JP5442376B2 - 携帯電子機器 - Google Patents
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携帯電話機1は第1筐体及び第2筐体とで構成されている。
第1筐体2は、第2筐体3と対向する部分を構成する第1筐体フロントケース4と、第2筐体3とは反対側部分を構成する第1筐体リアケース5とを有している。
第2筐体3は、第1筐体2と対向する部分を構成する第2筐体フロントケース6と、第1筐体2とは反対側部分を構成する第2筐体リアケース7とを有している。
第2筐体フロントケース6及び第2筐体リアケース7もネジ等により互いに固定され、第2筐体フロントケース6及び第2筐体リアケース7の間に形成された空間に種々の電子部材を収容する収容空間を構成する。
これらの第1筐体フロントケース4、第1筐体リアケース5、第2筐体フロントケース6及び第2筐体リアケース7は、例えば、樹脂により形成されている。
同様に第2筐体リアケース7から第2筐体フロントケース6に向かう方向を表面方向(図1においては、紙面手前の方向)といい、第2筐体フロントケース6から第2筐体リアケース7に向かう方向を裏面方向(図1においては、紙面奥手の方向)という。
同様に、第2筐体3においても、ヒンジ部9に向かう方向を結合部方向(図1の第2筐体3においては、紙面上の方向)といい、その逆を結合部反対方向(図1の第2筐体3においては、紙面下の方向)という。
そして、右側面11側に向かう方向を右側面方向(図1においては、紙面右の方向)といい、左側面12面に向かう方向を左側面方向(図1においては、紙面左の方向)という。
この表示部8は、携帯電話機1の状態、ユーザの操作内容、発信先電話番号、電子メールの内容の表示、ゲーム画面等の様々な情報を表示するためのものである。
また、表示部8はLCD(液晶ディスプレイ)、OLED(Organic light-emitting diode:有機EL)等によって構成されている。
また、充電時には充電回路を制御して、バッテリへの充電開始及び停止、並びに充電の速度等を制御している。
各種データとは、Web上のダウンロードサイトからダウンロードされるファイルのデータ、音声通話時の音声データ、メール送受信時のメールデータ、ウェブ閲覧時のウェブページデータ、等である。
通信部51は、通信モジュール100とソケット101(図3を参照のこと)のアンテナ部101aから構成されている。
図3のところで詳説するが、ソケット101は、本来通信モジュール100を保持することを主たる目的としている。
通信モジュール100は、その内部には通信を行うための各種回路、アンテナがユニット化されている。
具体的に通信モジュール100が包含する部品は、通信モジュールアンテナ100a、パワーアンプ100b、変調回路100c、ベースバンド回路100d(Base Band)等である。
ここで、パワーアンプ100b、変調回路100c及びベースバンド回路100dを通信回路100eという。
このように通信モジュール100を用いられるのが最近の携帯電子機器の通信分野においては一般的になっている。
その理由は、パッケージ化されているため、単にスロット101に通信モジュール100を挿入すれば使用可能となるために設計、組立等が容易であるからである。
ベースバンド回路100dが発生する基本となる周波数を、変調回路100cがその位相、振幅等を変調させて通信波を作成している。
さらに、変調回路100dが生成した通信波は、パワーアンプ100bによって増幅されて内蔵アンテナ100aから、基地局200に送られる。
通常は、この通信モジュールアンテナ100aのみがアンテナとして作用して基地局100と通信するものである。
しかし、本発明の実施形態では、ソケット101のアンテナ部101aをもアンテナとして作用させるものである。
つまり、本発明の実施形態では、通常であれば通信モジュール100を保持する機能しか有しないソケット101にアンテナ機能をも付与するものである。
入力部10には、例えば、電源キー、通話キー、数字キー、文字キー、方向キー、決定キー、発信キー、ファンクションキーなど、各種の機能が割り当てられたキーが配置されている。
そして、これらのキーがユーザによって操作された場合に、その操作内容に対応する信号を発生し、これをユーザの指示として制御部57に出力する。
すなわち、音声入出力部53は、マイクロフォンから入力された音声を増幅し、アナログ/デジタル変換を行い、更に符号化等の信号処理を施し、デジタルの音声データに変換して制御部57に出力する。
また、音声入出力部53は、制御部57から供給される音声データに復号化、デジタル/アナログ変換、増幅等の信号処理を施し、アナログの音声信号に変換してスピーカに出力する。
表示部8は、例えば、通信部51による無線発信時における発信先の電話番号、着信時における発信元の電話番号、受信メールや送信メールの内容、日付、時刻、電池残量、発信成否、待ち受け画面等を表示する。
また、記憶部56ではダウンロードが完了したファイルも記憶する。
すなわち、制御部57は、携帯電話機1の各種処理(回線交換網を介して行われる音声通話、電子メールの作成と送受信、インターネットのWeb上のダウンロードサイトの閲覧など)が操作部52の操作に応じて適切な手順で実行されるように、上述した各ブロックの動作(通信部51における信号の送受信、表示部8における画像の表示等)を制御する。
さらに、制御部57は、記憶部56に格納されるプログラム(オペレーティングシステム、アプリケーションプログラム等)に基づいて処理を実行するコンピュータ(マイクロプロセッサ)を備えており、このプログラムにおいて指示された手順に従って上述した処理を実行する。
すなわち、制御部57は、記憶部56に格納されるオペレーティングシステムやアプリケーションプログラム等のプログラムから命令コードを順次受け取って処理を実行する。
そして、この回路基板102にソケット101が設けられている。このソケット101は、通信モジュール100が挿入されて、通信モジュール100を固定する機能を有している。
また、後述するが、通信モジュール100の内蔵アンテナ100aと電磁気的に結合してアンテナの役割をも果たす。
また、ソケット101は回路基板102に固定されている。そして、ソケット101は通信モジュール100を固定する機能をも有しているのであるから、通信モジュール100も回路基板102に対して固定されていることになる。
ソケット101の開口側から通信モジュール100が挿入される。
ソケット101は、アンテナ部101a及び保持部101bを有している。アンテナ部101a及び保持部101bは直方体を2分割した形状を有している。
そして、保持部101dの挿入方向の奥側位置には、ソケット側コネクタ101fが配置されている。図4のところで詳説するが、通信モジュール100にも挿入方向の先端位置に通信モジュール側コネクタ100fが配置されており、通信モジュール100がソケット101に挿入されると、ソケット側コネクタ101fと通信モジュール側100fとが接合して電気的に結合する。
保持部101bに設けられたソケット側コネクタ101fは、回路基板102のシステムバス58と電気的に接続される(図2参照のこと)。
アンテナ部101aは主として通信モジュール100の通信モジュールアンテナ100aと電磁気的に結合してアンテナ機能を発揮するものである。
もっとも、アンテナ部101aの機能はアンテナ機能のみではなく、通信モジュール100が移動等しないように保持する機能をも有する。
他方で、保持部101bは、通信モジュール100を保持する機能を主に有している。もっとも、この保持部101bは通信モジュール100を保持する機能だけではなく、通信モジュール100と回路基板102とを電気的に結合させる機能をも有する。
つまり、回路基板102上の回路と保持部101bのソケット側コネクタ101fとは結合される。
さらに、保持部101bは、通信モジュール100がソケット101に挿入された場合に、持部101bは通信モジュール100の通信回路100eを覆う構成となっている。その上、保持部101bは基準電位部分と接続される。
このような構成によって、通信モジュール100の通信回路100eを電磁的にシールドすることが可能となっている。
以上により、保持部101bは、通信モジュール100を保持する機能、通信モジュール100の通信回路100dと回路基板102を電気的に結合する機能、通信モジュール100の通信回路を電磁シールドする機能を有する。
これによって、接続部101cであるスタブを小型化することが可能となり、かつ、スタブの機能が安定化される。
したがって、低周波的にはアンテナ部101aと保持部101bは電磁的にも結合していることになる。
しかし、この接続部101cは、図3の様に、スタブ形状を有していることから、高周波的にはアンテナ部101aと保持部101bとは電磁的に結合していないといえる。
ここで、図3の様にスタブ形状を有していると高周波的には結合していないことの理由を説明する。
携帯電話機1で使用される高周波数の無線電波は、アンテナ部101aにおいて受信されるが、波長が短いため、たとえ電気的に結合されていても、折れ曲がりかつ細いスタブ形状の接続部101を通過することができないからである。
なお、接続部101cの形状は電磁気的に結合させないものであればどのようなものであってもよい。
通信モジュール100の先端部には通信モジュール側コネクタ100fが形成されている。そして、通信モジュール100がソケット101に挿入されると、通信モジュール側コネクタ100fは、ソケット101の奥側に配置されているソケット側コネクタ101fと結合する。
これによって、通信モジュール100の内部に配置されている通信回路100eと回路基板とが電気的に結合される。そして、携帯電話機1は通信が可能となる。
なお、内蔵アンテナ100aの位置は、通信モジュール100の型側面に寄せられるのが好適である。
その理由は、アンテナ部101aをモノポールアンテナとして利用ができるからである。
逆に言うと、万一、内蔵アンテナ100aを通信モジュール100の中央に配置してしまうと、アンテナ部101aはダイポールアンテナとなってしまうからである。
図6は、本実施形態の比較例である。
また、通信モジュール100の内蔵アンテナ100aは、通信モジュール100がソケット101に挿入された際に、アンテナ部101aによって覆われる位置に配置されている。
その理由は、本発明の実施例の様に接続部101cによって接続されたアンテナ部101aを有さないソケット101によって、内蔵アンテナ100aが覆われてしまうと、電磁シールドされてしまい、通信が困難となってしまうからである。
そして、内蔵アンテナ100aはソケット101の外部に配置してしまうと、通信モジュール100がソケット101によって保持されていない部分が多くなってしまう。
その結果、通信モジュール100を安定的に十分にソケット101が保持できなくなってしまうからである。
さらに、内蔵アンテナ100aに加えて、面積及び長さの長いアンテナ部101aを有するのであるから、より通信状態が改善される。
図7は、本発明の第1の変形例である。
つまり、スリット101dを設けることによって、アンテナ感度の向上させることができる。
図8は、本発明の第2の変形例である。
そこで、アンテナ部101aにコイル101eを配置して、内蔵アンテナ100aとアンテナ部101aとの電磁気的な結合を強化する。
つまり、コイル101eを設けることによって、アンテナ感度の向上させることができる。
図9は、本発明の第3の変形例である。
この第1のショートスタブ101hは携帯電話機1が使用する電波の波長の4分の1の長さに形成する。
このように、第1のショートスタブ101hが、携帯電話機1が使用する電波の波長の4分の1の長さに形成されることによって、アンテナ部101aと保持部101bとを電磁気的に非結合状態にすることができる。
また、ソケット101の側面にも接続部101cが形成される。この部分を第2のショートスタブ101iという。
この第2のショートスタブ101には、側面スリット101gが形成されている。
このように、側面スリット101gが形成されていることによって、アンテナ部101aと保持部101bとを電磁気的に非結合状態にすることができる。
図10は、本発明の第4の変形例である。
しかし、本実施例の上位概念は、通信モジュール100を保持するソケット101にアンテナ機能を持たせるということである。
したがって、通電可能とすることも可能である。
図10のように、通信モジュール100の一部にコネクタ100hを設けて、ソケット101と通電させる。
そして、ソケット101をアンテナとして機能させる。
図11の様に、コネクタ100hは、バネ100jによって外部方向に付勢されている。
通信モジュール100がソケット101に挿入されると、この付勢によってコネクタ100hはソケット101と密着する。
そうすることによって、コネクタ100hとソケット101が通電する。
また、コネクタ100hとバネ100jとは、通電可能に形成されている。
さらに、バネ100jと通信回路100eとは接続線100iによって通電されている。
したがって、ソケット101と通信回路100eとは電気的に通電しており、ソケット101はアンテナとして機能する。
なお、コネクタ100hは本実施形態においては通信モジュール100側に設けているが、コネクタ100hはソケット101側に形成してもよい。
そして、ソケット101の少なくとも一部にはアンテナ部が形成され、該アンテナ部と内蔵される通信モジュールとが電磁気的に結合されている。
このように構成したことによって、ソケット101をアンテナとして機能させることができる。
このことは、大きいアンテナを使用することができることを意味し、アンテナ感度の向上という効果が発揮される。
アンテナ部101aと保持部101bは、電磁気的に非結合状態となるように接続部101cによってスタブ接続されている。
このような構成によって、接続部101cによって接続されたアンテナ部101aを有していることから、通信モジュール100を確実に保持することができる。
さらに、内蔵アンテナ100aに加えて、面積及び長さの長いアンテナ部101aを有するのであるから、より通信状態が改善される。
このように、第1のショートスタブ101hが、携帯電話機1が使用する電波の波長の4分の1の長さに形成されることによって、アンテナ部101aと保持部101bとを電磁気的に非結合状態にすることができる。
そして、第2のショートスタブ101iは、千鳥状の側面スリット101gによって、通信モジュール100が使用する波長の4分の1の長さを有する
このように構成することによって、アンテナ部101aと保持部101bとを電磁気的に非結合状態にすることができる。
このような構成によって、点線の様にアンテナが長くなったのと同様の効果を発揮することができる。
つまり、スリット101dを設けることによって、アンテナ感度の向上させることができる。
アンテナ部101aは、内蔵アンテナ100aと電磁気的に結合されて、アンテナ機能を発揮する。
このように構成したことによって、接続部101cによって接続されたアンテナ部101aを有していることから、通信モジュール100を確実に保持することができる。
さらに、内蔵アンテナ100aに加えて、面積及び長さの長いアンテナ部101aを有するのであるから、より通信状態が改善される。
このような構成としたことによって、アンテナ部101aと内蔵アンテナ100aとの間の電磁波的な結合を強化することができる。
このように、チップアンテナを用いることによって、より小型な通信モジュール100を用いることができる。
そしてこのことは、携帯電話機1をより小型化することができるという効果がある。
また、通信モジュール100は機能モジュールの一例である。
Claims (7)
- 着脱可能な機能モジュールと、
該機能モジュールを収納するためのソケットと、を有し、
前記ソケットは、アンテナ機能を発揮するアンテナ部と、前記機能モジュールを保持する保持部と、を有し、
該アンテナ部と内蔵される前記機能モジュールとが電磁気的に結合され、
前記アンテナ部と前記保持部は、電磁気的に非結合状態となるように接続部によってスタブ接続されている
携帯電子機器。 - 前記接続部は、前記機能モジュールが使用する波長の4分の1の長さの第1のショートスタブによって形成されている
請求項1に記載の携帯電子機器。 - 前記ソケットの側面には第2のショートスタブが形成され、
前記第2のショートスタブは、千鳥状の側面スリットによって、前記機能モジュールが使用する波長の4分の1の長さを有する
請求項2に記載の携帯電子機器。 - 前記アンテナ部は、スリットが形成されている
請求項1〜3いずれか1項に記載の携帯電子機器。 - 前記機能モジュールは、内蔵アンテナを有し、
前記アンテナ部は、前記内蔵アンテナと電磁気的に結合されて、アンテナ機能を発揮する
請求項1〜4いずれか1項に記載の携帯電子機器。 - 前記アンテナ部は、前記内蔵アンテナとの電磁気的な結合を強化するためのコイルを有する
請求項5に記載の携帯電子機器。 - 前記内蔵アンテナは、チップアンテナによって形成されている
請求項5又は6に記載の携帯電子機器。
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