JP2007053727A - 折畳み式携帯無線通信機 - Google Patents

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Abstract

【課題】筐体の小型化が図れ、且つアンテナ特性も良好な折畳み式携帯無線通信機を提供する。
【解決手段】送話部及び又は操作部を有する第1の筐体1と、受話部及び又は表示部を有し、第1の筐体1の表面側の一端部に設けられたヒンジ部3を介して回動可能に連結された第2の筐体2とを備えた折畳み式携帯無線通信機において、第1の筐体1内のヒンジ部3の背後となる領域に、第1のアンテナエレメント(アンテナ基板43)を設けるとともに、第1の筐体1内のヒンジ部3とは重ならない領域に、無線回路部を搭載した回路基板45を設ける。そして、第1のアンテナエレメントと回路基板45上の無線回路部の高周波入出力点とを接続する接続導体34の伸びる方向を、高周波入出力点の近傍部では筐体1の長手方向となるようにして、接続導体34をモノポールアンテナ化する。
【選択図】図6

Description

本発明は、折畳み式の携帯型無線通信機、特に、内蔵アンテナを有する折畳み式携帯無線通信機に関する。
折畳み式の携帯型無線通信機としては、携帯電話機が広く普及しており、筐体内にアンテナを内蔵したもの、すなわち、内蔵アンテナを有するものもある。
例えば、特許文献1に開示の折畳み式携帯電話機では、送話用マイクやキー操作部などが設けられる操作側筐体を、該筐体の前面一端部に設けられたヒンジ部よりも更に上方に伸ばし、ヒンジ部の下位置からこの伸ばした部分に至る領域にアンテナを収納する構成となっている。
この特許文献1に記載の構成は、ヒンジ部の背後にアンテナを収納する構成であるので、通話時に人体の影響を受け難く、また部品の高密度実装という点でも優れている。
特開2004−297535号公報
然しながら、特許文献1に記載の構成の場合、表示側筐体を操作側筐体側に折畳んだ際に、操作側筐体のアンテナ収納部がヒンジ部よりも上方に突出することになり、デザイン的に好ましいものではなく、また、筐体の小型化が十分図られているとは言えない。
なお、突出部を設けない場合には、アンテナ収納部が筐体の長手方向で短くなり、その分、内蔵アンテナも筐体の長手方向の長さを短くせざるを得ないので、内蔵アンテナでの垂直偏波成分の利得が低下するという不都合がある。
本発明の課題は、筐体の小型化が図れ、且つアンテナ特性も良好な折畳み式携帯無線通信機を提供することである。
以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、例えば図1から図7に示すように、送話部8及び又は操作部7を有する第1の筐体1と、受話部14及び又は表示部13を有し、前記第1の筐体1の表面側の一端部に設けられたヒンジ部3を介して回動可能に連結された第2の筐体2とを備えた折畳み式携帯無線通信機において、前記第1の筐体1内の前記ヒンジ部3の背後となる領域に、第1のアンテナエレメント43bを設けるとともに、前記第1の筐体1内の前記ヒンジ部3とは重ならない領域に、無線回路部を搭載した回路基板45を設け、前記第1のアンテナエレメント43bと前記回路基板45上の無線回路部の高周波入出力点とを接続する接続導体34の伸びる方向を、高周波入出力点の近傍部では筐体1の長手方向となるようにし、前記接続導体34を第2のアンテナエレメントとしてモノポールアンテナ化したことを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、第1の筐体内のヒンジ部の背後となる領域に設けた第1のアンテナエレメントと第1の筐体内のヒンジ部とは重ならない領域に設けた回路基板上の無線回路部の高周波入出力点とを接続する接続導体の伸びる方向を、高周波入出力点の近傍部では筐体の長手方向となるようにして、接続導体を第2のアンテナエレメントとしてモノポールアンテナ化し、アンテナを第1のアンテナエレメントと接続導体(第2のアンテナエレメントとしてのモノポールアンテナ)とのハイブリッドアンテナとしたことで、垂直偏波成分の利得が大幅に向上し、第1のアンテナエレメントでの垂直偏波成分の利得が小さくてもアンテナ特性が良好となる。
また、それ故に、第1の筐体内のヒンジ部の背後となる領域に設けるアンテナエレメントを小型化することが可能であり、ヒンジ部側端部に突出部を設ける必要がなくなり、筐体を小型化できる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の折畳み式携帯無線通信機であって、例えば図3から図7に示すように、前記接続導体34は第1のアンテナエレメント43bと一体となって4分の1波長のアンテナを構成することを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の折畳み式携帯無線通信機であって、例えば図3から図7に示すように、前記第1のアンテナエレメント43bの電気長は通信帯域の波長の略8分の1であり、且つ前記接続導体34の電気長も通信帯域の波長の略8分の1であることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の何れかに記載の折畳み式携帯無線通信機であって、例えば図4に示すように、前記第1のアンテナエレメント43bは、線状のアンテナエレメントであることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至3の何れかに記載の折畳み式携帯無線通信機であって、例えば図4に示すように、前記第1のアンテナエレメント43bは、変形モノポールアンテナエレメントであることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至3の何れかに記載の折畳み式携帯無線通信機であって、例えば図4に示すように、前記第1のアンテナエレメント43bは、平面的に構成された薄型のアンテナエレメントであることを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項1乃至3の何れかに記載の折畳み式携帯無線通信機であって、例えば図4に示すように、前記第1のアンテナエレメント43bは、プリント基板43上に形成されていることを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項1乃至7の何れかに記載の折畳み式携帯無線通信機であって、例えば図7に示すように、前記接続導体34は、金属板34aで構成されていることを特徴とする。
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の折畳み式携帯無線通信機であって、例えば図7に示すように、前記金属板34aは、インサート成形で樹脂34bと一体に成形されていることを特徴とする。
本発明によれば、ヒンジ部側端部に突出部を設けずに筐体を小型化でき、内蔵アンテナとして小型化された線状のアンテナエレメントとハイブリッドアンテナを構成し、筐体の長手方向に配置されるモノポールアンテナ化した接続導体によって垂直偏波成分の利得をアップできる。
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
図1は本発明を適用した折畳み式携帯無線通信機の一実施形態としての折畳み式携帯電話機の開いた状態を示したもので、1は第1の筐体、2は第2の筐体、3はヒンジ部である。
第1の筐体1と第2の筐体2はヒンジ部3を介して回動可能に連結されている。
第1の筐体1は、上ケース4、下ケース5(図2及び図3参照)及び下カバー6を合体して構成され、折畳み状態で第2の筐体2に重なる上ケース4に各種キースイッチ7(操作部)、マイク(送話部)8及びキートッププレート9が設けられている。
第2の筐体2は、上ケース11及び下ケース12を合体して構成され、折畳み状態で第1の筐体1に重なる上ケース11に液晶表示画面(表示部)13、レシーバ(受話部)14及びロゴプレート15が設けられている。
なお、ヒンジ部3は、第1の筐体1の下ケース5に設けられたブラケット10,10と第2の筐体2の下ケース12に設けられたブラケット20,20とをそれぞれヒンジユニットで回動可能に連結したもので、外側に位置するブラケット10,10にはそれぞれヒンジキャップ16が被せられ、これらのヒンジキャップ16,16の間は、キートッププレート9に一体のヒンジカバー17と第1の筐体1の下ケース5に取り付けられるヒンジカバー27(図3参照)、ロゴプレート15に一体のヒンジカバー18・19と第2の筐体2の下ケース12に取り付けられるヒンジカバー28・29(図3参照)とで覆われている。
図2は折畳み式携帯電話機を閉じた状態で裏側から見て電池ユニット21を外した分解状態を示すもので、第1の筐体1の下ケース5及び下カバー6には、電池ユニット21を装填する電池収納部22が形成されるとともに、スピーカ23、電池着脱操作レバー24、コネクタカバー25及びアンテナカバー26が組み付けられている。
図3は、図1の開いた状態において、ヒンジカバー18・19と一体のロゴプレート15、ヒンジカバー17と一体のキートッププレート9、ヒンジキャップ16、第1の筐体1の上ケース4、コネクタカバー25、内部モジュールなどを取り去った状態を示したものである。図中、27は第1の筐体1の下ケース5側に取り付けられるヒンジカバー、28・29は第2の筐体2の下ケース12側に取り付けられるヒンジカバーあり、このヒンジカバー28・29は一体物である。
図示のように、第1の筐体1の下ケース5には、その周囲にパッキン溝31が形成されて、ヒンジ部3側の端面の左右にFPC用孔32とアンテナ用孔33が形成されており、このアンテナ用孔33からアンテナ接続導体34が通されて突出している。
また、下ケース5の内部には、スピーカ取付部35が設けられるとともに、電池着脱操作レバー24に連動して電池ユニット21を装填状態に保持するロック機構36と、着信報知用のバイブレータ37が組み付けられている。
なお、第2の筐体2の下ケース12には、ヒンジ部3側の端面にFPC用孔38が形成されている。
図4は、図2の閉じた状態において、電池ユニット21、第1の筐体1の下カバー6、ヒンジキャップ16、アンテナカバー26などを取り去った状態にしてアンテナ部の構造を説明するものである。
図示のように、第1の筐体1の下ケース5には、ヒンジ部3側の端部に沿ってアンテナ収納凹部41がヒンジ部3の背後に形成されており、このアンテナ収納凹部41に前記アンテナ用孔33が開口している。従って、アンテナ収納凹部41の内部に前記アンテナ接続導体34が突出している。
このアンテナ収納凹部41の内部には、その横方向半部側のアンテナ基板固定面41aと他半部側のアンテナ基板保持用リブ41bが形成されている。これらアンテナ基板固定面41a及びアンテナ基板保持用リブ41bは同一高さとなっていて、その上にアンテナ基板43が載せられる。
また、アンテナ収納凹部41の周囲にパッキン溝42が形成されている。このパッキン溝42にアンテナパッキン(防水カバー)44が取り付けられる。
アンテナ基板43は、図示のように、リジット基板(硬質のプリント基板)上にメアン
ダライン化されたパターンの線状アンテナを有するもので、すなわち、アンテナ基板43上の給電用電極43aから左右両側にメアンダライン化されたパターンの銅箔によるアンテナエレメント43b・43cを形成してなる。
図4において、左側の太い方のメアンダラインによるアンテナエレメント43bは通信用のアンテナエレメントであり、右側の太い方のメアンダラインによるアンテナエレメント43cはGPS用のアンテナエレメントであって、何れも変形モノポールアンテナである。
また、アンテナ基板43には、給電用電極43aから反対面側に突出するスプリングコネクタ43dが一体に備えられている。
アンテナパッキン44は、防水カバーを兼ねたもので、その周囲に、パッキン溝42に対応するシールリップ部44aを有している。
前記アンテナ接続導体34は、図7に示すように、金属板34aを樹脂34bでモールドして構成されている。より具体的には、インサート成形により金属板34aを樹脂34bにインサートした成形品として構成されている。
本実施例において、アンテナ接続導体34は、図示のように、略L字形を為しており、その一端部に金属板34aが露出した回路基板側接続端子34c(図7(a)参照)を備えている。また、図7(b)に示したように、モールド樹脂34bの回路基板側接続端子34cとは反対側の他端部に小孔34dが形成されていて、金属板34aの小孔34d内に露出する部分がアンテナ基板側接続端子34eとなっている。
次に、アンテナ接続導体34及びアンテナ基板43の組付方を説明する。
アンテナ接続導体34は、第1の筐体1の下ケース5に対し、図3に示すように、アンテナ用孔33に通して、回路基板側接続端子34c側の半体部をバイブレータ37の側方に位置させる。回路基板側接続端子34cは、図示のように、バイブレータ37から遠ざかる方向に位置する。
また、図4に示すように、アンテナ基板側接続端子34e側の半体部をアンテナ収納凹部41内に位置させる。アンテナ基板側接続端子34eは、図示のように、アンテナ基板固定面41aの近傍に位置する。
そして、アンテナ収納凹部41内にアンテナ基板43を挿入し、すなわち、アンテナ基板側接続端子34eにスプリングコネクタ43dを接続して、アンテナ基板固定面41aにアンテナ基板43の一半部を両面テープなどで接着する。このとき、アンテナ基板43の他半部側はアンテナ基板保持用リブ41b上に支持される。
その後、アンテナ収納凹部41周囲のパッキン溝42に、アンテナパッキン43周囲のシールリップ部44aを嵌め込んで、アンテナ収納凹部41をアンテナパッキン43で覆って防水カバーする。
図5及び図6はヒンジ部3側の断面構造を示したもので、図中、45は回路基板、46・47・48は電子部品、49はコネクタ、51はモジュールフレーム(シールドケース)、52はシートキー、53はキーパッド、54は接点バネ、55はフレキシブル配線基板(FPC)、56は防水キャップ、57はコネクタ、58は防水キャップである。図示のように、下ケース5のパッキン溝31には、キーパッド53の周囲のシールリップ部が嵌め込まれている。
そして、図6に示すように、第1の筐体1(下ケース5)内において、アンテナ接続導体34の回路基板側接続端子34cは接点バネ54を介して、回路基板45に搭載されている無線回路部の高周波入出力点、すなわち、アンテナ用給電点に接続されている。
なお、図示のように、ヒンジカバー17,27などで覆われた空間にはFPC55が設けられており、このFPC55は、第1の筐体1(下ケース5)内の回路基板45と、第
2の筐体2(下ケース12)内の回路基板とを互いに接続するものである。
すなわち、FPC55の一端側は、図5に示すように、防水キャップ56を介してFPC用孔32から導出され、その先端に備えるコネクタ57が回路基板45上のコネクタ49に接続されている。
また、FPC55の他端側は、図6に示すように、防水キャップ58を介してFPC用孔38から導出され、第2の筐体2(下ケース12)内において、図示しないが回路基板にコネクタ接続されている。
こうして、図4〜図6に示すように、アンテナ基板43は、ヒンジ部3の背後に配置される。
このアンテナ基板43上のアンテナ、すなわち、線状アンテナエレメント43b・43cは、FPC55の影響を少なくするために、アンテナ基板43のヒンジ部3から遠い方の面に位置している。
さらに、このアンテナ基板43上の線状アンテナエレメント43b・43cは、回路基板45に搭載された無線回路部の高周波入出力点(給電点)に導電体であるアンテナ接続導体34で接続されている。
このアンテナ接続導体34に流れるアンテナ電流は、給電点近傍で最大となる。
このように、アンテナ接続導体34の給電点近傍をモノポール化し、つまり、アンテナ接続導体34の給電点近傍部を筐体の長手方向(通話時に縦となる方向)に伸びる配置にしてモノポールアンテナとして動作するようにし、内蔵アンテナとハイブリッド化されている。
これにより、モノポール化された部分が垂直偏波成分の送受信に寄与し、垂直偏波成分の利得がアップする。
しかも、アンテナ接続導体34は、図7に示すように、略L字形をなしており、一半部側がヒンジ部3の背後に配置されて、アンテナ基板43のスプリングコネクタ43dに接続されている(図4、図6参照)。また、アンテナ接続導体34の他半部側は、ヒンジ部3側と回路基板45などが収納される第1の筐体1(下ケース5)内とを仕切る仕切り壁(アンテナ収納凹部41の周壁も兼ねる)に形成されたアンテナ用孔33を挿通して筐体1(下ケース5)内に延び、回路基板45上に設けられた接点バネ54に接続されている(図3、図6参照)。この接点バネ54は、回路基板45に搭載されている無線回路部に接続されており、高周波の入出力点(アンテナの給電点)となっている。
従って、本実施例では、アンテナ接続導体34(の金属板34a部)、スプリングコネクタ34d、アンテナ基板43上の線状アンテナが一体となって、4分の1波長アンテナとして機能する。
そして、回路基板45に搭載されている無線回路部の高周波入出力点(アンテナの給電点)となる接点バネ54に端部(回路基板側接続端子34c)が接続されているアンテナ接続導体34(の金属板34a部)の接続端子34c側は、筐体1(下ケース5)の長手方向に延びており、モノポールアンテナとして機能する。
これにより、アンテナ基板43上の線状アンテナエレメント43bは、4分の1波長である必要が無くなり、アンテナ基板45を小型化することができるので、筐体1(下ケース5)の長手方向に十分なスペースを取ることができないヒンジ部3の背後であっても、アンテナ基板43を収納することができる。
以上の結果、ヒンジ部側端部に突出部を設けずに第1の筐体1を小型化できる。
そして、内蔵アンテナとして線状のアンテナエレメント43bを有するアンテナ基板43が小型化されたことによる垂直偏波成分の利得の低下を、その小型化されたアンテナ基
板43とハイブリッドアンテナを構成し、筐体1の長手方向に配置されるモノポールアンテナ化したアンテナ接続導体34によって補完できる。従って、垂直偏波成分の利得をアップできる。
ところで、アンテナ基板43上の線状アンテナ部(通信用の線状アンテナ部)及びアンテナ接続導体34の電気長は、それぞれ通信帯域の波長の8分の1にするのが望ましいが、略8分の1であれば十分機能する。例えば、モノポールアンテナ部は、電気長が通信帯域の波長の8分の1に満たなくても略8分の1であれば、垂直偏波成分の送受信を良好に行うことができる。すなわち、垂直偏波成分の利得がアップする。
また、本実施例では、図3に示すように、アンテナ接続導体34の近傍にバイブレータ37が配置される構成であるが、アンテナ接続導体34はバイブレータ37から遠ざかる方向に曲げられているため、バイブレータ37から受ける影響が最小限となっている。
また、図示していないが、アンテナ接続導体34の金属板34a部においてアンテナ基板側接続端子34e部と回路基板側接続端子34c部とを接続している部分、すなわち、筐体1(下ケース5)の長手方向に延びる金属板34a部はバイブレータ37から遠い側に位置するようにモールドされている。
また、図4に示すように、ヒンジ部3の背後に配置されるアンテナ接続導体34の一半部側は、ヒンジ部3側と筐体1(下ケース5)内部とを仕切る仕切り壁側に寄せて配置されているため、FPC55の影響を受けにくいものとなっている。
図8はアンテナパターンの変形例を示したものである。
図示のように、アンテナ基板61は、給電用電極43aから外側と中央に延びる銅箔パターニングによる線状アンテナエレメント61b・61cを形成してなる。
図示において、左側から周囲に沿って延びる外側の太い方の線状アンテナエレメント61bは通信用のアンテナエレメントであり、左側へ直線状に延びる中央の細い方の線状アンテナエレメント61cはGPS用のアンテナエレメントであって、何れも変形モノポールアンテナである。
また、アンテナ基板61には、図示しないが、給電用電極61aから反対面側に突出するスプリングコネクタが一体に備えられている。
なお、以上の実施形態においては、折畳み式携帯無線通信機として携帯電話機としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ノート型パーソナルコンピュータ、PDA(Personal Digital Assistance)、その他の携帯無線通信機であっても良い。
また、折畳み式携帯無線通信機としては、少なくとも第1の筐体が送話部を有して第2の筐体が受話部を有するものや、第1の筐体が操作部を有して第2の筐体が表示部を有するものであれば良い。
また、実施形態では、アンテナ接続導体を樹脂モールドによる金属板で構成した例としたが、樹脂モールドしない金属板や金属線を使用してもよい。
さらに、ヒンジ部の背後に配置するアンテナの形状等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。例えば、ヒンジ部の背後に配置するアンテナは、線状アンテナであれば良く、リジッド基板に代えてフレキシブル基板にアンテナパターンを形成したものは勿論のこと、ヘリカルアンテナなど任意形状のワイヤアンテナや、細長い金属板を屈曲させたアンテナであってもよい。また、フレキシブル基板に銅箔でアンテナパターンを形成する場合は、当該アンテナパターンと給電点とを接続する導電部材も銅箔のパターンで形成するようにしてもよい。
本発明を適用した折畳み式携帯無線通信機の一実施形態の構成を示すもので、折畳み式携帯電話機を開いた状態で表側から見た斜視図である。 図1の折畳み式携帯電話機を閉じた状態で裏側から見た斜視図で、電池ユニットを外した分解図である。 図1の開いた状態で、操作側ユニット(第1の筐体)の表カバー(上ケース)とヒンジキャップ、ヒンジカバー、内部モジュールなどを取り去った状態を示す斜視図である。 アンテナ部の構造説明図で、図2の閉じた状態において、操作側ユニットの電池ユニット、裏カバー(下カバー)、ヒンジキャップなどを取り去った状態を示す斜視図である。 ヒンジ部側の断面構造を示すもので、図1において、キートッププレートと一体のヒンジカバーが覆っている領域の断面図である。 ヒンジ部側の断面構造を示すもので、図1において、ロゴプレートと一体のヒンジカバーが覆っている領域の断面図である。 アンテナ接続導体(部品)を示すもので、図3と同じ向きから示した斜視図(a)と、図4と同じ向きから示した斜視図(b)である。 アンテナパターンの変形例を示した平面図である。
符号の説明
1 第1の筐体
2 第2の筐体
3 ヒンジ部
4 第1の筐体の上ケース(表カバー)
5 第1の筐体の下ケース
6 第1の筐体の下カバー(裏カバー)
7 操作部
8 送話部
13 表示部
14 受話部
26 アンテナカバー
33 アンテナ用孔
34 アンテナ接続導体
34a 金属板
34b 樹脂
34c 回路基板側接続端子
34d 小孔
34e アンテナ基板側接続端子
37 バイブレータ
41 アンテナ収納凹部
42 パッキン溝
43 アンテナ基板(プリント基板)
43a 給電電極
43b 線状アンテナエレメント(通信用アンテナエレメント)
43c 線状アンテナエレメント(GPS用アンテナエレメント)
43d スプリングコネクタ
44 アンテナパッキン(防水カバー)
45 回路基板
54 接点バネ
55 FPC
61 アンテナ基板(リジット基板)
61a 給電電極
61b 線状アンテナエレメント(通信用アンテナエレメント)
61c 線状アンテナエレメント(GPS用アンテナエレメント)

Claims (9)

  1. 送話部及び又は操作部を有する第1の筐体と、受話部及び又は表示部を有し、前記第1の筐体の表面側の一端部に設けられたヒンジ部を介して回動可能に連結された第2の筐体とを備えた折畳み式携帯無線通信機において、
    前記第1の筐体内の前記ヒンジ部の背後となる領域に、第1のアンテナエレメントを設けるとともに、
    前記第1の筐体内の前記ヒンジ部とは重ならない領域に、無線回路部を搭載した回路基板を設け、
    前記第1のアンテナエレメントと前記回路基板上の無線回路部の高周波入出力点とを接続する接続導体の伸びる方向を、高周波入出力点の近傍部では筐体の長手方向となるようにし、前記接続導体を第2のアンテナエレメントとしてモノポールアンテナ化したことを特徴とする折畳み式携帯無線通信機。
  2. 前記接続導体は、第1のアンテナエレメントと一体となって4分の1波長のアンテナを構成することを特徴とする請求項1に記載の折畳み式携帯無線通信機。
  3. 前記第1のアンテナエレメントの電気長は通信帯域の波長の略8分の1であり、且つ前記接続導体の電気長も通信帯域の波長の略8分の1であることを特徴とする請求項2に記載の折畳み式携帯無線通信機。
  4. 前記第1のアンテナエレメントは、線状のアンテナエレメントであることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の折畳み式携帯無線通信機。
  5. 前記第1のアンテナエレメントは、変形モノポールアンテナエレメントであることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の折畳み式携帯無線通信機。
  6. 前記第1のアンテナエレメントは、平面的に構成された薄型のアンテナエレメントであることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の折畳み式携帯無線通信機。
  7. 前記第1のアンテナエレメントは、プリント基板上に形成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の折畳み式携帯無線通信機。
  8. 前記接続導体は、金属板で構成されていることを特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載の折畳み式携帯無線通信機。
  9. 前記金属板は、インサート成形で樹脂と一体に成形されていることを特徴とする請求項8に記載の折畳み式携帯無線通信機。
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