(57)【要約】      （修正有）【課題】最少の部品点数で済み、電子デバイスにおける占有スペースを極小化し得、電気的・機械的接続の信頼性が高く、しかも効率の高いアンテナ及びそれを用いた電子デバイスを提供する。【解決手段】アンテナ部分１０５は、同軸ケーブル１の先端から所定の長さＬ１をもって、外被層１０４及びシールド層１０３を除去して構成する。更に、該アンテナ部分１０５の周囲を誘電体ブロック３で被覆する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸ケーブルと、誘電体ブロックとを含むアンテナであって、
前記同軸ケーブルは、中心導体の周りを、絶縁層が被覆し、前記絶縁層の周りをシールド層が被覆し、前記シールド層の周りを外被層が被覆し、先端から所定の長さをもって、前記外被層及び前記シールド層の除去されたアンテナ部分を有しており、
前記誘電体ブロックは、前記アンテナ部分を覆っている、
アンテナ。
【請求項２】
請求項１に記載されたアンテナであって、前記誘電体ブロックは、比誘電率が、前記絶縁層の比誘電率よりも高い、アンテナ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたアンテナであって、前記誘電体ブロックは、長さ方向に向かう孔を有しており、前記アンテナ部分は前記孔の内部に挿入されている、アンテナ。
【請求項４】
請求項１又は２に記載されたアンテナであって、前記誘電体ブロックは、少なくとも複数の分割片に分割され、前記分割片のそれぞれは互いに結合されている、アンテナ。
【請求項５】
請求項４に記載されたアンテナであって、前記誘電体ブロックは、前記中心導体及び前記絶縁層の長さ方向に沿って分割されている、アンテナ。
【請求項６】
請求項４に記載されたアンテナであって、前記誘電体ブロックは、前記中心導体及び前記絶縁層の長さ方向と交差する方向に沿って分割されている、アンテナ。
【請求項７】
請求項４乃至６の何れかに記載されたアンテナであって、前記分割片の少なくとも一つは、他の分割片とは比誘電率が異なる、アンテナ。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかに記載されたアンテナであって、補強部材を含み、前記補強部材は、前記同軸ケーブルに嵌めこまれ、一端面が前記誘電体ブロックの端面に押し付けられている、アンテナ。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかに記載されたアンテナであって、前記アンテナ部分は、前記誘電体ブロックの中心線上に配置されている、アンテナ。
【請求項１０】
請求項１乃至８の何れかに記載されたアンテナであって、前記アンテナ部分は、前記誘電体ブロックの中心線から外れた位置に配置されている、アンテナ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れかに記載されたアンテナであって、前記アンテナ部分及び前記誘電体ブロックは、直線状である、アンテナ。
【請求項１２】
請求項１乃至１０の何れかに記載されたアンテナであって、前記アンテナ部分及び前記誘電体ブロックは、先端部が曲がっている、アンテナ。
【請求項１３】
アンテナと、通信部とを含む電子デバイスであって、
前記アンテナは、請求項１乃至１２の何れかに記載されたものであり、前記通信部に接続されている、
通信装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載された電子デバイスであって、ノート型パソコンである、電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ及びそれを用いた電子デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機のみならず、ノート型パソコンなどでも、無線ＬＡＮで代表されるように、無線通信技術がごく一般に用いられるようになってきている。無線通信に適合するノート型パソコンでは、一般に、液晶表示装置で構成されたディスプレイの周縁に無線通信用アンテナが配置されており、一方、送受信回路の一部を構成する回路部分が、キーボードに配置されている。そこで、ディスプレイの周縁に配置された無線通信用アンテナを、同軸ケーブルを用いて、キーボードに内蔵された回路部分に接続する必要がある。そのようなアンテナに適用できる従来技術文献としては、例えば、特許文献１を挙げることができる。この先行技術文献では、所定の長さの導線をＬ字状に折曲したＬ型素子の端部に、同軸ケーブルの中心導体を接続したもので、Ｌ型素子が、短辺の高さで、同軸ケーブルに対して折り返されると共に、長辺が同軸ケーブルにほぼ平行に配置される。
【０００３】
上述したように、この種の無線通信用アンテナは、ノート型パソコンの場合を例にとると、ディスプレイの周縁に残された狭いスペースに配置しなければならないから、そのような狭スペースに対応できなければならない。また、携帯に伴う不測の衝撃や、伴うディスプレイの開閉操作等に対して、アンテナ回路の電気的・機械的接続が長期にわたって安定的に維持されるような構造でなければならない。
【０００４】
ところが、特許文献１に記載されたアンテナは、Ｌ型素子と、同軸ケーブルの２つの部分で構成されているため、部品点数が増え、ノート型パソコン上における占有スペースが拡大し、Ｌ型素子と同軸ケーブルとの間のはんだ付けの煩わしさ、はんだ付け部分を有することによる電気的・機械的接続の信頼性低下等の問題を抱えており、ノート型パソコン等の高密度実装の電子デバイス等への適用において、更に、改善すべき余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５３８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、最少の部品点数で済み、電子デバイスにおける占有スペースを極小化し得るアンテナ及びそれを用いた電子デバイスを提供することである。
【０００７】
本発明のもう一つの課題は、電気的・機械的接続の信頼性の高いアンテナ及びそれを用いた電子デバイスを提供することである。
【０００８】
本発明の更にもう一つの課題は、波長短縮効果によるアンテナ部分の縮小化を図りつつ、必要な特性を確保することができるアンテナ及びそれを用いた電子デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するため、本発明に係るアンテナは、同軸ケーブルと、誘電体ブロックとを含む。前記同軸ケーブルは、中心導体の周りを、絶縁層が被覆し、前記絶縁層の周りをシールド層が被覆し、前記シールド層の周りを外被層が被覆し、先端から所定の長さをもって、前記外被層及び前記シールド層の除去されたアンテナ部分を有しており、前記誘電体ブロックは、前記アンテナ部分を覆っている。
【００１０】
上述したように、本発明に係るアンテナは、同軸ケーブルを含んでおり、同軸ケーブルは、先端から所定の長さをもって、外被層及びシールド層の除去されたアンテナ部分を有しているから、給電線たる同軸ケーブルの中心導体を、そのまま、アンテナ部分として利用したアンテナが実現される。このため、アンテナ導体に給電線たる同軸ケーブルを接続していた従来技術と異なって、アンテナ部分が同軸ケーブルの中心導体として一本化され、部品点数の極少化、占有スペースの最小化が達成される。また、アンテナ部分と同軸ケーブルとの間にはんだ付け部分等の接続部分が存在しないので、はんだ付け部分で両者の接続が切断される等のオープン故障を生じる余地がなくなる。しかも、アンテナ部分は、同軸ケーブルのうち、中心導体を絶縁層で被覆した構造となり、シールド層を持たないので、従来であれば問題となる中心導体とシールド層とのショート故障を生じることもない。また、面倒なはんだ付け工程が不要になるので、コスト低減にも寄与することができる。
【００１１】
また、本発明に係るアンテナは、誘電体ブロックを含んでおり、誘電体ブロックはアンテナ部分を覆っているから、誘電体ブロックの比誘電率の選定により、波長短縮効果によるアンテナ部分の縮小化を図りつつ、必要な特性を確保することができる。
【００１２】
具体的な形態として、誘電体ブロックは、長さ方向に向かう孔を有しており、アンテナ部分は孔の内部に挿入されている。別の形態として、誘電体ブロックは、少なくとも複数の分割片に分割され、分割片のそれぞれは互いに結合されていてもよい。分割の形態として、誘電体ブロックは、中心導体及び絶縁層の長さ方向に沿って分割されていてもよいし、中心導体及び絶縁層の長さ方向と交差する方向に沿って分割されていてもよい。この場合、分割片の全てが、同一の比誘電率を持つ必要はなく、分割片の少なくとも一つは、他の分割片とは比誘電率が異なっていてもよい。
【００１３】
アンテナ部分は、誘電体ブロックの中心線上に配置されていてもよいし、中心線から外れた位置に配置されていてもよい。アンテナ部分及び誘電体ブロックは、基本的には直線状であるが、先端部が部分的に曲がっていてもよい。
【００１４】
更に、本発明に係るアンテナは、補強部材を含むことができる。補強部材は、同軸ケーブルに嵌めこまれ、一端面が誘電体ブロックの端面に押し付けられる。この構成によれば、誘電体ブロックとの境界において、同軸ケーブルが損傷、破断等を受けるのを回避することができる。
【００１５】
本発明は、更に、上述したアンテナとともに、通信部を含む電子デバイスを開示する。そのような電子デバイスの代表例は、ノート型パソコンである。
【発明の効果】
【００１６】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
（ａ）最少の部品点数で済み、電子デバイスにおける占有スペースを極小化し得るアンテナ及びそれを用いた電子デバイスを提供することができる。
（ｂ）電気的・機械的接続の信頼性の高いアンテナ及びそれを用いた電子デバイスを提供することができる。
（ｃ）波長短縮効果によるアンテナ部分の縮小化を図りつつ、必要な特性を確保することができるアンテナ及びそれを用いた電子デバイスを提供することができる。
【００１７】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。添付図面は、単に、例示に過ぎない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るアンテナの一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】図１の３−３線断面図である。
【図４】本発明に係るアンテナを組み込んだノート型パソコンの一部を示す図である。
【図５】図４の一部を拡大した図である。
【図６】本発明に係るアンテナの効率を、従来例と比較して示すグラフである。
【図７】本発明に係るアンテナの別の形態を示す図である。
【図８】図７に示したアンテナをノート型パソコンに組み込んだ状態を示す図である。
【図９】本発明に係るアンテナの別の形態を示す図である。
【図１０】本発明に係るアンテナの更に別の形態を示す図である。
【図１１】本発明に係るアンテナの更に別の形態を示す図である。
【図１２】本発明に係るアンテナの更に別の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
まず、図１を参照すると、本発明に係るアンテナは、同軸ケーブル１と、誘電体ブロック３とを含む。同軸ケーブル１は、周知のように、中心導体１０１の周りを、絶縁層１０２が被覆し、絶縁層１０２の周りをシールド層１０３が被覆し、シールド層１０３の周りを外被層１０４が被覆している。
【００２０】
中心導体１０１は、一般には、Ｃｕ線によって構成され、絶縁層１０２は、例えば、ポリエチレン等によって構成され、シールド層１０３は網組み銅線によって構成される。外被層１０４は、例えば、ビニル等によって構成されている。シールド層１０３の内径、中心導体１０１の直径及び絶縁層１０２の比誘電率εｒ１は、同軸ケーブル１の特性インピーダンスが、例えば５０Ωとなるように定められる。
【００２１】
上述した一般的な同軸ケーブル１において、その先端から所定の長さをもって、前記外被層１０４及びシールド層１０３の除去されたアンテナ部分１０５を有している。
【００２２】
そして、誘電体ブロック３は、アンテナ部分１０５を覆っている。誘電体ブロック３とアンテナ部分１０５との関係について、アンテナ部分１０５は、誘電体ブロック３の中心線上に配置されていてもよいし、中心線から外れた位置に配置されていてもよい。また、誘電体ブロック３は、先端側では、中心導体１０１の先端が、誘電体ブロック３の内部で終わるようにしてもよいし、後端側では、同軸ケーブル１の外被層１０４を部分的に覆うようにしてもよい。更に、その形状は、図示の断面四角形状に限らず、他の多角形状であってもよいし、断面円形状又は断面楕円形状等であってもよい。要するに、誘電体ブロック３は任意の外形、断面形状を採ることができる。
【００２３】
誘電体ブロック３は、比誘電率εｒ２が、絶縁層１０２の比誘電率εｒ１よりも高い誘電体材料によって構成する。そのような材料であれば、有機誘電体材料であってもよいし、無機誘電体材料であってもよいし、更には、有機誘電体材料と無機誘電体材料とを混合した複合誘電体材料であってもよい。具体的な形態として、誘電体ブロック３は、長さ方向に向かう直線状の孔を有しており、アンテナ部分１０５は、孔の内部に挿入されている。アンテナ部分１０５は、接着剤等によって、孔の内周面に接着固定することが好ましい。接着剤の有する比誘電率による影響を軽減するため、接着箇所は、例えば、導入口等に限ることが好ましい。
【００２４】
本発明に係るアンテナは、例えば、無線ＬＡＮに適合する通信機能を有する電子デバイスに用いられる。そのような例として、図４及び図５は、キーボード７０１及びディスプレイ７０２を備えるノート型パソコン７への適用を図示している。
【００２５】
図４及び図５を参照すると、本発明に係るアンテナ５は、ディスプレイ７０２の周辺に残された狭いスペース７０３に配置される。同軸ケーブル１は、ディスプレイ７０２の周辺を縁取る枠体７０４に沿って導かれ、枠体７０４の外側に配置された接地導体７０５に、外被層１０４の上から接着テープ７０６等で固定される。そして、外被層１０４を剥いで露出させたシールド層１０３を、接地導体７０５にはんだ付け７０７等の手段によって固定する。
【００２６】
ここで、本発明に係るアンテナは、同軸ケーブル１を含んでおり、同軸ケーブル１は、先端から所定の長さＬ１をもって、外被層１０４及びシールド層１０３の除去されたアンテナ部分１０５を有しているから、給電線たる同軸ケーブル１の中心導体１０１をそのまま利用したアンテナが実現される。このため、例えば、Ｌ型素子に、給電線たる同軸ケーブル１を接続していた従来技術と異なって、アンテナ部分１０５が、同軸ケーブル１の中心導体１０１として一本化され、部品点数の極少化、電子デバイスへの実装時における占有スペース７０３の最小化が達成される。
【００２７】
また、シールド層１０３を電子デバイスの接地導体７０５にはんだ付けする場合を除いて、アンテナ部分１０５と同軸ケーブル１との間にはんだ付け部分等の接続部分が存在しないので、はんだ付け部分で両者の接続が切断される等のオープン故障を生じる余地がなくなる。
【００２８】
しかも、アンテナ部分１０５は、中心導体１０１を絶縁層１０２で被覆した構造となり、シールド層１０３を持たないので、従来であれば問題となる中心導体１０１とシールド層１０３とのショート故障を生じることもない。また、面倒なはんだ付け工程が不要になるので、コスト低減にも寄与することができる。
【００２９】
さらに、本発明に係るアンテナは、誘電体ブロック３を含んでおり、誘電体ブロック３はアンテナ部分１０５を覆っているから、誘電体ブロック３の比誘電率εｒ２の選定により、波長短縮効果によるアンテナ部分１０５の縮小化を図りつつ、必要な特性を確保することができる。アンテナ部分１０５は、同軸ケーブル１の絶縁層１０２によって覆われているので、その比誘電率εｒ１による波長短縮効果を生じるが、同軸ケーブル１の絶縁層１０２の比誘電率εｒ１は、同軸ケーブル・メーカによって特定されており、ユーザが任意に選定できるものではない。本発明では、同軸ケーブル１とは別に、アンテナ部分１０５を覆う誘電体ブロック３を有するから、誘電体ブロック３の比誘電率εｒ２を選定し、波長短縮効果を上げることができる。波長短縮の観点からは、誘電体ブロック３の比誘電率εｒ２は、同軸ケーブル１の絶縁層１０２の比誘電率εｒ１よりも高くしてある。
【００３０】
図６は、本発明に係るアンテナと、従来のアンテナとについての放射効率特性を示す図で、横軸に周波数（ＧＨｚ）を採り、縦軸に効率（ｄＢ）を採ってある。特性Ｅ１は、特許文献１に記載されたアンテナを用いた場合の効率特性、特性Ｅ２は特許文献１に記載された構成において、Ｌ型素子をミアンダ構成とした場合の効率特性、特性Ｅ３は本発明に係るアンテナの効率特性をそれぞれ示している。受信効率も同様である。
【００３１】
図を参照すると、無線ＬＡＮの周波数帯域２．４〜２．５ＧＨｚにおいて、本発明に係るアンテナは、従来アンテナと比較して、優れた効率特性を示している。Ｌ型素子をミアンダ構成としたものとの対比では、長さがほぼ同じでありながら、高い効率特性が得られる。
【００３２】
次に、図７〜図１２を参照して、本発明に係るアンテナの他の形態を説明する。まず、図７を参照すると、アンテナ部分１０５及び誘電体ブロック３は、先端部が曲がっている。
【００３３】
このような構造であると、図８に図示するように、ノート型パソコン７等への適用において、アンテナ部分１０５の先端と、接地導体７０５との間のギャップＧ２が小さくなるので、波長短縮効果が更に顕著に表れる。
【００３４】
次に、図９を参照すると、誘電体ブロック３は、複数個ｎ（＝２）の分割片３０１，３０２に分割されている。図９の実施の形態では、誘電体ブロック３は、中心導体１０１及び絶縁層１０２の長さ方向に沿って分割されている。分割片３０１，３０２は、同一の比誘電率を持つ必要はない。例えば、図９に示すように、分割線が上下方向を向くように配置した場合には、接地導体７０５に近い側の分割片３０１の比誘電率εｒ２１を、分割片３０２の比誘電率εｒ２２よりも高くすることにより、波長短縮効果を促進することができる。
【００３５】
或いは、図１０に示すように、分割線が水平方向を向くように配置した場合には、接地導体７０５に近い下側の分割片３０１の比誘電率εｒ２１を、上側の分割片３０２の比誘電率εｒ２２よりも高くすることにより、波長短縮効果を促進することができる。
【００３６】
分割の他の形態として、図１１に図示するように、誘電体ブロック３は、中心導体１０１及び絶縁層１０２の長さ方向と交差する方向に沿って、複数個ｎの分割片３１〜３ｎに分割されていてもよい。個数ｎは任意数であり、実施の形態は、個数ｎ＝６の場合をしめしている。上記構成によれば、曲げやくすなること、また、分割片３１〜３６について、比誘電率の異なる組合せの自由度が高くなること等の利点が得られる。例えば、先端側に位置する分割片３１〜３３は、比誘電率の高いものを用い、アンテナ部分１０５の基部に近い分割片３４〜３６は、比誘電率が相対的に低いものを用いる。これにより、アンテナ効率の向上、帯域拡大等の効果が得られる。
【００３７】
更に、本発明に係るアンテナは、図１２に図示するように、補強部材９を含むことができる。補強部材９は、同軸ケーブル１に嵌めこまれ、一端面が誘電体ブロック３の端面に押し付けられる。この構成によれば、誘電体ブロック３との境界において、同軸ケーブル１の急激な曲がりを回避し、曲げによって、同軸ケーブル１が損傷、破断等を受けるのを回避することができる。補強部材９は、例えば、ゴム又はプラスチック等によって構成することができる。
【００３８】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種種の変形態様を採り得ることは自明である。
【符号の説明】
【００３９】
１         同軸ケーブル
３         誘電体ブロック
１０１      中心導体
１０２      絶縁層
１０３      シールド層
１０４      外被層
１０５      アンテナ部分
【図１】
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【図２】
2013058988.tif 000004
【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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【図９】
2013058988.tif 000011
【図１０】
2013058988.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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