WO2015098918A1

WO2015098918A1 - 携帯端末

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Publication number: WO2015098918A1
Application number: PCT/JP2014/084056
Authority: WO
Inventors: 隆文松本
Original assignee: 京セラ株式会社
Priority date: 2013-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2015-07-02
Also published as: US9948001B2; JP2015122651A; US20160308274A1; JP6208577B2

Abstract

　携帯端末の筐体に固着された透明な板状のパネルの筐体内部側の面に、表示部の表示面が固着される。携帯端末のアンテナは、板状の金属で構成される。アンテナの第１の面の少なくとも一部の領域に、金属素材の少なくとも一部が露出する態様の表面処理がされている。表面処理をされた領域が、パネルの筐体内部側の面における表示部が固着されていない領域に外部から視認可能に固着されている。

Description

携帯端末

　本発明は、無線通信機能を有する携帯端末に関する。

　スマートフォンなどの携帯端末において、無線通信用のアンテナは、通信性能の低下を防ぐために、通常、回路素子やバッテリ等の金属物から離れた位置である裏蓋内側の上端部或いは下端部付近などに配される。

　ところで、上述のような携帯端末についてサイズや形が似通ってきていることから、ユーザへの訴求ポイントとしてデザイン差別化の重要性が高まっている。デザイン差別化の一例に、液晶ディスプレイなどの表示部をカバーする透明な保護パネルの裏面に金属蒸着でロゴを描くなどの金属装飾により、高級感、高い質感を演出するものがある。しかしながら、このような金属装飾を行った場合、その金属装飾が、アンテナから上述の金属装飾へ向けて送出される電波についての遮蔽板として働いてしまい通信性能が低下し得るというおそれがある。

　本開示の一態様の携帯端末は、特定の面から見て表示部と金属装飾とが視認可能に配された、無線通信を行う携帯端末である。金属装飾は、無線通信を行うための金属製のアンテナの少なくとも一部により構成されている。

　上述の構成により、本開示の一態様に係る携帯端末は、外部から視認可能に金属装飾を有し、かつ金属装飾を有することによる通信性能の低下を防ぐことができる。

（ａ）は実施の形態１に係る携帯端末の外観を示す上面図である。（ｂ）は図１（ａ）に示す携帯端末のＸ１－Ｘ１における断面図である。実施の形態１に係る携帯端末の筐体内の基板等の配置を示す図である。（ａ）は実施の形態１に係るアンテナを示す斜視図である。（ｂ）は図３（ａ）のアンテナの構成を模式的に示す図である。（ａ）は実施の形態１に係るアンテナと表示部との位置関係及び容量結合について示す図である。（ｂ）はアンテナの周波数とＶＳＷＲとの対応について示す図である。（ａ）は実施の形態２に係るアンテナと表示部との位置関係及び容量結合について示す図である。（ｂ）は図５（ａ）に示す携帯端末のＸ２－Ｘ２における断面図である。（ｃ）はアンテナの周波数とＶＳＷＲとの対応について示す図である。（ａ）は変形例に係るアンテナを示す斜視図である。（ｂ）は図６（ａ）のアンテナの構成を模式的に示す図である。（ａ）は変形例に係る携帯端末の外観を示す上面図である。（ｂ）は図７（ａ）に示す携帯端末のＸ３－Ｘ３における断面図である。（ａ）は変形例に係る携帯端末におけるアンテナと表示部との位置関係について示す図である。（ｂ）は図８（ａ）に示す携帯端末のＸ４－Ｘ４における断面図である。

　＜実施の形態１＞
　以下、実施の形態１に係る携帯端末１について図面を参照しながら説明する。携帯端末１は、携帯電話機である。携帯端末１は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、複数の面を有する携帯端末１の特定の面を構成する透明な板状のパネル１１が筐体１０に固着されることで形成される空間（以下「筐体内空間」という。）内に、表示部１２、アンテナ１３、フレーム２１、バッテリ２２、回路基板２３、回路素子２４、及び給電線２５を含んで構成される。筐体１０はプラスチック樹脂により形成されている。パネル１１は表示部１２を保護するためのガラス板である。

　表示部１２は、液晶ディスプレイで構成される。表示部１２は、画像等を表示する液晶パネルが配された面（以下「表示面」という。）が、パネル１１の筐体内部側の面（以下「パネル１１の裏面」という。）に固着されている。固着は、接着剤や両面テープなどを用いて行われる。

　フレーム２１は、樹脂を用いて形成されており、バッテリ２２及び回路基板２３を保持する機能を有する。バッテリ２２は、リチウムイオン電池で構成され、表示部１２、回路素子２４など給電が必要な各部材への給電を行う機能を有する。

　回路素子２４は、プロセッサ、アンテナ１３を用いて無線通信を行う通信モジュール等の集積回路、カメラ用の撮像素子、振動モータ、メモリ、コンデンサ、コイルなどの電子部品である。携帯端末１の動作制御は、メモリに記憶されているプログラムをプロセッサが実行することにより実現される。

　回路基板２３は、樹脂を用いて形成された基板に金属配線パタンが形成されたプリント基板であり、回路素子２４などの電子部品が複数個実装される。回路基板２３には、給電線２５を接続するための給電線接続端子２６が設けられている（図２参照）。給電線接続端子２６は、回路基板２３に形成された金属配線パタンを通じて通信モジュールと電気的に接続している。

　アンテナ１３は、所定の周波数帯（一例として８００ＭＨｚ）の電波を用いた無線通信を行うための平板状のアンテナである。アンテナ１３の電気長は、無線通信に用いる電波の１／４波長となっている。アンテナ１３の第１の面には、装飾として、文字、図形、及び記号などを含む模様が、金属によるラインで形成される。具体的にはアンテナ１３の第１の面には、図３（ａ）に示すように、金属によるラインで「ＵＲＢＡＮ」の文字が形成されている。

　アンテナ１３は、図３（ｂ）に示すように、金属素材のアンテナ本体部１４の第１の面に、樹脂による被膜１５が成膜されたものである。成膜を行う場合、まずアンテナ本体部１４の第１の面において、上述の金属によるラインを形成するために露出させる部分を予めマスキングする。例えば、図３（ａ）に示すように金属によるラインで「ＵＲＢＡＮ」の文字を形成する場合には、アンテナ本体部１４の第１の面において「ＵＲＢＡＮ」の文字を形成する箇所にマスキングすることになる。次に、マスキングされたアンテナ本体部１４の第１の面に被膜１５を成膜し、その後マスキングを除去する。マスキングされていた部分については、アンテナ本体部１４の金属素材が露出することになり、この露出している部分により前述の金属によるライン（一例として「ＵＲＢＡＮ」の文字）が形成されることとなる。

　アンテナ１３は、上述した装飾が形成されている面（以下「装飾面」という。）が、パネル１１の裏面における表示部１２が固着されていない箇所に固着される。このため、アンテナ１３の装飾面は、一例として図１（ａ）に示すように、表示部１２の表示面と共に、パネル１１を通して携帯端末１の外部から視認可能となる。

　アンテナ本体部１４の一端部には、給電線２５の一端が接続され、給電線２５の他端は給電線接続端子２６に接続される。これらの接続により通信モジュールとアンテナ１３とが電気的に接続されることとなり、通信モジュールによるアンテナ１３を用いた無線通信が可能となる。

　以上説明したように、携帯端末１では、パネル１１の裏面に金属蒸着でロゴを描くなどしてアンテナとは別個に金属装飾を設けるのではなく、アンテナ１３自身の金属素材が金属装飾の一部を形成するようアンテナを構成している。このため、携帯端末１では、金属装飾がアンテナから送信される電波についての遮蔽板として働くことはないので、金属装飾が遮蔽板として働くことにより通信性能の低下を招くのを防ぐことができる。また、アンテナ１３の装飾面が、携帯端末１の第１の面から見て視認可能になっているので、携帯端末１を見たユーザに、金属装飾による高級感、高い質感を感受させることができる。

　＜２．実施の形態２＞
　上述の実施の形態１では、アンテナ１３を、パネル１１の裏面に固着することとしていた。この場合、図４（ａ）に示すように、アンテナ１３と表示部１２とが近接した配置となり得る。アンテナ１３と表示部１２とが近接した配置となった場合には、アンテナ１３と表示部１２との間で容量結合（図４（ａ）の静電容量４１参照）が起こる。そうすると、アンテナ１３の電気的な長さが短くなり、無線通信に用いる電波の周波数と同値になるよう構成されているアンテナ１３の共振周波数がずれてしまう。

　図４（ｂ）は、アンテナ１３に係る周波数とＶＳＷＲとの対応を示す。図４（ｂ）の横軸は周波数であり、縦軸はＶＳＷＲ（Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｓｔａｎｄｉｎｇ　Ｗａｖｅ　Ｒａｔｉｏ）である。グラフＬ４１は、容量結合が無い場合の、周波数とＶＳＷＲとの対応を示し、グラフ４２は、容量結合が起こっている場合について示す。容量結合が無い場合の共振周波数は、グラフＬ４１においてＶＳＷＲが最小値となるｆ１である。ｆ１は、無線通信に用いる電波の周波数と一致する。容量結合が起こっている場合の共振周波数は、グラフＬ４２においてＶＳＷＲが最小値となるｆ２である。容量結合が起こることで共振周波数がｆ１からΔｆだけずれて、通信性能が低下する。

　この通信性能の低下を防ぐために、実施の形態２では図５（ａ）に示すように、アンテナ１３に替えてアンテナ１３ａを用いる。アンテナ１３ａは、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、実施の形態１におけるアンテナ１３にアンテナ延長部５１が追加されたものであり、アンテナ１３と同じ金属を素材とするコの字型の板状のアンテナである。アンテナ延長部５１はＬ字型板状であり、アンテナ本体部１４と一体形成されている。アンテナ延長部５１は、電気的な長さが、アンテナ１３の電気的な長さにおけるアンテナ本体部１４と表示部１２との間で起こる容量結合によって短くなる分に相当する。すなわちアンテナ１３ａでは、アンテナ延長部５１が設けられていることにより、上述の容量結合により短くなるアンテナの電気的な長さを補償している。このため、アンテナ１３ａの固有周波数は、無線通信に用いる電波の周波数と同じｆになる（図５（ｃ）参照）。

　以上のように、実施の形態２に係る携帯端末では、アンテナ１３に替えてアンテナ延長部５１が設けられたアンテナ１３ａを用いることで、上述の容量結合により生じる共振周波数のずれを補償することができる。よって、実施の形態２に係る携帯端末では、上述のような容量結合の影響により通信性能が低下するのを防ぐことができる。

　＜３．変形例＞
　例示した携帯端末を以下のように変形することも可能であり、本発明が上述の実施の形態で示した通りの携帯端末に限られないことは勿論である。

　（１）実施の形態２では、表示部１２とアンテナ延長部５１との位置関係については特に言及しなかった。しかしながら、アンテナ延長部５１は、図５（ｂ）に示すように、アンテナ本体部１４から見て、表示部１２から離隔する方向に配するのが望ましい。なぜなら、アンテナ延長部５１を表示部１２に近接する位置に設けると、アンテナ延長部５１と表示部１２との間で容量結合が起こり得るからである。容量結合が起こるとアンテナ１３ａの電気的な長さが短くなってしまい、通信性能が低下してしまう。アンテナ延長部５１を、アンテナ本体部１４から見て、表示部１２から離隔する方向に配することで、アンテナ延長部５１と表示部１２との間の容量結合の発生を防ぎ、通信性能の低下を避けることができる。

　（２）実施の形態１では、アンテナ１３における装飾面は、被膜１５における中抜きされた部分を通じて露出するアンテナ本体部１４の金属素材が金属による模様を形成したものであった。しかしながら、装飾面は、アンテナ１３の金属素材の少なくとも一部が露出する態様の表面処理が成されたものであれば足りる。例えば、アンテナ１３の第１の面に模様を形成する彫物がされたものであってもよい。また装飾面は、アンテナ１３の第１の面に、金属による蒸着等を行うことで模様を形成したものであってもよい。この場合、装飾面における、模様が形成された部分以外の部分が、アンテナ１３の金属素材が露出した部分となる。以上、アンテナ１３の装飾面の変形例について説明したが、これらの説明は実施の形態２のアンテナ１３ａの装飾面についても同様に適用可能である。

　（３）実施の形態１では、装飾面が外部から視認可能に配されるアンテナは１個であったが、複数個のアンテナを配することとしてもよい。この場合、複数個のアンテナそれぞれの装飾面が外部から視認可能に配することができれば足りる。以下、複数個のアンテナの一例として、２個のアンテナが配された携帯端末２について説明する。

　携帯端末２は、図７（ａ）に示すように、表示部１２の表示面を挟んで、表示面の上端側にアンテナ１３、表示面の下端側にアンテナ１３と同様の構成を有するアンテナ７１が配されて成る。また、携帯端末２は、筐体内空間に、携帯端末１が備える表示部１２、アンテナ１３、バッテリ２２、回路基板２３、回路素子２４、及び給電線２５に加え、フレーム２１ａ、アンテナ７１、回路基板７４、回路素子７５、及び給電線７６を含んで構成される。

　フレーム２１ａは、回路基板２３及びバッテリ２２を保持していた携帯端末１におけるフレーム２１を、更に回路基板７４についても保持できるよう変更したものである。回路素子７５は、アンテナ７１を用いて無線通信を行う通信モジュール等の集積回路、コンデンサ、コイルなどの電子部品である。回路基板７４は、樹脂を用いて形成された基板に金属配線パタンが形成されたプリント基板であり、回路素子７５などの電子部品が複数個実装される。回路基板７４には、給電線７６を接続するための図示しない給電線接続端子が設けられている。この給電線接続端子は、回路基板７４に形成された金属配線パタンを通じて通信モジュールと電気的に接続している。

　アンテナ７１は、所定の周波数帯（一例として１．５ＧＨｚ）の電波を用いた無線通信を行うための平板状の金属製のアンテナである。アンテナ７１の電気長は、通信に用いる電波の１／４波長となっている。アンテナ７１は、アンテナ本体部７２の第１の面に、アンテナ１３における被膜１５と同様の手法で被膜７３を成膜して成る。

　アンテナ７１の第１の面には、装飾として、文字、図形、及び記号などを含む模様が、金属によるラインで形成される。一例として、アンテナ７１の第１の面には、アンテナ１３における「ＵＲＢＡＮ」の文字を形成するのと同様の手法を用い、図７（ａ）に示すような、金属によるラインで「ＰＲＯＧＲＥＳＳ」の文字が形成されている。

　アンテナ７１は、その装飾面が、パネル１１の裏面における表示部１２及びアンテナ１３のいずれもが固着されていない箇所に固着される。このため、アンテナ７１の装飾面は、一例として図７（ａ）に示すように、表示部１２の表示面及びアンテナ１３の装飾面と共に、パネル１１を通して携帯端末２の外部から視認可能となる。

　アンテナ７１におけるアンテナ本体部７２の一端部には、給電線７６の一端が接続され、給電線７６の他端は回路基板７４に設けられた給電線接続端子に接続される。これらの接続により、回路素子７５の１つである通信モジュールとアンテナ７１とが電気的に接続されることとなり、この通信モジュールによるアンテナ７１を用いた無線通信が可能となる。

　なお、上述した実施の形態及び変形例では、アンテナ１３に「ＵＲＢＡＮ」の文字を形成し、アンテナ７１に「ＰＲＯＧＲＥＳＳ」の文字を形成することとしていたが、これらの文字は一例として示したものであり、形成する文字をこれらに限るものではない。

　（４）変形例（３）では、アンテナ７１とアンテナ１３とをパネル１１の裏面に固着することとしていた。この場合、実施の形態２で説明したように、アンテナ１３と表示部１２とが近接した配置となると、アンテナ１３と表示部１２との間で容量結合が起こる。そうすると、アンテナ１３の電気的な長さが短くなり、アンテナ１３の共振周波数が変化し、アンテナ１３を用いる無線通信の性能が低下してしまう。この通信性能の低下を防ぐために、実施の形態２では、アンテナ１３に、アンテナ延長部５１を追加したアンテナ１３ａを用いた。

　アンテナ１３と表示部１２の場合と同様に、アンテナ７１と表示部１２とが近接した配置となった場合にも、アンテナ７１と表示部１２との間で容量結合が起こる。そうすると、アンテナ７１の電気的な長さが短くなり、アンテナ７１の共振周波数が変化し、アンテナ７１を用いた無線通信の性能が低下してしまう。本変形例では、このような通信性能の低下を防ぐために、図８（ａ）及び（ｂ）に示すようにアンテナ７１に替えて、アンテナ１３ａと同様の構成を有するアンテナ７１ａを用いる。

　アンテナ７１ａは、アンテナ７１にアンテナ延長部８１が追加されたものであり、アンテナ７１と同じ金属を素材とするコの字型の板状のアンテナである。アンテナ延長部８１はＬ字型板状であり、アンテナ本体部７２と一体形成されている。アンテナ延長部８１は、電気的な長さが、アンテナ７１の電気的な長さにおけるアンテナ本体部７２と表示部１２との間で起こる容量結合によって短くなる分に相当する。すなわちアンテナ７１ａでは、アンテナ延長部８１が設けられていることにより、上述の容量結合により短くなるアンテナの電気的な長さが補償される。このため、アンテナ７１ａの固有周波数は、無線通信に用いる電波の周波数と同じになる。

　以上のように、本変形例に係る携帯端末では、アンテナ７１に替えてアンテナ延長部８１が設けられたアンテナ７１ａを用いることで、アンテナ本体部７２と表示部１２との間で起こる容量結合により生じる共振周波数のずれを補償することができる。よって、上述のような容量結合の影響により、通信性能が低下するのを防ぐことができる。

　（５）変形例（４）では、表示部１２とアンテナ延長部８１との位置関係については特に言及しなかった。しかしながら、アンテナ延長部８１は、図８（ｂ）に示すように、アンテナ本体部７２から見て、表示部１２から離隔する方向に配するのが望ましい。なぜなら、アンテナ延長部８１を表示部１２に近接する位置に設けると、アンテナ延長部８１と表示部１２との間で容量結合が起こり得るからである。容量結合が起こるとアンテナ７１ａの電気的な長さが短くなってしまい、通信性能が低下してしまう。アンテナ延長部８１を、アンテナ本体部７２から見て、表示部１２から離隔する方向に配することで、アンテナ延長部８１と表示部１２との間の容量結合を減らすことができ、通信性能の低下を防ぐことができる。

　（６）実施の形態１、２及び各変形例では、携帯端末１は、一例として携帯電話機であるとしたが、アンテナ自身の金属素材が金属装飾の一部を形成するよう構成された装飾面が、携帯端末の外部から視認可能な端末装置であれば足りる。例えば、スマートフォンであってもよいし、タブレット端末装置、タブレット型のパーソナルコンピュータなどであってもよい。

　（７）実施の形態２及び各変形例では、アンテナ延長部（５１、８１）がＬ字型板状であるとしたが、表示部１２とアンテナ本体部（１４、７２）との間で起こる容量結合により短縮する電気長を補償できれば足りる。例えば、アンテナ延長部（５１、８１）は、円弧型板状など曲線で構成されたものであってもよい。

　（８）実施の形態１、２及び各変形例では、筐体１０は、プラスチック樹脂を用いて形成されるとしたが、マグネシウム合金などの軽量材料を用いて構成することとしてもよい。また、パネル１１は、ガラス板で構成されているとしたが、パネル１１を通して、表示部１２の表示面、アンテナ１３、１３ａ、７１及び７１ａの装飾面が携帯端末１及び２の外部から視認可能な部材で構成されていれば足りる。例えば、パネル１１は、プラスチックなどで構成することとしてもよいし、タッチパネルなどの入力操作を受け付ける機能を有する部材で構成することとしてもよい。

　表示部１２は、液晶ディスプレイで構成されるとしたが、画像等を表示する機能を有するデバイスであれば足り、例えば、有機ＥＬディスプレイで構成することとしてもよい。

　フレーム２１、２１ａは、樹脂を用いて形成されるとしたが、バッテリ２２及び回路基板２３などの部材の保持が可能な素材で形成されれば足り、例えば、アルミニウムなどの金属で形成されることとしてもよい。

　（９）実施の形態１及び２では、アンテナ１３及びアンテナ１３ａは、一例として８００ＭＨｚ帯の電波を用いた無線通信に用いられるとしたが、他の周波数帯の電波を用いた通信に用いることとしてもよい。また、変形例（３）～（５）では、アンテナ７１及びアンテナ７１ａは、一例として１．５ＧＨｚ帯の電波を用いた無線通信に用いられるとしたが、他の周波数帯の電波を用いた通信に用いることとしてもよい。

　（１０）実施の形態１、２及び各変形例で示した各機能構成要素（回路素子２４、回路素子７５など）は、その機能を実行する回路として実現されてもよいし、１又は複数のプロセッサによりプログラムを実行することで実現されてもよい。

　（１１）上述の実施の形態及び各変形例を、部分的に組み合せてもよい。

　一実施の形態に係る携帯端末は、高級感、高い質感を有する携帯電話機、スマートフォンなどの端末等として好適である。

　１，２　携帯端末、１０　筐体、１１　パネル、１２　表示部、１３，１３ａ，７１，７１ａ　アンテナ、１４，７２　アンテナ本体部、１５，７３　　被膜、２１，２１ａ　フレーム、２２　バッテリ、２３，７４　回路基板、２４，７５　回路素子、２５，７６　給電線、２６　給電線接続端子、４１　静電容量、５１，８１　アンテナ延長部。

Claims

　表示部と、
　無線通信を行うための金属製のアンテナとを備え、
　前記アンテナの少なくとも一部が、金属装飾を有し、
　特定の面から見て前記表示部と前記金属装飾とが視認可能に配される、携帯端末。
　前記アンテナは、矩形板状のアンテナ本体部とＬ字型板状のアンテナ延長部とが一体構成されたものであり、
　前記アンテナ延長部の電気長は、前記アンテナ本体部の電気長の、前記表示部と前記アンテナ本体部との容量結合により短縮された分に相当する、請求項１記載の携帯端末。
　前記アンテナ延長部は、前記アンテナ本体部からみて前記表示部から離隔する方向に配されている、請求項２記載の携帯端末。
　前記アンテナは板状であり、第１の面の少なくとも一部の領域に、前記アンテナの金属素材の少なくとも一部が露出する態様の表面処理がされており、
　前記金属装飾は、前記金属素材の少なくとも一部が露出している部分により構成されている、請求項１記載の携帯端末。
　前記表面処理がされた領域において、前記金属素材が露出する部分以外の部分に被膜が形成されることにより、前記金属素材が露出する部分が模様を構成している、請求項４記載の携帯端末。