JP2009135692A - 携帯通信機器 - Google Patents

Abstract

【課題】基板形状が異なっても柔軟に対応し、好適なアンテナ特性を得ることができる携帯通信機器を提供すること。
【解決手段】アンテナエレメント７１が形成される領域には、複数の独立した導電性部７１ａが格子形状に形成されている。導電性部７１ａ同士は、接続部７１ｂにより電気的に接続され、所定形状のアンテナエレメント７１が形成される。アンテナエレメント７１は、接続部７１ｂを介して電気的に給電部７１ｃに接続される。給電部７１ｃは、アンテナエレメント７１により送信又は受信される信号を処理する信号処理部７２に接続されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、信号を送信又は受信する構成を有する携帯通信機器に関する。

近年、携帯電話等の携帯無線端末において、単一の導電性領域を有し、この導電性領域をアンテナエレメントとして用いて信号を送信又は受信する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開平６−８５５２９号公報

しかし、事後的な設計変更等により携帯無線端末の形状や大きさに変化が生じた場合、その変化に伴って導電性領域における信号の送信特性又は受信特性も併せて変化する。そうすると、導電性領域の送信特性又は受信特性を、本来送信又は受信すべき信号に合わせて調整する必要が生じるが、導電性領域は単一により構成されているため、その長さや形状を容易に替えることはできず、もって送信特性又は受信特性の調整もまた容易ではないという課題があった。

本発明では、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、接続部により複数の独立した導電性領域が電気的に接続されるため、導電性領域の事後的な送信特性又は受信特性を容易に調整することができる携帯通信機器を提供することにある。

本発明に係る携帯無線機器は、上記課題を解決するために、複数の独立した導電性領域と、前記複数の独立した導電性領域同士を電気的に接続する接続部と、前記接続部により電気的に接続されている前記複数の独立した導電性領域と電気的に接続される給電部と、前記給電部を介して前記接続部により電気的に接続されている前記複数の独立した導電性領域と電気的に接続されると共に、前記接続部により電気的に接続されている前記複数の独立した導電性領域の共振により送信又は受信される信号を処理する信号処理部と、を有することを特徴とする。

また、上記携帯無線機器では、前記接続部は、前記接続部により電気的に接続されている前記複数の独立した導電性領域が共振する信号の波長を調整する部材により構成される波長調整部であることが好ましい。

また、上記携帯無線機器では、前記接続部により電気的に接続されている前記複数の独立した導電性領域が共振する信号の波長を長く調整する部材により構成される波長調整部であることが好ましい。

また、上記携帯無線機器では、信号を送受信するアンテナと、複数の独立した導電性領域と、前記複数の独立した導電性領域同士を電気的に接続する接続部と、を有し、前記接続部により電気的に接続されている前記複数の独立した導電性領域は、所定の周波数の信号の波長に対して、２分の１又は４分の１の波長の長さにより構成されることが好ましい。

また、上記携帯無線機器では、前記接続部により電気的に接続されている前記複数の独立した導電性領域の一部は、電気的に接地されている領域と接続されて構成されていることが好ましい。

本発明における携帯通信機器は、接続部により複数の独立した導電性領域が電気的に接続されるため、導電性領域の事後的な送信特性又は受信特性を容易に調整することができる。

図１は、本発明に係る外部機器（基地局）と通信を行う携帯無線機器の一例である携帯電話装置１の外観斜視図を示す。

携帯電話装置１は、表面がフロントケース２ａとリアケース２ｂにより構成される操作部側筐体部２と、表面がフロントパネル３ａとリアパネル３ｂにより構成される表示部側筐体部３と、を備えて構成される。操作部側筐体部２は、フロントケース２ａ表面に、操作ボタン群１１と、携帯電話装置１の使用者が通話時に発した音声が入力される音声入力部１２とが露出するように構成される。また、操作ボタン群１１は、各種設定や電話帳機能やメール機能等の各種機能を作動させるための機能設定操作ボタン１３と、電話番号の数字やメール等の文字等を入力するための入力操作ボタン１４と、各種操作における決定やスクロール等を行う決定操作ボタン１５と、から構成されている。また、操作部側筐体部２の側面には、外部機器（例えば、ホスト装置）と通信を行うためのインターフェースを覆うキャップ１６が設けられている。

また、表示部側筐体部３は、フロントパネル３ａに、各種情報を表示するためのディスプレイ２１と、通話の相手側の音声を出力する音声出力部２２とが露出するように構成される。

また、操作部側筐体部２の上端部と表示部側筐体部３の下端部とは、図１に示すように、ヒンジ機構４を介して連結されている。また、携帯電話装置１は、ヒンジ機構４を介して連結された操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とを相対的に動かすことにより、操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とが互いに開いた状態（開放状態）にしたり、操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とを折り畳んだ状態（折畳み状態）にしたりできる。なお、本実施形態において、ヒンジ機構４による折り畳み式の携帯電話装置１の説明をしているが、折り畳み式ではなく、両筐体２、３を重ね合わせた状態から一方の筐体を一方向にスライドさせるようにしたスライド式や、重ね合せ方向に沿う軸線を中心に一方の筐体を回転させるようにした回転式や、両筐体２、３を２軸ヒンジを介して連結したもの、更には、操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とが一つの筐体に配置されたもの（いわゆる、ストレートタイプ）でも良い。

また、図２は、操作部側筐体部２に内蔵される部材の分解斜視図である。

図２に示すように、操作部側筐体部２は、フロントケース２ａと、上述した操作ボタン群１１を構成するキーシート４０と、フレキシブルプリント基板５０と、シールドケース６０と、基準電位が形成されている層及び携帯電話機用の信号処理部７２（ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）処理部）等の各種電子部品を備える回路基板７０と、リアケース２ｂと、バッテリ８０と、バッテリリッド９０と、を備える。また、操作部側筐体部２において、フロントケース２ａと、キーシート４０と、フレキシブルプリント基板５０と、シールドケース６０と、回路基板７０と、リアケース２ｂとは、積層的に配置される。また、バッテリ８０は、リアケース２ｂの外側から装脱可能に収納され、バッテリリッド９０により覆われる。

また、フロントケース２ａとリアケース２ｂとは、互いの凹状の内側面が向き合うように配置され、互いの外周縁が重なり合うようにして結合される。また、フロントケース２ａとリアケース２ｂとの間には、キーシート４０と、フレキシブルプリント基板５０と、シールドケース６０と、回路基板７０とが挟まれるようにして内蔵される。つまり、回路基板７０を覆うようにしてシールドケース６０が積層配置され、また、シールドケース６０の上面側にフレキシブルプリント基板５０が積層配置され、また、フレキシブルプリント基板５０の上面にキーシート４０が積層配置される。

また、回路基板７０とシールドケース６０とは、複数の連結部において着脱可能に部分的に固定される。

回路基板７０には、各種電子部品が配置される。各種電子部品は、所定の組み合わせにより複数の回路ブロックを形成する。例えば、無線回路、電源回路、デジタル回路等を含む各種回路ブロックが形成される。また、回路基板７０の一方端側には、詳細は後述するが、アンテナエレメント７１が形成される。

また、シールドケース６０は、薄型の直方体における一の広い面が開口した形状を有する金属製の部材である。なお、シールドケース６０は、金属により形成する以外に、骨格を樹脂により形成し、その表面に導体膜を形成したものでも良い。

フレキシブルプリント基板５０は、フロントケース２ａ側の面に複数のキースイッチ５１、５２、５３を有し、シールドケース６０における平板部４２に載置される。フレキシブルプリント基板５０のキースイッチ５１、５２、５３は、椀状に湾曲して立体的に形成された金属板のメタルドームを有する構造になっている。メタルドームは、その椀状形状の頂点が押圧されると、フレキシブルプリント基板５０の表面に印刷された不図示の電気回路に形成されるスイッチ端子に接触して電気的に導通する。なお、詳細は後述するが、フレキシブルプリント基板５０は、複数の絶縁フィルムの間に配線を挟み込んだ基板である。

キーシート４０は、シリコンゴム製のシート４１の表面に操作ボタン群１１が接着剤により貼り付けられて構成される。キーシート４０における操作ボタン群１１を構成する機能設定操作ボタン１３、入力操作ボタン１４及び決定操作ボタン１５は、フレキシブルプリント基板５０におけるキースイッチ５１、５２、５３と対向する位置に配置されると共に、後述するフロントケース２ａに形成されるキー孔から露出するように配置される。

フロントケース２ａには、携帯電話装置１を折り畳んだ状態で表示部側筐体部３のディスプレイ２１と対向する内側面に、キー孔が複数形成される。複数のキー孔それぞれからは、キーシート４０上に形成される機能設定操作ボタン１３、入力操作ボタン１４及び決定操作ボタン１５の押圧面が露出する。この露出した操作ボタン群１１を構成する機能設定操作ボタン１３、入力操作ボタン１４及び決定操作ボタン１５の押圧面を押し下げるように押圧することで、対応するキースイッチ５１、５２、５３それぞれにおけるメタルドーム（椀状形状）の頂点が押圧され、スイッチ端子に接触して電気的に導通する。

ここで、回路基板７０の一方端側に形成されるアンテナエレメント７１について説明する。

＜アンテナエレメント７１の第１の構成例＞
アンテナエレメント７１が形成される領域には、図３に示すように、複数の独立した導電性部７１ａ（導電性領域）が格子形状に形成されている。なお、導電性部７１ａの大きさ及び個数は、任意であり、また、導電性部７１ａの形成パターンは、図３に示す格子形状に限定されない。

また、複数の独立した導電性部７１ａ同士は、所定の形状になるように、接続部７１ｂにより電気的に接続されて、例えば、図３に示すように、所定形状のアンテナエレメント７１が形成される。また、アンテナエレメント７１は、接続部７１ｂを介して電気的に給電部７１ｃに接続される。また、給電部７１ｃは、アンテナエレメント７１により送信又は受信される信号を処理する信号処理部７２に接続されている。なお、図３乃至図９においては、信号処理部７２がアンテナエレメント７１の近傍に配置されるように示されているが、配置される位置はこれに限られない。

ここで、接続部７１ｂの具体例について説明する。第１の具体例として、接続部７１ｂは、０Ω抵抗（ジャンパー抵抗）により構成される。このように構成されることにより、０Ω抵抗で導電性部７１ａ同士をジャンパー接続することにより、所定の特性が得られるように、任意のアンテナエレメントのパターンを形成することができる。

また、第２の具体例として、接続部７１ｂは、その接続対象となる複数の独立した導電性部７１ａが共振する信号の波長を調整する部材（例えば、コイルやコンデンサ等）により構成される。また、接続部７１ｂは、その接続対象となる複数の独立した導電性部７１ａが共振する信号の波長を長く調整する部材（例えば、コイルやコンデンサ等）により構成されても良い。

このように構成されることにより、接続部７１ｂは、波長を調整する波長調整部としての機能を有し、所定の波長短縮率（例えば、数十パーセント）をかけることが可能となり、周波数調整を行うことができる。したがって、同じアンテナエレメントの形状であっても、接続部７１ｂを適宜選択することにより、異なる周波数特性を持たせることができる。

また、アンテナエレメント７１は、接続部７１ｂとして、０Ω抵抗、コイル及びコンデンサを用いて構成されても良い。

また、アンテナエレメント７１の形状は、所定の共振周波数ｆｃの信号の波長に対して、２分の１又は４分の１の波長の長さにより構成されることが好ましい。このように構成されることにより、他の通信機器と好適な通信を行うことができる。

＜アンテナエレメント７１の第２の構成例＞
また、アンテナエレメント７１の一部は、図４に示すように、無給電素子７１ｄとして構成されていることが好ましい。このように構成されることにより、アンテナエレメント１７による放射方向の調整を行うことができ、利得（ゲイン）の向上を図ることができる。なお、無給電素子７１ｄの形状は、任意であり、アンテナエレメント７１の形状や配置距離等によって決定される。

＜アンテナエレメント７１の第３の構成例＞
また、アンテナエレメント７１の一部は、図５に示すように、電気的に接地されている領域（回路基板７０に形成されているグランドパターン７０ａ）と接続されるグランドパターン７１ｅとして構成されることが好ましい。このように構成されることにより、インピーダンスの調整を行うことができ、好適な共振周波数ｆｃになるように調整することができる。なお、グランドパターン７１ｅの形状は、任意であり、アンテナエレメント７１の形状や配置距離等によって決定される。また、本実施例においては、グランドパターン７１ｅを構成する接続部７１ｂは、０Ω抵抗により構成されているが、特にこれに限られない。

＜アンテナエレメント７１の第４の構成例＞
また、導電性部７１ａの一部にビアホール７１ｆを形成し、回路基板７０の表面と裏面を電気的に導通させることにより、図６に示すように、回路基板７０の裏面にもアンテナエレメントを形成するように構成されていることが好ましい。このように構成されることにより、アンテナエレメント７１の長さの調整を行うことができる。なお、図６（ａ）は、回路基板７０の表面の一部を示しており、図６（ｂ）は、回路基板７０の裏面の一部を示している。

＜アンテナエレメント７１の第５の構成例＞
また、アンテナエレメント７１は、図７に示すように、導電性部７１ａの表面積を変更し、導電性部７１ａ同士を電気的に接続する接続部７１ｂを適宜選択して、構成されることが好ましい。本構成においては、例えば、アンテナエレメント７１の形状に対して予測がつくような場合において有益であり、部品工数削減ができ、コストダウンを図ることができる。

具体的には、例えば、回路基板７０上に導電性部７１ａを形成する段階において、幅の広いパターンとなりそうな場所では、外形寸法が１．６ｍｍ×０．８ｍｍのサイズの接続部７１ｂ（いわゆる、１６０８サイズのチップ）により結線可能な大きさの導電性部７１ａを形成し、また、アンテナエレメント７１のオープン端となる先端部分Ｘは、微調整が必要となるので、外形寸法が０．６ｍｍ×０．３ｍｍのサイズの接続部７１ｂ（いわゆる、０６０３サイズのチップ）により結線可能な大きさの導電性部７１ａを形成しておく。このような構成によれば、部品工数削減ができ、コストダウンを図ることができる。

また、アンテナエレメント７１は、上述した第１の構成例から第５の構成例までを選択的に全部又は一部を利用して構成されても良い。

また、上述した第３の構成例で示したグランドパターン７１ｅの一部を格子状に形成しておき、０Ω抵抗の接続を変更することにより、アンテナエレメント７１上を流れる高周波電流の流れ方を調整することができ、外部機器と好適な通信を行うことができる。

＜アンテナエレメント７１の第６の構成例＞
また、アンテナエレメント７１は、図８に示すように、モールドアンテナ等の内蔵アンテナの補助用のパターンとして用いる構成であっても良い。このような構成の場合には、アンテナエレメント７１の一部にモールドアンテナ給電用のパット部７１ｇが形成されている。

＜アンテナエレメント７１の第７の構成例＞
また、アンテナエレメント７１は、図９に示すように、所定の形状になるように導電性部７１ａのみにより構成されても良い。量産版の最終基板においては、０Ω抵抗等を用いずに、要求される特性を考慮したアンテナエレメント７１の形状を導電性部７１ａにより形成（印刷）することにより、コストの削減を図ることができる。

また、アンテナエレメント７１の第７の構成例として、アンテナエレメント７１の開放端付近だけ０Ω抵抗の結線のままにしておく構成であっても良い。このような構成によれば、回路基板７０は筺体自体の形状に変更が生じた場合でも、柔軟に共振周波数ｆｃの微調整を行うことができる。

また、回路基板７０上に印刷する格子形状は、四角形状だけでなく三角形状やその他の形状であっても良い。

このようにして、本発明に係る携帯電話装置１では、複数の独立した導電性部７１ａ（導電性領域）が格子形状に形成されており、アンテナエレメント７１が所定の形状となるように、導電性部７１ａ同士を接続部７１ｂにより電気的に接続するので、回路基板７０の完成後の状態において、任意にアンテナエレメント７１の形状や大きさを形成することができる。また、本発明に係る携帯電話装置１では、アンテナエレメント７１の長さを変更することにより共振周波数ｆｃを調整する際におけるリワーク性に優れている。また、本発明に係る携帯電話装置１では、接続部７１ｂとして０Ω抵抗を半田付けすることにより導電性部７１ａ同士を電気的に接続するので、リワーク性に優れ、携帯電話装置１間のばらつきを低く抑えることができる。また、本発明に係る携帯電話装置１では、モールドアンテナ等による内蔵アンテナを有する携帯電話装置に比して廉価に製造することができる。

本発明に係る携帯電話装置の外観を示す斜視図である。 操作部側筐体部に内蔵される部材の分解斜視図である。 アンテナエレメントが回路基板上に形成される際の第１の構成例を模式的に示す図である。 アンテナエレメントが回路基板上に形成される際の第２の構成例を模式的に示す図である。 アンテナエレメントが回路基板上に形成される際の第３の構成例を模式的に示す図である。 アンテナエレメントが回路基板上に形成される際の第４の構成例を模式的に示す図である。 アンテナエレメントが回路基板上に形成される際の第５の構成例を模式的に示す図である。 アンテナエレメントが回路基板上に形成される際の第６の構成例を模式的に示す図である。 アンテナエレメントが回路基板上に形成される際の第７の構成例を模式的に示す図である。

符号の説明

１ 携帯電話装置
７１ アンテナエレメント
７１ａ 導電性部（導電性領域）
７１ｂ 接続部
７１ｃ 給電部
７１ｄ 無給電素子
７１ｅ グランドパターン
７１ｆ ビアホール
７１ｇ モールドアンテナ給電用のパット部
７２ 信号処理部

Claims (5)

1. 複数の独立した導電性領域と、
   前記複数の独立した導電性領域同士を電気的に接続する接続部と、
   前記接続部により電気的に接続されている前記複数の独立した導電性領域と電気的に接続される給電部と、
   前記給電部を介して前記接続部により電気的に接続されている前記複数の独立した導電性領域と電気的に接続されると共に、前記接続部により電気的に接続されている前記複数の独立した導電性領域の共振により送信又は受信される信号を処理する信号処理部と、を有することを特徴とする携帯通信機器。
2. 前記接続部は、前記接続部により電気的に接続されている前記複数の独立した導電性領域が共振する信号の波長を調整する部材により構成される波長調整部であることを特徴とする請求項１記載の携帯通信機器。
3. 前記接続部は、前記接続部により電気的に接続されている前記複数の独立した導電性領域が共振する信号の波長を長く調整する部材により構成される波長調整部であることを特徴とする請求項１記載の携帯通信機器。
4. 信号を送受信するアンテナと、
   複数の独立した導電性領域と、
   前記複数の独立した導電性領域同士を電気的に接続する接続部と、を有し、
   前記接続部により電気的に接続されている前記複数の独立した導電性領域は、所定の周波数の信号の波長に対して、２分の１又は４分の１の波長の長さにより構成されることを特徴とする携帯通信機器。
5. 前記接続部により電気的に接続されている前記複数の独立した導電性領域の一部は、電気的に接地されている領域と接続されて構成されていることを特徴とする請求項４記載の携帯通信機器。

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