JP2008048115A - 携帯端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラジオ放送受信機能およびステレオ音楽再生機能を備え、イヤホンケーブルをラジオ受信用のアンテナとして使用する携帯端末装置において、ステレオ音楽再生時の再生音質の向上を図る。
【解決手段】オーディオ回路５００の左チャンネル出力信号および右チャンネル出力信号はそれぞれイヤホン５０のケーブルＬ，Ｒを介してレシーバＬおよびレシーバＲに印加される。レシーバＬおよびレシーバＲの共通接地側には、イヤホンケーブルをラジオ受信用のアンテナとして使用するためのビーズ１１６（インピーダンス素子）が挿入されている。音楽再生機能をイヤホン出力で再生するときには、レシーバＬおよびレシーバＲの接地側の共通インピーダンスを小さくするように、スイッチ１６１でビーズ１１６を短絡させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ラジオ放送受信機能およびステレオ音楽再生機能を備えた携帯端末装置に関し、特に、その再生品質を向上させるための電気回路、制御プログラムに関する。以下、端末装置を単に端末という。

携帯電話端末を代表とする携帯端末は、持ち運びが容易であり、基地局からの電波が届く範囲であれば、好きなときに、好きな場所で通信を行うことができるので、非常に便利である。

近年の携帯電話端末は、通話機能、メール、インターネットブラウザ機能といった機能の他に、ラジオ、テレビ、音楽プレーヤ機能（音楽再生機能）を有する携帯電話端末が主流となっており、多くの台数が販売されている。

ここで、携帯電話でのＦＭラジオ受信に注目してみると、良好な受信感度を得るために、十分な長さを持つ受信アンテナが必要となる。しかし、携帯電話に十分な長さの受信アンテナを設置しておくことは、携帯電話端末の意匠上および取り扱いの便宜上、好ましくない。

このような問題を解消するために、電源ケーブルまたはオーディオ用ケーブルをアンテナとして使用する方法が提案されている（特許文献１参照）。これらを実現する手段として、端末設置電位部とケーブルとの間に「ビーズ」と呼ばれる素子を回路に挿入している。このビーズは、放送信号の無線伝送帯域を減衰させないための素子である。この結果、たとえば、ＦＭラジオをイヤホンで聴く場合、イヤホン自体をＦＭアンテナとして兼用させることを実現している。
特開２００６−５４５０２号公報

ところで、携帯端末の音楽プレーヤ機能に注目してみると、基本的な電気特性の指標である「Ｓ／Ｎ比」「歪率」の向上のみならず、周波数特性を調整する「イコライザー機能」や臨場感を高める「サラウンド機能」など音質調整機能の充実が図られている。

このような電気特性のひとつに「チャンネル（ＣＨ）セパレーション」と呼ばれる特性がある。「ＣＨセパレーション」とは、スピーカの左チャンネル（Ｌｃｈ）と右チャンネル（Ｒｃｈ）の音声出力の分離度を表す計測項目である。具体的には、Ｌｃｈ（またはＲｃｈ）の音声出力がＲｃｈ（またはＬｃｈ）にどの程度の割合で漏れているかを表す電気特性である。たとえば、「ＬｃｈのＣＨセパレーションが６ｄＢである」というときは、「Ｌｃｈの出力のうち半分（６ｄＢ＝０．５倍）の出力が、Ｒｃｈ側に漏れている」ことを表す。同様に、「ＬｃｈのＣＨセパレーションが０ｄＢである」というときは、「Ｌｃｈの出力の全て（０ｄＢ＝１．０倍）の出力が、Ｒｃｈ側に漏れている」ことを表す。この場合、結果としてモノラル出力に相当する。

この「ＣＨセパレーション」特性の回路決定要因として、「Ｌｃｈ／Ｒｃｈ共通インピーダンスの存在」が挙げられる。前述したように、特許文献１では、「ビーズ」と呼ばれる素子を常に共通インピーダンス部に挿入している。この「ビーズ」はＦＭラジオ受信中以外には不要な回路であり、特に音楽プレーヤ使用中には、ＣＨセパレーションの悪化要因となっていた。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたもので、ラジオ放送受信機能およびステレオ音楽再生機能を備え、イヤホンケーブルをラジオ受信用のアンテナとして使用する携帯端末装置において、ステレオ音楽再生時の再生音質の向上を図ることを企図する。

本発明による携帯端末装置は、ラジオ放送受信機能およびステレオ音楽再生機能を備え、イヤホンケーブルをラジオ受信用のアンテナとして使用する携帯端末装置において、ラジオ放送受信およびステレオ音楽再生のためのオーディオ回路と、前記オーディオ回路の左チャンネル出力信号および右チャンネル出力信号がそれぞれ印加される左チャンネルレシーバおよび右チャンネルレシーバと、前記左チャンネルレシーバおよび右チャンネルレシーバの共通接地側に挿入され、イヤホンケーブルをラジオ受信用のアンテナとして使用するためのインピーダンス素子と、音楽再生機能をイヤホン出力で再生するときに、前記左チャンネルレシーバおよび右チャンネルレシーバの接地側の共通インピーダンスを小さくする切り替え手段とを備える。

前記インピーダンス素子はイヤホンケーブルをラジオ受信用のアンテナとして使用する際に有効に機能するが、音楽再生機能をイヤホン出力で再生するときにはチャンネルセパレーションの劣化要因となる。そこで、音楽再生機能をイヤホン出力で再生するときには、切り替え手段により、前記左チャンネルレシーバおよび右チャンネルレシーバの接地側の共通インピーダンスを小さくする。

本発明によれば、イヤホンケーブルをラジオ受信用のアンテナとして使用する際の受信性能を維持しつつ、音楽再生機能をイヤホン出力で再生するときは、ＣＨセパレーション特性を改善することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。ここでは、ＦＭラジオ放送を受信する機能と音楽プレーヤ機能が内蔵された携帯電話端末として説明する。

図１は、本実施の形態による携帯電話端末１００と、その周辺機器の構成例を示した図である。携帯電話端末１００は、携帯電話機能ブロック１１１を備える。この携帯電話機能ブロック１１１は、通話などのための無線通信処理を行う無線部と、その無線通信のための制御処理を行う制御部と、表示処理を行う表示部と、入力処理を行う入力部などを有し、携帯電話機として必要な各種処理を行う。

携帯電話機能ブロック１１１を作動させるのに必要な電源は、二次電池で構成されたバッテリ１２４から電源制御部１２５を介して各部に供給される。携帯電話端末１００は、充電台４０に載置されたとき、充電台４０の充電端子４１およびＧＮＤ端子４２とそれぞれ電気的に接触する充電端子１２１およびＧＮＤ端子１２２を有する。充電台４０の充電端子４１およびＧＮＤ端子４２は、コネクタ４３および３３並びにケーブル３２を介してＡＣアダプタ３１に接続されように構成されている。

この携帯電話端末１００は、ラジオ放送（ＦＭ放送）を受信するチューナ１１２を備え、チューナ１１２で放送信号を受信して得たオーディオ信号を、スイッチ（ＳＷ）１１３を介してスピーカ１１４に供給して出力させるようにしてある。或いは、スイッチ１１３でスピーカ１１４の代わりにコネクタ１１７側に切替え、コネクタ１１７に接続されたイヤホン５０から出力させることもできる。

さらに、この携帯電話端末１００は、音楽プレーヤ機能を実現する音楽プレーヤ機能ブロック１６２を備える。この音楽プレーヤ機能ブロック１６２はＣＯＤＥＣ部、制御部、メモリ等を備える。音楽プレーヤ機能ブロック１６２で再生されたオーディオ信号は、スイッチ１１３を介してスピーカ１１４に供給して出力させる。或いは、スイッチ１１３でスピーカ１１４の代わりにコネクタ１１７側に切替え、コネクタ１１７に接続されたイヤホン５０から出力させることもできる。

また、スイッチ１１３での切替えで、携帯電話機能ブロック１１１側で受信した通話用の音声信号（オーディオ信号）を、スピーカ１１４またはイヤホン５０から出力させることもできる。

なお、スイッチ１１３でのスピーカ１１４とイヤホン５０との切替えは、例えばイヤホン５０がコネクタ１１７に接続されているとき、イヤホン５０側に切替えさせ、イヤホン５０が接続されていないとき、スピーカ１１４側に切替えさせる。この切替えのためのイヤホン５０の接続の検出としては、例えば電気的な特性から検出を行う場合や、コネクタ１１７内の接点の状態などから機械的に検出を行う場合などの、いずれの検出でもよい。いずれの場合でも、本実施の形態の場合には、この端末１００の携帯電話機能ブロック１１１内の制御部が、イヤホン５０の接続の有無を判断できるようにしてある。

イヤホン５０の構成としては、携帯電話端末１００側のコネクタ１１７に接続されるコネクタ５１と、このコネクタ５１にケーブル５２で接続されたレシーバ５３とを備え、供給されたオーディオ信号がレシーバ５３から出力される。

ラジオ放送（ＦＭ放送）を受信するときにおいては、チューナ１１２が必要とするアンテナとして、イヤホン５０のオーディオ用ケーブル５２を使用するようにしてある。

また、スイッチ１１３とコネクタ１１７の間にビーズ１１５が配置され、コネクタ１１７とＧＮＤ（接地）との間にビーズ１１６が配置されている。本実施の形態では、さらに、ビーズ１１６の両端を、携帯電話機能ブロック１１１からの制御信号に応じて短絡するスイッチ（ＳＷ）１６１が設けられている。このスイッチ１６１は、本発明の「左チャンネルレシーバおよび右チャンネルレシーバの接地側の共通インピーダンスを小さくする切り替え手段」を構成する。

図２は、イヤホン５０の接続構成の詳細を示した図である。なお、ここではオーディオ再生機能ブロックをまとめてオーディオ回路５００として示している。図１では明確に示さなかったが、レシーバ５３は、ステレオ再生のためにレシーバＬ５３ａとレシーバＲ５３ｂを有する。オーディオ回路５００からのＬ出力およびＲ出力はそれぞれ、ケーブルＬ５２ａおよびＲ５２ｂを介してレシーバＬ５３ａおよびレシーバＲ５３ｂの一方の入力端子へつながる。レシーバＬ５３ａおよびレシーバＲ５３ｂの他方の入力端子は共通にケーブルＧＮＤ５２ｃとしてビーズ１１６を介して接地される。

イヤホン５０を、ラジオ放送（ＦＭ放送）を受信するためのアンテナとして使用するためには、ケーブルＧＮＤ５２ｃと接地間にビーズ１１６を設ける必要がある。ビーズ１１６は、上述したように、放送信号の無線伝送帯域を減衰させないための素子であり、例えばフェライトのような材料で形成される。このビーズ１１６により、ケーブルＧＮＤ５２ｃがアンテナとして機能する。ビーズ１１６に対して並列に配置したＳＷ１６１をショート（短絡）状態にすることで、ケーブルＧＮＤ５２ｃのアンテナとしての機能を無効にすることができる。

図５にビーズ１１６の等価回路を示している。すなわち、ビーズ１１６は電気的には抵抗ｒ１、ｒ２，ｒ３とキャパシタＣと、インダクタンスＬの組み合わせで表せる。図の例では、抵抗ｒ１とキャパシタＣを直列接続したものと、抵抗ｒ２とインダクタンスＬを直列接続したものとを並列接続し、この全体を抵抗ｒ３と直列接続した構成を示している。

図６は、ビーズ１１６の周波数特性例を表したグラフを示している。このグラフの横軸は周波数を表し、縦軸はインピーダンスを表している。グラフＲは、ビーズの抵抗成分を表し、グラフＸはビーズのリアクタンス成分を表し、グラフＺは抵抗成分とリアクタンス成分を合わせた合成インピーダンスを表している。この合成インピーダンスのグラフＺから分かるように、ビーズは直流および低周波領域（オーディオ周波数帯域）では低いインピーダンス値を示し、ある周波数から高い領域ではインピーダンス値が急激に上昇している。しかしながら、ビーズは低周波領域においてもなお所定のインピーダンス値を有し、これは接地側の共通インピーダンスとして機能するためＣＨセパレーションの悪化要因となった。

本願発明者は、イヤホンケーブルをアンテナとして利用しない音楽プレーヤ使用中にはアンテナは不要であることに鑑み、所定の条件でビーズのインピーダンスをより低下させることに想到した。

図３は、図２の構成の等価回路を示した図である。ビーズ１１６のインピーダンス（ｒＢ）５１６に対してスイッチ１６１のインピーダンス（ｒＳＷ）５６１が切断可能に並列に接続される。ビーズインピーダンス５１６にはケーブルＧＮＤ５２ｃのインピーダンス（Ｒｇ）５５２が接続される。このケーブルＧＮＤ５２ｃの他端には、レシーバインピーダンス（ＲＬ，ＲＲ）５５３ａ，５５３ｂが接続される。これらのレシーバインピーダンス５５３ａ，５５３ｂの他端には、それぞれケーブルＬ５２ａおよびケーブルＲ５２ｂのインピーダンス（ｒＬ，ｒＲ）５５２ａ，５５２ｂが接続されている。

ＳＷインピーダンス５６１（ｒＳＷ）はビーズインピーダンス（ｒＢ）に比べて十分小さい。よって、ビーズインピーダンス（ｒＢ）５１６を下げる手段として、ＳＷ１６１をショート状態にする。すなわち、オーディオ周波数帯域において、ビーズインピーダンス（ｒＢ）５１６よりもＳＷインピーダンス（ｒＳＷ）の方を小さくすることにより（端的にはＳＷ１６１をショート状態にすることにより）合成インピーダンスが小さくなる。その結果、音楽プレーヤ機能をイヤホン出力で再生するときに、電気特性であるＣＨセパレーション特性を改善することができる。

図４は、ＳＷ１６１の制御を行うための処理例を示すフローチャートである。この処理は携帯電話機能ブロック１１１（図１）により実行され、その処理結果がスイッチ１６１の制御信号に反映される。

まず、イヤホンの接続状態を確認する（Ｓ１１）。イヤホンの接続がなければ、スイッチ１６１をＯＦＦ状態とする（Ｓ１５）。

イヤホンの接続があれば、オーディオ信号出力先を確認する（Ｓ１２）。オーディオ出力先がスピーカであれば、スイッチ１６１をＯＦＦ状態とする（Ｓ１５）。

オーディオ出力先がレシーバであれば、レシーバの用途が何かを確認する（Ｓ１３）。レシーバの用途がラジオまたはオーディオプレーヤの使用でなければ、スイッチ１６１をＯＦＦ状態とする（Ｓ１５）。

レシーバの用途がラジオまたはオーディオプレーヤの使用であれば、そのいずれの使用であるかを確認する（Ｓ１４）。ラジオの使用であれば、スイッチ１６１をＯＦＦ状態とする（Ｓ１５）。オーディオプレーヤの使用であれば、スイッチ１６１をＯＮ状態とする（Ｓ１６）。

このように、イヤホン接続あり（Ｓ１１）、かつ、レシーバ出力（Ｓ１２）、かつ、オーディオプレーヤとしての使用（Ｓ１３，Ｓ１４）のとき、スイッチ１６１がＯＮ状態になるように制御が行われる。

図７は、上記のスイッチ１６１の別の態様を示す図である。図２に示した構成要素と同様の構成要素には同じ参照符号を付して、重複した説明は省略する。この例では、図２のスイッチ１６１に代えてスイッチ（ＳＷ）１６３を用いている。スイッチ１６１は単にＯＮ／ＯＦＦを行う単極単投スイッチであったが、スイッチ１６３は端子１６３ａを端子１６３ｂまたは１６３ｃに切り替え接続する単極双投スイッチである。端子１６３ａはコネクタ１１７に接続され、端子１６３ｂはビーズ１１６を介して接地される。端子１６３ｃは直接接地されている。このようなスイッチ１６３も、機能的に見れば、本発明の「左チャンネルレシーバおよび右チャンネルレシーバの接地側の共通インピーダンスを小さくする切り替え手段」を構成しており、スイッチ１６１と同様の効果が得られる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。例えば、上記実施の形態では携帯電話端末についてのみ説明したが、電話端末に限るものではなく、ラジオ放送受信機能およびステレオ音楽再生機能を備え、イヤホンケーブルをラジオ受信用のアンテナとして使用する携帯端末装置であれば電話機能はなくてもよい。スイッチは、電子的、機械的の別を問わない。

本発明の実施の形態による携帯電話端末と、その周辺機器の構成例を示した図である。 本発明の実施の形態によるイヤホンの接続構成の詳細を示した図である。 図２の構成の等価回路図を示した図である。 図１，図２，図３に示したスイッチの制御を行うための処理例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態におけるビーズの等価回路を示す図である。 図５のビーズの周波数特性例を表したグラフである。 本発明の実施の形態におけるスイッチの別の態様を示す図である。

符号の説明

３１…アダプタ、３２…ケーブル、４０…充電台、４１…充電端子、４２…ＧＮＤ端子、４３…コネクタ、５０…イヤホン、５１…コネクタ、５２…オーディオ用ケーブル、５２ａ…ケーブルＬ、５２ｂ…ケーブルＲ、５２ｃ…ケーブルＧＮＤ、５３…レシーバ、５３ａ…レシーバＬ、５３ｂ…レシーバＲ、１００…携帯電話端末、１１１…携帯電話機能ブロック、１１２…チューナ、１１３…スイッチ、１１４…スピーカ、１１５…ビーズ、１１６…ビーズ、１１７…コネクタ、１２１…充電端子、１２２…ＧＮＤ端子、１２４…バッテリ、１２５…電源制御部、１６１…スイッチ、１６２…音楽プレーヤ機能ブロック、１６３…スイッチ（ＳＷ）、１６３ａ，１６３ｂ，１６３ｃ…端子、５００…オーディオ回路、５１６…ビーズインピーダンス、５５３ａ，５５３ｂ…レシーバインピーダンス、５６１…ＳＷインピーダンス

Claims (3)

1. ラジオ放送受信機能およびステレオ音楽再生機能を備え、イヤホンケーブルをラジオ受信用のアンテナとして使用する携帯端末装置において、
   ラジオ放送受信およびステレオ音楽再生のためのオーディオ回路と、
   前記オーディオ回路の左チャンネル出力信号および右チャンネル出力信号がそれぞれ印加される左チャンネルレシーバおよび右チャンネルレシーバと、
   前記左チャンネルレシーバおよび右チャンネルレシーバの共通接地側に挿入され、イヤホンケーブルをラジオ受信用のアンテナとして使用するためのインピーダンス素子と、
   音楽再生機能をイヤホン出力で再生するときに、前記左チャンネルレシーバおよび右チャンネルレシーバの接地側の共通インピーダンスを小さくする切り替え手段と
   を備えたことを特徴とする携帯端末装置。
2. 前記切り替え手段は、前記インピーダンス素子を選択的に短絡するスイッチを含む請求項１記載の携帯端末装置。
3. 前記切り替え手段は、前記インピーダンス素子の非接地側端子を選択的に接地するスイッチを含む請求項１記載の携帯端末装置。

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