無線装置
【課題】ユーザの手の影響による内蔵アンテナの特性劣化が生じ難い無線装置を提供する。
【解決手段】筐体２と、無線通信を行うための内蔵アンテナ２０と、を備え、前記内蔵アンテナ２０は、開放端側２２ａが給電点側２２ｂよりも筐体２におけるユーザの手で覆われ難い上方位置（例えば、筐体２の上側の角部２ａに近い位置）に配置されたアンテナ素子２２（エレメントＡ）を有し、アンテナ素子２２の開放端側２２ａは、例えばメアンダ形状（蛇行した形状）とされて、給電点側２２ｂに比べて電流経路が密とされた構成とする。
【解決手段】筐体２と、無線通信を行うための内蔵アンテナ２０と、を備え、前記内蔵アンテナ２０は、開放端側２２ａが給電点側２２ｂよりも筐体２におけるユーザの手で覆われ難い上方位置（例えば、筐体２の上側の角部２ａに近い位置）に配置されたアンテナ素子２２（エレメントＡ）を有し、アンテナ素子２２の開放端側２２ａは、例えばメアンダ形状（蛇行した形状）とされて、給電点側２２ｂに比べて電流経路が密とされた構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内蔵アンテナを備えた無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯端末などの無線装置の内蔵アンテナは、ユーザの手などの人体の影響によってアンテナの特性が大きく劣化してしまうという問題があった。そこで特許文献１のように、アンテナ素子の一部をユーザの手などで覆われ難い位置に配置することが考えられる。この特許文献１では、折りたたみ型無線端末において、折りたたみ構造により手で触れることが出来ない位置にアンテナ素子の開放端側を配置して特性劣化を防いでいる。また特許文献２では、最大面積を有する筐体の主面に対して人体等が接近した場合（例えば、ユーザが携帯端末を胸ポケットに入れた場合）の特性劣化を防ぐために、前記主面に対してその電界方向が垂直になるようにアンテナを筐体の側面（前記主面に直交する面）に配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−００７３１０号公報
【特許文献２】特開２０００−３１５９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、単にアンテナ素子の一部をユーザの手などで覆われ難い位置に配置するだけでは、人体の影響によるアンテナの特性劣化の問題を十分改善することができない。また、特許文献１の構成では、折りたたみ構造の無い位置にアンテナを配置した場合には特性劣化を防ぐことが出来ないという問題がある。また、特許文献２の構成では、アンテナを配置した側面に人体等が接近した場合（例えば、携帯端末を保持するユーザの手が筐体の側面を覆った場合）、アンテナの特性劣化が生じてしまうという問題がある。
そこで本発明は、手で保持した際に手の影響による内蔵アンテナの特性劣化が生じ難い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】
【０００５】
本発明は、手で保持できる筐体と、この筐体内に配置されて無線通信を行うためのアンテナと、を備え、
前記アンテナは、アンテナ素子として、少なくともエレメントＡを有し、
前記エレメントＡの開放端側は、前記筐体を手で保持した使用状態において、前記エレメントＡの給電点側に比べて上方となる位置に配置され、
前記エレメントＡの開放端側は、前記エレメントＡの給電点側に比べて、電流経路が密な構造とされていることを特徴とする無線装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の無線装置は、手で保持した際に手の影響による内蔵アンテナの特性劣化が生じ難い。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】（ａ）は実施形態である携帯電話機の外観斜視図であり、（ｂ）は携帯電話機のアンテナ（グラウンド導体含む）を示す図である。
【図２】携帯電話機の概念的な内部ブロック図である。
【図３】携帯電話機を保持する手の位置を示す図であり、（ａ）はアンテナが手に２５％覆われる位置、（ｂ）はアンテナが手に５０％覆われる位置、をそれぞれ示す。
【図４】携帯電話機を保持する手の位置を示す図であり、（ａ）はアンテナが手に７５％覆われる位置、（ｂ）はアンテナが手に１００％覆われる位置、をそれぞれ示す。
【図５】（ａ）は比較例としてのアンテナを示す図、（ｂ）は放射効率の改善を示すグラフである。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は他の実施形態のアンテナを示す図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は他の実施形態のアンテナを示す図である。
【図８】アンテナを配置する位置及び携帯電話機を保持する手の一般的な状態を示す図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は他の実施形態のアンテナを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を、携帯電話機への適用を例にして、図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、本実施形態に係る携帯電話機１の外観図である。この図において、携帯電話機１は、筐体２の主面（表面であって主たる操作対象となる面のこと）にタッチパネル３を設けるとともに、そのタッチパネル３の背面に液晶ディスプレイやＥＬパネルなどの二次元表示デバイスからなる表示部４を設け、また、そのタッチパネル３の上辺近くに受話器としてのスピーカ５を設け、さらに、そのタッチパネル３の下辺近くに送話器としてのマイク６を設けている。ここで、「近く」とは、少なくとも筐体２の主面の端からタッチパネル３の端までの間のいわゆる額縁内の任意の位置のことをいう。
【０００９】
筐体２は、回路基板等の内蔵部品を収納して携帯電話機１の表面を構成するフレームであり、手持ちに適した形状、この場合、薄い箱形となっている。即ち、筐体２の外形は薄い直方体又は直方体に近い形となっており、前記主面を含む各面の形状が長方形又は長方形に近い形となっている。また、筐体２の前記主面を正面から見たとき、筐体２の上下左右の４カ所の位置には、角部２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが存在する。そして、筐体２の前記主面に直交する方向の外径寸法（即ち、厚さ）は、筐体２の前記主面の長辺及び短辺の長さに比較して、格段に薄くなっている。図１（ａ）に示すように、前記主面に直交する筐体２の厚さ方向の座標をＸ座標とし、前記主面の短辺に沿った方向の座標をＹ座標とし、前記主面の長辺に沿った方向の座標をＺ座標と定義する。また、筐体２の６個ある各面のうち、前記主面に直交する幅の狭い面を側面、上面又は下面と称する。当然に側面は左右両側に二つある。そして、一つの側面を含み当該側面に近い領域（筐体２の左右何れかの縁部）を側縁と称し、前記上面又は下面を含む筐体２の縁部をそれぞれ上縁又は下縁と称する。
【００１０】
携帯電話機１は、図８に示すように、筐体２の長辺方向（Ｚ座標の方向）を上下方向とし、スピーカ５が設けられた側の筐体２の短辺が上縁となる縦長の向きで保持された状態で使用されるのが基本であり、この状態を縦状態と定義する。また、この縦状態から筐体２を例えば時計回りに９０度回転させて、筐体２の長辺が上縁となり、スピーカ５が設けられた側の筐体２の短辺が右側の側縁となる横長の向きで保持された状態を横状態と定義する。本例の携帯電話機１は、この横状態でも使用できるモードや機能、或いはこの横状態で使用すべきモードや機能を有してもよい。例えば、ＴＶ放送表示機能によってＴＶ放送を見る際には、表示部４が横長になる前記横状態が好ましい。
なお、筐体２の任意部分に、電源ボタンやバッテリ充電用端子などが設けられているが、図では省略している。
【００１１】
図１（ｂ）は、携帯電話機１に内蔵されたアンテナ２０（グラウンド導体２１含む）を模式的に示す図である。グラウンド導体２１は、筐体２内に設けられ、グラウンド電位とされて擬似的なアースとして機能する導体である。グラウンド導体２１は、例えば、携帯電話機１内の回路部品等を覆ってシールドする金属製のシールドケースである。
【００１２】
アンテナ２０は、無線通信（音声やデータ等の通信に限られず、電力伝送であってもよい）のための送信用アンテナ又は受信用アンテナの何れかであるか、或いは送信用アンテナと受信用アンテナを兼ねるものである。アンテナ２０は、本実施形態の場合、接地（アースへの接続）を必要とするモノポールアンテナである。アンテナ２０は、アンテナ素子２２（エレメントＡ）と給電点２３とを有する。ここで、アンテナ素子２２はエレメントＡに相当し、アンテナ２０はこのエレメントＡのみを有するタイプである。なお周知のとおり、モノポールアンテナは、給電点の両側にアンテナ素子があるダイポールアンテナにおいて、一方のアンテナ素子を設ける代わりにグラウンド導体（イメージアンテナ）に接続したものである。この意味では、グラウンド導体２１もアンテナ２０を構成する要素である。
【００１３】
アンテナ素子２２は、図１（ａ）に示すように、筐体２の長辺側の側縁に配置され、全体としてＺ座標の方向に平行に配置されている。即ち、この種の電話機であると、前記縦状態において前記主面を正面として見た場合、図８に示す４カ所の位置４１（下縁），位置４２（上縁），位置４３（左の側縁），位置４４（右の側縁）のいずれかにアンテナを配置することが考えられるが、本実施形態のアンテナ素子２２は、前記縦状態において右の側縁となる位置４４に配置されている。
【００１４】
一方、給電点２３は、アンテナ素子２２のＺ座標が小さい側の端と、グラウンド導体２１との間に設けられている。なお、給電点は給電線とアンテナとを接続する箇所であり、この給電点において、給電線の一方の導体がアンテナ素子に接続され、給電線の他方の導体がグラウンド導体に接続される。そして電磁波の送信時には、この給電線及び給電点を介してアンテナに送信電力（高周波電力）が供給される。
【００１５】
なお本実施形態では、アンテナ素子２２において、Ｚ座標が大きい側が開放端側２２ａであり、その反対のＺ座標が小さい側が給電点側２２ｂである。そして、アンテナ素子２２の開放端側２２ａは、アンテナ素子２２の給電点側２２ｂに比べて、なるべく上方位置、この場合には、筐体２の角部２ａ（前記縦状態において右上側となる角部）の近傍位置に配置されている。また、給電点２３は、筐体２の側縁における上下方向の中央又はその近傍に配置されている。この結果、アンテナ素子２２の給電点側２２ｂは、アンテナ素子２２の開放端側２２ａに比べて、筐体２の側縁における上下方向の中央に近い位置に配置されている。また、アンテナ素子２２の開放端側２２ａは、アンテナ素子２２の給電点側２２ｂに比べて、電流経路が密な構造とされている。
【００１６】
この場合具体的には、図１（ｂ）に示すように、開放端側２２ａがメアンダ形状（蛇行した形状）とされ、給電点側２２ｂが直線状とされている。なお、アンテナ素子２２は、例えば、線状（棒状）の導電性部材の一部をメアンダ形状に曲げ加工して制作することができる。但し、アンテナ素子２２は、このような線状の部材からなるものに限られず、実際には板状の導電性部材を加工してなる板状のもの、或いは回路基板上に薄膜形成技術によって形成した導体パターンからなるものであってもよい。その意味で、図１（ｂ）は単に模式的にアンテナ２０を表現したものである。即ち、図１（ｂ）は、開放端側２２ａの電流経路が給電点側２２ｂよりも密になっている（この場合、メアンダ形状になっている）という特徴を除いて、アンテナ素子２２の構造を限定するものではない。
【００１７】
なお、「電流経路が密な構造」とは、アンテナ素子の外形的な長さに対して電流経路の長さがより長いことを意味する。例えば、図１（ｂ）に示すアンテナ素子２２は、開放端側２２ａがメアンダ形状とされることによって、この開放端側２２ａにおいて電流経路が蛇行しており、その分だけ開放端側２２ａでは外形的な上下方向の長さよりも電流経路の方が格段に長い。これに対して、アンテナ素子２２の給電点側２２ｂは、直線状であるため、外形的な長さと電流経路の長さが等しい。したがって、開放端側２２ａの方が、給電点側２２ｂに比べて、電流経路が格段に密な構造となっている。
【００１８】
また、開放端側２２ａの電流経路が給電点側２２ｂよりも密になっている構成としては、図１（ｂ）のような態様に限られず、開放端側２２ａがヘリカル形状（螺旋状の形状）であってもよい。また、図１（ｂ）のようにアンテナ素子２２の途中の１カ所においてのみ電流経路の粗密が変化する態様に限られず、給電点２３から開放端に向かって連続的又は段階的に電流経路が密になってゆく態様でもよい（具体例は後述する）。なお、このようにメアンダ形状又はヘリカル形状とされて電流経路が密な構造とされると、対応する電波の波長が同じでもアンテナ素子の全長をその分短くしてコンパクトにすることができる。
【００１９】
図２は、携帯電話機１の概念的な内部ブロック図である。この図において、携帯電話機１は、無線通信部８、音声入出力部９、操作部７、中央制御部１０、表示部４、タッチパネル３、電源部１１を備える。
【００２０】
無線通信部８は、アンテナ８ａを介して最寄りの基地局（図示略）との間で無線によるデジタルデータの送受信を行う。デジタルデータには、電話の着呼や発呼の情報および音声通話の情報が含まれる。この無線通信部８は、中央制御部１０からの制御に従って、上記のデジタルデータの送信や受信を行う。ここで、アンテナ８ａは、公知のダイバーシティ（Diversity）やＭＩＭＯ（Multiple input output）などのマルチアンテナ技術に対応する場合には、複数設けられる。この場合、前述したアンテナ２０は、複数あるアンテナ８ａのうちの一つに相当する。
【００２１】
音声入出力部９は、中央制御部１０からの制御により、マイク６で拾った音声信号をデジタルデータに変換して中央制御部１０に出力したり、中央制御部１０から出力されたデジタルの音声信号をアナログ信号に変換してスピーカ５から拡声したりする。マイク６やスピーカ５は電話の送受話用であるが、スピーカ５は、さらに電話の着信音鼓動等にも用いられる。
【００２２】
表示部４は、先にも説明したとおり、その前面に、人体の一部の接触を検知できるタッチパネル３を併設している。タッチパネル３は、たとえば、静電容量方式のものであってもよい。電源部１１は、一次電池または充電可能な二次電池からなるバッテリを含み、このバッテリの電力から携帯電話機１の動作に必要な各種電源電圧を発生して各部に供給する。操作部７は、前述した電源ボタンなどの操作の入力処理を行う。なお、タッチパネル３は、ダイヤル入力、文字入力、コマンド入力などを入力するもので、中央制御部１は、操作部７とこのタッチパネル３からの入力操作信号に応じた処理を実行する。
【００２３】
中央制御部１０は、マイクロコンピュータ（以下、ＣＰＵ）１０ａ、読み出し専用半導体メモリ（以下、ＲＯＭ）１０ｂ、高速半導体メモリ（以下、ＲＡＭ）１０ｃおよび書き換え可能な不揮発性半導体メモリ（フラッシュメモリやＰＲＯＭなど。以下、ＰＲＯＭ）１０ｄならびに不図示の周辺回路を含むプログラム制御方式の制御要素であり、あらかじめＲＯＭ１０ｂやＰＲＯＭ１０ｄに格納されている制御プログラムをＲＡＭ１０ｃにロードしてＣＰＵ１０ａで実行することにより、各種の処理を逐次に実行して、この携帯電話機１の全体動作を統括制御する。
【００２４】
なお、携帯電話機１には、カメラ（インカメラ、アウトカメラ）が設けられてカメラ機能が備えられていてもよいし、音声データを送受信して通話する音声通話機能のほか、ＴＶ（テレビ）電話機能が備えられていてもよい。更に、携帯電話機１には、電子メール機能、インターネット接続機能、ＴＶ放送表示機能などが備えられていてもよいことは、いうまでもない。
【００２５】
次に、本発明の背景や原理とともに本実施形態の作用効果について説明する。
携帯電話機１のような無線装置は、例えば基本の縦状態で使用する場合、図８に示すような形でユーザの手５０に保持されることが多い。即ち、この種の無線装置は、手で保持される際に筐体の上縁や下縁が手で把持される可能性は低く、筐体の左右両側の側縁において例えば図８のように把持される可能性や頻度が極めて高い。このため、位置４３や位置４４（即ち、筐体の側縁）にアンテナを配置した場合、保持するユーザの手５０によってアンテナの少なくとも一部が覆われ易く、それにより放射効率が低下する特性劣化が生じ易いという課題があった。携帯電話機１を保持する手の位置は、図８に示すような位置に限らず、さまざまな位置となりうるが、基本的に位置４３又は位置４４のなかでもＺ座標の小さい下方位置ほど手に覆われる可能性が高いといえる。この種の無線装置を手で保持する場合、図８のように筐体の比較的下側の側縁を把持するのが安定的であり表示も見易く自然だからである。
【００２６】
このため、本実施形態のように、筐体２を手で保持した基本の使用状態（この場合、前述の縦状態）において開放端側２２ａが給電点側２２ｂに比べて上方となる位置に配置され、かつ給電点側２２ｂに比べて開放端側２２ａの電流経路が密な構造とされているアンテナ素子２２（エレメントＡ）を備える本発明の構成であると、次のような作用効果が得られる。即ち、アンテナ素子２２に送信電力が供給されることによってアンテナ素子２２から発生する電界は、アンテナ素子２２の開放端側２２ａの位置、即ち、人の手で覆われ難いより上方位置に偏って集中する。これにより、アンテナ素子２２（エレメントＡ）によって放射効率の高い電波の送信、或いは逆に効率の良い電波の受信ができるようになり、保持した手によるアンテナの特性を改善できる。
【００２７】
特に本実施形態の場合には、図１に示すように、アンテナ素子２２は筐体２の側縁（この場合、右側の位置４４）に配置され、アンテナ素子２２の給電点側２２ｂは開放端側２２ａに比べて筐体２の側縁の上下方向における中央に近い位置に配置され、またアンテナ素子２２の開放端側２２ａは給電点側２２ｂに比べて筐体２の側縁の上端に位置する角部２ａに近い位置に配置されている。いいかえると、アンテナ素子２２は、その全体が筐体２の側縁の上下方向における中央付近よりも上側に配置され、電流経路が密な構造の開放端側２２ａは筐体２の上縁近くの手に覆われ難い位置に配置されている（図１参照）。特に図１に示す態様では、アンテナ素子２２の開放端側２２ａは、筐体２の上側の角部２ａの近傍に配置されている。この結果、例えば図８に示すような一般的な位置でユーザの手に保持された場合、アンテナ素子２２の全長のうちで手に覆われる部分は給電点側２２ｂの短い僅かな部分のみとなる。このため、保持した手で覆われ易い筐体の側縁にアンテナ素子を配置しているにもかかわらず、保持した手の影響によるアンテナの特性劣化の問題は格段に改善される。
【００２８】
図５は、アンテナ素子の開放端側を給電点側よりも密な構造とすることによる作用効果を、比較例によって説明するための図である。図５のうち、図５（ａ）は比較例のアンテナ３０を示す図である。また図５（ｂ）は、本実施形態のアンテナ２０と比較例のアンテナ３０の放射効率の違いを示すグラフである。ここで、アンテナ３０は、対応する電波の波長とＺ座標方向の全長がアンテナ２０と同じであり、全体が一様なメアンダ形状（メアンダ形状とするための折り曲げを素子全体に均等に設けた形状）とされたアンテナ素子３２を有するものである。アンテナ素子全体の位置を含めてアンテナ３０の他の構成は、アンテナ２０と同じである。
【００２９】
そして、図５（ｂ）のグラフは、保持する手の位置に応じてアンテナ素子（アンテナエレメント）の側面が手に覆われる割合を横軸にとり、縦軸を放射効率としたものである。アンテナ素子が手に覆われる割合は、ゼロ％（手なし）と、２５％（図３（ａ）に示す保持位置の場合）と、５０％（図３（ｂ）に示す保持位置の場合）と、７５％（図４（ａ）に示す保持位置の場合）と、１００％（図４（ｂ）に示す保持位置の場合）を設定した。また、図５（ｂ）のグラフでは、実施形態であるアンテナ２０に対応するデータを黒塗りの三角印で表し、比較例であるアンテナ３０に対応するデータを白抜きの丸印で表している。
【００３０】
発明者の研究では、図５（ｂ）に示す通り、アンテナ素子が手で覆われる割合が増加することにより放射効率はいずれのアンテナも劣化するが、アンテナ２０のように開放端側に折り曲げを集中して設けた場合の方が、アンテナ３０のように均等に折り曲げを設けた場合と比較して、放射効率の低下を小さく出来ることが分かっている。
以上説明したように、本実施形態によれば、アンテナ２０の開放端側２２ａの電流経路を密にしているから、手で保持された際の手の影響によるアンテナの放射効率の低下を、単にアンテナ素子を手で覆われ難い位置に配置したというだけの構成（例えば、上記比較例であるアンテナ３０）の場合よりも、さらに小さくすることができる。
【００３１】
なお、前述したように、図８に示す側縁の位置（位置４３，４４）は、上縁や下縁の位置（位置４１，４２）に比較して手で覆われ易い。図８では、下縁の位置４１も、手５０に覆われているように見えるが、手のひらと筐体２の間に隙間が出来ることから位置４３や位置４４に比べればアンテナへの影響は小さい。そのため従来、この種の無線装置では、アンテナは位置４１又は位置４２に配置されることが一般的であった。
【００３２】
しかし近年、携帯電話機のような無線装置は、対応する無線システムが増加し、またダイバーシティやＭＩＭＯなどのマルチアンテナ技術への対応が必要になってきており、この結果、アンテナの数が増大してきている。また、特にカメラやセンサなどを有する多機能な携帯電話機などにアンテナを内蔵する場合、図８に示す四つの位置４１〜４２が有り得るとしても、各位置において他の部品との干渉を避けて極めて限られたスペースにアンテナを配置しなければならない。このため、多数のアンテナのうち、いくつかは位置４１，４２のどこかに配置できたとしても、残りのアンテナは手で覆われ易い側縁の位置４３，４４のどこかに配置せざるを得ない状況となっている。ところが本発明を適用すれば、既述したように筐体の側縁にアンテナを配置しても特性劣化し難い。したがって、本発明はこの種の無線装置の現状において実用上重要な効果を奏するものである。
【００３３】
（他の実施形態）
次に本発明の他の実施形態について説明する。
まず、本発明の他の実施形態として、アンテナは１つに限らず複数設けても良い。例えば、既述したマルチアンテナ技術に対応させるべく、図７（ａ）に示すように、第１実施形態のアンテナ２０に加えて、アンテナ６０を備えた構成としてもよい。図７（ａ）に示すアンテナ６０は、前述した図８の位置４２に配置したもので、アンテナ２０と同様のアンテナ素子６２及び給電点６３を有する。そして、アンテナ素子６２は、アンテナ素子２２と同様の開放端側６２ａと給電点側６２ｂを有する。この図７（ａ）に示す態様であると、前述したマルチアンテナ技術に対応できるとともに、前述した横状態での使用時に保持する手の影響でアンテナ６０の特性が劣化するのを同様の作用で抑制できる。
【００３４】
このように、アンテナの位置は位置４３や位置４４に限らず、端末を横向きに保持する場合（例えば、前述した横状態での使用）などを考慮して、位置４１や位置４２としてもよく、手に覆われにくい側にアンテナ素子の開放端を配置して開放端側をメアンダ形状とすればよい。ここで、アンテナ素子のメアンダ部の折り曲げは、直角である必要は無く、例えば曲線を用いても良い。また、アンテナ素子の密集部の形状は、メアンダ状に限らずヘリカル状などでもよく、アンテナ素子の開放端側における電流経路をより密にすることが出来ればよい。また、アンテナ素子の給電点側も、直線状に限らず、メアンダ状やヘリカル状としてもよい。この場合、例えば図６（ａ）に示すように開放端側ほど素子が密になるアンテナ素子７２を有するアンテナ７０とすればよい。
【００３５】
また、無線装置の構造（筐体の構成）は、図１に示したような形状のみでなく、二つの筐体を備えた折りたたみ構造やスライド構造であってもよい。例えば、２つの筐体（操作部筐体、表示部筐体）が開閉可能（折り畳み可能）に取り付けられたもので、この２つの筐体を開いた状態（オープンスタイル）において、操作部筐体の表面側にはテンキーなどの操作部が配設され、表示部筐体の表面側には表示部が配設される、いわゆる折り畳み式の携帯電話機等であってもよい。
【００３６】
また、アンテナの形式はモノポール型に限らず、例えば、アンテナ素子が開放端と給電点の間で略直角に折れ曲がった逆Ｌ型としてもよいし、逆Ｌ型に改良を加えた逆Ｆ型としてもよい。逆Ｆ型は、例えば図７（ｂ）に示すように、アンテナ素子８２の給電点側８２ｂに略直角に折れ曲がった折れ曲がり部８２ｃが形成され、かつアンテナ素子８２をグラウンド導体２１に接続する短絡部８３を有する。このような逆Ｌ型や逆Ｆ型のアンテナであると、折れ曲がり部があることにより、アンテナの小型化、低姿勢化が実現できる。また逆Ｆ型は、短絡部を有するために、アンテナのいわゆるインピーダンス整合が容易になる。なお、図７（ｂ）に示したアンテナ８０の場合でも、アンテナ素子８２の開放端側８２ｂの電流経路を密にして、アンテナ素子８２を第１実施形態のアンテナ素子２２と同様に配置することによって、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００３７】
また、本発明の他の実施例として、複共振（一つのアンテナを複数の周波数で使用する技術）に対応した形態があり得る。図６（ｂ）は、その実施形態例であるアンテナ９０（複共振アンテナ）を示す。このアンテナ９０は、第１実施形態と同じアンテナ素子２２（エレメントＡ）に加えて、図６（ｂ）に示すようなアンテナ素子９２（エレメントＢ）を有する。アンテナ素子９２は、アンテナ素子２２とは、共振周波数が異なる（即ち、対応する電波の波長が異なる）。また、アンテナ素子９２は、メアンダ形状（又はヘリカル形状）とされた電流経路の密集部９２ａを有し、この密集部９２ａは、アンテナ素子２２の開放端よりも給電点２３の側に離れた位置に配置されている。
【００３８】
即ち、アンテナ素子２２（エレメントＡ）は密集部をＺ座標の大きい側（即ち開放端側２２ａ）に集中させ、アンテナ素子９２（エレメントＢ）はＺ座標の小さい側に密集部９２ａを配置している。いいかえると、アンテナ素子９２の密集部９２ａは、アンテナ素子２２の密集部（開放端側２２ａ）よりも、給電点側に位置をずらして配置されている。このため、複共振アンテナをコンパクトに実現できる効果が得られる。
【００３９】
なお、上述したアンテナ９０を備える態様の場合、アンテナ素子２２はよりアンテナ性能への要求の高い通信に用いられる周波数に合わせ、アンテナ素子９２はよりアンテナ性能の要求の低い通信に用いられる周波数に合わせるようにするとよい。例えば、一般的にＭＩＭＯ用アンテナはダイバーシティ用アンテナよりも高い性能が要求されるので、アンテナ素子２２はＭＩＭＯに用いられる周波数、アンテナ素子９２はダイバーシティに用いられる周波数に合わせることが考えられる。このようにすれば、前述の作用で、アンテナ性能への要求の高い通信に用いられるアンテナ素子２２が手による影響を受け難くなり、実用上有利となる。
【００４０】
また、本発明の他の実施例として、誘電体で覆うことによってアンテナ素子の電流経路を密にする態様があり得る。図９（ａ）は、その実施形態例であるアンテナ１００を示す。このアンテナ１００は、アンテナ素子１０２（エレメントＡ）を有する。アンテナ素子１０２の開放端側１０２ａは、アンテナ素子１０２の給電点側１０２ｂに比べて、高い誘電率の誘電体１０２ｃで覆われている。これにより、アンテナ素子１０２の開放端側１０２ａの電気長が給電点側１０２ｂに比べて長くなり、開放端側１０２ａの電流経路が密な構造となる。図９（ａ）の場合、アンテナ素子１０２の給電点側１０２ｂは空気に覆われている。誘電体１０２ｃは、この空気よりも誘電率の高い材料（例えば、紙、樹脂、セラミックスなど）よりなり、開放端側１０２ａを覆うように設けられている。
【００４１】
次に図９（ｂ）は、図９（ａ）に示した実施形態例の変形であるアンテナ１１０を示す。このアンテナ１１０は、アンテナ素子１１２（エレメントＡ）を有する。アンテナ素子１１２の開放端側１１２ａは、アンテナ素子１１２の給電点側１１２ｂに比べて、厚い誘電体１１２ｃで覆われている。これにより、アンテナ素子１１２の開放端側１１２ａの電気長が給電点側１１２ｂに比べて長くなり、開放端側１１２ａの電流経路が密な構造となる。図９（ｂ）の場合、アンテナ素子１１２の給電点側１１２ｂは、開放端側１１２ａの誘電体１１２ｃに比べて、薄い誘電体１１２ｄに覆われている。誘電体１１２ｃと誘電体１１２ｄは、例えば同じ誘電率の材料よりなるものである。或いは、開放端側１１２ａの誘電体１１２ｃの方が、給電点側１１２ｂの誘電体１１２ｄよりも、誘電率の高い材料よりなる構成でもよい。この場合、開放端側１１２ａの電流経路がより密な構造となる。
【００４２】
なお、図９（ａ）や図９（ｂ）に示す構成において、アンテナ素子の開放端側をメアンダ状又はヘリカル状として、さらに電流経路を密なものとすることもできる。すなわち、メアンダ状又はヘリカル状とされた開放端側を高い誘電率の誘電体又は厚い誘電体で覆う構成でもよい。また、アンテナ素子の給電点側から開放端側に向かって連続的又は段階的に厚さが増加する誘電体でアンテナ素子全体を覆う態様でもよい。
【００４３】
また、以上説明した実施形態では携帯電話機を例に挙げて説明したが、本発明は携帯電話機以外の無線装置、例えば、ＰＤＡ（携帯情報端末）、パーソナルコンピュータ（例えば、ノートＰＣ、タブレットＰＣ）、データ通信カード、無線ＬＡＮルータ、音楽プレイヤ、ゲーム機等、無線通信のためのアンテナを搭載した各種の電子機器等に適用可能である。表示画面上のタッチパネルによるタッチ入力機能の無い携帯端末などでもよい。
【００４４】
以下、本発明の特徴を付記する。
前記の各実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
（付記１）
図１は、付記１の構成図に相当する。
この図に示すように付記１に記載の発明は、
手で保持できる筐体２と、この筐体２内に配置されて無線通信を行うためのアンテナ２０と、を備え、
前記アンテナ２０は、アンテナ素子として、少なくともエレメントＡ（アンテナ素子２２）を有し、
前記エレメントＡの開放端側２２ａは、前記筐体を手で保持した使用状態において、前記エレメントＡの給電点側２２ｂに比べて上方となる位置に配置され、
前記エレメントＡの開放端側は、前記エレメントＡの給電点側に比べて、電流経路が密な構造とされていることを特徴とする無線装置。
付記１によれば、電界が集中する開放端側２２ａが手に覆われ難い位置となるので、手で保持した際に手の影響による内蔵アンテナ２０の特性劣化が生じ難い。
【００４５】
（付記２）
前記エレメントＡは、前記筐体の側縁に配置され、
前記エレメントＡの給電点側は、前記エレメントＡの開放端側に比べて、前記筐体の側縁における上下方向の中央に近い位置に配置され、
前記エレメントＡの開放端側は、前記エレメントＡの給電点側に比べて、前記筐体の側縁の上端に位置する角部２ａに近い位置に配置されていることを特徴とする付記１に記載の無線装置。
【００４６】
（付記３）
前記エレメントＡは、給電点側が直線状であり、開放端側がメアンダ形状又はヘリカル形状であることを特徴とする付記１または付記２に記載の無線装置。
【００４７】
（付記４）
前記エレメントＡは、給電点側が粗く開放端側が密なメアンダ形状又はヘリカル形状であることを特徴とする付記１または付記２に記載の無線装置。
【００４８】
（付記５）
前記エレメントＡの開放端側は、前記エレメントＡの給電点側に比べて、高い誘電率の誘電体又は厚い誘電体に覆われていることを特徴とする付記１ないし付記４のいずれかに記載の無線装置。
【００４９】
（付記６）
前記アンテナは、アンテナ素子が開放端と給電点の間で折れ曲り、かつアンテナ素子をグラウンドに接続する短絡部を有する逆Ｆ型アンテナ（アンテナ８０；図７（ｂ））であることを特徴とする付記１ないし付記５のいずれかに記載の無線装置。
【００５０】
（付記７）
前記アンテナは、アンテナ素子として、前記エレメントＡとは共振周波数が異なるエレメントＢ（アンテナ素子９２；図６（ｂ））をさらに有する複共振アンテナ９０であり、
前記エレメントＢは、メアンダ形状又はヘリカル形状とされた電流経路の密集部９２ａを有し、このエレメントＢの密集部は、前記エレメントＡの開放端よりも給電点側に離れた位置に配置されていることを特徴とする付記１ないし付記６のいずれかに記載の無線装置。
【００５１】
（付記８）
前記アンテナは、前記筐体の異なる二つ以上の縁部（例えば図８に示す位置４１，４２，４３，４４のうちの二つ以上）にそれぞれ設けられている（図７（ａ））ことを特徴とする付記１ないし付記７のいずれかに記載の無線装置。
【符号の説明】
【００５２】
１ 携帯電話機（無線装置）
２ 筐体
２０，６０，７０，８０，９０，１００，１１０ アンテナ（内蔵アンテナ）
２１ グラウンド導体
２２，６２，７２，８２，１０２，１１２ アンテナ素子（エレメントＡ）
２２ａ，６２ａ，８２ａ，１０２ａ，１１２ａ 開放端側
２２ｂ，６２ｂ，８２ｂ，１０２ｂ，１１２ｂ 給電点側
２３，６３ 給電点
８２ｃ 折れ曲がり部
８３ 短絡部
９２ アンテナ素子（エレメントＢ）
９２ａ 密集部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内蔵アンテナを備えた無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯端末などの無線装置の内蔵アンテナは、ユーザの手などの人体の影響によってアンテナの特性が大きく劣化してしまうという問題があった。そこで特許文献１のように、アンテナ素子の一部をユーザの手などで覆われ難い位置に配置することが考えられる。この特許文献１では、折りたたみ型無線端末において、折りたたみ構造により手で触れることが出来ない位置にアンテナ素子の開放端側を配置して特性劣化を防いでいる。また特許文献２では、最大面積を有する筐体の主面に対して人体等が接近した場合（例えば、ユーザが携帯端末を胸ポケットに入れた場合）の特性劣化を防ぐために、前記主面に対してその電界方向が垂直になるようにアンテナを筐体の側面（前記主面に直交する面）に配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−００７３１０号公報
【特許文献２】特開２０００−３１５９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、単にアンテナ素子の一部をユーザの手などで覆われ難い位置に配置するだけでは、人体の影響によるアンテナの特性劣化の問題を十分改善することができない。また、特許文献１の構成では、折りたたみ構造の無い位置にアンテナを配置した場合には特性劣化を防ぐことが出来ないという問題がある。また、特許文献２の構成では、アンテナを配置した側面に人体等が接近した場合（例えば、携帯端末を保持するユーザの手が筐体の側面を覆った場合）、アンテナの特性劣化が生じてしまうという問題がある。
そこで本発明は、手で保持した際に手の影響による内蔵アンテナの特性劣化が生じ難い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】
【０００５】
本発明は、手で保持できる筐体と、この筐体内に配置されて無線通信を行うためのアンテナと、を備え、
前記アンテナは、アンテナ素子として、少なくともエレメントＡを有し、
前記エレメントＡの開放端側は、前記筐体を手で保持した使用状態において、前記エレメントＡの給電点側に比べて上方となる位置に配置され、
前記エレメントＡの開放端側は、前記エレメントＡの給電点側に比べて、電流経路が密な構造とされていることを特徴とする無線装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の無線装置は、手で保持した際に手の影響による内蔵アンテナの特性劣化が生じ難い。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】（ａ）は実施形態である携帯電話機の外観斜視図であり、（ｂ）は携帯電話機のアンテナ（グラウンド導体含む）を示す図である。
【図２】携帯電話機の概念的な内部ブロック図である。
【図３】携帯電話機を保持する手の位置を示す図であり、（ａ）はアンテナが手に２５％覆われる位置、（ｂ）はアンテナが手に５０％覆われる位置、をそれぞれ示す。
【図４】携帯電話機を保持する手の位置を示す図であり、（ａ）はアンテナが手に７５％覆われる位置、（ｂ）はアンテナが手に１００％覆われる位置、をそれぞれ示す。
【図５】（ａ）は比較例としてのアンテナを示す図、（ｂ）は放射効率の改善を示すグラフである。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は他の実施形態のアンテナを示す図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は他の実施形態のアンテナを示す図である。
【図８】アンテナを配置する位置及び携帯電話機を保持する手の一般的な状態を示す図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は他の実施形態のアンテナを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を、携帯電話機への適用を例にして、図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、本実施形態に係る携帯電話機１の外観図である。この図において、携帯電話機１は、筐体２の主面（表面であって主たる操作対象となる面のこと）にタッチパネル３を設けるとともに、そのタッチパネル３の背面に液晶ディスプレイやＥＬパネルなどの二次元表示デバイスからなる表示部４を設け、また、そのタッチパネル３の上辺近くに受話器としてのスピーカ５を設け、さらに、そのタッチパネル３の下辺近くに送話器としてのマイク６を設けている。ここで、「近く」とは、少なくとも筐体２の主面の端からタッチパネル３の端までの間のいわゆる額縁内の任意の位置のことをいう。
【０００９】
筐体２は、回路基板等の内蔵部品を収納して携帯電話機１の表面を構成するフレームであり、手持ちに適した形状、この場合、薄い箱形となっている。即ち、筐体２の外形は薄い直方体又は直方体に近い形となっており、前記主面を含む各面の形状が長方形又は長方形に近い形となっている。また、筐体２の前記主面を正面から見たとき、筐体２の上下左右の４カ所の位置には、角部２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが存在する。そして、筐体２の前記主面に直交する方向の外径寸法（即ち、厚さ）は、筐体２の前記主面の長辺及び短辺の長さに比較して、格段に薄くなっている。図１（ａ）に示すように、前記主面に直交する筐体２の厚さ方向の座標をＸ座標とし、前記主面の短辺に沿った方向の座標をＹ座標とし、前記主面の長辺に沿った方向の座標をＺ座標と定義する。また、筐体２の６個ある各面のうち、前記主面に直交する幅の狭い面を側面、上面又は下面と称する。当然に側面は左右両側に二つある。そして、一つの側面を含み当該側面に近い領域（筐体２の左右何れかの縁部）を側縁と称し、前記上面又は下面を含む筐体２の縁部をそれぞれ上縁又は下縁と称する。
【００１０】
携帯電話機１は、図８に示すように、筐体２の長辺方向（Ｚ座標の方向）を上下方向とし、スピーカ５が設けられた側の筐体２の短辺が上縁となる縦長の向きで保持された状態で使用されるのが基本であり、この状態を縦状態と定義する。また、この縦状態から筐体２を例えば時計回りに９０度回転させて、筐体２の長辺が上縁となり、スピーカ５が設けられた側の筐体２の短辺が右側の側縁となる横長の向きで保持された状態を横状態と定義する。本例の携帯電話機１は、この横状態でも使用できるモードや機能、或いはこの横状態で使用すべきモードや機能を有してもよい。例えば、ＴＶ放送表示機能によってＴＶ放送を見る際には、表示部４が横長になる前記横状態が好ましい。
なお、筐体２の任意部分に、電源ボタンやバッテリ充電用端子などが設けられているが、図では省略している。
【００１１】
図１（ｂ）は、携帯電話機１に内蔵されたアンテナ２０（グラウンド導体２１含む）を模式的に示す図である。グラウンド導体２１は、筐体２内に設けられ、グラウンド電位とされて擬似的なアースとして機能する導体である。グラウンド導体２１は、例えば、携帯電話機１内の回路部品等を覆ってシールドする金属製のシールドケースである。
【００１２】
アンテナ２０は、無線通信（音声やデータ等の通信に限られず、電力伝送であってもよい）のための送信用アンテナ又は受信用アンテナの何れかであるか、或いは送信用アンテナと受信用アンテナを兼ねるものである。アンテナ２０は、本実施形態の場合、接地（アースへの接続）を必要とするモノポールアンテナである。アンテナ２０は、アンテナ素子２２（エレメントＡ）と給電点２３とを有する。ここで、アンテナ素子２２はエレメントＡに相当し、アンテナ２０はこのエレメントＡのみを有するタイプである。なお周知のとおり、モノポールアンテナは、給電点の両側にアンテナ素子があるダイポールアンテナにおいて、一方のアンテナ素子を設ける代わりにグラウンド導体（イメージアンテナ）に接続したものである。この意味では、グラウンド導体２１もアンテナ２０を構成する要素である。
【００１３】
アンテナ素子２２は、図１（ａ）に示すように、筐体２の長辺側の側縁に配置され、全体としてＺ座標の方向に平行に配置されている。即ち、この種の電話機であると、前記縦状態において前記主面を正面として見た場合、図８に示す４カ所の位置４１（下縁），位置４２（上縁），位置４３（左の側縁），位置４４（右の側縁）のいずれかにアンテナを配置することが考えられるが、本実施形態のアンテナ素子２２は、前記縦状態において右の側縁となる位置４４に配置されている。
【００１４】
一方、給電点２３は、アンテナ素子２２のＺ座標が小さい側の端と、グラウンド導体２１との間に設けられている。なお、給電点は給電線とアンテナとを接続する箇所であり、この給電点において、給電線の一方の導体がアンテナ素子に接続され、給電線の他方の導体がグラウンド導体に接続される。そして電磁波の送信時には、この給電線及び給電点を介してアンテナに送信電力（高周波電力）が供給される。
【００１５】
なお本実施形態では、アンテナ素子２２において、Ｚ座標が大きい側が開放端側２２ａであり、その反対のＺ座標が小さい側が給電点側２２ｂである。そして、アンテナ素子２２の開放端側２２ａは、アンテナ素子２２の給電点側２２ｂに比べて、なるべく上方位置、この場合には、筐体２の角部２ａ（前記縦状態において右上側となる角部）の近傍位置に配置されている。また、給電点２３は、筐体２の側縁における上下方向の中央又はその近傍に配置されている。この結果、アンテナ素子２２の給電点側２２ｂは、アンテナ素子２２の開放端側２２ａに比べて、筐体２の側縁における上下方向の中央に近い位置に配置されている。また、アンテナ素子２２の開放端側２２ａは、アンテナ素子２２の給電点側２２ｂに比べて、電流経路が密な構造とされている。
【００１６】
この場合具体的には、図１（ｂ）に示すように、開放端側２２ａがメアンダ形状（蛇行した形状）とされ、給電点側２２ｂが直線状とされている。なお、アンテナ素子２２は、例えば、線状（棒状）の導電性部材の一部をメアンダ形状に曲げ加工して制作することができる。但し、アンテナ素子２２は、このような線状の部材からなるものに限られず、実際には板状の導電性部材を加工してなる板状のもの、或いは回路基板上に薄膜形成技術によって形成した導体パターンからなるものであってもよい。その意味で、図１（ｂ）は単に模式的にアンテナ２０を表現したものである。即ち、図１（ｂ）は、開放端側２２ａの電流経路が給電点側２２ｂよりも密になっている（この場合、メアンダ形状になっている）という特徴を除いて、アンテナ素子２２の構造を限定するものではない。
【００１７】
なお、「電流経路が密な構造」とは、アンテナ素子の外形的な長さに対して電流経路の長さがより長いことを意味する。例えば、図１（ｂ）に示すアンテナ素子２２は、開放端側２２ａがメアンダ形状とされることによって、この開放端側２２ａにおいて電流経路が蛇行しており、その分だけ開放端側２２ａでは外形的な上下方向の長さよりも電流経路の方が格段に長い。これに対して、アンテナ素子２２の給電点側２２ｂは、直線状であるため、外形的な長さと電流経路の長さが等しい。したがって、開放端側２２ａの方が、給電点側２２ｂに比べて、電流経路が格段に密な構造となっている。
【００１８】
また、開放端側２２ａの電流経路が給電点側２２ｂよりも密になっている構成としては、図１（ｂ）のような態様に限られず、開放端側２２ａがヘリカル形状（螺旋状の形状）であってもよい。また、図１（ｂ）のようにアンテナ素子２２の途中の１カ所においてのみ電流経路の粗密が変化する態様に限られず、給電点２３から開放端に向かって連続的又は段階的に電流経路が密になってゆく態様でもよい（具体例は後述する）。なお、このようにメアンダ形状又はヘリカル形状とされて電流経路が密な構造とされると、対応する電波の波長が同じでもアンテナ素子の全長をその分短くしてコンパクトにすることができる。
【００１９】
図２は、携帯電話機１の概念的な内部ブロック図である。この図において、携帯電話機１は、無線通信部８、音声入出力部９、操作部７、中央制御部１０、表示部４、タッチパネル３、電源部１１を備える。
【００２０】
無線通信部８は、アンテナ８ａを介して最寄りの基地局（図示略）との間で無線によるデジタルデータの送受信を行う。デジタルデータには、電話の着呼や発呼の情報および音声通話の情報が含まれる。この無線通信部８は、中央制御部１０からの制御に従って、上記のデジタルデータの送信や受信を行う。ここで、アンテナ８ａは、公知のダイバーシティ（Diversity）やＭＩＭＯ（Multiple input output）などのマルチアンテナ技術に対応する場合には、複数設けられる。この場合、前述したアンテナ２０は、複数あるアンテナ８ａのうちの一つに相当する。
【００２１】
音声入出力部９は、中央制御部１０からの制御により、マイク６で拾った音声信号をデジタルデータに変換して中央制御部１０に出力したり、中央制御部１０から出力されたデジタルの音声信号をアナログ信号に変換してスピーカ５から拡声したりする。マイク６やスピーカ５は電話の送受話用であるが、スピーカ５は、さらに電話の着信音鼓動等にも用いられる。
【００２２】
表示部４は、先にも説明したとおり、その前面に、人体の一部の接触を検知できるタッチパネル３を併設している。タッチパネル３は、たとえば、静電容量方式のものであってもよい。電源部１１は、一次電池または充電可能な二次電池からなるバッテリを含み、このバッテリの電力から携帯電話機１の動作に必要な各種電源電圧を発生して各部に供給する。操作部７は、前述した電源ボタンなどの操作の入力処理を行う。なお、タッチパネル３は、ダイヤル入力、文字入力、コマンド入力などを入力するもので、中央制御部１は、操作部７とこのタッチパネル３からの入力操作信号に応じた処理を実行する。
【００２３】
中央制御部１０は、マイクロコンピュータ（以下、ＣＰＵ）１０ａ、読み出し専用半導体メモリ（以下、ＲＯＭ）１０ｂ、高速半導体メモリ（以下、ＲＡＭ）１０ｃおよび書き換え可能な不揮発性半導体メモリ（フラッシュメモリやＰＲＯＭなど。以下、ＰＲＯＭ）１０ｄならびに不図示の周辺回路を含むプログラム制御方式の制御要素であり、あらかじめＲＯＭ１０ｂやＰＲＯＭ１０ｄに格納されている制御プログラムをＲＡＭ１０ｃにロードしてＣＰＵ１０ａで実行することにより、各種の処理を逐次に実行して、この携帯電話機１の全体動作を統括制御する。
【００２４】
なお、携帯電話機１には、カメラ（インカメラ、アウトカメラ）が設けられてカメラ機能が備えられていてもよいし、音声データを送受信して通話する音声通話機能のほか、ＴＶ（テレビ）電話機能が備えられていてもよい。更に、携帯電話機１には、電子メール機能、インターネット接続機能、ＴＶ放送表示機能などが備えられていてもよいことは、いうまでもない。
【００２５】
次に、本発明の背景や原理とともに本実施形態の作用効果について説明する。
携帯電話機１のような無線装置は、例えば基本の縦状態で使用する場合、図８に示すような形でユーザの手５０に保持されることが多い。即ち、この種の無線装置は、手で保持される際に筐体の上縁や下縁が手で把持される可能性は低く、筐体の左右両側の側縁において例えば図８のように把持される可能性や頻度が極めて高い。このため、位置４３や位置４４（即ち、筐体の側縁）にアンテナを配置した場合、保持するユーザの手５０によってアンテナの少なくとも一部が覆われ易く、それにより放射効率が低下する特性劣化が生じ易いという課題があった。携帯電話機１を保持する手の位置は、図８に示すような位置に限らず、さまざまな位置となりうるが、基本的に位置４３又は位置４４のなかでもＺ座標の小さい下方位置ほど手に覆われる可能性が高いといえる。この種の無線装置を手で保持する場合、図８のように筐体の比較的下側の側縁を把持するのが安定的であり表示も見易く自然だからである。
【００２６】
このため、本実施形態のように、筐体２を手で保持した基本の使用状態（この場合、前述の縦状態）において開放端側２２ａが給電点側２２ｂに比べて上方となる位置に配置され、かつ給電点側２２ｂに比べて開放端側２２ａの電流経路が密な構造とされているアンテナ素子２２（エレメントＡ）を備える本発明の構成であると、次のような作用効果が得られる。即ち、アンテナ素子２２に送信電力が供給されることによってアンテナ素子２２から発生する電界は、アンテナ素子２２の開放端側２２ａの位置、即ち、人の手で覆われ難いより上方位置に偏って集中する。これにより、アンテナ素子２２（エレメントＡ）によって放射効率の高い電波の送信、或いは逆に効率の良い電波の受信ができるようになり、保持した手によるアンテナの特性を改善できる。
【００２７】
特に本実施形態の場合には、図１に示すように、アンテナ素子２２は筐体２の側縁（この場合、右側の位置４４）に配置され、アンテナ素子２２の給電点側２２ｂは開放端側２２ａに比べて筐体２の側縁の上下方向における中央に近い位置に配置され、またアンテナ素子２２の開放端側２２ａは給電点側２２ｂに比べて筐体２の側縁の上端に位置する角部２ａに近い位置に配置されている。いいかえると、アンテナ素子２２は、その全体が筐体２の側縁の上下方向における中央付近よりも上側に配置され、電流経路が密な構造の開放端側２２ａは筐体２の上縁近くの手に覆われ難い位置に配置されている（図１参照）。特に図１に示す態様では、アンテナ素子２２の開放端側２２ａは、筐体２の上側の角部２ａの近傍に配置されている。この結果、例えば図８に示すような一般的な位置でユーザの手に保持された場合、アンテナ素子２２の全長のうちで手に覆われる部分は給電点側２２ｂの短い僅かな部分のみとなる。このため、保持した手で覆われ易い筐体の側縁にアンテナ素子を配置しているにもかかわらず、保持した手の影響によるアンテナの特性劣化の問題は格段に改善される。
【００２８】
図５は、アンテナ素子の開放端側を給電点側よりも密な構造とすることによる作用効果を、比較例によって説明するための図である。図５のうち、図５（ａ）は比較例のアンテナ３０を示す図である。また図５（ｂ）は、本実施形態のアンテナ２０と比較例のアンテナ３０の放射効率の違いを示すグラフである。ここで、アンテナ３０は、対応する電波の波長とＺ座標方向の全長がアンテナ２０と同じであり、全体が一様なメアンダ形状（メアンダ形状とするための折り曲げを素子全体に均等に設けた形状）とされたアンテナ素子３２を有するものである。アンテナ素子全体の位置を含めてアンテナ３０の他の構成は、アンテナ２０と同じである。
【００２９】
そして、図５（ｂ）のグラフは、保持する手の位置に応じてアンテナ素子（アンテナエレメント）の側面が手に覆われる割合を横軸にとり、縦軸を放射効率としたものである。アンテナ素子が手に覆われる割合は、ゼロ％（手なし）と、２５％（図３（ａ）に示す保持位置の場合）と、５０％（図３（ｂ）に示す保持位置の場合）と、７５％（図４（ａ）に示す保持位置の場合）と、１００％（図４（ｂ）に示す保持位置の場合）を設定した。また、図５（ｂ）のグラフでは、実施形態であるアンテナ２０に対応するデータを黒塗りの三角印で表し、比較例であるアンテナ３０に対応するデータを白抜きの丸印で表している。
【００３０】
発明者の研究では、図５（ｂ）に示す通り、アンテナ素子が手で覆われる割合が増加することにより放射効率はいずれのアンテナも劣化するが、アンテナ２０のように開放端側に折り曲げを集中して設けた場合の方が、アンテナ３０のように均等に折り曲げを設けた場合と比較して、放射効率の低下を小さく出来ることが分かっている。
以上説明したように、本実施形態によれば、アンテナ２０の開放端側２２ａの電流経路を密にしているから、手で保持された際の手の影響によるアンテナの放射効率の低下を、単にアンテナ素子を手で覆われ難い位置に配置したというだけの構成（例えば、上記比較例であるアンテナ３０）の場合よりも、さらに小さくすることができる。
【００３１】
なお、前述したように、図８に示す側縁の位置（位置４３，４４）は、上縁や下縁の位置（位置４１，４２）に比較して手で覆われ易い。図８では、下縁の位置４１も、手５０に覆われているように見えるが、手のひらと筐体２の間に隙間が出来ることから位置４３や位置４４に比べればアンテナへの影響は小さい。そのため従来、この種の無線装置では、アンテナは位置４１又は位置４２に配置されることが一般的であった。
【００３２】
しかし近年、携帯電話機のような無線装置は、対応する無線システムが増加し、またダイバーシティやＭＩＭＯなどのマルチアンテナ技術への対応が必要になってきており、この結果、アンテナの数が増大してきている。また、特にカメラやセンサなどを有する多機能な携帯電話機などにアンテナを内蔵する場合、図８に示す四つの位置４１〜４２が有り得るとしても、各位置において他の部品との干渉を避けて極めて限られたスペースにアンテナを配置しなければならない。このため、多数のアンテナのうち、いくつかは位置４１，４２のどこかに配置できたとしても、残りのアンテナは手で覆われ易い側縁の位置４３，４４のどこかに配置せざるを得ない状況となっている。ところが本発明を適用すれば、既述したように筐体の側縁にアンテナを配置しても特性劣化し難い。したがって、本発明はこの種の無線装置の現状において実用上重要な効果を奏するものである。
【００３３】
（他の実施形態）
次に本発明の他の実施形態について説明する。
まず、本発明の他の実施形態として、アンテナは１つに限らず複数設けても良い。例えば、既述したマルチアンテナ技術に対応させるべく、図７（ａ）に示すように、第１実施形態のアンテナ２０に加えて、アンテナ６０を備えた構成としてもよい。図７（ａ）に示すアンテナ６０は、前述した図８の位置４２に配置したもので、アンテナ２０と同様のアンテナ素子６２及び給電点６３を有する。そして、アンテナ素子６２は、アンテナ素子２２と同様の開放端側６２ａと給電点側６２ｂを有する。この図７（ａ）に示す態様であると、前述したマルチアンテナ技術に対応できるとともに、前述した横状態での使用時に保持する手の影響でアンテナ６０の特性が劣化するのを同様の作用で抑制できる。
【００３４】
このように、アンテナの位置は位置４３や位置４４に限らず、端末を横向きに保持する場合（例えば、前述した横状態での使用）などを考慮して、位置４１や位置４２としてもよく、手に覆われにくい側にアンテナ素子の開放端を配置して開放端側をメアンダ形状とすればよい。ここで、アンテナ素子のメアンダ部の折り曲げは、直角である必要は無く、例えば曲線を用いても良い。また、アンテナ素子の密集部の形状は、メアンダ状に限らずヘリカル状などでもよく、アンテナ素子の開放端側における電流経路をより密にすることが出来ればよい。また、アンテナ素子の給電点側も、直線状に限らず、メアンダ状やヘリカル状としてもよい。この場合、例えば図６（ａ）に示すように開放端側ほど素子が密になるアンテナ素子７２を有するアンテナ７０とすればよい。
【００３５】
また、無線装置の構造（筐体の構成）は、図１に示したような形状のみでなく、二つの筐体を備えた折りたたみ構造やスライド構造であってもよい。例えば、２つの筐体（操作部筐体、表示部筐体）が開閉可能（折り畳み可能）に取り付けられたもので、この２つの筐体を開いた状態（オープンスタイル）において、操作部筐体の表面側にはテンキーなどの操作部が配設され、表示部筐体の表面側には表示部が配設される、いわゆる折り畳み式の携帯電話機等であってもよい。
【００３６】
また、アンテナの形式はモノポール型に限らず、例えば、アンテナ素子が開放端と給電点の間で略直角に折れ曲がった逆Ｌ型としてもよいし、逆Ｌ型に改良を加えた逆Ｆ型としてもよい。逆Ｆ型は、例えば図７（ｂ）に示すように、アンテナ素子８２の給電点側８２ｂに略直角に折れ曲がった折れ曲がり部８２ｃが形成され、かつアンテナ素子８２をグラウンド導体２１に接続する短絡部８３を有する。このような逆Ｌ型や逆Ｆ型のアンテナであると、折れ曲がり部があることにより、アンテナの小型化、低姿勢化が実現できる。また逆Ｆ型は、短絡部を有するために、アンテナのいわゆるインピーダンス整合が容易になる。なお、図７（ｂ）に示したアンテナ８０の場合でも、アンテナ素子８２の開放端側８２ｂの電流経路を密にして、アンテナ素子８２を第１実施形態のアンテナ素子２２と同様に配置することによって、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００３７】
また、本発明の他の実施例として、複共振（一つのアンテナを複数の周波数で使用する技術）に対応した形態があり得る。図６（ｂ）は、その実施形態例であるアンテナ９０（複共振アンテナ）を示す。このアンテナ９０は、第１実施形態と同じアンテナ素子２２（エレメントＡ）に加えて、図６（ｂ）に示すようなアンテナ素子９２（エレメントＢ）を有する。アンテナ素子９２は、アンテナ素子２２とは、共振周波数が異なる（即ち、対応する電波の波長が異なる）。また、アンテナ素子９２は、メアンダ形状（又はヘリカル形状）とされた電流経路の密集部９２ａを有し、この密集部９２ａは、アンテナ素子２２の開放端よりも給電点２３の側に離れた位置に配置されている。
【００３８】
即ち、アンテナ素子２２（エレメントＡ）は密集部をＺ座標の大きい側（即ち開放端側２２ａ）に集中させ、アンテナ素子９２（エレメントＢ）はＺ座標の小さい側に密集部９２ａを配置している。いいかえると、アンテナ素子９２の密集部９２ａは、アンテナ素子２２の密集部（開放端側２２ａ）よりも、給電点側に位置をずらして配置されている。このため、複共振アンテナをコンパクトに実現できる効果が得られる。
【００３９】
なお、上述したアンテナ９０を備える態様の場合、アンテナ素子２２はよりアンテナ性能への要求の高い通信に用いられる周波数に合わせ、アンテナ素子９２はよりアンテナ性能の要求の低い通信に用いられる周波数に合わせるようにするとよい。例えば、一般的にＭＩＭＯ用アンテナはダイバーシティ用アンテナよりも高い性能が要求されるので、アンテナ素子２２はＭＩＭＯに用いられる周波数、アンテナ素子９２はダイバーシティに用いられる周波数に合わせることが考えられる。このようにすれば、前述の作用で、アンテナ性能への要求の高い通信に用いられるアンテナ素子２２が手による影響を受け難くなり、実用上有利となる。
【００４０】
また、本発明の他の実施例として、誘電体で覆うことによってアンテナ素子の電流経路を密にする態様があり得る。図９（ａ）は、その実施形態例であるアンテナ１００を示す。このアンテナ１００は、アンテナ素子１０２（エレメントＡ）を有する。アンテナ素子１０２の開放端側１０２ａは、アンテナ素子１０２の給電点側１０２ｂに比べて、高い誘電率の誘電体１０２ｃで覆われている。これにより、アンテナ素子１０２の開放端側１０２ａの電気長が給電点側１０２ｂに比べて長くなり、開放端側１０２ａの電流経路が密な構造となる。図９（ａ）の場合、アンテナ素子１０２の給電点側１０２ｂは空気に覆われている。誘電体１０２ｃは、この空気よりも誘電率の高い材料（例えば、紙、樹脂、セラミックスなど）よりなり、開放端側１０２ａを覆うように設けられている。
【００４１】
次に図９（ｂ）は、図９（ａ）に示した実施形態例の変形であるアンテナ１１０を示す。このアンテナ１１０は、アンテナ素子１１２（エレメントＡ）を有する。アンテナ素子１１２の開放端側１１２ａは、アンテナ素子１１２の給電点側１１２ｂに比べて、厚い誘電体１１２ｃで覆われている。これにより、アンテナ素子１１２の開放端側１１２ａの電気長が給電点側１１２ｂに比べて長くなり、開放端側１１２ａの電流経路が密な構造となる。図９（ｂ）の場合、アンテナ素子１１２の給電点側１１２ｂは、開放端側１１２ａの誘電体１１２ｃに比べて、薄い誘電体１１２ｄに覆われている。誘電体１１２ｃと誘電体１１２ｄは、例えば同じ誘電率の材料よりなるものである。或いは、開放端側１１２ａの誘電体１１２ｃの方が、給電点側１１２ｂの誘電体１１２ｄよりも、誘電率の高い材料よりなる構成でもよい。この場合、開放端側１１２ａの電流経路がより密な構造となる。
【００４２】
なお、図９（ａ）や図９（ｂ）に示す構成において、アンテナ素子の開放端側をメアンダ状又はヘリカル状として、さらに電流経路を密なものとすることもできる。すなわち、メアンダ状又はヘリカル状とされた開放端側を高い誘電率の誘電体又は厚い誘電体で覆う構成でもよい。また、アンテナ素子の給電点側から開放端側に向かって連続的又は段階的に厚さが増加する誘電体でアンテナ素子全体を覆う態様でもよい。
【００４３】
また、以上説明した実施形態では携帯電話機を例に挙げて説明したが、本発明は携帯電話機以外の無線装置、例えば、ＰＤＡ（携帯情報端末）、パーソナルコンピュータ（例えば、ノートＰＣ、タブレットＰＣ）、データ通信カード、無線ＬＡＮルータ、音楽プレイヤ、ゲーム機等、無線通信のためのアンテナを搭載した各種の電子機器等に適用可能である。表示画面上のタッチパネルによるタッチ入力機能の無い携帯端末などでもよい。
【００４４】
以下、本発明の特徴を付記する。
前記の各実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
（付記１）
図１は、付記１の構成図に相当する。
この図に示すように付記１に記載の発明は、
手で保持できる筐体２と、この筐体２内に配置されて無線通信を行うためのアンテナ２０と、を備え、
前記アンテナ２０は、アンテナ素子として、少なくともエレメントＡ（アンテナ素子２２）を有し、
前記エレメントＡの開放端側２２ａは、前記筐体を手で保持した使用状態において、前記エレメントＡの給電点側２２ｂに比べて上方となる位置に配置され、
前記エレメントＡの開放端側は、前記エレメントＡの給電点側に比べて、電流経路が密な構造とされていることを特徴とする無線装置。
付記１によれば、電界が集中する開放端側２２ａが手に覆われ難い位置となるので、手で保持した際に手の影響による内蔵アンテナ２０の特性劣化が生じ難い。
【００４５】
（付記２）
前記エレメントＡは、前記筐体の側縁に配置され、
前記エレメントＡの給電点側は、前記エレメントＡの開放端側に比べて、前記筐体の側縁における上下方向の中央に近い位置に配置され、
前記エレメントＡの開放端側は、前記エレメントＡの給電点側に比べて、前記筐体の側縁の上端に位置する角部２ａに近い位置に配置されていることを特徴とする付記１に記載の無線装置。
【００４６】
（付記３）
前記エレメントＡは、給電点側が直線状であり、開放端側がメアンダ形状又はヘリカル形状であることを特徴とする付記１または付記２に記載の無線装置。
【００４７】
（付記４）
前記エレメントＡは、給電点側が粗く開放端側が密なメアンダ形状又はヘリカル形状であることを特徴とする付記１または付記２に記載の無線装置。
【００４８】
（付記５）
前記エレメントＡの開放端側は、前記エレメントＡの給電点側に比べて、高い誘電率の誘電体又は厚い誘電体に覆われていることを特徴とする付記１ないし付記４のいずれかに記載の無線装置。
【００４９】
（付記６）
前記アンテナは、アンテナ素子が開放端と給電点の間で折れ曲り、かつアンテナ素子をグラウンドに接続する短絡部を有する逆Ｆ型アンテナ（アンテナ８０；図７（ｂ））であることを特徴とする付記１ないし付記５のいずれかに記載の無線装置。
【００５０】
（付記７）
前記アンテナは、アンテナ素子として、前記エレメントＡとは共振周波数が異なるエレメントＢ（アンテナ素子９２；図６（ｂ））をさらに有する複共振アンテナ９０であり、
前記エレメントＢは、メアンダ形状又はヘリカル形状とされた電流経路の密集部９２ａを有し、このエレメントＢの密集部は、前記エレメントＡの開放端よりも給電点側に離れた位置に配置されていることを特徴とする付記１ないし付記６のいずれかに記載の無線装置。
【００５１】
（付記８）
前記アンテナは、前記筐体の異なる二つ以上の縁部（例えば図８に示す位置４１，４２，４３，４４のうちの二つ以上）にそれぞれ設けられている（図７（ａ））ことを特徴とする付記１ないし付記７のいずれかに記載の無線装置。
【符号の説明】
【００５２】
１ 携帯電話機（無線装置）
２ 筐体
２０，６０，７０，８０，９０，１００，１１０ アンテナ（内蔵アンテナ）
２１ グラウンド導体
２２，６２，７２，８２，１０２，１１２ アンテナ素子（エレメントＡ）
２２ａ，６２ａ，８２ａ，１０２ａ，１１２ａ 開放端側
２２ｂ，６２ｂ，８２ｂ，１０２ｂ，１１２ｂ 給電点側
２３，６３ 給電点
８２ｃ 折れ曲がり部
８３ 短絡部
９２ アンテナ素子（エレメントＢ）
９２ａ 密集部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手で保持できる筐体と、この筐体内に配置されて無線通信を行うためのアンテナと、を備え、
前記アンテナは、アンテナ素子として、少なくともエレメントＡを有し、
前記エレメントＡの開放端側は、前記筐体を手で保持した使用状態において、前記エレメントＡの給電点側に比べて上方となる位置に配置され、
前記エレメントＡの開放端側は、前記エレメントＡの給電点側に比べて、電流経路が密な構造とされていることを特徴とする無線装置。
【請求項２】
前記エレメントＡは、前記筐体の側縁に配置され、
前記エレメントＡの給電点側は、前記エレメントＡの開放端側に比べて、前記筐体の側縁における上下方向の中央に近い位置に配置され、
前記エレメントＡの開放端側は、前記エレメントＡの給電点側に比べて、前記筐体の側縁の上端に位置する角部に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記エレメントＡは、給電点側が直線状であり、開放端側がメアンダ形状又はヘリカル形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線装置。
【請求項４】
前記エレメントＡは、給電点側が粗く開放端側が密なメアンダ形状又はヘリカル形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線装置。
【請求項５】
前記エレメントＡの開放端側は、前記エレメントＡの給電点側に比べて、高い誘電率の誘電体又は厚い誘電体に覆われていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の無線装置。
【請求項６】
前記アンテナは、アンテナ素子が開放端と給電点の間で折れ曲り、かつアンテナ素子をグラウンドに接続する短絡部を有する逆Ｆ型アンテナであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の無線装置。
【請求項７】
前記アンテナは、アンテナ素子として、前記エレメントＡとは共振周波数が異なるエレメントＢをさらに有する複共振アンテナであり、
前記エレメントＢは、メアンダ形状又はヘリカル形状とされた電流経路の密集部を有し、このエレメントＢの密集部は、前記エレメントＡの開放端よりも給電点側に離れた位置に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の無線装置。
【請求項８】
前記アンテナは、前記筐体の異なる二つ以上の縁部にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の無線装置。
【請求項１】
手で保持できる筐体と、この筐体内に配置されて無線通信を行うためのアンテナと、を備え、
前記アンテナは、アンテナ素子として、少なくともエレメントＡを有し、
前記エレメントＡの開放端側は、前記筐体を手で保持した使用状態において、前記エレメントＡの給電点側に比べて上方となる位置に配置され、
前記エレメントＡの開放端側は、前記エレメントＡの給電点側に比べて、電流経路が密な構造とされていることを特徴とする無線装置。
【請求項２】
前記エレメントＡは、前記筐体の側縁に配置され、
前記エレメントＡの給電点側は、前記エレメントＡの開放端側に比べて、前記筐体の側縁における上下方向の中央に近い位置に配置され、
前記エレメントＡの開放端側は、前記エレメントＡの給電点側に比べて、前記筐体の側縁の上端に位置する角部に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
【請求項３】
前記エレメントＡは、給電点側が直線状であり、開放端側がメアンダ形状又はヘリカル形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線装置。
【請求項４】
前記エレメントＡは、給電点側が粗く開放端側が密なメアンダ形状又はヘリカル形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線装置。
【請求項５】
前記エレメントＡの開放端側は、前記エレメントＡの給電点側に比べて、高い誘電率の誘電体又は厚い誘電体に覆われていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の無線装置。
【請求項６】
前記アンテナは、アンテナ素子が開放端と給電点の間で折れ曲り、かつアンテナ素子をグラウンドに接続する短絡部を有する逆Ｆ型アンテナであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の無線装置。
【請求項７】
前記アンテナは、アンテナ素子として、前記エレメントＡとは共振周波数が異なるエレメントＢをさらに有する複共振アンテナであり、
前記エレメントＢは、メアンダ形状又はヘリカル形状とされた電流経路の密集部を有し、このエレメントＢの密集部は、前記エレメントＡの開放端よりも給電点側に離れた位置に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の無線装置。
【請求項８】
前記アンテナは、前記筐体の異なる二つ以上の縁部にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の無線装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２２７７５０（Ｐ２０１２−２２７７５０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９３８６５（Ｐ２０１１−９３８６５）
【出願日】平成２３年４月２０日（２０１１．４．２０）
【出願人】（３１０００６８５５）ＮＥＣカシオモバイルコミュニケーションズ株式会社 (1,081)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２０日（２０１１．４．２０）
【出願人】（３１０００６８５５）ＮＥＣカシオモバイルコミュニケーションズ株式会社 (1,081)
【Ｆターム（参考）】
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