JP4417172B2

JP4417172B2 - 折畳式携帯無線機

Info

Publication number: JP4417172B2
Application number: JP2004147530A
Authority: JP
Inventors: 伸明間嶋; 昌義平井; 清史中西
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2024-05-18
Also published as: JP2005333202A; WO2005112406A1; US20070229373A1; CN1954584A

Description

本発明は、屈曲可能な面状接続部材によって２つの筐体が開閉可能に接続され、無線通信用のアンテナを備えた折畳式携帯無線機に関する。

携帯電話機等において、２つの筐体をヒンジ部等で開閉可能に連結した折畳式携帯無線機が広く用いられている。この種の折畳式携帯無線機では、筐体の連結部が回動するヒンジ機構が一般に用いられる。また、このようなヒンジ機構の代わりに、屈曲する面状接続部材を用いて筐体の開閉の保持を実現する構造の電子機器も提案されている（例えば、特許文献１参照）。この従来例では、ヒンジ部を筐体と一体の軟質性樹脂で形成し、軟質性樹脂の弾性力を利用して筐体の開の状態を保持する構成となっている。

しかしながら、上記従来例のような電子機器の構成では、携帯無線機に適用する場合に必要なアンテナを容易に設けることができず、アンテナ性能を確保できないという課題がある。

特開平５−２５９６５６号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、屈曲可能な面状接続部材を用いて筐体の開閉を行う構造の折畳式携帯無線機において、アンテナ性能を改善することが可能な折畳式携帯無線機を提供することを目的とする。

本発明の折畳式携帯無線機は、第１筐体と第２筐体を有する折畳式携帯無線機であって、前記第１筐体に配置される第１回路基板と、前記第２筐体に配置される第２回路基板と、前記第１筐体と前記第２筐体を機械的に接続する屈曲可能な面状接続部材と、前記第１回路基板と前記第２回路基板を電気的に接続する可撓性を有する接続導体と、前記第１回路基板又は前記第２回路基板に設けられる無線回路部と、前記無線回路部と給電線を介して接続されるアンテナと、を備え、前記接続導体、前記アンテナ及び前記給電線は、前記面状接続部材に略沿った位置に配置され、前記面状接続部材は、前記第１筐体と前記第２筐体とが離れた第１の状態と、前記第１筐体と前記第２筐体とが重なる第２の状態とに開閉可能なように屈曲するものであり、前記アンテナは、前記面状接続部材において前記接続導体の側部に配置され、前記第１の状態では、前記第１回路基板と前記第２回路基板とが対向する中間部に位置し、前記第２の状態では、前記第１回路基板及び前記第２回路基板よりも外部に外れて位置するように設けられるものである。
これにより、屈曲可能な面状接続部材を用いて筐体の開閉を行う構造において、アンテナ性能を改善することが可能となる。また、第１の状態と第２の状態の双方の状態におけるアンテナ性能を改善することが可能となる。

また、本発明の一態様として、上記の折畳式携帯無線機であって、前記第１筐体及び前記第２筐体は長形形状に構成され、前記面状接続部材は前記第１筐体及び前記第２筐体の短辺部分を接続するものであり、前記アンテナは、前記第２の状態において、前記第１筐体及び前記第２筐体の長手方向に突出する位置に配置されるものとする。
これにより、第１の状態でのアンテナ特性を維持しつつ、第２の状態におけるアンテナ性能を改善することが可能となる。

また、本発明の一態様として、上記の折畳式携帯無線機であって、前記アンテナは、前記第２の状態において、少なくとも一部が前記面状接続部材の外側に突出するように設けられるものとする。
これにより、第２の状態でのアンテナ性能をさらに向上させることが可能となる。

本発明によれば、屈曲可能な面状接続部材を用いて筐体の開閉を行う構造の折畳式携帯無線機において、アンテナ性能を改善することができる。

本実施形態では、携帯電話装置等に適用される折畳式携帯無線機の構成例を示す。
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る折畳式携帯無線機の外観構成を示す斜視図、図２は第１の実施形態に係る折畳式携帯無線機を開いた状態における要部構成を示す正面図、図３は第１の実施形態に係る折畳式携帯無線機を閉じた状態における要部構成を示す側面図である。

本実施形態の折畳式携帯無線機は、図１に示すように、第１の筐体１１と第２の筐体１２を有し、これらの第１の筐体１１と第２の筐体１２とが屈曲可能な面状接続部材を構成する連結部１３によって接続され、両筐体を開閉可能に構成されている。第１の筐体１１には、液晶表示装置等からなる表示部２１、レシーバ２２等が設けられる。第２の筐体１２には、複数の操作キーボタンを有する操作部２３、マイク２４等が設けられ、内部に無線回路、制御回路、情報処理回路等を備えている。

連結部１３は、外装部が可撓性を有する高分子材料等で構成され、内部に可撓性の配線ケーブル、アンテナ素子等を備えている。この連結部１３は、長形形状の第１の筐体１１と第２の筐体１２の短辺部分を接続している。連結部１３が屈曲することにより、第１の筐体１１及び第２の筐体１２を開閉可能に折り畳める構造となっている。また、図示しないが、連結部１３には筐体の開状態を保持する金属板等からなる接続部材が設けられ、筐体外装部などには閉状態を保持する保持機構が設けられる。

図２及び図３は本実施形態における主要な構成要素を模式的に表したものであり、回路基板、アンテナ素子等の配置関係が示されている。第１の筐体１１には第１の回路基板１０１が、第２の筐体１２には第２の回路基板１０２がそれぞれ収納され、これらの第１の回路基板１０１及び第２の回路基板１０２が連結部１３に設けられた接続導体となる接続素子１０３によって電気的に接続されている。

第１の回路基板１０１は、例えば厚さ１ｍｍのプリント基板で構成され、その寸法は例えば縦７０ｍｍ横４０ｍｍに設定される。第１の回路基板１０１上にはグランドパターンが形成される。第２の回路基板１０２は、例えば厚さ１ｍｍのプリント基板で構成され、その寸法は例えば縦７０ｍｍ横４０ｍｍに設定される。また、第１の回路基板１０１と同様に第２の回路基板１０２上にはグランドパターンが形成され、このグランドパターンがアンテナに対する接地導体として機能する。接続素子１０３は、例えば厚さ０．１ｍｍのフレキシブルパターンから構成され、第１の回路基板１０１と第２の回路基板１０２との間を電気的に接続する。その寸法は例えば縦４０ｍｍ横５ｍｍに設定される。

図２の筐体を開いた状態（第１の状態）において、第１の回路基板１０１、第２の回路基板１０２、接続素子１０３は、図２中のＸ−Ｚ面、すなわち装置筐体表面と略平行な面においてほぼ同一平面上に水平に配置される。この場合、第１の回路基板１０１と第２の回路基板１０２との間隔は例えば約２５ｍｍに設定される。

アンテナ素子１０４は、例えば直径１ｍｍの導線で構成され、連結部１３において接続素子１０３の側部であって、第１の回路基板１０１と第２の回路基板１０２との間に配置される。このアンテナ素子１０４は、例えば地上セルラー系の移動体通信システムで使用される８００ＭＨｚ帯において約１／４波長となる長さの導体で構成され、例えば全長約９０ｍｍに設定される。第２の回路基板１０２には無線回路部１０６が設けられ、この無線回路部１０６は給電線１０５を介してアンテナ素子１０４に接続される。

上記接続素子１０３、アンテナ素子１０４及び給電線１０５は、面状接続部材を構成する連結部１３にほぼ沿った位置に配設される。アンテナ素子１０４の位置は、図２の筐体を開いた状態において、第１の回路基板１０１、第２の回路基板１０２及び接続素子１０３と重ならない位置に設定され、例えば、第１の回路基板１０１と第２の回路基板１０２のそれぞれ対向する端部の辺から約６ｍｍの間隔を設けた中間部に配置される。

図３の筐体を閉じた状態（第２の状態）において、第１の回路基板１０１と第２の回路基板１０２は互いに対面した状態で略平行に重なって配置される。アンテナ素子１０４は、図３中のＺ方向、すなわち第１の回路基板１０１及び第２の回路基板１０２と平行な延長方向において基板から外側に外れた位置に配置される。

図３のように基板長手方向を垂直方向に配置した場合、アンテナ素子１０４は第１の回路基板１０１及び第２の回路基板１０２より長手方向に突出した高い位置に配置される。このとき、対面した第１の回路基板１０１と第２の回路基板１０２との間隔は例えば約１５ｍｍに設定され、基板端とアンテナ素子１０４との間隔Ｄ１は例えば約２０ｍｍに設定される。このようにアンテナ素子１０４を、アンテナの接地導体として動作する第２の回路基板１０２から基板長手方向（Ｚ方向）に間隔を設けて配置することで、筐体を閉じた状態におけるアンテナ性能を向上することができる。

上記本実施形態のアンテナ構成では、８００ＭＨｚにおいて、アンテナ素子１０４と第２の回路基板１０２はほぼ半波長のダイポールアンテナとして動作する。理論的に８００ＭＨｚの半波長のダイポールアンテナを構成するためには約１９０ｍｍのエレメント全長が必要である。図２の筐体を開いた状態では、上記寸法例の構成で十分なアンテナ性能を確保できる。

しかしながら、図３の筐体を閉じた状態では、小型化を図った上記寸法例では、約１２０ｍｍ程度のエレメント長しか確保できていない。そのため、例えば第２の回路基板１０２の基板端とアンテナ素子１０４との間隔Ｄ１又は第２の回路基板１０２の全長を拡張することができれば、アンテナとしての実効面積を拡張させることが可能となり、アンテナの性能を改善することができる。

この第１の実施形態によれば、筐体を開いた状態において第１及び第２の回路基板間にアンテナ素子を配置することで、アンテナ素子と第１の回路基板間との電磁的結合によりアンテナを構成できる。また、筐体を閉じた状態では、アンテナ素子が第１及び第２の回路基板端より基板長手方向に基板より外れた位置に配置されるアンテナ構成とすることで、開閉双方の状態でのアンテナ性能を向上させることができる。

なお、アンテナ素子１０４の長さや形状は上記構成例に限るものではなく、例えばヘリカル構造とすることも可能であり、また誘電体内に内蔵された構成としてもよい。さらに、地上セルラー系の移動体通信システムで使用される８００ＭＨｚ帯以外の周波数帯においても、本実施形態と同様の構成であれば電気長を調整することで同等の効果が得られる。

（第２の実施形態）
図４は本発明の第２の実施形態に係る折畳式携帯無線機の外観構成を示す斜視図、図５は第２の実施形態に係る折畳式携帯無線機を閉じた状態における要部構成を示す側面図である。

第２の実施形態の折畳式携帯無線機は、第１の筐体１１及び第２の筐体１２を開閉する際に外側の面となる背面部に保護カバー１０７を設けた構成となっている。なお、第１の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。

保護カバー１０７は、可撓性を有する非導電性材料により構成される。例えば、保護カバー１０７は厚さ約１ｍｍの布材で構成され、折畳式携帯無線機全体を覆うように配置される。保護カバー１０７の一方の端部には、筐体の閉状態を保持するための固定部材２６が突出して設けられ、保護カバー１０７の他方に設けられた図示しない固定部材と係合するようになっている。

図５の筐体を閉じた状態において、アンテナ素子１０９は、図５中のＺ方向、すなわち第１の回路基板１０１及び第２の回路基板１０２と平行な延長方向において、基板から外れた位置でかつ連結部１３及び保護カバー１０７から外側に突出するように配置される。図５のように基板長手方向を垂直方向に配置した場合、アンテナ素子１０９は連結部１３の天頂位置に配置される。給電線１０８は、アンテナ素子１０９と第２の回路基板１０２に設けられた無線回路部１０６とを接続するように保護カバー１０７の内壁に略平行な状態で連結部１３に沿って配設される。この給電線１０８は、例えば厚さ０．１ｍｍ、幅１ｍｍのフレキシブルパターンにより構成される。このとき、アンテナ素子１０９の先端と第２の回路基板１０２の基板端との間隔Ｄ２は例えば約３０ｍｍに設定される。

アンテナ素子１０９は、例えば厚さ０．１ｍｍ、幅１ｍｍのフレキシブルパターンから構成される。また、このアンテナ素子１０９は例えば厚さ０．５ｍｍの可撓性を有する非導電性樹脂系材料によって周囲を覆われて保護された状態で配設され、常にその配置位置を保持される構造となっている。このようにアンテナ素子１０９を、非導電性材料のフレキシブルな保護カバー１０７から基板長手方向（Ｚ方向）に突出させて配置することで、回路基板とアンテナ素子との間隔を第１の実施形態に比べて広く（上記寸法例では約１０ｍｍ）設けることができる。このため、筐体を閉じた状態におけるアンテナ実効面積を拡大させることができ、アンテナ性能を改善することができる。

この第２の実施形態のアンテナ構成によれば、筐体を開いた状態において上記第１の実施形態と同等の効果を有しつつ、筐体を閉じた状態においてアンテナ素子と基板端の間隔を第１の実施形態よりもさらに広げてアンテナ素子を高い位置に配置できるため、閉状態でのアンテナ性能をさらに向上させることができる。

なお、保護カバー１０７は上記構成例に限るものではなく、例えばウレタン又は樹脂系の材料を用いたものであってもよい。また、アンテナ素子１０９は、例えばメアンダ構造とすることも可能であり、また誘電体内に内蔵された構成としてもよい。さらに、地上セルラー系の移動体通信システムで使用される８００ＭＨｚ帯以外の周波数帯においても、本実施形態と同様の構成であれば電気長を調整することで同等の効果が得られる。

以上のように、本実施形態によれば、屈曲可能な面状接続部材を用いて筐体の開閉を行い、開閉状態の保持を実現する構造の折畳式携帯無線機において、開閉双方の状態のアンテナ性能を向上することができ、特に携帯電話装置における人体通話時及び待ち受け時のアンテナ性能の改善が期待でき、通話品質を向上できる。

本発明は、筐体の開閉機構に屈曲する面状接続部材を用いた構造の折畳式携帯無線機において、アンテナ性能を改善することが可能となる効果を有し、屈曲可能な面状接続部材によって２つの筐体が開閉可能に接続され、無線通信用のアンテナを備えた折畳式携帯無線機等に有用である。

本発明の第１の実施形態に係る折畳式携帯無線機の外観構成を示す斜視図第１の実施形態に係る折畳式携帯無線機を開いた状態における要部構成を示す正面図第１の実施形態に係る折畳式携帯無線機を閉じた状態における要部構成を示す側面図本発明の第２の実施形態に係る折畳式携帯無線機の外観構成を示す斜視図第２の実施形態に係る折畳式携帯無線機を閉じた状態における要部構成を示す側面図

符号の説明

１１第１の筐体
１２第２の筐体
１３連結部
１０１第１の回路基板
１０２第２の回路基板
１０３接続素子
１０４、１０９アンテナ素子
１０５、１０８給電線
１０６無線回路部
１０７保護カバー

Claims

第１筐体と第２筐体を有する折畳式携帯無線機であって、
前記第１筐体に配置される第１回路基板と、
前記第２筐体に配置される第２回路基板と、
前記第１筐体と前記第２筐体を機械的に接続する屈曲可能な面状接続部材と、
前記第１回路基板と前記第２回路基板を電気的に接続する可撓性を有する接続導体と、
前記第１回路基板又は前記第２回路基板に設けられる無線回路部と、
前記無線回路部と給電線を介して接続されるアンテナと、を備え、
前記接続導体、前記アンテナ及び前記給電線は、前記面状接続部材に略沿った位置に配置され、
前記面状接続部材は、前記第１筐体と前記第２筐体とが離れた第１の状態と、前記第１筐体と前記第２筐体とが重なる第２の状態とに開閉可能なように屈曲するものであり、
前記アンテナは、前記面状接続部材において前記接続導体の側部に配置され、前記第１の状態では、前記第１回路基板と前記第２回路基板とが対向する中間部に位置し、前記第２の状態では、前記第１回路基板及び前記第２回路基板よりも外部に外れて位置するように設けられる折畳式携帯無線機。
請求項１に記載の折畳式携帯無線機であって、
前記第１筐体及び前記第２筐体は長形形状に構成され、前記面状接続部材は前記第１筐体及び前記第２筐体の短辺部分を接続するものであり、
前記アンテナは、前記第２の状態において、前記第１筐体及び前記第２筐体の長手方向に突出する位置に配置される折畳式携帯無線機。
請求項２に記載の折畳式携帯無線機であって、
前記アンテナは、前記第２の状態において、少なくとも一部が前記面状接続部材の外側に突出するように設けられる折畳式携帯無線機。