JP2007274609A - 携帯型情報機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】任意の装置との間の無線通信を可能とするための無線通信装置を内蔵した携帯型情報機器において、アンテナからの効率の良い電波の放射および受信性能の向上が可能で、しかも筐体の構成に制約を与えることのない携帯型情報機器を、提供する。
【解決手段】本発明は、無線通信装置5を内蔵した携帯型情報機器1において、携帯型情報機器を操作するための操作スイッチを有する操作部4の操作面および周辺部分を、非金属材料で形成し、無線通信用のアンテナ51を、操作部の非金属材料部分に実装したことにより、金属製の外装ケースを用いた場合においても、アンテナからの効率の良い電波の放射および受信性能の向上を達成している。
【選択図】図1
【解決手段】本発明は、無線通信装置5を内蔵した携帯型情報機器1において、携帯型情報機器を操作するための操作スイッチを有する操作部4の操作面および周辺部分を、非金属材料で形成し、無線通信用のアンテナ51を、操作部の非金属材料部分に実装したことにより、金属製の外装ケースを用いた場合においても、アンテナからの効率の良い電波の放射および受信性能の向上を達成している。
【選択図】図1
Description
この発明は、任意の回路装置との間の無線通信によるデータの受け渡しを可能とするための通信装置を内蔵した携帯型情報機器に関する。
今日、例えば携帯型オーディオプレーヤ等に代表される携帯型情報機器が広く普及している。
携帯型オーディオプレーヤ等においては、閉じたネットワーク、例えば家庭内や事業所の敷地内において、特定の条件下で、任意の電子機器との間で無線通信が可能であることが望まれている。なお、家庭内や事業所内等の閉じたネットワーク内に適した無線通信の方法としては、既に公開されているBluetooth(登録商標)や周知の無線LAN等を用いることが好適である。
ところで、多くの携帯型オーディオプレーヤにおいては、小型化および軽量化と、強度の維持のために、多くの場合、金属製の筐体が用いられる。また、外装ケース(筐体)の質感を高めるために、金属を含む材料によるメタリック塗装が施される場合もある。
しかしながら、金属材料は電波を透過しないため、多くの場合、無線通信に用いるアンテナ装置が実装される部分、またはその近傍に関して、筐体を部分的に樹脂材料とする手法が広く用いられている。
なお、アンテナ装置を外装ケース(筐体)から分離させるため、携帯型情報機器に接続して用いられるコード部材にアンテナを収容する例が提案されている(例えば、特許文献1)。
特開2005−244824
しかしながら、通信に用いるアンテナ装置が実装される部分またはその近傍に関して、筐体を部分的に樹脂材料とすることは、無線通信機能が搭載される情報機器に用いる筐体と無線通信機能が搭載されない情報機器に用いる筐体とを、識別して管理することを必要とする。このことは、コストの増大を引き起こす。
また、筐体を部分的に樹脂材料とすることは、金属部分と非金属部分(樹脂部分)とにおいて、質感や色味の違いを生じる要因であり、筐体のデザイン的な観点からも統一性が求められる。従って、筐体に、金属部分と樹脂部分とを用いることは、筐体のデザインにも影響を及ぼす。
なお、特許文献1に示された技巧は、筐体そのものを金属部分と非金属部分とするものではなく、従って、特許文献1によっても、上述の課題は解消されない。
この発明の目的は、上記課題を解決するために、任意の装置との間の無線通信を可能とするための無線通信装置を内蔵した携帯型情報機器において、アンテナからの電波の放射および受信機構を維持しつつ、筐体の構成に係る制約を抑制する携帯型情報機器を、提供することである。
この発明は、任意の形式のデータを保持する回路装置と、前記回路装置に保持されているデータの再生状態やそのデータに関連付けられた画像を表示する表示装置と、非金属製材料により形成された非金属領域を有し、前記回路装置に保持されているデータの再生や停止の指示に利用される操作装置と、前記回路装置を内部に収容するとともに、前記表示装置および前記操作装置のそれぞれを、少なくとも一部を外部に露出させた状態で保持する金属製材料により形成された筐体と、前記筐体の前記非金属製材料により形成された前記非金属領域に設けられ、電波を送信および受信するアンテナ装置と、を有することを特徴とする情報機器を提供するものである。
本発明によれば、任意の装置との間の無線通信を可能とするための無線通信装置を内蔵した携帯型情報機器において、アンテナからの電波の放射および受信機構を維持しつつ、筐体の構成に係る制約を抑制する抑止ことができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、携帯型情報機器、例えばオーディオプレーヤの一例を概略的に示す。
図1に示すように、オーディオプレーヤ1は、例えばアルミニウム等の金属材料で形成された矩形であって、実質的に直方体または立方体状である筐体2を有し、少なくとも1面に、再生中の楽曲名や楽曲に関連した画像ファイルあるいはメニュー画面等が表示可能な表示装置3が組み込まれている。なお、表示装置3は、例えばLCD(液晶表示装置)である。
オーディオプレーヤ1の内部には、詳述しないが、音楽データまたは音声データやそれらに関連付けられた画像データ等を保持するメモリ装置(回路装置)、メモリ装置に保持されている音楽データや音声データを可聴信号に変換するデジタル−アナログ(D/A)コンバータ(回路装置)、メモリ装置に保持すべき音楽データや音声データをデジタル信号に変換するアナログ−デジタル(A/D)コンバータ(回路装置)、文字情報や画像データを表示装置3に表示させるための表示制御装置(回路装置)等が組み込まれている。もちろん、プレーヤ1には、音声データや音楽データ、あるいは画像データ等の入出力に利用されるコネクタあるいはインタフェース等も、用意されている。
筐体2の任意の側面または任意の側面の一部には、オーディオプレーヤ1の操作、すなわち、上述した音声データや音楽データもしくは画像データの入力/出力、メモリ装置に保持されているさまざまなデータの再生あるいは停止等の制御信号の入力(動作指示)に利用される操作部4が設けられている。なお、操作部4の主要な部分は、筐体2の主要な部分とは異なり、非金属材料、例えば樹脂材料(電波非遮蔽部材)により形成されている。
筐体2の内側の所定の位置には、例えばBluetooth(登録商標)や無線LAN等に代表される通信規格に準拠し、家庭内や、事業所の敷地内等である閉じたネットワーク内に位置される任意の電子機器との間で通信を可能とする無線通信装置(回路装置)5が収容されている。
操作部4の所定の位置には、図2に示すように、オーディオプレーヤ1を動作させるための電源オン/オフボタン41、再生中の楽曲の音量を調節可能な「−」ボリュームボタン42−1,「+」ボリュームボタン42−2、メニュー表示およびメニューを設定するための切り替え信号が入力可能なメニューボタン43、無線通信装置5による任意の電子機器との間の通信の開始/終了等のコマンドの入力に用いられる機能選択ボタン44が設けられている。なお、操作部4の上述したそれぞれのボタンは、利用者の操作性や絶縁性を考慮して、非金属、例えばシリコン樹脂やプラスチック等により形成されている。
操作部4の所定の位置にはまた、無線通信装置5による任意の電子機器との間の通信のため、無線通信装置5から出力される信号であり、外部に送信される電波を効率よく放射可能で、かつ無線通信装置5に入力される信号であって、外部から受信される電波を所定の感度で受信可能とするためのチップアンテナ(アンテナ装置)51が設けられている。チップアンテナ51は、多層チップアンテナであり、例えば2.4GHz帯で用いられる場合には、概ね2mm角程度である。なお、図2に示す例では、アンテナ装置(チップアンテナ)51は、例えば操作部4内のボリュームボタン「−」42−1とボリュームボタン「+」42−2との間の空間に埋め込まれている。
図3に示すように、2つのボタン42−1,42−2を収容したボリュームパッド42−3は、通常、比較的大きな樹脂あるいはゴム等に代表される非金属が露出された構造であり、アンテナ装置51から放射すべき電波やアンテナ装置51が受信すべき電波を吸収することがない。
図4は、図3に示したボリュームパッド42−3にアンテナ装置51を設ける際の構造の特徴を示している。
図4に示すように、筐体2と操作部4との間に位置され、アンテナ装置51と無線通信装置5とを接続するための配線パターン(ワイヤストリップラインまたは給電線)21やGND(接地用)パターン22は、アンテナ装置51の周囲において、アンテナ装置51との間の距離が最大になるよう、その配置が規定されている。すなわち、操作部4において、アンテナ装置51が配置される領域の周囲には、ワイヤストリップライン21や、GNDパターン22を配置しない、金属材料配列禁止領域23が規定される。
なお、図2ないし図4を用いて既に説明したように、アンテナ装置51は、操作部4のボリュームパッド42−3の端面に位置されることから、図5(a)ないし図5(c)に示すように、放射される電波の拡散性を高めることができる。なお、図5(a)は、操作部4すなわちボリュームパッド42−3の端面から電波が放射される状態を、図5(b)および図5(c)は、操作部4の端面方向から見た状態で、放射される電波が筐体2の厚み方向と平行な方向に電波が拡散される状態を、それぞれ、説明している。
図5(a)ないし図5(c)から明らかなように、無線通信装置5から出力され、アンテナ装置51を通じて放射される送信時の電波は、オーディオプレーヤ1の内部に向かう割合が低く抑えられるとともに、効率よく筐体2の外側に向けて放射されることが認められる。なお、図2ないし図4を用いて既に説明したアンテナ装置51の配列により、受信時についても、受信すべき電波を効率よく受信可能であることは言うまでもない。
図6は、図2ないし図4に示したアンテナ装置の配列の別の実施の形態を示す。なお、図1ないし図4を用いて説明した要素と同じ要素には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図6に示すオーディオプレーヤ101は、表示装置103の周囲を覆う金属製の筐体2を有し、表示装置103の周囲の所定の領域に、アンテナ装置51が設けられていることを特徴とする。
表示装置103は、多くの場合、LCDパネル(LCD基板)および照明基板あるいは有機ELパネルが用いられている。多くの場合、筐体2は、LCDパネルおよび照明基板あるいは有機ELパネルの周縁部を僅かに覆う程度であるから、筐体2を僅かに切り欠くことで、筐体2の端面すなわち表示装置103の平面方向の所定の位置であって、実質的に筐体2と表示装置103との境界となる位置に、アンテナ装置51を位置させることができる。
なお、筐体2は、図7に示すように、一般には、LCDパネルおよび照明基板あるいは有機ELパネルを支持する樹脂製のフレーム124に取り付けられることから、アンテナ装置51をフレーム124の所定の位置に配置すればよい。
また、図8に示すように、アンテナ装置51と無線通信装置5とを接続するための配線パターン(ワイヤストリップライン)121やGND(接地用)パターン122は、アンテナ装置51の周囲のフレーム124内において、アンテナ装置51との間の距離が最大になるよう、その配置が規定されている。すなわち、フレーム124上でアンテナ装置51が配置される領域の周囲には、ワイヤストリップライン121やGNDパターン122を配置しない、金属材料配列禁止領域123が規定される。
ところで、図6および図7に示される通り、フレーム124上であって、筐体2の端面に設けられたアンテナ装置51は、例えば利用者がプレーヤ1を支持する際の手の位置に拘わりなく、好適な電波の放射を確保できる。
多くの場合、利用者は、表示装置103を、図9に示すように、概ね平面方向から目視可能に筐体2の側面を支持することが予想される。この場合、アンテナ51は、誘電体である利用者の手から比較的離なれた位置に位置される。従って、誘電体である利用者の手により、アンテナ51から放射される電波が、不所望に吸収されることが防止される。
なお、利用者が、例えばプレーヤ1の背面を手のひらで支え、筐体2の側面を握るようにプレーヤ1を支持した場合であっても、アンテナ装置51は、誘電体である利用者の手から比較的遠い位置にあるため、その影響を受けにくい。
図10ないし図15は、図6あるいは図7に一例を示した位置とは異なるフレーム上の任意に位置にアンテナ装置を設けた場合、それぞれの位置に設けられたアンテナ装置から電波が放射される際の方向性を示している。
例えば、図10、図11、図13および図14に示すように、アンテナ装置51をフレーム124の任意の2辺が集まる角部に設けた場合、放射される電波の方向は、それぞれの角部から表示装置103の表示面側に向かう方向となる。なお、表示装置103の断面方向については、図15に示すように、表示装置103の表示面から筐体2の外側に向かう方向となることはいうまでもない。また、図12に示すように、アンテナ装置51がフレームの任意の1辺の概ね中央付近(実質的に図6に類似した位置)に設けられる場合においても、アンテナ装置51から放射される電波の方向は、表示装置103の表示面側に向かう方向となる。
図16は、図2ないし図4に示したアンテナ装置のさらに別の配列の例を示す。なお、図1ないし図4を用いて説明した要素と同じ要素には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図16に示すオーディオプレーヤ201は、金属製の筐体2、筐体2の所定の位置に設けられた表示装置3、表示装置3と実質的に同一の平面に、筐体2の一部を任意の形状に切り欠いた状態に形成された操作部204を有する。
操作部204は、「+」字状の4方向に配列された複数のボタンと、それぞれのボタンを覆う非金属製のカバー部材204Cを有し、筐体2とカバー部材204Cとにより個々のボタンが密閉されている。
任意の方向のボタン、例えば左方向のボタン204−Lと右方向のボタン204−Rには、例えば図2に一例を示した「−」ボリュームボタンの機能と「+」ボリュームボタンの機能が、それぞれ割り当てられている。また、上方向のボタン204−Upと下方向のボタン204−Dnには、例えば再生すべき楽曲をサーチするために用いられ、表示装置3に表示される楽曲名をスクロールするための機能が与えられている。なお、「+」字状の中央部204−Nには、例えばボタン204−Upとボタン204−Dnとにより選択される楽曲の再生を指示する決定コマンドの出力が、割り当てられている。
図16に示した操作部204において、個々のボタンは、非金属製のカバー部材204Cにより覆われていることから、例えばボタン204−Upとボタン204−Dnとの間や、ボタン204−Lとボタン204−Rとの間の任意の位置にアンテナ装置51が配置された場合に、無線通信装置5から送信すべき電波を効率よく放射可能で、かつ無線通信装置5が受信すべき電波を所定の感度で受信可能である。
なお、図17に示すように、アンテナ51は、例えばシリコン樹脂製であるカバー部材204Cの所定の位置に埋め込まれている。
また、図18に示すように、操作部204のカバー部材204Cのアンテナ装置51の周囲には、アンテナ装置51と無線通信装置5とを接続するための配線パターン(ワイヤストリップライン)221やGND(接地用)パターン222が、アンテナ装置51との間の距離が最大になるよう、配置されている。従って、操作部204のカバー部材204Cの所定の領域、すなわち、アンテナ装置51が配置される領域の周囲には、ワイヤストリップライン221やGNDパターン222を配置しない、金属材料配列禁止領域223が規定される。
この金属材料配列禁止領域223を設けることにより、無線通信装置5から出力され、アンテナ装置51を通じて放射される送信時の電波は、図19に示すように、オーディオプレーヤ201の内部に向かう割合が低く抑えられるとともに、効率よく筐体2の外側に向けて放射されることが認められる。
図20は、図2ないし図4に示したアンテナ装置のまたさらに別の配列の一例を示す。なお、図1ないし図4を用いて説明した要素と同じ要素には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図20に示すオーディオプレーヤ301は、金属製の筐体2、筐体2の所定の位置に設けられた表示装置3、表示装置3と実質的に同一の平面に、筐体2の一部を任意の形状に切り欠いた状態に形成された操作部304を有する。なお、操作部304の内側には、図21に示すように、表示装置3に任意の文字や画像を表示させるための駆動回路やバックライト(図示せず)を支持する回路基板306が、筐体2の内側のほぼ全域に配列されている。
操作部304は、「+」字状の4方向に配列された複数のボタンと、それぞれのボタンを覆う非金属製のカバー部材304Cを有し、筐体2とカバー部材304Cとにより個々のボタンが密閉されている。
任意の方向のボタン、例えば左方向のボタン304−Lと右方向のボタン304−Rには、例えば図2に一例を示した「−」ボリュームボタンの機能と「+」ボリュームボタンの機能が、それぞれ割り当てられている。また、上方向のボタン304−Upと下方向のボタン304−Dnには、例えば再生すべき楽曲をサーチするために用いられ、表示装置3に表示される楽曲名をスクロールするための機能が与えられている。なお、「+」字状の中央部304−Nには、例えばボタン304−Upとボタン304−Dnとにより選択される楽曲の再生を指示する決定コマンドの出力が、割り当てられている。
操作部304のカバー部材304Cの内側であって、回路基板306上の回路基板との間の空間には、図21に示すように、回路基板306に設けられている回路部品(例えばICチップ)の間の所定の位置に、アンテナ装置51が、設けられている。
図21に示すように、カバー部材304Cと回路基板306との間であって、回路基板状にアンテナ部材51を配置することは、図16あるいは図17に示した例に比較して、カバー部材304Cにアンテナ装置51を埋め込むことを必要としないため、カバー部材304C単体としては、既に製造されている部品を共通使用できる。従って、部品コストの上昇を抑えることができる。
なお、図22に示すように、回路基板306上のアンテナ装置51の周囲においては、既に説明した他の実施の形態と同様に、アンテナ装置51と無線通信装置5とを接続するための配線パターン(ワイヤストリップライン)321やGND(接地)パターン322が、アンテナ装置51との間の距離が最大になるよう、配置されている。
一方、カバー部材304Cの全域、すなわち回路基板306から筐体2の外側に向かう方向の所定の領域については、ワイヤストリップライン321やGNDパターン322を配置しない、金属材料配列禁止領域323が規定される。
金属材料配列禁止領域323が、回路基板306から筐体2をみた場合に筐体2の外側に向かう方向の概ね全域に規定されることにより、アンテナ装置51を通じて放射される送信時の電波は、図22に示すように、オーディオプレーヤ301の内部に向かう割合が低く抑えられるとともに、効率よく筐体2の外側に向けて放射されることが認められる。なお、図22および図21から明らかなように、アンテナ装置51をカバー部材304Cよりも筐体2の内側に位置される回路基板306に設けることにより、カバー部材304Cは、実質的に樹脂材料のみとなるため、金属材料配列禁止領域323は、「+」字状の操作部304の周辺の全域に、必然的に規定される。従って、アンテナ装置51がカバー部材304Cよりも筐体2の内側に位置されるにも拘わらず、アンテナ装置51から放射される電波およびアンテナ装置51に受信される電波のゲインは、既に説明した他の実施の形態に比較して、同等かそれ以上確保できる。
以上説明したように、本発明によれば、携帯型情報機器に無線通信機能を付加する場合に、無線通信のためのアンテナ装置を追加するために新たに筐体を作る必要がないため、携帯型情報機器の部品コストおよび機器全体のコストが上昇することが抑止できる。
また、アンテナ装置、特にチップアンテナは、筐体の表面またはその近傍に、電気的にほぼ露出した状態で組み込むことが可能であり、十分な電波放射効率および受信性能が容易に得られ、無線通信のために消費電力が増えることが防止できる。
さらに、同形式の情報機器において、無線通信機能を搭載しない場合においても共通の部品が利用可能であり、携帯型情報機器の部品コストおよび機器全体のコストが上昇することが抑止できる。
なお、本発明は、上記の実施の形態の例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
また、上述した実施の形態の説明においては、携帯型情報機器の例として、オーディオプレーヤの例を説明したが、例えばビデオカメラや自動車等に搭載される固定式情報機器においても適用可能であることはいうまでもない。もちろん、無線通信機能を有し、住居内等に据え置かれるさまざまな装置においても利用可能である。
1,101,201,301…オーディオプレーヤ(携帯型情報機器)、2…筐体、23,123,223,323…金属材料配列禁止領域、103…表示装置、4,204,304…操作部、5…無線通信装置、51…アンテナ装置、204C,304C…「+」字状部(カバー部材)、306…回路基板。
Claims (15)
- 任意の形式のデータを保持する回路装置と、
前記回路装置に保持されているデータの再生状態やそのデータに関連付けられた画像を表示する表示装置と、
非金属製材料により形成された非金属領域を有し、前記回路装置に保持されているデータの再生や停止の指示に利用される操作装置と、
前記回路装置を内部に収容するとともに、前記表示装置および前記操作装置のそれぞれを、少なくとも一部を外部に露出させた状態で保持する金属製材料により形成された筐体と、
前記筐体の前記非金属製材料により形成された前記非金属領域に設けられ、電波を送信および受信するアンテナ装置と、
を有することを特徴とする情報機器。 - 前記アンテナ装置に前記回路装置からの信号を供給する給電線は、前記筐体の内側に位置することを特徴とする請求項1記載の情報機器。
- 前記アンテナ装置の近傍の所定の範囲内には、前記回路装置からの信号を前記アンテナ装置に供給する給電線やGNDパターンのない金属材料配列禁止領域が設けられていることを特徴とする請求項1記載の情報機器。
- 任意の形式のデータを保持する回路装置と、
非金属製材料により形成されたフレームに保持され、前記回路装置に保持されているデータの再生状態やそのデータに関連付けられた画像を表示する表示装置と、
前記回路装置に保持されているデータの再生や停止の指示に利用される操作装置と、
前記回路装置を内部に収容するとともに、前記表示装置の前記フレームおよび前記操作装置のそれぞれを、少なくとも一部を外部に露出させた状態で保持する金属製材料により形成された筐体と、
前記表示装置の前記フレームに設けられ、電波を送信および受信するアンテナ装置と、
を有することを特徴とする情報機器。 - 前記アンテナ装置は、前記フレームの角部に設けられることを特徴とする請求項4記載の情報機器。
- 前記アンテナ装置の近傍の所定の範囲内には、前記回路装置からの信号を前記アンテナ装置に供給する給電線やGNDパターンのない金属材料配列禁止領域が設けられていることを特徴とする請求項4記載の情報機器。
- 任意の形式のデータを保持する回路装置と、
前記回路装置に保持されているデータの再生状態やそのデータに関連付けられた画像を表示する表示装置と、
前記回路装置および前記表示装置のそれぞれを、少なくとも一部を外部に露出させた状態で保持するとともに、前記回路装置に保持されているデータの再生や停止の指示に利用される制御信号を入力可能なスイッチ装置を保持した回路基板装置を非金属製材料で形成されたカバー部材がカバーした状態で、前記表示装置の近傍に位置させる金属製材料により形成された筐体と、
前記回路基板装置上に設けられ、電波を送信および受信するアンテナ装置と、
を有することを特徴とする情報機器。 - 前記アンテナ装置の近傍の所定の範囲内には、前記回路装置からの信号を前記アンテナ装置に供給する給電線やGNDパターンがない金属材料配列禁止領域が設けられていることを特徴とする請求項7記載の情報機器。
- 前記回路装置は、前記アンテナ装置を介して受信された電波により供給される制御信号を取得するとともに、前記アンテナ装置を介して前記制御信号の供給元に応答信号を送信することを特徴とする請求項1、4、7のいずれかに記載の情報機器。
- 前記アンテナ装置は、多層チップアンテナであることを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載の情報機器。
- 前記情報機器は、オーディオプレーヤを含むことを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載の情報機器。
- 非金属材料で形成され、ユーザが操作する操作部と、
画像を表示する表示部と、
前記操作部及び前記操作部以外の部分を覆い、金属性材料で形成された金属筐体と、
前記操作部越しに電波を放射するアンテナと、
を備えることを特直とする無線通信装置。 - 前記アンテナは、前記操作部内に形成されていることを特徴とする請求項12記載の無線通信装置。
- 前記アンテナは、前記操作部よりも内側に形成されることを特徴とする請求項13記載の無線通信装置。
- 金属により形成され、回路装置を電気的に遮蔽された状態で収容するケース部材と、
非金属材料により形成され、前記ケース部材と協働して前記回路装置を電気的に遮蔽された状態で収容するとともに、前記回路装置に供給する所定の信号を受信し、前記回路装置からの出力信号を送信するアンテナ装置を、前記電気的に遮蔽された状態とは異なる非遮蔽状態に位置させるアンテナ装置保持機構と、
を有することを特徴とする情報機器。
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