专利名称：通信终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种外壳可折叠的通信终端，尤其涉及一种装配有用于发射/接收无线电信号的天线的通信终端的外壳结构。
背景技术：
现有技术的可折叠通信终端的第一示例如专利文件1所述。以下参照附图描述该现有技术的可折叠通信终端。图20示出了通信终端的结构和前述天线的工作原理。图20A示出了外壳闭合时的状态，图20B示出了外壳打开时的状态。在图20A和图20B中，通信终端包括连接到一可伸缩(telescopic)天线201的第一外壳202和位于天线侧的第二外壳203，其包括一种金属材料或一种包含金属的材料，第一和第二外壳202、203相互连接。该通信终端的设计，使得流过装配着天线201的第一外壳202的高频电流也会流入第二外壳203。箭头G、H、I和J示出了电流方向。
现有技术的可折叠通信终端的第二示例如专利文件2所述。通信终端的结构为一端设置有天线的第一外壳通过一个铰链以折叠方式耦合至第二外壳，并且在铰链中设置螺旋式盘绕的柔性板。图21示出了在以螺旋方式设置了柔性板的情况下，伴随着外壳的打开/闭合操作的柔性板的变化。图21(a)示出了外壳打开的状态，图21(b)示出了外壳闭合的状态。图21(a)中柔性板204的形状在外壳打开时如实线所示，而在外壳闭合时则如双点划线所示，以避免改变扭转角。
(专利文件1)JP-A-2002-33804(专利文件2)JP-A-6-311216第一现有技术示例的通信终端上，第一和第二外壳被连接成使得流过外壳202、203的电流彼此同相位(箭头G和H方向相同)。即，每个电流都从设置着天线201的一端向相反一端流动。当两外壳打开时，流过第一外壳202的外壳电流(箭头I)，与外壳闭合时的外壳电流(箭头G)保持相同。另一方面，流过第二外壳203的外壳电流的方向(箭头J)与流过第一外壳构件202的外壳电流的方向(箭头H)不同或处于相反相位。因此，当外壳由闭合状态变为打开状态时，辐射效果可能减弱。根据外壳和天线的连接方式，辐射效果可能被减弱。
第二示例的通信终端的天线从外壳伸出。这种伸出的天线存在一个问题，即当用户从衣袋中取出通信终端时，天线会挂在衣袋边缘。近几年，具有集成天线的可折叠铰链式通信终端的市场需求日益增长。
如图21所示出，打开/闭合外壳时，螺旋状盘绕的柔性板204承受弯曲应力和扭曲应力，这可能破坏柔性板204的导电部分(电路图案)。为了不改变从底部到顶部顺时针盘绕的柔性板的扭转角，柔性板按照图21(a)所示双点划线盘绕，以避免扭曲应力。然而，不管外壳打开或闭合，柔性板204的两端都固定在外壳的同一位置(在同一水平方向)。当外壳从打开状态闭合到如图21(b)中实线所示的形状，扭转角变为大约P/2。因此，柔性板204承受与外壳的打开/闭合操作相应的弯曲应力和扭曲应力。
通常，柔性板是柔性的，足以抵抗弯曲应力。一个复合应力施加在柔性板上会引起导线断开或裂开。因此，在现有技术下，反复的打开/闭合外壳操作可能导致外壳的导线断开或裂开，尚需改进。
本发明是以解决上述问题为目标而做出的，而本发明的一个目的是提供一种通信终端，无论通信终端的外壳打开或闭合，其能够抑制天线增益的衰减。
发明内容
根据本发明的通信终端包括一铰链部分，其连接具有导电部分的两个外壳构件，以便自由地打开和闭合；和一天线，其设置在两个外壳构件中的一个外壳构件中，靠近铰链部分。铰链部分包括一第一旋转构件，其由导电材料形成，并且用作一轴，用于两个外壳构件沿这两个外壳构件相对的方向旋转；和一第二旋转构件，其由导电材料形成，并且用作一轴，用于两个外壳构件中的一外壳构件相对于另一外壳构件在两个外壳构件的非相对状态下沿垂直于所述第一旋转构件用作轴时的旋转方向而旋转。设定用于两个外壳构件的导电部分的电容耦合的一预定间距。所述铰链部分与两个外壳构件的导电部分中的一个绝缘。
利用这种构造，在两个外壳构件打开的状态下，可以消除经由铰链部分从一个外壳构件流向另一个外壳构件的反相高频电流。当两个外壳构件闭合时，流入所述另一个外壳构件的电流可以与流入所述的一个外壳构件的同相。因此，无论外壳构件打开或闭合，都可以抑制天线增益的衰减。
在根据本发明的通信终端中，连接两个外壳构件的导电部分的一柔性导体设置在第一旋转构件的一端，所述天线的一馈给部分设置在另一端。
利用这种构造，在一个铰链部分中设置有柔性板的可折叠通信终端中，即使柔性导体和天线布置得十分接近的情况下，柔性板与天线的馈给部分是分开的。因此，可以消除柔性板对天线性能的影响。
在根据本发明的通信终端中，一盘绕部分形成在柔性导体上。
利用这种构造，可以避免由外壳构件的打开/闭合操作所造成的柔性板的断开或裂开，从而延长柔性板的使用年限。盘绕部分的曲率随着两个外壳的打开/闭合操作而变化。柔性板布置在有高频电流流过的馈给部分的相反端。因此，即使柔性导体与天线十分接近，也可以避免作为一种天线特性的电压驻波比(VSWR)特性的衰减，从而获得稳定的天线增益。
在根据本发明的通信终端中，设置有连接两个外壳构件设置中的导电部分的一电缆，并且所述电缆插入所述盘绕部分中。
利用这种构造，在两个外壳构件中的导电部分用电缆相互连接的情况下，电缆的长度可以减至最短。
在根据本发明的通信终端中，天线从第一旋转构件的一端延伸至另一端。
利用这种构造，即使在天线被布置成不从外壳伸出的情况下，也可以避免天线性能的衰减，从而获得足够的辐射特性。
在根据本发明的通信终端中，天线具有有着第一电气长度的一第一元件部分、和有着第二电气长度的一第二元件部分，第一元件部分和第二元件部分的一端通过具有一电抗元件的电抗部分连接，而两个元件部分中的一个元件部分的另一端用作馈给部分。
利用这种构造，一天线具有多个谐振点(谐振频率)，使得无论外壳打开或闭合，都可以防止在低频带发生天线增益降低。
在根据本发明的通信终端中，第一元件部分的电气长度设定为第一频率的波长λ1的1/4，而第二元件部分的电气长度被形成为使得第二元件部分的电气长度与第一元件部分的电气长度之和被设定为第二频率的波长λ2的1/4或3/8。
利用这种构造，在第一和第二频率的每一个之下都可以获得良好的天线特性。
在根据本发明的通信终端中，一接收部分和一传输部分被设置在两外壳构件的暴露表面侧，其中当两外壳构件从闭合状态变为打开状态时，所述暴露表面暴露在外，并且所述天线位于设置在与所述暴露表面相反的背面侧的铰链部分附近。
利用这种构造，当用户手持外壳打电话时，用户的手不太可能盖住天线，而且天线远离用户的头部。这样减少了人体吸收的电磁波数量。
图1为根据本发明实施例处于闭合状态的可折叠通信终端的透视图；图2为根据本发明实施例处于第一打开状态的可折叠通信终端的透视图；图3为根据本发明实施例处于第二打开状态的可折叠通信终端的透视图；图4为根据本发明实施例处于第三打开状态的可折叠通信终端的透视图；图5为手持的处于第一打开状态的通信终端的外部视图；图6为手持的处于第三打开状态的通信终端的外部视图；图7为根据本发明实施例的可折叠通信终端的剖面图；图8为根据本发明实施例的通信终端的电气构造的框图；图9为根据实施例的可折叠通信终端的外壳的分解透视图；图10为根据实施例的可折叠通信终端的铰链的分解透视图；图11为处于第一打开状态的铰链的剖面图；图12为一个附接于铰链上的凸轮的操作的说明性示图(凸轮图)；图13为根据实施例的通信终端设置上的第二天线的透视图；图14为示出了根据该实施例的通信终端设置上的第二天线的VSWR特性的特性图；
图15为根据实施例的通信终端的特征的说明性示图；图16图示了根据该实施例的通信终端所使用的第二天线的工作原理，(a)示出闭合状态，(b)示出第一打开状态，(c)示出第三打开状态；图17示出了通信终端所使用的第二天线的方向模式，(a)示出相对于一外壳的xyz轴，(b)示出打开状态(第一和第三打开状态)，(c)示出闭合状态；图18示出了第二天线的VSWR特性和第一与第二外壳构件紧密耦合时的阻抗特性，(a)和(b)示出闭合状态，(c)示出第一打开状态；图19图示了柔性板相应于通信终端的外壳的打开/闭合操作的变形度，(a)示出闭合状态的外壳，(b)示出打开状态，(c)示出第一打开状态；图20图示了现有技术的通信终端的结构及其天线的工作原理，(a)示出闭合状态，(b)示出打开状态；图21图示了相应于现有技术通信终端中的螺旋状盘绕的柔性板的打开/闭合操作的变形，(a)示出打开状态的外壳，(b)示出闭合状态。
附图中，标号101代表外壳，101a为第一外壳构件，101b为第二外壳构件，101c、101d为铰链安装部分，101e为D形孔，101f为支承件，101g为第二外壳构件的正面，101h为第二外壳构件的右侧，101i为第一外壳构件的正面，101j为第二外壳构件的背面，101k为第二外壳构件的内面，102为铰链，103为天线，103a为第一天线，103b为第二天线，103c为第一元件，103d为第二元件，103e为电抗(reactance)部分，103f为凹入部分，103g为凸出部分，103h为功率馈给部分，104为振动器，105为操作部分，105a为第一操作部分，105b为第二操作部分，106为接收部分，107为扬声器，108为麦克风，109为照相机部分，109a为第一照相机部分，109b为第二照相机部分，110为第一霍耳元件，111为第二霍耳元件，112为第一显示部分，113为第二显示部分，114为第一永磁体，115为第二永磁体，116为印刷电路板，116a为第一印刷电路板，116b为第二印刷电路板，117为收发器，118为数据处理器，119为语音处理器，120为图像处理器，121为信息记录部分，122为控制部分，123a为凸起，123b为间隙，124为蓄电池，125为第一旋转轴，125a为槽口，125b为支撑件，125c为隔板，125d为插槽，125e为螺纹孔，126为第二旋转轴，127为支撑板，127a为凹入部分，127b为支撑孔，128为导向轴，128a为大直径部分，128b为小直径部分，128c为平行凹槽，128d为D形切口部分，129为第一螺旋弹簧，130为第一棘爪凸出盘，130a为凸出部分，131为第一棘爪凹入盘，131a为凹入部分，132为凸轮，133为第二棘爪凸出盘，133a为凸出部分，134为第二螺旋弹簧，135为支架，135a为孔，136为E形环，137为第一旋转轴支承件，137a为凹槽，138为铰链单元，139为柔性板，139a为转角部分，139b为第一盘绕部分，139c为第二盘绕部分，140为电缆，141为前盖，141a为啮合爪，141b为螺纹通孔，142为后盖，142a为啮合爪，142b为螺纹通孔，143a和143b为紧固螺纹件。
具体实施例方式
以下将参照附图描述根据本发明的可折叠通信终端的实施例。虽然，通信终端被描述为支持W-CDMA(宽带码分多址)系统和GMS(全球移动通信系统)的可折叠手机，本发明也可用于其他可折叠通信终端。
图1为根据本发明实施例的处于闭合状态的可折叠通信终端的透视图。
图2为根据本发明实施例的处于第一打开状态的可折叠通信终端的透视图。
图3为根据本发明实施例的处于第二打开状态的可折叠通信终端的透视图。
图4为根据本发明实施例处于第三打开状态的可折叠通信终端的透视图。
图5为手持的处于第一打开状态的通信终端的外部视图。
图6为手持的处于第三打开状态的通信终端的外部视图。
图7为根据本发明实施例的可折叠通信终端的剖面图。
图8为示出了根据本发明实施例的通信终端的电气构造的框图。
如图1至8所示，根据该实施例的可折叠通信终端包括外壳101、铰链102、天线103、振动器104、操作部分105、接收部分(接收器)106、扬声器107、传输部分(麦克风)108、照相机部分109、第一霍耳元件110、第二霍耳元件111、第一显示部分112、第二显示部分113、第一永磁体114、第二永磁体115、以及印刷电路板116。印刷电路板116包括收发器117、数据转换器118、语音处理器119、图像处理器120、信息记录部分121、和控制部分122，如图8所示。
以下说明根据该实施例的通信终端的各组成部分。
首先描述外壳101。外壳101包括第一外壳构件101a和第二外壳构件101b。图9为根据所述实施例的可折叠通信终端的外壳101的分解透视图。如图9所示，用于固定铰链部分102的铰链安装部分101c、101d形成在第二外壳构件101b上。用于固定铰链部分102的D形孔101e形成在铰链安装部分101c上。用于支撑铰链部分102的支承件101f形成在铰链安装部分101d上。
外壳101的第一外壳构件101a和第二外壳构件101b能够绕铰链部分102被打开和闭合。在以后的描述中，第一外壳构件101a闭合在第二外壳构件101b上的状态被称为“闭合状态”，而第一外壳构件101a相对于第二外壳构件101b打开的状态被称为“打开状态”。通常，通信终端以闭合状态携带，以打开状态使用。如图2所示，第一外壳构件101a和第二外壳构件101b所形成的角度约为180度时的状态被称为“第一打开状态”。如图3所示，第一外壳构件101a和第二外壳构件101b所形成的角度约为90度时的状态被称为“第二打开状态”。
第一和第二外壳构件101a，101b相互耦合，使得它们可以在第二打开状态下以正交于打开/闭合方向的方向上旋转，如图4和6所示。这种可在正交方向旋转的构造将在后面描述。第一外壳构件101a从图3中的打开状态沿箭头S的方向(即，沿正交于打开/闭合方向的方向)旋转90度形成的如图4所示的状态，被称为“第三打开状态”。第一外壳构件可以沿箭头S的方向旋转150度。在第三打开状态下，第一显示部分112为横向的，有利于显示VGA(视频图形阵列)形式的图像。对于相同的显示部分，处于横向比直向能够显示更大的图像。
在该实施例中，凸起123a形成在第二外壳构件101b的表面上，在闭合状态下，其与第一外壳构件101a邻接。因此，在闭合状态下，由凸起123a造成的间隙123b在第一外壳构件101a和第二外壳构件101b之间形成。
其他组成部分也将被描述。天线103包括第一天线103a和第二天线103b。置于第一外壳构件101a之中的第一天线103a是仅在打开状态下执行W-CDMA系统通信的天线。当外壳处于闭合状态时，天线103a不能用于通信。首先，在打开状态下，第二天线103b执行W-CDMA系统通信；其次，无论在打开或闭合状态下，第二天线103b执行GMS波段的通信。第二天线是一多频天线，其在900MHz波段、1.8GHz波段、1.9GHz波段的GMS波段以及属于W-CDMA波段的2GHz波段上具有谐振点，用以在此四个波段上执行通信。
如图8所示，收发器117与第一和第二天线103a、103b连接，其处理第一和第二天线103a、103b接收的数据，并将处理后的数据传输到数据转换器118。数据转换器118将接收到的数据转换为话音数据，并将数据传输到语音处理器119。语音处理器119将话音数据解码，产生一语音信号，并将语音信号传输到接收部分106和扬声器107。接收部分106和扬声器107输出与语音处理器119传输出的语音信号对应的话音。
语音处理器119对麦克风拾取的话音编码，产生话音数据，将其传输到数据转换器118。数据转换器118将话音数据转换为通信数据，并将其传输到收发器117。收发器117处理接收到的通信数据，并将其以携带无线电信号的无线电波的形式通过天线103发射。
如图8所示，照相机部分109、第一显示部分112和第二显示部分113与图像处理器120连接。接收部分106、扬声器107和麦克风108与语音处理器119连接。语音处理器119与数据转换器118连接。控制部分122连接至振动器104、操作部分105、第一霍耳元件110、第二霍耳元件111、收发器117、数据转换器118和信息记录部分121，并且控制这些组成部分。控制部分122与供给电能的蓄电池124连接。
振动部分104使手机终端振动，以振动的方式提醒用户有来电。操作部分105包括第一操作部分105a和第二操作部分105b。第一操作部分105a设置在第二外壳构件101b的一侧101g(第二外壳构件的正面)上，在闭合状态下，该侧与第一外壳构件101a相对。第二操作部分105b设置在与相对侧101g的右侧101h(第二外壳构件的右侧)。用户操纵操作部分，来执行电话接听、电话关断，调整接收部分106和扬声器107的音量，以及输入字母、符号和数字。用户可以操纵操作部分105b来操作照相机部分109。
第一和第二显示部分112、113可以是液晶显示器，其显示字母、符号、数字、图片和地图等。第一显示部分112设置在第一外壳构件101a的一侧101i(第一外壳构件的正面)上，当外壳101处于打开状态时，第一显示部分112暴露在外，当外壳闭合时，其与第一操作部分105a相对。第二显示部分113设置在与设置第一显示部分112的一侧相反的一侧101j(第一外壳构件的背面)上。接收部分106、扬声器107、麦克风108设置在当外壳101由闭合状态变为打开状态时暴露在外的暴露表面上，即第一和第二外壳构件101a，101b的正面101i、101g上。第二天线103b被设置成靠近与该暴露表面相反的背面。
照相机部分109包括第一照相机部分109a和第二照相机部分109b。第一照相机部分109a设置在邻近第一显示部分112的位置，此处可以拍摄第一显示部分112前方的物体。第二照相机部分109b设置在铰链安装部分101c上，在第三打开状态下，此处可以拍摄第二显示部分113前方的物体。
第一照相机部分109a捕获的来自一物体的入射光从光信号被转换为电信号，以形成图像信息。图像信息在图像处理器120中处理，并在第一和第二显示部分112、113中显示。图像信息经过预定操作，并被记录在信息记录部分121中。信息记录部分121还可以记录电话号码信息、话音信息、所拍摄的图像信息以外的图像信息(例如接收到的图像信息)、以及文本信息(例如所准备的或发送出/接收到的邮件中的文本)。
扬声器107输出手机终端上的一铃声，提醒用户有来电。扬声器107设置在远离第二外壳构件101b的铰链安装部分101c、101d的一端，使得当外壳101处于闭合状态时，扬声器107向与其相对的第一外壳构件101a输出话音。在免提或电视电话模式下，扬声器107可以输出音量比接收部分106大的话音。
当根据该实施例的通信终端用作普通手机时，接收部分106输出话音。从接收部分106中输出的话音沿第一显示部分112的前向方向。接收部分106设置在第一外壳构件101a的与扬声器107相对的一端上。用户使外壳处于第一打开状态来接听电话，并经过一预定操作，使接收部分106置于他/她的耳旁，接听电话。麦克风108被设置得十分接近第二外壳构件101b正面的铰链安装部分101d。
第一永磁体114设置的十分接近第一外壳构件101a上的第一显示部分112。第一霍耳元件110设置在第二外壳构件101b上，使得当外壳101处于闭合状态时，第一霍耳元件110与第一永磁体相对。第二永磁体115设置在铰链102之中。第二霍耳元件111设置在第一外壳构件101a上，使得当外壳101处于闭合或第一打开状态时，第二霍耳元件111与第二永磁体115相对。
当外壳101处于闭合状态时，第一永磁体114接近第一霍耳元件110，以便第一霍耳元件探测到第一永磁体114，并将探测信号传输到控制部分122。除了外壳101处于闭合状态以外(第一、二、三打开状态)，第一永磁体114与第一霍耳元件110隔离，使得第一霍耳元件110无法探测到第一永磁体114，不能产生探测信号。
当外壳101处于闭合状态、第一或第二打开状态时，第二永磁体115变得十分接近第二霍耳元件，以便第二霍耳元件探测到第二永磁体115，并将探测信号传输到控制部分122。当外壳101处于第三打开状态时，第二永磁体115与第二霍耳元件111隔离，使得第二霍耳元件111无法探测到第二永磁体115，不能产生探测信号。控制部分122基于是否接收到来自第一外壳构件101a和第二外壳构件101b的探测信号，识别第一外壳构件101a和第二外壳构件101b的打开/闭合状态和旋转状态。
印刷电路板116包括第一印刷电路板116a和第二印刷电路板116b。第一印刷电路板116a置于第一外壳构件101a之中，而第二印刷电路板116b置于第二外壳构件101b之中。
接下来，参照图9至12详细介绍铰链102。图9为根据本发明实施例的可折叠通信终端的外壳101的分解透视图。图10为根据本发明实施例的可折叠通信终端的铰链的分解透视图。图11为处于第一打开状态的铰链部分102的剖面图。图12为附接于铰链部分102上的凸轮的操作的说明性示图(凸轮图)。
如图9至11所示，根据本发明该实施例的通信终端的铰链102包括包含第一旋转轴125、第二旋转轴126、支撑板127、导向轴128、第一螺旋弹簧129、第一棘爪凸出盘130、凸轮132、第二棘爪凸出盘133、第二螺旋弹簧134、支架135、E形环136、和第一旋转轴支承件137的铰链单元138；柔性板139；电缆140；前盖141；后盖142；以及紧固螺纹件143a与143b。在铰链单元138的这些组成部分种，只有第一旋转轴支承件137由树脂材料形成。其它组成部分由导电金属材料形成。如果需要，可以在滑动部分上插入由例如聚缩醛树脂之类的材料形成的减小滑动阻抗的构件。
第一中空旋转轴125在中心处包含槽口125a、用于支撑第二旋转轴126的支撑件125b、隔板125c、狭缝125d、螺纹孔125e、以及第二永磁体125f。在槽口125a之上设置了支撑板127。支撑板127上形成有凹入部分127a和支撑孔127b，用于支撑第二旋转轴126。在图10中从左到右，第一旋转轴125内部附接有导向轴128、第一螺旋弹簧129、第一棘爪凸出盘130和第一棘爪凹入盘。
导向轴128包括大直径部分128a和小直径部分128b。大直径部分128a中形成有平行凹槽128c。在小直径部分128b的顶部形成有D形切口部分128d。第一棘爪凸出盘130不能绕着导向轴128旋转，而且其设置方式使之仅能在小直径部分128b的伸出方向上移动。小直径部分128b以可旋转方式插入第一棘爪凹入盘131，而第一棘爪凹入盘131固定在第一旋转轴125的端部。
第一螺旋弹簧129将第一棘爪凸出盘130向第一棘爪凹入盘131推进。当外壳101处于闭合或第一打开状态时，第一棘爪凸出盘130上的凸出部分130a啮合第一棘爪凹入盘131上的凹入部分131a。当外壳101由第一打开状态变为闭合状态时，凸出部分130a和凹入部分131a之间的啮合被松开。当外壳101置于第一打开状态时，凸出部分130a和凹入部分131a啮合。凸出部分130a和凹入部分131a之间的啮合在啮合/释放时，使用户有卡搭的感觉。
在图10的中部，第二旋转轴126上从上到下附接有凸轮132、支撑板127、第二棘爪凸出盘133、第二螺旋弹簧134、和支架135。第二旋转轴126由支撑板127支撑，支撑板127附接于第一旋转轴125中的槽口125a和第一旋转轴125的支撑件125b。在第二旋转轴126的顶端设置有E形环136，其被可绕着第一旋转轴125旋转的固定。第二棘爪凸出盘133的设置方式使之仅能在第二旋转轴126的伸出方向上移动。第二螺旋弹簧134将第二棘爪凸出盘133向支撑板127推进。
直到外壳101由闭合状态经过第二打开状态被置于第一打开状态时，或当外壳101处于第三打开状态时，第二棘爪凸出板133上的凸出部分133a啮合支撑板127上的凹入部分127a。当外壳101由第二打开状态向第三打开状态转变时，第二棘爪凸出盘133上的凸出部分133a和支撑部分127上的凹入部分127a之间的啮合被松开，在第三打开状态下重新啮合。与前面提及的第一棘爪凸出板130上的凸出部分130a以及第一棘爪凹入板131上的凹入部分131a的构造相同，这种构造也会给用户以卡搭的感觉。
在支架135上形成有孔135a，用于将支架135和第一印刷电路板116a通过紧固螺纹件143a一起固定在第一外壳构件101a上。在该实施例中，支架135与第一印刷电路板116a绝缘。利用这种构造，铰链单元138与第一、第二外壳构件101a、101b上的印刷电路板116a、116b绝缘，而且与第一、第二外壳构件101a、101b绝缘。相反，当铰链单元138接地至第一印刷电路板116a的情况下，可以在邻接支架135的第一印刷电路板116a上形成接地图案。当希望将铰链单元138与第一外壳构件101a电连接，而不连接第一印刷电路板116a时，则可以通过模制方法由例如铝合金或镁合金之类的具有导电性的金属材料形成第一外壳构件101a的外表面，并且可以将铰链单元138连接至该外表面上。
假设1GHz波段中的波长λ为150mm，第一外壳构件101a上作为导体的第一印刷电路板116a和第二外壳构件101b上作为导体的第二印刷电路板116b之间的间隙L设定为约λ/10(15mm)。这使得第一外壳构件101a和第二外壳构件101b之间产生在两者之间具有高阻抗的电容耦合。间隙L优选越窄越有利于电容耦合。
凸轮132置于第一旋转轴125内，同时固定在第二旋转轴126上，并介于第一旋转轴125的隔板125c和导向轴128的大直径部分128a之间。除了处于第二打开状态以外，当外壳101由闭合状态变为第一打开状态时，凸轮132与平行凹槽128c交叉，当处于第二打开状态时，凸轮132与平行凹槽128c平行。当处于第二打开状态时，随着第一旋转轴125旋转的凸轮132可以导入平行凹槽128c，从而能够使第一外壳构件101a沿S方向旋转。以下将参照图12的凸轮图描述上述操作。
在图12的凸轮图中，右边的阴影区域示出了隔板125c。左边的阴影区域示出了导向轴128的大直径部分128a。假设外壳101处于闭合状态时凸轮132的位置被示为位置a。假设外壳101处于第一打开状态时凸轮132的位置示为位置b。假设外壳101处于第二打开状态时凸轮132的位置示为位置c。
凸轮在位置a、b时，其左、右端面分别被隔板125c和导向轴128的大直径部分128a包围，使得凸轮不能旋转。在位置c时，隔板125c位于凸轮132的右端面，使得凸轮不能沿S方向的反方向旋转。凸轮的左端面是平行凹槽128c，使得凸轮132能够沿S方向旋转150度。当凸轮132沿S方向旋转150度时，凸轮132的一部分处于平行凹槽128c中。在这种状态下，凸轮132的板厚方向被平行凹槽128c挡住，从而禁止外壳101改变为闭合状态或第一打开状态。
除了处于第二打开状态以外，当外壳101在闭合和第一打开状态之间执行打开/闭合操作时，第一外壳构件101a不能够沿S方向或其反方向旋转。在第二打开状态下，外壳101不能够沿S方向的反方向旋转，但是能够沿S方向旋转150度。此外，在第二和第三打开状态之间，第一旋转轴125不能旋转，而且外壳不能被打开/闭合。第一外壳构件101a的脊邻接第二外壳构件101b的正面101g，以避免任何损伤。
在图10的中部，第一旋转轴125内从右边附接有第一中空旋转轴支承件137。第一旋转轴支承件137上的凹槽137a的安装方向与插槽125d的相同。
柔性板139和电缆140装配至铰链单元138上。包括一转角部分139a的柔性板139电连接着第一外壳构件101a和第二外壳构件101b。转角部分139a的一端绕着第一旋转轴支承件137盘绕，以形成第一盘绕部分139b。转角部分139a经过凹槽137a进入第一旋转轴支承件137。转角部分139a的另一端经过狭缝125d从第一旋转轴125中出来，以绕第一旋转轴125盘绕约半圈，并且绕着第二旋转轴126盘绕，形成第二盘绕部分139c，第二盘绕部分139c与第一外壳构件101a连接。
用于电连接第一外壳构件101a中设置的第一天线103a和第二外壳构件101b中设置的收发器117的电缆140，从第一旋转轴125的一端通过第一旋转轴支承件137从狭缝125d出来，并向第一外壳构件101a延伸，并且经由第二盘绕部分139c的内部连接到第一天线103a。
柔性板139和电缆140被装配在铰链单元138上之后，前盖141和后盖142作为外部组件利用紧固螺纹件143b被固定。前盖141和后盖142上分别设置啮合爪141a、142a和螺纹通孔141b、142b。螺纹通孔141b、142b被设置成面对着第二旋转轴126上设置的支架135。当前盖141和后盖142包夹铰链单元138时，其啮合于啮合爪141a、142a。紧固螺纹件143b经由螺纹通孔141b、142b固定在第一旋转轴125上的螺纹孔125e中。这个构造完成了铰链102。
形成在小直径部分128b顶部的D形切口部分128d，由第二外壳构件101b上的铰链安装部分101c上设置的D形孔101e支撑。第一旋转轴支承件137的边缘由第二外壳构件101b上的铰链安装部分101d的支承件101f支撑，并且铰链部分102安装在第二外壳构件101b上。支架135附接于第一外壳构件101a上。
接下来，下面将参照附图详细介绍第二天线的构造。图13为根据该实施例的通信终端上的第二天线103b的透视图。在图13中，第二天线103b粘附于靠近铰链安装部分101c、101d的一侧的内面101k上，所述一侧邻近第二外壳构件101b的正面101g，并且当外壳101处于第一打开状态时，与第一外壳构件101a相对且十分接近。第二天线103b包括第一元件103c、第二元件103d、以及位于第一和第二元件103c、103d之间的电抗部分103e。第二天线103b是经过冲压工艺制成的。
第一元件103c的电气长度被形成为达到约为1.9GHz频率的波长λ1的1/4。第二元件103d的电气长度被形成使得当第一元件103c和第二元件103d各自的一端通过电抗部分103e被连接时，第二元件的电气长度与第一元件的电气长度之和将为900MHz频率的波长λ2的1/4(或3/8)。电抗部分103e被形成为使得等距的凹入部分103f和凸出部分103g之间的阶跃高度约达到d。设置在第一元件103c的另一端的功率馈给部分103h，被表面安装在第二印刷电路板116b的左角上的探针型插头连接器116c推进，以如图7所示地被电连接至第二印刷电路板116b。功率馈给部分103h远离置于铰链安装部分101d内的柔性板139而布置。通过以电抗部分103e连接第一和第二元件103c、103d，可以实现具有多个谐振的多频天线。图14示出了第二天线103b的VSWR特性。该特性图示出了频率范围在0.5到2.5GHz内的VSWR测量数据。
在使用根据该实施例的通信终端时，当处于第一打开状态或免提时，用户可以将接收部分106放置在耳朵处。如图5所示，当阅读电子邮件或输入字母时，用户手持终端，以使第一操作部分105a和第一显示部分112面向用户。扬声器107不会被用户的右或左手遮盖，因此用户可以清楚地听到来自扬声器107的话音。
如图6所示，当处于第三打开状态时，用户手持终端，以使第二操作部分105b和第一显示部分112面向用户。这种情况下，第一显示部分112在用户的前方有最佳视角，因此用户以右手持第二外壳构件101b。这种情况中，扬声器不会被右手遮盖，因此用户可以清楚地听到来自扬声器107的话音。
以下将参照图1至15描述根据该实施例的通信终端的操作。图15图示了根据该实施例的通信终端的基于模式的特征。如图15所示，根据该实施例的通信终端上电后，副通信模式开始启动。用户可操纵操作部分105来在模式之间切换，并实现非话音通信模式或照相机模式下的各个功能。
在话音通信模式下，通信终端启动话音和非话音通信的就绪操作。用户可以通过接听话音来电或拨打话音电话，与在远处的一方对话。在就绪状态时，诸如当前时间之类的信息，在外壳101处于闭合状态时显示在第二显示部分上，在处于打开状态时显示在第一显示部分112上。当呼叫终止时，时间显示消失，在远处的一方的电话号码被显示。在远处的一方的电话号码与其姓名对应地登记在电话簿中的情况，远处一方的姓名被显示。之后，用户操纵操作部分，以启动对话。
在非话音通信模式下，当保持就绪状态时，用户可以在第一显示部分112上显示从操作部分105输入的文本信息，以及通过使用传输功能给在远处的一方发送此文本信息以及存储于信息记录部分121之中的话音/非话音(比如图像)信息。
当外壳101打开时接收到文本信息或话音/非话音信息的情况下，通知接收到该信息的消息被显示在第一显示部分112上。当外壳101闭合时接收到信息的情况下，同志接收到信息的消息被显示在第二显示部分113上。通过用户的预定操作，文本信息和图像信息可以显示在第一和第二显示部分112、113上。对于话音或非话音通信，电话簿功能都是可用的，以便确定远处的一方。用户通过使用用于选择和确定远处一方的电话簿功能，在第一显示部分112上显示候选的远处一方的姓名。
在照相机模式下，可以在打开状态下使用照相机部分109来拍摄照片。例如，处于第三打开状态时，使用第一照相机部分109a拍摄位于第一显示部分112侧的用户自己，用户的镜像就显示在第一显示部分112上，这种状态与照镜子相似。当用户使用第二照相机部分109b拍摄前方的人(目标)时，镜像就显示在第二示部分113上，而倒转的镜像显示在第一显示部分112上。因此，作为目标的前方的人，可以通过观看第二显示部分113，检查他/她是否被拍摄了。作为摄影者的用户观看第一显示部分112上显示的拍摄图像，检查目标被拍摄得如何。
用户可以操纵第二操作部分105b来执行必要操作，以启动和结束拍摄功能或使用图像放大功能。当希望前方目标不要看到拍摄的图像时，在第三打开状态下，用户可以操纵操作部分105来隐藏显示在第二显示部分113上的拍摄图像。拍摄图像能够作为静止或移动的图像，被记录在信息记录部分121中。为再现记录在信息记录部分121中的静止或移动图像，用户执行预定操作以将拍摄的图像在第一显示部分112上显示，并以视觉检查图像。拍摄的图像可以与电话号码信息相关联地存储在一目录中。当与该图像信息相关俩的电话号码呼叫终止时，在外壳101处于闭合状态时，拍摄的图像的倒转镜像显示在第二显示部分113上，在外壳101处于打开状态时，其显示在第一或第二显示部分112、113上。更准确地说，即使拍摄时镜像不显示，当记录的图像被再现时，仍然会显示倒转的镜像。用第二照相机部分109b拍摄的图像可以传送给在远方。
在任意模式下，终端被呼叫时都会有来自扬声器107的铃声提醒用户。即使外壳101处于闭合状态，发自扬声器107的铃声，通过第一、二外壳构件101a、101b之间的间隙123b，被引导至外壳101外部，使得用户听到清晰的铃声。当外壳101处于打开状态时，扬声器的前侧打开，因此用户可以毫不困难地听到铃声。当通信终端设定为操作模式(manner mode)时，不发出铃声，但是振动器104会使外壳101振动预定的一段时间。
以下描述外壳101的旋转。
当处于闭合状态的外壳101被打开时，外壳101绕第一旋转轴125旋转。柔性板139的第一盘绕部分139b的盘绕圈数的减少等于与第一旋转轴125一起旋转的第一旋转轴支承件137的旋转圈数。这将减小柔性板139上的弯曲应力。电缆140布置在与第一旋转轴125的中心线大致相同的位置上。因此弯曲应力保持不变，而只是产生了扭曲应力。当外壳101从第一打开状态返回闭合状态时，从闭合状态到打开状态的操作被翻转。
当第一外壳构件101a沿S方向旋转90度，并且外壳101由第二打开状态变为第三打开状态时，柔性板139上的第二盘绕部分139c的盘绕圈数根据第二旋转轴的旋转圈数而增加/减少。柔性板139只是增加/减少盘绕圈数，因此只有弯曲应力增加/减少，而不产生扭曲应力。电缆140绕第二旋转轴126的盘绕圈数仅为第一旋转轴所旋转的圈数。然而，第二旋转轴的直径小于第一旋转轴125的。因此，盘绕时的曲率半径更小，以避免大的弯曲应力。
柔性板139绕着第一和第二旋转轴125、126的中心盘绕，形成了第一和第二盘绕部分139b、139c。因此，当第一和第二旋转轴125、126旋转时，只是改变盘绕的曲率和圈数。这样，旋转中柔性板139上的拉伸或翘曲被第一和第二盘绕部分139b、139c吸收。因此，只有弯曲应力变化，而不产生扭转应力。
当外壳101处于闭合状态、第一或第二打开状态时，紧固螺纹件143b的头部与第一外壳构件101a相对，使得紧固螺纹件143b可被第一外壳构件101a所隐藏。仅当外壳101由第二打开状态旋转到第三打开状态时，紧固螺纹件143b的头部暴露在外。然而，紧固螺纹件143b的头部仅在第三打开状态时暴露在外，从而可以减小紧固螺纹件143b的头部暴露在外的机会。
即使在再现所拍摄的移动图像的情况下，或者在根据该实施例的通信终端用作电视电话的情况下，用户也不会用手遮住扬声器107，使得用户听到由扬声器107再现的清晰的话音。当通信终端作为电视电话时，用户不会遮盖麦克风108，用户确保可以同样听到发自扬声器107的远方的人的清晰的话音，而且对麦克风讲话。
尽管在该实施例中，用于在外壳101处于闭合状态时在第一外壳构件101a和第二外壳构件101b之间形成间隙123b的凸起123a，形成在第二外壳构件101b的表面上，类似的凸起可以设置在其它地方，比如第一外壳构件101a上。也可以使用其它装置，例如从第一外壳构件101a的表面伸出一覆盖构件，以隐藏用于紧固第一外壳构件101a的紧固螺纹件143。即，为了即使在外壳101处于闭合状态时，将从扬声器107输出的话音引导到外壳101外，应该在设置扬声器107的外壳构件和相对的外壳构件之间形成间隙123b。
接下来，下面将描述第二天线103b的操作。图16图示了在闭合状态下，用在根据该实施例的通信终端上的第二天线103的工作原理。图16(a)示出了外壳的闭合状态。图16(b)示出了外壳的第一打开状态。图17A示出了相对于通信终端外壳的xyz轴。图17B示出了在图16中的第二天线103b在外壳的打开状态(第一和第三打开状态)下的方向模式。图17C示出了第二天线103b在外壳的闭合状态下的方向模式。
在图16中，第一外壳构件101a与第二天线103b所在的第二外壳构件101b，以电容耦合(杂散电容)方式连接，并在DC情况下绝缘。当两个外壳构件101a、101b处于闭合状态时，第一外壳构件101a用作反射器；当处于第一打开状态时，第一外壳构件101a用作波导。在图16(a)所示的闭合状态下，流经第一和第二外壳构件101a、101b的高频电流(外壳电流)的方向如箭头A和B所示，并且第二外壳构件101b侧的电流更大。
在图16(b)所示的第一打开状态下，流过第一外壳构件101a的高频电流的与流过第二外壳构件101b的大小基本上相等，而电流方向具有相反相位。这种情况下，如箭头C所示，高频电流的方向相对于箭头B倒转。箭头D所示的流入第二外壳构件101b的高频电流的方向与箭头A相同。因此，在第一打开状态下，第一外壳构件101a也发射电磁波。
在图16(c)所示的第三打开状态下，流过第二外壳构件101b的高频电流(箭头E)与闭合状态下流过第二外壳构件101b的高频电流(箭头A)相同。第一外壳构件101a与第二外壳构件101b交叉，使得第一外壳构件101a不能作为波导，而是与闭合状态下类似地工作。流过第一外壳构件101a的高频电流(箭头F)与流过第二外壳构件101b的高频电流(箭头E)的方向接近正交。第一外壳构件101a侧上的高频电流(箭头F)没有抵消第二外壳构件101b侧上的高频电流(箭头E)。因此，第二天线103b的增益不会减小。第二外壳构件101b与第一外壳构件101a一样发射电磁波。
尽管第二天线103b是沿着铰链单元138的第一旋转轴125而布置的，但是也可以将其布置在其它位置上。例如，第二天线103b可以被布置成使第二天线的末端沿远离铰链部分102的方向(与功率馈给部分侧相反)延伸，即从铰链部分102延伸到蓄电池(第二外壳构件101b的一端)。即使一伸出的天线被设置得十分接近铰链，由于前面提到的第一外壳构件用作一辐射器和波导，所以当用户手持外壳时，第一、二外壳构件处于弱耦合，减小了天线增益的降低。即，第一外壳构件也发射电磁波，使得天线的形状可能为板状或杆状。
以下参照图18描述第一和第二外壳构件处于强耦合时，第二天线的VSWR和阻抗特性。在图18中，图(a)和(b)分别示出，闭合状态下第一和第二外壳构件处于强耦合时，第二天线的VSWR特性和阻抗特性的模拟结果。在图18中，图(c)和(d)分别示出，打开状态下第一和第二外壳构件处于强耦合时，第二天线的VSWR特性和阻抗特性的模拟结果。当处于强耦合时两种状态下的VSWR特性(a)和(c)相互比较时，在外壳101由闭合状态变为第一打开状态的情况下，VSWR在2GHz波段附近变化不明显，而在更低的频谱(大约0.9GHz)上出现降落。这是由于，在较高的频率上，流入天线的电流大，外壳电流小；而在较低的频率下，流入天线的电流小，外壳电流大。流过第一外壳构件101a的反相电流对较低的频率影响很大。从这个结论可知，第一外壳构件101a和第二外壳构件101b应该被置于弱耦合，尤其是使用多频天线时。
换句话说，当第一外壳构件101a和第二外壳构件101b处于强电耦合时，较低的谐振频率波段下的辐射特性变差。因此，当使用多频天线时，第一和第二外壳构件101a、101b应该被置于弱耦合，以获得良好的天线增益。
如图5所示，处于第一打开状态时，用户手持第二外壳构件101b，将第一外壳构件101a上的接收部分106置于耳旁，与在远处的一方谈话。在电视电话模式下，用户远离头部使用第一外壳构件101a。当拍摄前方的目标时，用户手持第二打开状态下的第二外壳构件101b。第一打开状态下，发射电磁波的第一外壳构件101a没有被用户的手遮盖，从而避免了天线增益的衰减，实现良好的通信。第三打开状态下，与闭合状态下相同，设置着第二天线103b的第二外壳构件101b的一侧和第一外壳构件101a都没有被用户的手遮盖，使得可以减小当用户手持外壳时所造成的增益降低。
在产生最大电流的功率馈给部分103h十分接近柔性板139的第一盘绕部分139b的情况下，当外壳101由闭合状态改变为打开状态时，第一盘绕部分139b的曲率改变，使得两个组成部分的间隙变窄，这引起柔性板139与第二天线103b的功率馈给部分103h的电容耦合。因此，较低频率波段下的频率响应显示出窄波段辐射特性。当功率馈给部分103h十分接近柔性板139时，一个电流从功率馈给部分103h附近的一点流向第一外壳构件101a，使得第一外壳构件101a侧的外壳电流和第二外壳构件101b侧的外壳电流相位相反。在该实施例中，柔性板139设置得远离功率馈给部分103h，并且使得天线电流约为零的一端(第二元件103d的一端)十分接近第一盘绕部分139b。利用这种构造，即使在外壳101不折叠/折叠情况下，第一盘绕部分139b和第二天线103b也不会被置于电容耦合。这就防止了窄波段辐射特性，并防止了第一外壳构件101a侧的外壳电流处于相反相位。即，可以控制外壳电流，使得第一外壳构件101a侧的外壳电流和第二外壳构件101b侧的同相位。因此，无论外壳101打开或闭合，都可以避免第二天线103b的增益的降低。
伴随外壳101的打开/闭合操作的柔性板139的变形度将参照图19描述。在图19中，图(a)示出外壳的闭合状态，图(b)示出外壳的第三打开状态，图(c)示出外壳的第一打开状态。在图19(a)所示的闭合状态下，柔性板139被布置成从第一盘绕部分139b向下。在图19(b)所示的外壳101打开90度的状态下，即第三(或第二)打开状态下，第一盘绕部分139b的圈数减少了周长的3/4，这样，第一盘绕部分139b的曲率增加，而且柔性板139接近第二天线103b。在图19(c)所示的第一打开状态下，第一盘绕部分139b的曲率的变化比率进一步增加，而且柔性板139更接近第二天线103b。因此，当外壳101由闭合状态转变为第一打开状态时，第一盘绕部分139b的曲率发生变化，且盘绕表面膨胀，这导致柔性板139与第二天线103b之间的间隙变窄，从而引起第二天线103b的增益降低。因此，在该实施例中，功率馈给部分103h优选远离第一盘绕部分139b而设置，以便获得更好的天线性能。
这样，根据该实施例，在铰链中放置了柔性板的可折叠通信终端中，即使在柔性导体布置得十分接近天线的情况下，柔性板也远离天线功率馈给部分而设置。这种构造避免了由柔性导体引起的天线增益降低。因此无论外壳处于闭合或打开状态下，都可以抑制天线增益的衰减。可以提供一种包括柔性板的可折叠通信终端，其有望使柔性板的使用寿命更长，并允许内置天线结构。
尽管已经通过具体实施例详细地描述了本发明，本领域的技术人员会认识到，在本发明中可以进行多种变化和修改，而不背离其精神和范围。
本发明基于2002年10月9日提交日本专利申请No.2002-296519，其内容通过引用被结合于此。
工业适用性如上所述，本发明提供一种通信终端，无论其外壳打开或闭合，其都能抑制天线增益的衰减。
权利要求
1.一通信终端，其包括一铰链部分，其连接具有导电部分的两个外壳构件，以便自由地打开和闭合；和一天线，其设置在所述两个外壳构件中的一个外壳构件中，靠近所述铰链部分；其中，所述铰链部分包括一第一旋转构件，其由导电材料形成，并且用作一轴，用于所述两个外壳构件沿这两个外壳构件相对的方向旋转；和一第二旋转构件，其由导电材料形成，并且用作一轴，用于所述两个外壳构件中的一外壳构件相对于另一外壳构件在所述两个外壳构件的非相对状态下沿垂直于所述第一旋转构件用作轴时的旋转方向的方向而旋转；其中，设定用于所述两个外壳构件的导电部分的电容耦合的一预定间距；并且其中，所述铰链部分与所述两个外壳构件的导电部分中的一个绝缘。
2.根据权利要求1所述的通信终端，其中，连接所述两个外壳构件的导电部分的一柔性导体设置在所述第一旋转构件的一端；并且其中，所述天线的一馈给部分设置在所述第一旋转构件的另一端。
3.根据权利要求2所述的通信终端，其中，一盘绕部分形成在设置在所述第一旋转构件的一端上的所述柔性导体上。
4.根据权利要求3所述的通信终端，其中，设置了连接所述两个外壳构件中设置的所述导电部分的一电缆；并且其中，所述电缆插入所述盘绕部分内。
5.根据权利要求1至4中任何一个所述的通信终端，其中，所述天线从所述第一旋转构件的所述一端延伸到所述另一端。
6.根据权利要求1或5所述的通信终端，其中，所述天线具有有着第一电气长度的一第一元件部分、和有着第二电气长度的一第二元件部分；其中，所述第一元件部分和第二元件部分的所述一端通过具有电抗元件的一电抗部分彼此连接；并且其中所述两个元件部分中的一个元件部分的所述另一端用作一馈给部分。
7.根据权利要求6所述的通信终端，其中，所述第一元件部分的电气长度设定为一第一频率的波长λ1的1/4；并且其中，所述第二元件部分的电气长度被形成为使得所述第二元件部分的电气长度与所述第一元件部分的电气长度的和被设定为一第二频率的波长λ2的1/4或3/8。
8.根据权利要求1和5至7中的任一权利要求所述的通信终端，其中，一接收部分和一传输部分设置在所述两个外壳构件的暴露表面侧，其中当所述两个外壳构件从闭合状态变为打开状态时，所述暴露表面暴露在外；并且其中，所述天线位于设置在与所述暴露表面相反的背面侧上的所述铰链部分附近。
全文摘要
一种无论其外壳打开或闭合都能抑制天线增益衰减的通信终端，包括用于可开合地连接具有例如第一和第二印刷电路板(116a)和(116b)的导体部分的第一外壳构件(101a)和第二外壳构件(101b)的一铰链、和安装在第二外壳构件(101b)中、靠近铰链部分的一第二天线(103b)，其中所述铰链还包括由导电金属材料形成的一第一旋转轴和由导电金属材料形成的一第二旋转轴，第一旋转轴当两个外壳构件(101a)和(101b)沿相对方向旋转时起到轴的作用；第二旋转轴当这些构件沿与第一旋转轴的旋转方向正交的方向旋转时起到轴的作用。其中，形成一预定间隙L，用于使第一和第二外壳构件(101a)和(101b)的导体彼此电容耦合，并且将铰链与两个外壳构件(101a)和(101b)之一的导体绝缘。
文档编号H01Q9/16GK1703895SQ200380101088
公开日2005年11月30日 申请日期2003年10月8日 优先权日2002年10月9日
发明者佐藤则喜, 佐藤健一, 小向康文 申请人:松下电器产业株式会社