JP5340035B2 - 無線端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、アンテナを有する無線端末装置に関する。

携帯電話機のように無線機能を有する無線端末装置では、特許文献１に記載されているように他の端末や、基地局等と通信を行うためのアンテナが搭載されている。

特開２００４−２２８５０３号公報

ここで、アンテナ部材は、他の金属部材（基板）等と近接して配置されるとアンテナとしての特性に影響が生じてしまい、性能を高めることが困難となる。しかしながら、近年では、無線端末装置の小型化が進んでいるため、配置可能なスペースが限られてしまい、アンテナ部材と金属部品とを離して配置することが困難である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アンテナの特性を高くすることができる無線端末装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、無線端末装置であって、筐体と、前記筐体の内部に設けられた金属部材と、前記金属部材に対応した前記筐体の外面に形成される凹部と、板金で形成されるアンテナ部材と、前記筐体の内部に配置され、前記アンテナ部材に接触する給電コネクタと、を備え、前記筐体は、前記凹部に外面と内面とを繋げる穴が形成され、前記アンテナ部材は、前記穴に配置される第１の部分と、当該第１の部分の前記外面側の端部から前記凹部の前記外面に沿って延びる第２の部分と、前記第１の部分の前記内面側の端部から前記内面に沿って前記第２の部分と反対側に延びる第３の部分とを有することを特徴とする。

ここで、前記第３の部分は、前記給電コネクタによって前記内面に対して押しつけられることが好ましい。

さらに、前記凹部と嵌合し、前記アンテナ部材を覆うカバー部材を有し、前記カバー部材の厚みは、前記筐体の厚みより小さいことが好ましい。

また、前記筐体は、第１のケース部材と、第２のケース部材とを組み合わせて構成され、前記第１のケース部材と前記第２のケース部材を固定する固定部材を備え、前記カバー部材は、前記固定部材を覆うように配置されていることが好ましい。

本発明は、アンテナを有する無線端末装置において、アンテナの特性をより好適に得られるようにすることができる。

図１は、本実施形態に係る携帯電話機の正面図である。 図２は、本実施形態に係る携帯電話機の側面図である。 図３−１は、第２筐体の裏蓋の概略構成を示す斜視図である。 図３−２は、裏蓋の一部を拡大して示す斜視図である。 図３−３は、裏蓋を図３−２とは反対側から示す斜視図である。 図４は、図１のＡ−Ａ線断面図である。 図５は、アンテナと、回路基板との関係を示す側面図である。 図６は、本実施形態に係る携帯電話機が備えるアンテナの概略構成を示す斜視図である。 図７−１は、裏蓋とアンテナとの関係を示す斜視図である。 図７−２は、裏蓋とアンテナとの関係を図７−１とは反対側から示す斜視図である。 図８−１は、裏蓋およびアンテナの概略構成を示す平面図である。 図８−２は、図８−１のＢ−Ｂ線断面図である。 図９−１は、アンテナの装着工程を示す説明図である。 図９−２は、アンテナの装着工程を示す説明図である。 図９−３は、アンテナの装着工程を示す説明図である。 図９−４は、アンテナの装着工程を示す説明図である。 図１０−１は、給電部とアンテナとの関係を示す斜視図である。 図１０−２は、給電部とアンテナとの関係を示す他の斜視図である。 図１１−１は、カバーの概略構成を示す斜視図である。 図１１−２は、カバーを裏蓋に装着した状態を示す斜視図である。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。以下において、無線端末装置として携帯電話機を例として説明するが、本発明は、少なくともアンテナを有する無線端末装置であれば適用できる。したがって、本発明は、少なくともアンテナを有していれば、例えば、ＰＨＳ（Personal Handy phone System）、ＰＤＡ、ポータブルナビゲーション装置、ノートパソコン、ゲーム機等に対しても適用できる。

（実施形態）
本実施形態は、筐体と、アンテナと、筐体の内部に配置される回路基板とを有する無線端末装置であり、筐体に内部側に凸となる凹部を設け、この凹部の外面側にアンテナを配置する手に特徴がある。

図１は、本実施形態に係る携帯電話機の正面図である。図２は、本実施形態に係る携帯電話機の側面図である。本実施形態に係る無線端末装置は、無線通信機能を備えた携帯電話機である。図１、図２に示す携帯電話機１は、筐体１Ｃが複数の筐体で構成される。具体的には、筐体１Ｃは、第１筐体１ＣＡと第２筐体１ＣＢとで開閉可能に構成される。すなわち、携帯電話機１は、折り畳み式の筐体を有する。携帯電話機１は、その筐体は折り畳み式に限定されるものではない。例えば、携帯電話機１の筐体は、両方の筐体を重ね合わせた状態から一方の筐体と他方の筐体とを互いにスライドできるようにしたスライド式の筐体であってもよいし、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、２軸ヒンジを介して両方の筐体を連結したものでもよい。また、１つの箱で構成され、変形しないストレート型の筐体であってもよい。

第１筐体１ＣＡと第２筐体１ＣＢとは、連結部であるヒンジ機構９で連結されている。ヒンジ機構９で第１筐体１ＣＡと第２筐体１ＣＢとを連結することにより、第１筐体１ＣＡ及び第２筐体１ＣＢは、ヒンジ機構９を中心としてともに回動して、互いに遠ざかる方向及び互いに接近する方向（図２の矢印Ｒで示す方向）に回動できるように構成される。第１筐体１ＣＡと第２筐体１ＣＢとが互いに遠ざかる方向に回動すると携帯電話機１が開き、第１筐体１ＣＡと第２筐体１ＣＢとが互いに接近する方向に回動すると携帯電話機１が閉じて、折り畳まれた状態となる（図２の点線で示す状態）。

第１筐体１ＣＡには、表示部として、図１に示すディスプレイ２Ｍが設けられる。ディスプレイ２Ｍは、所定の画像として、携帯電話機１が受信を待機している状態のときに待ち受け画像を表示したり、携帯電話機１の操作を補助するために用いられるメニュー画像を表示したりする。また、第１筐体１ＣＡには、携帯電話機１の通話時に音声を発するレシーバ６が設けられる。第２筐体１ＣＢには、通話相手の電話番号や、メール作成時等に文字を入力するための操作キー３が複数設けられ、また、ディスプレイ２Ｍに表示されるメニューの選択及び決定や画面のスクロール等を容易に実行するための方向及び決定キー４が設けられる。操作キー３及び方向及び決定キー４は、携帯電話機１の操作手段を構成する。また、第２筐体１ＣＢには、携帯電話機１の通話時に音声を受け取るマイク５が設けられる。

第２筐体１ＣＢの内部には、アンテナ１０が設けられている。アンテナ１０は、無線通信に用いる送受信アンテナであり、携帯電話機１と基地局との間で、通話や電子メール等に係る電波（電磁波）の送受信に用いられる。アンテナ１０は第２筐体１ＣＢのヒンジ機構９側（ヒンジ機構９の近傍）に配置される。また、第２筐体１ＣＢは、本体３０と、本体３０から着脱可能な裏蓋３２とで構成されている。また、本体３０に裏蓋３２が装着された状態では、本体３０と裏蓋３２との間に空間が形成される。つまり、本体３０と裏蓋３２とで閉じられた空間ができる。ここで、図３−１は、第２筐体の裏蓋の概略構成を示す斜視図であり、図３−２は、裏蓋の一部を拡大して示す斜視図であり、図３−３は、裏蓋を図３−２とは反対側から示す斜視図である。裏蓋３２は、面積が一番大きい面のヒンジ機構９側の部分に外部に向かって開口している（つまり、本体３０側に凸の）凹部３４が形成されている。この凹部３４には、本体３０と裏蓋３２とを締結させるねじが挿入されるねじ穴３６と第２筐体１ＣＢの内部と連通している穴３８とが形成されている。また、裏蓋３２の面積が一番大きい面には、さらに、携帯電話機１として有する各種機能に対応して開口や凹凸が形成されている。例えば、充電池（電池パック）を収納するための開口や、音声が出力されるスピーカ用の穴、カメラのレンズを配置するための開口が形成されている。

以下、図４及び図５を用いて、第２筐体１ＣＢの凹部３４の周辺部について説明する。ここで、図４は、図１のＡ−Ａ線断面図であり、図５は、アンテナと、回路基板との関係を示す側面図である。図４に示すように、凹部３４の外面（本体３０側とは反対側の面、露出する面）側には、凹部３４を塞ぐカバー１８が設けられている。凹部３４の外面はカバー１８により覆われることで、露出しない状態となる。また、図４に示すように、第２筐体１ＣＢの内部の空間及び凹部３４とカバー１８とで形成されている空間には、アンテナ１０と、回路基板１２と、回路基板１２上に配置された給電部１４とが配置されている。また、図５に示すように、アンテナ１０は、給電部１４と接触するように配置されており、給電部１４から電力が供給される。以下、各部について詳細に説明する。

ここで、図６は、本実施形態に係る携帯電話機が備えるアンテナの概略構成を示す斜視図である。また、図７−１は、裏蓋とアンテナとの関係を示す斜視図であり、図７−２は、裏蓋とアンテナとの関係を図７−１とは反対側から示す斜視図であり、図８−１は、裏蓋およびアンテナの概略構成を示す平面図であり、図８−２は、図８−１のＢ−Ｂ線断面図である。図６に示すように、アンテナ１０は、細長くかつ厚みが薄い板状部材であり、また、アンテナ１０は、大部分を構成する主部１０ａが板状形状の表面の同一平面上に配置されるように、直角に複数回折り曲げられている。具体的には、主部１０ａは、２つのＵ字形状を連結させた形状となっており、１つのＵ字の平行線となる部分が、平行線を連結する部分に比べて長くなる形状、つまり縦長のＵ字になる形状となっている。また、アンテナ１０は、長手方向の一方の端部１０ｂ側に、板状形状の表面に直交する方向に折れ曲がり段差１０ｃとなっている部分があり、段差１０ｃがある側の端部１０ｂは、主部１０ａ同一平面とは異なる平面上に配置される形状となっている。

このアンテナ１０は、図５、図７−１、図７−２に示すように、第２筐体１ＣＢの裏蓋３２の凹部３４に配置されており、主部１０ａが凹部３４の外面側に配置され、段差１０ｃが穴３８に通され、端部１０ｂが凹部３４の本体３０側の面、つまり、本体３０と裏蓋３２とで形成される空間に配置されている。また、アンテナ１０は、図８−１及び図８−２に示すように、主部１０ａの本体３０側の面が、凹部３４の本体３０側とは反対側の面と接触するように配置され、端部１０ｂの本体３０側とは反対側の面が凹部３４の本体３０側の面に接触するように配置されている。また、段差１０ｃは、穴３８の長さとほぼ同一か、穴３８の長さよりも若干長くなる長さで形成されている。

図９−１から図９−４は、それぞれアンテナの装着工程を示す説明図である。まず、図９−１に示すようにアンテナ１０と裏蓋３２とが別々にある状態から、アンテナ１０と裏蓋３２とを相対的に移動させ、図９−２に示すように、アンテナ１０の端部１０ｂが裏蓋３２の凹部３４の穴３８に対向する位置に移動させる。なお、アンテナ１０は、凹部３４の外面（本体３０と対向する面とは反対側の面）側にある。次に、図９−３に示すように、端部１０ｂを穴３８に差し込む。その後、図９−４に示すように、主部１０ａの表面と裏蓋３２の表面とのなす角が小さくなるように、つまり、主部１０ａの表面と裏蓋３２の表面が平行になるように、アンテナ１０と裏蓋３２とを相対的に移動させ、主部１０ａの本体３０側の面と裏蓋３２とを接触させる。アンテナ１０はこのようにして裏蓋３２の凹部３４内に装着される。

次に、回路基板１２は、図４及び図５に示すように、本体３０と裏蓋３２との間に配置されている。回路基板１２には、裏蓋３２側の面にアンテナ１０に電力を供給する給電部１４が設けられている。また、回路基板１２には、給電部１４以外にも、給電部１４の動作を制御する給電回路や、携帯電話機１の動作を制御する各種回路が形成されている。また、本実施形態では、回路基板１２を１枚のみ示すが、回路基板１２は、本体３０と裏蓋３２との間の空間に複数枚配置してもよい。

次に、給電部１４について説明する。ここで、図１０−１は、給電部とアンテナとの関係を示す斜視図であり、図１０−２は、給電部とアンテナとの関係を示す他の斜視図である。給電部１４は、回路基板１２に固定されており、先端（回路基板１２に固定されている部分とは反対側の部分）が、アンテナ１０の端部１０ｂと接触している。給電部１４は、接触しているアンテナ１０に電力を供給し、さらに、アンテナ１０が受信する情報を回路基板１２の処理部に送り、回路基板１２の処理部で生成された情報をアンテナ１０に送る。また、給電部１４は、端部１０ｂ及び裏蓋３２の端部１０ｂに接触している部分を、本体３０から離れる方向に押すようにして接触している。

図１１−１は、カバーの概略構成を示す斜視図であり、図１１−２は、カバーを裏蓋に装着した状態を示す斜視図である。カバー１８は、図１１−１及び図１１−２に示すように、凹部３４の全面を覆う大きさの板状部材であり、図１０−２に示すように裏蓋３２に装着することで、アンテナ１０及びねじ穴３６が外部から見えないように隠すことができる。なお、カバー１８を裏蓋３２に装着する方法は特に限定されず、例えば、カバー１８に突起を設け、裏蓋３２に突起を差し込む穴を設け、穴に突起を差し込むことで装着してもよく、接着剤により裏蓋３２とカバー１８とを接着することで装着してもよい。携帯電話機１は以上のような構成である。

携帯電話機１のように、アンテナ１０を第２筐体１ＣＢの外面に設け、アンテナ１０と回路基板１２との間に第２筐体１ＣＢが配置される構成とすることで、アンテナ１０と回路基板１２との距離をより大きくすることができる。これにより、アンテナの特性を高くすることができる。また、第２筐体１ＣＢの外面の表面に沿って配置することで、アンテナ１０を第２筐体１ＣＢで支持することができ、アンテナ１０を薄型化することができる。これにより、携帯電話機を小型化することができる。

また、筐体の外側の表面に設けることで、筐体の間に設ける（筐体の中に埋め込んで設ける）よりも簡単に作成することができる。これにより、金型コストを低下させることができ、安価に製造することができる。また、形状の自由度も高くすることができる。また、筐体の外側の表面に設けることで、筐体の内側、つまり本体部と裏蓋とで形成される空間側の面を有効に利用することができる。一例としては、筐体の強度を補強する構造にして筐体の強度を向上させることができる。

また、カバー１８を設け、アンテナ１０が露出しない構成とすることで、アンテナ１０の外周にアンテナ１０を保護する部材を設けなくとも、アンテナ１０を保護することができる。これにより、アンテナ１０が損傷する可能性を低減することができる。また、本部３０と裏蓋３２とを止めるねじのねじ穴３６とを隠すカバーで、アンテナ１０も隠す構成とすることで、構成物品を増やすことなく、アンテナを隠すことができる。なお、カバー１８の厚みは、凹部３４の厚みよりも小さい形状となっている。これにより、カバー１８と、凹部３４との間にアンテナ１０を適切に配置することができる。

また、アンテナ１０が穴３８を通過し、一方の端部１０ｂが裏蓋３２と本体部３０とで挟まれた空間の中に、配置された構成とすることで、アンテナ１０と給電部１４とを接続しやすくすることができる。

また、アンテナ１０の端部１０ｂを裏蓋３２の本体３０側の面に配置し、給電部１４がアンテナ１０の端部１０ｂを裏蓋３２に押し付ける力を作用させつつ、端部１０ｂと接触させていることで、つまり、アンテナ１０の端部１０ｂを裏蓋３２と給電部１４とで挟むようにすることで、給電部１４とアンテナ１０とが離れることを抑制することができ、導通状態を維持することができる。また、裏蓋３２でアンテナ１０に作用する力を受けることができるため、アンテナ１０が給電部１４に作用される力により変形することを抑制することができる。これによりアンテナ１０の剛性を低くすることができ、アンテナ１０をより薄くして、安価にすることができる。

また、筐体の外周面をより面一にすることができるため、本実施形態のように、筐体に凹部を設けその凹部にアンテナを配置することが好ましいが、本発明はこれに限定されず、凹部を設けず、平面状の筐体の外面にアンテナを配置してもよい。なお、この場合にカバーを設ける場合は、筐体との接触面が解放された箱形状のカバーを設ければよい。

なお、凹部を設ける場合は、凹部の深さがアンテナの厚みより大きい形状とすることが好ましい。これによりアンテナを凹部に適切に配置することができ、アンテナが凹部よりも突出することを防止することができる。

また、上記実施形態では、板金や切抜き加工で別途作製したアンテナを筐体に装着するようにしたが本発明はこれに限定されず、アンテナをめっきや、蒸着（半導体プロセス）により、筐体の表面に作製してもよい。

なお、本実施形態では、基地局との通信に用いるアンテナのみが配置された構成としたが、本発明はこれに限定されず、複数種類のアンテナを配置した構成としてもよい。具体的には、基地局との通信に用いるアンテナに加え、ＧＰＳ衛星から発信される電波（電磁波）の受信に用いられる受信アンテナや、ＴＶ放送等の受信用アンテナを設けてもよい。このように複数のアンテナを設ける場合も本発明の構成とすることで、それぞれのアンテナが基板とを一定距離離すことができ、それぞれのアンテナの特性をより高めることができ、受信や通信をより好適に行うことが可能となる。また、アンテナを複数個設ける場合は、アンテナ同士の距離も一定程度はなれるように配置することが好ましい。例えば、２つのアンテナを設ける場合は、筐体の両端に夫々のアンテナを配置することが好ましい。具体的には、上記実施形態のように一方のアンテナを筐体のヒンジ側に配置する場合は、他方のアンテナを筐体のヒンジ側とは反対側に設けることが好ましい。このように、それぞれのアンテナを離して配置することで、アンテナ間で発生する干渉を抑制することができ、アンテナの特性をより高めることができる。

以上のように、本発明に係る無線端末装置は、アンテナを有する無線端末装置に有用である。

１…携帯電話機、１Ｃ…筐体、１ＣＡ…第１筐体、１ＣＢ…第２筐体、２Ｍ…ディスプレイ、３…操作キー、４…方向及び決定キー、５…マイク、６…レシーバ、９…ヒンジ機構
１０…アンテナ、１２…回路基板、１４…給電部、１８…カバー、３０…本体、３２…裏蓋、３４…凹部、３６…ねじ穴、３８…穴

Claims (4)

1. 筐体と、
   前記筐体の内部に設けられた金属部材と、
   前記金属部材に対応した前記筐体の外面に形成される凹部と、
   板金で形成されるアンテナ部材と、
   前記筐体の内部に配置され、前記アンテナ部材に接触する給電コネクタと、を備え、
   前記筐体は、前記凹部に外面と内面とを繋げる穴が形成され、
   前記アンテナ部材は、前記穴に配置される第１の部分と、当該第１の部分の前記外面側の端部から前記凹部の前記外面に沿って延びる第２の部分と、前記第１の部分の前記内面側の端部から前記内面に沿って前記第２の部分と反対側に延びる第３の部分とを有する
   無線端末装置。
2. 前記第３の部分は、前記給電コネクタによって前記内面に対して押しつけられる
   請求項１に記載の無線端末装置。
3. さらに、前記凹部と嵌合し、前記アンテナ部材を覆うカバー部材を有し、
   前記カバー部材の厚みは、前記筐体の厚みより小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の無線端末装置。
4. 前記筐体は、第１のケース部材と、第２のケース部材とを組み合わせて構成され、
   前記第１のケース部材と前記第２のケース部材を固定する固定部材を備え、
   前記カバー部材は、前記固定部材を覆うように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の無線端末装置。

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