JP3195354U - 通信機器及び通信機器のアンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】メタル構成部品の外観を明らかに損なうことなく通信目的を達成するよう電磁波がメタルケースを貫通する適切なアンテナを提供する。【解決手段】通信機器のアンテナが、メタルフレーム１２と、メタルバックカバー１８と、プリント回路基板２０とを含む。プリント回路基板は、第１の回路ブロック２６と、第１の回路ブロックに電気的に接続される第２の回路ブロック２８とを含む。第１の導体３０が、メタルフレームの第１の部分と第１の回路ブロックの信号端子との間に接続される。第２の導体３２が、メタルフレームの第２の部分と第１の回路ブロックの接地端子との間に接続される。第３の導体４２が、メタルフレームの第３の部分に接続される。第４の導体４４が、第２の回路ブロックの接地端子に接続され、少なくとも１つの結合ギャップが、第３の導体と第４の導体との間に定められる。第２の回路ブロックの信号端子が、メタルフレームの第４の部分に電気的に接続される。【選択図】図３

Description

本考案は通信機器のアンテナに関し、より具体的には、通信機器の無線信号を送受信するために、通信機器の共通アンテナとして利用されるメタルフレームに関する。

移動通信製品のような従来的な通信機器の製品開発プロセス中、コストの懸念の故に、アンテナの基本放射特性を維持するために、プラスチックハウジングが製造業者によって主に用いられている。しかしながら、現在は、ＡｐｐｌｅのｉＰｈｏｎｅ及びＭａｃＢｏｏｋによって、メタルハウジングの傾向が持ち込まれている。メタルハウジングは、軽量、良好な放熱、高い強度、高い耐衝撃性、良い外観、耐電磁性、及び再生利用可能性を有するので、メタルハウジングは、ますます一般大衆の間に普及してきている。従って、メタルハウジングは、新しい世代の移動通信製品の開発において主に用いられている。例えば、Ａｈｎ ｅｔ ａｌ．が開示する特許文献１は、モバイル装置のスロットアンテナとして用い得るスロットを有するメタルケースを教示している。しかしながら、スロットはメタルケースの外観を明らかに損ない得るし、スロットはメタルケースの特定領域に対応する位置に配置される必要がある。Ａｐｐｌｅの４シリーズから５シリーズまでのｉＰｈｏｎｅ携帯電話は、携帯電話のメタル構成部品の幾つかを放射のためにアンテナの一部として利用している。メタル構成部品を用いるアンテナ設計は、限定的な空間内に配置されるために大きさを減少させ得る。ｉＰｈｏｎｅ４は、メタルループアンテナを有し、ｉＰｈｏｎｅ５は、ダイナミックメタルループアンテナを有する。それらの両方は、メタルループアンテナに形成されるスリットを有し、それによって、アンテナ性能を向上させ得るが、外観も同様に損なわれる。

米国特許第８，０５４，２３１Ｂ２号明細書

従って、メタル構成部品の外観を明らかに損なうことなく通信目的を達成するために電磁波がメタルケースを貫通するよう適切なアンテナを設計することが重要である。

本考案は通信機器のアンテナに関し、より具体的には、外観を損なうことなくメタル構成部品によって組み立てられる通信機器のアンテナに関する。

本考案の実施態様によれば、通信機器が、第１の部分と、第１の部分の位置と異なる位置に配置される第２の部分と、第３の部分と、第３の部分の位置と異なる位置に配置される第４の部分とを有し、開口を定める、メタルフレームと、ディスプレイモジュールと、メタルフレームとディスプレイモジュールとの間に装着され、メタルフレームの開口に対応する、ディスプレイパネルと、メタルバックカバーと、第１の回路ブロックと、第１の回路ブロックに電気的に接続される第２の回路ブロックとを含み、第１の回路ブロック及び第２の回路ブロックの各々は、信号端子と、接地端子とを含み、接地端子は、メタルバックカバーと接触する、プリント回路基板と、メタルフレームとメタルバックカバーとの間に配置され、非伝導性材料で作製される、メインボディと、メタルフレームの第１の部分とプリント回路基板の第１の回路ブロックの信号端子との間に接続される第１の導体と、メタルフレームの第２の部分とプリント回路基板の第１の回路ブロックの接地端子との間に接続される第２の導体と、メタルフレームの第３の部分に接続される第３の導体と、プリント回路基板の第２の回路ブロックの接地端子に接続される第４の導体とを含み、少なくとも１つの結合ギャップが、第３の導体と第４の導体との間に定められ、プリント回路基板の第２の回路ブロックの信号端子は、メタルフレームの第４の部分に電気的に接続される。

好ましくは、メタルフレームの第１の部分及び第２の部分は、ディスプレイパネルの右上位置に近接して配置される。

好ましくは、メタルフレームの第３の部分及び第４の部分は、ディスプレイパネルの右下位置に近接して配置される。

本考案の実施態様によれば、通信機器のアンテナが、第１の部分と、第２の部分と、第３の部分と、第４の部分とを有し、開口を定める、メタルフレームと、メタルバックカバーと、第１の回路ブロックと、第１の回路ブロックに電気的に接続される第２の回路ブロックとを含み、第１の回路ブロック及び第２の回路ブロックの各々は、信号端子と、接地端子とを含み、接地端子は、メタルバックカバーと接触する、プリント回路基板と、メタルフレームの第１の部分とプリント回路基板の第１の回路ブロックの信号端子との間に接続される第１の導体と、メタルフレームの第２の部分とプリント回路基板の第１の回路ブロックの接地端子との間に接続される第２の導体と、メタルフレームの第３の部分に接続される第３の導体と、プリント回路基板の第２の回路ブロックの接地端子に接続される第４の導体とを含み、少なくとも１つの結合ギャップが、第３の導体と第４の導体との間に定められ、プリント回路基板の第２の回路ブロックの信号端子は、メタルフレームの第４の部分に電気的に接続され、少なくとも１つの結合ギャップを通じてプリント回路基板の第２の回路ブロックの接地端子に結合される。

好ましくは、第３の導体は、プリント回路基板の第２の回路ブロックに近接するような長さに伸長させられる。

様々の図面及び図に例示される好適実施態様の以下の詳細な記載を判読した後、本考案のこれらの及び他の目的は当業者に疑義なく明らかになるであろう。

本考案の実施態様に従った通信機器を示す図である。 本考案の実施態様に従った通信機器を示す分解図である。 本考案の実施態様に従った通信機器のアンテナを示す図である。 本考案の実施態様に従った通信機器の第１の位置でのアンテナの配置を示す図である。 本考案の実施態様に従った（メタルフレームを示さない）通信機器の第１の位置でのアンテナの配置を示す図である。 本考案の実施態様に従ったメタルバックカバーとプリント回路基板の第１の回路ボックスの接地端子との間の関係を示す図である。 本考案の実施態様に従った通信機器の第２の位置でのアンテナの配置を示す図である。 本考案の実施態様に従った（メタルフレームを示さない）通信機器の第２の位置でのアンテナの配置を示す図である。 図８の領域Ａを示す拡大図である。 本考案の実施態様に従ったメタルバックカバーとプリント回路基板の接地端子との間の関係を示す図である。

図１及び図２は、本考案の実施態様に従った通信機器１０を示す図である。通信機器１０は、メタルフレーム１２と、ディスプレイモジュール１４と、ディスプレイパネル１６と、メタルバックカバー１８と、プリント回路基板２０と、メインボディ２２とを含む。メタルフレーム１２は開口２４を定める実質的に長方形のフレームである。メタルフレーム１２を通信機器１０の正面カバーとして利用し得る。ディスプレイモジュール１４及びディスプレイパネル１６は別個であっても一体的であってもよいが、本考案は上記構成に限定されない。ディスプレイパネル１６はディスプレイモジュール１４とメタルフレーム１２との間に装着され、メタルフレーム１２の開口２４に対応する。ディスプレイパネル１６はガラスで作製されるが、それに限定されない。メタルバックカバー１８は実質的に長方形であり、通信機器１０の背面カバーとして利用されるために、メインボディ２２の底部に対応する位置に配置される。プリント回路基板２０はメタルフレーム１２とメタルバックカバー１８との間に配置される。プリント回路基板２０は、第１の回路ブロック２６と、第１の回路ブロック２６に電気的に接続される第２の回路ブロック２８とを含む。ディスプレイモジュール１４、ディスプレイパネル１６、及びプリント回路基板２０をメインボディ２２の上に装着するために、メインボディ２２はメタルフレーム１２とメタルバックカバー１８との間に配置される。加えて、メインボディ２２はプラスチック材料のような非伝導性材料で作製されるが、それに限定されない。

図３は、本考案の実施態様に従った通信機器のアンテナの配置を示す図である。図４乃至図６は、衛星航法システム（ＧＰＳ）機能のような第１の通信機能をサポートする通信機器１０のアンテナ配置を示す図である。図４乃至図６における配置は、メタルフレーム１２と、プリント回路基板２０の第１の回路ブロック２６と、第１の導体３０と、第２の導体３２と、メタルバックカバー１８とを含む。メタルフレーム１２は、第１の部分３４と、第１の部分３４の位置と別の位置に配置される第２の部分３６とを有する。好適実施態様において、メタルフレーム１２の第１の部分３４及び第２の部分３６は、ディスプレイパネル１６の右上位置に近接して配置される。プリント回路基板２０の第１の回路ブロック２６は、信号端子３８と、接地端子４０とを含む。第１の導体３０は、メタルフレーム１２の第１の部分３４とプリント回路基板２０の第１の回路ブロック２６の信号端子３８との間に接続される。第２の導体３２は、メタルフレーム１２の第２の部分３６とプリント回路基板２０の第１の回路ブロック２６の接地端子４０との間に接続される。アンテナを組み立てるとき、メタルバックカバー１８は、プリント回路基板２０の第１の回路ブロック２６の接地端子４０と接触する。

図７乃至図１０は、移動通信用のグローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標））機能のような第２の通信機能をサポートする通信機器１０のアンテナ配置を示す図である。図７乃至図１０における配置は、メタルフレーム１２を共通アンテナとして利用し、その配置は、プリント回路基板２０の第２の回路ブロック２８と、第３の導体４２と、第４の導体４４と、信号線４６とを含む。プリント回路基板２０の第２の回路ブロック２８は、信号端子４８と、接地端子５０とを含む。メタルフレーム１２は、第３の部分５２と、第３の部分５２の位置と異なる位置に配置される第４の部分５４とを更に有する。好適実施態様において、メタルフレーム１２の第３の部分５２及び第４の部分５４は、ディスプレイパネル１６の右下位置に近接して配置される。第３の導体４２は、メタルフレーム１２の第３の部分５２に接続され、プリント回路基板２０の第２の回路ブロック２８に近接するような長さに伸長させられる。第４の導体４４は、接地端子５０に接続されるためにプリント回路基板２０の第２の回路ブロック２８の接地表面に接続され、少なくとも１つの結合ギャップ５６が、第３の導体４２と第４の導体４４との間に定められる。プリント回路基板２０の第２の回路ブロック２８の信号端子４８は、メタルフレーム１２の第４の部分５４に電気的に接続される。ある実施態様では、プリント回路基板２０の第２の回路ブロック２８の信号端子４８をメタルフレーム１２の第４の部分５４と接続する或いは接触する信号線４６を通じて第４の部分に電気的に接続してよく、他の実施態様では、プリント回路基板２０の第２の回路ブロック２８の信号端子４８をメタルフレーム１２の第４の部分５４に直接的に接続し或いは結合してよいが、本考案は上記に限定されない。アンテナを組み立てるとき、メタルバックカバー１８は、プリント回路基板２０の第２の回路ブロック２８の接地端子５０と接触する。

上記配置によれば、通信機器１０が電池のような外部電源によって給電されるとき、メタルフレーム１２は第１の通信機能（ＧＰＳ）及び第２の通信機能（ＧＳＭ）のための共通アンテナとして働き得る。プリント回路基板２０の計算処理を通じて通信機器１０に所要の通信能力をもたらすために、アンテナは、メタルフレーム１２よりも小さい小ループアンテナを形成する第１の導体３０及び第２の導体３２と協働するよう近似の大ループアンテナを形成する。他方、第３の導体４２及び第４の導体４４は、要件に従ってインピーダンス整合のような所要のアンテナ整合を調節するために、少なくとも１つの結合ギャップ５６を通じて開回路状態を形成するよう事前配置される。プリント回路基板２０の第２の回路ブロック２８の信号端子４８は、少なくとも１つの結合ギャップ５６を通じる接地のために、プリント回路基板２０の第２の回路ブロック２８の接地端子５０及び接地表面に結合され、接地端子５０は組立後にメタルバックカバー１８と接触する。

上記例示によれば、本考案の利点は、メタルバックカバー１８及びメタルフレーム１２の外観がアンテナの設計によって損なわれないことであり、本考案は、通信機器が設計の大きな多様性を有するのを可能にするよう、従来技術と対照的により良い外観を有し得る。

当業者は、本考案の教示を維持しながら機器及び方法の様々の修正及び変更を行い得ることを直ちに認めるであろう。従って、上記開示は付属の請求項の境界によってのみ限定されるものと解釈されるべきである。

１０ 通信機器
１２ メタルフレーム（金属フレーム）
１４ ディスプレイモジュール
１６ ディスプレイパネル
１８ メタルバックカバー（金属バックカバー）
２０ プリント回路基板
２２ メインボディ（本体）
２４ 開口
２６ 第１の回路ブロック
２８ 第２の回路ブロック
３０ 第１の導体
３２ 第２の導体
３４ 第１の部分
３６ 第２の部分
３８ 信号端子
４０ 接地端子
４２ 第３の導体
４４ 第４の導体
４６ 信号線
４８ 信号端子
５０ 接地端子
５２ 第３の部分
５４ 第４の部分
５６ 結合ギャップ

Claims (5)

1. 第１の部分と、該第１の部分の位置と異なる位置に配置される第２の部分と、第３の部分と、該第３の部分の位置と異なる位置に配置される第４の部分とを有し、開口を定める、メタルフレームと、
   ディスプレイモジュールと、
   前記メタルフレームと前記ディスプレイモジュールとの間に装着され、前記メタルフレームの前記開口に対応する、ディスプレイパネルと、
   メタルバックカバーと、
   第１の回路ブロックと、該第１の回路ブロックに電気的に接続される第２の回路ブロックとを含み、前記第１の回路ブロック及び前記第２の回路ブロックの各々は、信号端子と、接地端子とを含み、該接地端子は、前記メタルバックカバーと接触する、プリント回路基板と、
   前記メタルフレームと前記メタルバックカバーとの間に配置され、非伝導性材料で作製される、メインボディと、
   前記メタルフレームの前記第１の部分と前記プリント回路基板の前記第１の回路ブロックの前記信号端子との間に接続される第１の導体と、
   前記メタルフレームの前記第２の部分と前記プリント回路基板の前記第１の回路ブロックの前記接地端子との間に接続される第２の導体と、
   前記メタルフレームの前記第３の部分に接続される第３の導体と、
   前記プリント回路基板の前記第２の回路ブロックの前記接地端子に接続される第４の導体とを含み、
   少なくとも１つの結合ギャップが、前記第３の導体と前記第４の導体との間に定められ、
   前記プリント回路基板の前記第２の回路ブロックの前記信号端子は、前記メタルフレームの前記第４の部分に電気的に接続される、
   通信機器。
2. 前記メタルフレームの前記第１の部分及び前記第２の部分は、前記ディスプレイパネルの右上位置に近接して配置される、請求項１に記載の通信機器。
3. 前記メタルフレームの前記第３の部分及び前記第４の部分は、前記ディスプレイパネルの右下位置に近接して配置される、請求項１に記載の通信機器。
4. 第１の部分と、第２の部分と、第３の部分と、第４の部分とを有する、メタルフレームと、
   メタルバックカバーと、
   第１の回路ブロックと、該第１の回路ブロックに電気的に接続される第２の回路ブロックとを含み、前記第１の回路ブロック及び前記第２の回路ブロックの各々は、信号端子と、接地端子とを含み、該接地端子は、前記メタルバックカバーと接触する、プリント回路基板と、
   前記メタルフレームの前記第１の部分と前記プリント回路基板の前記第１の回路ブロックの前記信号端子との間に接続される第１の導体と、
   前記メタルフレームの前記第２の部分と前記プリント回路基板の前記第１の回路ブロックの前記接地端子との間に接続される第２の導体と、
   前記メタルフレームの前記第３の部分に接続される第３の導体と、
   前記プリント回路基板の前記第２の回路ブロックの前記接地端子に接続される第４の導体とを含み、
   少なくとも１つの結合ギャップが、前記第３の導体と前記第４の導体との間に定められ、
   前記プリント回路基板の前記第２の回路ブロックの前記信号端子は、前記メタルフレームの前記第４の部分に電気的に接続され、前記少なくとも１つの結合ギャップを通じて前記プリント回路基板の前記第２の回路ブロックの前記接地端子に結合される、
   通信機器のアンテナ。
5. 前記第３の導体は、前記プリント回路基板の前記第２の回路ブロックに近接するような長さに伸長させられる、請求項４に記載の通信機器のアンテナ。

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