JP4186423B2

JP4186423B2 - 携帯型無線通信装置

Info

Publication number: JP4186423B2
Application number: JP2001072133A
Authority: JP
Inventors: 弘樹高見
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2021-03-14
Also published as: JP2002271469A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯可能な本体に、無線通信用のアンテナが、該本体への収納及び引出し可能に設けられた携帯型無線通信装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
携帯型無線通信装置例えば携帯電話機にあっては、一般に、コンパクトな縦長形状に構成された本体の上部に、無線通信用のアンテナ（ホイップアンテナ）を備えて構成される。この場合、アンテナは、先端のキャップ部を除く大部分を本体内に収納した収納状態と、下端部を除くほとんどの部分を本体から上方に引出した引出し状態との間を、出し入れ操作可能に設けられており、ユーザは、例えば待受け中には、アンテナを収納状態とし、通話（通信）中には、アンテナを引出し状態とするようになっている。
【０００３】
ところで、このような携帯電話機は、ユーザが手に持って使用するため、例えばアンテナの引出し状態で、ユーザが、誤って落としたりすることが考えられ、たとえ低い位置からの落下であっても、むき出し状態となったアンテナが、床や地面等に衝突し、折曲ったり破損したりする虞がある。このようなアンテナの破損等があると、そのままでは携帯電話機としての使用に支障を来たしてしまい、修理や交換が必要となる。
【０００４】
従来の携帯電話機等の携帯型無線通信装置では、上記のような落下からアンテナを保護するための手段は特に講じられてはいなかった。尚、上記問題点の解消のため、アンテナを本体内に内蔵する構成とすることも考えられるが、これでは、通信距離が大きく制限されてしまう不具合を招くため、ある程度以上の通信距離が必要なものに採用することはできない。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、本体から引出し状態とされるアンテナを備えるものにあって、落下による衝撃からアンテナの保護を図ることができる携帯型無線通信装置を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の携帯型無線通信装置は、アンテナの引出し状態において本体の落下が検出されたときに、アンテナを強制的に本体内に収納させるように構成している（請求項１の発明）。これによれば、アンテナの引出し状態で、ユーザが誤って落とした場合等、本体の落下が検出されたときには、アンテナが強制的に本体内に収納されるようになる。従って、本体が落下してもアンテナが床や地面に直接的に衝突することが回避され、アンテナの折曲りや破損を未然に防止することができる。
【０００７】
この場合、より具体的には、落下検出手段を、本体に設けられた加速度センサの検出した加速度が所定値以上のときに落下状態と判断するように構成することができる（請求項２の発明）。これにより、本体の落下を確実に検出することが可能となる。
【０００８】
またこのとき、前記所定値をユーザが自在に設定できるようにしても良く（請求項３の発明）、これによれば、無線通信装置を使用するユーザの使用条件に応じて、いわば落下検出の感度を所望のものに変更することができ、ユーザにとっての利便性を向上させることができる。さらに、前記加速度センサを本体に設ける際には、本体の重心位置付近に取付けることが望ましく（請求項４の発明）、これにより、回転しながらの落下をも検出することが可能となり、アンテナの保護の観点からより効果的となる。
【０００９】
そして、前記アンテナ収納手段を、アンテナを収納方向に付勢するためのばね手段と、このばね手段のばね力をアンテナに対する不作用状態にロックするロック手段と、電気信号に基づいてそのロックを解除するロック解除手段とを備えて構成することができる（請求項５の発明）。これによれば、比較的簡単な構成でありながら、アンテナを確実且つ速やかに収納させることが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を携帯電話機に適用した一実施例について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施例に係る携帯型無線通信装置たる携帯電話機１の外形及びアンテナ部分の構成を示しており、図４は、この携帯電話機１の電気的構成を概略的に示している。ここで、図１に示すように、この携帯電話機１の本体２は、携帯可能な大きさの縦長形状をなしている。
【００１１】
図１では図示を省略しているが、前記本体２の表面部には、そのほぼ下半部に位置して、キー操作部（キーパッド）３が設けられている（図４にのみ図示）。周知のように、このキー操作部３は、複数個のダイヤルキーや、終了／電源キー、開始（着信）キー、各種の機能キー等を備えている。また、本体２には、前記キー操作部３の上部に位置して、例えばカラーＬＣＤからなる表示部４（図４にのみ図示）が設けられている。この表示部４には、電話番号や各種のメッセージ、機能画面等が表示されるようになっている。
【００１２】
さらに、前記本体２の表面部には、下端部に位置して、送話音を入力するためのマイクロホン５が設けられ、前記表示部４の上部に位置して、音声を出力するためのスピーカ６が設けられている（いずれも図４にのみ図示）。そして、図１〜図３に示すように、本体２の上端右側部には、上方へやや突出する円筒状のアンテナ支持部２ａが該本体２の上壁部を上下に貫通するように一体に設けられ、このアンテナ支持部２ａに、無線通信用のアンテナ７が支持されるようになっている。このアンテナ７部分の詳細については、後述する。
【００１３】
一方、図４に示すように、本体２内には、マイコン（ＣＰＵ）を中心に構成され全体の制御を行う制御回路８が設けられていると共に、この制御回路８に接続された音声処理部９、無線通信部１０が設けられている。前記音声処理部９には、前記マイクロホン５及びスピーカ６が接続され、前記無線通信部１０には、前記アンテナ７が接続されている。また、前記制御回路８には、前記キー操作部３のキー操作信号が入力されるいると共に、制御回路８が、前記表示部４の表示を制御するようになっている。
【００１４】
さらに、この制御回路８には、メモリ部１１が接続されている。このメモリ部１１には、通信に係る制御プログラムや、各種機能を実現するためのプログラムが記憶されていると共に、アドレス帳データやメールデータ等の各種データが記憶されるようになっている。尚、本体２内には、前記キー操作部３の裏面側に位置して基板が設けられており、前記制御回路８、音声処理部９、無線通信部１０、メモリ部１１等はこの基板に実装されている。また、図示はしないが、本体２内の下部裏面側には、電源となる電池パック（二次電池）も設けられている。
【００１５】
このような構成により、携帯電話機１の通話時においては、前記制御回路８の制御により、アンテナ７で受信した信号が無線通信部１０により処理され、更に音声処理部９により音声データとしてスピーカ６から出力されると共に、マイクロホン５から入力された受話信号が音声処理部９にて処理され、更に無線通信部１０により送信信号としてアンテナ７から出力されるようになっている。詳しい説明は省略するが、この携帯電話機１は、メール（文字メッセージデータ）の送受信の機能や、インターネットとの接続機能など、通話以外にも各種の機能を備えている。
【００１６】
ここで、前記アンテナ７部分の構成について説明する。図１〜図３は、本体２に対するアンテナ７の取付部分の構成を示している。まず、このアンテナ７は、金属線材からなり上下に細長い棒状をなす線状部１２の上端部に、キャップ部１３を有して構成されている。このアンテナ７は、前記線状部１２が本体２内に収納されキャップ部１３のみが本体２の上端部から突出した収納位置（図２，図３参照）と、線状部１２の下端部分を除くほぼ全体が本体２の上方に引出された引出位置（図１参照）との間で、収納及び引出し操作が可能とされるようになっている。
【００１７】
前記線状部１２は、その上下両端部に、中間部分よりもやや径大とされた上部給電部１２ａ及び下部給電部１２ｂを有して構成され、そのうち下部給電部１２ｂから線状部１２に対する給電がなされるようになっている。さらに、この線状部１２には、下部給電部１２ｂの下端に更に径大とされたストッパ部１２ｃが設けられている。この場合、下部給電部１２ｂは上部給電部１２ａよりも上下に長く設けられている。
【００１８】
前記キャップ部１３は、キャップ状をなすプラスチック製の外殻体内に、図示しないコイルアンテナを内蔵して構成されており、前記上部給電部１２ａからこのコイルアンテナに給電されるようになっている。尚、前記線状部１２のうち上部給電部１２ａと下部給電部１２ｂとの間の中間部分は、絶縁樹脂により被覆されるようになっている。
【００１９】
一方、前記本体２のアンテナ支持部２ａの内面部には、導電性ある金属材料から円筒状に構成されたアンテナホルダ１４が取付けられている。このアンテナホルダ１４は、前記無線通信部１０（基板）の給電点に電気的に接続されている。前記アンテナ７は、その線状部１２がこのアンテナホルダ１４の中空部に挿通されて上下方向に移動自在に設けられるのであるが、このとき、このアンテナホルダ１４の中空部の内径は、前記アンテナ７の上部給電部１２ａ及び下部給電部１２ｂの外径に対応している。
【００２０】
これにて、図２，図３に示すアンテナ７の収納位置では、線状部１２の上部給電部１２ａがアンテナホルダ１４の中空部内に位置されて電気的に接続されると共に、それらの間の摩擦力により、外部からの力が作用しない限りその位置に保持されるようになっている。また、その位置からアンテナ７を上方に一杯まで引出すと、図１に示すように、アンテナ７が引出位置まで引出され、この引出位置では、線状部１２の下部給電部１２ｂの上端部分がアンテナホルダ１４の中空部内に位置されて電気的に接続されると共に、それらの間の摩擦力により、外部からの力が作用しない限りその位置に保持されるようになっている。
【００２１】
さて、前記本体２内には、携帯電話機１（本体２）の落下を検出するための落下検出手段を構成する加速度センサ１５が設けられると共に、引出位置にあるアンテナ７を強制的に本体２内に収納させる（収納位置に移動させる）ためのアンテナ収納手段としてのアンテナ収納機構１６が設けられる。
【００２２】
そのうち加速度センサ１５は、例えば圧電式の加速度センサからなり、検出した加速度に応じた電圧信号を出力するようになっている。そして、その電圧信号は、信号処理部１７（図４参照）により処理されて加速度が検出されるようになっている。本実施例では、図１に示すように、この加速度センサ１５は、前記基板上の、本体２内のほぼ重心となる位置（中央やや下部寄り部分）に配設されている。
【００２３】
また、このとき、図４に示すように、前記制御回路８から加速度センサ１５に対してタイミング信号が送られ、加速度センサ１５は、そのタイミング信号に従って加速度を検出するようになっている。前記信号処理部１７は、加速度センサ１５から出力された電圧Ｖａと基準電圧とを比較し、Ｖａが基準電圧以上であったときつまり加速度が所定値以上のときに、落下状態と判断して前記制御回路８に落下検出信号を出力するようになっている。この場合、前記基準電圧は、例えば加速度センサ１５がＧ＝０（自由落下）を検出したときに出力する電圧とされるようになっている。
【００２４】
そして、前記アンテナ収納機構１６は以下のように構成されている。即ち、図１〜図３に示すように、前記アンテナ７の線状部１２には、その外周部に例えばプラスチック製の筒状部材１８が遊嵌されている。この筒状部材１８は、前記下部給電部１２ｂの下部側を覆う長さを有し、その下端部に、前記線状部１２のストッパ部１２ｃよりも径大な鍔状部１８ａを一体に有している。この筒状部材１８は、アンテナ７の線状部１２に対して上下動自在とされているのであるが、その下端部（鍔状部１８ａ）が前記ストッパ部１２ｃに当接することによって下方への抜止めがなされ、また、その上端部が前記アンテナ支持部２ａの下端部に当接することによって、上方への移動が規制されるようになっている。
【００２５】
さらに、この筒状部材１８の外周には、ばね手段たるコイルばね１９が嵌挿されている。このコイルばね１９は、この場合円筒形の圧縮コイルばねからなり、前記鍔状部１８ａよりも小さい外径を有すると共に、前記下部給電部１２ｂの長さを越える長い自由長を有している（図３参照）。図１及び図２に示すように、このコイルばね１９は、前記鍔状部１８ａの上面部と前記アンテナ支持部２ａの下端部との間で圧縮されることによりエネルギーを蓄積し、そのばね力（復元力）により、前記筒状部材１８ひいてはアンテナ７を下方（アンテナ７の収納方向）に付勢するようになっている。
【００２６】
一方、前記本体２内には、前記アンテナ支持部２ａの下部やや左側に位置して、金属板材からなるロック部材２０が設けられている。このロック部材２０は、その上端部が軸部２０ａにより矢印ａ及矢印ｂ方向に揺動可能に支持されると共に、図示はしないが、その軸部２０ａ回りにねじりコイルばねが配設されていて、常に矢印ａ方向に付勢されている。また、このロック部材２０の下端右側部には、前記筒状部材１８の鍔状部１８ａの下面側を係止するための係止爪２０ｂが設けられている。
【００２７】
これにて、図１及び図２に示すように、筒状部材１８が本体２の上部側に位置する状態（筒状部材１８の上端がアンテナ支持部２ａにほぼ当接する位置）では、前記ロック部材２０の係止爪２０ｂが鍔状部１８ａの下面側を係止し、もってコイルばね１９の圧縮状態で筒状部材１８をその位置にロックするようになっている。この状態では、コイルばね１９のばね力が前記アンテナ７に対して作用することはなく、従って、このロック部材２０が、コイルばね１９のばね力をアンテナ７に対する不作用状態にロックするロック手段として機能するようになっている。
【００２８】
さらに、本体２内には、リリースコイル（電磁石）２１が、前記ロック部材２０の左側に僅かな隙間を介して配設されている。このリリースコイル２１は通電されることにより、前記ロック部材２０をねじりコイルばねのばね力に抗して左方（矢印ｂ方向）に吸引するようになっており、これにて、ロック部材２０による筒状部材１８のロックが解除されるようになっている。図４に示すように、このリリースコイル２１は、前記制御回路８により通電制御がなされるようになっており、従って、リリースコイル２１（及び制御回路８）が電気信号に基づいてロックを解除するロック解除手段として機能するようになっている。
【００２９】
このとき、後の作用説明にて述べるように、前記制御回路８は、そのソフトウエア的構成（プログラムの実行）により、通常時にはリリースコイル２１を断電状態とし、前記加速度センサ１５が落下を検出した（信号処理部１７から落下検出信号が入力された）ときに、前記リリースコイル２１に通電するようになっている。そして、この通電に伴うロック部材２０のロック解除により、コイルばね１９のばね力が解放され、筒状部材１８が線状部１２のストッパ部１２ｃを強制的に下方に押圧し、引出位置にあったアンテナ７が瞬時に収納位置に移動するようになるのである。
【００３０】
尚、図１及び図２に示すように、ロック部材２０により、コイルばね１９の圧縮状態で筒状部材１８がロックされた通常状態では、アンテナ収納機構１６は何らアンテナ７に作用することはなく、アンテナ７は収納位置と引出位置との間を自在に移動させることが可能である。また、一旦、筒状部材１８のロックが解除（コイルばね１９が復元）されても（図３）、リリースコイル２１への通電が停止された後、ユーザによりアンテナ７が引出位置に移動操作されると、通常時よりもやや大きな操作力が必要となるものの、線状部１２のストッパ部１２ｃによって筒状部材１８がコイルばね１９と共に上昇され、鍔状部１８ａが係止爪２０ｂを上方に乗越えることにより、図１のロック状態に戻されるようになる。
【００３１】
次に、上記構成の作用について、図５も参照して述べる。上記した携帯電話機１における、待受け時や持運び時などには、図２に示すように、ユーザは、アンテナ７を収納位置に位置させておく。これにより、アンテナ７がキャップ部１３を除いて本体２からほとんど突出しないので、アンテナ７が邪魔になることはなく全体がコンパクトになる。このときには、上部給電部１２ａがアンテナホルダ１４（ひいては無線通信部１０）に電気的に接続され、キャップ部１３内のコイルアンテナが、電波の受信機能を果たす。
【００３２】
これに対し、通信（通話）を行う際には、ユーザは、図１に示すように、アンテナ７を引出位置に引出すようにする。これにより、下部給電部１２ｂがアンテナホルダ１４（ひいては無線通信部１０）に電気的に接続され、線状部１２がアンテナとしての機能を果たし、このとき、アンテナ７（線状部１２）の大部分が本体２の上方に位置されるので、電波の送受信が良好に行われ、また十分な通信距離を得ることができる。このような通常時においては、上述のように、ロック部材２０によりコイルばね１９の圧縮状態で筒状部材１８がロックされており、アンテナ収納機構１６が何らアンテナ７に作用することはない。
【００３３】
しかして、このような携帯電話機１は、ユーザが手に持って使用するため、アンテナ７の引出位置で、ユーザが、誤って落としたりすることが考えられ、このような落下があると、アンテナ７が床や地面等に衝突し、折曲ったり破損したりする虞がある。そこで、本実施例では、制御回路１０は、携帯電話機１の電源オン時において、前記加速度センサ１５の検出に基づき、図５のフローチャートに示す処理を実行してアンテナ収納機構１６を動作させるようになっている。
【００３４】
即ち、制御回路１０は、携帯電話機１の電源オン時においては、常に加速度センサ１５に対して加速度を検出するタイミング信号を送信し、加速度センサ１５はそのタイミング信号を受けて加速度を検出する（ステップＳ１）。加速度センサ１５から出力される電圧信号（Ｖａ）は、信号処理部１７に入力されて基準電圧と比較され、基準電圧未満であれば（ステップＳ２にてＮｏ）、加速度検出が繰返される。
【００３５】
そして、加速度センサ１５の検出した加速度に応じた電圧Ｖａが、基準電圧以上であったときに、信号処理部１７から制御回路８に対して落下検出信号が出力され（ステップＳ２にてＹｅｓ）、制御回路８は、その落下検出信号を受けてリリースコイル２１に対する通電信号を出力する（ステップＳ３）。
【００３６】
すると、リリースコイル２１がロック部材２０を吸引して筒状部材１８（コイルばね１９）のロックが解除され、図３に示すように、コイルばね１９のばね力が解放され、筒状部材１８が線状部１２のストッパ部１２ｃを強制的に下方に押し下げ、引出位置にあったアンテナ７が瞬時に収納位置に移動するようになるのである。この場合、例えば地面（床）から１ｍの高さ位置から携帯電話機１が自由落下したときには、約０．４秒で地面（床）に衝突することになるが、本実施例では、それ未満の極く短時間で、アンテナ７が収納位置に移動されるようになっている。
【００３７】
これにより、アンテナ７の引出し状態で、ユーザが誤って本体２を落としてしまったときでも、加速度センサ１５によりその落下が検出され、アンテナ７が強制的に本体２内に収納されるようになる。従って、本体２が落下してもアンテナ７が床や地面に直接的に衝突することが回避され、アンテナ７の折曲りや破損を未然に防止することができるのである。
【００３８】
また、このとき、本体２が回転しながら落下することも考えられるが、本実施例では、加速度センサ１５が本体２の重心位置に設けられているので、回転しながらの落下をも確実に検出されるようになる。尚、本実施例では、アンテナ７の収納位置で落下が検出された場合でも、リリースコイル２１に通電されてロック部材２０による筒状部材１８のロックが解除されることになるが、このときには、筒状部材１８（コイルばね１９）が図３に示す状態となるだけであり、元々アンテナ７の保護が図られることになる。
【００３９】
このように本実施例によれば、アンテナ７の引出し状態で、本体２の落下が検出されたときには、アンテナ７が強制的に本体２内に収納されるようになるので、従来のようなアンテナを落下から保護する手段を有していなかったものと異なり、本体２が落下してもアンテナ７が床や地面に直接的に衝突することが回避され、落下による衝撃からアンテナ７の保護を図ることができるという優れた効果を得ることができる。
【００４０】
また、特に本実施例では、落下検出手段を、本体２に設けられた加速度センサ１５の検出した加速度が所定値以上のときに落下状態と判断するように構成したので、本体２の落下を確実に検出することが可能となり、また、その加速度センサ１５を重心位置付近に取付けるようにしたので、回転しながらの落下をも確実に検出することが可能となり、アンテナ７の保護の観点からより効果的となる。さらに、本実施例では、アンテナ収納機構１６を、コイルばね１９、ロック部材２０、リリースコイル２１等から構成したので、比較的簡単な構成でありながら、アンテナ７を確実且つ速やかに収納させることができるといったメリットを得ることができる。
【００４１】
尚、上記実施例では、加速度センサ１５の検出した加速度がＧ＝０（自由落下）のときに落下と判断するように構成したが、加速度センサ１５の出力電圧Ｖａと比較する基準電圧（所定値）を、ユーザが自在に設定できるように構成しても良く、これにより、いわば落下検出の感度を変更することができる。この場合、例えば、感度（所定値）を、高め、標準、低めの３種類からユーザが選択できるように構成することができる。
【００４２】
これによれば、例えば走ったり乗物で移動したりすることの多いユーザについては、感度を低めにすることにより、アンテナ７の強制収納が無用に動作することを未然に防止することができ、あまり動かずに携帯電話機１を使用するユーザについては、感度を高めに設定することにより、落下検出の確実性が増すといったように、ユーザの使用条件に応じて、いわば落下検出の感度を所望のものにすることができ、ユーザにとっての利便性を向上させることができる。
【００４３】
また、上記実施例では、落下検出時には、アンテナ７が引出位置にあろうと収納位置にあろうと関係なく、ロック解除を行うように構成したが、アンテナの位置を検出するアンテナスイッチを設けて、アンテナ７が引出位置にあることを制御回路８が認識して、そのときのみ強制収納を行わせるように構成しても良い。さらには、ロック手段やロック解除手段等の構成としても、種々の変形例が考えられ、例えば、ばね手段としては、圧縮コイルばね１９に代えて引張りコイルばねを採用し、その引張りコイルばねを筒状部材１８と、本体２内のアンテナ７の下方の固定位置との間に掛渡す構成とすることもできる。
【００４４】
その他、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例えば加速度センサとしては、ピエゾ抵抗形のものや静電容量形のものを採用しても良く、また、本発明は、携帯電話機に限らず、ＰＨＳ端末機やトランシーバ、ＰＤＡ、ハンディ型のバーコードリーダ等、無線通信機能を備える携帯型の無線通信装置全般に適用することができる等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すもので、通常時におけるアンテナの引出し状態を示す本体の縦断面図
【図２】通常時におけるアンテナの収納状態を示すアンテナ部分の縦断面図
【図３】ロック解除に伴うアンテナの強制収納状態を示すアンテナ部分の縦断面図
【図４】携帯電話機の電気的構成を概略的に示すブロック図
【図５】アンテナの強制収納に係る処理手順を示すフローチャート
【符号の説明】
図面中、１は携帯電話機（携帯型無線通信装置）、２は本体、２ａはアンテナ支持部、７はアンテナ、８は制御回路、１２は線状部、１３はキャップ部、１４はアンテナホルダ、１５は加速度センサ（落下検出手段）、１６はアンテナ収納機構（アンテナ収納手段）、１７は信号処理部、１８は筒状部材、１９はコイルばね（ばね手段）、２０はロック部材（ロック手段）、２１はリリースコイル（ロック解除手段）を示す。

Claims

携帯可能な本体に、無線通信用のアンテナが収納及び引出し可能に設けられた携帯型無線通信装置であって、
前記本体の落下を検出する落下検出手段と、
前記アンテナの引出し状態において前記落下検出手段により落下が検出されたときに、前記アンテナを強制的に前記本体内に収納させるアンテナ収納手段とを具備することを特徴とする携帯型無線通信装置。
前記落下検出手段は、前記本体に作用する加速度を検出する加速度センサを備え、その加速度センサの検出した加速度が所定値以上のときに落下状態と判断することを特徴とする請求項１記載の携帯型無線通信装置。
前記所定値をユーザが自在に設定する設定手段を備えることを特徴とする請求項２記載の携帯型無線通信装置。
前記加速度センサは、前記本体の重心位置付近に取付けられていることを特徴とする請求項２又は３記載の携帯型無線通信装置。
前記アンテナ収納手段は、前記アンテナを収納方向に付勢するためのばね手段と、このばね手段のばね力を前記アンテナに対する不作用状態にロックするロック手段と、電気信号に基づいて前記ロックを解除するロック解除手段とを備えて構成されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の携帯型無線通信装置。