JP2010245997A - 携帯情報端末 - Google Patents

Abstract

【課題】従来に比べて安定して電波を受信可能な携帯情報端末を提供すること。
【解決手段】筐体と、前記筐体外部に設けられた外部アンテナと、前記筐体内部に設けられ、いずれも前記外部アンテナよりも指向性が強い複数の内部アンテナと、前記内部アンテナを使用するか否かを選択する第１選択手段と、前記第１選択手段において内部アンテナの使用を選択した場合、前記複数の内部アンテナの内、使用する内部アンテナを選択する第２選択手段と、前記外部アンテナと前記第２選択手段で選択された内部アンテナの少なくとも一方から電波を受信して所望の信号に変換する信号処理部と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、携帯情報端末に関する。特に、複数のアンテナを有し、デジタル放送などをダイバーシティ受信可能な携帯情報端末に関する。

地上デジタル放送の普及とともに、携帯型の情報端末向け放送である、１セグメント部分受信サービス（通称、ワンセグ放送）が急速に普及してきている。ワンセグ機能付き携帯情報端末は、ワンセグ放送を受信するためのアンテナと、これらのアンテナから電波を受信して、所望の信号に変換する信号処理部等によって構成されている。

ワンセグ放送のような携帯型情報端末向けの無線通信は、有線通信の場合と違って、持ち運びに便利で、場所を選ばずテレビの視聴が楽しめるという利点がある。一方で、電波の状態が時間的に変動してしまうフェージングやマルチパスといった、周囲の電波環境により、テレビ視聴が困難となるという課題があった。

これらの課題に対し、赤外線遠隔操作機を用いて適度に受信感度を調節することが提案されている(例えば、特許文献１参照)。

また、無線受信装置の筐体面に沿って複数のループアンテナを配置し、複数のループアンテナからの受信信号を選択する切り替え手段により、受信信号レベルが大きいループアンテナを選択し、如何なる状況においても高受信性能が出せるようにしたものが提案されている(例えば、特許文献２参照)。

また、メインの外部アンテナに加え、受信機本体に内蔵されたサブアンテナを備え、受信状態のよい方を適宜選択してスイッチを切り替えることにより、ダイバーシティ方式での受信を行う提案がされている(例えば、特許文献３参照)。

また、指向性の異なる２つの内蔵アンテナを有し、切り替え手段により、受信状態に基づいて他のアンテナと切り替える方法が提案されている(例えば、特許文献４参照)。

実開平２−１１１０９５号公報 特開平１１−８８２４６号公報 特開２００６−５０１３６号公報 特開２００７−１７４２３７号公報

しかしながら、特許文献１の受信感度切り替え方法では、赤外線遠隔操作機を用いるため、携帯性に欠ける。また、手動切り替えのため、ユーザー自身が電波状況を見極める必要がある。

また、特許文献２の受信感度切り替え方法では、指向性のある複数の内蔵アンテナのみで構成されているために、固定した場所でテレビ視聴を楽しむ時には、それぞれ指向性を持つアンテナの中から、最も受信状況のよいものを選択することができるが、移動時のような電波状況が常に変動する時や、ビル街などのマルチパスがあるような場所においては指向性が強いために安定した受信が出来ない。

また、特許文献３の受信感度切り替え方法では、メインの外部アンテナと内蔵のサブアンテナを有しているが、サブアンテナが１つであるために、サブアンテナが常に高受信性能を保っていないと、あまり大きな効果が得られない。

また、特許文献４の受信感度切り替え方法では、指向性を有する内蔵アンテナを２つ備えているのみである。そのため、フェージングやマルチパスがあるような場所においては効果を発揮することが出来ない。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、従来に比べて安定して電波を受信可能な携帯情報端末を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の携帯情報端末は、
筐体と、
前記筐体外部に設けられた外部アンテナと、
前記筐体内部に設けられ、いずれも前記外部アンテナよりも指向性が強い複数の内部アンテナと、
前記内部アンテナを使用するか否かを選択する第１選択手段と、
前記第１選択手段において内部アンテナの使用を選択した場合、前記複数の内部アンテナの内、使用する内部アンテナを選択する第２選択手段と、
前記外部アンテナと前記第２選択手段で選択された内部アンテナの少なくとも一方から電波を受信して所望の信号に変換する信号処理部と、を備えた構成を採る。

本発明によれば、従来に比べて安定して電波を受信可能な携帯情報端末を提供することが出来る。

実施の形態１に係る携帯情報端末の外観斜視図 実施の形態１に係る携帯情報端末の内部構造図 （ａ）実施の形態１に係る携帯情報端末の電気回路部のブロック図、（ｂ）第１スイッチの回路図 実施の形態１に係る携帯情報端末の電波受信処理のフローチャート （ａ）実施の形態２に係る携帯情報端末の電気回路部のブロック図、（ｂ）第１スイッチの回路図 実施の形態２に係る携帯情報端末の電波受信処理のフローチャート 実施の形態３に係る携帯情報端末の電気回路部のブロック図 実施の形態３に係る携帯情報端末の電波受信処理のフローチャート 実施の形態３の変形例に係る携帯情報端末の電波受信処理のフローチャート

以下、本発明に係る携帯情報端末の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、実施の形態において同様の動作を行う構成要素に同じ符号を付し、再度の説明を省略する場合がある。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る携帯情報端末１の外観斜視図である。図２は、携帯情報端末１の内部構造図である。

携帯情報端末１は、筐体２と、液晶パネル３と、外部アンテナ４と、スライド式の手動スイッチ５と、内部アンテナ６ａ、６ｂ、６ｃ（以下、区別しない場合は、総称して内部アンテナ６と呼ぶ）と、電気回路部７と、を具備する。

外部アンテナ４は、ホイップアンテナである。外部アンテナ４は、デジタル放送波の周波数帯（４７３〜７６７ＭＨｚ）の中心周波数（６２０ＭＨｚ）の波長に対し、約１／４の長さ（１３ｃｍ）を有している。外部アンテナ４は、携帯情報端末１の筐体２外部に可動可能に取り付けられている。

内部アンテナ６は、モノポールアンテナである。内部アンテナ６ａは、携帯情報端末１本体の水平方向（図１のｘ軸方向）に配置されている。内部アンテナ６ｂは、携帯情報端末１本体の垂直方向（図１のｚ軸方向）に配置されている。つまり、内部アンテナ６aと内部アンテナ６ｂは、互いに直交する向きに設けられている。内部アンテナ６ｃは、携帯情報端末１本体の対角方向に配置されている。つまり、内部アンテナ６ｃは、内部アンテナ６ａおよび６ｃを長方形の直交する２辺のとした場合の対角方向に固定されている。

外部アンテナ４は、無指向性アンテナである。内部アンテナ６は、指向性を有するアンテナであり、それぞれ異なる向きに指向性を有している。内部アンテナ６は、それぞれの指向性の強い方向に対しては、外部アンテナ４よりも高い感度で電波を受信することが出来る。つまり、外部アンテナ４よりも強い指向性を有している。

手動スイッチ５は、移動モードと固定モードを切り替えるためのスイッチである。移動モードとは、携帯情報端末１を携帯して移動しながら使用するような場合に適したモードである。すなわち、携帯情報端末１の向きが様々に変わったり、電波が時間的に変動するフェージングや、マルチパスが起こったりするような状況の時に適したモードである。固定モードとは、携帯情報端末１を固定して使用するような場合に適したモードである。すなわち、携帯情報端末１の向きは一定であり、電波の強い方向が固定されるような状況の時に適したモードである。

図３（ａ）は、電気回路部７のブロック図である。電気回路部７は、加算回路７１０を含む信号処理部７１と、第１スイッチ７２と、第２スイッチ７３と比較回路７４と、を有する。

図３（ｂ）は、第１スイッチ７２の回路図を示している。第１スイッチ７２は、手動スイッチ５のモード選択結果に基づいて、内部アンテナ６を使用するか否かを選択する。例えば、手動スイッチ５において、移動モードが選択された場合には、第１スイッチ７２はオフとなり、外部アンテナ４のみが信号処理部７１に接続される。また、手動スイッチ５において、固定モードが選択された場合には、第１スイッチ７２はオンとなり、外部アンテナ４と内部アンテナ６とが信号処理部７１に接続される。第１スイッチ７２は、第１選択手段の一例である。なお、「内部アンテナ６の使用を選択する」とは、内部アンテナ６の使用を能動的に選択する場合に限られず、結果として内部アンテナが使用されるような場合も含む概念である。

第２スイッチ７３は、手動スイッチ５において、固定モードが選択された場合に、すなわち、内部アンテナ６の使用が選択された場合に、内部アンテナ６ａ、６ｂ、６ｃの内いずれのアンテナを使用するかを選択する。

比較回路７４は、手動スイッチ５において、固定モードが選択された場合に、すなわち、内部アンテナ６の使用が選択された場合に、第２スイッチ７３の接続をそれぞれ切替えて、電波の受信感度を比較する。そして、第２スイッチ７３は、比較回路７４の比較結果に基づいて、最大受信感度で電波を受信する内部アンテナを選択する。第２スイッチ７３は、第２選択手段の一例である。

信号処理部７１は、外部アンテナ４と第２スイッチ７３で選択された内部アンテナの少なくとも一方から電波を受信して所望の信号に変換する。すなわち、手動スイッチ５において、移動モードが選択された場合には、外部アンテナ４から電波を受信して所望の信号に変換する。また、手動スイッチ５において、固定モードが選択された場合には、外部アンテナ４と内部アンテナ６から電波を受信して所望の信号に変換する。加算回路７１０は、外部アンテナ４から受信した信号と内部アンテナ６から受信した信号を合成して所望の信号を得る回路である。信号処理部７１は、変換した信号に基づいて、液晶パネル３に所望の画像等を表示させる。

次に、携帯情報端末１の電波受信処理について、その動作を説明する。図４は、携帯情報端末１の電波受信処理のフローチャートである。

まず、ステップＳ１０では、外部アンテナ４で電波を受信している。

ステップＳ２０において、手動スイッチ５でモードが選択される。手動スイッチ５において固定モードが選択された場合、ステップＳ３０に進む。手動スイッチ５において移動モードが選択された場合、ステップＳ６０に進む。

ステップＳ３０では、第１スイッチ７２がオンに設定され、内部アンテナ６の使用が選択される。

ステップＳ４０では、比較回路７４の結果に基づいて、内部アンテナ６ａ、６ｂ、６ｃの内使用する内部アンテナを選択する。

ステップＳ５０では、外部アンテナ４と、ステップＳ４０で選択された内部アンテナの受信信号を、加算回路７１０にて加算し、合成信号を得る。

そして、ステップＳ６０では、信号処理部７１において、受信信号の変換が行われ、これに基づいて液晶パネル３に所望の画像等が表示される。

上述したような携帯情報端末１によれば、移動モード選択時においては、無指向性の外部アンテナ４で電波を受信するため、どのような向きでも放送電波を安定して受信できる。また、固定モード選択時においては、固定した携帯情報端末１の固定方向に最も適した受信強度の大きい内部アンテナを補助的に使用することが出来、より安定して放送電波を受信できる。

例えば、外部アンテナ４の受信感度では十分に電波を受信できないような電波環境の劣悪な建物内で視聴するような場合、内部アンテナを補助的に使用することで受信感度の向上を図ることが可能となる。

なお、本実施の形態において、比較回路７４の結果に基づいて、内部アンテナ６ａ、６ｂ、６ｃの内使用する内部アンテナを選択したが、これに限られない。例えば、手動で内部アンテナを切替えるような構成であってもよい。ただし、比較回路を用いれば、自動で最適な内部アンテナを選択することが出来、ユーザーの利便性は高い。

また、本実施の形態において、互いに直交する向きに設けられた２本の内部アンテナと、もう１本内部アンテナからなる計３本の内部アンテナを有する構成としたが、これに限られない。例えば、互いに直交する向きに設けられた２本の内部アンテナのみでもよいし、４本以上の内部アンテナを有する構成であってもよい。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について、図面を参照しながら説明する。実施の形態２は、実施の形態１と比べ、電気回路部の構成が異なる。より詳しくは、第１スイッチと信号処理部の構成が異なる。その他の構成は実施の形態１と同様であり、再度の説明を省略する。

図５（ａ）は、実施の形態２における電気回路部８のブロック図である。図５（ｂ）は、第１スイッチ８２の回路図を示している。

第１スイッチ８２は、手動スイッチ５のモード選択結果に基づいて、内部アンテナ６を使用するか否かを選択する。ただし、実施の形態１とは違い、内部アンテナ６を使用する場合には、外部アンテナ４は使用しない。例えば、手動スイッチ５において、移動モードが選択された場合には、第１スイッチ８２は外部アンテナ４側を選択し、外部アンテナ４のみが信号処理部８１に接続される。また、手動スイッチ５において、固定モードが選択された場合には、第１スイッチ８２は内部アンテナ６側（比較回路７４側）を選択し、内部アンテナ６が信号処理部８１に接続される。

信号処理部８１は、加算回路を有していない。信号処理部８１は、外部アンテナ４または第２スイッチ７３で選択された内部アンテナから電波を受信して所望の信号に変換する。すなわち、手動スイッチ５において、移動モードが選択された場合には、外部アンテナ４から電波を受信して所望の信号に変換する。また、手動スイッチ５において、固定モードが選択された場合には、選択された内部アンテナ６から電波を受信して所望の信号に変換する。信号処理部８１は、変換した信号に基づいて、液晶パネル３に所望の画像等を表示させる。

図６は、実施の形態２に係る携帯情報端末の電波受信処理のフローチャートである。本フローチャートにおいては、実施の形態１のフローチャート（図４）におけるステップＳ３０がステップＳ３１となっている点で異なっている。また、実施の形態１のフローチャートにおけるステップＳ５０が存在しない。

ステップＳ３１では、手動スイッチ５において固定モードが選択されており、第１スイッチ８２が内部アンテナ６の使用を選択する。ただし、外部アンテナ４は使用されない。

このような構成によれば、加算回路を有する必要が無く、より低コストで簡略化した回路構成を実現できる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態２について、図面を参照しながら説明する。実施の形態３は、実施の形態１と比較して、手動スイッチ５の代わりに湿度センサ１０を備えている点で異なる。

図７は、実施の形態３における電気回路部９のブロック図である。

湿度センサ１０は、携帯情報端末の筐体２に取付けられている。湿度センサ１０は、携帯情報端末の周囲環境の湿度を検出する。湿度センサ１０は、周囲の湿度に対し、電極間の電気抵抗値が変化するものである。湿度を感知する感湿材料には高分子膜を用いる。

第１スイッチ９２は、湿度センサ１０の検出結果に基づいて、内部アンテナ６を使用するか否かを選択する。より具体的には、湿度センサ１０が所定値以下の湿度を検出した場合は、第１スイッチ９２はオフとなり、外部アンテナ４のみが信号処理部７１に接続される。また、湿度センサ１０が所定値以上の湿度を検出した場合は、第１スイッチ９２はオンとなり、外部アンテナ４と内部アンテナ６とが信号処理部７１に接続される。なお、第１スイッチ９２の回路構成は、実施の形態１における第１スイッチ７２（図３（ｂ））と同様である。

図８は、実施の形態３に係る携帯情報端末の電波受信処理のフローチャートである。本フローチャートにおいては、実施の形態１のフローチャート（図４）におけるステップＳ２０がステップＳ２１となっている点で異なっている。

ステップＳ２１では、湿度センサ１０が携帯情報端末の周辺湿度を検出する。そして、検出した湿度が所定の閾値以上の場合、ステップＳ３０へ進む。検出した湿度が所定の閾値以下の場合、ステップＳ６０へ進む。つまり、実施の形態１では手動スイッチ５の設定結果に基づいて、内部アンテナ６の使用を決定していたのに対し、本実施の形態では湿度センサ１０の検出結果に基づいて内部アンテナ６の使用を決定している。

本実施の形態は、特にお風呂場のような電波環境の悪い場所での使用に適している。お風呂場では、他の部屋に比べて湿度が高くなる。また、お風呂場で携帯情報端末を使用する場合には、携帯して移動しながら使用するような場合に比べて、固定して視聴することが多いことが想定される。本実施の形態に係る携帯情報端末では、湿度センサ１０を用いることで湿度の高い環境にいること、すなわち、お風呂場である可能性が高いこと、を検知して、内部アンテナを自動的に使用する。このような構成により、お風呂場のような電波環境の劣悪な場所でも安定して放送電波を受信することが出来る。また、自動的に内部アンテナの使用を選択するので、手動で切替える構成に比べてユーザーにとっての利便性が高い。

図９は、本実施の形態の変形例を示すフローチャートである。変形例では、湿度センサ１０の検出が絶対値ではなく、変化率を検出している点で異なる。

例えば、湿度センサ１０は、電気抵抗値を５秒毎に検出する。そして、電気抵抗値が５秒前と比較し、５０％以上変化した場合には、湿度環境が大きく変化したと判断する。すなわち、お風呂場に移動した可能性が高いと判断する。

ステップＳ２２では、湿度センサ１０の湿度変化が５０％以上変化したか否かを判定する。湿度が５秒前と５０％以上変化した場合にはステップＳ３０へ進む。湿度が５０％以上変化していない場合は、ステップＳ６０へ進む。

湿度の絶対値を検出するような場合、例えば雨天時など湿度が高い日においては、常に湿度が高く検出され、お風呂場などへ移動したことを検出することが難しい場合がある。このような変形例によれば、湿度の変化を検出するので、より確実に湿度環境の変化を検出することが可能となる。

なお、変形例において用いた湿度変化５０％という値は一例であり、他の値を適宜使用することが出来る。

また、本実施の形態において、内部アンテナを補助的に使用する場合について説明したが、これに限られない。例えば実施の形態２のように、外部アンテナと内部アンテナを切替えるような構成であってもよい。

また、本実施の形態において、湿度センサの感湿材料には高分子膜を用いたが、セラミックや塩化リチウム等、感湿材になるものであれば他のものであってもよい。

また、いずれの実施の形態においても、表示用デバイスには液晶パネルを用いたが、テレビ視聴が可能なものであれば、他の表示デバイスを用いてもよい。例えば、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬパネル等を用いることが出来る。

本発明は、携帯情報端末における電波受信性能の向上に有効である。

１ 携帯情報端末
２ 筐体
３ 液晶パネル
４ 外部アンテナ
５ 手動スイッチ
６ａ、６ｂ、６ｃ 内部アンテナ
７、８、９電気回路部
１０ 湿度センサ
７１、８１ 信号処理部
７２、８２、９２ 第１スイッチ
７３ 第２スイッチ
７４ 比較回路
７１０ 加算回路

Claims (11)

1. 筐体と、
   前記筐体外部に設けられた外部アンテナと、
   前記筐体内部に設けられ、いずれも前記外部アンテナよりも指向性が強い複数の内部アンテナと、
   前記内部アンテナを使用するか否かを選択する第１選択手段と、
   前記第１選択手段において内部アンテナの使用を選択した場合、前記複数の内部アンテナの内、使用する内部アンテナを選択する第２選択手段と、
   前記外部アンテナと前記第２選択手段で選択された内部アンテナとの少なくとも一方から電波を受信して所望の信号に変換する信号処理部と、を備えた、
   携帯情報端末。
2. 前記筐体の周辺環境の湿度を検出する湿度センサをさらに備え、
   前記第１選択手段は、
   前記湿度センサの検出結果に基づいて前記内部アンテナを使用するか否かを選択する、
   請求項１記載の携帯情報端末。
3. 前記複数の内部アンテナにおける電波の受信感度を比較する比較手段をさらに備え、
   前記第２選択手段は、
   前記比較手段の比較結果に基づいて前記複数の内部アンテナの内、使用する内部アンテナを選択する、
   請求項１記載の携帯情報端末。
4. 前記第１選択手段が内部アンテナの使用を選択した場合、前記外部アンテナを使用しない、
   請求項１記載の携帯情報端末。
5. 前記外部アンテナは、ホイップアンテナである、
   請求項１記載の携帯情報端末。
6. 前記外部アンテナは、前記筐体に可動可能に取付けられている、
   請求項１記載の携帯情報端末。
7. 前記複数の内部アンテナは、モノポールアンテナである、
   請求項１記載の携帯情報端末。
8. 前記第１選択手段は、
   前記湿度センサで検出した湿度が所定の湿度以上であった場合に前記内部アンテナの使用を選択する、
   請求項２記載の携帯情報端末。
9. 前記第１選択手段は、
   前記湿度センサで検出した湿度の変化率が所定の値以上であった場合に前記内部アンテナの使用を選択する、
   請求項２記載の携帯情報端末。
10. 前記複数の内部アンテナは、
    互いに直交する向きに設けられた少なくとも２本の内部アンテナを有する、
    請求項１記載の携帯情報端末。
11. 前記複数の内部アンテナは、
    前記２本の内部アンテナを長方形の直交する２辺のとした場合の対角方向に固定されたアンテナを有する、
    請求項１０記載の携帯情報端末。

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