(57)【要約】【課題】スピーカ及びアンテナの両方が必要とする容積を確保しつつ、両者の性能を維持したまま、機器のサイズを小さくすることができるスピーカ一体型アンテナ、スピーカ一体型アンテナの実装構造、電子機器及びスピーカ一体型アンテナの実装方法を提供する。【解決手段】スピーカ一体型アンテナ１０は、表面に全面ベタＧＮＤ面１１ａを形成し、裏面の信号部品面１１ｂにスピーカユニット１２を実装したアンテナ基板１１と、アンテナ基板１１と所定距離離れて平行に配置され、全面ベタＧＮＤ面１５ａを有するメイン基板１５と、所定の線路長を有し、アンテナ基板１１の全面ベタＧＮＤ面１１ａとメイン基板１５の全面ベタＧＮＤ面１５ａとを接続する給電コネクタ１３及びＧＮＤコネクタ１４とを備え、アンテナ基板１１の全面ベタＧＮＤ面１１ａ、メイン基板１５の全面ベタＧＮＤ面１５ａ及びＧＮＤコネクタ１４がアンテナのエレメント部２０を構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に平板状の導電体を形成し、他方の面にスピーカを実装したアンテナ基板と、
前記アンテナ基板と所定距離離れて配置され、平板状の導電体を有するメイン基板と、
前記アンテナ基板の導電体と前記メイン基板の導電体とを電気的に接続するコネクタとを備え、
前記アンテナ基板の導電体、前記メイン基板の導電体及び前記コネクタがアンテナのエレメント部を構成することを特徴とするスピーカ一体型アンテナ。
【請求項２】
前記アンテナ基板と前記メイン基板は、所定距離離れて平行又は略平行に配置することを特徴とする請求項１記載のスピーカ一体型アンテナ。
【請求項３】
前記アンテナ基板は、表面に平板状の導電体が形成され、裏面に電子部品が実装可能なプリント基板であることを特徴とする請求項１又は２に記載のスピーカ一体型アンテナ。
【請求項４】
前記アンテナ基板の導電体及び前記メイン基板の導電体は、金属であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のスピーカ一体型アンテナ。
【請求項５】
前記アンテナ基板の平板状の導電体は、前記アンテナ基板の表面の全面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のスピーカ一体型アンテナ。
【請求項６】
前記コネクタは、アンテナ給電コネクタとＧＮＤコネクタであることを特徴とする請求項１記載のスピーカ一体型アンテナ。
【請求項７】
前記アンテナ給電コネクタは、スピーカ給電コネクタを兼用することを特徴とする請求項６記載のスピーカ一体型アンテナ。
【請求項８】
さらに、前記アンテナ基板の裏面又は前記メイン基板に、アンテナ整合回路を実装することを特徴とする請求項１記載のスピーカ一体型アンテナ。
【請求項９】
さらに、前記アンテナ基板の裏面又は前記メイン基板に、アンテナ送受信周波数の変更回路を実装することを特徴とする請求項１記載のスピーカ一体型アンテナ。
【請求項１０】
さらに、前記アンテナ基板の裏面又は前記メイン基板に、スピーカアンプ回路を実装することを特徴とする請求項１記載のスピーカ一体型アンテナ。
【請求項１１】
さらに、前記アンテナ基板に、音響振動素子を実装し、前記アンテナ基板を音響振動板として振動させることを特徴とする請求項１記載のスピーカ一体型アンテナ。
【請求項１２】
一方の面に平板状の導電体を形成し、他方の面にスピーカを実装したアンテナ基板と、
前記アンテナ基板と所定距離離れて平行に配置され、平板状の導電体を有するメイン基板と、
前記アンテナ基板の導電体と前記メイン基板の導電体とを電気的に接続するコネクタとを備え、
前記アンテナ基板の導電体、前記メイン基板の導電体及び前記コネクタがアンテナのエレメント部を構成するスピーカ一体型アンテナの実装構造であって、
前記スピーカ及び、その他の実装部品を、前記アンテナ基板の裏面で、かつ前記メイン基板に面した側にのみ実装し、前記実装部品が外部へ露出することを防止することを特徴とするスピーカ一体型アンテナの実装構造。
【請求項１３】
アンテナ及びスピーカを有する電子機器において、
一方の面に平板状の導電体を形成し、他方の面にスピーカを実装したアンテナ基板と、
前記アンテナ基板と所定距離離れて配置され、平板状の導電体を有するメイン基板と、
前記アンテナ基板の導電体と前記メイン基板の導電体とを電気的に接続するコネクタとを備え、
前記アンテナ基板の導電体、前記メイン基板の導電体及び前記コネクタがアンテナのエレメント部を構成するスピーカ一体型アンテナを、アンテナ及びスピーカとして搭載することを特徴とする電子機器。
【請求項１４】
一方の面に平板状の導電体を形成し、他方の面にスピーカを実装したアンテナ基板と、
前記アンテナ基板と所定距離離れて平行に配置され、平板状の導電体を有するメイン基板と、
前記アンテナ基板の導電体と前記メイン基板の導電体とを電気的に接続するコネクタとを備え、
前記アンテナ基板の導電体、前記メイン基板の導電体及び前記コネクタがアンテナのエレメント部を構成するスピーカ一体型アンテナの実装方法であって、
前記スピーカは、スピーカ端子を有するスピーカユニットからなり、
前記スピーカユニットを、前記プリント基板の裏面に実装するとともに、リフロー半田付けして前記アンテナ基板に一体化することを特徴とするスピーカ一体型アンテナの実装方法。
【請求項１５】
前記アンテナ基板の平板状の導電体は、金属等の導電材料を、プリントして形成する、ペイントして形成する、又は、貼り付けて形成することを特徴とする請求項１４記載のスピーカ一体型アンテナの実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信機能と音響出力機能を搭載した携帯電話機，携帯情報端末，携帯型オーディオ機器，携帯型ＡＶプレーヤなどの電子機器に利用可能なスピーカ一体型アンテナ、スピーカ一体型アンテナの実装構造、電子機器及びスピーカ一体型アンテナの実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無線通信機能と音響出力機能を搭載した電子機器では、無線通信の電波を送受信するためのアンテナ及び音響出力のためのスピーカの両方が分離して搭載されていた。
また、特許文献１には、アンテナエレメントを電気絶縁性の振動体に実装したアンテナ兼用スピーカ装置が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２１７６３３号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のアンテナ及びスピーカ又はレシーバを有する携帯電話機等の電子機器にあっては、以下のような問題点があった。
スピーカ、アンテナともに、空間に電波若しくは音波を出力する機能であるため、特性確保には、機器の特定の部位に搭載する必要がある。しかしながら、携帯型の小型電子機器では、表示部や操作部、使用上、手で遮らない場所を考慮すると、搭載部位が限られており、分離構造では、両者を最適な位置に搭載することが、難しかった。このため、性能を犠牲にして搭載する、若しくは、機器のサイズを大きくして搭載する必要があった。
【０００５】
特許文献１に記載のアンテナ兼用スピーカは、絶縁体構成の振動体を有するスピーカの振動体面をアンテナ基板として用いるため、振動体が絶縁性である必要がある。また、アンテナエレメントは、音響信号と共に振動する構造であるため、このスピーカでは、スピーカの振動板の平面状にアンテナエレメントを実装して、アンテナエレメントからの電波がスピーカ振動方向の前後両方向に送受信されることになる。したがって、携帯型の小型電子機器に搭載する場合、アンテナの前面と背面のいずれに金属が接近しても、アンテナの送受信が妨げられアンテナ特性が劣化するため、電子機器のメイン基板上に接近して配置することができなかった。
【０００６】
また、振動板を保護するために金属のネットや保護板が使えないという問題もあった。金属のネットや保護板が使えないので、金属と同等の強度を有する絶縁物の保護板で保護したり、保護板を不要にするために丈夫な非金属製の振動板が必要であったりしたため、コストやサイズが上昇していた。
【０００７】
さらに、音響信号でアンテナエレメントが移動するため、高い周波数を利用した通信や、高速なデジタル信号での広帯域通信では、アンテナの中心周波数がずれてアンテナ利得が低下し、さらに、振動板の位置的な変化がフェージングとなって、無線通信が妨害される懸念もあった。
【０００８】
コンカレントエンジニアリングによる開発の課題も生じている。アンテナの特性は、メイン基板の状況に大きく影響する。したがって、メイン基板上に整合回路を設けたり、アンテナ給電のための配線長を変更したりして、調整する必要がある。コンカレントエンジニアリングでは、メイン基板とアンテナ基板の両方を平行して開発し、通常、メイン基板の方が大規模ゆえに変更がききにくく、機器の開発スケジュール全体に影響する場合があった。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、スピーカ及びアンテナの両方が必要とする容積を確保しつつ、両者の性能を維持したまま、機器のサイズを小さくすることができるスピーカ一体型アンテナ、スピーカ一体型アンテナの実装構造、電子機器及びスピーカ一体型アンテナの実装方法を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、振動板や振動板の保護に金属部品が使え、信頼性確保とコストダウンも実現可能で、かつコンカレントエンジニアリングにも対応できるスピーカ一体型アンテナ、スピーカ一体型アンテナの実装構造、電子機器及びスピーカ一体型アンテナの実装方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のスピーカ一体型アンテナは、一方の面に平板状の導電体を形成し、他方の面にスピーカを実装したアンテナ基板と、前記アンテナ基板と所定距離離れて配置され、平板状の導電体を有するメイン基板と、前記アンテナ基板の導電体と前記メイン基板の導電体とを電気的に接続するコネクタとを備え、前記アンテナ基板の導電体、前記メイン基板の導電体及び前記コネクタがアンテナのエレメント部を構成することを特徴としている。
【００１２】
前記アンテナ基板と前記メイン基板は、所定距離離れて平行又は略平行に配置するものであってもよい。
前記アンテナ基板は、表面に平板状の導電体が形成され、裏面に電子部品が実装可能なプリント基板であることがより好ましい。
前記アンテナ基板の導電体及び前記メイン基板の導電体は、金属であることがより好ましい。
【００１３】
また、より好ましい具体的な態様としては、前記アンテナ基板の平板状の導電体は、前記アンテナ基板の表面の全面に形成されているものである。
前記コネクタは、アンテナ給電コネクタとＧＮＤコネクタであることがより好ましい。
また、より好ましい具体的な態様としては、前記アンテナ給電コネクタは、スピーカ給電コネクタを兼用するものである。
【００１４】
さらに、前記アンテナ基板の裏面又は前記メイン基板に、アンテナ整合回路を実装するものであってもよい。
さらに、前記アンテナ基板の裏面又は前記メイン基板に、アンテナ送受信周波数の変更回路を実装するものであってもよい。
さらに、前記アンテナ基板の裏面又は前記メイン基板に、スピーカアンプ回路を実装するものであってもよい。
さらに、前記アンテナ基板に、音響振動素子を実装し、前記アンテナ基板を音響振動板として振動させるものであってもよい。
【００１５】
また、本発明のスピーカ一体型アンテナの実装構造は、一方の面に平板状の導電体を形成し、他方の面にスピーカを実装したアンテナ基板と、前記アンテナ基板と所定距離離れて平行に配置され、平板状の導電体を有するメイン基板と、前記アンテナ基板の導電体と前記メイン基板の導電体とを電気的に接続するコネクタとを備え、前記アンテナ基板の導電体、前記メイン基板の導電体及び前記コネクタがアンテナのエレメント部を構成するスピーカ一体型アンテナの実装構造であって、前記スピーカ及び、その他の実装部品を、前記アンテナ基板の裏面で、かつ前記メイン基板に面した側にのみ実装し、前記実装部品が外部へ露出することを防止することを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の電子機器は、アンテナ及びスピーカを有する電子機器において、一方の面に平板状の導電体を形成し、他方の面にスピーカを実装したアンテナ基板と、前記アンテナ基板と所定距離離れて配置され、平板状の導電体を有するメイン基板と、前記アンテナ基板の導電体と前記メイン基板の導電体とを電気的に接続するコネクタとを備え、前記アンテナ基板の導電体、前記メイン基板の導電体及び前記コネクタがアンテナのエレメント部を構成するスピーカ一体型アンテナを、アンテナ及びスピーカとして搭載することを特徴としている。
【００１７】
さらに、本発明のスピーカ一体型アンテナの実装方法は、一方の面に平板状の導電体を形成し、他方の面にスピーカを実装したアンテナ基板と、前記アンテナ基板と所定距離離れて平行に配置され、平板状の導電体を有するメイン基板と、前記アンテナ基板の導電体と前記メイン基板の導電体とを電気的に接続するコネクタとを備え、前記アンテナ基板の導電体、前記メイン基板の導電体及び前記コネクタがアンテナのエレメント部を構成するスピーカ一体型アンテナの実装方法であって、前記スピーカは、スピーカ端子を有するスピーカユニットからなり、前記スピーカユニットを、前記プリント基板の裏面に実装するとともに、リフロー半田付けして前記アンテナ基板に一体化することを特徴としている。
また、前記アンテナ基板の平板状の導電体は、金属等の導電材料を、プリントして形成する、ペイントして形成する、又は、貼り付けて形成するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適なスピーカ一体型アンテナ、スピーカ一体型アンテナの実装構造、電子機器及びスピーカ一体型アンテナの実装方法の実施の形態について詳細に説明する。
【００１９】
図１乃至図３は、本発明の実施の形態のスピーカ一体型アンテナの構成を示す図であり、図１は、その側面図、図２は、その組立工程を示す分解斜視図、図３は、そのアンテナ基板の斜視図である。また、図４は、スピーカ一体型アンテナが実装された電子機器の回路図、図５は、スピーカ一体型アンテナが実装された携帯情報端末の外観を示す斜視図である。
本実施の形態のスピーカ一体型アンテナが実装された電子機器として、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等の携帯情報端末に適用した例である。
【００２０】
まず、図５において、１は、携帯情報端末（電子機器）であり、携帯情報端末１本体１ａは、スピーカ一体型アンテナ１０、操作のためのガイダンスや受信情報，画像やテキスト情報などの情報を表示するＬＣＤ表示部２、機能切り替え，動作決定等を行う機能キー，上下左右の方向に選択対象を移動させるカーソルキー，英数キーなどからなるキーボード３を備えて構成される。
【００２１】
携帯情報端末１本体１ａ上部は、スピーカ一体型アンテナを収容するスピーカ・アンテナエリア４、本体１ａ中央部は、ＬＣＤ表示部２等を備える表示エリア５、本体１ａ下部は、キーボード３等を備える操作エリア６である。
【００２２】
スピーカ、アンテナともに、空間に電波若しくは音波を出力する機能であるため、特性確保には、機器の特定の部位に搭載する必要がある。また、ＬＣＤ表示部２やキーボード３を使用する際に、手で遮らない場所を考慮する必要がある。そこで本実施の形態では、図５に示すように、スピーカ及びアンテナ共に、表示エリア５、及び操作エリア６から離れた、本体１ａ上部のスピーカ・アンテナエリア４にスピーカ一体型アンテナを搭載するようにする。このスピーカ・アンテナエリア４の大きさは、電子機器１の全体のサイズに大きく影響するため、なるべく、小さくすることが好ましい。
【００２３】
図１乃至図３において、１０はスピーカ一体型アンテナ、１１はスピーカ一体型アンテナ１０のアンテナ基板１１、１２はアンテナ基板１１に実装されたスピーカユニット１２である。
【００２４】
アンテナ基板１１は、図１に示すように給電コネクタ１３及びＧＮＤコネクタ１４を介してメイン基板１５上に接続されている。アンテナ基板１１は、図１に示すように表面（一方の面）が全面ベタＧＮＤ面１１ａ（アンテナ基板の導電体）で、裏面（他方の面）が信号部品面１１ｂで構成されている（図３参照）。
メイン基板１５は、図１の断面図に示すように内層に全面ベタＧＮＤ面１５ａ（メイン基板の導電体）を有する３層構造となっている。
【００２５】
このように、アンテナ基板１１とメイン基板１５とが分離して平行配置され、かつアンテナ基板１１の全面ベタＧＮＤ面１１ａは、所定の線路長を有する給電コネクタ１３及びＧＮＤコネクタ１４を介してメイン基板１５内層の全面ベタＧＮＤ面１５ａに接続される。したがって、図１の側面図に示すように、アンテナ基板１１の全面ベタＧＮＤ面１１ａから給電コネクタ１３及びＧＮＤコネクタ１４を介してメイン基板１５内層の全面ベタＧＮＤ面１５ａに至る金属導体部分は、板状逆Ｆアンテナや板状逆Ｌアンテナといった金属製アンテナのエレメント部２０を構成する。ここで、上記板状とは、アンテナ基板１１の全面ベタＧＮＤ面１１ａ、又はメイン基板１５の全面ベタＧＮＤ面１５ａの金属製アンテナ部分が板状であることを示し、上記逆Ｆ又は逆Ｌとは、側面から見たときに金属製アンテナエレメント部２０が逆Ｆ字状又は逆Ｌ状になっていること示す。
【００２６】
スピーカユニット１２は、アンテナ基板１１に実装されており、給電コネクタ１３とＧＮＤコネクタ１４を通してメイン基板１５から音声信号が給電される。アンテナ基板１１には、図３に示すように、スピーカ用音穴１６があけられており、アンテナ基板１１の信号部品面１１ｂには、スピーカ用パッド１７、及びチップコンデンサ１８が取り付けられている。また、アンテナ基板１１の信号部品面１１ｂと全面ベタＧＮＤ面１１ａの間はスルーホール１９が開孔されている。スピーカユニット１２は、スピーカ用音穴１６に面して設置され、スピーカ用パッド１７に接続されて給電される。このスピーカ用パッド１７がスピーカ端子に合わせて２つに分離され、一方のスピーカ用パッド１７が給電コネクタ１３に接続され、他方のスピーカ用パッド１７がスルーホール１９を介して全面ベタＧＮＤ面１１ａに接続される。上記構成は、アンテナ給電とスピーカ給電を１本の線で供給するための給電分離回路１７Ａを構成する。
このように、板状逆Ｆアンテナや板状逆Ｌアンテナといった金属製アンテナエレメント部２０にスピーカユニット１２が実装される構成となっている。
【００２７】
また、アンテナエレメント部２０を、アンテナ基板１１及びメイン基板１５からなるプリント基板で実現することで、アンテナ給電とスピーカ給電を１本の線で供給するための給電分離回路１７Ａを実装したり、メイン基板１５と接続するためのコネクタを実装している。すなわち、アンテナ給電とスピーカ給電を１本の線（給電コネクタ１３）で供給するための給電分離回路１７Ａを実装したプリント基板を、金属製アンテナエレメント部２０として利用し、また、メイン基板１５と接続するためのＧＮＤコネクタ１４を実装したプリント基板を、金属製アンテナエレメント部２０として利用する構成となっている。
上記スピーカ一体型アンテナ１０が実装された携帯情報端末のアンテナ及びスピーカ部の回路例は、図４に示される。
【００２８】
図４において、メイン基板１５は、ＲＦ部２１、インダクタＬ１，Ｌ２及びコンデンサＣ１からなる共振回路２２、オーディオ信号を増幅するオーディオ用パワーＩＣからなるオーディオアンプ２３及びコンデンサＣ２，Ｃ３が設置されて構成される。また、メイン基板１５は、給電コネクタ１３及びＧＮＧコネクタ１４を通してアンテナ基板１１に接続される。アンテナ基板１１は、上述したようにスピーカ一体型アンテナ１０アンテナエレメント部をプリント基板で実現したことに特徴があり、電気的には、給電コネクタ１３及びコンデンサ１８を介して接続されたアンテナ３１と、給電コネクタ１３とＧＮＧコネクタ１４間に接続されたスピーカ３２とから構成される。
以下、上述のように構成されたスピーカ一体型アンテナ１０の動作を説明する。
【００２９】
まず、アンテナ動作について述べる。給電コネクタ１３から信号部品面１１ｂに給電された高周波信号が高周波コンデンサ１８を経由し、スルーホール１９によりアンテナ基板１１の全面ベタＧＮＤ面１１ａに接続される。また、当該接続点から、ＧＮＤ信号が、ＧＮＤコネクタ１４を経由し、さらにメイン基板内層全面ベタＧＮＤ１５ａを経由して、給電コネクタ１３のメイン基板側付近まで配線されており、当該線路長に生じる電位差により、アンテナ基板１１とサブ基板の間で電界が生じ、電磁波が空間に放出されるアンテナとして動作する。また、受信も反対の動作で、同様に動作する。
【００３０】
次に、スピーカ動作について述べる。給電コネクタ１３からスピーカユニット１２に接続され、スピーカユニット１２の反対の端子はアンテナ基板１１に直接ＧＮＤとして接続されている。オーディオ信号は、高周波信号に比べて、十分に周波数が低いため、アンテナエレメント部であるアンテナ基板１１の全面ベタＧＮＤ面１１ａのどこに接続しても、ＧＮＤとして作用する。
次に、アンテナ基板１１の組み立ては、図２の組立図と図３のアンテナ基板図を参照してアンテナ基板１１の組み立てについて説明する。
【００３１】
アンテナ基板１１は、図３に示すように、スピーカ用音穴１６があけられており、スピーカ用パッド１７にて給電される。半田付けは、パッドにリフロー用の半田ペーストを印刷し、図２に示すように自動実装によりスピーカユニット１２をアンテナ基板１１の信号部品面１１ｂに実装し、高温リフローで半田を溶かして、半田付けされる。この際、チップコンデンサ１８、給電コネクタ１３、及びＧＮＤコネクタ１４も同時に同じ面に実装することで、スピーカ一体型アンテナ１０が完成する。
【００３２】
また、メイン基板１５とアンテナ基板１１は、図２に示すように、アンテナ基板１１がメイン基板１５の上に給電コネクタ１３により装着される。
スピーカ一体型アンテナ１０が実装された携帯情報端末の動作について説明する。
【００３３】
図４に示すように、ＲＦ部２１及びオーディオアンプ２３から出力された信号は、それぞれ、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３及びインダクタＬ１，Ｌ２により合成される。これらの信号周波数は、大幅に異なるため、単純に、コンデンサでオーディオ信号をカット、インダクタで高周波信号をカットして合成することができる。しかし、オーディオ側は、インダクタで十分に高周波信号をカットしていても、高周波のＧＮＤ電位が異なるため、オーディオアンプ２３の入出力に、高周波信号が回り込んでしまう。このとき、ＲＦ部２１の送信波が出力及び出力が停止するタイミングによるバーストノイズが発生するため、オーディオアンプ２３の前後に、高周波的ＧＮＤを十分にとるためのコンデンサＣ２，Ｃ３が必要である。
【００３４】
以上のように合成した高周波及びオーディオ信号は、同一の給電コネクタ１３により、アンテナ基板１１に給電される。アンテナ側は、コンデンサ１８を経由して給電される。これは、オーディオ信号の低周波成分が、アンテナ給電によってＧＮＤにショートしないために必要である。なお、スピーカによっては、オーディオラインがアンテナに影響する場合がある。この場合は、スピーカラインに、インダクタＬ３を直列挿入する必要がある。
【００３５】
以上説明したように、本実施の形態に係るスピーカ一体型アンテナ１０は、表面に全面ベタＧＮＤ面１１ａを形成し、裏面の信号部品面１１ｂにスピーカユニット１２を実装したアンテナ基板１１と、アンテナ基板１１と所定距離離れて平行に配置され、全面ベタＧＮＤ面１５ａを有するメイン基板１５と、所定の線路長を有し、アンテナ基板１１の全面ベタＧＮＤ面１１ａとメイン基板１５の全面ベタＧＮＤ面１５ａとを接続する給電コネクタ１３及びＧＮＤコネクタ１４とを備え、アンテナ基板１１の全面ベタＧＮＤ面１１ａ、メイン基板１５の全面ベタＧＮＤ面１５ａ及びＧＮＤコネクタ１４がアンテナのエレメント部２０を構成するので、メイン基板１５と分離構造の金属製アンテナ及びスピーカを有する電子機器において、板状逆Ｆアンテナや板状逆Ｌアンテナといった金属製アンテナのエレメント部２０にスピーカユニット１２を実装することができ、スピーカの背面容積を確保しつつ、アンテナ容積を確保することができる。
【００３６】
アンテナ及びスピーカの性能確保には、それぞれ、ある程度の容積が必要となる。板状逆Ｆアンテナでは、アンテナと逆Ｆアンテナを実装するメイン基板１５との間に高周波の電界が生じてアンテナとして動作する。したがって、逆Ｆアンテナの面積とメイン基板の間隔による体積が大きいほど、アンテナの性能である利得、帯域幅が向上する。
【００３７】
さらに、スピーカユニット１２をアンテナエレメントの一部としていて、かつ、逆Ｆアンテナは、メイン基板１５の逆Ｆアンテナに面した部分をアンテナとして動作しているため、アンテナ送受信を遮る構造物が、原理的に発生しなくなる。
また、スピーカの性能も、スピーカの背面の体積が小さいと、振動板が十分に振動できないため、振動板の背面容積を確保する必要がある。
【００３８】
したがって、逆Ｆアンテナの専有容積を、アンテナとスピーカの背面容積の両方として使用することで、両者の必要な体積を確保したまま一体化することが可能になる。
【００３９】
本実施の形態では、スピーカ一体型アンテナ１０のアンテナエレメント部２０をプリント基板からなるアンテナ基板１１により実現することで、アンテナ給電とスピーカ給電を１本の線で供給するための給電分離回路を実装したり、メイン基板と接続するためのコネクタを実装したり、アンテナ整合回路を実装したり、アンテナ送受信周波数の変更回路を実装したり、スピーカアンプ回路を実装することが容易になる。
【００４０】
また、自動実装に対応したスピーカ端子を有するスピーカユニット１２を、アンテナ基板１１（プリント基板）に実装し、リフローによって半田付けして一体化する実装方法を用いることで、大量生産が可能となる。さらに、アンテナ基板１１の実装部品を、アンテナ基板１１のメイン基板１５側に面した面に実装することで、これらの部品が、外部に露出しないため、無駄なスペースが発生しない。
【００４１】
また、アンテナ基板１１上に整合回路などが実装できるため、アンテナの開発をメイン基板１５の設計・開発と平行して進めることが可能になり、最終の合わせ込み段階でもアンテナ側の変更で対応可能である。
【００４２】
また、アンテナエレメント部２０が振動しても、通信に差支えないような場合は、アンテナエレメント部２０（例えば、アンテナ基板１１）に、直接、音響振動素子を実装して、アンテナエレメント部２０を音響振動板として、操作させることも可能である。この場合でも、アンテナ及びスピーカとして必要な容積を確保することができる。
【００４３】
その他の実施の形態として、アンテナエレメント部を、基板ではなく、スピーカの振動板保護のための金属部品で構成する例や、図１のスピーカユニット１２を音響振動素子に変更することで、アンテナ基板１１を音響振動板として構成することも可能である。この例でも、図１と同様にメイン基板に平行に配置することで、スピーカとアンテナを一体で構成しつつ、アンテナの容積とスピーカの背面容積を共有した構造を持つことが可能である。
【００４４】
なお、上記実施の形態に係るスピーカ一体型アンテナでは、ＰＤＡ等の携帯情報端末に適用した例であるが、無線通信機能と音響出力機能を搭載した携帯電話機，携帯型オーディオ機器，携帯型ＡＶプレーヤなどの電子機器に適用してもよく、例えば無線送受信機、ＴＶの映像回路等の各種装置に適用できることは言うまでもない。
【００４５】
また、上記実施の形態では、スピーカ一体型アンテナの名称を用いているが、これは説明の便宜上であり、例えばアンテナ兼用スピーカ、アンテナシステム、アンテナ製造方法等でもよく、また、通信装置等の一部に組み込まれたものであってもよい。
【００４６】
さらに、上記スピーカ一体型アンテナの形状は、板状逆Ｆアンテナや板状逆Ｌアンテナ等どのような形状でもよく、スピーカ一体型アンテナ及び電子機器を構成するＲＦ部、アンプ、給電分離回路等の種類、数などは上述した実施の形態に限られない。また、導電体は金属であることが好ましいが、他の導電材料でもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明によれば、スピーカ、アンテナの両方が必要とする容積を確保しつつ、両者の性能を維持したまま、スピーカ一体型のアンテナが実現でき、本スピーカ一体型のアンテナが適用される機器のサイズを小さくすることができる。
【００４８】
この際、振動板にアンテナ素子を実装する従来技術と比較して、アンテナが固定されているためアンテナ素子が音響信号によって振動せず、また、アンテナ素子が面したメイン基板との間の高周波電界によりアンテナとして動作するため、アンテナ送受信の際に遮るものがなく、より高い周波数、より広帯域、より高効率が要求されるような、高速デジタルのワイヤレス通信用アンテナとして有効である。
【００４９】
また、振動板や振動板の保護に金属部品が使えたり、スピーカを自動実装することで、信頼性確保と大量生産によるコストダウンを図ることができる。
さらに、メイン基板開発と、アンテナ開発が分離でき、今日の開発スピードが要求される状況下で、コンカレントエンジニアリングにも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のスピーカ一体型アンテナの構成を示す側面図である。
【図２】本実施の形態のスピーカ一体型アンテナの組立工程を示す分解斜視図である。
【図３】本実施の形態のスピーカ一体型アンテナのアンテナ基板の斜視図である。
【図４】本実施の形態のスピーカ一体型アンテナが実装された電子機器の回路図である。
【図５】本実施の形態のスピーカ一体型アンテナが実装された携帯情報端末の外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  携帯情報端末（電子機器）
１ａ  本体
２  ＬＣＤ表示部
３  キーボード
４  スピーカ・アンテナエリア
５  表示エリア
６  操作エリア
１０  スピーカ一体型アンテナ
１１  アンテナ基板
１２  スピーカユニット
１３  給電コネクタ
１４  ＧＮＤコネクタ
１１ａ  全面ベタＧＮＤ面（アンテナ基板の導電体）
１１ｂ  信号部品面
１５  メイン基板
１５ａ  全面ベタＧＮＤ面（メイン基板の導電体）
１６  スピーカ用音穴
１７  スピーカ用パッド
１７Ａ  給電分離回路
１８  チップコンデンサ
１９  スルーホール
２０  アンテナエレメント部
２１  ＲＦ部
２２  共振回路
２３  オーディオアンプ
３１  アンテナ
３２  スピーカ
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３  インダクタ
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３  コンデンサ
【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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