JP4783194B2

JP4783194B2 - 携帯機器

Info

Publication number: JP4783194B2
Application number: JP2006108872A
Authority: JP
Inventors: 雅博金子; 政宏柳; 英樹岩田; 誉嗣柚場; 茂美倉島; 由利子瀬川; 隆有田
Original assignee: Fujitsu Component Ltd
Current assignee: Fujitsu Component Ltd
Priority date: 2006-04-11
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2026-04-11
Also published as: US8326376B2; US20070238492A1; JP2007282102A

Description

本発明は携帯機器に係り、特にＵＷＢ（ultra-wide band）を利用するアンテナ装置を備えた携帯機器に関する。

近年、レーダー測位や大伝送容量の通信が可能であることからＵＷＢを利用した無線通信技術が注目されている。特に、２００２年に米国ＦＣＣ（federal communication commission）が３．１〜１０．６ＧＨｚの周波数帯域でＵＷＢを民生で利用するこを認可してから、ＵＷＢ技術の実用化に向けた開発が活発に行なわれている。

ＵＷＢは、上記のように超広帯域を使用して通信を行う通信方式であるので、ＵＷＢに用いられるアンテナ装置には超広帯域で送受信が可能な構造が求められている。

また、アンテナ装置の利用分野としては、屋外で使用される携帯機器が考えられる。

ＦＣＣで認可された３．１〜１０．６ＧＨｚの周波数帯域での使用を目的としたアンテナとして、地板と給電体から構成されたアンテナが提案されている（非特許文献１）。

図１は従来のアンテナ装置を示す。図１（Ａ）に示すアンテナ装置１０は、地板１１上に、円錐を反転させた形状の給電体１２を配置した構成である。給電体１２を構成する円錐は、その側面が軸線に対して角度θとなるように設定されている。この角度θによって所望能特性が得られる。

図１（Ｂ）に示すアンテナ装置２０は、地板１１上に、円錐体２２ａとそれに内接する球体２２ｂとから構成される涙滴状の給電体２２を配置した構成である。
２００３年電子情報通信学会 B-1-133 FCC認可UWB周波数帯の水平面内無指向性・低VSWRアンテナ、谷口琢也・小林岳彦（東京電機大）（３月22日発表 B201教室）特開２０００−１９６３２７号公報

従来の広帯域アンテナ装置は、平板状の地板上に円錐形状又は涙滴形状の給電体を配置した構成であるので、大型であり、小型化、薄型化が望まれていた。

図２（Ａ），（Ｂ）は本出願人が先に特願２００５−３７８３９６号において出願した明細書及び図面に記載してあるＵＷＢ平面アンテナ装置３０の基本構成であり、小型化、薄型化が図られている。

ＵＷＢ平面アンテナ装置３０は、誘電体製の基板３１の上面３１ａにホームベース形状のアンテナエレメントパターン３２及びこのアンテナエレメントパターン３２より延在してマイクロストリップ線路３３が形成してあり、且つ、基板３１の裏面３１ｂにはマイクロストリップ線路３３に対面する部分にグランドパターン３４が形成してある構成である。

このＵＷＢ平面アンテナ装置３０は図１に示すアンテナ装置１０，２０に比較すると相当に小型化、薄型化されているけれども、これを携帯機器に設ける場合には、携帯機器にＵＷＢ平面アンテナ装置３０が収まる大きさの空間を予め用意しておく必要があり、携帯機器の薄型化には不利であった。

本発明は上記の点に鑑みてなされた携帯機器を提供することを目的とする。

本発明は、バッテリが装着されて使用され、前記バッテリが装着された状態で該バッテリの表面がグランド電位となっている構成の携帯機器において、
該携帯機器の本体に取り付けられて前記バッテリを覆う蓋体を、平面状かつホームベース形状のアンテナエレメント部と当該ホームベース形状の突部から延びる線エレメント部を有する構成とし、
前記蓋体が前記携帯機器の本体に取り付けられたときに、前記アンテナエレメント部が前記バッテリに接近して配置され、
前記バッテリの表面がグランドエレメントとして機能して、前記アンテナエレメント部と前記バッテリの表面とによって平面アンテナ装置が構成され、前記バッテリの表面から視て前記突部が前記バッテリの表面の辺に一致する構成としたことを特徴とする。

バッテリの面がグランドエレメントとして機能するようにして構成してあるため、完成品としての平面アンテナ装置を携帯機器に組み込んだ構成とした場合に比較して、携帯機器を、厚くすることなく構成出来る。

また、バッテリが装着された状態でバッテリの表面がグランド電位となっていることを利用しているため、同軸ケーブルの接続が不要となり、その分構成が簡単となる。

次に本発明の実施の形態について説明する。

図３（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例１になる携帯電話機５０を示す。携帯電話機５０は、ＵＷＢ平面アンテナ装置１００を備えた構成である。このＵＷＢ平面アンテナ装置１００は、バッテリ８０の面（表面）８３をグランドパターンとして利用した構成である。Ｘ１−Ｘ２は幅方向、Ｙ１−Ｙ２は長手方向、Ｚ１−Ｚ２は厚さ方向である。

携帯電話機５０は、本体５１の上面５１ａに、スピーカ５２、液晶パネル５３、操作部５４、マイク５５が配置してあり、本体５１の下面５１ｂに、カメラ部５６が設けてあり、更に、下面５１ｂに、バッテリ収容部５７及びコネクタ５８が設けてあり、且つ、本体５１の下面５１ｂ側において、バッテリ収容部５７内にバッテリ８０が装着してあり、バッテリ蓋体６０がバッテリ８０を覆っており、本体５１の内側がシールド部材５９によって囲まれている構成である。

コネクタ５８は、図７に示すように、ＵＷＢ通信部７０と電気的に接続してあり、且つ、図３（Ｂ）に示すように、バッテリ収容部５７の近くに配置してある。

この携帯電話機５０は、図７に示すように、従来の携帯電話機とは、ＵＷＢ通信部７０及びコネクタ５８を有している点が相違する。操作部５４から制御部７１に指令が送られる。制御部７１は、ＵＷＢ通信部７０と、電話通信部７２と、画像処理部７３とを制御する。電話部７４は、スピーカ５２及びマイク５５を含む部分であり、電話通信部７２によって動作され、ＵＷＢ平面アンテナ装置１００を通して通信が行なわれる。液晶パネル５３は画像処理部７１よりの信号によって駆動される。カメラ部５６によって撮影された画像データは、画像処理部７１によって処理され、液晶パネル５３に表示され、また、ＵＷＢ平面アンテナ装置１００より送信される。バッテリ８０は、制御部７１、ＵＷＢ通信部７０、電話通信部７２、画像処理部７３等に駆動電圧Ｖｃｃを供給する。

バッテリ８０は、図５に示すように、偏平な四角形状である鉄板製の箱体８１の内部にバッテリ本体８２が収まっている構成である。このバッテリ８０は、バッテリ収容部５７内に装着された状態で、制御部７１等に電圧Ｖｃｃを供給する。また、バッテリ８０は、バッテリ収容部５７内に装着された状態で、箱体８１がシールド部材５９と電気的に接続されている。図７中、点７５は、箱体８１がシールド部材５９と電気的に接続されている箇所を示す。よって、図５に示すように、バッテリ８０がバッテリ収容部５７内に装着された状態で、Ｚ２側には、平面であり、四角形であり、電位がグランドレベルとなっている面８３が露出している。

図４及び図５に示すように、バッテリ蓋体６０は、板状の樹脂成形部品であり、内部に、アンテナフィルム９０がインサート成形してある構成である。アンテナフィルム９０は、フィルムに、ホームベース形状のアンテナエレメント部９１と、このアンテナエレメント部９１の突部（給電点）９１ａの部分から延びている線エレメント部９２とが形成してあり、線エレメント部９２の端のコンタクト部９３を有する構成である。コンタクト部９３は、線エレメント部９２に対して直角に曲げてあり、バッテリ蓋体６０の下面より突き出ている。アンテナエレメント部９１の突部（給電点）９１ａの開き角度θは約６０度である
バッテリ蓋体６０のサイズは、上記のバッテリ収容部５７に対応するサイズよりも大きいサイズであり、線エレメント部９２の部分が上記のバッテリ収容部５７に対応する部分に相当し、アンテナエレメント部９１の部分が、上記のバッテリ収容部５７に対応する部分よりもＹ２方向に延びている。このバッテリ蓋体６０は、アンテナエレメント部９１がバッテリ収容部５７の直ぐＹ２側に位置する配置でもって本体５１に取り付けられる。

図４に示すように、バッテリ８０がバッテリ収容部５７内に装着され、バッテリ蓋体６０がバッテリ８０を覆うように本体５１の下面５１ｂに取り付けられた状態において、アンテナエレメント部材９０と、バッテリ８０の面８３とは、図６に示す位置関係となる。即ち、アンテナエレメント部９１は、面８３に対しては、面８３よりＺ２方向にバッテリ蓋体６０の厚さｔ１の１／２の寸法ａ離れた位置であって、面８２の直ぐＹ２側の位置に、即ち、Ｚ２側から見て、突部９１ａが面８３のＹ２側の辺８３ａに略一致する位置に、面８３と平行に位置している。線エレメント部９２は、面８３よりＺ２方向に寸法ａ離れた位置に維持されて、面８３を横切っている。また、コンタクト部９３がコネクタ５８に接続してある。上記の寸法ａは１ｍｍ以下である。

よって、面８２がグランドエレメントとして機能して、アンテナエレメント部９１と、面８２と、線エレメント部９２とによって、ＵＷＢ平面アンテナ装置１００が構成される。ここで、バッテリ８０は、バッテリ収容部５７内に装着された状態で、箱体８１がシールド部材５９と電気的に接続されているため、同軸ケーブルをＵＷＢ平面アンテナ装置１００に接続することは不要となり、その分、構成が簡単となっている。

上記の携帯電話機５０は、ＵＷＢ平面アンテナ装置１００が、バッテリ８０の面８３がグランドエレメントとして機能するようにして構成してあるため、完成品としてのＵＷＢ平面アンテナ装置を組み込んだ構成の携帯電話機に比較して小型に、特に厚さを薄くして構成してある。

図８は本発明の実施例２になるデジタルカメラ１１０を示す。デジタルカメラ１１０は、本体１１１のレンズ（図示せず）とは反対側の面１１１ｂに、液晶パネル１１２、バッテリ収容部１１３及びコネクタ１１４を有し、バッテリ収容部１１３に偏平な四角形状のバッテリ８０Ａが装着してあり、内部に、アンテナフィルム９０Ａがインサート成形してあるバッテリ蓋体６０Ａが、本体１１１に取り付けてあり、バッテリ８０Ａを覆っている構成である。また、コンタクト部９３Ａがコネクタ１１４に接続してある。

バッテリ８０Ａの面８３Ａがグランドエレメントとして機能して、アンテナエレメント部９１Ａと、面８３Ａと、線エレメント部９２Ａとによって、ＵＷＢ平面アンテナ装置１００Ａが構成されている。

上記のデジタルカメラ１１０は、専用のグランドエレメントを有するＵＷＢ平面アンテナ装置を備えた構成のデジタルカメラに比較して小型に、特に厚さを薄くして構成してある。

従来のアンテナ装置の一例の構成図である。本出願人が先に出願したＵＷＢ平面アンテナ装置の構造を示す図である。本発明の実施例１になる携帯電話機を示す斜視図である。図３の携帯電話機のバッテリ蓋体の付近を断面して示す図である。バッテリ蓋体を一部断面して且つバッテリ収容部と対応させて示す図である。ＵＷＢ平面アンテナ装置を構成する部分を取り出して示す図である。図３の携帯電話機のブロック構成図である。本発明の実施例２になるデジタルカメラを示す図である。

符号の説明

５０携帯電話機
５１本体
５２スピーカ
５３液晶パネル
５４操作部
５５マイク
５６カメラ部
５７バッテリ収容部
５８コネクタ
５９シールド部材
６０バッテリ蓋体
７０ＵＷＢ通信部
７１制御部
８０バッテリ
８１鉄板製の箱体
８２バッテリ本体
８３面（表面）
９０アンテナフィルム
９１アンテナエレメント部
９２線エレメント部
９３コンタクト部
１００、１００ＡＵＷＢ平面アンテナ装置
１１０デジタルカメラ

Claims

バッテリが装着されて使用され、前記バッテリが装着された状態で該バッテリの表面がグランド電位となっている構成の携帯機器において、
該携帯機器の本体に取り付けられて前記バッテリを覆う蓋体を、平面状かつホームベース形状のアンテナエレメント部と当該ホームベース形状の突部から延びる線エレメント部を有する構成とし、
前記蓋体が前記携帯機器の本体に取り付けられたときに、前記アンテナエレメント部が前記バッテリに接近して配置され、
前記バッテリの表面がグランドエレメントとして機能して、前記アンテナエレメント部と前記バッテリの表面とによって平面アンテナ装置が構成され、前記バッテリの表面から視て前記突部が前記バッテリの表面の辺に一致する構成としたことを特徴とする携帯機器。
請求項１に記載の携帯機器において、
前記バッテリを覆う蓋体は、前記アンテナエレメント部を内部に有する構成であることを特徴とする携帯機器。
共に平面状のアンテナエレメントとグランドエレメントとが接近して配置されてなる平面アンテナ装置において、
前記アンテナエレメントと、携帯機器に装着されたバッテリとが接近して配置してあり、
前記アンテナエレメントはホームベース形状のアンテナエレメント部と当該ホームベース形状の突部から延びる線エレメント部を有し、
前記バッテリの表面を前記グランドエレメントとして利用した構成とし、前記バッテリの表面から視て前記突部が前記バッテリの表面の辺に一致することを特徴とする平面アンテナ装置。