JP3596774B1

JP3596774B1 - Portable radio

Info

Publication number: JP3596774B1
Application number: JP2003168046A
Authority: JP
Inventors: 裕斎藤; 賢一山田; 芳雄小柳; 正史越; 由加里山崎
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2023-06-12
Also published as: JP2005006096A

Abstract

【課題】高いアンテナ性能を確保するとともに、組立工数が削減できる携帯無線機を提供すること。
【解決手段】上ケース１０に装着された導電性の金属フレーム１４と、ヒンジ金具１５とを電気的に接続し、ヒンジ金具１５とヒンジ金具１９とを回転軸１８により回動可能なように連結する。ヒンジ金具１５、ヒンジ金具１９及び回転軸１８を導電性の金属で形成して、それぞれの間の接触点において電気的に導通するように構成する。さらにヒンジ金具１９を、給電端子２０を介して回路基板２１上の整合回路２２に接続する。
【選択図】図１An object of the present invention is to provide a portable wireless device capable of securing high antenna performance and reducing the number of assembly steps.
A conductive metal frame mounted on an upper case and a hinge fitting are electrically connected to each other, and the hinge fitting and the hinge fitting are rotatably connected by a rotation shaft. I do. The hinge fitting 15, the hinge fitting 19, and the rotating shaft 18 are formed of a conductive metal, and are configured to be electrically conductive at contact points therebetween. Further, the hinge fitting 19 is connected to the matching circuit 22 on the circuit board 21 via the power supply terminal 20.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話等の携帯無線機に関し、特に筐体が折り畳み可能な構造を持つ携帯無線機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上述した折畳み可能な構造を持つ携帯無線機は、一般に上部筐体と下部筐体をヒンジ部で連結して開閉自在とする機構を有しており、開いた状態と閉じた状態の２つの状態をとることができる。このような構造上の特徴から、開いて使用する状態（即ち開状態）では閲覧できる表示画面を大型化でき、閉じて使用する状態（閉状態）ではコンパクトな形状にできるという、高視認性と携帯容易性の２つの利点を有している。
【０００３】
折畳み可能な構造を持つ携帯無線機のアンテナとして、下部筐体に配設された突起型アンテナ（例えば特許文献１参照）や、上部筐体に配設された突起型アンテナ（例えば特許文献２参照）がある。これらの突起型アンテナには一般にヘリカルアンテナや伸縮式モノポールアンテナが用いられており、いずれにおいてもアンテナの一部分を筐体から突起させることで、携帯無線機を手で保持した使用状態でのアンテナ利得が高くできる利点を有している。
【０００４】
一方、携帯無線機の上部筐体内部にアンテナ素子を配設して、ヒンジ部の内部を介してアンテナ素子に給電する給電線を備える構成を採ったものがある（例えば特許文献３または特許文献４参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２７０６６号公報（第８頁、図１）
【特許文献２】
特開２００１−４５１２３号公報（第３頁、図１）
【特許文献３】
特開２００１−１５６８９８号公報（第４頁、図１）
【特許文献４】
特開２００２−３３５１８０号公報（第３頁、図３）
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の突起型アンテナを備えた携帯無線機は、アンテナ部分が筐体から突出しているため、使用者が服のポケット等から携帯無線機を取出すときに、アンテナ部がポケット等の一部に引っかかり、取出し難い場合があった。
【０００６】
一方、上部筐体内部にアンテナ素子を配設して、ヒンジ部の内部を介してアンテナ素子に給電する給電線を備えた携帯無線機では、アンテナ部分が筐体から突出することはない。しかしながら、給電線がヒンジ部内を通る構造であるために、給電線が、上部筐体内部の表示素子等と下部筐体内部の制御回路との間の配線に使用する導電線による影響や、ヒンジ部による影響を受けて、アンテナ性能が劣化してしまう。また、給電線をヒンジ部に通すための組立工数が増加し、さらに、上部筐体内部にアンテナ素子を内蔵する構造であるために携帯無線機自体の薄型化が困難であるという事情もある。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、高いアンテナ性能を確保できるとともに、組立工数の削減ができる携帯無線機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る携帯無線機は、第１の筐体と、前記第１の筐体に設けられるアンテナ素子と、第２の筐体と、前記第１の筐体と前記第２の筐体とを回動自在に連結するとともに、前記アンテナ素子と電気的に接続される導電性のヒンジ部と、前記第２の筐体内部に設けられる回路基板と、前記回路基板から前記ヒンジ部に給電するための給電部とを備える。
【０００９】
上記構成によれば、ヒンジ部そのものを導電性としたので、給電線の代わりにヒンジ部を給電経路に用いることが可能となり、給電線をヒンジ部に通すための工程が不要となり、組立工数を削減することができる。また、給電線を備える携帯無線機では給電線がヒンジ部内部で変形することによるアンテナ性能の劣化が生じたが、本発明に係る携帯無線機ではそれを原理的に抑えることができるので、高いアンテナ性能を安定して確保することができる。
【００１０】
また、本発明に係る携帯無線機は、前記ヒンジ部は、前記アンテナ素子に電気的に接続された導電性の第１ヒンジ部と、前記給電部に電気的に接続された導電性の第２ヒンジ部と、前記第１ヒンジ部と前記第２ヒンジ部とを電気的に接続すると共に、回動可能に支持する連結部とを有する。
【００１１】
この構成によれば、第１、第２ヒンジ部それぞれを導電性としたので、給電線を第１、第２ヒンジ部に通すための工程が不要となり、組立工数を削減することができる。また、給電線を備える携帯無線機では給電線が第１、第２ヒンジ部内部で変形することによるアンテナ性能の劣化が生じたが、本発明に係る携帯無線機ではそれを原理的に抑えることができるので、高いアンテナ性能を安定して確保することができる。
【００１２】
また、本発明に係る携帯無線機は、前記ヒンジ部は、前記アンテナ素子に電気的に接続された導電性の第１ヒンジ部と、前記第１ヒンジ部との間に所定の容量性リアクタンスが発生するように配置されるとともに、前記給電部に電気的に接続された導電性の第２ヒンジ部と、前記第１ヒンジ部と前記第２ヒンジ部とを回動可能に支持する連結部とを有する。
【００１３】
この構成によれば、第１ヒンジ部と第２ヒンジ部との間で容量リアクタンスが発生するので、これによってヒンジ部全体の給電インピーダンスを低くすることが可能となり、連結部に導電性を有さないものを用いてもアンテナ性能を確保することができる。
【００１４】
また、本発明に係る携帯無線機は、複数の前記給電部が互いに離間して前記ヒンジ部に接続され、少なくとも一つの前記給電部が回路基板に接地される。
【００１５】
この構成によれば、組立工数を削減することができると共に高いアンテナ性能を安定して確保することができる。さらに複数の離間配置された給電部を設け、そのうちの少なくとも一つを回路基板に接地するようにしたので、第１の筐体と第２の筐体とを配線する接続線の影響を低減させることが可能となり、高いアンテナ性能を確保することができる。
【００１６】
また、本発明に係る携帯無線機は、前記アンテナ素子が前記第１の筐体の一部を構成する導電性フレームである。
【００１７】
この構成によれば、第１の筐体の一部を形成する導電性フレームをアンテナ素子として機能させることで、携帯無線機の薄型化を実現することができる。
【００１８】
また、本発明に係る携帯無線機は、前記回路基板上にグランドパターンが形成され、前記ヒンジ部と前記グランドパターンが所定の間隔を有して配置される。
【００１９】
この構成によれば、ヒンジ部と回路基板上のグランドパターンとの間隔を極力離すように（例えば２ｍｍ以上）構成することで、高いアンテナ性能を確保することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態を説明するための携帯無線機を示す正面図であり、図２は本発明の第１の実施形態を説明するための携帯無線機を示す側面図である。第１の実施形態では、携帯無線機として、折畳型携帯電話機を例にとって説明する。
【００２２】
図１及び図２に示すように、携帯無線機１ａは、第１の筐体の一例としての上ケース１０と、ヒンジ部１２ａによって上ケース１０と回動自在に連結された第２の筐体の一例としての下ケース１１とを備え、ヒンジ部１２ａを中心として回動させることで開いた状態と閉じた状態の２つの状態をとることができる。なお、上ケース１０と下ケース１１には絶縁体である樹脂の成型品が用いられている。
【００２３】
上ケース１０のＸ方向側の面には、表示素子（例えば液晶ディスプレイ）１３が配置される。この表示素子１３が配置される面には、金属フレーム１４が装着されている。金属フレーム１４には、高い導電性を有し且つ軽量で強度が高い金属、例えばマグネシウム合金が用いられる。この種の金属を用いることにより、薄型形状である上ケース９の強度を確保できるとともに、金属フレーム１４をアンテナ素子として動作させることが可能となる。なお、金属フレーム１４の長辺の長さＬ１は９０ｍｍ程度である。また、金属フレーム１４の外装面には一般的に化粧用の塗装が施されるが、ここではその説明は省略する。
【００２４】
下ケース１１の内部には回路基板２１が設けられ、回路基板２１には、整合回路２２、無線回路２３が配置される。また、整合回路２２には、給電端子２０が電気的に接続される。
【００２５】
ヒンジ部１２ａは、上ケース１０に取付けられたヒンジ金具１５、下ケース１１に取付けられたヒンジ金具１９、ヒンジ金具１５と、ヒンジ金具１９をそれぞれ回動自在に連結するための回転軸１８を有して構成される。尚、第１の実施形態において、ヒンジ金具１５は第１ヒンジ部の、ヒンジ金具１９は第２ヒンジ部の、回転軸１８は連結部の一例として、それぞれ説明する。
【００２６】
金属フレーム１４の下側部分（−Ｚ方向）の左右（±Ｙ方向）両側にはそれぞれ上ケース１０に取付けるためのネジ穴が開けられており、またヒンジ金具１５にも金属フレーム１４に開けられた２つのネジ穴と対応する位置にネジ穴が開けられている。取付けネジ１６は、金属フレーム１４とヒンジ金具１５のネジ穴を介して、上ケース１０のネジ穴部１７に取付けられる。この構成により、金属フレーム１４とヒンジ金具１５とが電気的に接続されるとともに、上ケース１０、ヒンジ金具１５及び金属フレーム１４とが機械的に固定される。
【００２７】
ヒンジ金具１５は、さらに回転軸１８を介してヒンジ金具１９と回動自在に連結される。ヒンジ金具１５、ヒンジ金具１９及び回転軸１８は導電性の金属で形成されており、それぞれの間の接触点において電気的に導通する
【００２８】
ヒンジ金具１９の左右両側（±Ｙ方向）にはそれぞれ下ケース１１に取付けるためのネジ穴が開けられており、また、給電端子２０にも、ネジ穴が開けられている。取付けネジ２４ａは、ヒンジ金具１９の一方のネジ穴を介して、下ケース１１のネジ穴部に取付けられる。取付けネジ２４ｂは、ヒンジ金具１９の他方のネジ穴及び給電端子２０のネジ穴を介して、下ケース１１のネジ穴部２９に取付けられる。この構成により、ヒンジ金具１９と給電端子２０とが電気的に接続されるとともに、下ケース１１、ヒンジ金具１９及び給電端子２０とが機械的に固定される。給電端子２０は、下ケース１１の内部に配置された回路基板２１上の整合回路２２に、例えばバネ接触や半田付けにより接続される。整合回路２２は、回路基板２１上の無線回路２３と接続される。回路基板２１は、携帯無線機１ａの各種機能を実現する回路部品が実装されたプリント基板であり、そのほぼ全面に回路の接地電位となるグランドパターン（図示略）が形成されている。
【００２９】
上記の構成により、金属フレーム１４及びヒンジ部１２ａと、回路基板２１上のグランドパターンとが、ダイポールアンテナとして動作する。このとき、金属フレーム１４とヒンジ部１２ａとが長さＬ２（例えば、１１０ｍｍ）の第１のアンテナ素子として動作し、整合回路１１がその第１のアンテナ素子のインピーダンスを無線回路２３の入力インピーダンス（例えば、５０Ω）に整合させる。一方、長さがＬ３（例えば、９０ｍｍ）である回路基板２１上のグランドパターンが第２のアンテナ素子として動作する。ここで、ヒンジ金具１９と回路基板２１上のグランドパターンとの間隔Ｇを極力離すように（例えば２ｍｍ以上、又は携帯無線機が８００ＭＨｚで使用される場合はλ／２０以上）構成することがアンテナ性能上望ましい。このようにアンテナが構成された携帯無線機では、自由空間中においても、使用者が手で保持して使用する状態においても高いアンテナ性能が得られる。
【００３０】
なお、第１の実施形態においては、ヒンジ金具１５とヒンジ金具１９を回転軸１８で電気的に接触させることにより、ヒンジ部１２ａの電気的導通を確保している。しかしながら、例えば回転軸１８が非導電性の材質であっても、またはヒンジ金具１５とヒンジ金具１９との電気的接触を確保できない構成であってもよい。この場合、ヒンジ金具１５とヒンジ金具１９との対向面積を広く確保することによって容量結合させてヒンジ部１２ａ全体の給電インピーダンスを低くすることにより、高いアンテナ性能を確保することが可能である。すなわち、ヒンジ金具１５とヒンジ金具１９との間で、所定の容量性リアクタンスを発生させるようにヒンジ金具１５、１９を配置することで、高いアンテナ性能を確保することが可能となる。
【００３１】
また、第１の実施形態においては、金属フレーム１４、ヒンジ金具１５、ヒンジ金具１９又は給電端子２０を別の構成要素として説明しているが、各構成要素のうちいくつかを一体成形した場合においても同様の効果が得られる。
【００３２】
また、第１の実施形態においては、アンテナ素子を金属フレーム１４で構成しているが、樹脂製の上ケース１０の内部に配設された導体板やプリント基板上の印刷パターンでアンテナ素子を形成した場合においても、給電線を使用しないことによる効果を得ることができる。
【００３３】
このような本発明の第１の実施形態の携帯無線機によれば、ヒンジ部内を通る給電線を使用せず、上ケース１０と下ケース１１とを機械的に支持するヒンジ部１２ａを介してアンテナに給電することができるので、給電線をヒンジ部に通す組立工程が不要となり、組立工数の削減が可能となる。また、給電線を用いた携帯無線機では、給電線がヒンジ部内部で変形することによるアンテナ性能の劣化が生じたが、第１の実施形態の携帯無線機ではそれを原理的に抑えることができるので、高いアンテナ性能を安定して確保することが可能となる。
【００３４】
また、第１の実施形態の携帯無線機１ａでは、上ケース１０の一部を形成する金属フレーム１４をアンテナ素子として機能させるようにしているので、携帯無線機の薄型化を実現することが可能となる。
【００３５】
（第２の実施形態）
図３は、本発明に係る第２の実施形態を説明するための携帯無線機を示す正面図である。なお、図３において、第１の実施形態で説明した図１と重複する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３６】
図３に示すように、携帯無線機１ｂのヒンジ部１２ｂは、上ケース１０及び導電フレーム１４に取付けられるヒンジ金具１５ａ及び１５ｂ、ヒンジ金具１５ａ及び１５ｂとそれぞれ回動可能に接続される回転軸１８ａ及び１８ｂ、回転軸１８ａ及び１８ｂと回動可能に接続されるヒンジ金具１９ａ、１９ｂを有して構成される。ヒンジ金具１９ａは、給電端子２５に接続され、給電端子２５は回路基板２１上のグランドパターンに接地されている。ヒンジ金具１９ｂは、第１の実施形態と同様に、給電端子２０、整合回路２２を介して無線回路２３に接続されている。
【００３７】
図３において、第２の実施形態の携帯無線機１ｂは、図１におけるヒンジ金具１５及びヒンジ金具１９を左右（Ｙ方向、−Ｙ方向）に分割するように構成したものである。すなわち、ヒンジ金具１５をヒンジ金具１５ａとヒンジ金具１５ｂに分割し、ヒンジ金具１９をヒンジ金具１９ａとヒンジ金具１９ｂに分割している。ヒンジ金具１５ｂとヒンジ金具１９ｂとが回転軸１８ｂによって連結され、ヒンジ金具１５ａとヒンジ金具１９ａとが回転軸１８ａにより連結される。これらの回転軸１８ａ，１８ｂが回動可能な機械的支持機能と電気的な導通機能とを併せ持つことは第１の実施形態と同様である。整合回路２２から給電端子２０を介してヒンジ金具１９ｂに給電が行われ、これにより金属フレーム１４のＹ方向端側が給電されることになる。
【００３８】
また、図３では、フレキシブルケーブル２６と接続コネクタ２８を示している。フレキシブルケーブル２６は、上ケース１０に配置される表示素子１３等の回路部品と回路基板２１に設けられた制御回路（図示略）との接続を行うための配線材であり、その片端が接続コネクタ２８を介して回路基板２１に接続され、他端がヒンジ部１２ｂ内部を介して表示素子１３に接続される。このフレキシブルケーブル２６は、表示素子１３に近接して上ケース１０に装着されている金属フレーム１４と、回路基板２１との間に一定のインピーダンスを挿入するよう動作するため、金属フレーム１４、ヒンジ部１２ｂ及び回路基板２１から構成されるアンテナの性能を劣化させることになる。また、フレキシブルケーブル２６はヒンジ部１２ｂの回動機構に対応できるように柔軟性を有しているため、その配置位置が安定せず、アンテナ性能に変動を及ぼしてしまう。
【００３９】
しかるに、第２の実施形態の携帯無線機１ｂでは、ヒンジ金具１９ａが、給電端子２５を介して回路基板２１上のグランドパターンの接地点２７に接地されている。この構成により、フレキシブルケーブル２６の存在によって挿入されるインピーダンスを相殺するようにしている。これによりアンテナ性能の劣化が抑えられる。
【００４０】
なお、第２の実施形態においては、ヒンジ金具を左右に分割した構成としているが、例えばヒンジ金具１５ａとヒンジ金具１５ｂとが一体に構成される場合であっても、金属フレーム１４における整合回路２２に給電される位置と回路基板２１上のグランドパターンに接地される位置とが一定の間隔が隔てられるように構成されれば同様な効果が得られる。
【００４１】
また、第２の実施形態において、ヒンジ金具１９ａ、１９ｂと回路基板２１上のグランドパターンとの間隔Ｇを極力離すように（例えば２ｍｍ以上）構成することがアンテナ性能上望ましい。
【００４２】
また、第２の実施形態において、ヒンジ金具１５ａ及び１５ｂとヒンジ金具１９ａ及び１９ｂをそれぞれ回転軸１８ａ、１８ｂで電気的に接触させることによりヒンジ部１２ｂの電気的導通を確保している。しかしながら、例えば回転軸１８ａ、１８ｂが非導電性の材質であっても、またはヒンジ金具１５ａ、１５ｂやヒンジ金具１９ａ、１９ｂとの電気的接触を確保できない構成であってもよい。この場合、ヒンジ金具１５ａ、１５ｂとヒンジ金具１９ａ、１９ｂとの対向面積を広く確保することによって容量結合させてヒンジ部１２ｂ全体の給電インピーダンスを低くすることにより、高いアンテナ性能を確保することが可能である。すなわち、ヒンジ金具１５ａ、１５ｂとヒンジ金具１９ａ、１９ｂとの間で、所定の容量性リアクタンスを発生させるように構成することで、高いアンテナ性能を確保することが可能となる。
【００４３】
このような本発明の第２の実施形態の携帯無線機１ｂによれば、金属フレーム１４の整合回路２２が接続される場所と離間した場所において、金属フレーム１４と回路基板２１上のグランドパターンを電気的に接続することで、フレキシブルケーブル２６によって起因するアンテナ性能の劣化を抑え、高いアンテナ性能を安定して確保することができる。
【００４４】
（第３の実施形態）
図４は、本発明に係る第３の実施形態を説明するための携帯無線機を示す正面図である。なお、図４において、第２の実施形態で説明した図３と重複する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４５】
図４に示すように、第３の実施形態の携帯無線機１ｃは、回路基板２１に接地されたインピーダンス素子３１、回路基板２１に設けられた接地点２７、一端が給電端子２５に接続され、他端がインピーダンス素子３１及び接地点２７のいずれか一方を接続されるように切替えるスイッチ３０、及びスイッチ３０を制御する制御回路３２を備える。
【００４６】
すなわち、携帯無線機１ｃは、図３における給電端子２５と接地点２７との間にスイッチ３０を挿入して、給電端子２５を回路基板２１上のグランドパターンに直接接地するか又はインピーダンス素子３１を介して接地するかを選択できるように構成されている。ここで、スイッチ３０は、例えばＦＥＴやＰＩＮダイオードで構成される高周波スイッチである。
【００４７】
次に、上記のように構成された携帯無線機１ｃの動作周波数帯域が、８００ＭＨｚ帯と１．５ＧＨｚ帯の２つの帯域であると仮定してアンテナ動作の説明を行う。異なる２つの動作周波数帯域に対応する場合、フレキシブルケーブル２６により挿入されるインピーダンスの値は周波数特性を有しており８００ＭＨｚ帯と１．５ＧＨｚ帯で異なる値となる。
【００４８】
そこで第３の実施形態においては、制御回路３２によって無線回路２３が動作している周波数帯域を判定し、その判定結果に応じてスイッチ３０を制御するように構成している。例えば、動作周波数が８００ＭＨｚ帯の場合はスイッチ３０を接点ｂ、即ち接地点２７側に接続し、動作周波数が１．５ＧＨｚ帯の場合はスイッチ３０を接点ａ、即ちインピーダンス素子３１側に接続するよう動作させる。
【００４９】
ここで、インピーダンス素子３１を１．５ＧＨｚ帯におけるアンテナ性能が高くなるように適切に設定しておけば、両周波数帯域において高いアンテナ性能が得られる。より望ましくは、スイッチ３０に異なる２つインピーダンス素子を接続して、両インピーダンス素子の値を両周波数帯域に対して適切に設定することでさらに高いアンテナ性能が得られる。なお、インピーダンス値を変化させる手段として、スイッチを設けてインピーダンスを選択する代わりに、例えばバラクターダイオードのような可変リアクタンス素子を用いても同様の効果が得られる。
【００５０】
なお、第３の実施形態では、動作周波数帯域を検出してそれに連動してインピーダンス値を切替えるように説明したが、例えば制御回路３２が無線回路２３の受信信号レベルを検出して、この受信信号レベルが常に高くなるようにインピーダンスを設定するように構成すれば、さらに安定したアンテナ性能が得られる。
【００５１】
また、第３の実施形態において、ヒンジ金具１９ａ、１９ｂと回路基板２１上のグランドパターンとの間隔Ｇを極力離すように（例えば２ｍｍ以上）構成することがアンテナ性能上望ましい。
【００５２】
また、第３の実施形態において、ヒンジ金具１５ａ及び１５ｂとヒンジ金具１９ａ及び１９ｂをそれぞれ回転軸１８ａ、１８ｂで電気的に接触させることによりヒンジ部１２ｂの電気的導通を確保している。しかしながら、例えば回転軸１８ａ、１８ｂが樹脂等の非導電性の材質であっても、またはヒンジ金具１５ａ、１５ｂやヒンジ金具１９ａ、１９ｂとの電気的接触を確保できない構成であってもよい。この場合、ヒンジ金具１５ａ、１５ｂとヒンジ金具１９ａ、１９ｂとの対向面積を広く確保することによって容量結合させてヒンジ部１２ｂ全体の給電インピーダンスを低くすることにより、高いアンテナ性能を確保することが可能である。すなわち、ヒンジ金具１５ａ、１５ｂとヒンジ金具１９ａ、１９ｂとの間で、所定の容量性リアクタンスを発生させるように構成することで、高いアンテナ性能を確保することが可能となる。
【００５３】
このような本発明の第３の実施形態の携帯無線機１ｃによれば、金属フレーム１４の整合回路２２が接続される場所と離間した場所において、金属フレーム１４と回路基板２１上のグランドパターンとの間のインピーダンスを変化させてグランドパターンに接地することで、フレキシブルケーブル２６によって起因するアンテナ性能の劣化を抑え、高いアンテナ性能を安定して確保することができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る携帯無線機によれば、高いアンテナ性能を確保できるとともに、組立工数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を説明するための携帯無線機を示す正面図
【図２】本発明の第１の実施形態を説明するための携帯無線機を示す側面図
【図３】本発明の第２の実施形態を説明するための携帯無線機を示す正面図
【図４】本発明の第３の実施形態を説明するための携帯無線機を示す正面図
【符号の説明】
１０上ケース
１１下ケース
１２ａ、１２ｂヒンジ部
１３表示素子
１４金属フレーム
１５、１５ａ、１５ｂ、１９、１９ａ、１９ｂヒンジ金具
１６、２４ａ、２４ｂ取付けネジ
１７ネジ穴部
１８、１８ａ、１８ｂ回転軸
２０、２５給電端子
２１回路基板
２２整合回路
２３無線回路
２６フレキシブルケーブル
２７接地点
２８接続コネクタ
２９ネジ穴部
３０スイッチ
３１インピーダンス素子
３２制御回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a portable wireless device such as a mobile phone, and more particularly, to a portable wireless device having a structure in which a housing can be folded.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a portable wireless device having a foldable structure described above generally has a mechanism in which an upper housing and a lower housing are connected by a hinge so as to be openable and closable. There can be two states. Due to such structural features, a display screen that can be viewed in an open and used state (that is, in an open state) can be enlarged, and a compact shape can be obtained in a closed and used state (closed state). It has two advantages of portability.
[0003]
As an antenna of a portable wireless device having a foldable structure, a protruding antenna disposed on a lower housing (for example, see Patent Document 1) and a protruding antenna disposed on an upper housing (for example, see Patent Document 2) ). Helical antennas and telescopic monopole antennas are generally used for these protruding antennas. In each case, a part of the antenna is protruded from the housing, so that the portable radio can be held in hand and used. This has the advantage that the gain can be increased.
[0004]
On the other hand, there is a configuration in which an antenna element is provided inside an upper housing of a portable wireless device and a feed line is provided for feeding power to the antenna element via the inside of a hinge portion (for example, Patent Document 3 or Patent Document 3). 4).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-27066 (page 8, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP 2001-45123 A (page 3, FIG. 1)
[Patent Document 3]
JP 2001-156898 A (page 4, FIG. 1)
[Patent Document 4]
JP 2002-335180 A (Page 3, FIG. 3)
[Problems to be solved by the invention]
However, in the portable wireless device provided with the above-described projection antenna, the antenna portion projects from the housing. In some cases, it was difficult to remove.
[0006]
On the other hand, in a portable wireless device provided with an antenna element inside the upper housing and a power supply line for feeding the antenna element through the inside of the hinge portion, the antenna portion does not protrude from the housing. However, since the power supply line has a structure passing through the hinge portion, the power supply line is affected by a conductive wire used for wiring between a display element or the like in the upper housing and a control circuit in the lower housing, The antenna performance is deteriorated due to the influence of the unit. Further, there are situations in which the number of assembling steps for passing the feeder line through the hinge portion increases, and further, it is difficult to reduce the thickness of the portable wireless device itself due to the structure in which the antenna element is built in the upper housing.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a portable wireless device that can ensure high antenna performance and reduce the number of assembly steps.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a portable wireless device according to the present invention includes a first housing, an antenna element provided in the first housing, a second housing, and the first housing. A conductive hinge portion for rotatably connecting the antenna element and the second housing and electrically connecting to the antenna element; a circuit board provided inside the second housing; A power supply unit for supplying power from the substrate to the hinge unit.
[0009]
According to the above configuration, since the hinge portion itself is made conductive, the hinge portion can be used for the power supply path instead of the power supply line, and a step for passing the power supply line through the hinge portion is unnecessary, and the number of assembly steps is reduced. Can be reduced. Further, in a portable wireless device having a feed line, the antenna performance is deteriorated due to the deformation of the feed line inside the hinge portion. However, in the portable wireless device according to the present invention, it can be suppressed in principle. Antenna performance can be secured stably.
[0010]
Further, in the portable wireless device according to the present invention, the hinge portion may include a conductive first hinge portion electrically connected to the antenna element, and a conductive second hinge portion electrically connected to the power supply portion. A hinge portion, and a connecting portion for electrically connecting the first hinge portion and the second hinge portion and rotatably supporting the first hinge portion and the second hinge portion.
[0011]
According to this configuration, since each of the first and second hinge portions is made conductive, a step of passing a power supply line through the first and second hinge portions is not required, and the number of assembling steps can be reduced. Further, in a portable wireless device having a feed line, the antenna performance is deteriorated due to the deformation of the feed line inside the first and second hinge portions. However, in the portable wireless device according to the present invention, it is necessary to suppress this in principle. Therefore, high antenna performance can be stably secured.
[0012]
Further, in the portable wireless device according to the present invention, the hinge portion may have a predetermined capacitive reactance between the conductive first hinge portion electrically connected to the antenna element and the first hinge portion. A conductive second hinge portion that is arranged to generate and is electrically connected to the power supply portion; and a connecting portion that rotatably supports the first hinge portion and the second hinge portion. Having.
[0013]
According to this configuration, since a capacitive reactance is generated between the first hinge portion and the second hinge portion, it is possible to reduce the feed impedance of the entire hinge portion, and the connecting portion has conductivity. The antenna performance can be ensured even if one is not used.
[0014]
Further, in the portable wireless device according to the present invention, the plurality of power supply units are connected to the hinge unit while being separated from each other, and at least one of the power supply units is grounded to a circuit board.
[0015]
According to this configuration, the number of assembly steps can be reduced, and high antenna performance can be stably secured. Further, since a plurality of power supply units which are spaced apart from each other are provided, and at least one of the power supply units is grounded to the circuit board, the influence of a connection line for wiring the first housing and the second housing is reduced. And high antenna performance can be ensured.
[0016]
Further, in the portable wireless device according to the present invention, the antenna element is a conductive frame forming a part of the first housing.
[0017]
According to this configuration, the thickness of the portable wireless device can be reduced by causing the conductive frame forming a part of the first housing to function as an antenna element.
[0018]
In the portable wireless device according to the present invention, a ground pattern is formed on the circuit board, and the hinge portion and the ground pattern are arranged at a predetermined interval.
[0019]
According to this configuration, high antenna performance can be ensured by configuring the distance between the hinge portion and the ground pattern on the circuit board as much as possible (for example, 2 mm or more).
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0021]
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a front view showing a portable wireless device for explaining a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view showing a portable wireless device for explaining the first embodiment of the present invention. It is. In the first embodiment, a foldable mobile phone will be described as an example of a mobile wireless device.
[0022]
As shown in FIGS. 1 and 2, the portable wireless device 1a includes an upper case 10 as an example of a first case, and a second case rotatably connected to the upper case 10 by a hinge 12a. The lower case 11 is provided as an example, and two states, an open state and a closed state, can be taken by rotating about the hinge portion 12a. The upper case 10 and the lower case 11 are made of a resin molded product as an insulator.
[0023]
A display element (for example, a liquid crystal display) 13 is arranged on a surface on the X direction side of the upper case 10. A metal frame 14 is mounted on a surface on which the display element 13 is arranged. For the metal frame 14, a metal having high conductivity, light weight and high strength, for example, a magnesium alloy is used. By using this kind of metal, the strength of the thin upper case 9 can be ensured, and the metal frame 14 can be operated as an antenna element. The length L1 of the long side of the metal frame 14 is about 90 mm. In addition, the exterior surface of the metal frame 14 is generally coated with a cosmetic coating, but the description is omitted here.
[0024]
A circuit board 21 is provided inside the lower case 11, and a matching circuit 22 and a wireless circuit 23 are arranged on the circuit board 21. The power supply terminal 20 is electrically connected to the matching circuit 22.
[0025]
The hinge portion 12a has a hinge fitting 15 attached to the upper case 10, a hinge fitting 19 attached to the lower case 11, a hinge fitting 15, and a rotation shaft 18 for rotatably connecting the hinge fitting 19 to each. It is composed. In the first embodiment, the hinge 15 is an example of a first hinge, the hinge 19 is an example of a second hinge, and the rotating shaft 18 is an example of a connection.
[0026]
Screw holes for attaching to the upper case 10 are formed on both left and right sides (± Y direction) of the lower portion (−Z direction) of the metal frame 14, respectively, and the hinge fitting 15 is also formed on the metal frame 14. Screw holes are formed at positions corresponding to the two screw holes. The attachment screws 16 are attached to the screw holes 17 of the upper case 10 via the screw holes of the metal frame 14 and the hinge fitting 15. With this configuration, the metal frame 14 and the hinge 15 are electrically connected, and the upper case 10, the hinge 15 and the metal frame 14 are mechanically fixed.
[0027]
The hinge fitting 15 is further rotatably connected to a hinge fitting 19 via a rotation shaft 18. The hinge fitting 15, the hinge fitting 19, and the rotating shaft 18 are formed of a conductive metal, and are electrically connected at a contact point therebetween.
Screw holes for attaching to the lower case 11 are formed on both left and right sides (± Y direction) of the hinge fitting 19, and screw holes are also formed in the power supply terminal 20. The attachment screw 24 a is attached to a screw hole of the lower case 11 via one screw hole of the hinge fitting 19. The attachment screw 24b is attached to the screw hole 29 of the lower case 11 via the other screw hole of the hinge fitting 19 and the screw hole of the power supply terminal 20. With this configuration, the hinge fitting 19 and the power supply terminal 20 are electrically connected, and the lower case 11, the hinge fitting 19, and the power supply terminal 20 are mechanically fixed. The power supply terminal 20 is connected to a matching circuit 22 on a circuit board 21 disposed inside the lower case 11 by, for example, spring contact or soldering. The matching circuit 22 is connected to the wireless circuit 23 on the circuit board 21. The circuit board 21 is a printed board on which circuit components for realizing various functions of the portable wireless device 1a are mounted, and a ground pattern (not shown) serving as a ground potential of the circuit is formed on almost the entire surface.
[0029]
With the above configuration, the metal frame 14, the hinge portion 12a, and the ground pattern on the circuit board 21 operate as a dipole antenna. At this time, the metal frame 14 and the hinge portion 12a operate as a first antenna element having a length L2 (for example, 110 mm), and the matching circuit 11 changes the impedance of the first antenna element to the input impedance ( (For example, 50Ω). On the other hand, a ground pattern on the circuit board 21 having a length of L3 (for example, 90 mm) operates as a second antenna element. Here, the antenna may be configured so that the distance G between the hinge fitting 19 and the ground pattern on the circuit board 21 is as large as possible (for example, 2 mm or more, or λ / 20 or more when the portable wireless device is used at 800 MHz). Desirable for performance. In the portable wireless device having the antenna configured as described above, high antenna performance can be obtained even in a free space and in a state where the user holds and uses the hand.
[0030]
In the first embodiment, the hinge metal 15 and the hinge metal 19 are brought into electrical contact with each other with the rotation shaft 18 to ensure electrical continuity of the hinge 12a. However, for example, the rotating shaft 18 may be made of a non-conductive material, or may be configured so that electrical contact between the hinge fitting 15 and the hinge fitting 19 cannot be ensured. In this case, it is possible to secure high antenna performance by securing a large opposing area between the hinge fittings 15 and the hinge fittings 19 so as to capacitively couple them and lower the feed impedance of the entire hinge portion 12a. That is, by disposing the hinge fittings 15 and 19 between the hinge fitting 15 and the hinge fitting 19 so as to generate a predetermined capacitive reactance, it is possible to ensure high antenna performance.
[0031]
Further, in the first embodiment, the metal frame 14, the hinge fitting 15, the hinge fitting 19, or the power supply terminal 20 are described as separate components. However, in the case where some of the components are integrally formed. Has the same effect.
[0032]
Further, in the first embodiment, the antenna element is formed by the metal frame 14, but the antenna element is formed by a printed pattern on a conductive plate or a printed board disposed inside the upper case 10 made of resin. Even in this case, the effect of not using the power supply line can be obtained.
[0033]
According to such a portable wireless device of the first embodiment of the present invention, the power supply line passing through the hinge is not used, and the upper case 10 and the lower case 11 are mechanically supported by the hinge 12a. Since power can be supplied to the antenna, an assembling step of passing a feeder line through the hinge portion is not required, and the number of assembling steps can be reduced. Further, in the portable wireless device using the feeder line, the antenna performance is deteriorated due to the deformation of the feeder line inside the hinge portion, but in the portable wireless device of the first embodiment, it can be suppressed in principle. Therefore, high antenna performance can be stably secured.
[0034]
In the portable wireless device 1a of the first embodiment, the metal frame 14 forming a part of the upper case 10 is made to function as an antenna element, so that the portable wireless device can be made thinner. It becomes.
[0035]
(Second embodiment)
FIG. 3 is a front view showing a portable wireless device for explaining a second embodiment according to the present invention. In FIG. 3, the same reference numerals are given to the same parts as those in FIG. 1 described in the first embodiment, and the description will be omitted.
[0036]
As shown in FIG. 3, the hinge portion 12b of the portable wireless device 1b has hinges 15a and 15b attached to the upper case 10 and the conductive frame 14, and a rotating shaft 18a rotatably connected to the hinges 15a and 15b. And 18b, and hinge fittings 19a and 19b rotatably connected to the rotating shafts 18a and 18b. The hinge fitting 19a is connected to the power supply terminal 25, and the power supply terminal 25 is grounded to a ground pattern on the circuit board 21. The hinge 19b is connected to a wireless circuit 23 via a power supply terminal 20 and a matching circuit 22, as in the first embodiment.
[0037]
In FIG. 3, a portable wireless device 1b according to the second embodiment is configured such that the hinge fittings 15 and 19 in FIG. 1 are divided into right and left (Y direction, -Y direction). That is, the hinge 15 is divided into a hinge 15a and a hinge 15b, and the hinge 19 is divided into a hinge 19a and a hinge 19b. The hinge fitting 15b and the hinge fitting 19b are connected by the rotating shaft 18b, and the hinge fitting 15a and the hinge fitting 19a are connected by the rotating shaft 18a. The rotation shafts 18a and 18b have a rotatable mechanical support function and an electric conduction function as in the first embodiment. Power is supplied from the matching circuit 22 to the hinge fitting 19 b via the power supply terminal 20, whereby power is supplied to the end of the metal frame 14 in the Y direction.
[0038]
FIG. 3 shows the flexible cable 26 and the connection connector 28. The flexible cable 26 is a wiring member for connecting circuit components such as the display element 13 arranged in the upper case 10 and a control circuit (not shown) provided on the circuit board 21, and one end of the flexible cable 26 is a connection connector. The other end is connected to the display element 13 via the inside of the hinge portion 12b. The flexible cable 26 operates so as to insert a constant impedance between the metal frame 14 mounted on the upper case 10 in the vicinity of the display element 13 and the circuit board 21. This degrades the performance of the antenna composed of the circuit board 12b and the circuit board 21. Further, since the flexible cable 26 has flexibility so as to be able to cope with the rotating mechanism of the hinge portion 12b, the arrangement position is not stable, and the performance of the antenna varies.
[0039]
However, in the portable wireless device 1b of the second embodiment, the hinge fitting 19a is grounded to the ground point 27 of the ground pattern on the circuit board 21 via the power supply terminal 25. With this configuration, the impedance inserted due to the presence of the flexible cable 26 is offset. Thereby, deterioration of antenna performance is suppressed.
[0040]
In the second embodiment, the hinge fitting is divided into right and left parts. However, even when the hinge fitting 15a and the hinge fitting 15b are integrally formed, for example, the matching circuit 22 in the metal frame 14 may be used. The same effect can be obtained if the position where the power is supplied to the power supply and the position where the power is supplied to the ground pattern on the circuit board 21 are separated by a certain distance.
[0041]
In the second embodiment, it is desirable from the standpoint of antenna performance that the distance G between the hinge fittings 19a and 19b and the ground pattern on the circuit board 21 is as large as possible (for example, 2 mm or more).
[0042]
Further, in the second embodiment, the hinge brackets 15a and 15b and the hinge brackets 19a and 19b are electrically contacted by the rotation shafts 18a and 18b, respectively, so that electrical continuity of the hinge portion 12b is ensured. However, for example, the rotating shafts 18a and 18b may be made of a non-conductive material, or may be configured so that electrical contact with the hinge fittings 15a and 15b and the hinge fittings 19a and 19b cannot be ensured. In this case, it is possible to secure a high antenna performance by securing a large opposing area between the hinge fittings 15a, 15b and the hinge fittings 19a, 19b, thereby capacitively coupling and lowering the feed impedance of the entire hinge portion 12b. It is. In other words, by configuring so as to generate a predetermined capacitive reactance between the hinge fittings 15a, 15b and the hinge fittings 19a, 19b, it is possible to ensure high antenna performance.
[0043]
According to the portable wireless device 1b according to the second embodiment of the present invention, the ground pattern on the metal frame 14 and the circuit board 21 is separated from the place where the matching circuit 22 of the metal frame 14 is connected. By electrically connecting, it is possible to suppress deterioration of antenna performance due to the flexible cable 26 and to stably secure high antenna performance.
[0044]
(Third embodiment)
FIG. 4 is a front view showing a portable wireless device for explaining a third embodiment according to the present invention. In FIG. 4, the same reference numerals are given to the same parts as those in FIG. 3 described in the second embodiment, and the description will be omitted.
[0045]
As shown in FIG. 4, the portable wireless device 1c according to the third embodiment includes an impedance element 31 grounded to a circuit board 21, a ground point 27 provided on the circuit board 21, and one end connected to a power supply terminal 25, The switch 30 includes a switch 30 that switches the other end to connect one of the impedance element 31 and the ground point 27, and a control circuit 32 that controls the switch 30.
[0046]
That is, the portable wireless device 1c inserts the switch 30 between the power supply terminal 25 and the ground point 27 in FIG. 3 and directly grounds the power supply terminal 25 to the ground pattern on the circuit board 21 or connects the impedance element 31 It is configured to be able to select whether to ground through. Here, the switch 30 is a high-frequency switch composed of, for example, an FET or a PIN diode.
[0047]
Next, the antenna operation will be described on the assumption that the operating frequency band of the portable wireless device 1c configured as described above is the two bands of the 800 MHz band and the 1.5 GHz band. When corresponding to two different operating frequency bands, the value of the impedance inserted by the flexible cable 26 has a frequency characteristic, and differs between the 800 MHz band and the 1.5 GHz band.
[0048]
Therefore, in the third embodiment, the control circuit 32 determines the frequency band in which the wireless circuit 23 operates, and controls the switch 30 according to the determination result. For example, when the operating frequency is in the 800 MHz band, the switch 30 is connected to the contact b, that is, the ground point 27, and when the operating frequency is in the 1.5 GHz band, the switch 30 is connected to the contact a, that is, the impedance element 31. Let it work.
[0049]
Here, if the impedance element 31 is appropriately set so that the antenna performance in the 1.5 GHz band is high, high antenna performance can be obtained in both frequency bands. More desirably, two different impedance elements are connected to the switch 30, and the values of both impedance elements are appropriately set for both frequency bands, whereby higher antenna performance can be obtained. The same effect can be obtained by using a variable reactance element such as a varactor diode instead of providing a switch and selecting the impedance as a means for changing the impedance value.
[0050]
In the third embodiment, the operation frequency band is detected, and the impedance value is switched in conjunction with the detection. However, for example, the control circuit 32 detects the reception signal level of the wireless circuit 23 and detects the reception signal level. If the impedance is set so that the level is always high, more stable antenna performance can be obtained.
[0051]
Further, in the third embodiment, it is desirable from the viewpoint of antenna performance that the distance G between the hinge fittings 19a and 19b and the ground pattern on the circuit board 21 is as large as possible (for example, 2 mm or more).
[0052]
In the third embodiment, the hinges 15a and 15b and the hinges 19a and 19b are electrically contacted by the rotation shafts 18a and 18b, respectively, so that the electrical conduction of the hinge 12b is ensured. However, for example, the rotating shafts 18a and 18b may be made of a non-conductive material such as a resin, or may be configured so that electrical contact with the hinge fittings 15a and 15b and the hinge fittings 19a and 19b cannot be secured. In this case, it is possible to secure a high antenna performance by securing a large opposing area between the hinge fittings 15a, 15b and the hinge fittings 19a, 19b, thereby capacitively coupling and lowering the feed impedance of the entire hinge portion 12b. It is. In other words, by configuring so as to generate a predetermined capacitive reactance between the hinge fittings 15a, 15b and the hinge fittings 19a, 19b, it is possible to ensure high antenna performance.
[0053]
According to the portable wireless device 1c according to the third embodiment of the present invention, the metal frame 14 and the ground pattern on the circuit board 21 are separated from the place where the matching circuit 22 of the metal frame 14 is connected. By changing the impedance between them and grounding the ground pattern, deterioration of antenna performance caused by the flexible cable 26 can be suppressed, and high antenna performance can be stably secured.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the portable wireless device of the present invention, high antenna performance can be ensured and the number of assembly steps can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a portable wireless device for explaining a first embodiment of the present invention; FIG. 2 is a side view showing a portable wireless device for explaining a first embodiment of the present invention; 3 is a front view showing a portable wireless device for explaining a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a front view showing a portable wireless device for explaining a third embodiment of the present invention. ]
10 Upper case 11 Lower case 12a, 12b Hinge part 13 Display element 14 Metal frame 15, 15a, 15b, 19, 19a, 19b Hinge fitting 16, 24a, 24b Mounting screw 17 Screw hole 18, 18a, 18b Rotating shaft 20, 25 power supply terminal 21 circuit board 22 matching circuit 23 wireless circuit 26 flexible cable 27 grounding point 28 connector 29 screw hole 30 switch 31 impedance element 32 control circuit

Claims

A first housing;
An antenna element provided in the first housing;
A second housing;
And Ruhi Nji portion to couple the second housing and the first housing rotatably,
Provided inside the second housing, a circuit board that have a ground pattern,
A power supply unit connected to a wireless circuit on the circuit board ,
The hinge part electrically connects the first hinge part and the second hinge part to the first hinge part and the second hinge part made of a conductive metal, and rotatably supports the first hinge part and the second hinge part. And a connecting portion,
The first hinge portion is provided on the first housing, and is electrically connected to an end of the antenna element on the hinge portion side,
The second hinge portion is provided on the second housing, is disposed at a predetermined distance from a ground pattern on the circuit board, and is electrically connected to the power supply portion,
The portable wireless device, wherein the antenna element, the hinge, and a ground pattern on the circuit board operate as a dipole antenna .

The portable wireless device according to claim 1,
The hinge portion,
Portable radio that will be configured as a predetermined capacitive reactance is generated between the second hinge part and the first hinge part.

A portable radio device according to claim 1 or 2,
A flexible cable for connecting a circuit component provided on the first housing and the circuit board, wherein a position of the second hinge portion at a predetermined distance from a position to which the power supply unit is connected, A portable wireless device grounded on a ground pattern on a circuit board .

The portable wireless device according to claim 1, wherein:
A flexible cable for connecting a circuit component provided in the first housing and the circuit board, wherein a position of the second hinge portion at a predetermined distance from a position to which the power supply unit is connected, A portable wireless device grounded to a ground pattern on a circuit board via an impedance element.

A portable radio apparatus according to any one of claims 1 to 4, the portable radio is a conductive frame in which the antenna element forms part of said first housing.