携帯装置
【課題】開閉可能な筐体部を用いてアンテナ特性の劣化を抑制する。
【解決手段】アンテナを備える携帯装置（２、携帯電話機３４）であって、開閉可能な第１及び第２の筐体部（６、８）と、前記第１の筐体部で構成される第１のアンテナ素子（１４）と、前記第２の筐体部に設置された導体部（接地導体２２）及び第２のアンテナ素子（１８）と、前記第１及び第２の筐体部の開状態で、前記第１のアンテナ素子と、前記導体部及び前記第２のアンテナ素子とによりダイポールアンテナ（２８）を構成し、前記第１及び第２の筐体部の閉状態で、前記第２のアンテナ素子によりモノポールアンテナ（３２）を構成するアンテナ切替部（切替スイッチ部４２、４４、４３）とを備える。
【解決手段】アンテナを備える携帯装置（２、携帯電話機３４）であって、開閉可能な第１及び第２の筐体部（６、８）と、前記第１の筐体部で構成される第１のアンテナ素子（１４）と、前記第２の筐体部に設置された導体部（接地導体２２）及び第２のアンテナ素子（１８）と、前記第１及び第２の筐体部の開状態で、前記第１のアンテナ素子と、前記導体部及び前記第２のアンテナ素子とによりダイポールアンテナ（２８）を構成し、前記第１及び第２の筐体部の閉状態で、前記第２のアンテナ素子によりモノポールアンテナ（３２）を構成するアンテナ切替部（切替スイッチ部４２、４４、４３）とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナ素子を用いるアンテナの切替制御に関し、例えば、接地導体をアンテナ素子に利用する携帯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
折畳み可能な各筐体部を備えた携帯端末等の携帯装置では、各筐体部のそれぞれにアンテナ素子を配置することが知られている。
【０００３】
例えば、一方の筐体部にある第１のアンテナ素子と他方の筐体部にある導体素子とでダイポールアンテナを構成し、ヒンジ部の近傍にある第２のアンテナ素子でモノポールアンテナを構成することが知られている（特許文献１）。
【０００４】
また、開閉可能な筐体部の一方に第１及び第２の導体板が備えられ、筐体部の開閉に応じて第１及び第２の導体板間を開放するか短絡するかを切り替えることが知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２２９０４８号公報
【特許文献２】特開２００６−１４１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、折畳み可能な筐体部のそれぞれにアンテナ素子を配設し、筐体部の開閉に応じてアンテナ素子を異なる態様で動作させる場合、使用周波数が低い帯域の場合にはアンテナ性能を劣化させる。特に、装置に小型化が求められる場合、使用波長に対してアンテナ長（電気長）が短くなり、性能劣化を避けることができない。また、アンテナ長を長く取るために、筐体内に延長基板を設置することは、筐体内にスペースが必要となる。これは装置の小型化や薄型化を妨げる。
【０００７】
そこで、本開示の携帯装置の目的は、開閉可能な筐体部を用いてアンテナ特性の劣化を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本開示の携帯装置は、開状態で、第１のアンテナ素子と、導体部及び第２のアンテナ素子とによりダイポールアンテナを構成し、閉状態で、第２のアンテナ素子によりモノポールアンテナを構成する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の携帯装置によれば、次のような効果が得られる。
【００１０】
(1) 筐体の開状態で、第２の筐体部にあるアンテナ素子を付加したダイポールアンテナを構成し、筐体の閉状態で、第２の筐体部にあるアンテナ素子でモノポールアンテナを構成するので、アンテナ特性の劣化を防止できる。
【００１１】
(2) 筐体を開いた場合には、第２の筐体部にある導体部にアンテナ素子を接続してアンテナ長を長くでき、アンテナ特性の劣化を防止できる。
【００１２】
(3) 第２の筐体部にあるアンテナ素子でモノポールアンテナを構成するので、アンテナ特性の劣化を防止できる。
【００１３】
そして、本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面及び各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施の形態に係る携帯装置が開状態にある場合に構成されるダイポールアンテナの一例を示す図である。
【図２】携帯装置が閉状態にある場合に構成されるモノポールアンテナの一例を示す図である。
【図３】第２の実施の形態に係る開状態の携帯電話機の構成例を示す図である。
【図４】携帯電話機のヒンジ部を通過する給電ラインの配線例を示す図である。
【図５】携帯電話機が開状態にある場合に構成されるダイポールアンテナの一例を示す図である。
【図６】携帯電話機が閉状態にある場合に構成されるモノポールアンテナの一例を示す図である。
【図７】携帯電話機が開状態にある場合のアンテナ切替回路の一例を示す図である。
【図８】携帯電話機が閉状態にある場合のアンテナ切替回路の一例を示す図である。
【図９】切替スイッチ部の制御ロジックテーブルの一例を示す図である。
【図１０】アンテナ切替回路及び整合回路の一例を示す回路図である。
【図１１】ヒンジ部を通過するフレキシブル基板の接続構造の一例を示す図である。
【図１２】ヒンジ部を通過するフレキシブル基板の接続構造の一例を示す図である。
【図１３】携帯電話機が開状態にある場合のダイポールアンテナの放射特性を示す図である。
【図１４】携帯電話機が閉状態にある場合のモノポールアンテナの放射特性を示す図である。
【図１５】第３の実施の形態に係る携帯電話機が開状態にある場合のアンテナの構成例を示す図である。
【図１６】携帯電話機が開状態にある場合に構成されるダイポールアンテナの一例を示す図である。
【図１７】携帯電話機が閉状態にある場合に構成されるモノポールアンテナの一例を示す図である。
【図１８】携帯電話機が開状態にある場合のアンテナ切替回路の一例を示す図である。
【図１９】携帯電話機が閉状態にある場合のアンテナ切替回路の一例を示す図である。
【図２０】第４の実施の形態に係るＴＶ放送受信回路の構成例を示す図である。
【図２１】携帯電話機が開状態にある場合に構成されるダイポールアンテナの構成例を示す図である。
【図２２】携帯電話機が閉状態にある場合に構成されるモノポールアンテナの構成例を示す図である。
【図２３】開状態にある携帯電話機で構成されるアンテナの比較例を示す図である。
【図２４】閉状態にある携帯電話機で構成されるアンテナの比較例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〔第１の実施の形態〕
【００１６】
第１の実施の形態は、筐体を開いた場合にダイポールアンテナ、筐体を閉じた場合にモノポールアンテナを生成する構成である。
【００１７】
この第１の実施の形態について、図１及び図２を参照する。図１は携帯装置が開状態で構成するダイポールアンテナの一例を示し、図２は携帯装置が閉状態で構成するモノポールアンテナの一例を示している。
【００１８】
この携帯装置２は、本開示の携帯装置の一例であって、折畳み可能な筐体４を備えている。この筐体４は、図１のＡ及び図２のＡに示すように、第１の筐体部６と、第２の筐体部８とをヒンジ部１０により開閉可能に構成している。
【００１９】
筐体部６は第１の回路基板１２を備え、第１のアンテナ素子１４を構成している。筐体部８には第２の回路基板１６が設置され、この回路基板１６の外部には第２のアンテナ素子１８が設置されている。回路基板１２には接地導体２０、回路基板１６には接地導体２２が設置されている。接地導体２０、２２は導体部の一例である。
【００２０】
筐体部８には給電部として給電点２４が設置されている。この給電点２４は、給電ライン２６によって回路基板１２の接地導体２０に接続されているとともに、回路基板１６側の接地導体２２に接続されている。
【００２１】
そこで、筐体４が開状態では、図１のＢに示すように、ダイポールアンテナ２８の一方のアンテナ素子部２８Ａを第１のアンテナ素子１４で構成し、他方のアンテナ素子部２８Ｂを接地導体２２及びアンテナ素子１８で構成する。この場合、接地導体２２に接続されたアンテナ素子１８は接地導体２２の延長素子を構成する。
【００２２】
また、筐体４が閉状態では、図２のＡに示すように、給電点２４に給電ライン３０を介してアンテナ素子１８が接続され、このアンテナ素子１８によってモノポールアンテナ３２を構成する。この場合、回路基板１６の接地導体２２は、給電ライン２６の切替えで回路基板１２の接地導体２０に接続されている。
【００２３】
斯かる構成によれば、筐体４が開状態で、ダイポールアンテナ２８を構成し、一方のアンテナ素子部２８Ｂが接地導体２２にアンテナ素子１８を接続して構成されている。このため、接地導体２２のアンテナ長がアンテナ素子１８で延長されている。この結果、ダイポールアンテナ２８のアンテナ特性が高められ、筐体４の小型化、薄型化及び使用周波数帯域の低周波化により、アンテナ長によるアンテナ特性の劣化を防止できる。
【００２４】
また、筐体４が閉状態で、アンテナ素子１８がモノポールアンテナ３２を構成する。この場合、アンテナ素子１８は、対向する接地導体２０、２２に流れる放射電流の相殺による影響を受けることがなく、モノポールアンテナ特性が得られる。
【００２５】
このように開状態ではダイポールアンテナ２８、閉状態ではモノポールアンテナ３２を構成し、何れのアンテナによってもディジタル放送の受信等、放送を効率よく受信できる。
【００２６】
〔第２の実施の形態〕
【００２７】
第２の実施の形態は、筐体の開閉を検出し、その検出に応じてダイポールアンテナかモノポールアンテナかを自動切替えする構成である。
【００２８】
この第２の実施の形態について、図３及び図４を参照する。図３は第２の実施の形態に係る開状態にある携帯装置の一例を示し、図４は携帯装置のヒンジ部を通過する給電ラインの配線例を示している。図３及び図４において、図１及び図２と同一部分には同一符号を付してある。
【００２９】
この携帯電話機３４は本開示の携帯装置の一例であって、図３に示すように、筐体４が筐体部６及び筐体部８に分割されてヒンジ部１０により連結され、開閉及び折畳み可能に構成されていることは既述の通りである。ヒンジ部１０は、筐体部６、８をヒンジ軸によって回動可能に連結するヒンジ機構を備える。
【００３０】
筐体部６は例えば、表示部側筐体であって、回路基板１２が搭載されている。回路基板１２には接地導体（ＧＮＤ）２０と、第１の整合回路３６と、コネクタ部３８とが実装されている。接地導体２０は既述のアンテナ素子１４を構成している。この接地導体２０には整合回路３６を介してコネクタ部３８が接続されている。
【００３１】
筐体部８は例えば、操作側筐体であって、回路基板１６と、アンテナ素子１８とが搭載され、筐体部６と筐体部８との間には、フレキシブル基板（ケーブル）３９とともに、給電ライン２６Ａが設置されている。回路基板１６には接地導体（ＧＮＤ）２２と、給電ライン２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅと、コネクタ部４０と、切替スイッチ部４２、４４と、整合回路４６、４８と、無線部５０と、開閉センサ５２と、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）５４とが備えられている。整合回路４６は第３の整合回路、整合回路４８は第２の整合回路を構成している。
【００３２】
接地導体２０を備える回路基板１２は第１のアンテナ素子１４を構成し、アンテナ素子１８はモノポールアンテナ３２を構成する。即ち、携帯電話機３４は、２つのアンテナ素子としてダイポールアンテナ２８（図５）と、モノポールアンテナ３２（図６）とを備えている。
【００３３】
接地導体２２は導体部の一例である。アンテナ素子１８は、回路基板１６の外部に設置され、ダイポールアンテナ２８（図１のＢ、図５のＢ）を構成する際、接地導体２２の延長素子を構成する。
【００３４】
フレキシブル基板３９は接続モジュールの一例であって、図４に示すように、ヒンジ部１０を周回して配線され、コネクタ部３８、４０間に接続され、このフレキシブル基板３９に沿って給電ライン２６Ａが設置されている。
【００３５】
無線部５０には、接地導体２０が整合回路３６、給電ライン２６Ａ、切替スイッチ部４２及び給電ライン２６Ｂを介して接続されている。切替スイッチ部４２は、無線部５０に対する給電ライン２６Ａ又は給電ライン２６Ｃの接続を切り替える手段である。整合回路３６は、無線部５０に接地導体２０を給電ライン２６Ａ、切替スイッチ部４２及び給電ライン２６Ｂを介して整合させる手段の一例である。
【００３６】
無線部５０には、整合回路４６、給電ライン２６Ｄ、切替スイッチ部４４、給電ライン２６Ｅを介してアンテナ素子１８が接続されている。整合回路４６は、アンテナ素子１８及び接地導体２２を無線部５０に整合させる手段の一例である。切替スイッチ部４４は、アンテナ素子１８を給電ライン２６Ｃ又は給電ライン２６Ｄに切り替える手段の一例である。
【００３７】
また、無線部５０には、給電ライン２６Ｂ、切替スイッチ部４２、給電ライン２６Ｃ、整合回路４８、切替スイッチ部４４及び給電ライン２６Ｅを介してアンテナ素子１８が接続されている。整合回路４８は、無線部５０に給電ライン２６Ｂ、切替スイッチ部４２、４４、給電ライン２６Ｃ、２６Ｅを介してアンテナ素子１８を整合させる手段の一例である。
【００３８】
そして、開閉センサ５２は、筐体４の開閉を検出する手段の一例であり、その検出信号がＣＰＵ５４に伝えられる。ＣＰＵ５４は、アンテナ切替制御手段の一例であって、切替スイッチ部４２、４４の切替え制御を行う。このため、ＣＰＵ５４には切替スイッチ部４２、４４が制御ライン５６で接続されている。
【００３９】
次に、筐体４の開閉とアンテナ切替えについて、図５及び図６を参照する。図５は開状態の携帯電話機に構成されるダイポールアンテナの一例を示し、図６は閉状態の携帯電話機に構成されるモノポールアンテナの一例を示している。図５及び図６において、図３と同一部分には同一符号を付してある。
【００４０】
携帯電話機３４が開状態ではダイポールアンテナ２８（図５のＢ）が構成される。図５のＡに示すように、無線部５０に筐体部６側にある回路基板１２の接地導体２０が整合回路３６、給電ライン２６Ａ、２６Ｂを介して接続されるとともに、アンテナ素子１８、整合回路４６及び回路基板１６の接地導体２２が接続される。即ち、ダイポールアンテナ２８の一方のアンテナ素子部２８Ａには接地導体２０が用いられ、他方のアンテナ素子部２８Ｂには接地導体２２及びアンテナ素子１８が用いられ、図５のＢに示すダイポールアンテナ２８が構成される。
【００４１】
このダイポールアンテナ２８では、接地導体２０に流れる放射電流をＩ1 、接地導体２２に流れる放射電流をＩ2 とすると、これら放射電流Ｉ1 、Ｉ2 は同相方向となる。
【００４２】
また、携帯電話機３４が閉状態ではモノポールアンテナ３２（図６のＢ）が構成される。図６のＡに示すように、無線部５０に給電ライン２６Ｃ、２６Ｅを介してアンテナ素子１８が接続され、モノポールアンテナ３２が構成される。
【００４３】
このモノポールアンテナ３２が構成された場合、接地導体２０に流れる放射電流Ｉ1 、接地導体２２に流れる放射電流Ｉ2 は、接地導体２０、２２が対向しているため、逆相方向となり、相殺する関係になる。この結果、アンテナ素子１８がモノポールアンテナ３２として機能する。
【００４４】
次に、アンテナ切替回路について、図７、図８及び図９を参照する。図７は筐体が開状態である場合のアンテナ切替回路を示し、図８は筐体が閉状態である場合のアンテナ切替回路を示し、図９は切替スイッチ部の制御ロジックを示している。
【００４５】
アンテナ切替回路５８において、開閉センサ５２が筐体４の開状態を検出すると、ＣＰＵ５４からダイポールアンテナ２８を構成するための例えば、制御出力Ｈが発せられる。制御出力Ｈで、図７に示すように、切替スイッチ部４２がＯＵＴＡ１側に切り替えられるとともに、切替スイッチ部４４がＯＵＴＢ１側に切り替えられる。
【００４６】
このとき、無線部５０には、第１のアンテナ素子１４が切替スイッチ部４２及び整合回路３６を介して接続されるとともに、第２のアンテナ素子１８、切替スイッチ部４４、整合回路４６及び接地導体２２が接続されている。従って、既述のダイポールアンテナ２８が構成され、無線部５０に接続される。
【００４７】
また、開閉センサ５２が筐体４の閉状態を検出すると、ＣＰＵ５４からモノポールアンテナ３２を構成するための例えば、制御出力Ｌが発せられる。この制御出力Ｌで、図８に示すように、切替スイッチ部４２がＯＵＴＡ２側に切り替えられるとともに、切替スイッチ部４４がＯＵＴＢ２側に切り替えられる。
【００４８】
このとき、無線部５０には第２のアンテナ素子１８が切替スイッチ部４４、整合回路４８及び切替スイッチ部４２を介して接続される。従って、既述のモノポールアンテナ３２が構成され、無線部５０に接続される。
【００４９】
このようなアンテナ切替えには、図９に示すように、切替スイッチ部４２、４４の制御ロジックが用いられる。
【００５０】
この制御ロジックでは、筐体４が開状態の場合、開閉センサ５２の出力がＨ（高）、制御ライン５６には既述の制御出力Ｈが発せられ、切替スイッチ部４２の接続状態はＩＮＡ−ＯＵＴＡ１、切替スイッチ部４４の接続状態はＩＮＢ−ＯＵＴＢ１となる。また、筐体４が閉状態の場合、開閉センサ５２の出力がＬ（低）、制御ライン５６には既述の制御出力Ｌが発せられ、切替スイッチ部４２の接続状態はＩＮＡ−ＯＵＴＡ２、切替スイッチ部４４の接続状態はＩＮＢ−ＯＵＴＢ２となる。
【００５１】
次に、アンテナ切替回路について、図１０を参照する。図１０はアンテナ切替回路の一例を示している。図１０において、図７、図８と同一部分には同一符号を付してある。
【００５２】
無線部５０には、結合キャパシタＣ1 を介して切替スイッチ部４２が接続される。この切替スイッチ部４２と第１のアンテナ素子１４との間に接続された整合回路３６には、キャパシタＣ2 が用いられる。また、整合回路４８には、切替スイッチ部４２と切替スイッチ部４４との間に直列に接続されたインダクタＬ1 と、並列に接続されたインダクタＬ2 及びキャパシタＣ3 とが用いられる。また、整合回路４６は、切替スイッチ部４４と接地導体２２との間に接続されたインダクタＬ3 で構成される。
【００５３】
次に、ヒンジ部１０に設置されたフレキシブル基板３９の接続構造について、図１１及び図１２を参照する。図１１及び図１２はフレキシブル基板の接続構造の一例を示している。
【００５４】
筐体部６側の回路基板１２には、図１１のＡに示すように、コネクタ部３８が設置され、このコネクタ部３８にはフレキシブル基板３９が接続されている。給電ライン２６は、回路基板１２の接地導体２０に接続され、フレキシブル基板３９に重ねられている。
【００５５】
フレキシブル基板３９に接続されたコネクタ部３８は、例えば、ＦＰＣコネクタで構成され、図１１のＢに示すように、回路基板１２に固定され、回路基板１２にある回路配線に接続されている。給電ライン２６は、フレキシブル基板３９と別ルートで筐体部８側に導かれ、切替スイッチ部４２に接続される。
【００５６】
ヒンジ部１０を通過したフレキシブル基板３９は、図１２のＡ及びＢに示すように、筐体部８側の回路基板１６に導かれ、回路基板１６にある回路配線に接続される。給電ライン２６は、フレキシブル基板３９に沿ってヒンジ部１０を通過させて回路基板１６側に導かれている。
【００５７】
フレキシブル基板３９は、コネクタ部４０に例えば、スタッキングコネクタを用いて回路基板１６に接続されている。給電ライン２６はこのスタッキングコネクタに備えられた接続端子部６０により無線部５０側の切替スイッチ部４２に接続される。
【００５８】
このダイポールアンテナ２８及びモノポールアンテナ３２の各特性について、図１３及び図１４を参照する。図１３はダイポールアンテナの特性を示し、図１４はモノポールアンテナの特性を示している。
【００５９】
図１３は、ダイポールアンテナ２８のアンテナ放射特性を示し、太線ａはアンテナ素子１８を接続した場合の特性、細線ｂはアンテナ素子１８がない場合の特性である。
【００６０】
これら特性ａ、ｂの比較から明らかなように、アンテナ素子１８を接続したダイポールアンテナ２８では、アンテナ素子１８が接地導体２２の延長素子として機能し、低周波帯のアンテナ放射効率が改善されている。
【００６１】
また、図１４は、モノポールアンテナ３２のアンテナ放射特性を示し、太線ｃはアンテナ素子１８の特性、細線ｄは筐体４を閉じた場合のアンテナ素子１４の特性である。
【００６２】
筐体４を閉じた場合、第１のアンテナ素子１４ではアンテナ放射効率が低く、実用性に乏しいのに対し、筐体４を閉じても、第２のアンテナ素子１８のアンテナ放射効率は高く、アンテナ放射効率が約２０〔ｄＢ〕程度改善されている。
【００６３】
上記実施の形態の特徴事項や利点を以下に列挙する。
【００６４】
(1) 既述の通り、上記実施の形態では、筐体の小型化、薄型化及び使用周波数帯の低周波化による筐体長のアンテナ特性への影響を抑制できる。
【００６５】
(2) 既述の通り、上記実施の形態では、筐体４を開いた場合には、筐体部６が第一のアンテナ素子１４として、筐体部８にある接地導体２２（導体部）及びアンテナ素子１８でダイポールアンテナ２８を機能させる。また、筐体４を閉じた場合には、筐体部８側にある第２のアンテナ素子１８をモノポールアンテナ３２として機能させる。
【００６６】
(3) 第２のアンテナ素子１８は、筐体４を開いた場合に、接地導体２２に接続され、ＧＮＤ延長素子として動作する。この結果、筐体部８ないし筐体４が短縮化されても、無線部５０（即ち、給電点２４）に対して筐体長を長くみせることができ、筐体長の影響によるアンテナ特性の劣化を軽減できる。
【００６７】
(4) 第１のアンテナ素子１４、第２のアンテナ素子１８、整合回路３６、４６、４８、接地導体２２及び無線部５０は、切替スイッチ部４２、４４を介して接続され、筐体４の開閉状態は開閉センサ５２を介して判断する。ＣＰＵ５４から制御信号で自動的且つ所望のアンテナとしてダイポールアンテナ２８又はモノポールアンテナ３２を選択し、所望のアンテナ特性が得られる。
【００６８】
(5) 筐体４を開いた場合、無線部５０が第１のアンテナ素子１４に給電する。整合回路３６は、第１のアンテナ素子１４の共振点が使用周波数帯と一致するよう調整すればよい。第２のアンテナ素子１８は、整合回路４６を介して接地され、ＧＮＤ延長素子として動作する。整合回路４６は、第２のアンテナ素子１８が使用周波数帯でＧＮＤ延長素子として最も効果があるような定数を以て調整する。
【００６９】
(6) 筐体４を閉じた場合は、無線部５０が第２のアンテナ素子１８に給電する。この場合、整合回路４８は、第２のアンテナ素子１８の共振点が使用周波数帯と一致するよう調整する。
【００７０】
(7) 筐体４を開いた場合には、開閉センサ５２の検出出力が開状態であることをＣＰＵ５４が判断し、切替スイッチ部４２、４４を制御する。無線部５０には第１のアンテナ素子１４が整合回路３６を介して接続され、接地導体２２と第２のアンテナ素子１８が、整合回路４６を介して接続される。
【００７１】
(8) 筐体４を閉じた場合には、開閉センサ５２の検出出力が閉状態であることをＣＰＵ５４が判断し、切替スイッチ部４２、４４を制御する。このとき、無線部５０は第２のアンテナ素子１８に接続される。
【００７２】
(9) この実施の形態では、整合回路４６をパラレルＬで構成し、整合回路４８をシリーズＬとＬＣパラレル共振回路で構成している。Ｌはインダクタンスであり、Ｃはキャパシタンスである。
【００７３】
(10) 給電ライン２６はヒンジ部１０を通過するフレキシブル基板３９の信号ラインと一体化構成としている。フレキシブル基板３９の半島部を半田付けで各回路基板１２、１６に接続している。即ち、堅牢な接続構造がアンテナ特性に寄与している。
【００７４】
(11) 携帯電話機３４を開いた場合、筐体の小型化・薄型化及び使用周波数帯の低周波化によって、筐体長によるアンテナ特性への影響が抑制できる。
【００７５】
(12) 携帯電話機３４を閉じた場合、第２のアンテナ素子１８に切り替えられ、図１４に示す通り、アンテナ放射効率が２０〔ｄＢ〕程度も改善された。
【００７６】
(13) 以上説明したように、筐体の開状態で、第２の筐体部にあるアンテナ素子を付加したダイポールアンテナを構成し、筐体の閉状態で、第２の筐体部にあるアンテナ素子でモノポールアンテナを構成するので、アンテナ特性の劣化を防止できる。
【００７７】
(14) 以上説明したように、筐体を開いた場合には、第２の筐体部にある導体部に第２のアンテナ素子を接続してアンテナ長を長くでき、アンテナ特性の劣化を防止できる。
【００７８】
(15) 以上説明したように、第２の筐体部にあるアンテナ素子でモノポールアンテナを構成するので、アンテナ特性の劣化を防止できる。
【００７９】
〔第３の実施の形態〕
【００８０】
第３の実施の形態は、給電ラインの簡略化とともに、切替スイッチ部を単一化した構成である。
【００８１】
この第３の実施の形態について、図１５、図１６、図１７、図１８及び図１９を参照する。図１５は第３の実施の形態に係る携帯電話機が開状態にある場合のアンテナの構成例、図１６はダイポールアンテナの構成例、図１７はモノポールアンテナの構成例、図１８は携帯電話機が開状態にある場合のアンテナ切替回路の一例、図１９は携帯電話機が閉状態にある場合のアンテナ切替回路の一例を示している。図１５〜図１９において、図３、図７、図８と同一部分には同一符号を付してある。
【００８２】
この実施の形態の携帯電話機３４では、図１５に示すように、給電ライン２６Ａの一部にフレキシブル基板３９内の配線を用いている。また、既述の切替スイッチ部４２、４４を切替スイッチ部４３で単一化している。この実施の形態では、整合回路３６、４６、４８は省略して示してある。その他の構成は第２の実施の形態と同一であるので、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００８３】
このような構成によっても、筐体４を開いた場合には、図１６及び図１８に示すように、ダイポールアンテナ２８が構成され、筐体４を閉じた場合には、図１７及び図１９に示すように、モノポールアンテナ３２が構成される。
【００８４】
開閉センサ５２が筐体４の開状態を検出すると、無線部５０には第１のアンテナ素子１４が切替スイッチ部４３の接点４３１及び整合回路３６を介して接続されるとともに、第２のアンテナ素子１８が切替スイッチ部４３の接点４３２、整合回路４６及び接地導体２２を介して接続される。従って、既述のダイポールアンテナ２８が構成され、無線部５０に接続される。
【００８５】
また、開閉センサ５２が筐体４の閉状態を検出すると、無線部５０には第２のアンテナ素子１８が切替スイッチ部４３の接点４３２、整合回路４８、切替スイッチ部４３の接点４３１を介して接続される。従って、既述のモノポールアンテナ３２が構成され、無線部５０に接続される。
【００８６】
〔第４の実施の形態〕
【００８７】
第４の実施の形態は、テレビジョン（ＴＶ）放送受信回路の構成である。
【００８８】
この第４の実施の形態について、図２０、図２１及び図２２を参照する。図２０は第４の実施の形態に係るＴＶ放送受信回路の構成例、図２１は携帯電話機が開状態にある場合のダイポールアンテナの構成例、図２２は携帯電話機が閉状態にある場合のモノポールアンテナの構成例を示している。図２１〜図２２において、図３と同一部分には同一符号を付してある。
【００８９】
このＴＶ放送受信回路６２は、既述のアンテナ切替回路５８にＴＶ放送受信モジュール６４を接続した構成である。ＴＶ放送受信モジュール６４は、高周波増幅回路、同調回路及び復調回路等を備え、ＴＶ放送の映像や音声を再生可能な構成である。
【００９０】
斯かる構成において、携帯電話機３４の筐体４を開状態とすれば、切替スイッチ部４２、４４が図示の状態となる。この場合、ＴＶ放送受信モジュール６４には、アンテナ素子１４、接地導体２２及びアンテナ素子１８からなるダイポールアンテナ２８が接続され、このダイポールアンテナ２８でＴＶ放送が受信される。
【００９１】
また、筐体４を閉状態とすれば、切替スイッチ部４２、４４は破線で示す状態となる。この場合、ＴＶ放送受信モジュール６４には、アンテナ素子１８が整合回路４８及び切替スイッチ部４２、４４を介して接続される。即ち、ＴＶ放送受信モジュール６４には、モノポールアンテナ３２が接続され、このモノポールアンテナ３２でＴＶ放送が受信される。
【００９２】
このＴＶ放送受信モジュール６４には、何れのアンテナ２８、３２でもＴＶ放送を受信できるが、筐体４が開状態にある場合には、ダイポールアンテナ２８の一部にアンテナ素子１８が加わり、このアンテナ素子１８が接地導体２２の延長素子として機能する。このため、アンテナの放射特性を改善でき、ＴＶ放送受信感度を高めることができる。この場合、携帯電話機３４の筐体４を開いた場合には、図２１に示すように、ダイポールアンテナ２８を構成する筐体部６には放射電流Ｉ1 、筐体部８には放射電流Ｉ2 が流れ、筐体部８側にはアンテナ素子１８が延長素子として加わる。従って、各放射電流Ｉ1 、Ｉ2 が同相方向となることに加え、アンテナ素子１８による延長素子機能とにより、アンテナ放射特性が高められている。
【００９３】
また、筐体４を閉じた場合には、図２２に示すように、筐体部６、８に流れる放射電流Ｉ1 、Ｉ2 は互いに反対方向となって相殺されるが、アンテナ素子１８がモノポールアンテナ３２としてＴＶ放送受信モジュール６４に接続され、給電される。この結果、筐体４を閉じても、モノポールアンテナ３２によってダイポールアンテナ２８に劣らないＴＶ放送を受信できる。
【００９４】
この実施の形態及び前記実施の形態において、アンテナ素子１８のエレメント長の調整や、整合回路３６、４６、４８のマッチング調整を行うことにより、最大放射効率を得ることができる。
【００９５】
このような構成によれば、アンテナ素子１８を付加したことにより、筐体４の開閉に拘わらず、ＴＶ放送受信等の放送受信に必要なアンテナ放射効率を得ることができ、放送受信特性を改善できる。
【００９６】
〔他の実施の形態〕
【００９７】
(1) 上記実施の形態では、携帯装置２や携帯電話機３４について例示したが、これに限定されない。例えば、放送受信ができる携帯情報端末機（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）や、パーソナルコンピュータやＴＶ受像機にも利用できる。
【００９８】
(2) アンテナ特性を説明する上で放射効率によって説明したが、同様に本開示のダイポールアンテナやモノポールアンテナは、アンテナ素子１８を備えたことにより、アンテナゲインが高められている。
【００９９】
〔比較例〕
【０１００】
比較例は、開閉可能な携帯装置で構成されるアンテナ特性を示したものである。
【０１０１】
この比較例について、図２３及び図２４を参照する。図２３は開状態にある携帯電話機で構成されるダイポールアンテナ、図２４は閉状態にある携帯電話機で構成されるアンテナを示している。
【０１０２】
この比較例に係る携帯電話機２００では、開閉可能な筐体２０４として筐体部２０６、２０８を備えている。
【０１０３】
筐体２０４を開いた場合、図２３のＡ、Ｂに示すように、筐体部２０６、２０８がそれぞれアンテナ素子として機能し、給電点２２４にはダイポールアンテナ２２８が構成される。このダイポールアンテナ２２８は、筐体部２０６側の回路基板２１２、筐体部２０８側の回路基板２１６がそれぞれアンテナ素子として機能する。即ち、回路基板２１２には放射電流Ｉ1 が流れ、回路基板２１６には同相の放射電流Ｉ2 が流れ、それぞれがアンテナ素子として機能している。このようなダイポールアンテナ２２８では、携帯電話機２００の小型化や使用周波数帯が低くなった場合には使用波長に対して筐体長が短くなり、アンテナ性能の劣化が避けられない。
【０１０４】
ところが、図２４のＡに示すように、筐体２０４を閉じると、回路基板２１２に流れる放射電流Ｉ1 と、回路基板２１６に流れる放射電流Ｉ2 とは図２４のＢに示すように、逆相関係となり、アンテナとして機能しないか、又はアンテナ特性の劣化が著しくなる。
【０１０５】
このような携帯電話機２００において、筐体２０４の小型化で筐体長が短くなると、十分なアンテナ長が得られない。そこで、アンテナ長を確保するため、筐体部２０６や筐体部２０８に延長基板を設け、この延長基板を接続手段を介して回路基板に接続すると、延長基板のための必要なスペースが必要となる。斯かる構成では、携帯電話機２００の小型化、薄型化が損なわれる。
【０１０６】
このような課題は上記実施の形態によって解決され、筐体の小型化や偏平化を損なうことなく、優れたアンテナ特性をダイポールアンテナやモノポールアンテナで実現できる。そして、筐体の開閉によってダイポールアンテナ又はモノポールアンテナに切り替えることができる。ダイポールアンテナでは、接地導体２２にアンテナ素子１８を付加することにより導体長を補完し、筐体長の短縮化によるアンテナ特性の劣化を防止できる。
【０１０７】
以上説明したように、携帯装置の実施の形態について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１０８】
２ 携帯装置
４ 筐体
６ 第１の筐体部
８ 第２の筐体部
１２ 第１の回路基板
１４ 第１のアンテナ素子
１６ 第２の回路基板
１８ 第２のアンテナ素子
２０、２２ 接地導体
２４ 給電点
２８ ダイポールアンテナ
３２ モノポールアンテナ
３４ 携帯電話機
３６ 第１の整合回路
４２、４３、４４ 切替スイッチ部
４６ 第３の整合回路
４８ 第２の整合回路
５０ 無線部
５２ 開閉センサ
５４ ＣＰＵ
５８ アンテナ切替回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナ素子を用いるアンテナの切替制御に関し、例えば、接地導体をアンテナ素子に利用する携帯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
折畳み可能な各筐体部を備えた携帯端末等の携帯装置では、各筐体部のそれぞれにアンテナ素子を配置することが知られている。
【０００３】
例えば、一方の筐体部にある第１のアンテナ素子と他方の筐体部にある導体素子とでダイポールアンテナを構成し、ヒンジ部の近傍にある第２のアンテナ素子でモノポールアンテナを構成することが知られている（特許文献１）。
【０００４】
また、開閉可能な筐体部の一方に第１及び第２の導体板が備えられ、筐体部の開閉に応じて第１及び第２の導体板間を開放するか短絡するかを切り替えることが知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２２９０４８号公報
【特許文献２】特開２００６−１４１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、折畳み可能な筐体部のそれぞれにアンテナ素子を配設し、筐体部の開閉に応じてアンテナ素子を異なる態様で動作させる場合、使用周波数が低い帯域の場合にはアンテナ性能を劣化させる。特に、装置に小型化が求められる場合、使用波長に対してアンテナ長（電気長）が短くなり、性能劣化を避けることができない。また、アンテナ長を長く取るために、筐体内に延長基板を設置することは、筐体内にスペースが必要となる。これは装置の小型化や薄型化を妨げる。
【０００７】
そこで、本開示の携帯装置の目的は、開閉可能な筐体部を用いてアンテナ特性の劣化を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本開示の携帯装置は、開状態で、第１のアンテナ素子と、導体部及び第２のアンテナ素子とによりダイポールアンテナを構成し、閉状態で、第２のアンテナ素子によりモノポールアンテナを構成する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の携帯装置によれば、次のような効果が得られる。
【００１０】
(1) 筐体の開状態で、第２の筐体部にあるアンテナ素子を付加したダイポールアンテナを構成し、筐体の閉状態で、第２の筐体部にあるアンテナ素子でモノポールアンテナを構成するので、アンテナ特性の劣化を防止できる。
【００１１】
(2) 筐体を開いた場合には、第２の筐体部にある導体部にアンテナ素子を接続してアンテナ長を長くでき、アンテナ特性の劣化を防止できる。
【００１２】
(3) 第２の筐体部にあるアンテナ素子でモノポールアンテナを構成するので、アンテナ特性の劣化を防止できる。
【００１３】
そして、本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面及び各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施の形態に係る携帯装置が開状態にある場合に構成されるダイポールアンテナの一例を示す図である。
【図２】携帯装置が閉状態にある場合に構成されるモノポールアンテナの一例を示す図である。
【図３】第２の実施の形態に係る開状態の携帯電話機の構成例を示す図である。
【図４】携帯電話機のヒンジ部を通過する給電ラインの配線例を示す図である。
【図５】携帯電話機が開状態にある場合に構成されるダイポールアンテナの一例を示す図である。
【図６】携帯電話機が閉状態にある場合に構成されるモノポールアンテナの一例を示す図である。
【図７】携帯電話機が開状態にある場合のアンテナ切替回路の一例を示す図である。
【図８】携帯電話機が閉状態にある場合のアンテナ切替回路の一例を示す図である。
【図９】切替スイッチ部の制御ロジックテーブルの一例を示す図である。
【図１０】アンテナ切替回路及び整合回路の一例を示す回路図である。
【図１１】ヒンジ部を通過するフレキシブル基板の接続構造の一例を示す図である。
【図１２】ヒンジ部を通過するフレキシブル基板の接続構造の一例を示す図である。
【図１３】携帯電話機が開状態にある場合のダイポールアンテナの放射特性を示す図である。
【図１４】携帯電話機が閉状態にある場合のモノポールアンテナの放射特性を示す図である。
【図１５】第３の実施の形態に係る携帯電話機が開状態にある場合のアンテナの構成例を示す図である。
【図１６】携帯電話機が開状態にある場合に構成されるダイポールアンテナの一例を示す図である。
【図１７】携帯電話機が閉状態にある場合に構成されるモノポールアンテナの一例を示す図である。
【図１８】携帯電話機が開状態にある場合のアンテナ切替回路の一例を示す図である。
【図１９】携帯電話機が閉状態にある場合のアンテナ切替回路の一例を示す図である。
【図２０】第４の実施の形態に係るＴＶ放送受信回路の構成例を示す図である。
【図２１】携帯電話機が開状態にある場合に構成されるダイポールアンテナの構成例を示す図である。
【図２２】携帯電話機が閉状態にある場合に構成されるモノポールアンテナの構成例を示す図である。
【図２３】開状態にある携帯電話機で構成されるアンテナの比較例を示す図である。
【図２４】閉状態にある携帯電話機で構成されるアンテナの比較例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〔第１の実施の形態〕
【００１６】
第１の実施の形態は、筐体を開いた場合にダイポールアンテナ、筐体を閉じた場合にモノポールアンテナを生成する構成である。
【００１７】
この第１の実施の形態について、図１及び図２を参照する。図１は携帯装置が開状態で構成するダイポールアンテナの一例を示し、図２は携帯装置が閉状態で構成するモノポールアンテナの一例を示している。
【００１８】
この携帯装置２は、本開示の携帯装置の一例であって、折畳み可能な筐体４を備えている。この筐体４は、図１のＡ及び図２のＡに示すように、第１の筐体部６と、第２の筐体部８とをヒンジ部１０により開閉可能に構成している。
【００１９】
筐体部６は第１の回路基板１２を備え、第１のアンテナ素子１４を構成している。筐体部８には第２の回路基板１６が設置され、この回路基板１６の外部には第２のアンテナ素子１８が設置されている。回路基板１２には接地導体２０、回路基板１６には接地導体２２が設置されている。接地導体２０、２２は導体部の一例である。
【００２０】
筐体部８には給電部として給電点２４が設置されている。この給電点２４は、給電ライン２６によって回路基板１２の接地導体２０に接続されているとともに、回路基板１６側の接地導体２２に接続されている。
【００２１】
そこで、筐体４が開状態では、図１のＢに示すように、ダイポールアンテナ２８の一方のアンテナ素子部２８Ａを第１のアンテナ素子１４で構成し、他方のアンテナ素子部２８Ｂを接地導体２２及びアンテナ素子１８で構成する。この場合、接地導体２２に接続されたアンテナ素子１８は接地導体２２の延長素子を構成する。
【００２２】
また、筐体４が閉状態では、図２のＡに示すように、給電点２４に給電ライン３０を介してアンテナ素子１８が接続され、このアンテナ素子１８によってモノポールアンテナ３２を構成する。この場合、回路基板１６の接地導体２２は、給電ライン２６の切替えで回路基板１２の接地導体２０に接続されている。
【００２３】
斯かる構成によれば、筐体４が開状態で、ダイポールアンテナ２８を構成し、一方のアンテナ素子部２８Ｂが接地導体２２にアンテナ素子１８を接続して構成されている。このため、接地導体２２のアンテナ長がアンテナ素子１８で延長されている。この結果、ダイポールアンテナ２８のアンテナ特性が高められ、筐体４の小型化、薄型化及び使用周波数帯域の低周波化により、アンテナ長によるアンテナ特性の劣化を防止できる。
【００２４】
また、筐体４が閉状態で、アンテナ素子１８がモノポールアンテナ３２を構成する。この場合、アンテナ素子１８は、対向する接地導体２０、２２に流れる放射電流の相殺による影響を受けることがなく、モノポールアンテナ特性が得られる。
【００２５】
このように開状態ではダイポールアンテナ２８、閉状態ではモノポールアンテナ３２を構成し、何れのアンテナによってもディジタル放送の受信等、放送を効率よく受信できる。
【００２６】
〔第２の実施の形態〕
【００２７】
第２の実施の形態は、筐体の開閉を検出し、その検出に応じてダイポールアンテナかモノポールアンテナかを自動切替えする構成である。
【００２８】
この第２の実施の形態について、図３及び図４を参照する。図３は第２の実施の形態に係る開状態にある携帯装置の一例を示し、図４は携帯装置のヒンジ部を通過する給電ラインの配線例を示している。図３及び図４において、図１及び図２と同一部分には同一符号を付してある。
【００２９】
この携帯電話機３４は本開示の携帯装置の一例であって、図３に示すように、筐体４が筐体部６及び筐体部８に分割されてヒンジ部１０により連結され、開閉及び折畳み可能に構成されていることは既述の通りである。ヒンジ部１０は、筐体部６、８をヒンジ軸によって回動可能に連結するヒンジ機構を備える。
【００３０】
筐体部６は例えば、表示部側筐体であって、回路基板１２が搭載されている。回路基板１２には接地導体（ＧＮＤ）２０と、第１の整合回路３６と、コネクタ部３８とが実装されている。接地導体２０は既述のアンテナ素子１４を構成している。この接地導体２０には整合回路３６を介してコネクタ部３８が接続されている。
【００３１】
筐体部８は例えば、操作側筐体であって、回路基板１６と、アンテナ素子１８とが搭載され、筐体部６と筐体部８との間には、フレキシブル基板（ケーブル）３９とともに、給電ライン２６Ａが設置されている。回路基板１６には接地導体（ＧＮＤ）２２と、給電ライン２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅと、コネクタ部４０と、切替スイッチ部４２、４４と、整合回路４６、４８と、無線部５０と、開閉センサ５２と、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）５４とが備えられている。整合回路４６は第３の整合回路、整合回路４８は第２の整合回路を構成している。
【００３２】
接地導体２０を備える回路基板１２は第１のアンテナ素子１４を構成し、アンテナ素子１８はモノポールアンテナ３２を構成する。即ち、携帯電話機３４は、２つのアンテナ素子としてダイポールアンテナ２８（図５）と、モノポールアンテナ３２（図６）とを備えている。
【００３３】
接地導体２２は導体部の一例である。アンテナ素子１８は、回路基板１６の外部に設置され、ダイポールアンテナ２８（図１のＢ、図５のＢ）を構成する際、接地導体２２の延長素子を構成する。
【００３４】
フレキシブル基板３９は接続モジュールの一例であって、図４に示すように、ヒンジ部１０を周回して配線され、コネクタ部３８、４０間に接続され、このフレキシブル基板３９に沿って給電ライン２６Ａが設置されている。
【００３５】
無線部５０には、接地導体２０が整合回路３６、給電ライン２６Ａ、切替スイッチ部４２及び給電ライン２６Ｂを介して接続されている。切替スイッチ部４２は、無線部５０に対する給電ライン２６Ａ又は給電ライン２６Ｃの接続を切り替える手段である。整合回路３６は、無線部５０に接地導体２０を給電ライン２６Ａ、切替スイッチ部４２及び給電ライン２６Ｂを介して整合させる手段の一例である。
【００３６】
無線部５０には、整合回路４６、給電ライン２６Ｄ、切替スイッチ部４４、給電ライン２６Ｅを介してアンテナ素子１８が接続されている。整合回路４６は、アンテナ素子１８及び接地導体２２を無線部５０に整合させる手段の一例である。切替スイッチ部４４は、アンテナ素子１８を給電ライン２６Ｃ又は給電ライン２６Ｄに切り替える手段の一例である。
【００３７】
また、無線部５０には、給電ライン２６Ｂ、切替スイッチ部４２、給電ライン２６Ｃ、整合回路４８、切替スイッチ部４４及び給電ライン２６Ｅを介してアンテナ素子１８が接続されている。整合回路４８は、無線部５０に給電ライン２６Ｂ、切替スイッチ部４２、４４、給電ライン２６Ｃ、２６Ｅを介してアンテナ素子１８を整合させる手段の一例である。
【００３８】
そして、開閉センサ５２は、筐体４の開閉を検出する手段の一例であり、その検出信号がＣＰＵ５４に伝えられる。ＣＰＵ５４は、アンテナ切替制御手段の一例であって、切替スイッチ部４２、４４の切替え制御を行う。このため、ＣＰＵ５４には切替スイッチ部４２、４４が制御ライン５６で接続されている。
【００３９】
次に、筐体４の開閉とアンテナ切替えについて、図５及び図６を参照する。図５は開状態の携帯電話機に構成されるダイポールアンテナの一例を示し、図６は閉状態の携帯電話機に構成されるモノポールアンテナの一例を示している。図５及び図６において、図３と同一部分には同一符号を付してある。
【００４０】
携帯電話機３４が開状態ではダイポールアンテナ２８（図５のＢ）が構成される。図５のＡに示すように、無線部５０に筐体部６側にある回路基板１２の接地導体２０が整合回路３６、給電ライン２６Ａ、２６Ｂを介して接続されるとともに、アンテナ素子１８、整合回路４６及び回路基板１６の接地導体２２が接続される。即ち、ダイポールアンテナ２８の一方のアンテナ素子部２８Ａには接地導体２０が用いられ、他方のアンテナ素子部２８Ｂには接地導体２２及びアンテナ素子１８が用いられ、図５のＢに示すダイポールアンテナ２８が構成される。
【００４１】
このダイポールアンテナ２８では、接地導体２０に流れる放射電流をＩ1 、接地導体２２に流れる放射電流をＩ2 とすると、これら放射電流Ｉ1 、Ｉ2 は同相方向となる。
【００４２】
また、携帯電話機３４が閉状態ではモノポールアンテナ３２（図６のＢ）が構成される。図６のＡに示すように、無線部５０に給電ライン２６Ｃ、２６Ｅを介してアンテナ素子１８が接続され、モノポールアンテナ３２が構成される。
【００４３】
このモノポールアンテナ３２が構成された場合、接地導体２０に流れる放射電流Ｉ1 、接地導体２２に流れる放射電流Ｉ2 は、接地導体２０、２２が対向しているため、逆相方向となり、相殺する関係になる。この結果、アンテナ素子１８がモノポールアンテナ３２として機能する。
【００４４】
次に、アンテナ切替回路について、図７、図８及び図９を参照する。図７は筐体が開状態である場合のアンテナ切替回路を示し、図８は筐体が閉状態である場合のアンテナ切替回路を示し、図９は切替スイッチ部の制御ロジックを示している。
【００４５】
アンテナ切替回路５８において、開閉センサ５２が筐体４の開状態を検出すると、ＣＰＵ５４からダイポールアンテナ２８を構成するための例えば、制御出力Ｈが発せられる。制御出力Ｈで、図７に示すように、切替スイッチ部４２がＯＵＴＡ１側に切り替えられるとともに、切替スイッチ部４４がＯＵＴＢ１側に切り替えられる。
【００４６】
このとき、無線部５０には、第１のアンテナ素子１４が切替スイッチ部４２及び整合回路３６を介して接続されるとともに、第２のアンテナ素子１８、切替スイッチ部４４、整合回路４６及び接地導体２２が接続されている。従って、既述のダイポールアンテナ２８が構成され、無線部５０に接続される。
【００４７】
また、開閉センサ５２が筐体４の閉状態を検出すると、ＣＰＵ５４からモノポールアンテナ３２を構成するための例えば、制御出力Ｌが発せられる。この制御出力Ｌで、図８に示すように、切替スイッチ部４２がＯＵＴＡ２側に切り替えられるとともに、切替スイッチ部４４がＯＵＴＢ２側に切り替えられる。
【００４８】
このとき、無線部５０には第２のアンテナ素子１８が切替スイッチ部４４、整合回路４８及び切替スイッチ部４２を介して接続される。従って、既述のモノポールアンテナ３２が構成され、無線部５０に接続される。
【００４９】
このようなアンテナ切替えには、図９に示すように、切替スイッチ部４２、４４の制御ロジックが用いられる。
【００５０】
この制御ロジックでは、筐体４が開状態の場合、開閉センサ５２の出力がＨ（高）、制御ライン５６には既述の制御出力Ｈが発せられ、切替スイッチ部４２の接続状態はＩＮＡ−ＯＵＴＡ１、切替スイッチ部４４の接続状態はＩＮＢ−ＯＵＴＢ１となる。また、筐体４が閉状態の場合、開閉センサ５２の出力がＬ（低）、制御ライン５６には既述の制御出力Ｌが発せられ、切替スイッチ部４２の接続状態はＩＮＡ−ＯＵＴＡ２、切替スイッチ部４４の接続状態はＩＮＢ−ＯＵＴＢ２となる。
【００５１】
次に、アンテナ切替回路について、図１０を参照する。図１０はアンテナ切替回路の一例を示している。図１０において、図７、図８と同一部分には同一符号を付してある。
【００５２】
無線部５０には、結合キャパシタＣ1 を介して切替スイッチ部４２が接続される。この切替スイッチ部４２と第１のアンテナ素子１４との間に接続された整合回路３６には、キャパシタＣ2 が用いられる。また、整合回路４８には、切替スイッチ部４２と切替スイッチ部４４との間に直列に接続されたインダクタＬ1 と、並列に接続されたインダクタＬ2 及びキャパシタＣ3 とが用いられる。また、整合回路４６は、切替スイッチ部４４と接地導体２２との間に接続されたインダクタＬ3 で構成される。
【００５３】
次に、ヒンジ部１０に設置されたフレキシブル基板３９の接続構造について、図１１及び図１２を参照する。図１１及び図１２はフレキシブル基板の接続構造の一例を示している。
【００５４】
筐体部６側の回路基板１２には、図１１のＡに示すように、コネクタ部３８が設置され、このコネクタ部３８にはフレキシブル基板３９が接続されている。給電ライン２６は、回路基板１２の接地導体２０に接続され、フレキシブル基板３９に重ねられている。
【００５５】
フレキシブル基板３９に接続されたコネクタ部３８は、例えば、ＦＰＣコネクタで構成され、図１１のＢに示すように、回路基板１２に固定され、回路基板１２にある回路配線に接続されている。給電ライン２６は、フレキシブル基板３９と別ルートで筐体部８側に導かれ、切替スイッチ部４２に接続される。
【００５６】
ヒンジ部１０を通過したフレキシブル基板３９は、図１２のＡ及びＢに示すように、筐体部８側の回路基板１６に導かれ、回路基板１６にある回路配線に接続される。給電ライン２６は、フレキシブル基板３９に沿ってヒンジ部１０を通過させて回路基板１６側に導かれている。
【００５７】
フレキシブル基板３９は、コネクタ部４０に例えば、スタッキングコネクタを用いて回路基板１６に接続されている。給電ライン２６はこのスタッキングコネクタに備えられた接続端子部６０により無線部５０側の切替スイッチ部４２に接続される。
【００５８】
このダイポールアンテナ２８及びモノポールアンテナ３２の各特性について、図１３及び図１４を参照する。図１３はダイポールアンテナの特性を示し、図１４はモノポールアンテナの特性を示している。
【００５９】
図１３は、ダイポールアンテナ２８のアンテナ放射特性を示し、太線ａはアンテナ素子１８を接続した場合の特性、細線ｂはアンテナ素子１８がない場合の特性である。
【００６０】
これら特性ａ、ｂの比較から明らかなように、アンテナ素子１８を接続したダイポールアンテナ２８では、アンテナ素子１８が接地導体２２の延長素子として機能し、低周波帯のアンテナ放射効率が改善されている。
【００６１】
また、図１４は、モノポールアンテナ３２のアンテナ放射特性を示し、太線ｃはアンテナ素子１８の特性、細線ｄは筐体４を閉じた場合のアンテナ素子１４の特性である。
【００６２】
筐体４を閉じた場合、第１のアンテナ素子１４ではアンテナ放射効率が低く、実用性に乏しいのに対し、筐体４を閉じても、第２のアンテナ素子１８のアンテナ放射効率は高く、アンテナ放射効率が約２０〔ｄＢ〕程度改善されている。
【００６３】
上記実施の形態の特徴事項や利点を以下に列挙する。
【００６４】
(1) 既述の通り、上記実施の形態では、筐体の小型化、薄型化及び使用周波数帯の低周波化による筐体長のアンテナ特性への影響を抑制できる。
【００６５】
(2) 既述の通り、上記実施の形態では、筐体４を開いた場合には、筐体部６が第一のアンテナ素子１４として、筐体部８にある接地導体２２（導体部）及びアンテナ素子１８でダイポールアンテナ２８を機能させる。また、筐体４を閉じた場合には、筐体部８側にある第２のアンテナ素子１８をモノポールアンテナ３２として機能させる。
【００６６】
(3) 第２のアンテナ素子１８は、筐体４を開いた場合に、接地導体２２に接続され、ＧＮＤ延長素子として動作する。この結果、筐体部８ないし筐体４が短縮化されても、無線部５０（即ち、給電点２４）に対して筐体長を長くみせることができ、筐体長の影響によるアンテナ特性の劣化を軽減できる。
【００６７】
(4) 第１のアンテナ素子１４、第２のアンテナ素子１８、整合回路３６、４６、４８、接地導体２２及び無線部５０は、切替スイッチ部４２、４４を介して接続され、筐体４の開閉状態は開閉センサ５２を介して判断する。ＣＰＵ５４から制御信号で自動的且つ所望のアンテナとしてダイポールアンテナ２８又はモノポールアンテナ３２を選択し、所望のアンテナ特性が得られる。
【００６８】
(5) 筐体４を開いた場合、無線部５０が第１のアンテナ素子１４に給電する。整合回路３６は、第１のアンテナ素子１４の共振点が使用周波数帯と一致するよう調整すればよい。第２のアンテナ素子１８は、整合回路４６を介して接地され、ＧＮＤ延長素子として動作する。整合回路４６は、第２のアンテナ素子１８が使用周波数帯でＧＮＤ延長素子として最も効果があるような定数を以て調整する。
【００６９】
(6) 筐体４を閉じた場合は、無線部５０が第２のアンテナ素子１８に給電する。この場合、整合回路４８は、第２のアンテナ素子１８の共振点が使用周波数帯と一致するよう調整する。
【００７０】
(7) 筐体４を開いた場合には、開閉センサ５２の検出出力が開状態であることをＣＰＵ５４が判断し、切替スイッチ部４２、４４を制御する。無線部５０には第１のアンテナ素子１４が整合回路３６を介して接続され、接地導体２２と第２のアンテナ素子１８が、整合回路４６を介して接続される。
【００７１】
(8) 筐体４を閉じた場合には、開閉センサ５２の検出出力が閉状態であることをＣＰＵ５４が判断し、切替スイッチ部４２、４４を制御する。このとき、無線部５０は第２のアンテナ素子１８に接続される。
【００７２】
(9) この実施の形態では、整合回路４６をパラレルＬで構成し、整合回路４８をシリーズＬとＬＣパラレル共振回路で構成している。Ｌはインダクタンスであり、Ｃはキャパシタンスである。
【００７３】
(10) 給電ライン２６はヒンジ部１０を通過するフレキシブル基板３９の信号ラインと一体化構成としている。フレキシブル基板３９の半島部を半田付けで各回路基板１２、１６に接続している。即ち、堅牢な接続構造がアンテナ特性に寄与している。
【００７４】
(11) 携帯電話機３４を開いた場合、筐体の小型化・薄型化及び使用周波数帯の低周波化によって、筐体長によるアンテナ特性への影響が抑制できる。
【００７５】
(12) 携帯電話機３４を閉じた場合、第２のアンテナ素子１８に切り替えられ、図１４に示す通り、アンテナ放射効率が２０〔ｄＢ〕程度も改善された。
【００７６】
(13) 以上説明したように、筐体の開状態で、第２の筐体部にあるアンテナ素子を付加したダイポールアンテナを構成し、筐体の閉状態で、第２の筐体部にあるアンテナ素子でモノポールアンテナを構成するので、アンテナ特性の劣化を防止できる。
【００７７】
(14) 以上説明したように、筐体を開いた場合には、第２の筐体部にある導体部に第２のアンテナ素子を接続してアンテナ長を長くでき、アンテナ特性の劣化を防止できる。
【００７８】
(15) 以上説明したように、第２の筐体部にあるアンテナ素子でモノポールアンテナを構成するので、アンテナ特性の劣化を防止できる。
【００７９】
〔第３の実施の形態〕
【００８０】
第３の実施の形態は、給電ラインの簡略化とともに、切替スイッチ部を単一化した構成である。
【００８１】
この第３の実施の形態について、図１５、図１６、図１７、図１８及び図１９を参照する。図１５は第３の実施の形態に係る携帯電話機が開状態にある場合のアンテナの構成例、図１６はダイポールアンテナの構成例、図１７はモノポールアンテナの構成例、図１８は携帯電話機が開状態にある場合のアンテナ切替回路の一例、図１９は携帯電話機が閉状態にある場合のアンテナ切替回路の一例を示している。図１５〜図１９において、図３、図７、図８と同一部分には同一符号を付してある。
【００８２】
この実施の形態の携帯電話機３４では、図１５に示すように、給電ライン２６Ａの一部にフレキシブル基板３９内の配線を用いている。また、既述の切替スイッチ部４２、４４を切替スイッチ部４３で単一化している。この実施の形態では、整合回路３６、４６、４８は省略して示してある。その他の構成は第２の実施の形態と同一であるので、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００８３】
このような構成によっても、筐体４を開いた場合には、図１６及び図１８に示すように、ダイポールアンテナ２８が構成され、筐体４を閉じた場合には、図１７及び図１９に示すように、モノポールアンテナ３２が構成される。
【００８４】
開閉センサ５２が筐体４の開状態を検出すると、無線部５０には第１のアンテナ素子１４が切替スイッチ部４３の接点４３１及び整合回路３６を介して接続されるとともに、第２のアンテナ素子１８が切替スイッチ部４３の接点４３２、整合回路４６及び接地導体２２を介して接続される。従って、既述のダイポールアンテナ２８が構成され、無線部５０に接続される。
【００８５】
また、開閉センサ５２が筐体４の閉状態を検出すると、無線部５０には第２のアンテナ素子１８が切替スイッチ部４３の接点４３２、整合回路４８、切替スイッチ部４３の接点４３１を介して接続される。従って、既述のモノポールアンテナ３２が構成され、無線部５０に接続される。
【００８６】
〔第４の実施の形態〕
【００８７】
第４の実施の形態は、テレビジョン（ＴＶ）放送受信回路の構成である。
【００８８】
この第４の実施の形態について、図２０、図２１及び図２２を参照する。図２０は第４の実施の形態に係るＴＶ放送受信回路の構成例、図２１は携帯電話機が開状態にある場合のダイポールアンテナの構成例、図２２は携帯電話機が閉状態にある場合のモノポールアンテナの構成例を示している。図２１〜図２２において、図３と同一部分には同一符号を付してある。
【００８９】
このＴＶ放送受信回路６２は、既述のアンテナ切替回路５８にＴＶ放送受信モジュール６４を接続した構成である。ＴＶ放送受信モジュール６４は、高周波増幅回路、同調回路及び復調回路等を備え、ＴＶ放送の映像や音声を再生可能な構成である。
【００９０】
斯かる構成において、携帯電話機３４の筐体４を開状態とすれば、切替スイッチ部４２、４４が図示の状態となる。この場合、ＴＶ放送受信モジュール６４には、アンテナ素子１４、接地導体２２及びアンテナ素子１８からなるダイポールアンテナ２８が接続され、このダイポールアンテナ２８でＴＶ放送が受信される。
【００９１】
また、筐体４を閉状態とすれば、切替スイッチ部４２、４４は破線で示す状態となる。この場合、ＴＶ放送受信モジュール６４には、アンテナ素子１８が整合回路４８及び切替スイッチ部４２、４４を介して接続される。即ち、ＴＶ放送受信モジュール６４には、モノポールアンテナ３２が接続され、このモノポールアンテナ３２でＴＶ放送が受信される。
【００９２】
このＴＶ放送受信モジュール６４には、何れのアンテナ２８、３２でもＴＶ放送を受信できるが、筐体４が開状態にある場合には、ダイポールアンテナ２８の一部にアンテナ素子１８が加わり、このアンテナ素子１８が接地導体２２の延長素子として機能する。このため、アンテナの放射特性を改善でき、ＴＶ放送受信感度を高めることができる。この場合、携帯電話機３４の筐体４を開いた場合には、図２１に示すように、ダイポールアンテナ２８を構成する筐体部６には放射電流Ｉ1 、筐体部８には放射電流Ｉ2 が流れ、筐体部８側にはアンテナ素子１８が延長素子として加わる。従って、各放射電流Ｉ1 、Ｉ2 が同相方向となることに加え、アンテナ素子１８による延長素子機能とにより、アンテナ放射特性が高められている。
【００９３】
また、筐体４を閉じた場合には、図２２に示すように、筐体部６、８に流れる放射電流Ｉ1 、Ｉ2 は互いに反対方向となって相殺されるが、アンテナ素子１８がモノポールアンテナ３２としてＴＶ放送受信モジュール６４に接続され、給電される。この結果、筐体４を閉じても、モノポールアンテナ３２によってダイポールアンテナ２８に劣らないＴＶ放送を受信できる。
【００９４】
この実施の形態及び前記実施の形態において、アンテナ素子１８のエレメント長の調整や、整合回路３６、４６、４８のマッチング調整を行うことにより、最大放射効率を得ることができる。
【００９５】
このような構成によれば、アンテナ素子１８を付加したことにより、筐体４の開閉に拘わらず、ＴＶ放送受信等の放送受信に必要なアンテナ放射効率を得ることができ、放送受信特性を改善できる。
【００９６】
〔他の実施の形態〕
【００９７】
(1) 上記実施の形態では、携帯装置２や携帯電話機３４について例示したが、これに限定されない。例えば、放送受信ができる携帯情報端末機（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）や、パーソナルコンピュータやＴＶ受像機にも利用できる。
【００９８】
(2) アンテナ特性を説明する上で放射効率によって説明したが、同様に本開示のダイポールアンテナやモノポールアンテナは、アンテナ素子１８を備えたことにより、アンテナゲインが高められている。
【００９９】
〔比較例〕
【０１００】
比較例は、開閉可能な携帯装置で構成されるアンテナ特性を示したものである。
【０１０１】
この比較例について、図２３及び図２４を参照する。図２３は開状態にある携帯電話機で構成されるダイポールアンテナ、図２４は閉状態にある携帯電話機で構成されるアンテナを示している。
【０１０２】
この比較例に係る携帯電話機２００では、開閉可能な筐体２０４として筐体部２０６、２０８を備えている。
【０１０３】
筐体２０４を開いた場合、図２３のＡ、Ｂに示すように、筐体部２０６、２０８がそれぞれアンテナ素子として機能し、給電点２２４にはダイポールアンテナ２２８が構成される。このダイポールアンテナ２２８は、筐体部２０６側の回路基板２１２、筐体部２０８側の回路基板２１６がそれぞれアンテナ素子として機能する。即ち、回路基板２１２には放射電流Ｉ1 が流れ、回路基板２１６には同相の放射電流Ｉ2 が流れ、それぞれがアンテナ素子として機能している。このようなダイポールアンテナ２２８では、携帯電話機２００の小型化や使用周波数帯が低くなった場合には使用波長に対して筐体長が短くなり、アンテナ性能の劣化が避けられない。
【０１０４】
ところが、図２４のＡに示すように、筐体２０４を閉じると、回路基板２１２に流れる放射電流Ｉ1 と、回路基板２１６に流れる放射電流Ｉ2 とは図２４のＢに示すように、逆相関係となり、アンテナとして機能しないか、又はアンテナ特性の劣化が著しくなる。
【０１０５】
このような携帯電話機２００において、筐体２０４の小型化で筐体長が短くなると、十分なアンテナ長が得られない。そこで、アンテナ長を確保するため、筐体部２０６や筐体部２０８に延長基板を設け、この延長基板を接続手段を介して回路基板に接続すると、延長基板のための必要なスペースが必要となる。斯かる構成では、携帯電話機２００の小型化、薄型化が損なわれる。
【０１０６】
このような課題は上記実施の形態によって解決され、筐体の小型化や偏平化を損なうことなく、優れたアンテナ特性をダイポールアンテナやモノポールアンテナで実現できる。そして、筐体の開閉によってダイポールアンテナ又はモノポールアンテナに切り替えることができる。ダイポールアンテナでは、接地導体２２にアンテナ素子１８を付加することにより導体長を補完し、筐体長の短縮化によるアンテナ特性の劣化を防止できる。
【０１０７】
以上説明したように、携帯装置の実施の形態について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１０８】
２ 携帯装置
４ 筐体
６ 第１の筐体部
８ 第２の筐体部
１２ 第１の回路基板
１４ 第１のアンテナ素子
１６ 第２の回路基板
１８ 第２のアンテナ素子
２０、２２ 接地導体
２４ 給電点
２８ ダイポールアンテナ
３２ モノポールアンテナ
３４ 携帯電話機
３６ 第１の整合回路
４２、４３、４４ 切替スイッチ部
４６ 第３の整合回路
４８ 第２の整合回路
５０ 無線部
５２ 開閉センサ
５４ ＣＰＵ
５８ アンテナ切替回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナを備える携帯装置であって、
開閉可能な第１及び第２の筐体部と、
前記第１の筐体部で構成される第１のアンテナ素子と、
前記第２の筐体部に設置された導体部及び第２のアンテナ素子と、
前記第１及び第２の筐体部の開状態で、前記第１のアンテナ素子と、前記導体部及び前記第２のアンテナ素子とによりダイポールアンテナを構成し、前記第１及び第２の筐体部の閉状態で、前記第２のアンテナ素子によりモノポールアンテナを構成するアンテナ切替部と、
を備えることを特徴とする携帯装置。
【請求項２】
前記第１のアンテナ素子は、前記第１の筐体部に設置された回路基板に設置された導体部で構成することを特徴とする請求項１に記載の携帯装置。
【請求項３】
更に、前記第１の筐体部及び前記第２の筐体部の開閉を検出する開閉検出部と、
前記開閉検出部の検出出力により、前記アンテナ切替部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の携帯装置。
【請求項４】
更に、前記第１のアンテナ素子と給電部との間に設置した第１の整合回路と、
前記給電部と前記第２のアンテナ素子との間に設置した第２の整合回路と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の携帯装置。
【請求項５】
更に、前記第１の筐体部及び前記第２の筐体部を開いた場合に第３の整合回路を介して前記第２のアンテナ素子を前記第２の筐体部の前記導体部に接続することを特徴とする請求項１に記載の携帯装置。
【請求項１】
アンテナを備える携帯装置であって、
開閉可能な第１及び第２の筐体部と、
前記第１の筐体部で構成される第１のアンテナ素子と、
前記第２の筐体部に設置された導体部及び第２のアンテナ素子と、
前記第１及び第２の筐体部の開状態で、前記第１のアンテナ素子と、前記導体部及び前記第２のアンテナ素子とによりダイポールアンテナを構成し、前記第１及び第２の筐体部の閉状態で、前記第２のアンテナ素子によりモノポールアンテナを構成するアンテナ切替部と、
を備えることを特徴とする携帯装置。
【請求項２】
前記第１のアンテナ素子は、前記第１の筐体部に設置された回路基板に設置された導体部で構成することを特徴とする請求項１に記載の携帯装置。
【請求項３】
更に、前記第１の筐体部及び前記第２の筐体部の開閉を検出する開閉検出部と、
前記開閉検出部の検出出力により、前記アンテナ切替部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の携帯装置。
【請求項４】
更に、前記第１のアンテナ素子と給電部との間に設置した第１の整合回路と、
前記給電部と前記第２のアンテナ素子との間に設置した第２の整合回路と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の携帯装置。
【請求項５】
更に、前記第１の筐体部及び前記第２の筐体部を開いた場合に第３の整合回路を介して前記第２のアンテナ素子を前記第２の筐体部の前記導体部に接続することを特徴とする請求項１に記載の携帯装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１２−１５８１５（Ｐ２０１２−１５８１５Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５０５３０（Ｐ２０１０−１５０５３０）
【出願日】平成２２年６月３０日（２０１０．６．３０）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月３０日（２０１０．６．３０）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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