(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線部を有する携帯端末装置に設けられるヘリカルアンテナにおいて、
前記無線部に接続可能であり、基端側をヘリカル部により構成すると共に先端側を直線部により構成し、この直線部をヘリカル部の巻回軸の延長上に位置させたアンテナエレメントと、
このアンテナエレメントをその先端側から被せることで内部に収容するための樹脂製のキャップと、
このキャップの前記内部に設けられたエレメント位置保持部と
を具備し、
前記エレメント位置保持部は、前記キャップ内の上面部に最奥部がヘリカル部の巻回軸心上に位置するように形成された錐状をなす傾斜部を有し、当該傾斜部の斜面により前記アンテナエレメントの直線部の先端を前記最奥部に導き、この最奥部で前記アンテナエレメントの直線部の先端を保持するように構成されることを特徴とするヘリカルアンテナ。
【請求項２】
前記エレメント位置保持部の錐状をなす傾斜部は、最奥部がヘリカル部の巻回軸心上に位置するように形成された錐状をなす第１の傾斜部と、前記キャップ内の側面部に形成され前記第１の傾斜部に前記アンテナエレメントの直線部を案内導入するための第２の傾斜部とを備えることを特徴とする請求項１記載のヘリカルアンテナ。
【請求項３】
前記アンテナエレメントの直線部は、その先端部に折り返し部を備えたことを特徴とする請求項１記載のヘリカルアンテナ。
【請求項４】
無線送受信回路を収容する携帯端末装置筐体と、
この携帯端末装置筐体の上端部に取着され、前記無線送受信回路に接続されて当該無線送受信回路と協働して無線信号の送受信を行うヘリカルアンテナとを具備し、
前記ヘリカルアンテナは、
基端側をヘリカル部により構成すると共に先端側を直線部により構成し、この直線部をヘリカル部の巻回軸の延長上に位置させたアンテナエレメントと、
このアンテナエレメントをその先端側から被せることで内部に収容するための樹脂製のキャップと、
このキャップの前記内部に設けられたエレメント位置保持部と
を具備し、
前記エレメント位置保持部は、前記キャップ内の上面部に最奥部がヘリカル部の巻回軸心上に位置するように形成された錐状をなす傾斜部を有し、当該傾斜部の斜面により前記アンテナエレメントの直線部の先端を前記最奥部に導き、この最奥部で前記アンテナエレメントの直線部の先端を保持するように構成されることを特徴とする携帯端末装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、携帯電話機や携帯情報端末等の携帯端末装置に使用されるヘリカルアンテナと、このヘリカルアンテナを備えた携帯端末装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機や携帯情報端末等のアンテナとしては、ヘリカルアンテナが多く使用されている。図１１は、従来使用されているヘリカルアンテナの構成の一例を示すものである。
【０００３】
すなわち、ヘリカルアンテナはコイル状をなすアンテナエレメント２２を金属からなるエレメントホルダ２１に取着し、この状態で樹脂により形成されたキャップ２３を被せたもので、アンテナホルダ１１により携帯端末筐体１に一体的に固定される。なお、上記アンテナエレメント２２と携帯端末筐体１内の無線回路との間の無線信号の授受は、上記エレメントホルダ２１を介して行われる。ヘリカルアンテナは小型化が容易なため、軽薄短小化が最重要課題の一つとなっている携帯端末装置のアンテナとしてきわめて好適である。
【０００４】
ところが、ヘリカルアンテナは携帯端末筐体１に固定された状態で使用されるため、通話に際して話者の耳がヘリカルアンテナに接触することがある。特に、最近では携帯端末装置の軽薄短小化が進んでいるため、ヘリカルアンテナが話者の耳に接触するケースは増えている。ヘリカルアンテナは話者の耳に接触すると特性の劣化を生じる。
【０００５】
図１２は、人体によるアンテナ特性の変化の一例を示したもので、（ａ）はヘリカルアンテナが話者の耳に接触していない状態の特性を、また（ｂ）はヘリカルアンテナが話者の耳に接触した状態の特性をそれぞれ示している。同図（ａ）に示すように、ヘリカルアンテナが耳に接触していない状態では、使用が想定される無線周波数帯域中の周波数Ａ，Ｂ，Ｃのいずれにおいても、電圧定在波比（ＶＳＷＲ）は良好な値に保持される。これに対し、ヘリカルアンテナが耳に接触した状態では、同図（ｂ）に示すようにアンテナの中心周波数が変化するため、上記周波数Ａ，Ｂ，ＣにおけるＶＳＷＲはいずれも大きな値になりアンテナ特性は劣化する。
【０００６】
また、ヘリカルアンテナの特性は人体からの離間距離に応じて影響を受ける。図１３は、ヘリカルアンテナのエレメントに人体と仮定した金属板を近づけた場合に、アンテナの中心周波数の変化に応じて不整合損失がどの程度発生するかをシミュレーションしたものである。同図から明らかなように、ヘリカルアンテナの不整合損失は、エレメントと金属板との間の距離が小さくなるに従い劣化する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、このようなアンテナの人体からの影響を軽減するために、例えば特開平１０−１０７５２６号公報に記載されるように、線状アンテナを人体から遠ざかるようにアンテナカバーの中心から偏心させて配置するアンテナ構造が提案されている。このような構造を採用すれば、アンテナエレメントを話者の耳からアンテナカバーの幅に相当する分だけ離間させることができ、人体からの影響を小さくできる。
【０００８】
しかし、一般に携帯電話機ではロッドアンテナの先端部にヘリカルアンテナを取着した状態で使用されるため、ヘリカルアンテナは携帯電話機の筐体に対して回動自在となる。このため、ヘリカルアンテナが使用されている状態で、アンテナエレメントが必ずしも人体から最も遠い位置に設定されるとは限らず、場合によっては人体に最も接近した状態で使用されることがある。この場合には、アンテナエレメントが話者の耳にほとんど接触した状態で使用されることになるため、アンテナは所期の特性を発揮できなくなる。
【０００９】
一方、別のアンテナ構造として、特開２００１−１２７５１７号公報に記載されるように、ヘリカルアンテナの螺旋状エレメントの先端部を直線状に延在させ、これによりアンテナ指向特性の人体からの影響を低減した構造も提案されている。このような構造であれば、アンテナエレメントの先端部を話者の耳からアンテナカバーである放射部の半径に相当する距離だけ常に離間させることが可能となり、これにより人体からの影響を低減できる。
【００１０】
しかしながら、この構造ではアンテナエレメントが放射部内で固定されておらず自由端となっている。このため、通話中に携帯端末の振動等により放射部内でアンテナエレメントの位置が変化し、この結果人体との距離が不安定となって良好な特性を維持できなくなる。また、アンテナエレメントに放射部を被せる際に、アンテナエレメントの先端が放射部の内壁に接触して直線状部が偏奇した状態で収容されることもあり、安定な状態が常に得られるとは限らなかった。
【００１１】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、アンテナエレメントと人体との距離を安定的に保持できるようにし、これにより常に良好な特性を発揮するようにしたヘリカルアンテナ及び携帯端末装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためにこの発明に係わるヘリカルアンテナは、アンテナエレメントを、その基端側をヘリカル部により構成すると共に先端側を直線部により構成し、かつこの直線部をヘリカル部の巻回軸の延長上に位置させた構成とし、さらに上記アンテナエレメントをその先端側から被せることで収容する樹脂製キャップの内部にエレメント位置保持部を設けている。このエレメント位置保持部は、上記キャップ内の上面部に最奥部がヘリカル部の巻回軸心上に位置するように形成された錐状をなす傾斜部を有し、当該傾斜部の斜面により上記アンテナエレメントの直線部の先端を前記最奥部に導き、この最奥部で上記アンテナエレメントの直線部の先端を保持するように構成される。
【００１３】
したがってこの発明によれば、キャップ内において、アンテナエレメントの直線部の位置をヘリカル部の巻回軸の延長上に安定的に保持することが可能となり、これによりアンテナエレメントの先端部を話者の耳からキャップの半径に相当する距離だけ常に離間させることが可能となる。また、携帯端末装置の振動等によってキャップ内でアンテナエレメントの位置が変化する心配もなくなる。このため、アンテナエレメントに対する人体からの影響を低減してアンテナ特性を良好に保つことができる。さらに、上記傾斜部は、樹脂製キャップを製造する際に一体成形により設けることができ、これにより新たな部材を用意することなく安価に実現できる利点がある。
【００１４】
またこの発明は、エレメント位置保持部の錐状をなす傾斜部を、最奥部がヘリカル部の巻回軸心上に位置するように形成された錐状をなす第１の傾斜部と、樹脂製キャップ内の側面部に形成され前記第１の傾斜部に前記アンテナエレメントの直線部を案内導入するための第２の傾斜部とを備えることを特徴とする。
【００１５】
キャップ内面に第１の傾斜部と第２の傾斜部を設けた構成によれば、アンテナエレメントにキャップを被せる際に、アンテナエレメントの直線部を第２の傾斜部により確実に案内して第１の傾斜部に導き入れることができ、これによりアンテナエレメントが偏奇した状態でキャップ内に収容される不具合を防止できる。
【００１６】
さらにこの発明は、アンテナエレメントの直線部の先端に折り返し部を備えることも特徴とする。このように構成することで、アンテナエレメントにキャップを被せる際に、アンテナエレメントの直線部の先端がキャップ内面に引っ掛かり難くすることができ、これによりアンテナエレメントの直線部を安定に傾斜部に導き入れることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は、この発明に係わるヘリカルアンテナの第１の実施形態を示すもので、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ断面矢視図である。
この実施形態のヘリカルアンテナ２Ａは、金属製のエレメントホルダ２１と、このエレメントホルダ２１に取着されるヘリカルアンテナエレメント（以後アンテナエレメントと称する）２４と、このアンテナエレメント２４に被せられる樹脂製のモールドキャップ（以後キャップと称する）２５とから構成される。
【００１８】
エレメントホルダ２１は、携帯端末筐体１内に設けられた無線回路に対し図示しない給電端子を介して接続され、これにより無線回路とアンテナエレメント２４との間を電気的に接続する。
【００１９】
アンテナエレメント２４は、螺旋状に形成されたヘリカル部２４ａと、このヘリカル部２４ａからその巻回軸心の延長上に延在する直線部２４ｂと、この直線部２４ｂの先端部を折り返して形成した折り返し部２４ｃとから構成される。
【００２０】
キャップ２５は、上端部が閉塞されると共に下端部が開放された円筒体からなり、この円筒体の内部上面には傾斜部２５ａが一体成形により形成してある。この傾斜部２５ａは円錐状をなし、キャップ２５をアンテナエレメント２４に被せたときにアンテナエレメント２４の直線部先端をキャップ２５内上面の中央部に案内して保持する機能を有する。
【００２１】
なお、図ではキャップ２５の下端部が閉塞されているように示してあるが、実際にはキャップ２５の内側面にネジ溝が形成され、このネジ溝がこのエレメントホルダ２１の外周に設けられたネジ溝に螺合するように構成されている。
【００２２】
このような構成であるから、キャップ２５をアンテナエレメント２４に被せる際に、アンテナエレメント２４の直線部２４ｂの先端が、キャップ２５内部の上端面に形成された円錐状の傾斜部２５ａに沿ってその中央部に案内され、この中央部においてキャップ２５により押圧保持される。
【００２３】
したがって、キャップ２５を装着した状態において、アンテナエレメント２４の直線部２４ｂは、キャップ２５内の中央部に正確に位置決めされた状態で安定的に保持されることになる。このため、例えば図２に示すように、ヘリカルアンテナ２Ａのキャップ２５が話者の耳３に接触した状態で通話が行われても、アンテナエレメント２４の直線部２４ｂを、図４に示すように話者の耳３からキャップ２５の半径に相当する距離Ｗ１だけ常に離間させることが可能となる。また、携帯端末筐体１の振動等によってキャップ２５内でアンテナエレメント２４の位置が変化する心配もない。このため、アンテナエレメント２４に対する人体からの影響を低減して、アンテナ特性を良好に保つことができる。
【００２４】
ちなみに、図１１に示した従来のヘリカルアンテナ２では、通話時にキャップ２３が話者の耳３に接触すると、図３に示すようにアンテナエレメント２２と耳３との間の距離はキャップ２３の壁厚に相当する距離Ｗ２しかないため、ヘリカルアンテナ２は人体から大きな影響を受け、アンテナ特性の劣化を招く。
【００２５】
また、図５に示すようにキャップ２５内部の上面部に傾斜部２５ａを備えていない場合には、アンテナエレメント２４の直線部２４ｂがキャップ２５の側面側に偏奇した状態で固定されることがある。この場合には、通話時にキャップ２３が話者の耳３に接触すると、図３に示した場合と同様にアンテナエレメント２４の直線部２４ｂと話者の耳３との間の距離がキャップ２３の壁厚に相当する距離Ｗ２しかなく、この場合もヘリカルアンテナ２は人体から大きな影響を受けアンテナ特性は劣化する。
【００２６】
さらにこの実施形態では、アンテナエレメント２４の直線部２４ｂの先端に折り返し部２４ｃを設けているので、キャップ２５をアンテナエレメント２４に被せる際に、アンテナエレメント２４の直線部２４ｂをキャップ２５内部の円錐状傾斜部２５ａに沿って円滑に中央部に案内することができ、これによりアンテナエレメント２４の位置決めをより一層正確にかつ円滑に行うことができる。
【００２７】
ちなみに、図６に示すようにアンテナエレメント２４の直線部２４ｂの先端に折り返し部２４ｃを設けていない場合には、キャップ２５をアンテナエレメント２４に被せる際に、アンテナエレメント２４の直線部２４ｂの先端がキャップ２５内部の円錐状傾斜部２５ａに引っ掛かったまま固定されるおそれがある。
【００２８】
（第２の実施形態）
図７は、この発明に係わるヘリカルアンテナの第２の実施形態を示すもので、（ａ）はキャップの構造を、また（ｂ）はアンテナエレメントの構造をそれぞれ示している。なお、同図において前記図１と同一部分には同一符号を付して説明を行う。
【００２９】
エレメントホルダ２１は、エレメント取着部２１ｂと、外周面にネジ溝が刻設されたキャップ固定部２１ａとを備える。アンテナエレメント２４は、螺旋状に形成されたヘリカル部２４ａと、このヘリカル部２４ａからその巻回軸心の延長上に延在する直線部２４ｂと、この直線部２４ｂの先端部を折り返して形成した折り返し部２４ｃとから構成される。そして、ヘリカル部２４の基端が、自身が持つバネ力により上記エレメントホルダ２１のエレメント取着部２１ｂに取着される。
【００３０】
一方、キャップ２６は、上端部が閉塞されると共に下端部が開放された円筒体からなり、この円筒体の内部上面には円錐状をなす第１の傾斜部２６ａが形成してある。また上記円筒体の内部側面には、下方から上方に向かって内径が小さくなるような第２の傾斜部２６ｂが形成してある。
【００３１】
第１の傾斜部２６ａは、キャップ２６をアンテナエレメント２４に被せたときに、アンテナエレメント２４の直線部２４ｂをキャップ２６内上面の中央部に位置決めする機能を有する。一方第２の傾斜部２６ｂは、キャップ２６をアンテナエレメント２４に被せたときに、アンテナエレメント２４の直線部２４ｂを案内して上記第１の傾斜部２６ａに導き入れる機能を有する。
【００３２】
また、円筒体の内側面基端部にはネジ溝２６ｃが刻設してある。このネジ溝２６ｃは、キャップ２６をアンテナエレメント２４に被せる際に、上記アンテナホルダ２１のキャップ固定部２１ａのネジ溝に螺合する。
【００３３】
このような構成であるから、キャップ２６をアンテナエレメント２４に被せる際に、アンテナエレメント２４の直線部２４ｂの先端は、先ずキャップ２６内側面に設けられた第２の傾斜部２６ｂにより案内されて第１の傾斜部２６ａに導入される。そして、この第１の傾斜部２６ａによりその中央部に案内され、この中央部においてキャップ２６により押圧保持される。
【００３４】
すなわち、アンテナエレメント２４の直線部２４ｂは、第１及び第２の傾斜部２６ｂ，２６ａにより二段階にわたってキャップ２６の中央部に向かって案内され位置決めされる。したがって、より一層円滑かつ正確に位置決めすることができる。
【００３５】
図８は、アンテナエレメント２４にキャップ２６を装着した状態を示す縦断面図である。したがって、この実施形態においても、キャップ２６を装着した状態においてアンテナエレメント２４の直線部２４ｂは、キャップ２６内の中央部に位置決めされた状態で安定的に保持されることになる。このため、ヘリカルアンテナ２Ｂのキャップ２６が話者の耳に接触した状態で通話が行われても、アンテナエレメント２４の直線部２４ｂを、話者の耳からキャップ２６の半径に相当する距離だけ常に離間させることが可能となる。また、携帯端末筐体１の振動等によってキャップ２６内でアンテナエレメント２４の位置が変化する心配もない。このため、アンテナエレメント２４に対する人体からの影響を低減して、アンテナ特性を良好に保つことができる。
【００３６】
（その他の実施形態）
前記第１の実施形態では、アンテナエレメント２４の直線部２４ｂの先端に折り返し部２４ｃを設けた場合を例にとって説明した。しかし、例えば図９に示すように傾斜部２５ａ′の傾斜角度を大きく設定すれば、折り返し部２４ｃを不要にすることも可能である。
【００３７】
また、図１０に示すように、キャップ２５内の上面部に筒状の案内突部２５ｂを設け、この案内突部２５ｂにアンテナエレメント２４の直線部２４ｂを挿入することで、アンテナエレメント２４の直線部２４ｂを位置決めするように構成してもよい。
【００３８】
さらに、キャップ内の各傾斜部にコーティング加工を施して、キャップ内面の摩擦係数をさらに低減することも、アンテナエレメントを円滑にキャップ内に収容して位置決めする上できわめて有効である。
【００３９】
その他、キャップの構造やその装着のための構造、エレメント位置保持部の形状や構造、アンテナエレメントの構造、携帯端末装置の種類や構成等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００４０】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明では、アンテナエレメントを、その基端側をヘリカル部により構成すると共に先端側を直線部により構成し、かつこの直線部をヘリカル部の巻回軸の延長上に位置させた構成とする。また、上記アンテナエレメントをその先端側から被せることで収容する樹脂製キャップの内部にエレメント位置保持部を設けている。このエレメント位置保持部は、上記キャップ内の上面部に最奥部がヘリカル部の巻回軸心上に位置するように形成された錐状をなす傾斜部を有し、当該傾斜部の斜面により上記アンテナエレメントの直線部の先端を前記最奥部に導き、この最奥部で上記アンテナエレメントの直線部の先端を保持するように構成される。
【００４１】
したがってこの発明によれば、アンテナエレメントと人体との距離を安定的に保持することができ、これにより常に良好な特性を発揮することを可能にしたヘリカルアンテナと、このヘリカルアンテナを使用した携帯端末装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係わるヘリカルアンテナの第１の実施形態を示すもので、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ断面矢視図。
【図２】  図１に示したヘリカルアンテナを備えた携帯端末装置による通話状態の一例を示す図。
【図３】  従来のヘリカルアンテナを使用した場合の人体とアンテナエレメントとの間の距離を示す図。
【図４】  図１に示したヘリカルアンテナを使用した場合の人体とアンテナエレメントとの間の距離を示す図。
【図５】  従来のヘリカルアンテナの不具合を説明するための図。
【図６】  ヘリカルアンテナに折り返し部が設けられていない場合に生じる可能性がある不具合を説明するための図。
【図７】  この発明に係わるヘリカルアンテナの第２の実施形態を示すもので、（ａ）はキャップの構造を、（ｂ）はアンテナエレメントの構造をそれぞれ示す図。
【図８】  図７に示したヘリカルアンテナにおいてキャップをアンテナエレメントに装着した状態を示す図。
【図９】  この発明に係わるヘリカルアンテナの他の実施形態を示す図。
【図１０】  この発明に係わるヘリカルアンテナのその他の実施形態を示す図。
【図１１】  従来のヘリカルアンテナの構造の一例を示す図。
【図１２】  ヘリカルアンテナが話者の耳に接触していない状態のＶＳＷＲ特性と、ヘリカルアンテナが話者の耳に接触した状態のＶＳＷＲ特性をそれぞれ示す図。
【図１３】  ヘリカルアンテナのエレメントに金属板を近づけた場合に、アンテナの中心周波数の変化に応じて不整合損失がどの程度発生するかをシミュレーションした図。
【符号の説明】
１…携帯端末筐体
２Ａ，２Ｂ…ヘリカルアンテナ
３…話者の耳
１１…アンテナホルダ
２１…エレメントホルダ
２１ａ…キャップ固定部
２１ｂ…エレメント取着部
２４…アンテナエレメント
２４ａ…ヘリカル部
２４ｂ…直線部
２４ｃ…折り返し部
２５，２６…キャップ
２５ａ…傾斜部
２５ｂ…案内突状部
２６ａ…第１の傾斜部
２６ｂ…第２の傾斜部
２６ｃ…キャップのネジ溝
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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