JP4782970B2 - 携帯電話機 - Google Patents

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賢一 山田
一彦 太田
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機に関し、特に折り畳み構造の携帯電話機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の折り畳み構造携帯電話機の構成例を図8(a)、(b)に示す。
図8(a)、(b)において、801は上側筐体、802は下側筐体、803はヒンジ部、804は上側プリント基板、805は下側プリント基板、806はフレキシブル基板、807は外部アンテナ、808はストリップラインアンテナ、809は上側接続コネクタ、810は下側接続コネクタ、811はストリップアンテナ給電点である。
【0003】
図8(a)、(b)に示した構成の場合、ヒンジ部803により折り畳ませるように構成された上下の2つの割片からなる上側筐体801および下側筐体802の内部において、上側プリント基板804および下側プリント基板805を電気的に接続しているフレキシブル基板806上の導体パターン線路の一部を使用してストリップラインアンテナ808として形成し、上側接続コネクタ809の一部をストリップアンテナ給電点811としている(特開平10−308618号公報参照)。
【0004】
また、送受共用の外部アンテナを下側筐体に備えた場合の構成例を図9(a)、(b)に示す。図9(a)、(b)において、901は上側筐体、902は下側筐体、903はヒンジ部、904は上側プリント基板、905は下側プリント基板、906はフレキシブル基板、907は外部アンテナ、908は内蔵アンテナ、909は上側接続コネクタ、910は下側接続コネクタである。この場合、内蔵アンテナ908は下側筐体902内部に設けられた構成であった。
【0005】
さらに、フレキシブル基板をヒンジ部の内部で一巻きして通す場合の構成例を図10(a)、(b)に示す。図10(a)、(b)において、1001は上側筐体、1001aは上側筐体フロントケース、1001bは上側筐体リアカバー、1001cは上側筐体ヒンジ部、1001d、1001eは上側筐体ヒンジ半円部、1002は下側筐体、1002aは下側筐体フロントケース、1002bは下側筐体リアカバー、1002cは下側筐体ヒンジ部、1002d、1002eは下側筐体ヒンジ半円部、1003は外部アンテナ、1004は受話器、1005はディスプレイ装置、1006はダイヤルボタン、1007は送話部、1008はフレキシブル基板、1009は同軸ケーブルである。この場合、外部アンテナ1003と受話器1004とを備える上側筐体1001と、送話器1007を備える下側筐体1002とがヒンジ部1001c、1002cを軸に相互に回転して折り畳み可能に構成されている。
【0006】
ヒンジ部1001c、1002cの中央部のヒンジ半円部1001d、1001e、1002d、1002eを空洞に形成し、フレキシブル基板1008をヒンジ半円部1001d、1001e、1002d、1002eの内径に沿って一巻きして通すとともに同軸ケーブル1009を前記フレキシブル基板1008の前記一巻きの径内を通りかつ前記フレキシブル基板08に沿って延在させて前記外部アンテナに接続している(特開平6−311216号公報参照)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図8(a)、(b)に示した従来例では、携帯電話機を折り畳んだ場合と開いた場合とでフレキシブル基板上に形成したストリップラインアンテナの形状が大きく変化するため、インピーダンス特性が著しく変化するという課題があった。しかも、エレメント長が約λ/2の場合には、電流がストリップラインアンテナに集中するため他の信号線へのかぶりが大きくなるという課題があった。
【0008】
また、図9(a)、(b)に示すように、内蔵アンテナが下側筐体に備えられている場合には、手で保持する場合は主に下側筐体を握るため、内蔵アンテナの特性劣化が大きくなるという課題があった。
【0009】
さらに、フレキシブル基板をヒンジ部の中央部に設けた空洞の内径に沿って一巻きして通す図10(a)、(b)の構成においては、フレキシブル基板上にストリップラインアンテナを形成した場合、エレメント長がλ/2以下であれば、一巻きすることによってストリップラインアンテナ上の電流の向きが逆方向となるために互いに打ち消し合い、放射効率が低下するという課題があった。
【0010】
本発明は、従来技術の上記課題を解決した折り畳み式携帯電話機を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の携帯電話機は、フレキシブル基板上および前記フレキシブル基板により折り畳み自在に接続されたプリント基板上にモノポールアンテナを形成したことを特徴とする。また、ヒンジ部でフレキシブル基板を一巻きして通す構成の場合には、外部アンテナと前記モノポールアンテナとの距離を遠ざける構成としたことを特徴とする。さらに、下側筐体に指掛け部を設けることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1について、図1(a)、(b)と図2(a)、(b)を用いて説明する。
図1(a)、(b)は本発明の実施の形態1にかかる携帯電話機の構成例を示す図である。図1(a)、(b)において、101は上側筐体、102は下側筐体、103はヒンジ部、104は上側プリント基板、105は下側プリント基板、106はフレキシブル基板、107は外部アンテナ、108は導体パターン、109は上側接続コネクタ、110は下側接続コネクタ、111はアンテナ給電点である。
【0013】
また、図2(a)、(b)は図1(a)、(b)におけるフレキシブル基板106の構成例を示したものであり、201はアンテナ用導体パターン、202は導体パターン、203は上側カバーフィルム、204は下側カバーフィルムである。
このとき、フレキシブル基板106上のアンテナ導体パターン201と導体パターン108とでモノポールアンテナを構成し、下側プリント基板105上のアンテナ給電点111により給電されている。
【0014】
モノポールアンテナの長さを約λ/2とした場合には、下側プリント基板105上の電流は小さくなるため、下側筐体を手で保持した場合の特性劣化を抑えることが期待できる。加えて、フレキシブル基板の長さが波長と比べて4分の1以下の場合に、アンテナ上の電流分布における定在波の腹が導体パターン108上に存在することになる。
【0015】
このような場合には、モノポールアンテナの放射特性は導体パターン108でほぼ決定されるため、携帯電話を開閉した場合の放射特性の変化を小さくすることができる。しかも、アンテナ給電点近辺は電流分布における定在波の節となり開閉による電流分布の変化が小さいため、インピーダンス特性の変化を抑えることが期待できる。さらに、フレキシブル基板上の電流が小さくなるため、他の信号線へのかぶりを従来に比べて抑えることが可能となる。
【0016】
なお、本実施の形態では、フレキシブル基板106を接続コネクタを用いてプリント基板に接続する場合の構成例を示したが、フレキシブル基板をプリント基板と一体成形することができることは言うまでもない。特に、モノポールアンテナを含む上側プリント基板とフレキシブル基板とを一体成形することでモノポールアンテナの設計の自由度を向上させることが可能となる。
【0017】
なお、本実施の形態で説明したモノポールアンテナの全体あるいは一部に無給電素子を近接することでモノポールアンテナのエレメント長を短くすることが期待できるが、この場合も同じ動作メカニズムである。
なお、本実施の形態で説明したモノポールアンテナの一部にグランドが近接してマイクロストリップ線路を形成する場合も本実施の形態と同様の効果が得られる。
【0018】
なお、フレキシブル基板上のアンテナエレメントによる他の信号線等へのかぶりの影響が大きい場合には、フレキシブル基板上のアンテナエレメントの一部あるいは全部にグランドを近接してストリップライン線路を形成することが考えられるが、この場合にはフレキシブル基板上のアンテナエレメントがモノポールアンテナの一部として機能していればよい。
【0019】
なお、モノポールアンテナは受信専用とは限らない。本実施の形態では外部アンテナと組み合わせて使用する一例を示したが、モノポールアンテナを送受共用アンテナとして使用することが可能なことは言うまでもない。この場合、別の内蔵アンテナと組み合わせてダイバーシチ受信を行うことも可能である。
なお、外部アンテナの位置はこれに限定されるものではなく、内蔵アンテナのみで構成される場合が考えられるのは当然のことである。
【0020】
(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態2について、図3(a)、(b)を用いて説明する。図3(a)、(b)は本発明の実施の形態2にかかる携帯電話機の構成要素であるフレキシブル基板の構成例を示す図である。図3(a)、(b)において、301はアンテナ用導体パターン、302は上層導体パターン、303は下層導体パターン、304は上層カバーフィルム、305は中層カバーフィルム、306は下層カバーフィルムである。
【0021】
また、図3のフレキシブル基板の変形例を示す図4(a)、(b)において、401はアンテナ用導体パターン、402は第1の導体パターン、403は第2の導体パターン、404は第3の導体パターン、405は第1のカバーフィルム、406は第2のカバーフィルム、407は第3のカバーフィルム、408は第4のカバーフィルムである。
なお、本実施の形態において、アンテナ用導体パターン301、401を導体パターン302、403と同じ層に形成した例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0022】
図3(a)、(b)では、信号線である上層導体パターン302とグランド線である下層導体パターン303によりマイクロストリップ線路を構成している。これにより、アンテナ等からのかぶりの影響を抑えることが可能となる。フレキシブル基板106の厚みに硬さや強度面での制限がある場合などに有効である。
図4(a)、(b)では、信号線である第2の導体パターン403をグランド線である第1の導体パターン402と第3の導体パターン404とで挟み込むトリプレート線路を構成している。これにより、図3(a)、(b)の場合に比べてアンテナ等からのかぶりの影響をさらに抑えることが期待できる。
【0023】
なお、本実施の形態で説明したアンテナ導体パターンの全体あるいは一部に無給電素子を近接することでモノポールアンテナのエレメント長を短くすることが期待できるが、この場合も同じ動作メカニズムである。
なお、モノポールアンテナのエレメント長を短くするために、本実施の形態で説明したアンテナ導体パターンの一部にグランドを近接することが考えられるのは実施の形態1と同様であり、これによって他の信号線へのかぶりを抑える効果も期待できる。
【0024】
(実施の形態3)
以下、本発明の実施の形態3について、図5(a)、(b)を用いて説明する。図5(a)、(b)は本発明の実施の形態3にかかる携帯電話機の構成例であって、下側筐体に凹状の指掛け部(窪み部)を構成した一例を示す図である。図5(a)、(b)において、501は上側筐体、502は下側筐体、502aは第1の指掛け部、502bは第2の指掛け部、503はヒンジ部、504は外部アンテナ、505は上側プリント基板、506は下側プリント基板、507は内蔵アンテナ、508はフレキシブル基板、509は上側接続コネクタ、510は下側接続コネクタ、511は左手である。なお、本実施の形態の説明では左手511で携帯電話機を持った一例を示したが、右手で持っても良いことは言うまでもない。
【0025】
図5の携帯電話機の第1変形例と第2変形例を夫々が示す図6(a)、(b)において、601、605は下側筐体、601a、605aは指掛け部、602、606はヒンジ部、603は下側プリント基板、604は上側筐体である。
図5(a)、(b)は上側筐体501に外部アンテナ504と内蔵アンテナ507とを備えた構成例であり、図6(a)、(b)は下側筐体601に外部アンテナ107を備え、上側プリント基板104上およびフレキシブル基板106上に形成されたモノポールアンテナを備えた構成例である。この場合、上側プリント基板505、104と下側プリント基板506、603のグランドはフレキシブル基板508、106のグランド線によってのみ電気的に接続されており、非常に弱いグランド状態であるものとする。
【0026】
このような場合には、上側筐体501、101と下側筐体502、601はグランドが共通でないものとして考えられる。つまり、下側筐体502、601を手で保持した場合には、上側筐体501に備えられている外部アンテナ504および内蔵アンテナ507の特性が劣化しないことが期待できる。同様にして、下側筐体601を手で保持した場合には、上側筐体101に備えられているモノポールアンテナの特性が劣化しないことが期待できる。
【0027】
従来の携帯電話機の場合は、図8(a)、(b)に示すように、開いたときにストレートな形状になるため、人によって携帯電話機を保持する位置が異なっていた。
そこで、図5(a)、(b)に示すように凹状の第1の指掛け部502aあるいは第2の指掛け部502bを下側筐体502に設けることによって携帯電話機を保持する位置を下側筐体502に制限することが可能となり、この結果手で保持した場合のアンテナの特性劣化を防ぐことができる。
【0028】
なお、本実施の形態では下側筐体の上部に凹状の指掛け部を構成した一例を示したが、これに限定されるものではなく、下側筐体のヒンジ部近傍に比べて下部を幅広くすることでも同様の効果が得られることは言うまでもない。
なお、指掛け部の形状は図6(b)に示す指掛け部605aのような形状も考えられる。この場合、下側筐体605に対応した形状を有する上側筐体604を設けることにより、折り畳んだ場合のデザイン性が向上する。さらに、ヒンジ部606に凸状の突起を設けることによって指掛け部605aで指が掛かりやすくなることが期待できる。
【0029】
なお、携帯電話機のデザインを例えば貝殻あるいは卵を連想する形状とすることで、ヒンジ部近傍の幅を筐体の最大幅に比べて狭くできることは当然のことであり、このような場合には、下側筐体のヒンジ部近傍が指掛け部として機能していると考えられる。
なお、下側筐体の指掛け部に加えて、上側筐体のヒンジ部近傍に同様の形状を構成することにより、手で保持する場合の上限を設けることが期待できる。これは、携帯電話機の寸法が小さいときに特に有効である。
【0030】
なお、本実施の形態では図5(a)に示すように正面から見た場合に凹状となる指掛け部の一例について説明したが、携帯電話機の背面に指掛け部を設けることが考えられることは当然のことである。
なお、モノポールアンテナは受信専用とは限らない。本実施の形態では外部アンテナと組み合わせて使用する一例を示したが、モノポールアンテナを送受共用アンテナとして使用することが可能なことは言うまでもない。この場合、別の内蔵アンテナと組み合わせてダイバーシチ受信を行うことも可能である。
なお、外部アンテナの位置はこれに限定されるものではなく、内蔵アンテナのみで構成される場合が考えられるのは当然のことである。
【0031】
(実施の形態4)
以下、本発明の実施の形態4について、図7(a)、(b)を用いて説明する。
図7(a)、(b)は本発明の実施の形態4にかかる携帯電話機の構成例を示す図である。図7(a)、(b)において、701はヒンジ部、702はフレキシブル基板、702aは第1の導体パターン、702bは第2の導体パターン、703は第2のアンテナ用導体パターンである。
【0032】
この場合、フレキシブル基板702はヒンジ部701の中空の内径に沿って一巻きして通しているが、この時に外部アンテナとモノポールアンテナを構成している第1の導体パターン702aおよびアンテナ用導体パターン703との距離が遠ざかるようにフレキシブル基板702を配置することが重要である。すなわち、外部アンテナ107が下側筐体102の左側に位置する場合には下側接続コネクタ110の方が上側接続コネクタ109より左側に位置するよう配置することが重要である。
【0033】
これにより、外部アンテナ107とモノポールアンテナとの距離を離すことができるため、相関係数が減少し、ダイバーシチ利得が向上する。さらにこの場合、アンテナ導体パターンをフレキシブル基板702上で右側に配置することで効果が増すと考えられる。
【0034】
なお、本実施の形態では、外部アンテナを筐体の左側に配置した場合の構成例を示しているが、これに限定されるものではなく、筐体の右側に配置した場合、あるいは上側に配置した場合等でも外部アンテナとモノポールアンテナとの距離が離れるような位置関係とすることで同様の効果が期待できることは言うまでもない。
なお、本実施の形態では、フレキシブル基板を一巻きする構成例について説明したが、これに限定されるものではなく、フレキシブル基板を一巻きしない場合についても外部アンテナとモノポールアンテナとの距離が離れるような位置関係とすることで同様の効果が期待できることは言うまでもない。
【0035】
なお、モノポールアンテナは受信専用とは限らない。本実施の形態では外部アンテナと組み合わせて使用する一例を示したが、モノポールアンテナを送受共用アンテナとして使用することが可能なことは言うまでもない。この場合、別の内蔵アンテナと組み合わせてダイバーシチ受信を行うことも可能である。
なお、外部アンテナの位置はこれに限定されるものではなく、内蔵アンテナのみで構成される場合が考えられるのは当然のことである。
【0036】
(実施の形態5)
以下、本発明の実施の形態5について、図11(a)、(b)を用いて説明する。なお、図1(a)、(b)と同様の部分を表す場合は同様の記号を用いる。
図11(a) 、(b)は本発明の実施の形態5にかかる携帯電話機の構成例を示す図である。図11(a)、(b)において、1101は携帯無線装置、1102は整合回路部、1103は第1のスイッチ回路、1104は第2のスイッチ回路、1105は第1の整合回路、1106は第2の整合回路、1107はアンテナ給電点、1108はディスプレイである。
【0037】
一例として、2つの周波数f1、f2で動作する場合について説明する。この場合、2f1≒f2の関係が成立しているものとする。周波数f1で動作する場合、導体パターン108およびフレキシブル基板106上のアンテナエレメントの長さは電気長がおよそλ/4となるようにあらかじめ設計されている。この場合、第1のスイッチ回路1103は端子1103aと端子1103bが導通するよう制御されており、第2のスイッチ回路1104は端子1104aと端子1104bが導通するよう制御されている。また、第1の整合回路1105は周波数f1においてアンテナ給電点1107から回路側を見込んだインピーダンスに対して共役整合が取れるよう構成されている。
【0038】
送信時には、周波数f1の信号は給電点1107から第2のスイッチ回路1104の端子1104aに入力され、端子1104bを介して第1の整合回路1105に入力される。第1の整合回路1105からの出力信号は第1のスイッチ回路1103の端子1103bに入力され、端子1103aを介してフレキシブル基板106上のアンテナエレメントおよび導体パターン108から空中に放射される。受信時には、逆の経路を辿りアンテナ給電点1107に周波数f1の信号が入力される。このとき、フレキシブル基板106上のアンテナエレメントおよび導体パターン108はλ/4モノポールアンテナとして動作するため、λ/2モノポールアンテナと比べて広帯域な特性を得ることができる。
【0039】
つぎに、周波数f2で動作する場合、第1のスイッチ回路1103は端子1103aと端子1103cが導通するよう制御されており、第2のスイッチ回路1104は端子1104aと端子1104cが導通するよう制御されている。また、第2の整合回路1106は周波数f2においてアンテナ給電点1107から回路側を見込んだインピーダンスに対して共役整合が取れるよう構成されている。
【0040】
送信時には、周波数f2の信号は給電点1107から第2のスイッチ回路1104の端子1104aに入力され、端子1104cを介して第2の整合回路1106に入力される。第2の整合回路1106からの出力信号は第1のスイッチ回路1103の端子1103cに入力され、端子1103aを介してフレキシブル基板106上のアンテナエレメントおよび導体パターン108から空中に放射される。受信時には、逆の経路を辿りアンテナ給電点1107に周波数f2の信号が入力される。このとき、フレキシブル基板106上のアンテナエレメントおよび導体パターン108はλ/2モノポールアンテナとして動作するため、λ/4モノポールアンテナと比べて基板に流れる電流を少なくすることができる。
【0041】
以上説明したように、整合回路を切換えることで、λ/4モノポールアンテナとして動作している本アンテナをλ/4モノポールアンテナとして動作させることにより異なる周波数において共振することが可能となる。特に、λ/4共振系のアンテナの方がλ/2共振系のアンテナに比べて広帯域な特性が得られるため、複数周波数のうち、低周波側の帯域が広い場合に好適である。例えば、PDC(Personal Digital Cellular)方式の800MHz帯と1.5GHz帯の複合機や、PDC方式とW−CDMA(Wide-band Code Division Multiple Access)方式の複合機の場合に好適である。
【0042】
また、λ/2共振系のアンテナの方がλ/4共振系アンテナに比べて筐体あるいは基板に流れる電流を少なくすることができるため、手で保持したときのアンテナ特性の劣化を抑えることが可能となる。周波数が高いほど伝搬損失が大きくなるため、複数周波数のうち、高周波側をλ/2共振系で構成することで人体使用時のアンテナ特性を向上することが期待できる。
【0043】
なお、モノポールアンテナは受信専用とは限らない。本実施の形態では外部アンテナと組み合わせて使用する一例を示したが、モノポールアンテナを送受共用アンテナとして使用することが可能なことは言うまでもない。この場合、別の内蔵アンテナと組み合わせてダイバーシチ受信を行うことも可能である。
なお、外部アンテナの位置はこれに限定されるものではなく、内蔵アンテナのみで構成される場合が考えられるのは当然のことである。
【0044】
(実施の形態6)
以下、本発明の実施の形態6について、図12(a)、(b)を用いて説明する。なお、図1(a)、(b)、図11(a)、(b)と同様の部分を表す場合は同様の記号を用いる。
図12(a)、(b)は、本発明の実施の形態6にかかる携帯電話機の構成例を示す図である。図12(a)、(b)において、1201は携帯無線装置、1202は第1のアンテナエレメント、1203は第2のアンテナエレメント、1204はフレキシブル基板、1205は第1のアンテナ給電点、1206は第2のアンテナ給電点である。
【0045】
一例として、2つの周波数f1、f2でそれぞれがλ/4モノポールアンテナとして動作する場合について説明する。この場合、2f1≒f2の関係が成立している必要はない。周波数f1で動作する場合、第1のアンテナエレメント1202およびフレキシブル基盤1204上の第1の導体パターン1204aの長さは電気長がおよそλ/4となるようにあらかじめ設計されている。送信時には、給電点1205から入力された周波数f1の信号は、フレキシブル基板1204上の第1の導体パターン1204aおよび第1のアンテナエレメント1202から空中に放射される。受信時には、フレキシブル基板1204上の第1の導体パターン1204aおよび第1のアンテナエレメント1202からの周波数f1の受信信号は給電点1205から受信回路に入力される。
【0046】
周波数f2で動作する場合、第2のアンテナエレメント1203およびフレキシブル基盤1204上の第2の導体パターン1204bの長さは電気長がおよそλ/4となるようにあらかじめ設計されている。送信時には、給電点1206から入力された周波数f2の信号は、フレキシブル基板1204上の第2の導体パターン1204bおよび第2のアンテナエレメント1203から空中に放射される。受信時には、フレキシブル基板1204上の第2の導体パターン1204bおよび第2のアンテナエレメント1203からの周波数f2の受信信号は給電点1206から受信回路に入力される。
【0047】
以上説明したように、複数のアンテナエレメントおよび導体パターンを選択して使用することで複数の周波数帯に対応することが可能となる。各周波数帯において電気長がおよそλ/4となるようにアンテナエレメントおよび導体パターンの長さを設計することにより、広帯域な特性が各周波数帯において実現することが期待できる。
【0048】
なお、本実施の形態では2つのアンテナについて説明したが、これに限定されるものでなく、少なくとも2つのアンテナを構成要素とすればよい。
なお、本実施の形態では、2つのアンテナとともに上側基板上のアンテナエレメントを構成要素とする場合について説明したが、これに限定されるものではなく、複数のアンテナのうち、少なくとも一つのアンテナが上側基板上のアンテナエレメントおよびフレキシブル基板上の導体パターンを構成要素としていればよい。
【0049】
なお、本実施の形態では電気長がおよそλ/4となる場合についてのみ説明したが、これに限定されることはなく、電気長がおよそλ/2となる場合についても同様に複数のアンテナエレメントおよび導体パターンを選択して使用することで複数の周波数帯に対応することが可能となる。この場合、筐体および基板上に流れる電流を少なくすることが可能となり、人体使用時のアンテナ特性を向上することが期待できる。
【0050】
なお、複数のアンテナエレメントおよび導体パターンの電気長はおよそλ/4となる場合と、およそλ/2となる場合と、およそ3λ/4となる場合のいずれか少なくとも2つ以上を組み合わせて使用することができることは言うまでもない。例えばPDC方式の800MHz帯と1.5MHz帯の複合機を実現する場合を考えると、比帯域が約17%と非常に広帯域な800MHz帯についてはλ/4モノポールアンテナとして動作することで広帯域な特性を実現し、比帯域が約5%と比較的狭くてよい1.5MHz帯については人体使用時の特性劣化が少なくてすむλ/2モノポールアンテナとして動作することが考えられることは当然のことである。
【0051】
なお、λ/4モノポールアンテナとλ/2モノポールアンテナを並べて配置した場合、λ/4モノポールアンテナは給電点が電流の定在波の腹となるが、λ/2モノポールアンテナは給電点が電流の定在波の節となるため、λ/4モノポールアンテナ同士を並べて配置した場合に比べて電磁界結合が小さくなるためアンテナ同士のアイソレーションを良くすることが可能となる。
【0052】
なお、複数のアンテナエレメントおよび導体パターンを近接して配置した場合、アンテナ同士のアイソレーションが悪くなってしまうという課題があるが、これについては例えば図13(a)、(b)に示す構成のように、物理的にアンテナ同士を離して配置することが考えられる。なお、図1(a)、(b)、図11(a)、(b)、図12(a)、(b)と同様の部分を表す場合は同様の記号を用いる。
【0053】
図13(a)、(b)において、1301は携帯無線装置、1302は第1のアンテナエレメント、1303は第2のアンテナエレメント、1304はフレキシブル基板である。この場合、第1の導体パターン1304aと第2の導体パターン1304bをフレキシブル基板1304内で両者の距離が最も離れるように最外部に配置していることが重要である。また、上側基板104上のアンテナエレメント同士の距離が離れるように配置することでさらに両者の電磁界結合が弱くなり、アイソレーションを良くすることが期待できる。
【0054】
なお、図14(a)、(b)、(c)に示す構成のように、さらにアンテナエレメント同士の距離を離して配置することが考えられる。なお、図1(a)、(b)、図11(a)、(b)〜図13(a)、(b)と同様の部分を表す場合は同様の記号を用いる。
【0055】
図14(a)、(b)、(c)において、1401は携帯無線装置、1402はランドパターン、1403は第1のアンテナエレメント、1404は第2のアンテナエレメント、1405はバネ接点である。このとき、上側筐体101内部に配置された第2のアンテナエレメント1404はバネ接点1405を介して上側基板104上のランドパターン1402に電気的に接続され、フレキシブル基板1304の第1の導体パターン1304aを介して第1のアンテナ給電点1205に接続されている。この場合、第2のアンテナエレメント1404を上側筐体101の内側に配置することにより第1のアンテナエレメント1403との距離を遠ざけることが可能となり、アイソレーションを良くすることが期待できる。
【0056】
また、低周波側のアンテナを第2のアンテナエレメント1404、バネ接点1405、ランドパターン1402、第1の導体パターン1304aで構成することにより、人体使用時に頭部からの距離を離すことが可能となり、アンテナ特性の劣化を抑えることが期待できる上、SAR値を小さくすることが可能となる。SAR値を下げることを目的とした場合には、一般に周波数が高いほどSARのピーク値が上昇するため、高周波側のアンテナを筐体の内側に配置することでより効果的にSAR値を小さくすることが期待できる。
【0057】
アンテナ同士のアイソレーションを改善するための別の方法として、図15(a)、(b)に示すように整合回路を用いる方法が考えられる。なお、図1(a)、(b)、図11(a)、(b)、図12(a)、(b)と同様の部分を表す場合は同様の記号を用いる。
【0058】
図15(a)、(b)において、1501は携帯無線装置、1502は第1の整合回路、1503は第2の整合回路である。一例として2つの周波数f1、f2でそれぞれがλ/4モノポールアンテナとして動作する場合について説明する。第1のアンテナエレメント1202および第1の導体パターン1204aが周波数f1で共振し、第2のアンテナエレメント1203および第2の導体パターン1204bが周波数f2で共振し、f1<f2の関係が成立しているものとする。この場合、第1の導体パターン1204aと第1のアンテナ給電点1205との間に挿入された第1の整合回路1502を低域通過型フィルタで構成することが考えられる。
【0059】
これにより、第2のアンテナエレメント1203および第2の導体パターン1204bから空間に放射されたf1より周波数の高い信号は第1のアンテナエレメント1202および第1の導体パターン1204aで受信されにくくなり、第1のアンテナ給電点1205から入力された信号のうち、f1より周波数の高い信号成分は第1の整合回路1502により減衰されるため、アイソレーションが改善される。なお、第1の整合回路1502は高域阻止型フィルタで構成しても同様の効果が期待できることは当然のことである。
【0060】
また、第2の導体パターン1204bと第2のアンテナ給電点1206との間に挿入された第2の整合回路1503を高域通過型フィルタで構成することが考えられる。これにより、第1のアンテナエレメント1202および第1の導体パターン1204aから空間に放射されたf2より周波数の低い信号は第2のアンテナエレメント1203および第2の導体パターン1204bで受信されにくくなり、第2のアンテナ給電点1206から入力された信号のうち、f2より周波数の低い信号成分は第2の整合回路1503により減衰されるため、アイソレーションが改善される。なお、第2の整合回路1503は低域阻止型フィルタで構成しても同様の効果が期待できることは当然のことである。
【0061】
なお、モノポールアンテナは受信専用とは限らない。本実施の形態では外部アンテナと組み合わせて使用する一例を示したが、モノポールアンテナを送受共用アンテナとして使用することが可能なことは言うまでもない。この場合、別の内蔵アンテナと組み合わせてダイバーシチ受信を行うことも可能である。
なお、外部アンテナの位置はこれに限定されるものではなく、内蔵アンテナのみで構成される場合が考えられるのは当然のことである。
【0062】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の携帯電話機は、フレキシブル基板上の導体パターンとプリント基板上の導体パターンによりモノポールアンテナを構成することにより、フレキシブル基板上の導体パターンだけをアンテナとして使用する場合と比較して、フレキシブル基板上のアンテナエレメントに流れる電流を小さくすることができるため、携帯電話機を開閉した場合の特性の変化を抑えることができるうえ、他の信号線へのかぶりを抑えることが可能となる。
【0063】
また、フレキシブル基板のアンテナを除く信号線をマイクロストリップ線路あるいはトリプレート線路とすることにより、アンテナからのかぶりの影響を抑えることが可能となる。
さらに、下側筐体に凹状の指掛け構造を設けることにより、手で保持する場合に上側筐体を握らずに下側筐体だけを握るようにすることが期待でき、手で保持した場合のアンテナの特性劣化を防ぐことが可能となる。
加えて、外部アンテナからモノポールアンテナが遠ざかるようにフレキシブル基板を配置することにより、外部アンテナとモノポールアンテナとの相関係数が減少し、ダイバーシチ利得を向上することが期待できる。
【0064】
なお、整合回路を切換えることでλ/4共振系アンテナとして動作しているアンテナをλ/2共振系アンテナとして動作することが可能となり、複数周波数帯をカバーすることが期待できる。また、複数のアンテナエレメントと導体パターンにより複数のアンテナを構成することにより、複数周波数帯をカバーすることができる。この場合、アンテナ同士を離したり、整合回路を挿入することによってアイソレーションを改善することが可能となり、アンテナ特性の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)と(b)は、夫々、本発明の実施の形態1にかかる携帯電話機の構成を示す破断正面図と縦断面図である。
【図2】 (a)と(b)は、夫々、図1の携帯電話機のフレキシブル基板の構成を示す正面図と横断面図である。
【図3】 (a)と(b)は、夫々、本発明の実施の形態2にかかる携帯電話機のフレキシブル基板の構成を示す正面図と横断面図である。
【図4】 (a)と(b)は、夫々、図3のフレキシブル基板の変形例であるフレキシブル基板の構成を示す正面図と横断面図である。
【図5】 (a)と(b)は、夫々、本発明の実施の形態3にかかる携帯電話機の構成とこの携帯電話機を手で持った状態を示す破断正面図である。
【図6】 (a)と(b)は、夫々、図5の携帯電話機の第1変形例と第2変形例である携帯電話機の構成を示す破断正面図である。
【図7】 (a)と(b)は、夫々、本発明の実施の形態4にかかる携帯電話機の構成を示す破断正面図と縦断面図である。
【図8】 (a)と(b)は、夫々、第1の従来の携帯電話機の構成を示す破断正面図と縦断面図である。
【図9】 (a)と(b)は、夫々、第2の従来の携帯電話機の構成を示す破断正面図と縦断面図である。
【図10】 (a)と(b)は、夫々、第3の従来の携帯電話機の構成を示す斜視図と部分分解斜視図である。
【図11】 (a)と(b)は、夫々、本発明の実施の形態5にかかる携帯電話機の構成を示す破断背面図と縦断面図である。
【図12】 (a)と(b)は、夫々、本発明の実施の形態6にかかる携帯電話機の構成を示す破断背面図と縦断面図である。
【図13】 (a)と(b)は、夫々、図12の携帯電話機の第1変形例である携帯電話機の構成を示
す破断背面図と縦断面図である。
【図14】 (a)、(b)と(c)は、夫々、図12の携帯電話機の第2変形例である携帯電話機の構成を示す破断背面図および縦断面図とこの携帯電話機の上側筐体の概略背面図である。
【図15】 (a)と(b)は、夫々、図12の携帯電話機の第3変形例である携帯電話機の構成を示す破断背面図と縦断面図である。
【符号の説明】
101 上側筐体
102 下側筐体
103 ヒンジ部
104 上側プリント基板
105 下側プリント基板
106 フレキシブル基板
107 外部アンテナ
108 導体パターン
109 上側接続コネクタ
110 下側接続コネクタ
111 アンテナ給電点

Claims (16)

  1. 上側プリント基板を備えた上側筐体と、下側プリント基板を備えた下側筐体と、ヒンジ部と、フレキシブル基板とを構成要素とし、前記上側プリント基板と前記下側プリント基板は、前記フレキシブル基板により折り畳み自在に接続され、前記上側筐体と前記下側筐体とが前記ヒンジ部を軸に相互に回転して折り畳み可能に構成された携帯電話機であって、
    不平衡型の線状アンテナが、前記フレキシブル基板上に設けたアンテナ導体パターンと、前記上側プリント基板上に設けた導体パターンとで形成されると共に、前記下側プリント基板上の給電点から給電されることを特徴とする携帯電話機。
  2. 前記フレキシブル基板は、グランド線と信号線とからなるストリップ線路と、アンテナとして動作する信号線とで構成されたことを特徴とする請求項1記載の携帯電話機。
  3. 前記フレキシブル基板は、2つのグランド線と前記2つのグランド線に挟まれた信号線とからなるトリプレート線路と、アンテナとして動作する信号線とで構成されたことを特徴とする請求項1記載の携帯電話機。
  4. 前記ヒンジ部の中央部に空洞を形成し、前記フレキシブル基板を前記空洞の内径に沿って一巻きして通した構成であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の携帯電話機。
  5. 送受共用の外部アンテナを前記下側筐体に備えた構成であって、前記フレキシブル基板と下側プリント基板との接続点の方が前記フレキシブル基板と上側プリント基板との接続点よりも前記外部アンテナ側に備えられていることを特徴とする請求項4記載の携帯電話機。
  6. スイッチ回路と、複数の整合回路とを備え、前記スイッチ回路により前記線状アンテナの整合回路を切換えることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の携帯電話機。
  7. 電気長が波長に対しておよそ1/4である前記線状アンテナを、前記複数の整合回路を切換えることにより、異なる周波数帯の波長に対して(1/2)波長共振器として動作させることを特徴とする請求項6に記載の携帯電話機。
  8. 少なくとも2つの線状アンテナを前記フレキシブル基板上および、少なくとも前記上側プリント基板上と前記下側プリント基板上のいずれかに形成し、互いに異なる周波数で共振することを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の携帯電話機。
  9. 前記線状アンテナは、その電気長が波長に対しておよそ1/4であるアンテナと、波長に対しておよそ1/2の長さであるアンテナと、波長に対して3/4であるアンテナのうち、少なくとも2つを組み合わせたことを特徴とする請求項8に記載の携帯電話機。
  10. 前記フレキシブル基板上に形成した前記2つの線状アンテナを互いに最も外側に配置したことを特徴とする請求項8または9に記載の携帯電話機。
  11. 前記複数の線状アンテナのうち、少なくとも一つは前記上側筐体内面あるいは前記下側筐体内面に配置された線状エレメントを構成要素とすることを特徴とする請求項8から10のいずれかに記載の携帯電話機。
  12. 共振周波数が最も低い前記線状アンテナは、低域通過型フィルタを介して給電点に接続されていることを特徴とする請求項8から11のいずれかに記載の携帯電話機。
  13. 共振周波数が最も高い前記線状アンテナは、高域通過型フィルタを介して給電点に接続されていることを特徴とする請求項8から12のいずれかに記載の携帯電話機。
  14. 共振周波数が最も低い前記線状アンテナは、高域阻止型フィルタを介して給電点に接続されていることを特徴とする請求項8から11のいずれかに記載の携帯電話機。
  15. 共振周波数が最も高い前記線状アンテナは、低域阻止型フィルタを介して給電点に接続されていることを特徴とする請求項8から11のいずれかに記載の携帯電話機。
  16. 凹状の指掛け部を前記下側筐体に設けたことを特徴とする請求項1から15のいずれかに記載の携帯電話機。
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