JP2010233218A

JP2010233218A - 携帯型電子機器

Info

Publication number: JP2010233218A
Application number: JP2010060221A
Authority: JP
Inventors: Shih-Wei Hsieh; 士▲い▼ 謝; Shyh-Tirng Fang; 士庭方
Original assignee: MediaTek Inc
Current assignee: MediaTek Inc
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2010-03-17
Publication date: 2010-10-14
Also published as: DE102009023938B4; DE102009023938A1; CN101847782A; TW201036532A; TWI404497B; US20100245178A1

Abstract

【課題】携帯型電子機器を提供する。
【解決手段】携帯型電子機器が提供される。携帯型電子機器は、ハウジング、第１回路板、アンテナ、第２回路板、及び、金属片からなる。第１回路板は、ハウジング中に設置され、第１接地素子、第１エッジ、及び、第２エッジからなる。アンテナは、第１エッジ近くの第１回路板に設置され、ワイヤレス信号を伝送し、共振電流が第１接地素子上に生成される。第２回路板はハウジング中に設置され、第２接地素子と第３エッジとからなる。金属片は、ハウジング中に設置され、第１接地素子から絶縁され、第２エッジと第３エッジに近接し、金属片は、第１接地素子を結合して、共振電流を、第１接地素子から第２接地素子に導く。
【選択図】図１ａ

Description

本発明は、携帯型電子機器に関するものであって、特に、低比吸収率（specific absorption rate、SAR)の携帯型電子機器に関するものである。

比吸収率（SAR）は、無線周波数電界にさらされたとき、人体に吸収される無線周波数エネルギー（radio frequency (RF) energy）比率の度合いである。SARは、人体組織の単位質量で吸収されるパワーとして定義され、その単位は、1 Watt/体重1kg （Watts per kilogram）である。SARは、通常、全身、又は、小さい検体量（通常は、１ｇか１０ｇの組織）上の平均値である。上述の数値は、その後、人体部位を研究する中で、定められた体積、又は、質量上で量測される最高水準である。SARは、人体組織内部の電界から計算される。
SAR＝σ│E│^２／２ρ
σ はサンプル電気導電性（sample electrical conductivity）、 | E | は電界強度、ρはサンプル密度を示す。

公知の携帯型電子機器（例えば、PDAや携帯電話）にとって、多機能要求と空間制限のために、回路板接地素子は、散在して設置される。これにより、公知の携帯型電子機器は高いSARが得られる。

携帯型電子機器のSARを減少させるため、回路板の大きさを増大するか、アンテナ電力を減少させる。しかし、回路板の増大は、小型化の趨勢に逆行し、アンテナ電力の減少により、アンテナの信号伝送を減衰させる。

また、マイクロ波吸収材料が用いられて、公知の携帯型電子機器の電界強度分布を変化させる。しかし、マイクロ波吸収材料により電力を吸収するのと同時に、公知の携帯型電子機器のアンテナの信号伝送を減衰させる。この他、マイクロ波吸収材料のコストは高く、この種の方法は、公知の携帯型電子機器のコストを増加させる。

米国特許第７，１９９，７６２号

本発明は、低比吸収率の携帯型電子機器を提供し、上述の問題を解決することを目的とする。

本発明の実施形態中、携帯型電子機器は、ハウジング、第１回路板、アンテナ、第２回路板、及び、金属片からなる。第１回路板は、ハウジング中に設置され、第１接地素子、第１エッジ、及び、第２エッジからなる。第１エッジと第２エッジは相対する。アンテナは、第１エッジ近くの第１回路板に設置され、アンテナは、ワイヤレス信号を伝送し、ワイヤレス信号は波長λを有し、共振電流は、ワイヤレス信号に従って、第１接地素子上に生成される。第２回路板はハウジング中に設置され、第２接地素子、第３エッジと第４エッジとからなる。第３エッジと第４エッジは相対する。金属片は、ハウジング中に設置され、第１接地素子から絶縁され、第２エッジと第３エッジに近接し、第１接地素子を結合して、共振電流を、第１接地素子から第２接地素子に導く。

本発明によると、金属片は、第１接地素子を結合して、共振電流を第１接地素子から第２接地素子に導く。これにより、電界分布を均一にして、SARを減少させる。また、総電界強度は減少せず、アンテナ伝送にも影響しない。

本発明の第１実施形態による携帯型電子機器を示す図である。本発明の第１実施形態による携帯型電子機器の側視図である。本発明の第２実施形態による携帯型電子機器を示す図である。本発明の第３実施形態による携帯型電子機器を示す図である。本発明の第３実施形態による携帯型電子機器の改良例を示す図である。本発明の第４実施形態による携帯型電子機器を示す図である。本発明の第５実施形態による携帯型電子機器を示す図である。本発明の第５実施形態による携帯型電子機器の改良例を示す図である。本発明の第５実施形態による携帯型電子機器のもう一つの改良例を示す図である。本発明の第６実施形態による携帯型電子機器を示す図である。本発明の第６実施形態による携帯型電子機器の改良例を示す図である。

図１ａと図１ｂは、本発明の第１実施形態の携帯型電子機器１００を示す図で、ハウジング１１０、回路板１２０、アンテナ１２４、回路板１３０、及び、金属片１４０からなる。ハウジング１１０は、本体１１２とカバー１１１からなる。カバー１１１は、ヒンジ１５０により、本体１１２上で旋回する。回路板１２０は、接地素子１２３、エッジ１２１、１２２からなるカバー１１１中に設置される。エッジ１２１とエッジ１２２は相対する。アンテナ１２４は、エッジ１２１近くの回路板１２０に設置され、アンテナ１２４は、波長λを有するワイヤレス信号を伝送する。共振電流が、ワイヤレス信号に従って、接地素子１２３上に生成される。回路板１３０は、本体１１２中に設置される。

回路板１３０は、接地素子１３３、エッジ１３１、１３２からなり、エッジ１３１とエッジ１３２は相対する。金属片１４０は、カバー１１１中に設置され、接地素子１２３から絶縁され、金属片１４０は、エッジ１２２と１３１に近接し、接地素子１２３を結合して、金属片１４０と接地素子１２３間、及び、ヒンジ１５０と接地素子１３３間に形成される電磁気（EM）により、共振電流を、接地素子１２３から接地素子１３３に導く。これにより、電流は均一に分布し、低いSARが得られる。

第１実施形態中、金属片１４０は回路板１２０に平行であると共に相対している。ギャップG１が金属片１４０と接地素子１２３間に形成されて、EM場を生成する。ギャップG１は３mm以下である。金属片の大きさは、５mm×５mmである。

第１実施形態中、ヒンジ１５０は導電素子で、金属片１４０がヒンジ１５０に電気的に接続される。ヒンジ１５０は、回路板１２０と回路板１３０間に位置する。ヒンジ１５０は、接地素子１２３と接地素子１３３から絶縁される。ギャップG２が第２接地素子１３３とヒンジ１５０間に形成され、EM場を生成する。第２ギャップG２は３mm以下である。

本発明の第１実施形態を用いると、金属片１４０は、第１接地素子を結合して、共振電流を第１接地素子から第２接地素子に導く。これにより、電界分布が均一で、SARが減少する。また、金属片はヒンジ（導電素子）に電気的に接続され、コンダクタを構成する。よって、電流誘導効果が改善され、金属片の大きさが５mm×５mmに減少する。同時に、総電界強度は減少せず、アンテナ送信は、公知の設計のような負の影響を受けない。

図２は、本発明の第２実施形態による携帯型電子機器２００を示す図で、ハウジング１１０、回路板１２０、アンテナ１２４、回路板１３０、及び、金属片１４０、からなる。第１と第２実施形態の差異は、ヒンジ１５０と回路板１３０間の連接方法にある。本発明の第２実施形態中、ヒンジ１５０は、回路板１３０に電気的に接続される。

図３ａは、本発明の第３実施形態による携帯型電子機器３００を示す図で、ハウジング１１０、回路板１２０、アンテナ１２４、回路板１３０、及び、金属片１４０からなる。第１と第３実施形態間の差異は以下のようである。金属片１４０と接地素子１３３間の距離が0.1λより小さい。ヒンジ１５０からの金属片１４０の分離は、金属片１４０の大きさを増加させる。金属片１４０の大きさは、５０mm×１０mmである。

図３ｂは、本発明の第３実施形態による携帯型電子機器３００’の改良例を示す図で、金属片１４０は、第１回路板１２０の底部に位置する。

図４は、本発明の第４実施形態の携帯型電子機器４００を示す図で、ハウジング１１０、第１回路板１２０、アンテナ１２４、第２回路板１３０、及び、金属片１４０、からなる。第１と第４実施形態間の差異は以下のようである。第４実施形態中、金属片１４０は、ヒンジ１５０から絶縁される。ギャップG４は、ヒンジ１５０と金属片１４０間に形成される。ギャップG４は３mm以下である。ヒンジ１５０は、接地素子１３３に電気的に接続されて、電流誘導効果を改善する。

第１〜第４実施形態で、携帯型電子機器は二つ折り（clamshell）電子機器である。

図５ａは、本発明の第５実施形態による携帯型電子機器５００を示す図であり、ハウジング１１０’、回路板１２０’、アンテナ１２４’、回路板１３０’、金属片１４０’、からなる。ハウジング１１０’は、本体１１２’とカバー１１１’からなる。カバー１１１’は本体１１２’上でスライドする。回路板１２０’は、接地素子１２３’とエッジ１２１’、１２２’からなるカバー１１１’中に位置する。エッジ１２１’とエッジ１２２’は相対する。アンテナ１２４’は、エッジ１２１’近くの回路板１２０’上に設置される。アンテナ１２４’は、波長λを有するワイヤレス信号を伝送する。共振電流が、ワイヤレス信号に従って、接地素子１２３’上に生成される。回路板１３０’は、本体１１２’中に設置される。回路板１３０’は、接地素子１３３’、エッジ１３１’、１３２’からなり、エッジ１３１’とエッジ１３２’は相対する。金属片１４０’は、ハウジング１１０’に設置され、接地素子１２３’から絶縁され、金属片１４０’は、エッジ１２２’と１３１’に近接し、接地素子１２３’を結合して、金属片１４０’と接地素子１２３’間、及び、金属片１４０’と接地素子１３３’間に形成される電磁気（EM）により、共振電流を、接地素子１２３’から接地素子１３３’に導く。これにより、電流は均一に分布し、低いSARが得られる。

第５実施形態中、金属片１４０’は、回路板１２０’に平行であると共に相対している。ギャップG１は、金属片１４０’と接地素子１２３’間に形成されて、EM場を生成する。第１ギャップG１は0.1λ以下である。金属片の大きさは、５０mm×１０mmである。

第５実施形態中、金属片１４０’と接地素子１３３’は同一平面に位置する。ギャップG３が金属片１４０’と接地素子１３３’間に形成されて、EM場を生成する。ギャップG３は、0.1λ以下か、３mm以下である。金属片１４０’は接地素子１３３’から絶縁され、共に、回路板１３０’中に挟まれている。

図５ｂは、本発明の第５実施形態の携帯型電子機器５００’の改良例を示す図で、金属片１４０’は、回路板１３０’表面上に位置する。

第５実施形態中、携帯型電子機器はスライド型電子機器で、カバー１１１’が第１位置にあるとき、エッジ１２１’とエッジ１３１’は相対し、エッジ１２２’とエッジ１３２’は相対し、カバー１１１’が第２位置にあるとき、エッジ１２２’とエッジ１３１’は相対する。

図５ｃは、本発明の第５実施形態による携帯型電子機器５００”の改良例を示す図で、更に、金属片１４０’と接地素子１２３’間に、高誘電率素子１６０を有し、電流誘導効率を改善する。高誘電率素子１６０は、本発明の他の実施形態中にも応用できる。

図６ａは、本発明の第６実施形態の携帯型電子機器６００を示す図で、ハウジング１１０、回路板１２０、アンテナ１２４、金属片１４０、からなる。回路板１２０は、接地素子１２３とエッジ１２１、１２２からなるハウジング１１０中に設置される。エッジ１２１とエッジ１２２は相対する。アンテナ１２４は、エッジ１２１近くの回路板１２０上に設置される。アンテナ１２４は、波長λを有するワイヤレス信号を伝送する。共振電流が、ワイヤレス信号に従って、接地素子１２３上に生成される。金属片１４０は、ハウジング１１０に設置され、接地素子１２３から絶縁され、金属片１４０は、エッジ１２２に近接し、接地素子１２３を結合して、金属片１４０と接地素子１２３間に形成された電磁気（EM）により、共振電流を、接地素子１２３に均一に流布する。

第６実施形態中、金属片１４０は回路板１２０に平行であると共に、相対している。ギャップG１が金属片１４０と接地素子１２３間に形成される。ギャップG１は3mm以下である。金属片の大きさは、幅×長さが５０mm×５mmである。

図６ｂは、本発明の第６実施形態による携帯型電子機器６００’の改良例を示す図で、金属片１４０と回路板１２０中央は相対し、接地素子１２３を結合して、接地素子１２３上に、均一に共振電流を流布する。

上述の実施形態中、金属片１４０の配置は更に修正される。例えば、図５ａを参照すると、金属片１４０’は、回路板１２０’と回路板１３０’間に設置されるか、カバー１１１’中に設置されてもよい。

本発明の実施形態中、金属片の配置は、実験により検出されたSARのホットスポット位置に従って選択される。同様に、金属片は、ハウジングの内壁に設置されてもよい。

本発明では好ましい実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

１００，２００，３００，３００’、４００，５００，５００’、６００，６００’ 携帯型電子機器
１１０，１１０’ ハウジング
１１１，１１１’ カバー
１１２，１１２’ 本体
１２０，１２０’、１３０，１３０’ 回路板
１２１，１２１’、１２２，１２２’、１３１，１３１’，１３２，１３２’ エッジ
１２３，１２３’、１３３，１３３’ 接地素子
１２４，１２４’ アンテナ
１４０，１４０’ 金属片
１５０ヒンジ
１６０高誘電率素子
G1、G2、G3、G4ギャップ

Claims

携帯型電子機器であって
ハウジングと、
前記ハウジング中に設置され、第１接地素子、第１エッジ、及び、第２エッジからなり、前記第１エッジと前記第２エッジが相対する第１回路板と、
前記第１エッジ近くの前記第１回路板に設置され、波長λを有するワイヤレス信号を伝送し、共振電流が、前記ワイヤレス信号に従って、前記第１接地素子上に生成されるアンテナと、
前記ハウジング中に設置され、第２接地素子、第３エッジと第４エッジとからなり、前記第３エッジと前記第４エッジが相対する第２回路板と、
前記第１接地素子から絶縁され、前記第２エッジと前記第３エッジに近接し、前記第１接地素子を結合して、前記共振電流を、前記第１接地素子から前記第２接地素子に導く金属片と、
からなることを特徴とする携帯型電子機器。
前記金属片は前記第１回路板に平行であると共に、相対し、第１ギャップが前記金属片と前記第１接地素子間に形成され、前記第１ギャップは0.1λより小さいことを特徴とする請求項１に記載の携帯型電子機器。
更に、導電素子を有し、前記金属片が前記導電素子に電気的に接続され、前記導電素子は、前記第１回路板と前記第２回路板間に位置することを特徴とする請求項２に記載の携帯型電子機器。
前記導電素子はヒンジであることを特徴とする請求項３に記載の携帯型電子機器。
前記導電素子は、前記第２接地素子に電気的に接続されることを特徴とする請求項３に記載の携帯型電子機器。
前記導電素子は、前記第１接地素子と前記第２接地素子から絶縁されることを特徴とする請求項３に記載の携帯型電子機器。
前記第１ギャップは３mmより小さいことを特徴とする請求項３に記載の携帯型電子機器。
第２ギャップは、前記導電素子と前記第２接地素子間に形成され、前記第２ギャップは３mmより小さいことを特徴とする請求項７に記載の携帯型電子機器。
前記金属片の大きさは、５mm×５mmであることを特徴とする請求項８に記載の携帯型電子機器。
更に、導電素子を含み、前記第２接地素子は前記導電素子に電気的に接続し、前記導電素子は、前記第１回路板と前記第２回路板間に位置することを特徴とする請求項２に記載の携帯型電子機器。
前記携帯型電子機器は二つ折り電子機器で、前記ハウジングは、本体とカバーからなり、前記第１回路板は、前記カバー中に設置され、前記第２回路板は、前記本体中に設置され、前記カバーは前記本体上で旋回することを特徴とする請求項２に記載の携帯型電子機器。
更に、前記金属片と前記第１接地素子間に設置される高誘電率素子を有することを特徴とする請求項２に記載の携帯型電子機器。
前記金属片と前記第２接地素子は、同一平面に位置し、第１ギャップは前記金属片と前記第１接地素子間に形成され、第３ギャップは、前記金属片と前記第２接地素子間に形成され、前記第１ギャップと前記第３ギャップは0.1λより小さいことを特徴とする請求項１に記載の携帯型電子機器。
前記金属片は、前記第２接地素子から絶縁されることを特徴とする請求項１３に記載の携帯型電子機器。
前記金属片は、前記第２回路板上に設置されることを特徴とする請求項１４に記載の携帯型電子機器。
前記金属片は、前記第２回路板に挟まれることを特徴とする請求項１４に記載の携帯型電子機器。
前記第３ギャップは、３mmより小さいことを特徴とする請求項１２に記載の携帯型電子機器。
前記金属片の大きさは、５０mm×１０mmであることを特徴とする請求項１７に記載の携帯型電子機器。
前記携帯型電子機器はスライダ型電子機器で、前記ハウジングは、本体とカバーからなり、前記第１回路板は前記カバー中に設置され、前記第２回路板は前記本体中に設置され、前記カバーは、前記本体に関連する第１位置と第２位置間で移動することを特徴とする請求項１１に記載の携帯型電子機器。
前記カバーが前記第１位置にあるとき、前記第１エッジと前記第３エッジは相対し、前記第２エッジと前記第４エッジは相対し、前記カバーが前記第２位置にあるとき、前記第２エッジと前記第３エッジは相対することを特徴とする請求項１９に記載の携帯型電子機器。
携帯型電子機器であって、
ハウジングと、
前記ハウジング中に設置され、第１接地素子、第１エッジ、及び、第２エッジからなり、前記第１エッジと前記第２エッジが相対する第１回路板と、
前記第１エッジ近くの前記第１回路板に設置され、波長λを有するワイヤレス信号を伝送し、共振電流が、前記ワイヤレス信号に従って、前記第１接地素子上に生成されるアンテナと、
前記ハウジング中に設置され、前記第１接地素子から絶縁され、第２エッジに近接し、前記第１接地素子を結合して、前記共振電流を、前記第１接地素子に均一に流布させる金属片と、
からなることを特徴とする携帯型電子機器。
携帯型電子機器であって、
ハウジングと、
前記ハウジング中に設置され、第１接地素子、第１エッジ、及び、第２エッジからなり、前記第１エッジと前記第２エッジが相対する第１回路板と、
前記第１エッジ近くの前記第１回路板に設置され、波長λを有するワイヤレス信号を伝送し、共振電流が、前記ワイヤレス信号に従って、前記第１接地素子上に生成されるアンテナと、
前記ハウジング中に設置され、前記第１接地素子から絶縁され、前記第１回路板中心と相対し、前記第１接地素子を結合して、前記共振電流を、前記第１接地素子に均一に流布させる金属片と、
からなることを特徴とする携帯型電子機器。