JP4488218B2 - 携帯無線装置および無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話機等の携帯無線装置に関し、特に、無線送受信動作を安定化する技術に関する。

携帯電話機等の携帯無線装置のアンテナとしては、その筐体から突出可能な露出型と、その筐体内に内蔵された内蔵型との二種類がある。

露出型は、一般に、筐体から突出させた場合には内蔵型に比べて送受信感度の点で優れている。一方、内蔵型は、突出可能型に比べて送受信感度に劣る場合があるものの、筐体表面に凸部が生じないために携帯無線装置の携帯性に寄与し、ユーザによる突出／収納作業が不要であるために操作性に寄与し、また、筐体表面に凸部が生じないために装置の一体感を醸し出すことができ、意匠的効果をももたらす。

しかし、ユーザが筐体の外観を見ただけでは内蔵型アンテナが内蔵されている位置を特定し辛い。このため、携帯無線装置を使用する際に、ユーザは、無意識に内蔵型アンテナを手で覆ってしまったり、無意識に内蔵型アンテナを金属に接近させてしまうことがある。このような場合には、内蔵型アンテナの利得が低下し、携帯無線装置による無線送受信動作に支障を来たす虞がある。

また、携帯無線装置の用途としてインターネット接続やメール送受信等、音声通話以外のデータ通信が増加することに伴い、表示部と入力キー部とから成る畳み式の筐体が携帯無線装置に採用されることが多くなっている。このような筐体を少なくとも一部に金属を含む材質から成る机等の上に置き、入力キー部側に内蔵された内蔵型アンテナを用いて携帯無線装置を使用する場合も、内蔵型アンテナが金属に近接するため、内蔵型アンテナの利得が低下し、携帯無線装置による無線送受信動作に支障を来たす。

このような内蔵型の利得低下を回避すべく、内蔵型と露出型とを筐体に設け、受信する電界強度が強いアンテナに自動的に切り替えるダイバーシチ方式の携帯無線装置が、特許文献１に開示されている。

また、特許文献２には、「アンテナ装置およびこのアンテナ装置を備えた移動通信機器」が開示されている。その段落００１２ならびに図１には、ダイバーシチ受信のためのアンテナ切替回路が開示されている。

さらに、特許文献３には、「マッチング回路を有する移動無線端末装置」が開示されている。その請求項１、段落０００７および００２５〜００３３、ならびに図１および図３には、金属の検知手段と、この検知手段の検知結果に応じて複数の回路を切り替える技術が開示されている。また、その請求項７、段落００４３〜００４９、ならびに図３には、インピーダンスが異なる二種類のアンテナと、これらアンテナを切り替えるスイッチとが開示されている。

特開平０９−１３５１２０号公報 特開２００１−１３６０１２号公報 特許第３３６００５１号公報

しかし、特許文献１、２に開示されたダイバーシチ方式においては、例えばノイズや自らが放射する電波の反射入力に因って電界強度が上昇しても、そのアンテナに切り替わってしまうという問題点がある。

また、特許文献３に開示された技術においては、唯一開示している金属の検知手段が、金属と検知手段との間の磁力に基づいて動作するものであるため、対金属距離が所定距離以上であるか否かを検出できるに留まり、距離の大きさを検出することは困難である。このため、特許文献３に開示された技術は、金属による電波障害状況を緻密に検出することができないという問題がある。

それ故、本発明の課題は、利得がより良いアンテナを選択することが可能であり、送受信特性に優れた携帯無線装置ならび無線通信方法を提供することである。

本発明によれば、無線送受信回路と、第１および第２のアンテナとを有する携帯無線装置において、前記第１および前記第２のアンテナの電波障害物までの距離に応じた検出信号をそれぞれ出力する第１および第２のセンサを有し、前記第１および前記第２のセンサの検出信号に基づいて、前記第１および前記第２のアンテナのうちの電波障害物までの距離が遠いアンテナを前記無線送受信回路に接続することを特徴とする携帯無線装置が得られる。

尚、前記第１のアンテナは、筐体から常に露出しているかあるいは該筐体に格納／露出可能な露出型であり、前記第２のアンテナは、前記筐体内に内蔵された内蔵型であってもよい。

また、前記第１および前記第２のセンサは、電波障害物で反射可能な信号波を発生する信号波発生部と、電場障害物で反射された信号波を受信する信号波受信部とをそれぞれ備え、信号波が前記信号波発生部発生されてから前記信号波受信部によって受信されるまでの所要時間に基づいて、前記第１および前記第２のアンテナの電波障害物までの距離をそれぞれ検出するものであってもよい。

さらに、前記第１および前記第２のアンテナそれぞれによる受信電界強度を検出する電界強度検出回路を備え、前記第１および前記第２のセンサの検出信号の差が所定の範囲内である場合に、前記電界強度検出回路の検出信号に基づいて、前記第１および前記第２のアンテナのうちの電界強度が強いアンテナを前記無線送受信回路に接続するものであってもよい。

さらにまた、前記携帯無線装置は、携帯電話機、無線通信機能付き情報処理端末、または無線通信装置であってもよい。

本発明によればまた、第１および第２のアンテナとを有する携帯無線装置を用いた無線通信方法において、前記第１および前記第２のアンテナの電波障害物までの距離を検出する工程と、前記第１および前記第２のアンテナのうちの電波障害物までの距離が遠いアンテナを用いて無線通信を行う工程とを有することを特徴とする無線通信方法が得られる。

尚、前記第１のアンテナは、携帯無線装置の筐体から常に露出しているかあるいは該筐体に格納／露出可能な露出型であり、前記第２のアンテナは、前記筐体内に内蔵された内蔵型であってもよい。

また、前記距離検出工程は、前記第１および前記第２のアンテナそれぞれに関し、電波障害物で反射可能な信号波を発生する工程と、電場障害物で反射された信号波を受信する工程と、信号波が前記信号波発生部発生されてから前記信号波受信部によって受信されるまでの所要時間に基づいて、前記第１または前記第２のアンテナの電波障害物までの距離を検出する工程とを含んでいてもよい。

さらに、前記第１および前記第２のアンテナそれぞれによる受信電界強度を検出する工程と、前記第１および前記第２のセンサの検出信号の差が所定の範囲内である場合に、前記第１および前記第２のアンテナのうちの電界強度が強いアンテナを用いて無線通信を行う工程とをさらに有していてもよい。

本発明による携帯無線装置は、利得がより良いアンテナを選択することが可能であり、送受信特性に優れている。

本発明による無線通信方法は、利得がより良いアンテナを選択することが可能であり、優れた送受信品質の無線通信を行うことができる。

以下、本発明について説明する。

本発明による携帯無線装置は、無線送受信回路と、第１および第２のアンテナとを有する携帯無線装置において、第１および第２のアンテナの電波障害物までの距離に応じた検出信号をそれぞれ出力する第１および第２のセンサを有し、第１および第２のセンサの検出信号に基づいて、第１および第２のアンテナのうちの電波障害物までの距離が遠いアンテナを無線送受信回路に接続する。

また、本発明による無線通信方法は、第１および第２のアンテナとを有する携帯無線装置を用いた無線通信方法において、第１および第２のアンテナの電波障害物までの距離を検出する工程と、第１および第２のアンテナのうちの電波障害物までの距離が遠いアンテナを用いて無線通信を行う工程とを有している。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明することにより、本発明をより具体的かつ詳細に説明する。

図１を参照して、本発明の実施例１による携帯無線装置としての携帯電話機は、無線送受信回路６と、無線送受信回路６に接続可能な第１および第２のアンテナ１および２とを有している。第１のアンテナ１は、図示しない本携帯電話機の筐体から常に露出しているかあるいは筐体に格納／露出可能な露出型であり、例えば、ポップアップ式ロッド兼スパイラルアンテナである。また、第２のアンテナ２は、筐体内に内蔵された内蔵型であり、例えば、ループアンテナである。

本携帯電話機はさらに、無線送受信回路６と第１および第２のアンテナ１および２とを選択的に接続させることが可能なスイッチ５と、第１および第２のアンテナ１および２に対する金属材等の電波障害物までの距離をそれぞれ検出する第１および第２のセンサ３および４と、第１および第２のセンサ３および４の検出信号に基づいて、第１および第２のアンテナ１および２のうちの金属材までの距離が遠いアンテナが無線送受信回路６に接続されるように、スイッチ５による選択を制御する制御部７とを有している。

第１および第２のアンテナ１および２は、空間に電磁波を放射するほか、空間の電磁波を受信し、その信号は、スイッチ５を介して無線送受信回路６に渡される。

第１および第２のセンサ３および４は、それぞれ第１および第２のアンテナ１および２に近接して配置されており、それに近接する金属材を検出し、センサとそれら物体の距離に比例した数値を制御部７に伝達する。

スイッチ５は、制御部７に従い無線送受信回路６に入る信号を第１および第２のアンテナ１および２から選択する。

無線送受信回路６は、送信すべき情報を変調し送信する一方、受信した情報を復調する。

制御部７は、第１および第２のセンサ３および４の情報からスイッチ５を的確な方向に制御する。

尚、本発明において、電波障害物とは、金属以外にも、アンテナ利得に影響を与えるものであれば、例えば、誘電体や有機物といったものであってもよい。

第１および第２のセンサ３および４は、例えば、次のような構成である。

図３を参照して、第１のセンサ３（第２のセンサ４も同様）は、信号波発生部３１と、信号波受信部３２と、制御器３３とによって構成されている。

信号波発生部３１は、高周波または赤外線あるいは紫外線といった電波障害物８に反射される性質を持つ信号波を発生する。信号波発生部３１によって発生、出射された信号波は、電波障害物８に到達すると、反射される。その反射波は、信号波受信部３２で受信される。

制御器３３は、信号波発生部３１による信号波の発振時刻ならびに信号波受信部３２による信号波の受信時刻に基づいて、信号波が信号波発生部３１で発振されてから信号波受信部３２によって受信されるまでの所要時間を算出し、この所要時間に基づいて、電波障害物８までの距離を特定する。

第１および第２のセンサ３および４がこのような構成を有することにより、電波障害物に対する距離を正確に検出することができる。

尚、制御器３３は、第１および第２のセンサ３および４に個別に備えずに、これらセンサに共通に１つ備えるようにしてもよい。

次に、本発明による無線通信方法として、本実施例による携帯無線装置の動作を説明する。

図１を参照して、通常の送受信時は、スイッチ５が第１のアンテナ１に接続されており、基地局と無線送受信回路６との通信は、これらを介して行われる。

この状態で第１のセンサ３に金属材８が近づくと、第１のセンサ３内部の検出回路が働き、その結果を検出信号として制御部７に伝達する。

この検出信号は数値化されており、その値は第１のセンサ３と金属材８との距離によって決定される。第２のアンテナ２と第２のセンサ４の関係も、上記と同等である。

制御部７は、常にセンサ３とセンサ４の動作を監視しており、これらから出力される上記検出信号を比較して、より金属材からの距離が遠い方のアンテナに無線送受信回路６を接続するように、スイッチ５を制御する。

以上の動作により、相対的に金属材等の電波障害物から遠い、つまり、通信妨害を受けずらいアンテナを常に選択することが可能となり、安定した送受信特性を実現することができる。

図２を参照して、本発明の実施例２による携帯電話機は、制御部７’が後述する電界強度検出回路７１を備えている点で、図１に示した実施例１とは異なっている。その他の構造は、実施例１と同様であるため、説明は省略する。

電界強度検出回路７１は、第１および第２のアンテナ１および２それぞれによる受信電界強度を検出する。

制御部７’は、第１および第２のセンサ３および４の検出信号の差が所定の範囲内である場合、即ち、第１および第２のアンテナ１および２のそれぞれの電波障害物８に対する距離差が、問題がある程大きくはない場合に、電界強度検出回路７１の検出信号に基づいて、第１および第２のアンテナ１および２のうちの電界強度が強いアンテナが無線送受信回路６に接続されるように、スイッチ５による選択を制御するダイバーシティ受信を行う。

尚、電界強度検出回路７１は、制御部内ではなく、無線送受信回路内などに備えられてもよい。

以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、当該特許請求の範囲に記載された技術範囲内であれば、種々の変形が可能であることは云うまでもない。

例えば、本発明における携帯無線装置は、携帯電話機に限らず、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の無線通信機能付き情報処理端末、または無線ＬＡＮ（Local Area Network）カードや無線映像音声通信装置等の無線通信装置であってもよい。

また、実施例においては２個のアンテナを切り替えているが、本発明においては、３個以上のアンテナを電波障害物に対する距離に応じて切り替えるようにしてもよい。

本発明の実施例１による携帯無線装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例２による携帯無線装置の構成を示すブロック図である。 本発明による携帯無線装置における第１のセンサ（第２のセンサ）を示す図である。

符号の説明

１ 第１のアンテナ
２ 第２のアンテナ
３ 第１のセンサ
３１ 信号波発生部
３２ 信号波受信部
３３ 制御器
４ 第２のセンサ
５ スイッチ
６ 無線送受信回路
７ 制御部
７１ 電界強度検出回路
８ 電波障害物

Claims (9)

1. 無線送受信回路と、第１および第２のアンテナとを有する携帯無線装置において、
   前記第１および前記第２のアンテナの電波障害物までの距離に応じた検出信号をそれぞれ出力する第１および第２のセンサを有し、
   前記第１および前記第２のセンサは、電波障害物で反射可能な高周波である信号波を発生する信号波発生部と、電波障害物で反射された高周波である信号波を受信する信号波受信部とをそれぞれ備え、
   前記第１および前記第２のセンサの検出信号に基づいて、前記第１および前記第２のアンテナのうちの電波障害物までの距離が遠いアンテナを前記無線送受信回路に接続することを特徴とする携帯無線装置。
2. 前記第１のアンテナは、筐体から常に露出しているかあるいは該筐体に格納／露出可能な露出型であり、
   前記第２のアンテナは、前記筐体内に内蔵された内蔵型である請求項１に記載の携帯無線装置。
3. 前記第１および前記第２のセンサは、信号波が前記信号波発生部発生されてから前記信号波受信部によって受信されるまでの所要時間に基づいて、前記第１および前記第２のアンテナの電波障害物までの距離をそれぞれ検出する請求項１または２に記載の携帯無線装置。
4. 前記第１および前記第２のアンテナそれぞれによる受信電界強度を検出する電界強度検出回路をさらに有し、
   前記第１および前記第２のセンサの検出信号の差が所定の範囲内である場合に、前記電界強度検出回路の検出信号に基づいて、前記第１および前記第２のアンテナのうちの電界強度が強いアンテナを前記無線送受信回路に接続する請求項１乃至３のいずれか１つに記載の携帯無線装置。
5. 前記携帯無線装置は、携帯電話機、無線通信機能付き情報処理端末、または無線通信装置である請求項１乃至４のいずれか１つに記載の携帯無線装置。
6. 第１および第２のアンテナとを有する携帯無線装置を用いた無線通信方法において、
   前記第１および前記第２のアンテナの電波障害物までの距離を検出する工程と、
   前記距離検出工程は、前記第１および前記第２のアンテナそれぞれに関し、電波障害物で反射可能な高周波である信号波を発生する工程と、電波障害物で反射された高周波である信号波を受信する工程とを含み、
   前記第１および前記第２のアンテナのうちの電波障害物までの距離が遠いアンテナを用いて無線通信を行う工程とを有することを特徴とする無線通信方法。
7. 前記第１のアンテナは、携帯無線装置の筐体から常に露出しているかあるいは該筐体に格納／露出可能な露出型であり、
   前記第２のアンテナは、前記筐体内に内蔵された内蔵型である請求項６に記載の無線通信方法。
8. 前記距離検出工程は、前記第１および前記第２のアンテナそれぞれに関し、信号波が前記信号波発生部発生されてから前記信号波受信部によって受信されるまでの所要時間に基づいて、前記第１または前記第２のアンテナの電波障害物までの距離を検出する工程をさらに含む請求項６または７に記載の無線通信方法。
9. 前記第１および前記第２のアンテナそれぞれによる受信電界強度を検出する工程と、
   前記第１および前記第２のセンサの検出信号の差が所定の範囲内である場合に、前記第１および前記第２のアンテナのうちの電界強度が強いアンテナを用いて無線通信を行う工程とをさらに有する請求項６乃至８のいずれか１つに記載の無線通信方法。

Images