JP4468514B2 - アンテナ・アセンブリ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般に携帯通信装置のためのアンテナ・アセンブリの分野に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
無線電話などの携帯通信装置がより小型で軽量になるにつれて、無線電話に必要な要素をより小さな領域内に配置しなければならなくなる。無線電話の１つの要素にアンテナがある。格納式複合アンテナ（retractable compound antenna）を有する無線電話は当技術では周知である。このような格納式アンテナには、延長位置と格納位置の両方で信号を受信することのできるものがある。
【０００３】
このような格納式アンテナは「折り畳み式（collapsible）」とも呼ばれる。折り畳み式アンテナの一種に、携帯AM/FM無線機によく見られるような「入れ子式（telescoping）」アンテナがある。別種の折り畳み式アンテナは、可動コンタクト（movable contact）を含む。たとえば、ソニー製CMRX100は、可動コンタクトを有する格納式アンテナを備える。１９９５年１１月２８日に承認されたCMRX100セルラ電話の型式受諾のための証拠書類Ｃ（写真公開リスト）の写真７（ファイル番号：31010/EQU17.9）に見られるように、可動コンタクトは格納式アンテナの底部に位置して、アンテナが延長されるとアンテナの有効な電気長を延ばす。しかし、ソニー製CMRX100のアンテナ・アセンブリは、アンテナが延長位置にあるときにアンテナの頂部付近のみを結合するにすぎない。しかし、このような格納式アンテナは、ハウジング内のアンテナ部分がアンテナが格納位置にあるときにハウジング内部で放出し、ハウジング内部に配置される繊細な電気部品に干渉するおそれがあるという欠点を有する。
【０００４】
従って、無線電話または別のワイヤレス通信装置のための小型で折り畳み可能なアンテナ・アセンブリが必要である。
【０００５】
【実施例】
携帯無線電話のアンテナ構造を開示する。詳しくは、本アンテナ構造は、延長位置と格納位置との間で移動可能な可動アンテナ要素と、可動アンテナ要素の底部分に移動可能に結合され、延長位置と格納位置との間で移動可能な可動コンタクトと、第１コンタクト要素および接地に結合される第２コンタクト要素を有する回路板とを備える。第１コンタクト要素は、可動アンテナ要素が延長位置にあるとき可動コンタクトを収納し、第２コンタクト要素は可動アンテナ要素がアンテナを終端する格納位置にあるときに可動コンタクトを収納する。
【０００６】
図１は、携帯無線電話１００の等角図である。携帯無線電話１００は、携帯電子装置であり、さらに詳しくは、無線周波数（RF）信号を介してワイヤレス通信を行う携帯電子装置である。携帯無線電話１００は、セルラ電話システム内で動作することができ、携帯セルラ電話と呼ばれることが多い。
【０００７】
携帯無線電話１００は、ヒンジ１１６を介して回転可能に接続される上ハウジング１０２と下ハウジング１０８とを有する。携帯無線電話１００は、図１に示される閉位置と、開位置とを有する。このような構造を持つので、携帯無線電話１００は、折り畳み式またはクラムシェル型電話と呼ばれることが多い。
【０００８】
上ハウジング１０２は、前ハウジング部分１０４と後ハウジング部分１０６によって形成される。前ハウジング部分１０４はヒンジ１１６のバレル１１８を形成する。表示レンズ（開くと見える）が好ましくは上ハウジング１０２上に装着され、その前面と実質的に同一面上にある。指当てくぼみ１２８（オプション）が上ハウジング１０２の前および左側面に沿って形成され、指当てくぼみ１３０（オプション）が上ハウジング１０２の前および右側面に沿って形成される。上ハウジング１０２は、スピーカから音声信号を聞くためにユーザの耳を当てる耳当て領域も前面に有する。耳当て領域内には前面に種々の開口部が形成される。
【０００９】
上ハウジング１０２と同様に、下ハウジング１０８は前ハウジング部分１１０と後ハウジング部分１１２によって形成される。図３に示される従来の電話キー（０〜９，＊，＃）と機能キーを含む複数の入力キー１３２を有するキーパッド１３０が、電話を開くと下ハウジング１０８の前面に露出される。また、複数の入力キー１３８が下ハウジング１０８の左側面に露出される。アンテナ２０２は、下ハウジング１０８の上面に位置する。開口部１４０が下ハウジング１０８の底面に形成され、入力／出力データの通信またはシガレット・ライター・アダプタ（図示せず）を通じて電気エネルギを受け取るために設けられる電気コネクタ１４２を露出する。取り外し可能なバッテリ・カバー１１４が、下ハウジング１０８の底面に取り外し可能に装着され、バッテリを覆う。指当てくぼみ１４４が前および左側面に沿って形成され、指当てくぼみ１４６が下ハウジング１０８の前および右側面に沿って形成される。携帯無線電話１００が閉位置にあるとき、指当てくぼみ１２８，１３０は指当てくぼみ１４４，１４６とそれぞれ合致して、共働して携帯無線電話１００を開く助けとなる。
【００１０】
図２を参照して、本発明により構築される１つの実施例において、無線電話はハウジング１０８，回路板２２４，アンテナ・アセンブリ２２６，無線機回路２２８，整合回路２３０，接地面２３４，給電端子２３６として機能する上コンタクトおよび接地に結合される接地端子２３８として機能する下コンタクトによって構成される。回路板２２４はハウジング２２２内に配置され、無線機回路２２８，整合回路２３０，接地面２３４，給電端子２３６および接地端子２３８は回路板２２４上に配置することができる。
【００１１】
アンテナ・アセンブリ２２６は、ブッシング２４０とアンテナとを備える。このアンテナは、たとえば、第１アンテナ部分たとえば少なくともヘリカル・コイル２４４と第２アンテナ部分たとえば少なくともロッド部分２４５の一部とを有する複合アンテナ２４２である。第１アンテナ部分は、第２アンテナ部分に装着され、たとえば直接的な電気コンタクトによって第２アンテナ部分に電気的に結合することができる。ブッシング２４０はハウジング２２２に固定することができ、複合アンテナ２４２はブッシング２４０内で図２に示される格納位置から延長位置まで移動することができる。残りの図面において、より詳細に説明されるように、可動コンタクト２４３がロッド部分２４６の底付近に位置する。
【００１２】
延長位置においては、第１アンテナ部分はハウジングの外側に位置し、第２アンテナ部分は実質的にハウジングの外に位置する。さらに、アンテナの第１結合位置２４５、たとえば第２アンテナ部分の下端がたとえば直接的な電気的接触状態において給電端子２３６と電気的に結合される。格納位置においては、第１アンテナ部分は実質的にハウジング２２２の外側に位置し、第２アンテナ部分はハウジング２２２の中で接地面２３４に近接して位置する。さらに給電端子２３６は、たとえば図示されるような容量結合により、アンテナの第２結合位置２４７，たとえば第１アンテナ部分の下端と電気的に結合され、接地端子２３８は、たとえば直接的な電気的接触状態において、第１結合位置２４５と電気的に結合される。第２結合位置および第１結合位置に関してそれぞれ容量結合と直接結合が図示されるが、各々の結合位置は図示されるもの以外の他の手段によって結合することもできる。
【００１３】
複合アンテナ２４２は、複合アンテナ２４２の位置，ハウジング２２２または給電端子２３６に対する複合アンテナ２４２の物理的位置，複合アンテナ２４２の電気インピーダンスまたは複合アンテナ２４２が受信する電気信号の強度を表す多くのパラメータを有する。
【００１４】
無線機回路２２８は、たとえばデュプレクサ，送信機，受信機，変調器，復調器または無線機回路２２８の構成部品を接続するトレースまたはこれらの部品とトレースとの組み合わせとすることができる。
【００１５】
整合回路２３０は、給電端子２３６と無線機回路２２８との間に結合される。整合回路２３０は、たとえば、１つのアームにキャパシタCを、もう一方のアームにインダクタＬ₁を、脚部に接地終端インダクタＬ₂を持つＴ型接続回路とすることができる。
【００１６】
当業者は、既に説明したものに加えて、本発明の無線電話およびこの無線電話の構築に関して、本発明の範囲または精神から逸脱せずに、種々の変更および変形を加えることができることを認識されよう。たとえば、第１アンテナ部分と第２アンテナ部分との境界を給電端子２３６が格納位置にあるアンテナと結合する領域によって定義することができる。従って、第１アンテナ部分はロッド部分２４６の任意の部分またはロッド部分２４６の全体とヘリカル・コイル２４４の一部とすることができる。さらに、第１アンテナ部分および第２アンテナ部分は、異なる形状の放出要素とすることができる。また、第２アンテナ部分を１／４波長で接地終端し、接地面に隣接するのではなく、異なる波長で、インピーダンスに終端させることができる。あるいは接地される導電管で囲まれたものとすることもできる。また、給電コンタクトおよびブッシングを同一部品とし、給電コンタクトまたは接地コンタクトをハウジング上またはハウジング内の部品上に配置することができる。
【００１７】
図３を参照して、分解等角図により本発明による下ハウジング１０８が図示される。詳しくは、下ハウジングに結合されるアンテナ・アセンブリ２２６は、上部１３０１を有する。上部は、下スリーブ部分１３０３を有するスリーブ１３０２により覆われる。上部１３０１は、上コンタクト部分１３０５，ショルダ部分１３０７およびフランジ１３０８を有する可動コンタクト２４３まで延在するロッド部分２４６にも接続される。アンテナは、ネジ山部分１３１２を有するブッシング２４０も備える。アンテナの結合については、図４ないし図６を参照してより詳細に説明する。またアンテナの構造は図７および図８を参照してより詳細に説明する。
【００１８】
前ハウジング部分１１０は、凹部１３１３を有するフープ１３１２，凹部１３１５を有するフープ１３１４，凹部１３１７を有するフープ１３１６および凹部１３１９を有するフープ１３１８をさらに備える。言うまでもなく、フープは、下ハウジング１１２のスナップと相互に整合するよう設計される。前ハウジング部分１１０は、マイクロフォン・ポート１３２０と、取り外し可能なバッテリを収納する凹部１３２２，１３２４とをさらに備える。バッテリについては、残りの図面で詳細に説明する。キー１３６を有するキーパッド１３３０が前ハウジング部分１１０下に図示される。波形のマイラ・シート１３４０がキーパッドとキーボード１３４３との間に嵌合する。警告装置のグロメット１３４４が警告装置１３４６上に着けられる。トランシーバ板１３００も第１コンタクト要素１３５２および第２コンタクト要素１３５４を有する給電端子２３６と、トランシーバ板に接続される下コンタクト部分１３５８および上コンタクト部分１３６０を有する接地端子２３８とを備える。マイクロフォン・グロメット１３６１は、トランシーバ板１３００に付着されるマイクロフォン１３６３を覆う。トランシーバ板は、アンテナ管１３４２を固定するアンテナ管クリップ１３６２，１３６４も備える。装置のメモ記録機能などの機能を起動するボタン１３６６と光管１３６８が後ハウジング部分１１２の凹部１３７２，１３７４にそれぞれ挿入される。後ハウジング部分は、部分１３１０のネジ山部１３１１を収納するネジ山部を有するアンテナ・レセプタクル１３７０を備える。
【００１９】
後ハウジング部分１１２は、凹部１３７６，１３７８，１３８０，１３８２をさらに備える。スナップ１３８４，１３８６は、それぞれ凹部１３８０，１３８２を貫通して延在する。スナップ１３８４，１３８６は、それぞれフープ１３１６，１３１８と係合する。同様のスナップが凹部１３７６，１３７８内にもあるが、図には見えない。
【００２０】
コンタクト・ブロック１３８７は、凹部１３８９，１３９０，１３９１を有するウェル１３８８内に入る。バイブレータ１３９２と関連のグロメット１３９４がコンタクト・ブロック１３８７の凹部に入り込む。凹部１４０２，１４０４，１４０６，１４０８により、それぞれコンタクト・ブロックのコンタクト１４１０，１４１２，１４１４，１４１６に対する接近が可能になる。コンタクト・ブロックのコンタクト部分１４１８およびコンタクト部分１４２０は、凹部１４０１内に延在して、バイブレータおよびグロメット１３９４がコンタクト・ブロック１３８７内に挿入されるとバイブレータ１３９２に対して接触する。詳しくは、バイブレータ端の第１コンタクトとバイブレータの外ハウジングに接続する第２コンタクト１４２２とが、それぞれコンタクト部分１４２０，１４１８に結合される。最後に、フランジ１４３０を下ハウジング内のフック１４３４に挿入することにより、コンタクト・ブロック１３８７がウェル１３８８に挿入される。次に、コンタクト・ブロックがウェル内に枢着されるとスナップ１３９６，１３９７，１３９８がそれぞれ凹部１３８９，１３９０，１３９１に挿入される。
【００２１】
図４を参照して、トランシーバ板１３００に付着される下位置のアンテナが図示される。下位置では、可動コンタクト２４３が接地端子２３８と接触する。詳しくは、接地端子２３８は、屈曲部１５０２と、可動コンタクト２４３に対して、詳しくはフランジ１３０８上方の接地位置１５０５において電気的接続を行うコンタクト部分１５０４とを備える。図４に示されるように、アンテナが格納位置にあるとき、可動コンタクト２４３も格納位置に図示される。アンテナからの信号は、結合位置２４７において給電端子２３６を介して、トランシーバ板１３００に容量結合される。アンテナが上に移動すると、可動コンタクトは図５に示されるように給電端子２３６に近づく。アンテナがさらに上方に進むと、図６に示されるように完全に延長されるまで、可動コンタクトが給電端子２３６に接触する。すなわち、アンテナが完全に延長されると、可動コンタクトも図８に示されるように完全に延長される。
【００２２】
可動コンタクトの摩擦力（図７に、より詳細に説明）と、給電端子２３６の第１および第２コンタクト要素および接地端子２３８の上コンタクト部分１３６０によるバネ力に応じて、上部１３０１は、ロッド部分が可動コンタクト内を延在すると、可動コンタクトに対してさらに延びる。すなわち、接地端子２３８の上コンタクト部分１３６０と給電端子２３６の第１および第２コンタクト要素のバネ圧は、アンテナが最初に上方に移動したり、あるいはアンテナが移動して可動コンタクトが上コンタクトと接触した後、あるいはその両方のときに、可動コンタクトが下位置にあって延在することができるように選択することができる。あるいは、コンタクトのバネ力と可動コンタクトの摩擦力を、可動コンタクトのフランジ１３０８がブッシング２４０と接触し、アンテナが完全に延長位置まで進むまで可動コンタクトがロッド部分に関して移動しないように選択することもできる。
【００２３】
図７を参照して、図７は、折り畳み位置にある（アンテナが下位置にあるか、アンテナが完全に延長されないうち）可動コンタクトを伴うアンテナを示す。図７の断面図に図示されるように、ヘリカル・コイル２４４はアンテナの上部１３０１内に位置する。ヘリカル・コイルは、ヘリカル・コイルを支持する誘電性材料１６０４を囲む。スリーブ１３０２が、ヘリカル・コイルと誘電性材料を囲み、ヘリカル・コイルをアンテナ要素１６０８と接続するコンタクト１６０６の周囲に延在する。スリーブ１３０２は、上部１３０１の下の下スリーブ部分１３０３まで延在する。スリーブ１６１０は、下スリーブ部分１３０３の下に延在し、アンテナ要素１６０８を覆う。
【００２４】
可動コンタクト２４３の拡大図は、アンテナ要素１６０８と可動コンタクト２４３との間に電気的接触を行うコンタクト部分１６１６を有する１対のコンタクト１６１４を図示する。好ましくは、４つのコンタクトがロッド周囲に等間隔に配置されるが、任意の数のコンタクトを採用することができる。各コンタクト１６１４は、図８に示されるように可動コンタクトの下方への動きを止めるフランジ１６１８も備える。詳しくは、可動コンタクトが給電端子２３６，接地端子２３８またはブッシング２４０の力によって下方に移動すると、各フランジ１６１８がショルダ部分１３０７に境界を接して、可動コンタクトがそれ以上動かないようにする。図８から明らかなように、コンタクト部分１６１６が、可動コンタクト２４３の頂部付近の位置で可動コンタクト２４３に対して電気的に接触し、アンテナの長さを有効に延長する。
【００２５】
図７および図８には、たとえばアンテナを曲げるなど、可動コンタクトが図８に示されるように完全に延ばされたときの可動コンタクトの移動を最小限に抑えるために備えられる上部１３０５も図示される。前述のごとく、フランジ１３０８は、ブッシング２４０がアンテナ・レセプタクル１３７０にねじ込まれるときに、アンテナが無線電話から抜けないようにする。
【００２６】
本発明の特定の実施例を図示および説明したが、修正も可能である。従って、添付の請求項においては、本発明の精神および範囲内に入るこれらすべての変更および修正を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】閉位置にある携帯無線電話の等角図である。
【図２】本発明のアンテナ・アセンブリを内蔵する無線電話回路のブロック図である。
【図３】下ハウジングを上，前および右側から見た分解図である。
【図４】本発明による下位置にあるアンテナを示す回路板の上面図である。
【図５】本発明による部分的に上位置にあるアンテナを示す回路板の上面図である。
【図６】本発明による上位置にあるアンテナを示す回路板の上面図である。
【図７】本発明による第１位置にある可動コンタクトを有するアンテナの断面図である。
【図８】本発明による第２位置にある可動コンタクトを有するアンテナの断面図である。
【符号の説明】
２２６ アンテナ・アセンブリ
２４３ 可動コンタクト
２４５，２４７ アンテナの結合位置
２４４ ヘリカル・コイル
２４６ ロッド部分
１３０１ アンテナ・アセンブリ上部
１３０２，１６１０ スリーブ
１３０３ 下スリーブ部分
１３０５ 上コンタクト部分
１３０７ ショルダ部分
１３０８，１６１８ フランジ
１５０５ 接地位置
１６０４ 誘電性材料
１６０６ コンタクト
１６０８ アンテナ要素
１６１４ コンタクト
１６１６ コンタクト部分

Claims (7)

1. 延長位置と格納位置との間で移動可能な可動アンテナ要素；
   前記可動アンテナ要素の底部分に結合され、延長位置と格納位置との間で移動可能な可動コンタクト；
   第１コンタクト要素と接地に結合される第２コンタクト要素とを有する回路板であって、前記第１コンタクト要素は前記可動アンテナ要素が延長位置にあるときに前記可動コンタクトを収納し、前記第２コンタクト要素は前記可動アンテナ要素がアンテナを終端する格納位置にあるときに前記可動コンタクトを収納する、前記回路板；および
   前記可動アンテナ要素の底部分に固定され、かつ前記可動コンタクト内に移動可能に設けられた少なくとも１つのコンタクト要素；
   によって構成され、前記少なくとも１つのコンタクト要素は、当該コンタクト要素と前記可動コンタクトとの間の摩擦力によって移動することを特徴とするアンテナ構造。
2. 前記可動アンテナ要素に結合されるブッシングによってさらに構成されることを特徴とする請求項１記載のアンテナ構造。
3. 前記可動コンタクトが、前記可動アンテナ要素が延長位置にあるときに前記ブッシングと接するフランジによってさらに構成されることを特徴とする請求項２記載のアンテナ構造。
4. 前記可動コンタクトがショルダ部分によってさらに構成されることを特徴とする請求項３記載のアンテナ構造。
5. 前記少なくとも１つのコンタクト要素は、前記可動コンタクトが前記延長位置にあるときに前記可動コンタクトの前記ショルダ部分に接するフランジを有することを特徴とする請求項４記載のアンテナ構造。
6. 前記可動コンタクトが前記ショルダ部分上方の上部によってさらに構成されることを特徴とする請求項４記載のアンテナ構造。
7. 前記回路板を収納するハウジングであって、前記ブッシングを収納する、ネジ山が形成されるアンテナ・レセプタクルを有する前記ハウジングによってさらに構成されることを特徴とする請求項２記載のアンテナ構造。

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