(57)【要約】【課題】  静電気が作用した場合にも基板に備えたパーツ類が破壊されず、電波によって確実に情報を送信し得るマウスを構成する。【解決手段】  マウスのケースＣに収納される基板Ｂの端部位置の両面で、その基板Ｂの端縁に沿った領域に導体パターンで成るアンテナエレメント２０を形成し、このアンテナエレメント２０を、平面視においてマウスのボタン部１Ｒ、１Ｌを操作する指Ｆと重複しない位置に配置した。【選択図】        図２
2005210203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の基板に対して導体パターンで成るアンテナエレメントを形成してあるアンテナ装置であって、
前記基板の端縁において、その端縁に沿った領域に対して前記導体パターンで成るアンテナエレメントを形成し、このアンテナエレメントの両端を基板のグランドに電気的に接続し、このアンテナエレメントの中間位置に給電点を形成してあるアンテナ装置。
【請求項２】
前記アンテナエレメントが前記基板の表裏両面において、基板面と直交する方向視で重なり合う位置に形成され、この基板の表裏両面において、アンテナエレメントを除く面に対してレジスト膜を形成してある請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記アンテナエレメントのエレメント長が、前記電波の波長に等しい値に設定され、前記給電点の位置が、アンテナエレメントの端部から１／８〜１／４波長となる値に設定されている請求項１又は２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のアンテナ装置を備えているポインティングデバイスであって、
該ポインティングデバイスが、前記アンテナ装置の基板を収容するケースを備え、座標情報と人為操作情報とを前記アンテナ装置で送信するよう構成されると共に、前記アンテナ装置のアンテナエレメントが該ポインティングデバイスを操作する指から離間する配置となるように前記基板と前記ケースとの相対位置関係を設定しているポインティングデバイス。
【請求項５】
該ポインティングデバイスが、前記ケースを面上において移動させることにより、その移動方向と移動量を前記座標情報として取得するセンシング部と、前記人為操作情報を取得するボタン部とを備えたマウスとして構成されると共に、前記アンテナエレメントが、平面視において前記ボタン部を操作する指と重複しない位置に配置されている請求項４記載のポインティングデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁性の基板に対して導体パターンで成るアンテナエレメントを形成してあるアンテナ装置、及び、このアンテナ装置を用いたポインティングデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に対して導体パターンで成るアンテナエレメントを形成したアンテナ装置として、特許文献１に記載されるものが存在し、電波を用いたポインティングデバイスとして特許文献２に記載されるものが存在する。つまり、特許文献１では、カードモジュールに備えたアンテナ装置として、アンテナ基板の一方の主面に逆Ｆ型の第１のアンテナパターンと、ミアンダ型の第２のアンテナパターンとを形成してあり、アンテナ基板には高周波信号の変調や増幅等のチップ部品や電子部品等の回路部品を搭載している。また、特許文献２では、ポインティングデバイスとしてのマウスにアンテナを備えたものが示され、このマウスは、ローラボールの回転を計測する処理回路と押釦スイッチとを実装した第１のプリント回路基板、及び、処理回路で処理された位置検出信号を無線で送信するための送信回路とアンテナとを実装した第２のプリント回路基板夫々を備えている。第２のプリント回路基板は第１のプリント回路基板に対して直交する姿勢に取り付けられ、アンテナは第２のプリント回路基板の端部に形成されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２‐９２５７６号公報  （段落番号〔００２５〕〜〔００３０〕、図５）
【特許文献２】特開平９‐２０４２６９号公報  （段落番号〔０００７〕〜〔００１０〕、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近距離において電波で信号を送るＢｌｕｅｔｏｏｔｈの規格や、ＩＥＥＥ８０２．１１の規格で代表される無線ＬＡＮを考えた場合、装置の小型化を図り、簡便にアンテナ装置を作り出すため、特許文献１にも記載されるようにアンテナ装置を構成する基板に形成した導体パターンでアンテナエレメントを作り出すことが知られている。また、装置を小型化する場合に、基板に対してチップアンテナを備えることも知られているが、チップアンテナは衝撃によって破損することがあり、コストを上昇させ易いと云う不都合もある。基板にはＣ−ＭＯＳ型のＩＣ等、静電気によって破壊され易いパーツ類を実装することも多く、アンテナエレメントは外部からの電界の作用を受けやすい構造であるため外部で発生した静電気の作用を受けることも多いことから、アンテナエレメントに対して静電気が作用した場合には、アンテナエレメントからの静電気の作用によってパーツ類が破壊されることも考えられ改善が望まれている。
【０００５】
ポインティングデバイスとして電波によって位置情報を送信するマウスを考えると、特許文献２にも記載されるようにアンテナ装置はマウスのケースの内部に備えられるものであるため、マウスを操作するオペレータの手や指によってアンテナからの電波が遮られることもあり、確実に情報を送信する観点から改善の余地がある。
【０００６】
本発明の目的は、静電気が作用した場合にも基板に備えたパーツ類が破壊されることがないアンテナ装置、及び、確実に電波を送信し得るポインティングデバイスを合理的に構成する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の特徴は、絶縁性の基板に対して導体パターンで成るアンテナエレメントを形成してあるアンテナ装置において、前記基板の端縁において、その端縁に沿った領域に対して前記導体パターンで成るアンテナエレメントを形成し、このアンテナエレメントの両端を基板のグランドに電気的に接続し、このアンテナエレメントの中間位置に給電点を形成してある点にある。
【０００８】
この構成により、アンテナエレメントに対して静電気が作用して、このアンテナエレメントの部位の電位が高まった場合でも、このアンテナエレメントの両端から基板のグランドに電流を流してアンテナエレメントの電位を瞬時に低下させ、このアンテナエレメントと導通するよう基板に備えたパーツ類に対しても高電圧を作用させることがない。その結果、静電気が作用した場合にも基板に備えたパーツ類が破壊されないアンテナ装置が合理的に構成された。
【０００９】
本発明は、前記アンテナエレメントとして前記基板の表裏両面において、基板面と直交する方向視で重なり合う位置に形成され、この基板の表裏両面において、アンテナエレメントを除く面に対してレジスト膜を形成しても良い。
【００１０】
この構成により、アンテナエレメントが形成された領域を除く部位ではレジスト膜の被覆によってプリント配線の絶縁性能を高くするものとなる。また、アンテナエレメントの部位においては、レジスト膜が形成されたものと比較して誘電体損を低減し、しかも、このアンテナエレメントから直接的に空間に対して電波を放射する形態となり、電波の放射効率を高めるものとなる。特に、この発明ではアンテナエレメントが露出する形態となるので、アンテナエレメントが直接的に静電気を受けやすくなるものの、その静電気をグランドに流すことを可能にして静電気によるパーツ類の破損を解消する。
【００１１】
本発明は、前記アンテナエレメントのエレメント長を、前記電波の波長に等しい値に設定され、前記給電点の位置が、アンテナエレメントの端部から１／８〜１／４波長となる値に設定しても良い。
【００１２】
この構成により、アンテナエレメントから効率良く電波を放射することが可能となり、給電点の位置の設定により任意のインピーダンスを得ることが可能となる。
【００１３】
本発明の特徴は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアンテナ装置を備えているポインティングデバイスであって、該ポインティングデバイスが、前記アンテナ装置の基板を収容するケースを備え、座標情報と人為操作情報とを前記アンテナ装置で送信するよう構成されると共に、前記アンテナ装置のアンテナエレメントが該ポインティングデバイスを操作する指から離間する配置となるように前記基板と前記ケースとの相対位置関係を設定した点にある。
【００１４】
この構成により、ポインティングデバイスのケースにオペレータが指を接触させて操作する際にも、その指の位置からアンテナ装置のアンテナエレメントが離間しているので、アンテナエレメントから放射される電波を指が阻害する不都合を解消できる。その結果、ポインティングのための情報を確実に送信し得るポインティングデバイスが合理的に構成された。
【００１５】
本発明は、該ポインティングデバイスとして、前記ケースを面上において移動させることにより、その移動方向と移動量を前記座標情報として取得するセンシング部と、前記人為操作情報を取得するボタン部とを備えたマウスとして構成されると共に、前記アンテナエレメントが、平面視において前記ボタン部を操作する指と重複しない位置に配置しても良い。
【００１６】
マウスを操作する際には、ボタン部に指を接触させた状態でマウスのケースを面上で移動させ、必要に応じてボタン部を指で操作することになるが、この構成によると、マウスのボタン部を操作する指と重複しない位置にアンテナエレメントを配置しているので、マウスを操作する面と平行する方向ばかりでなく、マウスを操作する面と直交する上方に向かう方向にも指に遮られることなく電波を放射でき、ポインティングのための情報を確実に広範な領域に送信して、受信側における受信性能も向上させるものとなった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１にはマイクロコンピュータに用いられるポインティングデバイスとして、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの規格を利用した無線式のマウスが示されている。このマウスは、樹脂製のケースＣの上面の前端部に人為操作情報を取得するために押し操作型の右ボタン部１Ｒと左ボタン部１Ｌとを備え、夫々のボタン部１Ｒ、１Ｌの間に人為操作情報を取得するために樹脂製で横向き軸芯周りで回転自在なホイールＷを備えており、このマウスをマウスパッド５等の平面上において、その平面に沿う方向へ移動させることにより座標情報を電波信号によって送り出し、また、右ボタン部１Ｒと左ボタン部１Ｌとの何れかを操作した場合、及び、ホイールＷを回転操作した場合には、その操作情報を電波信号によって送り出すよう機能するものである。尚、このマウスは図２に示す如く、オペレータの掌で覆われる側を後端側と称し、指Ｆが位置する側を前端側と称している。
【００１８】
図１〜図３に示すように、前記ケースＣの内部には電源としての乾電池１０と、基板Ｂとを備え、この基板Ｂにはマウスパッド５等の平面上において操作した際に、その移動方向と移動量とを座標情報として取得するセンシング部１１と、前記右ボタン部１Ｒの押し操作を検出する右スイッチ１２Ｒと、前記左ボタン部１Ｌの押し操作を検出する左スイッチ１２Ｌと、前記ホイールＷの回転操作を検出する回転センサ１３と、これらからの情報をＢｌｕｅｔｏｏｔｈ規格の電波信号に変換して送り出するよう半導体素子を集積して構成された処理チップ１４とを備えている。
【００１９】
前記ケースＣは、樹脂製の上部ケース１と樹脂製の下部ケース２とを重ね合わせ、ビス３の螺合によって互いに連結して内部空間を形成してあり、上部ケース１に対して前記右ボタン部１Ｒと左ボタン部１Ｌとを備え、この右ボタン部１Ｒと左ボタン部１Ｌとの中間位置に前記ホイールＷが配置される開口１Ｗを形成している。前記下部ケース２に前記センシング部１１に対する光線の送出しと受光とを行う孔部２Ａを形成している。このマウスでは、図１に示すマウスパッド５等の平坦な面上で使用されるものであり、前記センシング部１１は、光源とマウスパッド５からの反射光を受ける光センサとを備えた光学式に構成されたものであるが、マウスパッド５等に接触した状態で回転可能なボールと、ボールの回転方向を求める回転量センサとを備えたものであっても良い。
【００２０】
前記基板Ｂはガラスエポキシ等の絶縁性素材に対してプリント配線の技術により銅箔によって回路を形成したものであり、この基板Ｂの前端側に前記右スイッチ１２Ｒと、左スイッチ１２Ｌと、回転センサ１３とを備え、この基板Ｂの中央位置に前記処理チップ１４を備え、この処理チップ１４を挟む位置に前記乾電池１０の収納空間を配置し、かつ、この電池収納部に収納される乾電池１０の電極に接触する端子１５を備えている。
【００２１】
前記基板Ｂは前記下ケース２に嵌め込まれる形態で支持されるものであり、この基板Ｂの前端部を下ケース２の前端部の内面に沿う円弧状に成形し、図４に示すように、基板Ｂの前端部の表裏両面における端縁に沿った領域に対してアンテナ装置としてのアンテナエレメント２０が形成されている。このアンテナ装置２０は、プリント配線の技術により銅箔で成る導体パターンで形成されたものであり、基板面と直交する方向視（例えば図４に示す平面視）において、夫々のアンテナエレメント２０同士が重なり合う位置に形成されると共に、このアンテナエレメント２０の両端部を基板２０のグランドＧに電気的に接続し、また、このアンテナエレメント２０の長手方向の中間位置に対して給電点２０Ｆを形成し、基板Ｂの両面に形成された給電点２０Ｆ同士を電気的に接続するスルーホールＴＨを給電点２０Ｆに形成している。
【００２２】
そして、図２に示すように、マウスの右ボタン部１Ｒと左ボタン部１Ｌとを操作する指Ｆの先端よりマウスの先端側に変位した位置に該アンテナエレメント２０を配置することによって、アンテナエレメント２０から放射される電波を指先が妨げないように構成されている。
【００２３】
また、このマウスでは２．４５ＧＨｚ帯を利用するものでありアンテナエレメント２０のエレメント長を電波の波長（λ）と略一致させる値に設定し、このエレメント２０のパターン幅２０Ｗを、電気回路を構成するプリント配線の幅より充分に広く形成して電波を効率的に放射できるようにしている。このアンテナエレメント２０のエレメント長は電波の波長（λ）と一致させる必要はなく、波長の１／２（１／２λ）に設定して、マウスの小型化を実現するように構成しても良い。このようにアンテナエレメント２０のエレメント長を波長の１／２（１／２λ）に設定する場合には図４に示す領域Ｅで示す導体パターンを取り除く形態にすることも可能である。尚、このようにアンテナエレメント２０のエレメント長を波長の１／２（１／２λ）に設定した場合でも、取り除いた側のアンテナエレメント２０の端部をグランドＧに対して電気的に接続することになる。
【００２４】
更に、この基板Ｂに表裏両面にはレジスト膜Ｒが形成されているが、基板Ｂの表裏両面に形成されたアンテナエレメント２０の部位においてはレジスト膜Ｂが形成されず、アンテナエレメント２０からの電波の放射時における誘電体損の発生を解消している。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの規格に用いられる電波のように波長が短いものでは、アンテナエレメントの幅方向での端縁に高周波電流が流れる特性があり、この特性からアンテナエレメントの幅方向での端縁のみレジスト膜Ｒを取り去る形態（幅方向での中央部にはレジスト膜を残す形態）としても良い。
【００２５】
本発明のマウスの処理系を図５のようにブロック回路で表すことが可能である。つまり、前記センシング部１１と、右スイッチ１２Ｒと、左スイッチ１２Ｌと、回転センサ１３とからの信号を処理チップ１４に入力する信号系が形成されると共に、この処理チップ１４から整合回路１６から給電点２０Ｆ、及び、スルーホールＴＨを介して基板Ｂの両面に形成したアンテナエレメント２０に信号を送り出す出力系が形成されている。
【００２６】
アンテナエレメント２０の両端部を基板２０のグランドＧに電気的に接続することにより、静電気からの高電圧が該アンテナエレメントに作用した場合でも、この電圧に起因する電流をグランドＧに流し、前記処理チップの半導体素子を破損させないように構成している。また、このアンテナエレメントの中間位置で、一方の端部から１／８〜１／４波長となる位置に前記給電点２０Ｆを形成している。このアンテナ装置ではインピーダンス値を５０Ωに設定して整合させており、このように整合させる場合にアンテナエレメント２０のエレメント幅２０Ｗと、給電点２０Ｆの位置（エレメントの端部からの距離）の調節によってインピーダンス値を調節できるようになっている。
【００２７】
このように構成されたマウスにおける電波の放射特性の実測値を図６〜図８のように表すことが可能である。これらの図は図１に示したようにＸ−Ｙ−Ｚで示した三次元座標系において、Ｘ−Ｙ平面で切断した空間、Ｚ−Ｘ平面で切断した空間、Ｙ−Ｚ平面で切断した空間における電界強度を示したものであり、これらの図から特に垂直方向への電波の放射特性が良好であることが分かる。
【００２８】
従って、このマウスを操作する場合には、図２に示す如くケースに掌を接触させ、左右ボタン部１Ｒ、１Ｌにオペレータが指Ｆを接触させた通常の使用形態で、マウスパッド５の上面を移動させることにより、センシング部１１で取得された座標情報が前記アンテナエレメント２０から送信され、右ボタン部１Ｒあるいは左ボタン部１Ｌを指Ｆで押し操作した場合には、対応する右スイッチ１２Ｒあるいは左スイッチ１２Ｌからの信号に基づいて、その操作情報が前記アンテナエレメント２０から送信され、また、ホイールＷを回転操作した場合には、回転センサ１３からの情報に基づいて回転方向と回転量との情報が前記アンテナエレメント２０から送信されるのである。
【００２９】
このように、本発明のマウスでは、アンテナエレメント２０の両端部を基板ＢのグランドＧに電気的に接続しているので、外部からの静電気が作用する場合でも、アンテナエレメント２０に発生する高圧電流をグランドＧに対して直接的に流し、基板Ｂに実装した処理チップ１４等のパーツ類を破損させる不都合を解消するものとなる。更に、基板Ｂの端部において、その端縁に沿った領域に対して広い幅の導体パターンで成るアンテナエレメント２０を形成しているので、基板Ｂに実装したパーツ類やプリント配線に妨げられることなく効率的に電波を放射して確実な送信を実現する。また、アンテナ装置をチップアンテナを用いて構成することも考えられるが、このチップアンテナは比較的衝撃に弱いものである。これに対して本発明のアンテナエレメント２０は基板Ｂに密着した構造の導体パターンで形成されるので、マウスを誤って床面に落下させた場合のように衝撃が加わった場合にもアンテナエレメント２０を破損させることがない。特に、基板Ｂにおいてアンテナエレメント２０を除く領域にレジスト膜Ｒを形成しているので、基板Ｂ全体での絶縁性を低下させず、レジスト膜Ｒの誘電体損の影響を回避した状態で効率的な電波の放射を行え、また、オペレータの指Ｆに遮られることなく電波の放射を行えるのである。
【００３０】
〔別実施の形態〕
本発明は、上記した実施の形態以外に以下のように構成しても良い。
【００３１】
本発明のアンテナ装置を、無線ＬＡＮを構成する機器に備えても良い。このように無線ＬＡＮにアンテナ装置を備える場合にも、基板の両面で、基板の端縁にアンテナエレメントを形成するので、基板に実装したパーツ類に阻害されることなく確実に情報の伝達を行えるものとなる。
【００３２】
本発明では、アンテナエレメント２０のエレメント長を電波の波長（λ）と一致させることや波長の１／２（１／２λ）に設定せず、波長の１／４や１／８に設定することも可能である。このようにエレメント長を短くした場合には、機器の一層の小型化を実現するものとなる。
【００３３】
前記ポインティングデバイスとしてトラックボールやトラックパッドを構成するものであっても良い。このようにトラックボールやトラックパッドでポインティングデバイスを構成した場合にも、ボールを操作する指や、パッドに接触させる指から離間する位置にアンテナエレメントを配置することにより、このアンテナエレメントから情報を確実に送信できるものとなるのである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】マウスの斜視図
【図２】操作時におけるマウスの平面図
【図３】マウスの分解斜視図
【図４】基板の前端部を示す平面図
【図５】マウスのブロック回路図
【図６】Ｘ−Ｙ平面における電界強度を示す図
【図７】Ｚ−Ｘ平面における電界強度を示す図
【図８】Ｙ−Ｚ平面における電界強度を示す図
【符号の説明】
【００３５】
１１          センシング部
１Ｒ、１Ｌ    ボタン部
２０          アンテナエレメント
２０Ｆ        給電点
Ｂ            基板
Ｃ            ケース
Ｆ            指
Ｇ            グランド
Ｒ            レジスト膜
【図１】
2005210203.tif 000003
【図２】
2005210203.tif 000004
【図３】
2005210203.tif 000005
【図４】
2005210203.tif 000006
【図５】
2005210203.tif 000007
【図６】
2005210203.tif 000008
【図７】
2005210203.tif 000009
【図８】
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