JP2015079399A - 電子機器及び電子機器の筐体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチパネルを採用した薄型筐体の電子機器において、良好なアンテナ特性を確保する。【解決手段】タッチパネルと、タッチパネルの背面側に設けられたディスプレイモジュールと、ディスプレイモジュール表示面の外周における少なくとも一辺に設けられたアンテナと、アンテナを保護する非導電性のアンテナカバーと、少なくともディスプレイモジュールの背面側を軽金属からなる背面部とする薄型筐体と、を備え、少なくともアンテナの電波放射面に重畳しないようにタッチパネルを配置した。【選択図】図３

Description

本発明は、電子機器及び電子機器の筐体構造に関する。

近年のノートブック型パーソナル・コンピュータ（以下、ノートＰＣという。）などの携帯式コンピュータは、無線通信用のアンテナを標準で装備するようになってきている。無線通信用のアンテナは、ユーザがノートＰＣを使用する際に最もアンテナの感度が良好になるように、液晶ディスプレイの上側に配置されることが多い。

また近年、ノートＰＣの筐体は、筐体の強度を保ちつつ薄型化及び軽量化を図るため、アルミニウム系合金、マグネシウム系合金などのような軽金属が多く使われており、液晶ディスプレイ筐体においても同様である。

ところで、液晶ディスプレイの上側に配置したアンテナは、上述した金属のような導電性材料で形成された液晶ディスプレイ筐体の内側に配置されると感度が低下する。そのため、液晶ディスプレイ筐体のアンテナに対応する一部を切り欠き、切り欠いた部分を非導電性の樹脂等で覆う構造が一般的である。

上記に関し、特許文献１には、良好なアンテナ特性を得るため、アンテナ領域を非導電性材料であるガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ）で覆う技術が開示されている。

一方、近年、スマートフォン（多機能携帯電話）に搭載されるようなタッチパネルをノートＰＣに採用することが行われてきている。タッチパネルにおいては、搭載されるセンサーパネルの表面に指を近づけると、近づけた部分の電極に生じた容量変化を検出することで、接触位置を特定する静電容量方式が一般的である。そして近年、静電容量方式のタッチパネルにおいては、薄型化及び軽量化の観点からカバーガラスとセンサーを一体化したＯＧＳ（Ｏｎｅ Ｇｌａｓｓ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ）が採用されている（非特許文献１参照）。

特開２０１１−１６５２０６号公報

『静電容量方式タッチパネル・部材市場に関する調査結果 ２０１３』 ２０１３年９月２７日インターネット検索 URL http://www.yano.co.jp/press/pdf/1117.pdf

ところで、上述したようなＯＧＳを採用したタッチパネルを液晶ディスプレイ筐体に搭載する場合、同じく搭載されるアンテナの特性に対する影響を考慮しなければならない。一般的にＯＧＳのようなガラス素材は電波を通しにくい性質があるため、アンテナ特性にマイナスの影響を与えるからである。

他方、タッチパネルをディスプレイに配置する場合、意匠性及び操作性の観点からディスプレイ全面がタッチパネルで覆われていることが望ましい。ディスプレイ全面がタッチパネルで覆われていれば、全面フラットな形状となるため見た目がよいという意匠的効果を創出するとともに、タッチパネルを操作する指をディスプレイの隅までスムーズに動かすことができ、操作性を良くする。

しかし、ディスプレイの全面をＯＧＳのようなタッチパネルで覆ってしまうと、上述したようにディスプレイ筐体に内蔵したアンテナのアンテナ特性にマイナスの影響を与えてしまう。筐体の厚みがある程度厚く、内部に空間を確保できた従来の電子機器であれば、仮にその内部空間においてアンテナをタッチパネルから離間させることで、アンテナ特性に影響を与えることなく両立することができるが、筐体を薄型構造とした場合、アンテナをタッチパネルから離間させるような内部空間はほとんどないため、アンテナとタッチパネルが近接することになる結果、アンテナ特性に不具合をもたらしてしまうことになる。

そこで、本発明は、タッチパネルを採用した薄型筐体の電子機器において、良好なアンテナ特性を確保することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の情報処理装置は、タッチパネルと、タッチパネルの背面側に設けられたディスプレイモジュールと、ディスプレイモジュール表示面の外周における少なくとも一辺に設けられたアンテナと、アンテナを保護する非導電性のアンテナカバーと、少なくともディスプレイモジュールの背面側を軽金属からなる背面部とする薄型筐体と、を備え、少なくともアンテナの電波放射面に重畳しないようにタッチパネルを配置したことを特徴とする。

本発明によれば、タッチパネルを採用した薄型筐体の電子機器において、良好なアンテナ特性を確保することができる。

本発明の実施形態における電子機器の概略図である。 図１における破線で囲まれたＡ部分の拡大図である。 図２におけるＣ−Ｃ断面図である。 図２における破線で囲まれたＢ部分において、アンテナとタッチパネルとの距離を変えた例を示した模式図である。 図４におけるアンテナとタッチパネルとの距離（ディスプレイ表示面と平行方向）を変えた場合のアンテナ特性（利得）の値を比較した図表である。 図４におけるアンテナとタッチパネルとの距離（ディスプレイ表示面から筐体背面への奥行方向）を変えた場合のアンテナ特性（利得）の値を比較した図表である。 本発明の実施形態における変形例である。

本発明の実施形態の電子機器について図面を用いて以下説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化乃至省略する。

本実施形態の電子機器に相当し、また本実施形態の電子機器の筐体構造を備えるノートＰＣ１の概略構成について図１から図３を参照して説明する。なお、電子機器に搭載されるＣＰＵやマザーボード等の電子部品については、後述するディスプレイ、アンテナ及び無線モジュールを除き、その説明を省略する。図２は、図１における破線で囲まれたＡ部分の拡大図である。また、図３は、図２におけるＣ−Ｃ断面図を表したものである。

本実施形態のノートＰＣ１は、ディスプレイが配された筐体２と、キーボード等が配された筐体３とがヒンジ部を介して回動可能に接続されている。筐体２は、ディスプレイモジュール２８の背面側をマグネシウム合金等の軽金属等からなる背面部４、背面部４に対向する表面部５、背面部４の外周４辺から立ち上がる側面部６が表面部５の外周に連結して構成される。背面部４は、マグネシウム合金等の軽金属からなる金属部分２７と、アンテナ２２の背面側を保護する非導電性（例えば樹脂製）のアンテナカバー２６で構成されている。なお、背面部を本実施形態で用いる軽金属と同様の剛性が確保された導電性材料で構成してもよい。

各アンテナは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）や無線ＬＡＮ、無線ＷＡＮ、ＷｉＭＡＸ、ＵＷＢ、またはＧＰＳのような通信方式、或いは３Ｇや３．５Ｇのような携帯電話方式といった各方式にそれぞれ対応している。

表面部５には、タッチセンサが形成されたガラスが、液晶パネルに貼り付けられて一体に形成された、タッチパネル７が設けられている。タッチセンサをガラスに形成する手法としては、例えばタッチセンサを直接ガラスに貼り付ける方法や、あるいはタッチセンサをガラスに蒸着する方法があり、後者の方法を採用したものとして、例えばＯＧＳ方式がある。タッチパネル７は、アンテナ２２の表面側の電波放射面に重畳しないように、つまり、アンテナ２２の電波放射面を回避して設けられている。タッチパネル７でアンテナ２２の電波放射面を覆ってしまうと、後述するように良好なアンテナ利得が得られないためである。

また、タッチパネル７の背面側にディスプレイモジュール２８が設けられ、ディスプレイモジュール２８の表示面上方の1辺にアンテナ２２がその１辺の両側に設けられている。アンテナ２２の表面側は非導電性（例えば樹脂製）のアンテナカバー２５により覆われている。なお、アンテナ２２と筐体２に内蔵された無線モジュール２９とがケーブル３０により接続されている。

さらに、筐体２上方中央付近には、カメラ２３及びマイク２４が設けられ、アンテナカバー２５には、カメラ２３及びマイク２４が設けられた部分に対応してカメラ２３のレンズ部分及びマイク２４の集音部分を露出させる加工孔が設けられている。

なお、図３に示すように、タッチパネル７の表面とアンテナカバー２５の表面の境界はフラットになるように、タッチパネル７とアンテナカバー２５が設けられている。これにより、使用者がタッチパネル７を指で操作（例えばスワイプ等）する場合に、境界に段差がある場合と比較して、指どおりが格段にスムーズになり、操作性が向上するという効果が得られる。

次に、本実施形態におけるアンテナ２２とタッチパネル７との望ましい距離について図４から図６を参照して説明する。図４（ａ−１）及び図４（ａ−２）は、アンテナ２２とタッチパネル７とのディスプレイ表示面に平行に沿った方向の距離を５ｍｍとした場合を示した模式図及びその断面図である。図４（ｂ−１）及び図４（ｂ−２）は、アンテナ２２とタッチパネル７とのディスプレイ表示面に平行に沿った方向の距離を２．３ｍｍとした場合を示した模式図及びその断面図である。図４（ｃ−１）及び図４（ｃ−２）は、タッチパネル７がアンテナ２２の表面側を覆ってしまっている場合を示した模式図及びその断面図である。

図４の３つの模式図及び断面図の例に対応して、それぞれアンテナ特性としての絶対利得（ｄＢｉ）を測定した結果を図５を参照して説明する。なお、タッチパネル７が無い場合の測定値は絶対利得は２４００から２５００ＭＨｚ帯の周波数において−２．９９ｄＢｉ、５１５０から５８５０ＭＨｚ帯の周波数において−３．９５ｄＢｉである。また、推奨値を仮に、２４００から２５００ＭＨｚ帯の周波数において−３．００ｄＢｉ、５１５０から５８５０ＭＨｚ帯の周波数において−４．４０ｄＢｉとする。

まず、図４（ａ−１）及び図４（ａ−２）における、アンテナ２２とタッチパネル７とのディスプレイ表示面に平行に沿った方向の距離を５ｍｍとした場合の絶対利得は２４００から２５００ＭＨｚ帯の周波数において−３．５７ｄＢｉ、５１５０から５８５０ＭＨｚ帯の周波数において−４．９０ｄＢｉであった。

また、図４（ｂ−１）及び図４（ｂ−２）における、アンテナ２２とタッチパネル７とのディスプレイモジュール表示面に平行に沿った方向の距離を２．３ｍｍとした場合の絶対利得は、２４００から２５００ＭＨｚ帯の周波数において−３．９７ｄＢｉ、５１５０から５８５０ＭＨｚ帯の周波数において−５．１９ｄＢｉであった。

さらに、図４（ｃ−１）及び図４（ｃ−２）における、タッチパネル７がアンテナ２２の表面側を覆ってしまっている場合の絶対利得は、２４００から２５００ＭＨｚ帯の周波数において−４．６５ｄＢｉ、５１５０から５８５０ＭＨｚ帯の周波数において−５．９８ｄＢｉであった。

以上から、アンテナ２２とタッチパネル７とのディスプレイ表示面に平行に沿った方向の距離が最も長い図４（ａ−１）及び図４（ａ−２）の場合において、一番良好な利得となっていることがわかる。つまり、良好なアンテナ利得を得るためには、アンテナ２２とタッチパネル７とのディスプレイ表示面に平行に沿った方向の距離Ｘを２．３≦Ｘ≦５．０の範囲内で調整することが望ましい。

次に、アンテナ２２とタッチパネル７とのディスプレイモジュール表示面に垂直な方向の距離Ｙを変えた場合（図４（ｃ−２）参照）のアンテナ利得の推移について図６を参照して説明する。なお、推奨値は図５同様に、２４００から２５００ＭＨｚ帯の周波数において−３．００ｄＢｉ、５１５０から５８５０ＭＨｚ帯の周波数において−４．４０ｄＢｉとする。距離Ｙを１．２ｍｍとした場合の絶対利得は、２４００から２５００ＭＨｚ帯の周波数において−３．９０ｄＢｉ、５１５０から５８５０ＭＨｚ帯の周波数において−４．８５ｄＢｉであった。

また、距離Ｙを２．０ｍｍとした場合の絶対利得は、２４００から２５００ＭＨｚ帯の周波数において−３．６７ｄＢｉ、５１５０から５８５０ＭＨｚ帯の周波数において−４．３０ｄＢｉであった。

さらに、距離Ｙを３．０ｍｍとした場合の絶対利得は、２４００から２５００ＭＨｚ帯の周波数において−３．１１ｄＢｉ、５１５０から５８５０ＭＨｚ帯の周波数において−３．９５ｄＢｉであった。

以上のように、アンテナ２２とタッチパネル７とのディスプレイモジュール表示面に垂直な方向の距離についても、その距離が長いほど良好なアンテナ利得が得られることがわかる。ただし、本実施形態における電子機器は薄型化を反映した製品であるため、薄型化を犠牲にしない程度で距離Ｙを設定する必要がある。そのため、距離Ｙを、１．２ｍｍ≦Ｙ≦３．０ｍｍの範囲内で調整することが望ましい。

次に、本実施形態の変形例について図７を参照して説明する。ここでは、アンテナカバー２５及び２６をアンテナ２２の電波放射面を覆うように設け、筐体２におけるアンテナ２２が設けられていない１辺（例えば側面部６）を背面部４の外周に連結する軽金属で形成する。アンテナ２２は、少なくとも電波放射面が遮られなければよいため、上述した本実施形態のように筐体２の上方側の表裏面すべてをアンテナカバーで覆う必要は無く、例えば図７の破線で示した部分２５１のみをアンテナカバーで覆うこととしてもよい。これにより、アンテナカバー以外の部分を例えば軽金属等の剛性ある部材で構成すれば、筐体の強度アップを図ることができる。

なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。例えば、本実施形態では、ノートＰＣを例にとり説明してきたが、本発明はノートＰＣに限定されず、例えば、携帯電話やスマートフォン等の携帯端末、デジカメ等の表示パネル付きの撮影装置、表示パネル付きの家庭用電化製品等にも適用することができる。

１ ノートＰＣ
２ ディスプレイ側の筐体
３ キーボード側の筐体
４ 背面部
５ 表面部
６ 側面部
７ タッチパネル
２２ アンテナ
２３ カメラ
２４ マイク
２５ 表面側のアンテナカバー
２６ 裏面側のアンテナカバー
２７ 金属部分
２８ ディスプレイモジュール
２９ 無線モジュール
３０ ケーブル

Claims (6)

1. タッチパネルと、
   前記タッチパネルの背面側に設けられたディスプレイモジュールと、
   前記ディスプレイモジュール表示面の外周における少なくとも一辺に設けられたアンテナと、
   前記アンテナを保護する非導電性のアンテナカバーと、
   少なくとも前記ディスプレイモジュールの背面側を軽金属からなる背面部とする薄型筐体と、
   を備え、
   少なくとも前記アンテナの電波放射面に重畳しないように前記タッチパネルを配置したことを特徴とする電子機器。
2. 前記タッチパネルの前記アンテナ寄りの一辺と前記アンテナとの前記ディスプレイモジュール表示面に平行に沿った方向の距離Ｘが２．３ｍｍ≦Ｘ≦５．０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
3. 前記タッチパネルの背面と前記アンテナとの前記ディスプレイモジュール表示面に垂直な方向の距離Ｙが１．２ｍｍ≦Ｙ≦３．０ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の電子機器。
4. 前記アンテナカバーを前記アンテナの電波放射面を覆うように設け、前記薄型筐体における前記アンテナが設けられていない部分が軽金属からなることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の電子機器。
5. 前記タッチパネルの表面と前記アンテナカバーの表面との境界がフラットになるように前記タッチパネルと前記アンテナカバーを設けたことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の電子機器。
6. タッチパネルと、前記タッチパネルの背面側に設けられたディスプレイモジュールと、前記ディスプレイモジュール表示面の外周における少なくとも一辺に設けられたアンテナと、を備える電子機器の筐体構造であって、
   少なくとも前記ディスプレイモジュールの背面側を軽金属からなる背面部とし、前記ディスプレイモジュールの側面側が前記背面部の外周から立ち上がる軽金属からなり、
   前記アンテナが設けられた一辺の一部を切り欠いた部分に前記アンテナを保護する非導電性のアンテナカバーを設けてなり、
   前記タッチパネルを少なくとも前記アンテナの電波放射面に重畳しないように配置したことを特徴とする電子機器の筐体構造。

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