携帯電子機器
【課題】アンテナによる人体への影響を低減することができる携帯電子機器を提供すること。
【解決手段】携帯電話機１は、筐体２内に配置され、基準電位部４１が形成された回路基板４０と、筐体２内に配置され、基準電位部４１に電気的に接続されたアンテナ６０と、筐体２に配置された操作部１１と、操作部１１に対応して回路基板４０に形成され、操作部１１に対する操作状態に応じて電気的な状態が変化するスイッチ電極５１ｂとを備え、スイッチ電極５１ｂは、信号線を介して基準電位部４１と高周波的に接続される。
【解決手段】携帯電話機１は、筐体２内に配置され、基準電位部４１が形成された回路基板４０と、筐体２内に配置され、基準電位部４１に電気的に接続されたアンテナ６０と、筐体２に配置された操作部１１と、操作部１１に対応して回路基板４０に形成され、操作部１１に対する操作状態に応じて電気的な状態が変化するスイッチ電極５１ｂとを備え、スイッチ電極５１ｂは、信号線を介して基準電位部４１と高周波的に接続される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作部を有する携帯電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、筐体と、前記筐体内に配置され、グランドパターンが形成された回路基板と、前記筐体内に配置され、前記グランドパターンに高周波的に接続されたアンテナと、を有する無線通信機器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２９１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、アンテナからの電磁波による人体への影響を低減することが望まれていた。
【０００５】
本発明は、アンテナによる人体への影響を低減することができる携帯電子機器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】
【０００６】
本発明に係る携帯電子機器は、上記課題を解決するために、筐体と、前記筐体内に配置され、グランドパターンが形成された回路基板と、前記筐体内に配置され、前記グランドパターンに電気的に接続されたアンテナと、前記筐体に配置された操作部と、前記操作部に対応して前記回路基板に形成され、前記操作部に対する操作状態に応じて電気的な状態が変化する電極と、を有し、前記電極は、前記グランドパターンと高周波的に接続される、ことを特徴とする。
【０００７】
また、前記電極は、前記アンテナに対向する位置に配置される、ことが好ましい。
【０００８】
また、前記電極は、前記筐体の長手方向において前記グランドパターンに並設され、前記筐体の長手方向における前記グランドパターンの長さと前記電極の長さとの和により得られる長さは、前記アンテナの共振波長に対応する長さである、ことが好ましい。
【０００９】
また、前記アンテナは、第１の共振波長及び第２の共振波長に共振し、前記電極は、第１の導電部及び第２の導電部を有し、前記筐体の長手方向における前記グランドパターンの長さと前記第１の導電部の長さとの和により得られる長さは、前記第１の共振波長に対応する長さであり、前記筐体の長手方向における前記グランドパターンの長さと前記第２の導電部の長さとの和により得られる長さは、前記第２の共振波長に対応する長さであり、前記アンテナにより前記第１の共振波長の信号が共振されると、前記第１の導電部と前記グランドパターンとを高周波的に接続し、前記アンテナにより前記第２の共振波長の信号が共振されると、前記第２の導電部と前記グランドパターンとを高周波的に接続する制御を行う制御部を有する、ことが好ましい。
【００１０】
また、前記筐体には、前記操作部が複数配置され、前記回路基板には、複数の前記操作部に対応して前記電極が複数形成され、前記携帯電子機器は、前記アンテナに給電する給電部を有し、前記グランドパターンと高周波的に接続される電極は、複数の前記電極のうち前記給電部に近接する電極である、ことが好ましい。
【００１１】
また、前記筐体には、前記操作部が複数配置され、前記回路基板には、複数の前記操作部に対応して前記電極が複数形成され、前記グランドパターンと高周波的に接続される電極は、複数の前記電極のうち前記回路基板の端部に形成される電極である、ことが好ましい。
【００１２】
また、前記携帯電子機器は、前記電極に接続され、前記操作部に対する操作を検出する操作検出部と、前記電極と前記操作検出部との間に接続され、高周波信号を遮断する高周波遮断部と、を有する、ことが好ましい。
【００１３】
また、前記携帯電子機器は、前記電極と前記グランドパターンとの間に接続されるリアクタンス部を有する、ことが好ましい。
【００１４】
また、前記携帯電子機器は、前記電極と前記グランドパターンとの接続又は遮断を切り替えるスイッチと、前記アンテナの動作状態に応じて前記スイッチを制御する制御部と、を有する、ことが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、アンテナによる人体への影響を低減することができる携帯電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】携帯電子機器の一実施形態に係る携帯電話機の外観斜視図である。
【図２】携帯電話機の分解斜視図である。
【図３】図１に示す携帯電話機をＡ−Ａで切断したときの切断面を模式的に示す断面図である。
【図４】回路基板、スイッチ電極及びアンテナの構成を示す図である。
【図５】導体側部に配置されるスイッチ電極の部分拡大図である。
【図６】図５において説明したスイッチ電極に係る構成の変形例を示す部分拡大図である。
【図７】リアクタンス部の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、本発明の携帯電子機器の一実施形態に係る携帯電話機１の基本構造について、図１を参照しながら説明する。図１は、携帯電子機器の一実施形態に係る携帯電話機１の外観斜視図である。
【００１８】
図１に示すように、携帯電話機１は、筐体２を備えると共に、この筐体２の前面１０に配置される操作部１１と、表示部２１と、スピーカ２２と、マイク２３とを備える。
操作部１１は、ユーザにより操作がなされる部材である。表示部２１は、文字情報や画像情報等の各種情報を表示するための装置である。スピーカ２２は、通話時に相手側の音声を出力するための装置である。マイク２３は、携帯電話機１のユーザが通話時に発した音声を入力するための装置である。
【００１９】
次に、図２及び図３を参照して、携帯電話機１の内部構成について説明する。図２は、携帯電話機１の分解斜視図である。図３は、図１に示す携帯電話機１をＡ−Ａ線で切断したときの切断面を模式的に示す断面図である。
【００２０】
携帯電話機１は、フロントケース２ａと、リアケース２ｂと、バッテリリッド２ｃとを備える。フロントケース２ａとリアケース２ｂとは、互いの凹状の内側面が向き合うように配置され、互いの外周縁が重なり合うようにして結合される。また、リアケース２ｂの外面には、バッテリリッド２ｃがリアケース２ｂに対して着脱可能に結合される。また、携帯電話機１は、フロントケース２ａとリアケース２ｂとの間に、表示部２１と、キーシート３０を含む操作部１１と、メタルドームシート３１と、回路基板４０と、アンテナ６０と、バッテリ８０とが配置される。表示部２１と、操作部１１と、メタルドームシート３１と、回路基板４０と、アンテナ６０と、バッテリ８０とは、筐体２の厚さ方向（筐体２の内部側の方向又は筐体２の外部側の方向）において互いに支持し合うと共に、フロントケース２ａ及びリアケース２ｂにより挟持されて、筐体２の内部に設けられる。
【００２１】
表示部２１は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ等から構成される。
操作部１１は、キートップ１３、１４、１５とキーシート３０とから構成される操作対象である。キートップ１３、１４、１５は、直方体形状に形成された樹脂であり、キートップ１３、１４、１５は、フロントケース２ａに形成されている貫通穴１３ａ、１４ａ、１５ａ（開口部）を介して外部に露出する。キートップ１３、１４、１５は、ユーザにより筐体２の内部側に押圧されると、その押圧力により筐体２の内部側に押し込まれる。なお、以下、ユーザによるキートップ１３、１４、１５に対する筐体２の内部側への押圧を、「操作」と略して説明する。
【００２２】
キーシート３０は、可撓性を有するゴムから形成されるシート状の部材である。キーシート３０における筐体２の外部側の面には、キートップ１３、１４、１５が設けられている。また、キーシート３０における筐体２の内部側の面には、キートップ１３、１４、１５に対応して、筐体２の内部側に突出した押し子が形成されている。
【００２３】
したがって、ユーザにより操作がなされると、キートップ１３、１４、１５と共に、キーシート３０の押し子も筐体２の内部側に押し込まれることとなる。
一方、操作が終了して、キートップ１３、１４、１５に対する筐体２の内部側への押圧力が低減すると、キーシート３０は、可撓性を有するゴムの反発力によりキートップ１３、１４、１５は筐体２の外部側に押し戻され、キートップ１３、１４、１５と共に、操作前の状態に戻る。
【００２４】
メタルドームシート３１は、可撓性のあるフィルム状の部材である。メタルドームシート３１には、キートップ１３、１４、１５の数と同数のメタルドーム３２が、筐体２の外部側の面に設けられている。メタルドームシート３１は、ユーザの操作によって筐体２の内部側に押し込まれるキートップ１３、１４、１５に押圧されて筐体２の内部側に押し込まれる。また、操作が終了して、キートップ１３、１４、１５に対する筐体２の内部側への押圧力が低減すると、メタルドームシート３１は、可撓性を有するゴムの反発力により、キートップ１３、１４、１５が筐体２の外部側に押し戻され、キートップ１３、１４、１５及びキーシート３０と共に、操作前の状態に戻る。
【００２５】
メタルドーム３２は、導電性を有する中空の凸状金属片であり、凸面が筐体２の外部側を向いて構成される。また、メタルドーム３２は、キーシート３０の押し子に対向するようにメタルドームシート３１に設けられている。そして、キーシート３０の押し子が、ユーザの操作によって、筐体２のキートップ１３、１４、１５と共に筐体２の内部側に押し込まれると、押し子によって凸面が中空領域までつぶされて弾性変形する。
【００２６】
一方、ユーザの操作が終了すると、キートップ１３、１４、１５に対する筐体２の内部側への押圧力が低減され、上述のとおり、キーシート３０の押し子は、筐体２の外部側に押し戻されるため、メタルドーム３２の凸面は、つぶれが解除され、弾性力により変形前の状態に戻る。
【００２７】
ユーザは、この操作に伴うメタルドーム３２の弾性変形を通じてクリック感を得ることができる。すなわち、ユーザは、キートップ１３、１４、１５を押下したことを好適に実感することができる。
【００２８】
回路基板４０は、各種の制御を司る制御部５７をはじめとする多数の電子部品が実装されたリジッド基板である。回路基板４０の表面部４０ａ及び裏面部４０ｂに実装された電子部品は、導電性の回路パターンを通じて互いに電気的に接続されている。実装された電子部品は、回路パターンを通じて、互いに信号の授受を行っている。
【００２９】
また、回路基板４０には、メタルドーム３２の凸面の内面に対向する位置に、スイッチ電極５１（電極）が設けられている。スイッチ電極５１は、回路基板４０上に設けられた回路パターンの一部を構成する導電性のパターンであり、中空の円形形状で形成された導電性の外周部分である第１の導電部５２（図５参照）と、中空の領域において円形形状に形成された導電性の内周部分である第２の導電部５３（図５参照）とを備える。第１の導電部５２と第２の導電部５３とは、互いに接しないよう回路基板４０に設けられる。したがって、第１の導電部５２と第２の導電部５３とは、互いに非導通の関係にある。
【００３０】
ただし、第１の導電部５２と第２の導電部５３とは、回路基板４０において、ユーザによる操作に伴って弾性変形したメタルドーム３２の凸面の内面に当接する位置に設けられる。したがって、第１の導電部５２と第２の導電部５３とは、ユーザによって操作された場合には、変形したメタルドーム３２によって互いに導通されることとなる。つまり、第１の導電部５２と第２の導電部５３とは、ユーザにより操作がされていない状態においては非導通の状態となり、ユーザにより操作がされると導通状態となる。すなわち、スイッチ電極５１は、ユーザによる操作の有無に応じて電気的な状態が変化する。
【００３１】
スイッチ電極５１は、回路基板４０に形成された導電性の回路パターンによって制御部５７に接続される。制御部５７は、スイッチ電極５１の電気的な状態変化を信号として受信し、その受信信号に基づいてユーザによる操作の有無及びその内容を判別する。なお、導電性の回路パターンは、後述する信号線を含むものである。
【００３２】
また、回路基板４０には、回路パターンの一部を構成する基準電位部４１（グランドパターン）が形成される。基準電位部４１は、メタルドーム３２、スイッチ電極５１、及びスイッチ電極５１と制御部５７とを接続する回路パターンと、アンテナ６０とのアイソレーションを図るためのグランドである。基準電位部４１は、アイソレーション効果を高める目的で、回路基板４０において、メタルドーム３２、スイッチ電極５１、及びスイッチ電極５１と制御部５７とを接続する回路パターンに対向して設けられる。また、基準電位部４１の一部は、回路基板４０に形成されたスルーホールを介して回路基板４０における筐体２の外部側の表面に露出している。
【００３３】
アンテナ６０は、高周波信号に共振するアンテナエレメントである。本実施形態においては、アンテナ６０は、例えば、電話機能やメール機能を実行するための８００ＭＨｚ帯や２ＧＨｚ帯の高周波信号に共振するよう構成される。アンテナ６０は、給電部６３（図４参照）及び回路基板４０の回路パターンを介して制御部５７に接続されている。制御部５７は、アンテナ６０に共振される８００ＭＨｚ帯や２ＧＨｚ帯の信号に対して復調又は変調処理を行い、電話機能やメール機能を実行する。
バッテリ８０は、回路基板４０に実装された電子部品等に対して電力を供給する電源であり、例えば、リチウムイオン電池等で構成される。
【００３４】
このように携帯電話機１は、操作部１１を介してユーザが操作したり、表示部２１を介して各種情報を視認したり、アンテナ６０を利用して電話機能、メール機能、ＧＰＳ機能等を利用することができ、携帯電話機としての機能を発揮する。
【００３５】
以下、図４及び図５を参照しながらスイッチ電極５１に係る特徴的な構成について説明する。図４は、回路基板４０、スイッチ電極５１及びアンテナ６０の構成を示す図である。詳細には、図４（ａ）は、回路基板４０を表面部４０ａ側から視た図であり、図４（ｂ）は、回路基板４０を裏面部４０ｂ側から視た図であり、図４（ｃ）は、回路基板４０を右側面から視た図である。
【００３６】
図４（ａ）に示すように、回路基板４０は、基準電位部４１が形成される基準電位側部４３と、基準電位部４１が形成されない導体側部４４とを有する。
基準電位側部４３は、回路基板４０におけるスピーカ２２（図１参照）側に形成される。導体側部４４は、回路基板４０におけるマイク２３（図１参照）側に形成される。
【００３７】
スイッチ電極５１は、基準電位側部４３における表面部４０ａに配置（実装）されるスイッチ電極５１ａと、導体側部４４に配置（実装）されるスイッチ電極５１ｂとを有する。
【００３８】
また、スイッチ電極５１ｂは、筐体２の長手方向Ｄ１において、基準電位部４１に並設されている。詳細には、スイッチ電極５１ｂは、筐体２の長手方向Ｄ１に沿って２列形成され、筐体２の短手方向Ｄ２に沿って１０行形成されている。
【００３９】
図４（ｂ）に示すように、導体側部４４における裏面部４０ｂには、アンテナ６０と、給電部６３とが形成される。
図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、アンテナ６０は、導体側部４４における裏面部４０ｂに配置される。すなわち、導体側部４４に配置されるスイッチ電極５１は、筐体２の厚さ方向において、アンテナ６０と対向する位置に配置される。
【００４０】
また、アンテナ６０は、第１のアンテナ６１と、第２のアンテナ６２（例えば、図４（ｂ）中の斜線部）とを備える。
第１のアンテナ６１は、例えば、８００ＭＨｚ帯の周波数に対応する共振波長λ１（第２の共振波長）に共振する。そのため、第１のアンテナ６１は、共振波長λ１の信号に対応する長さである。第２のアンテナ６２は、例えば、２ＧＨｚ帯の周波数に対応する共振波長λ２（第１の共振波長）に共振する。そのため、第２のアンテナ６２は、共振波長λ２の信号に対応する長さである。
したがって、第１のアンテナ６１の長さは、第２のアンテナ６２の長さよりも長く形成されている。
【００４１】
なお、本実施形態の携帯電話機１において、アンテナ６０で高周波信号を受信すると、受信された高周波信号に係る電流は、回路基板４０の基準電位側部４３の表面を流れる。これにより、アンテナ６０を含む回路基板４０全体がアンテナエレメントとして機能する。
【００４２】
また、筐体２の長手方向Ｄ１における基準電位部４１の長さと、スイッチ電極５１ｂの長さとの和により得られる長さは、アンテナ６０の共振波長に対応する長さである。
すなわち、筐体２の長手方向Ｄ１における基準電位部４１の長さと、第１の導電部５２の長さとの和により得られる長さは、共振波長λ１に対応する長さである。
【００４３】
また、筐体２の長手方向Ｄ１における基準電位部４１の長さと、第２の導電部５３の長さとの和により得られる長さは、共振波長λ２に対応する長さである。
ここで、共振波長λ１又は共振波長λ２に対応する長さとは、例えば、共振波長λ１又は共振波長λ２を、ｎ／４倍した長さ（ｎは自然数）である。
また、給電部６３は、アンテナ６０における基準電位側部４３と接続する部分に形成される。
【００４４】
図５は、導体側部４４に配置されるスイッチ電極５１の部分拡大図である。詳細には、図５（ａ）は、スイッチ電極５１の部分拡大平面図であり、図５（ｂ）は、スイッチ電極５１の部分拡大断面図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、回路基板４０の導体側部４４には、第１の導電部５２と、第２の導電部５３と、スイッチ７０と、スイッチ７１が形成される。すなわち、上述したスイッチ電極５１は、第１の導電部５２と、第２の導電部５３とを備える。
また、基準電位側部４３には、制御部５７と、フィルタ５８とが形成される。
【００４５】
第１の導電部５２と第２の導電部５３とは、キーシート３０の押し子が操作されない状態では、電気的に非導通状態である。
一方、キーシート３０の押し子が、ユーザの操作によって、筐体２のキートップ１３、１４、１５と共に筐体２の内部側に押し込まれると、メタルドーム３２の凸面は、押し子によって中空領域までつぶされて弾性変形する。この状態において、第１の導電部５２と第２の導電部５３とは、メタルドーム３２を介して電気的に導通する。
これにより、キーシート３０の押し子が操作されない状態と操作される状態とでは、第１の導電部５２及び第２の導電部５３（スイッチ電極５１）の電気的な状態が変化する。
【００４６】
そして、スイッチ電極５１は、信号線を介して基準電位部４１と接続される。
すなわち、アンテナ６０からみると、スイッチ電極５１ｂは、信号線を介して基準電位部４１と高周波的に接続されているとみなすことができる。
【００４７】
スイッチ７０は、信号線を介して制御部５７に接続され、制御部５７の制御に従い、スイッチ電極５１ｂにおける第１の導電部５２と基準電位部４１との接続又は遮断を切り替える。
スイッチ７１は、信号線を介して制御部５７に接続され、制御部５７の制御に従い、スイッチ電極５１ｂにおける第２の導電部５３と基準電位部４１との接続又は遮断を切り替える。
【００４８】
制御部５７は、第２のアンテナ６２により共振波長λ２の信号が共振されると、スイッチ７０をＯＮさせて、第１の導電部５２と基準電位部４１とを高周波的に接続する制御を行う。
また、制御部５７は、第１のアンテナ６１により共振波長λ１の信号が共振されると、スイッチ７１をＯＮさせて、第２の導電部５３と基準電位部４１とを高周波的に接続する制御を行う。
また、制御部５７は、共振波長λ１及び共振波長λ２の信号が共振されないと、スイッチ７０及びスイッチ７１をＯＦＦさせて、第１の導電部５２又は第２の導電部５３と基準電位部４１とを遮断させる。
【００４９】
つまり、制御部５７は、例えば、携帯電話機１の発信や着信、つまり、第１のアンテナ６１及び／又は第２のアンテナ６２の動作状態に応じてスイッチ７０及びスイッチ７１を制御して、第１の導電部５２又は第２の導電部５３と基準電位部４１とを接続又は遮断させる。
【００５０】
また、上述した実施形態においては、制御部５７は、スイッチ７０及びスイッチ７１により全てのスイッチ電極５１ｂを同一の状態に制御したが、本発明はこれに限らない。
例えば、制御部５７は、共振波長λ１又は共振波長λ２の信号が共振されると、給電部６３に近接するスイッチ電極５１ｂに接続されているスイッチ７０及びスイッチ７１のみを制御して、当該スイッチ電極５１ｂにおける第１の導電部５２又は第２の導電部５３と基準電位部４１とを高周波的に接続してもよい。ここで、給電部６３に近接するスイッチ電極５１ｂとは、例えば、給電部６３から最も近い距離にあるスイッチ電極５１ｂ（図４（ａ）中の破線Ｘで囲んだスイッチ電極）をいう。
【００５１】
また、制御部５７は、共振波長λ１又は共振波長λ２の信号が共振されると、導体側部４４の端部に配置されるスイッチ電極５１ｂに接続されているスイッチ７０及びスイッチ７１のみを制御して、当該スイッチ電極５１ｂにおける第１の導電部５２又は第２の導電部５３と基準電位部４１とを高周波的に接続してもよい。ここで、導体側部４４の端部に配置されるスイッチ電極５１ｂとは、例えば、導体側部４４の隅に配置されているスイッチ電極５１ｂ（図４（ａ）中の破線Ｙ１及びＹ２で囲んだスイッチ電極）をいう。
【００５２】
フィルタ５８は、スイッチ電極５１ｂと制御部５７との間に接続され、アンテナ６０で共振される高周波信号を遮断する部材で構成される。
【００５３】
次に、図６及び図７を参照しながら、本実施形態の変形例について説明する。
図６は、図５において説明したスイッチ電極５１ｂに係る構成の変形例を示す部分拡大図である。図７は、リアクタンス部７２の構成例を示す図である。
図６に示すように、本実施形態の変形例では、図５において説明したスイッチ７０及びスイッチ７１に代えてリアクタンス部７２が設けられている。リアクタンス部７２は、スイッチ電極５１ｂと基準電位部４１との間に接続される。
【００５４】
リアクタンス部７２としては、図７（ａ）に示すように、アンテナ６０で共振される高周波帯域においてスイッチ電極５１ｂと基準電位部４１とを短絡（ショート）するコンデンサＣを用いることができる。コンデンサＣの容量は、例えば、第１のアンテナ６１で共振する８００ＭＨｚ帯では約１００ｐＦであることが好ましく、第２のアンテナ６２で共振する２ＧＨｚ帯では約３３ｐＦであることが好ましい。
【００５５】
さらに、図７（ｂ）に示すように、リアクタンス部７２は、コンデンサＣだけでなく、コンデンサＣとコイルＬとを直列に接続した共振回路を用いてもよい。このようなコンデンサＣとコイルＬとで形成された共振回路は、コンデンサＣのみの場合に比して、短絡させたい高周波帯域をより高い精度で制御することができる。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態によれば、携帯電話機１は、操作部１１に対応して回路基板４０に形成され、操作部１１に対する操作状態に応じて電気的な状態が変化するスイッチ電極５１ｂを備え、スイッチ電極５１ｂは、信号線を介して基準電位部４１と高周波的に接続される。
【００５７】
これにより、携帯電話機１は、基準電位部４１及びスイッチ電極５１ｂで構成されるグランドの面積が広がり、アンテナ６０で共振される高周波信号がグランドにおいてより好適に分散される。したがって、携帯電話機１は、アンテナ６０で共振される高周波信号による人体への影響（例えば、ＳＡＲ（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｒａｔｅ：比吸収率））の低減を図ると共に、アンテナ６０における放射効率の向上を図ることができる。また、携帯電話機１は、グランドの長さが変化するため、グランドにおいて高周波信号に起因する磁界が集中することで発生するＳＡＲのホットスポットを移動又は分散させることができる。
【００５８】
また、本実施形態によれば、スイッチ電極５１ｂは、アンテナ６０に対向する位置に配置されている。これにより、携帯電話機１は、スイッチ電極５１ｂによって、アンテナ６０で共振する高周波信号を遮蔽することができるため、高周波信号による人体への影響の低減をより好適に図ることができる。
【００５９】
また、本実施形態によれば、筐体２の長手方向Ｄ１における基準電位部４１の長さと、スイッチ電極５１ｂの長さとの和により得られる長さは、アンテナ６０の共振波長に対応する長さである。これにより、携帯電話機１は、基準電位部４１の長さが足りない場合には、スイッチ電極５１ｂにより基準電位部４１の長さを延長することができ、アンテナ利得を調整することができる。
【００６０】
また、本実施形態によれば、制御部５７は、第２のアンテナ６２により共振波長λ２の信号が共振されると、スイッチ７０をＯＮさせて、第１の導電部５２と基準電位部４１とを高周波的に接続する制御を行う。また、制御部５７は、第１のアンテナ６１により共振波長λ１の信号が共振されると、スイッチ７１をＯＮさせて、第２の導電部５３と基準電位部４１とを高周波的に接続する制御を行う。これにより、携帯電話機１は、第１の導電部５２及び第２の導電部５３を有効に活用しつつ、複数の周波数帯に対応するアンテナ特性の向上を図ることができる。
【００６１】
また、本実施形態によれば、基準電位部４１と高周波的に接続されるスイッチ電極５１ｂは、複数のスイッチ電極５１ｂのうち、給電部６３に近接するスイッチ電極５１ｂであってもよい。ここで、給電部６３は、高周波信号に起因する電流の密度が高くなりやすいことが知られている。本実施形態に係る携帯電話機１は、給電部６３に近接するスイッチ電極５１ｂを基準電位部４１と高周波的に接続するため、給電部６３付近における高周波信号に起因する電流が分散され、高周波信号による人体への影響の低減をより好適に図ることができる。
【００６２】
また、本実施形態によれば、基準電位部４１と高周波的に接続されるスイッチ電極５１ｂは、複数のスイッチ電極５１ｂのうち、回路基板４０の端部に形成されるスイッチ電極５１ｂであってもよい。ここで、回路基板４０の端部は、高周波信号に係る電流の密度が高くなりやすいことが知られている。本実施形態に係る携帯電話機１は、回路基板４０の端部に形成されるスイッチ電極５１ｂを基準電位部４１と高周波的に接続するため、回路基板４０の端部における高周波信号に起因する電流が分散され、高周波信号による人体への影響の低減をより好適に図ることができる。
【００６３】
また、本実施形態によれば、フィルタ５８は、スイッチ電極５１ｂと制御部５７との間に接続され、アンテナ６０で共振される高周波信号を遮断する。これにより、携帯電話機１は、アンテナ６０で受信された高周波信号がフィルタ５８で遮断されるため、アンテナ６０で受信された高周波信号が制御部５７に入力されることを抑制できる。したがって、携帯電話機１は、アンテナ６０で受信された高周波信号に起因して意図せぬ操作が検出されることを抑制することができる。
【００６４】
また、本実施形態によれば、リアクタンス部７２は、スイッチ電極５１ｂと基準電位部４１との間に接続される。これにより、携帯電話機１は、スイッチ電極５１ｂに重畳された高周波信号のノイズを基準電位部４１に分散することができる。したがって、携帯電話機１は、スイッチ電極５１ｂから制御部５７への不要な高周波信号のノイズを低減することができる。また、携帯電話機１は、スイッチ電極５１ｂと基準電位部４１とがリアクタンス部７２を介して直流的に分離可能となるため、スイッチ電極５１ｂの電気的な状態変化に伴って生じる信号が基準電位部４１に流れにくくなる。したがって、制御部５７は、操作部１１への操作を好適に検出することができる。さらに、携帯電話機１は、不要な高周波信号のノイズを基準電位部４１に分散することにより、静電気放電（ＥＳＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）対策も図ることができる。
【００６５】
また、本実施形態によれば、制御部５７は、アンテナ６０の動作状態に応じてスイッチ７０及びスイッチ７１を制御する。これにより、携帯電話機１は、リアクタンス部７２を有さない場合であっても、スイッチ電極５１ｂから制御部５７への不要な高周波信号のノイズを低減することができる。また、携帯電話機１は、スイッチ電極５１ｂと基準電位部４１とがスイッチ７０及びスイッチ７１により分離可能となるため、スイッチ電極５１ｂの電気的な状態変化に伴って生じる信号が基準電位部４１に流れにくくなる。したがって、制御部５７は、操作部１１への操作を好適に検出することができる。
【００６６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
【００６７】
また、上述した実施形態において、携帯電子機器としての携帯電話機１について説明したが、これに限定されず、デジタルカメラ、ＰＨＳ（登録商標；Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ポータブルナビゲーション装置、パソコン、ノートパソコン、携帯ゲーム装置等であってもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１ 携帯電話機（携帯電子機器）
２ 筐体
１１ 操作部
４０ 回路基板
４１ 基準電位部（グランドパターン）
５１ スイッチ電極（電極）
６０ アンテナ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作部を有する携帯電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、筐体と、前記筐体内に配置され、グランドパターンが形成された回路基板と、前記筐体内に配置され、前記グランドパターンに高周波的に接続されたアンテナと、を有する無線通信機器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２９１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、アンテナからの電磁波による人体への影響を低減することが望まれていた。
【０００５】
本発明は、アンテナによる人体への影響を低減することができる携帯電子機器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】
【０００６】
本発明に係る携帯電子機器は、上記課題を解決するために、筐体と、前記筐体内に配置され、グランドパターンが形成された回路基板と、前記筐体内に配置され、前記グランドパターンに電気的に接続されたアンテナと、前記筐体に配置された操作部と、前記操作部に対応して前記回路基板に形成され、前記操作部に対する操作状態に応じて電気的な状態が変化する電極と、を有し、前記電極は、前記グランドパターンと高周波的に接続される、ことを特徴とする。
【０００７】
また、前記電極は、前記アンテナに対向する位置に配置される、ことが好ましい。
【０００８】
また、前記電極は、前記筐体の長手方向において前記グランドパターンに並設され、前記筐体の長手方向における前記グランドパターンの長さと前記電極の長さとの和により得られる長さは、前記アンテナの共振波長に対応する長さである、ことが好ましい。
【０００９】
また、前記アンテナは、第１の共振波長及び第２の共振波長に共振し、前記電極は、第１の導電部及び第２の導電部を有し、前記筐体の長手方向における前記グランドパターンの長さと前記第１の導電部の長さとの和により得られる長さは、前記第１の共振波長に対応する長さであり、前記筐体の長手方向における前記グランドパターンの長さと前記第２の導電部の長さとの和により得られる長さは、前記第２の共振波長に対応する長さであり、前記アンテナにより前記第１の共振波長の信号が共振されると、前記第１の導電部と前記グランドパターンとを高周波的に接続し、前記アンテナにより前記第２の共振波長の信号が共振されると、前記第２の導電部と前記グランドパターンとを高周波的に接続する制御を行う制御部を有する、ことが好ましい。
【００１０】
また、前記筐体には、前記操作部が複数配置され、前記回路基板には、複数の前記操作部に対応して前記電極が複数形成され、前記携帯電子機器は、前記アンテナに給電する給電部を有し、前記グランドパターンと高周波的に接続される電極は、複数の前記電極のうち前記給電部に近接する電極である、ことが好ましい。
【００１１】
また、前記筐体には、前記操作部が複数配置され、前記回路基板には、複数の前記操作部に対応して前記電極が複数形成され、前記グランドパターンと高周波的に接続される電極は、複数の前記電極のうち前記回路基板の端部に形成される電極である、ことが好ましい。
【００１２】
また、前記携帯電子機器は、前記電極に接続され、前記操作部に対する操作を検出する操作検出部と、前記電極と前記操作検出部との間に接続され、高周波信号を遮断する高周波遮断部と、を有する、ことが好ましい。
【００１３】
また、前記携帯電子機器は、前記電極と前記グランドパターンとの間に接続されるリアクタンス部を有する、ことが好ましい。
【００１４】
また、前記携帯電子機器は、前記電極と前記グランドパターンとの接続又は遮断を切り替えるスイッチと、前記アンテナの動作状態に応じて前記スイッチを制御する制御部と、を有する、ことが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、アンテナによる人体への影響を低減することができる携帯電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】携帯電子機器の一実施形態に係る携帯電話機の外観斜視図である。
【図２】携帯電話機の分解斜視図である。
【図３】図１に示す携帯電話機をＡ−Ａで切断したときの切断面を模式的に示す断面図である。
【図４】回路基板、スイッチ電極及びアンテナの構成を示す図である。
【図５】導体側部に配置されるスイッチ電極の部分拡大図である。
【図６】図５において説明したスイッチ電極に係る構成の変形例を示す部分拡大図である。
【図７】リアクタンス部の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、本発明の携帯電子機器の一実施形態に係る携帯電話機１の基本構造について、図１を参照しながら説明する。図１は、携帯電子機器の一実施形態に係る携帯電話機１の外観斜視図である。
【００１８】
図１に示すように、携帯電話機１は、筐体２を備えると共に、この筐体２の前面１０に配置される操作部１１と、表示部２１と、スピーカ２２と、マイク２３とを備える。
操作部１１は、ユーザにより操作がなされる部材である。表示部２１は、文字情報や画像情報等の各種情報を表示するための装置である。スピーカ２２は、通話時に相手側の音声を出力するための装置である。マイク２３は、携帯電話機１のユーザが通話時に発した音声を入力するための装置である。
【００１９】
次に、図２及び図３を参照して、携帯電話機１の内部構成について説明する。図２は、携帯電話機１の分解斜視図である。図３は、図１に示す携帯電話機１をＡ−Ａ線で切断したときの切断面を模式的に示す断面図である。
【００２０】
携帯電話機１は、フロントケース２ａと、リアケース２ｂと、バッテリリッド２ｃとを備える。フロントケース２ａとリアケース２ｂとは、互いの凹状の内側面が向き合うように配置され、互いの外周縁が重なり合うようにして結合される。また、リアケース２ｂの外面には、バッテリリッド２ｃがリアケース２ｂに対して着脱可能に結合される。また、携帯電話機１は、フロントケース２ａとリアケース２ｂとの間に、表示部２１と、キーシート３０を含む操作部１１と、メタルドームシート３１と、回路基板４０と、アンテナ６０と、バッテリ８０とが配置される。表示部２１と、操作部１１と、メタルドームシート３１と、回路基板４０と、アンテナ６０と、バッテリ８０とは、筐体２の厚さ方向（筐体２の内部側の方向又は筐体２の外部側の方向）において互いに支持し合うと共に、フロントケース２ａ及びリアケース２ｂにより挟持されて、筐体２の内部に設けられる。
【００２１】
表示部２１は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ等から構成される。
操作部１１は、キートップ１３、１４、１５とキーシート３０とから構成される操作対象である。キートップ１３、１４、１５は、直方体形状に形成された樹脂であり、キートップ１３、１４、１５は、フロントケース２ａに形成されている貫通穴１３ａ、１４ａ、１５ａ（開口部）を介して外部に露出する。キートップ１３、１４、１５は、ユーザにより筐体２の内部側に押圧されると、その押圧力により筐体２の内部側に押し込まれる。なお、以下、ユーザによるキートップ１３、１４、１５に対する筐体２の内部側への押圧を、「操作」と略して説明する。
【００２２】
キーシート３０は、可撓性を有するゴムから形成されるシート状の部材である。キーシート３０における筐体２の外部側の面には、キートップ１３、１４、１５が設けられている。また、キーシート３０における筐体２の内部側の面には、キートップ１３、１４、１５に対応して、筐体２の内部側に突出した押し子が形成されている。
【００２３】
したがって、ユーザにより操作がなされると、キートップ１３、１４、１５と共に、キーシート３０の押し子も筐体２の内部側に押し込まれることとなる。
一方、操作が終了して、キートップ１３、１４、１５に対する筐体２の内部側への押圧力が低減すると、キーシート３０は、可撓性を有するゴムの反発力によりキートップ１３、１４、１５は筐体２の外部側に押し戻され、キートップ１３、１４、１５と共に、操作前の状態に戻る。
【００２４】
メタルドームシート３１は、可撓性のあるフィルム状の部材である。メタルドームシート３１には、キートップ１３、１４、１５の数と同数のメタルドーム３２が、筐体２の外部側の面に設けられている。メタルドームシート３１は、ユーザの操作によって筐体２の内部側に押し込まれるキートップ１３、１４、１５に押圧されて筐体２の内部側に押し込まれる。また、操作が終了して、キートップ１３、１４、１５に対する筐体２の内部側への押圧力が低減すると、メタルドームシート３１は、可撓性を有するゴムの反発力により、キートップ１３、１４、１５が筐体２の外部側に押し戻され、キートップ１３、１４、１５及びキーシート３０と共に、操作前の状態に戻る。
【００２５】
メタルドーム３２は、導電性を有する中空の凸状金属片であり、凸面が筐体２の外部側を向いて構成される。また、メタルドーム３２は、キーシート３０の押し子に対向するようにメタルドームシート３１に設けられている。そして、キーシート３０の押し子が、ユーザの操作によって、筐体２のキートップ１３、１４、１５と共に筐体２の内部側に押し込まれると、押し子によって凸面が中空領域までつぶされて弾性変形する。
【００２６】
一方、ユーザの操作が終了すると、キートップ１３、１４、１５に対する筐体２の内部側への押圧力が低減され、上述のとおり、キーシート３０の押し子は、筐体２の外部側に押し戻されるため、メタルドーム３２の凸面は、つぶれが解除され、弾性力により変形前の状態に戻る。
【００２７】
ユーザは、この操作に伴うメタルドーム３２の弾性変形を通じてクリック感を得ることができる。すなわち、ユーザは、キートップ１３、１４、１５を押下したことを好適に実感することができる。
【００２８】
回路基板４０は、各種の制御を司る制御部５７をはじめとする多数の電子部品が実装されたリジッド基板である。回路基板４０の表面部４０ａ及び裏面部４０ｂに実装された電子部品は、導電性の回路パターンを通じて互いに電気的に接続されている。実装された電子部品は、回路パターンを通じて、互いに信号の授受を行っている。
【００２９】
また、回路基板４０には、メタルドーム３２の凸面の内面に対向する位置に、スイッチ電極５１（電極）が設けられている。スイッチ電極５１は、回路基板４０上に設けられた回路パターンの一部を構成する導電性のパターンであり、中空の円形形状で形成された導電性の外周部分である第１の導電部５２（図５参照）と、中空の領域において円形形状に形成された導電性の内周部分である第２の導電部５３（図５参照）とを備える。第１の導電部５２と第２の導電部５３とは、互いに接しないよう回路基板４０に設けられる。したがって、第１の導電部５２と第２の導電部５３とは、互いに非導通の関係にある。
【００３０】
ただし、第１の導電部５２と第２の導電部５３とは、回路基板４０において、ユーザによる操作に伴って弾性変形したメタルドーム３２の凸面の内面に当接する位置に設けられる。したがって、第１の導電部５２と第２の導電部５３とは、ユーザによって操作された場合には、変形したメタルドーム３２によって互いに導通されることとなる。つまり、第１の導電部５２と第２の導電部５３とは、ユーザにより操作がされていない状態においては非導通の状態となり、ユーザにより操作がされると導通状態となる。すなわち、スイッチ電極５１は、ユーザによる操作の有無に応じて電気的な状態が変化する。
【００３１】
スイッチ電極５１は、回路基板４０に形成された導電性の回路パターンによって制御部５７に接続される。制御部５７は、スイッチ電極５１の電気的な状態変化を信号として受信し、その受信信号に基づいてユーザによる操作の有無及びその内容を判別する。なお、導電性の回路パターンは、後述する信号線を含むものである。
【００３２】
また、回路基板４０には、回路パターンの一部を構成する基準電位部４１（グランドパターン）が形成される。基準電位部４１は、メタルドーム３２、スイッチ電極５１、及びスイッチ電極５１と制御部５７とを接続する回路パターンと、アンテナ６０とのアイソレーションを図るためのグランドである。基準電位部４１は、アイソレーション効果を高める目的で、回路基板４０において、メタルドーム３２、スイッチ電極５１、及びスイッチ電極５１と制御部５７とを接続する回路パターンに対向して設けられる。また、基準電位部４１の一部は、回路基板４０に形成されたスルーホールを介して回路基板４０における筐体２の外部側の表面に露出している。
【００３３】
アンテナ６０は、高周波信号に共振するアンテナエレメントである。本実施形態においては、アンテナ６０は、例えば、電話機能やメール機能を実行するための８００ＭＨｚ帯や２ＧＨｚ帯の高周波信号に共振するよう構成される。アンテナ６０は、給電部６３（図４参照）及び回路基板４０の回路パターンを介して制御部５７に接続されている。制御部５７は、アンテナ６０に共振される８００ＭＨｚ帯や２ＧＨｚ帯の信号に対して復調又は変調処理を行い、電話機能やメール機能を実行する。
バッテリ８０は、回路基板４０に実装された電子部品等に対して電力を供給する電源であり、例えば、リチウムイオン電池等で構成される。
【００３４】
このように携帯電話機１は、操作部１１を介してユーザが操作したり、表示部２１を介して各種情報を視認したり、アンテナ６０を利用して電話機能、メール機能、ＧＰＳ機能等を利用することができ、携帯電話機としての機能を発揮する。
【００３５】
以下、図４及び図５を参照しながらスイッチ電極５１に係る特徴的な構成について説明する。図４は、回路基板４０、スイッチ電極５１及びアンテナ６０の構成を示す図である。詳細には、図４（ａ）は、回路基板４０を表面部４０ａ側から視た図であり、図４（ｂ）は、回路基板４０を裏面部４０ｂ側から視た図であり、図４（ｃ）は、回路基板４０を右側面から視た図である。
【００３６】
図４（ａ）に示すように、回路基板４０は、基準電位部４１が形成される基準電位側部４３と、基準電位部４１が形成されない導体側部４４とを有する。
基準電位側部４３は、回路基板４０におけるスピーカ２２（図１参照）側に形成される。導体側部４４は、回路基板４０におけるマイク２３（図１参照）側に形成される。
【００３７】
スイッチ電極５１は、基準電位側部４３における表面部４０ａに配置（実装）されるスイッチ電極５１ａと、導体側部４４に配置（実装）されるスイッチ電極５１ｂとを有する。
【００３８】
また、スイッチ電極５１ｂは、筐体２の長手方向Ｄ１において、基準電位部４１に並設されている。詳細には、スイッチ電極５１ｂは、筐体２の長手方向Ｄ１に沿って２列形成され、筐体２の短手方向Ｄ２に沿って１０行形成されている。
【００３９】
図４（ｂ）に示すように、導体側部４４における裏面部４０ｂには、アンテナ６０と、給電部６３とが形成される。
図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、アンテナ６０は、導体側部４４における裏面部４０ｂに配置される。すなわち、導体側部４４に配置されるスイッチ電極５１は、筐体２の厚さ方向において、アンテナ６０と対向する位置に配置される。
【００４０】
また、アンテナ６０は、第１のアンテナ６１と、第２のアンテナ６２（例えば、図４（ｂ）中の斜線部）とを備える。
第１のアンテナ６１は、例えば、８００ＭＨｚ帯の周波数に対応する共振波長λ１（第２の共振波長）に共振する。そのため、第１のアンテナ６１は、共振波長λ１の信号に対応する長さである。第２のアンテナ６２は、例えば、２ＧＨｚ帯の周波数に対応する共振波長λ２（第１の共振波長）に共振する。そのため、第２のアンテナ６２は、共振波長λ２の信号に対応する長さである。
したがって、第１のアンテナ６１の長さは、第２のアンテナ６２の長さよりも長く形成されている。
【００４１】
なお、本実施形態の携帯電話機１において、アンテナ６０で高周波信号を受信すると、受信された高周波信号に係る電流は、回路基板４０の基準電位側部４３の表面を流れる。これにより、アンテナ６０を含む回路基板４０全体がアンテナエレメントとして機能する。
【００４２】
また、筐体２の長手方向Ｄ１における基準電位部４１の長さと、スイッチ電極５１ｂの長さとの和により得られる長さは、アンテナ６０の共振波長に対応する長さである。
すなわち、筐体２の長手方向Ｄ１における基準電位部４１の長さと、第１の導電部５２の長さとの和により得られる長さは、共振波長λ１に対応する長さである。
【００４３】
また、筐体２の長手方向Ｄ１における基準電位部４１の長さと、第２の導電部５３の長さとの和により得られる長さは、共振波長λ２に対応する長さである。
ここで、共振波長λ１又は共振波長λ２に対応する長さとは、例えば、共振波長λ１又は共振波長λ２を、ｎ／４倍した長さ（ｎは自然数）である。
また、給電部６３は、アンテナ６０における基準電位側部４３と接続する部分に形成される。
【００４４】
図５は、導体側部４４に配置されるスイッチ電極５１の部分拡大図である。詳細には、図５（ａ）は、スイッチ電極５１の部分拡大平面図であり、図５（ｂ）は、スイッチ電極５１の部分拡大断面図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、回路基板４０の導体側部４４には、第１の導電部５２と、第２の導電部５３と、スイッチ７０と、スイッチ７１が形成される。すなわち、上述したスイッチ電極５１は、第１の導電部５２と、第２の導電部５３とを備える。
また、基準電位側部４３には、制御部５７と、フィルタ５８とが形成される。
【００４５】
第１の導電部５２と第２の導電部５３とは、キーシート３０の押し子が操作されない状態では、電気的に非導通状態である。
一方、キーシート３０の押し子が、ユーザの操作によって、筐体２のキートップ１３、１４、１５と共に筐体２の内部側に押し込まれると、メタルドーム３２の凸面は、押し子によって中空領域までつぶされて弾性変形する。この状態において、第１の導電部５２と第２の導電部５３とは、メタルドーム３２を介して電気的に導通する。
これにより、キーシート３０の押し子が操作されない状態と操作される状態とでは、第１の導電部５２及び第２の導電部５３（スイッチ電極５１）の電気的な状態が変化する。
【００４６】
そして、スイッチ電極５１は、信号線を介して基準電位部４１と接続される。
すなわち、アンテナ６０からみると、スイッチ電極５１ｂは、信号線を介して基準電位部４１と高周波的に接続されているとみなすことができる。
【００４７】
スイッチ７０は、信号線を介して制御部５７に接続され、制御部５７の制御に従い、スイッチ電極５１ｂにおける第１の導電部５２と基準電位部４１との接続又は遮断を切り替える。
スイッチ７１は、信号線を介して制御部５７に接続され、制御部５７の制御に従い、スイッチ電極５１ｂにおける第２の導電部５３と基準電位部４１との接続又は遮断を切り替える。
【００４８】
制御部５７は、第２のアンテナ６２により共振波長λ２の信号が共振されると、スイッチ７０をＯＮさせて、第１の導電部５２と基準電位部４１とを高周波的に接続する制御を行う。
また、制御部５７は、第１のアンテナ６１により共振波長λ１の信号が共振されると、スイッチ７１をＯＮさせて、第２の導電部５３と基準電位部４１とを高周波的に接続する制御を行う。
また、制御部５７は、共振波長λ１及び共振波長λ２の信号が共振されないと、スイッチ７０及びスイッチ７１をＯＦＦさせて、第１の導電部５２又は第２の導電部５３と基準電位部４１とを遮断させる。
【００４９】
つまり、制御部５７は、例えば、携帯電話機１の発信や着信、つまり、第１のアンテナ６１及び／又は第２のアンテナ６２の動作状態に応じてスイッチ７０及びスイッチ７１を制御して、第１の導電部５２又は第２の導電部５３と基準電位部４１とを接続又は遮断させる。
【００５０】
また、上述した実施形態においては、制御部５７は、スイッチ７０及びスイッチ７１により全てのスイッチ電極５１ｂを同一の状態に制御したが、本発明はこれに限らない。
例えば、制御部５７は、共振波長λ１又は共振波長λ２の信号が共振されると、給電部６３に近接するスイッチ電極５１ｂに接続されているスイッチ７０及びスイッチ７１のみを制御して、当該スイッチ電極５１ｂにおける第１の導電部５２又は第２の導電部５３と基準電位部４１とを高周波的に接続してもよい。ここで、給電部６３に近接するスイッチ電極５１ｂとは、例えば、給電部６３から最も近い距離にあるスイッチ電極５１ｂ（図４（ａ）中の破線Ｘで囲んだスイッチ電極）をいう。
【００５１】
また、制御部５７は、共振波長λ１又は共振波長λ２の信号が共振されると、導体側部４４の端部に配置されるスイッチ電極５１ｂに接続されているスイッチ７０及びスイッチ７１のみを制御して、当該スイッチ電極５１ｂにおける第１の導電部５２又は第２の導電部５３と基準電位部４１とを高周波的に接続してもよい。ここで、導体側部４４の端部に配置されるスイッチ電極５１ｂとは、例えば、導体側部４４の隅に配置されているスイッチ電極５１ｂ（図４（ａ）中の破線Ｙ１及びＹ２で囲んだスイッチ電極）をいう。
【００５２】
フィルタ５８は、スイッチ電極５１ｂと制御部５７との間に接続され、アンテナ６０で共振される高周波信号を遮断する部材で構成される。
【００５３】
次に、図６及び図７を参照しながら、本実施形態の変形例について説明する。
図６は、図５において説明したスイッチ電極５１ｂに係る構成の変形例を示す部分拡大図である。図７は、リアクタンス部７２の構成例を示す図である。
図６に示すように、本実施形態の変形例では、図５において説明したスイッチ７０及びスイッチ７１に代えてリアクタンス部７２が設けられている。リアクタンス部７２は、スイッチ電極５１ｂと基準電位部４１との間に接続される。
【００５４】
リアクタンス部７２としては、図７（ａ）に示すように、アンテナ６０で共振される高周波帯域においてスイッチ電極５１ｂと基準電位部４１とを短絡（ショート）するコンデンサＣを用いることができる。コンデンサＣの容量は、例えば、第１のアンテナ６１で共振する８００ＭＨｚ帯では約１００ｐＦであることが好ましく、第２のアンテナ６２で共振する２ＧＨｚ帯では約３３ｐＦであることが好ましい。
【００５５】
さらに、図７（ｂ）に示すように、リアクタンス部７２は、コンデンサＣだけでなく、コンデンサＣとコイルＬとを直列に接続した共振回路を用いてもよい。このようなコンデンサＣとコイルＬとで形成された共振回路は、コンデンサＣのみの場合に比して、短絡させたい高周波帯域をより高い精度で制御することができる。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態によれば、携帯電話機１は、操作部１１に対応して回路基板４０に形成され、操作部１１に対する操作状態に応じて電気的な状態が変化するスイッチ電極５１ｂを備え、スイッチ電極５１ｂは、信号線を介して基準電位部４１と高周波的に接続される。
【００５７】
これにより、携帯電話機１は、基準電位部４１及びスイッチ電極５１ｂで構成されるグランドの面積が広がり、アンテナ６０で共振される高周波信号がグランドにおいてより好適に分散される。したがって、携帯電話機１は、アンテナ６０で共振される高周波信号による人体への影響（例えば、ＳＡＲ（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｒａｔｅ：比吸収率））の低減を図ると共に、アンテナ６０における放射効率の向上を図ることができる。また、携帯電話機１は、グランドの長さが変化するため、グランドにおいて高周波信号に起因する磁界が集中することで発生するＳＡＲのホットスポットを移動又は分散させることができる。
【００５８】
また、本実施形態によれば、スイッチ電極５１ｂは、アンテナ６０に対向する位置に配置されている。これにより、携帯電話機１は、スイッチ電極５１ｂによって、アンテナ６０で共振する高周波信号を遮蔽することができるため、高周波信号による人体への影響の低減をより好適に図ることができる。
【００５９】
また、本実施形態によれば、筐体２の長手方向Ｄ１における基準電位部４１の長さと、スイッチ電極５１ｂの長さとの和により得られる長さは、アンテナ６０の共振波長に対応する長さである。これにより、携帯電話機１は、基準電位部４１の長さが足りない場合には、スイッチ電極５１ｂにより基準電位部４１の長さを延長することができ、アンテナ利得を調整することができる。
【００６０】
また、本実施形態によれば、制御部５７は、第２のアンテナ６２により共振波長λ２の信号が共振されると、スイッチ７０をＯＮさせて、第１の導電部５２と基準電位部４１とを高周波的に接続する制御を行う。また、制御部５７は、第１のアンテナ６１により共振波長λ１の信号が共振されると、スイッチ７１をＯＮさせて、第２の導電部５３と基準電位部４１とを高周波的に接続する制御を行う。これにより、携帯電話機１は、第１の導電部５２及び第２の導電部５３を有効に活用しつつ、複数の周波数帯に対応するアンテナ特性の向上を図ることができる。
【００６１】
また、本実施形態によれば、基準電位部４１と高周波的に接続されるスイッチ電極５１ｂは、複数のスイッチ電極５１ｂのうち、給電部６３に近接するスイッチ電極５１ｂであってもよい。ここで、給電部６３は、高周波信号に起因する電流の密度が高くなりやすいことが知られている。本実施形態に係る携帯電話機１は、給電部６３に近接するスイッチ電極５１ｂを基準電位部４１と高周波的に接続するため、給電部６３付近における高周波信号に起因する電流が分散され、高周波信号による人体への影響の低減をより好適に図ることができる。
【００６２】
また、本実施形態によれば、基準電位部４１と高周波的に接続されるスイッチ電極５１ｂは、複数のスイッチ電極５１ｂのうち、回路基板４０の端部に形成されるスイッチ電極５１ｂであってもよい。ここで、回路基板４０の端部は、高周波信号に係る電流の密度が高くなりやすいことが知られている。本実施形態に係る携帯電話機１は、回路基板４０の端部に形成されるスイッチ電極５１ｂを基準電位部４１と高周波的に接続するため、回路基板４０の端部における高周波信号に起因する電流が分散され、高周波信号による人体への影響の低減をより好適に図ることができる。
【００６３】
また、本実施形態によれば、フィルタ５８は、スイッチ電極５１ｂと制御部５７との間に接続され、アンテナ６０で共振される高周波信号を遮断する。これにより、携帯電話機１は、アンテナ６０で受信された高周波信号がフィルタ５８で遮断されるため、アンテナ６０で受信された高周波信号が制御部５７に入力されることを抑制できる。したがって、携帯電話機１は、アンテナ６０で受信された高周波信号に起因して意図せぬ操作が検出されることを抑制することができる。
【００６４】
また、本実施形態によれば、リアクタンス部７２は、スイッチ電極５１ｂと基準電位部４１との間に接続される。これにより、携帯電話機１は、スイッチ電極５１ｂに重畳された高周波信号のノイズを基準電位部４１に分散することができる。したがって、携帯電話機１は、スイッチ電極５１ｂから制御部５７への不要な高周波信号のノイズを低減することができる。また、携帯電話機１は、スイッチ電極５１ｂと基準電位部４１とがリアクタンス部７２を介して直流的に分離可能となるため、スイッチ電極５１ｂの電気的な状態変化に伴って生じる信号が基準電位部４１に流れにくくなる。したがって、制御部５７は、操作部１１への操作を好適に検出することができる。さらに、携帯電話機１は、不要な高周波信号のノイズを基準電位部４１に分散することにより、静電気放電（ＥＳＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）対策も図ることができる。
【００６５】
また、本実施形態によれば、制御部５７は、アンテナ６０の動作状態に応じてスイッチ７０及びスイッチ７１を制御する。これにより、携帯電話機１は、リアクタンス部７２を有さない場合であっても、スイッチ電極５１ｂから制御部５７への不要な高周波信号のノイズを低減することができる。また、携帯電話機１は、スイッチ電極５１ｂと基準電位部４１とがスイッチ７０及びスイッチ７１により分離可能となるため、スイッチ電極５１ｂの電気的な状態変化に伴って生じる信号が基準電位部４１に流れにくくなる。したがって、制御部５７は、操作部１１への操作を好適に検出することができる。
【００６６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
【００６７】
また、上述した実施形態において、携帯電子機器としての携帯電話機１について説明したが、これに限定されず、デジタルカメラ、ＰＨＳ（登録商標；Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ポータブルナビゲーション装置、パソコン、ノートパソコン、携帯ゲーム装置等であってもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１ 携帯電話機（携帯電子機器）
２ 筐体
１１ 操作部
４０ 回路基板
４１ 基準電位部（グランドパターン）
５１ スイッチ電極（電極）
６０ アンテナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体内に配置され、グランドパターンが形成された回路基板と、
前記筐体内に配置され、前記グランドパターンに電気的に接続されたアンテナと、
前記筐体に配置された操作部と、
前記操作部に対応して前記回路基板に形成され、前記操作部に対する操作状態に応じて電気的な状態が変化する電極と、を有し、
前記電極は、前記グランドパターンと高周波的に接続される、ことを特徴とする携帯電子機器。
【請求項２】
前記電極は、前記アンテナに対向する位置に配置される、ことを特徴とする請求項１に記載の携帯電子機器。
【請求項３】
前記電極は、前記筐体の長手方向において前記グランドパターンに並設され、
前記筐体の長手方向における前記グランドパターンの長さと前記電極の長さとの和により得られる長さは、前記アンテナの共振波長に対応する長さである、ことを特徴とする請求項２に記載の携帯電子機器。
【請求項４】
前記アンテナは、第１の共振波長及び第２の共振波長に共振し、
前記電極は、第１の導電部及び第２の導電部を有し、
前記筐体の長手方向における前記グランドパターンの長さと前記第１の導電部の長さとの和により得られる長さは、前記第１の共振波長に対応する長さであり、
前記筐体の長手方向における前記グランドパターンの長さと前記第２の導電部の長さとの和により得られる長さは、前記第２の共振波長に対応する長さであり、
前記アンテナにより前記第１の共振波長の信号が共振されると、前記第１の導電部と前記グランドパターンとを高周波的に接続し、前記アンテナにより前記第２の共振波長の信号が共振されると、前記第２の導電部と前記グランドパターンとを高周波的に接続する制御を行う制御部を有する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の携帯電子機器。
【請求項５】
前記筐体には、前記操作部が複数配置され、
前記回路基板には、複数の前記操作部に対応して前記電極が複数形成され、
前記アンテナに給電する給電部を有し、
前記グランドパターンと高周波的に接続される電極は、複数の前記電極のうち前記給電部に近接する電極である、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の携帯電子機器。
【請求項６】
前記筐体には、前記操作部が複数配置され、
前記回路基板には、複数の前記操作部に対応して前記電極が複数形成され、
前記グランドパターンと高周波的に接続される電極は、複数の前記電極のうち前記回路基板の端部に形成される電極である、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の携帯電子機器。
【請求項７】
前記電極に接続され、前記操作部に対する操作を検出する操作検出部と、
前記電極と前記操作検出部との間に接続され、高周波信号を遮断する高周波遮断部と、を有する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の携帯電子機器。
【請求項８】
前記電極と前記グランドパターンとの間に接続されるリアクタンス部を有する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項７に記載の携帯電子機器。
【請求項９】
前記電極と前記グランドパターンとの接続又は遮断を切り替えるスイッチと、
前記アンテナの動作状態に応じて前記スイッチを制御する制御部と、を有する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項７に記載の携帯電子機器。
【請求項１】
筐体と、
前記筐体内に配置され、グランドパターンが形成された回路基板と、
前記筐体内に配置され、前記グランドパターンに電気的に接続されたアンテナと、
前記筐体に配置された操作部と、
前記操作部に対応して前記回路基板に形成され、前記操作部に対する操作状態に応じて電気的な状態が変化する電極と、を有し、
前記電極は、前記グランドパターンと高周波的に接続される、ことを特徴とする携帯電子機器。
【請求項２】
前記電極は、前記アンテナに対向する位置に配置される、ことを特徴とする請求項１に記載の携帯電子機器。
【請求項３】
前記電極は、前記筐体の長手方向において前記グランドパターンに並設され、
前記筐体の長手方向における前記グランドパターンの長さと前記電極の長さとの和により得られる長さは、前記アンテナの共振波長に対応する長さである、ことを特徴とする請求項２に記載の携帯電子機器。
【請求項４】
前記アンテナは、第１の共振波長及び第２の共振波長に共振し、
前記電極は、第１の導電部及び第２の導電部を有し、
前記筐体の長手方向における前記グランドパターンの長さと前記第１の導電部の長さとの和により得られる長さは、前記第１の共振波長に対応する長さであり、
前記筐体の長手方向における前記グランドパターンの長さと前記第２の導電部の長さとの和により得られる長さは、前記第２の共振波長に対応する長さであり、
前記アンテナにより前記第１の共振波長の信号が共振されると、前記第１の導電部と前記グランドパターンとを高周波的に接続し、前記アンテナにより前記第２の共振波長の信号が共振されると、前記第２の導電部と前記グランドパターンとを高周波的に接続する制御を行う制御部を有する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の携帯電子機器。
【請求項５】
前記筐体には、前記操作部が複数配置され、
前記回路基板には、複数の前記操作部に対応して前記電極が複数形成され、
前記アンテナに給電する給電部を有し、
前記グランドパターンと高周波的に接続される電極は、複数の前記電極のうち前記給電部に近接する電極である、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の携帯電子機器。
【請求項６】
前記筐体には、前記操作部が複数配置され、
前記回路基板には、複数の前記操作部に対応して前記電極が複数形成され、
前記グランドパターンと高周波的に接続される電極は、複数の前記電極のうち前記回路基板の端部に形成される電極である、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の携帯電子機器。
【請求項７】
前記電極に接続され、前記操作部に対する操作を検出する操作検出部と、
前記電極と前記操作検出部との間に接続され、高周波信号を遮断する高周波遮断部と、を有する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の携帯電子機器。
【請求項８】
前記電極と前記グランドパターンとの間に接続されるリアクタンス部を有する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項７に記載の携帯電子機器。
【請求項９】
前記電極と前記グランドパターンとの接続又は遮断を切り替えるスイッチと、
前記アンテナの動作状態に応じて前記スイッチを制御する制御部と、を有する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項７に記載の携帯電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２０５２９７（Ｐ２０１１−２０５２９７Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６９４２５（Ｐ２０１０−６９４２５）
【出願日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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