JP3847301B2 - アンテナ付きテレビ受像機 - Google Patents

Description

本発明は、付属アンテナを備えたテレビ受像機に関し、特に、付属アンテナの改良に関する。

テレビ受像機に備えられる室内アンテナとしては、従来、１本もしくは２本のロッドアンテナを突設したものや、ループアンテナや、両者併用タイプのアンテナがある。いずれのアンテナも受像機本体の天板上に載置するタイプのものが多い。特許文献１、非特許文献１に、上記要求を満たす電子制御導波器アレーアンテナ装置が開示されている。
ところで、最近のテレビ受像機は、ディスプレイとして液晶ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネルというように薄型ディスプレイを用いているものがあり、そのため、受像機本体の奥行き寸法が、数センチ乃至１０センチ程度と短くなっている。その上、画面を傾けて使用したりできるものも存在し、特に、画面サイズが小さく、パソコン機能を備えたものは、ディスプレイの傾斜角が自在に変更できるようになっているものが多い。
特開２００２−１１８４１４号公報 青山直樹ほか,"アンテナ素子間の相互結合を用いたＣＯＦＤＭの簡易ダイバーシティ受信方式",電子情報通信学会総合大会講演論文集,Ｂ−５−２２４,ｐ．６９５,２００２年３月２７日−３０日

このため、上記のようなテレビ受像機に対して、既存の室内アンテナを天板上に載置することは難しくなってきている。最近ではノートパソコンでもテレビチューナを内蔵しテレビ放送を視聴できるものがあるが、ノートパソコンのディスプレイ上に既存の室内アンテナを載置することは難しい。室内アンテナを脇においてテレビ放送を使用することも考えられるが、それでは室内アンテナの設置スペース分だけ嵩張る。また、その場合、室内アンテナとノートパソコンの両方を携帯する必要があり、持ち運びが不便になる。

本発明は、上記課題に鑑み、既存の室内アンテナが天板上に設置しづらいテレビ受像機本体であっても、空間を無駄にすることなく簡便に設置し得る新規な構造のアンテナを備えたテレビ受像機を提供するものである。

上記課題を解決するため、本発明に係るテレビ受像機は、テレビ番組を受信して表示するテレビ受像機本体と、操作盤とを有し、前記操作盤には、アレーアンテナが設けられていることを特徴としている。

上述のような構成によって、従来の室内アンテナのように空間を無駄にすることがなく、テレビ番組の視聴が可能となる。また、テレビ受像機に固定アンテナからのアンテナ線を接続する手間を省ける。
また、前記操作盤は、前記テレビ受像機本体と接続されたキーボードであり、前記アレーアンテナが当該キーボードの背面部に埋設若しくは貼設されていることとしてもよい。

これにより、キーボードで入力する際には通常当該キーボードを水平面上に載置するので、それと共に前記アレーアンテナもまたおよそ水平になる。テレビ放送電波は、通常水平偏波であり、当該電波を受信するためにアンテナもまた実質的に水平でなければならないが、キーボードの背面部に平面型アンテナであるアレーアンテナを埋設することでこの要件を満たしている。

また、テレビチューナを内蔵したノートパソコンなどにおいて、アクセスポイントを介さずにテレビ放送を受信することができる。
また、前記アレーアンテナは、可変リアクタンス素子が装荷された少なくとも一本の無給電素子と、当該無給電素子に平行に配された給電素子からなり、当該給電素子から受信信号を得ることとしてもよい。

前記無給電素子は反射と導波の特性切り替えが可能であり、これにより、無給電素子を導波器とした場合と、反射器とした場合とで受信感度の高い方を選択し、快適なテレビの視聴が可能となる。また、反射と導波の特性変更を連続的に変えることにより、最適な受信感度を得ることもできる。
また、前記アレーアンテナは、前記可変リアクタンス素子が装荷された２つ以上の無給電素子を、前記給電素子の両側に、平行に配置することとしてもよい。

これにより、無給電素子を１本とした場合よりもアンテナの指向性が高まり、電波強度の弱いところでも快適に受信することができるようになる。
また、前記給電素子は、長尺状の金属フィルムからなり、前記無給電素子は、長尺状の金属フィルムと可変リアクタンス素子とを直列接続した構成であることとしてもよい。
これにより、アレーアンテナを薄く構成でき、操作盤への設置が容易となり、かつ、操作盤の意匠感を損なわない。

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。
図１は、本発明に係るテレビ受像機の外観図であり、テレビ受像機本体１００と、操作盤の一例としてキーボード１０１と、リモコン１０２とで構成される。テレビ受像機本体１００には、図示していないが、チューナ部、映像信号処理部、音声信号処理部、表示部といった公知の受像回路の他、アンテナの指向性を切り替えるためのアンテナコントローラが設けられている。キーボード１０１は、テレビ受像機本体１００のパソコンとしての諸機能を制御したり、インターラクション機能を備えたディジタルテレビの場合の応答メッセージを入力したり、受信するテレビ番組のチャンネルの切り替えをするための入力キー１０３を有する。図１ではテレビ受像機本体１００とキーボード１０１は、図のようにキーボード１０１の一端がテレビ受像機本体１００の下部に軸支されており、回動自在である。これによりキーボード１０１は、図１に示したように水平姿勢と、この状態から表示画面を覆う位置まで回動させた立ち姿勢（不図示）とに切り替えることができる。

リモコン１０２は、テレビ受像機本体１００に表示するテレビ番組のチャンネル設定などを行う。入力キー１０３は、詳細には示さないが、既存のものと同じく、アルファベットキー、テンキー、ファンクションキーなどからなる。
前記キーボード１０１には、図２に示すようにアレーアンテナ２５０が儲けられている。即ち、キーボード１０１背面の中央部に方形の凹入溝１０１ｃが穿設され、当該凹入溝１０１ｃ内にアレーアンテナ２５０が、配置され、その状態で、絶縁樹脂で作成された背面カバー２４０で覆われている。

前記アレーアンテナ２５０は、平面指向性アンテナであり、誘電体基板２００上に適当間隔ｄをおいて併設された給電素子２０１と無給電素子２０２、２０３を主体に構成される。給電素子２０１は、全長がλ/２のストリップ導体から構成され、その一端に同軸ケーブル２２１が接続され、テレビ受像機へ導出されている。
無給電素子２０２、２０３は、長手方向中央で分割された２つのストリップ導体２０２Ａ、２０２Ｂ、２０３Ａ，２０３Ｂと、その間に挿入された可変リアクタンス素子の一例としての可変バリキャップダイオード２２２、２２３から構成される。可変バリキャップダイオード２２２、２２３には、テレビ受像機側から制御電圧供給線２２５が接続されている。無給電素子２０２、２０３の全長は、給電素子２０１と同じく、λ/２とされ、素子間隔ｄは０．１λ〜０．３５λとされている。ここでλは受信する所望波の自由空間波長であり、６００Ｍｚ帯のＵＨＦを受信する場合には、λは５０ｃｍとなる。 各ストリップ導体の材料はＡｕであり、また各ストリップ導体の幅は、ストリップ導体の特性インピーダンスが５０Ωとなる１．４２ｍｍである。

誘電体基板２００は、ＢＴレンジや熱硬化ＰＰＯなどの高周波用プリント基板であり、比誘電率εｒ＝３．４、誘電体損失δ＝０．００３であり、誘電体基板２００の厚さは０．６ｍｍである。
前記同軸ケーブル２２１及び制御電圧供給線２２５の他端は、フレキシブルワイヤ２３０に接続され、フレキシブルワイヤ２３０を介してテレビ受像機本体１００側と接続されている。フレキシブルワイヤ２３０は、前記キーボード１０１がテレビ受像機本体１００の表示画面を覆う状態になるところまで回動した状態で弛まぬ程度に設定され、キーボード１０１の回転の邪魔にならないようにしてある。

なお、図３中、３１０はキー入力用回路基板、３００はゴムパッドである。ゴムパッド３００は、入力キー１０３のそれぞれの位置に対応して凸状になっており、各入力キー１０３は、当該ゴムパッド３００によって常時突出方向に弾性付勢されている。入力キー１０３の押下によってキー入力用回路基板３１０から入力内容が信号供給線３１１を介してテレビ受像機本体１００の制御部に伝達され、所望の処理がなされる。

図５は、本発明に係るテレビ受像機の構成図であり、テレビ受像機本体１００とキーボード１０１からなる。同図に示すように、テレビ受像機本体１００は、制御部５１０と、表示部５１１と、アンテナコントローラ５１２と、低雑音増幅器（ＬＮＡ）５１３と、ダウンコンバータ（Ｄ/Ｃ）５１４と、Ａ/Ｄ変換機５１５と、信号処理部５１６を含んで構成され、キーボード１０１は、既述したように入力キー１０３と、誘電体基板２００等からなる。

バリキャップダイオード２２２、２２３のそれぞれのリアクタンス値は、アンテナコントローラ５１２によって設定される。各無給電素子は、それぞれのバリキャップダイオードに与えられたリアクタンス値によって反射器若しくは導波器としての特性を持つ。例えば、バリキャップダイオード２２２がインダクタンス性を有するときは、バリキャップダイオード２２２は延長コイルとなり、無給電素子の電気長が給電素子より長くなり、反射器として働く。一方、バリキャップダイオード２２２がキャパシタンス性を有するときは、バリキャップダイオード２２２は短縮コンデンサとなり、無給電素子の電気長が給電素子より短くなり、導波器として働く。

アンテナコントローラ５１２は、一方の無給電素子が反射器として作用する場合には、他方の無給電素子が導波器として作用するように、各々に接続されているバリキャップダイオードのリアクタンス値を設定する。このことにより、アレーアンテナは、給電素子から導波器側の無給電素子に向けて指向性を持つようになる。
各バリキャップダイオードのリアクタンス値の決定には以下の方法を用いる。バリキャップダイオード２２２にリアクタンス値Ｘａを、バリキャップダイオード２２３にリアクタンス値Ｘｂを設定する場合を第１の場合とする。バリキャップダイオード２２２にリアクタンス値Ｘｂを、バリキャップダイオード２２３にリアクタンス値Ｘａを設定する場合を第２の場合とする。第１の場合と第２の場合で、受信される無線信号の信号電力がより大きくなる方のリアクタンス値をバリキャップダイオードにセットする。なお、上記の場合ではリアクタンス値ＸａとＸｂを入れ替えただけだが、所定値以上のダイバーシティ利得が得られ、且つ、前記アレーアンテナの入力インピーダンスＺinが実質的に変化しないのならば、第１の場合にリアクタンス値をＸａ、Ｘｂとし、第２の場合にリアクタンス値をＸｃ、Ｘｄとしてよい。この場合、Ｘａ≠Ｘｄ、Ｘｂ≠Ｘｃである。また、リアクタンス値をＸａ〜Ｘｄのように固定した値に設定せずに、バリキャップダイオードに印加する電圧を連続的に変えることにより、リアクタンス値を連続的に変化させ、受信すべき信号の受信感度が最大となるリアクタンス値をとるように制御することもできる。

給電素子が接続されている同軸ケーブル２２１は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）５１３に接続され、当該ＬＮＡ５１４は、ダウンコンバータ（Ｄ/Ｃ）５１４に接続される。Ｄ/Ｃ５１４は、Ａ/Ｄ変換器５１５に接続され、当該Ａ/Ｄ変換器５１５は、アンテナコントローラ５１２と信号処理部５１６に接続される。ＬＮＡ５１３とＤ/Ｃ５１４はチューナとしての役割を果たしている。

給電素子は、無線信号を受信する。当該無線信号は、同軸ケーブル２２１を介して、ＬＮＡ５１３に入力されて増幅される。増幅された無線信号は、Ｄ/Ｃ５１４で所定の中間周波数の信号（ＩＦ信号）に低域変換される。更に、当該ＩＦ信号は、Ａ/Ｄ変換機５１５によってディジタル信号に変換され、受信信号ｙとして、信号処理部５１６に出力され、映像が表示部５１１に表示される。また、受信信号ｙは、アンテナコントローラ５１２にも出力され、当該受信信号ｙの信号電力が測定される。アンテナコントローラ５１２は、前記第１の場合と前記第２の場合のそれぞれの受信信号の信号電力を比較し、より大きい値を示した信号電力となる方のリアクタンス値をバリキャップダイオード２２２、２２３に設定する。これにより、アンテナの指向性を決定しより快適にテレビ放送を視聴できる。

制御部５１０は、図示していないがＣＰＵとメモリを含んで構成され、表示部５１１に画像を表示させたり、信号処理部５１６に受信信号を表示部に伝達させるなどテレビ受像機本体１００の各部の制御を行う。また入力キー１０３からのユーザ入力に従い、ディジタルテレビの場合の応答メッセージ入力や文書作成などの所定の動作を行う。
なお、上記実施の形態では、操作盤をキーボードとしたけれども、ペンタブレットであっても良い。

また、上記実施の形態では、ノートパソコンのようにキーボード１０１とテレビ受像機本体１００は一体であり、キーボード１０１をテレビ受像機本体１００の表示画面を覆うことのできる構成にしたけれども、キーボード１０１は、デスクトップパソコンのキーボードのように一本のコードでテレビ受像機本体１００に接続されたり、ワイヤレスキーボードのように無線ＬＡＮなどで受信信号をテレビ受像機本体１００に送信しても良い。

本発明に係るテレビ受像機とは、良好にテレビ番組を視聴することに利用できる。

本発明に係るテレビ受像機の外観図である。 本発明に係るキーボード１０１の背面図である。 前記キーボード１０１の断面図である。 前記誘電体基板２００の配置図である。 本発明に係るテレビ受像機の構成図である。

符号の説明

１００ テレビ受像機本体
１０１ キーボード
１０１ｃ 凹入溝
１０２ リモコン
１０３ 入力キー
２００ 誘電体基板
２０１ 給電素子
２０２ 無給電素子
２０３ 無給電素子
２２１ 同軸ケーブル
２２２ バリキャップダイオード
２２３ バリキャップダイオード
２２５ 制御電圧供給線
２３０ フレキシブルワイヤ
２４０ 背面カバー
３００ ゴムパッド
３１０ キー入力用回路基板
５１０ 制御部
５１１ 表示部
５１２ アンテナコントローラ
５１３ 低雑音増幅器（ＬＮＡ）
５１４ ダウンコンバータ（Ｄ/Ｃ）
５１５ Ａ/Ｄ変換機
５１６ 信号処理部

Claims (4)

1. テレビ番組を受信して表示するテレビ受像機本体と、アレーアンテナを搭載した操作盤とを有するテレビ受像機であって、
   前記アレーアンテナは、
   可変リアクタンス素子が装荷された少なくとも一本の無給電素子と、当該無給電素子に平行に配された給電素子からなり、
   当該給電素子から受信信号を得る
   ことを特徴とするテレビ受像機。
2. 前記操作盤は、
   前記テレビ受像機本体と接続されたキーボードであり、前記アレーアンテナが当該キーボードの背面部に埋設若しくは貼接されている
   ことを特徴とする請求項１記載のテレビ受像機。
3. 前記アレーアンテナは、
   前記可変リアクタンス素子が装荷された２つ以上の無給電素子を、前記給電素子の両側に、平行に配置した
   ことを特徴とする請求項１記載のテレビ受像機。
4. 前記給電素子は、長尺状の金属フィルムからなり、
   前記無給電素子は、長尺状の金属フィルムと可変リアクタンス素子とを直列接続した構成である
   ことを特徴とする請求項１又は３記載のテレビ受像機。

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