JP2005260868A

JP2005260868A - 移動通信機器

Info

Publication number: JP2005260868A
Application number: JP2004073272A
Authority: JP
Inventors: Naomi Yoshida; 直美吉田
Original assignee: NEC Saitama Ltd
Current assignee: NEC Saitama Ltd
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2004-03-15
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2024-03-15
Also published as: JP3990372B2

Abstract

【課題】主として過電流による温度上昇を抑えることができる移動通信機を提供し、副次的に使用者に対し異常を通知することができる移動通信機を提供する。
【解決手段】送信増幅器２が発熱するとサーミスタ５の抵抗値が変化し、送信増幅器２の温度が閾値を超えるとＦＥＴ４が送信増幅器２の電源を切断するので、送信増幅器２の温度上昇を抑えることができる。送信増幅器２の温度が閾値以下に低下後、送信を再開することができる。送信増幅器２に異常が発生すると、ＬＥＤ７が点灯するので、操作者は移動通信機器の送信増幅器２に異常が発生したことを検知することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動通信機器に関する。

携帯電話機、テレビ電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants：携帯情報端末）等の移動通信機器の普及に伴い、デジタルカメラを有する携帯電話機（例えば、特許文献１、２参照）やテレビ電話機能を有する携帯電話機が開発されている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００４−１５２５０号公報特開２００３−３１９０４３号公報特開２００３−３４８２２２号公報

ところで、上述した従来の携帯電話機では、高機能化し、多様化に伴い、電子部品が高集積化している。携帯電話機は生活防水構造を有するため、密閉構造に近い状態となっている。このため、携帯電話機を、例えば炎天下で使用したり、何らかの原因で過電流が流れて発熱したりすると、電子部品の排熱が不十分となり携帯電話機が高温になるおそれがあった。また、携帯電話機がこのような高温状態でそのまま使用を続けた場合には、内蔵した電子部品が焼損するおそれがあった。
従って本発明の主な目的は、過電流による温度上昇を抑えることができる移動通信機を提供することにあり、副次的な目的は、使用者に対し異常を通知することができる移動通信機を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、筐体内に設けられ送信回路で発生した送信波を増幅する送信増幅手段と、該送信増幅手段の近傍に設けられ該送信増幅手段の温度変化によって抵抗値が変化する半導体素子と、前記送信増幅手段の電源ラインに挿入され、前記半導体素子の抵抗値が閾値を超えると前記電源ラインを切断する送信増幅器電源制御手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、送信増幅手段が発熱すると半導体素子の抵抗値が変化し、送信増幅器の温度が閾値を超えると送信増幅器電源制御手段が送信増幅手段の電源を切断するので、送信増幅手段の温度上昇を抑えることができる。送信増幅器の温度が閾値以下の温度に低下した後送信を再開することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記筐体に設けられた発光手段と、前記送信回路をＯＮするときはローレベルの信号を発生し、前記送信回路をＯＦＦをするときはハイレベルの信号を発生する送信ＯＮ／ＯＦＦ制御手段と、前記送信増幅器電源制御手段による前記電源ラインのＯＮ／ＯＦＦ情報と前記送信ＯＮ／ＯＦＦ制御手段のＯＮ／ＯＦＦ情報とに基づいて、前記送信回路がＯＮであって前記電源ラインが切断されたときにのみ前記発光手段を点灯させる発光手段電源制御手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項２記載の発明によれば、送信増幅手段に異常が発生すると、発光手段が点灯するので、操作者は移動通信機器の送信増幅手段の異常を検知することができる。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記発光手段電源制御手段は、前記電源ラインのＯＮ／ＯＦＦ情報と前記送信ＯＮ／ＯＦＦ制御手段のＯＮ／ＯＦＦ情報とが反転入力端子に入力され、基準となる電圧値が非反転入力端子に入力される比較器と、一方の入力端子に前記比較器の出力信号が入力され、他方の入力端子に前記電源ラインのＯＮ／ＯＦＦ情報と前記送信ＯＮ／ＯＦＦ制御手段のＯＮ／ＯＦＦ情報とが入力され、前記比較器の反転入力端子の入力信号がハイレベルであり、かつ前記他方の入力端子の入力信号がローレベルのときのみハイレベルの信号を出力する二入力ＮＯＲと、を備えたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項２または３に記載の発明において、前記半導体素子は、サーミスタであり、そのサーミスタの一端が前記送信増幅器電源制御手段の電源側に接続され、そのサーミスタの他端が前記送信増幅器電源制御手段の入力端子に接続されていることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項２から４のいずれか１項記載の発明において、前記発光手段は、ＬＥＤであり、そのＬＥＤのアノードが前記二入力ＮＯＲの出力端子に接続され、そのＬＥＤのカソードが抵抗器を介して接地されていることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項２から５のいずれか１項記載の発明において、前記送信増幅器電源制御手段は、電界効果トランジスタであり、その電界効果トランジスタのドレイン及びソースが前記電源ラインに挿入され、その電界効果トランジスタのゲートが他の抵抗器を介して前記送信ＯＮ／ＯＦＦ制御手段の出力端子に接続されていることを特徴とする。

送信増幅手段が発熱すると半導体素子の抵抗値が変化し、送信増幅器の温度が閾値を超えると送信増幅器電源制御手段が送信増幅手段の電源を切断するので、送信増幅手段の温度上昇を抑えることができる。送信増幅手段の温度が閾値以下の温度に低下した後は、送信を再開することができる。また、送信増幅手段に異常が発生すると発光手段を点灯することができる場合には、操作者は移動通信機器の送信増幅手段に異常が発生したことを検知することができる。

本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の移動通信機器の一実施の形態を示すブロック図である。
以下、移動通信機器が携帯電話機の場合で説明する。
本発明の構成は、主に、送信回路１と、送信回路１からの送信波を増幅する送信増幅器手段としての送信増幅器２と、送信増幅器２を動作させる為の電源３と、送信増幅器２への電源３の供給を制御する送信増幅器電源制御手段としての電界効果トランジスタ（以下「ＦＥＴ（Field Effect Transistor）」という）４と、ＦＥＴ４のソース−ゲート間に接続される半導体素子としてのサーミスタ５と、送信ＯＮ／ＯＦＦ制御手段としての送信ＯＮ／ＯＦＦ制御回路６と、移動通信機器としての携帯電話機の筐体の表面に設けられた発光手段としてのＬＥＤ（Light-Emitting Diode）７と、ＬＥＤ７の電源を制御する発光手段電源制御手段としてのＬＥＤ電源制御回路８とで構成される。

本携帯電話機は、基本的には、筐体内に設けられ送信回路１で発生した送信波を増幅する送信増幅器２と、送信増幅器２の近傍に設けられ送信増幅器２の温度変化によって抵抗値が変化するサーミスタ５と、送信増幅器２の電源ラインに挿入され、サーミスタ５の抵抗値が閾値を超えると電源ラインを切断するＦＥＴ４と、を備えた携帯電話機である。
また、本携帯電話機は、筐体に設けられたＬＥＤ７と、送信回路１をＯＮするときはローレベルの信号を発生し、送信回路１をＯＦＦにするときはハイレベルの信号を発生する送信ＯＮ／ＯＦＦ制御回路６と、ＦＥＴ４による電源ラインのＯＮ／ＯＦＦ情報（この場合、ＯＮ情報はローレベルの信号であり、ＯＦＦ情報はハイレベルの信号である）と送信ＯＮ／ＯＦＦ制御回路６のＯＮ／ＯＦＦ情報（この場合、ＯＮ情報はローレベルの信号であり、ＯＦＦ情報はハイレベルの信号である）とに基づいて、送信回路１がＯＮであって電源ラインが切断されたときにのみＬＥＤ７を点灯させる発光手段電源制御手段としてのＬＥＤ電源制御回路８と、を備えた携帯電話機でもある。

送信回路１は、チャネル符号化回路、変調回路、周波数シンセサイザ等で構成されている。
ＬＥＤ電源制御回路８は、電源ラインのＯＮ／ＯＦＦ情報と送信ＯＮ／ＯＦＦ制御回路６のＯＮ／ＯＦＦ情報とが反転入力端子に入力され、基準となる電圧値が非反転入力端子に入力される比較器（「コンパレータ」とも言う）と、一方の入力端子（図では下方）にコンパレータ９の出力信号が入力され、他方の入力端子（図では上方）に電源ラインのＯＮ／ＯＦＦ情報と送信ＯＮ／ＯＦＦ制御回路６のＯＮ／ＯＦＦ情報とが入力され、コンパレータ９の反転入力端子の入力信号がハイレベルであり、かつ他方の入力端子の入力信号がローレベルのときのみハイレベルの信号を出力する二入力ＮＯＲとしてのＮＯＲ回路１０とで構成される。

送信ＯＮ／ＯＦＦ制御回路は、送受信のタイミングを制御する回路を有し、その制御に基づいて電圧をＨ／Ｌで制御するようになっている。
半導体素子としてのサーミスタ５の一端（図では上側）はＦＥＴ４の電源３側に接続され、そのサーミスタ５の他端（この場合下側）がＦＥＴ４の入力端子としてのゲートに接続されている。

ＬＥＤ７のアノードはＮＯＲ回路１０の出力端子に接続され、そのＬＥＤ７のカソードは抵抗器を介して接地されている。
ＦＥＴ４のドレイン及びソースは電源ラインに挿入され、そのＦＥＴ４のゲートが他の抵抗器Ｒ１を介して送信ＯＮ／ＯＦＦ制御回路６の出力端子に接続されている。

図２は、本発明を適用した携帯電話機の外観斜視図である。
同図に示すように筐体がストレート式の携帯電話機のアンテナ２１の近傍にＬＥＤ７が設けられている。このＬＥＤ７が正常時には消灯し、異常時には点灯することで操作者は異常を検知することができる。尚、図ではストレート型の携帯電話機が示されているが、本発明はこれに限定されず折り畳み式の携帯電話機に適用してもよく、ＬＥＤ７をアンテナ２１の近傍に設けることに限定されず、筐体の画面近傍に設けてもボタン２３の近傍に設けてもよい。

図１に示した携帯電話機に用いられるＦＥＴ４のドレインソース間抵抗Ｒｄｓ−ゲートソース間電圧Ｖｇｓ特性は図３のようになっている。図３において、横軸はゲートソース間電圧Ｖｇｓを示し、縦軸はドレインソース間抵抗Ｒｄｓを示す。
サーミスタ５の温度特性は図４のような特性になっており、温度上昇により抵抗値が低下するようになっている。図４において、横軸は温度を示し、縦軸は抵抗を示す。
温度変化により抵抗値が変化すると、ＦＥＴ４のゲートソース間電圧Ｖｇｓが変化してＦＥＴ４がＯＮ／ＯＦＦする。即ち、温度が上昇するとＦＥＴ４のゲートソース間抵抗Ｒｄｓが減少する。ドレインソース間抵抗Ｒｄｓが減少するとゲートソース間電圧Ｖｇｓが増加する。ゲートソース間電圧Ｖｇｓが増加して閾値を超えてハイレベルに達すると、ＦＥＴ４はＯＦＦとなる。これとは逆に温度が降下するとＦＥＴ４のゲートソース間抵抗Ｒｄｓが増加する。ドレインソース間抵抗Ｒｄｓが増加するとゲートソース間電圧Ｖｇｓが減少する。ゲートソース間電圧Ｖｇｓが減少して閾値を超えてローレベルに達すると、ＦＥＴ４はＯＮとなる。

また、送信ＯＮ／ＯＦＦ制御回路６は送信回路１がＯＮの時にはローレベル（以下Ｌ）、送信回路１がＯＦＦの時はハイレベル（以下Ｈ）を出力する。送信ＯＮ／ＯＦＦ制御回路６はＦＥＴ４のゲート端子に接続され、ＦＥＴ４のＯＮ／ＯＦＦ動作を行う。
コンパレータ９とＮＯＲ回路１０とからなるＬＥＤ電源制御回路６の真理値表を表１に示す。

ＦＥＴ４のゲート端子の電圧と送信ＯＮ／ＯＦＦ回路６の出力信号とによってＬＥＤ７の制御を行い、ＬＥＤ電源制御回路８よりＨが出力されるとＬＥＤ７が点灯し、Ｌが出力されるとＬＥＤ７は消灯する。

（実施の形態の動作の説明）
次に、図1、図３、図５、及び図６を用いて本実施の形態について詳細に説明する。
図１において、通常状態の場合、送信ＯＮ／ＯＦＦ制御回路６の出力信号によりＦＥＴ４のＯＮ／ＯＦＦの制御が行なわれており、送信ＯＮ時にはＦＥＴ４のゲート端子にＬが入力されＦＥＴ４はＯＮし、電源３より送信増幅器２へ電流が流れ、送信ＯＦＦ時にはＨの信号が入力されＦＥＴ４はＯＦＦし、送信増幅器２への電流は停止する。
しかし、送信増幅器２が誤動作し、送信増幅器２に電源３からの電圧が供給されて過電流が流れる状態となった場合、送信増幅器２は図５の温度電流特性図に示すように電流増加につれ発熱量も増加する特性を持っており、温度上昇が起こる（以下発熱状態）。

ここで、図５は図１に示した送信増幅器の電流と発熱量との関係を示す図であり、横軸が電流を示し、縦軸が発熱量を示す。
温度上昇によりサーミスタ５の抵抗値が低下するとゲートソース間電圧Ｖｇｓが低下し、図３に示した特性によりＦＥＴ４はＯＦＦし送信増幅器２への電源供給が停止する。
次にＬＥＤ電源制御回路について説明する。
ＬＥＤ電源制御回路８の動作は表１の真理値表のようになっており、通常状態は送信ＯＮ／ＯＦＦ制御回路６からの出力により動作する。送信ＯＮ時は送信ＯＮ／ＯＦＦ制御回路６からＬが出力され、Ｘ１（コンパレータ９の反転入力端子）、Ｘ２（ＮＯＲ回路１０の他方の入力端子）共にＬが入力されるため出力ＹはＬとなる。また、送信ＯＦＦ時は送信ＯＮ／ＯＦＦ制御回路６からＨが出力されＸ１、Ｘ２共にＨが入力されるため出力ＹはＬとなる。しかし、発熱状態となりサーミスタ５の抵抗が低下するとＸ１に電源３からの電圧がかかりＨが常に入力される状態となる。このときＸ２に対してはＲ２を電源３側から見た場合にはオープンとなるような十分な大きさの抵抗値に設定することによりサーミスタ５の抵抗値低下による電圧はかからないため、送信ＯＮ時にＸ２にＬが入力され出力ＹはＨとなり、ＬＥＤ７が点灯する。また、送信ＯＦＦの場合はＸ２にＨが入力され出力ＹはＬとなりＬＥＤ７は消灯する。

送信増幅器２への電源３からの供給が停止すると発熱が停止し、時間経過とともに温度が低下する。サーミスタ５がＦＥＴ４のゲートソース間電圧ＶｇｓのＯＮ条件を満たす値まで抵抗値が上昇すると、Ｘ１には電源３からの電圧はかからなくなるためＬＥＤ電源制御回路８は送信ＯＮ／ＯＦＦ制御回路６からの出力による動作を再開し、ＬＥＤ７を消灯させる。また、送信増幅器２への電源供給が再開され、過電流が流れる状態となり再び温度上昇によりサーミスタ５の抵抗が低下した場合には、送信ＯＮ時にＬＥＤ７を点灯させる。このＬＥＤ電源制御回路８の動作により発熱状態時ＬＥＤ７は点滅する。

次に本発明の動作を図７を用いて説明する。
図６は本発明の動作を説明するためのフローチャートである。
送信増幅器２が誤動作し、送信増幅器２に過電流が流れる状態が発生すると（ステップＳ１）、温度が上昇しサーミスタ５の抵抗値が低下する（ステップＳ２）。
サーミスタ５の抵抗値が低下することにより、ＦＥＴ４のゲートソース間電圧Ｖｇｓが低下し、ＦＥＴ４のＯＮ電圧以下になると（ステップＳ３／Ｙｅｓ）、ＦＥＴ４はＯＦＦし、送信増幅器２への電源の供給が停止する（ステップＳ４）。
ＦＥＴ４のゲートソース間電圧ＶｇｓがＦＥＴ４のＯＮ電圧以下になっていない場合には（ステップＳ３／Ｎｏ）、ステップＳ２に戻る。
送信ＯＮの場合（ステップＳ５／Ｙｅｓ）はＬＥＤ７が点灯し（ステップＳ６）、送信ＯＦＦの場合（ステップＳ５／Ｎｏ）は消灯する（ステップＳ７）。送信増幅器２へサーミスタ５の温度特性の電流供給が停止すると温度が低下し、サーミスタ５の抵抗値が増加する（ステップＳ８）。
ゲートソース間電圧ＶｇｓがＦＥＴ４のＯＮ電圧以上になると（ステップＳ９／Ｙｅｓ）、ＦＥＴ４はＯＮし、送信増幅器２への電源供給が再開される（ステップＳ１０）。
ゲートソース間電圧ＶｇｓがＦＥＴ４のＯＮ電圧以上に成っていない場合には（ステップＳ９／Ｎｏ）ステップＳ５に戻る。
その後、再び過電流によって温度上昇が起きると送信増幅器２への電源電圧の供給を停止するためＦＥＴ４が作動する。
以上において、本実施の形態によれば、送信増幅器２が発熱したときには、送信増幅器２への電源の供給が停止されるので、送信増幅器が高温になるのが防止され、ＬＥＤ７が点灯するので、操作者が送信増幅器の異常を検知することができる。

尚、本実施の形態では送信増幅器電源制御手段としてＦＥＴを用いた場合で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、バイポーラトランジスタを用いてもよい。ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタを用いる場合にはソースにエミッタが対応し、ベースにゲートが対応し、ドレインがコレクタに対応するように接続する。また、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタを用いる場合にはソースにコレクタが対応し、ベースにゲートが対応し、ドレインがドレインに対応するように接続する。

（効果の説明）
第一の効果は、送信増幅器２が誤動作した時の過電流による温度上昇を抑えられることである。
その理由は、過電流が発生した場合、送信増幅器２が高温になる前にサーミスタ５とＦＥＴ４とにより電源制御を行い、送信増幅器２への電源供給を停止できる為である。
第二の効果は、安全性が向上することである。
その理由は、送信増幅器２の温度が上昇するとＬＥＤ７が点灯し、使用者に対して異常を通知することができ、使用を中止するなどの対応が可能になるためである。

ＰＤＡやテレビ電話機などにも適用することができる。

本発明の移動通信機器の一実施の形態を示すブロック図である。本発明を適用した携帯電話機の外観斜視図である。図１に示した携帯電話機に用いられるＦＥＴ４のドレインソース間抵抗Ｒｄｓ−ゲートソース間電圧Ｖｇｓ特性である。サーミスタ５の温度特性を示す図である。送信増幅器の温度電流特性を示す図である。本発明の動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１送信回路
２送信増幅器（送信増幅手段）
３電源
４ＦＥＴ（送信増幅器電源制御手段、電界効果トランジスタ）
５サーミスタ（半導体素子）
６送信ＯＮ／ＯＦＦ制御回路（送信ＯＮ／ＯＦＦ制御手段）
７ＬＥＤ（発光手段）
８ＬＥＤ電源制御回路（発光手段電源制御手段）
９コンパレータ（比較器）
１０ＮＯＲ回路（二入力ＮＯＲ）

Claims

筐体内に設けられ送信回路で発生した送信波を増幅する送信増幅手段と、
該送信増幅手段の近傍に設けられ該送信増幅手段の温度変化によって抵抗値が変化する半導体素子と、
前記送信増幅手段の電源ラインに挿入され、前記半導体素子の抵抗値が閾値を超えると前記電源ラインを切断する送信増幅器電源制御手段と、
を備えたことを特徴とする移動通信機器。
前記筐体に設けられた発光手段と、
前記送信回路をＯＮするときはローレベルの信号を発生し、前記送信回路をＯＦＦをするときはハイレベルの信号を発生する送信ＯＮ／ＯＦＦ制御手段と、
前記送信増幅器電源制御手段による前記電源ラインのＯＮ／ＯＦＦ情報と前記送信ＯＮ／ＯＦＦ制御手段のＯＮ／ＯＦＦ情報とに基づいて、前記送信回路がＯＮであって前記電源ラインが切断されたときにのみ前記発光手段を点灯させる発光手段電源制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の移動通信機器。
前記発光手段電源制御手段は、
前記電源ラインのＯＮ／ＯＦＦ情報と前記送信ＯＮ／ＯＦＦ制御手段のＯＮ／ＯＦＦ情報とが反転入力端子に入力され、基準となる電圧値が非反転入力端子に入力される比較器と、
一方の入力端子に前記比較器の出力信号が入力され、他方の入力端子に前記電源ラインのＯＮ／ＯＦＦ情報と前記送信ＯＮ／ＯＦＦ制御手段のＯＮ／ＯＦＦ情報とが入力され、前記比較器の反転入力端子の入力信号がハイレベルであり、かつ前記他方の入力端子の入力信号がローレベルのときのみハイレベルの信号を出力する二入力ＮＯＲと、
を備えたことを特徴とする請求項２記載の移動通信機器。
前記半導体素子は、サーミスタであり、そのサーミスタの一端が前記送信増幅器電源制御手段の電源側に接続され、そのサーミスタの他端が前記送信増幅器電源制御手段の入力端子に接続されていることを特徴とする請求項２または３記載の移動通信機器。
前記発光手段は、ＬＥＤであり、そのＬＥＤのアノードが前記二入力ＮＯＲの出力端子に接続され、そのＬＥＤのカソードが抵抗器を介して接地されていることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項記載の移動通信機器。
前記送信増幅器電源制御手段は、電界効果トランジスタであり、その電界効果トランジスタのドレイン及びソースが前記電源ラインに挿入され、その電界効果トランジスタのゲートが他の抵抗器を介して前記送信ＯＮ／ＯＦＦ制御手段の出力端子に接続されていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項記載の移動通信機器。