JP4926247B2 - 携帯端末機に内蔵されるアンテナおよび携帯端末機 - Google Patents

Description

本発明は、薄型化された携帯電話機にも取り付け易くしたアンテナおよびそのようなアンテナを用いた携帯電話機などの携帯端末機に関する。

従来より、携帯電話機の筐体（ケース）は、ポリカーボネートまたはＡＢＳ樹脂などの合成樹脂の成形によって製作される。例えば受話器側と送話器側とをヒンジ機構で接続した折り畳み式の携帯電話機において、送話器側の筐体は、表面に操作部が設けられるフロントケースと、フロントケースの裏面側に接して配置され内部に電池収納部が設けられるリアケ−スとから構成される。

近年において、携帯電話機の薄型化、ファッション性、および使い易さへの要望が一層強くなっている。薄型化をさらに進めるには、フロントケース、リアケ−ス、電池、プリント基板、その他の電子部品など、各部の薄型化および小型化を図る必要がある。また、ファッション性を意識してアンテナを内蔵する傾向が一層高くなり、筐体内の狭い空間に効率よくアンテナを収納する必要がある。

従来において、携帯電話機のアンテナ（内蔵アンテナ）は、棒状の合成樹脂からなる支持体に金属からなるアンテナ素子が一体的に設けられて構成され、リアケ−スの内側面の上辺部に沿って配置される。このようなアンテナを内蔵した携帯電話機の例として、市販された富士通社製「Ｆ８８２ｉＥＳ」がある。

さて、従来より、携帯電話機には、持ち運びや鞄に入れておくときの便利さのため、また装飾のために、しばしばストラップが取り付けられる。そのため、筐体にストラップ取り付け部が設けられており、ストラップ取り付け部が筐体の内部に突出することとなって内部空間を一層狭くしている。上に述べた市販の携帯電話機においても、リアケ−スの上辺部の端部寄りにストラップ取り付け部が設けられている。しかし、携帯電話機の使い勝手やファッション性の面から、ストラップ取り付け部をリアケ−スの上辺部の中央部に設けたいという要求がある。

ところが、そうした場合には、筐体の上辺部の中央部においてストラップ取り付け部が内部に突出することになり、それが邪魔になってそこに配置すべきアンテナを取り付けることができなくなる。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、携帯端末機に内蔵されるアンテナであって、ストラップ取り付け部などによって中央部に凸部があった場合でも、それとの干渉を避けて取り付けることのできるアンテナ、およびそのようなアンテナを用いた携帯端末機を提供することを目的とする。

本発明に係るアンテナは、表面に操作部が設けられるフロントケースと前記フロントケースの裏面側に配置されるリアケ−スとを含む携帯端末機に内蔵されるアンテナであって、前記リアケ−スの内側面の上辺部に沿って配置される棒状の合成樹脂からなる支持体に、アンテナ素子が一体的に設けられており、前記支持体には、前記リアケ−スの前記上辺部の中央部において内側面に突出して設けられたストラップ取り付け部を回避するように凹部が設けられ、前記アンテナ素子は、前記ストラップ取り付け部を回避するように、前記凹部の両側壁縁部の間を跨いで設けられる。

前記アンテナ素子は、その主要部が、当該アンテナが前記携帯端末機に内蔵されたときに、前記フロントケースの内部に配置されるプリント基板とは遠い側の面に位置するように設けられている。これによって、プリント基板からアンテナへの影響およびアンテナから放射される電波のプリント基板への影響が最も少なくなり、アンテナの性能が十分に発揮可能である。

前記アンテナ素子として、周波数帯域の異なる２種類のアンテナ素子が設けられており、そのうちの１つは前記支持体の長さ方向に沿って延びるように設けられ、他の１つは前記支持体の周面の方向に沿って巻き付くように設けられている。これによって、デュアルバンド対応とすることができる。

本発明の一実施形態に係る携帯電話機の外観を示す正面図である。 図１の携帯電話機の左側面図である。 携帯電話機を折り畳んだ状態の正面図である。 携帯電話機を折り畳んだ状態の左側面図である。 携帯電話機を折り畳んだ状態の平面図である。 携帯電話機を折り畳んだ状態の背面図である。 携帯電話機の送話器側の筐体を分解して示す斜視図である。 アンテナがフロントケースに取り付けられた状態を示す斜視図である。 アンテナがリアケ−スに取り付けられた状態を示す斜視図である。 アンテナの正面図である。 アンテナの背面図である。 アンテナの上面図である。 アンテナの下面図である。 アンテナの側面図である。 図６における各部の矢視断面図である。

図１〜図６において、本実施形態の携帯電話機１は、送話器側（固定側）ＳＧと受話器側（可動側）ＪＧとがヒンジＨＪによって回動可能に連結された折り畳み式のものである。送話器側ＳＧの筐体ＫＴＳは、表面に操作部ＳＢが設けられたフロントケース１１、および、フロントケース１１の裏面側に接して配置されたリアケ−ス１２からなる。フロントケース１１およびリアケ−ス１２は、それぞれポリカーボネートまたはＡＢＳ樹脂などの合成樹脂の成形（モールディング）によって製作される。なお、後述するフロントケース３１およびリアケ−ス３２も同様に樹脂成形によって製作される。

操作部ＳＢは、電話番号やその他の情報を入力するための種々の操作ボタン２０が、フロントケース１１に設けられた穴から表面（前面）に突出する状態で配列されており、操作ボタンを押すことによって後述するプリント基板２５に設けられた接点やセンサなどがそれを検知するように構成されている。フロントケース１１の操作部ＳＢの下には、ユーザの音声を内部のマイクロホンに伝えるための音声入力口２１が設けられている。

図６によく示されるように、リアケ−ス１２には、スピーカの出力する音声を外部に伝えるための音声出力口２２、およびストラップＳＰを取り付けるためのストラップ取り付け部２３などが設けられている。また、リアケ−ス１２の内部には電池収納部ＲＤが設けられ、その表面は着脱が可能な電池蓋２４となっている。フロントケース１１とリアケ−ス１２とは、リアケ−ス１２の側から挿入されてネジ込まれた４つのネジ１９によって一体化されている。

また、受話器側ＪＧの筐体ＫＴＪは、フロントケース３１、およびフロントケース３１の裏面側に接して配置されたリアケ−ス３２からなる。フロントケース３１の表面には、カラーＬＣＤからなるメインディスプレイ３３が設けられ、その上方に内部の受話用スピーカの出力する音声を外部に伝えるための音声出力口３４が設けられている。リアケ−ス３２には、内蔵されたカメラのレンズ窓３５が設けられている。

図７に示されるように、送話器側ＳＧのフロントケース１１の内部にはプリント基板２５が配置されている。プリント基板２５の背面側（リアケ−ス１２の側の面）には、ＬＳＩ、ＩＣ、各種コネクタ、スピーカ、フレキシブルケ−ブル、その他種々の電子部品ＢＨが実装されている。プリント基板２５の前面側（フロントケース１１の側の面）には、操作ボタン２０の操作を検知して入力する接点やセンサなどを配置した入力シートＮＳが実装されている。

リアケ−ス１２の電池収納部ＲＤの底部には、ほぼその全域にわたって金属板からなる底板２６が取り付けられている。底板２６の上に電池ＤＴが置かれ、その上から電池蓋２４が装着されて電池収納部ＲＤが閉じられる。

また、リアケ−ス１２の内側面の上辺部に沿って、送信および受信用のアンテナ２９が取り付けられており、図７においてフロントケース１１にリアケ−ス１２を取り付けた場合に符号２９で示す位置にアンテナ２９が配置されることとなる。

次に、アンテナ２９の構造およびその取り付け方法について、図８〜図１５を参照して説明する。

なお、図８および図９においては、アンテナ２９が見えるようにアンテナ２９の上に配置された電子部品ＢＨを取り除いた状態を示している。図８ではアンテナ２９の正面が、図９ではアンテナ２９の背面が、それぞれ手前に示されている。図１５（Ｂ）はストラップ取り付け部２３の位置で断面したものであり、図１５（Ａ）（Ｃ）はその両側の位置で断面したものである。

図８および図９に示すように、アンテナ２９は、リアケ−ス１２の上辺部１２ａの内側面に沿って配置されている。つまり、アンテナ２９は、実質的にはリアケ−ス１２に嵌め込まれており、図８はそのリアケ−ス１２を取り外した状態を示しており、アンテナ２９がプリント基板２５の手前側に浮き出た状態を示すものである。

上に述べたように、リアケ−ス１２には、その上辺部１２ａの中央部において内側面に突出するストラップ取り付け部２３が設けられている。ストラップ取り付け部２３は、図６、図９、および図１５（Ｂ）によく示されるように、リアケ−ス１２に一体に形成されたストラップ軸部２３ａおよびストラップ壁部２３ｂ，ｃからなる。ストラップ壁部２３ｂは、リアケ−ス１２の内面側において、上辺部１２ａと同じ高さから平面状で下方へ延びた後、円筒面状となってリアケ−ス１２の表面に至る。ストラップ壁部２３ｃは、ストラップ壁部２３ｂの両端面を閉塞するように形成されている。ストラップは、例えば、両側のストラップ壁部２３ｃの間においてストラップ軸部２３ａとストラップ壁部２３ｂとの間隙に挿入され、ストラップ軸部２３ａに巻き付けることによって取り付けられる。

アンテナ２９は、棒状の合成樹脂からなる支持体１１０に、アンテナ素子１２１，１２２が一体的に設けられている。支持体１１０には、ストラップ壁部２３ｂを回避するように凹部１１１が設けられ、アンテナ素子１２１は、ストラップ壁部２３ｂを回避するように、凹部１１１の両側壁１１２ａ，ｂの縁部の間を跨いで設けられている。

支持体１１０は、凹部１１１において、その幅方向の一部である連結部１１３を残して長さ方向（矢印Ｍ１方向）に２つに分断されており、かつ、アンテナ素子１２１は、凹部１１１の位置において、アンテナ素子１２１を構成する金属線１２１ｆが凹部１１１を跨ぐように構成されている。

アンテナ２９は、凹部１１１の両側壁１１２ａ，ｂがストラップ壁部２３ｂに嵌め込まれることによって、その長さ方向の位置決めがなされている。

アンテナ２９は、アンテナ素子１２１，１２２の主要部つまり正面側の部分が、フロントケース１１の内部に配置されたプリント基板２５とは遠い側の面に位置するように取り付けられている。

以下、さらに詳しく説明する。

図１０〜図１５に示すように、アンテナ２９は、断面がほぼ長方形の棒状であり、予め所定の形状に成形されたアンテナ素子１２１，１２２および給電電極１２０とともに、ＡＢＳ樹脂などの合成樹脂によるインサート成形によって製作されている。支持体１１０には、インサート成形においてアンテナ素子１２１，１２２を支持するためのピン跡の穴１１６が残っている。支持体１１０は、その全体形状がリアケ−ス１２の内側面に合わせた形状となっており、給電電極１２０とは反対側の端部に、リアケ−ス１２に嵌め込まれた際にリアケ−ス１２の壁部または他の電子部品ＢＨなどと係合することにより位置がずれないようにするための突起１１５が形成されている。

アンテナ素子１２１，１２２は、いずれもベリリウム銅などの金属材料をプレス成形したものである。給電電極１２０は、リン青銅を成形した後の表面に金メッキを施したものである。給電電極１２０には、取り付け用の穴１２０ａが設けられており、フロントケース１１とリアケ−ス１２とを連結するためのネジ１９が挿通されることにより、アンテナ２９の全体がそれらのケースに挟まれて固定される。

アンテナ素子１２１は、平帯状の金属線１２１ａ〜ｖがこの順に連続しかつ折り曲げられて構成されたものであり、例えば２ＧＨｚ帯の周波数の送受信用である。アンテナ素子１２２は、アンテナ素子１２１よりも幅の広い平帯状の金属線１２２ａ〜ｃがこの順に連続しかつ折り曲げられて構成されたものであり、例えば８００ＭＨｚ帯の周波数の送受信用である。

これらのアンテナ素子１２１，１２２は、それぞれの主要部が、支持体１１０の正面側の面ＭＳおよび上面側の面ＭＪに形成されている。アンテナ２９は、リアケ−ス１２の内部において、これらの面ＭＳ，ＭＪがリアケ−ス１２の上辺部１２ａの近辺の内側面に最も近くなるような状態で配置されている（図１５参照）。

このように、アンテナ素子１２１，１２２の主要部がプリント基板２５およびそこに実装された電子部品ＢＨから遠くなるように配置されており、これによって、プリント基板２５および電子部品ＢＨからアンテナ２９への影響、およびアンテナ２９から放射される電波のプリント基板２５または電子部品ＢＨへの影響が最も少なくなり、アンテナ２９の性能が十分に発揮可能となっている。

アンテナ素子１２１は、支持体１１０の面ＭＳおよび面ＭＪにおいて、みあんだ状であって長さ方向に沿って延びるように設けられており、その途中において、凹部１１１を避けるために背面側においてブリッジ状に若干突出している。アンテナ素子１２２は、支持体１１０の面ＭＳおよび面ＭＪにおいて、みあんだ状であって周面の方向に沿って巻き付きながら延びるように設けられている。つまり、アンテナ２９は、デュアルバンド対応となっている。これらアンテナ素子１２１，１２２は、このような形状と長さとによって、所定の周波数帯域における受信感度、電波放射効率、指向性、およびインピーダンスなどの規格を満足している。

上に述べた実施形態のアンテナ２９によると、ストラップ取り付け部２３によってリアケ−ス１２の中央部に凸部があった場合でも、それとの干渉を避けてアンテナ２９を取り付けることができる。しかも、凹部１１１の両側壁１１２ａ，ｂがストラップ壁部２３ｂに嵌め込まれることによって、アンテナ２９の長さ方向の位置決めを行うことが可能であるので、アンテナ２９の取り付けが容易となる。

上に述べた実施形態において、アンテナ２９として、モノポールアンテナ、ダイポールアンテナ、逆Ｆアンテナ、逆Ｌアンテナ、その他の種々の形式のアンテナとすることが可能である。その他、アンテナ２９、アンテナ素子１２１，１２２、プリント基板２５、筐体ＫＴ、または携帯電話機１の全体または各部の構成、構造、形状、寸法、成形方法、製作方法、配置、個数、材質、位置、周波数などは、上に述べた以外に種々変更することができる。

上に述べた例では折り畳み式の携帯電話機１について説明したが、折り畳み式でない携帯電話機、およびＰＤＡやノートパソコンなど折り畳み式のまたは折り畳み式でない種々の携帯端末機などにも、本発明を適用することができる。

Claims (8)

1. 表面に操作部が設けられるフロントケースと前記フロントケースの裏面側に配置されるリアケ−スとを含む携帯端末機に内蔵されるアンテナであって、
   前記リアケ−スの内側面の上辺部に沿って配置される棒状の合成樹脂からなる支持体に、アンテナ素子が一体的に設けられており、
   前記支持体には、前記リアケ−スの前記上辺部の中央部において内側面に突出して設けられたストラップ取り付け部を回避するように凹部が設けられ、
   前記アンテナ素子は、前記ストラップ取り付け部を回避するように、前記凹部の両側壁縁部の間を跨いで設けられている、
   ことを特徴とする携帯端末機に内蔵されるアンテナ。
2. 前記支持体は、前記凹部において、その幅方向の一部を残して長さ方向に２つに分断されており、かつ、前記アンテナ素子は、当該凹部の位置において、アンテナ素子を構成する金属線が当該凹部を跨ぐように設けられている、
   請求項１記載の携帯端末機に内蔵されるアンテナ。
3. 前記アンテナ素子は、その主要部が、当該アンテナが前記携帯端末機に内蔵されたときに、前記フロントケースの内部に配置されるプリント基板とは遠い側の面に位置するように設けられている、
   請求項２記載の携帯端末機に内蔵されるアンテナ。
4. 前記アンテナ素子として、周波数帯域の異なる２種類のアンテナ素子が設けられており、そのうちの１つは前記支持体の長さ方向に沿って延びるように設けられ、他の１つは前記支持体の周面の方向に沿って延びるように設けられている、
   請求項２または３記載の携帯端末機に内蔵されるアンテナ。
5. 表面に操作部が設けられるフロントケースと前記フロントケースの裏面側に配置されるリアケ−スとを含む筐体にアンテナを内蔵した携帯端末機であって、
   前記リアケ−スには、その上辺部の中央部において内側面に突出するストラップ取り付け部が設けられ、
   前記アンテナは、前記リアケ−スの内側面の上辺部に沿って配置される棒状の合成樹脂からなる支持体に、アンテナ素子が一体的に設けられており、
   前記支持体には、前記ストラップ取り付け部を回避するように凹部が設けられ、
   前記アンテナ素子は、前記ストラップ取り付け部を回避するように、前記凹部の両側壁縁部の間を跨いで設けられている、
   ことを特徴とする携帯端末機。
6. 前記支持体は、前記凹部において、その幅方向の一部を残して長さ方向に２つに分断されており、かつ、前記アンテナ素子は、当該凹部の位置において、アンテナ素子を構成する金属線が当該凹部を跨ぐように設けられている、
   請求項５記載の携帯端末機。
7. 前記アンテナは、前記凹部の両側壁が前記ストラップ取り付け部に嵌め込まれることによって、その長さ方向の位置決めがなされている、
   請求項６記載の携帯端末機。
8. 前記アンテナは、前記アンテナ素子の主要部が、前記フロントケースの内部に配置されたプリント基板とは遠い側の面に位置するように取り付けられている、
   請求項６または７記載の携帯端末機。

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