JP6520509B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明はＮＦＣ（近接無線通信：Near Field Communication）装置を備える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として、ＮＦＣ装置を備えた撮像装置が提案されている。ＮＦＣ装置は、通常、回路基板にアンテナと通信回路部を搭載してモジュール化した構成がとられている。このような撮像装置では、ＮＦＣ装置を備えている他の無線機器を当該撮像装置に近接ないし接触させることにより、相互の無線通信接続（以下、ＮＦＣ接続と称する）が可能となり、データ等の信号の送受が可能になる。

撮像装置のような電子機器では、外部衝撃から内部構体を保護するために、金属等の剛性の高い材料でケースが構成されている。このような撮像装置にＮＦＣ装置を内装した場合、ＮＦＣ装置のアンテナ（以下、ＮＦＣアンテナと称する）で送受される電波がケースによって遮蔽され、好適なＮＦＣ接続を行なうことが困難になる。特に、ＮＦＣアンテナとしてチップアンテナを採用した場合には、チップアンテナで送受する電波は微弱であるため、他の無線機器とのＮＦＣ接続を行なう領域が電子機器の極めて狭い領域に限定され、さらにはＮＦＣ接続する際に他の無線機器と電子機器の接続距離が短くなり、結果としてＮＦＣ接続が困難になるという課題がある。これを解決する技術の一つとして、特許文献１ではＮＦＣアンテナを二重共振させることによってＮＦＣ接続の接続距離を増加する技術が提案されている。

特開２０１４−１５０５７２号公報

特許文献１の技術は、二重共振させるための構成をＮＦＣアンテナに設ける必要があり、ＮＦＣアンテナを含むＮＦＣ装置の構造が複雑になり、大型になる。そのため、撮像装置のような小型の電子機器にＮＦＣ装置を組み込むことが難しく、小型の電子機器でのＮＦＣ接続の接続領域を拡大し、あるいは接続距離を増加するためのＮＦＣアンテナのアンテナ特性を改善することは難しい。

また、ＮＦＣ装置で送受する電波は微弱であるため、電子機器に内蔵されている各種電子部品から発生する他の電波や磁界の影響を受け易い。特に、無線ＬＡＮ装置を内蔵している電子機器では、当該無線ＬＡＮ装置で送受する電波をノイズとしてＮＦＣアンテナで受信してしまい、ＮＦＣ装置でのＳＮ比が低下し正常動作の妨げとなる。

本発明の目的は、ＮＦＣアンテナ等の無線通信用のアンテナ、特にチップアンテナのアンテナ特性を改善することを可能にし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、アンテナを含む無線モジュールを電磁遮蔽性のケースに内装した電子機器であって、当該ケースにはアンテナに対して異なる方向に向けられた面部位に電磁波を透過させる開口窓が形成される。すなわち、アンテナはチップアンテナで構成されており、当該チップアンテナは直交するＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に指向性を有し、ケースにはチップアンテナに対してＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に対向する面部位にそれぞれ開口窓が形成される。

本発明において、チップアンテナは２つ以上設けられ、各チップアンテナは同じ方向に向けて並列配置されることが好ましい。また、ケース内には、アンテナと、当該ケースに内装された電磁界を発生する電子回路との間に、電磁遮蔽効果のある構体が配設されることが好ましい。

本発明の好ましい形態では、チップアンテナを含む無線モジュールを電磁遮蔽性のケースに内装した撮像装置として構成されており、ケースにはチップアンテナに対して異なる方向に向けられた面部位に電磁波を透過させる開口窓が形成される構成とされる。好ましくは、チップアンテナは撮像装置のケースの一部に設けられたグリップ部に内装され、グリップ部の前面、側面、上面の少なくとも２つの面に開口窓が形成される。

本発明によれば、ケースの少なくとも２面に設けた開口窓を通してアンテナでの電波の送受が可能となるので、アンテナの指向性を拡大し、アンテナのアンテナ特性を改善することができる。特に、チップアンテナに対する異なる３つの方向について開口窓を形成することで、チップアンテナのアンテナ特性を改善することができる。

本発明の実施形態のカメラの外観斜視図。 図１のカメラのグリップ部の一部を分解した斜視図。 グリップ部を底面方向から見た断面図。 ＮＦＣモジュールの斜視図。 アンテナと開口窓との位置関係を説明するためのグリップ部を底面方向から見た断面図。 ２つのチップアンテナのアンテナ利得を説明する概念図。 本発明の変形例のカメラのグリップ部の外観斜視図。

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、このカメラは後述するようにＮＦＣアンテナを搭載した基板に電子部品を搭載してモジュール化したＮＦＣ装置（以下、ＮＦＣモジュールと称する）を内装している。このカメラは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、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はカメラ内部構体を内装するための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カバーで構成されたケース４を備えている。これらのカバーは前カバー、後カバー、上カバー、下カバー等で構成されているが、図１には前カバー４Ｆと上カバー４Ｕが図示されている。なお、カバー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。また、前記カメラ本体部１のカメラ前面から見て左側部位（以下において、左右方向はカメラ前面方向から見た方向である）は、撮影者が撮影時にカメラを保持するための、いわゆるグリップ部１Ａとして構成されており、このグリップ部１Ａの内部に前記ＮＦＣモジュールが内装されている。グリップ部１Ａの表面にはＮＦＣ接続の際に通信相手方である他の通信機器を近接する際の目安となるＮＦＣマーク１ａが設けられている。

図２は前記カメラ本体部１のグリップ部１Ａの一部を分解した斜視図である。グリップ部１Ａは水平方向の断面形状がカメラ前面方向に向けて概ね台形に突出された形状とされており、このブリップ部を構成している前カバー４Ｆには、前面から左側面にわたる領域に矩形の開口窓４１が開口されている。すなわち、この開口窓４１は、前カバー４Ｆの前面に開口された前面開口４１１と、当該前面カバー４Ｆの左側面に開口された左面開口４１２とで構成されている。したがって、開口窓４１はほぼ直交する方向に交差する２つの面にわたって開口されていることになる。

図２に示したように、前記ＮＦＣモジュール５はグリップ部１Ａ内において前記カメラ内部構体３の前面側の部位に固定支持されている。したがって、前記カメラ本体部１に内装したカメラ内部構体３の一部と、このカメラ内部構体３に固定支持したＮＦＣモジュール５開口窓４１を通して前カバー４Ｆの外部に露呈されることになる。

前記カメラ本体部１の前記グリップ部１Ａの前カバー４Ｆには、前記開口窓４１を閉塞するための樹脂カバー４２が取着され、さらに、この樹脂カバー４２を含むグリップ部１Ａの前面を覆うようにゴム製のグリップカバー４３が一体的に貼り付けられている。

図３は前記カメラ本体部１のグリップ部１Ａを底面側から見た断面図である。カメラ本体部１の内部の後部領域、すなわち図３の下側の領域には前記ケース４の後カバー４Ｒが配設されており、この後カバー４Ｒの内面に沿った領域にはカメラの各種制御を行なうためのメイン回路基板３１が内装されている。このメイン回路基板３１は駆動されたときに電磁波が発生されることがある。また、前記カメラ本体部１の内部には、前記メイン回路基板３１の前側領域にバッテリー３２が配設され、当該メイン回路基板３１の前面側を覆っている。さらに、前記メイン回路基板３１及び前記バッテリー３２の左側領域には円柱状をした２つのメインコンデンサ３３が配設されている。したがって、カメラ内部構体３の前面側の部位に固定支持されている前記ＮＦＣモジュール５と、カメラ内部構体３の後面側に配設されている前記メイン回路基板３１は、これらバッテリー３２とメインコンデンサ３３によって隔絶され、両者は電磁的に遮蔽されていることになる。

図４は前記ＮＦＣモジュール５の概略斜視図である。プリント回路板等で構成されている基板５１にはＮＦＣアンテナ５２が搭載されている。ここでは２つのチップアンテナ５２ａ，５２ｂが搭載されている。このチップアンテナ５２ａ，５２ｂは例えばセラミックスに電極を形成した直方体形状のチップ体として構成されており、前記基板５１の表面に半田付け等によって搭載されている。チップアンテナ自体は既に提供されているので、ここではチップアンテナの具体的な構造等についての詳細な説明は省略する。これら２つのチップアンテナ５２ａ，５２ｂは同一方向に向けられた状態で、前記基板５１の一側辺、ここでは図３の左縦辺に沿って所要の間隔をおいて並列状態に搭載されている。

前記基板には、ＩＣ、抵抗及びコンデンサ等の各種電子部品が搭載されており、これらでＮＦＣ回路５３が構成されている。また、前記基板５１には、カメラ内部構体に固定するためのビス（小ねじ）が挿通される固定用穴５４と、基板５１をカメラ内部構体３に対して位置決めするための位置決め穴５５が開口されている。前記基板５１の中央の穴５６は前記樹脂カバー４２をビスで固定するためにカメラ内部構体３に設けられているボスを挿通させるためのボス挿通穴である。

ここで、図４において、チップアンテナ５２ａ，５２ｂの厚み方向をＸ（＋Ｘ，−Ｘ）方向、長辺方向をＹ（＋Ｙ，−Ｙ）方向、短辺方向をＺ（＋Ｚ，−Ｚ）方向とする。この実施形態では、チップアンテナ５２ａ，５２ｂの−Ｘ側の面が基板５１の表面に向けられ、チップアンテナ５２ａ，５２ｂの＋Ｙ側が基板５１の一側辺に向けて搭載されていることになる。これらチップアンテナ５２ａ，５２ｂの電波を送受する際の指向性は、Ｘ，Ｙ，Ｚの各方向について強弱の差はあるものの概ね無指向性に近い特性である。

このＮＦＣモジュール５は、図２及び図３に示したように、前記開口窓４１に臨んだ位置において、前記基板５１がカメラ本体部１の前面に沿って延長された状態で前記カメラ内部構体３の前面側の部位に固定されている。この固定状態では、前記基板５１の表面が前記開口窓４１の前面開口４１１に対向され、前記基板５１の一側辺が左面開口４１２に対向される。

このようにカメラ本体部に内装されたＮＦＣモジュールでは、２つのチップアンテナを介してカメラ本体部１に近接された他の無線機器との間でＮＦＣ接続が行なわれる。図５は、ＮＦＣ接続動作を説明するための簡略したグリップ部１Ａの一部の底面図であり、基板５１に搭載されている２つのチップアンテナ５２ａ，５２ｂは、＋Ｘ方向が前面開口４１１に向けられ、＋Ｙ方向が左面開口４１２に向けられている。そのため、各チップアンテナ５２，５２ｂはほぼ無指向性であるが、−Ｘ方向については基板５１によって電波が減衰ないし遮断される。−Ｙ方向については前面カバー４Ｆで電波の一部が遮断される。＋Ｚおよび−Ｚ方向については前面カバー４Ｆと上面カバー４Ｕにより電波が遮断される。結局、各チップアンテナ５２ａ，５２ｂは、開口窓４１の前面開口４１１に向けられた＋Ｘ方向及び−Ｙ方向の一部と、左面開口４１２に向けられた＋Ｙ方向の指向性が得られることになる。

したがって、２つのチップアンテナ５２ａ，５２ｂで構成されているＮＦＣアンテナ５２は、カメラ本体部１の前面方向から左面方向に向けられた指向性を有し、カメラ本体部１の前面領域から左面領域にわたって電磁波の電界強度の高められたアンテナ特性となる。これにより、他の無線機器とカメラとをＮＦＣ接続する領域がカメラ本体部１の前面領域のみ、あるいは左面領域のみに限定されることはなく、これらの両領域にわたって拡大され、他の無線機器をカメラ本体部１のグリップ部１Ａの前面ないしは左面の各近傍に近接させるだけでもＮＦＣアンテナ５２を介してのＮＦＣ接続が可能になる。

また、この実施形態では、２つのチップアンテナ５２ａ，５２ｂをＺ方向に沿って所要の距離で並列に配置しているので、＋Ｘ方向と＋Ｙ方向については両チップアンテナ５２ａ，５２ｂのアンテナ放射特性（アンテナ利得）を合成することにより、＋Ｘ方向と＋Ｙ方向のそれぞれについてアンテナ利得を高め、ＮＦＣアンテナ５２のアンテナ特性が改善される。

すなわち、図６はＮＦＣアンテナ５２の放射電界強度分布を概念的に示す図である。図６（ａ）は＋Ｘ方向を示しており、２つのチップアンテナ５２ａ，５２ｂはそれぞれ破線のように＋Ｘ方向に半円状に近い強度分布を有しており、両チップアンテナ５２ａ，５２ｂの強度を合成したＮＦＣアンテナ５２の＋Ｘ方向の強度分布は実線のようにグリップ部１Ａの前面方向に向けた山形ないし台形の特性になる。

図６（ｂ）は＋Ｙ方向を示しており、２つのチップアンテナ５２ａ，５２ｂの破線の強度を合成すると、ＮＦＣアンテナ５２の＋Ｙ方向の強度分布は実線のようにグリップ部１Ａの左面方向に向けた山形ないし台形の特性になる。これにより、ＮＦＣアンテナ５２の電波放射距離が長くなり、カメラ本体部１からのＮＦＣ接続距離が増大できる。

さらに、この実施形態では、カメラ内部構体３の前面側の部位に固定支持されているＮＦＣモジュール５と、カメラ内部構体３の後面側の部位に配設されているメイン回路基板３１との間には、バッテリー３２とメインコンデンサ３３等のような電磁遮蔽機能を有する部品が配設されているので、メイン回路基板３１及びその近傍から発生するノイズとなる電磁波はこれらバッテリー３２とメインコンデンサ３３によって遮蔽される。これにより、メイン回路基板３１で発生される電磁波がＮＦＣモジュール５で受信されることが防止でき、微弱電波を送受するＮＦＣモジュール５のＳＮ比を改善することができる。

実施形態では、チップアンテナ５２ａ，５２ｂの＋Ｘ方向と＋Ｙ方向について、カメラのケース４に開口窓４１を設けた例を示しているが、本発明はこれらの方向に限定されるものではない。例えば、カメラ本体部１内に前記実施形態と同様の姿勢でＮＦＣモジュール５を配設した場合に、ＮＦＣアンテナ５２（チップアンテナ５２，５２ｂ）の＋Ｘ方向と＋Ｚ方向に対向される面部位に開口窓を形成してもよい。すなわち、ケースのグリップ部の前カバー４Ｆの前面開口を開口し、かつ上カバー４Ｕ（図１参照）の一部に上面開口を開口した開口窓を形成することにより、他の無線機器をカメラ本体部１の前面と上面に近接させることにより好適なＮＦＣ接続が可能になる。

さらに、図７に示すように、グリップ部１Ａのカメラ内部構体３の前面の上面部位に近い領域にＮＦＣモジュール５を配設した上で、ＮＦＣアンテナ５２（チップアンテナ５２ａ，５２ｂ）の＋Ｘ方向、＋Ｙ方向、＋Ｚ方向に対向するケース４の３つの面が交差する領域にわたって開口窓を形成してもよい。ここでは、グリップ部１Ａの前カバー４Ｆに前面開口４１１と左面開口４１２を開口し、上カバー４Ｕの一部に上面開口４１３を開口した開口窓４１を形成している。この場合には、グリップ部１Ａの前面、左面、上面の各方向にＮＦＣアンテナ５２の指向性が生じることになり、他の無線機器をこれら前面、左面、上面のいずれに近接させても好適なＮＦＣ接続が可能になる。

以上の説明では、矩形又はこれに近い形状のケースを備える電子機器に適用した例を示したが、一部に多角面形状あるいは曲面形状のケースを備える電子機器の場合には、当該多角面や曲面のアンテナに対して異なる複数の方向に対向される面領域にそれぞれ開口窓を開口することにより本発明を適用することができる。

実施形態では、２つのチップアンテナを搭載したＮＦＣモジュールとして構成したが、１つのチップアンテナであってもよく、あるいは３つ以上のチップアンテナを搭載した構成としてもよい。また、本発明にかかるアンテナはチップアンテナに限られるものではなく、基板に導体パターンを形成したプレーンアンテナ（パターンアンテナ）で構成されてもよい。また、これらのアンテナは必ずしも無線回路部品とモジュール化されていない独立したアンテナとして構成されてもよい。

本発明にかかるアンテナはＮＦＣ接続用のアンテナに限られるものではなく、無線ＬＡＮ接続等の無線接続を行なうためのアンテナにも適用できる。

実施形態では本発明をＮＦＣモジュールを内装した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ＮＦＣ機能を有する電子機器に適用することが可能である。

１ カメラ本体部
１Ａ グリップ部
２ レンズ鏡筒
３ カメラ内部構体
４ ケース
４Ｆ 前面カバー
４Ｕ 上面カバー
５ ＮＦＣモジュール
３１ メイン回路基板
３１ バッテリー
３２ メインコンデンサ
４１ 開口窓
４２ 樹脂カバー
４３ グリップカバー
５１ 基板
５２ ＮＦＣアンテナ
５２ａ，５２ｂ チップアンテナ
４１１ 前面開口
４１２ 左面開口（側面開口）
４１３ 上面開口

Claims (7)

1. チップアンテナを含む無線モジュールを電磁遮蔽性のケースに内装した電子機器であって、前記チップアンテナは直交するＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に指向性を有し、前記ケースには前記チップアンテナに対してＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に対向する面部位に電磁波を透過させる開口窓が形成されていることを特徴とする電子機器。
2. 前記チップアンテナは前記ケースの３つの面が交差する部位に内装され、これら３つの面の各面部位にそれぞれ開口窓が形成されている請求項１に記載の電子機器。
3. 前記チップアンテナは２つ以上設けられ、各チップアンテナは同じ方向に向けて並列配置されている請求項１又は２に記載の電子機器。
4. 前記ケース内には、前記チップアンテナと、当該ケースに内装された電磁界を発生する電子回路との間に、電磁遮蔽効果のある構体が配設されている請求項１ないし３のいずれかに記載の電子機器。
5. 前記チップアンテナは撮像装置のケースの一部に設けられたグリップ部に内装され、前記グリップ部の前面、側面、上面に前記開口窓が形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の電子機器。
6. 前記チップアンテナはＮＦＣアンテナである請求項１ないし５のいずれかに記載の電子機器。
7. 前記チップアンテナはＮＦＣ回路を構成する電子部品とともに基板に搭載されたＮＦＣモジュールの一部として構成されている請求項６に記載の電子機器。

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