JP2008153801A - アンテナおよび無線機能を有する端末装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】携帯電話装置などの各種装置内に、特に低周波用のアンテナを効率的に収納可能とするとともに、装置利用時の人体によるアンテナインピーダンスの乱れなどが生じないようにすることを目的とする。
【解決手段】携帯電話装置の筐体14,15上部付近などに、プリント基板16上に形成された基板アンテナ部20と、板金アンテナ21からなるアンテナを収納する。基板アンテナ部20は、プリント基板上に他の配線パターンとともに形成される導体パターンを含む。
【選択図】図2
【解決手段】携帯電話装置の筐体14,15上部付近などに、プリント基板16上に形成された基板アンテナ部20と、板金アンテナ21からなるアンテナを収納する。基板アンテナ部20は、プリント基板上に他の配線パターンとともに形成される導体パターンを含む。
【選択図】図2
Description
本発明はアンテナおよび、アンテナを備えた、無線機能を有する端末装置に関する。本発明は特に、10MHzから100MHz程度の、低周波帯を利用した無線通信のためのアンテナ構造、あるいはこのようなアンテナを備えた端末装置に関する。
このような端末装置の例として、携帯電話装置があげられる。携帯電話装置では、例えばW−CDMAやcdma2000といった通信方式による通信が行われている。このような通信では、数100MHzから数GHzの帯域の電波を利用して、音声やデータ通信が行われ、そのためのアンテナが携帯電話装置の筐体内に設けられている。
以下の説明では、端末装置例として特に携帯電話装置を取り上げて説明を行うが、本発明は携帯電話装置に限定されることを主旨とするものではない。
ここで、近年では携帯電話装置に数多くの機能が搭載されるようになって来た。その機能の一例として、FM放送の送受信機能が上げられる。
携帯電話装置にFM放送の受信機能を加えることによって、携帯電話装置を用いてFM放送を聴くことが可能となる。一方、携帯電話装置に音楽データを記憶させて、携帯電話装置を用いて音楽を聴くという用途がある。その際に、微弱なFM放送に対応した帯域の電波を利用して、外部の受信装置に携帯電話装置に記憶された音楽データを送信して、外部受信装置で音楽を聴くという用途も考えられている。
図8は、従来の携帯電話装置の外観を示す図面である。図において、101は上部筐体、102は下部筐体である。上部筐体101と下部筐体102とは、ヒンジ機構103によって回動可能に接続されている。また、携帯電話装置内には、音声やデータ通信を行うための内蔵アンテナ104が設けられている。
一方、携帯電話装置には外付けのイヤホン105を着脱自在に接続することができる。このイヤホン105を用いることで、携帯電話装置内に記憶された音楽などを聴くことが可能である。また、イヤホン105をFM放送受信用のアンテナとして用いることで、携帯電話装置を用いてFM放送を聴くことが可能となる。
特開平9−331209号公報
ところが、従来の技術では以下のような問題が生じていた。
従来の携帯電話装置では、イヤホンをアンテナに兼用しているため、FM放送受信のためにイヤホンを用いる必要があった。
一方、携帯電話装置にスピーカを設け、このスピーカを用いて音楽などを聴くという利用形態がある。このスピーカを用いてFM放送を聴こうとしても、FM放送受信のためには携帯電話装置にイヤホン105を接続しておく必要がある。この場合には、イヤホンからの音声出力が優先され、スピーカから音声を出力することができない。
これに対し、スピーカからの音声出力を可能とするためには、アンテナとして利用されるイヤホンを携帯電話装置から取り外さなければならず、FM放送の受信自体ができないという問題点がある。
携帯電話装置からのFMを利用した情報送信の場合にも、携帯電話装置にイヤホンを接続したままでなければ外部の受信装置への情報通信を行うことができない。
また、FM放送などに用いられる10MHzから100MHz程度の低周波帯の電波は、1/4波長が数mに達する。このような波長に対応するアンテナを携帯電話装置のような小型装置の筐体内に格納するのはただでさえ困難である。特に、携帯電話装置は高機能化が進んでおり、各種の回路やカメラ、スピーカなどの各種モジュールが筐体内に多数配置される傾向にある。このような状況でアンテナを筐体内に設置しようとしても、他の部品とアンテナが干渉する恐れが高い。また、場合によってはアンテナを収納する筐体の大型化を招き、携帯電話装置のデザイン性が損なわれるというデメリットがある。
携帯電話装置の中には、図8に示したように折畳み式筐体を採用した装置が存在する。このような装置では、筐体内のスペースに比較的余裕があり、アンテナの実装スペースも相対的に確保しやすいと考えられる。しかし、アンテナの実装場所が問題となり得る。例えば、下部筐体には操作部が設けられるなど、操作者が筐体を握る状況が起こりやすい。このような下部筐体にアンテナを収納した場合、操作者が下部筐体を握った際に操作者の手がアンテナに近接しやすい。人体がアンテナに近接した場合、アンテナインピーダンスの乱れや電波の放射効率劣化などを招き、FM放送の送受信に支障をきたす可能性がある。
本発明は上記のような問題点を解決することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明によるアンテナは、搭載される装置のプリント基板の少なくとも一つの面に形成された導体パターンと、プリント基板の一つの面に搭載されて導体パターンと接続されるチップアンテナと、装置の筐体内に導体パターンの一端と接触可能に配置された板金アンテナ部とを備えたことを特徴とする。
特に、本発明のアンテナは、導体パターンが、プリント基板の第一の面に形成された第一の導体パターンと、プリント基板の第二の面に形成された第二の導体パターンとを備え、第一の導体パターンの一端と第二の導体パターンの一端とは、プリント基板に形成されたスルーホールを介して接続されることを特徴とする。
また、本発明のアンテナは、導体パターンはプリント基板の第一面に形成され、チップアンテナはプリント基板の第二面に配置されており、導体パターンの一端とチップアンテナの一端とは、プリント基板に形成されたスルーホールを介して接続されることを特徴とする。
さらに、本発明によるアンテナは、板金アンテナ部の一端がばね性を有した第一の接点として形成されており、導体パターンの一端には第一の接点が接触する第二の接点が形成されていることを特徴とする。
一方、本発明による端末装置は、回路を搭載する回路基板と、回路基板上に形成された導体パターンと、回路基板上に搭載されたチップアンテナと、板金により構成された板金アンテナとを有し、チップアンテナと導体パターンと板金アンテナとが接続された状態で内蔵アンテナを構成することを特徴とする。
特に、本発明による端末装置では、導体パターンが、回路基板の第一の面上に形成されるとともに、チップアンテナは回路基板の第二の面上に形成され、導体パターンの一端とチップアンテナの一端とが回路基板に形成されたスルーホールを介して接続されていることを特徴とする。
また、本発明による端末装置では、導体パターンが回路基板の第一の面上に形成された第一の導体パターン部と、回路基板の第二の面上に形成された第二の導体パターン部とを有し、第一の導体パターン部と第二の導体パターン部とが回路基板に形成されたスルーホールを介して接続されていることを特徴とする。
さらに、本発明による端末装置では、利用者により操作される操作部を有する第一の筐体と、第一の筐体に対して開閉可能に支持されている第二の筐体とを有し、内蔵アンテナは第二の筐体内に収納されていることを特徴とする。
特に、第二の筐体には通話時の通話相手からの音声を出力するレシーバが設けられ、内蔵アンテナは前記レシーバが配置された位置付近に配置されていることを特徴とする。
さらにまた、内蔵アンテナは短波長帯用アンテナであることを特徴とする。
本発明によれば、アンテナを装置内部の空間に有効的に収納可能となる。特に、アンテナを複数の要素から構成し、これらを三次元的(基板の表裏など)に配置することで、空間の効率的な利用を可能とするとともに、アンテナの実効長を所望のものに近づけることもできる。
また、装置内部に有効的にアンテナを配置可能となることから、例えば装置外部にアンテナを外付けする必要がなく、上記の例と比較するとイヤホンを装置に付けたままにしてのFM放送受信が解消できる。
一方、装置内部にアンテナを収納可能としていることから、筐体の大型化などの対応によるアンテナ内蔵を行う必要がなくなり、筐体デザインを損なうこともない。
さらには、アンテナを操作者が把持しない筐***置に配置することによって、人体によるアンテナインピーダンスの乱れなどの問題が生じる可能性を低減させることができる。折りたたみ式の筐体を有する装置において、一方の筐体の最上部にアンテナを収納するのは、この効果を生む一対応策である。
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明では端末装置の例として携帯電話装置を対象とするが、本発明の適用される装置は携帯電話装置に限定されるものではない。
図1は、本実施形態による携帯電話装置の外観を示す図面である。図1(a)はカバーを開いた状態、図1(b)はカバーを閉じた状態を示す。図1から明らかな通り、本実施形態による携帯電話は、上部筐体1と下部筐体2との二つに分割された筐体を有する(上記の「カバー」に相当する)。上部筐体1と下部筐体2とは、回動可能なヒンジ機構3により接続されており、相互に開閉可能となっている。通話時には、図1(a)に示されるように、上部筐体1と下部筐体2とを開いた形態で用いられる。通話を行わない場合には、図1(b)に示されるように上部筐体1と下部筐体2とを閉じた状態とすることができる。
図1(a)に示されるように、上部筐体1の裏面には、各種の情報を表示するための液晶ディスプレイ7が設けられる。また、液晶ディスプレイ7の上側には、通話時に通話している相手の音声を聞くためのレシーバ10が設けられる。一方、上部筐体1の両側面にはスピーカ11が設けられている。このスピーカ11は、通話している相手の音声を聞くために用いられるとともに、携帯電話を用いて音楽を聴く際に利用される。さらに、上部筐体1には、画像を撮像するためのカメラ12が設けられる。
一方、下部筐体2には、電話番号や文字を入力する際に用いられるキーを備えた操作部8が設けられる。また、操作部8の下部には、通話時に携帯電話の利用者が発する音声を集音する集音マイク9が設けられる。一方、下部筐体2の裏面には、携帯電話に電源を供給するバッテリ13が設けられ、さらに下部筐体2の内部にはメインアンテナ4などが設けられる。また、携帯電話には、図示しない通信を行うための各種回路が設けられている。
メインアンテナ4は、音声による通話あるいはデータ通信を行うために用いられる内蔵アンテナである。携帯電話装置では、例えばW−CDMAやcdma2000などの通信方式に対応した、数100MHz帯から数GHz帯の高周波帯を利用して通信が行われ、メインアンテナ4はこの高周波帯の電波に対応したものである。
一方、低周波用アンテナ6は、FM放送のような10MHzから100MHz程度の低周波を用いた通信に用いられる。本実施形態による携帯電話は、図示しない記憶部に記憶された音楽などのデータを微弱なFM通信によって外部の受信装置に送信し、外部受信装置を用いて記憶部に記憶された音楽を聴くという利用形態に対応している。なお、詳細は後述するように、本実施形態による低周波用アンテナ6は、複数のアンテナ素子から構成される。また、本実施形態では、低周波用アンテナ6は上部筐体1の最上部、レシーバ10付近に設けられている。この位置は、通話時に携帯電話装置の操作者が把持する可能性の低い位置である。
図2は、本実施形態による携帯電話の上部筐体1を分解した状態を示す斜視図である。上部筐体1は、フロントケース14とリアケース15とから構成される。フロントケース14とリアケース15とは、ネジ19で固定される。
上部筐体1内には、プリント基板16が収納される。プリント基板16上には、カメラユニット12が直接搭載されている。また、プリント基板16上には、図示しない各種の回路素子が搭載される。プリント基板16の上にはさらにケーブルコネクタ17が設けられる。ケーブルコネクタ17には、下部筐体2から延びている同軸ケーブル18が接続され、これによって下部筐体2内の回路と上部筐体1内の回路とが接続される。フロントケース14とプリント基板16との間には、液晶ディスプレイユニット7が取付けられる。
一方、上部筐体1には、前述のスピーカ11が収納されている。スピーカ11は左右各ひとつずつ、計2個設けられる。さらに、上部筐体1の上部には、レシーバ10が収納される。液晶ディスプレイユニット7、カメラユニット12、スピーカ11、レシーバ10はそれぞれプリント基板16に接続されており、これら各ユニットの動作はプリント基板16に搭載された回路によって制御される。
このように、上部筐体1内には、さまざまな部品が搭載されており、各部品はそれぞれが干渉しないように配置される必要がある。さらに、本実施形態の上部筐体1には、低周波用アンテナ6が搭載されているが、低周波用アンテナ6も他の部品と干渉しないように、限られたスペース内に、所定の波長の電波に対応した実効長を有するように配置することが求められる。このため、本実施形態による低周波用アンテナ6は、基板アンテナ部20と板金アンテナ21とを有する。
基板アンテナ部20は、上部筐体1に収納されるプリント基板16の図示上部に形成されている。図3および図4は、プリント基板16の上部付近を拡大図示した図面である。ここで、図3はプリント基板16の一方の面を、図4はプリント基板16の他方の面を示している。プリント基板16の上部には、レシーバ10が接続されるレシーバコネクタ29が設けられる。
図3に示されるように、プリント基板16の上には、基板アンテナ部20を構成する要素として、チップアンテナ22が設けられている。チップアンテナ22には、インピーダンス整合を取るための整合回路26を介してFM受信/送信モジュール27が接続されている。FM受信/送信モジュール27は、低周波用アンテナ6を介した電波の送受信処理を行うものである。一方、チップアンテナ22の他端には、プリント基板16の裏面に貫通する第一のスルーホール23aが接続されている。
また、プリント基板16の同じ面には、導体パターン24が形成されている。導体パターン24の一端には、後述する板金アンテナ21が接する板金アンテナ接点25が形成されている。また、導体パターン24の他端には、第二のスルーホール23bが形成されている。
一方、プリント基板16の他面には、図4に示されるように導体パターン24aが形成されている。導体パターン24aの一端には第一のスルーホール23aが接続されており、他端には第二のスルーホール23bが接続されている。導体パターン24aはS字状に形成されており、この形状によって実効長が可能な限り延びるようにされている。
プリント基板16の上には、配線パターンが形成されている。本実施形態による導体パターン24、24aは、これら配線パターンと同様の手法でプリント基板16上に形成することができる。
導体パターン24と導体パターン24aとは、第二のスルーホール23bを介して接続されている。一方、導体パターン24aとチップアンテナ22とは、第一のスルーホール23aを介して接続されている。このように、チップアンテナ22−導体パターン24a−導体パターン24が連続的に接続され、総体として基板アンテナ部20を形成している。また、導体パターン24/チップアンテナ22と導体パターン24aとは、それぞれプリント基板の異なる面に配置されており、基板アンテナ20配置のための空間を有効的に確保できるようにしている。
なお、プリント基板16は、ネジ止め部28を介してフロントケース14とリアケース15との間に固定される。
図5は本実施形態による板金アンテナ21の斜視図を、同様に図6は板金アンテナ21の正面図を示している。本実施形態による板金アンテナ21は、一枚の板金により構成されている。
板金アンテナ21の一端には、ばね接点30が形成されている。ばね接点30は、板金アンテナ21の一端を折り曲げて、ばね性を持たせたものである。図6では、折り返し部分となるばね接点30は点線にて図示されている。一方、板金アンテナ21の他端はアンテナ端32として作用する。アンテナ端32付近には、板金アンテナ21を筐体に対して固定するためのネジ止め孔32が形成されている。
図2において、リアケース15の上部は複数の区画に区切られている。このうち、上から2段目の区切りには、左右のスピーカ11が収納される。また、最上段の図示左側には、レシーバ10が収納される。スピーカ11が収納される領域の下は、下部筐体2から引き出される同軸ケーブル18の引き出し口が設けられ、かつプリント基板16の上にはカメラユニット12をはじめとする各種回路ユニットが搭載されている。本実施形態による板金アンテナ21は、リアケース15の区切り部分のうち、何も収納されない図示最上段右側の区切り内に収納される。このように、本実施形態による板金アンテナ21は、他の部品と干渉しない位置で、且つ筐体内にあるわずかな隙間内に設けられる。
本実施形態による板金アンテナ21は、図5および図6に示されるようにS字状の形状に形成されている。これは、導体パターン24aの場合と同様に、アンテナの実効長を増すための対応であると同時に、上記の限られた領域内に板金アンテナ21を収納可能とするための対応でもある。
図7は、本実施形態による板金アンテナ21とプリント基板16および基板アンテナ部20とを接続した状態を示している。板金アンテナ21のネジ止め孔32は、プリント基板16に形成されたネジ止め部28と重ねられた上で、図2に図示されたネジ9によってフロントケース14とリアケース15との間に挟まれるように固定される。
一方、板金アンテナ21のばね接点30は、板金アンテナ21の一端がプリント基板16に対して固定された状態で、プリント基板16に形成された板金アンテナ接点25に対向する位置に配置される。板金アンテナ21の一端が固定されていることで、ばね接点30と板金アンテナ接点25とが電気的に接触し、板金アンテナ21と基板アンテナ部20とが一体の低周波用アンテナ6を構成する。板金アンテナ21と基板アンテナ部20とを接続することで、低周波用アンテナ6の実効長をさらに延ばすことが可能となる。
板金アンテナ21は、プリント基板16上に形成された基板アンテナ部20上に重ねられるように配置される。このように、アンテナを三次元的に配置することによって、低周波用アンテナ6収納のための空間を効率的に確保することが可能となる。
携帯電話装置はその筐体サイズが小さいために、新たな部品を付加するための筐体内の余裕に乏しい。しかし、本実施形態によるアンテナを用いることで、わずかな携帯電話装置筐体内のわずかなスペースに、必要とされる実効長を有するアンテナを有効に配置することが可能となる。
上記説明したように、本実施形態では、携帯電話装置が利用されている際に操作者が把持する可能性の低い、液晶ディスプレイが搭載された上部筐体内に、低周波用アンテナを搭載している。これによって、人体によるアンテナインピーダンスの乱れ、放射効率の劣化などが生じる可能性を低減することが可能となる。
また、本実施形態による携帯電話装置では、上部筐体内のデッドスペースを利用して、限られた空間内に低周波用アンテナを収容することができる。特に、上記実施形態例で具体的に言えば、チップアンテナと、プリント基板上に形成された導体パターン、そして板金アンテナといった形式の異なる複数のアンテナ要素を立体的な配置で組み合わせることによって、アンテナ配置上の問題を効率的に解決するとともに、要求されるアンテナの実効長を確保することができる。このため、携帯電話装置の外部に外付けのアンテナ素子を取り付ける必要がなくなり、また筐体のデザインを損なうことなく、FM放送などの低周波帯を利用した送受信を行うことが可能となる。
本発明は、特に以下の点を特徴としている。
(付記1)
無線機能を有する装置に搭載可能なアンテナにおいて、
前記装置のプリント基板の少なくとも一つの面に形成された導体パターンと、
前記プリント基板の一つの面に搭載され、前記導体パターンと接続されるチップアンテナと、
前記装置の筐体内に、前記導体パターンの一端と接触可能に配置された板金アンテナ部と、を備えたことを特徴とする、アンテナ。
(付記2)
付記1記載のアンテナにおいて、
前記導体パターンは、前記プリント基板の第一の面に形成された第一の導体パターンと、
前記プリント基板の第二の面に形成された第二の導体パターンとを備え、
前記第一の導体パターンの一端と、前記第二の導体パターンの一端とは、前記プリント基板に形成されたスルーホールを介して接続されることを特徴とする、アンテナ。
(付記3)
付記1に記載のアンテナにおいて、
前記導体パターンは前記プリント基板の第一面に形成され、
前記チップアンテナは前記プリント基板の第二面に配置されており、
前記導体パターンの一端と、前記チップアンテナの一端とは、前記プリント基板に形成されたスルーホールを介して接続されることを特徴とする、アンテナ。
(付記4)
付記1に記載のアンテナにおいて、
前記板金アンテナ部の一端は、ばね性を有した第一の接点として形成されており、
前記導体パターンの一端には、前記第一の接点が接触する第二の接点が形成されていることを特徴とする、アンテナ。
(付記5)
無線機能を有する端末装置において、
回路を搭載する回路基板と、
前記回路基板上に形成された導体パターンと、
前記回路基板上に搭載されたチップアンテナと、
板金により構成された板金アンテナとを有し、
前記チップアンテナと、前記導体パターンと、前記板金アンテナが接続された状態で内蔵アンテナを構成していることを特徴とする、端末装置。
(付記6)
付記5に記載の端末装置において、
前記導体パターンは、前記回路基板の第一の面上に形成されるとともに、
前記チップアンテナは前記回路基板の第二の面上に形成され、
前記導体パターンの一端と、前記チップアンテナの一端とは、前記回路基板に形成されたスルーホールを介して接続されていることを特徴とする、端末装置。
(付記7)
付記5に記載の端末装置において、
前記導体パターンは、前記回路基板の第一の面上に形成された第一の導体パターン部と、前記回路基板の第二の面上に形成された第二の導体パターン部とを有し、
前記第一の導体パターン部と前記第二の導体パターン部とは、前記回路基板に形成されたスルーホールを介して接続されていることを特徴とする、端末装置。
(付記8)
付記5に記載の端末装置は、
利用者により操作される操作部を有する第一の筐体と、
前記第一の筐体に対して開閉可能に支持されている第二の筐体とを有し、
前記内蔵アンテナは、前記第二の筐体内に収納されていることを特徴とする、端末装置。
(付記9)
付記8に記載の端末装置は携帯電話装置であり、
前記第二の筐体には、通話時の通話相手からの音声を出力するレシーバが設けられ、
前記内蔵アンテナは前記レシーバが配置された位置付近に配置されていることを特徴とする、端末装置。
(付記10)
付記5に記載の端末装置において、
前記内蔵アンテナは、短波長帯用アンテナであることを特徴とする、端末装置。
(付記11)
筐体と、
筐体内に収納される回路基板と、
回路基板上に形成された基板アンテナ部と、
前記基板アンテナ部に接触する接点が形成され、前記基板アンテナ部の上に載置される第二のアンテナ部と、を備えることを特徴とする、情報端末装置。
(付記12)
付記11記載の情報端末装置において、
前記基板アンテナ部は、前記回路基板上に形成された導体パターンを含むことを特徴とする、情報端末装置。
図1は、本実施形態による携帯電話装置の外観を示す図面である。図1(a)はカバーを開いた状態、図1(b)はカバーを閉じた状態を示す。図1から明らかな通り、本実施形態による携帯電話は、上部筐体1と下部筐体2との二つに分割された筐体を有する(上記の「カバー」に相当する)。上部筐体1と下部筐体2とは、回動可能なヒンジ機構3により接続されており、相互に開閉可能となっている。通話時には、図1(a)に示されるように、上部筐体1と下部筐体2とを開いた形態で用いられる。通話を行わない場合には、図1(b)に示されるように上部筐体1と下部筐体2とを閉じた状態とすることができる。
図1(a)に示されるように、上部筐体1の裏面には、各種の情報を表示するための液晶ディスプレイ7が設けられる。また、液晶ディスプレイ7の上側には、通話時に通話している相手の音声を聞くためのレシーバ10が設けられる。一方、上部筐体1の両側面にはスピーカ11が設けられている。このスピーカ11は、通話している相手の音声を聞くために用いられるとともに、携帯電話を用いて音楽を聴く際に利用される。さらに、上部筐体1には、画像を撮像するためのカメラ12が設けられる。
一方、下部筐体2には、電話番号や文字を入力する際に用いられるキーを備えた操作部8が設けられる。また、操作部8の下部には、通話時に携帯電話の利用者が発する音声を集音する集音マイク9が設けられる。一方、下部筐体2の裏面には、携帯電話に電源を供給するバッテリ13が設けられ、さらに下部筐体2の内部にはメインアンテナ4などが設けられる。また、携帯電話には、図示しない通信を行うための各種回路が設けられている。
メインアンテナ4は、音声による通話あるいはデータ通信を行うために用いられる内蔵アンテナである。携帯電話装置では、例えばW−CDMAやcdma2000などの通信方式に対応した、数100MHz帯から数GHz帯の高周波帯を利用して通信が行われ、メインアンテナ4はこの高周波帯の電波に対応したものである。
一方、低周波用アンテナ6は、FM放送のような10MHzから100MHz程度の低周波を用いた通信に用いられる。本実施形態による携帯電話は、図示しない記憶部に記憶された音楽などのデータを微弱なFM通信によって外部の受信装置に送信し、外部受信装置を用いて記憶部に記憶された音楽を聴くという利用形態に対応している。なお、詳細は後述するように、本実施形態による低周波用アンテナ6は、複数のアンテナ素子から構成される。また、本実施形態では、低周波用アンテナ6は上部筐体1の最上部、レシーバ10付近に設けられている。この位置は、通話時に携帯電話装置の操作者が把持する可能性の低い位置である。
図2は、本実施形態による携帯電話の上部筐体1を分解した状態を示す斜視図である。上部筐体1は、フロントケース14とリアケース15とから構成される。フロントケース14とリアケース15とは、ネジ19で固定される。
上部筐体1内には、プリント基板16が収納される。プリント基板16上には、カメラユニット12が直接搭載されている。また、プリント基板16上には、図示しない各種の回路素子が搭載される。プリント基板16の上にはさらにケーブルコネクタ17が設けられる。ケーブルコネクタ17には、下部筐体2から延びている同軸ケーブル18が接続され、これによって下部筐体2内の回路と上部筐体1内の回路とが接続される。フロントケース14とプリント基板16との間には、液晶ディスプレイユニット7が取付けられる。
一方、上部筐体1には、前述のスピーカ11が収納されている。スピーカ11は左右各ひとつずつ、計2個設けられる。さらに、上部筐体1の上部には、レシーバ10が収納される。液晶ディスプレイユニット7、カメラユニット12、スピーカ11、レシーバ10はそれぞれプリント基板16に接続されており、これら各ユニットの動作はプリント基板16に搭載された回路によって制御される。
このように、上部筐体1内には、さまざまな部品が搭載されており、各部品はそれぞれが干渉しないように配置される必要がある。さらに、本実施形態の上部筐体1には、低周波用アンテナ6が搭載されているが、低周波用アンテナ6も他の部品と干渉しないように、限られたスペース内に、所定の波長の電波に対応した実効長を有するように配置することが求められる。このため、本実施形態による低周波用アンテナ6は、基板アンテナ部20と板金アンテナ21とを有する。
基板アンテナ部20は、上部筐体1に収納されるプリント基板16の図示上部に形成されている。図3および図4は、プリント基板16の上部付近を拡大図示した図面である。ここで、図3はプリント基板16の一方の面を、図4はプリント基板16の他方の面を示している。プリント基板16の上部には、レシーバ10が接続されるレシーバコネクタ29が設けられる。
図3に示されるように、プリント基板16の上には、基板アンテナ部20を構成する要素として、チップアンテナ22が設けられている。チップアンテナ22には、インピーダンス整合を取るための整合回路26を介してFM受信/送信モジュール27が接続されている。FM受信/送信モジュール27は、低周波用アンテナ6を介した電波の送受信処理を行うものである。一方、チップアンテナ22の他端には、プリント基板16の裏面に貫通する第一のスルーホール23aが接続されている。
また、プリント基板16の同じ面には、導体パターン24が形成されている。導体パターン24の一端には、後述する板金アンテナ21が接する板金アンテナ接点25が形成されている。また、導体パターン24の他端には、第二のスルーホール23bが形成されている。
一方、プリント基板16の他面には、図4に示されるように導体パターン24aが形成されている。導体パターン24aの一端には第一のスルーホール23aが接続されており、他端には第二のスルーホール23bが接続されている。導体パターン24aはS字状に形成されており、この形状によって実効長が可能な限り延びるようにされている。
プリント基板16の上には、配線パターンが形成されている。本実施形態による導体パターン24、24aは、これら配線パターンと同様の手法でプリント基板16上に形成することができる。
導体パターン24と導体パターン24aとは、第二のスルーホール23bを介して接続されている。一方、導体パターン24aとチップアンテナ22とは、第一のスルーホール23aを介して接続されている。このように、チップアンテナ22−導体パターン24a−導体パターン24が連続的に接続され、総体として基板アンテナ部20を形成している。また、導体パターン24/チップアンテナ22と導体パターン24aとは、それぞれプリント基板の異なる面に配置されており、基板アンテナ20配置のための空間を有効的に確保できるようにしている。
なお、プリント基板16は、ネジ止め部28を介してフロントケース14とリアケース15との間に固定される。
図5は本実施形態による板金アンテナ21の斜視図を、同様に図6は板金アンテナ21の正面図を示している。本実施形態による板金アンテナ21は、一枚の板金により構成されている。
板金アンテナ21の一端には、ばね接点30が形成されている。ばね接点30は、板金アンテナ21の一端を折り曲げて、ばね性を持たせたものである。図6では、折り返し部分となるばね接点30は点線にて図示されている。一方、板金アンテナ21の他端はアンテナ端32として作用する。アンテナ端32付近には、板金アンテナ21を筐体に対して固定するためのネジ止め孔32が形成されている。
図2において、リアケース15の上部は複数の区画に区切られている。このうち、上から2段目の区切りには、左右のスピーカ11が収納される。また、最上段の図示左側には、レシーバ10が収納される。スピーカ11が収納される領域の下は、下部筐体2から引き出される同軸ケーブル18の引き出し口が設けられ、かつプリント基板16の上にはカメラユニット12をはじめとする各種回路ユニットが搭載されている。本実施形態による板金アンテナ21は、リアケース15の区切り部分のうち、何も収納されない図示最上段右側の区切り内に収納される。このように、本実施形態による板金アンテナ21は、他の部品と干渉しない位置で、且つ筐体内にあるわずかな隙間内に設けられる。
本実施形態による板金アンテナ21は、図5および図6に示されるようにS字状の形状に形成されている。これは、導体パターン24aの場合と同様に、アンテナの実効長を増すための対応であると同時に、上記の限られた領域内に板金アンテナ21を収納可能とするための対応でもある。
図7は、本実施形態による板金アンテナ21とプリント基板16および基板アンテナ部20とを接続した状態を示している。板金アンテナ21のネジ止め孔32は、プリント基板16に形成されたネジ止め部28と重ねられた上で、図2に図示されたネジ9によってフロントケース14とリアケース15との間に挟まれるように固定される。
一方、板金アンテナ21のばね接点30は、板金アンテナ21の一端がプリント基板16に対して固定された状態で、プリント基板16に形成された板金アンテナ接点25に対向する位置に配置される。板金アンテナ21の一端が固定されていることで、ばね接点30と板金アンテナ接点25とが電気的に接触し、板金アンテナ21と基板アンテナ部20とが一体の低周波用アンテナ6を構成する。板金アンテナ21と基板アンテナ部20とを接続することで、低周波用アンテナ6の実効長をさらに延ばすことが可能となる。
板金アンテナ21は、プリント基板16上に形成された基板アンテナ部20上に重ねられるように配置される。このように、アンテナを三次元的に配置することによって、低周波用アンテナ6収納のための空間を効率的に確保することが可能となる。
携帯電話装置はその筐体サイズが小さいために、新たな部品を付加するための筐体内の余裕に乏しい。しかし、本実施形態によるアンテナを用いることで、わずかな携帯電話装置筐体内のわずかなスペースに、必要とされる実効長を有するアンテナを有効に配置することが可能となる。
上記説明したように、本実施形態では、携帯電話装置が利用されている際に操作者が把持する可能性の低い、液晶ディスプレイが搭載された上部筐体内に、低周波用アンテナを搭載している。これによって、人体によるアンテナインピーダンスの乱れ、放射効率の劣化などが生じる可能性を低減することが可能となる。
また、本実施形態による携帯電話装置では、上部筐体内のデッドスペースを利用して、限られた空間内に低周波用アンテナを収容することができる。特に、上記実施形態例で具体的に言えば、チップアンテナと、プリント基板上に形成された導体パターン、そして板金アンテナといった形式の異なる複数のアンテナ要素を立体的な配置で組み合わせることによって、アンテナ配置上の問題を効率的に解決するとともに、要求されるアンテナの実効長を確保することができる。このため、携帯電話装置の外部に外付けのアンテナ素子を取り付ける必要がなくなり、また筐体のデザインを損なうことなく、FM放送などの低周波帯を利用した送受信を行うことが可能となる。
本発明は、特に以下の点を特徴としている。
(付記1)
無線機能を有する装置に搭載可能なアンテナにおいて、
前記装置のプリント基板の少なくとも一つの面に形成された導体パターンと、
前記プリント基板の一つの面に搭載され、前記導体パターンと接続されるチップアンテナと、
前記装置の筐体内に、前記導体パターンの一端と接触可能に配置された板金アンテナ部と、を備えたことを特徴とする、アンテナ。
(付記2)
付記1記載のアンテナにおいて、
前記導体パターンは、前記プリント基板の第一の面に形成された第一の導体パターンと、
前記プリント基板の第二の面に形成された第二の導体パターンとを備え、
前記第一の導体パターンの一端と、前記第二の導体パターンの一端とは、前記プリント基板に形成されたスルーホールを介して接続されることを特徴とする、アンテナ。
(付記3)
付記1に記載のアンテナにおいて、
前記導体パターンは前記プリント基板の第一面に形成され、
前記チップアンテナは前記プリント基板の第二面に配置されており、
前記導体パターンの一端と、前記チップアンテナの一端とは、前記プリント基板に形成されたスルーホールを介して接続されることを特徴とする、アンテナ。
(付記4)
付記1に記載のアンテナにおいて、
前記板金アンテナ部の一端は、ばね性を有した第一の接点として形成されており、
前記導体パターンの一端には、前記第一の接点が接触する第二の接点が形成されていることを特徴とする、アンテナ。
(付記5)
無線機能を有する端末装置において、
回路を搭載する回路基板と、
前記回路基板上に形成された導体パターンと、
前記回路基板上に搭載されたチップアンテナと、
板金により構成された板金アンテナとを有し、
前記チップアンテナと、前記導体パターンと、前記板金アンテナが接続された状態で内蔵アンテナを構成していることを特徴とする、端末装置。
(付記6)
付記5に記載の端末装置において、
前記導体パターンは、前記回路基板の第一の面上に形成されるとともに、
前記チップアンテナは前記回路基板の第二の面上に形成され、
前記導体パターンの一端と、前記チップアンテナの一端とは、前記回路基板に形成されたスルーホールを介して接続されていることを特徴とする、端末装置。
(付記7)
付記5に記載の端末装置において、
前記導体パターンは、前記回路基板の第一の面上に形成された第一の導体パターン部と、前記回路基板の第二の面上に形成された第二の導体パターン部とを有し、
前記第一の導体パターン部と前記第二の導体パターン部とは、前記回路基板に形成されたスルーホールを介して接続されていることを特徴とする、端末装置。
(付記8)
付記5に記載の端末装置は、
利用者により操作される操作部を有する第一の筐体と、
前記第一の筐体に対して開閉可能に支持されている第二の筐体とを有し、
前記内蔵アンテナは、前記第二の筐体内に収納されていることを特徴とする、端末装置。
(付記9)
付記8に記載の端末装置は携帯電話装置であり、
前記第二の筐体には、通話時の通話相手からの音声を出力するレシーバが設けられ、
前記内蔵アンテナは前記レシーバが配置された位置付近に配置されていることを特徴とする、端末装置。
(付記10)
付記5に記載の端末装置において、
前記内蔵アンテナは、短波長帯用アンテナであることを特徴とする、端末装置。
(付記11)
筐体と、
筐体内に収納される回路基板と、
回路基板上に形成された基板アンテナ部と、
前記基板アンテナ部に接触する接点が形成され、前記基板アンテナ部の上に載置される第二のアンテナ部と、を備えることを特徴とする、情報端末装置。
(付記12)
付記11記載の情報端末装置において、
前記基板アンテナ部は、前記回路基板上に形成された導体パターンを含むことを特徴とする、情報端末装置。
1・・・上部筐体
2・・・下部筐体
6・・・低周波用アンテナ
7・・・液晶ディスプレイ
16・・・プリント基板
20・・・基板アンテナ部
21・・・板金アンテナ
22・・・チップアンテナ
23・・・スルーホール
24・・・導体パターン
2・・・下部筐体
6・・・低周波用アンテナ
7・・・液晶ディスプレイ
16・・・プリント基板
20・・・基板アンテナ部
21・・・板金アンテナ
22・・・チップアンテナ
23・・・スルーホール
24・・・導体パターン
Claims (10)
- 無線機能を有する装置に搭載可能なアンテナにおいて、
前記装置のプリント基板の少なくとも一つの面に形成された導体パターンと、
前記プリント基板の一つの面に搭載され、前記導体パターンと接続されるチップアンテナと、
前記装置の筐体内に、前記導体パターンの一端と接触可能に配置された板金アンテナ部と、を備えたことを特徴とする、アンテナ。 - 請求項1記載のアンテナにおいて、
前記導体パターンは、前記プリント基板の第一の面に形成された第一の導体パターンと、
前記プリント基板の第二の面に形成された第二の導体パターンとを備え、
前記第一の導体パターンの一端と、前記第二の導体パターンの一端とは、前記プリント基板に形成されたスルーホールを介して接続されることを特徴とする、アンテナ。 - 請求項1に記載のアンテナにおいて、
前記導体パターンは前記プリント基板の第一面に形成され、
前記チップアンテナは前記プリント基板の第二面に配置されており、
前記導体パターンの一端と、前記チップアンテナの一端とは、前記プリント基板に形成されたスルーホールを介して接続されることを特徴とする、アンテナ。 - 付記4に記載のアンテナにおいて、
前記板金アンテナ部の一端は、ばね性を有した第一の接点として形成されており、
前記導体パターンの一端には、前記第一の接点が接触する第二の接点が形成されていることを特徴とする、アンテナ。 - 無線機能を有する端末装置において、
回路を搭載する回路基板と、
前記回路基板上に形成された導体パターンと、
前記回路基板上に搭載されたチップアンテナと、
板金により構成された板金アンテナとを有し、
前記チップアンテナと、前記導体パターンと、前記板金アンテナが接続された状態で内蔵アンテナを構成していることを特徴とする、端末装置。 - 請求項5に記載の端末装置において、
前記導体パターンは、前記回路基板の第一の面上に形成されるとともに、
前記チップアンテナは前記回路基板の第二の面上に形成され、
前記導体パターンの一端と、前記チップアンテナの一端とは、前記回路基板に形成されたスルーホールを介して接続されていることを特徴とする、端末装置。 - 請求項5に記載の端末装置において、
前記導体パターンは、前記回路基板の第一の面上に形成された第一の導体パターン部と、前記回路基板の第二の面上に形成された第二の導体パターン部とを有し、
前記第一の導体パターン部と前記第二の導体パターン部とは、前記回路基板に形成されたスルーホールを介して接続されていることを特徴とする、端末装置。 - 請求項5に記載の端末装置は、
利用者により操作される操作部を有する第一の筐体と、
前記第一の筐体に対して開閉可能に支持されている第二の筐体とを有し、
前記内蔵アンテナは、前記第二の筐体内に収納されていることを特徴とする、端末装置。 - 請求項8に記載の端末装置は携帯電話装置であり、
前記第二の筐体には、通話時の通話相手からの音声を出力するレシーバが設けられ、
前記内蔵アンテナは前記レシーバが配置された位置付近に配置されていることを特徴とする、端末装置。 - 請求項5に記載の端末装置において、
前記内蔵アンテナは、短波長帯用アンテナであることを特徴とする、端末装置。
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