JP2005150998A

JP2005150998A - 通信端末装置

Info

Publication number: JP2005150998A
Application number: JP2003383420A
Authority: JP
Inventors: Mitsuharu Nakazato; 光晴中里; Satoshi Watanabe; 聡渡邊
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-11-13
Filing date: 2003-11-13
Publication date: 2005-06-09

Abstract

【課題】小型化が可能であり、かつＳＡＲを低減させることのできる通信端末装置を提供する。
【解決手段】基板上に設けられた長方形状のアンテナグランド２０と接触導通し、かつアンテナグランド２０の長手方向に対して垂直方向に配置された板状導電部材による平板状導電体３０を設ける。この平板状導電体３０は、アンテナ１０から放射される電磁波の量が最大となるホットスポット付近の位置、ここでは受話部４０の近傍であってアンテナ１０の配置位置の近傍に配設する。これにより、アンテナ１０から電磁波が放射される際に、アンテナグランド２０に流れる高周波電流とは異なる方向ベクトルの高周波電流が平板状導電体上に流れ、それぞれの高周波電流によって発生する近傍磁界のベクトル成分が互いに打ち消され、アンテナ１０から放射される電磁波が人体に吸収される量（ＳＡＲ）を低減可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁波を放射するアンテナを搭載した携帯型の通信端末装置に関する。

携帯型の通信端末装置は、アンテナを使用者の頭部に近接させた状態で使用するため、通信時にアンテナから放射される電磁波による人体への影響が懸念されており、特定部位に吸収される単位時間又は単位質量当たりの電磁波の量（電力）として定義されるＳＡＲ（Specific Absorption Rate）を低減する研究が盛んに行われている。

従来の携帯型の通信端末装置の構成例を図１４に示す。この従来例は、アンテナ１０１、アンテナグランド１０２、導電性平板１０３を備えて構成されており、導電性平板１０３の長手方向（垂直方向）の一端を開放して、アンテナ１０１から電磁波が放射された際の高周波電流を流れにくくすることにより、人体頭部に吸収される電磁波の量を低減している（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上記のような従来の通信端末装置にあっては、導電性平板１０３の開放端方向への長さが使用する無線周波数の波長の１／４に設定されているため、小型化が困難であった。
特開２００２−９４３１１号公報（段落［００１１］−［００３５］、図１）

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、小型化が可能であると共に、ＳＡＲの低減を図ることのできる通信端末装置を提供することを目的とする。

本発明の通信端末装置は、電磁波を放射するアンテナと、前記アンテナと導通する長方形状または略長方形状のアンテナグランドとを有する通信端末装置であって、前記アンテナグランドと導通する長形の導電部材を備え、前記導電部材は、この導電部材が存在しない場合において前記アンテナからの電磁波のレベルが高くなるホットスポットの近傍であって、前記アンテナグランドの長手方向に対して垂直方向に延在するよう配設されているものである。

この構成により、アンテナから電磁波を放射した場合、アンテナグランドに流れる高周波電流と導電部材に流れる高周波電流とが互いに打ち消され、アンテナグランドから放射される電磁界が弱められる。これにより、ＳＡＲを低減することが可能となる。導電部材は、ホットスポットの近傍に配設することにより、効果的に電磁界のレベルを低減できる。この場合、小型の導電部材によって装置より放射される電磁界を低減できるため、装置の小型化が可能である。

また、本発明の一態様として、上記の通信端末装置であって、使用者の頭部が近接する受話部を備え、この受話部の近傍に前記アンテナによるホットスポットが存在する場合に、前記導電部材が前記受話部の近傍に配設されているものも含まれる。この構成により、使用者の頭部が近接する受話部付近の電磁界のレベルを低減でき、ＳＡＲをより効果的に低減することが可能である。

また、本発明の一態様として、上記の通信端末装置であって、前記導電部材として、一つまたは複数の導電部材を備えるものも含まれる。この構成により、装置におけるホットスポットの発生位置や数などに応じて、適切な位置に導電部材を配設することができ、より効果的に装置より放射される電磁界を低減することが可能である。

また、本発明の一態様として、上記の通信端末装置であって、前記導電部材は、前記アンテナにおいて送信する電磁波の波長の１／４よりも短い長さで構成されるものも含まれる。この構成により、導電部材が送信する電磁波の波長の１／４よりも短い長さの小型のものであっても、装置より放射される電磁界を低減することが可能であり、ＳＡＲを低減しつつ装置の小型化を図ることが可能となる。

また、本発明の一態様として、上記の通信端末装置であって、前記導電部材は、長形で平板状の導電体により構成されるものも含まれる。この構成により、簡易かつ小型の構成の導電部材によって装置より放射される電磁界を低減することが可能である。

本発明によれば、小型化が可能であると共に、ＳＡＲの低減を図ることが可能な通信端末装置を提供することができる。

本実施形態では、携帯電話装置などの携帯型通信端末装置に適用した構成例を示す。
図１は本発明の実施形態を説明するための通信端末装置の概略構成を示す斜視図である。

本実施形態の通信端末装置１は、電磁波を送受信するアンテナ１０と、アンテナグランド２０と、平板状導電体３０と、音声を再生する受話部４０と、情報を表示する表示部５０とを有して構成される。

アンテナグランド２０は、長方形状の基板上のほぼ一面に形成されたグランドパターンにより構成される。このアンテナグランド２０が形成された基板上の一方の面に表示部５０が配設され、この表示部５０の上端側に受話部４０が配設されている。また、前記基板の他方の面の上端部にアンテナ１０が配設され、この基板を挟んでアンテナ１０と反対側、すなわち受話部４０の上側の基板端部（アンテナグランド２０の一端）に平板状導電体３０が配設されている。

この平板状導電体３０は、長方形状のアンテナグランド２０と接触導通し、かつアンテナグランド２０の長手方向に対して垂直方向に配置された板状導電部材により構成される。平板状導電体３０の配設位置は、この平板状導電体３０を設けない場合にアンテナ１０から放射される電磁波が集中し電磁波のレベルが高くなるホットスポット付近の位置、ここでは受話部４０の近傍であってアンテナ１０の配置位置の近傍に設けるようにしている。

上記のように構成された本実施形態の通信端末装置における、無線通信時の動作及び特性ついて説明する。

ここで、図２は、アンテナ１０から電磁波が放射された際にアンテナグランド２０に流れる高周波電流の様子を正面から見た場合の図であり、図３は、アンテナグランド２０に流れる高周波電流によって発生する磁界の様子を下方から見た図である。また、図４は、アンテナ１０から電磁波が放射された際に平板状導電体３０に流れる高周波電流の様子を正面から見た場合の図であり、図５は、平板状導電体３０に流れる高周波電流によって発生する磁界の様子を下方から見た図であり、図６は通信端末装置１における座標軸を表す図である。

送信時にアンテナ１０より電磁波を放射した場合、アンテナグランド２０には、アンテナ１０から放射される電磁波によって図２に示すように高周波電流６１が流れ、この高周波電流６１によって図３に示すような磁界７１が発生する。磁界７１のベクトルは、図６に示す座標軸に従ってＨｘ成分とＨｙ成分とに分解することができる。

また、平板状導電体３０には、アンテナ１０から放射される電磁波によって図４に示すように高周波電流６２が流れ、この高周波電流６２によって図５に示すような磁界７２が発生する。この磁界７２は、図６に示す座標軸に従ってＨｚ成分とＨｘ成分とに分解することができる。

このとき、磁界７１及び磁界７２の各Ｈｘ成分はその方向が逆であるので、互いに打ち消し合うように作用して、アンテナ１０から電磁波が放射された際にアンテナグランド２０から放射される電磁界を弱める働きをする。これにより、アンテナ１０から放射される電磁波が人体に吸収される量（ＳＡＲ）を低減することができる。

次に、平板状導電体３０の有無によるＳＡＲ特性の差異を確認するために、本実施形態による実施例と平板状導電体の無い比較例とについて、ＦＤＴＤ法（Finite Difference Time Domain Method）によって通信端末装置１近傍の電磁界分布のシミュレーションを行い、図７に示すような結果を得た。

図７は、ＦＤＴＤ法による通信端末装置１近傍の側断面における電磁界分布を示す図であり、（ａ）は平板状導電体３０が無い場合の比較例、（ｂ）は平板状導電体３０がある場合の本実施形態による実施例をそれぞれ表している。

この図７から明らかなように、平板状導電体３０を設置した場合、その付近の電磁界が低減していることが分かる。このことから、平板状導電体３０を通話時のＳＡＲが最大となるホットスポット付近である受話部周辺に設置することにより、その効果が最も大きくなる。

また、平板状導電体３０によるＳＡＲの低減効果について、本実施形態による実施例と導電性平板を設けた比較例との比較評価をシミュレーションにより行った。図８は実施例の平板状導電体３０を配設した通信端末装置を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図９は比較例の導電性平板８１を配設した通信端末装置を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

ここで、評価に用いた実施例の通信端末装置は、基板及びアンテナグランド２０の幅Ｗを４０ｍｍとし、平板状導電体３０の部分の側方から見た厚みＡ１を５ｍｍとし、平板状導電体３０の幅Ａ２を３ｍｍとしたものである。基板正面から見た平板状導電体３０の長さは、アンテナグランド２０の幅Ｗと同様で４０ｍｍである。

比較例の通信端末装置は、前記実施例と同一サイズのものとし、基板及びアンテナグランド２０の幅Ｗが４０ｍｍ、導電性平板８１の部分の側方から見た厚みＢ１が５ｍｍのものである。この導電性平板８１は、アンテナグランド２０の中央部で接地すると共に他端を開放し、さらに表示部５０を視認可能にするために中央部を切り欠いた開口を有する構造としている。基板正面から見た導電性平板８１における表示部５０上側の幅Ｂ２を５ｍｍとし、基板正面から見た導電性平板８１全体の長さＬを変化させてそれぞれの場合のＳＡＲ値を求めた。

図１０は実施例及び比較例によるＳＡＲ値の比較結果を示す図である。この図１０において、ＳＡＲ値は、平板状導電体３０または導電性平板８１のいずれをも設置しない場合を１００として正規化した相対値である。比較例では、導電性平板８１の導電体長を長くすることによりＳＡＲの低減効果が大きくなり、長さＬが４５ｍｍの場合で約４０％の低減が可能である。

一方、実施例では、比較例において長さＬが４５ｍｍの導電性平板８１を設置した場合と比較して、導電体の表面積を約７０％小型化しながら、ＳＡＲ値を約６５％低減することが可能である。

なお、上記実施形態では、１つの平板状導電体３０を配設した構成例について説明したが、平板状導電体を複数配設した構成であっても同様の作用効果が得られる。

図１１〜図１３は本実施形態の通信端末装置の変形例を示す斜視図である。これらの変形例は、平板状導電体を複数配設した構成である。

図１１に示す第１変形例は、２つの平板状導電体３１、３２を並列に配設したものである。図１２に示す第２変形例は、２つの平板状導電体３３、３４を縦列に配設したものである。図１３に示す第３変形例は、通信端末装置１においてＳＡＲのホットスポットが異なる位置に複数存在する場合の例であり、それぞれのホットスポットの位置に近接して平板状導電体３５、３６を配設したものである。この第３変形例では、表示部５０の上部（アンテナグランド２０の一端）と下部（アンテナグランド２０の中央付近）とにそれぞれ平板状導電体を設けている。これによって、各ホットスポット位置におけるＳＡＲをそれぞれ効果的に低減できる。

上述したように、本実施形態では、アンテナグランド２０と接触する長型の平板状導電体３０を、ホットスポットの近傍位置に、かつアンテナグランド２０の長手方向に対して垂直に配設した構成としている。これにより、アンテナ１０から電磁波が放射される際に、アンテナグランド２０に流れる高周波電流６１とは異なる方向ベクトルの高周波電流６２が平板状導電体３０上に流れるため、アンテナグランド２０の高周波電流６１によって発生する近傍磁界のベクトル成分７１を平板状導電体３０の高周波電流６２によって発生する近傍磁界のベクトル成分７２によって相殺することができる。したがって、携帯電話装置のように使用者が頭部を近接させる受話部付近にホットスポットが存在する場合に、この受話部近傍に平板状導電体３０を配設することによって、アンテナから放射される電磁波が人体の頭部等に吸収されることを抑制でき、ＳＡＲを低減することができる。

本発明は、小型化が可能であると共に、ＳＡＲの低減を図ることのできる効果を有し、電磁波を放射するアンテナを搭載した携帯型の通信端末装置等に有用である。

本発明の実施形態を説明するための通信端末装置の概略構成を示す斜視図本実施形態においてアンテナから電磁波が放射された際にアンテナグランドに流れる高周波電流の様子を正面から見た場合の図本実施形態においてアンテナグランドに流れる高周波電流によって発生する磁界の様子を下方から見た図本実施形態においてアンテナから電磁波が放射された際に平板状導電体に流れる高周波電流の様子を正面から見た場合の図本実施形態において平板状導電体に流れる高周波電流によって発生する磁界の様子を下方から見た図本実施形態の通信端末装置における座標軸を表す図ＦＤＴＤ法による通信端末装置近傍の側断面における電磁界分布を示す図であり、（ａ）は平板状導電体が無い場合の比較例、（ｂ）は平板状導電体がある場合の本実施形態による実施例をそれぞれ表した図本実施形態の実施例の平板状導電体を配設した通信端末装置を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図比較例の導電性平板を配設した通信端末装置を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図実施例及び比較例によるＳＡＲ値の比較結果を示す図本実施形態の通信端末装置の第１変形例を示す斜視図本実施形態の通信端末装置の第２変形例を示す斜視図本実施形態の通信端末装置の第３変形例を示す斜視図従来の携帯型の通信端末装置の構成例を示す図

符号の説明

１通信端末装置
１０アンテナ
２０アンテナグランド
３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６平板状導電体
４０受話部
５０表示部

Claims

電磁波を放射するアンテナと、前記アンテナと導通する長方形状または略長方形状のアンテナグランドとを有する通信端末装置であって、
前記アンテナグランドと導通する長形の導電部材を備え、前記導電部材は、この導電部材が存在しない場合において前記アンテナからの電磁波のレベルが高くなるホットスポットの近傍であって、前記アンテナグランドの長手方向に対して垂直方向に延在するよう配設されている通信端末装置。
請求項１記載の通信端末装置であって、
使用者の頭部が近接する受話部を備え、この受話部の近傍に前記アンテナによるホットスポットが存在する場合に、前記導電部材が前記受話部の近傍に配設されている通信端末装置。
請求項１記載の通信端末装置であって、
前記導電部材として、一つまたは複数の導電部材を備える通信端末装置。
請求項１記載の通信端末装置であって、
前記導電部材は、前記アンテナにおいて送信する電磁波の波長の１／４よりも短い長さで構成される通信端末装置。
請求項１記載の通信端末装置であって、
前記導電部材は、長形で平板状の導電体により構成される通信端末装置。