JP6507900B2

JP6507900B2 - 電子機器

Info

Publication number: JP6507900B2
Application number: JP2015141104A
Authority: JP
Inventors: 謙二醍醐; 教洋吉田
Original assignee: Ricoh Imaging Co Ltd
Current assignee: Ricoh Imaging Co Ltd
Priority date: 2015-07-15
Filing date: 2015-07-15
Publication date: 2019-05-08
Anticipated expiration: 2035-07-15
Also published as: JP2017022673A

Description

本発明は無線通信モジュールを備える無線通信機器に関し、特に無線通信モジュールを備えたカメラやビデオカメラ等の光学機器ないしは携帯機器に適用して好適な電子機器に関するものである。

近年、光学機器、なかでもデジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置には、無線通信機能を備えた撮像装置が提案されている。無線通信機能を備えるためには、撮像装置の本体内に無線通信モジュールを配設することが行なわれる。また、この種の撮像装置では、撮像装置に加わる衝撃や振動から撮像装置の信頼性を確保するために、内部構体を剛性の高い材料で構成するとともに、当該内部構体を金属で形成されたケースで外装することが行なわれている。

このようにケースが金属で構成されている撮像装置では、ケース内に無線通信モジュールを内装したときに、ケースの電磁遮蔽性によって無線通信モジュールのアンテナで送受する電磁波の一部あるいは全部が遮蔽され、無線通信での通信距離の低下や通信方向（指向性）が制限されてしまう。そのため、アンテナがケースの外面から突出されるように無線通信モジュールを配設することが考えられるが、当該無線通信モジュールによってケースの外面に突起部が発生してしまい、外観上の点でこのましくない。特許文献１の電子カメラでは、無線通信モジュールをケース内において移動できるように構成し、無線通信モジュールを使用する時にケースの外部に露出させることで、無線通信を確保する一方でカメラの外観の見栄え低下を抑制することが可能な技術が提案されている。また、特許文献１には、アンテナを露呈させる開口部を手動等で開閉させるための機構を備えた技術も提案されている。

特開２００７−１６６０７７号公報

特許文献１の技術では、カメラ本来の構造に加えて、無線通信モジュールを移動させるための機構や、アンテナを露呈させる開口部を開閉させるための機構が必要であり、カメラ全体の構造が複雑になり、またカメラの小型化の点で不利になる。一方、無線通信を開始する際、あるいは無線通信を終了する際に無線モジュールを移動させ、あるいはカバーを移動させる必要があるので、移動が完了させるための待機時間が問題になる。特に無線通信を開始する際には移動が完了するまでの間は通信ができず、あるいは好適な状態での通信を行なうことができないという課題がある。

本発明の目的は、構造が複雑化することなく、また、無線通信における待機時間の課題も生じることがない無線通信モジュールを備えたカメラや携帯機器等の電子機器を提供するものである。

本発明は、無線通信モジュールを配設した電子機器であって、電磁遮蔽性のケースを有し、ケースはケース内外を連通させる開口窓を有しており、無線通信モジュールは電磁波を送受するためのアンテナを備えるとともに、アンテナが開口窓内においてケースの外面よりも外方に配置された状態でケース内に固定されている。

本発明において、無線通信モジュールが、回路基板と、この回路基板の一方の面に構築された無線通信回路部と、回路基板の一方の面に形成されたアンテナを含んで構成されているときには、無線通信回路部がケースの内方に向けられた状態で配設される。例えば、無線通信モジュールは、回路基板はプリント回路基板であり、アンテナプリント回路基板の一方の面に形成されたプリント回路の一部で構成されたプレーンアンテナとして構成される。この場合には、回路基板、すなわちプリント回路基は開口窓内においてケースの外面よりも外方に配置されることになる。

本発明の好ましい形態は、無線通信モジュールを配設した撮像装置であり、電磁遮蔽性のケースを有し、ケースの一部にはケース内外を連通させる開口窓を有し、無線通信モジュールは電磁波を送受するためのアンテナを備えるとともに、当該アンテナが開口窓内においてケースの外面よりも外方に配置される構成とされる。

本発明によれば、無線通信モジュールはケース内に固定的に配設するだけでよいので、無線通信モジュールを移動させるための構造が不要であり、電子機器の構造が複雑になることはなく、かつ小型に構成できる。また、常時好適なアンテナ特性が確保できるので、無線通信における待機時間は零になる。

本発明の実施形態のデジタルカメラの外観斜視図。実施形態のデジタルカメラの上カバーを分解した斜視図。（ａ）実施形態における無線通信モジュールの配設構造の断面図、（ｂ）比較対象する形態の無線通信モジュールの配設構造の断面図。（ａ）無線通信モジュールを上方から見た斜視図、（ｂ）無線通信モジュールを下方から見た斜視図。無線通信モジュールの配設構造の分解斜視図。無線通信モジュールを配設した構造の拡大斜視図。実施形態と比較対象の各アンテナ特性図。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明を適用した電子機器としてのカメラの外観図であり、このカメラは固定無線局あるいは無線端末局との間で無線通信が可能なコンパクト型のデジタルカメラＣＡＭとして構成されている。カメラ本体部１の前面にレンズ鏡筒２が沈胴状態に内装されており、撮影時にカメラ本体部１から突出されるようになっている。カメラ本体部１の上面には、ホットシュー１１、モードダイヤル１２、シャッターボタン１３等が配置されている。

カメラ本体部１は、後述するカメラ内部構体３（図２参照）を有しており、このカメラ内部構体３はマグネシウム合金等の機械的な強度の高い金属材からなるケース４内に内装されている。このケース４は、樹脂成形品の表面に金属粉を含有する塗料を塗布した構成であってもよい。前記ケース４は、カメラ本体部１の前面、後面、左右両側面、下面（底面）、上面を覆うように配設される各カバーで構成されているが、図１には、カメラ本体部１の左右両側面を含んだ前面を覆う前カバー４Ｆと、ケース本体部１の上面部を覆う上カバー４Ｕが図示されている。

図２は前記上カバー４Ｕをカメラ本体部１から取り外した状態の分解した斜視図であり、前記ケース４内に前記カメラ内部構体３が内装されている。前記上カバー４Ｕは、前記ホットシュー１１が取着される部位と隣接する部位に、上カバー４Ｕの表裏を連通させる、すなわちケース４の内外を連通させる矩形の窓４１が開口されている。この開口窓４１は樹脂材等の電磁波を透過することが可能な非金属材からなる装飾カバー４２により塞がれている。

前記開口窓４１の周縁に沿った縁部４１ａのうち、所定の領域部位は前記ホットシュー１１の上面高さよりも低い高さで上方に突出された壁状に形成されており、前記装飾カバー４２は自身の周縁部が当該開口窓４１の縁部４１ａに当接された状態で配設され、接着等の手段によって前記上カバー４Ｕに一体化されている。この装飾カバー４２の上面高さは前記ホットシュー１１の上面高さに等しくあるいはそれよりも低い位置となるように設計されている。また、装飾カバー４２を上カバー４Ｕに一体化することにより、前記開口窓４１を通してのカメラ内部の防塵性と防水性が確保される。

図３（ａ）は前記カメラの上カバー４Ｕを含む一部領域の断面図であり、本発明にかかる無線通信モジュール５の配設構造を示している。前記上カバー４Ｕに一体化された前記装飾カバー４２と、前記カメラ内部構体３の上部領域との間には、所要形状及び深さ寸法の空隙部Ｓが確保されており、この空隙部Ｓに無線通信モジュール５が収納された状態で配設され、かつ前記カメラ内部構体３に固定支持されている。ここでは、前記無線通信モジュール５は２．４ＧＨｚ近傍の周波数でのＷＬＡＮ（無線ＬＡＮ）通信を行なう無線通信モジュールとして構成されており、前記カメラ内部構体３の金属製のフレーム（図示せず）に固定支持されている。このフレームは、カメラ内部構体３の基礎部材として機能するとともに、カメラ内部構体３の電気的なＧＮＤ（接地電位）としても機能するものである。

前記無線通信モジュール５は、図４（ａ）に上方から見た斜視図を示すように、長方形をしたプリント回路基板５１の一方の面（以下、この面を表面とする）に無線通信回路部を構成する電子部品が搭載されるとともに、これら電子部品を封止するように金属材で形成されたシールドカバー５２が取着されている。前記電子部品はシールドカバー５２に覆われており、図４（ａ）には表れていない。このシールドカバー５２は前記した電子部品が露呈されることを防止し、電子部品からの電磁波の放射を防止するとともに、無線通信回路部が改変されることを防止するために設けられている。

また、前記プリント回路基板５１の表面の長手方向の一端側の領域で、前記シールドカバー５２が配設されていない領域には、導体パターン膜からなるプリント回路の一部でＦ型パターンのプレーンアンテナ５３が形成されている。このプレーンアンテナ５３は、無線通信モジュール５が駆動されたときに、通信用の電磁波を送信しあるいは受信する。また、前記プリント回路基板５１の表面の他端側の一部にはコネクタ５４が搭載されており、プリント回路を介して前記無線通信回路部に電気接続されている。

図４（ｂ）に前記無線通信モジュール５を下方から見た斜視図を示すように、前記プリント回路基板５１の表面と反対側の面、すなわち裏面には広い領域にわたって導体パターン膜からなるＧＮＤ（接地）パターン５５が形成されている。このＧＮＤパターン５５は前記プレーンアンテナ５３が形成されている長手方向の一端側の領域には形成されていない。

前記プリント回路基板５１の長手方向の他端側には、無線通信モジュール５を前記カメラ内部構体に固定する際に用いられる２つの穴が開口されている。中央寄りの穴は位置決め穴５６であり、端の穴は固定用穴５７である。前記位置決め穴５６と前記固定用穴５７は前記ＧＮＤパターン５５の領域内に配設されている。

図５は前記無線通信モジュール５を前記カメラ内部構体３の上部領域に配設する構造の分解斜視図である。前記無線通信モジュール５は樹脂製のリテーナ６にサブアッセンブリされる。このリテーナ６は、概ね矩形をした底板６１と、この底板６１の一方の縁部に立設された台部６２と、他方の縁部において短手方向に対向配置された支承柱６３，６４と、当該他方の縁部から突出形成された固定片６５を有している。

サブアッセンブリでは、無線通信モジュール５はプリント回路基板５１の表面に設けたシールドカバー５２が下方に向けられるようにしてリテーナ６上に載置される。プリント回路基板５１の他端側の表面は台部６２の上面に当接され、シールドカバー５２はリテーナ６の底板６１の上面に当接される。また、プリント回路基板５１の一端側の両側縁は支承柱６３，６４の内側面に当接される。さらに、プリント回路基板５１の位置決め穴５６は、前記リテーナ６の台部６２の上面から突出されている位置決め突起６６が嵌入され、リテーナ６に対する無線通信モジュール５の位置決めが行なわれる。

また、リテーナ６の台部６２の下面に金属細片で形成されたモジュールシャーシ７の一端部が当接される。そして、前記固定用穴５７に上方から内挿されたビス（小ねじ）Ｂ１がモジュールシャーシ７のねじ穴７１に螺合されることにより、プリント回路基板５１、台部６２、モジュールシャーシ７が一体的に締結され、サブアッセンブリが完了される。

サブアッセンブリされた無線通信モジュール５、リテーナ６およびモジュールシャーシ７は、図６に拡大斜視図を示すように、カメラ内部構体３の上部領域に確保されている前記空隙部Ｓ（図３参照）に配置される。リテーナ６は固定片６５においてビスＢ２によりカメラ内部構体３の図には表れないフレームに締結される。また、モジュールシャーシ７のねじ穴７２，７３を利用してビスＢ３，Ｂ４によりカメラ内部構体３のフレームに締結される。これにより、無線通信モジュール５は図３（ａ）に示したように、カメラ内部構体３の上部領域の空隙部Ｓに収容された状態でカメラ内部構体３に固定支持される。なお、このとき無線通信モジュール５のＧＮＤパターン５５はビスＢ１及びモジュールシャーシ７を介してカメラ内部構体３のＧＮＤに電気接続される。なお、ねじ穴７２，７３を設ける代わりにこれらの部分に板厚方向の凸部を打ち出し成形し、この凸部を前カバー４Ｆと上カバー４Ｕとで板厚方向に挟持する構成としてもよい。この場合にはビスＢ３，Ｂ４は不要になる。

なお、図示は省略するが、無線通信モジュール５に設けられているコネクタ５４には、ＦＰＣ（フレキシブルプリント回路基板）の一つの端子部が嵌合されて電気接続される。このＦＰＣの他の端子部はカメラ内部構体３に電気接続されているので、無線通信モジュール５の信号回路はカメラ内部構体３の信号回路に電気接続される。

以上の構成の実施形態のカメラＣＡＭでは、無線通信モジュール５を駆動して他の無線局との間での無線通信を行なう際には、無線通信モジュール５のプレーンアンテナ５３から送信される電磁波、あるいは受信される電磁波は、電磁遮蔽部材で形成されている前カバー４Ｆと上カバー４Ｕによって遮蔽されるが、上カバー４Ｕに開口した開口窓４１は電磁遮蔽しない装飾カバー４２によって閉塞されているだけであるので、この開口窓４１及び装飾カバー４２を通して電磁波を送受することが可能になる。

このとき、図３（ａ）に示したように、開口窓４１の一側に隣接する領域には金属材からなるホットシュー１１が存在しているので、無線通信モジュール５のプレーンアンテナ５３で送受される電磁波のうち、ホットシュー１１に向けられた電磁波は当該ホットシュー１１によって遮蔽される。また、ホットシュー１１が存在しない方向に向けられる電磁波であっても、プリント回路基板の表面に沿った方向に向けられた電磁波の一部は、開口窓４１の周縁の壁状をした縁部４１ａによって遮蔽される。そのため、これらの方向に沿った電磁波は遮蔽され、あるいは減衰されることになり、これらの方向の指向性が低下してアンテナ全体のアンテナ特性が低下されることになる。

このようなアンテナ特性の低下を抑制するには、開口窓４１の開口寸法を大きくすることによって、プレーンアンテナ５３から開口窓４１を臨む角度を大きくすることが考えられるが、上カバー４Ｕの寸法以上にすることはできず限界がある。また、開口窓４１が大きくなると上カバー４Ｕの機械的な強度も低下され、金属材等で形成している意義が低減する。

この実施形態のカメラＣＡＭでは、このような上カバー４Ｕによる電磁波の遮蔽を防止ないし抑制し、アンテナ特性を改善することが可能である。その理由は次の通りである。前記したように、無線通信モジュール５はプリント回路基板５１の表面には所要高さのシールドカバー５２が存在するが、裏面には薄膜状のＧＮＤパターン５５が存在するのみである。したがって、この無線通信モジュール５では、プレーンアンテナ５３が形成されているプリント回路基板５１の表面を基準面とすると、この基準面からプリント回路基板５１の表面側のシールドカバー５２の高さ寸法は、プリント回路基板５１の裏面側のＧＮＤパターン５５の高さ寸法よりも大きい。

そのため、無線通信モジュール５をカメラ内部構体３の空隙部Ｓに配設したときには、図３（ａ）のように、プリント回路基板５１の裏面を上側に向けて固定した場合と、図３（ｂ）に比較対象の構造の断面図に示すように、プリント回路基板５１の表面を上側に向けて固定した場合とでは、プレーンアンテナ５３を基準面としたときの、無線通信モジュール５の上方へ突出する側の面の高さ寸法は異なり、図３（ｂ）の構造の方が高くなる。

すなわち、図３（ｂ）の比較対象のように、プリント回路基板５１の表面を上側に向けて固定した場合には、プレーンアンテナ５３からの無線通信モジュール５の高さ寸法が大きいので、無線通信モジュール５の上面がホットシュー１１の高さを越えないように配設したときには、プレーンアンテナ５３の高さ位置は開口窓４１の縁部４１ａよりも低い位置になる。換言すれば、プレーンアンテナ５３は上カバー４Ｕ、すなわちケース４の外面よりも内方に位置されている。この場合には、プレーンアンテナ５３は開口窓４１の縁部４１ａよりもＨ２（＝０．８５ｍｍ）だけ低い位置になる。

これに対し、図３（ａ）の実施形態のように、プリント回路基板５１の表面を下方に向けて固定した場合には、プレーンアンテナ５３からの無線通信モジュー５ルの高さ寸法が小さく、無線通信モジュール５の上面がホットシュー１１の高さを越えないように配設したときには、プレーンアンテナ５３を開口窓４１の縁部４１ａの高さよりも高い位置に設定できる。換言すれば、プレーンアンテナ５３は上カバー４Ｕ、すなわちケース４の外面よりも外方に位置されることになる。実施形態では、プレーンアンテナ５３は開口窓４１の縁部４１ａよりもＨ１（＝０．１０ｍｍ）だけ高い位置になる。

これにより、図３（ａ）の実施形態では、無線通信モジュール５のプレーンアンテナ５３から送受信される電磁波は、ホットシュー１１に向けられる電磁波を除けば、上カバー４Ｕの開口窓４１の縁部４１ａによって遮蔽されることが無くなり、アンテナ特性を改善することができる。因みに、この実施形態のアンテナ特性を実測した結果は、図７に実線で示す通りである。このアンテナ特性は、プレーンアンテナ５３の平面を基準面とし、基準面に対する０〜１８０度の立体放射角範囲のアンテナ利得を電磁波の周波数をパラメータとして積分した値である。比較対象とした図３（ｂ）の構成のアンテナ特性は、図７の破線に示す通りであり、アンテナ特性は低下している。これは、プレーンアンテナ５３の平面に沿った方向に送受される電磁波が上カバー４Ｕ、特に開口窓４１の縁部４１ａによって遮蔽されたことによるものと推測される。

以上のように、無線通信モジュールのプレーンアンテナがモジュールの厚み方向の中央位置に設けられていない場合には、プレーンアンテナを基準面としたときの厚み寸法が小さい方をケースの外面に向くようにして配設することにより、無線通信モジュールをケースから突出される寸法を抑制するとともにプレーンアンテナをケースの外面よりも外方に配置させることができる。これにより、プレーンアンテナで送受する電磁波がケースによって遮蔽ないし大きく減衰されることが抑制でき、アンテナ特性を改善するとともに、カメラのケースに無線通信モジュールによる突起部が生じることが防止あるは抑制でき、ケースの外観上の見栄え低下が防止できる。

本発明が適用される無線通信モジュールは、ＷＬＡＮ以外の無線通信を行なうための無線通信モジュールであっても良いことは言うまでもない。また、実施形態の構成の無線通信モジュールに限られるものではなく、基板の一方の面にアンテナが形成され、当該基板の一方の面あるいは他方の面に所要の厚み寸法の無線通信回路部が構築されている無線通信モジュールであれば同様に適用できる。例えば、アンテナがチップアンテナで構成され、プリント回路基板に搭載されている構成の無線通信モジュールについても同様である。

さらに、実施形態とは異なり、アンテナと無線通信回路部が基板の反対面に形成されている場合には、無線通信回路部がケースの内側に向くように無線通信モジュールを配設し、アンテナがケースの外側に向くように無線通信モジュールを配設すればよい。この場合には、プリント回路基板と無線通信回路部が上カバーの開口窓の壁部よりも内方に収納された状態になり、上カバーの上方に突出される寸法を最小限の寸法にすることができる。

上カバーに設けた開口窓を通して電磁波を送受する構成に限られるものではなく、電磁遮蔽性のあるケースの一部に設けた開口窓を通して電磁波を送受する構成であれば、本発明を適用できる。また、本発明における電磁遮蔽性は電磁波を減衰する電磁減衰性を含むものであり、このような電磁減衰性を有するケースを備える電子機器にも適用できる。

実施形態では本発明を無線通信機能を有するカメラに適用したが、カメラ以外の撮像装置への適用も可能である。あるいは、撮像装置以外の機器、特に小型化が要求される無線通信機能を有する電子機器で、電磁遮蔽性のケースを有する電子機器に適用することが可能である。例えば、ノートＰＣ、プリンタ、スマートフォン、タブレット型端末、デジタルフォトフレーム、音楽プレーヤ、ゲーム機等への適用が可能である。

１カメラ本体部
２レンズ鏡筒
３カメラ内部構体
４ケース
４Ｕ上カバー
５無線通信モジュール
６リテーナ
７モジュールシャーシ
４１開口窓
４１ａ縁部
５１プリント回路基板（回路基板）
５２シールドカバー（無線通信回路部）
５３プレーンアンテナ（アンテナ）
５４コネクタ
５５ＧＮＤパターン
５６位置決め穴
５７固定用穴
Ｈ１高さ（ケース外面からのアンテナ面の高さ寸法）

Claims

無線通信モジュールを配設した電子機器であって、電磁遮蔽性のケースを有し、前記ケースはケース内外を連通させる開口窓を有し、前記無線通信モジュールは、回路基板と、この回路基板の一方の面に構築された無線通信回路部と、前記回路基板の前記一方の面に形成されたアンテナを含んで構成されており、前記無線通信回路部及び前記アンテナが前記ケースの内方に向けられた状態で配設されるとともに、当該アンテナが前記開口窓内において前記ケースの外面よりも外方に配置された状態で当該ケース内に固定されていることを特徴とする電子機器。
前記回路基板はプリント回路基板であり、前記アンテナは当該プリント回路基板の一方の面に形成されたプリント回路の一部で構成されたプレーンアンテナである請求項１に記載の電子機器。
前記回路基板は前記開口窓内において前記ケースの外面よりも外方に配置されている請求項１又は２に記載の電子機器。
前記開口窓は縁部の少なくとも一部がケース外方に向けられた壁状に形成され、前記アンテナは当該縁部よりもケース外方に配置されている請求項１ないし３のいずれかに記載の電子機器。
無線通信モジュールを配設した撮像装置として構成された電子機器であって、電磁遮蔽性のケースを有し、前記ケースの一部を構成するカバーはケース内外を連通させる開口窓を有し、前記無線通信モジュールは、回路基板と、この回路基板の一方の面に構築された無線通信回路部と、前記回路基板の前記一方の面に形成されたアンテナを含んで構成されており、前記無線通信回路部及び前記アンテナが前記ケースの内方に向けられた状態で配設されるとともに、当該アンテナが前記開口窓内において前記カバーの外面よりも外方に配置された状態で配設されていることを特徴とする電子機器。
前記開口窓は電磁波を透過可能な材料からなる装飾カバーにより塞がれている請求項５に記載の電子機器。
前記装飾カバーはホットシューを備え、前記開口窓は当該ホットシューに隣接した領域に開口され、前記装飾カバーの上面は前記ホットシューとほぼ同じ高さである請求項６に記載の電子機器。
前記無線通信モジュールは、無線ＬＡＮ通信用のモジュールである請求項１ないし７のいずれかに記載の電子機器。
無線通信モジュールを配設した撮像装置であって、電磁遮蔽性のケースを有し、前記ケースの一部にケース内外を連通させる開口窓を有し、前記無線通信モジュールは、回路基板と、この回路基板の一方の面に構築された無線通信回路部と、前記回路基板の前記一方の面に形成されたアンテナを含んで構成されており、前記無線通信回路部及び前記アンテナが前記ケースの内方に向けられた状態で配設されるとともに、当該アンテナが前記開口窓内において前記ケースの外面よりも外方に配置されていることを特徴とする撮像装置。