JP4447446B2 - 折畳式携帯無線装置 - Google Patents

Description

本発明は、高いアンテナ性能を有する折畳式携帯無線装置に関する。

近時、携帯電話機の普及は著しいものがあり、特に上下の筐体をヒンジ部で連結させて開閉自在とした折畳式携帯電話機が広く普及している。この折畳式携帯電話機は、開いて使用するとき（「開状態」）には大型の表示画面を視認できるという利便性と、閉じて使用するとき（「閉状態」）にはコンパクトな形状で収納できるという携帯容易性の２つの利点を備えている。
ところで、このような折畳式携帯電話機の筐体内部に内蔵するアンテナとしては、例えば、特許文献１又は２に開示しているような、上部筐体の内部にアンテナ素子を配設し、ヒンジ部内を通る給電線を介してこのアンテナ素子に給電する構成のものが知られている。

また、携帯電話機に複数のアンテナを設け、より性能の良い方のアンテナを適宜選択できるものも知られている。このような複数のアンテナの切換方法としては、例えば、特許文献３に開示されているように、無線回路と接続されていないアンテナを一定のインピーダンスを有する終端回路と接続することによって、無線回路と接続されているアンテナとの電磁結合を減らし、高いアンテナ性能を得るようにしたものが知られている。

ここで、従来の折畳式携帯電話機の構成について、図１２及び図１３を参照しながら説明する。なお、図１２は筐体を開いた状態を示し、図１３は筐体を閉じた状態を示す。
この折畳式携帯電話機は、図１２及び図１３に示すように、第１筐体（上部筐体）１０１及び第２筐体（下部筐体）１０２と、この第１筐体１０１及び第２筐体１０２を回動可能に連結するとともに、金属フレーム１０７に電気的に接続した導電性金属からなるヒンジ部１０３との他に、「第１アンテナ素子１０４」と、「第２アンテナ素子１０５」と、第１、第２筐体１０１、１０２が開いたことを検出する筐体開閉検出手段１０６などを備えている。

このうち、第１アンテナ素子１０４は、ヒンジ部１０３と第２筐体１０２に設けた回路基板１０８を電気的に接続する第１給電用金具１０９からなる「上側素子」と、第２筐体１０２の内部に配置した前述の回路基板１０８からなる「下側素子」とでダイポールアンテナを構成する。

この携帯電話機では、筐体が開いたことを筐体開閉検出手段１０６が検出した場合、例えば、図１２に示すように、アンテナ切換回路１１０が、第１整合回路１１１と無線回路１１２を接続するとともに、第２整合回路１１３と（第５）終端回路１１４を接続する。また、この状態では、第１アンテナ素子１０４と第２アンテナ素子１０５の電磁結合が弱くなるように、（第５）終端回路１１４のインピーダンスが調整されている。
一方、筐体が閉じたことを筐体開閉検出手段１０６が検出した場合、例えば、図１３に示すように、アンテナ切換回路１１０が、第１整合回路１１１と（第６）終端回路１１５を接続するとともに、第２整合回路１１３と無線回路１１２を接続する。また、この状態では、第１アンテナ素子１０４と第２アンテナ素子１０５の相互結合が弱くなるように、（第６）終端回路のインピーダンスが調整されている。このように、第１アンテナ素子１０４と第２アンテナ素子１０５の相互結合を弱くすることで、高いアンテナ性能が得られるものである。
特開２００１−１５６８９８号公報 特開２００２−３３５１８０号公報 特開平９−２２３９９３号公報

しかしながら、上記した従来の折畳式携帯電話機にあっては、筐体を開いた状態では、第１筐体と第２筐体がダイポールアンテナとして動作するため、主偏波は筐体の長手方向と平行となる。一方、使用者がこの折畳式携帯電話機を手で保持し、耳と口に近接若しくは密着して使用する通話状態のとき、折畳式携帯電話機は、一般に、長手方向が鉛直方向から約６０°傾いて使用する場合が多く、主偏波も鉛直方向から約６０°前後傾く。そのため、主偏波が鉛直である折畳式携帯電話機の基地局の到来波と約６０°前後異なり、高いアンテナ性能が得られないという問題があった。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、特に内蔵アンテナにおいて、従来のアンテナ切換回路を用いて複数のアンテナに同時に給電することで、低コストで高いアンテナ性能が得られる折畳式携帯無線装置を提供することを目的とする。

本発明の折畳式携帯無線装置は、第１筐体と、第２筐体と、前記第１、第２筐体を回動自在に連結したヒンジ部と、前記第１筐体に設けた第１アンテナ素子と、前記第２筐体に設けた第２アンテナ素子と、前記第２筐体内部に設けた、グランドパターンを有する回路基板とを備え、前記ヒンジ部は、前記第１筐体に設けた第１ヒンジ部及び前記第２筐体に設けた第２ヒンジ部と、前記第１ヒンジ部と前記第２ヒンジ部とを回動可能に連結すると共に電気的に接続する連結部とを有し、前記第１ヒンジ部は、導電性の金属で形成するとともに、前記第１筐体において前記第１アンテナ素子の前記ヒンジ部寄りの端部と電気的に接続し、前記第２ヒンジ部は、導電性の金属で形成するとともに、前記第２筐体において前記回路基板上のグランドパターンと所定の間隔を隔てて配置して前記第２筐体内に設けた第１給電部と電気的に接続し、前記第２アンテナ素子は、前記第２筐体内に設けた第２給電部と電気的に接続し、前記第１給電部及び前記第２給電部と前記第２筐体内に設けた無線回路との接続状態を切り換えるアンテナ切換回路を備えることを特徴としている。この構成により、筐体が開いた状態において、従来のアンテナ切換回路を用いて複数のアンテナに同時に給電することで、低コストで高いアンテナ性能が得られる。

また、本発明の折畳式携帯無線装置は、前記第１、第２筐体の開閉を検出する筐体開閉検出手段を備え、前記アンテナ切換回路は、前記第１、第２筐体が開いていることを前記筐体開閉検出手段が検出すると、前記第１給電部と前記第２給電部と前記無線回路とを接続し、前記第１、第２筐体が閉じていることを前記筐体開閉検出手段が検出すると、前記第２給電部と前記無線回路とを接続するように構成しことを特徴としている。この構成により、筐体を開くと、高いアンテナ性能が自動的に設定できる。

また、本発明の折畳式携帯無線装置は、少なくとも通話状態と操作状態を検出する使用形態検出手段を備え、前記アンテナ切換回路は、前記第１、第２筐体が開いていることを前記筐体開閉検出手段が検出するとともに通話状態であることを前記使用形態検出手段が検出すると、前記第１給電部と前記第２給電部とを接続するとともに前記無線回路に接続し、前記第１、第２筐体が開いていることを前記筐体開閉検出手段が検出するとともに操作状態であることを前記使用形態検出手段が検出すると、前記第１給電部と前記無線回路とを接続し、前記第１、第２筐体が閉じていることを前記筐体開閉検出手段が検出すると、前記第２給電部と前記無線回路とを接続するように構成したことを特徴としている。この構成により、通話状態において、従来のアンテナ切換回路を用いて複数のアンテナに同時に給電することで、低コストで高いアンテナ性能が得られる。

また、本発明の折畳式携帯無線装置は、無線周波数を検出する無線周波数検出手段を備え、前記アンテナ切換回路は、前記第１、第２筐体が開いていることを前記筐体開閉検出手段が検出するとともに第１周波数であることを前記無線周波数検出手段が検出すると、前記第１給電部と前記第２給電部と前記無線回路とを接続し、前記第１、第２筐体が開いていることを前記筐体開閉検出手段が検出するとともに第２周波数であることを前記使用形態検出手段が検出すると、前記第１給電部と前記無線回路とを接続し、前記第１筐体と前記第２筐体が閉じていることを前記筐体開閉検出手段が検出すると、前記第２給電部と前記無線回路とを接続するように構成したことを特徴としている。この構成により、第１周波数において、従来のアンテナ切換回路を用いて複数のアンテナに同時に給電することで、低コストで高いアンテナ性能が得られる。

本発明によれば、薄型化された筐体において、従来のアンテナ切換回路を用いて複数のアンテナを同時に給電することができ、低コストで高いアンテナ性能を確保することができる折畳式携帯無線装置を提供できる。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の折畳式携帯無線装置の第１の実施形態に係る折畳式携帯無線機を示すものであり、この折畳式携帯無線機は、ヒンジ部３で開閉自在に連結された第１筐体（これを「上部筐体」とよぶ）１と第２筐体（これを「下部筐体」とよぶ）２で構成されており、筐体部分が開いた「開状態」と閉じた「閉状態」を後述する筐体開閉検出手段６で検出するようになっている。なお、上部筐体１のケース１Ａと下部筐体２のケース２Ａは、絶縁体である樹脂成型品により構成している。

上部筐体１には第１アンテナ素子４を備えるとともに、下部筐体２にはグランドパターンを有する回路基板２１と第２アンテナ素子５とを備える。このうち、第１アンテナ素子４及び第２アンテナ素子５の具体的な構成は、後述する。回路基板２１は、折畳式携帯無線機の各種機能を実現する回路部品が実装されたプリント基板であり、そのほぼ全面に回路の接地電位となるグランドパターンが形成されている。また、回路基板２１には、無線回路２２及びアンテナ切換回路２３Ａを有する。アンテナ切換回路２３Ａは、第１給電部（図略）及び第２給電部（図略）と無線回路２２との接続状態を切り換える。

ヒンジ部３は、第１筐体１に設けた第１ヒンジ部（ヒンジ金具３１で構成）及び第２筐体２に設けた第２ヒンジ部（第１給電金具３４で構成）と、第１ヒンジ部と第２ヒンジ部とを回動可能に連結すると共に電気的に接続する連結部（円柱導体３２、回転軸３３で構成）とを有する。このうち、第１ヒンジ部は、導電性の金属で形成するとともに第１アンテナ素子４のヒンジ部３寄りの端部と電気的に接続している。一方、第２ヒンジ部は、導電性の金属で形成し、第２筐体２に回路基板２１上のグランドパターンと所定の間隔を隔てて配置するとともに前述の第１給電部を備えている。

次に、第１アンテナ素子４の具体的な構成について説明する。
上部筐体１の＋Ｘ側の面、すなわち一般に表示部（図略）が配置される面には、金属フレーム１１が装着されている。
この金属フレーム１１には、一般に、高い導電性を有し、かつ、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。これにより、上部筐体１が薄型形状であっても一定の強度を確保するとともに、金属フレーム１１が第１アンテナ素子４としても動作する。この金属フレーム１１の長辺の長さＬ１は、本実施形態では９０ｍｍ程度である。また、この金属フレーム１１は、ヒンジ金具３１とともに取り付けネジ３１Ａによって上部筐体１に取り付けることにより、金属フレーム１１とヒンジ金具３１とが電気的に接続されるとともに、上部筐体１とヒンジ金具３１とが機械的に固定される（図１（Ｂ）参照）。
一方、ヒンジ金具３１には、円柱導体３２が接続されている。この円柱導体３２は、導電性材料によって円柱状に形成されたものであり、この円柱導体３２とヒンジ金具３１とは、機械的かつ電気的に接続されている。この円柱導体３２は、一端側が樹脂材料による成型品で構成された支持軸３５を介して下部筐体２に回動可能に支持されている。さらに、この円柱導体３２には、多端側に回転軸３３が機械的かつ電気的に接続される（図１（Ａ）参照）。
この回転軸３３は、第１給電金具３４によって、例えばベアリング構造によって回動可能に支持されており、この第１給電金具３４との間が電気的に導通されている。
第１給電金具３４は、下部筐体２の内部に配置された回路基板２１上の第１整合回路２４に、例えばバネ接触や半田付けにより接続される。一方、第１整合回路２４はアンテナ切換回路２３Ａに接続される。

ヒンジ部３がこのように構成されることで、上部筐体１が回動可能に支持されるともに、金属フレーム１１から第１給電金具３４までが電気的に導通されることなる。また、例えば長さＬ１が９０ｍｍ程度の金属フレーム１１が、ヒンジ部３を介して第１整合回路２４から給電されることになり、長さＬ３が９０ｍｍ程度の回路基板２１と長さＬ２が１１０ｍｍ程度のヒンジ部３及び金属フレーム１１とが一種のダイポールアンテナとして動作し、主偏波はＸ−Ｚ面と平行になる。

次に、第２アンテナ素子５の具体的な構成について説明する。
この第２アンテナ素子５には、アンテナ素子本体５１と第２給電部（図略）とを備えており、モノポールアンテナとして動作し、主偏波はＸ−Ｙ平面と平行になる。このうち、アンテナ素子本体５１は、無線周波数の半波長程度の電気長を持つ素子であって、下部筐体２のＺ方向端部においてＹ軸方向に略水平に配置されており、一端を第２給電金具３６と例えばバネ接触や半田付けにより接続されるとともに他端は開放される。第２給電金具３６は、下部筐体２の内部に配置された回路基板２１上の第２整合回路２５に、例えばバネ接触や半田付けにより接続される。一方、第２整合回路２５は、アンテナ切換回路２３Ａに接続される。
アンテナ切換回路２３Ａは、ＧａＡｓＩＣなどで構成されており、複数のアンテナ接続用の端子と、複数の終端接続用の端子と、無線回路接続用の端子とを有する構成となっている。本構成において、アンテナ切換回路２３Ａには、第１整合回路２４と、第２整合回路２５と、終端回路２６と、結合回路２７と、無線回路２２が接続されており、筐体開閉検出手段６の検出結果によって切換制御される。終端回路２６は、第１アンテナ素子４と接続した状態で、第１アンテナ素子４と第２アンテナ素子５の相互結合が弱くなるように、終端回路２６のインピーダンスが調整されるものであり、リアクタンス素子又は抵抗などから構成されており、一定のインピーダンスを保有し、アンテナ切換回路２３Ａと回路基板２１のグランドパターンに接続される。結合回路２７は、リアクタンス素子やカプラーや位相回路などから構成されており、アンテナ切換回路２３Ａと無線回路２２に接続される。

筐体開閉検出手段６は、回路基板２１に配置したホール素子６Ａと金属シャーシ１１の一部を切り欠いて配置した永久磁石６Ｂで構成されているとともに、筐体が閉じた場合にそれぞれが対向するよう配置されており、ホール素子６Ａによって永久磁石６Ｂから生じる磁界を検出し、アンテナ切換回路２３Ａに通知するものである。無線回路２２は、携帯無線機の送信及び受信機能を有するものであり、回路基板２１上に実装されており、その送受信入出力がアンテナ切換回路２３Ａに接続される。

図３は、通話状態を示す図であり、使用者が折畳式携帯無線機を開いた状態で右手Ｈに持ち、右耳Ｅにあてがっている状態である。折畳式携帯無線機の長手方向（Ｚ軸方向）と鉛直面との角度は、一般に、６０°程度である。陸上移動通信においては、垂直偏波を主とした多重波環境における一般的な交差偏波電力比は４〜９ｄＢであり、到来波の垂直偏波の電力が水平偏波の電力より４〜９ｄＢ高いことが知られている。

次に、本実施形態に係る折畳式携帯無線機の動作について説明する。
初めに、筐体開閉検出手段６にて、上部筐体１と下部筐体２の開閉状態を検出する。筐体の開閉は、筐体を開いた状態と筐体を閉じた状態で永久磁石６Ｂとホール素子６Ａの距離が異なることを利用し、ホール素子６Ａで検出される磁界差によって開閉状態を検出する。
次に、上部筐体１と下部筐体２の開閉状態に応じたアンテナ切換回路２３Ａの切換動作を行う。
（ｉ）筐体開閉検出手段６において筐体が開いたことを検出した場合、
図１に示すように、アンテナ切換回路２３Ａは、第１整合回路２４と無線回路２２を、第２整合回路２５と結合回路２７を、それぞれ接続する。これにより、第２アンテナ素子５が結合回路２７を通して無線回路２２と接続される。つまり、Ｘ−Ｚ面と平行な偏波を有する第１アンテナ素子４とＸ−Ｙ面と平行な偏波を有する第２アンテナ素子５とを無線回路２２に接続した状態となる。そのため、結合回路２７は、図３に示すように、使用者が折畳式携帯無線機を手で保持する通話状態において、高いアンテナ性能を得られるように、結合量、インピーダンス或いは位相を調整する。
このように、主偏波の異なる第１アンテナ素子４と第２アンテナ素子５を同時に励振することで、図３の通話状態における本実施形態の折畳式携帯無線機のアンテナの主偏波が鉛直となり、高いアンテナ性能を確保できる。
（ｉｉ）一方、筐体開閉検出手段６において筐体が閉じたことを検出した場合、
図２に示すように、アンテナ切換回路２３Ａは、第１整合回路２４と終端回路２６を接続し、第２整合回路２５と無線回路２２を、それぞれ接続する。ところが、筐体を閉じた状態では、図２（Ｂ）に示すように、金属フレーム１１と回路基板２１が密着してしまうため、ダイポールアンテナとして動作している第１アンテナ素子４は放射抵抗が低くなり、高いアンテナ性能を確保できない。そこで、本実施形態では、この状態の場合、高いアンテナ性能を有する第２アンテナ素子５のみ無線回路２２に接続し、筐体を閉じた状態で高いアンテナ性能を確保できない第１アンテナ素子４と無線回路２２を、アンテナ切換回路２３Ａにより切り離すことで、高いアンテナ性能が確保できる。

以上説明したように、本実施形態に係る折畳式携帯無線機によれば、筐体の開閉状態を検出し、筐体が開いた状態では従来のアンテナ切換回路２３Ａの終端接続端子を用いて、第１アンテナ素子４と第２アンテナ素子５を無線回路２２に接続することで、高いアンテナ性能を確保することができる。なお、第２アンテナ素子５は給電素子の形状や配置位置にこだわらず、Ｘ−Ｙ面と平行な偏波を有するアンテナであれば良い。
なお、筐体開閉検出手段６は、永久磁石６Ｂとホール素子６Ａを用いた検出手段にこだわらず、筐体の開閉を検出できるものであれば良い。

［第２の実施形態］
次に、本発明に係る第２の実施形態の折畳式携帯無線機について、図４ないし図７を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
本実施形態の折畳式携帯無線機は、第１の実施形態と異なり、図４ないし図６に示すように、終端回路２６の替わりに、第１終端回路２６Ａ及び第２終端回路２６Ｂと、使用形態検出手段２８とを備えている。

このうち、第２終端回路２６Ｂは、リアクタンス素子或いは抵抗などから構成されており、一定のインピーダンスを保有し、アンテナ切換回路２３Ｂと回路基板２１のグランドパターンに接続される。なお、本実施形態のアンテナ切換回路２３Ｂは、第１の実施形態と同様に、ＧａＡｓＩＣなどで構成されており、複数のアンテナ接続端子と複数の終端接続端子と無線回路接続端子を有する構成となっている。また、本構成のアンテナ切換回路２３Ｂでは、第１整合回路２４と第２整合回路２５が接続されているとともに、終端接続端子には第1終端回路２６Ａと第２終端回路２６Ｂと結合回路２７が接続されており、筐体開閉検出手段６と使用形態検出手段２８の検出結果によって切換制御される。
一方、使用形態検出手段２８は、本実施形態の折畳式携帯無線機の使用状態が、図３に示すように折畳式携帯無線機を手で保持する「通話状態」か、図７に示すように手で保持して電子メール操作やインターネット接続動作などを行っている「操作状態」かを判別する。なお、この図７に示す操作状態では、一般に、使用者が携帯無線機を開いた状態で右手Ｈに持ち、正面に構えている。この場合、折畳式携帯無線機の長手方向（Ｚ軸方向）と鉛直面との角度は４５°程度である。

次に、本実施形態に係る折畳式携帯無線機の動作について説明する。
初めに、使用形態検出手段２８は、使用者の使用形態が、図３に示すように携帯無線機を手で保持する通話状態か、図７に示すように手で保持して電子メール操作やインターネット接続動作などを行っている操作状態かを、例えば使用者のキー操作によって判別する。即ち、使用者が通話発呼キーや通話着呼キーを押下した場合には操作状態から通話状態に移行したことを検出し、通話終話キーを押下した場合には通話状態から操作状態に移行したことを検出する。
次に、上部筐体１と下部筐体２の開閉状態に応じてアンテナ切換回路２３Ｂが切換動作を行う。このアンテナ切換回路２３Ｂは、筐体開閉検出手段６と使用形態検出手段２８の検出結果によって、切換制御を行う。
（ｉ）筐体開閉検出手段２７と使用形態検出手段２８において、筐体が開き、かつ通話状態であることを検出した場合、
この場合、図４に示すように、アンテナ切換回路２３Ｂは、第１整合回路２４と無線回路２２を、第２整合回路２５と結合回路２７を、それぞれ接続する。これにより、第２整合回路２５が結合回路２７を通して無線回路２２と接続される。つまり、Ｍ−Ｚ面と平行な偏波を有する第１アンテナ素子４とＸ−Ｙ面と平行な偏波を有する第２アンテナ素子５とが、無線回路２２に接続された状態となる。ここで、結合回路２７は、図３に示すように、使用者が携帯無線機を手で保持する通話状態において、高いアンテナ性能を得られるように、結合量ないしインピーダンスないし位相を調整する。
（ｉｉ）次に、筐体開閉検出手段２７と使用形態検出手段２８が、筐体が開き、かつ操作状態であることを検出した場合、
この場合、図５に示すように、アンテナ切換回路２３Ｂは、第１整合回路２４と無線回路２２を、第２整合回路２５と第２終端回路２６Ｂを、それぞれ接続する。この状態では、使用者は、図７に示すように、折畳式携帯無線機を人体正面に構えメール操作やインターネットを操作する使用状態である、そのため、Ｘ−Ｚ面と平行な偏波を有する第１アンテナ素子４と基地局との偏波が一致し、Ｘ−Ｙ面と平行な偏波を有する第２アンテナ素子５と基地局の偏波は直交する。したがって、アンテナ切換回路２３Ｂの制御により、第１アンテナ素子４のみを無線回路２２と接続する。なお、第２終端回路２６Ｂは、第２アンテナ素子５と接続された状態でアンテナ性能が最も高くなるよう、インピーダンス調整されている。
（ｉｉｉ）次に、筐体開閉検出手段６において、筐体が閉じたことを検出した場合、
この場合、図６に示すように、アンテナ切換回路２３Ｂは、第１整合回路２４と第１終端回路２６Ａを接続するとともに、第２整合回路２５と無線回路２２を接続する。ここで、筐体を閉じた状態のときには、同図（Ｂ）に示すように、金属フレーム１１と回路基板２１がほぼ密着してしまう。このため、ダイポールアンテナとして動作している第１アンテナ素子４は放射抵抗が低くなり、高いアンテナ性能を確保できない。したがって、この筐体を閉じた状態のときには、筐体を閉じた状態でも高いアンテナ性能を確保できる第２アンテナ素子５が無線回路２２に接続される。

以上説明したように、本実施形態に係る折畳式携帯無線機によれば、使用者の使用状態を検出し、通話状態のときにはアンテナ切換回路２３Ｂの終端接続用の端子を制御して、第１アンテナ素子４と第２アンテナ素子５を同時に無線回路２２に接続することで、高いアンテナ性能を確保することができる。
なお、使用形態検出手段２８としては、使用者のキー操作により使用状態を検出するものにこだわらず、この使用状態を検出できる適宜の手段であれば良い。例えば、筐体の傾きを角度センサーで検出し、使用状態を検出する方法などであってもよい。また、アンテナ切換回路２３Ｂは、第１の実施形態のアンテナ切換回路２３ＡとＳＰＤＴ（single-pole double-throw）スイッチを組み合わせたものでもよい。

［第３の実施形態］
次に、本発明に係る第３の実施形態の折畳式携帯無線機について、図８ないし図１１を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
本実施形態の折畳式携帯無線機は、第１の実施形態と異なり、図８ないし図１１に示すように、終端回路２６の替わりに、第１終端回路２６Ｃ、第２終端回路２６Ｄ及び第３終端回路２６Ｅと、無線周波数検出手段２９とを備えている。

第１終端回路２６Ｃ〜第３終端回路２６Ｅは、それぞれ、リアクタンス素子又は抵抗などから構成されており、一定のインピーダンスを保有し、アンテナ切換回路２３Ｃと回路基板２１のグランドパターンに接続される。
無線周波数検出手段２９は、無線回路２２の無線周波数を検出するものである。ここでは、本実施形態の折畳式携帯無線機が対応する無線周波数帯を、第１周波数帯（例えば２ＧＨｚ帯）と第２周波数帯（例えば８００ＭＨｚ帯）とする。無線周波数検出手段２９において、周波数を検出する方法としては、無線回路２２に内蔵されている図示外の発振部への制御信号を検出し、周波数を推定する方法や、第１周波数帯と第２周波数帯によって複数の無線回路を使用している場合には、その切換信号から推定する方法がある。

ここで、第２アンテナ素子５の第１周波数帯と第２周波数帯の主偏波方向について述べる。
第２アンテナ５のアンテナ素子本体５１は、本実施形態の場合、第１周波数帯の約半波長を持つ素子であり、第１周波数帯においてアンテナ電流はアンテナ素子本体５１上であるＹ軸方向に集中して流れ、回路基板２１上のＺ軸方向のアンテナ電流は少なくなる。したがって、第１周波数帯において、主偏波はＸ−Ｙ面と平行な偏波となる。一方、第２周波数帯において、アンテナ素子本体５１は、第２周波数帯の０．２波長程度の素子長と半波長以下となるため、アンテナ電流はアンテナ素子本体５１よりも回路基板２１に形成されたグランドパターン上をＺ軸方向に集中して流れることとなり、アンテナ素子本体５１のＹ軸方向のアンテナ電流は少なくなる。したがって、第２周波数帯において、主偏波方向はＸ−Ｚ方向となり、第１アンテナ素子４の主偏波方向と同一となる。

次に、本実施形態に係る折畳式携帯無線機の動作を説明する。
アンテナ切換回路２３Ｃは、筐体開閉検出手段６と無線周波数検出手段２９の検出結果によって切換制御を行う。
即ち、（ｉ）筐体開閉検出手段６と無線周波数検出手段２９において、筐体が開き、かつ、第１周波数であることを検出した場合、
図８に示すように、アンテナ切換回路２３Ｃは、第１整合回路２４と無線回路２２を、第２整合回路２５と結合回路２７を、それぞれ接続する。これにより、第２整合回路２５が結合回路２７を通して無線回路２２と一定のインピーダンスを介して接続される。つまり、Ｘ−Ｚ面と平行な偏波を有する第１アンテナ素子４とＸ−Ｙ面と平行な偏波を有する第２アンテナ素子５とを無線回路２２に接続した状態となる。そのため、結合回路２７は、図３に示すような使用者が携帯無線機を手で保持する通話状態において高いアンテナ性能を得られるように、結合量、インピーダンス或いは位相を調整されている。このように、主偏波の異なる第１アンテナ素子４と第２アンテナ素子５を同時に励振することで、図３の通話状態における本実施形態の折畳式携帯無線機のアンテナの主偏波が、地面に対して垂直となるため、高いアンテナ性能を確保できる。
（ｉｉ）次に、筐体開閉検出手段６と無線周波数検出手段２９において、筐体が開き、かつ、第２周波数であることを検出した場合、
図９に示すように、アンテナ切換回路２３Ｃは第１整合回路２４と無線回路２２を、第２整合回路２５と第３終端回路２６Ｅを、それぞれ接続する。ここで、第２周波数においては、第１アンテナ素子４と第２アンテナ素子５の主偏波方向は同一であるため、アンテナとしての実効体積が大きくアンテナ利得が高い第１アンテナ素子４を選択する。また、第３終端回路２６Ｅは、この状態でアンテナ性能が最も高くなるよう、インピーダンス調整されている。
（ｉｉｉ）次に、筐体開閉検出手段６と無線周波数検出手段２９において、筐体が閉じて第１周波数であることを検出した場合、
図１０に示すように、アンテナ切換回路２３Ｃは、第１整合回路２４と第２終端回路２６Ｄを接続し、第２整合回路２５と無線回路２２を、それぞれ接続する。ところが、この筐体を閉じた状態のときには、金属フレーム１１と回路基板２１が密着してしまうため（同図（Ｂ）参照）、ダイポールアンテナとして動作している第１アンテナ素子４は、放射抵抗が低くなり、高いアンテナ性能を確保できない。したがって、この状態では、筐体を閉じた場合に高いアンテナ性能を発揮する第２アンテナ素子５のみ無線回路２２に接続する。
（ｉｖ）また、筐体開閉検出手段６と無線周波数検出手段２９において、筐体が閉じて第２周波数であることを検出した場合、
図１１に示すように、アンテナ切換回路２３Ｃは、第１整合回路２４と第１終端回路２６Ｃを接続し、第２整合回路２５と無線回路２２を、それぞれ接続する。ここで、第１終端回路２６Ｃは、この状態で第２アンテナ素子５のアンテナ性能が最も高くなるよう、インピーダンス値が調整されている。

以上説明したように、本実施形態の折畳式携帯無線機によれば、例えば筐体を開いて通話するような使用状態のときに、使用無線周波数を検出し、第１周波数ではアンテナ切換回路２３Ｃの終端接続用の端子を制御して第１アンテナ素子４と第２アンテナ素子５を同時に無線回路２２に接続することで、高いアンテナ性能を確保することができる。なお、無線周波数検出手段２９は、本実施形態の周波数検出方法にこだわらず、無線周波数を検出できる適宜の手段であれば良い。また、アンテナ切換回路２３Ｃは、第１の実施形態のアンテナ切換回路２３ＡとＳＰＤＴ（single-pole double-throw）スイッチを組み合わせたものでもよい。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。

本発明の折畳式携帯無線機は、従来のアンテナ切換回路を用いて、第１アンテナ素子と第２アンテナ素子に同時に給電することができるため、低コストで高いアンテナ性能を確保することができ、特に折畳式携帯電話機において低コスト化と高い通信性能の両立ができる点で有効である。

本発明の第１実施形態に係る折畳式携帯無線機の筐体を開いた状態を示す構成図 その折畳式携帯無線機の筐体を閉じた状態を示す構成図 使用者がその折畳式携帯無線機を手で保持する通話状態を示す説明図 本発明の第２の実施形態に係る折畳式携帯無線機を示す基本的構成図であり筐体を開きかつ通話状態の場合 本発明に係る第２実施形態の折畳式携帯無線機の筐体を開きかつ操作状態を示す構成図 その折畳式携帯無線機の筐体を閉じた状態を示す構成図 使用者がその折畳式携帯無線機を手で保持して電子メール操作などを行っている操作状態を示す説明図 本発明に係る第３実施形態の折畳式携帯無線機の筐体を開き、かつ、使用周波数が第１周波数のときの状態を示す構成図 その折畳式携帯無線機の筐体を開き、かつ、使用周波数が第２周波数のときの状態を示す構成図 その折畳式携帯無線機の筐体を閉じ、かつ、使用周波数が第１周波数のときの状態を示す構成図 その折畳式携帯無線機の筐体を閉じ、かつ、使用周波数が第２周波数のときの状態を示す構成図 従来の折畳式携帯無線機の筐体を開いた状態を示す構成図 その折畳式携帯無線機の筐体を閉じた状態を示す構成図

符号の説明

１ 第１筐体（上部筐体）
１１ 金属シャーシ
２ 第２筐体（下部筐体）
２１ 回路基板
２２ 無線回路
２３Ａ アンテナ切換回路
２４ 第１整合回路
２５ 第２整合回路
２６Ａ 第1終端回路
２６Ｂ 第２終端回路
２６Ｃ 第２終端回路
２６Ｄ 第３終端回路
２８ 使用形態検出手段
２７ 結合回路
２９ 無線周波数検出手段
３ ヒンジ部
３１ ヒンジ金具（第１ヒンジ部）
３２ 円柱導体（連結部）
３３ 回転軸（連結部）
３４ 第１給電金具（第２ヒンジ部）
３５ 支持軸
３６ 第２給電金具
４ 第１アンテナ素子
５ 第２アンテナ素子
５１ アンテナ素子本体
６ 筐体開閉検出手段
６Ａ ホール素子
６Ｂ 永久磁石

Claims (1)

1. 第１筐体と、
   第２筐体と、
   前記第１、第２筐体を回動自在に連結したヒンジ部と、
   前記第１筐体に設けた第１アンテナ素子と、
   前記第２筐体に設けた第２アンテナ素子と、
   前記第２筐体内部に設けた、グランドパターンを有する回路基板と、
   無線周波数を検出する無線周波数検出手段と、
   前記第１、第２筐体の開閉を検出する筐体開閉検出手段と、
   を備え、
   前記ヒンジ部は、前記第１筐体に設けた第１ヒンジ部及び前記第２筐体に設けた第２ヒンジ部と、前記第１ヒンジ部と前記第２ヒンジ部とを回動可能に連結すると共に電気的に接続する連結部と、を有し、
   前記第１ヒンジ部は、導電性の金属で形成するとともに、前記第１筐体において前記第１アンテナ素子の前記ヒンジ部寄りの端部と電気的に接続し、
   前記第２ヒンジ部は、導電性の金属で形成するとともに、前記第２筐体において前記回路基板上のグランドパターンと所定の間隔を隔てて配置して前記第２筐体内に設けた第１給電部と電気的に接続し、
   前記第２アンテナ素子は、前記第２筐体内に設けた第２給電部と電気的に接続し、
   前記第１給電部及び前記第２給電部と前記第２筐体内に設けた無線回路との接続状態を切り換えるアンテナ切換回路を備え、
   前記アンテナ切換回路は、前記第１、第２筐体が開いていることを前記筐体開閉検出手段が検出するとともに第１周波数であることを前記無線周波数検出手段が検出すると、前記第１給電部と前記第２給電部と前記無線回路とを接続し、前記第１、第２筐体が開いていることを前記筐体開閉検出手段が検出するとともに第２周波数であることを前記使用形態検出手段が検出すると、前記第１給電部と前記無線回路とを接続し、前記第１筐体と前記第２筐体が閉じていることを前記筐体開閉検出手段が検出すると、前記第２給電部と前記無線回路とを接続するように構成した折畳式携帯無線装置。

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