無線端末及びアンテナ制御方法
【課題】アンテナ素子上での電流分布のいずれの位置に人体が接近しているかを検知することで、アンテナ特性の劣化に有効に対処する。
【解決手段】アンテナ１０により送受信を行う無線端末において、人体がアンテナ特性を劣化する位置に近接するのを障害検知部で検出する。前記障害検知部が検出した人体の接近位置情報に応じて、特性調整部により、アンテナ１０の電流分布特性を変化させる。アンテナ特性の劣化する位置に人体(特に指等)が置かれた時、その置かれた場所が、アンテナのエネルギーが集中していない箇所になるように、アンテナの電流分布特性を変化させることで、アンテナ特性の劣化を防止する。
【解決手段】アンテナ１０により送受信を行う無線端末において、人体がアンテナ特性を劣化する位置に近接するのを障害検知部で検出する。前記障害検知部が検出した人体の接近位置情報に応じて、特性調整部により、アンテナ１０の電流分布特性を変化させる。アンテナ特性の劣化する位置に人体(特に指等)が置かれた時、その置かれた場所が、アンテナのエネルギーが集中していない箇所になるように、アンテナの電流分布特性を変化させることで、アンテナ特性の劣化を防止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体の接近によるアンテナ特性の劣化を調節可能な無線端末及びアンテナ特性の劣化を調節するアンテナ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機などの無線端末は、ユーザが手で把持した状態で、空中線により送受信を行う。無線端末としての携帯電話機では、デザインなどの関係で、アンテナを内蔵している場合が多い。
【０００３】
最近の携帯電話機の一例を図示すると、図９及び図１０に示すように、２つの筐体１，２に分離され、これらの筐体１，２がヒンジ３で開閉可能に連結された折り畳み構造のものが多い。一方の筐体１の内面には、液晶からなる表示部４が組み込まれ、他方の筐体の内面には、操作・入力用のボタンスイッチ５が組み込まれている。さらに、小型化及びアンテナのサイズなどを考慮して、アンテナ素子６をヒンジ３に内蔵している場合が多い。
【０００４】
この種の携帯電話機では、２つの筐体１，２を開いた状態が使用状態となり、ユーザは、携帯電話機を手７で握ったままで送受信を行う。ユーザは、携帯電話機を安定して握るため、図９及び図１０に示すように、指８をヒンジ３の箇所にあてがって握ることがある。
【０００５】
しかしながら、ユーザが指８をあてがう箇所が、アンテナ素子６のエネルギーが強い箇所、すなわちアンテナ素子上での電流分布が高い箇所である場合には、アンテナ特性が劣化し、送受信に影響を与える場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１には、ローディングコイルに対するコアの挿入量を調節することで、所持使用状態と自由空間に置いた待機状態とのどちらでもアンテナ利得を最大とする技術が開示されている。
【０００７】
確かに、特許文献１によれば、使用状態と待機状態とにおいてアンテナ利得を最大とすることは可能であるが、使用状態、すなわちユーザが携帯電話機を手で握る際に生じるアンテナ特性の劣化を改善することは不可能である。
【０００８】
特許文献２には、物体或いは人体が携帯電話機の近傍に存在することで、アンテナ素子のインピーダンスが急激に変化した場合に対処する技術が開示されている。
【０００９】
確かに、特許文献２によれば、アンテナ素子のインピーダンスが急激に変化する場合、そのインピーダンスの変化に対応したマッチング回路とマッチング補正回路を選択することで、アンテナ特性の劣化に対処することは可能である。
【００１０】
しかし、特許文献２では、アンテナ素子に対して人体が接近しているか否かを検知するのみであって、アンテナ素子上での電流分布のいずれの位置に接近しているかを検知することは不可能であるため、アンテナ特性の劣化に有効に対処することはできないという課題がある。
【特許文献１】特許第２５４４７２５号公報
【特許文献２】特開平１１−１３６１５７号公報
【００１１】
本発明の目的は、アンテナ素子上での電流分布のいずれの位置に接近しているかを検知することで、アンテナ特性の劣化に有効に対処できる無線端末及びアンテナ制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するため、本発明に係る無線端末は、アンテナにより空中線で送受信を行う無線端末であって、
人体がアンテナ特性を劣化する位置に近接するのを検知する障害検知部と、
前記障害検知部が検出した人体の接近位置情報に応じて、アンテナの電流分布特性を変化させる特性調節部と、を有することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明に係るアンテナ制御方法は、アンテナにより空中線で送受信を行う無線端末のアンテナ特性を制御するアンテナ制御方法であって、
アンテナ特性を劣化する位置に人体が近接するのを検知し、
前記検出された人体の接近位置情報に応じて、アンテナの電流分布特性を変化させることを特徴とするものである。
【００１４】
ユーザが無線端末としての携帯電話機を握った際、その握り具合によっては、アンテナ素子のエネルギーが強い箇所を握る場合がある。このような握り方をした場合、本発明では、アンテナ素子上での電流分布特性を変化させることで、アンテナ特性の劣化を抑制する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ユーザが無線端末を握る具合によって、アンテナ素子上での電流分布特性を変化させることで、アンテナ特性の劣化を最小限に抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
【００１７】
実施形態に係る無線端末は、アンテナ素子を会して空中線により送受信を行う無線端末であって、基本的構成として、人体がアンテナ特性を劣化する位置に近接するのを検知する障害検知部と、前記障害検知部からの検知信号に基づいて、アンテナの電流分布特性を変化させる特性調節部と、を有することを特徴とするものである。
【００１８】
以下に説明する実施形態では、無線端末として携帯電話機を例にとって説明するが、無線端末は、携帯電話機に限られるものではない。要は、無線端末としては、ユーザが手で握った状態で、送受信を行う構造のものであれば、いずれのものであってもよいものである。
（実施形態１）
【００１９】
図１（Ａ）に示す実施形態１に係る携帯電話機は、２つの筐体１，２をヒンジ３で開閉可能に連結した折り畳み構造の携帯電話機であり、ヒンジ３の箇所にアンテナ素子１０を内蔵している。一方の筐体１には、内面に液晶からなる表示部４が搭載され、他方の筐体２には、表示部４に向き合う面に各種の操作・入力用のボタンスイッチ５が搭載されている。また、他方の筐体２には、図示しない携帯電話機に必要な回路が組み込まれている。これらの構成は、アンテナ素子１０以外の構成は、従来の携帯電話機の構成と同様である。
【００２０】
実施形態１は図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）に示すように、前記回路に加えて、温度センサ１１ａ，１１ｂと、位置測定回路部１２と、制御部１３と、高周波回路部１４と、アンテナ制御回路部１５とを基板１６上に集積している。アンテナ素子１０には図２に示すように、その給電側に直列接続のローディングコイル１７，１８が設けられ、アンテナ素子１０の給電点１０ａが高周波回路部１４に接続されている。ローディングコイル１７，１８は、そのインダクタンス値が可変する構成になっている。
【００２１】
先ず、実施形態１におけるアンテナ素子１０について説明する。実施形態１におけるアンテナ素子１１は、送信時に高周波回路部１４から電力が給電される給電点１１ａからの距離が電気的に変化する構成となっている。
【００２２】
実施形態１におけるアンテナ素子１１は図４に示すように、使用周波数の１．５λ（λ＝使用周波数）の電気長Ｄ１、使用周波数の３／４λの電気長Ｄ２、使用周波数の１／２λの電気長Ｄ３、使用周波数の１／４λの電気長Ｄ４に対応する位置を変更点１０１，１０２，１０３，１０４とすると、これらの変更点１０１，１０２，１０３，１０４での給電に対応するように、ローディングコイル１７，１８のインタクタンス値が変更される。
【００２３】
したがって、ローディングコイル１７，１８のインタクタンス値を変更することで、アンテナ素子１０の給電点１０ａからの距離、すなわちアンテナ素子１０の電気長は電気的に変更される。具体的に説明すると、ローディングコイル１７，１８のインタクタンス値を変更点１０１でのインダクタンス値に変更すると、アンテナ素子１０の電気長は、使用周波数の１．５λ（λ＝使用周波数）の電気長Ｄ１となる。ローディングコイル１７，１８のインタクタンス値を変更点１０２でのインダクタンス値に変更すると、アンテナ素子１０の電気長は、使用周波数の３／４λの電気長Ｄ２となる。ローディングコイル１７，１８のインタクタンス値を変更点１０３でのインダクタンス値に変更すると、アンテナ素子１０の電気長は、使用周波数の１／２λの電気長Ｄ３となる。ローディングコイル１７，１８のインタクタンス値を変更点１０４でのインダクタンス値に変更すると、アンテナ素子１０の電気長は、使用周波数の１／４λの電気長Ｄ４となる。
【００２４】
なお、図３（Ａ）では、アンテナ素子１０の電気長を４種類設計したが、これに限られるものではない。
【００２５】
ローディングコイル１７，１８のインタクタンス値を変更点１０１でのインダクタンス値に変更して、高周波回路部１４から給電点１０ａに通して送信信号が電気長Ｄ１のアンテナ素子１０に給電されると、電気長Ｄ１のアンテナ素子１０上には、図４及び図５に示すエネルギー量Ｅ１の電流分布が生じる。
【００２６】
ローディングコイル１７，１８のインタクタンス値を変更点１０２でのインダクタンス値に変更して、高周波回路部１４から給電点１０ａに通して送信信号が電気長Ｄ２のアンテナ素子１０に給電されると、電気長Ｄ２のアンテナ素子１０上には、図５に示すエネルギー量Ｅ２の電流分布が生じる。
【００２７】
ローディングコイル１７，１８のインタクタンス値を変更点１０３でのインダクタンス値に変更して、高周波回路部１４から給電点１０ａに通して送信信号が電気長Ｄ３のアンテナ素子１０に給電されると、電気長Ｄ３のアンテナ素子１０上には、図５に示すエネルギー量Ｅ３の電流分布が生じる。
【００２８】
ローディングコイル１７，１８のインタクタンス値を変更点１０４でのインダクタンス値に変更して、高周波回路部１４から給電点１０ａに通して送信信号が電気長Ｄ４のアンテナ素子１０に給電されると、電気長Ｄ４のアンテナ素子１０上には、図５に示すエネルギー量Ｅ４の電流分布が生じる。
【００２９】
なお、実施形態１では、アンテナ素子１０におけるローディングコイル１７，１８のインダクタンス値を４つの変更点１０１，１０２，１０３，１０４でのインダクタンス値に変更させたが、アンテナ素子１０の電気長は、１／４λ，１／２λ，３／４λ及び１．５λに限られるものではない。アンテナ素子１０におけるローディングコイル１７，１８のインダクタンス値の変更点、すなわち、アンテナ素子１０の電気長の変更数をこれ以上に増やしてもよいものである。このように、アンテナ素子１０の電気長の変更数を増やすことで、人体の接近に伴う電流分布特性をより精密に変化させることができる。
【００３０】
次に、アンテナ素子１１と温度センサ１１ａとの関係について説明する。複数の温度センサ１１ａは、アンテナ素子１１上に電流が分布する方向に沿って配列されている。アンテナ素子１１上に電流が分布する方向とは、例えばアンテナ素子１１がロッドアンテナ素子の場合、その長さ方向である。また、温度センサ１１ｂは、筐体２に内蔵されたパワーアンプ（ＰＡ）などの発熱する素子（以下、発熱素子という）１９に接近させて配置されている。
【００３１】
説明を簡単にするために、アンテナ素子１０の電気長がＤ４である場合、高周波回路部１４は基本波の送信信号をアンテナ素子１０に給電し、アンテナ素子１０の電気長がＤ３である場合、高周波回路部１４は基本波の２次高調波の送信信号をアンテナ素子１０に給電し、アンテナ素子１０の電気長がＤ２である場合、高周波回路部１４は基本波の３次高調波の送信信号をアンテナ素子１０に給電し、アンテナ素子１０の電気長がＤ１である場合、高周波回路部１４は基本波の４次高調波の送信信号をアンテナ素子１０に給電することを前提として説明する。
【００３２】
電気長Ｄ４のアンテナ素子１０を取り上げて説明すると、そのアンテナ素子１０上に生じる電流分布のエネルギー量Ｅ４は、電気角が１／２π、１π、３／２π及び２πの位置で最大値を示す。エネルギー量Ｅ４が最大値を示す位置、すなわち電気角が１／２π、１π、３／２π及び２πの位置に、図９に示すようにユーザの指８が接近することで、アンテナ素子１０上での電流分布が影響を受けることとなり、アンテナ特性が劣化する。
【００３３】
前記アンテナ特性の劣化を改善するには、ユーザの指８が接近した位置でのエネルギー量が最大とならない、すなわち、ユーザの指８が接近した位置からずれた位置に最大値のエネルギー量をもつ電流分布に変化させればよい。
【００３４】
そこで、実施形態１では、電流分布のエネルギー量の最大値となる位置で人体の接近を検知するため、電気長がＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に変更されるアンテナ素子１０の複数の位置に温度センサ１１ａを配置している。すなわち、アンテナ素子１０の電気長Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎に電気角１／２π、１π、３／２π及び２πの位置に温度センサ１１ａを配置している。
【００３５】
以上の説明では、アンテナ素子１０の給電点１０ａからの距離を電気的に変化させることで、アンテナ素子１０上での電流分布を変化させる構成とした例について説明したが、これに限られるものではない。図３（Ａ）に示すように、ローディングコイル１７，１８のインタクタンス値を変更する変更点１０１，１０２，１０３，１０４に対応させて、タップ１０１１，１０１２，１０１３，１０１４をそれぞれ設け、タップ１０１１，１０１２，１０１３，１０１４にスライド片１０５を切り替えて接続することで、アンテナ素子１０の電気長Ｄを物理的に変化させることで、アンテナ素子１０上での電流分布を変化させる構成としてもよいものである。また、図３（Ｂ）に示すように、アンテナ素子１０を、複数のアンテナ素子１０ｂを連結したテレスコピック構造とし、モータなどの駆動源でアンテナ素子１０ｂを伸縮させることで、アンテナ素子１０の電気長Ｄを物理的に変化させることで、アンテナ素子１０上での電流分布を変化させる構成としてもよいものである。
【００３６】
また、アンテナ素子１０を、給電点１０ａから送信信号が給電される送信用として説明したが、これに限られるものではない。アンテナ素子１０は受信用であってもよい。受信のアンテナ素子１０の場合、人体の接近に伴って、アンテナ素子１０の電気長がＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４のいずれかに変更され、受信信号が変更された電気長を持つアンテナ素子１０で捕捉されて、給電点１０ａを通して高周波回路部１４に入力される。高周波回路部１４は、受信信号を基本波である場合には、そのまま図示しない受信回路に出力し、ｎ次高調波の場合には、基本波の信号に変換して図示しない受信回路に出力する。この場合、給電点１０ａは、送信時に送信信号の給電端子として機能し、受信時に受信信号の受信端子として機能する。
【００３７】
位置測定回路部１２は、アンテナ素子１０に沿って配置した温度センサ１１ａが検出した温度情報を入力として、ユーザの指８などがアンテナ素子１０上での電流分布のいずれの位置に接近したかを測定する。具体的に説明すると、位置測定回路部１２は、アンテナ素子１０に沿って配置された温度センサ１１ａと、アンテナ素子１０の電気長Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４との関係を記憶しており、列状の温度センサ１１ａのうち、どの温度センサ１１ａが人体を検出したかを認識し、その温度センサ１１ａはどの電気長Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に対応するものかを認識し、その認識結果と前記記憶内容とを比較することで、ユーザの指８などがアンテナ素子１０上での電流分布のいずれの位置に接近したかを測定する。
【００３８】
さらに、位置測定回路部１２は、温度センサ１１ｂが検出した発熱素子１９の温度情報を入力として、温度センサ１１ｂが検出した温度情報を基準値として設定し、基準値である温度センサ１１ｂの温度情報と、温度センサ１１ａが検出した人体の温度情報とを比較する。そして、位置測定回路部１２は、温度センサ１１ｂの検出温度、すなわち無線端末の固有の温度より温度センサ１１ａで検出した人体の温度が低い場合、温度センサ１１ａの検出温度が高い箇所を人体の接近位置として測定する。位置測定回路部１２は、温度センサ１１ｂの検出温度、すなわち無線端末の固有の温度が温度センサ１１ａで検出した人体の温度が高い場合、温度センサ１１ｂの検出温度を規準として人体の接近位置を測定することは不可能となる。この場合、位置測定回路部１２は、温度センサ１１ａで検出した温度が不均一となる箇所を人体の接近位置として測定する。
【００３９】
以上の測定を行った後、位置測定回路部１２は、温度センサ１１ａ及び温度センサ１１ｂの検出信号に基づいて測定したユーザの指８などが接近したアンテナ素子１０上での電流分布に対する位置情報を制御部９に出力する。
【００４０】
制御部９は、位置測定回路部１２から出力される情報を入力として、制御指令を高周波回路部１４とアンテナ制御回路部１５とに出力する。すなわち、制御部９は、アンテナ素子１０の共振する長さ（電気長Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４）の情報と、位置測定回路部１２が測定する人体の接近位置情報とを関連させて記憶しており、実際に位置測定回路部１２が測定した人体の接近位置情報を入力として、その人体の接近位置情報に対応するアンテナ素子１０の電気長Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に関する制御指令を高周波回路部１４とアンテナ制御回路部１５とに出力する。
【００４１】
以下では、説明を簡素化するために、以下の条件で送信が行われている状態に基づいて説明する。すなわち、アンテナ制御回路部１５は、ローディングコイル１２，１３のインダクタンス値を変更点１０４からの給電に符合するように調整しているものとする。高周波回路部１４は、携帯電話機用として規格された基本波の送信信号をアンテナ素子１０に給電しているものとする。
【００４２】
さらに、人体がアンテナ特性を劣化する位置に接近した際に、アンテナ制御回路部１５は、変更点１０４でのローディングコイル１７，１８のインダクタンス値に代えて、
変更点１０３でのローディングコイル１７，１８のインダクタンス値に変更するものとする。高周波回路部１４は、変更点１０３での給電点１０ａから、基本波の送信信号に対して２次高調波である送信信号をアンテナ素子１０に給電するものとする。
【００４３】
以上の条件の下では、位置測定回路部１２は、電気長Ｄ４をもつアンテナ素子１０上での電流分布のうちエネルギー量が最大となる位置に人体、例えばユーザの指８等が接近したとする人体の接近位置情報を測定し、これを制御部９に出力する。そのため、制御部９は、アンテナ素子１０の共振する長さ（電気長Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４）の情報と、位置測定回路部１２が測定する人体の接近位置情報とに基づいて、アンテナ素子１０の電気長Ｄ４を電気長Ｄ３に変更する旨の制御指令を高周波回路部１４とアンテナ制御回路部１５とに出力する。
【００４４】
高周波回路部１４は、予め人体の位置と、アンテナ素子１１に給電するｎ次高調波との関係を記憶しており、制御部９から出力される制御指令に基づいて、人体の接近位置に対応するｎ次高調波の送信信号を給電点１０ａからアンテナ素子１０に給電する。次に、高周波回路部１４が記憶している、人体の位置と、アンテナ素子１０に給電するｎ次高調波との関係を、上述した条件の下で具体的に説明する。
【００４５】
上述したように、ローディングコイル１７，１８のインダクタンス値が変更点１０４でのインダクタンス値を示している状態において、アンテナ特性が劣化した場合、ローディングコイル１７，１８のインダクタンス値を変更点１０３でのインダクタンス値に変更することが前提である。したがって、高周波回路部１４は、変更点１０４において携帯電話機用として規格された基本波の送信信号をアンテナ素子１０に給電すること、及び変更点１０３において基本波に対する２次高調波の送信信号をアンテナ素子１０に給電するとことを、人体の位置と、アンテナ素子１０に給電するｎ次高調波との関係として記憶している。高周波回路部１４は、制御部９から制御指令が入力すると、基本波の送信信号の給電に切り替えて、基本波の送信信号に基づいて２次高調波の送信信号を生成し、この生成した２次高調波の送信信号を給電点１０ａからアンテナ素子１０に給電する。
【００４６】
アンテナ制御回路部１５は、変更点１０３におけるローディングコイル１２，１３のインダクタンス値を、変更点１０３におけるインダクタンス値に変更することを、予め人体の位置とアンテナ素子１０上での電流分布の関係として記憶している。アンテナ制御回路部１５は、制御部９から制御指令が入力すると、変更点１０３におけるローディングコイル１２，１３のインダクタンス値を、変更点１０３におけるインダクタンス値に変更する
【００４７】
アンテナ制御回路部１５が、給電位置の変更及びローディングコイル１２，１３のインダクタンス値の変更を実行すると、アンテナ素子１０は、その電気長が電気長Ｄ４から電気長Ｄ３に切り替えられ、電気長Ｄ３のアンテナ素子１０として機能することとなる。
【００４８】
なお、変更点１０４におけるローディングコイル１２，１３のインダクタンス値を、変更点１０２，１０１におけるインダクタンス値に変更する場合も、高周波回路部１４及びアンテナ制御回路部１５は、変更点１０２、１０１に応じた動作を上述した動作に準じて行うものである。ここに、位置測定回路部１２及び制御部１３により、人体がアンテナ特性を劣化する位置に接近するのを検知する障害検知部が構成される。また、高周波回路部１４及びアンテナ制御回路部１５により、前記障害検知部が検出した人体の接近位置情報に応じて、アンテナの電流分布特性を変化させる特性調節部が構成される。
【００４９】
次に、実施形態１に係る無線端末の動作を図６に基づいて説明する。以下では、説明を簡素化するために、以下の条件で送信が行われている状態に基づいて説明する。すなわち、アンテナ制御回路部１５は、ローディングコイル１２，１３のインダクタンス値を、変更点１０４でのインダクタンス値に符合するように調整しているものとする。高周波回路部１４は、携帯電話機用として規格された基本波の送信信号をアンテナ素子１０に給電しているものとする。
【００５０】
さらに、人体がアンテナ特性を劣化する位置に接近した際に、アンテナ制御回路部１５は、ローディングコイル１７，１８のインダクタンス値を変更点１０４でのインダクタンス値を、変更点１０３でのインダクタンス値に符合するように調整するものとする。高周波回路部１４は、基本波の送信信号に対して２次高調波である送信信号をアンテナ素子１０に給電するものとする。
【００５１】
携帯電話機の電源を投入した直後に、位置測定回路部１２は、温度センサ１１ａ及び温度センサ１１ｂにより、アンテナ素子１０の周辺での温度の変化と、発熱素子１９の温度の測定を開始する（図６のステップＳ１）。
【００５２】
高周波回路部１４及びアンテナ制御回路部１５は、制御部９からの制御指令を受けて、それぞれ動作する。すなわち、アンテナ制御部１５は、変更点１０４でのローディングコイル１２、１３のインダクタンス値に整合させる。高周波回路部１４は、携帯電話機用として規格された基本波の送信信号をタップ１０４の位置での給電点１０ａからアンテナ素子１０に給電する。
【００５３】
アンテナ素子１０からの送信が行われている際に、位置測定回路部１２は、アンテナ素子１０に沿って配置した温度センサ１１ａが検出した温度情報を入力として、ユーザの指８などがアンテナ素子１０上での電流分布のいずれの位置に接近したかを測定する。具体的に説明すると、位置測定回路部１２は、アンテナ素子１０に沿って配置された温度センサ１１ａと、アンテナ素子１０の電気長Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４との関係を記憶しており、列状の温度センサ１１ａのうち、どの温度センサ１１ａが人体を検出したかを認識し、その温度センサ１１ａはどの電気長Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に対応するものかを認識し、その認識結果と前記記憶内容とを比較することで、ユーザの指８などがアンテナ素子１０上での電流分布のいずれの位置に接近したかを測定する（図６のステップＳ２）。
【００５４】
具体的に説明すると、位置測定回路部１２は、温度センサ１１ｂが検出した発熱素子１９の温度情報を入力として、温度センサ１１ｂが検出した温度情報を基準値として設定し、基準値である温度センサ１１ｂの温度情報と、温度センサ１１ａが検出した人体の温度情報とを比較する。そして、位置測定回路部１２は、温度センサ１１ｂの検出温度、すなわち無線端末の固有の温度より温度センサ１１ａで検出した人体の温度が低い場合（図６のステップＳ３）、温度センサ１１ａの検出温度が高い箇所を検出する（図６のステップＳ５）。
【００５５】
位置測定回路部１２は、温度センサ１１ｂの検出温度、すなわち無線端末の固有の温度が温度センサ１１ａで検出した人体の温度が高い場合（図６のステップＳ４）、温度センサ１１ｂの検出温度を規準として人体の接近位置を測定することは不可能となる。この場合、位置測定回路部１２は、温度センサ１１ａで検出した温度が不均一となる箇所を検出する（図６のステップＳ６）。なお、なお、温度センサ１１ｂの検出温度を規準とする場合、その閾値は無線端末の設計によって種々決定する。
【００５６】
位置測定回路部１２は、温度センサ１１ａ，１１ｂでの温度検出が定常状態からの温度の変化であるか否かを判断する（図６のステップＳ７）。位置測定回路部１２は、温度変化が定常状態からの変化でないと判断した場合（図６のステップＳ７：ＮＯ）、処理をステップＳ２に移行する。
【００５７】
位置測定回路部１２は、温度センサ１１ａ，１１ｂでの温度検出が定常状態からの温度の変化であるか否かを判断した際（図６のステップＳ７）、温度変化が定常状態からの変化であると判断した場合（図６のステップＳ７：ＹＥＳ）、その温度変化が無線端末内部の温度上昇か否かを判断する（図６のステップＳ８）。
【００５８】
位置測定回路部１２は、温度変化が無線端末内部の温度上昇であると判断した場合、処理をステップＳ２に移行させる（図６のステップＳ８；ＹＥＳ）。位置測定回路部１２が、無線端末内部の温度上昇であるか否かを判断するには、温度センサ１１ｂによる温度に閾値を設定し、その閾値を越えた場合に、無線端末内部の温度上昇であるとして判断する。
【００５９】
位置測定回路部１２は、温度変化が無線端末内部の温度上昇でないと判断した場合（図６のステップＳ８；ＮＯ）、現在の電気長Ｄ４のアンテナ素子１０上での電流分布に影響を与える、すなわちアンテナ特性に影響を与える位置に人体が接近したか否かを判断する（図６のステップ９）。位置測定回路部１２は、アンテナ特性に影響を与える位置に人体が接近していないとして判断した場合（図６のステップ９：ＮＯ）、処理をステップＳ２に移行させる。
【００６０】
位置測定回路部１２は、アンテナ特性に影響を与える位置に人体が接近しているとして判断した場合（図６のステップ９：ＹＥＳ）、以上の条件の下では、位置測定回路部１２は、電気長Ｄ４をもつアンテナ素子１０上での電流分布のうちエネルギー量が最大となる位置に人体、例えばユーザの指８等が接近したとする人体の接近位置情報を測定し、これを制御部９に出力する。
【００６１】
制御部９は、位置測定回路部１２からの信号を受けると、アンテナ素子１０の共振する長さ（電気長Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４）の情報と、位置測定回路部１２が測定する人体の接近位置情報とに基づいて、アンテナ素子１０の電気長Ｄ４を電気長Ｄ３に変更する旨の制御指令を高周波回路部１４とアンテナ制御回路部１５とに出力する。
【００６２】
高周波回路部１４は、制御部９から制御指令が入力すると、基本波の送信信号に基づいて２次高調波の送信信号を生成し、この生成した２次高調波の送信信号をアンテナ素子１０に給電する（図６のステップＳ１０）。
【００６３】
アンテナ制御回路部１５は、制御部９から制御指令が入力すると、変更点１０４でのローディングコイル１２，１３のインダクタンス値を、変更点１０３でのインダクタンス値に変更する（図６のステップＳ１０）。
【００６４】
アンテナ制御回路部１５が、給電位置の変更及びローディングコイル１２，１３のインダクタンス値の変更を実行すると、アンテナ素子１０は、その電気長が電気長Ｄ４から電気長Ｄ３に切り替えられ、電気長Ｄ３のアンテナ素子１０として機能することとなる。
【００６５】
実施形態１によれば、ユーザが携帯電話機等の無線端末を手で保持することで使用する際において、その持ち方によって変化するアンテナ特性の劣化を最小限に抑えることができる。
【００６６】
実施形態１によれば、アンテナ特性の劣化する位置に人体(特に指等)が置かれた時、その置かれた場所が、アンテナのエネルギーが集中していない箇所になるように、アンテナの電流分布特性を変化させることで、アンテナ特性の劣化を防止することができる。
【００６７】
実施形態１によれば、アンテナ素子の給電点からの距離を電気的又は物理的に変化させることで、アンテナ特性の劣化を防止することができ、無線端末に搭載するアンテナ素子の種類を広範囲に選定することができる。
【００６８】
実施形態１によれば、無線端末の固有の温度より近接する人体の温度が低い場合、温度が高い箇所を人体の近接位置として検知するため、人体の接近のみを温度センサで測定することができ、人体の接近位置情報を正確に取得することができる。
【００６９】
実施形態１によれば、無線端末の固有の温度より近接する人体の温度が高い場合、温度が不均一な箇所を人体の近接位置として検知するため、無線端末の温度に左右されることなく、人体の接近位置情報を正確に取得することができる。
【００７０】
なお、位置測定回路部１２は、温度センサ１１ａ，１１ｂを用いて人体の接近位置情報を取得するようにしたが、これに限られるものではない。温度センサに代えて赤外線センサのような距離センサを用いても良いものである。赤外線センサのような距離センサを用いることで、無線端末の温度による影響を受けることなく、接近する人体の位置情報を取得することができるという利点がある。
（実施形態２）
【００７１】
図７に示すように、アンテナ素子１０に対する給電点１０ａの位置を変更することで、アンテナ素子１０上での電流分布特性を変化させるようにしてもよいものである。すなわち、アンテナ素子１０の両端に給電点１０ａを設け、２つの給電点１０ａを切り替えることにより、図８（Ａ）と図８（Ｂ）に示すエネルギー量Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４をもつ電流分布を切り替えて発生させることで、アンテナ特性の劣化する位置に人体(特に指等)が置かれた時、その置かれた場所が、アンテナのエネルギーが集中していない箇所になるように、アンテナの電流分布特性を変化させることで、アンテナ特性の劣化を防止する。その他の構成は、実施形態１と同様である。但し、実施形態２では、ローディングコイル１７の接続の仕方が異なる。
【００７２】
実施形態２によれば、実施形態１に示す片側だけの給電点よりも、多くの選択肢を得ることができるという利点を有する。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明によれば、アンテナ素子上での電流分布のいずれの位置に接近しているかを検知することで、アンテナ特性の劣化に有効に対処でき、アンテナによる空中線での送受信の通信品質の向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】（Ａ）は、本発明の実施形態１を適用した携帯電話機を示す斜視図、（Ｂ）は、（Ａ）の点線で囲んだ部分における本発明の実施形態１に係る回路構成を模式化した図、（Ｃ）は、本発明の実施形態１におけるアンテナ素子と温度センサとの位置関係を模式化した図である。
【図２】本発明の実施形態１における回路構成を示すブロック図である。
【図３】（Ａ）は、アンテナ素子の給電点からの距離を物理的に変更する例を示す図、（Ｂ）は、アンテナ素子の給電点からの距離を物理的に変更する例を示す図である。
【図４】アンテナ素子の電気長と電流分布との関係を示す図である。
【図５】アンテナ素子の電気長を変更した場合における電流分布を示す図である。
【図６】本発明の実施形態１の動作を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態２における回路構成を示すブロック図である。
【図８】（Ａ）は、アンテナ素子の電気長を変更した場合における電流分布を示す図、（Ｂ）は、（Ａ）に示す給電点の位置を変更した場合における電流分布を示す図である。
【図９】ユーザが携帯電話機を握った場合を示す正面斜視図である。
【図１０】ユーザが携帯電話機を握った場合を示す平面斜視図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０ アンテナ素子
１０ａ 給電点
１１ａ，１１ｂ 温度センサ
１２ 位置測定回路部
１３ 制御部
１４ 高周波回路部
１５ アンテナ制御回路部
１７，１８ ローディングコイル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体の接近によるアンテナ特性の劣化を調節可能な無線端末及びアンテナ特性の劣化を調節するアンテナ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機などの無線端末は、ユーザが手で把持した状態で、空中線により送受信を行う。無線端末としての携帯電話機では、デザインなどの関係で、アンテナを内蔵している場合が多い。
【０００３】
最近の携帯電話機の一例を図示すると、図９及び図１０に示すように、２つの筐体１，２に分離され、これらの筐体１，２がヒンジ３で開閉可能に連結された折り畳み構造のものが多い。一方の筐体１の内面には、液晶からなる表示部４が組み込まれ、他方の筐体の内面には、操作・入力用のボタンスイッチ５が組み込まれている。さらに、小型化及びアンテナのサイズなどを考慮して、アンテナ素子６をヒンジ３に内蔵している場合が多い。
【０００４】
この種の携帯電話機では、２つの筐体１，２を開いた状態が使用状態となり、ユーザは、携帯電話機を手７で握ったままで送受信を行う。ユーザは、携帯電話機を安定して握るため、図９及び図１０に示すように、指８をヒンジ３の箇所にあてがって握ることがある。
【０００５】
しかしながら、ユーザが指８をあてがう箇所が、アンテナ素子６のエネルギーが強い箇所、すなわちアンテナ素子上での電流分布が高い箇所である場合には、アンテナ特性が劣化し、送受信に影響を与える場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１には、ローディングコイルに対するコアの挿入量を調節することで、所持使用状態と自由空間に置いた待機状態とのどちらでもアンテナ利得を最大とする技術が開示されている。
【０００７】
確かに、特許文献１によれば、使用状態と待機状態とにおいてアンテナ利得を最大とすることは可能であるが、使用状態、すなわちユーザが携帯電話機を手で握る際に生じるアンテナ特性の劣化を改善することは不可能である。
【０００８】
特許文献２には、物体或いは人体が携帯電話機の近傍に存在することで、アンテナ素子のインピーダンスが急激に変化した場合に対処する技術が開示されている。
【０００９】
確かに、特許文献２によれば、アンテナ素子のインピーダンスが急激に変化する場合、そのインピーダンスの変化に対応したマッチング回路とマッチング補正回路を選択することで、アンテナ特性の劣化に対処することは可能である。
【００１０】
しかし、特許文献２では、アンテナ素子に対して人体が接近しているか否かを検知するのみであって、アンテナ素子上での電流分布のいずれの位置に接近しているかを検知することは不可能であるため、アンテナ特性の劣化に有効に対処することはできないという課題がある。
【特許文献１】特許第２５４４７２５号公報
【特許文献２】特開平１１−１３６１５７号公報
【００１１】
本発明の目的は、アンテナ素子上での電流分布のいずれの位置に接近しているかを検知することで、アンテナ特性の劣化に有効に対処できる無線端末及びアンテナ制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するため、本発明に係る無線端末は、アンテナにより空中線で送受信を行う無線端末であって、
人体がアンテナ特性を劣化する位置に近接するのを検知する障害検知部と、
前記障害検知部が検出した人体の接近位置情報に応じて、アンテナの電流分布特性を変化させる特性調節部と、を有することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明に係るアンテナ制御方法は、アンテナにより空中線で送受信を行う無線端末のアンテナ特性を制御するアンテナ制御方法であって、
アンテナ特性を劣化する位置に人体が近接するのを検知し、
前記検出された人体の接近位置情報に応じて、アンテナの電流分布特性を変化させることを特徴とするものである。
【００１４】
ユーザが無線端末としての携帯電話機を握った際、その握り具合によっては、アンテナ素子のエネルギーが強い箇所を握る場合がある。このような握り方をした場合、本発明では、アンテナ素子上での電流分布特性を変化させることで、アンテナ特性の劣化を抑制する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ユーザが無線端末を握る具合によって、アンテナ素子上での電流分布特性を変化させることで、アンテナ特性の劣化を最小限に抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
【００１７】
実施形態に係る無線端末は、アンテナ素子を会して空中線により送受信を行う無線端末であって、基本的構成として、人体がアンテナ特性を劣化する位置に近接するのを検知する障害検知部と、前記障害検知部からの検知信号に基づいて、アンテナの電流分布特性を変化させる特性調節部と、を有することを特徴とするものである。
【００１８】
以下に説明する実施形態では、無線端末として携帯電話機を例にとって説明するが、無線端末は、携帯電話機に限られるものではない。要は、無線端末としては、ユーザが手で握った状態で、送受信を行う構造のものであれば、いずれのものであってもよいものである。
（実施形態１）
【００１９】
図１（Ａ）に示す実施形態１に係る携帯電話機は、２つの筐体１，２をヒンジ３で開閉可能に連結した折り畳み構造の携帯電話機であり、ヒンジ３の箇所にアンテナ素子１０を内蔵している。一方の筐体１には、内面に液晶からなる表示部４が搭載され、他方の筐体２には、表示部４に向き合う面に各種の操作・入力用のボタンスイッチ５が搭載されている。また、他方の筐体２には、図示しない携帯電話機に必要な回路が組み込まれている。これらの構成は、アンテナ素子１０以外の構成は、従来の携帯電話機の構成と同様である。
【００２０】
実施形態１は図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）に示すように、前記回路に加えて、温度センサ１１ａ，１１ｂと、位置測定回路部１２と、制御部１３と、高周波回路部１４と、アンテナ制御回路部１５とを基板１６上に集積している。アンテナ素子１０には図２に示すように、その給電側に直列接続のローディングコイル１７，１８が設けられ、アンテナ素子１０の給電点１０ａが高周波回路部１４に接続されている。ローディングコイル１７，１８は、そのインダクタンス値が可変する構成になっている。
【００２１】
先ず、実施形態１におけるアンテナ素子１０について説明する。実施形態１におけるアンテナ素子１１は、送信時に高周波回路部１４から電力が給電される給電点１１ａからの距離が電気的に変化する構成となっている。
【００２２】
実施形態１におけるアンテナ素子１１は図４に示すように、使用周波数の１．５λ（λ＝使用周波数）の電気長Ｄ１、使用周波数の３／４λの電気長Ｄ２、使用周波数の１／２λの電気長Ｄ３、使用周波数の１／４λの電気長Ｄ４に対応する位置を変更点１０１，１０２，１０３，１０４とすると、これらの変更点１０１，１０２，１０３，１０４での給電に対応するように、ローディングコイル１７，１８のインタクタンス値が変更される。
【００２３】
したがって、ローディングコイル１７，１８のインタクタンス値を変更することで、アンテナ素子１０の給電点１０ａからの距離、すなわちアンテナ素子１０の電気長は電気的に変更される。具体的に説明すると、ローディングコイル１７，１８のインタクタンス値を変更点１０１でのインダクタンス値に変更すると、アンテナ素子１０の電気長は、使用周波数の１．５λ（λ＝使用周波数）の電気長Ｄ１となる。ローディングコイル１７，１８のインタクタンス値を変更点１０２でのインダクタンス値に変更すると、アンテナ素子１０の電気長は、使用周波数の３／４λの電気長Ｄ２となる。ローディングコイル１７，１８のインタクタンス値を変更点１０３でのインダクタンス値に変更すると、アンテナ素子１０の電気長は、使用周波数の１／２λの電気長Ｄ３となる。ローディングコイル１７，１８のインタクタンス値を変更点１０４でのインダクタンス値に変更すると、アンテナ素子１０の電気長は、使用周波数の１／４λの電気長Ｄ４となる。
【００２４】
なお、図３（Ａ）では、アンテナ素子１０の電気長を４種類設計したが、これに限られるものではない。
【００２５】
ローディングコイル１７，１８のインタクタンス値を変更点１０１でのインダクタンス値に変更して、高周波回路部１４から給電点１０ａに通して送信信号が電気長Ｄ１のアンテナ素子１０に給電されると、電気長Ｄ１のアンテナ素子１０上には、図４及び図５に示すエネルギー量Ｅ１の電流分布が生じる。
【００２６】
ローディングコイル１７，１８のインタクタンス値を変更点１０２でのインダクタンス値に変更して、高周波回路部１４から給電点１０ａに通して送信信号が電気長Ｄ２のアンテナ素子１０に給電されると、電気長Ｄ２のアンテナ素子１０上には、図５に示すエネルギー量Ｅ２の電流分布が生じる。
【００２７】
ローディングコイル１７，１８のインタクタンス値を変更点１０３でのインダクタンス値に変更して、高周波回路部１４から給電点１０ａに通して送信信号が電気長Ｄ３のアンテナ素子１０に給電されると、電気長Ｄ３のアンテナ素子１０上には、図５に示すエネルギー量Ｅ３の電流分布が生じる。
【００２８】
ローディングコイル１７，１８のインタクタンス値を変更点１０４でのインダクタンス値に変更して、高周波回路部１４から給電点１０ａに通して送信信号が電気長Ｄ４のアンテナ素子１０に給電されると、電気長Ｄ４のアンテナ素子１０上には、図５に示すエネルギー量Ｅ４の電流分布が生じる。
【００２９】
なお、実施形態１では、アンテナ素子１０におけるローディングコイル１７，１８のインダクタンス値を４つの変更点１０１，１０２，１０３，１０４でのインダクタンス値に変更させたが、アンテナ素子１０の電気長は、１／４λ，１／２λ，３／４λ及び１．５λに限られるものではない。アンテナ素子１０におけるローディングコイル１７，１８のインダクタンス値の変更点、すなわち、アンテナ素子１０の電気長の変更数をこれ以上に増やしてもよいものである。このように、アンテナ素子１０の電気長の変更数を増やすことで、人体の接近に伴う電流分布特性をより精密に変化させることができる。
【００３０】
次に、アンテナ素子１１と温度センサ１１ａとの関係について説明する。複数の温度センサ１１ａは、アンテナ素子１１上に電流が分布する方向に沿って配列されている。アンテナ素子１１上に電流が分布する方向とは、例えばアンテナ素子１１がロッドアンテナ素子の場合、その長さ方向である。また、温度センサ１１ｂは、筐体２に内蔵されたパワーアンプ（ＰＡ）などの発熱する素子（以下、発熱素子という）１９に接近させて配置されている。
【００３１】
説明を簡単にするために、アンテナ素子１０の電気長がＤ４である場合、高周波回路部１４は基本波の送信信号をアンテナ素子１０に給電し、アンテナ素子１０の電気長がＤ３である場合、高周波回路部１４は基本波の２次高調波の送信信号をアンテナ素子１０に給電し、アンテナ素子１０の電気長がＤ２である場合、高周波回路部１４は基本波の３次高調波の送信信号をアンテナ素子１０に給電し、アンテナ素子１０の電気長がＤ１である場合、高周波回路部１４は基本波の４次高調波の送信信号をアンテナ素子１０に給電することを前提として説明する。
【００３２】
電気長Ｄ４のアンテナ素子１０を取り上げて説明すると、そのアンテナ素子１０上に生じる電流分布のエネルギー量Ｅ４は、電気角が１／２π、１π、３／２π及び２πの位置で最大値を示す。エネルギー量Ｅ４が最大値を示す位置、すなわち電気角が１／２π、１π、３／２π及び２πの位置に、図９に示すようにユーザの指８が接近することで、アンテナ素子１０上での電流分布が影響を受けることとなり、アンテナ特性が劣化する。
【００３３】
前記アンテナ特性の劣化を改善するには、ユーザの指８が接近した位置でのエネルギー量が最大とならない、すなわち、ユーザの指８が接近した位置からずれた位置に最大値のエネルギー量をもつ電流分布に変化させればよい。
【００３４】
そこで、実施形態１では、電流分布のエネルギー量の最大値となる位置で人体の接近を検知するため、電気長がＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に変更されるアンテナ素子１０の複数の位置に温度センサ１１ａを配置している。すなわち、アンテナ素子１０の電気長Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４毎に電気角１／２π、１π、３／２π及び２πの位置に温度センサ１１ａを配置している。
【００３５】
以上の説明では、アンテナ素子１０の給電点１０ａからの距離を電気的に変化させることで、アンテナ素子１０上での電流分布を変化させる構成とした例について説明したが、これに限られるものではない。図３（Ａ）に示すように、ローディングコイル１７，１８のインタクタンス値を変更する変更点１０１，１０２，１０３，１０４に対応させて、タップ１０１１，１０１２，１０１３，１０１４をそれぞれ設け、タップ１０１１，１０１２，１０１３，１０１４にスライド片１０５を切り替えて接続することで、アンテナ素子１０の電気長Ｄを物理的に変化させることで、アンテナ素子１０上での電流分布を変化させる構成としてもよいものである。また、図３（Ｂ）に示すように、アンテナ素子１０を、複数のアンテナ素子１０ｂを連結したテレスコピック構造とし、モータなどの駆動源でアンテナ素子１０ｂを伸縮させることで、アンテナ素子１０の電気長Ｄを物理的に変化させることで、アンテナ素子１０上での電流分布を変化させる構成としてもよいものである。
【００３６】
また、アンテナ素子１０を、給電点１０ａから送信信号が給電される送信用として説明したが、これに限られるものではない。アンテナ素子１０は受信用であってもよい。受信のアンテナ素子１０の場合、人体の接近に伴って、アンテナ素子１０の電気長がＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４のいずれかに変更され、受信信号が変更された電気長を持つアンテナ素子１０で捕捉されて、給電点１０ａを通して高周波回路部１４に入力される。高周波回路部１４は、受信信号を基本波である場合には、そのまま図示しない受信回路に出力し、ｎ次高調波の場合には、基本波の信号に変換して図示しない受信回路に出力する。この場合、給電点１０ａは、送信時に送信信号の給電端子として機能し、受信時に受信信号の受信端子として機能する。
【００３７】
位置測定回路部１２は、アンテナ素子１０に沿って配置した温度センサ１１ａが検出した温度情報を入力として、ユーザの指８などがアンテナ素子１０上での電流分布のいずれの位置に接近したかを測定する。具体的に説明すると、位置測定回路部１２は、アンテナ素子１０に沿って配置された温度センサ１１ａと、アンテナ素子１０の電気長Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４との関係を記憶しており、列状の温度センサ１１ａのうち、どの温度センサ１１ａが人体を検出したかを認識し、その温度センサ１１ａはどの電気長Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に対応するものかを認識し、その認識結果と前記記憶内容とを比較することで、ユーザの指８などがアンテナ素子１０上での電流分布のいずれの位置に接近したかを測定する。
【００３８】
さらに、位置測定回路部１２は、温度センサ１１ｂが検出した発熱素子１９の温度情報を入力として、温度センサ１１ｂが検出した温度情報を基準値として設定し、基準値である温度センサ１１ｂの温度情報と、温度センサ１１ａが検出した人体の温度情報とを比較する。そして、位置測定回路部１２は、温度センサ１１ｂの検出温度、すなわち無線端末の固有の温度より温度センサ１１ａで検出した人体の温度が低い場合、温度センサ１１ａの検出温度が高い箇所を人体の接近位置として測定する。位置測定回路部１２は、温度センサ１１ｂの検出温度、すなわち無線端末の固有の温度が温度センサ１１ａで検出した人体の温度が高い場合、温度センサ１１ｂの検出温度を規準として人体の接近位置を測定することは不可能となる。この場合、位置測定回路部１２は、温度センサ１１ａで検出した温度が不均一となる箇所を人体の接近位置として測定する。
【００３９】
以上の測定を行った後、位置測定回路部１２は、温度センサ１１ａ及び温度センサ１１ｂの検出信号に基づいて測定したユーザの指８などが接近したアンテナ素子１０上での電流分布に対する位置情報を制御部９に出力する。
【００４０】
制御部９は、位置測定回路部１２から出力される情報を入力として、制御指令を高周波回路部１４とアンテナ制御回路部１５とに出力する。すなわち、制御部９は、アンテナ素子１０の共振する長さ（電気長Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４）の情報と、位置測定回路部１２が測定する人体の接近位置情報とを関連させて記憶しており、実際に位置測定回路部１２が測定した人体の接近位置情報を入力として、その人体の接近位置情報に対応するアンテナ素子１０の電気長Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に関する制御指令を高周波回路部１４とアンテナ制御回路部１５とに出力する。
【００４１】
以下では、説明を簡素化するために、以下の条件で送信が行われている状態に基づいて説明する。すなわち、アンテナ制御回路部１５は、ローディングコイル１２，１３のインダクタンス値を変更点１０４からの給電に符合するように調整しているものとする。高周波回路部１４は、携帯電話機用として規格された基本波の送信信号をアンテナ素子１０に給電しているものとする。
【００４２】
さらに、人体がアンテナ特性を劣化する位置に接近した際に、アンテナ制御回路部１５は、変更点１０４でのローディングコイル１７，１８のインダクタンス値に代えて、
変更点１０３でのローディングコイル１７，１８のインダクタンス値に変更するものとする。高周波回路部１４は、変更点１０３での給電点１０ａから、基本波の送信信号に対して２次高調波である送信信号をアンテナ素子１０に給電するものとする。
【００４３】
以上の条件の下では、位置測定回路部１２は、電気長Ｄ４をもつアンテナ素子１０上での電流分布のうちエネルギー量が最大となる位置に人体、例えばユーザの指８等が接近したとする人体の接近位置情報を測定し、これを制御部９に出力する。そのため、制御部９は、アンテナ素子１０の共振する長さ（電気長Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４）の情報と、位置測定回路部１２が測定する人体の接近位置情報とに基づいて、アンテナ素子１０の電気長Ｄ４を電気長Ｄ３に変更する旨の制御指令を高周波回路部１４とアンテナ制御回路部１５とに出力する。
【００４４】
高周波回路部１４は、予め人体の位置と、アンテナ素子１１に給電するｎ次高調波との関係を記憶しており、制御部９から出力される制御指令に基づいて、人体の接近位置に対応するｎ次高調波の送信信号を給電点１０ａからアンテナ素子１０に給電する。次に、高周波回路部１４が記憶している、人体の位置と、アンテナ素子１０に給電するｎ次高調波との関係を、上述した条件の下で具体的に説明する。
【００４５】
上述したように、ローディングコイル１７，１８のインダクタンス値が変更点１０４でのインダクタンス値を示している状態において、アンテナ特性が劣化した場合、ローディングコイル１７，１８のインダクタンス値を変更点１０３でのインダクタンス値に変更することが前提である。したがって、高周波回路部１４は、変更点１０４において携帯電話機用として規格された基本波の送信信号をアンテナ素子１０に給電すること、及び変更点１０３において基本波に対する２次高調波の送信信号をアンテナ素子１０に給電するとことを、人体の位置と、アンテナ素子１０に給電するｎ次高調波との関係として記憶している。高周波回路部１４は、制御部９から制御指令が入力すると、基本波の送信信号の給電に切り替えて、基本波の送信信号に基づいて２次高調波の送信信号を生成し、この生成した２次高調波の送信信号を給電点１０ａからアンテナ素子１０に給電する。
【００４６】
アンテナ制御回路部１５は、変更点１０３におけるローディングコイル１２，１３のインダクタンス値を、変更点１０３におけるインダクタンス値に変更することを、予め人体の位置とアンテナ素子１０上での電流分布の関係として記憶している。アンテナ制御回路部１５は、制御部９から制御指令が入力すると、変更点１０３におけるローディングコイル１２，１３のインダクタンス値を、変更点１０３におけるインダクタンス値に変更する
【００４７】
アンテナ制御回路部１５が、給電位置の変更及びローディングコイル１２，１３のインダクタンス値の変更を実行すると、アンテナ素子１０は、その電気長が電気長Ｄ４から電気長Ｄ３に切り替えられ、電気長Ｄ３のアンテナ素子１０として機能することとなる。
【００４８】
なお、変更点１０４におけるローディングコイル１２，１３のインダクタンス値を、変更点１０２，１０１におけるインダクタンス値に変更する場合も、高周波回路部１４及びアンテナ制御回路部１５は、変更点１０２、１０１に応じた動作を上述した動作に準じて行うものである。ここに、位置測定回路部１２及び制御部１３により、人体がアンテナ特性を劣化する位置に接近するのを検知する障害検知部が構成される。また、高周波回路部１４及びアンテナ制御回路部１５により、前記障害検知部が検出した人体の接近位置情報に応じて、アンテナの電流分布特性を変化させる特性調節部が構成される。
【００４９】
次に、実施形態１に係る無線端末の動作を図６に基づいて説明する。以下では、説明を簡素化するために、以下の条件で送信が行われている状態に基づいて説明する。すなわち、アンテナ制御回路部１５は、ローディングコイル１２，１３のインダクタンス値を、変更点１０４でのインダクタンス値に符合するように調整しているものとする。高周波回路部１４は、携帯電話機用として規格された基本波の送信信号をアンテナ素子１０に給電しているものとする。
【００５０】
さらに、人体がアンテナ特性を劣化する位置に接近した際に、アンテナ制御回路部１５は、ローディングコイル１７，１８のインダクタンス値を変更点１０４でのインダクタンス値を、変更点１０３でのインダクタンス値に符合するように調整するものとする。高周波回路部１４は、基本波の送信信号に対して２次高調波である送信信号をアンテナ素子１０に給電するものとする。
【００５１】
携帯電話機の電源を投入した直後に、位置測定回路部１２は、温度センサ１１ａ及び温度センサ１１ｂにより、アンテナ素子１０の周辺での温度の変化と、発熱素子１９の温度の測定を開始する（図６のステップＳ１）。
【００５２】
高周波回路部１４及びアンテナ制御回路部１５は、制御部９からの制御指令を受けて、それぞれ動作する。すなわち、アンテナ制御部１５は、変更点１０４でのローディングコイル１２、１３のインダクタンス値に整合させる。高周波回路部１４は、携帯電話機用として規格された基本波の送信信号をタップ１０４の位置での給電点１０ａからアンテナ素子１０に給電する。
【００５３】
アンテナ素子１０からの送信が行われている際に、位置測定回路部１２は、アンテナ素子１０に沿って配置した温度センサ１１ａが検出した温度情報を入力として、ユーザの指８などがアンテナ素子１０上での電流分布のいずれの位置に接近したかを測定する。具体的に説明すると、位置測定回路部１２は、アンテナ素子１０に沿って配置された温度センサ１１ａと、アンテナ素子１０の電気長Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４との関係を記憶しており、列状の温度センサ１１ａのうち、どの温度センサ１１ａが人体を検出したかを認識し、その温度センサ１１ａはどの電気長Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４に対応するものかを認識し、その認識結果と前記記憶内容とを比較することで、ユーザの指８などがアンテナ素子１０上での電流分布のいずれの位置に接近したかを測定する（図６のステップＳ２）。
【００５４】
具体的に説明すると、位置測定回路部１２は、温度センサ１１ｂが検出した発熱素子１９の温度情報を入力として、温度センサ１１ｂが検出した温度情報を基準値として設定し、基準値である温度センサ１１ｂの温度情報と、温度センサ１１ａが検出した人体の温度情報とを比較する。そして、位置測定回路部１２は、温度センサ１１ｂの検出温度、すなわち無線端末の固有の温度より温度センサ１１ａで検出した人体の温度が低い場合（図６のステップＳ３）、温度センサ１１ａの検出温度が高い箇所を検出する（図６のステップＳ５）。
【００５５】
位置測定回路部１２は、温度センサ１１ｂの検出温度、すなわち無線端末の固有の温度が温度センサ１１ａで検出した人体の温度が高い場合（図６のステップＳ４）、温度センサ１１ｂの検出温度を規準として人体の接近位置を測定することは不可能となる。この場合、位置測定回路部１２は、温度センサ１１ａで検出した温度が不均一となる箇所を検出する（図６のステップＳ６）。なお、なお、温度センサ１１ｂの検出温度を規準とする場合、その閾値は無線端末の設計によって種々決定する。
【００５６】
位置測定回路部１２は、温度センサ１１ａ，１１ｂでの温度検出が定常状態からの温度の変化であるか否かを判断する（図６のステップＳ７）。位置測定回路部１２は、温度変化が定常状態からの変化でないと判断した場合（図６のステップＳ７：ＮＯ）、処理をステップＳ２に移行する。
【００５７】
位置測定回路部１２は、温度センサ１１ａ，１１ｂでの温度検出が定常状態からの温度の変化であるか否かを判断した際（図６のステップＳ７）、温度変化が定常状態からの変化であると判断した場合（図６のステップＳ７：ＹＥＳ）、その温度変化が無線端末内部の温度上昇か否かを判断する（図６のステップＳ８）。
【００５８】
位置測定回路部１２は、温度変化が無線端末内部の温度上昇であると判断した場合、処理をステップＳ２に移行させる（図６のステップＳ８；ＹＥＳ）。位置測定回路部１２が、無線端末内部の温度上昇であるか否かを判断するには、温度センサ１１ｂによる温度に閾値を設定し、その閾値を越えた場合に、無線端末内部の温度上昇であるとして判断する。
【００５９】
位置測定回路部１２は、温度変化が無線端末内部の温度上昇でないと判断した場合（図６のステップＳ８；ＮＯ）、現在の電気長Ｄ４のアンテナ素子１０上での電流分布に影響を与える、すなわちアンテナ特性に影響を与える位置に人体が接近したか否かを判断する（図６のステップ９）。位置測定回路部１２は、アンテナ特性に影響を与える位置に人体が接近していないとして判断した場合（図６のステップ９：ＮＯ）、処理をステップＳ２に移行させる。
【００６０】
位置測定回路部１２は、アンテナ特性に影響を与える位置に人体が接近しているとして判断した場合（図６のステップ９：ＹＥＳ）、以上の条件の下では、位置測定回路部１２は、電気長Ｄ４をもつアンテナ素子１０上での電流分布のうちエネルギー量が最大となる位置に人体、例えばユーザの指８等が接近したとする人体の接近位置情報を測定し、これを制御部９に出力する。
【００６１】
制御部９は、位置測定回路部１２からの信号を受けると、アンテナ素子１０の共振する長さ（電気長Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４）の情報と、位置測定回路部１２が測定する人体の接近位置情報とに基づいて、アンテナ素子１０の電気長Ｄ４を電気長Ｄ３に変更する旨の制御指令を高周波回路部１４とアンテナ制御回路部１５とに出力する。
【００６２】
高周波回路部１４は、制御部９から制御指令が入力すると、基本波の送信信号に基づいて２次高調波の送信信号を生成し、この生成した２次高調波の送信信号をアンテナ素子１０に給電する（図６のステップＳ１０）。
【００６３】
アンテナ制御回路部１５は、制御部９から制御指令が入力すると、変更点１０４でのローディングコイル１２，１３のインダクタンス値を、変更点１０３でのインダクタンス値に変更する（図６のステップＳ１０）。
【００６４】
アンテナ制御回路部１５が、給電位置の変更及びローディングコイル１２，１３のインダクタンス値の変更を実行すると、アンテナ素子１０は、その電気長が電気長Ｄ４から電気長Ｄ３に切り替えられ、電気長Ｄ３のアンテナ素子１０として機能することとなる。
【００６５】
実施形態１によれば、ユーザが携帯電話機等の無線端末を手で保持することで使用する際において、その持ち方によって変化するアンテナ特性の劣化を最小限に抑えることができる。
【００６６】
実施形態１によれば、アンテナ特性の劣化する位置に人体(特に指等)が置かれた時、その置かれた場所が、アンテナのエネルギーが集中していない箇所になるように、アンテナの電流分布特性を変化させることで、アンテナ特性の劣化を防止することができる。
【００６７】
実施形態１によれば、アンテナ素子の給電点からの距離を電気的又は物理的に変化させることで、アンテナ特性の劣化を防止することができ、無線端末に搭載するアンテナ素子の種類を広範囲に選定することができる。
【００６８】
実施形態１によれば、無線端末の固有の温度より近接する人体の温度が低い場合、温度が高い箇所を人体の近接位置として検知するため、人体の接近のみを温度センサで測定することができ、人体の接近位置情報を正確に取得することができる。
【００６９】
実施形態１によれば、無線端末の固有の温度より近接する人体の温度が高い場合、温度が不均一な箇所を人体の近接位置として検知するため、無線端末の温度に左右されることなく、人体の接近位置情報を正確に取得することができる。
【００７０】
なお、位置測定回路部１２は、温度センサ１１ａ，１１ｂを用いて人体の接近位置情報を取得するようにしたが、これに限られるものではない。温度センサに代えて赤外線センサのような距離センサを用いても良いものである。赤外線センサのような距離センサを用いることで、無線端末の温度による影響を受けることなく、接近する人体の位置情報を取得することができるという利点がある。
（実施形態２）
【００７１】
図７に示すように、アンテナ素子１０に対する給電点１０ａの位置を変更することで、アンテナ素子１０上での電流分布特性を変化させるようにしてもよいものである。すなわち、アンテナ素子１０の両端に給電点１０ａを設け、２つの給電点１０ａを切り替えることにより、図８（Ａ）と図８（Ｂ）に示すエネルギー量Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４をもつ電流分布を切り替えて発生させることで、アンテナ特性の劣化する位置に人体(特に指等)が置かれた時、その置かれた場所が、アンテナのエネルギーが集中していない箇所になるように、アンテナの電流分布特性を変化させることで、アンテナ特性の劣化を防止する。その他の構成は、実施形態１と同様である。但し、実施形態２では、ローディングコイル１７の接続の仕方が異なる。
【００７２】
実施形態２によれば、実施形態１に示す片側だけの給電点よりも、多くの選択肢を得ることができるという利点を有する。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明によれば、アンテナ素子上での電流分布のいずれの位置に接近しているかを検知することで、アンテナ特性の劣化に有効に対処でき、アンテナによる空中線での送受信の通信品質の向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】（Ａ）は、本発明の実施形態１を適用した携帯電話機を示す斜視図、（Ｂ）は、（Ａ）の点線で囲んだ部分における本発明の実施形態１に係る回路構成を模式化した図、（Ｃ）は、本発明の実施形態１におけるアンテナ素子と温度センサとの位置関係を模式化した図である。
【図２】本発明の実施形態１における回路構成を示すブロック図である。
【図３】（Ａ）は、アンテナ素子の給電点からの距離を物理的に変更する例を示す図、（Ｂ）は、アンテナ素子の給電点からの距離を物理的に変更する例を示す図である。
【図４】アンテナ素子の電気長と電流分布との関係を示す図である。
【図５】アンテナ素子の電気長を変更した場合における電流分布を示す図である。
【図６】本発明の実施形態１の動作を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態２における回路構成を示すブロック図である。
【図８】（Ａ）は、アンテナ素子の電気長を変更した場合における電流分布を示す図、（Ｂ）は、（Ａ）に示す給電点の位置を変更した場合における電流分布を示す図である。
【図９】ユーザが携帯電話機を握った場合を示す正面斜視図である。
【図１０】ユーザが携帯電話機を握った場合を示す平面斜視図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０ アンテナ素子
１０ａ 給電点
１１ａ，１１ｂ 温度センサ
１２ 位置測定回路部
１３ 制御部
１４ 高周波回路部
１５ アンテナ制御回路部
１７，１８ ローディングコイル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナにより空中線で送受信を行う無線端末であって、
人体がアンテナ特性を劣化する位置に近接するのを検知する障害検知部と、
前記障害検知部が検出した人体の接近位置情報に応じて、アンテナの電流分布特性を変化させる特性調節部とを有することを特徴とする無線端末。
【請求項２】
前記特性調節部は、アンテナ素子の給電点からの距離を変化させることで、前記アンテナの電流分布特性を変化させる、請求項１に記載の無線端末。
【請求項３】
前記特性調節部は、アンテナ素子の給電点からの距離を電気的又は物理的に変化させる、請求項２に記載の無線端末。
【請求項４】
前記特性調節部は、前記給電点の位置を変更することで、前記距離を変化させる、請求項２に記載の無線端末。
【請求項５】
前記障害検知部は、無線端末の固有の温度より近接する人体の温度が低い場合、温度が高い箇所を人体の近接位置として検知する、請求項１に記載の無線端末。
【請求項６】
前記障害検知部は、無線端末の固有の温度より近接する人体の温度が高い場合、温度が不均一な箇所を人体の近接位置として検知する、請求項１に記載の無線端末。
【請求項７】
前記障害検知部は、距離センサで人体の近接を検知する、請求項１に記載の無線端末。
【請求項８】
アンテナにより空中線で送受信を行う無線端末のアンテナ特性を制御するアンテナ制御方法であって、
アンテナ特性を劣化する位置に人体が近接するのを検知し、
前記検出された人体の接近位置情報に応じて、アンテナの電流分布特性を変化させることを特徴とするアンテナ制御方法。
【請求項１】
アンテナにより空中線で送受信を行う無線端末であって、
人体がアンテナ特性を劣化する位置に近接するのを検知する障害検知部と、
前記障害検知部が検出した人体の接近位置情報に応じて、アンテナの電流分布特性を変化させる特性調節部とを有することを特徴とする無線端末。
【請求項２】
前記特性調節部は、アンテナ素子の給電点からの距離を変化させることで、前記アンテナの電流分布特性を変化させる、請求項１に記載の無線端末。
【請求項３】
前記特性調節部は、アンテナ素子の給電点からの距離を電気的又は物理的に変化させる、請求項２に記載の無線端末。
【請求項４】
前記特性調節部は、前記給電点の位置を変更することで、前記距離を変化させる、請求項２に記載の無線端末。
【請求項５】
前記障害検知部は、無線端末の固有の温度より近接する人体の温度が低い場合、温度が高い箇所を人体の近接位置として検知する、請求項１に記載の無線端末。
【請求項６】
前記障害検知部は、無線端末の固有の温度より近接する人体の温度が高い場合、温度が不均一な箇所を人体の近接位置として検知する、請求項１に記載の無線端末。
【請求項７】
前記障害検知部は、距離センサで人体の近接を検知する、請求項１に記載の無線端末。
【請求項８】
アンテナにより空中線で送受信を行う無線端末のアンテナ特性を制御するアンテナ制御方法であって、
アンテナ特性を劣化する位置に人体が近接するのを検知し、
前記検出された人体の接近位置情報に応じて、アンテナの電流分布特性を変化させることを特徴とするアンテナ制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１３１５１６（Ｐ２００８−１３１５１６Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１６３０５（Ｐ２００６−３１６３０５）
【出願日】平成１８年１１月２２日（２００６．１１．２２）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２２日（２００６．１１．２２）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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