(57)【要約】      （修正有）【課題】アンテナがスペース効率よく配置された電子機器及びその製造方法を提供する。【解決手段】アンテナエレメントが設けられた支持体部材と、前記支持体部材と固定された蓋部材と、前記蓋部材と対向するように前記支持体部材と固定された底面部材と、を備えたことを特徴とする電子機器が提供される。また、本発明の他の一態様によれば、支持体部材の前記第１の面、前記第２の面及び前記内側面のうち少なくともいずれかに、印刷、ＭＩＤ成型、インサート成形、板金貼り合わせのうちのいずれかによりアンテナエレメントを形成する工程と、前記支持体部材と蓋部材と底面部材とを固定する工程と、を備えたことを特徴とする電子機器の製造方法が提供される。【選択図】図１
2008079201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナエレメントが設けられた支持体部材と、
前記支持体部材と固定された蓋部材と、
前記蓋部材と対向するように前記支持体部材と固定された底面部材と、
を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記支持体部材は、第１の面、第２の面及び内側面を有し、
前記アンテナエレメントは、前記支持体部材の前記第１の面、前記第２の面及び前記内側面のうち少なくともいずれかに設けられていることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記支持体部材は、前記アンテナエレメントを２個以上有することを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記アンテナエレメントは、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、逆Ｆアンテナのうちの少なくともいずれかひとつを構成することを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
【請求項５】
前記アンテナエレメントは、前記支持体部材の直交する内側面にまたがるように折れ曲がって設けられていることを特徴とする請求項請求項１〜３のいずれか１つに記載の電子機器。
【請求項６】
前記アンテナエレメントは、前記支持体部材の前記第１の面、前記第２の面及び前記内側面のうちの少なくともいずれかにおける平面内において折れ曲がるように設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の電子機器。
【請求項７】
前記支持体部材は、樹脂を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の電子機器。
【請求項８】
前記蓋部材及び前記底面部材は、金属または樹脂を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の電子機器。
【請求項９】
前記蓋部材及び前記底面部材は、スナップフィット、ねじ止め、接着のうちの少なくともいずれかにより前記支持体部材と固定されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の電子機器。
【請求項１０】
支持体部材の前記第１の面、前記第２の面及び前記内側面のうち少なくともいずれかに、印刷、ＭＩＤ成型、インサート成形、板金貼り合わせのうちのいずれかによりアンテナエレメントを形成する工程と、
前記支持体部材と蓋部材と底面部材とを固定する工程と、
を備えたことを特徴とする電子機器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地上波ディジタル放送における携帯向け放送サービスの実用化などに伴い、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）を含む電子機器の用途がますます拡大している。小型化がさらに要求される電子機器において、性能を確保しつつより筐体に内蔵が容易なアンテナ及びこれを格納する筐体の構造が必要になる。
【０００３】
筐体を、例えば、上部及び下部の２体構造とし、回路部品及び機構部品などを載置する回路基板を筐体のいずれかに固定し、この回路基板上にアンテナを配置する構造が考えられる。この場合、アンテナを配置するための空間を回路基板上に確保する必要がある。携帯電子機器では、元来内部空間の大きさは制限されるので、このアンテナを配置する空間も小さいことが好ましい。
【０００４】
また、このように回路基板上にアンテナが配置された構造においては、アンテナが配置される領域と電磁シールドをする領域とを分離する必要があり筐体内の部品配置が複雑となる。さらに、回路部品は一般にノイズ源となるので、アンテナの特性が低下することがあり得る。
【０００５】
次に、２体構造を構成するいずれかの筐体部分にアンテナを配置する構造が考えられる。しかし、筐体の表側に配置されたアンテナは露出することになり、外観的、意匠的に好ましくない。かつ、人体に近接するためにアンテナ特性が影響を受ける可能性があり、電気的接続のために構造も複雑となる。筐体の内側は剛性を確保するために、リブ状構造となっていることが多いので、アンテナを配置するのが容易ではない。  
以上説明したように、２体構造の筐体においては、アンテナを配置するために制約が多く、小型化に限界がある。
【０００６】
携帯無線機の液晶表示窓の周囲にループ状に線状アンテナを配置し、アンテナ取付けの省スペース化を行う技術開示例がある（特許文献１）。
【特許文献１】特開平１１−１８７０９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、アンテナがスペース効率よく配置された電子機器及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、アンテナエレメントが設けられた支持体部材と、前記支持体部材と固定された蓋部材と、前記蓋部材と対向するように前記支持体部材と固定された底面部材と、を備えたことを特徴とする電子機器が提供される。
また、本発明の他の一態様によれば、支持体部材の前記第１の面、前記第２の面及び前記内側面のうち少なくともいずれかに、印刷、ＭＩＤ成型、インサート成形、板金貼り合わせのうちのいずれかによりアンテナエレメントを形成する工程と、前記支持体部材と蓋部材と底面部材とを固定する工程と、を備えたことを特徴とする電子機器の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、アンテナがスペース効率よく配置された電子機器及びその製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態につき説明する。
図１は、本発明の実施の形態にかかる電子機器の構成を表す模式斜視図である。  
支持体部材１０を挟んで、蓋部材５０及び底面部材５２が固定され、筐体を構成する。本図は内部を説明するために蓋部材５０と底面部材５２とを支持体部材１０から離してある。電子機器は、表示部と、表示部への情報を処理する操作部とを含むことがある。この場合、表示部と操作部とは、一体構造でも良く、また重ね合わせ構造でも良い。本実施の形態においては、ヒンジ、スライド、スィーベル方式などによる重ね合わせ構造として説明するが、重ね合わせ構造は、これら実施の形態には限定されない。なお、以下の図面において同様の構成要素には同一番号を付して詳細な説明を省略する。
支持体部材１０は、第１の面１０Ａと、第２の面１０Ｂと、内側面１０Ｃと、を有する。第１の面１０Ａは、蓋部材５０と対向する面である。第２の面１０Ｂは底面部材５２と対向する面である。内側面１０Ｃは、蓋部材５０と支持体部材１０と底面部材５２とを固定した時に、その内部空間に面する面である。
【００１１】
操作部には、信号処理回路、電源回路、制御回路などを戴置する回路基板、キーボード、二次電池などが格納される。回路基板（図示せず）は、例えば、底面部材５２に固定される。回路基板は蓋部材５０または支持体部材１０に固定されてもよい。
【００１２】
無線信号を送受信するためのアンテナエレメント１２は、支持体部材１０の第１の面１０Ａ、第２の面１０Ｂ、内側面１０Ｃのうち少なくともいずれかひとつに設ける。本図においては内側面に設けられている。アンテナエレメント１２からの電磁波の送受信を行うために、支持体部材１０は、樹脂などの絶縁物を含むことが好ましい。また、アンテナエレメント１２の中央部は、給電部と破線の矢印のように接続される。
【００１３】
蓋部材５０及び底面部材５２は、樹脂、または金属を含むものする。但し、金属材料とする場合には、アンテナエレメントからの放射パターンを損なわないようにする。以上は、操作部とされる筐体につき説明した。一方、液晶などを含む表示部とされる筐体を構成する支持体部材にアンテナエレメント１２を配置することも可能である。
【００１４】
次に、アンテナエレメントにつき説明をする。
図２は、アンテナエレメントを表す図であり、同図（ａ）はダイポールアンテナ、同図（ｂ）は折り返しダイポールアンテナの場合をそれぞれに表す。ダイポールアンテナのアンテナエレメント１２は、その長さが約２分の１波長である。誘電体（誘電率：ε）で満たされた場合、波長は、λｇ＝λ０／（ε１／２）（但し、λ０は真空中の波長）である。本実施形態の場合、支持体部材１０側にのみ誘電体が存在するので、波長λｇは誘電率及び形状のより複雑な関数となる。樹脂を用いると空気中より波長短縮ができ、アンテナの小型化が容易となる。
【００１５】
２分の１波長のほぼ中点においてアンテナエレメント１２は２分割されて給電部３０に接続される。図２（ｂ）は、２分の１波長のそれぞれの端部が折り返され、アンテナエレメント１４の全体長はほぼ１波長となる。この場合、図２（ａ）のダイポールアンテナと比べて、インピーダンスがほぼ４倍となり、高い放射効率とできる。
【００１６】
図３は、ダイポールアンテナの放射パターンを説明する図であり、同図（ａ）はアンテナエレメント１２の配置、同図（ｂ）はＸＺ平面における放射パターン、同図（ｃ）はＸＹ面内における放射パターンである。これを図１と対応させると、ＸＹ平面における放射パターンはほぼ円形である。一方、アンテナエレメント１２を含むＺ軸のまわりではドーナツ状の放射パターンとなり、Ｚ軸を含む平面での放射パターンは８の字状となる。従って、Ｚ軸方向への感度は低下する。
【００１７】
図４は、ダイポールアンテナにおけるアンテナエレメントの変形例を表す模式斜視図であり、同図（ａ）はアンテナエレメント１２が支持体部材１０内で直交する内側面にまたがって設けられた第１変形例であり、同図（ｂ）はアンテナエレメント１２が内側面の一平面上で折り曲げるように設けられた第２変形例である。いずれの場合においてもＺ軸方向における感度を改善できる。
【００１８】
なお、アンテナエレメント１２が設けられる位置は支持体部材１０の内側面に限定されない。  
図５は、支持体部材１０の第１の面１０Ａにアンテナエレメント１２が設けられた第３変形例を表す模式斜視図である。この場合、アンテナエレメント１２が設けられる支持体部材１０の第１の面１０Ａまたは第２の面１０Ｂと貼り合わせられる蓋部材５０または底面部材５２が金属を含む場合、アンテナエレメント１２との間を絶縁し、かつ放射パターンが大きくゆがまないようにする。
【００１９】
以下に、アンテナエレメントの他の構造について説明する。
図６は、アンテナエレメント１６がモノポールアンテナを構成する場合であり、同図（ａ）は支持体部材１０の模式斜視図、（ｂ）はモノポールアンテナの構成を表す図、（ｃ）は折り返しモノポールアンテナの構成を表す図である。本図においてモノポールのアンテナエレメント１６は、支持体部材１０の内側面に設けられている。長さが約４分の１波長であるアンテナエレメント１６の一方の端部が図６（ａ）に破線矢印のように給電部３０に接続されるが、給電部３０は接地となる地板４０にも接続されている。この結果、図６（ｂ）に破線で表される影像により２分の１波長のダイポールアンテナに近い作用をする。但し、放射パターンは上方のみでありインピーダンスはダイポールアンテナの約２分の１となる。図６（ｃ）に例示されるアンテナエレメント１８を構成要素とする折り返しモノポールアンテナも、そのインピーダンスをより高くする効果を有する。
【００２０】
モノポールアンテナはダイポールアンテナの約２分の１の長さと小型化できるので、携帯電子機器に適している。また、ダイポールアンテナの２分の１ではなく、例えば３／８または５／８の長さとしても良い。また、実際には地板４０は無限大ではないために、非対称なダイポールとなることもある。
【００２１】
地板４０の形状及び大きさはアンテナの放射パターンに影響を及ぼす。モノポールアンテナの地板４０を大きくするには筐体の枠の厚みを大きくする。  
図７は、アンテナエレメント１６を配置する部分の厚みＷＷを大きくした支持体部材１０の変形例を表す模式斜視図である。地板４０の大きさを大きくするとアンテナ特性をダイポールアンテナに近づけることができる。
【００２２】
次に、逆Ｆアンテナについて説明する。
図８は逆Ｆアンテナを説明する図であり、同図（ａ）はアンテナエレメント２０が配置された支持体部材１０、同図（ｂ）は逆Ｆアンテナの構成を説明する図である。本図において、アンテナエレメント２０は約４分の１波長とされ、その一方の端部は地板４０と、中間の領域において破線矢印で例示されるように給電部３０とそれぞれ接続されている。この構造では、給電点と地板４０への短絡点との距離ＦＦを変える事によりインピーダンスの調整ができる。逆Ｆアンテナも小型のために携帯電子機器に適している。
【００２３】
以上のようにアンテナエレメントをスペース効率よく筐体内に配置することにより、アンテナのための空間が実質的に増加する。このためにアンテナ特性が改善され、かつ複数のアンテナ配置が可能となる。複数アンテナを内蔵できると、使用波長帯が異なる、例えば、電話、ＧＰＳ（Global Positioning System）、地上波ディジタル放送における携帯向け放送サービスなどの機能を備えた電子機器が可能となる。
【００２４】
また蓋部材５０及び底面部材５２にはアンテナエレメントを配置しないので表面に段差を生じることなく、アンテナの形状が外部から見えないなど外観を良好にできる。さらに蓋部材５０及び底面部材５２に高剛性材料を選択することにより筐体全体のリブを減少できるので機械加工が容易となり、薄肉化も可能となる。リブの低減により、部品実装空間を拡大できかつ小型化が容易となる。支持体部材１０は、機械強度よりアンテナエレメントの特性を優先して決めることができる。例えば、誘電率が高い材料を選択すると、アンテナの小型化が一層可能となり、かつ回路基板上への電磁輻射を低減できるのでアンテナ効率の改善が可能となる。
【００２５】
次に、本実施形態にかかる蓋部材５０、支持体部材１０、底面部材５２から構成される構造を有する電子機器の製造方法について説明する。
まず、支持体部材１０の第１の面１０Ａ、第２の面１０Ｂ、内側面１０Ｃにアンテナエレメント１２のパターンを形成する工程について説明する。アンテナエレメント１２は、印刷、ＭＩＤ（Molded Interconnect Device）成型、インサート成形、板金貼り付けなどを用いて形成することができる。
【００２６】
印刷によるアンテナエレメント１２の形成工程においては、導電性ペーストを印刷塗布し、銅メッキを施し、しかる後にニッケルまたは金などのメッキによるトップコートを施す。この場合、導電性ペーストの印刷にインクジェット方式を用いることが可能である。また、銅メッキを省略することもできる。この形成工程によれば、支持体部材１０の第１の面１０Ａ、第２の面１０Ｂ、内側面１０Ｃにアンテナエレメント１２が形成できる。
【００２７】
ＭＩＤ成型によるアンテナエレメント１２の形成工程においては、樹脂製のベースに全面銅メッキを施し、金型を用いパターンとする領域に樹脂を形成し、樹脂をマスクとし銅のエッチングし、マスクとして形成した樹脂を剥離する。この場合、上とは逆に剥離する領域に樹脂を形成することも可能である。この工程によれば、支持体部材１０の第１の面１０Ａ、第２の面１０Ｂ、内側面１０Ｃにアンテナエレメント１２が形成できる。
【００２８】
インサート成型によるアンテナエレメント１２の形成工程においては、アンテナパターンまたはアンテナパターンを印刷したシートを金型にセットし、樹脂をインサート成型するという手順による。この工程によれば、支持体部材１０の内部に埋め込まれたアンテナエレメント１２が形成できる。
【００２９】
板金貼り合わせの形成工程は、支持体部材１０の内側面にアンテナエレメントを形成するのに適している。
いずれの形成工程であっても、幅の細いアンテナエレメント１２を精度良く形成することができる。
【００３０】
続いて、電子機器の組み立て工程について説明する。
回路部品、機構部品などは回路基板（図示せず）に載置されている。二次電池は、いずれかの筐体または回路基板に配置される。回路基板は、底面部材５２、支持体部材１０、蓋部材５０のいずれかに取り付ける。例えば、回路基板が底面部材５２に固定された後、底面部材５２がさらに支持体部材１０に固定される。固定方法としては、スナップフィット、ねじ止め、接着などの方式を用いる。このあと、アンテナエレメント１２が給電部３０と接続され、さらに操作部と表示部間の電気的接続などがなされた後、蓋部材５０が支持体部材１０に固定される。
【００３１】
また、回路基板を支持体部材１０へ固定し、アンテナエレメント１２と給電部３０との接続、その他の電気的接続の後、蓋部材５０と底面部材５２とを、それぞれの固定方法を用いて支持体部材１０へそれぞれ固定することもできる。以上の組み立て工程により本実施形態にかかる電子機器の製造が可能となる。
【００３２】
以上、図面を参照しつつ本発明の実施の形態につき説明した。しかし、本発明はこれら具定例に限定されない。例えば、電子機器を構成する筐体、アンテナエレメント、地板、給電部などの材質、形状、サイズなどに関して、当業者が各種設計変更を行ったものであっても、本発明の主旨を逸脱しない限り本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態にかかる電子機器を表す模式斜視図である。
【図２】ダイポールアンテナを説明する図である。
【図３】ダイポールアンテナの放射パターンを説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる電子機器のアンテナエレメントの変形例を表す模式斜視図であり、同図（ａ）は第１変形例、同図（ｂ）は第２変形例である。
【図５】本発明の実施の形態にかかる電子機器のアンテナエレメントの第３変形例である。
【図６】モノポールアンテナを説明する図である。
【図７】支持体部材の変形例を表す模式斜視図である。
【図８】逆Ｆアンテナを説明する図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０・・・支持体部材、１０Ａ・・・・第１の面、１０Ｂ・・・第２の面、１０Ｃ・・・内側面、１２・・・アンテナエレメント、５０・・・蓋部材、５２・・・底面部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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