WO2005120021A1

WO2005120021A1 - 折畳式携帯無線機

Info

Publication number: WO2005120021A1
Application number: PCT/JP2005/010153
Authority: WO
Inventors: Yutaka Isoda; Nobuharu Mashima; Akito Sakamoto
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-06-04
Filing date: 2005-06-02
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2006-12-04
Also published as: EP1753209A4; US8090419B2; EP1753209A1; CN1965561A; CN100548011C; JP2005348217A; JP4371914B2; US20090181732A1

Abstract

　本発明の課題は、小型化を損なうことなく、シンプルな構造で、開閉どちらの状態でも良好なアンテナ特性を得ることが可能な折畳式携帯無線機を提供することである。　第１筐体（１１）と第２筐体（１２）とを有する折畳式携帯無線機（１００）は、第１筐体（１１）に配置される第１回路基板（１０１）と、第２筐体（１２）に配置される第２回路基板（１０２）と、第１筐体（１１）と第２筐体（１２）を機械的に接続する、曲がることが可能な連結部（１３）と、第１回路基板（１０１）と第２回路基板（１０２）を電気的に接続する可撓性を有する接続素子（１０３）と、第２回路基板（１０２）に設けられる無線回路部（１０６）と、無線回路部（１０６）と給電線（１０５）を介して接続されるアンテナ素子（１０４）と、折畳式携帯無線機（１００）の開閉状態に応じて、第１回路基板（１０１）とアンテナ素子（１０４）との接続、非接続を選択的に切り替える切り替え部（１０９）とを備え、アンテナ素子（１０４）及び給電線（１０５）は、連結部（１０３）に略沿った位置に配置される。

Description

折畳式携帯無線機

技術分野

[0001] 本発明は、曲がることが可能な面状接続部材によって 2つの筐体が開閉可能に接続され、無線通信用のアンテナを備えた折畳式携帯無線機に関する。

背景技術

[0002] 近年、携帯電話機等の携帯無線機が広く普及しているが、この携帯電話機には、各種さまざまなタイプのものが開発されている。その中でも、使用しないときには上下の筐体を折畳んで携帯性を高めたコンパクトな折畳式のものが広く用いられている。このような携帯電話機は、使用状態によりその形態を変えることが可能な構造を持つため、開閉それぞれの状態におけるアンテナ性能の確保が重要である。又、このような折畳式の携帯電話機においても小型化と多機能化が進んでおり、近年の多機能化のひとつとして、デザイン性向上と他携帯電話機との差別ィ匕が進んでいる。これらに求められる要求の一つとして、突起のないアンテナ構成がある。又、差別化の意味で、従来のメカヒンジ構造を持たない新しいデザインが求められている。従来、折畳式携帯電話機において開閉どちらの状態でも良好なアンテナ性能を得るための構造として、一般に以下に示す 3つのものが知られている。

[0003] 1つ目は、下筐体のヒンジ側に突起型のアンテナを搭載した折畳式携帯電話機である。この突起型アンテナは、ヘリカルアンテナや伸縮式モノポールアンテナが一般に用いられており、開いた状態ではアンテナが上筐体を励振させる共振素子となり、携帯電話機全体が上基板と下基板を放射素子とするダイポールアンテナとして動作する。又、アンテナ部が筐体力も突起しているので、携帯電話機を手で保持した状態のアンテナ利得を高くできるといった利点がある。又、閉じた状態では、ヘリカルアンテナ等の放射素子により波長を短縮し、 % Z4系のモノポールアンテナとして動作する。

[0004] 2つ目は、アンテナを内蔵して突起部をなくしたものであり、例えば L字アンテナや逆 Fアンテナ等を搭載した折畳式携帯電話機である。これらのアンテナは筐体内部に完全に内蔵した形で動作する。

[0005] 3つ目は、下筐体ヒンジ側にアンテナを搭載し、開いた状態で上筐体を放射素子として用いる前記 1つ目の動作原理を応用するものであり、突起物のないアンテナ構成にし、開いた状態で上筐体を直接励振し、放射素子として用いるものである（例えば、特許文献 1参照)。

[0006] 図 5は、特許文献 1記載の折畳式携帯電話機の概略構成を示す図であり、 (a)は開いた状態を示し、（b)は閉じた状態を示している。

特許文献 1記載の折畳式携帯電話機は、図 5に示すように、上筐体 1と下筐体 2がヒンジ部 3を介して折畳み可能に連結されて、る。上筐体 1には内蔵する回路基板をシールドするためのシールドボックス 4が設けられ、このシールドボックス 4がアンテナの機能を兼ねている。下筐体 2には送信回路 6等が形成される回路基板をシールドするためのシールドボックス 5が設けられる。送信回路 6は、ヒンジ部 3に内蔵されているフレキシブル基板 7を介して上筐体 1のシールドボックス 4に接続されて!、る。この構造によれば、放射する筐体に高さといった制限もなぐ筐体全体をアンテナの実効面積として広くとる事が可能となるため、広帯域、高利得なアンテナ性能を得ることができる。

[0007] 特許文献 1 :特開 2002— 335180号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 上記 1つ目の構造では、アンテナの突起部が携帯無線機としての概観を損ねることになる。又、ホイップアンテナは筐体内に収納するスペースを必要とするため、携帯無線機の小型化、薄型化の妨げになる。又、アンテナ部が筐体力も突起しているので、携帯電話機を手で保持した状態のアンテナ利得を高くできると、つた利点がある力放射素子としてアンテナ部に電流が集中するため、通話時に手や顔による影響が大きぐ通話時特性の変動が大きくなつてしまう。

[0009] 上記 2つ目の構造では、下筐体ヒンジ側に L字アンテナを搭載して、る構造の場合、ヘリカルアンテナを用いた場合と同様に上筐体を励振させる共振素子として動作する力内蔵するモノポールアンテナとしての長さに限界があるため、開いた状態で上筐体との結合が弱ぐ特性が劣ってしまう。又、上筐体に逆 Fアンテナを搭載している構造の場合、アンテナ特性を確保するには、アンテナと上筐体内の回路基板との距離を十分にとる必要があり、又、板状アンテナの面積も広くする必要がある。このため、携帯電話機の小型化、薄型化の妨げとなる。

[0010] 特許文献 1記載の折畳式携帯電話機は、開いた状態では、図 5 (a)に示すように、開いた状態で上筐体 1に流れる電流 aと下筐体 2に流れる電流 bとは互いに同じ方向に流れるため、理想的な λ Ζ2系のダイポールアンテナとして動作する。しかしながら、閉じた状態では、図 5 (b)に示すように、閉じた状態で上筐体 1に流れる電流 aと下筐体 2に流れる電流 bとが互いに逆方向に流れるため、両者が打ち消しあってしま!/ヽ、原理的に動作しない。

[0011] 図 6は、図 5に示す折畳式携帯電話機のアンテナ性能を調べた実験の結果を示す図である。この実験では、使用周波数を 900MHzとし、横軸に周波数 (MHz)、縦軸に VSWR (Voltage Standing Wave Ratio:電圧定在波比）としてグラフを作成した。図 6では、開ヽた状態でのアンテナ特性 (VSWR)の変化を示すグラフを符号 a、閉じた状態でのアンテナ特性 (VSWR)の変化を示すグラフを符号 j8で示して!/ヽる。図 6に示す実験結果力分力るように、良好なアンテナ特性を得るための要件の一つである VSWRく 3 (反射波が 50%以下となる）を満たす周波数帯域の幅について、開いた状態では 350MHz以上の広さを有する力閉じた状態では VSWRく 3の周波数帯が存在せず、大幅な特性の劣化を確認する事ができる。このため、閉じた状態において動作する別のアンテナが必要となり、その回路構成が複雑になる。

[0012] 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、小型化を損なうことなぐシンプルな構造で、開閉どちらの状態でも良好なアンテナ特性を得ることが可能な折畳式携帯無線機を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0013] 本発明の折畳式携帯無線機は、第 1の筐体と第 2の筐体とを有する折畳式携帯無線機であって、前記第 1の筐体に配置される第 1の回路基板と、前記第 2の筐体に配置される第 2の回路基板と、前記第 1の筐体と前記第 2の筐体を機械的に接続する、曲がることが可能な面状接続部材と、前記第 1の回路基板と前記第 2の回路基板を電気的に接続する可撓性を有する接続導体と、前記第 2の回路基板に設けられる無線回路部と、前記無線回路部と給電線を介して接続されるアンテナと、前記折畳式携帯無線機の開閉状態に応じて、前記第 1の回路基板と前記アンテナとの接続、非接続を選択的に切り替える切り替え手段とを備え、前記アンテナ及び前記給電線は、前記面状接続部材に略沿った位置に配置される。

[0014] この構成により、曲がることが可能な面状接続部材を用いて筐体の開閉を行う構造において、小型化を損なうことなぐシンプルな構造で、開閉どちらの状態でも良好なアンテナ特性を得ることが可能となる。

[0015] 又、本発明の折畳式携帯無線機は、前記切り替え手段が、前記折畳式携帯無線機が開いた状態のときに前記第 1の回路基板と前記アンテナとを接続し、前記折畳式携帯無線機が閉じた状態のときに前記第 1の回路基板と前記アンテナとを非接続にする。

[0016] この構成により、開いた状態のときには、第 1の回路基板とアンテナが接続され、第 1の筐体と第 2の回路基板とによってアンテナが構成される。このため、開いた状態においては、第 1の筐体を直接励振させるアンテナ構成と同等のアンテナ特性を得ることができる。又、閉じた状態のときには、第 1の回路基板とアンテナが接続されず、ァンテナと第 2の回路基板によってアンテナが構成される。アンテナ及び給電線は面状接続部材に略沿った位置に配置されているため、閉じた状態において、アンテナは第 1の回路基板及び第 2の回路基板力離れた場所に位置することになり、閉じた状態でのアンテナ性能を向上させることができる。

発明の効果

[0017] 本発明によれば、小型化を損なうことなぐシンプルな構造で、開閉どちらの状態でも良好なアンテナ特性を得ることが可能な折畳式携帯無線機を提供することができる図面の簡単な説明

[0018] [図 1]本発明の実施形態を説明するための折畳式携帯無線機の外観構成を示す斜視図

[図 2]本発明の実施形態を説明するための折畳式携帯無線機を開いた状態における要部構成を示す正面図

圆 3]本発明の実施形態を説明するための折畳式携帯無線機を閉じた状態における要部構成を示す側面図

[図 4]本実施形態の折畳式携帯無線機の閉じた状態でのアンテナ性能と、従来構造の折畳式携帯電話機の閉じた状態でのアンテナ性能とを調べた実験の結果を示す図

[図 5]特許文献 1記載の折畳式携帯電話機の概略構成を示す図

圆 6]図 5に示す折畳式携帯電話機のアンテナ性能を調べた実験の結果を示す図符号の説明

100 折畳式携帯無線機

11 第 1の筐体

12 第 2の筐体

13 連結部

101 第 1回路基板

102 第 2回路基板

103 接続素子

104 アンテナ素子

105 糸線

106 無線回路部

109 切り替え部

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施形態を説明するための携帯電話機等に代表される折畳式携帯無線機について、図面を参照して説明する。

図 1は、本発明の実施形態を説明するための折畳式携帯無線機の外観構成を示す斜視図である。図 2は、本発明の実施形態を説明するための折畳式携帯無線機を開いた状態における要部構成を示す正面図である。図 3は、本発明の実施形態を説明するための折畳式携帯無線機を閉じた状態における要部構成を示す側面図である。 [0021] 図 1〜3に示すように、本発明の実施形態を説明するための折畳式携帯無線機 10 0は、第 1の筐体 11と第 2の筐体 12とを有し、第 1の筐体 11と第 2の筐体 12とが、曲力 ¾ (屈曲や湾曲する)ことが可能な面状接続部材 13を構成する連結部 13によって接続され、連結部 13が曲がることで、第 1の筐体 11と第 2の筐体 12とが対向して重なる閉じた状態と、第 1の筐体 11と第 2の筐体 12とが対向して重ならない開いた状態とをとることが可能、つまり折畳み可能に構成されている。第 1の筐体 11には、液晶表示装置等力もなる表示部 21やレシーバ 22等が設けられている。第 2の筐体 12には、複数の操作キーボタンを有する操作部 23やマイク 24等が設けられている。

[0022] 連結部 13は、外装部が可撓性を有する高分子材料等で構成され、内部に可撓性の配線ケーブルやアンテナ素子 104 (図 2、図 3参照）等を備えている。この連結部 1 3は、長形形状の第 1の筐体 11と第 2の筐体 12の短辺部分同士を接続している。又、図示しないが、連結部 13には、筐体の開状態を保持する金属板等からなる接続部材が設けられ、筐体外装部等には閉状態を保持する保持機構が設けられる。

[0023] 図 2及び図 3に示すように、第 1の筐体 11には第 1の回路基板 101、リアクタンス素子 110、及び切り替え部 109等が収納され、第 2の筐体 12には第 2の回路基板 102 が収納されている。第 1の回路基板 101及び第 2の回路基板 102は、連結部 13に設けられた接続導体となる可撓性を持つ接続素子 103によって電気的に接続されている。切り替え部 109は、一端がアンテナ 104に接続され、他端がリアクタンス素子 110 を介して第 1の回路基板 101に接続されている。

[0024] 第 1の回路基板 101上にはグランドパターンが形成され、更に、折畳式携帯無線機 100の開閉状態を検出するための開閉状態検出部（例えば、ホール素子とする） 11 1が設けられている。第 2の回路基板 102上にはグランドパターンが形成され、更に、折畳式携帯無線機 100の開閉状態を検出するための開閉状態検出部 (例えば、永久磁石とする） 108、インピーダンス整合を行うための整合回路 107、及び無線回路部 106等が設けられている。

[0025] 整合回路 107は、給電線 105を介してアンテナ素子 104に接続されている。無線回路部 106は、整合回路 107及び給電線 105を介してアンテナ素子 104に接続されている。 [0026] アンテナ素子 104は、例えば直径 lmmの導線で構成され、連結部 13において接続素子 103の側部であって、第 1の回路基板 101と第 2の回路基板 102との間に配置される。

[0027] 接続素子 103、アンテナ素子 104、及び給電線 105は、面状接続部材を構成する連結部 13にほぼ沿った位置に配置される。アンテナ素子 104の位置は、図 2の開いた状態において、第 1の回路基板 101、第 2の回路基板 102、及び接続素子 103と重ならない位置に設定される。例えば、第 1の回路基板 101と第 2の回路基板 102とのそれぞれの接続素子 103と接する端部の辺から同一の間隔を設けた中間部に配置される。

[0028] ホール素子 111は、折畳式携帯無線機 100が閉じられ (折畳まれ)、永久磁石 108 に対向（図 3の状態)して永久磁石 108を検出した場合、折畳式携帯無線機 100が閉じた状態にあることを示す閉信号を切り替え部 109に出力し、折畳式携帯無線機 1 00が開かれ、永久磁石 108を検出しない場合、折畳式携帯無線機 100が開いた状態にあることを示す開信号を切り替え部 109に出力する。

[0029] 切り替え部 109は、折畳式携帯無線機 100の開閉状態に応じて、アンテナ素子 10 4とリアクタンス素子 110を介した第 1の回路基板 101との接続、非接続を選択的に切り替えるものである。切り替え部 109は、ホール素子 111から開信号を受信したときにリアクタンス素子 110とアンテナ素子 104とを接続し、ホール素子 111から閉信号を受信したときにリアクタンス素子 110とアンテナ素子 104とを非接続にする。

[0030] 切り替え部 109によってリアクタンス素子 110とアンテナ素子 104とが接続された状態、つまり、折畳式携帯無線機 100が図 2の開いた状態にあるときには、第 1の筐体 1 1全体が上側アンテナ素子として動作し、その上側アンテナ素子のインピーダンスを無線回路部 106の入力インピーダンスに整合する機能を整合回路 107が果たし、第 2の回路基板 102上のグランドパターンが下側アンテナ素子として動作する。このとき、アンテナ素子 104は給電線の役割を果たし、第 1の筐体 11と第 2の回路基板 102 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。このため、特許文献 1 にあるように、上筐体を直接励振させるアンテナ構成と同等の特性を得ることができる [0031] 一方、切り替え部 109によってリアクタンス素子 110とアンテナ素子 104とが非接続にされた状態、つまり、折畳式携帯無線機 100が図 3の閉じた状態にあるときには、アンテナ素子 104が λ Ζ4系のモノポールアンテナとして動作する。図 3の閉じた状態において、第 1の回路基板 101と第 2の回路基板 102は互いに対面した状態で略平行に重なって配置され、アンテナ素子 104は、図 3中の Ζ方向、即ち第 1の回路基板 101及び第 2の回路基板 102と平行な延長方向において回路基板力も外側に外れた位置に配置される。図 3のように、回路基板長手方向を垂直方向（Ζ方向）に配置した場合、アンテナ素子 104は第 1の回路基板 101及び第 2の回路基板 102よりも長手方向に突出した高い位置に配置され、その近傍の金属部は接続素子 103のみとなる。このため、図 3の状態で、第 1の回路基板 101及び第 2の回路基板 102の基板端とアンテナ素子 104との間隔 D1が大きくなるように設計しておくことで、閉じた状態におけるアンテナ性能を向上させることができる。

[0032] 図 4は、本実施形態の折畳式携帯無線機 100の閉じた状態でのアンテナ性能と、特許文献 1記載の従来構造による折畳式携帯電話機の閉じた状態でのアンテナ性能とを調べた実験の結果を示す図である。この実験では、使用周波数を 900MHzとし、横軸に周波数 (MHz)、縦軸に VSWRとしてグラフを作成した。図 4では、従来構造の折畳式携帯電話機の閉じた状態でのアンテナ特性 (VSWR)の変化を示すダラフを符号 β 折畳式携帯無線機 100の閉じた状態でのアンテナ特性の変化を示すグラフを符号 γで示してヽる。

図 4に示す実験結果力分力るように、良好なアンテナ特性を得るための要件の一つである VSWRく 3 (反射波が 50%以下となる）を満たす周波数帯域の幅について、従来構造の折畳式携帯無線機では VSWRく 3の周波数帯が存在してヽなヽが、折畳式携帯無線機 100では 180MHz以上の広さを有することが確認された。

[0033] 以上のように、本実施形態の折畳式携帯無線機 100によれば、開いた状態では、アンテナ素子 104を給電線として機能させることで、第 1の筐体 11と第 2の回路基板 102上のグランドパターンとによりダイポールアンテナを構成することができ、上筐体を直接励振させる従来構造と変わらないアンテナ性能を得ることができる。一方、閉じた状態では、アンテナ素子 104を λ Z4系のモノポールアンテナとして構成することができる。アンテナ素子 104は、閉じた状態において第 1及び第 2の回路基板端より基板長手方向に外れた場所に位置するため、アンテナ性能の劣化を防ぐことができる。したがって、本実施形態の折畳式携帯無線機 100によれば、開閉どちらの状態であっても、従来構造よりも良好なアンテナ性能を得ることができる。又、開閉どちらの状態でも 1つのアンテナ素子を用いてアンテナを構成するため、回路構成をシンプルにすることができ、筐体の小型化や製造コストの削減等を図ることが可能となる。

[0034] 尚、アンテナ素子 104の形状は上記構成例に限るものではなぐ例えばヘリカル構造、モノポール構造、又はメアンダ構造等にすることも可能である。又、アンテナ素子 104の長さを適切に選択することで、さまざまな周波数で共振させることが可能である。又、上記では、アンテナ素子 104が連結部 13内部で連結部 13に略沿って配置される構成としたが、内部に限らず、例えば、連結部 13の背面に沿ってアンテナ素子 1 04を設ける構成としても良、。

[0035] 又、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなぐその要旨を逸脱しな、範囲にお!、て種々の形態で実施得るものである。

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 6月 4日出願の日本特許出願、出願番号 2004-167138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

[0036] 本発明は、筐体の開閉機構に曲がることが可能な面状接続部材を用いた構造の折畳式携帯無線機において、アンテナ性能を改善することが可能となる効果を有し、曲力ことが可能な面状接続部材によって 2つの筐体が開閉可能に接続され、無線通信用のアンテナを備えた折畳式携帯無線機等に有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 第 1の筐体と第 2の筐体とを有する折畳式携帯無線機であって、

前記第 1の筐体に配置される第 1の回路基板と、

前記第 2の筐体に配置される第 2の回路基板と、

前記第 1の筐体と前記第 2の筐体を機械的に接続する、曲がることが可能な面状接続部材と、

前記第 1の回路基板と前記第 2の回路基板を電気的に接続する可撓性を有する接続導体と、

前記第 2の回路基板に設けられる無線回路部と、

前記無線回路部と給電線を介して接続されるアンテナと、

前記折畳式携帯無線機の開閉状態に応じて、前記第 1の回路基板と前記アンテナとの接続、非接続を選択的に切り替える切り替え手段とを備え、

前記アンテナ及び前記給電線は、前記面状接続部材に略沿った位置に配置される折畳式携帯無線機。

[2] 請求項 1記載の折畳式携帯無線機であって、

前記切り替え手段は、前記折畳式携帯無線機が開いた状態のときに前記第 1の回路基板と前記アンテナとを接続し、前記折畳式携帯無線機が閉じた状態のときに前記第 1の回路基板と前記アンテナとを非接続にする折畳式携帯無線機。