JP2006325098A - スライド式携帯電話 - Google Patents

Abstract

【課題】 広帯域なアンテナ放射特性を得ることができ、よりよい通信性能を確保できるスライド式携帯電話を提供することを目的とする。
【解決手段】 本スライド式携帯電話は表示部筐体１と操作部筐体２とをスライドモジュール１７でスライド自在に連結している。スライドモジュール１７の可動部１９は、操作部基板１０に対して常に同じ位置関係にある。可動部１９を操作部基板１０に対して、任意のリアクタンス素子２４（０Ω、ｏｐｅｎを含む）を介して接続させる。リアクタンス素子２４は操作部基板１０のグランドに接続されている。給電点２５側の可動部１９と操作部基板１０との接続点を給電点側接続点２６、給電点２５と逆側の可動部１９と操作部基板１０との接続点を給電点逆側接続点２７とする。
【選択図】 図６

Description

この発明は、スライド式携帯電話のアンテナ放射特性に関するものである。

従来のスライド式携帯電話では、放射源となる電流がアンテナからフレキシブルケーブルを通じて、ＫＥＹ（操作）側、ＬＣＤ（表示）側の両基板に流れる。昨今の薄型化の要望に応えるため、両基板の間隔を薄くする必要がある。この場合、フレキシブルケーブルと両基板間の間隔は狭くなり、フレキシブルケーブルに大きな電流が流れる。また、表示部筐体と操作部筐体のスライド機構を実現するためには、スライドを可能とするスライドモジュールが必要となる。スライドモジュールは、スライドの開閉を補助するためにバネ部を持つものがある。この場合には、バネ部は導体で構成されるため、放射電流が流れてしまう。これらの要因により、スライド式携帯電話は非常に複雑な電流分布を持ち、放射が抑制されて狭帯域な放射特性を持つことになる。

これらの要因を改善するためには、フレキシブルケーブルに流れる電流を制御することが必要である。具体的には、フレキシブルケーブルの幅、長さ、両基板との間隔、或いは両基板への接続位置の最適条件等を求める必要がある。

しかし、機構的要求、デザイン的要求を満たすフレキシブルケーブルにおいて、その最適条件を求めることは非常に難しい。また、アンテナとしても、スライド開閉両時で最適なフレキシブルケーブルの条件が異なるという問題がある。更に、マルチバンドアンテナの設計においてはフレキシブルケーブルの最適条件が周波数帯により異なり、最適化が非常に難しい。

また、折り畳み筐体の一部にグランドに接続しない素子を設け、閉時にアンテナ素子とこの素子が結合することで、放射パターン（指向性）を変化させる折り畳み式携帯電話が提供されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、構造上の相違により、本技術をそのままスライド式携帯電話に適用することはできない。

特開２００３−３７４１５公報

従来のスライド式携帯電話は以上のように構成されていたので、アンテナ放射特性が挟帯域になってしまうという課題があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、スライドモジュールを利用することにより広帯域なアンテナ放射特性を得ることができ、よりよい通信性能を確保できるスライド式携帯電話を提供することを目的とする。

この発明に係るスライド式携帯電話は、第１の筐体と、第２の筐体と、前記第１の筐体と前記第２の筐体とをスライド自在に連結するスライドモジュールと、前記スライドモジュールと前記第１または第２の筐体に収容された基板とを接続するリアクタンス素子とを備えている。

この発明によれば、リアクタンス素子を介して前記スライドモジュールと前記基板との接続を行うことにより、インピーダンス特性が改善し、アンテナ放射特性の広帯域化を実現することができる。

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、本発明の実施の形態１に係るスライド式携帯電話の概観図である。図１において、本スライド式携帯電話は、表示部筐体１と操作部筐体２を備えている。表示部筐体１の表面には、中央にＬＣＤ等の表示部３、その両側に受話部４と送話部５を備えている。操作部筐体２の表面には、操作ＫＥＹ等から成る操作部６とその片側に送話部７を備えている。また、操作部筐体２は、他の片側にアンテナ収納部８を設けている。

図２は、図１の表示部筐体１と操作部筐体２のそれぞれの内部構成を示す図である。図２において、表示部筐体１には表示部基板９を内装し、操作部筐体２には操作部基板１０を内装している。表示部基板９は表示部３と接続され、操作部基板１０は操作部６と接続されている。また、表示部基板９と操作部基板１０とは、フレキシブルケーブル１１を介して接続されている。図１のアンテナ収納部８にはアンテナ素子１２が収容されている。

図３は、図２中の操作部基板９の詳細図である。図３（ａ）はアンテナ素子１２を誘電体製の土台１６上に形成した図であり、図３（ｂ）はアンテナ素子１２を操作部基板１０上に形成した図である。図３において、操作部基板１０にはＲＦ回路部１３が設けられ、ＲＦ回路部１３からの出力線路がアンテナへ接続される。ここで、アンテナとは、ＲＦ回路部１３からの出力伝送線路において、グランド１５の抜かれた部分からアンテナ素子１２のパターンまでの部分を指す。即ち、給電点とはＲＦ回路部１３からの出力伝送線路でグランド１５が抜かれた部分のことである。アンテナ素子１２のパターン形成は図３（ａ）、（ｂ）のいずれの方式であってもよい。

図４は、実施の形態１に係るスライド式携帯電話に搭載可能なアンテナ方式を示した図である。図４（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ板状アンテナ、メアンダ状アンテナ、ホイップアンテナ、ヘリカルアンテナを示している。アンテナ方式は、基板に電流を流すタイプのアンテナ（モノポールアンテナ）を用いる。モノポールアンテナであれば、図４（ａ）〜（ｄ）に示すアンテナ方式のいずれを用いてもよい。

図５は、実施の形態１に係るスライド式携帯電話に搭載するスライドモジュールを示した図である。図５（ａ）〜（ｆ）がスライドモジュールによるスライド機構を示しており、図５（ｇ）〜（ｋ）がスライドモジュールの詳細を示している。図５（ａ）〜（ｆ）において、一対のスライドモジュール１７が表示部筐体１の左右に配置され、本スライド式携帯電話のスライド機構を構成する。スライドモジュール１７は、伸縮自在なバネ部２０を有している。また、バネ部２０の一端には可動部１９が取り付けられ、可動部１９は操作部筐体２に取り付けられている。図５（ｃ）〜（ｆ）において、スライドモジュール１７のスライドガイド２１は表示部筐体１の樹脂ケースに固定され、可動部１９は操作部筐体２の樹脂ケースに固定されている。

図５（ｇ）〜（ｋ）において、スライドモジュール１７は、バネ部２０を構成するバネ２３とその内芯２２、挿通された内芯２２に対してスライド自在な可動部１９、それらを収容するスライドガイド２１を備えている。従って、可動部１９が、バネ２３の伸縮力に抗してスライドガイド２１内を移動することで、スライド機構の開閉が実現する。そして、バネの伸縮力を利用することでスライド閉時から開時へスムーズに切り替えることができる。

バネ２３、内芯２２、可動部１９、スライドガイド２１は全て導体である。図５（ｇ）において、可動部１９は、内部に挿通された内芯２２と電気的に接続されている。図５（ｈ）、（ｉ）において、内芯２２はその両端を、スライドガイド２１の内壁と電気的に接続されている。即ち、可動部１９とスライドガイド２１は、内芯２２を介して電気的に接続されている。

次に、本スライド式携帯電話の広帯域化を実現する構成について説明する。実施の形態１では、スライドモジュール１７に流れる電流を制御し、放射特性の広帯域化を図っている。図６は、この発明の実施の形態１に係るスライド式携帯電話において、広帯域化を実現する構成と動作を示した図である。図６（ａ）、（ｂ）はスライド開閉時の各部の構成を示している。図６（ｃ）は、スライド開時の縦断面図と、操作部基板１０の構成図である。

図６（ａ）〜（ｃ）において、スライドモジュール１７の可動部１９は、操作部基板１０に対して常に同じ位置関係にある。そこで、可動部１９を操作部基板１０に対して、任意のリアクタンス素子２４（０Ω、ｏｐｅｎを含む）を介して接続させる。リアクタンス素子２４は操作部基板１０のグランドに接続されている。ここで、“ｏｐｅｎ”とは「リアクタンス素子２４を電気的に接続しない」ということである。給電点２５側の可動部１９と操作部基板１０との接続点を給電点側接続点２６、給電点２５と逆側の可動部１９と操作部基板１０との接続点を給電点逆側接続点２７とする。

次に、動作について説明する。図６（ｄ）は、スライドガイド２１〜操作部基板１０の電気的な接続を示すブロック図である。図６（ｄ）において、可動部１９と操作部基板１０との電気的な接続の効果（インピーダンス特性変化）は、給電点２５との位置関係で決まる。即ち、給電点側接続点２６または給電点逆側接続点２７において、リアクタンス素子２４の値を調整することで、スライドモジュール１７に流れる電流を制御することができる。その結果、インピーダンスに共振点が発生し、アンテナ放射特性の広帯域化が可能となる。

図７は、図６中のスライドモジュール１７の可動部１９と操作部基板１０を電気的に接続しない場合のインピーダンス特性を示した図である。図７中の太線は通信使用帯域である。リターンロスは帯域内で３ｄＢ程度と悪い。一般的に、良好な通信を行うためには、リターンロスは６ｄＢ以上であることが望ましい。

図８は、図６中の給電点逆側接続点２７において、リアクタンス素子２４の値を変化させた場合のインピーダンス特性の変化を示した図である。図８（ａ）はリアクタンス素子２４がインダクタの場合を示し、図８（ｂ）はリアクタンス素子２４がコンデンサの場合を示している。図８において、インピーダンスに共振点が発生し、リターンロスが改善していることがわかる。また、図８（ａ）において、リアクタンス素子２４を０Ωとすることで最良のインピーダンス特性を得ることができ、帯域内でのリターンロスが６ｄＢ以上となる。

図９は、図６中の給電点側接続点２６において、リアクタンス素子２４の値を変化させた場合のインピーダンス特性の変化を示した図である。図９（ａ）はリアクタンス素子２４がインダクタの場合を示し、図９（ｂ）はリアクタンス素子２４がコンデンサの場合を示している。図９において、帯域内でのインピーダンス特性の変化はほとんど見られない。

図８、９より、可動部１９と操作部基板１０との接続点は、給電点２５との位置関係が重要であることがわかる。また、給電点２５から可動部までの長さとスライドモジュール１７とで放射電流が共振することによりリターンロスが改善すると考えられる。給電点逆側接続点２７を０Ωとすることでリターンロスが最も改善し広帯域化している。

図１０は、図６中の給電点逆側接続点２７において、リアクタンス素子２４をｏｐｅｎ、０Ωとした場合の放射効率の変化を示した図である。図１０において、ｏｐｅｎの放射効率より０Ωの放射効率が、周波数１９５０ＭＨｚで１．２ｄＢ、２１５０ＭＨｚで１．５ｄＢ改善している。

以上のように、この実施の形態１によれば、給電点逆側接続点２７において、リアクタンス素子２４を介して可動部１９と操作部基板１０との接続を行うことにより、アンテナ放射特性の広帯域化を実現することができる。

実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２について説明する。スライド開閉両時において可動部１９と操作部基板１０が接続されているため、両者の接続はスライド閉時のインピーダンス特性にも影響を及ぼす。即ち、スライド開時での最適なリアクタンス素子２４（実施の形態１）が、スライド閉時においても最適になるとは限らない。実施の形態２に係るスライド式携帯電話は、スライド開閉両時の最適化を図ったものである。図１〜５までの構成は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。

図１１は、この発明の実施の形態２に係るスライド式携帯電話において、操作部基板１０の詳細を示した図である。図１１（ａ）は操作部基板１０の構成図である。図１１（ａ）において、可動部１９と操作部基板１０の間にスライド開閉切り替え用の１入力２出力のＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｔｈｒｏｗ）スイッチ２８を設けている。ＳＰＤＴスイッチ２８のそれぞれの出力側にはスライド開時用のリアクタンス素子２９、スライド閉時用のリアクタンス素子３０を接続し、入力側には可動部１９を接続する。リアクタンス素子２９、３０は操作部基板１０のグランドに接続されている。なお、ＳＰＤＴスイッチ２８の代わりに、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）スイッチや半導体スイッチを設けてもよい。

次に、動作について説明する。図１１（ｂ）はスライドガイド２１〜操作部基板１０の電気的な接続を示すブロック図である。図１１（ｂ）において、スライドガイド２１内を可動部１９がスライドすることにより、スライド開閉検出用信号がＳＰＤＴスイッチ２８に入力される。ＳＰＤＴスイッチ２８は、開閉両時に対応した同信号に応じてパスを決定し、それぞれの場合に最適なリアクタンス素子（スライド開時用）２９、リアクタンス素子（スライド閉時用）３０に切り替える。

図１２は、図１１中の給電点逆側接続点２７において、スライド閉時にリアクタンス素子３０をｏｐｅｎ、０Ωとした場合の放射効率の変化を示した図である。図１２において、２１５０ＭＨｚで、０Ωの放射効率がｏｐｅｎの放射効率より１．１ｄＢ劣化していることがわかる。この場合、給電点側接続点２６及び給電点逆側接続点２７で、リアクタンス素子３０がｏｐｅｎとなるようにＳＰＤＴスイッチ２８で切り替えることにより、スライド閉時の放射効率の劣化を防ぐことができる。

以上のように、この実施の形態２によれば、給電点逆側接続点２７において、ＳＰＤＴスイッチ２８で、スライド開閉時にそれぞれの場合に最適なリアクタンス素子２９、３０を切り替えることにより、アンテナ放射特性の広帯域化を実現することができる。

実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３について説明する。マルチバンドアンテナを搭載する場合には、それぞれの周波数帯において最適なリアクタンス素子が異なる。この場合、実施の形態２と同様に操作部基板とスライドモジュール間に、ＳＰＤＴスイッチ、または１入力３出力のＳＰ３Ｔ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ ３ Ｔｈｒｏｗ）スイッチを設けることで対応できる。図１〜５までの構成は実施の形態１、２と同様であるので説明を省略する。

図１３は、この発明の実施の形態３に係るスライド式携帯電話において、操作部基板１０の詳細を示した図である。図１３（ａ）は操作部基板１０の構成図である。１３（ａ）において、可動部１９と操作部基板１０の間に選択周波数切り替え用のＳＰＤＴスイッチ２８を設けている。ＳＰＤＴスイッチ２８のそれぞれの出力側には、各周波数帯（例えば、ｆ１＜ｆ２）で最適なリアクタンス素子（ｆ１用）３１、リアクタンス素子（ｆ２用）３２（０Ω，ｏｐｅｎを含む）を接続し、入力側には可動部１９を接続する。リアクタンス素子３１、３２は操作部基板１０のグランドに接続されている。図６（ａ）ではＳＰＤＴを搭載しているが、ＳＰ３Ｔでも、リアクタンス素子の数が増加する以外は同様である。なお、ＳＰＤＴ、ＳＰ３Ｔスイッチは、ＭＥＭＳであっても半導体スイッチであってもよい。

次に、動作について説明する。図１３（ｂ）はスライドガイド２１〜操作部基板１０の電気的な接続を示すブロック図である。図１３（ｂ）において、選択周波数が切り替わることにより、選択周波数検知用信号がＳＰＤＴスイッチ２８に入力される。ＳＰＤＴスイッチは、選択周波数ｆ１、ｆ２に対応した同信号に応じてパスを決定し、それぞれの場合に最適なリアクタンス素子３１、３２に切り替える。

また、図１３（ａ）の構成を用いずに、集中定数によるフィルタを用いることもできる。図１３（ｃ）は、図１３（ａ）のＳＰＤＴスイッチ２８、リアクタンス素子３１、３２の代わりに、集中定数によるフィルタ３３を備えた操作部基板１０の構成図である。また、図１３（ｄ）は、スライドガイド２１〜操作部基板１０の電気的な接続を示すブロック図である。図１３（ｃ）、（ｄ）において、フィルタ３３は、選択周波数ｆ１に対してはｆ１用のリアクタンス値、選択周波数ｆ２に対してはｆ２用のリアクタンス値を得るものである。その他の構成、動作は前述の通り（図１３（ａ）、（ｂ））であるので説明を省略する。

図１４は、図１３中の給電点逆側接続点２７において、対応するリアクタンス素子３１をｏｐｅｎ、０Ωとした場合のインピーダンス特性を示した図である。図１４では、使用周波数帯が２ＧＨｚ、８００ＭＨｚのデュアルバンドアンテナを用いている。図１４において、２ＧＨｚ帯（スライド開時）で最適であった０Ωのリアクタンス素子（図８（ａ）を参照）が、８００〜９００ＭＨｚではｏｐｅｎとなっている。

図１５は、図１３中の給電点逆側接続点２７において、リアクタンス素子３１をｏｐｅｎ、０Ωとした場合の放射効率の変化を示した図である。図１５において、８８５ＭＨｚで、０Ωの放射効率がｏｐｅｎの放射効率より０．７ｄＢ劣化している。図１４、１５から、図１３において２ＧＨｚ用のリアクタンス素子３２を０Ω、８００ＭＨｚ用のリアクタンス素子３１をｏｐｅｎとなるようにＳＰＤＴスイッチ２８で切り替えることにより、８００ＭＨｚ帯での放射効率の劣化を防ぐことができる。

また、図８（ａ）より給電点逆側接続点２７において、リアクタンス素子を０Ωとすることで１．８ＧＨｚ付近のリターンロスも改善していることから、ＳＰ３Ｔスイッチを用いて８００ＭＨｚ、１．８ＧＨｚ、２ＧＨｚのトリプルバンドへ対応することも可能である。

以上のように、この実施の形態３によれば、給電点逆側接続点２７において、給電点逆側接続点２７において、ＳＰＤＴスイッチ２８で、それぞれの選択周波数に最適なリアクタンス素子３１、３２を切り替えることにより、アンテナ放射特性の広帯域化を実現することができる。

実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４について説明する。図１６は、本発明の実施の形態４に係るスライド式携帯電話の構成図である。図１６において、スライドモジュール１７を操作部筐体２の樹脂ケースに固定し、可動部１９と表示部基板９を任意のリアクタンス素子３４を介して接続点３５で接続している。リアクタンス素子３４は表示部基板９のグランドに接続されている。実施の形態４は、実施の形態１と同様の効果を有するが、実施の形態２、３の構成を適用することも可能である。

以上のように、この実施の形態４によれば、スライドモジュール１７を操作部筐体２の樹脂ケースに固定し、可動部１９を表示部基板９とリアクタンス素子３４を介して接続することにより、実施の形態１と同様にアンテナ放射特性の広帯域化を実現することができる。

この発明の実施の形態１に係るスライド式携帯電話の外観図である。 図１の表示部筐体１と操作部筐体２のそれぞれの内部構成を示す図である。 図２中の操作部基板９の詳細図である。 図１のスライド式携帯電話に搭載可能なアンテナ方式を示した図である。 図１のスライド式携帯電話に搭載するスライドモジュールを示した図である。 この発明の実施の形態１に係るスライド式携帯電話において、広帯域化を実現する構成と動作を示した図である。 図６中のスライドモジュール１７の可動部１９と操作部基板１０を電気的に接続しない場合のインピーダンス特性を示した図である。 図６中の給電点逆側接続点２７において、リアクタンス素子２４の値を変化させた場合のインピーダンス特性の変化を示した図である。 図６中の給電点側接続点２６において、リアクタンス素子２４の値を変化させた場合のインピーダンス特性の変化を示した図である。 図６中の給電点逆側接続点２７において、リアクタンス素子２４の有無による放射効率の変化を示した図である。 この発明の実施の形態２に係るスライド式携帯電話において、操作部基板１０の詳細を示した図である。 図１１中の給電点逆側接続点２７において、スライド閉時のＳＰＤＴスイッチ２８の有無による放射効率の変化を示した図である。 この発明の実施の形態３に係るスライド式携帯電話において、操作部基板１０の詳細を示した図である。 図１３中の給電点逆側接続点２７において、対応するリアクタンス素子３１をｏｐｅｎ、０Ωとした場合のインピーダンス特性を示した図である。 図１３中の給電点逆側接続点２７において、リアクタンス素子３１をｏｐｅｎ、０Ωとした場合の放射効率の変化を示した図である。 この発明の実施の形態４に係るスライド式携帯電話の構成図である。

符号の説明

１ 表示部筐体、２ 操作部筐体、３ 表示部、４ 受話部、５ 送話部、６ 操作部、７ 送話部、８ アンテナ収納部、９ 表示部基板、１０ 操作部基板、１１ フレキシブルケーブル、１２ アンテナ素子、１３ ＲＦ回路部、１４ 給電ピン、１５ グランド、１６ 土台、１７ スライドモジュール、１８ 樹脂ケース、１９ 可動部、２０、バネ部、２１ スライドガイド、２２ 内芯、２３ バネ、２４ リアクタンス素子、２５ 給電点、２６ 給電点側接続点、２７ 給電点逆側接続点、２８ ＳＰＤＴスイッチ、２９ リアクタンス素子（スライド開時用）、３０ リアクタンス素子（スライド閉時用）、３１ リアクタンス素子（ｆ１用）、３２ リアクタンス素子（ｆ２用）、３３ フィルタ、３４ リアクタンス素子、３５ 接続点。

Claims (5)

1. 第１の筐体と、
   第２の筐体と、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体とをスライド自在に連結するスライドモジュールと、
   前記スライドモジュールと前記第１または第２の筐体に収容された基板とを接続するリアクタンス素子とを備えたスライド式携帯電話。
2. 前記基板に接続され、スライド開時に対応する開時用リアクタンス素子と、
   前記基板に接続され、スライド閉時に対応する閉時用リアクタンス素子と、
   前記開時用リアクタンスと前記閉時用リアクタンス素子とを出力側に接続し、前記スライドモジュールを入力側に接続する１入力２出力スイッチとを備え、
   前記１入力２出力スイッチが前記スライド式携帯電話の開閉状態に応じて、前記開時用リアクタンスと前記閉時用リアクタンスとを切り替えることを特徴とする請求項１記載のスライド式携帯電話。
3. 前記基板に接続され、それぞれが所定の周波数に対応する複数のリアクタンス素子と、
   前記複数のリアクタンス素子を出力側にそれぞれ接続し、前記スライドモジュールを入力側に接続する１入力多出力スイッチとを備え、
   前記１入力多出力スイッチが、前記スライド式携帯電話の選択周波数に応じて、前記複数のリアクタンス素子のうちの前記選択周波数に対応するリアクタンス素子を切り替えることを特徴とする請求項１または請求項２記載のスライド式携帯電話。
4. 前記スライドモジュールが、
   前記スライド式携帯電話のスライド方向に延出するスライドガイドと、
   前記スライドガイドに収容され、前記スライドガイドの長さ方向に延出して両端を前記スライドガイドの内壁と接続する内芯と、
   前記スライドガイドに収容され、前記内芯を内側に挿通されたバネと、
   前記内芯を挿通され、前記バネと前記スライドガイドの一端との間で、前記スライドガイドに沿ってスライドする可動部とを備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のスライド式携帯電話。
5. 前記スライドガイドが、前記第１または第２の筐体に固定され、
   前記可動部が、前記スライドガイドが固定された筐体とは別の筐体に固定されていることを特徴とする請求項４記載のスライド式携帯電話。
   
   

Images