JP2009206705A - 通信機器 - Google Patents

Abstract

【課題】各種無線通信部における無線性能の感度を劣化させずに、好適な無線通信を行うことが可能な通信機器を提供する。
【解決手段】基板３０には、基準電位（ＧＮＤ）に接続されるグランド領域３４と、充電池４０の正極端子４１ａと電気的に接続される電源配線３５（ＶＢＡＴＴパターン）と、が所定のパターンにより形成されており、ノイズ低減部８０が形成されている。ノイズ低減部８０は、充電池４０が接続端子３１に電気的に接続されたときに、外装部４２とグランド領域３４とにより形成される対向領域において発生するノイズを低減させ、当該ノイズによるメインアンテナ５０への影響を低減する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電池を内蔵する通信機器に関する。

電池パックは、一方端側に正極端子と負極端子とが形成されている端子部を有しており、携帯電話機の所定の場所に挿入されて装着される時に、回路基板上に形成されている電源端子と当該端子部とが接触し、電気的な接続が図られる。このようにして、電池パックは、一方端側のみが携帯電話機と電気的に接続される。

また、電池パックの下面に位置する回路基板は、グランド領域（いわゆる、ベタグランド）が形成されている。

また、電池パックの外装部（アルミケースにより構成される）は、端子の正極と保護回路上のスイッチ（ＦＥＴ）を通して接続されているため、正極になっている。

ここで、回路基板上には、入力電圧の異なる多くのＩＣが基板上に搭載されており、電池パックから電源電圧の供給を受けている。詳細には、電池から出力された電源電圧は、ＤＣ−ＤＣコンバータやレギュレータ等により所定の電圧に変換された後、各種ＩＣに供給される。また、ＤＣ−ＤＣコンバータは、レギュレータに比べて消費電力が少ないが、高速でスイッチング（ＯＮとＯＦＦの繰り返し）動作することにより、電池から供給される電源電圧を所定の電源電圧に変換しているため、いわゆるスイッチングノイズ（高周波ノイズ）が発生し、電源端子の正極側（以下、ＶＢＡＴＴラインという。）に重畳される。

また、電池パックとグランド配線（領域）との間にクリアランスが生じている場合には、高周波的な結合により並行平板共振器になり、見かけ上のアンテナが形成されてしまう。このアンテナから、ＶＢＡＴＴラインに重畳されたスイッチングノイズが筐体内に放射される。

このようなノイズの放射は、携帯電話機に備えられている各種の無線通信部（例えば、ＣＤＭＡ（ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）に係る通信部や、地上波デジタル放送に係る通信部や、ＧＰＳ（ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）に係る通信部や、デジタルラジオ放送に係る通信部や、ＦＭ放送に係る通信部等）における無線性能の感度を劣化させる原因となり得る。

このため、このような不要なノイズを低減する目的で、ＶＢＡＴＴラインにノイズ対策部品を実装したりして、ノイズの低減を図ることが一般的に行われている（例えば、特許文献１又は特許文献２を参照。）。なお、ＶＢＡＴＴラインは、電池の正極に接続されている。
特開平０５−３０４６４３号公報 特開２００１−１３６０８２号公報

しかながら、近年では、携帯電話機器に備えられている各種の無線通信部において使用される周波数帯域が拡大しているため、特許文献１又は特許文献２において提示されているようなノイズ対策部品のみでは、ノイズの放射を十分に低減することは困難である。

本発明では、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、簡易な構成により、ノイズの放射を低減することにある。

本発明に係る通信機器は、上記課題を解決するために、一方端側に正極端子と負極端子とが形成される端子部を有し、外装部が前記正極端子に電気的に接続される電池と、前記電池と電気的に接続される電源配線と、基準電位に接続されるグランド領域と、前記端子部が電気的に接続される接続部とを備える回路基板と、無線用アンテナと、を備え、前記グランド領域は、前記端子部が前記接続部に電気的に接続されたときに、前記外装部との対向領域に形成され、前記外装部と前記回路基板との間及び前記外装部と前記グランド領域との間において発生するノイズの放射を低減させるノイズ低減手段と、を備えることを特徴とする。

また、上記通信機器では、前記グランド領域は、ノイズの影響を防ぐシールド部材としての機能を発揮することが好ましい。

また、上記通信機器では、前記ノイズ低減手段は、前記外装部の他方端側と前記電源配線とを電気的に接続する接続部材であることが好ましい。

また、上記通信機器では、前記接続部材は、導電性を有する弾性体により形成されていることが好ましい。

また、上記通信機器では、前記ノイズ低減手段は、前記対向領域内に配置され、前記外装部と前記電源配線とを電気的に接続するように介在された導電性の樹脂材により形成されていることが好ましい。

また、上記通信機器では、前記ノイズ低減手段は、前記対向領域に係る前記グランド領域の表面を電気的に分離する分離溝が形成されることにより、前記ノイズの放射を低減する機能が発揮されることが好ましい。

また、上記通信機器では、前記ノイズ低減手段は、前記対向領域に係る前記グランド領域の表面を短手方向に電気的に分離する分離溝が形成されていることにより、前記ノイズの放射を低減する機能が発揮されることが好ましい。

また、上記通信機器では、前記グランド領域は、ノイズの影響を防ぐシールド部材としての機能を発揮し、前記グランド領域の表面は、電気的に分離する分離溝が形成されて網目となっていることが好ましい。

本発明によれば、ノイズの放射を低減させることにより、好適な無線通信を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明に係る通信機器の一例である携帯電話装置１の外観斜視図を示す。なお、以下では、携帯電話装置について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、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良い。

携帯電話装置１は、操作部側筐体部２と、表示部側筐体部３と、を備えて構成される。操作部側筐体部２は、表面部１０に、操作キー群１１と、携帯電話装置１の使用者が通話時に発した音声が入力されるマイク１２と、を備えて構成される。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動作させるための機能設定操作ボタン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ボタン１４と、各種操作における決定やスクロール等を行う決定操作ボタン１５と、から構成されている。

また、表示部側筐体部３は、表面部２０に、各種情報を表示するためのディスプレイ２１と、通話の相手側の音声を出力する音声出力部２２と、を備えて構成されている。

また、上述した操作キー群１１、マイク１２、ディスプレイ２１及び音声出力部２２は、後述する処理部６２を構成している。

また、操作部側筐体部２の上端部と表示部側筐体部３の下端部とは、ヒンジ機構４を介して連結されている。また、携帯電話装置１は、ヒンジ機構４を介して連結された操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とを相対的に回転する。これにより、操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とが互いに開いた状態（開放状態）にしたり、操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とが折り畳まれた状態（折畳み状態）にしたりできる。

なお、図１は、いわゆる折り畳み型の携帯電話装置の形態の一例を示しているが、本発明に係る携帯電話装置の形態としては特にこれに限られない。例えば、操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とを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、操作部側筐体部２と表示部側筐体部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式（ターンタイプ）等であっても良い。

また、図２は、操作部側筐体部２の一部を分解した斜視図を示している。操作部側筐体部２は、図２に示すように、基板３０と（図３を参照）、充電池４０と（図４を参照）、メインアンテナ５０等がリアケース部６０に収納されて構成されている。また、充電池４０は、着脱可能な充電池カバー（バッテリーリッド）７０により覆われている。

また、基板３０には、図３に示すように、充電池４０の端子部４１に電気的に接続される接続端子３１（接続部）と、充電池４０の電源電圧を変換する電圧変換部３２と、各種電子部品を制御する制御部（メインＣＰＵ）３３と、が電子部品として配置されている。そして、基準電位（ＧＮＤ）に接続されるグランド領域３４と、充電池４０の正極端子４１ａと電気的に接続される電源配線３５（ＶＢＡＴＴパターン）と、が所定のパターンにより形成されている。また、接続端子３１は、正極接続端子３１ａと、負極接続端子３１ｂと、ＩＤ接続端子３１ｃとから構成されている。また、基板３０には、詳細は後述するノイズ低減部８０が形成されている。なお、図３においては、電圧変換部３２や制御部３３等の電子部品は、充電池４０が装着される側に配置されるものとして説明したが、これに限られず、ビアホールを介して、裏面側に配置されても良いし、他の回路基板上に配置されても良い。

また、図示しないが、基板３０には、各種電子部品（例えば、メインアンテナ５０により外部機器（基地局）と通信を行う際の通信処理を行う通信処理部や、カメラユニットにより撮像されたデータを処理する画像処理部や、音楽再生を行う音声処理部等）が配置されている。

接続端子３１は、充電池４０がリアケース部６０に適式に装着されることにより、充電池４０の端子部４１（正極端子４１ａ、負極端子４１ｂ、ＩＤ端子４１ｃ（充電池４０の満充電電圧値や属性を示す情報の読み出しが行われる端子））と電気的に接続され、充電池４０から供給される電源電圧を電圧変換部３２に供給する。

電圧変換部３２は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータにより構成されている。電圧変換部３２は、接続端子３１を介して充電池４０から供給される電源電圧を所定の電圧値に変圧する。そして、変圧後の電源電圧を基板３０に配置されている各種電子部品に供給する。また、電圧変換部３２は、図示しないが、変圧後の電源電圧を表示部側筐体部３にも供給する。

制御部３３は、例えば、表面部１０上に露出形成されている操作キー群１１がユーザにより操作されたときに、当該操作に応じた制御を各種電子部品に対して行い、各種電子部品に所定の動作をさせる。

充電池４０は、所定容量を有する電池であり、例えば、リチウムイオン二次電池である。また、充電池４０は、図４に示すように、基板３０上に配置されている接続端子３１（図３を参照。）と電気的に接続される端子部４１（正極端子４１ａ、負極端子４１ｂ、ＩＤ端子４１ｃ）と、本体とから構成されている。本体は、正極端子４１ａに接続されているアルミニウムケース（以下、外装部４２という。）で構成されており、外側から絶縁シール４３により被覆されている。

メインアンテナ５０は、所定の使用周波数帯（例えば、８００ＭＨｚ）で外部装置（基地局）と通信を行う。なお、本実施の形態では、所定の使用周波数帯として、８００ＭＨｚとしたが、これ以外の周波数帯であっても良い。また、メインアンテナ５０は、所定の使用周波数帯の他に、第２の使用周波数帯（例えば、２ＧＨｚ）に対応できる、いわゆるデュアルバンド対応型による構成であっても良いし、さらに、第３の使用周波数帯以上にも対応できる複数バンド対応型により構成されていても良い。

リアケース部６０は、ヒンジ機構４を固定するヒンジ機構固定部４２Ａと、メインアンテナ５０を収納するメインアンテナ収納部４２Ｂと、充電池４０を格納する充電池格納部４２Ｃと、を備えている。

また、携帯電話装置１は、充電池４０（電池）と、基板３０（回路基板）と、メインアンテナ５０（無線用アンテナ）と、ノイズ低減部８０（ノイズ低減手段）と、を備える。

ノイズ低減部８０は、充電池４０が接続端子３１（接続部）に電気的に接続されたときに、外装部４２とグランド領域３４とにより形成される対向領域において発生するノイズを低減させる。これにより、例えば当該ノイズによるメインアンテナ５０（無線用アンテナ）への影響を低減する。

このように構成されることにより、本発明では、充電池４０と、当該充電池４０の対向領域に係るグランド領域３４との間に所定のクリアランスが生じても、高周波的な結合による並行平板共振器となり難いため、見かけ上のアンテナが形成され難く、スイッチングノイズに起因する所定の周波数を有するノイズが放射され難い（図５には、スイッチングノイズＳＮが発生する様子を模式的に示している。）。従って、簡易な構成により、メインアンテナ５０等の各種無線通信部における無線性能の感度が劣化し難い、好適な無線通信を行うことができる。

また、グランド領域３４は、ノイズの影響を防ぐシールド部材としての機能を発揮する。従って、グランド領域３４は、基板３０の内層側からの信号を外部に放射させ難く、また、外部から基板３０内にノイズを入射させ難い構造になっており、本来的に有している機能も発揮する。

また、ノイズ低減部８０は、外装部４２の他方端側と電源配線３５とを電気的に接続する接続部材により構成されていることが好ましい。

このように構成されることにより、本発明では、充電池４０の外装部４２（正極）と電源配線（正極）とが電気的に導通する。これにより、充電池４０と、当該充電池４０の対向領域に係るグランド領域３４との間に所定のクリアランスが生じても、高周波的な結合による並行平板共振器となり難い。従って、見かけ上のアンテナが形成され難く、スイッチングノイズに起因する所定の周波数を有するノイズが放射され難い。結果として、簡易な構成により、メインアンテナ５０等の各種無線通信部における無線性能の感度が劣化し難く、好適な無線通信を行うことができる。

＜第１の形態＞
また、ノイズ低減部８０としての接続部材は、導電性を有する弾性体（例えば、スプリングピン等）により形成されていることが好ましい（図６を参照。）。また、充電池４０は、外部が絶縁シール４３により覆われているが、ノイズ低減部８０としての接続部材と接触する箇所は当該絶縁シール４３が剥がされて外装部４２が露出されているものとする。

このような構成によれば、本発明では、外部から加えられる衝撃等により充電池４０の位置にずれが生じた場合にも、当該ずれに追従することができる。これにより、断線による不具合が生じ難くなり、長期に渡る使用に耐えることができる。

＜第２、第３の形態＞
また、ノイズ低減部８０は、対向領域内に配置され、外装部４２と電源配線３５とを電気的に接続するように介在された導電性の樹脂材（例えば、導電性のガスケット）により形成されていることが好ましい。なお、ノイズ低減部８０としての樹脂材は、充電池４０の先端部と電源配線３５とを電気的に接続する形態であっても良いし（図７を参照。）、対向領域全体に配置される形態であっても良い（図８を参照。）。また、上述と同様に、充電池４０は、外部が絶縁シール４３により覆われているが、ノイズ低減部８０としての樹脂材と接触する箇所は当該絶縁シール４３が剥がされて外装部４２が露出されているものとする。

また、充電池カバー７０の内側面に所定の大きさと厚さと弾性力とを有するクッション材を設けておき、充電池カバー７０を装着することにより、充電池４０を内面に押し込む形態であっても良い。このような構成によれば、ノイズ低減部８０として物理的な部材を構成することなく、充電池４０の外装部４２と電源配線３５とを電気的に接続することが可能となる。

＜第４の形態＞
また、ノイズ低減部８０は、図９に示すように、対向領域に係るグランド領域３４の表面を電気的に分離する分離溝８０ａが形成される。これにより、ノイズの放射を低減する機能が発揮される構成であっても良い。また、ノイズ低減部８０は、対向領域に係るグランド領域３４の表面を短手方向に電気的に分離する分離溝８０ａが形成される。これにより、ノイズの放射を低減する機能が発揮される構成であっても良い。さらに、グランド領域３４は、ノイズの影響を防ぐシールド部材としての機能を発揮し、グランド領域３４の表面は、電気的に分離する分離溝８０ａが形成されて網目となるように構成されても良い。

このような構成によれば、グランド領域３４が表面的に分離されることにより（内層においては、グランド領域３４は電気的に導通化されている）、充電池４０と、当該充電池４０の対向領域に係るグランド領域３４との間に所定のクリアランスが生じても、高周波的な結合による完全な並行平板共振器になり難い。従って、スイッチングノイズに起因するノイズの放射を低減させることができる。従って、ノイズ低減部８０として物理的な部材を構成することなく、コストダウンを図りつつ、メインアンテナ５０等の各種無線通信部における無線性能の感度が劣化し難い、好適な無線通信を行うことができる。なお、上述した分離溝８０ａによる分離方法は、一例であって、特に限定されるものではない。

また、本実施例においては、充電池４０の外装部４２は、正極になっているものとして説明したが、これに限られず、負極端子４１ｂに接続されて負極になっていても良い。このような構成の場合には、外装部４２（負極）とグランド領域３４とが電気的に接続されることになる。

本発明に係る携帯電話装置の外観を示す斜視図である。 本発明に係る携帯電話装置に備えられている操作部側筐体部の構成を示す斜視図である。 基板の構成を示す図である。 充電池の構造を示す図である。 スイッチングノイズの発生を模式的に示す図である。 本発明に係る携帯電話装置の第１の形態の断面図を示す。 本発明に係る携帯電話装置の第２の形態の断面図を示す。 本発明に係る携帯電話装置の第３の形態の断面図を示す。 本発明に係る携帯電話装置の第４の形態の表面図を示す。

符号の説明

１ 携帯電話装置
３０ 基板
３１ 接続端子（接続部）
３２ 電圧変換部
３３ 制御部
３４ グランド領域
３５ 電源配線
４０ 充電池
４１ 端子部
８０ ノイズ低減部

Claims (8)

1. 一方端側に正極端子と負極端子とが形成される端子部を有し、外装部が前記正極端子に電気的に接続される電池と、
   前記電池と電気的に接続される電源配線と、基準電位に接続されるグランド領域と、前記端子部が電気的に接続される接続部とを備える回路基板と、
   無線用アンテナと、を備え、
   前記グランド領域は、前記端子部が前記接続部に電気的に接続されたときに、前記外装部との対向領域に形成され、
   前記外装部と前記回路基板との間及び前記外装部と前記グランド領域との間において発生するノイズの放射を低減させるノイズ低減手段と、を備えることを特徴とする通信機器。
2. 前記グランド領域は、ノイズの影響を防ぐシールド部材としての機能を発揮することを特徴とする請求項１記載の通信機器。
3. 前記ノイズ低減手段は、前記外装部の他方端側と前記電源配線とを電気的に接続する接続部材であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の通信機器。
4. 前記接続部材は、導電性を有する弾性体により形成されていることを特徴とする請求項３に記載の通信機器。
5. 前記ノイズ低減手段は、前記対向領域内に配置され、前記外装部と前記電源配線とを電気的に接続するように介在された導電性の樹脂材により形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の通信機器。
6. 前記ノイズ低減手段は、前記対向領域に係る前記グランド領域の表面を電気的に分離する分離溝が形成されることにより、前記ノイズの放射を低減する機能が発揮されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の通信機器。
7. 前記ノイズ低減手段は、前記対向領域に係る前記グランド領域の表面を短手方向に電気的に分離する分離溝が形成されていることにより、前記ノイズの放射を低減する機能が発揮されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の通信機器。
8. 前記グランド領域は、ノイズの影響を防ぐシールド部材としての機能を発揮し、
   前記グランド領域の表面は、電気的に分離する分離溝が形成されて網目となっていることを特徴とする請求項１記載の通信機器。

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