JP4287427B2 - 携帯端末用アンテナ装置及び携帯端末 - Google Patents

Description

本発明は、携帯端末用アンテナ装置及び携帯端末に関する。

ＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｅｌｌｕｌａｒ）やＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）などの携帯端末は、通話を行う音声通信と、メールや画像などのデータのやりとりを行うデータ通信の２つの機能を備えている。携帯端末を用いて通話を行う場合、携帯端末を人体頭部の耳に近接して使用するため、人体を含んだアンテナの放射効率が低下してしまう。そのため、通話時のアンテナ指向性は、人体から離れる方向を向いていることが望ましい。

一方データ通信の場合、携帯端末を人体から離して使用するため、携帯端末の周囲に自由空間が広がる。そのため、データ通信時のアンテナの指向性は、さまざまな方向から到来する電磁波を受信できる無指向性となることが望ましい。したがって、携帯端末は、通話時とデータ通信時に応じてアンテナの指向性を上述の状態に切り換えられるアンテナ装置を備えていることが望まれる。

そこで、アンテナの指向性を変化させることができるアンテナ装置が既に知られている（例えば、特許文献１参照。）。このアンテナ装置は、接地導体に接続され高周波電流が給電されるアンテナＡ０と無給電素子Ａ１，Ａ２，・・・，Ａ６を有している。なお、アンテナＡ０と無給電素子Ａ１，Ａ２，・・・，Ａ６は、接地導体の同一平面上に接続されている。そして、無給電素子Ａ１，Ａ２，・・・，Ａ６に接続された可変リアクタンス素子のリアクタンス値を変化させることで、無給電素子の電気的な素子長を変化させている。この変化により、電気的な素子長がアンテナＡ０の素子長より長くなった無給電素子は、アンテナＡ０に対して反射器として働き、短くなった無給電素子は、導波器として働く。つまり、このアンテナ装置では、各無給電素子の電気的な素子長を変化させることで、接地導体と平行な平面の指向性を変化させている。
特開２００１−２４４３１公報（４頁、図１）

しかしながら、特許文献１に記載されたアンテナ装置は、アンテナＡ０や無給電素子Ａ１，Ａ２，・・・，Ａ６に比べ、接地導体が大きいため、この接地導体がアンテナＡ０の反射器として動作する。これにより、アンテナＡ０から放射される電磁波の放射パターンは、接地導体に対してアンテナＡ０が接続されている側に傾く。また、アンテナＡ０と無給電素子Ａ１，Ａ２，・・・，Ａ６が接地導体の同一平面上に接続されているため、アンテナＡ０の指向性の変化も、アンテナＡ０が接続された接地導体側に偏った範囲内に限定されてしまう。そのため、接地導体のアンテナＡ０が接続されていない側へのアンテナの放射を増大させることができず、データ通信時にアンテナを無指向性に近づけることができないという問題があった。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、通話時とデータ通信時とで最適な指向性を得る携帯端末用アンテナ装置及びこのアンテナを内蔵した携帯端末を提供すること目的とする。

本発明の一実施形態である携帯端末用アンテナ装置は、地板と、前記地板のスピーカーが接続される第１の面に、スイッチを介して接続される無給電素子と、前記地板の第２の面に給電点を有して接続されるアンテナと、通信相手との通信が通話であるか、データ通信であるかを識別し、その識別結果に応じて前記スイッチを開放又は短絡して前記無給電素子と前記地板の前記第１の面との接続を制御する通信識別手段とを具備し、前記無給電素子の素子長が使用周波数の四分の一波長であって、前記スイッチが前記地板と接続される接続点と、前記給電点から最も遠い前記アンテナの先端部とが、前記地板と垂直な方向から見て重なっていて、前記通信識別手段は、識別結果が通話である場合に前記スイッチを開放し、識別結果がデータ通信である場合に前記スイッチを短絡することを特徴とする。
また、本発明の一実施形態である携帯端末用アンテナ装置は、地板と、前記地板のスピーカーが接続される第１の面に接続される無給電素子と、前記地板の第２の面に給電点を有して接続されるアンテナと、通信相手との通信が通話であるか、データ通信であるかを識別し、その識別結果に応じて前記スイッチを開放又は短絡して前記無給電素子と前記地板の前記第１の面との接続を制御する通信識別手段とを具備し、前記無給電素子の素子長が使用周波数の二分の一波長であって、前記スイッチが前記地板と接続される接続点と、前記給電点から最も遠い前記アンテナの先端部とが、前記地板と垂直な方向から見て重なっていて、前記通信識別手段は、識別結果が通話である場合に前記スイッチを短絡し、識別結果がデータ通信である場合に前記スイッチを開放することを特徴とする。

本発明の一実施形態である携帯端末は、携帯端末筐体と、前記携帯端末筐体に内蔵されたアンテナ装置と、前記アンテナ装置を介して通信相手と通信を行う無線送受信手段とを備え、前記アンテナ装置は、地板と、前記地板のスピーカーが接続される第１の面に、スイッチを介して接続される無給電素子と、前記地板の第２の面に給電点を有して接続されるアンテナと、通信相手との通信が通話であるか、データ通信であるかを識別し、その識別結果に応じて前記スイッチを開放又は短絡して前記無給電素子と前記地板の前記第１の面との接続を制御する通信識別手段とを具備し、前記無給電素子の素子長が使用周波数の四分の一波長であって、前記スイッチが前記地板と接続される接続点と、前記給電点から最も遠い前記アンテナの先端部とが、前記地板と垂直な方向から見て重なっていて、前記通信識別手段は、識別結果が通話である場合に前記スイッチを開放し、識別結果がデータ通信である場合に前記スイッチを短絡することを特徴とする。
また、本発明の一実施形態である携帯端末は、携帯端末筐体と、前記携帯端末筐体に内蔵されたアンテナ装置と、前記アンテナ装置を介して通信相手と通信を行う無線送受信手段とを備え、前記アンテナ装置は、地板と、前記地板のスピーカーが接続される第１の面に接続される無給電素子と、前記地板の第２の面に給電点を有して接続されるアンテナと、通信相手との通信が通話であるか、データ通信であるかを識別し、その識別結果に応じて前記スイッチを開放又は短絡して前記無給電素子と前記地板の前記第１の面との接続を制御する通信識別手段とを具備し、前記無給電素子の素子長が使用周波数の二分の一波長であって、前記スイッチが前記地板と接続される接続点と、前記給電点から最も遠い前記アンテナの先端部とが、前記地板と垂直な方向から見て重なっていて、前記通信識別手段は、識別結果が通話である場合に前記スイッチを短絡し、識別結果がデータ通信である場合に前記スイッチを開放することを特徴とする。

本発明の携帯端末用アンテナ装置及び携帯端末によれば、通話時には人体と離れる方向にアンテナの指向性が設定され、データ通信時には無指向性に近づくようにアンテナの指向性が設定されるように切り替えられるので、使用状況に応じて最適な指向性を得ることができる。

以下、本発明の実施例について説明する。

まず、図１を用いて本発明に係る携帯端末の概略構成について説明する。

図１に示す携帯端末は、携帯端末筐体１、この携帯端末筐体１に内蔵された携帯端末用アンテナ装置２、この携帯端末用アンテナ装置２を介して通話信号、メールや画像などのデータ信号を基地局に送信する無線送信部３、基地局から送信された通話信号、メールや画像などのデータ信号を受信する無線受信部４、及び各種の動作制御や送信データを送信信号に、受信信号を受信データに変換する情報処理部５、及びキーパッド（図示せず）など携帯端末を操作するインタフェースを有する操作部６を備えている。

本発明は、上述した携帯端末用アンテナ装置２に関する。そこで、以下、携帯端末用アンテナ装置２を中心にその構成及び動作について詳細に説明する。

図２乃至図５を用いて本発明の第１の実施例を説明する。

図２は、第１の実施例に係る携帯端末用アンテナ装置２の構成を示す図である。この携帯端末用アンテナ装置２は、長方形板状の有限地板１１、この有限地板１１に接続された通話用スピーカー１２、有限地板１１の通話用スピーカー１２が接続されていない面（以下、有限地板１１の裏側と称する。）に給電点１３を有する折り返しモノポールアンテナ１４、通話用スピーカー１２が接続された面（以下、有限地板１１の表側と称する。）にスイッチ１５を介して接地される無給電逆Ｌ素子１６、及び、スイッチ１５を制御する機能を含む通信識別部１７を有している。

次に、実施例１の携帯端末用アンテナ装置２の構成を詳細に説明する。
まず、有限地板１１は、導体であり、携帯端末に実装した場合では幾層にも重なる誘電体基板のいずれかの層に存在する。次に、この有限地板１１の表側に接続された通話用スピーカー１２は、通話をする場合に使用されるため、通話時には人体に向けられる。そのため通話している場合、有限地板１１の裏側は、人体の反対方向に向けられる。

また、折り返しモノポールアンテナ１４は、有限地板１１裏側の長手方向の中央近くに給電点１３を有している。この折り返しモノポールアンテナ１４は、線状導体であり、給電点１３から有限地板１１と略垂直に伸びた線状導体を有限地板１１の長手方向と略平行になるよう折り曲げられ、さらに自身と略平行に給電点１３付近まで折り返した形状になっており、給電点１３付近で有限地板１１に短絡されている。なお、本実施例では、アンテナに折り返しモノポールアンテナ１４を用いているが、図３（ａ）に示す逆Ｌアンテナ２１、図３（ｂ）に示す逆Ｆアンテナ２２、及び図３（ｃ）に示すパッチアンテナ２３を使用しても良い。即ち、アンテナに高周波電流を給電した際に有限地板１１に比較的大きな電流が流れるアンテナであれば、折り返しモノポールアンテナ１４の代わりとしていずれのアンテナを使用してもよい。

次に、有限地板１１と無給電逆Ｌ素子１６の間に設けられたスイッチ１５は、高周波用のスイッチであり、使用周波数の無線信号の通過・遮断を切り替える。図２のスイッチ１５は単極単投スイッチであるが、これと等価な機能を有するものであれば、ピンダイオード、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）スイッチ等を用いてもよい。

次に、有限地板１１の表側にスイッチ１５を介して接地される無給電逆Ｌ素子１６は、有限地板１１に給電点を有していないが、それ以外は逆Ｌアンテナ２１（図３（ａ）参照）と同じ構造をしており、その素子長は使用周波数の四分の一波長となっている。無給電逆Ｌ素子１６は、給電点を有していないため、直接高周波電流が給電されることはないが、スイッチ１５が短絡され、無給電逆Ｌ素子１６が有限地板１１に接地された状態で折り返しモノポールアンテナ１４に高周波電流が給電されると、これと同じ電流が無給電逆Ｌ素子１６にも流れる。したがって、スイッチ１５が短絡されると無給電逆Ｌ素子１６が動作可能となる。

しかし、スイッチ１５が開放され、無給電逆Ｌ素子１６が有限地板１１に接地されていない状態では、折り返しモノポールアンテナ１４に高周波電流が給電されても、これと同じ電流が無給電逆Ｌ素子１６に流れない。したがって、スイッチ１５が開放されると無給電逆Ｌ素子１６が動作不能となる。なお、本実施例では無給電逆Ｌ素子１６を使用しているが、無給電逆Ｌ素子１６の代わりに無給電パッチ素子を使用しても良い。この場合の無給電パッチ素子も有限地板１１に給電点を有していないが、それ以外はパッチアンテナ２３（図３（ｃ）参照）と同じ構造をしている。

次に、図４を用いて通信識別部１７を説明する。図４に示す通信識別部１７は、音声信号処理部２０１、制御部２０２及びバイアス電圧用電源回路２０３を有している。この音声信号処理部２０１はマイクロフォン（図示せず）により取得した音声信号を、無線信号に重畳する符号に変換する。音声信号処理部２０１は、音声信号を無線信号に重畳すべく動作していると判断した場合は、通話時であると識別する。また、音声信号を無線信号に重畳していないと判断した場合は、データ通信時と識別する。そして、音声信号処理部２０１は、その識別結果を制御部２０２へ通知する。通知を受けた制御部２０２は、この識別結果に基づきバイアス電圧用電源回路２０３を制御する。このバイアス電圧用電源回路２０３は、制御部２０２の制御を受けて、スイッチ１５を開放／短絡するためのバイアス電圧を送出する。ここでは、音声信号処理部２０１が、通話時またはデータ通信時のいずれかを識別しているが、例えば携帯端末の中央演算処理装置など、音声信号を処理している装置を用いて識別してもよい。

次に、図５のフローチャートを用いて、実施例１における携帯端末用アンテナ装置２の動作について説明する。

携帯端末用アンテナ装置２が通信を開始すると、まず通信識別部１７の音声信号処理部２０１は、その通信が通話であるか、又はデータ通信であるかを識別する（ステップ１０１）。通話であると識別した場合、通信識別部１７の制御部２０２は、バイアス電圧用電源回路２０３を制御してスイッチ１５を開放するバイアス電圧を送出する（ステップ１０２）。バイアス電圧によってスイッチ１５が開放されると、無給電逆Ｌ素子１６は、有限地板１１に接続されていない状態になるため、折り返しモノポールアンテナ１４との間の結合量が極めて小さくなる。そのため、折り返しモノポールアンテナ１４に給電される高周波電流が、無給電逆Ｌ素子１６には流れず、主に折り返しモノポールアンテナ１４から電磁波が放射される（ステップ１０３）。

したがって、図６（ａ）に示すように、折り返しモノポールアンテナ１４は、有限地板１１の裏側（すなわち、有限地板１１の通話用スピーカー１２が接続される表側とは反対側）に設置されているので、折り返しモノポールアンテナ１４から放射される電磁波は、人体とは離れる指向性となる。

また、音声信号処理部２０１がデータ通信であると識別された場合、通信識別部１７の制御部２０２は、バイアス電圧用電源回路２０３を制御してスイッチ１５を短絡するバイアス電圧を送出する（ステップ１０４）。バイアス電圧によってスイッチ１５が短絡されると、無給電逆Ｌ素子１６は、有限地板１１に接続されている状態になるため、折り返しモノポールアンテナ１４との間の結合量が大きくなる。そのため、折り返しモノポールアンテナ１４に高周波電流が給電されると、これと同じ電流が無給電逆Ｌ素子１６にも流れ、折り返しモノポールアンテナ１４及び無給電逆Ｌ素子１６の両方から電磁波が放射される（ステップ１０５）。

したがって、図６（ｂ）に示すように、有限地板１１の裏側に設置されている折り返しモノポールアンテナ１４と、有限地板１１の表側に設置されている無給電逆Ｌ素子１６の２つの素子から電磁波が放射され、有限地板１１の両側から無指向性で放射される。

以上のように、通話とデータ通信の場合とで無給電逆Ｌ素子１６の使用可／不可を切り替えて通信を行った後、通信識別部１７は、さらに通信を行うか否か判断する（ステップ１０６）。これは、通信を行う無線信号を生成する無線送信部３又は無線受信部４からの指示を受けて判断しても良く、また、折り返しモノポールアンテナ１４にさらに電流が給電されるか否かによって判断しても良い。通信識別部１７は、さらに通信を行うと判断した場合、ステップ１に戻り、その通信が通話であるかデータ通信であるかを識別する。また、通信を行わないと判断した場合は、動作を終了する。

なお、本実施例では、無給逆Ｌ素子の素子長を使用周波数の四分の一波長としたが、
使用周波数の二分の一波長としてもよい。この場合、スイッチ１５を開放し無給電逆Ｌ素子１６を有限地板１１から離した状態で、折り返しモノポールアンテナ１４に高周波電流を流すと、同じ電流が無給電逆Ｌ素子１６に流れるが、スイッチ１５を短絡し無給電逆Ｌ素子１６を有限地板１１に接続した状態では、無給電逆Ｌ素子１６に電流はあまり流れない。そのため、上述した動作は通話とデータ通信で逆転し、通話の場合にスイッチ１５を短絡し、データ通信の場合に開放する。

以上のように第１の実施例によれば、アンテナ１４とは別に素子長を使用周波数の四分の一波長とする無給逆Ｌ素子をアンテナ１４とは反対側の有限地板１１に接続した構成で、通話時は、無給電逆Ｌ素子１６と有限地板１１の間をスイッチ１５により開放し、折り返しモノポールアンテナ１４からの電磁波の放射パターンを人体とは反対の方向の指向性で放射し、データ通信時は、無給電逆Ｌ素子１６と有限地板１１の間をスイッチ１５により短絡し、折り返しモノポールアンテナ１４と無給電逆Ｌ素子１６の両方から電磁波の放射パターンを無指向性で放射する。即ち、通話時とデータ通信時の通信状態に応じてアンテナの指向性が最適となるように切り替えることができる。

さらに、折り返しモノポールアンテナ１４の給電点１３を有限地板１１裏側の長辺中央近くに設置することで、携帯端末を左右の手でそれぞれ把持した場合の放射パターンの差異が小さくなり、どちらの手で携帯端末を把持してもアンテナの利得が劣化することなく通話することができる。

次に、図７を用いて本発明の第２の実施例を説明する。図７に、第２の実施例に係る携帯端末用アンテナ装置２の構成を示す。この携帯端末用アンテナ装置２は、図２に示す携帯端末用アンテナ装置２とほぼ同じ構成であるが、有限地板１１と無給電逆Ｌ素子１６との接地点１５ａ（即ち、有限地板１１とスイッチ１５の接続点）と、折り返しモノポールアンテナ１４の給電点１３から最も遠い先端部１４ａとが、有限地板１１に垂直な方向から見て重なっている点が異なっている。即ち、折り返しモノポールアンテナ１４の先端部１４ａから垂直な有限地板１１の裏側と対称な表側に、無給電逆Ｌ素子１６が接続されるスイッチ１５と有限地板１１の接続点が形成されている。

ただし、無給電逆Ｌ素子１６の接地点１５ａと折り返しモノポールアンテナ１４の先端部１５ａは厳密に重なっている必要はなく、使用周波数の十分の一波長程度の範囲であればずれていてもよい。それ以外の構成および動作は、図２に示す携帯端末用アンテナ装置２と同じであるため、同一符号をつけて説明は省略する。

なお、本実施例においても、第１の実施例と同様、折り返しモノポールアンテナ１４の代わりに、図３に示す逆Ｌアンテナ２１、逆Ｆアンテナ２２、及びパッチアンテナ２３を使用してもよい。さらに、無給電逆Ｌ素子１６についても、代わりに無給電パッチ素子を使用しても良い。

以上のように第２の実施例によれば、第１の実施例と同様の効果に加えて、さらに無給電逆Ｌ素子１６の接地点１５ａと折り返しモノポールアンテナ１４の先端部１４ａが重なっているため、スイッチ１５の開放・短絡の切り替え時に折り返しモノポールアンテナ１４の入力インピーダンスが変化しにくく、安定したアンテナ放射を得ることができる。

次に、図８を用いて本発明の第３の実施例を説明する。図８に、第３の実施例に係る携帯端末用アンテナ装置２の構成を示す。この携帯端末用アンテナ装置２は、図７に示す携帯端末用アンテナ装置２とほぼ同じ構成であるが、無給電逆Ｌ素子１６の先端の向きと、給電点１３から折り返しモノポールアンテナ１４の先端の向きとが同じになるように、無給電逆Ｌ素子１６が配置されている点が異なる。それ以外の構成は、図７に示す携帯端末用アンテナ装置２と同じであるため、同一符号をつけて構成および動作の説明は省略する。

なお、本実施例においても、第１の実施例と同様、折り返しモノポールアンテナ１４の代わりに、図３に示す逆Ｌアンテナ２１、逆Ｆアンテナ２２、及びパッチアンテナ２３を使用してもよい。さらに、無給電逆Ｌ素子１６についても、代わりとして無給電パッチ素子を使用しても良い。

以上のように第３の実施例によれば、第２の実施例と同様の効果に加えて、さらに無給電逆Ｌ素子１６の先端の向きと折り返しモノポールアンテナ１４の先端の向きが同じ方向を向いており、それぞれの放射源の空間的な位置が離れているため、放射源から放射される電磁波が干渉しにくくなり、結果として大きな放射パターンが得られる。

次に、図９を用いて、第４の実施例に係る携帯端末用アンテナ装置２を説明する。第４の実施例に係る携帯端末用アンテナ装置２は、図４に示す通信識別部１７の音声信号処理部２０１の代わりに、ＣＣＤ撮像素子２０４、画像演算処理部２０５、及び妨害物近接判定論理回路２０６を備えている点が異なるが、それ以外の構成要素は図２及び図４に示す携帯端末用アンテナ装置２と同じであるため、同一符号をつけて説明は省略する。

次に、図９を用いて第４の実施例に係る携帯端末用アンテナ装置２の通信識別部１７について説明する。通信識別部１７は、ＣＣＤ撮像素子２０４、画像演算処理部２０５、妨害物近接判定論理回路２０６、制御部２０２、及びバイアス電圧用電源回路２０３を有している。

ＣＣＤ撮像素子２０４は、有限地板１１の表側の通話用スピーカー１２付近に配置されており、内蔵するレンズ（図示せず）から入ってきた可視光を電気信号に変換し、画像演算処理部２０５へ出力する。画像演算処理部２０５は、入力された電気信号を画像データに変換し、妨害物近接判定論理回路２０６へ出力する。妨害物近接判定論理回路２０６は、入力された画像データをもとに、画像の輝度値を算出し、あらかじめ設定しておいた閾値と比較する。比較結果、輝度値が閾値より小さい、すなわち画像が暗い場合は、ＣＣＤ撮像素子２０４の近くにレンズを人体があると判断し、通話時と識別する。また、輝度値が閾値より大きい、すなわち画像が明るい場合は、ＣＣＤ撮像素子２０４の近くに人体がないと判断し、データ通信時と識別する。

妨害物近接判定論理回路２０６は、以上の判断をもとに通話時であるかデータ通信時であるかを識別し、その結果を制御部２０２に通知する。通知を受けた制御部２０２は、この識別結果に基づきバイアス電圧用電源回路２０３を制御する。このバイアス電圧用電源回路２０３は、制御部２０２の制御を受けて、スイッチ１５を開放／短絡するためのバイアス電圧を送出する。

なお、妨害物近接判定論理回路２０６では、画像データの明暗から妨害物が近接しているか否かを判定しているが、それ以外でも、画像の色や質感から妨害物が近接しているか否かを判定してもよい。

以上のように第４の実施例によれば、第１の実施例と同様の効果に加えて、妨害物近接判定にＣＣＤ撮像素子から取得した画像データを使用しており、例えばカメラ付き携帯端末など、あらかじめＣＣＤ撮像素子を備えている携帯端末ならば、通話時であるかデータ通信時であるかの識別部が新たに部品を増やすことなく既存の回路を利用して行うことができる。

次に、図１０を用いて、第５の実施例に係る携帯端末用アンテナ装置２を説明する。第５の実施例に係る携帯端末用アンテナ装置２は、図４に示す通信識別部１７の音声信号処理部２０１の代わりに、静電容量センサー２０７、及び静電容量測定回路２０８を備えている点が異なるが、それ以外の構成要素は図２及び図４に示す携帯端末用アンテナ装置２と同じであるため、同一符号をつけて説明は省略する。

図１０を用いて、第５の実施例に係る携帯端末用アンテナ装置２の通信識別部１７を説明する。まず静電容量センサー２０７は、近接する物体の静電容量を電気信号に変換するセンサーである。携帯端末用アンテナ装置２に物体が近づくと、静電容量センサー２０７が、この物体の静電容量を電気信号に変換し、静電容量測定回路２０８へ出力する。次に静電容量測定回路２０８は、静電容量センサー２０７から入力される電気信号を静電容量値に変換し、妨害物近接判定論理回路２０６に出力する。妨害物近接判定論理回路２０６は、この静電容量値とあらかじめ設定しておいた閾値を比較し、静電容量値が閾値より大きいと判断した場合は通話時と識別し、小さいと判断した場合はデータ通信時であると識別し、その識別結果を制御部２０２へ出力する。制御部２０２は、この識別結果に基づきバイアス電圧用電源回路２０３を制御する。このバイアス電圧用電源回路２０３は、制御部２０２の制御を受けて、スイッチ１５を開放／短絡するためのバイアス電圧を送出する。

以上のように第５の実施例によれば、第１の実施例と同様の効果に加えて、静電容量値をもとに妨害物近接判定を行っているため、鞄など静電容量の少ないものが近接しても誤って通話と判断することがなく、通話またはデータ通信を精度良く識別することができる。

次に、図１１を用いて、第６の実施例に係る携帯端末用アンテナ装置２を説明する。第６の実施例に係る携帯端末用アンテナ装置２は、図４に示す通信識別部１７の音声信号処理部２０１の代わりに、ジャイロセンサー２０９、角度検出回路２１０、及び端末姿勢判定論理回路２１１を備えている点が異なるが、それ以外の構成要素は図２及び図４に示す携帯端末用アンテナ装置２と同じであるため、同一符号をつけて説明は省略する。

図１１を用いて、第６の実施例に係る携帯端末用アンテナ装置２の通信識別部１７を説明する。まず、ジャイロセンサー２０９により、携帯端末用アンテナ装置２の角速度が検出され、角度検出回路２１０に入力される。角度検出回路２１０は、この携帯端末用アンテナ装置２の角速度をもとに、地面に対する携帯端末用アンテナ装置２の傾きを算出する。端末姿勢判定論理回路２１１は、角度検出回路２１０が算出した結果をもとに、アンテナ装置２が地面に対して垂直に近いと判断した場合は通話時と識別し、アンテナ装置２が地面に対して平行に近いと判断した場合はデータ通信時であると識別し、判断結果を制御部２０２へ通知する。制御部２０２は、この識別結果に基づきバイアス電圧用電源回路２０３を制御する。このバイアス電圧用電源回路２０３は、制御部２０２の制御を受けて、スイッチ１５を開放／短絡するためのバイアス電圧を送出する。

以上のように第６の実施例によれば、第１の実施例と同様の効果に加えて、通話時とデータ通信時では携帯端末用アンテナ装置２の傾きが９０度近く異なるため、これをジャイロセンサー２０９を用いて携帯端末用アンテナ装置２の傾きを算出することで、通話であるかデータ通信であるかを精度良く識別することができる。

次に、図１２を用いて、第７の実施例に係る携帯端末用アンテナ装置２を説明する。第７の実施例に係る携帯端末用アンテナ装置２は、図４に示す通信識別部１７の音声信号処理部２０１の代わりに、入力キー識別回路を備えている点が異なるが、それ以外の構成要素は図２及び図４に示す携帯端末用アンテナ装置２と同じであるため、同一符号をつけて説明は省略する。

図１２を用いて、第７の実施例に係る携帯端末用アンテナ装置２の通信識別部１７を説明する。まず、操作部６のキーパッド（図示せず）が操作されると、どのキーが操作されたかという入力キー情報が入力キー識別回路２１２に通知される。入力キー識別回路２１２は、この通知をもとに操作されたキーが通話時に操作されるキーであるか、データ通信時に操作されるキーであるかを判別することで、通信が通話であるかデータ通信であるかを識別し、その結果を制御部２０２へ通知する。制御部２０２は、この識別結果に基づきバイアス電圧用電源回路２０３を制御する。このバイアス電圧用電源回路２０３は、制御部２０２の制御を受けて、スイッチ１５を開放／短絡するためのバイアス電圧を送出する。

ここでは、通信を識別するために、入力キー識別回路２１２にて操作されたキーが通話時又はデータ通信時に操作されるキーであるかを判断しているが、一定期間内にキーを操作した回数などをもとに判断してもよい。

以上のように第７の実施例によれば、第１の実施例と同様の効果に加えて、携帯端末があらかじめ備えているキーパッドを使用して通信の識別を行っているため、新たにセンサーなどを設けることなく通信の識別を行うことができる。さらに、通話又はデータ通信を行う際には決められたキーを操作するので、通信の識別を精度良く行うことができる。

なお、本発明は上記実施例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施例に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

携帯端末の概略構成を示すブロック図。 本発明の第１の実施例に係る携帯端末用アンテナ装置の構成図。 図２のアンテナ１４の他の構成例を示す図。 図２の通信識別部１７の構成を示すブロック図。 本発明の第１の実施例に係る携帯端末用アンテナ装置の動作を示すフローチャート。 本発明の第１の実施例に係る携帯端末の使用状態を示す概念図。 本発明の第２の実施例に係る携帯端末用アンテナ装置の構成図。 本発明の第３の実施例に係る携帯端末用アンテナ装置の構成図。 本発明の第４の実施例に係る通信識別部１７の構成を示すブロック図。 本発明の第５の実施例に係る通信識別部１７の構成を示すブロック図。 本発明の第６の実施例に係る通信識別部１７の構成を示すブロック図。 本発明の第７の実施例に係る通信識別部１７の構成を示すブロック図。

符号の説明

１・・・筐体
２・・・アンテナ装置
３・・・無線送信部
４・・・無線受信部
５・・・情報処理部
６・・・操作部
１１・・・有限地板
１２・・・通話用スピーカー
１３・・・給電点
１４，２１，２２，２３・・・アンテナ
１５・・・スイッチ
１６・・・無給電逆Ｌ素子
１７・・・通信識別部
２０１・・・音声信号処理部
１０２・・・制御部
２０３・・・バイアス電圧用電源回路
２０４・・・ＣＣＤ撮像素子
２０５・・・画像演算処理部
２０６・・・妨害物近接判定論理回路
２０７・・・静電容量センサー
２０８・・・静電容量測定回路
２０９・・・ジャイロセンサー
２１０・・・角度検出回路
２１１・・・端末姿勢判定論理回路
２１２・・・入力キー検出回路

Claims (12)

1. 地板と、
   前記地板のスピーカーが接続される第１の面に、スイッチを介して接続される無給電素子と、
   前記地板の第２の面に給電点を有して接続されるアンテナと、
   通信相手との通信が通話であるか、データ通信であるかを識別し、その識別結果に応じて前記スイッチを開放又は短絡して前記無給電素子と前記地板の前記第１の面との接続を制御する通信識別手段とを具備し、
   前記無給電素子の素子長が使用周波数の四分の一波長であって、
   前記スイッチが前記地板と接続される接続点と、前記給電点から最も遠い前記アンテナの先端部とが、前記地板と垂直な方向から見て重なっていて、
   前記通信識別手段は、識別結果が通話である場合に前記スイッチを開放し、識別結果がデータ通信である場合に前記スイッチを短絡することを特徴とする携帯端末用アンテナ装置。
2. 地板と、
   前記地板のスピーカーが接続される第１の面に接続される無給電素子と、
   前記地板の第２の面に給電点を有して接続されるアンテナと、
   通信相手との通信が通話であるか、データ通信であるかを識別し、その識別結果に応じて前記スイッチを開放又は短絡して前記無給電素子と前記地板の前記第１の面との接続を制御する通信識別手段とを具備し、
   前記無給電素子の素子長が使用周波数の二分の一波長であって、
   前記スイッチが前記地板と接続される接続点と、前記給電点から最も遠い前記アンテナの先端部とが、前記地板と垂直な方向から見て重なっていて、
   前記通信識別手段は、識別結果が通話である場合に前記スイッチを短絡し、識別結果がデータ通信である場合に前記スイッチを開放することを特徴とする携帯端末用アンテナ装置。
3. 前記アンテナの先端から垂直な前記地板の第２の面と対称な前記第１の面に前記スイッチと前記地板の接続点が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の携帯端末用アンテナ装置。
4. 前記無給電素子の先端の方向と、前記アンテナの先端の方向とが同じであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の携帯端末用アンテナ装置。
5. 前記給電点は、前記地板の長辺の中央付近に位置することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の携帯端末用アンテナ装置。
6. 前記通信識別手段は、
   通話時に取得した音声信号を無線信号に重畳する場合は通話であると識別し、重畳していない場合はデータ通信であると識別する音声処理部と、
   前記音声処理部の識別結果に応じて前記スイッチの開放または短絡を制御する制御部と
   を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の携帯端末用アンテナ装置。
7. 前記通信識別手段は、
   前記スピーカー近くに配置されたＣＣＤ撮像素子と、
   前記ＣＣＤ撮像素子から得られた信号を画像データに変換する画像演算処理部と、
   前記画像データに人物が含まれている場合は通話であると識別し、前記画像データに人物が含まれていない場合はデータ通信であると識別する妨害物近接判定論理回路と、
   前記妨害物近接判定論理回路の識別結果に応じて前記スイッチの開放または短絡を制御する制御部と
   を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の携帯端末用アンテナ装置。
8. 前記通信識別手段は、
   近接する物体の静電容量を電気信号に変換する静電容量センサーと、
   前記静電容量センサーからの前記電気信号を静電容量値に変換する静電容量測定回路と、
   前記静電容量測定回路からの前記静電容量値が閾値以上である場合は通話であると識別し、前記静電容量値が閾値より小さい場合はデータ通信であると識別する妨害物近接判定論理回路と、
   前記妨害物近接判定論理回路の識別結果に応じて前記スイッチの開放または短絡を制御する制御部と
   を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の携帯端末用アンテナ装置。
9. 前記通信識別手段は、
   前記地板の角度情報を検出するジャイロセンサーと、
   前記ジャイロセンサーからの前記角度情報から地面に対する前記地板の傾きを算出する角度検出回路と、
   前記角度検出回路により算出された結果から、前記地板が前記地面に対して垂直に近い場合は通話であると識別し、前記地板が前記地面に対して水平に近い場合はデータ通信であると識別する端末姿勢判定論理回路と、
   前記端末姿勢判定論理回路の識別結果に応じて前記スイッチの開放または短絡を制御する制御部と
   を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の携帯端末用アンテナ装置。
10. 前記通信識別手段は、
    キー操作が行われた時のキーが通話に使用されるキーか又はデータ通信に使用されるキーかを判別し、その判別結果をもとに通話時かデータ通信時かを識別する入力キー識別部と、
    前記入力キー識別部の識別結果に応じて前記スイッチの開放または短絡を制御する制御部と
    を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の携帯端末用アンテナ装置。
11. 携帯端末筐体と、
    前記携帯端末筐体に内蔵されたアンテナ装置と、
    前記アンテナ装置を介して通信相手と通信を行う無線送受信手段とを備え、
    前記アンテナ装置は、
    地板と、
    前記地板のスピーカーが接続される第１の面に、スイッチを介して接続される無給電素子と、
    前記地板の第２の面に給電点を有して接続されるアンテナと、
    通信相手との通信が通話であるか、データ通信であるかを識別し、その識別結果に応じて前記スイッチを開放又は短絡して前記無給電素子と前記地板の前記第１の面との接続を制御する通信識別手段とを具備し、
    前記無給電素子の素子長が使用周波数の四分の一波長であって、
    前記スイッチが前記地板と接続される接続点と、前記給電点から最も遠い前記アンテナの先端部とが、前記地板と垂直な方向から見て重なっていて、
    前記通信識別手段は、識別結果が通話である場合に前記スイッチを開放し、識別結果がデータ通信である場合に前記スイッチを短絡することを特徴とする携帯端末。
12. 携帯端末筐体と、
    前記携帯端末筐体に内蔵されたアンテナ装置と、
    前記アンテナ装置を介して通信相手と通信を行う無線送受信手段とを備え、
    前記アンテナ装置は、
    地板と、
    前記地板のスピーカーが接続される第１の面に接続される無給電素子と、
    前記地板の第２の面に給電点を有して接続されるアンテナと、
    通信相手との通信が通話であるか、データ通信であるかを識別し、その識別結果に応じて前記スイッチを開放又は短絡して前記無給電素子と前記地板の前記第１の面との接続を制御する通信識別手段とを具備し、
    前記無給電素子の素子長が使用周波数の二分の一波長であって、
    前記スイッチが前記地板と接続される接続点と、前記給電点から最も遠い前記アンテナの先端部とが、前記地板と垂直な方向から見て重なっていて、
    前記通信識別手段は、識別結果が通話である場合に前記スイッチを短絡し、識別結果がデータ通信である場合に前記スイッチを開放することを特徴とする携帯端末。

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