JP2007266896A - 携帯無線機 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体内にアンテナを備える携帯無線機において、携帯無線機内の電子部品からの電磁波の漏れを防いでアンテナ特性の劣化を防止する。
【解決手段】携帯無線機１を構成する筐体２内に備え、シールドケース２３により覆われた、アンテナ２７による希望周波数の１／１０以上のクロック周波数で駆動する電子部品（ＣＰＵ３７）を有する回路基板２１のうち、前記電子部品が実装された一の表面２１ａと反対側の他の表面２１ｂであって、前記電子部品のノイズ発生部位と対向する部位Ｐに、前記回路基板２１の基準電位部４１と電気的に接続されるカード用コネクタ６１等の電気部品を配置する。
【選択図】図６

Description

本発明は、携帯電話機や無線通信機能を備えるＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等の携帯無線機に関する。

従来、携帯電話機や無線通信機能を備えるＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等の携帯無線機は、例えば、図７，８に示すように、一の表面８１ａにＩＣパッケージやコンデンサ、抵抗器等の各種電子部品８３を複数実装した回路基板８１と、前記電子部品８３を覆うように回路基板８１の一の表面８１ａに配されるシールドケース８５とをフロントケース８７とリアケース８９とからなる筐体９１内部に収容して構成されている（特許文献１参照）。

また、回路基板８１の一の表面８１ａには、所定個数の電子部品８３毎に区画するように配設された基準電位層（グランドパターン層）９３が形成されている。そして、シールドケース８５は、導電性を有しており、上述のように区画された電子部品８３を囲繞する区画壁部（不図示）を備えている。すなわち、シールドケース８５を回路基板８１の一の表面８１ａに固定した状態においては、シールドケース８５の区画壁部と回路基板８１の基準電位層９３とが電気的に接続されることになる。

このシールドケース８５は、回路基板８１の一の表面８１ａの略全体を覆うように形成されており、ネジ止め等によって回路基板８１に固定されている。なお、回路基板８１とシールドケース８５との固定は、ネジ止め等の他に半田付けによって行われているものもある。

この種の携帯無線機としては、特許文献１のように、筐体９１内部に設けられたコネクタ９５を自動車に設置されたアンテナのコネクタに接続することで自動車電話として使用するものもほか、筐体９１内部に板金アンテナやチップアンテナ等を設けて構成されるものもある。
特開平４−２１５５００号公報

ところで、回路基板８１の一の表面８１ａには、電子部品８３として、携帯無線機の制御を行うＣＰＵや送受信部等が実装されるが、この種の電子部品８３は作動中に電磁波を輻射するため、この電磁波が回路基板８１及びシールドケース８５により区画された空間の外側に漏れ出すと、筐体９１内部においてアンテナ側に回り込み、受信信号と干渉してアンテナの受信性能を低下させるという課題がある。

特に、近年携帯無線機の高機能化に伴ってＣＰＵ等の駆動周波数が高くなり、それに伴ってＣＰＵから発生する電磁波が回路基板８１を通過して漏れ出し、筐体９１内に設けられたアンテナの特性に悪影響を与える恐れがあった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、電磁波の漏れを防いでアンテナ特性の劣化を防止することができる携帯無線機を提供することを目的とする。

そこで、本発明は、一の表面にアンテナによる希望周波数の１／１０以上のクロック周波数で駆動する電子部品を搭載すると共に、前記電子部品の搭載領域を囲繞する基準電位部が配設された回路基板と、前記基準電位層上に当接配置され、前記電子部品を覆うように前記回路基板上に重ねて配置される導電性のシールドケースと、アンテナとを筐体内に備えた携帯無線機であって、前記回路基板の一の表面と反対側の表面であって、少なくとも前記電子部品のノイズ発生部位と対向する部位に、前記回路基板の基準電位部と電気的に接続された電気部品を配置したことを特徴とする。

また、前記電気部品としてはカード用コネクタを用いることが好ましい。

本発明によれば、電子部品より強力な電磁波が輻射されたとしても回路基板を通過して漏れ出す電磁波を低減することができるため、筐体内部に無線通信用のアンテナが配されていても、電磁波がアンテナ特性に悪影響を与えることを効果的に防止することができる。

図１から図６は本発明に係る一実施形態を示しており、ここで説明する実施の形態は、この発明を携帯電話機に適用した場合のものである。

図１に示すように、この実施の形態に係る携帯電話機（携帯無線機）１は、第１の筐体２と、この第１の筐体２の厚さ方向に重ね合わせ可能な第２の筐体３と、これら２つの筐体２，３を相互に折り畳み自在に連結するヒンジ部５とを備えている。なお、ヒンジ部５は、２つの筐体２，３の各基端部２ａ，３ａ同士を連結するように配されている。

第２の筐体３の内部には、各種情報を表示する表示面７ａを有するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ等の表示部７及び通話用のスピーカ部９が設けられている。表示部７の表示面７ａは、２つの筐体２，３を相互に重ね合わせた状態において第１の筐体２に対向する第２の筐体３の対向面３ｃ側に露出している。スピーカ部９は、基端部３ａとは反対側に位置する第２の筐体３の先端部３ｂに配されており、第２の筐体３の対向面３ｃから第２の筐体３の内部空間に貫通する開口部３ｄを介して外方に露出している。

第１の筐体２の内部には、通話キー、終話キー等の各種の押下操作可能な複数の操作キー１０を備えたキー操作部１１、通話用のマイクロフォン部１５、及びカード用コネクタ６１が設けられている。キー操作部１１の各操作キー１０は、２つの筐体２，３を相互に重ね合わせた状態において第２の筐体３に対向する第１の筐体２の対向面２ｃから外方に露出している。

マイクロフォン部１５は、基端部２ａとは反対側に位置する第１の筐体２の先端部２ｂに配されており、第１の筐体２の対向面２ｃから第１の筐体２の内部空間に貫通する開口部２ｄを介して外方に露出している。

カード用コネクタ６１の接続部６１ａは、対向面２ｃに隣接する側面２ｅに形成された開口より外方に露出するようになっており、カード媒体が挿抜可能に構成されている。なお、２０は開口を塞ぐためのキャップである。

この第１の筐体２は、第１の筐体２の対向面２ｃ側を構成するフロントケース１７、及び第１の筐体２の外面２ｆ側を構成するリアケース１９を備えている。これらフロントケース１７及びリアケース１９は、互いに第１の筐体２の厚さ方向に結合可能となっている。

この第１の筐体２の内部には、図２に示すように、外面２ｆの反対側に位置するリアケース１９の内面１９ａ側から、回路基板２１、シールドケース２３、キー基板２５、及び、前述したキー操作部１１を構成する複数の操作キー１０を備えたキーシートが重ねて配されている。また、第１の筐体２内部の先端部２ｂ側には、無線通信用のアンテナ２７が収容されている。すなわち、このアンテナ２７は、回路基板２１、シールドケース２３及びフレキシブル基板２５の近傍に配されている。

シールドケース２３に対向する回路基板２１の一の表面２１ａには、複数の電子部品が搭載されている。電子部品としては、高周波ブロック３１、電源ＩＣ３３、メモリ３５やＣＰＵ３７等がある。

ここで、高周波ブロック３１は、回路基板２１を介してアンテナ２７と電気的に接続されており、図３に示すように、アンテナ２７及び図示しない通信ネットワークを介して、他の電話機との間で通話したり、図示しない他の端末装置やサーバとの間で電子メール、インターネットのホームページ等の各種情報を送受信するものである。また、電源ＩＣ３３は、携帯電話機１に備えるバッテリー３９の充電及び放電等を制御するものである。さらに、メモリ３５は、文字、記号、画像等の各種情報や携帯電話機１の各種機能を記憶するものである。

そして、ＣＰＵ３７は、スピーカ部９やマイクロフォン部１５、高周波ブロック３１、電源ＩＣ３３、メモリ３５、カード用コネクタ６１等の動作を制御するものである。すなわち、ＣＰＵ３７は、例えば、通話する際にマイクロフォン部１５から入力された音声情報を高周波ブロック３１に出力したり、高周波ブロック３１から入力された音声情報をスピーカ部９に出力する役割を果たす。また、ＣＰＵ３７は、例えば、高周波ブロック３１において受信した各種情報をメモリ３５に記憶させると共に、キー操作部１１，１３の操作に基づいて各種情報を表示部７に表示させる役割を果たす。なお、このＣＰＵ３７は、他の電子部品と比較してその作動中に強い電磁波を輻射する。

さらに、図４に示すように、回路基板２１の一の表面２１ａには、上述した複数の電子部品を囲繞するグランドパターンとしての基準電位層（基準電位部）４１が配設されている。

この基準電位層４１は、複数の電子部品の搭載領域を所定の機能を構成する電子部品毎に区画するように形成されている。すなわち、高周波ブロック３１を搭載した第１の搭載領域Ｓ１、電源ＩＣ３３を搭載した第２の搭載領域Ｓ２、メモリ３５及びＣＰＵ３７を搭載した第３の搭載領域Ｓ３、及び、コンデンサや抵抗器等の他の電子部品３２を搭載した複数の第４の搭載領域Ｓ４が、基準電位層４１によってそれぞれ個別に区画されている。このように分割された複数の搭載領域Ｓ１〜Ｓ４は、各々回路基板２１の一の表面２１ａの周縁に位置している。

シールドケース２３は、導電性を有すると共に、図２，４，５に示すように、回路基板２１の一の表面２１ａに対向し、かつ回路基板２１の表面２１ａのうち大部分を覆う略板状の天板部４３と、該天板部４３の裏面４３ｂに立設された側壁部（区画壁部）４５及びリブ（区画壁部）４７とから構成され、上述した複数の電子部品を覆うように、ネジ止めによって回路基板２１の一の表面２１ａに固定されている。

すなわち、側壁部４５は、天板部４３の裏面４３ｂの周縁全体から突出しており、回路基板２１の一の表面２１ａの周縁に形成された基準電位層４１に当接するように構成されている。また、リブ４７は、回路基板２１の各搭載領域Ｓ１〜Ｓ４の間に形成された基準電位層４１に当接するように構成されている。

したがって、シールドケース２３を回路基板２１の一の表面２１ａに固定した状態においては、シールドケース２３が回路基板２１の一の表面２１ａの略全体を覆うことから、第１の筐体２の剛性を向上させることができる。

また、シールドケース２３は、基準電位層４１と当接させると共に、複数の電子部品を各搭載領域Ｓ１〜Ｓ４に対応する空間に分割して配することができるため、各搭載領域Ｓ１〜Ｓ４に対応する空間をそれぞれシールドすることができる。

なお、上述のように構成されたシールドケース２３は、金属により形成することもできるが、例えば、天板部４３を金属板により形成すると共に側壁部４５及びリブ４７を樹脂により形成して、両者を接着剤等を介して接合した後に、側壁部４５及びリブ４７に導電膜を被覆して導電性を持たせたものを用いてもよい。また、シールドケース２３は、例えば、天板部４３、側壁部４５、及びリブ４７の全てを樹脂により一体的に形成し、その表面に導電膜を被覆して導電性を持たせたものを用いても構わない。このようにシールドケース２３の一部若しくは全体を樹脂により形成した場合には、携帯電話機１の軽量化を効果的に図ることができる。

さらに、図５、６に示すように、回路基板２１の一の表面２１ａと反対側の面２１ｂには、ＣＰＵ３７のノイズ発生部位と対向する部位を覆うように、電気部品としてのカード用コネクタ６１が実装されている。

カード用コネクタ６１は、ＳＤカード、ｍｉｎｉＳＤカード、スマートメディア（株式会社東芝の商標）、メモリースティック（ソニー株式会社の商標）等のカード媒体が挿抜可能に設けられたカード収納部６３と、該カード収納部６３にカード媒体が収納された際にカード媒体の端子部と電気的に接続される端子部６４とを有する本体６２と、前記カード媒体と端子部６４との間の通信にあたりノイズが入り込まないように前記本体外装に設けられたシールド板金６５とを有し、このシールド板金６５が回路基板２１の基準電位層と電気的に接続されるようになっている。

即ち、本体外装にはシールド板金６５が設けられていることにより、回路基板２１の一の表面２１ａと反対側の他の表面２１ｂのうちＣＰＵ３７のノイズ発生部位と対向する部位Ｐ（図６の斜線部）は、カード用コネクタ６１によりシールドされることになる。

また、キー基板２５は、薄膜状に形成されると共に可撓性を有しており、天板部４３の表面４３ａにわたって配されている。すなわち、このキー基板２５はスイッチシート５１からなり、スイッチシート５１は天板部４３の表面４３ａに配されるようになっている。このスイッチシート５１の表面５１ａには、キー操作部１１用のスイッチ５５が複数形成されている。また、スイッチ５５は、キー操作部１１の操作キー１０と同じ数だけ形成され、前述した回路基板２１と電気的に接続されている。

キー操作部１１は、前述した複数の操作キー１０を有するキーシートと、スイッチシート５１に形成された複数のスイッチ５５とから構成されている。このキー操作部１１において、操作キー１０を天板部４３の表面４３ａに向けて押下操作した際には、スイッチシート５１が天板部４３により支持されているため、操作キー１０がスイッチ５５に当接することになる。

上述したように、この携帯電話機１によれば、回路基板２１の一の表面２１ａの略全体を覆うシールドケース２３により外部からのノイズの侵入を防止することができると共に、各電子部品の駆動に伴って輻射される電磁波が他の電子部品や第１の筐体２内に備える他の電子／電子部品に悪影響を与えることを低減することができる。

また、シールドケース２３の天板部４３は、キー操作部１１を支持する支持板としての役割を果たすため、天板部４３によってキー操作部１１の操作キー１０の押下操作に対する強度を十分に確保することができる。そして、天板部４３でスイッチ５５を有するキー基板２５を支持するようにすることで、携帯電話機１の薄型化を図ることもできる。

さらに、近年、携帯電話機１の高機能化に伴ってＣＰＵ３７のクロック周波数が高くなっており、特にアンテナ２７による希望周波数の１／１０以上の高速クロック周波数で駆動するものが使用されるようになってきているが、このような高速クロック周波数で駆動するＣＰＵ３７が用いられる場合、ＣＰＵ３７から輻射される電磁波が回路基板２１を透過して一の表面２１ａと反対側の他の表面２１ｂより漏れ出す。このＣＰＵ３７から輻射される電磁波は回路基板２１内に基準電位層４１と電気的に接続された導電膜を設けていたとしても不十分であるが、本発明によれば、回路基板２１の一の表面２１ａと反対側の他の表面２１ｂには、少なくともＣＰＵ３７のノイズ発生部位と対向する部位Ｐを覆うように基準電位層４１と電気的に接続されたカード用コネクタ６１を実装してある。即ち、カード用コネクタ６１には前述したように本体外装に、確実に電磁波を吸収可能なシールド板金６５を有することから、ＣＰＵ３７から輻射される電磁波が、回路基板２１を透過して漏れ出すことを防止することができる。

以上のことから、上記電磁波が、第１の筐体２の内部に配されたアンテナ２７のアンテナ特性に悪影響を与えることを効果的に防ぐことができる。

また、より好適には、回路基板２１内のうち、少なくともＣＰＵ３７のノイズ発生部位と対向する部位に基準電位層４１と電気的に接続された導電層を形成しておくことが良い。なお、ＣＰＵ３７のノイズ発生部位は、ＩＥＣ６１９６７−１，６（ＭＰ法）やＩＥＣ６１９６７−４（ＶＤＥ法）等の測定手段にて特定することができる。

また、カード用コネクタ６１は、カード媒体の大きさに則した面積を有することから、ＣＰＵ３７のノイズ発生部位と対向する部位Ｐを覆うのに好適であると共に、実装面積が大きいため、回路基板２１に実装したときには回路基板２１の変形を抑えることができるため、曲げや捩れに伴う応力によって重要なＣＰＵ３７と回路基板２１との接合部における剥離を防止することもできる。

なお、本実施形態では、回路基板２１の一の表面２１ａと反対側の他の表面２１ｂのうち、ＣＰＵ３７のノイズ発生部位と対向する部位Ｐを覆う電気部品としてカード用コネクタ６１を用いた例を示したが、これだけに限定されるものではなく、シールド板金を備えた電気部品であれば良く、例えば、平型のイヤホンジャック、通信用コネクタ、スピーカ等を用いることもできる。

また、スイッチシート５１は、必ずしも可撓性を有するフレキシブル基板によって構成される必要はなく、例えば、可撓性を有さない回路基板により構成されるとしてもよい。

さらに、上記実施形態においては、ヒンジ部５によって互いに連結された２つの筐体２，３を備える携帯電話機１について述べたが、これに限ることはなく、例えば、１つの筐体から構成される携帯電話機であっても構わない。

また、携帯電話機に限ることはなく、少なくとも無線通信機能を備える携帯無線機に適用することができ、例えば、通信機能を備えたＰＤＡやノート型パーソナルコンピュータであってもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明の携帯電話機の全体を示す外観斜視図である。 本発明の携帯電話機における第一筐体の構成を示す分解斜視図である。 図１の携帯電話機の構成を示すブロック図である。 図１の携帯電話機において、第１の筐体内の回路基板における一の表面に実装された電子部品の配置を示す概略平面図である。 図１の携帯電話機における第１の筐体の部分断面図である。 図１の携帯電話機に備えるＣＰＵのノイズ発生部とカード用コネクタとの関係を示す概略平面図である。 従来の携帯無線機の一例を示す分解斜視図である。 図７の携帯無線機において、筐体内部に配置される回路基板とシールドケースを示す分解斜視図である。

符号の説明

１ 携帯電話機（携帯無線機）
２ 第１の筐体
２ｃ 対向面
２ｅ 側面
２ｆ 外面
１０ 操作キー
１１ キー操作部
２１ 回路基板
２１ａ 一の表面
２１ｂ 他の表面
２３ シールドケース
２７ アンテナ
３１ 高周波ブロック
３２ 他の電子部品
３３ 電源ＩＣ
３５ メモリ
３７ ＣＰＵ
４１ 基準電位層
４３ 天板部
４３ａ 表面
４５ 側壁部
４７ リブ
６１ カード用コネクタ
６２ 本体
６３ カード収容部
６４ 端子部
６５ シールド板金
Ｐ 回路基板表面であって、ノイズ発生部位と対向する部位
Ｓ１〜Ｓ４ 搭載領域

Claims (2)

1. 一の表面にアンテナによる希望周波数の１／１０以上のクロック周波数で駆動する電子部品を搭載すると共に、前記電子部品の搭載領域を囲繞する基準電位部が配設された回路基板と、前記基準電位層上に当接配置され、前記電子部品を覆うように前記回路基板上に重ねて配置される導電性のシールドケースと、アンテナとを筐体内に備えた携帯無線機であって、前記回路基板の一の表面と反対側の表面であって、少なくとも前記電子部品のノイズ発生部位と対向する部位に、前記回路基板の基準電位部と電気的に接続された電気部品を配置したことを特徴とする携帯無線機。
2. 前記電気部品はカード用コネクタであることを特徴とする請求項１に記載の携帯無線機。

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