JP4540936B2

JP4540936B2 - 移動端末

Info

Publication number: JP4540936B2
Application number: JP2003032468A
Authority: JP
Inventors: 信一郎森
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2023-02-10
Also published as: DE602004005761T2; KR20040073311A; US7502637B2; CN1522028A; JP2004247776A; US20040229665A1; EP1445826B1; DE602004005761D1; EP1445826A3; EP1445826A2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳ（Groubal Positioning Systems）用衛星を利用して位置を捕捉する移動端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＧＰＳは、高度約２万ｋｍ上空に配置された複数の人工衛星から送られてくる電波を受信し、軌道と時刻の情報から現在の正確な位置を割り出すシステムである。
【０００３】
現在では、ＧＰＳは、自動車のカーナビゲーションシステムから測量技術に至るまで、多種多様な分野で使用されている。
【０００４】
このような技術として、ＧＰＳを利用した自動車用航法に用いるアンテナ装置であって、右旋円偏波アンテナと左旋円偏波アンテナを用い、右旋円偏波アンテナの出力レベルと左旋円偏波アンテナの出力レベルを比較することで、マルチパス波を検出する衛星航法システムがある（特許文献１参照。）。
【０００５】
また、ＧＰＳは、携帯電話において緊急通報として利用される。
【０００６】
例えば、携帯電話を利用して警察に１１０番通報する場合、警察側では携帯電話のある位置がわからないために、事故の起きた場所がわからない。そのため、警察官が事故現場に向かう際に支障をきたすことがあった。この問題を解消するため、位置情報が携帯電話から自動的に通知できるようにして、ＧＰＳを緊急通報用に利用するシステムがある。
【０００７】
さらに、今後、緊急通報だけでなく他の位置情報を利用したポータブルナビサービス、例えば自分のいる位置に一番近いレストランを表示するなど、が提供されるであろう。
【０００８】
しかしながら、ＧＰＳ機能を携帯電話に内蔵する場合には、自動車のようにアンテナの設置位置を固定することができない。すなわち、携帯電話は、一定の向きを保持されないため、携帯電話に内蔵されるアンテナは不特定な方向を向く。
【０００９】
従って、携帯電話におけるアンテナは、必ずしも好適な位置や向きでＧＰＳ衛星からの電波を受信できるとは限らない。
【００１０】
そのため、携帯電話を腰に装着して人間が持ち歩く場合には、アンテナ部分を分離して、肩に装着して測位を行う場合もあった。
【００１１】
ここで、アンテナの種類について説明する。
【００１２】
ＧＰＳアンテナの代表的なものとして、パッチアンテナがある。このパッチアンテナは、図６に示すように上面方向のみ指向性があり、衛星からの直接波を高感度で受信することができる。
【００１３】
また、携帯電話用アンテナの代表的なものとして、チップアンテナがある。このチップアンテナは、図７に示すように全方向に放射パターンが広がっている。また、チップアンテナは、非常に小型でもある。そのため、チップアンテナは、携帯電話用アンテナとしては優れており、ＧＰＳの電波と携帯電話通信用の電波を同じアンテナで受信することも可能である。
【特許文献１】
特開昭６２−３８３７７号公報（発明の概要）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来技術においては、チップアンテナのような無指向性アンテナを、人体に装着すると、人体の影響によりアンテナの放射パターンが変わり、人体に放射パターンが引き寄せられて、アンテナの受信感度が悪化する。また、パッチアンテナのような指向性アンテナを、人体に装着すると、人体の影響は少ないが指向性が強く、特定方向の衛星からの電波しか受信できない。
【００１５】
本発明は、このような従来技術の問題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明が解決しようとする課題は、人体の影響を少なくする移動端末用アンテナの構成を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【００１７】
本発明に係る移動端末は、第一の筐体と、前記第一の筐体に対して回動可能に結合された第二の筐体と、無指向性アンテナである第一アンテナと、指向性アンテナである第二アンテナと、前記第一の筐体と前記第二の筐体の開閉状態を判別し、前記第一の筐体と前記第二の筐体とが開状態にあるときには前記第一アンテナに切り替えるとともに、前記第一の筐体と前記第二の筐体とが閉状態にあるときには前記第二アンテナに切り替える切替部と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
このような構成にすると、設置位置が固定されない移動端末において、切替部によって受信アンテナを切り替えることができるため、好適な状態にあるアンテナで受信することができる。
【００１９】
また、本発明に係る移動端末は、前記第１アンテナと前記第２アンテナとが搭載されるプリント基板と、前記プリント基板を収容する第１の筐体と、前記第１の筐体に回動可能に係合された第２の筐体とを更に備え、前記プリント基板上で前記第１の筐体の係合側と反対側の先端部近傍に第１アンテナを設け、前記プリント基板上で、前記第１の筐体と前記第２の筐体を折り畳んだ時に前記第２の筐体に対向する面の裏面に第２アンテナを設けてもよい。
【００２０】
また、前記切替部は、前記第１の筐体と第１の筐体とが折り畳み状態の場合には、受信アンテナを前記第２アンテナに切り替え、前記切替部は、展開状態の場合には、受信アンテナを前記第１アンテナに切り替えるようにしてもよい。
【００２１】
このような構成にすると、この移動端末の利用者は、移動端末を展開状態にして、第２の筐体を把持して使用する。このとき、無指向性アンテナは第１の筐体内のプリント基板上で、第１の筐体と第２の筐体の係合部分の反対側、すなわち人体から離れた位置に保持される。したがって、移動端末が展開状態（開状態）のときに、無指向性アンテナは、人体から離れて使用されるため、人体からの影響を少ない状態で使用される。そのため、無指向性アンテナは、測位をするために十分な受信感度を得ることができる。
【００２２】
また、指向性アンテナは、指向パターンを人体に対して外向きに配置するように利用者に促したならば、人体の影響を少なくすることができる。そのため、指向性アンテナは、移動端末が折り畳み状態（閉状態）でも測位をするために十分な受信感度を得ることができる。
【００２３】
また、前記切替部は、第１アンテナで受信中に規定の受信感度が得られないときに、第２アンテナでの受信に切り替えてもよい。
【００２４】
このような構成にすると、移動端末が展開状態（開状態）であって、無指向性アンテナの受信感度が規定以下のとき、移動端末は指向性アンテナを利用する。これは、例えば移動端末を展開した状態で、開いた面を人体に押し当てたような場合である。このとき、指向性アンテナの放射パターンは人体に対して反対側を向くため、指向性アンテナは測位をするために十分な受信感度を得ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照にして、本発明の好適な実施の形態を説明する。
＜好適な実施の形態＞
以下、図１から図４に基づいて本発明を折畳式携帯電話に適用した実施形態について説明する。
【００２６】
図１は折畳式携帯電話の構成を示す図であり、図２は折畳式携帯電話の主要部の展開図であり、図３は折畳式携帯電話の回路図であり、図４は切替スイッチの処理フローを示す図である。
＜装置構成＞
図１及び図２を参照して、折畳式携帯電話の構成を説明する。
【００２７】
図１に示すように、本実施の形態の携帯電話は、液晶ディスプレイ等の表示部を有するディスプレイ本体と、押しボタン等のキーを配列した操作部側本体とをヒンジで回動可能に係合した構造を有する。
【００２８】
図１に示すように折畳式携帯電話１００のディスプレイ側には、プリント基板１０１が存在する。そして、そのプリント基板１０１上であって、ヒンジ側とは反対の先端側にチップアンテナ１０２は設けられる。すなわち、携帯電話を展開したとき、人体から離れるようにチップアンテナ１０２は設けられる。
【００２９】
チップアンテナ１０２はパッチアンテナ１０３と比較して、最大受信感度が約２〜３ｄＢ低いため、人体からの影響を受けにくいように配置することが好ましい。
【００３０】
通常、人が折畳式携帯電話を使用するとき、手にとった状態でボタンなどを操作する。このとき、携帯電話のヒンジ側とは反対の先端が人体から離れた位置になる。
【００３１】
そのため、折畳式携帯電話が開状態のときに、チップアンテナ１０２を携帯電話のヒンジ側とは反対の先端に配置することにより、人体からの影響を受けにくくチップアンテナ１０２を配置することができる。
【００３２】
従って、チップアンテナ１０２は、測位をするために十分な受信感度を得ることができる。
【００３３】
また、プリント基板１０１上の裏面、つまりディスプレイ側とは反対の面にパッチアンテナ１０３は設けられる。
【００３４】
図１に示すように、パッチアンテナ１０３は、平板に軸状部材を組み合わせた構造を有する。また、パッチアンテナ１０３は、平板表面（軸状部材との接合面と反対面）の法線方向に、平板表面に対して、仰角が略１５度以上の方向に指向性を有する。この平板表面は図６中の上面であり、軸状部材は図６中の下面に接合される。
【００３５】
このようにパッチアンテナ１０３を配置すると、携帯電話を折り畳んだとき、パッチアンテナ１０３の放射パターンは携帯電話の外側を向く。
【００３６】
そして、放射パターンが人体に対して反対向きになるように利用者に促すことにより、携帯電話を持ち運ぶ際、つまり携帯電話を持って移動しているときでも、十分な受信感度を得ることができる。
【００３７】
さらに、携帯電話が展開状態であっても、利用者は、通話中携帯電話を耳元に近づけて使用するため、チップアンテナ１０２の受信感度は悪くなる。
【００３８】
このような場合に、展開状態であっても受信感度の低下によって、受信アンテナをチップアンテナ１０２からパッチアンテナ１０３に切り替えたならば、パッチアンテナ１０３の放射パターンは、人体に対して外向きになるため、人体からの影響を少なくすることができる。
【００３９】
したがって、パッチアンテナ１０３は十分な受信感度を得ることができる。
【００４０】
図２は、上記のプリント基板１０１、チップアンテナ１０２、パッチアンテナ１０３を含む折畳式携帯電話の主要部の展開図である。この主要部は、折畳式携帯電話１００の可動側本体、つまりディスプレイ側本体側の主要部である。操作側の展開図は図示せず、ここでは説明も省略する。
【００４１】
図２には、主要部として、ＬＣＤパネル２００、可動側フロントケース２０１、ＬＣＤモジュール２０２、可動側プリント基板１０１、リアケース２０３が示される。
【００４２】
ＬＣＤパネル２００は、可動側フロントケース２０１の内面に取り付けられる。可動側フロントケース２０１の内面とは、携帯電話を折り畳んだ時に操作側本体に対向する側の面である。可動側フロントケース２０１の一端には、操作側本体と回動できるようにヒンジが設けられる。また、可動側フロントケース２０１は、リアケース２０３と組み合わさって、可動側本体を形成する。可動側フロントケース２０１とリアケース２０３に挟まれるようにして、ＬＣＤモジュール２０２と可動側プリント基板１０１が設けられる。このＬＣＤモジュールは、ディスプレイに画像や映像を表示するための機能を有する。また、可動側プリント基板１０１には、上述のようにチップアンテナ１０２とパッチアンテナ１０３が設けられる。
＜回路構成＞
図３を参照して、携帯電話のアンテナ部分の回路構成について説明する。
【００４３】
なお、ここでは、観測周波数帯信号をアンテナで受信してからデジタル信号に変換するまでを説明する。デジタル信号に変換した信号に含まれる軌道と時刻の情報から、現在の正確な位置を割り出す処理は、当業者にとって周知であるため、説明は省略する。
【００４４】
まず、指向性のあるパッチアンテナ１０３と、指向性のないチップアンテナ１０２は、切替スイッチ３０１に接続される。
【００４５】
そして、制御部３０２の指示に従って、パッチアンテナ１０３から信号を受信するか、チップアンテナ１０２から信号を受信するかが、切り替わる。
【００４６】
この制御部３０２は、端末開閉スイッチ３０３と前回使用したアンテナを記憶するメモリ３０４に接続される。
【００４７】
ここで、端末開閉スイッチ３０３は、携帯電話の開閉状態に関する信号を制御部に出力する。この端末開閉スイッチ３０３は、例えば、ホール素子を用いた磁気センサである。ディスプレイ側本体と可動側本体のいずれか一方に磁石を設け、他方にホール素子を設けて構成される。
【００４８】
そして、磁石とホール素子が接近したとき、つまり携帯電話が閉状態のとき、ホール素子を流れる電流と磁石によって発生する磁界とに垂直な方向に電圧が生じる。この電圧を検出することで携帯電話が閉状態であることを検出することができる。
【００４９】
一方、磁石とホール素子が離れたとき、つまり携帯電話が開状態のとき、ホール素子は磁界による影響を受けることがないため、電圧はほとんど発生しない。この場合には、携帯電話は開状態である。
【００５０】
このようにして、端末開閉スイッチ３０３は、携帯電話の開閉状態を検出することができる。そして、この検出された信号は、制御部に伝達され、アンテナの切替を判断する際に制御部によって利用される。
【００５１】
パッチアンテナ１０３またはチップアンテナ１０２で受信した信号は、切替スイッチ３０１を通過して、低雑音増幅器３０５（以下、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）という）に伝達される。ＬＮＡ３０５は、アンテナで受信した微弱な信号を、できるだけノイズを付加しないで増幅する。
【００５２】
次に、この信号は周波数変換器（RF Down Converter）３０６に伝達される。ここで、伝達された信号が高い周波数のままであると、後の増幅や信号の取り扱いが困難である。また、伝達された信号の幅率を同じ周波数で増加しすぎると発振しやすくなる。そのため、周波数変換器３０６は、ＬＮＡ３０５で増幅された信号を中間周波数帯に変換する。
【００５３】
そして、中間周波数帯に変換された信号はＡ／Ｄコンバータ３０８に伝達される。Ａ／Ｄコンバータ３０８は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。
＜切替スイッチの処理＞
図４を参照して、折畳式携帯電話の開閉によって切替スイッチ３０１を切り替える処理を説明する。
【００５４】
まず、制御部３０２は、端末開閉スイッチ３０３からの信号に基づいて、携帯端末の開閉を判断する(S401)。
【００５５】
ここで、制御部３０２は、携帯端末が開であると判断した場合、チップアンテナ１０２で受信するように切替スイッチ３０１に指示する(S402)。
【００５６】
一方、Ｓ４０１で制御部３０２は、携帯端末が閉であると判断した場合、パッチアンテナ１０３で受信するように切替スイッチ３０１に指示する(S403)。
【００５７】
そして、中央演算処理装置（ＣＰＵ）は、デジタル信号を基に測位演算を行う(S404)。
【００５８】
その後、制御部３０２は、処理を終了する。
＜変形例＞
上述の実施の形態では、切替スイッチ３０１は折畳式携帯電話の開閉によって切り替えた。本変形例では、受信感度によって切替スイッチ３０１を切り替える。
【００５９】
図５は変形例に係る切替スイッチ３０１の処理フローを示す図である。図５を参照して、変形例に係る切替スイッチの処理を説明する。
【００６０】
まず、観測周波数帯信号を受信するアンテナとして、チップアンテナ１０２を使用する(S501)。
【００６１】
制御部３０２は、チップアンテナ１０２を使用して、受信した信号の感度を測定する(S502)。
【００６２】
制御部３０２は、測定された感度が規定値以上か否かを判断する(S503)。感度が規定以上とは、例えば、電波を受信できた人工衛星の数が４個以上の場合である。すなわち、測位演算に必要な数の電波が受信できた場合、規定の受信感度が得られたとしてよい。
【００６３】
ここで、制御部３０２は、感度が規定値以上でないと判断した場合、パッチアンテナ１０３で受信するように切替スイッチ３０１に指示する(S504)。
【００６４】
そして、制御部３０２は、測位演算を行う(S505)。
【００６５】
一方、Ｓ５０３で制御部３０２は、感度が規定値以上であると判断した場合、そのまま、測位演算を行う(S505)。
【００６６】
その後、制御部３０２は、処理を終了する。
＜その他の変形例＞
上述の実施の形態では、端末開閉スイッチ３０３は、ホール素子を用いた磁気的スイッチとして説明した。しかしながら、本発明の実施はこれに限定されない。例えば、機械的スイッチを用いて開状態か閉状態かを検出してもよい。
【００６７】
また、上述の実施の形態では、チップアンテナ１０２をプリント基板１０１上のパッチアンテナ側（裏面）と反対側のＬＣＤパネル２００側（携帯端末を折り畳んだときに、操作側本体と対向する面）に設けた。しかしながら、本発明の実施はこれに限定されない。例えば、チップアンテナ１０２をパッチアンテナ１０３と同じくプリント基板１０１の裏面に設けてもよい。
【００６８】
上述の変形例（図５）では、受信アンテナとして、始めにチップアンテナ１０２を使用し、受信感度が規定値以上でない場合に、パッチアンテナ１０３に切り替えた。しかしながら、受信アンテナとして、始めにパッチアンテナ１０３を使用し、受信感度が規定値以上でない場合に、チップアンテナ１０２に切り替えてもよい。
【００６９】
なお、上記実施の形態は本発明の範囲をなんら限定するものではなく、当業者が理解できる範囲において適宜、各種の変形の態様があり得る。例えば、本実施の形態は以下の態様（付記と呼ぶ）を含む。
（付記１）本態様に係る移動端末は、無指向性アンテナである第１アンテナと、指向性アンテナである第２アンテナと、受信アンテナを切り替える切替部とを備えることを特徴とする。このような構成にすると、設置位置が固定されない移動端末において、切替部によって受信アンテナを切り替えることができるため、好適な状態にあるアンテナで受信することができる。
（付記２）また、本態様に係る移動端末は、前記第１アンテナと前記第２アンテナとが搭載されるプリント基板と、前記プリント基板を収容する第１の筐体と、前記第１の筐体に回動可能に係合された第２の筐体とを更に備え、前記プリント基板上で前記第１の筐体の係合側と反対側の先端部近傍に第１アンテナを設け、前記プリント基板上で、前記第１の筐体と前記第２の筐体を折り畳んだ時に前記第２の筐体に対向する面の裏面に第２アンテナを設けてもよい。
（付記３）前記切替部は、前記第１の筐体と第１の筐体とが折り畳み状態か展開状態かに応じて、受信アンテナを切り替えるようにしてもよい。
（付記４）また、前記切替部は、前記第１の筐体と第１の筐体とが折り畳み状態の場合には、受信アンテナを前記第２アンテナに切り替え、前記切替部は、展開状態の場合には、受信アンテナを前記第１アンテナに切り替えるようにしてもよい。このような構成にすると、この移動端末の利用者は、移動端末を展開状態にして、第２の筐体を把持して使用する。このとき、無指向性アンテナは第１の筐体内のプリント基板上で、第１の筐体と第２の筐体の係合部分の反対側、すなわち人体から離れた位置に保持される。したがって、移動端末が展開状態（開状態）のときに、無指向性アンテナは、人体から離れて使用されるため、人体からの影響を少ない状態で使用される。そのため、無指向性アンテナは、測位をするために十分な受信感度を得ることができる。
（付記５）また、指向性アンテナは、指向パターンを人体に対して外向きに配置するように利用者に促したならば、人体の影響を少なくすることができる。そのため、指向性アンテナは、移動端末が折り畳み状態（閉状態）でも測位をするために十分な受信感度を得ることができる。
（付記６）また、前記切替部は、第１アンテナで受信中に規定の受信感度が得られないときに、第２アンテナでの受信に切り替えてもよい。このような構成にすると、移動端末が展開状態（開状態）であって、無指向性アンテナの受信感度が規定以下のとき、移動端末は指向性アンテナを利用する。これは、例えば移動端末を展開した状態で、開いた面を人体に押し当てたような場合である。このとき、指向性アンテナの放射パターンは人体に対して反対側を向くため、指向性アンテナは測位をするために十分な受信感度を得ることができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明は、人体の影響を少なくする移動端末用アンテナの構成を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】折畳式携帯電話の構成を示す図である。
【図２】折畳式携帯電話の主要部の展開図である。
【図３】携帯電話の回路図である。
【図４】切替スイッチの処理フローを示す図である。
【図５】変形例に係る切替スイッチの処理フローを示す図である。
【図６】パッチアンテナの代表特性を示す図である。
【図７】チップアンテナの代表特性を示す図である。
【符号の説明】
１００…折畳式携帯電話
１０１…プリント基板
１０２…チップアンテナ
１０３…パッチアンテナ
２００…ＬＣＤパネル
２０１…可動側フロントケース
２０２…ＬＣＤモジュール
２０３…リアケース
３０１…切替スイッチ
３０２…制御部
３０３…端末開閉スイッチ
３０４…メモリ
３０５…低雑音増幅器
３０６…周波数変換器
３０７…オシレータ
３０８…Ａ／Ｄコンバータ

Claims

第一の筐体と、
前記第一の筐体に対して回動可能に結合された第二の筐体と、
無指向性アンテナである第一アンテナと、
指向性アンテナである第二アンテナと、
前記第一の筐体と前記第二の筐体の開閉状態を判別し、前記第一の筐体と前記第二の筐体とが開状態にあるときには前記第一アンテナに切り替えるとともに、前記第一の筐体と前記第二の筐体とが閉状態にあるときには前記第二アンテナに切り替える切替部と、を備える移動端末。
前記移動端末はさらに、
前記第一アンテナと第二アンテナとが搭載され、前記第一の筐体に収納される基板を備え、
前記第一アンテナは、前記基板における、前記第一の筐体と前記第二の筐体との結合部側とは反対側の先端部付近に設けられるとともに、
前記第二アンテナは、前記第一の筐体と前記第二の筐体とが閉状態にあるときに、前記基板における、第一の筐体と第二の筐体とが対向する面とは反対側の面に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の移動端末。