JP4586462B2

JP4586462B2 - 携帯端末

Info

Publication number: JP4586462B2
Application number: JP2004255733A
Authority: JP
Inventors: 伸浩田村
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2004-09-02
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2024-09-02
Also published as: JP2006074469A

Description

本発明は、携帯端末に関し、更に詳細には、折り畳み機構を備える携帯端末に関する。

折り畳み機構を有する携帯端末は、例えば携帯端末の主要部を構成する２つの本体と、これら２つの本体を相互に回動可能に接続し、これら本体を開又は閉状態にするヒンジ部とを備える。それぞれの本体において折り畳まれる側の面（内面）には、画面や操作キー等が配設されている。

折り畳み機構を有する携帯端末では、本体の開閉状態の違いによって、内面に対するユーザの使用態様が異なる。従って、携帯端末が、自動的に開閉状態を判断し、開状態にのみ内面の使用に必要な電力を供給することによって、携帯端末の省電力化を図ることが出来る。例えば、開状態にのみ必要な、ＬＣＤや操作キーのバックライトの電源は、閉状態ではその供給を停止することが出来る。

携帯端末の開閉状態を判断する技術として、従来より、携帯端末の一方の本体上に突起などを配設し、他方の本体上でこの突起に対応する位置に、押下げによって電源のON／OFFを行うスイッチ機構を配設する方法が採用されている。或いは、一方の本体上に小型の磁石を、他方の本体上でこの磁石に対応する位置に、ホール素子のような磁気検出素子をそれぞれ配設し、磁気検出素子が磁気を検出することによって携帯端末の開閉状態を判断する方法も採用されている。

しかし、前者の方法では、長期間の使用によって機械的な磨耗が生じ、動作不良が発生するという問題があった。一方、後者の方法では、磁石が発生する磁場によって携帯端末内部の電子部品が誤作動を生じ、或いは、クレジットカードなどの磁気カードを磁石に近づけるとクレジットカードのデータが消失する等の問題があった。

上記従来技術の問題を回避するために、特許文献１では、携帯端末の一方の本体上に、発光素子と発光素子からの光を受光する受光（受電）素子とを配設し、他方の本体上に光を反射させるミラーを配設し、ミラーで反射された発光素子の光を受光素子が検知することによって、携帯端末の開閉状態を判断することを提案している。
特開２００１−２２４７２号公報

ところで、近年、携帯端末の価格競争の激化に伴って、部品を少なくしてより低コストな携帯端末を製造することが要求されている。また、小型化が要求され、携帯端末に実装する部品について更に小型化が要求されている。本発明は、上記に鑑み、折り畳み機構を有する携帯端末であって、小型で、且つ低コストな携帯端末を提供することを目的とする。

上記目的に鑑み、本発明の第１の視点に係る携帯端末は、上部筐体と下部筐体とを、ひんじを介して開閉可能に結合した携帯端末において、
前記上部筐体及び下部筐体の一方の筐体に、一体的に形成された発光素子及び受光素子からなる受発光素子を配設し、前記上部筐体及び下部筐体の他方の筐体には、前記受発光素子に対向する面に液晶表示装置を配設し、該液晶表示装置を介して前記受発光素子を光結合することによって上部筐体と下部筐体の開閉状態を検出可能としたことを特徴としている。

また、本発明の第２の視点に係る携帯端末は、上部筐体と下部筐体とを、ひんじを介して開閉可能に結合した携帯端末において、
前記上部筐体及び下部筐体の一方の筐体に、一体的に形成された発光素子及び受光素子を備える受発光素子を配設し、前記上部筐体及び下部筐体の他方の筐体には、前記受発光素子に対向する面に塗装面を形成し、該塗装面を介して受発光素子を光結合することによって上部筐体と下部筐体の開閉状態を検出可能とし、前記受発光素子は、１つの発光素子と、該発光素子を挟んで配設される２つの受光素子とを備え、該２つの受光素子の受光量の差によって開閉状態を検出可能としたことを特徴とする。

本発明の携帯端末によれば、一体的に形成された発光素子及び受光素子を備える受発光素子を配設することによって、特別なミラー部材を配設する必要なく発光素子と受光素子とを光結合させることが出来る。従って、発光素子と受光素子とを別々に備える場合に比して、部品点数及び組立て工程数を低減して、携帯端末の低コスト化を実現することが出来る。また、携帯端末の小型化を実現することが出来る。発光素子と受光素子とを光結合させるには、上記筐体の塗装面が利用でき、或いは液晶表示装置が利用できる。

本発明の好適な実施態様では、前記発光素子と受光素子との間の離隔距離が２ｍｍ以下で、且つ光反射率が８０％以下である。この場合、発光素子と受光素子との間の離隔距離を十分に短くすることによって、受光素子に十分な光量の反射光を入射させることが出来る。光反射率は好ましくは５０％〜８０％、更に好ましくは６０％〜８０％である。

本発明の好適な実施態様では、前記受発光素子は、１つの発光素子と、該発光素子を挟んで配設される２つの受光素子とを備え、該２つの受光素子の受光量の差によって開閉状態を検出可能とする。この場合、受光素子を１つ備える場合に比して、より小さな角度での開閉判断が可能となるので、開閉状態の検出を素早く行うことが出来る。また、発光素子の発光量の経時劣化による誤作動を抑制することが出来る。

本発明では、前記受発光素子と前記反射面又は液晶表示装置の反射面との間の離隔距離が３〜５ｍｍの範囲にあることによって、良好な本発明の効果を得ることが出来る。

以下、図面を参照し、本発明に係る実施形態に基づいて本発明を更に詳細に説明する。図１に、本発明の実施形態に係る携帯端末の構成を示す。携帯端末１０は、上部本体１１、下部本体１２、及び、上部本体１１と下部本体１２とをそれぞれの端部で、相互に回動可能に接続するヒンジ部１３を備える。上部本体１１及び下部本体１２は、それぞれ略平坦な内面１１ａ，１２ａを有し、内面１１ａ，１２ａには図示しないＬＣＤ及び操作キーがそれぞれ配設されている。

図２に、下部本体１２の図１の符号Ａにおける一部断面を示す。下部本体１２は、下部基板１４と、下部基板１４上に配設された受発光素子１５とを備える。受発光素子１５は、赤外線ＬＥＤから成る発光部１５ａと、フォトダイオードから成る受光部１５ｂとが一つの半導体基板上に形成された受発光素子である。発光部１５ａは、符号Ｂに示すように下部基板１４と垂直方向に赤外線を発光する。受光部１５ｂは発光部１５ａから例えば１ｍｍ程度の離隔距離で並設され、下部基板１４と略垂直方向に入射する赤外線を受光し、受光した赤外線の輝度に応じた大きさの電気信号を出力する。

下部本体１２は、受発光素子１５のための電源部及び比較判定部を下部基板１４上に備える。電源部は、発光部１５ａに接続され、赤外線の発光のための電源を供給する。比較判定部は、受光部１５ｂに接続され、その電気信号を受信し、受光部１５ｂで発生した電流レベルを所定のしきい値（レベルしきい値）と比較する。比較判定部は、また、受信した電流レベルが所定のしきい値未満である場合に開状態であると判断し、所定のしきい値以上である場合に閉状態であると判断する。

下部本体１２は、下部基板１４や受発光素子１５を収容する下部ケース（筐体）１６を備える。下部ケース１６は、受発光素子１５を露出させる円形開口１６ａを有する。上部本体１１は、上部基板等を収容する上部ケースを備える。上部ケースでは、受発光素子１５に対向する内面１１ａの部分（対向部）２０が、デザイン性を有する明るい色の塗装面として形成され、赤外線に対して６０％以上の反射率を有する。また、下部本体の内面１２ａに平行で、且つ平坦に形成されている。発光部１５ａ及び受光部１５ｂと上部ケースの対向部２０との間の距離は、例えば４ｍｍ程度である。

ここで、図１、２に示したような開状態において、発光部１５ａから発せられた赤外光は円形開口１６ａを介して外部に放出され、受光部１５ｂには殆ど戻らない。この場合、受光部１５ｂが受光する赤外光の輝度が小さいため、検出される電流レベルも小さい。従って、比較判定部において開状態であると判断される。

図３に閉状態における携帯端末の側面形状を、図４に図３の符号Ａにおける一部断面をそれぞれ示す。閉状態において、符号Ｂに模式的に示すように、発光部１５ａで発せられた赤外光は上部ケース１９の表面で反射され、受光部１５ｂに入射する。この場合、受光部１５ｂが受光する赤外光の輝度が大きいため、検出される電流レベルも大きい。従って、比較判定部において閉状態であると判断される。

図９（ａ）に、電流レベルと上部本体１１と下部本体１２との間の角度との関係を示す。一般に、受光部１５ｂが受光する光の輝度は、反射面で略鏡面反射された高輝度の反射光が受光部１５ｂに入射する場合とそうでない場合の境界の角度において比較的急激に変化する。従って、輝度の急激な変化に応じて電流レベルが急激に変化する範囲にしきい値を設定することによって、開閉状態を的確に判断することが出来る。上記境界の角度は、受発光素子１５の特性等にもよるが、例えば２０〜３０°の範囲である。

図５に、携帯端末１０において開閉状態を判断する手順について示す。携帯端末１０の電源がＯＮになると、電源部が発光部１５ａに電源を供給することによって、発光部１５ａは赤外線を発光する（ステップＡ１）。次いで、比較判定部が、検出した電流レベルがしきい値以上であるかを判別する（ステップＡ２）。ステップＡ２において、検出した電流レベルがしきい値以上である場合には、比較判定部は携帯端末が閉状態にあるものと判断し（ステップＡ３）、処理を終了する。ステップＡ２において、電気レベルがしきい値未満である場合には、比較判定部は携帯端末が開状態にあるものと判断し（ステップＡ４）、処理を終了する。

本実施形態の携帯端末によれば、発光部１５ａと受光部１５ｂとが一つの半導体基板上に形成された受発光素子１５を備えることによって、発光素子と受光素子とを別々に備える場合に比して、携帯端末の小型化を実現することが出来る。また、部品点数及び組立て工程数を低減して、携帯端末の低コスト化を実現することが出来る。なお、本実施形態で受発光素子１５は、発光素子と受光素子とが一体的に形成されていれば上記効果が得られ、一つの半導体基板上に形成されたものに限定されない。

本実施形態の携帯端末では、発光部１５ａから発光された光の最も明るい部分は下部基板１４と垂直な方向に出射され、閉状態においては、下部基板１４と垂直な方向に反射される。ここで、特許文献１の携帯端末では、閉状態において、発光素子が発した光を、発光素子から下部基板の延在方向に離れた受光素子の位置に有効に届かせる必要があるため、高い反射率を有するミラー部材を上部ケースの対向部に配設する必要があった。

これに対して、本実施形態の携帯端末によれば、受光部１５ｂが、閉状態において最も輝度の高い反射光が入射する発光部１５ａの近くに配設されるので、上部ケースの対向部２０に高い反射率を有するミラー部材を配設しなくても、十分な光量の反射光が受光部１５ｂに入射し、受光部１５ｂで十分な反射光を検出することが出来る。ミラー部材を省くことによって、携帯端末の更なる低コスト化を実現することが出来る。上部ケースの対向部２０には、液晶表示装置を配設し、液晶表示装置の反射板等を介して赤外線を反射させることも出来る。

上部ケースの対向部２０には、また、高い反射率を有する印字面を配設し、或いは上部ケースの塗装に高い反射率を有する粉末等を拡散した塗料を使用することも出来る。これらの場合、上部ケースの対向部２０の実質的な反射率を例えば７０〜８０％程度に高めることができ、携帯端末のデザイン性を損なうことなく、上部ケースの対向部２０の反射率を更に高めることが出来る。また、部品点数や組立て工程数の増加を抑制して、低コストな携帯端末を提供することが出来る。

本実施形態の携帯端末では、発光部１５ａには、赤外線ＬＥＤ以外にも、例えば可視光ＬＥＤを用いることもでき、受光部１５ｂにはフォトダイオード以外にも、フォトトランジスタなどを用いることも出来る。発光部１５ａと受光部１５ｂとが一体的に構成され、且つ発光部１５ａと受光部１５ｂとの間の離隔距離が２ｍｍ以内であれば、特別なミラー部材を配設しなくとも有効な開閉状態の判別が可能である。

本実施形態の携帯端末１０では、図６に示すように、受発光素子１５、電源部、及び比較判定部を上部本体１１の上部基板１８上に配設しても構わない。この場合、上部ケース１９は、受発光素子１５を露出する円形開口１９ａを有する。

本実施形態の携帯端末では、下部本体１２の操作キーに対する操作が行われている際には、開状態であることが明らかなので、発光部１５ａからの赤外線の発光を停止させてもよく、この場合、携帯端末１０の省電力化を実現することが出来る。円形開口１６ａ内には、例えば透明部材を配設することも出来る。

図７に、実施形態の変形例に係る携帯端末における、図１の符号Ａに相当する一部断面を示す。携帯端末２１では、受発光素子１５が、第１受光部１５ｂと同様の構成を有する第２受光部１５ｃを更に備える。第２受光部１５ｃは、ヒンジ部１３から見て発光部１５ａよりも外側に配設され、発光部１５ａ、受光部（第１受光部）１５ｂ、及び第２受光部１５ｃが一つの半導体基板上に形成されている。

本変形例で、比較判定部は、第１受光部１５ｂ及び第２受光部１５ｃに接続される。また、比較判定部は、第１受光部１５ｂで発生した電流レベルと所定のしきい値とを比較し、第１受光部１５ｂで発生した電流レベルが所定のしきい値よりも大きな場合に、第１受光部１５ｂで発生した電流レベルと第２受光部１５ｃで発生した電流レベルとの差分を算出する。更に、算出された差分が所定の差分しきい値よりも大きな場合に開状態であると判断する。これ以外の場合には、閉状態であると判断する。本変形例の携帯端末は、上記を除いては本実施形態の携帯端末と同様の構成を備えている。開閉状態の境界となる角度は、受発光素子１５の特性等にもよるが、例えば０〜３０°の何れかに設定することが出来る。

図９（ｂ）に本変形例の携帯端末における、差分と上部本体１１と下部本体１２との間の角度との関係を示す。本変形例の携帯端末では、第１受光部１５ｂ及び第２受光部１５ｃが受光する光の輝度の差は、図９（ａ）に示した実施形態の携帯端末に比して、上部本体１１と下部本体１２との間の角度に応じて比較的緩やかに変化する。また、上部本体１１と下部本体１２との間の角度が直角以下の一定の角度よりも小さい場合には、角度の増加に伴って増加する。従って、比較判定部において、上部本体１１と下部本体１２との間の角度が、差分しきい値で規定される所定の角度より大きい場合には開状態と判断し、所定の角度より小さい場合には閉状態と判断することが出来る。

図８に、携帯端末２１において開閉状態を判断する手順について示す。携帯端末２１の電源がＯＮになると、電源部が発光部１５ａに電源を供給することによって、発光部１５ａは赤外線を発生する（ステップＢ１）。次いで、比較判定部が、第１受光部１５ｂで発生した電流レベルがしきい値以上であるかを判別する（ステップＢ２）。ステップＢ２において、発生した電流レベルがしきい値以上である場合には、比較判定部が、第１受光部１５ｂで発生した電流レベルと第２受光部１５ｃで発生した電流レベルとの差分を算出し、算出した差分が差分しきい値以下であるかを判別する（ステップＢ３）。

ステップＢ３において、算出した差分が差分しきい値以下である場合には、比較判定部は携帯端末が閉状態にあるものと判断し（ステップＢ４）、処理を終了する。ステップＢ２又はステップＢ３において、上記以外の場合には、比較判定部は携帯端末が開状態にあるものと判断し（ステップＢ５）、処理を終了する。なお、ステップＢ２では、比較判定部が、第２受光部１５ｃが発生した電流レベルについて判別しても構わない。

本変形例の携帯端末によれば、電流レベルの差分は、上部本体１１と下部本体１２との間の角度に対応して緩やかに変化するので、差分しきい値で規定される上部本体１１と下部本体１２との間の角度に応じた開閉判断を行うことが出来る。この場合、図１に示した実施形態の携帯端末に比して、より小さな角度で開閉判断を行うことが出来る。

一般に、電流レベルとしきい値との比較では、図９（ａ）中に示すようにしきい値が電流レベルの最大値に比較的近い値に設定されるので、赤外線ＬＥＤの経時劣化によって電流レベルの最大値がしきい値よりも小さくなり、誤作動を生じる恐れがある。本変形例の携帯端末によれば、差分しきい値は、図９（ｂ）中に示すように差分の最小値に比較的近い値に設定されるので、本変形例ではこのような誤作動を抑制することが出来る。本変形例の携帯端末では、また、発光部１５ａ、第１受光部１５ｂ、及び第２受光部１５ｃが一つの半導体基板上に形成されているため、小型の携帯端末を実現することが出来る。

なお、本変形例において、発光部１５ａ、第１受光部１５ｂ、及び第２受光部１５ｃの配列は図７の配列に限定されない。第１受光部１５ｂ及び第２受光部１５ｃのうちの何れか一方が、他方よりヒンジ部１３寄りに配設されていれば良く、この場合、上部本体１１と下部本体１２との間の角度に対応して第１受光部１５ｂ及び第２受光部１５ｃに入射する光の光量に差を生じさせることが出来る。また、発光部１５ａと第１受光部１５ｂ又は第２受光部１５ｃとの離隔距離が２ｍｍ以下であることが好ましく、この場合、高い反射率を有するミラー部材を備えなくても、第１受光部１５ｂ及び第２受光部１５ｃに十分な輝度の光を入射させることが出来る。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明に係る携帯端末は、上記実施形態の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施した携帯端末も、本発明の範囲に含まれる。

本発明の実施形態の携帯端末の側面形状を示す平面図である。図１の符号Ａにおける断面を示す断面図である。実施形態の携帯端末について、閉状態における側面形状を示す平面図である。図３の符号Ａにおける断面を示す断面図である。実施形態の携帯端末について、開閉状態を判断する手順を示すフローチャートである。携帯端末の側面形状を示す平面図である。実施形態の変形例に係る携帯端末の断面形状を示す断面図である。実施形態の変形例の携帯端末について、開閉状態を判断する手順を示すフローチャートである。図９（ａ）は電流レベルと角度との関係を示すグラフで、図９（ｂ）は差分と角度との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０，２１：携帯端末
１１：上部本体
１１ａ：上部本体の内面
１２：下部本体
１２ａ：下部本体の内面
１３：ヒンジ部
１４：下部基板
１５：受発光素子
１５ａ：発光部
１５ｂ：（第１）受光部
１５ｃ：第２受光部
１６：下部ケース
１６ａ：円形開口
１７：アンテナ
１８：上部基板
１９：上部ケース
１９ａ：円形開口
２０：（上部ケースの）対向部
２２：（下部ケースの）対向部

Claims

上部筐体と下部筐体とを、ひんじを介して開閉可能に結合した携帯端末において、
前記上部筐体及び下部筐体の一方の筐体に、一体的に形成された発光素子及び受光素子からなる受発光素子を配設し、前記上部筐体及び下部筐体の他方の筐体には、前記受発光素子に対向する面に液晶表示装置を配設し、該液晶表示装置を介して前記受発光素子を光結合することによって上部筐体と下部筐体の開閉状態を検出可能としたことを特徴とする携帯端末。
前記発光素子と受光素子との間の離隔距離が２ｍｍ以下で、且つ光反射率が８０％以下である、請求項１に記載の携帯端末。
前記受発光素子は、１つの発光素子と、該発光素子を挟んで配設される２つの受光素子とを備え、該２つの受光素子の受光量の差によって開閉状態を検出可能とした、請求項１に記載の携帯端末。
上部筐体と下部筐体とを、ひんじを介して開閉可能に結合した携帯端末において、
前記上部筐体及び下部筐体の一方の筐体に、一体的に形成された発光素子及び受光素子を備える受発光素子を配設し、前記上部筐体及び下部筐体の他方の筐体には、前記受発光素子に対向する面に塗装面を形成し、該塗装面を介して受発光素子を光結合することによって上部筐体と下部筐体の開閉状態を検出可能とし、
前記受発光素子は、１つの発光素子と、該発光素子を挟んで配設される２つの受光素子とを備え、該２つの受光素子の受光量の差によって開閉状態を検出可能とした、ことを特徴とする携帯端末。
前記受発光素子と前記反射面又は液晶表示装置の反射面との間の離隔距離が３〜５ｍｍの範囲にある、請求項１〜４のいずれか１項に記載の携帯端末。