JP6361091B2 - 携帯端末装置及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、携帯端末装置及び制御方法に関する。

携帯電話等によって、ワンセグを視聴する際に、受信感度を良くするためには、アンテナを最大の長さに伸ばすのが効果的である。通常、アンテナの最大長において受信感度が最高となるように、アンテナとアンテナに接続するワンセグ回路１１１との間においてマッチング（インピーダンス整合）が行われているからである。

しかし、ユーザは、必ずしもアンテナを最大に伸ばした状態でワンセグを視聴するとは限らない。携帯電話からアンテナを引き出した状態は、アンテナを引っかけて破損させる可能性が生じたり、携帯電話の外観を損ねたりといった欠点が有る。そのため受信感度の劣化が許容範囲内であれば、アンテナを伸ばさずにワンセグを視聴するユーザの存在も考えられる。

そこで、アンテナの伸縮を検出するスイッチを設け、アンテナが伸ばされた状態と、収納された状態とに応じてマッチングを切り替える方法が提案されている。

特開２０００−２０９０１０号公報

しかしながら、近年のワンセグ用のアンテナは、複数の段階に長さを変化させることが可能な多段式アンテナが主流になっている。多段式アンテナの場合、アンテナが伸ばされた状態と収納された状態との二つの状態以外に、アンテナの長さの段階に応じた複数の状態が発生する。したがって、上記方法では、途中の段階の長さにおいて、アンテナとワンセグ回路１１１とのインピーダンス不整合状態が顕著となり、ワンセグの受信感度の劣化が大きくなってしまう可能性が考えられる。

そこで、一側面では、電波の受信感度の安定性を向上させることを目的とする。

一つの案では、携帯端末装置は、所定の周波数帯域の電波を受信する第一のアンテナと、前記第一のアンテナとは異なる第二のアンテナとを有する携帯端末装置であって、前記第一のアンテナに関してインピーダンスの整合を行う整合部と、前記所定の周波数帯域の範囲外の電波を前記第二のアンテナより出力させる出力制御部と、前記電波を受信した前記第一のアンテナからの信号の電力の値に応じて、前記整合部を制御する制御部とを有する。

一態様によれば、電波の受信感度の安定性を向上させることができる。

本発明の実施の形態における携帯端末装置のハードウェア構成例を示す図である。 本発明の実施の形態における携帯端末装置のＣＰＵによって実現される機能構成例を示す図である。 検波電力とワンセグアンテナ長との関係の例を示す図である。 携帯端末装置が実行する処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。 マッチングパターンテーブルの構成例を示す図である。 本実施の形態の効果を説明するための図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態における携帯端末装置のハードウェア構成例を示す図である。図１において、携帯端末装置１０は、メモリ１０１、ＣＰＵ１０２、セルラー回路１０３、ＰＡ（パワーアンプ）回路１０４、セルラーアンテナ１０５、ワンセグアンテナ１０６、マッチング回路１０７、制御回路１０８、ダイプレクサ１０９、ＢＰＦ（Band-pass filter：バンドパスフィルタ）１１０、ワンセグ回路１１１、及び検波回路１１２等を有する。

メモリ１０１は、ＣＰＵ１０２に処理を実行させるプログラムや、当該処理において利用されるデータ等を記憶する。ＣＰＵ１０２は、プログラムがＣＰＵ１０２に実行される処理に従い、携帯端末装置１０を構成する各回路の動作を制御する。セルラー回路１０３は、セルラー方式による無線通信処理を行う回路である。ＰＡ回路１０４は、セルラーアンテナ１０５に給電する送信電力を増幅する回路である。セルラーアンテナ１０５は、移動体通信網を介した無線通信用（通話用）の電波の送受信を行うアンテナである。

ワンセグアンテナ１０６は、ワンセグ（１セグメント放送）の電波の受信用のアンテナである。マッチング回路１０７は、ワンセグアンテナ１０６と、ワンセグ回路１１１とをマッチングさせる（インピーダンスを整合させる）回路である。マッチング回路１０７は、ワンセグアンテナ１０６に関するインピーダンス整合について、複数のマッチングパターンを有する。マッチングパターンとは、ワンセグアンテナ１０６と、ワンセグ回路１１１との間でインピーダンスが整合されるようなマッチング回路１０７の状態をいう。したがって、マッチング回路１０７は、インピーダンス整合に関して複数の状態を有しているといえる。マッチングパターンの切り替えは、例えば、マッチング回路１０７の素子の切り替えによって実現される。より具体的には、マッチング回路１０７を構成するバラクタダイオードにかける電圧を変化させることによって、マッチングパターンが切り替えられてもよい。なお、マッチング回路１０７が、複数のマッチングパターンを有するのは、ワンセグアンテナ１０６の状態に応じて、ワンセグ回路１１１側から見て、ワンセグアンテナ１０６のインピーダンスが変化するからである。ワンセグアンテナ１０６の状態とは、例えば、ワンセグアンテナ１０６の向きや、ワンセグアンテナ１０６の伸縮状態である。すなわち、ワンセグアンテナ１０６は、伸縮可能であってもよく、伸縮状態は、多段階に変更可能であってもよい。

制御回路１０８は、マッチング回路１０７のマッチングパターンを変更する（切り替える）ための制御を行う回路である。すなわち、マッチング回路１０７のマッチングパターンの切り替えは、制御回路１０８からの信号に応じて行われる。ダイプレクサ１０９は、ワンセグアンテナ１０６からの信号を、ワンセグ帯の周波数帯域の範囲内の信号と、ワンセグ帯の周波数帯域外の信号とに分離する。ＢＰＦ１１０は、ワンセグ帯に分離された信号について、ワンセグの再生に必要な周波数以外の信号を除去する。ワンセグ回路１１１は、ワンセグの受信処理及び再生処理を行う回路である。すなわち、ワンセグ回路１１１は、ＢＰＦ１１０を通過した信号に基づいて、ワンセグの映像及び音声等を再生する。但し、再生の対象は、音声及び映像のいずれか一方でもよい。検波回路１１２は、ワンセグ帯の周波数帯域外の信号の電力（ｄＢｍ）を測定する。以下、当該電力を、検波電力という。ＣＰＵ１０２は、検波電力の値に応じて、制御回路１０８に対して、マッチング回路１０７の制御命令を出力する。

なお、携帯端末装置１０の一例として、携帯電話、スマートフォン、タブレット型端末等が挙げられる。

図２は、本発明の実施の形態における携帯端末装置のＣＰＵによって実現される機能構成例を示す図である。図２に示されるように、ＣＰＵ１０２は、プログラムが当該ＣＰＵ１０２に実行させる処理により、発呼制御部１２１、マッチングパターン判定部１２２、及び切替制御部１２３等として機能する。

発呼制御部１２１は、ワンセグが視聴されている状態において、セルラー回路１０３に対して発呼命令を出力する。当該発呼命令に応じて、セルラー回路１０３が発呼動作を行うことにより、セルラーアンテナ１０５よりセルラーの送信波が出力される。マッチングパターン判定部１２２は、検波回路１１２によって測定される検波電力の値に基づいて、現在のワンセグアンテナ１０６の状態に適したマッチングパターンを判定する。

図３は、検波電力とワンセグアンテナ長との関係の例を示す図である。図３に示されるように、ワンセグアンテナ１０６の長さと、検波電力との間には相関関係が有る。すなわち、ワンセグアンテナ１０６が長くなればなるほど（伸張されるほど）、検波電力の値は大きくなる。マッチングパターン判定部１２２は、検波電力とワンセグアンテナ長とのこのような関係に基づいて、現在のワンセグアンテナ１０６の長さに適したマッチングパターンを判定する。

より詳しくは、マッチングパターン判定部１２２は、検波回路１１２によって測定される検波電力の値と、マッチングパターンテーブル１３１とに基づいて、現在のワンセグアンテナ１０６又は携帯端末装置１０の状態に適したマッチングパターンを判定する。マッチングパターンテーブル１３１は、検波電力の値と、マッチングパターンの識別情報とを対応付けて記憶するテーブルである。マッチングパターンテーブル１３１は、例えば、メモリ１０１に記憶されている。切替制御部１２３は、マッチングパターン判定部１２２によって判定されたマッチングパターンへの切り替え命令を制御回路１０８に出力する。

以下、携帯端末装置１０が実行する処理手順について説明する。図４は、携帯端末装置が実行する処理手順の一例を説明するためのフローチャートである。

例えば、ユーザによって、ワンセグの視聴指示が入力されると（Ｓ１０１）、発呼制御部１２１は、セルラー回路１０３に対して発呼命令を出力する。セルラー回路１０３は、当該命令に応じ、発呼動作を行う（Ｓ１０２）。その結果、セルラーアンテナ１０５より、セルラー帯の（例えば、８００ＭＨｚ）の電波が出力される。なお、当該電波の周波数は、ワンセグの電波との干渉を回避するため、ワンセグ帯の周波数帯域の範囲外であることが望ましい。また、セルラーアンテナ１０５からの電波の出力（放射）は、必ずしも、発行動作に応じて行われなくてもよい。

当該電波は、ワンセグアンテナ１０６によって受信される。ワンセグ帯の周波数帯域は、４７０ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚであり、セルラー帯の周波数帯域に近い。したがって、セルラーアンテナ１０５より出力される電波は、ワンセグアンテナ１０６によって感度良く受信される可能性が高い。ワンセグアンテナ１０６は、また、ワンセグの電波をも受信する。これらの電波を受信したワンセグアンテナ１０６からの信号はＢＰＦ１１０によってワンセグ帯の周波数帯域の範囲内の信号と、ワンセグ帯の周波数帯域外の信号とに分離される。ワンセグ帯の周波数帯域の範囲外の信号、すなわち、セルラーアンテナ１０５より出力された電波に係る信号は、検波回路１１２に入力される。検波回路１１２は、入力された信号に関する検波電力の値を測定する（Ｓ１０３）。なお、ワンセグ帯の周波数帯域の範囲内の信号は、ＢＰＦ１１０を通過してワンセグ回路１１１に入力される。ワンセグ回路１１１は、ワンセグの映像及び音声を再生させる。その結果、ユーザは、ワンセグを視聴することができる。

続いて、マッチングパターン判定部１２２は、検波電力の値と、マッチングパターンテーブル１３１とに基づいて、現在のワンセグアンテナ１０６の状態に適したマッチングパターンを判定する（Ｓ１０４）。

図５は、マッチングパターンテーブルの構成例を示す図である。図５に示されるように、マッチングパターンテーブル１３１には、検波電力ごとに、マッチングパターンの識別情報が記憶されている。なお、上記したように、検波電力とワンセグアンテナ長との間には相関関係が有る。したがって、マッチングパターンテーブル１３１の内容は、実質的に、ワンセグアンテナ１０６の各段階の長さに適したマッチングパターンを示す情報であるといえる。そこで、例えば、携帯端末装置１０は、検波電力の値に基づいて、ワンセグアンテナ１０６の長さが十分でないと判定される場合は、ワンセグアンテナ１０６の伸張を促す情報を、非図示の表示部に表示させるようにしてもよい。

ステップＳ１０４において、マッチングパターン判定部１２２は、検波回路１１２によって測定された検波電力の値を、マッチングパターンテーブル１３１に当てはめることにより、マッチングパターンを判定する。なお、マッチングパターンテーブル１３１に、検波回路１１２によって測定された検波電力の値と完全に一致する検波電力を含むレコードが存在しない場合は、例えば、当該値に最も近い検波電力を含むレコードのマッチングパターンが、判定結果とされてもよいし、他の方法によって、マッチングパターンが判定されてもよい。

続いて、切替制御部１２３は、制御回路１０８に対し、マッチングパターン判定部１２２によって判定されたマッチングパターンを示す信号を入力する。制御回路１０８は、当該信号が示すマッチングパターンに対応した制御を、マッチング回路１０７に対して行うことにより、マッチング回路１０７のマッチングパターンを、マッチングパターン判定部１２２によって判定されたマッチングパターンに変更する（Ｓ１０５）。すなわち、マッチング回路１０７の状態が、マッチングパターン判定部１２２によって判定されたマッチングパターンに応じた状態に変更される。マッチングパターンに対応した制御とは、例えば、マッチング回路１０７を構成するバラクタダイオードにかける電圧を変化させることである。但し、マッチング回路１０７におけるマッチングパターンは、他の方法によって変更されてもよい。すなわち、マッチング回路１０７は、公知の回路が用いられてもよく、マッチング回路１０７によるインピーダンス整合は、公知の方法によって行われてもよい。

続いて、発呼制御部１２１は、セルラー回路１０３による発呼動作を終了させる（Ｓ１０６）。その結果、セルラーアンテナ１０５からの電波の出力は停止する。

なお、ステップＳ１０２以降は、ワンセグの視聴が継続している間（Ｓ１０７でＮｏ）、繰り返し実行されてもよい。その場合、一定の待機時間（Ｓ１０８）が設けられてもよい。ワンセグの視聴が継続している間、ステップＳ１０２以降が繰り返し実行されることにより、ワンセグの視聴中に、ワンセグアンテナ１０６の長さが変更された場合において、マッチング回路１０７のマッチングパターンを、変更後のワンセグアンテナ長に適したものに切り替えることができる。

ワンセグの視聴が終了すると（Ｓ１０７でＹｅｓ）、図４の処理は終了する。

上述したように、本実施の形態によれば、セルラーアンテナ１０５からの電波のワンセグアンテナ１０６による受信状態に応じて、マッチング回路１０７のマッチングパターンを変更する。したがって、例えば、ワンセグアンテナ１０６の長さが多段階に変更可能な場合であっても、マッチング回路１０７のマッチングパターンを、各段階に適したものに切り替えることができる。その結果、各段階において、ワンセグアンテナ１０６とワンセグ回路１１１とのインピーダンスを整合させることができ、ワンセグの受信感度の安定性を向上させることができる。

なお、図６は、本実施の形態の効果を説明するための図である。図６において、曲線Ｌ１は、本実施の形態が適用されない場合であって、ワンセグアンテナ１０６の縮小時のアンテナ利得の例を示す。本実施の形態が適用されない場合とは、例えば、ワンセグアンテナ長が最大の状態について、固定的にインピーダンス整合が行われている場合をいう。また、ワンセグアンテナ１０６の縮小時とは、ワンセグアンテナ長が、最大ではない状態（例えば、途中の段階まで縮小された状態）をいう。

曲線Ｌ２は、本実施の形態が適用された場合の、ワンセグアンテナ１０６の縮小時のアンテナ利得の例を示す。また、曲線Ｌ３は、ワンセグアンテナ長が最大の状態における、アンテナ利得の例を示す。

曲線Ｌ２と曲線Ｌ１とを比較すると分かるように、本実施の形態によれば、ワンセグアンテナ１０６の縮小時におけるアンテナ利得を、向上させることができる。その結果、ワンセグアンテナ１０６縮小時における、ワンセグの受信感度を向上させることができる。

なお、ワンセグの受信感度は、ワンセグアンテナ１０６の長さだけでなく、ワンセグアンテナ１０６の向き、携帯端末装置１０の状態（姿勢や、人による把持等）に応じても変化する。このような状態の変化は、検波回路１１２による検波電力の測定結果として現れる。したがって、本実施の形態によれば、ワンセグアンテナ１０６の長さを変更した場合のみならず、携帯端末装置１０の向き等を変化させた場合にも、マッチング回路１０７のマッチングパターンを、当該向き等に適したものに切り替えることができる。

また、ワンセグアンテナ１０６に受信させる電波の発信元は、セルラーアンテナ１０５に限られなくてもよい。例えば、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ（登録商標）の電波をワンセグアンテナ１０６に受信させてもよい。また、本実施の形態を実施するための専用のアンテナが、セルラーアンテナ１０５の代わりに用いられてもよい。

また、外部のワンセグアンテナ１０６（以下、「外部アンテナ」という。）が携帯端末装置１０に接続された場合に、当該外部アンテナのマッチング（インピーダンス整合）をとるのに、本実施の形態が利用されてもよい。

また、本実施の形態は、ワンセグ以外の電波の受信に関して適用されてもよい。

なお、本実施の形態において、ワンセグアンテナ１０６は、第一のアンテナの一例である。セルラーアンテナ１０５は、第二のアンテナの一例である。マッチング回路１０７は、整合部の一例である。発呼制御部１２１及びセルラー回路１０３は、出力制御部の一例である。切替制御部１２３及び制御回路１０８は、制御部の一例である。メモリ１０１は、記憶部の一例である。ダイプレクサ１０９は、分離部の一例である。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

以上の説明に関し、更に以下の項を開示する。
（付記１）
所定の周波数帯域の電波を受信する第一のアンテナと、前記第一のアンテナとは異なる第二のアンテナとを有する携帯端末装置であって、
前記第一のアンテナに関してインピーダンスの整合を行う整合部と、
前記所定の周波数帯域の範囲外の電波を前記第二のアンテナより出力させる出力制御部と、
前記電波を受信した前記第一のアンテナからの信号の電力の値に応じて、前記整合部を制御する制御部とを有する携帯端末装置。
（付記２）
前記整合部は、前記インピーダンスの整合に関する複数の状態を有し、
当該携帯端末装置は、前記電力の値に対応付けて前記状態を示す値を記憶する記憶部を有し、
前記制御部は、前記第一のアンテナからの信号の電力の値に対応付けて前記記憶部が記憶する値に係る状態に、前記整合部を切り替える付記１記載の携帯端末装置。
（付記３）
前記電波を受信した前記第一のアンテナからの信号について、前記所定の周波数帯域の範囲内の信号と前記所定の周波数帯域の範囲外の信号とに分離する分離部を有し、
前記制御部は、前記分離部によって分離された前記前記所定の周波数帯域の範囲外の信号の電力の値に応じて、前記整合部を制御する付記１又は２記載の携帯端末装置。
（付記４）
前記第一のアンテナは、ワンセグの受信用のアンテナであり、
前記第二のアンテナは、通話用の電波の送受信用のアンテナである付記１乃至３いずれか一項記載の携帯端末装置。
（付記５）
所定の周波数帯域の電波を受信する第一のアンテナと、前記第一のアンテナとは異なる第二のアンテナと、前記第一のアンテナに関してインピーダンスの整合を行う整合部とを有する携帯端末装置が、
前記所定の周波数帯域の範囲外の電波を前記第二のアンテナより出力させ、
前記電波を受信した前記第一のアンテナからの信号の電力の値に応じて、前記整合部を制御する、
処理を実行する制御方法。
（付記６）
前記整合部は、前記インピーダンスの整合に関する複数の状態を有し、
当該携帯端末装置は、前記電力の値に対応付けて前記状態を示す値を記憶する記憶部を有し、
前記制御する処理は、前記第一のアンテナからの信号の電力の値に対応付けて前記記憶部が記憶する値に係る状態に、前記整合部を切り替える付記５記載の制御方法。
（付記７）
前記携帯端末装置が、前記電波を受信した前記第一のアンテナからの信号について、前記所定の周波数帯域の範囲内の信号と前記所定の周波数帯域の範囲外の信号とに分離する処理を実行し、
前記制御する処理は、前記分離部によって分離された前記前記所定の周波数帯域の範囲外の信号の電力の値に応じて、前記整合部を制御する付記５又は６記載の制御方法。
（付記８）
前記第一のアンテナは、ワンセグの受信用のアンテナであり、
前記第二のアンテナは、通話用の電波の送受信用のアンテナである付記５乃至７いずれか一項記載の制御方法。

１０ 携帯端末装置
１０１ メモリ
１０２ ＣＰＵ
１０３ セルラー回路
１０４ ＰＡ回路
１０５ セルラーアンテナ
１０６ ワンセグアンテナ
１０７ マッチング回路
１０８ 制御回路
１０９ ダイプレクサ
１１０ ＢＰＦ
１１１ ワンセグ回路
１１２ 検波回路
１２１ 発呼制御部
１２２ マッチングパターン判定部
１２３ 切替制御部
１３１ マッチングパターンテーブル

Claims (4)

1. 所定の周波数帯域の電波を受信する第一のアンテナと、前記第一のアンテナとは異なる第二のアンテナとを有する携帯端末装置であって、
   前記第一のアンテナに関して複数のマッチングパターンのうちのいずれかのマッチングパターンに基づいてインピーダンスの整合を行う整合部と、
   前記所定の周波数帯域に近接した電波を前記第二のアンテナより出力させる出力制御部と、
   前記電波を受信した前記第一のアンテナからの信号の電力の値に対応する前記第一のアンテナの長さに応じた前記マッチングパターンに基づきインピーダンスの整合を行うように前記整合部を制御する制御部とを有する携帯端末装置。
2. 前記整合部は、前記インピーダンスの整合に関する複数の状態を有し、
   当該携帯端末装置は、前記第一のアンテナの長さに応じた前記電力の値に対応付けて前記状態を示す値を記憶する記憶部を有し、
   前記制御部は、前記第一のアンテナからの信号の電力の値に対応付けて前記記憶部が記憶する値に係る状態に、前記整合部を切り替える請求項１記載の携帯端末装置。
3. 前記電波を受信した前記第一のアンテナからの信号について、前記所定の周波数帯域の範囲内の信号と前記所定の周波数帯域の範囲外の信号とに分離する分離部を有し、
   前記制御部は、前記分離部によって分離された前記前記所定の周波数帯域の範囲外の信号の電力の値に応じて、前記整合部を制御する請求項１又は２記載の携帯端末装置。
4. 所定の周波数帯域の電波を受信する第一のアンテナと、前記第一のアンテナとは異なる第二のアンテナと、前記第一のアンテナに関して複数のマッチングパターンのうちのいずれかのマッチングパターンに基づいてインピーダンスの整合を行う整合部とを有する携帯端末装置が、
   前記所定の周波数帯域に近接した電波を前記第二のアンテナより出力させ、
   前記電波を受信した前記第一のアンテナからの信号の電力の値に対応する前記第一のアンテナの長さに応じた前記マッチングパターンに基づきインピーダンスの整合を行うように前記整合部を制御する、
   処理を実行する制御方法。

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