JP2013106276A - 携帯電話端末 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯電話端末において、音力発電を行うとともに、通話時の不具合を防止することが可能な構成を提供する。
【解決手段】携帯電話端末のマイク９を構成する圧電変換器４０と音声処理部２７との間に、両者の導通状態をオンまたはオフの状態にする連動スイッチ４５を設ける。連動スイッチ４５の動作は、ユーザの操作に連動し、圧電変換器４０と音声処理部２７と導通状態をオフの状態にすると、圧電変換器４０と電源部２０との導通状態をオンの状態にし、圧電変換器４０と電源部２０との導通状態をオフの状態にすると、圧電変換器４０と音声処理部２７との導通状態をオンの状態にする。このように、ユーザの操作によって、圧電変換器４０の出力先が音声処理部２７および電源部２０のいずれか一方に切り替わるように構成した。この構成により、音力充電と通話とが同時に行われることがなく、なお且つ、いずれか一方が行われ得る状態が維持される。
【選択図】図３

Description

本発明は、充電可能なバッテリ（二次電池、蓄電池、充電式電池）を駆動電源とする携帯電話端末に関する。

現在普及しているほとんどの携帯電話端末は、ＡＣアダプタによってバッテリを充電することが可能に構成されている。
また、自然エネルギーを合理的に活用すること等を目的として、携帯電話端末にソーラーパネルを搭載したモデルも市場に流通し始めている。この種のソーラーパネル搭載型携帯電話端末（以下「ソーラー携帯電話」と略す）では、ユーザがソーラーパネル（ひいては端末本体）を太陽光に直接晒すように屋外等で所定時間放置することで、ソーラーパネルにて発電できた電力がバッテリに供給され、これによりバッテリが充電される。

ところで、このようなソーラー携帯電話では、現状、充電場所が屋外等の太陽光が直接当たるところに限定されたり、充電可能な時間帯が日中に限られたりするといった場所や時間帯による制約や、そもそも太陽が出ていなければ充電できないといった天候による制約があるというように課題が多い。

一方、ソーラーパネル以外にバッテリを充電可能な装置の一つとして、人の話し声や騒音等の音波による振動によって発電する（即ち、音力発電を行う）圧電変換器を備える発電装置（以下「音力発電装置」という）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−３３０４２４号公報

つまり、このような音力発電装置を携帯電話端末に搭載することで、太陽に関する制約から解放され得ることから、新たな市場の開拓等が期待される。
しかし、携帯電話端末に音力発電装置を単純に搭載すると、携帯電話端末のマイクとしても圧電変換器が使用され得ることから、通話用のマイクとは別に充電用の圧電変換器が搭載されることになり、非経済的な構成になってしまうという問題がある。

また、通話用と充電用とを兼ねるように圧電変換器の共通化を単純に図ろうとすると、通話時に圧電変換器の出力の一部がバッテリに流れてしまうため、これにより圧電変換器から通話に必要な出力を取り出せず、通話中に不具合が生じてしまう可能性がある。

本発明は、これらの問題点を鑑みてなされたものであり、携帯電話端末において、音力発電による充電を行うとともに、通話時の不具合を防止することが可能な構成を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた発明である請求項１に記載の携帯電話端末は、充電可能なバッテリを駆動電源とする端末であって、外部から受ける振動によって発電する圧電変換器と、圧電変換器の出力に基づいて通話に必要な音声データを生成する音声処理部と、圧電変換器の出力によってバッテリを充電する電源部とを備える。以下、音波による振動によって発電してバッテリを充電することを「音力充電」という。

本発明の携帯電話端末では、出力切替手段により、ユーザの操作に基づいて、圧電変換器の出力先を音声処理部および電源部のいずれか一方に切り替えるように構成した。
このように構成された携帯電話端末では、ユーザの操作によって圧電変換器の出力先が電源部に決定されると、振動発生部の出力によってバッテリが充電され、ユーザの操作によって圧電変換器の出力先が音声処理部に決定されると、圧電変換器から通話に必要な出力が取り出されることになる。つまり、音力充電と通話とが同時に行われることがなく、なお且つ、音力充電と通話のいずれか一方だけが行われ得る状態が維持される。

従って、本発明の携帯電話端末によれば、通話用の圧電変換器とは別に充電用の圧電変換器を備えることなく音力充電を行うことができ、なお且つ、ユーザの操作によって通話時に圧電変換器の出力がバッテリに流れてしまうことを防止できるため、これにより通話中の不具合を防止することができる。

また、本発明の携帯電話端末によれば、人の話し声や騒音等といった日頃無駄にされている音のエネルギーを電力に変換できるため、自然環境を損なうことなくエネルギーを合理的に活用することができる。

なお、本発明の携帯電話端末において、出力切替手段が圧電変換器の出力先を切り替える際のトリガは、ユーザの操作であればどのような操作であっても構わないものとする。例えば、ユーザによる他装置からの遠隔操作をトリガとしてもよい。

また、請求項２に記載のように、出力切替手段は、ユーザの手動操作によって圧電変換器の出力先を切り替えるための切替スイッチを有する構成であってもよい。
このような構成によれば、遠隔操作等を行うことなく、圧電変換器の出力先（即ち、音力充電を行うか通話を行うかの選択）をユーザに容易に切り替えさせることができる。

さらに、請求項２に記載の携帯電話端末において、請求項３に記載のように、切替スイッチは通話を開始するためのオフフックボタンであり、出力切替手段は、オフフックボタンが押下されると、圧電変換器の出力先を電源部から音声処理部に切り替えるように構成すると、ユーザにとってより一層便利になる。

つまり、このような構成では、例えばユーザが他の電話端末に向けて発信する場合や、ユーザが他の電話端末からの着呼に応答する場合に、オフフックボタンが押下されることから、オフフックボタンが押下されると、自動的に圧電変換器の出力先が電源部から音声処理部に切り替わることになる。

このため、圧電変換器の出力先（即ち、音力充電を行うかどうかの選択）をユーザに意識させることなく、通話中の不具合を防止することができる。
また、請求項２または請求項３に記載の携帯電話端末において、請求項４に記載のように、切替スイッチは通話を終了するためのオンフックボタンであり、出力切替手段は、オンフックボタンが押下されると、圧電変換器の出力先を音声処理部から電源部に切り替えるように構成してもよい。

このような構成では、ユーザが通話を終了すると、自動的に圧電変換器の出力先が音声処理部から電源部に切り替わることになるため、音力充電を行うかどうかの選択をユーザに意識させることなく、通話時以外の時間を最大限に利用して音力充電を行うことができる。

携帯電話端末の外観構成の一例を示す説明図である。 携帯電話端末の内部構成の一例を示す第１のブロック図である。 携帯電話端末の圧電変換器および切替スイッチの一例を示す説明図である。 携帯電話端末の電源部の一例を示す第１の回路ブロック図である。 携帯電話端末の制御部が実行する充電制御処理の一例を示す第１のフローチャートである。 携帯電話端末の制御部が実行する充電制御処理の一例を示す第２のフローチャートである。 携帯電話端末の内部構成の一例を示す第２のブロック図である。 携帯電話端末の電源部の一例を示す第２の回路ブロック図である。 携帯電話端末の制御部が実行する充電制御処理の一例を示す第３のフローチャートである。

以下に、本発明が適用された実施形態の携帯電話端末としてのスマートフォンについて図面と共に説明する。なお、本実施形態のスマートフォンは、通話機能の他に、メール機能、カメラ機能、インターネット上のホームページの閲覧等を行うブラウザ機能、ゲーム等の各種アプリケーションを実行するアプリケーション機能に代表される各種機能を実現する多機能携帯電話端末である。

［第１実施形態］
本実施形態のスマートフォン１は、図１（ａ）に示すように、板状に形成された端末本体のおもて面に大画面のメインディスプレイ１１を有するタッチパネル３、タッチパネル３の下方部に複数の操作ボタンからなる操作ボタン群５、タッチパネル３の上方部（端末本体の上端部）にスピーカ７、操作ボタン群５の下方部（端末本体の下端部）にマイク９が各々設けられている。

また、本実施形態のスマートフォン１は、図１（ｂ）に示すように、端末本体の裏面に小画面のサブディスプレイ１２、サブディスプレイ１２の下方部に切替スイッチ１４、サブディスプレイ１２の上方部にカメラ１６が各々設けられている。

メインディスプレイ１１は、矩形状に形成され、例えば対角線が３．５インチの薄型の液晶ディスプレイあるいは有機ＥＬディスプレイにて構成されている。一方、サブディスプレイ１２には、少なくともメインディスプレイ１１よりも小型の液晶ディスプレイあるいは有機ＥＬディスプレイが用いられている。

タッチパネル３は、メインディスプレイ１１、及びメインディスプレイ１１の表面に一体的に配設された操作パネル１３からなる。操作パネル１３は、ユーザによるメインディスプレイ１１の画像表示面への押下操作（指やペン等による押下操作）を検出して、その押下操作がなされた画像表示面上の座標位置を検出するものである。なお、操作パネル１３としては、マトリックススイッチ方式や、抵抗膜方式、表面弾性波方式、電磁誘導方式、静電容量方式などの周知の方式のうちいずれの方式のものが採用されてもよい。

操作ボタン群５では、端末本体のおもて面において左側から順にオフフックボタン１５、機能設定操作ボタン１７、オンフックボタン１９が等間隔に配置されている。オフフックボタン１５は、ユーザが他の電話端末に向けて発信する場合や、ユーザが他の電話端末からの着呼に応答する場合等、通話を開始（つまり通信を接続状態に）するためにユーザによって押下されるボタンである。一方、オンフックボタン１９は、通話を終了（つまり通信を非接続状態に）するためにユーザによって押下されるボタンである。また、オンフックボタン１９は、ユーザによって長押しされると、スマートフォン１本体の電源状態をオン状態からオフ状態、またはオフ状態からオン状態に切り替えることが可能になっている。機能設定操作ボタン１７は、各種設定機能や電話帳機能等の各種機能を作動させるためにユーザによって押下されるボタンである。なお、これら以外のボタン、例えば電話番号や各種文字等を入力するための入力操作ボタンや、各種操作における決定やスクロール等を行う決定操作ボタン等は、ユーザの操作に応じてメインディスプレイ１１に適宜表示され、操作パネル１３を介して押下操作される（つまりタッチパネル３によって実現される）。

次に、本実施形態のスマートフォン１の詳細について説明する。
本実施形態のスマートフォン１は、図２に示すように、端末機能部１０および電源部２０を備えるものとして構成される。

［端末機能部の構成］
端末機能部１０は、制御バスＬ１およびデータバスＬ２からなるシステムバスＳＢに対して、無線通信部２１、表示部２３、メモリ２５、音声処理部２７、画像処理部２９、制御部３０が接続され、制御バスＬ１に対して操作部３１およびバイブレータ３３が接続されている。なお、一部図示を省略するが、表示部２３は、前述のメインディスプレイ１１およびサブディスプレイ１２によって構成され、操作部３１は、操作パネル１３、切替スイッチ１４、および操作ボタン群５によって構成される。

無線通信部２１には、アンテナ２２が接続されている。無線通信部２１は、アンテナ２２を介してスマートフォン１の位置をカバーする通信エリア内の基地局に接続され、他の電話端末との間で通話に関する音声データや画像データ、電子メールに関するデータ等の授受を行ったり、システムバスＳＢを介して各種データの入出力を行ったりする。また、無線通信部２１は、インターネット網を介して、ＷＥＢ上のサーバ等との間で各種データのダウンロード及びアップロードを行ったりする。

メモリ２５は、例えばフラッシュメモリ等の半導体メモリであり、動画や静止画等の画像を表す画像データ、入力操作ボタンや決定操作ボタンを含む操作画面あるいは選択画面等の画面を表す画面データ、音楽やメッセージ・呼出し音等を表す音声データ、電話帳やメール等に関する各種データ等が格納される。

音声処理部２７には、スピーカ７が接続されている。音声処理部２７は、復調器やアンプ等を有し、システムバスＳＢを介して入力された音声データを復調器によって音声信号に復調し、復調された音声信号をアンプによって増幅して、増幅された音声信号に基づく出力をスピーカ７によって行うように構成されている。

また、音声処理部２７は、切替スイッチ１４の動作に連動する連動スイッチ４５（後述する）を介してマイク９に接続されている。音声処理部は、この連動スイッチ４５を介してマイク９に接続されている状態において、マイク９からの入力電圧に基づいて、電圧信号を音声データに変換する処理を行い、この処理によって生成された音声データをシステムバスＳＢに出力するように構成されている。

なお、バイブレータ３３は、スマートフォン１がマナーモードに設定されているときに着信があったとき等に振動を発生するものである。
画像処理部２９には、カメラ１６に接続されている。画像処理部２９は、カメラ１６から入力された電圧信号に基づいて画像データを生成したり、画像データの圧縮等の加工を行ったりする、なお、カメラ１６は、レンズを介して結像される光学的な被写体を光電変換して電荷を保持する撮像素子を有し、この撮像素子を介して入力した電圧信号を画像処理部２９に出力するように構成されている。

制御部３０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏ，及び各部を接続するバスライン等からなる周知のマイクロコンピュータ（マイコン）を中心に構成されている。制御部３０では、ＣＰＵが、ＲＯＭやメモリ２５に記憶されたプログラム（ＯＳやアプリケーション等）に基づいて、ＲＡＭを作業エリアとして、多機能携帯電話端末としての各種機能を実現するための処理（後述する充電制御処理を含む）を実行する。

例えば、制御部３０のＣＰＵは、通話機能を実現するための処理として、音声処理部２７から入力された音声データを、無線通信部２１を介して他の電話端末に送信したり、他の電話端末から無線通信部２１を介して受信した音声データに基づく出力を、音声処理部２７を介して行ったりする。また、例えば、制御部３０のＣＰＵは、画像処理部２９にて生成された画像データをメモリ２５に記憶したり、メモリ２５やＲＡＭに記憶されている各種データを、無線通信部２１を介して外部に送信したりする。

また、制御部３０のＣＰＵは、ＯＳやアプリケーション等のプログラムに予め割り当てられたタスクに基づいて、表示部２３に各種画像を表示したり、操作部３１からの入力に対応するタスクを実行したりする。例えば、制御部３０のＣＰＵは、タッチパネル３から入力された座標位置に基づいて、ユーザによって押下操作された画像や画面データに対応するタスクを実行したり、表示画面を軽くつつくような押下操作（タップ）や、表示画面をすばやく続けて２回つつくような押下操作（ダブルタップ）、表示画面を押下したまま上下左右にずらす操作（ドラッグ）を認識したりする。

［マイクの構成］
ここで、本実施形態のマイク９について詳細に説明する。
本実施形態のマイク９は、図３に示すように、外部から入力される音波による振動等、外部から受ける振動によって発電する圧電変換器４０、及びＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を増幅素子として利用するように構成された周知のＦＥＴアンプ４１を備えるものとして構成される。

圧電変換器４０は、マイク９の外部から入力される音波等によって振動する振動板としての可動電極４２、マイク９の内部に固定された固定電極４４、及びこれら可動電極４２と固定電極４４とからなるコンデンサ４３内部に設けられた圧電素子４６とを有する周知のコンデンサマイクロフォンを構成するものである。

圧電素子４６は、絶縁性の高い高分子フィルムに電荷を蓄積させたエレクトレットであり、エレクトレットの特性によってコンデンサ４３内部に電界が放出される。そして、圧電変換器４０では、可動電極４２の変位（可動電極４２と固定電極４４との距離）と電界強度に比例してコンデンサ４３内部（つまり、圧電素子４６）の電位差が変化し、この電位差の変化分が出力電圧として取り出される。つまり、圧電変換器４０では、可動電極４２に与えられた振動が圧電効果によって電圧に変換されることになる。

そして、マイク９は、圧電変換器４０にて生成された電圧をＦＥＴアンプ４１によって増幅することにより、音波による振動を通話に必要な電圧信号に変換して音声処理部２７に出力するように構成されている。

また、圧電変換器４０とＦＥＴアンプ４１との間には、両者の導通状態をオンまたはオフの状態にする連動スイッチ４５が設けられている。連動スイッチ４５は、圧電変換器４０とＦＥＴアンプ４１と導通状態をオフの状態にすると、圧電変換器４０と電源部２０との導通状態をオンの状態にし、圧電変換器４０と電源部２０との導通状態をオフの状態にすると、圧電変換器４０とＦＥＴアンプ４１との導通状態をオンの状態にする。つまり、連動スイッチ４５は、圧電変換器４０の出力先をＦＥＴアンプ４１（ひいては音声処理部２７）および電源部２０のいずれか一方に切り替える。なお、連動スイッチ４５は、制御部３０からの指令によっても圧電変換器４０の出力先を切り替え可能に構成されている。

［電源部］
次に、本実施形態の電源部２０について詳細に説明する。
本実施形態の電源部２０は、図４に示すように、スマートフォン１の駆動電源となる充電式のバッテリ５０、電圧変換部５２、発電モニタ部５４、バッテリ状態モニタ部５６、および充電回路部６０を有するものとして構成される。なお、バッテリ５０は、例えばリチウムイオンバッテリである。

充電回路部６０は、例えば、保護回路６１、充電制御ＩＣ（集積回路）６３、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）６５、電流検出用抵抗６７からなる。
保護回路６１は、ＡＣアダプタ７０からの入力ポート６２とバッテリ５０との間、及び圧電変換器４０の入力ポート６４とバッテリ５０との間に設けられ、ＡＣアダプタ７０によるバッテリ５０の充電時に、バッテリ５０からＡＣアダプタ７０に電流が流れるのを阻止し、圧電変換器４０によるバッテリ５０の充電時に、バッテリ５０からＡＣアダプタ７０に電流が流れるのを阻止するための回路である。

ＦＥＴ６５および電流検出用抵抗６７は、保護回路６１とバッテリ５０との間に設けられている。充電制御ＩＣ６３は、ＡＣアダプタ７０によるバッテリ５０の充電時、あるいは圧電変換器４０によるバッテリ５０の充電時に、電流検出用抵抗６７に流れる電流が一定値となる（安定する）ようにＦＥＴ６５を動作させるための回路である。

なお、ＡＣアダプタ７０による充電時には、ＡＣアダプタ７０から保護回路６１、ＦＥＴ６５および電流検出用抵抗６７を通じてバッテリ５０に充電電流が流れ、バッテリ５０が充電される。ちなみに、バッテリ５０に流れる充電電流（ひいては電流検出用抵抗６７に流れる電流）は、ＡＣアダプタ７０による充電時の方が、圧電変換器４０による充電時よりも大きくなる。

電圧変換部５２は、圧電変換器４０の出力電圧Ｖｓを、バッテリ５０を充電するのに最適な出力電圧Ｖａに変換するものである。圧電変換器４０と電源部２０との導通状態がオンの状態であるとき、この出力電圧Ｖａによって、保護回路６１、ＦＥＴ６５および電流検出用抵抗６７を通じてバッテリ５０が充電される。

発電モニタ部５４は、圧電変換器４０の出力電圧Ｖｓによって、圧電変換器４０の発電状態を監視し、システムバスＳＢに対して、圧電変換器４０の発電状態を表す出力（発電モニタ出力）を行う。

バッテリ状態モニタ部５６は、バッテリ５０の充電電圧Ｖｍを監視し、バッテリ５０が充電を必要としない状態（バッテリ５０が満充電、または満充電に近い状態）にあるか、バッテリ５０が充電を必要とする状態にあるかを検出し、システムバスＳＢに対して、その検出結果を表す出力（バッテリ状態モニタ出力）を行う。

［作用］
このように構成されたマイク９および電源部２０では、連動スイッチ４５によって圧電変換器４０とＦＥＴアンプ４１との導通状態がオフの状態になると、圧電変換器４０と電源部２０との導通状態がオンの状態となり、圧電変換器４０の発電による出力によってバッテリ５０が充電される。これにより、バッテリ５０が充電されると、スマートフォン１本体のオン・オフ状態に係わらず、バッテリ５０から制御部３０を含む端末機能部１０の各部に電源が供給されることになる。

また、連動スイッチ４５によって圧電変換器４０と電源部２０との導通状態がオフの状態になると、圧電変換器４０とＦＥＴアンプ４１との導通状態がオンの状態となり、圧電変換器４０の発電による出力がバッテリ５０の充電に供されることなく、スマートフォン１本体がオン状態であれば、圧電変換器４０からＦＥＴアンプ４１を介して音声処理部２７に電圧が出力されることになる。

なお、本実施形態では、連動スイッチ４５が切替スイッチ１４の動作に連動することから、ユーザの操作によって切替スイッチ１４が充電側に切り替えられると、圧電変換器４０とＦＥＴアンプ４１との導通状態がオフの状態になり、圧電変換器４０と電源部２０との導通状態がオンの状態となる。また、ユーザの操作によって切替スイッチ１４が音声側に切り替えられると、連動スイッチ４５によって圧電変換器４０と電源部２０との導通状態がオフの状態になり、圧電変換器４０とＦＥＴアンプ４１との導通状態がオンの状態となる。

［充電制御処理］
ここで、制御部３０のＣＰＵが実行する充電制御処理について詳細に説明する。なお、本処理は、バッテリ５０から制御部３０を含む端末機能部１０の各部に電源が供給されている間、繰り返し実行される。

図５に示すように、本処理が開始されると、まず、Ｓ１１０では、制御部３０のＣＰＵは、切替スイッチ１４がユーザによって操作されたか否かを判断し、ここで肯定的に判断した場合にはＳ１２０に移行し、一方否定的に判断した場合には、切替スイッチ１４がユーザによって操作されるまで待機する。

Ｓ１２０では、ユーザによって切替スイッチ１４が充電側に操作されたか否かを判断し、ここで肯定的に判断した場合にはＳ１５０に移行し、一方否定的に判断した場合、つまりユーザによって切替スイッチ１４が音声側に操作されたと判断した場合にはＳ１３０に移行する。

Ｓ１３０では、切替スイッチ１４の動作に連動して、連動スイッチ４５によって圧電変換器４０と電源部２０との導通状態がオフの状態、圧電変換器４０とＦＥＴアンプ４１との導通状態がオンの状態になっているか否かを確認し、ここで肯定的に判断した場合にはＳ１４０に移行し、一方否定的に判断した場合はＳ１３５に移行する。

Ｓ１３５では、圧電変換器４０の出力先を電源部２０からＦＥＴアンプ４１（ひいては音声処理部２７）に切り替えるための指令を連動スイッチ４５に出力し、Ｓ１４０に移行する。

Ｓ１４０では、圧電変換器４０（ひいてはマイク９）が通話に必要な動作を行うモード（通常モード）であることを、サブディスプレイ１２に表示させる処理を行い、本処理を終了する。なお、ここでのサブディスプレイ１２への表示は、所定時間だけ行ってもよいし、サブディスプレイ１２が他の表示を必要とするまで行ってもよい。

一方、Ｓ１５０では、バッテリ状態モニタ部５６からの出力（バッテリ状態モニタ出力）に基づいて、バッテリ５０が充電を必要とする状態であるか否かを判断し、ここで肯定的に判断した場合にはＳ１６０に移行し、一方否定的に判断した場合にはＳ１８０に移行する。

Ｓ１６０では、切替スイッチ１４の動作に連動して、連動スイッチ４５によって圧電変換器４０と電源部２０との導通状態がオンの状態、圧電変換器４０とＦＥＴアンプ４１との導通状態がオフの状態になっているか否かを確認し、ここで肯定的に判断した場合にはＳ１７０に移行し、一方否定的に判断した場合はＳ１６５に移行する。

Ｓ１６５では、圧電変換器４０の出力先をＦＥＴアンプ４１（ひいては音声処理部２７）から電源部２０に切り替えるための指令を連動スイッチ４５に出力し、Ｓ１７０に移行する。

Ｓ１７０では、圧電変換器４０（ひいてはマイク９）が充電に必要な動作を行うモード（充電モード）であることを、サブディスプレイ１２に表示させる処理を行い、本処理を終了する。なお、ここでのサブディスプレイ１２への表示は、サブディスプレイ１２が他の表示を必要とするまで行ってもよいが、消費電力を抑制するためにも、所定時間だけ行う方が好ましい。また、充電モードである旨の表示後、発電モニタ部５４からの出力（発電モニタ出力）に基づいて、圧電変換器４０の発電状態をサブディスプレイ１２に表示させる処理を行ってもよい。

Ｓ１８０では、バッテリが充電を必要とする状態でないことを示すメッセージ（充電不要メッセージ）を、サブディスプレイ１２に表示させる処理を行い、本処理を終了する。なお、充電不要メッセージには、切替スイッチ１４を音声側に切り替えるようにユーザに促すためのメッセージが含まれていてもよい。

［効果］
以上説明したように、本実施形態のスマートフォン１では、ユーザによる切替スイッチ１４の操作によって、マイク９を構成する圧電変換器４０の出力が、音声処理部２７による音声データの変換、及び電源部２０によるバッテリ５０の充電のいずれか一方に使用されることになる。

従って、本実施形態のスマートフォン１によれば、通話用の圧電変換器４０とは別に充電用の圧電変換器４０を備えることなる音力充電を行うことができ、なお且つ、通話時に圧電変換器４０の出力がバッテリ５０に流れてしまうことを防止できるため、通話中の不具合を防止することができる。

また、スマートフォン１では、圧電変換器４０が外部から受ける振動によって発電するため、ユーザの操作によって切替スイッチ１４が充電側に切り替えられた場合には、例えば当該スマートフォン１がゲーム等のアプリケーション機能を実現するための処理を実行中に、ユーザがタッチパネル操作によってスマートフォン１本体を振動させることによっても、圧電変換器４０が発電することになり、バッテリ５０を充電することができる。

また、スマートフォン１は、バッテリ５０から制御部３０を含む端末機能部１０の各部に電源が供給されている間、制御部３０からも連動スイッチ４５の切替制御を行うように構成されている。このため、仮にユーザによる切替スイッチ１４の操作に連動スイッチ４５の動作が連動しない場合であっても、制御部３０による切替制御がフェールセーフ機能を実現することになり、スイッチ操作の確実性を向上させることができる。

さらに、スマートフォン１では、ユーザによって切替スイッチ１４が充電側に操作された場合であっても、バッテリ５０が充電を必要とする状態でない場合には、音力充電が禁止されるため、圧電変換器４０を無駄に動作させることを防止でき、これにより圧電変換器４０の動作負担を軽減させることができる。

なお、本実施形態において、少なくとも切替スイッチ１４および連動スイッチ４５が出力切替手段の一例に相当する。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態と比べて、制御部３０のＣＰＵが実行する充電制御処理の内容が主に異なるだけであるため、その他の内容については説明を省略する。

本実施形態の充電制御処理は、スマートフォン１本体の電源状態がオンの状態である間、繰り返し実行される。
図６に示すように、本処理が開始されると、まず、Ｓ１１０では、制御部３０のＣＰＵは、操作部３１を介して直接入力あるいは電話帳機能を利用して電話番号が選択されたか否か（つまり、他の電話端末に向けての発信準備の有無）を判断し、ここで肯定的に判断した場合にはＳ２３０に移行し、一方否定的に判断した場合にはＳ２２０に移行する。

Ｓ２２０では、無線通信部２１を介して他の電話端末から着信があるか否か（つまり、他の電話端末からの着呼の有無）を判断し、ここで肯定的に判断した場合にはＳ２３０に移行し、一方否定的に判断した場合にはＳ２５０に移行する。

Ｓ２３０では、通話を開始するためにオフフックボタン１５がユーザによって押下されたか否かを判断し、ここで肯定的に判断した場合にはＳ２４０に移行し、一方否定的に判断した場合にはＳ２１０に戻る。

Ｓ２４０では、圧電変換器４０の出力先を電源部２０からＦＥＴアンプ４１（ひいては音声処理部２７）に切り替えるための指令を連動スイッチ４５に出力し、本処理を終了する。

一方、Ｓ２５０では、無線通信部２１を介して他の電話端末との間で通話中であるか否かを判断し、ここで肯定的に判断した場合にはＳ２６０に移行し、一方否定的に判断した場合にはＳ２１０に戻る。

Ｓ２６０では、通話を終了するためにオンフックボタン１９がユーザによって押下されたか否かを判断し、ここで肯定的に判断した場合にはＳ２７０に移行し、一方否定的に判断した場合にはそのまま待機する。

Ｓ２７０では、圧電変換器４０の出力先をＦＥＴアンプ４１（ひいては音声処理部２７）から電源部２０に切り替えるための指令を連動スイッチ４５に出力し、本処理を終了する。

つまり、本実施形態の充電制御処理では、スマートフォン１本体の電源状態がオンの状態である間、通話を開始するためにオフフックボタン１５が押下されると、圧電変換器４０の出力先が電源部２０から音声処理部２７に切り替わり、通話を終了するためにオンフックボタン１９が押下されると、圧電変換器４０の出力先が音声処理部２７から電源部に切り替わる。

従って、本実施形態の充電制御処理によれば、第１実施形態のようにスマートフォン１本体に切替スイッチ１４を設けることなく、なお且つ、音力充電を行うかどうかの選択をユーザに意識させることなく、通話時以外の時間を最大限に利用して音力充電を行うことができる。

なお、本実施形態の充電制御処理においても、第１実施形態のようにバッテリ５０が充電を必要とする状態でない場合に音力充電を禁止するようにしてもよいし、マイク９に関するモード状態（通常モード，充電モード）やメッセージ等をサブディスプレイ１２に表示させる処理を行ってもよい。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、本実施形態は、第１及び第２実施形態と比べて、マイク７を構成する圧電変換器４０とは別に充電用の圧電変換器８０をスマートフォン１に搭載した点、及び制御部３０のＣＰＵが実行する充電制御処理の内容が主に異なるだけであるため、その他の内容については説明を省略する。

また、本実施形態は、第１及び第２実施形態の構成では通話中に音力充電が行えない点を鑑みてなされた発明の実施形態であり、通話中においても効率的に音力充電を行うことを目的とするものである。

本実施形態のスマートフォン１は、図７に示すように、マイク９が音声処理部２７に切替スイッチ１４（図２参照）を介さずに接続されている。なお、本実施形態の音声処理部２７は、通話中におけるマイク９からの入力電圧に基づいて、ユーザが発する音声（ひいては音波）の周波数（以下「音声周波数」という）を換算し、この音声周波数を示す周波数情報をシステムバスＳＢに出力するように構成されている。

また、図８に示すように、充電用の圧電変換器８０が連動スイッチ４５（図４）を介さずに電源部２０に接続されている。つまり、本実施形態のスマートフォン１は、マイク７を構成する圧電変換器４０とは別に充電用の圧電変換器８０が搭載されたことに伴い、切替スイッチ１４および連動スイッチ４５が構成要素から排除されている。

これにより、充電用の圧電変換器８０と電源部２０との導通状態が常にオンの状態となり、スマートフォン１本体のオン・オフ状態に係わらず、この圧電変換器８０の発電による出力によってバッテリ５０が充電されることになる。

そして、本実施形態の充電制御処理は、スマートフォン１本体の電源状態がオンの状態である間、繰り返し実行される。
図９に示すように、本処理が開始されると、まず、Ｓ３１０では、制御部３０のＣＰＵは、無線通信部２１を介して他の電話端末との間で通話中であるか否かを判断し、ここで肯定的に判断した場合にはＳ３２０に移行し、一方否定的に判断した場合にはそのまま待機する。

Ｓ３２０では、システムバスＳＢを介して音声処理部２７から周波数情報を取得し、続くＳ３３０では、この周波数情報が示す音声周波数と、システムバスＳＢを介して発電モニタ部５４から送られてくる発電モニタ出力とを参照する。本実施形態では、音声周波数と発電モニタ出力との関係を示す周波数発電テーブルがメモリ２５に予め記憶されており、Ｓ３２０にて取得した周波数情報（音声周波数）と、周波数情報の取得時に発電モニタ部５４から送られてきた発電モニタ出力とを対応づけて、メモリ２５内の周波数発電テーブルに記憶する。

続くＳ３４０では、メモリ２５内の周波数発電テーブルの中から、圧電変換器４０の発電効率が最もよいときの音声周波数を抽出し、抽出した音声周波数を理想周波数として、Ｓ３２０にて取得した周波数情報が示す音声周波数と理想周波数とが一致するか否かを判断し、ここで肯定的に判断した場合には本処理を終了し、一方否定的に判断した場合にはＳ３５０に移行する。

Ｓ３５０では、Ｓ３４０における理想周波数と比較して、Ｓ３２０にて取得した周波数情報が示す音声周波数（以下「対象周波数」という）が大きい場合には、ユーザに低音による発話を促すためのメッセージを出力し、理想周波数と比較して対象周波数が小さい場合には、ユーザに高音による発話を促すためのメッセージを出力して、本処理を終了する。なお、このようなメッセージの出力は、例えばサブディスプレイ１２に表示させる態様であってもよいし、スピーカ７から出力させる態様であってもよい。また、サブディスプレイ１２にメッセージを表示させる前に、バイブレータ３３やスピーカ７を用いてユーザに注意喚起させる態様であってもよい。

このように構成されたスマートフォン１では、圧電変換器８０の発電による出力によってバッテリ５０を常時充電することが可能となり、しかも通話中において、音声周波数と発電モニタ出力との関係を学習して最適な音声周波数が得られるようにユーザの発話を促すことが可能となる。従って、本実施形態のスマートフォン１によれば、通話中においても効率的に音力充電を行うことができる。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。

例えば、上記第１及び第２実施形態では、ユーザのスイッチ操作やボタン操作、タッチパネル操作によって、連動スイッチ４５の切替制御を行っているが、これに限定されるものではなく、例えばユーザによる他の通信端末からの遠隔操作によって、無線通信部２１を介して連動スイッチ４５の切替制御を行うようにしてもよい。

また、上記第１及び第３実施形態では、音力充電に係る各種メッセージをサブディスプレイ１２に表示させているが、これに限定されるものではなく、例えばメインディスプレイ１１に表示させてもよいし、スピーカ７を介して出力してもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、スマートフォン１を例に挙げて本発明の内容を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば二つ折型の携帯電話端末等の各種の携帯電話端末に本発明を適用することができる。

１…スマートフォン、３…タッチパネル、５…操作ボタン群、７…スピーカ、９…マイク、１０…端末機能部、１１…メインディスプレイ、１２…サブディスプレイ、１３…操作パネル、１４…切替スイッチ、１５…オフフックボタン、１９…オンフックボタン、２０…電源部、２１…無線通信部、２７…音声処理部、３０…制御部、４０…圧電変換器、４１…ＦＥＴアンプ、４２…可動電極、４４…固定電極、４５…連動スイッチ、４６…圧電素子、５０…バッテリ、６０…充電回路部、７０…ＡＣアダプタ。

Claims (4)

1. 充電可能なバッテリを駆動電源とする携帯電話端末であって、
   外部から受ける振動によって発電する圧電変換器と、
   前記圧電変換器の出力に基づいて通話に必要な音声データを生成する音声処理部と、
   前記圧電変換器の出力によって前記バッテリを充電する電源部と、
   ユーザの操作に基づいて、前記圧電変換器の出力先を前記音声処理部および前記電源部のいずれか一方に切り替える出力切替手段と、
   を備えることを特徴とする携帯電話端末。
2. 前記出力切替手段は、前記ユーザの手動操作によって前記圧電変換器の出力先を切り替えるための切替スイッチを有することを特徴とする請求項１に記載の携帯電話端末。
3. 前記切替スイッチは、通話を開始するためのオフフックボタンであり、
   前記出力切替手段は、前記オフフックボタンが押下されると、前記圧電変換器の出力先を前記電源部から前記音声処理部に切り替えることを特徴とする請求項２に記載の携帯電話端末。
4. 前記切替スイッチは、通話を終了するためのオンフックボタンであり、
   前記出力切替手段は、前記オンフックボタンが押下されると、前記圧電変換器の出力先を前記音声処理部から前記電源部に切り替えることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の携帯電話端末。

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