JP2006054693A - 携帯電話装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 通話音を再生するレシーバと着信音を再生するスピーカを単一の発音体で共用し、かつ、通話音再生時の再生周波数特性と着信音再生時の再生周波数特性を確保することができる携帯電話装置を提供する。
【解決手段】 着信音再生時に、デジタル・ローパスフィルタ１３０の周波数特性特性をローパスフィルタ１３０ｂの特性に選択し、スピーカアンプ１３３の前段アンプ１３３ｂ、プッシュ・プル回路１３３ｄを活性状態に選択し、スピーカアンプ１３３の出力形態をＢＴＬ出力の回路構成に設定し、スピーカ１３５を駆動するとともに、信号通過帯域を１００Ｈｚから２０ＫＨｚの通過帯域に設定する。通信音声再生時に、デジタル・ローパスフィルタ１３０の周波数特性をローパスフィルタ１３０ａの特性に選択し、スピーカアンプ１３３の前段アンプ１３３ｂ、プッシュ・プル回路１３３ｄを停止状態に選択し、スピーカアンプ１３３の出力形態をシングル出力の回路構成に設定し、スピーカ１３５を駆動するとともに、信号通過帯域を３００Ｈｚから３ＫＨｚの通過帯域に設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、携帯電話装置に関し、特に、通話音を再生するレシーバと着信音を再生するスピーカを単一の発音体で構成する携帯電話装置に関するものである。

従来より、携帯電話装置では、着信時においてスピーカにより着信音を再生し、通話時においてレシーバにより通話音を再生するのが一般的である。

図７は従来の携帯電話装置の回路構成を示すブロック図である。この携帯電話装置７００は、アンテナ７０１で受信された受信信号は共用器７０２を介して受信回路７０３で所望の受信チャネル信号が選択され、復調器７０４に送出される。

復調器７０４ではデジタル復調処理、誤り訂正処理等が行われる。受信した信号が着信信号であった場合、マイクロ・プロセッサ７１０はスピーカアンプ用電源７４０を起動し、所定の着信音を着信音音源７２３に設定し、着信音信号を発生させる。着信音信号はデジタル・ローパスフィルタ７２４を介し、Ｄ／Ａ変換器７２５でアナログ信号に変換され、音量設定器７２６で所定の音量に設定される。スピーカアンプ７２７は、音量設定された着信音信号を電流増幅し、ハイパスフィルタ７２８を介してスピーカ７２９を駆動する。

一方、復調器７０４で復調された受信データが音声信号であった場合は、マイクロ・プロセッサ７１０はレシーバアンプ用電源７４１を起動する。また、復調器７０４から送出される受信信号はデコーダ７２１へ送出され、所定の復号処理が施され、音声データに変換される。音声データはデジタル・ローパスフィルタ７３０を介し、Ｄ／Ａ変換器７３１でアナログ信号に変換され、音量設定器７３２で所定の音量に設定される。レシーバアンプ７３３は、音量設定された音声信号を電流増幅し、ハイパスフィルタ７３４を介してレシーバ７３５を駆動する。

また、マイク７５０は音声を送信音声信号に変換する。送信音声信号はマイクアンプ７５１で所定の信号レベルに増幅され、Ａ／Ｄ変換器７５２でデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器７５２でデジタル信号に変換された送信音声信号はエンコーダ７２２で符号化された後、変調器７０５でデジタル変調され、送信回路７０６により所定のチャネルの周波数に搬送され、共用器７０２を介してアンテナ７０１から送信される。

一般的にスピーカ７２９、レシーバ７３５は振動板にコイルを装着したボイスコイルと固定磁石から構成されるダイナミック方式のスピーカ、または圧電素子を用いたセラミック・スピーカが使用されている。

近年の携帯電話装置に搭載されている着信音音源７２３は、例えば４０和音等カラオケ機器に搭載されている音源と同等の機能を持ち、着信音の再生周波数帯域は１００Ｈｚ程度から数十ＫＨｚと広帯域な音源が使用されている。一方、通話音声の再生帯域は、通信方式によって異なるが、おおよそ数百Ｈｚから数ＫＨｚに規格化されており、着信音と比べ狭帯域な再生帯域となっている。

また、着信音再生用のスピーカは大音量を放音する必要があるため、例えば、ダイナミック方式のスピーカでは等価インピーダンスが８Ωのスピーカが使用されており、セラミック・スピーカでは９Ｖ程度の電圧を印加して、音量を確保している。

一方、通話音声再生用のスピーカは着信音再生用のスピーカほど大音量を必要としないため、ダイナミック方式のスピーカでは等価インピーダンスが３２Ωのスピーカが使用されている。またセラミック・スピーカを通話音声再生用に用いた場合、着信音再生時のように９Ｖ程度の電圧を印加する必要はない。

スピーカ７２９を駆動するスピーカアンプ７２７、レシーバ７３５を駆動するレシーバアンプ７３３は、上記に記載した再生帯域の違いや、駆動するスピーカの負荷の違いなどにより異なる特性のアンプを使用している。スピーカアンプ７２７はレシーバアンプ７３３に比べ、広帯域で駆動電流能力が大きい特性が必要であるため、回路電流も大きなアンプとなっている。なぜならば、一般的にスピーカ・アンプにはクロス・オーバー歪みを低減するため、ＡＢ級のアンプが使用されている。また、等価インピーダンスが３２Ωのレシーバ駆動用途のアンプと等価インピーダンス８Ωのスピーカ駆動用途のアンプでは、同様にＡＢ級の動作をするが、出力段のトランジスタのバイアス電圧を、負荷電流の違いにあわせて、前者では小さめに、後者では大きめに設定しており、アンプ自体で消費される回路電流を最適化している。

また、ダイナミック方式スピーカとセラミック・スピーカの負荷の周波数特性も駆動回路に与える影響は大きい。ダイナミック方式スピーカは誘導性負荷であり、セラミック・スピーカは容量性負荷である。したかって、セラミック・スピーカは駆動周波数が上がるにつれ、インピーダンスが低下し、負荷が重くなる。したがって、着信音再生に使用した場合、２０ＫＨｚでの負荷を想定し、ＡＢ級アンプのバイアス電圧を設定する必要があり、アンプ自体で消費される回路電流が増加する傾向がある。

従来の携帯電話装置の回路構成では、着信音再生時はレシーバアンプ用電源７４１をオフ状態に、通話音声再生時にはスピーカアンプ用電源７４０をオフ状態にしており、着信音再生時、通話音声再生時、それぞれにおいて最適な消費電流での動作を可能としていた。

携帯電話装置の小型化を図る目的で、通話音声再生用のスピーカおよびアンプと着信音再生用のスピーカおよびアンプとを共用する携帯電話装置がある（例えば、特許文献１参照）。

この種の携帯電話装置では、着信音量制御回路は、着信音出力回路の出力信号が示す着信音の音量が基準音量を継続的に超える場合には、基準音を超える音量の増加速度を制御する。これによって、通話音声再生用のスピーカと着信音再生用のスピーカとを単一のスピーカで共用することができ、携帯電話装置の小型化を実現することができる。
特開２００２−１８５５７１

しかしながら、上記従来の携帯電話装置あっては、通話音声再生用のスピーカと着信音再生用のスピーカとを単に共用するだけで、通話音声再生時と着信音再生時での再生周波数帯域の違いが考慮されていないため、通話音声再生時の再生周波数帯域の規格を満足し、かつ着信音再生時の再生周波数帯域を確保することができないという事情があった。さらに、従来の通話音声、着信音をそれぞれ独立した駆動回路、発音体を用いて再生した場合と比較して、通話音声再生時の消費電流が増大してしまうという事情があった。

携帯電話装置は、共用する発音体には着信音の大音量を放音する用途と通話音の小音量を放音する用途が要求されるため、ダイナミック方式スピーカならば等価インピーダンスが８Ωのスピーカが使用される。また、セラミック・スピーカでは９Ｖ程度の印加電圧を加える必要があり、昇圧回路を必要とするため、特許文献１に開示された携帯電話装置を従来の回路構成と比較し、通話時の駆動回路の消費電力が著しく増加する。

本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、通話音を再生するレシーバと着信音を再生するスピーカを単一の発音体で共用し、かつ、通話音再生時の再生周波数特性と着信音再生時の再生周波数特性を確保することができる携帯電話装置を提供することを目的とする。

本発明の携帯電話装置は、通話音を再生する発音体と着信音を再生する発音体を単一の発音体で共用し、前記発音体を駆動する駆動回路を単一の駆動回路で構成する携帯電話装置であって、前記駆動回路の駆動形態を切り替える駆動回路切り替え手段と、前記駆動回路の駆動形態の切り替えを制御する制御手段と、を備える。

この構成により、異なる駆動形態を切り替えることができ、通話音を再生するレシーバと着信音を再生するスピーカを単一の発音体で共用することができる。

また、前記駆動回路切り替え手段によって切り替える前記駆動形態はＢＴＬ駆動出力とシングル駆動出力とを有する。

この構成により、ＢＴＬ駆動出力とシングル駆動出力とを切り替えることができるので、例えば大音量を必要とする時と必要としない時とで適切に駆動回路を駆動させることができる。

また、前記制御手段は、前記駆動回路の駆動形態として、着信音再生時に前記駆動回路の駆動形態をＢＴＬ駆動出力を、通話音再生時に駆動回路の駆動形態をシングル駆動出力を選択するように切り替えるものである。

この構成により、着信音再生時はＢＴＬ出力で駆動することで大音量を放音することかでき、通話音再生時には、シングル駆動出力で通話音声を再生するに十分な音量を放音することを確保すると同時に、駆動回路のＢＴＬ出力の片方の出力を停止し、駆動回路の消費電流を低減し、携帯電話装置の通話使用時間を延長することができる。

本発明の携帯電話装置は、通話音を再生する発音体と着信音を再生する発音体を単一の発音体で共用しかつ、発音体を駆動する駆動回路を単一の駆動回路で構成する携帯電話装置であって、前記発音体に圧電素子を使用し、前記発音体を駆動する駆動回路の電源回路の出力状態を昇圧電圧出力と非昇圧電圧出力に切り替える電源回路出力状態切り替え手段と、前記発音体を駆動する駆動回路の電源回路の出力状態の切り替えを制御する制御手段と、を備える。

この構成により、大音量を必要とする時は駆動回路の電源回路に設けられた昇圧回路を起動し、大音量を必要としない時は非昇圧回路に切り替えることにより、駆動回路の電源回路で消費される電流を低減し、携帯電話装置の通話使用時間を延長することができる。

また、前記制御手段は、着信音再生時に前記電源回路出力状態を昇圧電圧出力するように、通話音再生時に前記電源回路出力状態を非昇圧電圧出力するように制御するものである。

この構成により、大音量を必要とする着信音再生時は駆動回路の電源回路に設けられた昇圧回路を起動し、駆動回路に十数Ｖの電圧を印加することができ、通話音声再生時は、駆動回路の電源回路に設けられた昇圧回路を停止する代わりに、電源回路に設けられた通話音声を再生するに十分な電圧を出力する。これにより、通話音声再生時、駆動回路の電源回路で消費される電流を低減し、携帯電話装置の通話使用時間を延長することができる。

また、本発明の携帯電話装置は、通話音再生時と着信音再生時に前記発音体を駆動する駆動回路の出力段のトランジスタのバイアス電圧を切り替えるバイアス電圧切り替え手段をさらに備える。

この構成により、通話音再生時と着信音再生時で駆動回路の出力段のトランジスタのバイアス電圧を切り替えることにより、着信音再生時は、駆動周波数が２０ＫＨｚ付近でもクロス・オーバー歪が発生しない十分なバイアス電圧を駆動回路の出力段のトランジスタに与えることができ、高音質を確保でき、通話音声再生時は、数ＫＨｚでクロス・オーバー歪か発生しない程度に、駆動回路の出力段のトランジスタに与えるバイアス電圧を低下させ、駆動回路自体で消費される電流を低減し、携帯電話装置の通話使用時間を延長することができる。

また、前記制御手段は、前記発音体を駆動する駆動回路、または駆動回路の前段処理回路における信号の通過帯域の特性を、通話音声再生時と着信音再生時とで切り替える。

この構成により、通話音声再生時と着信音再生時で高域の信号通過特性を切り替えることができる。これにより、通話音声通話時は数ＫＨｚまでの通過特性、着信音再生時は十数ＫＨｚまでの通過特性を確保することができ、駆動回路ならびに発音体を共用化したにもかかわらず、通話音声再生時と着信音再生時の再生周波数特性をそれぞれ満足することができる。

また、前記制御手段は、前記発音体を駆動する駆動回路の後段処理回路における信号の通過帯域の特性を、通話音声再生時と着信音再生時とで切り替える。

この構成により、通話音声再生時と着信音再生時で低域の信号通過特性を切り替えることができる。これにより、通話音声再生時は数百Ｈｚまでの通過特性、着信音再生時は百ＫＨｚ程度までの通過特性を確保することができ、駆動回路ならびに発音体を共用化したにもかかわらず、通話音声再生時と着信音再生時の再生周波数特性をそれぞれ満足することができる。

本発明は、通話音を再生するレシーバと着信音を再生するスピーカを単一の発音体で共用し、かつ、通話音再生時の再生周波数特性と着信音再生時の再生周波数特性を確保することができる携帯電話装置を提供することができるものである。

以下、本発明の実施形態の携帯電話装置について、図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る携帯電話装置を示すブロック図である。

図１において、携帯電話装置１００は、受信電波を受信電気信号（以下受信信号と称す）に変換し、送信電気信号（以下送信信号と称す）を送信電波に変換するアンテナ１０１と、アンテナ１０１からの受信信号を受信回路１０３へ伝達、または送信回路１０６からの送信信号をアンテナ１０１へ伝達する共用器１０２と、受信信号を増幅し、所望の周波数チャネルを選択する受信回路１０３と、受信回路１０３で選択された周波数チャネルの受信信号をデジタル信号に復調し受信音声データと受信通信データ、受信制御情報データに変換する復調器１０４と、送信通信データ、送信制御情報データ、送信音声データを変調し送信信号に変換する変調器１０５と、送信信号を所望の周波数チャネルの搬送波に重畳し、送信信号を増幅する送信回路１０６と、携帯電話装置１００の各部を制御するマイクロ・プロセッサ１１０とを備える。

また、本実施形態の携帯電話装置１００は、受信音声データを復号化し受信音声信号に変換するデコーダ１２１と、送信音声信号を符号化し送信音声データに変換するエンコーダ１２２と、マイクロ・プロセッサ１１０からの指令により着信音、着信メロディを生成し出力する着信音音源１２３とを備える。

さらに、本実施形態の携帯電話装置１００は、着信音音源１２３またはデコーダ１２１からの着信音信号、受信音声信号に対し高域の帯域制限処理を行うデジタル・ローパスフィルタ１３０と、着信音信号または受信音声信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器１３１と、着信音信号または受信音声信号を所定の音量に設定する音量設定器１３２と、着信音信号または受信音声信号を増幅しスピーカ１３５を駆動するスピーカアンプ１３３と、スピーカアンプ１３３から出力される着信音信号または受信音声信号に対し低域の帯域制限処理を行うハイパスフィルタ回路１３４と、着信音と受信音声を再生するスピーカ１３５と、スピーカアンプ１３３の電源回路１４０と、送話音声を電気信号に変換するマイク１５０と、マイク１５０からの送話音声信号を増幅するマイクアンプ１５１と、送話音声信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１５２とを有する構成である。

また、図面には記載していないが、制御プログラムや着信メロディデータ等が格納されているメモリと、携帯電話操作するためのキースイッチと、表示部と、を有する構成である。

次に、携帯電話装置１００の主な部分について説明する。デジタル・ローパスフィルタ１３０は、着信音音源１２３またはデコーダ１２１からの着信音信号、受信音声信号に対し高域の帯域制限処理を行うものであり、２つの異なった周波数通過特性を持ったデジタル・ローパスフィルタ１３０ａ、１３０ｂを有して構成される。そして、マイクロ・プロセッサ１１０からの選択信号１６０により、前記２つの周波数通過特性が異なったデジタル・ローパスフィルタ１３０ａ、１３０ｂのいずれか一方が選択される回路構成となっている。

上記２つの異なった周波数通過特性を持ったデジタル・ローパスフィルタ１３０ａ、１３０ｂとは、例えば、一方のデジタル・ローパスフィルタ１３０ａはカットオフ周波数が３ＫＨｚのローパスフィルタであり、もう一方のデジタル・ローパスフィルタ１３０ｂはカットオフ周波数が２０ＫＨｚのローパスフィルタである。

スピーカアンプ１３３は、着信音信号または受信音声信号を増幅しスピーカ１３５を駆動するものであり、ＢＴＬ（Balanced TransformerLess）出力のＡＢ級のアンプで、マイクロ・プロセッサ１１０からの選択信号１６１により、ＢＴＬ出力の片方の出力を停止する回路構成となっている。

ハイパスフィルタ回路１３４は、スピーカアンプ１３３から出力される着信音信号または受信音声信号に対し低域の帯域制限処理を行うものであり、２つの異なった周波数通過特性を持ったハイパスフィルタ１３４ａ、１３４ｂを有して構成され、マイクロ・プロセッサ１１０からの選択信号１６２により、前記２つの異なった周波数通過特性を持ったハイパスフィルタ１３４ａ、１３４ｂのいずれか一方が選択される回路構成となっている。上記２つの異なった周波数通過特性を持ったハイパスフィルタ１３４ａ、１３４ｂとは、例えば、一方のハイパスフィルタ１３４ａはカットオフ周波数が３００Ｈｚのハイパスフィルタであり、もう一方のハイパスフィルタ１３４ｂはカットオフ周波数が１００Ｈｚのハイパスフィルタである。また、カットオフ周波数が３００Ｈｚのハイパスフィルタ１３４ａが選択された場合、スピーカ１３５の入力端子の片方がＧＮＤに終端される回路構成となっている。

スピーカ１３５は、着信音と受信音声を再生するものであり、本実施形態では、ダイナミック方式スピーカが使用される。

図２は、スピーカアンプ１３３およびハイパスフィルタ回路１３４の詳細回路構成を示す。

図２において、スピーカアンプ１３３は、前段アンプ１３３ａと、前段アンプ１３３ａの出力を位相反転させる前段アンプ１３３ｂと、前段アンプ１３３ａの出力を電流増幅させ、ＡＢ級動作をするプッシュ・プル回路１３３ｃと、前段アンプ１３３ｂの出力を電流増幅させ、ＡＢ級動作をするプッシュ・プル回路１３３ｄとを有する。

前段アンプ１３３ｂは、選択信号１６１により回路動作を停止する構成となっている。また、プッシュ・プル回路１３３ｄは、選択信号１６１によりプッシュ・プル回路１３３ｄを構成する出力トランジスタがオフ状態になる回路となっている。選択信号１６１により、前段アンプ１３３ｂ、プッシュ・プル回路１３３ｄが停止した状態では、前段アンプ１３３ｂ、プッシュ・プル回路１３３ｄには回路電流がほとんど流れない。

ハイパスフィルタ回路１３４は、アナログ・スイッチ１３４ａと、アナログ・スイッチ１３４ｂと、スピーカ１３５のインピーダンスとの組み合わせによりハイパスフィルタを構成するコンデンサ１３４ｃ、１３４ｄ、１３４ｅを有する。

アナログ・スイッチ１３４ａおよびアナログ・スイッチ１３４ｂは選択信号１６２により接続接点が切り替えることができる構成であり、アナログ・スイッチ１３４ａが接点１３４ａ１に、アナログ・スイッチ１３４ｂが接点１３４ｂ１に接続された状態では、ハイパスフィルタのカットオフ周波数が１００Ｈｚ程度になるようコンデンサ１３４ｃ、１３４ｅの定数を設定している。

一方、アナログ・スイッチ１３４ａが接点１３４ａ２に、アナログ・スイッチ１３４ｂが接点１３４ｂ２に接続された状態では、スピーカ１３５の入力端子の一方がＧＮＤに終端され、シングル駆動の駆動形態となる。また、ハイパスフィルタのカットオフ周波数が３００Ｈｚ程度になるようコンデンサ１３４ｄの定数を設定している。

なお、アナログ・スイッチ１３４ａ、１３４ｂは低ＯＮ抵抗の特性のものを使用すれば、アナログ・スイッチによる電圧降下等は問題にならない。

以上のように構成された携帯電話装置について、図３を用いてその動作を説明する。まず、マイクロ・プロセッサ１１０が復調器１０４からの受信制御情報を受信し（ステップＳ３０１）、前記受信制御情報が着信情報であった場合、信号通過帯域を１００Ｈｚから２０ＫＨｚの通過帯域に設定する（ステップＳ３０２）。ここで、マイクロ・プロセッサ１１０は、選択信号１６０により、デジタル・ローパスフィルタ１３０の周波数特性特性をローパスフィルタ１３０ｂの特性に選択する。また同時に、選択信号１６１によりスピーカアンプ１３３の前段アンプ１３３ｂ、プッシュ・プル回路１３３ｄを活性状態に選択する。さらに同時に、選択信号１６２によりはハイパスフィルタ回路１３４のアナログ・スイッチ１３４ａ、アナログ・スイッチ１３４ｂの接点をそれぞれ接点１３４ａ１、接点１３４ｂ１に選択し、スピーカアンプ１３３の出力形態をＢＴＬ出力の回路構成に設定するとともに、信号通過帯域を１００Ｈｚから２０ＫＨｚの通過帯域に設定する。

次に、着信メロディを再生し、携帯電話装置１００の使用者に着信通知を行う（ステップＳ３０３）。ここで、マイクロ・プロセッサ１１０は着信音音源１２３に図示せずメモリに格納している着信メロディデータを送出し、着信音音源１２３に着信メロディを生成するよう指令する。着信音音源１２３から出力される着信メロディデータは、デジタル・ローパスフィルタ１３０で高域が２０ＫＨｚで制限され、Ｄ／Ａ変換器１３１でアナログ信号に変換され、音量設定器１３２で所定の音量に設定された後、スピーカアンプ１３３で電流増幅され、ハイパスフィルタ回路１３４で１００Ｈｚ以下の低域成分がカットされ、スピーカ１３５に至り、スピーカ１３５よって着信メロディが再生される。

スピーカ１３５の鳴動により、携帯電話装置１００の使用者は、着信通知を受領し、マイクロ・プロセッサ１１０に接続された図示せずキースイッチの通話開始キーを押下する（ステップＳ３０４）。

マイクロ・プロセッサ１１０は、通話開始キーが押下された状態になったことを検出し、着信音音源１２３に着信メロディの生成を停止するよう指令する。また同時に、変調器１０５に着信受領を送信制御情報として送出し、送信回路１０６、共用器１０２、アンテナ１０１を介して、基地局に着信を受領したことを報知する（ステップＳ３０５）。

基地局は着信受領の送信制御情報を受信し（ステップＳ３０６）、携帯電話装置１００に通話回線をオープンにする制御情報を送出する（ステップＳ３０７）。

携帯電話装置１００は、通話回線をオープンにする制御情報を受信する（ステップＳ３０８）。ここで、アンテナ１０１、共用器１０２、受信回路１０３、復調器１０４を介し、通話回線をオープンにする制御情報をマイクロ・プロセッサ１１０に通知される。

通話回線をオープンにする受信制御情報を受信したマイクロ・プロセッサ１１０は、信号通過帯域を３００Ｈｚから３ＫＨｚの通過帯域に設定する（ステップＳ３０９）。ここで、マイクロ・プロセッサ１１０は、デコーダ１２１、エンコーダ１２２を活性状態にする指令をデコーダ１２１、エンコーダ１２２に送出する。また同時に、選択信号１６０により、デジタル・ローパスフィルタ１３０の周波数特性をローパスフィルタ１３０ａの特性に選択する。また同時に、選択信号１６１によりスピーカアンプ１３３の前段アンプ１３３ｂ、プッシュ・プル回路１３３ｄを停止状態に選択する。さらに同時に、選択信号１６２によりはハイパスフィルタ回路１３４のアナログ・スイッチ１３４ａ、アナログ・スイッチ１３４ｂの接点をそれぞれ接点１３４ａ２、接点１３４ｂ２に選択し、スピーカアンプ１３３の出力形態をシングル出力の回路構成に設定するとともに、信号通過帯域を３００Ｈｚから３ＫＨｚの通過帯域に設定する。

次にマイクロ・プロセッサ１１０は、変調器１０５に通話回線オープン完了情報を送信制御情報として送出し、送信回路１０６、共用器１０２、アンテナ１０１を介して、基地局に通話回線のオープンが完了したことを報知する（ステップＳ３１０）。

基地局は通話回線オープン完了の送信制御情報を受信し（ステップＳ３１１）、携帯電話装置１００に通話音声データを送出する（ステップＳ３１２）。

携帯電話装置１００は、通話音声データ（受信音声データ）を受信し（ステップＳ３１３）、受信音声データを再生する（ステップＳ３１４）。ここで、受信音声データは、アンテナ１０１、共用器１０２、受信回路１０３、復調器１０４を介し、デコーダ１２１に伝達される。デコーダ１２１は伝達された受信音声データを受信音声信号に復号し、デジタル・ローパスフィルタ１３０に送出する。前記受信信号は、デジタル・ローパスフィルタ１３０で高域が３ＫＨｚに制限され、Ｄ／Ａ変換器１３１でアナログ信号に変換され、音量設定器１３２で所定の音量に設定された後、スピーカアンプ１３３で電流増幅され、ハイパスフィルタ回路１３４で３００Ｈｚ以下の低域成分がカットされ、スピーカ１３５に至り、スピーカ１３５により音声に再生される。

スピーカアンプ１３３の出力形態をＢＴＬ出力とした場合のダイナミック・レンジとシングル出力とした場合のダイナミック・レンジを比較すると、シングル出力とした場合のほうが６ｄＢ小さくなるが、着信音の最大音量と通話音声の最大音量は１０ｄＢ以上あるため、スピーカアンプ１３３の出力形態をシングル出力としても、通話音声を再生するに必要な十分なダイナミック・レンジを確保することができる。

このような本発明の第１の実施形態における携帯電話装置によれば、通話音を再生する発音体と着信音を再生する発音体を単一の発音体で共用しかつ、発音体を駆動する駆動回路を単一の駆動回路で構成し、前記駆動回路の駆動形態をＢＴＬ駆動出力とシングル駆動出力に切り替え、通話音再生時と着信音再生時で前記出力形態を切り替えることにより、着信音再生時は８Ωの等価インピーダンスをもつダイナミック方式スピーカをＢＴＬ出力で駆動することで大音量を放音することかできる。

一方、通話音再生時には、シングル駆動出力に切り替えることで、通話音声を再生するに十分な音量を放音することができ、駆動回路のＢＴＬ出力の片方の出力を停止し、駆動回路の消費電流を低減し、携帯電話装置の通話使用時間を延長することができる。

また、発音体を駆動する駆動回路、もしくは駆動回路の前段処理回路に信号の通過帯域の特性を、通話音声再生時と着信音再生時で切り替えることにより、通話音声再生時と着信音再生時で高域の信号通過特性を切り替えることができる。これにより、音声通話時は数ＫＨｚまでの通過特性、着信音再生時は十数ＫＨｚまでの通過特性とすることができ、駆動回路ならびに発音体を共用化したにもかかわらず、音声再生時の再生周波数特性と着信音再生時の再生周波数特性を満足することができる効果が得られる。

さらに、発音体を駆動する駆動回路の後段処理回路に信号の通過帯域の特性を、通話音声再生時と着信音再生時で切り替えることにより、通話音声再生時と着信音再生時で低域の信号通過特性を切り替えることができる。これにより、音声通話時は数百Ｈｚまでの通過特性、着信音再生時は百ＫＨｚ程度までの通過特性とすることができ、駆動回路ならびに発音体を共用化したにもかかわらず、音声再生時の再生周波数特性と着信音再生時の再生周波数特性を満足することができる効果が得られる。

なお、本実施形態では、デジタル・ローパスフィルタ１３０で高域の通過帯域を切り替える例を説明したが、スピーカアンプ１３３にアクティブ・ローパスフィルタを構成し、アクティブ・ローパスフィルタのフィルタ定数を切り替え、カットオフ周波数を切り替える方法でも実現することが可能である。

また、スピーカアンプ１３３にはＡＢ級の動作アンプを用いる例を説明したが、Ｄ級アンプを使用しても、同様の効果が得られる。

（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る携帯電話装置の構成を示すブロック図である。第２の実施形態の携帯電話装置は、図１に示した第１の実施形態の携帯電話装置の構成において、マイクロ・プロセッサ１１０の代わりに、機能が若干異なるマイクロ・プロセッサ４１０を設け、デジタル・ローパスフィルタ１３０の代わりに、デジタル・ハイパスフィルタ４３０を設け、スピーカアンプ１３３の代わりに、スピーカアンプ４３３を設け、ハイパスフィルタ１３４の代わりに、ローパスフィルタ４３４を設け、スピーカ１３５の代わりに、スピーカ４３５を設け、アンプ用電源１４０の代わりに、昇圧回路／非昇圧回路４４０を設けたものである。なお、図１に示した第１の実施形態の携帯電話装置１００と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。

マイクロ・プロセッサ４１０は、携帯電話装置４００の各部を制御するものである。デジタル・ハイパスフィルタ４３０は、着信音音源１２３またはデコーダ１２１からの着信音信号、受信音声信号に対し低域の帯域制限処理を行うものであり、２つの異なった周波数通過特性を持ったデジタル・ハイパスフィルタから構成され、マイクロ・プロセッサ４１０からの選択信号４６０により、前記２つの異なった周波数通過特性を持ったデジタル・ハイパスフィルタのいずれか一方が選択される回路構成となっている。前記２つの異なった周波数通過特性を持ったデジタル・ハイパスフィルタとは、一方のハイパスフィルタ４３０ａはカットオフ周波数が３００Ｈｚのハイパスフィルタであり、もう一方のハイパスフィルタ４３０ｂはカットオフ周波数が１００Ｈｚのハイパスフィルタである。

スピーカアンプ４３３は、着信音信号または受信音声信号を増幅しスピーカ４３５を駆動するものであり、ＢＴＬ出力のＡＢ級のアンプで、マイクロ・プロセッサ４１０からの選択信号４６１により、出力段のプッシュ・プル回路を構成するトランジスタのバイアス電圧を切り替えることができる回路構成となっている。

ローパスフィルタ４３４は、スピーカアンプ４３３から出力される着信音信号または受信音声信号に対し高域の帯域制限処理を行うものであり、２つの異なった周波数通過特性を持ったローパスフィルタから構成され、マイクロ・プロセッサ４１０からの選択信号４６２により、前記２つの異なった周波数通過特性を持ったローパスフィルタのいずれか一方が選択される回路構成となっている。前記２つの異なった周波数通過特性を持ったローパスフィルタとは、一方のローパスフィルタ４３４ａはカットオフ周波数が２０ＫＨｚのローパスフィルタであり、もう一方のローパスフィルタ４３４ｂはカットオフ周波数が３ＫＨｚのローパスフィルタである。

スピーカ４３５は、着信音と受信音声を再生するものである。本実施形態では、セラミック・スピーカが使用される。

昇圧回路／非昇圧回路４４０は、スピーカアンプ４３３の電源回路であり、９Ｖの昇圧回路出力もしくはバッテリ電圧の出力いずれか一方を、マイクロ・プロセッサ４１０からの選択信号４６１により出力する回路構成となっている。

図５は、スピーカアンプ４３３、ローパスフィルタ回路４３４、昇圧回路／非昇圧回路４４０の詳細回路構成を示す図である。

スピーカアンプ４３３は前段アンプ４３３ａ、前段アンプ４３３ａの出力を位相反転させる前段アンプ４３３ｂ、前段アンプ４３３ａの出力を電流増幅させ、ＡＢ級動作をするプッシュ・プル回路４３３ｃ、前段アンプ４３３ｂの出力を電流増幅させ、ＡＢ級動作をするプッシュ・プル回路４３３ｄを有する。

プッシュ・プル回路４３３ｃならびにプッシュ・プル回路４３３ｄはプッシュ・プル回路を構成する出カトランジスタのバイアス電圧が、選択信号４６１により、バイアス電圧１またはバイアス電圧２のいずれかに切り替わる回路構成となっている。

バイアス電圧１は、スピーカアンプ４３３の負荷となるスピーカ４３５を３ＫＨｚの駆動周波数で駆動したときクロス・オーバー歪みが発生しない十分な電圧である。また、バイアス電圧２はスピーカアンプ４３３の負荷となるスピーカ４３５を２０ＫＨｚの駆動周波数で駆動したときクロス・オーバー歪みが発生しない十分な電圧である。スピーカ４３５は容量性負荷であるセラミック・スピーカであるので、３ＫＨｚ時と２０ＫＨｚ時では、２０ＫＨｚ時のインピーダンスの方が大きくなる。したがって、「バイアス電圧１の電圧値<バイアス電圧２の電圧値」となる。またプッシュ・プル回路自体で消費される電流は、バイアス電圧２選択時より、バイアス電圧１選択時の方が小さくなる。

ローパスフィルタ回路４３４はアナログ・スイッチ４３４ａ、アナログ・スイッチ４３４ｂ、スピ一カ４３５の容量性インピーダンスとの組み合わせによりＲＣフィルタを構成する抵抗４３４ｃ、４３４ｄ、４３４ｅ、４３４ｆから構成される。アナログ・スイッチ４３４ａならびにアナログ・スイッチ４３４ｂは選択信号４６２により接続接点が切り替えることができる構成であり、アナログ・スイッチ４３４ａが接点４３４ａ１に、アナログ・スイッチ４３４ｂが接点４３４ｂ１に接続された状態では、ローパスフィルタのカットオフ周波数が２０ＫＨｚ程度になるよう抵抗４３４ｃ、４３４ｅの抵抗を設定している。また一方、アナログ・スイッチ４３４ａが接点４３４ａ２に、アナログ・スイッチ４３４ｂが接点４３４ｂ２に接続された状態では、ローパスフィルタのカットオフ周波数が３ＫＨｚ程度になるよう抵抗４３４ｄ、４３４ｆの抵抗値を設定している。また、アナログ・スイッチ４３４ａ、４３４ｂは低ＯＮ抵抗の特性のものを使用しており、アナログ・スイッチによる電圧降下等は問題にならない。

昇圧回路／非昇圧回路４４０はバッテリ電圧を入力とし９Ｖに昇圧して出力する昇圧出力回路４４０ａ、バッテリ電圧を出力する非昇圧出力回路４４０ｂ、選択信号４６１により昇圧出力回路４４０ａの出力と非昇圧出力回路４４０ｂの出力のいずれかを切り替え出力するスイッチ４４０ｃを有する。また、スイッチ４４０ｃの出力が非昇圧出力回路４４０ｂの出力に選択されている場合、昇圧出力回路４４０ａは昇圧動作を停止する回路構成となっている。

以上のように構成された携帯電話装置４００について、図６を用いてその動作を説明する。

まず、マイクロ・プロセッサ４１０が復調器１０４からの受信制御情報を受信し（ステップＳ６０１）、前記受信制御情報が着信情報であった場合、信号通過帯域を１００Ｈｚから２０ＫＨｚの通過帯域に設定する（ステップＳ６０２）。ここで、マイクロ・プロセッサ４１０は、選択信号４６０により、デジタル・ハイパスフィルタ４３０の周波数特性をハイパスフィルタ４３０ｂの特性に選択する。また同時に、選択信号４６１によりスピーカアンプ４３３のプッシュ・プル回路４３３ｃ、４３３ｄを構成するトランジスタのバイアス電圧を前記バイアス電圧２に設定し、かつ電源回路４４０のスイッチ４４０ｃの出力を昇圧出力回路４４０ａの出力に選択する。さらに同時に選択信号４６２によりはローパスフィルタ回路４３４のアナログ・スイッチ４３４ａ、アナログ・スイッチ４３４ｂの接点をそれぞれ接点４３４ａ１、接点４３４ｂ１に選択する。これらの動作により、スピーカアンプ４３３の駆動能力を２０ＫＨｚでスピーカ４３５を駆動することができるようにし、スピーカアンプ４３３に９Ｖの電源電圧を供給するとともに、信号通過帯域を１００Ｈｚから２０ＫＨｚの通過帯域に設定する。

信号通過帯域を１００Ｈｚから２０ＫＨｚの通過帯域に設定した以降の動作、すなわちステップＳ３０３〜３０８の動作は、図３に示した第１の実施形態と同じであるので説明を省略する。

ステップＳ３０８において通話回線をオープンにする受信制御情報を受信したマイクロ・プロセッサ４１０は、信号通過帯域を３００Ｈｚから３ＫＨｚの通過帯域に設定する（ステップＳ６０９）。ここで、マイクロ・プロセッサ４１０は、デコーダ１２１,エンコーダ１２２を活性状態にする指令をデコーダ１２１,エンコーダ１２２に送出する。また同時に、選択信号４６０により、デジタル・ハイパスフィルタ４３０の周波数特性をハイパスフィルタ４３０ａの特性に選択する。また同時に、選択信号４６１によりスピーカアンプ４３３のプッシュ・プル回路４３３ｃ,４３３ｄを構成するトランジスタのバイアス電圧を前記バイアス電圧１に設定し、かつ電源回路４４０のスイッチ４４０ｃの出力を非昇圧出力回路４４０ｂの出力に選択する。さらに同時に、選択信号４６２によりはローパスフィルタ回路４３４のアナログ・スイッチ４３４ａ、アナログ・スイッチ４３４ｂの接点をそれぞれ接点４３４ａ２、接点４３４ｂ２に選択する。これらの動作により、スピーカアンプ４３３の駆動能力を３ＫＨｚでスピーカ３３５を駆動することができる能力とし、スピーカアンプ４３３の自己消費電流を低減させ、スピーカアンプ４３３にバッテリ電圧レベルの電源電圧を供給し、昇圧出力回路４４０ａの昇圧動作を停止させる設定をするとともに、信号通過帯域を３００Ｈｚから３ＫＨＺの通過帯域に設定する。

信号通過帯域を３００Ｈｚから３ＫＨＺの通過帯域に設定した以降の動作、すなわちステップＳ３１０〜３１４の動作は、図３に示した第１の実施形態と同じであるので説明を省略する。

スピーカアンプ４３３の電源電圧を９Ｖとした場合のダイナミック・レンジと、電源電圧をバッテリ電圧の最小電圧である３．２Ｖとした場合のダイナミック・レンジを比較すると、バッテリ電圧の最小電圧である３．２Ｖとした場合のほうが約９ｄＢ小さくなるが、着信音の最大音量と通話音声の最大音量は１０ｄＢ以上あるため、スピーカアンプ４３３の電源電圧をバッテリ電圧の最小電圧である３．２Ｖとしても、通話音声を再生するに必要な十分なダイナミック・レンジを確保することができる。

このような本発明の第２の実施形態における携帯電話装置によれば、通話音を再生する発音体と着信音を再生する発音体を単一の発音体で共用しかつ、発音体を駆動する駆動回路を単一の駆動回路で構成し、発音体に圧電素子を使用し、発音体を駆動する駆動回路の電源回路の出力状態を昇圧電圧出力と非昇圧の電圧出力いずれかに切り替え、通話音再生時と着信音再生時で前記電源回路の出力状態を切り替えることにより、大音量を必要とする着信音再生時は駆動回路の電源回路に設けられた昇圧回路を起動し、駆動回路に十数Ｖの電圧を印加することができる。通話音声再生時は、駆動回路の電源回路に設けられた昇圧回路を停止する代わりに、電源回路に設けられた通話音声を再生するに十分な電圧を出力し、通話音声再生時、駆動回路の電源回路で消費される電流を低減し、携帯電話装置の通話使用時間を延長することができる。

なお、本実施形態では、デジタル・ハイパスフィルタ４３０で低域の通過帯域を切り替える例を説明したが、スピーカアンプ４３３にアクティブ・ハイパスフィルタを構成し、アクティブ・ハイパスフィルタのフィルタ定数を切り替え、カットオフ周波数を切り替える方法でも実現することが可能である。

また、スピーカアンプ４３３にはＡＢ級の動作アンプを用いる例を説明したが、Ｄ級アンプを使用しても、同様の効果が得られる。

本発明は、通話音を再生するレシーバと着信音を再生するスピーカを単一の発音体で共用し、かつ、通話音再生時の再生周波数特性と着信音再生時の再生周波数特性を確保することが可能な効果を有し、携帯電話装置等に有用である。

本発明の第１の実施形態に係る携帯電話装置を示すブロック図 本発明の第１の実施形態における携帯電話装置のスピーカアンプおよびハイパスフィルタ回路の詳細回路構成を示す図 本発明の第１の実施形態における携帯電話装置の動作説明のためのフロー図 本発明の第２の実施形態に係る携帯電話装置を示すブロック図 本発明の第２の実施形態における携帯電話装置のスピーカアンプ、ローパスフィルタ回路、昇圧回路／非昇圧回路の詳細回路構成を示す図 本発明の第２の実施形態における携帯電話装置の動作説明のためのフロー図 従来の携帯電話装置の構成を示すブロック図

符号の説明

１００、４００ 携帯電話装置
１０１ アンテナ
１０２ 共用器
１０３ 受信回路
１０４ 復調器
１０５ 変調器
１０６ 送信回路
１１０、４１０ マイクロ・プロセッサ
１２１ デコーダ
１２２ エンコーダ
１２３ 着信音音源
１３０ デジタル・ローパスフィルタ
１３１ Ｄ／Ａ変換器
１３２ 音量設定器
１３３、４３３ スピーカアンプ
１３４ ハイパスフィルタ
１３５、４３５ スピーカ
１４０ 電源回路
１５０ マイク
１５１ マイクアンプ
１５２ Ａ／Ｄ変換器
４３０ デジタル・ハイパスフィルタ
４３４ ローパスフィルタ
４４０ 昇圧回路／非昇圧回路

Claims (8)

1. 通話音を再生する発音体と着信音を再生する発音体を単一の発音体で共用し、
   前記発音体を駆動する駆動回路を単一の駆動回路で構成する携帯電話装置であって、
   前記駆動回路の駆動形態を切り替える駆動回路切り替え手段と、
   前記駆動回路の駆動形態の切り替えを制御する制御手段と、
   を備える携帯電話装置。
2. 請求項１記載の携帯電話装置であって、
   前記駆動回路切り替え手段によって切り替える前記駆動形態はＢＴＬ駆動出力とシングル駆動出力とを有する携帯電話装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の携帯電話装置であって、
   前記制御手段は、前記駆動回路の駆動形態として、着信音再生時に前記駆動回路の駆動形態をＢＴＬ駆動出力を、通話音再生時に駆動回路の駆動形態をシングル駆動出力を選択するように切り替えるものである携帯電話装置。
4. 通話音を再生する発音体と着信音を再生する発音体を単一の発音体で共用しかつ、発音体を駆動する駆動回路を単一の駆動回路で構成する携帯電話装置であって、
   前記発音体に圧電素子を使用し、前記発音体を駆動する駆動回路の電源回路の出力状態を昇圧電圧出力と非昇圧電圧出力に切り替える電源回路出力状態切り替え手段と、
   前記発音体を駆動する駆動回路の電源回路の出力状態の切り替えを制御する制御手段と、
   を備える携帯電話装置。
5. 請求項４記載の携帯電話装置であって、
   前記制御手段は、着信音再生時に前記電源回路出力状態を昇圧電圧出力するように、通話音再生時に前記電源回路出力状態を非昇圧電圧出力するように制御するものである携帯電話装置。
6. 請求項４又は５記載の携帯電話装置であって、
   通話音再生時と着信音再生時に前記発音体を駆動する駆動回路の出力段のトランジスタのバイアス電圧を切り替えるバイアス電圧切り替え手段をさらに備える携帯電話装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか一項記載の携帯電話装置であって、
   前記制御手段は、前記発音体を駆動する駆動回路、または駆動回路の前段処理回路における信号の通過帯域の特性を、通話音声再生時と着信音再生時とで切り替える携帯電話装置。
8. 請求項１ないし６のいずれか一項記載の携帯電話装置であって、
   前記制御手段は、前記発音体を駆動する駆動回路の後段処理回路における信号の通過帯域の特性を、通話音声再生時と着信音再生時とで切り替える携帯電話装置。

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