JP5666289B2

JP5666289B2 - 電子機器

Info

Publication number: JP5666289B2
Application number: JP2010287036A
Authority: JP
Inventors: 大輔富樫
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2015-02-12
Anticipated expiration: 2030-12-24
Also published as: JP2012134902A; US9246213B2; US20120162033A1

Description

本発明は、タッチパネル及びアンテナを有する電子機器に関する。

従来より、筐体と、画像を表示する表示部及び接触を検出する検出部を有するタッチパネルと、筐体の内部に配置されるアンテナとを備える電子機器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１８１９３４号公報

しかし、近年、特許文献１に記載されたような電子機器では、視認性の向上等を目的としてタッチパネルが大型化する傾向がある。そのため、このような電子機器では、筐体内においてタッチパネルが配置される位置によって、アンテナを配置する位置に制限が生じる可能性があった。

本発明は、アンテナを配置する際の位置の制限を低減することができる電子機器を提供すること目的とする。

本発明に係る電子機器は、上記課題を解決するために、アンテナと、導電性の操作検出パターンが形成された電極シートを有するタッチパネルと、を備え、前記タッチパネルの外周部には、前記アンテナを構成するアンテナパターンが形成される。

また、前記アンテナパターンは、前記電極シートにおける前記操作検出パターンの外側の領域に形成されることが好ましい。

また、前記操作検出パターンと前記アンテナパターンとの間に形成される基準電位部をさらに備えることが好ましい。

また、前記アンテナは、無給電素子をさらに備え、前記無給電素子は、前記電極シートにおける前記アンテナパターンの外側の領域に配置されることが好ましい。

また、前記電子機器は、磁性体を有し、前記磁性体は、前記タッチパネルの厚さ方向において、前記アンテナパターンと重畳する位置に配置され、前記アンテナパターンは、前記タッチパネルの外周部に沿ったループ状に形成されることが好ましい。

また、前記アンテナパターンは、第１のアンテナパターンと第２のアンテナパターンとを有し、前記電子機器は、前記操作検出パターンにより検出される操作の位置に基づいて、前記第１のアンテナパターンと前記第２のアンテナパターンとのいずれに給電するかを切り替える制御部を備えることが好ましい。

また、前記タッチパネルは、前記電極シートに積層配置される第１シート及び第２のシートを有し、前記アンテナパターンは、第１のアンテナパターンと第２のアンテナパターンとを有し、前記第１のアンテナパターンは、前記第１のシートに形成され、前記第２のアンテナパターンは、前記第２のシートに形成され、前記第１のアンテナパターンは、前記第２のアンテナパターンと電気的に接続されることが好ましい。

また、前記アンテナパターンは、第１のアンテナパターンと第２のアンテナパターンとを有し、前記電極シートは、第１操作検出パターンが形成された第１電極シート及び第２操作検出パターンが形成された第２電極シートを有し、前記第１操作検出パターンと前記第２操作検出パターンとは、前記電極シートの平面方向に沿った互いに異なる方向における操作位置を検出し、前記第１のアンテナパターンは、前記第１電極シートに形成され、前記第２のアンテナパターンは、前記第２電極シートに形成され、前記第１のアンテナパターンは、前記第２のアンテナパターンと電気的に接続されることが好ましい。

また、前記電子機器は、開口部が形成された筐体を有し、前記タッチパネルは、一部の領域が前記開口部から視認可能であり、前記アンテナパターンは、前記タッチパネルにおいて、前記開口部から視認できない領域に形成されることが好ましい。

本発明によれば、アンテナを配置する際の位置の制限を低減することができる。

本実施形態に係る携帯電話機の外観斜視図である。本実施形態に係る携帯電話機の機能を示す機能ブロック図である。本実施形態に係るタッチパネルの構成を示す分解斜視図である。図３に示すタッチパネルの構成を示す断面図である。本実施形態に係るタッチパネルにアンテナパターンを配置する具体例を示す図である。本実施形態に係るタッチパネルにアンテナパターンを配置する他の具体例を示す図である。本実施形態に係るタッチパネルにアンテナパターンを配置する他の具体例を示す図である。図７に示すタッチパネルの構成を示す分解斜視図である。本実施形態に係るタッチパネルにアンテナパターンを配置する他の具体例を示す分解斜視図である。図９に示すタッチパネルの構成を示す断面図である。本実施形態に係るタッチパネルにアンテナパターンを配置する他の具体例を示す図である。図１１に示すタッチパネルの構成を示す分解斜視図である。本実施形態に係るタッチパネルにアンテナパターンを配置する他の具体例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。まず、本発明の電子機器の一実施形態に係る携帯電話機１の基本構造について、図１を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る携帯電話機１の外観斜視図である。

携帯電話機１は、筺体２を備える。筺体２には、正面部に、タッチパネル１０と、マイク１３と、レシーバ１４とが配置される。

タッチパネル１０は、表示部１１と、検出部１２とを備える（図２参照）。表示部１１は、液晶又は有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）で構成される表示パネルである。検出部１２は、表示部１１に対する携帯電話機１のユーザの指やタッチペン等の物体の接触を検出する。検出部１２には、表示部１１の表面に対応して配され、例えば、静電容量方式や抵抗膜方式等が利用可能である。

マイク１３は、携帯電話機１のユーザが通話時に発した音声を入力するために用いられる。
レシーバ１４は、携帯電話機１のユーザの通話相手が発した音声を出力するために用いられる。

続いて、図２を参照しながら、携帯電話機１の機能構成について説明する。図２は、携帯電話機１の機能構成を示すブロック図である。

携帯電話機１は、上述した、タッチパネル１０（表示部１１及び検出部１２）と、マイク１３と、レシーバ１４とを備える。また、携帯電話機１は、通信部１５と、記憶部１６と、制御部１７とを備える。

通信部１５は、メインアンテナ（図示省略）とＲＦ回路部（図示省略）とを備え、所定の連絡先に発信したり、通信したりする。通信部１５が発信する連絡先は、例えば、警察や消防といった緊急連絡先である。また、通信部１５が通信を行う通信先は、携帯電話機１と電話やメールの送受信を行う外部装置や、携帯電話機１がインターネットの接続を行う外部のｗｅｂサーバ等の外部装置等である。

通信部１５は、所定の使用周波数帯で外部装置と通信を行う。具体的には、通信部１５は、上記のメインアンテナによって受信した信号を復調処理し、処理後の信号を制御部１７に供給する。また、通信部１５は、制御部１７から供給された信号を変調処理し、上記のメインアンテナを介して外部装置（基地局）に送信する。

記憶部１６は、例えば、ワーキングメモリを含み、制御部１７による演算処理に利用される。また、記憶部１６は、携帯電話機１の内部で動作するアプリケーションやデータベースを１又は複数記憶する。なお、記憶部１６は、着脱可能な外部メモリを兼ねていてもよい。

制御部１７は、携帯電話機１の全体を制御しており、表示部１１及び通信部１５に対して制御を行う。

図３は、本実施形態に係るタッチパネル１０の構成を示す分解斜視図である。図３に示すように、筐体２には、表示部１１、タッチパネル１０及びハードコート層１８が順に積層して配置される。

図４は、図３に示すタッチパネル１０の構成を示す断面図である。図４に示すように、タッチパネル１０は、ガラス基板１０１と、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）膜１０２と、ドットスペーサ１０３と、ＩＴＯ膜１０４と、表面フィルム１０５と、を備える。なお、本実施形態では、抵抗膜方式のタッチパネルについて説明する。また、本実施形態に係るタッチパネル１０には、他の部材が含まれてもよいが、以下の説明においては、それらの部材は説明の便宜上省略する。

ガラス基板１０１と表面フィルム１０５とは、対向して配置されており、ガラス基板１０１と表面フィルム１０５との間には、ＩＴＯ膜１０２、ドットスペーサ１０３、ＩＴＯ膜１０４が形成される。また、ドットスペーサ１０３は、ＩＴＯ膜１０２とＩＴＯ膜１０４との間に形成され、ＩＴＯ膜１０２とＩＴＯ膜１０との誤接触等を防止する。

図４は、人間の指で表面フィルム１０５の一部が押下された状態を示している。この場合、ＩＴＯ膜１０２とＩＴＯ膜１０４とが押下点で接触する。タッチパネル１０は、次のように押下点のＸ座標及びＹ軸座標を検出する。

すなわち、押下点のＸ座標を検出する際には、ＩＴＯ膜１０２のＸ軸方向に電圧が印加され、ＩＴＯ膜１０２とＩＴＯ膜１０４とが押下点で導通する。このとき、ＩＴＯ膜１０２の電極１０２ａ及び１０２ｂ（図５参照）間には、電圧勾配が生じる。制御部１７は、ガラス基板１０１側で検出した押下点の電圧から求められる分圧に対する信号によって、押下点のＸ座標を検出する。

また、押下点のＹ座標を検出する際には、ＩＴＯ膜１０２のＹ軸方向に電圧が印加され、ＩＴＯ膜１０２とＩＴＯ膜１０４とが押下点で導通する。このとき、ＩＴＯ膜１０４の電極１０４ａ及び１０４ｂ（図５参照）間には、電圧勾配が生じる。制御部１７は、ガラス基板１０１側で検出した押下点の電圧から求められる分圧に対する信号によって、押下点のＹ座標を検出する。

図５は、本実施形態に係るタッチパネル１０にアンテナパターン２０を配置する具体例を示す図である。なお、以下の説明では、便宜上ドットスペーサ１０３については省略する。図５に示すように、ＩＴＯ膜１０２には、制御部１７等が実装された回路基板（図示せず）とＩＴＯ膜１０２とが電気的に接続するためのフレキシブル基板３０が形成されている。なお、図示していないが、フレキシブル基板３０は、ＩＴＯ膜１０４とも電気的に接続されている。

タッチパネル１０のＩＴＯ膜１０２の外周部には、メインアンテナを構成するアンテナパターン２０が形成される。詳細には、アンテナパターン２０は、ＩＴＯ膜１０２の左側及び下側の外周部（Ｘ軸及びＹ軸方向）に沿って形成され、Ｌ字形状を有している。

これにより、本実施形態に係る携帯電話機１は、タッチパネル１０の外周部にアンテナパターン２０を形成しているため、例えば、筐体２の内部にアンテナを配置する空間が確保できない等のようなアンテナを配置する際の制限を解消することができる。また、携帯電話機１は、アンテナパターン２０をＩＴＯ膜１０２の外周部に形成することにより、好適にアンテナパターン２０を形成することができる。

さらに、図５に示すように、タッチパネル１０は、電極１０２ａ（操作検出パターン）とアンテナパターン２０との間に形成される基準電位パターン２１を備えている。基準電位パターン２１は、Ｌ字形状を有しており、アンテナパターン２０に沿って形成される。基準電位パターン２１の長さは、アンテナパターン２０よりも長くなっている。

これにより、本実施形態に係る携帯電話機１は、基準電位パターン２１によりタッチパネル１０の電極１０２ａ及び１０２ｂとアンテナパターン２０との磁界結合を抑制することができるため、アンテナパターン２０のアンテナ特性の劣化を抑制することができる。

図６は、本実施形態に係るタッチパネル１０にアンテナパターン２０を配置する他の具体例を示す図である。図６に示すように、タッチパネル１０は、ＩＴＯ膜１０２の外周部に形成され、かつアンテナパターン２０よりもＩＴＯ膜１０２の外側に配置される無給電素子２２を備えている。無給電素子２２は、Ｌ字形状を有しており、アンテナパターン２０に沿って形成される。無給電素子２２の長さは、アンテナパターン２０よりも短くなっている。無給電素子２２は、例えば、金属等で構成される。

本実施形態に係る携帯電話機１は、無給電素子２２によりアンテナパターン２０の指向性を電極１０２ａ及び１０２ｂ側ではなく、無給電素子２２側に向けることができるため、アンテナパターン２０のアンテナ特性の向上を図ることができる。

図７は、本実施形態に係るタッチパネル１０にアンテナパターン２０を配置する他の具体例を示す図である。図７に示すように、タッチパネル１０は、ＩＴＯ膜１０２及びＩＴＯ膜１０４とは別に設けられ、アンテナパターン２０を形成するためのシート１０６を備えていてもよい。

シート１０６は、ループ形状のアンテナパターン２０が外周部に形成される。なお、アンテナパターン２０は、フレキシブル基板３０等によって、制御部１７等が設けられた回路基板（図示せず）と電気的に接続される。

図８は、図７に示すタッチパネル１０の構成を示す分解斜視図である。図８に示すように、タッチパネル１０は、ＩＴＯ膜１０２、ＩＴＯ膜１０４、シート１０６の順に積層して配置される。

図９は、本実施形態に係るタッチパネル１０にアンテナパターン２０を配置する他の具体例を示す分解斜視図である。図９に示すように、前述の図３と同様に、筐体２には、表示部１１、タッチパネル１０及びハードコート層１８が順に積層して配置される。図９に示す例では、タッチパネル１０とハードコート層１８（又はタッチパネル１０の表面フィルム１０５）との間に磁性シート１９が形成される。

磁性シート１９は、例えば、タッチパネル１０とハードコート層１８との間の隙間への塵の侵入を防止する防塵用スポンジに、磁性体を含有させて形成される。また、アンテナパターン２０は、ループ形状を有している。

図１０は、図９に示すタッチパネル１０の構成を示す断面図である。図１０に示すように、磁性シート１９は、タッチパネル１０及びハードコート層１８との外周部に形成されている。すなわち、磁性シート１９は、タッチパネル１０の厚さ方向において、アンテナパターン２０と重畳する位置に配置される。

このような携帯電話機１は、例えば、アンテナパターン２０を、外部リーダライタとの非接触通信に用いられるループアンテナとした場合に、外部（ハードコート層１８側）から到来した磁束が磁性シート１９によって誘導され、磁性シート１９を介してタッチパネル１０の平面方向においてアンテナパターン２０により囲まれる領域に導かれる。したがって、携帯電話機１は、磁性シート１９を設けたことにより、アンテナパターン２０のアンテナ特性の向上を図ることができる。

図１１は、本実施形態に係るタッチパネル１０にアンテナパターン２０を配置する他の具体例を示す図である。図１１に示すように、タッチパネル１０は、ＩＴＯ膜１０２と、ＩＴＯ膜１０４と、シート１０７と、シート１０８と、を備えていてもよい。シート１０７には、アンテナパターン２０ａが形成され、シート１０８には、アンテナパターン２０ｂが形成される。

詳細には、アンテナパターン２０ａは、シート１０７の左側の外周部及び下側の外周部にわたって形成され、Ｌ字形状を有している。アンテナパターン２０ｂは、シート１０７の上側の外周部及び右側の外周部にわたって形成され、Ｌ字形状を有している。すなわち、アンテナパターン２０ａとアンテナパターン２０ｂとは、タッチパネル１０の厚さ方向において、重畳しない位置に配置されている。

図１２は、図１１に示すタッチパネル１０の構成を示す分解斜視図である。図１１に示すように、タッチパネル１０には、ＩＴＯ膜１０２、ＩＴＯ膜１０４、シート１０７及びシート１０８の順に積層して配置される。

そして、前述の図２に示す制御部１７は、ＩＴＯ膜１０２及びＩＴＯ膜１０４において検出される接触操作の位置に基づいて、アンテナパターン２０ａとアンテナパターン２０ｂとのいずれかに給電するかを切り替える。切り替える方法としては、例えば、不図示のスイッチを用いることが考えられる。

具体的には、制御部１７は、ＩＴＯ膜１０２及びＩＴＯ膜１０４において、ユーザにより接触操作された位置がアンテナパターン２０ｂよりもアンテナパターン２０ａに近接している場合（例えば、図１１におけるＰ点とＱ点を結ぶ直線に対して電極１０２ａ側の領域）には、アンテナパターン２０ｂに給電する。

一方、制御部１７は、ＩＴＯ膜１０２及びＩＴＯ膜１０４において、ユーザにより接触操作された位置がアンテナパターン２０ａよりもアンテナパターン２０ｂに近接している場合（例えば、図１１におけるＰ点とＱ点を結ぶ直線に対して電極１０２ｂ側の領域）には、アンテナパターン２０ａに給電する。

このように接触操作が検出された位置に近接するアンテナパターン２０ａ又は２０ｂには、ユーザの手が覆いかぶさっている可能性が高いため、携帯電話機１は、接触操作が検出された位置とは反対側のアンテナパターンに給電することによって、アンテナが人体に覆われることに起因するアンテナ特性の劣化を抑制することができる。

また、制御部１７は、使用周波数の状況に応じてアンテナパターン２０ａとアンテナパターン２０ｂとのいずれかに給電するかを決定してもよい。これにより、携帯電話機１は、アンテナパターン２０ａ及びアンテナパターン２０ｂをダイバーシチ用や、ＭＩＭＯ（ＭｕｌｔｉｐｌｅＩｎｐｕｔＭｕｌｔｉｐｌｅＯｕｔｐｕｔ）用アンテナとして用いることができる。

図１３は、本実施形態に係るタッチパネル１０にアンテナパターン２０を配置する他の具体例を示す図である。図１３に示すように、タッチパネル１０は、ＩＴＯ膜１０２と、ＩＴＯ膜１０４と、シート１０９と、シート１１０と、を備えていてもよい。

シート１０９には、シート１０９の外周部において、２周回巻かれているループ形状を有するアンテナパターン２０ｃが形成される。シート１１０には、シート１１０の外周部において、１周回巻かれているループ形状を有するアンテナパターン２０ｄが形成される。

また、シート１０９及びシート１１０は、図１２に示すシート１０７及びシート１０８と同様に積層されて配置される。

さらに、アンテナパターン２０ｃの一端には、アンテナパターン２０ｃとアンテナパターン２０ｄとを電気的に接続する接続部２０ｅが形成される。同様に、アンテナパターン２０ｄの一端には、アンテナパターン２０ｃとアンテナパターン２０ｄとを電気的に接続する接続部２０ｆが形成される。接続部２０ｅ及び接続部２０ｆは、例えば、金属等の導電性の物質で構成され、互いに電気的に接続している。

このように本実施形態に係る携帯電話機１によれば、アンテナパターン２０ｃ及びアンテナパターン２０ｄは、ＩＴＯ膜１０２及びＩＴＯ膜１０４とは異なるシートに形成され、アンテナパターン２０ｃとアンテナパターン２０ｄとを電気的に接続する接続部２０ｅ及び接続部２０ｆを備えている。これにより、携帯電話機１は、アンテナパターン２０ｃとアンテナパターン２０ｄとを電気的に接続することにより、立体的で複雑なアンテナパターンを形成できる。また、携帯電話機１は、複数の周波数に対応することが容易となる。また、アンテナパターン２０ｃがＩＴＯ膜１０２に、アンテナパターン２０ｄがＩＴＯ膜１０４にそれぞれ形成されていてもよい。そのような構成とすることで、タッチパネル１０を薄型化でき、ひいては携帯電話機１を薄型化できる。

また、前述した図１１〜１３に示すように、アンテナパターン２０（２０ａ〜２０ｄ）は、タッチパネル１０の外周部に形成されると共に、筐体２の外部から視認できない位置に配置されることが好ましい。これにより、携帯電話機１は、タッチパネル１０の視認性を損なうことがなく、筐体２内においてアンテナパターン２０を配置する際の位置の制限を解消することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。また、上述した実施形態において、電子機器としての携帯電話機１について説明したが、他の電子機器にも適用可能である。例えば、本発明の電子機器は、デジタルカメラ、ＰＨＳ（登録商標；ＰｅｒｓｏｎａｌＨａｎｄｙｐｈｏｎｅＳｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）、ポータブルナビゲーション装置、パソコン、ノートパソコン、携帯ゲーム装置等であってもよい。

また、上述した実施形態では、ＩＴＯ膜又は他のシートの平面方向で操作検出パターンに対して外周側の領域にアンテナパターンを形成しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、ＩＴＯ膜同士の間に配置されているタッチパネルの外表面の一部を構成する絶縁体の外周部に蒸着等でアンテナパターンを形成することで、タッチパネルの平面方向における外縁部にアンテナパターンを形成する構成であってもよい。

１携帯電話機（電子機器）
２筐体
１０タッチパネル
２０アンテナパターン

Claims

アンテナと、
導電性の操作検出パターンが形成された電極シートを有するタッチパネルと、を備え、
前記タッチパネルの外周部には、前記アンテナを構成するアンテナパターンが形成され、
前記操作検出パターンと前記アンテナパターンとの間に形成される基準電位部をさらに備える電子機器。
前記アンテナパターンは、前記電極シートにおける前記操作検出パターンの外側の領域に形成される請求項１に記載の電子機器。
前記アンテナは、無給電素子をさらに備え、
前記無給電素子は、前記電極シートにおける前記アンテナパターンの外側の領域に配置される請求項１又は２に記載の電子機器。
磁性体を有し、
前記磁性体は、前記タッチパネルの厚さ方向において、前記アンテナパターンと重畳する位置に配置され、
前記アンテナパターンは、前記タッチパネルの外周部に沿ったループ状に形成される請求項１から３のいずれか一項に記載の電子機器。
前記アンテナパターンは、第１のアンテナパターンと第２のアンテナパターンとを有し、
前記操作検出パターンにより検出される操作の位置に基づいて、前記第１のアンテナパターンと前記第２のアンテナパターンとのいずれに給電するかを切り替える制御部を備える請求項１から４のいずれか一項に記載の電子機器。
前記タッチパネルは、前記電極シートに積層配置される第１のシート及び第２のシートを有し、
前記アンテナパターンは、第１のアンテナパターンと第２のアンテナパターンとを有し、
前記第１のアンテナパターンは、前記第１のシートに形成され、
前記第２のアンテナパターンは、前記第２のシートに形成され、
前記第１のアンテナパターンは、前記第２のアンテナパターンと電気的に接続される請求項１に記載の電子機器。
前記アンテナパターンは、第１のアンテナパターンと第２のアンテナパターンとを有し、
前記電極シートは、第１操作検出パターンが形成された第１電極シート及び第２操作検出パターンが形成された第２電極シートを有し、
前記第１操作検出パターンと前記第２操作検出パターンとは、前記電極シートの平面方向に沿った互いに異なる方向における操作位置を検出し、
前記第１のアンテナパターンは、前記第１電極シートに形成され、
前記第２のアンテナパターンは、前記第２電極シートに形成され、
前記第１のアンテナパターンは、前記第２のアンテナパターンと電気的に接続される求項１から４のいずれか一項に記載の電子機器。
開口部が形成された筐体を有し、
前記タッチパネルは、一部の領域が前記開口部から視認可能であり、
前記アンテナパターンは、前記タッチパネルにおいて、前記開口部から視認できない領域に形成される請求項１から７のいずれか一項に記載の電子機器。