JP5084448B2

JP5084448B2 - テレビジョン装置

Info

Publication number: JP5084448B2
Application number: JP2007281843A
Authority: JP
Inventors: 泰宏香川; 栄治有田; 晶子前野; 聡山川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-10-30
Filing date: 2007-10-30
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2027-10-30
Also published as: JP2009111713A

Description

本発明は、テレビジョン信号、特にＵＨＦ帯（470MHz〜770MHz）を使用して放送される地上デジタルテレビジョン信号を受信するためのアンテナを内蔵するテレビジョン装置に関する。

テレビジョン装置においてテレビジョン信号の受信アンテナを内蔵する方法については、これまでも議論されている。例えば、特許文献１には、表示パネル、シャーシ、スピーカなどのテレビジョン装置の内部機材に、アンテナパターンを形成するエレメントを備えることにより、該エレメントを備えた内部機材をアンテナの全部又は一部として機能させることが記載されている。また、特許文献２には、テレビジョン装置の背面内側に新たに設けたスペース内にスロットアレイアンテナを搭載することが記載されている。

特開2005-295135（第４頁、第１図〜第１６図）特開2005-253043（第９頁、第１６図）

従来のテレビジョン装置では、受信装置の内部にアンテナを設置するための十分なスペースが無い場合が多い。上述の特許文献２に開示されるように、受信装置の内部にアンテナを設置するための新たなスペースを設けてもよいが、それではテレビジョン装置の厚みが増加し装置が大型化する。この問題を解決し、テレビジョン装置にアンテナを内蔵する方法として、アンテナを小型化もしくは薄型化することが考えられる。しかしアンテナのサイズは利得、帯域幅とトレードオフの関係にあることは良く知られており、アンテナを小型化もしくは薄型化することは利得や帯域幅の劣化を招くことになる。また、特許文献１には、液晶パネルの後方のシャーシ部にアンテナパターンを形成することが開示されているが、この方法では近傍の金属の影響によって利得や帯域幅が劣化し易い。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、アンテナを内蔵し、かつ、小型で利得／帯域特性に優れたテレビジョン装置を得ることを目的とする。

本発明におけるテレビジョン装置は、表示パネルと表示パネルの背面に設けられる回路基板との間に、表示パネルに向かって横方向に開口する開口部を有したスロットアンテナを備え、前記スロットアンテナの前記開口部は、前記スロットアンテナの開口端部が表示パネル面の鉛直方向に拡開している。

本発明によれば、表示パネルと表示パネルの背面に設けられる回路基板との間に、表示パネルに向かって横方向に開口するスロットアンテナを備えるので、アンテナの利得または帯域幅が表示パネルや回路基板の金属部分の影響により劣化し難く、かつ、表示パネルと回路基板との間の空間を有効利用して、テレビジョン信号を受信するために十分な大きさのアンテナを内蔵することが可能であるテレビジョン装置を得ることができる。

実施の形態１．
図１は本実施の形態によるテレビジョン装置の構成を示す斜視図、図２は図１の分解斜視図、図３は図１に示したスロットアンテナ３単体を示す図である。図３において、図３（a）は図１に示したスロットアンテナ３の斜視図、図３（b）は図３（a）において矢印Ａ方向からスロットアンテナ３を見た側面図、図３（c）は図３（a）において矢印Ｂ方向からスロットアンテナ３を見た上面図である。なお、各図において同一符号は同一または相当部分を示す。

図１において、表示パネル１は液晶パネル（バックライト含む）やプラズマディスプレイパネルなどの発熱する表示パネルであって、表示パネル１の背面には、当該パネル１の強度補強及び／又は当該パネルの放熱板としての導体板２が表示パネル１と当接するように固定されている。また、導体板２の後方には、表示パネル１から導体板２に伝わった熱を放熱するための空間Ｓを隔てて、テレビジョン信号の電源回路４１及び／又は表示パネル１の駆動回路４２などが設けられる回路基板４が、金属製のシャーシ５によって保持されている。
そして、本実施の形態においては、上述した放熱のための空間Ｓ、特に導体板２と回路基板４で挟まれる空間Ｓ内に、テレビジョン信号を受信するためのスロットアンテナ３が、その開口方向が表示パネル１に向かって横方向となるように設けられる。また、テレビジョン装置の背面および側面を覆う不図示のバックカバーは樹脂などの非金属製の材料でできており、スロットアンテナ３の開口部８の一部または全体を覆っている。

本実施の形態においてスロットアンテナ３は図３に示すように導体板６、７によって囲まれる金属製の直方体であり、当該直方体の少なくとも一つの面が、スロットアンテナ３の開口部８として開口している。スロットアンテナ３は、例えば導体板６をコ字状に折り曲げた後、その両側を導体板７で塞ぐことによって製造可能であり、導体板６と導体板７は同一材料であってもよいし異なる材料であってもよい。

スロットアンテナ３の開口部８は、その長手方向のサイズ（図３ではｙ方向のサイズ）が受信電波の半波長以上であることが好ましく、例えば日本等における地上デジタル放送を受信するテレビジョン装置においては、その長手方向のサイズがＵＨＦ帯（４７０MHz〜７７０MHz）の半波長以上であることが好ましい。また、テレビジョン装置をなるべく小型化する観点から、スロットアンテナ３のサイズは導体板２及び／又は表示パネル１とシャーシ５とが対向する間の空間Ｓ内に収まるサイズとすることが好ましく、例えば、スロットアンテナ３の縦，横，前後方向のサイズ（図３ではｙ，ｘ，ｚ方向のサイズ）は、それぞれシャーシ５の縦，横，前後方向のサイズよりも小さいことが好ましい。

図５は図１に記載のテレビジョン装置のＨ−Ｈ断面図であり、図１に記載のスロットアンテナ３を開口部８側から見た図である。このようにスロットアンテナ３を前記放熱のための空間Ｓ内に設置したとしても、スロットアンテナ３は導体板で構成されるため、熱の伝導性が良く、図５に記載の矢印３１のように熱を伝え、空間Ｓや開口部８より熱を放射するため、導体板２及び表示パネル１からの放熱を阻害し難い。なお、スロットアンテナ３を構成する導体板には熱伝導率が高く、アンテナの性能を最大限に引き出す材料（例えば、銅，金，アルミニウム等）を用いることが好ましい。

図６は従来のアンテナ内蔵テレビジョン装置の利得の方向１２と本実施の形態によるアンテナ内蔵テレビジョン装置の利得の方向１３を例示する概略図であり、バックカバー１１を取り付けた後のテレビジョン装置を上方から見た図である。本実施の形態においては、スロットアンテナ３は表示パネル１に向かって横方向に開口しているため、図６に示すように前方（表示パネル１側）及び／又は後方（シャーシ５側）に渡っての広い範囲での横方向からのテレビジョン信号を受信することが出来る。なお、図６において矢印の長さは受信利得のおおよその大きさを示すものである。

次に図１に記載のテレビジョン装置の動作について説明する。まず、地上デジタル放送などのテレビジョン信号が図１に記載のスロットアンテナ３により受信され、回路基板４上あるいはその他の不図示の回路基板上に設けられる受信回路へ出力される。当該受信回路に入力されたテレビジョン信号は復号などの所定の処理が施され、映像信号および音声信号などに変換される。当該映像信号は、回路基板４上あるいはその他の不図示の回路基板上に設けられる駆動回路へ出力され、表示パネル１における映像表示の駆動に供される。また、音声信号は不図示のスピーカへ出力される。表示パネル１は例えば液晶パネルやプラズマディスプレイパネルであって、映像の表示に伴い熱が発生し、当該発生した熱を放熱板である導体板２へ放熱する。導体板２は表示パネル１からの熱を導体板２とシャーシ５との間の空間Ｓに対して直接、あるいは、スロットアンテナ３を介して放熱する。空間Ｓはテレビジョン装置のバックパネルに設けられる開口部などを介して外気が流入可能となっており、導体板２が効率的に冷却される。

以上のように、本実施の形態におけるテレビジョン装置は、表示パネル１と表示パネル１の背面に設けられる回路基板４との間に設けられ、表示パネル１に向かって横方向に開口するスロットアンテナ３を備えるので、アンテナの利得または帯域幅が表示パネル１や回路基板４の金属部分の影響により劣化し難く、かつ、表示パネル１と回路基板４との間の空間を有効利用して、テレビジョン信号を受信するために十分な大きさのアンテナを内蔵することが可能であるテレビジョン装置を得ることができる。

特に、本実施の形態におけるテレビジョン装置は、表示パネル１と表示パネル１の背面に設けられる回路基板４との間に設けられ、表示パネル１及び／又は導体板２と回路基板４との間、または表示パネル１及び／又は導体板２とシャーシ５との間から突出せず、表示パネル１と回路基板４との間に向かって開口する開口部８を有するスロットアンテナ３を備えるので、アンテナの利得または帯域幅が表示パネル１や回路基板４の金属部分の影響により劣化し難く、かつ、表示パネル１と回路基板４との間の空間などを有効利用して、アンテナを内蔵することが可能であるテレビジョン装置を得ることができる。

なお、スロットアンテナ３の形状は図３に示したものに限らず、例えば図４に示すように構成してもよい。図４において、図４（a）はスロットアンテナ３のその他の形状を例示する斜視図、図４（b）は図４（a）において矢印Ｃ方向からスロットアンテナ３を見た側面図、図４（c）は図４（a）において矢印Ｄ方向からスロットアンテナ３を見た上面図である。図４に示すように図３に示したスロットアンテナ３から導体板７を除去し、代わりに導体板９を、開口部８の縁（導体板７のあった側の縁）２ヶ所に設けてスロットアンテナ３の開口部の境界としてもよい。

また、図１では、説明の簡略化のために、表示パネル１の背面に一つのアンテナ３および一つの回路基板４を例示しているが、図１３に示すように複数のアンテナ３１、３２及び複数の回路基板４３、４４を設けてもよい。また、図１ではスロットアンテナ３を金属製の直方体の一つの面の全体を開口することによりスロットアンテナ３の開口部８を形成しているために、当該開口部８の開口面積は当該直方体の断面積と一致するが、例えば図４に示すように一つの面の一部のみを開口することにより、当該直方体の断面積よりも開口部８の面積を狭めてもよいし、例えば図７や図１３に例示するように、開口部８の面積を広げる構成としてもよい。図７および図１３の詳細については後述する。また、図１では、スロットアンテナ３を表示パネル１の中央よりも右側に設けているが、左側または両側に設けてもよい。

また、本実施の形態では、表示パネル１の背面に当該パネル１の強度補強や放熱特性の向上のために導体板２を設けたが、当該導体板２を設けずに液晶パネル１に対して直接スロットアンテナ３を当接させるようにしてもよい。

また、図３では、スロットアンテナ３の開口方向を横方向にするにあたって、スロットアンテナ３の開口部８の長手方向を、表示パネル１の短手方向（一般的には表示パネルの短手方向はテレビジョン装置の設置面に対して垂直な方向と一致する）と一致させ、当該開口部８の短手方向を、表示パネル１の厚み方向と一致させることにより、スロットアンテナの開口方向を表示パネル１に向かって垂直な方向、いわゆる真横方向にしているが、スロットアンテナ３の開口方向を当該真横方向よりも前方（表示パネル１側）あるいは後方（シャーシ５側）に傾けてもよい。例えば、スロットアンテナ３の開口方向を前方または後方に０〜５°，１０°または２０°などの範囲内で傾けてもよい。また、スロットアンテナ３の開口方向を当該真横方向よりもテレビジョン装置の上方または下方に０〜５°，１０°または２０°などの範囲内で傾けてもよい。当該開口方向の傾け方としては、たとえばスロットアンテナ３の本体（図１では上述の直方体部分）全体を傾けてもよいし、本体は傾けずに開口部８の開口方向のみを傾けるようにしてもよい。なお、スロットアンテナ３の開口方向をそのように傾けようとすると、当該開口方向の前方を導体板２やシャーシ５が遮りやすいため、そのような場合には、実施の形態２で説明するように、スロットアンテナ３の開口部８を導体板２とシャーシ５の間から突出させるようにしてもよいし、シャーシ５に切り欠きや開口を設けることによりシャーシ５がスロットアンテナ３の開口方向を遮らないように加工してもよい。

また、本実施の形態では、スロットアンテナ３を導体板４に当接させているが、導体板４に当接させずシャーシ５に当接させる、あるいは、導体板４およびシャーシ５の両方に当接させる、あるいは、導体板４またはシャーシ５の両方に当接させない構成であってもよい。

また、本実施の形態では、導体板４とは個別にスロットアンテナ３を設けたが、導体板４及び／又はシャーシ５の一部をスロットアンテナ３の一部として用いてもよい。また、ここではシャーシ５を金属製としたが、例えば樹脂などの非金属製の材料により構成してもよい。

実施の形態２．
図７は本発明の実施の形態２によるアンテナ内蔵テレビジョン装置の斜視図である。図７において、図７（a）は本実施の形態によるテレビジョン装置の構成を示す斜視図、図７（b）は図７（a）において矢印Ｅ方向からテレビジョン装置を見た上面図、図７（c）は図７（a）において矢印Ｆ方向からテレビジョン装置を見た側面図である。

図７において図１と同一又は相当部分は同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態では、スロットアンテナ１４の形状が図１と異なり、スロットアンテナ１４は表示パネル１と回路基板４の間から突出し、開口部を広げた構造となっている。

以下にスロットアンテナ１４の構造の詳細を説明する。スロットアンテナ１４は、実施の形態１に記載のスロットアンテナ３を、図７（b）に示すように導体板２とシャーシ５の間から長さＡだけ突出させ、スロットアンテナの開口部１６の幅（図７（ｃ）の左右方向の幅）を表示パネル１の方向へ幅Ｂ、その反対側へ幅Ｃ広げたものである。開口部８を広げる方向は、表示パネル１側およびその反対側のどちらか一方のみでも、両方でもよい。開口部１６の面積が最大になるのは、長さＡ、幅Ｂ、Ｃをそれぞれ最大にとる時であって、例えばスロットアンテナ３がバックカバー１１に接するようにすることもできる。

図８にスロットアンテナ１４の開口部の面積を最大にした場合の例を示す。図８は図７のテレビジョン装置を矢印Ｅ方向から見た場合の上面図である。図８に示すようにバックカバー１１にスロットアンテナ１４の開口部１６が接するまで開口部１６を広げることが出来る。

図９に図７に示したスロットアンテナ１４単体の斜視図を示す。実施の形態１のスロットアンテナ３と同様に、導体板６、７で囲まれ、さらに開口部１６を広げるために導体板１５を導体板７の延長上、表示パネル１と回路基板４の間から突出して形成している。この際、導体板６は導体板１５の辺に沿うように曲げられている。

また、上記スロットアンテナ１４は図１０に示すように、実施の形態１のスロットアンテナの場合と同様に導体板7、１５を除去し、代わりに導体板１７を、開口部の縁（導体板７、１５のあった面側の縁）２ヶ所に設けて開口部の境界としてもよい。

以上のように、本実施の形態においては、表示パネル１と表示パネル１の背面に配置される回路基板４との間に設けられ、表示パネル１と回路基板４との間からの突出した部分に開口部１６を有するスロットアンテナを備えたので、アンテナの利得または帯域幅が表示パネル１や回路基板４の金属部分の影響により劣化し難く、かつ、表示パネル１と回路基板４との間の空間を有効利用して、テレビジョン信号を受信するために十分な大きさのアンテナを内蔵することが可能であるテレビジョン装置を得ることができる。

また、本実施の形態では、スロットアンテナ１４を導体板４に当接させているが、導体板４に当接させずシャーシ５に当接させる、あるいは、導体板４およびシャーシ５の両方に当接させる、あるいは、導体板４またはシャーシ５の両方に当接させない構成であってもよい。

また、本実施の形態では、導体板４とは個別にスロットアンテナ１４を設けたが、導体板４及び／又はシャーシ５の一部をスロットアンテナ１４の一部として用いてもよい。また、ここではシャーシ５を金属製としたが、例えば樹脂などの非金属製の材料により構成してもよい。

実施の形態３．
図１１は本発明の実施の形態３によるアンテナ内蔵テレビジョン装置である。各部品の配置位置に関しては、実施の形態１、２と同様であるため説明は省略する。本実施の形態においては、表示パネル１の背面に設けられた導体板２の表面にコ字状の切り込みを入れて導体板２上に張り出した係止部１８を形成し、かつ、スロットアンテナ３の導体板２側に面する側面の前記係止部１８と対向する位置に前記係止部１８の断面と同程度の大きさの穴１９を形成する。そして、スロットアンテナ３に形成した穴１９に係止部１８を差込み固定する。なお、係止部１８は回路基板保持用のシャーシ５に形成しても良い。この場合、スロットアンテナ３に形成する穴１９は、シャーシ５上に形成された係止部１８と対向する位置に形成する。

このような構造にすることで、別途固定用のネジ等を使用することなく、アンテナを設置することが出来る。
なお、図１１では縦にコ字状の切り込みを入れて係止部を形成しているが、横、あるいは斜めに切り込みを入れて係止部を形成しても所期の目的を達することは言うまでもなく、切り込みの形もコ字状に限らない。また、ここではスロットアンテナとして実施の形態１のスロットアンテナを用いたが、実施の形態２によるスロットアンテナを用いてもよい。

実施の形態４．
図１２は本発明の実施の形態４によるアンテナ内蔵テレビジョン装置である。本実施の形態においては、実施の形態３の係止部１８を折り曲げて、かぎ状係止部２０とし、さらにスロットアンテナ３の側面の前記かぎ状係止部２０に上記のものと反対側に曲げたかぎ状係止部２１を形成し、両者をかみ合わせることで固定する。なお、かぎ状係止部２０は回路基板保持用のシャーシ５に形成しても良いことも、実施の形態３と同様である。

このような構造とすることで、別途固定用のネジ等を使用することなく、アンテナを設置することが出来る上、実施の形態１で述べたように放熱のために開口したシャーシ５を設置した後であっても、アンテナをシャーシ５の開口からスライドして設置することができ、テレビジョン装置を組み立てる際に便利になる。
なお、図１２では縦にコ字状の切り込みを入れて係止部を形成しているが、横、あるいは斜めに切り込みを入れてかぎ状係止部を形成しても所期の目的を達することは言うまでもなく、切り込みの形もコ字状に限らない。また、ここではスロットアンテナとして実施の形態１のスロットアンテナを用いたが、実施の形態２によるスロットアンテナを用いてもよい。

実施の形態５．
図１３は本発明の実施の形態５によるテレビジョン装置の斜視図である。実施の形態１〜実施の形態４では、説明の簡略化のために、表示パネル１の背面に一つのアンテナ３（もしくはアンテナ１４）および一つの回路基板４を例示したが、図１３に示すように複数のアンテナ３１、３２及び複数の回路基板４３、４４を設けてもよい。

テレビジョン装置背面から見て右側に配置されたスロットアンテナ３１と回路基板４３に関しては、実施の形態１〜実施の形態４と同様であるため説明は省略する。スロットアンテナ３２は背面から見て左側の回路基板４４の後方（背面側）に配置する。左右を反転して入れ替えても本質的に違いはない。シールドケース23は、回路基板４３、４４によるノイズがアンテナの信号受信を妨害しないようにするために取り付ける。
この構成により、左右両方向で受信を行うことが出来るようになる。

また、背面方向の受信も行うためにさらに背面受信用のアンテナを搭載することも出来る。図１４は図１３のテレビジョン装置に背面受信用のアンテナ２４（ここでは仮に逆Ｆ字アンテナ）を設けたものを矢印Ｇ方向から見た上面図である。
このように背面に背面方向に利得を持つアンテナを設けることで背面方向の受信について受信感度がさらに向上する。

本発明の実施の形態１によるアンテナ内蔵テレビジョン装置を示す斜視図である。本発明の実施の形態１によるアンテナ内蔵テレビジョン装置の部品の配置を示す分解斜視図である。本発明の実施の形態１によるスロットアンテナ単体の図である。本発明の実施の形態１によるスロットアンテナ単体の別形態の図である。本発明の実施の形態1による熱の伝導方向を示すアンテナ内蔵テレビジョン装置の断面図である。本発明のアンテナの利得方向と従来例のアンテナの利得方向を示す図である。本発明の実施の形態2によるアンテナ内蔵テレビジョン装置を示す図である。本発明の実施の形態2によるスロットアンテナの開口部を最大まで広げた場合のアンテナ内蔵テレビジョン装置の上面図である。本発明の実施の形態2によるスロットアンテナ単体の斜視図である。本発明の実施の形態2によるスロットアンテナ単体の別形態の斜視図である。本発明の実施の形態3によるスロットアンテナ設置方法を示す斜視図である。本発明の実施の形態4によるスロットアンテナ設置方法を示す斜視図である。本発明の実施の形態5によるアンテナ内蔵テレビジョン装置を示す斜視図である。本発明の実施の形態5によるアンテナ内蔵テレビジョン装置を示す上面図である。

符号の説明

Ｓ放熱のための空間、1 表示パネル、2 表示パネル後方の導体板、3 スロットアンテナ、4 回路基板、5 シャーシ、6 、7 導体板、8 開口部、9 導体板、11 バックカバー、12 従来例の利得方向、13 本発明の利得方向、14 開口部を広げたスロットアンテナ、15 導体板、16 広げた開口部、17 導体板、18 係止部、19 係止部を差し込む穴、20、21 かぎ状係止部、22 アンテナ、23 シールドケース、24 背面受信用アンテナ、31、32 スロットアンテナ、41 受信回路、42 駆動回路、43、44 回路基板、51 熱の伝導方向。

Claims

表示パネルと、前記表示パネルの背面に設けられる回路基板と、前記表示パネルと前記回路基板の間に設けられ、前記表示パネルに向かって横方向に開口する開口部を有したテレビジョン信号を受信するスロットアンテナとを備え、
前記スロットアンテナの前記開口部は、前記スロットアンテナの開口端部が表示パネル面の鉛直方向に拡開していることを特徴とするテレビジョン装置。
前記スロットアンテナは、前記表示パネルと前記回路基板との間を介して突出し、該突出した部分に前記横方向に開口する開口部を有することを特徴とする請求項１に記載のテレビジョン装置。
前記スロットアンテナの前記開口部は前記表示パネルに向かって真横方向に開口することを特徴とする請求項１または２に記載のテレビジョン装置。
前記スロットアンテナの前記開口部は、前記表示パネルに向かって真横方向に対して前方、後方、上方または下方に対して傾いた方向に開口することを特徴とする請求項１または２に記載のテレビジョン装置。
前記スロットアンテナは、前記表示パネルの背面に設けられる導体板と前記回路基板とにより挟まれて配置されるものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のテレビジョン装置。
前記スロットアンテナは、前記表示パネルの背面に設けられる導体板と前記回路基板を保持するシャーシとにより挟まれて配置されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のテレビジョン装置。
前記導体板に係止部を持ち、前記スロットアンテナの前記係止部に対向する位置に穴を開け、前記係止部を前記穴に差し込むことで前記スロットアンテナを前記導体板に固定することを特徴とする請求項５または６に記載のテレビジョン装置。
前記導体板にかぎ状の係止部を有し、前記スロットアンテナの前記かぎ状の係止部に対向する位置に別のかぎ状の係止部を有し、それら係止部をかみ合わせることで前記スロットアンテナを前記導体板に固定することを特徴とする請求項５または６に記載のテレビジョン装置。
前記スロットアンテナが開口する方向とは反対側の横方向に対して開口する他のスロットアンテナを更に備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のテレビジョン装置。