WO2018216556A1 - 電子機器 - Google Patents

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WO2018216556A1
WO2018216556A1 PCT/JP2018/018815 JP2018018815W WO2018216556A1 WO 2018216556 A1 WO2018216556 A1 WO 2018216556A1 JP 2018018815 W JP2018018815 W JP 2018018815W WO 2018216556 A1 WO2018216556 A1 WO 2018216556A1
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WO
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sheet metal
substrate
metal member
electronic device
slot line
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English (en)
French (fr)
Inventor
拓哉 保▲高▼
Original Assignee
京セラ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/02—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type with two longitudinal conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/08—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices
    • H01P5/10—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices for coupling balanced lines or devices with unbalanced lines or devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/20—Non-resonant leaky-waveguide or transmission-line antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/22—Longitudinal slot in boundary wall of waveguide or transmission line
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/02—Constructional features of telephone sets

Definitions

  • This disclosure relates to electronic equipment.
  • miniaturization In recent years, electronic devices such as smartphones and tablet terminals have been made thinner in the thickness direction and smaller in the surface direction different from the thickness direction (hereinafter collectively referred to as miniaturization).
  • miniaturization a technique is known in which the size of the main circuit board in the surface direction is about half that of the casing, and the thickness of the casing in a region where the main circuit board is not disposed is reduced.
  • the main circuit board is the largest circuit board among the circuit boards inside the housing.
  • the wireless communication antenna may be designed to be as far away from the main circuit board as possible.
  • a coaxial cable is generally used to electrically connect the main circuit board and the antenna.
  • An electronic apparatus includes a first substrate, a second substrate, and a sheet metal member provided on a dielectric, and the sheet metal member includes the first substrate and the second substrate. And a slot line for electromagnetically coupling the two to each other.
  • FIG. 1 is a schematic internal structure diagram of an electronic apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view in the thickness direction of the electronic apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the slot line.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a slot line according to another embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the electric field strength distribution which is the simulation result of FIG.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the pass characteristics of the slot line.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating another configuration example of the slot line.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view in the thickness direction of the electronic apparatus of the comparative example.
  • the electronic device 1 of one embodiment shown in FIG. 1 is a smartphone.
  • the electronic device 1 may be a portable device (portable wireless device) having a wireless communication function other than a smartphone.
  • the electronic device 1 is a mobile phone terminal, fablet, tablet PC (Personal Computer), feature phone, PDA (Personal Digital Assistant), remote control terminal, portable music player, game machine, electronic book reader, in-vehicle communication device, IoT ( Internet of Things) equipment.
  • FIG. 1 is a schematic internal structure diagram schematically showing components built in the electronic device 1.
  • the electronic device 1 includes a front cover 15, a display 14, a dielectric 20, a sheet metal member 19, a battery 13, a first substrate 12A, a second substrate 12B, a resin housing 11, a rear cover 10, Is provided.
  • the resin casing 11 is composed of two separated parts (resin casing 11A and resin casing 11B).
  • coordinate axes corresponding to the configuration of the electronic device 1 are determined.
  • the depth direction for the user is the z-axis direction.
  • the thickness direction of the electronic device 1 is the z-axis direction.
  • the direction from the front cover 15 to the rear cover 10 of the electronic device 1 is the z-axis positive direction.
  • the longitudinal direction and the lateral direction of the main surface of the electronic device 1 are the y-axis direction and the x-axis direction, respectively.
  • the direction toward the end provided with a receiver that emits sound during a call is the positive y-axis direction.
  • the x-axis positive direction is determined in the direction shown in FIG. 1 so as to constitute a right-handed coordinate system.
  • the front cover 15 constitutes the outer peripheral portion of the front surface of the electronic device 1.
  • the front cover 15 is made of resin, for example.
  • the front cover 15 may include a hole (space) in a portion that transmits sound from the receiver and a portion that corresponds to a physical button used by the user.
  • the front cover 15 may be transparent at a portion corresponding to the display 14 or may be provided with a hole (space).
  • the front cover 15 may have a metal part.
  • the front cover 15 may be formed by insert molding metal into resin.
  • the Display 14 displays a screen.
  • the display 14 may be a liquid crystal display (Liquid Crystal Display), for example.
  • the display 14 may be an organic EL panel (Organic Electro-Luminescence Panel) or an inorganic EL panel (Inorganic Electro-Luminescence Panel).
  • the display 14 is a touch screen display.
  • the touch screen display detects a contact of a finger or a stylus pen and specifies the contact position.
  • the dielectric 20 is provided to configure the slot line 23 together with the sheet metal member 19.
  • the dielectric 20 is in contact with the entire back surface of the display 14 (the surface opposite to the display surface).
  • the dielectric 20 may be any one of glass, phenol resin, epoxy resin, and the like. Further, the dielectric 20 can include air. That is, the dielectric 20 may be an air layer between the display 14 and the sheet metal member 19.
  • the sheet metal member 19 is a conductor member provided on the dielectric 20 and capable of forming the slot line 23. Details of the slot line 23 will be described later.
  • the sheet metal member 19 is an insert sheet metal made of a plate-like metal, and is used for mounting the display 14. In the present embodiment, the entire sheet metal member 19 has conductivity.
  • the portion of the sheet metal member 19 excluding the slots constituting the slot line 23 is a common ground region 19A whose potential is ground. As described above, the common ground region 19A of the sheet metal member 19 is connected to the ground of the first substrate 12A and the resin casing 11A by the conductive pins 17.
  • the common ground region 19A of the sheet metal member 19 is connected to the ground of the second substrate 12B by a conductive pin 18.
  • a part of the sheet metal member 19 may be a conductor.
  • the sheet metal member 19 may be a conductor film provided on the surface of the dielectric 20 by printing or the like.
  • the battery 13 supplies power to the electronic device 1.
  • the battery 13 is a lithium ion battery, for example.
  • the battery 13 may be a nickel cadmium battery or a nickel metal hydride battery.
  • the first substrate 12A and the second substrate 12B fix (mount) electronic components used in an electronic circuit in order to realize various functions of the electronic device 1.
  • the first substrate 12A mounts a matching circuit and a filter.
  • the processor 22 is mounted on the second substrate 12B.
  • the second substrate 12B is a main circuit substrate that is larger than the first substrate 12A.
  • the electronic device 1 according to the present embodiment includes the two substrates, the first substrate 12A and the second substrate 12B, it may include three or more substrates.
  • the resin casing 11 (the resin casing 11A and the resin casing 11B) is a resin casing.
  • the resin housing 11 is formed with wiring including a signal line and a ground.
  • the wiring is formed by, for example, LDS (Laser Direct Structuring).
  • an antenna 21 (see FIG. 2) is formed on the surface on the z-axis positive direction side of the resin casing 11A located at the end of the electronic device 1 in the y-axis negative direction.
  • the antenna 21 is formed on the resin casing 11A by, for example, LDS.
  • the rear cover 10 constitutes the outer peripheral portion of the back surface of the electronic device 1.
  • the rear cover 10 is made of resin, for example.
  • the rear cover 10 may be subjected to surface processing so that the user can easily grip it.
  • the rear cover 10 may have a metal part.
  • the rear cover 10 may be formed by insert molding metal into resin.
  • the pin 16A of FIG. 1 is electrically connected to the first substrate 12A.
  • the pin 16A is a conductive pin for transmitting a high-frequency signal (hereinafter also referred to as an RF signal) between the sheet metal member 19 and the resin casing 11A via the first substrate 12A.
  • the pin 16B is a conductive pin for transmitting an RF signal between the sheet metal member 19 and the second substrate 12B.
  • FIG. 1 schematically shows components included in the electronic device 1.
  • the electronic device 1 may not include all of the components shown in FIG. Further, the electronic apparatus 1 may include components not shown in FIG.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the electronic device 1 in the thickness direction (z-axis direction).
  • FIG. 2 shows a cross section of the electronic device 1 cut to include the pins 16A and 16B.
  • FIG. 2 shows a cross section of a portion excluding the front cover 15 and the rear cover 10.
  • the upper side in FIG. 2 is the back side of the electronic device 1, and the lower side is the front side of the electronic device 1.
  • the processor 22 is an IC for wireless communication.
  • the processor 22 performs various types of signal processing on the RF signal transmitted / received via the antenna 21 to realize a function (for example, a call function, a data transmission / reception function, etc.) of the electronic device 1 as a smartphone.
  • the processor 22 is provided on the second substrate 12B.
  • the processor 22 is electrically connected to the pins 16B and 18.
  • the pin 16B can transmit an RF signal via the slot line 23 formed in the sheet metal member 19.
  • the pin 16 ⁇ / b> A can transmit an RF signal between the antenna 21 and the slot line 23. That is, the processor 22 can transmit and receive an RF signal to and from the antenna 21 via the slot line 23.
  • Other elements shown in FIG. 2 are the same as those in FIG. The same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view in the thickness direction of the electronic apparatus of the comparative example.
  • the electronic apparatus 1 according to the present embodiment can be downsized in the thickness direction (z-axis direction) as compared with the comparative example of FIG.
  • the electronic device of the comparative example includes one substrate 12C.
  • the substrate 12C corresponds to a combination of the first substrate 12A and the second substrate 12B of the electronic device 1 according to this embodiment.
  • the processor 22 transmits and receives an RF signal to and from the antenna 21 via the pins 16 and the wiring on the substrate 12C. Since the substrate 12C is not separated, the battery 13 is disposed below the substrate 12C. That is, the battery 13 is disposed between the substrate 12 ⁇ / b> C and the sheet metal member 19. Therefore, the thickness of the battery 13 is directly reflected in the thickness of the electronic device of the comparative example.
  • the thickness from the display 14 to the antenna 21 of the electronic device of the comparative example is t0.
  • Other elements shown in FIG. 8 are the same as those in FIG. The same elements as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the battery 13 is arranged between the first substrate 12A and the second substrate 12B (gap) as shown in FIG. Therefore, the thickness of the battery 13 is not reflected on the thickness of the electronic device 1 as it is.
  • the thickness from the display 14 to the antenna 21 of the electronic device 1 according to the present embodiment is t1.
  • the thickness t1 is smaller than the thickness t0 of the electronic device of the comparative example.
  • the electronic device 1 since the first substrate 12A and the second substrate 12B are separated, in the electronic device 1, between the antenna 21 on the first substrate 12A side and the processor 22 provided on the second substrate 12B, An RF signal needs to be transmitted.
  • a coaxial cable that connects the first substrate 12A and the second substrate 12B may be used.
  • a space for passing the coaxial cable is required, and thus the width of the electronic device 1 (for example, the x-axis direction) increases.
  • an additional member for fixing the coaxial cable may be required.
  • the electronic device 1 of the present embodiment since the slot line 23 formed in the sheet metal member 19 is used instead of the coaxial cable of the prior art, the electronic device 1 can be reduced in size without increasing the width.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the slot line 23.
  • the slot line 23 is a conductor surface in contact with only one surface of the dielectric 20 (for example, a surface in the positive z-axis direction), that is, a slot having a width W provided in the sheet metal member 19.
  • a slot is a linear void.
  • the height of the dielectric 20 in the z-axis direction is h.
  • the dielectric constant of the dielectric 20 is epsilon r.
  • the slot line 23 is an electromagnetic wave transmission path. At one end of the slot line 23, the end of the pin 16 ⁇ / b> A is connected to the dielectric 20 without contacting the sheet metal member 19.
  • the end of the pin 16 ⁇ / b> B is connected to the dielectric 20 without contacting the sheet metal member 19.
  • the pins 16A and 16B are connected to the first substrate 12A and the second substrate 12B, respectively. Therefore, the slot line 23 formed on the sheet metal member 19 electromagnetically couples the first substrate 12A and the second substrate 12B (high frequency).
  • the pins 17 and 18 are connected to a common ground region 19 ⁇ / b> A of the sheet metal member 19.
  • the width W of the slot, the height h of the dielectric 20 and the relative dielectric constant ⁇ r affect the characteristic impedance of the slot line 23. That is, the width W of the slot, the height h of the dielectric 20 and the relative dielectric constant ⁇ r are selected in accordance with the desired characteristic impedance of the slot line 23.
  • the electronic apparatus 1 includes a slot line 23 in the sheet metal member 19.
  • the sheet metal member 19 is configured by a common ground region 19 ⁇ / b> A except for the slot line 23. For this reason, the slot line 23 is surrounded by the ground, and the electric field concentrates on the slot line 23.
  • the RF signal is transmitted along the slot line 23.
  • the electronic apparatus 1 forms the slot line 23 for electromagnetically coupling the first substrate 12A and the second substrate 12B to the sheet metal member 19. Since the slot line 23 is a linear gap provided in the sheet metal member 19, unlike the coaxial cable or the like, a separate wiring area is not required. Therefore, the electronic device 1 according to the present embodiment contributes to downsizing.
  • the sheet metal member 19 includes a slot line 23 and a common ground region 19A whose potential is ground. For this reason, the RF signal is satisfactorily transmitted along the slot line 23.
  • the sheet metal member 19 is an insert sheet metal on which the display 14 is placed. That is, the electronic apparatus 1 according to the present embodiment also uses an insert sheet metal mainly intended to place the display 14 as the sheet metal member 19 that forms the slot line 23. Therefore, the electronic device 1 contributes to further miniaturization because it is not necessary to separately provide a plate-like metal.
  • the configuration of the electronic apparatus 1 according to another embodiment is the same as that of the above embodiment except for the sheet metal member 19.
  • the sheet metal member 19 provided on the dielectric 20 includes not only the slot line 23 and the common ground region 19A but also a power feeding region 19B.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the slot line 23 in the present embodiment.
  • the sheet metal member 19 provided on the dielectric 20 is constituted by the common ground region 19 ⁇ / b> A except for the slot line 23.
  • the sheet metal member 19 includes a power feeding region 19B separated from the common ground region 19A by a slot line 23.
  • the power feeding region 19B is electrically connected to the pins 16A and 16B that transmit the RF signal.
  • the common ground region 19A is connected to the pin 17 and the pin 18 and has a ground potential, as in the above embodiment.
  • the hierarchical structure of the electronic device 1 of the present embodiment is the same as the electronic device 1 of the above-described embodiment. However, the positions of the pin 16A and the pin 17 are interchanged. Further, the positions of the pin 16B and the pin 18 are interchanged.
  • FIG. 4 shows an example of simulation conditions for the slot line 23 in the present embodiment.
  • the width W of the slot is 0.05 [mm].
  • the relative permittivity ⁇ r of the dielectric 20 is 9.6.
  • the height h of the dielectric 20 is 5 [mm].
  • the frequency of the RF signal transmitted by the slot line 23 is 2600 [MHz].
  • the length L of the slot line 23 that transmits the RF signal is 29.9 [mm].
  • the length L of the slot line 23 is substantially equal to the distance between the pin 16A and the pin 16B in the y-axis direction.
  • FIG. 5 shows the result of the simulation under the conditions described in FIG. Specifically, FIG. 5 shows that an RF signal of 2600 [MHz] is transmitted from one end of the power supply region 19B (for example, a connection portion with the pin 16A), and the other end (for example, a connection portion with the pin 16B) of the power supply region 19B. Shows the electric field strength distribution when receiving with. In the example of FIG. 5, both ends of the slot line 23 have the same electric field strength on both the transmission side and the reception side. That is, the simulation result of FIG. 5 shows that the RF signal of 2600 [MHz] was transmitted through the slot line 23 almost without attenuation. Further, in the example of FIG. 5, a portion with a large electric field strength is not seen except for the slot line 23.
  • the simulation result of FIG. 5 shows that the high frequency component of the RF signal is transmitted through the slot line 23 instead of the power feeding region 19B.
  • the direct current component is transmitted from the pin 16A to the pin 16B (or in the reverse direction) through the power supply region 19B.
  • FIG. 6 is a diagram showing pass characteristics obtained by changing the frequency of the RF signal based on the simulation conditions of FIG.
  • the slot line 23 transmits an RF signal having a frequency of 2500 to 2700 [MHz] centering around 2600 [MHz] without any substantial attenuation.
  • the transmission coefficient of the RF signal having a frequency of 2450 to 2750 [MHz] is ⁇ 1 [dB] or more. That is, the slot line 23 can perform good transmission even in the frequency range of 2450 to 2750 [MHz].
  • the electronic apparatus 1 forms the slot line 23 for electromagnetically coupling the first substrate 12A and the second substrate 12B to the sheet metal member 19. Therefore, the electronic device 1 according to the present embodiment contributes to downsizing.
  • the sheet metal member 19 includes a power feeding region 19B separated from the common ground region 19A by the slot line 23.
  • the pins 16A and 16B that transmit the RF signal are respectively connected to positions close to the slot line 23 in the power feeding region 19B.
  • circular regions (holes) larger than the diameters of the pins 16 ⁇ / b> A and 16 ⁇ / b> B are provided at the ends of the slot line 23 so that the pins 16 ⁇ / b> A and 16 ⁇ / b> B do not contact the sheet metal member 19.
  • the configuration of the electronic device 1 becomes simpler and manufacture becomes easier.
  • a plurality of slot lines 23 may be formed on the sheet metal member 19.
  • two slot lines 23 along the y-axis direction are formed on the sheet metal member 19.
  • the two slot lines 23 along the y-axis direction are formed in parallel to each other and separated in the x-axis direction.
  • the pins 16 ⁇ / b> A and 16 ⁇ / b> B are connected to the dielectric 20 without contacting the sheet metal member 19.
  • Other elements shown in FIG. 7 are the same as those in FIG.
  • the same elements as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • an RF signal can be transmitted more efficiently by the plurality of slot lines 23.
  • each of the plurality of slot lines 23 may transmit different high frequency signals.
  • the slot line 23 is a straight slot.
  • the slot line 23 is not limited to a straight line shape, and may be, for example, a curved slot.
  • the end of the pin 16A and the end of the pin 16B are connected to the dielectric 20 without contacting the sheet metal member 19, respectively.
  • a protruding portion of a conductor that extends toward the slot line 23 may be provided at the end of the pin 16A.
  • the protrusion part of the conductor extended toward the slot line 23 may be provided in the edge part of the pin 16B.
  • the protruding portion of the conductor extends toward the internal space (gap) of the slot line 23 without being in contact with the members (the sheet metal member 19 and the dielectric 20) constituting the slot line 23.
  • one antenna 21 is provided on the surface in the positive z-axis direction of the resin casing 11A.
  • another antenna may be formed on the surface in the positive z-axis direction of the resin casing 11B.
  • Another antenna may be used to realize the wireless communication function of the electronic device 1 that is a smartphone.
  • the antenna 21 and the other antenna may be different from each other in at least one of a frequency band of a radio signal to be handled and a radio communication standard. Further, the antenna 21 and another antenna may constitute a diversity antenna.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)
  • Telephone Set Structure (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

小型化に寄与する新たな構造の電子機器を提供する。電子機器１は、第１基板１２Ａと、第２基板１２Ｂと、誘電体２０上に設けられた板金部材１９と、を備え、板金部材１９には、第１基板１２Ａと第２基板１２Ｂとを電磁気学的に結合するためのスロット線路２３が形成されていることを特徴とする。さらに、板金部材１９は、スロット線路２３と、電位がグランドである共通グランド領域１９Ａと、を含んでよい。さらに、ディスプレイ１４を備え、板金部材１９は、ディスプレイ１４を載置するインサート板金であってよい。

Description

電子機器 関連出願へのクロスリファレンス
　本出願は、日本国特許出願２０１７－１０４９７９号（２０１７年５月２６日出願）の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
　本開示は、電子機器に関する。
　近年、スマートフォン、タブレット端末等の電子機器において、筐体の厚み方向の薄型化および厚み方向とは異なる面方向の小型化（以下、これらをまとめて小型化という）が進んでいる。一例として、主回路基板の面方向の大きさを筐体の半分程度として、主回路基板が配置されていない領域における筐体の厚みを薄くする技術が知られている。ここで、主回路基板とは筐体の内部の回路基板のうち最大の回路基板である。
　また、電子機器のうち無線通信機能を有する携帯無線装置においては、無線通信用のアンテナが主回路基板からなるべく離れるように設計することがある。このような場合、主回路基板とアンテナとを電気的に導通させるために、同軸ケーブルによる接続が一般的に行われる。
特開２０１０－２５８８２６号公報
　本開示の実施形態に係る電子機器は、第１基板と、第２基板と、誘電体上に設けられた板金部材と、を備え、前記板金部材には、前記第１基板と前記第２基板とを電磁気学的に結合するためのスロット線路が形成されていることを特徴とする。
図１は、一実施形態に係る電子機器の概略内部構造図である。 図２は、一実施形態に係る電子機器の厚み方向の概略断面図である。 図３は、スロット線路を説明する図である。 図４は、別の実施形態のスロット線路を説明する図である。 図５は、図４のシミュレーション結果である電界強度分布を例示する図である。 図６は、スロット線路の通過特性を例示する図である。 図７は、スロット線路の別の構成例を示す図である。 図８は、比較例の電子機器の厚み方向の概略断面図である。
（電子機器の概略内部構造）
　図１に示される一実施形態の電子機器１はスマートフォンである。代替例として電子機器１はスマートフォン以外の無線通信機能を備える携帯機器（携帯無線装置）でよい。例えば、電子機器１は携帯電話端末、ファブレット、タブレットＰＣ（Personal Computer）、フィーチャーフォン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、リモコン端末、携帯音楽プレイヤー、ゲーム機、電子書籍リーダ、車載通信機器、ＩｏＴ（Internet of Things）機器等でよい。
　図１は、電子機器１に内蔵される部品を概略的に示す概略内部構造図である。電子機器１は、フロントカバー１５と、ディスプレイ１４と、誘電体２０と、板金部材１９と、バッテリ１３と、第１基板１２Ａと、第２基板１２Ｂと、樹脂筐体１１と、リアカバー１０と、を備える。本実施形態において、樹脂筐体１１は分離された２つの部分（樹脂筐体１１Ａおよび樹脂筐体１１Ｂ）で構成される。
　本実施形態においては、図１に示すように、電子機器１の構成と対応した座標軸が定められている。電子機器１の使用時において、ユーザにとっての奥行き方向がｚ軸方向である。別の表現では、電子機器１の厚み方向がｚ軸方向である。そして、電子機器１のフロントカバー１５からリアカバー１０への向きがｚ軸正方向になる。また、電子機器１の主面の長手方向および短手方向が、それぞれｙ軸方向およびｘ軸方向である。電子機器１の長手方向に沿って、通話時に音声を発するレシーバーを備える端部への向きがｙ軸正方向になる。そして、右手系の座標系を構成するように、図１に示す向きにｘ軸正方向が定められている。
　フロントカバー１５は電子機器１の前面の外周部分を構成する。フロントカバー１５は例えば樹脂で構成される。フロントカバー１５は、例えばレシーバーからの音声を透過させる部分、および、ユーザが使用する物理的なボタンに対応する部分に穴（空間）を備えていてよい。また、フロントカバー１５はディスプレイ１４に対応する部分が透明であってよいし、穴（空間）を備えていてよい。また、フロントカバー１５は金属部分を有していてよい。例えば、フロントカバー１５は樹脂に金属がインサート成形されてよい。
　ディスプレイ１４は画面を表示する。ディスプレイ１４は、例えば液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display）であってよい。また、ディスプレイ１４は、有機ＥＬパネル（Organic Electro-Luminescence Panel）または無機ＥＬパネル（Inorganic Electro-Luminescence Panel）等であってよい。本実施形態において、ディスプレイ１４はタッチスクリーンディスプレイである。タッチスクリーンディスプレイは、指またはスタイラスペン等の接触を検出して、その接触位置を特定する。
　誘電体２０は、板金部材１９とともにスロット線路２３を構成するために設けられる。本実施形態において、誘電体２０はディスプレイ１４の裏面（表示面とは反対の面）の全体と接している。誘電体２０は例えばガラス、フェノール樹脂およびエポキシ樹脂等のいずれかであってよい。さらに、誘電体２０として空気を含むことができる。つまり、誘電体２０は、ディスプレイ１４と板金部材１９との間の空気の層であってよい。
　板金部材１９は、誘電体２０上に設けられてスロット線路２３を形成可能な導体の部材である。スロット線路２３の詳細については後述する。本実施形態において、板金部材１９は板状の金属で構成されるインサート板金であり、ディスプレイ１４を載置するために用いられる。本実施形態において、板金部材１９は全体が導電性を有する。本実施形態において、板金部材１９のスロット線路２３を構成するスロットを除く部分は、電位がグランドである共通グランド領域１９Ａである。上記のように、板金部材１９の共通グランド領域１９Ａは、導電性を有するピン１７によって第１基板１２Ａおよび樹脂筐体１１Ａのグランドと接続されている。また、板金部材１９の共通グランド領域１９Ａは、導電性を有するピン１８によって第２基板１２Ｂのグランドと接続されている。ここで、板金部材１９は、一部（例えばスロットが形成される部分の周囲）だけが導体であってよい。また、誘電体２０が空気等ではない固体の層である場合に、板金部材１９は、誘電体２０の表面に印刷等によって設けられた導体膜であってよい。
　バッテリ１３は電子機器１に電力を供給する。バッテリ１３は、例えばリチウムイオン電池である。別の例として、バッテリ１３は、ニッケルカドミウム電池またはニッケル水素電池でよい。
　第１基板１２Ａおよび第２基板１２Ｂは、電子機器１の各種機能を実現するために電子回路で使用される電子部品を固定（実装）する。本実施形態において、第１基板１２Ａはマッチング回路およびフィルタを実装する。また、第２基板１２Ｂはプロセッサ２２を実装する。第２基板１２Ｂは、第１基板１２Ａよりも大きい主回路基板である。また、本実施形態に係る電子機器１は第１基板１２Ａおよび第２基板１２Ｂの２つの基板を備えるが、３つ以上の基板を備えていてよい。
　樹脂筐体１１（樹脂筐体１１Ａおよび樹脂筐体１１Ｂ）は樹脂製の筐体である。樹脂筐体１１には、信号線およびグランドを含む配線が形成されている。配線は例えばＬＤＳ（Laser Direct Structuring）によって形成される。また、本実施形態において、電子機器１のｙ軸負方向の端部に位置する樹脂筐体１１Ａには、ｚ軸正方向側の面に、アンテナ２１（図２参照）が形成されている。アンテナ２１は、樹脂筐体１１Ａ上に、例えばＬＤＳによって形成される。
　リアカバー１０は、電子機器１の背面の外周部分を構成する。リアカバー１０は例えば樹脂で構成される。リアカバー１０はユーザが把持しやすいように表面加工が施されていてよい。また、リアカバー１０は金属部分を有していてよい。例えば、リアカバー１０は樹脂に金属がインサート成形されてよい。
　また、図１のピン１６Ａは第１基板１２Ａに電気的に接続される。また、ピン１６Ａは第１基板１２Ａを介して、板金部材１９と樹脂筐体１１Ａとの間で高周波信号（以下ＲＦ信号ともいう）を伝送するための導電性ピンである。ピン１６Ｂは板金部材１９と第２基板１２Ｂとの間でＲＦ信号を伝送するための導電性ピンである。
　ここで、図１は電子機器１が備える部品を概略的に示すものである。電子機器１は図１に示す部品の全てを含まなくてよい。また、電子機器１は図１に示されていない部品を備えていてよい。
（電子機器の断面構造）
　図２は電子機器１の厚み方向（ｚ軸方向）の概略断面図である。図２はピン１６Ａおよび１６Ｂを含むように電子機器１を切った断面を示す。また、図２はフロントカバー１５およびリアカバー１０を除いた部分の断面を示す。図２の上方が電子機器１の背面側であり、下方が電子機器１の前面側である。
　プロセッサ２２は無線通信用のＩＣである。プロセッサ２２は、アンテナ２１を介して送受信するＲＦ信号について各種の信号処理を行い、電子機器１のスマートフォンとしての機能（例えば通話機能、データ送受信機能等）を実現する。プロセッサ２２は第２基板１２Ｂ上に設けられる。また、プロセッサ２２はピン１６Ｂおよびピン１８と電気的に接続されている。
　ピン１６Ｂは、板金部材１９に形成されたスロット線路２３を介してＲＦ信号を伝送することができる。ピン１６Ａは、アンテナ２１とスロット線路２３との間のＲＦ信号を伝送することができる。つまり、プロセッサ２２は、アンテナ２１との間で、スロット線路２３を介してＲＦ信号を送受信することができる。図２に示されるその他の要素については図１と同じである。図１と同じ要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
（比較例）
　ここで、図８は比較例の電子機器の厚み方向の概略断面図である。以下に説明するように、本実施形態に係る電子機器１は、図８の比較例と比べて、厚み方向（ｚ軸方向）の小型化が可能である。
　図８に示すように、比較例の電子機器は１つの基板１２Ｃを備える。基板１２Ｃは、本実施形態に係る電子機器１の第１基板１２Ａと第２基板１２Ｂとを一体化したものに相当する。比較例の電子機器において、プロセッサ２２は、ピン１６および基板１２Ｃ上の配線を介して、アンテナ２１との間でＲＦ信号を送受信する。基板１２Ｃは分離していないため、バッテリ１３は基板１２Ｃの下方に配置される。つまり、バッテリ１３は基板１２Ｃと板金部材１９との間に配置される。したがって、バッテリ１３の厚みが、そのまま比較例の電子機器の厚みに反映される。比較例の電子機器のディスプレイ１４からアンテナ２１までの厚みはｔ０である。図８に示されるその他の要素については図２と同じである。図２と同じ要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
　これに対し、本実施形態に係る電子機器１では、図２に示すように第１基板１２Ａと第２基板１２Ｂとの間（隙間）にバッテリ１３が配置される。そのため、バッテリ１３の厚みが、そのまま電子機器１の厚みに反映されることはない。図２に示すように、本実施形態に係る電子機器１のディスプレイ１４からアンテナ２１までの厚みはｔ１である。厚みｔ１は、比較例の電子機器の厚みｔ０より小さい。
　ここで、第１基板１２Ａと第２基板１２Ｂとを分離しているため、電子機器１では、第１基板１２Ａ側にあるアンテナ２１と第２基板１２Ｂに設けられたプロセッサ２２との間で、ＲＦ信号を伝送する必要がある。従来の技術では、第１基板１２Ａと第２基板１２Ｂとを接続する同軸ケーブルを使用することがあった。しかし、例えばバッテリ１３の側面に沿って同軸ケーブルを通すと、同軸ケーブルを通すスペースが必要になるため、電子機器１の幅（例えばｘ軸方向）が増加する。また、同軸ケーブルを固定するための追加部材が必要になる場合がある。本実施形態の電子機器１では、従来技術の同軸ケーブルに代えて、板金部材１９に形成されたスロット線路２３を用いるため、電子機器１の幅が増加することなく小型化が可能である。
（スロット線路）
　図３はスロット線路２３を説明する図である。スロット線路２３は、誘電体２０の１つの面（例えばｚ軸正方向の面）だけに接する導体面、すなわち板金部材１９に設けられる幅Ｗのスロットである。スロットとは、線状の空隙部のことである。ここで、誘電体２０のｚ軸方向の高さはｈである。また、誘電体２０の比誘電率はεｒである。スロット線路２３は電磁波の伝送路である。スロット線路２３の１つの端では、ピン１６Ａの端部が板金部材１９に接することなく誘電体２０に接続される。また、スロット線路２３の他の端では、ピン１６Ｂの端部が板金部材１９に接することなく誘電体２０に接続される。ピン１６Ａおよびピン１６Ｂは、それぞれ第１基板１２Ａおよび第２基板１２Ｂと接続される。したがって、板金部材１９に形成されたスロット線路２３は、第１基板１２Ａと第２基板１２Ｂとを電磁気学的に（高周波的に）結合する。また、ピン１７およびピン１８は、板金部材１９の共通グランド領域１９Ａに接続される。
　ここで、一般的に、スロットの幅Ｗ、誘電体２０の高さｈおよび比誘電率εｒはスロット線路２３の特性インピーダンスに影響する。すなわち、所望のスロット線路２３の特性インピーダンスに合わせて、スロットの幅Ｗ、誘電体２０の高さｈおよび比誘電率εｒが選択される。
　電子機器１は、板金部材１９にスロット線路２３を備える。板金部材１９は、スロット線路２３を除くと共通グランド領域１９Ａで構成される。そのため、スロット線路２３はグランドで囲まれた構成になっており、スロット線路２３に電界が集中する。そして、ＲＦ信号はスロット線路２３に沿って伝送される。
　以上のように、本実施形態に係る電子機器１は、板金部材１９に、第１基板１２Ａと第２基板１２Ｂとを電磁気学的に結合するためのスロット線路２３を形成する。スロット線路２３は、板金部材１９に設けられた線状の空隙部であるため、同軸ケーブル等と異なり別途配線領域を必要とすることがない。そのため、本実施形態に係る電子機器１は、小型化に寄与する。
　また、板金部材１９は、スロット線路２３と、電位がグランドである共通グランド領域１９Ａと、を含む。そのため、ＲＦ信号はスロット線路２３に沿って良好に伝送する。
　また、板金部材１９はディスプレイ１４を載置するインサート板金である。つまり、本実施形態に係る電子機器１は、ディスプレイ１４を載置することを主な目的とするインサート板金を、スロット線路２３を形成する板金部材１９として兼用する。そのため、電子機器１は、別途板状の金属を設ける必要がないため、一層の小型化に寄与する。
　ここで、別の実施形態に係る電子機器１の構成は、板金部材１９を除いて上記の実施形態と同じである。本実施形態において、誘電体２０上に設けられた板金部材１９は、スロット線路２３および共通グランド領域１９Ａだけでなく、給電領域１９Ｂを含む。
　図４は、本実施形態におけるスロット線路２３を説明するための図である。上記の実施形態において、誘電体２０上に設けられた板金部材１９は、スロット線路２３を除くと共通グランド領域１９Ａで構成されていた。本実施形態において、板金部材１９は、スロット線路２３によって共通グランド領域１９Ａから隔てられた給電領域１９Ｂを含む。給電領域１９Ｂは、ＲＦ信号を伝送するピン１６Ａおよびピン１６Ｂと電気的に接続される。また、共通グランド領域１９Ａは、上記の実施形態と同じく、ピン１７およびピン１８と接続されてグランドの電位を有する。ここで、本実施形態の電子機器１の階層構造は、上記の実施形態の電子機器１と同じである。ただし、ピン１６Ａとピン１７の位置は入れ替わっている。また、ピン１６Ｂとピン１８の位置は入れ替わっている。
　図４には、本実施形態におけるスロット線路２３のシミュレーション条件の一例が示されている。図４の例では、スロットの幅Ｗは０．０５［ｍｍ］である。誘電体２０の比誘電率εｒは９．６である。また、誘電体２０の高さｈは５［ｍｍ］である。このシミュレーションにおいて、スロット線路２３が伝送するＲＦ信号の周波数は２６００［ＭＨｚ］である。また、ＲＦ信号が伝送するスロット線路２３の長さＬは２９．９［ｍｍ］である。スロット線路２３の長さＬは、ピン１６Ａとピン１６Ｂとのｙ軸方向の間隔にほぼ等しい。
　図５は、図４で説明した条件におけるシミュレーションの結果を示す。詳細には、図５は、給電領域１９Ｂの一端（例えばピン１６Ａとの接続部分）から２６００［ＭＨｚ］のＲＦ信号を伝送して、給電領域１９Ｂの他端（例えばピン１６Ｂとの接続部分）で受け取る際の電界強度分布を示す。図５の例では、スロット線路２３の両端は、送信側も受信側も電界強度が同じく大きい。つまり、図５のシミュレーション結果は、２６００［ＭＨｚ］のＲＦ信号がスロット線路２３を通ってほぼ減衰なく伝送されたことを示している。また、図５の例では、スロット線路２３を除いて電界強度が大きい部分は見られない。図５のシミュレーション結果は、ＲＦ信号の高周波成分が、給電領域１９Ｂではなくスロット線路２３を通って伝送されることを示す。ただし、本実施形態において、直流成分は給電領域１９Ｂを通ってピン１６Ａからピン１６Ｂへ（または逆向きに）伝わる。
　図６は、図４のシミュレーション条件をもとに、ＲＦ信号の周波数について変動させて得られた通過特性を示す図である。図６の例では、スロット線路２３は、２６００［ＭＨｚ］を中心にして、２５００～２７００［ＭＨｚ］の周波数のＲＦ信号をほぼ減衰させることなく良好に伝送する。また、図６の例では、２４５０～２７５０［ＭＨｚ］の周波数のＲＦ信号について、透過係数は－１［ｄＢ］以上である。つまり、スロット線路２３は、２４５０～２７５０［ＭＨｚ］の周波数範囲についても良好な伝送が可能である。
　以上のように、本実施形態に係る電子機器１は、板金部材１９に、第１基板１２Ａと第２基板１２Ｂとを電磁気学的に結合するためのスロット線路２３を形成する。そのため、本実施形態に係る電子機器１は、小型化に寄与する。また、本実施形態に係る電子機器１では、板金部材１９は、スロット線路２３によって共通グランド領域１９Ａから隔てられた給電領域１９Ｂを含む。ＲＦ信号を伝送するピン１６Ａおよびピン１６Ｂは、給電領域１９Ｂのスロット線路２３に近い位置にそれぞれ接続される。上記の実施形態では、ピン１６Ａおよびピン１６Ｂが板金部材１９に接触しないように、スロット線路２３の端部にピン１６Ａおよびピン１６Ｂの径よりも大きな円形の領域（穴）が設けられていた。本実施形態においては、このような円形の領域を設ける必要がないため、電子機器１の構成がより簡単になり、製造が容易になる。
（その他の実施形態）
　本開示を図面および実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形および修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成要素は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
　例えば、上記の実施形態において、スロット線路２３は一つであった。しかし、複数のスロット線路２３が板金部材１９に形成されていてよい。図７の例では、ｙ軸方向に沿った２本のスロット線路２３が板金部材１９に形成されている。ｙ軸方向に沿った２本のスロット線路２３は、互いに平行に、ｘ軸方向で離れて形成されている。２本のスロット線路２３のそれぞれの端部では、ピン１６Ａおよびピン１６Ｂが板金部材１９に接することなく誘電体２０に接続されている。図７に示されるその他の要素については図２と同じである。図２と同じ要素には同じ符号を付し、説明は省略する。本変形例では、複数のスロット線路２３によって、より効率的にＲＦ信号を伝送することができる。また、複数のスロット線路２３のそれぞれが異なる高周波信号を伝送してよい。
　例えば、上記の実施形態において、スロット線路２３は直線状のスロットであった。ここで、スロット線路２３は直線状に限らず、例えば曲線状のスロット等であってよい。
　例えば、上記の実施形態において、スロット線路２３の両端では、それぞれピン１６Ａの端部およびピン１６Ｂの端部が板金部材１９に接することなく誘電体２０に接続されている。ここで、ピン１６Ａの端部に、スロット線路２３に向かって伸びる、導体の突起部が設けられていてよい。また、ピン１６Ｂの端部に、スロット線路２３に向かって伸びる、導体の突起部が設けられていてよい。導体の突起部は、スロット線路２３を構成する部材（板金部材１９および誘電体２０）に接することなく、スロット線路２３の内部空間（空隙）に向かって伸びる。ピン１６Ａおよびピン１６Ｂの少なくとも１つが導体の突起部を有することによって、スロット線路２３にさらに電界が集中しやすくなり、電磁波が伝送しやすくなる。
　例えば、上記実施形態に係る電子機器１では、樹脂筐体１１Ａのｚ軸正方向の面に、１つのアンテナ２１が設けられていた。ここで、樹脂筐体１１Ｂのｚ軸正方向の面に、別のアンテナが形成されていてよい。別のアンテナは、スマートフォンである電子機器１の無線通信機能を実現するのに用いられてよい。アンテナ２１および別のアンテナは、例えば扱う無線信号の周波数帯および無線通信規格の少なくとも１つが互いに異なってよい。また、アンテナ２１および別のアンテナは、ダイバーシティアンテナを構成するものであってよい。
　１　電子機器
１０　リアカバー
１１，１１Ａ，１１Ｂ　樹脂筐体
１２Ａ　第１基板
１２Ｂ　第２基板
１２Ｃ　基板
１３　バッテリ
１４　ディスプレイ
１５　フロントカバー
１６，１６Ａ，１６Ｂ　ピン
１７　ピン
１８　ピン
１９　板金部材（インサート板金）
１９Ａ　共通グランド領域
１９Ｂ　給電領域
２０　誘電体
２１　アンテナ
２２　プロセッサ
２３　スロット線路

Claims (4)

  1. 　第１基板と、第２基板と、誘電体上に設けられた板金部材と、を備え、
    　前記板金部材には、前記第１基板と前記第２基板とを電磁気学的に結合するためのスロット線路が形成されていることを特徴とする、電子機器。
  2. 　前記板金部材は、前記スロット線路と、電位がグランドである共通グランド領域と、を含む、請求項１に記載の電子機器。
  3. 　前記板金部材は、前記スロット線路によって前記共通グランド領域から隔てられた給電領域を含む、請求項２に記載の電子機器。
  4. 　ディスプレイを備え、
    　前記板金部材は、前記ディスプレイを載置するインサート板金である、請求項１に記載の電子機器。
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