JP4800817B2

JP4800817B2 - 携帯端末機

Info

Publication number: JP4800817B2
Application number: JP2006099325A
Authority: JP
Inventors: 則和西尾
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2026-03-31
Also published as: JP2007274498A

Description

本発明は、放送受信機能を備えた携帯端末機に関する。

現在、ＴＶ放送やＦＭ／ＡＭ等のラジオ放送を受信する放送受信機能を備えた携帯端末機（例えば、下記の特許文献１に開示されている携帯電話機）が普及している。
放送受信機能を備えた携帯電話機は、通話及びデータの送受信用のアンテナ（例えば、ホイップアンテナ及びヘリカルアンテナ等）とは別に放送受信用アンテナを備えている。
図７は、ＦＭ放送受信機能を備えた携帯電話機筐体内に収められている多層基板の平面図である。

同図に示す多層基板１００の表面には、１〜２ｍｍ程度の幅と、５０〜７０ｍｍ程度の長さを有する長尺状の板金をくの字に曲げた形状のＦＭ受信用アンテナ１０２が形成されている。また、多層基板１００の内部には、金属面であるグランドプレーン１０１が形成されたグランド層（図示せず）が含まれている。図７ではグランドプレーン１０１を点線で透過的に示している。

ＦＭ受信用アンテナ１０２の利得を大きくするために、図７に示すように、ＦＭ受信用アンテナ１０２とグランドプレーン１０１との間に１〜２ｍｍ程度の間隔（図７において斜線で示した間隔確保領域）をとった基板レイアウトがなされている。
特開２００３−２７３９７８号公報

ところで、従来より携帯端末機は、多機能化と共に小型化、低コスト化も求められており、上述のＦＭ放送受信機能を備えた携帯電話機についても同様の要求が求められている。
そこで本発明は、従来機より小型化及び低コスト化を実現することができる放送受信機能を備えた携帯端末機を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明に係る携帯端末機は、放送受信機能を備えた携帯端末機であって、放送受信回路を含む複数の回路が実装された基板とを備え、前記基板には、第１のグランドプレーンと第２のグランドプレーンとが分離して形成され、第１及び第２のグランドプレーン間に周波数フィルタが接続され、前記放送受信回路は、アンテナ端子及びグランド端子を有し、前記アンテナ端子と前記第１のグランドプレーンとが接続され、前記グランド端子と前記第２のグランドプレーンとが接続され、前記放送受信回路以外の少なくとも１つの回路のグランド端子と、前記第１のグランドプレーンとが接続されていることを特徴とする。

上記携帯電話機によれば、グランドプレーンを第１のグランドプレーンと第２のグランドプレーンに分離し、その一方の第１のグランドプレーンをアンテナとして用いるようにしているため、必要なアンテナ面積を十分確保することができ、且つアンテナ用の板金が不必要になるので、コスト削減に効果がある。
上記携帯電話機において、前記基板をグランド層を有する多層基板としてもよい。これによれば、グランドプレーンの面積を十分に確保することが可能になる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１は、ＦＭ放送受信機能を備えた携帯電話機１の外観を示す図である。
携帯電話機１は、待ち受け画面等を表示する表示部２、ユーザの操作により各種指示を受け付ける操作部３、通話及びデータの送受信を行うためのアンテナ４、後述する多層基板５、バッテリー（図示せず）等を備える。

図２は、携帯電話機１内に収められている多層基板５の平面図である。
同図は、携帯電話機１の表示部２、操作部３が実装される側の多層基板５の平面を示している。
図３は、図２に示した多層基板５の平面に対して垂直方向に切断した場合の、断面の一部を示す図である。

図３に示すように多層基板５は、４層構造であり、信号配線が形成されている信号層５１、５４、グランドプレーンが形成されているグランド層５２、電源プレーンが形成されている電源層５３から成る。
電源層５３には、電源プレーン（図示せず）が形成されており、バッテリー（図示せず）のプラス電極と接続されている。

信号層５１側が、図２示した多層基板５の平面側であり、信号層５４側は、その裏側になる。そして、信号層５４側の平面に、ＦＭ回路５５、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）５６、発振器５７、コイル５８等の各種回路素子が実装されている。
ＦＭ回路５５、ＣＰＵ５６、発振器５７、コイル５８については、後ほど詳しく述べる。

図４は、多層基板５のグランド層５２を透過的に見た場合の平面図である。
グランド層５２には、矩形状の金属面であるグランドプレーン５２１、５２２がそれぞれ分離して形成されている。
グランドプレーン５２１、５２２は、略同一面積である。
グランドプレーン５２２は、バッテリー（図示せず）のマイナス電極と接続されている。

図５は、ＦＭ回路５５周辺の接続関係を示した回路図である。
ＣＰＵ５６は、携帯電話機１の各種機能の制御を行う機能を有し、そのグランド端子５６３は、グランドプレーン５２１と電気的に接続されている。
発振器５７は、一定周波数の信号を生成する機能を有し、そのグランド端子５６４は、グランドプレーン５２１と電気的に接続されている。

ＦＭ回路５５は、受信したＦＭ信号を復調して、音声信号として出力する機能を有し、アンテナ端子５５１、オーディオレフト端子５５２、オーディオライト端子５５３、データ端子５５４、イネーブル端子５５５、クロック端子５５６、グランド端子５６１、発振端子５５８、５５９、電源端子５６２の各端子を有する。
アンテナ端子５５１は、グランドプレーン５２１と電気的に接続されており、グランドプレーン５２１からの信号を入力とする端子である。

放送受信回路以外の回路のグランドの役割を担うグランドプレーン５２１と、放送受信回路のアンテナ端子５５１とが接続されており、グランドプレーン５２１は、放送電波を受信するアンテナの役割を担う。
オーディオレフト端子５５２は、ＦＭ信号を復調した結果得られた、ステレオの左側成分の音声信号を出力する端子である。

オーディオライト端子５５３は、ＦＭ信号を復調した結果得られた、ステレオの右側成分の音声信号を出力する端子である。
データ端子５５４は、ＣＰＵ５６から選局等のデータ信号を受け付ける端子である。
イネーブル端子５５５は、動作の許可を示すイネーブル信号を受け付ける端子である。
クロック端子５５６は、ＣＰＵ５６からクロック信号を受け付ける端子である。

グランド端子５６１は、グランドプレーン５２２と電気的に接続する端子である。
発振端子５５８、５５９は、発振器５７からの信号を受け付ける端子である。
電源端子５６２は、電源入力を受け付ける端子である。
図示していないが、オーディオレフト端子５５２、オーディオライト端子５５３、データ端子５５４、イネーブル端子５５５、クロック端子５５６、グランド端子５６１、発振端子５５８、５５９、及び電源端子５６２の夫々にＦＭ帯域の信号が入力されないようにするためのフィルタを端子の各々に接続してもよい。例えば、フィルタとしては、１ｋΩの抵抗値の抵抗素子を端子に直列に接続して構成したものでよい。

グランドプレーン５２１とグランドプレーン５２２は、コイル５８によって接続されている。コイル５８は、例えば、１００ｎＨ以上の大きさである。
また、グランドプレーン５２１とグランドプレーン５２２間には、寄生容量５９が形成されており、その容量は、例えば、約１５ｐＦ程度である。
並列接続関係にあるコイル５８と寄生容量５９で共振させることで、周波数フィルタを構成している。周波数フィルタは、グランドプレーン５２１で受信した放送電波帯域の周波数成分をフィルタリングして、その周波数成分がグランドプレーン５２２に流れないようにする役割を担う。

図６は、グランドプレーン５２１−アンテナ端子５５１間の減衰量−周波数特性を示すグラフ図である。
ＦＭ回路５５は、グランドプレーン５２１と接続されているアンテナ端子５５１に入力された信号と、グランドプレーン５２２に接続されているグランド端子５６１に入力される信号との差動をとることで、ＦＭ帯域（１００ＭＨｚ帯）の周波数成分を抽出して復調する。

上述したように、携帯電話機１は、グランドプレーン５２１、５２２をアンテナとして用いることで、必要なアンテナ面積を十分確保することができ、且つアンテナ用の板金が不必要になるので、製造コストを削減することができる。
また、多くの携帯電話機１の側面部分は、サイドキー、充電用コネクタ、イヤホンコネクタ、メモリーカードスロット、ＵＳＩＭ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒＩｄｅｎｔｉｔｙＭｏｄｕｌｅ）カードスロット等のインターフェースデバイスが増加しているため、アンテナの配置位置に多くの制約が生じているが、グランドプレーンをアンテナとして用いることで、そのような制約を考慮することなく携帯電話機の設計をすることができる。
＜補足＞
なお、本発明は以上で述べた実施の形態に限定されるものでないことは、勿論である。以下に示す内容も本発明に含まれる。
（１）グランドプレーンは、上述のグランドプレーン５２１、５２２のように矩形状でなくてもよいし、略同一の面積でなくてもよい。例えば、基板形状に合わせた多角形であってもよく、一方のグランドプレーンと他方のグランドプレーンの面積比が１：１０であってもよい。また、上述したように１つのグランド層に、２つのグランドプレーンを分離して形成する以外に、複数の層にグランド層を設けて、各グランド層にグランドプレーンを形成してもよい。
（２）グランドプレーン５２２に、ＦＭ回路５５以外のグランド端子が接続されていてもよい。例えば、グランドプレーン５２２と、バイブレータを構成する回路、或いはマイクを構成する回路のグランド端子とを接続することが考えられる。
（３）本発明は、ＦＭ放送受信機能を備えた携帯電話機以外に、ＴＶ放送、ＡＭ放送等の放送受信機能を備えた携帯端末機にも適用できる。
（４）本発明は、多層基板以外の片面基板や両面基板などにも適用できる。

本発明は、放送受信機能を備えた携帯端末機に有用である。

携帯電話機１の外観図である。携帯電話機１の筐体内に収められている多層基板５の外観図である。多層基板５の断面図である。透過的に見たグランド層の平面図である。ＦＭ回路５５周辺の回路図である。グランドプレーン５２１−アンテナ端子５５１間の減衰量−周波数特性を示すグラフ図である。ＦＭ受信アンテナが実装された多層基板１００の平面図である。

符号の説明

１携帯電話機
２表示部
３操作部
４アンテナ
５多層基板
５１、５４信号層
５２グランド層
５３電源層
５５ＦＭ回路
５６ＣＰＵ
５７発振器
５８コイル
５２１、５２２グランドプレーン

Claims

放送受信機能を備えた携帯端末機であって、
放送受信回路を含む複数の回路が実装された基板を備え、
前記基板には、第１のグランドプレーンと第２のグランドプレーンとが分離して形成され、第１及び第２のグランドプレーン間に受信した放送電波帯域の周波数成分をフィルタリングする周波数フィルタが接続され、
前記放送受信回路は、アンテナ端子及びグランド端子を有し、
前記アンテナ端子と前記第１のグランドプレーンとが接続され、前記グランド端子と前記第２のグランドプレーンとが接続され、前記放送受信回路以外の少なくとも１つの回路のグランド端子と、前記第１のグランドプレーンとが接続されていることを特徴とする携帯端末機。
前記基板はグランド層を有する多層基板であることを特徴とする請求項１記載の携帯電話機。