(57)【要約】【課題】無指向性アンテナと指向性アンテナとを備える携帯端末装置において、通信にかかる電力を抑え、回路規模を小さくする技術を提供する。【解決手段】携帯端末装置は、無指向性アンテナおよび指向性アンテナと、複数のアンテナの各々を使用状態または非使用状態に切り替え可能であり、使用状態の各アンテナの放射パターンを切り替え可能なアンテナ切替部と、制御部とを備える。制御部は、無指向性アンテナおよび指向性アンテナのいずれかを選択して通信する。携帯端末装置が無線基地局など通信先の無線機器を探索する場合、無指向性のアンテナを選択する。無線機器が探索された場合に、携帯端末装置は、指向性アンテナを選択し、無線機器との信号の受信感度に基づいて指向性アンテナの放射パターンを切り替える。放射パターンの切替えが規定回数に達すると、携帯端末装置は、無指向性アンテナを使用して通信する。【選択図】図１１
2015154275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯端末装置であって、
無指向性のアンテナおよび指向性のアンテナを含む複数のアンテナと、
前記複数のアンテナの各々を使用状態または非使用状態に切り替え可能であり、使用状態の指向性の各アンテナの放射パターンを切り替え可能なアンテナ切替部と、
前記携帯端末装置の動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記無指向性のアンテナおよび前記指向性のアンテナのいずれかを、前記携帯端末装置が通信に使用するアンテナとして選択する選択部を含み、
前記携帯端末装置が通信先の無線機器を探索する場合に、前記選択部により前記無指向性のアンテナを選択して前記探索を行い、前記無線機器が探索された場合に、前記選択部により前記指向性のアンテナを選択し、前記探索された無線機器との通信の信号品質に基づいて前記指向性のアンテナの放射パターンを前記アンテナ切替え部により切り替える、携帯端末装置。
【請求項２】
前記制御部は、切替え可能な各アンテナの放射パターンそれぞれについて、前記探索された無線機器との通信の信号品質が閾値に満たない場合に、前記選択部により前記無指向性のアンテナを選択し、前記無指向性のアンテナにより前記探索された無線機器との無線通信を行う、請求項１に記載の携帯端末装置。
【請求項３】
前記携帯端末装置は、
前記携帯端末装置の通信先の無線機器それぞれについて、使用する前記放射パターンを対応付けた放射パターン情報を記憶するための記憶部を含み、
前記制御部は、前記探索された無線機器が前記放射パターン情報に含まれる場合に、前記放射パターン情報に示される放射パターンに従って前記探索された無線機器と通信し、前記探索された無線機器が前記放射パターン情報に含まれない場合に、前記選択部により前記指向性のアンテナを選択し、前記探索された無線機器との通信の信号品質に基づいて前記指向性のアンテナの放射パターンを前記アンテナ切替え部により切り替える、請求項１または２に記載の携帯端末装置。
【請求項４】
前記携帯端末装置は、さらに、
前記携帯端末装置に対して人体が近接していることを検出するセンサを備え、
前記制御部は、前記センサの出力結果に基づいて、前記携帯端末装置と人体とが近接しているか否かを判定し、前記近接していると判定される場合に、前記選択部により前記指向性のアンテナを選択して前記探索された無線機器との通信を行う、請求項１から３のいずれか１項に記載の携帯端末装置。
【請求項５】
前記携帯端末装置は、さらに、
加速度センサを備え、
前記選択部は、前記加速度センサの出力結果に基づいて、前記携帯端末装置の傾きを取得し、前記人体が近接していることを検出するセンサの出力に基づいて、前記携帯端末装置に人体が近接している範囲を取得し、取得した前記携帯端末装置の傾きと、前記ユーザが近接している範囲とに基づいて、前記携帯端末装置の下面において前記携帯端末装置と人体とが近接しているか否かを判定する、請求項４に記載の携帯端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、複数のアンテナを備える携帯端末装置に関し、特に、通信に要する消費電力を低減するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無指向性アンテナと指向性アンテナとを備える携帯端末装置に関する技術として、例えば、特開２００８−４２６６９号公報（特許文献１）がある。特許文献１には、無指向性アンテナを含む複数のアンテナを備える無線機器装置であって、機器探索と、データ通信との両方の時間を短くし、それによって消費電力の節約と、周辺の無線通信機器への干渉を抑える技術が記載されている。具体的には、特許文献１には、無線機器装置において、周辺に存在する無線装置を探索するために無指向性アンテナを使用して通信し、通信する対象機器が検索された後、指向性アンテナに切り替えて通信することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−４２６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の無線機器装置は、通信する対象機器を検索した後、指向性アンテナを回転させるなどして、通信の相手方機器からくる電波の方向を探っているため、モータ等が必要になる。そのため、特許文献１に記載された無線機器装置は、モータ等の駆動により、通信にかかる電力が大きくなり、また、モータ等を設置するため回路規模が大きくなる。
【０００５】
したがって、無指向性アンテナと指向性アンテナとを備える携帯端末装置において、通信にかかる電力を抑え、回路規模を小さくする技術が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態に従う携帯端末装置は、無指向性のアンテナおよび指向性のアンテナを含む複数のアンテナと、複数のアンテナの各々を使用状態または非使用状態に切り替え可能であり、使用状態の指向性の各アンテナの放射パターンを切り替え可能なアンテナ切替部と、携帯端末装置の動作を制御する制御部とを備える。制御部は、無指向性のアンテナおよび指向性のアンテナのいずれかを、携帯端末装置が通信に使用するアンテナとして選択する選択部を含み、携帯端末装置が通信先の無線機器を探索する場合に、選択部により無指向性のアンテナを選択して探索を行い、無線機器が探索された場合に、選択部により指向性のアンテナを選択し、探索された無線機器との通信の信号品質に基づいて指向性のアンテナの放射パターンをアンテナ切替え部により切り替える。
【発明の効果】
【０００７】
上記一実施形態によると、携帯端末装置において、通信に係る電力を抑え、回路規模を小さくすることができる。
【０００８】
この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１による携帯端末装置１００の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】携帯端末装置１００のハードウェア構成を表した図である。
【図３】放射パターン切替えテーブル３２と放射パターン設定情報３３とを示す図である。
【図４】放射パターン切替え部４１の構成を模式的に示す図である。
【図５】アンテナＡＮＴによって生じる放射パターンを説明するための図である（スイッチ素子ＳＷ２がオンの場合）。
【図６】アンテナＡＮＴによって生じる放射パターンを説明するための図である（スイッチ素子ＳＷ３がオンの場合）。
【図７】放射パターン切替え部４１の等価回路を示す図である（スイッチ素子ＳＷ２がオンの場合）。
【図８】放射パターン切替え部４１の等価回路を示す図である（スイッチ素子ＳＷ３がオンの場合）。
【図９】図１の携帯端末装置に設けられたアンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３の放射パターンの例を示す図である。
【図１０】図９のアンテナ配置においてアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ３を同時使用する場合の放射パターンについて説明するための図である。
【図１１】携帯端末装置１００の処理の流れを表したフローチャートである。
【図１２】実施の形態２の携帯端末装置２００の構成を示すブロック図である。
【図１３】携帯端末装置２００のハードウェア構成を表わした図である。
【図１４】携帯端末装置２００の外観の構成を示す図である。
【図１５】実施の形態２の携帯端末装置２００の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００１１】
＜実施の形態１＞
＜構成＞
図１は、実施の形態１による携帯端末装置１００の構成を概略的に示すブロック図である。図１を参照して、携帯端末装置１００は、トランシーバ１１，２１と、電力増幅器（ＰＡ：Power  Amplifier）１２，２２と、デュプレクサ１３，２３と、アンテナ切替え装置４０と、アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３と、制御部３０と、メモリ３１とを含む。
【００１２】
トランシーバ１１，２１は、制御部３０から受けた送信ベースバンド信号を無線周波数帯の信号にアップコンバートする。トランシーバ１１，２１によってアップコンバートされた信号が電力増幅器１２，２２によってそれぞれ増幅されることによって送信信号Ｔｘ（１），Ｔｘ（２）が生成される。トランシーバ１１，２１は、さらに、アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３を介して受信した受信信号Ｒｘ（１），Ｒｘ（２）をそれぞれダウンコンバートすることによって受信ベースバンド信号を生成する。この明細書では、トランシーバ１１，２１を総称して信号生成部１０と称する場合がある。
【００１３】
デュプレクサ１３，２３は、送信信号Ｔｘと受信信号Ｒｘとで１つのアンテナを共用するために用いられる部品である。デュプレクサ１３，２３の各々には、送信信号Ｔｘを通過させ、受信信号Ｒｘを遮断するフィルタと、受信信号Ｒｘを通過させ、送信信号Ｔｘを遮断するフィルタとが設けられている。
【００１４】
アンテナ切替え装置４０は、制御部３０の指令に従って、デュプレクサ１３，２３のアンテナ側のノードとアンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３の各給電点との間の接続を切り替えるスイッチ群である。アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３の各々は、デュプレクサ１３，２３のアンテナ側のノードのいずれかに接続されることによって使用状態になる。
【００１５】
携帯端末装置１００は、無指向性のアンテナと、指向性のアンテナとを備える。実施の形態１では、アンテナＡＮＴ１とアンテナＡＮＴ３とは、指向性アンテナであり、アンテナＡＮＴ２は、無指向性アンテナであるとするが、指向性アンテナと無指向性アンテナの組合せは、これに限られない。
【００１６】
なお、以下では、アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３について総称する場合または不特定のものを示す場合にはアンテナＡＮＴと記載する。
【００１７】
アンテナ切替え装置４０は、さらに、放射パターン切替え部４１を含む。図４〜図８で説明するように、放射パターン切替え部４１は複数の接地導体部を含む。制御部３０の指令に従って、各アンテナ素子の給電点と各接地導体部との接続が切替わることによって、接地導体に流れるイメージ電流の流れる方向が変化する。この結果、アンテナ放射パターンが切り替わる。
【００１８】
制御部３０は、携帯端末装置１００全体の動作を制御する中央処理装置（ＣＰＵ：Central  Processing  Unit）とモデムとを含む。モデムは、基地局と通信する際に用いられる信号形式に、デジタル信号を変調することによって送信ベースバンド信号を生成する。モデムは、さらに、トランシーバで生成された受信ベースバンド信号を復調する。
【００１９】
ＣＰＵは、通信に使用する通信方式／バンドで動作可能なようにトランシーバ１１，２１の局所発振器の周波数などを設定する。さらに、ＣＰＵは、アンテナ切替え装置４０を制御信号によって制御することによって、通信に使用する通信方式／バンドに応じて各アンテナを使用状態または非使用状態に設定する。
【００２０】
さらに、ＣＰＵは、放射パターン切替え部４１を制御することによって、通信に使用するアンテナの放射パターンを切替える。
【００２１】
携帯端末装置１００は、設定された周波数帯域（バンド）で基地局と通信を行い、基地局から当該周波数帯域内で使用するチャネルを指定される。基地局から使用するチャネルを指定された後は、ＣＰＵは、そのチャネルを利用して通信を行うようにトランシーバ１１，２１を制御する。
【００２２】
メモリ３１は、プログラム、送受信データ、アプリケーション用のデータ、放射パターン切替えテーブル３２、および放射パターン設定情報３３等を格納する。
【００２３】
放射パターン切替えテーブル３２は、指向性アンテナであるアンテナＡＮＴ１およびアンテナＡＮＴ３の放射パターンの設定を示す。放射パターン切替えテーブル３２は、アンテナの放射パターンを切替える際に制御部３０のＣＰＵによって参照される。
【００２４】
放射パターン設定情報３３は、携帯端末装置１００の通信先となる無線基地局それぞれについて、通信に使用するアンテナおよび放射パターンの設定を示す情報である。放射パターン切替えテーブル３２と放射パターン設定情報３３との詳細は、図３を用いて後述する。
【００２５】
図２は、携帯端末装置１００のハードウェア構成を表した図である。図２を参照して、携帯端末装置１００は、プログラムを実行するＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ(Read  Only  Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）１０３と、フラッシュメモリ１０４と、操作キー１０５と、スピーカ１０６と、カメラ１０７と、タッチスクリーン１０８と、加速度センサ１１１と、無線通信ＩＦ（Interface）１１２と、第１アンテナ１２１と、第２アンテナ１２２と、第３アンテナ１２３とを、少なくとも含んで構成されている。タッチスクリーン１０８は、ディスプレイ１０８１と、タッチパネル１０８２とを含む。各構成要素１０１〜１０８，１１１，１１２は、相互にデータバスによって接続されている。
【００２６】
第１〜第３アンテナ１２１〜１２３は、無線通信ＩＦ１１２に接続されている。第１〜第３アンテナ１２１〜１２３および無線通信ＩＦ１１２は、たとえば、基地局を介した、他の移動体端末、固定電話、およびＰＣ（Personal  Computer）との間における無線通信に用いられる。
【００２７】
ＲＯＭ１０２は、不揮発性の半導体メモリである。ＲＯＭ１０２は、携帯端末装置１００のブートプログラムが予め格納されている。フラッシュメモリ１０４は、不揮発性の半導体メモリである。フラッシュメモリ１０４は、一例としてＮＡＮＤ型で構成してもよい。フラッシュメモリ１０４は、携帯端末装置１００のオペレーティングシステム、携帯端末装置１００を制御するための各種のプログラム、並びに、携帯端末装置１００が生成したデータ、携帯端末装置１００の外部装置から取得したデータ等の各種データを不揮発的に格納する。
【００２８】
図１に示すアンテナ切替え装置４０、デュプレクサ１３、デュプレクサ２３、パワーアンプ１２、パワーアンプ２２および信号生成部１０は、例えば図２に示す無線通信ＩＦ１１２と対応する。図１に示す制御部３０は、例えば図２に示すＣＰＵ１０１と対応する。図１に示すメモリ３１は、例えば図２に示すＲＡＭ１０３およびフラッシュメモリ１０４と対応する。
【００２９】
携帯端末装置１００における処理は、各ハードウェアおよびＣＰＵ１０１により実行されるソフトウェアによって実現される。このようなソフトウェアは、フラッシュメモリ１０４に予め記憶されている場合がある。また、ソフトウェアは、図示しないメモリカードその他の記憶媒体に格納されて、プログラムプロダクトとして流通している場合もある。あるいは、ソフトウェアは、いわゆるインターネットに接続されている情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラムプロダクトとして提供される場合もある。このようなソフトウェアは、アンテナ１２１，１２２、１２３および無線通信ＩＦ１１２を介してダウンロードされた後、フラッシュメモリ１０４に一旦格納される。そのソフトウェアは、ＣＰＵ１０１によってフラッシュメモリ１０４から読み出され、さらにフラッシュメモリ１０４に実行可能なプログラムの形式で格納される。ＣＰＵ１０１は、そのプログラムを実行する。
【００３０】
本発明の本質的な部分は、フラッシュメモリ１０４その他の記憶媒体に格納されたソフトウェア、あるいはネットワークを介してダウンロード可能なソフトウェアであるともいえる。なお、記録媒体としては、ＤＶＤ-ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、ハードディスクに限られず、磁気テープ、カセットテープ、光ディスク、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＲＯＭなどの半導体メモリ等の固定的にプログラムを担持する媒体でもよい。また、記録媒体は、当該プログラム等をコンピュータが読取可能な一時的でない媒体である。また、ここでいうプログラムとは、ＣＰＵにより直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム形式のプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む。
【００３１】
＜データ構造＞
図３を参照して、携帯端末装置１００が使用する各種データのデータ構造を説明する。図３は、放射パターン切替えテーブル３２と放射パターン設定情報３３とを示す図である。
【００３２】
放射パターン切替えテーブル３２は、指向性アンテナであるアンテナＡＮＴ１およびアンテナＡＮＴ３の放射パターンの組合せを示す。アンテナの放射パターンについては図４から図１０を参照して後述する。図３に示すように、放射パターン切替えテーブル３２の各レコードは、設定３２１と、放射パターン３２２とを含む。
【００３３】
設定３２１は、指向性アンテナの放射パターンの組合せそれぞれを識別する情報である。実施の形態１の説明では、指向性アンテナの数を２本とし、放射パターンをパターン「長手方向」、パターン「短手方向」およびパターン「放射なし」の３パターンとする。携帯端末装置１００は、設定３２１に示す各設定のいずれかに従って、指向性アンテナの放射パターンを設定する。
【００３４】
放射パターン３２２は、指向性アンテナの放射パターンの設定を示す。
放射パターン設定情報３３は、携帯端末装置１００が無線通信を行う相手方の無線基地局それぞれについて、通信時におけるアンテナの設定を保持するための情報である。放射パターン設定情報３３の各レコードは、基地局識別情報３３１と、使用バンド３３２と、使用アンテナ３３３と、設定履歴３３４とを含む。基地局識別情報３３１は、無線基地局の識別情報を示す。使用バンド３３２は、無線基地局との無線通信に使用するバンドの情報を示す。使用アンテナ３３３は、無線通信に使用する指向性アンテナを示す。設定履歴３３４は、放射パターン切替えテーブル３２に示す指向性アンテナの放射パターンの設定を示す。携帯端末装置１００は、例えば、過去に通信を行った無線基地局と、通信時に使用したアンテナおよび放射パターンとを履歴として放射パターン設定情報３３に保持することとしてもよい。これにより、携帯端末装置１００は、例えば、携帯端末装置１００が通信に使用する頻度が比較的大きい無線基地局のアンテナの放射パターンを容易に設定することができる。
【００３５】
＜アンテナ放射パターンの切替え方法について＞
次に、図１の放射パターン切替え部４１によるアンテナ放射パターンの切替え方法について説明する。
【００３６】
図４は、放射パターン切替え部４１の構成を模式的に示す図である。図４を参照して、放射パターン切替え部４１は、メイングランドとしての接地導体部ＧＮＤ１と、接地導体部ＧＮＤ１の周辺に設けられるサブグランドとしての接地導体部ＧＮＤ２，ＧＮＤ３と、スイッチ素子ＳＷ２，ＳＷ３と、チョークコイル６１，６２とを含む。図４では、アンテナＡＮＴは給電部６０に接続されるＬ字型のモノポールアンテナの例が示されているが、このアンテナＡＮＴの形態および形状に限定されるものでない。
【００３７】
接地導体部ＧＮＤ２は、矩形状の接地導体部ＧＮＤ１の辺６４に沿って設けられる。接地導体部ＧＮＤ３は、接地導体部ＧＮＤ１の辺６４に隣接する辺６５に沿って設けられる。接地導体部ＧＮＤ２，ＧＮＤ３の電気長は、アンテナＡＮＴが使用する周波数に対応する波長の４分の１（λ／４）またはその近傍値に設定されている。
【００３８】
接地導体部ＧＮＤ２の一端はスイッチ素子ＳＷ２を介してアンテナＡＮＴの給電部６０と接続され、接地導体部ＧＮＤ２の他端はチョークコイル６１を介してアンテナ導体部ＧＮＤ１と接続される。同様に、接地導体部ＧＮＤ３の一端はスイッチ素子ＳＷ３を介してアンテナＡＮＴの給電部６０と接続され、接地導体部ＧＮＤ３の他端はチョークコイル６２を介してアンテナ導体部ＧＮＤ１と接続される。チョークコイル６１，６２は、高周波電流を阻止するインピーダンス素子として用いられている。
【００３９】
図５は、アンテナＡＮＴによって生じる放射パターンを説明するための図である（スイッチ素子ＳＷ２がオンの場合）。図５を参照して、スイッチ素子ＳＷ２がオンで、スイッチ素子ＳＷ３がオフの場合には、イメージ電流Ｉｉはスイッチ素子ＳＷ２を介して接地導体部ＧＮＤ２を流れる。図５において、イメージ電流Ｉｉが流れる部分にハッチングを付している。イメージ電流Ｉｉは図５のＹ方向に流れる。放射パターン６６Ａ，６６Ｂは、イメージ電流Ｉｉを中心に、イメージ電流Ｉｉと直交する方向に生成される。接地導体部ＧＮＤ１〜ＧＮＤ３が設けられている面内では、放射パターン６６Ａ，６６ＢはＸ方向に生成される。
【００４０】
図６は、アンテナＡＮＴによって生じる放射パターンを説明するための図である（スイッチ素子ＳＷ３がオンの場合）。図６を参照して、スイッチ素子ＳＷ３がオンで、スイッチ素子ＳＷ２がオフの場合には、イメージ電流Ｉｉはスイッチ素子ＳＷ３を介して接地導体部ＧＮＤ３を流れる。図６において、イメージ電流Ｉｉが流れる部分にハッチングを付している。イメージ電流Ｉｉは図６のＸ方向に流れる。放射パターン６７Ａ，６７Ｂは、イメージ電流Ｉｉを中心に、イメージ電流Ｉｉと直交する方向に生成される。接地導体部ＧＮＤ１〜ＧＮＤ３が設けられている面内では、放射パターン６７Ａ，６７ＢはＹ方向に生成される。
【００４１】
図７は、放射パターン切替え部４１の等価回路を示す図である（スイッチ素子ＳＷ２がオンの場合）。図７では、スイッチ素子ＳＷ２，ＳＷ３の一例としてＰＩＮダイオードが示されている。スイッチ素子ＳＷ２としてのＰＩＮダイオード（以下、ＰＩＮダイオードＳＷ２と記載する）のアノードは接地導体部ＧＮＤ２に接続され、ＰＩＮダイオードＳＷ２のカソードは給電部６０に接続される。同様に、ＰＩＮダイオードＳＷ３のアノードは給電部６０に接続され、ＰＩＮダイオードＳＷ３のカソードは接地導体部ＧＮＤ３に接続される。
【００４２】
図７に示すように、給電部６０には、さらに、図１の制御部３０から出力された制御信号を受ける制御端子６３が接続されている。制御信号として接地導体部ＧＮＤ１に対する負電圧が制御部３０から制御端子６３に供給されているときには、ＰＩＮダイオードＳＷ２がオン状態となり、ＰＩＮダイオードＳＷ３がオフ状態となる。これによって、イメージ電流Ｉｉは接地導体部ＧＮＤ２を流れる（図７において、イメージ電流Ｉｉが流れる部分にハッチングを付している）。このイメージ電流Ｉｉに対して垂直方向に放射パターン６６Ａ，６６Ｂが生成される。
【００４３】
図８は、放射パターン切替え部４１の等価回路を示す図である（スイッチ素子ＳＷ３がオンの場合）。図８を参照して、制御信号として接地導体部ＧＮＤ１に対する正電圧が制御部３０から制御端子６３に供給されているときには、ＰＩＮダイオードＳＷ３がオン状態となり、ＰＩＮダイオードＳＷ２がオフ状態となる。これによって、イメージ電流Ｉｉは接地導体部ＧＮＤ３を流れる（図８において、イメージ電流Ｉｉが流れる部分にハッチングを付している）。このイメージ電流Ｉｉに対して垂直方向に放射パターン６７Ａ，６７Ｂが生成される。
【００４４】
以上のように、制御部３０からの制御信号によってスイッチ素子ＳＷ２，ＳＷ３のオンおよびオフを切替えることによって接地導体部ＧＮＤ２，ＧＮＤ３のいずれか一方を選択することができる。これによって、選択した接地導体部ＧＮＤにイメージ電流Ｉｉが流れ、この結果、アンテナＡＮＴの放射パターンが切替えられる。
【００４５】
＜携帯端末装置におけるアンテナ放射パターンの例＞
上記の図４〜図８で説明した放射パターン切替え部４１は、指向性アンテナである図１のアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ３の各々に設けられている。ただし、メイングランドとしての接地導体部ＧＮＤ１は、各アンテナで共通化することができる。
【００４６】
図９は、図１の携帯端末装置に設けられたアンテナＡＮＴ１とＡＮＴ３の放射パターンの例を示す図である。
【００４７】
図９では、携帯端末装置がスマートフォンの場合を例としてアンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３の配置が示されている。スマートフォンの筺体５０の長手方向をＹ方向とし、短手方向をＸ方向とし、厚み方向をＺ方向とする。筺体５０の主面上にタッチスクリーン５１が設けられ、主面上でタッチスクリーン５１の下部に操作キー５２が設けられている。タッチスクリーン５１は、ディスプレイとタッチパネルとが一体的に形成されたものである。操作キー５２は、たとえば、ホーム画面を表示させるためのホームキーとして機能する。
【００４８】
アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴ３は筺体５０の内部に設けられる。具体的に、アンテナＡＮＴ１は筺体５０の長手方向（Ｙ方向）の一端に近接して（すなわち、操作キー５２の近傍に）設けられる。アンテナＡＮＴ３は筺体５０の長手方向（Ｙ方向）の他端に近接して（すなわち、操作キー５２の反対側に）設けられる。アンテナＡＮＴ２は筺体５０の短手方向（Ｘ方向）の一端に近接して設けられる。
【００４９】
図９では、指向性アンテナであるアンテナＡＮＴ１および指向性アンテナであるアンテナＡＮＴ３を使用した場合の放射パターンの一例が示されている。アンテナＡＮＴ１の場合、筺体５０の短手方向（Ｘ方向）にイメージ電流が流れるように図１の放射パターン切替え部４１を制御することによって、筺体５０の長手方向（Ｙ方向）に放射パターン５３Ａ，５３Ｂが生成される。
【００５０】
なお、放射パターンはイメージ電流の方向に垂直に生成されるので、筺体５０の厚み方向（Ｚ方向）にもアンテナＡＮＴ１の放射パターンが生成されている。しかしながら、筺体５０の短手方向（Ｘ方向）の放射パターンは生成されない。
【００５１】
アンテナＡＮＴ３の場合、筺体５０の短手方向（Ｘ方向）にイメージ電流が流れるように放射パターン切替え部４１を制御することによって、筺体５０の長手方向（Ｙ方向）の放射パターン５５Ａ，５５Ｂが生成される（筺体５０の短手方向（Ｘ方向）には放射パターンは生成されない）。
【００５２】
図１０は、図９のアンテナ配置においてアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ３を同時使用する場合の放射パターンについて説明するための図である。
【００５３】
具体的に、アンテナＡＮＴ１の場合、筺体５０の長手方向（Ｙ方向）にイメージ電流が流れるように放射パターン切替え部４１を制御することによって、筺体５０の短手方向（Ｘ方向）の放射パターン５６Ａ，５６Ｂが生成される。アンテナＡＮＴ３の場合にも、筺体５０の長手方向（Ｙ方向）にイメージ電流が流れるように放射パターン切替え部４１を制御することによって、筺体５０の短手方向（Ｘ方向）の放射パターン５７Ａ，５７Ｂが生成される。
【００５４】
＜動作＞
図１１を参照し、携帯端末装置１００の動作について説明する。図１１は、携帯端末装置１００の処理の流れを表したフローチャートである。携帯端末装置１００は、例えば、携帯端末装置１００が起動した時や、携帯端末装置１００が無線通信する無線基地局を切り替える際に、図１１に示す処理を行って、通信に使用するアンテナの設定を行う。
【００５５】
ステップＳ１において、携帯端末装置１００のＣＰＵ１０１は、初期状態では、無指向性アンテナ（アンテナＡＮＴ２）を使用して基地局をサーチする。初期状態では、周辺に存在する無線基地局と携帯端末装置１００との位置関係が不明であるためである。
【００５６】
ステップＳ７において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１でサーチした無線基地局に対応するアンテナの設定があるか否かを放射パターン設定情報３３を参照して判断する。ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１でサーチした無線基地局の識別情報が、放射パターン設定情報３３の基地局識別情報３３１に含まれている場合（ステップＳ７においてＹＥＳ）、ステップＳ１９の処理を行い、そうでない場合（ステップＳ７においてＮＯ）、ステップＳ９の処理を行う。
【００５７】
ステップＳ９において、ＣＰＵ１０１は、無線通信に使用するアンテナを、無指向性アンテナから指向性アンテナに切り替える。
【００５８】
ステップＳ１１において、ＣＰＵ１０１は、放射パターン切替えテーブル３２を参照し、指向性アンテナの放射パターンを切り替える。例えば、ＣＰＵ１０１は、放射パターン切替えテーブル３２の設定３２１に示される各設定のいずれか（例えば、図３に示す設定「１」）を選択し、選択した放射パターンに従って各アンテナの使用を開始する。ＣＰＵ１０１は、指向性アンテナの放射パターンを切り替えた回数をカウンタによりカウントしており、放射パターン切替えテーブル３２の設定３２１に示される設定をステップＳ１１で切り替える都度、カウンタ値を更新する。また、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１の処理の都度、カウンタ値を参照して指向性アンテナの放射パターンを順に切り替えることとしてもよい。
【００５９】
ステップＳ１３において、ＣＰＵ１０１は、放射パターンを切り替えた回数をカウントするカウンタ値を参照し、放射パターンを切り替えた回数が規定回数以下であるか判断する。放射パターンを切り替えた回数が規定回数以下である場合（ステップＳ１３においてＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１５の処理を行い、そうでない場合（ステップＳ１３においてＮＯ）、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ２１の処理を行う。規定回数としては、例えば、放射パターン切替えテーブル３２の設定３２１に示される設定の数以下とする。
【００６０】
ステップＳ１５において、ＣＰＵ１０１は、指向性アンテナそれぞれの受信感度（Received  Signal  Strength  Indicatorなど）を測定する。
【００６１】
ステップＳ１７において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１５で測定した指向性アンテナそれぞれの受信感度が、閾値を越えるか否かを判断する。指向性アンテナそれぞれの受信感度が閾値を越えない場合（ステップＳ１７においてＮＯ）、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１の処理を行い、そうでない場合（ステップＳ１７においてＹＥＳ）、ステップＳ１９の処理を行う。この閾値は、携帯端末装置１００が無線基地局と通信を行う通信品質に基づき設定する。
【００６２】
ステップＳ１９において、ＣＰＵ１０１は、指向性アンテナを使用して、放射パターン切替えテーブル３２の設定３２１に示される設定のいずれかに従って、指向性アンテナの放射パターンを決定して無線通信する。
【００６３】
ステップＳ２１（ステップＳ１３においてＮＯの場合）において、ＣＰＵ１０１は、無指向性アンテナを使用して無線基地局と無線通信する。
【００６４】
＜実施の形態１のまとめ＞
実施の形態１の携帯端末装置１００は、無指向性アンテナと指向性アンテナとを切り替えて通信するものであり、簡易な回路で放射パターンを切り替えることで、通信に要する電力を抑える。携帯端末装置１００は、無線基地局をサーチしている時は、無指向性アンテナを使用する。携帯端末装置１００は、通信する無線基地局が特定された場合には、指向性アンテナに切り替える。例えば、携帯端末装置１００は、携帯端末装置１００の移動にあわせて、指向性アンテナの放射パターンを切り替えて、無線基地局からの信号の受信感度を改善する。
【００６５】
実施の形態１において、アンテナの放射パターンを切り替えるため、グランドＧＮＤを選択することでイメージ電流の流れの方向を切り替える。実施の形態１の携帯端末装置１００は、複数のアンテナを用いるアダプティブアレイアンテナと比較して、簡易な構成で指向性アンテナの受信感度を改善することができ、回路規模を小さくすることができる。
【００６６】
実施の形態１の携帯端末装置１００は、指向性アンテナの放射方向を効率よく切り替えるため、モータ等により指向性アンテナを駆動する場合等と比較すると、通信に要する電力を抑えることが可能になる。また、携帯端末装置１００は、指向性アンテナの放射パターンをグランド（ＧＮＤ）の切り換えで実現するため、回路規模が小さくなる。
【００６７】
＜実施の形態２＞
図１２から図１５を参照して、実施の形態２の携帯端末装置について説明する。実施の形態２の携帯端末装置は、人体が携帯端末装置に近接していることを検出するための人感センサを含んでおり、人体と携帯端末装置とが近接しているか否かを、人感センサの出力に基づき判別する。人体と携帯端末装置とが近接していると判別される場合に、携帯端末装置は、通信に使用するアンテナを、無指向性アンテナから指向性アンテナに切り替える。
【００６８】
携帯端末装置と人体とが近接している場合（例えば、ユーザが携帯端末装置を把持している場合や膝の上に載せて使用している場合など）、人体の影響によりアンテナの放射パターンが変わり、人体に放射パターンが引き寄せられて、アンテナの受信感度に悪影響を及ぼす。そのため、携帯端末装置が起動した時や、携帯端末装置１００が無線通信する無線基地局を切り替える際など、携帯端末装置が無線基地局の方向を探索する場合に携帯端末装置が人体と近接する場合、ＣＰＵ１０１は、人体からの影響が少なくなるように通信に使用するアンテナを無指向性アンテナから指向性アンテナに切り替える。携帯端末装置は、無線基地局との通信の受信感度を測定しつつ、指向性アンテナの放射パターンを切り替える。以下の説明では、その一例として携帯機器を膝の上に乗せた場合を想定し、人体が携帯機器の下面に近接する場合を一例にして説明するが、人体の近接を検知するのは下面に限定されるものではなく、人感センサで検知できる全ての面で同様の動作をするものである。
【００６９】
＜実施の形態２の構成＞
図１２は、実施の形態２の携帯端末装置２００の構成を示すブロック図である。図１に示す実施の形態１の携帯端末装置１００と比較すると、携帯端末装置２００は、人感センサ１９１、１９２、１９３、１９４および加速度センサ１１１を含む。携帯端末装置２００の人感センサ１９１、１９２、１９３、１９４は、グリップセンサによって実現することができる。
【００７０】
人感センサ１９１、１９２、１９３、１９４は、携帯端末装置２００に対する人体の位置を検出するためのセンサである。各グリップセンサは、例えば静電容量方式のタッチセンサにより実現することができる。例えばグリップセンサを携帯端末装置２００の側面に配置し、ＣＰＵ１０１が各グリップセンサの出力結果を受け付けて、ユーザがグリップセンサに接触している面積の大きさに応じて携帯端末装置２００に対する人体の位置を検出する。
【００７１】
加速度センサ１１１は、自装置の傾きを、重力方向の加速度として検出するためのセンサであり、例えば３軸加速度センサである。加速度センサ１１１は、検出した３軸の加速度をＣＰＵ１０１へ出力する。
【００７２】
図１３は、携帯端末装置２００のハードウェア構成を表わした図である。図２に示す実施の形態１の携帯端末装置１００と比較すると、携帯端末装置２００は、人感センサ（グリップセンサ）１９１、１９２、１９３、１９４を含む。
【００７３】
人感センサ（グリップセンサ）１９１、１９２、１９３、１９４およびアンテナについて説明する。
【００７４】
図１４は、携帯端末装置２００の外観の構成を示す図である。図１４（Ａ）は、携帯端末装置２００の正面図である。図１４（Ｂ）は、携帯端末装置２００の背面図である。図１４（Ｃ）は、携帯端末装置２００の上端の側面を示す図である。図１４では、携帯端末装置２００がスマートフォンまたはタブレット端末の場合の例を示す。
【００７５】
図１４（Ａ）に示すように、携帯端末装置２００は、正面にタッチスクリーン１０８、操作キー１０５等の入力手段を備えてユーザの入力操作を受け付ける。また、携帯端末装置２００は、タッチスクリーン１０８によって情報を表示する。携帯端末装置２００の筐体の内部に複数のアンテナが配置されており、携帯端末装置２００（Ａ）に、各アンテナ（アンテナ１２１、アンテナ１２２およびアンテナ１２３）が内蔵されている位置を示す。
【００７６】
図１４（Ｂ）と図１４（Ｃ）に示すように、携帯端末装置２００は、人体を検出するための人感センサとして、筐体の側面に複数のグリップセンサ（人感センサ１９１、人感センサ１９２、人感センサ１９３および人感センサ１９４）を配置して、各グリップセンサの出力結果に基づいて、ユーザが携帯端末装置２００を把持している部分を検出する。携帯端末装置２００の各側面において、上部に人感センサ１９１を配置し、下部に人感センサ１９４を配置し、右部（右側面）に人感センサ１９３を配置し、左部（左側面）に人感センサ１９２を配置する。また、図１４（Ａ）に、各人感センサ（人感センサ１９１、人感センサ１９２、人感センサ１９３および人感センサ１９４）の位置を点線で示す。
【００７７】
＜動作＞
図１５は、実施の形態２の携帯端末装置２００の動作を示すフローチャートである。実施の形態１で説明した処理については同一の参照符号を付すこととし、説明を繰り返さない。
【００７８】
ステップＳ２において、ＣＰＵ１０１は、初期状態では、無指向性アンテナを使用する。
【００７９】
ステップＳ３において、ＣＰＵ１０１は、加速度センサ１１１の出力に基づいて、携帯端末装置２００の下面を判定する。
【００８０】
ステップＳ５において、ＣＰＵ１０１は、人感センサ１９１、１９２、１９３、１９４の出力結果に基づいて、ユーザと携帯端末装置２００とが接触している位置を検出し、携帯端末装置２００の下面において人体と携帯端末装置２００とが近接しているか否かを判定する。例えば、携帯端末装置２００の下面に対応する人感センサ１９１、１９２、１９３、１９４において、人体が接触していることを示す信号が出力される場合に、人体が携帯端末装置２００に近接していると判定し、そうでない場合に、人体が携帯端末装置２００に近接していないと判定する。携帯端末装置２００の下面において人体と携帯端末装置２００とが近接していると判定される場合（ステップＳ５において、判定結果「近接している」）、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ８の処理を行い、そうでない場合（ステップＳ５において、判定結果「近接していない」）、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ６の処理を行う。
【００８１】
ステップＳ６において、ＣＰＵ１０１は、無指向性アンテナを使用して基地局をサーチする。
【００８２】
ステップＳ８において、ＣＰＵ１０１は、使用するアンテナを無指向性アンテナから指向性アンテナに切り替えて、指向性アンテナを使用して基地局をサーチする。ＣＰＵ１０１は、ステップＳ８の処理を行うと、ステップＳ１１の処理を行う。
【００８３】
ステップＳ５およびステップＳ８の処理により、携帯端末装置が人体と近接する場合、ＣＰＵ１０１は、通信に使用するアンテナを無指向性アンテナから指向性アンテナに切り替えて基地局をサーチする。
【００８４】
また、携帯端末装置を把持している手が指向性アンテナを覆っている場合には、手の影響を少なくするため、手で覆われていない無指向性アンテナに切り替える処理を加えることも可能である。
【００８５】
＜変形例＞
実施の形態２において、人感センサ１９１、１９２、１９３、１９４は、グリップセンサであるとして説明したが、人体を感知することができる他のセンサであってもよい。（ｉ）例えば、携帯端末装置２００の周辺の温度分布によって人体を感知する温度センサであってもよい。（ｉｉ）人感センサは、赤外線、超音波、可視光などを利用して人体の接触または近接を検知するセンサであってもよい。（ｉｉｉ）人感センサは、静電式、電界式、または圧力式のタッチセンサであってもよい。携帯端末装置２００のＣＰＵ１０１は、例えば人感センサが温度によって人体を感知する場合、人感センサから出力される温度の情報に基づいて、人体が携帯端末装置２００に接触しているか否かを判定する。メモリ３１は、人体と携帯端末装置２００とが近接していることを示す温度範囲の情報を記憶する。
【００８６】
各実施の形態において、無指向性アンテナが１本、指向性アンテナが２本であるとして説明したが、これに限られない。
【００８７】
各実施形態で説明した携帯通信装置は、プロセッサと、その上で実行されるプログラムにより実現される。本発明を実現するプログラムは、通信インタフェースを介してネットワークを利用した送受信等により提供される。
【００８８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８９】
１０  信号生成部、１１，２１  トランシーバ、１２，２２  パワーアンプ、１３，２３  デュプレクサ、３０  制御部、３１  メモリ、３２  放射パターン切替えテーブル、３３  放射パターン設定情報、４０  アンテナ切替え装置、４１  放射パターン切替え部、１００，２００  携帯端末装置、１０１  ＣＰＵ、１０２  ＲＯＭ、１０３  ＲＡＭ、１０４  フラッシュメモリ、１０５  操作キー、１０６  スピーカ、１０７  カメラ、１０８  タッチスクリーン、１１１  加速度センサ、１１２  無線通信ＩＦ、１２１  アンテナ、１２２  アンテナ、１２３  アンテナ、１９１，１９２，１９３，１９４  人感センサ、１０８１  ディスプレイ、１０８２  タッチパネル。
【図１】
2015154275.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2015154275.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2015154275.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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