JP3613527B2 - 携帯無線機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話等の携帯無線機に関し、特に筐体が折り畳み可能な構造を持つ携帯無線機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上述した折畳み可能な構造を持つ携帯無線機は、一般に上部筐体と下部筐体をヒンジ部で連結して開閉自在とする機構を有しており、開いた状態と閉じた状態の２つの状態をとることができる。このような構造上の特徴から、開いて使用する状態（即ち開状態）では閲覧できる表示画面を大型化でき、閉じて使用する状態（閉状態）ではコンパクトな形状にできるという、高視認性と携帯容易性の２つの利点を有している。
【０００３】
折畳み可能な構造を持つ携帯無線機において、例えば特許文献１または特許文献２に、筐体内部に内蔵されるアンテナが記載されている。これらの文献に記載された携帯無線機は、上部筐体内部に設けられたアンテナ素子と、下部筐体内部に設けられた無線回路と、上部筐体と下部筐体を連結するヒンジ部と、ヒンジ部の内部を介してアンテナ素子と無線回路を接続する給電線を有して構成される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１５６８９８号公報
【特許文献２】
特開２００２−３３５１８０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の携帯無線機においては、アンテナの指向性を変化できないため、指向性ダイバーシチ効果が得られないことから、アンテナ性能を十分に高くできないという事情があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、指向性ダイバーシチ効果が得られると共に、高いアンテナ性能が得られる携帯無線機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る携帯無線機は、第１の筐体と、第２の筐体と、前記第１の筐体と前記第２の筐体を回動自在に連結するヒンジ部と、前記第１の筐体に設けられる板状のアンテナ素子と、前記第２の筐体内部に設けられる回路基板と、前記アンテナ素子に給電するとともに、互いに他と離間配置された複数の給電手段と、前記回路基板に配置された無線回路と、前記複数の給電手段と前記無線回路の間に設けられ、前記複数の給電手段のいずれか１つを選択して前記無線回路と接続する切替手段とを備える。
【０００８】
上記構成によれば、アンテナ素子に対する給電位置を変えることができる。したがって、指向性を変化させることができるので、指向性ダイバーシチ効果が得られ、通話状態において高いアンテナ性能が得られる。
【０００９】
また、本発明に係る携帯無線機は、第１の筐体と、第２の筐体と、前記第１の筐体と前記第２の筐体を回動自在に連結するヒンジ部と、前記第１の筐体に設けられる板状のアンテナ素子と、前記第２の筐体内部に設けられる回路基板と、前記アンテナ素子に給電する給電手段と、前記回路基板に配置されるとともに、前記給電手段と電気的に接続される無線回路と、前記給電手段から離間して配置され、前記アンテナ素子を前記回路基板に接続するための接地手段と、前記回路基板と、前記接地手段を前記回路基板に接続するか又は開放するかを切替える切替手段とを備える。
【００１０】
この構成によれば、アンテナ素子の給電部分から離間した部分について、回路基板へ接地するか否かを切替えることができる。したがって、指向性を変化させることができるので、指向性ダイバーシチ効果が得られ、通話状態において高いアンテナ性能が得られる。
【００１１】
また、本発明に係る携帯無線機は、前記接地手段を複数備え、これらの接地手段が、前記アンテナ素子における前記第２の筐体と連結される側の端部に、互いに離間配置される。
【００１２】
この構成によれば、指向性を変化させることができるので、指向性ダイバーシチ効果が得られ、通話状態において高いアンテナ性能が得られる。
【００１３】
また、本発明に係る携帯無線機は、前記切替手段は、各々の前記接地手段を切替える。
【００１４】
この構成によれば、アンテナ素子の給電部分から離間した各部分について、回路基板に接地するか否かを切替えることができる。したがって、指向性を変化させることができるので、指向性ダイバーシチ効果が得られ、通話状態において高いアンテナ性能が得られる。
【００１５】
また、本発明に係る携帯無線機は、前記ヒンジ部が導電性を有し、前記接地手段が前記ヒンジ部を介して前記アンテナ素子と電気的に接続される。
【００１６】
この構成によれば、ヒンジ部そのものが給電線の役割を果たすことができる。したがって、給電線を配線する工程が不要となり、組立工数を削減することができ、コストダウンが図れる。
【００１７】
また、本発明に係る携帯無線機は、前記ヒンジ部が導電性を有し、前記給電手段が前記ヒンジ部を介して前記アンテナ素子と電気的に接続される。
【００１８】
この構成によれば、ヒンジ部そのものが給電線の役割を果たすことができる。したがって、給電線を配線する工程が不要となり、組立工数を削減することができ、コストダウンが図れる。
【００１９】
また、本発明に係る携帯無線機は、前記無線回路にて受信された受信信号のレベルに応じて前記切替手段を制御する制御回路を更に備える。
【００２０】
この構成によれば、受信信号のレベルに応じて給電手段又は接地手段に対する切替えが行われる。したがって、通話状態において左右いずれの手で保持した場合であっても高いアンテナ性能が得られる。
【００２１】
また、本発明に係る携帯無線機は、前記アンテナ素子が前記第１の筐体の一部を構成する導電性フレームである。
【００２２】
この構成によれば、上部筐体の一部を構成する導電性フレームをアンテナ素子として使用したので、携帯無線機の薄型化が可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態を説明するための携帯無線機を示す正面図である。第１の実施形態では、携帯無線機として、折畳型携帯電話装置を例にとって説明する。
【００２５】
図１に示すように、第１の実施形態の携帯無線機１ａは、第１の筐体の一例としての上ケース１０と、ヒンジ部１２ａによって上ケース１０と回動自在に連結された第２の筐体の一例としての下ケース１１とを備える。なお、上ケース１０と下ケース１１は絶縁体である樹脂の成型品により構成されている。
【００２６】
上ケース１０の正面（Ｘ方向側）には、上ケース１０の内部に設けられたスピーカなどの発音素子で発生する音声を外部へ導くための音口１３が配置される。音口１３は、使用者がこの折畳式携帯電話装置１を手で保持して通話を行う場合に、使用者の耳の近傍に位置するように設けられる。
【００２７】
上ケース１０には、板状アンテナ素子の一例として、板状導体２が配置される。板状導体２は、板状導体２の寸法は、例えば長辺Ｌ１が９０ｍｍ、短辺Ｌ３が４５ｍｍ程度である。板状導体２の下端（−Ｚ側）において、左端（−Ｙ側）に給電部３が、右端（Ｙ側）に給電部４が設けられる。給電部３及び給電部４には、給電線（図示略）などにより、整合回路５及び整合回路６がそれぞれ接続されている。第１の実施形態において、給電部３及び整合回路５、給電部４及び整合回路６は、給電手段の一例である。
【００２８】
下ケース１１の内部には、回路基板２１が設けられる。回路基板２１には、携帯無線機１ａの機能を実現するための回路素子が実装されるとともに、整合回路５、６、スイッチ２３、無線回路２４、制御回路２５が配置される。また、回路基板２１の寸法は、例えば長辺Ｌ２が９０ｍｍ、短辺Ｌ３が４５ｍｍ程度である。回路基板２１上には、回路の接地電位となるグランドパターン（図示略）がほぼ全面に形成される。
【００２９】
整合回路５及び整合回路６は、整合回路５及び整合回路６のグランド端が回路基板２１上のグランドパターンにそれぞれ接地される。スイッチ２３は、整合回路５及び整合回路６のいずれか一方を選択するように切替えられ、選択された整合回路が無線回路２４に接続される。ここで、スイッチ２３は、切替え手段の一例であり、例えば、ＦＥＴやＰＩＮダイオードにより構成される高周波スイッチである。また、無線回路２４は受信回路及び送信回路などを有して構成される。また、制御回路２５は、無線回路２４における受信信号レベルを検出し、その受信信号レベルが常に高くなる方の整合回路５又は整合回路６を選択するようにスイッチ２３の切替え制御を行う。
【００３０】
上記の構成により、板状導体２と、回路基板２１に形成されたグランドパターンとがダイポールアンテナとして動作する。整合回路５及び整合回路６は、板状導体２のインピーダンスを無線回路２４の回路インピーダンス（一般に、５０Ω）に整合する。
【００３１】
次に、第１の実施形態に係る携帯無線機１ａのアンテナ動作を、動作周波数を１．５ＧＨｚに設定した場合を例にとって説明する。
【００３２】
図２は、整合回路５、すなわち給電部３を選択するようにスイッチ２３を切替えた場合のアンテナ動作を示す図である。図２において、図１と同一の符号を付すものは同一の構成要素を示す。
【００３３】
図２に示すように、給電部３側が選択された場合は、給電源３０が板状導体２の左端（−Ｙ側）の給電部３と、回路基板２１の左端（−Ｙ側）の給電部３１に接続されることになる。
【００３４】
図３は、スイッチ２３が整合回路５を選択するように切替えられた場合における、ダイポールアンテナのＹＺ面の指向性を示す。図３の指向性４０ａに示すように、Ｙ方向のアンテナ利得は−Ｙ方向の利得に比べて約５ｄＢ高くなる。
【００３５】
図４は、使用者が、携帯無線機１ａを左手で保持し通話を行っている状態を示す。この状態では、携帯無線機１ａにおいて、正面すなわちＸ方向に向けて設けられた音口１３（図１参照）が使用者の左耳近傍に位置するように保持される。この時、図１の座標系におけるＹ方向は、図４において図示するように天頂方向から、使用者から見てやや前方に傾いた方向に向くことになる。図３に示したように、給電部３が選択されるようにスイッチ２３が切替えられた場合、アンテナ利得はＹ方向が−Ｙ方向より高くなるので、図４において、天頂方向において高く、使用者の肩の方向では低くなる。従って、使用者の肩による影響が低減され、左手で保持した通話状態におけるアンテナ性能が高くなる。
【００３６】
図５は、整合回路６、すなわち給電部４を選択するようにスイッチ２３を切替えた場合のアンテナ動作を示す図である。図５において、図１と同一の符号を付すものは同一の構成要素を示す。
【００３７】
図５に示すように、給電部４側が選択された場合は、給電源３２が板状導体２の右端（Ｙ側）の給電部４と、回路基板２１の右端（Ｙ側）の給電部３３に接続されることになる。
【００３８】
図６は、スイッチ２３が整合回路５を選択するように切替えられた場合における、ダイポールアンテナのＹＺ面の指向性を示す。図６の指向性４０ｂに示すように、−Ｙ方向のアンテナ利得はＹ方向の利得に比べて約５ｄＢ高くなる。すなわち、図３に示された指向性４０ａと逆の特性を示す。
【００３９】
図７は、使用者が、携帯無線機１ａを右手で保持し通話を行っている状態を示す。前述したように、給電部４が選択されるようにスイッチ２３が切替えられた場合は、−Ｙ方向のアンテナ利得がＹ方向より高くなるので、アンテナ利得は、天頂方向において高く、使用者の肩の方向では低くなる。従って、使用者の肩による影響が低減されることで、右手で保持した通話状態におけるアンテナ性能が高くなる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、２つの給電部を板状導体２の左端と右端に配置しているが、例えば、３以上の給電部を異なる位置に配置してそれらを切替えてもよく、この場合、３以上の異なる指向性が得ることができる。
【００４１】
また、板状導体２及び回路基板２１の寸法は第１の実施形態に示すものに限られず、短辺の長さの長辺の長さに対しての比率が１／５以上程度であれば、指向性を切替える効果が得られる。
【００４２】
また、制御回路２５は、携帯無線機の向き、すなわち、使用者がどちらの手で携帯無線機１ａを保持しているかを検出し、この検出結果によってスイッチ２３を切替えてもよい。その場合、制御回路２５は、必ずしも無線回路２４に接続される必要はない。
【００４３】
このような本発明の第１の実施形態に係る携帯無線機によれば、板状導体に複数の給電部を設け、スイッチ２３によってこれらの給電部を切替えることで、アンテナの指向性を変化させることが可能となり、ダイバーシチ用のアンテナ素子を追加することなく、指向性ダイバーシチ効果が得られる。また、通話状態において左右いずれの手で保持しても、高いアンテナ性能を得ることができる。
【００４４】
（第２の実施形態）
図８は、本発明の第２の実施形態を説明するための携帯無線機を示す正面図である。図９は本発明の第２の実施形態を説明するための携帯無線機を示す側面図である。第２の実施形態においても、携帯無線機の例として、折畳型携帯電話装置を例にとって説明する。尚、図８及び図９において、第１の実施形態で説明した図１と重複する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４５】
図８及び図９に示すように、第２の実施形態の携帯無線機１ｂは、上ケース１０と下ケース１１とをヒンジ部１２ｂで連結した構造を採用し、ヒンジ部１２ｂを中心として回動させることで、開いた状態と閉じた状態の２つの状態をとることができる。
【００４６】
上ケース１０の図面正面側（Ｘ方向側）、すなわち、音口１３が配置される面には金属フレーム１４が装着されている。この金属フレーム１４には高い導電性を有し且つ軽量で強度が高い金属、例えばマグネシウム合金が用いられる。この種の金属を用いることにより、薄型形状である上ケース１０の強度を確保できるとともに金属フレーム１４をアンテナ素子として機能させることができる。金属フレーム１４の長辺の長さＬ１は例えば９０ｍｍ程度である。なお、金属フレーム１４の外装面には一般的に化粧用の塗装が施されるが、ここでは説明を省略する。
【００４７】
下ケース１１の内部には、回路基板２１が設けられ、回路基板２１には、整合回路２２ａ、２２ｂ、スイッチ２３、無線回路２４、制御回路２５が配置される。また、整合回路２２ａ、２２ｂとそれぞれ電気的に接続される給電端子２０ａ、２０ｂが配置される。第２の実施形態において、給電端子２０ａ及び整合回路２２ａ、給電端子２０ｂ及び整合回路２２ａは、給電手段の一例である。
【００４８】
ヒンジ部１２ｂは、上ケース１０と下ケース１１を連結するためのヒンジ金具１５ａ、１５ｂ、下ケース１１の内部に設けられたヒンジ金具１９ａ、１９ｂ、ヒンジ金具１５ａ、１５ｂと、ヒンジ金具１９ａ、１９ｂをそれぞれ回動自在に連結するための回転軸１８ａ、１８ｂを有して構成される。
【００４９】
金属フレーム１４の下端（−Ｚ側）の左右（±Ｙ方向）両側部分には、金属フレーム１４を上ケース１０に取付けるためのネジ穴が開けられている。また、Ｌ字状に形成されたヒンジ金具１５ａ及び１５ｂにもこれらを上ケース１０に取付けるためのネジ穴が開けられている。取付けネジ１６は、金属フレーム１４とヒンジ金具１５ａ及び１５ｂそれぞれのネジ穴を介して、上ケース１０のネジ穴部１７に取付けられる。この構成により、金属フレーム１４とヒンジ金具１５ａ及び１５ｂとが電気的に接続されるとともに、上ケース１０、金属フレーム１４とヒンジ金具１５ａ及び１５ｂとが機械的に固定される。
【００５０】
ヒンジ金具１５ａは、回転軸１８ａを介して下ケース１１の上端（Ｚ側）の左側（−Ｙ側）部分に設けられたヒンジ金具１９ａと回動自在に連結され、ヒンジ金具１５ｂは、回転軸１８ｂを介して下ケース１１の上端（Ｚ側）の右側（Ｙ側）部分に設けられたヒンジ金具１９ｂと回動自在に連結される。
【００５１】
ヒンジ金具１９ａ、１９ｂには下ケース１１に取付けるためのネジ穴が開けられており、また、給電端子２０ａ、２０ｂにもネジ穴が開けられている。取付けネジ２９は、給電端子２０ａ、２０ｂ及びヒンジ金具１９ａ、１９ｂのネジ穴を介して、下ケース１１のネジ穴部２６（図２）に取付けられる。この構成により、ヒンジ金具１９ａ、１９ｂと給電端子２０ａ、２０ｂがそれぞれ電気的に接続されるとともに、下ケース１１、ヒンジ金具１９ａ、１９ｂと給電端子２０ａ、２０ｂとがそれぞれ機械的に固定される。
【００５２】
ヒンジ金具１５ａ、１５ｂ、回転軸１８ａ、１８ｂ、ヒンジ金具１９ａ、１９ｂはそれぞれ導電性の金属で形成されており、それぞれの間の接触点において電気的に導通するように構成される。従って、金属フレーム１４は、取付けネジ１６、ヒンジ金具１５ａ、１５ｂ、回転軸１８ａ、１８ｂ、ヒンジ金具１９ａ、１９ｂ、取付けネジ２９を介して、給電端子２０ａ、２０ｂと電気的に接続されると共に、機械的に固定される。
【００５３】
下ケース１１には、その上端（Ｚ方向側）の左端（−Ｙ方向側）部分に整合回路２２ａが配置されており、この整合回路２２ａは、給電端子２０ａに接続されている。また、下ケース１１の上端（Ｚ方向側）の右端（Ｙ方向側）部分に整合回路２２ｂが配置されており、この整合回路２２ｂは、給電端子２０ｂに接続されている。給電端子２０ａは、整合回路２２ａに例えばバネ接触や半田付けにより接続される。同様に、給電端子２０ｂは、下ケース１１の内部に配置される回路基板２１上の整合回路２２ｂに例えばバネ接触や半田付けにより接続される。尚、回路基板２１の長辺Ｌ４は、例えば９０ｍｍ程度である。
【００５４】
整合回路２２ａは、回路基板２１上のスイッチ２３の端子ａに接続される。整合回路２２ｂは、スイッチ２３の端子ｂに接続される。整合回路２２ａ及び２２ｂのグランド端（図示略）が回路基板２１上のグランドパターンに接地されている。スイッチ２３は、整合回路２２ａ及び２２ｂのいずれか一方を選択するように切替えられ、選択された整合回路が無線回路２４に接続される。ここで、スイッチ２３は、例えばＦＥＴやＰＩＮダイオードで構成される高周波スイッチである。無線回路２４は受信回路及び送信回路などを有して構成される。制御回路２５は、無線回路２４における受信信号レベルを検出し、その受信信号レベルが常に高くなる方の整合回路２２ａ又は整合回路２２ｂを選択するようにスイッチ２３の切替え制御を行う。
【００５５】
上記の構成により、金属フレーム１４及びヒンジ部１２ｂと、回路基板２１上のグランドパターンとが、ダイポールアンテナとして動作する。このとき、金属フレーム１４とヒンジ部１２ｂとが長さＬ５（例えば、１１０ｍｍ）の第１のアンテナ素子として動作し、整合回路２２ａ及び２２ｂが、この第１のアンテナ素子のインピーダンスを無線回路２４の入力インピーダンス（一般に、５０Ω）に整合する。また、長さがＬ４である回路基板２１上のグランドパターンが第２のアンテナ素子として動作する。ここで、ヒンジ金具１９ａ、１９ｂと回路基板２１上のグランドパターンとの間隔Ｇを極力離すように（例えば２ｍｍ以上、又は携帯無線機が８００ＭＨｚで使用される場合はλ／２０以上）構成することがアンテナ性能上望ましい。
【００５６】
次に、上記構成を備えた携帯無線機１ｂのアンテナ動作について説明する。
【００５７】
整合回路２２ａ側すなわち給電端子２０ａ側を選択するようにスイッチ２３が切替えられた場合は、図３に示された指向性４０ａに近い特性となり、整合回路２２ｂ側すなわち給電端子２０ｂ側を選択するようにスイッチ２３が切替えられた場合は、図６に示された指向性４０ｂに近い特性となる。したがって、携帯無線機１ａに様々な方向から到達する到来電波に対して指向性ダイバーシチ効果が得られる。
【００５８】
また、図４に示すように、左手で保持した通話状態においては、整合回路２２ａが選択されることにより、高いアンテナ性能が得られる。逆に、図７に示すように、右手で保持した通話状態においては、整合回路２２ｂが選択されることにより、この状態においても高いアンテナ性能が得られる。したがって、スイッチ２３が整合回路２２ａ及び整合回路２２ｂのいずれかを選択するように切替えられることで、通話状態において左手又は右手で保持した両状態に対応してアンテナ性能が高くなる状態を選択することができる。
【００５９】
なお、本実施形態においては、２つの給電手段を板状の金属フレーム１４の左端と右端に配置しているが、例えば３以上の給電手段を異なる位置に配置してそれを切替えれば、３以上の異なる指向性が得られる。
【００６０】
また、金属フレーム１４及び回路基板２１の寸法は、第２の実施形態に示すものに限らず、短辺の長辺に対する比率が１／５以上程度であれば、指向性を切替える効果が得られる。
【００６１】
また、第２の実施形態においては、２つのヒンジ金具が左右に離間して取付けられているが、例えばヒンジ金具１９ａとヒンジ金具１９ｂとが一体に構成される場合であっても、複数の給電手段を一定の間隔が隔てるように構成されれば同様な効果が得られる。
【００６２】
また、制御回路２５は、携帯無線機の向き、すなわち、使用者がどちらの手で携帯無線機１ａを保持しているかを検出し、この検出結果によってスイッチ２３を切替えてもよい。その場合、制御回路２５は、必ずしも無線回路２４に接続される必要はない。
【００６３】
なお、第２の実施形態においては、ヒンジ金具１５ａ、１５ｂと、回転軸１８ａ、１８ｂと、ヒンジ金具１９ａ、１９ｂとをそれぞれ、電気的に導通させているが、容量性リアクタンスにより電磁的に結合させる構成であってもよい。
【００６４】
このような本発明の第２の実施形態に係る携帯無線機によれば、金属フレームと接続されるヒンジ部に複数の給電部を接続し、スイッチによってこれらの給電部を切替えることで、アンテナの指向性を変化させることが可能となり、ダイバーシチ用のアンテナ素子を追加することなく、指向性ダイバーシチ効果が得られる。また、通話状態において左右いずれの手で保持しても、高いアンテナ性能を得ることができる。更に、上ケースの一部を形成する金属フレームにアンテナ素子の機能を持たせることで携帯無線機の薄型化を実現することができる。
【００６５】
（第３の実施形態）
図１０は、本発明の第３の実施形態を説明するための携帯無線機を示す正面図である。第３の実施形態においても、携帯無線機の一例として、折畳型携帯電話装置を例にとって説明する。なお、図１０において、第１の実施形態で説明した図１と重複する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６６】
図１０に示すように、第３の実施形態に係る携帯無線機１ｃにおいて、上ケース１０には、ヒンジ金具１５ａ及び１５ｂとの間に設けられたヒンジ金具１５ｃ、ヒンジ金具１５ｃに回動自在に取付けられた回転軸１８ｃ、回転軸１８ｃと回動自在に取付けられたヒンジ金具１９ｃを有するヒンジ部１２ｃが取付けられる。ヒンジ部１２ｃには、ヒンジ金具１９ｃに取付けられた給電端子２０ｃが接続されている。給電端子２０ｃには、回路基板２１に配置された整合回路２８に、ばね接触や半田付けなどにより接続されている。整合回路２８は、無線回路２４が接続されており、また、整合回路２８のグランド端（図示略）は回路基板のグランドパターン（図示略）に接地されている。第３の実施形態において、給電端子２０ｃ及び整合回路２３は、給電部の一例である。
【００６７】
給電端子２０ａと回路基板２１のグランドパターン（図示略）との間には、スイッチ２７ａが接続されており、また給電端子２０ｂと回路基板２１のグランドパターン（図示略）との間にスイッチ２７ｂが接続されている。第３の実施形態において、給電端子２０ａ、２０ｂは接地手段の一例である。
【００６８】
スイッチ２７ａ及び２７ｂは、図８のスイッチ２３と同様に、例えばＦＥＴやＰＩＮダイオードで構成される高周波スイッチである。制御回路２５は無線回路２４における受信信号レベルを検出し、その受信信号レベルが常に高くなる方のスイッチ（スイッチ２７ａ及び２７ｂ）を選択するように制御する。
【００６９】
このように構成された携帯無線機１ｂのアンテナ動作を説明する。
【００７０】
図１０において、スイッチ２７ａをＯＮしてスイッチ２７ｂをＯＦＦした場合、アンテナの指向性は図１１に示す指向性５０ａのようにＹ方向の利得が高くなる。また、逆にスイッチ２７ａをＯＦＦしてスイッチ２７ｂをＯＮした場合、アンテナの指向性は図１２に示す指向性５０ｂのように−Ｙ方向の利得が高くなる。また、スイッチ２７ａとスイッチ２７ｂの両方をＯＦＦした場合、指向性５０ａと指向性５０ｂの中間的な指向性が得られる。なお、スイッチ２７ａとスイッチ２７ｂの両方をＯＮした場合はアンテナ特性が劣化するため、この状態を選択しないように制御回路２５の制御動作を設定することが望ましい。
【００７１】
したがって、携帯無線機に様々な方向から到達する到来電波に対して３種類の指向性が制御できる指向性ダイバーシチ効果が得られる。
【００７２】
また、図４に示す左手で保持した通話状態においては、スイッチ２７ａがＯＮしてスイッチ２７ｂがＯＦＦに設定されることにより、高いアンテナ性能が得られる。逆に、図７に示すような右手で保持した通話状態においては、スイッチ２７ａがＯＦＦしてスイッチ２７ｂがＯＮに設定されることにより、この状態においても高いアンテナ性能が得られる。
【００７３】
なお、本実施形態においては、給電手段を中央に配置して、両端に接地を切替える手段を２つ配置しているが、例えば、給電手段を片端に配置して接地を切替える手段を対向する片端に配置しても指向性ダイバーシチ効果が得られる。
【００７４】
また、制御回路２５は、携帯無線機の向き、すなわち、使用者がどちらの手で携帯無線機１ａを保持しているかを検出し、この検出結果によってスイッチ２３を切替えてもよい。その場合、制御回路２５は、必ずしも無線回路２４に接続される必要はない。
【００７５】
なお、第３の実施形態においては、ヒンジ金具１５ａ、１５ｂ、１５ｃと、回転軸１８ａ、１８ｂ、１８ｃと、ヒンジ金具１９ａ、１９ｂ、１９ｃとをそれぞれ、電気的に導通させているが、容量性リアクタンスにより電磁的に結合させる構成であってもよい。
【００７６】
このような本発明の第３の実施形態に係る携帯無線機によれば、金属フレームと接続されるヒンジ部に給電部と複数の接地部を接続し、スイッチによって、接地部を切替えることにより、アンテナの指向性を変化させることが可能となり、ダイバーシチ用のアンテナ素子を追加することなく、指向性ダイバーシチ効果が得られる。また、通話状態において左右いずれの手で保持しても、高いアンテナ性能を得ることができる。更に、上ケースの一部を形成する金属フレームにアンテナ素子の機能を持たせることで携帯無線機の薄型化を実現することができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る携帯無線機によれば、指向性ダイバーシチ効果が得られると共に、高いアンテナ性能が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を説明するための携帯無線機を示す正面図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る携帯無線機のアンテナ動作を説明するための図
【図３】本発明の第１の実施形態に係る携帯無線機のアンテナ指向性を示す図
【図４】本発明の第１の実施形態に係る携帯無線機を使用者が左手で保持した通話状態を示す図
【図５】本発明の第１の実施形態に係る携帯無線機のアンテナ動作を説明するための図
【図６】本発明の第１の実施形態に係る携帯無線機のアンテナ指向性を示す図
【図７】本発明の第１の実施形態に係る携帯無線機を使用者が右手で保持した通話状態を示す図
【図８】本発明の第２の実施形態を説明するための携帯無線機を示す正面図
【図９】本発明の第２の実施形態を説明するための携帯無線機を示す側面図
【図１０】本発明の第３の実施形態を説明するための携帯無線機を示す正面図
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る携帯無線機のアンテナ指向性を示す図
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る携帯無線機のアンテナ指向性を示す図
【符号の説明】
１ａ、１ｂ、１ｃ 携帯無線機
３、４ 給電部
５、６、２２ａ、２２ｂ、２８ 整合回路
１０ 上ケース
１１ 下ケース
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ ヒンジ部
１３ 音口
１４ 金属フレーム
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ ヒンジ金具
１６、２９ 取付けネジ
１７、２６ ネジ穴部
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ 回転軸
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 給電端子
２１ 回路基板
２３、２７ａ、２７ｂ スイッチ
２４ 無線回路
２５ 制御回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話等の携帯無線機に関し、特に筐体が折り畳み可能な構造を持つ携帯無線機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上述した折畳み可能な構造を持つ携帯無線機は、一般に上部筐体と下部筐体をヒンジ部で連結して開閉自在とする機構を有しており、開いた状態と閉じた状態の２つの状態をとることができる。このような構造上の特徴から、開いて使用する状態（即ち開状態）では閲覧できる表示画面を大型化でき、閉じて使用する状態（閉状態）ではコンパクトな形状にできるという、高視認性と携帯容易性の２つの利点を有している。
【０００３】
折畳み可能な構造を持つ携帯無線機において、例えば特許文献１または特許文献２に、筐体内部に内蔵されるアンテナが記載されている。これらの文献に記載された携帯無線機は、上部筐体内部に設けられたアンテナ素子と、下部筐体内部に設けられた無線回路と、上部筐体と下部筐体を連結するヒンジ部と、ヒンジ部の内部を介してアンテナ素子と無線回路を接続する給電線を有して構成される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１５６８９８号公報
【特許文献２】
特開２００２−３３５１８０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の携帯無線機においては、アンテナの指向性を変化できないため、指向性ダイバーシチ効果が得られないことから、アンテナ性能を十分に高くできないという事情があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、指向性ダイバーシチ効果が得られると共に、高いアンテナ性能が得られる携帯無線機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る携帯無線機は、第１の筐体と、第２の筐体と、前記第１の筐体と前記第２の筐体を回動自在に連結するヒンジ部と、前記第１の筐体に設けられる板状のアンテナ素子と、前記第２の筐体内部に設けられる回路基板と、前記アンテナ素子に給電するとともに、互いに他と離間配置された複数の給電手段と、前記回路基板に配置された無線回路と、前記複数の給電手段と前記無線回路の間に設けられ、前記複数の給電手段のいずれか１つを選択して前記無線回路と接続する切替手段とを備える。
【０００８】
上記構成によれば、アンテナ素子に対する給電位置を変えることができる。したがって、指向性を変化させることができるので、指向性ダイバーシチ効果が得られ、通話状態において高いアンテナ性能が得られる。
【０００９】
また、本発明に係る携帯無線機は、第１の筐体と、第２の筐体と、前記第１の筐体と前記第２の筐体を回動自在に連結するヒンジ部と、前記第１の筐体に設けられる板状のアンテナ素子と、前記第２の筐体内部に設けられる回路基板と、前記アンテナ素子に給電する給電手段と、前記回路基板に配置されるとともに、前記給電手段と電気的に接続される無線回路と、前記給電手段から離間して配置され、前記アンテナ素子を前記回路基板に接続するための接地手段と、前記回路基板と、前記接地手段を前記回路基板に接続するか又は開放するかを切替える切替手段とを備える。
【００１０】
この構成によれば、アンテナ素子の給電部分から離間した部分について、回路基板へ接地するか否かを切替えることができる。したがって、指向性を変化させることができるので、指向性ダイバーシチ効果が得られ、通話状態において高いアンテナ性能が得られる。
【００１１】
また、本発明に係る携帯無線機は、前記接地手段を複数備え、これらの接地手段が、前記アンテナ素子における前記第２の筐体と連結される側の端部に、互いに離間配置される。
【００１２】
この構成によれば、指向性を変化させることができるので、指向性ダイバーシチ効果が得られ、通話状態において高いアンテナ性能が得られる。
【００１３】
また、本発明に係る携帯無線機は、前記切替手段は、各々の前記接地手段を切替える。
【００１４】
この構成によれば、アンテナ素子の給電部分から離間した各部分について、回路基板に接地するか否かを切替えることができる。したがって、指向性を変化させることができるので、指向性ダイバーシチ効果が得られ、通話状態において高いアンテナ性能が得られる。
【００１５】
また、本発明に係る携帯無線機は、前記ヒンジ部が導電性を有し、前記接地手段が前記ヒンジ部を介して前記アンテナ素子と電気的に接続される。
【００１６】
この構成によれば、ヒンジ部そのものが給電線の役割を果たすことができる。したがって、給電線を配線する工程が不要となり、組立工数を削減することができ、コストダウンが図れる。
【００１７】
また、本発明に係る携帯無線機は、前記ヒンジ部が導電性を有し、前記給電手段が前記ヒンジ部を介して前記アンテナ素子と電気的に接続される。
【００１８】
この構成によれば、ヒンジ部そのものが給電線の役割を果たすことができる。したがって、給電線を配線する工程が不要となり、組立工数を削減することができ、コストダウンが図れる。
【００１９】
また、本発明に係る携帯無線機は、前記無線回路にて受信された受信信号のレベルに応じて前記切替手段を制御する制御回路を更に備える。
【００２０】
この構成によれば、受信信号のレベルに応じて給電手段又は接地手段に対する切替えが行われる。したがって、通話状態において左右いずれの手で保持した場合であっても高いアンテナ性能が得られる。
【００２１】
また、本発明に係る携帯無線機は、前記アンテナ素子が前記第１の筐体の一部を構成する導電性フレームである。
【００２２】
この構成によれば、上部筐体の一部を構成する導電性フレームをアンテナ素子として使用したので、携帯無線機の薄型化が可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態を説明するための携帯無線機を示す正面図である。第１の実施形態では、携帯無線機として、折畳型携帯電話装置を例にとって説明する。
【００２５】
図１に示すように、第１の実施形態の携帯無線機１ａは、第１の筐体の一例としての上ケース１０と、ヒンジ部１２ａによって上ケース１０と回動自在に連結された第２の筐体の一例としての下ケース１１とを備える。なお、上ケース１０と下ケース１１は絶縁体である樹脂の成型品により構成されている。
【００２６】
上ケース１０の正面（Ｘ方向側）には、上ケース１０の内部に設けられたスピーカなどの発音素子で発生する音声を外部へ導くための音口１３が配置される。音口１３は、使用者がこの折畳式携帯電話装置１を手で保持して通話を行う場合に、使用者の耳の近傍に位置するように設けられる。
【００２７】
上ケース１０には、板状アンテナ素子の一例として、板状導体２が配置される。板状導体２は、板状導体２の寸法は、例えば長辺Ｌ１が９０ｍｍ、短辺Ｌ３が４５ｍｍ程度である。板状導体２の下端（−Ｚ側）において、左端（−Ｙ側）に給電部３が、右端（Ｙ側）に給電部４が設けられる。給電部３及び給電部４には、給電線（図示略）などにより、整合回路５及び整合回路６がそれぞれ接続されている。第１の実施形態において、給電部３及び整合回路５、給電部４及び整合回路６は、給電手段の一例である。
【００２８】
下ケース１１の内部には、回路基板２１が設けられる。回路基板２１には、携帯無線機１ａの機能を実現するための回路素子が実装されるとともに、整合回路５、６、スイッチ２３、無線回路２４、制御回路２５が配置される。また、回路基板２１の寸法は、例えば長辺Ｌ２が９０ｍｍ、短辺Ｌ３が４５ｍｍ程度である。回路基板２１上には、回路の接地電位となるグランドパターン（図示略）がほぼ全面に形成される。
【００２９】
整合回路５及び整合回路６は、整合回路５及び整合回路６のグランド端が回路基板２１上のグランドパターンにそれぞれ接地される。スイッチ２３は、整合回路５及び整合回路６のいずれか一方を選択するように切替えられ、選択された整合回路が無線回路２４に接続される。ここで、スイッチ２３は、切替え手段の一例であり、例えば、ＦＥＴやＰＩＮダイオードにより構成される高周波スイッチである。また、無線回路２４は受信回路及び送信回路などを有して構成される。また、制御回路２５は、無線回路２４における受信信号レベルを検出し、その受信信号レベルが常に高くなる方の整合回路５又は整合回路６を選択するようにスイッチ２３の切替え制御を行う。
【００３０】
上記の構成により、板状導体２と、回路基板２１に形成されたグランドパターンとがダイポールアンテナとして動作する。整合回路５及び整合回路６は、板状導体２のインピーダンスを無線回路２４の回路インピーダンス（一般に、５０Ω）に整合する。
【００３１】
次に、第１の実施形態に係る携帯無線機１ａのアンテナ動作を、動作周波数を１．５ＧＨｚに設定した場合を例にとって説明する。
【００３２】
図２は、整合回路５、すなわち給電部３を選択するようにスイッチ２３を切替えた場合のアンテナ動作を示す図である。図２において、図１と同一の符号を付すものは同一の構成要素を示す。
【００３３】
図２に示すように、給電部３側が選択された場合は、給電源３０が板状導体２の左端（−Ｙ側）の給電部３と、回路基板２１の左端（−Ｙ側）の給電部３１に接続されることになる。
【００３４】
図３は、スイッチ２３が整合回路５を選択するように切替えられた場合における、ダイポールアンテナのＹＺ面の指向性を示す。図３の指向性４０ａに示すように、Ｙ方向のアンテナ利得は−Ｙ方向の利得に比べて約５ｄＢ高くなる。
【００３５】
図４は、使用者が、携帯無線機１ａを左手で保持し通話を行っている状態を示す。この状態では、携帯無線機１ａにおいて、正面すなわちＸ方向に向けて設けられた音口１３（図１参照）が使用者の左耳近傍に位置するように保持される。この時、図１の座標系におけるＹ方向は、図４において図示するように天頂方向から、使用者から見てやや前方に傾いた方向に向くことになる。図３に示したように、給電部３が選択されるようにスイッチ２３が切替えられた場合、アンテナ利得はＹ方向が−Ｙ方向より高くなるので、図４において、天頂方向において高く、使用者の肩の方向では低くなる。従って、使用者の肩による影響が低減され、左手で保持した通話状態におけるアンテナ性能が高くなる。
【００３６】
図５は、整合回路６、すなわち給電部４を選択するようにスイッチ２３を切替えた場合のアンテナ動作を示す図である。図５において、図１と同一の符号を付すものは同一の構成要素を示す。
【００３７】
図５に示すように、給電部４側が選択された場合は、給電源３２が板状導体２の右端（Ｙ側）の給電部４と、回路基板２１の右端（Ｙ側）の給電部３３に接続されることになる。
【００３８】
図６は、スイッチ２３が整合回路５を選択するように切替えられた場合における、ダイポールアンテナのＹＺ面の指向性を示す。図６の指向性４０ｂに示すように、−Ｙ方向のアンテナ利得はＹ方向の利得に比べて約５ｄＢ高くなる。すなわち、図３に示された指向性４０ａと逆の特性を示す。
【００３９】
図７は、使用者が、携帯無線機１ａを右手で保持し通話を行っている状態を示す。前述したように、給電部４が選択されるようにスイッチ２３が切替えられた場合は、−Ｙ方向のアンテナ利得がＹ方向より高くなるので、アンテナ利得は、天頂方向において高く、使用者の肩の方向では低くなる。従って、使用者の肩による影響が低減されることで、右手で保持した通話状態におけるアンテナ性能が高くなる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、２つの給電部を板状導体２の左端と右端に配置しているが、例えば、３以上の給電部を異なる位置に配置してそれらを切替えてもよく、この場合、３以上の異なる指向性が得ることができる。
【００４１】
また、板状導体２及び回路基板２１の寸法は第１の実施形態に示すものに限られず、短辺の長さの長辺の長さに対しての比率が１／５以上程度であれば、指向性を切替える効果が得られる。
【００４２】
また、制御回路２５は、携帯無線機の向き、すなわち、使用者がどちらの手で携帯無線機１ａを保持しているかを検出し、この検出結果によってスイッチ２３を切替えてもよい。その場合、制御回路２５は、必ずしも無線回路２４に接続される必要はない。
【００４３】
このような本発明の第１の実施形態に係る携帯無線機によれば、板状導体に複数の給電部を設け、スイッチ２３によってこれらの給電部を切替えることで、アンテナの指向性を変化させることが可能となり、ダイバーシチ用のアンテナ素子を追加することなく、指向性ダイバーシチ効果が得られる。また、通話状態において左右いずれの手で保持しても、高いアンテナ性能を得ることができる。
【００４４】
（第２の実施形態）
図８は、本発明の第２の実施形態を説明するための携帯無線機を示す正面図である。図９は本発明の第２の実施形態を説明するための携帯無線機を示す側面図である。第２の実施形態においても、携帯無線機の例として、折畳型携帯電話装置を例にとって説明する。尚、図８及び図９において、第１の実施形態で説明した図１と重複する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４５】
図８及び図９に示すように、第２の実施形態の携帯無線機１ｂは、上ケース１０と下ケース１１とをヒンジ部１２ｂで連結した構造を採用し、ヒンジ部１２ｂを中心として回動させることで、開いた状態と閉じた状態の２つの状態をとることができる。
【００４６】
上ケース１０の図面正面側（Ｘ方向側）、すなわち、音口１３が配置される面には金属フレーム１４が装着されている。この金属フレーム１４には高い導電性を有し且つ軽量で強度が高い金属、例えばマグネシウム合金が用いられる。この種の金属を用いることにより、薄型形状である上ケース１０の強度を確保できるとともに金属フレーム１４をアンテナ素子として機能させることができる。金属フレーム１４の長辺の長さＬ１は例えば９０ｍｍ程度である。なお、金属フレーム１４の外装面には一般的に化粧用の塗装が施されるが、ここでは説明を省略する。
【００４７】
下ケース１１の内部には、回路基板２１が設けられ、回路基板２１には、整合回路２２ａ、２２ｂ、スイッチ２３、無線回路２４、制御回路２５が配置される。また、整合回路２２ａ、２２ｂとそれぞれ電気的に接続される給電端子２０ａ、２０ｂが配置される。第２の実施形態において、給電端子２０ａ及び整合回路２２ａ、給電端子２０ｂ及び整合回路２２ａは、給電手段の一例である。
【００４８】
ヒンジ部１２ｂは、上ケース１０と下ケース１１を連結するためのヒンジ金具１５ａ、１５ｂ、下ケース１１の内部に設けられたヒンジ金具１９ａ、１９ｂ、ヒンジ金具１５ａ、１５ｂと、ヒンジ金具１９ａ、１９ｂをそれぞれ回動自在に連結するための回転軸１８ａ、１８ｂを有して構成される。
【００４９】
金属フレーム１４の下端（−Ｚ側）の左右（±Ｙ方向）両側部分には、金属フレーム１４を上ケース１０に取付けるためのネジ穴が開けられている。また、Ｌ字状に形成されたヒンジ金具１５ａ及び１５ｂにもこれらを上ケース１０に取付けるためのネジ穴が開けられている。取付けネジ１６は、金属フレーム１４とヒンジ金具１５ａ及び１５ｂそれぞれのネジ穴を介して、上ケース１０のネジ穴部１７に取付けられる。この構成により、金属フレーム１４とヒンジ金具１５ａ及び１５ｂとが電気的に接続されるとともに、上ケース１０、金属フレーム１４とヒンジ金具１５ａ及び１５ｂとが機械的に固定される。
【００５０】
ヒンジ金具１５ａは、回転軸１８ａを介して下ケース１１の上端（Ｚ側）の左側（−Ｙ側）部分に設けられたヒンジ金具１９ａと回動自在に連結され、ヒンジ金具１５ｂは、回転軸１８ｂを介して下ケース１１の上端（Ｚ側）の右側（Ｙ側）部分に設けられたヒンジ金具１９ｂと回動自在に連結される。
【００５１】
ヒンジ金具１９ａ、１９ｂには下ケース１１に取付けるためのネジ穴が開けられており、また、給電端子２０ａ、２０ｂにもネジ穴が開けられている。取付けネジ２９は、給電端子２０ａ、２０ｂ及びヒンジ金具１９ａ、１９ｂのネジ穴を介して、下ケース１１のネジ穴部２６（図２）に取付けられる。この構成により、ヒンジ金具１９ａ、１９ｂと給電端子２０ａ、２０ｂがそれぞれ電気的に接続されるとともに、下ケース１１、ヒンジ金具１９ａ、１９ｂと給電端子２０ａ、２０ｂとがそれぞれ機械的に固定される。
【００５２】
ヒンジ金具１５ａ、１５ｂ、回転軸１８ａ、１８ｂ、ヒンジ金具１９ａ、１９ｂはそれぞれ導電性の金属で形成されており、それぞれの間の接触点において電気的に導通するように構成される。従って、金属フレーム１４は、取付けネジ１６、ヒンジ金具１５ａ、１５ｂ、回転軸１８ａ、１８ｂ、ヒンジ金具１９ａ、１９ｂ、取付けネジ２９を介して、給電端子２０ａ、２０ｂと電気的に接続されると共に、機械的に固定される。
【００５３】
下ケース１１には、その上端（Ｚ方向側）の左端（−Ｙ方向側）部分に整合回路２２ａが配置されており、この整合回路２２ａは、給電端子２０ａに接続されている。また、下ケース１１の上端（Ｚ方向側）の右端（Ｙ方向側）部分に整合回路２２ｂが配置されており、この整合回路２２ｂは、給電端子２０ｂに接続されている。給電端子２０ａは、整合回路２２ａに例えばバネ接触や半田付けにより接続される。同様に、給電端子２０ｂは、下ケース１１の内部に配置される回路基板２１上の整合回路２２ｂに例えばバネ接触や半田付けにより接続される。尚、回路基板２１の長辺Ｌ４は、例えば９０ｍｍ程度である。
【００５４】
整合回路２２ａは、回路基板２１上のスイッチ２３の端子ａに接続される。整合回路２２ｂは、スイッチ２３の端子ｂに接続される。整合回路２２ａ及び２２ｂのグランド端（図示略）が回路基板２１上のグランドパターンに接地されている。スイッチ２３は、整合回路２２ａ及び２２ｂのいずれか一方を選択するように切替えられ、選択された整合回路が無線回路２４に接続される。ここで、スイッチ２３は、例えばＦＥＴやＰＩＮダイオードで構成される高周波スイッチである。無線回路２４は受信回路及び送信回路などを有して構成される。制御回路２５は、無線回路２４における受信信号レベルを検出し、その受信信号レベルが常に高くなる方の整合回路２２ａ又は整合回路２２ｂを選択するようにスイッチ２３の切替え制御を行う。
【００５５】
上記の構成により、金属フレーム１４及びヒンジ部１２ｂと、回路基板２１上のグランドパターンとが、ダイポールアンテナとして動作する。このとき、金属フレーム１４とヒンジ部１２ｂとが長さＬ５（例えば、１１０ｍｍ）の第１のアンテナ素子として動作し、整合回路２２ａ及び２２ｂが、この第１のアンテナ素子のインピーダンスを無線回路２４の入力インピーダンス（一般に、５０Ω）に整合する。また、長さがＬ４である回路基板２１上のグランドパターンが第２のアンテナ素子として動作する。ここで、ヒンジ金具１９ａ、１９ｂと回路基板２１上のグランドパターンとの間隔Ｇを極力離すように（例えば２ｍｍ以上、又は携帯無線機が８００ＭＨｚで使用される場合はλ／２０以上）構成することがアンテナ性能上望ましい。
【００５６】
次に、上記構成を備えた携帯無線機１ｂのアンテナ動作について説明する。
【００５７】
整合回路２２ａ側すなわち給電端子２０ａ側を選択するようにスイッチ２３が切替えられた場合は、図３に示された指向性４０ａに近い特性となり、整合回路２２ｂ側すなわち給電端子２０ｂ側を選択するようにスイッチ２３が切替えられた場合は、図６に示された指向性４０ｂに近い特性となる。したがって、携帯無線機１ａに様々な方向から到達する到来電波に対して指向性ダイバーシチ効果が得られる。
【００５８】
また、図４に示すように、左手で保持した通話状態においては、整合回路２２ａが選択されることにより、高いアンテナ性能が得られる。逆に、図７に示すように、右手で保持した通話状態においては、整合回路２２ｂが選択されることにより、この状態においても高いアンテナ性能が得られる。したがって、スイッチ２３が整合回路２２ａ及び整合回路２２ｂのいずれかを選択するように切替えられることで、通話状態において左手又は右手で保持した両状態に対応してアンテナ性能が高くなる状態を選択することができる。
【００５９】
なお、本実施形態においては、２つの給電手段を板状の金属フレーム１４の左端と右端に配置しているが、例えば３以上の給電手段を異なる位置に配置してそれを切替えれば、３以上の異なる指向性が得られる。
【００６０】
また、金属フレーム１４及び回路基板２１の寸法は、第２の実施形態に示すものに限らず、短辺の長辺に対する比率が１／５以上程度であれば、指向性を切替える効果が得られる。
【００６１】
また、第２の実施形態においては、２つのヒンジ金具が左右に離間して取付けられているが、例えばヒンジ金具１９ａとヒンジ金具１９ｂとが一体に構成される場合であっても、複数の給電手段を一定の間隔が隔てるように構成されれば同様な効果が得られる。
【００６２】
また、制御回路２５は、携帯無線機の向き、すなわち、使用者がどちらの手で携帯無線機１ａを保持しているかを検出し、この検出結果によってスイッチ２３を切替えてもよい。その場合、制御回路２５は、必ずしも無線回路２４に接続される必要はない。
【００６３】
なお、第２の実施形態においては、ヒンジ金具１５ａ、１５ｂと、回転軸１８ａ、１８ｂと、ヒンジ金具１９ａ、１９ｂとをそれぞれ、電気的に導通させているが、容量性リアクタンスにより電磁的に結合させる構成であってもよい。
【００６４】
このような本発明の第２の実施形態に係る携帯無線機によれば、金属フレームと接続されるヒンジ部に複数の給電部を接続し、スイッチによってこれらの給電部を切替えることで、アンテナの指向性を変化させることが可能となり、ダイバーシチ用のアンテナ素子を追加することなく、指向性ダイバーシチ効果が得られる。また、通話状態において左右いずれの手で保持しても、高いアンテナ性能を得ることができる。更に、上ケースの一部を形成する金属フレームにアンテナ素子の機能を持たせることで携帯無線機の薄型化を実現することができる。
【００６５】
（第３の実施形態）
図１０は、本発明の第３の実施形態を説明するための携帯無線機を示す正面図である。第３の実施形態においても、携帯無線機の一例として、折畳型携帯電話装置を例にとって説明する。なお、図１０において、第１の実施形態で説明した図１と重複する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６６】
図１０に示すように、第３の実施形態に係る携帯無線機１ｃにおいて、上ケース１０には、ヒンジ金具１５ａ及び１５ｂとの間に設けられたヒンジ金具１５ｃ、ヒンジ金具１５ｃに回動自在に取付けられた回転軸１８ｃ、回転軸１８ｃと回動自在に取付けられたヒンジ金具１９ｃを有するヒンジ部１２ｃが取付けられる。ヒンジ部１２ｃには、ヒンジ金具１９ｃに取付けられた給電端子２０ｃが接続されている。給電端子２０ｃには、回路基板２１に配置された整合回路２８に、ばね接触や半田付けなどにより接続されている。整合回路２８は、無線回路２４が接続されており、また、整合回路２８のグランド端（図示略）は回路基板のグランドパターン（図示略）に接地されている。第３の実施形態において、給電端子２０ｃ及び整合回路２３は、給電部の一例である。
【００６７】
給電端子２０ａと回路基板２１のグランドパターン（図示略）との間には、スイッチ２７ａが接続されており、また給電端子２０ｂと回路基板２１のグランドパターン（図示略）との間にスイッチ２７ｂが接続されている。第３の実施形態において、給電端子２０ａ、２０ｂは接地手段の一例である。
【００６８】
スイッチ２７ａ及び２７ｂは、図８のスイッチ２３と同様に、例えばＦＥＴやＰＩＮダイオードで構成される高周波スイッチである。制御回路２５は無線回路２４における受信信号レベルを検出し、その受信信号レベルが常に高くなる方のスイッチ（スイッチ２７ａ及び２７ｂ）を選択するように制御する。
【００６９】
このように構成された携帯無線機１ｂのアンテナ動作を説明する。
【００７０】
図１０において、スイッチ２７ａをＯＮしてスイッチ２７ｂをＯＦＦした場合、アンテナの指向性は図１１に示す指向性５０ａのようにＹ方向の利得が高くなる。また、逆にスイッチ２７ａをＯＦＦしてスイッチ２７ｂをＯＮした場合、アンテナの指向性は図１２に示す指向性５０ｂのように−Ｙ方向の利得が高くなる。また、スイッチ２７ａとスイッチ２７ｂの両方をＯＦＦした場合、指向性５０ａと指向性５０ｂの中間的な指向性が得られる。なお、スイッチ２７ａとスイッチ２７ｂの両方をＯＮした場合はアンテナ特性が劣化するため、この状態を選択しないように制御回路２５の制御動作を設定することが望ましい。
【００７１】
したがって、携帯無線機に様々な方向から到達する到来電波に対して３種類の指向性が制御できる指向性ダイバーシチ効果が得られる。
【００７２】
また、図４に示す左手で保持した通話状態においては、スイッチ２７ａがＯＮしてスイッチ２７ｂがＯＦＦに設定されることにより、高いアンテナ性能が得られる。逆に、図７に示すような右手で保持した通話状態においては、スイッチ２７ａがＯＦＦしてスイッチ２７ｂがＯＮに設定されることにより、この状態においても高いアンテナ性能が得られる。
【００７３】
なお、本実施形態においては、給電手段を中央に配置して、両端に接地を切替える手段を２つ配置しているが、例えば、給電手段を片端に配置して接地を切替える手段を対向する片端に配置しても指向性ダイバーシチ効果が得られる。
【００７４】
また、制御回路２５は、携帯無線機の向き、すなわち、使用者がどちらの手で携帯無線機１ａを保持しているかを検出し、この検出結果によってスイッチ２３を切替えてもよい。その場合、制御回路２５は、必ずしも無線回路２４に接続される必要はない。
【００７５】
なお、第３の実施形態においては、ヒンジ金具１５ａ、１５ｂ、１５ｃと、回転軸１８ａ、１８ｂ、１８ｃと、ヒンジ金具１９ａ、１９ｂ、１９ｃとをそれぞれ、電気的に導通させているが、容量性リアクタンスにより電磁的に結合させる構成であってもよい。
【００７６】
このような本発明の第３の実施形態に係る携帯無線機によれば、金属フレームと接続されるヒンジ部に給電部と複数の接地部を接続し、スイッチによって、接地部を切替えることにより、アンテナの指向性を変化させることが可能となり、ダイバーシチ用のアンテナ素子を追加することなく、指向性ダイバーシチ効果が得られる。また、通話状態において左右いずれの手で保持しても、高いアンテナ性能を得ることができる。更に、上ケースの一部を形成する金属フレームにアンテナ素子の機能を持たせることで携帯無線機の薄型化を実現することができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る携帯無線機によれば、指向性ダイバーシチ効果が得られると共に、高いアンテナ性能が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を説明するための携帯無線機を示す正面図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る携帯無線機のアンテナ動作を説明するための図
【図３】本発明の第１の実施形態に係る携帯無線機のアンテナ指向性を示す図
【図４】本発明の第１の実施形態に係る携帯無線機を使用者が左手で保持した通話状態を示す図
【図５】本発明の第１の実施形態に係る携帯無線機のアンテナ動作を説明するための図
【図６】本発明の第１の実施形態に係る携帯無線機のアンテナ指向性を示す図
【図７】本発明の第１の実施形態に係る携帯無線機を使用者が右手で保持した通話状態を示す図
【図８】本発明の第２の実施形態を説明するための携帯無線機を示す正面図
【図９】本発明の第２の実施形態を説明するための携帯無線機を示す側面図
【図１０】本発明の第３の実施形態を説明するための携帯無線機を示す正面図
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る携帯無線機のアンテナ指向性を示す図
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る携帯無線機のアンテナ指向性を示す図
【符号の説明】
１ａ、１ｂ、１ｃ 携帯無線機
３、４ 給電部
５、６、２２ａ、２２ｂ、２８ 整合回路
１０ 上ケース
１１ 下ケース
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ ヒンジ部
１３ 音口
１４ 金属フレーム
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ ヒンジ金具
１６、２９ 取付けネジ
１７、２６ ネジ穴部
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ 回転軸
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 給電端子
２１ 回路基板
２３、２７ａ、２７ｂ スイッチ
２４ 無線回路
２５ 制御回路
Claims (5)
- 第１の筐体と、
第２の筐体と、
前記第１の筐体と前記第２の筐体を回動自在に連結するヒンジ部と、
前記第１の筐体に設けられる板状のアンテナ素子と、
前記第２の筐体内部に設けられ、グランドパターンを有する回路基板と、
前記アンテナ素子に前記ヒンジ部側の短辺側に設けられるとともに、携帯無線機の幅方向に互いに他と離間配置された二つの給電手段と、
前記回路基板に配置された無線回路と、
前記二つの給電手段と前記無線回路の間に設けられ、前記二つの給電手段のいずれか１つを選択して前記無線回路と接続する切替手段と、
携帯無線機の向きを検出する検出手段とを備え、
前記アンテナ素子と前記グランドパターンとがダイポールアンテナとして動作するとともに、通話状態において、前記検出手段により使用者が携帯無線機を右手か又は左手のいずれで保持しているかを検出し、その検出結果に応じて、前記第１の筐体と前記第２の筐体を開いた状態において指向性を切り替えるために、前記切替手段により前記給電手段を選択することを特徴とする携帯無線機。 - 第１の筐体と、
第２の筐体と、
前記第１の筐体と前記第２の筐体を回動自在に連結するヒンジ部と、
前記第１の筐体に設けられる板状のアンテナ素子と、
前記第２の筐体内部に設けられ、グランドパターンを有する回路基板と、
前記アンテナ素子にそのヒンジ部側の短辺側から給電する給電手段と、
前記回路基板に配置されるとともに、前記給電手段と電気的に接続される無線回路と、
前記アンテナ素子を、そのヒンジ部側端部から前記グランドパターンに接続するとともに、携帯無線機の幅方向に、互いにかつ前記給電手段と離間配置された二つの接地手段と、
前記グランドパターンと各々の前記接地手段とを接続するか又は開放するかを切替える切替手段と、
携帯無線機の向きを検出する検出手段とを備え、
前記アンテナ素子と前記グランドパターンとがダイポールアンテナとして動作するとともに、通話状態において、前記検出手段により使用者が携帯電話を右手か又は左手のいずれで保持しているかを検出し、その検出結果に応じて、前記第１の筐体と前記第２の筐体を開いた状態において指向性を切り替えるために、前記切替手段による切り替えを行うことを特徴とする携帯無線機。 - 第１の筐体と、
第２の筐体と、
前記第１の筐体と前記第２の筐体を回動自在に連結するヒンジ部と、
前記第１の筐体に設けられる板状のアンテナ素子と、
前記第２の筐体内部に設けられ、グランドパターンを有する回路基板と、
前記アンテナ素子にそのヒンジ部側の短辺側から給電するとともに、携帯無線機の幅方向に互いに他と離間配置された二つの給電手段と、
前記回路基板に配置された無線回路と、
前記二つの給電手段と前記無線回路の間に設けられ、前記二つの給電手段のいずれか１つを選択して前記無線回路と接続する切替手段と、
前記無線回路にて受信された受信信号のレベルを検出する制御回路とを備え、
前記アンテナ素子と前記グランドパターンとがダイポールアンテナとして動作するとともに、前記制御回路によって検出した受信信号のレベルに応じて、前記第１の筐体と前記第２の筐体を開いた状態において指向性を切り替えるために、前記切替手段により給電手段を選択することを特徴とする携帯無線機。 - 第１の筐体と、
第２の筐体と、
前記第１の筐体と前記第２の筐体を回動自在に連結するヒンジ部と、
前記第１の筐体に設けられる板状のアンテナ素子と、
前記第２の筐体内部に設けられ、グランドパターンを有する回路基板と、
前記アンテナ素子にそのヒンジ部側の短辺側から給電する給電手段と、
前記回路基板に配置されるとともに、前記給電手段と電気的に接続される無線回路と、
前記第２の筐体内部に設けられ、前記アンテナ素子を、そのヒンジ部側端部から前記グランドパターンに接続するとともに、携帯無線機の幅方向に、互いにかつ前記給電手段と離間配置された二つの接地手段と、
前記グランドパターンと各々の前記接地手段とを接続するか又は開放するかを切替える切替手段と、
前記無線回路にて受信された受信信号のレベルを検出する制御回路とを備え、
前記アンテナ素子と前記グランドパターンとがダイポールアンテナとして動作するとともに、前記制御回路によって検出した受信信号のレベルに応じて、前記第１の筐体と前記第２の筐体を開いた状態において指向性を切り替えるために、前記切替手段による切り替えを行うことを特徴とする携帯無線機。 - 請求項１ないし４に記載の携帯無線機であって、前記アンテナ素子が前記第１の筐体の一部を構成する導電性フレームである携帯無線機。
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