無線通信機器
【課題】 広いグランドと安定した特性を得られるアンテナを有する無線通信機器を提供する。
【解決手段】アンテナシステムを持つ無線通信機器の有する液晶ディスプレイ３をグランド板とし、グランド板である前記液晶ディスプレイ３の外枠６の一部を加工して所望のインピーダンスのスロットアンテナ１０を形成した。
【解決手段】アンテナシステムを持つ無線通信機器の有する液晶ディスプレイ３をグランド板とし、グランド板である前記液晶ディスプレイ３の外枠６の一部を加工して所望のインピーダンスのスロットアンテナ１０を形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナシステムを有する無線通信機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムを組み込んだノート型のパーソナルコンピュータ、携帯電話機など無線通信機器の普及に伴い、様々な形態のアンテナが提案されている。
例えば、特許文献１には、薄板状のスロットアンテナを、金属製のステーを介して表示パネルの金属製額縁にネジ取り付ける構造が開示されている。特許文献１のスロットアンテナは、外形形状が矩形でその中央部にスロットが形成されて略ロ時状をなしており、互いに所定間隔を隔てた送受信部およびグランド部と、これら送受信部とグランド部をその両端で接続する接続部とから形成される。
【特許文献１】特開平２００２−８４１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１のスロットアンテナは、全体が比較的小さい小片であり、したがってアンテナのグランド部の面積も非常に小さく、アンテナとしての十分な性能が得られない。
また、スロットアンテナ単体で所望のインピーダンスが得られるように設計・製作しても、スロットアンテナが、ステーを介して表示パネルの金属製額縁に取り付けられることでアンテナのインピーダンスが変化し、期待したアンテナ特性が得られなくなる。
しかも、スロットアンテナを、ネジで固定する構造であるため、スロットアンテナとステーとの接触状態、及びステーと表示パネルとの接触状態が変化する場合がある。つまり、ネジの緩みや取付け不良などによって、前記接触状態が不安定となって、結果としてアンテナ特性も不安定となる。
さらに、別体のスロットアンテナをネジで表示パネルに固定する構造であるため、多数のスロットアンテナを設ける場合には、組立作業が煩雑となってしまう。
【０００４】
そこで、本発明は広いグランドと安定した特性を得られるアンテナを有する無線通信機器を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、人体がアンテナに与える影響を低減することなどである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、アンテナシステムを持つ無線通信機器の有する導電体板をグランド板とし、グランド板である前記導電体板の一部を加工して所望のインピーダンスのアンテナを形成したことを特徴とする無線通信機器である。
前記導電板は、無線通信機器が有する部材であって、液晶ディスプレイ、無線通信機器の筐体、又は電子回路基板など実質的に導電体とみなすことができるものであればよい。
無線通信機器の有する導電体板をグランド板として、これを加工してアンテナを形成することで、広いグランドが確保できるとともに、先行技術のようにアンテナを後付けすることによるインピーダンスの変化・不安定化を回避して、所望の特性のアンテナを容易に製作することができる。また、アンテナの機器への後付けの必要もないので組立が容易である。
【０００６】
無線通信機器の有する導電体板としては導電体製（金属製）の筐体、液晶ディスプレイ、プリント基板などを採用できる。
特に、液晶ディスプレイは、ノート型パーソナルコンピュータ・タブレットコンピュータ・ＰＤＡなどのポータブルコンピュータ、携帯電話機、ＦＡ用パネルコンピュータなどの機器において装備されているものであって、広い面積を有するものでありグランド板となる導電体板として好ましい。
液晶ディスプレイは、完全な導電体ではないが、その構造上、液晶ディスプレイ全体を広い導電板としてみなすことができ、これをグランド板として用いて用いることで広いグランドが確保できる。
【０００７】
ここで、前記液晶ディスプレイは、液晶パネルと、当該液晶パネルの外縁に装着された導電体製の外枠と、を含むものであればよく、さらにバックライト及び／又は液晶駆動回路などを含んでいても良い。これらの液晶ディスプレイを構成する各部材は導電体を含むため、全体として実質的な導電体としてみることができる。
前記アンテナは、前記外枠の一部を加工して形成するのが容易であり好ましい。具体的には、前記外枠が、液晶パネルを保持するための枠状の保持部と、当該保持部から側方に延設された延長部と、を備え、前記延長部の一部を加工して前記アンテナが形成されているのが好ましい。外枠が延長部を有することで、この延長部にアンテナを形成するのが容易となる。
【０００８】
前記アンテナは、前記外枠に複数形成されているのが好ましい。外枠にアンテナを形成するようにすることで、複数のアンテナを簡単に製作することができる。
また、前記アンテナは、容易に製造できるという観点から、スロットアンテナであるのが好ましい。
【０００９】
ここで、人の手でアンテナの近くを把持するなどして、アンテナに人体が接近するとアンテナの放射電力が人体によって吸収され効率が低下する。これを回避しようとすると、人体が接近しにくいところにアンテナを配置するのが好ましいが、タブレットコンピュータを例としてみると、タブレットコンピュータのどの位置も手で覆われる可能性があり、手で覆われにくい位置に内蔵型のアンテナを設けるには限界があり、特に、液晶パネルの外枠にアンテナを設ける場合には、外枠のどの位置にアンテナを設けても、手によって覆われることが不可避的である。そして、このような問題は、他の機器においても同様に発生し得る。
そうすると、この問題を回避するために、機器に複数のアンテナを設けておき、手で塞がれていないアンテナが用いられるようにコンピュータによって切替制御することが考えられるが、この場合、アンテナが手で覆われているか否かを検出することが必要であるし、使用されるアンテナが切り替えられるようにするための制御コントローラが必要となって、非常に複雑な構成の制御システムとなる。
【００１０】
本発明者は、アンテナは、人体の手によって覆われるなど人体の影響があると、アンテナのインピーダンス特性が増大又は減少することに着目し、複数のアンテナに対して、各アンテナに接続された伝送線路を介して電力が分配されるようにアンテナシステムを構成した上で、各アンテナに接続された前記伝送線路の電気長を適切に設定することによって、各アンテナ間の電力の分配が、人体の影響に対して自然と適応的に変化することを見出した。
つまり、人体の影響によって一部のアンテナのインピーダンス特性が変化した場合に、当該アンテナへ分配される電力が小さくなり、人体の影響を受けてない残りのアンテナへ分配される電力が大きくなるように前記伝送線路の電気長を設定することで、人体の影響に対して電力分配が適応的に変化する。
【００１１】
より具体的には、前記伝送線路の電気長Ｌは、次の４つの場合ごとにそれぞれ下記条件を満たすように設定するのが好ましい。
（１）給電種別：並列給電、人体の影響によるインピーダンス特性の変化：増大
Ｌ：｛（λ／２）×ｎ｝−（λ／８） ＜ Ｌ ＜ ｛（λ／２）×ｎ｝＋（λ／８） （λ：電波の波長 ｎ：１以上の整数）
（２）給電種別：並列給電、人体の影響によるインピーダンス特性の変化：減少
Ｌ：［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］−（λ／８） ＜ Ｌ ＜ ［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］＋（λ／８）
（λ：電波の波長 ｎ：０以上の整数）
（３）給電種別：直列給電、人体の影響によるインピーダンス特性の変化：減少
Ｌ：｛（λ／２）×ｎ｝−（λ／８） ＜ Ｌ ＜ ｛（λ／２）×ｎ｝＋（λ／８）
（λ：電波の波長 ｎ：０以上の整数）
（４）給電種別：直列給電、人体の影響によるインピーダンス特性の変化：増大
Ｌ：［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］−（λ／８） ＜ Ｌ ＜ ［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］＋（λ／８）
（λ：電波の波長 ｎ：１以上の整数）
【発明の効果】
【００１２】
無線通信機器の有する導電体板をグランド板として、これを加工してアンテナを形成することで、広いグランドが確保できるとともに、アンテナを後付けすることによるインピーダンスの変化・不安定化を回避して、所望の特性のアンテナを容易に製作することができる。また、アンテナの機器への後付けの必要もないので組立が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、無線通信機器である移動体通信端末としてのタブレットコンピュータ１を模式的に示している。このタブレットコンピュータ１は、無線通信のためのアンテナシステムを持つものであり、正面に画面部を形成するための開口を有する筐体２と、当該開口に位置して画面表示及び／又は操作（タッチパネル方式などの操作）をおこなうための液晶ディスプレイ３とを備えている。また、筐体２内にＣＰＵ、メモリ、ハードディスク、無線通信用回路（いずれも図示せず）などが配置されている。
【００１４】
このコンピュータ１では、アンテナは損傷防止等のため内蔵型とされており、具体的には、液晶ディスプレイ３にアンテナが設けられている。
図２〜図５に示すように、液晶ディスプレイ３は、液晶パネル４と、その背後に配置されたバックライト５を備え、その他、液晶駆動回路基板（図示せず）を備え、さらに液晶パネル４とバックライト５は、その外縁が、導電体製（金属製）の外枠（フレーム）６によって保持されている。
【００１５】
外枠は、液晶パネル４（及びバックライト５）の外縁に沿うように、矩形枠状に形成されており、図５に示すように断面Ｕ字状の保持部７と、保持部７の外側方に鍔状に延設された延長部８とを備え、保持部７と延長部８とは一体形成されている。
保持部７は、Ｕ字状の形状を持つことで、液晶パネル４及びバックライト５の外縁を表裏両側から挟持状に保持しており、延長部８は、矩形枠状の保持部７の４辺すべてから延設して鍔状となっている。なお、延長部８は、矩形枠外枠６の１辺、２辺又は３辺のみから延設されたものであってもよい。外枠６の２辺にだけ延長部８を形成する場合、対向する２辺に延長部８を形成してもよいし、隣接する２辺に延長部を形成してもよい。
延長部８は、延出量が小さすぎると、アンテナを形成する領域が確保しにくく、延出量が大きすぎると機器が大型化するため、適切な延出量に設定するのがよく、例えば、延長部８は、保持部７から１０〜３０ｍｍ程度延出しているのが好ましく、２０ｍｍ程度がより好ましい。
【００１６】
延長部８には、各所に厚さ方向に貫通するスロットを形成してなるスロットアンテナ１０が設けられている。スロットアンテナ１０は、延長部８を加工することによって形成されており、外枠６に延長部８を設けておくことで、アンテナ形成のための加工を容易に行うことができる。
具体的には、延長部８を打ち抜き加工することによって、所望の幅・長さのスロット持つスロットアンテナ１０を形成できる。スロットアンテナ１０のスロットは、例えば、幅４ｍｍ、長さ６０ｍｍに形成することができる。
【００１７】
液晶ディスプレイ３は、導電体製の外枠６の他、導電部材を含んでいるため、実質的に板状の導電体としてみることができる。この液晶ディスプレイ３は、アンテナシステムにおけるグランド板として用いられ、前記アンテナ１０はグランド板に直接形成されていることになる。
したがって、液晶ディスプレイ３のほぼ全体に相当する広い面積のグランド部が確保され、良好なアンテナ特性が得られる。しかも、液晶ディスプレイをグランド板として使用すれば、追加的に広いグランド板を用意する必要がないため、省スペース化、低コスト化を実現できる。
なお、各スロットアンテナ１０のインピーダンスは、スロットの幅及び長さ、給電点の位置を調整することによって、適宜決定できる。給電位置は、例えば、スロット長さ方向中央位置より２４ｍｍ離れた位置とすることができる。
【００１８】
ここで、スロットアンテナ１０は、４辺の延長部８のすべてに設けられており、短辺には３つずつ、長辺には４つずつ形成されている。
アンテナ１０は、外枠６の一部の辺にだけ設けても良い。すなわち、外枠６の１辺、２辺又は３辺のみに設けても良い。外枠６の２辺にアンテナ１０を形成する場合、対向する２辺に設けても良いし、隣接する２辺に設けても良く、どの辺にアンテナを形成するかによってスロットの方向を適宜選択でき、アンテナ指向性を適宜選択できることになる。また、アンテナ１０は、延長部８に形成するのが簡便であるが、可能であれば保持部７側に形成してもよい。
【００１９】
液晶ディスプレイ３の裏側面には、伝送線路（マイクロストリップ線路）が形成されたプリント基板１２が取り付けられている。図５に示すように、この基板１２は、伝送線路となる配線パターン１４と、当該配線パターン１４と液晶ディスプレイ３の裏面との間を電気的に絶縁する絶縁体層（誘電体層）１５とを有している。なお、配線パターン１４が伝送線路を構成するために必要であれば地導体板（地板）１７を図示の位置に設けても良い。
配線パターン１４と各アンテナ１０とは給電点の位置においてビアホール（スルーホール）１６によって接続されている。なお、基板１２は、液晶ディスプレイ３の裏側面において、全体的に配置してもよいし、部分的に配置してもよい。部分的に配置する場合、例えば、外枠６の裏側８ａに設けることができる。
また、基板１２は、液晶ディスプレイの裏側面ではなく、図６に示すように、延長部８の表側８ｂに設けても良い。図６においても、配線パターン１４が伝送線路を構成するために必要であれば地導体板１７を図示の位置に設けても良い。
なお、伝送線路としては、同軸ケーブルその他のケーブルを用いても良い。
【００２０】
各アンテナ１０への給電は、図７に示すように並列給電方式とされている。図７では、図２及び図３における矩形状外枠６の一の長辺に形成された４つのアンテナ１０のインピーダンスをそれぞれＺ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４とした場合に、当該４つのアンテナ１０を一群として並列給電を行う場合を示している。同様に、外枠６の他の辺に形成されたアンテナ１０も、各辺を一単位として並列給電が行われている。
各辺のアンテナ１０を一群として給電する場合、ある一辺のアンテナ群は、水平偏波用として用いることができ、当該一辺と直交する他の辺のアンテナ群は、垂直偏波用として用いることができる。
【００２１】
図８に示すように、隣接する２辺に存在するアンテナ１０を一群として給電する場合、楕円偏波を発生させることができる。図８のものでは、隣接する各辺のアンテナ１０は２つずつで、計４つであるが、各辺のアンテナ１０の数は同じである必要はなく、例えば、一方の辺が１つ、他方の辺が２つであってもよい。
ただし、図８の場合、給電条件によっては、斜め４５°の直線偏波をつくることが可能である。これを利用して、図９のように、液晶ディスプレイ３（導電体板）の左右両側にそれぞれアンテナ群Ａ，Ｂ設けると、±４５°の偏波が得られ、アンテナ群Ａ，Ｂをダイバーシチ方式で切り替え使用することができる。
【００２２】
ここで、アンテナは、上記スロットアンテナ１０限られるものではなく、図１０及び図１１に示すような伝送線路アンテナ１００であってもよい。この伝送線路アンテナ１００も、液晶ディスプレイ３の外枠延長部８を加工することによって形成されたものである。この伝送線路アンテナ１００は、図示の形状が得られるように外枠延長部８を切り起こしたものである。図示の伝送線路アンテナ１００では、ショートスタブ１０１の位置を適宜設定することで所望のインピーダンスを得ることが出来る。
なお、アンテナ１００を延長部８から切り起こした場合、延長部８に穴１１０が残るため、必要に応じてこの穴１１０を塞ぐための板体１１１を延長部８に取り付けても良い。
また、延長部８を切り起こす場合、アンテナ１００の形状は、図１２に示すようなものであってもよい。必要に応じてリアクタンス素子を装荷することにより共振あるいは整合を得ることができる。
【００２３】
図１０〜図１２に示すアンテナ１００は、液晶ディスプレイ３の表示面と垂直に立設されているが、液晶ディスプレイ３の表示面と平行となるように設けても良い。すなわち、外枠延長部８の外縁を切り抜き加工して、図１０又は図１２に示す形状のアンテナが延長部８の外縁に残るようにして液晶ディスプレイ３の表示面と平行なアンテナを形成してもよい。
また、ここで採用できるアンテナの種類としては、自己補対アンテナ、ループアンテナなどがあり、アンテナの種類は特に限定されるものではない。
【００２４】
図１３は、複数のアンテナ１０に接続される伝送線路を持つアンテナシステムの一例を示している。図示のものでは、高周波源（図示省略）側に接続される１本の第１伝送線路２１と、第１伝送線路２１から複数のアンテナ１０側へ分岐してアンテナ１０に接続される４本の第２伝送線路２２とが設けられており、第１伝送線路２１と第２伝送線路２２間の整合をとるためのλ／４整合器２３も設けられている。ここでは、第１伝送線路２１のインピーダンスＺＡ＝５０Ω、第２伝送線路２２のインピーダンスＺＢ＝５０Ωである。また、λ／４整合器２３のインピーダンスＺ０＝√｛ＺＡ・（ＺＢ・ｎ）｝＝１００Ωである（ｎ：第２伝送線路２２の本数＝４）。
【００２５】
一般に、アンテナ１０が手で覆われると、当該アンテナ１０の放射電力が手に吸収され、その分の損失が生じ、効率が低下する。特に、図１のようなタブレットコンピュータ１のように、手持ち型の機器であって、図２及び図３に示すようにその外周縁部付近に内蔵アンテナ１０が設けられるタイプのものでは、機器１を手で持つ際にアンテナ１０が存在する位置が手で覆われやすく、人体がアンテナに与える影響は無視できないものとなる。
これに対し、図１３のように、複数のアンテナ１０に対して電力が分配されるアンテナシステムでは、アンテナ１０に接続される伝送線路（第２伝送線路２２）の長さ（電気長）を適切に設定することにより、一部のアンテナ１０が手で覆われても、各アンテナ１０間の電力の分配を、人体の影響に対して自然と適応的に変化させることができる。
【００２６】
すなわち、本実施形態では、人体の影響によってアンテナのインピーダンス特性が変化することに着目し、各アンテナ１０への電力分配が適応的に変化するように伝送線路２２の電気長を設定してある。以下、電気長の設定の仕方について詳述する。
まず、基本的な考え方として、人体の影響を受けているアンテナ１０には電力の分配が少なくなり、人体の影響を受けていないアンテナ１０に電力の分配が大きくなるようにすれば、電力の分配は最適化される。
【００２７】
ここで、アンテナ１０が人の手によって覆われるなどの影響を受けると、そのアンテナ１０のインピーダンスＺｉ（図１３においてｉは１〜４）は増大するか、又は減少することを本発明者は見出した。
また、インピーダンスＺｉ（図１３においてｉは１〜４）のアンテナ１０に、長さＬの伝送線路２２を接続した場合、伝送線路２２の分岐側始点ａ１，ａ２，ａ３，ａ４から各アンテナ１０側にみた入力インピーダンスＺＬは、長さＬによって変化する。
【００２８】
アンテナ１０が人体の影響を受けた場合、並列給電であれば、当該アンテナ１０に対する前記入力インピーダンスＺＬが大きくなれば、当該アンテナ１０に分配される電力（電流）は少なくなり、人体の影響を受けていない他のアンテナ１０に分配される電力（電流）は多くなる。
このための条件を図１４のスミスチャートを用いて説明する。
【００２９】
図１４では、人の手の影響によってアンテナ１０のインピーダンスＺｉが１００Ωに増大し、当該アンテナ１０に５０Ωの伝送線路２２が接続されている場合を想定すると、入力インピーダンスＺＬは、伝送線路２２のインピーダンス５０Ωを中心とし、アンテナ１０のインピーダンスＺｉ＝１００Ωに接する円Ｃ上で変化する。
例えば、伝送線路２２の長さＬがλ／４であれば、入力インピーダンスＺＬは、１００Ωの位置から上記円Ｃを１８０°まわって２５Ωとなる。また、伝送線路２２の長さＬがλ／２であれば、円Ｃを３６０°まわって元の１００Ωの位置となる。
すなわち、伝送線路２２の長さＬが、λ／２の整数倍（（λ／２）ｎ）であれば、入力インピーダンスＺＬを最も大きくできるＺｍａｘの位置となり、逆に、λ／２の整数倍にλ／４を加えた長さ（（λ／２）ｎ＋λ／４）である場合には、入力インピーダンスＺＬが最も小さくなるＺｍｉｎの位置となる。
また、伝送線路２２の長さＬが、λ／２の整数倍（（λ／２）ｎ）から±λ／８以上ずれると、入力インピーダンスＺＬは１００Ωの位置から上記円Ｃを９０°以上まわって５０Ω以下となり、人体の影響によって入力インピーダンスＺＬが増大するという効果が失われる。
【００３０】
したがって、並列給電で、人の手の影響によってアンテナ１０のインピーダンスＺｉが増大した場合に、当該アンテナ１０へ分配される電力が自動的に低減されるための伝送路２２の長さＬの条件としては、｛（λ／２）×ｎ｝−（λ／８） ＜ Ｌ ＜ ｛（λ／２）×ｎ｝＋（λ／８）（λ：電波の波長 ｎ：１以上の整数）となる。
好ましくは、長さＬは、｛（λ／２）×ｎ｝−（λ／１６） ＜ Ｌ ＜ ｛（λ／２）×ｎ｝＋（λ／１６）であり、この条件の範囲内であれば、人体の影響による入力インピーダンスＺＬの増大をより大きくして電力の分配を一層最適化することができる。
【００３１】
図１３のものでは、伝送路２２の長さＬをこの条件に適合するように設定しておくことで、一部のアンテナ１０が手によって覆われると、当該アンテナ１０への電力分配が低減され、手で覆われていない他のアンテナ１０に電力が多く分配されるようになる。
特に、図１のようなタブレットコンピュータ１のように手持ち型の機器の場合、図２〜図３の位置にアンテナ１０を設けると、機器使用時には、いずれかの位置にあるアンテナ１０は手で覆われることになる一方、手で覆われないアンテナ１０も存在することになるため、手で覆われていないアンテナ１０に電力が自然に多く分配されるアンテナシステムは、その実用上非常に有利である。
【００３２】
次に、並列給電において、人の手の影響によってアンテナ１０のインピーダンスＺｉが「減少」する場合について説明する。例えば、人の手の影響によってアンテナ１０のインピーダンスＺｉが２５Ωに減少し、当該アンテナ１０に５０Ωの伝送線路２２が接続されている場合を想定すると、入力インピーダンスＺＬは、図１４における円Ｃ上を変化する。
ただし、伝送線路２２の長さＬがλ／４であれば、入力インピーダンスＺＬは、２５Ωの位置から上記円Ｃを１８０°まわって１００Ωとなる。また、伝送線路２２の長さＬがλ／２であれば、円Ｃを３６０°まわって元の２５Ωの位置となる。
したがって、並列給電において、人の手の影響によってアンテナ１０のインピーダンスＺｉが減少する場合の、当該アンテナ１０へ分配される電力が自動的に低減されるための伝送路２２の長さＬの条件は、［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］−（λ／８） ＜ Ｌ ＜ ［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］＋（λ／８）（λ：電波の波長 ｎ：０以上の整数）となる。
好ましくは、長さＬは、［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］−（λ／１６） ＜ Ｌ ＜ ［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］＋（λ／１６）であり、この条件の範囲内であれば、人体の影響による入力インピーダンスＺＬの増大をより大きくして電力の分配を一層最適化することができる。
【００３３】
なお、人体の影響によって、アンテナ１０のインピーダンスが増大するか減少するかは、アンテナへの給電条件によって変化し、また、一般的には電気的アンテナ・ダイポールアンテナは人体の影響によりインピーダンスが減少すると考えられ、磁気的なアンテナは人体の影響によりインピーダンスが増大すると考えられる。
このように、アンテナ１０のインピーダンスが増大するか減少するかは、選択したアンテナ及びその給電方法によって決定される。
【００３４】
また、複数のアンテナ１０が並列給電ではなく、図１５に示すように直列給電される場合、当該アンテナに対する入力インピーダンスＺＬが小さくなれば、当該アンテナ１０に分配される電力（電圧）は少なくなり、人体の影響を受けていない他のアンテナ１０に分配される電力（電圧）は多くなる。
したがって、並列給電の場合とは条件が逆になり、人体の影響によってインピーダンス特性が増大するアンテナ１０の場合には、入力インピーダンスＺＬが小さくなるように、伝送線路３２の長さＬは、［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］−（λ／８） ＜ Ｌ ＜ ［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］＋（λ／８）（λ：電波の波長 ｎ：０以上の整数）となり、好ましくは、［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］−（λ／１６） ＜ Ｌ ＜ ［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］＋（λ／１６）である。
また、人体の影響によってインピーダンス特性が減少するアンテナ１０の場合には、入力インピーダンスＺＬが小さくなるように、伝送線路３２の長さＬは｛（λ／２）×ｎ｝−（λ／８） ＜ Ｌ ＜ ｛（λ／２）×ｎ｝＋（λ／８）（λ：電波の波長 ｎ：１以上の整数）となり、好ましくは、｛（λ／２）×ｎ｝−（λ／１６） ＜ Ｌ ＜ ｛（λ／２）×ｎ｝＋（λ／１６）である。
【００３５】
なお、アンテナ１０に接続される各伝送線路２２の長さＬは、すべて同じであるのが好ましいが、上記条件を満たす範囲内で、各伝送線路２２の長さが異なっていても良い。
また、ここで開示した人体の影響に対して適応的に電力を分配するためのアンテナシステムは、アンテナの具体的な形状・構造・配置等に限定されることなく、複数のアンテナに電力が分配されるものであれば適用可能である。
【００３６】
以下は、参考的に開示する発明である。
地上波デジタル放送が開始され、近い将来には１セグメントによる携帯端末向けの放送が開始される可能性がある。しかし、地上波デジタル放送に用いられるＵＨＦ帯（４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）では、携帯電話で使用される周波数帯（９００ＭＨｚ、１．５ＧＨｚ）よりも波長が長いため、従来の携帯電話が有しているアンテナでは十分な性能が確保できない。そのため携帯電話端末向けのアンテナの開発が急務となっている。
図１６及び図１７は、携帯電話としての通話及び地上波デジタル放送の受信に適した携帯電話用アンテナの第１例を示している。図１６に示す携帯電話２００は、液晶ディスプレイ２０１ａによる画面部を有する第１本体２０１と、操作ボタン等を有する第２本体２０２と、第２本体２０２から延びる携帯電話通信用のアンテナ（モノポールアンテナ）２０３と、を有している。この携帯電話２００は、第１本体２０１と第２本体２０２とがヒンジ部２０４を介して折り畳み・展開自在に連結されたものである。すなわち、第１本体０１と第２本体２０２とが可動的に連結されたものである。
【００３７】
図１７に示すように、第１例では、アンテナを構成し得るエレメント（素子）として、３つのエレメント、すなわち第１エレメント＃１、第２エレメント＃２、第３エレメント＃３を有している。
第１エレメント＃１は、第１本体２０１に対応しており、第１本体２０１の液晶ディスプレイ２０１ａ（実質的な導電体とみなせる）、第１本体２０１を構成する筐体、又は第１本体２０１の筐体に内蔵された回路基板（実質的な導電体とみなせる）のいずれか又はこれらの組み合わせを第１エレメント＃１とすることができる。
第２エレメント＃２は、第２本体２０２に対応しており、第２本体２０２の筐体、又は第２本体２０２の筐体に内蔵された回路基板（実質的な導電体とみなせる）のいずれか又はこれらの組み合わせを第２エレメント＃２とすることができる。
また、第３エレメント＃３は、携帯電話通信用アンテナ２０３に対応している。
【００３８】
この携帯電話２００における地上波デジタル放送受信用のアンテナは、３つのエレメントのうちの２つのエレメントの組み合わせによる２つのダイポールアンテナを具備するように構成されている。
すなわち、第１エレメント＃１及び第２エレメント＃２の組み合わせは、第１ダイポールアンテナ２１１として機能し、第２エレメント＃２及び第３エレメントの組み合わせは、第２ダイポールアンテナ２１２として機能し得るように携帯電話２００は構成されている。
具体的には、図１８（ａ）に示すように第１エレメント＃と第２エレメント＃２との間に第１給電点２２１を設け、さらに、第２エレメント＃２と第３エレメントとの間に第２給電点２２２を設けて、２つのダイポールアンテナ２１１，２１２が構成されている。
【００３９】
さらに、各ダイポールアンテナ２１１，２１２を切替使用するため、各アンテナ２１１，２１２には切替スイッチ部ＳＷ１、ＳＷ２がそれぞれ設けられており、各スイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２は、切替制御部２３０によってＯＮ／ＯＦＦ制御される。
例えば、第１アンテナ２１１を使用する場合には、切替制御部２３０によって第１スイッチ部ＳＷ１がＯＮ、第２スイッチ部ＳＷ２がＯＦＦとされる。また、第２アンテナ２１２を使用する場合には、切替制御部２３０によって第２スイッチ部ＳＷ２がＯＦＦ、第２スイッチ部ＳＷ２がＯＮとされる。
これらのスイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２は、図１８（ｂ）に示すように、アンテナ２１１，２１２がＯＮとなっていないときに、アンテナが開放されるのではなく、リアクタンスが接続される形式のものであってもよい。図１８（ｂ）のスイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２を用いると、アンテナの放射指向性やインピーダンスを制御可能となる。
各アンテナ２１１，２１２によって受信された信号電力は、図示しない受信機（地上波デジタル放送用受信機）に導かれる。各アンテナからの受信信号は、ともに受信機に導いてもよいし、高周波スイッチを用いて、いずれか一方を選択してもよい。この選択のための制御信号は、切替制御部２３０から取り出される。
【００４０】
本第１例においては、各エレメント＃１，＃２，＃３は、図１７に記載の寸法に設定されており、第２給電点２２２に給電して第２アンテナ２１２を使用した場合には、４７０ＭＨｚ〜５６０ＭＨｚ（１３ｃｈ〜２７ｃｈ）をカバーでき、第１給電点２２１に給電して第１アンテナ２１１を使用した場合には、５６０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ（２７ｃｈ〜６２ｃｈ）をカバーできる。なお、アンテナ２１１，２１２の切替は、受信すべき電波の周波数情報に基づき、切替制御部２３０によって行われる。
したがって、周波数に応じて第１アンテナ２１１と第２アンテナ２１２を切替使用することで、地上波デジタル放送に用いられるＵＨＦ帯（４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）をカバーできる。また、ＵＨＦ帯（４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）のほとんどをＶＳＷＲ＜２でカバーできることも確認された。
このように、３以上のエレメント＃１，＃２，＃３を組み合わせて２以上のダイポールアンテナ２１１，２１２を構成して、これらのダイポールアンテナ２１１，２１２を周波数に応じて切り替えて使用することにより、幅広い周波数帯域に対応することが可能となる。
【００４１】
なお、第１例においては、第１本体２０１もアンテナ用のエレメント＃１として構成されており、第３エレメント＃３とは角度差があることを利用して、携帯電話通信（１．５ＭＨｚ）の際には、第１エレメント＃１と第３エレメント＃３をそれぞれ、ダイポールアンテナとして用い、両エレメント＃１，＃３をダイバーシチ方式で切替使用してもよい。
この場合も、切替制御部２３０を用いて、各エレメントを切り替えるように制御することが可能である。この切替制御の際には、周波数の情報を用いるだけではなく、受信電波の強度、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）などを用いて、複数のブランチのアンテナを切り替えて、より有効なアンテナを選択するアルゴリズムを用いることができる。このようなアルゴリズムとしては、スイッチイグザミンなどの様々なアルゴリズムを利用することができる。
また、無線通信方式において、時分割処理を行っている場合には、所望信号電波の受信に影響の少ないタイミングでアンテナ切り替えをおこなうのが有効である。さらに、受信機を複数用いる場合であれば、各ブランチの出力を各受信機に導いてもよい。ここでのポイントの一つは、無線機筐体と第三の素子から複数のアンテナブランチを構成するということである。
【００４２】
図１９は、携帯電話としての通話及び地上波デジタル放送の受信に適した携帯電話用アンテナの第２例を示している。図１９における第１エレメント＃１及び第２エレメント＃２は、図１７に示す第１エレメント＃１及び第２エレメント＃２と同様のものである。ここでは、第１エレメント＃１（第１本体２０１）の上部から両側方（水平方向）に延びる第３エレメント＃３及び第４エレメント＃４を備えている。
第２例では、最大４つのダイポールアンテナを構成できる。
すなわち、第１エレメント＃１と第２エレメント＃２との間に第１給電点２４１を有して、両エレメント＃１，＃２によって第１ダイポールアンテナ２５１が構成できる。
また、第１エレメント＃１と第３エレメント＃３との間に第２給電点２４２を有して、両エレメント＃１，＃３によって第２ダイポールアンテナ２５２が構成できる。
さらに、第１エレメント＃１と第４エレメント＃４との間に第３給電点２４３を有して、両エレメント＃１，＃４によって第３ダイポールアンテナ２５３が構成できる。
さらにまた、第３エレメント＃３と第４エレメント＃４との間に第４給電点（図示省略）を有して、両エレメント＃３，＃４によって第４ダイポールアンテナ２５４が構成できる。
【００４３】
第２例においても、各ダイポールアンテナ２５１，２５２，２５３，２５４の切替は、図１８と同様の回路によって行うことができる。
また、第３エレメント＃３及び第４エレメント＃４のように水平方向に延びるエレメントを持つアンテナは、比較的波長の長い地上波デジタル放送の受信に好適である。
なお、図１９においては、第２エレメント＃２を設けない（第２本体２０２をアンテナ用のエレメントとして使用しない）ことも可能であり、すべてのエレメントを使用する必要はない。
【００４４】
図２０は、携帯電話としての通話及び地上波デジタル放送の受信に適した携帯電話用アンテナの第３例を示している。この携帯電話は、第１例及び第２例のような折り畳み式の携帯電話ではなく非折り畳み式（ストレート式）の携帯電話であり、携帯電話全体が単一の第１エレメント＃１とされている。
第１エレメント＃１の上部両端からは、両側方（水平方向；第１エレメント＃１の長手方向と直交する方向）に延びる第２エレメント＃２及び第３エレメント＃３が設けられており、これら３つのエレメント＃１，＃２，＃３を用いて、第１例及び第２例と同様に、２つ又は３つのダイポールアンテナを構成して、各アンテナを切替使用することができる。ここでの第２エレメント＃２及び第３エレメント＃３のように水平方向に延びるエレメントを持つ場合、水平偏波用に好適である。
【００４５】
図２１〜図２３は、第３例のようにエレメント（アンテナ）を展開するための構造を示している。携帯電話本体２６０の上部の左右両側には、第３例の第２エレメント＃２となる第１アンテナ２６１と、第３例の第３エレメント＃２となる第２アンテナ２６２とが本体２６０の厚さ方向の軸２６３まわりに回動自在に連結され、各アンテナ２６１，２６２は、本体２６０の左右両側に折り畳まれた状態（図２１の状態）から、展開された状態（図２２の状態）にまで回動することができる。
【００４６】
図２３に示すように、両アンテナ２６１，２６２はバネ２６４によって連結されており、両アンテナ２６１，２６２が展開状態へ回動するように付勢されている。
また、両アンテナ２６１，２６２の回動自由端２６１ａ，２６２ａは、本体２６０に設けられた係合片２６６に係合するための係合部とされており、各係合部２６１ａ，２６２ａが係合片２６６に係合することにより、アンテナ２６１，２６２が本体２６０の左右両側に折り畳まれた状態を維持することができる。
係合片２６６は、本体２６０内で、本体２６０の長手方向にスライド自在に設けられており、さらに本体２６０との間に設けられたバネ２６７によって係合部２６１ａ，２６２ｂと係合する位置に付勢して位置決めされている。
本体２６０には、前記係合片２６６をバネ２６７の付勢力に抗して移動させて、係合部２６１ａ，２６２ａとの係合を解除するための操作部２６８が設けられており、この操作部２６８を図２３の矢印の方向に押すことで、係合片２６６と係合部２６１ａ，２６２ａの係合が解除され、アンテナ２６１，２６２がバネ２６４によって展開状態になるまで回動する。
なお、上記構造において、アンテナ２６１，２６３はいずれか一方だけ備わっていてもよい。
また、上記構造は、第１例、その他アンテナの展開が必要な機器の構造として採用可能である。
【００４７】
図２４は、携帯電話としての通話及び地上波デジタル放送の受信に適した携帯電話用アンテナの第４例を示している。この携帯電話も、非折り畳み式（ストレート式）の携帯電話であり、携帯電話全体が単一の第１エレメント＃１とされている。
第１エレメント＃１の上部両端からは、上方向（垂直方向；第１エレメント＃１の長手方向と平行な方向）に延びる第２エレメント＃２及び第３エレメント＃３が設けられている。これら３つのエレメント＃１，＃２，＃３を用いて、第１例及び第２例と同様に、２つ又は３つのダイポールアンテナを構成して、各アンテナを切替使用することができる。ここでの第２エレメント＃２及び第３エレメント＃３のように垂直方向に延びるエレメントを持つ場合、垂直偏波用に好適である。
【００４８】
図２５は、携帯電話のアンテナの第５例を示している。この第５例も、第１本体２０１と第２本体２０２とが可動的に連結されたものであるが、ここでは、携帯電話の第１本体２０１を、第２本体２０２に対して、ほぼ９０°側方に折り曲げることができるタイプを示している。ここでは、第１エレメント＃１及び第２エレメント＃２は、それぞれ第１本体２０１、第２本体２０２が対応する。第３エレメント＃３は、第１本体２０１の側部から第１本体２０１の側方に延びており、第１エレメント＃１をほぼ９０°側方に折り曲げることで、垂直方向に延びるエレメントとなり、垂直偏波用に好適となる。
なお、これらのエレメント＃１，＃２，＃３は、図１８に示す回路と同様の回路を用いて使用される。また、図２５の２２５，２２６が給電点となる。
【００４９】
図２６は、携帯電話のアンテナの第６例を示している。この第６例も、第５例と同様のタイプの携帯電話であるが、ここでは、第３エレメント＃３は、第１エレメント＃１（第１本体２０１）の長手方向と平行に延びており、第１エレメント＃１をほぼ９０°側方に折り曲げることで、水平方向に延びるエレメントとなり、水平偏波用に好適となる。
なお、これらのエレメント＃１，＃２，＃３も、図１８に示す回路と同様の回路を用いて使用される。また、図２６の２２５，２２６が給電点となる。
【００５０】
図２７は、携帯電話のアンテナの第７例を示している。この第７例は、図２及び図３に示すものと同様に、液晶ディスプレイの外枠にアンテナとしてスロットアンテナ＃１，＃２，＃３，＃４を形成したものである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】タブレットコンピュータの平面図である。
【図２】アンテナ付き液晶ディスプレイの斜視図である。
【図３】アンテナ付き液晶ディスプレイの平面図である。
【図４】アンテナ付き液晶ディスプレイの側面図である。
【図５】アンテナ付き液晶ディスプレイの外枠付近の断面図である。
【図６】アンテナ付き液晶ディスプレイの外枠付近の断面図であって、基板配置位置の変形例を示す。
【図７】複数のアンテナへの並列給電を示す回路図である。
【図８】外枠のコーナー部に配置されたアンテナを一群として給電する場合を示す模式図である。
【図９】外枠の左右２つのコーナー部にそれぞれ配置された２つのアンテナ群を示す模式図である。
【図１０】外枠に形成されたアンテナの第１の変形例を示す斜視図である。
【図１１】図１０の断面図である。
【図１２】外枠に形成されたアンテナの第２の変形例を示す斜視図である。
【図１３】複数のアンテナへの並列給電を示す回路図である。
【図１４】伝送線路の長さＬとインピーダンスの変化を示すスミスチャートである。
【図１５】複数のアンテナへの直列給電を示す回路図である。
【図１６】携帯電話の斜視図である。
【図１７】携帯電話のアンテナの第１例を示す模式図である。
【図１８】（ａ）はアンテナ切替のための回路図であり、（ｂ）はスイッチ部を示す回路図である。
【図１９】携帯電話のアンテナの第２例を示す模式図である。
【図２０】携帯電話のアンテナの第３例を示す模式図である。
【図２１】展開型アンテナを持つ携帯電話（アンテナ折り畳み状態）の斜視図である。
【図２２】展開型アンテナを持つ携帯電話（アンテナ展開状態）の斜視図である。
【図２３】展開型アンテナを持つ携帯電話の平面図である。
【図２４】携帯電話のアンテナの第４例を示す模式図である。
【図２５】携帯電話のアンテナの第５例を示す模式図である。
【図２６】携帯電話のアンテナの第６例を示す模式図である。
【図２７】携帯電話のアンテナの第７例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ タブレットコンピュータ
２ 筐体
３ 液晶ディスプレイ
６ 外枠
７ 保持部
８ 延長部
１０ スロットアンテナ
２１ 第１伝送線路
２２ 第２伝送線路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナシステムを有する無線通信機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムを組み込んだノート型のパーソナルコンピュータ、携帯電話機など無線通信機器の普及に伴い、様々な形態のアンテナが提案されている。
例えば、特許文献１には、薄板状のスロットアンテナを、金属製のステーを介して表示パネルの金属製額縁にネジ取り付ける構造が開示されている。特許文献１のスロットアンテナは、外形形状が矩形でその中央部にスロットが形成されて略ロ時状をなしており、互いに所定間隔を隔てた送受信部およびグランド部と、これら送受信部とグランド部をその両端で接続する接続部とから形成される。
【特許文献１】特開平２００２−８４１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１のスロットアンテナは、全体が比較的小さい小片であり、したがってアンテナのグランド部の面積も非常に小さく、アンテナとしての十分な性能が得られない。
また、スロットアンテナ単体で所望のインピーダンスが得られるように設計・製作しても、スロットアンテナが、ステーを介して表示パネルの金属製額縁に取り付けられることでアンテナのインピーダンスが変化し、期待したアンテナ特性が得られなくなる。
しかも、スロットアンテナを、ネジで固定する構造であるため、スロットアンテナとステーとの接触状態、及びステーと表示パネルとの接触状態が変化する場合がある。つまり、ネジの緩みや取付け不良などによって、前記接触状態が不安定となって、結果としてアンテナ特性も不安定となる。
さらに、別体のスロットアンテナをネジで表示パネルに固定する構造であるため、多数のスロットアンテナを設ける場合には、組立作業が煩雑となってしまう。
【０００４】
そこで、本発明は広いグランドと安定した特性を得られるアンテナを有する無線通信機器を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、人体がアンテナに与える影響を低減することなどである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、アンテナシステムを持つ無線通信機器の有する導電体板をグランド板とし、グランド板である前記導電体板の一部を加工して所望のインピーダンスのアンテナを形成したことを特徴とする無線通信機器である。
前記導電板は、無線通信機器が有する部材であって、液晶ディスプレイ、無線通信機器の筐体、又は電子回路基板など実質的に導電体とみなすことができるものであればよい。
無線通信機器の有する導電体板をグランド板として、これを加工してアンテナを形成することで、広いグランドが確保できるとともに、先行技術のようにアンテナを後付けすることによるインピーダンスの変化・不安定化を回避して、所望の特性のアンテナを容易に製作することができる。また、アンテナの機器への後付けの必要もないので組立が容易である。
【０００６】
無線通信機器の有する導電体板としては導電体製（金属製）の筐体、液晶ディスプレイ、プリント基板などを採用できる。
特に、液晶ディスプレイは、ノート型パーソナルコンピュータ・タブレットコンピュータ・ＰＤＡなどのポータブルコンピュータ、携帯電話機、ＦＡ用パネルコンピュータなどの機器において装備されているものであって、広い面積を有するものでありグランド板となる導電体板として好ましい。
液晶ディスプレイは、完全な導電体ではないが、その構造上、液晶ディスプレイ全体を広い導電板としてみなすことができ、これをグランド板として用いて用いることで広いグランドが確保できる。
【０００７】
ここで、前記液晶ディスプレイは、液晶パネルと、当該液晶パネルの外縁に装着された導電体製の外枠と、を含むものであればよく、さらにバックライト及び／又は液晶駆動回路などを含んでいても良い。これらの液晶ディスプレイを構成する各部材は導電体を含むため、全体として実質的な導電体としてみることができる。
前記アンテナは、前記外枠の一部を加工して形成するのが容易であり好ましい。具体的には、前記外枠が、液晶パネルを保持するための枠状の保持部と、当該保持部から側方に延設された延長部と、を備え、前記延長部の一部を加工して前記アンテナが形成されているのが好ましい。外枠が延長部を有することで、この延長部にアンテナを形成するのが容易となる。
【０００８】
前記アンテナは、前記外枠に複数形成されているのが好ましい。外枠にアンテナを形成するようにすることで、複数のアンテナを簡単に製作することができる。
また、前記アンテナは、容易に製造できるという観点から、スロットアンテナであるのが好ましい。
【０００９】
ここで、人の手でアンテナの近くを把持するなどして、アンテナに人体が接近するとアンテナの放射電力が人体によって吸収され効率が低下する。これを回避しようとすると、人体が接近しにくいところにアンテナを配置するのが好ましいが、タブレットコンピュータを例としてみると、タブレットコンピュータのどの位置も手で覆われる可能性があり、手で覆われにくい位置に内蔵型のアンテナを設けるには限界があり、特に、液晶パネルの外枠にアンテナを設ける場合には、外枠のどの位置にアンテナを設けても、手によって覆われることが不可避的である。そして、このような問題は、他の機器においても同様に発生し得る。
そうすると、この問題を回避するために、機器に複数のアンテナを設けておき、手で塞がれていないアンテナが用いられるようにコンピュータによって切替制御することが考えられるが、この場合、アンテナが手で覆われているか否かを検出することが必要であるし、使用されるアンテナが切り替えられるようにするための制御コントローラが必要となって、非常に複雑な構成の制御システムとなる。
【００１０】
本発明者は、アンテナは、人体の手によって覆われるなど人体の影響があると、アンテナのインピーダンス特性が増大又は減少することに着目し、複数のアンテナに対して、各アンテナに接続された伝送線路を介して電力が分配されるようにアンテナシステムを構成した上で、各アンテナに接続された前記伝送線路の電気長を適切に設定することによって、各アンテナ間の電力の分配が、人体の影響に対して自然と適応的に変化することを見出した。
つまり、人体の影響によって一部のアンテナのインピーダンス特性が変化した場合に、当該アンテナへ分配される電力が小さくなり、人体の影響を受けてない残りのアンテナへ分配される電力が大きくなるように前記伝送線路の電気長を設定することで、人体の影響に対して電力分配が適応的に変化する。
【００１１】
より具体的には、前記伝送線路の電気長Ｌは、次の４つの場合ごとにそれぞれ下記条件を満たすように設定するのが好ましい。
（１）給電種別：並列給電、人体の影響によるインピーダンス特性の変化：増大
Ｌ：｛（λ／２）×ｎ｝−（λ／８） ＜ Ｌ ＜ ｛（λ／２）×ｎ｝＋（λ／８） （λ：電波の波長 ｎ：１以上の整数）
（２）給電種別：並列給電、人体の影響によるインピーダンス特性の変化：減少
Ｌ：［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］−（λ／８） ＜ Ｌ ＜ ［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］＋（λ／８）
（λ：電波の波長 ｎ：０以上の整数）
（３）給電種別：直列給電、人体の影響によるインピーダンス特性の変化：減少
Ｌ：｛（λ／２）×ｎ｝−（λ／８） ＜ Ｌ ＜ ｛（λ／２）×ｎ｝＋（λ／８）
（λ：電波の波長 ｎ：０以上の整数）
（４）給電種別：直列給電、人体の影響によるインピーダンス特性の変化：増大
Ｌ：［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］−（λ／８） ＜ Ｌ ＜ ［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］＋（λ／８）
（λ：電波の波長 ｎ：１以上の整数）
【発明の効果】
【００１２】
無線通信機器の有する導電体板をグランド板として、これを加工してアンテナを形成することで、広いグランドが確保できるとともに、アンテナを後付けすることによるインピーダンスの変化・不安定化を回避して、所望の特性のアンテナを容易に製作することができる。また、アンテナの機器への後付けの必要もないので組立が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、無線通信機器である移動体通信端末としてのタブレットコンピュータ１を模式的に示している。このタブレットコンピュータ１は、無線通信のためのアンテナシステムを持つものであり、正面に画面部を形成するための開口を有する筐体２と、当該開口に位置して画面表示及び／又は操作（タッチパネル方式などの操作）をおこなうための液晶ディスプレイ３とを備えている。また、筐体２内にＣＰＵ、メモリ、ハードディスク、無線通信用回路（いずれも図示せず）などが配置されている。
【００１４】
このコンピュータ１では、アンテナは損傷防止等のため内蔵型とされており、具体的には、液晶ディスプレイ３にアンテナが設けられている。
図２〜図５に示すように、液晶ディスプレイ３は、液晶パネル４と、その背後に配置されたバックライト５を備え、その他、液晶駆動回路基板（図示せず）を備え、さらに液晶パネル４とバックライト５は、その外縁が、導電体製（金属製）の外枠（フレーム）６によって保持されている。
【００１５】
外枠は、液晶パネル４（及びバックライト５）の外縁に沿うように、矩形枠状に形成されており、図５に示すように断面Ｕ字状の保持部７と、保持部７の外側方に鍔状に延設された延長部８とを備え、保持部７と延長部８とは一体形成されている。
保持部７は、Ｕ字状の形状を持つことで、液晶パネル４及びバックライト５の外縁を表裏両側から挟持状に保持しており、延長部８は、矩形枠状の保持部７の４辺すべてから延設して鍔状となっている。なお、延長部８は、矩形枠外枠６の１辺、２辺又は３辺のみから延設されたものであってもよい。外枠６の２辺にだけ延長部８を形成する場合、対向する２辺に延長部８を形成してもよいし、隣接する２辺に延長部を形成してもよい。
延長部８は、延出量が小さすぎると、アンテナを形成する領域が確保しにくく、延出量が大きすぎると機器が大型化するため、適切な延出量に設定するのがよく、例えば、延長部８は、保持部７から１０〜３０ｍｍ程度延出しているのが好ましく、２０ｍｍ程度がより好ましい。
【００１６】
延長部８には、各所に厚さ方向に貫通するスロットを形成してなるスロットアンテナ１０が設けられている。スロットアンテナ１０は、延長部８を加工することによって形成されており、外枠６に延長部８を設けておくことで、アンテナ形成のための加工を容易に行うことができる。
具体的には、延長部８を打ち抜き加工することによって、所望の幅・長さのスロット持つスロットアンテナ１０を形成できる。スロットアンテナ１０のスロットは、例えば、幅４ｍｍ、長さ６０ｍｍに形成することができる。
【００１７】
液晶ディスプレイ３は、導電体製の外枠６の他、導電部材を含んでいるため、実質的に板状の導電体としてみることができる。この液晶ディスプレイ３は、アンテナシステムにおけるグランド板として用いられ、前記アンテナ１０はグランド板に直接形成されていることになる。
したがって、液晶ディスプレイ３のほぼ全体に相当する広い面積のグランド部が確保され、良好なアンテナ特性が得られる。しかも、液晶ディスプレイをグランド板として使用すれば、追加的に広いグランド板を用意する必要がないため、省スペース化、低コスト化を実現できる。
なお、各スロットアンテナ１０のインピーダンスは、スロットの幅及び長さ、給電点の位置を調整することによって、適宜決定できる。給電位置は、例えば、スロット長さ方向中央位置より２４ｍｍ離れた位置とすることができる。
【００１８】
ここで、スロットアンテナ１０は、４辺の延長部８のすべてに設けられており、短辺には３つずつ、長辺には４つずつ形成されている。
アンテナ１０は、外枠６の一部の辺にだけ設けても良い。すなわち、外枠６の１辺、２辺又は３辺のみに設けても良い。外枠６の２辺にアンテナ１０を形成する場合、対向する２辺に設けても良いし、隣接する２辺に設けても良く、どの辺にアンテナを形成するかによってスロットの方向を適宜選択でき、アンテナ指向性を適宜選択できることになる。また、アンテナ１０は、延長部８に形成するのが簡便であるが、可能であれば保持部７側に形成してもよい。
【００１９】
液晶ディスプレイ３の裏側面には、伝送線路（マイクロストリップ線路）が形成されたプリント基板１２が取り付けられている。図５に示すように、この基板１２は、伝送線路となる配線パターン１４と、当該配線パターン１４と液晶ディスプレイ３の裏面との間を電気的に絶縁する絶縁体層（誘電体層）１５とを有している。なお、配線パターン１４が伝送線路を構成するために必要であれば地導体板（地板）１７を図示の位置に設けても良い。
配線パターン１４と各アンテナ１０とは給電点の位置においてビアホール（スルーホール）１６によって接続されている。なお、基板１２は、液晶ディスプレイ３の裏側面において、全体的に配置してもよいし、部分的に配置してもよい。部分的に配置する場合、例えば、外枠６の裏側８ａに設けることができる。
また、基板１２は、液晶ディスプレイの裏側面ではなく、図６に示すように、延長部８の表側８ｂに設けても良い。図６においても、配線パターン１４が伝送線路を構成するために必要であれば地導体板１７を図示の位置に設けても良い。
なお、伝送線路としては、同軸ケーブルその他のケーブルを用いても良い。
【００２０】
各アンテナ１０への給電は、図７に示すように並列給電方式とされている。図７では、図２及び図３における矩形状外枠６の一の長辺に形成された４つのアンテナ１０のインピーダンスをそれぞれＺ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４とした場合に、当該４つのアンテナ１０を一群として並列給電を行う場合を示している。同様に、外枠６の他の辺に形成されたアンテナ１０も、各辺を一単位として並列給電が行われている。
各辺のアンテナ１０を一群として給電する場合、ある一辺のアンテナ群は、水平偏波用として用いることができ、当該一辺と直交する他の辺のアンテナ群は、垂直偏波用として用いることができる。
【００２１】
図８に示すように、隣接する２辺に存在するアンテナ１０を一群として給電する場合、楕円偏波を発生させることができる。図８のものでは、隣接する各辺のアンテナ１０は２つずつで、計４つであるが、各辺のアンテナ１０の数は同じである必要はなく、例えば、一方の辺が１つ、他方の辺が２つであってもよい。
ただし、図８の場合、給電条件によっては、斜め４５°の直線偏波をつくることが可能である。これを利用して、図９のように、液晶ディスプレイ３（導電体板）の左右両側にそれぞれアンテナ群Ａ，Ｂ設けると、±４５°の偏波が得られ、アンテナ群Ａ，Ｂをダイバーシチ方式で切り替え使用することができる。
【００２２】
ここで、アンテナは、上記スロットアンテナ１０限られるものではなく、図１０及び図１１に示すような伝送線路アンテナ１００であってもよい。この伝送線路アンテナ１００も、液晶ディスプレイ３の外枠延長部８を加工することによって形成されたものである。この伝送線路アンテナ１００は、図示の形状が得られるように外枠延長部８を切り起こしたものである。図示の伝送線路アンテナ１００では、ショートスタブ１０１の位置を適宜設定することで所望のインピーダンスを得ることが出来る。
なお、アンテナ１００を延長部８から切り起こした場合、延長部８に穴１１０が残るため、必要に応じてこの穴１１０を塞ぐための板体１１１を延長部８に取り付けても良い。
また、延長部８を切り起こす場合、アンテナ１００の形状は、図１２に示すようなものであってもよい。必要に応じてリアクタンス素子を装荷することにより共振あるいは整合を得ることができる。
【００２３】
図１０〜図１２に示すアンテナ１００は、液晶ディスプレイ３の表示面と垂直に立設されているが、液晶ディスプレイ３の表示面と平行となるように設けても良い。すなわち、外枠延長部８の外縁を切り抜き加工して、図１０又は図１２に示す形状のアンテナが延長部８の外縁に残るようにして液晶ディスプレイ３の表示面と平行なアンテナを形成してもよい。
また、ここで採用できるアンテナの種類としては、自己補対アンテナ、ループアンテナなどがあり、アンテナの種類は特に限定されるものではない。
【００２４】
図１３は、複数のアンテナ１０に接続される伝送線路を持つアンテナシステムの一例を示している。図示のものでは、高周波源（図示省略）側に接続される１本の第１伝送線路２１と、第１伝送線路２１から複数のアンテナ１０側へ分岐してアンテナ１０に接続される４本の第２伝送線路２２とが設けられており、第１伝送線路２１と第２伝送線路２２間の整合をとるためのλ／４整合器２３も設けられている。ここでは、第１伝送線路２１のインピーダンスＺＡ＝５０Ω、第２伝送線路２２のインピーダンスＺＢ＝５０Ωである。また、λ／４整合器２３のインピーダンスＺ０＝√｛ＺＡ・（ＺＢ・ｎ）｝＝１００Ωである（ｎ：第２伝送線路２２の本数＝４）。
【００２５】
一般に、アンテナ１０が手で覆われると、当該アンテナ１０の放射電力が手に吸収され、その分の損失が生じ、効率が低下する。特に、図１のようなタブレットコンピュータ１のように、手持ち型の機器であって、図２及び図３に示すようにその外周縁部付近に内蔵アンテナ１０が設けられるタイプのものでは、機器１を手で持つ際にアンテナ１０が存在する位置が手で覆われやすく、人体がアンテナに与える影響は無視できないものとなる。
これに対し、図１３のように、複数のアンテナ１０に対して電力が分配されるアンテナシステムでは、アンテナ１０に接続される伝送線路（第２伝送線路２２）の長さ（電気長）を適切に設定することにより、一部のアンテナ１０が手で覆われても、各アンテナ１０間の電力の分配を、人体の影響に対して自然と適応的に変化させることができる。
【００２６】
すなわち、本実施形態では、人体の影響によってアンテナのインピーダンス特性が変化することに着目し、各アンテナ１０への電力分配が適応的に変化するように伝送線路２２の電気長を設定してある。以下、電気長の設定の仕方について詳述する。
まず、基本的な考え方として、人体の影響を受けているアンテナ１０には電力の分配が少なくなり、人体の影響を受けていないアンテナ１０に電力の分配が大きくなるようにすれば、電力の分配は最適化される。
【００２７】
ここで、アンテナ１０が人の手によって覆われるなどの影響を受けると、そのアンテナ１０のインピーダンスＺｉ（図１３においてｉは１〜４）は増大するか、又は減少することを本発明者は見出した。
また、インピーダンスＺｉ（図１３においてｉは１〜４）のアンテナ１０に、長さＬの伝送線路２２を接続した場合、伝送線路２２の分岐側始点ａ１，ａ２，ａ３，ａ４から各アンテナ１０側にみた入力インピーダンスＺＬは、長さＬによって変化する。
【００２８】
アンテナ１０が人体の影響を受けた場合、並列給電であれば、当該アンテナ１０に対する前記入力インピーダンスＺＬが大きくなれば、当該アンテナ１０に分配される電力（電流）は少なくなり、人体の影響を受けていない他のアンテナ１０に分配される電力（電流）は多くなる。
このための条件を図１４のスミスチャートを用いて説明する。
【００２９】
図１４では、人の手の影響によってアンテナ１０のインピーダンスＺｉが１００Ωに増大し、当該アンテナ１０に５０Ωの伝送線路２２が接続されている場合を想定すると、入力インピーダンスＺＬは、伝送線路２２のインピーダンス５０Ωを中心とし、アンテナ１０のインピーダンスＺｉ＝１００Ωに接する円Ｃ上で変化する。
例えば、伝送線路２２の長さＬがλ／４であれば、入力インピーダンスＺＬは、１００Ωの位置から上記円Ｃを１８０°まわって２５Ωとなる。また、伝送線路２２の長さＬがλ／２であれば、円Ｃを３６０°まわって元の１００Ωの位置となる。
すなわち、伝送線路２２の長さＬが、λ／２の整数倍（（λ／２）ｎ）であれば、入力インピーダンスＺＬを最も大きくできるＺｍａｘの位置となり、逆に、λ／２の整数倍にλ／４を加えた長さ（（λ／２）ｎ＋λ／４）である場合には、入力インピーダンスＺＬが最も小さくなるＺｍｉｎの位置となる。
また、伝送線路２２の長さＬが、λ／２の整数倍（（λ／２）ｎ）から±λ／８以上ずれると、入力インピーダンスＺＬは１００Ωの位置から上記円Ｃを９０°以上まわって５０Ω以下となり、人体の影響によって入力インピーダンスＺＬが増大するという効果が失われる。
【００３０】
したがって、並列給電で、人の手の影響によってアンテナ１０のインピーダンスＺｉが増大した場合に、当該アンテナ１０へ分配される電力が自動的に低減されるための伝送路２２の長さＬの条件としては、｛（λ／２）×ｎ｝−（λ／８） ＜ Ｌ ＜ ｛（λ／２）×ｎ｝＋（λ／８）（λ：電波の波長 ｎ：１以上の整数）となる。
好ましくは、長さＬは、｛（λ／２）×ｎ｝−（λ／１６） ＜ Ｌ ＜ ｛（λ／２）×ｎ｝＋（λ／１６）であり、この条件の範囲内であれば、人体の影響による入力インピーダンスＺＬの増大をより大きくして電力の分配を一層最適化することができる。
【００３１】
図１３のものでは、伝送路２２の長さＬをこの条件に適合するように設定しておくことで、一部のアンテナ１０が手によって覆われると、当該アンテナ１０への電力分配が低減され、手で覆われていない他のアンテナ１０に電力が多く分配されるようになる。
特に、図１のようなタブレットコンピュータ１のように手持ち型の機器の場合、図２〜図３の位置にアンテナ１０を設けると、機器使用時には、いずれかの位置にあるアンテナ１０は手で覆われることになる一方、手で覆われないアンテナ１０も存在することになるため、手で覆われていないアンテナ１０に電力が自然に多く分配されるアンテナシステムは、その実用上非常に有利である。
【００３２】
次に、並列給電において、人の手の影響によってアンテナ１０のインピーダンスＺｉが「減少」する場合について説明する。例えば、人の手の影響によってアンテナ１０のインピーダンスＺｉが２５Ωに減少し、当該アンテナ１０に５０Ωの伝送線路２２が接続されている場合を想定すると、入力インピーダンスＺＬは、図１４における円Ｃ上を変化する。
ただし、伝送線路２２の長さＬがλ／４であれば、入力インピーダンスＺＬは、２５Ωの位置から上記円Ｃを１８０°まわって１００Ωとなる。また、伝送線路２２の長さＬがλ／２であれば、円Ｃを３６０°まわって元の２５Ωの位置となる。
したがって、並列給電において、人の手の影響によってアンテナ１０のインピーダンスＺｉが減少する場合の、当該アンテナ１０へ分配される電力が自動的に低減されるための伝送路２２の長さＬの条件は、［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］−（λ／８） ＜ Ｌ ＜ ［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］＋（λ／８）（λ：電波の波長 ｎ：０以上の整数）となる。
好ましくは、長さＬは、［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］−（λ／１６） ＜ Ｌ ＜ ［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］＋（λ／１６）であり、この条件の範囲内であれば、人体の影響による入力インピーダンスＺＬの増大をより大きくして電力の分配を一層最適化することができる。
【００３３】
なお、人体の影響によって、アンテナ１０のインピーダンスが増大するか減少するかは、アンテナへの給電条件によって変化し、また、一般的には電気的アンテナ・ダイポールアンテナは人体の影響によりインピーダンスが減少すると考えられ、磁気的なアンテナは人体の影響によりインピーダンスが増大すると考えられる。
このように、アンテナ１０のインピーダンスが増大するか減少するかは、選択したアンテナ及びその給電方法によって決定される。
【００３４】
また、複数のアンテナ１０が並列給電ではなく、図１５に示すように直列給電される場合、当該アンテナに対する入力インピーダンスＺＬが小さくなれば、当該アンテナ１０に分配される電力（電圧）は少なくなり、人体の影響を受けていない他のアンテナ１０に分配される電力（電圧）は多くなる。
したがって、並列給電の場合とは条件が逆になり、人体の影響によってインピーダンス特性が増大するアンテナ１０の場合には、入力インピーダンスＺＬが小さくなるように、伝送線路３２の長さＬは、［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］−（λ／８） ＜ Ｌ ＜ ［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］＋（λ／８）（λ：電波の波長 ｎ：０以上の整数）となり、好ましくは、［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］−（λ／１６） ＜ Ｌ ＜ ［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］＋（λ／１６）である。
また、人体の影響によってインピーダンス特性が減少するアンテナ１０の場合には、入力インピーダンスＺＬが小さくなるように、伝送線路３２の長さＬは｛（λ／２）×ｎ｝−（λ／８） ＜ Ｌ ＜ ｛（λ／２）×ｎ｝＋（λ／８）（λ：電波の波長 ｎ：１以上の整数）となり、好ましくは、｛（λ／２）×ｎ｝−（λ／１６） ＜ Ｌ ＜ ｛（λ／２）×ｎ｝＋（λ／１６）である。
【００３５】
なお、アンテナ１０に接続される各伝送線路２２の長さＬは、すべて同じであるのが好ましいが、上記条件を満たす範囲内で、各伝送線路２２の長さが異なっていても良い。
また、ここで開示した人体の影響に対して適応的に電力を分配するためのアンテナシステムは、アンテナの具体的な形状・構造・配置等に限定されることなく、複数のアンテナに電力が分配されるものであれば適用可能である。
【００３６】
以下は、参考的に開示する発明である。
地上波デジタル放送が開始され、近い将来には１セグメントによる携帯端末向けの放送が開始される可能性がある。しかし、地上波デジタル放送に用いられるＵＨＦ帯（４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）では、携帯電話で使用される周波数帯（９００ＭＨｚ、１．５ＧＨｚ）よりも波長が長いため、従来の携帯電話が有しているアンテナでは十分な性能が確保できない。そのため携帯電話端末向けのアンテナの開発が急務となっている。
図１６及び図１７は、携帯電話としての通話及び地上波デジタル放送の受信に適した携帯電話用アンテナの第１例を示している。図１６に示す携帯電話２００は、液晶ディスプレイ２０１ａによる画面部を有する第１本体２０１と、操作ボタン等を有する第２本体２０２と、第２本体２０２から延びる携帯電話通信用のアンテナ（モノポールアンテナ）２０３と、を有している。この携帯電話２００は、第１本体２０１と第２本体２０２とがヒンジ部２０４を介して折り畳み・展開自在に連結されたものである。すなわち、第１本体０１と第２本体２０２とが可動的に連結されたものである。
【００３７】
図１７に示すように、第１例では、アンテナを構成し得るエレメント（素子）として、３つのエレメント、すなわち第１エレメント＃１、第２エレメント＃２、第３エレメント＃３を有している。
第１エレメント＃１は、第１本体２０１に対応しており、第１本体２０１の液晶ディスプレイ２０１ａ（実質的な導電体とみなせる）、第１本体２０１を構成する筐体、又は第１本体２０１の筐体に内蔵された回路基板（実質的な導電体とみなせる）のいずれか又はこれらの組み合わせを第１エレメント＃１とすることができる。
第２エレメント＃２は、第２本体２０２に対応しており、第２本体２０２の筐体、又は第２本体２０２の筐体に内蔵された回路基板（実質的な導電体とみなせる）のいずれか又はこれらの組み合わせを第２エレメント＃２とすることができる。
また、第３エレメント＃３は、携帯電話通信用アンテナ２０３に対応している。
【００３８】
この携帯電話２００における地上波デジタル放送受信用のアンテナは、３つのエレメントのうちの２つのエレメントの組み合わせによる２つのダイポールアンテナを具備するように構成されている。
すなわち、第１エレメント＃１及び第２エレメント＃２の組み合わせは、第１ダイポールアンテナ２１１として機能し、第２エレメント＃２及び第３エレメントの組み合わせは、第２ダイポールアンテナ２１２として機能し得るように携帯電話２００は構成されている。
具体的には、図１８（ａ）に示すように第１エレメント＃と第２エレメント＃２との間に第１給電点２２１を設け、さらに、第２エレメント＃２と第３エレメントとの間に第２給電点２２２を設けて、２つのダイポールアンテナ２１１，２１２が構成されている。
【００３９】
さらに、各ダイポールアンテナ２１１，２１２を切替使用するため、各アンテナ２１１，２１２には切替スイッチ部ＳＷ１、ＳＷ２がそれぞれ設けられており、各スイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２は、切替制御部２３０によってＯＮ／ＯＦＦ制御される。
例えば、第１アンテナ２１１を使用する場合には、切替制御部２３０によって第１スイッチ部ＳＷ１がＯＮ、第２スイッチ部ＳＷ２がＯＦＦとされる。また、第２アンテナ２１２を使用する場合には、切替制御部２３０によって第２スイッチ部ＳＷ２がＯＦＦ、第２スイッチ部ＳＷ２がＯＮとされる。
これらのスイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２は、図１８（ｂ）に示すように、アンテナ２１１，２１２がＯＮとなっていないときに、アンテナが開放されるのではなく、リアクタンスが接続される形式のものであってもよい。図１８（ｂ）のスイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２を用いると、アンテナの放射指向性やインピーダンスを制御可能となる。
各アンテナ２１１，２１２によって受信された信号電力は、図示しない受信機（地上波デジタル放送用受信機）に導かれる。各アンテナからの受信信号は、ともに受信機に導いてもよいし、高周波スイッチを用いて、いずれか一方を選択してもよい。この選択のための制御信号は、切替制御部２３０から取り出される。
【００４０】
本第１例においては、各エレメント＃１，＃２，＃３は、図１７に記載の寸法に設定されており、第２給電点２２２に給電して第２アンテナ２１２を使用した場合には、４７０ＭＨｚ〜５６０ＭＨｚ（１３ｃｈ〜２７ｃｈ）をカバーでき、第１給電点２２１に給電して第１アンテナ２１１を使用した場合には、５６０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ（２７ｃｈ〜６２ｃｈ）をカバーできる。なお、アンテナ２１１，２１２の切替は、受信すべき電波の周波数情報に基づき、切替制御部２３０によって行われる。
したがって、周波数に応じて第１アンテナ２１１と第２アンテナ２１２を切替使用することで、地上波デジタル放送に用いられるＵＨＦ帯（４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）をカバーできる。また、ＵＨＦ帯（４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚ）のほとんどをＶＳＷＲ＜２でカバーできることも確認された。
このように、３以上のエレメント＃１，＃２，＃３を組み合わせて２以上のダイポールアンテナ２１１，２１２を構成して、これらのダイポールアンテナ２１１，２１２を周波数に応じて切り替えて使用することにより、幅広い周波数帯域に対応することが可能となる。
【００４１】
なお、第１例においては、第１本体２０１もアンテナ用のエレメント＃１として構成されており、第３エレメント＃３とは角度差があることを利用して、携帯電話通信（１．５ＭＨｚ）の際には、第１エレメント＃１と第３エレメント＃３をそれぞれ、ダイポールアンテナとして用い、両エレメント＃１，＃３をダイバーシチ方式で切替使用してもよい。
この場合も、切替制御部２３０を用いて、各エレメントを切り替えるように制御することが可能である。この切替制御の際には、周波数の情報を用いるだけではなく、受信電波の強度、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）などを用いて、複数のブランチのアンテナを切り替えて、より有効なアンテナを選択するアルゴリズムを用いることができる。このようなアルゴリズムとしては、スイッチイグザミンなどの様々なアルゴリズムを利用することができる。
また、無線通信方式において、時分割処理を行っている場合には、所望信号電波の受信に影響の少ないタイミングでアンテナ切り替えをおこなうのが有効である。さらに、受信機を複数用いる場合であれば、各ブランチの出力を各受信機に導いてもよい。ここでのポイントの一つは、無線機筐体と第三の素子から複数のアンテナブランチを構成するということである。
【００４２】
図１９は、携帯電話としての通話及び地上波デジタル放送の受信に適した携帯電話用アンテナの第２例を示している。図１９における第１エレメント＃１及び第２エレメント＃２は、図１７に示す第１エレメント＃１及び第２エレメント＃２と同様のものである。ここでは、第１エレメント＃１（第１本体２０１）の上部から両側方（水平方向）に延びる第３エレメント＃３及び第４エレメント＃４を備えている。
第２例では、最大４つのダイポールアンテナを構成できる。
すなわち、第１エレメント＃１と第２エレメント＃２との間に第１給電点２４１を有して、両エレメント＃１，＃２によって第１ダイポールアンテナ２５１が構成できる。
また、第１エレメント＃１と第３エレメント＃３との間に第２給電点２４２を有して、両エレメント＃１，＃３によって第２ダイポールアンテナ２５２が構成できる。
さらに、第１エレメント＃１と第４エレメント＃４との間に第３給電点２４３を有して、両エレメント＃１，＃４によって第３ダイポールアンテナ２５３が構成できる。
さらにまた、第３エレメント＃３と第４エレメント＃４との間に第４給電点（図示省略）を有して、両エレメント＃３，＃４によって第４ダイポールアンテナ２５４が構成できる。
【００４３】
第２例においても、各ダイポールアンテナ２５１，２５２，２５３，２５４の切替は、図１８と同様の回路によって行うことができる。
また、第３エレメント＃３及び第４エレメント＃４のように水平方向に延びるエレメントを持つアンテナは、比較的波長の長い地上波デジタル放送の受信に好適である。
なお、図１９においては、第２エレメント＃２を設けない（第２本体２０２をアンテナ用のエレメントとして使用しない）ことも可能であり、すべてのエレメントを使用する必要はない。
【００４４】
図２０は、携帯電話としての通話及び地上波デジタル放送の受信に適した携帯電話用アンテナの第３例を示している。この携帯電話は、第１例及び第２例のような折り畳み式の携帯電話ではなく非折り畳み式（ストレート式）の携帯電話であり、携帯電話全体が単一の第１エレメント＃１とされている。
第１エレメント＃１の上部両端からは、両側方（水平方向；第１エレメント＃１の長手方向と直交する方向）に延びる第２エレメント＃２及び第３エレメント＃３が設けられており、これら３つのエレメント＃１，＃２，＃３を用いて、第１例及び第２例と同様に、２つ又は３つのダイポールアンテナを構成して、各アンテナを切替使用することができる。ここでの第２エレメント＃２及び第３エレメント＃３のように水平方向に延びるエレメントを持つ場合、水平偏波用に好適である。
【００４５】
図２１〜図２３は、第３例のようにエレメント（アンテナ）を展開するための構造を示している。携帯電話本体２６０の上部の左右両側には、第３例の第２エレメント＃２となる第１アンテナ２６１と、第３例の第３エレメント＃２となる第２アンテナ２６２とが本体２６０の厚さ方向の軸２６３まわりに回動自在に連結され、各アンテナ２６１，２６２は、本体２６０の左右両側に折り畳まれた状態（図２１の状態）から、展開された状態（図２２の状態）にまで回動することができる。
【００４６】
図２３に示すように、両アンテナ２６１，２６２はバネ２６４によって連結されており、両アンテナ２６１，２６２が展開状態へ回動するように付勢されている。
また、両アンテナ２６１，２６２の回動自由端２６１ａ，２６２ａは、本体２６０に設けられた係合片２６６に係合するための係合部とされており、各係合部２６１ａ，２６２ａが係合片２６６に係合することにより、アンテナ２６１，２６２が本体２６０の左右両側に折り畳まれた状態を維持することができる。
係合片２６６は、本体２６０内で、本体２６０の長手方向にスライド自在に設けられており、さらに本体２６０との間に設けられたバネ２６７によって係合部２６１ａ，２６２ｂと係合する位置に付勢して位置決めされている。
本体２６０には、前記係合片２６６をバネ２６７の付勢力に抗して移動させて、係合部２６１ａ，２６２ａとの係合を解除するための操作部２６８が設けられており、この操作部２６８を図２３の矢印の方向に押すことで、係合片２６６と係合部２６１ａ，２６２ａの係合が解除され、アンテナ２６１，２６２がバネ２６４によって展開状態になるまで回動する。
なお、上記構造において、アンテナ２６１，２６３はいずれか一方だけ備わっていてもよい。
また、上記構造は、第１例、その他アンテナの展開が必要な機器の構造として採用可能である。
【００４７】
図２４は、携帯電話としての通話及び地上波デジタル放送の受信に適した携帯電話用アンテナの第４例を示している。この携帯電話も、非折り畳み式（ストレート式）の携帯電話であり、携帯電話全体が単一の第１エレメント＃１とされている。
第１エレメント＃１の上部両端からは、上方向（垂直方向；第１エレメント＃１の長手方向と平行な方向）に延びる第２エレメント＃２及び第３エレメント＃３が設けられている。これら３つのエレメント＃１，＃２，＃３を用いて、第１例及び第２例と同様に、２つ又は３つのダイポールアンテナを構成して、各アンテナを切替使用することができる。ここでの第２エレメント＃２及び第３エレメント＃３のように垂直方向に延びるエレメントを持つ場合、垂直偏波用に好適である。
【００４８】
図２５は、携帯電話のアンテナの第５例を示している。この第５例も、第１本体２０１と第２本体２０２とが可動的に連結されたものであるが、ここでは、携帯電話の第１本体２０１を、第２本体２０２に対して、ほぼ９０°側方に折り曲げることができるタイプを示している。ここでは、第１エレメント＃１及び第２エレメント＃２は、それぞれ第１本体２０１、第２本体２０２が対応する。第３エレメント＃３は、第１本体２０１の側部から第１本体２０１の側方に延びており、第１エレメント＃１をほぼ９０°側方に折り曲げることで、垂直方向に延びるエレメントとなり、垂直偏波用に好適となる。
なお、これらのエレメント＃１，＃２，＃３は、図１８に示す回路と同様の回路を用いて使用される。また、図２５の２２５，２２６が給電点となる。
【００４９】
図２６は、携帯電話のアンテナの第６例を示している。この第６例も、第５例と同様のタイプの携帯電話であるが、ここでは、第３エレメント＃３は、第１エレメント＃１（第１本体２０１）の長手方向と平行に延びており、第１エレメント＃１をほぼ９０°側方に折り曲げることで、水平方向に延びるエレメントとなり、水平偏波用に好適となる。
なお、これらのエレメント＃１，＃２，＃３も、図１８に示す回路と同様の回路を用いて使用される。また、図２６の２２５，２２６が給電点となる。
【００５０】
図２７は、携帯電話のアンテナの第７例を示している。この第７例は、図２及び図３に示すものと同様に、液晶ディスプレイの外枠にアンテナとしてスロットアンテナ＃１，＃２，＃３，＃４を形成したものである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】タブレットコンピュータの平面図である。
【図２】アンテナ付き液晶ディスプレイの斜視図である。
【図３】アンテナ付き液晶ディスプレイの平面図である。
【図４】アンテナ付き液晶ディスプレイの側面図である。
【図５】アンテナ付き液晶ディスプレイの外枠付近の断面図である。
【図６】アンテナ付き液晶ディスプレイの外枠付近の断面図であって、基板配置位置の変形例を示す。
【図７】複数のアンテナへの並列給電を示す回路図である。
【図８】外枠のコーナー部に配置されたアンテナを一群として給電する場合を示す模式図である。
【図９】外枠の左右２つのコーナー部にそれぞれ配置された２つのアンテナ群を示す模式図である。
【図１０】外枠に形成されたアンテナの第１の変形例を示す斜視図である。
【図１１】図１０の断面図である。
【図１２】外枠に形成されたアンテナの第２の変形例を示す斜視図である。
【図１３】複数のアンテナへの並列給電を示す回路図である。
【図１４】伝送線路の長さＬとインピーダンスの変化を示すスミスチャートである。
【図１５】複数のアンテナへの直列給電を示す回路図である。
【図１６】携帯電話の斜視図である。
【図１７】携帯電話のアンテナの第１例を示す模式図である。
【図１８】（ａ）はアンテナ切替のための回路図であり、（ｂ）はスイッチ部を示す回路図である。
【図１９】携帯電話のアンテナの第２例を示す模式図である。
【図２０】携帯電話のアンテナの第３例を示す模式図である。
【図２１】展開型アンテナを持つ携帯電話（アンテナ折り畳み状態）の斜視図である。
【図２２】展開型アンテナを持つ携帯電話（アンテナ展開状態）の斜視図である。
【図２３】展開型アンテナを持つ携帯電話の平面図である。
【図２４】携帯電話のアンテナの第４例を示す模式図である。
【図２５】携帯電話のアンテナの第５例を示す模式図である。
【図２６】携帯電話のアンテナの第６例を示す模式図である。
【図２７】携帯電話のアンテナの第７例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ タブレットコンピュータ
２ 筐体
３ 液晶ディスプレイ
６ 外枠
７ 保持部
８ 延長部
１０ スロットアンテナ
２１ 第１伝送線路
２２ 第２伝送線路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナシステムを持つ無線通信機器の有する導電体板をグランド板とし、グランド板である前記導電体板の一部を加工して所望のインピーダンスのアンテナを形成したことを特徴とする無線通信機器。
【請求項２】
前記導電板は、液晶ディスプレイであることを特徴とする請求項１記載の無線通信機器。
【請求項３】
前記液晶ディスプレイは、液晶パネルと、当該液晶パネルの外縁に装着された導電体製の外枠と、を含み、
前記アンテナは、前記外枠の一部を加工して形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信機器。
【請求項４】
前記外枠は、液晶パネルを保持するための枠状の保持部と、当該保持部から側方に延設された延長部と、を備え、
前記アンテナは、前記延長部の一部を加工して形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の無線通信機器。
【請求項５】
前記アンテナは、前記外枠に複数形成されていることを特徴とする請求項３又は４記載の無線通信機器。
【請求項６】
前記アンテナは、スロットアンテナであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の無線通信機器。
【請求項７】
前記アンテナシステムは、複数のアンテナに対して、各アンテナに接続された伝送線路を介して電力が分配されるように構成され、
人体の影響によって一部のアンテナのインピーダンス特性が変化した場合に、当該アンテナへ分配される電力が小さくなり、人体の影響を受けてない残りのアンテナへ分配される電力が大きくなるように前記伝送線路の電気長が設定されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の無線通信機器
【請求項８】
前記複数のアンテナは、並列給電されるように接続され、
前記アンテナとしては、人体の影響によってインピーダンス特性が増大するものが用いられ、
前記伝送線路の電気長Ｌは、｛（λ／２）×ｎ｝−（λ／８） ＜ Ｌ ＜ ｛（λ／２）×ｎ｝＋（λ／８） （λ：電波の波長 ｎ：１以上の整数）であることを特徴とする請求項７記載の無線通信機器。
【請求項９】
前記複数のアンテナは、並列給電するように接続され、
前記アンテナとしては、人体の影響によってインピーダンス特性が減少するものが用いられ、
前記伝送線路の電気長Ｌは、［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］−（λ／８） ＜ Ｌ ＜ ［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］＋（λ／８） （λ：電波の波長 ｎ：０以上の整数）であることを特徴とする請求項７記載の無線通信機器。
【請求項１０】
前記複数のアンテナは、直列給電されるように接続され、
前記アンテナとしては、人体の影響によってインピーダンス特性が減少するものが用いられ、
前記伝送線路の電気長Ｌは、｛（λ／２）×ｎ｝−（λ／８） ＜ Ｌ ＜ ｛（λ／２）×ｎ｝＋（λ／８）（λ：電波の波長 ｎ：０以上の整数）であることを特徴とする請求項７記載の無線通信機器。
【請求項１１】
前記複数のアンテナは、直列給電するように接続され、
前記アンテナとしては、人体の影響によってインピーダンス特性が増大するものが用いられ、
前記伝送線路の電気長Ｌは、［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］−（λ／８） ＜ Ｌ ＜ ［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］＋（λ／８） （λ：電波の波長 ｎ：１以上の整数）であることを特徴とする請求項７記載の無線通信機器。
【請求項１】
アンテナシステムを持つ無線通信機器の有する導電体板をグランド板とし、グランド板である前記導電体板の一部を加工して所望のインピーダンスのアンテナを形成したことを特徴とする無線通信機器。
【請求項２】
前記導電板は、液晶ディスプレイであることを特徴とする請求項１記載の無線通信機器。
【請求項３】
前記液晶ディスプレイは、液晶パネルと、当該液晶パネルの外縁に装着された導電体製の外枠と、を含み、
前記アンテナは、前記外枠の一部を加工して形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信機器。
【請求項４】
前記外枠は、液晶パネルを保持するための枠状の保持部と、当該保持部から側方に延設された延長部と、を備え、
前記アンテナは、前記延長部の一部を加工して形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の無線通信機器。
【請求項５】
前記アンテナは、前記外枠に複数形成されていることを特徴とする請求項３又は４記載の無線通信機器。
【請求項６】
前記アンテナは、スロットアンテナであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の無線通信機器。
【請求項７】
前記アンテナシステムは、複数のアンテナに対して、各アンテナに接続された伝送線路を介して電力が分配されるように構成され、
人体の影響によって一部のアンテナのインピーダンス特性が変化した場合に、当該アンテナへ分配される電力が小さくなり、人体の影響を受けてない残りのアンテナへ分配される電力が大きくなるように前記伝送線路の電気長が設定されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の無線通信機器
【請求項８】
前記複数のアンテナは、並列給電されるように接続され、
前記アンテナとしては、人体の影響によってインピーダンス特性が増大するものが用いられ、
前記伝送線路の電気長Ｌは、｛（λ／２）×ｎ｝−（λ／８） ＜ Ｌ ＜ ｛（λ／２）×ｎ｝＋（λ／８） （λ：電波の波長 ｎ：１以上の整数）であることを特徴とする請求項７記載の無線通信機器。
【請求項９】
前記複数のアンテナは、並列給電するように接続され、
前記アンテナとしては、人体の影響によってインピーダンス特性が減少するものが用いられ、
前記伝送線路の電気長Ｌは、［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］−（λ／８） ＜ Ｌ ＜ ［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］＋（λ／８） （λ：電波の波長 ｎ：０以上の整数）であることを特徴とする請求項７記載の無線通信機器。
【請求項１０】
前記複数のアンテナは、直列給電されるように接続され、
前記アンテナとしては、人体の影響によってインピーダンス特性が減少するものが用いられ、
前記伝送線路の電気長Ｌは、｛（λ／２）×ｎ｝−（λ／８） ＜ Ｌ ＜ ｛（λ／２）×ｎ｝＋（λ／８）（λ：電波の波長 ｎ：０以上の整数）であることを特徴とする請求項７記載の無線通信機器。
【請求項１１】
前記複数のアンテナは、直列給電するように接続され、
前記アンテナとしては、人体の影響によってインピーダンス特性が増大するものが用いられ、
前記伝送線路の電気長Ｌは、［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］−（λ／８） ＜ Ｌ ＜ ［｛（λ／２）×ｎ｝＋λ／４］＋（λ／８） （λ：電波の波長 ｎ：１以上の整数）であることを特徴とする請求項７記載の無線通信機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２００６−６７０６１（Ｐ２００６−６７０６１Ａ）
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２４４９００（Ｐ２００４−２４４９００）
【出願日】平成１６年８月２５日（２００４．８．２５）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り ２００４年２月２５日 社団法人電子情報通信学会発行の「電子情報通信学会技術研究報告 信学技報Ｖｏｌ．１０３ Ｎｏ．６７７」に発表
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り ２００４年５月１４日 社団法人電子情報通信学会発行の「電子情報通信学会技術研究報告 信学技報Ｖｏｌ．１０４ Ｎｏ．５７」に発表
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り ２００４年７月１４日 社団法人電子情報通信学会発行の「電子情報通信学会技術研究報告 信学技報Ｖｏｌ．１０４ Ｎｏ．２０１」に発表
【出願人】（５９３００６６３０）学校法人立命館 (359)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月２５日（２００４．８．２５）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り ２００４年２月２５日 社団法人電子情報通信学会発行の「電子情報通信学会技術研究報告 信学技報Ｖｏｌ．１０３ Ｎｏ．６７７」に発表
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り ２００４年５月１４日 社団法人電子情報通信学会発行の「電子情報通信学会技術研究報告 信学技報Ｖｏｌ．１０４ Ｎｏ．５７」に発表
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り ２００４年７月１４日 社団法人電子情報通信学会発行の「電子情報通信学会技術研究報告 信学技報Ｖｏｌ．１０４ Ｎｏ．２０１」に発表
【出願人】（５９３００６６３０）学校法人立命館 (359)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]