JP3851339B1 - イヤホン付きアンテナ及びイヤホン - Google Patents

Abstract

【課題】ケーブルをアンテナとして利用するイヤホンの受信感度を向上させることにある。
【解決手段】ケーブルと、ケーブルに内設されたアンテナ線ＡＮＴと、アンテナ線ＡＮＴと共にケーブルに内設された信号線Ｒ，Ｌと、ケーブルに設けられ、アンテナ線ＡＮＴ及び信号線Ｒ，Ｌを電気的に携帯電話機１に接続させるためのプラグ３２と、ケーブルにプラグ３２と離間して設けられたリモコン３３と、リモコン３３に内蔵され、信号線Ｒ，Ｌに配設されている高周波減衰素子５Ｃと、リモコン３３に内蔵され、高周波減衰素子５Ｃに隣接してアンテナ線ＡＮＴに配設されている高周波減衰素子５Ｂと、を含む。高周波減衰素子５Ｂ，５Ｃは、リモコン３３のプラグ３２寄りに位置している。
【選択図】図３

Description

本発明は、電気信号を音に変換する電気−音響変換器としてのイヤホン付きアンテナ等に関するものである。

携帯型の受信情報機器、例えば携帯電話機は、通話機能のみならず、技術の発達と共にメールやインターネット等の通信機能が付加されている。そして、その便利さや手軽さ等のため、携帯電話機は世界的に急速に普及している。

そのような携帯電話機の普及に伴い、通話機能や通信機能以外の様々な機能を有する携帯電話機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、特許文献１では、音楽再生機能を有する携帯電話機が開示されている。このため、携帯電話機及び携帯電話機に接続されるイヤホン（ヘッドホン）に対して高音質化という要求があり、各種の技術を用いてその要求に対応している。このように、携帯電話機に音楽再生機能をもたせることにより、専用の音楽再生機を用いて所望の音楽を聴いていた従来のスタイルから、携帯電話機だけを持ち歩いて携帯電話機で音楽再生するというスタイルに変わりつつある。

また、特許文献１では、ラジオやテレビ等の受信機能を有する携帯電話機も開示されている。ここで、携帯電話機に専用のアンテナを内蔵すると携帯電話機の小型化や軽量化の妨げになることから、チューナを携帯電話機に内蔵すると共に、携帯電話機に接続されるヘッドホンのケーブル（コード）にアンテナ機能をもたせた構成が開示されている（例えば、特許文献２参照）。すなわち、特許文献２には、ヘッドホンのケーブルをコネクタを介してチューナに接続し、これにより、ヘッドホンのケーブルを外部アンテナとして用いていると共に、ヘッドホンのコネクタが携帯電話機に接続されると、音声信号の出力先がスピーカからヘッドホンへと切り替わる構成が開示されている。

特開２００２−１０１１６４号公報 実開平３−２７０８号公報

しかしながら、ヘッドホンないしはイヤホンのケーブルを外部アンテナとする場合には、従来の構造では、受信感度の面で問題がある。すなわち、受信感度の向上を効果的に図ることが困難である。当然ながら、ヘッドホン等について種々の改良が行われているものの、性能的に十分ではなかったりコストが多くかかり過ぎてしまったりして、課題の解決には至っていない。また、ヘッドホン等が接続される携帯電話機についても、受信感度を向上させる改良が行われているが、高機能化等に伴い、受信感度を向上させる手段を携帯電話機側に内蔵するのは困難になりつつある。

ここで、携帯電話機のインターフェイスコネクタに接続され、そのインターフェイスコネクタのアンテナ端子に電気的に接続されるアンテナ接続端子を有するコネクタ部とアンテナ接続端子に電気的に接続されるアンテナエレメントを有する外部アンテナ部とを備えた携帯電話機用アンテナについての提案もある。この提案によると、アンテナエレメントが、導波素子、放射素子及び反射素子を有することにより、携帯電話機の送受信可能な距離を長くすることができる。ところが、このような構成をヘッドホンに適用するのは困難である。

本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ケーブルをアンテナとして利用するイヤホンの受信感度を向上させることにある。

かかる目的のもと、本発明が適用されるイヤホン付きアンテナは、ケーブルと、ケーブルに内設されたアンテナ線と、アンテナ線と共にケーブルに内設された信号線と、ケーブルに設けられ、アンテナ線及び信号線を電気的に外部装置に接続させるためのプラグと、ケーブルにプラグと離間して設けられたリモコンと、リモコンに内蔵され、信号線に配設されている第１の高周波減衰素子と、リモコンに内蔵され、第１の高周波減衰素子に隣接してアンテナ線に配設されている第２の高周波減衰素子と、を含み、第１の高周波減衰素子及び第２の高周波減衰素子は、リモコンのプラグ寄りに位置することを特徴とするものである。

ケーブルは、接続部品を備える複数のケーブル部分から構成され、リモコンは、ケーブル部分のうちプラグが設けられたケーブル部分に配設されていることを特徴とすることができる。リモコンに挿入されるジャックを更に含むことを特徴とすることができる。
第１の高周波減衰素子及び第２の高周波減衰素子は、チップビーズであることを特徴とすることができる。第１の高周波減衰素子及び第２の高周波減衰素子は、インダクタであることを特徴とすることができる。
第２の高周波減衰素子は、アンテナ線のアンテナ長を規定することを特徴とすることができる。

他の観点から捉えると、本発明が適用されるイヤホンは、アンテナ線を含む複数の信号伝達路を備えるケーブルと、ケーブルが備える複数の信号伝達路の各々に対応する端子を有し、端子を通じて複数の信号伝達路の各々を外部装置に接続させるためのプラグと、ケーブルにプラグと離間して設けられたリモコンと、リモコンに内蔵され、リモコンのプラグ寄りに位置し、ケーブルが備えるアンテナ線を含む複数の信号伝達路に配置された高周波減衰素子と、を含むものである。

本発明によれば、ケーブルをアンテナとして利用するイヤホンの受信感度を向上させることが可能になる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係るイヤホン２と当該イヤホン２が用いられる携帯電話機１とを示す概略構成図である。
図１に示す携帯電話機（受信機、外部装置、携帯型電子機器）１は、イヤホン（ヘッドホン）２が接続されるジャック１１を有する。また、携帯電話機１は、ＦＭラジオ放送、ＶＨＦテレビ放送及びＵＨＦテレビ放送等を受信する受信機能としてのチューナ１２（図２参照）を有する。そして、ユーザが所望の放送を受信するときには、アンテナとして機能するイヤホン２を携帯電話機１のジャック１１に接続する。

イヤホン２がジャック１１に接続されると、イヤホン２は携帯電話機１の放送受信用外部アンテナとして機能する。また、イヤホン２がジャック１１に接続されると、携帯電話機１の図示しない内蔵スピーカからの音出力が遮断され、ユーザは、イヤホン２を通じて放送の内容を聴くことができる。
なお、本実施の形態では、受信した放送は、音声出力のみとしているが、音声出力のみならず映像出力も可能に構成されている携帯電話にも同様に適用することができる。また、ＦＭラジオ放送のみならず、ＡＭラジオ放送も受信可能に携帯電話機１を構成することも可能である。

また、携帯電話機１は、図示しない内部メモリ又は外部メモリに、例えばＭＰ３形式の所定のデータ形式で予め記録された音楽を再生する音楽再生機能を有する。なお、ここにいう外部メモリとは、携帯電話機１に脱着可能に装着できる記憶媒体をいい、例えばＳＤメモリカード等をいう。

イヤホン２は、携帯電話機１に接続される操作部３と、操作部３に接続される音出力部４と、を備える。操作部３は、携帯電話機１に対するユーザからの指示内容を電気信号で携帯電話機１に出力する。また、音出力部４は、操作部３を介して携帯電話機１からの電気信号に対応する音を出力する。

なお、本実施の形態では、イヤホン２として、操作部３と音出力部４とがコネクタ類によって分離可能に構成されているものを用いているが、そのような分離不可能に構成されているものを用いることもできる。また、ここにいうイヤホン２は、操作部３と音出力部４とを含んで構成されているが、例えば操作部３のみをイヤホン２と考えることもできる。また、携帯電話機１に接続される操作部３をラジオ放送やテレビ放送を受信するためのアンテナと考えることもできる。

操作部３は、複数の信号線（芯線）を内蔵するケーブル（ケーブル部分）３１と、ケーブル３１の一端に設けられ、携帯電話機１のジャック１１に接続されるプラグ３２と、ケーブル３１の他端に設けられ、ユーザが携帯電話機１に対して指示を行う際に操作するリモコン（中間部）３３と、を有する。ケーブル３１に内蔵されている複数の信号線は、電気信号を伝達するためのものであるが、光信号等の他の信号を伝達するように構成している場合にも本実施の形態を適用することができる。

ここで、リモコン３３は、ユーザの声が入力されるマイクロホン（音入力部）３３１と、音量の調整や受信周波数の調整を行ったり、音楽再生の際にユーザが操作したりするための各種のボタン３３２と、が配設されている。また、リモコン３３には、音出力部４を接続するための出力端子３３３がケーブル３１とは逆側に設けられている。なお、リモコン３３における出力端子３３３の位置は、本実施の形態の場合に限られず、ケーブル３１とは逆側以外であってもよい。

音出力部４は、複数の信号線を内蔵し、一端から他端に向かう途中で二股に分かれるケーブル４１と、ケーブル４１の一端に設けられ、操作部３の出力端子３３３に挿入されるプラグ（接続部品）４２と、ケーブル４１の他端に設けられ、ユーザの片耳ずつにセットされる右スピーカ４３ａ及び左スピーカ４３ｂと、を有する。右スピーカ４３ａ及び左スピーカ４３ｂは、プラグ４２及びケーブル４１を介して送られてきた電気信号を音に変換して出力する。

なお、本実施の形態では、携帯電話機１にイヤホン２を接続する場合を説明したが、イヤホン２の代わりに、図示しない電源コードを接続する場合にも同様に適用することができる。この電源コードは、電気配線されているコンセントから携帯電話機１に電気を供給するためのものであり、そのために、電力線、電源線、導線等の電気供給路を内蔵している。
また、携帯電話機１のほかに、図示しない携帯用ラジオ受信機にイヤホン２や図示しない電源コードを接続する場合にも適用することができる。

図２は、本実施の形態に係るイヤホン２１の操作部３が携帯電話機１に接続されている状態を説明するための概略構成図である。
図２に示すように、操作部３のケーブル３１は、アンテナとして機能する信号線（アンテナ線）ＡＮＴと、音出力部４（図１参照）の右スピーカ４３ａに信号を伝えるための信号線Ｒと、音出力部４の右スピーカ４３ａに信号を伝えるための信号線Ｌと、を備えている。その他に、操作部３のリモコン３３に配設されたマイクロホン３３１のための信号線及びリモコン３３に配設されたボタン３３２のための信号線もケーブル３１は備えている。なお、本実施の形態では、ケーブル３１が５本の信号線（信号伝達路、導通路、電気供給路）を備えているが、更に他の信号線を備えるように構成することも可能である。例えば、グランドのための信号線等である。

操作部３のプラグ３２が携帯電話機１のジャック１１に挿入されると、操作部３と携帯電話機１とが電気的に接続され、これにより、信号線ＡＮＴは、携帯電話機１に内蔵されているチューナ１２に接続される。他の信号線は、携帯電話機１内の図示しない回路に接続される。

〔第１の実施の形態〕
図３は、第１の実施の形態に係るイヤホン２２が携帯電話機１に接続されている状態を説明するための概略構成図である。
図３に示すイヤホン２２では、操作部３のリモコン３３にチップビーズ（第２の高周波減衰素子）５Ｂ及びチップビーズ（第１の高周波減衰素子）５Ｃが内蔵されている。すなわち、リモコン３３において、信号線ＡＮＴにチップビーズ５Ｂが配設されている。また、リモコン３３において、信号線Ｒ，Ｌ、マイクロホン３３１のための信号線及びボタン３３２のための信号線にチップビーズ５Ｃが配設されている。

ここで、チップビーズ５Ｂ，５Ｃは、必要な信号を通過させる一方で、それ以上の所望する高周波数帯域にある不必要な信号（ノイズ）を全て通過させないように作用する電子部品である。そして、チップビーズ５Ｂ，５Ｃは、広い周波数帯域にわたって信号の吸収特性を有するものである。チップビーズ５Ｂ，５Ｃは、高周波を減衰させるための素子であり、高周波減衰素子や高周波吸収素子と呼ばれる。また、高周波減衰素子としては、インダクタないしはチョークコイルがあり、これらを代用することも可能である。なお、チップビーズ５Ｂ，５Ｃとしては、使用される条件に応じて決定された所定のインピーダンスを有するものが用いられる。
このように、リモコン３３において、チップビーズ５Ｂ，５Ｃによって、信号線ＡＮＴを含めた信号線のすべてについて高周波が減衰するように構成されている。

更に説明すると、信号線ＡＮＴは、リモコン３３に内蔵されたチップビーズ５Ｂにより、チップビーズ５Ｂと携帯電話機１のチューナ１２との間の距離がアンテナ長となる。すなわち、信号線ＡＮＴのアンテナ長に相当する部分で、放送電波を受信する。このように、リモコン３３から延びるケーブル４１（図１参照）をアンテナとして用いていない。したがって、所定の放送電波を受信するのに最適なアンテナ長となるようにチップビーズ５Ｂを配置することで、最適なアンテナ効果を得ることができる。

また、信号線ＡＮＴと共にケーブル３１に内設されている信号線Ｒ，Ｌ等の他の信号線は、リモコン３３のチップビーズ５Ｃが配設されている。このため、信号線ＡＮＴ以外の他の信号線は、リモコン３３の側の端で高周波の減衰が行われる。そして、リモコン３３において、チップビーズ５Ｂとチップビーズ５Ｃは隣接して配設されている。したがって、信号線ＡＮＴのアンテナ長に相当する部分へ高周波が入力されることを回避でき、設計どおりの受信感度とすることが可能になる。

ここで、アンテナ長の設定について説明する。アンテナ長は、波長をλとすると、基本的にはλ／４にする。そして、扱う周波数が多数の場合には、各帯域のセンタがｎλ／４（ｎは奇数）になるようにアンテナ長を設定する。ただし、すべての帯域を満足しないときには、感度の低い帯域を感度の高い帯域よりも優先する必要がある。

本実施の形態では、周波数が７６〜９０ＭＨｚのＦＭ放送と、９０〜１０８ＭＨｚ（１ＣＨ〜３ＣＨ）及び１７０〜２２２ＭＨｚ（４ＣＨ〜１２ＣＨ）のＶＨＦのテレビ放送と、４７０〜７７０ＭＨｚ（１３ＣＨ〜６２ＣＨ）のＵＨＦのテレビ放送と、が受信帯域としている。ＦＭ放送の場合には、λ＝３．９５〜３．３３ｍであり、ＶＨＦの場合には、λ＝３．３３〜２．７８ｍ及び、λ＝１．７６〜１．３５ｍである。ＵＨＦの場合には、λ＝６４〜３９ｃｍである。

そして、各帯域のセンタが約ｎλ／４となるようなアンテナ長を設定する。その設定されたアンテナ長で受信状態を測定する実験を行い、各帯域の周波数の受信レベルを得る。その感度の程度を調べてアンテナ長を合わせ込んでいく。

〔第２の実施の形態〕
図４は、第２の実施の形態に係るイヤホン２３が携帯電話機１に接続されている状態を説明するための概略構成図である。なお、第２の実施の形態に係るイヤホン２３は、第１の実施の形態に係るイヤホン２２と同一の構成についてはその説明を省略する。
図４に示すイヤホン２３では、図３に示すイヤホン２２とは異なり、音出力部４のプラグ４２にチップビーズ５Ｂ，５Ｃが内蔵されている。すなわち、プラグ４２において、信号線ＡＮＴにチップビーズ５Ｂが配設され、また、信号線Ｒ，Ｌにチップビーズ５Ｃが配設されている。

更に説明すると、プラグ４２からケーブル４１（図１参照）へと延びる信号線は、５本の信号線のうち信号線ＡＮＴ，Ｒ，Ｌのみである。このため、操作部３のリモコン３３にチップビーズ５Ｃを内蔵する場合よりも、音出力部４のプラグ４２にチップビーズ５Ｃを内蔵する場合の方がチップビーズ５Ｃの数を減らすことができる。したがって、イヤホン２３の製造コストを低減することができる。

なお、本実施の形態では、音出力部４のプラグ４２にチップビーズ５Ｂ，５Ｃを内蔵しているが、イヤホン２３のリモコン３３における出力端子３３３の近傍に設けることも考えられる。すなわち、出力端子３３３の近傍であれば、信号線ＡＮＴ，Ｒ，Ｌは、マイクロホン３３１のための信号線及びボタン３３２のための信号線からの影響を受け難い。このため、出力端子３３３の近傍にチップビーズ５Ｂ，５Ｃを設けることができる。

以上、説明したように、本実施の形態によれば、携帯電話機１のチューナ１２に受信電波が入力される際の損失を抑制することができ、これにより、受信感度を向上させることができる。また、予め定められたアンテナ長で受信することができ、受信感度が変化することを回避することができる。

本実施の形態に係るイヤホンと当該イヤホンが用いられる携帯電話機とを示す概略構成図である。 本実施の形態に係るイヤホンの操作部が携帯電話機に接続されている状態を説明するための概略構成図である。 第１の実施の形態に係るイヤホンが携帯電話機に接続されている状態を説明するための概略構成図である。 第２の実施の形態に係るイヤホンが携帯電話機に接続されている状態を説明するための概略構成図である。

符号の説明

１…携帯電話機、１１…ジャック、１２…チューナ、２，２１，２２，２３…イヤホン、３…操作部、３１，４１…ケーブル、３２，４２…プラグ、３３…リモコン、３３１…マイクロホン、３３２…ボタン、３３３…出力端子、４…音出力部、４３ａ…右スピーカ、４３ｂ…左スピーカ、５Ｂ，５Ｃ…チップビーズ

Claims (7)

1. ケーブルと、
   前記ケーブルに内設されたアンテナ線と、
   前記アンテナ線と共に前記ケーブルに内設された信号線と、
   前記ケーブルに設けられ、前記アンテナ線及び前記信号線を電気的に外部装置に接続させるためのプラグと、
   前記ケーブルに前記プラグと離間して設けられたリモコンと、
   前記リモコンに内蔵され、前記信号線に配設されている第１の高周波減衰素子と、
   前記リモコンに内蔵され、前記第１の高周波減衰素子に隣接して前記アンテナ線に配設されている第２の高周波減衰素子と、
   を含み、
   前記第１の高周波減衰素子及び前記第２の高周波減衰素子は、前記リモコンの前記プラグ寄りに位置することを特徴とするイヤホン付きアンテナ。
2. 前記ケーブルは、接続部品を備える複数のケーブル部分から構成され、
   前記リモコンは、前記ケーブル部分のうち前記プラグが設けられたケーブル部分に配設されていることを特徴とする請求項１に記載のイヤホン付きアンテナ。
3. 前記リモコンに挿入されるジャックを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のイヤホン付きアンテナ。
4. 前記第１の高周波減衰素子及び前記第２の高周波減衰素子は、チップビーズであることを特徴とする請求項１に記載のイヤホン付きアンテナ。
5. 前記第１の高周波減衰素子及び前記第２の高周波減衰素子は、インダクタであることを特徴とする請求項１に記載のイヤホン付きアンテナ。
6. 前記第２の高周波減衰素子は、前記アンテナ線のアンテナ長を規定することを特徴とする請求項１に記載のイヤホン付きアンテナ。
7. アンテナ線を含む複数の信号伝達路を備えるケーブルと、
   前記ケーブルが備える複数の信号伝達路の各々に対応する端子を有し、当該端子を通じて当該複数の信号伝達路の各々を外部装置に接続させるためのプラグと、
   前記ケーブルに前記プラグと離間して設けられたリモコンと、
   前記リモコンに内蔵され、当該リモコンのプラグ寄りに位置し、前記ケーブルが備えるアンテナ線を含む複数の信号伝達路に配置された高周波減衰素子と、
   を含むイヤホン。

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