JP4603957B2 - 無線装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線装置に関し、特にその構成要素であるアンテナ素子、発光素子、発光素子の光束を導光する導光部材の各配置と、導光部材の形状に特徴を有する無線装置に関する。

一般的に、アンテナ素子を備えた無線装置の通信状態を良好に維持するには、アンテナ素子の部分を鉛直方向に立てる必要がある。また、アンテナ素子の周囲には、部品、特に金属を含む部品が無いことが望ましい。

一方、無線装置の通信状態を使用者に対し視覚的に報知する手段としては、ＬＥＤ等の発光素子を使用するのが一般的である。その際に、発光素子の光束を無線装置の周囲から認識できるようにすることが必要である。

図４は、従来例に係る無線装置の構成を示す断面図である。

図４において、無線装置４１は、アンテナ素子２２、アンテナ基板４３、発光素子４４ａ、４４ｂ、回路基板４５、導光部材５６ａ、４６ｂ、基板間隔保持部材４７、遮光シート４８ａ、４８ｂ、上ケース４９ａ、下ケース４９ｂを備えている。

アンテナ素子２２は、基板実装タイプのチップアンテナであり、アンテナ基板４３に実装されている。発光素子４４ａ、４４ｂは、基板実装タイプのチップＬＥＤであり、回路基板４５に実装されている。導光部材５６ａ、４６ｂは、アクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂から形成され、それぞれ発光素子４４ａ、４４ｂから発光された光束を導光する。基板間隔保持部材４７は、アンテナ基板４３と回路基板４５との間隔を所定量に保持する。遮光シート４８ａ、４８ｂは、ポリエチレンテレフタレート（PET）樹脂等から形成され、遮光を行う。上ケース４９ａ、下ケース４９ｂは、上記アンテナ基板４３等の各部品を収納する筐体を構成する。

上記従来例の無線装置４１では、回路基板４５に実装された発光素子４４ａの光束を無線装置４１の正面方向（図４の左側）に、また、発光素子４４ｂの光束を無線装置４１の背面方向（図４の右側）に、それぞれ導光する。このため、発光素子４４ａ、４４ｂにそれぞれ対応して導光部材５６ａ、４６ｂを設けている。

尚、図４では、アンテナ基板４３と回路基板４５を電気的に接続するハーネスまたはフレキシブルプリント基板、接続用のコネクタ等の電気部品、他の電子機器と接続するためのＵＳＢ（Universal Serial Bus）コネクタは、不図示としている。

上述した無線装置に関しては各種の提案がされている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。
特開平６−２９１７１２号公報 特開２００４−１２７９９６号公報 特開２００３−２１９００２号公報 特開平６−２２０１７号公報

上記従来例では、発光素子４４ａの光束がアンテナ基板４３に遮られてしまうため、アンテナ基板４３に貫通孔４３ａを設け、貫通孔４３ａに導光部材５６ａを挿通することで、発光素子４４ａの光束を無線装置の正面側に導光している。このため、アンテナ基板４３に電気部品を実装出来ない領域が発生してしまい、アンテナ基板４３の小型化や実装面積の効率化の妨げになるという問題があった。

また、上記従来例では、無線装置の通信状態を視覚的に報知する手段である発光素子４４ａ、４４ｂの光束を、無線装置の正面方向及び背面方向のみに導光している。このため、無線装置が使用者の近くにない場合、例えば、無線装置が液晶プロジェクタやプリンタといった画像出力装置にＵＳＢコネクタ等を介して接続されている場合には、その通信状態を視覚的に確認しにくいといった問題があった。

更に、上記従来例では、無線装置の周囲に対する光束の導光方向と等しい数の発光素子と導光部材を必要とする構造であるため、無線装置の部品点数が増加すると共にコスト上昇の要因になるという問題があった。

本発明の目的は、通信状態の視認性を向上可能とすると共に、アンテナ素子を実装する基板の実装面積や発光素子の光束を有効に利用可能とした無線装置を提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明の無線装置は、ＵＳＢコネクタとヒンジによって接続される無線装置であって、前記無線装置は、基板と、前記基板の第１の面に実装されるアンテナ素子と、前記基板の前記第１の面の裏面となる第２の面に実装され、前記アンテナ素子の通信状態に応じて発光の態様が変化する発光素子と、前記発光素子の光束を導光する樹脂製の導光部材とを有し、前記基板の前記第２の面における、該基板の前記第１の面の前記アンテナ素子が実装される位置よりも前記ヒンジに近い位置に、前記発光素子を実装するとともに、前記基板の前記第２の面における、該基板の前記第１の面の前記アンテナ素子が実装される位置に対向する位置には、電気部品を実装することなく、前記導光部材を配置することを特徴とする。

本発明によれば、アンテナ素子を基板の一方の面に実装し、導光部材をアンテナ素子の背面に対応する位置に配置するため、アンテナ素子を実装する基板の実装面積や発光素子の光束を有効に利用することが可能となる。また、発光素子の数を増すことなく、発光素子の発光方向を含む互いに略直交する３軸方向から発光素子の光束を確認できるため、無線装置の通信状態の視認性を向上させることが可能となる。更に、基板の第２の面における、該基板の第１の面のアンテナ素子が実装される位置に対向する位置に、アンテナ特性に影響のない樹脂製の導光部材を配置するので、アンテナ特性を低下させることなく、効率の良い部品レイアウトが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る無線装置の構成を示す断面図である。

図１において、無線装置１は、アンテナ素子２、アンテナ基板３、発光素子４、導光部材５、上ケース１０ａ、下ケース１０ｂ、ＵＳＢコネクタ１１、ヒンジ１２を備えている。

無線装置１の上ケース１０ａ及び下ケース１０ｂからなる筐体の内部には、アンテナ素子２、アンテナ基板３、発光素子４、導光部材５が配置されている。アンテナ素子２は、無線装置１の外部と情報の送受信を行うための、基板実装タイプのチップアンテナであり、アンテナ基板３の一方の面（表面側）に実装されている。アンテナ基板３には、アンテナ素子２の他にアンテナ素子２の制御を行う制御回路が実装されている。

発光素子４は、無線装置１（アンテナ素子２）の通信状態を視覚的に報知するための、基板実装タイプのチップ型ＬＥＤであり、アンテナ基板３の他方の面で且つ導光部材５の入射面（図２参照）に対向する位置に実装されている。発光素子４は、アンテナ素子２の通信状態に応じて発光の態様（例えば、点灯／点滅とその周期など）が変化する。発光素子４の発光方向は、アンテナ基板３と平行になるように設定されている。

導光部材５は、光学材料として一般的に使用されている例えばアクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂から形成されており、アンテナ基板３の他方の面（背面側）に対向し且つアンテナ素子２の背面に対応する位置に配設されている。導光部材５は、発光素子４から発光された光束を導光し、発光素子４の発光方向を含む互いに略直交する３軸方向（無線装置１の上面方向、正面及び背面方向、側面左右方向）に射出させる。導光部材５の詳細構造については図２に基づき後述する。

上ケース１０ａ、下ケース１０ｂは、上記のアンテナ基板３や導光部材５等の各部品を収納する筐体を構成している。上ケース１０ａ、下ケース１０ｂが所謂スモーク系の樹脂からなる場合、発光素子４の光束は上ケース１０ａ、下ケース１０ｂを透過することができる。他方、上ケース１０ａ、下ケース１０ｂが発光素子４の光束を透過できない材質のからなる場合、筐体の外壁には、発光素子４の光束を発光素子４の発光方向を含む互いに略直交する３軸方向へ射出するための開口部（不図示）が配設されている。

ＵＳＢコネクタ１１は、他の電子機器との接続に用いる。ヒンジ１２は、無線装置１の回転角度を図中矢印で示す左右方向に調整するための部材である。この場合、直立状態の上ケース１０ａ及び下ケース１０ｂからなる筐体を図中左右方向へ回転させ、水平状態とすることが可能である。

尚、図１では、説明を簡略化するために、アンテナ基板３とＵＳＢコネクタ１２を接続するハーネスまたはフレキシブルプリント基板、及び接続用のコネクタ等の電気部品は、不図示としている。

本実施の形態では、アンテナ素子２をアンテナ基板３の端部の一方の面（表面側）に実装し、導光部材５をアンテナ基板３の他方の面（背面側）に対向し且つアンテナ素子２の背面に対応する位置に配置している。この場合、一般的にアンテナ素子の放射方向には金属からなる部品を配置しないことが望ましい。従って、基板に実装される他の電気部品も例外ではなく、アンテナ素子及びアンテナ素子自身の配線パターン以外はアンテナ素子の放射方向に配置しないことが望ましい。ところが、無線装置における効率的な部品配置という観点からは、アンテナ素子の周り、特に基板におけるアンテナ実装面の反対側（背面側）が有効に使えない無駄な空間となる。

そこで、本実施の形態では、アンテナ基板３のアンテナ実装面とは反対側の空間に、アンテナ特性に影響の少ない樹脂からなる導光部材５を配置する構成としている。また、発光素子４は、アンテナ基板３のアンテナ実装面とは反対側の面に実装すると共に、アンテナ素子２の特性に影響を与えない領域（図１のアンテナ実装箇所から鉛直方向に間隔をおいた領域）まで離して配置している。これにより、無線装置１の効率的な部品配置を実現している。

図２は、無線装置１の導光部材５の構成を示す斜視図である。

図２において、導光部材５は、入射面２１、第１の反射面２２ａ、第２の反射面２２ｂ、第１の射出面２３ａ、第２の射出面２３ｂ、第１の光学面２４ａ、第２の光学面２４ｂを備えている。

入射面２１は、発光素子４に対向する位置に配置されており、発光素子４から発光された光束を導光部材５の内部に取り入れる面である。第１の反射面２２ａ、第２の反射面２２ｂは、入射面２１にそれぞれ斜めに対向する位置関係に配置されると共に入射面２１に対し傾斜した面に形成されている。第１の反射面２２ａ、第２の反射面２２ｂは、入射面２１から入射した発光素子４の光束の一部を互いに離反する方向に反射させる。

第１の射出面２３ａ、第２の射出面２３ｂは、入射面２１に略鉛直な位置関係に配置されると共に互いに略平行な位置関係に設定されている。第１の射出面２３ａ、第２の射出面２３ｂは、第１の反射面２２ａ及び第２の反射面２２ｂで反射した光束を導光部材５の外部へ射出させる。

第１の光学面２４ａ、第２の光学面２４ｂは、第１の反射面２２ａ、第２の反射面２２ｂの間に位置し、入射面２１に略平行に対向する位置関係に配置されると共に入射面２１に対し傾斜した面に形成されている。第１の光学面２４ａ、第２の光学面２４ｂは、入射面２１から入射した発光素子４の光束の他の一部を反射及び透過、もしくは、反射又は透過させる。

第１の光学面２４ａ及び第２の光学面２４ｂで反射した光束は、それぞれ離反する方向に導光される。即ち、第１の光学面２４ａで反射した光束は、第２の光学面２４ｂから射出され、第２の光学面２４ｂで反射した光束は、第１の光学面２４ａから射出される。更に、第１の光学面２４ａ及び第２の光学面２４ｂを透過した光束は、発光素子４の発光方向と略平行にそのまま導光部材５の外部へ射出される。

一方、２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂは、発光素子４の光束の射出方向を示している。２５ａ、２５ｂは、無線装置１の上面方向に射出した光束、２６ａは、無線装置１の正面方向に射出した光束、２６ｂは、無線装置１の背面方向に射出した光束、２７ａ、２７ｂは、無線装置１の側面左右方向に射出した光束をそれぞれ示している。

導光部材５を上記のような構造とすることにより、発光素子４の光束を、発光素子４の発光方向を含む互いに略直交する３軸方向（無線装置１の上面方向、正面及び背面方向、側面左右方向）に射出させることができる。これにより、無線装置１の正面方向及び背面方向のみでなく、これらの正面方向及び背面方向に加え、更に無線装置１の上面方向と側面左右方向から、発光素子４の光束を確認することが可能となる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、アンテナ素子２をアンテナ基板３の端部の一方の面に実装し、導光部材５をアンテナ基板３の他方の面に対向し且つアンテナ素子２の背面に対応する位置に配置する。また、発光素子４は、アンテナ基板３におけるアンテナ素子２の実装面とは反対側の面に実装すると共に、アンテナ素子２の特性に影響を与えない領域までアンテナ素子２から離して配置する。更に、発光素子４の光束を導光する導光部材５は、発光素子４の光束を発光素子４の発光方向を含む互いに略直交する３軸方向に射出させることができる形状とする。

上記構成により、アンテナ素子２を実装するアンテナ基板３の実装面積や発光素子４の光束を有効に利用することが可能となる。また、発光素子４の数を増すことなく、無線装置の正面方向及び背面方向に加え、更に無線装置の上面方向と側面左右方向から発光素子４の光束を確認することができるため、無線装置の通信状態の視認性を向上させることが可能となる。また、上記従来例のように無線装置の周囲に対する光束の導光方向と等しい数の発光素子と導光部材を設ける必要がないため、部品点数及びコストを削減することが可能となる。

［第２の実施の形態］
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る無線装置の構成を示す断面図である。

図３において、無線装置３０は、アンテナ素子２、アンテナ基板３、発光素子４、導光部材５、上ケース１０ａ、下ケース１０ｂ、ＵＳＢコネクタ１１、ヒンジ１２、回路基板３６を備えている。

本実施の形態は、上述した第１の実施の形態に対して、発光素子４の実装箇所が異なる点において相違する。図３における上述した第１の実施の形態（図１）と同一の部品には同一の符号を付し、説明を簡略化または省略する。

無線装置３０の上ケース１０ａ及び下ケース１０ｂからなる筐体の内部には、アンテナ素子２、アンテナ基板３、発光素子４、導光部材５、回路基板３６が配置されている。アンテナ基板３と回路基板３６は所定の間隔をおいて平行に配置されている。アンテナ基板３には、アンテナ素子２及びその制御を行う制御回路が実装されている。回路基板３６には、アンテナ素子２を介して送受信した情報を処理する演算回路等が実装されている。

尚、図３では、説明を簡略化するために、アンテナ基板３と回路基板３６、回路基板３６とＵＳＢコネクタ１２をそれぞれ接続するハーネスまたはフレキシブルプリント基板、及び接続用のコネクタ等の電気部品は、不図示としている。

本実施の形態では、アンテナ素子２をアンテナ基板３の端部の一方の面（表面側）に実装し、導光部材５をアンテナ基板３の他方の面（背面側）に対向し且つアンテナ素子２の背面に対応する位置に配置している。更に、発光素子４は、上述した第１の実施の形態のようにアンテナ基板３ではなく、回路基板３６の端部の一方の面で且つ導光部材５の入射面に対向する位置に実装すると共に、アンテナ素子２の特性に影響を与えない領域まで離して配置している。

上記のようにアンテナ素子２を介して送受信した情報を処理する演算回路をアンテナ基板３に実装してしまうと、アンテナ基板３が大型化し、延いては無線装置全体の大型化を招いてしまう場合がある。また、アンテナ基板３が他の機器の流用品であるといった場合が考えられる。このような場合には、アンテナ基板３には、アンテナ素子２及びその制御を行う制御回路のみを実装し、発光素子４は回路基板３６に実装することになる。

また、本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、アンテナ素子２をアンテナ基板３の表面側に実装し、導光部材５をアンテナ基板３のアンテナ素子実装箇所の背面側の空間に配置しているので、アンテナ基板３の背面側の空間を有効に利用することが可能となる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、アンテナ素子２をアンテナ基板３の端部の一方の面に実装し、導光部材５をアンテナ基板３の他方の面に対向し且つアンテナ素子２の背面に対応する位置に配置する。また、発光素子４は、アンテナ基板３と平行に配置した回路基板３６の端部の一方の面で且つ導光部材５の入射面に対向する位置に実装すると共に、アンテナ素子２の特性に影響を与えない領域までアンテナ素子２から離して配置する。更に、発光素子４の光束を導光する導光部材５は、発光素子４の光束を発光素子４の発光方向を含む互いに略直交する３軸方向に射出させることができる形状とする。

上記の構成により、アンテナ素子２を実装するアンテナ基板３の実装面積や発光素子４の光束を有効に利用することが可能となる。また、発光素子４の数を増すことなく、無線装置の正面方向及び背面方向に加え、更に無線装置の上面方向と側面左右方向から発光素子４の光束を確認することができるため、無線装置の通信状態の視認性を向上させることが可能となる。また、上記従来例のように無線装置の周囲に対する光束の導光方向と等しい数の発光素子と導光部材を設ける必要がないため、部品点数及びコストを削減することが可能となる。

［他の実施の形態］
上記第１及び第２の実施の形態では、無線装置の上ケース及び下ケースからなる筐体をヒンジを介して回転可能に構成した場合を例に挙げたが、本発明は、これに限定されるものではなく、筐体が回転しない構造の無線装置にも適用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る無線装置の構成を示す断面図である。 図１の無線装置の導光部材の構成を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る無線装置の構成を示す断面図である。 従来例に係る無線装置の構成を示す断面図である。

符号の説明

１、３０ 無線装置
２ アンテナ素子
３ アンテナ基板（基板）
４ 発光素子
５ 導光部材
１０ａ 上ケース
１０ｂ 下ケース
２１ 入射面
２２ａ 第１の反射面
２２ｂ 第２の反射面
２３ａ 第１の射出面
２３ｂ 第２の射出面
２４ａ 第１の光学面
２４ｂ 第２の光学面
３６ 回路基板（他の基板）

Claims (1)

1. ＵＳＢコネクタとヒンジによって接続される無線装置であって、
   前記無線装置は、
   基板と、
   前記基板の第１の面に実装されるアンテナ素子と、
   前記基板の前記第１の面の裏面となる第２の面に実装され、前記アンテナ素子の通信状態に応じて発光の態様が変化する発光素子と、
   前記発光素子の光束を導光する樹脂製の導光部材とを有し、
   前記基板の前記第２の面における、該基板の前記第１の面の前記アンテナ素子が実装される位置よりも前記ヒンジに近い位置に、前記発光素子を実装するとともに、
   前記基板の前記第２の面における、該基板の前記第１の面の前記アンテナ素子が実装される位置に対向する位置には、電気部品を実装することなく、前記導光部材を配置することを特徴とする無線装置。

Images