情報端末装置

【課題】複数のアンテナをより適切に配置することで受信品質をさらに高める。
【解決手段】第１の筐体と第２の筐体とを接続機構により互いに回動又はスライドが可能な状態に接続した情報端末装置にあって、第１及び第２の筐体内にそれぞれ接地パターン及び給電点が形成された第１及び第２の基板を収容する。そして、第１の筐体の辺に沿って第１、第２及び第３のモノポールアンテナを互いに距離を隔てて配置し、かつダイポール型アンテナを設ける。ダイポール型アンテナは、第１の基板の接地パターンと第２の基板の給電点との間を前記接続機構を介して電気的に接続する導電線路を備え、第１及び第２の基板の各接地パターンをそれぞれアンテナ素子として機能させる。上記第１、第２及び第３のモノポールアンテナ、及びダイポール型アンテナは、同一の周波数帯域の無線信号を送信又は受信する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は、無線信号を受信する機能を備えた情報端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノート型或いはサブノート型のパーソナル・コンピュータや携帯電話機等のように、無線インタフェースを備えた折り畳み（クラムシェル）型のポータブル情報端末装置が種々開発されている。無線インタフェースとしては、例えば公衆移動通信網や無線ＬＡＮ（Local Area Network）、WiMAX（登録商標）、Bluetooth（登録商標）を使用して無線通信を行うためのものや、地上ディジタルテレビジョン放送を受信するためのものがある。
【０００３】
ところで、この種の情報端末装置において無線信号を高品質に受信するための技術として、複数のアンテナを使用する受信ダイバーシチが知られている。受信ダイバーシチは、例えば複数のアンテナを距離を隔てて異なる位置又は角度で配置し、これらのアンテナにより受信された無線信号の中から受信品質の良い信号を選択するか、或いは各アンテナによる受信信号を位相を合わせて合成することにより受信品質を高めるものである（例えば特許文献１又は特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２６５２３５号公報
【特許文献２】特開２００４−１５３５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来の情報端末装置では、複数のアンテナを単にアンテナ間の干渉やユーザの手や指による全アンテナの遮蔽が発生しないように配置したものとなっている。このため、所期の受信品質が得られない場合があり、受信品質をさらに高めるためのより適切なアンテナ配置技術が切望されている。
【０００６】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、端末の折り畳み構造を利用して複数のアンテナをより適切に配置し構成することで受信品質をさらに高めた情報端末装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、情報端末装置は、第１の筐体と第２の筐体とを接続機構により互いに回動又はスライドが可能な状態に接続した情報端末装置であって、前記第１の筐体内に収容され、接地パターン及び複数の給電点が形成された第１の基板と、前記第２の筐体内に収容され、接地パターン及び給電点が形成された第２の基板と、第１、第２及び第３のモノポールアンテナと、ダイポール型アンテナとを具備する。第１、第２及び第３のモノポールアンテナは、前記第１の筐体の辺に沿って互いに距離を隔てて配置され、基端部が前記第１の基板の各給電点にそれぞれ接続される。ダイポール型アンテナは、前記第１の基板の接地パターンと前記第２の基板の給電点との間を前記接続機構を介して電気的に接続する導電線路を備え、前記第１及び第２の基板の各接地パターンをそれぞれアンテナ素子として機能させる。また、前記第１、第２及び第３のモノポールアンテナ、及び前記ダイポール型アンテナは、同一の周波数帯域の無線信号を送信又は受信する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る情報端末装置の外観を示す図。
【図２】第１の実施形態に係る情報端末装置の内部モジュール及びアンテナ装置の構成を示す斜視図。
【図３】図２に示したアンテナ装置のモノポールアンテナの構成を拡大して示した図。
【図４】図２に示したアンテナ装置のダイポール型基板アンテナの給電部付近の構成を拡大して示した図。
【図５】図２に示した内部モジュールのサイズの一例を示す図。
【図６】図５に示した内部モジュール及びアンテナ装置による放射効率の周波数特性を示す図。
【図７】図４に示したダイポール型基板アンテナの代わりにモノポールアンテナを第２の筐体に設けた場合のアンテナ装置の構成例を示す図。
【図８】図７に示したアンテナ装置による放射効率の周波数特性を示す図。
【図９】第２の実施形態に係る情報端末装置のモノポールアンテナ群の配置を示す図。
【図１０】図９に示したモノポールアンテナ群による放射効率の周波数特性を示す図。
【図１１】第３の実施形態に係る情報端末装置のモノポールアンテナ群の配置を示す図。
【図１２】図１１に示したモノポールアンテナ群による放射効率の周波数特性を示す図。
【図１３】第４の実施形態に係る情報端末装置の内部モジュール及びアンテナ装置の構成を示す斜視図。
【図１４】図１３に示した内部モジュール及びアンテナ装置におけるアンテナ電流の分布を示す図。
【図１５】図２に示した内部モジュール及びアンテナ装置におけるアンテナ電流の分布を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して幾つかの実施形態を説明する。
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る情報端末装置の外観を示す斜視図である。
第１の実施形態の情報端末装置は、第１の筐体１に対し第２の筐体２を図示しないヒンジ機構を介して回動可能に接続した逆クラムシェル型のポータブル端末であり、第２の筐体２の背面側に表示パネル３が設けられている。この表示パネル３は、例えば液晶表示パネル或いは有機ＥＬパネルにより構成される。
【００１０】
情報端末装置は、地上ディジタル放送を受信する機能を有しており、図１に例示したように第２の筐体２を起こした状態で、受信された放送番組の情報を上記表示パネル３に表示する。したがって、一般的なクラムシェル型のパーソナル・コンピュータを用いる場合に比べ、視聴者は表示パネル３により近づいて放送番組を視聴することが可能となる。
【００１１】
ところで、この情報端末装置の内部モジュール及びアンテナ装置は以下のように構成される。図２はその構成を示す斜視図である。
すなわち、第１の筐体１には第１の印刷配線基板１１が収容されている。第１の印刷配線基板１１は長方形をなし、その一対の長辺が端末の前後辺となり、一対の短辺が側辺となるように第１の筐体１内に配置される。第１の印刷配線基板１１の一方の面には、第１の接地パターン１２と、この第１の接地パターン１２に対し電気的に独立する第２の接地パターン１３と、アンテナ給電パターン１４が形成されている。また第１の印刷配線基板１１の他方の面には、例えば地上波ディジタルチューナ等を構成する集積回路や電子デバイス（図示省略）が実装されている。
【００１２】
一方、第２の筐体２には第２の印刷配線基板２１が収容されている。第２の印刷配線基板２１も長方形をなし、その一対の長辺が上下辺となり、一対の短辺が側辺となるように第２の筐体２内に配置される。第２の印刷配線基板２１の一方の面には、接地パターン２２と、アンテナ給電点（図示省略）が形成されている。また第２の印刷配線基板２１の他方の面には、表示パネル３とその駆動回路等（図示省略）が実装される。
【００１３】
さて、第２の筐体２内にはモノポールアンテナ群４が収容される。モノポールアンテナ群４は、３個のモノポールアンテナ４１，４２，４３からなり、このうち第１及び第２のモノポールアンテナ４１，４２は上記第２の印刷配線基板２１の上辺に沿って配置される。これに対し第３のモノポールアンテナ４３は、上記第２の印刷配線基板２１の側辺の一つに沿って配置される。
【００１４】
モノポールアンテナ４１は、例えば図３に示すように細長い板状部４１１と、その基端に垂直に設けられた基端部４１２と、集中定数部４１３と、接続端部４１４とから構成される。なお、モノポールアンテナ４２，４３もモノポールアンテナ４１と同一の構成を有する。このうち第１及び第２のモノポールアンテナ４１，４２は、その接続端部４１４が、上記第２の印刷配線基板２１の上辺の両端部において当該基板２１に形成されたアンテナ給電点（図示省略）に接続される。一方第３のモノポールアンテナ４３は、その接続端部が、上記第２の印刷配線基板２１の一つの側辺の下端部において、当該印刷配線基板２１に形成されたアンテナ給電点（図示せず）に接続される。
【００１５】
また、上記第２の印刷配線基板２１に形成された接地パターン２２は、ヒンジ機構を利用した導電線路６を介して、第１の印刷配線基板１１に形成されたアンテナ給電パターン１４に接続されている。図４はその構成を拡大して示したもので、導電線路６はヒンジ線路６０と、接続線６１，６２とから構成される。ヒンジ線路６０は、ヒンジ機構が導電性を有する金属から構成される場合にはヒンジ機構自体により構成されるが、ヒンジ機構の中空部に導電パターンを形成したり導電線を通したものであってもよい。
【００１６】
このように第２の印刷配線基板２１に形成された接地パターン２２と、第１の印刷配線基板１１に形成されたアンテナ給電パターン１４との間を、ヒンジ機構を利用した導電線路６を介して接続したことにより、第２の印刷配線基板２１に形成された接地パターン２２と、第１の印刷配線基板１１に形成された接地パターン１２をそれぞれアンテナ素子として機能させた、ダイポール型基板アンテナ５が構成される。
【００１７】
上記３個のモノポールアンテナ４１，４２，４３及びダイポール型基板アンテナ５は、いずれも地上ディジタル放送信号を受信する。そして、これらのモノポールアンテナ４１，４２，４３及びダイポール型基板アンテナ５により受信された放送信号は、図示しない地上ディジタル放送チューナにおいて受信ダイバーシチ方式により合成される。
【００１８】
以上述べたように第１の実施形態では、モノポールアンテナ４１，４２を第２の筐体２の上辺に沿って配置すると共に、モノポールアンテナ４３を第２の筐体２の一つの側辺に沿って配置し、さらに第２の印刷配線基板２１の接地パターン２２と第１の印刷配線基板１１のアンテナ給電パターン１４との間をヒンジ機構を利用した導電線路６を介して接続することで、第２の印刷配線基板２１の接地パターン２２と第１の印刷配線基板１１の接地パターン１２をそれぞれアンテナ素子として機能させたダイポール型基板アンテナ５を設けている。
【００１９】
したがって、例えば４個のモノポールアンテナを第２の筐体２に配置する場合に比べ、合成後の受信品質を高めることが可能となる。しかも、ダイポール型基板アンテナ５は、既存の第２の印刷配線基板２１の接地パターン２２と第１の印刷配線基板１１の接地パターン１２をそれぞれアンテナ素子として機能させるものであり、導電線路６についても既存のヒンジ機構を利用して配線されるため、構成の大型化を招く心配もない。
【００２０】
上記効果を確認するために、装置各部及びアンテナ装置各部のサイズを例えば図５に示すように設定した端末装置を用いて、実際に地上ディジタル放送（４７０MHz 〜７７０MHz ）を受信し、その放射効率[dB]を測定した。なお、各モノポールアンテナ４１，４２，４３の集中定数部４１３におけるインダクタンス値は２３nHに、また接続端部４１４とアンテナ給電点との間のインダクタンス値は１０５nHに設定した。
【００２１】
その測定結果を図６に示す。同図において、Ａ１，Ａ２，Ａ３はそれぞれモノポールアンテナ４１，４２，４３の放射効率を、またＢ１はダイポール型基板アンテナ５の放射効率をそれぞれ示す。Ｃ１はこれらのモノポールアンテナ４１，４２，４３の放射効率Ａ１〜Ａ３及びダイポール型基板アンテナ５の放射効率Ｂ１を合成した後の放射効率であり、この合成後の放射効率を見ると地上ディジタル放送の全周波数帯域にわたって図中Ｗに示す０dB以上の放射効率を維持できることがわかる。
【００２２】
ちなみに、同一サイズの４個のモノポールアンテナ７１〜７４を図７に示すように第２の筐体２に配置した場合の放射効率を測定したところ、図８に示すような結果が得られた。すなわち、各モノポールアンテナ７１〜７４の放射効率の合成放射効率Ｃ１は、４９０MHz 〜６５０MHz において０dB以上を維持するが、その他の帯域においては０dB以上を維持することができず、特に７２０MHz を超える帯域においては最低値Ｗが−２dBとなってしまう。
【００２３】
このように第１の実施形態によれば、図７に示すアンテナ装置を使用する場合に比べ、大きな構成追加を伴うことなく、合成放射効率の最低値を２dB向上させることが可能となる。その結果、地上ディジタル放送の受信可能エリアを半径で約１０km拡大することが可能となる。
【００２４】
なお、地上ディジタル放送（４７０MHz 〜７７０MHz ）を受信するためには、モノポールアンテナ４１，４２のアンテナ長は８０mm以上が必要であり、この結果第２の筐体２の上辺の長さは１６０mm以上に設定する必要がある。したがって、この条件を満たす端末装置に設置可能な表示パネル３のサイズは８インチ以上となる。一方、ポータブル型端末としての可搬性を考慮すると、端末装置のサイズはＡ４サイズ（２１０×２９７mm）以下が適当である。したがって、これらの条件を総合すると、端末装置のサイズとしては、８〜１４インチの表示パネル３を搭載可能なサイズが適当である。
【００２５】
また、送受信対象のシステムとして地上ディジタル放送システム以外の無線システムも考慮すると、第２の筐体２のサイズの一般値は以下のように設定される。すなわち、第２の筐体２の長辺ａの長さは送受信対象システムが使用する周波数に対応する波長の１／４から１／２に相当する長さに設定され、また短辺ｂの長さは当該システムが使用する周波数に対応する波長の１／８から１／２に相当する長さに設定される。
【００２６】
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、３個のモノポールアンテナ４１〜４３を第２の筐体２の上辺に沿って配置するように構成したものである。なお、ダイポール型基板アンテナ５を設置する点及びその構成は第１の実施形態と同じであるため、ここでは説明を省略する。
【００２７】
図９は、第２の実施形態に係る情報端末装置のモノポールアンテナ４１〜４３の配置を示す図である。同図に示すように、３個のモノポールアンテナ４１〜４３は第２の筐体２に収容される第２の印刷配線基板２１の上辺に沿って同じ向きで配置される。具体的には、モノポールアンテナ４１，４２が第２の印刷配線基板２１の上辺の両端部に配置され、モノポールアンテナ４３が上記モノポールアンテナ４１，４２の中間に配置される。
【００２８】
図１０は、上記したようにモノポールアンテナ４１〜４３が第２の印刷配線基板２１の上辺に沿って同じ向きで配置されたアンテナ装置の放射効率の測定結果を示すものである。この測定結果から明らかなように、モノポールアンテナ４３の放射効率Ａ３は第１の実施形態に比べ低下するが、モノポールアンテナ４１〜４３の合成後の放射効率Ｃ２の向上に寄与する。
【００２９】
［第３の実施形態］
第３の実施形態は、モノポールアンテナ４１，４２を第２の筐体２の上辺に沿って配置する際に、互いに逆向きとなるように配置するか、或いは同じ向きに配置するようにしたものである。なお、ダイポール型基板アンテナ５を設置する点及びその構成は第１の実施形態と同じであるため、ここでは説明を省略する。
【００３０】
図１１（ａ），（ｂ）は、第３の実施形態に係る情報端末装置のモノポールアンテナ４１，４２の配置を示す図である。
同図（ａ）に示す構成（ｖｅｒ１）は、モノポールアンテナ４１，４２を第２の筐体２に収容される第２の印刷配線基板２１の上辺に沿って逆向きで、かつ開放端が第２の印刷配線基板２１の角方向を向くように配置したものとなっている。
一方、同図（ｂ）に示す構成（ｖｅｒ２）は、モノポールアンテナ４１，４２を第２の筐体２に収容される第２の印刷配線基板２１の上辺に沿って同じ向きに配置したものとなっている。
【００３１】
図１２は、上記ｖｅｒ１及びｖｅｒ２におけるアンテナ放射効率の測定結果を、第１の実施形態に示した配置構成、つまり図２に示したようにモノポールアンテナ４１，４２を互いに逆向きでかつ基端部が第２の印刷配線基板２１の両端部においてアンテナ給電点に接続した構成ｖｅｒ０の測定結果と共に示したものである。この測定結果から明らかなように、ｖｅｒ１及びｖｅｒ２の放射効率は、Ｖｅｒ０の放射効率に比べると低下するが、地上ディジタル放送の全周波数帯域（４７０MHz 〜７７０MHz ）に渡り−５dB以上の放射効率を維持できる。
【００３２】
［第４の実施形態］
第４の実施形態は、ダイポール型基板アンテナ５に対するモノポールアンテナ４３の干渉を低減するために、先端が開放されかつ使用周波数帯域の波長の１／２０以上の電気長を有するスタブを設けるようにしたものである。
【００３３】
図１３は、この第４の実施形態に係る情報端末装置の内部モジュール及びアンテナ装置の構成を示す斜視図である。なお、同図において前記図２と同一符号には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００３４】
モノポールアンテナ４３の給電点付近において、第２の印刷配線基板２１の接地パターン２２は第１の印刷配線基板１１の接地パターン１３にスタブ線路８を介して接続されている。このスタブ線路８の接続により、接地パターン２２と接地パターン１３との間は短絡され、上記接地パターン１３がモノポールアンテナ４３のオープンスタブとして機能する。
【００３５】
図１４は、内部モジュール及びアンテナ装置におけるアンテナ電流の分布を示すもので、電流値が大きいほど色が濃くなるように電流値の大きさを色の濃さで表現している。同図から明らかなように、モノポールアンテナ４３の給電点付近において接地パターン２２をスタブ線路８を介して接地パターン１３に接続したことにより、モノポールアンテナ４３のアンテナ電流はその主成分が上記スタブ線路８を介して接地パターン１３に流れる。このため、モノポールアンテナ４３とダイポール型基板アンテナ５との間の電気長が長くなり、この結果ダイポール型基板アンテナ５がモノポールアンテナ４３から受ける干渉は低減される。
【００３６】
ちなみに、オープンスタブを設けない場合、つまり第１の実施形態に示した構成では、図１５の電流分布図に例示したようにモノポールアンテナ４３のアンテナ電流の主成分は接地パターン２２の下辺に沿ってダイポール型基板アンテナ５に流れる。このため、第４の実施形態に比べると、モノポールアンテナ４３とダイポール型基板アンテナ５との間の電気長は短く、ダイポール型基板アンテナ５はモノポールアンテナ４３からの干渉を受け易くなる。
【００３７】
［その他の実施形態］
前記各実施形態では地上ディジタル放送を受信する場合を例にとって説明したが、対象システムは、地上ディジタルラジオ放送や、自治体が放送する防災放送等のその他のシステムから送信される信号を受信するものであってもよい。
【００３８】
また、前記各実施形態では第１の筐体１と第２の筐体２との間をヒンジ機構により回動可能に接続した逆クラムシェル型の端末装置を例にとって説明したが、第１の筐体１と第２の筐体２との間をスライド機構によりスライド可能に接続した端末装置にも、適用可能である。この場合、第２の筐体２の接地パターンを上記スライド機構を介して第２の筐体側に設けられたアンテナ給電点に接続することにより、ダイポール型基板アンテナ５が構成される。
【００３９】
さらに、印刷配線基板の代わりに、例えばＬＣＤ板金や、筐体面にアルミニウム等の導電性金属テープを貼り付けたものを使用してもよい。要するに、アンテナが設置される基板としては、導電性を有する基板部材であれば如何なるものであってもよい。その他、モノポールアンテナの配置位置やその形状、ダイポール型基板アンテナの構成、端末装置の種類やその形状等についても、種々変形が可能である。
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４０】
１…第１の筐体、２…第２の筐体、３…液晶パネル、４…モノポールアンテナ群、５…ダイポール型基板アンテナ、６…導電線路、８…スタブ線路、１１，２１…印刷配線基板、１２，１３，２２…接地パターン、１４…給電パターン、４１，７１…第１のモノポールアンテナ、４２…第２のモノポールアンテナ、４３…第３のモノポールアンテナ、６０…ヒンジ線路、６１，６２…接続線、７１〜７４…モノポールアンテナ群。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の筐体と第２の筐体とを接続機構により互いに回動又はスライドが可能な状態に接続した情報端末装置であって、
前記第１の筐体内に収容され、接地パターン及び複数の給電点が形成された第１の基板と、
前記第２の筐体内に収容され、接地パターン及び給電点が形成された第２の基板と、
前記第１の筐体の辺に沿って互いに距離を隔てて配置され、基端部が前記第１の基板の各給電点にそれぞれ接続される第１、第２及び第３のモノポールアンテナと、
前記第１の基板の接地パターンと前記第２の基板の給電点との間を前記接続機構を介して電気的に接続する導電線路を備え、前記第１及び第２の基板の各接地パターンをそれぞれアンテナ素子として機能させるダイポール型アンテナと
を具備し、
前記第１、第２及び第３のモノポールアンテナ、及び前記ダイポール型アンテナは、同一の周波数帯域の無線信号を送信又は受信する情報端末装置。
【請求項２】
前記第１の筐体が、前記接続機構に接続される第１の辺と、この第１の辺と平行する第２の辺と、これら第１及び第２の辺に対し直交する第３及び第４の辺とを有する場合に、
前記第１、第２及び第３のモノポールアンテナは、前記第２、第３及び第４の辺のうち少なくとも２つの辺に分散されて配置される請求項１記載の情報端末装置。
【請求項３】
前記第１及び第２のモノポールアンテナは前記第２の辺に沿って配置され、前記第３のモノポールアンテナは前記第３又は第４の辺に沿って配置される請求項２記載の情報端末装置。
【請求項４】
前記第１及び第２のモノポールアンテナは、その基端部が前記第２の辺の両端部において前記第１の基板の給電点に接続される請求項３記載の情報端末装置。
【請求項５】
先端が開放されかつ前記周波数帯域の波長の１／２０以上の電気長を有するスタブをさらに具備し、このスタブの基端部が前記第３のモノポールアンテナと前記ダイポール型アンテナとの間の位置で前記第１の基板の接地パターンに接続される請求項３記載の情報端末装置。

【図１】