JP2004328129A

JP2004328129A - アンテナ内蔵型カード

Info

Publication number: JP2004328129A
Application number: JP2003117048A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Nakamura; 祐介中村; Akira Shigihara; 亮鴫原
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2003-04-22
Filing date: 2003-04-22
Publication date: 2004-11-18
Also published as: KR20040093406A; EP1471597A1

Abstract

【課題】アンテナ共振周波数を受信周波数に応じて適宜変化させることができて、表示画面を有する携帯型情報端末機器等の電子機器に着脱可能なアンテナ内蔵型カードを提供すること。
【解決手段】アンテナ内蔵型カード１１は地上波デジタルテレビジョン放送受信用であって、液晶表示部２を有する携帯型情報端末機器１に装着して使用される。該カード１１には外殻ケース１５内の回路基板１４にアンテナ素子１２やチューナ部１３等が実装されており、アンテナ素子１２の側面にはバラクタダイオード（可変容量素子）１６や抵抗器１７が付設されている。このアンテナ素子１２は例えば逆Ｆ型の誘電体アンテナであって、チューナ部１３側から直流バイアス電圧を印加してバラクタダイオード１６の容量値を適宜変化させることにより、アンテナ共振周波数を受信周波数に応じて変化させることができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示画面を有する電子機器に装着して使用されるアンテナ内蔵型カードに係り、特に、地上波デジタルテレビジョン放送を受信可能な携帯型情報端末機器に装着して好適なアンテナ内蔵型カードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯型のテレビジョン受信機に使用されているアンテナ装置は、従来、伸縮可能なロッドアンテナが一般的であった。これは、ＶＨＦ帯の周波数を受信するためにはアンテナ長が数十ｃｍと長いロッドアンテナが好適であるという理由によるが、ロッドアンテナにおいて最適な受信感度を得るためには、使用者が受信チャンネル（受信周波数）に応じて長さを加減したり、角度や向きを変化させるという煩雑な感度調整を行わねばならなかった。また、ロッドアンテナは長く伸ばして使用されるため、邪魔な突起物と見なされやすく、簡単に折れやすいという問題もあった。
【０００３】
しかし、近々導入が予定されている地上波デジタルテレビジョン放送においては、受信最低周波数がＵＨＦ帯の４７０ＭＨｚに設定されている関係上、全長の短いロッドアンテナや内蔵型のアンテナが使用可能となる。特に、内蔵型のアンテナの場合、そのアンテナ共振周波数を可変コイル等を用いて容易に変化させることができるため、煩雑な感度調整が不要で邪魔にもならないアンテナとして利用することができ、この種の内蔵型アンテナを携帯型テレビジョン受信機に組み込んだ従来技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３３９３２９号公報（第５頁、図６）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、アンテナ長が比較的短くて済む地上波デジタルテレビジョン放送においては、専用のテレビジョン受信機だけでなく、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）や携帯電話機等の携帯型情報端末機器での受信も想定されている。その場合、地上波デジタルテレビジョン放送受信用のアンテナやチューナ等をＰＤＡや携帯電話機等の機器本体に予め内蔵しておくことも考えられるが、機器本体に対して着脱可能に装着されるカードにアンテナやチューナ等を組み込んでアンテナ内蔵型カードとすれば、表示画面の大きさを犠牲にすることなく機器本体の小型化や軽量化を促進することができる。また、別のカードを装着することによって機器本体を全く別の用途に使用することもできるため、機器本体の多機能化を促進するという観点からもアンテナ内蔵型カードの利用価値は高い。しかしながら、小型のアンテナによってテレビジョン放送等を良好に受信するためには、アンテナ共振周波数を受信周波数に応じて適宜変化させる回路機構が必要となり、そのような回路機構を備えたアンテナ内蔵型カードはこれまで提案されていなかった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、アンテナ共振周波数を受信周波数に応じて適宜変化させることができて、表示画面を有する携帯型情報端末機器等の電子機器に着脱可能なアンテナ内蔵型カードを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明では、受信した無線信号に基づく画像が表示可能な表示画面を有する電子機器に対して着脱可能に装着されるアンテナ内蔵型カードが、装着状態で前記電子機器の外部に突出するアンテナ素子と、このアンテナ素子のアンテナ共振周波数を受信周波数に応じて変化させる同調制御手段と、前記アンテナ素子の受信した信号が入力されるチューナとを備える構成とした。
【０００８】
このようにアンテナ素子のアンテナ共振周波数を受信周波数に応じて変化させる同調制御手段を備えたアンテナ内蔵型カードにあっては、アンテナ素子を小型化しつつ良好な受信感度を得ることができるため、チューナ等の実装スペースを確保してもカード全体の大きさをコンパクトに設定することができる。
【０００９】
かかる構成のアンテナ内蔵型カードにおいて、同調制御手段としてバラクタダイオード等の可変容量素子を用いれば、チューナ側から直流バイアス電圧を印加して該可変容量素子の容量値を適宜変化させることにより、アンテナ素子の付加容量値を適宜変化させることができるので、アンテナ共振周波数を受信周波数に応じて変化させる同調制御を簡単な構成で実現することができて好ましい。
【００１０】
また、かかる構成のアンテナ内蔵型カードにおいて、アンテナ素子が誘電体基体の表面に放射電極が設けられた誘電体アンテナであれば、アンテナ素子の小型化を促進できてアンテナ性能も安定し、かつモジュール化されたアンテナ素子を簡単に実装できるため組立性も向上する。
【００１１】
また、かかる構成のアンテナ内蔵型カードにおいて、受信周波数がＵＨＦ帯の周波数であり、かつチューナがテレビジョン信号受信用チューナであれば、受信最低周波数が４７０ＭＨｚに設定されている地上波デジタルテレビジョン放送受信用のアンテナ内蔵型カードとして高い実用性が期待できる。その場合、このアンテナ内蔵型カードを装着する電子機器としては、少なくともテレビジョン受信機として使用可能な携帯型情報端末機器が好適である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図１は本発明の第１実施形態例に係るアンテナ内蔵型カードの概略構成図、図２は該カードを携帯型情報端末機器に装着した状態を示す説明図、図３は該カードに内蔵されているアンテナ素子の斜視図、図４は図３に示すアンテナ素子の底面図である。
【００１３】
図１に示すアンテナ内蔵型カード１１は、周波数が４７０〜７７０ＭＨｚの地上波デジタルテレビジョン放送の信号波（水平偏波）を受信するためのカードタイプの電子デバイスであって、図２に示す携帯型情報端末機器１に装着して使用される。このアンテナ内蔵型カード１１は、アンテナ素子１２やチューナ部１３等を実装した回路基板１４を外殻ケース１５の内部に収納して概略構成されており、アンテナ素子１２の側面にはバラクタダイオード１６や抵抗器１７（図３参照）が付設されている。
【００１４】
アンテナ素子１２は、直方体形状の誘電体基体１８の表面に、放射電極１９やアース電極２０、給電端子２１、制御端子２２等を設けてなる逆Ｆ型の誘電体アンテナである。誘電体基体１８はセラミックや樹脂等の誘電体材料からなり、各電極１９，２０や各端子２１，２２は銅箔等の導電層からなる。誘電体基体１８の天面において、放射電極１９は２箇所に容量結合部Ｃ１，Ｃ２を有し、これらの容量結合部Ｃ１，Ｃ２によってインピーダンスのマッチングや付加容量値の調整等を行っている。また、誘電体基体１８の底面において、アース電極２０は回路基板１４側のグラウンド導体２３に接続されており、給電端子２１と制御端子２２はチューナ部１３に接続されている。そして、給電端子２１には高周波の給電電圧が供給され、制御端子２２には直流バイアス電圧（制御電圧）が供給されるようになっている。
【００１５】
バラクタダイオード１６は、印加される直流バイアス電圧に応じて容量値が変化する可変容量素子である。このバラクタダイオード１６の一方の極は抵抗器１７と接続され他方の極はアース電極２０と接続されている。高周波阻止用の抵抗器１７は制御端子２２と接続されており、この抵抗器１７を介してバラクタダイオード１６に直流バイアス電圧が印加されるようになっている。なお、この直流バイアス電圧は容量結合部Ｃ２で遮断されるため放射電極１９には影響しない。
【００１６】
チューナ部１３はテレビジョン信号受信用チューナであって、このチューナ部１３にはアンテナ素子１２から受信信号（ＲＦ信号）が入力される。チューナ部１３は、この受信信号を処理した後、ＩＦ信号として携帯型情報端末機器１の液晶表示部２に出力する。
【００１７】
携帯型情報端末機器１には、アンテナ内蔵型カード１１等を着脱可能に装着するためのスロット３が設けられている。図２に示すように、アンテナ内蔵型カード１１を携帯型情報端末機器１に装着すると、該カード１１の一側部に内蔵されているアンテナ素子１２は携帯型情報端末機器１の外部に突出した状態で保持される。すなわち、地上波デジタルテレビジョン放送を受信して液晶表示部２に画像を表示させる際には、図２に示すように、アンテナ内蔵型カード１１を携帯型情報端末機器１に装着してアンテナ素子１２を受信用の逆Ｆ型アンテナとして動作させる。また、地上波デジタルテレビジョン放送の受信を終了した場合や、他のカードを装着して携帯型情報端末機器１を別の用途に使用する場合には、スロット３からアンテナ内蔵型カード１１を抜き取る。
【００１８】
次に、アンテナ素子１２の動作について詳しく説明する。このアンテナ素子１２の付加容量値は可変容量素子であるバラクタダイオード１６の容量値に応じて変化するので、バラクタダイオード１６に印加する直流バイアス電圧（制御電圧）の大きさによってアンテナ共振周波数を変化させることができる。つまり、チューナ部１３側から直流バイアス電圧を印加してバラクタダイオード１６の容量値を適宜変化させることにより、アンテナ素子１２の付加容量値を適宜変化させることができるので、アンテナ共振周波数を受信周波数に応じて同調制御することができる。こうしてアンテナ共振周波数を受信周波数に同調させることにより、アンテナ素子１２で受信した映像信号をチューナ部１３で処理して、携帯型情報端末機器１の液晶表示部２に表示させることが可能となる。
【００１９】
このように本実施形態例に係るアンテナ内蔵型カード１１は、アンテナ素子１２のアンテナ共振周波数を受信周波数に応じて変化させるバラクタダイオード１６を備えているため、小型のアンテナ素子１２によって良好な受信感度を得ることができる。それゆえ、アンテナ素子１２やチューナ部１３等の実装スペースを確保しつつ該カード１１の全体の大きさをコンパクトに設定することができる。また、バラクタダイオード１６の容量値を変化させるという単純な制御方法なので、構成を特に複雑化しなくてもアンテナ共振周波数の同調制御を確実に行うことができる。
【００２０】
また、本実施形態例に係るアンテナ内蔵型カード１１は、アンテナ素子１２が誘電体アンテナなので、アンテナ素子１２自体の小型化が容易であると共に、アンテナ性能が安定したものとなり、さらに、モジュール化されたアンテナ素子１２は回路基板１４上に簡単かつ正確に実装できるという利点もある。そして、このアンテナ素子１２の場合、水平偏波と垂直偏波の両方を受信できる逆Ｆ型アンテナとして構成されていることから、偏波の乱れが起こりやすい室内等でも良好な受信感度を期待できる。
【００２１】
なお、本実施形態例では、可変容量素子としてのバラクタダイオード１６がアンテナ素子１２に取り付けてあるが、可変容量素子を回路基板１４に直接実装してもよい。また、本実施形態例では、アンテナ素子１２に給電端子２１と制御端子２２を別々に設けているが、アンテナ素子１２に設けた一つの端子にチューナ部１３から給電電圧と直流バイアス電圧（制御電圧）を重畳して供給する構成にしてもよい。
【００２２】
図５は本発明の第２実施形態例に係るアンテナ内蔵型カードの概略構成図、図６は該カードに内蔵されているアンテナ素子の斜視図、図７は図６に示すアンテナ素子の底面図である。なお、これらの図５〜図７において、図１〜図４と対応する部分には同一符号を付してある。
【００２３】
図５に示すアンテナ内蔵型カード３１は、そのアンテナ素子３２をループ型アンテナとして構成した点が前記第１実施形態例と大きく異なっている。すなわち、図５〜図７に示すアンテナ素子３２は、直方体形状の誘電体基体１８の側面に沿って帯状の放射電極１９を設けたループ型の誘電体アンテナであり、放射電極１９と給電端子２１との間にはキャパシタ２４が介設してある。誘電体基体１８の底面の一辺端には、給電端子２１と制御端子２２とアース端子２５とが設けてあり、給電端子２１および制御端子２２はチューナ部１３に接続されて、アース端子２５は回路基板１４側のグラウンド導体２３に接続されている。バラクタダイオード１６の一方の極は抵抗器１７と接続され、他方の極は放射電極１９を介してアース端子２５と接続されている。高周波阻止用の抵抗器１７は制御端子２２と接続されており、この抵抗器１７を介してバラクタダイオード１６に直流バイアス電圧（制御電圧）が印加されるようになっている。なお、図５に示すように、回路基板１４側でアンテナ素子３２の実装領域とその近傍はグラウンド導体２３が存しない領域となっているが、回路基板１４側の基本的な構成は前記第１実施形態例と同等である。
【００２４】
このように第２実施形態例に係るアンテナ内蔵型カード３１では、アンテナ素子３２がループ型アンテナとして構成されているため、水平偏波の放射パターンが無指向性となる。それゆえ、このアンテナ内蔵型カード３１を装着した携帯型情報端末機器をどの方向に向けても、地上波デジタルテレビジョン放送の信号波を同等の感度で受信することが可能となる。また、アンテナ素子３２がループ型アンテナであれば、人体の影響を受けにくいという利点もある。
【００２５】
図８は本発明の第３実施形態例に係るアンテナ内蔵型カードの概略構成図、図９は該カードに内蔵されているアンテナ素子の斜視図、図１０は図９に示すアンテナ素子の底面図である。なお、これらの図８〜図１０において、図５〜図７と対応する部分には同一符号を付してある。
【００２６】
図８に示すアンテナ内蔵型カード４１のアンテナ素子４２は、前記第２実施形態例とは構成が若干異なるループ型アンテナとなっている。すなわち、図８〜図１０に示すアンテナ素子４２では、直方体形状の誘電体基体１８の側面に沿って細長い放射電極１９が螺旋状に設けてあり、誘電体基体１８の天面に配設したバラクタダイオード１６と抵抗器１７がそれぞれ、誘電体基体１８を貫通するビア２６，２７を介して給電端子２１と制御端子２２に接続されている。螺旋状に延びる放射電極１９の一端は誘電体基体１８の天面でバラクタダイオード１６に接続されているので、ビア２６を介して給電端子２１と接続されている。また、放射電極１９の他端は誘電体基体１８の底面でアース端子２５と接続されている。なお、回路基板１４側の基本的な構成は前記第２実施形態例と同等である。
【００２７】
このように第３実施形態例に係るアンテナ内蔵型カード４１では、アンテナ素子４２の放射電極１９が螺旋状に延設してあるため、誘電体基体１８を大型化しなくてもアンテナ長を著しく増大させることができる。したがって、波長の長い信号波を受信する小型アンテナとして好適である。また、このアンテナ素子４２はループ型アンテナなので、前記第２実施形態例と同等に、水平偏波の放射パターンが無指向性となって、地上波デジタルテレビジョン放送の信号波をどの方向でも同等の感度で受信可能となり、かつ人体の影響を受けにくいという利点がある。
【００２８】
なお、上述した第２および第３実施形態例では、可変容量素子としてのバラクタダイオード１６がアンテナ素子３２（４２）に取り付けてあるが、可変容量素子を回路基板１４に直接実装してもよい。また、第２および第３実施形態例では、アンテナ素子３２（４２）に給電端子２１と制御端子２２を別々に設けているが、アンテナ素子３２（４２）に設けた一つの端子にチューナ部１３から給電電圧と直流バイアス電圧（制御電圧）を重畳して供給する構成にしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３０】
アンテナ素子のアンテナ共振周波数を受信周波数に応じて変化させる同調制御手段を備えたアンテナ内蔵型カードであり、アンテナ素子を小型化しつつ良好な受信感度を得ることができるため、チューナ等の実装スペースを確保してもカード全体の大きさをコンパクトに設定することができる。それゆえ、表示画面を有する携帯型情報端末機器に着脱可能に装着される地上波デジタルテレビジョン放送受信用のアンテナ内蔵型カードとして利用でき、高い実用性が期待できる。
【００３１】
また、同調制御手段としてバラクタダイオード等の可変容量素子を用いれば、チューナ側から直流バイアス電圧を印加して該可変容量素子の容量値を適宜変化させることにより、アンテナ素子の付加容量値を適宜変化させることができるので、アンテナ共振周波数を受信周波数に応じて変化させる同調制御を簡単な構成で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態例に係るアンテナ内蔵型カードの概略構成図である。
【図２】図１に示すカードを携帯型情報端末機器に装着した状態を示す説明図である。
【図３】図１に示すカードに内蔵されているアンテナ素子の斜視図である。
【図４】図３に示すアンテナ素子の底面図である。
【図５】本発明の第２実施形態例に係るアンテナ内蔵型カードの概略構成図である。
【図６】図５に示すカードに内蔵されているアンテナ素子の斜視図である。
【図７】図６に示すアンテナ素子の底面図である。
【図８】本発明の第３実施形態例に係るアンテナ内蔵型カードの概略構成図である。
【図９】図８に示すカードに内蔵されているアンテナ素子の斜視図である。
【図１０】図９に示すアンテナ素子の底面図である。
【符号の説明】
１携帯型情報端末機器
２液晶表示部
３スロット
１１，３１，４１アンテナ内蔵型カード
１２，３２，４２アンテナ素子
１３チューナ部
１４回路基板
１５外殻ケース
１６バラクタダイオード（可変容量素子）
１７抵抗器
１８誘電体基体
１９放射電極
２０アース電極
２１給電端子
２２制御端子
２３グラウンド導体
２４キャパシタ
２５アース端子
２６，２７ビア

Claims

受信した無線信号に基づく画像が表示可能な表示画面を有する電子機器に対して着脱可能に装着されるアンテナ内蔵型カードであって、装着状態で前記電子機器の外部に突出するアンテナ素子と、このアンテナ素子のアンテナ共振周波数を受信周波数に応じて変化させる同調制御手段と、前記アンテナ素子の受信した信号が入力されるチューナとを備えていることを特徴とするアンテナ内蔵型カード。
請求項１の記載において、前記同調制御手段として可変容量素子を用いたことを特徴とするアンテナ内蔵型カード。
請求項１または２の記載において、前記アンテナ素子が誘電体基体の表面に放射電極が設けられた誘電体アンテナであることを特徴とするアンテナ内蔵型カード。
請求項１〜３いずれかの記載において、前記受信周波数がＵＨＦ帯の周波数であり、かつ前記チューナがテレビジョン信号受信用チューナであることを特徴とするアンテナ内蔵型カード。
請求項４の記載において、前記電子機器がテレビジョン受信機として使用可能な携帯型情報端末機器であることを特徴とするアンテナ内蔵型カード。