JP4598975B2 - 電磁波防護装置が取り付けられた携帯用通信機器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として携帯用通信機器においてEMI対象に使用される電磁波干渉抑制、もしくは人体や他の機器に対する電磁波の被爆低減に使用される電磁波被爆防護に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年携帯用通信機器の発展は目覚ましいものがあり、とりわけ携帯電話機の小型軽薄化が進められてきた。これに伴い、アンテナの設置位置はより人体に接近するため、アンテナと人体頭部との相互作用がクローズアップされるようになってきた。
【0003】
アンテナから放射された電波は、その一部が最も近接している人体頭部に吸収されて残りが空間へ放射される。したがって、人体頭部において電磁エネルギーが吸収される。これによって、アンテナの放射効率・通信特性が低下するという問題が生じてきている。
【0004】
また、携帯電話機の使用時にはアンテナが頭部に近接するために、頭部が局所的に強い電磁界に曝されることになり、電力局所吸収量が増加することによる人体影響が懸念されている。そのため、携帯電話機を対象とした電波の局所吸収指針が米国、欧州、日本で相次いで設定された。
【0005】
こうした背景から、人体頭部における電磁エネルギー被爆量の低減が望まれている。ここで、アンテナと人体との距離を十分離すことによって電磁エネルギーの被爆量が低減できることが報告されているが、携帯電話機を耳から十分に遠ざけて使用することはできないことから、これは現実的な解決策とはなっていない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
アンテナ近傍で生じている電磁界レベルを低減する技術として、発明者らは携帯用通信機器のアンテナ近傍の人体側に平板状の電磁波防護装置を配置して電磁波を吸収・抑制することを検討した。
【0007】
これによれば、不要輻射を生じさせることなく効率的に電磁界レベルの低減、ひいては人体頭部への電磁エネルギーの局所吸収量の低減を実現することができ、人体への吸収によって生じていたアンテナの放射効率・通信特性の低下を防ぐことができることが確認された。
【0008】
しかしながら、このような電磁波防護装置による人体頭部への電磁エネルギーの局所吸収量の低減は、発明者らが期待した程十分ではなかった。
【0009】
これについて考察した結果、配置された電磁波防護装置が有限長であるためにその端部において電磁界の集中が生じ、電磁波防護装置の中央部では十分な電磁波低減が図れるものの、端部では逆に電磁界レベルが増大する結果を生みだしているためであった。
【0010】
そこで、本発明は、不要輻射を発生させることなく人体への電磁エネルギーの吸収量を低減することのできる電磁波防護装置が取り付けられた携帯用通信機器を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る電磁波防護装置は、基部とこの基部の端部全周において基部から屈曲した屈曲部とで構成された板状体からなり、扁平形状の軟磁性体粉末と有機結合剤とを含み、軟磁性体粉末の磁性粒子が厚さ方向に対して垂直に配向された複合磁性体で形成されたことを特徴とし、そして、本発明に係る携帯用通信機器は、前述した電磁波防護装置が取り付けられたものであり、電磁波防護装置は携帯用通信機器の使用状態において屈曲部が使用者に対して外側を向き、基部が携帯用通信機器のアンテナの給電点と使用者との間に位置するように電磁波防護装置が取り付けられていることを特徴とする。
【0015】
このような発明によれば、不要輻射を発生させることなくアンテナ近傍の電磁界レベルの低減を図り、端部における電磁界集中による悪影響を排除して人体への電磁エネルギーの吸収量を低減することが可能になる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、発明の実施の形態は、本発明が実施される特に有用な形態としてのものであり、本発明がその実施の形態に限定されるものではない。
【0017】
図1は本発明の一実施の形態である電磁波防護装置を示す斜視図、図2は図1の電磁波防護装置が用いられた携帯電話機の使用状態を斜め方向から示す説明図、図3は図1の電磁波防護装置が用いられた携帯電話機の使用状態を正面から示す説明図、図4は図1の電磁波防護装置が用いられた携帯電話機の使用状態を上方から示す説明図、図5は図1の電磁波防護装置における軟磁性体粉末を示す説明図、図6は本発明者らが比較例として用いた電磁波防護装置を示す斜視図、図7は図6の電磁波防護装置が用いられた携帯電話機の使用状態を斜め方向から示す説明図、図8は図6の電磁波防護装置が用いられた携帯電話機の使用状態を正面から示す説明図、図9は図6の電磁波防護装置が用いられた携帯電話機の使用状態を上方から示す説明図、図10は本発明の一実施の形態である第1の組成による電磁波防護装置および第2の組成による電磁波防護装置の単位体重当たりの吸収電力量(SAR)における平均局所吸収量の測定結果を電磁波防護装置がない場合とともに示すグラフ、図11は図1の電磁波防護装置が用いられた携帯電話機の使用状態における電磁エネルギー分布を上方から示す説明図、図12は図6の電磁波防護装置が用いられた携帯電話機の使用状態における電磁エネルギー分布を上方から示す説明図、図13は本発明の一実施の形態である電磁波防護装置の結合レベルを測定するための評価系を示す概略図、図14は本発明の他の実施の形態である電磁波防護装置を示す斜視図、図15は本発明のさらに他の実施の形態である電磁波防護装置を示す斜視図、図16は本発明のさらに他の実施の形態である電磁波防護装置を示す斜視図である。
【0018】
図1に示すように、本実施の形態の電磁波防護装置1は、基部1aとこの基部1aの両端において相互に同方向に屈曲した第1の屈曲部1bとからなる板状体である。したがって、第1の屈曲部1bを含んだ断面形状は略コの字形を呈している。そして、この電磁波防護装置1は、軟磁性体粉末2と有機結合剤3とを含む複合磁性体で形成されている(図5参照)。
【0019】
このような電磁波防護装置1が携帯電話機5などの携帯用通信機器に用いられた場合には、図2〜図4に示すように、当該携帯電話機5の使用状態において第1の屈曲部1bが使用者に対して外側を向き、基部1aが携帯電話機5のアンテナ6よりも使用者側に位置するように取り付けられる。したがって、アンテナ6の給電点7よりも基部1aの方が人体頭部4に近接している。
【0020】
ここで、本実施の形態においては、次に示す第1の組成からなる複合磁性体が用いられている。
【0021】
このような複合磁性体からなる電磁波防護装置1における軟磁性体粉末2の配向方向を走査型電子顕微鏡にて解折したモデルを図5に示す。
【0022】
図5においては、前述した第1の組成に示した組成物を混練した圧延ロールにて0.3mmの厚さのシート状にした複合磁性体を用い、図1に示すように略コの字形状に折り曲げ加工し、図2〜図4に示したような位置および方向にて携帯電話機5の筐体の内側部分に取り付けた。このとき、電磁波防護装置1の各寸法は、図1において、W=35mm、D=35mm、H=10mmである。また、厚さは0.3mmである。
【0023】
また、本実施の形態における変形例として、次に示す第2の組成からなる複合磁性体を用いた。なお、他の条件は全て第1の組成からなる複合磁性体と同様とした。
【0024】
ここで、本発明者らが比較例として用いた電磁波防護装置21を図6に、その電磁波防護装置21の携帯電話機5における取り付け状態を図7〜図9に示す。
【0025】
比較例の電磁波防護装置21は厚さ0.3mmの平板状で前述した第2の組成からなり、各寸法は、図6において、W=35mm、D=35mmである。そして、このような電磁波防護装置21を、図7〜図9に示すように、携帯電話機5の使用状態において携帯電話機5のアンテナ6よりも使用者側に位置するように携帯電話機5に取り付けた。
【0026】
図10に携帯電話機5の単位体重当たりの吸収電力量(SAR)の平均局所吸収量測定結果について、電磁波防護装置1を取り付けない場合を基準とした相対値で示す。ここで、SAR測定に用いた携帯電話機5は、λ/4モノポールアンテナで周波数が900MHz、アンテナ入力電力が0.6Wである。
【0027】
図10から分かるように、本実施の形態の電磁波防護装置1を用いることによってSARが大きく低減している。また、第1の組成と第2の組成とを比較すると、第1の組成の電磁波防護装置1でSAR低減効果がより大きく出ている。
【0028】
図11において、図1の電磁波防護装置1が用いられた携帯電話機5の使用状態における電磁エネルギー分布を上方から示す。また、図12において、比較例である図6の電磁波防護装置21が用いられた携帯電話機5の使用状態における電磁エネルギー分布を上方から示す。
【0029】
これらの図面から分かるように、電磁波防護装置1,21をアンテナ6と人体頭部4との間に設置した場合、空間での電磁エネルギーの分布はむしろ密になり磁界強度も増加しているものの、人体頭部4付近における電磁エネルギー分布は疎になり磁界強度は大幅に減少している。
【0030】
そして、注目すべきは電磁波防護装置1,21の端部における電磁エネルギーの集中であり、比較例の単純な平板状のものでは端部近傍においては電磁波防護装置21がないときと比べても逆に被爆量が増加してしまう結果となっている。これに対して、本実施の形態の電磁波防護装置1によれば、電磁エネルギーが密である部分が人体頭部4から遠ざかっているので、人体頭部4における電磁エネルギーの被爆量低減が図られている。
【0031】
なお、図13に示した評価系でネットワークアナライザを用いて結合レベルを測定した。ここでは、電磁界発振器8の取り付けられた電磁界送信用マイクロループアンテナ10aと、電磁界強度測定器9の取り付けられた電磁界受信用マイクロループアンテナ10bとを用いた。
【0032】
測定結果は、第1の組成の電磁波防護装置1において−6dB、第2の組成の電磁波防護装置1および比較例の電磁波防護装置21において−1dBであり、複合磁性体である電磁波防護装置1を取り付けることによる不要輻射は発生していないことが確認された。
【0033】
このように、本実施の形態の電磁波防護装置1によれば、不要輻射を発生させることなくアンテナ6近傍の電磁界レベルの低減を図り、端部における電磁界集中による悪影響を排除して人体への電磁エネルギーの吸収量を低減することが可能になる。
【0034】
図14に本発明の他の実施の形態である電磁波防護装置11を示す。図示する場合においては、基部11aの端部全周において基部11aから屈曲した第2の屈曲部11bが形成されている。したがって、このような電磁波防護装置11を携帯電話機5に取り付けた場合には、アンテナ6の延伸方向に対して平行方向および垂直方向の双方の断面が略コの字形状となる。
【0035】
図15および図16に本発明のさらに他の実施の形態である電磁波防護装置12,13を示す。第1の屈曲部は図1に示す形状に限定されるものではなく、基部12a,13aの両端において基部12a,13aから相互に同方向に屈曲している限り、たとえば図示するような第1の屈曲部12b,13bの形状など、様々な形状を採用することもできる。なお、同様に、第2の屈曲部についても様々な形状を採用することができる。
【0036】
また、基部1a,12a,13aの両端において第1の屈曲部1b,12b,13bを形成し、さらに他の箇所にも基部1a,12a,13aの端部から屈曲した屈曲部を形成してもよい。
【0037】
さらに、本実施の形態においては、電磁波防護装置1,11,12,13は携帯電話機5の一部を覆っているが、全体を覆うように構成してもよいことはいうまでもない。
【0038】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば以下の効果を奏することができる。
【0039】
すなわち、不要輻射を発生させることなくアンテナ近傍の電磁界レベルの低減を図り、端部における電磁界集中による悪影響を排除して人体への電磁エネルギーの吸収量を低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である電磁波防護装置を示す斜視図である。
【図2】図1の電磁波防護装置が用いられた携帯電話機の使用状態を斜め方向から示す説明図である。
【図3】図1の電磁波防護装置が用いられた携帯電話機の使用状態を正面から示す説明図である。
【図4】図1の電磁波防護装置が用いられた携帯電話機の使用状態を上方から示す説明図である。
【図5】図1の電磁波防護装置における軟磁性体粉末を示す説明図である。
【図6】本発明者らが比較例として用いた電磁波防護装置を示す斜視図である。
【図7】図6の電磁波防護装置が用いられた携帯電話機の使用状態を斜め方向から示す説明図である。
【図8】図6の電磁波防護装置が用いられた携帯電話機の使用状態を正面から示す説明図である。
【図9】図6の電磁波防護装置が用いられた携帯電話機の使用状態を上方から示す説明図である。
【図10】本発明の一実施の形態である第1の組成による電磁波防護装置および第2の組成による電磁波防護装置の単位体重当たりの吸収電力量(SAR)における平均局所吸収量の測定結果を電磁波防護装置がない場合とともに示すグラフである。
【図11】図1の電磁波防護装置が用いられた携帯電話機の使用状態における電磁エネルギー分布を上方から示す説明図である。
【図12】図6の電磁波防護装置が用いられた携帯電話機の使用状態における電磁エネルギー分布を上方から示す説明図である。
【図13】本発明の一実施の形態である電磁波防護装置の結合レベルを測定するための評価系を示す概略図である。
【図14】本発明の他の実施の形態である電磁波防護装置を示す斜視図である。
【図15】本発明のさらに他の実施の形態である電磁波防護装置を示す斜視図である。
【図16】本発明のさらに他の実施の形態である電磁波防護装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 電磁波防護装置
1a 基部
1b 第1の屈曲部
2 軟磁性体粉末
3 有機結合剤
4 人体頭部
5 携帯電話機(携帯用通信機器)
6 アンテナ
7 給電点
8 電磁界発振器
9 電磁界強度測定器
10a 電磁界送信用マイクロループアンテナ
10b 電磁界受信用マイクロループアンテナ
11 電磁波防護装置
11a 基部
11b 第2の屈曲部
12 電磁波防護装置
12a 基部
12b 第1の屈曲部
13 電磁波防護装置
13a 基部
13b 第1の屈曲部
21 電磁波防護装置
Claims (1)
- 基部とこの基部の端部全周において前記基部から屈曲した屈曲部とで構成された板状体からなり、
扁平形状の軟磁性体粉末と有機結合材とを含み、
前記軟磁性体粉末の磁性粒子が厚さ方向に対して垂直に配向された複合磁性体で形成された電磁波防護装置が、
携帯用通信機器の使用状態において前記屈曲部が使用者に対して外側を向き、
前記基部が前記携帯用通信機器のアンテナの給電点と使用者との間に位置するように取り付けられていることを特徴とする携帯用通信機器。
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