(57)【要約】【課題】装置の開閉角度に関わらず最適な通信品質を確保することができる携帯電話装置の提供。【解決手段】装置の開閉動作を検出する開閉角度センサ６と、開閉角度センサ６からの信号に基づいて装置の開閉状態を判定する装置角度判定部９と、各開閉状態でアンテナインピーダンスを最適に調整する複数のマッチング回路１２−１５と、装置角度判定部９からの信号に基づいて開閉状態に適したマッチング回路に切り替えるアンテナマッチング回路切替部１１とを設け、ヒンジの動きに連動して回転するヒンジ歯車の動きを開閉角度センサ６で検出して装置の角度を認識し、その認識した角度情報を装置角度判定部９が受け取り、その装置角度に最適なマッチング回路を選択するようにアンテナマッチング回路切替部１１に指令を送り、その指令に応じてアンテナマッチング回路切替部１１がマッチング回路を選択する。【選択図】図４
2007043410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置上部と装置下部とがヒンジによって開閉可能に接続されてなる携帯電話装置において、
前記装置上部と前記装置下部の開閉動作に応じて信号を送出する開閉角度センサと、前記開閉角度センサからの信号により設定される開閉角度と予め記憶された基準角度とを比較することによって開閉状態を判別し、該開閉状態に適したマッチング回路を選択する信号を送出する装置角度判定部と、アンテナインピーダンスを各々の開閉状態に適した値に調整する複数のマッチング回路と、前記装置角度判定部からの信号に基づいて選択されたマッチング回路をアンテナと無線部との間に接続するアンテナマッチング回路切替部と、を少なくとも備えることを特徴とする携帯電話装置。
【請求項２】
２以上の前記基準角度が設定され、該２以上の基準角度に応じて定められる３以上の開閉状態と同数のマッチング回路が設けられていることを特徴とする請求項１記載の携帯電話装置。
【請求項３】
装置上部と装置下部とがヒンジによって開閉可能に接続されてなる携帯電話装置において、
前記装置上部と前記装置下部の開閉動作に応じて信号を送出する開閉角度センサと、前記開閉角度センサからの信号により設定される開閉角度と予め記憶された基準角度とを比較することによって開閉状態を判別し、該開閉状態に適したアンテナを選択する信号を送出する装置角度判定部と、複数のアンテナと、前記装置角度判定部からの信号に基づいて選択されたアンテナを無線部に接続するアンテナ接続切替回路と、を少なくとも備えることを特徴とする携帯電話装置。
【請求項４】
前記開閉角度センサは、前記ヒンジ内部のヒンジ歯車近傍に配置される光源に対して、前記ヒンジ歯車を挟んで対向する位置に配置され、前記ヒンジ歯車の回転による光の通過／遮断に応じて信号を送出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の携帯電話装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話装置に関し、特に、開閉可能な折り畳み型携帯電話装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の携帯電話装置は、液晶画面などが配置される装置上部と、キー操作部や無線部などが配置される装置下部とがヒンジによって開閉可能に接続された折り畳み型が主流である。この種の携帯電話装置では、通常、アンテナは装置上部に配置され、配線によって装置下部に配置された無線部と接続されているため、携帯電話装置が閉じた状態であるか開いた状態であるかによってアンテナインピーダンスが変化してしまう。
【０００３】
そこで、携帯電話装置が閉じた状態であっても開いた状態であっても良好なアンテナ特性が得られるように、携帯電話装置の開閉状態を検出し、開閉状態に応じてマッチング回路を切り替えてアンテナインピーダンスを調整する方法が用いられている。例えば、下記特許文献１では、上部端末機と下部端末機とが折り畳み機構を介して開・閉可能に連結され、一方にアンテナを、他方に無線部をそれぞれ配置した折り畳み機構付き携帯端末機に、アンテナと無線部とのインピーダンスの整合を開の状態においてとれるように回路定数が設定された第一の整合回路と、インピーダンスの整合を閉の状態においてとれるように回路定数が設定された第二の整合回路と、開の状態又は閉の状態を検出する開閉検出部と、開の状態の時に第一の整合回路を選択し、閉の状態の時に第二の整合回路を選択する制御部と、選択された整合回路をアンテナと無線部とに接続する切替部とを設ける構造が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３４５８８２号公報（第３−５頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、携帯電話装置は開又は閉のいずれかの状態で使用されるとは限らず、例えば、装置上部を９０度開いた状態にして充電台などの上に置き、ハンズフリーで通話するなどの使用形態も考えられる。
【０００６】
しかしながら、従来の携帯電話装置は、開状態、閉状態の２パターンを認識することによってアンテナのマッチング回路を切り替えて、開閉の状態に応じた最適なアンテナインピーダンスに調整するだけであり、開閉の途中の状態であっても開状態としか認識できないため、開閉の細かい角度によってマッチング回路を切り替えることはできない。従って、開閉の途中の状態においては最適となるアンテナインピーダンスにすることができず、通話品質の完全な確保は難しいという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、装置上部と装置下部とがヒンジによって開閉可能に支持される構造において、装置の開閉角度に関わらず通信品質を確保することができる携帯電話装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、装置上部と装置下部とがヒンジによって開閉可能に接続されてなる携帯電話装置において、前記装置上部と前記装置下部の開閉動作に応じて信号を送出する開閉角度センサと、前記開閉角度センサからの信号により設定される開閉角度と予め記憶された基準角度とを比較することによって開閉状態を判別し、該開閉状態に適したマッチング回路を選択する信号を送出する装置角度判定部と、アンテナインピーダンスを各々の開閉状態に適した値に調整する複数のマッチング回路と、前記装置角度判定部からの信号に基づいて選択されたマッチング回路をアンテナと無線部との間に接続するアンテナマッチング回路切替部と、を少なくとも備えるものである。
【０００９】
本発明においては、２以上の前記基準角度が設定され、該２以上の基準角度に応じて定められる３以上の開閉状態と同数のマッチング回路が設けられている構成とすることができる。
【００１０】
また、本発明は、装置上部と装置下部とがヒンジによって開閉可能に接続されてなる携帯電話装置において、前記装置上部と前記装置下部の開閉動作に応じて信号を送出する開閉角度センサと、前記開閉角度センサからの信号により設定される開閉角度と予め記憶された基準角度とを比較することによって開閉状態を判別し、該開閉状態に適したアンテナを選択する信号を送出する装置角度判定部と、複数のアンテナと、前記装置角度判定部からの信号に基づいて選択されたアンテナを無線部に接続するアンテナ接続切替回路と、を少なくとも備えるものである。
【００１１】
本発明においては、前記開閉角度センサは、前記ヒンジ内部のヒンジ歯車近傍に配置される光源に対して、前記ヒンジ歯車を挟んで対向する位置に配置され、前記ヒンジ歯車の回転による光の通過／遮断に応じて信号を送出する構成とすることができる。
【００１２】
このように、本発明の携帯電話装置では、開状態、閉状態だけでなく、開閉角度を細かく判別してマッチング回路又はアンテナに切り替えることができるため、様々な使用形態において通話品質を確保することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の携帯電話装置によれば、開状態及び閉状態のみならず、開閉の途中の状態でも通話品質を高めることができる。
【００１４】
その理由は、携帯電話装置に、開閉角度センサと、装置角度判定部と、３つ以上のマッチング回路と、アンテナマッチング回路切替部とを設けているため、開状態と閉状態の２種類のみならず開閉途中の状態でもアンテナインピーダンスを最適に調整することができるからである。
【００１５】
また、携帯電話装置に、開閉角度センサと、装置角度判定部と、２種類以上のアンテナと、アンテナ接続切替回路とを設けているため、開状態と閉状態の２種類のみならず開閉途中の状態でも利得の高いアンテナを選択することができるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
従来技術で示したように、従来より開状態及び閉状態の２つの状態でアンテナインピーダンスを適正な値に調整することができる携帯電話装置が提案されているが、携帯電話装置は開状態又は閉状態のいずれかで使用されるとは限らず、開閉途中の状態で使用される場合もあり、この場合に通話品質を確保することができないという問題があった。
【００１７】
そこで、本発明では、携帯電話装置に、装置の開閉動作を検出する開閉角度センサと、開閉角度センサからの信号に基づいて装置の開閉状態を判別する装置角度判定部と、開状態と閉状態と少なくとも１つの開閉途中の状態の各々の状態でアンテナインピーダンスを最適に調整する３つ以上のマッチング回路と、装置角度判定部からの信号に基づいて開閉状態に適したマッチング回路に切り替えるアンテナマッチング回路切替部とを設け、例えば、ヒンジの動きに連動して回転するヒンジ歯車の動きを開閉角度センサで検出して装置の角度を認識し、その認識した角度情報を装置角度判定部が受け取り、その装置角度に最適なマッチング回路を選択するようにアンテナマッチング回路切替部に指令を送り、その指令に応じてアンテナマッチング回路切替部がマッチング回路を選択するようにする。これにより、開状態及び閉状態のみならず、開閉途中の状態でもアンテナインピーダンスを適正な値に調整することができ、使用形態にかかわらず通話品質を確保することができる。
【００１８】
なお、装置の開閉角度に応じてアンテナインピーダンスを連続的に変化させることも可能であるが、この場合は装置の構造が複雑になると共に、携帯電話装置の価格の上昇や重量の増加、サイズの増加を招いてしまい、また、開閉角度の微妙な変化に応じてアンテナインピーダンスが変化すると、かえって通話状態が不安定になることも予想される。一方、携帯電話装置の実際の使用形態を考慮すると、開状態と、閉状態と、１以上の中間の状態を想定すれば十分であり、また、アンテナインピーダンスは上記状態で調整すれば十分にマッチングさせることができる。従って、アンテナインピーダンスを連続的に変化させる構造よりも、開状態と閉状態と少なくとも１つの開閉途中の状態を段階的に変化させる本発明の構造の方が優れている。
【実施例１】
【００１９】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の第１の実施例に係る携帯電話装置について、図１乃至図５を参照して説明する。図１及び図２は、本実施例の携帯電話装置の構成を模式的に示す図であり、図１は開状態、図２は開閉途中の状態を示している。また、図３は、開閉角度センサの角度認識機構の具体的構成を示す斜視図であり、図４は、本実施例の携帯電話装置の主要な構成及び動作を示す図である。また、図５は、本実施例の携帯電話装置を用いたマッチング回路の選択手順を示すフローチャート図及び開閉状態を模式的に示す図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施例の携帯電話装置は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）３や有機ＥＬ（electroluminescence）ディスプレイなどの表示装置やアンテナ５などが配置される装置上部４と、キー操作部や各種回路（無線部や制御部など）が配置される装置下部１とが、ヒンジ２によって開閉可能に接続されている。また、ヒンジ２には内部にヒンジ歯車７が設けられており、開閉動作に際してヒンジ歯車７が回転するようになっている。なお、携帯電話装置は図１の構成に限定されず適宜変更が可能である。例えば、図１では装置上部４の先端側にアンテナ５を配置しているが、装置上部４のヒンジ２側にアンテナ５を配置してもよい。また、図１では、伸縮可能なアンテナ５を示しているが、内蔵型のアンテナとしてもよい。
【００２１】
また、本実施例の携帯電話装置の主要な構成は図４に示すようになり、アンテナ５と、各開閉角度でアンテナインピーダンスが最適な値となるように設定された３つ以上のマッチング回路（ここでは１７０度で最適なマッチング回路Ａ１２と、９０度から１７０度で最適なマッチング回路Ｂ１３と、４５度から９０度で最適なマッチング回路Ｃ１４と、４５度以下で最適なマッチング回路Ｄ１５の４つのマッチング回路）と、アンテナマッチング回路切替部１１と、無線部１０と、制御部８と、制御部８中に構成される装置角度判定部９と、開閉角度センサ６などで構成される。
【００２２】
開閉角度センサ６は、装置の開閉動作を認識し、装置角度判定部９に角度情報を出力する。装置角度判定部９は、開閉角度センサ６からの角度情報を元に最適なマッチング回路を判定し、アンテナマッチング回路切替部１１にマッチング回路切替指令を送る。アンテナマッチング回路切替部１１は、指令されたマッチング回路を選択する。アンテナ５は選択されたマッチング回路を通して電波の送受信を行う。なお、開閉角度の検出機能は特に限定されないが、例えば、図３に示すように、ヒンジ歯車７近傍に赤外線２０などの光を照射する光源１９を設け、ヒンジ歯車７を挟んでその光源１９に対向する位置に光源１９から照射された光を検出する開閉角度センサ６を設け、ヒンジ歯車７の回転による光のＯＮ／ＯＦＦに基づいて開閉角度を検出する構成とすることができる。
【００２３】
次に、本実施例の携帯電話装置の動作について、図１及び図２の携帯電話装置の外観図、図３の開閉角度センサの角度認識機構、図４のブロック図、図５のフローチャート図を用いて説明する。
【００２４】
携帯電話装置が、例えば、図１の状態（開状態）から図２の状態（開閉途中の状態）に変化した時（図２の矢印方向に装置が折りたたまれた時）、ヒンジ２の内部にある図３のヒンジ歯車７が回転する。ヒンジ歯車７が回転すると開閉角度センサ６に対向する位置に配置された光源１９から出力されている赤外線２０（ここでは赤外線とするが可視光であってもよい。）がヒンジ歯車７によりさえぎられる。この赤外線２０がヒンジ歯車７にさえぎられた回数をカウントすることにより、ヒンジ歯車７の動いた角度（＝装置が開閉された角度）を開閉角度センサ６が感知して装置の角度を認識する。なお、携帯電話装置が開こうとしているのか閉じようとしているのかを判別できるようにするために、開閉角度センサ６を２つ並べて配置し、光の透過／遮断の時間のずれに基づいて動作方向を判定するようにしてもよい。
【００２５】
そして、上記開閉角度センサ６で開閉動作を感知したら、図５のフローチャート図に従ってマッチング回路の選択を行う。具体的には、開閉角度センサ６が装置の角度の変化を認識した時（Ｓ１１）、Ｓ１２で装置角度判定部９は開閉角度が１７０度であるか判定し、１７０度である場合はマッチング回路Ａ１２を選択する指令をアンテナマッチング回路切替部１１に送り（Ｓ１３）、マッチング回路Ａ１２に切り替える（Ｓ１９）。また、１７０度でなかった場合は、装置角度判定部９は開閉角度が９０度以上であるか判定し（Ｓ１４）、９０度以上である場合はマッチング回路Ｂ１３を選択する指令をアンテナマッチング回路切替部１１に送り（Ｓ１５）、マッチング回路Ｂ１３に切り替える（Ｓ１９）。また、９０度以上でなかった場合は、装置角度判定部９は開閉角度が４５度以上であるか判定し（Ｓ１６）、４５度以上である場合はマッチング回路Ｃ１４を選択する指令をアンテナマッチング回路切替部１１に送り（Ｓ１７）、マッチング回路Ｃ１４に切り替える（Ｓ１９）。更に４５度以上でなかった場合は、装置角度判定部９は開閉角度が４５度以下であると判定し、マッチング回路Ｄ１５を選択する指令をアンテナマッチング回路切替部１１に送り（Ｓ１８）、マッチング回路Ｄ１５に切り替える（Ｓ１９）。
【００２６】
なお、ここでは１７０度、９０度及び４５度の３つの角度を基準にしてマッチング回路の切り替えを行ったが、基準となる角度は実際の使用形態やアンテナインピーダンスの変動を考慮して適宜設定することができ、例えば、開状態の基準値を１８０度にしたり、開閉途中の状態の基準値を９０度のみにしたり、１３５度などの基準値を追加してもよく、開閉角度の基準値の増減に応じてマッチング回路を増減することができる。
【００２７】
このように、本実施例の携帯電話装置では、開閉角度センサ６からの信号に基づいて装置角度判定部９で角度を判定し、その角度と予め設定した基準角度とを比較し、マッチング回路を選択して選択指示をアンテナマッチング回路切替部１１に送信し、アンテナマッチング回路切替部１１で指示されたマッチング回路を選択してアンテナ５に接続する制御を行うため、現状の装置状態に適したマッチング回路に切り替えることができ、これにより、使用形態にかかわらず通話品質を確保することができる。
【実施例２】
【００２８】
次に、本発明の第２の実施例に係る携帯電話装置について、図６及び図７を参照して説明する。図６は、第２の実施例に係る携帯電話装置の主要な構成及び動作を示す図であり、図７は、本実施例の携帯電話装置を用いたマッチング回路の選択手順を示すフローチャート図及び開閉状態を模式的に示す図である。なお、基本的構成は第１の実施例と同様であるが、アンテナ５をメインアンテナ１７とサブアンテナ１８の２つに分けて、アンテナマッチング回路切替部１１をアンテナ接続切替回路１６に置き換えている。
【００２９】
図６に示すように、本実施例の携帯電話装置は、メインアンテナ１７とサブアンテナ１８の２つのアンテナを有しており、各々のアンテナは開閉角度によってアンテナ利得が変化する。なお、メインアンテナ１７及びサブアンテナ１８の構造や配置は任意であるが、一方のアンテナ（本実施例ではメインアンテナ１７）は開閉角度が大きい場合にアンテナ利得が大きく、他方のアンテナ（本実施例ではサブアンテナ１８）は開閉角度が小さい場合にアンテナ利得が大きくなるように構成されていることが好ましい。
【００３０】
次に、本実施例の携帯電話装置の動作について、図７のフローチャート図を用いて説明する。まず、第１の実施例と同様に、ヒンジ２の内部にあるヒンジ歯車７が回転すると光源１９から出力されている光（例えば赤外線２０）がヒンジ歯車７によりさえぎられ、このさえぎられた回数をカウントすることにより、ヒンジ歯車７の動いた角度を開閉角度センサ６が感知して装置の角度を認識する。
【００３１】
そして、上記開閉角度センサ６で開閉動作を感知したら、図７のフローチャート図に従ってアンテナの選択を行う。具体的には、開閉角度センサ６が装置の開閉角度が変化した時（Ｓ２１）、Ｓ２２で装置角度判定部９は装置の開閉角度が１７０度であるか判定し、１７０度（装置開状態）である場合は１７０度にて利得が高くなるメインアンテナ１７を選択する指令をアンテナ接続切替回路１６に送り（Ｓ２３）、メインアンテナ１７に切り替える（Ｓ２９）。１７０度でなかった場合は、装置角度判定部９は開閉角度が９０度以上であるか判定し（Ｓ２４）、９０度以上である場合は１７０度未満９０以上にて利得が高くなるメインアンテナを選択する指令をアンテナ接続切替回路１６に送り（Ｓ２５）、メインアンテナ１７に切り替える（Ｓ２９）。９０度以上でなかった場合は、装置角度判定部９は開閉角度が４５度以上であるか判定し（Ｓ２６）、４５度以上である場合は９０度未満４５度以上で利得が高くなるサブアンテナを選択する指令をアンテナ接続切替回路１６に送り（Ｓ２７）、サブアンテナ１８に切り替える（Ｓ２９）。４５度以上でなかった場合は、装置角度判定部９は開閉角度が４５度以下であると判定し、４５度未満０度以上で利得が高くなるサブアンテナ１７を選択する指令をアンテナ接続切替回路１６に送り（Ｓ２８）、サブアンテナ１８に切り替える。
【００３２】
なお、本実施例においても、基準となる角度は実際の使用形態やアンテナ特性を考慮して適否設定することができ、例えば、開状態の基準値を１８０度にしたり、開閉途中の状態の基準値を９０度のみにしたり、１３５度などの基準値を追加してもよい。また、本実施例ではメインアンテナ１７とサブアンテナ１８の２つのアンテナを設けているが、３つ以上のアンテナを設け、各々の開閉角度で最もアンテナ利得が大きいアンテナが選択されるようにしてもよい。
【００３３】
このように、本実施例の携帯電話装置では、開閉角度センサ６からの信号に基づいて装置角度判定部９で角度を判定し、その角度と予め設定した基準角度とを比較してアンテナの選択指示をアンテナ接続切替回路１６に送信し、アンテナ接続切替回路１６で指示されたアンテナを選択する制御を行うため、装置角度に応じた最適にアンテナを選択することができ、これにより、使用形態にかかわらず通話品質を確保することができる。
【００３４】
なお、上記各実施例では、装置上部４と装置下部１とがヒンジ２によって開閉可能に接続される構造を示したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、装置上部４と装置下部１の位置関係が変化する構造全般に対して適用することができ、例えば、装置上部４と装置下部１とが２軸のヒンジによって開閉かつ回転可能に接続される構造や、装置上部４と装置下部１とがスライド可能に接続される構造などについても同様に適用することができる。
【００３５】
例えば、２軸のヒンジによって開閉かつ回転可能に接続される構造の場合は、回転角度を検出するセンサ（例えば、開閉角度センサ６と同様の構造のセンサ）を設け、開閉角度に代えて又は開閉角度と共に回転角度に応じてマッチング回路やアンテナが段階的に切り替わるようにしてもよいし、スライド可能に接続される構造の場合は、スライド量を検出するセンサ（例えば、スライド方向に接点を配列したセンサ）を設け、スライド量に応じてマッチング回路やアンテナが段階的に切り替わるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、装置上部と装置下部の位置関係に応じてアンテナ特性が変化する任意の無線機器、例えば、携帯電話機、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）、携帯端末機器、ゲーム機等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施例に係る携帯電話装置の構造（開状態）を模式的に示す側面図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る携帯電話装置の構造（開閉途中の状態）を模式的に示す側面図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る開閉角度センサの角度認識機構の具体的構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る携帯電話装置の主要構成及び動作を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係る携帯電話装置を用いたマッチング回路の選択手順を示すフローチャート図である。
【図６】本発明の第２の実施例に係る携帯電話装置の主要構成及び動作を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施例に係る携帯電話装置を用いたマッチング回路の選択手順を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  装置下部
２  ヒンジ
３  ＬＣＤ
４  装置上部
５  アンテナ
６  開閉角度センサ
７  ヒンジ歯車
８  制御部
９  装置角度判定部
１０  無線部
１１  アンテナマッチング回路切替部
１２  マッチング回路Ａ
１３  マッチング回路Ｂ
１４  マッチング回路Ｃ
１５  マッチング回路Ｄ
１６  アンテナ接続切替回路
１７  メインアンテナ
１８  サブアンテナ
１９  光源
２０  赤外線
【図１】
2007043410.tif 000003
【図２】
2007043410.tif 000004
【図３】
2007043410.tif 000005
【図４】
2007043410.tif 000006
【図５】
2007043410.tif 000007
【図６】
2007043410.tif 000008
【図７】
2007043410.tif 000009