JP4751468B2 - 情報処理装置 - Google Patents

Description

本発明はアンテナを有する例えばパーソナルコンピュータのような情報処理装置に関する。

近年、ノートブック型等の様々な携帯型パーソナルコンピュータが開発されている。この種のパーソナルコンピュータの多くは、モバイル環境において例えばインターネット上のサーバのような外部デバイスとの無線通信を実行できるようにするために無線通信機能を有していることが多い。

特に最近では、さまざまな無線通信方式の普及に伴い、携帯型パーソナルコンピュータにおいても、複数種の無線通信方式それぞれに対応する複数種の無線通信モジュールの搭載が要求されている。

特許文献１には、２つの通信モジュールを備えた電子機器が開示されている。これら通信モジュールの各々は２つのアンテナを用いてデータを送受信する。電子機器は３つのアンテナを備えており、その内の一つのアンテナは通信モジュール間で共用される。この共用アンテナは、アンテナ切り替えスイッチを介して２つの通信モジュールにそれぞれ接続されている。アンテナ切り替えスイッチは、共用アンテナが２つの通信モジュールの一方にいずれか一方に接続されるように共用アンテナの接続先を切り替える。

国際公開第２００７／０６０７３４号パンフレット

ところで、複数種の無線通信モジュールの全てを搭載することはコンピュータのコストアップを招くことになる。また、インターネットへのアクセス等のために使用される無線通信方式の種類はユーザ毎に異なることも多い。このことに対処する方法としては、例えばコンピュータの機種、仕向地等に応じて、そのコンピュータに搭載する無線通信モジュールの種類を変更するという手法を用い得る。

しかし、もし複数種の無線通信方式の周波数帯域が互いに異なる場合には、コンピュータの機種、仕向地等に応じて、コンピュータに搭載する無線通信モジュールの種類のみならず、コンピュータに搭載するアンテナの種類も変更しなければならない。このことは、機種または仕向地が異なるコンピュータ間で共用し得る部品の数を減らすことに繋がり、却ってコンピュータのコストアップを招く可能性がある。

本発明は上述の事情を考慮してなされたものであり、簡単な構成で２つの無線通信モジュールを選択的に搭載することができる情報処理装置を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明の情報処理装置は、システム基板と、前記システム基板上のバススロットであって、前記バススロットは、前記システム基板上のバスに非接続の第１の端子と前記バスに接続される第２の端子群とを具備し、且つ第１の無線通信モジュールまたは第２の無線通信モジュールに接続するように構成されており、前記第１の無線通信モジュールは、第１の周波数帯域を用いて無線通信するように構成されると共に、前記バススロットの前記第２の端子群を介して前記バスと通信するための第１の複数の端子と、前記バススロットの前記第１の端子とグランドとを接続するための第３の端子とを具備し、前記第２の無線通信モジュールは、第２の周波数帯域を用いて無線通信するように構成されると共に、前記バススロットの前記第２の端子群を介して前記バスと通信するための第２の複数の端子と、前記バススロットの前記第１の端子をオープン状態に維持するための第４の端子とを具備する、バススロットと、給電線に接続されるアンテナ切り替え器と、前記アンテナ切り替え器に接続される第１のアンテナと、前記アンテナ切り替え器に接続される第２のアンテナとを具備し、前記アンテナ切り替え器は、前記バススロットの前記第１の端子に接続された制御信号線に接続され、前記制御信号線の電圧に応じて、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナを切り替えるように構成されている。

本発明によれば、簡単な構成で２つの無線通信モジュールを選択的に搭載することができる。

本発明の一実施形態に係る情報処理装置に第１の無線通信モジュールが搭載された場合に対応するシステム構成の例を示すブロック図。 同実施形態の情報処理装置に第２の無線通信モジュールが搭載された場合に対応するシステム構成の例を示すブロック図。 同実施形態の情報処理装置に設けられるアンテナの共振周波数特性の例を示す図。 同実施形態の情報処理装置に設けられる別のアンテナの共振周波数特性の例を示す図。 同実施形態の情報処理装置における無線通信モジュール、アンテナ、およびアンテナ切り替え器それぞれの配置位置の例を示す図。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
図１には、本発明の一実施形態に係る情報処理装置のシステム構成例が示されている。この情報処理装置は例えばノートブック型の携帯型パーソナルコンピュータ１０として実現されている。このコンピュータ１０は２つの無線通信モジュールのいずれか一方を排他的に実装できるように構成されている。

２つの無線通信モジュールとしては、例えば、第３世代移動通信方式(３G)に従って無線通信を実行する無線通信モジュール、ＷＩＭＡＸ（登録商標）のような無線通信方式に従って無線通信を実行する無線通信モジュール等が使用される。３Gでは、例えば、８００ＭＨｚ〜２．１ＧＨｚの周波数帯域が用いられる。また、ＷＩＭＡＸでは、２．４〜２．６ＧＨｚの周波数帯域が用いられる。

このコンピュータ１０は、２つのアンテナ１１ａ，１１ｂ、アンテナ切り替え器１２、およびシステム基板１３等を備えている。アンテナ１１ａは、例えば、３Gに従って無線通信を実行する無線通信モジュールによって使用されるアンテナ素子である。この場合、このアンテナ１１ａは、図４に示すように、８００ＭＨｚ〜２．１ＧＨｚの周波数帯域をカバーする。アンテナ１１ｂは、例えば、ＷＩＭＡＸに従って無線通信を実行する無線通信モジュールによって使用されるアンテナ素子である。この場合、このアンテナ１１ｂは、図３に示すように、２．４〜２．６ＧＨｚの周波数帯域をカバーする。

アンテナ切り替え器１２は、アンテナ１１ａ，１１ｂを、共振周波数を変更可能なリコンフィグラブルアンテナとして機能させるためのスイッチ回路である。このアンテナ切り替え器１２は、アンテナ１１ａ，１１ｂにそれぞれ接続されると共に、同軸ケーブルのような給電線２１を介してシステム基板１３に接続されている。さらに、アンテナ切り替え器１２は、制御信号線２２を介してシステム基板１３に接続されている。制御信号線２２は、例えば、プルアップ抵抗Ｒを介して電源端子（３．３Ｖ）に接続されている。アンテナ切り替え器１２は、制御信号線２２の電圧（ＬｏｗまたはＨｉｇｈ）、つまり制御信号に応じて、給電線２１に接続されるべきアンテナを、アンテナ１１ａとアンテナ１１ｂとの間で切り替える。

システム基板１３は例えばプリント回路基板（ＰＣＢ）によって実現されている。このシステム基板１３上には、コンピュータ１０の様々なコンポーネント、例えば、ＣＰＵ１４、システムコントローラ１５、バススロット１６、バス１７、各種Ｉ／Ｏデバイス（図示せず）が設けられている。ＣＰＵ１４は、コンピュータ１０の動作を制御するプロセッサであり、オペーティングシステム、各種アプリケーションプログラムおよび通信ドライバプログラム等を実行する。通信ドライバプログラムは、バススロット１６に接続される無線通信モジュール（図１では、無線通信モジュール２１）を制御するプログラムである。ＣＰＵ１４はシステムコントローラ１５を介してバス１７に結合されており、このバス１７を介して無線通信モジュールとのデータ転送のような通信を実行する。

システムコントローラ１５は各種Ｉ／Ｏデバイスを制御するためのブリッジデバイスであり、いわゆるチップセットとして機能する。システムコントローラ１５はＣＰＵ１４に接続されると共に、バス１７にも接続されている。バス１７としては、ＰＣＩ ＥＸＰＲＥＳＳのようなシリアルバスを使用してもよい。ＣＰＵ１４と無線通信モジュール２１との間のデータ、コマンド等の転送は、システムコントローラ１５およびバス１７を介して実行される。

バス１７上には、バススロット１６が接続されている。このバススロット１６は、例えばＭｉｎｉ ＰＣＩ ＥＸＰＲＥＳＳバススロットによって実現されている。バススロット１６には、例えば、３Gに従って信号を無線通信および無線受信する無線通信モジュールまたはＷＩＭＡＸに従って信号を無線通信および無線受信する無線通信モジュールのいずれかが接続される。

バススロット１６は、例えば４０本のピン（端子）群を含むコネクタから構成されている。４０本のピン群は、バス１７に非接続の第１のピン（端子）Ｐ１と、バス１７に接続された第２のピン群（端子群）Ｐ２とを含む。第１のピンＰ１は、上述の制御信号線に接続されており、アンテナ切り替え器１２に供給される制御信号の電圧を制御するために使用される。制御信号線がケーブルから構成されている場合には、第１のピンＰ１は、例えば、システム基板１３上の配線を介して、制御信号線のケーブルに接続される。

第２のピン群Ｐ２は、バス１７との通信のために使用される。つまり、バススロット１６に装着された無線通信モジュールは、第２のピン群Ｐ２を介してバス１７に接続される。バススロット１６が有する４０本のピン群の内、バス１７との通信に使用されない未使用の幾つかのピンの内の一つが上述の第１のピンＰ１として使用される。このように、本実施形態では、バススロット１６は、バス１７との通信（ＣＰＵ１１との通信）と、アンテナ切り替え器１２の制御とに共用される。コンピュータ１０は、このバススロット１６に無線通信モジュール２１または無線通信モジュール２２のいずれかが装着された状態で出荷される。

図１においては、バススロット１６に無線通信モジュール（Ａ）２１が接続された場合を示している。無線通信モジュール（Ａ）２１は、例えば、３Ｇ無線通信モジュールとして実現されており、３Ｇに対応する周波数帯域（８００ＭＨｚ〜２．１ＧＨｚ）を用いて信号を無線送信および無線受信する。この無線通信モジュール（Ａ）２１は、例えば、バススロット１６に装着可能なＭｉｎｉ ＰＣＩ ＥＸＰＲＥＳＳカードとして実現されている。

無線通信モジュール（Ａ）２１は、第２のピン群Ｐ２を介してバス１７との通信を実行するための複数のピン群（端子群）Ｐ２’と、第１のピンＰ１をグランド接続するための未使用ピン（端子）Ｐ１’とを含んでいる。すなわち、無線通信モジュール（Ａ）２１がバススロット１６に接続された場合、無線通信モジュール（Ａ）２１のピンＰ１’はバススロット１６の第１のピンＰ１に接続される。ピンＰ１’は無線通信モジュール（Ａ）２１内のグランド端子に接続されているので、第１のピンＰ１はグランド接続される。無線通信モジュール（Ａ）２１のピン群Ｐ２’は第２のピン群Ｐ２を介してバス１７に接続される。無線通信モジュール（Ａ）２１は、外部デバイスからの受信データをピン群Ｐ２’を介してバス１７に出力する処理、およびＣＰＵ１１１からバス１７およびピン群Ｐ２’を介して受信した送信データを外部デバイスに無線送信する処理等を実行する。

さらに、無線通信モジュール（Ａ）２１はアンテナコネクタＣ１を有しており、このアンテナコネクタＣ１には給電線（同軸ケーブル）２１が接続される。またさらに、無線通信モジュール（Ａ）２１は、ダイバーシティーを実現するために、もう一つのアンテナコネクタＣ２を有していてもよい。

本コンピュータ１０においては、制御信号線２２は、バススロット１６の第１のピンＰ１および無線通信モジュール（Ａ）２１のピンＰ１’を介してグランドに接続されるので、制御信号線２２の電圧はＬｏｗレベルとなり、論理“０”の制御信号がアンテナ切り替え器１２に供給される。論理“０”の制御信号がアンテナ切り替え器１２に供給されている間、アンテナ切り替え器１２はアンテナ１１ａを選択し、この選択したアンテナ１１ａを給電線２１に接続する。したがって、無線通信モジュール（Ａ）２１は、アンテナ１１ａを用いて外部デバイスとの無線通信を正常に実行することができる。

図２は、バススロット１６に無線通信モジュール（Ｂ）２２が接続された場合を示している。無線通信モジュール（Ｂ）２２は、例えば、ＷＩＭＡＸ無線通信モジュールとして実現されており、周波数帯域（２．４〜２．６ＧＨｚ）を用いて信号を無線送信および無線受信する。無線通信モジュール（Ｂ）２２も、バススロット１６に装着可能なＭｉｎｉ ＰＣＩ ＥＸＰＲＥＳＳカードとして実現されている。無線通信モジュール（Ｂ）２２は、第２のピン群Ｐ２を介してバス１７との通信を実行するための複数のピン群（端子群）Ｐ１２’と、第１のピンＰ１をオープン状態（フローティング状態）に維持するための未使用ピン（端子）Ｐ１１’とを含んでいる。すなわち、無線通信モジュール（Ｂ）２２がバススロット１６に接続された場合、無線通信モジュール（Ｂ）２２のピンＰ１１’はバススロット１６の第１のピンＰ１に接続されるものの、ピンＰ１１’は無線通信モジュール（Ｂ）２２に電気的に接続されてないピン（非接続：ＮＣ）であるので、ピンＰ１はオープン状態に、換言すれば非接続状態に設定される。無線通信モジュール（Ｂ）２２のピン群Ｐ１２’は第２のピン群Ｐ２を介してバス１７に接続される。無線通信モジュール（Ｂ）２２は、外部デバイスからの受信データをピン群Ｐ１２’を介してバス１７に出力する処理、およびＣＰＵ１１１からバス１７およびピン群Ｐ１２’を介して受信した送信データを外部デバイスに無線送信する処理等を実行する。

さらに、無線通信モジュール（Ｂ）２２はアンテナコネクタＤ１を有しており、このアンテナコネクタＤ１には給電線（同軸ケーブル）２１が接続される。またさらに、無線通信モジュール（Ｂ）２２は、ダイバーシティーを実現するために、もう一つのアンテナコネクタＤ２を有していてもよい。

図２の構成のコンピュータ１０においては、制御信号線２２は、バススロット１６の第１のピンＰ１はオープン状態であるので、制御信号線２２の電圧はＨｉｇｈレベルとなり、論理“１”の制御信号がアンテナ切り替え器１２に供給される。論理“１”の制御信号がアンテナ切り替え器１２に供給されている間、アンテナ切り替え器１２はアンテナ１１ｂを選択し、この選択したアンテナ１１ｂを給電線２１に接続する。したがって、無線通信モジュール（Ｂ）２２は、アンテナ１１ｂを用いて外部デバイスとの無線通信を正常に実行することができる。

このように、本実施形態においては、バススロット１６に装着される無線通信モジュールの種類に応じて、使用すべきアンテナを自動的に選択することができる。よって、アンテナ切り替え器１２を制御するための専用のコントローラを設けずとも、本コンピュータ１０に搭載された無線通信モジュールに適合するアンテナを容易に選択することが出来る。

次に、図５を参照して、無線通信モジュール、アンテナ、およびアンテナ切り替え器それぞれの配置位置の例について説明する。

図５は、コンピュータ１０のディスプレイユニットを開いた状態における斜視図である。本コンピュータ１０は、コンピュータ本体１０１と、コンピュータ本体１０１に回動可能に取り付けられたディスプレイユニット１０２とから構成される。ディスプレイユニット１０２には、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）１０６から構成される表示装置が組み込まれており、そのＬＣＤ１０６の表示画面はディスプレイユニット１０２のほぼ中央に位置されている。また、ディスプレイユニット１０２内部には、アンテナ１１ａ、アンテナ１１ｂ、アンテナ切り替え器１２が設けられている。アンテナ１１ａ、アンテナ１１ｂをディスプレイユニット１０２内に設けることにより、アンテナ１１ａ、アンテナ１１ｂが比較的高い位置に配置されている状態で外部デバイスとの無線通信を実行することができる。

ディスプレイユニット１０２は、コンピュータ本体１０１にヒンジ部１０７を介して回動自在に取り付けられている。ヒンジ部１０７はコンピュータ本体１０１にディスプレイユニット１０２を連結する連結部である。すなわち、ディスプレイユニット１０２は、コンピュータ本体１０１の後端部に配置されたヒンジ部１０７によって支持されている。ディスプレイユニット１０２は、コンピュータ本体１０１に対してコンピュータ本体１０１の上面が露出される開放位置とコンピュータ本体１０１の上面がディスプレイユニット１０２によって覆われる閉塞位置との間をヒンジ部１０７によって回動自在に取り付けられている。

コンピュータ本体１０１は上述のシステム基板１３を収容する薄い箱形の筐体を有しおり、その筐体の上面にはキーボード１０３、本コンピュータ１０をパワーオン／パワーオフするためのパワーボタン１０４、およびタッチパッド１０５などが配置されている。

システム基板１３上のバススロット１６に接続された無線通信モジュール２１（または無線通信モジュール２２）は給電線２１に接続されている。この給電線２１はヒンジ部１０７内部の空間に挿入されている。この給電線２１は例えば同軸ケーブルである。給電線２１は、ヒンジ部１０７を介してコンピュータ本体１０１からディスプレイユニット１０２に導出される。ディスプレイユニット１０２においては、制御ケーブルはアンテナ切り替え器１２に接続される。

バススロット１６に接続された制御信号線２２もヒンジ部１０７を介してコンピュータ本体１０１からディスプレイユニット１０２に導出される。例えば、ヒンジ部１０７には、給電線２１以外のケーブル（制御ケーブル）が挿入されており、この制御ケーブルがシステム基板１３上のケーブル端子およびシステム基板１３上の配線を介してバススロット１６のピンＰ１に接続される。ディスプレイユニット１０２においては、制御ケーブルはアンテナ切り替え器１２の制御端子に接続される。

このコンピュータ１０の構成においては、ディスプレイユニット１０２内にアンテナ１１ａ、アンテナ１１ｂ、アンテナ切り替え器１２が設けられており、バススロット１６に接続された制御信号線２２の電圧に応じて、アンテナ１１ａまたはアンテナ１１ｂの一方が給電線２１に接続される。このため、ディスプレイユニット１０２は、バススロット１６に無線通信モジュール２１が接続されるシステム構成と、バススロット１６に無線通信モジュール２２が接続されるシステム構成のどちらにも適用可能な共用部品として実現し得る。

また、アンテナ切り替え器１２は本体１０１側に設けることも可能であるが、ディスプレイユニット１０２内にアンテナ切り替え器１２を設けることにより、本体１０１側にアンテナ切り替え器１２を設ける場合に比し、ヒンジ部１０７を通すことが必要なケーブルの数を減らすことが出来る。

以上のように、本実施形態によれば、無線通信モジュールが接続されるバスロットを、バスとの通信と制御信号線の電圧値の制御とに共用することができ、これによって簡単な構成で２つの無線通信モジュールを選択的にコンピュータに搭載することができる。また、本実施形態では、２つの無線通信モジュールの周波数帯域それぞれに対応する２つのアンテナを設けているので、必要な全周波数帯域を一つの広帯域アンテナでカバーする構成に比し、十分なアンテナ利得を容易に得ることができる。

なお、本実施形態では、２つの無線通信モジュールとして３Ｇ無線通信モジュールとＷＩＭＡＸ無線通信モジュールを使用する場合を例示したが、本実施形態の構成はいかなる無線通信方式の組み合わせにも適用できる。

また本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１０…コンピュータ、１１ａ，１１ｂ…アンテナ、１２…アンテナ切り替え器、１３…システム基板、１４…ＣＰＵ、１６…バススロット、２１，２２…無線通信モジュール。

Claims (13)

1. システム基板と、
   前記システム基板上のバススロットであって、前記バススロットは、前記システム基板上のバスに非接続の第１の端子と前記バスに接続される第２の端子群とを具備し、且つ第１の無線通信モジュールまたは第２の無線通信モジュールに接続するように構成されており、前記第１の無線通信モジュールは、第１の周波数帯域を用いて無線通信するように構成されると共に、前記バススロットの前記第２の端子群を介して前記バスと通信するための第１の複数の端子と、前記バススロットの前記第１の端子とグランドとを接続するための第３の端子とを具備し、前記第２の無線通信モジュールは、第２の周波数帯域を用いて無線通信するように構成されると共に、前記バススロットの前記第２の端子群を介して前記バスと通信するための第２の複数の端子と、前記バススロットの前記第１の端子をオープン状態に維持するための第４の端子とを具備する、バススロットと、
   給電線に接続されるアンテナ切り替え器と、
   前記アンテナ切り替え器に接続される第１のアンテナと、
   前記アンテナ切り替え器に接続される第２のアンテナとを具備し、
   前記アンテナ切り替え器は、前記バススロットの前記第１の端子に接続された制御信号線に接続され、前記制御信号線の電圧に応じて、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナを切り替えるように構成されている情報処理装置。
2. 前記システム基板を収容する本体と、
   前記本体に回動可能に取り付けられた表示部とをさらに具備し、
   前記第１のアンテナ、前記第２のアンテナおよび前記アンテナ切り替え器は、前記表示部内にある請求項１記載の情報処理装置。
3. 前記表示部は連結部を介して前記本体に取り付けられており、前記給電線および前記制御信号線は前記連結部を通して前記本体から前記表示部に導出される請求項２記載の情報処理装置。
4. 前記システム基板上に設けられ、前記バスに結合されるプロセッサをさらに具備する請求項１記載の情報処理装置。
5. 本体と、
   前記本体内に設けられたシステム基板上のバススロットであって、前記バススロットは、前記システム基板上のバスに非接続の第１の端子と前記バスに接続される第２の端子群とを具備し、且つ第１の無線通信モジュールまたは第２の無線通信モジュールに接続するように構成されており、前記第１の無線通信モジュールは、第１の周波数帯域を用いて無線通信するように構成されると共に、前記バススロットの前記第２の端子群を介して前記バスと通信するための第１の複数の端子と、前記バススロットの前記第１の端子とグランドとを接続するための第３の端子とを具備し、前記第２の無線通信モジュールは、第２の周波数帯域を用いて無線通信するように構成されると共に、前記バススロットの前記第２の端子群を介して前記バスと通信するための第２の複数の端子と、前記バススロットの前記第１の端子をオープン状態に維持するための第４の端子とを具備する、バススロットと、
   前記本体に回動可能に取り付けられた表示部と、
   前記表示部内に設けられ、給電線に接続されるアンテナ切り替え器と、
   前記表示部内に設けられ、前記アンテナ切り替え器に接続される第１のアンテナと、
   前記表示部内に設けられ、前記アンテナ切り替え器に接続される第２のアンテナとを具備し、
   前記アンテナ切り替え器は、前記バススロットの前記第１の端子に接続された制御信号線に接続され、前記制御信号線の電圧に応じて、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナを切り替えるように構成されている情報処理装置。
6. 前記第１の無線通信モジュールは約８００ＭＨｚから２．１ＧＨｚの周波数帯域の信号を用いる３Ｇ無線通信システムである請求項１記載の情報処理装置。
7. 前記第２の無線通信モジュールは約２．４ＧＨｚから２．６ＧＨｚの周波数帯域の信号を用いる無線通信のためのものである請求項６記載の情報処理装置。
8. 前記第１および第２の無線通信モジュールの少なくとも一つは、前記給電線に接続される第１のアンテナコネクタをさらに具備する請求項１記載の情報処理装置。
9. 前記第１および第２の無線通信モジュールの少なくとも一つは、第３のアンテナに接続するように構成された第２のアンテナコネクタをさらに具備する請求項８記載の情報処理装置。
10. 前記第１の無線通信モジュールは約８００ＭＨｚから２．１ＧＨｚの周波数帯域の信号を用いる３Ｇ無線通信システムである請求項５記載の情報処理装置。
11. 前記第２の無線通信モジュールは約２．４ＧＨｚから２．６ＧＨｚの周波数帯域の信号を用いる無線通信のためのものである請求項１０記載の情報処理装置。
12. 前記第１および第２の無線通信モジュールの少なくとも一つは、前記給電線に接続される第１のアンテナコネクタをさらに具備する請求項５記載の情報処理装置。
13. 前記第１および第２の無線通信モジュールの少なくとも一つは、第３のアンテナに接続するように構成された第２のアンテナコネクタをさらに具備する請求項１２記載の情報処理装置。

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