JP2005354384A - 折り畳み型携帯端末機器の開閉検出機構及び開閉検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の折り畳み型携帯電話機では，開閉検出を行うためにスイッチやホール素子を用いていた。しかし、２軸ヒンジを用いた折り畳み型携帯電話の場合、スイッチを押圧する突起や磁束を出す磁石を２つ携帯電話機に設ける必要がある。これにより、実装面積の増大が避けられない。
【解決手段】 磁石のＮ極とＳ極の双方に反応するＭＲセンサを２つ利用する。下部筐体の２軸ヒンジの垂直軸に向かい合うの線対象の位置にＭＲセンサを２つ配設するとともに、上部筐体にはＭＲセンサに対向する位置にマグネットを１つ配設する。このようにして上部筐体の表示部を表側に露出させると、一方のＭＲセンサが反応し、表示部を内側に収納すると他方のＭＲセンサが反応する。この反応で上部筐体の向きを検知する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、折り畳み型携帯端末機器の開閉検出機構、特に２軸ヒンジを採用した折り畳み型携帯電話機の開閉検出機構及び開閉検出方法に関する。

携帯電話機器及びＰＨＳ（パーソナルハンディフォンシステム）は、双方の全契約者数が国内で８７００万人を越え（２００４年５月末時点）、一般的に所持されるアイテムとなっている。これらの機器は通話をその主な機能としているものの、近年では電子メール閲覧機能、ウェブブラウジング機能、撮影機能等を盛り込んだ複合的な形態へと進化している。かかる機能の高度化に従来の単純な折り畳み形状では対応できなくなりつつあり、従来回動動作のみ行った１軸ヒンジの変わりに２軸ヒンジが使用される事例が見受けられる。ここで「２軸ヒンジ」とは回転軸が２つ存在するヒンジのことであり、この２つの軸は直行して配設されるのが一般的である。

図１から図５は２軸ヒンジが採用された折り畳み型携帯電話機１の上部筐体２の状態変化を説明するための図面である。これらの図に記載した折り畳み型携帯電話１では、下部筐体３の短辺近傍に「固定」された回転軸を中心に、他方の回転軸が回動する２軸ヒンジを有することを特徴とする。なお以降の説明では、下部筐体３の短辺と略平行に設けられた２軸ヒンジ２１の軸を水平軸１０１と、下部筐体３の短辺と略垂直に設けられた２軸ヒンジ２１の軸を垂直軸１０２として説明する。

図１は折り畳んだ状態での２軸ヒンジを有する携帯電話機である。この状態では表示部１１は下部筐体２と対向する形で格納されている。図２は、下部筐体３と対向していた上部筐体２を水平軸１０１を中心に略９０度開けた状態を表す図面である。図３は図２の状態から上部筐体２を垂直軸１０２を中心に略９０度旋回させた図面である。図４は図３の状態からさらに９０度垂直軸１０２を中心に旋回させ、表示部１１が下部筐体３と背向する状態になった図面である。ここから水平軸１０１を中心に上部筐体２を略９０度閉じると、表示部１１を外部に露出した状態で上部筐体２と下部筐体３を閉じることができる。図５はこの表示部１１が外部に露出した形で状態である。この状態で電子メールの確認を行ったり、広い画面で撮影機能を用いたりすることが可能になる。

図６は従来の1軸ヒンジを使用する折り畳み型携帯電話機のブロック図である。

従来の1軸ヒンジを使用する折り畳み型携帯電話機では、操作部４、制御部５、記憶部１３、音声処理部７、無線部８、撮影部９、表示制御部１０、表示部１１、割り込みコントローラ１２、開閉検出部６、スイッチ６１、マイク７１、スピーカ７２、アンテナ８１から構成される。そして、バス１４には、これらのうち、操作部４、制御部５、記憶部１３、音声処理部７、無線部８、撮影部９、表示制御部１０、表示部１１、割り込みコントローラ１２、開閉検出部６がそれぞれ接続されている。

従来の開閉検出部６はスイッチ６１を用いて上部筐体２と下部筐体３が密接しているか（閉じられているか）を確認する。すなわち筐体が閉じられていればスイッチ６１がＯＮになり、筐体が開いていれば、スイッチ６１がＯＦＦになることで確認する。筐体が閉じられれば、開閉検出部６は割込コントローラ１２に対して割り込み信号を発する。割込コントローラ１２が割り込み信号を受け取ると、現在処理している割り込み処理よりも上位の処理かを確認し、開閉検出部６からの処理が最上位であれば、制御部５に対して割り込み要求をさらに出力する。

割り込みコントローラ１２からの割り込み要求を制御部５が受け取ったら、制御部５は割り込みコントローラ１２内のレジスタにアクセスし、最上位の割り込み処理が何かを確認する。確認した割り込み処理に応じて、制御部は適切なプロセスを処理する。

特開２００１―１３６２５１号

しかし、かかる構成の場合、1軸ヒンジを用いた折り畳み型携帯電話の場合には開閉状態の検出も可能であるが、２軸ヒンジを用いた折り畳み型携帯電話の場合、図１と図５の切り分けができない。すなわちスイッチ６１が単にＯＮ／ＯＦＦすることでは筐体が閉じていることまでは判っても、上部筐体がどちらの向きを向いているのかまでは判らないためである。これはスイッチ６１の変わりにホール素子や磁石等を用いて開閉検出した場合でも同様である。

本発明は上部筐体２の開閉だけでなく、上部筐体２の向きも検知することが可能な折り畳み型携帯端末機器の開閉検出機構及び開閉検出方法を提供することにある。

本発明の電子機器は垂直軸と水平軸の２つの可動軸を持つ２軸ヒンジ、第１の筐体及び第２の筐体及びマグネットを有し、第１の筐体及び第２の筐体は２軸ヒンジで結合され、第１の筐体の垂直軸から所定の距離にマグネットを配設することを特徴とする。

また、第１の筐体は前記垂直軸を中心に旋回する。

更に本発明の電子機器は二つのＭＲセンサを含み、マグネットに対向するよう、２つのＭＲセンサが第２の筐体内の対称軸に線対称に配設することを特徴とする。

更に第１の筐体が表示部を有することを特徴とする。

更に制御部を有し、二つのＭＲセンサのいずれかが反応することで制御部が表示部の向きを検知することが可能となることを特徴とする。

また、電子機器が携帯電話であっても、ノートパソコンであっても良い。

更に本発明にかかわる２軸折り畳み型電子機器の筐体露出面の検知方法は、２つの筐体、２つのＭＲセンサおよび１つのマグネットを有する２軸折り畳み型電子機器において、いずれのＭＲセンサが反応することである筐体の向きを検知することを特徴とする。

本発明により、ホール素子では２つのマグネットが必要だった筐体閉時の筐体の向き検出を、ＭＲセンサを用いることで1つのマグネットで実施可能になり、結果実装面積の低減が果たせる。

以下本発明の内容に付いて、図面を用いて説明する。

図７は本発明における折り畳み型携帯電話機のブロック図である。

基本的には従来との相違点は従来スイッチだったものをＭＲセンサに変更した。また１つだったスイッチを２つのＭＲセンサに数を増やした。すなわち、開閉検出部６に接続された第１ＭＲセンサ６２と第２ＭＲセンサ６３によって向きを検知する。

ここでＭＲセンサの特性について説明する。ＭＲセンサは磁界によって抵抗値が変化することを特徴とする磁気センサである。すなわち、ホール素子はＮ極もしくはＳ極のいずれかの極性を検知するのに対し、ＭＲセンサは磁極の極性に関係なく感知することを特徴とする。

図８は、図２の状態における第１ＭＲセンサ６２と第２ＭＲセンサ６３の位置を表すための図である。上部筐体２にはマグネット２００が内蔵されている。そして、下部筐体３には第１ＭＲセンサ６２と第２ＭＲセンサ６３が内蔵されている。

第１ＭＲセンサ６２は折りたたんだ際に（図１の状態）、マグネット２００と対向する位置に配置されている。一方、第２ＭＲセンサ６３は図５の状態でマグネット２００と対向する位置に配置されている。すなわち、上部筐体２は２軸ヒンジ２１の垂直軸１０２を中心として旋回するが、この垂直軸１０２と対向する下部筐体３の対称軸１０３を挟んで、第１ＭＲセンサ６２と第２ＭＲセンサ６３は略線対称の位置に配設されることになる。

次に上記の事項を踏まえ、本発明にかかわる２軸ヒンジが採用された折り畳み型携帯電話機１の動作を図１から図５を用いて説明する。なお、説明の便宜上、表示面１１側にマグネット２００のＮ極が、表示面の反対側にＳ極が向いているものとする。

図１の状態時には、第１ＭＲセンサ６２とマグネット２００とは対向している。この状態では、マグネット２００のＮ極から高密度の磁束が第１ＭＲセンサ６２に加えられている。ＭＲセンサの検知面に磁束が加えられると、電流が開閉検出部６に向かって流れ、これにより開閉検出部６は上部筐体２が表示面１１を外部に露出することなく閉じられていることを把握する。

そして、図２のように上部筐体２を開くと、第１ＭＲセンサ６２に加えられているマグネット２００の磁束が取り除かれる。これにより、第２ＭＲセンサ６３からの電流のみならず、第１ＭＲセンサ６２からの電流が途絶えることとなる。これにより開閉検出部６は上部筐体２が開いていることを検知することとなる。

図３を介して図４に状態が変異すると、表示部１１が操作部４と背向する状態になると共に、第２ＭＲセンサ６３がマグネット２００のＳ極に向き合う形になる。このまま上部筐体２を閉じると、第２ＭＲセンサ６３の検知面にＳ極からの磁束が加わる。これにより、第２ＭＲセンサ６３から開閉検出部６に電流が流れる。これにより開閉検出部６は表示面１１が外部に露出した状態で上部筐体２が閉じられたことを検知する。これにより開閉検出部６は割込コントローラ１２に割込信号を出力する。開閉検出時の処理が現在要求されている処理のうち最上位のものであった際には、さらに割込コントローラ１２は制御部５に割り込み信号を送出する。この割込コントローラ１２からの割込信号を受けて、制御部５は開閉検出時の処理をおこなう。

なお、開閉検出部６から割込信号を出力する際の条件は以下のようなものを考えることができる。

・第１ＭＲセンサ６２または第２ＭＲセンサ６３からの信号入力時
（筐体を閉じたときのみ反応）
・第１ＭＲセンサ６２または第２ＭＲセンサ６３からの信号変化時
（筐体を閉じたときと開いたときの双方反応）
・第１ＭＲセンサ６２または第２ＭＲセンサ６３からの信号中断時
（筐体を開いたときのみ反応）
ただし、これらにこだわるものではない。例えば、特定のアプリケーションや機能（カメラ）などを動作させているときには筐体の状態の変化を制御部５に通知させないようにしても良い。また、この開閉検出時の処理には以下のものがあげられる。

・表示部１１の表示方向の変更
・表示部１１の表示内容の変更
・表示部１１の図示しないバックライトの点灯・消灯
・表示部１１の有効・無効
・撮影部１０の起動・終了
・工場出荷時に規定されたアプリケーションの起動
・操作者が事前に規定したアプリケーションの起動
・マイク７１及びスピーカ７２の感度の調整
・マイクまたはスピーカが複数ある場合のこれらの切り替え
などが考えられる。ただしこれに制限するものではない。

以上のようにすることで、従来は「雄」（スイッチにおける突起やＭＲセンサにおける磁束）と「雌」（スイッチやＭＲセンサ自身）の双方が２つ必要だったものを、「雄」側を１つにすることが可能になり、実装の面積の効率化を図ることができる。

また、上記説明では、上部筐体２にマグネット２００を下部筐体３に第１ＭＲセンサ６２及び第２ＭＲセンサ６３を配置している。しかし、上部筐体に第１ＭＲセンサ６２及び第２ＭＲセンサ６３を、下部筐体３にマグネット２００を配しても良い。また、上記説明では第１ＭＲセンサ６２及び第２ＭＲセンサ６３を各筐体のヒンジで結合されていない端部に配置しているが、ヒンジ近傍であっても良い。なお、第１ＭＲセンサ６２及び第２ＭＲセンサ６３の代わりに各極性に対応したホール素子でも実現できるが、そのようにすると部品種類が増え（Ｎ極反応のものとＳ極反応のもの）、製造コストの面で不利となる

さらに、ＭＲセンサひとつに対し、極性の異なるマグネットを２つ用意することも可能である。上記実施例１の第１ＭＲセンサ６２及び第２ＭＲセンサ６３の代わりにマグネットを線対称に配する。また上記実施例１のマグネットの代わりにＭＲセンサを物理的に配置し、電気的には開閉検出部６にＭＲセンサを接続する。すなわち、従来例を表す図６と同様のブロック図を構成する。該ＭＲセンサは極性の違いにより電流を変化させることで開閉検出部６を変化させる。これにより開閉検出部６は上部筐体２の向きを検出することが可能になる。

折り畳み型携帯電話機にかぎらない。例えばＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント）や、ノートパソコン、カムコーダなどの電子機器にも使用可能である。

表示部を格納した状態で筐体を閉じたときの２軸ヒンジを採用する携帯電話機の斜視図である。 上部筐体を開いた２軸ヒンジを採用する携帯電話機の斜視図である。 上部筐体旋回中の２軸ヒンジを採用する携帯電話機の斜視図である。 上部筐体を１８０度旋回させた後の２軸ヒンジを採用する携帯電話機の斜視図である。 表示部を露出した状態で筐体を閉じたときの２軸ヒンジを採用する携帯電話機の斜視図である。 従来の折り畳み型携帯電話の構成を表すブロック図である。 本発明の折り畳み型携帯電話の構成を表すブロック図である。 本発明の折り畳み型携帯電話にあって、マグネット２００、第１ＭＲセンサ６２及び第２ＭＲセンサ６３がどのように配されているかを表す図である。

符号の説明

２ 上部筐体
３ 下部筐体
４ 操作部
５ 制御部
１１ 表示部
６１ スイッチ
６２ 第１ＭＲセンサ
６３ 第２ＭＲセンサ
１０１ 水平軸
１０２ 垂直軸
１０３ 下部筐体対称軸
２００ マグネット

Claims (8)

1. 垂直軸と水平軸の２つの可動軸を持つ２軸ヒンジ、第１の筐体及び第２の筐体及びマグネットを有する電子機器であって、
   前記第１の筐体及び前記第２の筐体は前記２軸ヒンジで結合され、
   前記第１の筐体の前記垂直軸から所定の距離に前記マグネットを配設することを特徴とする電子機器。
2. 前記第１の筐体は前記垂直軸を中心に旋回することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
3. 更に二つの磁気センサを含む請求項２記載の携帯電話であって、
   前記２つのＭＲセンサが前記マグネットに対向する前記第２の筐体内の対称軸に線対称に配設することを特徴とする請求項２記載の電子機器。
4. 更に前記第１の筐体が表示部を有することを特徴とする請求項３記載の電子機器。
5. 更に制御部を有し、
   前記二つの磁気センサのいずれかが反応することで、前記制御部が前記表示部の向きを検知することが可能となる請求項３記載の電子機器。
6. 前記電子機器が携帯電話であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一記載の電子機器。
7. 前記電子機器がノートパソコンであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の電子機器。
8. ２つの筐体、２つの磁気センサと１つのマグネットを有する２軸折り畳み型電子機器において、
   いずれの磁気センサが反応することである筐体の向きを検知することを特徴とする２軸折り畳み型電子機器の筐体露出面の検知方法。

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