JP5446876B2

JP5446876B2 - 携帯端末

Info

Publication number: JP5446876B2
Application number: JP2009546980A
Authority: JP
Inventors: 敬史原田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2008-10-07
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2028-10-07
Also published as: CN101904049B; JPWO2009081638A1; EP2237367A4; US8355761B2; CN101904049A; US20100255892A1; EP2237367A1; WO2009081638A1

Description

本発明は、携帯端末に関し、特に、複数の筐体の各々にアンテナを備える携帯端末のアンテナ構造に関する。

近年、携帯電話機などの携帯端末が広く普及しており、複数の筐体を組み合わせて様々な形状に変化させる携帯端末が販売されている。この携帯端末には、通常、１つのアンテナが配置されるが、複数の無線周波数帯を利用するマルチバンド型携帯端末では、複数のアンテナが必要となる。また、携帯端末は複数の筐体の組み合わせ形状や持ち方等によってアンテナの受信感度が変化することから、安定した受信感度を得るために複数のアンテナが配置される場合もある。

例えば、特開２００４−３６３８６３号公報には、複数のアンテナを備える携帯電話機が開示されている。このような複数の筐体を備える携帯端末に複数のアンテナを設置する場合は、通常、第１の筐体に無線回路と第１のアンテナとが配置され、第２の筐体に第２のアンテナが配置され、無線回路と第２のアンテナとが、筐体間を跨いで配置される配線によって接続され、切替手段によって適切なアンテナに切り替えて使用される。

しかしながら、上記構造では、第１の筐体の無線回路と第２の筐体の第２のアンテナとを配線によって接続する必要があるため、第２のアンテナの配置が制限され、特に、小型化が求められる携帯端末では、アンテナ配置の自由度が低くなるという問題が生じる。

また、近年の携帯端末は、差別化を図るために、複数の筐体の組み合わせ形状が複雑に変化するものが多く、筐体の接続構造が複雑になると、無線回路と第２のアンテナとを接続する配線を筐体内で引き回す必要が生じる。そのため、上記配線が長くなってアンテナ特性が劣化すると共に、筐体の組み合わせ形状に応じて配線の配置が変化するため、アンテナ特性が変化するという問題も生じる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、アンテナの配置の自由度を高めることができる携帯端末のアンテナ構造を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、アンテナの特性を改善することができる携帯端末のアンテナ構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、少なくとも第１の筐体と第２の筐体とを備え、前記第１の筐体と前記第２の筐体とは、その組み合わせ形状が変形可能に連結され、前記第１の筐体に、少なくとも無線回路と該無線回路に接続される第１のアンテナとを備え、前記第２の筐体に、少なくとも第２のアンテナを備える携帯端末において、前記第１の筐体に、前記無線回路に接続される給電素子を備え、前記第１の筐体と前記第２の筐体とが所定の組み合わせ形状となる場合に、前記第１の筐体の前記給電素子と前記第２の筐体の前記第２のアンテナとが近接して容量結合し、前記第２のアンテナが前記給電素子を介して前記無線回路に高周波的に接続されるものである。

本発明においては、前記第１の筐体に、前記第１の筐体と前記第２の筐体との組み合わせ形状を検出する形状検出部と、前記形状検出部からの制御信号に基づいて、前記無線回路と前記第１のアンテナとを接続、又は、前記無線回路と前記給電素子とを接続する切替回路と、を備え、前記切替回路は、前記所定の組み合わせ形状では、前記無線回路と前記給電素子とを接続し、前記所定の組み合わせ形状以外の形状では、前記無線回路と前記第１のアンテナとを接続する構成とすることができる。

本発明の携帯端末によれば下記記載の効果を奏する。

本発明の第１の効果は、無線回路と第１のアンテナとを配置する第１の筐体とは異なる第２の筐体に第２のアンテナを配置する場合であっても、アンテナの配置の自由度を高めることができるということである。

その理由は、無線回路と第２のアンテナとを配線で直接接続するのではなく、第１の筐体に設けた給電素子との容量性結合によって間接的に接続するため、配線の引き回しを考慮せずに第２のアンテナを配置することができるからである。

また、本発明の第２の効果は、アンテナの特性を改善することができるということである。

その理由は、筐体間を引き回す配線によりアンテナ特性が劣化することがなく、また、複数の筐体の組み合わせ形状が複雑に変化する場合であっても、配線の引き回しによってアンテナ特性が変化することがないからである。

本発明の一実施例に係る携帯電話機の構成を模式的に示す斜視図である。本発明の一実施例に係る携帯電話機の他の構成を模式的に示す斜視図である。本発明の一実施例に係る携帯電話機の他の構成を模式的に示す斜視図である。本発明の一実施例に係る携帯電話機の他の構成を模式的に示す斜視図である。本発明の一実施例に係る携帯電話機の他の構成を模式的に示す斜視図である。本発明の一実施例に係る携帯電話機のアンテナの構造を模式的に示す平面図である。本発明の一実施例に係る携帯電話機のアンテナの他の構造を模式的に示す平面図である。本発明の一実施例に係る携帯電話機のアンテナの他の構造を模式的に示す平面図である。本発明の一実施例に係る携帯電話機のアンテナの他の構造を模式的に示す平面図である。本発明の一実施例に係る携帯電話機のアンテナの他の構造を模式的に示す平面図である。

背景技術で示したように、複数の筐体を備える携帯端末に複数のアンテナを配置する場合、通常、第１の筐体内に無線回路とその無線回路に接続される第１のアンテナを配置し、第２の筐体内に第２のアンテナを配置し、無線回路と第２のアンテナとを、筐体間を跨いで配置される配線で接続する構造が採用される。しかしながら、小型化が求められる携帯端末では、アンテナの配置が制限される。また、複数の筐体の組み合わせ形状が複雑に変化する携帯端末では、配線を引き回すことによってアンテナ特性が劣化すると共に、筐体の組み合わせ形状に応じて配線の配置が変化するために、アンテナ特性が変化するという問題が生じる。

このような問題は、無線回路と第２のアンテナとを、筐体間を跨いで配置される配線によって接続することに起因している。そこで、本発明では、第２のアンテナと無線回路とを配線で直接接続するのではなく、第１の筐体に、無線回路に接続される給電素子を設け、この給電素子と第２のアンテナとを電気容量的に結合させて、高周波的に接続する。

具体的には、携帯端末が第１の筐体と第２の筐体とから構成される場合に、第１の筐体に、無線回路と第１のアンテナと第２のアンテナ用給電素子と切替回路と筐体の形状検出部とを設ける。また、第２の筐体に、第１の筐体と第２の筐体とが所定の組み合わせ形状になったときに第２のアンテナ用給電素子に近接するように、第２のアンテナ用給電素子及び第２のアンテナを配置する。

このように、第２のアンテナ用給電素子によって第２のアンテナが励振されるようにすることにより、上記所定の組み合わせ形状において、第２のアンテナで励振されるＲＦ信号が第２のアンテナ用給電素子と切替回路とを介して無線回路に伝達される。よって、無線回路が配置されない第２の筐体に配置される第２のアンテナと無線回路とは直接接触はしないが、電気容量的に結合し、高周波的に接続される。

これにより、無線回路と第２のアンテナとを筐体間を跨いで配置される配線によって接続する必要がなくなるため、小型化が求められる携帯端末であっても第２のアンテナを配置することができ、アンテナの配置の自由度を高めることができる。また、筐体間を引き回す配線によってアンテナ特性が劣化することがなく、筐体の組み合わせ形状によって配線の配置が変化してもアンテナ特性が変化することもなく、アンテナの特性を改善することができる。

上記した本発明の一実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の一実施例に係る携帯電話機について、図１乃至図１０を参照して説明する。図１乃至図５は、本実施例の携帯電話機の構成を模式的に示す斜視図であり、図６乃至図１０は、本実施例に携帯電話機の第１のアンテナの構造を模式的に示す平面図である。

図１に示すように、本実施例の携帯電話機は、第１の筐体７と第２の筐体８とを備え、これらは、図示しない連結構造部によって回転自在に連結され、第１の筐体７と第２の筐体８とが縦長と横長に配置された筐体形状、すなわち、第１の筐体７の長手方向と第２の筐体８の長手方向とが略直交する方向に配置された筐体形状をとる。

第１の筐体７は、少なくとも、第１のアンテナ１と、第２のアンテナ用給電素子２と、切替回路４と、無線回路５と、筐体の形状検出部９と、切替制御線１０と、が構成される基板６を備える。また、第２の筐体８は、少なくとも、第２のアンテナ３を備える。

切替回路４は、少なくとも３つの端子を備え、１つが第１のアンテナ１に、１つが第２のアンテナ用給電素子２に、１つが無線回路５に接続され、切替制御線１０を介して筐体の形状検出部９から送信される制御信号を受信し、その制御信号に基づいて、無線回路５と第１のアンテナ１とを接続するか、無線回路５と第２のアンテナ用給電素子２とを接続するかの切り替えを行う。

なお、図１は、携帯電話機に設けられる構成の内、本発明の動作に関わる構成のみを示しており、上記以外に、携帯電話機の動作に必要な任意の手段を設けることができる。例えば、上記構成に加えて、音声を出力するスピーカや音声を入力するマイク、各種情報を表示するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示部、各種操作を行うためのキー操作部、各種情報を記憶するための記憶部等を設けることができる。

また、図１では、第１のアンテナ１をＬ字型の線状とし、第２のアンテナ３を板状としているが、第１のアンテナ１及び第２のアンテナ３は、ＲＦ信号の受信／送信が可能な構造であればよく、その周波数帯や形状、構造、材料等は特に限定されない。また、第２のアンテナ用給電素子２は、図１の筐体形状において、その少なくとも一部が第２の筐体８に重なるように配置され、かつ、第２のアンテナ３と容量的に結合可能な構造であればよく、その形状や構造、材料等は特に限定されない。

また、無線回路５は、第１のアンテナ１又は第２のアンテナ３で受信したＲＦ信号を復調し、図示しないスピーカや表示部から出力する。また、図示しないマイクやキー操作部から入力された信号を変調し、第１のアンテナ１又は第２のアンテナ３からＲＦ信号として出力する機能を備える。

また、筐体の形状検出部９は、第１の筐体７と第２の筐体８との組み合わせ形状を検出可能な構造であればよく、例えば、磁力を検出するセンサ（ホールＩＣ等）で構成してもよいし、電気抵抗や圧力、光等を検出するセンサで構成してもよい。

例えば、筐体の形状検出部９は、ホールＩＣと磁石の組み合わせで構成することができ、第１の筐体７と第２の筐体８とが重なる場合と重ならない場合の各々を検出できるように、第１の筐体７内にホールＩＣを配置し、第２の筐体８内に磁石を配置する。そして、第１の筐体７と第２の筐体８とが重なる場合は、第１のアンテナ１が無線回路５に高周波的に接続されるように切替回路４を動作させる制御信号を送出し、第１の筐体７と第２の筐体８と重ならない場合は、第２のアンテナが無線回路５に高周波的に接続されるように切替回路４を動作させる制御信号を送出する。

次に、上記構成の携帯電話機の動作について説明する。

図１に示すように、第１の筐体７と第２の筐体８とが縦長と横長に配置された筐体形状をとる場合は、筐体の形状検出部９は、切替制御線１０を介して切替回路４に第１の制御信号を送出し、切替回路４は、第２のアンテナ用給電素子２と無線回路５とが接続されるように接点の切り替えを行う。これにより、第２のアンテナ３で励振されるＲＦ信号は、第２のアンテナ用給電素子２と切替回路４とを介して無線回路５に送られて処理される。従って、第２の筐体８に構成される第２のアンテナ３と無線回路５とは直接接触はしないが、電気容量的に結合し、高周波的に接続され、第２のアンテナ３を利用して無線通信を行うことができる。

また、図２に示すように、第１の筐体７と第２の筐体８とが重なる筐体形状をとる場合は、第２の筐体８に配置された第２のアンテナ３は高周波的に無線回路５に接続されない状態となるため、筐体の形状検出部９は、切替制御線１０を介して切替回路４に第２の制御信号を送出し、切替回路４は、第１のアンテナ１と無線回路５とが接続されるように接点の切り替えを行う。これにより、第１のアンテナ１で励振されるＲＦ信号は、切替回路４を介して無線回路５に送られて処理される。

このように、本実施例では、第１の筐体７に無線回路５と第２のアンテナ用給電素子２とを設け、第２の筐体８に第２のアンテナ３を設けることにより、筐体間を跨いで配置される配線で接続することなく、第２のアンテナ３と無線回路５とを高周波的に接続することができ、アンテナの配置の自由度を高めることができると共に、アンテナ特性を改善することができる。

更に、第１の筐体７に第１のアンテナ１と筐体の形状検出部９と切替回路制御線１０とを設け、筐体の組み合わせ形状が図２のように第２のアンテナ３が動作しないような形状をとる場合においても、形状が異なることを形状検出部９で検出し、切替制御線１０で接続された切替回路４を制御して、第１のアンテナ１と無線回路５とを高周波的に接続させて第１のアンテナ１で励振されるＲＦ信号を処理することにより、安定した無線通信を確保することができる。

なお、上記では、第１の筐体７と第２の筐体８とが重なった状態から縦長と横長に配置された状態に変化する回転型の携帯電話機を例にして説明したが、本発明のアンテナ構造では、第２のアンテナ３と無線回路５とを配線で直接接続する必要がないため、様々な構造の携帯電話機に適用することができる。

例えば、図３は、第１の筐体７と第２の筐体８とが重なった状態からヒンジ構造により展開した状態に変化する折畳型の携帯電話機において、第１の筐体７と第２の筐体８とを展開した状態を示している。このような構造においても、例えば、２つの筐体が展開した状態で、第２のアンテナ用給電素子２と第２のアンテナ３とが近接するように配置し、筐体の形状検出部９の制御により切替回路４が第２のアンテナ用給電素子２と無線回路５とを接続し、２つの筐体が重なった状態で、筐体の形状検出部９の制御により切替回路４が第１のアンテナ１と無線回路５とを接続することにより、上記と同様の効果を得ることができる。

また、図４は、第１の筐体７と第２の筐体８とが重なった状態から平行移動した状態に変化するスライド型の携帯電話機において、第２の筐体８をスライドさせた状態を示している。このような構造においても、例えば、第２の筐体８をスライドさせた状態で、第２のアンテナ用給電素子２と第２のアンテナ３とが近接するように配置し、筐体の形状検出部９の制御により切替回路４が第２のアンテナ用給電素子２と無線回路５とを接続し、２つの筐体が重なった状態で、筐体の形状検出部９の制御により切替回路４が第１のアンテナ１と無線回路５とを接続することにより、上記と同様の効果を得ることができる。

また、図５は、図１の第２の筐体８を上方へスライドさせた状態を示している。このような構造においても、第１の筐体７と第２の筐体８とが縦長と横長に配置された状態で、第２のアンテナ用給電素子２と第２のアンテナ３とが近接するように配置することにより、上記と同様の効果を得ることができる。

このように、基本的に図２のような筐体形状をもち、図１、図３、図４、図５のような筐体の形状変化を伴うような携帯電話機において、切替回路４を制御して第１のアンテナ１又は第２のアンテナ３のどちらかを動作させることにより、第１のアンテナ１の良好な特性が期待できない場合でも、第２のアンテナ３を動作させることができ、常に安定したアンテナ特性を得ることができる。

また、図１乃至図５では、第１のアンテナ１の形状を、図６に示すような直線状又はＬ字状としたが、第１のアンテナ１は様々な形状に変形可能である。例えば、図７に示すように、第１のアンテナ１を、図１に示した第２のアンテナ３と同様の板状にすることができる。また、図８に示すように、第１のアンテナ１をメアンダ状（ジグザグ状）にすることもできる。また、図９に示すように、第１のアンテナ１をループ状にすることもできる。更に、図１０に示すように、第１のアンテナ１を、板状アンテナに任意の切り込みを入れた形状にすることもできる。

また、図６乃至図１０では、第１のアンテナ１の形状の変形例について述べたが、第２のアンテナ３及び第２のアンテナ用給電素子２についても同様に変形可能であり、第１のアンテナ１と第２のアンテナ３と第２のアンテナ用給電素子２のそれぞれについて、アンテナ形状を任意に選択して組み合わせることができる。

なお、上記実施例では、第１の筐体７及び第２の筐体８の２つの筐体を備える携帯電話機を例にして説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、複数の筐体を備える携帯電話機に対して同様に適用することができる。

また、上記実施例では、本発明のアンテナ構造を携帯電話機に適用する場合について示したが、複数の筐体を備え、各々の筐体にアンテナが配置される任意の無線通信端末に対して同様に適用することができる。

本発明は携帯電話機に限らず、筐体の組み合わせ形状が変化する構造を有する任意の携帯端末、例えば、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）やノート型コンピュータ機器、ゲーム機などにも利用可能である。

以上、本実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が理解し得る各種の変形が可能である。

この出願は、２００７年１２月２０日に出願された日本出願特願２００７−３２９１７２を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。

Claims

少なくとも第１の筐体と第２の筐体とを備え、前記第１の筐体と前記第２の筐体とは、その組み合わせ形状が変形可能に連結され、前記第１の筐体に、少なくとも無線回路と該無線回路に接続される第１のアンテナと前記無線回路に接続される給電素子とを備え、前記第２の筐体に、少なくとも第２のアンテナを備え、
前記第１の筐体と前記第２の筐体とが所定の組み合わせ形状となる場合に、前記第１の筐体の前記給電素子と前記第２の筐体の前記第２のアンテナとが他の素子を介することなく直接に容量結合され、前記第２のアンテナが前記給電素子を介して前記無線回路に高周波的に接続される携帯端末であって、
前記給電素子および第１のアンテナは、近接して平行に配置され、
前記第１の筐体に、前記第１の筐体と前記第２の筐体との組み合わせ形状を検出する形状検出部と、前記形状検出部からの制御信号に基づいて、前記無線回路と前記第１のアンテナとを接続、又は、前記無線回路と前記給電素子とを接続する切替回路と、を備え、
前記切替回路は、
前記所定の組み合わせ形状では、前記無線回路と前記給電素子とを接続し、前記無線回路と前記第１のアンテナとの接続を遮断し、
前記所定の組み合わせ形状以外の形状では、前記無線回路と前記第１のアンテナとを接続し、前記無線回路と前記給電素子との接続を遮断することを特徴とする携帯端末。
前記第１の筐体と前記第２の筐体とは、互いに重なり合う第１の組み合わせ形状、及び、各々の長手方向が略直交して配置される第２の組み合わせ形状の２つの形状に変形可能であることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
前記第１の筐体と前記第２の筐体とは、互いに重なり合う第１の組み合わせ形状、及び、ヒンジ構造により展開する第２の組み合わせ形状の２つの形状に変形可能であることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
前記第１の筐体と前記第２の筐体とは、互いに重なり合う第１の組み合わせ形状、及び、一方の筐体が他方の筐体に対してスライドする第２の組み合わせ形状の２つの形状に変形可能であることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。