JP4447766B2

JP4447766B2 - 電磁放射抑圧体及び電磁放射抑圧体を設けたイヤホーン

Info

Publication number: JP4447766B2
Application number: JP2000351843A
Authority: JP
Inventors: 雅昭笹田
Original assignee: 株式会社イー・エム・テクノ
Priority date: 2000-11-17
Filing date: 2000-11-17
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2020-11-17
Also published as: JP2002159084A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機等の携帯型通信機器に用いるイヤホーンのコードに設けることにより当該コードから放射される電磁波を抑圧するための電磁放射抑圧体及び電磁放射抑圧体を設けたイヤホーンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯型通信機器の１つである携帯電話機は老若男女を問わず生活の必需品となっており、情報化社会の進展に伴って今後さらに重要なものとなる。一方、携帯電話機が普及するにつれて、携帯電話機から放射される電磁波が人体に悪影響を与えるのではないかという懸念が表面化してきている。
【０００３】
すなわち、携帯電話機は、例えば８００ＭＨz〜２ＧＨz超という高い周波数帯域で使用され、その出力も６００〜８００ｍＷという高い値を有している。また、その筐体に配設されている受話口を耳介に宛がい通話者の頭部に近接させた状態で使用するため、その受話口の近傍に配設されているアンテナから放射される電磁波が通話者の頭部に直接照射されることになり、脳腫瘍の発生率が高くなる虞のあることが指摘されている。このため、マイクとイヤホーンを接続することで携帯電話機を通話者の頭部に近接した状態で使用しないようにすることが推奨されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、携帯電話機のアンテナの動作はアンテナ部分のみならず筐体もその一部を受け持っており、図７に示すように、携帯電話機１０１にイヤホーン１０２を取り付けた場合、そのイヤホーン本体１０３に取り付けられているコード（ケーブル）１０４からも電磁波が照射される虞がある。すなわち、有限長のコード１０４では、その電気的な長さ（電気長）が電磁波の１／４波長の奇数倍の場合には共振が生じて定在波ＳＷが発生し、これにより電磁波がコード１０４から放射されて頭部に照射されることになる。
【０００５】
ここでいう電気長とは、コード１０４の物理的な長さではなく、携帯電話機１０１の筐体、それを保持する手、コード１０４の形状や被覆材の種類、コード１０４の引き回し状態等の種々の要素が関与して定まるものである。このため、どのようなときに定在波が発生して電磁波が放射されるのかは一概に定めがたく、定在波の発生を抑圧して電磁波の放射を効果的に阻止するには困難を伴うという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、イヤホーンのコードから放射される電磁波を効果的に抑圧することができる電磁放射抑圧体及び電磁放射抑圧体を設けたイヤホ−ンを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、携帯型通信機器に用いるイヤホーンのコードに設けることにより当該コードから放射される電磁波を抑圧するための電磁放射抑圧体であって、前記コードの一部を覆う磁性体と、この磁性体を覆うように配設された損失誘電体とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
この構成によれば、磁性体と損失誘電体との作用が相俟って電磁波が効果的に吸収され、定在波が生じたとしてもイヤホーンのコードから放射される電磁波を効果的に抑圧することができる。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１に係るものにおいて、前記損失誘電体が前記コードの磁性体に隣接する領域を覆うように延設されてなるものであることを特徴としている。
【００１０】
この構成によれば、コードの磁性体の存在しない箇所でも損失誘電体により電磁波が吸収されることになり、イヤホーンのコードから放射される電磁波をより効果的に抑圧することができるようになる。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項２に係るものにおいて、前記損失誘電体が可撓性を有する材料で構成されてなることを特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、イヤホーンのコードから放射される電磁波を効果的に抑圧することができる一方、コードの磁性体に対する端縁部を補強することができ、コードが磁性体の端縁部で切断され易くなるのが効果的に防止される。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに係るものにおいて、前記磁性体と損失誘電体とを合成してなる等価電気長が定在波の抑圧対象となる最低搬送周波数の少なくとも１/４波長の長さを有することを特徴としている。
【００１４】
この構成によれば、最低搬送周波数以上の周波数領域で用いるすべての携帯電話機等の携帯型通信機器に適用可能となり、汎用性に優れたものとすることができる。
【００１５】
また、請求項５の発明は、携帯型通信機器に用いるイヤホーンのコードの一部に請求項１乃至４のいずれかに記載の電磁放射抑圧体が設けられてなることを特徴としている。
【００１６】
この構成によれば、磁性体と損失誘電体との作用が相俟って電磁波が効果的に吸収され、定在波が生じたとしてもコードから放射される電磁波を効果的に抑圧することができるイヤホーンが実現できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１実施形態に係る電磁放射抑圧体を取り付けたイヤホーンを示す図である。この図において、イヤホーン１０は、携帯型通信機器の１つである携帯電話機に取り付けて用いられるもので、コード（ケーブル）１２と、コード１２の一端に接続されているイヤホーン本体１４と、コード１２の他端に接続されているコネクタ１６と、コード１２におけるイヤホーン本体１４近傍位置でコード１２を覆うように配設された損失（ヒステリシス損失及び誘電体損失）を伴う磁性体１８と、磁性体１８を覆うように配設された損失誘電体２０とを備えている。
【００１８】
なお、イヤホーン１０は、イヤホーン本体１４にコンデンサマイク等からなる骨耳マイクが内蔵されたものである。また、コード１２は、内部に配設されている信号線を絶縁外皮１２１で覆ってなるものである。また、磁性体１８と損失誘電体２０とで電磁放射抑圧体２２が構成される。
【００１９】
磁性体１８は、中心に貫通孔１８１を有する筒状の軟磁性体であるフェライトコア（例えば、外径８．５ｍｍ、長さ１６ｍｍ）から構成されたものであり、貫通孔１８１をコード１２に密接した状態で挿通させることによりコード１２を覆うように配設されてなるものである。この磁性体１８は、コード１２の端部にイヤホーン本体１４やコネクタ１６を取り付ける前にコード１２を貫通孔１８１に挿通してコード１２に設けるようにしてもよいし、軸心方向に沿って２つ割にする等の分割構造にしておき、各分割片（分割部）をコード１２の外周から突き合わせて接着したりテープを巻き付けたりして固定することで一体化するようにしてもよい。
【００２０】
損失誘電体２０は、可撓性を有し、炭化された繊維等を含ませることで約４０Ω／□の面抵抗を有するように構成された不織布シート（例えば、長さ５０ｍｍ）からなるもので、磁性体１８を覆うと共に、コード１２の磁性体１８で覆われた領域に隣接する領域であって、イヤホーン本体１４の反対側のコード１２を覆うように配設されたものである。
【００２１】
図２は、上記のように構成されたイヤホーン１０に設けられた電磁放射抑圧体２０の電磁波放射の抑圧特性を８００〜２３００ＭＨｚの周波数範囲において他の比較例と共に示すものである。この図において、符号Ａは磁性体１８及び損失誘電体２０を設けた本発明のもの、符号Ｂは損失誘電体２０のみを設けた第１比較例のもの、符号Ｃは磁性体１８も損失誘電体２０も設けていないコード１２のみの第２比較例のものをそれぞれ示している。なお、図２の横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸は最大共振点（最大輻射点）からの減衰量を示すものである。
【００２２】
この図２に示す電磁波放射の抑圧特性は、次のようにして求めたものである。すなわち、図３（ａ），（ｂ）に示すように、発泡スチロール製の頭部ＨＤの耳介ＥＲにイヤホーン本体１４を取り付け、コード１２が移動しないように所定位置に固定された状態とする。一方、頭部ＨＤ内の略中心位置Ｐ（耳介ＥＲから寸法ｄだけ離間した位置）に金属ワイヤからなる３ｍｍ角の微小ループアンテナＬＡを配置する。そして、ケーブル１２から８００〜２３００ＭＨｚの周波数範囲で所定レベルの電磁波が所定のステップで放射されるようにし、このときの微小ループアンテナＬＡに誘起される高周波電圧をＲＦレベルメータＬＭで測定した後、最大共振点（最大輻射点）からの減衰量を求めたものである。
【００２３】
この図２から明らかなように、本発明に係る符号Ａで示すものは、符号Ｂ，Ｃで示す第１，第２比較例のものに比べて全測定周波数範囲において優れた抑圧特性を示している。このため、使用周波数（搬送周波数）が８４０〜９７０ＭＨｚの第１世代の携帯電話機、使用周波数が例えば１５００〜１９００ＭＨｚの第２世代の携帯電話機及び使用周波数が１８００〜２２００ＭＨｚの第３世代の携帯電話機のいずれの携帯電話機にも適用が可能になる。
【００２４】
例えば、共振点である９００ＭＨｚでは、本発明の符号Ａのものは第２比較例の符号Ｃのものよりも１２ｄＢも改善されており、十分な抑圧特性を有している。これに対し、第１比較例の符号Ｂのものは第２比較例の符号Ｃのものよりも８ｄＢしか改善されておらず、抑圧特性は十分とはいえない。また、別の共振点である１３６０ＭＨｚでは、符号Ａのものは符号Ｃのものよりも１６ｄＢも改善されており、十分な抑圧特性を有している。これに対し、符号Ｂのものは符号Ｃのものよりも１０ｄＢしか改善されておらず、必ずしも十分とはいえない。また、別の共振点である１８００ＭＨｚでは、符号Ａのものは符号Ｃのものよりも１３ｄＢも改善されており、十分な抑圧特性を有している。これに対し、符号Ｂのものは符号Ｃのものよりも６ｄＢしか改善されておらず、抑圧特性は不十分である。
【００２５】
このように、磁性体１８を覆うように損失誘電体２０を設けたものが抑圧特性に優れているのは次のような理由による。すなわち、定在波は電界最大点（磁界最小点）と電界最小点（磁界最大点）とが波長方向に周期的に発生することになり、ケーブル１２を磁性体１８で覆った場合は磁界最大点では磁界が有効に吸収されるが、電界最大点（磁界最小点）では機能しない。ところが、本発明では、磁性体１８が損失誘電体２０で覆われているため、磁性体１８は電界最大点では誘電体として機能し、損失誘電体２０と共に電磁波を吸収することになる結果、電磁波の抑圧特性に優れたものとなる。なお、損失誘電体２０は磁界への作用がないため、損失誘電体２０で覆うだけのものでは十分な抑圧特性が得られない。
【００２６】
また、ケーブル１２の絶縁外皮１２１と磁性体１８及び損失誘電体２０との間の特性インピーダンスと、磁性体１８及び損失誘電体２０の厚み方向（径方向）における等価抵抗との関係について所定の計算式等に基づいて理論的に解析した結果、絶縁外皮１２１と磁性体１８及び損失誘電体２０との間の特性インピーダンスに対する磁性体１８及び損失誘電体２０の厚み方向における等価抵抗の割合が１００±６０％（好ましくは、１００±５０％）となるようにした場合に優れた抑圧特性を呈することが明らかとなった。
【００２７】
また、磁性体１８と損失誘電体２０とを合成してなる等価電気長と定在波の抑圧対象となる搬送周波数（使用周波数）との関係について所定の計算式等に基づいて解析した結果、磁性体１８と損失誘電体２０とを合成してなる等価電気長が定在波の抑圧対象となる搬送周波数の１/４波長以上の長さを有するときに優れた抑圧特性を呈することが明らかとなった。
【００２８】
従って、本発明に係る電磁放射抑圧体２０が適用されるイヤホーンや電磁放射抑圧体２０を設けたイヤホーンが搬送周波数の異なる複数の携帯電話機に適用可能にするには、磁性体１８と損失誘電体２０とを合成してなる等価電気長が定在波の抑圧対象となる最低搬送周波数の少なくとも１/４波長の長さを有するように設定されておればよい。例えば、抑圧対象となる最低搬送周波数が第１世代の携帯電話機の８４０ＭＨｚであるとすると、上記の等価電気長が少なくともこの周波数の１/４波長の長さを有するように設定されている場合、第１世代、第２世代及び第３世代の各周波数のものに適用可能となる。勿論、第２世代の周波数や第３世代の周波数のものにのみ適用可能にする場合には、磁性体１８及び損失誘電体２０の長さを実施形態のものよりも短くすることができる。
【００２９】
なお、等価電気長とは、磁性体１８の複素透磁率μをμ＝μ′−ｊμ″で表わし、損失誘電体２０の複素誘電率εをε＝ε′−ｊε″で表わすと、物理長×Ｒｅ√（μｒ×εｒ）で表わされるものである。ここで、Ｒｅは複素透磁率及び複素誘電率の実数分を表わし、μｒは等価複素透磁率、εｒは等価複素誘電率をそれぞれ表わすものである。
【００３０】
図４は、本発明の第２実施形態に係るイヤホーン１０′を示す図である。このイヤホーン１０′は、第１実施形態のイヤホーン１０とは磁性体１８及び損失誘電体２０からなる電磁放射抑圧体２２をコード１２のコネクタ１６近傍位置に取り付けた点で相違するのみで他の構成は同一であるため、その詳細な説明は省略する。
【００３１】
図５は、上記のように構成されたイヤホーン１０′の電磁波放射の抑圧特性を８００〜２３００ＭＨｚの周波数範囲において電磁放射抑圧体２２を設けないものと比較して示すものである。この図において、符号Ｄは磁性体１８及び損失誘電体２０を設けた本発明のもの、符号Ｅは電磁放射抑圧体２２を設けていないコード１２のみのものをそれぞれ示している。この図５から明らかなように、符号Ｄで示す本発明に係るものは、符号Ｅで示す電磁放射抑圧体２２を設けていないものに比べて全周波数範囲において優れた抑圧特性を有している。なお、図５に示す電磁波放射の抑圧特性は、第１実施形態の場合と同様の方法により求めたもので、図２の場合と同様に、横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸は最大共振点（最大輻射点）からの減衰量を示すものである。
【００３２】
なお、頭部ＨＤ内における電磁波の周波数と減衰度との関係は、図６に示すように、携帯電話機の周波数割当範囲内で近似的に計算すると、鎖線で示す電界は大きく減衰するのに対し、実線で示す磁界はあまり減衰しない。このため、頭部に対する電磁波の影響は電界よりも磁界の方が大きいということがいえる。この図６に示す頭部ＨＤにおける減衰特性は、頭部ＨＤから５ｍｍ離間した位置に携帯電話機を配置し、頭部ＨＤ内の５ｍｍの位置における減衰度を脳内の固有抵抗ρをρ＝２００Ω・ｃｍ、その誘電率εをε＝５０、εｒ＝５０−ｊ（１／ωερ）とおいて算出したものを示すものである。
【００３３】
本発明に係る電磁放射抑圧体２２、及び電磁放射抑圧体２２を設けたイヤホーン１０，１０′は、上記実施形態のように、イヤホーンのコード１２の一部を覆う磁性体１８と、この磁性体１８を覆うように配設された損失誘電体２０とを備えているので、磁性体１８と損失誘電体２０との作用が相俟ってコード１２から放射される電磁波を効果的に抑圧することができる。
【００３４】
なお、本発明に係る電磁放射抑圧体及び電磁放射抑圧体を設けたイヤホーンは、上記実施形態のものに限定されるものではなく、以下に述べるような種々の変形態様を採用することができる。
【００３５】
（１）上記実施形態では、磁性体１８としてフェライトを用いるようにしているが、他の磁性材料からなるものであってもよい。また、磁性体１８は、実施形態のようにコード１２に密接した状態で配設されていることが電磁波放射の抑圧特性を向上させる点で好ましいが、若干の隙間が生じるように構成されていてもよい。
【００３６】
（２）上記実施形態では、損失誘電体２０は、不織布からなるものを用いているが、これに限るものではない。例えば、フェライトゴム（フェライト粉末が混在されたゴム）、カーボンゴム（カーボン粉末が混在されたゴム）等の種々の材料を用いることが可能である。なお、不織布やゴム等の可撓性（柔軟性）を有する材料を用いた場合は、コード１２における磁性体１８の端縁部を補強することができ、コード１２が磁性体１８の端縁部で切断され易くなるのを効果的に防止することができる。勿論、可撓性を有するものに限定されるものではなく、可撓性を有しないものであっても使用可能であることはいうまでもない。
【００３７】
また、損失誘電体２０は、軸心方向に沿って２つ割にする等の分割構造にしておき、各分割片（分割部）を磁性体１８の外周から突き合わせて一体化するようにしてもよい。この場合、磁性体１８も同様の分割構造にしておき、磁性体１８と損失誘電体２０とを損失誘電体２０の外周に被せた絶縁ケースにより一体化するようにすることも可能である。
【００３８】
（３）上記実施形態では、イヤホーン１０，１０′は、携帯型通信機器の１つである携帯電話機に用いるものとして説明しているが、自動車電話機等の他の通信機器にも用いることが可能である。また、利用する通信システムも特定のものに限定されるものではない。
【００３９】
（４）上記実施形態では、イヤホーン１０，１０′は、イヤホーン本体１４に骨耳マイクを内蔵した、いわゆるイヤホーンマイクとして説明しているが、これに限るものではない。例えば、コード１２の途中（イヤホーン本体１４を耳介に装着したときに口の位置に対応する箇所）にコンデンサマイク等の適宜のマイクを取り付けるようにしたイヤホーンマイクであってもよい。また、イヤホーンとマイクとを互いに独立したものとすることも可能である。このため、本発明では、イヤホーン本体１４にマイクを内蔵したもの、コード１２の途中にマイクを取り付けたもの、イヤホーン単体のもの等を含めてイヤホーンと総称する。
【００４０】
（５）上記実施形態では、損失誘電体２０は、磁性体１８を覆うと共に、コード１２の磁性体１８で覆われた領域に隣接する領域であってイヤホーン本体１４の反対側のコード１２を覆うように延設されたものであるが、これに限るものではない。例えば、損失誘電体２０は、コード１２の磁性体１８で覆われた領域に隣接する両側の領域のコード１２を覆うように延設されていてもよい。また、損失誘電体２０は、実質的に磁性体１８のみを覆うように配設されていてもよい。要は、コード１２の絶縁外皮１２１と磁性体１８及び損失誘電体２０との間の特性インピーダンスに対する磁性体１８及び損失誘電体２０の厚み方向における等価抵抗の割合が１００±６０％の範囲内となるように設定されておればよい。
【００４１】
（６）上記実施形態では、電磁放射抑圧体２２は、コード１２のイヤホーン本体１４側に設けたもの、及び、コード１２のコネクタ１６側に設けたものについて説明しているが、コード１２の中間部に設けたものであっても同様に抑圧特性の優れたものとなる。要は、コード１２の少なくとも一部に設けられておればよい。なお、特性的な面では、電磁放射抑圧体２２をコード１２のイヤホーン本体１４側に設けるようにすることが好ましいが、この場合には僅かであってもイヤホーン本体１４側の重量が増えることになる。このため、使い勝手の面では、電磁放射抑圧体２２をコード１２のコネクタ１６側に設けるようにすることが好ましい。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の電磁放射抑圧体によれば、コードの一部を覆う磁性体と、この磁性体を覆うように配設された損失誘電体とを備えているので、磁性体と損失誘電体との作用が相俟って電磁波が効果的に吸収され、定在波が生じたとしてもイヤホーンのコードから放射される電磁波を効果的に抑圧することができる。
【００４３】
また、請求項２の電磁放射抑圧体によれば、損失誘電体がコードの磁性体に隣接する領域を覆うように延設されているので、磁性体の存在しない箇所においても損失誘電体により電磁波が吸収されることになり、イヤホーンのコードから放射される電磁波をより効果的に抑圧することができる。
【００４４】
また、請求項３の電磁放射抑圧体によれば、損失誘電体が可撓性を有する材料で構成されているので、コードの磁性体に対する端縁部を補強することができ、コードが磁性体の端縁部で切断され易くなるのを効果的に防止することができる。
【００４５】
また、請求項４の電磁放射抑圧体によれば、磁性体と損失誘電体とを合成してなる等価電気長が定在波の抑圧対象となる最低搬送周波数の少なくとも１/４波長の長さを有しているので、最低搬送周波数以上の周波数で用いるすべての携帯型通信機器に適用可能となり汎用性に優れたものとすることができる。
【００４６】
また、請求項５のイヤホーンによれば、コードの一部に請求項１乃至４のいずれかに記載の電磁放射抑圧体が設けられているので、磁性体と損失誘電体との作用が相俟って電磁波が効果的に吸収され、コードから放射される電磁波を効果的に抑圧することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電磁放射抑圧体を設けたイヤホーンを示す図である。
【図２】図１に示すイヤホーンに設けられている電磁放射抑圧体の抑圧特性を説明するための特性図である。
【図３】図１に示すイヤホーンに設けられている電磁放射抑圧体の抑圧特性の測定方法を説明するための図で、（ａ）はイヤホーンを取り付けた頭部の外観図、（ｂ）は微小ループアンテナの配置を説明するための図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る電磁放射抑圧体を設けたイヤホーンを示す図である。
【図５】図４に示すイヤホーンに設けられている電磁放射抑圧体の抑圧特性を説明するための特性図である。
【図６】頭部における電磁波の減衰特性を示す図である。
【図７】携帯電話機に取り付けられているイヤホーンのコードと定在波との関係を説明するための図である。
【符号の説明】
１０，１０′ イヤホーン
１２コード
１４イヤホーン本体
１６コネクタ
１８磁性体
２０損失誘電体
１２１絶縁外皮

Claims

携帯型通信機器に用いるイヤホーンのコードに設けることにより当該コードから放射される電磁波を抑圧するための電磁放射抑圧体であって、前記コードの一部を覆う磁性体と、この磁性体を覆うように配設された損失誘電体とを備えたことを特徴とする電磁放射抑圧体。
前記損失誘電体は、前記コードの磁性体に隣接する領域を覆うように延設されてなるものであることを特徴とする請求項１記載の電磁放射抑圧体。
前記損失誘電体は、可撓性を有する材料で構成されてなることを特徴とする請求項２記載の電磁放射抑圧体。
前記磁性体と損失誘電体とを合成してなる等価電気長が定在波の抑圧対象となる最低搬送周波数の少なくとも１/４波長の長さを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電磁放射抑圧体。
携帯型通信機器に用いるイヤホーンのコードの一部に請求項１乃至４のいずれかに記載の電磁放射抑圧体が設けられてなることを特徴とするイヤホーン。