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JP2007288360A - 移動通信端末 - Google Patents

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Abstract

【課題】筐体とアンテナとの一体化を簡単かつ安価に実現して端末のより一層の小型化を可能とし、かつ端末筐体の形状自由度を高める。
【解決手段】筐体1の外側カバー11の表面に、導電性金属パターンからなるアンテナエレメント3を印刷により形成するようにしたものである。
【選択図】図1

Description

この発明は、携帯電話機やPDA(Personal Digital Assistant)などの移動通信端末に係わり、特に内蔵アンテナを備えた移動通信端末に関する。
最近、携帯電話機やPDAに代表される移動通信端末では、電話通信機能や電子メールの送受信機能に止まらず、ウエブアクセス機能や周辺機器に対するリモコン機能、定期券としての機能、電子マネーの決裁機能などの多種多様な機能が付加されるようになっている。また、通信インタフェースのみについてみても、G(ギガ)Hz帯を使用する移動通信用の通信インタフェースに加え、Bluetooth(登録商標)や無線LAN(Local Area Network)などを使用するために複数種の通信インタフェースを備えた端末も出現している。このため、移動通信端末は益々大型化する傾向がある。その一方で、利用者からは携帯性の向上を図るためにさらなる小型軽量化が要望されている。
そこで、種々の小型化技術が提案されており、その一つとしてアンテナの小型化技術がある。例えば、筐体の一部を導電性材料により構成し、この筐体導体部を無線通信回路に接続することによりアンテナの一部として動作させるようにした技術が提案されている(例えば、特許文献1を参照。)。
特開2004−274730号公報
ところが、前記従来の技術では、筐体の一部を導電性材料により形成する技術や筐体導体部と無線通信回路とを接続するための技術が詳しく開示されておらず、実施が困難である。このため、実施可能なアンテナ小型化技術の確立が切望されていた。
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、筐体とアンテナとの一体化を簡単かつ安価に実現して端末のより一層の小型化を可能とし、かつ端末筐体の形状自由度を高めることを可能にした移動通信端末を提供することにある。
上記目的を達成するために第1の発明は、内部に回路基板が収容された非導電材料からなる筐体の面に導電性金属パターンからなるアンテナエレメントを印刷形成し、かつ上記アンテナエレメントと上記回路基板との間を接続部により電気的に接続するように構成したものである。
したがって第1の発明によれば、アンテナエレメントは筐体面に金属パターンを印刷することにより形成されるので、簡単かつ安価に構成できる。しかも、アンテナエレメントは筐体の湾曲した面などにも形成することが可能になるので、筐体の形状自由度を高めることができる。ちなみに、アンテナ装置を別途製作して筐体に取り付ける場合には、専用の金型を製作する必要があるため端末の試作費用が高価になり、またアンテナ装置を筐体に取り付ける工程が必要になるため端末の組み立てに時間と手間がかかる。また、アンテナ装置を筐体内に収容するためには自ずと筐体の形状に制限が生じ、筐体形状の自由度が低下する。
一方、上記目的を達成するために第2の発明は、非導電材料からなるアンテナ基材面に導電性金属パターンからなるアンテナエレメントを印刷形成したアンテナユニットを用意し、このアンテナユニットを内部に回路基板が収容された非導電材料からなる筐体の面に設置する。そして、アンテナユニットのアンテナエレメントと上記回路基板との間を接続部により電気的に接続するようにしたものである。
したがって第2の発明によれば、アンテナエレメントはアンテナ基材に金属パターンを印刷することにより形成されるので、金型などを別途製作することなく簡単かつ安価に構成できる。しかも、例えばアンテナ基材を筐体形状に合わせて予め成形するか又は可撓性を有する部材により使用すれば、アンテナユニットは筐体の湾曲した面などにも設置することが可能となる。このため、筐体の形状自由度を高めることができる。
さらに第2の発明によれば、アンテナエレメントを筐体面に直接形成せずにアンテナ基材に形成するようにしたので、アンテナ基材として耐熱性又は耐酸性を有する材料を使用することで、アンテナエレメントに対しメッキ処理などの任意の表面処理を行うことが可能となる。また、筐体の材料として耐熱性又は耐酸性を有する材料を使用する必要がなくなるので、筐体材質の選択自由度を高めると共にコストダウンが可能となる。
要するにこの発明によれば、金属パターンからなるアンテナエレメントを筐体面に直接又はアンテナ基材を介して印刷形成するようにしたことによって、筐体とアンテナとの一体化を簡単かつ安価に実現して端末のより一層の小型化を可能とすると共に、端末筐体の形状自由度を高めることを可能にした移動通信端末を提供することができる。
以下、図面を参照してこの発明に係わる移動通信端末の実施形態を説明する。
[第1の実施形態]
(実施例1)
図1は、この発明の第1の実施形態に係わる携帯電話機の実施例1の構成を示す斜視図である。また図2は、図1に示した携帯電話機のA−A矢視断面図であり、アンテナエレメントの配置構造の実施例1を示すものである。
この携帯電話機は、非導電材料からなる上部筐体1を、ヒンジ機構を介して下部筐体2に回動可能に連結したもので、上部筐体1はサブディスプレイが配置される外側カバー11と、メインディスプレイ(図示せず)が配置される内側カバー12とから構成される。
上記外側カバー11の表面の先端部には、厚さが10μm程度の導電性金属パターンからなるアンテナエレメント3が印刷により形成される。印刷方法としては、パッド印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷などが使用される。アンテナエレメント3を形成するための導電性ペーストには、金、銀又は銅等が用いられる。その際、ナノペーストを用いれば硬化温度が下がり良好な導電性が得られる。また、アンテナエレメント3が銅からなる場合には、ニッケル及び金を重ねてメッキするようにしてもよい。このようにするとアンテナエレメント3の導電性を高めることができる。さらに、外側カバー11上に触媒を印刷してメッキ層を形成し、その上でアンテナエレメント3を印刷形成するようにしてもよい。
一方、上部筐体1内には印刷配線基板4が収容されている。この印刷配線基板4には、印刷配線パターン及び接地パターンが形成され、さらに給電回路を構成する電子デバイスが実装されている。また、外側カバー11の上記アンテナエレメント3が形成される部位には孔部が穿たれており、この孔部を介して上記アンテナエレメント3と、上記印刷配線基板4の給電回路との間が接続部5を介して電気的に接続される。
以上述べたようにこの携帯電話機では、外側カバー11の表面に導電性金属パターンを印刷することによりアンテナエレメント3が形成されるので、アンテナを試作するための専用の金型を製作する必要がなくなり、これにより試作費用を安価にすることができる。また、アンテナの取り付け工程が減るので、携帯電話機の組み立てを簡素化できる利点もある。しかも、印刷を用いることでアンテナエレメント3は筐体1の湾曲した面にも形成することが可能となるので、筐体1の形状自由度を高めてデザイン性を向上させることが可能となる。さらに、アンテナエレメント3を上部筐体1の外側カバー11の表面に形成することで、アンテナエレメント3と上部筐体1内に収容された印刷配線基板4との間の距離を少なくとも外側カバー11の厚さ分以上離間させることが可能となる。この結果、アンテナエレメント3を筐体1内に設置する場合に比べて、アンテナ特性を向上させることができ、しかも筐体の薄型化も可能になる。
(実施例2)
この実施例2では、図3に示すようにアンテナエレメント3を上部筐体1の外側カバー11の裏面に直接印刷形成し、このアンテナエレメント3と印刷配線基板4の給電回路との間を接続部5により接続している。このように構成すると、アンテナエレメント3による外側カバー11表面の凹凸をなくして、外側カバー11表面をフラットに形成することができ、これによりデザイン性を高めることができる。
(実施例3)
この実施例3では、図4に示すように外側カバー11の表面にアンテナエレメント3を形成すると共に、外側カバー11の裏面に導電性配線パターン51を印刷形成している。そして、カバー11に孔部を設けてこの孔部を介してアンテナエレメント3と上記導電性配線パターン51との間を第1の接続素子52により接続すると共に、上記導電性配線パターン51と印刷配線基板4の給電回路との間を第2の接続素子53により接続するようにしている。また、上記アンテナエレメント3には樹脂塗装などにより被覆部材10を形成している。なお、被覆部材10としてはポリイミド等でもよい。
このような構成であるから、アンテナエレメント3と上記導電性配線パターン51との間、及び導電性配線パターン52と印刷配線基板4の給電回路との間をそれぞれ独立して接続することができるので、携帯電話機の組み立てを容易にすることができる。また、アンテナエレメント3を被覆部材10により保護して信頼性を高めることができる。
(実施例4)
この実施例では、図5に示すように外側カバー11の表面に高透磁率の磁性部材7を形成し、この磁性部材7上にアンテナエレメント3を印刷により形成している。そして、上記磁性部材7及び外側カバー11に孔部を設け、この孔部を介して上記アンテナエレメント3と印刷配線基板4との間を接続部材5により接続している。
上記磁性部材7は、絶縁マトリクス基材に磁性ナノ粒子を三次元状に分散して配置したナノグラニュラ(nanogranular)構造を有し、板状に成型されている。絶縁マトリクス基材としては、例えばゴムや絶縁性樹脂、絶縁性セラミックが使用される。磁性ナノ粒子としては強磁性を有する金属粒子が使用される。強磁性とは外部磁場が無くても磁気モーメントが規則的に配列して自発的に磁化を形成する性質のことであり、この性質を有する金属粒子には例えばCo、Fe、Niがある。このような構造を有する磁性部材7は、透磁率μが高くかつ低損失でしかも厚膜化が容易であるという特徴を有する。なお、磁性部材7にアンテナエレメント3を直接印刷する工程では、窒素又はアルゴン等の不活性ガスを充填した雰囲気中で行うのが好ましい。
このような構成であるから、磁性部材7によりアンテナエレメント3と印刷配線基板4の金属面におけるイメージ電流の発生を抑制する効果により、放射特性を高くすると同時に放射特性を高めることが可能になる。また、高インピーダンスを維持するためにアンテナエレメント3と印刷配線基板4との間の間隔を大きく設定する必要がなくなり、これによりアンテナ装置の小型化(薄型化)が可能となる。
(実施例5)
この実施例では、図6に示すように外側カバー11の裏面に先ずアンテナエレメント3を印刷により形成し、さらにこのアンテナエレメント3の表面に高透磁率の磁性部材7を形成している。そして、上記磁性部材7の端部に切欠部を設け、この切欠部を通して上記アンテナエレメント3と印刷配線基板4との間を接続部材5により接続している。上記磁性部材7は、上記第3の実施例で述べたように、絶縁マトリクス基材に磁性ナノ粒子を三次元状に分散して配置したナノグラニュラ構造を有する素材からなり、この素材を板状に成形したものである。
このような構成であるから、上記第3の実施例と同様に磁性部材7によりアンテナエレメント3と印刷配線基板4の金属面におけるイメージ電流の発生を抑制する効果により、放射特性を高くすると同時に放射特性を高めることが可能になる。
(実施例6)
この実施例では、図7に示すように外側カバー11の表面にアンテナエレメント3を印刷により形成すると共に、外側カバー11裏面の上記アンテナエレメント3と外側カバー11を挟んで対応する位置に高透磁率の磁性部材7を形成している。そして、上記外側カバー11に孔部を穿設すると共に上記磁性部材7の端部に切欠部を設け、上記孔部及び切欠部を通して上記アンテナエレメント3と印刷配線基板4との間を接続部材5により接続している。なお、磁性部材7は、上記第3の実施例と同様に、絶縁マトリクス基材に磁性ナノ粒子を三次元状に分散して配置したナノグラニュラ構造を有する素材からなり、この素材を板状に成形したものである。
このような構成であるから、上記第3の実施例と同様に磁性部材7によりアンテナエレメント3と印刷配線基板4の金属面におけるイメージ電流の発生を抑制する効果により、放射特性を高くすると同時に放射特性を高めることが可能になる。
また、上記図4に示した第1の接続素子52及び第2の接続素子53の具体的な構成としては、次のような各実施例が考えられる。
すなわち、実施例1は、図8に示すように外側カバー11にスルーホール52aを設けると共に導電性配線パターン51として給電パッド51aを形成し、この給電パッド51aとアンテナエレメント3との間を上記スルーホール52aにより接続する。また、印刷配線基板4の配線パターン54a上にスプリングコネクタ53aを植設し、このスプリングコネクタ53aの先端部を上記給電パッド51aに押接させることにより給電パッド53aと印刷配線基板4の給電回路との間を電気的に接続するようにしている。
このように構成すると、第2の接続素子53としてスプリングコネクタ53aを用いることで、大きな設置スペースを必要とすることなく、給電パッド53aと印刷配線基板4の給電回路との間の電気的接続を確実に実現することができる。
実施例2は、図9に示すように外側カバー11にスルーホール52bを設けると共に導電性配線パターン51として給電パッド51bを形成し、この給電パッド51bとアンテナエレメント3との間を上記スルーホール52bにより接続する。また、印刷配線基板4の配線パターン54b上に金属製の板バネ53bの基端部を固定し、この板バネ53bの先端部を給電パッド51bに押接させることにより給電パッド53bと印刷配線基板4の給電回路との間を電気的に接続するようにしている。このように構成すると、板バネ53bの設置スペースが必要になるが、安価で信頼性の高い接続構造を実現できる。
実施例3は、図10に示すように外側カバー11の表面に形成されたアンテナエレメント3と外側カバー11の裏面に形成された給電パッド51cとの間を、配線ケーブル52cにより接続する。この配線ケーブル52cは、外側カバー11の表面側から裏面側へカバー11の端縁部を介して引き込まれる。また、印刷配線基板4の配線パターン54c上にスプリングコネクタ53cを植設し、このスプリングコネクタ53cの先端部を上記給電パッド51cに押接させることにより給電パッド53cと印刷配線基板4の給電回路との間を電気的に接続する。このように構成すると、外側カバー11に孔を穿設する必要がなく、これにより外側カバー11の構造を簡素化できる。
実施例4は、図11に示すようにアンテナエレメント3と給電パッド51dとの間を配線ケーブル52dにより接続する際に、配線ケーブル52dを外側カバー11のサブディスプレイ1aが設けられる端縁部を介して外側カバー11の表面側から裏面側へ引き込むようにしている。このようにすると、配線ケーブル52dを外側カバー11において外部との接触が少ない位置で引き込むことができ、これにより断線等に対する信頼性を高く保持することができる。
実施例5は、図8をさらに改良したもので、図12に示すようにアンテナエレメント3と給電パッド51aとの間を、外側カバー11の容量結合により接続するようにしたものである。同様に、実施例6は図9をさらに改良したもので、図13に示すようにアンテナエレメント3と給電パッド51bとの間を、外側カバー11の容量結合により接続するようにしたものである。これらのように構成すると、外側カバーに11に接続素子を通すための孔部を穿設する必要がなくなり、また配線ケーブルも不要にすることができる。したがって、携帯電話機の構造の簡単化及びコストダウンを図ることができる。
[第2の実施形態]
(実施例1)
図14は、この発明に係わる移動通信端末の第2の実施形態である携帯電話機の構成を示す斜視図である。また、図15は上記図14における上部筐体1のB−B矢視断面図であり、アンテナエレメントの配置構造の実施例1を示す図。なお、同図において前記図1及び図2と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
この実施形態に係わる携帯電話機は、非金属のアンテナ基材81a上にアンテナエレメント82aを印刷形成することによりアンテナユニット8を作製し、このアンテナユニット8を携帯電話機の上部筐体1上に固着するようにしたものである。
アンテナ基材81aは、例えばABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)樹脂又はPET(Polyethylene Terephthalate)の薄板からなり、筐体1表面の曲面形状に沿わせるために可撓性を有している。また、アンテナエレメント82aをメッキ処理する場合に備えて耐熱性及び耐酸性を備えている。アンテナエレメント82aは、厚さが10μm程度の導電性金属パターンからなり、上記アンテナ基材81a面に印刷により形成される。印刷方法としては、パッド印刷、スクリーン印刷或いはオフセット印刷などが用いられる。
アンテナエレメント82aを形成するための導電性ペーストには、金、銀又は銅等が用いられる。その際、ナノペーストを用いれば硬化温度が下がり良好な導電性が得られる。また、アンテナエレメント82aの表面には銅、ニッケル及び金を重ねてメッキするようにしてもよい。このようにするとアンテナエレメント82aの導電性を高めることができる。さらに、外側カバー11上に触媒を印刷してメッキ層を形成し、その上でアンテナエレメント82aを印刷形成するようにしてもよい。なお、上部筐体1表面へのアンテナユニット8の固着方法としては、接着又は熱固着などが用いられる。
また、上部筐体1の外側カバー11及び上記アンテナ基材81aにはそれぞれ互いに連通する位置に孔部が穿設され、これらの孔部を通して上記アンテナエレメント82aと上記印刷配線基板4の給電回路との間が接続部5を介して電気的に接続される。
以上述べたように、耐熱性及び耐酸性を有する非金属のアンテナ基材81a上にアンテナエレメント82aを印刷形成することによりアンテナユニット8を作製し、このアンテナユニット8を携帯電話機の上部筐体1上に固着するようにしている。したがって、アンテナユニット8の状態でアンテナエレメント82aに対しメッキ処理を行うことができる。このため、携帯電話機の筐体1に耐熱性及び耐酸性を有する材料を使用する必要がなくなり、その分筐体1の材料の選択幅が広がる。また、アンテナエレメント82aがアンテナ基材81aにより補強されるので、接続部5からの押圧力に対して構造的に安定な状態を維持して携帯電話機の信頼性を高めることができる。
(実施例2)
この発明の第2の実施形態に係わる携帯電話機の実施例2では、図16に示すようにアンテナユニット8筐体1内に収容し、そのアンテナ基材81bを上部筐体1内の外側カバー11の裏面に固着するようにしている。そして、このアンテナエレメント82bと印刷配線基板4の給電回路との間を接続部5により接続している。このように構成すると、アンテナユニット8による外側カバー11表面の凹凸をなくして、外側カバー11表面をフラットに形成することができ、これによりデザイン性を高めることができる。なお、筐体1内にアンテナユニット8を収容するためのスペースを確保する必要があるが、アンテナユニット8は薄板体からなるため、筐体1の厚さが増加する心配はない。
(実施例3)
実施例3では、図17に示すように外側カバー11の表面にアンテナユニット8を固着する際に、アンテナエレメント82cを外側カバー11の表面に当接させた状態で固着している。また、外側カバー11の裏面に導電性配線パターン51を印刷形成している。そして、外側カバー11に孔部を設けてこの孔部を介してアンテナエレメント82cと上記導電性配線パターン51との間を第1の接続素子52により接続すると共に、上記導電性配線パターン52と印刷配線基板4の給電回路との間を第2の接続素子53により接続するようにしている。さらに、上記アンテナユニット8には樹脂塗装などにより被覆部材10を形成している。
このような構成であるから、アンテナエレメント82cと上記導電性配線パターン51との間、及び導電性配線パターン52と印刷配線基板4の給電回路との間をそれぞれ独立して接続することができるので、携帯電話機の組み立てを容易にすることができる。また、アンテナユニット8を被覆部材10により保護して携帯電話機の信頼性を高めることができる。
(実施例4)
実施例4では、図18に示すように外側カバー11の表面にスペーサ6を設置することによりアンテナユニット8の設置スペースを確保し、この確保された設置スペースにアンテナユニット8を設置している。このとき、アンテナユニット8はアンテナ基材81dが外側カバー11の表面に当接する状態で固着される。また、スペーサ6の厚さはアンテナユニット8の厚さと同一に設定され、これにより筐体表面に凹凸が生じないようにしている。
一方、外側カバー11の裏面には凹部が形成してあり、この凹部に導電性配線パターン51が印刷形成される。このとき、上記凹部形成部位の外側カバー11の厚さは、当該厚さとアンテナユニット8のアンテナ基材81dの厚さとの合計値が、導電性配線パターン51とアンテナエレメント82dとの間を容量結合する上で最適な値となるように設定される。
また、上記外側カバー11には孔部が穿設され、この孔部を介して接続素子53により上記導電性配線パターン52と印刷配線基板4の給電回路との間が接続される。また、上記アンテナユニット8及びスペーサ6を含む外側カバー11と内側カバー12の外周面には、樹脂塗装などにより被覆部材10が形成されている。この被覆部材10は上記アンテナユニット8及び筐体1を外傷から保護するものである。
このような構成であるから、スペーサ6によりアンテナユニット8の設置位置を規定しているので、位置合わせを行うことなくアンテナユニット8を正確に設置することができる。また、アンテナユニット8及びスペーサ6を含む外側カバー11及び内側カバー12の外周面を被覆部材10により覆ったことにより、上記アンテナユニット8を含む筐体1全体を外傷から効果的に保護することができる。さらに、アンテナユニット8のアンテナエレメント82dと導電性配線パターン51との間は最適な容量値により容量結合される。このため、アンテナエレメント82dへの給電を確実に行うことができ、さらに外側カバー11に孔部を設ける必要がないので加工性を良好に保ちかつ外側カバー11の強度を高く保つことができる。また、外側カバー11の表面側ではなく裏面側に凹部を形成したので、外側カバー11表面の凹凸を外部から目立たなくすることができる。
(実施例5)
実施例5では、図19に示すように外側カバー11の表面にスペーサ6を印刷形成することによりアンテナユニット8の設置スペースを確保し、この確保された設置スペースにアンテナユニット8を設置している。このとき、スペーサ6の厚さはアンテナユニット8の厚さと同一に設定される。また、外側カバー11の裏面には導電性配線パターン51が印刷形成され、さらに孔部が穿設されている。そして、この外側カバー11の孔部及び上記アンテナ基材81eに設けられる孔部又は切欠部(図示せず)を介して、アンテナエレメント82eと上記導電性配線パターン51との間を第1の接続素子52により接続する。またそれと共に、上記導電性配線パターン51と印刷配線基板4の給電回路との間を第2の接続素子53により接続するようにしている。さらに、上記アンテナユニット8を含む外側カバー11及び内側カバー12の外周面には、樹脂塗装などにより被覆部材10を形成している。
このような構成であるから、上記実施例4と同様にスペーサ6によりアンテナユニット8の設置位置を規定しているので、位置合わせを行うことなくアンテナユニット8を正確に設置することができる。また、アンテナユニット8及びスペーサ6を含む外側カバー11及び内側カバー12の外周面を被覆部材10により覆ったことにより、上記アンテナユニット8を含む筐体1全体を外傷から効果的に保護することができる。さらに、この実施例ではアンテナエレメント82eと上記導電性配線パターン51との間を第1の接続素子52により接続しているので、筐体の外部カバー11に静電結合のための凹部を形成する必要がなく、その分筐体加工を簡単化することができる。
(実施例6)
実施例6では、非金属のアンテナ基材81f上にアンテナエレメント82fを印刷形成し、さらにこのアンテナエレメント82f上に高透磁率の磁性部材7を印刷等により形成することによりアンテナユニットを作製し、このアンテナユニットを図20に示すように携帯電話機の上部筐体1上に磁性部材7を下側にして固着している。そして、上記外側カバー11に孔部を穿設すると共に上記磁性部材7にも孔部又は切欠部(図示せず)を設け、上記孔部及び切欠部を通して上記アンテナエレメント82fと印刷配線基板4との間を接続部材5により接続している。なお、磁性部材7は、先に述べたように絶縁マトリクス基材に磁性ナノ粒子を三次元状に分散して配置したナノグラニュラ構造を有する素材からなり、この素材を板状に成形したものである。
このような構成であるから、磁性部材7によりアンテナエレメント3と印刷配線基板4の金属面におけるイメージ電流の発生を抑制する効果により、放射特性を高くすると同時に放射特性を高めることが可能になる。また、磁性部材7を形成したことによりアンテナユニットの剛性を高めることもできる。
(実施例7)
実施例7では、非金属のアンテナ基材81g上にアンテナエレメント82gを印刷形成し、さらにこのアンテナエレメント82g上に高透磁率の磁性部材7を印刷等により形成することによりアンテナユニットを作製し、このアンテナユニットを図21に示すように外側カバー11の裏面に基材81gを当該外側カバー11に接した状態で固着している。そして、上記磁性部材7の端部に切欠部を設け、この切欠部を通して上記アンテナエレメント82gと印刷配線基板4との間を接続部材5により接続している。
このような構成であるから、上記実施例6と同様に磁性部材7によりアンテナエレメント3と印刷配線基板4の金属面におけるイメージ電流の発生を抑制する効果により、放射特性を高くすると同時に放射特性を高めることが可能になる。また、アンテナユニットを筐体1内に収容することで、外側カバー11の外周面にアンテナユニットによる凹凸が形成される不具合が発生せず、かつアンテナユニットを衝突や接触などによる破損から確実に保護することができる。
(実施例8)
実施例8では、非金属のアンテナ基材81h上にアンテナエレメント82hを印刷形成したアンテナユニットを、図22に示すように外側カバー11の外周面にアンテナエレメント82hを下側にして固着するようにしている。また、外側カバー11の裏面に、上記アンテナユニットの固着位置と外側カバー11を挟んで対向する位置に磁性部材7を形成している。そして、上記外側カバー11に孔部を穿設すると共に上記磁性部材7の端部に切欠部を設け、上記孔部及び切欠部を通して上記アンテナエレメント82hと印刷配線基板4との間を接続部材5により接続している。
このような構成であるから、磁性部材7によりアンテナエレメント3と印刷配線基板4の金属面におけるイメージ電流の発生を抑制する効果により、放射特性を高くすると同時に放射特性を高めることが可能になる。また、磁性部材7のみを外側カバー11の裏面に形成することで、外側カバー11の外周面におけるアンテナユニットの突出量を減らすことができる。
また、上記図14及び図15に示したアンテナユニットと印刷配線基板4との間の接続構造の具体例としては、次のような各実施例が考えられる。
すなわち、実施例1は、図23に示すように外側カバー11に孔部を設けると共に、印刷配線基板4に給電パッド54aを形成し、この給電パッド54aにスプリングコネクタ53aを植設する。そして、このスプリングコネクタ53aの先端部を上記外側カバー11の孔部を通してアンテナユニット8のアンテナエレメント82iに押接させることにより、印刷配線基板4の給電回路とアンテナユニット8のアンテナエレメント82iとの間を電気的に接続している。
このように構成すると、接続部材5としてスプリングコネクタ53aを用いることによって、大きな設置スペースを必要とすることなく、印刷配線基板4の給電回路とアンテナユニット8のアンテナエレメント82iとの間の電気的接続を確実に実現することができる。
実施例2は、アンテナ基材81j上にアンテナエレメント82jを印刷形成したアンテナユニット8をフレキシブルケーブル状に構成する。そして、このフレキシブルケーブル状のアンテナユニット8の一端部分を、図24に示すように外側カバー11の外周面に固着すると共に、当該アンテナユニット8の他端部分を上記外側カバー11と下側カバー12との間の隙間を介して筐体1内に引き込み、外側カバー11の裏面に固着するようにしている。また、印刷配線基板4に給電パッド54aを形成し、この給電パッド54cにスプリングコネクタ53cを植設する。そして、このスプリングコネクタ53cの先端部を、上記筐体内に引き込まれたアンテナユニット8のアンテナエレメント82jに押接させることにより、印刷配線基板4の給電回路とアンテナユニット8のアンテナエレメント82jとの間を電気的に接続している。
このような構成であるから、外側カバー11に孔部を穿設する必要がなく、これにより外側カバー11の構造を簡素化できる。
[第3の実施形態]
図25はこの発明の第3の実施形態に係わる携帯電話機の構成を示す斜視図である。また、図26は図25における上部筐体1のC−C矢視断面図であり、アンテナエレメントの配置構造を示す図である。なお、同図において前記図1及び図2と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
外側カバー11の表面の先端部には厚さが10μm程度の線状をなす導電性金属パターンからなるアンテナエレメント30Aが印刷により形成される。印刷方法としては、パッド印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷などが使用される。アンテナエレメント30Aを形成するための導電性ペーストには、金、銀又は銅等が用いられる。その際、ナノペーストを用いれば硬化温度が下がり良好な導電性が得られる。また、アンテナエレメント30Aの表面には銅、ニッケル及び金を重ねてメッキするようにしてもよい。このようにするとアンテナエレメント30Aの導電性を高めることができる。さらに、外側カバー11上に触媒を印刷してメッキ層を形成し、その上でアンテナエレメント30Aを印刷形成するようにしてもよい。
ところで、上記アンテナエレメント30Aの一端部は、図26に示すように外側カバー11と内側カバー12との間の隙間を通して筐体内1内に引き込まれ、筐体1内において上記外側カバー11の裏面に印刷形成される。このアンテナエレメント30Aの筐体1内に引き込まれた部分は、アンテナエレメント30Aの共振周波数又は整合インピーダンスを調整するための調整部として使用される。なお、印刷配線基板4の給電回路からアンテナエレメント30Aに対する給電は、外側カバー11の裏面に設けられた給電パッド50aを介して容量結合により給電される。
このような構成であるから、前記第1及び第2の実施形態と同様に、アンテナエレメント30Aと上部筐体1内に収容された印刷配線基板4との間の距離を少なくとも外側カバー11の厚さ分以上離間させることが可能となる。この結果、アンテナエレメント30Aを筐体1内に設置する場合に比べて、アンテナ特性を向上させることができる。また、アンテナエレメント30Aの一端部をそのまま筐体1内に引き込んでこれを調整部としたことにより、アンテナエレメント30Aの共振周波数又は整合インピーダンスの調整を、筐体1の外装状態(外側カバー11の表面における塗装状態の変更)等を行うことなく、筐体1内において自由に行うことが可能となる。さらに、アンテナエレメント全体を外側カバー11の裏面に形成するのではなく、アンテナエレメント30Aの一端部のみを筐体1内に引き込んで外側カバー11の裏面に印刷形成するようにしているので、外側カバー11に設けられているリブの影響を低減できる。
なお、以上の説明では、アンテナエレメント30Aの一端部を筐体1内に引き込んでこれを調整部としたが、図30に示すようにアンテナエレメント30Aの一端部を筐体1内に引き込んでこれを給電部とし、この給電部に印刷配線基板4に設けられた給電回路50から給電線を介して直接給電を行うように構成してもよい。
また、この実施形態を適用可能なアンテナとしては、例えばモノポールタイプのアンテナやダイポールタイプのアンテナがあげられ、さらに無給電タイプのアンテナエレメントも適用可能である。
[第4の実施形態]
図28はこの発明の第4の実施形態に係わる携帯電話機の構成を示す斜視図である。また、図29は図28における上部筐体1のD−D矢視断面図であり、アンテナエレメントの配置構造を示す図である。なお、同図において前記図1及び図2と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
外側カバー11の表面の先端部には厚さが10μm程度の線状をなす導電性金属パターンからなるアンテナエレメント30Bが印刷形成される。このアンテナエレメント30Bの両端はそれぞれ図32に示すように外側カバー11と内側カバー12との間の隙間を通して筐体内1内に引き込まれ、筐体1内において上記外側カバー11の裏面に印刷形成される。このアンテナエレメント30Bの筐体1内に引き込まれた一端部は、アンテナエレメント30Bの共振周波数又は整合インピーダンスを調整するための調整部として使用される。一方、アンテナエレメント30Bの筐体1内に引き込まれた他端部は給電部として用いられ、この給電部には印刷配線基板4に設けられた給電回路50から給電線を介して直接給電が行われる。
このような構成であるから、前記第3の実施形態と同様に、アンテナエレメント30Bと上部筐体1内に収容された印刷配線基板4との間の距離を少なくとも外側カバー11の厚さ分以上離間させることができるので、アンテナエレメント30Bを筐体1内に設置する場合に比べて、アンテナ特性を向上させることができる。また、アンテナエレメント30Bの一端部をそのまま筐体1内に引き込んでこれを調整部としたことにより、アンテナエレメント30Bの共振周波数又は整合インピーダンスの調整を、筐体1の外装状態(外側カバー11の表面における塗装状態の変更)等を行うことなく、筐体1内において自由に行うことが可能となる。
さらに、アンテナエレメント30Bの他端部を筐体1内に引き込んでこれを給電部としたことによって、アンテナエレメント30Bに対する給電を簡単な構成で効率良く行うことができる。さらに、アンテナエレメント全体を外側カバー11の裏面に形成するのではなく、アンテナエレメント30Bの両端部のみを筐体1内に引き込んで外側カバー11の裏面に印刷形成するようにしているので、外側カバー11に設けられているリブの影響を低減できる。
なお、アンテナエレメント30Bの先端部を筐体1内に引き込むようにしてもよい。このように構成すると、放射電界強度が最大となるアンテナエレメントの先端部にユーザの指等が接触しにくくなり、これによりアンテナの放射効率をより高く保持することが可能となる。
[第5の実施形態]
図30はこの発明の第5の実施形態に係わる携帯電話機の構成を示す斜視図である。また、図31は図30における上部筐体1のE−E矢視断面図であり、アンテナエレメントの配置構造を示す図である。なお、同図において前記図1及び図2と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
外側カバー11の表面の先端部には厚さが10μm程度の線状をなす導電性金属パターンからなるアンテナエレメント30Cが印刷形成される。このアンテナエレメント30Cの両端はそれぞれ図29に示すように外側カバー11と内側カバー12との間の隙間を通して筐体内1内に引き込まれ、筐体1内において上記外側カバー11の裏面に印刷形成される。このアンテナエレメント30Cの筐体1内に引き込まれた一端部は、アンテナエレメント30Cの共振周波数又は整合インピーダンスを調整するための調整部として使用される。一方、アンテナエレメント30Cの筐体1内に引き込まれた他端部は給電部として用いられ、この給電部には印刷配線基板4に設けられた給電回路50から給電線を介して直接給電が行われる。
また、上記アンテナエレメント30Cはスタブ30aを有している。スタブ30aも、上記アンテナエレメント30Cの本体と同様に厚さが10μm程度の線状をなす導電性金属パターンからなり、図31に示すように外側カバー11と内側カバー12との間の隙間を通して筐体内1内に引き込まれ、筐体1内において上記外側カバー11の裏面に印刷形成される。このスタブ30aはインピーダンス調整のために使用される。
このような構成であるから、スタブ30aを筐体1内に引き込んでインピーダンス調整を行うようにしているので、筐体1の外装状態(外側カバー11の表面における塗装状態)の変更等を行うことなく、筐体1内においてインピーダンス調整を比較的自由に行うことが可能となる。
[第6の実施形態]
図32は、この発明の第6の実施形態に係わる携帯電話機の要部構成を示す断面図である。アンテナエレメント30Dは、前記図30と同様に筐体1の外側カバー11の表面先端部に印刷形成され、その両端部はそれぞれ外側カバー11と内側カバー12との間の隙間を通して筐体内1内に引き込まれて外側カバー11の裏面に印刷形成される。この筐体1内に引き込まれたアンテナエレメント30Dの一端部は先端部となる。また、他端部は調整部として印刷配線基板4の設置パターンに接地される。この調整部はインピーダンス調整のために使用される。
さらに、上記筐体1の外側カバー11の表面先端部には給電パターン30bが印刷形成される。この給電パターン30aの先端部は、上記アンテナエレメント30Dの中央部に接続される。一方、給電パターン30aの基端部は、外側カバー11と内側カバー12との間の隙間を通して筐体内1内に引き込まれ、印刷配線基板4に設けられた給電回路50に接続される。
このような構成であるから、アンテナエレメント30Dの他端部を筐体1内に引き込んでインピーダンス調整を行うようにしているので、筐体1の外装状態(外側カバー11の表面における塗装状態)の変更等を行うことなく、筐体1内においてインピーダンス調整を比較的自由に行うことが可能となる。また、アンテナエレメント30Dの先端部を筐体1内に引き込んでいるので、放射電界強度が最大となるアンテナエレメントの先端部にユーザの指等が接触しにくくなり、これによりアンテナの放射効率をより高く保持することが可能となる。さらに、給電パターン30aについても筐体1内に引き込んで給電回路50に接続するようにしているので、アンテナエレメント30Bに対する給電を簡単な構成で効率良く行うことができる。
なお、上記筐体1内に引き込んで印刷配線基板4の接地パターンに接地するアンテナエレメント30Dの短絡部としては、逆Fアンテナの短絡部、折り返しアンテナの短絡部、伝送線路アンテナの短絡部、パッチアンテナの短絡部、接地型の無給電素子等があげられる。またこの場合、給電回路50と短絡部との距離は、上記各アンテナタイプに応じて適切に異ならせるようにする。
[その他の実施形態]
図33は、この発明のその他の実施形態に係わる携帯電話機の要部構成を示す部分断面図である。この実施形態における携帯電話機は、第1及び第2のアンテナエレメント31,32をそれぞれ外側カバー11の表面及び裏面に印刷形成し、かつ外側カバー11にスルーホール33を設けて、上記第1及び第2のアンテナエレメント31,32間を当該スルーホール33を介して相互に接続するようにしたものである。このようにすると、アンテナエレメント31,32間を接続する接続部材を、筐体の端縁部に設けられた隙間や、LDCやバッテリパックを収容するための孔を通して引き回す必要がなくなり、これにより折り返しアンテナを簡単に構成することができる。
図34は、図12に示したアンテナエレメントの設置構造をさらに改良した例を示す図である。この例では、上側筐体11の表面に、アンテナエレメント3の厚さに等しい深さを有する凹部を形成し、この凹部にアンテナエレメント3を印刷形成している。そして、外側カバー11の裏面に給電パッド51aを形成すると共に、印刷配線基板4の配線パターン54a上にスプリングコネクタ53aを植設して、このスプリングコネクタ53aの先端部を上記給電パッド51aに押接させる。上記アンテナエレメント3と上記給電パッド51aとの間は容量結合される。
このように構成すると、アンテナエレメント3が外側カバー11の表面から突出せず、これにより筐体面をフラットにすることができる。
図35は、図19に示したアンテナエレメントの配置構造をさらに改良した例を示す図である。この例では、外側カバー11の表面にスペーサ6を印刷形成するために少なくとも1つの予備のスペーサ61を設けたものである。このようにすると、スペーサ6を精度良くかつ簡単に印刷形成することが可能となる。
前記第3乃至第5の実施形態の実施形態において、アンテナエレメントの一端部又は両端部、もしくはスタブ或いは給電パターンを、筐体1内に引き込んで外側カバー11の裏面に印刷形成する際に、例えば図36に示すように、外側カバー11の裏面に形成されるパターンの位置と、外側カバー11の表面に形成されるパターンの形成位置とが、外側カバー11を挟んでその少なくとも一部が重ならないように相互に位置をずらすようにするとよい。このようにすると、外側カバー11の裏面に形成されるパターンと外側カバー11の表面に形成されるパターンとの重なり面積を減少させることができ、これによりアンテナエレメントのパターン間の結合を低減して特性の劣化を抑制することができる。
さらに、上記第3乃至第5の各実施形態においては、筐体1の外側カバー11表面に単にアンテナエレメント等を印刷形成した場合を例にとって説明した。しかし、例えば図37に示すようにアンテナエレメント30A等が形成された外側カバー11の表面を、樹脂塗装などにより被覆部材10で被覆するようにしてもよい。このようにすると、印刷形成されたアンテナエレメント30A等を外傷や腐食から保護して、端末の信頼性を高めることができる。
さらに、前記第3乃至第5の実施形態では、アンテナエレメント30A等の金属パターンを筐体1内に引き込む場合に、外側カバー11と内側カバー12との隙間から引き込むようにした。しかしそれに限らず、外側カバー11と内側カバーとを結合するネジを螺着するためのねじ穴や、液晶表示器1aと筐体1との間の隙間、メモリカード等を装着するために設けられたカードスロットの孔部、スピーカの放音孔、バッテリパックを収容するために設けられた収容部の孔部、イヤホンジャックの孔部、キーボタンと筐体1との間の隙間、熱対策用の放熱孔、電池接点の孔部等を利用することも可能である。
またその際、アンテナエレメントの引き込み位置は筐体1の角や突出部を避けて、できる限り平坦部又は凹部を利用するとよい。このようにすると、衝突等による破損からアンテナエレメント等を保護することができる。さらに、バッテリパックの収容部位など重心に近い部位から離れた位置において、アンテナエレメント30A等の金属パターンを筐体1内に引き込むようにするとよい。一般に、筐体の重心に近い部位は端末が落下した場合に床等に衝突する可能性が高い。したがって、上記したように端末の重心に近い部位から離れた位置でアンテナエレメント等を筐体内に引き込むことで、アンテナエレメント等を破損から回避する確率を高めることができる。また、ストラップを取着するための凹部内に孔部を設け、この孔部を通してアンテナエレメント等を筐体内に引き込むようにしてもよい。
その他、移動通信端末の種類とその構成、アンテナの種類とその構成、アンテナエレメントの形成位置、アンテナエレメントと給電回路との間の接続手段の構成、アンテナエレメントの印刷方法等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
この発明の第1の実施形態に係わる携帯電話機の構成を示す斜視図。 図1に示した携帯電話機のA−A矢視断面図であり、アンテナエレメントの配置構造の実施例1を示す図。 図1に示した携帯電話機におけるアンテナエレメントの配置構造の実施例2を示す図。 図1に示した携帯電話機におけるアンテナエレメントの配置構造の実施例3を示す図。 図1に示した携帯電話機におけるアンテナエレメントの配置構造の実施例4を示す図。 図1に示した携帯電話機におけるアンテナエレメントの配置構造の実施例5を示す図。 図1に示した携帯電話機におけるアンテナエレメントの配置構造の実施例6を示す図。 図1に示した携帯電話機におけるアンテナエレメントと回路基板との間の接続構造の実施例1を示す図。 図1に示した携帯電話機におけるアンテナエレメントと回路基板との間の接続構造の実施例2を示す図。 図1に示した携帯電話機におけるアンテナエレメントと回路基板との間の接続構造の実施例3を示す図。 図1に示した携帯電話機におけるアンテナエレメントと回路基板との間の接続構造の実施例4を示す図。 図1に示した携帯電話機におけるアンテナエレメントと回路基板との間の接続構造の実施例5を示す図。 図1に示した携帯電話機におけるアンテナエレメントと回路基板との間の接続構造の実施例6を示す図。 この発明に係わる移動通信端末の第2の実施形態である携帯電話機の構成を示す斜視図。 図1に示した携帯電話機のB−B矢視断面図であり、アンテナエレメントの配置構造の実施例1を示す図。 図14に示した携帯電話機におけるアンテナエレメントの配置構造の実施例2を示す図。 図14に示した携帯電話機におけるアンテナエレメントの配置構造の実施例3を示す図。 図14に示した携帯電話機におけるアンテナエレメントの配置構造の実施例4を示す図。 図14に示した携帯電話機におけるアンテナエレメントの配置構造の実施例5を示す図。 図14に示した携帯電話機におけるアンテナエレメントの配置構造の実施例6を示す図。 図14に示した携帯電話機におけるアンテナエレメントの配置構造の実施例7を示す図。 図14に示した携帯電話機におけるアンテナエレメントの配置構造の実施例8を示す図。 図14に示した携帯電話機におけるアンテナエレメントと回路基板との間の接続構造の実施例9を示す図。 図14に示した携帯電話機におけるアンテナエレメントと回路基板との間の接続構造の実施例10を示す図。 この発明に係わる移動通信端末の第3の実施形態である携帯電話機の構成を示す斜視図。 図25に示した携帯電話機のC−C矢視断面図。 図25に示した携帯電話機の他の実施例を示す断面図。 この発明に係わる移動通信端末の第4の実施形態である携帯電話機の構成を示す斜視図。 図28に示した携帯電話機のD−D矢視断面図。 この発明に係わる移動通信端末の第5の実施形態である携帯電話機の構成を示す斜視図。 図30に示した携帯電話機のE−E矢視断面図。 この発明の第6の実施形態に係わる携帯電話機の要部構成を示す断面図。 この発明のその他の実施形態に係わる携帯電話機の要部構成を示す部分断面図。 図12に示したアンテナエレメントの設置構造をさらに改良した例を示す図。 図19に示したアンテナエレメントの配置構造をさらに改良した例を示す図。 この発明に係わる携帯電話機の別の実施形態を説明するための断面図。 この発明に係わる携帯電話機のさらに別の実施形態を説明するための断面図。
符号の説明
1…上部筐体、10…被覆部材、11…外側カバー、12…内側カバー、2…下部筐体、3,30A,30B,30C,30D,30E,31,32…アンテナエレメント、30a…スタブ、33…スルーホール、4…印刷配線基板、5…接続部、50…給電回路、51…導電性配線、52…第1の接続素子、53…第2の接続素子、50a,51a,51b,51c,51d…給電パッド、52a,52b…スルーホール、52c,52d…配線ケーブル、53a,53c,53d…スプリングコネクタ、53b…板バネ、54a,54b,54c,54d…給電端子、6…スペーサ、61…予備スペーサ、7…磁性部材、8…アンテナユニット、81a,81b,81c,81d,81e,81f,81g,81h,81i,81j…アンテナ基材、82a,82b,82c,82d,82e,82f,82g,82h,82i,82j…アンテナエレメント。

Claims (5)

  1. 給電回路及び接地パターンが形成された回路基板が収容された、非導電材料からなる筐体と、
    前記筐体の面に印刷形成された、導電性金属パターンからなるアンテナエレメントと、
    前記アンテナエレメントと前記回路基板との間を電気的に接続する接続部と
    を具備することを特徴とする移動通信端末。
  2. 給電回路及び接地パターンが形成された回路基板が収容された、非導電材料からなる筐体と、
    非導電材料からなるアンテナ基材と、当該アンテナ基材の面に印刷形成された導電性金属パターンからなるアンテナエレメントとから構成され、前記筐体の面に設置されるアンテナユニットと、
    前記アンテナユニットのアンテナエレメントと前記回路基板との間を電気的に接続する接続部と
    を具備することを特徴とする移動通信端末。
  3. さらに、前記アンテナエレメントと前記回路基板との間に、絶縁マトリクス基材に強磁性を有する磁性ナノ粒子を分散配置した磁性部材を介在配置したことを特徴とする請求項1又は3記載の移動通信端末。
  4. 前記アンテナエレメントは、エレメント本体部が筐体の表面に印刷形成され、両端部の少なくとも一方が前記筐体に形成された隙間を介して筐体内に引き込まれて当該筐体の裏面に印刷形成され、
    前記接続部は、前記筐体内において、前記引き込まれた一端部と前記回路基板との間を電気的に接続することを特徴とする請求項1記載の移動通信端末。
  5. 前記アンテナエレメントは、前記筐体外から当該筐体に形成された隙間を介して筐体内に引き込まれる、導電性金属パターンからなるスタブをさらに備えることを特徴とする請求項1記載の移動通信端末。
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