JP2015525048A - アンテナ装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

筐体３８は、対向する縦側壁１４Ｌ／Ｒと対向する横側壁１８Ｂ／Ｔとで閉ざされた面１２を規定する。少なくとも１つの縦側壁における少なくとも１つの導電性部分３４Ｌ／Ｒは、非導電性であるか又は電気的に浮遊状態にある少なくとも１つの角部３６Ｌ／Ｒにより、横側壁１８Ｂの少なくとも１つにおける少なくとも１つの導電性部分３２から電気的に絶縁されている。筐体の内部に設けられた少なくとも１つのアンテナ素子２０Ａ／Ｂは、高周波回路１０Ｄに電気的に接続されている。また、導体２２Ａ／Ｂは、対向する縦部分の間において少なくとも１つの横側壁における少なくとも１つの導電性部分３２を、地板に電気的に接続するように構成されている。特定の実施形態においては、第１隙間１６Ｌ／Ｒ及び第２隙間３０Ｌ／Ｒによりそれぞれ規定された２つの対向する角部があり、角部３６Ｌ／Ｒの間における横導電性部分３２は送受信中にアンテナ素子に寄生的に接続する。角部はそれぞれ、隙間により絶縁された角導電性部分を有していてもよい。【選択図】図６

Description

本発明の例示的であり非限定的な実施形態は、大まかには、方法及びデバイスを含めて無線通信用のアンテナに関し、より詳しくは、アンテナと共に又はアンテナとして使用するための機器筐体の外部に搭載されるか、或はその機器筐体の一部をなす導電性ストリップに関する。

背景

本項は、請求項に記載される本発明の背景又は内容を提供することを意図するものである。本項の記載には、探求され得るが、必ずしも従来着想又は探求されてきたものでもない概念が含まれ得る。したがって、本項で特記しない限り、本項に記載される内容は本願の明細書及び請求項に対する先行技術でもなく、本項に含まれることを持って先行技術であることを認めるものではない。

携帯無線機器、特にハンドヘルド無線機器におけるアンテナの設計及び配置は、１つの機器により多くの無線機が搭載され１以上のセルラーアクセス技術、無線ＬＡＮ接続、ＧＰＳ機能等をサポートすることを消費者が期待するようになるにつれて、かなり困難になってきた。密に集積された電子部品は相互干渉を起こし、アンテナが適切に配置され互いに絶縁されていないと、１以上のアンテナのアンテナ効率が影響を受け得る。しかし、ハンドヘルド機器におけるアンテナ数の増加により、全体的な配置の選択肢は少なくなっている。

そのため、最近は、アンテナ性能を改善するために、ハンドセット筐体の外部の周囲に導電性ストリップを用いる試みがなされている。しかし、外部導電性素子はユーザの手による干渉を受け、最悪の場合、アンテナ全体の構造が離調してアンテナが周波数から外れ、通話が途切れてしまうことがある。

携帯機器の外部筐体の一部または全部をアンテナ放射器として用いるには、１以上の非導電性スロットを導電性筐体に形成して放射素子を作成することが必要になる。１つのスロットは、高周波フィード線が配置され得る、放射器の一端を提供してもよい。放射器の他端は、第２のスロットにより開放されたままにしてもよいし、或は、同他端は接地されることにより、第２のスロットを有するか又は有しないシングルエンドループアンテナを提供するものであってもよい。しかしながら、放射器の一端のスロットはユーザの手により橋絡され、アンテナが離調して通話が途切れることがある。

本教示の実施形態は、そのような外部アンテナ素子に関し改善がなされている。

摘要

第１の態様において本発明の実施形態例によれば、対向する縦側壁と対向する横側壁とで閉じられた面を規定する筐体を備える装置が提供される。前記縦側壁の少なくとも１つにおける少なくとも１つの導電性部分は、非導電性であるか又は電気的に浮遊状態にある少なくとも１つの角部によって、前記横側壁の少なくとも１つにおける少なくとも１つの導電性部分から電気的に絶縁されている。前記装置はさらに、前記筐体の内部に設けられ、かつ高周波回路に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのアンテナ素子を備える。前記装置はさらに、前記対向する縦側壁の間における前記横側壁の少なくとも１つの導電性部分を地板に電気的に接続するように構成された導体を備える。

第２の態様においては本発明の実施形態例は、対向する縦側壁と対向する横側壁とで閉じられた面を規定する筐体であって、前記縦側壁の少なくとも１つにおける少なくとも１つの導電性部分が、非導電性であるか又は電気的に浮遊状態にある少なくとも１つの角部によって、前記横側壁の少なくとも１つにおける少なくとも１つの導電性部分から電気的に絶縁されている筐体を提供することを含む方法を含んでいる。前記方法においてはさらに、前記筐体の内部に設けられる少なくとも１つのアンテナ素子が、高周波回路に電気的に接続するように構成される。また、導体を配置して、前記対向する縦側壁間の前記少なくとも１つの横側壁における少なくとも１つの導電性部分を、地板に電気的に接続させる。

本発明の更なる他の態様、特徴、及び効果は、本発明を実施のために考え得るベストモードを含め、いくつかの特定の実施形態及び実装を単に例示することにより、後続の詳細な記載によって容易に明らかになる。本発明はまた、他の異なる実施形態も可能であり、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な明らかな点においていくつかの詳細を変更することが可能である。したがって、図面及び明細書は限定的ではなく例示的な性質のものとみなされるものである。

縦側壁に沿ってアンテナ素子に隙間が設けられた携帯端末の模式斜視図であり、ユーザの手は隙間から離れており、アンテナ素子の効率に悪影響を与えていない。 図１Ａと同様のものであるが、ユーザの手が隙間の１つを橋絡しており、アンテナ性能に悪影響を与えている。 携帯端末の下側部分の切り欠き平面図である。本教示の実施形態例によれば、該携帯端末には、２つの内部励振（すなわち給電）アンテナ要素と、縦側壁に沿う隙間と１つの横側壁に沿う更なる２つの隙間とを有する外部導電性ストリップとが設けられ、前記隙間の間の横側壁の一部が直接地接に接続されかつ前記励振アンテナ素子に寄生的に接続された寄生素子となっている。 図２Ａと同様のものであるが、本教示の一実施形態例によれば、異なるアンテナ構成を有するものであり、前記更なる２つの隙間の間の横側壁の部分が寄生的に接地されている。 図２Ａ及びＢに示すような携帯端末を示すものであるが、本教示の実施形態例によれば、縦の隙間を橋絡するユーザの手がアンテナを離調しないように、前記更なる２つの隙間によって絶縁が向上している様子を示す。 様々な周波数におけるアンテナ効率を示すグラフであり、図１Ｂに示す縦導電性ストリップにのみ隙間が設けられた構成に関し、ユーザの指が隙間の１つを短絡させている場合のものである。 図４Ａに類似するものであるが、図２Ａ及びＢに示すように外部導電性ストリップに４つの隙間が設けられた構成に関し、図４Ａと同じ隙間をユーザの指が短絡させている場合のものであり、隙間の幅は０．５ｍｍである。 図４Ａに類似するものであるが、図２Ａ及びＢに示すように外部導電性ストリップに４つの隙間が設けられた構成に関し、図４Ａと同じ隙間をユーザの指が短絡させている場合のものであり、隙間の幅は１．０ｍｍである。 低周波数帯域におけるアンテナの全体効率を比較するグラフであり、図１Ａに示す携帯ハンドセットのアンテナに関し短絡されていない場合とされている場合とを、図２Ａ及びＢに示す４つの隙間を有する携帯ハンドセットのアンテナにおいてユーザの手が１つの縦隙間に橋絡している場合と比較したものである。 図５Ａと同様のものであるが、高周波数帯域について示したものである。 本教示の実施形態例に係る、４つの隙間を有する側壁に沿う導電性ストリップを内蔵する電子機器の斜視図であり、内部の電子部品を模式的に示す。

詳細

本教示の実施形態は大まかには、無線信号を送受信するための導電性筐体を利用するアンテナに関する。必ずしも全てではないが幾つかの実施形態においては、筐体の１以上の導電性部は、携帯電子機器の外部にあってもよい。すなわち、該機器の外表面の一部をなしていてもよい。あるいは、筐体の１以上の導電性部は、携帯電子機器の内部にあってもよい。すなわち、筐体壁内部に一体化されているか、又は筐体壁の内側表面上に一体化されており、前記機器の外表面が非導電性材料を含んでいてもよい。他の実施形態において、筐体壁はその横断面全体が導電性であってもよい。そのような外部導電性筐体は、ベゼル又は金属ストリップと称されることもある。以下に詳述する非限定的実施形態においては、そのような外部導電性筐体は携帯端末又はその他のハンドヘルド無線機器の筐体の周囲に設けられている。この導電性ストリップは、該当部分において筐体の実際の側壁をなしていてもよいし、構造的側壁として機能する別の材料に載置、固定、又はパターニングされていてもよい。外部からは、導電性ストリップはデバイスの外部からは、機器の周囲側壁を取り囲むベゼル又は薄いストリップに見えるかもしれない。しかし実際には、成形プラスチック、スピーカ、及び／又はボタン等の他の部品が取り付けられた機器の骨格をなす内部金属シートや押し出し部品に完全に溶接又はその他の方法で取り付けられていてもよい。したがって、この導電体／導電性ストリップに一端が取り付けられるか、又は非導電性の隙間を間に設けることにより該導電体／導電性ストリップから完全に絶縁されたアンテナ放射部は、外部筐体の分離された導電性素子である。導電性筐体はまた、機器の内部又は外部からは見えないようにプラスチックフレームの内部に成形されて（埋め込まれて）いてもよい。

本教示において、導電性ストリップは、機器筐体全体（以下に詳述する非導電性の隙間を除く）を囲んでいてもよいし、或は機器筐体全体の一部のみを囲んでいてもよい。例においては、マイクが配置され得る場所に隣接する等、機器筐体の底部横側壁に沿って導電性ストリップが配置されていることが詳述されているが、本教示は、スピーカが配置され得る場所に隣接する等、上部横側壁に沿って該ストリップを配置する場合にも容易に拡張できる。

図１Ａ及びＢは、ユーザの手中にある従来技術の携帯端末を示す。図１Ａ及びＢ並びに図３においてユーザの手と携帯端末との間のブロックは、端末の適切な位置を確実にするためのＣＧによるアーティファクトであることに留意されたい。機器は、ユーザの掌にある下側横側壁に沿って伸びる外部金属ストリップとして形成されたアンテナ素子を有する。各縦側壁の間には隙間があり、ユーザの手による干渉から作動し得る横側壁を隔絶している。ハンドセットの内部では、縦部に沿った金属ストリップがグランドに接続されている。図１Ａにおいて、ユーザは左側壁沿いにある隙間が見えるように機器を手に持っており、金属ストリップの横部分であるアンテナ素子は意図した通りに機能できる。図１Ｂにおいては、ユーザの指が左の隙間を橋絡し、金属ストリップの横側壁部分であるアンテナを、接地された縦部へ実質的に短絡させている。図１Ａのように携帯端末が握られている場合にはアンテナ性能は許容し得るものであるが、図１Ｂに示すようにユーザの手が隙間を橋絡している場合にはアンテナ性能は劣化する。

図２Ａは、本教示に係る電子機器１０の下部の切り欠き平面図を示す。図２Ａは、ユーザと向かい合ったディスプレイ１２Ａ（面１２及びディスプレイ１２Ａについては図６を参照）を備えた機器１０を面１２に向かってみた図である。このようなディスプレイは、ユーザ入力を受け付けるための物理的な又はソフトウェアにより定義されたボタンと、視覚情報をユーザに提供するためのグラフィカルユーザインターフェースとを有する、タッチパネル又は有機ＬＥＤディスプレイであってもよい。面１２は、対向する縦側壁１４Ｌ（左）及び１４Ｒ（右）と対向する横側壁１８Ｂ（底部）及び１８Ｔ（図６に示す上部）とで囲まれた、機器１０の筐体を形成している。対向する横側壁１８Ｂ及び１８Ｔの間に広がる縦側壁１４Ｌ及び１４Ｒのそれぞれの長さは、対向する縦側壁１４Ｌ及び１４Ｒの間にそれぞれ広がる横側壁１８Ｂ及び１８Ｔのいずれの長さよりも大きい。縦側壁と横側壁との各交線を、角部３６（図２Ａに示す３６Ｒ及び３６Ｌ）と称する。

図２Ａの機器１０にはまた、該機器１０内の様々な電子部品が接地される地板２４が示されている。いくつかの実施形態例においては、地板２４は、例えば銅等の導電性材料の固体層を設けることにより少なくとも１層が地板２４として構成された多層印刷配線板（ＰＷＢ）によって提供されてもよい。他の実施形態例においては、地板２４は、例えば最も基本的な形態としては単純な金属シート等、１以上の導電性部品により提供されてもよい。これに特に関連するのが、高周波（ＲＦ）回路１０Ｄに正フィード２６Ａ及び２６Ｂでそれぞれ接続したアンテナ素子２０Ａ及び２０Ｂである。アンテナ素子２０Ａ及び２０Ｂは、モノポール型の素子である。逆Ｆアンテナ（ＩＦＡ）等いくつかのアンテナ素子は、更なる接地フィードを介してグランドに接続する必要がある。アンテナ素子２０Ａ及び２０Ｂのそれぞれは、横側壁１８Ｂに近接して配置されているが、物理的又はガルバニック的には接触していない。アンテナ素子２０Ａ及び２０Ｂは、モノポール、ダイポール、折り返しモノポール、折り返しダイポール、ループ、ＩＦＡ，ＰＩＦＡ（平板逆Ｆアンテナ）、ＰＩＬＡ（平板逆Ｌアンテナ）又はその他任意の種類のアンテナ放射器であってもよい。アンテナ素子２０Ａ及び／又は２０Ｂが接地接続線を要する種類のアンテナである実施形態例においては、ＲＦフィード２６Ａ及び２６ＢとＲＦ回路１０Ｄとの間に更なる導電性接続線が存在することとなるであろう。図２Ａは、ＲＦフィード２６Ａ及び２６ＢとＲＦ回路１０Ｄとの間のＲＦフィード接続線のみを示している。ＲＦフィード接続線に加えて接地接続線を要する典型的なアンテナの種類としては、非限定的な例として、折り返しモノポール、折り返しダイポール、シングルエンドアンテナ若しくは非平衡ループアンテナ、ＩＦＡ、及びＰＩＦＡがある。一般的にＲＦ接続線のみを要するアンテナの種類としては、非限定的な例として、モノポール、ダイポール、平衡ループアンテナ、ＰＩＬＡがある。図２Ａ及び２Ｂの実施形態においては、これらは励振アンテナ素子であり、すなわち、高周波回路に直接接続されるか、或は整合部品又は他のＲＦ回路（非限定的な例としては、スイッチ、フィルタ、移相器、伝送線）を経由して高周波回路１０Ｄに直接接続されることにより、直接励振されることを意味する。

図２Ａに示す縦側壁１４Ｌ及び１４Ｒ並びに横側壁１８Ｂは導電性金属ストリップにより形成されており、よってこれらの導電性ストリップは側壁自体の構造をなす。図６に示す別の配置においては、そのような導電性金属ストリップは、これらの側壁の物理構造をなす別の材料に取り付けられたものであってもよいし又はパターニングされたものであってもよい。図２に示す各縦側壁１４Ｌ及び１４Ｒ沿い横側壁１８Ｂ近傍に、当該導電性ストリップにおいて第１隙間１６Ｌ及び１６Ｒが設けられる。また、横側壁１８Ｂ沿いに２つの第２隙間３０Ｌ及び３０Ｒが設けられる。それぞれ隣接する第１隙間及び第２隙間（１６Ｌと３０Ｌの対、並びに１６Ｒと３０Ｒの対）の間にある導電性ストリップの角部３６Ｌ及び３６Ｒは、ストリップの他の部分及び機器１０の内部部品から電気的に絶縁されている。よって、横側壁１８Ｂ、すなわちストリップの横部分は、２つの第２隙間３０Ｌ／Ｒの間に広がっている。励振アンテナ素子２０Ａ及び２０Ｂは横側壁１８Ｂに近接しており、ストリップのこの横部分がこれらの励振アンテナ素子２０Ａ及び２０Ｂに対する寄生素子として働くようになっている。寄生素子は全体として１以上の接地導体２２Ａを含んでおり、横側壁１８Ｂに沿う導電性ストリップの部分は電力を再放射するように構成され、また周波数帯域を拡げてより広い無線周波数範囲を提供するために用いることもできる。このようにして、励振素子２０Ａ及び２０Ｂ、接地導体２２Ａ、並びに横側壁１８Ｂに沿うストリップの寄生横部分が相互に作用する。

各第１隙間１６Ｌ／Ｒ上部のストリップの縦部分１４Ｌ／Ｒは１つの連続するストリップであってもよく、その長さ方向の１以上の位置において地板２４に電気的に接続されている。別の実施形態においては、横側壁１８Ｂと同様に、導電性ストリップのこれらの縦部分１４Ｌ／Ｒの更に一部を、更なる隙間により縦ストリップのそれら接地部分から絶縁し、側壁周囲の他の位置にある他の励振アンテナ素子に寄生的に接続するようにしてもよい。導電性ストリップは、接地電位から電気的に「浮遊する」部分を絶縁するすべての隙間を除いて側壁に沿って筐体を完全に囲んでいてもよいし、又は該ストリップは筐体の周囲全体に満たない部分を囲んでいてもよい。隙間は、空気だけでも十分な絶縁材となるように十分に広くして、導電性ストリップの隣接（接地）部分から意図した部分が隙間を介して電気的に絶縁されるようにしてもよい。他の実施形態においては、絶縁性プラスチック等の絶縁材料を配置して隙間を埋め、より小さい隙間幅で電気的絶縁をより確実にしてもよい。この点に関して、角部そのものが、プラスチック又はその他電気的絶縁材等の非導電性材料により形成されていてもよい。或は、角部がそれ自体の導電性ストリップを有するか、又は上記のように金属若しくはその他導電性材料により形成されている場合でも、角部は作用するように端末筐体内部の回路に電気的に接続されてはいないため、依然として電気的に浮遊状態にあるであろう。

図２Ａの実施形態において、横側壁１８Ｂは図示する接地導体／直接接点２２Ａを介してグランド２４に直接接続されており、これらは共に寄生素子を構成している。完全を期して、底部横側壁１８Ｂ沿い中央の従来通りの位置にオーディオポート又はＵＳＢポート２８も示した。これは、データポートやバッテリーチャージポートの典型的な位置でもある。本教示の特定の実施形態においては、このようなオーディオポート、ＵＳＢ／データポート又はチャージポートは、第２隙間３０Ｌ／Ｒの一方又は両方の位置に配置されていてもよい。特定の実施形態においては、第２隙間３０Ｌ／Ｒはさらに、横側壁１８Ｂに沿って横側壁１８Ｂの中心に向かって配置され、より大きい角部３６Ｌ／Ｒを形成してもよい。これは、いくつかの動作周波数帯において有利になり得る。

図２Ｂは図２Ａと同様の図であるが、２つの内部励振アンテナ素子２０Ａ及び２０Ｂと導電リング（第２隙間３０Ｌ及び３０Ｒの間の寄生素子）の横部分１８Ｂのグランドへの接続の構成が異なっている。励振アンテナ素子２０Ａ及び２０Ｂをより詳細に示す。一方の励振アンテナ素子２０Ａは、低周波７００〜９６０ＭＨｚ及び高周波１７００〜２１７０ＭＨｚのＧＳＭ（登録商標）セルラー帯域の両方に共振するＺ型モノポールアンテナ素子であり、第１ＲＦフィード２６Ａで高周波（ＲＦ）回路に直接接続されている。他方の励振アンテナ素子２０Ｂは、高周波１８５０〜１９９０ＭＨｚのＧＳＭセルラー帯域に共振する別のモノポール型アンテナ素子である。また、第２アンテナ２０Ｂについては、励振アンテナ素子２０Ｂを関連する高周波（ＲＦ）回路に直接接続する第２ＲＦフィード２６Ｂも示されている。図２Ａ及びＢにおいては導電性ストリップ部分が側壁であるが、別の実施形態においては（図６に例示するように）必ずしもそのようになるとはかぎらない。隙間３０Ｌ及び３０Ｒの間の外部導電性ストリップの横部分／側壁１８Ｂは、寄生短絡／導電性部分２２Ｂを介して接地電位／地板２４に寄生的に接続されており、図２Ａに示す直接接続２２Ａを介しては直接グランドに接続されてはいない。導電性部分２２Ｂの開放端部は、地板２４の横端部に電磁的に接続し、導電性部分２２Ｂ及び横側壁１８Ｂを含む寄生素子が接地されるようにする。外部導電性ストリップの縦部分／側壁１４Ｌ／１４Ｒも示されており、ストリップの角部３６Ｌ／Ｒは、第１隙間１６Ｌ／Ｒによりストリップの隣接縦部分１４Ｌ／Ｒから電気的に絶縁され、かつ隣接第２隙間３０Ｌ／Ｒによりストリップの隣接横部分１８Ｂから電気的に絶縁されている。

図２Ａ及びＢに示すこれら４つの隙間１６Ｌ、１６Ｒ、３０Ｌ及び３０Ｒは、外部導電性ストリップを少なくとも４つの部分に分割する。１つの横部分３２は第２隙間３０Ｌ及び３０Ｒの間の横側壁１８Ｂに沿っている。２つの角部３６Ｌ及び３６Ｒのそれぞれは、横側壁沿いの第２隙間と縦側壁沿いの隣接する隙間との間（３０Ｌと１６Ｌとの間、並びに３０Ｒと１６Ｒとの間）にあり、図２Ａ及びＢに示されない機器の一部にさらなる隙間がない場合は、第４の部分は隙間１６Ｌを超えて伸びる縦部分１４Ｌであり、上部横部分（１８Ｔ、図６を参照）を通って対向する横部分１４Ｒと連続している。

図３は図１Ｂと同様のものであるが、ユーザが４つの隙間を有する図２Ａ及びＢに示す機器を握っている。ユーザの指が図１Ｂと同じ縦側壁沿いの隙間を橋絡しているが、この場合は、機器には横側壁１８Ｂ沿いにさらに隙間（より一般的に言えば電気絶縁部）３０Ｌ及び３０Ｒを有しており、これら隙間によりユーザの指による縦隙間１６Ｌ（又は図示されていない１６Ｒ）をまたぐ短絡を防いでいる。

図２Ａ及びＢを参照すると、これは、４つの隙間により角部３６Ｌ及び３６Ｒにおいて浮遊状態にある、外部導電性筐体の「島」が形成されるからである。図示の実施形態においては、これらの電気的に浮遊状態にある「島」は機器の底面角部に位置しているが、それはそこが通話中にユーザの指が位置することが多い場所だからである。ユーザの指からの電気容量は、電気的に浮遊状態にある「島」３６Ｌ及び３６Ｒの一方又は両方により絶縁され、励振アンテナ素子２０Ａ及び２０Ｂを離調するようには働かない。ユーザの指からの電気容量はまた、電気的に浮遊状態にある「島」３６Ｌ及び３６Ｒの一方又は両方をまたいで分散されて広がる。２つの角部３６Ｌ及び３６Ｒは、横側壁１８Ｂを含むアンテナ構造と縦部３４Ｌ／３４Ｒとの間に緩衝域を提供する。４つの隙間があるため、縦部分１４Ｌ／Ｒは接地されておらず他の周波数帯域でアンテナとして働くと仮定すると、図２Ｂを参照して上述した通り、導電性筐体側壁には互いに電気的に絶縁された４つの部分があることになる。隙間３０Ｌ及び３０Ｒの間の横部分／横側壁１８Ｂは、電気的に浮遊状態にはなく、その代りフィード２６Ａ及び２６Ｂ（図２Ａ及びＢ）においてＲＦ回路から直接給電される内部励振アンテナ素子２０Ａ及び２０Ｂに対する寄生素子として接地導体２２Ａ及び２２Ｂとともに働く。図示される実施形態においては、導電性ストリップの横部分１８Ｂは、図２Ａに示すように直接的に又は図２Ｂに示すように寄生的に、地板２４に内部的に接続されて寄生素子を形成している。横部分１８Ｂは、機器１０又は全体的なアンテナ構造の入出力ＲＦ信号のゲートウェイとして働く。男性の親指の幅が２．５ｃｍ程に過ぎないと仮定すると、隙間３０Ｌ及び３０Ｒは少なくとも互いにその距離だけ離れているべきであり、またそれぞれの隣接する対となる第１隙間及び第２隙間は、角部３６Ｌ／Ｒ周辺で計測して少なくともその距離だけ離れているべきである。第２隙間３０Ｌ／Ｒのより良好な配置としては、図２Ａ及びＢに示すように、より外側の角に向かうようにして、ユーザの親指が横側壁１８Ｂに沿って斜めに配置されることによる短絡又はユーザの掌の広い部分による短絡を軽減する。いずれの場合も、これらの手による干渉を軽減することにより、アンテナの実用性能が改善される。

隙間３０Ｌ及び３０Ｒの幅がより狭い方が、一部のユーザにはより審美上好ましいと考えられるかもしれない。この場合は、これらの隙間は、およそ０．５ｍｍから１．０ｍｍとし、絶縁体で埋めて、導電性ストリップの隣接角部３６Ｌ及び３６Ｒとの電気的絶縁を確実にすることもできる。あるいは、オーディオポート２８（又は同様にデータポート若しくはバッテリー再充電ポート／ソケット）を、これらの第２の隙間３０Ｌ及び３０Ｒの一方又は両方の位置に配置して、付随のポート／ソケットとしての機能と上述した隣接角部３６Ｌ及び３６Ｒから横部分３２を電気的に絶縁することの機能の二つの機能を果たすこともできる。隙間３０Ｌ及び３０Ｒにより提供される物理的容積を共有することにより、オーディオパラメータとアンテナパラメータの両方が、この組み合わせ構成の恩恵を受けうる。例えば、オーディオポート用に１ミリメートル未満の空間しか必要としないマイクと、アンテナ絶縁に同じ物理的寸法しか必要としないアンテナとは、互恵的な構成をなす。

図４Ａ乃至図４Ｃは、比較のための量的データを示す。読者は、これらのデータプロット間では縦軸のスケールが異なることに注意されたい。図４Ａは、図１Ａ及び図１Ｂの機器について示すものであるが、同機器は外部導電性ストリップに隙間を２つだけ有し、図１Ｂに示すようにユーザの指がそれらのうち１つの隙間を完全に短絡させている。励振アンテナ素子は離調しており、その結果、アンテナのｓパラメータＳ１１（アンテナリターンロス）は−１０ｄＢ以上劣化する。

図４Ｂ及びＣは、同様のアンテナ性能指標を示すものであるが、隙間を４つ有し、ユーザの指が同じ第１の隙間１６Ｌを完全に短絡している図２Ｂの機器について示すものである。左軸のスケールの違いに注意されたい。図４Ｂのデータに用いた機器１０には、幅０．５ｍｍの第２隙間があった。一方、図４Ｃのデータに用いた機器１０には、幅１．０ｍｍの第２隙間があった。見て分かる通り、両実施形態ともに、図４Ａと比較してＳ１１パラメータが大きく改善しているが、改善が最も大きいのは、図４Ｃに示す、第２隙間の幅がより広い場合である。本発明者が、幅１．５ｍｍの隙間があるさらなる実施形態について試験したところ、図４Ｃよりもさらに効率が改善した。

図５Ａ及びＢもアンテナの効率を比較しているが、こちらは全体効率を比較したものである。図５Ａは低周波数帯域（７００〜９６０ＭＨｚ）、図５Ｂは高周波数帯域（１７００〜２１７０ＭＨｚ）のプロットを示す。凡例によれば、図５Ａの一番上の線に沿うデータプロットは、ユーザの手が第１隙間１６Ｌを短絡させていない場合のものであり、一番下の線は、第１隙間が２つのみで、ユーザの手が隙間１６Ｌを短絡させている図１Ｂの実施形態についてのものであり、残るプロットラインは、隙間が４つでユーザの手が同じ第１の隙間１６Ｌを短絡させている図２Ｂの実施形態についてのものである。図５Ｂでは同様のプロットラインが交差しているが、１９００ＭＨｚより高い周波数では順序は同じである。図５Ａ及びＢは、図１Ａ及びＢに示すものと比較した場合の図２Ｂに示す実施形態の実質的な利点を示している。

図６は、側壁に沿って外部導電性ストリップを内蔵する電子機器１０の斜視図であり、本教示の実施形態例に係る内部電子部品の模式図を示す。携帯電子機器１０は例えば、携帯端末／携帯電話、無線通信機能を有する携帯情報端末、無線通信機能を有するデジタルカメラ等の画像キャプチャ機器、無線通信機能を有するゲーム機器、無線通信機能を有する音楽保存再生機器、無線によるインターネットアクセス及び閲覧を可能とするインターネット機器、又はこれら機能の組み合わせを有する携帯機器若しくは携帯端末であってもよい。タブレットコンピュータもまた片手で持つことができ、本明細書に記載する手による干渉を受ける。本教示は、例えば無線通信機能を有するラップトップコンピュータやパームトップコンピュータ等、必ずしも片手では保持されない他の携帯機器に組み込まれてもよい。これらは携帯機器１０の非限定的な例である。説明のため、機器の面１２が図６に示す最大の面であり、グラフィカルディスプレイ１２Ａが面１２上に点線で示されている。

図２Ａ及びＢとは異なり、図６は側壁内に形成されているか又は側壁上にパターニングされているが側壁自体の全体構造をなしてはいない幾つかの導電性ストリップ部分３４Ｒ、３６Ｒ、３２及び３６Ｌと、機器１０上部の対向する横側壁１８Ｔを示している。図６に示す場合も図２Ａ及びＢに示す場合も、ストリップ部分は、高周波を通過させかつ電気的に絶縁性であってもよい保護層に覆われていてもよい。より一般的には、これらの導電性ストリップ部分３４Ｒ、３６Ｒ、３２及び３６Ｌを、各側壁の導電性部分と称してもよく、これには図２Ｂのように側壁が金属ストリップで形成されている場合や、図６のように導電性ストリップが構造的側壁自体とは分離した別個の物体に固定されている場合も含まれる。

図６はまた、２つの横側壁１８Ｂ及び１８Ｔは、少なくとも携帯端末型の機器１０においては、上面横側壁１８Ｔはマイク４２よりもスピーカ４０に近く、底面横側壁１８Ｂはスピーカ４０よりもマイク４２に近いという点において区別され得ることを示している。励振アンテナ素子２０Ａ及び２０Ｂは、ユーザの頭部への放射を最小化するため、また送受信の際にユーザの手による干渉を軽減するため、底部横側壁１８Ｂの近傍に配置されることが好ましい。

機器１０の筐体３８全体の内側には、例えば送信機及び／又は受信機等のＲＦ回路１０Ｄが設けられ、これは単一の送受信機として実装されてもされなくてもよく、またいわゆるＲＦフロントエンドチップ上に配置されてもされなくてもよい。図２Ａ及びＢに示すＲＦフィード点２６Ａ及び２６Ｂに接続されているのはこのＲＦ回路１０Ｄである。機器１０は、機器の機能及び信号プロトコルを実行するための様々なプログラムＰＲＯＧ１０Ｃを記憶する１以上のコンピュータ可読メモリＭＥＭ１０Ｂを含む。これらの内部プロセスはすべて、デジタルプロセッサＤＰ１０Ａ等の１以上のプロセッサにより制御される。多くの実施形態において、少なくともタイミングについて主たる中央処理装置ＣＰＵのスレーブとなる複数の特定タスク用プロセッサが設けられ、ＤＰ１０Ａはこれらのあらゆるすべてのものを指す。機器１０が携帯可能である場合、すべての内部部品はバッテリー１０Ｅから電気的エネルギーを取り出す。

コンピュータ可読ＭＥＭ１０Ｂは、局所技術環境に適する任意の種類のものでよく、半導体ベースのメモリデバイス、フラッシュメモリ、磁気メモリのデバイスやシステム、光学メモリのデバイスやシステム、固定式メモリや着脱可能メモリ等、任意の適当なデータ記憶技術を用いて実装されてもよい。ＤＰ１０Ａは、局所技術環境に適する任意の種類のものでよく、１以上の汎用コンピュータ、特種用途コンピュータ、マイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、マルチコアプロセッサアーキテクチャに基づくプロセッサを含んでいてもよいが、これらは非限定的な例である。バッテリー１０Ｅは例えば、直流バッテリーや燃料電池であってもよい。

次に、上記の教示のいくつかを要約すると、本教示の実施形態例に係る装置は、対向する縦側壁１４Ｌ及び１４Ｒと対向する横側壁１８Ｂ及び１８Ｔとで閉じられた面１２を規定する筐体３８を備える。少なくとも１つの縦側壁１４Ｌ及び１４Ｒの少なくとも１つの導電性部分３４Ｌ及び３４Ｒは、角部を規定する非導電性の第１隙間及び第２隙間によって、少なくとも１つの横側壁１８Ｂの少なくとも１つの導電性部分３２から電気的に絶縁されている。この装置例はさらに、筐体３８の内部に、高周波回路１０Ｄに電気的に接続された少なくとも１つのアンテナ素子２０Ａ及び２０Ｂを備える。さらに、少なくとも１つの横側壁１８Ｂ及び１８Ｔの少なくとも１つの導電性部分３２を地板２４に電気的に接続するように構成された導体２２Ａ及び２２Ｂが設けられ、少なくとも１つの横側壁１８Ｂ及び１８Ｔは、角部３６Ｌ及び３６Ｒの間に配置される。

上記特定の一実施形態において、少なくとも１つの横側壁１８Ｂの導電性部分３２は、２つの第２非導電性隙間３０Ｌ及び３０Ｒの間に設けられ、これらは少なくとも２．５ｃｍ互いに離れている。また、角部周辺における横導電性部分３２と各隣接縦導電性部分３４Ｌ又は３４Ｒとの間隔も、少なくとも２．５ｃｍあることが好ましい。別の実施形態例においては、各角部は、隣接する縦導電性部分３４Ｌ又は３４Ｒと横導電性部分３２から絶縁された角導電性部分３６Ｌ又は３６Ｒを含み、角導電性部分が電気的に浮遊状態となるように、すなわち角導電性部分が接地電位又はその他のいかなる正若しくは負の信号電位にガルバニック的に接続されないように構成される。実施形態例においては、少なくとも１つのアンテナ素子２０Ａ及び２０Ｂが、横導電性部分３２に対して角部の間（２つの第２非導電性隙間３０Ｌ及び３０Ｒの間）に配置され、動作中は横導電性部分３２に寄生的に接続する。

特定の実施形態例においては、様々な導電性部分が、非導電性隙間を除く筐体全体を取り囲む外部（又は内部）導電性ストリップにより形成される。本実施形態例又はその他実施形態例において、縦導電性部分３４Ｌ及び３４Ｒの少なくとも１つは、地板２４に電気的に接続するように構成されている。

これら上述の実施形態のいずれもさらに、筐体３８の内部に高周波回路１０Ｄに接続するように構成された少なくとも２つのアンテナ素子２０Ａ及び２０Ｂを有することを特徴としていてもよい。本実施形態において、それらのアンテナ素子２０Ａ及び２０Ｂはそれぞれ角部３０Ｌ／Ｒの間の横導電性部分３２に隣接して配置され、一方のアンテナ素子２０Ｂは約７００〜９６０ＭＨｚの範囲で共振するように構成され、他方の励振アンテナ素子２０Ａは１７００ＭＨｚより高い周波数で共振するように構成される。図２Ｂ示すように、それらのアンテナ素子２０Ａ及び２０Ｂはそれぞれ、横導電性部分３２に対して角部３６Ｌ及び３６Ｒの間に配置され、横導電性部分３２に寄生的に接続している。また上記では、非限定的な図面において、筐体３８は携帯ハンドセット無線機器用のものであることも詳述した。

本発明の上記実施形態のいずれにおいても、「接続」という用語は、これらの用語の派生語も含めて、接続された特徴が作動するように接続又は組み合わされていることを意味すると理解されなければならない。また、接続との語句は、物理的な接続及び／又は電磁的な非接触接続であってもよいことも理解されなければならない。また、接続されている特徴同士の間に任意の数や組み合わせの介在部品が存在し得る（介在部品がない場合も含む）ことも理解されなければならない。上記においては、直接的及び寄生的という用語は、特定種類の電気的接続を区別するために用いた。即ち、直接的とはガルバニック型（galvanic type）の接続を意味し、寄生的とは非ガルバニック型（non-galvanic type）の電磁的接続を意味する。

本発明の上記実施形態例の様々な変更や適応は、当業者において上記記載について添付図面を参照しつつ読み参酌すれば明らかになるであろう。しかしながら、あらゆるすべての変更は、本発明の非限定的かつ例示である実施形態の範囲に含まれる。

さらに、本発明の様々な非限定的かつ例示である実施形態のある特徴は、他の特徴をそれに対応させて用いることなしに利用することにより利益がもたらされ得る。よって、上記記載は、本発明の原理、教示、及び実施形態例を単に示したものであり、本発明をそれらに限定するものではないと考慮されなければならない。

Claims (20)

1. 対向する縦側壁と対向する横側壁とで閉じられた面を規定する筐体であって、前記縦側壁の少なくとも１つにおける少なくとも１つの導電性部分が、非導電性であるか又は電気的に浮遊状態にある少なくとも１つの角部によって、前記横側壁の少なくとも１つにおける少なくとも１つの導電性部分から電気的に絶縁されるように構成されている筐体と；
   前記筐体の内部に設けられ、かつ高周波回路に電気的に接続するように構成された少なくとも１つのアンテナ素子と；
   前記少なくとも１つの横側壁の前記少なくとも１つの導電性部分を地板に電気的に接続するように構成された導体と；
   を備え、前記少なくとも１つの横側壁における少なくとも１つの導電性部分が前記対向する縦側壁の間に配置されている、装置。
2. 前記縦側壁それぞれにおける少なくとも１つの導電性部分が、非導電性の第１隙間及び第２隙間によりそれぞれ規定されかつ非導電性であるか又は電気的に浮遊状態にある対向する角部によって、前記少なくとも１つの横側壁における少なくとも１つの導電性部分から電気的に絶縁されるように構成されている、請求項１に記載の装置。
3. 前記角部のそれぞれは角導電性部分を含み、該角導電性部分が、前記非導電性の第１隙間及び第２隙間によって、前記少なくとも１つの縦側壁及び前記少なくとも１つの横側壁における該角導電性部分に隣接する導電性部分から絶縁されていることにより、該角導電性部分が電気的に浮遊状態となるように構成されている、請求項２に記載の装置。
4. 前記少なくとも１つのアンテナ素子が、前記少なくとも１つの横側壁における少なくとも１つの導電性部分に対して前記角部の間に配置されることにより前記角部に寄生的に接続している、請求項２又は３に記載の装置。
5. 前記少なくとも１つの縦側壁における少なくとも１つの導電性部分及び前記少なくとも１つの横側壁における少なくとも１つの導電性部分が、前記非導電性の隙間を除き前記筐体を取り囲む外部導電性ストリップを含む、請求項２乃至４の何れかに記載の装置。
6. 前記少なくとも１つの縦側壁における少なくとも１つの導電性部分が、前記地板に電気的に接続されるように構成されている、請求項１乃至５の何れかに記載の装置。
7. 高周波回路に接続するように構成された少なくとも２つのアンテナ素子を筐体の内部にさらに備え、前記アンテナ素子のそれぞれは、前記角部の間において前記少なくとも１つの横側壁における少なくとも１つの導電性部分に隣接して配置されている、請求項２乃至６の何れかに記載の装置。
8. 前記アンテナ素子の一方が約７００〜９６０ＭＨｚの範囲で共振するように構成されており、前記アンテナ素子の他方が１７００ＭＨｚより高い周波数で共振するように構成されている、請求項７に記載の装置。
9. 前記少なくとも２つのアンテナ素子のそれぞれが、前記少なくとも１つの横側壁における少なくとも１つの導電性部分に対して前記角部の間に配置されていることにより、前記少なくとも１つの横側壁における少なくとも１つの導電性部分に寄生的に接続している、請求項７に記載の装置。
10. 前記装置が携帯電子機器を包含する、請求項１乃至９の何れかに記載の装置。
11. 対向する縦側壁と対向する横側壁とで閉じられた面を規定する筐体であって、前記縦側壁の少なくとも１つにおける少なくとも１つの導電性部分が、非導電性であるか又は電気的に浮遊状態にある少なくとも１つの非導電性角部によって、前記横側壁の少なくとも１つにおける少なくとも１つの導電性部分から電気的に絶縁されている筐体を提供すること；
    前記筐体の内部に設けられる少なくとも１つのアンテナ素子を、高周波回路に電気的に接続させることと；
    導体を配置して、前記対向する縦側壁間の前記少なくとも１つの横側壁における少なくとも１つの導電性部分を、地板に電気的に接続させることと；
    を含む方法。
12. 前記筐体が、前記縦側壁それぞれにおける少なくとも１つの導電性部分を含み、該縦側壁それぞれにおける少なくとも１つの導電性部分は、非導電性の第１隙間及び第２隙間によりそれぞれ規定されかつ非導電性であるか又は電気的に浮遊状態にある対向する角部によって、前記少なくとも１つの横側壁における少なくとも１つの導電性部分から電気的に絶縁されている、請求項１１に記載の方法。
13. 前記角部のそれぞれは角導電性部分を含み、該角導電性部分が、前記非導電性の第１隙間及び第２隙間によって、前記少なくとも１つの縦側壁及び前記少なくとも１つの横側壁における該角導電性部分に隣接する導電性部分から絶縁されていることにより、該角導電性部分が電気的に浮遊状態となるように構成されている、請求項１２に記載の方法。
14. 前記少なくとも１つのアンテナ素子が、前記少なくとも１つの横側壁における少なくとも１つの導電性部分に対して前記角部の間に配置されることにより前記角部に寄生的に接続している、請求項１２又は１３に記載の方法。
15. 前記少なくとも１つの縦側壁における少なくとも１つの導電性部分及び前記少なくとも１つの横側壁における少なくとも１つの導電性部分が、前記非導電性の隙間を除き前記筐体を取り囲む外部導電性ストリップを含む、請求項１２乃至１４の何れかに記載の方法。
16. 前記少なくとも１つの縦側壁における少なくとも１つの導電性部分を、前記地板に電気的に接続することをさらに含む、請求項１１乃至１５の何れかに記載の方法。
17. 前記少なくとも１つのアンテナ素子を電気的に接続することは、筐体の内部に設けられる少なくとも２つのアンテナ素子を前記高周波回路に電気的に接続することを含み、前記アンテナ素子のそれぞれは、前記角部の間において前記横側壁における少なくとも１つの導電性部分に隣接して配置される、請求項１２乃至１６の何れかに記載の方法。
18. 前記アンテナ素子の一方が約７００〜９６０ＭＨｚの範囲で共振するように構成されており、前記アンテナ素子の他方が１７００ＭＨｚより高い周波数で共振するように構成されている、請求項１７に記載の方法。
19. 前記少なくとも２つのアンテナ素子のそれぞれが、前記少なくとも１つの横側壁における少なくとも１つの導電性部分に対して前記角部の間に配置されることにより、前記少なくとも１つの横側壁における少なくとも１つの導電性部分に寄生的に接続する、請求項１７に記載の方法。
20. 前記筐体が携帯電子機器用のものである、請求項１１乃至１９の何れかに記載の方法。

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