JP2005318407A - 放送用受信機付き携帯電話 - Google Patents

Abstract

【課題】 様々な使用状態に対応してアンテナの偏波を変化することができ高い感度を有する放送用受信機付き携帯電話を提供すること。
【解決手段】 上部筐体３にアンテナ素子１及びアンテナ素子２を９０度直交させて配置する。アンテナ素子１で受信された信号を移相回路８を介して電力分配器９へ入力し、アンテナ素子２で受信された信号を直接電力分配器９へ入力する。電力分配器９で合成された受信信号をテレビジョン受信回路１０へ入力する。角度センサー１１の検出出力を制御回路１２に入力し、制御回路１２は角度センサー１１の検出結果に応じて移相回路８の位相変化量を制御するように構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、放送受信機能を有する携帯電話の表示部及びアンテナに関する。

携帯電話にテレビジョン受信機能を搭載する場合の技術的課題の一つとして、波長が約６４ｃｍから４４ｃｍ程度と長いＵＨＦ帯受信用アンテナの構成方法がある。携帯電話の通信では、波長が３７ｃｍ程度以下である８００ＭＨｚ帯以上の周波数が使用されており、電波の主偏波が垂直偏波であることに対し、テレビジョン放送用の電波においてはその主偏波は水平偏波が主流となっている。したがって、携帯電話用アンテナとは異なる仕様のＵＨＦ帯受信用アンテナが必要となる。

従来の携帯型のテレビジョン受信機のアンテナとしては、例えば特許文献１に開示されているような、モノポールアンテナと電池とでダイポールアンテナを構成し、受信機に対して垂直に配置されている構成が知られている。

また、特許文献２に記載されているような、人体装着時での使用状態に対応して、２つのループアンテナを直交するように配置し、偏波を切り替える構成が知られている。
特開２００１−２５１１３１号公報 特開平１０−８４２０９号公報

しかしながら、上記説明した特許文献１に示されている従来のアンテナでは、主偏波が垂直偏波であるため水平偏波の電波に対する感度を高くできないという課題があった。

また、特許文献２に示されている従来のアンテナでは、主偏波方向を２つの異なる方向へ切り替えることは可能であるが、様々な使用状態に対応して主偏波方向を連続的制御することができないという問題があった。

また、上記の従来のアンテナでは、使用者が手で保持した状態におけるアンテナ性能確保について考慮されていないという課題があった。

また、上記の従来のアンテナでは、携帯電話の送信波の影響による受信感度劣化について考慮されていないという課題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、様々な使用状態に対応してアンテナの偏波を変化することができ高い感度を有する放送用受信機付き携帯電話を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る放送用受信機付き携帯電話は、表示部が搭載された筐体と、前記筐体に搭載された複数の放送受信用アンテナ素子と、前記複数の放送受信用アンテナ素子の信号を合成する手段と、前記筐体の傾き角度を検知する検出手段と、前記検出手段の検出結果に応じて前記複数の放送受信用アンテナ素子の信号位相を制御する制御手段と、を備えた、構成を採る。

上記構成によれば、様々な使用状態における筐体の傾き角度に対してアンテナの偏波方向を常に所定の方向に設定されるように制御することが可能となり、また使用者の手による影響を低減でき、高い受信性能が得られる。

また、本発明に係る放送用受信機付き携帯電話は、表示部が搭載された筐体と、前記筐体に搭載された複数の放送受信用アンテナ素子と、前記複数の放送受信用アンテナ素子の信号を合成する手段と、使用者の操作により前記複数の放送受信用アンテナ素子の信号位相を制御する制御手段と、を備えた構成を採る。

この構成によれば、使用者がアンテナの主偏波方向を変化するように制御することが可能となり、また使用者の手による影響を低減でき、常に高い受信性能が得られる。

また、本発明に係る放送用受信機付き携帯電話は、前記構成において、前記筺体は、前記表示部および前記複数の放送受信用アンテナ素子が搭載された第１筐体と、使用者の手で保持される第２筐体と、からなり、前記第１筐体と前記第２筐体とは連結手段により回動可能に連結されている、構成を採る。

この構成によれば、表示部や複数の放送受信用アンテナ素子が搭載された第１筐体を回転しても、アンテナの主偏波方向を変化するように制御することが可能となり、また使用者の手による影響を低減でき、常に高い受信性能が得られる。

また、本発明に係る放送用受信機付き携帯電話は、前記構成において、さらに、前記第１筐体内部に搭載された放送受信回路と、前記第２筐体に搭載された携帯電話通信用アンテナ素子と、前記第２筐体内部に搭載された携帯電話送受信回路とを備える、構成を採る。

この構成によれば、携帯電話の無線回路及びアンテナとテレビジョン受信部との電磁的なアイソレーションを高く設定でき遮蔽効果が確保され、携帯電話の送信波の影響による受信性能劣化を抑えられるので、高い受信性能が得られる。

以上説明したように、本発明によれば、様々な使用状態において筐体の傾き角度が変化しても常に適切なアンテナの主偏波方向が設定されるため高い受信性能が得られる。

また、様々な使用状態において使用者の操作によりアンテナの主偏波方向の調整ができるため高い受信性能が確保できる。

また、携帯電話の無線回路とテレビジョン受信部との電磁的なアイソレーションを高く設定でき遮蔽効果が確保され、携帯電話の送信波の影響による受信性能劣化を抑えられるので、高い受信性能が得られる。

以下、本発明に係る放送用受信機付き携帯電話の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１、図２及び図３は本発明に係る実施の形態１の放送用受信機付き携帯電話の基本的構成図である。図１に示すように、本実施の形態の放送用受信機付き携帯電話は、アンテナ素子１及びアンテナ素子２が搭載された上部筐体３と、２軸回転ヒンジ部４によって連結された下部筐体５から構成されている。

図１に示す状態では、上部筐体３が下部筐体５に対して９０度直交するように開かれた状態を示している。これは、使用者が手６で下部筐体５を保持しながら上部筐体３に搭載された表示素子７に表示されるテレビジョン画像を鑑賞している状態である。この場合、表示素子７は横長画面、すなわち、画面の長手方向が水平になっているので、例えば通常のテレビジョン放送映像の鑑賞に適している。

図２に示す状態では、上部筐体３と下部筐体５が同一平面内で開かれた状態を示している。この場合、表示素子７は縦長画面、すなわち、画面の長手方向が垂直になっているので、例えば通常のテレビジョン放送映像の下部又は上部に文字情報などの追加情報が表示された画面の鑑賞に適している。

図１及び図２においては、アンテナ素子１及びアンテナ素子２は引き出された状態となっている。

図３に示す状態では、上部筐体３と下部筐体５を閉じた状態を示しており、ポケットや鞄に収納する携帯電話の待受状態に適している。この時、使用者はアンテナ素子１及びアンテナ素子２を上部筐体３に収納することができる。図３に示す状態においては、テレビジョン放送を受信しないことを想定している。こののように、携帯電話の上部筐体３と下部筐体５を閉じてポケットや鞄に収納している状態においては、アンテナ素子１及びアンテナ素子２を上部筐体３に収納することができるため、収納時にアンテナ素子が邪魔になることはない。

以下、アンテナ素子１及びアンテナ素子２の動作を図１及び図２を用いて詳細に説明する。

図１において、アンテナ素子１及びアンテナ素子２はテレビジョン受信用のモノポールアンテナとして動作する。これ以降、テレビジョン放送電波の周波数を６００ＭＨｚ（波長が５０ｃｍ）として説明する。アンテナ素子１及びアンテナ素子２の全長は例えば、約６ｃｍ（約０．１波長）に設定される。アンテナ素子１及びアンテナ素子２を受信周波数で共振させるために電気長を４分の１波長とすることが望ましく、そのため通常、アンテナ素子１及びアンテナ素子２の内部にヘリカル形状又はミアンダ形状の波長短縮を行う素子が組み込まれる。

ここで、アンテナ素子１及びアンテナ素子２は上部筐体３の長手方向（方向１３）に沿った端部に伸縮可能な構造で取り付けられる。アンテナ素子１は、その軸方向が上部筐体３の長手方向（方向１３）に対して約４５度傾斜して取り付けられている。一方、アンテナ素子２はその軸方向が上部筐体３の長手方向（方向１３）に対して約４５度傾斜して、かつアンテナ素子１とは対向する方向に向けて取り付けられている。このことにより、アンテナ素子１及びアンテナ素子２の主偏波方向は９０度直交することになる。

アンテナ素子１で受信された信号は移相回路８を介して電力分配器９へ入力され、アンテナ素子２で受信された信号は直接電力分配器９へ入力される。移相回路８は、例えば、集中定数回路素子であるコイルやコンデンサで構成される回路であり、アンテナ素子１で受信された信号の位相を変化する機能を有している。

電力分配器９は、例えば、マイクロストリップ線路で構成されたウイルキンソン型電力分配器であり、アンテナ素子１及びアンテナ素子２で受信された信号を同一の重み付け（同一の振幅）で合成する機能を有する。電力分配器９で合成された受信信号はテレビジョン受信回路１０へ入力される。

上部筐体３の内部には、角度センサー１１が搭載されている。角度センサー１１は重力センサーなどで構成され、上部筐体３の絶対的な傾き角度を検出する機能を有する。角度センサー１１の検出出力は、制御回路１２に入力され、制御回路１２は角度センサー１１の検出結果に応じて移相回路８の位相変化量を制御するように構成される。

ここで、例えば、図１に示すように上部筐体３の長手方向が水平方向に向けられて配置された場合において、角度センサー１１の出力に応じて、移相回路８の位相変化量が１８０度に設定される。この場合、アンテナ素子１とアンテナ素子２が１８０度位相差（逆位相）で合成されることになる。この時、アンテナ素子１とアンテナ素子２の合成によって得られるアンテナの主偏波方向は方向１３となり、水平偏波となる。一般に、テレビジョン放送電波の主偏波方向は水平である。したがって、この状態においては、テレビジョン放送電波の偏波方向とアンテナの偏波方向が一致するため高い受信感度性能が得られる。

次に、図２に示すように、上部筐体３の長手方向が垂直方向に向けられて配置された場合において、角度センサー１１の出力に応じて、移相回路８の位相変化量が０度に設定される。この場合、アンテナ素子１とアンテナ素子２が同位相で合成されることになる。この時、アンテナ素子１とアンテナ素子２の合成によって得られるアンテナの主偏波方向は方向１４となる。したがって、この状態においては、テレビジョン放送電波の偏波方向とアンテナの偏波方向が一致するため高い受信感度性能が得られる。

ここで、制御回路１２では、例えば角度センサー１１の検出結果に対して４５度ステップでしきい値を設定しておき、このしきい値によって移相回路８の位相を０度又は１８０度に切り替えることで、上部筐体３の傾き角に応じてアンテナの主偏波方向が常に水平偏波に近い方向で設定されるように制御することができる。

また、アンテナ素子１及びアンテナ素子２は、上部筐体３に取り付けられており、図１及び図２のようにアンテナ素子を引き伸ばした状態であっても、通常下部筐体５を握る使用者の手６から一定の距離が隔てられることになる。これにより、アンテナ素子に与えられる手の影響を低減することができるため、高い受信性能が得られる。

また、下部筐体５の内部に搭載されている内蔵アンテナ素子１５は、例えば、８００ＭＨｚ帯で動作する携帯電話通信の送受信用アンテナである。無線回路部１６には、携帯電話通信の送受信回路が搭載されている。

このように、下部筐体５の内部に携帯電話送受信用のアンテナと送受信回路が搭載されており、テレビジョン受信用のアンテナと受信回路が上部筐体３の内部に搭載されている。したがって、携帯電話送受信用のアンテナと送受信回路とテレビジョン受信用のアンテナと受信回路との距離を離すことができ、携帯電話の送信波とテレビジョン受信系との間に電磁的なアイソレーションが確保される。このことにより、例えば、携帯電話の送信波がテレビジョン受信系に漏れ込むレベルを低減することができ、この漏れ込み信号によるテレビジョン受信への影響、例えば受信性能劣化を抑えることができる。

なお、アンテナ素子１及びアンテナ素子２は、本実施の形態に示すように、その電気長が４分の１波長に限らず、２分の１波長など他の電気長を有していてもよい。

また、アンテナ素子はヘリカル形状やミアンダ形状の素子を含むモノポール型に限らず、ダイポールアンテナ、マイクロストリップラインアンテナ、パッチアンテナ、スロットアンテナ、ループアンテナ又は逆Ｆ型アンテナなどであってもよく、二つのアンテナ素子の偏波方向を異なるように配置すればよい。

また、アンテナ素子の数は３以上であっても合成されたアンテナ全体の偏波が制御できる構成であればよい。

また、アンテナ素子を取り付ける部位は、本実施の形態に示すように上部筐体の長手方向に沿った端部に限らず、例えば、上部筐体の幅方向に沿った端部であってもよく、極力使用者の手から離れる位置に配置することが望ましい。

また、アンテナ素子の信号位相を制御する制御手段は、ハイブリッド回路、方向性結合器などであってもよい。さらには、受信回路を２系統準備しておき、検波処理段（ベースバンド信号処理）において位相を制御しながら合成するように構成してもよい。

また、アンテナ素子の構造は伸縮構造に限るものではなく、常時突出した構造であってもよい。

また、二つのアンテナ素子の主偏波方向の角度差は本実施の形態のような９０度に限らず、一定の角度（例えば３０度程度）以上の角度差があれば、移相回路の位相変化により主偏波方向を切り替えることができる。

（実施の形態２）
図４は本発明に係る実施の形態２の放送用受信機付き携帯電話の基本的構成図である。図４に示すように、本実施の形態の放送用受信機付き携帯電話は、制御ボタン１７を備えており、使用者が親指１８でこの制御ボタン１７を押すことによりアンテナの主偏波方向を制御できるものである。

図４において、制御ボタン１７の出力は制御信号１９を介して制御回路２０に入力される。制御回路２０では、制御ボタン１７が押される度に、移相回路８の位相変化量を制御するように動作する。

例えば、現在、移相回路８の位相変化量が１８０度であった場合に、制御ボタン１７が１回押されると、位相変化量が０度に切り替えるように動作する。さらにもう一度制御ボタン１７が押されると位相変化量が１８０度に設定されるように構成する。

このように構成することで、使用者が制御ボタン１７を押すことで、アンテナの主偏波方向を水平から垂直へ、垂直から水平へ次々に変化することができる。

テレビジョン放送の電波は、一般に水平偏波が主流である。しかし、一部地域においては垂直偏波が用いられる場合もある。また、市街地などでは、建物など地物からの反射波によるマルチパス（多重波）伝搬環境となる。この多重反射により、放送される電波が水平偏波であっても、使用者が受信する位置における偏波は垂直偏波成分など水平偏波以外の成分が多く含まれることになる。

したがって、図４に示すように、使用者が表示素子７に表示されるテレビジョン映像を見ながら、アンテナの主偏波方向を変化することができれば、常によい受信状態に合わせることができる。

このように、本実施の形態によれば、使用者がアンテナの向きや携帯電話の向きを調節することなく、制御ボタンの操作により常に高い受信性能を得ることができる。

また、図１、図２において、電波伝搬環境によって決まる主偏波成分が何であっても、使用者が制御ボタンの操作を行うことにより、常に高い受信性能を得ることができる。

また、図１、図２において、携帯電話を開いた状態の画面が横長であっても、縦長であっても、それ以外のどのような状態であっても、使用者が制御ボタンの操作を行うことにより、常に高い受信性能を得ることができる。

さらに、図１、図２において、携帯電話の傾きがどのような傾きであっても、使用者が制御ボタンの操作を行うことにより、常に高い受信性能を得ることができる。

なお、位相変化量は０度、１８０度に限らず、例えば、９０度や２７０度に制御するように構成すれば、水平偏波、垂直偏波に加えて、円偏波特性も得ることができ、左旋円偏波や右旋円偏波を得ることができる。

また、位相変化量を連続的に変化するように構成すれば、水平偏波、垂直偏波、円偏波に加えて楕円偏波特性も得ることができる。

また、位相変化量を制御することにより、指向性を変化することができる。

また、前記実施の形態１，２においては放送受信システムをテレビジョンとして説明したが、文字情報やＦＭ帯放送など他の放送システムであっても同様な効果が得られることは言うまでもない。

また、前記実施の形態１，２においては、２軸回転ヒンジ部４により上部筐体３と下部筐体５とを２軸方向に回転する携帯電話を一例に説明したが、本発明では、これに限らず、上部筐体３と下部筐体５とが回転軸を介して取り付けられ回転するいわゆるリボルバタイプの携帯電話や、ヒンジ部により上部筐体３と下部筐体５が折れ曲がるいわゆる折り畳みタイプの携帯電話、さらには、ヒンジ部や回転軸がなく上部筐体３と下部筐体５とが一体式のストレートタイプの携帯電話であっても、放送用受信機付き携帯電話であれば勿論よい。

また、本発明の放送用受信機付き携帯電話は、電話（音声通話）機能と、放送受信機機能の他にデータ通信機能を有していても勿論よく、さらには、電話（音声通話）機能を持たずデータ通信機能を有する放送用受信機付きデータ通信装置も含むものである。

以上のように、本発明に係る放送用受信機付き携帯電話は、様々な使用状態において筐体の傾き角度が変化しても常に適切なアンテナの主偏波方向が設定されるため高い受信性能が得られる。また、様々な使用状態において使用者の操作によりアンテナの主偏波方向の調整ができるため高い受信性能が確保できる。また、携帯電話の無線回路とテレビジョン受信部との電磁的なアイソレーションを高く設定でき遮蔽効果が確保され、携帯電話の送信波の影響による受信性能劣化を抑えられるので、高い受信性能が得られる。このような効果により、本発明は、放送用受信機付き携帯電話の受信及び通信性能の改善に有用である。

実施の形態１に係る放送用受信機付き携帯電話の基本構成図（横長表示画面によるテレビジョン受信状態） 実施の形態１に係る放送用受信機付き携帯電話の基本構成図（縦長表示画面によるテレビジョン受信状態） 実施の形態１に係る放送用受信機付き携帯電話の基本構成図（携帯電話を閉じた待受状態） 実施の形態２に係る放送用受信機付き携帯電話の基本構成図（横長表示画面によるテレビジョン受信状態）

符号の説明

１，２ アンテナ素子
３ 上部筐体
４ ２軸回転ヒンジ部
５ 下部筐体
６ 手
７ 表示素子
８ 移相回路
９ 電力分配器
１０ テレビジョン受信回路
１１ 角度センサー
１２ 制御回路
１３，１４ 方向
１５ 内蔵アンテナ素子
１６ 無線回路部
１７ 制御ボタン
１８ 親指
１９ 制御信号
２０ 制御回路

Claims (4)

1. 表示部が搭載された筐体と、
   前記筐体に搭載された複数の放送受信用アンテナ素子と、
   前記複数の放送受信用アンテナ素子の信号を合成する手段と、
   前記筐体の傾き角度を検知する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に応じて前記複数の放送受信用アンテナ素子の信号位相を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする放送受信機付き携帯電話。
2. 表示部が搭載された筐体と、
   前記筐体に搭載された複数の放送受信用アンテナ素子と、
   前記複数の放送受信用アンテナ素子の信号を合成する手段と、
   使用者の操作により前記複数の放送受信用アンテナ素子の信号位相を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする放送受信機付き携帯電話。
3. 前記筺体は、
   前記表示部および前記複数の放送受信用アンテナ素子が搭載された第１筐体と、使用者の手で保持される第２筐体と、からなり、
   前記第１筐体と前記第２筐体とは連結手段により回動可能に連結されている、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の放送受信機付き携帯電話。
4. さらに、
   前記第１筐体内部に搭載された放送受信回路と、
   前記第２筐体に搭載された携帯電話通信用アンテナ素子と、
   前記第２筐体内部に搭載された携帯電話送受信回路と、
   を備えたことを特徴とする請求項３記載の放送受信機付き携帯電話。

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