JP2007500485A - ディスプレイ電力管理方法および装置 - Google Patents

Abstract

セルラ電話機のような携帯通信製品（１０）は、マイクロフォン（２０）を有する送受信無線機と、受話部（２２）と、キーパッド（１８）と、送受信無線機に結合されているディスプレイ（１２）とを含む。携帯通信製品は、更に、少なくとも１つのセンサ（２４、２６、２８、または３０）と、プロセッサ（１６）とを含む。センサは、ユーザが携帯通信製品に向かって話しかけていると思われるときに、発話状態のような、携帯通信装置のユーザ状態を検出するために用いることができる。プロセッサは、センサが発話状態を検出したときに、ディスプレイに供給する電力を少なくとも削減するようにプログラムすることができる。

Description

本発明は、一般的には電力管理に関し、更に特定すれば、携帯通信装置におけるバッテリの長寿命化のための電力管理方法およびシステムに関する。

携帯通信装置における電力管理は、常につきまとう問題であり、今日では白色ＬＥＤのバックライトを備えたカラー・ディスプレイの大型化、普及、使用のために一層深刻になっている。これらの大型カラー・ディスプレイの殆どは通話中オンのままになっているので、ユーザの発話時間に大きな影響が及ぶ。既存の電話機は、ハンドセット・ユーザが示すあるパターンを、電流漏出を低減する手段として利用することができない。平均で３分間の通話を行う典型的なユーザは、通話が行われている間バックライトおよびディスプレイ双方がオンになっているという事実のために、発話時間の著しい短縮に気付いているであろう。電話機の中には、バックライト付きキーパッドを含み、これが通話中も点灯したままになっている含むものもある。

一般に、携帯電話機は、通話中常にそのディスプレイをオンにするが、バックライトは３０秒間キー操作がないと（ユーザが選択可能）オフになるのが通例である。バックライトがオンのままになっている３０秒間は、電話機の通話中ディスプレイがオフにはならないことと相俟って、実際の使用パターンに基づく発話時間に大きな影響を及ぼす。電話機の中には、この方法が十分に効率的でない場合もあり得る。何故なら、各通話時間のかなりの割合までバックライトをオンにしておく（４０〜６０ｍＡを使用する）こともあるからである。携帯通信製品におけるディスプレイおよび照明機構が増々携帯用バッテリからの電力をより多く得ようとして競い合うと、既存の方法では消費者が求める適当な発話および待機時間を確保することができなくなってしまう。

携帯通信装置におけるディスプレイ電力管理方法および装置は、現行のバッテリ技術を変えることなく、発話時間および待機時間の延長を可能にするように、バッテリを一層節約することができる。本発明による実施形態は、携帯電話機のユーザの実際の使用パターンを利用して、セルラ電話機およびその他の携帯通信装置におけるディスプレイおよびその他の照明源による電流流出を低減する。

本発明の第１の態様では、携帯通信装置は、送受信無線機と、この送受信無線機に結合されているディスプレイと、センサと、プロセッサとを備えている。センサは、ユーザが携帯通信装置に向かって話しかけていると思われるときの発話状態のような、携帯通信装置のユーザ状態を検出するために用いることができる。プロセッサは、センサが発話状態を検出したときに、ディスプレイに供給する電力を少なくとも削減するようにプログラムすることができる。プロセッサは、望ましければ、発話状態の間、ディスプレイへの電力を遮断することもできる。

本発明の第２の態様では、携帯通信装置は、送受信無線機と、この送受信無線機に結合されている光源と、環境センサと、プロセッサとを備えている。環境センサは、ユーザが携帯通信装置に向かって話しかけていると思われるときの発話状態のような、携帯通信装置のユーザ状態を検出するために用いることができ、プロセッサは、センサが発話状態を検出したときに、光源に供給する電力を少なくとも削減するようにプログラムすることができる。

本発明の第３の態様では、ディスプレイを有する無線通信装置の電力管理方法は、発話状態を検出するステップと、ディスプレイに供給する電力を、発話状態の所定時間中少なくとも削減するステップとを備えている。

発話状態を検出するステップは、ａ）マイクロフォンにおいて所定の音量の音響音が受信され、ユーザが前記携帯通信装置に向かって話していることを示すか否か検出すること、ｂ）反射信号のスペクトル密度およびスペクトル・エネルギのうち少なくとも一方を測定し、ユーザの頭部の携帯通信装置の受話部に対する近接度を判定すること、ｃ）通話が開始した後所定の期間を測定すること、ｄ）携帯通信装置を位置付ける角度を検出すること、ｅ）携帯通信装置の振動を検出すること、ならびにｆ）携帯通信装置がユーザの手の中にあるいか否か検出することから成る状態群から選択することができる。

図１を参照すると、セルラ電話機のような携帯通信製品１０は送受信無線機を含み、この送受信無線機にはマイクロフォン２０、受話部２２、キーパッド１８、およびディスプレイ１２（カラー・ディスプレイ等）が結合されている。携帯通信製品１０は、更に、少なくとも１つのセンサ（２４、２６、２８または３０）、およびプロセッサ１６を含む。センサは、ユーザが携帯通信装置に向かって話していると思われるときの発話状態のような、携帯通信装置のユーザ状態を検出するために用いることができる。プロセッサ１６は、センサが発話状態を検出したときに、ディスプレイ１２に供給する電力を少なくとも削減するようにプログラムすることができる。また、プロセッサ１６は、望ましければ、発話状態の間ディスプレイ１２への電力を遮断することもできる。

一実施形態では、携帯通信装置１０は、他の照明または発光装置も含むことができる。例えば、ディスプレイ１２は、バックライト１４を有することができ、キーパッドはバックライト１９を有することができる。これは当業界では周知のことである。バックライトは視覚的にディスプレイまたはキーパッドを読み取る際にユーザに大きな人間工学的効果をもたらすが、バッテリにおける余分な電流流出のために、全体的な発話時間が著しく短縮する可能性がある。したがって、この欠点を克服するために、本発明は、発話状態を検知することによって、ユーザによる実際の使用を考慮する。発話状態とは、一般には、ユーザが通話中であり、マイクロフォン２０に向かって話しているか、受話部２２から聴取している状態と理解すればよい。また、携帯通信装置１０における光源とは、ディスプレイ装置自体、ディスプレイ装置にバックライトを当てるための光源、および携帯通信装置のキーパッドにバックライトを当てるための光源のいずれかと理解すればよい。勿論、他の照明装置も、携帯通信において用いることができれば、本発明に該当すると見なす。

発話状態は、非常に多くの方法で検知することができる。発話状態を検出即ち検知した後、ディスプレイ１２、バックライト１４（ディスプレイ用）、およびバックライト１９（キーパッド用）の中の少なくとも１つ以上をオフに切り換えるか、または少なくとも電力レベルを低下させて動作させることができる。例えば、発話状態は、マイクロフォン２０、または携帯通信装置に対するユーザの発話を示す近接センサ２６のような別のセンサにおいて、所定の音量の音響音(acoustic sound)が受信されているか否か検出することによって、検知することができる。センサ２０または２６は、いずれかのセンサにおいて所定の音量の音響音が受信されているか否か検出することができる。あるいは、発話状態は、マイクロフォンまたは近接センサ２４を用いて、反射信号のスペクトル密度およびスペクトル・エネルギのうち少なくとも１つを測定し、ユーザの頭部の携帯通信装置の受話部に対する近接度を判定することによって、検知することができる。これについては、図３に関して更に詳細に説明する。また、発話状態は、携帯通信装置１０を位置付ける角度を検出することによって、または携帯通信装置１０の振動を検出することによって、検知することができる。電話機が停止状態で放置されているときにディスプレイ１２をオンにしておく必要はない。人間工学的には、通話が実際に行われており、ユーザが受話部から聴取しているときにはいつでも、電話機はある所定の角度範囲で用いられる。携帯通信装置の角度および振動のいずれかを検知するセンサ２８は、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）素子によって具体化することができる。携帯通信装置１０がユーザの手の中にあるか否か検知することによって、発話状態を検知する別の方法も実現することができる。センサ３０は、電話機がユーザの手の中にあることを示す差圧センサまたは熱センサとすることができる。前述のセンサは全て、本発明に関しては、環境センサと見なせばよい。

更に別の代替法では、発話状態を検知するのは、通話が開始した後に所定の期間を単に測定するだけでも可能である。所定の時間期間は、ユーザが選択可能であり、プロセッサ１６をタイマとして用いてプログラムすることができる。通話が開始した後、そして所定の期間が終了したときに、携帯通信装置１０におけるディスプレイ１２または他の照明源への電力を遮断するか、または削減するように、プロセッサ１６をプログラムすることができる。携帯通信装置１０がスピーカフォン(speakerphone)を含み（増幅が十分であれば、受話部２２はスピーカフォンのスピーカとして機能することができる）、スピーカフォン・モードで動作している場合でも（その場合、ユーザは最初にディスプレイを照明して視認したいこともあると思われる）、このバッテリ節約技法は、使い勝手を大きく損なうことなく、実際のユーザの使用を効果的に利用することができる。例えば、スピーカフォン・モードに移行し、ディスプレイ、ディスプレイに対するバックライト、およびキーパッドに対するバックライトの中の少なくとも１つが最初にオンになったときに、タイマを起動することができる。タイマが切れた後、電力管理技法は、ディスプレイまたは１つ以上のバックライトへの電力を遮断するか、あるいは削減する。加えて、前述のようにスピーカフォン・モードの間、そしてタイマが切れた後、電力管理技法は、携帯通信装置の動きを監視することもでき、あるいは後にディスプレイまたはバックライトを所定期間活性化するため、または停止状態の検出のような所定のイベントまで、音声を遮断または一時停止する。ユーザが携帯電話機をスピーカフォン・モードで用いる場合、会話の間彼らの電話機を停止状態で平坦な表面上に置いておくのが通例である。本発明は、このユーザの挙動を利用して、動き（または角度変化）を検出するまで、バッテリ節約モードに移行させる。

更に、本発明は、図１に示すような無線プッシュ・ツー・トーク（ＰＴＴ）ボタン２９を用いたディスパッチ・コール機能を含む携帯通信装置におけるバッテリ節約技法も検討している。典型的なディスパッチ・コールでは、ユーザは発話する度にＰＴＴボタン２９を押下する。この場合ユーザは１分間に４回から５回ＰＴＴボタン２９を押下することもあるが、ディスパッチ・セッションが実際に終了するまではいずれの光源もオンにする必要はない。このような場合、所定回数ＰＴＴキーを押下した時にディスプレイまたはバックライトをオンにすることができる。一実施形態では、ＰＴＴキーの押下が、バックライトまたはディスプレイを活性化するきっかけとなり、続いて所定の時間期間の終了時または所定のイベント時にオフにする。

センサ２０、２２、２４、２６、２８または３０をプロセッサ１６と組み合わせて用いると、携帯通信装置１０が発話状態にあるときに、携帯通信装置１０は、ディスプレイ１２、バックライト１４、およびバックライト付きキーパッド１８の光源（１９）のうち少なくとも１つに供給する電力を遮断するか、または削減することができる。発話状態の検出時に直ちに、または所定の時間内に光源の電力を削減するかまたは遮断することができるように、携帯通信装置１０にプログラムすることができる。所定の時間期間が短い程、多くの電力が節約されるように思われる。所定の時間期間は、例えば、１秒とすることができる。前述のように、本発明は、実際のユーザの挙動を考慮し、ユーザが通常彼または彼女のディスプレイまたはキーパッドを見ていない期間中、無駄な電力消費を排除するのである。

図３に示すような特定的な一実施形態では、１つまたは複数のセンサ１００は、受話部２２、マイクロフォン２４、コーダ／デコーダ１０４、およびディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１０２を備えることができる。センサ１００は、音響フィードバック・アルゴリズムを利用し、反射信号の少なくともスペクトル密度またはスペクトル・エネルギを測定して、携帯通信装置の受話部２２に対するユーザの頭部の近接度を判定することができる。また、センサ１００を用いると、ユーザの耳に対する近接度に基づいて音声レベルを自動的に調節することにより、出力する音声品質を制御したり、（ユーザの視点から）一定の音声レベルを供給したりすることが可能になる。加えて、この自動調節は、音声コーダ／デコーダ１０４による電力消費を削減することもできる。

動作については、本発明によるディスプレイを有する無線通信装置の電力管理方法５０は、特に、大型のカラー・ディスプレイや、ディスプレイおよびキーパッド用バックライトのような電力消費光源を有する携帯通信装置のために、電力の節約を更に進めることができる。ステップ５２において、ディスプレイ、ディスプレイ用バックライト、またはバックライト付きキーパッドがオンになっている場合、本方法は、判断ブロック５４において、発話状態が検出されたか否か判定を行う。発話状態が検出されない場合、本方法は戻る。判断ブロック５４において発話状態が検出された場合、ステップ５６において、ディスプレイ、ディスプレイ用バックライト、およびキーパッド用バックライトのうち少なくとも１つの電力を削減するかまたは遮断する。次に、判断ブロック５８において、キーパッド上でユーザがキーを押下しているか否か、所定の装置の角度またはその他の動きが検出されたか否か、あるいは音声の中断が検出されたか否か判定を行う。判断５８における状態は、通例、発話状態が少なくとも一時的に終了していることを示す状態とすることができる。キーパッドが押下されている場合、どの種のキーが押下されたか判定を行うとよい。判断ブロック５９において、そのキーが電源遮断キーである場合、ステップ６２において、光源をその現在の状態（オフ）のままにして、無線機の電源を切る。

（判断ブロック５９においてそのキーが電源遮断キーではなく、任意の判断ブロック６０において、スピーカフォンを活性化するキー、またはディスパッチ・コールを活性化するＰＴＴボタンである場合、本方法は、任意に、ステップ６１においてスピーカフォン・モードで所定時間少なくとも１つの光源をオンにするか、あるいはディスパッチ・コール・セッション中に所定の回数ＰＴＴキーが押下される間少なくとも１つの光源をオンにし、その後ステップ５６のバッテリ節約モードに戻ることができる。また、動き（または角度変化）を検出することによって、あるいは音声の中断または一時停止を検出することによって、スピーカフォン・モードにおいて所定の時間の後、光源をオンにすることもできる。ディスパッチ・モードでは、発話状態になる前においてＰＴＴキーを押下する所定の回数が変化する可能性がある。ディスパッチ機能を備えたセルラ電話機のユーザは、通例、ディスパッチ・コール・セッションの間に最初のＰＴＴキーの押下が他の者によって認められるのであれば、最初にＰＴＴキーを押下するときだけディスプレイを照明すればよい。望ましければ、光源をオンのままにしておく、ＰＴＴキーの押下の所定回数を２回以上に設定することができるが、回数が少ない程、バッテリの節約は大きいと考えられる。押下されたキーが電源遮断キーでも、ディスパッチでも、スピーカフォン活性化でもない場合、ステップ６４において別のキーを押下し、ディスプレイ、バックライト、またはバックライト付きキーパッドのような少なくとも１つの光源をオンにする。続いて、方法５０はステップ５２に戻る。

前述のように、発話状態を検出するステップは、ａ）マイクロフォンにおいて、ユーザが携帯通信装置に向かって話していることを示す所定の音量の音響が受信されているか否か検出し、ｂ）反射信号のスペクトル密度およびスペクトル・エネルギの中の少なくとも１つを測定して、ユーザの頭部の携帯通信装置の受話部に対する近接度を判定し、ｃ）通話が開始した後に所定の期間を測定し、ｄ）携帯通信装置が位置付けられている角度を検出し、ｅ）携帯通信装置の振動を検出し、あるいはｆ）携帯通信装置がユーザの手の中にあるか否か検出するという状態の中から少なくとも１つを監視または検出することによって遂行することができる。前述の状態を方法５０がどのようにして検出することができるかは、センサおよびタイマならびにその他の装置を個々にまたは組み合わせて用いることにより、多くの異なる形式で具体化することができる。

前述の本発明の説明を参照することにより、本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせで実現できることは、認められて当然である。本発明による通信装置における電力管理方法およびシステムは、１つのコンピュータ・システムまたはプロセッサにおいて集中的に実現することができ、または相互接続された数個のコンピュータ・システムまたはプロセッサ（マイクロプロセッサやＤＳＰ等）にまたがって異なるエレメントを拡散させて、分散型で実現することもできる。ここに記載した方法を実行するように構成されているいずれの種類のコンピュータ・システム、またはその他の装置にも適している。ハードウェアおよびソフトウェアの典型的な組み合わせは、汎用コンピュータ・システムとコンピュータ・プログラムであり、プログラムをロードし実行すると、ここに記載した方法を実行するようにコンピュータ・システムを制御する。

また、本発明は、ここに記載した方法の実施を可能にする全ての構造を備えたコンピュータ・プログラム製品に具体化することもでき、これをコンピュータ・システムにロードすると、これらの方法を実行することができる。本文脈におけるコンピュータ・プログラムまたはアプリケーションは、情報処理能力を有するシステムに、直接的に、あるいはａ）別の言語、コードまたは表記への変換、ｂ）異なる素材形態での再生のいずれかまたは双方の後に、特定の機能を実行させることを意図した１組の命令の、いずれの言語、コードまたは表記のいずれの表現をも意味するものとする。

加えて、以上の説明は、例示を意図したに過ぎず、特許請求の範囲において明記したことを除いて、いずれの方法にも本発明を限定することを意図するものではない。

本発明による電力管理システムを有する携帯通信製品のブロック図。 本発明による携帯通信製品における電力管理方法のフロー・チャートを示す。 本発明にしたがって近接度を判定するための音響フィードバック用センサとして用いられるディジタル信号プロセッサおよびコーダ／デコーダのブロック図。

Claims (10)

1. 携帯通信装置であって、
   送受信無線機と、
   前記送受信無線機に結合されているディスプレイと、
   前記携帯通信装置のユーザ状態を検出するセンサであって、前記ユーザ状態は、ユーザが前記携帯通信装置に向かって発話していると仮定されるときである発話状態を含むことができることと、
   前記センサが発話状態を検出したときに、前記ディスプレイに供給する電力を少なくとも削減するようにプログラムされているプロセッサと、
   を備えている、携帯通信装置。
2. 請求項１記載の携帯通信装置において、当該携帯通信装置は、更に、前記ディスプレイ用バックライトと、バックライト付きキーパッドとを備えており、前記プロセッサは、更に、前記携帯通信装置が発話状態にある場合、前記ディスプレイ、前記バックライト、および前記バックライト付きキーパッド用光源の中の少なくとも１つをオフにするようにプログラムされている、携帯通信装置。
3. 請求項１記載の携帯通信装置において、前記センサは、所定の音量の音響がマイクロフォンに受信され、ユーザが前記携帯通信装置に話しかけていることを示すか否か判定する近接センサを備えている、携帯通信装置。
4. 請求項１記載の携帯通信装置において、前記センサは、反射信号のスペクトル密度よびスペクトル・エネルギのうち少なくとも１つを測定し、前記ユーザの頭部の前記携帯通信装置の受話部に対する近接度を判定する音響フィードバック・アルゴリズムを備えている、携帯通信装置。
5. 請求項１記載の携帯通信装置において、当該携帯通信装置は、更に、前記携帯通信装置をディスパッチ・モードで動作させるためのプッシュ・ツー・トーク・ボタンを備えており、前記プロセッサは、前記プッシュ・ツー・トーク・ボタンが所定回数押下されたときに、前記発話状態を検出する、携帯通信装置。
6. ディスプレイを有する無線通信装置の電力管理方法であって、
   発話状態を検出するステップと、
   前記ディスプレイに供給する電力を前記発話状態の所定時間内において少なくとも削減するステップと、
   を備えている方法。
7. 請求項６記載の方法において、該方法は、更に、当該方法がもはや発話状態や、前記通信装置上でキーが押下されたことを検出しないとき、前記ディスプレイに電力を供給するステップを含む、方法。
8. 請求項６記載の方法において、前記発話状態を検出するステップは、ａ）マイクロフォンにおいて所定の音量の音響音が受信され、ユーザが前記携帯通信装置に向かって話していることを示すか否か検出すること、ｂ）反射信号のスペクトル密度およびスペクトル・エネルギのうち少なくとも一方を測定し、前記ユーザの頭部の前記携帯通信装置の受話部に対する近接度を判定すること、ｃ）通話が開始した後に所定の期間を測定すること、ｄ）前記携帯通信装置を位置付ける角度を検出すること、ｅ）前記携帯通信装置の振動を検出すること、ならびにｆ）前記携帯通信装置がユーザの手の中にあるか否か検出することから成る状態群から選択する、方法。
9. 請求項６記載の方法において、当該方法は、更に、前記ディスプレイ装置、前記ディスプレイ装置にバックライトを当てる光源、前記携帯通信装置のバックライト付きキーパッドの光源の中の少なくとも１つに供給する電力を、前記発話状態の所定時間の間少なくとも削減するステップを含む、方法。
10. 請求項６記載の方法において、当該方法は、更に、音声の中断または一時停止、前記無線通信装置の移動、検出した装置の角度、および前記無線通信装置上でのキー押下から選択した条件のうち少なくとも１つを検出したときに、前記ディスプレイをオンにするステップを含む、方法。

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