JP2006352673A - 通信端末及びアンテナの実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】丸めることが可能な筐体を有する通信端末において、通信端末を丸めた状態でも安定した特性を有する通信端末及びアンテナの実装方法を提供すること。
【解決手段】可撓性の基板１０を備え、円筒状に丸めて使用できる通信端末において、前記基板１０は、回路が形成される第１の領域２０とアンテナ３５が実装される第２の領域３０とを備え、前記アンテナ３５は前記第１の領域と前記第２の領域との境界に設けられた給電点１５に接続され、前記通信端末を円筒状にした場合に、前記アンテナ３５が同一平面にならないように、前記アンテナ３５を実装する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、可撓性を有する通信端末、特に丸めて使用することが可能な通信端末とアンテナの実装方法に関する。

現在、折りたたみ携帯電話をはじめとして形状が変化する通信端末が登場している。このような通信端末にアンテナを実装する場合に、通信端末を折りたたんだ場合と開いた場合とにおいて、いずれの場合においても安定した特性を維持できるようにアンテナを実装する必要がある。
例えば、特許文献１には、筐体が閉じた状態でも開いた状態でもアンテナが安定した特性を維持できるようにするための構成を開示している。この特許文献１による電子機器では、パームレスト側筐体と蓋体をなす表示部筐体とからなり、表示部筐体にアンテナ素子が内蔵されている。そして、表示部筐体を閉じたときに、パームレスト側筐体のパームレスト部分を非伝導体筐体構造とすることにより、アンテナ素子と電気伝導体部材との距離を一定の距離以上離間させている。
また、特許文献２は、第１の筐体と第２の筐体を有する携帯型通信端末に関するものであって、第１の筐体と第２の筐体が折りたたみ自在に結合されている。この場合において、第２の筐体を開いたときにアンテナの利得が低下しないように、導電体層がアンテナの近傍となる領域を避けるように形成されている。
特許文献３は、第１の装置ハウジングと第２の装置ハウジングを有する装置に関するものであって、第１の装置ハウジングと第２の装置ハウジングが折りたたみ自在に結合されている。この場合において、第１の装置ハウジングは第１のアンテナを有し、第２の装置ハウジングは寄生放射器を有している。このような構成において、第１と第２の装置ハウジングが折りたたまれた場合に、第１のアンテナと寄生放射器とが寄生的に結合され、第１と第２の装置ハウジングが伸張された場合にそれらが結合されないよう構成されている。これにより、第１と第２の装置ハウジングが折りたたまれたときと伸張されたときの双方において、アンテナの特性を維持することができる。

上記のように、携帯電話のような通信端末において、アンテナの性能を向上させるために様々な工夫がなされているが、今後様々な筐体が提案されることが予想される。その１つとして、筐体を含めた構造物を全て柔軟な材質で形成することで、アンテナも含めた通信端末の全体を丸めることが可能な通信端末も考えられる。このような通信端末においては、アンテナも筐体の変形に応じて変形するので、平面状になったり、丸められて円筒状になったりすることになる。このため、アンテナの形状が変形して、特性が変化する可能性があるが、アンテナが円筒状になった場合でも、安定した特性が得られるようにすることが重要である。
しかし、丸めることが可能な筐体における最適なアンテナ実装に関する提案はなされていない。
特開２００２−２３２２２０号公報 特開２００３−１６３７３２号公報 特開平８−５６１０９号公報

本発明は、丸めることが可能な筐体を有する通信端末において、通信端末を丸めた状態でも安定した特性を有する通信端末及びアンテナの実装方法を提供することを目的とする。

本発明の局面に係る通信端末は、可撓性の基板を備え、円筒状に丸めて使用できる通信端末において、前記基板は、回路が形成される第１の領域とアンテナが実装される第２の領域とを備え、前記アンテナは前記第１の領域と前記第２の領域との境界に設けられた給電点に接続され、前記通信端末を円筒状にした場合に、前記アンテナが同一平面にならないように、前記アンテナを実装することを特徴とする。

本発明の他の局面に係るアンテナの実装方法は、可撓性の基板を備え、円筒状に丸めて使用できる通信端末へのアンテナの実装方法において、前記通信端末を丸めたときに、筐体の外側の面にアンテナがくるようにアンテナを実装することを特徴とする。

本発明によれば、丸めることが可能な筐体を有する通信端末において、通信端末を丸めた状態でも安定した特性を有する通信端末及びアンテナの実装方法を提供することができる。

図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るアンテナが適用される通信端末の概略構成を示す図である。
図１に示すように、本発明に係るアンテナが適用される通信端末は、可撓性を有する材料で形成されており、自由に変形させることができる。ここで、通信端末を使用する場合に、通信端末の筐体がゴム等の弾性を利用する可撓性を有する場合には、通信端末を丸めて円筒状で使用する使用方法が考えられる。例えば、液晶の表示を見るときは丸めずに見やすい状態で使用し、通話時には通信端末を丸めて持ちやすい状態で使用するのである。ここで、以下の実施形態では、通信端末を円筒状に丸めて使用した場合におけるアンテナの実装方法について説明する。なお、以下の説明においては、説明の都合上、フレキ等により可撓性を有する可撓性基板へのアンテナの実装方法について述べるので、筐体その他のものについては、図示及び説明を省略する。

図２は、本発明の第１の実施形態に係るアンテナの概略構成を示す図である。図１に示すように、可撓性基板１０（以下、「基板」と称する）は、グラウンドが背面に配置され、様々な回路（例えば、送受信回路やその他の処理回路）が構成される第１の領域２０とアンテナが実装される第２の領域３０とに分けられている。
また、第１の領域２０と第２の領域３０との境界であって、基板１０の端部には、給電点１５が、設けられている。上記のような構成において、第１の領域２０と第２の領域３０は矩形であって、アンテナ３５が給電点１５から第２の領域３０において、矩形領域３０の対角線上に配置されている。このような構成とすることにより、第１の領域２０と第２の領域３０との境界線１２に沿って、基板１０を丸めた場合であっても、アンテナの特性が大幅に劣化することはない。図３と図４に境界線１２と平行にアンテナを配置した場合と、本発明による構成の場合とにおいて、その比較をした結果を示す。なお、図３及び図４において、（ａ）は基板を開いた場合、（ｂ）は基板を丸めた場合の図であり、（ｃ）は、（ａ）及び（ｂ）のときのＶＳＷＲ−周波数の関係を示すグラフである。

図３の（ｂ）に示すように、境界１２と平行にアンテナを配置した場合には、アンテナが同心円状に配置されることになり、アンテナが重なる部分が出てくる。これに対し、本発明のように、矩形領域の対角線に沿ってアンテナを配置した場合には、アンテナがヘリカル状になるので、ヘリカルアンテナと略同様の特性を示すことが期待される。そこで、図３と図４の構成において、測定結果を比較すると、（ａ）と（ｂ）の両者においてＶＳＷＲ＜３となる周波数（図中矢印で示した部分）は、図３の場合では、約１１５０〜１４００ＭＨｚであるのに対し、図４の場合には、約１１７０〜１５３０ＭＨｚとなっている。

従って、通信端末を丸めた状態でもそうでない状態（伸ばした状態）でもアンテナが安定した特性を維持することが可能となる。また、給電点が内側にくるように丸めても外側にくるように丸めても安定した特性を維持することが可能となる。

なお、上記の説明では、アンテナを対角線上に実装するように説明したが、対角線上に限らず、境界１２と平行でなければよい。更には、丸めた際に、アンテナが重ならないようになっていれば、アンテナの実装方法や位置は問わない。なお、本実施形態において、以下の説明では、アンテナを対角線上に実装するように記載するが、上記のように、対角線上に実装する必要はない。

以下、具体的な実装例について説明する。なお、以下の説明において、図２と同じ部分には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
図５は、図２のアンテナと同じ構成において、給電点１５を外側にして丸めた場合（ａ）と、給電点１５を内側にして丸めた場合（ｂ）の様子を示した図である。図５に示すように、給電点１５を外側にしても内側にしても丸めた場合におけるアンテナの形状は変わらないので、上記と同様の効果が得られる。
図６は、図２のアンテナの第１の領域２０と第２の領域３０との位置を入れ替えた場合であって、様々な回路が構成される第１の領域２０を上部に配置し、アンテナが実装される第２の領域３０を下部に配置している。図６において、給電点１５を内側にして丸めた場合（ａ）と、給電点１５を外側にして丸めた場合（ｂ）の様子を示しているが、丸めた場合の構成は上記のように図２や図５と同じであるので、上記と同様の効果が得られる。

図７は、アンテナが実装される第２の領域３０を様々な回路が構成される第１の領域２０で挟むように構成した例を示す図である。図７において、給電点１５を外側にして丸めた場合（ａ）と、給電点１５を内側にして丸めた場合（ｂ）の様子を示しているが、丸めた場合の構成は上記した例と同じであるので、上記と同様の効果が得られる。更に、アンテナの実装領域である第１の領域を回路部の間の領域に配置したので、アンテナ実装の自由度が増すという効果も得られる。

図８は、図７の構成と同様の構成において、給電点１５の位置を上側に配置した例を示した図である。図８において、給電点１５を内側にして丸めた場合（ａ）と、給電点１５を外側にして丸めた場合（ｂ）の様子を示しているが、給電点１５の位置をどの位置に置いた場合でも、アンテナ３５が第１の領域２０の略対角線上に配置されていれば、所望の効果が得られる。

本実施形態の各実装例において、第２の領域の基板となる部分を誘電体とし、その表面にアンテナを配置することが好ましい。このように、基板を誘電体とすることにより、誘電体の波長短縮効果により、アンテナを小型化できるという効果が得られる
上記の各実施形態では、通信端末を丸める方向を１方向のみとし、第１の領域２０と第２の領域３０との境界に沿って通信端末を丸めるようにしたが、これに限らず、２方向に丸めても良い。この場合には、例えば、図９に示すように、基板１０の１つの角部を回路などを実装する第１の領域２０とし、その部分から給電点１５を介してアンテナ３５を実装すれば、矢印で示すような２方向の丸めに対して、アンテナの特性劣化が抑えられる。

図１０は、本発明の第２の実施形態に係るアンテナが適用される通信端末の構成例を示す図である。図１０では、簡単化のため、通信端末の基板１０とアンテナのみを示しているが、通信端末は第１の実施形態と同様に可撓性を有するものであって、丸めて使用することも考慮に入れている。ここで、通信端末を丸めて使用する場合にアンテナが外側に配置されるように実装するようにしている。また、通話時に、アンテナがユーザと反対側の位置になるように実装している。具体的には、通話するためのマイクロフォンやスピーカ（不図示）などが配置された面であって、通信端末を丸めた場合のアンテナの位置がマイクロフォンやスピーカと反対の位置になるように、アンテナを実装している。これにより、通話時に通話者とアンテナ間の距離を遠ざけることができ、放射効率が上昇する。

図１１は、アンテナの実装位置を図１０と同じとしているが、図１０の構成に更に反射導体５０を実装した例を示している。このような構成によれば、無線端末を丸める前はアンテナの指向性は無指向性であるが、丸めることにより指向性を有することになる。その様子を図１２に示す。図１２において、（ａ）は通信端末を丸める前のアンテナの特性を示す図であり、（ｂ）は丸めた後のアンテナの特性を示す図である。図１２の（ｂ）から明らかなように、通信端末を丸めた場合には、反射導体５０により、通話者と逆側の放射強度を増加でき，放射効率が上昇する。

図１３は、図１１の構成に、誘電体または磁性体５５を追加した構成を示したもので、通信端末を丸めたときに、その中央に誘電体または磁性体５５がくるように構成されている。この誘電体または磁性体５５は波長短縮効果を有するので、アンテナおよび筐体の小型化が可能となる。

図１４は、図１１の構成において、反射導体５０として、フレキシブル液晶６０の背面を利用した実装例を示す図である。このような構成においても、図１１の場合と、同様の効果が得られる。

本発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。
上記の実施形態では、アンテナを丸めて円筒形状とした場合について説明したが、円筒状でなく、多角柱のような形状でも良い。
筐体全てが可撓性を有するものではなく、アンテナを実装する部分のみが可撓性を有するようなものでも良い。
第２の実施形態において、アンテナの形状は、直線状でなく、メアンダなどのような形状であっても良く、アンテナを実装した部分を丸めることができるような構成であれば、どのような形状であっても良い。
さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。

また、例えば各実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本発明の一実施形態に係るアンテナが適用される通信端末の概略構成を示す図。 本発明の第１の実施形態に係るアンテナの概略構成を示す図。 境界線と平行にアンテナを配置した場合におけるアンテナ特性を示すグラフ。 境界線と非平行にアンテナを配置した場合におけるアンテナ特性を示すグラフ。 図２のアンテナと同じ構成において、給電点を外側にして丸めた場合（ａ）と、給電点を内側にして丸めた場合（ｂ）の様子を示した図。 図２のアンテナの第１の領域と第２の領域との位置を入れ替えた場合を示す図。 アンテナが実装される第２の領域を様々な回路が構成される第１の領域で挟むように構成した例を示す図。 図７の構成と同様の構成において、給電点の位置を上側に配置した例を示した図。 通信端末が２方向に丸められる場合のアンテナの実装例を示す図。 本発明の第２の実施形態に係るアンテナが適用される通信端末の構成例を示す図。 図１０の構成に更に反射導体５０を実装した例を示す図。 図１１の構成による効果を示す図。 図１１の構成に、誘電体または磁性体を追加した構成を示した図。 図１１の構成において、反射導体として、フレキシブル液晶の背面を利用した実装例を示す図。

符号の説明

１０…可撓性基板
１２…境界
１５…給電点
２０…第１の領域
３０…第２の領域
３５…アンテナ
５０…反射導体
５５…磁性体
６０…フレキシブル液晶

Claims (8)

1. 可撓性の基板を備え、円筒状に丸めて使用できる通信端末において、
   前記基板は、回路が形成される第１の領域とアンテナが実装される第２の領域とを備え、
   前記アンテナは前記第１の領域と前記第２の領域との境界に設けられた給電点に接続され、
   前記通信端末を円筒状にした場合に、前記アンテナが同一平面にならないように、前記アンテナを実装することを特徴とする通信端末。
2. 請求項１に記載の通信端末において、前記第１と第２の領域は矩形領域であり、
   前記給電点は、前記第１と第２の領域の境界の端部に設けられ、
   前記アンテナは、前記第１と第２の領域の境界と平行にならないように実装されることを特徴とする通信端末。
3. 請求項２に記載の通信端末において、前記第１の領域が、前記第２の領域を挟むように形成されていることを特徴とする通信端末。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の通信端末において、前記第２の領域が誘電体で形成されていることを特徴とする通信端末。
5. 可撓性の基板を備え、円筒状に丸めて使用できる通信端末へのアンテナの実装方法において、
   前記通信端末を丸めたときに、筐体の外側の面にアンテナがくるようにアンテナを実装することを特徴とするアンテナの実装方法。
6. 請求項５に記載のアンテナの実装方法において、前記通信端末を丸めたときに、前記アンテナと反対の位置に反射導体がくるように前記アンテナと前記反射導体とを実装することを特徴とするアンテナの実装方法。
7. 請求項５又は請求項６に記載のアンテナの実装方法において、前記通信端末を丸めたときに、その内側に誘電体または磁性体が配置されることを特徴とするアンテナの実装方法。
8. 請求項６に記載のアンテナの実装方法において、前記反射導体はフレキシブル液晶の背面であることを特徴とするアンテナの実装方法。

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