JP2012129915A - 携帯無線機 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の無線部を搭載した回転２軸型携帯無線機において、無線機の取り得る状態に応じて、高いアンテナ利得を安定して得ることができる携帯無線機を提供する。
【解決手段】第１無線部１０８と電気的に接続される第１アンテナ素子１１１と、第３筐体１０３内に配置された第２アンテナ素子１１２及び第３アンテナ素子１１３と、第２無線部１０９及び第３無線部１１０と第２アンテナ素子１１２及び第３アンテナ素子１１３との間に設け、表示部１１６が外側に配置されて閉じた状態であるか、否かを閉じ状態検知部１１５によって検知した結果に応じて、切り替え部１１４が第３筐体１０３内の２つのアンテナ素子と第２無線部１０９及び第３無線部１１０の２つの無線部との接続を切り替える。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の無線部が搭載された２つの回転軸を有する携帯無線機に関する。

近年の携帯無線機は、折畳み式、スライド式など、代表される使用用途に応じてユーザが筐体状態を選択できる様々な筐体構造を有して普及している。その中には、待ち受け状態では表示画面が筐体表面に現れない「通常閉じ状態」、通話状態では２つの筐体を開いた「開き状態」、筐体を閉じているにも関わらず表示画面が筐体表面に現れる「ビューア閉じ状態」の、３つの状態を採り得る回転２軸構造（スイーベル構造）がある。
また、携帯無線機には、音声通話に用いられるセルラー通信用無線部以外にも、複数の無線部が搭載されている。これらの無線部の中には、同一の周波数帯で動作する別々の無線部が存在する場合がある。一例としては、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈやＷｉ−Ｆｉのように、異なる無線部でありつつも、双方共に２．４００〜２．４８３５ＧＨｚの周波数帯を使用するものである。

このような、同一周波数帯で動作する２つの無線部を同一筐体内にそれぞれ構成した場合、電磁結合影響によるアンテナ性能の劣化が問題になる場合が多く、筐体内において、双方のアンテナを可能な限り離して配置することが望ましい。

スイーベル構造を有する携帯無線機のアンテナ性能を確保する技術として以下のような特許文献がある。
特許文献１では、通常閉じ状態とビューア閉じ状態を実現する反転軸を有した上筐体内に、その反転軸を中心とした回転対称形の平衡アンテナを配置することで、２つの閉じ状態の両方で下筐体内金属との間隔を一定に保ち、安定したアンテナ性能の維持が実現できる。

特許文献２では、素子の両側から給電出来る構造を有したアンテナを上筐体内に配置し、下筐体内に配置された導電性部品による性能劣化影響受けない様、２つの閉じ状態のいずれであるかを検知することで、アンテナの給電位置を選択し切替えを行い、通常閉じ状態とビューア閉じ状態の両方で安定したアンテナ性能の維持が実現できる。

特開２００７−０１９８０８号公報 特開２００７−０４９２１５号公報

しかしながら、特許文献１や２のアンテナ装置はスイーベル構造における２つの閉じ状態それぞれでのアンテナ性能を確保する技術であり、同一周波数帯で動作する複数の無線部に対応する複数のアンテナが搭載される場合を考慮していない為、筐体内のアンテナ配置次第で想定される複数のアンテナ同士の近接による電磁結合劣化を回避することが出来ない。

本発明の目的は、上記課題を解決するべくなされたものであり、同一周波数帯で動作する２つのアンテナ素子をスイーベル構造における２つの閉じ状態それぞれで常に距離が離れるように配置し、電磁結合劣化を引き起こさずに高いアンテナ性能を安定して確保できる携帯端末を提供することである。

本発明の携帯無線機は、第１筐体と、第２筐体と、第３筐体と、前記第１筐体と前記第２筐体とを一方の軸で開閉自在に連結する第１ヒンジと、前記第２筐体と前記第３筐体とを前記一方の軸と直行する他方の軸で回転自在に連結する第２ヒンジと、前記第１筐体に配置された第１回路基板と、前記第３筐体に配置された第２回路基板と、前記第３筐体に配置された表示部と、前記第１回路基板もしくは前記第２回路基板に配置される第１無線部と、前記第１回路基板もしくは前記第２回路基板に配置され、前記第１無線部の動作周波数の少なくとも一部が同一である第２無線部と、前記第１回路基板もしくは前記第２回路基板に配置される第１無線部と、前記第１回路基板もしくは前記第２回路基板に配置され、前記第１無線部の動作周波数の少なくとも一部が同一である第２無線部と、前記第１回路基板もしくは前記第２回路基板に配置される第３無線部と、前記第１筐体内に配置され、前記第１無線部と電気的に接続される第１アンテナ素子と、前記第３筐体内に配置された第２アンテナ素子と、前記第３筐体内に配置された第３アンテナ素子と、前記第２無線部及び前記第３無線部と前記第２アンテナ素子及び前記第３アンテナ素子との間に設け、それぞれの無線部とそれぞれのアンテナ素子との間の電気的な接続を切り替える切り替え部と、前記第３筐体の前記第１筐体に対する閉じ方向を検知する検知部とを備え、前記表示部が外側に配置されて閉じた状態であるか、前記表示部が内側に配置されて閉じた状態であるかのいずれかを前記検知部によって検知し、前記表示部が外側に配置されて閉じた状態では、前記第２アンテナ素子及び前記第３アンテナ素子のうち、前記第１アンテナ素子に対して距離が遠くなるアンテナ素子を第２無線部と電気的に接続するように前記切り替え部が切り替えを行い、前記表示部が内側に配置されて閉じた状態では、前記第２アンテナ素子及び前記第３アンテナ素子のうち、前記第１アンテナ素子に対して距離が遠くなるアンテナ素子を第２無線部と電気的に接続するように前記切り替え部が切り替えを行うことものである。

これによって、筐体の状態に応じて、第１無線部の動作周波数の少なくとも一部が同一である第２無線部と第２アンテナ素子もしくは第３アンテナ素子との電気的な接続が切り替えられることにより、表示部が外側に配置されて閉じた状態、あるいは表示部が内側に配置されて閉じた状態、いずれの閉じ状態においても第１無線部に接続された第１アンテナ素子と第２無線部と接続されたアンテナ素子との距離は、第１アンテナ素子と第３無線部と接続されたアンテナ素子との距離に比べて常に大きくなり、アンテナ性能を高く保つことが可能となる。

さらに、本発明の携帯無線機に、第１アンテナ素子が、第１筐体内の第１ヒンジ側と対向する辺側且つ幅方向で一方の端部に配置され、第２アンテナ素子及び第３アンテナ素子が、第３筐体内の第２ヒンジ側と対向する辺側且つ幅方向で両端部にそれぞれ配置されることにより、一般的にアンテナにとって優位性のある筐体端部への配置と、２つの閉じ状態における２つの無線部との接続切り替えに対する高い安定性を保ったアンテナ性能と、筐体内の面積の有効活用とを両立することができる。

さらに、本発明の携帯無線機に、前記第２アンテナ素子及び前記第３アンテナ素子が、同一形状であることにより、２つの閉じ状態における２つの無線部との接続切り替えに対してアンテナ性能の高い安定性を保ちつつ、素子の個別化が不要なことによるコストダウンを図ることができる。

さらに、本発明の携帯無線機に、前記第２アンテナ素子及び前記第３アンテナ素子が、左右対称形状であることにより、２つの閉じ状態における２つの無線部との接続切り替えに対してアンテナ性能の高い安定性を保つことができる。

本発明に係る携帯無線機によれば、複数の無線部を搭載した回転２軸型携帯無線機において、使用する無線部のアンテナ性能を、通常閉じ状態、ビューア閉じ状態いずれにおいても、高く安定性を保つことができる携帯無線機を提供できる。

本発明の実施の形態１に係る携帯無線機の一例である携帯電話機の３つの状態を示す外観斜視図 本発明の実施の形態１に係る携帯無線機の開き状態の正面図 本発明の実施の形態１に係る携帯無線機の開き状態の側面図 本発明の実施の形態１に係る携帯無線機の通常閉じ状態の断面図 本発明の実施の形態１に係る携帯無線機のビューア閉じ状態の断面図

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る携帯無線機の一例である携帯電話機１００について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、携帯電話機１００の全体の筐体の状態を示す図である。

図１（ａ）は、通話時などの開き状態を示す図であり、携帯電話機１００は、回転２軸型であり、第１筐体１０１と、第２筐体１０２と、第３筐体１０３とを備える。第１筐体１０１の表面には操作キー部１１７が設けられており、また、第３筐体１０３の表面には表示部１１６が設けられている。また、第１回転軸１１及び第２回転軸１２は、携帯電話機１００が開き状態から通常閉じ状態、或いはビューア閉じ状態に移行する際の第１筐体１０１および第３筐体１０３の回転中心線の方向を指している。

具体的には、第１回転軸１１は第１筐体１０１の厚み方向に対して直交するとともに第１筐体１０１の短辺方向に沿う方向であり、第２回転軸１２は第３筐体１０３の厚み方向に対して直交するとともに第３筐体１０３の長辺方向に沿う方向である。これらの第１回転軸１１及び第２回転軸１２は、互いに直交している。
図１（ｂ）は、開き状態から第１回転軸１１を中心として、第１筐体１０１に対して第２筐体１０２及び第３筐体１０３が一体的に回転し、表示部１１６が見えない状態で第１筐体１０１及び第３筐体１０３を互いに重なり合うように閉じた通常閉じ状態を示す図である。

図１（ｃ）は、通常閉じ状態から第２回転軸１２を中心として、第２筐体１０２に対して第３筐体１０３が回転し、表示部１１６が見える状態で第１筐体１０１及び第３筐体１０３を互いに重なり合うように閉じたビューア閉じ状態を示す図である。
次に、図２〜図５を参照して、本発明の実施の形態の携帯電話機１００における、本発明の特徴であるアンテナ配置とその切り替えについて、説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る開き状態の携帯電話機１００の全体構造を＋Ｘ方向から見た正面図である。また、図３は、＋Ｙ方向から見た側面図であり、図４は−Ｚ方向から見た通常閉じ状態のアンテナ素子部の断面図である。図５は、−Ｚ方向から見たビューア閉じ状態のアンテナ素子部の断面図である。

図２及び図３に示すように、携帯電話機１００は、第１筐体１０１、第２筐体１０２、第３筐体１０３、第１ヒンジ１０４、第２ヒンジ１０５、第１無線部１０８、第２無線部１０９、第３無線部１１０、第１アンテナ素子１１１、第２アンテナ素子１１２、第３アンテナ素子１１３、第１回路基板１０６、第２回路基板１０７及び表示部１１６を備えている。

第１ヒンジ１０４は、第１筐体１０１と第２筐体１０２とを回転自在にする支軸部材であり、第２ヒンジ１０５は、第２筐体１０２と第３筐体１０３とを回転自在にする支軸部材である。これら２つのヒンジを直交して配置することにより、携帯電話機１００は直交した２つの回転軸を持つことができる。第１筐体１０１と第２筐体１０２は、第１ヒンジ１０４によって開閉自在に連結され、第２筐体１０２と第３筐体１０３は、第２ヒンジ１０５によって回転自在に連結される。第１筐体１０１には、第１回路基板１０６が配置され、第１回路基板１０６上には、第１無線部１０８が配置される。第１アンテナ素子１１１は、第１筐体１０１内の第１ヒンジ１０４と対向する辺側の端部に配置され、第１無線部１０８と電気的に接続される。第３筐体１０３には、第２回路基板１０７が配置され、第２回路基板１０７上には、第２無線部１０９と、第３無線部１１０と、切り替える切り替え部１１４と、閉じ状態検知部１１５が配置される。第２アンテナ素子１１２及び第３アンテナ素子１１３は、第３筐体１０３内の、第２ヒンジ１０５と対向する辺側の両端部にそれぞれ配置され、前記の２つの無線部との間に電気的接続を切り替える切り替え部１１４を介して接続される。また、閉じ状態検知部１１５は、切り替え部１１４に接続される。

第１無線部１０８と第２無線部１０９の動作周波数は、少なくともその一部が同一である。

図４及び図５は、それぞれ通常閉じ状態とビューア閉じ状態において−Ｚ方向から見たアンテナ素子の断面図である。これらの図に示すとおり、通常閉じ状態では第１アンテナ素子１１１と第２アンテナ素子１１２との間の距離が小さくなり、ビューア閉じ状態では第１アンテナ素子１１１と第３アンテナ素子１１３との間の距離が小さくなる。

一般的にアンテナは、素子同士が近接すると電磁結合影響によりアンテナ性能が劣化する。また、動作周波数が同一である場合とそうでない場合とでは、同一である場合の方がその劣化の傾向はより強くなる。この為、通常閉じ状態では少なくとも動作周波数の一部が同じ第１無線部１０８と接続された第１アンテナ素子１１１と第２無線部１０９と接続された第２アンテナ素子１１２とでは、電磁結合影響が大きくなりアンテナ性能が劣化するが、ビューア閉じ状態では第１無線部１０８と接続された第１アンテナ素子１１１と第２無線部１０９と接続された第２アンテナ素子１１２との距離が離れることによって電磁結合影響が低減でき、通常閉じ状態に比べビューア閉じ状態は第１アンテナ素子１１１と第２アンテナ素子１１２のいずれのアンテナ性能も高く保つことが可能になる。
そこで今回の構成では、閉じ状態検知部１１５にて２つの閉じた状態のいずれかを検知し、且つ切り替え部１１４にて２つのアンテナ素子と２つの無線部との間の接続をいずれかに切替えることにより、常に２つの閉じた状態それぞれでアンテナ性能を良好に保持することが可能になる。

具体的には、通常閉じ状態では、切り替え部１１４にて第２アンテナ素子１１２と第３無線部１１０を電気的に接続させ、第３アンテナ素子１１３と第２無線部１０９を電気的に接続させる。これによって、通常閉じ状態で近接する第１アンテナ素子１１１と第２アンテナ素子１１２は、無線部としては動作周波数が異なるため、アンテナ間の電磁結合影響を低減することができる。逆に、ビューア閉じ状態では、切り替え部１１４にて第２アンテナ素子１１２と第２無線部１０９を電気的に接続させ、第３アンテナ素子１１３と第３無線部１１０を電気的に接続させることにより、同様にアンテナ間の電磁結合影響を低減することができる。

なお、第１アンテナ素子１１１の配置位置は、第１ヒンジ１０４と対向する辺側の端部に限定されるものではなく、第１回路基板１０６上のどの位置でも配置可能である。その場合は、通常閉じ状態では第１アンテナ素子１１１と距離が離れている方のアンテナ素子を第２無線部１０９と接続させ、ビューア閉じ状態ではもう一方のアンテナ素子を第２無線部１０９と接続させることで安定した高いアンテナ性能の維持が可能になる。
更に、第２アンテナ素子１１２と第３アンテナ素子１１３は、２つの閉じ状態での２つの無線部との接続切り替え時の安定性を考慮し、左右対称形状、或いは同一形状であることが望ましく、且つ、２つの無線部に対応するため、第２アンテナ素子１１２と第３アンテナ素子１１３は２つの周波数帯で共振し、且つ２つの周波数帯の内低い方の周波数帯に合わせた素子長及びアンテナ占有体積を確保しているものが望ましい。
また、切り替え部１１４及び閉じ状態検知部１１５の配置位置は、第２回路基板１０７上に限定されるものではなく、第１回路基板１０６上もしくは第２回路基板１０７上のいずれかの場所に配置されていればよい。

本発明は、携帯電話、ノートパソコン、携帯型ゲーム機、携帯型オーディオ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、電子ブック、等々の回転２軸型の機構を備え、且つ複数の無線部及びアンテナを備える電子機器に利用可能である。

１１ 第１回転軸
１２ 第２回転軸
１００ 携帯電話機
１０１ 第１筐体
１０２ 第２筐体
１０３ 第３筐体
１０４ 第１ヒンジ
１０５ 第２ヒンジ
１０６ 第１回路基板
１０７ 第２回路基板
１０８ 第１無線部
１０９ 第２無線部
１１０ 第３無線部
１１１ 第１アンテナ素子
１１２ 第２アンテナ素子
１１３ 第３アンテナ素子
１１４ 切り替え部
１１５ 閉じ状態検知部
１１６ 表示部
１１７ 操作キー部

Claims (4)

1. 第１筐体と、
   第２筐体と、
   第３筐体と、
   前記第１筐体と前記第２筐体とを開閉自在に連結する第１ヒンジと、
   前記第２筐体と前記第３筐体とを回転自在に連結する第２ヒンジと、
   前記第１筐体に配置された第１回路基板と、
   前記第３筐体に配置された第２回路基板と、
   前記第３筐体に配置された表示部と、
   前記第１回路基板もしくは前記第２回路基板に配置される第１無線部と、
   前記第１回路基板もしくは前記第２回路基板に配置され、前記第１無線部の動作周波数の少なくとも一部が同一である第２無線部と、
   前記第１回路基板もしくは前記第２回路基板に配置される第３無線部と、
   前記第１筐体内に配置され、前記第１無線部と電気的に接続される第１アンテナ素子と、
   前記第３筐体内に配置された第２アンテナ素子と、
   前記第３筐体内に配置された第３アンテナ素子と、
   前記第２無線部及び前記第３無線部と前記第２アンテナ素子及び前記第３アンテナ素子との間に設け、それぞれの無線部とそれぞれのアンテナ素子との間の電気的な接続を切り替える切り替え部と、
   前記第３筐体の前記第１筐体に対する閉じ方向を検知する検知部とを備え、
   前記表示部が外側に配置されて閉じた状態であるか、前記表示部が内側に配置されて閉じた状態であるかのいずれかを前記検知部によって検知し、前記表示部が外側に配置されて閉じた状態では、前記第２アンテナ素子及び前記第３アンテナ素子のうち、前記第１アンテナ素子に対して距離が遠くなるアンテナ素子を第２無線部と電気的に接続するように前記切り替え部が切り替えを行い、
   前記表示部が内側に配置されて閉じた状態では、前記第２アンテナ素子及び前記第３アンテナ素子のうち、前記第１アンテナ素子に対して距離が遠くなるアンテナ素子を第２無線部と電気的に接続するように前記切り替え部が切り替えを行うことを特徴とする携帯無線機。
2. 前記第１アンテナ素子は、前記第１筐体内の前記第１ヒンジ側と対向する辺側且つ幅方向で一方の端部に配置され、
   前記第２アンテナ素子及び前記第３アンテナ素子は、前記第３筐体内の前記第２ヒンジ側と対向する辺側且つ幅方向で両端部にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項１記載の携帯無線機。
3. 前記第２アンテナ素子及び前記第３アンテナ素子は、同一形状であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の携帯無線機。
4. 前記第２アンテナ素子及び前記第３アンテナ素子は、左右対称形状であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の携帯無線機。

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