JP2005184073A - Communication terminal equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信端末装置に係り、特に人体頭部などへの電磁波の吸収を低減することができる通信端末装置に関するものである。 The present invention relates to a communication terminal device, and more particularly to a communication terminal device that can reduce the absorption of electromagnetic waves to a human head or the like.
携帯電話機などに代表される通信端末装置は、主として人体頭部に近接して使用するために、アンテナから送信される電磁波の一部が頭部へ吸収されるおそれがある。そこで、近年、生体(特に、頭部)での単位重量(1kg)当たりの吸収電力量を示す指標としてSAR(Specific Absorption Rate)が導入され、携帯電話機などにおいてこのSARを低く抑える研究が盛んに行われている。 Since a communication terminal device represented by a mobile phone or the like is mainly used in the vicinity of the human head, a part of the electromagnetic wave transmitted from the antenna may be absorbed by the head. Therefore, in recent years, SAR (Specific Absorption Rate) has been introduced as an index indicating the amount of absorbed power per unit weight (1 kg) in a living body (especially the head), and researches to keep this SAR low in mobile phones and the like are actively conducted. Has been done.
従来、例えばこのSAR対策としては、図8に示すように、アンテナ101と、基板グランド102との他に、導電性平板103を備えたもの(これを、「SAR低減装置」とよぶ)が知られており、導電性平板103の長手方向(図8では上下方向)の一端を開放端とすることで、高周波電流を流れ難くして頭部に吸収される電磁波の量を低減するようになっている(例えば特許文献1参照)。
しかしながら、上記した基板グランドに導電性平板を配置する方法では、使用する通信波長をλとしたときに、導電性平板はこの長手方向の長さとしてλ/4が必要である。このため、このようなSAR低減装置を備えた通信端末装置にあっては、このSAR低減装置が小型化や薄型化の妨げの要因となっており、しかも、このSAR低減装置のための部品追加に伴うコストの増大を招く、という問題があった。 However, in the above-described method of disposing a conductive flat plate on the substrate ground, when the communication wavelength to be used is λ, the conductive flat plate requires λ / 4 as the length in the longitudinal direction. For this reason, in a communication terminal device equipped with such a SAR reduction device, this SAR reduction device is a factor that hinders downsizing and thinning, and the addition of parts for this SAR reduction device There has been a problem in that it causes an increase in costs.
本発明は、上記した従来技術の問題を解決するもので、部品点数を増大させずに、簡易な構成でSARを低減することができる通信端末装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, and to provide a communication terminal device capable of reducing the SAR with a simple configuration without increasing the number of parts.
本発明の通信端末装置は、筐体内に収容された基板と、この基板側と電気的に接続されたアンテナとを備える通信端末装置において、
前記基板のグランドに一方側の縁部から反対側の縁部近傍まで深く切れ込んだスリットを有するものである。
The communication terminal device of the present invention is a communication terminal device comprising a substrate housed in a housing and an antenna electrically connected to the substrate side.
The substrate has a slit that is deeply cut from the edge on one side to the vicinity of the edge on the opposite side.
この構成により、アンテナを基板側と電気的に接続するアンテナ給電部に集中(ホットスポット)していた高周波電流を、アンテナ給電部とスリット位置の基板グランド部分とに分散することで、人体頭部に近接するアンテナ給電部及び受話部近傍から放出される電磁波量を低減することができるようになり、SARを低減することができる。 With this configuration, the high frequency current that has been concentrated (hot spot) on the antenna feeding section that electrically connects the antenna to the substrate side is distributed to the antenna feeding section and the board ground portion at the slit position, thereby It is possible to reduce the amount of electromagnetic waves emitted from the vicinity of the antenna feeding section and the receiving section close to the SAR, and SAR can be reduced.
また、本発明の通信端末装置は、前記基板のグランドが、前記アンテナ配設方向に平行な方向が長い一対の長辺部とこれに直交する一対の短辺部とを有する縦長矩形状を有するとともに、
前記スリットは、前記グランドの前記アンテナ配設方向に平行な前記一対の長辺部のいずれか一方からこれに対向する長辺部近くに至るまで切り込んだ、開口幅方向の長さに比べてこれに直交する方向の長さのほうが長い細幅形状であるものである。
In the communication terminal device according to the present invention, the ground of the substrate has a vertically long rectangular shape having a pair of long sides that are long in a direction parallel to the antenna arrangement direction and a pair of short sides that are perpendicular to the long sides. With
The slit is cut from one of the pair of long side portions parallel to the antenna arrangement direction of the ground to the vicinity of the long side portion facing the slit, compared to the length in the opening width direction. The length in the direction orthogonal to the length is a narrow width shape.
この構成により、簡単な構成の基板のグランドで、効果的にSARを低減することができる。 With this configuration, it is possible to effectively reduce the SAR at the ground of the substrate having a simple configuration.
また、本発明の通信端末装置は、前記アンテナが、前記グランドの前記長辺部と交わる一方の短辺部の両端部のうちいずれか一方の端部近傍に設置されているとともに、
前記スリットは、前記アンテナに近接する方の長辺部と対向する反対側の長辺部の略中央から、この長辺部と略直交する方向に向けて細幅矩形状に切り欠いてあるものである。
Further, in the communication terminal device of the present invention, the antenna is installed in the vicinity of either one of both ends of one short side that intersects the long side of the ground,
The slit is cut out in a narrow rectangular shape from the approximate center of the long side opposite to the long side closer to the antenna toward the direction substantially perpendicular to the long side. It is.
この構成により、基板のグランドに単純な形状のスリットを形成することで、効果的にSARを低減することができる。 With this configuration, the SAR can be effectively reduced by forming a slit having a simple shape in the ground of the substrate.
また、本発明の通信端末装置は、前記スリットが、金属薄膜に、細幅矩形状の欠損領域を含むパターンエッチングを行って形成してあるものである。 In the communication terminal device of the present invention, the slit is formed by performing pattern etching including a narrow rectangular defect region on a metal thin film.
この構成により、基板のグランドの製造時にスリットを同時に形成することができる。 With this configuration, the slit can be formed at the same time when the substrate ground is manufactured.
また、本発明の通信端末装置は、前記スリットが、所定間隔を保持して互いに隣接する2つの基板において、前記各基板の互いに対向する対辺の両端部のうち、互いに対向する一方の端部側どうしを電気的に接続することで構成してあるものである。 Further, in the communication terminal device according to the present invention, in the two substrates adjacent to each other with the slit being held at a predetermined interval, one end side facing each other among the opposite end portions of each substrate facing each other It is configured by electrically connecting the two.
この構成によっても、SARを低減することが可能になる。 This configuration also makes it possible to reduce SAR.
本発明によれば、部品点数の増大を招くことなく、簡易な構成で人体頭部近傍の受話部付近から放出される電磁波量を低減させることができ、その結果、SARを低減させることができる通信端末装置を提供することができる。 According to the present invention, the amount of electromagnetic waves emitted from the vicinity of the receiver near the human head can be reduced with a simple configuration without increasing the number of parts, and as a result, SAR can be reduced. A communication terminal device can be provided.
以下、本発明における実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係るストレート(棒状)タイプの携帯電話機1を示すものであり、この携帯電話機1は、図示外の筐体の上部に電磁波を送受信するアンテナ2を設けているとともに、図示外の筐体の一面(主面)に、相手側からの音声を放音する受話部3、図示外の送話部、情報を表示する表示部4及び図示外の操作部などを設けている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a straight (rod-shaped) type
アンテナ2には、本実施形態の場合、λ/4モノポールアンテナを用いている。このλ/4モノポールアンテナは、小型化が進む通信端末装置において一般的に用いられているアンテナであって、アンテナ2のみで動作するものではなく、携帯電話機1の筐体内部に収容する図示外の基板(例えば、プリント基板)のグランド5の表面に高周波電流が流れることによって、基板全体がアンテナとして動作するように構成されている。なお、このアンテナ2は、アンテナ給電部6を介して、基板のグランド(以下、「基板グランド」とよぶ)5に接続されている。
In this embodiment, a λ / 4 monopole antenna is used as the
また、この高周波電流が分布している基板グランド5は、図1に示すように、長手方向(Z方向)の辺に相当する側面(図1では辺A1及び辺A2;これら長手方向の辺に相当する側面を「長辺部」とよぶ)がこれに直交する方向(X方向)の辺に相当する側面(図1では辺B1及び辺B2;これら短手方向の辺に相当する側面を「短辺部」とよぶ)に比べて長い矩形形状を呈しているが、この長辺部A1、A2のうち左側の長辺部A1の中央部付近からその長辺部A1と直交する方向(X方向)に向けて、スリット7を設けている。この基板グランド5は、本実施形態では、長辺部A1、A2の長さがλ/4(但し、λは携帯電話機1の無線通信に使用する波長)、短辺部の長さがW0に形成されている。
Further, as shown in FIG. 1, the
特に、このスリット7は、図1に示すように、基板グランド5の左右一対の長辺部A1、A2のうち、アンテナ2を設置してある長辺部A2と対向する(反対側の)対辺(つまり、図1では長辺部A1)から切り欠いて開口されている。即ち、このスリット7は、左側の長辺部A1のほぼ中央部において所定の開口幅(D)で開口されているとともに、基板グランド5の短辺部B1、B2に平行な方向(X方向)に沿って(開口幅Dの寸法に比べて大幅に長い)所定の長さ(W)だけ切り込まれた、全体形状が略細幅矩形状を呈している。
In particular, as shown in FIG. 1, the
また、本実施形態では、使用する無線周波数f(=c/λ;cは光速)がおよそ900MHzであって、基板グランド5の長辺部(λ/4(λ;使用波長)に相当する)がおよそ80mm、短辺がおよそ40mmである。また、スリット7は、開口幅Dが3mm、長さWが35mmに形成されている。
In this embodiment, the radio frequency f used (= c / λ; c is the speed of light) is approximately 900 MHz, and the long side portion of the substrate ground 5 (corresponding to λ / 4 (λ: used wavelength)). Is about 80 mm and the short side is about 40 mm. The
次に、図2は、アンテナとしてλ/4モノポールアンテナを用いた一般の携帯電話機において、そのアンテナ、アンテナ給電部、基板グランド上での高周波電流の1次元分布の一例を示す(特に、基板グランドのアンテナ寄りの長辺部の縁部に沿った方向での1次元分布を示す)説明図である。なお、図中破線で示す包絡線は、高周波電流の等電位部分を示す。
一般の携帯電話機において、高周波電流は、同図からわかるように、アンテナ給電部を中心としてアンテナ及び基板グランドにおいて、正弦波(サインカーブ)状に分布している。そして、この高周波電流により生じている電磁波の強度(延いては、人体に吸収される量)は、使用者の頭部に近接するアンテナ給電部(図1に示すように、この近傍には受話部3が設けてある)の近傍において最大となっている。
Next, FIG. 2 shows an example of a one-dimensional distribution of high-frequency currents on a general mobile phone using a λ / 4 monopole antenna as an antenna, the antenna feeding portion, and the substrate ground (in particular, the substrate). It is explanatory drawing which shows the one-dimensional distribution in the direction along the edge of the long side part near the antenna of a ground. In addition, the envelope shown with the broken line in a figure shows the equipotential part of high frequency current.
In a general mobile phone, as can be seen from the figure, the high-frequency current is distributed in a sine wave (sine curve) shape at the antenna and the substrate ground centering on the antenna feeding portion. The intensity of the electromagnetic wave generated by the high-frequency current (and the amount absorbed by the human body) is received by an antenna power feeding unit close to the user's head (as shown in FIG. In the vicinity of the portion 3).
ところが、本実施形態の通信端末装置1では、上述したように、高周波電流が分布している基板グランド5の長辺部A1の略中央付近から、その長辺部A1と直交する方向(つまり、対向する長辺部A2の方向)にスリット7を深く切り込んである。その結果、従来はアンテナ給電部6近傍などに集中していた高周波電流の分布を、本実施形態では、アンテナ給電部6と基板グランド5のスリット7との2箇所近傍に分散させることで、アンテナ給電部6付近から放出される電磁波量を低減できるようになっている。これにより、通信端末装置1において受話部3付近での局所SAR値を低減することができる。
However, in the
次に、FDTD法(Finite Difference Time Domain;時間領域差分法)によるシミュレーションを用いて、本発明のスリット7を備えた基板グランド5上の2次元電流分布と、スリット7を持たない従来の基板グランド上の2次元電流分布とについて、それぞれ求めた結果を、図3(A)および(B)に示す。
これによれば、本発明の基板グランド5では、同図(A)に示すように、基板グランド5上の電流分布の高い領域が、アンテナ給電部6とスリット7位置との2箇所に分散していることが分かる。つまり、同図(A)に示す本発明の基板グランド5では、同図(B)に示す従来のものに比べて、使用者の頭部が近接する受話部3付近での電流値が低減している。
Next, using a simulation by the FDTD method (Finite Difference Time Domain), a two-dimensional current distribution on the
According to this, in the
次に、基板グランド5上にスリット7を備えた本発明の携帯電話機と、基板グランド上にスリットを持たない従来の携帯電話機とについて、それぞれSAR分布を調べた結果を図4(A)および(B)に示す。
本発明の場合、同図(A)に示すように、SAR分布の高い領域(クロスハッチング部分)が基板グランド5上のアンテナ給電部6とスリット7位置との2箇所に分散しており、アンテナ給電部6(受話部3付近)付近のSARレベルが低減していることが分かる。これにより、受話部3に近接する側頭部への電磁波の影響が最小限に抑えられる。
Next, the results of examining the SAR distribution for the cellular phone of the present invention having the
In the case of the present invention, as shown in FIG. 5A, a region with a high SAR distribution (cross-hatched portion) is distributed at two locations, that is, the
次に、基板グランド5左側の長辺部A1におけるスリット7の形成位置及びスリット7長さを各種変更させた場合のSAR低減率について調べた結果を、図5に示す。
なお、図中、横軸は基板グランド5のアンテナ2を取り付けてあるアンテナ給電部6からスリット7の開口部分までのZ方向(図1参照)の距離(D)、縦軸はスリット7を入れない場合のSAR値に対するスリット7を入れた場合のSAR値の低減率(%)を示している。ここで、図1に示すWはスリット7の長さを示す。また、スリット7の幅Lはいずれも3mmとした。
Next, FIG. 5 shows the results of examining the SAR reduction rate when variously changing the
In the figure, the abscissa represents the distance (D) in the Z direction (see FIG. 1) from the
同図からわかるように、例えば基板グランド5の上部寄りのアンテナ給電部6から10mmの位置(つまり、基板グランド5の上側の短辺B1近傍)にスリット7を入れた場合は、基板グランド5上でアンテナ給電部6とスリット7位置との間の距離が近すぎるため、電流分布の集中点(ホットスポット)も互いに近くなり、SAR低減効果が小さい。
また、アンテナ給電部6から遠く離れた基板グランド5の下部寄りの位置(基板グランド5の下側の短辺B2の近傍である)、例えばアンテナ給電部6から70mmの位置にスリット7を入れた場合、図2で示したように、基板グランド5の下端では元々電流分布が小さいことから、スリット7によるSAR低減効果は小さい。
As can be seen from the figure, for example, when the
Further, a
一方、基板グランド5の左側の長辺部A1の中央部付近であるアンテナ給電部6から30〜50mm付近にスリット7を入れると、スリット7の長さ(W)がいずれの場合にも、SAR低減効果が高いことが分かる。また、特にこのスリット7は、スリット7の長さ(W)が長いほどSAR低減の効果が高く、最大で約40%のSAR低減が可能であることも分かった。
On the other hand, if the
このように、本発明の実施形態に係る携帯電話機1によれば、基板グランド5の長辺部(側面)のほぼ中央付近に、その長辺部と直交する短辺部方向にほぼ平行にスリット7を形成し、アンテナ給電部6近傍に集中していた高周波電流の分布を、基板グランド5上のアンテナ給電部6とスリット7位置との2箇所に分散させることで、アンテナ給電部6及び受話部3の近傍から放出される電磁波量を効果的に低減させることができるようになる。これにより、SARを効果的に低減することができるわけである。
As described above, according to the
なお、以上の説明では、アンテナ給電部6が配置されている長辺部(右側面)A2と対向する対辺(左側面)A1にスリット7を開口した構成したものについて説明したが、逆に、図6に示すように、アンテナ給電部6が配置されている右側の長辺部A2からスリット7を開口しても同様にSARの低減が可能である。更に、図7に示すように、スリット7を複数個配置してもSARの低減が可能である。
In the above description, the configuration in which the
また、本発明のスリットの形成方法としては、例えば、予め形成されている基板グランドを、後に物理的に切り抜いてスリットを形成するのではなく、基板上のグランドをパターンエッチングで形成する際にスリットに対応する領域を形成しないようにするため、銅箔などの金属薄膜部分において、スリットに対応する領域、つまり細幅矩形状の領域が欠けた(欠損させた)所定形状のパターンにエッチングすることでも、スリットを形成することが可能である。
また、2つの基板を所定の間隔(スリット幅)に接近させた状態で対向させるとともに、これら双方の基板の互いに対向する対向辺の互いに対向するいずれか端部側どうしを適宜の接続手段、例えばFPCなどで接続させることにより、実質的にスリットとするようにしてもよい。
In addition, the slit forming method of the present invention includes, for example, a slit formed when the ground on the substrate is formed by pattern etching, instead of forming a slit by physically cutting a previously formed substrate ground later. In order to prevent the formation of a region corresponding to, etching is performed in a pattern of a predetermined shape in which a region corresponding to a slit, that is, a narrow rectangular region is missing (deleted) in a metal thin film portion such as a copper foil However, it is possible to form a slit.
In addition, the two substrates are opposed to each other in a state of being close to a predetermined distance (slit width), and any one of the opposite sides of the opposite sides of both the substrates facing each other is appropriately connected, for example, A slit may be substantially formed by connecting with an FPC or the like.
また、本発明は、上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施し得るものである。即ち、本実施形態のようなストレート(棒状)タイプの携帯電話機に限定されるものではなく、折畳タイプの携帯電話機であってもよい。この折畳タイプの場合でも、例えばヒンジ部近傍の下側筐体にアンテナを備えた構成のもの、或いはヒンジ部内部にアンテナを備えた構成のものに対して、同様に、アンテナ給電部とスリット位置との2箇所に高周波電流を分散させることができ、SARを効果的に低減することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the scope of the invention. That is, the mobile phone is not limited to a straight (rod-shaped) type mobile phone as in this embodiment, and may be a foldable type mobile phone. Even in the case of this foldable type, for example, the antenna feeding part and the slit are similarly applied to a structure having an antenna in the lower casing near the hinge part or a structure having an antenna inside the hinge part. The high-frequency current can be dispersed in two locations, and the SAR can be effectively reduced.
また、本発明は、本実施形態のような携帯電話機に限定されるものではなく、例えばPHSその他の各種通信端末装置への適用も勿論可能である。 Further, the present invention is not limited to the mobile phone as in the present embodiment, and can of course be applied to, for example, PHS and other various communication terminal devices.
本発明の通信端末装置は、部品点数を増大させることなく、簡易な構成で人体頭部近傍の受話部付近から放出される電磁波の量を低減させ、SARを低減させることができるという効果を有し、例えば携帯電話機、PHS、その他の各種通信端末装置への適用が有用である。 The communication terminal device of the present invention has an effect of reducing the amount of electromagnetic waves emitted from the vicinity of the receiver near the human head and reducing the SAR with a simple configuration without increasing the number of parts. For example, application to a mobile phone, PHS, and other various communication terminal devices is useful.
1 通信端末装置
2 アンテナ(λ/4モノポールアンテナ)
3 受話部
4 表示部
5 基板グランド
6 アンテナ給電部
7 スリット
A1、A2 長辺部
B1、B2 短辺部
D スリット位置
L スリットの開口幅
W スリットの長さ
λ 携帯無線通信での使用波長
1
Reference Signs List 3
Claims (5)
前記基板のグランドに一方側の縁部から反対側の縁部近傍まで切り込んだスリットを有する通信端末装置。 In a communication terminal device comprising a substrate housed in a housing and an antenna electrically connected to the substrate side,
A communication terminal device having a slit cut from one edge to the vicinity of the opposite edge in the ground of the substrate.
前記スリットは、前記グランドの前記アンテナ配設方向に平行な前記一対の長辺部のいずれか一方からこれに対向する長辺部近傍に至るまで切り込んだ、開口幅方向の長さに比べてこれに直交する方向の長さのほうが長い細幅形状である請求項1に記載の通信端末装置。 The ground of the substrate has a vertically long rectangular shape having a pair of long side portions that are long in a direction parallel to the antenna arrangement direction and a pair of short side portions orthogonal to the long side portions,
The slit is cut from one of the pair of long side portions parallel to the antenna arrangement direction of the ground to the vicinity of the long side portion facing the slit, compared to the length in the opening width direction. The communication terminal device according to claim 1, wherein the communication terminal device has a narrow shape with a longer length in a direction orthogonal to.
前記スリットは、前記アンテナに近接する方の長辺部と対向する反対側の長辺部の略中央から、この長辺部と略直交する方向に向けて細幅矩形状に切り欠いてある請求項2に記載の通信端末装置。 The antenna is installed in the vicinity of either one of both ends of one short side that intersects the long side of the ground,
The slit is cut out in a narrow rectangular shape from a substantially center of an opposite long side facing the long side closer to the antenna toward a direction substantially perpendicular to the long side. Item 3. The communication terminal device according to Item 2.
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