携帯型電子機器
【課題】アンテナ同士が受信電波を弱めあうことなく合成でき、簡単な位相シフト回路のみで広い帯域に渡って高い受信感度を得ることができる携帯型電子機器を提供すること。
【解決手段】第１のアンテナに基づく第１情報および第２のアンテナに基づく第２情報を記憶する記憶部と、受信チャンネルを設定するチャンネル設定部と、チャンネル設定部で設定されたチャンネルの基本周波数と第１情報および／または第２情報から、第１のアンテナと第２のアンテナが受信する当該チャンネルの受信信号の位相差を算出する位相差算出部と、算出した位相差が、１２０度以上かつ２４０度未満の範囲内か否かを判定する位相差判定部と、位相差が上記の範囲内の場合には、第１のアンテナと第２のアンテナのうちいずれかのアンテナで受信した受信信号の位相を１２０度以上かつ２４０度未満の範囲でシフトさせる位相シフト部と、を備える。
【解決手段】第１のアンテナに基づく第１情報および第２のアンテナに基づく第２情報を記憶する記憶部と、受信チャンネルを設定するチャンネル設定部と、チャンネル設定部で設定されたチャンネルの基本周波数と第１情報および／または第２情報から、第１のアンテナと第２のアンテナが受信する当該チャンネルの受信信号の位相差を算出する位相差算出部と、算出した位相差が、１２０度以上かつ２４０度未満の範囲内か否かを判定する位相差判定部と、位相差が上記の範囲内の場合には、第１のアンテナと第２のアンテナのうちいずれかのアンテナで受信した受信信号の位相を１２０度以上かつ２４０度未満の範囲でシフトさせる位相シフト部と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯型電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ワンセグ（携帯電話・移動体端末向けの１セグメント部分受信サービスの略称）放送に代表されるように、デジタル放送を受信し、映像・音声を表示可能な小型の携帯型電子機器が増えてきている。
【０００３】
このような電子機器において、放送波の受信性能を高める事は、商品価値を決定する非常に重要な要素である。しかし、実際に電子機器が使用される環境では、放送信号を載せた電波が、電子機器に到着する波と地面や建物に反射する波に分かれて互いに干渉する事により受信性能が低下するという問題がある。
【０００４】
そのような課題を解決する為、ダイバーシティ方式と呼ばれる、複数のアンテナを用いる方式が知られている。ダイバーシティ方式では、受信した同一の無線信号について、電波状況の優れたアンテナの信号を優先的に用いることができる。あるいは、受信した信号を合成することで、ノイズを低減することが出来る。ダイバーシティ方式は、複数の受信アンテナと、受信アンテナで受信した信号を処理する回路により、構成される。このとき、受信信号間の位相のズレをできるだけ低減することが望まれる。
【０００５】
例えば、特許文献１には、複数アンテナで受信した合成波をＦＦＴ処理し、それにより位相変化量のフィードバックを行う方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２５２８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この方式ではＦＦＴ部分があるため回路が複雑になる。このため、信号処理回路部分の消費電力が増大する。それだけではなく、信号処理回路を構成するため、多数の部品を使う必要がある。結果として基板サイズが増大してしたり、コストが増大したりするという課題がある。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、アンテナ同士が受信電波を弱めあうことなく合成でき、簡単な位相シフト回路のみで広い帯域に渡って高い受信感度を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様にかかる電子機器は、
第１および第２のアンテナと、
少なくとも前記第１のアンテナの物理長、周辺の誘電率および透磁率に基づく第１情報と、少なくとも前記第２のアンテナの物理長、周辺の誘電率および透磁率に基づく第２情報と、を記憶する記憶部と、
外部入力に基づいて受信チャンネルを設定するチャンネル設定部と、
前記チャンネル設定部で設定されたチャンネルの基本周波数と前記第１情報および／または前記第２情報から、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナが受信する当該チャンネルの受信信号の位相差を算出する位相差算出部と、
前記位相差算出部で算出した位相差が、１２０度以上かつ２４０度未満の範囲内か否かを判定する位相差判定部と、
前記位相差判定部の判定の結果、位相差が上記の範囲内の場合には、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナのうちいずれかのアンテナで受信した受信信号の位相を１２０度以上かつ２４０度未満の範囲でシフトさせる位相シフト部と、を備えた構成を採る。
【００１０】
また、本発明の第２の態様にかかる電子機器は、
第１および第２のアンテナと、
少なくとも前記第１のアンテナの物理長、周辺の誘電率および透磁率に基づく第１情報と、少なくとも前記第２のアンテナの物理長、周辺の誘電率および透磁率に基づく第２情報と、を記憶する記憶部と、
外部入力に基づいて受信チャンネルを設定するチャンネル設定部と、
前記チャンネル設定部で設定されたチャンネルの基本周波数をｆ、前記第１情報および第２情報を、それぞれ下記の式（２）で算出される周波数ｆ1およびｆ2としたとき、基本周波数ｆがｆ1≦ｆ≦ｆ2の範囲内か否かを判定する周波数判定部と、
前記周波数判定部の判定の結果、基本周波数ｆが上記の範囲内の場合には、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナのうちいずれかのアンテナで受信した受信信号の位相を１２０度以上かつ２４０度未満の範囲でシフトさせる位相シフト部と、を備えた、
携帯型電子機器。
【００１１】
【数３】
【００１２】
ただし、
ｌ1：第１のアンテナの物理長
ｌ2：第２のアンテナの物理長
ε1：第１のアンテナの周辺の媒質の誘電率
ε2：第２のアンテナの周辺の媒質の誘電率
μ1：第１のアンテナを覆う媒質の透磁率
μ2：第２のアンテナの周辺の媒質の透磁率
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電子機器によれば、アンテナ同士が受信電波を弱めあうことなく合成でき、簡単な位相シフト回路のみで広い帯域に渡って高い受信感度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１に係る携帯型液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図、（ｂ）携帯型液晶表示装置の正面図
【図２】実施の形態１に係る携帯型電子機器における放送波受信部と信号処理部のシステムの概略を示すブロック図
【図３】位相シフトと位相差判定部の判断アルゴリズムのフローチャート
【図４】２つのアンテナを用いた場合の位相差と合成信号の最大値の関係を示す図
【図５】チャンネル周波数と位相差の関係を示す図
【図６】実施の形態２に係る携帯型電子機器における放送波受信部と信号処理部のシステムの概略を示すブロック図
【図７】実施の形態２に係る携帯型電子機器における位相シフトと周波数判定部の判断アルゴリズムのフローチャート
【図８】内部アンテナを変形した場合の構成を示す分解斜視図
【図９】第２のアンテナを外部に付加した場合の構成を示す分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付し、再度の説明を省略する場合がある。
【００１６】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る携帯型液晶表示装置について、図１乃至図５を参照して説明する。
【００１７】
図１（ａ）は、本発明の携帯型電子機器の実施の形態１に係る携帯型液晶表示装置１の概略構成を示す分解斜視図である。図１（ｂ）は、携帯型液晶表示装置１の正面図である。なお、本実施形態においては、図１（ａ）に示すｚ軸の正の方向を上方向、ｚ軸の負の方向を下方向、ｘ軸の方向を左右方向、ｙ軸の正の方向を正面方向または前面方向または表示面方向、ｙ軸の負の方向を後面方向または背面方向と呼ぶ場合がある。
【００１８】
携帯型液晶表示装置１は、大別して、第１のアンテナ１０と、第２のアンテナ１０ａと、表示面側筐体１１と、背面側筐体１２と、液晶パネル１３と、電気回路基板１４と、背面側筐体フレーム１５を備えている。
【００１９】
第１のアンテナ１０および第２のアンテナ１０ａは、ダイポールアンテナであり、地上波デジタル放送の電波を受信可能である。第１のアンテナ１０は、筐体外部に回動可能に取り付けられており、電波の受信状況に応じて適宜第１のアンテナ１０の向きを変えることができる。第２のアンテナ１０ａは筐体内部に構成されている。第１のアンテナ１０および第２のアンテナ１０ａの周辺は真空中より高い誘電率、透磁率の高い物質に囲まれている。これは、アンテナの物理長が小さい場合でも周波数が低い電磁波を受信する効率を高める為である。また、第１のアンテナ１０および第２のアンテナ１０ａは、電気回路部１４に電気的に接続されている。
【００２０】
液晶パネル１３は、表示面側筐体１１の開口部にその表示面が露出するように配置されている。液晶パネル１３は、電気回路基板１４からの電気信号を受けて、映像や文字などの各種情報を表示面に表示する。液晶パネル１３の背面側、つまり表示面と反対側は、金属のフレーム枠で覆われている。
【００２１】
電気回路基板１４は、各種電子部品が搭載されており、第１のアンテナ１０および第２のアンテナ１０ａで受信した電気信号を処理して、液晶パネル１３が表示可能な電気信号として液晶パネル１３へ送る。第１のアンテナ１０および第２のアンテナ１０ａで受信した信号以外に、携帯型液晶表示装置１の使用者から入力される外部情報に基づいて、液晶パネル１３に対する各種の信号処理を実施する。
【００２２】
背面側筐体フレーム１５は、電気回路基板１４のＧＮＤと電気的に接続されている。これにより、電気回路基板１４のＧＮＤ電位を安定化させ、かつ携帯型電子機器１の堅牢性を高めている。
【００２３】
図２は、本発明の実施の形態１に係る携帯型電子機器１における放送波受信部と信号処理部のシステムの概略を示すブロック図である。本発明のシステムは第１のアンテナ１０、第２のアンテナ１０ａ、記憶部１６、チャンネル設定部１７、位相差算出部１８、位相差判定部１９、位相シフト部２０、信号処理部２１、表示回路２２を有している。
【００２４】
第１のアンテナ１０、第２のアンテナ１０ａは本発明の携帯型電子機器の内部もしくは外部に構成される。
【００２５】
記憶部１６には、第１のアンテナ１０と第２のアンテナの長さ１０ａの物理長、アンテナを覆う媒質の誘電率、透磁率等の物性値を記憶している。また、チャンネル設定部１７は、携帯型液晶表示装置の操作者により設定された放送のチャンネルに対応する周波数の値を、位相差算出部に送る。
【００２６】
位相差算出部１８は、記憶部１６であらかじめ記憶されている物性値を用いて、下記の式（１）で示される位相差を計算する。
【００２７】
【数４】
【００２８】
ただし、
ｆ：受信チャンネルの基本周波数、
ｌ1：第１のアンテナ１０の物理長
ｌ2：第２のアンテナ１０ａの物理長
ε1：第１のアンテナ１０の周辺の媒質の誘電率
ε2：第２のアンテナ１０ａの周辺の媒質の誘電率
μ1：第１のアンテナ１０を覆う媒質の透磁率
μ2：第２のアンテナ１０ａの周辺の媒質の透磁率
ｃ：真空中の光の速度
である。
【００２９】
位相差判定部１９は、式（１）で算出した位相差が、１２０度以上かつ２４０度未満の範囲内（合成波の振幅が元の信号より小さくなる範囲）か否かを判定する。
【００３０】
位相シフト部２０は、位相差判定部１９で位相を変化させるか否かを判断した後、第２のアンテナ１０ａで受信した信号を１２０度以上かつ２４０度未満の範囲でシフトさせる。
【００３１】
信号処理部２１は、第１のアンテナ１０で受信した信号と、第２のアンテナ１０ａで受信し位相シフト部２０でシフトされた信号とを合成する。この信号は、表示回路２２に流れ、映像として表示される。
【００３２】
図３は、位相差算出部１８と位相差判定部１９と位相シフト部２０の判断アルゴリズムのフローチャートを示す。まず位相差算出部１８において式（１）で示される式で位相差を計算する。次に、この位相差が１２０〜２４０度になった場合は、第２のアンテナ１０ａで受信した信号を位相シフト部２０で１８０度ずらず。そして、信号処理部２１にて第１のアンテナ１０で受信した信号と合成する。また、それ以外の値の場合は位相をずらさずに、信号処理部２１にて、第１のアンテナ１０で受信した信号と合成する。このような方式を取ることで互いの信号を打ち消す事による受信性能の低下を防ぐ事が可能となる。
【００３３】
図４は、２つのアンテナを用いた場合の位相差と合成信号の最大値の関係を示す図である。なお、この計算において、２つのアンテナで受信する信号は同一周波数で、かつ振幅が両者とも１であるとしている。図４より、２つのアンテナに入射する信号の位相差が１２０度以上かつ２４０度未満の範囲内にある時、合成信号の振幅が１を下回る事がわかる。すなわち、アンテナが２本ある時に互いの信号を打ち消し合い、放送波の受信性能が下がる。このため、アンテナを付加しても放送波の受信性能が下がる。このため、２つのアンテナに入射する信号の位相差が１２０度以上かつ２４０度未満の範囲内にある時、受信信号の位相シフトすることが好ましい。
【００３４】
図５は式（１）で示すチャンネル周波数と位相差の関係を示すグラフである。なお、パラメータの値はそれぞれ、ｌ1＝１００ｍｍ、ｌ2＝２０ｍｍ、ε1＝１、ε2＝４、μ1＝２０、μ2＝５０としている。このグラフでは、チャンネル周波数が６１０ＭＨｚの時、位相差が１２０度となる。つまり、周波数が６１０ＭＨｚ以上のチャンネルでは第２のアンテナより受信する信号の位相を変化させる必要がある。具体例として地上デジタル放送の周波数で考えると、３７ｃｈ以降を受信する場合は、受信した信号の位相をシフトさせる必要がある。
【００３５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る携帯型液晶表示装置について、図６乃至図７を参照して説明する。なお、装置の基本的構成は実施の形態１、及び実施の形態２で同等のため、一部共通する説明を省略する。
【００３６】
図６は、本発明の実施の形態２に係る携帯型液晶表示装置における放送波受信部と信号処理部のシステムの概略を示す図である。本発明のシステムは第１のアンテナ１０ｅ、第２のアンテナ１０ｆ、記憶部１６ａ、チャンネル設定部１７ａ、周波数判定部１９ａ、位相シフト部２０ａ、信号処理部２１ａ、表示回路２２ａから成り立っている。以下、実施の形態１で説明した機能と異なる部分のみを説明し、同じ機能を有するものは、説明を省略する。
【００３７】
記憶部１６ａは、あらかじめ下記式（２）で計算される２つの周波数ｆ1、ｆ2の値を記憶している。
【００３８】
【数５】
【００３９】
ただし、
ｌ1：第１のアンテナ１０ｅの物理長
ｌ2：第２のアンテナ１０ｆの物理長
ε1：第１のアンテナ１０ｅの周辺の媒質の誘電率
ε2：第２のアンテナ１０ｆの周辺の媒質の誘電率
μ1：第１のアンテナ１０eを覆う媒質の透磁率
μ2：第２のアンテナ１０ｆの周辺の媒質の透磁率
ｃ：真空中の光の速度
である。
【００４０】
なお、上記式（２）は、式（１）にΔθ＝２π／３を代入してｆについて解いて導かれるものがｆ1である。また、ｆ1を２倍したものがｆ2である。
【００４１】
このような構成をとることで、実施の形態１で必要であった位相差算出部を無くす事ができる。また、実施の形態１に比べて、記憶部１６ａに記憶される変数を減らすことが可能である。これらのことにより、実施の形態１よりも回路規模を小さくし、更なる消費電力の低減、商品の小型化に貢献する事ができる。
【００４２】
図７は、実施の形態２における周波数判定部１９ａと位相シフト部２０ａとの判断アルゴリズムのフローチャートを示す。入力した周波数ｆがｆ1≦ｆ≦ｆ2になる場合は、第２のアンテナ１０ｆで受信した信号を１８０度ずらして第１のアンテナ１０ｅで受信した信号と信号処理部２１ａで合成する。また、それ以外の値の場合は、第２のアンテナ１０ｆで受信した信号を、位相をずらさずに第１のアンテナ１０ｅで受信した信号と合成する。このような方式を取ることで互いの信号を打ち消して、受信した信号が弱まる事による受信性能の低下を防ぐ事が可能となる。
【００４３】
また、本実施の形態１及び実施の形態２においては、内蔵する第２のアンテナはホイップアンテナとしたが、これに限られない。例えば、図８のように背面側フレーム１５ａをアンテナとして構成としても良い。このようにすれば、更なる商品の小型化、低コスト化を実現する事ができる。
【００４４】
また、本実施の形態１及び実施の形態２においては、携帯型電子機器として携帯型電子機器に内蔵されたアンテナと外部に露出されたアンテナで構成された物の例を示したがこれに限られない。例えば、図９に示すように第１のアンテナ１０ｈおよび第２のアンテナ１０ｉを外部に露出する構成でも可能である。これにより、さらなる受信性能の向上が可能になる。
【００４５】
また、本実施の形態１及び実施の形態２においては、表示パネルとして液晶パネルを用いた例を示したが、これに限られない。例えば、有機ＥＬパネルや無機ＥＬパネルなどを用いた携帯型電子機器に適用することも可能である。
【００４６】
また、本実施の形態１及び実施の形態２においては、アンテナが２つ構成されている携帯型電子機器を例に示したが、これに限られない。例えば、アンテナが３本以上ある場合も適用可能である。このような構成をとる事で、更なる受信性能向上が可能となる。
【００４７】
また、本実施の形態１及び実施の形態２においては、携帯型電子機器として携帯型液晶表示装置を例に示したが、これに限られない。例えば、携帯電話、携帯型音楽プレーヤー、ＰＤＡなどにも適用可能である。要するに、デジタル放送を受信する電子機器であればどのようなものでも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の携帯型電子機器は、例えば、デジタル放送を受信する機能を有する携帯型液晶表示装置、携帯電話、携帯型音楽プレーヤー、ＰＤＡなどに適用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１、１ａ、１ｂ 携帯型液晶表示装置
１０、１０ｅ、１０ｇ、１０ｈ 第１のアンテナ
１０ａ、１０ｆ、１０ｉ 第２のアンテナ
１１ 表示面側筐体
１２ 背面側筐体
１３ 液晶パネル
１４ 電気回路基板
１５、１５ａ、１５ｂ 背面側フレーム
１６、１６ａ 記憶部
１７、１７ａ チャンネル設定部
１８ 位相差算出部
１９ 位相差判定部
１９ａ 周波数判定部
２０、２０ａ 位相シフト部
２１、２１ａ 信号処理部
２２、２２ａ 表示回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯型電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ワンセグ（携帯電話・移動体端末向けの１セグメント部分受信サービスの略称）放送に代表されるように、デジタル放送を受信し、映像・音声を表示可能な小型の携帯型電子機器が増えてきている。
【０００３】
このような電子機器において、放送波の受信性能を高める事は、商品価値を決定する非常に重要な要素である。しかし、実際に電子機器が使用される環境では、放送信号を載せた電波が、電子機器に到着する波と地面や建物に反射する波に分かれて互いに干渉する事により受信性能が低下するという問題がある。
【０００４】
そのような課題を解決する為、ダイバーシティ方式と呼ばれる、複数のアンテナを用いる方式が知られている。ダイバーシティ方式では、受信した同一の無線信号について、電波状況の優れたアンテナの信号を優先的に用いることができる。あるいは、受信した信号を合成することで、ノイズを低減することが出来る。ダイバーシティ方式は、複数の受信アンテナと、受信アンテナで受信した信号を処理する回路により、構成される。このとき、受信信号間の位相のズレをできるだけ低減することが望まれる。
【０００５】
例えば、特許文献１には、複数アンテナで受信した合成波をＦＦＴ処理し、それにより位相変化量のフィードバックを行う方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２５２８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この方式ではＦＦＴ部分があるため回路が複雑になる。このため、信号処理回路部分の消費電力が増大する。それだけではなく、信号処理回路を構成するため、多数の部品を使う必要がある。結果として基板サイズが増大してしたり、コストが増大したりするという課題がある。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、アンテナ同士が受信電波を弱めあうことなく合成でき、簡単な位相シフト回路のみで広い帯域に渡って高い受信感度を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様にかかる電子機器は、
第１および第２のアンテナと、
少なくとも前記第１のアンテナの物理長、周辺の誘電率および透磁率に基づく第１情報と、少なくとも前記第２のアンテナの物理長、周辺の誘電率および透磁率に基づく第２情報と、を記憶する記憶部と、
外部入力に基づいて受信チャンネルを設定するチャンネル設定部と、
前記チャンネル設定部で設定されたチャンネルの基本周波数と前記第１情報および／または前記第２情報から、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナが受信する当該チャンネルの受信信号の位相差を算出する位相差算出部と、
前記位相差算出部で算出した位相差が、１２０度以上かつ２４０度未満の範囲内か否かを判定する位相差判定部と、
前記位相差判定部の判定の結果、位相差が上記の範囲内の場合には、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナのうちいずれかのアンテナで受信した受信信号の位相を１２０度以上かつ２４０度未満の範囲でシフトさせる位相シフト部と、を備えた構成を採る。
【００１０】
また、本発明の第２の態様にかかる電子機器は、
第１および第２のアンテナと、
少なくとも前記第１のアンテナの物理長、周辺の誘電率および透磁率に基づく第１情報と、少なくとも前記第２のアンテナの物理長、周辺の誘電率および透磁率に基づく第２情報と、を記憶する記憶部と、
外部入力に基づいて受信チャンネルを設定するチャンネル設定部と、
前記チャンネル設定部で設定されたチャンネルの基本周波数をｆ、前記第１情報および第２情報を、それぞれ下記の式（２）で算出される周波数ｆ1およびｆ2としたとき、基本周波数ｆがｆ1≦ｆ≦ｆ2の範囲内か否かを判定する周波数判定部と、
前記周波数判定部の判定の結果、基本周波数ｆが上記の範囲内の場合には、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナのうちいずれかのアンテナで受信した受信信号の位相を１２０度以上かつ２４０度未満の範囲でシフトさせる位相シフト部と、を備えた、
携帯型電子機器。
【００１１】
【数３】
【００１２】
ただし、
ｌ1：第１のアンテナの物理長
ｌ2：第２のアンテナの物理長
ε1：第１のアンテナの周辺の媒質の誘電率
ε2：第２のアンテナの周辺の媒質の誘電率
μ1：第１のアンテナを覆う媒質の透磁率
μ2：第２のアンテナの周辺の媒質の透磁率
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電子機器によれば、アンテナ同士が受信電波を弱めあうことなく合成でき、簡単な位相シフト回路のみで広い帯域に渡って高い受信感度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１に係る携帯型液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図、（ｂ）携帯型液晶表示装置の正面図
【図２】実施の形態１に係る携帯型電子機器における放送波受信部と信号処理部のシステムの概略を示すブロック図
【図３】位相シフトと位相差判定部の判断アルゴリズムのフローチャート
【図４】２つのアンテナを用いた場合の位相差と合成信号の最大値の関係を示す図
【図５】チャンネル周波数と位相差の関係を示す図
【図６】実施の形態２に係る携帯型電子機器における放送波受信部と信号処理部のシステムの概略を示すブロック図
【図７】実施の形態２に係る携帯型電子機器における位相シフトと周波数判定部の判断アルゴリズムのフローチャート
【図８】内部アンテナを変形した場合の構成を示す分解斜視図
【図９】第２のアンテナを外部に付加した場合の構成を示す分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付し、再度の説明を省略する場合がある。
【００１６】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る携帯型液晶表示装置について、図１乃至図５を参照して説明する。
【００１７】
図１（ａ）は、本発明の携帯型電子機器の実施の形態１に係る携帯型液晶表示装置１の概略構成を示す分解斜視図である。図１（ｂ）は、携帯型液晶表示装置１の正面図である。なお、本実施形態においては、図１（ａ）に示すｚ軸の正の方向を上方向、ｚ軸の負の方向を下方向、ｘ軸の方向を左右方向、ｙ軸の正の方向を正面方向または前面方向または表示面方向、ｙ軸の負の方向を後面方向または背面方向と呼ぶ場合がある。
【００１８】
携帯型液晶表示装置１は、大別して、第１のアンテナ１０と、第２のアンテナ１０ａと、表示面側筐体１１と、背面側筐体１２と、液晶パネル１３と、電気回路基板１４と、背面側筐体フレーム１５を備えている。
【００１９】
第１のアンテナ１０および第２のアンテナ１０ａは、ダイポールアンテナであり、地上波デジタル放送の電波を受信可能である。第１のアンテナ１０は、筐体外部に回動可能に取り付けられており、電波の受信状況に応じて適宜第１のアンテナ１０の向きを変えることができる。第２のアンテナ１０ａは筐体内部に構成されている。第１のアンテナ１０および第２のアンテナ１０ａの周辺は真空中より高い誘電率、透磁率の高い物質に囲まれている。これは、アンテナの物理長が小さい場合でも周波数が低い電磁波を受信する効率を高める為である。また、第１のアンテナ１０および第２のアンテナ１０ａは、電気回路部１４に電気的に接続されている。
【００２０】
液晶パネル１３は、表示面側筐体１１の開口部にその表示面が露出するように配置されている。液晶パネル１３は、電気回路基板１４からの電気信号を受けて、映像や文字などの各種情報を表示面に表示する。液晶パネル１３の背面側、つまり表示面と反対側は、金属のフレーム枠で覆われている。
【００２１】
電気回路基板１４は、各種電子部品が搭載されており、第１のアンテナ１０および第２のアンテナ１０ａで受信した電気信号を処理して、液晶パネル１３が表示可能な電気信号として液晶パネル１３へ送る。第１のアンテナ１０および第２のアンテナ１０ａで受信した信号以外に、携帯型液晶表示装置１の使用者から入力される外部情報に基づいて、液晶パネル１３に対する各種の信号処理を実施する。
【００２２】
背面側筐体フレーム１５は、電気回路基板１４のＧＮＤと電気的に接続されている。これにより、電気回路基板１４のＧＮＤ電位を安定化させ、かつ携帯型電子機器１の堅牢性を高めている。
【００２３】
図２は、本発明の実施の形態１に係る携帯型電子機器１における放送波受信部と信号処理部のシステムの概略を示すブロック図である。本発明のシステムは第１のアンテナ１０、第２のアンテナ１０ａ、記憶部１６、チャンネル設定部１７、位相差算出部１８、位相差判定部１９、位相シフト部２０、信号処理部２１、表示回路２２を有している。
【００２４】
第１のアンテナ１０、第２のアンテナ１０ａは本発明の携帯型電子機器の内部もしくは外部に構成される。
【００２５】
記憶部１６には、第１のアンテナ１０と第２のアンテナの長さ１０ａの物理長、アンテナを覆う媒質の誘電率、透磁率等の物性値を記憶している。また、チャンネル設定部１７は、携帯型液晶表示装置の操作者により設定された放送のチャンネルに対応する周波数の値を、位相差算出部に送る。
【００２６】
位相差算出部１８は、記憶部１６であらかじめ記憶されている物性値を用いて、下記の式（１）で示される位相差を計算する。
【００２７】
【数４】
【００２８】
ただし、
ｆ：受信チャンネルの基本周波数、
ｌ1：第１のアンテナ１０の物理長
ｌ2：第２のアンテナ１０ａの物理長
ε1：第１のアンテナ１０の周辺の媒質の誘電率
ε2：第２のアンテナ１０ａの周辺の媒質の誘電率
μ1：第１のアンテナ１０を覆う媒質の透磁率
μ2：第２のアンテナ１０ａの周辺の媒質の透磁率
ｃ：真空中の光の速度
である。
【００２９】
位相差判定部１９は、式（１）で算出した位相差が、１２０度以上かつ２４０度未満の範囲内（合成波の振幅が元の信号より小さくなる範囲）か否かを判定する。
【００３０】
位相シフト部２０は、位相差判定部１９で位相を変化させるか否かを判断した後、第２のアンテナ１０ａで受信した信号を１２０度以上かつ２４０度未満の範囲でシフトさせる。
【００３１】
信号処理部２１は、第１のアンテナ１０で受信した信号と、第２のアンテナ１０ａで受信し位相シフト部２０でシフトされた信号とを合成する。この信号は、表示回路２２に流れ、映像として表示される。
【００３２】
図３は、位相差算出部１８と位相差判定部１９と位相シフト部２０の判断アルゴリズムのフローチャートを示す。まず位相差算出部１８において式（１）で示される式で位相差を計算する。次に、この位相差が１２０〜２４０度になった場合は、第２のアンテナ１０ａで受信した信号を位相シフト部２０で１８０度ずらず。そして、信号処理部２１にて第１のアンテナ１０で受信した信号と合成する。また、それ以外の値の場合は位相をずらさずに、信号処理部２１にて、第１のアンテナ１０で受信した信号と合成する。このような方式を取ることで互いの信号を打ち消す事による受信性能の低下を防ぐ事が可能となる。
【００３３】
図４は、２つのアンテナを用いた場合の位相差と合成信号の最大値の関係を示す図である。なお、この計算において、２つのアンテナで受信する信号は同一周波数で、かつ振幅が両者とも１であるとしている。図４より、２つのアンテナに入射する信号の位相差が１２０度以上かつ２４０度未満の範囲内にある時、合成信号の振幅が１を下回る事がわかる。すなわち、アンテナが２本ある時に互いの信号を打ち消し合い、放送波の受信性能が下がる。このため、アンテナを付加しても放送波の受信性能が下がる。このため、２つのアンテナに入射する信号の位相差が１２０度以上かつ２４０度未満の範囲内にある時、受信信号の位相シフトすることが好ましい。
【００３４】
図５は式（１）で示すチャンネル周波数と位相差の関係を示すグラフである。なお、パラメータの値はそれぞれ、ｌ1＝１００ｍｍ、ｌ2＝２０ｍｍ、ε1＝１、ε2＝４、μ1＝２０、μ2＝５０としている。このグラフでは、チャンネル周波数が６１０ＭＨｚの時、位相差が１２０度となる。つまり、周波数が６１０ＭＨｚ以上のチャンネルでは第２のアンテナより受信する信号の位相を変化させる必要がある。具体例として地上デジタル放送の周波数で考えると、３７ｃｈ以降を受信する場合は、受信した信号の位相をシフトさせる必要がある。
【００３５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る携帯型液晶表示装置について、図６乃至図７を参照して説明する。なお、装置の基本的構成は実施の形態１、及び実施の形態２で同等のため、一部共通する説明を省略する。
【００３６】
図６は、本発明の実施の形態２に係る携帯型液晶表示装置における放送波受信部と信号処理部のシステムの概略を示す図である。本発明のシステムは第１のアンテナ１０ｅ、第２のアンテナ１０ｆ、記憶部１６ａ、チャンネル設定部１７ａ、周波数判定部１９ａ、位相シフト部２０ａ、信号処理部２１ａ、表示回路２２ａから成り立っている。以下、実施の形態１で説明した機能と異なる部分のみを説明し、同じ機能を有するものは、説明を省略する。
【００３７】
記憶部１６ａは、あらかじめ下記式（２）で計算される２つの周波数ｆ1、ｆ2の値を記憶している。
【００３８】
【数５】
【００３９】
ただし、
ｌ1：第１のアンテナ１０ｅの物理長
ｌ2：第２のアンテナ１０ｆの物理長
ε1：第１のアンテナ１０ｅの周辺の媒質の誘電率
ε2：第２のアンテナ１０ｆの周辺の媒質の誘電率
μ1：第１のアンテナ１０eを覆う媒質の透磁率
μ2：第２のアンテナ１０ｆの周辺の媒質の透磁率
ｃ：真空中の光の速度
である。
【００４０】
なお、上記式（２）は、式（１）にΔθ＝２π／３を代入してｆについて解いて導かれるものがｆ1である。また、ｆ1を２倍したものがｆ2である。
【００４１】
このような構成をとることで、実施の形態１で必要であった位相差算出部を無くす事ができる。また、実施の形態１に比べて、記憶部１６ａに記憶される変数を減らすことが可能である。これらのことにより、実施の形態１よりも回路規模を小さくし、更なる消費電力の低減、商品の小型化に貢献する事ができる。
【００４２】
図７は、実施の形態２における周波数判定部１９ａと位相シフト部２０ａとの判断アルゴリズムのフローチャートを示す。入力した周波数ｆがｆ1≦ｆ≦ｆ2になる場合は、第２のアンテナ１０ｆで受信した信号を１８０度ずらして第１のアンテナ１０ｅで受信した信号と信号処理部２１ａで合成する。また、それ以外の値の場合は、第２のアンテナ１０ｆで受信した信号を、位相をずらさずに第１のアンテナ１０ｅで受信した信号と合成する。このような方式を取ることで互いの信号を打ち消して、受信した信号が弱まる事による受信性能の低下を防ぐ事が可能となる。
【００４３】
また、本実施の形態１及び実施の形態２においては、内蔵する第２のアンテナはホイップアンテナとしたが、これに限られない。例えば、図８のように背面側フレーム１５ａをアンテナとして構成としても良い。このようにすれば、更なる商品の小型化、低コスト化を実現する事ができる。
【００４４】
また、本実施の形態１及び実施の形態２においては、携帯型電子機器として携帯型電子機器に内蔵されたアンテナと外部に露出されたアンテナで構成された物の例を示したがこれに限られない。例えば、図９に示すように第１のアンテナ１０ｈおよび第２のアンテナ１０ｉを外部に露出する構成でも可能である。これにより、さらなる受信性能の向上が可能になる。
【００４５】
また、本実施の形態１及び実施の形態２においては、表示パネルとして液晶パネルを用いた例を示したが、これに限られない。例えば、有機ＥＬパネルや無機ＥＬパネルなどを用いた携帯型電子機器に適用することも可能である。
【００４６】
また、本実施の形態１及び実施の形態２においては、アンテナが２つ構成されている携帯型電子機器を例に示したが、これに限られない。例えば、アンテナが３本以上ある場合も適用可能である。このような構成をとる事で、更なる受信性能向上が可能となる。
【００４７】
また、本実施の形態１及び実施の形態２においては、携帯型電子機器として携帯型液晶表示装置を例に示したが、これに限られない。例えば、携帯電話、携帯型音楽プレーヤー、ＰＤＡなどにも適用可能である。要するに、デジタル放送を受信する電子機器であればどのようなものでも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の携帯型電子機器は、例えば、デジタル放送を受信する機能を有する携帯型液晶表示装置、携帯電話、携帯型音楽プレーヤー、ＰＤＡなどに適用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１、１ａ、１ｂ 携帯型液晶表示装置
１０、１０ｅ、１０ｇ、１０ｈ 第１のアンテナ
１０ａ、１０ｆ、１０ｉ 第２のアンテナ
１１ 表示面側筐体
１２ 背面側筐体
１３ 液晶パネル
１４ 電気回路基板
１５、１５ａ、１５ｂ 背面側フレーム
１６、１６ａ 記憶部
１７、１７ａ チャンネル設定部
１８ 位相差算出部
１９ 位相差判定部
１９ａ 周波数判定部
２０、２０ａ 位相シフト部
２１、２１ａ 信号処理部
２２、２２ａ 表示回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２のアンテナと、
少なくとも前記第１のアンテナの物理長、周辺の誘電率および透磁率に基づく第１情報と、少なくとも前記第２のアンテナの物理長、周辺の誘電率および透磁率に基づく第２情報と、を記憶する記憶部と、
外部入力に基づいて受信チャンネルを設定するチャンネル設定部と、
前記チャンネル設定部で設定されたチャンネルの基本周波数と前記第１情報および／または前記第２情報から、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナが受信する当該チャンネルの受信信号の位相差を算出する位相差算出部と、
前記位相差算出部で算出した位相差が、１２０度以上かつ２４０度未満の範囲内か否かを判定する位相差判定部と、
前記位相差判定部の判定の結果、位相差が上記の範囲内の場合には、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナのうちいずれかのアンテナで受信した受信信号の位相を１２０度以上かつ２４０度未満の範囲でシフトさせる位相シフト部と、を備えた、
携帯型電子機器。
【請求項２】
前記位相差算出部は、下記の式（１）で位相差Δθを算出する、
請求項１記載の携帯型電子機器。
【数１】
ただし、
ｆ：受信チャンネルの基本周波数、
ｌ1：第１のアンテナの物理長
ｌ2：第２のアンテナの物理長
ε1：第１のアンテナの周辺の媒質の誘電率
ε2：第２のアンテナの周辺の媒質の誘電率
μ1：第１のアンテナを覆う媒質の透磁率
μ2：第２のアンテナの周辺の媒質の透磁率
ｃ：真空中の光の速度
【請求項３】
第１および第２のアンテナと、
少なくとも前記第１のアンテナの物理長、周辺の誘電率および透磁率に基づく第１情報と、少なくとも前記第２のアンテナの物理長、周辺の誘電率および透磁率に基づく第２情報と、を記憶する記憶部と、
外部入力に基づいて受信チャンネルを設定するチャンネル設定部と、
前記チャンネル設定部で設定されたチャンネルの基本周波数をｆ、前記第１情報および第２情報を、それぞれ下記の式（２）で算出される周波数ｆ1およびｆ2としたとき、基本周波数ｆがｆ1≦ｆ≦ｆ2の範囲内か否かを判定する周波数判定部と、
前記周波数判定部の判定の結果、基本周波数ｆが上記の範囲内の場合には、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナのうちいずれかのアンテナで受信した受信信号の位相を１２０度以上かつ２４０度未満の範囲でシフトさせる位相シフト部と、を備えた、
携帯型電子機器。
【数２】
ただし、
ｌ1：第１のアンテナの物理長
ｌ2：第２のアンテナの物理長
ε1：第１のアンテナの周辺の媒質の誘電率
ε2：第２のアンテナの周辺の媒質の誘電率
μ1：第１のアンテナを覆う媒質の透磁率
μ2：第２のアンテナの周辺の媒質の透磁率
【請求項４】
前記第１のアンテナと第２のアンテナのうち、
少なくとも１つのアンテナが自機器の内部に構成されている、
請求項１または３に記載の携帯型電子機器。
【請求項５】
前記第１のアンテナと第２のアンテナのうち、
少なくとも１つのアンテナは周囲を真空中の誘電率あるいは透磁率より高い物質で覆われている、
請求項１または３に記載の携帯型電子機器。
【請求項１】
第１および第２のアンテナと、
少なくとも前記第１のアンテナの物理長、周辺の誘電率および透磁率に基づく第１情報と、少なくとも前記第２のアンテナの物理長、周辺の誘電率および透磁率に基づく第２情報と、を記憶する記憶部と、
外部入力に基づいて受信チャンネルを設定するチャンネル設定部と、
前記チャンネル設定部で設定されたチャンネルの基本周波数と前記第１情報および／または前記第２情報から、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナが受信する当該チャンネルの受信信号の位相差を算出する位相差算出部と、
前記位相差算出部で算出した位相差が、１２０度以上かつ２４０度未満の範囲内か否かを判定する位相差判定部と、
前記位相差判定部の判定の結果、位相差が上記の範囲内の場合には、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナのうちいずれかのアンテナで受信した受信信号の位相を１２０度以上かつ２４０度未満の範囲でシフトさせる位相シフト部と、を備えた、
携帯型電子機器。
【請求項２】
前記位相差算出部は、下記の式（１）で位相差Δθを算出する、
請求項１記載の携帯型電子機器。
【数１】
ただし、
ｆ：受信チャンネルの基本周波数、
ｌ1：第１のアンテナの物理長
ｌ2：第２のアンテナの物理長
ε1：第１のアンテナの周辺の媒質の誘電率
ε2：第２のアンテナの周辺の媒質の誘電率
μ1：第１のアンテナを覆う媒質の透磁率
μ2：第２のアンテナの周辺の媒質の透磁率
ｃ：真空中の光の速度
【請求項３】
第１および第２のアンテナと、
少なくとも前記第１のアンテナの物理長、周辺の誘電率および透磁率に基づく第１情報と、少なくとも前記第２のアンテナの物理長、周辺の誘電率および透磁率に基づく第２情報と、を記憶する記憶部と、
外部入力に基づいて受信チャンネルを設定するチャンネル設定部と、
前記チャンネル設定部で設定されたチャンネルの基本周波数をｆ、前記第１情報および第２情報を、それぞれ下記の式（２）で算出される周波数ｆ1およびｆ2としたとき、基本周波数ｆがｆ1≦ｆ≦ｆ2の範囲内か否かを判定する周波数判定部と、
前記周波数判定部の判定の結果、基本周波数ｆが上記の範囲内の場合には、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナのうちいずれかのアンテナで受信した受信信号の位相を１２０度以上かつ２４０度未満の範囲でシフトさせる位相シフト部と、を備えた、
携帯型電子機器。
【数２】
ただし、
ｌ1：第１のアンテナの物理長
ｌ2：第２のアンテナの物理長
ε1：第１のアンテナの周辺の媒質の誘電率
ε2：第２のアンテナの周辺の媒質の誘電率
μ1：第１のアンテナを覆う媒質の透磁率
μ2：第２のアンテナの周辺の媒質の透磁率
【請求項４】
前記第１のアンテナと第２のアンテナのうち、
少なくとも１つのアンテナが自機器の内部に構成されている、
請求項１または３に記載の携帯型電子機器。
【請求項５】
前記第１のアンテナと第２のアンテナのうち、
少なくとも１つのアンテナは周囲を真空中の誘電率あるいは透磁率より高い物質で覆われている、
請求項１または３に記載の携帯型電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−５５０６７（Ｐ２０１１−５５０６７Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９９７０１（Ｐ２００９−１９９７０１）
【出願日】平成２１年８月３１日（２００９．８．３１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月３１日（２００９．８．３１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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