JP4889648B2 - 電子機器収納ケースおよび電子機器の収納構造 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信機能を持った複数の電子機器を収納する電子機器収納ケース、電磁シールド体、および電子機器の収納構造に関する。

近年、ＨＤＤレコーダー、ＤＶＤプレーヤー、セットトップボックス、ＡＶアンプといったディスプレイに接続されるＡＶ機器が増え、それに伴って、各機器間の映像あるいは音声の接続も複雑になってきている。この問題を解決するために、ユーザーに物理的な接続を意識させなくてもいい無線通信機能を有する電子機器が増加しており、無線通信の増加に従って、電磁波の干渉による通信不具合が問題となっている。従来、ＡＶラック内で無線通信を確実に行なう技術としては、特許文献１に示すように、ＡＶラック内のリモコン信号の通信精度を高める技術がある。

この従来技術では、前面扉に、
・内外とも可視域の光を透過させる、
・内部からの近赤外域の信号は反射させる、
・外部からの近赤外域の信号は吸収させる、
という特性を有する光学機能層を設ける。
特開平７−１９３８７７号公報

近年の近距離無線で多用されるＧＨｚ帯域の無線伝送において、信号を反射あるいは吸収させるためには、上記光学機能層は、可視光線が透過しない非透明な層となってしまう。しかしながら、そのような光学機能層を前面扉に設けることは、ＡＶラックの美観を損なわせてしまう。

本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、レイアウトを工夫することによって、ＡＶラックの美観を損なうことなく無線通信を確実に行なわせ、かつ他の機器に干渉しにくくすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明では、無線通信可能な電子機器が収納されるケースであって、
ケース壁面に電磁シールド体が設けられ、
前記電磁シールド体に、前記電子機器に接続可能な無線通信用のアンテナパターンが設けられ、
前記電磁シールド体は、メッシュ状の金属ネットであり、当該電磁シールド体は、当該電磁シールド体を畳み寄せて任意の形状に絞ることで形成された絞込み部を有しており、
前記アンテナパターンは前記絞込み部に設けられており、
前記アンテナパターン周辺の前記電磁シールド体は除去されている。

これにより、電子機器収納ケースの美観を損なうことなく、確実に電子機器収納ケース内あるいはケース外との無線通信を行なうことが可能となり、かつアンテナパターンへの外来ノイズの混入を防止することができる。ここで、前記絞込み部は、必要とされる送受信方向に基づき、前記電磁シールド体のケース外側に位置する面に設けられる態様と、前記電磁シールド体のケース内側に位置する面に設けられる態様とがある。

前記アンテナパターンの配線長は、前記無線通信における通信電波波長の４分の１波長の長さである、という態様がある。そうすれば、より確実に通信電波を捉えることが可能となる。

前記電磁シールド体が設けられていないケース面の少なくとも一つが電磁シールドされる、という態様がある。そうすれば、電磁波干渉をより抑えた状態で無線通信を行なうことが可能となる。

前記電磁シールド体は、電磁反射体と電磁吸収体との積層構造を有し、前記電磁反射体をケース内側にし、前記電磁吸収体をケース外側にして前記ケース壁面に設けられる、という態様がある。そうすれば、ケース内側から到来する電磁波はケース内側に向けて確実に反射され、ケース外側から到来する電磁波は確実に吸収されるようになる。これにより、電磁波干渉を抑えつつ精度の高い無線通信を実施することが可能となる。

前記電子機器は無線通信用アンテナを有しており、前記電磁シールド体は、前記無線通信用アンテナと向き合う前記ケース壁面に設けられる、という態様がある。そうすれば、より確実に無線通信を行なうことが可能となる。この場合、ケースの構造や、電子機器の収納構造上、前記電磁シールド体を当該ケースの背面に設けるのが好ましい。

前記電磁シールド体は、ケース内側が凹となった曲面形状を有する、という態様がある。そうすれば、無線送受信の送受信精度が高まってより確実に無線通信を行なうことが可能となる。

電磁シールド体が、メッシュ状の金属ネットである、という態様がある。そうすれば、ケース内の放熱性を高めつつ、無線通信を行なうことが可能となる。

前記電磁シールド体に、前記電子機器に接続可能な無線通信用のアンテナパターンが設けられる、という態様がある。そうすれば、このアンテナパターンを、前記電子機器に接続して電子機器の無線通信アンテナとして利用することが可能となる。この場合、より一層通信電波のパワーを抑えつつ、無線通信を行なうことが可能となる。特に、電子機器収納ケース上に設置された電子機器のアンテナとして、このアンテナパターンが利用された場合、より確実に電子機器収納ケース内の機器と電子機器との間の無線通信を行うことが可能となる。

なお、送受信感度に指向性を有する無線通信用アンテナを備えた電子機器を電子機器収納ケースに収納する際には、前記電子機器を、前記アンテナの送受信感度が最大となる方向を前記電磁シールド体に向けて前記ケースに収納するのが好ましい。そうすれば、より通信電波のパワーを抑えつつ、無線通信を行なうことが可能となる。

本発明によれば、電子機器収納ケースの美観を損なうことなく、電子機器収納ケース内に収納あるいはケース上に設置された電子機器どうしの無線通信を助け、かつ外来ノイズの妨害を防ぐことが可能となる。

また、本発明によれば、より確実に無線通信を行なうことが可能となる。また、ケース内の放熱性を高めつつ、無線通信を行なうことが可能となる。また、通信電波のパワーをさらに抑えつつ、精度の高い無線通信を行なうことが可能となる。また、電子機器収納ケース内あるいはケース外との無線通信をより確実に行うことが可能となる。また、任意帯域の無線通信の通信電波をより確実に捉えることが可能となる。また、電磁波干渉をさらに抑えた状態で無線通信を行なうことが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電子機器収納ケース１００、および電子機器収納ケース１００を用いた電子機器の収納構造を示す図である。

電子機器収納ケース（以下、ケースという）１００は、電磁波を遮断あるいは反射する機能を有さない木材または樹脂材から構成される。ケース１００は、ケース前面に前面扉１０７を、ケース背面に電磁波を遮断あるいは反射する電磁シールド体１０８をそれぞれ有する。電磁シールド体１０８は、ケース背面を覆って取り付けられる。電子機器１０１，１０３，１０５がケース１００内に収納される、あるいはケース１００上に設置される。電子機器１０１，１０３，１０５は、アンテナ１０２，１０４，１０６を有しており、これらアンテナ１０２，１０４，１０６を介した機器間無線通信機能を有する。

ここで、前面扉１０７としては美観を考慮して透明なガラス扉が汎用される。ケース１００上に設置される電子機器１０１は、一般にＰＤＰ，ＬＣＤ，ＣＲＴなどのシンク機器であり、ケース１００内に設置される電子機器１０３，１０５は、一般にＤＶＤプレーヤー，ＤＶＤレコーダー，セットトップボックス，ＡＶアンプなどのソース機器である。

電子機器１０１，１０３，１０５はアンテナ１０２，１０４，１０６から送出される電磁波を介して互いに無線通信を行う。無線通信は、機器どうしで直接、あるいはケース１００の背面に形成された電磁波シールド体１０８で反射される電波を介して行われる。アンテナ１０２，１０４，１０６が前面扉１０７の反対側、すなわち電磁シールド体１０８側になるように、各電子機器１０１，１０３，１０５はケース１００に収納配置される。これにより、機器間の無線通信精度が向上する。さらには、電子機器１０１，１０３，１０５は一般に金属筐体で覆われている。そのため、前面扉１０７の反対側（裏面側）にアンテナ１０２，１０４，１０６を設けた状態でケース１００の前方から外来電磁波が伝播してきても、その外来電磁波はアンテナ１０２，１０４，１０６まで到達しづらい。また、ケース背面から外来電磁波が伝播してきても、その外来電磁波はケース背面に設けられた電磁シールド体１０８によって遮断されてアンテナ１０２，１０４，１０６に到達しない。このような理由により、アンテナ１０２，１０４，１０６を介した無線通信において信号妨害は生じにくい。

電磁反射（外来電磁波の侵入除去と機器間の無線通信補助）を主体とするならば、アルミニウムなどの電磁波を反射する金属製のものが電磁シールド体１０８として好適に用いられる。また。電磁吸収（外来電磁波の侵入除去と内部電磁波の放散除去）を主体とするならば、フェライトなどの電磁波を吸収あるいは熱変換する磁性体が電磁シールド体１０８として好適に用いられる。

これにより、本発明ではケース１００の美観を損なうことなく、ケース１００内に収納あるいはケース１００上に設置された電子機器１０１，１０３，１０５間の無線通信精度を高め、かつ外来ノイズを排除することが可能となる。

なお、図１の構成では、電磁シールド体１０８はケース１００の上面に達する高さ寸法を備えているが、電磁シールド体１０８の高さ寸法は、これに限るものでなく、図２に示すように、ケース上面を越えてより上方まで（具体的には、電子機器１０１のアンテナ１０２を覆う高さ位置まで）延出させてもよい。

また、電磁シールド体１０８を、メッシュ状の金属ネット（例えば、絶縁被覆された銅線メッシュ）から構成することによって、ケース１００内の放熱性を高めつつ、無線通信の精度（効率）を高めることが可能となる。

なお、本実施の形態において、アンテナ１０２，１０４，１０６は各機器１０１，１０３，１０５それぞれに一本ずつ設けたが、各機器１０１，１０３，１０５それぞれに複数本ずつ設けてもよい。

なお、電子機器収納ケース１００に収納あるいは設置される電子機器１０１，１０３，１０５（以下、内部機器という）とそれ以外の電子機器（以下、外部機器という）との間の無線通信は、次のようにして実施される。すなわち、任意の内部機器（例えば、ＴＶ等からなる電子機器１０１）が代表して、外部機器との間で無線通信を行なったうえで、その任意の内部機器が他の内部機器と無線通信を行う。これにより、上記他の内部機器は上記任意の内部機器を介して外部機器と無線通信する。他の構成としては、内部機器に接続された有線系のインターフェース（例えば、電源線など）を介して、内部機器は外部機器と通信することもできる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における電子機器収納ケース２００、および電子機器収納ケース２００を用いた電子機器の収納構造を示す図である。図３において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、それらについての説明は省略する。

この例では、背面に形成された電磁シールド体２０８が、ケース内側が凹となった曲面形状を有する。これにより、電磁波は、電磁シールド体２０８の凹レンズ効果により、ケース２００内に効率高く集まるため、より確実に無線通信を行なうことが可能となる。

（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における電子機器収納ケース３００、および電子機器収納ケース３００を用いた電子機器の収納構造を示す図である。図４において、図１，図３と同じ構成要素については同じ符号を用い、それらについての説明は省略する。

この例では、電子機器３０１，３０３，３０５の各々のアンテナ３０２，３０４，３０６は、受信感度の指向性を有しており、その指向性において受信感度が最大となる向きにアンテナ３０２，３０４，３０６を向けている。具体的には、最大受信感度方向がケース背面の電磁シールド体２０８に向く向きに、アンテナ３０２，３０４，３０６が設置されている。これにより、より電磁波のパワーを抑えつつ、無線通信を行なうことが可能となる。

なお、本実施の形態では、アンテナ３０２，３０４，３０４の向きは固定されているが変動可能にしてもよい。向きの変動装置構成としては、手動で動作させる機械メカニズム装置としてもよいし、電動モータによって動作させる電動メカニズム装置にしてもよい。そうすれば、電磁シールド体２０８を介する無線通信の強度を計測（例えば電磁波パワーやエラーレートなどを計測）したうえで、送受信感度が最大となる方向にアンテナ３０２，３０４，３０４を向かせることが可能となる。

なお、本実施の形態において、アンテナは各機器一本であったが、複数本あってもよく、その場合、各機器において、アンテナそれぞれの指向性を同一方向に設定する必要はなく、別々に違う方向に設定してもよい。

（実施の形態４）
図５は、本発明の実施の形態４における電子機器収納ケース４００、および電子機器収納ケース４００を用いた電子機器の収納構造を示す図である。図５において、図１，図３と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

この例では、ケース背面に形成された電磁シールド体４０８にアンテナパターン４０２が形成される。アンテナパターン４０２は、無線通信機能を有する電子機器４０１，１０３，１０５のうちの一つに接続される。アンテナパターン４０２が接続された電子機器はこのアンテナパターン４０２を介して無線通信を行なう。ここで選ばれる電子機器としては、ケース上面に載置されてケース内部の電子機器とは比較的通信しにくい電子機器４０１が好ましいが、他の電子機器であってもよいのはいうまでもない。

これにより、より一層電磁波のパワーを抑えつつ、精度の高い無線通信を行なうことが可能となる。特に、ケース上面に載置された電子機器４０１のアンテナとして、アンテナパターン４０２を用いる場合には、この電子機器４０１をより確実にケース内の電子機器１０３，１０５と無線通信させることが可能となる。

なお、本実施の形態において、電磁シールド体に形成されたアンテナは一本であったが、複数本であってもよい。

なお、アンテナパターン４０２周辺の電磁シールド体４０８におけるシールド金属を、アンテナパターン４０２から電磁波が放出可能となるように、ある程度取り除いてもよい。

（実施の形態５）
図６は、本発明の実施の形態５における電子機器収納ケース５００の構成、および電子機器収納ケース５００を用いた電子機器の収納構造を示す図であり、図７はその要部拡大図であり、図８は、変形例を示す図である。これらの図において、図１，図２と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

本実施の形態では、基本的には実施の形態４と同様の構成を有しており、ケース背面の電磁シールド体５０８にアンテナパターン５０２が設けられているが、アンテナパターン５０２の設置構造が実施の形態４と異なる。本実施の形態では、電磁シールド体５０８は絞込み部５０８ａを有する。絞込み部５０８ａは、電磁シールド体５０８のケース内側面に設けられる。絞込み部５０８ａは、金属メッシュからなる電磁シールド体５０８を畳み寄せて球状（多面体形状でもよい）に絞り込むことで形成される。絞込み部５０８ｂと電磁シールド体５０８との間には、括れ部５０８ｂを有する。電磁シールド体５０８を球状等に絞り込むことで形成される絞込み部５０８ａは、その電磁シールド体側が閉じた構造を有しており、これにより、電磁シールド体５０８は、絞込み部５０８ａを設けたにもかかわらず、連続した（閉じた）平面形状が保持される結果、そのシールド性能が維持される。

アンテナパターン５０２は、絞込み部５０８ａに位置する電磁シールド体５０８の領域に設けられる。アンテナパターン５０２は、無線通信機能を有する電子機器４０１，１０３，１０５のうちの一つに接続される。アンテナパターン５０２が接続された電子機器はこのアンテナパターン５０２を介して無線通信を行なう。ここで選ばれる電子機器としては、ケース上面に載置されてケース内部の電子機器とは比較的通信しにくい電子機器４０１が好ましいが、他の電子機器であってもよいのはいうまでもない。

これにより、電磁波のパワーをより一層抑えつつ、精度の高い無線通信を行なうことが可能となる。特に、ケース上面に載置された電子機器４０１のアンテナとして、アンテナパターン５０２を用いる場合には、この電子機器４０１をより確実にケース内の電子機器１０３，１０５と無線通信させることが可能となる。さらには、絞込み部５０８ａにアンテナパターン５０２を設けることによりアンテナパターン５０２からケース内側にのみ電磁波が送受信されるため、アンテナパターン５０２とケース内のアンテナ１０４，１０６との間でより確実に無線通信を行うことが可能となる。さらには、絞込み部５０８ａを設けることで電磁シールド体５０８の平面構造（シールド性能）が維持されるため、アンテナパターン５０２への外来ノイズの混入を防止できる。

なお、本実施の形態において、アンテナパターン５０２は一本であったが、複数本であってもよい。なお、アンテナパターン５０２周辺の電磁シールド体５０８（絞込み部５０８ａ）におけるシールド金属を、アンテナパターン５０２から電磁波が放出可能となるように、ある程度取り除いてもよい。

本実施の形態において、絞込み部５０８ａ（アンテナパターン５０２）を電磁シールド体５０８のケース内側に設けたが、ケース外部との無線通信を行なう場合には、図８に示すように、電磁シールド体５０８のケース外側に絞り込み部５０８ａ（アンテナパターン５０２）を設けてもよい。この場合も同様に、より確実に電子機器収納ケース外の電子機器との間で無線通信を行なうことが可能となり、かつ外来ノイズがケース内部に混入することを防止できる。また、外来用のアンテナパターン５０２を大きく形成することによって、電子機器に直接アンテナを設置するより電磁波の送受信性能を向上させることができる。

なお、上述した説明では、電磁シールド体５０８に単一の絞込み部５０８ａと単一のアンテナパターン５０２とを設ける構成について説明したが、絞込み部５０８ａを複数設けて、それぞれの絞込み部５０８ａにアンテナパターン５０２を設けてもよいし、単一もしくは複数の絞込み部５０８ａに複数のアンテナパターン５０２を設けてもよい。

（実施の形態６）
図９は、本発明の実施の形態６における図を示し、ケース背面に形成された電磁波シールド体６０８に形成されたアンテナパターン６０２の構造を示す。

本実施の形態のアンテナパターン６０２においては、アンテナパターン６０２周辺の電磁シールド体は除去されており、さらには、通信電波波長の４分の１波長の長さを有するアンテナパターン６０２が複数形成されている。

これにより、任意帯域の無線通信の通信電波をより確実に捉えることが可能となる。

なお、一つのアンテナ線に複数のアンテナパターン６０２を形成する必要はなく、一つのアンテナ線にひとつのアンテナパターン６０２を形成するようにしてもよい。

（実施の形態７）
図１０は、本発明の実施の形態５における電子機器収納ケース７００、および電子機器収納ケース７００を用いた電子機器の収納構造を示す図である。

図１０において、図１，図４，図５，図６と同じ構成要素については同じ符号を用いており、それらの説明は省略する。

この例では、電子機器収納ケース７００の天面，床面，側面，前面扉が電磁波シールドされており、外来電磁波がケース７００内に侵入することを遮断している。図７では、ケース７００の全ての面（電磁シールド体５０８が設けられたケース背面を除く）が電磁シールドされているが、少なくとも一つの面が電磁シールドされておればよい。これにより、電磁波干渉をさらに抑制した状態で無線通信を行なうことが可能となる。

上述した各実施の形態では、電磁シールド体を、電磁波反射体または電磁波吸収体からなる一層構造としたが、図１１に示すように、電磁反射体６０８ａと電磁吸収体６０８ｂとの積層構造を有する電磁シールド体６０８としてもよい。その場合、電磁シールド体６０８は、電磁反射体６０８ａをケース内側にし、電磁吸収体６０８ｂをケース外側にしてケース８００の壁面（背面等）に設けられる。そうすれば、ケース内側から到来する電磁波は内側に向けて確実に反射され、ケース外側から到来する電磁波は確実に吸収されるようになる。

また、上述した各実施形態では、立方体形状に成型されるとともに前面扉を有する木製あるいは樹脂製の電子機器ケースにおいて本発明を実施したが、この他、図１２Ａ、図１２Ｂに示すように、前面扉を有さない電子機器ケース９００において、ケース壁面（この場合はケース背面）に電磁波シールド体９０８を設けてもよい。

上述した各実施の形態では、電磁シールド体を電子機器収納のケース背面に設けたが電磁シールド体の設置位置はケース壁面であればよく、ケース背面に電磁シールド体を設ける構成は最適な構成であるものの一例に過ぎない。

本発明にかかる電子機器収納ケースは、無線通信機能を持ったＡＶ機器を収納するＡＶラックや、無線通信機能を持ったＰＣモジュールを格納したＰＣケースにおける、確実な無線通信を実現するための収納の実現手段として応用可能である。

本発明の実施の形態１における電子機器収納ケースおよびそのケースを用いた電子機器の収納構造の構成図。 実施の形態１の変形例の電子機器収納ケースおよびそのケースを用いた電子機器の収納構造の構成図。 本発明の実施の形態２における電子機器収納ケースおよびそのケースを用いた電子機器の収納構造の構成図。 本発明の実施の形態３における電子機器収納ケースおよびそのケースを用いた電子機器の収納構造の構成図。 本発明の実施の形態４における電子機器収納ケースおよびそのケースを用いた電子機器の収納構造の構成図。 本発明の実施の形態５における電子機器収納ケースおよびそのケースを用いた電子機器の収納構造の構成図。 実施の形態５の電子機器収納ケースの要部拡大斜視図。 実施の形態５の変形例の電子機器収納ケースおよびそのケースを用いた電子機器の収納構造の構成図。 本発明の実施の形態６における電磁波シールド体に形成されたアンテナパターンの構造図。 本発明の実施の形態７における電子機器収納ケースおよびそのケースを用いた電子機器の収納構造の構成図。 本発明の各実施の形態における電磁シールド体の変形例を示す要部拡大断面図。 本発明の各実施の形態の変形例における電子機器収納ケースおよびそのケースを用いた電子機器の収納構造の正面図。 本発明の各実施の形態の変形例における電子機器収納ケースおよびそのケースを用いた電子機器の収納構造の側面図。

符号の説明

１００，２００，３００，４００，５００，７００
…電子機器収納ケース
１０１，１０３，１０５，３０１，３０３，３０５，４０１
…電子機器
１０２，１０４，１０６，３０２，３０４，３０６，４０２，５０２，６０２
…無線通信アンテナ
１０７，７０７
…前面扉
１０８，２０８，４０８，５０８，６０８
…電磁シールド体

Claims (9)

1. 無線通信可能な電子機器が収納されるケースであって、
   ケース壁面に電磁シールド体が設けられ、
   前記電磁シールド体に、前記電子機器に接続可能な無線通信用のアンテナパターンが設けられ、
   前記電磁シールド体は、メッシュ状の金属ネットであり、当該電磁シールド体は、当該電磁シールド体を畳み寄せて任意の形状に絞ることで形成された絞込み部を有しており、
   前記アンテナパターンは前記絞込み部に設けられており、
   前記アンテナパターン周辺の前記電磁シールド体は除去されている、
   電子機器収納ケース。
2. 前記絞込み部は、前記電磁シールド体のケース外側に位置する面に設けられる、
   請求項１の電子機器収納ケース。
3. 前記絞込み部は、前記電磁シールド体のケース内側に位置する面に設けられる、
   請求項１の電子機器収納ケース。
4. 前記アンテナパターンの配線長は、前記無線通信における通信電波波長の４分の１波長の長さである、
   請求項１の電子機器収納ケース。
5. 前記電磁シールド体が設けられていないケース面の少なくとも一つが電磁シールドされる、
   請求項１の電子機器収納ケース。
6. 前記電磁シールド体は、電磁反射体と電磁吸収体との積層構造を有し、
   前記電磁反射体をケース内側にし、前記電磁吸収体をケース外側にして前記ケース壁面に設けられる、
   請求項１の電子機器収納ケース。
7. 無線通信用のアンテナを有する電子機器と、
   前記電子機器が収納されるケースと、
   を備え、
   前記ケースの壁面に電磁シールド体が設けられ、
   前記電子機器は、前記アンテナを前記電磁シールド体に向けて、前記ケースに収納され、
   前記電磁シールド体に、前記電子機器に接続可能な無線通信用のアンテナパターンが設けられ、
   前記電磁シールド体はメッシュ状の金属ネットであり、かつ当該電磁シールド体を畳み寄せて任意の形状に絞ることで形成された絞込み部を有しており、
   前記アンテナパターンは、前記絞込み部に設けられており、
   前記アンテナパターン周辺の前記電磁シールド体は除去されている、
   電子機器の収納構造。
8. 前記絞込み部は、前記電磁シールド体のケース外側に位置する面に設けられる、
   請求項７の電子機器の収納構造。
9. 前記絞込み部は、前記電磁シールド体のケース内側に位置する面に設けられる、
   請求項７の電子機器の収納構造。

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