JP2007305163A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】
モバイル端末として使用するのが容易なパーソナルコンピュータ等の電子機器を提供することである。
【解決手段】 電子機器であって、表面に予め定められた形状の導体パターンを有する誘電体アンテナと、第１面及び第２面を有し上記第１面上には上記誘電体アンテナが実装された基板と、上記基板の第２面上に取り付けられたコネクタとを備え、上記基板は上記誘電体アンテナ及び上記コネクタの間にグランドパターンを有していることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、一般的に情報処理装置等の電子機器に関し、特にモバイル（移動可能な）端末として使用されるのに適したパーソナルコンピュータ等の電子機器（携帯情報機器）に関する。

近年、個人的な使用を企図したパーソナルコンピュータが普及してきている。最近では、公衆回線及び商業的プロバイダ（回線接続業者）を経由してパーソナルコンピュータをインターネットに接続することによって、情報の検索や電子メールのやり取りが容易に行われるようになっている。

一方、電子回路の高密度な集積化及び薄型化に適した表示用ディスプレイ（例えば液晶ディスプレイ）の実用化に伴い、ラップトップ型、ノートブック型、その他の携帯に適したパーソナルコンピュータが数多く市場に供給されている。携帯型のパーソナルコンピュータを携帯電話及びＰＨＳ等の無線通信により公衆回線に接続することによって、所謂モバイル端末としての使用が可能になる。

携帯型のパーソナルコンピュータを例えば携帯電話により公衆回線に接続する場合、パーソナルコンピュータと携帯電話を予め定められた仕様により有線接続してから携帯電話を操作する必要があるので、モバイル端末として使用するのが煩雑であるという問題がある。

また、モバイル端末を例えば高周波数の電磁波の放射を極力少なくすべきとされている飛行機内や病院内で使用する場合、無線通信の機能だけをオフにして他の機能は生かしておきたい場合がある。

よって、本発明の目的は、モバイル端末として使用するのが容易なパーソナルコンピュータ等の電子機器を提供することである。

本発明の他の目的は、無線通信の機能だけを容易にオフにすることができる電子機器を提供することである。

本発明の更に他の目的は以下の説明から明らかになる。

本発明によると、表面に予め定められた形状の導体パターンを有する誘電体アンテナと、第１面及び第２面を有し上記第１面上には上記誘電体アンテナが実装された基板と、上記基板の第２面上に取り付けられたコネクタとを備え、上記基板は上記誘電体アンテナ及び上記コネクタの間にグランドパターンを有していることを特徴とする電子機器が提供される。

好ましくは、上記グランドパターンは上記基板の第１面及び第２面上にそれぞれ形成された第１及び第２のグランドパターンを含み、上記第１及び第２のグランドパターンは上記基板を貫通するビアにより接続されている。

好ましくは、上記誘電体アンテナの導体パターンは第１及び第２の導体パターンを含み、上記第１の導体パターンは上記第１のグランドパターンに接続され、上記コネクタは信号端子及びグランド端子を含み、上記グランド端子は第２のグランドパターンに接続され、上記誘電体アンテナの第２の導体パターン及び上記コネクタの信号端子は上記基板に形成された給電パターンにより接続される。

好ましくは、上記基板が取り付けられる導体からなるハウジングを更に備え、上記基板の第２のグランドパターンは上記ハウジングに接続される。

以下、添付図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。

図１乃至図４は本発明による電子機器としての情報処理装置の実施形態を示す斜視図である。この装置は、ラップトップ型、ノートブック型、その他の携帯型のパーソナルコンピュータであり得る。

この装置は、本体ハウジング２と、本体ハウジング２に対してヒンジ部４により回転的に開閉可能なサブハウジング６とを有している。図１及び図３は、操作者の操作に関してこの装置を正面側から見た斜視図、図２及び図４は操作者の操作に関してこの装置を背面側から見た斜視図である。

また、図１及び図２はサブハウジング６を本体ハウジング２に対して閉じた状態を示しており、図３及び図４はサブハウジング６を本体ハウジング２に対して開いた状態を示している。

図３に良く示されるように、本体ハウジング２には、操作に関連するデータの入力等に供されるキーボードユニット８が設けられており、サブハウジング６には、操作に関連する表示に供されるディスプレイユニット１０が設けられている。

表示ユニット１０は、例えば、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）パネルを含む。本体ハウジング２の正面側の端部には一対の係止部（例えば穴）１２が形成されており、サブハウジング６の対応する位置には係止部１２に係合する一対のフック１４が設けられている。

フック１４は、サブハウジング６のヒンジ部４と反対側に設けられたスライダ１６により限定的に移動可能であり、それにより、サブハウジング６を本体ハウジング２に対して閉じた状態でロックすることができると共に、スライダ１６によりこの状態を解除することができるようになっている。

図５は本体ハウジング２の主要部を背面側から見た斜視図、図６は同主要部の平面図である。本体ハウジング２の背面側の一方の端部には、この装置を例えば公衆回線に接続するための無線通信に供されるアンテナアセンブリ１８がねじ２０により取り付けられている。アンテナアセンブリ１８は、基板２２と基板２２に表面実装された誘電体アンテナ２４とを備えている。

図６に良く示されているように、アンテナアセンブリ１８は同軸ケーブル２６により本体ハウジング２内に収容された高周波モジュール３０に接続されている。本体ハウジング２内には、キーボードユニット８（図３参照）等を用いた操作に関連する電子回路を提供するマザーボード３１も収容されている。

図７の（Ａ）及び図８の（Ａ）はそれぞれ誘電体アンテナ２４の側及びその反対の側からアンテナアセンブリ１８を見た平面図、図７の（Ｂ）及び図８の（Ｂ）はそれぞれ誘電体アンテナ２４の側及びその反対側から基板２２を見た平面図である。

基板２２は第１面２２Ａ及び第２面２２Ｂを有しており、第２面２２Ｂが本体ハウジング２に対向する。第１面２２Ａ及び第２面２２Ｂ上にはそれぞれ誘電体アンテナ２４及び同軸コネクタ３４が表面実装により固定されている。同軸コネクタ３４には同軸ケーブル２６（図５参照）が接続される。

図７の（Ａ）に良く示されるように、誘電体アンテナ２４は、誘電体チップ３５と、誘電体チップ３５の表面に形成された予め定められた形状を有する第１及び第２の導体パターン３６及び３８とからなる。

第１の導体パターン３６は、基板２２の第１面２２Ａ上に形成された給電パターン４４に１箇所で半田付けされ、第２の導体パターン３８は、同じく第１面２２Ａ上に形成されたグランドパターン４０に４箇所で半田付けされる。

図８の（Ａ）に良く示されるように、同軸コネクタ３４は、信号端子４６及び信号端子４６を囲むように設けられたグランド端子４８を有している。信号端子４６は基板２２の第２面２２Ｂ上に形成された給電パターン５２に１箇所で半田付けされ、グランド端子４８は、同じく第２面２２Ｂ上に形成されたグランドパターン５０に２箇所で半田付けされる。同軸コネクタ３４は基板２２のほぼ中央に位置している。

給電パターン４４及び５２は基板２２を貫通するビア５４により接続され、グランドパターン４０及び５０は同じく基板２２を貫通する複数のビア５６により接続される。従って、同軸コネクタ３４に接続される同軸ケーブル２６により誘電体アンテナ２４を高周波モジュール３０に接続することができる。

また、本体ハウジング２を金属（例えばマグネシウムを主成分とする合金）等の導体から形成しておくことによって、図５に示されるように基板２２をねじ２０により本体ハウジング２に押着するだけで誘電体アンテナ２４の第２の導体パターン３８を本体ハウジング２に接続することができる。

この実施形態では、第２の導体パターン３８と本体ハウジング２の密着性を高めるために、基板２２のねじ２０の貫通孔５７の周囲に７個のビア５５を設け、それらのビア５５の全部又は一部（例えば１つおき）に半田を盛り上がらせ、それにより、ねじ２０で基板２２を本体ハウジング２に押着したときの電気的接続を良好にしている。

図５に示されるように、基板２２は、本体ハウジング２の背面側の端部に形成された肉薄又は窪み状の着座部６９に取り付けられ、着座部６９には同軸ケーブルを通すための切り欠き７１が形成されている。

アンテナアセンブリ１８が取り付けられた後に、その保護及び見栄えの向上等のために、アンテナアセンブリ１８を覆うキャップ２８が本体ハウジング２に装着される。キャップ２８はアンテナ利得への影響を小さく抑えるために、金属を含まない例えばプラスチックのモールド成型により作製される。

この実施形態で、アンテナアセンブリ１８を本体ハウジング２に取り付けているのは、アンテナアセンブリ１８を容易に変位し得るサブハウジング６に取り付ける場合と比較して、アンテナ特性の安定化が可能になり、また、同軸ケーブル２６を十分に短くして損失の増大を防止することができるからである。

また、アンテナアセンブリ１８を本体ハウジング２の背面側に取り付けているのは、操作者に影響されてアンテナ特性が不安定になることを防止し、また、アンテナから放射される電磁波の人体に対する影響を最小限に抑えるためである。

例えば、アンテナアセンブリ１８を本体ハウジング２の正面あるいは側面に取り付けた場合、操作者の動きに応じてアンテナ特性が変動する恐れがある。更に、アンテナアセンブリ１８を本体ハウジング２の背面側の端部に取り付けているのは、背面側の中央部に取り付けた場合と比較してアンテナ特性が向上するからである。

中央部に取り付けた場合、誘電体アンテナ２４によって本体ハウジング２に誘起される電界が打ち消し合い、アンテナ特性が劣化することが実験により確認されている。

この実施形態で、図７の（Ａ）及び図８の（Ａ）に示されるように、誘電体アンテナ２４及び同軸コネクタ３４の間に基板２２を介在させているのは、同軸コネクタ３４及び同軸ケーブル２６の相対的な位置関係の変動が直接的にアンテナ特性に影響を及ぼすことを防止するためである。

同軸ケーブル２６は同軸コネクタ３４に対して容易に回転的に変位することができるので、誘電体アンテナ２４及び同軸コネクタ３４が基板２２に対して同じ側に設けられている場合、誘電体アンテナ２４及び本体ハウジング２の間のインピーダンス特性等の電磁気的な諸特性が変化する恐れがある。

本実施形態では、基板２２は誘電体アンテナ２４及び同軸コネクタ３４の間にグランドパターン４０及び５０を有しているので、このようなアンテナ特性の変動の恐れが無く安定した無線通信を実施することができる。

図９は高周波モジュール３０のブロック図である。高周波モジュール３０は、この装置を例えば公衆回線に接続することを企図し、携帯電話やＰＨＳの機能を提供するために設けられている。

高周波モジュール３０は、誘電体アンテナ２４に同軸ケーブル２６により接続される高周波回路５８を有している。高周波回路５８はデータ等の送信及び受信を行うためにベースバンド回路６０に接続されており、ベースバンド回路６０は、双方向バスにより論理変換回路６２を介してＰＣＩコネクタ（又はミニＰＣＩコネクタ）６４に接続されている。

ＰＣＩコネクタ６４は高周波回路モジュール３０とマザーボード３１の間のインタフェースを行うために割り当てられた複数の端子を有している。そのうちの少なくとも１つの端子を用いて、送受信停止制御信号が停止制御線ＳＣＬによりマザーボード３１から高周波回路５８に供給される。符号６６はＰＣＩコネクタ６４を介して各回路に電源を供給する電源回路を表している。

例えばこの装置を高周波数の電磁波の放射を極力少なくすべきとされている飛行機内や病院内で使用する場合、無線通信の機能だけをオフにして他の機能は生かしておきたい場合がある。そこで、この実施例では、停止制御線ＳＣＬを用いて高周波回路５８を一時的にオフにして、このような要求を満たしている。

高周波回路５８の一時的なオン／オフは、高周波回路５８に供給される電源や高周波回路５８に内蔵される図示しない発振器（例えばＶＣＯ）のオン／オフにより行うことができる。

特にこの実施形態では、サブハウジング６にその外側に向かって設けられたスライドスイッチ６８（例えば図１参照）により送受信停止制御信号が生成される。スライドスイッチ６８は前述した機械的なロックのためのスライダ１６の近傍に設けられている。このようなスライドスイッチ６８により送受信停止制御信号を生成することによって、極めて容易に無線通信の機能だけを一時的にオフにすることができる。

この装置を公衆回線に接続して使用しようとする場合、公衆回線に関連する電界強度が十分に強いことが要求される。そこでこの実施形態では、この装置が置かれた場所における電界強度を検出する回路と、検出された電界強度を表示する表示エレメントとを設けている。

表示エレメントとしては、検出された電界強度の強さに応じて点灯の明るさ又は点滅の頻度若しくは間隔が変化するＬＥＤ（発光ダイオード）を用いることができる。このＬＥＤはスライドスイッチ６８に内蔵することもできる。

この場合、スライドスイッチ６８は透明又は半透明な可動部を有し、ＬＥＤは可動部を介して可視光を放射する。これにより、この装置を安定的に公衆回線に接続しておくことができるか否かを容易に知ることができる。

図１０はこの装置を背面側下方から見た分解斜視図である。本体ハウジング２の正面側にはバッテリーが内蔵されたバッテリーパック６７が着脱可能に設けられている。本体ハウジング２の下面には窪み２Ｂが形成されており、窪み２Ｂ内にはパーソナルコンピュータの記憶装置としてのハードディスクドライブ７０が収容される。

ハードディスクドライブ７０はダンパ７６に包まれた状態で窪み２Ｂ内に収容され、それを覆うように蓋７２が本体ハウジング２に取り付けられる。ハードディスクドライブ７０は、ハードディスクドライブ７０とダンパ７６の間、即ちハードディスクドライブ７０と蓋７２の間に介在するフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）７４により本体ハウジング２内のマザーボード３０に接続される。蓋７２はねじにより本体ハウジング２に対して着脱可能であるが、蓋の一端を本体ハウジング２に取り付けて開閉可能にしても良い。

図１１は図１０に示されるハードディスクドライブ７０とＦＰＣ７４との関係を示す側面図であり、その一部を拡大したものが矢印により示されている。ＦＰＣ７４の長手方向の一端はコネクタ７８に接続され、他端はマザーボード３０（図６参照）に接続される。

コネクタ７８はＦＰＣ７４をハードディスクドライブ７０の側面に着脱可能に接続する。特にこの実施例では、ＦＰＣ７４は、コネクタ７８に対して蓋７２（図１１では上方に位置する）と反対の側から導入されている。この構成により、蓋７２の着脱又は開閉によりコネクタ７８がハードディスクドライブ７０から不所望に脱落することを未然に防止することができる。

従来、一般的には、ハードディスクドライブと蓋の間にＦＰＣを介在させる場合、ＦＰＣをコネクタに対して蓋の側から導入していたと思われる。この場合、蓋を本体ハウジングに対して閉じる動作によりＦＰＣの余長部の弾性力がコネクタをハードディスクドライブから外す方向に作用してしまい、装置の製造又は改造が完了した後にコネクタがハードディスクドライブから外れてしまう可能性があった。

これに対して、本実施形態では、ＦＰＣ７４がコネクタ７８に対して蓋７２と反対の側から導入されているので、蓋７２を本体ハウジングに対して閉じる動作によりＦＰＣ７４の余長部の弾性力がコネクタ７８をハードディスクドライブ７０に押しつける方向に作用する。

従って、本実施形態によると、装置の製造又は改造が完了した後にコネクタ７８がハードディスクドライブ７０から外れることを未然に防止することができる。

尚、このようにハードディスクドライブ７０を本体ハウジング２に対して交換可能にしているのは、ハードディスクドライブの記憶容量の増大等に関する改良に容易に対応することができるようにするためである。

図１２は本体ハウジング２の主要部をその下面側から見た平面図、図１３は図１２におけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った本体ハウジング２の断面図である。この装置は実質的に水平な載置面８２上に載置して使用されることを企図されており、本体ハウジング２の下面２Ｃには、載置面８２との間に比較的大きな摩擦力を生じさせて装置が載置面８２に対して滑りにくくすること及び、載置面８２に与えられた振動等が装置に伝達されにくくすることを目的として、ゴム等の弾性体からなる複数のパッド８０が設けられている。

図１３に良く示されるように、本体ハウジング２の下面２Ｃは載置面８２に対して傾斜している傾斜面ＩＳを含む。これは、装置全体を操作者に対して傾斜させて操作性を良好ならしめるためである。

この実施形態では、傾斜面ＩＳに取り付けられる各パッド８０の厚みが一定になるように、そのパッド８０が取り付けられる傾斜面ＩＳの部分に台座部８３が形成されている。より特定的には、台座部８３が実質的に水平なパッド取り付け面８４を有するように、台座部８３に対応する本体ハウジング２の部分の厚みがハウジング断面方向に変化している。

この構成によると、実質的に同一形状を有する複数のパッド８０の使用が可能になるので、装置の部品の種類を減らしてコストダウンに寄与するところが大きい。また、各パッド８０の厚みは一定であるので、パッド８０を本体ハウジング２の下面２Ｃに取り付けるときにパッド８０の方向性を考慮する必要が無く、装置の製造作業性が向上する。

以上説明した実施形態では、アンテナアセンブリ１８の能力を最大限えるために、アンテナアセンブリ１８は全体が金属等の導体からなる本体ハウジング２に取り付けられている。しかし、本発明はこれに限定されることを意図するものではない。

例えば、本体ハウジングをプラスチック等の絶縁体から形成し、その表面にイオンプレーティングや蒸着により金属薄膜を形成し、その金属薄膜にアンテナアセンブリのグランドを密着させるようにしても良い。

あるいはまた、アンテナアセンブリのグランドを金属からなる金具に密着させ、この金具を金属薄膜に接続するようにしても良い。

図１は本発明による電子機器としての情報処理装置の実施形態を示す斜視図（その１）である。 図２は本発明による電子機器としての情報処理装置の実施形態を示す斜視図（その２）である。 図３は本発明による電子機器としての情報処理装置の実施形態を示す斜視図（その３）である。 図４は本発明による電子機器としての情報処理装置の実施形態を示す斜視図（その４）である。 図５は本体ハウジングの主要部の斜視図である。 図６は本体ハウジングの主要部の平面図である。 図７の（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれアンテナアセンブリ及び基板を誘電体アンテナの側から見た平面図である。 図８の（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれアンテナアセンブリ及び基板を同軸コネクタの側から見た平面図である。 図９は高周波モジュールのブロック図である。 図１０は本発明による電子機器としての情報処理装置の実施形態を示す分解斜視図である。 図１１はハードディスクドライブとＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）の関係を示す側面図である。 図１２は本体ハウジングをその下方から見た平面図である。 図１３は図１２に示されるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った本体ハウジングの断面図である。

符号の説明

２ 本体ハウジング
４ ヒンジ部
６ サブハウジング
８ キーボードユニット
１０ ディスプレイユニット
１８ アンテナアセンブリ
２２ 基板
２４ 誘電体アンテナ
２６ 同軸ケーブル
３４ 同軸コネクタ
５８ 高周波回路
７０ ハードディスクドライブ

Claims (4)

1. 表面に予め定められた形状の導体パターンを有する誘電体アンテナと、
   第１面及び第２面を有し上記第１面上には上記誘電体アンテナが実装された基板と、
   上記基板の第２面上に取り付けられたコネクタとを備え、
   上記基板は上記誘電体アンテナ及び上記コネクタの間にグランドパターンを有していることを特徴とする電子機器。
2. 上記グランドパターンは上記基板の第１面及び第２面上にそれぞれ形成された第１及び第２のグランドパターンを含み、
   上記第１及び第２のグランドパターンは上記基板を貫通するビアにより接続されていることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
3. 上記誘電体アンテナの導体パターンは第１及び第２の導体パターンを含み、
   上記第１の導体パターンは上記第１のグランドパターンに接続され、
   上記コネクタは信号端子及びグランド端子を含み、
   上記グランド端子は上記第２のグランドパターンに接続され、
   上記誘電体アンテナの第２の導体パターン及び上記コネクタの信号端子は上記基板に形成された給電パターンにより接続されることを特徴とする請求項２記載の電子機器。
4. 上記基板が取り付けられる導体からなるハウジングを更に備え、
   上記基板の第２のグランドパターンは上記ハウジングに接続されていることを特徴とする請求項２記載の電子機器。

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