JP3558023B2 - 携帯型情報端末 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面にデータ表示部を備えた機器本体と、該機器本体の前端側に回動可能に連結され、閉方向の回動により前記機器本体のデータ表示部を覆う蓋部とを備え携帯型情報端末に関し、特に、GPS(Global Positioning System )受信装置を内蔵した携帯型情報端末に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の携帯型情報端末としては、例えば図23及び図24に示すものが知られている。
【0003】
この携帯型情報端末aは本体ケースbの上側面の略中央部に液晶表示部cが配置され、該液晶表示部cの後方に操作用のキーボタンdが配置され、液晶表示部cの下方には前後方向に長い主要回路基板eが配置され、主要回路基板eの下方には前側にレシーバ(GPS基板)f、後側に電池gが配置されている。
【0004】
また、本体ケースbの液晶表示部cの前方は下方に傾斜しており、内部に地板(グランド層)h、アンプi及び衛星通信用の平面型アンテナjが積層された状態で配置され、アンプiとレシーバfは同軸ケーブルkにより電気的に接続されている。
【0005】
更に、特開平10−197662号公報には、衛星通信用の平面型アンテナ、アンプ、レシーバ及び地板を積層状態で一体化したGPS受信装置が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
図23及び図24に示す携帯型情報端末においては、アンプiとレシーバfとを同軸ケーブルkで接続しているため、構造が複雑となるばかりか、同軸ケーブルk及び接続部に要するコネクタが非常に高価でコスト低減の妨げになり、しかも、同軸ケーブルkの取り回し(forming)によって受信性能に影響が出やすいため、取り回しが変わると容易に個体差を生じて安定した受信性能を確保することが難しいという不都合がある。
【0007】
また、主要回路基板eから放射されるノイズを平面型アンテナjが拾って受信感度を劣化させるのを防止するには、主要回路基板eと平面型アンテナjとの距離を離す必要があるが、小型化を図る観点から主要回路基板eと平面型アンテナjとの距離を離すにも限界があり、製品の投影面積内以上に離すことができないという不都合がある。
【0008】
一方、特開平10−197662号公報のGPS受信装置では、平面型アンテナ、アンプ、レシーバ及び地板を積層状態で一体化しているため、同軸ケーブルが不要になって上述した同軸ケーブルによる種々の不都合を回避することができるが、要素を積層しているため薄型化には適しておらず、また、平面型アンテナの指向性に重要な役割を担う地板の面積を大きくとれないため、良好な受信性能を確保することが難しく、主要回路基板からのノイズも拾いやすいという不都合がある。
【0009】
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、簡単な構造で薄型化及び小型化を低コストで達成することができると共に、良好且つ安定性に優れた受信感度及び受信性能を確保することができる携帯型情報端末を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に係る携帯型情報端末は、表面にデータ表示部を備えた機器本体と、該機器本体の前端側に回動可能に連結され、閉方向の回動により前記機器本体のデータ表示部を覆う蓋部とを備えた携帯型情報端末であって、
前記蓋部に衛星通信用の平面型アンテナ、アンプ及びレシーバが実装された回路基板を該蓋部の全閉時に前記実装面が前記機器本体のデータ表示部に対向するように内蔵し、且つ、前記蓋部の連結側の端部から先端側に向けて前記レシーバ、前記平面型アンテナ及び前記アンプの順番に配置すると共に、前記回路基板の実装面の反対側の面の略全域にわたって地板として機能するグランド層を設けたことを特徴とする。
【0011】
この手段によれば、衛星通信用の平面型アンテナ、アンプ及びレシーバが実装された回路基板を蓋部に内蔵して、蓋部の連結側の端部から先端側に向けてレシーバ、平面型アンテナ及びアンプの順番に配置しているため、蓋部の全開状態においては、機器本体側の主要回路基板に対して平面型アンテナを製品(蓋部の全閉状態)の投影面積以上に遠ざけることができ、この結果、平面型アンテナが機器本体側の回路基板から放射されるノイズの影響を受けにくくなって、安定した受信性能を確保することができ、また、機器本体側の回路基板から放射されるノイズが大きく影響するアンプを該回路基板からできるだけ離れた位置に配置することができる。
【0012】
また、蓋部に内蔵された回路基板の実装面の反対側の面の略全域にわたってグランド層を広い範囲に設けているため、安定した受信指向性が得られて受信感度の向上を図ることができる。
【0013】
更に、レシーバ、平面型アンテナ及びアンプは回路基板に一体に実装されているため、従来のように、アンプとレシーバとを接続する高価な同軸ケーブルや接続用のコネクタが不要になるため、構造が簡単となると共に、コスト低減を図ることができる。
【0014】
更に、蓋部に衛星通信用の平面型アンテナ、アンプ及びレシーバが実装された回路基板を内蔵し、しかも、レシーバ、平面型アンテナ及びアンプを平面的に分散して配置しているため、従来のような積層タイプに比べて小型化及び薄型化を図ることができる。
【0015】
請求項2に係る携帯型情報端末は、請求項1において、前記平面型アンテナを前記グランド層の中央部より前記アンプ側に配置したことを特徴とする。
【0016】
この手段によれば、後述する理由により、数多くの衛星からの電波を捕捉することができる。
【0017】
請求項3に係る携帯型情報端末は、請求項1又は2において、前記アンプ及び前記レシーバをシールド板で個別に覆ったことを特徴とする。
【0018】
この手段によれば、アンプ側とレシーバ側がそれぞれノイズの影響等で干渉するのを防止することができる。
【0019】
請求項4に係る携帯型情報端末は、請求項3において、前記シールド板の天板を前記平面型アンテナの天面より低くしたことを特徴とする。
【0020】
この手段によれば、アンプ及びレシーバを個別に覆うシールド板が平面型アンテナの受信特性を劣化させるのを防止することができる。
【0021】
請求項5に係る携帯型情報端末は、請求項1〜4のいずれか一項において、前記グランド層を略中央部で前記アンプ側と前記レシーバ側とに分離し、該分離部分の一部のみ前記アンプ側のグランド層と前記レシーバ側のグランド層とを接続したことを特徴とする。
【0022】
この手段によれば、平面型アンテナの受信感度をより安定したものとすることができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
【0024】
図1は本発明の第1の実施の形態である携帯型情報端末を説明するための蓋部を全開状態にした全体斜視図、図2は図1に示す携帯型情報端末の蓋部を全閉状態にした全体斜視図、図3は図1に示す携帯型情報端末の裏面側から見た全体斜視図、図4は携帯型情報端末の蓋部を全開状態にし、且つ、ヒンジカバーを取り外した状態の全体斜視図、図5はグリスダンパーの全体斜視図、図6はグリスダンパーの分解斜視図、図7は図6の矢印E方向から見た斜視図、図8はグリスダンパーの内部構造を説明するための説明的断面図、図9(a)は図8のA−A線断面図、図9(b)は図8のB−B線断面図、図10は蓋部の全体斜視図、図11は蓋部の分解斜視図、図12はアンテナ一体型GPS基板ユニットの全体斜視図、図13はアンテナ一体型GPS基板ユニットのアンプのシールド板とレシーバのシールド板とを取り外した状態を示す分解斜視図、図14はグランド層のパターンを説明するための平面図、図15(a)は蓋部を全閉状態にした概略図、図15(b)は蓋部を全開状態にした概略図、図16は地板と平面型アンテナとの位置関係による指向性の相違を説明するための説明図、図17は本実施形態のグランド層と平面型パッチアンテナとの位置関係での指向性を説明するための説明図、図18〜図20は本発明の第2の実施の形態である携帯型情報端末を説明するための説明図、図21及び図22は本発明の第3の実施の形態である携帯型情報端末を説明するための図である。なお、この実施の形態では、GPS受信装置を備えた携帯型情報端末を例に採る。
【0025】
まず、第1の実施の形態から説明すると、図1〜図4において、符号1はGPS受信装置を備えた携帯型情報端末であり、この携帯型情報端末1は、偏平な直方体状の機器本体2と、該機器本体2の前端部に回動軸としてのグリスダンパー3を介して回動可能に連結された蓋部4とを備えている。
【0026】
機器本体2のケース部分はそれぞれ合成樹脂材で成形された上側半体2Uと下側半体2Lとを上下に合わせてビス止めした構造とされており、機器本体2の内部には上下及び両側面がシールド板で電磁シールドされた主要回路基板1a(図15参照)が収容されていると共に、該主要回路基板1aの上面側には支持フレーム上に反射型液晶表示器、スペーサ、フロントライト、アイコンシート及びタッチパネル(共に図示せず。)を下から順に積層して形成された操作面としての液晶表示部(データ表示部)5が配設されており、更に、主要回路基板1aの前方にはデジタルカメラユニット(図示せず。)が配設されている。
【0027】
液晶表示部5は上側半体2Uの上側面2aに形成された開口部6に露出しており、蓋部4の開状態で視認可能とされ、蓋部4の閉状態で全面が覆われるようになっている。また、機器本体2の液晶表示部5の後方には電源ボタン7及び蓋部4を着脱可能に係止する係止爪8が配設され、該電源ボタン7の後方には電池9a(図15参照)が収納される電池収容部が形成されて電池カバー9で覆われている。なお、符号19は電池カバー9の係止部材である。
【0028】
機器本体2の左側面2bには前側から後側にかけて順番に、軸方向とその回りの4方向に操作可能な操作ボタン10、キャンセルボタン11、係止爪8による蓋部4の係止を解除する係止解除ボタン12及びストラップ取付部13が配設され、機器本体2の右側面2cにはメモリカード等のスロット(共に図示せず。)が配設されてカバー14で覆われている。
【0029】
また、機器本体2の下側面2dの前側にはタッチペン15が収納され、タッチペン15の前方の左側面2b側に寄った位置にはデジタルカメラユニットのレンズ16が配設され、機器本体2の前側面2eの右側面2c側に寄った位置にはデジタルカメラのシャッターボタン17が配設され、更に、機器本体2の後側面2fには携帯電話やPHSユニット等の通信機器を接続する通信コネクタ18が設けられてカバー18aで覆われている。
【0030】
機器本体2の上側面2aの液晶表示部5の前方位置には、機器本体2に対して蓋部4を回動可能に連結する回動軸としての二重筒構造のグリスダンパー3が設けられている。
【0031】
グリスダンパー3はその軸線を機器本体2の幅方向(左右方向)に向けて配置されており、また、グリスダンパー3の左側面2b側にはデジタルカメラユニットのファインダ20が配置され、グリスダンパー3の後方には後述するフレキシブルプリントケーブル66の挿通穴67が形成されている。
【0032】
グリスダンパー3、挿通穴67及びファインダ20は裏側からビス止め等で機器本体2に取り付けられたヒンジカバー21によって覆われており、ヒンジカバー21のファインダ20に対応する部分には開口部22が形成されている。
【0033】
図5〜図9を参照して、グリスダンパー3は、回転可能な円筒状の可動シャフト31と、該可動シャフト31内に挿通配置された円筒状の固定シャフト32と、可動シャフト31と固定シャフト32との間に介在されたグリス33とを備えており、該グリス33の粘性により可動シャフト31の回転にブレーキ力が作用するようになっている。
【0034】
可動シャフト31の右端部には蓋部4に固定するためのブラケット40が取り付けられており、また、可動シャフト31の右端部内周面には回り止め用のキー41が軸方向に沿って形成されている。
【0035】
一方、固定シャフト32は可動シャフト31より長尺とされて可動シャフト31の左端部から突出しており、該突出部分にはねじりコイルばね34が外挿され、また、固定シャフト32の突出端部(左端部)には機器本体2に固定するためのブラケット35が取り付けられている。
【0036】
ねじりコイルばね34の両端の巻き端には固定用の係止フック36a,36bが設けられており、左端側の係止フック36aは固定シャフト32の左端側周壁を貫通して形成された係止穴37に嵌合固定され、右端側の係止フック36bは可動シャフト31の左端側周壁を貫通して形成された係止穴38に嵌合固定される。
【0037】
また、固定シャフト32の右端部には、周壁を周方向に180°切り欠いて形成されて可動シャフト31の回り止めキー41が係止される切り欠き部39が設けられている。更に、図8及び図9に示すように、固定シャフト32の内部の穴は右端側が通常の断面円形状とされ、左端側(フレキシブルプリントケーブル66の出口側)にいくにつれて徐々に断面偏平形状となるように変化がつけられている。
【0038】
そして、グリスダンパー3の組み付けに際しては、まず、ねじりコイルばね34を固定シャフト32の突出部分に外挿して該ねじりコイルばね34の左端側の係止フック36aを固定シャフト32の係止穴37に嵌合固定すると共に、右端側の係止フック36bを可動シャフト31の係止穴38に嵌合固定する。
【0039】
次いで、可動シャフト31を軸方向右方(図6のC方向)に引っ張って該可動シャフト31の回り止めキー41と固定シャフト32の切り欠き部39との周方向の位相をずらし、この状態で可動シャフト31を蓋部4の閉回動方向(図6の矢印A方向:ねじりコイルばねの締り方向)に一回転させて該可動シャフト31を軸方向左方(図6の矢印D方向)に戻し、戻す際に可動シャフト31の回り止めキー41を固定シャフト32の切り欠き部39に係止させる。
【0040】
これにより、可動シャフト31の蓋部4の開方向(図6の矢印B方向)への回転が規制されると共に、ねじりコイルばね34によって蓋部4の開方向(図6の矢印B方向)への付勢力が付与される。なお、可動シャフト31の蓋部4の開方向への回転が規制される位置は、蓋部4の全開位置とされている。
【0041】
このように構成されたグリスダンパー3は、固定シャフト32のブラケット35が機器本体2にビス止め等により固定されると共に、可動シャフト31のブラケット40が蓋部4にビス止め等により固定されている。
【0042】
蓋部4は、図10及び図11に示すように、下ケース50、アンテナ一体型GPS基板ユニット51、上ケース52及び化粧カバー53を備えている。
【0043】
下ケース50にはアンテナ一体型GPS基板ユニット51を収納する収納凹部54が形成されており、また、下ケース50の基端部(蓋部4の連結側の端部)側の幅方向の両側にはそれぞれ腕部55a,55bが突出形成されている。下ケース50の基端部側の壁部50aと腕部55a,55bとによって形成された開口部56の形状はヒンジカバー21に対応するようになっている。
【0044】
下ケース50の収納凹部54の左右の側縁部にはビス止め用ボス部57aがそれぞれ前後方向に離間して合計4箇所形成されている。また、右側の腕部55bには、グリスダンパー3の可動シャフト31に設けられたブラケット40を固定するためのビス止め用ボス部57bが形成されている。
【0045】
アンテナ一体型GPS基板ユニット51は、図11〜図13を参照して、下ケース50の収納凹部54に対応する形状の回路基板58を有しており、左右両側には収納凹部54のビス止め用ボス部57aを挿通可能になす切り欠き部59がビス止め用ボス部57aの数に対応して形成されている。
【0046】
また、回路基板58の略中央部には平面型パッチアンテナ60が実装され、平面型パッチアンテナ60の下ケース50の先端部側にはアンプ61が実装され、平面型パッチアンテナ60の下ケース50の基端部側にはレシーバ62が実装されている。これにより、グリスダンパー3から蓋部4の先端側に向けてグリスダンパー3、レシーバ62、平面型パッチアンテナ60及びアンプ61の順番に配置されている。
【0047】
アンプ61及びレシーバ62にはそれぞれ個別のシールド板63及び64がハンダ付け等により取り付けられており、これにより、アンプ61側とレシーバ62側がそれぞれノイズの影響等で干渉するのを防止している。シールド板63,64は、共に板金加工により四方の側面を有する箱状に形成されている。
【0048】
また、シールド板63,64の天板部分は平面型パッチアンテナ60の天面より低くなっており、これにより、平面型パッチアンテナ60の受信特性をシールド板63,64が劣化させるのを防止している。
【0049】
回路基板58の基端側の幅方向の略中央部にはコネクタ65が設けられ、該コネクタ65には平面状のフレキシブルプリントケーブル66が接続されるようになっている。回路基板58の裏面(実装面の反対側の面)側には、図14に示すように、地板として機能するグランド層Gが設けられている。
【0050】
グランド層Gは平面型パッチアンテナ60の指向性に重要な役割を担うものであり、回路基板58の裏面の略全域にわたって該回路基板58と一体的に設けられている。
【0051】
グランド層Gの中央部は蓋部4の幅方向に沿ってアンプ61側とレシーバ62側とに分離されており、該分離部80は蓋部4の幅方向の一側で部分的に接続されている。これにより、平面型パッチアンテナ60の受信感度を安定したものとすることができる。また、平面型パッチアンテナ60は、グランド層Gの中央部よりアンプ61側に配置されている。
【0052】
そして、平面型パッチアンテナ60で受信した電波はアンプ61によって増幅された後、レシーバ62に供給されてデジタル信号化され、コネクタ65に接続されたフレキシブルプリントケーブル66を介して主要回路基板1aに出力されるようになっている。
【0053】
主要回路基板1aには受信処理回路が実装されており、該受信処理回路はレシーバ62からフレキシブルプリントケーブル66を介して出力されたデジタル信号を位置情報として処理すると共に、現在地を表示した地図を液晶表示部5に表示する。
【0054】
上ケース52は下ケース50の収納凹部54に収納されたアンテナ一体型GPS基板ユニット51を覆うためのものであり、左右の側縁部にはビス挿通穴68aが下ケース50のビス止め用ボス部57aに対応して合計4箇所形成されている。
【0055】
また、上ケース52の基端部側の幅方向の両側にはそれぞれ腕部69a,69bが下ケースの腕部55a,55bに対応して突出形成されており、右側の腕部69bにはビス挿通穴68bが下ケース50の腕部55bのビス止め用ボス部57bに対応して形成されている。
【0056】
そして、下ケース50の左側の腕部55aと上ケース52の左側の腕部69aとによって、機器本体2のファインダ20の左側壁に形成された突起20a(図4参照))に回動可能に嵌合される嵌合穴70が形成され、下ケース50の右側の腕部55bと上ケース52の右側の腕部69bとによって、グリスダンパー3の可動シャフト31の右端部を保持する筒部71が形成されている。
【0057】
蓋部4の組み付けに際しては、下ケース50の収納凹部54にアンテナ一体型GPS基板ユニット51を収納して下ケース50側のビス止め用ボス部57aとアンテナ一体型GPS基板ユニット51側の切り欠き部59とを合わせ、次いで、下ケース50の右側の腕部55bのビス止め用ボス部57bにグリスダンパー3の可動シャフト31に設けられたブラケット40のビス挿通穴40aを合わせる。
【0058】
次いで、上ケース52によってアンテナ一体型GPS基板ユニット51を覆って上ケース52側のビス挿通穴68aを下ケース50側のビス止め用ボス部57aに合わせると共に、上ケース52の右側の腕部69bのビス挿通穴68bを下ケース50の右側の腕部55bのビス止め用ボス部57b(ブラケット40のビス挿通穴40a)に合わせる。
【0059】
次いで、上ケース52のビス挿通穴68aからビス72を挿入して下ケース50のビス止め用ボス部57aに締め付けると共に、上ケース52の右側の腕部69bのビス挿通穴68bからビス72を挿入して下ケース50の右側の腕部55bのビス止め用ボス部57bに締め付け、その後、上ケース52に化粧カバー53を接着等により装着する。
【0060】
次いで、下ケース50の左側の腕部55aと上ケース52の左側の腕部69aとによって形成された嵌合穴70を機器本体2のファインダ20の左側壁に形成された突起20aに回動可能に嵌合すると共に、グリスダンパー3の固定シャフト32のブラケット35をビスを介して機器本体2に固定し、これにより、蓋部4がグリスダンパー3を介して機器本体2に回動可能に連結される。
【0061】
このとき、蓋部4のアンテナ一体型GPS基板ユニット51のコネクタ65に接続されたフレキシブルプリントケーブル66はグリスダンパー3の固定シャフト32の右端側から内部を通って回動軸線に沿って該固定シャフト32の左端側に導出され、その後、機器本体2の上側面2aに設けられた挿通穴67を通って機器本体2内の主要回路基板1aに電気的に接続されている。
【0062】
そして、この状態で蓋部4をグリスダンパー3のねじりコイルばね34の付勢力に抗して閉回動させて該蓋部4を係止爪8で係止することにより、機器本体2の液晶表示部5の全域が蓋部4の化粧カバー53(平面型パッチアンテナ60、アンプ61及びレシーバ62の実装面側)で覆われて保護され、また、機器本体2の左側面2bに設けられた係止解除ボタン12を手前に引いて係止爪8による蓋部4の係止を解除することにより、蓋部4がグリスダンパー3のねじりコイルばね34の付勢力によって開方向の回動するが、このときの回動はグリスダンパー3のブレーキ作用によりゆっくりとしたものとすることができる。
【0063】
なお、この実施の形態では、蓋部4の全閉位置から全開位置までの回動可能角度範囲θを200°としている。
【0064】
蓋部4の回動可能角度範囲θを200°と大きくとった理由は、蓋部4を開いて携帯型情報端末1を使用する際の液晶表示部5の視認性、タッチペン15等によるタッチパネルの操作性を確保すると共に、液晶表示部5の画面を見やすくするために機器本体2を水平状態から手前に例えば20°程度傾けて使用する際に蓋部4に内蔵された平面型パッチアンテナ60を通信衛星からの電波を受信しやすい略水平位置に配置するためである。
【0065】
次に、かかる構成の携帯型情報端末1の作用効果を使用方法の一例と共に説明する。
【0066】
携帯型情報端末1を携帯或いは収納する場合は、蓋部4をグリスダンパー3のねじりコイルばね34の付勢力に抗して閉回動させて該蓋部4を係止爪8で係止する。このとき、機器本体2の液晶表示部5の全域が蓋部4の化粧カバー53(平面型パッチアンテナ60、アンプ61及びレシーバ62の実装面側)で覆われて保護される(図15(a)参照)。
【0067】
この状態で、携帯型情報端末1を使用する場合は、機器本体2を例えば左手で把持した状態で機器本体2の左側面2bに設けられた係止解除ボタン12を手前に引くと、係止爪8による蓋部4の係止が解除され、グリスダンパー3のねじりコイルばね34の付勢力及びグリスダンパー3のブレーキ力の共働作用により、蓋部4が開方向にゆっくりと200°回動して全開状態となる(図15(b)参照)。
【0068】
そして、通信コネクタ18に携帯電話やPHSユニット等の通信機器を接続した状態で、電源ボタン7を押圧することにより、機器本体2に収容された電池からの電力がアンテナ一体型GPS基板ユニット51の回路基板58、主要回路基板1a及びデジタルカメラユニットの回路基板に供給される。
【0069】
次いで、この状態で、例えばタッチペン15を使用してタッチパネルでトップメニューを表示させ、これに表示されている現在地表示、地図ナビゲーション、電子メール、インターネットその他の処理の何れかをタッチペン15で選択することにより、それに対応したアプリケーションソフトが起動されて選択された処理が実行され、必要な情報が液晶表示部5に表示される。なお、デジタルカメラを操作する場合は、ファインダ20を覗きながらシャッターボタン17を操作すればよい。
【0070】
液晶表示部5に表示された情報を視認するには、機器本体2を水平状態から手前に約20°傾けると液晶画面が見やすくなり、この状態で蓋部4に内蔵された平面型パッチアンテナ60は水平配置されて通信衛星からの電波を受信しやすい位置に配置される。
【0071】
ここで、この実施の形態では、蓋部4にアンテナ一体型GPS基板ユニット51を内蔵して、蓋部4の基端部から先端側に向けてレシーバ62、平面型パッチアンテナ60及びアンプ61の順番に配置しているため、蓋部4の全開状態においては、主要回路基板1aに対して平面型パッチアンテナ60を製品(蓋部4の全閉状態)の投影面積以上に遠ざけることができ、この結果、平面型パッチアンテナ60が主要回路基板1aから放射されるノイズの影響を受けにくくなって、安定した受信性能を確保することができ、また、主要回路基板1aから放射されるノイズが大きく影響するアンプ61を主要回路基板1aからできるだけ離れた位置に配置することができる。
【0072】
また、アンテナ一体型GPS基板ユニット51の回路基板58の裏面にグランド層Gが略全域にわたって広い範囲に設けられているため、安定した受信指向性が得られて受信感度の向上を図ることができる。
【0073】
更に、グランド層Gの中央部よりアンプ61側に寄った位置に平面型パッチアンテナ60を配置しグランド層Gの中央部よりアンプ61側に寄った位置に平面型パッチアンテナ60を配置しているため、数多くの衛星からの電波を捕捉することができる。
【0074】
即ち、アンテナと地板とは本来アンテナが持っている指向性を地板が調整する関係にあり、アンテナ単体だと図16(a)のような指向性を示すものが、図16(b)に示すように、アンテナの底面に地板を配置することで、低い仰角に対する感度が下がって高い仰角での感度が上がるように変化する。
【0075】
また、図16(c)及び図16(d)に示すように、地板をアンテナに対して左右方向に不均一に配置すると、アンテナから左右方向に突出する地板の長さが短い側の方よりも長い側の方が低仰角特性がカットされる。
【0076】
この実施の形態では、平面型パッチアンテナ60を蓋部4の幅方向については略中央部に配置しているが、蓋部4の基端部から先端側の方向については平面型パッチアンテナ60を蓋部4(グランド層G)の中央部よりアンプ61側に寄った位置に配置しているため、図17に示すように、機器本体2を水平状態から手前に約20°傾けて蓋部4に内蔵された平面型パッチアンテナ60を水平配置して通信衛星からの電波を受信しやすい状態にした場合においては、平面型パッチアンテナ60から操作者側に突出するグランド層Gの長さがアンプ61側に突出する長さよりも長くなる。
【0077】
従って、平面型パッチアンテナ60より操作者側では低仰角に対しての指向性がカットされ、平面型パッチアンテナ60よりアンプ61側では低仰角に対しての指向性が確保されることになる。
【0078】
このことは、操作者自身の人体が衛星からの受信電波に対する壁になってしまうことを考えれば、平面型パッチアンテナ60より操作者側での低仰角に対する指向性を無駄にしても、その分、平面型パッチアンテナ60よりアンプ61側での低仰角に対する指向性を確保した方が数多くの衛星からの電波を捕捉できる可能性が高まる結果となる。
【0079】
更に、レシーバ62を平面型パッチアンテナ60とグリスダンパー3との間に配置しているため、アンテナ一体型GPS基板ユニット51のコネクタ65に接続されたフレキシブルプリントケーブル66をグリスダンパー3の固定シャフト32の内部に通すための経路を最短にすることができる。
【0080】
更に、レシーバ62、平面型パッチアンテナ60及びアンプ61は回路基板58に一体に実装されているため、従来のように、アンプiとレシーバfとを接続する高価な同軸ケーブルkや接続用のコネクタが不要になり、この結果、構造が簡単となると共に、コスト低減を図ることができる。
【0081】
更に、蓋部4にアンテナ一体型GPS基板ユニット51を内蔵し、しかも、レシーバ62、平面型パッチアンテナ60及びアンプ61を平面的に分散して配置しているため、従来のような積層タイプに比べて小型化及び薄型化を図ることができる。
【0082】
なお、上記実施の形態では、回動軸として、ねじりコイルばね34が一体となったグリスダンパー3を採用しているが、必ずしもこれに限定する必要はなく、例えば蓋部4の回動可能角度範囲内で一定のトルクを有してどの角度位置でも止まるような構造、蓋部4の全閉開度と全開角度の2点で掛止されるような構造、或いは、ラチェット機構により小刻みな間欠的な回動を行う構造等を採用することができる。
【0083】
次に、図18〜図20を参照して、本発明の第2の実施の形態である携帯型情報端末を説明する。
【0084】
この携帯型情報端末100は、機器本体102の前端部に蓋部104とカード状の固定部105とを備えたGPS受信装置101を着脱自在に装着したものであり、機器本体102の前端面にはコンパクトフラッシュという標準的なインターフェースのカードスロット103が設けられている。
【0085】
蓋部104は固定部105に回動軸106を介して回動可能に連結されている。GPS受信装置101の固定部105を機器本体102のカードスロット103に挿入することにより、蓋部104側の回路と機器本体102側の回路が電気的に接続されるようになっている。なお、カードスロット103はPCMCIAやその他のインターフェースでもよい。
【0086】
蓋部104の内部構造は上記第1の実施の形態と略同様であり、蓋部104の基端部から先端側に向けてレシーバ62、平面型パッチアンテナ60及びアンプ61の順番に配置されている。固定部105には、機器本体102側との通信をするインターフェース回路が内蔵されている。
【0087】
固定部105を機器本体102のカードスロット103に挿入した際には固定部105の先端コネクタ105aの嵌合力によって安定して保持されるようになっている。なお、別途に、機器本体102のカードスロット103に固定部105を係止する係止構造を設けてもよい。
【0088】
回動軸106としては、例えば蓋部104の回動可能角度範囲内で一定のトルクを有してどの角度位置でも止まるような構造、蓋部104の全閉開度と全開角度の2点で掛止されるような構造、或いは、ラチェット機構により小刻みな間欠的な回動を行う構造等を採用することができる。
【0089】
そして、携帯型情報端末100を携帯或いは収納する場合は、蓋部104を閉回動させて機器本体102の液晶表示部150の全域を覆って保護し(図19参照)、この状態で、携帯型情報端末100を使用する場合は、機器本体102を例えば左手で把持した状態で蓋部104を開方向に回動させる。
【0090】
蓋部104の回動可能角度範囲は上記第1の実施の形態と同様に約200°であり、従って、液晶表示部150に表示された情報を視認するには、機器本体102を水平状態から手前に約20°傾けると液晶画面が見やすくなり、この状態で蓋部104に内蔵された平面型パッチアンテナは水平配置されて通信衛星からの電波を受信しやすい位置に配置される(図20参照)。
【0091】
なお、この実施の形態では、GPS受信装置101がGPS受信機能と機器本体102のインターフェース機能のみを備えた形態を例に採ったが、これに代えて、GPS受信装置101に電源や主要制御機能を内蔵して、GPS受信装置101単独で使用可能な形態にしてもよく、例えば回動軸106の内部に電池を収容し、固定部105に主要制御回路、簡単な入力装置及び表示装置を備えるようにしてもよい。
【0092】
次に、図21及び図22を参照して、本発明の第3の実施の形態である携帯型情報端末を説明する。
【0093】
この携帯型情報端末200は、機器本体202の下側面に蓋部204と固定部205とを備えたGPS受信装置201を着脱自在に装着したものであり、機器本体202の下側面には独自のインターフェースコネクタ(図示せず。)及び固定部205側の係止部(係止爪)208に係止される被係止部(図示せず。)が設けられている。
【0094】
蓋部204は、固定部205に回動軸206を介して回動可能に連結されている。蓋部204の内部構造は上記第1の実施の形態と略同様であり、蓋部204の基端部から先端側に向けてレシーバ62、平面型パッチアンテナ60及びアンプ61の順番に配置されている。
【0095】
固定部205には機器本体202側との通信をするインターフェース回路が内蔵されており、固定部205の上側面には機器本体202側のインターフェースコネクタに接続されるインターフェースコネクタ209及び機器本体202側の被係止部に係止される係止爪208が設けられている。
【0096】
機器本体202側のインターフェースコネクタに固定部205側のインターフェースコネクタ209を接続すると共に、機器本体202側の被係止部に固定部205側の係止爪208を係止することにより、機器本体202にGPS受信装置201が装着されるようになっている。
【0097】
回動軸206としては、第2の実施の形態と同様に、例えば蓋部204の回動可能角度範囲内で一定のトルクを有してどの角度位置でも止まるような構造、蓋部204の全閉開度と全開角度の2点で掛止されるような構造、或いは、ラチェット機構により小刻みな間欠的な回動を行う構造等を採用することができる。
【0098】
そして、携帯型情報端末200を携帯或いは収納する場合は、蓋部204を閉回動させて機器本体202の液晶表示部250の全域を覆って保護し(図22参照)、この状態で、携帯型情報端末200を使用する場合は、機器本体202と固定部205との接続体を例えば左手で把持した状態で蓋部204を開方向に回動させる。
【0099】
蓋部204の回動可能角度範囲は上記第1の実施の形態と同様に約200°であり、従って、液晶表示部250に表示された情報を視認するには、機器本体202を水平状態から手前に約20°傾けると液晶画面が見やすくなり、この状態で蓋部204に内蔵された平面型パッチアンテナは水平配置されて通信衛星からの電波を受信しやすい位置に配置される。
【0100】
なお、この実施の形態も第2の実施の形態と同様に、GPS受信装置201がGPS受信機能と機器本体202のインターフェース機能のみを備えた形態を例に採ったが、これに代えて、GPS受信装置201に電源や主要制御機能を内蔵して、GPS受信装置201単独で使用可能な形態にしてもよく、例えば回動軸206の内部に電池を収容し、固定部205に主要制御回路、簡単な入力装置及び表示装置を備えるようにしてもよい。
【0101】
【発明の効果】
上記の説明から明らかなように、請求項1の発明によれば、簡単な構造で薄型化及び小型化を低コストで達成することができると共に、良好且つ安定性に優れた受信感度及び受信性能を確保することができるという効果が得られる。
【0102】
請求項2の発明では、請求項1の発明に加えて、数多くの衛星からの電波を捕捉することができるという効果が得られる。
【0103】
請求項3の発明では、請求項1又は2の発明に加えて、アンプ側とレシーバ側がそれぞれノイズの影響等で干渉するのを防止することができるという効果が得られる。
【0104】
請求項4の発明では、請求項3の発明に加えて、アンプ及びレシーバを個別に覆うシールド板が平面型アンテナの受信特性を劣化させるのを防止することができるという効果が得られる。
【0105】
請求項5の発明では、請求項1〜4のいずれか一項の発明に加えて、平面型アンテナの受信感度をより安定性に優れたものとすることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例である携帯型情報端末を説明するための蓋部を全開状態にした全体斜視図である。
【図2】図1に示す携帯型情報端末の蓋部を全閉状態にした全体斜視図である。
【図3】図1に示す携帯型情報端末の裏面側から見た全体斜視図である。
【図4】携帯型情報端末の蓋部を全開状態にし、且つ、ヒンジカバーを取り外した状態の全体斜視図である。
【図5】グリスダンパーの全体斜視図である。
【図6】グリスダンパーの分解斜視図である。
【図7】図6の矢印E方向から見た斜視図である。
【図8】グリスダンパーの内部構造を説明するための説明的断面図である。
【図9】(a)は図8のA−A線断面図、(b)は図8のB−B線断面図である。
【図10】蓋部の全体斜視図である。
【図11】蓋部の分解斜視図である。
【図12】アンテナ一体型GPS基板ユニットの全体斜視図である。
【図13】アンテナ一体型GPS基板ユニットのアンプのシールド板とレシーバのシールド板とを取り外した状態を示す分解斜視図である。
【図14】グランド層のパターンを説明するための平面図である。
【図15】(a)は蓋部を全閉状態にした概略図、(b)は蓋部を全開状態にした概略図である。
【図16】地板と平面型アンテナとの位置関係による指向性の相違を説明するための説明図である。
【図17】本実施形態のグランド層と平面型パッチアンテナとの位置関係での指向性を説明するための説明図である。
【図18】本発明の第2の実施の形態である携帯型情報端末を説明するための説明的斜視図である。
【図19】蓋部を機器本体に装着し、且つ、蓋部を全閉にした状態を説明するための説明的側面図である。
【図20】蓋部を全開にした状態を説明するための説明的側面図である。
【図21】本発明の第3の実施の形態である携帯型情報端末を説明するための説明的斜視図である。
【図22】液晶表示部を機器本体に装着し、且つ、蓋部を全閉にした状態を説明するための説明的側面図である。
【図23】従来の携帯型情報端末を説明するための説明的斜視図である。
【図24】図23の携帯型情報端末のケースを取り除いて主要部分の配置を説明するための説明的斜視図である。
【符号の説明】
1…携帯情報端末
1a…主要回路基板
2…機器本体
3…グリスダンパー(回動軸)
4…蓋部
5…液晶表示部(データ表示部)
50…下ケース
51…アンテナ一体型GPS基板ユニット
52…上ケース
53…化粧カバー
58…回路基板
60…平面型パッチアンテナ
61…アンプ
62…レシーバ
63…シールド板
64…シールド板
80…グランド層の分離部分
G…グランド層
Claims (5)
- 表面にデータ表示部を備えた機器本体と、該機器本体の前端側に回動可能に連結され、閉方向の回動により前記機器本体のデータ表示部を覆う蓋部とを備えた携帯型情報端末であって、
前記蓋部に衛星通信用の平面型アンテナ、アンプ及びレシーバが実装された回路基板を該蓋部の全閉時に前記実装面が前記機器本体のデータ表示部に対向するように内蔵し、且つ、前記蓋部の連結側の端部から先端側に向けて前記レシーバ、前記平面型アンテナ及び前記アンプの順番に配置すると共に、前記回路基板の実装面の反対側の面の略全域にわたって地板として機能するグランド層を設けたことを特徴とする携帯型情報端末。 - 前記平面型アンテナを前記グランド層の中央部より前記アンプ側に配置したことを特徴とする請求項1記載の携帯型情報端末。
- 前記アンプ及び前記レシーバをシールド板で個別に覆ったことを特徴とする請求項1又は2記載の携帯型情報端末。
- 前記シールド板の天板を前記平面型アンテナの天面より低くしたことを特徴とする請求項3記載の携帯型情報端末。
- 前記グランド層を略中央部で前記アンプ側と前記レシーバ側とに分離し、該分離部分の一部のみ前記アンプ側のグランド層と前記レシーバ側のグランド層とを接続したことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の携帯型情報端末。
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