JP2020120319A - アンテナ装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストが増大する事態を抑えた上で、薄型化、かつ小型化することのできるアンテナ装置及び電子機器を提供する。【解決手段】アンテナパターンが設けられたフレキシブル基板１２をホルダ１１の周囲に巻き付けることによって構成されるアンテナ装置１０であって、フレキシブル基板１２には、ホルダ１１に対向する面に導電部１３が設けられ、ホルダ１１においてフレキシブル基板１２の導電部１３に対応する部位にはテープ収容部５０ａ、ケーブル収容部５０ｂ、ハンダ収容部５０ｃを有した部品収容凹部５０が設けられている。【選択図】図７

Description

本発明は、アンテナ装置及び電子機器に関する。

ノートブック型パーソナルコンピュータ（ノート型ＰＣ）のような電子機器では、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）や無線ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の各種無線通信網を利用するために、機器筐体にアンテナ装置が設けられているものがある。この種のノート型ＰＣにおいては、通信品質を確保するため、使用時に最上部となるディスプレイ筐体の上端部にアンテナ装置を収納した構成が広く用いられている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１３−１６２４１３号公報

ところで、昨今のノート型ＰＣ等の電子機器では、小型軽量化の要求により、ディスプレイ筐体も薄型で小型となっている。従って、ディスプレイ筐体に収納するアンテナ装置としては、３次元的にアンテナパターン（アンテナエレメント）を構成することにより、所望の受信面積を確保しつつ、幅寸法及び板厚寸法を可及的に小さく構成することが好ましい。このため、アンテナ装置の中には、ＬＤＳ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ）と称される工法によって製造されたものも提供されている。ＬＤＳ工法によれば、薄型化、かつ小型化した３次元配線を行うことができるものの、射出成形を行うための設備や金型が必要となる等、適用する電子機器の製造コストを考慮した場合、必ずしも好ましいとはいえない。

本発明は、上記実情に鑑みて、製造コストが増大する事態を抑えた上で、薄型化、かつ小型化することのできるアンテナ装置及び電子機器を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係るアンテナ装置は、アンテナパターンが設けられたフレキシブル基板をホルダの周囲に巻き付けることによって構成されるアンテナ装置であって、前記フレキシブル基板には、前記ホルダに対向する面に導電部が設けられ、前記ホルダにおいて前記フレキシブル基板の導電部に対応する部位には部品収容凹部が設けられていることを特徴とする。

このような構成によれば、ホルダにフレキシブル基板を巻き付けることにより、所望の受信面積を確保することができる。しかも、フレキシブル基板の導電部に接続されるケーブル等の部品が部品収容凹部に収容されるため、アンテナ装置を薄型化、かつ小型化することが可能となる。

部品収容凹部としては、最大寸法の部品を収容することのできる大型のものを設けても良いし、ケーブルを収容するためのケーブル収容部、フレキシブル基板の導電部とケーブルとのハンダ付け部を収容するハンダ収容部、基準電位となる導電テープを収容するためのテープ収容部等々、部品に応じた寸法の収容部を設けるようにしても良い。これにより、ホルダに必要以上の収容部を設けることがなく、その強度低下を抑えることができる。

フレキシブル基板の一部が巻き付けられるホルダの他方の表面には、フレキシブル基板が巻き付けられる巻き付け部分よりもフレキシブル基板が巻き付けられない非巻き付け部分が突出するように段部が設けられていても良い。これにより、ホルダの他方の表面を平坦に構成することができる。さらに、この表面に両面テープ等により接着面を構成すれば、機器筐体に接着する際の平坦な接着面積を十分に確保することができ、剥がれや脱落等の問題を招来するおそれがなくなる。

また、本発明の第２の態様に係る電子機器は、上述したアンテナ装置が機器筐体の内部に設けられていることを特徴とする。

このような構成によれば、アンテナ装置を収容する機器筐体を薄型化、かつ小型化することが可能となる。

本発明によれば、ホルダにフレキシブル基板を巻き付けることによって所望の受信面積を確保することができる。しかも、フレキシブル基板の導電部に接続されるケーブル等の部品が部品収容凹部に収容されるため、アンテナ装置を薄型化、かつ小型化することが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態であるアンテナ装置を適用した電子機器の斜視図である。 図２は、図１に示した電子機器の要部を示す拡大断面図である。 図３は、図１に示した電子機器に適用するアンテナ装置の斜視図である。 図４は、図３に示したアンテナ装置のホルダを示す斜視図である。 図５は、図４に示したホルダを拡大して示すもので、（ａ）は図４におけるＡ−Ａ線断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）はＣ−Ｃ線断面図である。 図６は、図４に示したアンテナ装置の要部を示すもので、（ａ）はホルダにフレキシブル基板の一部を巻き付けた状態の斜視図、（ｂ）はフレキシブル基板に導電テープ及び同軸ケーブルをハンダ付けした状態の斜視図、（ｃ）はフレキシブル基板をホルダに巻き付けた状態の斜視図である。 図７は、図４に示したアンテナ装置の要部を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明に係るアンテナ装置及び電子機器の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態であるアンテナ装置を適用した電子機器を示すものである。ここで例示する電子機器は、キーボード装置１を設けた本体筐体２と、ディスプレイ３を設けたディスプレイ筐体（機器筐体）４とをヒンジ５によって開閉可能に連結したクラムシェル式のノートブック型パーソナルコンピュータ（以下、ノート型ＰＣという）である。以下においては便宜上、ユーザが使用する状態をノート型ＰＣの基準とし、手前側を前、奥側を後、板厚方向を上下、幅方向を左右と称して説明することとする。つまり、実施の形態のノート型ＰＣでは、本体筐体２の後方部上面にキーボード装置１が設けられ、本体筐体２の後縁部とディスプレイ筐体４の下縁部とがヒンジ５によって連結されていることになる。なお、後述するアンテナ装置１０についても、ノート型ＰＣに取り付けた状態でそれぞれの方向を示すこととする。

図２に示すように、ノート型ＰＣのディスプレイ筐体４は、ディスプレイ３の裏面及び周囲を覆う筐体本体４ａと、ディスプレイ３の周囲となる前面部分を覆うベゼル部材４ｂとを備えて構成したものである。筐体本体４ａは、矩形状を成す一方、ベゼル部材４ｂは、狭幅の枠状を成している。これら筐体本体４ａ及びベゼル部材４ｂは、それぞれが樹脂によって成形したものである。

図１及び図２に示すように、このノート型ＰＣでは、ディスプレイ筐体４の内部においてディスプレイ３よりも上方となる部位にアンテナ装置１０が設けてある。アンテナ装置１０は、無線ＬＡＮや無線ＷＡＮ等の各種無線通信網を利用して通信を行う際に電波の送受信を行うためのものである。本実施の形態のノート型ＰＣでは、図３に示すように、ホルダ１１の周囲にフレキシブル基板１２を巻き付けることによってアンテナ装置１０が構成してある。

ホルダ１１は、硬質の絶縁性樹脂によって成形した長尺部材である。図２〜図４に示すように、このホルダ１１は、上下方向に沿った幅寸法に対して前後方向に沿った板厚寸法が小さくなるように構成してあり、ディスプレイ筐体４の内部においてディスプレイ３よりも上方となる部位に収容可能である。

フレキシブル基板１２は、軟質の絶縁性樹脂によって成形された矩形状を成す可撓性のフィルムに、所望の通信方式に対応したアンテナパターン（図示せず）を設けたものである。フレキシブル基板１２の左右方向に沿った長辺の長さは、ホルダ１１とほぼ同じとなるように構成してある。フレキシブル基板１２の上下に沿った短辺の長さは、ホルダ１１の上下に沿った幅寸法よりも大きく、かつホルダ１１の幅寸法の２倍とホルダ１１の板厚寸法との合計値よりも小さくなるように設定してある。すなわち、フレキシブル基板１２は、ホルダ１１の前面１１ａをすべて覆った後、ホルダ１１の上面１１ｂを経て後面１１ｃに巻き付けた場合、後面１１ｃについてはその上半部分のみを覆う大きさとなっている。

アンテナパターンは、電波の送受信を行うための通信部となる導電パターンであり、例えばフレキシブル基板１２においてホルダ１１に対向する内表面１２ａにスクリーン印刷等の方法によって構成してある。図には明示していないが、実施の形態のフレキシブル基板１２には、通信方式が異なる２種類の無線通信に対応することができるように２種類のアンテナパターンが設けてある。個々のアンテナパターンは、フレキシブル基板１２に所望の受信面積を確保するように構成してある。フレキシブル基板１２に形成した２つのアンテナパターンには、それぞれ導電部１３が設けてある。導電部１３は、フレキシブル基板１２の内表面１２ａにおいてホルダ１１の前面側に配置される長辺部分に設けたもので、同軸ケーブル２０の網線２０ｂや導電テープ３０が接続されるアース部１３ａと、同軸ケーブル２０の芯線２０ａが接続される給電部１３ｂとを有している。アース部１３ａは、フレキシブル基板１２の縁部に長辺に沿って直線状に形成してある。給電部１３ｂは、フレキシブル基板１２においてホルダ１１の前面中央部に対向する部位にランド状に形成してある。同軸ケーブル２０は、給電部１３ｂに接続された芯線２０ａにより、本体筐体２の内部に設けられた図示せぬ通信回路との間を電気的に接続するもので、アンテナパターンに対して信号の送受信や給電に用いられる。なお、本実施の形態で適用する同軸ケーブル２０は、ホルダ１１の板厚寸法よりも小さい外径を有したものを適用するようにしている。導電テープ３０は、アンテナパターンの基準電位となる可撓性のフィルム状金属部材である。それぞれのアンテナパターンの導電部１３は、同軸ケーブル２０や導電テープ３０等の接続部品が相互に干渉しないように、フレキシブル基板１２の左右両端部に互いに離隔して設けてある。

ここで、導電部１３に同軸ケーブル２０や導電テープ３０がハンダ付けされたフレキシブル基板１２を単にホルダ１１に巻き付けた場合には、これら同軸ケーブル２０や導電テープ３０、さらにはハンダ４０がホルダ１１の表面から突出して配置されるため、アンテナ装置１０の外形寸法がホルダ１１の外形寸法よりも増えることになる。従って、アンテナ装置１０をディスプレイ筐体４の上縁となる部位に収容させるには、ホルダ１１の幅寸法や板厚寸法を削減する必要があり、アンテナ装置１０の強度を考慮した場合、好ましいとはいえない事態が起こり得る。

このため、実施の形態のアンテナ装置１０では、ホルダ１１において同軸ケーブル２０、導電テープ３０、ハンダ４０が設けられる部分にのみ部品収容凹部５０を形成し、上述の問題を解決するようにしている。さらに、実施の形態のアンテナ装置１０では、ホルダ１１の後面１１ｃに段部１１ｄを形成することにより、ディスプレイ筐体４への取り付け性を向上させるようにしている。

部品収容凹部５０は、図４〜図６に示すように、ホルダ１１の前面１１ａ及び下面１１ｅに開口するように形成した凹所であり、それぞれのアンテナパターンに対応するようにホルダ１１の両端部に設けてある。図示の例では、テープ収容部５０ａ、ケーブル収容部５０ｂ及びハンダ収容部５０ｃを有して部品収容凹部５０が構成してある。

テープ収容部５０ａは、導電テープ３０を収容するためのもので、ホルダ１１の前面１１ａ及び下面１１ｅに開口するように形成してある。テープ収容部５０ａの前後方向に沿った寸法は、導電テープ３０の板厚にほぼ等しくなるように設定してある。つまり、テープ収容部５０ａに導電テープ３０を配設した場合には、導電テープ３０の表面とホルダ１１の前面１１ａとがほぼ一致することになる。このテープ収容部５０ａは、前後方向に沿った寸法がごく僅かであるため、ホルダ１１の全長にわたって形成してある。しかしながら、テープ収容部５０ａは、ホルダ１１において導電テープ３０を設ける位置にのみ形成すれば良い。

ケーブル収容部５０ｂは、同軸ケーブル２０を収容する部分であり、ホルダ１１の前面１１ａ及び下面１１ｅに開口する矩形状に構成してある。図示の例では、テープ収容部５０ａに重なる位置にケーブル収容部５０ｂが形成してある。ケーブル収容部５０ｂの前後方向に沿った寸法は、同軸ケーブル２０の外径よりもわずかに大きくなるように設定してある。

ハンダ収容部５０ｃは、同軸ケーブル２０の芯線２０ａとアンテナパターンの給電部１３ｂとのハンダ付け部を収容するためのもので、ケーブル収容部５０ｂよりも上方となる部位においてホルダ１１の前面１１ａ及びケーブル収容部５０ｂに開口するように形成してある。このハンダ収容部５０ｃは、上辺の短い台形状を成すもので、台形の下辺に相当する部分がケーブル収容部５０ｂの上部に連通するように形成してある。ハンダ収容部５０ｃの前後方向に沿った寸法は、ケーブル収容部５０ｂとほぼ同じである。

段部１１ｄは、ホルダ１１の後面１１ｃにおいてフレキシブル基板１２が巻き付けられる上半部分よりも、フレキシブル基板１２が巻き付けられない下半部分が突出するように設けたものである。段部１１ｄの突出高さは、フレキシブル基板１２の板厚にほぼ等しくなるように設定してある。

上記のように構成したホルダ１１に対してフレキシブル基板１２を巻き付けた場合には、図６及び図７に示すように、導電テープ３０がテープ収容部５０ａに配置され、同軸ケーブル２０がケーブル収容部５０ｂに収容され、同軸ケーブル２０の芯線２０ａとアンテナパターンの給電部１３ｂとのハンダ付け部がハンダ収容部５０ｃに収容されることになる。従って、ホルダ１１の前面１１ａ、上面１１ｂ及び後面１１ｃには、フレキシブル基板１２のみが巻き付かれた状態となり、それ以上の突出部が構成されることがないため、アンテナ装置１０を薄型化、かつ小型化することが可能となる。しかも、部品収容凹部５０を構成するそれぞれの収容部５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、収容する部品３０，２０等に対応した大きさに形成してあるため、ホルダ１１の強度が大きく低下するおそれもない。さらに、ホルダ１１の後面１１ｃに段部１１ｄを設けているため、フレキシブル基板１２においてホルダ１１の後面１１ｃに巻き付かれる部分の表面がホルダ１１の後面１１ｃとほぼ一致して平坦状となる。従って、この面に両面テープ６０を貼り付けて接着面を構成すれば、ディスプレイ筐体４との接着面積を十分に確保することができ、ノート型ＰＣの使用が長期にわたった場合にも、アンテナ装置１０が剥がれたり脱落したりする事態を防止することが可能となる。

なお、上述した実施の形態では、ノート型ＰＣを例示しているが、必ずしもノート型ＰＣに限らず、その他の電子機器にも適用することが可能である。また、上述した実施の形態では、ホルダの両端部にそれぞれアンテナ装置を設けたものを例示しているが、必ずしも複数のアンテナ装置を設ける必要はない。なお、アンテナ装置としては、必ずしも無線ＬＡＮや無線ＷＡＮ等の各種無線通信網を利用して通信を行う場合に適用するものに限らず、例えば人工衛星を利用した位置情報計測システム（ＧＰＳ）用のアンテナ装置であっても良い。

４ ディスプレイ筐体
４ａ 筐体本体
４ｂ ベゼル部材
１０ アンテナ装置
１１ ホルダ
１１ａ 前面
１１ｂ 上面
１１ｃ 後面
１１ｄ 段部
１１ｅ 下面
１２ フレキシブル基板
１２ａ 内表面
１３ 導電部
１３ａ アース部
１３ｂ 給電部
２０ 同軸ケーブル
２０ａ 芯線
２０ｂ 網線
３０ 導電テープ
４０ ハンダ
５０ 部品収容凹部
５０ａ テープ収容部
５０ｂ ケーブル収容部
５０ｃ ハンダ収容部
７０ 両面テープ

Claims (7)

1. アンテナパターンが設けられたフレキシブル基板をホルダの周囲に巻き付けることによって構成されるアンテナ装置であって、
   前記フレキシブル基板には、前記ホルダに対向する面に導電部が設けられ、
   前記ホルダにおいて前記フレキシブル基板の導電部に対応する部位には部品収容凹部が設けられていることを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記部品収容凹部は、前記フレキシブル基板の導電部に接続されるケーブルを収容するためのケーブル収容部を有していることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記部品収容凹部は、前記フレキシブル基板の導電部とケーブルとのハンダ付け部を収容するためのハンダ収容部を有していることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
4. 前記部品収容凹部は、前記フレキシブル基板の導電部に接続される基準電位用の導電テープを収容するためのテープ収容部を有していることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
5. 前記フレキシブル基板は、前記ホルダの一方の表面から側面を経て他方の表面の一部にわたって巻き付けられたものであり、
   前記ホルダの他方の表面において前記フレキシブル基板が巻き付けられる巻き付け部分と巻き付けられない非巻き付け部分との間には、非巻き付け部分が突出するように段部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
6. 前記ホルダの他方の表面から前記フレキシブル基板の表面にわたる部位に接着面が構成されていることを特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか一つに記載したアンテナ装置が機器筐体の内部に設けられていることを特徴とする電子機器。

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