JP2006093998A

JP2006093998A - 携帯通信機

Info

Publication number: JP2006093998A
Application number: JP2004275557A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Tanaka; 徹哉田中
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-09-22
Filing date: 2004-09-22
Publication date: 2006-04-06

Abstract

【課題】フレキシブルケーブルを長く形成せざるを得ないスライド型携帯電話機において、フレキシブルケーブルの電気長が長くなることによりアンテナインピーダンス特性が変動し、通信特性が劣化するという問題があった
【解決手段】スライド型携帯電話機を構成する上筐体１と下筐体２の回路基板を電気的に接続するフレキシブルケーブル１０を、両端部のコネクタ２６および２７間の適当な位置で、下筐体２内部の基板１７のグランドに接地することで、フレキシブルケーブル１０の電気長が短縮し、アンテナインピーダンス特性の改善を図るものである。
【選択図】図６

Description

本発明は、表示部と受話部を備えた上筐体と、操作部と送話部を備えた下筐体とを有する携帯通信機に関するものであり、特に上筐体と下筐体とをスライド可能に結合してなるスライド型携帯電話機に関する。

スライド型携帯電話機は、表示部と受話部を備えた上筐体と、操作部と送話部を備えた下筐体がほぼ平行に相対移動する。そして、上筐体の表示部と受話部が露出し、下筐体の操作部が上筐体に覆われている「閉状態」から上筐体の表示部と受話部、下筐体の操作部がともに露出した「開状態」に移行する。スライド型携帯電話機は、かかる動作を実現するために、上筐体と下筐体をスライド可能に結合するスライド機構を有する。

また、上筐体と下筐体にはそれぞれ回路基板が収納されており、上筐体の回路基板と下筐体の回路基板は、例えばフレキシブルケーブルのような「筐体間接続ケーブル」を用いて電気的に接続されている。フレキシブルケーブルの両端部にはコネクタが設けられており、フレキシブルケーブルのコネクタが上筐体および下筐体内部の回路基板に設けられたコネクタと嵌合することにより、上筐体および下筐体内部の回路基板間で電気信号のやり取りをすることが可能になる。スライド型携帯電話機の一般的な構成については、特許文献１に開示されている。

特開２００２―３００２４３号公報

ところで、スライド型携帯電話機の場合、そのフレキシブルケーブルの長さは、下筐体および上筐体間のスライド長は確保されていなければならないし、また、回路基板上のコネクタ位置に応じて、さらに長く形成されなければならない。しかし、フレキシブルケーブルが長くなると、電気長が長くなるため、アンテナインピーダンスを良好に保つことが困難であり、アンテナ性能に影響を及ぼすという問題がある。

そこで、本発明は、フレキシブルケーブルを長く形成せざるを得ないスライド型携帯電話機において、フレキシブルケーブルの電気長を短縮してアンテナインピーダンス特性を改善し、良好な通信性能を実現したスライド型携帯電話機を提供することを目的とする。

本発明にかかる携帯通信機は、電子部品が実装されるものであって、複数の導電層と絶縁層が積層されて形成されるとともに、複数の導電層のうち所定の導電層を接地用のグランド層として有する第１の基板と、電子部品が実装されるものであって、複数の導電層と絶縁層が積層されて形成されるとともに、複数の導電層のうち所定の導電層を接地用のグランド層として有する第２の基板と、第１の基板に実装された電子部品と第２の基板に実装された電子部品間で電気信号を伝達する信号線、第１の基板のグランド層と第２の基板のグランド層を接続するグランド線、第１の基板と第２の基板それぞれに前記信号線およびグランド線を電気的に接続する接続部、この接続部から所定長さ離隔した位置にグランド線と電気的に接続されたグランド接続部を有し、このグランド接続部を介して第１の基板と接地されているケーブルとを設けたものである。

本発明にかかる携帯通信機は、電子部品が実装されるものであって、複数の導電層と絶縁層が積層されて形成されるとともに、複数の導電層のうち所定の導電層を接地用のグランド層として有する第１の基板と、電子部品が実装されるものであって、複数の導電層と絶縁層が積層されて形成されるとともに、複数の導電層のうち所定の導電層を接地用のグランド層として有する第２の基板と、第１の基板に実装された電子部品と第２の基板に実装された電子部品間で電気信号を伝達する信号線、第１の基板のグランド層と第２の基板のグランド層を接続するグランド線、第１の基板と第２の基板それぞれに前記信号線およびグランド線を電気的に接続する接続部、この接続部から所定長さ離隔した位置にグランド線と電気的に接続されたグランド接続部を有し、このグランド接続部を介して第１の基板と接地されているケーブルとを設けたので、ケーブルの電気長が短くなる。したがって、アンテナインピーダンスが改善されて通信性能が良好になるという効果を奏する。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について説明する。図１はスライド型携帯電話機の外観を示す外観斜視図である。図１（ａ）は上筐体１と下筐体２が閉じられた状態のスライド型携帯電話機を示す。図１（ａ）のように上筐体１と下筐体２が閉じられた状態では、上筐体１の表示部３と受話部４が露出しており、下筐体２の操作部５が上筐体１に覆われている。図１（ｂ）は上筐体１と下筐体２が開けられた状態のスライド型携帯電話機を示す。図１（ｂ）のように上筐体１と下筐体２が開けられた状態では、上筐体１の表示部３と受話部４、下筐体２の操作部５と送話部６がともに露出した状態になる。

図２はスライド型携帯電話機の分解斜視図である。図２に示す上筐体１は、下筐体２に対向する上筐体ケース８内部に電子部品を実装し、この上筐体ケース８に上筐体カバー９を組み付けることにより構成される。上筐体ケース８の下筐体２と対向する背面側には、上筐体ケース８の内部と外部を貫通して、フレキシブルケーブル１０を導出するケーブル導出孔１１が形成されている。また、上筐体ケース８の背面側には、スライドレール１２と、スライドレール１２に摺動可能に嵌合するスライダ１５が設けられている。上記のように構成された上筐体１に、下筐体カバー１３がスライダ固定部１６（スライダ固定ねじ）によってスライド可能に組みつけられる。下筐体カバー１３には、下筐体カバー１３の内部と外部を貫通して、上筐体１から導出されたフレキシブルケーブル１０を下筐体カバー１３内部に引き込むケーブル導入孔１４が形成されている。ケーブル導出孔１１およびケーブル導入孔１４は、上筐体１と下筐体２がスライドした際に、フレキシブルケーブル１０の曲げ位置が移動可能なように、筐体の長手方向に長く形成されている。なお、図２において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明は省略する。

図３はスライド型携帯電話機の分解斜視図である。図３に示す分解斜視図は、上筐体１に下筐体カバー１３がスライダ固定部１６により組みつけられた状態を示しており、さらに、基板１７が実装される状態を示している。図３に示す基板１７上には、基板１７に実装されている各種電子部品を覆う金属製のフレームが設けられている。この金属フレーム１８は、基板１７に実装されている各種電子部品から放射される不要放射波が外部に放射されるのを防ぐとともに、外部から混入するノイズが各種電子部品に影響を与えないように、各種電子部品をシールドするシールドボックス（シールド部材）としての機能を果たす。通常、基板１７は複数の導電層と複数の絶縁層が交互に積層されて形成されている。より詳細には、基板１７の各種電子部品用のグランド層（導電層）、金属フレーム１５用のグランド層、これらの導電層を絶縁する絶縁層が交互に積層されている。基板１７の電子部品は電子部品用のグランド層と接地され、金属フレーム１５は金属フレーム用のグランド層と接地されている。

金属フレーム１５と金属フレーム用のグランド層を接地することにより、アンテナとしての機能を持たせることもできる。つまり、金属フレーム１５は、各種電子部品を電子的にシールドするシールドボックスとしての機能とアンテナとしての機能を果たすことになる。金属フレーム１５は樹脂筐体により使用者の手から絶縁される。さらに、基板１７は、図示しない内蔵アンテナ（後述するメインアンテナ２２）に給電する給電ピン１９を有する。この給電ピン１９と電気的に接続された内蔵アンテナを、たとえば、使用周波数のλ／４相当の長さに設計すると、内蔵アンテナは電気長約λ／４のモノポールアンテナとして動作する。一方、金属フレーム１５は、上記のように構成することによりλ／４相当のアンテナとして動作するため、内蔵アンテナと金属フレーム１５は全体としてλ／２ダイポールアンテナ相当の放射パターンを形成する。フレキシブルケーブル１０は、後述するコネクタを介して基板１７と電気的に接続されて、基板１７上の各種電子部品と電気信号をやりとりする。

図４は、フレキシブルケーブルの基板への接続状況を示す外観図である。図４において、図２および図３と同一の符号は同一または相当部分を示すので、説明は省略する。フレキシブルケーブル１０は下筐体２側の基板１７と接続されるコネクタ２６と、上筐体１側の基板２０と接続されるコネクタ２７を両端部に有する。基板１７および基板２０には、図４において図示されないコネクタ接続部が設けられており、基板側のコネクタ接続部とフレキシブルケーブル１０のコネクタ２６、２７が嵌合する。このように構成することにより、フレキシブルケーブル１０を介して、上筐体１の基板２０と下筐体２の基板１７が電気的に接続されて、基板２０と基板１７に実装された電子部品間で電気信号のやりとりをすることが可能になる。

図５は、一般的なスライド型携帯電話機の断面を示す断面図である。図５（ａ）は、上筐体１と下筐体２を開いた状態を示しており、図５（ｂ）は、上筐体１と下筐体２を閉じた状態を示している。また、図５は、上筐体１内部に、上筐体側基板２０および上筐体側金属フレーム２１が設けられる点を示している。この上筐体側基板２０および上筐体側金属フレーム２１は、下筐体２内部の基板１７と金属フレーム１８に相当する構成である。また、図５は、フレキシブルケーブル１０のコネクタが、基板１７および上筐体側基板２０にそれぞれ設けられたコネクタ接続部２３に接続される点を示している。以下の説明の便宜上、下筐体側の基板１７に設けられたコネクタ接続部を２３ａ、上筐体側の基板２０に設けられたコネクタ接続部を２３ｂと記載する。図４に示すフレキシブルケーブル１０の電気長は、コネクタ接続部２３ａと２３ｂ間で接地されていないため、ほぼフレキシブルケーブル１０の長さと同じになる。適用されるスライド型携帯電話機の形状にもよるが、フレキシブルケーブルの長さはおよそ８０ｍｍ程度になる。

一方、図６は本発明の実施の形態１にかかるスライド型携帯電話機の断面を示す断面図である。図６において、図５に示す符号と同一の符号は同一または相当部分を示すので説明は省略する。図６に示すスライド型携帯電話機は、コネクタ接続部２３ａ、２３ｂ間を接続するフレキシブルケーブル１０の途中で、基板１７のグランド層と電気的に接続して接地したものである。フレキシブルケーブル１０上の接地部分２５は、導電性クッション２４を介してグランド接続される。このように、フレキシブルケーブル１０を途中で接地することにより、フレキシブルケーブルの電気長はコネクタ接続部２３ａ−２３ｂ間の長さではなく、接地部分２５―コネクタ接続部２３ｂ間の長さと等しくなる。つまり、図５に示すスライド型携帯電話機のフレキシブルケーブルの電気長に比べて、コネクタ接続部２３ａ―接続部分２５間の長さだけ、電気長が短くなったため、アンテナインピーダンスが改善される。

図７は、本発明の実施の形態１にかかるスライド型携帯電話機に適用されるフレキシブルケーブルの構成を示す平面図である。図７において、図４に示す符号と同一の符号は同一または相当部分を示すので説明は省略する。図７（ａ）に示すフレキシブルケーブル１０は、可撓性を有するフレキシブル基板の両端部にコネクタ２６、２７を有する。そして、このコネクタ２６、２７間のフレキシブル基板には、上筐体１および下筐体１に内蔵された電子部品間でやりとりされる電気信号を伝達する信号線２８が、例えば４０本程度形成されている。また、図７に示すフレキシブルケーブル１０は、フレキシブル基板の幅方向の端部、つまり信号線２８を挟むように、上筐体１と下筐体２の基板を接地するためのグランド信号線３０が配設される。そして、このグランド信号線３０と電気的に接続されているグランド接続部３１が、フレキシブルケーブルの幅方向に突出するように設けられる。このグランド接続部３１が、下筐体２の基板１７のグランド層と導電性クッション２５を介して電気的に接続される個所となる。つまり図７に示すフレキシブルケーブル１０はグランド接続部３１および導電性クッション２５を介して下筐体側基板１７のグランド層に接地されることになる。

また、図７（ｂ）に示すフレキシブルケーブルは、図７（ａ）に示すフレキシブルケーブルの表面、つまり、信号線２８とグランド線２９が設けられた面を覆う金属皮膜３１を設けたものである。金属皮膜３１は、フレキシブルケーブルの信号線２８、グランド線２９から放射される不要放射波が外部機器に影響することを抑止するとともに、信号線２８やグランド線２９に外部からのノイズが混入するのを抑止する機能を果たす。金属皮膜３１は、たとえば、アルミニウムの薄膜を用いて形成すればよい。グランド接続部３１は、下筐体１側のコネクタ２６から下筐体１外部に導出されるのに充分な長さ位置ａに形成される。また、グランド接続部３０から上筐体１側コネクタ２７までの長さｂは、下筐体２から導出されて上筐体１の基板２１に接続された状態で、かつ、上筐体１と下筐体２がスライドするのに十分な長さが必要になる。つまり、フレキシブルケーブル１０のグランド接続部３０の形成位置は、下筐体側コネクタ２６から下筐体２外部までの長さと、グランド接続部３０が固定された状態で上筐体１と下筐体２をスライドさせた場合に、問題なく摺動するのに必要な長さを考慮して決定される。

図８は、導電性クッションを基板に取り付ける構成を説明する説明図である。図８(ａ)に示すように、基板１７の一部に、グランドが露出しているグランド部分３２が設けられている。そして図８(ｂ)に示すように、基板１７のグランド部分３２に導電性クッション２４が接地される。導電性クッション２４は、図８(ｃ)に示されるとおり、グランド部分３２と対向する面に粘着剤３３が塗布されており、粘着剤３３の粘着力により導電性クッション２４はグランド部分３２に固着される。図９は、上記説明のように基板１７のグランド部分に固着された導電性クッション２４に、フレキシブルケーブル１０のグランド接続部３０を接続する構成を説明する説明図である。導電性クッション２４は、導電性材料が混入された繊維、ゴム、樹脂などから形成されている。この導電性クッション２４に、フレキシブルケーブル１０のグランド線２９と接続されたグランド接続部３０が接続されることで、フレキシブルケーブル１０は、導電性クッション２４を介して基板１７のグランドと接続される。

以上説明したように、上筐体１と下筐体２の回路基板を電気的に接続するフレキシブルケーブル１０を、両端部のコネクタ２６および２７間の適当な位置で、本実施の形態において説明した例では、下筐体２内部の基板１７のグランドに接地することで、フレキシブルケーブル１０の電気長が短くなる。したがって、アンテナインピーダンスが改善されて通信性能が良好になるという効果を奏する。図１０は、本発明の実施の形態１にかかるスライド型携帯電話機の効果の一例を説明する説明図である。図１０に示される表は、各周波数帯における通信効率を、フレキシブルケーブル１０の接地前（改善前）と、フレキシブルケーブル１０の接地後（改善後）で示すものである。図１０によると、周波数が８１０ＭＨｚ、８４３ＭＨｚ、８８５ＭＨｚで、改善前と改善後で効率がそれぞれ１．５ｄＢ、１．０ｄＢ、０．２ｄＢ向上していることが示されている。また、図１１は、本発明の実施の形態１にかかるスライド型携帯電話機の効果の一例を説明する説明図である。図１１に示されるグラフは、縦軸は、通信の効率を示すパラメータのひとつである「リターンロス（ｄＢ）」、横軸はフレキシブルケーブルの長さ（電気長）が示される。縦軸のリターンロスは、原点側に分布するほど通信効率が良好であることを示している。図１１によると、フレキシブルケーブルの長さが５０〜６５ｍｍ程度であれば、リターンロスが小さいため、アンテナインピーダンスが良好であるが、長さが７０ｍｍ以上になると、リターンロスが増大し、アンテナインピーダンスが悪化することが示されている。

なお、上記説明においては、フレキシブルケーブル１０を下筐体２の基板１７に設けられたグランド部分３２に接続することで、フレキシブルケーブル１０を基板１７に接地して電気長を短縮していた。しかし、基板１７のグランド部分３２に接続するのではなく、金属フレーム１５に接続するように構成してもよい。金属フレーム１５は基板１７のグランド層と接地されているので、フレキシブルケーブル１０は金属フレーム１５を介して接地されることになる。

また、上記説明において、フレキシブルケーブル１０は下筐体２側で接地されていたが、上筐体１側で接地するようにしてもよい。上筐体１側でフレキシブルケーブル１０を接地する場合も、基板２０のグランド部分ないし基板１側金属フレーム２１に接地することで、フレキシブルケーブル１０の電気長を短縮することができる。

また、上記説明において、フレキシブルケーブル１０は、導電性クッション２４を用いてグランド部分３２に接続していたが、導電性クッション２４に替えて、図１２に示されるように導電性ばね３４を用いてもよい。また、図１３に示される導電性ピン３５、図１４に示される導電性クリップ３６、図１５に示される半田３７、図１６に示される導電性ネジ３８を用いても、導電性クッション２４と同様の効果を奏する。

スライド型携帯電話機の外観を示す外観斜視図である。スライド型携帯電話機の分解斜視図である。スライド型携帯電話機の分解斜視図である。フレキシブルケーブルの基板への接続状況を示す外観図である。一般的なスライド型携帯電話機の断面を示す断面図である。本発明の実施の形態にかかるスライド型携帯電話機の断面を示す断面図である。本発明の実施の形態にかかるスライド型携帯電話機に適用されるフレキシブルケーブルの構成を示す平面図である。導電性クッションを基板に取り付ける構成を説明する説明図である。フレキシブルケーブルを導電性クッションを介して基板に接地する構成を説明する説明図である。本発明の実施の形態にかかるスライド型携帯電話機の効果の一例を説明する説明図である。本発明の実施の形態にかかるスライド型携帯電話機の効果の一例を説明する説明図である。本発明の実施の形態にかかるスライド型携帯電話機の変形例を示す断面図である。本発明の実施の形態にかかるスライド型携帯電話機の変形例を示す断面図である。本発明の実施の形態にかかるスライド型携帯電話機の変形例を示す断面図である。本発明の実施の形態にかかるスライド型携帯電話機の変形例を示す断面図である。本発明の実施の形態にかかるスライド型携帯電話機の変形例を示す断面図である。

符号の説明

１上筐体、２下筐体、３表示部、４受話部、５操作部、６送話部、
７スライド型携帯電話機、８上筐体ケース、９上筐体カバー、
１０フレキシブルケーブル、１１ケーブル導出孔、１２スライドレール、
１３下筐体カバー、１４ケーブル導入孔、１５スライダ、１６スライダ固定部、
１７基板、１８金属フレーム、１９給電ピン、２０上筐体側基板、
２１上筐体側金属フレーム、２２メインアンテナ、２３コネクタ接続部、
２４導電性クッション、２５接地部分、２６下筐体側コネクタ、
２７上筐体側コネクタ、２８信号線、２９グランド線、３０グランド接続部、
３１金属皮膜、３２グランド部分、３３粘着剤、３４導電性ばね、
３５導電性ピン、３６導電性クリップ、３７半田、３８導電性ネジ

Claims

電子部品が実装されるものであって、複数の導電層と絶縁層が積層されて形成されるとともに、前記複数の導電層のうち所定の導電層を接地用のグランド層として有する第１の基板と、
電子部品が実装されるものであって、複数の導電層と絶縁層が積層されて形成されるとともに、前記複数の導電層のうち所定の導電層を接地用のグランド層として有する第２の基板と、
前記第１の基板に実装された電子部品と前記第２の基板に実装された電子部品間で電気信号を伝達する信号線、前記第１の基板のグランド層と前記第２の基板のグランド層を接続するグランド線、前記第１の基板と前記第２の基板それぞれに前記信号線および前記グランド線を電気的に接続する接続部、この接続部から所定長さ離隔した位置に前記グランド線と電気的に接続されたグランド接続部を有し、このグランド接続部を介して前記第１の基板と接地されているケーブルとを設けたことを特徴とする携帯通信機。
ケーブルは、グランド接続部を、第１の基板のグランド層と電気的に接続されているグランド部と導通させることにより前記第１の基板に接地されることを特徴とする請求項１に記載の携帯通信機。
ケーブルは、第１の基板のグランド部に配設された導電性部材にグランド接続部を接触させることにより前記第１の基板に設置されることを特徴とする請求項２に記載の携帯通信機。
第１の基板は、前記電子部品を電磁的にシールドする金属製のシールド部材を備え、複数のグランド層のうち所定のグランド層と前記シールド部材を電気的に接続することにより、前記シールド部材を接地していることを特徴とする請求項１に記載の携帯通信機。
ケーブルは、シールド部材にグランド接続部を導通させることにより第１の基板に接地されることを特徴とする請求項４に記載の携帯通信機。
第１の基板は、実装された電子部品として少なくとも無線回路、この無線回路から伝達された信号を外部に送信するアンテナへの給電部が形成されており、前記アンテナが設けられた下筐体に内蔵されており、第２の基板は、少なくとも表示部を有する上筐体に内蔵されており、前記下筐体と前記上筐体はスライド可能に結合されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の携帯通信機。