WO2006062198A1

WO2006062198A1 - 折畳式携帯無線機

Info

Publication number: WO2006062198A1
Application number: PCT/JP2005/022681
Authority: WO
Inventors: Nobuharu Mashima; Yutaka Saito; Hideo Nakanishi; Kenichi Yamada
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2006-06-15
Also published as: US20080143609A1; US7659855B2; CN1918744A; JP2006166370A

Abstract

　使用者による保持状態に関わらず、開いた通話状態及び閉じた状態の双方において高いアンテナ性能を確保する。　金属フレーム１３０５からなる第１のアンテナ素子を有する上ケース１３０１と、回路基板１０２からなる第２のアンテナ素子を有する下ケース１３０２と、これら上ケース１３０１及び下ケース１３０２を回動自在に連結するヒンジ部１３０３と、下ケース１３０２内のヒンジ部１３０３に近い端部側に設けられたグランドパターンを有する第１の回路基板１０１と、第１の回路基板１０１上の無線回路１３１４に対して第１のアンテナ素子に給電する第１給電手段又は第２のアンテナ素子に給電する第２給電手段のいずれか一方を選択するアンテナ切替え部１０３とを備える。

Description

折畳式携帯無線機

技術分野

[0001] 本発明は、携帯無線機のアンテナに関し、特に使用者が手で保持して使用する状態及び閉じた状態のいずれにおいても高い性能が得られる折畳式携帯無線機に関する。

背景技術

[0002] 携帯無線機に搭載されるアンテナは、使用者の手で保持して使用する状態において、使用者の手とアンテナの電磁的相互作用によりアンテナ性能が劣化する。特にヘリカルアンテナのような携帯無線機の外部に配置されるアンテナでは使用者が手で保持して使用する状態において、使用者の手がアンテナ又は給電部に近接する場合、相互影響が大きぐアンテナ性能が劣化する。

これは、使用者の手がアンテナ又は給電部に近接することで、アンテナのインピーダンスが変動し、共振周波数が変化することで、測定周波数における不整合損失が増加することが原因である。この電磁的相互影響をどのように低減するかが、移動体無線機である携帯無線機におけるアンテナ設計の課題となっている。

[0003] 上記課題に対して、例えば特許文献 1にお、て示されるように、携帯無線機の外部に配置されるアンテナの整合状態を、使用者の手が近接する状態で最適化し、不整合損失を改善する方法が考えられて!/、る。

また、その他の方法として、折畳式携帯無線機の上下筐体の金属部分を利用するアンテナが提案されている。

[0004] この折畳式携帯無線機は、図 14に示すように、上ケース 1301と下部筐体に該当する下ケース 1302と力ヒンジ部 1303で連結された構造となっており、ヒンジ部 1303 を中心として回動することにより開いた状態と閉じた状態の 2つの状態をとる。なお、上ケース 1301と下ケース 1302は絶縁体である樹脂の成型品により構成されている上ケース 1301の表示素子 1304が配置される面には、金属フレーム 1305が装着されている。一般に、金属フレーム 1305には、高い導電性を有し、かつ軽量で強度が高い金属、例えばマグネシウム合金が用いられる。これにより、薄型形状の上部筐体である上ケース 1301の強度を確保するとともに金属フレーム 1305がアンテナ素子としても動作する。一般に、金属フレーム 1305の長辺の長さ L1は 90mm程度である。

金属フレーム 1305と、ヒンジ金具 1306力取付ネジ 1307によって上ケース 1301 に取り付けられることで、金属フレーム 1305とヒンジ金具 1306とが電気的に接続されるとともに、上ケース 1301とヒンジ金具 1306とが機械的に固定される。

[0005] ヒンジ金具 1306と、ヒンジ金具 1308と力連結手段に該当する回転軸 1309により回動可能なように連結される。ヒンジ金具 1306、ヒンジ金具 1308及び回転軸 1309 は導電性の金属で形成されており、それぞれの間の接触点にぉ、て電気的に導通するように構成される。これらのヒンジ金具 1306、ヒンジ金具 1308及び回転軸 1309 によってヒンジ部 1303が構成されている。

ヒンジ金具 1308の一部と、給電端子 1310が取付ネジ 1311によって下ケース 130 2に取り付けられることにより、ヒンジ金具 1308と給電端子 1310とが電気的に接続されるとともに、下ケース 1302とヒンジ金具 1308とが機械的に固定される。

[0006] 給電端子 1310は、下ケース 1302の内部に配置された回路基板 1312上の整合回路 1313を介して無線回路 1314に接続される。回路基板 1312は携帯無線機の各種機能を実現する回路部品が実装されたプリント基板であり、そのほぼ全面に回路の接地電位となるグランドパターンが形成されている。

このようにアンテナが構成された折畳式携帯無線機では、外部に配置されるへリカルアンテナに比べ、アンテナ性能を改善できること、及び使用者の手との電磁的相互影響を改善できるため、使用者が手で保持して使用する状態においても高いアンテナ性能が得られる。

[0007] 特許文献 1 :特開 2003— 158468号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] し力しながら、上記アンテナの整合回路を使用者の手が近接した状態で最適化する構成では使用者の手が近接しない場合のアンテナ性能が劣化する点、及び、整合回路を最適化するだけでは改善量力、さいという点に課題がある。

また、上記折畳式携帯無線機に示されるような上下筐体の金属部分を利用する構成では使用者の手がアンテナ給電部に近接した場合に、アンテナ性能が若干劣化し、それにカ卩え、閉じた状態におけるアンテナ性能が劣化するという課題がある。

[0009] 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、開いた通話状態及び閉じた状態の双方にぉ、て高、アンテナ性能を確保できる折畳式携帯無線機を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0010] 上記目的を達成するために、本発明に係る折畳式携帯無線機は、第 1の筐体に設けられる第 1のアンテナ素子と、前記第 1の筐体に対してヒンジ部によって回動可能に連結される第 2の筐体と、前記第 2の筐体内部の前記ヒンジ部に近い端部側に設けられるグランドパターンを有する回路基板と、前記第 2の筐体内部の前記ヒンジ部に対して反対側の端部側に設けられた第 2のアンテナ素子と、前記回路基板上の無線回路から前記第 1のアンテナ素子に給電する第 1給電手段と、前記回路基板上の無線回路から前記第 2のアンテナ素子に給電する第 2給電手段と、前記第 1給電手段又は前記第 2給電手段のいずれか一方を選択する切替手段とを備え、前記第 1給電手段を選択した場合には、前記第 1のアンテナ素子と前記回路基板上のグランドノターンとがダイポールアンテナとして動作し、前記第 2給電手段を選択した場合には、前記第 2のアンテナ素子と前記回路基板上のグランドパターンとがダイポールァンテナとして動作することを特徴とする。上記構成によれば、使用者の手が近接する通話状態にぉ、ても高、アンテナ性能が得られる。

[0011] また、前記回路基板上のグランドパターンは、前記第 2の筐体内部の前記ヒンジ部側において前記第 2の筐体の略半分の範囲に配置され、前記第 2のアンテナ素子は、前記第 2の筐体内部の前記ヒンジ部の反対側にぉ、て前記第 2の筐体の略半分の範囲に配置され、前記第 2のアンテナ素子は、前記回路基板上のグランドパターンと所定の間隔を隔てて配置されかつ前記回路基板上の第 2給電手段に電気的に接続されることを特徴とする。上記構成によれば、実際の無線機の構成において、使用者の手が近接する通話状態においても高いアンテナ性能が得られる。

[0012] また、前記ヒンジ部は、導電性の金属で構成された第 1ヒンジ部及び第 2ヒンジ部と、前記第 1ヒンジ部と前記第 2ヒンジ部とを電気的に接続すると共に、回動可能に支持する連結部とを有し、前記第 1ヒンジ部は、前記第 1の筐体に設けられ、前記第 1のアンテナ素子の端部に電気的に接続され、前記第 2ヒンジ部は、前記第 2の筐体に設けられ、前記回路基板上のグランドパターンと所定の間隔を隔てて配置されかつ前記回路基板上の第 1給電手段に電気的に接続され、前記第 1給電手段を選択した場合には、前記第 1のアンテナ素子及び前記ヒンジ部と、前記回路基板上のグランドパターンとがダイポールアンテナとして動作することを特徴とする。上記構成によれば、回動可能なヒンジ部を適用することで、特別な部品を用いることなく低コストで且つ安定した給電構造を実現できると、う効果が得られる。

[0013] また、前記第 2のアンテナ素子を前記回路基板上の銅箔パターンで構成することを特徴とする。上記構成によれば、回路基板上の銅箔パターンをアンテナ素子として適用することで、部品点数削減及び組み立て工数削減によるコストダウンを実現できるという効果が得られる。

[0014] また、前記第 2の筐体内部において、前記回路基板側に配置される電子回路と前記第 2のアンテナ素子側に配置される電子回路とを接続する回路にインダクタンス素子を挿入し、前記インダクタンス素子を前記回路基板上のグランドパターンと前記第 2のアンテナ素子との間隔に配置することを特徴とする。上記構成によれば、第 1のァンテナ素子の性能を維持した上で、第 2のアンテナ素子の性能を向上できるという効果が得られる。

[0015] また、前記第 1の筐体と前記第 2の筐体の開閉状態を検出する開閉検出手段を備え、前記開閉検出手段の検出結果に応じて前記切替手段を制御し、前記第 1の筐体と前記第 2の筐体が開かれている場合には前記第 1の給電手段を選択し、前記第 1の筐体と前記第 2の筐体が閉じられている場合には前記第 2の給電手段を選択することを特徴とする。上記構成によれば、前記第 1の筐体と前記第 2の筐体が閉じられて、る状態にぉ、ても高、アンテナ性能が得られる。

[0016] また、前記第 1の筐体と前記第 2の筐体が開かれている場合において、携帯無線機を保持する手と前記第 2の筐体との位置関係を検出する保持位置検出手段を備え、前記保持位置検出手段の検出結果に応じて前記切替手段を制御し、前記第 2のァンテナ素子側を手で保持されている場合には前記第 1の給電手段を選択し、前記ヒンジ部側を手で保持されている場合には前記第 2の給電手段を選択することを特徴とする。上記構成によれば、保持位置が変化した状態においても常に高いアンテナ性能が得られる。

[0017] また、前記第 1の筐体と前記第 2の筐体の開閉状態を検出する開閉検出手段を備え、前記開閉検出手段の検出結果に応じて前記切替手段を制御し、前記第 1の筐体と前記第 2の筐体が閉じられている場合には前記第 1の給電手段か前記第 2の給電手段のいずれか一方を強制的に選択することを特徴とする。上記構成によれば、前記第 1の筐体と前記第 2の筐体が開かれている場合に選択されているアンテナによらず、閉じられている場合の最適なアンテナを選択することができ、閉じられた状態において、常に高いアンテナ性能が得られる。

[0018] また、前記保持位置検出手段として、光学センサ、温度センサもしくは静電センサのいずれか一つを備えたことを特徴とする。上記構成によれば、常に携帯無線機を保持する手と前記第 2の筐体との位置関係を検出することができ、保持位置が変化した状態においても常に高、アンテナ性能が得られる。

[0019] また、前記切替手段を制御する方法として、前記無線回路の通信品質を比較し、前記通信品質が常に高くなる方の給電手段を選択する。上記構成によれば、常に高い通話品質を得られる。

[0020] また、前記無線回路の受信電界強度を比較し、前記受信電界強度が常に高くなる方の給電手段を選択することを特徴とする。上記構成によれば、実際の使用環境に応じて、アンテナを選択し、常に高いアンテナ性能を得られる。

[0021] また、前記第 1給電手段と前記第 2給電手段とに電力を分配して給電する手段を備えることを特徴とする。上記構成によれば、切替手段を用いることなぐ常に高いアンテナ性能を得られる。

発明の効果

[0022] 以上説明したように、本発明の折畳式携帯無線機によれば、前記第 1の筐体と前記第 2の筐体を開いた通話状態及び前記第 1の筐体と前記第 2の筐体を閉じた状態におヽて高、アンテナ性能を確保できる。

図面の簡単な説明

[0023] [図 1]第 1実施形態のアンテナ構成を説明する正面図である。

[図 2]第 1実施形態の接続部を説明する拡大図である。

[図 3]第 1実施形態のアンテナを閉じた構成を説明する側面図である。

[図 4]第 1実施形態のアンテナの動作原理を説明する模式図である。

[図 5]使用者が携帯無線機を手で保持して通話を行っている状態を示す図である。

[図 6]折畳式携帯無線機の保持状態を示す図である。

[図 7]第 1実施形態における折畳式携帯無線機を保持する手の位置を変化させた場合の第 1のアンテナ、第 2のアンテナの通話時利得を示したグラフ図である。

[図 8]第 2実施形態のアンテナ構成を説明した正面図である。

[図 9]第 3実施形態のアンテナ構成を説明した正面図である。

[図 10]第 4実施形態のアンテナ構成を説明した正面図である。

[図 11]第 4実施形態のアンテナ構成を説明した正面図である。

[図 12]第 5実施形態のアンテナ構成を説明した正面図である。

[図 13]第 6実施形態のアンテナ構成を説明した正面図である。

[図 14]従来のアンテナ構成を備えた折畳式携帯無線機の概略正面図である。符号の説明

[0024] 101 第 1の回路基板

102 第 2の回路基板

103 アンテナ切替え部

106 インダクタンス素子

108 外部電源

109 電極金属部

201 フレキシブルケーブル

204 第 1の接続線

205 第 2の接続線 206 第 3の接続部

501 折畳式携帯無線機

801 第 3の回路基板

802 第 4の回路基板

803 アンテナ素子

903 グランド端子

904 電源ライン端子

1001 センサ素子

1002 制御部

1003 検知素子

1101 第 2の検知素子

1102 第 3の検知素子

1202 比較部

1201 受信レベル検知部

1203 メモリ部

1301 上ケース

1302 下ケース

1303 ヒンジ部

1304 表示素子

1305 金属フレーム

1310 給電端子

1312 回路基板

1313 整合回路

1314 無線回路

1401 第 1の高周波同軸ケ -ブル

1402 第 2の高周波同軸ケ -ブル

1403 電力分配合成器

発明を実施するための最良の形態 [0025] 以下、本発明に係る折畳式携帯無線機の実施形態つ、て、図面を参照して詳細に説明する。

なお、背景技術にて説明した折畳式携帯無線機の符号と同一の符号を付すものは同一の構成要素を示しており、その詳細な説明を省略する。

また、本実施形態では、無線周波数を 1950MHzに設定した場合を例として説明する。

[0026] (第 1実施形態）

本発明に係る折畳式携帯無線機の第 1実施形態について図 1〜図 7を用いて詳細に説明する。

図 1は本発明に係る第 1実施形態の折畳式携帯無線機の基本的構成を示す正面図である。

図 1に示すように、第 1実施形態に係る折畳式携帯無線機は、下ケース 1302に、第 1の回路基板 101、第 2の回路基板 102、アンテナ切替え部 103、データ処理部 1 04、第 1、第 2の回路基板間を接続する接続部 105、外部メモリドライブ 107を備えている。

[0027] 第 1の回路基板 101は折畳式携帯無線機の各種機能を実現する回路部品が実装された例えば厚さ lmmのプリント基板であり、そのほぼ全面に回路の接地電位となるグランドパターンが形成されている。その寸法は縦 40mm、横 40mmで設定される。第 2の回路基板 102は折畳式携帯無線機の各種機能及び外部メモリドライブ 107 の部品が実装された厚さ lmmのプリント基板であり、第 1の回路基板 101と同様にほぼ全面に回路の接地電位となるグランドパターンが形成されている。寸法は縦 30m m、横 40mmで設定される。

[0028] また、第 2の回路基板 102上には、折畳式携帯無線機の駆動用電源である外部電源 108が配置される。外部電源 108の寸法は縦 25mm、横 35mmで設定され、第 2 の回路基板 102と 2mmの間隔で配置される。また、内部に電極金属部 109を備える第 2の回路基板 102のグランドパターンは第 1の回路基板 101を接地導体とするァンテナ素子としても動作する。第 1の回路基板 101と第 2の回路基板 102は接続部 105を介して接続される。第 1 の回路基板 101と第 2の回路基板間 102の間隔は例えば 20dB以上のアイソレーションを確保するために、 2mm以上で設定される。

[0029] 接続部 105は第 1の回路基板 101と第 2の回路基板 102を接続する複数の接続線から構成され、これら接続線は、例えば、外部メモリドライブ 107とデータ処理部 104 間を接続する制御線とデータ線、外部電源 108と無線回路 1314を接続する電源線とグランド線等である。

各接続線が第 1の回路基板 101と第 2の回路基板 102間を接続することにより、第 1 の回路基板 101と第 2の回路基板 102間のアイソレーションが大幅に劣化する。そこで、各接続線にはインダクタンス素子 106が配置される。インダクタンス素子 106を配置することで、データ信号や制御系の直流信号を通過させつつ、無線周波数 1950 MHzにおける高周波信号を遮断する。

[0030] これにより、無線周波数 1950MHzにおいて、第 1の回路基板 101と第 2の回路基板 102との間が接続部 105によって接続された状態においても、無線周波数 1950 MHzにおいて、第 1の回路基板 101と第 2の回路基板 102間の高アイソレーションを確保できる。

[0031] 設定されるインダクタンス値は接続線の本数及び無線周波数により異なる。例えば、データ転送用の信号線、制御線、グランド線 2本で合計 5本の場合には、インダクタンス素子 106は 470nHが設定される。インダクタンスは並列に配置されることで、 lZ nの値となるため、接続本数が増加する場合はより値の大き!/ヽインダクタンスを設定する。

インダクタンス素子 106は出来る限り小型であることが望ましいことから、例えば 1. 0 mm X O. 5mm X O. 5mmのチップ素子を用いる。

[0032] 図 2はチップ素子以外で接続部 105のインダクタンスを構成した場合を示す。図 2 ( a )、（ b )は第 1の回路基板 101と第 2の回路基板 102をフレキシブルケーブルで接続する構成である。

図 2 ( a )において、フレキシブルケーブル 201は、第 1のコネクタ 202を介して第 1 の回路基板 101に接続され、また、第 2のコネクタ 203を介して第 2の回路基板 102 に接続される。第 1の接続線 204は幅 0. 35mmの銅箔で構成され、第 1の接続線 20 4の中央部にぉ、てメアンダ形状で構成することでインダクタンス値を設定する。

[0033] また、図 2 (b)は、図 2 (a)において、第 1の接続線 204の中央部で構成したインダクタンスを第 2の回路基板 102上で構成したものである。第 2の接続線 205は幅 0. 5m mの銅箔で構成され、第 2のコネクタ 203を介して第 2の回路基板 102に接続される。第 2の回路基板 102上で構成された第 3の接続線 206は、第 2の回路基板 102の銅箔パターンによりインダクタンス値を設定する。

第 2の回路基板 102上で第 3の接続線 206が配置される箇所近傍では、第 3の接続線 206以外の銅箔パターンは削除される。このような構成とすることで、インダクタンス素子 106と同等の効果を得ることができる。

[0034] 図 3は本発明に係る第 1実施形態の折畳式携帯無線機の閉じた状態における基本的構成を示す側面図、図 4は本発明に係る第 1実施形態の折畳式携帯無線機の開いた状態及び閉じた状態を示す模式図である。なお、図 4 (a)は、開いた状態において、第 1のアンテナを選択した状態を示す図、図 4 (b)は、開いた状態において、第 2 のアンテナを選択した状態を示す図、図 4 (c)は、閉じた状態において、第 1のアンテナを選択した状態を示す図、図 4 (d)は、閉じた状態において、第 2のアンテナを選択した状態を示す図である。

[0035] ここで、第 1の回路基板 101と金属フレーム 1305で構成されるアンテナを第 1のァンテナ、第 1の回路基板 101と第 2の回路基板 102で構成されるアンテナを第 2のァンテナと設定する。

図 4 (a)は開いた状態における第 1のアンテナを選択した場合を示している。第 1のアンテナは第 1の回路基板 101と金属フレーム 1305間をダイポール動作させる構成である。一方、図 4 (b)は開いた状態における第 2のアンテナを選択した場合を示している。第 2のアンテナは第 1の回路基板 101と第 2の回路基板 102間をダイポール動作させる構成である。

[0036] 図 4 (a)における第 1の矢印 401は第 1のアンテナにおける電流の向きを示している。また、第 1の分布 402は第 1のアンテナにおける電流強度分布を示している。第 1のアンテナは第 1の回路基板 101と金属フレーム 1305間でダイポール動作しているため、第 1の回路基板 101と金属フレーム 1305に分布する電流の向きは同一となる。また、給電部が電流強度最大となる強度分布となる。第 1の回路基板 101と金属フレーム 1305で電流強度の分布が異なるのは金属フレーム 1305の長さが無線周波数 1950MHzの λ Ζ4(約 38cm)に対して長いためである。また、第 1のアンテナを選択して、る場合、電流は第 2の回路基板 102上には分布しな、。

[0037] 一方、図 4 (b)における第 2の分布 403は第 2のアンテナにおける電流強度分布を示している。第 2のアンテナは第 1の回路基板 101と第 2の回路基板 102間でダイポール動作している。第 1のアンテナと同様に第 1の回路基板 101と第 2の回路基板 10 2に分布する電流の向きは同一である。給電部が電流強度最大となる強度分布となるが、第 1のアンテナとは異なり、電流は第 1の回路基板 101、第 2の回路基板 102 上に分布し、金属フレーム 1305上には分布しない。図 4 (a) , (b)から第 1のアンテナ、第 2のアンテナ間の相違点は給電部の位置及び電流分布である。

[0038] ここで、一般に使用者の手がアンテナに近接する場合、給電部周辺がもっともアンテナ性能に及ぼす影響が大きいことが知られている。そのため、折畳式携帯無線機において、使用者の手の位置により、給電部を使用者の手近傍力移動できれば、どのような保持状況においても常に安定したアンテナ性能を確保できる。

[0039] 図 4 (c)は第 1のアンテナを選択した状態で折畳式携帯無線機を閉じた状態を示している。図 4 (a)では電流の向きを示す第 1の矢印 401は、第 1の回路基板 101、金属フレーム 1305上で同一であつたが、図 4 (c)では給電部で折畳まれるため、金属フレーム 1305上の電流の向きを示す第 2の矢印 404と第 1の回路基板 101上の電流の向きを示す第 3の矢印 405は反対となり、電流分布は打ち消される。

[0040] 一方、図 4 (d)は電流が金属フレーム 1305上に分布しない構成であるため、第 2のアンテナを選択した状態で第 1の回路基板 101と第 2の回路基板 102上の電流の向きを示す第 4の矢印 406は同一となる。この場合、図 4 (d)は、図 4 (c)に比べ無線周波数 1950MHzにおいて高いアンテナ性能が得られる。この場合 X— Z面 PAG(patt ern average gain)はそれぞれ— 20dBd、—lOdBdとなり図 4 (d)の方が図 4 (c)に比ベ約 10dB高い。 PAGは一平面（ここでは X—Z面）の電力指向性を平均化したものである。通常、半波長ダイポールアンテナのそれを OdBdと規定し、アンテナの評価指標として用いている。

[0041] 図 5は使用者が折畳式携帯無線機 501を手で保持して通話を行っている状態 (以下、通話状態)を示し、図 6 (a)〜(c)は、上記の通話状態において、折畳式携帯無線機 501を手で保持する場合の手の位置の違、を模式的に示した図である。ここで、使用者に対して、天頂方向を Z、正面方向を Xと座標系を設定する。なお、図 6 (a) は折畳式携帯無線機 501の下部筐体である下ケース 1302の下寄りを保持した場合 (下部保持状態)を示し、図 6 (b)は折畳式携帯無線機 501の中央部にあるヒンジ部 1 303近傍を保持した場合（中央保持状態)を示し、図 6 (c)は折畳式携帯無線機 501 の上部筐体である上ケース 1301を保持した場合 (上部保持状態)を示している。

[0042] 図 7に、第 1実施形態に係る折畳式携帯無線機を保持する手の位置を変化させた場合の第 1のアンテナ、第 2のアンテナの通話時アンテナ利得を示す。

図におヽて破線 701にて示すグラフは第 1のアンテナ、二点鎖点 702にて示すダラフは第 2のアンテナにおける X—Y面 PAG利得変化をあらわしている。

[0043] そして、直線 703にて示すグラフは第 1実施形態の折畳式携帯無線機において保持する手の位置によって第 1のアンテナ、第 2のアンテナを切替えた場合のアンテナ利得変化である。比較するために、一点鎖線 704にて示すグラフは、従来のアンテナにおける利得変化を表している。測定周波数は 1950MHzである。

[0044] このように、第 1のアンテナ、第 2のアンテナ、従来のアンテナの下部保持状態 (a) におけるアンテナ利得はそれぞれ— 8dBd、一 12dBd、— 9dBdとなり、第 1のアンテナの方が第 2のアンテナより 4dB、従来のアンテナより ldB高!、。

一方、中央保持状態 (b)におけるアンテナ利得はそれぞれ— l ldBd、— 8dBd、 - lOdBdとなり、第 2のアンテナの方が第 1のアンテナより 3dB高ぐ従来のアンテナより 2dB高い。

また、上部保持状態 (c)におけるアンテナ利得はそれぞれ— 8dBd、— 7dBd、 -8 dBdとなり、第 2のアンテナの方が第 1のアンテナ、従来のアンテナより ldB高い。

[0045] このことから、第 1実施形態の折畳式携帯無線機におけるアンテナでは、下部保持状態 (a)の場合はアンテナ 1を選択し、中央保持状態 (b)、下部保持状態 (c)の場合はアンテナ 2を選択することで、従来のアンテナに比べ、（a)、（b)、（c)それぞれの保持状態において、 ldB、 2dB、 ldB高いアンテナ利得を得られる。

[0046] 上記説明したように、第 1実施形態に係る折畳式携帯無線機では、従来のアンテナのようにヒンジ部 1303だけに給電機能を持たせて、る構造とは異なり、使用者の保持状態によって、アンテナの給電位置を移動させる構造を備えることで、使用者の手がアンテナの給電点に近接することによる使用者の手とアンテナ間の電磁的相互作用を低減し、どの保持状態においても高いアンテナ性能を確保することができる。また、第 1実施形態では、上ケース 1301が金属フレームで構成されている例を挙げているが、例えば、上ケース 1301が榭脂等の非導電素材であっても、上回路基板等のグランドパターンにヒンジ部 1303を介して給電できる構成であれば、同等のアンテナ性能を確保することができる。

[0047] カロえて、第 1の回路基板 101は 1枚基板構造を例として挙げたが、例えば小型化の為に X軸上に多層化された構造の回路基板においても、アンテナ素子の接地導体として動作する構成であれば、同等の効果が得られる。

[0048] (第 2実施形態）

本発明に係る折畳式携帯無線機の第 2実施形態を、図 8を用いて詳細に説明する。図 8は本発明に係る第 2実施形態の折畳式携帯無線機の基本的構成を示す正面図である。

第 2実施形態における折畳式携帯無線機は、折畳式携帯無線機の各機能を実現するための回路基板が、第 1実施形態における第 1の回路基板 101とほぼ同等のサィズで実現された場合のアンテナ構成に関するものである。

図 8に示すように、第 2実施形態における折畳式携帯無線機は、下ケース 1302に、第 3の回路基板 801、第 4の回路基板 802、アンテナ素子 803、接続端子部 804を備えている。

[0049] 第 3の回路基板 801は、折畳式携帯無線機の各種機能を実現するための全回路部品が実装された厚さ lmmのプリント基板であり、そのほぼ全面に回路の接地電位となるグランドパターンが形成されている。その寸法は縦 45mm、横 40mmで設定される。

第 4の回路基板 802は、外部電源 108、外部メモリドライブ 107を保持するために配置され、回路の接地電位となるグランドパターンはほとんど形成されていない。その寸法は縦 35mm、横 40mmで設定される。

アンテナ素子 803は、第 4の回路基板 802、外部電源 108と X軸上に重なる位置に配置され、例えば厚さ約 0. 3mmの銅板で構成されている。その寸法は縦 40mm、横 30mmで設定される。

[0050] アンテナ素子 803と外部電池 108は、相互影響を低減するために 2mm以上の間隔を設定することが望ましい。アンテナ素子 803は、接続端子部 804を用いて無線回路 1314と接続する。接続端子部 804は X軸方向に高さをもつ、金属性の接触ピンであり、表面にはアンテナ素子 803との接触安定性を確保するために金メッキが施されている。

[0051] 上記の第 2実施形態に係る折畳式携帯無線機によれば、折畳式携帯無線機の各機能を実現する回路基板の小型化が可能となった場合でも、新たにアンテナ素子となる板金を追加することで、第 1実施形態と同様に、使用者の手が配置される位置により、使用するアンテナを選択することが可能となり、使用者の手がアンテナの給電点に近接することによる使用者の手とアンテナ間の電磁的相互作用を低減し、どの保持状態にぉ、ても高、アンテナ性能を確保することができる。

[0052] なお、第 3の回路基板 801は、本実施形態では 1枚基板構造を例として挙げたが、例えば小型化の為に X軸上に多層化された構造の回路基板においても、アンテナ素子の接地導体として動作する構成であれば、同等の効果が得られる。

また、アンテナ素子 803の形状は、所望の無線周波数において、共振する大きさであればどのような形状でもよぐ板状だけでなぐ線状又はメアンダ形状においても同等の効果が得られる。

[0053] (第 3実施形態）

本発明に係る折畳式携帯無線機の第 3実施形態を、図 9を用いて詳細に説明する。図 9は本発明に係る第 3実施形態の折畳式携帯無線機の基本的構成を示す正面図である。

図 9に示すように、第 3実施形態では、第 1実施形態における折畳式携帯無線機の下ケース 1302内の構成において、電池内の電極金属部 109をアンテナ素子として利用する構成としている。

給電端子 901は、電池内の電極金属部 109と電気的に接続され、電池部のグランド端子 903及び電池部の電源ライン端子 904に対して、折畳式携帯無線機の幅方向に対して対称の位置に設置される。

[0054] 給電端子 901は、接続ピン 902を介して無線回路 1314に接続される。給電端子 9 01は、接続用の金属金具であり、接続ピン 902と接触圧により接続される。給電端子 901、接続ピン 902の表面には、接触の安定性及び腐食耐性を確保するために、金メツキが施される。また、例えば携帯機器では外部電源としてリチウムイオンが使用される。これにより、第 1の回路基板 101と電池内の電極金属部 109間でアンテナを構成することが可能となる。

[0055] 上記の第 3実施形態に係る折畳式携帯無線機によれば、折畳式携帯無線機の下ケース 1302側下部位置に配置される電池内の電極金属部 109をアンテナ素子として利用することで、第 1実施形態と同様に、使用者の手が配置される位置により、使用するアンテナを選択することが可能となり、使用者の手がアンテナの給電点に近接すことによる使用者の手とアンテナ間の電磁的相互作用を低減し、どの保持状態にぉ、ても高、アンテナ性能を確保することができる。

[0056] なお、第 1の回路基板 101は、本実施形態では、 1枚基板構造を例として挙げたが、例えば小型化のために X軸上に多層化された構造の回路基板においても、アンテナ素子の接地導体として動作する構成であれば、同等の効果が得られる。

さらに、外部電源の例として、リチウムイオンを挙げたが、材料を金属体で覆う構成であるなら、どのような材料を用いた外部電源であっても同等の効果が得られる。

[0057] (第 4実施形態）

本発明に係る第 4実施形態の折畳式携帯無線機について、図 10を用いて詳細に説明する。

図 10に示すように、第 4実施形態の折畳式携帯無線機では、使用者の手を検知するセンサ素子 1001、制御部 1002、折畳式携帯無線機の開閉状態を検知する検知素子 1003を備えている。

第 1のアンテナは主に本実施形態において、使用者の手がセンサ素子 1001において、検知された状態で使用される。一方、第 2のアンテナは使用者の手がセンサ素子 1001にお、て、検知されな!、状態で使用される。

[0058] センサ素子 1001は榭脂と金属電極力も構成されている柔軟性のある圧力センサである。センサ素子のサイズは厚さ 0. 5mmであり、下ケース 1302下端部の樹脂に貼り付けて使用する。

図 6 (a)に示したような下部保持状態においては、使用者の手がセンサ素子 1001 に接触する。この場合は、センサ素子 1001は使用者の手が近接しているという検出信号を制御部 1002に出力する。制御部 1002はセンサ素子 1001からの検出信号に基づいて、アンテナ切替え部 103を制御する。この場合は、アンテナ切替え部 103 は無線回路 1314と第 1の端子 110を接続し、第 1のアンテナを構成する。

[0059] 一方、図 6 (b)、（c)に示したような中央保持状態、上部保持状態においては、使用者の手がセンサ素子 1001に接触しない。そのため、センサ素子 1001は検知信号を出力しない。この場合、アンテナ切替え部 103は無線回路 1314と第 2の端子 111を接続し、第 2のアンテナを構成する。

また、検知素子 1003は磁束の変化を感知するホール'センサであり、金属が近接したことを検出する近接センサの一つである。本実施形態おける折畳式携帯無線機が閉じた状態の場合、検知素子 1003は金属フレーム 1305が近接することを検知し、検出信号を制御部 1002に出力する。制御部 1002は折畳式携帯無線機が閉じた状態では検知素子 1003の出力結果によらず、アンテナ切替え部 103は無線回路 1 314と端子 111を接続する。これにより、本実施例における折畳式携帯無線機が閉じた状態の場合、第 2のアンテナが選択される。

[0060] 上記の第 4実施形態に係る折畳式携帯無線機によれば、従来のアンテナのようにヒンジ部 1303だけに給電機能を持たせている構造とは異なり、使用者の保持状態によって、アンテナの給電位置を移動させる構造を備えることで、使用者の手がアンテナの給電点に近接することによる使用者の手とアンテナ間の電磁的相互作用を低減し、どの保持状態においても高いアンテナ性能を確保することができる。また、検知素子 1003からなる開閉検知手段を併用することにより、開いた状態において一方のアンテナを選択した状態で折畳式携帯無線機が閉じられた場合においても、最適なアンテナを選択することが可能となり、高いアンテナ性能を確保することができる。

[0061] なお、本実施形態では使用者の手を検知するセンサ素子 1001として、圧力センサを例に挙げている力例えば、静電気センサ、赤外線センナ、温度センサ、湿度センサのように使用者の手が近接したことによる変化を検知できる素子構成であれば同等のアンテナ性能を確保することができる。

また、本実施形態ではセンサ素子 1001を下ケース 1302の下端部に配置して、る力使用者の手が近接したことによる変化を検知できる位置であれば、例えば図 11 に示すように、第 2のセンサ素子 1101、第 3のセンサ素子 1102として、上ケース 130 1のヒンジ部 1303近傍における側部位置に配置されていても同等のアンテナ性能を ½保することができる。

[0062] 加えて、上ケース 1301が金属フレームで構成されている例を挙げている力例えば、上ケース 1301が榭脂等の非導電素材であっても、上回路基板等のグランドバターンにヒンジ部 1303を介して給電できる構成であれば、同等のアンテナ性能を確保することができる。

[0063] (第 5実施形態）

本発明に係る第 5実施形態の折畳式携帯無線機について、図 12を用いて詳細に説明する。

図 12に示すように、第 5実施形態の折畳式携帯無線機は、受信電界強度を検知する受信レベル検知部 1201、受信レベル検知部内のメモリ部 1203、比較部 1202を備えている。

[0064] そして、この折畳式携帯無線機では、例えば、無線回路 1314が第 1の端子 110に接続された状態 (第 1のアンテナを選択時）において、受信電界レベルを受信レベル検知部内のメモリ部 1203に一端記憶する。その後、無線回路 1314を端子 111に切替えた状態 (第 2のアンテナを選択時)と設定し、第 2のアンテナを選択した場合の受信電界レベルと、メモリ部 1203の受信電界レベルを、比較部 1202を用いて比較する。この比較部 1202の検出結果に基づ、て受信レベル検知部 1201は常に受信電界レベルの高いアンテナを選択するようにアンテナ切替え部 103を制御する。

[0065] 上記の第 5実施形態に係る折畳式携帯無線機によれば、使用者の手の近接を検知する検知素子を用いることなぐ使用者の保持状態によって、アンテナの給電位置を移動させる構造を備えることで、使用者の手がアンテナの給電点に近接することによる使用者の手とアンテナ間の電磁的相互作用を低減し、どの保持状態においても高、アンテナ性能を確保することができる。

[0066] また、使用者の保持状態だけでなぐ使用環境に対しても常に最適なアンテナを設定することが可能であり、常に安定したアンテナ性能を確保できる。

なお、本実施形態では、アンテナを切替える比較指標として、受信電界レベルを用いている力第 1のアンテナ、第 2のアンテナの選択時の無線性能を評価できる指標であれば、 BER(Bit error rate)を用いても同等のアンテナ性能を確保することができる。

[0067] (第 6実施形態）

本発明に係る第 6実施形態の折畳式携帯無線機について、図 13を用いて詳細に説明する。

図 13に示すように、第 6実施形態に係る折畳式携帯無線機は、第 1のアンテナ、第 2のアンテナへ電力分配回路を用いて同時に給電する。

第 1のアンテナ、第 2のアンテナは、それぞれ高周波同軸ケーブル 1401、 1402を介して電力分配合成器 1403及び無線回路 1314に接続される。電力分配合成器 1 403は、例えばウィルキンソン型パワーデバイダで構成される。

[0068] ここで、本実施形態におけるアンテナの下部保持状態（図 6 (a)参照）におけるアンテナ利得は、 8. 5dBdとなる。一方、中央保持状態（図 6 (b)参照）におけるアンテナ利得は 9dBdとなり、上部保持状態（図 6 (c参照）におけるアンテナ利得は 8d Bdとなる。これは、アンテナ切替え手段を用いた場合の利得、—8dBd、—7dBd、一 7dBdより若干低、利得である力ほぼそれに近、アンテナ性能を実現できる。また、従来のアンテナと比較すると、下部保持状態、中央保持状態及び上部保持状態の各保持状態（図 6 ( a )、（b)、（c)参照）のそれぞれにおいて 0. 5dBから 1. 0 dBアンテナ性能を改善できる。

[0069] 上記の第 6実施形態に係る折畳式携帯無線機によれば、第 1のアンテナ及び第 2 のアンテナの両方に分配給電することで、アンテナの切替え動作を行わな!/、場合でも使用者の手によって保持状態が変化しても高いアンテナ利得を確保できる。なお、電力分配合成器はウィルキンソン型パワーデバイダに限るものではなぐ双方向性を有する電力分配器であれば同等の効果を有する。

また、給電系に用いる給電線路は高周波同軸ケーブルに限るものではなぐマイクロストリップラインなどの回路基板上に形成された伝送線路であってもよい。

本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

本出願は、 2004年 12月 10日出願の日本特許出願 No.2004-358664に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

産業上の利用可能性

折畳式携帯無線機の通話状態にお!、て、高、アンテナ性能を確保することに有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 第 1の筐体に設けられる第 1のアンテナ素子と、

前記第 1の筐体に対してヒンジ部によって回動可能に連結される第 2の筐体と、前記第 2の筐体内部の前記ヒンジ部に近い端部側に設けられるグランドパターンを有する回路基板と、

前記第 2の筐体内部の前記ヒンジ部に対して反対側の端部側に設けられた第 2のアンテナ素子と、

前記回路基板上の無線回路から前記第 1のアンテナ素子に給電する第 1給電手段と、

前記回路基板上の無線回路から前記第 2のアンテナ素子に給電する第 2給電手段と、

前記第 1給電手段又は前記第 2給電手段のいずれか一方を選択する切替手段とを備え、

前記第 1給電手段を選択した場合には、前記第 1のアンテナ素子と前記回路基板上のグランドパターンとがダイポールアンテナとして動作し、

前記第 2給電手段を選択した場合には、前記第 2のアンテナ素子と前記回路基板上のグランドパターンとがダイポールアンテナとして動作することを特徴とする折畳式携帯無線機。

[2] 前記回路基板上のグランドパターンは、前記第 2の筐体内部の前記ヒンジ部側において前記第 2の筐体の略半分の範囲に配置され、

前記第 2のアンテナ素子は、前記第 2の筐体内部の前記ヒンジ部の反対側において前記第 2の筐体の略半分の範囲に配置され、

前記第 2のアンテナ素子は、前記回路基板上のグランドパターンと所定の間隔を隔てて配置されかつ前記回路基板上の前記第 2給電手段に電気的に接続されることを特徴とする請求項 1記載の折畳式携帯無線機。

[3] 前記ヒンジ部は、導電性の金属で構成された第 1ヒンジ部及び第 2ヒンジ部と、前記第 1ヒンジ部と前記第 2ヒンジ部とを電気的に接続すると共に、回動可能に支持する連結部とを有し、前記第 1ヒンジ部は、前記第 1の筐体に設けられ、前記第 1のアンテナ素子の端部に電気的に接続され、

前記第 2ヒンジ部は、前記第 2の筐体に設けられ、前記回路基板上のグランドバターンと所定の間隔を隔てて配置されかつ前記回路基板上の第 1給電手段に電気的に接続され、

前記第 1給電手段を選択した場合には、前記第 1のアンテナ素子及び前記ヒンジ部と、前記回路基板上のグランドパターンとがダイポールアンテナとして動作することを特徴とする請求項 1又は 2記載の折畳式携帯無線機。

[4] 前記第 2のアンテナ素子を前記回路基板上の銅箔パターンで構成することを特徴とする請求項 1、 2又は 3記載の折畳式携帯無線機。

[5] 前記第 2の筐体内部において、前記回路基板側に配置される電子回路と前記第 2 のアンテナ素子側に配置される電子回路とを接続する回路にインダクタンス素子を挿入し、

前記インダクタンス素子を前記回路基板上のグランドパターンと前記第 2のアンテナ素子との間隔に配置することを特徴とする請求項 1、 2、 3又は 4記載の折畳式携帯無線機。

[6] 前記第 1の筐体と前記第 2の筐体の開閉状態を検出する開閉検出手段を備え、前記開閉検出手段の検出結果に応じて前記切替手段を制御し、

前記第 1の筐体と前記第 2の筐体が開かれている場合には前記第 1の給電手段を選択し、

前記第 1の筐体と前記第 2の筐体が閉じられている場合には前記第 2の給電手段を選択することを特徴とする請求項 1、 2、 3、 4又は 5記載の折畳式携帯無線機。

[7] 前記第 1の筐体と前記第 2の筐体が開かれている場合において、

携帯無線機を保持する手と前記第 2の筐体との位置関係を検出する保持位置検出手段を備え、

前記保持位置検出手段の検出結果に応じて前記切替手段を制御し、前記第 2のアンテナ素子側が手で保持されている場合には前記第 1の給電手段を選択し、前記ヒンジ部側が手で保持されている場合には前記第 2の給電手段を選択することを特徴とする請求項 1、 2、 3、 4又は 5記載の折畳式携帯無線機。

[8] 前記第 1の筐体と前記第 2の筐体の開閉状態を検出する開閉検出手段を備え、前記開閉検出手段の検出結果に応じて前記切替手段を制御し、

前記第 1の筐体と前記第 2の筐体が閉じられている場合には前記第 1の給電手段か前記第 2の給電手段のいずれか一方を強制的に選択することを特徴とする請求項

7記載の折畳式携帯無線機。

[9] 前記保持位置検出手段として、光学センサ、温度センサもしくは静電センサのいずれか一つを備えたことを特徴とする請求項 7又は 8記載の折畳式携帯無線機。

[10] 前記切替手段を制御する方法として、前記無線回路の通信品質を比較し、前記通信品質が常に高くなる方の給電手段を選択することを特徴とする請求項 1、 2、 3、 4 又は 5記載の折畳式携帯無線機。

[11] 前記無線回路の受信電界強度を比較し、前記受信電界強度が常に高くなる方の給電手段を選択することを特徴とする請求項 10記載の折畳式携帯無線機。

[12] 前記第 1給電手段と前記第 2給電手段とに電力を分配して給電する手段を備えることを特徴とする請求項 1、 2、 3、 4又は 5記載の折畳式携帯無線機。