JP2008109506A - 携帯電話機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、反射器を設けるために必要な物理的空間を従来より小さくし、かつ、前記アンテナと反射器としての前記無給電素子との距離を確保してＳＡＲを低減することができる携帯電話機を提供することを目的とする。
【解決手段】開状態において上部筐体２と下部筐体３の重なり合う範囲であるオーバーラップ領域における上部筐体２のキャビネットに無給電素子２２を配置し、第２筐体にアンテナ３１を設けることにより、閉状態における携帯電話機の厚みを抑え、かつ、前記アンテナ３１と反射器として動作する無給電素子２２との距離を確保する。
【選択図】図２

Description

本発明は、携帯電話機に関し、特に、アンテナの利得を向上し、電波の人体への影響を低減する技術に関する。

近年、携帯電話機の小型化、薄型化が進められており、これに伴いアンテナは小型化され、また、通話時における携帯電話機と人体、特に頭部との距離はより接近することとなる。
アンテナが小型化すると利得が低下し、また、通話時に携帯電話機と人体との距離が接近すると電波の人体への特殊吸収率ＳＡＲ（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｒａｔｅ）が増加してしまうことから、携帯電話機の小型化、薄型化を更に進めるには、利得の向上と、ＳＡＲの低減が必要となる。

上記課題に対して、特許文献１に開示された技術は、無給電素子を、アンテナ素子の近傍に地板幅方向と略平行に、地板と近接して配設し、無給電素子が通話時に地板に対して人体側に位置する場合には、無給電素子を導波器として動作する長さにすることにより通話時における利得を向上させ、地板に対して人体と反対側に位置する場合には、反射器として動作する長さとすることにより、ＳＡＲを小さくしている。
特開２００３−２５８５２３号公報

しかしながら、特許文献１に開示された携帯電話機は、所謂ストレート型の携帯電話機に関するものであり、通話時における人体側への電波の放射（ＳＡＲ）の低減を図るために、反射器を内蔵アンテナと人体との間に配置し、かつ、反射器を有効に動作させるために内蔵アンテナと反射器との距離を確保する場合には、筐体の厚さが増してしまう。
これを、主面部に表示部が設けられた第１筐体と、主面部に操作部が設けられた第２筐体とが折り畳み可能に接続する折り畳み式の携帯電話機に適用すると、内蔵アンテナと反射器とを具備する第１筐体又は第２筐体の厚みが増すことにより、携帯電話機の折り畳み時の厚みが、従来よりも増してしまう。

上記の問題に鑑み、本発明は、反射器を設けるために必要な物理的空間を従来より小さくし、かつ、前記アンテナと反射器としての前記無給電素子との距離を十分確保してＳＡＲを低減することができる携帯電話機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、第１筐体と第２筐体とが開閉自在に連結された構成の携帯電話機であって、開状態において前記第１筐体と前記第２筐体との重なり部分のうち、通話中の使用態様で人体から遠い前記第１筐体の部分にアンテナが内蔵され、人体に近い前記第２筐体の部分に無給電素子が配されている。

本発明の携帯電話機は、上述の構成を備えることにより、開状態において前記第１筐体と前記第２筐体の重なり部分のうち、前記第１筐体の部分にアンテナを配し、前記第２筐体の部分に無給電素子を配しているので、無給電素子を設けるために必要な物理的空間を従来より小さくし、前記アンテナと反射器としての前記無給電素子との距離を確保してＳＡＲを低減することができる。また、閉状態においても携帯電話機の厚さを、反射器を設けない従来の場合と同等にすることができる。

本発明の一実施形態に係る携帯電話機は、アンテナと反射器の配置を最適化し、アンテナの利得を向上するとともに、電波の人体への影響を従来より低減するものである。
以下に、本発明の一実施形態に係る携帯電話機について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る携帯電話機１の外観を示す図である。

図１（ａ）は、筐体を開いた状態（開状態）の携帯電話機１の外観図であり、図１（ｂ）は、筐体を折り畳んだ状態（閉状態）の携帯電話機２の外観図である。
携帯電話機１は、図１（ａ）に示すように、上部筐体２と、下部筐体３とがヒンジ部４において結合して成る折り畳み式の携帯電話機であり、上部筐体２は、表示装置１１、スピーカ１５を備え、下部筐体３は、電話番号入力等を行うための操作用スイッチ１２、マイク１６を備える。

図１（ａ）（ｂ）に示すように、上部筐体２は、フロントカバーであるキャビネット２ａとバックカバーであるキャビネット２ｂが合わさって成り、下部筐体３は、フロントカバーであるキャビネット３ａとバックカバーであるキャビネット３ｂとが合わさって成る。
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、開状態の携帯電話機１の正面図、背面図、側面図である。

携帯電話機１は、図２（ｃ）に示すように、上部筐体２と下部筐体３とが重なり合うように配置されており、この重なり合う部分をオーバーラップ領域という。オーバーラップ領域については、後述する。
図３（ａ）は、上部筐体２を示す図であり、図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ、上部筐体２におけるキャビネット２ａの正面図、背面図、側面図である。

キャビネット２ｂには、図３（ａ）に示すように、下部筐体３に設けられた後述する軸部と連結するための軸受部２４が配されている。
キャビネット２ａには、図３（ｃ）に示すように、無給電素子２２が蒸着されており、無給電素子２２と接触しないよう金属部材２１が配されている。金属部材２１は、８００ＭＨｚ帯のアンテナとして利用される。金属部材２１上には基板２３が配され、基板２３には、上部筐体２の電気系と下部筐体３の電気系とを電気的に接続するための接続線２５が配されている。金属部材２１において基板２３が配された面の裏面には、表示装置１１とスピーカ１５とが配された基板が実装されており、当該基板は基板２３と電気的に接続している。

図４（ａ）は、下部筐体３を示す図であり、図４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ、下部筐体３におけるキャビネット３ａの正面図、背面図、側面図である。
キャビネット３ａには、図４（ａ）に示すように、上端部において隆起した隆起部３５と隆起部３６とがあり、隆起部３５と隆起部３６との間に、前述した軸受部２４と回動自在に連結するための軸部３７が渡されている。携帯電話機１が組み立てられた状態では、軸部３７が軸受部２４と回動自在に連結し、上部筐体２の下端付近は筒状部２６となっており、軸受部２４を覆う。

ここで、前述のヒンジ部４は、隆起部３５、隆起部３６、軸部３７、軸受部２４、上部筐体２において軸受部２４を覆っている部分をまとめて称するものである。
また、キャビネット３ａにおいては、図４（ｃ）に示すように、基板上に、アンテナ３１が配された柱状部材３３、制御回路３２、操作用スイッチ１２、マイク１６、電池等が実装されている。

制御回路３２は、高周波回路部、ＣＰＵ、メモリ等を含む。前記高周波回路部は、アンテナとなる金属部材２１を用いて８００ＭＨｚ帯の通信を行い、また、アンテナ３１を用いて１８００ＭＨｚ帯の通信を行う。
キャビネット３ｂは、キャビネット３ａの部品実装面を保護するバックカバーである。
次に、本発明の特徴であるオーバーラップ領域の構成について説明する。上述のように、携帯電話機１では、上部筐体２と下部筐体３とが重なり合うように配置されており、この重なり合う部分がオーバーラップ領域である。

キャビネット２ａでオーバーラップ領域に該当する部分には、図３（ｃ）（ｄ）に示すように、蒸着膜である無給電素子２２が、キャビネット２ａの樹脂ボディに直接塗布されている。
無給電素子２２は、その電気長が、アンテナ３１を用いた通信に係る波長の１／２程度となるよう調整されており、１８００ＭＨｚ帯の通信を行う場合の反射器として動作する。

携帯電話機１が開状態の場合、図２（ｃ）に示すように、オーバーラップ領域における携帯電話機の厚さは、おおよそ、上部筐体２と、下部筐体３のそれぞれの厚さを足した厚さとなる。上述の通り、無給電素子２２は、キャビネット２ａの内面に蒸着され、アンテナ３１は、キャビネット３ｂに配された柱状部材３３に配されていることから、本願の携帯電話機１は、無給電素子２２とアンテナ３１との間の距離Ｘとして、従来より大きい距離を確保する事が可能となっている。

また、オーバーラップ領域を設けていることにより、閉状態においても、反射器を具備したことによる厚さへの影響がほぼ無視でき、携帯電話機本体の厚さを抑える事が可能となっている。
ここで、無給電素子２２の蒸着は、オーバーラップ領域の範囲内に限っている。無給電素子として蒸着膜を、キャビネット２ａの内側のほぼ全面に塗布してしまうような場合には、アンテナとして金属部材２１を用いた８００ＭＨｚ帯の通信におけるアンテナ特性が下がり、通信効率が低下してしまうので望ましくないからである。

また、無給電素子２２を１８００ＭＨｚ帯の反射器として使用するために、無給電素子２２を、金属部材２１（アース）に、電気接続しないことが、重要である。
上部筐体２において、金属部材２１に無給電素子２２を接続してしまうと、金属部材２１は、８００ＭＨｚ帯のアンテナとして動作しなくなってしまうからである。
また、無給電素子２２は、キャビネット２ａの内側に限定して配置され、組み立てた際には、筐体の外部に露出する事は無いので、外観を阻害するようなことはない。

以上説明したように、携帯電話機１の利用者が、携帯電話機１を開状態にし、スピーカ１５とマイク１６とを用いて通話を行う場合に、無給電素子２２が反射器として有効に動作する事が可能となり、ＳＡＲを低減することができる。また、折り畳み式の携帯電話機１の閉状態での厚さも、従来と同等に抑えることができている。
図５は、反射器として動作する無給電素子２２を具備した本願発明に係る携帯電話機と、反射器を具備しない場合の携帯電話機における、通話時の人体側（前面）と、人体と反対側（背面）を含む平面内の遠方界放射指向性の実測値をグラフにしたものである。

指向性は明らかに変化しており、人体側の方向としては指向性が筐体下方向に偏る傾向が伺える。
また、本願発明の一実施形態に係る携帯電話機について、日本の総務省、アメリカのＦＣＣなどによって規定された特殊吸収率ＳＡＲを、規格に則って測定した結果、ＳＡＲを４０％低減することができた。
＜なお書き＞
なお、本発明を上記の実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。

（１）上述の実施形態において、携帯電話機が折り畳み式の場合について説明してきたが、これに限らず、上述したようなオーバーラップ領域が確保できる形態であればよい。
例えば、スライド式や、回転式など、上部筐体と下部筐体とが、折り畳み以外の方法により係合している場合であっても構わない。
（２）上記の各装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムである。前記ＲＡＭ又は前記ハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムに従って動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここで、コンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。

（３）本発明は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよいし、前記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしてもよい。
また、本発明は、前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ―ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなど、に記録したものとしてもよい。また、これらの記録媒体に記録されている前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号であるとしてもよい。

また、本発明は、前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号を、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。
また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリとを備えたコンピュータシステムであって、前記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、前記マイクロプロセッサは、前記コンピュータプログラムに従って動作するとしてもよい。

また、前記プログラム又は前記デジタル信号を前記記録媒体に記録して移送することにより、又は前記プログラム又は前記デジタル信号を前記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。
（４）上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。

本発明の携帯電話機は、アンテナの利得を向上し、電波の人体への影響を低減するものであり、ＳＡＲ値などについて厳しい制限を受けるような携帯電話回線網においても利用可能である。

本発明の一実施形態に係る携帯電話機の開状態と閉状態のそれぞれの状態における外観を示す図である。 本発明の一実施形態に係る携帯電話機の正面図、背面図、側面図である。 上部筐体の前面キャビネットの正面図、背面図、側面図である。 下部筐体の前面キャビネットの正面図、背面図、側面図である。 本発明の一実施形態に係る携帯電話機について測定した遠方界放射指向性の実測値を示すグラフである。

符号の説明

１ 携帯電話機
２ 上部筐体
２ａ キャビネット
２ｂ キャビネット
３ 下部筐体
３ａ キャビネット
３ｂ キャビネット
１１ 表示装置
１２ 操作用スイッチ
１５ スピーカ
１６ マイク
２０ 表示装置
２１ 金属部材
２２ 無給電素子
２４ 軸受部
２５ 接続線
２６ 筒状部
３１ アンテナ
３２ 制御回路
３３ 柱状部材
３５、３６ 隆起部
３７ 軸部

Claims (7)

1. 第１筐体と第２筐体とが開閉自在に連結された構成の携帯電話機であって、
   開状態において前記第１筐体と前記第２筐体との重なり部分のうち、通話中の使用態様で人体から遠い前記第１筐体の部分にアンテナが内蔵され、
   人体に近い前記第２筐体の部分に無給電素子が配されていることを特徴とする携帯電話機。
2. 前記第１筐体と前記第２筐体はヒンジ結合されていて、ヒンジを中心にした回動による開閉自在な構成とされており、
   前記無給電素子は、前記第２筐体側のヒンジ近傍に形成されていることを特徴とする請求項１記載の携帯電話機。
3. 前記第１筐体は主表面に操作部を備え、前記第２筐体は主表面にディスプレイを備えており、
   前記第１筐体のアンテナを内蔵する端部側の主表面部分が隆起されており、前記第２筐体の一端部に、前記隆起部分に対して回動自在に取着される筒状部が形成され、
   前記無給電素子は、この筒状部を含む前記重なり部分に配されていることを特徴とする請求項２記載の携帯電話機。
4. 前記無給電素子は、前記第１筐体の主面を形成する部材の内面に配された金属膜から成る反射器であることを特徴とする請求項３記載の携帯電話機。
5. 前記無給電素子は、前記内面に蒸着された金属膜であることを特徴とする請求項４記載の携帯電話機。
6. 前記無給電素子は、電気長が共振周波数に係る波長の１／２近傍である反射器である
   ことを特徴とする請求項１記載の携帯電話機。
7. 前記無給電素子は、前記第２筐体に配置されたディスプレイ、その他全ての金属部品と電気的に切断されている
   ことを特徴とする請求項１記載の携帯電話機。