(57)【要約】【課題】通信端末の放送波受信機能を補助する放送波受信補助技術を提供する。【解決手段】通信端末用放送波受信補助装置１は、通信端末９０に収容されている放送波受信アンテナ（端末アンテナ）および電気回路とは物理的に独立している本体部１０を持ち、本体部１０は電気導体部１２と、電気導体部１２に接続している放射素子１２ａとを含む。放射素子１２ａは、通信端末用放送波受信補助装置１が通信端末９０に取り付けられているときに端末アンテナと電気的に接続するように構成されており、電気導体部１２は、放送波受信アンテナとして機能するように構成されている。【選択図】図１
2014140094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信端末の放送波受信機能を補助する通信端末用放送波受信補助装置であって、
上記通信端末用放送波受信補助装置は、上記通信端末に収容されている放送波受信アンテナ（以下、端末アンテナという）および電気回路とは物理的に独立している本体部を持ち、
上記本体部は電気導体部と、当該電気導体部に接続している放射素子とを含み、
上記放射素子は、上記通信端末用放送波受信補助装置が上記通信端末に取り付けられているときに上記端末アンテナと電気的に接続するように構成されており、
上記電気導体部は、放送波受信アンテナとして機能するように構成されている
ことを特徴とする通信端末用放送波受信補助装置。
【請求項２】
請求項１に記載の通信端末用放送波受信補助装置であって、
上記本体部は、上記通信端末の外装部に貼付可能な扁平体である
ことを特徴とする通信端末用放送波受信補助装置。
【請求項３】
請求項１に記載の通信端末用放送波受信補助装置であって、
上記本体部は、上記通信端末の外装部である
ことを特徴とする通信端末用放送波受信補助装置。
【請求項４】
請求項１に記載の通信端末用放送波受信補助装置であって、
上記本体部は、上記通信端末に電力を供給する電池の包装部である
ことを特徴とする通信端末用放送波受信補助装置。
【請求項５】
通信端末の放送波受信機能を補助する通信端末用放送波受信補助システムであって、
上記通信端末に収容されている放送波受信アンテナ（以下、端末アンテナという）および電気回路とは物理的に独立している本体部を持つ通信端末用放送波受信補助装置と、
上記通信端末に着脱可能なクレードルと
を含み、
上記通信端末用放送波受信補助装置の上記本体部は、電気導体部と、当該電気導体部に接続している放射素子と、当該電気導体部に接続している入力端子とを含み、
上記クレードルは、放送波を増幅する増幅器と、当該増幅器と接続しており、上記通信端末が上記クレードルに取り付けられているときに上記入力端子と接続する出力端子とを含み、
上記放射素子は、上記通信端末用放送波受信補助装置が上記通信端末に取り付けられているときに上記端末アンテナと電気的に接続するように構成されており、
上記電気導体部は、上記通信端末が上記クレードルに取り付けられていないときに放送波受信アンテナとして機能し、上記通信端末が上記クレードルに取り付けられているときに上記増幅器から出力された増幅信号を上記放射素子に供給する供給線として機能するように構成されている
ことを特徴とする通信端末用放送波受信補助システム。
【請求項６】
請求項５に記載の通信端末用放送波受信補助システムであって、
上記クレードルは、上記増幅器への電力の供給または遮断を切り替えるスイッチ部を含み、
上記スイッチ部は、上記通信端末が上記クレードルに取り付けられているときに上記増幅器への電力の供給を行い、上記通信端末が上記クレードルに取り付けられていないときに上記増幅器への電力を遮断するように構成されている
ことを特徴とする通信端末用放送波受信補助システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信端末の放送波受信機能を補助する放送波受信補助技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本における通信端末用アナログ放送波の周波数は220MHz帯に属する。この放送波を受信するためのアンテナがλ/4モノポールアンテナの場合に約35cmのアンテナ長が必要である。このような長さを持つアンテナであれば標準的なアンテナ利得を得られるが、スマートフォンのように掌に納まるサイズの通信端末内にそのようなアンテナを搭載するのは現実的ではない。このため通信端末用アナログ放送波を受信できる通信端末は、伸縮可能なロッドアンテナを備えていることが多い。アナログ放送を視聴する際は通信端末に備えられているロッドアンテナを伸ばして使用するという状況が一般的である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】ドコモテクニカルジャーナル  Vol.20 No.3, Oct.2012
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、現状の通信端末に備えられているアナログ放送波受信用ロッドアンテナを伸ばしても十分な長さにならない。このため十分なアンテナ利得を得られず、結果として受信感度が低くなり、放送可能エリアでも放送局から遠くなると、例えば室内では窓際でしかアナログ放送波を受信できないという問題が生じている。この他、ロッドアンテナの伸長／短縮を丁寧に扱う必要がある、アナログ放送波のリアルタイム視聴あるいはアナログ放送のコンテンツを受信して蓄積するたびにアンテナを伸長しなくてはいけない、といったユーザにとっての不便も課題となっている。従って、ロッドアンテナを伸ばさない状態での受信感度の改善が望まれる。テレビ放送などの場合、アンテナ利得が得られない場合にはロッドアンテナと受信機との間に低雑音増幅器(LNA：Low Noise Amplifier)を介在させて感度を確保することが一般的である。しかし、現状の通信端末（例えばスマートフォン）の内部では雑音レベルが非常に大きいため、通信端末の内部に設けたLNAによって感度改善の効果を得ることは困難である。
【０００５】
このような考察に基づき、本発明は、通信端末の放送波受信機能を補助する放送波受信補助技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の通信端末用放送波受信補助装置は、通信端末の放送波受信機能を補助する通信端末用放送波受信補助装置であって、通信端末に収容されている放送波受信アンテナ（端末アンテナ）および電気回路とは物理的に独立している本体部を有している。そして、本体部は電気導体部と、この電気導体部に接続している放射素子とを含む。放射素子は、通信端末用放送波受信補助装置が通信端末に取り付けられているときに端末アンテナと電気的に接続するように構成されており、電気導体部は、放送波受信アンテナとして機能するように構成されている。
【０００７】
本体部は、例えば、通信端末の外装部に貼付可能な扁平体、あるいは、通信端末の外装部、あるいは、通信端末に電力を供給する電池の包装部、である。
【０００８】
また、本発明の通信端末用放送波受信補助システムは、通信端末の放送波受信機能を補助する通信端末用放送波受信補助システムであって、通信端末に収容されている放送波受信アンテナ（端末アンテナ）および電気回路とは物理的に独立している本体部を持つ通信端末用放送波受信補助装置と、通信端末に着脱可能なクレードルとを含む。そして、通信端末用放送波受信補助装置の本体部は、電気導体部と、この電気導体部に接続している放射素子と、電気導体部に接続している入力端子とを含み、クレードルは、放送波を増幅する増幅器と、この増幅器と接続しており、通信端末がクレードルに取り付けられているときに入力端子と接続する出力端子とを含む。放射素子は、通信端末用放送波受信補助装置が通信端末に取り付けられているときに端末アンテナと電気的に接続するように構成されており、電気導体部は、通信端末がクレードルに取り付けられていないときに放送波受信アンテナとして機能し、通信端末がクレードルに取り付けられているときに増幅器から出力された増幅信号を放射素子に供給する供給線として機能するように構成されている。
【０００９】
クレードルは、増幅器への電力の供給または遮断を切り替えるスイッチ部を含んでもよい。スイッチ部は、通信端末がクレードルに取り付けられているときに増幅器への電力の供給を行い、通信端末がクレードルに取り付けられていないときに増幅器への電力を遮断するように構成されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、通信端末に収容されている端末アンテナおよび電気回路とは物理的に独立している本体部が電気導体部と、電気導体部に接続している放射素子とを含んでいて、放射素子は、通信端末用放送波受信補助装置が通信端末に取り付けられているときに端末アンテナと電気的に接続するように構成されており、電気導体部は、放送波受信アンテナとして機能するように構成されていることから、端末アンテナの受信感度が不良の場合でも受信感度が改善される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の通信端末用放送波受信補助装置の構成例を示す図。（ａ）平面図。（ｂ）側面図。（ｃ）正面図。（ｄ）Ｅ−Ｅ線断面図。（ｅ）丸囲み部分ＣのＥ−Ｅ線と直交する方向の断面図。
【図２】実施形態の通信端末用放送波受信補助装置が通信端末に取り付けられた状態を示す図。（ａ）平面図。（ｂ）側面図。（ｃ）正面図。
【図３】実施形態の通信端末用放送波受信補助装置が取り付けられた通信端末がクレードルに取り付けられている状態を示す図。
【図４】クレードルの構成例の概略を示す図。
【図５】クレードルの構成例の概略を示す図。
【図６】通信端末用放送波受信補助装置の電気導体部の変形例を示す図。
【図７】通信端末用放送波受信補助装置の変形例を示す図。
【図８】図７に図示される通信端末用放送波受信補助装置の変形例が通信端末に取り付けられた状態を示す図。（ａ）平面図。（ｂ）側面図。（ｃ）Ｅ−Ｅ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【００１３】
図１−図３に本発明の実施形態を示す。通信端末９０の放送波受信機能を補助する通信端末用放送波受信補助装置１は、通信端末９０の内部に収容されている放送波受信アンテナ（図示せず。以下、端末アンテナという）および電気回路（図示せず）とは物理的に独立している本体部１０を有する。ここで「物理的に独立」とは、本体部１０が端末アンテナや電気回路の構成要素ではないこと、あるいは、構成要素または物理的実態として本体部１０が端末アンテナおよび電気回路と区別可能であることを意味する。
【００１４】
本体部１０は、例えば、通信端末９０の外装部に貼付可能な扁平体である（図１、図２参照）。通信端末９０の外装部として、例えば、通信端末９０の背面パネル９２、通信端末９０の液晶ディスプレイ（図示せず）、通信端末９０に電力を供給する電池（図示せず）を被覆するとともに通常は背面パネル９２を構成する部品である電池カバー（図示せず）、などを挙げることができる。また、扁平体として、液晶ディスプレイを保護するために貼付される液晶保護フィルムのような軟性シートや、合成樹脂で成形された硬性シートなどを例示できる（図１、図２参照）。背面パネル９２にはカメラレンズ、無線通信用ポート、スピーカ孔などが設けられていることがあることを考慮し、そのような構成要素の障害とならないように本体部１０に貫通孔を設けてもよい。なお、本体部１０は、このような扁平体に限定されるものではなく、通信端末９０の外装部そのもの、あるいは、通信端末９０に電力を供給する電池の包装部（たとえば電池の外郭を被覆するビニール）であってもよい。
【００１５】
このような本体部１０が、例えばシリコーン粘着剤などを用いて通信端末９０の外装部に貼付されることで、通信端末用放送波受信補助装置１の通信端末９０からの脱落が防止される。本体部１０が貼付される通信端末９０の部位は、背面パネル９２の外側の面（図２参照）あるいはその内側の面、通信端末９０の液晶ディスプレイの表面、電池カバーの内側の面などを例示できる。なお、ここで、「内側」は通信端末９０の内部の側を意味し、「外側」は通信端末９０の内側とは反対の側を意味する。
【００１６】
本体部１０は、電気導体部１２と、この電気導体部１２に接続している放射素子１２ａと、電気導体部１２に接続している入力端子１５を含んでいる。具体的には、本体部１０が図１−図３に図示されるような扁平体である場合、電気導体部１２の全体と放射素子１２ａの全体と入力端子１５の一部は本体部１０に埋め込まれるようにインサート成形されており、入力端子１５の残部は本体部１０から突出している。この入力端子１５の突出部位は、通信端末用放送波受信補助装置１が取り付けられた通信端末９０が後述するクレードル２０に取り付けられているときにクレードル２０の出力端子２２と接触する（図３参照）。
【００１７】
電気導体部１２は、放送波受信アンテナとして機能する構成要素であり、例えば金属のマイクロストリップ線路である。また、電気導体部１２は、少なくとも、端末アンテナ（例えば、伸長されていない状態のロッドアンテナ）の長さよりも長い長さを持つものとされ、好ましくは、通信端末用アナログ放送波の波長λに対して約λ/4の長さを持つものとされる。このような長さを実現するため、電気導体部１２の形状は、図１−図３に例示されるようなＬ次状、図６に例示されるようなループ状、あるいはメアンダ（meander）状などを適宜採用することができ、その形状に特段の限定はない。ただし、通信端末用放送波受信補助装置１が取り付けられる通信端末９０の部位が背面パネル９２の外側の面（図２参照）あるいはその内側の面の場合、背面パネル９２にはカメラレンズ、無線通信用ポート、スピーカ孔などが設けられていることがあることを考慮し、そのような構成要素と干渉しないような電気導体部１２の形状が採用されるべきである。同様に、通信端末用放送波受信補助装置１が取り付けられる通信端末９０の部位が通信端末９０の液晶ディスプレイの表面である場合には、液晶ディスプレイの視認を妨げないような電気導体部１２の形状が採用されるべきである。しかし、端末アンテナ（例えばロッドアンテナ）が通信端末内部の狭いスペースで電子回路との干渉を考慮して設計および配置されることと比較すると、本体部１０の電気導体部１２は、通信端末内部の電子回路との干渉を考慮することなく設計および配置できる点で設計および配置の観点からの制約は少ないと言える。
【００１８】
また、後述するクレードル２０が有する、あるいは、クレードル２０に取り付けられる、放送波受信アンテナ２６（以下、クレードルアンテナという）と、クレードル２０が有するLNA２８の設計で定められた特性インピーダンスに応じて、電気導体部１２が配線されていることが望ましい（例えばLNA２８とクレードルアンテナ２６が５０Ω系であれば電気導体部１２は５０Ω線路とされる）。また、図示される実施形態では電気導体部１２は放射素子１２ａと入力端子１５を連絡する単一の線路であるが、ダイバーシチ効果を得るために電気導体部１２を複数の線路で構成してもよい。
【００１９】
電気導体部１２が放送波受信アンテナとして機能することによって、端末アンテナだけを使用する場合や、端末アンテナがロッドアンテナである場合にロッドアンテナを短縮した状態で使用するときに、アナログ放送を視聴可能な受信レベルを得ることができる電界強度よりも弱い電界強度のエリアでも良好な受信感度を得ることができる。
【００２０】
放射素子１２ａは、通信端末用放送波受信補助装置１が通信端末９０に取り付けられているときに端末アンテナと電気的に接続するように構成されている。つまり、通信端末用放送波受信補助装置１が通信端末９０に取り付けられているときに放射素子１２ａが端末アンテナの近傍に配置され、電気導体部１２が放送波受信アンテナとして受信した放送波、あるいは後述するクレードル２０のLNA２８が出力した増幅信号を放射素子１２ａが端末アンテナに供給できるように、放射素子１２ａは本体部１０にて位置決めされている。放射素子１２ａは、例えば、マイクロストリップ線路とされる電気導体部１２よりも拡幅した線路として実現できる。
【００２１】
本体部１０が図１−図３に図示されるような扁平体であって多層構造を有する場合（例えば、本体部１０が多層フィルムの場合）、電気導体部１２と放射素子１２ａとを異なる層に配置してもよい（図１（ｅ）参照）。この場合、放射素子１２ａを通信端末９０に近い層に配置し、電気導体部１２を通信端末９０から遠い層（大気に近い側）に配置することが望ましい。電気導体部１２が放送波受信アンテナとして機能する観点からはできるだけ通信端末９０から離れていたほうがよく、端末アンテナに放送波あるいは増幅信号を供給する放射素子１２ａはできるだけ端末アンテナに近接していたほうが良いからである。
【００２２】
通信端末用放送波受信補助システム２は、通信端末用放送波受信補助装置１と、通信端末９０に着脱可能なクレードル２０とで構成される（図３参照）。クレードル２０は、放送波を受信するクレードルアンテナ２６と、受信した放送波を増幅するLNA２８と、LNA２８に電力を供給する電源（正確には、電源に接続しているUSB端子などである）に接続される端子２５と、LNA２８への電力の供給または遮断を切り替えるスイッチ部２４と、LNA２８に接続しており、通信端末９０がクレードル２０に取り付けられているときに入力端子１５と接続する出力端子２２とを含む（図４参照）。なお、クレードル２０には、これらの他、充電器として通信端末９０へ直流を供給する回路構成などを含むことができるが、このような回路構成は従来的構成であることから説明および図示を省略する。
【００２３】
スイッチ部２４は、通信端末９０がクレードル２０に取り付けられているときにLNA２８への電力の供給を行い、通信端末９０がクレードル２０に取り付けられていないときにLNA２８への電力を遮断するように構成されている。例えば、図示しないロッドの一端部がクレードル２０の通信端末９０が取り付けられる部位にて外方突出しており（この状態をロッドの「元の位置」とする）、通信端末９０がクレードル２０に取り付けられると通信端末９０が当該ロッドの一端部を押し込むことにより、当該ロッドの他端部がスイッチ部２４に押し込まれてスイッチ部２４がオン状態となるように作用し、通信端末９０がクレードル２０から取り外されるとロッドを押し込む力が解消されて、例えばバネの弾性力によってロッドが元の位置に戻り、ロッドの他端部がスイッチ部２４への上記作用を解消してスイッチ部２４がオフ状態となるように、スイッチ部２４を構成することができる。
【００２４】
このようなスイッチ部２４がクレードル２０に具備されることによって、通信端末９０がクレードル２０に取り付けられていない状態においてスイッチ部２４がオフ状態となり、LNA２８に電力供給が行われないため、クレードル２０を使用していないときの電力消費を抑えることができる。
【００２５】
また、クレードルアンテナ２６は、図４に図示されるようにクレードル２０に内蔵される内蔵アンテナである必要はなく、例えば、図５に図示されるように、クレードル２０の外付けアンテナであってもよい。また、図４と図５では、LNA２８の＋端子と−端子の両方を制御するようにスイッチ部２４を設けているが、−端子がグラウンドの場合には＋端子側だけを制御するようにスイッチ部２４を設ける構成であってもよい。
【００２６】
この通信端末用放送波受信補助システム２によると、電気導体部１２は、上述のように通信端末９０がクレードル２０に取り付けられていないときには放送波受信アンテナとして機能し、通信端末９０がクレードル２０に取り付けられているときにはLNA２８から出力された増幅信号を放射素子１２ａに供給する供給線として機能する。なお、LNA２８から出力された増幅信号は、LNA２８に接続する出力端子２２と、通信端末９０がクレードル２０に取り付けられているときに出力端子２２に接触する入力端子１５を介して、電気導体部１２に供給される。
【００２７】
また、現状の通信端末９０（例えばスマートフォン）の内部では雑音レベルが非常に大きいため、通信端末９０の内部にLNAを設けることによって感度改善の効果を得ることは難しいが、クレードル２０がLNA２８を備えることで通信端末内部の雑音の影響を受けることなく、通信端末９０がクレードル２０に取り付けられている際の受信感度の改善を望める。このようにLNA２８を用いることで、端末アンテナがロッドアンテナである場合にロッドアンテナを伸長した状態で使用するときにアナログ放送を視聴可能な受信レベルを得ることができる電界強度よりも弱い電界強度のエリアでも、良好な受信感度を得ることができる。
【００２８】
次に、通信端末用放送波受信補助装置１の変形例を図７、図８に示す。本体部１０は、液晶保護フィルムと一体に構成される。本体部１０は、通信端末９０の液晶ディスプレイの表面９３と、通信端末９０の一つの側面と、通信端末９０の背面パネル９２の一部を覆う面積を持つ。このような本体部１０は、通信端末９０に取り付けられる際に図８に図示される破線で折り曲げられて通信端末９０に密着するように通信端末９０に貼り付けられる。電気導体部１２は、本体部１０が通信端末９０に取り付けられた状態で電気導体部１２が通信端末９０の一つの側面に位置するように、本体部１０にて配置されている。このような配置とすることで、本体部１０が液晶保護フィルムとしての役割を果たすとともに、電気導体部１２が液晶ディスプレイの視認の妨げとなることを防止できる。また、端末アンテナが通信端末９０の一つの側面に近い位置に在る場合には、放射素子１２ａは、本体部１０が通信端末９０に取り付けられた状態で放射素子１２ａが表面９３、上記側面、背面パネル９２の三方の側から端末アンテナの周囲を囲むことになるように、本体部１０にて配置されている。このような配置とすることで、放射素子１２ａと端末アンテナとの容量結合度が高まり、受信感度の改善効果を向上させることができる。
【図１】
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【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】
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【図８】
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