JP2009088781A

JP2009088781A - 通信機器

Info

Publication number: JP2009088781A
Application number: JP2007253502A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Abe; 泰浩安部; Kunihiko Watanabe; 邦彦渡辺
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2027-09-28
Also published as: JP4926904B2

Abstract

【課題】本発明は、アンテナの実装に基づく第１回路基板の実装面積の減少を抑制しつつ、アンテナの性能劣化を抑制することのできる通信機器を提供することを目的とする。
【解決手段】通信機器としての携帯電話機１は、操作部側筐体２と、操作部側筐体２内に配置されるメイン回路基板７０と、メイン回路基板７０に取り付けられるサブケース９０と、サブケース９０に配置されると共にメイン回路基板７０から給電されるアンテナ１０８と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、アンテナを有する通信機器に関する。

近年、通信機器としての携帯電話機において、アンテナは、デザイン等の理由により筐体内部に収納配置されるようになっている。
筐体にアンテナが収納配置された携帯電話機として、筐体と、筐体内に配置される第１の回路基板と、前記第１の回路基板に配設されるアンテナと、を有する携帯電話機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−３１９０９号公報

しかし、特許文献１の携帯電話機において、アンテナが第１の回路基板に配置されるため、第1の回路基板における実装面積が減少するという課題があった。また、アンテナが、第１の回路基板に形成されるグランドパターンや実装される電子部品に近接して配置されることとなるため、アンテナの性能劣化が生じるという課題があった。

本発明は、かかる課題に鑑み、アンテナの実装に基づく第１回路基板の実装面積の減少を抑制しつつ、アンテナの性能劣化を抑制することのできる通信機器を提供することを目的とする。

本発明は、筐体と、前記筐体内に配置される第１回路基板と、前記第１回路基板に取り付けられるケース部材と、前記ケース部材に配置されると共に前記第１回路基板から給電されるアンテナと、を備える通信機器に関する。

また、前記ケース部材には、前記第１回路基板に電気的に接続される電子部品又は前記電子部品が実装された第２回路基板が配置されることが好ましい。

また、前記ケース部材には、該ケース部材における一方側に前記アンテナが配置されると共に、他方側に前記電子部品又は前記第２回路基板が配置されることが好ましい。

また、前記アンテナは、前記第１回路基板に対向して配置されることが好ましい。

また、前記アンテナは、前記第１回路基板側に配置され弾性変形した状態で前記第１回路基板に当接される弾性変形部を有すると共に、前記第１回路基板に当接した弾性変形部を介して該第１回路基板から給電されることが好ましい。

本発明によれば、第１回路基板と、第１回路基板に取り付けられるケース部材と、ケース部材に配置されると共に前記第１回路基板から給電されるアンテナとを備えることで、アンテナの実装に基づく第１回路基板の実装面積の減少が抑制され、更にはアンテナと第１回路基板に形成されるグランドパターンや実装される電子部品とが離間されるため、アンテナの性能劣化が抑制される通信機器が提供される。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１により、通信機器としての携帯電話機１における基本構造を説明する。図１は、携帯電話機１を開いた状態における外観斜視図を示す。

図１に示すように、携帯電話機１は、筐体としての操作部側筐体２と、表示部側筐体３と、を備える。操作部側筐体２と表示部側筐体３とは、ヒンジ機構を備える連結部４を介して開閉可能に連結される。具体的には、操作部側筐体２の上端部と表示部側筐体３の下端部とは、連結部４を介して連結される。これにより、携帯電話機１は、ヒンジ機構を介して連結された操作部側筐体２と表示部側筐体３とを相対的に動かすことが可能に構成される。つまり、携帯電話機１は、操作部側筐体２と表示部側筐体３とが開いた状態（開状態）と、操作部側筐体２と表示部側筐体３とが折り畳まれた状態（閉状態）とにすることができる。ここで、閉状態とは、両筐体が互いに重なるように配置された状態であり、開状態とは、両筐体が互いに重ならないように配置された状態をいう。

操作部側筐体２は、外面がフロントケース２ａとリアケース２ｂとにより構成される。操作部側筐体２は、フロントケース２ａ側に、操作キー群１１と、携帯電話機１の使用者が通話時に発した音声が入力されるマイクとしての音声入力部１２とがそれぞれ露出するように構成される。

操作キー群１１は、各種設定や電話帳機能やメール機能等の各種機能を作動させるための機能設定操作キー１３と、電話番号の数字やメール等の文字等を入力するための入力操作キー１４と、各種操作における決定や上下左右方向のスクロール等を行う操作部材としての決定操作キー１５とにより構成される。操作キー群１１を構成する各キーそれぞれには、操作部側筐体２と表示部側筐体３との開閉状態や各種モード、或いは起動されているアプリケーション等の種類に応じて所定の機能が割り当てられる（キー・アサイン）。そして、使用者が各キーを押圧することにより、各キーに割り当てられている機能に応じた動作が実行される。

音声入力部１２は、操作部側筐体２の長手方向における連結部４側と反対の外端部側に配置される。つまり、音声入力部１２は、携帯電話機１が開状態において一方の外端部側に配置される。

操作部側筐体２における一方側の側面には、外部機器（例えば、ホスト装置）と通信を行うためのインターフェース（図示せず）が配置される。操作部側筐体２の他方側の側面には、所定の機能が割り当てられているサイドキーと、外部メモリの挿入及び取り出しが行われるインターフェース（図示せず）とが配置される。インターフェースは、キャップにより覆われている。各インターフェースは、不使用時にはキャップにより覆われる。

表示部側筐体３は、外面がフロントパネル３ａと、フロントケース３ｂと、リアケース３ｃと、リアパネル３ｄとにより構成される。表示部側筐体３におけるフロントケース３ｂには、各種情報を表示するための表示部２１と、通話の相手側の音声を出力するレシーバとしての音声出力部２２と、が露出するように配置される。ここで、表示部２１は、液晶パネルと、この液晶パネルを駆動する駆動回路と、この液晶パネルの背面側から光を照射するバックライト等の光源部とから構成される。

次いで、図２から図５により、操作部側筐体２及び表示部側筐体３の内部構造について説明する。図２は、操作部側筐体２に内蔵される部材の分解斜視図である。図３は、表示部側筐体３に内蔵される部材の分解斜視図である。図４は、サブケース９０及びサブ回路基板１００の斜視図である。図５は、アンテナ１０８とメイン回路基板７０の接続状態を説明する部分断面図である。

図２に示すように、操作部側筐体２は、フロントケース２ａと、キー構造部４０と、キー基板５０と、ケース体６０と、基準電位パターン層７５及び携帯電話機用のＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）モジュール等の各種電子部品を備える第１回路基板としてのメイン回路基板７０と、アンテナ１０８を有するケース部材としてのサブケース９０と、第２回路としてのサブ回路基板１００と、バッテリリッド２ｃを備えたリアケース２ｂと、バッテリ８０とを備える。

フロントケース２ａとリアケース２ｂとは、互いの凹状の内側面が向き合うように配置され、互いの外周縁が重なり合うようにして結合される。また、フロントケース２ａとリアケース２ｂとの間には、キー構造部４０と、キー基板５０と、ケース体６０と、メイン回路基板７０と、サブケース９０と、サブ回路基板１００と、が挟まれるようにして内蔵される。

フロントケース２ａには、携帯電話機１を折り畳んだ状態で表示部側筐体３の表示部２１と対向する内側面に、第１開口部としてのキー孔１３ａ、１４ａ、１５ａが形成される。キー孔１３ａ、１４ａ、１５ａそれぞれからは、機能設定操作キー１３を構成する機能設定操作キー部材１３ｂの押圧面、入力操作キー１４を構成する入力操作キー部材１４ｂの押圧面、及び決定操作キー１５を構成する決定操作キー部材１５ｂの押圧面が露出される。この露出した機能設定操作キー部材１３ｂ、入力操作キー部材１４ｂ及び決定操作キー部材１５ｂの押圧面を押し下げるように押圧することで、対応するキースイッチ５１、５２、５３それぞれに設けられる後述のメタルドーム（椀状形状）の頂点が押圧され、スイッチ端子に接触して電気的に導通する。

キー構造部４０は、操作部材４０Ａと、補強部材としてのキーフレーム４０Ｂと、シート部材としてのキーシート４０Ｃと、により構成される。

操作部材４０Ａは、複数のキー操作部材により構成される。具体的には、機能設定操作キー部材１３ｂと、入力操作キー部材１４ｂと、決定操作キー部材１５ｂとにより構成される。操作部材４０Ａを構成する各操作キー部材それぞれは、後述するキーフレーム４０Ｂを挟んでキーシート４０Ｃに接着される。キーシート４０Ｃに接着された各操作キー部材それぞれにおける押圧面は、上述の通り、キー孔１３ａ、１４ａ、１５ａそれぞれから外部に露出して配置される。

キーフレーム４０Ｂは、孔部１４ｃが複数形成された金属性の板状部材である。キーフレーム４０Ｂは、入力操作キー部材１４ｂの押圧によるメイン回路基板７０等への悪影響を防ぐための補強部材である。また、キーフレーム４０Ｂは導電性の部材であり、入力操作キー部材１４ｂにおける静電気を逃がすための部材としても機能する。キーフレーム４０Ｂに形成される複数の孔部１４ｃには、後述するキーシート４０Ｃに形成される凸部１４ｄが嵌合するように配置される。そして、この凸部１４ｄに入力操作キー部材１４ｂが接着される。

キーシート４０Ｃは、可撓性を有するシリコンゴム製のシート状部材である。キーシート４０Ｃには、上述の通り、複数の凸部１４ｄが形成される。複数の凸部１４ｄは、キーシート４０Ｃにおけるキーフレーム４０Ｂが配置される側の面に形成される。この複数の凸部１４ｄそれぞれは、後述するキースイッチ５２に対応する位置に形成される。

キー基板５０は、キーシート４０Ｃ側に配置される複数のキースイッチ５１、５２、５３を有する。複数のキースイッチ５１、５２、５３、それぞれは、各操作部材４０Ａに対応する位置に配置される。キー基板５０に配置されるキースイッチ５１、５２、５３は、椀状に湾曲して立体的に形成された金属板のメタルドームを有する構造になっている。メタルドームは、その椀状形状の頂点が押圧されると、キー基板５０の表面に印刷された電気回路（図示せず）に形成されるスイッチ端子に接触して電気的に導通するように構成される。なお、キー基板５０は、複数の絶縁層（絶縁フィルム）の間に配線を挟み込んだものである。

キー基板５０がケース体６０における平板部６１に載置されるので、操作部材４０Ａそれぞれが押圧されることによる圧力や撓みは、ケース体６０の下方に配置されるメイン回路基板７０に伝達されにくい。

ケース体６０は、薄型の直方体における一の広い面が開口した形状を有する導電性の部材である。ケース体６０は、平板部６１における開口側の面に略垂直に形成されるリブ６２を有する。リブ６２は、メイン回路基板７０に実装される各種電子部品のうち最も高さのある電子部品の高さと同等又はそれよりも十分に高くなるよう形成される。リブ６２は、平板部６１の周縁及び内側に基準電位部を構成する基準電位パターン層７５に対応するように形成される。具体的には、ケース体６０がメイン回路基板７０に載置された状態で、基準電位パターン層７５上に配置されるようにリブ６２が形成される。なお、ケース体６０は、金属により形成するほか、骨格を樹脂により形成し、その表面に導体膜を形成したものでもよい。

ケース体６０は、リブの底面が基準電位パターン層７５に当接されることで、該基準電位パターン層７５と電気的に接続される。ケース体６０は、基準電位パターン層７５と電気的に導通して該基準電位パターン層７５と同じ大きさの電位を有するようになる。つまり、ケース体６０は、シールドケースとして機能する。ケース体６０は、シールドケースとして外部からの高周波等のノイズがメイン回路基板７０に配置される各種電子部品に作用するのを抑制すると共に、ＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）回路、ＣＰＵ回路、電源回路等から放出されるノイズを遮蔽して、他の電子部品やアンテナに接続される受信回路等に作用することを抑制する。具体的には、ケース体６０におけるリブ６２の底面が基準電位パターン層７５上に配置されることで、後述する各回路はリブ６２により囲われると共に平板部６１の一部により覆われる。リブ６２は、各回路における隔壁として機能し、平板部６１の一部と共に各回路をシールドする。

メイン回路基板７０には、アンテナ１０８が送受信する信号を処理する信号処理部を含む不図示の各種電子部品や回路が配置される。各種電子部品は、所定の組み合わせにより複数の回路ブロックを形成する。例えば、ＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）回路、電源回路等を含む各種回路ブロックが形成される。

メイン回路基板７０におけるケース体６０側の第１面７０ａには、上述の各種電子部品のほか、基準電位部を構成する基準電位パターン層７５が形成される。基準電位パターン層７５は、上述の各回路ブロックを区画するように形成される。基準電位パターン層７５は、メイン回路基板７０の第１面７０ａの表面に導電性の部材を所定パターンで印刷することで形成される。また、メイン回路基板７０におけるリアケース２ｂ側の第２面７０ｂには、後述するアンテナ１０８が当接するランド１３０が形成される。このメイン回路基板７０における第２面７０ｂ側には、サブ回路基板１００を配置するためのサブケース９０が積層配置される。

サブケース９０は、樹脂により形成される絶縁性の部材である。サブケース９０は、メイン回路基板７０の第２面７０ｂにおける連結部４側に取り付けられる。すなわち、サブケース９０は、第１面７０ａにおいて電子部品等が配置された領域に対応する第２面７０ｂの所定領域（反対側）に取り付けられる。

サブケース９０におけるメイン回路基板７０と反対側の面には、サブ回路基板１００が固定される。サブケース９０がメイン回路基板７０に固定されることで、サブ回路基板１００は、メイン回路基板７０と所定の位置関係で配置される。

サブケース９０におけるメイン回路基板７０側の面には、アンテナ１０８が配置される。サブケース９０におけるメイン回路基板７０側の面であって操作部側筐体２の幅方向における端部側には、アンテナ１０８が配置される。

図４及び図５に示すように、アンテナ１０８は、所定形状の板金が屈曲されて形成される。アンテナ１０８は、サブケース９０における平面部に沿うように配置される平面部１０８ａと、アンテナ１０８における一端側に位置し平面部１０８ａと略垂直に配置される垂直部１０８ｂと、他端側に位置しメイン回路基板７０側に突出する弾性変形部としてのバネ部１２０と、平面部１０８ａに形成される取り付け孔１１０ｂ、１１１ｂと、バネ部１２０における最も回路基板７０側に突出した位置に形成される給電端子部１２１と、を有する。バネ部１２０は、給電端子部１２１をメイン回路基板７０の第２面７０ｂに形成されたランド１３０に当接させるよう付勢する付勢部として機能する。バネ部１２０に含まれる給電端子部１２１がメイン回路基板７０のランド１３０に当接されることで、アンテナ１０８は、メイン回路基板７０から給電される。

アンテナ１０８は、サブケース９０に形成された突起部１１０ａ、１１１ａに取り付け孔１１０ｂ、１１１ｂが被嵌されると共に、熱圧着処理がされることでサブケース９０に取り付けられる。サブケース９０がメイン回路基板７０に取り付けられることで、アンテナ１０８は、メイン回路基板７０に対して所定の位置関係で配置される。サブケース９０がメイン回路基板７０に取り付けられることで、アンテナ１０８は、サブケース９０におけるメイン回路基板７０側の面に配置される。そして、給電端子部１２１は、メイン回路基板７０の第２面７０ｂに形成された所定のランド１３０に当接した状態で配置される。

この状態において、アンテナ１０８は、メイン回路基板７０から離間して配置されると共に、給電端子部１２１は、メイン回路基板７０に形成されたランド１３０に当接して配置される。サブケース９０がメイン回路基板７０に取り付けられた状態において、平面部１０８ａとメイン回路基板７０との間の距離は、バネ部１２０における自然状態の高さ方向の距離よりも小さくなるように設定されている。これにより、バネ部１２０は、弾性力により給電端子部１２１をメイン回路基板７０側に付勢する。言い換えると、バネ部１２０は、弾性力によりメイン回路基板７０に形成されたランド１３０との当接を維持するよう給電端子部１２１をフロントケース２ａ側に付勢する。

アンテナ１０８は、操作部側筐体２における連結部４側の端部側に配置されると共に、操作部側筐体２の厚さ方向における中央部に配置される。アンテナ１０８は、操作時に近接する人体の影響を受けにくい位置に配置される。また、アンテナ１０８は、メイン回路基板７０の第１面７０ａに配置された電子部品や基準電位パターン層７５から所定距離だけ離間して配置される。また、アンテナ１０８は、サブケース９０を挟んでサブ回路基板１００とも離間して配置される。

サブ回路基板１００には、メイン回路基板７０に電気的に接続される電子部品が実装されると共に基準電位パターン層が形成される。サブ回路基板１００は、サブケース９０におけるメイン回路基板７０と反対側に固定される。サブケース９０が上述のようにメイン回路基板７０における第２面７０ｂ側に固定されるので、サブ回路基板１００は、メイン回路基板７０と所定の位置関係で配置される。サブ回路基板１００に実装された電子部品は、メイン回路基板７０に実装された複数の電子部品と協働して携帯電話機１における諸機能を発揮するのに寄与する。

リアケース２ｂの一端側（図２において）には、取り外し可能なバッテリリッド２ｃが設けられており、バッテリ８０をリアケース２ｂの外側から収納した後、リアケース２ｂに装着される。また、リアケース２ｂにおける一端側には、ユーザの音声を入力する不図示の音声入力部１２（特にマイク）が収容される。

図３に示すように、表示部側筐体３は、フロントパネル３ａと、音声出力部２２と、フロントケース３ｂと、音声出力部２２と、表示部２１と、表示部２１が接続されたプリント基板８５と、リアケース３ｃと、リアパネル３ｄと、を備える。

表示部側筐体３は、フロントパネル３ａと、フロントケース３ｂと、表示部２１と、プリント基板８５と、リアケース３ｃと、リアパネル３ｄとがそれぞれが積層的に配置される。具体的には、フロントケース３ｂとリアケース３ｃとは、互いの凹状の内側面が向き合うように配置され、互いの外周縁が重なり合うようにして結合される。

そして、フロントケース３ｂとリアケース３ｃとの間には、表示部２１が接続されたプリント基板８５が挟まれるようにして内蔵される。プリント基板８５には、不図示のアンプと接続されるスピーカが接続される。

本実施形態によれば、携帯電話機１は、メイン回路基板７０に取り付けられるサブケース９０と、サブケース９０に配置されメイン回路基板７０から給電されるアンテナ１０８と、を備える。メイン回路基板７０に取り付けられるサブケース９０にアンテナ１０８が配置されるので、アンテナ１０８は、メイン回路基板７０に形成される基準電位パターン層７５や実装される電子部品から離間して配置される。これにより、アンテナ１０８の性能劣化が抑制されると共に、メイン回路基板７０の実装面積が確保できる。

また、本実施形態によれば、サブケース９０には、メイン回路基板７０に電気的に接続される電子部品が実装されると共に基準電位パターン層が形成されたサブ回路基板１００が配置される。これにより、本来メイン回路基板７０に実装されるべき電子部品がサブ回路基板１００に配置されるので、メイン回路基板７０を小型化することができる。

また、本実施形態によれば、サブケース９０には、該サブケース９０における一方側にアンテナ１０８が配置されると共に、他方側に第２回路基板が配置される。これにより、アンテナ１０８は、サブ回路基板１００とも離間して配置されるので、サブ回路基板１００の電子部品及び基準電位パターン層に起因するアンテナ１０８の性能劣化を更に好適に抑制できる。

また、本実施形態によれば、アンテナ１０８は、メイン回路基板７０に対向して配置される。具体的には、操作部側筐体２において、メイン回路基板７０と、アンテナ１０８と、サブケース９０と、サブ回路基板１００とを厚さ方向に積層して配置することができる。つまり、アンテナ１０８を操作部側筐体２の厚さ方向における内部側に配置することができる。これにより、人体の接近にともなうアンテナ１０８の性能劣化を好適に抑制できる。

また、本実施形態によれば、アンテナ１０８は、メイン回路基板７０側に配置され弾性変形した状態でメイン回路基板７０に当接されるバネ部１２０を有すると共に、メイン回路基板７０に当接したバネ部１２０を介して該メイン回路基板から給電される。アンテナ１０８とメイン回路基板７０（ランド１３０）との当接度が向上されるので、メイン回路基板７０からアンテナ１０８への給電が確実に実現される。また、給電ピン等の部材を用いる必要がないので、部品点数を削減することができる。

以上、好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく種々の形態で実施することができる。例えば、本実施形態において、通信機器として携帯電話機１について説明しているが、これに限定されず、ＰＨＳ（登録商標；ＰｅｒｓｏｎａｌＨａｎｄｙｐｈｏｎｅＳｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）、ポータブルナビゲーション装置、ノートパソコン等であってもよい。

また、本実施形態においては、連結部４により折り畳み可能な携帯電話機１の説明をしているが、このような折り畳み式ではなく、操作部側筐体２と表示部側筐体３との重ね合わせた状態から一方の筐体を一方向にスライドさせるようにしたスライド式や、操作部側筐体２と表示部側筐体３との重ね合せ方向に沿う軸線を中心に一方の筐体を回転させるようにした回転（ターン）式や、操作部側筐体２と表示部側筐体３とが一つの筐体に配置され連結部を有さない型式（ストレートタイプ）でもよい。また、携帯電話機１は、開閉及び回転可能ないわゆる２軸ヒンジタイプであってもよい。

また、本実施形態によれば、サブケース９０にはメイン回路基板７０に電気的に接続される電子部品が実装されたサブ回路基板１００が取り付けられているが、これに限定されず、電子部品が直接実装されてもよい。

携帯電話機１を開いた状態における外観斜視図を示す。操作部側筐体２に内蔵される部材の分解斜視図である。表示部側筐体３に内蔵される部材の分解斜視図である。サブケース９０及びサブ回路基板１００の斜視図である。アンテナ１０８とメイン回路基板７０の接続状態を説明する部分断面図である。

符号の説明

１携帯電話機
２操作部側筐体
３表示部側筐体
５０キー基板
６０ケース体
７０メイン回路基板
９０サブケース
１００サブ回路基板
１０８アンテナ
１２０バネ部
１２１給電端子部
１３０ランド

Claims

筐体と、
前記筐体内に配置される第１回路基板と、
前記第１回路基板に取り付けられるケース部材と、
前記ケース部材に配置されると共に前記第１回路基板から給電されるアンテナと、を備える通信機器。
前記ケース部材には、前記第１回路基板に電気的に接続される電子部品又は前記電子部品が実装された第２回路基板が配置される請求項１に記載の通信機器。
前記ケース部材には、該ケース部材における一方側に前記アンテナが配置されると共に、他方側に前記電子部品又は前記第２回路基板が配置される請求項２に記載の通信機器。
前記アンテナは、前記第１回路基板に対向して配置される請求項３に記載の通信機器。
前記アンテナは、前記第１回路基板側に配置され弾性変形した状態で前記第１回路基板に当接される弾性変形部を有すると共に、前記第１回路基板に当接した弾性変形部を介して該第１回路基板から給電される請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の通信機器。