JP2012151710A

JP2012151710A - 電子機器

Info

Publication number: JP2012151710A
Application number: JP2011009466A
Authority: JP
Inventors: Hikari Nekotsuka; 光猫塚
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2011-01-20
Filing date: 2011-01-20
Publication date: 2012-08-09

Abstract

【課題】簡易な構成により静電気による電子部品の破壊を防止することができる電子機器を提供する。
【解決手段】携帯電話機は、操作部側筐体と、電子部品が実装され、操作部側筐体の内部に配置された回路基板と、導電性のアンテナエレメント９２及びアンテナエレメント９２を覆って形成される絶縁部９３を有し、操作部側筐体の内部に配置されるフレキシブル基板９１と、操作部側筐体の内部に配置される基準電位パターン層７５と、を備える。アンテナエレメント９２は、絶縁部９３から露出する給電点９４及びメッキリード９６を有する。給電点９４及びメッキリード９６は、基準電位パターン層７５と電気的に接続され、静電気を基準電位パターン層７５へ誘導する。
【選択図】図３

Description

本発明は、アンテナ素子を有する電子機器に関する。

従来より、携帯電話機等の電子機器は、筐体と、筐体の内部に配置された回路基板と、回路基板上に実装された多数の電子部品とを備えている。このような電子機器において、筐体の外部から筐体の内部へ静電気が侵入すると、電子部品を破壊するおそれがある。そのため、静電気による電子部品の破壊を防止する携帯電子機器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の携帯電子機器は、携帯電子機器の筐体を構成するフロントケースとリアケースとの嵌合部の近傍に、基準電位部に接続された金属部材を設けている。これにより、特許文献１に記載の携帯電子機器は、筐体の外部から筐体の内部へ侵入する静電気を、金属部材を介して基準電位部へ導き、筐体の内部に配置された電子部品の破壊を防止している。

特開２００６−０６６２８０号公報

しかし、特許文献１に記載の携帯電子機器は、静電気による電子部品の破壊を防止するための構成が複雑化し、製造コストが増加してしまう可能性があった。

本発明は、簡易な構成により静電気による電子部品の破壊を防止することができる電子機器を提供することを目的とする。

本発明に係る電子機器は、上記課題を解決するために、筐体と、電子部品が実装され、前記筐体の内部に配置された回路基板と、導電性のアンテナ素子及び当該アンテナ素子を覆って形成される絶縁部を有し、前記筐体の内部に配置される可撓性基板と、前記筐体の内部に配置される基準電位部と、を備え、前記アンテナ素子は、前記絶縁部から露出する露出部分を有し、前記露出部分は、前記基準電位部と電気的に接続され、静電気を前記基準電位部へ誘導する。

また、前記回路基板に設けられ、前記アンテナ素子に高周波電流を供給する給電部を有し、前記露出部分は、前記アンテナ素子と前記給電部とが電気的に接続される給電点を含むことが好ましい。

また、前記アンテナ素子と前記給電部との間に配置され、前記アンテナ素子及び前記給電部と電気的に接続される整合回路と、前記アンテナ素子と前記整合回路との間に配置され、前記基準電位部と電気的に接続されるインダクタと、を備えることが好ましい。

また、前記アンテナ素子は、前記基準電位部と電気的に接続される短絡部を備え、前記アンテナ素子は、前記給電部と電気的に接続されて、逆Ｆアンテナを構成することが好ましい。

また、前記露出部分は、前記可撓性基板のメッキ処理において電源と接続されるメッキ用電極を兼ねることが好ましい。

本発明によれば、簡易な構成により静電気による電子部品の破壊を防止することができる。

本発明の一実施形態としての携帯電話機を開状態で示す斜視図である。本実施形態に係る操作部側筐体に内蔵される部材の分解斜視図である。本実施形態に係るアンテナ部の機能的な構成を示す模式図である。整合回路及びインダクタの構成を示す回路図である。メッキリードの具体的な形状を示す平面図である。アンテナ部を折り曲げて操作部側筐体に配置する場合の具体例を示す図である。アンテナ部を連結部に配置する場合の具体例を示す図である。アンテナ部を回路基板に配置する場合の具体例を示す図である。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、本発明の電子機器の一実施形態である携帯電話機１の基本構造について、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態としての携帯電話機１を開状態で示す斜視図である。

図１に示すように、本実施形態の携帯電話機１は、折り畳み型の携帯電話機であって、略直方体形状の操作部側筐体（筐体）２と、略直方体形状の表示部側筐体３と、操作部側筐体２と表示部側筐体３とを連結する連結部４と、を備える。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を介して開閉可能に連結される。

連結部４は、操作部側筐体２における一端側に配置され、表示部側筐体３を操作部側筐体２に対して相対移動可能に連結する。具体的には、連結部４は、表示部側筐体３と操作部側筐体２とを開閉軸Ｉを中心に開閉可能に連結する。携帯電話機１は、連結部４を介して連結された操作部側筐体２と表示部側筐体３とが相対的に回転（回動）されることにより、操作部側筐体２と表示部側筐体３とが互いに開いた状態（開状態、図１参照）や、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、図示せず）に変形される。

まず、操作部側筐体２について説明する。操作部側筐体２は、外郭を形成するフロントケース２１及びリアケース２２を備える。フロントケース２１は、操作部側筐体２の前面２ａ側を構成する。操作部側筐体２の前面２ａは、携帯電話機１が折り畳まれた状態で表示部側筐体３と向かい合う面である。リアケース２２は、操作部側筐体２における前面２ａと反対側の面である背面２ｂ側を構成する。

フロントケース２１は、操作キー群１１が前面２ａに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テンキー等の入力操作キー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決定操作キー１５と、を有する。

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、起動されているアプリケーション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）。携帯電話機１において、操作キー群１１を構成する各キーがユーザにより押圧されることで、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。

操作部側筐体２の前面２ａには、携帯電話機１のユーザが通話時に発した音声が入力される音声入力部１２が配置される。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とは反対側の端部（下端部）の近傍に配置される。

操作部側筐体２の側面には、例えば、外部機器（例えば、ホスト装置）とデータの送受信を行うためのインターフェースや、ヘッドホン／マイク端子、着脱可能な外部メモリのインターフェースや、バッテリを充電するための充電端子等が設けられる。

次に、表示部側筐体３について説明する。表示部側筐体３は、外郭を形成するフロントケース３０ａ、カバー部材３３及びリアケース３０ｂを備える。フロントケース３０ａ及びカバー部材３３は、表示部側筐体３の前面３ａ側を構成する。表示部側筐体３の前面３ａは、携帯電話機１が折り畳まれた状態で操作部側筐体２と向かい合う面である。リアケース３０ｂは、表示部側筐体３における前面３ａと反対側の面である背面３ｂ側を構成する。

表示部側筐体３の内部には、各種情報を表示させるメイン液晶モジュール３４が配置されている。メイン液晶モジュール３４の一方の面には、メイン表示部３４ａが設けられる。メイン表示部３４ａは、全部又は一部が透明なカバー部材３３を介して、表示部側筐体３の前面３ａ側から視認可能となっている。

また、フロントケース３０ａには、通話の相手側における音声を出力する音声出力部３１が配置される。音声出力部３１は、表示部側筐体３の長手方向における連結部４とは反対の端部側に配置される。

操作部側筐体２におけるフロントケース２１及びリアケース２２、表示部側筐体３におけるフロントケース３０ａ、カバー部材３３及びリアケース３０ｂ等は、樹脂から形成される。

次に、図２を参照しながら、操作部側筐体２の内部構造について説明する。図２は、本実施形態における操作部側筐体２に内蔵される部品を示す分解斜視図である。

図２に示すように、フロントケース２１とリアケース２２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２１とリアケース２２との間には、キー構造部４０と、キー基板５０と、シールドケース６０と、回路基板７０と、アンテナ部９０と、挟まれるようにして内蔵される。
なお、図２においては、リアケース２２の内部の形状を簡略化して図示している。

フロントケース２１には、携帯電話機１の閉状態において表示部側筐体３のメイン表示部３４ａと対向する内側面に、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の押圧面が露出する。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の押圧面を押下することで、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の頂点が押圧されて、スイッチ端子に接触して電気的に導通する。

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で形成されるフレキシブル基板である。キー基板５０は、シールドケース６０における後述する平板部６１に載置される。キー基板５０は、機能設定操作キー１３、入力操作キー１４及び決定操作キー１５にそれぞれ対応してキー構造部４０側に形成される複数のキースイッチ５１、５２、５３を備える。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。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。

キー構造部４０は、キー基板５０に対向して配置される。キー構造部４０は、複数のキースイッチ５１、５２、５３を押圧可能な押し子と、操作キー群１１の押圧面を有するキートップとが、弾性を有するシリコンゴム等で構成された基体シートに設けられて構成される。キー構造部４０における操作キー群１１を構成する機能設定操作キー１３、入力操作キー１４及び決定操作キー１５は、キー基板５０におけるキースイッチ５１、５２、５３と対向する位置に配置されると共に、フロントケース２１に形成されるキー孔１３ａ、１４ａ、１５ａから露出するように配置される。

シールドケース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。シールドケース６０は、キー基板５０の載置面となる平板部６１と、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と、を備える。リブ６２は、回路基板７０に実装される各種電子部品のうち最も高い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に形成される。リブ６２は、平板部６１の周縁及び内側に、回路基板７０における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、リブ６２は、シールドケース６０が回路基板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形成される。

シールドケース６０は、リブ６２の底面が基準電位パターン層７５に当接されることで、基準電位パターン層７５と電気的に接続される。シールドケース６０は、基準電位パターン層７５と電気的に導通して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。

シールドケース６０は、外部からの高周波等のノイズが回路基板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７３、整合回路７４（いずれも図４参照）、ＣＰＵ、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、シールドケース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、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。
なお、シールドケース６０は、その全体を金属から構成することができる他、その骨格を樹脂から形成し、この骨格の表面に導体膜を形成して構成することもできる。

回路基板７０の第１面７０ａには、各種の複数の電子部品７１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、回路基板７０には、ＣＰＵ回路、受信処理部７１ａ、送信処理部７１ｂのようなアナログ処理系の回路ブロック、電源回路等を含む各種回路ブロックが形成される。

回路基板７０におけるシールドケース６０側の第１面７０ａには、上述の各種電子部品の他、基準電位部を構成する基準電位パターン層７５（基準電位部）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、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。

アンテナ部９０は、所定形状のアンテナエレメント９２（図４参照）が配置されることにより構成される。アンテナ部９０は、例えば、携帯電話機１における連結部４側と反対の端部側に配置される。

リアケース２２の一端側には、取り外し可能なバッテリリッド１０１が設けられている。バッテリリッド１０１は、バッテリ１００をリアケース２２の外側から収納した後、リアケース２２に装着される。また、リアケース２２における一端側には、ユーザの音声を入力する音声入力部１２のマイク（図示せず）が収容される。

図３は、本実施形態に係るアンテナ部９０の機能的な構成を示す模式図である。図３に示すように、回路基板７０は、ＲＦ回路７３と、整合回路７４と、基準電位パターン層７５と、インダクタ７６と、を備える。また、アンテナ部９０は、フレキシブル基板９１（可撓性基板）と、給電点９４と、短絡部９５と、メッキリード９６と、を備える。

フレキシブル基板９１は、アンテナエレメント９２及び絶縁部９３を有する。具体的には、フレキシブル基板９１は、フィルム状の絶縁部９３上に金属箔状のアンテナエレメント９２が形成されている。フレキシブル基板９１は、柔軟性を有し、任意の部分を折り曲げることが可能である。

アンテナエレメント９２は、Ｆ字形状の金属箔（例えば、銅）により形成される。アンテナエレメント９２は、給電点９４を介して回路基板７０に設けられた不図示の給電部から給電されると共に、回路基板７０のＲＦ回路７３と接続される。
絶縁部９３は、フィルム状の絶縁体であり、アンテナエレメント９２を覆うように形成されている。

給電点９４は、アンテナエレメント９２と整合回路７４との間に配置され、アンテナエレメント９２及び回路基板７０（整合回路７４）と電気的に接続される。給電点９４は、回路基板７０からアンテナエレメント９２へ、又はアンテナエレメント９２から回路基板７０へ給電を行う。また、給電点９４は、メッキ処理が施されており、フレキシブル基板９１の外部へ露出している。

短絡部９５は、アンテナエレメント９２と基準電位パターン層７５との間に配置され、アンテナエレメント９２及び基準電位パターン層７５と電気的に接続される。

メッキリード９６は、アンテナエレメント９２、給電点９４及び短絡部９５と電気的に接続されている。メッキリード９６は、メッキ処理を施す際にフレキシブル基板９１に形成される導線であり、フレキシブル基板９１の外部へ露出している。

図４は、整合回路７４及びインダクタ７６の構成を示す回路図である。図４に示すように、整合回路７４は、ＲＦ回路７３とアンテナエレメント９２との間に配置される。整合回路７４は、例えば、コンデンサ７４ａ及び７４ｂと、インダクタ７４ｃ及び７４ｄとを備える。このような構成により、整合回路７４は、アンテナエレメント９２により送受信される所定の周波数の信号を調整（マッチング）することができる。

インダクタ７６は、アンテナエレメント９２と基準電位パターン層７５との間に配置される。インダクタ７６は、所定のインピーダンス（例えば、１〜２Ω）を有しており、整合回路７４とは別体又は整合回路７４と一体となって設けられる。

図５は、メッキリード９６の具体的な形状を示す平面図である。図５に示すように、メッキリード９６は、給電点９４を構成する金属に対して、メッキ処理（例えば、金メッキ）を施すためにフレキシブル基板９１上に形成される。同様に、電極９７もフレキシブル基板９１上に形成される。

そして、メッキ処理時には、電極９７及びメッキリード９６を介して、給電点９４へ電流を流すことにより、給電点９４の表面にメッキを形成する。
その後、電極９７は不要となるため、フレキシブル基板９１上から除去されるが、メッキリード９６は、フレキシブル基板９１上に残存する。

本実施形態では、このように形成された給電点９４及びメッキリード９６（露出部分）は、操作部側筐体２の外部（例えば、操作部側筐体２に形成された隙間や孔等）から操作部側筐体２の内部へ侵入した静電気を、基準電位パターン層７５へ誘導する機能を有している。

すなわち、図３の経路Ｐ１に示すように、操作部側筐体２の外部から操作部側筐体２の内部へ侵入した静電気Ｓがメッキリード９６へ流れこんだ場合、静電気Ｓは、アンテナエレメント９２及び短絡部９５を介して、インピーダンスの低い基準電位パターン層７５へ誘導される。
また、図３の経路Ｐ２に示すように、静電気Ｓがメッキリード９６から給電点９４側へ流れ込んだ場合、静電気Ｓは、インピーダンスの低いインダクタ７６を介して、基準電位パターン層７５へ誘導される。

このように本実施形態に係る携帯電話機１は、給電点９４又はメッキリード９６を用いて、操作部側筐体２の外部から操作部側筐体２の内部へ侵入した静電気を基準電位パターン層７５へ誘導するため、携帯電話機１の構成を複雑化させず、簡易な構成により静電気による電子部品の破壊を防ぐことができる。

また、携帯電話機１は、給電点９４及びメッキリード９６を用いることにより、静電気を適切に基準電位パターン層７５へ誘導することができる。
また、携帯電話機１は、整合回路７４だけでなく、インダクタ７６を備えているため、侵入した静電気を、他の電子部品ではなく、基準電位パターン層７５へ適切に誘導することができる。

また、アンテナエレメント９２、給電点９４及び短絡部９５は、逆Ｆアンテナを構成している。これにより、携帯電話機１は、後述の図６〜図８で説明するようにアンテナ部９０を配置するための空間が制限されている場合であっても、アンテナ部９０を好適に配置することが可能となる。

また、給電点９４は、メッキ処理が施された導線であり、メッキリード９６は、給電点９４をメッキ処理するために形成された導線である。このため、携帯電話機１は、従来、メッキ処理後には不要となっていたメッキリード９６を有効に活用し、簡易な構成により静電気による電子部品の破壊を防ぐことができる。

図６から図８は、アンテナ部９０を操作部側筐体２に配置する具体例を示す図である。
図６（ａ）〜（ｃ）は、アンテナ部９０を折り曲げて操作部側筐体２に配置する場合の具体例を示す図である。

図６（ａ）に示すように、リアケース２２の端部側（例えば、リアケース２２の音声入力部１２が配置される側）にアンテナ部９０を配置する場合には、リアケース２２の周縁部とリアケース２２の底面部とのなす角度θに沿って配置することが好ましい。このため、アンテナ部９０は、各機種の操作部側筐体２の構造に応じて、図６（ｂ）に示すように鋭角な角度θ１で折り曲げて配置してもよく、図６（ｃ）に示すように鈍角な角度θ２で折り曲げて配置してもよい。

フロントケース２１とリアケース２２とを嵌め合わせた箇所は、外部から静電気が侵入しやすい。したがって、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、リアケース２２の端部側にアンテナ部９０を配置することにより、静電気による電子部品の破壊を好適に防ぐことができる。

図７（ａ）〜（ｃ）は、アンテナ部９０を連結部４に配置する場合の具体例を示す図である。図７（ａ）に示すように、アンテナ部９０は、連結部４において配置されてもよい。例えば、図７（ｂ）に示すように、アンテナ部９０は、連結部４の外周に沿って巻きつけてもよい。また、図７（ａ）及び（ｃ）に示すように、アンテナ部９０は、連結部４の内面４ａの形状に沿って折り曲げられ、内面４ａに貼り付けて固定されてもよい。

図６（ａ）〜（ｃ）に示した場合と同様に、連結部４もまた、外部から静電気が侵入しやすい。したがって、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、連結部４にアンテナ部９０を配置することにより、静電気による電子部品の破壊を好適に防ぐことができる。

図８（ａ）〜（ｃ）は、アンテナ部９０を回路基板７０に配置する場合の具体例を示す図である。図８（ａ）に示すように、アンテナ部９０は、アンテナエレメント９２の一部分を折り曲げて、回路基板７０の一部分に巻きつけて、配置されてもよい。この場合、例えば、図８（ｂ）に示すように、アンテナ部９０は、アンテナエレメント９２の長手方向に沿う一部分を折り曲げてもよい。また、図８（ｃ）に示すように、アンテナ部９０は、アンテナエレメント９２の給電点９４及び短絡部９５と接続する部分を折り曲げてもよい。また、アンテナ部９０は、回路基板７０に替えて、樹脂製の台座等に配置してもよい。

このように、アンテナエレメント９２の一部分を折り曲げて、アンテナ部９０を回路基板７０や樹脂製の台座等に巻きつけて配置することにより、携帯電話機１は、アンテナ部９０の設計の自由度を向上させつつ、静電気による電子部品の破壊を好適に防ぐことができる。

以上、本発明の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制限されるものではなく、適宜変更が可能である。また、上述した実施形態において、電子機器としての携帯電話機１について説明したが、他の電子機器にも適用可能である。例えば、本発明の携帯電子機器は、デジタルカメラ、ＰＨＳ（登録商標；ＰｅｒｓｏｎａｌＨａｎｄｙｐｈｏｎｅＳｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）、ポータブルナビゲーション装置、パソコン、ノートパソコン、携帯ゲーム装置等であってもよい。

１携帯電話機（電子機器）
２操作部側筐体（筐体）
７０回路基板
７５基準電位パターン層（基準電位部）
７６インダクタ
９１フレキシブル基板（可撓性基板）
９２アンテナエレメント（アンテナ素子）
９３絶縁部
９４給電点（露出部分）
９５短絡部
９６メッキリード（露出部分）

Claims

筐体と、
電子部品が実装され、前記筐体の内部に配置された回路基板と、
導電性のアンテナ素子及び当該アンテナ素子を覆って形成される絶縁部を有し、前記筐体の内部に配置される可撓性基板と、
前記筐体の内部に配置される基準電位部と、を備え、
前記アンテナ素子は、前記絶縁部から露出する露出部分を有し、
前記露出部分は、前記基準電位部と電気的に接続され、静電気を前記基準電位部へ誘導する、電子機器。
前記回路基板に設けられ、前記アンテナ素子に高周波電流を供給する給電部を有し、
前記露出部分は、前記アンテナ素子と前記給電部とが電気的に接続される給電点を含む請求項１に記載の電子機器。
前記アンテナ素子と前記給電部との間に配置され、前記アンテナ素子及び前記給電部と電気的に接続される整合回路と、
前記アンテナ素子と前記整合回路との間に配置され、前記基準電位部と電気的に接続されるインダクタと、を備える請求項２に記載の電子機器。
前記アンテナ素子は、前記基準電位部と電気的に接続される短絡部を備え、
前記アンテナ素子は、前記給電部と電気的に接続されて、逆Ｆアンテナを構成する請求項２に記載の電子機器。
前記露出部分は、前記可撓性基板のメッキ処理において電源と接続されるメッキ用電極を兼ねる請求項１から４のいずれか一項に記載の電子機器。