JP2006135720A - 折畳式携帯無線機 - Google Patents

Abstract

【課題】 高人体利得の確保、ＳＡＲ低減することのできる携帯無線機を提供する。
【解決手段】 指かけの音声通話時では、アンテナカバー１０７に指がかかるため、面状素子１０４及び面状素子１０５に指５０１が近接することはなく、人体利得の劣化を防ぐことができる。さらに、面状素子１０５を音声通話時における人体に面しない側に配置することにより、アンテナ電流の集中する部分が人体から遠ざかり、ＳＡＲを低減することができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は高人体利得、かつＳＡＲ（Specific Absorption Rate）低減効果を有した折畳式携帯無線機に関するものである。

近年、携帯無線機の一種である携帯電話機が広く普及しているが、携帯無線機には各種さまざまなタイプのものが開発されている。中でも、上下の筺体を折り畳んで携帯性を高めたコンパクトな折畳式のものが広く用いられている。折畳式携帯電話は開閉式の筐体構造により、筐体部の形態を変えることができるため、それぞれの状態におけるアンテナ性能の確保が必要である。また、携帯電話機においても小型化やデザイン性向上のためアンテナの内蔵化が進んでおり、さまざまな方式の内蔵アンテナが採用されている。

最近の内蔵アンテナの一例として、図６に示すように上筐体６０１と、上筺体６０１に内蔵された導体板６０３と、下筐体６０２と、下筺体６０２に内蔵された導体板６０４で構成されており、下筺体６０２内部に配置され、かつ導体板６０３と６０４に接続された高周波電源６０５を配置し、導体板６０３と導体板６０４がダイポールアンテナとして動作し、携帯電話機の小型化を目的としたアンテナが知られている（例えば、特許文献１）。
特開２００４−２０８２１９号公報

しかしながら、携帯電話機の音声通話時においては、携帯電話機を支えるために筺体の重心付近に指を掛けることが多く見られる。図６に示す携帯電話機は、指がかかり易い携帯電話機の重心付近に高周波電源６０５が配置されているため、人体利得の劣化を引き起こし易いという問題がある。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、高人体利得、SAR低減を目的とした折畳式携帯無線機を提供することを目的とする。

本発明の折畳式携帯無線機は、
第１の筐体と、
前記第１の筐体に設けられる第１アンテナ素子と、
第２の筐体と、
前記第１の筐体と前記第２の筐体とを回動自在に接続するヒンジ部と、
前記第２の筐体内部に設けられ、グランドパターンを有する回路基板と、
前記回路基板上の無線回路に接続された切替回路と、
前記切替回路に接続され、前記第１の筐体と前記第２の筐体との開閉状態を検出する開閉検出器と、
前記切替回路に接続された第１の給電部と、
前記第１の給電部から接続され、前記第１のアンテナ素子の一端と近接して配置された第２アンテナ素子と、
前記切替回路に接続された第２の給電部と、
前記第２筺体から突出し、前記第２の給電部から給電される第３アンテナ素子とを備え、
前記第１の筐体と前記第２の筐体が開いている状態においては、前記開閉検出器の出力信号によって前記切替回路が前記第１の給電部側と導通することにより、前記第２アンテナ素子に給電され、前記第１アンテナ素子と前記第２アンテナ素子とが電気的に結合をして、前記第１アンテナ素子と前記第２アンテナ素子とが一つのアンテナ素子として動作し、かつ前記第１アンテナ素子および前記第２アンテナ素子と、前記グランドパターンがダイポールアンテナとして動作し、
前記第１の筐体と前記第２の筐体が閉じている状態においては、前記開閉検出器の出力信号によって前記切替回路が前記第２の給電部側と導通することにより、前記第３アンテナ素子に給電される構成を有している。
この構成により、開きの状態では広帯域で、かつ指あて状態でも突出した第３アンテナ素子が第1アンテナと第２アンテナ素子に接触しないように配置されていることで、高い人体利得を確保することができ、かつ、閉じ状態でも切替回路により第３アンテナ素子に給電することによって、高いアンテナ性能を確保できる。
また、本発明の折畳式携帯無線機は、
前記第１の筺体が非導電性材料で構成され、かつ前記第１の筺体に内蔵された前記第１アンテナ素子が、面状である構成を有している。
この構成により、アンテナの実効面積が大きくなり、広帯域なアンテナ性能を確保することができる。

また、本発明の折畳式携帯無線機は、
前記第１アンテナ素子が前記第１の筺体の一部とした構成を有している。
この構成により、さらに実効面積が大きくなり、広帯域なアンテナ性能を確保するとともに、面状素子を省くことにより、携帯無線機の薄型化、もしくは小型化ができる。

また、本発明の折畳式携帯無線機は、
前記第１アンテナ素子が音声通話時に人体に面しない側に配置された構成を有している。
この構成により、第１アンテナ素子が音声通話時に頬から遠ざかるため、高い人体利得を得ることができるとともに、SARを低減できる。

また、本発明の折畳式携帯無線機は、
前記第２アンテナ素子が前記第２の筺体の一部とした構成を有している。
この構成により、携帯無線機の小型化が図れると共に、第１アンテナ素子との電気的結合を強めることができる。

また、本発明の折畳式携帯無線機は、
前記第２アンテナ素子が前記第２の筺体の幅方向の中央部に配置されている構成を有している。
この構成により、音声通話時に第２アンテナ素子が指から遠ざかることによって、高い人体利得を得ることができる。

また、本発明の折畳式携帯無線機は、
前記第２アンテナ素子が前記ヒンジ部に対して音声通話時に人体に面しない側に配置されている構成を有している。
この構成により、第２アンテナ素子が音声通話時に頬から遠ざかるため、高い人体利得を得ることができるとともに、SARを低減できる。

また、本発明の折畳式携帯無線機は、
前記切替回路に接続された第１の終端インピーダンスを備え、前記第１の筐体と前記第２の筐体が開いている状態においては、前記第２アンテナ素子は前記切替回路を通して前記第１の終端インピーダンスで終端される構成を有している。
この構成により、第１アンテナ素子及び第２アンテナ素子は、第３アンテナ素子の干渉を減らすことができ、開き状態において、高いアンテナ性能を確保することができる。

また、本発明の折畳式携帯無線機は、
前記切替回路に接続された第２の終端インピーダンスを備え、前記第１の筐体と前記第２の筐体が閉じている状態においては、前記第３アンテナ素子は前記切替回路を通して前記第２の終端インピーダンスで終端される構成を有している。
この構成により、第３アンテナ素子は、第１アンテナ素子及び第２アンテナ素子の干渉を減らすことができ、開き状態において、高いアンテナ性能を確保することができる。

本発明は、高人体利得、SAR低減という効果を有する携帯無線機を提供することができるものである。

以下、本発明の実施の形態の折畳式携帯無線機について、図面を用いて説明する。
（実施例１）
本発明の実施例１の折畳式携帯無線機を図１、２、３、５に示す。
図１は本発明において実施例１に係わる折畳式携帯無線機の基本構成を示す背面図を表したものである。
図２は本発明において実施例１に係わる折畳式携帯無線機の基本構成を示す側面図を表したものである。
図３は本発明において実施例１に係わる折畳式携帯無線機の基本構成を示すブロック図を表したものである。
図５は本発明において実施例１に係わる折畳式携帯無線機の音声通話時における指かけ時の側面図を表したものである。

図１〜図６において同一の構成を示す要素は同一の符号を付す。
本実施例の折畳式携帯無線機は、特許請求の範囲の第1の筺体に該当する上部筺体１０１と第２筺体に該当する下部筺体１０２とが、連結部を構成するヒンジ部１０３を軸として回動することにより、第１の筐体と第２の筐体とが隔離する開き状態と第１の筐体と第２の筐体とが略当接する閉じ状態の二つの状態を採り得る。

上部筺体１０１と下部筺体１０２は絶縁体である樹脂で形成されている。また、面状素子１０５の整合回路１０８、面状素子１０６の整合回路１０９、アンテナ切替回路１１０、無線回路１１１、開閉検出器１１２はホール素子１１２aと永久磁石１１２ｂで構成され、回路基板１１３上にホール素子１１２ａが配置され、上部筐体１０１上に永久磁石１１２ｂが配置され、筐体の開閉を検出するような構成となっている。回路基板１１３は、そのほぼ全面が回路の接地電位となるグランドパターンで形成されている。

面状素子１０４は銅やアルミニウムなどの導電性材料で構成され、ヒンジ部側先端は面状素子１０５と開き状態における電磁的結合を強くするため、折り返した形状としており、折返し部分の寸法は、例えば長さ３０ｍｍ、幅３ｍｍとして、上部筺体１０１に内部に実装し、かつ音声通話時に人体に面しない側に配置されている。音声通話時に人体に面しない側とは、例えば図示しない通話時の受話音声を発するレシーバの音孔面を有する側である。

特許請求の範囲でいう第２アンテナ素子である面状素子１０５は銅やアルミニウムなどの導電性材料で構成され、下部筺体１０２の内部に実装され、例えば長さ１０ｍｍ、幅３ｍｍの寸法とし、筐体を開いた状態で特許請求の範囲でいう第１アンテナ素子である面状素子１０４と電磁的結合するように配置されている。また、ヒンジ部１０３に対しては音声通話時に人体に面しない側に配置されており、かつ筺体幅方向のほぼ中央部に配置されている。面状素子１０５の一端はバネ状に加工されており、回路基板１１３上に実装された整合回路１０８に接続されている。

特許請求の範囲でいう第３アンテナ素子である面状素子１０６は、銅やアルミニウムなどの導電性材料で構成され、下部筺体１０２の長手方向ヒンジ部側に配置され、およそ１/４波長の電気長を有し、２GHz用としては例えば長さ３７．５ｍｍの寸法とし、帯域を確保するために幅およそ５ｍｍの面状としている。さらに、人体や金属物が近接してもアンテナ性能が損なわれないようにするため、面状素子１０６全体が絶縁体である樹脂製のアンテナカバー１０７に覆われている。また、給電素子１０６の一端はバネ状に加工されており、回路基板１１３上に実装された整合回路１０９に接続されている。

次に、筐体が開いた状態における動作について説明する。
筺体が開いた状態では開閉検出器１１２は筺体が開いた状態であることを検出し、アンテナ切替回路１１０に信号が送られ、アンテナ切替回路１１０内の切替スイッチ１１０aが無線回路１１１側に倒れ、無線回路１１１と整合回路１０８が導通し、面状素子１０５に給電される。この時、面状素子１０４と面状素子１０５が近接しているため、素子同士が電磁的に結合して面状素子１０４と面状素子１０５の二つが一つの素子として動作し、面状素子１０４及び面状素子１０５と回路基板１１３が１つのダイポールアンテナとして動作する。さらに、図５のように指かけの音声通話時では、アンテナカバー１０７に指がかかるため、面状素子１０４及び面状素子１０５に指が近接することはなく、人体近接使用時のアンテナ利得の劣化を防ぐことができる。また、面状素子１０５は筺体幅方向の中央部に位置しているため、筺体中央部の側面を指で保持した場合でも人体利得の劣化を防ぐことができる。このとき、動作していない第２アンテナ３０２は動作中の第１アンテナ３０１と電磁的に結合する場合があるが、結合の度合いは第２アンテナ３０２の終端インピーダンスによって変化する。筐体が開いた状態ではアンテナ切替回路１１０内の切替スイッチ１１０bは終端インピーダンス１１５側に倒れるようになっており、面状素子１０６は終端インピーダンス１１５を介して回路基板１１３に接地される。終端インピーダンス１１５を予め適切な値に調整しておくことにより、ダイポールアンテナと面状素子１０６との干渉を抑えることができ、高い人体近接使用時のアンテナ利得を得ることが可能になる。

次に、筐体が閉じた状態における動作について説明する。
筐体が閉じた状態では開閉検出器１１２は筺体が閉じた状態であることを検出し、アンテナ切替回路１１０に信号が送られ、アンテナ切替回路内の切替スイッチ１１０ｂが無線回路１１１側に倒れ、無線回路１１１と整合回路１０９が導通し、面状素子１０６に給電される。面状素子１０６は上部筐体１０１および下部筐体１０２から離れた位置に配置されているため、良好なアンテナ性能を得ることができる。このとき、動作していないアンテナ３０１は動作中のアンテナ３０２と電磁的に結合する場合があるが、結合の度合いはアンテナ３０２の終端インピーダンスによって変化する。筐体が閉じた状態ではアンテナ切替回路１１０内切替スイッチ１１０aが終端インピーダンス１１４側に倒れるようになっており、面状素子１０５は終端インピーダンス１１４を介して回路基板１１３に接地される。終端インピーダンス１１４を予め適切な値に調整しておくことにより、面状素子１０６と面状素子１０５との干渉を抑えることができ、このときのアンテナ性能が面状素子１０５がないときの性能とほぼ同等なものが得られる。

このように本発明の実施例１の折畳式携帯無線機によれば、閉じ状態用のアンテナ素子を音声通話時に指がかかりやすい場所に設けることにより、音声通話時における利得劣化を防ぎ、高い人体近接使用時のアンテナ利得を確保することができる。また、面状素子１０５をヒンジに対して音声通話時における人体に面しない側に配置することにより、アンテナ電流の集中する部分が人体から遠ざかり、ＳＡＲを低減することができ、開き時、閉じ時の状態で良好なアンテナ特性を得ることができる。

（実施例２）
次に、本発明の実施例２の折畳式携帯無線機を図４に示す。
図４は、本発明において実施例１に係わる折畳式携帯無線機の基本構成を示す側面図を表したものである。

なお、図４において実施例１と同一の基本構成を有しており、図１、２と同一の要素を含む物は同じ符号を付し、その説明は省略する。
図４において、ピース４０１は、銅やアルミニウムなどの導電性材料で構成され、絶縁体材料の塗料を塗布されており、下筺体の一部として構成され、例えば筺体幅方向の長さ１０ｍｍ、筺体厚み方向の長さ３ｍｍ、筺体長手方向の長さ１ｍｍの寸法とし、筐体を開いた状態で面状素子１０４と電磁的結合するように配置されている。また、ヒンジ部１０３に対しては音声通話時に人体に面しない側に配置されている。ピース４０１の一端はバネ状に加工されており、回路基板１１３上に実装された整合回路１０８に接続されている。
ピース４０２は、銅やアルミニウムなどの導電性材料で構成され、絶縁体材料の塗料で塗布されており、上筺体の一部として構成され、かつ音声通話時に人体に面しない側に配置されている。
ピース４０３は絶縁体の樹脂で構成されており、上筺体の一部として構成され、音声通話時の人体に面する側に配置されている。

次に、筐体が開いた状態における動作について説明する。
筺体が開いた状態では開閉検出器１１２は筺体が開いた状態であることを検出し、アンテナ切替回路１１０に信号が送られ、アンテナ切替回路１１０と整合回路１０８が導通し、ピース４０１に給電される。この時、ピース４０１とピース４０２が近接しているため、素子同士が電磁的に結合して面状素子１０４と面状素子１０５の二つが一つの素子として動作し、ピース４０１及びピース４０２と回路基板１１３がダイポールアンテナとして動作する。ここで、前記ダイポールアンテナは図３の第１アンテナ３０１にあたり、面状素子１０６は第２アンテナ３０２にあたる。さらに、図５のように指かけの音声通話時では、アンテナカバー１０７に指がかかるため、ピース４０１及びピース４０２に指が近接することはなく、人体近接使用時のアンテナ利得の劣化を防ぐことができる。このとき、動作していない第２アンテナ３０２は動作中の第１アンテナ３０１と電磁的に結合する場合があるが、結合の度合いは第２アンテナ３０２の終端インピーダンスによって変化する。筐体が開いた状態ではアンテナ切替回路１１０内で終端インピーダンス１１５に接続されるようになっており、面状素子１０６は終端インピーダンス１１５を介して回路基板１１３に接地される。終端インピーダンス１１５を予め適切な値に調整しておくことにより、前記ダイポールアンテナと面状素子１０６との干渉を抑えることができ、高い人体近接使用時のアンテナ利得を得ることが可能になる。

次に、筐体が閉じた状態における動作について説明する。
筐体が閉じた状態では開閉検出器１１２は筺体が閉じた状態であることを検出し、アンテナ切替回路１１０に信号が送られ、アンテナ切替回路１１０と整合回路１０８が導通し、面状素子１０６に給電される。面状素子１０６は上部筐体１０１および下部筐体１０２から離れた位置に配置されているため、良好なアンテナ性能を得ることができる。このとき、動作していないアンテナ３０１は動作中のアンテナ３０２と電磁的に結合する場合があるが、結合の度合いはアンテナ３０２の終端インピーダンスによって変化する。筐体が閉じた状態ではアンテナ切替回路１１０内で終端インピーダンス１１４に接続されるようになっており、ピース４０１は終端インピーダンス１１４を介して回路基板１１３に接地される。終端インピーダンス１１４を予め適切な値に調整しておくことにより、面状素子１０６とピース４０１との干渉を抑えることができ、このときのアンテナ性能がピース４０１がないときの性能とほぼ同等なものが得られる。

以上のように、本発明の実施例２の折畳式携帯無線機によれば、面状素子の代わりに筺体の一部を高い導電性のものにすることにより、素子を内蔵するスペースが省けることから、折畳式携帯無線機の薄型化が可能になるとともに、高いアンテナ性能を確保することができる。

なお、以上の説明では、面状素子１０４をピース４０２、面状素子１０５をピース４０１で構成した例について説明したが、面状素子１０５を回路基板１１３上のプリントパターンに置き換えたり、バイブレータなどの導電性のある部品の片端に給電する方法などに適宜置き換えて実施可能である。

本発明の携帯無線機は、筐体が開きの状態では広帯域で、かつ指あて状態でも突出した第３アンテナ素子が第１アンテナ素子に接触しないように配置されていることで、高い人体利得を確保することができ、かつ、閉じ状態でも切替回路により第３アンテナ素子に給電することによって、高いアンテナ性能を確保できるように構成したので、小型の携帯電話機等に用いることができる。

本発明の実施例１における折畳式携帯無線機の背面図 本発明の実施例１における折畳式携帯無線機の側面図 本発明の実施例１における折畳式携帯無線機の要部の構成を示すブロック図 本発明の実施例２における折畳式携帯無線機の側面図 本発明の実施例１における折畳式音声通話時における指かけ時の側面図 従来の折畳式携帯無線機の音声通話時における指かけ時の側面図

符号の説明

１０１ 上部筺体
１０２ 下部筺体
１０３ ヒンジ部
１０４ 面状素子（第１アンテナ素子）
１０５ 面状素子（第２アンテナ素子）
１０６ 面状素子（第３アンテナ素子）
１０７ アンテナカバー
１０８ 整合回路
１０９ 整合回路
１１０ アンテナ切替回路
１１０a 切替スイッチ
１１０b 切替スイッチ
１１１ 無線回路
１１２ 開閉検出器
１１２a ホール素子
１１２b 永久磁石
１１３ 回路基板
１１４ 終端インピーダンス
１１５ 終端インピーダンス
３０１ 第１アンテナ
３０２ 第２アンテナ
４０１ ピース
４０２ ピース
４０３ ピース
５０１ 指
６０１ 上筺体
６０２ 下筺体
６０３ ヒンジ部
６０４ アンテナ素子
６０５ アンテナ素子

Claims (9)

1. 第１の筐体と、
   前記第１の筐体に設けられる第１アンテナ素子と、
   第２の筐体と、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体とを回動自在に接続するヒンジ部と、
   前記第２の筐体内部に設けられ、グランドパターンを有する回路基板と、
   前記回路基板上の無線回路に接続された切替回路と、
   前記切替回路に接続され、前記第１の筐体と前記第２の筐体との開閉状態を検出する開閉検出器と、
   前記切替回路に接続された第１の給電部と、
   前記第１の給電部から接続され、前記第１アンテナ素子の一端と近接して配置された第２アンテナ素子と、
   前記切替回路に接続された第２の給電部と、
   前記第２筺体から突出し、前記第２の給電部から給電される第３アンテナ素子とを備え、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体が開いている状態においては、前記開閉検出器の出力信号によって前記切替回路が前記第１の給電部側と導通することにより、前記第２アンテナ素子に給電され、前記第１アンテナ素子と前記第２アンテナ素子とが電気的に結合をして、前記第１アンテナ素子と前記第２アンテナ素子とが一つのアンテナ素子として動作し、かつ前記第１アンテナ素子および前記第２アンテナ素子と、前記グランドパターンがダイポールアンテナとして動作し、
   前記第１の筐体と前記第２の筐体が閉じている状態においては、前記開閉検出器の出力信号によって前記切替回路が前記第２の給電部側と導通することにより、前記第３アンテナ素子に給電されることを特徴とする折畳式携帯無線機。
2. 前記第１の筺体が非導電性材料で構成され、かつ前記第１の筺体に内蔵された前記第１アンテナ素子が、面状であることを特徴とする請求項１記載の折畳式携帯無線機。
3. 前記第１アンテナ素子が前記第１の筺体の一部として構成されていることを特徴とする請求項1記載の折畳式携帯無線機。
4. 前記第１アンテナ素子が音声通話時に人体に面しない側に配置されていることを特徴とする請求項1ないし請求項３のいずれかに記載の折畳式携帯無線機。
5. 前記第２アンテナ素子が前記第２の筺体の一部として構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項４のいずれかに記載の折畳式携帯無線機。
6. 前記第２アンテナ素子が前記第２の筺体の幅方向の中央部に配置されている請求項1ないし請求項５のいずれかに記載の折畳式携帯無線機。
7. 前記第２アンテナ素子が前記ヒンジ部に対して音声通話時に人体に面しない側に配置されていることを特徴とする請求項1ないし請求項６のいずれかに記載の折畳式携帯無線機。
8. 前記切替回路に接続された第１の終端インピーダンスを備え、前記第１の筐体と前記第２の筐体が開いている状態においては、前記第２アンテナ素子は前記切替回路を通して前記第１の終端インピーダンスで終端されることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の折畳式携帯無線機。
9. 前記切替回路に接続された第２の終端インピーダンスを備え、前記第１の筐体と前記第２の筐体が閉じている状態においては、前記第３アンテナ素子は前記切替回路を通して前記第２の終端インピーダンスで終端されることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の折畳式携帯無線機。
   

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