定のインダクタンス即ち、全体として１λになるインダクタンスに設定することで調整することができる。

情報処理装置２００におけるループアンテナが構成される様子については、前述した図５に示す模式図と同様であるので省略する。

以上説明したように、本発明の情報処理装置１００又は２００は、一対のアンテナ素子５ａ，５ｂを有するダイポールアンテナ５が配設された上側ユニット４を、電気的に接続された複数の金属導体６、７、８が設けられている下側ユニット３に重ね合わせた時、一対のアンテナ素子５ａ，５ｂと金属導体６、７とを近接して対向させ、ループアンテナを構成させるようにした。そのため、ダイポールアンテナ５が配設された上側ユニット４を、電気的に接続された複数の金属導体６、７、８が設けられている下側ユニット３に重ね合わせた時に、良好な受信又は送信を行うことが可能になった。

本発明は上記の第１実施形態及び第２実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。

従って、上側ユニットが表示部を有さず、上側ユニットが下側ユニットと重ねられている状態で情報処理を行う形態の情報処理装置においても実現可能である。例えば、表示部を有さない上側ユニットが下側ユニットと重ねられた状態で、表示部を有する他の情報処理装置に無線で通信可能な場合の情報処理装置においても実現可能である。

１ 第１配線基板
１ａ 第１電子回路
１ｂ 金属箔パターン
１ｃ スルーホール
２ 第２配線基板
２ａ 第２電子回路
２ｂ 金属箔パターン
２ｃ スルーホール
３ 下側ユニット
４ 上側ユニット
５ ダイポールアンテナ
５ａ 第１アンテナ素子
５ｂ 第２アンテナ素子
５ｃ 給電部
５ｄ 開放端部
５ｅ 開放端部
６ 第１金属導体
７ 第２金属導体
８ 第３金属導体
９ バッテリー
１０ 金属製筐体
１１ ヒンジ
１２ 表示部
１３ ケーブル
１４ 半田
１００ 情報処理装置
２００ 情報処理装置

Claims (7)

1. 第１配線基板が配設された下側ユニットと、一対のアンテナ素子を有するダイポールアンテナが配設され、前記下側ユニットとの重ね合わせが可能となるように構成された上側ユニットと、を備えた情報処理装置であって、
   前記下側ユニットには、電気的に接続された複数の金属導体が設けられていて、
   前記上側ユニットを前記下側ユニットに重ね合わせた時、前記一対のアンテナ素子それぞれが、前記複数の金属導体の内の２個の金属導体それぞれに近接して対向し、前記一対のアンテナ素子と前記複数の金属導体とでループアンテナを構成することを特徴とする情報処理装置。
2. 前記金属導体は、第１金属導体と、第２金属導体と、所定のインダクタンスを持つと共に、前記第１金属導体と前記第２金属導体とを接続する第３金属導体と、を含み、
   前記下側ユニットに前記上側ユニットを重ね合わせた時、前記第１金属導体が前記一対のアンテナ素子の一方のアンテナ素子と対向し、前記第２金属導体が前記一対のアンテナ素子の他方のアンテナ素子と対向するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記下側ユニットは、バッテリーを内部に備えた金属製筐体を有し、
   前記第１金属導体は、前記第１配線基板に形成されている第１金属箔パターンであり、
   前記第２金属導体は、前記金属製筐体であり、
   前記第３金属導体は、前記第１金属箔パターンと前記金属製筐体とを接続するケーブルであることを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
4. 前記下側ユニットには、第２配線基板が備えられていて、
   前記第１金属導体は、前記第１配線基板に形成されている第１金属箔パターンであり、
   前記第２金属導体は、前記第２配線基板に形成されている第２金属箔パターンであり、
   前記第３金属導体は、前記第１金属箔パターンと前記第２金属箔パターンとを接続するケーブルであることを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
5. 前記下側ユニットと前記上側ユニットとが、それぞれ矩形形状をしていると共に、ヒンジで回動可能に繋がっていて、
   前記ダイポールアンテナの給電部が、前記上側ユニットの前記ヒンジに最も近い側の一辺の中央部近傍に設けられており、
   前記一対のアンテナ素子それぞれの開放端部が、前記上側ユニットの前記ヒンジに最も遠い側の一辺に沿って設けられていると共に、前記それぞれの開放端部が向かい合っていて、
   前記下側ユニットに前記上側ユニットを重ね合わせた時、前記第３金属導体が、前記それぞれの開放端部間に配置されることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の情報処理装置。
6. 前記一対のアンテナ素子と前記金属導体とでループアンテナを構成した時の、前記ループアンテナの電気長は、送信又は受信する信号の波長と同一に設定されていることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の情報処理装置。
7. 前記上側ユニットは、表示部を有しており、前記一対のアンテナ素子は、前記表示部の周辺に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の情報処理装置。
   

Images