JP2019062411A - 通信デバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化の実現に適した通信デバイスを提供する。【解決手段】通信デバイスは、基板と、基板に配置される電源部から供給される電力によって駆動され、基板に設けられるRF回路と、RF回路のRF信号出力端子と電気的に接続され、アンテナの少なくとも一部を構成し、第1の端部と第1方向において第1の端部と反対側に位置する第2の端部とを有する導体部と、を備え、導体部は、基板と離間して配置された導体と、基板から導体に向かう方向である第2方向に延在し、導体に立設された立設部とを備え、導体部の少なくとも一部が、電源部の第2方向の移動を制限する。【選択図】図1
Description
本発明は、通信デバイスに関する。
従来、人体や物品に取り付けることが可能な、無線通信を行う通信デバイスが知られている。例えば、特許文献1には、RF(Radio Frequency)信号を送受信するアンテナパターンを有する通信装置が開示されている。
このような通信デバイスは、その配置位置の自由度の向上や、携帯性の向上などの観点から、より小さい寸法であることが望まれる。
したがって、小型化の実現に適した通信デバイスを提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
本発明の一実施態様としての通信デバイスは、通信デバイスは、基板と、前記基板に配置される電源部から供給される電力によって駆動され、前記基板に設けられるRF回路と、前記RF回路のRF信号出力端子と電気的に接続され、アンテナの少なくとも一部を構成し、第1の端部と第1方向において前記第1の端部と反対側に位置する第2の端部とを有する導体部と、を備え、前記導体部は、前記基板と離間して配置された導体と、前記基板から前記導体に向かう方向である第2方向に延在し、前記導体に立設された立設部とを備え、前記導体部の少なくとも一部が、前記電源部の前記第2方向の移動を制限する。
本発明の一実施態様としての通信デバイスは、通信デバイスは、基板と、前記基板に配置される電源部から供給される電力によって駆動され、前記基板に設けられるRF回路と、前記RF回路のRF信号出力端子と電気的に接続され、アンテナの少なくとも一部を構成し、第1の端部と第1方向において前記第1の端部と反対側に位置する第2の端部とを有する導体部と、を備え、前記導体部は、前記基板と離間して配置された導体と、前記基板から前記導体に向かう方向である第2方向に延在し、前記導体に立設された立設部とを備え、前記導体部の少なくとも一部が、前記電源部の前記第2方向の移動を制限する。
小型化の実現に適した通信デバイスを提供することができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の通信デバイスが用いられる通信システムの構成の一例を示す図である。
通信システム1は、人体や物品に取り付けられた通信装置2から情報を取得して、この取得した情報を管理するシステムである。通信システム1は、通信装置2aと、通信装置2bと、ハブ装置3aと、ハブ装置3bと、サーバ装置4とを備える。以下の説明では、通信装置2aと、通信装置2bとを区別しない場合には、総称して通信装置2と記載する。以下の説明では、ハブ装置3aと、ハブ装置3bとを区別しない場合には、総称してハブ装置3と記載する。
図1は、本発明の通信デバイスが用いられる通信システムの構成の一例を示す図である。
通信システム1は、人体や物品に取り付けられた通信装置2から情報を取得して、この取得した情報を管理するシステムである。通信システム1は、通信装置2aと、通信装置2bと、ハブ装置3aと、ハブ装置3bと、サーバ装置4とを備える。以下の説明では、通信装置2aと、通信装置2bとを区別しない場合には、総称して通信装置2と記載する。以下の説明では、ハブ装置3aと、ハブ装置3bとを区別しない場合には、総称してハブ装置3と記載する。
通信装置2は、ハブ装置3との間で、無線通信する装置である。通信装置2は、通信デバイス100をそれぞれ備える。この通信装置2は、小型であり、人体や物品に取り付けることができる。通信デバイス100は、例えば、BLE(Bluetooth(登録商標) Low Energy)などの低消費電力での無線通信が可能な通信規格を用いて無線通信する。例えば、通信装置2には、自装置を識別するための通信装置固有の識別情報が、それぞれ記憶される。通信装置2は、識別情報を通信デバイス100を介して、ハブ装置3に送信する。また、通信装置2は、例えば、自装置が取り付けられた人体の体温や脈拍などの生体情報を検出し、検出した生体情報をハブ装置3に送信する。
ハブ装置3は、通信装置2との間で、無線通信する。また、ハブ装置3は、サーバ装置4との間で、通信する。なお、ハブ装置3とサーバ装置4との間の通信は、無線通信であってもよく、有線通信であってもよい。この一例では、ハブ装置3とサーバ装置4との間の通信は、無線LAN(Local Area Network)によって通信する。また、ハブ装置3は、通信装置2から送信された信号を受信する際、RSSI(Received Signal Strength Indication)を検出し、その検出結果をサーバ装置4に供給する機能も有している。
サーバ装置4は、通信装置2及びハブ装置3から取得した情報を管理する装置である。サーバ装置4は、ハブ装置3を介して通信装置2から送信された情報を取得する。サーバ装置4は、例えば、ハブ装置3から取得したRSSIのデータを基に、通信装置2の位置を把握する。
この構成により、通信システム1は、例えば、サーバ装置4によって通信装置2の位置を把握することができる。また、通信システム1は、通信装置2が定期的に生体情報を送信する場合には、サーバ装置4によって取得された生体情報に基づいて、通信装置2が取り付けられた人体の生体情報を把握することができる。
<第1の実施形態>
次に、図2を参照して、上述した通信デバイス100の第1の実施形態の構成について説明する。以下の説明では、3次元直交座標系として、XYZ座標系を示す。X軸方向は、通信デバイス100が備える長方形の基板の長辺と平行な方向である。以下の説明では、X軸方向のことを第1方向とも記載する場合もある。Y軸方向は、X軸方向に直交する方向であって、通信デバイス100が備える長方形の基板の短辺と平行な方向である。以下の説明では、Y軸方向のことを第3方向とも記載する場合もある。Z軸方向は、基板の面をXY平面としたときの基板の面に対する法線方向である。以下の説明では、Y軸方向のことを第2方向とも記載する場合もある。基板は、Z軸方向のゼロの位置に配置される。
次に、図2を参照して、上述した通信デバイス100の第1の実施形態の構成について説明する。以下の説明では、3次元直交座標系として、XYZ座標系を示す。X軸方向は、通信デバイス100が備える長方形の基板の長辺と平行な方向である。以下の説明では、X軸方向のことを第1方向とも記載する場合もある。Y軸方向は、X軸方向に直交する方向であって、通信デバイス100が備える長方形の基板の短辺と平行な方向である。以下の説明では、Y軸方向のことを第3方向とも記載する場合もある。Z軸方向は、基板の面をXY平面としたときの基板の面に対する法線方向である。以下の説明では、Y軸方向のことを第2方向とも記載する場合もある。基板は、Z軸方向のゼロの位置に配置される。
図2は、第1の実施形態に係る通信デバイス100の外観構成の一例を示す図である。
図2(a)は、通信デバイス100を、Z軸の正の方向からZ軸の負の方向に見た平面図の一例である。図2(b)は、通信デバイス100を、Y軸の負の方向からY軸の正の方向に見た平面図の一例である。
図2(a)は、通信デバイス100を、Z軸の正の方向からZ軸の負の方向に見た平面図の一例である。図2(b)は、通信デバイス100を、Y軸の負の方向からY軸の正の方向に見た平面図の一例である。
通信デバイス100は、基板101と、電池160と、アンテナと、RF回路110と、ローパスフィルタ170と、ハイパスフィルタ180と、を備える。
電池160と、RF回路110と、ローパスフィルタ170と、ハイパスフィルタ180とのそれぞれは、基板101の一方又は他方の面の少なくとも一方に設けられる。この一例では、電池160と、RF回路110と、ローパスフィルタ170と、ハイパスフィルタ180とは、基板101をZ軸の正の方向から見た面に設けられる。以下の説明では、基板101をZ軸の正の方向から見た面のことを、表面とも記載する。また、以下の説明では、基板101をZ軸の負の方向から見た面のことを、裏面とも記載する。基板101の形状は、X軸方向に長辺をもち、Y軸方向に短辺をもつ長方形である。
電池160と、RF回路110と、ローパスフィルタ170と、ハイパスフィルタ180とのそれぞれは、基板101の一方又は他方の面の少なくとも一方に設けられる。この一例では、電池160と、RF回路110と、ローパスフィルタ170と、ハイパスフィルタ180とは、基板101をZ軸の正の方向から見た面に設けられる。以下の説明では、基板101をZ軸の正の方向から見た面のことを、表面とも記載する。また、以下の説明では、基板101をZ軸の負の方向から見た面のことを、裏面とも記載する。基板101の形状は、X軸方向に長辺をもち、Y軸方向に短辺をもつ長方形である。
なお、以下の説明では、基板101の表面に、RF回路110、ローパスフィルタ170及びハイパスフィルタ180を設ける構成について説明するが、これに限られない。RF回路110、ローパスフィルタ170及びハイパスフィルタ180などの部品は、ビア導体を介して裏面に設けられてもよい。
<通信デバイス100が備える各部品の接続について>
電池160は、基板101の表面に配置される。電池160は、基板101のX軸の正の方向の端の近くに配置される。
電池160が備える負極は、導電性のパターン121に設けられたビア導体を介して第1導体120と接続される。第1導体120は、基板101の裏面に設けられる。第1導体120は、基板101の裏面の面積よりも面積が小さい長方形のパターンである。第1導体120は、例えば、端部E1と、端部E2とを有する。端部E2は、第1方向において端部E1と反対側に位置する。端部E1は、第1の端部の一例である。端部E2は、第2の端部の一例である。なお、第1導体120の形状は長方形に限られない。
電池160は、基板101の表面に配置される。電池160は、基板101のX軸の正の方向の端の近くに配置される。
電池160が備える負極は、導電性のパターン121に設けられたビア導体を介して第1導体120と接続される。第1導体120は、基板101の裏面に設けられる。第1導体120は、基板101の裏面の面積よりも面積が小さい長方形のパターンである。第1導体120は、例えば、端部E1と、端部E2とを有する。端部E2は、第1方向において端部E1と反対側に位置する。端部E1は、第1の端部の一例である。端部E2は、第2の端部の一例である。なお、第1導体120の形状は長方形に限られない。
電池160が備える正極は、第3電源線152を介して第1電源線150と接続される。第3電源線152は、第1電源線150からZ軸の正の方向に延在する導体である。電池160が備える正極は、第3電源線152と、第1電源線150とを介して、ローパスフィルタ170の一端と接続される。
ローパスフィルタ170の他端は、第2電源線151を介してRF回路110が備える電源入力端子と接続される。RF回路110が備えるRF信号を出力するRF信号出力端子は、第1出力線140を介してハイパスフィルタ180の一端と接続される。ハイパスフィルタ180の他端は、第2出力線141を介して立設部131と接続される。第1電源線150、第2電源線151、第1出力線140及び第2出力線141は、基板101に設けられたパターンである。
立設部131のZ軸負側の一端は、第2出力線141と接続される。立設部131は、第1導体120から第2導体120に向かう方向(この例ではZ軸の正の方向)に延在しており、第2出力線141からZ軸の正の方向に延在している。立設部131の基板101の表面から離れた位置にあるZ軸正側の他端は、第2導体130のX軸負側の一端と接続される。第2導体130は、立設部131の他端と接続される位置から電池160の正極の方向に延在している。立設部131は導体であり、RF信号出力端子と、第2導体130とを導通させる。つまり、第2導体130は、RF回路110のRF信号出力端子に接続される。第2の導体部には、第2導体130と、立設部131とが含まれる。第2の導体部は、導体部の一例である。
電池160、RF回路110、ローパスフィルタ170及びハイパスフィルタ180は、第2導体130と第1導体120との間の空間に配置される。電池160が第2の導体部(この例では第2導体130)と第1導体120との間の空間に配置される前の、第2の導体部(この例では第2導体130)とパターン121との間の距離H1は、パターン121と接触する電池160の高さH2よりも短い。言い換えると、電池160が配置されない状態における、第2の導体部(この例では第2導体130)とパターン121との間の距離H1は、電池160の一方の面と他方の面との距離である厚さH2よりも短い。このため、電池160は、少なくともZ軸方向の移動が制限される。
電池160、RF回路110、ローパスフィルタ170及びハイパスフィルタ180は、第2導体130と第1導体120との間の空間に配置される。電池160が第2の導体部(この例では第2導体130)と第1導体120との間の空間に配置される前の、第2の導体部(この例では第2導体130)とパターン121との間の距離H1は、パターン121と接触する電池160の高さH2よりも短い。言い換えると、電池160が配置されない状態における、第2の導体部(この例では第2導体130)とパターン121との間の距離H1は、電池160の一方の面と他方の面との距離である厚さH2よりも短い。このため、電池160は、少なくともZ軸方向の移動が制限される。
第2導体130のX軸正側の他端は、電池160の正極と接触する。電池160の正極と接触する第2導体130の面が、接触面190である。本実施形態では、接触面190を介して第2導体130と電池160とが直接接触する。なお、第2導体130は、第2導体130と電池160の正極との間に導電性をもつ物体を介して電池160の正極に接触されてもよいし、電池160の正極に直接接触されてもよい。
第2導体130及び立設部131は、例えば、一枚の板金を折り曲げ加工することにより、一体として構成することができる。あるいは、第2導体130と、立設部131とをそれぞれ別体の板金により形成し、それらの板金を溶接などにより導通する状態で接続してもよい。
アンテナは、基板101の裏面に設けられた第1導体120と、この第1導体120と離間して配置された第2の導体部(第2導体130及び立設部131)とを備える。第2導体130は、例えば、第1導体120と対向する位置に設けられる。
第1導体120は、例えば、XY平面に広がる板状の導体である。この一例では、第1導体120は、X軸方向を長手方向として延在する。第1導体120は、基板101の裏面に設けられている。第1導体120は、この一例では、電池160の負極と接続される。具体的には、第1導体120は、基板101に設けられたビア導体を介して、電池160の負極と接続される。
第1出力線140及び第2出力線141は、RF回路110と第2導体130とを接続する導体であり、所定の特性インピーダンス(例えば、50オーム)を有する伝送線路として機能する。第2導体130は、上述したように、基板101に対して第1導体120と対向する位置に設けられる。
基板101は、電気絶縁性を有する。
電池160は、RF回路110に電力を供給する。電池160は、この一例では、ボタン型電池又はコイン型電池である。電池160は、電源部の一例である。電池160は、正極と、この正極と対向する位置に負極とを有している。また、通信デバイス100は、電池160の基板101と対向しない面と、電源入力端子とを接続する第1電源線150、第2電源線151、及び第3電源線152を備える。電池160の基板101と対向しない面とは、例えば、電池160の側面である。一般に、ボタン型電池及びコイン型電池の側面は、正極である。つまり、この一例では、電源入力端子には、正の電位が印加される。
電池160は、RF回路110に電力を供給する。電池160は、この一例では、ボタン型電池又はコイン型電池である。電池160は、電源部の一例である。電池160は、正極と、この正極と対向する位置に負極とを有している。また、通信デバイス100は、電池160の基板101と対向しない面と、電源入力端子とを接続する第1電源線150、第2電源線151、及び第3電源線152を備える。電池160の基板101と対向しない面とは、例えば、電池160の側面である。一般に、ボタン型電池及びコイン型電池の側面は、正極である。つまり、この一例では、電源入力端子には、正の電位が印加される。
また、この一例では、電池160とRF回路110が備える電源入力端子との間に、ローパスフィルタ170が、直列に接続される。ローパスフィルタ170は、電源入力端子への高周波数のノイズの流入を抑制する。ローパスフィルタ170は、例えば、インダクタなどの誘導素子を備え、インダクタは、電池160とRF回路110が備える電源入力端子との間に、直列に接続される。電池160とRF回路110が備える電源入力端子との間には、第1の整合回路が接続されることが好ましく、ローパスフィルタ170は、第1の整合回路の一部として電池160とRF回路110が備える電源入力端子との間に、直列に接続されることが好ましい。第1の整合回路は、例えば、第1電源線150と第2電源線151との間のインピーダンス整合のために設けられ、一例として、第1電源線150及び第2電源線151の少なくとも一方と第1導体120とに接続されたキャパシタなどの容量素子をさらに有している。
RF回路110は、RF信号を生成する。この一例に示すRF回路110は、表面実装型のパッケージに封止される。RF回路110は、電源入力端子と、RF信号出力端子と、グラウンド端子とを少なくとも備える。グラウンド端子は、ビア導体と第1導体120とを介して、電池160の負極と接続される。RF回路110は、電源入力端子に入力される電力によって動作する。RF回路110は、RF信号出力端子から、RF信号を出力する。このRF信号は、例えば、上述した識別情報や、上述した生体情報などの情報に基づいて生成される信号である。
また、この一例では、立設部131(第2の導体部)とRF回路110が備えるRF信号出力端子との間に、ハイパスフィルタ180が、直列に接続される。ハイパスフィルタ180は、RF信号出力端子への低周波数のノイズの流入を抑制する。ハイパスフィルタ180は、例えば、キャパシタなどの容量素子を備え、キャパシタは、立設部131(第2の導体部)とRF回路110が備えるRF信号出力端子との間に、直列に接続される。立設部131(第2の導体部)とRF回路110が備えるRF信号出力端子との間には、第2の整合回路が接続されることが好ましく、ハイパスフィルタ180は、第2の整合回路の一部として第2の導体部とRF回路110が備えるRF信号出力端子との間に、直列に接続されることが好ましい。第2の整合回路は、例えば、第2の導体部及び第2出力線141と第1出力線140との間のインピーダンス整合のために設けられ、一例として、第1出力線140及び第2出力線141の少なくとも一方と第1導体120とに接続されたキャパシタなどの容量素子またはインダクタなどの誘導素子をさらに有している。なお、通信デバイス100は、ハイパスフィルタ180に代えてバンドパスフィルタを備えてもよい。
上述した構成のアンテナを備える通信デバイス100は、第1導体120の電位を基準電位として第2導体130及び立設部131にRF回路110から第1出力線140及び第2出力線141を介してRF信号が印加される。ここで、アンテナの電気長が、このRF信号の波長λの半分(λ/2)と等しくなるように設計されることが望ましい。第2の整合回路に含まれる誘導素子のインダクタンスや容量素子のキャパシタンスを調整することで、アンテナの電気長がRF信号の波長λの半分と等しくなるように設計することもできる。
<第1の実施形態のまとめ>
上述したように、通信デバイス100は、第2の導体部を備える。この第2の導体部の少なくとも一部が、電池160のZ軸方向の移動を制限する。例えば、電池160が第2導体130(第2の導体部)と第1導体120との間の空間に配置される前の、第2導体130(第2の導体部)とパターン121との間の距離H1は、電池160の一方の面と他方の面との距離である厚さH2よりも短い。電池160は、第2導体130の弾性力により、基板101に押し付けられる。これにより、電池160は、Z軸方向の移動が制限される。つまり、第2の導体部は、電池160のZ軸方向の移動を制限する。これにより、通信デバイス100は、電池160を保持する電池ホルダーを設ける必要がない。一般に、電池ホルダーを基板101に設けるためには、多くの基板面積が必要とされる。通信デバイス100は、電池160を保持する電池ホルダーを設ける必要がないため、基板面積を小さくすることができる。また、第2の導体部は、アンテナの一部を構成する。このため、通信デバイス100は、アンテナが電池ホルダーを兼ねる。これにより、小型化の実現に適した通信デバイスを提供することができる。
上述したように、通信デバイス100は、第2の導体部を備える。この第2の導体部の少なくとも一部が、電池160のZ軸方向の移動を制限する。例えば、電池160が第2導体130(第2の導体部)と第1導体120との間の空間に配置される前の、第2導体130(第2の導体部)とパターン121との間の距離H1は、電池160の一方の面と他方の面との距離である厚さH2よりも短い。電池160は、第2導体130の弾性力により、基板101に押し付けられる。これにより、電池160は、Z軸方向の移動が制限される。つまり、第2の導体部は、電池160のZ軸方向の移動を制限する。これにより、通信デバイス100は、電池160を保持する電池ホルダーを設ける必要がない。一般に、電池ホルダーを基板101に設けるためには、多くの基板面積が必要とされる。通信デバイス100は、電池160を保持する電池ホルダーを設ける必要がないため、基板面積を小さくすることができる。また、第2の導体部は、アンテナの一部を構成する。このため、通信デバイス100は、アンテナが電池ホルダーを兼ねる。これにより、小型化の実現に適した通信デバイスを提供することができる。
なお、上述した説明では、電池160が第2導体130(第2の導体部)と第1導体120との間の空間に配置される前の、第2導体130(第2の導体部)とパターン121との間の距離H1は、電池160の一方の面と他方の面との距離である厚さH2よりも短い場合の構成について説明したが、これに限られない。電池160は、第2の導体部によってZ軸方向の移動が制限されればよい。例えば、厚さH2の電池160に、Z軸方向に厚さをもつ導体又は絶縁体の物体が取り付けたものを、第2導体130(第2の導体部)と第1導体120(パターン121)との間の空間に配置するようにしてもよい。この場合、電池と電池に取り付けられた導体又は絶縁体のZ軸方向の合計厚さが、距離H1よりも長い場合には、距離H1は厚さH2よりも長くてもよい。
なお、上述した説明では、第2導体130(第2の導体部)が電池160のZ軸方向の移動を制限する構成について説明したが、これに限られない。例えば、第2導体130(第2の導体部)は、電池160との接触部の摩擦により、XY軸方向の移動を制限してもよい。また、電池160は、XY軸方向の移動が、基板101と接する銅箔面との摩擦や、基板101の銅箔を保護するレジストなどの段差や、移動を制限させる部材などにより制限されると、より強固に保持される。このXY軸方向の移動を制限させる部材は、例えば、板状、柱状の部材である。XY軸方向の移動を制限させる部材は、プラスチックなどから構成される。
なお、上述した説明では、電源入力端子に正の電位が印加される場合について説明したが、これに限られない。電源入力端子には、RF回路110の動作電圧に応じて負の電位が印加されてもよい。つまり、上述した第1の実施形態において、第1導体120が電池160の正極に接続され、電源入力端子が電池160の負極に接続され、第2の導体部(第2導体130)が電池160の負極に直接又は導体を介して接続されるようにしてもよい。
なお、上述した説明では、通信デバイス100はローパスフィルタ170を備える構成について説明したが、ローパスフィルタ170は、備えられなくてもよい。通信デバイス100は、ローパスフィルタ170を備えることにより、RF回路110の電源入力端子へのRF信号成分の流入を抑制しつつ、アンテナの整合をとることができる。このため、通信デバイス100は、ローパスフィルタ170を備えることにより、RF信号を安定して出力することができる。
なお、上述した説明では、通信デバイス100はハイパスフィルタ180又はバンドパスフィルタを備える構成について説明したが、ハイパスフィルタ180及びバンドパスフィルタは、備えられなくてもよい。通信デバイス100は、ハイパスフィルタ180又はバンドパスフィルタを備えることにより、低周波数成分(直流成分)をもつノイズがRF回路110に与える影響を抑制することができる。
また、上述した説明では、第1導体120と電池160の負極とが、パターン121と電池160の負極とが直接接触することで、電気的に接続される構成について説明したが、これに限られない。第1導体120と電池160とは、電気的に接続されればよく、例えば、パターン以外の他の導体を介して接続されることで、電気的に接続されてもよい。
<第2の実施形態>
ここまでは、RF回路110に供給される電力が、第1電源線150、第2電源線151及び第3電源線152を介して供給される構成について説明した。次に、図3を参照して、RF回路110に、第2の導体部を介して電池160から電力が供給される構成について説明する。なお、上述した第1の実施形態に係る通信デバイス100と同一の構成については同一の符号を付して、その説明を省略する。
図3は、第2の実施形態に係る通信デバイス100aの外観構成の一例を示す図である。
ここまでは、RF回路110に供給される電力が、第1電源線150、第2電源線151及び第3電源線152を介して供給される構成について説明した。次に、図3を参照して、RF回路110に、第2の導体部を介して電池160から電力が供給される構成について説明する。なお、上述した第1の実施形態に係る通信デバイス100と同一の構成については同一の符号を付して、その説明を省略する。
図3は、第2の実施形態に係る通信デバイス100aの外観構成の一例を示す図である。
本実施形態の第2導体130は、電池160のZ軸の正の方向から見たときに正対する位置にある正極と接触面190を介して接触する。これにより、第2導体130には、電池160の正極側の電位が印加される。なお、第2導体130は、第2導体130と電池160の正極との間に導体を介して電池160の正極に接触されてもよいし、電池160の正極に直接接触されてもよい。
第2導体130と接続される立設部131aは、第1電源線150aを介してローパスフィルタ170の一端に接続される。つまり、第2の導体部は、RF回路110が備える電源入力端子と接続され、RF回路110は、第2の導体部を介して電池160から電力が供給される。ここで、ローパスフィルタ170には、ハイパスフィルタ180に対して、Y軸の方向に並んで配置される。このように配置することにより、通信デバイス100aは、上述した通信デバイス100と比較して、電池160とRF回路110との間に、ローパスフィルタ170を設けるための空間D1が不要になる。これにより、通信デバイス100aは、X軸方向の長さを短くすることができる。これにより、通信デバイス100aは、さらなる小型化の実現に適した通信デバイスを提供することができる。
なお、上述した第2の実施形態の説明では、電源入力端子に正の電位が印加される場合について説明したが、これに限られない。電源入力端子には、RF回路110の動作電圧に応じて負の電位が印加されてもよい。つまり、上述した第2の実施形態において、第1導体120が電池160の正極に接続され、第2の導体部(第2導体130)が電池160の負極に直接又は導体を介して接続されるようにしてもよい。
<第3の実施形態>
次に、図4を参照して、第2の導体部が折り返し部を有する構成について説明する。なお、上述した第1の実施形態に係る通信デバイスと同一の構成については同一の符号を付して、その説明を省略する。
図4は、第3の実施形態に係る通信デバイス100bの外観構成の一例を示す図である。
次に、図4を参照して、第2の導体部が折り返し部を有する構成について説明する。なお、上述した第1の実施形態に係る通信デバイスと同一の構成については同一の符号を付して、その説明を省略する。
図4は、第3の実施形態に係る通信デバイス100bの外観構成の一例を示す図である。
第2の導体部は、第2導体130aと電池160との間に折り返し部132を有する。折り返し部132は、Z軸方向の負の方向(第2導体130aから電池160に向かう方向)に延在している第3導体133とX軸方向の負の方向(端部E2から端部E1に向かう方向)に延在している第4導体134を有している。ここで、第3導体133は、第2方向導体の一例である。また、第4導体134は、第1方向導体の一例である。第4導体134は、接触面190を介して電池160の正極と接触する。図4に示す通信デバイス100bは、折り返し部132を1つのみ有している。第2導体130、立設部131b及び折り返し部132は、例えば、一枚の板金を折り曲げ加工することにより、一体として構成することができる。あるいは、第2導体130と、第3導体133と、第4導体134とをそれぞれ別体の板金により形成し、それらの板金を溶接などにより導通する状態で接続してもよい。
立設部131bのZ軸の正の方向の長さは、上述した第1の実施形態の立設部131のZ軸方向の長さよりも、折り返し部132のZ軸方向の長さである長さH3だけ長い。つまり、通信デバイス100bの第2の導体部のRF信号が伝搬されるアンテナの物理長は、上述した第1の実施形態の第2の導体部よりも長い。
以上説明したように、第2の導体部は、少なくとも1つの折り返し部132を有することにより、第2の導体部の長さを物理的に長くすることができるため、第2の導体部のX軸方向の長さを短くすることができる。これにより、さらなる小型化の実現に適した通信デバイスを提供することができる。なお、第2の導体部は、複数の折り返し部132を備える構成であってもよい。第2の導体部は、複数の折り返し部132を備えることより、更にアンテナ(第2の導体部)の物理長を長くすることができる。
<第4の実施形態>
ここまでは、第1導体120の電位を基準電位として第2導体130にRF回路110からRF信号が印加される通信デバイスについて説明した。次に、RF信号の基準導体として機能する第1導体120を備えない通信デバイスの構成について説明する。なお、上述した第3の実施形態に係る通信デバイスと同一の構成については同一の符号を付して、その説明を省略する。
図5は、第4の実施形態に係る通信デバイス100cの外観構成の一例を示す図である。
ここまでは、第1導体120の電位を基準電位として第2導体130にRF回路110からRF信号が印加される通信デバイスについて説明した。次に、RF信号の基準導体として機能する第1導体120を備えない通信デバイスの構成について説明する。なお、上述した第3の実施形態に係る通信デバイスと同一の構成については同一の符号を付して、その説明を省略する。
図5は、第4の実施形態に係る通信デバイス100cの外観構成の一例を示す図である。
通信デバイス100cは、RF回路110aを備え、DCグラウンド102を備える。RF回路110aは、電源入力端子とRF信号出力端子の他に、RF信号グラウンド端子111と、DCグラウンド端子112とを少なくとも備える。DCグラウンド102は、例えば、DCグラウンド端子112及び電池160の負極と電気的に接続される。また、RF信号グラウンド端子111は、DCグラウンド102とは接続されない。RF回路110は、DCグラウンド102に印加された電位を基準電位として動作する。
以上説明したように、RF信号グラウンド端子111は、DCグラウンド102に接続されない。このように構成することにより、通信デバイス100cは、自装置が取り付けられた人体や物体をRF信号のグラウンドとして機能する。
なお、第1の実施形態及び第3の実施形態は、第2の導体部と電池160とが接触面を介して直流的にも接続される構成について説明したが、これに限られない。第2の導体部と電池160との間に絶縁体が設けられてもよい。図6は、第2の導体部と電池160との間に絶縁体195が設けられた通信デバイス100の外観構成の一例を示す図である。
なお、第2の導体部と電池160との間に絶縁体195を設ける場合には、絶縁体195の比誘電率は、第2の導体部と電池160との間の容量成分が、電池160の正極と負極との間の容量成分よりも大きくなるものを選択することが望ましい。これは、絶縁体195の容量成分と電池160の容量成分とが直列接続されると、第2の導体部と第1導体120との間の容量成分が下がるためである。絶縁体195の容量成分を電池160の容量成分よりも大きくすることで、第2の導体部と第1導体120との間の容量成分の低下を抑制することができる。このように、第2の導体部と電池160との間に絶縁体195を設けることにより、RF回路110のRF信号出力端子に、電池160からの直流成分が第2の導体部を介して流入することを抑制することができる。
<第5の実施形態>
次に、図7及び図8を参照して、通信デバイスへ電力の供給を開始する機構について説明する。なお、上述した第1の実施形態に係る通信デバイスと同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
図7は、第5の実施形態に係る通信デバイス100dの電力の供給を開始する機構の一例を示す図である。
次に、図7及び図8を参照して、通信デバイスへ電力の供給を開始する機構について説明する。なお、上述した第1の実施形態に係る通信デバイスと同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
図7は、第5の実施形態に係る通信デバイス100dの電力の供給を開始する機構の一例を示す図である。
図7(a)に示す通信デバイス100dは、第2の導体部と基板101との間に、電池160が予め設けられていない。この一例では、RF回路110は、電池160の基板101に対する位置が移動されることにより、電池160から電力が供給され、電源がONにされる。図7(b)及び図7(c)に示すように、通信デバイス100dは、例えば、電池160をY軸方向負側からY軸方向正側に移動させることにより、電池160が第2の導体部の弾性変形により第2の導体部と基板101との間に挟まれて固定され、第3電源線152と第1導体120とが、それぞれ電池160に直接接続される。第3電源線152と第1導体120とが、それぞれ電池160に直接接続されることにより、RF回路110に対して電力が供給される。電池160から電力が供給されたRF回路110は、RF信号の出力を開始する。また、RF信号の出力が開始された通信デバイス100dは、第2の導体部と基板101との間から、電池160が移動されることにより、電力の供給が停止され、電源がOFFにされる。
また、図8に示すように、上述した電池160は、例えば、通信デバイス100dが格納された筐体の回転によって移動されてもよい。
図8は、通信デバイス100dを格納する筐体の一例を示す図である。図8(a)は、筐体が有するカバー20及びベース30の外観構成の一例である。
図8は、通信デバイス100dを格納する筐体の一例を示す図である。図8(a)は、筐体が有するカバー20及びベース30の外観構成の一例である。
筐体は、カバー20と、ベース30とを備える。
カバー20は、電池160に当接して移動可能に設けられた壁部21を内側に備える。
ベース30は、基板101を保持する基板保持部31を内側に備える。基板保持部31は、通信デバイス100dの基板101が収納可能な大きさの溝である。この溝の深さは、例えば、図7(c)に示すパターン121、基板101、及び第1導体120の厚み方向の長さを合計したものである。
カバー20は、電池160に当接して移動可能に設けられた壁部21を内側に備える。
ベース30は、基板101を保持する基板保持部31を内側に備える。基板保持部31は、通信デバイス100dの基板101が収納可能な大きさの溝である。この溝の深さは、例えば、図7(c)に示すパターン121、基板101、及び第1導体120の厚み方向の長さを合計したものである。
カバー20は、ベース30よりも大きい。ベース30は、予め電池160が配置されている。この電池160の配置は、例えば、カバー20がベース30に被せられた状態において、カバー20の壁部21と、予め配置された電池160とが当接する位置である。また、基板保持部31には、通信デバイス100dが収納されている。
図8(b)は、カバー20がベース30に被せられた状態を示す図である。図8(b)に示すように、ユーザによってカバー20が方向DIR1に回転されることにより、壁部21は、X軸正側方向及びY軸正側方向に移動する。この壁部21に当接された電池160は、壁部21の移動とともに、X軸正側方向及びY軸正側方向に移動する。電池160は、この移動によって、電池160が第2の導体部の弾性変形により第2の導体部と基板101との間に挟まれて固定され、第3電源線152と第1導体120とが、それぞれ電池160に直接接続され、通信デバイス100dの電源がONにされる。
以上説明したように、通信デバイス100dは、RF回路110に対して電力の供給又は停止を切り替えるスイッチなどの部品を有していない。通信デバイス100dは、電池160が、第3電源線152と第1導体120とに接触するように移動されることにより、電力が供給され、電源がONされる。このように構成することにより、通信デバイス100dは、スイッチなどの部品を設けることなく、自装置の電源のON/OFFを切り替えることができる。このため、通信デバイス100dは、小型化の実現に適した通信デバイスを提供することができる。
以上、本発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
20…カバー、21…壁部、30…ベース、31…基板保持部、100,100a〜100d…通信デバイス、101…基板、102…DCグラウンド、110,110a…RF回路、111…RF信号グラウンド端子、112…DCグラウンド端子、120…第1導体、130,130a…第2導体、131,131a,131b…立設部、140…第1出力線、141…第2出力線、150…第1電源線、151…第2電源線、152…第3電源線、160…電池、170…ローパスフィルタ、180…ハイパスフィルタ、190…接触面
Claims (9)
- 基板と、
前記基板に配置される電源部から供給される電力によって駆動され、前記基板に設けられるRF回路と、
前記RF回路のRF信号出力端子と電気的に接続され、アンテナの少なくとも一部を構成し、第1の端部と第1方向において前記第1の端部と反対側に位置する第2の端部とを有する導体部と、
を備え、
前記導体部は、前記基板と離間して配置された導体と、前記基板から前記導体に向かう方向である第2方向に延在し、前記導体に立設された立設部とを備え、前記導体部の少なくとも一部が、前記電源部の前記第2方向の移動を制限する
通信デバイス。 - 前記導体部は、前記導体と前記電源部との間に、前記第2方向において前記導体部から前記電源部に向かう方向に延在する第2方向導体と前記第1方向に延在する第1方向導体とを有する折り返し部を、少なくとも1つ有する
請求項1に記載の通信デバイス。 - 前記電源部は、ボタン型電池又はコイン型電池であって、
前記電源部の前記基板と対向しない面と、前記RF回路が備える電源入力端子とが接続される電源線を更に備える
請求項1又は請求項2に記載の通信デバイス。 - 前記導体部と前記電源部の正極又は負極との間に絶縁体を備える
請求項3に記載の通信デバイス。 - 前記導体部は、前記電源部の正極又は負極に直接接続又は導体を介して接続され、前記RF回路が備える電源入力端子と接続される
請求項1又は請求項2に記載の通信デバイス。 - 前記電源部と前記RF回路が備える電源入力端子との間に、直列に接続されるローパスフィルタを更に備える
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の通信デバイス。 - 前記導体部と、前記RF信号出力端子との間に、直列に接続されるハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタを更に備える
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の通信デバイス。 - 前記RF回路は、前記電源部の前記基板に対する位置が移動されることにより、前記電源部から電力が供給される
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の通信デバイス。 - 前記基板を保持する基板保持部と、前記電源部に当接して移動可能に設けられた壁部とを備える筐体を更に備え、
前記壁部が移動することにより、前記電源部の位置が移動される
請求項8に記載の通信デバイス。
Priority Applications (1)
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JP2017185686A JP2019062411A (ja) | 2017-09-27 | 2017-09-27 | 通信デバイス |
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Family Applications (1)
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2017
- 2017-09-27 JP JP2017185686A patent/JP2019062411A/ja active Pending
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