(57)【要約】【課題】インピーダンスの周波数特性及びアンテナ特性の劣化を回避すると共に、小型化の維持を図るようにアンテナ素子を内蔵した携帯無線機を提供すること【解決手段】携帯無線機は、第１回路基板と、第１回路基板と電気的に接続される第２回路基板と、第１回路基板を収容する第１筐体と、第２回路基板を収容すると共に、第１筐体と連結される第２筐体と、第１筐体に内蔵されるアンテナ素子と、第１回路基板に配されると共に、アンテナ素子と電気的に接続される給電部と、を備える。第１回路基板は、第２筐体側の縁端領域に形成された非グランド領域と、非グランド領域以外のグランド領域とを有する。給電部は、第１回路基板の非グランド領域に配され、アンテナ素子の全長の８０％以上は第１回路基板上に存在しない。【選択図】図１
2007158915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回路基板と、
前記第１回路基板と電気的に接続される第２回路基板と、
前記第１回路基板を収容する第１筐体と、
前記第２回路基板を収容すると共に、前記第１筐体と連結される第２筐体と、
前記第１筐体に内蔵されるアンテナ素子と、
前記第１回路基板に配されると共に、前記アンテナ素子と電気的に接続される給電部と、を備え、
前記第１回路基板は、前記第２筐体側の縁端領域に形成された非グランド領域と、前記非グランド領域以外のグランド領域とを有し、
前記給電部は、前記第１回路基板の前記非グランド領域に配され、
前記アンテナ素子の全長の８０％以上は前記第１回路基板上に存在しないことを特徴とする携帯無線機。
【請求項２】
前記アンテナ素子の全長の８０％以上は、前記第２筐体側の前記第１回路基板の外部に配されることを特徴とする請求項１記載の携帯無線機。
【請求項３】
前記第１回路基板の外部に配された前記アンテナ素子部分は、全体として前記第１回路基板の端部に沿って延在していることを特徴とする請求項１又は２に記載の携帯無線機。
【請求項４】
前記第１筐体と前記第２筐体とは、ヒンジ部を介して回動可能に連結されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の携帯無線機。
【請求項５】
前記第１筐体に配設されたイヤホン部及びディスプレイ部と、
前記第２筐体に配設されたマイクロホン部及びキー操作部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の携帯無線機。
【請求項６】
前記第２回路基板に配された無線回路と、
前記第２回路基板の前記無線回路と前記第１回路基板の前記給電部とを電気的に接続する同軸線路と、をさらに備え、
前記同軸線路の中心導体は、前記給電部と前記無線回路に接続され、
前記同軸線路の外皮導体は、前記第１回路基板と前記第２回路基板のグランド領域にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の携帯無線機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯無線機、例えば携帯電話、に関し、特に主として２つの筐体を有する携帯無線機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デザイン面の観点から、アンテナを筐体内に配置したアンテナ内蔵型携帯無線機が数多く提供されている。また、全体的なデザインにおいては、筐体を主として２つに分離した折り畳み式又はスライド式の携帯無線機も多数提供されている。一方、機能面においては、携帯無線機の多機能化及び高機能化が進んでいる。例えば、カメラ機能、大容量のメモリ、脱着式記録媒体への記録機能、音楽・動画の再生・記録機能、テレビ・ラジオ機能、大型ディスプレイ等が携帯無線機に搭載されている。このようなアンテナ内蔵化及び多機能・高機能化のためには、デザイン面の要望を満たすと共に携帯無線機自体の大型化を避けながら、携帯無線機内に内蔵する部品のスペースを確保しなければならない。
【０００３】
折り畳み式携帯無線機においてはアンテナを内蔵するための種々の構成が提案されている。２つの筐体を備える折り畳み式携帯無線機においてイヤホン部やディスプレイ部がある筐体を上部筐体、マイクロホン部やキー操作部がある筐体を下部筐体とすると、例えば、上部筐体と下部筐体とを接合するヒンジ部内に内蔵アンテナを埋設したもの（特許文献１参照）、上部筐体内の回路基板に内蔵アンテナを配設したもの（特許文献２及び３参照）、及び上部筐体及び下部筐体内のそれぞれの回路基板に内蔵アンテナを配設したもの（特許文献４参照）が知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−９６３０２号公報
【特許文献２】特開２００４−１２８６０４号公報
【特許文献３】特開２００１−１５６８９８号公報
【特許文献４】特開２００４−２０１１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アンテナ素子を内蔵した携帯無線機において、回路基板上にアンテナ素子を配置すると、アンテナ入力インピーダンスの周波数特性が劣化する。すなわち、特定の周波数帯域でしか所望のインピーダンス値を得ることができなくなるおそれがある。さらに、回路基板上の領域をアンテナ素子で占有することになると、高機能・多機能化すること及び小型化を維持することが困難になる。
【０００６】
また、特許文献１〜４に記載されたような、筐体を２つ有する折り畳み式携帯無線機においては、アンテナ素子を内蔵させる箇所が重要になる。下部筐体にアンテナ素子を内蔵すると、下部筐体は通常手で覆われるためアンテナ利得は低下することになる。同様に、ヒンジ部も手で覆われる可能性が高いため、ヒンジ部へのアンテナ素子の配置は回避することが好ましい。また、ヒンジ部は、その構造及びスペースの観点からアンテナ素子の内蔵が困難であるばかりか、上部筐体の回路基板と下部回路の回路基板とを電気的に接続するフレキシブルケーブルが通るため、アンテナ素子とフレキシブル基板が隣接すると、アンテナ特性の劣化やノイズの発生等の問題が生じるおそれがある。
【０００７】
本発明は、インピーダンスの周波数特性及びアンテナ特性の劣化を回避すると共に、小型化の維持を図るようにアンテナ素子を内蔵した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】
【０００８】
本発明の基本形態によれば、第１回路基板と、第１回路基板と電気的に接続される第２回路基板と、第１回路基板を収容する第１筐体と、第２回路基板を収容すると共に、第１筐体と連結される第２筐体と、第１筐体に内蔵されるアンテナ素子と、第１回路基板に配されると共に、アンテナ素子と電気的に接続される給電部と、を備え、第１回路基板は、第２筐体側の縁端領域に形成された非グランド領域と、非グランド領域以外のグランド領域とを有し、給電部は、第１回路基板の非グランド領域に配され、アンテナ素子の全長の８０％以上は第１回路基板上に存在しない携帯無線機を提供する。
【０００９】
本発明の好ましい形態によれば、アンテナ素子の全長の８０％以上は、第２筐体側の第１回路基板の外部に配される。別の好ましい形態によれば、第１回路基板の外部に配されたアンテナ素子部分は、全体として第１回路基板の端部に沿って延在している。別の好ましい形態によれば、第１筐体と第２筐体とは、ヒンジ部を介して回動可能に連結されている。別の好ましい形態によれば、本発明の携帯無線機は、第１筐体に配設されたイヤホン部及びディスプレイ部と、第２筐体に配設されたマイクロホン部及びキー操作部と、をさらに備える。別の好ましい形態によれば、本発明の携帯無線機は、第２回路基板に配された無線回路と、第２回路基板の無線回路と第１回路基板の給電部とを電気的に接続する同軸線路と、をさらに備え、同軸線路の中心導体は、給電部と無線回路に接続され、同軸線路の外皮導体は、第１回路基板と第２回路基板のグランド領域にそれぞれ接続されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第一に、回路基板のグランド領域上にアンテナ素子が配設されない。これにより、グランド領域によるアンテナ素子への影響を低減させることができる。すなわち、アンテナ素子のインピーダンス周波数特性が改善され、広帯域の周波数において低インピーダンスを得ることができる。本発明によれば、第二に、アンテナ素子の大部分が回路基板の外部に配設される。これによってもグランド領域によるアンテナ素子への影響を低減させることができる。それに加えて、回路基板と筐体との間にアンテナ素子を配することにより、回路基板上のアンテナ素子の占有率が少なくなり、筐体内のスペースを有効活用することができる。本発明によれば、第三に、他方の筐体との連結部近傍にアンテナ素子が配設される。これにより、比較的スペースを確保しやすい筐体の連結部近傍にアンテナ素子を配設することができ、筐体内のスペースを有効活用することができる。本発明によれば、第四に、通話時や文字等の入力時に手で保持されない方の筐体にアンテナ素子及び給電部が配設される。これにより、人体によるアンテナ利得劣化への影響を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の第１実施形態に係る携帯無線機の概略斜視図を図１に示す。図１においては、筐体等の外部構造を太線、回路基板等の内部構造を細線で示してある。また、図１に示す携帯無線機の内部構造に主眼を置いた概略平面図を図２に示す。図２においては、筐体等の外部構造を点線、回路基板等の内部構造を実線で示してある。携帯無線機１は、非導電性材料、例えば樹脂、からなる第１筐体２と第２筐体３を有し、ヒンジ部４によって第１筐体２と第２筐体３とを回動可能に連結した折り畳み式携帯無線機である。第１筐体２は、第１回路基板５を収容し、第２筐体３は、第２回路基板６を収容している。第１回路基板５と第２回路基板６とは、ヒンジ部４ないしその近傍を通るフレキシブルケーブル１１によって電気的に接続されている。第１筐体２は、さらにイヤホン部及びディスプレイ部（不図示）を備えている。第２筐体３は、さらにマイクロホン部及びキー操作部（不図示）を備えている。したがって、図１及び図２に示す本発明の携帯無線機１は、第１筐体２が上部筐体、第２筐体３が下部筐体となり、使用者が第２筐体３を手で保持して使用することを想定して設計されている。
【００１２】
ここで、第１回路基板５は、グランドとして機能するグランド領域５ｂと、グランドとして機能しない非グランド領域５ｃとを有している。非グランド領域５ｃは、第２筐体３側（下部側）の縁端領域に形成され、グランド領域５ｂは、非グランド領域５ｃ以外の領域であり、第２筐体３の反対側（上部側）に形成されている。図２に示す形態においては、第１回路基板５を上下に大きく２つに分け、上側をグランド領域５ｂ、下側を非グランド領域５ｃとしている。第１回路基板５の上下方向の全長（ないし最大長さ）をＬ１、グランド領域５ｂの同方向の全長（ないし最大長さ）をＬ２、そして非グランド領域５ｃの同方向の全長（ないし最大長さ）をＬ３とするとき、Ｌ３（＝Ｌ１−Ｌ２）は５ｍｍ以上あると好ましく、スペース上許容されるのであればＬ３（＝Ｌ１−Ｌ２）は７ｍｍ以上あると好ましい。
【００１３】
第１回路基板５の非グランド領域５ｃには、給電部８が配されている。そして、給電部８にアンテナ素子７が接続されている。図２に示す第１実施形態においては、柱状のアンテナ素子７を例示している。アンテナ素子７は、第１回路基板５の外部方向に延びるように給電部８に接続されており、その大部分は第１回路基板５上に存在していない。このとき、アンテナ素子７の全長の８０％以上、より好ましくは９０％以上、が第１回路基板５上に存在していない（第１回路基板５の外部に存在する）ことが好ましい。アンテナ素子７は、給電部８から第１回路基板５の外部へ出た後、第１回路基板５の第２筐体３側（下部側）の縁部５ａと並進するように延在している。このような形態によれば、アンテナ素子７は、第１回路基板５の第２筐体側の端部（下端）５ａと第２筐体３側の第１筐体２の内面の端部（下端）２ａとの間（ヒンジ部近傍）に配されることになる。これにより、第１回路基板５のグランド領域５ｂからアンテナ素子７を離すことができると共に、スペースを確保しやすいヒンジ部４近傍にアンテナ素子７を配置することができる。それと同時に、アンテナ素子７による第１回路基板５上の占有を回避することができる。
【００１４】
無線回路１０は、第２回路基板６に配設されている。無線回路１０と給電部８とは、ヒンジ部４ないしその近傍を通る同軸線路９を介して接続されている。同軸線路９の中心導体は無線回路１０と給電部８に接続され、同軸線路９の外皮導体は、第１回路基板５のグランド領域５ｂと第２回路基板６のグランド領域（不図示）にそれぞれ接続されている。
【００１５】
この形態によれば、電力は、無線回路１０から同軸線路９を通り給電部８を介してアンテナ素子７に供給される。そして、アンテナ素子７から電波が放射される。そのため、第１回路基板５に電流が集中し、第２回路基板６には電流がほとんど集中しない。これにより、電流が集中しない第２回路基板６を収容する第２筐体３を手で握るないしは覆った場合であっても、アンテナインピーダンスの変動及び損失を小さくすることができる。
【００１６】
本発明の第２実施形態に係る携帯無線機の概略平面図を図３に示す。第１実施形態においては、第１回路基板５のグランド領域５ｂと非グランド領域５ｃは、１本の線によって長方形状に上下に分割され、非グランド領域５ｃは第１回路基板５の全幅を占有している。一方、第２実施形態においては、非グランド領域５ｃは、第１回路基板５の幅の一部（左側）のみを占有し、その残り（右側）はグランド領域５ｂで覆われている。非グランド領域５ｃの幅は、アンテナ素子７が延在する幅と同じかもしくはそれより少し大きめにしてある。また、図３に示す第２実施形態においては、アンテナ素子７の形状はミアンダ状であり、第１回路基板５の外部にあるアンテナ素子７部分は、全体として第１回路基板５の下端部に沿って延在している。なお、図面上、アンテナ素子７の板面が第１回路基板５面と同方向を向くように図示してある。しかしながら、これはアンテナ素子７の形状を示すためであり、アンテナ素子７の板状体を、第１回路基板５と第１筐体２の間にアンテナ素子７の板面が第１回路基板５面と垂直になるように（すなわちアンテナ素子７が占有する体積が小さくなるように）配置できることは言うまでもない。
【００１７】
本発明の第３実施形態に係る携帯無線機の概略平面図を図４に示す。第３実施形態においては、第１回路基板５の非グランド領域５ｃは、第１回路基板５の角部（図４においては左下の角部）に形成されている。このとき、非グランド領域５ｃの大きさは、給電部８を配設することができる程度の大きさであり、その形状は、例えば５ｍｍ〜７ｍｍ角の矩形状になっている。また、図４に示す第３実施形態においては、アンテナ素子７の形状はらせん状であり、第１回路基板５の外部にあるアンテナ素子７部分は、全体として第１回路基板５の下端部に沿って延在している。
【００１８】
本発明の第４実施形態に係る携帯無線機の概略平面図を図５に示す。第４実施形態においては、第１回路基板５の非グランド領域５ｃは、第１回路基板５の角部（図５においては左下の角部）に形成されている。このとき、非グランド領域５ｃの大きさは、給電部８を配設することができる程度の大きさであり、その形状は、例えば直径５〜７ｍｍの円状になっている。また、図５に示す第４実施形態においては、アンテナ素子７の形状は板状であり、第１回路基板５の外部にあるアンテナ素子７部分は、全体として第１回路基板５の下端部に沿って延在している。なお、図面上、アンテナ素子７の板面が第１回路基板５面と同方向を向くように図示してある。しかしながら、これはアンテナ素子７の形状を示すためであり、アンテナ素子７の板状体を、第１回路基板５と第１筐体２の間にアンテナ素子７の板面が第１回路基板５面と垂直になるように（すなわちアンテナ素子７が占有する体積が小さくなるように）配置できることは言うまでもない。
【実施例】
【００１９】
第１筐体（上部筐体）と第２筐体（下部筐体）からなる折り畳み式携帯電話において、第１筐体にアンテナ素子を内蔵した携帯無線機と第２筐体にアンテナ素子を内蔵した携帯無線機のそれぞれについて、人体、特に第２筐体を保持する手、によるアンテナ特性への影響度を測定した。アンテナ素子を第１筐体に内蔵した形態を図２に、アンテナ素子を第２筐体に内蔵した形態を図６に示す。アンテナ素子を内蔵した箇所は、それぞれヒンジ部近傍であり、アンテナ素子の大部分が回路基板と筐体のヒンジ部側の内面との間に位置するようにした。まず、基準値として、ダイポールアンテナの出力を、電波暗室において少量の電力をアンテナ素子に供給する小型発信機を使用して測定した。次に、アンテナ素子を第１筐体に内蔵した携帯無線機及び第２筐体に内蔵した携帯無線機それぞれのアンテナ出力を測定した。測定方法は、携帯無線機のアンテナ素子に測定用のケーブルを取り付け、そこに基準値測定で使用した小型発信機を取り付けた。そして、電波暗室において、携帯無線機を手で保持した状態でそれぞれのアンテナ出力を測定した。携帯無線機を保持する手の位置は同一にした。
【００２０】
測定結果を表１に示す。表１に示す結果は、第２筐体にアンテナ素子を配置したときの結果を基準とした相対値で示している。両条件共にアンテナ素子をヒンジ部近傍に内蔵したものであるが、優れたアンテナ特性が得られたのは、第１筐体に内蔵した携帯無線機のほうであった。これより、アンテナ素子を第１筐体のヒンジ部近傍に配置することにより、人体による悪影響を軽減できることが確認された。
【００２１】
【表１】
2007158915.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００２２】
上記においては本発明の実施形態を携帯電話機を例として説明したが、本発明は、携帯電話機に限らず、無線通信機能を有する携帯型電子通信機器、例えばＰＤＡやノートパソコン、にも適用可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る携帯無線機の外部構造と内部構造の概略斜視図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る携帯無線機の概略平面図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る携帯無線機の概略平面図。
【図４】本発明の第３実施形態に係る携帯無線機の概略平面図。
【図５】本発明の第４実施形態に係る携帯無線機の概略平面図。
【図６】実施例において比較対照となる携帯無線機の概略平面図。
【符号の説明】
【００２４】
１        携帯無線機
２        第１筐体（上部筐体）
２ａ      第１筐体内面の下端部
３        第２筐体（下部筐体）
４        ヒンジ部
５        第１回路基板（上部回路基板）
５ａ      第１回路基板の下端部
５ｂ      グランド領域
５ｃ      非グランド領域
６        第２回路基板（下部回路基板）
７        アンテナ素子
８        給電部
９        同軸線路
１０      無線回路
１１      フレキシブルケーブル
【図１】
2007158915.tif 000004
【図２】
2007158915.tif 000005
【図３】
2007158915.tif 000006
【図４】
2007158915.tif 000007
【図５】
2007158915.tif 000008
【図６】
2007158915.tif 000009