(57)【要約】【課題】摺動可能に連結された筐体を有する携帯無線機において、筐体ダイポールアンテナを構成する場合にアンテナの特性の劣化を防止すると共に、筐体内のデッドスペースを減らすことが可能な携帯無線機を提供する。【解決手段】上側筐体１１と、上側筐体１１と摺動可能に連結された下側筐体１２と、上側筐体１１内に上側回路基板１３と、下側筐体１２内に下側回路基板１４と、上側回路基板１３に設けられ、第１のグランドパターン１５ａと第２のグランドパターン１５ｂとに分断されたグランドパターンと、グランドパターンの分断位置に設けられ、一方のグランドパターンから他方のグランドパターンに給電する給電部１７と、を備える。また、筐体が伸長状態にあるときに、下側回路基板１４と第１のグランドパターン１５ａとは、筐体の厚み方向において非対向位置にあり、下側回路基板１４と分断位置および第２のグランドパターン１５ｂとは、筐体の厚み方向において対向位置にある。【選択図】図１
2010183240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の筐体と、
前記第１の筐体と摺動可能に連結された第２の筐体と、
前記第１の筐体内に設けられる第１の回路基板と、
前記第２の筐体内に設けられる第２の回路基板と、
前記第１の回路基板に設けられ、第１のグランドパターンと第２のグランドパターンとに分断されたグランドパターンと、
前記グランドパターンの分断された位置に設けられ、一方のグランドパターンから他方のグランドパターンに給電する給電部と、
を備え、
前記第１の筐体と前記第２の筐体とが伸長状態にあるときに、前記第２の回路基板と前記第１のグランドパターンとは、筐体の厚み方向において非対向位置にあり、前記第２の回路基板と前記分断された位置および前記第２のグランドパターンとは、筐体の厚み方向において対向位置にある
携帯無線機。
【請求項２】
請求項１に記載の携帯無線機であって、
前記第２のグランドパターンと前記第２の回路基板とを電気的に接続するグランド接続部を備える
携帯無線機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の携帯無線機であって、
前記給電部は、前記分断された位置において、前記第１の筐体の摺動方向および前記筐体の厚み方向と直交する方向の一端側に設けられる
携帯無線機。
【請求項４】
請求項３に記載の携帯無線機であって、
前記分断された位置において、前記給電部が設けられる前記一端側と対向する他端側に設けられ、前記第１のグランドパターンと前記第２のグランドパターンとを電気的に接続するグランド接続部を備える
携帯無線機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯無線機に関し、特に、摺動可能に連結された筐体を有する携帯無線機のアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話端末のような携帯無線機においては、筐体の形状を変更できるように構成されている場合が多い。例えば、折り畳み構造の筐体の場合、上筐体の下端と下筐体の上端とをヒンジで連結してあるので、ユーザはヒンジの軸を中心として上筐体と下筐体とを相対的に動かし、筐体を開閉することができる。すなわち、筐体を開いた形状にすることで、通話時などの使用状態に適した状態になり、筐体を閉じた形状にすることで、持ち運びに便利な収納状態になる。
【０００３】
また、スライド構造の筐体を採用した携帯無線機もある。スライド構造の筐体の場合、厚み方向に重なり合った上筐体と下筐体とがそれらの対向する面において、面と平行な方向に相対的に摺動可能な状態で連結されている。従って、ユーザが上筐体と下筐体を摺動させることにより、筐体の伸縮による変形が可能である。すなわち、伸張状態にすることで通話時などの使用状態に適した状態になり、短縮状態にすることで持ち運びに便利な収納状態になる。
【０００４】
スライド構造の筐体を採用した携帯無線機として、摺動可能な第１筐体および第２筐体を設け、第１筐体と第２筐体との間で給電することにより、筐体をダイポールアンテナとして機能させることが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、特許文献２においては、アンテナを切り替えるためのスイッチを設け、筐体を閉じている時には外部アンテナに給電し、筐体を開いている時には下筐体の基板から上筐体の基板に給電し基板の導電体をダイポールアンテナとして使用することが知られている。特許文献１及び２ともに、筐体から突出するアンテナを用いておらず、筐体自体がダイポールアンテナとして機能するように構成してある。
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００６／０９２９７９号パンフレット
【特許文献２】特開２００６−２８７８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、筐体あるいはそれと同等の面積を有する筐体内の回路基板等の導電体を用いてダイポールアンテナを構成する場合には、下筐体の基板上の導電体と、上筐体の基板上の導電体との両方をダイポールアンテナのエレメントとして使用することがある。
【０００７】
折り畳み構造の筐体の場合、図５に示す使用状態（筐体を開いた状態）では、上筐体と下筐体とが重なることはなく、上筐体側の導電体と下筐体側の導電体とが互いに接近していないので、容量結合は生じない。したがって、容量結合によるアンテナ特性の劣化が生じることなく、下筐体の基板上の導電体と上筐体の基板上の導電体との両方をダイポールアンテナのエレメントとして使用できる。
【０００８】
しかしながら、スライド構造の筐体の場合には、上筐体と下筐体とを最大に伸ばした伸張状態の場合であっても、上筐体の一部分と下筐体の一部分とが厚み方向に重なった状態になる。従って、図６に示すように、第１の筐体内の導電体（第１の導電体）の一部分と第２の筐体内の導電体（第２の導電体）の一部分とが互いに近接した状態で使用されることがある。近接した状態となると、第１の導電体と第２の導電体の間に容量結合が生じ、これらをダイポールアンテナのエレメントとして使用できない。すなわち、第１の導電体と第２の導電体に給電しても、これらが同電位になるために、ダイポールアンテナとして機能しない。
【０００９】
一方、上筐体の一部分と下筐体の一部分とが厚み方向に重なった状態であっても、例えば第１の導電体および第２の導電体の少なくとも一方の面積を筐体よりも小さくすることで、容量結合の発生を防止することが考えられる。しかしながら、導電体の面積を小さくすると、基板上に実装可能な部品の量が制限されることになる。昨今の携帯無線機では実装すべき部品の量がますます増える傾向にある中で、回路基板の面積を小さくすることは、デッドスペースの増加に繋がり、限られた大きさの筐体の中に高性能、高機能の携帯無線機の部品を組み込む際に非常に不利になる。
【００１０】
本発明は、摺動可能に連結された筐体を有する携帯無線機において、筐体内の基板等の導電体を用いてダイポールアンテナを構成する場合に、アンテナの特性の劣化を防止すると共に、筐体内のデッドスペースを減らすことが可能な携帯無線機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の携帯無線機は、第１の筐体と、前記第１の筐体と摺動可能に連結された第２の筐体と、前記第１の筐体内に設けられる第１の回路基板と、前記第２の筐体内に設けられる第２の回路基板と、前記第１の回路基板に設けられ、第１のグランドパターンと第２のグランドパターンとに分断されたグランドパターンと、前記グランドパターンの分断された位置に設けられ、一方のグランドパターンから他方のグランドパターンに給電する給電部と、を備え、前記第１の筐体と前記第２の筐体とが伸長状態にあるときに、前記第２の回路基板と前記第１のグランドパターンとは、筐体の厚み方向において非対向位置にあり、前記第２の回路基板と前記分断された位置および前記第２のグランドパターンとは、筐体の厚み方向において対向位置にある。
【００１２】
この携帯無線機によれば、第１のグランドパターンをダイポールアンテナの１つのエレメントとして使用し、第２の回路基板および第２のグランドパターンをダイポールアンテナのもう１つのエレメントとして使用できる。すなわち、アンテナを使用する伸長状態においては、第２の回路基板と第１のグランドパターンとが対向しないので、両者の間には容量結合が生じにくい。また、第１のグランドパターンと第２のグランドパターンとが分断されているので、これらを独立したエレメントとして使用できる。
【００１３】
また、本発明の携帯無線機は、前記第２のグランドパターンと前記第２の回路基板とを電気的に接続するグランド接続部を備える。
【００１４】
この携帯無線機によれば、ダイポールアンテナを構成するエレメントの体積を増やすことができる。すなわち、前記第２のグランドパターンと前記第２の回路基板上の導体とを組み合わせて１つのエレメントを構成することにより、エレメントの体積が増え、アンテナの性能が向上する。
【００１５】
また、本発明の携帯無線機は、前記給電部が、前記分断された位置において、前記第１の筐体の摺動方向および前記筐体の厚み方向と直交する方向の一端側に設けられる。
【００１６】
この携帯無線機によれば、前記第１のグランドパターンおよび第２のグランドパターン上の電流の向きが散漫になり、ダイポールアンテナの性能が向上する。
【００１７】
また、本発明の携帯無線機は、前記分断された位置において、前記給電部が設けられる前記一端側と対向する他端側に設けられ、前記第１のグランドパターンと前記第２のグランドパターンとを電気的に接続するグランド接続部を備える。
【００１８】
この携帯無線機によれば、前記第１のグランドパターンと第２のグランドパターンとの境界付近で互いに逆位相の電流が打ち消し合うのを防止でき、ダイポールアンテナの性能が向上する。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によればアンテナの特性の劣化を防止すると共に、筐体内のデッドスペースを減らすことが可能になる。すなわち、筐体内の基板を筐体と同等の大きさにしても、複数のエレメントの間に容量結合が生じにくくなり、これらのエレメントを用いてダイポールアンテナを構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態の携帯無線機について、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の実施形態における携帯無線機の厚み方向の断面構造の一例を示す図である。図２は、本発明の実施形態における携帯無線機を斜め上方から見た場合の各回路基板の状態を示す図である。本実施形態の携帯無線機としては、例えば携帯電話端末が考えられる。
【００２１】
図１及び図２に示すように、携帯無線機１０の筐体は上側筐体１１と下側筐体１２とで構成されている。上側筐体１１と下側筐体１２は、それらの厚み方向（Ｚ軸方向）に重なった状態で配置され、Ｙ軸方向に沿って摺動（スライド）可能な状態で連結されている。
【００２２】
図示しないが、Ｙ軸方向に沿って直線的に延びる凹凸部が上側筐体１１および下側筐体１２にそれぞれ１つ又は複数形成されている。上側筐体１１側の凹凸部と下側筐体１２側の凹凸部とが嵌合して上側筐体１１と下側筐体１２とを連結する。従って、上側筐体１１と下側筐体１２の対向する面同士が接触もしくは近接した状態で、上側筐体１１と下側筐体１２を相対的にＹ軸方向に摺動させることができる。
【００２３】
従って、筐体の形状を図１及び図２に示すような伸張状態にすることができる。また、上側筐体１１と下側筐体１２とが対向する面の全域で重なるような短縮状態（収納状態）に筐体を変形させることもできる。
【００２４】
上側筐体１１の内空間には上側回路基板１３が配置されている。下側筐体１２の内空間には下側回路基板１４が配置されている。上側回路基板１３の大きさについては、Ｘ軸方向の幅、Ｙ軸方向の長さ共に上側筐体１１と同等か又はわずかに小さい程度になっている。また、下側回路基板１４の大きさについては、Ｘ軸方向の幅、Ｙ軸方向の長さ共に下側筐体１２と同等か又はわずかに小さい程度になっている。
【００２５】
上側回路基板１３上には、例えば液晶表示器や表示制御用の回路部品など、様々な部品が搭載されている。下側回路基板１４上には、例えば操作キーや通信回路や制御回路などを構成する様々な部品が搭載されている。上側回路基板１３の大きさは上側筐体１１と同等なので、上側筐体１１の内部にデッドスペースを作ることなく多数の部品を上側筐体１１内に収納することができる。同様に、下側回路基板１４の大きさは下側筐体１２と同等なので、下側筐体１２の内部にデッドスペースを作ることなく多数の部品を下側筐体１２に収納することができる。
【００２６】
上側回路基板１３は複数層を厚み方向に積層して構成した多層基板であり、銅箔等の導電体で構成される配線パターンが層毎にそれぞれ形成されている。上側回路基板１３の表面に露出した表層面には配線パターンとして、ほぼ全面に渡って形成されたグランドパターン（１５ａおよび１５ｂ）が設けられている。
【００２７】
このグランドパターンは、図１、図２に示すように、スリット状境界部１６の箇所で分断されており、グランドパターン１５ａとグランドパターン１５ｂとが電気的に互いに分離されている。スリット状境界部１６は、電気絶縁性の領域であり、一定の幅（例えば２〜３ｍｍ）でＸ軸方向に向かって直線的に延びている。
【００２８】
また、スリット状境界部１６の位置は、筐体が伸張状態の時に、図１に示すように下側回路基板１４の上端部とスリット状境界部１６とが対向するように定めてある。つまり、筐体が伸張状態の時には、スリット状境界部１６およびグランドパターン１５ｂは厚み方向（Ｚ軸方向）に対して下側回路基板１４と対向しているが、グランドパターン１５ａは下側回路基板１４と対向しない位置にある。
【００２９】
下側回路基板１４上の配線や部品とグランドパターン１５ｂとが近接しているため、それらの間では容量結合が生じる可能性が高い。一方、筐体が伸張状態の時には、グランドパターン１５ａは下側回路基板１４と対向してないので、グランドパターン１５ａと下側回路基板１４との間では容量結合が生じにくい。
【００３０】
図１に示した携帯無線機１０においては、グランドパターン１５ａとグランドパターン１５ｂとをそれぞれアンテナエレメントとして利用し、これらを組み合わせて筐体（あるいは基板）ダイポールアンテナを構成しており、接続位置Ｐ２から接続位置Ｐ１に給電している。
【００３１】
なお、上側回路基板１３上の表層部にはグランドとして使用することを想定して、予めグランドパターン（１５ａ、１５ｂ）が形成されているが、図１及び図２に示した携帯無線機１０においては、給電部１７での接続を除き、グランドパターン１５ａ、１５ｂは接続されていない。
【００３２】
従って、図１及び図２に示す伸張状態の時には、グランドパターン１５ａと下側回路基板１４との間で容量結合が生じないので、グランドパターン１５ｂと下側回路基板１４との間で容量結合が生じる場合であっても、グランドパターン１５ａとグランドパターン１５ｂとの間に容量結合は生じにくい。つまり、グランドパターン１５ａとグランドパターン１５ｂとを互いに独立したアンテナエレメントとして利用することができ、筐体ダイポールアンテナを構成できる。
【００３３】
給電部１７については、下側回路基板１４上に構成した電気回路から同軸ケーブル等の配線を経由して上側回路基板１３と接続されてもよい。または、上側回路基板１３上に構成した電気回路から同軸ケーブル等の配線を経由して下側回路基板１４と接続されてもよい。
【００３４】
図２に示すように、給電部１７の接続位置Ｐ１、Ｐ２は、グランドパターン１５ａとグランドパターン１５ｂとの境界位置にあり、且つ幅方向（Ｘ軸方向）の一端（図２における左端）側にある。このような位置に給電部１７を配置することにより、各アンテナエレメント（１５ａ、１５ｂ）上を流れる電流の方向が散漫になり、アンテナの特性が向上する。
【００３５】
図１及び図２に示した例では、単一の上側回路基板１３上で１層のグランドパターンを分断し、独立したグランドパターン１５ａ、１５ｂを形成している。しかし、独立した複数の回路基板を用いてグランドパターン１５ａ、１５ｂを形成しても良い。すなわち、グランドパターン１５ａを有する１つの回路基板とグランドパターン１５ｂを有するもう１つの回路基板とを設け、これらの回路基板をスリット状境界部１６相当だけ離して配置しても良い。スリット状境界部１６に相当する間隔については、上側回路基板１３上に搭載可能な部品の量を減らさないために、容量結合が生じない範囲でなるべく小さくするのが望ましい。
【００３６】
なお、図１及び図２に示した例では、グランドパターン１５ｂからグランドパターン１５ａに給電しているが、逆に、グランドパターン１５ａからグランドパターン１５ｂに給電するように変更しても良い。
【００３７】
筐体ダイポールアンテナのアンテナエレメントとして利用するグランドパターン１５ａ、１５ｂについては、多層基板である上側回路基板１３上でなるべく下側回路基板１４から距離が離れた位置にある配線層を利用するのが望ましい。例えば、上側回路基板１３上で図１における左端（Ｚ方向と反対側）にある表層の配線層をグランドパターン１５ａ、１５ｂとして使用することにより、これらと下側回路基板１４との厚み方向（Ｚ軸方向）の距離が大きくなり、容量結合が生じにくくなる。
【００３８】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態における携帯無線機１０Ｂの構成を示す図である。携帯無線機１０Ｂは、第１の実施形態の携帯無線機１０の変形例である。なお、図３において、図１の携帯無線機１０の要素と同一の要素には同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。
【００３９】
図３に示すように、携帯無線機１０Ｂにはグランド接続部２１およびグランド接続部２２が追加されている。グランド接続部２１およびグランド接続部２２は、筐体を伸張状態にした時に、それぞれ下側回路基板１４上のグランドパターン１４ａと上側回路基板１３上のグランドパターン１５ｂとを電気的に接続する。
【００４０】
また、グランド接続部２１は、グランドパターン１５ｂ上で給電点である接続位置Ｐ２の近傍とグランドパターン１４ａとを接続する。また、グランド接続部２２は、給電点から離れたグランドパターン１５ｂの下端の位置Ｐ２Ｂとグランドパターン１４ａとを接続する。
【００４１】
グランド接続部２１、２２を用いてグランドパターン１５ｂとグランドパターン１４ａとを接続することにより、これらの接続位置が同電位になる。これにより、上側回路基板１３側のグランドパターン１５ｂと下側回路基板１４側のグランドパターン１４ａとが１つのアンテナエレメントとして機能し、筐体ダイポールアンテナの性能が向上する。なお、グランド接続部を２つ設ける場合の配置位置は、図３ではグランドパターン１５ｂの上端および下端に接続されるように配置されているが、これに限られない。また、図３に示すように２つのグランド接続部２１、２２を設けるのが望ましいが、グランド接続部２１、２２のいずれか一方を省略しても良い。また、省略した場合にはグランドパターン１５ｂの上端と下端の中間点に接続されるように配置されてもよい。
【００４２】
グランド接続部２１、２２の具体例としては、下側回路基板１４上に固定した導電性のピンを下側回路基板１４から厚み方向に突出するように配置する。つまり、各ピンの先端部が上側回路基板１３と接触して摺動し、筐体が伸張状態になった時に、ピンの先端がグランドパターン１５ｂと電気的に接続される。また、これらの接点となる箇所に導電性のばね材料を配置しても良い。逆に、グランド接続部２１、２２のピンを上側回路基板１３側に固定し、各ピンの先端部が下側回路基板１４と接触しながら摺動するように構成しても良い。
【００４３】
また、上側筐体１１と下側筐体１２とをＹ軸方向に摺動自在に連結するためにレールを用いている場合には、このレールを導電性の材料で構成し、これをグランド接続部２１、２２として利用しても良い。つまり、ピンの代わりにレールを利用し、このレールにグランドパターン１４ａを接続する。上側回路基板１３側も、グランドパターン１５ｂとレールとを電気的に接続する。
【００４４】
グランドパターン１４ａは、多層基板である下側回路基板１４上の表層部にグランドとして使用することを想定して予め形成された配線層である。
【００４５】
アンテナエレメントの一部分として使用されるグランドパターン１４ａについては、図３に示すように多層基板である下側回路基板１４上の各層の中で裏側の表層（右端側）に位置する配線層を用いている。これにより、独立したアンテナエレメントとして使用されるグランドパターン１５ａとグランドパターン１４ａとの厚み方向（Ｚ軸方向）の距離が大きくなり、アンテナの特性が向上する。
【００４６】
（第３の実施形態）
図４は、本発明の第３の実施形態における携帯無線機１０Ｃの構成を示す図である。携帯無線機１０Ｃは、第１の実施形態の携帯無線機１０の変形例である。なお、図４において、図１の携帯無線機１０の要素と同一の要素には同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。
【００４７】
図４に示すように、携帯無線機１０Ｃにはグランド接続部３１が追加されている。グランド接続部３１は、小さな導電体であり、グランドパターン１５ａ上の接続位置Ｐ３とグランドパターン１５ｂ上の接続位置Ｐ４とを電気的に接続している。従って、グランドパターン１５ａ上の接続位置Ｐ３とグランドパターン１５ｂ上の接続位置Ｐ４とが同一電位になる。
【００４８】
グランド接続部３１の接続位置Ｐ３、Ｐ４は、図４に示すようにスリット状境界部１６の近傍であり、且つグランドパターン１５ａ、１５ｂ上のＸ軸方向の右端側にある。一方、給電部１７の給電点である接続位置Ｐ１、Ｐ２はＸ軸方向の左端側にある。つまり、グランド接続部３１の接続位置Ｐ３、Ｐ４は、Ｘ軸方向に対して給電点の左右反対側の端部に位置している。
【００４９】
グランド接続部３１を設けることにより、アンテナエレメントとして機能する各グランドパターン１５ａ、１５ｂ上を流れる高周波電流の方向が変化する。具体的には、Ｙ軸方向に向かって流れる電流の成分が増大し、Ｘ軸方向に向かって流れる電流の成分が減少する。Ｘ軸方向の電流の成分が減少すると、スリット状境界部１６を跨いで互いに対向する位置を流れる逆相の電流（Ｘ軸方向の右側に向かう電流と左側に向かう電流）が打ち消し合うのを防止できる。これにより、アンテナの送信電力が低減されることを防止でき、アンテナ特性を改善できる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、摺動可能に連結された筐体を有する携帯無線機において、筐体内の基板等の導電体を用いてダイポールアンテナを構成する場合に、アンテナの特性の劣化を防止すると共に、筐体内のデッドスペースを減らすことが可能な携帯無線機等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施形態における携帯無線機の厚み方向の断面構造を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における携帯無線機を斜め上方から見た場合の各回路基板の状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施形態における携帯無線機の厚み方向の断面構造を示す断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態における携帯無線機を斜め上方から見た場合の各回路基板の状態を示す斜視図である。
【図５】従来の折り畳み構造の携帯無線機の厚み方向の断面構造を示す断面図である。
【図６】従来のスライド構造の携帯無線機の厚み方向の断面構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０，１０Ｂ，１０Ｃ  携帯無線機
１１  上側筐体
１２  下側筐体
１３  上側回路基板
１４  下側回路基板
１５ａ，１５ｂ  グランドパターン
１６  スリット状境界部
１７  給電部
２１，２２  グランド接続部
３１  グランド接続部
Ｐ１〜Ｐ４  接続位置
【図１】
2010183240.tif 000003
【図２】
2010183240.tif 000004
【図３】
2010183240.tif 000005
【図４】
2010183240.tif 000006
【図５】
2010183240.tif 000007
【図６】
2010183240.tif 000008