JP2007158915A - Walkie-talkie - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯無線機、例えば携帯電話、に関し、特に主として2つの筐体を有する携帯無線機に関する。 The present invention relates to a portable wireless device, for example, a mobile phone, and more particularly to a portable wireless device mainly having two housings.
近年、デザイン面の観点から、アンテナを筐体内に配置したアンテナ内蔵型携帯無線機が数多く提供されている。また、全体的なデザインにおいては、筐体を主として2つに分離した折り畳み式又はスライド式の携帯無線機も多数提供されている。一方、機能面においては、携帯無線機の多機能化及び高機能化が進んでいる。例えば、カメラ機能、大容量のメモリ、脱着式記録媒体への記録機能、音楽・動画の再生・記録機能、テレビ・ラジオ機能、大型ディスプレイ等が携帯無線機に搭載されている。このようなアンテナ内蔵化及び多機能・高機能化のためには、デザイン面の要望を満たすと共に携帯無線機自体の大型化を避けながら、携帯無線機内に内蔵する部品のスペースを確保しなければならない。 In recent years, from the viewpoint of design, a large number of portable wireless devices with a built-in antenna in which an antenna is arranged in a housing have been provided. In addition, in the overall design, a large number of folding or sliding portable wireless devices in which the housing is mainly divided into two parts are also provided. On the other hand, in terms of functions, the multi-functionality and high functionality of portable wireless devices are progressing. For example, a portable wireless device includes a camera function, a large-capacity memory, a recording function to a removable recording medium, a music / video playback / recording function, a television / radio function, a large display, and the like. In order to achieve such built-in antennas and multi-function / high functionality, it is necessary to secure space for the parts built in the portable wireless device while satisfying the design requirements and avoiding the enlargement of the portable wireless device itself. Don't be.
折り畳み式携帯無線機においてはアンテナを内蔵するための種々の構成が提案されている。2つの筐体を備える折り畳み式携帯無線機においてイヤホン部やディスプレイ部がある筐体を上部筐体、マイクロホン部やキー操作部がある筐体を下部筐体とすると、例えば、上部筐体と下部筐体とを接合するヒンジ部内に内蔵アンテナを埋設したもの(特許文献1参照)、上部筐体内の回路基板に内蔵アンテナを配設したもの(特許文献2及び3参照)、及び上部筐体及び下部筐体内のそれぞれの回路基板に内蔵アンテナを配設したもの(特許文献4参照)が知られている。
In the folding portable wireless device, various configurations for incorporating an antenna have been proposed. In a foldable portable wireless device having two housings, if the housing with the earphone unit and the display unit is the upper housing and the housing with the microphone unit and the key operation unit is the lower housing, for example, the upper housing and the lower housing A built-in antenna embedded in a hinge portion that joins the housing (see Patent Document 1), a built-in antenna disposed on a circuit board in the upper housing (see
アンテナ素子を内蔵した携帯無線機において、回路基板上にアンテナ素子を配置すると、アンテナ入力インピーダンスの周波数特性が劣化する。すなわち、特定の周波数帯域でしか所望のインピーダンス値を得ることができなくなるおそれがある。さらに、回路基板上の領域をアンテナ素子で占有することになると、高機能・多機能化すること及び小型化を維持することが困難になる。 In a portable wireless device incorporating an antenna element, if the antenna element is disposed on a circuit board, the frequency characteristics of the antenna input impedance deteriorate. That is, there is a possibility that a desired impedance value can be obtained only in a specific frequency band. Furthermore, if the area on the circuit board is occupied by the antenna element, it becomes difficult to achieve high functionality / multifunction and to keep downsizing.
また、特許文献1〜4に記載されたような、筐体を2つ有する折り畳み式携帯無線機においては、アンテナ素子を内蔵させる箇所が重要になる。下部筐体にアンテナ素子を内蔵すると、下部筐体は通常手で覆われるためアンテナ利得は低下することになる。同様に、ヒンジ部も手で覆われる可能性が高いため、ヒンジ部へのアンテナ素子の配置は回避することが好ましい。また、ヒンジ部は、その構造及びスペースの観点からアンテナ素子の内蔵が困難であるばかりか、上部筐体の回路基板と下部回路の回路基板とを電気的に接続するフレキシブルケーブルが通るため、アンテナ素子とフレキシブル基板が隣接すると、アンテナ特性の劣化やノイズの発生等の問題が生じるおそれがある。
Further, in a foldable portable wireless device having two casings as described in
本発明は、インピーダンスの周波数特性及びアンテナ特性の劣化を回避すると共に、小型化の維持を図るようにアンテナ素子を内蔵した携帯無線機を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a portable wireless device incorporating an antenna element so as to avoid deterioration of impedance frequency characteristics and antenna characteristics and to maintain miniaturization.
本発明の基本形態によれば、第1回路基板と、第1回路基板と電気的に接続される第2回路基板と、第1回路基板を収容する第1筐体と、第2回路基板を収容すると共に、第1筐体と連結される第2筐体と、第1筐体に内蔵されるアンテナ素子と、第1回路基板に配されると共に、アンテナ素子と電気的に接続される給電部と、を備え、第1回路基板は、第2筐体側の縁端領域に形成された非グランド領域と、非グランド領域以外のグランド領域とを有し、給電部は、第1回路基板の非グランド領域に配され、アンテナ素子の全長の80%以上は第1回路基板上に存在しない携帯無線機を提供する。 According to the basic form of the present invention, a first circuit board, a second circuit board electrically connected to the first circuit board, a first housing for housing the first circuit board, and a second circuit board are provided. A power supply that is housed and connected to the first housing, an antenna element built in the first housing, and a first circuit board and electrically connected to the antenna element The first circuit board includes a non-ground area formed in an edge area on the second housing side, and a ground area other than the non-ground area. Provided is a portable radio device that is arranged in a non-ground region and has 80% or more of the total length of the antenna element not existing on the first circuit board.
本発明の好ましい形態によれば、アンテナ素子の全長の80%以上は、第2筐体側の第1回路基板の外部に配される。別の好ましい形態によれば、第1回路基板の外部に配されたアンテナ素子部分は、全体として第1回路基板の端部に沿って延在している。別の好ましい形態によれば、第1筐体と第2筐体とは、ヒンジ部を介して回動可能に連結されている。別の好ましい形態によれば、本発明の携帯無線機は、第1筐体に配設されたイヤホン部及びディスプレイ部と、第2筐体に配設されたマイクロホン部及びキー操作部と、をさらに備える。別の好ましい形態によれば、本発明の携帯無線機は、第2回路基板に配された無線回路と、第2回路基板の無線回路と第1回路基板の給電部とを電気的に接続する同軸線路と、をさらに備え、同軸線路の中心導体は、給電部と無線回路に接続され、同軸線路の外皮導体は、第1回路基板と第2回路基板のグランド領域にそれぞれ接続されている。 According to a preferred embodiment of the present invention, 80% or more of the total length of the antenna element is arranged outside the first circuit board on the second housing side. According to another preferred embodiment, the antenna element portion arranged outside the first circuit board extends along the end of the first circuit board as a whole. According to another preferred embodiment, the first housing and the second housing are rotatably coupled via the hinge portion. According to another preferred embodiment, the portable wireless device of the present invention includes an earphone unit and a display unit disposed in the first housing, and a microphone unit and a key operation unit disposed in the second housing. Further prepare. According to another preferred embodiment, the portable radio of the present invention electrically connects a radio circuit disposed on the second circuit board, a radio circuit on the second circuit board, and a power feeding unit on the first circuit board. A coaxial line, and the central conductor of the coaxial line is connected to the power feeding unit and the radio circuit, and the outer conductor of the coaxial line is connected to the ground regions of the first circuit board and the second circuit board, respectively.
本発明によれば、第一に、回路基板のグランド領域上にアンテナ素子が配設されない。これにより、グランド領域によるアンテナ素子への影響を低減させることができる。すなわち、アンテナ素子のインピーダンス周波数特性が改善され、広帯域の周波数において低インピーダンスを得ることができる。本発明によれば、第二に、アンテナ素子の大部分が回路基板の外部に配設される。これによってもグランド領域によるアンテナ素子への影響を低減させることができる。それに加えて、回路基板と筐体との間にアンテナ素子を配することにより、回路基板上のアンテナ素子の占有率が少なくなり、筐体内のスペースを有効活用することができる。本発明によれば、第三に、他方の筐体との連結部近傍にアンテナ素子が配設される。これにより、比較的スペースを確保しやすい筐体の連結部近傍にアンテナ素子を配設することができ、筐体内のスペースを有効活用することができる。本発明によれば、第四に、通話時や文字等の入力時に手で保持されない方の筐体にアンテナ素子及び給電部が配設される。これにより、人体によるアンテナ利得劣化への影響を低減することができる。 According to the present invention, first, no antenna element is disposed on the ground area of the circuit board. Thereby, the influence on the antenna element by the ground region can be reduced. That is, the impedance frequency characteristic of the antenna element is improved, and a low impedance can be obtained at a wide frequency range. Secondly, according to the present invention, most of the antenna elements are disposed outside the circuit board. This can also reduce the influence of the ground region on the antenna element. In addition, by arranging the antenna elements between the circuit board and the casing, the occupation ratio of the antenna elements on the circuit board is reduced, and the space in the casing can be effectively used. According to the present invention, third, the antenna element is disposed in the vicinity of the connecting portion with the other casing. As a result, the antenna element can be disposed in the vicinity of the connecting portion of the housing that can easily secure a space, and the space in the housing can be effectively utilized. According to the present invention, fourthly, the antenna element and the power feeding unit are disposed in the casing that is not held by hand when talking or inputting characters. Thereby, the influence on the antenna gain degradation by a human body can be reduced.
本発明の第1実施形態に係る携帯無線機の概略斜視図を図1に示す。図1においては、筐体等の外部構造を太線、回路基板等の内部構造を細線で示してある。また、図1に示す携帯無線機の内部構造に主眼を置いた概略平面図を図2に示す。図2においては、筐体等の外部構造を点線、回路基板等の内部構造を実線で示してある。携帯無線機1は、非導電性材料、例えば樹脂、からなる第1筐体2と第2筐体3を有し、ヒンジ部4によって第1筐体2と第2筐体3とを回動可能に連結した折り畳み式携帯無線機である。第1筐体2は、第1回路基板5を収容し、第2筐体3は、第2回路基板6を収容している。第1回路基板5と第2回路基板6とは、ヒンジ部4ないしその近傍を通るフレキシブルケーブル11によって電気的に接続されている。第1筐体2は、さらにイヤホン部及びディスプレイ部(不図示)を備えている。第2筐体3は、さらにマイクロホン部及びキー操作部(不図示)を備えている。したがって、図1及び図2に示す本発明の携帯無線機1は、第1筐体2が上部筐体、第2筐体3が下部筐体となり、使用者が第2筐体3を手で保持して使用することを想定して設計されている。
FIG. 1 shows a schematic perspective view of the portable wireless device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the external structure such as a housing is indicated by a thick line, and the internal structure such as a circuit board is indicated by a thin line. 2 is a schematic plan view focusing on the internal structure of the portable wireless device shown in FIG. In FIG. 2, the external structure such as the housing is indicated by a dotted line, and the internal structure such as a circuit board is indicated by a solid line. The portable
ここで、第1回路基板5は、グランドとして機能するグランド領域5bと、グランドとして機能しない非グランド領域5cとを有している。非グランド領域5cは、第2筐体3側(下部側)の縁端領域に形成され、グランド領域5bは、非グランド領域5c以外の領域であり、第2筐体3の反対側(上部側)に形成されている。図2に示す形態においては、第1回路基板5を上下に大きく2つに分け、上側をグランド領域5b、下側を非グランド領域5cとしている。第1回路基板5の上下方向の全長(ないし最大長さ)をL1、グランド領域5bの同方向の全長(ないし最大長さ)をL2、そして非グランド領域5cの同方向の全長(ないし最大長さ)をL3とするとき、L3(=L1−L2)は5mm以上あると好ましく、スペース上許容されるのであればL3(=L1−L2)は7mm以上あると好ましい。
Here, the
第1回路基板5の非グランド領域5cには、給電部8が配されている。そして、給電部8にアンテナ素子7が接続されている。図2に示す第1実施形態においては、柱状のアンテナ素子7を例示している。アンテナ素子7は、第1回路基板5の外部方向に延びるように給電部8に接続されており、その大部分は第1回路基板5上に存在していない。このとき、アンテナ素子7の全長の80%以上、より好ましくは90%以上、が第1回路基板5上に存在していない(第1回路基板5の外部に存在する)ことが好ましい。アンテナ素子7は、給電部8から第1回路基板5の外部へ出た後、第1回路基板5の第2筐体3側(下部側)の縁部5aと並進するように延在している。このような形態によれば、アンテナ素子7は、第1回路基板5の第2筐体側の端部(下端)5aと第2筐体3側の第1筐体2の内面の端部(下端)2aとの間(ヒンジ部近傍)に配されることになる。これにより、第1回路基板5のグランド領域5bからアンテナ素子7を離すことができると共に、スペースを確保しやすいヒンジ部4近傍にアンテナ素子7を配置することができる。それと同時に、アンテナ素子7による第1回路基板5上の占有を回避することができる。
In the
無線回路10は、第2回路基板6に配設されている。無線回路10と給電部8とは、ヒンジ部4ないしその近傍を通る同軸線路9を介して接続されている。同軸線路9の中心導体は無線回路10と給電部8に接続され、同軸線路9の外皮導体は、第1回路基板5のグランド領域5bと第2回路基板6のグランド領域(不図示)にそれぞれ接続されている。
The
この形態によれば、電力は、無線回路10から同軸線路9を通り給電部8を介してアンテナ素子7に供給される。そして、アンテナ素子7から電波が放射される。そのため、第1回路基板5に電流が集中し、第2回路基板6には電流がほとんど集中しない。これにより、電流が集中しない第2回路基板6を収容する第2筐体3を手で握るないしは覆った場合であっても、アンテナインピーダンスの変動及び損失を小さくすることができる。
According to this embodiment, power is supplied from the
本発明の第2実施形態に係る携帯無線機の概略平面図を図3に示す。第1実施形態においては、第1回路基板5のグランド領域5bと非グランド領域5cは、1本の線によって長方形状に上下に分割され、非グランド領域5cは第1回路基板5の全幅を占有している。一方、第2実施形態においては、非グランド領域5cは、第1回路基板5の幅の一部(左側)のみを占有し、その残り(右側)はグランド領域5bで覆われている。非グランド領域5cの幅は、アンテナ素子7が延在する幅と同じかもしくはそれより少し大きめにしてある。また、図3に示す第2実施形態においては、アンテナ素子7の形状はミアンダ状であり、第1回路基板5の外部にあるアンテナ素子7部分は、全体として第1回路基板5の下端部に沿って延在している。なお、図面上、アンテナ素子7の板面が第1回路基板5面と同方向を向くように図示してある。しかしながら、これはアンテナ素子7の形状を示すためであり、アンテナ素子7の板状体を、第1回路基板5と第1筐体2の間にアンテナ素子7の板面が第1回路基板5面と垂直になるように(すなわちアンテナ素子7が占有する体積が小さくなるように)配置できることは言うまでもない。
FIG. 3 shows a schematic plan view of a portable wireless device according to the second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the
本発明の第3実施形態に係る携帯無線機の概略平面図を図4に示す。第3実施形態においては、第1回路基板5の非グランド領域5cは、第1回路基板5の角部(図4においては左下の角部)に形成されている。このとき、非グランド領域5cの大きさは、給電部8を配設することができる程度の大きさであり、その形状は、例えば5mm〜7mm角の矩形状になっている。また、図4に示す第3実施形態においては、アンテナ素子7の形状はらせん状であり、第1回路基板5の外部にあるアンテナ素子7部分は、全体として第1回路基板5の下端部に沿って延在している。
FIG. 4 shows a schematic plan view of a portable wireless device according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the
本発明の第4実施形態に係る携帯無線機の概略平面図を図5に示す。第4実施形態においては、第1回路基板5の非グランド領域5cは、第1回路基板5の角部(図5においては左下の角部)に形成されている。このとき、非グランド領域5cの大きさは、給電部8を配設することができる程度の大きさであり、その形状は、例えば直径5〜7mmの円状になっている。また、図5に示す第4実施形態においては、アンテナ素子7の形状は板状であり、第1回路基板5の外部にあるアンテナ素子7部分は、全体として第1回路基板5の下端部に沿って延在している。なお、図面上、アンテナ素子7の板面が第1回路基板5面と同方向を向くように図示してある。しかしながら、これはアンテナ素子7の形状を示すためであり、アンテナ素子7の板状体を、第1回路基板5と第1筐体2の間にアンテナ素子7の板面が第1回路基板5面と垂直になるように(すなわちアンテナ素子7が占有する体積が小さくなるように)配置できることは言うまでもない。
FIG. 5 is a schematic plan view of a portable wireless device according to the fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, the
第1筐体(上部筐体)と第2筐体(下部筐体)からなる折り畳み式携帯電話において、第1筐体にアンテナ素子を内蔵した携帯無線機と第2筐体にアンテナ素子を内蔵した携帯無線機のそれぞれについて、人体、特に第2筐体を保持する手、によるアンテナ特性への影響度を測定した。アンテナ素子を第1筐体に内蔵した形態を図2に、アンテナ素子を第2筐体に内蔵した形態を図6に示す。アンテナ素子を内蔵した箇所は、それぞれヒンジ部近傍であり、アンテナ素子の大部分が回路基板と筐体のヒンジ部側の内面との間に位置するようにした。まず、基準値として、ダイポールアンテナの出力を、電波暗室において少量の電力をアンテナ素子に供給する小型発信機を使用して測定した。次に、アンテナ素子を第1筐体に内蔵した携帯無線機及び第2筐体に内蔵した携帯無線機それぞれのアンテナ出力を測定した。測定方法は、携帯無線機のアンテナ素子に測定用のケーブルを取り付け、そこに基準値測定で使用した小型発信機を取り付けた。そして、電波暗室において、携帯無線機を手で保持した状態でそれぞれのアンテナ出力を測定した。携帯無線機を保持する手の位置は同一にした。 In a foldable mobile phone composed of a first casing (upper casing) and a second casing (lower casing), a portable wireless device having an antenna element built in the first casing and an antenna element built in the second casing For each of the portable wireless devices, the degree of influence of the human body, particularly the hand holding the second housing, on the antenna characteristics was measured. FIG. 2 shows a form in which the antenna element is built in the first casing, and FIG. 6 shows a form in which the antenna element is built in the second casing. The locations where the antenna elements were built were in the vicinity of the hinge portions, and most of the antenna elements were positioned between the circuit board and the inner surface of the casing on the hinge portion side. First, as a reference value, the output of the dipole antenna was measured using a small transmitter that supplies a small amount of power to the antenna element in an anechoic chamber. Next, the antenna output of each of the portable wireless device incorporating the antenna element in the first housing and the portable wireless device incorporated in the second housing was measured. As a measurement method, a measurement cable was attached to the antenna element of the portable wireless device, and a small transmitter used for the reference value measurement was attached thereto. Then, in the anechoic chamber, each antenna output was measured with the portable wireless device held by hand. The position of the hand holding the portable radio was the same.
測定結果を表1に示す。表1に示す結果は、第2筐体にアンテナ素子を配置したときの結果を基準とした相対値で示している。両条件共にアンテナ素子をヒンジ部近傍に内蔵したものであるが、優れたアンテナ特性が得られたのは、第1筐体に内蔵した携帯無線機のほうであった。これより、アンテナ素子を第1筐体のヒンジ部近傍に配置することにより、人体による悪影響を軽減できることが確認された。 The measurement results are shown in Table 1. The results shown in Table 1 are shown as relative values based on the results when the antenna elements are arranged in the second housing. In both conditions, the antenna element was built in the vicinity of the hinge portion, but the excellent antenna characteristics were obtained by the portable radio built in the first housing. From this, it was confirmed that the bad influence by the human body can be reduced by arranging the antenna element in the vicinity of the hinge portion of the first housing.
上記においては本発明の実施形態を携帯電話機を例として説明したが、本発明は、携帯電話機に限らず、無線通信機能を有する携帯型電子通信機器、例えばPDAやノートパソコン、にも適用可能であることはいうまでもない。 In the above, the embodiment of the present invention has been described by taking a mobile phone as an example. However, the present invention is not limited to a mobile phone, but can be applied to a portable electronic communication device having a wireless communication function, such as a PDA or a notebook computer. Needless to say.
1 携帯無線機
2 第1筐体(上部筐体)
2a 第1筐体内面の下端部
3 第2筐体(下部筐体)
4 ヒンジ部
5 第1回路基板(上部回路基板)
5a 第1回路基板の下端部
5b グランド領域
5c 非グランド領域
6 第2回路基板(下部回路基板)
7 アンテナ素子
8 給電部
9 同軸線路
10 無線回路
11 フレキシブルケーブル
1
4 Hinge
5a
7
Claims (6)
前記第1回路基板と電気的に接続される第2回路基板と、
前記第1回路基板を収容する第1筐体と、
前記第2回路基板を収容すると共に、前記第1筐体と連結される第2筐体と、
前記第1筐体に内蔵されるアンテナ素子と、
前記第1回路基板に配されると共に、前記アンテナ素子と電気的に接続される給電部と、を備え、
前記第1回路基板は、前記第2筐体側の縁端領域に形成された非グランド領域と、前記非グランド領域以外のグランド領域とを有し、
前記給電部は、前記第1回路基板の前記非グランド領域に配され、
前記アンテナ素子の全長の80%以上は前記第1回路基板上に存在しないことを特徴とする携帯無線機。 A first circuit board;
A second circuit board electrically connected to the first circuit board;
A first housing that houses the first circuit board;
A second housing that houses the second circuit board and is coupled to the first housing;
An antenna element built in the first housing;
A power feeding portion disposed on the first circuit board and electrically connected to the antenna element;
The first circuit board has a non-ground region formed in an edge region on the second housing side, and a ground region other than the non-ground region,
The power feeding unit is disposed in the non-ground region of the first circuit board,
80% or more of the total length of the antenna element does not exist on the first circuit board.
前記第2筐体に配設されたマイクロホン部及びキー操作部と、をさらに備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の携帯無線機。 An earphone unit and a display unit disposed in the first housing;
The portable wireless device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a microphone unit and a key operation unit disposed in the second casing.
前記第2回路基板の前記無線回路と前記第1回路基板の前記給電部とを電気的に接続する同軸線路と、をさらに備え、
前記同軸線路の中心導体は、前記給電部と前記無線回路に接続され、
前記同軸線路の外皮導体は、前記第1回路基板と前記第2回路基板のグランド領域にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の携帯無線機。
A radio circuit disposed on the second circuit board;
A coaxial line that electrically connects the wireless circuit of the second circuit board and the power feeding portion of the first circuit board;
The central conductor of the coaxial line is connected to the power feeding unit and the radio circuit,
The portable wireless device according to any one of claims 1 to 5, wherein an outer conductor of the coaxial line is connected to a ground region of each of the first circuit board and the second circuit board.
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