JP2001159672A - 携帯端末のgpsアンテナ装置 - Google Patents

携帯端末のgpsアンテナ装置

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JP2001159672A
JP2001159672A JP34468799A JP34468799A JP2001159672A JP 2001159672 A JP2001159672 A JP 2001159672A JP 34468799 A JP34468799 A JP 34468799A JP 34468799 A JP34468799 A JP 34468799A JP 2001159672 A JP2001159672 A JP 2001159672A
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林  昭彦
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 GPSアンテナ装置の性能の安定性向上を低
コストで実現することができ、しかも、携帯端末を片手
で持って使用するときに高性能化を図ることができる。 【解決手段】 受信用回路基板15にGPSアンテナ1
4をその受信用回路基板に対して傾斜角を有するように
取付けてGPSアンテナ装置13を構成し、このアンテ
ナ装置13を、受信用回路基板15がメイン回路基板1
2と平行になるようにして端末本体2内の上部に配設す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はGPS衛星からの情
報を受信する携帯端末のGPSアンテナ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、携帯端末としては、GPS波
を受信するGPSアンテナ装置を備えて、登山やハイキ
ング或いは街歩きなどでも使用できる携帯地図表示端末
が提供されており、また、最近では、地図表示に必要な
地図データを携帯電話機を通じて外部のデータベースか
らダウンロードして表示するようにした小形の携帯情報
端末が考えられている。この外部から地図データを得る
携帯情報端末は公知ではない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】公知のものを含め、上
記の携帯端末におけるGPSアンテナ装置としては、G
PSアンテナを筐体内に配設し、この筐体を端末本体に
取付角が自在となるように取付けるようにした構成のも
のが提供されている。ところが、この種のGPSアンテ
ナは、その共振周波数の数波長以下の長さを有する金属
体が近傍あると、金属体との相互結合を加味して特性を
考慮しなければならないが、上述したような取付角が自
在となるGPSアンテナ装置では、近傍の金属体(回路
基板、電子部品など)との相互結合が変化し、安定した
特性を実現できない。しかも、GPSアンテナ装置の取
付角を自在とするには複雑な機構を設ける必要があり、
コスト高になる不具合がある。
【0004】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、性能の安定性向上を低コストで実現す
ることができ、しかも、携帯端末を片手で持って使用す
るときに高性能化を図ることができる携帯端末のGPS
アンテナ装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の携帯端末のGP
Sアンテナ装置によれば、携帯端末に内蔵されるので、
GPSアンテナとしては近傍の金属体(回路基板、電子
部品など)との相互結合を含めて受信性能を決定するこ
とができ、性能の安定化向上を図ることができ、しか
も、従来のような取付角を自在にするための複雑な機構
は不要であるので、低コストで実現することができる。
【0006】更に、本発明の携帯端末のGPSアンテナ
装置によれば、GPSアンテナは回路基板に対して傾斜
角を有するので、携帯端末を片手で持って使用するとき
にSPSアンテナの指向性が人体方向に向かわずに天頂
方向に向くようになり、使用時の高性能化を図ることが
できる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明を携帯端末たる携帯
情報端末に適用した一実施例につき、図面を参照しなが
ら説明する。全体の外観を示す図4において、携帯情報
端末1の端末本体2は、プラスチック製の矩形状をなす
前部ケース3と後部ケース4とから構成され、片手で持
つことが可能な大きさに形成されている。そして、端末
本体2の正面(前面)には、表示器に相当するLCDパ
ネル5が設けられている。LCDパネル5の表面の全域
には、マトリックス形のパネル状タッチスイッチ(図示
せず)が形成されており、特に、図中下縁部には、スイ
ッチ機能を表した複数個のアイコン5aないし5gが印
刷よって形成されている。
【0008】上記アイコン5aないし5gのうち、左端
のアイコン5aはメニュースイッチとして機能し、この
アイコン5aをタッチペン6によって押圧操作すると、
LCDパネル5に各種のメニューがリストアップされ
る。そして、LCDパネル5に表示されたメニューから
所望のメニューをタッチペン6によって押圧操作する
と、そのメニューが選択される。なお、以下の説明で、
押圧操作は特に断らない限りタッチペン6で行うものと
する。
【0009】左端のアイコン5aの右隣に位置するアイ
コン5bは地図メニュー選択スイッチとして機能し、左
端から3番目に位置するアイコン5cは電子メールメニ
ュー選択スイッチとして機能し、4番目に位置するアイ
コン5dは「mopera」と称されるモバイル情報サ
ービスとの接続を指示するメニュー選択スイッチとして
機能し、5番目および6番目のアイコン5eおよび5f
はそれぞれインターネットおよびスケジュールの各メニ
ューの選択スイッチとして機能する。地図、電子メー
ル、モバイル情報サービス、インターネット、スケジュ
ールの各メニューはメニューリストから選択できること
は勿論であるが、それらは特に使用頻度が高いので、メ
ニュー選択スイッチを特別に設けることによって、LC
Dパネル5にメニューリストを表示してそこから選択す
るという面倒な操作を行わずとも、直接的に選択するこ
とができるようにしているのである。また、右端のアイ
コン5gは、後述する内蔵マイコンシステムをシャット
ダウンした後に電源を遮断するための「切」スイッチと
して機能する。
【0010】端末本体2の左側面部における中央部より
やや上方に位置する部位には、LCDパネル5の画面の
操作を行なう操作キーとしてのスクロールキー7が設け
られている。このスクロールキー7は、上移動キー7
a、下移動キー7bおよび決定キー7cからなり、これ
らのキー7aないし7cは、端末本体2内に配置される
例えばメンブレムスイッチ(図示せず)と対にして上下
に並べて配設されている。すなわち、スクロールキー7
は、図5に示すように、端末本体2を持った手(例えば
左手)の指(例えば親指)で操作できるように、端末本
体2の左側面部の中央部よりやや上方に位置する部位に
設けられたもので、各キー7aないし7cは、端末本体
2の左側面より突出されて操作し易くなされている。な
お、端末本体2の上綿部には、操作ノブ8aを有してハ
ード的に電源を入り切りするための電源スイッチ8が配
設されている。
【0011】また、端末本体2の下面部の右側部位に
は、携帯電話機(図6に符号9を付して示す)に接続さ
れる通信ケーブル(図6に符号9aを付して示す)用の
ターミナルボックス10が設けられ、更に、端末本体2
の上面部の左側部位には、図示しないパソコンに接続さ
れる通信ケーブル用のターミナルボックス11が設けら
れている。
【0012】さて、図1に示すように、端末本体2内に
は、その背面(後面)と平行となるようにしてメイン回
路基板12が配設されており、このメイン回路基板12
の前面側の上部に位置してGPSアンテナ装置13が配
設されている。以下、このGPSアンテナ装置13につ
いて、図1ないし図3を参照して説明する。
【0013】GPSアンテナ14は、セラミックなどの
誘電体からなる矩形状のブロック14aの表面に薄導体
のアンテナ素子14bを形成してなるもので、GPS波
受信用回路基板15に、上端部がL字形のブラケット1
6により保持され、下端部裏面もブラケット16の支持
部により支持されて、その受信用回路基板15に対して
下端部が受信用回路基板15から離間するような傾斜角
θを存するように取付けられている。この場合、受信用
回路基板15は、メイン回路基板12と平行になるよう
に配設されている。なお、アンテナ素子14bには給電
ピン18により給電されるようになっている。また、受
信用回路基板15には、トランジスタ、抵抗、コンデン
サなどの電子部品が搭載されてされてプリアンプ(低雑
音アンプ)19(図6参照)が形成されている。
【0014】図6には、携帯情報端末1の概略的な内部
構成とこれに関連した周辺構成が機能ブロックの組み合
わせにより示されており、これらはメイン基板12に構
成されるものである。この図6において、携帯情報端末
1は、制御手段としてのCPU20を中心に構成されて
おり、CPU20と接続された内部バス21には、制御
プログラムなどを格納したROM22、ワーキング用記
憶エリアとなる記憶手段としてのRAM23、各種のデ
ータを格納するための記憶手段としてのフラッシュメモ
リ24、前記LCDパネル5が接続されているととも
に、前記図示しないタッチスイッチを含む入力装置25
が接続されている。
【0015】また、内部バス21には、携帯電話用およ
びパソコン用のデータ通信装置26および27が接続さ
れている。そして、ターミナルボックス10に通信ケー
ブル9aを介して携帯電話機9を接続することにより、
その携帯電話機9を介してインターネット28にダイヤ
ルアップ接続できるように構成されており、そのインタ
ーネット28を介して各種のサーバに接続して種々の情
報を取得したり、他の携帯電話機やパソコンなどに電子
メールを送信することができるように構成されている。
【0016】更に、内部バス21には、位置情報取得手
段としてのGPS受信ユニット29が接続されている。
このGPS受信ユニット29は、GPSアンテナ装置1
3のプリアンプ19に接続されている。そして、CPU
20は、地図メニューが選択された時、地図サーバ30
にダイヤルアップ接続し、GPS受信ユニット29がG
PSアンテナ14を介して受信したGPS用の人工衛星
からの位置情報を携帯電話機9を介して地図サーバ30
に送信する構成となっている。
【0017】なお、携帯電話機9はメインスイッチがオ
ンされている限り絶えず基地局31と通信しており、制
御局32は携帯電話機9が現在どの基地局の通信エリア
にいるのかを把握している。そこで、地図サーバ30は
制御局32からの情報に基づいて携帯電話機9の現在地
を大まかに把握し、その現在地で最も効率良く位置情報
を解析できるGPS用の人工衛星を判別して携帯電話機
9に送信する。そして、GPS受信ユニット29は地図
サーバ30により指示された人工衛星から位置情報を受
信するようになっている。
【0018】上記地図サーバ30は、携帯情報端末1側
から送信されたGPS用の人工衛星からの位置データを
解析して携帯情報端末1の現在地を取得する。この時に
得られた現在地は、GPS用の人工衛星からの電波を受
信して電波測位を行う単独測位であるから、数百メート
ルの誤差が含まれている。そこで、地図サーバ30は、
人工衛星からの位置情報をインターネット28を介して
ディファレンシャルサーバに送信してD−GPS用の差
分情報を取得し、この差分情報により数メートル程度に
精度を高めた位置情報を取得する。そして、地図サーバ
30は、D−GPSにより取得した位置情報に基づい
て、携帯情報端末1の現在地を中心とした所定範囲の地
図データを携帯電話機9に送信する。
【0019】携帯情報端末1のCPU20は、携帯電話
機9が受信した地図データをRAM23に一時的に記憶
させると共に、その地図データのうちから自己の現在地
を中心とする周辺の地図をLCDパネル5に表示する。
このLCDパネル5に表示される地図の態様は、例えば
地図の上縁部に表示されるアイコン部分を押圧操作する
ことによって変えることができるように構成されてい
る。なお、以下では、自己の現在地を中心とする周辺の
地図を初期地図と称する。
【0020】地図の態様を変えるためのアイコンとして
は、上下左右へのスクロールアイコン(スクロール操作
部)、縮小拡大アイコン(拡大縮小操作部)、初期地図
戻しアイコン(戻し操作部)などがある。上、下、左、
右の各スクロールアイコンを押圧操作すると、LCDパ
ネル5に表示される地図が上(北)、下(南)、左
(西)、右(東)に移動(スクロール)する。縮小、拡
大の各アイコンを押圧操作すると、LCDパネル5に表
示されている地図のサイズが小さく、或いは大きくな
る。また、初期地図戻しアイコンを押圧操作すると、L
CDパネル5に表示される地図が、初期地図に戻るよう
になっている。
【0021】地図の上方および下方へのスクロールは、
アイコンをタッチペン6によって押圧操作する他に、端
末本体2に設けられたスクロールキー7(図4および図
5参照)を指で押圧操作することによっても行なうこと
ができる。すなわち、上記3個のキー7aないし7cの
うち、上側の上移動キー7aは表示地図を上方にスクロ
ールさせる機能を有し、真ん中の下移動キー7bは表示
地図を下方にスクロールさせる機能を有し、下側の決定
キー7cは表示地図を決定する機能を有する。そして、
キー7aないし7cが押圧されると、メンブレムスイッ
チがオンされ、CPU20はオンしたメンブレムスイッ
チに応じて地図の態様を変化させるようになっている。
なお、これらのメンブレムスイッチは図6の入力装置2
5に含まれるものである。
【0022】次に、以上のように構成した本実施例の作
用を、地図メニューを選択する場合を例にして説明す
る。使用者が自己の現在位置の情報を得るために、図5
に示すように端末本体2を左手で持ち、右手の指或いは
右手に持ったタッチペン6により、LCDパネル5の地
図アイコン5bを押圧操作し、地図メニューを選択とす
る。これにより、CPU20は携帯電話機9を地図サー
バ30にダイヤルアップ接続し、地図サーバ30は前述
のようにして携帯電話機9の現在地を中心とした所定範
囲の地図データを携帯電話機9に送信する。地図サーバ
30から地図データが携帯電話機9に送信されると、C
PU20は、その地図データをRAM23に格納すると
ともに、現在地を中心とした周辺の地図(初期地図)を
LCDパネル5に表示する。
【0023】さて、LCDパネル5に表示された地図に
より、目的地を探す場合、LCDパネル5に表示されて
いる地図にその目的地が表示されていない場合、地図を
上下左右にスクロールさせる。地図をスクロールするに
は、上、下、左、右の各スクロールアイコンを右手に持
ったタッチペン6によって押圧操作する。地図の上方お
よび下方へのスクロールは、アイコンをタッチペン6に
よって押圧操作する他に、端末本体2に設けられたスク
ロールキー7(図4および図5参照)を指で押圧操作す
ることによっても行なうことができる。すなわち、表示
地図を上方にスクロールさせる場合には、左手の親指で
上移動キー7aを押圧操作し、表示地図を下方にスクロ
ールさせる場合には、左手の親指で下移動キー7bを押
圧操作する。
【0024】ところで、前述したように、携帯情報端末
1を使用する場合には、図5に示すように、端末本体2
を例えば左手で持ってタッチペン6により操作するもの
であるが、このようにすると、全体か傾いて受信用回路
基板15が大地と平行にならない。この場合、例えばG
PSアンテナ14が受信用回路基板15に平行に配置さ
れていたとすると、GPSアンテナ14の指向性は人体
の方向に向くようになり、受信性能が悪くなる。これに
対して、本実施例においては、GPSアンテナ14を、
受信用回路基板15に、これと傾斜角θを存するように
傾斜して配設するようにしたので、GPSアンテナ14
の指向性は人体方向には向かずに天頂方向に向くように
なる。
【0025】図7は、GPSアンテナ14の傾斜角θ
(°)を変化させた場合の上半球(GPS衛星空の受信
エリア全体)の平均の利得(dB)を測定した測定結果
を示したものである。この測定結果から、傾斜角θもた
せると、持たせない場合(0(°))より利得がよくな
り、10(°)に設定すると最もよいということが判明
した。
【0026】このように本実施例によれば、GPSアン
テナ装置13は、端末本体2に内蔵されて固定されてい
るので、GPSアンテナ14としては近傍の金属体(回
路基板、電子部品など)との相互結合を含めて受信性能
を決定することができ、従って、性能の安定化向上を図
ることができ、しかも、従来のような取付角を自在にす
るための複雑な機構は不要であるので、低コストで実現
することができる。
【0027】更に、本実施例よれば、GPSアンテナ1
4を受信用回路基板15に対して傾斜角θを有するの
で、端末本体2を片手で持って使用するときにGPSア
ンテナ14の指向性が人体方向に向かわずに天頂方向に
向くようになり、使用時の高性能化を図ることができ
る。
【0028】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
例に限定されるものではなく、例えば、GPSアンテナ
としては、誘電体からなるブロックの表面にループ状の
アンテナ素子を形成したものでもよく、また、携帯情報
端末に限らず公知の携帯地図表示端末に適用してもよい
等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変形して実施し得る
ことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の要部を断面にしてを示す全
体の側面図
【図2】GPSアンテナ装置の正面図
【図3】同側面図
【図4】全体の斜視図
【図5】端末本体を把持した状態の斜視図
【図6】電気的構成を示すブロック図
【図7】GPSアンテンナの傾斜角と利得との関係を示
す特性図
【符号の説明】
図面中、1は携帯情報端末(携帯端末)、2は端末本
体、5はLCDパネル、12はメイン回路基板、13は
GPSアンテナ装置、14はGPSアンテナ、15は受
信用回路基板(回路基板)を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04M 1/02 H04M 1/02 C 9A001 Fターム(参考) 2F029 AA07 AB07 AC02 AC14 5H180 AA21 BB05 FF05 FF22 FF33 5J047 AA03 AA19 AB00 EF04 FD01 FD06 5J062 BB05 CC07 GG02 HH05 5K023 AA08 BB04 BB11 LL01 LL05 9A001 CC05 JJ78 JZ11 KZ15

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 携帯端末に内蔵されるものであって、回
    路基板にGPSアンテナを、その回路基板に対して傾斜
    角を有するように配設したことを特徴とする携帯端末の
    GPSアンテナ装置。
JP34468799A 1999-12-03 1999-12-03 携帯端末のgpsアンテナ装置 Expired - Lifetime JP3644331B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6975270B2 (en) 2003-01-28 2005-12-13 Denso Corporation Antenna unit

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