JP4979231B2

JP4979231B2 - 携帯型無線端末機

Info

Publication number: JP4979231B2
Application number: JP2005351155A
Authority: JP
Inventors: 良之木村; 孝直楠本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2005-12-05
Filing date: 2005-12-05
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2025-12-05
Also published as: JP2007158718A

Description

本発明は、折り畳み式携帯電話機の如く、複数の筐体を互いに連結して構成される携帯型無線端末機に関するものである。

従来の折り畳み式携帯電話機は、第１筐体と第２筐体とをヒンジ機構を介して互いに開閉可能に連結して構成される。近年の折り畳み式携帯電話機の小型化に伴って、ヒンジ機構の小型化が要求される一方、ヒンジ機構には一定以上の強度が必要とされるため、小型化と強度向上の両立が可能な金属製のヒンジ機構が採用されてきている(例えば、特許文献１参照)。
特開２００２−９９１４号公報 [H04M 1/02]

ところで、従来の折り畳み式携帯電話機においては、第１筐体及び第２筐体の内、何れか一方の筐体にアンテナが配備されており、他方の筐体の内部に配備された回路基板上の導体パターンや金属製の部品と前記アンテナとの距離が携帯電話機の開閉操作に伴って変化することによって、アンテナ特性が変動するため、携帯電話機の開状態及び閉状態の双方において良好なアンテナ特性が得られる様に整合回路にて調整を行なっている。

しかしながら、従来の折り畳み式携帯電話機において、金属製のヒンジ機構を採用した場合には、携帯電話機の開閉に伴って前記アンテナに対して相対移動する金属部分の表面積が更に大きくなるため、携帯電話機の開状態と閉状態とでアンテナ特性が大きく変化することになる。ここで、前記整合回路による調整には限界があるため、携帯電話機の開状態及び閉状態の双方において良好なアンテナが得られる様に整合回路を調整することは困難である。
そこで、本発明の目的は、金属製の連結部材を介して第１筐体と第２筐体とを互いに相対移動可能に連結した構成においても、両筐体の相対姿勢に拘わらず良好なアンテナ性能が得られる携帯型無線端末機を提供することである。

本発明に係る携帯型無線端末機は、金属製の連結部材を介して互いに連結された一対の筐体(１)(２)を具え、該連結部材によって両筐体(１)(２)を複数の相対姿勢に切り換えることが可能であり、何れか一方の筐体にアンテナが配備されている。
前記一対の筐体(１)(２)の内、何れか一方の筐体の内部には、前記アンテナと電気的に接続された第１の回路基板(12)が配備されると共に、他方の筐体の内部には、第２の回路基板又は金属構造物によって構成される導体部が配備され、前記連結部材の一端が前記第１回路基板(12)に電気的に繋がると共に、前記連結部材の他端が前記導体部に電気的に繋がっている。又、前記連結部材と第１回路基板(12)のグランド部との間には、両筐体(１)(２)の相対姿勢に応じて連結部材の前記グランド部に対する高周波的な結合度を切り換えて、各相対姿勢で最も大きなアンテナ利得が得られる最適な結合度を設定する結合度可変設定手段が介在している。

具体的には、前記他方の筐体の内部には、表示装置と、該表示装置を保持する金属製のフレーム部材とが配備され、該フレーム部材が前記導体部を構成し、該フレーム部材の端部に前記連結部材の他端が締結されている。

上記本発明の携帯型無線端末機において、両筐体(１)(２)の相対姿勢の変更操作に伴って、前記他方の筐体の内部に配備された金属製の導体部及び連結部材は、前記一方の筐体内に配備されたアンテナに対して相対移動することになるが、結合度可変設定手段が、両筐体(１)(２)の相対姿勢に応じて連結部材の第１回路基板(12)のグランド部に対する高周波的な結合度を切り換えることにより、前記連結部材は、各相対姿勢で最も大きなアンテナ利得が得られる最適な結合度にて、前記グランド部に電気的に接続されることになる。
従って、本発明の携帯型無線端末機によれば、両筐体(１)(２)の相対姿勢に拘わらず、常に良好なアンテナ性能が得られる。

具体的構成において、前記結合度可変設定手段は、複数の受動素子の組み合わせから構成される結合度可変手段と、両筐体(１)(２)の相対姿勢に応じて前記結合度可変手段を構成する複数の受動素子の中から１或いは複数の受動素子を選択し、選択した受動素子を介して連結部材を第１回路基板(12)のグランド部に接続する結合度切り換え手段とから構成されている。
又、具体的には、前記結合度可変設定手段は、少なくとも抵抗とインダクタンスを含む複数の受動素子の組み合わせから構成される。

該具体的構成において、前記結合度切り換え手段が、前記複数の受動素子の中から例えば抵抗からなる受動素子を選択し、該受動素子を介して前記連結部材を第１回路基板(12)のグランド部に接続した場合には、前記連結部材及び導体部のアンテナ性能に与える影響は大きなものとなる。
一方、前記結合度切り換え手段が、前記複数の受動素子の中から例えばインダクタからなる受動素子を選択し、該受動素子を介して前記連結部材を第１回路基板(12)のグランド部に接続した場合には、前記連結部材及び導体部のアンテナ性能に与える影響は小さなものとなる。

又、具体的構成において、前記結合度可変手段は、前記連結部材と第１回路基板(12)のグランド部との間に並列に介在する第１整合回路(16)と第２整合回路(17)から構成され、第１整合回路(16)は少なくとも抵抗から構成されると共に、第２整合回路(17)は少なくともインダクタから構成され、前記結合度切り換え手段は、両筐体(１)(２)の相対姿勢を検知する姿勢検知手段と、該姿勢検知手段による検知結果に応じて第１整合回路(16)と第２整合回路(17)を切り換えるスイッチ(15)とから構成され、連結部材を第１整合回路(16)を介して第１回路基板(12)のグランド部に接続する第１切換え状態と、連結部材を第２整合回路(17)を介して第１回路基板(12)のグランド部に接続する第２切換え状態の設定が可能である。

更に具体的には、前記一対の筐体(１)(２)は、金属製のヒンジ機構(３)を介して互いに開閉可能に連結され、該ヒンジ機構(３)によって前記連結部材が構成されており、両筐体(１)(２)の閉状態では前記スイッチ(15)が第１切換え状態に設定され、開状態では前記スイッチ(15)が第２切換え状態に設定される。

上述の具体的構成において、携帯型無線端末機が閉状態に設定された場合、前記姿勢検知手段がこれを検知し、該姿勢検知手段の検知結果に応じて、前記スイッチ(15)は前記第１切換え状態に設定される。これにより前記導体部及び連結部材は、第１整合回路(16)(例えば抵抗)を介して、前記第１回路基板(12)のグランド部に電気的に接続されることになる。この結果、前記導体部及び連結部材のアンテナ性能に与える影響は大きなものとなる。

一方、携帯型無線端末機が開状態に設定された場合、前記姿勢検知手段がこれを検知し、該姿勢検知手段の検知結果に応じて、前記スイッチ(15)は前記第２切換え状態に設定される。これにより前記導体部及び連結部材は、第２整合回路(17)(例えばインダクタ)を介して、前記第１回路基板(12)のグランド部に電気的に接続されることになる。この結果、前記導体部及び連結部材のアンテナ性能に与える影響は小さなものとなる。

本発明に係る携帯型無線端末機によれば、第１筐体と第２筐体の相対姿勢に拘わらず良好なアンテナ性能が得られる。

以下、本発明を折り畳み式携帯電話機に実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
図１及び図２に示す如く、本発明の折り畳み式携帯電話機は、第１筐体(１)と第２筐体(２)とを金属製のヒンジ機構(３)を介して互いに開閉可能に連結して構成される。第１筐体(１)の第２筐体(２)との対向面には、複数の操作釦(11)(11)が配備されると共に、第２筐体(２)の第１筐体(１)との対向面には、液晶ディスプレイ(21)が配備されている。又、第１筐体(１)の基端部側には、高周波の送受信を行なうための内蔵アンテナ(４)と、テレビジョン放送及びＦＭ放送を受信するためのホイップアンテナ(４´)とが取り付けられている。ホイップアンテナ(４´)は、図１及び図２に示す如くその大部分が第１筐体(１)の外部に引き出された伸長位置と、その大部分が第１筐体(１)の内部に収容された収容位置との間で伸縮自在となっている。

図１に示す如く、第２筐体(２)の先端部には、磁石(23)が内蔵される一方、第１筐体(１)の先端部には、磁気センサ(18)が内蔵されている。図１に示す携帯電話機の開状態においては、磁石(23)が磁気センサ(18)から離間しているため、磁気センサ(18)の出力値は小さなものとなる一方、図２に示す携帯電話機の閉状態においては、磁石(23)が磁気センサ(18)に接近するため、磁気センサ(18)の出力値は大きなものとなる。従って、磁気センサ(18)の出力値は、携帯電話機の開閉状態に応じて変化することとなり、該磁気センサ(18)の出力値に基づいて、携帯電話機の開閉状態を判断することが出来るようになっている。

図３及び図４に示す如く、第２筐体(２)内の液晶ディスプレイ(21)は、金属製のＬＣＤフレーム(22)に保持されており、第１筐体(１)の内部には、回路基板(12)が配備されている。金属製のヒンジ機構(３)は、第１筐体(１)内の回路基板(12)の上端部に連結されるべき第１連結部(32)と、第２筐体(２)内のＬＣＤフレーム(22)の下端部に連結されるべき第２連結部(33)と、両連結部(32)(33)を回動可能に連結する回転軸(31)とを具えている。
ヒンジ機構(３)の第２連結部(33)とＬＣＤフレーム(22)の下端部とは、それぞれの両側部を貫通する２本の金属製のネジ(34)(34)により互いに締結されており、ヒンジ機構(３)の第２連結部(33)と回路基板(12)とは、該第２連結部(33)が回路基板(12)の上端部の表面に接触した状態で互いに接合されている。
回路基板(22)の上端両側部の表面には、ヒンジ機構(３)の第２連結部(33)に接触して該第２連結部(33)と電気的に接続されるべき一対の接点パターン(13)(13)が形成されている。

図５及び図６に示す如く、回路基板(12)の表面には、各種機能を発揮する複数の電子回路と、これら複数の電子回路のグランド部を構成するグランドパターン(14)とが形成されている。内蔵アンテナ(４)は送受信回路(41)を介してグランドパターン(14)に電気的に接続され、ヒンジ機構(３)の第２連結部(33)に接触する各接点パターン(13)(13)とグランドパターン(14)との間には、該グランドパターン(14)にその一端が並列に接続されて、ヒンジ機構(３)のグランドパターン(14)に対する高周波的な結合度を変化させるための第１整合回路(16)及び第２整合回路(17)と、両筐体(１)(２)の相対姿勢に応じて、両整合回路の内(16)(17)の内、何れか一方の整合回路を選択し、選択した整合回路を介してヒンジ機構(３)を第１回路基板(12)のグランドパターン(14)に接続するスイッチ(15)とが配備されている。

本発明に係る折り畳み式携帯電話機が図２に示す閉状態に設定された場合、図１に示す磁気センサ(18)の出力値は大きなものとなり、該出力値に基づいて携帯電話機が閉状態に設定されたと判断される。携帯電話機が閉状態に設定されたと判断されると、スイッチ(15)は、図６及び図７に示す如く前記第1切換え状態に設定され、該スイッチ(15)を介して接点パターン(13)と第1整合回路(16)とが互いに電気的に接続されることになる。この結果、ＬＣＤフレーム(22)、ネジ(34)及びヒンジ機構(３)は、回路基板(12)上の接点パターン(13)、スイッチ(15)、第1切換え回路(16)、グランドパターン(14)及び送受信回路(41)を介して、内蔵アンテナ(４)に電気的に接続されることになる。

一方、携帯電話機が図２に示す閉状態から図１に示す開状態へ操作されると、これに伴って、図１に示す磁気センサ(18)の出力値が徐々に小さなものとなり、該出力値が所定の閾値以下となると、携帯電話機が開状態に設定されたと判断される。携帯電話機が開状態に設定されたと判断されると、スイッチ(15)は、前記第２切換え状態に設定され、該スイッチ(15)を介して接点パターン(13)と第２整合回路(17)とが互いに電気的に接続されることになる。この結果、ＬＣＤフレーム(22)、ネジ(34)及びヒンジ機構(３)は、回路基板(12)上の接点パターン(13)、スイッチ(15)、第２整合回路(17)、グランドパターン(14)及び送受信回路(41)を介して、内蔵アンテナ(４)に電気的に接続されることになる。

上述の如く、ＬＣＤフレーム(22)、ネジ(34)及びヒンジ機構(３)は、共に金属製であるため、携帯電話機の開閉操作に伴って、ＬＣＤフレーム(22)、ネジ(34)及びヒンジ機構(３)が内蔵アンテナ(４)に対して接近離間することにより、アンテナ性能に影響を与えることになる。
ここで、第１整合回路(16)は、携帯電話機の閉状態において内蔵アンテナ(４)の利得が大きなものとなる様に、ヒンジ機構(３)のグランドパターン(14)に対する高周波的な結合度が最適に調整されたものである。一方、第２整合回路(17)は、携帯電話機の開状態において内蔵アンテナ(４)の利得が高いものとなる様に、ヒンジ機構(３)のグランドパターン(14)に対する高周波的な結合度が最適に調整されたものである。

図７及び図８に示す如く、第１整合回路(16)は第１の受動素子Ｚ１(例えば抵抗)から構成され、第２整合回路(17)は第２の受動素子Ｚ２(例えばインダクタ)から構成される。
携帯電話機が閉状態に設定され、スイッチ(15)が第1切換え状態に設定された場合には、ヒンジ機構(３)は、第１整合回路(16)、即ち第１の受動素子Ｚ１を介してグランドパターン(14)に電気的に接続されることになる。この結果、ＬＣＤフレーム(22)、ネジ(34)及びヒンジ機構(３)のアンテナ性能に与える影響は、大きなものとなる。

一方、携帯電話機が開状態に設定され、スイッチ(15)が第２切換え状態に設定された場合には、ヒンジ機構(３)は、第２整合回路(17)、即ち第２の受動素子Ｚ２を介してグランドパターン(14)に電気的に接続されることになる。ここで、第２の受動素子Ｚ２は高周波を遮断する機能を発揮するため、ＬＣＤフレーム(22)、ネジ(34)及びヒンジ機構(３)のアンテナ性能に与える影響は小さなものとなる。

図９は、上記本発明の折り畳み式携帯電話機からスイッチ(15)を省略し、接点パターン(13)とグランドパターン(14)とを第２整合回路(17)を介して互いに電気的に接続して構成した携帯電話機の開状態及び閉状態におけるアンテナ特性の測定結果を示すグラフである。上述の如く、第２整合回路(17)は、携帯電話機の開状態において内蔵アンテナ(４)の利得が高いものとなる様に、ヒンジ機構(３)のグランドパターン(14)に対する高周波的な結合度が最適に調整されたものであるため、携帯電話機の開状態においては、送受信帯域全域に亘って損失が少なく、高いアンテナ性能が得られることがわかる。
これに対し、携帯電話機の閉状態においては、開状態に比べて損失が大きくなり、アンテナ性能が低下していることがわかる。

又、図１０は、上記本発明の折り畳み式携帯電話機からスイッチ(15)を省略し、接点パターン(13)とグランドパターン(13)とを第１整合回路(16)を介して互いに電気的に接続して構成した携帯電話機の開状態及び閉状態におけるアンテナ特性の測定結果を示すグラフである。上述の如く、第１整合回路(16)は、携帯電話機の閉状態において内蔵アンテナ(４)の利得が高いものとなる様に、ヒンジ機構(３)のグランドパターン(14)に対する高周波的な結合度が最適に調整されたものであるため、携帯電話機の閉状態においては、図９に示す閉状態に比べて、送受信帯域全域に亘って損失が少なく、高いアンテナ性能が得られることがわかる。
これに対し、携帯電話機の開状態においては、閉状態に比べて損失が大きくなり、アンテナ性能が低下していることがわかる。

一方、図１１は、本発明に係る折り畳み式携帯電話機の開状態及び閉状態におけるアンテナ特性の測定結果を示すグラフである。図１１に示す如く、本発明の折り畳み式携帯電話機の開状態においては、図９に示す携帯電話機の開状態と略同等の良好なアンテナ性能が得られ、本発明の折り畳み式携帯電話機の閉状態においては、図１０に示す携帯電話機の閉状態と略同等のアンテナ性能が得られることがわかる。即ち、本発明の折り畳み式携帯電話機の閉状態においては、開状態にて高いアンテナ性能が得られる図９に示す携帯電話機のアンテナ特性が発揮されると共に、閉状態においては、閉状態にて高いアンテナ性能が得られる図１０に示す携帯電話機のアンテナ特性が発揮されることになる。

上述の如く、本発明の折り畳み式携帯電話機によれば、両筐体(１)(２)の開閉状態に応じて、回路基板(12)のグランドパターン(13)に対するヒンジ機構(３)の高周波的な結合度を切り換えるスイッチ(15)によって、ヒンジ機構(３)を第１整合回路(16)及び第２整合回路(17)の内、何れか一方の整合回路を介してグランドパターン(13)に電気的に接続することが出来るので、両筐体(１)(２)の開閉状態に拘わらず、最も大きなアンテナ利得が得られる最適な結合度にて、ヒンジ機構(３)を回路基板(12)のグランドパターン(13)に接続することが出来る。この結果、折り畳み式携帯電話機の閉開状態に拘わらず、常に良好なアンテナ性能が得られる。

尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、本実施例に記載の如く、１軸の回転軸を有するヒンジ機構(３)に限らず、２軸以上の回転軸を有するヒンジ機構を介して第１筐体(１)と第２筐体(２)と互いに回動可能に連結して構成した携帯型無線端末機や、第１筐体(１)と第２筐体(２)とを金属製の連結部材を介して互いにスライド操作可能に連結してなる携帯型無線端末機に対しても適用することが可能である。

又、本実施例においては、携帯電話機の開状態及び閉状態にてそれぞれ最適なアンテナ特性が得られる様に、第１整合回路(16)及び第２整合回路(17)を構成したが、更に開状態と閉状態の間の複数の中間状態にて最適なアンテナ特性が得られる第３接続回路を追加し、携帯電話機の開閉状態に応じて、切り換えスイッチ(15)により、第１乃至第３接続回路の中から選択した最適な接続回路に接続を切り換えるように構成することも可能である。

更に本実施例においては、抵抗等の第１の受動素子Ｚ１から第１整合回路(16)を構成すると共に、インダクタ等の第２の受動素子Ｚ２から第２整合回路(17)を構成したが、これに限らず、両整合回路(16)(17)をそれぞれインダクタ、抵抗、コンデンサ、ダイオード等の種々の受動素子から構成し、両整合回路(16)(17)のヒンジ機構(３)のグランドパターン(14)に対する高周波的な結合度を、携帯電話機の閉状態及び開状態においてそれぞれ最適となる様に調整した構成を採用することも可能である。
更に本発明は、内蔵アンテナ(４)に限らず、図１及び図２に示すホイップアンテナ(４´)の如き外部アンテナに対して適用することも可能である。

本発明に係る折り畳み式携帯電話機の開状態を示す斜視図である。該折り畳み式携帯電話機の閉状態を示す斜視図である。ＬＣＤフレーム、ヒンジ機構及び回路基板の連結状態を示す正面図である。ＬＣＤフレーム、ヒンジ機構及び回路基板の連結状態を示す裏面図である。本発明の折り畳み式携帯電話機の閉状態を簡略化して示す平面図である。図５のＡ部の拡大図である。アンテナ機能を発揮する部材の電気的な接続状態を示す図である。第１整合回路及び第２整合回路の構成を示す図である。スイッチを省略し、接点パターンとグランドパターンとを第２整合回路を介して互いに電気的に接続した場合における、折り畳み式携帯電話機の開状態及び閉状態のアンテナ特性を示すグラフである。スイッチを省略し、接点パターンとグランドパターンとを第１整合回路を介して互いに電気的に接続した場合における、折り畳み式携帯電話機の開状態及び閉状態のアンテナ特性を示すグラフである。本発明の折り畳み式携帯電話機の開状態及び閉状態のアンテナ特性を示すグラフである。

符号の説明

(１) 第１筐体
(12) 回路基板
(13) 接点パターン
(14) グランドパターン
(15) スイッチ
(16) 第１整合回路
(17) 第２整合回路
(２) 第２筐体
(21) 液晶ディスプレイ
(22) ＬＣＤフレーム
(３) ヒンジ機構
(４) 内蔵アンテナ
(４´) ホイップアンテナ
(41) 送受信回路

Claims

一対の筐体(１)(２)が金属製の連結部材を介して互いに連結され、該連結部材によって両筐体(１)(２)を複数の相対姿勢に切り換えることが可能であり、何れか一方の筐体にアンテナが配備されている携帯型無線端末機において、
前記一対の筐体(１)(２)の内、前記一方の筐体の内部には、前記アンテナと電気的に接続された第１の回路基板(12)が配備されると共に、他方の筐体の内部には、第２の回路基板又は金属構造物によって構成される導体部が配備され、前記連結部材の一端が前記第１回路基板(12)に電気的に繋がると共に、前記連結部材の他端が前記導体部に電気的に繋がっており、連結部材と第１回路基板(12)のグランド部との間には、互いに並列の第１整合回路(16)及び第２整合回路(17)と、両筐体(１)(２)の相対姿勢に応じて第１整合回路(16)と第２整合回路(17)を切り換えるスイッチ(15)とが介在し、連結部材を第１整合回路(16)を介して第１回路基板(12)のグランド部に接続する第１切換え状態と、連結部材を第２整合回路(17)を介して第１回路基板(12)のグランド部に接続する第２切換え状態の設定が可能であることを特徴とする携帯型無線端末機。
第１整合回路(16)は少なくとも抵抗から構成されると共に、第２整合回路(17)は少なくともインダクタから構成されている請求項１に記載の携帯型無線端末機。
前記一対の筐体(１)(２)は、金属製のヒンジ機構(３)を介して互いに開閉可能に連結され、該ヒンジ機構(３)によって前記連結部材が構成されており、両筐体(１)(２)の閉状態では前記スイッチ(15)が第１切換え状態に設定され、開状態では前記スイッチ(15)が第２切換え状態に設定される請求項１又は請求項２に記載の携帯型無線端末機。
第１整合回路(16)は、両筐体(１)(２)の閉状態で前記アンテナの利得が最大となる様に、前記連結部材のグランド部に対する高周波的な結合度が調整される一方、第２整合回路(17)は、両筐体(１)(２)の開状態で前記アンテナの利得が最大となる様に、前記連結部材のグランド部に対する高周波的な結合度が調整されている請求項３に記載の携帯型無線端末機。
前記他方の筐体の内部には、表示装置と、該表示装置を保持する金属製のフレーム部材とが配備され、該フレーム部材が前記導体部を構成し、該フレーム部材の端部に前記連結部材の他端が締結されている請求項１乃至請求項４の何れかに記載の携帯型無線端末機。