JP4266100B2

JP4266100B2 - 携帯無線端末

Info

Publication number: JP4266100B2
Application number: JP2002161078A
Authority: JP
Inventors: 政俊澤村
Original assignee: Sony Ericsson Mobile Communications Japan Inc
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-06-03
Filing date: 2002-06-03
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2022-06-03
Also published as: JP2004007310A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、携帯無線端末に係り、特に、例えば携帯電話などの移動体通信に用いられる携帯無線端末の内蔵アンテナの構成および配置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話等の移動体通信用携帯無線端末（本明細書では端末装置を単に端末という）は、小型化・薄型化が進む傾向にある。したがって、端末に搭載されるアンテナについては、通話時、アンテナ部がさらに人体に近づくことになるため、アンテナ放射特性の劣化が懸念されるようになってきている。
【０００３】
また近年は、端末外部に設置された収納・伸張式のホイップアンテナを採用した端末に代わって、落下などによる破損の可能性が低い、携帯無線端末のデザイン性の向上が図れる、等のメリットを有するアンテナとして、端末内部に設置された、いわゆる内蔵アンテナを採用した端末が市場に出現してきている。当然ながら、内蔵アンテナを採用する端末についても、人体による特性劣化は懸念事項に挙げられている。
【０００４】
さらに近年の顕著な傾向として、携帯電話を、音声による通話だけでなく、電子メールなどのデータ通信や、インターネットヘの接続でも使用するユーザが増えてきており、それに伴って、液晶表示部を大きくできるメリットから、端末中間部にヒンジを設けた、いわゆる二つ折り型端末が市場に多く出回っている。この二つ折り型の端末は、レシーバ部および液晶表示部を上側筐体部に設置し、キーボード部およびマイク部を下側筐体部に設置するのが一般的である。その場合のアンテナの設置位置は、▲１▼上側筐体の上部、▲２▼下側筐体の上部（すなわちヒンジ部）、のいずれかであることが多い。しかし「上側筐体・上部設置」型は、通常、下側筐体内に設置される送受信回路（無線回路）部からアンテナ給電部までヒンジ部分を通して同軸ケーブルを設置しなければならずその分の損失が生じてしまうことや、デザイン上、上側筐体部はその厚みが薄くなる傾向にあるため、アンテナの設置スペースが十分でないことや、通話時、アンテナ−頭部間距離が短くなってしまいアンテナ特性が劣化してしまう等のデメリットがある。このため、「ヒンジ部設置」型アンテナを採用した端末が増えてきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ヒンジ部設置型アンテナでは、通話時、アンテナと人体頭部との距離は離れる反面、ユーザは下側筐体または上下筐体の境界部（すなわちヒンジ部近辺）を把持して通話することが多いため、アンテナ部分とユーザの手や指が近づくことになる。また、上述のように通常、キーボード部は下側筐体部にあるため、ユーザがキーボードを操作する際も、同様にアンテナ部分とユーザの手が近づくことになる。さらに、ユーザの好みにもよるが、ヒンジ部設置型アンテナは、そのアンテナ内蔵筐体部分が突出する場合、その突出部に指を掛けると手のすわりがよく、端末の使用がしやすいという、アンテナ特性にとってはデメリットの部分もある。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、人体頭部との間隔を維持しつつ、ユーザの手の影響を軽減することができる二つ折り型に適したヒンジ部設置型アンテナを備えた携帯無線端末を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による携帯無線端末は、上側筐体と下側筐体とがヒンジ結合された二つ折り型の携帯無線端末であって、下側筐体のヒンジ部近傍において外側に突出した突出部を備え、この突出部は内蔵アンテナを収納し、この内蔵アンテナは線状もしくは板状のアンテナエレメントを有し、このアンテナエレメントの少なくとも開放端側の一部は、ユーザによる使用時にユーザの手または指で覆われにくい位置に配置されたことを特徴とする。
【０００８】
この携帯無線端末は、二つ折り型の携帯無線端末のヒンジ部近傍の突出部に内蔵アンテナを収容するので、アンテナの設置スペースを確保するとともに、通話時、アンテナ−頭部間距離を比較的長く保つよう機能する。また、ユーザはヒンジ部近辺を把持して通話することが多いため、この構成ではアンテナ部分とユーザの手や指が近づくことになるが、アンテナエレメントの特に人体による影響をうけやすいアンテナ開放端部を、ユーザの手または指で覆われにくい位置に配置することにより、端末使用時のアンテナ特性劣化を大幅に抑制する。
【０００９】
前記アンテナエレメントは、その一態様として、基端側が給電点に接続される第１のエレメント部分と、第１のエレメント部分の主面と所定の角度を成す主面を有する第２のエレメント部分とからなり、この第２のエレメント部分は前記第１のエレメント部分の先端側の側部に連なり前記開放端側の一部を構成する。両エレメント部分の主面が所定の角度を成すことにより、単一のアンテナエレメントが異なる角度の面を有することになる。この構成は、ユーザによる筐体の持ち方によらず、その両方の主面が同時にユーザの手や指で覆われるという状況を回避する。
【００１０】
前記突出部は、その一態様として、前記上側筐体と下側筐体が開放された状態にあるとき、前記上側筐体の外側主面との間で鋭角を成す、筐体幅方向に延びた外面を有し、この外面の内壁面に前記第２のエレメント部分の主面が沿うように前記アンテナエレメントが配置される。この構成では、開いた上側筐体の外側主面と所定の角度を成す当該突出部の面を、ユーザの手または指で覆われにくい位置として有効に利用することができる。
【００１１】
本発明による携帯無線端末は、他の見地によれば、上側筐体と下側筐体とがヒンジ結合された二つ折り型の携帯無線端末であって、基端側が給電点に接続される平板状の第１のエレメント部分とこのエレメント部分の先端側の側部に連なる、第１のエレメント部分の主面と所定の角度を成す主面を有する平板状の第２のエレメント部分とを有するアンテナエレメントを備え、このアンテナエレメントが、筐体内部に筐体幅方向に沿ってヒンジ部近傍に配置されたことを特徴とする。この構成は、前述のように、両エレメント部分が所定の角度を成すので、ユーザによる筐体の持ち方によらず、その両方の主面が同時にユーザの手や指で覆われるという状況を回避するよう働く。
【００１２】
本発明による携帯無線端末は、さらに他の見地によれば、上側筐体と下側筐体とがヒンジ結合された二つ折り型の携帯無線端末であって、筐体幅方向に沿ってヒンジ部近傍に配置される内蔵アンテナを備え、この内蔵アンテナは基端側が給電点に接続される平板状のアンテナエレメントを有し、ユーザの手または指が開放状態の筐体外部から前記アンテナエレメントの開放端側に最も接近した状態において、前記アンテナエレメントの少なくとも開放端側の所定の長さに亘ってその主面が前記手または指の表面に対して直角またはこれに近い角度を成すように配置されていることを特徴とする。この構成は、アンテナエレメントの少なくとも開放端側において、アンテナに対するユーザの手や指の影響を軽減するよう機能する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明が適用された二つ折り型の携帯無線端末１００の概略の側面図であり、それぞれ、（ａ）は端末を開いた状態、（ｂ）は端末を閉じた（折り畳んだ）状態を示している。本実施の形態では、携帯無線端末として携帯電話機を示しており、以下、単に端末ともいう。端末１００は、ヒンジ１０５を介して折り畳み可能に接合された上側筐体１０と下側筐体２０とからなる。上側筐体１０の内側の主面には液晶表示部１３が設置され、下側筐体２０の内側の主面にはキーボード面１７が配置されている。下側筐体２０のヒンジ部１５近傍には、外側の斜め上方に突出したアンテナエリアを構成する突出部３０が形成されている。後述するように、この突出部の内部にアンテナが配置されている。
【００１５】
図２（ａ）は図１（ａ）に示した開いた状態の端末１００を外側上部方向（▲１▼）から見た端末の外観を示している。図２（ｂ）は同じ状態の端末１００を外側側部方向（▲２▼）から見た端末の外観を示している。いずれも人の手（左手）で下側筐体２０を把持した状態を示している。これらの図から分かるように、突出部３０は端末１００の筐体幅方向に亘って伸びて形成されている。
【００１６】
この二つ折り型端末では、アンテナが設置されている突出部（アンテナエリア）３０に指をかけやすい構造であるため、ユーザにもよるが、通話時、図２，図３（ａ）に示すように突出部３０を露出させた状態ではなく、図３（ｂ）のように突出部３０に指を掛けて使用しがちである。この場合、図６（ａ）に示すように突出部に親指を掛ける場合もあれば、図６（ｂ）に示すように親指以外の指（例えば人差し指）を掛ける場合もありうる。
【００１７】
いずれにせよ、図４（ａ）に示すように、突出部３０に指４２が掛かるとしても、端末を開放した状態では、突出部３０には指が掛かりやすい面（Ａ）３１と掛かりにくい面（Ｂ）３２とが形成される。これは図の例では面（Ｂ）３２と、開いた状態の上側筐体１０の外側主面４４との成す角度が鋭角になっていることによる。逆に言えば、このような鋭角を形成するように突出部３０の形状および配置を考慮している。ここで「指が掛かる」とは、その筐体面に対する指の接触面積が大きい、または、接近の度合いが大きい（距離が小さい）ことを意味している。筐体部分に指が掛かりやすいか否かは、その内部に位置するアンテナエレメントの構造や配置に応じて、アンテナエレメントの面が指で覆われる面積の大小に関係する。本明細書における「覆われにくい」とはこの面積が小さくなることを意味する。なお、図では突出部の輪郭形状を折線的な形状に示したが、必ずしも図示のような形状である必要はない。図４（ｂ）は両面３１，３２を実際の端末の外観上で示したものである。
【００１８】
図５（ａ）に、このヒンジ部設置内蔵アンテナ採用・二つ折り型端末における、通常考えられるアンテナエレメントの設置例を示す。図５（ｂ）は本発明の実施の形態におけるアンテナエレメントの設置例を示している。いずれも突出部３０内のアンテナエレメントの配置の様子を外部から模式的に示している（視認しやすいように、突出部３０に指が掛からない状態で示してある。）
【００１９】
図５（ａ）の構成では、図５（ｅ）に示すように、線状もしくは板状（細板状）のアンテナエレメント５２を下側筐体内のグランド５６からなるべく離すために、アンテナエレメント５２を図４で示した面（Ａ）３１の内壁に沿って配置してある。目標とされるアンテナの自由空間放射特性・帯域幅等にもよるが、アンテナのＱをなるべく低くして、帯域を稼ぐ（増加させる）ことを考慮すると、このように配置するのが一般的と考えられる。しかしながら図４（ａ）に示したように、面（Ａ）３１はユーザの手や指がもっとも掛かりやすいため、アンテナ部分に手や指が掛かってしまったとき、図５（ｃ）に示すようにアンテナ面が指に覆われ、アンテナ特性の大幅な劣化が生じると考えられる。
【００２０】
そこで本実施の形態のアンテナ装置では、図５（ｂ）（ｄ）に示すようなアンテナエレメントの構成および配置を採用する。すなわち、アンテナエレメント５０を給電点側の平板状のエレメント部分５３とこの先端側の側部に連なる平板状のエレメント部分５４とからなるクランク状に形成するとともに、そのエレメント部分５４とエレメント部分５３の成す角度を所定の角度としている。「所定の角度」はこの例ではほぼ直角であるが、必ずしも直角に限るものではない。本実施の形態では、両エレメント部分５３，５４はクランク形状の板金（導電性の板状部材）の中間部を両部分の境界に沿って折り曲げたものである。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、分離した両エレメント部分５３，５４を導電的に接合したものであってもよい。また、板金によらず金属箔で形成してもよい。この例では、給電点側のエレメント部分５３は突出部３０の天面である面（Ａ）３１の内壁面に沿って配置し、開放端側のエレメント部分５４のみ、ユーザの手や指が掛かりにくい面（Ｂ）３２の内壁面に沿って配置するような構成としている。これは一般に、一つのアンテナエレメントでも、インピーダンスの高い部分の方が、インピーダンスの低い部分よりも、手や指で覆われた場合の特性劣化が大きいからである。よって、高インピーダンス部であるアンテナ開放端部分を、ユーザの手・指から逃げられるようにしている。ここで「逃げ」るとは、アンテナの面が手や指に対向する度合いが小さくなるような状態を意味している。この度合いが最も小さくなるのは、アンテナの主面が手や指の面と成す角度が直角またはこれに近いときである。すなわち、ユーザの手または指が開放状態の筐体外部からアンテナエレメントの開放端側に最も接近した状態において、アンテナエレメントの少なくとも開放端側の所定の長さに亘ってその主面が手または指の表面に対して直角またはこれに近い角度を成す場合である。
【００２１】
なお且つ、この構造によれば、アンテナエレメント５０を面（Ｂ）３２の全面に配置しているわけではなく、面（Ａ）３１側にも配置しているため、アンテナの高Ｑ化、すなわちアンテナ帯域幅劣化も抑えられる。
【００２２】
本発明の効果を実証するため、図５（ａ）（ｃ）（ｅ）に示したアンテナと、図５（ｂ）（ｄ）（ｆ）に示したアンテナの、端末通話時のアンテナ放射特性・ＰＡＧ（Pattern Average Gain：パターン平均化利得・端末使用時のアンテナ水平面放射パターン平均利得）を測定し、比較した。測定は日本の８００ＭＨｚ帯デジタル携帯電話システムを想定し、８１０〜９６０ＭＨｚ内における周波数８ポイントにて行なった。また図６にそれぞれ示したように、アンテナ給電点側に指をかけた場合（ａ）（ｂ）と、アンテナ開放端側に指をかけた場合（ｃ）（ｄ）の二通りの測定を行なった。図７は端末の通話時の使用状態およびそのときの測定面を示している。
【００２３】
図８、図９に、その結果をグラフとして示す。同図（ａ）はアンテナ給電点側指かけ時のＰＡＧの周波数特性を折線グラフで示し、同図（ｂ）はアンテナ開放端側指かけ時のＰＡＧの周波数特性を折線グラフで示している。また、図９は、両指掛け時の、使用周波数帯域内で平均したＰＡＧ値の比較結果を棒グラフで示している。
【００２４】
図８（ａ）から分かるように、アンテナ給電点側指かけ時は、図５（ａ）（ｃ）（ｅ）の構造と図５（ｂ）（ｄ）（ｆ）の構造とは、ほぼ同等の特性となっている。しかしながら、アンテナ開放端側指かけ時の結果は、図８（ｂ）および図９から分かるように、両者に４ｄＢもの差が生じている。しかも図５（ｂ）（ｄ）（ｆ）の本実施の形態の構造であれば、アンテナ給電点側指かけ時から１ｄＢの劣化しか見られないのに対し、図５（ａ）（ｃ）（ｅ）の構造では大幅に劣化している。このことから、アンテナ開放端側に指が掛かった時の影響がいかに大きいかが、よく見てとれる。
【００２５】
このように、高インピーダンス部であるアンテナ開放端部分の、ユーザの手・指からの逃げ構造により、アンテナ設置部分に指が掛かった場合のアンテナ放射特性劣化が、大幅に抑制できることが確認できる。
【００２６】
以上の説明では、ユーザが携帯無線端末を左手で把持する場合のみを示したが、右手で把持した場合にも同等の効果が得られる。また、アンテナ開放端部指逃げ構造は、図示のものに限らず、アンテナ部分がユーザの手や指が掛かりやすい位置にある携帯無線端末全般に適用可能である。ホイップアンテナは持たない例について説明したが、ホイップアンテナと内蔵アンテナを併用する端末にも本発明は適用可能である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、二つ折り型携帯無線端末のヒンジ部近傍の筐体突出部に内蔵アンテナを配置したので通話使用時に内蔵アンテナとユーザ頭部との間隔を比較的大きくとることができる等のヒンジ部設置型アンテナの利点を維持しつつ、開放状態の上側筐体の外側主面と所定の角度を成す当該突出部の面をアンテナエレメントの少なくとも開放端側の配置に有効に利用することにより、ヒンジ部設置型アンテナの欠点であるアンテナ部分とユーザの手や指が近づくことによるアンテナ特性の劣化を抑制することができる。また、アンテナエレメントを、基端側が給電点に接続される平板状の第１のエレメント部分とこのエレメント部分の先端側の側部に連なる、第１のエレメント部分の主面と所定の角度を成す主面を有する平板状の第２のエレメント部分とで構成することにより、自由空間放射特性も考慮して、アンテナの高Ｑ化、すなわちアンテナ帯域幅劣化も抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された二つ折り型の携帯無線端末の、それぞれ、開いた状態（ａ）、端末を閉じた（折り畳んだ）状態（ｂ）を示す側面図である。
【図２】図１（ａ）に示した開いた状態の端末を外側上部方向（▲１▼）から見た端末の外観（ａ）、および、同じ状態の端末を外側側部方向（▲２▼）から見た端末の外観（ｂ）を示す図である。
【図３】携帯端末の通話使用時のユーザの異なる持ち方（ａ）（ｂ）の説明図である
【図４】本発明の実施の形態における突出部に指が掛かる場合の説明図（ａ）（ｂ）である。
【図５】本発明の実施の形態における開放端部指逃げなしの場合とありの場合の説明図（ａ）〜（ｆ）である。
【図６】突出部に親指を掛ける場合（ａ）および親指以外の指（例えば人差し指）を掛ける場合（ｂ）の説明図である。
【図７】本発明の実施の形態における端末のアンテナ部にユーザの指が掛かった時のアンテナ放射特性を確認するための測定方法の概略を示す図ある。
【図８】図７の測定に基づくアンテナ放射特性を示す折線グラフ（ａ）（ｂ）である。
【図９】図７の測定に基づく、使用周波数帯域内で平均したＰＡＧ値の比較結果を示す棒グラフ（ａ）（ｂ）である。
【符号の説明】
１０…上側筐体、１３…液晶表示部、１７…キーボード面、１５…ヒンジ部、２０…下側筐体、３０…突出部、３１，３２…面、４２…指、４４…外側主面、５０…アンテナエレメント、５２…アンテナエレメント、５３…エレメント部分、５４…エレメント部分、５６…グランド、１００…携帯無線端末、１０５…ヒンジ

Claims

上側筐体と下側筐体とがヒンジ結合された二つ折り型の携帯無線端末であって、
下側筐体のヒンジ部近傍において外側に突出した突出部を備え、この突出部は、上側筐体と下側筐体が開放された状態にあるとき、前記上側筐体の外側主面との間で対向して鋭角を成す、下側筐体の全幅に亘って背面から連続して延びた外面を有するとともに、内蔵アンテナを収納し、この内蔵アンテナは板状のアンテナエレメントを有し、このアンテナエレメントは、ほぼクランク形状の導電性の板状部材の中間部を折り曲げて構成され、前記アンテナエレメントの少なくとも開放端側の一部の面は、前記外面の内壁面に沿うように配置されたことを特徴とする携帯無線端末。
前記アンテナエレメントは、基端側が給電点に接続される第１のエレメント部分と、第１のエレメント部分の主面と所定の角度を成す主面を有する第２のエレメント部分とからなり、この第２のエレメント部分は前記第１のエレメント部分の先端側の側部に連なり前記開放端側の一部を構成することを特徴とする請求項１記載の携帯無線端末。
前記アンテナエレメントの一部分は、手または指で覆われた場合に、その主面が手または指の表面と成す角度が直角またはこれに近い状態となることを特徴とする請求項１または２記載の携帯無線端末。
上側筐体と下側筐体とがヒンジ結合された二つ折り型の携帯無線端末であって、
基端側が給電点に接続される平板状の第１のエレメント部分とこのエレメント部分の先端側の側部に連なる、第１のエレメント部分の主面と所定の角度を成す主面を有する平板状の第２のエレメント部分とを有するアンテナエレメントを備え、このアンテナエレメントが、筐体内部に筐体幅方向に沿ってヒンジ部近傍に配置されたことを特徴とする携帯無線端末。
前記アンテナエレメントは、ほぼクランク形状の導電性の板状部材の中間部を折り曲げて構成されたことを特徴とする請求項４記載の携帯無線端末。
前記第２のエレメント部分は、手または指で覆われた場合に、その主面が手または指の表面と成す角度が直角またはこれに近い状態となることを特徴とする請求項４または５記載の携帯無線端末。
上側筐体と下側筐体とがヒンジ結合された二つ折り型の携帯無線端末であって、
筐体幅方向に沿ってヒンジ部近傍に配置される内蔵アンテナを備え、この内蔵アンテナは基端側が給電点に接続される平板状のアンテナエレメントを有し、このアンテナエレメントは、ほぼクランク形状の導電性の板状部材の中間部を折り曲げて構成され、ユーザの手または指が開放状態の筐体外部から前記アンテナエレメントの開放端側に最も接近した状態において、前記アンテナエレメントの少なくとも開放端側の主面が前記手または指の表面に対して直角またはこれに近い角度を成すように配置されていることを特徴とする携帯無線端末。