JP2009290600A - アンテナ素子及び無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造工数を減らすことが出来ると共にアンテナ特性の変化を抑えること出来るアンテナ素子とこのアンテナ素子を有する無線通信装置を提供することを目的とする。
【解決手段】アンテナ素子が、金属部材及び樹脂部材から構成されたアンテナ素子において、前記樹脂部材は前記金属部材を支持すると共に所定の部品を保持する部品保持部を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、アンテナ素子及びこのアンテナ素子を有する無線通信装置に関する。

下記特許文献１には、低誘電正接の高周波用熱可塑性樹脂材料で成形される平面アンテナにアンテナパターン及び他の部品用の回路パターンを一体成形して、配線及び組立作業を容易にした携帯電話機用アンテナと、この平面アンテナを組み込むことにより配線及び組み立てを容易にした携帯電話機が開示されている。この携帯電話機では、低誘電正接の高周波用熱可塑性樹脂材料で携帯電話機の平面アンテナを成形すると共に該平面アンテナには所定のアンテナパターンと振動着信機能に用いられる振動モータを配置するための振動モータ用の回路パターンを形成し、該平面アンテナ上に前記振動モータを実装して回路基板に設けた接続端子片を該回路基板のシールドを行うシールド材に設けたスルーホール４ａから突出させて前記振動モータ用の回路パターンと接触接続させる。
特開平１０−４１７２５号公報

ところで、上記従来技術のように、板金の導電体によって構成される内蔵の平面アンテナの保持方法としては、別ピースのホルダなどによって押さえる方法が一般的である。そして、携帯端末には、内蔵アンテナ以外にもレシーバ、スピーカ、マイク及びカメラ等のホルダを必要とする部品も多く存在する。このような各部品を保持する為には、部品毎にその保持を行うホルダを準備すると共に各部品をホルダによって保持する為のネジ止めなどの作業をする必要がある。そして、部品毎のホルダを成形及び各部品をホルダによって保持する為のネジ止め等の作業が、携帯端末の製造における工数を増加させる要因となっている。さらに、各部品は別々のホルダによって保持している為に、携帯端末が落下などによって外力が加わった場合に、アンテナとその他部品との相対的な位置関係に変化が生じて、アンテナ特性に影響を与えるおそれがある。

本発明は、上述した事情を鑑みたものであり、製造工数を減らすことが出来ると共にアンテナ特性の変化を抑えること出来るアンテナ素子とこのアンテナ素子を有する無線通信装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、アンテナ素子に係る第１の解決手段として、金属部材及び樹脂部材から構成されたアンテナ素子において、前記樹脂部材は前記金属部材を支持すると共に所定の部品を保持する部品保持部を有するという手段を採用する。

本発明では、アンテナ素子に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記部品保持部には、前記部品を収容する部品収容部が形成されているという手段を採用する。

また、本発明では、無線通信装置に係る第１の解決手段として、上記第１または第２の解決手段が採用されるアンテナ素子を有するという手段を採用する。

本発明では、無線通信装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記部品に、スピーカ及び振動モータが含まれる場合には、前記アンテナ素子の前記金属部材と前記振動モータとの間に前記スピーカを設けるという手段を採用する。

本発明では、無線通信装置に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記部品に、更にカメラモジュールが含まれる場合には、前記スピーカと前記振動モータとの間、もしくは前記振動モータを挟んで前記スピーカの反対側にカメラモジュールを設けるという手段を採用する。

本発明によれば、アンテナ素子が、金属部材及び樹脂部材から構成されたアンテナ素子において、前記樹脂部材は前記金属部材を支持すると共に所定の部品を保持する部品保持部を有することによって、部品毎のホルダの成形を行う必要がなく、また部品毎に準備されていたホルダのネジ止めをアンテナ素子のネジ止めのみによって完了することが出来る為、製造工数を減らすことが出来る。

また、落下等によって外力が加わるとアンテナ素子と近傍の部品との相対的な位置関係が変化することによって、部品の影響によりアンテナ素子のアンテナ特性に変化を与えるおそれがあったが、アンテナ素子の樹脂部材によって部品を保持することによって、外力が加わった場合にも、アンテナ素子の金属部材と部品は同じように移動する、すなわち導電体と部品との相対的な位置関係が変化しない為、アンテナ特性の変化を抑制することが出来る。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態は、携帯端末の１つであるＰＨＳ（Personal Handy-phone System）端末に関する。
図１は、本実施形態に係るＰＨＳ端末Ａの外観構成を示す斜視図である。
この図１に示すように、ＰＨＳ端末Ａは、表示側本体１と操作側本体２とがヒンジ構造３によって連結された折りたたみ形式のものである。表示側本体１は、表示側筐体４及び当該表示側筐体４の一面に設けられた表示部５等から構成され、表示側筐体４においてヒンジ構造３から離間した部位には受話口６が形成されている。

一方、操作側本体２は、操作側筐体７及び当該操作側筐体７の一面に設けられた操作部８等から構成され、操作側筐体７においてヒンジ構造３から離間した部位には送話口９が形成されている。操作側筐体７は、操作側本体２の外装を形成するものであり、折りたたみ時に表示側本体に対向する操作側対向面側を構成するフロントケース７ａ及び、操作側対向面に対して操作側本体２の逆面側を構成するリアケース７ｂから成る。なお、フロントケース７ａ及びリアケース７ｂは、互いに操作側本体２の厚さ方向に結合可能な構成となっている。また、送話口９は、不図示のマイクと連通する構成となっている。

次に、ＰＨＳ端末Ａの機能構成を、図２を参照して説明する。図２は、本実施形態に係るＰＨＳ端末Ａの機能構成を示す機能ブロック図である。
図２に示すように、ＰＨＳ端末Ａは、操作側筐体７の内部に設けられたアンテナ／スピーカホルダ３５によって構成された通信部１１、操作部８、表示部５及び制御部１２から構成されている。

通信部１１は、制御部１２の制御の下に、基地局（図示略）と各種の制御信号やデータ信号をアンテナ／スピーカホルダ３５を介して送受信する。アンテナ／スピーカホルダ３５は、操作側本体２の内部に設けられると共にアンテナ導体及び誘電性を有する樹脂部材から構成される内蔵型アンテナである。なお、アンテナ／スピーカホルダ３５については、詳細な説明を後述する。

操作部８、電源キー、テンキー、各種ファンクションキー等の各種操作キーから構成されており、これらの操作キーに対するユーザの操作指示を制御部１２に出力する。
表示部５は、例えば液晶モニタまたは有機ＥＬモニタ等であり、制御部１２から入力される信号に基づいて画像や文字からなる各種画面を表示する。

制御部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）から構成される内部メモリ並びに上記通信部１１、操作部８及び表示部５と信号の入出力をそれぞれ行うインタフェース回路等から構成されており、上記ＲＯＭに記憶された制御プログラム、通信部１１が受信する信号及び操作部８が受け付ける操作指示に基づいてＰＨＳ端末Ａの全体動作を制御する。

次に、ＰＨＳ端末Ａの操作側本体２の内部構造について、図３を参照して、詳細に説明する。図３は、本実施形態に係るＰＨＳ端末Ａの操作側本体２を構成する部材を示す分解斜視図である。
図３に示すように、操作側本体２は、フロントケース７ａ、メタルドームシート２２、キー基板２３、シールドケース２４、ヒンジ基板２６、メイン基板２７、バッテリシート２８、カメラモジュール２９、カメラモジュールホルダ３０、マクロスイッチ３１、振動モータ３２、スピーカ３３、バッテリ３４、アンテナ／スピーカホルダ３５及びリアケース７ｂから構成されている。

フロントケース７ａとリアケース７ｂとは嵌合して、図３に示すように、上記メタルドームシート２２、〜アンテナ／スピーカホルダ３５の各部材を包容する。
メタルドームシート２２は、キースイッチに求められるクリック感触、耐久性及び耐環境性等の特性をキースイッチに付与するものであり、キー基板２３のキースイッチを覆うドーム形状を有する金属性のメタルドームを一定の間隔を空けて配置したものであり、キー基板２３上に設けられている。

キー基板２３は、可撓性を有するフレキシブル基板によって構成されると共にメタルドームシート２２に対向する面に一体的に形成された複数のキースイッチが配置され、シールドケース２４上に配置されている。そして、操作部８の押下によってキー基板２３のキースイッチが押下されて、操作部８の押下を検出する。また、キー基板２３では、幅方向の一端側に延出する延出部分（図示略）が折り曲げられて、シールドケース２４の裏側に配置されるメイン基板２７と電気的に接続される。

シールドケース２４は、導電性を有する部材であって、マグネシウム合金等によって形成されている。そして、このシールドケース２４は、メイン基板２７と対向する面に各電子部品の大きさに対応した区画（不図示）を有し、当該区画によってメイン基板２７上の電子部品を各々囲うことによって、電子部品の電磁波による電子部品同士の干渉を抑制する。さらに、シールドケース２４は、自身の強度によって薄型化された操作側本体２の強度を補強する。

ヒンジ基板２６は、可撓性を有するフレキシブル基板によって構成され、メイン基板２７と表示側本体１の内部に設けられた基板とを接続する。
メイン基板２７は、プリント基板及びこのプリント基板上に設けられたＣＰＵ等の各種電子部品によって構成されており、シールドケース２４及びリアケース７ｂによって挟持されている。メイン基板２７では、各電子部品にバッテリ３４から電源ＩＣ(Integrated Circuit)等を介して給電が行われる。
バッテリシート２８は、プラスチック等の部材を板状に形成したものであり、リアケース７ｂに設けられたバッテリ３４を収容するバッテリ収容部の底面部として嵌めこまれている。

カメラモジュール２９は、例えばＣＣＤ（Charge-Coupled Devices）方式またはＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）方式の撮像素子とレンズを備えたデジタルカメラによって構成され、メイン基板２７と電気的に接続すると共にカメラモジュールホルダ３０に収容されることによって保持される。またこのカメラモジュール２９では、カメラモジュールホルダ３０及びリアケース７ｂに設けられた通光孔を介してレンズから外部の光を取り込む。
カメラモジュールホルダ３０は、カメラモジュール２９を保持する為のものであり、カメラモジュールを収容する為に凹形状に形成され、リアケース７ｂの内側と嵌合することによって固定されている。また、このカメラモジュールホルダ３０には、カメラモジュール２９が外部の光を取り込む為の通光孔が設けられている。

マクロスイッチ３１は、通常撮影及びマクロ撮影を切り替える為のスイッチであり、カメラモジュールに設けられているスイッチに連結している。そして、このマクロスイッチ３１が、切り替えられることによってカメラモジュール２９では、通常撮影用レンズとマクロ撮影用レンズの切り替えが行われる。
振動モータ３２は、フロントケース７ａとリアケース７ｂとを振動させるバイブレータ用のモータであり、メイン基板２７と電気的に接続すると共にリアケース７ｂの内側に設けられた振動モータ収容部に収容されている。

スピーカ３３は、入力された電気信号に基づいて音を外部に出力するものであり、メイン基板２７と電気的に接続すると共にリアケース７ｂの内側に設けられたスピーカ収容部に収容されている。そして、このスピーカ３３は、またリアケース７ｂに設けられた複数の放音孔を介して音を外部に出力する。
バッテリ３４は、電源となる充電式の蓄電池であり、ヒンジ構造３が設けられた基端に対してリアケース７ｂの先端側に設けられたバッテリ収容部に収容され、電気的に接続するメイン基板２７を介して各部に電力を供給する。また、バッテリ３４は、リアケース７ｂのバッテリ収容部から取り外しが可能である。

アンテナ／スピーカホルダ３５については、図４を参照して、詳細に説明する。図４は、本実施形態に係るＰＨＳ端末Ａのアンテナ／スピーカホルダ３５を示す斜視図である。
アンテナ／スピーカホルダ３５は、図４に示すように、樹脂部材３５ａ及びアンテナ導体３５ｂから構成されている。
樹脂部材３５ａは、誘電性を有するプラスチック等の樹脂によって構成されており、アンテナ導体３５ｂを支持するものであると共にリアケース７ｂのスピーカ収容部に収容されたスピーカ３３を保持するスピーカ保持部を有するもの、すなわちアンテナを構成する樹脂とスピーカホルダの樹脂を一体成形したものである。この樹脂部材３５ａは、リアケース７ｂのスピーカ収容部に収容されたスピーカ３３をリアケース７ｂの反対方向から押さえ込むことによってスピーカ３３を保持する。そして、この樹脂部材３５ａは、スピーカ３３を保持する為に、凹形状に形成されている。

アンテナ導体は３５ｂは、導電性を有する銅等の板金から構成されると共に１／４λ電気長を有し、電波の放射及び取り込みを行うものである。このアンテナ導体３５ｂは、メイン基板２７に設けられたバネ特性を有する金属部材によって構成される接触ピンに接触し、メイン基板２７からこの接触ピンを介して給電が行われる。そして、アンテナ導体３５ｂは、給電された電力によって電波を放射する。
そして、アンテナ／スピーカホルダ３５は、リアケース７ｂのスピーカ収容部に収容されたスピーカを覆おうように設けられる。なお、アンテナ／スピーカホルダ３５の樹脂部材３５ａには、２つのネジ孔が設けられており、２つのネジによってリアケース７ｂに固定される。

以上説明したように、ＰＨＳ端末Ａにおいて、アンテナを構成する樹脂とスピーカホルダを構成する樹脂との一体成形によって樹脂部材３５ａを生成し、アンテナ導体３５ｂを支持するこの樹脂部材３５ａがスピーカ３３を保持するスピーカ保持部を有することによって、ＰＨＳ端末Ａの製造時にアンテナのアンテナ導体を支持する樹脂部材とスピーカを保持するホルダを別々に成形する必要がなく、またスピーカ３３を保持するスピーカ保持部のネジ止めをアンテナ／スピーカホルダ３５のネジ止めによって完了することが出来る為、製造時における工数を削減することが出来る。

また、従来のスピーカホルダとアンテナが別々に成形された携帯端末では、落下等によって外力が加わると、アンテナとスピーカとの相対的な位置関係が変化することでアンテナ特性に変化が発生していたが、ＰＨＳ端末Ａのように、アンテナとスピーカホルダを一体成形したアンテナ／スピーカホルダ３５を採用することによって、外力が加わった場合にも、アンテナとスピーカは外力によって同じように移動する、すなわちアンテナとスピーカとの相対的な位置関係が変化しない為、アンテナ特性の変化を抑制することが出来る。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）上記実施形態では、アンテナの樹脂部材を加工して、アンテナの樹脂部材にスピーカを保持するスピーカホルダ機能を持たせたが、本発明はこれに限定されない。
例えば、スピーカを保持するスピーカホルダだけではなく、カメラモジュールまたは／及び振動モータを保持／収容する保持／収容部を設けるようにしてもよい。また、その際には、アンテナ特性への影響の大きい、振動モータ及びカメラモジュールを出来るだけアンテナ導体３５ｂから離すようにした方がよい。例えば、アンテナ導体３５ｂ、スピーカ３３、振動モータ３２及びカメラモジュール２９、またはアンテナ導体３５ｂ、スピーカ３３、カメラモジュール２９及び振動モータ３２の順に並べるようにすればよい。

本発明の一実施形態に係るＰＨＳ端末Ａの外観構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るＰＨＳ端末Ａの機能構成を示す機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係るＰＨＳ端末Ａの操作側本体２を構成する部材を示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係る本実施形態に係るＰＨＳ端末Ａのアンテナ／スピーカホルダ３５を示す斜視図である。

符号の説明

Ａ…ＰＨＳ端末、１…表示側本体、２…操作側本体、３…ヒンジ構造、４…表示側筐体、５…表示部、６…受話口、７…操作側筐体、７ａ…フロントケース、７ｂ…リアケース、８…操作部、９…送話口、１１…通信部、１２…制御部、２２…メタルドームシート、２３…キー基板、２４…シールドケース、２６…ヒンジ基板、２７…メイン基板、２８…バッテリシート、２９…カメラモジュール、３０…カメラモジュールホルダ、３１…マクロスイッチ、３２…振動モータ、３３…スピーカ、３４…バッテリ、３５…アンテナ／スピーカホルダ（アンテナ素子）、３５ａ…樹脂部材、３５ｂ…アンテナ導体（金属部材）

Claims (5)

1. 金属部材及び樹脂部材から構成されたアンテナ素子において、
   前記樹脂部材は前記金属部材を支持すると共に所定の部品を保持する部品保持部を有することを特徴とするアンテナ素子。
2. 前記部品保持部には、前記部品を収容する部品収容部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ素子。
3. 請求項１また２に記載のアンテナ素子を有することを特徴とする無線通信装置。
4. 前記部品に、スピーカ及び振動モータが含まれる場合には、前記アンテナ素子の前記金属部材と前記振動モータとの間に前記スピーカを設けることを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
5. 前記部品に、更にカメラモジュールが含まれる場合には、前記スピーカと前記振動モータとの間、もしくは前記振動モータを挟んで前記スピーカの反対側にカメラモジュールを設けることを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
   

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