JP2006109210A - 携帯端末 - Google Patents

Abstract

【課題】 アンテナの受信感度を損なうことなく、表示部への静電気の影響を低減する。
【解決手段】 導電性部材１５とグランド１０１の間に電気スイッチング素子３００を挿入する。電気スイッチング素子３００は、外部から静電気が進入した場合には、ＯＮ状態になり、導電性部材１５とグランド１０１が接続され、静電気はグランドにアースされる。静電気が進入しない場合には、ＯＦＦ状態になり、導電性部材１５はグランド１０１に接地されない。このようにすることにより、導電性部材１５が常に接地アンテナの如く動作し、近接する本体アンテナと干渉するのを防止する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、携帯電話等の携帯端末に関する。

従来より、携帯電話等の電子機器においては、アンテナヘの静電気対策と受信感度の向上との両立が試みられている。アンテナ以外にも、外部に露出している表示部へ静電気の影響を受けた場合には、表示の誤作動や破壊する憂いがある。近年の電子機器は、携帯性を重視する傾向にあり、表示部を静電気から守るために、表示部を覆うシールド用プレートも一端をグランドに接地し、他方を開放する構成とすることで対処している（例えば、特許文献１参照）。

また、他の携帯電話等の電子機器では、表示部において、回路基板の表面上部にＬＣＤモジュールを取付け、回路基板にＬＣＤモジュールと電気的接続を図るコネクタ部を設け、ＬＣＤモジュールに金属薄板からなるシールド用プレートを被せてその周囲を覆うとともに、シールド用プレートと回路基板のグランド部とを勘合させて接続している。この技術を用いれば、静電気はシールド用プレートを通じてグランドに落ちるため、表示装置の静電気侵入による誤動作を防ぐことができる。また、表示装置から発生するノイズはシールド用プレートによって遮断されるため、表示装置からのノイズ放射によるアンテナ特性への悪影響を防ぐことができる。
特開２００４−０３２４８２号公報

しかしながら、前述した特許文献１による構成、特に比較的高いインピーダンスグランド電位である場合には、シールド用プレートが接地アンテナとして動作し、ノイズを放射してしまうか、あるいは本体アンテナと相互干渉してしまい、近接する本体アンテナの受信感度が著しく劣化してしまうという問題がある。特に、複数の筐体からなる折り畳み式、回転開閉式やスライド式等においては、両筐体を開いた状態でそれぞれの筐体に位置した表示部とアンテナが近接することとなり、上述したような問題が発生し易いという問題がある。

また、前述した他の従来技術の方法を用いるだけでは、少なくとも受話部と２つ以上の表示部とを具備した第１の筐体と、少なくとも送話部、キーパッド、ＲＦ回路基板およびアンテナを具備した第２の筐体とを、ヒンジ部を介して開閉可能にした構造をもち、且つ上記アンテナが第２の筐体のヒンジ部側に備えられる構造で、特に、上記表示部のうち少なくとも１つの表示部が端末を閉じた状態においても外部に露呈され、開いた状態では本体アンテナが表示部と近接するような折畳み式携帯端末においては、以下のような問題があった。

１．シールド材を用いる場合、外部表示器を覆うシールド材の接地と更にもう１つの表示器の接地とを両方行う必要があり、端末の小型・薄型化が困難となる。

２．通常、静電気保護回路を用いる場合、外部に露出するＬＣＤ部と静電対策回路の物理的距離が大きくなり、ＬＣＤパネルやＬＣＤ駆動部に直接静電気が侵入する場合に、静電気対策回路だけでは対策が不十分となり、ＬＣＤの誤動作や破壊が生じてしまう。

３．端末の薄型化や小型化を実現するため、ＬＣＤ部を覆うシールド用プレートの一端を接地し、他方を開放端として構成せざるを得ない場合、また、部品レイアウト上の問題からその接地グランドがノイズの乗りやすい比較的インピーダンスの高いグランド電位である場合に、そのシールド用プレートが接地アンテナとして動作してノイズを放射してしまい、そのノイズを近接する本体アンテナで受信してしまうために、端末本体の受信感度が著しく劣化してしまう。

４．端末の薄型化や小型化を実現するため、また、部品レイアウト上の問題から、ＬＣＤ部を覆うシールド用プレートの一端を接地し、他方を開放端として構成せざるを得ない場合に、シールド用プレートが接地アンテナの如く動作してしまうため、近接する本体アンテナと相互干渉を起こしてしまい、本体アンテナの特性が劣化することがある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、アンテナの受信感度を損なうことなく、表示部への静電気の影響を低減することができる携帯端末を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明は、表示パネルと表示駆動用デバイスとからなる表示部と、送話部、受話部、アンテナ、および、それらと導通する回路基板とを有する携帯端末において、前記表示駆動用デバイスの外方に導電素子を配置し、前記導電素子の一端を、スイッチング素子を介して、前記回路基板の接地部に導通させることを特徴とする。

上記発明において、前記スイッチング素子と並列に設けられた移相回路を具備することを特徴とする。

上記発明において、前記導通素子と前記接地部との間に、少なくとも１つの凸型接触端子と複数の嵌合素子端子とからなるコネクタを配置することを特徴とする。

上記発明において、ヒンジ部を介して開閉可能に結合された、前記表示部を配置した第１筐体と、前記アンテナを配置した第２筐体とを具備すること特徴とする。

上記発明において、前記スイッチング素子は、ツェナーダイオード、コンデンサ、インダクタを有することを特徴とする。

この発明によれば、前記表示駆動用デバイスの外方に導電素子を配置し、前記導電素子の一端を、スイッチング素子を介して、前記回路基板の接地部に導通させる。これにより、外部から静電気が進入した場合には、スイッチング素子がＯＮ状態になり、導電素子と接地部が接続され、静電気はグランドにアースされるので、表示部への静電気の影響を低減することが可能となる。また、静電気が進入しない場合には、スイッチング素子がＯＦＦ状態になり、導電素子は接地部に接地されないので、導電素子が常に接地アンテナの如く動作し、近接する本体アンテナと干渉するのを防止することが可能となる。

また、本発明によれば、前記スイッチング素子と並列に移相回路を設ける。これにより、導電素子の電気長を等価的に変化させて本体アンテナとの干渉を低減し、受信感度の劣化を防ぐことが可能となる。

また、本発明によれば、前記導通素子と前記接地部との間に、少なくとも１つの凸型接触端子と複数の嵌合素子端子とからなるコネクタを配置する。これにより、受信帯ノイズレベルの上昇による著しい感度劣化を防ぐことが可能となる。

また、本発明によれば、前記表示部を配置した第１筐体と、前記アンテナを配置した第２筐体とをヒンジ部を介して開閉可能に結合する。これにより、端末の小型・薄型化が進む一方で、ＬＣＤのカラー化・大型化が進んだ折畳み式携帯端末であっても、部品レイアウト上の問題を解消することが可能となる。

また、本発明によれば、前記スイッチング素子を、ツェナーダイオード、コンデンサ、インダクタから構成する。これにより、導通素子によるアンテナ特性の劣化や携帯端末の感度劣化を防ぐことが可能となる。

以下、本発明の一実施形態による携帯端末を、図面を参照して説明する。
図１は、折畳み式携帯端末の模式図である。図において、第１の筐体１は、受話部１１、内部表示器１２、外部表示器１３から成る。第２の筐体２は、送話部２１、キーパッド２２、アンテナ２３から成る。第１の筐体１と第２の筐体２とは、ヒンジ部３を介して回動自在に接続されている。図１（ａ）は、折畳み式携帯無織機の開状態の前面および背面図を示し、（ｂ）は閉状態の前面および背面図を示す。また、図１（ｃ）は、開状態の側面図を、（ｄ）は閉状態の側面図を示す。

ここで、本発明の原理を明確にするために、従来の折畳み式携帯端末の構造について説明する。図２（ａ）〜（ｅ）、および図３（ａ）〜（ｃ）は、従来の折畳み式携帯端末における第１の筐体１内部の構成要素を示す模式図である。表示用回路基板１００の一方の面には、外部表示器１２を構成する第１の表示器モジュール１１０が、表示用回路基板１００の他方の面には、内部表示器１３を構成する第２の表示器モジュール１２０がそれぞれ配置されている。

第１の表示器モジュール１１０は、外部表示器１２と、その駆動用ドライバ（図示せず）を覆う導電性部材１４と、回路基板１００との電気的接続を実現するためのコネクタ１６とから構成される。また、第２の表示器モジュール１２０は、内部表示器１３と、その駆動用ドライバ（図示せず）の外方に配置して、好ましくは周辺を覆う導電性部材１５と、回路基板１００との接続を実現するためのコネクタ１７とから構成される。

ここで、導電性部材１４および１５をグランド電位にすることで、外部の静電気から表示器やその駆動用ドライバを保護するためのシールド機能として作用させている。また、表示器やその駆動用ドライバから輻射されるノイズをシールドする役目も担っている。従来、このようなシールド用導電性材料を用いて静電気保護対策を行う場合、グランド１０２のように、グランド容量が高くノイズの乗りにくい電気的に安定した、即ち、インピーダンスの低いグランドを選んで接地する。しかしながら、最近の携帯電話のような情報通信端末の場合、端末の小型・薄型化が進む一方で、ＬＣＤのカラー化・大型化が進み、部品レイアウト上の問題から、表示器付近のグランドは、信号ラインに対するグランドとしてのみ機能し、比較的インピーダンスが高いグランドパターンとなっている場合が多い。この場合、１０１のようにグランドパターンの一部を露出させ、そのポイントに導電性部材１５を接地せざるを得ない。

次に、本発明の基本原理について説明する。ここで、図４（ａ）、（ｂ）および図５（ａ）、（ｂ）は、本発明の基本原理を示す概念図である。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、導電性部材１５とグランド１０１の間に電気スイッチング素子３００を挿入する。電気スイッチング素子３００は、外部から静電気が進入した場合には、図４（ａ）に示すように、スイッチング素子３００がＯＮ状態になり、導電性部材１５とグランド１０１が接続され、静電気はグランドにアースされる。静電気が進入しない場合には、図４（ｂ）に示すように、スイッチング素子３００がＯＦＦ状態になり、導電性部材１５はグランド１０１に接地されない。このようにすることにより、導電性部材１５が常に接地アンテナの如く動作し、近接する本体アンテナ２３と干渉するのを防止する。

但し、スイッチング素子３００が容量をもつキャパシタンス素子の場合、ＯＦＦ状態でも高周波的に結合するので、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、スイッチング素子３００と並列に移相回路４００を設けることにより、導電性部材１５の電気長を等価的に変化させて本体アンテナ２３との干渉を低減する。スイッチング素子３００がＯＦＦ状態においては、移相回路４００によって導電性部材１５の電気長を等価的に変えることができるので、導電性部材１５が本体アンテナ２３の動作周波数と共振しないよう調整可能となる。

図５（ａ）、（ｂ）に示す構成の場合においても、外部から静電気が進入した場合には、図５（ａ）に示すように、スイッチング素子３００がＯＮ状態となり、導電性部材１５が接地されて静電気はグランドヘアースされる。また、静電気が進入しない場合には、図５（ｂ）に示すように、スイッチング素子３００がＯＦＦ状態になり、グランド１０１と容量的に結合するが、本体動作周波数帯と導電性部材１５の共振を抑止することにより、動作周波数帯のノイズの輻射が受信帯におけるノイズレベルを上げることによる受信感度の劣化を防ぐことができる。

次に、図６は、本発明の原理を用いた第１の実施形態による静電気対策回路の一構成例を示す回路図である。図において、上述した電気スイッチング素子３００としてツェナーダイオード１０５を用い、移相回路４００としてインダクタ１０３およびコンデンサ１０６を用いている。図において、端子ｓ１はＬＣＤなどの電子部品１３からの信号ラインを接続する端子であり、端子ｓ１−端子ｓ２は、信号ライン、端子ｓ２は、基板上の信号パターンと接続される端子である。また、端子ｓ１および該端子ｓ１に接続される電子部品１３（本説明では、内部表示器）は、導電性部材（例えば導電材シート）１５が外方に配置され、好ましくは周辺を覆われており、その導電性材料１５が端子ｇ１と接続されている。

端子ｇ１−端子ｇ２ラインは、グランドライン、端子ｇ２は、基板上のグランドパターンと接続される端子である。ここで、昨今の小型化・薄型化・高機能化・カラー化の進む携帯電話などの情報通信端末においては、グランド１０２がグランドとしての面積が大きくグランド容量が大きい（インピーダンスの低い）グランドとなるのに対し、端子ｇ１−端子ｇ２および端子ｇ１に接続されるグランドパターンは、面積が小さく、信号パターンと対をなすグランドとして形成されており、比較的インピーダンスの高いグランドとなる。

本発明の実施形態による携帯端末の動作方法を説明するため、図７に従来の静電気対策回路を示した。図７においては、信号ラインａ１−ａ２に静電気が進入すると、インダクタ１０３および抵抗１０４で静電気レベルを低減し、そのレベルがツェナーダイオード１０５の降伏電圧を超えた場合にアースされ、超えない場合でもコンデンサ１０６によりグランドにアースするので、端子ａ２に接続される重要な回路部品には静電気が進入しない。

本第１の実施形態においては、信号ラインｓ１−ｓ２は、導電性部材１５によってシールドされるために直接静電気が進入することはないが、グランドラインｇ１−ｇ２は、端子ｇ２および回路基板上のグランドパターンを介して各電子部品と接続されているために、グランドラインｇ１−ｇ２に静電気が進入した場合に、その静電気によって各電子部品部品が破壊や誤動作を起こさないように、図６のように構成されている。静電気が導電性部材１５から進入し、グランドラインｇ１−ｇ２に伝わってきても、従来技術と同様に静電気がアースされるので、端子ｇ２に接続されるグランドパターン部への静電気進入を防ぐことができる。

このため、本第１の実施形態によれば、グランドパターンに接続されるＬＣＤなどの各電子部品へのグランドパターンからの静電気進入による電子部品の破壊（もしくは誤動作）や信号ラインヘの静電気誘導による電子部品の誤動作を防ぐことができる。更に、インダクタ１０３やコンデンサ１０６によって移相回路４００を形成し、グランドラインの電気長を等価的に変えることができるので、グランドラインがアンテナとして動作しないように電気長を調整することも可能となる。

これまで、説明してきたように、第２の表示器１３の周辺を覆う導電性部材１５は、表示器１３およびその駆動用ドライバを覆い、一方の端子が接地され、他方の端子が開放端を構成する。この場合、導電性部材１５は、アンテナとして動作してしまい、近接する本体アンテナ２３と干渉する。更に、接地されたグランドパターンが信号ラインと対をなすグランドであるために、ノイズが重畳する可能性が高く、最悪の場合、アンテナとして動作する導電性部材１５からのノイズ輻射がきわめて多くなり、近接する本体アンテナ２３に飛び込んでしまい、所望の受信帯域におけるノイズレベルを押し上げ、本体の受信感度を著しく劣化させる。

これに対して、本第１の実施形態による静電対策回路を用いれば、移相回路４００により導電性部材１５からの伸びるグランドラインの電気長を可変にでき、グランドラインと本体アンテナの干渉を防ぐことができる。また、静電気が進入した場合のみ導電性部材１５がグランド１０２に接地されるので、グランドラインヘの静電気進入を防ぐと同時にノイズの乗ったグランドからノイズが輻射するのを防ぐことができる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。ここで、図８（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、本第２の実施形態を示す斜視図、上面図および下面図である。また、図９（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、本第２の実施形態を各方向から見た側面図である。

図８（ａ）〜（ｃ）および図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、本第２の実施形態では、図６における端子ｓ１およびｇ１、端子ｓ２およびｇ２を、複数並べてそれぞれ端子ｓ１ｎおよびｇ１ｎ、ｓ２ｎおよびｇ２ｎ（ｎ＝１，２，３，４，５）としている。端子ｓ１ｎ−ｓ２ｎ間および端子ｇ１ｎ−ｇ２ｎ間は、図６で示した静電気対策回路（パッケージ５００に内蔵）を介して結ばれており、グランド１０２に相当するグランドピン１０２’が備えられている。実際の使用時には、グランドピン１０２’は、大地に相当するグランド容量の大きなグランド（例えば、多層基板の１層をベタにとったグランド層）などと接続される。また、端子ｇ２ｎは、回路基板上のグランドパターンと、端子ｓ２ｎは、回路基板上の信号線パターンとそれぞれ接続される。

そして、端子ｓ１ｎは、表示器１３およびその駆動ドライバから接続される信号線と接続され、それの周辺を覆う導電性部材１５（図６を参照：例えば導電材シート）が端子ｇ１ｎと接触する。端子ｇ１ｎは、スプリングを備えた凸型接触端子などで実現でき、端子ｓ１ｎは、嵌合型コネクタで実現できる。コネクタの端子の間に挟まれるパッケージ５００は、ＡＢＳやＰＣなどの樹脂材で作られ、その中の空洞部に図６で示す回路を内蔵させる。実際には、ＰＣＢやＦＰＣなどの上に部品を実装し、樹脂内に内蔵することで実現できる。

表示器１３やその駆動用ドライバ（図示せず）は、図６に示す導電性部材１５によって覆われているので、外部からの静電気は進入しない。静電気は、外部に露出する導電性部材１５に進入し、図６に示す静電気対策回路を辿って、グランド１０２にアースされる。また、静電気が進入しない場合には、導電性部材１５は、図６に示す静電気対策回路のインダクタ１０３やコンデンサ１０４を介してグランド１０２と容量的に結合する。

この際、インダクタ１０３やコンデンサ１０４の値を適切に選ぶことによって、導電性部材１５から続くグランドパターンｇ１ｎ−ｇ２ｎの電気長を等価的に変化させ、本体アンテナ２３との干渉を少なくすることができる。この結果、信号線と対をなすグランドパターンから輻射するノイズが直接本体アンテナヘ飛び込まなくなるので、受信帯ノイズレベルの上昇による著しい感度劣化を防ぐことができる。

図１０は、上述した複数の凸型接触端子と複数の嵌合素子端子を有するコネクタを有する静電気対策回路の組み込み方法を示す模式図である。まず、図１０（ａ）に示すように、内部表示器１３の上部に導電性部材１５を配設し、これら内部表示器１３および導電性部材１５を、図１０（ｂ）に示すように、端子ｓ１ｎ上に配設する。このように構成することで、図１０（ｃ）に示すように、グランドパターンの一部を露出させることなく、かつそのポイントに導電性部材１５を接地させる必要もない。

なお、上述した説明においては、端子数が５つであるが、その数には無関係に適用できるのは周知である。

折畳み式携帯端末の模式図である。 従来の折畳み式携帯端末における第１の筐体１内部の構成要素を示す模式図である。 従来の折畳み式携帯端末における第１の筐体１内部の構成要素を示す模式図である。 本発明の基本原理を示す概念図である。 本発明の基本原理を示す概念図である。 本発明の原理を用いた第１の実施形態による静電気対策回路の一構成例を示す回路図である。 従来の静電気対策回路を示す回路図である。 本第２の実施形態を示す斜視図である。 本第２の実施形態を各方向から見た側面図である。 本第２の実施形態による静電気対策回路の組み込み方法を示す模式図である。

符号の説明

１…第１筐体、２…第２筐体、３…ヒンジ部、１３…内部表示器（表示部）、１５…導電性部材（導電素子）、２３…本体アンテナ、１０１…グランド、１０２…グランド、１０２’…グランドピン、１０３…インダクタ、１０４…抵抗、１０５…ツェナーダイオード、１０６…コンデンサ、３００…スイッチング素子、４００…移相回路、５００…パッケージ

Claims (5)

1. 表示パネルと表示駆動用デバイスとからなる表示部と、送話部、受話部、アンテナ、および、それらと導通する回路基板とを有する携帯端末において、
   前記表示駆動用デバイスの外方に導電素子を配置し、前記導電素子の一端を、スイッチング素子を介して、前記回路基板の接地部に導通させることを特徴とする携帯端末。
2. 前記スイッチング素子と並列に設けられた移相回路を具備することを特徴とする請求項１記載の携帯端末。
3. 前記導通素子と前記接地部との間に、少なくとも１つの凸型接触端子と複数の嵌合素子端子とからなるコネクタを配置することを特徴とする請求項１または２記載の携帯端末。
4. ヒンジ部を介して開閉可能に結合された、前記表示部を配置した第１筐体と、前記アンテナを配置した第２筐体とを具備すること特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の携帯端末。
5. 前記スイッチング素子は、ツェナーダイオード、コンデンサ、インダクタを有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の携帯端末。
   

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