JP7289899B1 - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体の外観品質への影響を抑えることができ、さらに良好な通信品質を確保する、アンテナを備える電子機器を提供する。【解決手段】電子機器において、アンテナユニット２４は、筐体と、ミアンダ形状の金属プレート２６Ａａで形成され、筐体の外壁の一部を構成するアンテナエレメント２６を有するアンテナ２２と、アンテナエレメント２６と一体成形され、外壁の一部を構成する樹脂フレーム２８と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、アンテナを備える電子機器に関する。

ノート型ＰＣやタブレット型ＰＣのような電子機器は、ＷＷＡＮ（Wireless Wide Area Network）やＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）等の各種無線通信のアンテナを搭載している（例えば特許文献１、２参照）。

特開２０１３－１６２４１３号公報 特許第６９５２８３３号公報

例えば、上記特許文献２に記載されたような折り畳み型のタブレット型ＰＣは、筐体の略全面にディスプレイが配置されている。このため、この種の電子機器は、良好な通信品質を確保可能なアンテナエレメントの配置が難しい。例えば、特許文献２の構成では、ディスプレイの外周を囲むベゼル部材の下にアンテナエレメントを配置している。このため、この構成では、アンテナエレメントを収納するためにベゼル部材の幅を太くせざるを得ず、機器の外観品質に影響が及んでいる。勿論、このようなアンテナエレメントの設置スペースの問題は、折り畳み型のタブレット型ＰＣに限らず、筐体の小型薄型化が要望される多くの電子機器で同様にある。

特に、ノート型ＰＣやタブレット型ＰＣ等の電子機器は、ワールドワイドでの使用が想定される。このため、アンテナは、幅広い周波数帯域に対応できる必要があり、これに対応可能な持ったアンテナエレメントを搭載できることが好ましい。

本発明は、上記従来技術の課題を考慮してなされたものであり、筐体の外観品質への影響を抑えることができ、さらに良好な通信品質を確保することができる電子機器を提供することを目的とする。

本発明の第１態様に係る電子機器は、筐体と、ミアンダ形状の金属プレートで形成され、前記筐体の外壁の一部を構成するアンテナエレメントを有するアンテナと、前記アンテナエレメントと一体成形され、前記外壁の一部を構成する樹脂フレームと、を備える。

本発明の上記態様によれば、筐体の外観品質への影響を抑えることができ、さらに良好な通信品質を確保することができる。

図１は、一実施形態に係る電子機器を閉じて０度姿勢とした状態を示す斜視図である。 図２は、図１に示す電子機器を開いて１８０度姿勢とした状態を模式的に示す平面図である。 図３は、図２中のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う模式的な断面図である。 図４は、アンテナ２２を含むアンテナユニットの斜視図である。 図５は、アンテナエレメントの斜視図である。 図６Ａは、図４に示すアンテナユニットの平面図である。 図６Ｂは、図４に示すアンテナユニットの底面図である。 図７は、アンテナユニットを第１筐体に取り付けた状態を示す斜視図である。

以下、本発明に係る電子機器について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、一実施形態に係る電子機器１０を閉じて０度姿勢とした状態を示す斜視図である。図２は、図１に示す電子機器１０を開いて１８０度姿勢とした状態を模式的に示す平面図である。

図１及び図２に示すように、電子機器１０は、第１筐体１２Ａと、第２筐体１２Ｂと、ヒンジ装置１４と、ディスプレイ１６とを備える。本実施形態では、本のように折り畳み可能なタブレット型ＰＣ或いはノート型ＰＣとして用いられる電子機器１０を例示する。電子機器１０は、携帯電話、スマートフォン、携帯用ゲーム機等であってもよく、折り畳みできない筐体構造を有するものでもよい。

筐体１２Ａ，１２Ｂは、互いに隣接して配置されている。筐体１２Ａ，１２Ｂは、互いの隣接する縁部１２Ａａ，１２Ｂａ間がヒンジ装置１４によって相対的に回動可能に連結されている。第１筐体１２Ａは、ディスプレイ１６が配置される上面を除く外面を構成する背面カバー１８Ａ及び立壁２０Ａを有する。第２筐体１２Ｂは、ディスプレイ１６が配置される上面を除く外面を構成する背面カバー１８Ｂ及び立壁２０Ｂを有する。

背面カバー１８Ａ，１８Ｂは、筐体１２Ａ，１２Ｂの下面を形成し、ディスプレイ１６の背面１６ａを覆う外壁である（図３参照）。立壁２０Ａ，２０Ｂは、縁部１２Ａａ，１２Ｂａ以外の３辺の側面を形成し、ディスプレイ１６の外周端面を囲む外壁である。背面カバー１８Ａ，１８Ｂ及び立壁２０Ａ，２０Ｂは、例えばマグネシウム合金若しくはアルミニウム合金等の金属、又はポリカーボネート等の樹脂等で構成される。本実施形態の場合、背面カバー１８Ａ，１８及び立壁２０Ｂは、マグネシウム合金製である。本実施形態の場合、立壁２０Ａは、一部がマグネシウム合金製とされ、残部がポリカーボネート等の樹脂製とされている。

第１筐体１２Ａは、例えばＣＰＵを実装したマザーボード及びメモリ等の電子部品２１を搭載している（図３参照）。第２筐体１２Ｂは、例えばバッテリ装置等の電子部品を搭載している。

図２に示すように、第１筐体１２Ａは、一対のアンテナ２２を搭載している。アンテナ２２は、ＷＷＡＮ又はＷＬＡＮ等の通信規格に対応した無線通信の電波を送受信するためのデバイスである。アンテナ２２は、マザーボードに実装された通信モジュールに接続されている。アンテナ２２の設置数は１又は３以上でもよい。アンテナ２２は第２筐体１２Ｂに搭載されてもよいし、筐体１２Ａ，１２Ｂの両方に搭載されてもよい。

以下では、電子機器１０について、筐体１２Ａ，１２Ｂの並び方向をＸ方向、これと直交する縁部１２Ａａ，１２Ｂａに沿った方向をＹ方向、筐体１２Ａ，１２Ｂの厚み方向をＺ方向、と呼んで説明する。なお、筐体１２Ａ，１２Ｂ間の角度姿勢については、便宜上、互いに面方向で重なるように積層された状態を０度姿勢（図１参照）と呼び、互いに面方向と垂直する方向（Ｘ方向）に並んだ状態を１８０度姿勢（図２参照）と呼んでいる。

ディスプレイ１６は、筐体１２Ａ，１２Ｂに亘って延在したフレキシブルディスプレイである。ディスプレイ６は、例えば有機ＥＬ等で構成されたペーパー状の構造である。ディスプレイ１６は、第１筐体１２Ａ側の領域Ｒ１と、第２筐体１２Ｂ側の領域Ｒ２と、領域Ｒ１，Ｒ２間の折曲領域Ｒ３とを有する。折曲領域Ｒ３は、縁部１２Ａａ，１２Ｂａを跨ぐ帯状の領域である。折曲領域Ｒ３は、筐体１２Ａ，１２Ｂ間が１８０度姿勢から０度姿勢に向かって回動された際に折り曲げられる部分である。

ディスプレイ１６は、表示面１６ｂが筐体１２Ａ，１２Ｂの上面を臨んでいる。ディスプレイ１６は、表示面１６ｂの裏面である背面１６ａがヒンジ装置１４及び支持プレート２３で支持されている（図３参照）。支持プレート２３は、炭素繊維強化樹脂や金属で形成された硬質のプレートである。支持プレート２３は、筐体１２Ａ，１２Ｂの上部にそれぞれ配置され、それぞれ領域Ｒ１，Ｒ２と略同一の表面積を有する。

図３は、図２中のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う模式的な断面図である。図３は、第１筐体１２Ａの内部構造を模式的に示す断面図であり、アンテナ２２及びその周辺部の構造を例示している。図４は、アンテナ２２を含むアンテナユニット２４の斜視図である。

図３及び図４に示すように、アンテナユニット２４は、アンテナエレメント２６及びアンテナキャリア２７を有するアンテナ２２と、樹脂フレーム２８とを備える。図４では、アンテナユニット２４は、直線棒状の構成を例示している。図２では、アンテナユニット２４は、平面視で略Ｌ字状に形成され、第１筐体１２Ａのコーナー部に配置されている。アンテナユニット２４の形状は限定されないが、例えば図２に示すように第１筐体１２Ａのコーナー部にＬ字状に配置されると、電波の送受信品質が一層向上するという利点がある。

なお、アンテナエレメント２６の形状を明示するため、図４ではアンテナエレメント２６に斜線のハッチングを付している。このハッチングは、断面を表示するものではなく、アンテナエレメント２６を明示するために付したものであり、図４中でハッチングを付した面は、アンテナエレメント２６の外面であり、樹脂フレーム２８と共に立壁２０Ａの外側面２０Ａａを形成している。図７についても図４と同様にアンテナエレメント２６に斜線のハッチングを付している。

図５は、アンテナエレメント２６の斜視図である。

アンテナエレメント２６は、無線通信用の電波の送受信を行う部分である。図３～図５に示すように、本実施形態のアンテナエレメント２６は、第１アンテナエレメント２６Ａと、第２アンテナエレメント２６Ｂとを有する。

第１アンテナエレメント２６Ａは、金属プレート２６Ａａと、連結プレート２６Ａｂとを有し、断面略Ｌ字状に形成されている。金属プレート２６Ａａは、立壁２０Ａの外側面２０Ａａを形成する。金属プレート２６Ａａは、正面視でミアンダ形状に形成されている。第１アンテナエレメント２６Ａは、金属プレート２６Ａａがミアンダ形状であることで、エレメント全体の長さを拡張している。

連結プレート２６Ａｂは、金属プレート２６Ａａと直交配置されている。連結プレート２６Ａｂは、アンテナキャリア２７及び樹脂フレーム２８と連結される部分である。第１アンテナエレメント２６Ａは、金属ねじ３０を用いて連結プレート２６Ａｂがアンテナキャリア２７と締結される。これによりアンテナエレメント２６Ａは、アンテナキャリア２７と互いに導通している。

図４に示す構成例の第１アンテナエレメント２６Ａは、２つのループ２６Ａｃを有するループアンテナを構成している。但し、第１アンテナエレメント２６Ａの形状、より具体的には金属プレート２６Ａａの形状はミアンダ形状であればよく、図４に示す形状に限定されない。

第２アンテナエレメント２６Ｂは、一端を幅狭にした略長方形状の金属プレートで形成されている。第２アンテナエレメント２６Ｂは、一端の幅狭部分が第１アンテナエレメント２６Ａと僅かな隙間を介して対向し、互いに共振可能である。つまり第２アンテナエレメント２６Ｂは、第１アンテナエレメント２６Ａとの間で生じる共振によって誘起される副共振アンテナである。第２アンテナエレメント２６Ｂは、第１アンテナエレメント２６Ａだけでは対応できない低い周波数帯域の電波に対応するために、第１アンテナエレメント２６Ａのエレメント長さを実質的に拡張するものである。本実施形態の場合、第２アンテナエレメント２６Ｂにも、連結プレート２６Ａｂと同様な連結プレート２６Ｂａが設けられている。

第２アンテナエレメント２６Ｂは、第１アンテナエレメント２６Ａと同様なミアンダ形状で構成されてもよい。第２アンテナエレメント２６Ｂは、省略されてもよい。

アンテナエレメント２６Ａ，２６Ｂは、例えばマグネシウム合金で形成されている。特に、第１アンテナエレメント２６Ａの金属プレート２６Ａａ及び第２アンテナエレメント２６Ｂの金属プレートは、例えば１ｍｍ程度の板厚を有し、高い強度と剛性を有する。このため、アンテナエレメント２６Ａ，２６Ｂは、立壁２０Ａの一部を構成する筐体部材として十分な強度と剛性を有する。

なお、アンテナエレメント２６Ａ，２６Ｂは、実際の製品では、表面に塗装がされ、或いは表面に化粧用の薄い樹脂プレートが設けられる。しかしながら、これら塗装や化粧用の樹脂プレートは、装飾的なものであり、実質的にはアンテナエレメント２６Ａ，２６Ｂが立壁２０Ａの外側面２０Ａａを形成する。

アンテナキャリア２７は、マザーボードに実装された通信モジュールにケーブルを用いて接続されている。図３に示すように、アンテナキャリア２７は、第１アンテナエレメント２６Ａと電気的に接続されることで、アンテナエレメント２６を誘起する。

本実施形態のアンテナキャリア２７は、断面略Ｌ字状に形成されている。アンテナキャリア２７は、Ｌ字の縦部分２７ａが背面カバー１８Ａと支持プレート２３との間でＺ方向に起立している。この縦部分２７ａは、背面カバー１８Ａ及び支持プレート２３の内面に対してガスケット３２を介して支持されている。アンテナキャリア２７は、第１筐体１２Ａの内部を臨む縦部分２７ａの側面にシールド壁３３を有する。シールド壁３３は、アンテナ２２と第１筐体１２Ａの内部の電子部品との間を電気的に遮断する金属壁である。

図３中の参照符号３４は、アンテナ２２を第１筐体１２Ａにグランドするための導電性テープであり、例えば銅テープである。図３中の参照符号３５は、電波透過性の樹脂材料で形成されたアンテナ窓である。アンテナ窓３５は、背面カバー１８Ａの一部に設けられ、アンテナ２２の下方に位置している。

図６Ａは、図４に示すアンテナユニット２４の平面図である。図６Ｂは、図４に示すアンテナユニット２４の底面図である。図７は、アンテナユニット２４を第１筐体１２Ａに取り付けた状態を示す斜視図である。

図３、図４、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、樹脂フレーム２８は、アンテナエレメント２６と一体成形（インサート成形）された樹脂製のブロック状部品である。樹脂フレーム２８は、電波透過性を有する樹脂材料、例えばＰＰＳ(ポリフェニレンサルファイド)で形成されている。樹脂フレーム２８は、立壁２０Ａの一部を構成する筐体部材としても機能する。

樹脂フレーム２８は、筐体固定部３６と、遮断壁３７と、ベゼル取付面３８とを有する。

筐体固定部３６は、アンテナユニット２４を第１筐体１２Ａに固定するためのねじが締結される部分である。つまり樹脂フレーム２８は、アンテナエレメント２６を第１筐体１２Ａに取り付けるためのブラケットとしても機能する。筐体固定部３６は、例えばアンテナエレメント２６の連結プレート２６Ａｂ，２６Ｂａに設けた孔部と同軸で孔部が形成されている。

図２及び図７に示すように、立壁２０Ａは、アンテナエレメント２６と、樹脂フレーム２８と、金属フレーム４０とで構成されている。金属フレーム４０は、アンテナユニット２４を除き、立壁２０Ａの大部分を構成している。つまり金属フレーム４０は、第１筐体１２Ａの外周に沿って延在しているが、２カ所の分断部４０ａで分断されている。各アンテナユニット２４は、金属フレーム４０を補完するように各分断部４０ａに配置されている。

遮断壁３７は、金属フレーム４０とアンテナエレメント２６との間を電気的に切り離すための樹脂壁である。つまり遮断壁３７は、アンテナエレメント２６の両端にそれぞれ配置されている。

図２及び図３に示すように、電子機器１０は、ディスプレイの表示面１６ｂの外周縁部を囲むように設けられたベゼル部材４２を備える。ベゼル部材４２は、立てば薄い樹脂プレートで形成された矩形の枠状部材である。

ベゼル取付面３８は、ベゼル部材４２の取付面である。図２に示すように、ベゼル部材４２は、表示面１６ｂの外周縁部と、立壁２０Ａ，２０Ｂの上端面２０Ａｂ，２０Ｂａとを跨ぐように設けられている。ベゼル部材４２は、立壁２０Ａ，２０Ｂが金属フレーム４０で構成されている部分では、金属フレーム４０の上端面２０Ａｂ，２０Ｂａに固着される。ベゼル部材４２は、立壁２０Ａがアンテナユニット２４で構成されている部分は、ベゼル取付面３８に固着される。

この場合、本実施形態の当該電子機器１０は、ミアンダ形状の金属プレート２６Ａａで形成され、第１筐体１２Ａの外壁の一部を構成する第１アンテナエレメント２６Ａを有するアンテナ２２と、第１アンテナエレメント２６Ａと一体成形され、第１筐体１２Ａの外壁の一部を構成する樹脂フレーム２８と、を備える。

このように電子機器１０は、第１筐体１２Ａの外壁の一部が、ミアンダ形状の金属プレート２６Ａａで形成された第１アンテナエレメント２６Ａと、これと一体成形された樹脂フレーム２８とで構成されている。これにより第１アンテナエレメント２６Ａは、ミアンダ形状によってエレメント長が延長され、幅広い周波数帯域の電波に良好に対応できる。具体的には、第１アンテナエレメント２６Ａは、例えば７００ＭＨｚ～６ＧＨｚの広い周波数帯域の電波に対応可能である。アンテナ２２は、さらに第２アンテナエレメント２６Ｂも有することで、一層低い周波数帯域の電波に対応可能となっている。一般的に、低い周波数帯域に対応するためには、アンテナエレメントの長さを長くする必要があるためである。

しかも、アンテナエレメント２６は、ミアンダ形状の第１アンテナエレメント２６Ａを有するため、その厚みを容易に縮小することができる。具体的には、仮にアンテナエレメント２６がミアンダ形状ではなく、単なる長方形状等である場合は、幅広い周波数帯域の電波に対応するためには疑似的なエレメント（パラスティックエレメント）を必要となる。つまりミアンダ形状ではない場合、このパラスティックエレメントは、例えばアンテナエレメント２６の内側に設ける必要があり、ベゼル部材４２の幅寸法Ｗ（図２参照）の拡大の要因となる。

一方、本実施形態のアンテナエレメント２６は、上記したパラスティックエレメントが不要である。このため、アンテナエレメント２６は、ベゼル部材４２の幅方向での厚みが実質的に金属プレート２６Ａａの板厚のみに抑えられる。その結果、当該電子機器１０は、アンテナエレメント２６の上を覆うベゼル部材４２の幅寸法Ｗ（図２参照）を、例えば６ｍｍ程度まで縮小できる。つまり電子機器１０は、筐体１２Ａ，１２Ｂの外観品質への影響を抑えつつ、アンテナ２２による良好な通信品質を確保することが可能となっている。

また、アンテナエレメント２６は、第１筐体１２Ａの外壁にあるため、図１に示す０度姿勢でも、図２に示す１８０度姿勢でも、さらにその中間姿勢でも常に良好な通信品質を確保できる。つまり本実施形態のアンテナエレメント２６は、第１筐体１２Ａの外壁の一部を利用したものである。このため、アンテナエレメント２６は、筐体１２Ａ，１２Ｂ間の角度姿勢や電子機器１０の姿勢等に影響されることなく、常に良好な通信品質を確保できる。

当該電子機器１０では、ミアンダ形状の第１アンテナエレメント２６Ａが樹脂フレーム２８と一体成形されている。すなわち、ミアンダ形状の第１アンテナエレメント２６Ａは、単体では第１筐体１２の外壁として用いることは難しく、仮に単体で用いようとすると筐体構造を複雑化する必要を生じさせる。この点、本実施形態の第１アンテナエレメント２６Ａは、樹脂フレーム２８と一体成形されている。このため、第１アンテナエレメント２６Ａは、この樹脂フレーム２８をブラケットとして利用して第１筐体１２Ａに容易に取り付けできる。しかも第１アンテナエレメント２６Ａは、樹脂フレーム２８と一体成形されているため、周囲の金属フレーム４０から容易に電気的に切り離すことができる。

特に、本実施形態の場合、アンテナエレメント２６及び樹脂フレーム２８は、背面カバー１８Ａの外周縁部で起立し、ディスプレイ１６の外周端面を囲む立壁２０Ａの一部を構成している。ここで、ベゼル部材４２の幅寸法Ｗは、上記したように例えば６ｍｍ程度である。一方、筐体１２Ａ，１２ＢのＺ方向の厚みは、例えば７ｍｍ程度は確保でき、その厚みによる外観品質への影響はベゼル部材４２の幅方向Ｗよりも小さい。そこで、当該電子機器１０は、ベゼル部材４２よりも幅広なスペースを確保できる立壁２０Ａにアンテナエレメント２６を配置したことで、ミアンダ形状のアンテナエレメント２６の搭載が可能となり、しかも外観品質への影響も抑制できている。

ここで、樹脂フレーム２８は、ベゼル部材４２を取り付けるベゼル取付面３８を有する。これにより当該電子機器１０は、立壁２０Ａの一部にアンテナエレメント２６を設けつつも、ベゼル部材４２の取付位置を確保できている。換言すれば、電子機器１０は、アンテナエレメント２６及び樹脂フレーム２８を立壁２０Ａに設けながらも、その影響でベゼル部材４２の幅寸法Ｗが太くなることもない。

当該電子機器１０は、一部が分断部４０ａで分断された金属フレーム４０と、この分断部４０ａに配置されたアンテナエレメント２６及び樹脂フレーム２８とを有する。そして、樹脂フレーム２８がアンテナエレメント２６と金属フレーム４０との間に介在する遮断壁３７を有する。これにより電子機器１０は、筐体１２Ａ，１２Ｂの外周を囲む立壁２０Ａ，２０Ｂのほとんどを金属フレーム４０で構成でき、その強度を確保できる。しかもアンテナエレメント２６は、金属フレーム４０に対して樹脂フレーム２８の一部である遮断壁３７で隔離されているため、通信不良の発生も抑制できている。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

１０ 電子機器
１２Ａ 第１筐体
１２Ｂ 第２筐体
１６ ディスプレイ
１８Ａ，１８Ｂ 背面カバー
２０Ａ，２０Ｂ 立壁
２２ アンテナ
２４ アンテナユニット
２６ アンテナエレメント
２６Ａ 第１アンテナエレメント
２６Ａａ 金属プレート
２８ 樹脂フレーム
３７ 遮断壁
３８ ベゼル取付面
４０ 金属フレーム
４２ ベゼル部材

Claims (4)

1. 電子機器であって、
   筐体と、
   ミアンダ形状の金属プレートで形成され、前記筐体の外壁の一部を構成するアンテナエレメントを有するアンテナと、
   前記アンテナエレメントと一体成形され、前記外壁の一部を構成する樹脂フレームと、
   を備え、
   前記外壁は、
   カバー部材と、
   前記カバー部材の外周縁部で起立した立壁と、
   を有し、
   前記アンテナエレメント及び前記樹脂フレームは、前記立壁の一部を構成している
   ことを特徴とする電子機器。
2. 請求項１に記載の電子機器であって、
   前記筐体内で支持され、表示面が前記筐体の表面を臨むディスプレイをさらに備え、
   前記カバー部材は、前記ディスプレイの背面を覆い、
   前記立壁は、前記ディスプレイの外周端面を囲んでいる
   ことを特徴とする電子機器。
3. 請求項２に記載の電子機器であって、
   前記ディスプレイの表示面の外周縁部を囲むように設けられたベゼル部材をさらに備え、
   前記ベゼル部材は、前記表示面の外周縁部と前記立壁の上端面とを跨ぐように設けられると共に、該ベゼル部材の一部が前記樹脂フレームの上端面で支持されている
   ことを特徴とする電子機器。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の電子機器であって、
   前記立壁は、
   一部が分断部で分断された金属フレームと、
   前記金属フレームの前記分断部に配置された前記アンテナエレメント及び前記樹脂フレームと、
   を有し、
   前記樹脂フレームの一部は、前記アンテナエレメントと前記金属フレームとの間に介在している
   ことを特徴とする電子機器。
   

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