JP4826880B2 - 折り畳み型携帯電話機 - Google Patents

Description

本発明は、折り畳み型携帯電話機に関し、特に、メインアンテナとサブアンテナの２つのアンテナを備える折り畳み型携帯電話機に関する。

近年の携帯電話機は、通話品質を確保するためにメインアンテナとサブアンテナの２つのアンテナを搭載したものが多い。２つのアンテナを搭載することのメリットは、仮にユーザが一方のアンテナに触れて通話品質が劣化した場合でも、もう一方のアンテナを用いることで、通話品質の劣化が起こるのを防ぐことにある。

このような２つのアンテナを搭載した折り畳み型携帯電話機の一例を図８に示す。

図８に示す従来の折り畳み型携帯電話機は、上部筐体１と、下部筐体２と、ヒンジ部３と、下部筐体２のヒンジ部３近傍に配置したメインアンテナ４と、下部筐体２の下端に配置したサブアンテナ５とで構成されている。また、上部筐体１には上部回路基板６や表示部１１などが、下部筐体２にはメインアンテナ４やサブアンテナ５、下部回路基板７、電池１２などが収納されている。

このような構成の折り畳み型携帯電話機において、ヒンジ部３に配置したメインアンテナ４の特性を確保する方法として、例えば、特開２００２−２７０６６号公報のような方法がある。この公報では、上部筐体１と下部筐体２の両方のケース材を、例えばモールドのような絶縁物で構成する。また、上部回路基板６と下部回路基板７を接続する上下回路接続部８をヒンジ部３で１回巻かれた状態で配置することで、上下回路接続部８にインダクタンスを持たせ、上部回路基板６と下部回路基板７間に流れる高周波電流の量を減少させ、上部回路基板６と下部回路基板７を電気的に切り離すように構成している。

特開２００２−２７０６６号公報（第８〜１３頁、第１図）

ヒンジ部近傍に実装したアンテナについては、上記方法でアンテナ特性を確保することができるが、ヒンジ部と反対側の端部に配置したサブアンテナの特性は、上部回路基板と下部回路基板を電気的に切り離した条件が最適であるとはいえない。

図２は、下部筐体のヒンジ部近傍に配置したメインアンテナと、下部筐体のヒンジ部と反対側の端部に配置したサブアンテナのアンテナ特性（放射特性）について、上部回路基板と下部回路基板の電気的な接続状態がオープン（非接続）の場合と、ショート（接続）の場合とを示している。図に示すように、ヒンジ部近傍に配置したメインアンテナは、オープンのときに特性が良くなり、ヒンジ部と反対側の端部に配置したサブアンテナは、ショートのときに特性が良くなることがわかる。

しかしながら、従来の折り畳み型携帯電話機では、ヒンジ部近傍に配置したメインアンテナの特性を優先した設計を行っていたため、上部回路基板と下部回路基板の電気的な接続状態をＯＰＥＮとするものが多く、この接続状態ではサブアンテナの特性を良くすることができず、サブアンテナが使用される場合に通話品質が劣化するなどの問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、メインアンテナ及びサブアンテナ双方のアンテナ特性を良好にすることができる折り畳み型携帯電話機を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の折り畳み型携帯電話機は、上部筐体と、下部筐体と、前記上部筐体と前記下部筐体とを開閉可能に接続するヒンジ部と、第１のアンテナ及び第２のアンテナと、使用するアンテナを選択し、アンテナ選択信号を送出する制御手段とを少なくとも備える折り畳み型携帯電話機において、前記上部筐体側の構成部品又は前記下部筐体側の構成部品の一方に接続される切替手段と、前記上部筐体側の構成部品又は前記下部筐体側の構成部品の他方と前記切替手段とを接続する接続手段とを備え、前記切替手段では、前記アンテナ選択信号に基づいて、前記上部筐体側の構成部品と前記下部筐体側の構成部品との電気的な接続状態を切り替えるものである。

本発明においては、前記第１のアンテナは、一方の筐体の前記ヒンジ部近傍に配置され、前記第２のアンテナは、前記一方の筐体の前記ヒンジ部から離間した位置に配置されている構成とすることができる。

また、本発明においては、前記第１のアンテナは、一方の筐体の前記ヒンジ部近傍に配置され、前記第２のアンテナは、他方の筐体の前記ヒンジ部から離間した位置に配置されている構成とすることもできる。

また、本発明においては、前記切替手段では、前記第１のアンテナ使用時は前記上部筐体側の構成部品と前記下部筐体側の構成部品とを電気的に切り離し、前記第２のアンテナ使用時は前記上部筐体側の構成部品と前記下部筐体側の構成部品とを電気的に接続することが好ましい。

また、本発明においては、前記切替手段は、コンデンサとＰＩＮダイオードとを含み、前記アンテナ選択信号に基づいて前記ＰＩＮダイオードをＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、前記コンデンサを用いて電気的な接続状態を変化させる構成とすることもできる。

このように、本発明では、使用するアンテナに応じて、上部筐体側の構成部品と下部筐体側の構成部品との電気的な接続状態が変更されるため、メインアンテナ及びサブアンテナ双方のアンテナ特性を良好にすることができる。

以上説明したように、本発明の折り畳み型携帯電話機によれば、メインアンテナ及びサブアンテナ双方のアンテナ特性を良好にすることができる。

その理由は、メインアンテナ及びサブアンテナの２つのアンテナと、使用するアンテナを選択する制御部とを備える折り畳み型携帯電話機に、制御部から送信されるアンテナ選択信号に基づいて上部筐体側の構成部品と下部筐体側の構成部品との電気的な接続状態を切り替える上下接続切替回路を備えているため、選択されたアンテナに対して適切な接続状態を実現することができるからである。

本発明は、その好ましい一実施の形態において、上部筐体と、下部筐体と、ヒンジ部と、上部筐体又は下部筐体のヒンジ部近傍に配置したメインアンテナと、上部筐体又は下部筐体のヒンジ部から離間した位置に配置したサブアンテナと、使用するアンテナを選択しアンテナ選択信号を送出する制御部とを少なくとも備える折り畳み型携帯電話機において、上部筐体側の構成部品又は下部筐体側の構成部品の一方（例えば、下部回路基板）に接続される上下接続切替回路と、上部筐体側の構成部品又は下部筐体側の構成部品の他方（例えば、上部回路基板）と上下接続切替回路とを接続する上下基板接続手段とを備え、上下接続切替回路では、制御部から送信されるアンテナ選択信号に基づいてＰＩＮダイオードをＯＮ／ＯＦＦさせるなどによって、上部筐体側の構成部品と下部筐体側の構成部品との電気的な接続状態を切り替える制御を行う。このような構成により、選択されたアンテナに対して適切な接続状態を実現することができるため、メインアンテナ及びサブアンテナ双方のアンテナ特性を良好にすることができる。

上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の第１の実施例に係る折り畳み型携帯電話機について、図１乃至図４を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施例に係る折り畳み型携帯電話機の構成を模式的に示す側面図であり、図２は、上部回路基板と下部回路基板の電気的な接続状態とアンテナの放射効率との関係を示す図である。また、図３は、上下接続切替回路の動作を模式的に示す図であり、図４は、上下接続切替回路の具体的構成を示す回路図である。

図１に示すように、本実施例の折り畳み型携帯電話機は、上部筐体１と、下部筐体２と、ヒンジ部３と、下部筐体２のヒンジ部３近傍に配置したメインアンテナ４と、下部筐体２のヒンジ部３から離間した位置（例えば、下部筐体２の下端）に配置したサブアンテナ５と、使用するアンテナを選択し、アンテナ選択信号を送出する制御部（図示せず）と、上下回路接続部８と、上下基板接続手段９と、上下接続切替回路１０とで構成されている。なお、本実施例の折り畳み型携帯電話機は、上部筐体１及び下部筐体２のケース材をモールドで構成している。また、上部回路基板６と下部回路基板７を接続する上下回路接続部８を、ヒンジ部３で１回巻かれた状態で配置することで、上下回路接続部８にインダクタンスを持たせ、上部回路基板６と下部回路基板７間に流れる高周波電流の量を減少させ、上部回路基板６と下部回路基板７を電気的に切り離すように構成されている。

また、上部筐体１には上部回路基板６や表示部１１などが、下部筐体２にはメインアンテナ４やサブアンテナ５、下部回路基板７、電池１２などが収納されており、下部回路基板７には、通話スロットに入る直前に受信レベルの比較を行い、受信レベルの高い方のアンテナを選択し、通信する制御を行う制御部が設けられている。上下基板接続手段９は、一方が上部回路基板６と、他方が上下接続切替回路１０と接続するように構成されている。上下接続切替回路１０は、上下基板接続手段９と下部回路基板７の間に配置されており、上下基板接続手段９と下部回路基板７は上下接続切替回路１０上に配置したＰＩＮダイオードを介して接続するように構成されている。また、アンテナへの給電は、下部回路基板７に実装された無線部とアンテナが、それぞれ給電金具（図示せず）を介して接続することで行っている。

なお、図１の構成は例示であり、各々の筐体の材料や構造、筐体内部の構成部品やその配置、ヒンジ部３の構造などは特に限定されない。また、図１では、上下基板接続手段９は、上下接続切替回路１０を介して上部回路基板６と下部回路基板７とを接続しているが、上下接続切替回路１０を介して上部筐体１側の少なくとも１つの構成部品（上部筐体１自体又はその内部に収納される部品）と下部筐体２側の少なくとも１つの構成部品（下部筐体２自体又はその内部に収納される部品）とを接続する構成であればよい。

図３は、上部筐体１側の構成部品（ここでは上部回路基板６）と下部筐体２側の構成部品（ここでは下部回路基板７）との間の切り替えの様子を示したブロック図である。スイッチの切り替えは、制御部からのアンテナ選択信号により実施している。具体的には、メインアンテナ４選択時には、上部回路基板６と下部回路基板７とを電気的に切り離し、サブアンテナ５選択時には、上部回路基板６と下部回路基板７とを電気的に接続するように構成されている。本発明では、上記接続の切り替えは、上下接続切替回路１０を用いて行っている。以下に、上下接続切替回路１０の具体例な説明を行う。

図４は、上下接続切替回路１０の構成を示す図である。上下接続切替回路１０は、ＰＩＮダイオードのＯＮ／ＯＦＦにより、上部回路基板６（上下基板接続手段９）と下部回路基板７との間の接続状態を切り替えている。なお、アンテナ選択信号はメインアンテナ４選択時にＬｏｗを、サブアンテナ５選択時にＨｉｇｈを出力するように設定されているものとする。

上下接続切替回路１０の動作は次の通りである。メインアンテナ４選択時には、制御部よりＬｏｗのアンテナ選択信号が出力されるためＰＩＮダイオードはＯＦＦとなる。一方、サブアンテナ５選択時には、制御部からＨｉｇｈのアンテナ選択信号が出力されるためＰＩＮダイオードはＯＮとなる。

また、アンテナ特性に着目すると、上部回路基板６と下部回路基板７の電気的な接続状態によって、特性は変化する。図２は、第１の実施例に示す位置にアンテナを配置したときの、上部回路基板６と下部回路基板７の電気的な接続状態とアンテナの放射効率の関係を示した図である。図２に示すように、ヒンジ部３に配置したメインアンテナ４は、上部回路基板６と下部回路基板７の電気的な接続がＯＰＥＮのとき特性が良くなり、下部筐体２下端に配置したサブアンテナ５は、上部回路基板６と下部回路基板７の電気的な接続がＳＨＯＲＴのとき特性が良くなる。

すなわち、メインアンテナ４使用時は、上下接続切替回路１０内のＰＩＮダイオードをＯＦＦさせ、上部回路基板６と下部回路基板７を電気的に切り離し、サブアンテナ５使用時はＰＩＮダイオードをＯＮさせ、上部回路基板６と下部回路基板７を電気的に接続するように制御を行うことで良好なアンテナ特性を得ることができる。

このように、ＰＩＮダイオードのＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで、上部筐体１側の構成部品（上部回路基板６）と下部筐体２側の構成部品（下部回路基板７）との電気的な接続を変化させることができ、これにより、メインアンテナ４とサブアンテナ５の両方に対して、良好なアンテナ特性を得ることができる。

次に、本発明の第２の実施例に係る折り畳み型携帯電話機について、図５乃至図７を参照して説明する。図５は、本発明の第２の実施例に係る折り畳み型携帯電話機の構成を模式的に示す側面図であり、図６は、上部回路基板と下部回路基板の電気的な接続状態とアンテナの放射効率との関係を示す図である。また、図７は、上下接続切替回路の具体的構成を示す回路図である。

図５に示すように、本実施の形態の折り畳み型携帯電話機は、下部筐体２のヒンジ部３近傍にメインアンテナ４を配置し、上部筐体１のヒンジ部３から離間した位置（例えば、上部筐体１の先端）にサブアンテナ５を配置している。その他の構成については第１の実施例と同様の構成になっている。

図６は、第２の実施例に示す位置にアンテナを配置したときの、上部回路基板６と下部回路基板７の電気的な接続状態とアンテナの放射効率の関係を示した図である。図６に示すように、下部筐体２のヒンジ部３近傍に配置したメインアンテナ４は、上部回路基板６と下部回路基板７の電気的な接続がＯＰＥＮのとき特性が良くなり、上部筐体１のヒンジ部３と反対側の端部に配置したサブアンテナ５は、上部回路基板６と下部回路基板７の電気的な接続がＳＨＯＲＴのとき特性が良くなることがわかる。

したがって、メインアンテナ４使用時は、上下接続切替回路１０内のＰＩＮダイオードをＯＦＦさせ、上部回路基板６と下部回路基板７を電気的に切り離し、サブアンテナ５使用時はＰＩＮダイオードをＯＮさせ、上部回路基板６と下部回路基板７を電気的に接続するように制御を行うことで良好なアンテナ特性を得ることができる。

このように、メインアンテナ４を下部筐体２のヒンジ部３近傍に、サブアンテナ５を上部筐体１のヒンジ部３と反対側の端部に配置した場合でも、ＰＩＮダイオードのＯＮ／ＯＦＦにより、良好なアンテナ特性を得ることができる。

図７は、上下接続切替回路１０に定数を配置し、その定数によりインピーダンスを変化させた場合の上下接続切替回路１０の構成を示す図である。図に示すように、ＰＩＮダイオードをＯＮしたとき、上下接続切替回路１０内に配置した定数が見えるので、接続インピーダンスが変化する。このように、上部回路基板６と下部回路基板７間の接続インピーダンスを定数により変化させ、アンテナの配置位置に適したインピーダンス条件を作ることができる。

なお、上記各実施例では、アンテナ選択信号に基づいてＰＩＮダイオードをＯＮ／ＯＦＦすることによって上部筐体１側の構成部品（上部回路基板６）と下部筐体２側の構成部品（下部回路基板７）の電気的な接続状態を変化させたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、アンテナ選択信号に基づいて、メインアンテナ４使用時には上部筐体１側の構成部品と下部筐体２側の構成部品とを電気的に切り離し、サブアンテナ５使用時には上部筐体１側の構成部品と下部筐体２側の構成部品とを電気的に接続する制御が可能な構成であればよい。

また、第１の実施例では、下部筐体２にメインアンテナ４とサブアンテナ５を備える構成とし、第２の実施例では、下部筐体２にメインアンテナ４を備え、上部筐体１にサブアンテナ５を備える構成としたが、ヒンジ部３近傍に一方のアンテナを備え、ヒンジ部３から離間した位置に他方のアンテナを備える任意の構造に対して同様に適用することができる。

また、上記実施の形態では、アンテナ選択信号によるＰＩＮダイオードのＯＮ／ＯＦＦを行っているが、上下接続切替回路１０に、上部筐体１と下部筐体２の開閉状態を検出する開閉検出手段を設け、該開閉検出手段からの開閉検出信号を組み合わせることで、展開時と折り畳み時で接続を変えることなども可能である。

本発明は携帯電話機に限らず、メインアンテナとサブアンテナを備える任意の通信機器に対しても適用することができる。

本発明の第１の実施例に係る折り畳み型携帯無線機の構成を模式的に示す側面図である。 本発明の第１の実施例に係る折り畳み型携帯電話機の上部回路基板と下部回路基板の電気的な接続状態と放射効率の関係を示す図(グラフ)である。 本発明の第１の実施例に係る折り畳み型携帯電話機の接続切り替え動作を模式的に示すブロック図である。 本発明の第１の実施例に係る折り畳み型携帯電話機の上下接続切替回路の構成例を示す回路図である。 本発明の第２の実施例に係る折り畳み型携帯無線機の構成を模式的に示す側面図である。 本発明の第２の実施例に係る折り畳み型携帯電話機の上部回路基板と下部回路基板の電気的な接続状態と放射効率の関係を示す図(グラフ)である。 本発明の第２の実施例に係る折り畳み型携帯無線機の上下接続切替回路の構成例を示す回路図である。 従来の折り畳み型携帯電話機の構成を示す図である。

符号の説明

１ 上部筐体
２ 下部筐体
３ ヒンジ部
４ メインアンテナ
５ サブアンテナ
６ 上部回路基板
７ 下部回路基板
８ 上下回路接続部
９ 上下基板接続手段
１０ 上下接続切替回路
１１ 表示部
１２ 電池

Claims (5)

1. 上部筐体と、下部筐体と、前記上部筐体と前記下部筐体とを開閉可能に接続するヒンジ部と、第１のアンテナ及び第２のアンテナと、使用するアンテナを選択し、アンテナ選択信号を送出する制御手段とを少なくとも備える折り畳み型携帯電話機において、
   前記上部筐体側の構成部品又は前記下部筐体側の構成部品の一方に接続される切替手段と、前記上部筐体側の構成部品又は前記下部筐体側の構成部品の他方と前記切替手段とを接続する接続手段とを備え、
   前記切替手段では、前記アンテナ選択信号に基づいて、前記上部筐体側の構成部品と前記下部筐体側の構成部品との電気的な接続状態を切り替えることを特徴とする折り畳み型携帯電話機。
2. 前記第１のアンテナは、一方の筐体の前記ヒンジ部近傍に配置され、前記第２のアンテナは、前記一方の筐体の前記ヒンジ部から離間した位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の折り畳み型携帯電話機。
3. 前記第１のアンテナは、一方の筐体の前記ヒンジ部近傍に配置され、前記第２のアンテナは、他方の筐体の前記ヒンジ部から離間した位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の折り畳み型携帯電話機。
4. 前記切替手段では、前記第１のアンテナ使用時は前記上部筐体側の構成部品と前記下部筐体側の構成部品とを電気的に切り離し、前記第２のアンテナ使用時は前記上部筐体側の構成部品と前記下部筐体側の構成部品とを電気的に接続することを特徴とする請求項２又は３に記載の折り畳み型携帯電話機。
5. 前記切替手段は、コンデンサとＰＩＮダイオードとを含み、前記アンテナ選択信号に基づいて前記ＰＩＮダイオードをＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、前記コンデンサを用いて電気的な接続状態を変化させることを特徴とする請求項４記載の折り畳み型携帯電話機。

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