JP7283235B2

JP7283235B2 - 無線通信装置

Info

Publication number: JP7283235B2
Application number: JP2019106187A
Authority: JP
Inventors: 謙二醍醐
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2019-06-06
Filing date: 2019-06-06
Publication date: 2023-05-30
Anticipated expiration: 2039-06-06
Also published as: JP2020202431A; US11108134B2; US20200388905A1

Description

本発明は、無線通信装置及び無線通信装置が実行する方法に関する。

外部装置と無線通信可能な無線通信装置が知られている。例えば特許文献１に、無線通信装置の一例としてデジタル一眼レフカメラが記載されている。

特許文献１に記載のデジタル一眼レフカメラは、金属製筐体を備えており、金属製筐体内に無線通信用のアンテナが設置されている。この金属製筐体には、アンテナの設置付近に開口が形成されている。この開口は、グリップラバーで覆われている。特許文献１では、アンテナの設置付近に開口を形成することによってアンテナの電波が金属製筐体の周囲（すなわち、デジタル一眼レフカメラの周囲）に放射されやすくなり、アンテナの電界強度が向上する。

特開２０１５－１８６０５６号公報

特許文献１に記載のデジタル一眼レフカメラでは、アンテナの電波は、アンテナの設置付近に形成された開口や金属製筐体の他の隙間（例えばマウント部の開口）からデジタル一眼レフカメラの周囲に直接放射され、また、金属製筐体に阻まれた電波であっても、回折によって金属製筐体の外側に回り込んだり金属製筐体内で反射されたりした後に、上記の開口や隙間からデジタル一眼レフカメラの周囲に放射される。

特許文献１に記載のデジタル一眼レフカメラでは、アンテナが金属製筐体内に設置されているものの、アンテナの電波は、上記の開口や隙間から直接又は回折後に若しくは反射後に金属製筐体の外側に放射されて、デジタル一眼レフカメラの全周囲に届く。しかし、デジタル一眼レフカメラの周囲の方向のうち、回折波が届き難い方向や、反射による損失後の電波しか届かない方向では、アンテナの電界強度が低くなってしまう。そのため、特許文献１に記載のデジタル一眼レフカメラでは、このような、アンテナの電界強度が低くなる方向に位置する外部装置と通信することが難しいという問題が生じる。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アンテナの電界強度が低くなる方向を減らすのに好適な無線通信装置及び無線通信装置が実行する方法を提供することである。

本発明の一実施形態に係る無線通信装置は、外部装置と無線通信可能な装置であり、無線通信制御部を保持する筐体と、筐体内に設置され、無線通信制御部に接続された第１のアンテナであって、筐体による電波の減衰又は遮断により、無線通信装置周囲の一部の方向で電界強度が低くなっている第１のアンテナと、無線通信制御部に接続されており、第１のアンテナの電界強度が低くなっている強度低下方向において、第１のアンテナよりも高い電界強度を有する第２のアンテナとを備える。

本発明の一実施形態に係る無線通信装置が実行する方法は、外部装置と無線通信可能な無線通信装置であって、無線通信制御部を保持する筐体と、筐体内に設置され、無線通信制御部に接続された第１のアンテナとを備え、筐体による電波の減衰又は遮断により、無線通信装置周囲の一部の方向で第１のアンテナの電界強度が低くなっている、無線通信装置が実行する方法である。この方法を実行する無線通信装置は、無線通信制御部に接続されており、第１のアンテナの電界強度が低くなっている強度低下方向において、第１のアンテナよりも高い電界強度を有する第２のアンテナを備える。無線通信制御部は、第１のアンテナ及び第２のアンテナの両方を用いて外部装置と電波の送受信を行う。

本発明の一実施形態によれば、アンテナの電界強度が低くなる方向を減らすのに好適な無線通信装置及び無線通信装置が実行する方法が提供される。

本発明の一実施形態に係る撮影装置の斜視図である。本発明の一実施形態に係る撮影装置が備える２つのアンテナの水平方向の放射パターンを示す図である。本発明の実施例１に係る撮影装置が備える無線通信モジュール及び２つのアンテナの構成を模式的に示す図である。本発明の実施例２に係る撮影装置が備える無線通信モジュール及び２つのアンテナの構成を模式的に示す図である。本発明の実施例３に係る撮影装置が備える無線通信モジュール及び２つのアンテナの構成を模式的に示す図である。本発明の実施例４に係る撮影装置が備える無線通信モジュール及び２つのアンテナの構成を模式的に示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係る無線通信装置について図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、無線通信装置の一例として撮影装置を挙げて説明を行う。

図１は、本発明の一実施形態に係る撮影装置１の斜視図である。撮影装置１は、デジタル一眼レフカメラである。なお、撮影装置１は、デジタル一眼レフカメラに限らず、ミラーレス一眼カメラ、コンパクトデジタルカメラ、プリンタ、ビデオカメラ、ノートＰＣ、タブレット端末、ＰＨＳ（Personal Handy phone System）、スマートフォン、フィーチャフォン、ゲーム機等の、無線通信機能を有する他の装置であってもよい。

図１に示されるように、撮影装置１は、筐体１０を備える。本実施形態において、筐体１０は、マグネシウム合金等の金属製筐体である。なお、筐体１０は、樹脂製筐体に導電性塗料を塗布した筐体であってもよく、また、金属粉を含むメタリック塗料を塗布した筐体であってもよい。すなわち、本実施形態において、筐体１０は、電波遮断性の高い構成となっている。

筐体１０内には、撮影装置１が外部装置と無線通信するための、無線通信制御部の一例である無線通信モジュール２０が保持されている。無線通信モジュール２０は、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）やＰＣＢ（Printed Circuit Board）等の回路基板２０Ａに実装された無線通信ＩＣ（Integrated Circuit）２０Ｂを有する。

無線通信モジュール２０には、アンテナ２２及び２４が接続されている。アンテナ２２及び２４は、無指向性アンテナであり、Wi-Fi、Bluetooth（登録商標）、ＮＦＣ（Near Field Communication）等のうち少なくとも１つの無線通信規格の電波の送受信を行うことができる。無線通信モジュール２０とアンテナ２２間及び無線通信モジュール２０とアンテナ２４間は、例えば、５０Ωでインピーダンスコントロールされた同軸ケーブルで接続されている。

筐体１０内には、樹脂製の保持部材３２及び４２が保持されている。筐体１０内において、アンテナ２２は保持部材３２に取り付けられ、アンテナ２４は保持部材３４に取り付けられている。すなわち、アンテナ２２及び２４は筐体１０内に設置されている。

アンテナ２２及び２４は、回路基板にプリントされたアンテナパターンである。なお、アンテナ２２及び２４は、回路基板に実装されたチップアンテナに置き換えてもよく、筐体１０内に取り付けられた樹脂製部材にプリントされたアンテナパターンに置き換えてもよい。この樹脂製部材は、筐体１０が樹脂成形品をベースとした構成である場合には筐体１０そのものであってもよい。

無線通信モジュール２０、アンテナ２２及び２４は、同じ回路基板に実装されてもよく、また、それぞれが別個の回路基板に実装されてもよい。無線通信モジュール２０とアンテナ２２及び２４間は、同軸ケーブルに限らず、回路基板上の配線パターンで接続されてもよい。無線通信モジュール２０と各アンテナ２２、２４間の各接続箇所は、半田付けやコネクタによって接続されてもよく、また、その他の公知の方法で接続されてもよい。

無線通信モジュール２０とアンテナ２２及び２４間は、同軸ケーブル等の中継部材を介さず直接接続されてもよい。

筐体１０には、突出部１１が形成されている。突出部１１には、開口１２が形成されている。突出部１１には、撮影装置１を使用者に把持させるためのゴム製のグリップ部材１３が嵌め込まれて、接着等によって固定されている。このように、開口１２は、グリップ部材１３によって覆われており、外観上視認することができない。

アンテナ２２は、開口１２近傍に設置されており、グリップ部材１３が取り外された状態では開口１２から見える場所に位置する。

筐体１０には、開口１４が形成されている。筐体１０は、開口１４近傍に、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポートや充電用ポート等の電子的な接続端子１７を保持している。使用者は、例えば撮影装置１を他の装置とＵＳＢ接続する場合には、ゴム製のカバー部材１５を開けてＵＳＢケーブルをＵＳＢポートに接続する。開口１４は、必要時以外には基本的にはカバー部材１５で覆われている。

アンテナ２４は、開口１４近傍に設置されており、カバー部材１５が開けられた状態では開口１４から見える場所に位置する。

撮影装置１において、アンテナ２２及び２４の電波は、開口１２、１４及び筐体１０の他の隙間（例えばマウント部の開口１６）から撮影装置１の周囲に直接放射され、また、筐体１０に阻まれた電波であっても、回折によって筐体１０の外側に回り込んだり筐体１０内で反射されたりした後に、開口１２、１４、１６等から撮影装置１の周囲に放射される。補足すると、開口１２、１４を通過した電波は、それぞれ、電波を通しやすいゴム製部材であるグリップ部材１３、カバー部材１５を介して撮影装置１の周囲に放射される。

撮影装置１では、アンテナ２２の設置付近に開口１２を形成することによってアンテナ２２の電波が撮影装置１の周囲に放射されやすくなり、撮影装置１の周囲においてアンテナ２２の電界強度が向上する。

図２は、アンテナ２２及び２４の水平方向の放射パターンを示す図である。図２中、破線がアンテナ２２の放射パターンを示し、実線がアンテナ２４の放射パターンを示す。

図２に示されるように、撮影装置１では、アンテナ２２が電波遮断性の高い筐体１０内に設置されているものの、アンテナ２２の電波は、開口１２、１４、１６等から直接又は回折後に若しくは反射後に筐体１０の外側に放射されて、撮影装置１の全周囲に届く。しかし、撮影装置１の周囲の方向のうち、この回折波が届き難い方向や、反射による損失後の電波しか届かない方向では、アンテナ２２の電界強度が低くなる。すなわち、アンテナ２２は、筐体１０による電波の減衰又は遮断により、撮影装置１周囲の一部の方向で電界強度が低くなっている。

図２の例では、撮影装置１は、アンテナ２２単独では、その電界強度が低くなっている方向Ｒに位置する外部装置と通信することが難しい。なお、方向Ｒは、撮影装置１周囲の方向の中でアンテナ２２の電界強度が最も低い強度低下方向を含む方向である。

本実施形態では、撮影装置１が方向Ｒにおいても外部装置と無線通信し難くなることのないように、アンテナ２４が設置されている。具体的には、アンテナ２４は、方向Ｒにおいて電界強度がアンテナ２２よりも高くなるように、位置やスペック等を考慮して設置されている。

本実施形態では、上述したように、アンテナ２４は、接続端子１７を保護するゴム製のカバー部材１５（及び開口１４）近傍に設置されている。そのため、アンテナ２４より放射された電波は、主に、開口１４及びカバー部材１５を通過して、方向Ｒを含む範囲に放射される。この結果、図２に示されるように、アンテナ２４は、方向Ｒにおいてアンテナ２２よりも高い電界強度を有している。

このように、アンテナ２４は、撮影装置１の周囲の領域であって、アンテナ２２の電界強度が低い領域を補間する（換言すると、この領域にアンテナ２２よりも高い電界強度を有する）。本実施形態では、アンテナ２２の電界強度が低い領域を補間するアンテナ２４を設置することにより、無線通信モジュール２０は、撮影装置１の全周囲において外部装置との無線通信を安定して行うことができる。

アンテナ２４は、最低限、アンテナ２２の電界強度が最も低い強度低下方向において電界強度がアンテナ２２よりも高ければよい。そのため、アンテナ２４は、アンテナ２２よりもスペックの低いものであってもよい。また、アンテナ２４は、無指向性アンテナでなく、この強度低下方向に高い指向性を持つアンテナであってもよい。

次に、本実施形態に係る撮影装置１（より正確には、無線通信モジュール２０、アンテナ２２及び２４）の具体的実施例について説明する。

［実施例１］
図３は、本発明の実施例１に係る無線通信モジュール２０、アンテナ２２及び２４の構成を模式的に示す図である。

無線通信ＩＣ２０Ｂは、単一のアンテナ用端子を有する無線通信用チップである。無線通信ＩＣ２０Ｂを実装する回路基板２０Ａには、このアンテナ用端子と接続された端子２０Ｃが実装されている。アンテナ２２は、端子２０Ｃを介して無線通信ＩＣ２０Ｂと接続されている。端子２０Ｃは、回路基板２０Ａに形成された半田付け用ランドであってもよく、また、回路基板２０Ａに実装されたコネクタであってもよい。なお、本段落に記載の構成は、本実施例１及び以降の各実施例で共通である。

図３に示されるように、本実施例１に係るアンテナ２４は、中継アンテナ２４Ａ及びアンテナ２４Ｂを備える。中継アンテナ２４Ａは、アンテナ２２と電波の送受信を行う。アンテナ２４Ｂは、中継アンテナ２４Ａと接続されており、外部装置と電波の送受信を行う。

本実施例１では、アンテナ２４Ｂは、開口１４近傍に設置されている。これに対し、中継アンテナ２４Ａは、開口１４近傍でなく、アンテナ２２と電波の送受信を確実に行うことができる位置（例えばアンテナ２２近傍）に設置されている。

中継アンテナ２４Ａ及びアンテナ２４Ｂは、回路基板にプリントされたアンテナパターンである。なお、中継アンテナ２４Ａ及びアンテナ２４Ｂは、回路基板に実装されたチップアンテナに置き換えてもよく、筐体１０内に取り付けられた樹脂製部材にプリントされたアンテナパターンに置き換えてもよい。

中継アンテナ２４Ａ及びアンテナ２４Ｂは、例えば同じ回路基板に実装されており、この回路基板上の配線パターンで接続されている。なお、中継アンテナ２４Ａ及びアンテナ２４Ｂは、別個の回路基板に実装されてもよい。また、中継アンテナ２４Ａとアンテナ２４Ｂ間は、回路基板上の配線パターンに限らず、同軸ケーブルで接続されてもよい。中継アンテナ２４Ａとアンテナ２４Ｂ間の各接続箇所は、半田付けやコネクタによって接続されてもよく、また、その他の公知の方法で接続されてもよい。

アンテナ２２は、無線通信モジュール２０よりＲＦ（Radio Frequency）信号が入力されると、このＲＦ信号を電波に変換して放射する。中継アンテナ２４Ａは、アンテナ２２より放射された電波をＲＦ信号として受信してアンテナ２４Ｂに伝送する。アンテナ２４Ｂは、中継アンテナ２４Ａより伝送されたＲＦ信号を電波に変換して放射する。このように、アンテナ２４は、アンテナ２２を介して無線通信モジュール２０と接続されており、アンテナ２２を介して受信したＲＦ信号を電波に変換して放射する。

アンテナ２２、アンテナ２４Ｂのそれぞれが、無線通信モジュール２０より入力されるＲＦ信号を電波として放射することにより、撮影装置１が全周囲において外部装置との無線通信を安定して行うことができる。

［実施例２］
図４は、本発明の実施例２に係る無線通信モジュール２０、アンテナ２２及び２４の構成を模式的に示す図である。図４に示されるように、本実施例２に係るアンテナ２４は、中継アンテナ２４Ａとアンテナ２４Ｂを備える。

なお、実施例２以降の各実施例において、既出の実施例と同一の又は同様の構成については、説明を簡略又は省略する。

本実施例２では、アンテナ２２と中継アンテナ２４Ａは、重ねて設置され、容量結合する。これにより、アンテナ２２及び中継アンテナ２４Ａの一方のアンテナが他方のアンテナと同期して共振し、アンテナ２２と中継アンテナ２４Ａ間でＲＦ信号が伝送可能となっている。そのため、本実施例２においても本実施例１と同様に、アンテナ２２、アンテナ２４Ｂのそれぞれが電波を放射することにより、撮影装置１が全周囲において外部装置との無線通信を安定して行うことができる。

［実施例３］
図５は、本発明の実施例３に係る無線通信モジュール２０、アンテナ２２及び２４の構成を模式的に示す図である。図５に示されるように、本実施例３に係るアンテナ２４は、アンテナ２２に直接接続されている。

本実施例３において、アンテナ２２及び２４は、例えば同じ回路基板に実装されており、この回路基板上の配線パターンで接続されている。なお、アンテナ２２及び２４は、別個の回路基板に実装されてもよい。また、アンテナ２２とアンテナ２４とを接続する導電性部材は、回路基板上の配線パターンに限らず、同軸ケーブルであってもよい。アンテナ２２とアンテナ２４間の各接続箇所は、半田付けやコネクタによって接続されてもよく、また、その他の公知の方法で接続されてもよい。

本実施例３においても、アンテナ２２、アンテナ２４のそれぞれが電波を放射することにより、撮影装置１が全周囲において外部装置との無線通信を安定して行うことができる。

［実施例４］
図６は、本発明の実施例４に係る無線通信モジュール２０、アンテナ２２及び２４の構成を模式的に示す図である。

図６の拡大図に示されるように、本実施例４に係る回路基板２０Ａには、端子２０Ｄが実装されている。回路基板２０Ａには、無線通信ＩＣ２０Ｂのアンテナ用端子を２つに分岐する、分岐部の一例であるパターン２０Ｅが形成されており、分岐後のパターン２０Ｅの一方が端子２０Ｃに接続され、他方が端子２０Ｄに接続されている。

本実施例４においても、アンテナ２２、アンテナ２４のそれぞれが電波を放射することにより、撮影装置１が全周囲において外部装置との無線通信を安定して行うことができる。

以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本願の実施形態に含まれる。

上記の実施形態では、アンテナ２２の電界強度が低い領域を補間するため、１本のアンテナ２４を設置した構成を説明したが、複数本のアンテナ２４を設置した構成も本発明の範疇である。複数本のアンテナ２４は、アンテナ２２の電界強度が低い１つの領域を補間するものであってもよく、また、それぞれが、アンテナ２２の電界強度が低い別々の領域を補間するものであってもよい。

１撮影装置
１０筐体
１１突出部
１２、１４、１６開口
１３グリップ部材
１５カバー部材
１７接続端子
２０無線通信モジュール
２０Ａ回路基板
２０Ｂ無線通信ＩＣ
２０Ｃ、２０Ｄ端子
２０Ｅパターン
２２、２４アンテナ
３２、３４保持部材

Claims

外部装置と無線通信可能な無線通信装置において、
無線通信制御部を保持する筐体と、
前記筐体内に設置され、前記無線通信制御部に接続された第１のアンテナであって、前記筐体による電波の減衰又は遮断により、前記無線通信装置周囲の一部の方向で電界強度が低くなっている第１のアンテナと、
前記無線通信制御部に接続されており、前記第１のアンテナの電界強度が低くなっている強度低下方向において、前記第１のアンテナよりも高い電界強度を有する第２のアンテナと、
を備え、
前記第２のアンテナは、
前記第１のアンテナと容量結合する中継アンテナと、
前記中継アンテナと接続され、前記外部装置と電波の送受信を行うアンテナと、
を備え、
前記第１のアンテナを介して前記無線通信制御部に接続されている、
無線通信装置。
前記強度低下方向は、
前記無線通信装置周囲の方向の中で前記第１のアンテナの電界強度が最も低い方向である、
請求項１に記載の無線通信装置。
前記筐体は、
金属製筐体である、
請求項１または請求項２に記載の無線通信装置。
前記筐体は、
前記筐体内に設置された前記第１のアンテナ近傍に第１の開口が形成され、
前記第１の開口は、
前記筐体よりも電波を通す部材によって覆われている、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の無線通信装置。
前記第１の開口を覆う部材は、
前記無線通信装置を把持するためのグリップ部材である、
請求項４に記載の無線通信装置。
前記第２のアンテナは、
前記筐体内に設置され、
前記筐体は、
前記筐体内に設置された前記第２のアンテナ近傍に第２の開口が形成され、
前記第２の開口は、
前記筐体よりも電波を通す部材によって覆われている、
請求項１から請求項５の何れか一項に記載の無線通信装置。
前記第２の開口を覆う部材は、
前記筐体に保持された電気的な接続端子を保護するカバー部材である、
請求項６に記載の無線通信装置。
前記第２のアンテナは、
回路基板にプリントされたアンテナパターン、回路基板に実装されたチップアンテナ、又は前記筐体内の樹脂製部材にプリントされたアンテナパターンである、
請求項１から請求項７の何れか一項に記載の無線通信装置。