(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯型通信端末に接続された状態で外部機器と無線ＬＡＮ又はブルートゥースにより無線通信を行う無線通信アダプタにおいて、
前記携帯型通信端末と電気的に接続するコネクタであって、当該無線通信アダプタのグランドと前記携帯型通信端末のグランドとを接続するグランド端子を含むコネクタと、
前記携帯型通信端末から送信される入力信号の内、高周波成分を遮断して出力する高周波阻止回路と、
前記外部機器と無線ＬＡＮ又はブルートゥースによる無線通信が可能な信号に変換する無線部と、
前記高周波阻止回路を介さずに前記コネクタを介して前記携帯型通信端末のグランドに接続して、前記無線部と前記携帯型通信端末のグランドのインピーダンスを整合する整合回路と、
を備え、
前記コネクタを介して接続された前記携帯型通信端末のグランドをアンテナとして無線ＬＡＮ又はブルートゥースにより無線通信を行うことを特徴とする無線通信アダプタ。
【請求項２】
前記携帯型通信端末のグランドへの信号の入射波レベル及び／又は反射波レベルを検出するレベル検出器、を更に備え、
前記整合回路は、少なくとも１つの制御端子に接続され、当該制御端子における制御電圧を適宜変化させることにより、前記レベル検出器によって検出された入射波レベル及び／又は反射波レベルに基づいて算出された、前記携帯型通信端末のグランドへの信号の入射率が最大になる様に、当該入射率を自動調整することを特徴とする請求項１記載の無線通信アダプタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯型通信端末に接続された状態で外部機器との無線通信を行う無線通信アダプタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、通信技術の発達に伴い、無線ＬＡＮ（Local Area Network）やブルートゥース（Bluetooth）等の各種無線通信規格に準じた電波を用いて、高速かつ高密度に外部機器との無線通信が可能な無線通信アダプタが開発、利用されている。無線通信アダプタは、より広範囲な周波数帯域に対応するため、本体内部或いは外部にアンテナを実装することにより、外部機器へ電波を放射したり、外部機器から電波を受信したりして、各種信号やデータの授受が可能である。
【０００３】
一方、携帯電話やＰＤＡを始めとする携帯型通信端末の普及、個人利用に伴い、ＰＣ等の外部機器とのデータ送受信機能を利用するユーザが増えている。このため、携帯性、可搬性に優れた携帯型通信端末及び周辺機器の開発、提供が望まれており、これら機器の小型軽量化は需要促進のための重要な課題であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の無線通信アダプタでは、図１１に示す様に、外付のアンテナが実装されているか、アダプタ本体にアンテナが内蔵されているため、アンテナの実装スペース分、無線通信アダプタが大型重量化し、携帯性、可搬性を阻害する一要因となっていた。
【０００５】
本発明の課題は、接続される携帯型通信端末のグランドをアンテナとして動作させることにより、小型軽量化を実現する無線通信アダプタを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の様な特徴を備えている。なお、以下に示す手段の説明中、括弧内に実施の形態に対応する構成要素の名称と図面参照符号を例示する。
【０００７】
請求項１記載の発明は、携帯型通信端末（例えば、図１の携帯電話１０）に接続された状態で外部機器と無線ＬＡＮ又はブルートゥースにより無線通信を行う無線通信アダプタ（例えば、図１の無線通信アダプタ１）において、前記携帯型通信端末と電気的に接続するコネクタであって、当該無線通信アダプタのグランドと前記携帯型通信端末のグランドとを接続するグランド端子を含むコネクタ（例えば、図１のコネクタ２）と、前記携帯型通信端末から送信される入力信号の内、高周波成分を遮断して出力する高周波阻止回路（例えば、図１の高周波阻止回路３）と、前記外部機器と無線ＬＡＮ又はブルートゥースによる無線通信が可能な信号に変換する無線部（例えば、図１の無線部５）と、前記高周波阻止回路を介さずに前記コネクタを介して前記携帯型通信端末のグランドに接続して、前記無線部と前記携帯型通信端末のグランドのインピーダンスを整合する整合回路（例えば、図１の整合回路６）と、を備え、前記コネクタを介して接続された前記携帯型通信端末のグランド（例えば、図１のプリント基板のグランドパターンを含む筐体グランドＧ）をアンテナとして無線ＬＡＮ又はブルートゥースにより無線通信を行うことを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記携帯型通信端末のグランドへの信号の入射波レベル及び／又は反射波レベルを検出するレベル検出器（例えば、図４の方向性結合器７）、を更に備え、前記整合回路は、少なくとも１つの制御端子に接続され、当該制御端子（例えば、図５の制御端子１又は２）における制御電圧を適宜変化させることにより、前記レベル検出器によって検出された入射波レベル及び／又は反射波レベルに基づいて算出された、前記携帯型通信端末のグランドへの信号の入射率が最大になる様に、当該入射率を自動調整することを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態における無線通信アダプタ１の構成、及び動作について説明する。
【００１２】
まず構成を説明する。
図１を参照して無線通信アダプタ１の内部構成を説明する。図１は、無線通信アダプタ１の回路構成を示すブロック図である。図１に示す様に、無線通信アダプタ１は、コネクタ２、高周波阻止回路３、デジタル部４、無線部５、整合回路６を筐体内部に格納して構成され、各ブロックはバスを介して単方向或いは双方向に各種信号の送受信が可能な様に接続されている。
【００１３】
コネクタ２は、内部に電線を複数有して成り、後述する携帯電話１０と電気的に接続され、無線通信アダプタ１と携帯電話１０間における各種信号の送受信を媒介する。
【００１４】
高周波阻止回路３は、コネクタ２の後段に位置し、図２に示す様に、所定のインダクタンスＬ1を有する複数（例えば６本）のコイルが並列に接続されて構成されるＬＰＦ（Low Pass Filter）回路である。
【００１５】
デジタル部４は、高周波阻止回路３の後段に位置し、高周波阻止回路３を通過した低周波信号を入力信号とするデジタル回路である。すなわち、デジタル部４は、高周波阻止回路３を介して、後述する携帯電話１０のデジタル部１１との間でデータや音声信号の授受を行う。
【００１６】
無線部５は、デジタル部４の更に後段に位置し、デジタル部４との間で無線通信に必要な各種信号の送受信を行うと共に、整合回路６との間で高周波信号の送受信を行う。
【００１７】
整合回路６は、無線部５と後述する携帯電話１０の筐体グランドＧの間に位置し、図３に示す様に、所定のインダクタンスＬ2を有するコイルが直列接続され、該コイルの両端に所定のキャパシタンスＣを有する２つのコンデンサが、他端が接地された状態で並列接続されて構成される。なお、筐体グランドＧは、プリント基板のグランドパターン（アースパターン）を含む。
【００１８】
また、携帯電話１０は、無線通信アダプタ１との間でコネクタ２を介してデータや音声信号の授受を行うデジタル部１１と、デジタル部１１から受信したデジタル信号を無線信号として外部の基地局Ｂに送信して、他の携帯電話とデータや音声信号の送受信を行う無線部１２と、デジタル部１１、無線部１２、及び無線通信アダプタ１の動作に必要な電力を供給する電源部１３を少なくとも備えて構成される。
【００１９】
次に、動作を説明する。
送信対象となるデータが、デジタル部１１からコネクタ２を介して高周波阻止回路３へ送信されると、高周波阻止回路３は、携帯電話１０及び無線通信アダプタ１のグランドとして機能する筐体グランドＧを含む入出力ラインから流入する信号の内、高周波成分を遮断してデジタル部４へ送信する。
【００２０】
デジタル部４は、高周波阻止回路３から受信した信号を、無線部５を経由して、外部機器との無線通信が可能な信号に変換し、高周波の無線信号として整合回路６へ送信する。整合回路６は、無線部５から入力される無線信号を、高周波阻止回路３を介さずに筐体グランドＧへ出力（給電）して、無線部５と筐体グランドＧ（の給電部の）のインピーダンスを整合することにより、筐体グランドＧをアンテナとして動作させる。
【００２１】
以上、無線通信アダプタ１から外部機器へデータを送信する場合の動作について説明したが、図１に示す様に各信号は双方向に送受信可能であり、上記工程を逆方向に辿ることにより、外部機器からデータを受信することも勿論可能である。
【００２２】
以上説明した様に、本実施の形態における無線通信アダプタ１によれば、携帯電話１０の筐体グランドＧをアンテナとして機能させることができ、無線通信アダプタ１側に内蔵或いは外付のアンテナを実装する必要がない。従って、携帯電話１０の回路構成を変更することなく、無線通信アダプタ１の小型軽量化を図ることができる。また、例えば３００ＭＨｚ程度の低周波数でも、外付けのアンテナを用いないで所望する長さのアンテナの機能を得られる。更に、アンテナの電気長は、基本的には、ほぼ筐体の大きさで決まり、筐体の大きさが使用周波数で（５／８）λとなる場合もある。
【００２３】
〔他の実施の形態〕
以下、上記実施の形態の応用例として、汎用的な携帯電話１０に本発明を適用可能な無線通信アダプタ１について詳述する。なお、他の実施の形態における無線通信アダプタ１の構成は、上記実施の形態における無線通信アダプタ１の構成と類似するので、同一の構成要素には同一の符号を付すと共にその詳細な説明は省略し、他の実施の形態特有の構成要素には新規の符号を付し、詳細な説明をする。
【００２４】
まず、構成を説明する。
図５は、他の実施の形態における整合回路６の一例を示す回路構成図である。図５に示す様に、整合回路６は、所定のインダクタンスＬ2を有するコイルが直列に接続されると共に、該コイルの両端部分にコンデンサが並列に接続されている。各コンデンサは、所定のキャパシタンスＣ1，Ｃ2を有する２つのコンデンサが直列に接続され、他端が接地された状態で構成される。但し、キャパシタンスＣ2は、バラクタダイオード（可変容量ダイオード）であって、制御端子１，２に印加される電圧によって変化する。更に、上記２つのコンデンサの間には、所定のインピーダンスＲ1を有する抵抗がそれぞれ並列に接続されている。
【００２５】
図６は、他の実施の形態における方向性結合器７の一例を示す回路構成図である。図６に示す様に、方向性結合器７は、無線部５と整合回路６を結線する導線部分２箇所に、入射波検出用のダイオードＤ1と反射波検出用のダイオードＤ2が並列に接続され、更にその中心部分一箇所には、他端が接地された所定のインピーダンスＲ2を有する抵抗が並列接続されて構成される。
【００２６】
メモリ８は、例えば、データの記憶及び更新が可能なＥＰＲＯＭ（Erasable and Programmable ROM）等から構成される。メモリ８は、方向性結合器７で検出された入射波及び反射波のレベルやデジタル部４から整合回路６に印加される制御電圧１，２を逐次記憶する。また、メモリ８には、後述する入射率自動調整処理の実行に必要な制御プログラム、及び入射波と反射波とのレベル差（以下、「入射率」と記す。）の判断基準となるしきい値１，２が予め記憶されている。
【００２７】
次に、他の実施の形態における動作を説明する。
以下、図７のフローチャートを参照して、無線通信アダプタ１によって実行制御される入射率自動調整処理について説明する。
【００２８】
無線通信アダプタ１のコネクタ２が携帯電話１０に接続されると、デジタル部４は、メモリ８から入射率自動調整処理プログラムを読み出して入射率自動調整処理を開始する。先ず、デジタル部４は、方向性結合器７によって検出された入射波レベルと反射波レベルを測定する（ステップＳ１）。次に、デジタル部４は、入射波レベルから反射波レベルを減算して入射率を求め、該入射率とメモリ８に記憶されているしきい値１とを比較する（ステップＳ２）。
【００２９】
比較の結果、入射率がしきい値１未満であった場合（ステップＳ２；Ｎ）、デジタル部４は、周期Ｔ1、最大電圧Ｅのノコギリ波を発生し、制御電圧１として整合回路６の制御端子１に印加すると共に、周期Ｔ2、最大電圧Ｅのノコギリ波を発生し、制御電圧２として制御端子２に印加する（ステップＳ３）。この時印加される制御電圧１と制御電圧２の時系列変化を図８（ａ）、図８（ｂ）のグラフにそれぞれ示す。
【００３０】
続いて、デジタル部４は、方向性結合器７によって検出された入射波レベルと反射波レベル、及び制御電圧１，２の各値の時系列変化を測定し、測定結果をメモリ８内の所定の領域に逐次記憶していく（ステップＳ４）。同時に、デジタル部４は、メモリ８に記憶された入射波レベルと反射波レベルに基づいて、入射率を算出する（ステップＳ５）。図８（ｃ）は、ステップＳ５で算出された入射率の時系列変化と制御電圧１，２との対応関係を示す図である。
【００３１】
デジタル部４は、算出された入射率としきい値２とを比較し、入射率がしきい値２以上になった時点で（ステップＳ６；Ｙ）、現時点における制御電圧２をＥ2としてメモリ８の所定の領域に記憶させる。一方、上記比較の結果、依然として入射率がしきい値２未満である場合（ステップＳ６；Ｎ）には、しきい値２以上になるまでステップＳ３〜Ｓ５の処理を繰り返し実行する。
【００３２】
次に、デジタル部４は、図９（ａ）及び（ｂ）に示す様に、制御電圧２をＥ2に保った状態で、制御電圧１のみ０からＥ（Ｖ）まで比例変化させる（ステップＳ７）。同時に、デジタル部４は、方向性結合器７によって検出された入射波レベルと反射波レベルに基づいて入射率を算出し、算出結果をメモリ８内の所定の領域に逐次記憶していく。そして、制御電圧１が最大電圧Ｅに達した時点で、入射率が最大値を記録した時の制御電圧１をＥ1としてメモリ８の所定の領域に記憶させる（ステップＳ８）。例えば、図９（ｃ）に示す様に、時間ｔ1で入射率が最大値を記録した場合には、時間ｔ1における制御電圧１の値Ｅ1がメモリ８に記憶される。
【００３３】
更に、デジタル部４は、制御電圧１，２を逆にしてステップＳ７〜Ｓ８の各処理を実行する。すなわち、デジタル部４は、図１０（ａ）及び（ｂ）に示す様に、制御電圧１をＥ1に固定した状態で、制御電圧２のみ０からＥ（Ｖ）まで比例変化させる（ステップＳ９）。同時に、デジタル部４は、入射率を算出し、算出結果ををメモリ８内の所定の領域に逐次記憶していく。そして、制御電圧２が最大電圧Ｅに達した時点で、入射率が最大値を記録した時の制御電圧２をＥ3としてメモリ８の所定の領域に記憶させる（ステップＳ１０）。例えば、図１０（ｃ）に示す様に、時間ｔ2で入射率が最大値を記録した場合には、時間ｔ2における制御電圧２の値Ｅ3がメモリ８に記憶される。
【００３４】
ステップＳ１０の終了後、デジタル部４は、時間ｔ2における入射率としきい値１とを比較し、該入射率がしきい値１以上であれば（ステップＳ１１；Ｙ）、一連の入射率自動調整処理を終了する。一方、上記比較の結果、該入射率が依然としてしきい値１未満であれば（ステップＳ１１；Ｎ）、しきい値１以上になるまでステップＳ７〜Ｓ１０の各処理を繰り返し実行する。但し、２度目以降の実行の際には、固定する制御電圧２の値としてＥ2ではなくＥ3を使用する。
【００３５】
なお、ステップＳ２における比較の結果、入射率がしきい値１以上であった場合（ステップＳ２；Ｙ）には、デジタル部４は、入射率が筐体グランドＧのアンテナ動作に充分な値であるため調整不要と判断し、一連の入射率自動調整処理を終了する。
【００３６】
以上説明した様に、他の実施の形態における無線通信アダプタ１によれば、上記実施の形態における無線通信アダプタ１に入射率自動調整機能付の整合回路６、及び入射波、反射波レベル検出用の方向性結合器７を新規に設けて構成される。これにより、入射波と反射波を検出しながら整合回路６に印加される制御電圧１，２を変化させて、入射波が最大かつ反射波が最小になる様に制御電圧１，２を決定、固定する。
【００３７】
従って、接続される携帯電話１０が無線通信アダプタ１専用の純正品ではない場合でも、減衰を極力抑えた入射率の無線信号を得ることが可能となる。このため、波長の長い無線信号に対しても高いゲインの信号を携帯電話１０の筐体グランドＧに供給することができ、筐体グランドＧを高感度なアンテナとして機能させることができる。その結果、無線通信アダプタ１の小型軽量化を維持しつつ、汎用性を向上できる。即ち、無線通信アダプタ１が小型である場合、波長の長い無線信号に対するアンテナを内蔵しようとすると、ゲインの高いアンテナ機能を実現するのは難しい。そこで、携帯電話１０の筐体グランドＧをアンテナとすることでゲインの高いアンテナを作ることが可能となる。
【００３８】
なお、上記各実施の形態における記述内容は、本発明に係る無線通信アダプタ１の好適な一例であり、これに限定されるものではない。
例えば、上記他の実施の形態では、入射波レベルと反射波レベルの両方を検出して入射率の制御を行ったが、何れか一方だけでもよい。
また、方向性結合器７は、サーキュレータであってもよい。更に、上記各実施の形態では、携帯型通信端末として携帯電話１０を例に挙げて説明したが、携帯電話に限らず、例えば、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）やＰＣ等であってもよい。また、外部機器に関しても、携帯電話を始め、無線通信アダプタ１との間でデータの送受信が可能な通信端末であればよい。
【００３９】
また、高周波阻止回路３から出力される信号は、必ずしもデジタル部４を経由するとは限らず、高周波阻止回路３から無線部５へ直接入力されるものとしてもよい。
その他、無線通信アダプタ１の細部構成、詳細動作に関しても本発明の趣旨を逸脱することのない範囲において、適宜変更可能である。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、接続される携帯型通信端末のグランドをアンテナとして動作させることにより、無線通信アダプタの小型軽量化を図ることできる。このため、携帯性、可搬性に優れた無線通信アダプタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る無線通信アダプタ１の回路構成を示すブロック図である。
【図２】図１の高周波阻止回路３の一例を示す回路構成図である。
【図３】図１の整合回路６の一例を示す回路構成図である。
【図４】他の実施の形態における無線通信アダプタ１の回路構成を示すブロック図である。
【図５】図４の整合回路６の一例を示す回路構成図である。
【図６】図４の方向性結合器７の一例を示す回路構成図である。
【図７】図４の無線通信アダプタ１により実行される入射率自動調整処理を示すフローチャートである。
【図８】図７の入射率自動調整処理の前段部分における特性図であり、（ａ）は制御電圧１の時系列変化を示すグラフであり、（ｂ）は制御電圧２の時系列変化を示すグラフであり、（ｃ）は整合回路６における入射率の時系列変化を示すグラフである。
【図９】図７の入射率自動調整処理の中段部分における特性図であり、（ａ）は制御電圧１の時系列変化を示すグラフであり、（ｂ）は制御電圧２の時系列変化を示すグラフであり、（ｃ）は整合回路６における入射率の時系列変化を示すグラフである。
【図１０】図７の入射率自動調整処理の後段部分における特性図であり、（ａ）は制御電圧１の時系列変化を示すグラフであり、（ｂ）は制御電圧２の時系列変化を示すグラフであり、（ｃ）は整合回路６における入射率の時系列変化を示すグラフである。
【図１１】従来技術において、携帯電話１０に接続された無線通信アダプタ２０の外観模式図である。
【符号の説明】
１    無線通信アダプタ
２    コネクタ
３    高周波阻止回路
４    デジタル部
５    無線部
６    整合回路
７    方向性結合器
８    メモリ
１０    携帯電話
１１    デジタル部
１２    無線部
１３    電源部
Ｇ    筐体グランド
【図１】
0003718446.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003718446.tif 000008
【図８】
0003718446.tif 000009
【図９】
0003718446.tif 000010
【図１０】
0003718446.tif 000011
【図１１】
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