JP2006033625A

JP2006033625A - アンテナ装置

Info

Publication number: JP2006033625A
Application number: JP2004212120A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Iwasaki; 浩幸岩崎; Atsushi Ito; 淳伊藤
Original assignee: Harada Industry Co Ltd
Current assignee: Harada Industry Co Ltd
Priority date: 2004-07-20
Filing date: 2004-07-20
Publication date: 2006-02-02

Abstract

【課題】エレメント長を十分に確保できるとともに、狭い筐体内にスペース効率良く収容することができるアンテナ装置を提供すること。
【解決手段】第１の板状部３１と第２の板状部３２とが平行に、かつ、交互に所定の軸方向に沿って配置されるとともに、各端部が順次連なって一本の帯状に形成されたアンテナエレメント３０と、アンテナエレメント３０を固定する樹脂部２２とを備え、第１の板状部３１は、両端部３１ａが基準面Ｓ内に配置されるとともに、中間部３１ｂが基準面Ｓに対してその法線方向に折曲され、基準面Ｓと平行に形成された頂部を有し、第２の板状部３２は、その両端部３２ａが基準面Ｓ内に配置されるとともに、中間部３１ｂが基準面Ｓに対してその法線方向に上記第１の板状部３１とは逆方向に折曲され、基準面Ｓと平行に形成された頂部を有している。
【選択図】図３

Description

本発明は、携帯電話等の携帯端末に内蔵されるアンテナ装置に関し、特にエレメント長として使用周波数の波長の１／４の長さを確保するとともに、狭い設置スペースに効率よく収容できるものに関する。

従来の携帯電話機等の携帯端末に用いられるアンテナ装置として、端末筐体に固定されたり、内部から引き出して使用するホイップアンテナや、導線をコイル状に形成することでエレメント長を確保するコイル式アンテナが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

また、筐体内部に収容された樹脂基板上にメアンダ状の回路を形成し、長さを確保する方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。また、板金を打ち抜いて曲げることでコイル状に形成するタイプのアンテナも知られている（例えば、特許文献４参照）。さらに、エレメント長を確保するために、板金をメアンダ状に打ち抜いたものも知られている（例えば、特許文献５参照）。また、アンテナエレメントを製造する方法が知られている。
特開平１１−２０５０３７号公報特開平１１−４１０１９号公報特開平１０−２２９３０４号公報特開２００２−３４４２２１号公報特開２００３−３２０２０号公報

上述したアンテナ装置であると次のような問題があった。すなわち、端末筐体から露出するタイプのアンテナは見栄えが悪いという問題があった。また、樹脂やセラミック材製の基板上にメアンダ状の回路を形成するタイプのアンテナは、基板の表面のみしか利用できないため、与えられた空間を十分に利用できず、エレメント長を十分に確保することが困難であるとともに、メッキを何度も重ねる必要があるため、製造コストが高くなるという問題があった。なお、エレメント長を確保できない場合には整合回路で整合させる必要があり、損失が大きいという問題がある。

また、板金を曲げてコイル状とするタイプのアンテナでは、その形状に制約が多く、筐体の狭いスペースに合せて形状を調整することが難しかった。さらに、板金をメアンダ状に打ち抜いて形成するタイプのアンテナでは、空間を三次元的に利用していないため、十分にエレメント長を確保しようとすると板材の幅を細くしなければならず、アンテナ装置としての安定性に欠けるという問題があった。

そこで本発明は、アンテナエレメントの全長として使用周波数の波長の１／４の長さを十分に確保できるとともに、狭い筐体内にスペース効率良く収容することができるアンテナ装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決し目的を達成するために、本発明のアンテナ装置は次のように構成されている。

（１）第１の板状部と第２の板状部とが平行に、かつ、交互に所定の軸方向に沿って配置されるとともに、各端部が順次連なって１本の連続した帯状に形成されたアンテナエレメントと、このアンテナエレメントを固定する樹脂部とを備え、上記アンテナエレメントの第１の板状部は、その両端部が所定の基準面内に配置されるとともに、上記両端部間が上記基準面に対してその法線方向に折曲され、少なくとも上記基準面と平行に形成された頂部を有し、上記アンテナエレメントの第２の板状部は、その両端部が上記基準面内に配置されるとともに、上記両端部間が上記基準面に対してその法線方向に上記第１の板状部とは逆方向に折曲され、少なくとも上記基準面と平行に形成された頂部を有していることを特徴とする。

（２）第１の板状部と第２の板状部とが平行に、かつ、交互に所定の軸方向に沿って配置されるとともに、各端部を順次結合して形成されたアンテナエレメントと、このアンテナエレメントを固定する樹脂部とを備え、上記アンテナエレメントの第１の板状部は、所定の第１基準面内に配置され、上記アンテナエレメントの第２の板状部は、上記第１基準面の法線方向に所定距離だけ離間した第２基準面内に配置されていることを特徴とする。

（３）上記（１）又は（２）に記載されたアンテナ装置であって、上記第１の板状部及び上記第２の板状部は上記軸方向における所在位置によってその延設方向における長さが異なっていることを特徴とする。

（４）上記（１）又は（２）に記載されたアンテナ装置であって、上記アンテナエレメントは複数設けられ、各アンテナエレメントは、その全長又は軸方向の向きのうち少なくとも一方が互いに異なっていることを特徴とする。

（５）導電板を、第１の板状部と第２の板状部とが平行に、かつ、交互に所定の軸方向に沿って配置されるとともに、各端部が順次結合されるように打ち抜いてエレメント部材を形成する形成工程と、上記第１の板状部を、その両端部が所定の基準面内に配置されるとともに、上記両端部間が上記基準面に対してその法線方向に折曲され、少なくとも上記基準面と平行に形成された頂部を有し、上記第２の板状部を、その両端部が上記基準面内に配置されるとともに、上記両端部間が上記基準面に対してその法線方向に上記第１の板状部とは逆方向に折曲され、少なくとも上記基準面と平行に形成された頂部を有するように折曲する折曲工程と、上記エレメント部材を金型内に配置し、上記第１の板状部の頂部及び第２の板状部の頂部に当接する位置決め部材を設置する金型配置工程と、上記金型内に樹脂を導入して上記エレメント部材を樹脂封止する樹脂封止工程とを備えている。

（６）導電板を、第１の板状部と第２の板状部とが平行に、かつ、交互に所定の軸方向に沿って配置されるとともに、各端部が順次結合されるように打ち抜いてエレメント部材を形成する形成工程と、上記第１の板状部が所定の第１基準面内に配置され、上記第２の板状部が上記第１基準面の法線方向に所定距離だけ離間した第２基準面内に配置されるように折曲する折曲工程と、上記エレメント部材を金型内に配置し、上記第１の板状部及び第２の板状部に当接する位置決め部材を設置する金型配置工程と、上記金型内に樹脂を導入して上記エレメント部材を樹脂封止する樹脂封止工程とを備えている。

本発明によれば、アンテナエレメントの全長として使用周波数の波長の１／４の長さを十分に確保できるとともに、狭い筐体内にスペース効率良く収容することが可能となる。

図１は本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ装置２０が組み込まれた携帯電話等の携帯端末１０を示す斜視図、図２はアンテナ装置２０を示す斜視図、図３はアンテナ装置２０のアンテナエレメント３０を示す斜視図、図４はアンテナエレメント３０の平面図、図５は図３におけるＡ−Ａ線で切断して示す断面図である。なお、これらの図中矢印ＸＹＺは互いに直交する三方向を示している。

携帯端末１０は、筐体１１を備えている。筐体１１内には、回路基板１２と、アンテナ装置２０とが収容され、筐体１１表面には液晶表示部１３と、キー類１４が設けられている。

アンテナ装置２０は、回路基板１２に接続される給電ピン２１と、この給電ピン２１にその一端側が接続されるアンテナエレメント３０と、このアンテナエレメント３０を封止する樹脂部２２とを備えている。樹脂部２２には、後述するピンＰが挿入された孔２３が残されている。

アンテナエレメント３０は、図３に示すように、その基端部が給電ピン２１に接続されるとともに、矢印Ｘ方向に延設された第１の板状部３１及び第２の板状部３２とが交互に組み合わされ、矢印Ｘ方向から見た形状がほぼ六角形状である螺旋体に形成されている。すなわち、第１の板状部３１は、その両端部３１ａを基準面Ｓ内に残したまま中間部３１ｂをＺ方向における上方向に折曲されている。一方、第２の板状部３２は、その両端部３２ａを基準面Ｓ内に残したまま中間部３２ｂをＺ方向における下方向に折曲されている。

第１の板状部３１の中間部３１ｂの頂部及び第２の板状部３２の中間部３２ｂの頂部は、基準面Ｓと平行となっている。

アンテナエレメント３０は、板金（導電体）を蛇行状に打ち抜いた後、プレス加工機等を用いて折曲していくことで形成することができる。また、アンテナエレメント３０の長さは使用周波数の波長の約１／４に設定されている。

このように形成されたアンテナ装置２０によれば、エレメントを二次元的に配置したものに比べ、三次元的に利用できるので、アンテナエレメント３０の長さとして使用周波数の波長の１／４の長さを十分に確保できる。また、平たく潰れた螺旋状であるため、矢印Ｘ方向から見た形状がほぼ円形である螺旋状のコイル式のエレメントに比べ、占有スペースに対する表面積を大きくすることができ、送受信効率を向上させることができるとともに、狭い筐体１１内にスペース効率良く収容することが可能となる。特に、エレメントの全長を確保したまま、占有スペースを減らすことができる。

また、アンテナエレメント３０を金型内に配置し、樹脂により封止作業を行う際に、図５に示すように、第１の板状部３１の中間部３１ｂ及び第２の板状部３２の中間部３２ｂをピン（位置決め部材）Ｐで押圧することで、樹脂流入時におけるアンテナエレメント３０の曲げ・歪み等を最小限に抑えることができる。

さらに、筐体１１内の空きスペースの形状に合せた形状に設計しやすいという利点がある。例えば、図６中３５は図中左方に空きスペースが大きい場合のアンテナエレメント、図７中３６は図中右方に空きスペースが大きい場合のアンテナエレメント、図８中３７は中央部に空きスペースが大きい場合のアンテナエレメントを示している。

図９は、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナエレメント４０を示す斜視図である。図９において図３と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。アンテナエレメント４０はアンテナエレメント３０と同様にアンテナ装置２０に組み込まれる。

アンテナエレメント４０は、矢印Ｘ方向に延設された第１の板状部４１及び第２の板状部４２とが矢印Ｚ方向に延設された接続部４３を介して交互に組み合わされ、矢印Ｘ方向から見た形状がほぼ矩形状である螺旋体に形成されている。ここで、Ｓ１は第１の基準面、Ｓ２は第２の基準面を示しており、これら第１の基準面Ｓ１と第２の基準面Ｓ２とは平行に配置されている。第１の板状部４１は第１の基準面Ｓ１内に配置され、第２の板状部４２は第２の基準面Ｓ２に配置されている。

本第２の実施の形態に係るアンテナエレメント４０においても、上述したアンテナエレメント３０と同様の効果を得ることができる。

図１０は、本発明の第３の実施の形態に係るアンテナ装置に組み込まれたアンテナエレメント５０を示す斜視図である。図１０において図１〜３と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。アンテナエレメント５０はアンテナエレメント３０と同様にアンテナ装置２０に組み込まれる。

アンテナエレメント５０は、矢印Ｘ方向に延設された第１の板状部５１及び第２の板状部５２とが交互に組み合わされ、矢印Ｘ方向から見た形状がほぼ矩形状である螺旋体に形成されている。すなわち、第１の板状部５１は、その両端部５１ａを基準面Ｓ内に残したまま中間部５１ｂをＺ方向における上方向に折曲されている。さらに、中間部５１ｂの中心付近が基準面Ｓ側に折曲されている。すなわち、基準面Ｓから最も離間し、かつ、基準面Ｓと平行な部位（頂部）５１ｃが２箇所形成されている。

一方、第２の板状部５２は、その両端部５２ａを基準面Ｓ内に残したまま中間部５２ｂをＺ方向における下方向に折曲されている。さらに、中間部５２ｂの中心付近が基準面Ｓ側に折曲されている。すなわち、基準面Ｓから最も離間し、かつ、基準面Ｓと平行な部位（頂部）５２ｃが２箇所形成されている。

本第３の実施の形態に係るアンテナエレメント５０においても、上述したアンテナエレメント３０と同様の効果を得ることができる。

なお、この他、筐体１１の厚み及び形状に合わせ、平面的及び空間的に厚みのある四角、六角、多角形、その他形状に形成するようにしてもよい。

図１１は、本発明の第４の実施の形態に係るアンテナ装置６０を示す斜視図である。図１１において、図１〜３と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。アンテナ装置６０は、回路基板１２に接続される給電ピン２１と、この給電ピン２１にその一端側が接続されるアンテナエレメント６１，６２と、これらアンテナエレメント６１，６２を封止する樹脂部６３とを備えている。アンテナエレメント６１，６２は、上述したアンテナエレメント３０と同様に形成されている。さらに、アンテナエレメント６１とアンテナエレメント６２とは、互いにその軸方向が直交するとともに、エレメント長が異なっている。

本実施の形態に係るアンテナ装置６０では、上述したアンテナ装置２０と同様の効果が得られると共に、２種類の周波数領域を使用することが可能である。

図１２は、本発明の第５の実施の形態に係るアンテナ装置７０を示す斜視図である。図１２において、図１〜３と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。アンテナ装置７０は、回路基板１２に接続される給電ピン２１と、この給電ピン２１にその一端側が接続されるアンテナエレメント７１〜７３と、これらアンテナエレメント７１〜７３を封止する樹脂部７４とを備えている。アンテナエレメント７１〜７３は、上述したアンテナエレメント３０と同様に形成されている。アンテナエレメント７１とアンテナエレメント７２とは、互いにその軸方向が直交するとともに、エレメント長が異なっている。アンテナエレメント７１とアンテナエレメント７３とは、エレメント長が異なっている。

本実施の形態に係るアンテナ装置７０では、上述したアンテナ装置２０と同様の効果が得られると共に、３種類の周波数領域を使用することが可能である。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述したアンテナ装置におけるアンテナエレメントの固定方法として、アンテナエレメントを金型内に挿入して樹脂封止するインサート成形について説明したが、樹脂棒をアンテナエレメント内に挿入して成形するアウトサート成形によって固定してもよい。また、給電ピンを介してアンテナエレメントと回路基板との接続を行う点について説明したが、アンテナ装置全体をチップ部品化することで給電ピンを用いずに回路基板との接合を行うようにしてもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ装置が組み込まれた携帯端末を示す斜視図。同アンテナ装置を示す斜視図。同アンテナ装置に組み込まれたアンテナエレメントを示す斜視図。同アンテナエレメントを示す平面図。同アンテナエレメントを図３におけるＡ−Ａ線で切断し、矢印方向に見た断面図。同アンテナエレメントの第１変形例を示す平面図。同アンテナエレメントの第２変形例を示す平面図。同アンテナエレメントの第３変形例を示す平面図。本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ装置に組み込まれたアンテナエレメントを示す斜視図。本発明の第３の実施の形態に係るアンテナ装置に組み込まれたアンテナエレメントを示す斜視図。本発明の第４の実施の形態に係るアンテナ装置を示す斜視図。本発明の第５の実施の形態に係るアンテナ装置を示す斜視図。

符号の説明

１０…携帯端末、２０…アンテナ装置、２１…給電ピン、３０，３５〜３７，４０，５０，６１，６２，７１〜７３…アンテナエレメント、３１，４１，５１…第１の板状部、３２，４２，５２…第２の板状部。

Claims

第１の板状部と第２の板状部とが平行に、かつ、交互に所定の軸方向に沿って配置されるとともに、各端部が順次連なって１本の連続した帯状に形成されたアンテナエレメントと、
このアンテナエレメントを固定する樹脂部とを備え、
上記アンテナエレメントの第１の板状部は、その両端部が所定の基準面内に配置されるとともに、上記両端部間が上記基準面に対してその法線方向に折曲され、少なくとも上記基準面と平行に形成された頂部を有し、
上記アンテナエレメントの第２の板状部は、その両端部が上記基準面内に配置されるとともに、上記両端部間が上記基準面に対してその法線方向に上記第１の板状部とは逆方向に折曲され、少なくとも上記基準面と平行に形成された頂部を有していることを特徴とするアンテナ装置。
第１の板状部と第２の板状部とが平行に、かつ、交互に所定の軸方向に沿って配置されるとともに、各端部を順次結合して形成されたアンテナエレメントと、
このアンテナエレメントを固定する樹脂部とを備え、
上記アンテナエレメントの第１の板状部は、所定の第１基準面内に配置され、
上記アンテナエレメントの第２の板状部は、上記第１基準面の法線方向に所定距離だけ離間した第２基準面内に配置されていることを特徴とするアンテナ装置。
上記第１の板状部及び上記第２の板状部は上記軸方向における所在位置によってその延設方向における長さが異なっていることを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ装置。
上記アンテナエレメントは複数設けられ、各アンテナエレメントは、その全長又は軸方向の向きのうち少なくとも一方が互いに異なっていることを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ装置。