(57)【要約】【課題】小型化され、低周波数化かつ広帯域化したアンテナ装置と該アンテナ装置を備えた携帯型電子機器を提供すること。【解決手段】回路基板（６、７）と、回路基板の周囲に沿って配置されたアンテナ素子（３０）と、前記回路基板上に配置され、前記アンテナ素子の一端に接続された給電手段（１０）と、前記回路基板上に配置され、前記アンテナ素子の他端に接続されたインピーダンス調整手段（２０）と、を具備する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と、
回路基板の周囲に沿って配置されたアンテナ素子と、
前記回路基板上に配置され、前記アンテナ素子の一端に接続された給電手段と、
前記回路基板上に配置され、前記アンテナ素子の他端に接続されたインピーダンス調整手段と、を具備することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナ装置において、前記インピーダンス調整手段と前記給電手段とが近接配置されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のアンテナ装置において、前記インピーダンス調整手段は、第１のインピーダンス調整素子である可変容量手段及び第２のインピーダンス調整素子であるインダクタ手段の少なくとも一方を有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアンテナ装置において、第２の回路基板を更に具備し、前記第２の回路基板が前記回路基板とフレキシブルケーブルで接続され、前記回路基板の接続方向は給電位置と離れる側から接続されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のアンテナ装置を備えた携帯型電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置及び該アンテナ装置を備えた携帯型電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
アナログテレビを搭載した携帯電話が最近販売されてきて、２００６年には携帯電話向けのデジタルテレビのサービスが始まると言われている。このアナログ／デジタルテレビの周波数帯は、７６ＭＨｚ〜２２２ＭＨｚ、４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚであって、通信より低い周波数帯が使用される。これに同調するアンテナを構成することを考慮すると、ｆ＝５００ＭＨｚとした時でも、一般的なモノポールタイプでλ／４＝１５ｃｍ以上となり、製品の強度上、実用化が困難である。また、デジタルテレビでは、４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚという帯域幅３００ＭＨｚをカバーする必要があり、非常に広帯域なアンテナが要求される。また、携帯電話に実装する場合には、携帯に便利なように、小型化が要求される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のように、アナログ／デジタルテレビ用のアンテナを携帯電話などの携帯型電子機器（ＰＤＡやノート型パソコン等を含む）に実装するためには、小型化、広帯域化が要求される。
【０００４】
本発明は、小型化され、低周波数化かつ広帯域化したアンテナ装置と該アンテナ装置を備えた携帯型電子機器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】
【０００５】
本発明の局面に係るアンテナ装置は、回路基板と、回路基板の周囲に沿って配置されたアンテナ素子と、前記回路基板上に配置され、前記アンテナ素子の一端に接続された給電手段と、前記回路基板上に配置され、前記アンテナ素子の他端に接続されたインピーダンス調整手段と、を具備する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、小型化され、低周波数化かつ広帯域化したアンテナ装置と該アンテナ装置を備えた携帯型電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るアンテナ装置を有する携帯型電子機器の概観斜視図である。この携帯型電子機器は、上部筐体１と下部筐体２とをヒンジ機構３を介して回動可能に接続したいわゆる折り畳み型の携帯通信端末であり、図１は各筐体１，２を開いた状態を示している。
【０００８】
上部筐体１には、その前面にメインＬＣＤ（Liquid Crystal Display）４が配設され、背面に図示しないサブＬＣＤ（Liquid Crystal Display）が配設されている。一方、下部筐体２には、キー入力デバイス５等と共に図示しない主印刷配線基板が収容されている。また、図１において、各筐体１，２の内部に配置された回路基板６及び回路基板７と、詳細は後述する回路基板６と回路基板７をつなぐように配置された配線８が示されている。なお、回路基板６及び回路基板７の片方の面（例えば裏面）には接地電極が配置されているものとする。
【０００９】
図２を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ装置を説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図である。図２には、回路基板６と、給電部１０と、アンテナ素子３０と、インピーダンス調整部２０とが示されている。
【００１０】
図２に示すように、本実施形態に係るアンテナ装置は、給電部１０と、インピーダンス調整部２０と、アンテナ素子３０とを備えている。給電部１０は、略四角形（例えば、正方形や長方形）の回路基板６の１つの角部に設けられ、アンテナ素子３０の一端が給電部１０に接続され、回路基板６の周囲を取り囲むように回路基板６の周囲に沿って配置されている。また、アンテナ素子３０の他端は開放端となっており、回路基板６の他の角部に配置されたインピーダンス調整部２０が接続されている。なお、給電部１０と、インピーダンス調整部２０とは同一の辺上に配置されている。ここで、アンテナ素子３０は、回路基板６に近くなればなるほど、容量結合等により、回路基板６の影響を受けることになるので、回路基板６からできるだけ離すことが好ましい。従って、図１に示すような携帯通信端末に適用する場合には、例えば、携帯電話の筐体の内壁に沿って配置することが好ましい。
【００１１】
なお、本実施形態に係るアンテナ装置を図１に示すような携帯通信端末に適用する場合には、上部筐体１に内蔵された回路基板６にアンテナ装置が取り付けられることになる。なお、この場合において、給電部１０とインピーダンス調整部２０は、ヒンジ機構３側とは逆側に設けられる。
【００１２】
上記のように、アンテナ素子を基板周囲に配置することにより、小型化でき、広帯域化できる。またアンテナ素子の開放端をインピーダンス調整することにより周波数を可変できる。
【００１３】
図３を参照して、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ装置を説明する。図３は、本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図である。図３において、図２と同じ部分には、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。本実施形態の構成は第１の実施形態のそれとほとんど同じであるが、給電部１０とインピーダンス調整部２０とを近接して配置している。
【００１４】
すなわち、本実施形態では、給電部１０を回路基板６の角部に配置し、インピーダンス調整部２０を給電部１０が配置された角部の近傍の辺上に配置している。このような構成によっても、第１の実施形態と同様な効果が得られる。更に、インピーダンスを上げることができ、整合しやすい。
【００１５】
図４を参照して、本発明の第３の実施の形態に係るアンテナ装置を説明する。図４は、本発明の第３の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図である。図４において、図３と同じ部分には、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。本実施形態の構成は第２の実施形態のそれとほとんど同じである。本実施形態では、アンテナ素子３０の一部が障害物（例えば、コネクタ）等で、回路基板６の内部に入り込むような場合に、回路基板６の接地電極の形状をアンテナ素子３０と接地電極とがオーバーラップしないように、設置電極に切り欠き部６１を設けている。これにより、アンテナ素子３０を回路基板６にオーバーラップするように配置したとしても、接地電極の影響を受けにくくなる。
【００１６】
図５を参照して、本発明の第４の実施の形態に係るアンテナ装置を説明する。図５は、本発明の第４の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図である。図５において、図１及び図２と同じ部分には、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。本実施形態の構成は第２の実施形態の構成に、回路基板７及び回路基板６と回路基板７とを接続するための配線８を付加している。この場合において、回路基板７は、例えば、図１における回路基板７に相当し、配線８は、図１における配線８に相当する。従って、配線８として、フレキシブルケーブルが使用される。
【００１７】
図６に、様々な条件による（ａ）スミスチャートと（ｂ）ＶＳＷＲ（電圧定在波比）−周波数のグラフを示す。なお、図６に、それぞれの測定条件を示す。なお、図６に示すように、インダクタを挿入すると、ｓｈｏｒｔした場合に比較して周波数を下げることができ、キャパシタを挿入すると上げることができることがわかる。キャパシタ値を更に小さくすると、ｏｐｅｎ状態に近くなる。また、この場合において、アンテナに接続すると広帯域になっている。図６に示すように、本実施形態によれば、共振周波数を下げることが出来ると共に、広帯域化が出来る。このように、本実施形態では、新たに回路基板７を付加することによって、共振周波数を下げることが出来るので、低周波数に対応できる。
【００１８】
図７を参照して、本発明の第５の実施の形態に係るアンテナ装置を説明する。図７は、本発明の第５の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図である。図７において、図５と同じ部分には、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。本実施形態の構成は、第４の実施形態のそれとほとんど同じであるが、回路基板６に対する配線８の接続位置を変えている。
【００１９】
すなわち、図５の第４の実施形態では給電部１０と同じ側の角部に配線８を接続していたが、本実施形態（図７）では、給電部１０と対向する角部に配線８を接続している。これにより、第４の実施形態よりも更に、共振周波数を下げることが出来るので、低周波数に対応できることになる。
【００２０】
図８を参照して、本発明の第６の実施の形態に係るアンテナ装置を説明する。図８は、本発明の第６の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図である。図８において、図７と同じ部分には、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。本実施形態の構成は、第５の実施形態のそれとほとんど同じであるが、給電部１０とインピーダンス調整部２０とを回路基板６の1辺の略中央に配置している。このような構成によれば、偏波成分をキャンセルできる。
【００２１】
上記のような各構成において、インピーダンス調整部２０をスイッチで構成して、切替え可能な構成としても良い。図９に、インピーダンス調整部２０をスイッチで構成した場合の構成例を示す。図９において、（ａ）は図３と同じ構成のアンテナ装置を示す図であり、（ｂ）はインピーダンス調整部２０の詳細を示す図であり、（ｃ）はインピーダンス調整部２０の具体的な切替え例を示す図である。
【００２２】
図９に示すように、インピーダンス調整部２０は、例えば、ロータリー式の切替えスイッチやスイッチング素子（この場合は、複数のスイッチング素子をオンオフすることにより、切り替える）になっており、その切り替えにより、インピーダンス調整用のＬＣ回路（可変でも良い）や可変容量ダイオード（ダイオードに限らず、可変容量が達成できれば良い）に接続されたり、給電部付近のアンテナ素子に接続されてループアンテナを形成したりすることが可能になっている。具体的に、可変容量ダイオードがインピーダンス調整部２０となる場合のＶＳＷＲ−周波数のグラフを図１０に示し、ＬＣ回路がインピーダンス調整部２０となる場合のＶＳＷＲ−周波数のグラフを図１１に示す。
【００２３】
図１０に示すように、容量を大きくするほど、低周波数化かつ広帯域化していることがわかる。また、図１１に示すように、ＬＣ回路により、低周波数化かつ広帯域化していることがわかる。なお、インピーダンス調整部２０として、スイッチを備えている必要はなく、可変容量ダイオードのみ或いはＬＣ回路のみであっても良い。
【００２４】
図１２を参照して、本発明の第７の実施の形態に係るアンテナ装置を説明する。図１２の（ａ）は、本発明の第７の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図である。図１２の（ａ）において、短縮部１１を設けた以外は、図７と同じであるので、当該部分の参照符号の図示および説明は省略する。なお、図１２の（ａ）において、短縮部１１としては、ヘリカル、メアンダ、誘電体、受動素子等が、有効アンテナ長を長くするのに使用される。これにより、更なる低周波数化することが出来る。この短縮部は、例えば、メアンダで作成するような場合には、図１２の（ｂ）に示すように、短縮手段を橋構造にして形成しておき、適宜カットし、図１２の（ｃ）や（ｄ）に示すような構造とすることが好ましい。なお、短縮部は複数設けても構わない。また給電部と短絡部が設計の都合上決まっている場合、メアンダや受動素子で調整が可能である。
【００２５】
図１３は、本発明の第８の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図であって、図４と異なり、接地電極に切り欠き部を設けないでアンテナ素子と設置電極とが一部オーバーラップした場合の構成例を示す図である。このように、例えばコネクタ等の部品を避けるために、アンテナ素子が、一部分接地電極にオーバーラップするように構成しても良い。なお、このオーバーラップする部分はどの部分でも良い。
【００２６】
図１４は、本発明の第９の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図であって、回路基板６の中間部をアンテナ素子が横切る場合を示している。この場合には、接地電極の一部（アンテナ素子が通る部分）に切り欠き６２を設けて、接地電極からの影響が少なくなるようにしている。
【００２７】
図５は、本発明の第１０の実施の形態にかかるアンテナ装置の概略構成を示す図であって、アンテナ内に短絡構造５４（ショートカット）を設けている。このように短絡構造５４を設けることにより、広帯域化を図ることが出来る。また、短絡構造５４の配設方法によって、調整が可能である。
【００２８】
上記の発明から、下記の発明が抽出できる。なお、下記の発明は単独で実現しても良いし、適宜組み合わせて実現しても良い。
【００２９】
本発明の一局面では、回路基板と、回路基板の周囲に沿って配置されたアンテナ素子と、前記回路基板上に配置され、前記アンテナ素子の一端に接続された給電手段と、前記回路基板上に配置され、前記アンテナ素子の他端に接続されたインピーダンス調整手段と、を具備する。アンテナ素子を回路基板周囲に構成することにより広帯域化できる。加えて、アンテナ素子の開放端をインピーダンス調整することにより周波数を可変できる。本局面において、下記の実施態様が好ましい。
【００３０】
（１）  前記インピーダンス調整手段と前記給電手段とが近接配置されること。インピーダンスが上がるため整合しやすくなる。
【００３１】
（２）  前記アンテナ素子の少なくとも一部が回路基板にオーバーラップして配置されること。ＳＤカードスロットやイヤホンコネクタなどによりアンテナ部材を１種類の部材のみで回路基板の周囲に構成できない場合でも、回路基板にオーバーラップするように（回路基板上に一部を直接形成しても良い）アンテナ素子を構成しても、実質的には周囲に構成した場合と同等の効果を得ることができる。なお、この場合において、アンテナ素子が形成された部分については、接地電極が形成されていないように接地電極に切り欠きを設けることが好ましい。
【００３２】
（３）  前記インピーダンス調整手段は、第１のインピーダンス調整素子である可変容量手段及び第２のインピーダンス調整素子であるインダクタ手段の少なくとも一方を少なくとも有する。所望の周波数に適合するように、可変容量手段やインダクタ手段を設けることにより、共振周波数を可変できる。
【００３３】
（４）  （３）において、前記インピーダンス調整手段は、第１と第２のインピーダンス調整素子とその他のインピーダンス調整素子とを切り替えるためのスイッチを更に有すること。スイッチで所望の周波数に適合するように切り替えることが出来るようにしたので、共振周波数を可変できる。なお、アンテナ開放端をインピーダンス調整する１つの選択肢として、給電手段側のアンテナ素子に接続してループアンテナとして動作させることもできる。ループアンテナはインピーダンスが高いため、回路基板に近接した内蔵アンテナとして整合がとりやすい。
【００３４】
（５）  第２の回路基板を更に具備し、前記第２の回路基板が前記回路基板とフレキシブルケーブルで接続されること。付加された回路基板の長さが共振モードとして１つ増えるので２共振化できる。なお、回路基板を第３、第４と更に増やしても良い。
【００３５】
（６）  前記回路基板の接続方向は給電位置と離れる側から接続されること。電流のパスが長くなるため共振周波数を下げることができる。
【００３６】
（７）  前記給電手段は、前記回路基板の１辺の略中心に配置されること。回路基板の基板電流が減るため、手の影響を軽減できる。
【００３７】
（８）  アンテナ素子が、回路基板を横切っても良い。この場合には、アンテナ素子が横切る部分についてなるべく回路基板からの影響が少なくなるように、接地電極の一部を切り欠くことが好ましい。
【００３８】
（９）  前記アンテナ素子の中間部に短縮手段及び短絡構造の少なくとも一方が設けられていること。これにより、広帯域化及び帯域調整が可能になる。
【００３９】
本発明の他の局面に係る携帯型電子機器は、上記のアンテナ装置を備えた携帯型電子機器である。この場合において、アンテナ装置の給電手段が、携帯型電子機器の上部に配置されるような構成とすることが好ましい。また、携帯型電子機器は、折りたたみ型の携帯通信端末に限らず、バータイプの携帯通信端末であっても良い。
【００４０】
本発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。  
上記の各実施形態では、それぞれ独立した実施形態と説明したが、独立した構成としてよいことはもちろんのこと、それらを適宜組み合わせても良い。例えば、図８に係る構成を、図８以外の構成に適用することも可能であり、図１１から図１３に係る構成をその他の構成に適用しても良い。  
さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【００４１】
また、例えば各実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態に係るアンテナ装置を有する携帯型電子機器の概観斜視図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図。
【図６】様々な条件による（ａ）アンテナ素子の指向性と（ｂ）ＶＳＷＲ（電圧定在波比）−周波数のグラフ。
【図７】本発明の第５の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図。
【図８】本発明の第６の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図。
【図９】インピーダンス調整部２０をスイッチで構成した場合の構成例を示す。
【図１０】可変容量ダイオードがインピーダンス調整部２０となる場合のＶＳＷＲ−周波数のグラフ。
【図１１】ＬＣ回路がインピーダンス調整部２０となる場合のＶＳＷＲ−周波数のグラフ。
【図１２】本発明の第７の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図。
【図１３】本発明の第８の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図。
【図１４】本発明の第９の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図。
【図１５】本発明の第１０の実施の形態に係るアンテナ装置の概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００４３】
１…上部筐体
２…下部筐体
３…ヒンジ機構
４…メインＬＣＤ
５…キー入力デバイス
６、７…回路基板
８…配線
１０…給電部
１１…短縮部
２０…インピーダンス調整部
３０…アンテナ素子
６１…切り欠き部
６２…切り欠き
【図１】
2006279530.tif 000003
【図２】
2006279530.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2006279530.tif 000013
【図１２】
2006279530.tif 000014
【図１３】
2006279530.tif 000015
【図１４】
2006279530.tif 000016
【図１５】
2006279530.tif 000017