(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナと、このアンテナから空間的に離間して配置され、厚みが１ｍｍ以下であるシート状の誘電体とを備え、この誘電体の複素比誘電率εr を「εr ＝εr ’−ｊεr ’’」としたとき、携帯電話機の使用周波数における前記実数部εr ’及び虚数部εr ’’の値の組み合わせが［表１］に示す特性線Ｋと実数部軸及び虚数部軸とで囲まれる領域の外側領域に属し、前記特性線Ｋは［表２］に示す実数部εr ’及び虚数部εr ’’の値を組み合わせた各点を滑らかに連続させた曲線であることを特徴とする携帯電話機。
【表１】
0003695591.tif 000006
【表２】
0003695591.tif 000007
【請求項２】
前記誘電体がアンテナとスピーカとの間に展延して設けられ、この誘電体は、この誘電体を用いないときのアンテナ効率の測定値をＡＥＦＦ（０）、これを用いたときのアンテナ効率の測定値をＡＥＦＦ（Ａ）としたとき、ＡＥＦＦ（Ａ）／ＡＥＦＦ（０）で表されるＡＥＦＦ相対値が１よりも大きくなるように携帯電話機の使用周波数における前記実数部εr ’及び虚数部εr ’’の値が組み合わ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。
【請求項３】
前記誘電体の複素比誘電率は、母剤となる樹脂、ゴム又はエラストマーに誘電性素材及び／又は導電性素材を添加することによって調節されることを特徴とする請求項１又は２記載の携帯電話機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は携帯電話機に関するもので、詳しくは電磁波による人体への影響を抑え、かつアンテナ効率も向上させた携帯電話機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【非特許文献１】王、藤原「携帯電話機きょう体表面電流の抑制による頭部内の低局所ＳＡＲの実現」．信学技報．電子情報通信学会．１９９８年９月  EMCJ98-45 p.35-40
【非特許文献２】橋本、土田、西澤「人体前面におかれたシールド材を用いたＳＡＲ低減に関する基礎的検討」．電子情報通信学会論文誌．電子情報通信学会．１９９６年８月  Vol. J79-B-II No.8  p.486-491
【非特許文献３】半杭、中村、橋本「低損失磁性板を配置した携帯電話機の放射効率に関する検討」．信学技報．電子情報通信学会．２００１年７月  EMCJ2001-31.p.7-12
【非特許文献４】渡辺、橋本「高透磁率磁性シートによる携帯電話の放射効率向上に関する検討」．平成１４年電気学会基礎・材料・共通部門大会講演予稿集（平成１４年９月１２日）p.121
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３１９０９号公報
【特許文献２】特開２００１−３５２３８８号公報
【特許文献３】特開２００２−１５１８８１号公報
【０００４】
携帯電話機の普及とともに、交信時におけるアンテナ効率の向上や、電磁波の様々な影響について論議されている。特に人体への影響という観点から、ＳＡＲ（Specific Absorption Rate) の評価も必要となっている。ＳＡＲは、人体が電磁波に曝されることによって単位質量の組織に単位時間あたりに吸収されるエネルギー量を表すもので、携帯電話機のように人体頭部近傍で用いられる機器については、日本国内では人体局所の任意の組織１０ｇにわたって平均した局所ＳＡＲが用いられ、その値が２Ｗ／ｋｇを越えないことが指針となっている。したがって、携帯電話機の設計にあたっては、頭部近くで使用される携帯電話機からの電磁波（８００ＭＨｚ〜９００ＭＨｚ帯）について、その局所ＳＡＲ値が上記許容値に収まるようにしなければならない。
【０００５】
前掲の非特許文献１には、携帯電話機の頭部側筐体に厚み２．５ｍｍのフェライトシートを貼り付けることによって金属の表面電流密度を抑制し、局所ＳＡＲの値を減らすことが記載されている。非特許文献２には、仮想的なモデルを対象とした解析結果ではあるが、携帯電話機筐体と人体頭部との間に３０ｍｍ厚の誘電体を配置して電磁波をシールドすることがＳＡＲの低減に効果的である旨が記載されている。
【０００６】
非特許文献３には、アンテナの放射効率を改善するために５ｍｍ厚の磁気損失の小さな磁性板を携帯電話機筐体との間に配置することが効果的で、またＳＡＲ値も１０％強削減できることが記載されている。そして非特許文献４によれば、非特許文献３記載の磁性板を改良することにより、０．８ｍｍ厚の磁性板であっても放射効率が向上することがＦＤＴＤ（Finite Difference Time Domain)解析法で確認されたことが報告されている。
【０００７】
特許文献１には、回路基板に実装された無指向性のチップアンテナに対し、空間的に離間して導電性の反射板を対面配置させるとともに、これを回路基板のグランドパターンに接続することによってアンテナ効率を向上させ得ることが記載されている。特許文献２，３には、磁気損失材料などからなる電波吸収体を携帯電話機に組み込むことによって、ＳＡＲの低減や、不要電波による周囲への悪影響を防ぐうえで効果的であることが記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、携帯電話機の通話環境を改善するために様々な検討が行われてきているが、ＳＡＲを十分に小さく抑えるとともにアンテナ効率も向上させ、しかも必然的に小型軽量化が要求される携帯電話機の実用性を考慮すると、これまでの各種の提案は未だ満足し得るものとは言い難い。例えば非特許文献１〜３の手法では、ＳＡＲ低減あるいはアンテナ効率向上のために板厚が２．５ｍｍ〜３０ｍｍのフェライト磁性体や誘電体の板材を必要とし、現状の携帯電話機のサイズや重さを保ちつつこれらを組み込みことは現実的には非常に難しい。そして、非特許文献３に記載されている例では、ＳＡＲを下げるために損失のある電磁波吸収体を用いるとアンテナ効率も低下するので、低損失の磁性体を用いることによりアンテナ効率は高められるものの、その効率アップは１４．７％に留まり、ＳＡＲ値にしても十数％の削減効果しかない。
【０００９】
また、非特許文献４によれば、ＦＤＴＤ法により０．８ｍｍ厚の高透磁率磁性シートがアンテナ効率の向上に効果的であるという解析結果が得られているが、特定の解析モデルを対象にした計算に基づくもので、高透磁率磁性シート自体がもつ他の物性、例えば磁性体が本来的にもつ比誘電率（＞１）の影響については評価がなく、現実的な適用例に関してはほとんど示唆がない。
【００１０】
特許文献１では、指向性を向上させてＳＡＲの低減を図ることを目的にしているが、ＳＡＲ値の低減効果は高々十数％程度である。特許文献２には１〜４ｍｍ厚の電波吸収体と導電層との相互作用によりＳＡＲの低減を図ることが記載されてはいるが、非特許文献４と同様、電波吸収体に必要とされる物性とＳＡＲ低減効果との相関が不明でその有効性の確認もできない。特許文献３には電波吸収体そのものの組成について記載されているが、電波吸収体のもついかなる物性が不要電波の吸収作用に効果的であるのかが明らかでなく、アンテナ効率を良好に保ちながらもＳＡＲを低減させるという具体的構成については記載がない。
【００１１】
本発明は上記背景を考慮してなされたもので、その目的は、軽量コンパクト性を損なうことなく、ＳＡＲの低減と同時にアンテナ効率も高めることにより、通話環境を大幅に改善し得る携帯電話機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記目的を達成するには磁性体よりも誘電体を用いる方が有効であることを踏まえ、誘電体のもつ比誘電率εr を実数部と虚数部とを用いて「εr ＝εr ’−ｊεr ''」で表したとき、実数部εr ’の値と虚数部εr ''の値との独特の組み合わせが、携帯電話機のアンテナ効率すなわち電磁波に対する反射率，透過率，吸収率の制御に効果的であることに着目してなされたものである。そして本発明に用いられる誘電体は、厚みが１ｍｍ以下で、携帯電話機のアンテナから空間的に離して用いられ、比誘電率εr の実数部εr ’の値と虚数部εr ''の値との組み合わせが請求項１の［表１］に挙げた特性表中の特性線Ｋの外側領域に属するように選定されることによって特徴づけられる。
【００１３】
特に、軽量コンパクト化された携帯電話機への適用を考慮すると、誘電体の厚みを１ｍｍ以下に抑えることが好ましいが、このような制限のもとでは一般の誘電体材料をそのまま用いるだけでは所期の目的を達成することは困難である。そこで本発明では、上記のように誘電体の特徴的物性である比誘電率について解析を行い、誘電体の厚みが１ｍｍ、携帯電話機からの電磁波の周波数が９００ＭＨｚという前提条件のもとで、携帯電話機からの電磁波が誘電体によって反射、透過、吸収される結果に応じて求められるアンテナ効率と、人体に吸収される電磁波量（ＳＡＲ値）とを関連づけて評価するために案出された特性表上で特性線Ｋを定義し、この特性線Ｋの外側領域に属するように比誘電率の実数部εr ’の値と虚数部εr ''の値とを選定している。比誘電率の調節は、誘電体の母剤として樹脂、ゴム又はエラストマーなどを用い、この母剤に混合する誘電性素材や導電性素材の種類，添加量、あるいは粒径やアスペクト比などの形態を調節することによって柔軟な対応が可能で、調節の自由度も高い。
【００１４】
なお、上記特性線Ｋは連続線となり、横軸（実数部軸）と縦軸（虚数部軸）との間に閉じられた領域をつくるが、離散的にそのいくつかの座標を実数部εr ’及び虚数部εr ''のそれぞれの値の組み合わせで示すと下表のとおりである。
【００１５】
【表２】
0003695591.tif 000002
【００１６】
上記誘電体はアンテナあるいは発振回路などの電磁波放射源と携帯電話機のスピーカとの間に展延して使用するのが好適である。この誘電体を使用しない状態でのＳＡＲ及びアンテナ効率の測定値をそれぞれＳＡＲ（０），ＡＥＦＦ（０）、誘電体を使用した状態でのＳＡＲ及びアンテナ効率の測定値をそれぞれＳＡＲ（Ａ），ＡＥＦＦ（Ａ）とし、ＳＡＲ相対値をＳＡＲ（Ａ）／ＳＡＲ（０）、ＡＥＦＦ相対値をＡＥＦＦ（Ａ）／ＡＥＦＦ（０）と定義したとき、ＳＡＲ相対値＜１であり、ＡＥＦＦ相対値＞１となることも本発明の特徴である。なお、ＳＡＲ及びアンテナ効率の測定手法については後述する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、独特の誘電特性を有するシート状の誘電体を利用することによって、ＳＡＲ値の低減とともにアンテナ効率の向上効果が得られ、しかも誘電体の厚みも１ｍｍ以下に抑えることができるので、軽量コンパクト化された携帯電話機の通話環境を格段に改善することが可能となる。また、誘電体の使用により、ＳＡＲ相対値＜１かつＡＥＦＦ相対値＞１となるようにしたから、ＳＡＲ及びアンテナ効率の双方を改善して携帯電話機の通話環境を確実に良化することができる。そして本発明の誘電体は、母剤となる樹脂やゴム又はエラストマーに誘電性素材や導電性素材を添加することによってその誘電特性をかなりの自由度で調節することができるのでその実用的効果は大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１に本発明を用いた携帯電話機を概略的に示す。携帯電話機２は使用者の頭部３に近接して使用される。携帯電話機２の筐体内部には、送受信回路基板４、メイン回路基板５、電源回路基板６が組み込まれ、それぞれ送受信回路、制御回路、電源回路を構成する回路部品や、ＩＣ及びメモリなどのチップ部品が実装されている。送受信回路基板４にはホイップアンテナ７が組み付けられ、使用時には図示のように引き出され、不使用時には筐体内部に収納することができる。
【００１９】
メイン回路基板５には、スピーカ９及びマイク１０が設けられ、筐体に形成されたそれぞれの通話孔を通して音声を聞いたり送ったりすることができる。メイン回路基板５には、さらに液晶パネル１２やダイヤルキー操作部１３などが設けられている。液晶パネル１２のモニタ画面は筐体外部に露呈し、通話時の各種情報を使用者に表示する。ダイヤルキー操作部１３が押圧操作されると、その操作信号がキーパッド装置１４を介してメイン回路基板５に実装された制御回路に入力される。また、電源回路基板６には充電式のバッテリーの装填部が設けられている。なお、これらの各種の回路基板や回路部品の機能及び作用は、従来周知の携帯電話機と共通であるので、詳細な説明については省略する。
【００２０】
使用者の頭部３に近接する側の筐体内壁には、ＳＡＲを小さく抑え、しかもアンテナ効率を向上させる目的で誘電体シート１５が取り付けられている。誘電体シート１５は１ｍｍの厚みをもった可撓性の誘電体で構成され、ホイップアンテナ７の長手方向と略平行に、かつ筐体内の送受信回路基板４と使用者の頭部３との間を遮るように展延されている。そして、携帯電話機２から放射される電磁波を反射し、吸収し、あるいは透過させる電磁波制御体として作用する。
【００２１】
この誘電体シート１５は、具体的な実施例としてはシリコーンゴムが母剤として用いられ、この母剤中に導電性素材であるカーボン粉末及び数百μｍの長さをもつカーボン繊維を添加剤として調製・混入した誘電体で、その比誘電率「εr ＝εr ’−ｊεr ''」の実数部εr ’及び虚数部εr ''の値は、図３の特性表（両対数グラフ）に示すように特性線Ｋの外側領域に属する点Ｘ（２８８，１２４）となっている。このような誘電特性をもつ誘電体シート１５を用いることにより、ＳＡＲ値を抑えつつ、携帯電話機２からの電磁波を損失なく放射させることが可能となる。
【００２２】
誘電体シート１５を用いることによる効果は、図２に示す実験設備により確認されている。図２に示す実験設備は、誘電体シート１５を除いた従来の携帯電話機２０と、人体と電磁波特性を等価（比誘電率＝４３．６、導電率＝０．９１（Ｓ／ｍ））にしたファントムモデル２２と、その両者間に配置した板状の誘電体サンプル２４とを用い、その両側に電磁波エネルギー測定用のアンテナ２５，２６を配置したものである。
【００２３】
アンテナ２５は携帯電話機２０のホイップアンテナ７からファントムモデル２２とは逆方向に距離Ｌ１（＝１００ｍｍ）だけ離され、携帯電話機２０から放射される電磁波エネルギーを測定するためのもので、その測定値はアンテナ効率に相当する。他方のアンテナ２６は、携帯電話機２０のファントムモデル２２側の筐体外壁から距離Ｌ２（＝２５ｍｍ）だけ離され、誘電体サンプル２４を通して受信される電磁波エネルギーを測定するためのもので、その測定値はＳＡＲ値に相当する。誘電体サンプル２４の厚みＬ３は１ｍｍであり、携帯電話機２０の筐体から距離Ｌ４（＝０．５ｍｍ）離されている。なお、誘電体サンプル２４のサイズは１５０ｍｍ×１５０ｍｍにしてある。
【００２４】
誘電体サンプル２４の比誘電率εr の実数部εr ’の値を「２８８」、虚数部εr ''の値を「１２４」に選定したものでは、携帯電話機２０から９００ＭＨｚの電磁波を放射させたとき、誘電体サンプル２４を配置していないときに対する相対値として、アンテナ２５で測定される電磁波エネルギー（アンテナ効率）が少なくとも１０％以上増加すること、そしてアンテナ２６で測定される電磁波エネルギー（ＳＡＲ値）が５０％以上低減できることが確認された。したがって、ＳＡＲ相対値は０．５、ＡＥＦＦ相対値は１．１となり、この誘電体サンプル２４が本発明の目的を達成するうえで有効であることが分かる。なお、比誘電率εr の測定には日本ヒューレット・パッカード（株）社製のＨＰ８５０７０Ｂを用いて測定した。
【００２５】
このような目的で誘電体を使用するとき、その誘電特性の実用的範囲を検討するために図３に示す特性線Ｋが用いられる。この特性線Ｋは、誘電体サンプル２４の厚みを１ｍｍにしたとき、ＳＡＲ値を低下させ、かつアンテナ効率についてはその相対値が１．０を下回らないという条件を満たす誘電特性に対応し、具体的には比誘電率εr の実数部εr ’の値と、虚数部εr ''の値との組み合わせでプロットされ、そのいくつかの点は先の［表２］に挙げたとおりである。
【００２６】
また、特性線Ｋ上の各点は、図４（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、虚数部εr ''の値を例えば図３に指標を付した「１５１」，「４１」，「１１」，「１」に固定し、それぞれ実数部εr ’を変化させてアンテナ効率の相対値をグラフ化したとき、アンテナ効率の相対値が「１．０」になるときの虚数部εr ''の値と、そのときの実数部εr ’の値との組み合わせとしてとらえられる。また、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、実数部εr ’の値を、例えば図３に指標を付した「１０１」，「１１」，「１」に固定しておき、虚数部εr ''を変化させながらアンテナ効率の相対値の変化をグラフ化したとき、アンテナ効率が「１．０」となるときの虚数部εr ''の値と、そのときの実数部εr ’の値との組み合わせが特性線Ｋ上にプロットされることになる。
【００２７】
図４のグラフからわかるように、虚数部εr ''の値を固定して実数部εr ’の値を大きくしてゆくと、その値が「１０」を越えるまではアンテナ効率にほとんど変化が見られないが、それ以後はアンテナ効率が増加傾向を示す。一般に、比誘電率の実数部の値が増えると電磁波の反射率が高められるため、ＳＡＲ値の低減及びアンテナ効率の向上に有利となることがわかる。
【００２８】
一方、実数部εr ’の値を固定して虚数部εr ''の値を大きくしてゆくと、図５に示すようにアンテナ効率は一旦下降して極小となり、以後は増加する傾向を示す。比誘電率の虚数部εr ''の値が大きくなると電磁波に対する吸収率が高くなってゆくので、ＳＡＲ値の低減に有利である。しかし、虚数部εr ''の値がグラフ中での中間的な値をとるとアンテナ効率が抑えられ好ましくない。
【００２９】
このようにして得られた特性線Ｋは、図３に示すように、実数部εr ’の値と虚数部εr ''の値とを座標軸とするグラフ上に閉じられた領域Ｉを作る。そして、本発明を用いた誘電体シート１５は特性線Ｋの外側の領域IIに属している。これに対し、例えば非特許文献２には、本発明と同様の目的で用いられている３０ｍｍ厚のシールド材として、比誘電率εr が「１０−ｊ１０」、「２０−ｊ２０」である２例について紹介されているが、これらのサンプルＳ１，Ｓ２はいずれも図３の領域I に属するもので、その誘電特性には大きな相違がある。
【００３０】
これらの誘電特性をもつサンプルＳ１，Ｓ２を用い、さらにＳＡＲ値を低減させつつアンテナ効率を向上させるには、少なくとも電磁波に対する反射率を高める必要があるが、そのためには厚みをさらに増やさなくてはならず、現状の軽量コンパクト化された携帯電話機には適用が困難であることがわかる。
【００３１】
ところで、図３に示す領域I は「実数部も虚数部も小さい部分」に相当し、領域IIは（１）「実数部の値が大きく虚数部の値が小さい部分」と、（２）「実数部が小さく虚数部が大きい部分」と、（３）「実数部も虚数部も大きい部分」との３種類からなる。誘電体の比誘電率を（１）の部分に含めるには、母剤に高誘電性素材として添加するチタン酸バリウムやＰＺＴのアスペクト比を工夫することで実現が可能で、この部分の誘電体は表面での反射はさほど多くはないが、内部での吸収も少ないという性質をもつ。比誘電率を（２）の部分に含めるには、添加するカーボンや金属などの導電性素材の粒径やアスペクト比、また母剤との混合比率の調整により実現可能である。比誘電率を（３）の部分に含めるには、（１）で実現した素材中にさらにカーボンや金属などの導電性の高い素材を混入することで対応が可能で、電磁波特性としては上記（２）の部分の誘電体と同様に、表面での反射も内部での吸収も多い性質をもつ。
【００３２】
本発明と同様の目的で低損失の磁性板を使用することが非特許文献３で紹介され、サンプルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄについての評価が行われている。そして、低損失磁性板を用いる場合には、比透磁率μr （＝μr ’−ｊμ''）の特性が重要であり、アンテナ効率の向上に対しては、その実数部μr ’が大きく、虚数部μ''が小さい方で有利であることが結論づけられている。サンプルＡ〜Ｄの比透磁率μr は、厚みが５ｍｍ、電磁波周波数が９００ＭＨｚの条件のもとでは下表のとおりで、比誘電率εr は同文献の記載にしたがい、いずれも「１−ｊ０」とした。
【００３３】
【表３】
0003695591.tif 000003
【００３４】
そこで、本発明の誘電体における特性線Ｋの求め方を磁性体に適用した場合でも妥当性があることを示すために、非特許文献３に記載されたサンプルＡ〜Ｄについて、横軸に比透磁率μr の実数部μr ’の値、縦軸に虚数部μ''の値をとった比透磁率特性表中にプロットした様子を図６に示す。同図中の特性線Ｋ1 、Ｋ2 、Ｋ3 、Ｋ4 は、電磁波周波数９００ＭＨｚ、磁性体厚み５ｍｍを条件として、アンテナ効率の相対値が「１．０」、「１０％低下」、「２０％低下」、「３０％低下」となるときの、比透磁率の実数部μr ’の値と虚数部μ''の値との組み合わせをプロットしたものである。
【００３５】
図６によれば、サンプルＡ，Ｂ，Ｃは、サンプルＤよりもアンテナ効率が約１０〜２０％低下していることがわかる。非特許文献３には、これらのサンプルの評価結果として次のデータが記載されているが、図６による結果とほぼ合致しており、本発明における特性線Ｋを求める考え方の妥当性が、非特許文献３の磁性体との対応からも確認することができる。
【００３６】
【表４】
0003695591.tif 000004
【００３７】
また、上表における吸収電力は、ＳＡＲに相当する「ファントム吸収電力」を表しており、図６の比透磁率特性表中ではサンプルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの順にそれぞれ４３，６０，１００，３１となり、［表４］の結果とよく合致している。
【００３８】
さらに、本発明で特定された比誘電率特性をもつ誘電体を利用すれば、所期の目的を達成しながらもその厚みを十分に薄くできることについて、前掲した非特許文献２のシールド材のサンプルＳ１，Ｓ２との比較により検討してみる。
【００３９】
比誘電率がそれぞれ特定されているサンプルＳ１（εr ＝１０−ｊ１０）及びＳ２（εr ＝２０−ｊ２０）と、図６の領域IIに属する本発明の誘電体Ｘ（εr ＝２８８−ｊ１２４）について、９００ＭＨｚの電磁波を照射したときの透過比を誘電体の厚みｄを横軸にとって表すと図７のとおりである。透過比はＳＡＲを小さく抑えるために小さい方が好ましいが、透過比を０．４まで低下させるには、サンプルＳ１，Ｓ２ではそれぞれ２．８ｍｍ，１．４ｍｍとなる。これに対し、本発明の誘電体Ｘでは、略０．１〜０．２ｍｍ程度で十分である。
【００４０】
誘電体Ｘが、サンプルＳ１，Ｓ２と比較して十分に薄くても透過比を小さくできる理由としては、誘電体Ｘでは比誘電率と比透磁率との積の平方根「√（εr ×μr ）」が大きく、波長の圧縮効果が大きくなるためと考えられる。同様の理由から、本発明の誘電体Ｘを用いる場合、厚みだけでなく縦横サイズの小型化も可能であると思われる。
【００４１】
次に電磁波に対する反射特性について、同様にサンプルＳ１，Ｓ２と本発明の誘電体Ｘとの対比を行う。図８に示すように、横軸に厚みｄをとったとき、反射比１（全反射）に対し、反射比０．５を得るためには、誘電体Ｘでは０．５ｍｍ厚程度で済むのに対し、サンプルＳ１，Ｓ２では、その１０倍の５ｍｍ厚でも実現することができない。誘電体の反射比が大きくなると、ＳＡＲの低減とともにアンテナ効率の向上が見込まれることから誘電体Ｘの優位性は明らかである。電磁波の反射能を高めるには、Ｚ＝√（μr ／εr ）の絶対値を１よりも十分に大きくすることと関連しており、誘電体Ｘはこの点でサンプル１，２よりも有利であると思われる。
【００４２】
上記Ｚの分子μr と分母εr との比を大きくするという観点で磁性体を用いる場合と誘電体を用いる場合とを比較すると、非特許文献１や非特許文献３に記載された磁性体の場合では、必然的に「１」よりも大きい有限の比誘電率εr が付随する。この点、誘電体を用いる場合では磁性を示す材料を混入する素材として用いなければ、比透磁率μr を「１」にすることは容易に実現することが可能であり、電磁波に対して高い反射性をもたせるうえでは、磁性体よりも誘電体を利用する方が有利となる。
【００４３】
例えば非特許文献３の磁性体のサンプルＤ（μr ＝６．２８−ｊ０．７６）の場合、比誘電率εr が１であれば上記Ｚの分子μr と分母εr との絶対値は２．５２程度になり、ある程度の反射は期待し得る。しかし、極端な場合として比誘電率εr の値が「６．２８−ｊ０．７６」になったとすると上記Ｚの絶対値が１となり、磁性体からの電磁波の反射はなくなる。このような特殊な場合だけでなく、磁性体には１よりも大きい比誘電率が付随してくることから、電磁波の反射を高める材料としては誘電体よりも不利であることがわかる。
【００４４】
図９は、同様に誘電体ＸとサンプルＳ１，Ｓ２について、厚みｄに対する吸収比を表したグラフである。吸収が増加するとアンテナ効率の点では不利になるがＳＡＲ値の低減効果が増える。サンプルＳ１，Ｓ２では吸収を増やすには厚みｄを厚くしてゆくしかないが、誘電体Ｘでは厚みｄが薄い範囲内で吸収の調節が可能となり、図７及び図８に示す透過比や反射比を合わせて考慮した場合、柔軟な対応がとり得ることがわかる。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明の携帯電話機に効果的に用いることができる誘電体の具体的な実施例について説明する。次に挙げる［表５］に示すとおり、実施例１〜３はいずれもシリコーンゴムを母剤とし、これにグラファイト繊維及び数種の添加剤を加えたものである。［表５］に挙げた物質名のうち、グラファイト繊維及び導電カーボンは母剤となるシリコーンゴムに導電性素材として混合され、乾式シリカは誘電性素材として混合されている。また、シリコーンオイルは柔軟剤として、有機過酸化物は架橋剤として作用する。なお、表中の重量部「０」は添加していないことを表している。
【００４６】
【表５】
0003695591.tif 000005
【００４７】
それぞれの物質名と具体的な製品名との対応及び、これらの製品の製造又は販売元は次のとおりである。
・シリコーンゴム      「ＤＹ３２−１５２Ｕ」
東レダウコーニングシリコーン（株）
・グラファイト繊維    「ＭＧ II ２４４」
大阪ガスケミカル（株）
・導電カーボン        「ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ」
花王（株）
・乾式シリカ          「アエロジル２００」
日本アエロジル（株）
・シリコーンオイル    「ＳＨ２００ｃｖ１１０ｃｓ」
東レダウコーニングシリコーン（株）
・ＣａＯ              「ＶＥＳＴＡＰＰ」
井上石灰工業（株）
・有機過酸化物        「ＲＣ−４（５０Ｐ）」
東レダウコーニングシリコーン（株）
【００４８】
実施例１〜３の誘電体は、０．５ｍｍ×４０ｍｍ×１１０ｍｍの寸法をもつ誘電体シートとして作成されている。その作成にあたっては、まず、それぞれ選択された材料を各々の重量部でオープンロールに投入し、室温（２５°Ｃ）下で十分に混練して混合物を得る。この混合物の適量を、加圧したときの対向隙間が０．５ｍｍに設定された金型の間に仕込み、１７０°Ｃの温度下で１０分間加圧（圧力１８０ｋｇｆ／ｃｍ2 ）してシート状に成形する。こうして得た厚み０．５ｍｍのシート状成形体を４０ｍｍ×１１０ｍｍのサイズにカットして実施例１〜３の誘電体シートを作成することができる。
【００４９】
実施例１〜３の誘電体シートがもつ複素比誘電率の実数部εr ’及び虚数部εr ''の値は［表５］に示すとおりで、いずれのものも［表１］の特性線Ｋの外側に分布しており、携帯電話機のＳＡＲを低減させ、かつアンテナ効率を高める誘電体として好適であることが分かる。しかもこれらの誘電体は、いずれも入手が簡単な物質を用いて比較的容易に製造することができるから量産適性にもすぐれている。
【００５０】
なお、本発明の携帯電話機に好適な誘電体の組成は上記実施例１〜３にのみ限られるものではない。例えば、母剤としてもシリコーンゴムに代えてエポキシ樹脂、オレフィン樹脂、オレフィン系の熱可塑性エラストマー、スチレン系のエラストマーなどを用いることも可能である。また、導電性物質として適宜の長さ（７００μｍ程度）のカーボン繊維や粒子径を２０μｍにした鱗片状グラファイトを用いたり、非導電性材料として添加する物質としてもアルミナ粉末や湿式シリカを利用することも可能である。
【００５１】
以上、図示した実施形態あるいは実施例に基づいて本発明について説明してきたが、本発明は種々の携帯電話機に適用可能である。例えば、アンテナとして引き出し式のホイップアンテナを内蔵したものだけでなく、筐体外に突出させることなく使用可能なチップアンテナを回路基板上に実装したものや逆Ｆアンテナと呼ばれる内蔵型のアンテナを用いたもの、また受話ユニットと送話ユニットとが折り畳み式になったものなど、シート状の誘電体をアンテナや発振回路などの電磁波発生源と人体頭部との間に展延して用いるようにすれば、その形態によらず同等の作用効果を得ることができる。また、誘電体を設ける位置としても、筐体内壁だけでなく、いずれかの回路基板に固定したり、液晶パネルなどの表示装置の内面側に固定したり、さらにはこれらの誘電体をシールドケースと併用するなど、様々な形態で実施可能である。
【００５２】
さらに本発明によれば、誘電体素材を薄くできることに伴う高密度設計の容易化により携帯電話機のコンパクト化及び資源の節約効果も得られ、さらには通話環境の改善効果もある。さらに、アンテナ効率が低下すると送受信時の電波出力の増加が余儀なくされ、携帯電話機の内蔵電池の寿命が短くなるが、本発明によりアンテナ効率が改善されることに伴い、電池寿命を延ばすという付随効果も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明を適用した携帯電話機の要部概略断面図である。
【図２】電磁波測定用の実験設備の概念図である。
【図３】アンテナ効率を比誘電率の実数部と虚数部との相関で表した特性図である。
【図４】図３における縦軸の値を固定して横軸の値を変化させたときのアンテナ効率の相対値の変化を示すグラフである。
【図５】図３における横軸の値を固定して縦軸の値を変化させたときのアンテナ効率の相対値の変化を示すグラフである。
【図６】図３と同様の手法で従来サンプルのアンテナ効率を比透磁率との相関で表した特性図である。
【図７】誘電体の厚みに対する透過比の変化を示すグラフである。
【図８】誘電体の厚みに対する反射比の変化を示すグラフである。
【図９】誘電体の厚みに対する吸収比の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
２  携帯電話機
７  ホイップアンテナ
１５  誘電体シート
２０  携帯電話機
２２  ファントムモデル
２４  誘電体サンプル
２５，２６  電磁波測定用のアンテナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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