JP5478352B2 - 携帯無線通信端末 - Google Patents

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本発明は、放送信号を受信する携帯無線通信端末に関する。
近年、携帯電話機等の携帯無線通信端末にマルチメディア放送を配信する技術としてISDB−Tmm(Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial for mobile multimedia)や、Media FLO(Forward Link Only)が注目されている。
ISDB−TmmやMedia FLOでは、地上デジタル放送よりも波長の短い周波数帯(200MHz帯)が割り当てられている。そのため、携帯無線通信端末は、ISDB−TmmやMedia FLO等に準拠したマルチメディア放送を受信するために、従来の地上デジタル放送を受信するアンテナよりも長いアンテナが必要となる。
このような波長の短い周波数帯の信号を受信する場合に、携帯無線通信端末において、イヤホンをアンテナとして用いることが知られている。しかし、マルチメディア放送を受信する時間帯は深夜である場合が多いため、イヤホンが携帯無線通信端末から外されていることが考えられる。そのため、波長の短い周波数帯の信号を受信する場合に、携帯無線通信端末において、電源アダプタの充電ケーブルをアンテナとして用いる技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の携帯端末システムは、電源アダプタの充電ケーブルをアンテナとして用い、ホイップアンテナと電源アダプタの充電ケーブルとにおける放送信号の受信感度を比較して、受信感度が高いものによって放送信号を受信している。
特開2009−130423号公報
しかし、特許文献1のように電源アダプタの充電ケーブルをアンテナとして用いた場合、充電時に電源アダプタにおいて交流電源を直流電源に変換する際のスイッチング動作によりスイッチング雑音信号(ノイズ)が発生して、電源アダプタの充電ケーブルで受信される放送信号の受信感度が劣化するおそれがあった。
本発明は、充電時においても放送信号を受信する際の受信感度の劣化を抑制できる携帯無線通信端末を提供することを目的とする。
本発明に係る携帯無線通信端末は、上記課題を解決するために、商用電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換する電源アダプタに接続される受電端子と、前記受電端子を介して供給される直流電圧が充電される二次電池とを備える携帯無線通信端末において、放送信号を受信して処理する受信部と、前記受信部により前記放送信号を受信した場合のCN比を検出するCN比検出部と、前記CN比検出部により検出された前記CN比に基づいて、前記放送信号を受信する際の受信感度の劣化を抑制するように、前記受電端子を介して前記電源アダプタから前記二次電池へ供給される充電電流量を制御する充電制御部とを備える。
また、前記受信部は、前記放送信号を受信するアンテナ部と、前記アンテナ部から供給される前記放送信号の直流電流成分を遮断する直流電流遮断部と、前記直流電流遮断部により前記直流電流成分が除去された放送信号に対して所定の信号処理を行う処理部と、前記アンテナ部の出力インピーダンスと前記処理部の入力インピーダンスの整合を行う整合部とを有し、前記電源アダプタは、前記商用電源の供給口に接続される商用電源プラグと、前記商用電源プラグを介して前記商用電源の供給口から供給される交流電圧を直流電圧に変換するスイッチング電源部と、前記受電端子に接続され、前記スイッチング電源部により変換された直流電圧を前記二次電池に供給する充電ケーブルとを有し、前記受信部は、前記充電ケーブルが前記受電端子に接続された場合に、前記スイッチング電源部によるスイッチング動作によって発生するスイッチング雑音信号及び前記放送信号を前記充電ケーブルにより受信し、前記CN比検出部は、前記スイッチングノイズ雑音信号及び前記放送信号に基づくCN比を検出し、前記充電制御部は、前記CN比が前記放送信号を受信するために必要となる最小限度のCN比になるように前記充電電流量を制御することが好ましい。
また、前記CN比検出部は、前記二次電池の充電量に基づいて、前記CN比の調整を行い、調整後のCN比を前記充電制御部に供給することが好ましい。
また、前記アンテナ部は、内蔵型のヘリカルアンテナにより構成されており、前記ヘリカルアンテナは、前記充電ケーブルが前記受電端子に接続された場合に、前記充電ケーブルと協調動作して放送信号を受信することが好ましい。
また、前記携帯無線通信端末は、前記CN比に基づいて前記整合部のインピーダンス値を調整する調整部を備えることが好ましい。
本発明に係る携帯無線通信端末は、上記課題を解決するために、商用電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換する電源アダプタに接続される受電端子と、前記受電端子を介して供給される直流電圧が充電される二次電池を備える携帯無線通信端末において、放送信号を受信して処理する受信部と、前記受信部により受信される前記放送信号のチャンネルと、当該チャンネルにおけるCN比とを対応付けて記憶する記憶部と、前記記憶部において前記放送信号のチャンネルと対応付けて記憶される前記CN比に基づいて、前記受電端子を介して前記電源アダプタから前記二次電池へ供給される充電電流量を制御する充電制御部とを備える。
本発明によれば、充電時においても放送信号を受信する際の受信感度の劣化を抑制できる携帯無線通信端末を提供することができる。
本発明に係る携帯無線通信端末の一実施形態である携帯電話機の外観斜視図を示す図である。 本実施形態の携帯電話機の機能を示す機能ブロック図である。 本発明の携帯無線通信端末の放送信号の受信感度を実施例と比較例とで比較した結果を示す表である。
以下、本発明の一実施形態について説明する。図1は、本発明に係る携帯無線通信端末の一実施形態である携帯電話機1の外観斜視図を示す。なお、図1は、いわゆる折り畳み型の携帯電話機の形態を示しているが、本発明に係る携帯電話機の形態としては特にこれに限られない。例えば、両筐体を重ね合わせた状態から一方の筐体を一方向にスライドさせるようにしたスライド式や、重ね合せ方向に沿う軸線を中心に一方の筐体を回転させるようにした回転式(ターンタイプ)や、操作部と表示部とが一つの筐体に配置され、連結部を有さない形式(ストレートタイプ)でもよい。
携帯電話機1は、操作部側筐体2と、表示部側筐体3とを備える。操作部側筐体2は、表面部に、入力部としての操作部11と、携帯電話機1の使用者が通話時に発した音声が入力されるマイク12とを備える。操作部11は、各種設定や電話帳機能やメール機能等の各種機能を作動させるための機能設定操作キー13と、電話番号の数字やメール等の文字等を入力するための入力操作キー14と、各種操作における決定やスクロール等を行う決定操作キー15とから構成されている。なお、機能設定操作キー13、入力操作キー14及び決定操作キー15は、表示部21と一体に形成されたタッチパネル上に配置するように構成してもよい。操作部11は、これらの機能設定操作キー13、入力操作キー14及び決定操作キー15により文字又は文字列を入力する。
また、表示部側筐体3は、表面部に、各種情報を表示するための表示部21と、通話の相手側の音声を出力するスピーカ22とを備える。
また、操作部側筐体2の上端部と表示部側筐体3の下端部とは、ヒンジ機構4を介して連結されている。また、携帯電話機1は、ヒンジ機構4を介して連結された操作部側筐体2と表示部側筐体3とを相対的に回転することにより、操作部側筐体2と表示部側筐体3とが互いに開いた状態(開状態)にしたり、操作部側筐体2と表示部側筐体3とを折り畳んだ状態(閉状態)にしたりできる。
図2は、本実施形態の携帯電話機1の機能を示す機能ブロック図である。本実施形態の携帯電話機1は、図2に示すように、電源アダプタ30と、受電端子40と、二次電池50と、受信信号処理部60と、制御部80と、可変抵抗部85と、FET86と、抵抗95と、ダイオード96と、を備える。
本実施形態の携帯電話機1は、電源アダプタ30を用いて放送信号を受信する機能を有している。
ここで、放送信号としては、例えば、ISDB−Tmm(Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial for mobile multimedia)、Media FLO(Forward Link Only)等に準拠しており、地上デジタル放送よりも波長の短い周波数帯(200MHz帯)の信号を用いることができる。
以下、携帯電話機1の各構成について説明する。
電源アダプタ30は、商用電源100から供給される交流電圧を直流電圧に変換する。そして、電源アダプタ30は、変換された直流電圧を二次電池50へ供給する。
また、電源アダプタ30は、商用電源プラグ31と、回路部32と、スイッチング電源部33と、充電ケーブル34と、を備える。
商用電源プラグ31は、商用電源100の供給口(コンセント)に接続される。
回路部32は、スイッチング電源部33、制御回路(図示せず)等の電子部品が実装されている。
スイッチング電源部33は、商用電源プラグ31を介して商用電源100の供給口から供給される交流電圧を直流電圧に変換する。
スイッチング電源部33では、交流電圧を直流電圧に変換する際のスイッチング動作によってスイッチング雑音信号(ノイズ)が発生する。そして、発生したスイッチング雑音信号は、変換後の直流電圧と共に充電ケーブル34を介して受電端子40に供給される。
充電ケーブル34は、受電端子40及び回路部32に接続され、スイッチング電源部33により変換された直流電圧を二次電池50に供給する。
充電ケーブル34は、正極(プラス)側の導線34aと、負極(マイナス)側の導線34bとを有している。
また、充電ケーブル34は、所定の長さを有する導体(導線34a、34b等)で構成されている。そのため、充電ケーブル34は、放送信号を受信し、受信した放送信号をスイッチング電源部33により変換された直流電圧と共に受電端子40へ供給する。
また、充電ケーブル34の長さは、140cm程度であることが好ましい。
受電端子40は、充電コネクタ41に形成され、充電ケーブル34に接続される。受電端子40は、充電ケーブル34から直流電圧を供給される。
受電端子40は、導線34aに接続される正極(プラス)側の受電端子40aと、導線34bに接続される負極(マイナス)側の受電端子40bとを有している。
二次電池50は、受電端子40、FET86及びダイオード96を介して、充電ケーブル34から供給される直流電圧を充電する。なお、FET86及びダイオード96については、後述する。
受信信号処理部60は、充電ケーブル34と共に放送信号を受信し、受信した放送信号に所定の処理を行う。
受信信号処理部60は、ヘリカルアンテナ61(アンテナ部)と、コンデンサ62(直流電流遮断部)と、整合部63と、整合部64と、アンテナスイッチ65と、信号処理部70とから構成される。
ヘリカルアンテナ61は、携帯電話機1(例えば、操作部側筐体2)に内蔵される内蔵型であり、放送信号を受信する。ヘリカルアンテナ61は、整合部64に接続されている。
ヘリカルアンテナ61は、例えば、受信する放送信号の波長の1/4倍の長さを有するコイルで構成される。
接点A1は、受電端子40aとダイオード96との間に設けられている。
コンデンサ62は、充電ケーブル34から供給される放送信号の直流電流成分を遮断する。これにより、コンデンサ62は、放送信号の直流電流成分が信号処理部70に入力されることを防ぐことができる。
コンデンサ62は、一端側が受電端子40aに接続され、他端側がアンテナスイッチ65に接続されている。コンデンサ62の容量は、100pF程度であることが好ましい。
整合部63は、充電ケーブル34の出力インピーダンスと、放送信号処理部72の入力インピーダンスの整合を行う。
整合部64は、ヘリカルアンテナ61の出力インピーダンスと、放送信号処理部72の入力インピーダンスの整合を行う。
整合部63及び64は、インピーダンスの異なる複数のマッチング回路(図示せず)を有している。
アンテナスイッチ65は、制御部80の制御に従い、整合部63及び64における複数のマッチング回路を切り替える。
放送信号処理部72は、信号処理部70の一部を構成し、コンデンサ62により直流電流成分が除去された放送信号に対して所定の信号処理を行う。所定の信号処理としては、例えば、直流電流成分が除去された放送信号に対して復調や復号化等の処理を行う。
信号処理部70は、CN比検出部71と、上述した放送信号処理部72とを有している。
CN比検出部71は、受信信号処理部60により受信される放送信号のCN比(Carrier Noise ratio)を検出する。
本実施形態におけるCN比とは、放送信号の搬送波とスイッチング雑音信号との比である。CN比の値が大きいほど放送信号の受信感度が良好な状態である。
CN比は下記の(1)式で算出される値であり、単位はdB(デシベル)である。
CN比=10log(P/P)・・・(1)
ここで、Pは放送信号の搬送波の電力[W]であり、Pはスイッチング雑音信号の電力[W]である。
制御部80は、例えば、CPU(Central Processing Unit)で構成され、携帯電話機1の全体を制御する。
制御部80は、充電制御部81と、調整部82と、を有する。
可変抵抗部85は、充電制御部81の制御に従って抵抗値を変動させる。
FET86は、エミッタ側が接点A1に接続され、ベース側が可変抵抗部85に接続され、コレクタ側が二次電池50に接続される。
FET86は、可変抵抗部85の抵抗値が変動することにより、電源部84からベースに流れ込む電流値が変動する。これにより、FET86は、受電端子40から二次電池50へ供給される充電電流量を制御することができる。
抵抗95は、一端側が接点A1に接続され、他端側が接地されている。また、抵抗95の他端側は、受電端子40bに接続される。抵抗95は、商用電源プラグ31を商用電源100の供給口から抜いた(接続を解除した)際にスイッチング電源部33の出力と並列に接続された電界コンデンサ(図示せず)の放電を行う。
ダイオード96は、受電端子40とFET86との間に接続され、受電端子40から二次電池50へ供給される充電電流の逆流を防止する。
充電制御部81は、CN比検出部71により検出されたCN比に基づいて、受電端子40を介して電源アダプタ30から二次電池50へ供給される充電電流量を制御する。
例えば、充電制御部81は、受信信号処理部60により放送信号が受信された場合に、充電電流量を、放送信号が受信される前の充電電流量よりも低減する。
充電電流量が低減されると、電源アダプタ30のスイッチング電源部33によるスイッチング動作が抑制されるため、スイッチング動作により発生されるスイッチング雑音信号が低減される。
このように本実施形態の携帯電話機1は、受信信号処理部60により受信される放送信号の状態を示すCN比に応じて充電電流値を制御するため、スイッチング電源部33によるスイッチング動作によって発生するスイッチング雑音信号(ノイズ)を抑制できる。したがって、携帯電話機1は、充電時においても放送信号を受信する際の受信感度の劣化を抑制できる。
また、受信信号処理部60は、充電ケーブル34が受電端子40に接続された場合に、スイッチング電源部33によるスイッチング動作によって発生するスイッチング雑音信号及び放送信号を、充電ケーブル34により受信する。
CN比検出部71は、充電ケーブル34により受信されたスイッチング雑音信号及び放送信号に基づくCN比を検出する。
そして、充電制御部81は、CN比検出部71により検出されたCN比が放送信号を受信するために必要となる最小限度のCN比になるように充電電流量を制御する。
具体的には、充電制御部81は、以下に示すように、CN比検出部71により検出されたCN比を監視しながら充電電流量を制御する。
まず、充電制御部81は、受信信号処理部60により放送信号の受信が開始されると、可変抵抗部85の抵抗値が大きくなるように制御して、FET86を介して二次電池50へ供給される充電電流量をゼロにする。
次に、充電制御部81は、CN比検出部71により検出されたCN比を監視しながら可変抵抗部85の抵抗値が徐々に小さくなるように制御して、FET86を介して二次電池50へ供給される充電電流量を徐々に増加させる。
そして、充電制御部81は、CN比検出部71により検出されたCN比を読み込み、可変抵抗部85の抵抗値が小さくなるように制御して、放送信号の受信に最低限必要な最小限度のCN比の閾値まで充電電流量を増加させる。
その後、充電制御部81は、CN比検出部71により検出されたCN比を常時監視しながら最小限度のCN比の閾値を超えないように、可変抵抗部85の抵抗値を制御する。すなわち、充電制御部81は、CN比検出部71により検出されたCN比を常時監視しながら二次電池50へ供給される充電電流量を制御する。
このように本実施形態の携帯電話機1は、放送信号を受信するために必要となる最小限度のCN比になるように充電電流量を制御することにより、二次電池50の充電時間を短縮できる。
また、CN比検出部71は、二次電池50の充電量に基づいて、CN比の調整を行い、調整後のCN比を充電制御部81に供給する。
具体的には、CN比検出部71は、二次電池50の充電量が多く、満充電に近い場合には、CN比を高い値に調整する。二次電池50の充電量が多く、満充電に近い場合には、充電を急速に行う必要がないため、CN比を、CN比の閾値よりも高い値に調整することにより、放送信号の受信感度が向上する。
また、CN比検出部71は、二次電池50の充電量が少ない場合には、CN比を放送信号の受信に必要な最小限度のCN比の閾値に調整する。二次電池50の充電量が少ない場合には、充電を急速に行う必要があるため、CN比を閾値に調整することにより、二次電池50の充電時間を短縮できる。
このように本実施形態の携帯電話機1において、充電制御部81は、二次電池50の充電量に基づいて、CN比の調整を行うため、二次電池50の充電量に応じた充電電流量とすることができる。
また、ヘリカルアンテナ61は、充電ケーブル34が受電端子40に接続された場合に、充電ケーブル34と協調動作して放送信号を受信する。
具体的には、ヘリカルアンテナ61は、放送信号を受信する際に充電ケーブル34と電磁界結合する。すなわち、ヘリカルアンテナ61及び充電ケーブル34は、全体として一つのモノポールアンテナとして機能する。
このように本実施形態の携帯電話機1は、ヘリカルアンテナ61と充電ケーブル34とが協調動作して放送信号を受信するため、受信感度の低下を抑制できる。
調整部82は、CN比検出部71により検出されたCN比に基づいて、アンテナスイッチ65を制御して、整合部63及び64におけるマッチング回路のインピーダンス値を調整する。
具体的には、調整部82は、CN比検出部71により検出されたCN比に基づいて、アンテナスイッチ65を制御して、整合部63及び64における複数のマッチング回路のうち、CN比が最も高くなるマッチング回路を選択する。これにより、本実施形態の携帯電話機1は、整合部63及び64におけるマッチング回路のインピーダンス値を調整することで、放送信号の受信感度の低下を抑制できる。
次に、本実施形態の携帯電話機1の変形例について説明する。
本実施形態の携帯電話機1は、上述した構成に加えて、記憶部90を更に備えていてもよい。
記憶部90は、不揮発性メモリ等で構成され、各種情報を記憶する。
具体的には、記憶部90には、受信信号処理部60により受信される放送信号のチャンネルと、このチャンネルにおけるCN比とを対応付けて記憶するCN比テーブル91が記憶される。
そして、充電制御部81は、受信信号処理部60により放送信号を受信した場合、CN比テーブル91を参照して、CN比テーブル91において放送信号のチャンネルと対応付けて記憶されるCN比に基づいて、受電端子40を介して電源アダプタ30から二次電池50へ供給される充電電流量を制御する。
これにより本実施形態の携帯電話機1は、受信信号処理部60により受信される放送信号のチャンネルごとの状態を示すCN比に応じて充電電流値を制御するため、スイッチング電源部33により発生されるスイッチング雑音信号(ノイズ)を抑制できる。したがって、携帯電話機1は、充電時においても放送信号を受信する際の受信感度の劣化を抑制できる。
次に、本発明について、実施例を用いて更に詳細に説明する。なお、この実施例は、本発明の範囲を限定するものではない。
実施例としては、本発明の携帯通信端末装置を用いて、放送信号を受信する受信感度の性能を評価した。評価項目として、ヘリカルアンテナの伸張時と収納(内蔵)時とにおける放送信号の受信感度、電源アダプタの充電ON時とOFF時とにおける放送信号の受信感度、及び中電界と弱電界における放送信号の受信感度について評価を行った。
比較例としては、充電ケーブルを用いて放送信号を受信する従来の携帯無線通信端末を用いた。評価項目については上記の実施例と同様の評価を行った。
図3は、本発明の携帯無線通信端末の放送信号の受信感度の性能を実施例と比較例とで比較した結果を示す表である。図3において、「○」は受信感度が良好であることを示し、「△」は受信感度が中程度であることを示し、「×」は受信感度が悪いことを示している。
図3に示すように、比較例では、ヘリカルアンテナ収納時であり、かつ、中電界における受信感度が中程度であり、ヘリカルアンテナ収納時であり、かつ、弱電界における受信感度が悪い結果であったのに対して、実施例では中電界及び弱電界における受信感度がいずれも良好な結果となった。したがって、本発明の携帯無線通信端末によれば、充電時においても放送信号を受信する際の受信感度の劣化を抑制できることがわかった。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。例えば、ヘリカルアンテナ61は、伸張時において充電ケーブル34とのダイバーシティにより放送信号を受信してもよい。
また、上述した実施形態においては、アンテナ部としてヘリカルアンテナ61を用いたが、本発明はこれに限定されず、他のアンテナを用いてもよい。
また、上述した実施形態において、携帯無線通信端末としての携帯電話機1について説明したが、これに限定されず、デジタルカメラ、PHS(登録商標;Personal Handy phone System)、PDA(Personal Digital Assistant)、ポータブルナビゲーション装置、パソコン、ノートパソコン、携帯ゲーム装置等であってもよい。
1 携帯電話機(携帯無線通信端末)
30 電源アダプタ
40 受電端子
50 二次電池
60 受信信号処理部(受信部)
71 CN比検出部
81 充電制御部

Claims (1)

  1. 商用電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換する電源アダプタに接続される受電端子と、前記受電端子を介して供給される直流電圧が充電される二次電池とを備える携帯無線通信端末において、
    放送信号を受信して処理する受信部と、
    前記受信部により前記放送信号を受信した場合のCN比を検出するCN比検出部と、
    前記CN比検出部により検出された前記CN比に基づいて、前記放送信号を受信する際の受信感度の劣化を抑制するように、前記受電端子を介して前記電源アダプタから前記二次電池へ供給される充電電流量を制御する充電制御部とを備える
    携帯無線通信端末。
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