JP2009111698A - 携帯端末及び携帯端末の給電ケーブル配線方法 - Google Patents

Abstract

【課題】給電ケーブルを用いてアンテナに給電する薄型の携帯端末を提供する。
【解決手段】基板３１と、基板３１に同軸ケーブル６０を介して電気的に接続されるアンテナ２０と、基板３１と積層状態で配置されるシールドケース４０とを内包するＰＨＳ端末であって、シールドケース４０に、同軸ケーブル６０を配置する溝部４１が設けられるという構成と採用する。
【選択図】図４

Description

本発明は、携帯電話機やＰＨＳ（Personal Handy-phone System）端末等の携帯端末及び携帯端末の給電ケーブル配線方法に関するものである。

一般に、携帯電話機やＰＨＳ端末等の携帯端末は内蔵型アンテナを有する構成が主流となっており、例えば、内蔵型アンテナは携帯端末の端部に配置される構成となっている（例えば特許文献１参照）。

また、このような構成の携帯端末は、例えば特許文献２に記載されているように、電子部品等が積載された回路基板と、回路基板上に設けられて電子部品による電磁波の干渉を抑制しつつ本体の強度を補強するシールドケースと、シールドケース上に設けられたフレキシブル基板とをフロントケース及びリアケースで挟み込む構成となっており、内蔵型アンテナは、回路基板に接続され、該回路基板から直接的に給電を受ける構成となっている。
特開２００２−５１１３１号公報 特開２００７−１８０６８２号公報

しかしながら、電子部品等の小型化技術により回路基板が縮小化され、また、それに伴い携帯端末を薄型化するという要求がされており、携帯端末の内部の設置スペースが過剰に制限を受けて、携帯端末内部における内蔵型アンテナの設置箇所と回路基板の設置箇所とが離間してしまって、回路基板から直接的に内蔵型アンテナに給電することが困難になるという問題があった。

上記問題を解決するために、回路基板から給電ケーブルを内蔵型アンテナに繋ぎ給電するという配線方法がとられているが、給電ケーブルを配線するには、上記薄型化の影響により、狭い携帯端末内部に給電ケーブルを保持して固定する機構が別途必要となり、また、例えば、シールドケース上に給電ケーブルを這わせる場合、シールドケースの厚さと給電ケーブルの径の合計の厚さが必要となってしまい、携帯端末の薄型化に影響を与える懸念があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、給電ケーブルを用いてアンテナに給電する薄型の携帯端末を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するために、本発明は、基板と、上記基板に給電ケーブルを介して電気的に接続されるアンテナ素子と、上記基板と積層状態で配置されるシールドケースとを内包する携帯端末であって、上記シールドケースに、上記給電ケーブルを配置する溝部が設けられるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、給電ケーブルがシールドケースに設けられた溝内に配置される。

また、本発明は、上記給電ケーブルと接触して上記溝部内に固定する固定部を有するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、給電ケーブルが溝内に固定され、遊動することを防止することができる。

また、本発明は、上記給電ケーブルは、同軸ケーブルあり、上記同軸ケーブルの外部導体と上記固定部とが電気的に導通するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、外部からのノイズや減衰等を少なくできる同軸ケーブルによってアンテナ素子が給電され、また、固定部と外部導体を接触させることにより外部導体の電気長を調節することができる。

また、本発明は、上記外部導体と上記固定部との接触位置は、上記アンテナ素子の使用周波数に基づいて設定されるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、アンテナ素子の使用周波数によって、外部導体が共振してしまい、アンテナ性能に影響することから、使用周波数に基づいて電気長を調節することによって、共振を予防することができる。

また、本発明は、上記接触位置は、上記使用周波数と共振しない位置であるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、共振を防止してアンテナ性能を向上させることができる。

また、本発明は、基板と、上記基板に給電ケーブルを介して電気的に接続されるアンテナ素子と、上記基板と積層状態で配置されるシールドケースとを内包する携帯端末の給電ケーブル配線方法であって、上記シールドケースに溝部を設けて、上記溝部内に上記給電ケーブルを配置するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、給電ケーブルがシールドケースに設けられた溝内に配置される。

本発明によれば、基板と、上記基板に給電ケーブルを介して電気的に接続されるアンテナ素子と、上記基板と積層状態で配置されるシールドケースとを内包する携帯端末であって、上記シールドケースに、上記給電ケーブルを配置する溝部が設けられるという構成を採用することによって、給電ケーブルがシールドケースに設けられた溝内に配置される。
つまり、給電ケーブルがシールドケース上に配置されて給電ケーブルの径分の厚さが生じることを防止することができ、また、給電ケーブルを保持する機構を別途設ける必要はなくなるため、より薄型の携帯端末が得られる効果がある。

（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明においては、本発明の携帯端末をＰＨＳ（Personal Handy-phone System）端末に適応した場合の例について説明する。

始めに、図１を参照してＰＨＳ端末Ａの外部の構成について説明する。
図１は、本実施形態におけるＰＨＳ端末Ａの外観を示す斜視図である。
図１に示すように、ＰＨＳ端末Ａは、表示側本体１と操作側本体２とがヒンジ構造３によって連結された折りたたみ形式のものである。なお、以下の説明において、ＰＨＳ端末Ａがヒンジ構造３により折りたたまれ、表示側本体１と操作側本体２とが接触又は対向する面をそれぞれ表示側対向面１ａ及び操作側対向面２ａとして説明する場合がある。

表示側本体１は、表示側本体１の外装を形成する表示側筐体４と、表示側筐体４の一方の面（表示側対向面１ａ）に設けられる表示部５と、表示部５と同一面上であって表示部５の上方に設けられる受話口６とを有する構成となっている。

表示部５は、例えば、液晶ディスプレイや、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等から形成されて所望の画像や文字等を表示するものであり、表示側筐体４の略中央部に嵌合されて設けられる。
受話口６は、表示部５の上方に形成され、表示側筐体４内に設けられた不図示のスピーカと外部とを連通する構成となっている。

操作側本体２は、操作側本体２の外装を形成する操作側筐体７と、操作側筐体７の一方の面（操作側対向面２ａ）の一面に設けられる操作部８と、操作部８と同一面上であって操作部８の下方に設けられる送話口９とを有する構成となっている。

操作側筐体７は、操作側本体２の外装を形成するものであり、操作側対向面２ａ側を構成するフロントケース７ａ及び、操作側対向面２ａに対して操作側本体２の逆面側を構成するリアケース７ｂから成る。なお、フロントケース７ａ及びリアケース７ｂは、互いに操作側本体２の厚さ方向に結合可能な構成となっている。
操作部８は、電源キー、テンキーや各種の機能キーから構成されており、ユーザーによる各種の操作指示を受け付ける構成となっている。
送話口９は、操作部８の下方に形成され、操作側筐体７内に設けられた不図示のマイクと連通する構成となっている。

次に、図２を参照してＰＨＳ端末Ａの内部の構成について説明する。
図２は、ＰＨＳ端末Ａの要部機能構成を示す機能ブロック図である。
ＰＨＳ端末Ａは、内部に、アンテナ（アンテナ素子）２０が接続された通信部１０と、制御部１１とを有しており、通信部１０、操作部８及び表示部５が制御部１１に接続される構成となっている。

通信部１０は、制御部１１の制御の下に、不図示の基地局と各種の制御信号やデータ信号をアンテナ２０を介して送受信すると共に、受信情報を制御部１１に出力する構成となっている。
アンテナ２０は、操作側本体２の内部に設けられ、電波を送受信するアンテナ導体及び誘電体からなる内蔵型アンテナである。

制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）から構成される内部メモリ並びに上記通信部１０、操作部８及び表示部５と信号の入出力をそれぞれ行うインタフェース回路等から構成されており、上記ＲＯＭに記憶された制御プログラムに基づいてＰＨＳ端末Ａの全体動作を制御する構成となっている。制御部１１は、例えば、操作部８から入力された信号を受け、表示部５に所定の画像を表示させたり、通信部１０にデータ送受信等の動作を開始させたりすることができる。

続いて、図３を参照して操作側本体２の内部構造について詳しく説明する。
図３は、操作側本体２を構成する部材を示す分解斜視図である。
操作側本体２は、電源となるバッテリー３０と、制御部１１を構成するＣＰＵ等の電子部品が設けられた基板３１と、操作側本体２の強度を向上させるシールドケース４０と、操作部８の押下を検出するフレキシブル基板５０とを有する構成となっている。

このような構成の操作側本体２は、リアケース７ｂと、リアケース７ｂの内面側に設けられたバッテリー３０及び基板３１と、バッテリー３０及び基板３１上に設けられるシールドケース４０と、シールドケース４０上に設けられるフレキシブル基板５０と、前述した操作部８を有するフロントケース７ａとが重層する形で配置されている。

バッテリー３０は、電源となる充電式の蓄電池であり、リアケース７ｂの内面の略半分の面積を占有する板形状を有している。また、バッテリー３０は、ヒンジ構造３が設けられた基端に対し先端側のリアケース７ｂの内面上に取外し可能に配置される。

基板３１は、バッテリー３０から電源ＩＣ(Integrated Circuit)等の電子部品を介して給電を受け、ＣＰＵ等の電子部品に給電させる電気回路を有している。また、基板３１は、バッテリー３０が占有したリアケース７ｂの内面の残部の面積と略同一の面積を有する板状に形成されて、基端側であって、バッテリー３０と厚さ方向において同一平面上に配置される。

フレキシブル基板５０は、シールドケース４０上に設けられ、幅方向一端側に延出する端部５０ａが折り曲げられて、シールドケース４０の裏側に配置される基板３１と電気的に接続される。また、フレキシブル基板５０は、薄膜状に形成されると共に可撓性を有しており、フロントケース７ａに対向する面に一体的に形成されたスイッチシート５１が配置される構成となっている。
スイッチシート５１の表面には、操作部８の各キーに対応するスイッチ５１ａが複数設けられており、操作部８の押下によってスイッチ５１ａが押下されて、操作部８の押下を検出する構成となっている。

シールドケース４０は、導電性を有する部材であって、アルミダイキャスト等で形成されており、縁部に沿って溝部４１（後述）が設けられている。また、シールドケース４０は、基板３１と対向する面に上述した各電子部品の大きさに対応した区画（不図示）を有しており、当該区画によって基板３１上の電子部品を各々囲うことによって、電子部品から発生するノイズや電磁波等による電子部品同士の干渉を抑制する。さらに、シールドケース４０は、操作側接触面２ａと略同一の面積を有しており、薄型化された操作側本体２の強度を向上させる構成となっている。
また、シールドケース４０は、他端側にアンテナ２０を支持するアンテナホルダ４５が設けられる。アンテナホルダ４５は、絶縁体からなるプラスチックから形成されており、電通してアンテナ２０のアンテナ特性が劣化することを防止する構成となっている。

上述のように、基板３１が基端側に設けられてアンテナ２０が他端側に設けられるために離間してしまっており、基板３１とアンテナ２０とが直接給電することができない。したがって、本実施形態では、図４に示す配線方法を採用する。
図４（ａ）は、基板３１、シールドケース４０及びフレキシブル基板５０が積層されて一体となった状態を示す斜視図である。
図４（ｂ）は、シールドケース４０の縁部に設けられた溝部４１の拡大図である。
図４に示すように、基板３１からアンテナ２０への給電は、同軸ケーブル６０を介して行われることとなる。

同軸ケーブル６０は、周知のように、アンテナ２０と電気的に接続される内部導体と、内部導体を被覆する絶縁体と、絶縁体の周囲を覆うように設けられた外部導体と、外部導体を保護するシースとから構成される。同軸ケーブル６０は、外部に電磁波が漏れることが少なく、幅広い周波数範囲の伝送が可能な構成となっている。

シールドケース４０には、縁部に沿って溝部４１が設けられており、溝部４１は、同軸ケーブル６０の径と略同一の幅及び深さを有している。また、溝部４１内には、図４（ｂ）に示すように、同軸ケーブル６０を幅方向に押さえつけるための突部（固定部）４１ａが長さ方向に互いに間隔をあけて複数設けられている。

続いて、基板３１からアンテナ２０への同軸ケーブル６０の配線方法について説明する。
先ず、同軸ケーブル６０の一端を基板３１上に半田等を介して電気的に接続する。
次に、基板３１から、シールドケース４０上に同軸ケーブル６０を導き、シールドケース４０上に設けられた溝部４１内に同軸ケーブル６０をアンテナ２０へ向けて配線する。このとき、同軸ケーブル６０は、溝部４１内に設けられた突部４１ａによって、幅方向へ押圧されて固定されることとなる。
そして、溝部４１の端部から導出した同軸ケーブル６０の他端をアンテナホルダ４５上に設けられたアンテナ２０へ接続することによって、基板３１とアンテナ２０とを電気的に接続させて給電が行われることとなる。

このような配線によって、図５に示す図４（ａ）の右側面図のように、同軸ケーブル６０が溝部４１内に配置されることによって、同軸ケーブル６０の径分の厚さが厚さ方向に生じることはないため、操作側本体２の薄型化が図れる。

したがって、上述した第１実施形態によれば、基板３１と、基板３１に同軸ケーブル６０を介して電気的に接続されるアンテナ２０と、基板３１と積層状態で配置されるシールドケース４０とを内包するＰＨＳ端末Ａであって、シールドケース４０に、同軸ケーブル６０を配置する溝部４１が設けられるという構成を採用することによって、同軸ケーブル６０がシールドケース４０に設けられた同軸ケーブル６０の径と略同一の幅及び深さを有する溝部４１内に配置される。
つまり、同軸ケーブル６０がシールドケース４０上に配置されて同軸ケーブル６０の径分の厚さが厚さ方向に生じることを防止することができ、また、同軸ケーブル６０を保持する機構を別途設ける必要はなくなるため、薄型のＰＨＳ端末Ａが得られる効果がある。

また、第１実施形態では、同軸ケーブル６０と接触して溝部４１内に固定する突部４１ａを有するという構成を採用することによって、同軸ケーブル６０が溝部４１内に固定され、遊動してしまうことを防止することができる。

（第２実施形態）
つぎに、本発明の第２実施形態について説明する。なお以下の説明について第１実施形態と構成を同じくする部分の説明は割愛する。

上記第１実施形態では、同軸ケーブル６０がシールドケース４０上に設けられた溝部４１内に配置されることで、ＰＨＳ端末Ａの薄型化を図ることができるが、同軸ケーブル６０の配線する長さによっては、同軸ケーブル６０の外部導体がアンテナ２０の電波の使用周波数と共振してしまう場合があり、アンテナ特性が低下してしまうという懸念がある。当該共振を防止するために同軸ケーブル６０の長さを調節しようとしても、操作側本体２内部の設置スペースが制限されており、同軸ケーブル６０の長さ調節は容易ではない。したがって、図６に示す配線方法を採用する。

図６は、シールドケース４０の縁部に設けられた溝部４１の拡大平面図である。
同軸ケーブル６０は、図６に示すように、同軸ケーブル６０の外装であるシースを一部剥がされ、外部導体６０ａが露出している状態となっている。
外部導体６０ａは、溝部４１内に配置された突部４１ａと幅方向で接触している。ここで突部４１ａは、シールドケース４０の一部であるため、導電性を有しており、外部導体６０ａと電気的に接続されると共に、グランドの役目を果たす。
このように、外部導体６０ａと突部４１ａとを電気的に接続することによって、同軸ケーブル６０の物理的な長さではなく、電気的な長さ（電気長）を調節することによって、アンテナ特性が低下する共振の発生を防止することができる。
なお、同軸ケーブル６０の外部導体６０ａと突部４１ａとを接触させる接触位置は、実験等によって、アンテナ２０の使用周波数に基づいて設定されて、共振が起こらない位置に調節するのが好ましい。

したがって、上述した第２実施形態では、同軸ケーブル６０の外部導体６０ａと突部４１ａとが電気的に導通するという構成を採用することによって、外部導体６０ａの電気長を調節することができる。

また、第２実施形態では、外部導体６０ａと突部４１ａとの接触位置は、アンテナ２０の使用周波数に基づいて設定されるという構成を採用することによって、アンテナ２０の使用周波数によって、外部導体６０ａが共振してしまい、アンテナ性能に影響することから、使用周波数に基づいて電気長を調節することによって、共振を予防することができる。

また、第２実施形態では、上記接触位置は、上記使用周波数と共振しない位置であるという構成を採用することによって、共振を防止してアンテナ性能を向上させることができる。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上述した実施形態では、溝部４１は、シールドケース４０の縁部に沿って設けられると説明したが、本発明では、溝部４１は縁部に設けられる構成に限定されず、例えば、同軸ケーブル６０が最適な電気長となるように、屈曲したり迂回して配線されるように溝部４１を設けても良い。

本発明の実施の形態におけるＰＨＳ端末の外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態におけるＰＨＳ端末の要部機能構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態における操作側本体を構成する部材を示す分解斜視図 である。 本発明の実施の形態における給電ケーブルの配線を説明する図である。 本発明の実施の形態における図４（ａ）の右側面図である。 本発明の別実施形態におけるシールドケースの端部に設けられた溝部の拡大平面図である。

符号の説明

２０…アンテナ（アンテナ素子）、３１…基板、４０…シールドケース、４１…溝部、４１ａ…突部（固定部）、６０…同軸ケーブル（給電ケーブル）、Ａ…ＰＨＳ端末（携帯端末）

Claims (10)

1. 基板と、前記基板に給電ケーブルを介して電気的に接続されるアンテナ素子と、前記基板と積層状態で配置されるシールドケースとを内包する携帯端末であって、
   前記シールドケースに、前記給電ケーブルを配置する溝部が設けられることを特徴とする携帯端末。
2. 前記給電ケーブルと接触して前記溝部内に固定する固定部を有することを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
3. 前記給電ケーブルは、同軸ケーブルであり、前記同軸ケーブルの外部導体と前記固定部とが電気的に導通することを特徴とする請求項２に記載の携帯端末。
4. 前記外部導体と前記固定部との接触位置は、前記アンテナ素子の使用周波数に基づいて設定されることを特徴とする請求項３に記載の携帯端末。
5. 前記接触位置は、前記使用周波数と共振しない位置であることを特徴とする請求項４に記載の携帯端末。
6. 基板と、前記基板に給電ケーブルを介して電気的に接続されるアンテナ素子と、前記基板と積層状態で配置されるシールドケースとを内包する携帯端末の給電ケーブル配線方法であって、
   前記シールドケースに溝部を設けて、前記溝部内に前記給電ケーブルを配置することを特徴とする携帯端末の給電ケーブル配線方法。
7. 前記溝部内に固定させる固定部を有し、前記固定部と前記給電ケーブルと接触させて前記溝部内に固定することを特徴とする請求項６に記載の携帯端末の給電ケーブル配線方法。
8. 前記給電ケーブルは、同軸ケーブルであり、前記同軸ケーブルの外部導体と前記固定部とを電気的に導通させることを特徴とする請求項７に記載の携帯端末の給電ケーブル配線方法。
9. 前記外部導体と前記固定部との接触位置は、前記アンテナ素子の使用周波数に基づいて設定することを特徴とする請求項８に記載の携帯端末の給電ケーブル配線方法。
10. 前記接触位置は、前記使用周波数と共振しない位置とすることを特徴とする請求項９に記載の携帯端末の給電ケーブル配線方法。

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