JP5757559B2

JP5757559B2 - 携帯無線機

Info

Publication number: JP5757559B2
Application number: JP2010274425A
Authority: JP
Inventors: 一樹小田嶋
Original assignee: 埼玉日本電気株式会社
Priority date: 2010-12-09
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2030-12-09
Also published as: JP2012124742A

Description

本発明は、２つの筐体内にそれぞれ設けられている基板をダイポールアンテナとして機能させる折り畳み型の携帯無線機に関する。

近年、携帯無線機の一種である携帯電話機は、無線LAN、ワンセグ放送、GPS等を含んだ各種通信を行うために、限られたスペースの中に多数のアンテナが実装されるようになってきている。また、近年の携帯電話機は、小型化・薄型化の要求が高まり、このため内蔵アンテナを配置するスペースが小さくなってきている。

そこで、省スペース化に対応する技術として、例えば、特許文献１では、折り畳み型携帯電話の上部基板及び下部基板をダイポールアンテナの放射素子として構成して動作をさせることが提案されている。

上部基板及び下部基板をダイポールアンテナとして動作させる折り畳み型携帯電話について、図１２及び図１３を用いてさらに説明する。図１２は、その携帯電話が開かれた状態、すなわち展開時を示し、図１３はその閉じられた状態、すなわち折畳時を示している。この折り畳み型携帯電話は、複数の層で構成された多層基板からなる上部基板１及び下部基板２を有していて、このうち上部基板１は上部筐体３内に設けられ、下部基板２は下部筐体４内に設けられている。そして、上部筐体３の一側と下部筐体４の一側とがヒンジ部５を介して開閉自在に接続され、折り畳み型携帯電話の形態に構成されている。

上記上部基板１及び下部基板２は、上下基板接続部６を介して可動自在に接続されていて、下部基板２の方で上部基板１に搭載されるLCD等を操作するための回路を制御できるように構成されている。また、この上部基板１には、接続金具７、接続金具８及び接続金具９を介して給電金具１０に可動自在に接続されている。したがって、上部基板１及び下部基板２は、給電金具１０から給電されることで、ダイポールアンテナとして機能することができる。

特開２００７−７４３６６号公報

しかしながら、上部基板を内蔵した上部筐体と下部基板を内蔵した下部筐体とをヒンジ部を介して開閉自在に接続して構成される折り畳み型携帯電話は、展開時は良好なアンテナ特性が得られるが、折畳時はアンテナ特性が劣化するという問題点がある。

図１４及び図１５に示すように、上部基板１及び下部基板２がダイポールアンテナとして機能しているとき、これら基板１，２に流れる電流の向きは、展開時は図１４に矢印で示されるようになり、折畳時は図１５に矢印で示されるようになる。これら図のうち、図１４の展開時には、各基板１，２が直線状に配置されるのでダイポールアンテナ本来のアンテナ特性を発揮できるが、図１５の折畳時には、各基板１，２が積層状に配置されるので、上部基板１と下部基板と２に流れる電流が打ち消し合う向きに流れ、アンテナ特性が劣化してしまう。

そこで、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、折り畳み型携帯無線機において、折畳時にも良好なアンテナ特性が得られる携帯無線機を提供することにある。

本発明に係る携帯無線機は、上記目的を達成するために、第１の筐体と、前記第１の筐体にヒンジ部を介して折り畳み自在に設けられる第２の筐体と、前記第１の筐体内に設けられ、ダイポールアンテナの一方の放射素子として機能する第１の回路基板と、前記第２の筐体内に設けられ、ダイポールアンテナの他方の放射素子として機能する第２の回路基板と、前記第２の筐体内に設けられ、前記第１の回路基板及び前記第２の回路基板をそれぞれ前記ダイポールアンテナとして機能させるために、それぞれに電力を供給する給電部と、前記第２の筐体内に設けられている前記給電部からの電力が前記第２の回路基板を介して、前記第１の回路基板に供給されるよう、該第１の回路基板と該第２の回路基板とを電気的に接続する接続部と、を備え、前記第１の回路基板には、該第１の回路基板を貫通して、該第１の回路基板をヒンジ側部と先端側部とに分けるスリットが形成され、
前記スリットは、前記第１の回路基板におけるアンテナ長方向と交差する方向に長く、前記第１の回路基板は、前記スリットを基準にして、前記交差する方向の両端側で前記ヒンジ側部と前記先端側部とが接続されており、前記スリットには、配線が通っている、ことを特徴とする。

本発明では、ダイポールアンテナの一方の放射素子の機能を有する第１の回路基板に、開孔の長手方向がその第１の回路基板におけるアンテナ長方向と交差するようにスリットを設けたので、第１の回路基板のスリット側部には、スリットに沿った方向、つまりアンテナ長方向に交差する方向に電流が流れ、第１の回路基板の先端側部には、アンテナ長方向に小さな電流しか流れない。

よって、本発明では、折畳時に第１の回路基板と第２の回路基板とで打ち消し合う電流が小さくなり、折畳時でも良好なアンテナ特性を得ることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る携帯無線機の筐体を開いたときの概略構成の斜視図である。本発明の第１の実施の形態に係る携帯無線機の筐体を閉じたときの概略構成の斜視図である。本発明の第１の実施の形態に係る携帯無線機の筐体を開いたときの上部基板及び下部基板に流れる電流の説明図である。本発明の第１の実施の形態に係る携帯無線機の筐体を閉じたときの上部基板及び下部基板に流れる電流の説明図である。本発明の第１の実施の形態に係る携帯無線機の筐体を開いたときの電波の放射効率の周波数依存性を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る携帯無線機の筐体を閉じたときの電波の放射効率の周波数依存性を示す図である。（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る携帯無線機の上部基板を正面側から見たときの概略構成の斜視図、（ｂ）は、その上部基板を裏面側から見たときの概略構成の斜視図である。本発明の第３の実施の形態に係る携帯無線機の筐体を開いたときの概略構成の斜視図である。本発明の第３の実施の形態に係る携帯無線機の筐体を閉じたときの概略構成の斜視図である。本発明の第４の実施の形態に係る携帯無線機の筐体を開いたときの概略構成の斜視図である。本発明の第４の実施の形態に係る携帯無線機の筐体を閉じたときの概略構成の斜視図である。従来の携帯無線機の筐体を開いたときの概略構成の斜視図である。従来の携帯無線機の筐体を閉じたときの概略構成の斜視図である。従来の携帯無線機の筐体を開いたときの上部基板及び下部基板に流れる電流の説明図である。従来の携帯無線機の筐体を閉じたときの上部基板及び下部基板に流れる電流の説明図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。なお、上述した図１２〜図１５の構成要素と同一の構成要素については、同一符号を用いて説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る携帯無線機の筐体を開いたとき、すなわち展開したときの概略構成の斜視図、図２は、その筐体を閉じたとき、すなわち折畳時の概略構成の斜視図である。ここでは、携帯無線機を折り畳み型携帯電話として説明する。

この折り畳み型携帯電話は、上部筐体３と、この上部筐体３内に設けられた上部基板１と、下部筐体４と、この下部筐体４内に設けられた下部基板２と、上部筐体３と下部筐体４とを連結するヒンジ部５と、を含んで構成されている。

上部基板１は、本発明の第１の回路基板に相当し、図１において上部に示され、また、折畳時に上面側に位置するので便宜上、「上部基板」としている。この上部基板１は、導体層を含む複数の層で構成された多層基板からなり、その平面形状は長方形を呈している。

上部基板１には、この基板１を貫通するスリットＳが形成されている。このスリットＳは、上部基板１の下部、すなわち、後述するヒンジ部側に設けられていて、その長手方向は上部基板１の短辺と平行するように、すなわち、この上部基板１がダイポールアンテナの一方の素子として機能するときのアンテナ長方向と直交するように交差して設けられている。上部基板１は、このスリットＳにより、ヒンジ側部１ａと先端側部１ｂとに分けられている。しかしながら、上部基板１の短辺と平行な方向における両端部で、ヒンジ側部１ａと先端側部１ｂとは接続されている。このスリットＳの大きさは、後に図７を用いて説明するＦＰＣケーブルが挿入できるように構成されている。

下部基板２は、本発明の第２の回路基板に相当し、図１において下部に示され、また、折畳時に下面側に位置するので便宜上、「下部基板」としている。この下部基板２は、上部基板１と同様、導体層を含む複数の層で構成された多層基板からなり、その平面形状は上部基板１と同様の長方形を呈している。

上部筐体３は、本発明の第１の筐体に相当し、図１において上部に示され、また、折畳時に上面側に位置するので便宜上、「上部筐体」としている。この上部筐体３の平面形状は長方形を呈していて、その大きさは上部基板１が挿入できるように決められている。

下部筐体４は、本発明の第２の筐体に相当し、図１において下部に示され、また、折畳時に下面側に位置するので便宜上、「下部筐体」としている。この下部筐体４の平面形状は上部筐体３と同様の長方形を呈していて、その大きさは下部基板２が挿入できるように決められている。

ヒンジ部５は、上部筐体３の下部端面と下部筐体４の上部端面との間に設けられていて、両筐体３，４を回動自在に接続し、折り畳み型携帯電話の形態を形成している。

上部基板１及び下部基板２は、ＦＰＣケーブル等からなる上下基板接続部６により電気的に接続されていて、両筐体３，４の回動に対応できるように構成されている。また、上部基板１には、回動自在に接続する接続金具７，８，９が設けられていて、両筐体３，４の回動に対応できるように構成されている。そして、接続金具７には、下部筐体４側に設けられている給電金具１０が接続されている。この給電金具１０には、給電部が接続されている。この給電部は、アンテナ回路からの反射損を低減するためのアンテナ用整合回路、上部基板１及び下部基板２をダイポールアンテナとして無線通信を行うアンテナ用無線回路、無線通信時の周波数を設定等する制御回路を有している。

図３は、折り畳み型携帯電話が開かれた状態、すなわち展開されたときで、両基板１，２がダイポールアンテナとして機能しているときのこれら基板１，２に流れる電流の向きと大きさを矢印で示している。この展開時においては、上部基板１には、給電金具１０側（図１においてはヒンジ部５側）にスリットＳが設けられているので、上部基板１のヒンジ側部１ｂでは、スリットＳに沿った方向、つまりアンテナ長方向に直交方向に、比較的大きな電流が流れる。このため、上部基板１の先端側部１ａでアンテナ長方向（長方形からなる上部基板１の長辺方向）に生成される電流は、下部基板２に生成される電流の向きと同一であるが、下部基板２に生成される電流値よりも小さくなる。

図４は、折り畳み型携帯電話が閉じられた状態、すなわち折り畳まれたときで、両基板１，２がダイポールアンテナとして機能しているときのこれら基板１，２に流れる電流の向きと大きさを矢印で示している。この折畳時においては、上部基板１の先端側部１ａでアンテナ長方向に生成される電流は、下部基板２に生成される電流の向きと逆となるが、前述したように、上部基板１の先端側部１ａに生成される電流値が下部基板２よりも小さいので、折畳時に打ち消される下部基板２の電流が少なくなる。したがって、折り畳み型携帯電話の折畳時におけるアンテナ特性を良好に維持することができる。

（実験例）
上部基板１及び下部基板２をそれぞれ縦８７ｍｍ，幅４１ｍｍとし、上部基板１には、ヒンジ部５側に端部から５ｍｍ離れたところに縦１０ｍｍ，幅３５ｍｍのスリットＳを設けてシミュレーションを行った。このときの折畳時の電波の放射効率の周波数依存性が図５に示されている。図６は、上部基板１にスリットＳを設けないときの折畳時の電波の放射効率の周波数依存性が示されている。これら図から明らかなように、上部基板１にスリットＳを設けたときは、折り畳み型携帯電話の折畳時におけるアンテナ特性が改善されていることが分かる。

（第２の実施形態）
図７（ａ）は、上部基板１の正面側の概略構成図、同図（ｂ）は、その上部基板１の裏面側の概略構成図である。ここでは、上部基板１に設けられたスリットＳを利用してＦＰＣケーブル１１を貫通させ、ＦＰＣケーブル１１を上部基板１の正面側に設けられているLCD等からなる表示部１２に接続させるようにしている。このように、上部基板１にスリットＳが設けられたときは、このスリットＳを利用して実装密度を高めることができる。

（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施の形態に係る折り畳み型携帯電話の展開時の概略構成の斜視図、図９は、その折畳時の概略構成の斜視図である。この第３の実施の形態に係る折り畳み型携帯電話では、上部基板１及び下部基板２を素子とするダイポールアンテナとしてのアンテナ（以下、このアンテナを「アンテナＡ」とする。）の他に、アンテナＡと異なる形式で、下部基板２の上方に設けられたアンテナ１３（以下、このアンテナを「アンテナＢ」とする。）、例えば、ロッドアンテナや逆Ｌアンテナ等を設け、アンテナをダイバーシティ方式とし、折り畳み型携帯電話の通信の質及び信頼性を向上させたことを特長としている。

この折り畳み型携帯電話では、アンテナをダイバーシティ方式にしたことに伴い、下部筐体４内には、給電金具１０に連なるアンテナＡ用整合回路１４、このアンテナＡ用整合回路１４に連なるアンテナＡ用無線回路１５が設けられ、また、アンテナＢ用の給電金具１６に連なるアンテナＢ用整合回路１７、このアンテナＢ用整合回路１７に連なるアンテナＢ用無線回路１８が設けられ、さらに、両無線回路１５，１８に連なる制御回路１９が設けられている。

（第４の実施形態）
図１０は、本発明の第４の実施の形態に係る折り畳み型携帯電話の展開時の概略構成の斜視図、図１１は、その折畳時の概略構成の斜視図である。この第４の実施の形態に係る折り畳み型携帯電話では、上記第３の実施の形態に係る折り畳み型携帯電話のアンテナＢが下部基板２の上方に設けられているが、ここではアンテナＢが下部基板２の下方に設けられている。この第４の実施の形態に係る折り畳み型携帯電話においても、上記第３の実施の形態に係る折り畳み型携帯電話と同様に、アンテナをダイバーシティ方式とすることができるので、通信の質及び信頼性を向上させることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されない。例えば、上述の例では、スリットＳは上部基板１に設けたが、これを下部基板２のヒンジ部５側に設けるようにしてもよい。すなわち、本発明の第１の回路基板を下部基板２とし、第２の回路基板を上部基板１としてもよい。また、上述の例では、携帯無線機を折り畳み型携帯電話としたが、携帯無線機を折り畳み型のＰＤＡ等の他の携帯情報端末機とすることもできる。

１上部基板（第１の回路基板）
１ａ先端側部
１ｂヒンジ側部
Ｓスリット
２下部基板（第２の回路基板）
３上部筐体（第１の筐体）
４下部筐体（第２の筐体）
５ヒンジ部
６上下回路接続部
７接続金具
８接続金具
９接続金具
１０給電金具
１１ＦＰＣケーブル
１２表示部
１３アンテナＢ
１４給電金具
１５アンテナＡ用整合回路
１６アンテナＡ用無線回路
１７アンテナＢ用整合回路
１８アンテナＢ用無線回路
１９制御回路

Claims

第１の筐体と、
前記第１の筐体にヒンジ部を介して折り畳み自在に設けられる第２の筐体と、
前記第１の筐体内に設けられ、ダイポールアンテナの一方の放射素子として機能する第１の回路基板と、
前記第２の筐体内に設けられ、ダイポールアンテナの他方の放射素子として機能する第２の回路基板と、
前記第２の筐体内に設けられ、前記第１の回路基板及び前記第２の回路基板をそれぞれ前記ダイポールアンテナとして機能させるために、それぞれに電力を供給する給電部と、
前記第２の筐体内に設けられている前記給電部からの電力が前記第２の回路基板を介して、前記第１の回路基板に供給されるよう、該第１の回路基板と該第２の回路基板とを電気的に接続する接続部と、
を備え、
前記第１の回路基板には、該第１の回路基板を貫通して、該第１の回路基板をヒンジ側部と先端側部とに分けるスリットが形成され、
前記スリットは、前記第１の回路基板におけるアンテナ長方向と交差する方向に長く、
前記第１の回路基板は、前記スリットを基準にして、前記交差する方向の両端側で前記ヒンジ側部と前記先端側部とが接続されており、
前記スリットには、配線が通っている、
ことを特徴とする携帯無線機。
前記スリットは、前記第１の回路基板中のヒンジ部の側に形成され、前記先端側部の面積より、前記ヒンジ側部の面積の方が小さい、
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯無線機。
前記接続部は、前記第２の回路基板と、前記第１の回路基板の前記ヒンジ側部であって、前記交差する方向の該第１の回路基板の一方の端部と、を接続する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の携帯無線機。
前記第１の回路基板及び前記第２の回路基板とをそれぞれ放射素子とするダイポールアンテナの他に、ダイバーシティ用のアンテナを備えている、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の携帯無線機。
前記ダイバーシティ用のアンテナは、前記第２の筐体側に設けられることを特徴とする請求項４に記載の携帯無線機。