JP4734808B2 - カードタイプ無線通信端末装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばパーソナルコンピュータのPCカードスロット等に取付けられ逆Lアンテナ、逆Fアンテナ等の板状アンテナを用いて無線電波の送信、受信を行うカードタイプ無線通信端末装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、カードタイプ無線通信端末装置として、長さ方向の一側にコネクタ取付部が形成されると共に他側にアンテナ収容部が形成されたフレームと、該フレームの内部に収容された回路基板と、該回路基板の一側に設けられ前記フレームのコネクタ取付部に取付けられたコネクタと、前記フレームのアンテナ収容部に収容された状態で前記回路基板の他側に設けられ放射電極板を含む板状アンテナとを備えたものが知られている。
【0003】
そして、このような従来技術によるカードタイプ無線通信端末装置では、板状アンテナを通じて高周波の無線電波を送信、受信し、回路基板に設けられた各種の回路を通じて無線電波に対して信号の変調、復調を行うと共に、コネクタを通じてコンピュータとの間で信号を入力、出力している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術による無線通信端末装置では、板状アンテナの放射電極板と回路基板との間には隙間(空間)が形成されていた。このため、板状アンテナ(放射電極板)の面積や放射電極板と回路基板との間の離間寸法は、無線電波の周波数のよって概略決められていた。
【0005】
一方、カードタイプ無線通信端末装置では、外観デザイン等の理由によって、その高さ寸法や放射電極板の面積を予め決められた範囲内に収める必要がある。このため、比較的周波数の低い無線電波を用いる場合には、板状アンテナが過大に大きくなり、フレーム内に収容できなくなるという問題がある。
【0006】
特に、コンピュータと接続するインターフェイス部分が小型なPCカード、SD(Super Density)カード、CF(Compact Flash)カード、メモリースティック等に対しては、板状アンテナを適用することができない虞がある。
【0007】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明は板状アンテナを小型化、低背化することができるカードタイプ無線通信端末装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明は、樹脂材料を用いて内部に基板収容空間が形成された枠状に形成され、長さ方向の一側にコネクタ取付部が設けられ、長さ方向の他側にアンテナ収容部が設けられたフレームと、該フレームの基板収容空間内に収容された回路基板と、該回路基板の一側に位置して前記フレームのコネクタ取付部に取付けられたコネクタと、前記フレームのアンテナ収容部に収容された状態で前記回路基板の他側に設けられ板状の放射電極板を含む板状アンテナとを備えたカードタイプ無線通信端末装置に適用される。
【0009】
そして、請求項1の発明が採用する構成の特徴は、前記フレームには、該フレームと同じ樹脂材料を用いて形成され前記放射電極板と回路基板との間に挿入されるブロックを設け、該ブロックは、前記フレームの他側に位置して該フレームと一体に形成したことにある。
【0010】
これにより、放射電極板と回路基板との間の静電容量を大きくすることができるから、板状アンテナの容量を大きくすることができ、板状アンテナを小型化かつ低背化することができる。また、ブロックをフレームと一体に形成したから、フレームを樹脂成形するときにフレームと一緒にブロックを加工することができ、ブロックを別途設ける場合に比べて製造コストを低減することができる。
【0013】
また、請求項2の発明が採用する構成の特徴は、前記フレームには、該フレームと同じ樹脂材料を用いて形成され前記放射電極板と回路基板との間に挿入されるブロックを設け、該ブロックは、前記フレームの左,右両側に形成した一対の梁によって支持した状態で設けたことにある。
【0014】
これにより、放射電極板と回路基板との間の静電容量を大きくすることができるから、板状アンテナの容量を大きくすることができ、板状アンテナを小型化かつ低背化することができる。また、ブロックは、フレームの左,右両側に形成した一対の梁によって支持した状態で設けたから、フレームの左,右両側をブロックと梁とによって連結することができ、フレームの強度を高めることができる。
【0015】
請求項3の発明では、前記ブロックには、該ブロックを部分的に除去するための複数の切込みを設けている。
【0016】
これにより、切込みを用いてブロックを部分的に切除することができるから、放射電極板と回路基板との間の静電容量を調整することができる。
【0017】
請求項4の発明では、前記ブロックには、1個または複数個の貫通孔を設けている。これにより、貫通孔の数、大きさ等を適宜設定することによって、放射電極板と回路基板との間の静電容量を調整することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態によるカードタイプ無線通信端末装置を、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0019】
まず、図1ないし図5は第1の実施の形態を示し、1はカードタイプ無線通信端末装置の外形をなし上,下が開口した薄形のフレームで、該フレーム1は、無線電波が透過可能な樹脂材料によって略四角形の枠状に形成されている。
【0020】
ここで、フレーム1は、左,右方向に離間した状態で前,後方向(長さ方向)に延びる左,右の支柱1Aと、該各支柱1Aの前側を連結する連結梁1Bと、フレーム1の後端側を閉塞して各支柱1Aの後側を連結する連結部1Cと、支柱1Aの後側に位置して後述の板状アンテナ11を上側から覆う上カバー1Dと、該上カバー1Dと対向して支柱1Aの後側に設けられた下カバー1Eとによって構成されている。
【0021】
また、フレーム1は、左,右の支柱1A、連結梁1B、連結部1Cによって取囲まれた中央部に後述の回路基板7を収容するための基板収容空間2が形成されている。さらに、フレーム1の前側には連結梁1Bから前端に向けて開口し後述のコネクタ10を取付けるためのコネクタ取付部3が形成され、フレーム1の後側には上カバー1Dと下カバー1Eとの間に画成され後述の板状アンテナ11を収容するためのアンテナ収容部4が形成されている。
【0022】
そして、フレーム1は、その上側開口が上パネル5によって施蓋されると共に、その下側開口が下パネル6によって施蓋されている。
【0023】
7はフレーム1の基板収容空間2内に収容された回路基板で、該回路基板7は、略四角形の板状に形成され、その表面にはIC、LSI等からなる通信制御回路部8と、該通信制御回路部8に接続された高周波回路部9と、後述のコネクタ10、板状アンテナ11とが取付けられている。また、回路基板7には、フレーム1のアンテナ収容部4に対応した位置に平板状のアース(図示せず)が設けられている。
【0024】
そして、通信制御回路部8は、コネクタ10を通じてコンピュータ(図示せず)に接続され、コンピュータからの信号を高周波回路部9を用いて高周波の無線電波に変調して板状アンテナ11から送信すると共に、高周波回路部9を用いて板状アンテナ11によって受信した無線電波から信号を復調してコンピュータに入力するものである。
【0025】
10は回路基板7の前端側に設けられたコネクタで、該コネクタ10は、その前面側にコンピュータの端子ピンが挿入される複数のピン穴10Aが設けられ、該ピン穴10A内の端子(図示せず)を通じて通信制御回路部8に接続されている。そして、コネクタ10は、フレーム1の前端側に取付けられコネクタ取付部3に固定されている。
【0026】
11は回路基板7の後端側に取付けられた導電性金属材料からなる板状アンテナで、該板状アンテナ11は、図5に示すように例えば四角形の板状をなし回路基板7から離間した状態で略水平に配置された放射電極板11Aと、該放射電極板11Aの角隅側に位置して回路基板7のアース端子7Aに接続され回路基板7から放射電極板11Aに向けて高さ方向に延びたアース側放射素子11Bと、該アース側放射素子11Bから離間して回路基板7の給電端子7Bに接続され回路基板7から放射電極板11Aに向けて高さ方向に延びた給電側放射素子11Cとによって逆Fアンテナを構成している。
【0027】
そして、板状アンテナ11は、アース側放射素子11B、給電側放射素子11Cをアース端子7A、給電端子7Bに半田付けすることによって回路基板7に固定されている。また、放射電極板11Aは、回路基板7に設けられたアースと対面すると共に、回路基板7との間に隙間が形成されている。
【0028】
12はフレーム1と同じ樹脂材料を用いて連結部1Cに一体に形成されたブロックで、該ブロック12は、図3ないし図5に示すように空気中よりも大きな誘電率を有すると共に、連結部1Cから回路基板7に向けて突出した略四角形の板状をなし、アンテナ収容部4内に位置して放射電極板11Aと回路基板7のアースとの間に挿入されている。
【0029】
本実施の形態によるカードタイプ無線通信端末装置は上述のように構成されるものであり、その使用時にはカードタイプ無線通信端末装置をパーソナルコンピュータのPCカードスロット等に挿入し、コネクタ10をコンピュータに接続する。これにより、通信制御回路部8は、コンピュータからの信号を高周波回路部9を用いて高周波の無線電波に変調して板状アンテナ11から送信すると共に、高周波回路部9を用いて板状アンテナ11によって受信した無線電波から信号を復調してコンピュータに入力する。
【0030】
然るに、本実施の形態では、板状アンテナ11の放射電極板11Aと回路基板7との間にはフレーム1に一体に設けられたブロック12を挿入したから、従来技術のように放射電極板11Aと回路基板7との間に空間を形成している場合に比べて、放射電極板11Aと回路基板7との間の誘電率を高めて静電容量を大きくすることができる。このため、板状アンテナ11の容量を大きくして板状アンテナ11内の電磁波の波長を短くすることができるから、板状アンテナ11を小型化、低背化することができる。
【0031】
また、ブロック12はフレーム1と一体に形成したから、フレーム1を樹脂成形するときにフレーム1と一緒にブロック12を加工することができる。このため、フレーム1の一部をなすブロック12を利用して板状アンテナ11を小型化することができ、ブロック12を別途設ける場合に比べて製造コストを低減することができる。
【0032】
さらに、ブロック12を放射電極板11Aと回路基板7との間に挿入するから、ブロック12によって放射電極板11Aを支持することができ、板状アンテナ11の変形を防ぎ、信頼性、耐久性を高めることができる。
【0033】
次に、図6および図7は本発明の第2の実施の形態によるカードタイプ無線通信端末装置を示し、本実施の形態の特徴は、ブロックをフレームの左,右両側に形成した一対の梁によって支持した状態で設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では、第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【0034】
21は本実施の形態によるフレームで、該フレーム21は第1の実施の形態によるフレーム1と同様に、左,右の支柱21A、連結梁21B、連結部21C、上カバー21D、下カバー21Eによって構成されている。そして、フレーム21は、その中央部に基板収容空間2が形成され、前側にコネクタ取付部3が形成されると共に、後側にアンテナ収容部4が形成されている。
【0035】
22はフレーム21を同じ樹脂材料を用いて一体に形成されたブロックで、該ブロック22は、略四角形の板状をなしてアンテナ収容部4内に配設されると共に、その左,右両端が梁23を通じて左,右の支柱21Aにそれぞれ連結されている。そして、ブロック22は梁23によって支持されると共に、放射電極板11Aと回路基板7のアースとの間に挿入されている。
【0036】
かくして、本実施の形態でも第1の実施の形態と同様の作用効果を得ることができるが、本実施の形態では、ブロック22をフレーム21の左,右両側に形成した一対の梁23によって支持した状態で設けたから、フレーム21の左,右の支柱21Aをブロック22と梁23によって連結することができ、フレーム21の強度を高めることができる。
【0037】
次に、図8および図9は本発明の第3の実施の形態によるカードタイプ無線通信端末装置を示し、本実施の形態の特徴は、ブロックには、該ブロックを部分的に除去するための複数の切込みを設けたことにある。なお、本実施の形態では、第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【0038】
31は本実施の形態によるフレームで、該フレーム31は第1の実施の形態によるフレーム1と同様に、左,右の支柱31A、連結梁31B、連結部31C、上カバー31D、下カバー31Eによって構成されている。そして、フレーム31は、その中央部に基板収容空間2が形成され、前側にコネクタ取付部3が形成されると共に、後側にアンテナ収容部4が形成されている。
【0039】
32はフレーム31と同じ樹脂材料を用いて連結部31Cに一体に形成されたブロックで、該ブロック32は、第1の実施の形態によるブロック12と同様に連結部31Cから回路基板7に向けて突出した略四角形の板状をなし、アンテナ収容部4内に位置して放射電極板11Aと回路基板7のアースとの間に挿入されている。
【0040】
また、ブロック32の上,下両面には、前,後方向に離間して左,右方向に平行に延びる複数の切込み33が設けられている。そして、ブロック32は、手または治具を用いることによって、任意の切込み33の位置から折曲または切断し、図9中に二点鎖線で示すように板状アンテナ11に向けて突出した端部32Aを部分的に除去できるものである。
【0041】
かくして、本実施の形態でも第1の実施の形態と同様の作用効果を得ることができるが、本実施の形態では、ブロック32に複数の切込み33を設けたから、いずれかの切込み33を用いてブロック32を分割することによってブロック32の大きさを変化させることができる。このため、放射電極板11Aと回路基板7との間に挿入するブロック32の挿入量を変化させることによって、板状アンテナ11の共振周波数をシフトすることができるから、板状アンテナ11の使用可能周波数範囲を広げることができる。
【0042】
また、ブロック32の挿入量を変化させることによって共振周波数等のアンテナ特性を調整することができるから、例えば板状アンテナ11の加工誤差に伴う共振周波数等のアンテナ特性のばらつきを補うことができる。
【0043】
なお、本実施の形態では、ブロック32の上,下両面に切込み33を設ける構成としたが、例えばブロックの上,下両面のうち片面側にのみ切込みを設ける構成としてもよい。
【0044】
次に、図10および図11は本発明の第4の実施の形態によるカードタイプ無線通信端末装置を示し、本実施の形態の特徴は、ブロックには複数個の貫通孔を設けたことにある。なお、本実施の形態では、第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【0045】
41は本実施の形態によるフレームで、該フレーム41は第1の実施の形態によるフレーム1と同様に、左,右の支柱41A、連結梁41B、連結部41C、上カバー41D、下カバー41Eによって構成されている。そして、フレーム41は、その中央部に基板収容空間2が形成され、前側にコネクタ取付部3が形成されると共に、後側にアンテナ収容部4が形成されている。
【0046】
42はフレーム41と同じ樹脂材料を用いて連結部41Cに一体に形成されたブロックで、該ブロック42は、第1の実施の形態によるブロック12と同様に連結部41Cから回路基板7に向けて突出した略四角形の板状をなし、アンテナ収容部4内に位置して放射電極板11Aと回路基板7のアースとの間に挿入されている。
【0047】
また、ブロック42には、略円形の開口をもって厚さ方向に貫通した複数(例えば12個)の貫通孔43が穿設されている。そして、任意の個数の貫通孔43には、図10に示すように例えばブロック42と同じ樹脂材料の円柱形状をなす穴埋め部材44が挿入されるものである。
【0048】
かくして、本実施の形態でも第1の実施の形態と同様の作用効果を得ることができるが、本実施の形態では、ブロック42に複数の貫通孔43を設けたから、これらの貫通孔43のうち任意の個数の貫通孔43に穴埋め部材44を挿入することによって、放射電極板11Aと回路基板7との間に挿入するブロック42の挿入量を変化させることができる。このため、第3の実施の形態と同様に板状アンテナ11の共振周波数をシフトすることができるから、板状アンテナ11の使用可能周波数範囲を広げることができると共に、共振周波数等のアンテナ特性のばらつきを補うことができる。
【0049】
なお、第4の実施の形態では、予め複数の貫通孔43を形成した後、任意の個数の貫通孔43に穴埋め部材44を挿入する構成としたが、貫通孔を設けていないブロックに対して必要な個数の貫通孔を穿設する構成としてもよい。
【0050】
また、貫通孔43は円形に限らず、四角形等の多角形でもよく、楕円形、長円形等であってもよい。さらに、ブロック42には必要な大きさをもった1個の貫通孔を穿設する構成としてもよい。
【0051】
また、前記第3,第4の実施の形態では、フレーム31,41の連結部31C,41Cに設けられたブロック32,42に対して切込み33、貫通孔43を形成するものとしたが、第2の実施の形態と同様にフレームの左,右両側に梁を介して連結したブロックに対して切込み、貫通孔を形成する構成としてもよい。
【0052】
さらに、前記各実施の形態では、板状アンテナ11として逆Fアンテナを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、板状アンテナは例えば逆Lアンテナ、パッチアンテナ等であってもよい。
【0053】
【発明の効果】
以上詳述した如く、請求項1の発明によれば、フレームには板状アンテナの放射電極板と回路基板との間に挿入されるブロックを形成したから、板状アンテナの容量を大きくすることができ、板状アンテナを小型化、低背化することができる。また、ブロックを放射電極板と回路基板との間に挿入するから、ブロックによって放射電極板を支持することができ、板状アンテナの変形を防ぎ、信頼性、耐久性を高めることができる。
【0054】
また、請求項1の発明によれば、ブロックはフレームと一体に形成したから、フレームを樹脂成形するときにフレームと一緒にブロックを加工することができる。このため、フレームの一部をなすブロックを利用して板状アンテナを小型化することができ、ブロックを別途設ける場合に比べて製造コストを低減することができる。
【0055】
請求項2の発明によれば、ブロックをフレームの左,右両側に形成した一対の梁によって支持した状態で設けたから、フレームの左,右両側をブロックと梁によって連結することができ、フレームの強度を高めることができる。
【0056】
請求項3の発明によれば、ブロックには複数の切込みを設けたから、いずれかの切込みを用いてブロックを部分的に除去することができる。このため、放射電極板と回路基板との間に挿入するブロックの挿入量を変化させ、板状アンテナの共振周波数をシフトさせることができるから、板状アンテナの使用可能周波数範囲を広げることができると共に、アンテナ特性のばらつきを補うことができる。
【0057】
請求項4の発明によれば、ブロックには1個または複数の貫通孔を設けたから、貫通孔の個数や大きさを適宜設定することによって放射電極板と回路基板との間に挿入するブロックの挿入量を変化させることができる。このため、板状アンテナの共振周波数をシフトすることができるから、板状アンテナの使用可能周波数範囲を広げることができると共に、共振周波数等のアンテナ特性のばらつきを補うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態によるカードタイプ無線通信端末装置を示す斜視図である。
【図2】図1中の矢示II−II方向からみたカードタイプ無線通信端末装置を示す断面図である。
【図3】図2中のアンテナ収容部を拡大して示す断面図である。
【図4】図1中のカードタイプ無線通信端末装置を示す分解斜視図である。
【図5】図4中のフレームと回路基板とを分離した状態で示す分解斜視図である。
【図6】第2の実施の形態によるフレームを示す分解斜視図である。
【図7】第2の実施の形態によるアンテナ収容部を拡大して示す断面図である。
【図8】第3の実施の形態によるフレームを示す分解斜視図である。
【図9】第3の実施の形態によるアンテナ収容部を拡大して示す断面図である。
【図10】第4の実施の形態によるフレームを示す分解斜視図である。
【図11】第4の実施の形態によるアンテナ収容部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
1,21,31,41 フレーム
2 基板収容空間
3 コネクタ取付部
4 アンテナ収容部
7 回路基板
10 コネクタ
11 板状アンテナ
11A 放射電極板
11B アース側放射素子
11C 給電側放射素子
12,22,32,42 ブロック
23 梁
33 切込み
43 貫通孔
Claims (4)
- 樹脂材料を用いて内部に基板収容空間が形成された枠状に形成され、長さ方向の一側にコネクタ取付部が設けられ、長さ方向の他側にアンテナ収容部が設けられたフレームと、該フレームの基板収容空間内に収容された回路基板と、該回路基板の一側に位置して前記フレームのコネクタ取付部に取付けられたコネクタと、前記フレームのアンテナ収容部に収容された状態で前記回路基板の他側に設けられ板状の放射電極板を含む板状アンテナとを備えたカードタイプ無線通信端末装置において、
前記フレームには、該フレームと同じ樹脂材料を用いて形成され前記放射電極板と回路基板との間に挿入されるブロックを設け、
該ブロックは、前記フレームの他側に位置して該フレームと一体に形成したことを特徴とするカードタイプ無線通信端末装置。 - 樹脂材料を用いて内部に基板収容空間が形成された枠状に形成され、長さ方向の一側にコネクタ取付部が設けられ、長さ方向の他側にアンテナ収容部が設けられたフレームと、該フレームの基板収容空間内に収容された回路基板と、該回路基板の一側に位置して前記フレームのコネクタ取付部に取付けられたコネクタと、前記フレームのアンテナ収容部に収容された状態で前記回路基板の他側に設けられ板状の放射電極板を含む板状アンテナとを備えたカードタイプ無線通信端末装置において、
前記フレームには、該フレームと同じ樹脂材料を用いて形成され前記放射電極板と回路基板との間に挿入されるブロックを設け、
該ブロックは、前記フレームの左,右両側に形成した一対の梁によって支持した状態で設ける構成としたことを特徴とするカードタイプ無線通信端末装置。 - 前記ブロックには、該ブロックを部分的に除去するための複数の切込みを設けてなる請求項1または2に記載のカードタイプ無線通信端末装置。
- 前記ブロックには、1個または複数個の貫通孔を設けてなる請求項1または2に記載のカードタイプ無線通信端末装置。
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