電子機器
【課題】ディスプレイデバイスの背面に対向して位置する回路基板上にアンテナ（放射素子）を配置する場合に指向性パターンの改善を図る。
【解決手段】ディスプレイデバイス１２は、電子機器１のケース２内に配置され、開口２０を通じて外部から視認可能な表示面１２０、及び導電性のシールドケース１２１で覆われた背面を有する。回路基板３は、ディスプレイデバイス１２の背面に対向するようにケース２内に配置されている。放射素子１０１は、電子機器１の正面側から見た場合にディスプレイデバイス１２と重ならないフレーム領域に位置するように回路基板３上に配置され、無線通信回路１１と給電線により接続されている。寄生素子１０２は、その少なくとも一部が、電子機器１の正面側から見た場合にフレーム領域に位置するとともに、電子機器１の側面側から見た場合にディスプレイデバイス１２の背面より表示面１２０側に位置するように配置されている。
【解決手段】ディスプレイデバイス１２は、電子機器１のケース２内に配置され、開口２０を通じて外部から視認可能な表示面１２０、及び導電性のシールドケース１２１で覆われた背面を有する。回路基板３は、ディスプレイデバイス１２の背面に対向するようにケース２内に配置されている。放射素子１０１は、電子機器１の正面側から見た場合にディスプレイデバイス１２と重ならないフレーム領域に位置するように回路基板３上に配置され、無線通信回路１１と給電線により接続されている。寄生素子１０２は、その少なくとも一部が、電子機器１の正面側から見た場合にフレーム領域に位置するとともに、電子機器１の側面側から見た場合にディスプレイデバイス１２の背面より表示面１２０側に位置するように配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナを有する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話端末及びポータブルコンピュータ等の携帯型の電子機器の分野においても、寄生素子（無給電素子）を有するアンテナを用いることが知られている（例えば特許文献１及び２を参照）。寄生素子は、給電線と接続された放射素子（寄生素子）から使用周波数の電気長１／４波長ほど離間して配置される。寄生素子は、導波器又は共振器として機能し、アンテナの指向性パターンの改善、高利得化、又は広帯域化に寄与する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２４３９１６号公報
【特許文献２】特開２００９−００４８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
携帯型の電子機器の場合、ユーザの持ち方が限定されていないことが多い。また、電子機器は、鞄に入れられている間も送受信を継続的に行う場合がある。例えば、電子機器は、電子機器がどの方向を向いているかに関わらず、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの電波を継続的に受信することが要求される場合がある。このような電子機器に搭載されるアンテナは、指向性の少ない指向性パターンを持つことが要求される。
【０００５】
一方で、電子機器のサイズの小型化及び薄型化に伴い、電子機器内にアンテナを配置する際の実装上の制約が増大している。この実装上の制約は、特に、電子機器の主要な表面の大部分がディスプレイデバイスの表示面によって占有されている電子機器、例えばスマートフォン及びタブレットＰＣ、において顕著である。この実装上の制約に対処するために、本願の発明者は、無線通信回路（i.e. トランスミッタ、レシーバ、又はトランシーバ）及びマイクロプロセッサ等の半導体電子部品が実装されるプリント回路基板上にアンテナの放射素子（給電素子）を配置する構成について検討を行った。
【０００６】
プリント回路基板上に放射素子を配置する場合、プリント配線パターンを利用してアンテナを形成してもよいが、実装面積を小さくするためにはチップアンテナの利用が効果的である。チップアンテナは、プリント回路基板の表面に実装できるようにモジュール化されたアンテナ製品であり、比誘電率及び比透磁率の大きい（つまり波長短縮効果の大きい）素材を基材として利用することで小サイズ化が図られている。
【０００７】
しかしながら、上述したスマートフォン及びタブレットＰＣ等の電子機器においては、ディスプレイデバイスの背面と対向する位置にプリント回路基板が配置されることが一般的である。ディスプレイデバイスの背面及び側面は、金属製のシールドケースによって覆われている。このため、放射素子をプリント回路基板に配置する場合、放射素子から放射された電界がディスプレイデバイスのシールドケースによって歪められてしまい、指向性パターンが劣化する問題が生じることが分かった。
【０００８】
この問題は、ディスプレイデバイスのシールドケースがアンテナ（導波器または反射器）として機能し、シールドケースから放射される電界が相対的に強くなるために生じると考えられる。この結果、シールドケースが存在していない方向に向けて放射される電界が相対的に弱くなってしまう。例えば、ＧＰＳ及び無線ＬＡＮ等のギガヘルツ帯又はこれより高周波数帯を用いる場合、ディスプレイデバイスの背面を覆うシールドケースの一辺の長さ又は周囲長は、使用周波数における電気長１／４波長より長くなるため、この問題が発生し得る。さらに、プリント回路基板に設けられたグランド配線パターンもアンテナとして機能し、指向性パターンに影響を与える。
【０００９】
本発明は、本願の発明者による上述した検討に基づいてなされたものであって、ディスプレイデバイスの背面に対向して位置する回路基板上にアンテナ（放射素子）を配置する場合に指向性パターンの改善を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、電子機器を含む。当該電子機器は、ケース、ディスプレイデバイス、回路基板、並びに第１及び第２のアンテナ素子を有する。前記ケースは、開口を有する。前記ディスプレイデバイスは、前記ケース内に配置され、前記開口を通じて外部から視認可能な表示面、及び導電性のシールド材で覆われた背面を有する。前記回路基板は、前記ディスプレイデバイスの前記背面に対向するように前記ケース内に配置され、無線通信回路を含む電子部品が実装されている。前記第１のアンテナ素子は、前記表示面に垂直な前記電子機器の正面側から見た場合に前記ディスプレイデバイスと重ならないフレーム領域に位置するように前記回路基板上に配置され、前記無線通信回路と給電線により接続されている。前記第２のアンテナ素子は、前記正面側から見た場合にその少なくとも一部が前記フレーム領域に位置するとともに、前記電子機器の側面側から見た場合に前記少なくとも一部が前記ディスプレイデバイスの前記背面より前記表示面側に位置するように配置された無給電の寄生素子である。
【００１１】
上述した本発明の一態様において、前記第１のアンテナ素子は細長の形状を有し、前記第２のアンテナ素子の前記少なくとも一部は、前記第１のアンテナ素子の長手方向と実質的に平行に配置されてもよい。
【００１２】
上述した本発明の一態様において、前記フレーム領域は、前記開口を囲む４辺を有してもよい。また、前記第２のアンテナ素子は、Ｌ字型の形状を有し、前記正面側から見た場合に前記フレーム領域の隣接する２辺に跨って配置されてもよい。
【００１３】
上述した本発明の一態様において、前記第２のアンテナ素子は、前記ケースの外側表面に接して設けられてもよい。
【００１４】
上述した本発明の一態様において、前記ケースは、前記開口を囲むフレーム部材を備えてもよい。また、前記第２のアンテナ素子の前記少なくとも一部は、前記フレーム部材のうち前記上面視において前記第１のアンテナ素子の上方に位置する部分に接して設けられてもよい。
【００１５】
上述した本発明の一態様において、前記第２のアンテナ素子は、前記ケースに貼り付けられた導電性フィルムであってもよい。
【００１６】
上述した本発明の一態様において、前記電子機器は、前記ケースのうち少なくとも前記第２のアンテナ素子が設けられた部分を覆う誘電性のカバー部材をさらに有してもよい。
【００１７】
上述した本発明の一態様において、前記第１のアンテナ素子は、前記回路基板の２つの主面のうち、前記ディスプレイデバイスと対向しない面に配置されてもよい。
【００１８】
上述した本発明の一態様において、前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子の間隔は、使用周波数における電気長１／４波長以下とするとよい。
【００１９】
上述した本発明の一態様において、前記第２のアンテナ素子の長手方向の長さは、前記使用周波数における電気長１／２波長以下とするとよい。
【発明の効果】
【００２０】
上述した本発明の一態様によれば、ディスプレイデバイスの背面に対向して位置する回路基板上にアンテナ（放射素子）を配置する場合に指向性パターンの改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電子機器の機能的な構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る電子機器の外観構成例を示す投影図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る電子機器の（Ａ）正面透視図及び（Ｂ）断面透視図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る電子機器の外観構成例を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る電子機器のアンテナ指向性（ｙｚ面）の測定結果を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る電子機器のアンテナ指向性（ｚｘ面）の測定結果を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る電子機器のアンテナ指向性（ｘｙ面）の測定結果を示す図である。
【図８】比較例に係る電子機器のアンテナ指向性（ｙｚ面）の測定結果を示す図である。
【図９】比較例に係る電子機器のアンテナ指向性（ｚｘ面）の測定結果を示す図である。
【図１０】比較例に係る電子機器のアンテナ指向性（ｘｙ面）の測定結果を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る電子機器の（Ａ）正面透視図及び（Ｂ）断面透視図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る電子機器のアンテナ指向性（ｙｚ面）の測定結果を示す図である。
【図１３】その他の実施の形態に係る電子機器の（Ａ）正面透視図及び（Ｂ）側面透視図である。
【図１４】その他の実施の形態に係る電子機器の（Ａ）正面透視図及び（Ｂ）側面透視図である。
【図１５】その他の実施の形態に係る電子機器の（Ａ）正面透視図及び（Ｂ）断面透視図である。
【図１６】その他の実施の形態に係る電子機器の（Ａ）正面透視図及び（Ｂ）側面透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。
【００２３】
＜発明の実施の形態１＞
本実施の形態にかかる電子機器１は、無線通信回路を有する可搬型の電子機器である。電子機器１は、例えば、スマートフォン又はタブレットＰＣである。始めに図１及び図２（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、電子機器１の機能及び外観の概略的な説明を行う。
【００２４】
図１は、電子機器１の機能的な構成例を示すブロック図である。図１において、無線通信回路１１は、無線トランスミッタ、無線レシーバ、又は無線トランシーバである。つまり、無線通信回路１１は、無線通信に関するプロトコル処理および信号処理を行い、アンテナ１０を用いて無線信号の送信及び受信の少なくとも一方を行う。無線通信回路１１は、例えば、ＧＰＳ受信機チップ、又は無線ＬＡＮ（Local Area Network）チップである。
【００２５】
ディスプレイデバイス１２は、画像表示可能な表示面を有する。ディスプレイデバイス１２の具体例は、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)、及び有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイを含む。ディスプレイデバイス１２は、表示パネル（e.g. 液晶パネル又は有機ＥＬパネル）と、表示パネルを駆動するドライバを含む半導体電子部品が搭載された回路基板とが導電性のシールドケース内に収容された構造を有する。つまり、ディスプレイデバイス１２の表示面に対向する背面と、ディスプレイデバイス１２の側面は、導電性のシールド材によって覆われている。
【００２６】
入力デバイス１３は、電子機器１に対するユーザの操作を受け付けるためのデバイスである。入力デバイス１３の具体例は、物理的な実体のある操作ボタン及びスイッチ、タッチパネル、マイクロフォン、並びにカメラを含む。入力デバイス１３がタッチパネルである場合、当該タッチパネルは、ディスプレイデバイス１２の表示面上に一体的に配置される。
【００２７】
マイクロプロセッサ１４は、ＯＳ（Operating System）及びアプリケーションプログラムを実行し、電子機器１の全体制御、ユーザが希望する機能の提供を行う。ＯＳ及びアプリケーションプログラムは、ＲＯＭ（Read Only Memory）１６又はフラッシュメモリ１７からＲＡＭ（Random Access Memory）１５にロードされる。マイクロプロセッサ１４は、ＲＡＭ１５にロードされたプログラムを実行する。
【００２８】
上述した無線通信回路１１、マイクロプロセッサ１４、ＲＡＭ１５、ＲＯＭ１６、及びフラッシュメモリ１７を含む半導体電子部品は、１つのプリント配線基板上に一体的に配置されてもよいし、複数のプリント配線基板上に分散して配置されてもよい。
【００２９】
図２（Ａ）〜（Ｃ）は、電子機器１の外観構成例を示す投影図である。図２（Ａ）は、ディスプレイデバイス１２の表示面１２０側から見た正面図である。また、図２（Ｂ）は左側面図、図２（Ｃ）は上面図である。図２に示されている３つのボタン１３０は、入力デバイス１３の具体例である。ケース２は、開口２０と、開口２０を囲むフレーム部材２１〜２４を有している。ケース２は、例えば、合成樹脂、又は炭素繊維強化樹脂によって形成されている。ケース２は、フレーム部材２１〜２４によって開口２０を有するキャビティが形成されている。ケース２のキャビティ内には、ディスプレイデバイス１２と、無線通信回路１１を含む半導体電子部品が搭載された回路基板が配置される。
【００３０】
より具体的に述べると、ディスプレイデバイス１２は、開口２０を通じて外部から表示面１２０が視認できるようにケース２のキャビティ内に配置されている。なお、図２では記載が省略されているが、表示面１２０は、可視光を透過するガラス又は合成樹脂によって形成されたフロントパネル（不図示）によって保護されてもよい。無線通信回路１１を含む半導体電子部品が搭載された回路基板は、ディスプレイデバイス１２の背面に対向するようにケース２のキャビティ内に配置される。
【００３１】
続いて以下では、本実施の形態のアンテナ１０の構成及び配置の詳細について説明する。アンテナ１０は、放射素子（給電素子）１０１と無給電の寄生素子１０２を含む。
【００３２】
放射素子１０１は、無線通信回路１１が搭載されたプリント回路基板に配置される。放射素子１０１は、回路基板の表面に実装されるチップアンテナでもよいし、プリント配線によって回路基板に形成されたアンテナパターンであってもよい。放射素子１０１は、回路基板上に配置された無線通信回路１１と基板上のパターンで形成された給電線によって接続されている。放射素子１０１の偏波特性は、直線偏波でもよいし、円偏波でもよい。
【００３３】
寄生素子１０２は、放射素子１０１から離間して配置される。寄生素子１０２は、金属などの導電性材料で形成された薄板（例えば、板金）又はフィルム（例えば、金属を薄くして、のりをつけた金属テープ）とすればよい。放射素子１０１と寄生素子１０２の間隔は、所望の指向性パターンが得られるように適宜調整すればよい。具体的には、寄生素子１０２が導波器として効果的に機能するように、放射素子１０１と寄生素子１０２の間隔は、使用周波数の電気長１／４波長、又はそれ以下とすればよい。
【００３４】
次に、放射素子１０１及び寄生素子１０２とディスプレイデバイス１２の位置関係について説明する。図３（Ａ）及び（Ｂ）は、放射素子１０１及び寄生素子１０２の配置の具体例を示す図である。図３（Ａ）は、電子機器１の正面方向から見た透視図である。図３（Ａ）では、ケース２、ディスプレイデバイス１２、及びボタン１３０が破線で示されており、ケース２及びディスプレイデバイス１２の下方に位置する回路基板３、放射素子１０１、及び寄生素子１０２が図示されている。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の切断線Ｉでケース２を切断した場合のキャビティ内を示す断面透視図である。なお、図３（Ｂ）ではケース２の図示を省略している。図３（Ｂ）に示されたシールドケース１２１は、ノイズ防止のために、ディスプレイデバイス１２の側面及び背面を覆う導電性のシールド材である。
【００３５】
回路基板３は、無線通信回路１１、マイクロコントローラを含む半導体電子部品が実装されたプリント回路基板である。放射素子１０１は、回路基板３に配置され、無線通信回路１１と給電線３０によって接続されている。図３（Ａ）及び（Ｂ）の例では、放射素子１０１は、回路基板３に表面実装されるチップアンテナである。図３（Ａ）から明らかであるように、放射素子１０１は、表示面１２０に垂直な電子機器１の正面側から見た場合にディスプレイデバイス１２と重ならないフレーム領域に配置されている。具体的には、放射素子１０１は、図３（Ａ）の紙面左側に位置するフレーム部材２１の下方に位置している。
【００３６】
寄生素子１０２は、その少なくとも一部がフレーム領域（つまり、正面側から見た場合にディスプレイデバイス１２と重ならない領域）に配置されている。さらに、図３（Ｂ）から明らかであるように、寄生素子１０２は、電子機器１の側面側から見た場合に、少なくとも一部がディスプレイデバイス１２のシールドケース１２１で覆われた背面より上方の表示面１２０側に位置するように配置されている。
【００３７】
上述したように、本実施の形態では、放射素子１０１及び寄生素子１０２をフレーム領域に配置しているため、放射素子１０１及び寄生素子１０２とシールドケース１２１との距離を遠ざけることができる。このため、放射素子１０１とシールドケース１２１の結合によってシールドケース１２１が導波器又は反射器として動作することを抑制できる。加えて、本実施の形態では、寄生素子１０２をディスプレイデバイス１２の背面より上方の表示面１２０側に位置するように配置している。このため、導波器として機能する寄生素子１０２は、図３（Ａ）の紙面左側方向に向けて効率よく電界を放射できる。したがって、電子機器１は、図３（Ａ）の紙面左側方向において、電子機器１の正面、側面、及び背面を含む一様な指向性パターンを得ることができる。
【００３８】
上述した放射素子１０１及び寄生素子１０２とディスプレイデバイス１２との位置関係に加えて、指向性パターンの改善のためにさらに以下のように工夫してもよい。まず、上述した寄生素子１０２の少なくとも一部は、細長形状を持つ放射素子１０１の長手方向と実質的に平行に配置するとよい。これにより、放射素子１０１と寄生素子１０２との結合を強めることができる。なお、「実質的に平行」とは、厳密に平行でなくてもよいことを意味する。
【００３９】
また、寄生素子１０２の長さは、使用周波数の電気長１／２波長程度とすればよい。なお、一般的に、寄生素子の電気長が１／２波長よりわずかに（概ね５％程度）短い場合に寄生素子が導波器として効果的に機能することが知られている。したがって、本実施の形態に係る寄生素子１０２の長さは、使用周波数の電気長１／２波長よりわずかに（概ね５％程度）短くするとよい。
【００４０】
また、放射素子１０１は、図３（Ｂ）に示すように、回路基板３の２つの主面のうちディスプレイデバイス１２の背面と対向しない面に配置するとよい。これにより、放射素子１０１とディスプレイデバイス１２の背面を覆うシールドケース１２１との距離をさらに離すことができるため、放射素子１０１とシールドケース１２１の結合を弱めることができる。
【００４１】
また、寄生素子１０２は、ケース２（つまりフレーム部材２１）の内側又は外側に接するように配置されてもよい。より具体的に述べると、寄生素子１０２は、導電性フィルム又は導電性の薄板をケース２（つまりフレーム部材２１）の内側又は外側に貼り付けることによって配置してもよい。図４は、寄生素子１０２として導電性フィルムを使用し、寄生素子１０２をケース２の外側に貼り付けた状態を示している。図４に示すように、寄生素子１０２のうち金属テープをケース２の外側に貼り付ける形態を採用することによって、作業性が向上し、かつ指向性パターンの微調整が容易となる。また、図４に示すように、金属テープを用いることで、寄生素子１０２の厚みを抑えることができるため、電子機器１の限られたスペースに寄生素子１０２を配置できる。さらにまた、金属テープを用いることで、様々な形状に加工することができ、凹凸面への貼り付けもできるため、作業性がより一層向上し、かつ指向性パターンの微調整がより一層容易となる。
【００４２】
なお、寄生素子１０２をケース２の外側に貼り付ける場合、図４に示すように、カバー２５によって寄生素子１０２を覆うとよい。カバー２５は、ケース２のうち少なくとも寄生素子１０２が設けられた部分を覆うことができるように構成されている。これにより、寄生素子１０２の損傷を防止できる。
【００４３】
さらに、カバー２５は合成樹脂等の誘電性材料によって形成するとよい。これにより、アンテナ１０（放射素子１０１及び寄生素子１０２）を受信アンテナとして使用する場合に、カバー２５による波長短縮効果が得られる。このため、寄生素子１０２が露出した状態とする場合に比べて寄生素子１０２の長さを短くすることができ、寄生素子１０２の配置に要するスペースを削減できる。
【００４４】
続いて以下では、寄生素子１０２を設けることによる指向性パターンの改善効果を測定結果に基づいて説明する。ここでは、アンテナ１０をＧＰＳ受信アンテナとした場合の測定結果を示す。使用周波数は、ＧＰＳ信号に対応する１５７５．４２ＭＨｚである。放射素子１０１は、電気長１／４波長のヘリカル構造を持つチップアンテナである。寄生素子１０２は、図４に示すように、導電性フィルムをフレーム部材２１の外側に貼り付けられた導電性フィルムである。また、カバー２５によって寄生素子１０２を覆う構成を採用した。いま、使用周波数における１／２波長は約９５ｍｍであるが、カバー２５及び導電性フィルム材による波長短縮効果が得られるため、寄生素子１０２の長さは４９ｍｍとした。
【００４５】
図５（Ｂ）及び（Ｃ）は、本実施の形態にかかる電子機器１の指向性パターンを示す図である。図５（Ｂ）及び（Ｃ）は、表示面１２０に対して水平なｙｚ面（図５（Ａ））の測定結果を示している。図５（Ｂ）は垂直偏波の測定結果、図５（Ｃ）は水平偏波の測定結果である。
【００４６】
同様に、図６（Ｂ）及び（Ｃ）は、本実施の形態にかかる電子機器１の指向性パターンを示す図である。図６（Ｂ）及び（Ｃ）は、表示面１２０に対して垂直なｚｘ面（図６（Ａ））の測定結果を示している。図６（Ｂ）は垂直偏波の測定結果、図６（Ｃ）は水平偏波の測定結果である。
【００４７】
図７（Ｂ）及び（Ｃ）は、本実施の形態にかかる電子機器１の指向性パターンを示す図である。図７（Ｂ）及び（Ｃ）は、表示面１２０に対して垂直なｘｙ面（図７（Ａ））の測定結果を示している。図７（Ｂ）は垂直偏波の測定結果、図７（Ｃ）は水平偏波の測定結果である。
【００４８】
一方、図８（Ｂ）及び（Ｃ）は、寄生素子１０２を有していない比較例の指向性パターンを示す図である。比較例は、寄生素子１０２を有していないことを除いて、電子機器１と同じ構成を持つ。図８（Ｂ）及び（Ｃ）は、表示面１２０に対して水平なｙｚ面（図８（Ａ））の測定結果を示している。図８（Ｂ）は垂直偏波の測定結果、図８（Ｃ）は水平偏波の測定結果である。
【００４９】
同様に、図９（Ｂ）及び（Ｃ）は、比較例の指向性パターンを示す図である。図９（Ｂ）及び（Ｃ）は、表示面１２０に対して垂直なｚｘ面（図９（Ａ））の測定結果を示している。図９（Ｂ）は垂直偏波の測定結果、図９（Ｃ）は水平偏波の測定結果である。
【００５０】
図１０（Ｂ）及び（Ｃ）は、比較例の指向性パターンを示す図である。図１０（Ｂ）及び（Ｃ）は、表示面１２０に対して垂直なｘｙ面（図１０（Ａ））の測定結果を示している。図１０（Ｂ）は垂直偏波の測定結果、図１０（Ｃ）は水平偏波の測定結果である。
【００５１】
寄生素子１０２による効果は、図５（Ｃ）に示したｚｘ面の水平偏波の測定結果において顕著である。図５（Ｃ）と図８（Ｃ）を比べると、図５（Ｃ）では、３００度から０度方向の利得が５ｄＢ程度向上している。また、寄生素子１０２による効果は、図６（Ｂ）に示したｚｘ面の垂直偏波の測定結果においても顕著である。図６（Ｂ）と図９（Ｂ）を比べると、図６（Ｂ）では、０度から６０度方向、及び３００度から０度方向の利得が４〜５ｄＢ程度向上しており、指向性パターンが改善されている。
【００５２】
＜発明の実施の形態２＞
上述した発明の実施の形態１では、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、寄生素子１０２を直線形状とする具体例を示した。本実施の形態では、寄生素子１０２の形状をＬ字形とした変形例について説明する。なお、本実施の形態にかかる電子機器４の構成は、寄生素子１０２の形状を除いて、実施の形態１で説明した電子機器１と同様である。
【００５３】
図１１（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施の形態にかかる電子機器４における放射素子１０１及び寄生素子１０２の配置の具体例を示す図である。図１１（Ａ）に示すように、本実施の形態の寄生素子１０２は、Ｌ字形状を有し、正面側から見た場合に表示面１２０を囲むフレーム領域の隣接する２辺に跨って配置されている。図１１（Ａ）の例では、寄生素子１０２は、隣接する２辺のフレーム部材２１及び２２によって形成されるフレーム領域に跨って配置されている。なお、実施の形態１でも述べたように、寄生素子１０２の全体がフレーム領域に位置している必要は無く、その少なくとも一部がフレーム領域に位置していればよい。
【００５４】
図１２（Ｂ）は、電子機器４の指向性パターンを示す図である。図１２（Ｂ）は、表示面１２０に対して水平なｙｚ面（図１２（Ａ））の測定結果を示している。つまり、図１２（Ｂ）は、実施の形態１の図５（Ｃ）に対応する。図１２（Ｂ）と図５（Ｃ）を比べると、図１２（Ｂ）では、３００度から０度方向の利得がさらに５ｄＢ程度向上している。
【００５５】
上述したように、Ｌ字形状の寄生素子１０２をフレーム領域の２辺に跨って配置することで、指向性パターンをより一層改善することができる。なお、本実施の形態で説明したＬ字形状の寄生素子１０２は、図１１（Ａ）のように直角に折り曲げた形状だけでなく、折り曲げ角度が９０度より大きい素子及び小さい素子を含む。さらに、本実施の形態で説明したＬ字形状の寄生素子１０２は、折り曲げ部分が曲線とされた素子も含む。
【００５６】
＜その他の実施の形態＞
図１３〜図１６は、寄生素子１０２の形状に関するその他のバリエーションを示している。図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示す電子機器５は、ケース２の側面上に貼り付けられた寄生素子１０２を有する。図１４（Ａ）及び（Ｂ）に示す電子機器６は、ケース２の隣接する２つの側面に跨って貼り付けられたＬ字形状の寄生素子１０２を有する。図１５（Ａ）及び（Ｂ）に示す電子機器７は、フレーム部材２１の上面から隣接するフレーム部材２２の側面に跨って貼り付けられたＬ字形状の寄生素子１０２を有する。図１６（Ａ）及び（Ｂ）に示す電子機器８は、フレーム部材２１の側面から隣接するフレーム部材２２の上面に跨って貼り付けられたＬ字形状の寄生素子１０２を有する。指向性パターンの図示は省略するが、直線形状の寄生素子１０２を持つ電子機器５は、実施の形態１で説明した電子機器１と同様の原理によって、指向性パターンの改善を図ることができる。また、Ｌ字形状の寄生素子１０２を持つ電子機器６〜８は、実施の形態２で説明した電子機器４と同様の原理よって、指向性パターンの改善を図ることができる。
【００５７】
上述した各実施の形態では、寄生素子１０２の形状の具体例として直線形状およびＬ字形状を示したが、寄生素子１０２の形状はその他の形状（例えばミアンダ形状）であってもよい。
【００５８】
上述した各実施の形態では、１つの放射素子１０１に対して１つの寄生素子１０２を配置する例を示したが、１つの放射素子１０１に対して複数個の寄生素子１０２を配置してもよい。
【００５９】
さらに、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００６０】
１、４〜８ 電子機器
２ ケース
３ プリント回路基板
１０ アンテナ
１１ 無線通信回路
１２ ディスプレイデバイス
１３ 入力デバイス
１４ マイクロプロセッサ
１５ ＲＡＭ（Random Access Memory）
１６ ＲＯＭ（Read Only Memory）
１７ フラッシュメモリ
２０ 開口
３０ 給電線
２１〜２４ フレーム部材
２５ カバー
１０１ 放射素子（第１のアンテナ素子）
１０２ 寄生素子（第２のアンテナ素子）
１２０ 表示面
１２１ シールドケース
１３０ ボタン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナを有する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話端末及びポータブルコンピュータ等の携帯型の電子機器の分野においても、寄生素子（無給電素子）を有するアンテナを用いることが知られている（例えば特許文献１及び２を参照）。寄生素子は、給電線と接続された放射素子（寄生素子）から使用周波数の電気長１／４波長ほど離間して配置される。寄生素子は、導波器又は共振器として機能し、アンテナの指向性パターンの改善、高利得化、又は広帯域化に寄与する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２４３９１６号公報
【特許文献２】特開２００９−００４８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
携帯型の電子機器の場合、ユーザの持ち方が限定されていないことが多い。また、電子機器は、鞄に入れられている間も送受信を継続的に行う場合がある。例えば、電子機器は、電子機器がどの方向を向いているかに関わらず、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの電波を継続的に受信することが要求される場合がある。このような電子機器に搭載されるアンテナは、指向性の少ない指向性パターンを持つことが要求される。
【０００５】
一方で、電子機器のサイズの小型化及び薄型化に伴い、電子機器内にアンテナを配置する際の実装上の制約が増大している。この実装上の制約は、特に、電子機器の主要な表面の大部分がディスプレイデバイスの表示面によって占有されている電子機器、例えばスマートフォン及びタブレットＰＣ、において顕著である。この実装上の制約に対処するために、本願の発明者は、無線通信回路（i.e. トランスミッタ、レシーバ、又はトランシーバ）及びマイクロプロセッサ等の半導体電子部品が実装されるプリント回路基板上にアンテナの放射素子（給電素子）を配置する構成について検討を行った。
【０００６】
プリント回路基板上に放射素子を配置する場合、プリント配線パターンを利用してアンテナを形成してもよいが、実装面積を小さくするためにはチップアンテナの利用が効果的である。チップアンテナは、プリント回路基板の表面に実装できるようにモジュール化されたアンテナ製品であり、比誘電率及び比透磁率の大きい（つまり波長短縮効果の大きい）素材を基材として利用することで小サイズ化が図られている。
【０００７】
しかしながら、上述したスマートフォン及びタブレットＰＣ等の電子機器においては、ディスプレイデバイスの背面と対向する位置にプリント回路基板が配置されることが一般的である。ディスプレイデバイスの背面及び側面は、金属製のシールドケースによって覆われている。このため、放射素子をプリント回路基板に配置する場合、放射素子から放射された電界がディスプレイデバイスのシールドケースによって歪められてしまい、指向性パターンが劣化する問題が生じることが分かった。
【０００８】
この問題は、ディスプレイデバイスのシールドケースがアンテナ（導波器または反射器）として機能し、シールドケースから放射される電界が相対的に強くなるために生じると考えられる。この結果、シールドケースが存在していない方向に向けて放射される電界が相対的に弱くなってしまう。例えば、ＧＰＳ及び無線ＬＡＮ等のギガヘルツ帯又はこれより高周波数帯を用いる場合、ディスプレイデバイスの背面を覆うシールドケースの一辺の長さ又は周囲長は、使用周波数における電気長１／４波長より長くなるため、この問題が発生し得る。さらに、プリント回路基板に設けられたグランド配線パターンもアンテナとして機能し、指向性パターンに影響を与える。
【０００９】
本発明は、本願の発明者による上述した検討に基づいてなされたものであって、ディスプレイデバイスの背面に対向して位置する回路基板上にアンテナ（放射素子）を配置する場合に指向性パターンの改善を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、電子機器を含む。当該電子機器は、ケース、ディスプレイデバイス、回路基板、並びに第１及び第２のアンテナ素子を有する。前記ケースは、開口を有する。前記ディスプレイデバイスは、前記ケース内に配置され、前記開口を通じて外部から視認可能な表示面、及び導電性のシールド材で覆われた背面を有する。前記回路基板は、前記ディスプレイデバイスの前記背面に対向するように前記ケース内に配置され、無線通信回路を含む電子部品が実装されている。前記第１のアンテナ素子は、前記表示面に垂直な前記電子機器の正面側から見た場合に前記ディスプレイデバイスと重ならないフレーム領域に位置するように前記回路基板上に配置され、前記無線通信回路と給電線により接続されている。前記第２のアンテナ素子は、前記正面側から見た場合にその少なくとも一部が前記フレーム領域に位置するとともに、前記電子機器の側面側から見た場合に前記少なくとも一部が前記ディスプレイデバイスの前記背面より前記表示面側に位置するように配置された無給電の寄生素子である。
【００１１】
上述した本発明の一態様において、前記第１のアンテナ素子は細長の形状を有し、前記第２のアンテナ素子の前記少なくとも一部は、前記第１のアンテナ素子の長手方向と実質的に平行に配置されてもよい。
【００１２】
上述した本発明の一態様において、前記フレーム領域は、前記開口を囲む４辺を有してもよい。また、前記第２のアンテナ素子は、Ｌ字型の形状を有し、前記正面側から見た場合に前記フレーム領域の隣接する２辺に跨って配置されてもよい。
【００１３】
上述した本発明の一態様において、前記第２のアンテナ素子は、前記ケースの外側表面に接して設けられてもよい。
【００１４】
上述した本発明の一態様において、前記ケースは、前記開口を囲むフレーム部材を備えてもよい。また、前記第２のアンテナ素子の前記少なくとも一部は、前記フレーム部材のうち前記上面視において前記第１のアンテナ素子の上方に位置する部分に接して設けられてもよい。
【００１５】
上述した本発明の一態様において、前記第２のアンテナ素子は、前記ケースに貼り付けられた導電性フィルムであってもよい。
【００１６】
上述した本発明の一態様において、前記電子機器は、前記ケースのうち少なくとも前記第２のアンテナ素子が設けられた部分を覆う誘電性のカバー部材をさらに有してもよい。
【００１７】
上述した本発明の一態様において、前記第１のアンテナ素子は、前記回路基板の２つの主面のうち、前記ディスプレイデバイスと対向しない面に配置されてもよい。
【００１８】
上述した本発明の一態様において、前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子の間隔は、使用周波数における電気長１／４波長以下とするとよい。
【００１９】
上述した本発明の一態様において、前記第２のアンテナ素子の長手方向の長さは、前記使用周波数における電気長１／２波長以下とするとよい。
【発明の効果】
【００２０】
上述した本発明の一態様によれば、ディスプレイデバイスの背面に対向して位置する回路基板上にアンテナ（放射素子）を配置する場合に指向性パターンの改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電子機器の機能的な構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る電子機器の外観構成例を示す投影図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る電子機器の（Ａ）正面透視図及び（Ｂ）断面透視図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る電子機器の外観構成例を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る電子機器のアンテナ指向性（ｙｚ面）の測定結果を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る電子機器のアンテナ指向性（ｚｘ面）の測定結果を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る電子機器のアンテナ指向性（ｘｙ面）の測定結果を示す図である。
【図８】比較例に係る電子機器のアンテナ指向性（ｙｚ面）の測定結果を示す図である。
【図９】比較例に係る電子機器のアンテナ指向性（ｚｘ面）の測定結果を示す図である。
【図１０】比較例に係る電子機器のアンテナ指向性（ｘｙ面）の測定結果を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る電子機器の（Ａ）正面透視図及び（Ｂ）断面透視図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る電子機器のアンテナ指向性（ｙｚ面）の測定結果を示す図である。
【図１３】その他の実施の形態に係る電子機器の（Ａ）正面透視図及び（Ｂ）側面透視図である。
【図１４】その他の実施の形態に係る電子機器の（Ａ）正面透視図及び（Ｂ）側面透視図である。
【図１５】その他の実施の形態に係る電子機器の（Ａ）正面透視図及び（Ｂ）断面透視図である。
【図１６】その他の実施の形態に係る電子機器の（Ａ）正面透視図及び（Ｂ）側面透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。
【００２３】
＜発明の実施の形態１＞
本実施の形態にかかる電子機器１は、無線通信回路を有する可搬型の電子機器である。電子機器１は、例えば、スマートフォン又はタブレットＰＣである。始めに図１及び図２（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、電子機器１の機能及び外観の概略的な説明を行う。
【００２４】
図１は、電子機器１の機能的な構成例を示すブロック図である。図１において、無線通信回路１１は、無線トランスミッタ、無線レシーバ、又は無線トランシーバである。つまり、無線通信回路１１は、無線通信に関するプロトコル処理および信号処理を行い、アンテナ１０を用いて無線信号の送信及び受信の少なくとも一方を行う。無線通信回路１１は、例えば、ＧＰＳ受信機チップ、又は無線ＬＡＮ（Local Area Network）チップである。
【００２５】
ディスプレイデバイス１２は、画像表示可能な表示面を有する。ディスプレイデバイス１２の具体例は、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)、及び有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイを含む。ディスプレイデバイス１２は、表示パネル（e.g. 液晶パネル又は有機ＥＬパネル）と、表示パネルを駆動するドライバを含む半導体電子部品が搭載された回路基板とが導電性のシールドケース内に収容された構造を有する。つまり、ディスプレイデバイス１２の表示面に対向する背面と、ディスプレイデバイス１２の側面は、導電性のシールド材によって覆われている。
【００２６】
入力デバイス１３は、電子機器１に対するユーザの操作を受け付けるためのデバイスである。入力デバイス１３の具体例は、物理的な実体のある操作ボタン及びスイッチ、タッチパネル、マイクロフォン、並びにカメラを含む。入力デバイス１３がタッチパネルである場合、当該タッチパネルは、ディスプレイデバイス１２の表示面上に一体的に配置される。
【００２７】
マイクロプロセッサ１４は、ＯＳ（Operating System）及びアプリケーションプログラムを実行し、電子機器１の全体制御、ユーザが希望する機能の提供を行う。ＯＳ及びアプリケーションプログラムは、ＲＯＭ（Read Only Memory）１６又はフラッシュメモリ１７からＲＡＭ（Random Access Memory）１５にロードされる。マイクロプロセッサ１４は、ＲＡＭ１５にロードされたプログラムを実行する。
【００２８】
上述した無線通信回路１１、マイクロプロセッサ１４、ＲＡＭ１５、ＲＯＭ１６、及びフラッシュメモリ１７を含む半導体電子部品は、１つのプリント配線基板上に一体的に配置されてもよいし、複数のプリント配線基板上に分散して配置されてもよい。
【００２９】
図２（Ａ）〜（Ｃ）は、電子機器１の外観構成例を示す投影図である。図２（Ａ）は、ディスプレイデバイス１２の表示面１２０側から見た正面図である。また、図２（Ｂ）は左側面図、図２（Ｃ）は上面図である。図２に示されている３つのボタン１３０は、入力デバイス１３の具体例である。ケース２は、開口２０と、開口２０を囲むフレーム部材２１〜２４を有している。ケース２は、例えば、合成樹脂、又は炭素繊維強化樹脂によって形成されている。ケース２は、フレーム部材２１〜２４によって開口２０を有するキャビティが形成されている。ケース２のキャビティ内には、ディスプレイデバイス１２と、無線通信回路１１を含む半導体電子部品が搭載された回路基板が配置される。
【００３０】
より具体的に述べると、ディスプレイデバイス１２は、開口２０を通じて外部から表示面１２０が視認できるようにケース２のキャビティ内に配置されている。なお、図２では記載が省略されているが、表示面１２０は、可視光を透過するガラス又は合成樹脂によって形成されたフロントパネル（不図示）によって保護されてもよい。無線通信回路１１を含む半導体電子部品が搭載された回路基板は、ディスプレイデバイス１２の背面に対向するようにケース２のキャビティ内に配置される。
【００３１】
続いて以下では、本実施の形態のアンテナ１０の構成及び配置の詳細について説明する。アンテナ１０は、放射素子（給電素子）１０１と無給電の寄生素子１０２を含む。
【００３２】
放射素子１０１は、無線通信回路１１が搭載されたプリント回路基板に配置される。放射素子１０１は、回路基板の表面に実装されるチップアンテナでもよいし、プリント配線によって回路基板に形成されたアンテナパターンであってもよい。放射素子１０１は、回路基板上に配置された無線通信回路１１と基板上のパターンで形成された給電線によって接続されている。放射素子１０１の偏波特性は、直線偏波でもよいし、円偏波でもよい。
【００３３】
寄生素子１０２は、放射素子１０１から離間して配置される。寄生素子１０２は、金属などの導電性材料で形成された薄板（例えば、板金）又はフィルム（例えば、金属を薄くして、のりをつけた金属テープ）とすればよい。放射素子１０１と寄生素子１０２の間隔は、所望の指向性パターンが得られるように適宜調整すればよい。具体的には、寄生素子１０２が導波器として効果的に機能するように、放射素子１０１と寄生素子１０２の間隔は、使用周波数の電気長１／４波長、又はそれ以下とすればよい。
【００３４】
次に、放射素子１０１及び寄生素子１０２とディスプレイデバイス１２の位置関係について説明する。図３（Ａ）及び（Ｂ）は、放射素子１０１及び寄生素子１０２の配置の具体例を示す図である。図３（Ａ）は、電子機器１の正面方向から見た透視図である。図３（Ａ）では、ケース２、ディスプレイデバイス１２、及びボタン１３０が破線で示されており、ケース２及びディスプレイデバイス１２の下方に位置する回路基板３、放射素子１０１、及び寄生素子１０２が図示されている。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の切断線Ｉでケース２を切断した場合のキャビティ内を示す断面透視図である。なお、図３（Ｂ）ではケース２の図示を省略している。図３（Ｂ）に示されたシールドケース１２１は、ノイズ防止のために、ディスプレイデバイス１２の側面及び背面を覆う導電性のシールド材である。
【００３５】
回路基板３は、無線通信回路１１、マイクロコントローラを含む半導体電子部品が実装されたプリント回路基板である。放射素子１０１は、回路基板３に配置され、無線通信回路１１と給電線３０によって接続されている。図３（Ａ）及び（Ｂ）の例では、放射素子１０１は、回路基板３に表面実装されるチップアンテナである。図３（Ａ）から明らかであるように、放射素子１０１は、表示面１２０に垂直な電子機器１の正面側から見た場合にディスプレイデバイス１２と重ならないフレーム領域に配置されている。具体的には、放射素子１０１は、図３（Ａ）の紙面左側に位置するフレーム部材２１の下方に位置している。
【００３６】
寄生素子１０２は、その少なくとも一部がフレーム領域（つまり、正面側から見た場合にディスプレイデバイス１２と重ならない領域）に配置されている。さらに、図３（Ｂ）から明らかであるように、寄生素子１０２は、電子機器１の側面側から見た場合に、少なくとも一部がディスプレイデバイス１２のシールドケース１２１で覆われた背面より上方の表示面１２０側に位置するように配置されている。
【００３７】
上述したように、本実施の形態では、放射素子１０１及び寄生素子１０２をフレーム領域に配置しているため、放射素子１０１及び寄生素子１０２とシールドケース１２１との距離を遠ざけることができる。このため、放射素子１０１とシールドケース１２１の結合によってシールドケース１２１が導波器又は反射器として動作することを抑制できる。加えて、本実施の形態では、寄生素子１０２をディスプレイデバイス１２の背面より上方の表示面１２０側に位置するように配置している。このため、導波器として機能する寄生素子１０２は、図３（Ａ）の紙面左側方向に向けて効率よく電界を放射できる。したがって、電子機器１は、図３（Ａ）の紙面左側方向において、電子機器１の正面、側面、及び背面を含む一様な指向性パターンを得ることができる。
【００３８】
上述した放射素子１０１及び寄生素子１０２とディスプレイデバイス１２との位置関係に加えて、指向性パターンの改善のためにさらに以下のように工夫してもよい。まず、上述した寄生素子１０２の少なくとも一部は、細長形状を持つ放射素子１０１の長手方向と実質的に平行に配置するとよい。これにより、放射素子１０１と寄生素子１０２との結合を強めることができる。なお、「実質的に平行」とは、厳密に平行でなくてもよいことを意味する。
【００３９】
また、寄生素子１０２の長さは、使用周波数の電気長１／２波長程度とすればよい。なお、一般的に、寄生素子の電気長が１／２波長よりわずかに（概ね５％程度）短い場合に寄生素子が導波器として効果的に機能することが知られている。したがって、本実施の形態に係る寄生素子１０２の長さは、使用周波数の電気長１／２波長よりわずかに（概ね５％程度）短くするとよい。
【００４０】
また、放射素子１０１は、図３（Ｂ）に示すように、回路基板３の２つの主面のうちディスプレイデバイス１２の背面と対向しない面に配置するとよい。これにより、放射素子１０１とディスプレイデバイス１２の背面を覆うシールドケース１２１との距離をさらに離すことができるため、放射素子１０１とシールドケース１２１の結合を弱めることができる。
【００４１】
また、寄生素子１０２は、ケース２（つまりフレーム部材２１）の内側又は外側に接するように配置されてもよい。より具体的に述べると、寄生素子１０２は、導電性フィルム又は導電性の薄板をケース２（つまりフレーム部材２１）の内側又は外側に貼り付けることによって配置してもよい。図４は、寄生素子１０２として導電性フィルムを使用し、寄生素子１０２をケース２の外側に貼り付けた状態を示している。図４に示すように、寄生素子１０２のうち金属テープをケース２の外側に貼り付ける形態を採用することによって、作業性が向上し、かつ指向性パターンの微調整が容易となる。また、図４に示すように、金属テープを用いることで、寄生素子１０２の厚みを抑えることができるため、電子機器１の限られたスペースに寄生素子１０２を配置できる。さらにまた、金属テープを用いることで、様々な形状に加工することができ、凹凸面への貼り付けもできるため、作業性がより一層向上し、かつ指向性パターンの微調整がより一層容易となる。
【００４２】
なお、寄生素子１０２をケース２の外側に貼り付ける場合、図４に示すように、カバー２５によって寄生素子１０２を覆うとよい。カバー２５は、ケース２のうち少なくとも寄生素子１０２が設けられた部分を覆うことができるように構成されている。これにより、寄生素子１０２の損傷を防止できる。
【００４３】
さらに、カバー２５は合成樹脂等の誘電性材料によって形成するとよい。これにより、アンテナ１０（放射素子１０１及び寄生素子１０２）を受信アンテナとして使用する場合に、カバー２５による波長短縮効果が得られる。このため、寄生素子１０２が露出した状態とする場合に比べて寄生素子１０２の長さを短くすることができ、寄生素子１０２の配置に要するスペースを削減できる。
【００４４】
続いて以下では、寄生素子１０２を設けることによる指向性パターンの改善効果を測定結果に基づいて説明する。ここでは、アンテナ１０をＧＰＳ受信アンテナとした場合の測定結果を示す。使用周波数は、ＧＰＳ信号に対応する１５７５．４２ＭＨｚである。放射素子１０１は、電気長１／４波長のヘリカル構造を持つチップアンテナである。寄生素子１０２は、図４に示すように、導電性フィルムをフレーム部材２１の外側に貼り付けられた導電性フィルムである。また、カバー２５によって寄生素子１０２を覆う構成を採用した。いま、使用周波数における１／２波長は約９５ｍｍであるが、カバー２５及び導電性フィルム材による波長短縮効果が得られるため、寄生素子１０２の長さは４９ｍｍとした。
【００４５】
図５（Ｂ）及び（Ｃ）は、本実施の形態にかかる電子機器１の指向性パターンを示す図である。図５（Ｂ）及び（Ｃ）は、表示面１２０に対して水平なｙｚ面（図５（Ａ））の測定結果を示している。図５（Ｂ）は垂直偏波の測定結果、図５（Ｃ）は水平偏波の測定結果である。
【００４６】
同様に、図６（Ｂ）及び（Ｃ）は、本実施の形態にかかる電子機器１の指向性パターンを示す図である。図６（Ｂ）及び（Ｃ）は、表示面１２０に対して垂直なｚｘ面（図６（Ａ））の測定結果を示している。図６（Ｂ）は垂直偏波の測定結果、図６（Ｃ）は水平偏波の測定結果である。
【００４７】
図７（Ｂ）及び（Ｃ）は、本実施の形態にかかる電子機器１の指向性パターンを示す図である。図７（Ｂ）及び（Ｃ）は、表示面１２０に対して垂直なｘｙ面（図７（Ａ））の測定結果を示している。図７（Ｂ）は垂直偏波の測定結果、図７（Ｃ）は水平偏波の測定結果である。
【００４８】
一方、図８（Ｂ）及び（Ｃ）は、寄生素子１０２を有していない比較例の指向性パターンを示す図である。比較例は、寄生素子１０２を有していないことを除いて、電子機器１と同じ構成を持つ。図８（Ｂ）及び（Ｃ）は、表示面１２０に対して水平なｙｚ面（図８（Ａ））の測定結果を示している。図８（Ｂ）は垂直偏波の測定結果、図８（Ｃ）は水平偏波の測定結果である。
【００４９】
同様に、図９（Ｂ）及び（Ｃ）は、比較例の指向性パターンを示す図である。図９（Ｂ）及び（Ｃ）は、表示面１２０に対して垂直なｚｘ面（図９（Ａ））の測定結果を示している。図９（Ｂ）は垂直偏波の測定結果、図９（Ｃ）は水平偏波の測定結果である。
【００５０】
図１０（Ｂ）及び（Ｃ）は、比較例の指向性パターンを示す図である。図１０（Ｂ）及び（Ｃ）は、表示面１２０に対して垂直なｘｙ面（図１０（Ａ））の測定結果を示している。図１０（Ｂ）は垂直偏波の測定結果、図１０（Ｃ）は水平偏波の測定結果である。
【００５１】
寄生素子１０２による効果は、図５（Ｃ）に示したｚｘ面の水平偏波の測定結果において顕著である。図５（Ｃ）と図８（Ｃ）を比べると、図５（Ｃ）では、３００度から０度方向の利得が５ｄＢ程度向上している。また、寄生素子１０２による効果は、図６（Ｂ）に示したｚｘ面の垂直偏波の測定結果においても顕著である。図６（Ｂ）と図９（Ｂ）を比べると、図６（Ｂ）では、０度から６０度方向、及び３００度から０度方向の利得が４〜５ｄＢ程度向上しており、指向性パターンが改善されている。
【００５２】
＜発明の実施の形態２＞
上述した発明の実施の形態１では、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、寄生素子１０２を直線形状とする具体例を示した。本実施の形態では、寄生素子１０２の形状をＬ字形とした変形例について説明する。なお、本実施の形態にかかる電子機器４の構成は、寄生素子１０２の形状を除いて、実施の形態１で説明した電子機器１と同様である。
【００５３】
図１１（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施の形態にかかる電子機器４における放射素子１０１及び寄生素子１０２の配置の具体例を示す図である。図１１（Ａ）に示すように、本実施の形態の寄生素子１０２は、Ｌ字形状を有し、正面側から見た場合に表示面１２０を囲むフレーム領域の隣接する２辺に跨って配置されている。図１１（Ａ）の例では、寄生素子１０２は、隣接する２辺のフレーム部材２１及び２２によって形成されるフレーム領域に跨って配置されている。なお、実施の形態１でも述べたように、寄生素子１０２の全体がフレーム領域に位置している必要は無く、その少なくとも一部がフレーム領域に位置していればよい。
【００５４】
図１２（Ｂ）は、電子機器４の指向性パターンを示す図である。図１２（Ｂ）は、表示面１２０に対して水平なｙｚ面（図１２（Ａ））の測定結果を示している。つまり、図１２（Ｂ）は、実施の形態１の図５（Ｃ）に対応する。図１２（Ｂ）と図５（Ｃ）を比べると、図１２（Ｂ）では、３００度から０度方向の利得がさらに５ｄＢ程度向上している。
【００５５】
上述したように、Ｌ字形状の寄生素子１０２をフレーム領域の２辺に跨って配置することで、指向性パターンをより一層改善することができる。なお、本実施の形態で説明したＬ字形状の寄生素子１０２は、図１１（Ａ）のように直角に折り曲げた形状だけでなく、折り曲げ角度が９０度より大きい素子及び小さい素子を含む。さらに、本実施の形態で説明したＬ字形状の寄生素子１０２は、折り曲げ部分が曲線とされた素子も含む。
【００５６】
＜その他の実施の形態＞
図１３〜図１６は、寄生素子１０２の形状に関するその他のバリエーションを示している。図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示す電子機器５は、ケース２の側面上に貼り付けられた寄生素子１０２を有する。図１４（Ａ）及び（Ｂ）に示す電子機器６は、ケース２の隣接する２つの側面に跨って貼り付けられたＬ字形状の寄生素子１０２を有する。図１５（Ａ）及び（Ｂ）に示す電子機器７は、フレーム部材２１の上面から隣接するフレーム部材２２の側面に跨って貼り付けられたＬ字形状の寄生素子１０２を有する。図１６（Ａ）及び（Ｂ）に示す電子機器８は、フレーム部材２１の側面から隣接するフレーム部材２２の上面に跨って貼り付けられたＬ字形状の寄生素子１０２を有する。指向性パターンの図示は省略するが、直線形状の寄生素子１０２を持つ電子機器５は、実施の形態１で説明した電子機器１と同様の原理によって、指向性パターンの改善を図ることができる。また、Ｌ字形状の寄生素子１０２を持つ電子機器６〜８は、実施の形態２で説明した電子機器４と同様の原理よって、指向性パターンの改善を図ることができる。
【００５７】
上述した各実施の形態では、寄生素子１０２の形状の具体例として直線形状およびＬ字形状を示したが、寄生素子１０２の形状はその他の形状（例えばミアンダ形状）であってもよい。
【００５８】
上述した各実施の形態では、１つの放射素子１０１に対して１つの寄生素子１０２を配置する例を示したが、１つの放射素子１０１に対して複数個の寄生素子１０２を配置してもよい。
【００５９】
さらに、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００６０】
１、４〜８ 電子機器
２ ケース
３ プリント回路基板
１０ アンテナ
１１ 無線通信回路
１２ ディスプレイデバイス
１３ 入力デバイス
１４ マイクロプロセッサ
１５ ＲＡＭ（Random Access Memory）
１６ ＲＯＭ（Read Only Memory）
１７ フラッシュメモリ
２０ 開口
３０ 給電線
２１〜２４ フレーム部材
２５ カバー
１０１ 放射素子（第１のアンテナ素子）
１０２ 寄生素子（第２のアンテナ素子）
１２０ 表示面
１２１ シールドケース
１３０ ボタン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器であって、
開口を有するケースと、
前記ケース内に配置され、前記開口を通じて外部から視認可能な表示面、及び導電性のシールド材で覆われた背面を有するディスプレイデバイスと、
前記ディスプレイデバイスの前記背面に対向するように前記ケース内に配置され、無線通信回路を含む電子部品が実装された回路基板と、
前記表示面に垂直な前記電子機器の正面側から見た場合に前記ディスプレイデバイスと重ならないフレーム領域に位置するように前記回路基板上に配置され、前記無線通信回路と給電線により接続された第１のアンテナ素子と、
前記正面側から見た場合にその少なくとも一部が前記フレーム領域に位置するとともに、前記電子機器の側面側から見た場合に前記少なくとも一部が前記ディスプレイデバイスの前記背面より前記表示面側に位置するように配置された無給電の第２のアンテナ素子と、
を備える電子機器。
【請求項２】
前記第１のアンテナ素子は細長の形状を有し、
前記第２のアンテナ素子の前記少なくとも一部は、前記第１のアンテナ素子の長手方向と実質的に平行に配置されている、
請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記フレーム領域は、前記開口を囲む４辺を有し、
前記第２のアンテナ素子は、Ｌ字型の形状を有するとともに、前記正面側から見た場合に前記フレーム領域の隣接する２辺に跨って配置されている、請求項１又は２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記第２のアンテナ素子は、前記ケースの外側表面に接して設けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項５】
前記ケースは、前記開口を囲むフレーム部材を備え、
前記第２のアンテナ素子の前記少なくとも一部は、前記フレーム部材のうち前記上面視において前記第１のアンテナ素子の上方に位置する部分に接して設けられている、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項６】
前記第２のアンテナ素子は、前記ケースに貼り付けられた導電性フィルムである、請求項４又は５に記載の電子機器。
【請求項７】
前記ケースのうち少なくとも前記第２のアンテナ素子が設けられた部分を覆う誘電性のカバー部材をさらに備える、請求項４〜７のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項８】
前記第１のアンテナ素子は、前記回路基板の２つの主面のうち、前記ディスプレイデバイスと対向しない面に配置されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項９】
前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子の間隔は、使用周波数における電気長１／４波長以下である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項１０】
前記第２のアンテナ素子の長手方向の長さは、前記使用周波数における電気長１／２波長以下である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項１】
電子機器であって、
開口を有するケースと、
前記ケース内に配置され、前記開口を通じて外部から視認可能な表示面、及び導電性のシールド材で覆われた背面を有するディスプレイデバイスと、
前記ディスプレイデバイスの前記背面に対向するように前記ケース内に配置され、無線通信回路を含む電子部品が実装された回路基板と、
前記表示面に垂直な前記電子機器の正面側から見た場合に前記ディスプレイデバイスと重ならないフレーム領域に位置するように前記回路基板上に配置され、前記無線通信回路と給電線により接続された第１のアンテナ素子と、
前記正面側から見た場合にその少なくとも一部が前記フレーム領域に位置するとともに、前記電子機器の側面側から見た場合に前記少なくとも一部が前記ディスプレイデバイスの前記背面より前記表示面側に位置するように配置された無給電の第２のアンテナ素子と、
を備える電子機器。
【請求項２】
前記第１のアンテナ素子は細長の形状を有し、
前記第２のアンテナ素子の前記少なくとも一部は、前記第１のアンテナ素子の長手方向と実質的に平行に配置されている、
請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記フレーム領域は、前記開口を囲む４辺を有し、
前記第２のアンテナ素子は、Ｌ字型の形状を有するとともに、前記正面側から見た場合に前記フレーム領域の隣接する２辺に跨って配置されている、請求項１又は２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記第２のアンテナ素子は、前記ケースの外側表面に接して設けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項５】
前記ケースは、前記開口を囲むフレーム部材を備え、
前記第２のアンテナ素子の前記少なくとも一部は、前記フレーム部材のうち前記上面視において前記第１のアンテナ素子の上方に位置する部分に接して設けられている、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項６】
前記第２のアンテナ素子は、前記ケースに貼り付けられた導電性フィルムである、請求項４又は５に記載の電子機器。
【請求項７】
前記ケースのうち少なくとも前記第２のアンテナ素子が設けられた部分を覆う誘電性のカバー部材をさらに備える、請求項４〜７のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項８】
前記第１のアンテナ素子は、前記回路基板の２つの主面のうち、前記ディスプレイデバイスと対向しない面に配置されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項９】
前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子の間隔は、使用周波数における電気長１／４波長以下である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項１０】
前記第２のアンテナ素子の長手方向の長さは、前記使用周波数における電気長１／２波長以下である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−２３５２２４（Ｐ２０１２−２３５２２４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０１２７５（Ｐ２０１１−１０１２７５）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（３０８０３６４０２）株式会社ＪＶＣケンウッド (1,152)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（３０８０３６４０２）株式会社ＪＶＣケンウッド (1,152)
【Ｆターム（参考）】
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