JP2017135672A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】放射素子への給電構造が脆弱化しにくい、電子機器を提供すること。【解決手段】アンテナを備えた電子機器であって、前記アンテナは、放射素子と、前記放射素子に電磁界結合で非接触に給電する給電素子とを有し、前記放射素子と前記給電素子の少なくとも一方は、可撓部材に設けられた、電子機器。【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器に関する。

従来、衣類等に設置可能な柔軟性を有するアンテナが知られている（例えば、特許文献１を参照）。このアンテナは、柔軟性を有する放射導体に給電ケーブルを介して給電する接触給電構造を備える。

特許第４１８２２２９号公報

しかしながら、従来技術では、放射導体と給電ケーブルとをはんだ付けにより接触させる必要がある。そのため、アンテナが柔軟性を有しても、アンテナが繰り返し屈曲されることにより、放射導体と給電ケーブルとが接触する部分が脆弱化しやすい。

そこで、本発明は、放射素子への給電構造が脆弱化しにくい、電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、一つの案では、
アンテナを備えた電子機器であって、
前記アンテナは、放射素子と、前記放射素子に電磁界結合で非接触に給電する給電素子とを有し、
前記放射素子と前記給電素子の少なくとも一方は、可撓部材に設けられた、電子機器が提供される。

本案によれば、前記放射素子と前記給電素子との電磁界結合により、前記給電素子は前記放射素子に電磁界結合で非接触に給電できるので、前記放射素子への給電構造が脆弱化しにくくなる。

本発明の一実施形態に係る電子機器の一例を模式的に示す斜視図である。 図１に示された電子機器の断面の一例を模式的に示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る電子機器２の一例を模式的に示す平面図である。電子機器２は、アンテナを備えた電子機器の一例である。

アンテナを備えた電子機器とは、例えば、据え置き型のテレビやパソコン等の表示機器自体、表示機器に搭載される装置、移動体自体、又は移動体に搭載される装置である。移動体の具体例として、携帯可能な携帯端末装置、自動車等の車両、ロボットなどが挙げられる。携帯端末装置の具体例として、携帯電話、スマートフォン、コンピュータ、ゲーム機、テレビ、音楽や映像のプレーヤー、ウェアラブルデバイスなどが挙げられる。ウェアラブルデバイスの具体的な形態として、リストウォッチ型、ペンダント型、メガネ型などが挙げられる。

図１は、電子機器２の一例を模式的に示す斜視図である。図２は、電子機器２の断面の一例を模式的に示す断面図である。図２は、電子機器２の背面部である裏蓋４を取り除いた状態を例示する。裏蓋４は、絶縁性の部品であり、外形フレーム３に取り付けられる。裏蓋４は、可撓性を有する。図２には、電子機器２の断面構成を容易に把握可能にするため、電子機器２が平面的に示されている。電子機器２は、可撓性を有するが、図２のような平面状になるまで可撓性を有しなくてもよい。

電子機器２は、画像を表示可能なタッチパネル５と、タッチパネル５及び裏蓋４が固定される外形フレーム３とを備える。タッチパネル５は、タッチ式の入力部とパネル型の表示部とを含んで構成された表示パネルの一例である。外形フレーム３は、タッチパネル５の外周縁部を覆った状態でタッチパネル５を支える部品である。外形フレーム３は、電子機器２の外周側面の外形の少なくとも一部を形成する筐体フレームである。タッチパネル５及び外形フレーム３は、可撓性を有する。

電子機器２は、例えば、基板１３と、電子回路１０と、伝送線路１１と、アンテナ２５とを備える。また、電子機器２は、可撓性を有する部材（可撓部材）を備える。可撓部材の具体例として、裏蓋４、外形フレーム３、タッチパネル５、基板１３などが挙げられる。

基板１３は、外形フレーム３に収容された基板の一例であり、誘電体を主成分とする部品である。基板１３は、例えば、可撓性を有するフレキシブル基板である。基板１３は、第１の基板表面と、第１の基板表面とは反対側の第２の基板表面とを有する。例えば、第１の基板表面には、電子回路１０が実装され、第２の基板表面には、グランド１４が形成されている。グランド１４は、例えば、基板１３に形成されたグランドパターンである。グランド外縁１４ａは、グランド１４の直線的な外縁の一例である。

電子回路１０は、基板１３に実装された電子回路の一例である。電子回路１０は、例えば、アンテナ２５を介して信号を受信する受信機能と、アンテナ２５を介して信号を送信する送信機能との少なくとも一方の機能を含む集積回路である。電子回路１０は、例えば、ＩＣチップによって実現される。

伝送線路１１は、電子回路１０に接続された、グランド１４を利用する伝送線路の一例である。伝送線路１１の具体例として、マイクロストリップライン、ストリップライン、グランドプレーン付きコプレーナウェーブガイド（信号線の形成される導体面とは反対側の表面にグランドプレーンが配置されたコプレーナウェーブガイド）、コプレーナストリップラインなどが挙げられる。図２には、基板１３をストリップ導体とグランドパターンとで挟んで形成された伝送線路１１が例示されている。

電子機器２は、電子機器２外部との無線通信機能を実現するためのアンテナ２５を備える。アンテナ２５は、例えば、ブルートゥース（登録商標）等の無線通信規格、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ等の無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格に対応する。アンテナ２５は、伝送線路１１に接続されたアンテナの一例である。

アンテナ２５は、伝送線路１１の終端１２に接続された給電素子２１と、給電素子２１と電磁界結合する放射素子２２とを有する。終端１２は、グランド１４をグランド基準とする給電点である。

給電素子２１は、基板１３に配置されてもよいし、基板１３以外の箇所に配置されてもよい。給電素子２１が基板１３に配置されている場合、給電素子２１は、例えば、基板１３の第１の基板表面に形成された導体パターンである。

給電素子２１は、グランド１４から離れる方向に延伸し、グランド１４をグランド基準とする給電点（終端１２）に接続される第１の共振器の一例である。給電素子２１は、放射素子２２に対して非接触で高周波的に結合して給電可能な線状導体である。図面には、グランド外縁１４ａに対して直角な方向に延在する直線状導体と、グランド外縁１４ａに並走して延在する直線状導体とによって、Ｌ字状に形成された給電素子２１が例示されている。図示の場合、給電素子２１は、終端１２を起点に端部２１ａから延伸してから曲折部２１ｃで折れ曲がり、先端部２１ｂまで延伸する。先端部２１ｂは、他の導体が接続されていない開放端である。図面には、Ｌ字状の給電素子２１が例示されているが、給電素子２１の形状は、直線状、メアンダ状、ループ状などの他の形状でもよい。

放射素子２２は、例えば、給電素子２１から離れて配置され、給電素子２１が共振することにより放射導体として機能する第２の共振器の一例である。放射素子２２は、例えば、給電素子２１と電磁界結合することにより給電されて放射導体として機能する。

放射素子２２は、裏蓋４に配置されてもよいし、裏蓋４以外の箇所（例えば、基板１３、外形フレーム３、タッチパネル５など）に配置されてもよい。

放射素子２２は、グランド外縁１４ａに沿うように延伸する導体部分２３を有する。導体部分２３は、グランド外縁１４ａから離れて位置する。放射素子２２がグランド外縁１４ａに沿った導体部分２３を有することによって、例えば、アンテナ２５の指向性を容易に調整することが可能となる。

給電素子２１と放射素子２２は、例えば、互いに電磁界結合可能な距離で離れて配置されている。放射素子２２は、給電素子２１から給電を受ける給電部３６を有している。放射素子２２は、給電部３６で給電素子２１を介して電磁界結合によって非接触で給電される。このように給電されることによって、放射素子２２は、アンテナ２５の放射導体として機能する。

図示のように、放射素子２２が２点間（一方の端部２２ａと他方の端部２２ｂとの間）を結ぶ線状導体である場合、半波長ダイポールアンテナと同様の共振電流（定在波状に分布する電流）が放射素子２２上に形成される。すなわち、放射素子２２は、所定の周波数の半波長で共振するダイポールアンテナとして機能（以下、ダイポールモードという）する。

また、図示しないが、放射素子２２は線状導体で四角形を形成するようなループ状導体であってもよい。放射素子２２がループ状導体である場合、ループアンテナと同様の共振電流（定在波状に分布する電流）が放射素子２２上に形成される。すなわち、放射素子２２は、所定の周波数の１波長で共振するループアンテナとして機能（以下、ループモードという）する。

また、図示しないが、放射素子２２は、終端１２のグランド基準に接続される線状導体であってもよい。終端１２のグランド基準とは、例えば、グランド１４などである。例えば、放射素子２２の端部２２ｂが、グランド１４の外縁（例えば、グランド外縁１４ａ）に接続される。放射素子２２は、一端が終端１２のグランド基準に接続され、他端が開放端である線状導体である場合、λ／４モノポールアンテナと同様の共振電流（定在波状に分布する電流）が放射素子２２上に形成される。すなわち、放射素子２２は、所定の周波数の４分の１波長で共振するモノポールアンテナとして機能（以下、モノポールモードという）する。

また、放射素子２２は、電子機器２に固有の構成部品における金属部であってもよい。又は、放射素子２２は、電子機器２に固有の構成部品における樹脂部に設けられていてもよい。電子機器２に固有の構成部品とは、例えば、外形フレーム３、タッチパネル５、カメラ、バッテリ、スピーカなどである。

例えば、放射素子２２が外形フレーム３における金属部である場合、アンテナ２５は、外形フレーム３の金属部を、給電素子２１と電磁界結合する放射素子２２として利用する。外形フレーム３は、電子機器２に構成される部品であり、電子機器２に固有の構成部品の一例である。外形フレーム３の金属部は、外形フレーム３の一部でもよいし、外形フレーム３の全体でもよい。外形フレーム３の金属部は、給電素子２１と電磁界結合することにより給電素子２１から給電されて放射導体として機能する。このように、外形フレーム３の金属部と、給電素子２１との電磁界結合によって、給電素子２１は外形フレーム３の金属部に電磁界結合で非接触に給電できる。したがって、外形フレーム３の金属部と給電素子２１とをネジ止め等により接触させる必要がなくなるので、放射素子２２への給電構造が脆弱化しにくくなる。

もしくは、放射素子２２が外形フレーム３における樹脂部に設けられる場合、外形フレーム３の樹脂部に設けられた放射素子２２と、給電素子２１との電磁界結合によって、給電素子２１は放射素子２２に電磁界結合で非接触に給電できる。外形フレーム３の樹脂部は、外形フレーム３の一部でもよいし、外形フレーム３の全体でもよい。したがって、外形フレーム３の樹脂部に設けられた放射素子２２と、給電素子２１とをネジ止め等により接触させる必要がなくなるので、放射素子２２への給電構造が脆弱化しにくくなる。

電子機器２に固有の構成部品が、外形フレーム３、タッチパネル５、カメラ、バッテリ又はスピーカの場合も、外形フレーム３の上述の場合と同様に電磁界結合での非接触給電を行うことで、電子機器２内部の省スペース化が可能となる。

このように、本実施形態によれば、放射素子２２と給電素子２１との電磁界結合により、給電素子２１は放射素子２２に電磁界結合で非接触に給電できる。よって、電子機器２が繰り返し屈曲されても、放射素子２２と給電素子２１とは非接触であるので、放射素子２２への給電構造が脆弱化しにくい。その結果、例えば、電子機器２を自由に折り曲げても、アンテナ２５のアンテナ利得等の性能の劣化を抑制することができる。

以上、電子機器を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。

例えば、電磁界結合で非接触に給電する箇所を複数設けることで、アンテナ２５のマルチバンド化やワイドバンド化が可能となる。

２ 電子機器
３ 外形フレーム
４ 裏蓋
５ タッチパネル
６ バッテリ
８ スピーカ
１０ 電子回路
１１ 伝送線路
１２ 終端
１３ 基板
１４ グランド
２１ 給電素子
２２ 放射素子
２５ アンテナ

Claims (1)

1. アンテナと可撓部材とを備えた電子機器であって、
   前記アンテナは、放射素子と、前記放射素子に電磁界結合で非接触に給電する給電素子とを有し、
   前記放射素子と前記給電素子の少なくとも一方は、前記可撓部材に設けられた、電子機器。

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