JP2010273331A - 携帯無線端末 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯無線端末の使用状態によって、アンテナ性能を劣化させることがなく、浸水時においてもアンテナ特性が変動しない携帯無線端末を提供すること。
【解決手段】本発明の携帯無線端末は、第１の筐体内に設けられ、無線部とグランドパターンを備える回路基板と、前記無線部と電気的に接続される導電性部材と、第１の軸芯を中心に回動可能に前記第１の筐体と連結する第１のヒンジ部と、第２の筐体内に設けられたアンテナ素子と、前記第１の軸芯と略直交する第２の軸芯を中心に前記第２の筐体と回動可能に連結する導電性ヒンジ部とを備え、前記無線部は、前記導電性部材を介して前記導電性ヒンジ部に電気的に接続され、前記導電性ヒンジ部の一部は、前記アンテナ素子と容量結合可能な範囲で離間し、前記無線部から前記導電性部材を介して給電された前記導電性ヒンジ部の一部が、前記アンテナ素子の一部と容量結合することで、前記回路基板のグランドパターン、前記導電性ヒンジ部、及び前記アンテナ素子がダイポールアンテナを構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電磁界的に結合することでアンテナとして機能する基板を備える携帯無線端末に関する。

従来例１として、特許文献１では、以下の構成により、携帯無線端末の基板で内蔵型のアンテナを実現している。図１５は、従来例１のアンテナの構成を示す図である。図１５に示すように、上部筐体８１の上部筐体回路部８２と下部筐体の下部筐体回路部８４とが給電線路８３を介して直接接合することで、上部筐体回路部８２及び下部筐体回路部８４がダイポールアンテナとして動作する。

従来例２として、特許文献２では、以下の構成により、携帯無線端末の基板でアンテナを実現している。図１６は、従来例２のアンテナの構成を示す図である。図１６に示すように、上部筐体９２に内蔵された上部回路基板９１に接続した無給電素子９７が、下部筐体９４に内蔵された下部基板３に接続された給電素子９８と容量結合することで、上基板９１と下基板９３とがダイポールアンテナとして動作する。そのため、広帯域なアンテナを実現できる。

特開２００４−１７２９１９号公報 特開２００８−１１８３５９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている内蔵型のアンテナでは、上部筐体回路部８２及び下部筐体回路部８４を直接接続するため、上部筐体回路部８２に下部筐体回路部８４と接続するための接点が必要となる。そのため、特許文献１で開示された内蔵型のアンテナを携帯電話などの携帯無線機に用いた場合、接点の接触保証が必要となる。

また、図１６に示す特許文献２に開示されているアンテナでは、上部筐体９２が下部筐体９４の短手方向に対して開いた場合、無給電素子９７が、筐体の厚み方向で給電素子９８と離間する。そのため、下部筐体９４に対して上部筐体９２が閉じた場合には、無給電素子９７が筐体の厚み方向で給電素子９８と重なるものの、上部筐体９２が下部筐体９４の短手方向に対して開いた場合には、無給電素子９７が給電素子９８と重ならなくなる。したがって、上部回路基板９１に接続した無給電素子９７が、下部基板９３に接続された給電素子９８と容量結合せず、上部筐体９２が下部筐体９４の短手方向に対して開いた（横開き）場合、上基板９１と下基板９３とがダイポールアンテナとして動作しなくなる。

また、図１６に示す特許文献２に開示されているアンテナでは、給電素子９８と無給電素子９７間に水が浸水した場合、容量を形成している素子間の比誘電率εrが１から８０．４に変化し、容量値が変化するため浸水前に対して浸水後のアンテナ特性が変動してしまう。

本発明の目的は、携帯無線端末の使用状態によって、アンテナ性能を劣化させることがなく、浸水時においてもアンテナ特性が変動しない無線携帯端末を提供することである。

本発明は、第１の筐体内に設けられ、無線部とグランドパターンを備える回路基板と、前記無線部と電気的に接続される導電性部材と、第１の軸芯を中心に回動可能に前記第１の筐体と連結する第１のヒンジ部と、第２の筐体内に設けられたアンテナ素子と、前記第１の軸芯と略直交する第２の軸芯を中心に前記第２の筐体と回動可能に連結する導電性ヒンジ部とを備え、前記無線部は、前記導電性部材を介して前記導電性ヒンジ部に電気的に接続され、前記導電性ヒンジ部の一部は、前記アンテナ素子と容量結合可能な範囲で離間し、前記無線部から前記導電性部材を介して給電された前記導電性ヒンジ部の一部が、前記アンテナ素子の一部と容量結合することで、前記回路基板のグランドパターン、前記導電性ヒンジ部、及び前記アンテナ素子がダイポールアンテナを構成する携帯無線端末を提供する。

上記携帯無線端末は、前記第２の筐体内に設けられた金属部と、前記第２の筐体内に設けられた他の回路基板と、を備え、前記アンテナ素子は、前記第２の回路基板のグランドパターン及び前記金属部の少なくとも一方である。

上記携帯無線端末では、前記導電性ヒンジ部の一部は、第２の筐体内に設けられた金属板である。

上記携帯無線端末では、前記アンテナ素子の全体が防水性の非導電性部材で覆われている。

また、本発明は、第１の筐体内に設けられ、無線部とグランドパターンを備える回路基板と、前記無線部と電気的に接続される導電性部材と、第１軸芯を中心に回動可能に前記第１の筐体と連結する第１のヒンジ部と、第２筐体内に設けられたアンテナ素子と、を備え、前記アンテナ素子の一部又は全体が防水性の非導電性部材で覆われ前記導電性部材は、前記アンテナ素子と容量結合可能な範囲で離間し、前記無線部から接続された前記導電性部材の一部が、前記アンテナ素子の一部と容量結合することで、前記回路基板のグランドパターン、前記導電性部材、及び前記アンテナ素子がダイポールアンテナを構成することを特徴とする携帯無線端末を提供する。

上記携帯無線端末では、前記導電性部材と前記アンテナ素子間のリアクタンス値が１６Ω以下である。

上記携帯無線端末では、前記導電性部材と前記アンテナ素子間に非導電性部材と、を備えている。

上記携帯無線端末では、導電性部材で構成された前記第１ヒンジ部と、を備え、前記導電性部材と前記第１ヒンジ部は電気的に接続し、前記第１ヒンジ部が前記アンテナ素子と容量結合することで、前記回路基板のグランドパターン、前記導電性部材、前記第１ヒンジ部及び前記アンテナ素子がダイポールアンテナを構成する。

本発明に係る携帯無線端末によれば、携帯無線端末の使用状態によって、アンテナ性能を劣化させることがなく、浸水時においてもアンテナ特性が変動しない。

実施の形態１に係る携帯無線端末を横開きした状態を示す斜視図 折り畳み式携帯電話機１００の横開き状態を示す図 図２のIII−III線の断面図 図２のIV−IV線の断面図 実施の形態２に係る無線携帯端末を横開きした状態を示す図 図５のVI−VI線の断面図 実施の形態２の変形例に係る無線形態端末を横開きした状態を示す図 図７のVIII−VIII線の断面図 実施の形態３に係る無線携帯端末を縦開きした状態を示す図 図９のX−X線の断面図 平行平板型コンデンサーを示す図 容量結合部のリアクタンス値変化によるアンテナ特性の変動を示す図 実施の形態４に係る無線携帯端末を縦開きした状態を示す図 図１３のXIV−XIV線の断面図 従来例１のアンテナの構成を示す図 従来例２のアンテナの構成を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る携帯無線端末の一例である折り畳み式携帯電話機１００について、図１〜図４を参照して説明する。

本実施の形態の折り畳み式携帯電話機１００（以下、携帯電話機１００という）は、第１の筐体１０１（下筐体）と、第２の筐体１０２（上筐体）と、下筐体１０１および上筐体１０２を連結した連結部１１３と、を備える。

携帯電話機１００は、下筐体１０１および上筐体１０２が互いに重なり合う閉じ状態と、閉じ状態から第１回動軸３１（Ｙ軸）を中心として、下筐体１０１に対して上筐体１０２および連結部１１３が一体的に回動することによる縦開き状態と、閉じ状態から第２回動軸３２（Ｘ軸）を中心として下筐体１０１および連結部１１３に対して上筐体１０２が回動することによる横開き状態とが得られる。

下筐体１０１は、閉じ状態において、上筐体１０２と対向する表面１０１Ａに入力キー２４および機能キー２５を多数備えた操作部２３が設けられている。

また、上筐体１０２は、閉じ状態において、下筐体１０１と対向する表面１０２Ａに表示部（ＬＣＤ）２８が設けられている。

連結部１１３は、連結部本体１１３Ａと、第１回動部材１０８と、第２回動部材１０７とからなる。

第１回動部材１０８（以下、第１のヒンジ部１０８という）は、下筐体１０１と連結部本体１１３Ａとを連結するとともに、下筐体１０１に対して連結部本体１１３Ａが回動するための支軸部材である。

第１のヒンジ部１０８は、その軸線が前述した第１回動軸３１（Ｙ軸）に沿って配置され、下筐体１０１の厚み方向に対して直交するとともに、下筐体１０１の短辺方向（幅方向）に沿って設けられている。

第２回動部材１０７（以下、第２のヒンジ部１０７という）は、上筐体１０２と連結部本体１１３Ａとを連結するとともに、下筐体１０１および連結部本体１１３Ａに対して上筐体１０２が回動するための支軸としての部材とされている。

第２のヒンジ部１０７は、その軸線が前述した第２回動軸３２に沿って配置され、閉じ時の上筐体１０２の厚み方向に対して直交するとともに、上筐体１０２の長辺方向（長手方向）に沿って設けられている。

第２のヒンジ部１０７は、一端部が連結部本体１１３Ａに連結され、他端部が上筐体１０２に連結されている。従って、上筐体１０２は、第２のヒンジ部１０７により片持ち支持されている。

本実施の形態では、第２のヒンジ部１０７は金属製であり、後述するように、下筐体１０１の第１の回路基板と、上筐体１０２の第２の回路基板及び金属部の少なくとも一方とをダイポールアンテナとして機能させるための構造を有する。以下、この構造を説明するために、第２のヒンジ部１０７を金属ヒンジ部１０７という。

ここで、第１回動軸３１および第２回動軸３２とは、携帯電話１００が閉じ状態から縦開き状態あるいは横開き状態に移行する際の下筐体１０１および上筐体１０２の回転中心線の方向を指す。

具体的には、第１回動軸３１は下筐体１０１の厚み方向に対して直交するとともに下筐体１０１の短辺方向（幅方向）に沿う方向（図中、Ｙ軸）とされている。また、第２回動軸３２は上筐体１０２の厚み方向に対して直交するとともに上筐体１０２の長辺方向（長手方向）に沿う方向（図中、Ｘ軸）とされている。これらの第１回動軸３１および第２回動軸３２は、互いに直交している。

なお、本発明において、第１のヒンジ部１０８および第２のヒンジ部１０７は、下筐体１０１に対する上筐体１０２および連結部１１３の回動、あるいは下筐体１０１および連結部１１３に対する上筐体１０２の回動に伴って、第１のヒンジ部１０８または第２のヒンジ部１０７が軸まわりに回転する。

また、下筐体１０１に対して上筐体１０２が第２のヒンジ部１０７を中心に回動する状態とは、閉じ状態から完全な横開き状態に至るまでの間を指し、下筐体１０１に対して上筐体１０２が回動中の下筐体１０１と上筐体１０２との間の挟み角度は問わない。

次に、図２から図４を参照して、折り畳み式携帯電話機１００のアンテナ構造について説明する。図２は、折り畳み式携帯電話機１００の横開き状態を示す図であり、図３は、図２のIII−III線の断面図であり、図４は、図２のIV−IV線の断面図である。

本実施の形態では、金属ヒンジ部１０７の一部を構成する第２の筐体１０２の内部の金属物１０９が、金属物１０９と空間的に所定距離だけ離間している第２の回路基板１１１及び金属部１１２の少なくとも一方と直接接合せずに容量結合することで、金属ヒンジ部１０７と電気的に接続されている第１の回路基板１０３のグランドパターンと、第２の回路基板１１１のグランドパターン及び金属部１１２の少なくとも一方とがダイポールアンテナとして機能する。

第１の筐体１０１は、グランドパターンを有する第１の回路基板１０３を備える。また、第１の筐体１０１の一端には、第１のヒンジ部１０８及び金属ヒンジ部１０７が設けられている。

第１の回路基板１０３は、折り畳み式携帯電話機１００の各種機能を実現する回路と、アンテナ素子に給電する機能を備える無線部１０４と、導電性部材１０６と第１の回路基板１０３とを接続する接続部１０５を備える。

無線部１０４には、第１の回路基板１０３の電源部（図示せず）からアンテナ素子に給電するための電力が供給される。

導電性部材１０６は、金属板である。図２、図３に示すように、その一端が、第１の筐体１０１内部の第１の回路基板１０３上に形成された接続部１０５を介して、第１の回路基板１０３の無線部１０４と接続される。また、その他端が、金属ヒンジ部１０７と接点を形成するように折り曲げ加工されており、金属ヒンジ部１０７に電気的に接続されている。

第１のヒンジ部１０８は、図２に示すＹ軸方向を中心として、第１の筐体１０１に対して第２の筐体１０２を回動可能（縦開き）に接続している。

金属ヒンジ部１０７は、図２に示すＸ軸方向（Ｙ軸方向と略垂直な方向）を中心として、第１の筐体１０１に対して第２の筐体１０２を回動可能に接続している。金属ヒンジ部１０７は、導電性部材１０６及び接続部１０５を介して、第１の回路基１０３の無線部１０４と接続されている。

金属ヒンジ部１０７は、図４に示すように、金属ヒンジ部１０７の一部を構成する第２の筐体１０２内の金属物１０９に、ネジ穴を設けて、ネジ１１０で第２の筐体１０２にネジ止め固定されている。

金属ヒンジ部１０７の一部を構成する第２の筐体内の金属物１０９は、第２の回路基板１１１及び金属部１１２の少なくとも一方と直接接続せずに容量結合する。金属ヒンジ部１０７の一部を構成する第２の筐体１０２内の金属物１０９は、第２の回路基板１１１と金属部１１２の少なくとも一方と容量結合すれば、金属ヒンジ部１０７と電気的に接続されている第１の回路基板１０３のグランドパターン、並びに第２の回路基板１１１のグランドパターン及び金属部１１２の少なくとも一方とがダイポールアンテナとして機能する。

第２の回路基板１１１は、グランドパターンを有し、表示部２８を支持する金属部１１２に設けられている。

金属部１１２は金属板であり、一方の面で表示部２８を支持し、一方の面と反対側の他方の面で第２の回路基板１１１を支持する。

ここで、本実施の形態におけるアンテナ素子の給電経路について、説明する。

まず、第１の回路基板１０３の電源から電力が供給された無線部１０４から、第１の回路基板上に形成された接続部１０５を介して、導電性部材１０６に電力が伝わる。そして、導電性部材１０６と電気的に接続される金属ヒンジ部１０７の一部を構成する第２の筐体１０２内部の金属物１０９が、導電性部材１０６から伝達された電力により、金属物１０９と空間的に所定距離だけ離間している第２の回路基板１１１及び金属部１１２の少なくとも一方と直接接合せずに容量結合することで、金属ヒンジ部１０７と電気的に接続されている第１の回路基板１０３のグランドパターンと、第２の回路基板１１１のグランドパターン及び金属部１１２の少なくとも一方とが、ダイポールアンテナとして機能する。つまり、第１の回路基板１０３、第２の回路基板１１１、及び金属部１１２は、アンテナ素子として機能する。

上述のように、本実施の形態では、金属ヒンジ部１０７の一部を構成する第２の筐体１０２内部の金属物１０９が、金属物１０９と空間的に所定距離だけ離間している第２の回路基板１１１及び金属部１１２の少なくとも一方と直接接合せずに容量結合することで、金属ヒンジ部１０７と電気的に接続されている第１の回路基板１０３のグランドパターンと、第２の回路基板１１１のグランドパターン及び金属部１１２の少なくとも一方とが、ダイポールアンテナとして機能する。そのため、携帯電話機１００が横開き状態であっても、アンテナとしての性能を劣化させることはない。

なお、本実施の形態では、金属ヒンジ部１０７の金属物１０９は、容量結合可能な範囲において、第２の筐体１０２内の第２の回路基板１１１及び金属部１１２のいずれか一方と空間的に所定距離だけ離間していれば良いが、これに限らない。特に、金属ヒンジ部１０７の金属物１０９の位置が、第２の筐体１０２内の第２の回路基板１１１及び金属部１１２のいずれか一方に対して、動作周波数の１／２０波長又は１０ｍｍ以内に設けられていれば、アンテナ特性を高めることができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る携帯無線端末の一例である折り畳み式携帯電話機２００について、図５〜図６を参照して説明する。図５及び図６において、図２〜図４と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。

以下、図５及び図６を参照して、折り畳み式携帯電話機２００のアンテナ構造について説明する。図５は、実施の形態２に係る無線携帯端末を横開きした状態を示す図であり、図６は図５のVI−VI線の断面図である。

図５に示す折り畳み式携帯電話機２００が、図２に示す折り畳み式携帯電話機１００と異なる点は、金属板１１４であり、それ以外の構成について、図２に示す折り畳み式携帯電話機１００のアンテナ構造を構成する構成と同じであるので、その詳細な説明を省略する。

図５に示すように、金属板１１４は、上方から見ると略Ｌ字状に形成されている。そして、金属板１１４の一端は、金属物１０９と一緒にネジ１１０によって第２筐体１０２にネジ止め固定されているため、金属板１１４は、第２の筐体内の金属物１０９と同様、金属ヒンジ部１０７の一部を構成している。また、金属板１１４の他端は、金属物１０９から、第２の筐体の長手方向に向けて延び、金属部１１２と重なっている。

次に、図６を参照して、金属板１１４が、第２の回路基板１０２のグランドパターン及び金属部１１２の少なくとも一方と容量結合する様子を説明する。

図６に示すように、金属物１０９にネジ止めされた金属板１１４は、第２の筐体１０２の厚さ方向において、第２の回路基板１１１と重なり、第２の回路基板１１１と容量結合が可能な範囲において、空間的に所定距離だけ離間している。したがって、第２のヒンジ部の一部を構成する第２の筐体内の金属板１１４が、第２の回路基板１１１と金属部１１２の少なくとも一方と直接接続せずに容量結合すれば、金属ヒンジ部１０７と電気的に接続されている第１の回路基板１０３のグランドパターン、並びに第２の回路基板１０２のグランドパターン及び金属部１１２の少なくとも一方とがダイポールアンテナとして機能する。

本実施の形態におけるアンテナ素子の給電経路について、説明する。
まず、第１の回路基板１０３の電源から電力が供給された無線部１０４から、第１の回路基板上に形成された接続部１０５を介して、導電性部材１０６に電力が伝わる。そして、導電性部材１０６と電気的に接続される金属ヒンジ部１０７の一部を構成する第２の筐体１０２内部の金属板１１４が、導電性部材１０６から伝達された電力により、金属板１１４と空間的に所定距離だけ離間している第２の回路基板１１１及び金属部１１２の少なくとも一方と直接接合せずに容量結合することで、金属ヒンジ部１０７と電気的に接続されている第１の回路基板１０３のグランドパターンと、第２の回路基板１１１のグランドパターン及び金属部１１２の少なくとも一方とが、ダイポールアンテナとして機能する。つまり、第１の回路基板１０３、第２の回路基板１１１、及び金属部１１２は、アンテナ素子として機能する。

本実施の形態では、金属ヒンジ部１０７の一部を構成する第２の筐体内の金属板１１４が、第２の回路基板１１１と金属部１１２の少なくとも一方と直接接続せずに容量結合すれば、金属ヒンジ部と電気的に接続されている第１の回路基板１０１のグランドパターン、並びに第２の回路基板１０２のグランドパターン及び金属部１１２の少なくとも一方とがダイポールアンテナとして機能する。そのため、携帯電話機１００が横開き状態であっても、アンテナとしての性能を劣化させることはない。

なお、本実施の形態では、金属ヒンジ部１０７の金属板１１４は、容量結合可能な範囲において、第２の筐体１０２内の第２の回路基板１１１及び金属部１１２のいずれか一方と空間的に所定距離だけ離間していれば良いが、これに限らない。特に、金属ヒンジ部１０７の金属板１１４の位置が、第２の筐体１０２内の第２の回路基板１１１及び金属部１１２のいずれか一方に対して、動作周波数の１／２０波長又は１０ｍｍ以内に設けられていれば、アンテナ特性を高めることができる。

なお、本実施の形態の使用周波数帯として、ワンセグ受信用周波数帯である４７３ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚを想定した場合、上述した所定距離（金属板１１４と金属部１１２の間隔）は、１８ｐＦと等価の容量値にする場合、０．１ｍｍ、金属部の面積は２００ｍｍ^２となる。このように、金属板１１４と金属部１１２の間隔と金属板１１４の面積を変化させると、第１の回路基板１０３と金属板１１４で構成されたダイポールアンテナの周波数特性を調整することができる。

（変形例）
上述したように、実施の形態２におけるアンテナ構造において、第２の筐体内で第２のヒンジ部の一部を構成する金属物１０９及び金属板１１４は、第２の筐体１０２の厚さ方向において、第２の回路基板１１１及び金属部１１２の少なくとも一方と容量結合が可能な範囲において、空間的に所定距離だけ離間している。そのため、この空間を利用して、第２の回路基板１１１及び金属部１１２を第２の筐体に侵入する水などの液体から第２の回路基板１１１及び金属部１１２を保護するために、第２の回路基板１１１及び金属部１１２の全体を覆う防水性非導電性部材１１５を設けることが可能である。防水性非導電性部材１１５第２の回路基板１１１及び金属部１１２の全体を防水性非導電性部材１１５で覆うことで、容易に第２の回路基板１１１の防水性を確保することができる。

図７、図８を参照して、実施の形態２におけるアンテナ構造において、防水性非導電性部材１１５で第２の回路基板１１１及び金属部１１２の全体を覆った場合について、説明する。図７は、実施の形態２に係る無線携帯端末を横開きした状態を示す図であり、図８は、図７のVIII−VIII線の断面図である。

図７に示すように、金属板１１４は、上方から見ると略Ｌ字状に形成されている。そして、金属板１１４の一端は、金属物１０９と一緒にネジ１１０によって第２筐体１０２にネジ止め固定され、金属板１１４の他端は、金属物１０９から、第２の筐体の長手方向に向けて延び、防水性非導電性部材１１５で覆われた金属部１１２（図示しない）と重なっている。

次に、図８を参照して、金属板１１４が、第２の回路基板１１１のグランドパターン及び金属部１１２の少なくとも一方と容量結合する様子を説明する。

図８に示すように、金属物１０９にネジ止めされた金属板１１４は、第２の筐体１０２の厚さ方向において、防水性非導電性部材１１５で覆われた第２の回路基板１１１と重なり、第２の回路基板１１１と容量結合が可能な範囲において、空間的に所定距離だけ離間している。したがって、第２のヒンジ部の一部を構成する第２の筐体内の金属板１１４が、防水性非導電性部材１１５で覆われた、第２の回路基板１１１と金属部１１２の少なくとも一方と直接接続せずに容量結合すれば、金属ヒンジ部１０７と電気的に接続されている第１の回路基板１０３のグランドパターン、並びに第２の回路基板１０２のグランドパターン及び金属部１１２の少なくとも一方とがダイポールアンテナとして機能する。

本実施の形態の変形例では、金属板１１４は、第２の筐体内の金属物１０９と同様、第２のヒンジ部の一部を構成する。そのため、第２のヒンジ部の一部を構成する第２の筐体内の金属板１１４が、第２の回路基板１１１と金属部１１２の少なくとも一方と直接接続せずに容量結合すれば、金属ヒンジ部１０７と電気的に接続されている第１の回路基板１０１のグランドパターン、並びに第２の回路基板１０２のグランドパターン及び金属部１１２の少なくとも一方とがダイポールアンテナとして機能する。

更に、本実施の形態の変形例では、金属物１０９にネジ止めされた金属板１１４は、第２の筐体１０２の厚さ方向において、第２の回路基板１１１と容量結合が可能な範囲において、空間的に所定距離だけ離間している。そのため、特許文献１に開示されているアンテナ構造のように回路基板と直接接続が必要なアンテナ構造と比べて、防水性非導電性部材１１５によって、容易に第２の回路基板１１１と金属部１１２の全体を覆うことができる。また、携帯電話機１００が横開き状態であっても、アンテナとしての性能を劣化させることはない。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る携帯無線端末の一例である折り畳み携帯電話機３００について図９、図１０を参照して説明する。図９及び図１０において、図２〜図８と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。

以下、図９及び図１０を参照して、折り畳み式携帯電話３００のアンテナ構造について説明する。図９は実施の形態３に係る無線端末機を縦開きした状態を示す図であり、図１０は図９のX−X線の断面図である。図９に示す折り畳み式携帯電話機３００が、図２に示す折り畳み式携帯電話１００および図７に示す折り畳み式携帯電話２００と異なる点は、金属ヒンジ部１０７がないこと及び導電性部材１０６の形状が異なる点であり、それ以外の構成について、図２及び図７に示す折り畳み式携帯電話２００及び３００のアンテナ構成と同じであるので、その詳細な説明を省略する。

第２の回路基板１１１及び金属部１１２は第２の筐体１０２に浸入する水などの液体から第２の回路基板１１１及び金属部１１２を保護するために、第２の回路基板１１１及び金属部１１２の一部又は全体が防水性非導電性部材１１５で覆われている。

導電性部材１０６は、フレキシブルプリント基板であり、このフレキシブルプリント基板上には、金属の印刷パターンとして形成された基板パターンが搭載されている。なお図示していないが導電性部材１０６はその全面亘って金属のパターンが形成されている。

また、導電性部材１０６は、図９に示すように、その一端が、第１筐体１０１内部の第１回路基板１０３上に形成された接続部１０５を介して、第１の回路基板１０３の無線部１０４と接続され、導電性部材１０６の他端は、第２筐体内のリブ１０２ａと防水性非導電性部材１１５で挟むことによって固定される。

第２の回路基板と導電性部材１０６は、第２の筐体１０２の厚さ方向において重なり、第２の回路基板１１１と容量結合が可能な範囲において、空間的に所定距離だけ離間している。

次に、本実施の形態におけるアンテナ素子の給電経路について、説明する。
まず、第１の回路基板１０３の電源から電力が供給された無線部１０４から、第１の回路基板１０３上に形成された接続部１０５を介して、導電性部材１０６に電力が伝わる。そして、導電性部材１０６が、第１回路基板１０３から伝達された電力により、導電性部材１０６と空間的に所定距離だけ離間している第２の回路基板１１１及び金属部１１２の少なくとも一方と直接接合せずに容量結合することで、導電性部材１０６と電気的に接続されている第１の回路基板１０３のグランドパターンと、第２の回路基板１１１のグランドパターン及び金属部１１２の少なくとも一方とが、ダイポールアンテナとして機能する。つまり、第１の回路基板１０３、第２の回路基板１１１、及び金属部１１２は、アンテナ素子として機能する。

導電性部材１０６、第２の回路基板１１１、および金属部１１２の金属重なり部１１６に発生する容量結合について説明する。容量結合の量を示すリアクタンス値Ｘは図１１に示すような平行平板型コンデンサーの場合、次式（１）で求めることができる。

ここで、上式（１）において、ωは角周波数、Ｃは図１１に示す平行平板型コンデンサーの容量値であり、次式（２）から求めることができる。

ここで、上式（２）において、ε_０は誘電率であり、その値は８．８５４×１０^−１２［Ｆ／ｍ］、ε_ｒは平板間の空間の比誘電率、Ｓは平板の断面積、ｄは平板間の距離を示す。

図９に示す金属重なり部１１６は、図１１とほぼ同様な平行平板コンデンサー型の形状となっている。そのため、上式（１）に示すリアクタンス値を金属重なり部１１６に適用することができる。ここで、金属重なり部１１６でのリアクタンス値Ｘｍは、金属重なり部１１６の容量値Ｃｍと反比例するので、ある周波数帯域において所定値以下のリアクタンス値Ｘｍを得るためには、金属重なり部１１６の容量値Ｃｍを所定値以上の容量値とする必要がある。

そこで、金属重なり部１１６について、水が浸水した時の容量値の変化を図１１に示した簡易的な構造を使用して説明する。例えば、平板の間が空気（ε_ｒ＝１．０）から水（ε_ｒ＝８０．４）に変化した場合、比誘電率ε_ｒは大きくなるため、上式（１）により金属重なり部１１６の容量値Ｃｍは大きくなり、金属重なり部１１６のリアクタンス値Ｘｍは小さくなることがわかる。

次に、図１２に第１の筐体１０１内の金属物２０１と第２の筐体１０２内の金属物２０２との間のリアクタンス値を変化させた時のアンテナ特性への影響を実験的に検証した結果を示す。図１２の縦軸はアンテナ特性［ｄＢ］を示し、図１２の横軸はリアクタンス値Ｘ［Ω］を示す。

図１２に示すように第１の筐体１０１内の金属物２０１と第２の筐体１０２内の金属物２０２との間のリアクタンス値が１６［Ω］以上では、容量結合の量が足りないため、第２の筐体１０２内の金属物２０２に高周波電流が十分に伝わらず、アンテナ特性が劣化する。しかし、第１の筐体１０１内の金属物２０１と第２の筐体１０２内の金属物２０２との間のリアクタンス値が１６Ω以下とすれば、十分な容量結合の量が確保できるため、第２の筐体１０２内の金属物２０２に高周波電流が伝わり、アンテナ特性がほぼ安定する。

したがって、水が浸水した場合においてもアンテナ特性が変動しないよう、金属重なり部１１６について、リアクタンス値Ｘｍを１６Ω以下にすれば良い。

なお、容量結合の量を容量値Ｃで規定すると、上式（２）より周波数に依存してしまう。そのため周波数に依存しないリアクタンス値で規定すると良い。

なお、本実施の形態の使用周波数帯として、ワンセグ受信用周波数帯である４７３ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚを想定した場合、上述した所定距離（第２回路基板１１１と金属部１１２の間隔）は、０．１ｍｍ、金属部１１２の面積は２００ｍｍ^２となる。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係る携帯無線端末の一例である折り畳み携帯電話機４００について図１３〜図１４を参照して説明する。図１３及び図１４において、図９〜図１０と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。

以下、図１３及び図１４を参照して、折り畳み式携帯電話４００のアンテナ構造について説明する。図１３は実施の形態４に係る無線端末機を縦開きした状態を示す図であり、図１４は図１３のXIV−XIV線の断面図である。

図１３に示す折り畳み式携帯電話機４００が、図９に示す折り畳み式携帯電話３００と異なる点は、アンテナ素子の給電経路が第１のヒンジ部１０８を介することが異なる点であり、それ以外の構成について、図９に示す折り畳み式携帯電話３００と同じであるので、その詳細な説明を省略する。

第１のヒンジ部１０８は、金属などの導電性部材から構成される。

導電性部材１０６は、金属板である。図９、図１０に示すように、その一端が、第１の筐体１０１内部の第１の回路基板１０３上に形成された接続部１０５を介して、第１の回路基板１０３の無線部１０４と接続される。また、その他端が、第１のヒンジ部１０８と接点を形成するように折り曲げ加工されており、第１のヒンジ部１０８に電気的に接続されている。

金属部１１２は、第1のヒンジ部１０８側の端部において、凸形状とする。金属部１１２と第１ヒンジ部１０８は、第１の筐体１０１の厚さ方向で重なり、容量結合が可能な範囲において、空間的に所定距離だけ離間している。

本実施の形態におけるアンテナ素子の給電経路について、説明する。
まず、第１の回路基板１０３の電源から電力が供給された無線部１０４から、第１の回路基板上に形成された接続部１０５を介して、導電性部材１０６に電力が伝わる。そして、導電性部材１０６と電気的に接続される第１のヒンジ部１０８が、導電性部材１０６から伝達された電力により、第１のヒンジ部１０８と空間的に所定距離だけ離間している金属部１１２と直接接合せずに容量結合することで、第１のヒンジ部１０８と電気的に接続されている第１の回路基板１０３のグランドパターンと、金属部１１２とが、ダイポールアンテナとして機能する。つまり、第１の回路基板１０３、第２の回路基板１１１、及び金属部１１２は、アンテナ素子として機能する。

実施の形態３と同様に第１のヒンジ部１０８と金属部１１２の金属重なり部１１６に発生するリアクタンス値は、金属重なり部１１６に水が浸水した場合においてもアンテナ特性が変動しないよう１６Ω以下であれば良い。

本発明に係る携帯無線端末は、その使用状態によって、アンテナ性能を劣化させることがなく、浸水時においてもアンテナ特性が変動しないという効果を有し、携帯電話等として有用である。

２３ 操作部
２４ 入力キー
２５ 機能キー
２８ 表示部（ＬＣＤ）
３１ 第１回動軸（Ｙ軸）
３２ 第２回動軸（Ｘ軸）
１００、２００、３００、４００ 折り畳み式携帯電話機
１０１ 第１の筐体（下筐体）
１０１Ａ、１０２Ａ 表面
１０２ 第２の筐体（上筐体）
１０２ａ リブ
１０３ 第１の回路基板
１０４ 無線部
１０５ 接続部
１０６ 導電性部材
１０７ 第２のヒンジ部
１０８ 第１のヒンジ部
１０９ 金属物
１１０ ネジ
１１１ 第２の回路基板
１１２ 金属部
１１３ 連結部
１１３Ａ 連結部本体
１１４ 金属板
１１５ 防水性非導電性部材
１１６ 金属重なり部

Claims (8)

1. 第１の筐体内に設けられ、無線部とグランドパターンを備える回路基板と、
   前記無線部と電気的に接続される導電性部材と、
   第１の軸芯を中心に回動可能に前記第１の筐体と連結する第１のヒンジ部と、
   第２の筐体内に設けられたアンテナ素子と、
   前記第１の軸芯と略直交する第２の軸芯を中心に前記第２の筐体と回動可能に連結する導電性ヒンジ部とを備え、
   前記無線部は、前記導電性部材を介して前記導電性ヒンジ部に電気的に接続され、
   前記導電性ヒンジ部の一部は、前記アンテナ素子と容量結合可能な範囲で離間し、
   前記無線部から前記導電性部材を介して給電された前記導電性ヒンジ部の一部が、前記アンテナ素子の一部と容量結合することで、前記回路基板のグランドパターン、前記導電性ヒンジ部、及び前記アンテナ素子がダイポールアンテナを構成することを特徴とする携帯無線端末。
2. 請求項１に記載の携帯無線端末であって、
   前記第２の筐体内に設けられた金属部と、
   前記第２の筐体内に設けられた他の回路基板と、を備え、
   前記アンテナ素子は、前記第２の回路基板のグランドパターン及び前記金属部の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１に記載の携帯無線端末。
3. 請求項１又は請求項２に記載の携帯無線端末であって、
   前記導電性ヒンジ部の一部は、第２の筐体内に設けられた金属板であることを特徴とする携帯無線端末。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の携帯無線端末であって、
   前記アンテナ素子の全体が防水性の非導電性部材で覆われていることを特徴とする携帯無線端末。
5. 第１の筐体内に設けられ、無線部とグランドパターンを備える回路基板と、
   前記無線部と電気的に接続される導電性部材と、
   第１軸芯を中心に回動可能に前記第１の筐体と連結する第１のヒンジ部と、
   第２筐体内に設けられたアンテナ素子と、
   を備え、
   前記アンテナ素子の一部又は全体が防水性の非導電性部材で覆われ
   前記導電性部材は、前記アンテナ素子と容量結合可能な範囲で離間し、
   前記無線部から接続された前記導電性部材の一部が、前記アンテナ素子の一部と容量結合することで、前記回路基板のグランドパターン、前記導電性部材、及び前記アンテナ素子がダイポールアンテナを構成することを特徴とする携帯無線端末。
6. 請求項５に記載の携帯無線端末であって、
   前記導電性部材と前記アンテナ素子間のリアクタンス値が１６Ω以下であることを特徴とする携帯無線端末。
7. 請求項５乃至６に記載の携帯無線端末であって、
   前記導電性部材と前記アンテナ素子間に非導電性部材と、を備えることを特徴とする携帯無線端末。
8. 請求項５乃至７に記載の携帯無線端末であって、
   導電性部材で構成された前記第１ヒンジ部と、
   を備え、
   前記導電性部材と前記第１ヒンジ部は電気的に接続し、
   前記第１ヒンジ部が前記アンテナ素子と容量結合することで、
   前記回路基板のグランドパターン、前記導電性部材、前記第１ヒンジ部及び前記アンテナ素子がダイポールアンテナを構成することを特徴とする携帯無線端末。

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