(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能なアンテナエレメントの底部に設けられた磁気発生手段と、
前記アンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に設けられ、前記磁気発生手段からの磁気を検出して前記磁気発生手段との距離に応じた距離信号を発生する磁気感応手段と、
可変容量ダイオードおよび／または可変インダクタンスを含み、前記アンテナエレメントに接続されて前記アンテナエレメントのインピーダンスとの整合を図るインピーダンスを持ち得る、アンテナ整合回路と、
前記磁気感応手段で発生された距離信号を入力し、前記アンテナエレメントの移動位置に応じて規定される前記アンテナ整合回路における前記可変容量ダイオードおよび／または前記インダクタンスの値を、前記入力した距離信号に応じて事前に記憶させているメモリから読みだし、当該読みだした値を用いて前記アンテナ整合回路内の前記可変容量ダイオードおよび／または前記可変インダクタンスの値を制御して前記アンテナ整合回路のインピーダンスを変化させる、制御回路と
を有する、アンテナ装置。
【請求項２】
移動可能なアンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に設けられた磁気発生手段と、
前記アンテナエレメントの底部に設けられ、前記磁気発生手段からの磁気を検出して前記磁気発生手段との距離に応じた距離信号を発生する磁気感応手段と、  可変容量ダイオードおよび／または可変インダクタンスを含み、前記アンテナエレメントに接続されて前記アンテナエレメントのインピーダンスとの整合を図るインピーダンスを持ち得る、アンテナ整合回路と、
前記磁気感応手段で発生された前記距離信号を入力し、前記アンテナエレメントの移動位置に応じて規定される前記アンテナ整合回路における前記可変容量ダイオードおよび／または前記インダクタンスの値を、前記入力した距離信号に応じて事前に記憶させあるメモリから読みだし、当該読みだした値を用いて前記アンテナ整合回路内の前記可変容量ダイオードおよび／または前記可変インダクタンスの値を制御して前記アンテナ整合回路のインピーダンスを変化させる、制御回路と
を有する、アンテナ装置。
【請求項３】
移動可能なアンテナエレメントの底部に設けられた光反射手段と、
前記アンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に設けられ、前記光反射手段に光を照射する光照射手段と、
前記アンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に設けられ、前記光反射手段から前記光反射手段に照射された光が前記光反射手段で反射された光を受光する受光手段と、
可変容量ダイオードおよび／または可変インダクタンスを含み、前記アンテナエレメントに接続されて前記アンテナエレメントのインピーダンスとの整合を図るインピーダンスを持ち得る、アンテナ整合回路と、
制御回路と
を有し、
前記受光手段は、前記光照射手段からの光が前記光反射手段で反射した光を受光し、前記アンテナエレメントの底部と前記穴の底部との距離に応じた受光強度を示す電気的な距離信号を発生し、
前記制御回路は、前記受光手段で発生された前記距離信号を入力し、前記アンテナエレメントの移動位置に応じて規定される前記アンテナ整合回路における前記可変容量ダイオードおよび／または前記インダクタンスの値を、前記距離信号に応じて事前に記憶させていてメモリから読みだし、当該読みだした値を用いて前記アンテナ整合回路内の前記可変容量ダイオードおよび／または前記可変インダクタンスの値を制御して前記アンテナ整合回路のインピーダンスを変化させる、
アンテナ装置。
【請求項４】
移動可能なアンテナエレメントの底部に設けられた光照射手段および受光手段と、
前記アンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に、前記光照射手段から照射された光を前記受光手段に向けて反射するように、設けられた光反射手段と、
可変容量ダイオードおよび／または可変インダクタンスを含み、前記アンテナエレメントに接続されて前記アンテナエレメントのインピーダンスとの整合を図るインピーダンスを持ち得る、アンテナ整合回路と、
制御回路と
を有し、
前記受光手段は、前記光照射手段からの光が前記光反射手段で反射した光を受光し、前記アンテナエレメントの底部と前記穴の底部との距離に応じた受光強度を示す電気的な距離信号を発生し、
前記制御回路は、前記受光手段で発生された前記距離信号を入力し、前記アンテナエレメントの移動位置に応じて規定される前記アンテナ整合回路における前記可変容量ダイオードおよび／または前記インダクタンスの値を、前記距離信号に応じて事前に記憶させていてメモリから読みだし、当該読みだした値を用いて前記アンテナ整合回路内の前記可変容量ダイオードおよび／または前記可変インダクタンスの値を制御して前記アンテナ整合回路のインピーダンスを変化させる、
アンテナ装置。
【請求項５】
移動可能なアンテナエレメントの底部に設けられた超音波反射手段と、
前記アンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に設けられ、超音波を発射し、超音波を受信するた超音波発射・受信手段と、
可変容量ダイオードおよび／または可変インダクタンスを含み、前記アンテナエレメントに接続されて前記アンテナエレメントのインピーダンスとの整合を図るインピーダンスを持ち得る、アンテナ整合回路と、
制御回路と
を有し、
前記超音波発射・受信手段は、前記超音波反射手段に向けて超音波を発射し、前記超音波反射手段で反射された超音波を受信し、前記アンテナエレメントの底部と前記穴の底部との距離に応じた距離信号を出力し、
前記制御回路は、前記前記超音波発射・受信手段から出力された前記距離信号を入力し、前記アンテナエレメントの移動位置に応じて規定される前記アンテナ整合回路における前記可変容量ダイオードおよび／または前記インダクタンスの値を、前記入力した距離信号に応じて事前に記憶させてあるメモリから読みだし、当該読みだした値を用いて前記アンテナ整合回路内の前記可変容量ダイオードおよび／または前記可変インダクタンスの値を制御して前記アンテナ整合回路のインピーダンスを変化させる、
アンテナ装置。
【請求項６】
移動可能なアンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に設けられた超音波反射手段と、
前記アンテナエレメントの底部に設けられ、超音波を発射し、超音波を受信する超音波発射・受信手段と、
可変容量ダイオードおよび／または可変インダクタンスを含み、前記アンテナエレメントに接続されて前記アンテナエレメントのインピーダンスとの整合を図るインピーダンスを持ち得る、アンテナ整合回路と、
制御回路と
を有し、
前記超音波発射・受信手段は、前記超音波反射手段に向けて超音波を発射し、前記超音波反射手段で反射して超音波を受信して前記超音波反射手段との距離に応じた距離信号を出力し、
前記制御回路は、前記超音波発射・受信手段から出力された前記距離信号を入力し、前記アンテナエレメントの移動位置に応じて規定される前記アンテナ整合回路における前記可変容量ダイオードおよび／または前記インダクタンスの値を、前記入力した距離信号に応じて事前に記憶させていてメモリから読みだし、当該読みだした値を用いて前記アンテナ整合回路内の前記可変容量ダイオードおよび／または前記可変インダクタンスの値を制御して前記アンテナ整合回路のインピーダンスを変化させる、
アンテナ装置。
【請求項７】
無線通信機に対して挿脱可能な第１のアンテナエレメントと、
当該無線通信機に固定されている第２のアンテナエレメントと、
前記第１のアンテナエレメントの当該無線通信機に対する連続的な挿脱位置を距離信号として検出する非接触式位置検出手段と、
可変容量ダイオードおよび／または可変インダクタンスを含み、前記第１のアンテナエレメントおよび前記第２のアンテナエレメントに接続されて、前記第１のアンテナエレメントが当該無線通信機に十分収容されたとき、および、前記第１のアンテナエレメントが当該無線通信機から最大限引き出されたとき、および、前記第１のアンテナエレメントがこれらの間の位置にあるとき、前記第１のアンテナエレメントおよび／または前記第２のアンテナエレメントとのインピーダンスの整合を図るインピーダンスを持ち得る、アンテナ整合手段と、
前記第１のアンテナエレメントが当該無線通信機に十分収容されたとき、前記第１のアンテナエレメントが前記無線通信機から最大限引き出されたとき、および、前記第１のアンテナエレメントがこれらの間の位置にあるときの前記アンテナ整合回路における前記可変容量ダイオードの値および／または前記可変インダクタンスの値を記憶しているメモリ手段と、
前記非接触式位置検出手段で検出した距離信号に応じた、前記メモリ手段から前記アンテナ整合回路における前記可変容量ダイオードの値および／または前記可変インダクタンスの値を読みだして、前記可変容量ダイオードの値および／または前記可変インダクタンスの値を前記アンテナ整合回路に設定する、整合条件設定手段と
を有する無線通信機。
【請求項８】
前記非接触式位置検出手段は、
前記第１のアンテナエレメントの底部に設けられた磁気発生手段と、
前記第１のアンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に設けられ、前記磁気発生手段からの磁気を検出して前記磁気発生手段との距離に応じた距離信号を発生する磁気感応手段と
を有する、
請求項７に記載の無線通信機。
【請求項９】
前記非接触式位置検出手段は、
前記第１のアンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に設けられた磁気発生手段と、
前記第１のアンテナエレメントの底部に設けられ、前記磁気発生手段からの磁気を検出して前記磁気発生手段との距離に応じた距離信号を発生する磁気感応手段と
を有する、
請求項７に記載の無線通信機。
【請求項１０】
前記非接触式位置検出手段は、
前記第１のアンテナエレメントの底部に設けられた光照射手段および受光手段と、
前記第１のアンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に、前記光照射手段から照射された光を前記受光手段に向けて反射するように、設けられた光反射手段と
を有し、
前記受光手段は、前記光照射手段からの光が前記光反射手段で反射した光を受光し、前記アンテナエレメントの底部と前記穴の底部との距離に応じた受光強度を示す電気的な距離信号を発生する、
請求項７に記載の無線通信機。
【請求項１１】
前記非接触式位置検出手段は、
前記第１のアンテナエレメントの底部に設けられた光反射手段と、
前記第１のアンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に設けられ、前記光反射手段に光を照射する光照射手段と、
前記第１のアンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に設けられ、前記光反射手段から前記光反射手段に照射された光が前記光反射手段で反射された光を受光する受光手段と
を有し、
前記受光手段は、前記光照射手段からの光が前記光反射手段で反射した光を受光し、前記アンテナエレメントの底部と前記穴の底部との距離に応じた受光強度を示す電気的な距離信号を発生する、
請求項７に記載の無線通信機。
【請求項１２】
前記非接触式位置検出手段は、
前記第１のアンテナエレメントの底部に設けられた超音波反射手段と、
前記第１のアンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に設けられ、超音波を発射し、超音波を受信する超音波発射・受信手段と
を有し、
前記超音波発射・受信手段は、前記超音波反射手段に向けて超音波を発射し、前記超音波反射手段で反射された超音波を受信し、前記第１のアンテナエレメントの底部と前記穴の底部との距離に応じた距離信号を出力する、
請求項７に記載の無線通信機。
【請求項１３】
前記非接触式位置検出手段は、
前記第１のアンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に設けられた超音波反射手段と、
前記第１のアンテナエレメントの底部に設けられ、超音波を発射し、超音波を受信する超音波発射・受信手段と
を有し、
前記超音波発射・受信手段は、前記超音波反射手段に向けて超音波を発射し、前記超音波反射手段で反射して超音波を受信して前記超音波反射手段との距離に応じた距離信号を出力する、
請求項７に記載の無線通信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナ装置と無線通信機に関するものであり、特定的には、移動体通信機本体から挿脱自在のアンテナエレメントを有する移動体通信機に関するものであり、さらに特定的には、アンテナエレメントの挿脱状態を信頼性が高く耐久性のある簡単な構成で検出するアンテナ位置検出装置と、それを用いてアンテナの挿脱状態に応じてアンテナの整合条件を調整可能にする移動体通信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機などの移動体通信機などにおいては、送信時はアンテナエレメントを通信機本体から引き出し、待受け状態の時はアンテナエレメントを移動体通信機本体の内部に収容しておくことが多い。そのような挿脱自在（伸縮自在）のアンテナエレメントを有する移動体通信機において、上述した挿脱自在なアンテナエレメントの他に、通信機本体内部にも固定して収容されているアンテナ導体（またはヘリカルアンテナ）とが設けられており、そのアンテナ導体だけで受信可能に構成されている場合が多い。
しかしながら、挿脱自在のアンテナエレメントが通信機本体に収容されている時と挿脱自在のアンテナエレメントが通信機本体から引き出されている時とでは、アンテナの実効長が異なりアンテナ特性が異なるから、整合特性をアンテナ特性に合致させることが望ましい。
【０００３】
特開平６−２１６６３０号公報は、移動体通信用無線機において伸縮自在なホイップアンテナの動きに応じてホイップアンテナかヘリカルアンテナエレメントかを整合回路に機構的に切り換えて接続する技術を開示している。特開平６−２１６６３０号公報の移動体通信機において、送信時には、伸縮自在なホイップアンテナが筐体の外部に伸長されたときはストッパ導体がホルダー導体に係合してホイップアンテナが筐体の内部に固定されているヘリカルアンテナエレメントとともに整合回路を介して無線機に接続され、待受け時には、ホイップアンテナが筐体の内部に収容されてヘリカルアンテナのみが整合回路に接続される。
【０００４】
特開平８−２２２９２６号公報は、特開平６−２１６６３０号公報に開示された技術を進展させてアンテナエレメントと協動するスイッチによって整合回路を切り換える方法を開示している。特開平８−２２２９２６号公報のアンテナエレメントを収納自在な携帯電話機は、携帯電話機の本体に収容または引き出される伸長可能なアンテナエレメントと、広帯域に整合がとられた第１の整合回路と、受信帯域に整合がとられた第２の整合回路と、携帯電話機の本体に固定的に収容されたアンテナ導体と、アンテナエレメントの伸長に応じて動作してアンテナ導体と第２の整合回路とを断続するスイッチを準備しておき、アンテナエレメントが本体に収容されている時はそのアンテナエレメントの押圧によりスイッチを動作させてアンテナ導体と第２の整合回路を接続し、アンテナエレメントが携帯電話機の本体から引き出された時はアンテナエレメントの押圧が解除されてアンテナエレメントと第１の整合回路とが接続されるように構成したアンテナ装置を開示している。
【０００５】
特開平９−２７０８３９号公報は、特開平６−２１６６３０号公報および特開平８−２２２９２６号公報に開示している携帯電話機と同様のアンテナエレメントを収納自在な携帯電話機において、特開平８−２２２９２６号公報とは異なる方法で整合回路を選択する技術を開示している。すなわち、特開平９−２７０８３９号公報は、アンテナが携帯電話機の本体に収容されている時は給電端子と接地端子とに接続されて電気回路を形成させてコイルを付勢してリレースイッチを動作させて第１の整合回路を形成し、アンテナが携帯電話機の本体から引き出された時は電気回路は形成されずコイルは消勢してリレースイッチは開となり第２の整合回路を形成した、アンテナの位置に応じた整合回路の切り替え方法を開示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特開平６−２１６６３０号公報に開示された方法は、有効なアンテナと整合回路との接続を機構的に行うので、接続機構の耐久性に問題があるほか、接触不良などが発生しやすく、信頼性に欠けるという問題が予想される。特に、携帯電話機などにおいては、アンテナエレメントの挿脱は頻繁に行われるから耐久性および信頼性に関係する問題の克服は重要である。
【０００７】
特開平８−２２２９２６号公報に開示された方法は、特開平６−２１６６３０号公報に開示された技術に欠けているアンテナ特性に応じた整合回路の選択という改善はあるものの、伸縮自在なアンテナエレメントの押圧によって機械的にスイッチを駆動するので、特開平６−２１６６３０号公報に開示された方法と同様、スイッチの反復動作に対する耐久性の問題および接触不良など起因する信頼性の問題が予想される。
【０００８】
特開平９−２７０８３９号公報に開示された方法も、特開平６−２１６６３０号公報に開示された技術に欠けているアンテナ特性に応じた整合回路の選択という改善はあるものの、機械的なに接触させる給電端子と接地端子を用いる点において、特開平６−２１６６３０号公報および特開平８−２２２９２６号公報と同様、耐久性および信頼性の問題が予想される。
【０００９】
特開平６−２１６６３０号公報、特開平８−２２２９２６号公報および特開平９−２７０８３９号公報に開示されている方法は全て、アンテナエレメントが移動体通信機の本体から完全に引き出された時のアンテナ長と、アンテナエレメントが移動体通信機の本体に完全に収容された時の収容アンテナ（たとえば、ヘリカルアンテナ）のアンテナ長を考慮しており、これらの中間の位置に伸縮自在のアンテナエレメントが引き出された状態の整合を考慮していない。しかしながら、いつも携帯電話機本体からアンテナエレメントを完全に引き出した状態または携帯電話機本体にアンテナエレメントを完全に収容した状態で通話しているとは限らない。より正確な整合をとるためには、たとえば、アンテナエレメントが携帯電話機本体から半ば程度引き出されているときにもその位置で最適な整合をとることが望ましい。
【００１０】
本発明は上述した問題を克服するため、簡単かつ小型の手段で、反復継続性および耐久性に富み、信頼性高く、アンテナ挿脱状態を検出可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、アンテナエレメントの中間位置などの挿脱位置も検出可能としたアンテナ装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、上述したアンテナ装置を用いて適切な整合をとることが可能な移動体通信機を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の観点の第１の形態によれば、移動可能なアンテナエレメントの底部に設けられた磁気発生手段と、前記アンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に設けられ、前記磁気発生手段からの磁気を検出して前記磁気発生手段との距離に応じた距離信号を発生する磁気感応手段と、可変容量ダイオードおよび／または可変インダクタンスを含み、前記アンテナエレメントに接続されて前記アンテナエレメントのインピーダンスとの整合を図るインピーダンスを持ち得る、アンテナ整合回路と、前記磁気感応手段で発生された距離信号を入力し、前記アンテナエレメントの移動位置に応じて規定される前記アンテナ整合回路における前記可変容量ダイオードおよび／または前記インダクタンスの値を、前記入力した距離信号に応じて事前に記憶させているメモリから読みだし、当該読みだした値を用いて前記アンテナ整合回路内の前記可変容量ダイオードおよび／または前記可変インダクタンスの値を制御して前記アンテナ整合回路のインピーダンスを変化させる、制御回路とを有する、アンテナ装置が提供される。
また本発明の第１の観点の第２の形態によれば、移動可能なアンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に設けられた磁気発生手段と、前記アンテナエレメントの底部に設けられ、前記磁気発生手段からの磁気を検出して前記磁気発生手段との距離に応じた距離信号を発生する磁気感応手段と、可変容量ダイオードおよび／または可変インダクタンスを含み、前記アンテナエレメントに接続されて前記アンテナエレメントのインピーダンスとの整合を図るインピーダンスを持ち得る、アンテナ整合回路と、前記磁気感応手段で発生された前記距離信号を入力し、前記アンテナエレメントの移動位置に応じて規定される前記アンテナ整合回路における前記可変容量ダイオードおよび／または前記インダクタンスの値を、前記入力した距離信号に応じて事前に記憶させあるメモリから読みだし、当該読みだした値を用いて前記アンテナ整合回路内の前記可変容量ダイオードおよび／または前記可変インダクタンスの値を制御して前記アンテナ整合回路のインピーダンスを変化させる、制御回路とを有する、アンテナ装置が提供される。
【００１２】
本発明の第２の観点の第１の形態によれば、移動可能なアンテナエレメントの底部に設けられた光反射手段と、前記アンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に設けられ、前記光反射手段に光を照射する光照射手段と、前記アンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に設けられ、前記光反射手段から前記光反射手段に照射された光が前記光反射手段で反射された光を受光する受光手段と、可変容量ダイオードおよび／または可変インダクタンスを含み、前記アンテナエレメントに接続されて前記アンテナエレメントのインピーダンスとの整合を図るインピーダンスを持ち得る、アンテナ整合回路と、制御回路とを有し、
前記受光手段は、前記光照射手段からの光が前記光反射手段で反射した光を受光し、前記アンテナエレメントの底部と前記穴の底部との距離に応じた受光強度を示す電気的な距離信号を発生し、前記制御回路は、前記受光手段で発生された前記距離信号を入力し、前記アンテナエレメントの移動位置に応じて規定される前記アンテナ整合回路における前記可変容量ダイオードおよび／または前記インダクタンスの値を、前記距離信号に応じて事前に記憶させていてメモリから読みだし、当該読みだした値を用いて前記アンテナ整合回路内の前記可変容量ダイオードおよび／または前記可変インダクタンスの値を制御して前記アンテナ整合回路のインピーダンスを変化させる、アンテナ装置が提供される。
また本発明の第２の観点の第２の形態によれば、移動可能なアンテナエレメントの底部に設けられた光照射手段および受光手段と、前記アンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に、前記光照射手段から照射された光を前記受光手段に向けて反射するように、設けられた光反射手段と、可変容量ダイオードおよび／または可変インダクタンスを含み、前記アンテナエレメントに接続されて前記アンテナエレメントのインピーダンスとの整合を図るインピーダンスを持ち得る、アンテナ整合回路と、制御回路とを有し、
前記受光手段は、前記光照射手段からの光が前記光反射手段で反射した光を受光し、前記アンテナエレメントの底部と前記穴の底部との距離に応じた受光強度を示す電気的な距離信号を発生し、前記制御回路は、前記受光手段で発生された前記距離信号を入力し、前記アンテナエレメントの移動位置に応じて規定される前記アンテナ整合回路における前記可変容量ダイオードおよび／または前記インダクタンスの値を、前記距離信号に応じて事前に記憶させていてメモリから読みだし、当該読みだした値を用いて前記アンテナ整合回路内の前記可変容量ダイオードおよび／または前記可変インダクタンスの値を制御して前記アンテナ整合回路のインピーダンスを変化させる、アンテナ装置が提供される。
【００１３】
本発明の第３の観点の第１の形態によれば、移動可能なアンテナエレメントの底部に設けられた超音波反射手段と、前記アンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に設けられ、超音波を発射し、超音波を受信するた超音波発射・受信手段と、可変容量ダイオードおよび／または可変インダクタンスを含み、前記アンテナエレメントに接続されて前記アンテナエレメントのインピーダンスとの整合を図るインピーダンスを持ち得る、アンテナ整合回路と、制御回路とを有し、
前記超音波発射・受信手段は、前記超音波反射手段に向けて超音波を発射し、前記超音波反射手段で反射された超音波を受信し、前記アンテナエレメントの底部と前記穴の底部との距離に応じた距離信号を出力し、前記制御回路は、前記前記超音波発射・受信手段から出力された前記距離信号を入力し、前記アンテナエレメントの移動位置に応じて規定される前記アンテナ整合回路における前記可変容量ダイオードおよび／または前記インダクタンスの値を、前記入力した距離信号に応じて事前に記憶させてあるメモリから読みだし、当該読みだした値を用いて前記アンテナ整合回路内の前記可変容量ダイオードおよび／または前記可変インダクタンスの値を制御して前記アンテナ整合回路のインピーダンスを変化させる、アンテナ装置が提供される。
また本発明の第３の観点の第１の形態によれば、移動可能なアンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に設けられた超音波反射手段と、前記アンテナエレメントの底部に設けられ、超音波を発射し、超音波を受信する超音波発射・受信手段と、可変容量ダイオードおよび／または可変インダクタンスを含み、前記アンテナエレメントに接続されて前記アンテナエレメントのインピーダンスとの整合を図るインピーダンスを持ち得る、アンテナ整合回路と、制御回路とを有し、
前記超音波発射・受信手段は、前記超音波反射手段に向けて超音波を発射し、前記超音波反射手段で反射して超音波を受信して前記超音波反射手段との距離に応じた距離信号を出力し、前記制御回路は、前記超音波発射・受信手段から出力された前記距離信号を入力し、前記アンテナエレメントの移動位置に応じて規定される前記アンテナ整合回路における前記可変容量ダイオードおよび／または前記インダクタンスの値を、前記入力した距離信号に応じて事前に記憶させていてメモリから読みだし、当該読みだした値を用いて前記アンテナ整合回路内の前記可変容量ダイオードおよび／または前記可変インダクタンスの値を制御して前記アンテナ整合回路のインピーダンスを変化させる、アンテナ装置が提供される。
【００１４】
本発明の第４の観点によれば、無線通信機に対して挿脱可能な第１のアンテナエレメントと、当該無線通信機に固定されている第２のアンテナエレメントと、前記第１のアンテナエレメントの当該無線通信機に対する連続的な挿脱位置を距離信号として検出する非接触式位置検出手段と、可変容量ダイオードおよび／または可変インダクタンスを含み、前記第１のアンテナエレメントおよび前記第２のアンテナエレメントに接続されて、前記第１のアンテナエレメントが当該無線通信機に十分収容されたとき、および、前記第１のアンテナエレメントが当該無線通信機から最大限引き出されたとき、および、前記第１のアンテナエレメントがこれらの間の位置にあるとき、前記第１のアンテナエレメントおよび／または前記第２のアンテナエレメントとのインピーダンスの整合を図るインピーダンスを持ち得る、アンテナ整合手段と、前記第１のアンテナエレメントが当該無線通信機に十分収容されたとき、前記第１のアンテナエレメントが前記無線通信機から最大限引き出されたとき、および、前記第１のアンテナエレメントがこれらの間の位置にあるときの前記アンテナ整合回路における前記可変容量ダイオードの値および／または前記可変インダクタンスの値を記憶しているメモリ手段と、前記非接触式位置検出手段で検出した距離信号に応じた、前記メモリ手段から前記アンテナ整合回路における前記可変容量ダイオードの値および／または前記可変インダクタンスの値を読みだして、前記可変容量ダイオードの値および／または前記可変インダクタンスの値を前記アンテナ整合回路に設定する、整合条件設定手段とを有する無線通信機が提供される。
【００１５】
好ましくは、前記非接触式位置検出手段は、前記第１のアンテナエレメントの底部に設けられた磁気発生手段と、前記第１のアンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に設けられ、前記磁気発生手段からの磁気を検出して前記磁気発生手段との距離に応じた距離信号を発生する磁気感応手段とを有する。
また好ましくは、前記非接触式位置検出手段は、前記第１のアンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に設けられた磁気発生手段と、前記第１のアンテナエレメントの底部に設けられ、前記磁気発生手段からの磁気を検出して前記磁気発生手段との距離に応じた距離信号を発生する磁気感応手段とを有する。
【００１６】
好ましくは、前記非接触式位置検出手段は、前記第１のアンテナエレメントの底部に設けられた光照射手段および受光手段と、前記第１のアンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に、前記光照射手段から照射された光を前記受光手段に向けて反射するように、設けられた光反射手段とを有し、前記受光手段は、前記光照射手段からの光が前記光反射手段で反射した光を受光し、前記アンテナエレメントの底部と前記穴の底部との距離に応じた受光強度を示す電気的な距離信号を発生する。
また好ましくは、前記非接触式位置検出手段は、前記第１のアンテナエレメントの底部に設けられた光反射手段と、前記第１のアンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に設けられ、前記光反射手段に光を照射する光照射手段と、前記第１のアンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に設けられ、前記光反射手段から前記光反射手段に照射された光が前記光反射手段で反射された光を受光する受光手段とを有し、前記受光手段は、前記光照射手段からの光が前記光反射手段で反射した光を受光し、前記アンテナエレメントの底部と前記穴の底部との距離に応じた受光強度を示す電気的な距離信号を発生する。
【００１７】
好ましくは、前記非接触式位置検出手段は、前記第１のアンテナエレメントの底部に設けられた超音波反射手段と、前記第１のアンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に設けられ、超音波を発射し、超音波を受信する超音波発射・受信手段とを有し、前記超音波発射・受信手段は、前記超音波反射手段に向けて超音波を発射し、前記超音波反射手段で反射された超音波を受信し、前記第１のアンテナエレメントの底部と前記穴の底部との距離に応じた距離信号を出力する。
また好ましくは、前記非接触式位置検出手段は、前記第１のアンテナエレメントが挿入されて移動する穴の底部に設けられた超音波反射手段と、前記第１のアンテナエレメントの底部に設けられ、超音波を発射し、超音波を受信する超音波発射・受信手段とを有し、前記超音波発射・受信手段は、前記超音波反射手段に向けて超音波を発射し、前記超音波反射手段で反射して超音波を受信して前記超音波反射手段との距離に応じた距離信号を出力する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明のアンテナ位置検出装置およびそのアンテナ位置検出装置を用いた無線通信機の実施の形態として、アンテナを挿脱可能な移動体通信装置、たとえば、携帯電話機を例示して述べる。
【００１９】
図１は携帯電話機の送信系（送信機部）の一部を図解した構成図である。
図１に図解した送信機部１０の構成と動作を述べる。
送信機部１０は、送信用アンテナ１１と、アンテナ整合回路１２と、マイクロコンピュータを内蔵した制御回路１３と、送信用アンテナ１１の位置を検出する位置検出センサ１４と、フィルタ回路１５と、高周波増幅回路１６と、図示しない周波数変換回路と、図示しない変調回路と、図示しない送信データ発生回路とを有する。
【００２０】
図示しない送信データ発生回路で生成した送信用データが図示しない変調回路で変調され、変調された送信データが図示しない周波数変換回路で高周波信号に変換されて、高周波増幅回路１６で所定の電力レベルまで増幅され、フィルタ回路１５でフィルタされてアンテナ整合回路１２を経由して送信用アンテナ１１に印加され無線信号として空中に送出される。
位置検出センサ１４は送信用アンテナ１１の位置を検出し、制御回路１３は位置検出センサ１４で検出した位置に応じてアンテナ整合回路１２の特性を調整する。なお制御回路１３はアンテナ整合回路１２の調整だけでなく、図示しない送信データ発生回路における送信データ発生処理も行う。
【００２１】
図２は携帯電話機の受信系（受信機部）の一部を図解した構成図である。
図２に図解した受信機部２０の構成と動作を述べる。
受信機部２０は、受信用アンテナ２１と、アンテナ整合回路２２と、マイクロコンピュータを内蔵した制御回路２３と、受信用アンテナ２１の位置を検出する位置検出センサ２４と、フィルタ回路２５と、高周波増幅回路２６と、図示しない周波数変換回路と、図示しない復調回路と、図示しない受信データ再生回路とを有する。
【００２２】
受信用アンテナ２１で受信した高周波信号がアンテナ整合回路２２において整合され、フィルタ回路２５でフィルタリングされ、高周波増幅回路２６において増幅される。高周波増幅回路２６で増幅された信号は図示しない周波数変換回路においてベースバンド周波数信号に変換され、図示しない復調回路で復調されて、図示しない受信データ再生回路において再生される。
位置検出センサ２４は受信用アンテナ２１の位置を検出し、制御回路２３は位置検出センサ２４で検出した位置に応じてアンテナ整合回路２２の特性を調整する。なお制御回路２３はアンテナ整合回路２２の調整だけでなく、図示しない受信データ再生回路における受信データ再生処理も行う。
【００２３】
図１に図解した送信機部１０と図２に図解した受信機部２０とは構成要素を独立に設けた場合について例示したが、通常、携帯電話機は、送信用アンテナ１１と受信用アンテナ２１とは共用しており、その結果、位置検出センサ１４と位置検出センサ２４とは共用されている。下記に述べる本発明の実施の形態においては送信用アンテナ１１と受信用アンテナ２１とが共用された場合について述べる。
共用したアンテナとして、本実施の形態においては、図３（Ａ）、（Ｂ）を参照して述べるように、携帯電話機の本体６０に固定された本発明の第２のアンテナエレメントとしてのヘリカルアンテナ４０と、携帯電話機の本体６０に挿脱される本発明の第１のアンテナエレメントとしてのホイップアンテナ３０とを有する。
【００２４】
本発明の非接触的位置検出手段としての、送信機部１０における位置検出センサ１４と受信機部２０における位置検出センサ２４とを共用した位置検出センサは、第１のアンテナエレメントとしてのホイップアンテナ３０の挿脱位置を検出する。
【００２５】
本発明の整合条件設定手段としての、送信機部１０における制御回路１３と受信機部２０における制御回路２３も共用することができる。共用した制御回路を、以下、制御回路１３として代表する。
本発明の整合手段としての、送信機部１０におけるアンテナ整合回路１２と受信機部２０におけるアンテナ整合回路２２も共用することができ、本実施の形態においては共用した場合について述べる。以下、共用したアンテナ整合回路を、アンテナ整合回路１２として代表する。
【００２６】
図３（Ａ）、（Ｂ）は、送信用アンテナ１１と受信用アンテナ２１とを共用したアンテナ部の詳細を図解する図であり、図３（Ａ）は本発明の第１のアンテナエレメントとしてのホイップアンテナ３０が携帯電話機の本体６０の内部の穴（図示せず）に収容されている状態を示し、図３（Ｂ）はホイップアンテナ３０が携帯電話機の本体６０から引き出されている状態を示す。
ホイップアンテナ３０の内部の穴には底部３４を有するモノポールアンテナ３２が収容されている。
ホイップアンテナ３０が携帯電話機の本体６０に対して挿脱される経路に沿ってヘリカルアンテナ４０が携帯電話機の本体６０の内部に固定（装着）されている。ヘリカルアンテナ４０はホイップアンテナ３０の周囲に巻回されている。
【００２７】
図３（Ａ）に図解したように、ホイップアンテナ３０が携帯電話機の本体６０の内部に十分収容されているときはホイップアンテナ３０の導電性外筒、たとえば、ステンレス製外筒を介してアンテナ整合回路１２（２２）にヘリカルアンテナ４０が接続される。
図３（Ｂ）に図解したように、ホイップアンテナ３０が携帯電話機の本体６０から十分引き出されているときはヘリカルアンテナ４０とホイップアンテナ３０内のモノポールアンテナ３２がその底部３４において、アンテナ整合回路（送信時はアンテナ整合回路１２、受信時はアンテナ整合回路２２）に接続されている。そのためホイップアンテナ３０の底部３４も導電性部材で形成されている。
【００２８】
第１の実施の形態
図４（Ａ）、（Ｂ）は、ホイップアンテナ３０および位置検出センサ１４（２４）の第１の実施の形態を図解する図である。
図４（Ａ）はホイップアンテナ３０が携帯電話機の本体６０のアンテナ挿脱穴６２から十分引き出されている状態を示し、図４（Ｂ）はホイップアンテナ３０がアンテナ挿脱穴６２の内部に十分挿入されている状態を示す。
第１の実施の形態においては、マグネット７１と磁気感応センサ７２とが図１および図２に図解した位置検出センサ１４（２４）を構成しており、本発明の非接触的位置検出手段の１例を示す。
【００２９】
ホイップアンテナ３０内に収容されているモノポールアンテナ３２の底部３４には、図示右向きにマグネット７１が固定されており、アンテナ挿脱穴６２の底部でホイップアンテナ３０がアンテナ挿脱穴６２に完全に収容されたとき、底部３４の右向きのマグネット７１と対向する位置に磁気感応センサ７２が固定されている。
【００３０】
図４（Ａ）に図示の状態では、マグネット７１と磁気感応センサ７２とが離れていてマグネット７１の向きに基づく磁界の向きが磁気感応センサ７２の磁気感応向きと異なっているから、磁気感応センサ７２はマグネット７１の磁界に殆ど感応しない。このとき磁気感応センサ７２の検出結果はローレベル“Ｌ“であり、その検出結果が制御回路１３（受信時は制御回路１３、送信時は制御回路２３、以下同様。ただし、後述するように、制御回路１３と制御回路２３とは一体化可能）に伝送され、制御回路１３（２３）はホイップアンテナ３０がアンテナ挿脱穴６２から引き出されていることを検出する。
【００３１】
図４（Ｂ）に図解の状態では、マグネット７１と磁気感応センサ７２と対向して接近した状態にあり、磁気感応センサ７２はマグネット７１の磁界に強く感応してハイレベル“Ｈ“の感応信号を制御回路１３（２３）に送出する。その結果、制御回路１３（２３）は、ホイップアンテナ３０がアンテナ挿脱穴６２に十分収容されたことを検出する。
【００３２】
整合条件設定手段としての制御回路１３（２３）は、磁気感応センサ７２の感応信号に基づいてホイップアンテナ３０か携帯電話機の本体６０のアンテナ挿脱穴６２内に収容されているか、アンテナ挿脱穴６２から引き出されたかを判断して、その結果に基づいてアンテナ整合回路１２（２２）の回路条件を変更する。ホイップアンテナ３０がアンテナ挿脱穴６２から引き出されているときは、制御回路１３（２３）は、ホイップアンテナ３０を用いた場合のアンテナ特性に応じてアンテナ整合回路１２（２２）の回路条件に設定する。ホイップアンテナ３０がアンテナ挿脱穴６２に収容されているときは、制御回路１３（２３）は、ヘリカルアンテナ４０を用いた場合のアンテナ特性に応じてアンテナ整合回路１２（２２）に整合条件を設定する。
【００３３】
本実施の形態において、アンテナ整合回路１２（２２）は、ヘリカルアンテナ４０を用いた場合の整合条件の第１の整合回路と、ホイップアンテナ３０（モノポールアンテナ３２）を用いた場合の整合条件の第２の整合回路と、これらを選択的に切り替え可能なスイッチとを有しており、制御回路１３（２３）は、上記整合条件に応じてスイッチを選択駆動して、ヘリカルアンテナ４０と第１の整合回路とを接続するか、ホイップアンテナ３０のモノポールアンテナ３２と第２の整合回路とを接続する。
【００３４】
マグネット７１と磁気感応センサ７２とは接近させて使用するから、マグネット７１からの磁気は非常に微弱でよい。携帯電話機の本体６０には電子回路などが搭載されているから、電子回路の動作に影響を及ぼさない程度の微弱な磁気が好ましい。
マグネット７１と磁気感応センサ７２とは接近させて使用し、かつ、ハイレベル“Ｈ“かローレベル“Ｌ“かを検出するだけであるから、磁気感応センサ７２の感応精度（感度）も特別な高さは要求されない。
【００３５】
マグネット７１および磁気感応センサ７２は小型があることが望ましく、小型のマグネット７１としては永久磁石が好適であり、小型の磁気感応センサ７２としてはたとえば、ホール素子などを用いることができる。
【００３６】
第１の実施の形態によれば、本発明のアンテナ位置検出装置として、磁気的な非接触式かつ機構部のない方式で、ホイップアンテナ３０が携帯電話機の本体６０に収容されているか否かを検出できるので、耐久性に富み、信頼性も高い。
また第１の実施の形態によれば、ホイップアンテナ３０を使用するかヘリカルアンテナ４０を使用するかに応じて適切な整合回路を選択使用することができる。
【００３７】
第２の実施の形態
図４（Ａ）、（Ｂ）を参照して述べた第１の実施の形態は、モノポールアンテナ３２の底部３４にマグネット７１を設け、アンテナ挿脱穴６２の側壁に磁気感応センサ７２を設けた例を述べたが、第２の実施の形態として、この構成とは逆に、モノポールアンテナ３２の底部３４に磁気感応センサ７２を設け、アンテナ挿脱穴６２の側壁にマグネット７１を設けても、第１の実施の形態と同様の作用と効果を奏することができる。
ただし、第２実施の形態として、移動可能なモノポールアンテナ３２の底部３４に磁気感応センサ７２を設けた場合、磁気感応センサ７２からの検出信号の取り出しは幾分、複雑になる。
【００３８】
第３の実施の形態
図５（Ａ）、（Ｂ）は、ホイップアンテナ３０および位置検出センサ１４（２４）の第３の実施の形態を図解する図である。
図５（Ａ）はホイップアンテナ３０が携帯電話機の本体６０のアンテナ挿脱穴６２から引き出されている状態を示し、図５（Ｂ）はホイップアンテナ３０がアンテナ挿脱穴６２の内部に挿入されている状態を示す。
第３の実施の形態においては、マグネット７４と磁気感応センサ７５とが、図１および図２に図解した位置検出センサ１４（２４）を構成しており、本発明の非接触的位置検出手段の１例を示す。
【００３９】
ホイップアンテナ３０内に収容されているモノポールアンテナ３２の底部３４にはマグネット７４が下向きに固定されており、アンテナ挿脱穴６２の底部でホイップアンテナ３０がアンテナ挿脱穴６２に完全に収容されたとき底部３４と対向する位置に磁気感応センサ７５が固定されている。
第３実施の形態において、マグネット７４の磁界の向きと磁気感応センサ７５の磁気検出向きとが一致しており、磁気感応センサ７５はマグネット７４からの磁界の大きさに対応した検出信号を制御回路１３（２３）に出力する。マグネット７４の磁界の大きさは磁気感応センサ７５とマグネット７４との距離ｘに依存する。図５（Ａ）の状態では磁気感応センサ７５の検出信号は最低であるが、図５（Ｂ）の状態では磁気感応センサ７５の検出信号は最大になる。制御回路１３（２３）は磁気感応センサ７５の検出信号から公知の電磁界方程式に基づいてマグネット７４と磁気感応センサ７５との間の距離ｘを算出する。その結果、第３の実施の形態によれば、ホイップアンテナ３０（モノポールアンテナ３２）の挿脱位置が連続的に検出できる。
【００４０】
整合条件設定手段としての制御回路１３（２３）は、磁気感応センサ７５の感応信号から電磁界方程式に基づいて算出した距離ｘを参照して、たとえば、制御回路１３を構成しているマイクロコンピュータのメモリに事前に記憶しておいた距離ｘとアンテナ整合特性データとを対照して、その距離に最適なアンテナ整合特性を抽出して、その結果をアンテナ整合回路１２（２２）に設定する。
【００４１】
第３の実施の形態におけるアンテナ整合回路１２（２２）は、たとえば、可変容量ダイオードと、可変インダクタンスとで構成されており、これらの可変ダイオードの容量、および／または、可変インダクタンスのインダクタンス成分とが上記制御回路１３の設定状態に応じて変化されて、ホイップアンテナ３０の位置に応じた適切な整合条件に設定される。もちろん、ホイップアンテナ３０が完全に携帯電話機の本体６０に収容されているときは、ヘリカルアンテナ４０を使用するときの整合条件に設定される。
可変容量ダイオードの容量を変化させる方法としては、可変容量ダイオードに電圧を印加する方法などがある。
【００４２】
アンテナ整合回路１２（２２）としては、ヘリカルアンテナ４０を使用するときのためにヘリカルアンテナ４０の使用に最適な固定の整合条件の回路を設けておく他、ホイップアンテナ３０の位置に応じた整合条件を変化させるために上述した可変ダイオードおよび可変インダクタンスの整合回路を設けておき、ホイップアンテナ３０が携帯電話機の本体６０から引き出された時のみ、上述した整合条件を調整するようにすることもできる。
【００４３】
さらにアンテナ整合回路１２（２２）としては、ヘリカルアンテナ４０を使用するときのためにヘリカルアンテナ４０の使用に最適な固定の整合条件の回路と、ホイップアンテナ３０の複数の位置に応じた整合条件で構成したそれぞれ固定の整合条件の整合回路とを設け、これらの整合回路をスイッチで選択可能にしておく。
制御回路１３を構成しているマイクロコンピュータのメモリには事前に複数の位置とそのときの整合特性、具体的にはスイッチ選択条件を記憶しておく。複数の位置としては、たとえば、ホイップアンテナ３０が完全に携帯電話機の本体６０に収容されている距離、ホイップアンテナ３０が完全に携帯電話機の本体６０から引き出された位置、これらの中心位置の３位置とする。
制御回路１３（２３）は、磁気感応センサ７２の感応信号から電磁界方程式に基づいて算出した距離ｘについて最も近似するメモリに記憶した距離に対応するものを選択してその時のスイッチ選択条件をメモリから読み出して、アンテナ整合回路１２内のスイッチを選択してホイップアンテナ３０の位置に応じた適切なスイッチを選択する。その結果、ホイップアンテナ３０の位置またはヘリカルアンテナ４０に適した整合回路が選択できる。
【００４４】
マグネット７４と磁気感応センサ７５との距離は高々数ｃｍ〜１０数ｃｍであり、比較的短距離であるから、マグネット７４からの磁気は、第１の実施の形態のマグネット７２と同様、非常に微弱でよい。携帯電話機の本体６０には電子回路などが搭載されているから、マグネット７４の磁力は、電子回路の動作に影響を及ぼさない程度の微弱な値が好ましい。
第１および第２の実施の形態における磁気感応センサ７２と同様、第３の実施の形態の磁気感応センサ７５は連続的な位置検出が可能である必要はあるが、比較的短い距離の検出を行うから、特別高い感度は要求されない。
【００４５】
マグネット７４は小型があることが望ましい。小型のマグネット７４としては永久磁石が好適である。
磁気感応センサ７５は小型かつ連続的な検出可能であることが望ましい。そのような磁気感応センサ７５としてはたとえば、ホール素子などを用いることができる。
【００４６】
第３の実施の形態によれば、本発明のアンテナ位置検出装置として、磁気的に非接触で、かつ機構部、可動部なしで、ホイップアンテナ３０の位置が連続的に検出できる。第３の実施形態においても、非接触式かつ機構部、可動部なしでホイップアンテナ３０の位置が検出できるので、耐久性に富み、信頼性も高い。
また第３の実施の形態によれば、ホイップアンテナ３０の位置に応じた適切な整合条件で携帯電話機を使用できる。
【００４７】
第４の実施の形態
図５（Ａ）、（Ｂ）に図解した第３の実施の形態においては、モノポールアンテナ３２の底部３４にマグネット７４を装着し、アンテナ挿脱穴６２の底部に磁気感応センサ７５を固定した構成例を示したが、第４の実施の形態として、第３の実施の形態の構成とは逆に、モノポールアンテナ３２の底部３４に磁気感応センサ７５を装着し、アンテナ挿脱穴６２の底部にマグネット７４を固定した構成をとった場合でも、第３の実施の形態と同様の作用および効果を奏することができる。
ただし、第４の実施の形態においては、モノポールアンテナ３２の底部３４に固定した磁気感応センサ７５から制御回路１３（２３）への電気信号の伝達機構が、第２実施の形態に比較して、いくぶん複雑になる。
【００４８】
第５の実施の形態
図６（Ａ）、（Ｂ）は、ホイップアンテナ３０および位置検出センサ１４（２４）の第５の実施の形態を図解する図である。
図６（Ａ）はホイップアンテナ３０が携帯電話機の本体６０のアンテナ挿脱穴６２から引き出されている状態を示し、図６（Ｂ）はホイップアンテナ３０がアンテナ挿脱穴６２の内部に挿入されている状態を示す。
第５の実施の形態においては、アンテナ挿脱穴６２の底部に、モノポールアンテナ３２の底部３４が光路を遮断するようにアンテナ挿脱穴６２の側壁に対向して設けられた光照射手段としての発光素子８１と、受光手段としての受光素子８２とが、図１および図２に図解した位置検出センサ１４（２４）を構成しており本発明の非接触的位置検出手段の１例を示す。
【００４９】
携帯電話機の電源が投入されると、発光素子８１、たとえば、発光ダイオードに電圧が印加されて受光素子８２、たとえば、フォトダイオードに向かって発光する。
図６（Ａ）の状態では、モノポールアンテナ３２が携帯電話機の本体６０から引き出されている状態なので、発光素子８１と受光素子８２との光路が形成され、発光素子８１の光を受光素子８２が受光する。受光素子８２の検出結果はハイレベル“Ｈ“を示しており、その検出結果が制御回路１３（２３）に伝送され、制御回路１３（２３）はホイップアンテナ３０がアンテナ挿脱穴６２から引き出されていることを検出する。
図６（Ｂ）の状態では、発光素子８１からの光が底部３４に遮られて受光素子８２に到達しない。このように発光素子８１と受光素子８２との光路が手段されている状態はモノポールアンテナ３２の底部３４がアンテナ挿脱穴６２の底部まで到達していることを示している。受光素子８２の検出信号はローレベル“Ｌ“であり、制御回路１３（２３）は、ホイップアンテナ３０がアンテナ挿脱穴６２に収容されたことを検出する。
【００５０】
制御回路１３（２３）は、受光素子８２の検出信号に基づいて、ホイップアンテナ３０が携帯電話機の本体６０のアンテナ挿脱穴６２内に収容されているか、アンテナ挿脱穴６２から引き出されたかを判断して、その結果に基づいてアンテナ整合回路１２（２２）の回路条件を変更する。すなわち、ホイップアンテナ３０がアンテナ挿脱穴６２から引き出されているときは、制御回路１３（２３）は、ホイップアンテナ３０を用いた場合のアンテナ特性に応じてアンテナ整合回路１２（２２）の回路条件に設定する。また、ホイップアンテナ３０がアンテナ挿脱穴６２に収容されているときは、制御回路１３（２３）は、ヘリカルアンテナ４０を用いた場合のアンテナ特性に応じてアンテナ整合回路１２（２２）に整合条件を設定する。
第５の実施の形態において、アンテナ整合回路１２（２２）は、ヘリカルアンテナ４０を用いた場合の整合条件の第１の整合回路と、ホイップアンテナ３０（モノポールアンテナ３２）を用いた場合の整合条件の第２の整合回路と、これらを選択的に切り替え可能なスイッチとを有しており、制御回路１３（２３）は、上記整合条件に応じてスイッチを選択駆動して、ヘリカルアンテナ４０と第１の整合回路とを接続するか、ホイップアンテナ３０のモノポールアンテナ３２と第２の整合回路とを接続する。
【００５１】
第５の実施の形態によれば、本発明のアンテナ位置検出装置として、光学的な非接触式でホイップアンテナ３０が携帯電話機の本体６０に収容されているか否かを検出できるので、耐久性に富み、信頼性も高い。
特に、第５の実施の形態は、電子回路が内蔵されている携帯電話機において、光学的にアンテナの位置を検出するので、携帯電話機の内部の電子回路に悪影響を全く及ぼさない。
また第５の実施の形態によれば、ホイップアンテナ３０を使用するかヘリカルアンテナ４０を使用するかに応じて適切な整合回路を選択使用することができる。
【００５２】
第６の実施の形態
図７（Ａ）、（Ｂ）は、ホイップアンテナ３０および位置検出センサ１４（２４）の第６の実施の形態を図解する図である。
図７（Ａ）はホイップアンテナ３０が携帯電話機の本体６０のアンテナ挿脱穴６２から引き出されている状態を示し、図７（Ｂ）はホイップアンテナ３０がアンテナ挿脱穴６２の内部に挿入されている状態を示す。
第６の実施の形態においては、発光素子９１、受光素子９２および光反射板９３が、図１および図２に図解した位置検出センサ１４（２４）を構成しており、本発明の非接触的位置検出手段の１例を示す。
【００５３】
ホイップアンテナ３０内に収容されているモノポールアンテナ３２の底部３４には光反射板９３が固定されており、アンテナ挿脱穴６２の底部でホイップアンテナ３０がアンテナ挿脱穴６２に完全に収容されたとき光反射板９３と対向する位置に発光素子９１および受光素子９２が固定されている。
発光素子９１からの光が光反射板９３で反射し受光素子９２で受光される。受光素子９２の受光レベルは、受光素子９２と光反射板９３との距離ｘに応じた検出信号を制御回路１３（２３）に出力する。図７（Ａ）の状態では受光素子９２の検出信号は最低であるが、図７（Ｂ）の状態では受光素子９２の検出信号は最大になる。受光素子９２の受光レベルは、光反射板９３と発光素子９１（または受光素子９２）との距離ｘの２乗に反比例して減少する。制御回路１３（２３）は受光素子９２の検出信号から光反射板９３と受光素子９２との間の距離ｘを算出する。その結果、第６の実施の形態によれば、ホイップアンテナ３０（モノポールアンテナ３２）の挿脱位置が連続的に検出できる。
【００５４】
整合条件設定手段としての制御回路１３（２３）は、受光素子９２の検出信号に基づいて算出した距離ｘを参照して、たとえば、制御回路１３を構成しているマイクロコンピュータのメモリに事前に記憶しておいた距離ｘとアンテナ整合特性データとを対照して、その距離に最適なアンテナ整合特性を抽出して、その結果をアンテナ整合回路１２（２２）に設定する。
【００５５】
第６の実施の形態におけるアンテナ整合回路１２（２２）は、たとえば、可変容量ダイオードと、可変インダクタンスとで構成されており、これらの可変ダイオードの容量、および／または、可変インダクタンスのインダクタンス成分とが上記制御回路１３の設定状態に応じて変化されて、ホイップアンテナ３０の位置に応じた適切な整合条件に設定される。もちろん、ホイップアンテナ３０が完全に携帯電話機の本体６０に収容されているときは、ヘリカルアンテナ４０を使用するときの整合条件に設定される。
可変容量ダイオードの容量を変化させる方法としては、可変容量ダイオードに電圧を印加する方法などがある。
【００５６】
アンテナ整合回路１２（２２）としては、ヘリカルアンテナ４０を使用するときのためにヘリカルアンテナ４０の使用に最適な固定の整合条件の回路を設けておく他、ホイップアンテナ３０の位置に応じた整合条件を変化させるために上述した可変ダイオードおよび可変インダクタンスの整合回路を設けておき、ホイップアンテナ３０が携帯電話機の本体６０から引き出された時のみ、上述した整合条件を調整するようにすることもできる。
【００５７】
さらにアンテナ整合回路１２（２２）としては、ヘリカルアンテナ４０を使用するときのためにヘリカルアンテナ４０の使用に最適な固定の整合条件の回路と、ホイップアンテナ３０の複数の位置に応じた整合条件で構成したそれぞれ固定の整合条件の整合回路とを設け、これらの整合回路をスイッチで選択可能にしておく。
制御回路１３を構成しているマイクロコンピュータのメモリには事前に複数の位置とそのときの整合特性、具体的にはスイッチ選択条件を記憶しておく。複数の位置としては、たとえば、ホイップアンテナ３０が完全に携帯電話機の本体６０に収容されている距離、ホイップアンテナ３０が完全に携帯電話機の本体６０から引き出された位置、これらの中心位置の３位置とする。
制御回路１３（２３）は、受光素子９２の検出信号に基づいて算出した距離ｘについて最も近似するメモリに記憶した距離に対応するものを選択してその時のスイッチ選択条件をメモリから読み出して、アンテナ整合回路１２内のスイッチを選択してホイップアンテナ３０の位置に応じた適切なスイッチを選択する。その結果、ホイップアンテナ３０の位置またはヘリカルアンテナ４０に適した整合回路が選択できる。
【００５８】
発光素子９１（または受光素子９２）と光反射板９３との距離は高々数ｃｍ〜１０数ｃｍであり、比較的短距離であるから、発光素子９１からの光放射レベルは非常に微弱でよい。
発光素子９１は第５の実施の形態における発光素子８１と同様、発光ダイオードを用いることができる。同様に、受光素子９２は第５の実施の形態における受光素子８２と同様、フォトダイオードを用いることができる。発光素子９１および受光素子９２は小型であり、光反射板９３は構造が簡単である。
【００５９】
第６の実施の形態によれば、本発明のアンテナ位置検出装置として、光学的な非接触で、かつ機構部、可動部なしで、ホイップアンテナ３０の位置が連続的に検出できる。第６の実施形態においても、非接触式かつ機構部、可動部なしでホイップアンテナ３０の位置が検出できるので、耐久性に富み、信頼性も高い。
また第６の実施の形態によれば、ホイップアンテナ３０の位置に応じた適切な整合条件で携帯電話機を使用できる。
【００６０】
第７の実施の形態
第６の実施の形態においては、モノポールアンテナ３２の底部３４に光反射板９３を固定し、アンテナ挿脱穴６２の底部に発光素子９１および受光素子９２を設けた場合について例示したが、第７の実施の形態として、図７（Ａ）、（Ｂ）の図解の構成とは逆に、モノポールアンテナ３２の底部３４に発光素子９１および受光素子９２を固定し、アンテナ挿脱穴６２の底部に光反射板９３を設けても、第６の実施の形態と同様の作用と効果を奏することができる。
ただし、第７の実施の形態においては、移動するモノポールアンテナ３２の底部３４に配線が必要な発光素子９１および受光素子９２を設けるので、配線の敷設が幾分複雑になる。
【００６１】
第８の実施の形態
図８（Ａ）、（Ｂ）は、ホイップアンテナ３０および位置検出センサ１４（２４）の第８の実施の形態を図解する図である。
図８（Ａ）はホイップアンテナ３０が携帯電話機の本体６０のアンテナ挿脱穴６２から引き出されている状態を示し、図８（Ｂ）はホイップアンテナ３０がアンテナ挿脱穴６２の内部に挿入されている状態を示す。
第８の実施の形態においては、超音波センサ１０１と反射板１０２とが、図１および図２に図解した位置検出センサ１４（２４）を構成しており、本発明の非接触的位置検出手段の１例を示す。
【００６２】
ホイップアンテナ３０内に収容されているモノポールアンテナ３２の底部３４には反射板１０２が下向きに固定されており、アンテナ挿脱穴６２の底部でホイップアンテナ３０がアンテナ挿脱穴６２に完全に収容されたとき底部３４と対向する位置に超音波センサ１０１が固定されている。
第８実施の形態において、超音波センサ１０１の指向性が反射板１０２と直交している。超音波センサ１０１は超音波を反射板１０２に向けて放射し、反射板１０２で反射した超音波を受信する。超音波センサ１０１は、超音波センサ１０１から放射され反射板１０２で反射された超音波のレベルに応じた検出信号を制御回路１３（２３）に出力する。超音波センサ１０１の検出レベルは超音波センサ１０１と反射板１０２との距離ｘに依存する。図５（Ａ）の状態では超音波センサ１０１の検出信号は最低であるが、図５（Ｂ）の状態では超音波センサ１０１の検出信号は最大になる。制御回路１３（２３）は超音波センサ１０１の検出信号に基づいて超音波センサ１０１と反射板１０２との間の距離ｘを算出する。距離ｘは超音波センサ１０１の検出レベルの２乗に反比例する。その結果、第８の実施の形態によれば、ホイップアンテナ３０（モノポールアンテナ３２）の挿脱位置が連続的に検出できる。
【００６３】
整合条件設定手段としての制御回路１３（２３）は、超音波センサ１０１の検出信号に基づいて算出した距離ｘを参照して、たとえば、制御回路１３を構成しているマイクロコンピュータのメモリに事前に記憶しておいた距離ｘとアンテナ整合特性データとを対照して、その距離に最適なアンテナ整合特性を抽出して、その結果をアンテナ整合回路１２（２２）に設定する。
【００６４】
第８の実施の形態におけるアンテナ整合回路１２（２２）は、たとえば、可変容量ダイオードと、可変インダクタンスとで構成されており、これらの可変ダイオードの容量、および／または、可変インダクタンスのインダクタンス成分とが上記制御回路１３の設定状態に応じて変化されて、ホイップアンテナ３０の位置に応じた適切な整合条件に設定される。もちろん、ホイップアンテナ３０が完全に携帯電話機の本体６０に収容されているときは、ヘリカルアンテナ４０を使用するときの整合条件に設定される。
可変容量ダイオードの容量を変化させる方法としては、可変容量ダイオードに電圧を印加する方法などがある。
【００６５】
アンテナ整合回路１２（２２）としては、ヘリカルアンテナ４０を使用するときのためにヘリカルアンテナ４０の使用に最適な固定の整合条件の回路を設けておく他、ホイップアンテナ３０の位置に応じた整合条件を変化させるために上述した可変ダイオードおよび可変インダクタンスの整合回路を設けておき、ホイップアンテナ３０が携帯電話機の本体６０から引き出された時のみ、上述した整合条件を調整するようにすることもできる。
【００６６】
さらにアンテナ整合回路１２（２２）としては、ヘリカルアンテナ４０を使用するときのためにヘリカルアンテナ４０の使用に最適な固定の整合条件の回路と、ホイップアンテナ３０の複数の位置に応じた整合条件で構成したそれぞれ固定の整合条件の整合回路とを設け、これらの整合回路をスイッチで選択可能にしておく。
制御回路１３を構成しているマイクロコンピュータのメモリには事前に複数の位置とそのときの整合特性、具体的にはスイッチ選択条件を記憶しておく。複数の位置としては、たとえば、ホイップアンテナ３０が完全に携帯電話機の本体６０に収容されている距離、ホイップアンテナ３０が完全に携帯電話機の本体６０から引き出された位置、これらの中心位置の３位置とする。
制御回路１３（２３）は、超音波センサ１０１の検出信号に基づいて算出した距離ｘについて最も近似するメモリに記憶した距離に対応するものを選択してその時のスイッチ選択条件をメモリから読み出して、アンテナ整合回路１２内のスイッチを選択してホイップアンテナ３０の位置に応じた適切なスイッチを選択する。その結果、ホイップアンテナ３０の位置またはヘリカルアンテナ４０に適した整合回路が選択できる。
【００６７】
超音波センサ１０１と反射板１０２との距離は高々数ｃｍ〜１０数ｃｍであり、比較的短距離であるから、超音波センサ１０１からの超音波レベルは非常に微弱でよい。したがって、超音波センサ１０１は小型のものを用いることができる。また、短距離を検出するため、超音波センサ１０１の励起電圧は高周波信号、たとえば、１ＭＨｚ以上の高周波信号で超音波センサ１０１を励起させることが望ましい。そのような高周波信号で超音波センサ１０１を励起させた場合、数ｍｍ程度の分解能で超音波センサ１０１と反射板１０２との距離、すなわち、モノポールアンテナ３２の位置を検出できる。
そのような高周波励起信号は、携帯電話機の本体６０に搭載されている電子回路のクロック信号などを用いることができる。
【００６８】
第８の実施の形態によれば、本発明のアンテナ位置検出装置として、超音波を用いた非接触で、かつ機構部、可動部なしで、ホイップアンテナ３０の位置が連続的に検出できる。第８の実施形態においても、非接触式かつ機構部、可動部なしでホイップアンテナ３０の位置が検出できるので、耐久性に富み、信頼性も高い。
また第８の実施の形態によれば、ホイップアンテナ３０の位置に応じた適切な整合条件で携帯電話機を使用できる。
【００６９】
第９の実施の形態
図８（Ａ）、（Ｂ）に図解した第８の実施の形態においては、モノポールアンテナ３２の底部３４に反射板１０２を装着し、アンテナ挿脱穴６２の底部に超音波センサ１０１を固定した構成例を示したが、第９の実施の形態として、第８の実施の形態の構成とは逆に、モノポールアンテナ３２の底部３４に超音波センサ１０１を固定し、アンテナ挿脱穴６２の底部に反射板１０２を固定した構成をとった場合でも、第８の実施の形態と同様の作用および効果を奏することができる。
ただし、第９の実施の形態においては、モノポールアンテナ３２の底部３４に固定した超音波センサ１０１を励起する信号と検出信号とを制御回路１３（２３）に接続する配線を設けることが第８実施の形態に比較して、いくぶん複雑になる。
【００７０】
本発明の非接触的でアンテナ位置を検出する方法としては、上述した例示の他、携帯電話機に干渉を与えないことを条件として種々の方法を採用することができる。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、非接触方式でアンテナの挿脱位置を検出可能なアンテナ位置検出装置が提供される。
【００７２】
また本発明によれば、上記アンテナ位置検出装置を携帯電話機などの無線通信機に組み込んで、アンテナ位置検出装置で検出したアンテナ位置に応じて適切な整合をとり、送受信の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の無線通信機の１例として携帯電話機の送信系（送信機部）の一部を図解した構成図である。
【図２】図２は本発明の無線通信機の１例として携帯電話機の受信系（受信機部）の一部を図解した構成図である。
【図３】図３（Ａ）、（Ｂ）は、送信用アンテナと受信用アンテナとを共用したアンテナ部の詳細を図解する図であり、図３（Ａ）は本発明の第１のアンテナエレメントとしてのホイップアンテナが携帯電話機の本体の内部に収容されている状態を示し、図３（Ｂ）はホイップアンテナが携帯電話機の本体から引き出されている状態を示す図である。
【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）は、ホイップアンテナおよび位置検出センサの第１および第２の実施の形態を図解する図であり、図４（Ａ）はホイップアンテナが携帯電話機の本体のアンテナ挿脱穴から引き出されている状態を示し、図４（Ｂ）はホイップアンテナがアンテナ挿脱穴の内部に挿入されている状態を示す図である。
【図５】図５（Ａ）、（Ｂ）は、ホイップアンテナおよび位置検出センサの第３および第４の実施の形態を図解する図であり、図５（Ａ）はホイップアンテナが携帯電話機の本体のアンテナ挿脱穴から引き出されている状態を示し、図５（Ｂ）はホイップアンテナがアンテナ挿脱穴の内部に挿入されている状態を示す図である。
【図６】図６（Ａ）、（Ｂ）は、ホイップアンテナおよび位置検出センサの第５の実施の形態を図解する図であり、図６（Ａ）はホイップアンテナが携帯電話機の本体のアンテナ挿脱穴から引き出されている状態を示し、図６（Ｂ）はホイップアンテナがアンテナ挿脱穴の内部に挿入されている状態を示す図である。
【図７】図７（Ａ）、（Ｂ）は、ホイップアンテナおよび位置検出センサの第６および第７の実施の形態を図解する図であり、図７（Ａ）はホイップアンテナが携帯電話機の本体のアンテナ挿脱穴から引き出されている状態を示し、図７（Ｂ）はホイップアンテナがアンテナ挿脱穴の内部に挿入されている状態を示す図である。
【図８】図８（Ａ）、（Ｂ）は、ホイップアンテナおよび位置検出センサの第８および第９の実施の形態を図解する図であり、図８（Ａ）はホイップアンテナが携帯電話機の本体のアンテナ挿脱穴から引き出されている状態を示し、図８（Ｂ）はホイップアンテナがアンテナ挿脱穴の内部に挿入されている状態を示す図である。
【符号の説明】
１０・・送信機部                    ２０・・受信機部
１１・・送信用アンテナ              ２１・・受信用アンテナ
１２・・アンテナ整合回路            ２２・・アンテナ整合回路
１３・・制御回路                    ２３・・制御回路
１４・・位置検出センサ              ２４・・位置検出センサ
１５・・フィルタ回路                ２５・・フィルタ回路
１６・・高周波増幅回路              ２６・・高周波増幅回路
３０・・ホイップアンテナ
３２・・モノポールアンテナ
３４・・底部
４０・・ヘリカルアンテナ
６０・・携帯電話機の本体
６２・・アンテナ挿脱穴
７１・・マグネット      ７２・・磁気感応センサ
７４・・マグネット      ７５・・磁気感応センサ
８１・・発光素子        ８２・・受光素子
９１・・発光素子        ９２・・受光素子    ９３・・光反射板
１０１・・超音波センサ  １０２・・反射板
【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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