(57)【要約】【課題】  曲面を生かしてデザインされた筐体にアンテナを内蔵する無線装置において、通話時のアンテナ放射効率の低下を抑える。【解決手段】  無線装置１の筐体１１を側面方向から見て逆向きの「へ」の字状に形成し、受話器１２を「へ」の字の山に当る凸形に湾曲した部分の近傍に配設する。筐体１１に内蔵されるアンテナ１７に接続される給電点１６を、筐体１１の上端部近傍に配設する。【選択図】図１
2007110253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向の１の端部に始まる凸形に湾曲した部分を含む面を有して形成された筐体と、
前記面上の凸形に湾曲した部分近傍に配設された受話器と、
前記１の端部近傍に配設された給電点から給電されると共に、前記筐体に内蔵されたアンテナとを
備えたことを特徴とする無線装置。
【請求項２】
前記筐体に内蔵された導電性を有するフレームと、前記フレームにより機械的に支持されて前記筐体に内蔵された基板とをさらに備え、前記アンテナは前記フレームの少なくとも一部を含んで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記筐体に内蔵された導電性を有するフレームと、前記フレームにより機械的に支持されて前記筐体に内蔵された基板とをさらに備え、前記アンテナは前記フレームの少なくとも一部を含むループをなして構成されたことを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
【請求項４】
前記筐体に内蔵された導電性を有するスライドレールと、前記スライドレールに沿って挿入されることにより前記筐体に内蔵された基板とをさらに備え、前記アンテナは前記スライドレールの少なくとも一部を含んで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
【請求項５】
前記筐体に内蔵された導電性を有するスライドレールと、前記スライドレールに沿って挿入されることにより前記筐体に内蔵された基板とをさらに備え、前記アンテナは前記スライドレールの少なくとも一部を含むループをなして構成されたことを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
【請求項６】
前記筐体に内蔵された基板をさらに備え、前記アンテナは前記基板の導体パターンを含んで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線装置に係り、特に面を湾曲させて形成した筐体を有する無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機等の無線装置の筐体デザインは多種多様であるが、通話時に耳に当る受話器を取り付けた面は通常ほぼ平坦に形成されている。しかし今後は無線装置の利用概念の変化に伴い筐体デザインのさらなる多様化が予想され、例えば受話器を取り付けた面を湾曲させて形成することも考えられる。
【０００３】
一方、従来の無線装置のアンテナとしては、ホイップ型又はロッド型と呼ばれる筐体外に引き出して使用する構造をとるものが多く用いられてきたが、近年は筐体に内蔵される傾向にある。アンテナを筐体に内蔵することは、筐体デザインの自由度を高める上でも有利と考えられる。このように無線装置の筐体にアンテナを内蔵する場合には、通話時のアンテナと人体との離隔に配慮してアンテナの放射効率の低下を抑えるように筐体内に配設する必要がある。
【０００４】
従来の無線装置のアンテナを筐体外に引き出して通話を行う場合に、アンテナをできるだけ人体から離せるようにするという技術が知られている（例えば、特許文献１又は特許文献２参照。）。上記の特許文献１に開示された技術は、アンテナのエレメント部分と支持部分との間に折り曲げ部を形成し、アンテナを筐体外へ引き出したときに人体から遠ざかる方向へ折り曲げられるようにするというものである。
【０００５】
また、上記の特許文献２に開示された技術は、折り畳み型無線装置の上下２筐体を連結するヒンジ部の回転軸に取り付けたカムにより、２筐体が開かれたときに下側筐体の外側の面に取り付けられたアンテナの外管部を人体から遠ざかる方向へ押し出すというものである。
【特許文献１】特開平７−３０７６０７号公報（第２ページ、図１）
【特許文献２】特開２００４−３２８３４６号公報（第１、５ページ、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１又は特許文献２に開示された従来の技術は、通話時に引き出して使用される無線装置のアンテナをできるだけ人体から遠ざけるものである。したがって、従来とは異なり曲面を生かしてデザインされた無線装置の筐体に内蔵されるアンテナの放射効率低下を抑えるという課題の解決に適用することはできない。
【０００７】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、受話器を取り付けた面を湾曲させて形成された筐体を備え、人体による放射効率への影響を抑えるようにして該筐体にアンテナを内蔵した無線装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の無線装置は、長手方向の１の端部に始まる凸形に湾曲した部分を含む面を有して形成された筐体と、前記面上の凸形に湾曲した部分近傍に配設された受話器と、前記１の端部近傍に配設された給電点から給電されると共に、前記筐体に内蔵されたアンテナとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、筐体デザインの曲面を生かすことにより通話時にアンテナ給電点を人体から離せるようにして、アンテナ放射効率の低下を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１１】
以下、図１乃至図５を参照して、本発明の実施例１を説明する。図１（ａ）は、本発明の実施例１に係る無線装置１の形状及び構成を表す図である。無線装置１は筐体１１を備えており、筐体１１の長手方向は図中の上下方向であるとする。筐体１１の長手方向上側の端部を上端部、下側の端部を下端部とする。筐体１１は、図１（ａ）に表した側面方向から見て逆向きの「へ」の字状に形成されている。
【００１２】
筐体１１の手前側の面には、受話器１２、例えば液晶パネルにより構成された表示部１３、複数の操作キー等から構成され図中に一点鎖線の楕円で囲んで表された操作部１４及び送話器１５が取り付けられている。
【００１３】
受話器１２等が取り付けられた面は、筐体１１の上端部に始まり図１（ａ）の手前方向に張り出して凸形に湾曲した（「へ」の字の山に当る）部分を含むように形成されている。受話器１２は、その凸形に湾曲した部分の近傍に配設されている。送話器１５は、筐体１１の下端部近傍に配設されている。なお、「湾曲」又は「曲面」の語は、例えば「へ」の字状のような直線的な曲げと、例えば「Ｓ」字状のようななだらかな曲げの両方を含む意味で用いる。
【００１４】
筐体１１の上端部近傍には、図示しない無線部とアンテナとのインターフェースである給電点１６が配設されている。給電点１６は、筐体１１に内蔵されたアンテナ１７に接続されている。アンテナ１７は、例えば図１（ａ）に破線で表したように筐体１１の内周に沿って設けられたループアンテナであるが、これに限るものではない。
【００１５】
図１（ｂ）は、筐体１１を図１（ａ）に表した側面方向から見た図である。図中に符号１１、１２、１５乃至１７を付して表した構成は、図１（ａ）に同じ符号を付して表した構成に等しいから説明を省略する。図１（ｂ）は、上述したように受話器１２がその取り付けられた筐体１１の面の凸形に湾曲した部分の近傍に配設され、給電点１６が筐体１１の上端部近傍に配設されていることを表している。
【００１６】
図２は、無線装置１を通話に用いる場合の人体頭部との位置関係を表す図である。図中に符号１１、１２、１５及び１６を付して表した構成は、図１（ａ）に同じ符号を付して表した構成に等しいから説明を省略する。通話時に受話器１２を耳に当て、送話器１５を口に近づけるようにして筐体１１が手持ちされたとき、上述した筐体１１の形状と受話器１２及び給電点１６の位置関係により、図２に表したように給電点１６を頭部から離すことができる。
【００１７】
給電点１６と頭部との間隔がアンテナ放射効率に与える影響について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、上記の影響を評価するために用いたシミュレーションモデルを表す図である。このシミュレーションモデルでは、人体の頭部をモデル化した球状の損失性媒質２０の表面からｄの距離に、基板２１の端部に設けられモノポール型のアンテナ２２に接続された給電点２３を置くものとしている。損失性媒質２０の誘電率は４０、導電率は１．４［Ｓ／ｍ］と仮定する。基板２１及びアンテナ２２は無損失の完全導体と仮定する。
【００１８】
図４は、図３に与えられた条件の下で距離ｄに対するアンテナ２２の放射効率をシミュレーションにより計算した結果を表す図である。放射効率は、アンテナ２２への入力電力と損失性媒質２０における電力損失との差をアンテナ２２への入力電力で除して求めた。周波数は２ギガヘルツ（ＧＨｚ）とした。図の横軸は損失性媒質２０と給電点２３間の距離ｄ（ミリメートル（ｍｍ）単位）、縦軸はパーセント単位で表した放射効率である。
【００１９】
図４によれば、ｄ＝１０ｍｍのときの放射効率はｄ＝５ｍｍのときの放射効率の約２倍に相当する。給電点と損失性媒質との間の距離を５ｍｍ大きくするだけで、放射効率が大きく改善されることがわかる。この結果から、通話時に給電点１６を自ずと頭部から離すことのできる無線装置１特有の効果が裏付けられる。
【００２０】
図５は、無線装置１の筐体１１の形状を変形した筐体を備えた無線装置３の形状及び構成を表す図である。無線装置３は筐体３１を備えており、筐体３１の長手方向は図中の上下方向であるとする。筐体３１の長手方向上側の端部を上端部、下側の端部を下端部とする。
【００２１】
筐体３１は、図５に表した側面方向から見て「Ｓ」字状に形成されている。筐体３１の手前側の面には、受話器３２及び送話器３５が取り付けられている。受話器３２等が取り付けられた面は、筐体３１の上端部に始まり図５の手前方向に張り出して凸形に湾曲した部分を含むように形成されている。受話器３２は、その凸形に湾曲した部分の近傍に配設されている。送話器３５は、筐体３１の下端部近傍に配設されている。筐体３１の上端部近傍には、給電点３６が配設されている。無線装置３のその他の構成については、図示を省略する。
【００２２】
通話時に受話器３２を耳に当て、送話器３５を口に近づけるようにして筐体３１が手持ちされたとき、上述した筐体３１の形状と受話器３２及び給電点３６の位置関係により、給電点３６を頭部から離すことができる。以上の実施例１においては「へ」の字状及び「Ｓ」字状の２種類の筐体形状を説明したが、筐体形状はこれらに限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざまな変形が可能である。
【００２３】
本発明の実施例１によれば、無線装置の筐体の面を湾曲させて受話器を湾曲面の凸部近傍に取り付けると共に給電点を筐体の上端部近傍に配設することにより、通話時に給電点を頭部から離してアンテナ放射効率の低下を抑えることができる。
【実施例２】
【００２４】
以下、図６乃至図１０を参照して、本発明の実施例２を説明する。図６は、本発明の実施例２に係る無線装置４の構成及び形状を表す図である。無線装置４は筐体４１を備えており、筐体４１の長手方向は図中の上下方向であるとする。筐体４１の長手方向上側の端部を上端部、下側の端部を下端部とする。筐体４１は、図６に表した側面方向から見て逆向きの「へ」の字状に形成されている。
【００２５】
筐体４１には受話器４２及び送話器４５が取り付けられ、筐体４１の上端部近傍には給電点４６が配設されている。無線装置４のその他の構成については、図示を省略する。以上の筐体４１、受話器４２、送話器４５及び給電点４６の形状又は位置関係は、実施例１で説明した無線装置１の筐体１１、受話器１２、送話器１５及び給電点１６の形状又は位置関係と同じであるから、説明を省略する。
【００２６】
無線装置４は筐体４１に内蔵された基板４７を備えており、給電点４６は基板４７上に設けられている。基板４７はフレキシブルな特性を持つ材質により構成され、筐体４１の「へ」の字形状に合せて形成されている。
【００２７】
図７は、基板４７を機械的に支持するフレームを用いた無線装置４の内蔵アンテナの構成を表す図である。基板４７はフレキシブルな特性を持つから、周囲に剛性を持つフレーム４８を取り付けて基板４７を機械的に支持する。フレーム４８に導電性を持たせて給電点４６に接続することにより、無線装置４の内蔵アンテナとしても使用することができる。
【００２８】
基板４７の全周を取り囲むフレーム４８の全部を導電性にして、ループアンテナを構成することができる。フレーム４８のうち給電点４６の片側の少なくとも一部を導電性にして、モノポールアンテナを構成してもよい。フレーム４８のうち給電点４６の両側の少なくとも一部を導電性にして、ダイポールアンテナを構成してもよい。また、基板４７の周囲のうち給電点４６を含む一部を、導電性を有するフレーム４８により支持するものとしてもよい。
【００２９】
図８は、基板４７を機械的に支持するスライドレールを用いた無線装置４の内蔵アンテナの構成を表す図である。図８（ａ）において、基板４７はスライドレール４９に沿い図の下から上へ向かって挿入される。スライドレール４９は剛性と導電性を持ち、基板４７が完全に挿入されたとき基板４７に設けられた給電点４６に接続されてモノポールアンテナ又はダイポ−ルアンテナとして機能する。
【００３０】
図８（ｂ）は、図８（ａ）に表した構成の変形を表す図である。基板４７は下端部の近傍に導体パターン４７ａを有しており、基板４７が完全に挿入されスライドレール４９が給電点４６に接続されたとき導体パターン４７ａの両端がそれぞれスライドレール４９の端部に接続されて、図７に表したのと等価なループアンテナを構成する。
【００３１】
図９は、給電部４６とスライドレール４９の接続形態を例示する図である。図中の符号４６、４７及び４９を付した部分は、図８（ａ）に同じ符号を付して表した構成を指す。基板４７に設けられた給電点４６には、図中の上下方向に弾性力の働くばね接点４６ａが取り付けられている。また、スライドレール４９には窪み状に形成された接続端４９ａが設けられている。基板４７がスライドレール４９に沿って完全に挿入されたとき、ばね接点４６ａが接続端４９ａに係合して、給電点４６とスライドレール４９を電気的に接続すると共に基板４７をスライドレール４９に機械的に係止する。
【００３２】
図１０は、基板４７の導体パターンを用いた無線装置４の内蔵アンテナの構成を表す図である。図１０（ａ）乃至（ｄ）に共通に、符号４６は図６に表した給電点４６を指し、符号４７は図６に表した基板４７を指す。図１０（ａ）乃至（ｄ）に表した内蔵アンテナは基板４７の導体パターンとして形成されるから、筐体の薄型化が容易になる。なお、基板４７の導体パターンを一部に含み他の導電性を有する構成（例えば上述したフレーム）と合せて内蔵アンテナを構成してもよい。図１０（ａ）乃至（ｄ）は、図６において送話器４５が取り付けられた筐体４１の面に垂直な方向から基板４７を見て表している。
【００３３】
図１０（ａ）においては、基板４７の導体パターンによりモノポール型のアンテナ素子５１を形成している。モノポール型のアンテナ素子５１は、全長が４分の１波長に相当する周波数で共振するから、ダイポール型やループ型のアンテナ素子に比べて小型化することができる。
【００３４】
図１０（ｂ）においては、基板４７の導体パターンによりダイポール型のアンテナ素子５２を形成している。ダイポール型のアンテナ素子５２は平衡給電され基板４７の接地回路に流れるリターン電流の値が小さいから、無線装置の筐体を手持ちすることによる影響を抑えられるという特徴がある。ダイポール型のアンテナ素子５２の両端どうしを接続してループ型のアンテナ素子を形成することもできる。
【００３５】
図１０（ｃ）においては、基板４７の導体パターンによりメアンダ形状のアンテナ素子５３を形成している。メアンダ形状のアンテナ素子５３は狭いスペースで所要の電気長を確保することができるから、基板や筐体の小型化に有用である。
【００３６】
図１０（ｄ）においては、基板４７の導体パターンによりモノポール型のアンテナ素子５１に結合する無給電素子５４を形成している。無給電素子５４は、両端開放の場合は全長が２分の１波長に相当する共振周波数を有し、一端接地で他端開放の場合は全長が４分の１波長に相当する共振周波数を有する。図１０（ｄ）に表したように給電されるアンテナ素子の開放端付近で容量結合させてもよく、給電点４６の近傍で電流結合させてもよい。給電されるアンテナ素子と無給電素子の共振周波数を異ならせて、複共振化することができる。また、給電されるアンテナ素子と無給電素子の位置関係により、放射指向性を制御することもできる。給電されるアンテナ素子は、モノポール型に限らない。
【００３７】
本発明の実施例２によれば、基板のフレーム、スライドレール又は導体パターンをアンテナとして活用することにより、アンテナを内蔵する無線装置の筐体を小型化することができる。なお、実施例１及び実施例２において参照した各図面における無線装置の筐体の形状や構成の配置は例示であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざまな変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】（ａ）は本発明の実施例１に係る無線装置の形状及び構成を表す図、（ｂ）は当該無線装置を側面方向から見て表す図。
【図２】実施例１に係る無線装置による通話時の人体頭部との位置関係を表す図。
【図３】実施例１において、給電点と頭部の間隔に対して放射効率を評価するシミュレーションモデルを表す図。
【図４】図３の条件下でシミュレーションを行って求めた放射効率の特性を表す図。
【図５】実施例１に係る無線装置の変形された形状及び構成を表す図。
【図６】本発明の実施例２に係る無線装置の構成及び形状を表す図。
【図７】実施例２に係る無線装置の基板のフレームを用いた内蔵アンテナの構成を表す図。
【図８】（ａ）は実施例２に係る無線装置のスライドレールを用いた内蔵アンテナの構成を表す図、（ｂ）はその変形を表す図。
【図９】実施例２に係る無線装置の給電部とスライドレールの接続形態を例示する図。
【図１０】（ａ）乃至（ｄ）は実施例２に係る基板の導体パターンを用いた無線装置の内蔵アンテナの構成を表す図。
【符号の説明】
【００３９】
１、３、４  無線装置
１１、３１、４１  筐体
１２、３２、４２  受話器
１３  表示部
１４  操作部
１５、３５、４５  送話器
１６、２３、３６、４６  給電点
１７、２２  アンテナ
２０  損失性媒質
２１、４７  基板
４６ａ  ばね接点
４７ａ  導体パターン
４８  フレーム
４９  スライドレール
４９ａ  接続端
５１  モノポール型のアンテナ素子
５２  ダイポール型のアンテナ素子
５３  メアンダ形状のアンテナ素子
５４  無給電素子
【図１】
2007110253.tif 000003
【図２】
2007110253.tif 000004
【図３】
2007110253.tif 000005
【図４】
2007110253.tif 000006
【図５】
2007110253.tif 000007
【図６】
2007110253.tif 000008
【図７】
2007110253.tif 000009
【図８】
2007110253.tif 000010
【図９】
2007110253.tif 000011
【図１０】
2007110253.tif 000012