JP2019095948A - 携帯電子機器、プロセッサ制御方法およびプロセッサ制御プログラム - Google Patents

携帯電子機器、プロセッサ制御方法およびプロセッサ制御プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】温度制御においてプロセッサのパフォーマンス低下を抑制する。【解決手段】携帯電子機器１０は、クロック周波数を変更可能なプロセッサ１２を含む制御部１１と、温度センサ１３と、制御部１１および温度センサ１３を内部に格納する筐体１４と、筐体１４の表面への接触を検出可能なタッチセンサ１５とを有する。制御部１１は、温度センサ１３から温度の測定値１６を取得し、タッチセンサ１５が接触を検出していない場合、測定値１６および熱伝達モデル１７を用いて筐体１４の表面温度の推定値１９を算出し、タッチセンサ１５が接触を検出した場合、測定値１６および熱伝達モデル１８を用いて推定値１９を算出し、推定値１９が閾値以上である場合、クロック周波数の上限を引き下げ、推定値１９が閾値未満である場合、クロック周波数の上限を引き上げる。【選択図】図１

Description

本発明は携帯電子機器、プロセッサ制御方法およびプロセッサ制御プログラムに関する。
現在、スマートフォンやタブレット端末などの携帯電子機器が普及し、携帯電子機器の多機能化や高性能化が進んでいる。多機能化や高性能化に伴い、携帯電子機器が有するプロセッサの発熱量が増大している。一方、形状の制約から、携帯電子機器の冷却能力を向上させることは容易でない。そのため、プロセッサが長時間高負荷になると冷却が不十分となり、プロセッサから筐体表面に熱が伝達して表面温度が高くなることがある。
表面温度が閾値を超えた場合、プロセッサの動作周波数を制限することで表面温度を下げる方法が考えられる。ただし、形状の制約から、表面温度を直接測定するための温度センサを筐体表面付近に配置することが難しいことがある。そこで、携帯電子機器内部の基板などで測定した内部温度から表面温度を推定することが考えられる。
例えば、表面温度を推定する表面温度推定方法が提案されている。提案の表面温度推定方法は、基板上でプロセッサの近くに配置された温度センサから測定値を取得し、予め定義されたプロセッサと温度センサの間の熱伝達関数と、予め定義されたプロセッサと筐体表面の間の熱伝達関数とに基づいて表面温度を算出する。前者の熱伝達関数は、プロセッサから温度センサへの熱の伝達の過渡応答を示す熱時定数を含む。後者の熱伝達関数は、プロセッサから筐体表面への熱の伝達の過渡応答を示す熱時定数を含む。
特開２０１６−１２１９８５号公報
携帯電子機器の筐体表面には、手のひらや指などの人体が接触することがある。人体の熱伝達率は空気の熱伝達率よりも高く、人体の熱抵抗は空気の熱抵抗よりも低い。よって、筐体表面が人体に接している場合の表面温度は、筐体表面が空気のみに接している場合の表面温度よりも低くなることがある。しかし、上記の特許文献１に記載の表面温度推定方法は、筐体表面が空気のみに接していることを想定して表面温度を推定している。
このため、携帯電子機器の使用状況によっては、表面温度の推定値が実際の表面温度よりも高く算出され、プロセッサの動作周波数が過剰に制限される可能性がある。その結果、プロセッサのパフォーマンスが低下するという問題がある。
１つの側面では、本発明は、温度制御においてプロセッサのパフォーマンス低下を抑制する携帯電子機器、プロセッサ制御方法およびプロセッサ制御プログラムを提供することを目的とする。
１つの態様では、クロック周波数を変更可能なプロセッサを含む制御部と、温度センサと、制御部および温度センサを内部に格納する筐体と、筐体の表面への接触を検出可能なタッチセンサと、を有する携帯電子機器が提供される。制御部は、温度センサから温度の測定値を取得し、タッチセンサが接触を検出していない場合、測定値および第１の熱伝達モデルを用いて筐体の表面温度の推定値を算出し、タッチセンサが接触を検出した場合、測定値および第２の熱伝達モデルを用いて推定値を算出し、推定値が閾値以上である場合、クロック周波数の上限を引き下げ、推定値が閾値未満である場合、クロック周波数の上限を引き上げる。
また、１つの態様では、携帯電子機器が実行するプロセッサ制御方法が提供される。また、１つの態様では、携帯電子機器が有するコンピュータに実行させるプロセッサ制御プログラムが提供される。
１つの側面では、温度制御においてプロセッサのパフォーマンス低下を抑制できる。
第１の実施の形態の携帯電子機器を説明する図である。 携帯端末装置のハードウェア例を示すブロック図である。 携帯端末装置の部品の配置例を示す図である。 設計装置のハードウェア例を示すブロック図である。 第１の熱回路モデルの例を示す図である。 第２の熱回路モデルの例を示す図である。 熱源温度と表面温度の関係例を示すグラフである。 熱源エリアの例を示す図である。 携帯端末装置と設計装置の機能例を示すブロック図である。 基本パラメータテーブルの例を示す図である。 係数テーブルの例を示す図である。 遅延データテーブルの例を示す図である。 伝達関数決定の手順例を示すフローチャートである。 第２の実施の形態の熱源制御の手順例を示すフローチャートである。 第３の実施の形態の熱源制御の手順例を示すフローチャートである。 第４の実施の形態の熱源制御の手順例を示すフローチャートである。
以下、本実施の形態を図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態を説明する。
図１は、第１の実施の形態の携帯電子機器を説明する図である。
第１の実施の形態の携帯電子機器１０は、人間がその表面に触れることのある携帯可能な電子機器である。携帯電子機器１０の例として、スマートフォン、携帯電話機、タブレット端末、ノート型コンピュータなどが挙げられる。携帯電子機器１０は、現在の表面温度を推定し、表面温度が高い場合には表面温度が下がるようにプロセッサを制御する。
携帯電子機器１０は、制御部１１、温度センサ１３、筐体１４およびタッチセンサ１５を有する。制御部１１は、プロセッサ１２を有する。プロセッサ１２は、負荷に応じて、動作するクロック周波数（「動作周波数」や単に「周波数」と言うことがある）を変更可能である。制御部１１は、プロセッサ１２のクロック周波数の上限（「最大クロック周波数」、「最大動作周波数」、「最大周波数」などと言うことがある）を、物理的上限よりも低いクロック周波数に制限することがある。クロック周波数の上限は、１．０ＧＨｚ，１．４ＧＨｚ，１．８ＧＨｚ，２．０ＧＨｚのように複数段階で変更可能である。
プロセッサ１２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などである。制御部１１は、他のプロセッサを含んでもよく、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの特定用途の電子回路を含んでもよい。制御部１１は、プロセッサ１２、他のプロセッサまたはその他の電子回路を用いて、プロセッサ１２のクロック周波数を制御する。プロセッサ１２または他のプロセッサを用いる場合、制御部１１は、以下に説明する処理を記載したプロセッサ制御プログラムを実行してもよい。プロセッサ制御プログラムは、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性メモリまたはフラッシュメモリなどの不揮発性ストレージに記憶される。
温度センサ１３は、温度センサ１３が配置された位置における温度を測定するセンサデバイスである。温度センサ１３は、例えば、サーミスタである。携帯電子機器１０は、異なる位置に配置された、温度センサ１３を含む複数の温度センサを有していてもよい。温度センサ１３は、好ましくは、プロセッサ１２の近くに配置される。
筐体１４は、携帯電子機器１０の外郭を形成する。筐体１４は、制御部１１および温度センサ１３を内部に格納する。プロセッサ１２および温度センサ１３は、例えば、筐体１４の内部にある共通の基板上に配置される。
タッチセンサ１５は、筐体１４の表面への接触を検出可能なセンサデバイスである。タッチセンサ１５を「タッチパネル」と言うこともある。タッチセンサ１５は、筐体１４の表面に手のひらや指などの人体が接触しているか否か判定することを想定しており、例えば、筐体１４の表面に配置される。タッチセンサ１５は、例えば、携帯電子機器１０のディスプレイが配置された前面とは反対の裏面に配置される。ただし、ディスプレイに対する接触を検出可能な前面のタッチセンサをタッチセンサ１５として使用することも可能である。また、前面でも裏面でもない側面にタッチセンサ１５を配置することも可能である。位置検出方法として、マトリクススイッチ方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式などが用いられる。
制御部１１は、温度センサ１３から温度の測定値１６を取得する。また、制御部１１は、タッチセンサ１５が接触を検出しているか判定する。このとき、制御部１１は、筐体１４の表面のうち、プロセッサ１２の位置に対応する特定の熱源エリアに限定して接触の有無を判定してもよい。熱源エリアは、プロセッサ１２の上方のエリアなど、プロセッサ１２からの熱の多くが到達する表面のエリアである。タッチセンサ１５が熱源エリアに限定して配置されていてもよい。また、タッチセンサ１５が熱源エリアを含む１つの面全体（例えば、裏面全体）に配置され、タッチセンサ１５が検出した接触位置が熱源エリアに含まれるか否かを制御部１１が判定するようにしてもよい。
制御部１１は、タッチセンサ１５が接触を検出していない場合、測定値１６および熱伝達モデル１７（第１の熱伝達モデル）を用いて、筐体１４の表面温度の推定値１９を算出する。一方、制御部１１は、タッチセンサ１５が接触を検出した場合、測定値１６および熱伝達モデル１８（第２の熱伝達モデル）を用いて推定値１９を算出する。
熱伝達モデル１７，１８は、例えば、熱源であるプロセッサ１２から温度センサ１３への熱伝達の特性を示すパラメータ値と、プロセッサ１２から筐体１４の表面への熱伝達の特性を示すパラメータ値とに基づいて算出される関数である。例えば、熱伝達モデル１７，１８を示す情報が携帯電子機器１０の記憶装置に記憶されている。熱伝達モデル１７は筐体１４に人体が接触していない場合を想定したモデルであり、熱伝達モデル１８は筐体１４に人体が接触している場合を想定したモデルである点で、両者は異なる。同一の測定値１６から算出される推定値１９は、熱伝達モデル１８を用いる方が熱伝達モデル１７を用いる場合よりも低くなることが期待される。
熱伝達モデル１７，１８は、例えば、携帯電子機器１０以外の情報処理装置で算出される。算出された熱伝達モデル１７，１８は、携帯電子機器１０の製造時に携帯電子機器１０に組み込まれてもよいし、ネットワーク経由で携帯電子機器１０に配信されてもよい。熱伝達モデル１７，１８はそれぞれ、プロセッサ１２から筐体１４の表面への熱伝達の特性を示す熱抵抗および熱時定数を用いて算出されてもよい。熱抵抗はプロセッサ１２から筐体１４の表面へ伝達する熱量に関係し、熱時定数はその伝達速度に関係する。通常、熱伝達モデル１７の熱抵抗と熱伝達モデル１８の熱抵抗は異なり、熱伝達モデル１７の熱時定数と熱伝達モデル１８の熱時定数は異なる。
制御部１１は、算出した推定値１９が閾値以上である場合、プロセッサ１２のクロック周波数の上限を引き下げる。すなわち、制御部１１は、プロセッサ１２のクロック周波数の制限を強化してプロセッサ１２の発熱を抑制する。ただし、クロック周波数の上限が既に物理的下限に到達している場合には現在のクロック周波数の上限を維持する。一方、制御部１１は、算出した推定値１９が閾値未満である場合、プロセッサ１２のクロック周波数の上限を引き上げる。すなわち、制御部１１は、プロセッサ１２のクロック周波数の制限を緩和してプロセッサ１２の発熱の増加を許容する。ただし、クロック周波数の上限が既に物理的上限に到達している場合には現在のクロック周波数の上限を維持する。
第１の実施の形態の携帯電子機器１０によれば、筐体１４の内部にある温度センサ１３から測定値１６が取得されると共に、タッチセンサ１５が筐体１４の表面への接触を検出したか否か判定される。接触を検出していない場合、測定値１６と熱伝達モデル１７を用いて推定値１９が算出され、接触を検出した場合、測定値１６と熱伝達モデル１８を用いて推定値１９が算出される。そして、推定値１９が閾値以上である場合、プロセッサ１２のクロック周波数の上限が引き下げられ、推定値１９が閾値未満である場合、プロセッサ１２のクロック周波数の上限が引き上げられる。
これにより、筐体１４の表面に人体が接触している場合と接触していない場合とを区別して表面温度を推定することができ、推定値１９の精度が向上する。よって、推定値１９が実際の表面温度よりも高く算出されるリスクを低減でき、プロセッサ１２のクロック周波数が過剰に制限されてしまうリスクを低減できる。その結果、温度制御においてプロセッサ１２のパフォーマンスを向上させることができる。
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態を説明する。
図２は、携帯端末装置のハードウェア例を示すブロック図である。
第２の実施の形態の携帯端末装置１００は、ユーザがその表面に触れることのある携帯型電子機器である。携帯端末装置１００の例として、スマートフォン、携帯電話機、タブレット端末、ノート型コンピュータなどが挙げられる。携帯端末装置１００は、第１の実施の形態の携帯電子機器１０に対応する。
携帯端末装置１００は、制御部１１１、ＲＡＭ１１２、不揮発性メモリ１１３、無線インタフェース１１４、ディスプレイ１１５、カメラ１１６およびオーディオインタフェース１１７を有する。また、携帯端末装置１００は、温度センサ１１８ａ，１１８ｂ、タッチセンサ１１９ａ，１１９ｂ、媒体リーダ１２１、バッテリ１２３および充電回路１２４を有する。なお、制御部１１１は、第１の実施の形態の制御部１１に対応する。温度センサ１１８ａは、第１の実施の形態の温度センサ１３に対応する。タッチセンサ１１９ｂは、第１の実施の形態のタッチセンサ１５に対応する。
制御部１１１は、携帯端末装置１００を制御する。制御部１１１は、ＣＰＵ１１１ａ，１１１ｂ、ＤＳＰ１１１ｃおよびＧＰＵ１１１ｄを有する。なお、ＣＰＵ１１１ａは、第１の実施の形態のプロセッサ１２に対応する。
ＣＰＵ１１１ａ，１１１ｂは、プログラムの命令を実行する演算回路を含むプロセッサである。ＣＰＵ１１１ａ，１１１ｂは、不揮発性メモリ１１３に記憶されたプログラムやデータの少なくとも一部をＲＡＭ１１２にロードし、プログラムを実行する。ＣＰＵ１１１ａ，１１１ｂは複数のＣＰＵコアを有していてもよい。複数のＣＰＵまたは複数のＣＰＵコアを用いて、第２の実施の形態の処理を並列に実行することも可能である。
ＤＳＰ１１１ｃは、デジタル信号を処理する。例えば、ＤＳＰ１１１ｃは、無線インタフェース１１４から送信される送信信号や無線インタフェース１１４が受信する受信信号を処理する。また、例えば、ＤＳＰ１１１ｃは、オーディオインタフェース１１７で再生する音声信号や入力される音声信号を処理する。ＧＰＵ１１１ｄは、画像信号を処理する。例えば、ＧＰＵ１１１ｄは、ディスプレイ１１５に表示する画像を生成する。
ＲＡＭ１１２は、ＣＰＵ１１１ａ，１１１ｂが実行するプログラムや演算に用いられるデータを一時的に記憶する揮発性の半導体メモリである。なお、携帯端末装置１００は、ＲＡＭ以外の種類のメモリを有してもよく、複数個のメモリを有してもよい。
不揮発性メモリ１１３は、ＯＳ（Operating System）やミドルウェアやアプリケーションソフトウェアなどのソフトウェアのプログラム、および、データを記憶する不揮発性の記憶装置である。プログラムには、携帯端末装置１００の表面温度を推定するプログラムが含まれる。不揮発性メモリ１１３として、例えば、フラッシュメモリやＳＳＤ（Solid State Drive）などが用いられる。ただし、携帯端末装置１００は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）など他の種類の不揮発性の記憶装置を有してもよい。
無線インタフェース１１４は、無線リンクを介して基地局などの他の通信装置と通信する通信インタフェースである。ただし、携帯端末装置１００は、有線ケーブルを介してスイッチやルータなどの他の通信装置と通信する有線インタフェースを有してもよい。
ディスプレイ１１５は、制御部１１１からの命令に従って画像を表示する。ディスプレイ１１５として、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（ＯＥＬ：Organic Electro-Luminescence）ディスプレイなどが用いられる。
カメラ１１６は、静止画像または動画像を撮像する。オーディオインタフェース１１７は、音を再生するスピーカや音を入力するマイクロホンを有する。
温度センサ１１８ａ，１１８ｂは、その温度センサが配置された位置における温度を測定する。温度センサ１１８ａ，１１８ｂとして、例えば、サーミスタが用いられる。温度センサ１１８ａは、ＣＰＵ１１１ａの近くに配置されている。温度センサ１１８ｂは、ＣＰＵ１１１ａなどの熱源から十分に離れた位置に配置されている。例えば、温度センサ１１８ｂは、バッテリ１２３の近くに配置されている。温度センサ１１８ａ，１１８ｂは、測定した温度を制御部１１１に通知する。
タッチセンサ１１９ａ，１１９ｂは、ユーザの手のひらや指などの人体の接触を検知するセンサデバイスである。タッチセンサ１１９ａ，１１９ｂをタッチパネルと言うこともある。タッチセンサ１１９ａは、ディスプレイ１１５に重ねて配置されている。タッチセンサ１１９ｂは、ディスプレイ１１５が配置された前面とは反対の裏面に配置されている。タッチセンサ１１９ａ，１１９ｂは、指などが接触した位置を検出し、検出した位置を制御部１１１に通知する。位置検出方法として、例えば、マトリクススイッチ方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式などが用いられる。ただし、携帯端末装置１００は、キーパッドなど他の入力装置を更に有してもよい。例えば、キーパッドは、１以上の入力キーを有する。キーパッドは、ユーザによる入力キーの押下を検出し、押下された入力キーを制御部１１１に通知する。
媒体リーダ１２１は、記録媒体１２２に記録されたプログラムやデータを読み取る読み取り装置である。記録媒体１２２として、例えば、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク（ＦＤ：Flexible Disk）やＨＤＤなどの磁気ディスク、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光ディスク、光磁気ディスク（ＭＯ：Magneto-Optical disk）などが用いられる。媒体リーダ１２１は、記録媒体１２２から読み取ったプログラムやデータをＲＡＭ１１２または不揮発性メモリ１１３に保存する。
バッテリ１２３は、蓄電と放電を繰り返すことが可能な二次電池である。バッテリ１２３には、充電回路１２４によって電気エネルギーが蓄積される。バッテリ１２３は、蓄積した電気エネルギーを携帯端末装置１００の構成部品に供給する。例えば、バッテリ１２３は、ＣＰＵ１１１ａ，１１１ｂや無線インタフェース１１４に電気エネルギーを供給する。充電回路１２４は、携帯端末装置１００の外部にある外部電源から電気エネルギーを取得し、電気エネルギーをバッテリ１２３に充電する。充電回路１２４による充電は、携帯端末装置１００が外部電源に接続されたときに行われる。
図３は、携帯端末装置の部品の配置例を示す図である。
携帯端末装置１００は、その外郭を形成する筐体１０１と、筐体１０１の内部に格納された基板１０２とを有する。筐体１０１は、第１の実施の形態の筐体１４に対応する。携帯端末装置１００の前面には、ディスプレイ１１５およびタッチセンサ１１９ａが配置される。携帯端末装置１００の背面には、タッチセンサ１１９ｂが配置される。
基板１０２の同一面上に、熱源としてのＣＰＵ１１１ａおよび温度センサ１１８ａ，１１８ｂが配置される。温度センサ１１８ａはＣＰＵ１１１ａの近傍に配置され、温度センサ１１８ｂはＣＰＵ１１１ａから十分に離れた位置に配置される。ＣＰＵ１１１ａおよび温度センサ１１８ａ，１１８ｂが配置される基板１０２の面は、携帯端末装置１００の裏面側である。よって、筐体１０１の表面のうちＣＰＵ１１１ａの発熱によって大きく温度が上昇する熱源エリアは、タッチセンサ１１９ｂが配置された裏面になる。
図４は、設計装置のハードウェア例を示すブロック図である。
第２の実施の形態の設計装置２００は、携帯端末装置１００の表面温度の推定に用いる推定式を生成する。設計装置２００によって生成された推定式は、予め携帯端末装置１００の不揮発性メモリ１１３に保存される。ただし、設計装置２００または他の装置からネットワーク経由で携帯端末装置１００に推定式が送信されてもよい。設計装置２００は、ユーザによって操作されるクライアントコンピュータなどのクライアント装置でもよいし、サーバコンピュータなどのサーバ装置でもよい。設計装置２００は、ＣＰＵ２１１、ＲＡＭ２１２、ＨＤＤ２１３、画像信号処理部２１４、入力信号処理部２１５、媒体リーダ２１６および通信インタフェース２１７を有する。
ＣＰＵ２１１は、プログラムの命令を実行する演算回路を含むプロセッサである。ＣＰＵ２１１は、ＨＤＤ２１３に記憶されたプログラムやデータの少なくとも一部をＲＡＭ２１２にロードし、プログラムを実行する。ＲＡＭ２１２は、ＣＰＵ２１１が実行するプログラムやＣＰＵ２１１が演算に用いるデータを一時的に記憶する揮発性の半導体メモリである。ＨＤＤ２１３は、ＯＳやミドルウェアやアプリケーションソフトウェアなどのソフトウェアのプログラム、および、データを記憶する不揮発性の記憶装置である。なお、設計装置２００は、フラッシュメモリやＳＳＤなどの他の種類の記憶装置を備えてもよい。
画像信号処理部２１４は、ＣＰＵ２１１からの命令に従って、設計装置２００に接続されたディスプレイ２２１に画像を出力する。入力信号処理部２１５は、設計装置２００に接続された入力デバイス２２２から入力信号を取得し、ＣＰＵ２１１に出力する。入力デバイス２２２としては、マウスやタッチパネルやタッチパッドなどのポインティングデバイス、キーボード、リモートコントローラ、ボタンスイッチなどを用いることができる。また、設計装置２００に、複数の種類の入力デバイスが接続されていてもよい。
媒体リーダ２１６は、記録媒体２２３に記録されたプログラムやデータを読み取る読み取り装置である。記録媒体２２３として、例えば、フレキシブルディスクやＨＤＤなどの磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤなどの光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリなどが用いられる。媒体リーダ２１６は、例えば、記録媒体２２３から読み取ったプログラムやデータをＲＡＭ２１２またはＨＤＤ２１３に格納する。
通信インタフェース２１７は、ネットワーク２２４に接続され、ネットワーク２２４を介して他の装置と通信を行う。通信インタフェース２１７は、スイッチなどの通信装置とケーブルで接続される有線通信インタフェースでもよいし、基地局と無線リンクで接続される無線通信インタフェースでもよい。
次に、ＣＰＵ１１１ａから筐体表面への熱伝達を示すモデルを説明する。
図５は、第１の熱回路モデルの例を示す図である。
熱回路モデル３０は、手のひらや指などの人体が筐体表面に接触していない場合、すなわち、空気のみが筐体表面に接触している場合を想定している。熱回路モデル３０は、熱抵抗回路３１，３２、熱容量回路３３およびグラウンド（ＧＮＤ）３４，３５を含む。筐体１０１の中には、ＣＰＵ１１１ａに相当する熱源と、熱源および筐体表面に接する伝熱媒体とが存在する。筐体１０１の外には空気が存在する。
熱源はグラウンド３４に接続される。熱抵抗回路３１は伝熱媒体の熱抵抗Ｒ１を示す回路である。熱抵抗回路３１は熱源に接続される。熱容量回路３３は伝熱媒体の熱容量Ｃ１を示す回路である。熱容量回路３３は熱抵抗回路３１およびグラウンドに接続される。熱抵抗回路３２は空気の熱抵抗Ｒ２ａを示す回路である。熱抵抗回路３２は熱抵抗回路３１、熱容量回路３３およびグラウンド３５に接続される。熱抵抗回路３１，３２および熱容量回路３３に挟まれる位置が筐体表面に相当する。
熱回路モデル３０では、熱源温度ＴＨ、基準点温度ＴＧａおよび表面温度Ｔｓｕｒが定義される。熱源温度ＴＨはＣＰＵ１１１ａの温度である。基準点温度ＴＧａは外気温である。グラウンド３４，３５は基準点温度ＴＧａをもつ。表面温度Ｔｓｕｒは筐体１０１と空気との境界の温度である。熱抵抗回路３１，３２および熱容量回路３３に挟まれる位置が表面温度Ｔｓｕｒをもつ。熱源とグラウンド３４の間の温度差はＴＨ−ＴＧａである。熱抵抗回路３２の両端間の温度差はＴｓｕｒ−ＴＧａである。熱抵抗Ｒ１が存在するため、表面温度Ｔｓｕｒは熱源温度ＴＨよりも低い。また、熱容量Ｃ１が存在するため、表面温度Ｔｓｕｒの変化は熱源温度ＴＨの変化に対して遅延する。
熱回路モデル３０を仮定すると、Ｔｓｕｒ−ＴＧａとＴＨ−ＴＧａは数式（１）のような関係をもつ。よって、表面温度Ｔｓｕｒは、熱源温度ＴＨと基準点温度ＴＧａから数式（２）のように算出される。熱伝達係数ｋＧａ＝Ｒ２ａ／（Ｒ１＋Ｒ２ａ）は、表面温度Ｔｓｕｒの変化量を表し、熱源温度ＴＨが変化してから十分に時間が経った後の定常状態に関係する。熱伝達係数を「ｋ値」と言うことがある。熱時定数τＧａ＝Ｃ１Ｒ１Ｒ２ａ／（Ｒ１＋Ｒ２ａ）は、表面温度Ｔｓｕｒの変化速度を表し、熱源温度ＴＨが変化してから定常状態に至るまでの過渡応答に関係する。変数ｓはラプラス変換後の周波数領域の変数である。なお、以下の説明で時間領域の変数を変数ｔと表すことがある。
Figure 2019095948
Figure 2019095948
図６は、第２の熱回路モデルの例を示す図である。
熱回路モデル４０は、手のひらや指などの人体が筐体表面に接触している場合を想定している。熱回路モデル４０は、熱抵抗回路４１，４２、熱容量回路４３およびグラウンド４４，４５を含む。熱抵抗回路４１，４２は、熱回路モデル３０の熱抵抗回路３１，３２に対応する。熱容量回路４３は、熱回路モデル３０の熱容量回路３３に対応する。グラウンド４４，４５は、熱回路モデル３０のグラウンド３４，３５に対応する。
熱抵抗回路４１は伝熱媒体の熱抵抗Ｒ１を示す。熱容量回路４３は伝熱媒体の熱容量Ｃ１を示す。熱抵抗回路４２は人体の熱抵抗Ｒ２ｆを示す。後述するようにＲ２ａ＞Ｒ２ｆである。熱回路モデル４０では、熱源温度ＴＨ、基準点温度ＴＧｆおよび表面温度Ｔｓｕｒが定義される。基準点温度ＴＧｆは体温である。グラウンド４４，４５は基準点温度ＴＧｆをもつ。表面温度Ｔｓｕｒは筐体１０１と人体との境界の温度である。熱抵抗回路４１，４２および熱容量回路４３に挟まれる位置が表面温度Ｔｓｕｒをもつ。熱源とグラウンド４４の間の温度差はＴＨ−ＴＧｆである。熱抵抗回路４２の両端間の温度差はＴｓｕｒ−ＴＧｆである。
熱回路モデル４０を仮定すると、Ｔｓｕｒ−ＴＧｆとＴＨ−ＴＧｆは数式（３）のような関係をもつ。よって、表面温度Ｔｓｕｒは、熱源温度ＴＨと基準点温度ＴＧｆから数式（４）のように算出される。熱伝達係数ｋＧｆ＝Ｒ２ｆ／（Ｒ１＋Ｒ２ｆ）は、熱源温度ＴＨが変化してから十分に時間が経った後の定常状態を表している。熱時定数τＧｆ＝Ｃ１Ｒ１Ｒ２ｆ／（Ｒ１＋Ｒ２ｆ）は、熱源温度ＴＨが変化してから定常状態に至るまでの過渡応答を表している。
Figure 2019095948
Figure 2019095948
図７は、熱源温度と表面温度の関係例を示すグラフである。
手のひらや指などの人体は、皮膚層と筋肉層を含む。皮膚層は熱伝導率λｆ１＝０．４２［Ｗ／ｍＫ］、筋肉層は熱伝導率λｆ２＝０．５０［Ｗ／ｍＫ］である。熱伝導率λｆ１，λｆ２については、例えば、次の文献に記載されている。Paolo Bernardi, Marta Cavagnaro, Stefano Pisa and Emanuele Piuzzi, "Specific Absorption Rate and Temperature Increases in the Head of a Cellular-Phone User", IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 48, No. 7, July 2000。また、皮膚層は厚さｘ１＝０．８×１０−２［ｍ］、筋肉層は厚さｘ２＝１．６×１０−２［ｍ］である。厚さｘ１，ｘ２については、例えば、次の文献に記載されている。Liang-Tseng Fan, Fu-Tong HSU and Ching-Lai Hwang, "A Review on Mathematical Models of the Human Thermal System", IEEE Transactions on Bio-medical Engineering, Vol. BME-18, No. 3, May 1971。
よって、人体の熱伝達率ｈｆは１／ｈｆ＝ｘ１／λｆ１＋ｘ２／λｆ２の関係を満たし、熱伝達率ｈｆ＝１９．６［Ｗ／ｍ２Ｋ］と算出される。一方、空気は熱伝導率λａ＝０．０２５７［Ｗ／ｍＫ］であり、熱伝達率ｈａ＝７［Ｗ／ｍ２Ｋ］である。以上より、人体の熱伝達率ｈｆは空気の熱伝達率ｈａの約３倍であり、人体の熱抵抗Ｒ２ｆは空気の熱抵抗Ｒ２ａの約３分の１になる。従って、Ｒ２ｆ＝Ｒ２ａ／３と近似できる。
グラフ５０は、定常状態における熱源温度ＴＨと表面温度Ｔｓｕｒの関係を表す。直線５１は、筐体１０１の外側が空気である場合、すなわち、熱回路モデル３０の場合の熱源温度ＴＨと表面温度Ｔｓｕｒの関係を表す。直線５２は、筐体１０１の外側が人体である場合、すなわち、熱回路モデル４０の場合の熱源温度ＴＨと表面温度Ｔｓｕｒの関係を表す。
直線５１はＴｓｕｒ＝０．６（ＴＨ−２５）＋２５［℃］という数式で表される。ここでは、熱伝達係数ｋＧａ＝Ｒ２ａ／（Ｒ１＋Ｒ２ａ）＝０．６、外気温である基準点温度ＴＧａ＝２５［℃］と仮定している。定常状態であるため変数ｓ＝０である。直線５２はＴｓｕｒ＝０．３３（ＴＨ−３２．３）＋３２．３［℃］という数式で表される。ここでは、熱伝達係数ｋＧｆ＝Ｒ２ｆ／（Ｒ１＋Ｒ２ｆ）＝Ｒ２ａ÷３／（Ｒ１＋Ｒ２ａ÷３）＝０．３３、手の温度である基準点温度ＴＧｆ＝３２．３［℃］としている。この条件下では熱源温度ＴＨが４４［℃］を超えると、ユーザが携帯端末装置１００を手に持っている場合の表面温度Ｔｓｕｒが手に持っていないときの表面温度Ｔｓｕｒよりも低下する。
図８は、熱源エリアの例を示す図である。
ＣＰＵ１１１ａの発熱による表面温度の上昇は、筐体表面全体で均一に発生するわけではなく、ＣＰＵ１１１ａの位置に応じて局所的に発生する。このため、人体が筐体表面に接触したときの表面温度への影響も、その接触位置に応じて変わる。第２の実施の形態では、筐体表面のうちＣＰＵ１１１ａの位置に応じた熱源エリア１０３を定義し、熱源エリア１０３に人体が接触した場合は表面温度が低下し、熱源エリア１０３の外に人体が接触した場合は表面温度が低下しないものとみなす。
ここで、ＣＰＵ１１１ａと筐体表面との間の伝熱媒体として、熱伝導率が等方性の材料を想定する。この場合、ＣＰＵ１１１ａの熱はＣＰＵ１１１ａからの距離に比例した広さのエリアに広がる。第２の実施の形態では熱源エリア１０３を、その中心位置がＣＰＵ１１１ａの中心位置の真上であり、その一辺の長さがＣＰＵ１１１ａの一辺の長さに筐体１０１の厚さを加えた値であるエリアとして定義する。熱源エリア１０３は、熱源であるＣＰＵ１１１ａの位置に応じて予め定義される。
次に、温度センサ１１８ａで測定されるセンサ温度Ｔｓと温度センサ１１８ｂで測定される基準点温度ＴＧから表面温度Ｔｓｕｒを推定する方法を説明する。
ＣＰＵ１１１ａの熱が基板１０２を介して温度センサ１１８ａに伝達する。ＣＰＵ１１１ａから温度センサ１１８ａには徐々に熱が伝達するため、温度センサ１１８ａで測定されるセンサ温度Ｔｓには過渡応答が発生する。また、ＣＰＵ１１１ａの熱が筐体１０１の表面に伝達する。ＣＰＵ１１１ａから筐体１０１の表面には徐々に熱が伝達するため、筐体１０１の表面温度Ｔｓｕｒには過渡応答が発生する。
Ｔｓ−ＴＧとＴＨ−ＴＧの間には数式（５）の関係が成立する。伝達関数Ｈ（ｓ）は、ＣＰＵ１１１ａの相対温度ＴＨ−ＴＧを温度センサ１１８ａの相対温度Ｔｓ−ＴＧに変換する周波数領域上の伝達関数である。伝達関数Ｈ（ｓ）は、周波数領域の変数ｓ、熱伝達係数ｋＨおよび熱時定数τＨを含む。熱伝達係数ｋＨは、ＣＰＵ１１１ａと温度センサ１１８ａの間の熱伝達係数である。熱時定数τＨは、ＣＰＵ１１１ａと温度センサ１１８ａの間の熱時定数である。熱伝達係数ｋＨおよび熱時定数τＨは設計装置２００で決定される。なお、温度センサ１１８ｂは熱源から十分に離れているという前提のもと、温度センサ１１８ｂで測定される温度を基準点温度ＴＧとみなしている。
Figure 2019095948
Ｔｓｕｒ−ＴＧとＴＨ−ＴＧの間には数式（６）の関係が成立する。伝達関数Ｇ（ｓ）は、ＣＰＵ１１１ａの相対温度ＴＨ−ＴＧを筐体表面の相対温度Ｔｓｕｒ−ＴＧに変換する周波数領域上の伝達関数である。伝達関数Ｇ（ｓ）は、周波数領域の変数ｓ、熱伝達係数ｋＧおよび熱時定数τＧを含む。熱伝達係数ｋＧは、ＣＰＵ１１１ａと筐体表面の間の熱伝達係数である。熱時定数τＨは、ＣＰＵ１１１ａと筐体表面の間の熱時定数である。熱伝達係数ｋＧおよび熱時定数τＧは設計装置２００で決定される。
Figure 2019095948
筐体１０１の表面温度Ｔｓｕｒは、数式（５）と数式（６）から数式（７）のように算出される。すなわち、表面温度Ｔｓｕｒはセンサ温度Ｔｓと基準点温度ＴＧから推定される。ここで、伝達関数Ｈ（ｓ）に含まれる熱伝達係数ｋＨおよび熱時定数τＨは、人体が熱源エリア１０３に接触しているか否かに依存しない。一方、伝達関数Ｇ（ｓ）に含まれる熱伝達係数ｋＧおよび熱時定数τＧは、人体が熱源エリア１０３に接触しているか否かに依存する。人体が熱源エリア１０３に接触していない場合、熱伝達係数ｋＧ＝ｋＧａであり、熱時定数τＧ＝τＧａである。人体が熱源エリア１０３に接触している場合、熱伝達係数ｋＧ＝ｋＧｆであり、熱時定数τＧ＝τＧｆである。
Figure 2019095948
上記の数式（７）は周波数領域の計算を含む一方、実際に測定されるセンサ温度Ｔｓおよび基準点温度ＴＧは離散的な時系列データである。そこで、時刻ｔの表面温度Ｔｓｕｒ（ｔ）は数式（８）のように算出される。数式（８）は、逆ラプラス変換を用いて数式（７）から変換された差分方程式であり、時間領域での計算を示す。ただし、数式（８）は、人体が熱源エリア１０３に接触していない場合に使用する差分方程式である。
Figure 2019095948
表面温度Ｔｓｕｒ（ｔ）の計算には、時刻ｔの温度センサ１１８ａの相対温度Ｔｓ（ｔ）−ＴＧ（ｔ）と、時刻ｔの基準点温度ＴＧ（ｔ）を用いる。更に、表面温度Ｔｓｕｒ（ｔ）の計算には、Δｔ時間前の温度センサ１１８ａの相対温度Ｔｓ（ｔ−Δｔ）−ＴＧ（ｔ−Δｔ）と、Δｔ時間前の筐体表面の相対温度Ｔｓｕｒ（ｔ−Δｔ）−ＴＧ（ｔ−Δｔ）を用いる。Δｔ時間前の温度センサ１１８ａの相対温度とΔｔ時間前の筐体表面の相対温度は、前回測定時に保存しておいた遅延データである。Δｔは表面温度Ｔｓｕｒ（ｔ）を算出する周期であり、例えばΔｔ＝１０［秒］に設定される。
人体が熱源エリア１０３に接触していない場合、時刻ｔの温度センサ１１８ａの相対温度に対しては重みとして係数ａ０ａが付与される。Δｔ時間前の温度センサ１１８ａの相対温度に対しては重みとして係数ａ１ａが付与される。Δｔ時間前の筐体表面の相対温度に対しては重みとして係数ｂ１ａが付与される。係数ａ０ａ，ａ１ａ，ｂ１ａは、熱伝達係数ｋＨ，ｋＧａ、熱時定数τＨ，τＧａおよび時間Δｔを用いて数式（９）のように定義される。
Figure 2019095948
人体が熱源エリア１０３に接触している場合、時刻ｔの表面温度Ｔｓｕｒ（ｔ）は数式（１０）のように算出される。時刻ｔの温度センサ１１８ａの相対温度に対しては重みとして係数ａ０ｆが付与される。Δｔ時間前の温度センサ１１８ａの相対温度に対しては重みとして係数ａ１ｆが付与される。Δｔ時間前の筐体表面の相対温度に対しては重みとして係数ｂ１ｆが付与される。係数ａ０ｆ，ａ１ｆ，ｂ１ｆは、熱伝達係数ｋＨ，ｋＧｆ、熱時定数τＨ，τＧｆおよび時間Δｔを用いて数式（１１）のように定義される。
Figure 2019095948
Figure 2019095948
次に、携帯端末装置１００と設計装置２００の機能について説明する。
図９は、携帯端末装置と設計装置の機能例を示すブロック図である。
携帯端末装置１００は、係数記憶部１３１、遅延データ記憶部１３２、温度測定部１３３、表面温度推定部１３４および熱源制御部１３５を有する。係数記憶部１３１および遅延データ記憶部１３２は、例えば、ＲＡＭ１１２または不揮発性メモリ１１３を用いて実装される。温度測定部１３３、表面温度推定部１３４および熱源制御部１３５は、例えば、ＣＰＵ１１１ａまたはＣＰＵ１１１ｂが実行するプログラムを用いて実装される。
係数記憶部１３１は、上記の数式（９）および数式（１１）に示した係数を示す係数テーブルを記憶する。係数テーブルは、携帯端末装置１００の製造時または出荷時に係数記憶部１３１に格納されてもよい。また、係数テーブルは、記録媒体１２２に格納されて携帯端末装置１００に配布されてもよい。また、係数テーブルは、無線ネットワークを介してサーバ装置から携帯端末装置１００に配布されてもよい。遅延データ記憶部１３２は、数式（８）および数式（１０）の遅延データを示す遅延データテーブルを記憶する。
温度測定部１３３は、周期Δｔで定期的に、温度センサ１１８ａからセンサ温度Ｔｓを取得し、温度センサ１１８ｂから基準点温度ＴＧを取得する。表面温度推定部１３４は、周期Δｔで定期的に筐体１０１の表面温度Ｔｓｕｒを推定する。具体的には、表面温度推定部１３４は、温度測定部１３３から最新のセンサ温度Ｔｓと基準点温度ＴＧを取得する。表面温度推定部１３４は、最新のセンサ温度Ｔｓおよび基準点温度ＴＧと、係数記憶部１３１に記憶された係数と、遅延データ記憶部１３２に記憶された遅延データに基づいて、表面温度Ｔｓｕｒを算出する。表面温度推定部１３４は、算出した表面温度Ｔｓｕｒを用いて、遅延データ記憶部１３２に記憶された遅延データを更新する。
熱源制御部１３５は、表面温度推定部１３４が算出した表面温度Ｔｓｕｒに基づいて、熱源であるＣＰＵ１１１ａを制御する。熱源制御部１３５は、算出された表面温度Ｔｓｕｒと所定の閾値とを比較する。閾値はユーザが携帯端末装置１００に触れる際に許容できる温度であり予め設定される。表面温度Ｔｓｕｒが閾値以上である場合、ＣＰＵ１１１ａの最大周波数を１段階引き下げる。これにより、物理的上限にかかわらずクロック周波数の上限が当該最大周波数に設定され、高負荷時のＣＰＵ１１１ａの発熱が減少する。一方、表面温度Ｔｓｕｒが閾値未満である場合、ＣＰＵ１１１ａの最大周波数を１段階引き上げる。これにより、ＣＰＵ１１１ａの演算能力が向上する。
設計装置２００は、基本パラメータ記憶部２３１、係数記憶部２３２、温度データ取得部２３３および伝達関数生成部２３４を有する。基本パラメータ記憶部２３１および係数記憶部２３２は、例えば、ＲＡＭ２１２またはＨＤＤ２１３を用いて実装される。温度データ取得部２３３および伝達関数生成部２３４は、例えば、ＣＰＵ２１１が実行するプログラムを用いて実装される。
基本パラメータ記憶部２３１は、数式（９）および数式（１１）の右辺に現れる基本パラメータを示す基本パラメータテーブルを記憶する。基本パラメータには、熱伝達係数ｋＨ，ｋＧａ，ｋＧｆおよび熱時定数τＨ，τＧａ，τＧｆが含まれる。これらの基本パラメータは設計装置２００によって決定される。係数記憶部２３２は、携帯端末装置１００の係数記憶部１３１と同様の係数テーブルを記憶する。これらの係数は、数式（９）および数式（１１）に従って基本パラメータから算出される。設計装置２００は、係数テーブルを携帯端末装置１００の不揮発性メモリ１１３に書き込んでもよい。また、設計装置２００は、係数テーブルを記録媒体１２２に書き込んで配布してもよい。また、設計装置２００は、係数テーブルをネットワーク２２４を介して送信してもよい。
ただし、設計装置２００は、数式（９）および数式（１１）の左辺の係数に代えて右辺の基本パラメータを携帯端末装置１００に提供してもよい。その場合、携帯端末装置１００は基本パラメータテーブルを記憶する。携帯端末装置１００は、表面温度を推定する毎または表面温度を推定する前に、基本パラメータから係数を算出してもよい。また、携帯端末装置１００は、基本パラメータから表面温度を直接推定してもよい。
温度データ取得部２３３は、携帯端末装置１００の実機またはサンプル実装を用いて測定した温度データを取得する。温度データは、設計装置２００のユーザによって設計装置２００に対して入力されてもよい。また、温度データは、設計装置２００に接続された携帯端末装置１００や測定デバイスから直接取得してもよい。
伝達関数生成部２３４は、温度データ取得部２３３から取得した温度データを用いて、最小二乗法などのフィッティング方法により、伝達関数に表れる基本パラメータの値を決定する。伝達関数生成部２３４は、決定した基本パラメータの値を基本パラメータ記憶部２３１に格納する。そして、伝達関数生成部２３４は、基本パラメータの値から、数式（８）および数式（１０）に表れる係数の値を算出する。伝達関数生成部２３４は、算出した係数の値を係数記憶部２３２に格納する。
図１０は、基本パラメータテーブルの例を示す図である。
基本パラメータテーブル２４１は、基本パラメータ記憶部２３１に記憶される。基本パラメータテーブル２４１は、基本パラメータ毎にパラメータ名と値の組を記憶する。基本パラメータには、熱伝達係数ｋＨ、熱時定数τＨ、熱伝達係数ｋＧａ、熱時定数τＧａ、熱伝達係数ｋＧｆおよび熱時定数τＧｆが含まれる。基本パラメータは以下のように決定する。
まず、筐体表面に人体が接触していない状態でＣＰＵ１１１ａの負荷をステップ的に変化させ、各時刻の表面温度Ｔｓｕｒ、熱源温度ＴＨ、センサ温度Ｔｓおよび基準点温度ＴＧを測定する。定常状態におけるセンサ温度Ｔｓ、熱源温度ＴＨおよび基準点温度ＴＧを用いて、Ｔｓ−ＴＧ＝ｋＨ（ＴＨ−ＴＧ）から熱伝達係数ｋＨを決定する。また、定常状態における表面温度Ｔｓｕｒ、熱源温度ＴＨおよび基準点温度ＴＧを用いて、Ｔｓｕｒ−ＴＧ＝ｋＧａ（ＴＨ−ＴＧ）から熱伝達係数ｋＧａを決定する。次に、過渡応答におけるセンサ温度Ｔｓ、熱源温度ＴＨおよび基準点温度ＴＧを用いて、Ｌ（Ｔｓ−ＴＧ）＝Ｈ（ｓ）Ｌ（ＴＨ−ＴＧ）からＨ（ｓ）の中の熱時定数τＨを決定する。Ｌ（・）はラプラス変換を示す。また、過渡応答における表面温度Ｔｓｕｒ、熱源温度ＴＨおよび基準点温度ＴＧを用いて、Ｌ（Ｔｓｕｒ−ＴＧ）＝Ｇ（ｓ）Ｌ（ＴＨ−ＴＧ）からＧ（ｓ）の中の熱時定数τＧａを決定する。
次に、筐体表面に人体が接触している状態でＣＰＵ１１１ａの負荷をステップ的に変化させ、各時刻の表面温度Ｔｓｕｒ、熱源温度ＴＨおよび基準点温度ＴＧを測定する。定常状態における表面温度Ｔｓｕｒ、熱源温度ＴＨおよび基準点温度ＴＧを用いて、Ｔｓｕｒ−ＴＧ＝ｋＧｆ（ＴＨ−ＴＧ）から熱伝達係数ｋＧｆを決定する。次に、過渡応答における表面温度Ｔｓｕｒ、熱源温度ＴＨおよび基準点温度ＴＧを用いて、Ｌ（Ｔｓｕｒ−ＴＧ）＝Ｇ（ｓ）Ｌ（ＴＨ−ＴＧ）からＧ（ｓ）の中の熱時定数τＧｆを決定する。
図１１は、係数テーブルの例を示す図である。
係数テーブル２４２は、係数記憶部１３１，２３２に記憶される。係数テーブル２４２は、状況、係数名および値の項目を含む。状況の項目には「接触なし」または「接触あり」が登録される。係数名の項目には、「接触なし」について係数ａ０ａ，ａ１ａ，ｂ１ａが登録され、「接触あり」について係数ａ０ｆ，ａ１ｆ，ｂ１ｆが登録される。係数ａ０ａ，ａ１ａ，ｂ１ａの値は、数式（９）に従って熱伝達係数ｋＨ，ｋＧａと熱時定数τＨ，τＧａと時間Δｔから算出される。係数ａ０ｆ，ａ１ｆ，ｂ１ｆの値は、数式（１１）に従って熱伝達係数ｋＨ，ｋＧｆと熱時定数τＨ，τＧｆと時間Δｔから算出される。
図１２は、遅延データテーブルの例を示す図である。
遅延データテーブル１４１は、遅延データ記憶部１３２に記憶される。遅延データテーブル１４１は、データ名と値の組を記憶する。遅延データには、「相対センサ温度」と「相対表面温度」が含まれる。相対センサ温度は、Δｔ時間前に温度センサ１１８ａで測定されたセンサ温度Ｔｓ（ｔ−Δｔ）とΔｔ時間前に温度センサ１１８ｂで測定された基準点温度ＴＧ（ｔ−Δｔ）の差である。相対表面温度は、Δｔ時間前に推定された表面温度Ｔｓｕｒ（ｔ−Δｔ）とΔｔ時間前の基準点温度ＴＧ（ｔ−Δｔ）の差である。遅延データテーブル１４１の値はΔｔ時間周期で更新される。
次に、携帯端末装置１００と設計装置２００の処理手順を説明する。
図１３は、伝達関数決定の手順例を示すフローチャートである。
（Ｓ１０）伝達関数生成部２３４は、表面温度Ｔｓｕｒを推定する筐体表面の位置（推定点）の指定を、設計装置２００のユーザから受け付ける。指定される推定点は、熱源エリア１０３内であって最も温度が高くなると考えられる位置である。
（Ｓ１１）温度データ取得部２３３は、熱源エリア１０３に人体が接触していない状態でＣＰＵ１１１ａの負荷を変化させながら測定された、熱源温度ＴＨ、センサ温度Ｔｓ、基準点温度ＴＧおよび表面温度Ｔｓｕｒの時系列データを取得する。
（Ｓ１２）伝達関数生成部２３４は、センサ温度Ｔｓ、熱源温度ＴＨおよび基準点温度ＴＧの時系列データの中から定常状態のデータを抽出し、時間領域で最小自乗法などのフィッティングアルゴリズムを用いて熱伝達係数ｋＨを算出する。伝達関数生成部２３４は、算出した熱伝達係数ｋＨを基本パラメータテーブル２４１に登録する。
（Ｓ１３）伝達関数生成部２３４は、表面温度Ｔｓｕｒ、熱源温度ＴＨおよび基準点温度ＴＧの時系列データの中から定常状態のデータを抽出し、時間領域で最小自乗法などのフィッティングアルゴリズムを用いて熱伝達係数ｋＧａを算出する。伝達関数生成部２３４は、算出した熱伝達係数ｋＧａを基本パラメータテーブル２４１に登録する。
（Ｓ１４）伝達関数生成部２３４は、センサ温度Ｔｓ、熱源温度ＴＨおよび基準点温度ＴＧの時系列データの中から過渡応答のデータを抽出し、周波数領域で最小自乗法などのフィッティングアルゴリズムを用いて熱時定数τＨを算出する。伝達関数生成部２３４は、算出した熱時定数τＨを基本パラメータテーブル２４１に登録する。
（Ｓ１５）伝達関数生成部２３４は、表面温度Ｔｓｕｒ、熱源温度ＴＨおよび基準点温度ＴＧの時系列データの中から過渡応答のデータを抽出し、周波数領域で最小自乗法などのフィッティングアルゴリズムを用いて熱時定数τＧａを算出する。伝達関数生成部２３４は、算出した熱時定数τＧａを基本パラメータテーブル２４１に登録する。
（Ｓ１６）伝達関数生成部２３４は、熱伝達係数ｋＨ，ｋＧａおよび熱時定数τＨ，τＧａから差分方程式の係数ａ０ａ，ａ１ａ，ｂ１ａを算出する。伝達関数生成部２３４は、算出した係数ａ０ａ，ａ１ａ，ｂ１ａを係数テーブル２４２に登録する。
（Ｓ１７）温度データ取得部２３３は、熱源エリア１０３に人体が接触している状態でＣＰＵ１１１ａの負荷を変化させながら測定された、熱源温度ＴＨ、基準点温度ＴＧおよび表面温度Ｔｓｕｒの時系列データを取得する。
（Ｓ１８）伝達関数生成部２３４は、表面温度Ｔｓｕｒ、熱源温度ＴＨおよび基準点温度ＴＧの時系列データの中から定常状態のデータを抽出し、時間領域で最小自乗法などのフィッティングアルゴリズムを用いて熱伝達係数ｋＧｆを算出する。伝達関数生成部２３４は、算出した熱伝達係数ｋＧｆを基本パラメータテーブル２４１に登録する。
（Ｓ１９）伝達関数生成部２３４は、表面温度Ｔｓｕｒ、熱源温度ＴＨおよび基準点温度ＴＧの時系列データの中から過渡応答のデータを抽出し、周波数領域で最小自乗法などのフィッティングアルゴリズムを用いて熱時定数τＧｆを算出する。伝達関数生成部２３４は、算出した熱時定数τＧｆを基本パラメータテーブル２４１に登録する。
（Ｓ２０）伝達関数生成部２３４は、熱伝達係数ｋＨ，ｋＧｆおよび熱時定数τＨ，τＧｆから差分方程式の係数ａ０ｆ，ａ１ｆ，ｂ１ｆを算出する。伝達関数生成部２３４は、算出した係数ａ０ｆ，ａ１ｆ，ｂ１ｆを係数テーブル２４２に登録する。
図１４は、第２の実施の形態の熱源制御の手順例を示すフローチャートである。
（Ｓ３０）表面温度推定部１３４は、タッチセンサ１１９ｂから接触通知を待つ。接触通知は、筐体１０１の裏面に人体などが接触しているときに発行される。接触通知には、タッチセンサ１１９ｂが検出した接触位置の座標が含まれる。表面温度推定部１３４は、例えば、熱源制御の処理を開始してから所定時間（例えば、１秒間）だけ接触通知を待つ。タッチセンサ１１９ｂから接触通知があった場合、表面温度推定部１３４は、接触位置が熱源エリア１０３に含まれるか判定する。熱源エリア１０３の座標は、例えば、携帯端末装置１００の不揮発性メモリ１１３に予め登録されている。これにより、表面温度推定部１３４は熱源エリア１０３の接触の有無を判定する。
（Ｓ３１）表面温度推定部１３４は、熱源エリア１０３への接触があるか判断する。熱源エリア１０３への接触がある場合、ステップＳ３３に処理が進む。熱源エリア１０３への接触がない場合、すなわち、筐体１０１の裏面への接触が検出されていないかまたは接触位置が熱源エリア１０３の外である場合、ステップＳ３２に処理が進む。
（Ｓ３２）表面温度推定部１３４は、熱伝達係数ｋＧ＝ｋＧａ、熱時定数τＧ＝τＧａとみなし、係数テーブル２４２から接触なしの係数ａ０ａ，ａ１ａ，ｂ１ａを選択する。
（Ｓ３３）表面温度推定部１３４は、熱伝達係数ｋＧ＝ｋＧｆ、熱時定数τＧ＝τＧｆとみなし、係数テーブル２４２から接触ありの係数ａ０ｆ，ａ１ｆ，ｂ１ｆを選択する。
（Ｓ３４）温度測定部１３３は、温度センサ１１８ａからセンサ温度Ｔｓを取得し、温度センサ１１８ｂから基準点温度ＴＧを取得する。なお、ステップＳ３４の処理はステップＳ３０〜Ｓ３３の処理と並列に行ってもよい。
（Ｓ３５）表面温度推定部１３４は、遅延データテーブル１４１から相対センサ温度と相対表面温度を読み出す。表面温度推定部１３４は、今回のセンサ温度Ｔｓおよび基準点温度ＴＧと、読み出した遅延データと、ステップＳ３２またはステップＳ３３で選択した係数とを用いて、今回の表面温度Ｔｓｕｒを推定する。熱源エリア１０３の接触がない場合、数式（８）の差分方程式に従って表面温度Ｔｓｕｒを推定する。熱源エリア１０３の接触がある場合、数式（１０）の差分方程式に従って表面温度Ｔｓｕｒを推定する。
（Ｓ３６）表面温度推定部１３４は、今回のセンサ温度Ｔｓと基準点温度ＴＧの差を今回の相対センサ温度として算出し、今回の表面温度Ｔｓｕｒと基準点温度ＴＧの差を今回の相対表面温度として算出する。表面温度推定部１３４は、遅延データテーブル１４１に登録された前回の相対センサ温度および相対表面温度を今回の値に置換することで、遅延データテーブル１４１の遅延データを更新する。
（Ｓ３７）熱源制御部１３５は、ステップＳ３５で推定した表面温度Ｔｓｕｒと閾値Ｔｍａｘとを比較する。閾値Ｔｍａｘは、例えば、携帯端末装置１００の不揮発性メモリ１１３に予め登録されている。熱源制御部１３５は、表面温度Ｔｓｕｒが閾値Ｔｍａｘ以上であるか判断する。表面温度Ｔｓｕｒが閾値Ｔｍａｘ以上である場合、ステップＳ３８に処理が進む。表面温度Ｔｓｕｒが閾値Ｔｍａｘ未満である場合、ステップＳ３９に処理が進む。
（Ｓ３８）熱源制御部１３５は、ＣＰＵ１１１ａの最大周波数を１段階引き下げる。すなわち、ＣＰＵ１１１ａのクロック周波数の制限が強化される。これにより、高負荷時のＣＰＵ１１１ａの発熱が減少する。ただし、そのときのＣＰＵ１１１ａの演算能力は低下する。なお、ＣＰＵ１１１ａの最大周波数が既に物理的下限になっている場合、熱源制御部１３５はＣＰＵ１１１ａの現在の最大周波数を維持する。
（Ｓ３９）熱源制御部１３５は、ＣＰＵ１１１ａの最大周波数を１段階引き上げる。すなわち、ＣＰＵ１１１ａのクロック周波数の制限が緩和される。これにより、高負荷時のＣＰＵ１１１ａの演算能力が向上する。ただし、そのときのＣＰＵ１１１ａの発熱が増加する。なお、ＣＰＵ１１１ａの最大周波数が既に物理的上限になっている場合、熱源制御部１３５はＣＰＵ１１１ａの現在の最大周波数を維持する。
（Ｓ４０）表面温度推定部１３４は、Δｔ＝１０［秒］だけ待つ。Δｔ時間経過すると、再びステップＳ３０〜Ｓ４０の処理が実行される。
なお、ユーザが手袋をして携帯端末装置１００を操作している場合や、携帯端末装置１００にカバーを装着している場合など、ユーザの手が携帯端末装置１００に直接触れておらず間接的に触れている場合がある。ユーザの手と携帯端末装置１００との間に存在する物質は、人体よりも熱抵抗が高く空気よりも熱抵抗が低いことがある。例えば、手袋に使用される毛糸は空気を含むため、手袋の熱抵抗は人体の熱抵抗よりも高く空気の熱抵抗よりも低くなる。よって、ユーザが手袋をして携帯端末装置１００に触れた場合の表面温度は、手袋をせずに携帯端末装置１００に触れた場合の表面温度より高く、携帯端末装置１００に触れていない場合の表面温度より低くなる。
そこで、ユーザの手が携帯端末装置１００に直接触れていない場合には、表面温度の推定値が実際よりも低く算出されるリスクを抑えるため、ユーザの手が携帯端末装置１００に触れていないとみなすようにしてもよい。例えば、タッチセンサ１１９ｂの感度（検出精度）を低く設定することで、ユーザの手と携帯端末装置１００とが直接接触しておらず距離がある場合に接触を検出しないようにすることが考えられる。好ましくは、タッチセンサ１１９ｂは、ユーザが手袋をした手で携帯端末装置１００を持っているときは接触を検出しないように設定される。また、好ましくは、タッチセンサ１１９ｂは、携帯端末装置１００にカバーを装着した状態でユーザが携帯端末装置１００を持っているとき（ユーザの手がカバーに接しているとき）は接触を検出しないように設定される。
第２の実施の形態の携帯端末装置１００によれば、人体が熱源エリアに接触していない場合の熱伝達関数と人体が熱源エリアに接触している場合の熱伝達関数とが用意される。筐体裏面のタッチセンサを用いて熱源エリアの接触の有無が判定され、接触なしの場合には前者の熱伝達関数と２つの温度センサの測定値から表面温度が推定され、接触ありの場合には後者の熱伝達関数と２つの温度センサの測定値から表面温度が推定される。そして、推定した表面温度に基づいてＣＰＵの最大周波数が変更される。
接触あり用の熱伝達関数の熱伝達係数（ｋ値）は、接触なし用の熱伝達関数の熱伝達係数より小さくなるため、接触あり用の熱伝達関数から算出される表面温度は接触なし用の熱伝達関数から算出される表面温度より低くなる。これにより、人体が熱源エリアに接触することによる表面温度の低下を考慮して表面温度を推定することができ、推定精度が向上する。よって、表面温度の推定値が実際よりも高く算出されるリスクを低減でき、ＣＰＵのクロック周波数が過剰に制限されてしまうリスクを低減できる。その結果、ＣＰＵのパフォーマンスを向上させることができる。
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態を説明する。第２の実施の形態との違いを中心に説明し、第２の実施の形態と同様の内容については説明を省略することがある。
第３の実施の形態の携帯端末装置は、ＣＰＵに加えて充電回路も熱源となり得ることを考慮して、バッテリ充電の停止を優先することでＣＰＵのクロック周波数の制限を緩和する。第３の実施の形態の携帯端末装置は、図２，３，８，９，１１，１２に示した第２の実施の形態の携帯端末装置１００の構成と同様の構成によって実現できる。以下、図２，３，８，９，１１，１２と同様の符号を用いて第３の実施の形態を説明する。
図１５は、第３の実施の形態の熱源制御の手順例を示すフローチャートである。
（Ｓ５０）表面温度推定部１３４は、表面温度Ｔｓｕｒを推定する。ここでは、第２の実施の形態のステップＳ３０〜Ｓ３６と同様の処理が実行される。
（Ｓ５１）充電回路１２４は、バッテリ充電率Ｐｂａｔｔを測定する。熱源制御部１３５は、充電回路１２４からバッテリ充電率Ｐｂａｔｔを取得する。
（Ｓ５２）熱源制御部１３５は、推定された表面温度Ｔｓｕｒが閾値Ｔｍａｘ以上であるか判断する。表面温度Ｔｓｕｒが閾値Ｔｍａｘ以上である場合はステップＳ５３に処理が進み、表面温度Ｔｓｕｒが閾値Ｔｍａｘ未満である場合はステップＳ５７に処理が進む。
（Ｓ５３）熱源制御部１３５は、バッテリ充電率Ｐｂａｔｔが閾値以下であるか判断する。バッテリ充電率の閾値は予め設定されており、例えば、閾値＝８０％である。バッテリ充電率Ｐｂａｔｔが閾値以下である場合はステップＳ５６に処理が進み、バッテリ充電率Ｐｂａｔｔが閾値を超える場合はステップＳ５４に処理が進む。
（Ｓ５４）熱源制御部１３５は、充電回路１２４によるバッテリ１２３への充電が停止中か判断する。バッテリ充電が停止中の場合はステップＳ５６に処理が進み、バッテリ充電が実行中である場合はステップＳ５５に処理が進む。
（Ｓ５５）熱源制御部１３５は、バッテリ充電を停止させる。この場合、熱源制御部１３５は、ＣＰＵ１１１ａの最大周波数を引き下げなくてよい。
（Ｓ５６）熱源制御部１３５は、ＣＰＵ１１１ａの最大周波数を１段階引き下げる。ただし、ＣＰＵ１１１ａの最大周波数が既に物理的下限になっている場合、熱源制御部１３５はＣＰＵ１１１ａの現在の最大周波数を維持する。
（Ｓ５７）熱源制御部１３５は、ＣＰＵ１１１ａの最大周波数を１段階引き上げる。ただし、ＣＰＵ１１１ａの最大周波数が既に物理的上限になっている場合、熱源制御部１３５はＣＰＵ１１１ａの現在の最大周波数を維持する。
（Ｓ５８）表面温度推定部１３４は、Δｔ＝１０［秒］だけ待つ。Δｔ時間経過すると、再びステップＳ５０〜Ｓ５８の処理が実行される。
第３の実施の形態の携帯端末装置によれば、第２の実施の形態と同様の効果が得られる。また、第３の実施の形態では、バッテリ充電の停止によって表面温度を低減できる可能性がある場合、バッテリ充電の停止が優先的に行われてＣＰＵの最大周波数の引き下げが保留される。これにより、ＣＰＵのパフォーマンスを向上させることができる。
［第４の実施の形態］
次に、第４の実施の形態を説明する。第２の実施の形態との違いを中心に説明し、第２の実施の形態と同様の内容については説明を省略することがある。
第４の実施の形態の携帯端末装置は、推定した表面温度に応じてバッテリ充電の実行の有無を制御する。バッテリ充電の制御は、第２の実施の形態のクロック周波数の制御に代えて行ってもよいし、第２の実施の形態のクロック周波数の制御に加えて行ってもよい。第４の実施の形態の携帯端末装置は、図２，３，８，９，１１，１２に示した第２の実施の形態の携帯端末装置１００の構成と同様の構成によって実現できる。以下、図２，３，８，９，１１，１２と同様の符号を用いて第４の実施の形態を説明する。
図１６は、第４の実施の形態の熱源制御の手順例を示すフローチャートである。
（Ｓ６０）表面温度推定部１３４は、表面温度Ｔｓｕｒを推定する。ここでは、第２の実施の形態のステップＳ３０〜Ｓ３６と同様の処理が実行される。
（Ｓ６１）充電回路１２４は、バッテリ充電率Ｐｂａｔｔを測定する。熱源制御部１３５は、充電回路１２４からバッテリ充電率Ｐｂａｔｔを取得する。
（Ｓ６２）熱源制御部１３５は、推定された表面温度Ｔｓｕｒが閾値Ｔｍａｘ以上であるか判断する。表面温度Ｔｓｕｒが閾値Ｔｍａｘ以上である場合はステップＳ６４に処理が進み、表面温度Ｔｓｕｒが閾値Ｔｍａｘ未満である場合はステップＳ６３に処理が進む。
（Ｓ６３）熱源制御部１３５は、バッテリ充電率Ｐｂａｔｔが閾値を超えるか判断する。バッテリ充電率の閾値は予め設定されており、例えば、閾値＝８０％である。バッテリ充電率Ｐｂａｔｔが閾値を超える場合はステップＳ６４に処理が進み、バッテリ充電率Ｐｂａｔｔが閾値以下である場合はステップＳ６５に処理が進む。
（Ｓ６４）熱源制御部１３５は、充電回路１２４によるバッテリ１２３への充電を停止させる。ただし、既にバッテリ充電が停止中の場合はその状態を維持すればよい。
（Ｓ６５）熱源制御部１３５は、充電回路１２４によるバッテリ１２３への充電を開始させる。ただし、既にバッテリ充電が実行中の場合はその状態を維持すればよい。
（Ｓ６６）表面温度推定部１３４は、Δｔ＝１０［秒］だけ待つ。Δｔ時間経過すると、再びステップＳ６０〜Ｓ６６の処理が実行される。
第４の実施の形態の携帯端末装置によれば、表面温度の推定値が高い場合、熱源である充電回路１２４が停止して表面温度が低下する。また、充電回路１２４の停止を第２の実施の形態のクロック周波数の制限と併せて行った場合、表面温度を迅速に低下させることができる。この場合、ＣＰＵのクロック周波数を制限する時間を短縮することができ、ＣＰＵのパフォーマンスを向上させることができる。
１０ 携帯電子機器
１１ 制御部
１２ プロセッサ
１３ 温度センサ
１４ 筐体
１５ タッチセンサ
１６ 測定値
１７，１８ 熱伝達モデル
１９ 推定値

Claims (7)

  1. クロック周波数を変更可能なプロセッサを含む制御部と、
    温度センサと、
    前記制御部および前記温度センサを内部に格納する筐体と、
    前記筐体の表面への接触を検出可能なタッチセンサと、
    を有し、前記制御部は、
    前記温度センサから温度の測定値を取得し、
    前記タッチセンサが接触を検出していない場合、前記測定値および第１の熱伝達モデルを用いて前記筐体の表面温度の推定値を算出し、前記タッチセンサが接触を検出した場合、前記測定値および第２の熱伝達モデルを用いて前記推定値を算出し、
    前記推定値が閾値以上である場合、前記クロック周波数の上限を引き下げ、前記推定値が前記閾値未満である場合、前記クロック周波数の上限を引き上げる、
    携帯電子機器。
  2. 前記第１の熱伝達モデルは、前記プロセッサから前記筐体の表面への熱伝達を示す第１の熱抵抗および第１の熱時定数を含み、前記第２の熱伝達モデルは、前記プロセッサから前記筐体の表面への熱伝達を示す第２の熱抵抗および第２の熱時定数を含み、
    前記第１の熱抵抗と前記第２の熱抵抗とは異なる値であり、前記第１の熱時定数と前記第２の熱時定数とは異なる値である、
    請求項１記載の携帯電子機器。
  3. 前記制御部は、前記タッチセンサが接触を検出したと判定するエリアを、前記筐体の表面のうち前記プロセッサの位置に対応する特定の熱源エリアに限定する、
    請求項１記載の携帯電子機器。
  4. 前記携帯電子機器は更に、充電可能なバッテリを有し、
    前記制御部は、前記推定値が前記閾値以上であり、前記バッテリの充電率が他の閾値を超えており、かつ、前記バッテリが充電中である場合、前記クロック周波数の上限の引き下げよりも優先して前記バッテリの充電を停止させる、
    請求項１記載の携帯電子機器。
  5. 前記携帯電子機器は更に、充電可能なバッテリを有し、
    前記制御部は、前記推定値が前記閾値以上である場合、前記バッテリの充電を制限する、
    請求項１記載の携帯電子機器。
  6. 携帯電子機器が実行するプロセッサ制御方法であって、
    前記携帯電子機器の筐体の内部に格納された温度センサから温度の測定値を取得し、
    前記筐体の表面への接触を検出可能なタッチセンサが接触を検出していない場合、前記測定値および第１の熱伝達モデルを用いて前記筐体の表面温度の推定値を算出し、前記タッチセンサが接触を検出した場合、前記測定値および第２の熱伝達モデルを用いて前記推定値を算出し、
    前記推定値が閾値以上である場合、前記筐体の内部に格納されたプロセッサのクロック周波数の上限を引き下げ、前記推定値が前記閾値未満である場合、前記クロック周波数の上限を引き上げる、
    プロセッサ制御方法。
  7. 携帯電子機器が有するコンピュータに、
    前記携帯電子機器の筐体の内部に格納された温度センサから温度の測定値を取得し、
    前記筐体の表面への接触を検出可能なタッチセンサが接触を検出していない場合、前記測定値および第１の熱伝達モデルを用いて前記筐体の表面温度の推定値を算出し、前記タッチセンサが接触を検出した場合、前記測定値および第２の熱伝達モデルを用いて前記推定値を算出し、
    前記推定値が閾値以上である場合、前記筐体の内部に格納されたプロセッサのクロック周波数の上限を引き下げ、前記推定値が前記閾値未満である場合、前記クロック周波数の上限を引き上げる、
    処理を実行させるプロセッサ制御プログラム。
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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111431249A (zh) * 2020-05-20 2020-07-17 维沃移动通信有限公司 一种充电方法及电子设备
WO2023038215A1 (ko) * 2021-09-08 2023-03-16 삼성전자 주식회사 온도 보상을 위한 전자 장치 및 그 동작 방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020101282A1 (de) * 2019-04-12 2020-10-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Verfahren und Vorrichtung für ein Wärmemanagement in einer drahtlosen Kommunikation
CN110727559A (zh) * 2019-10-09 2020-01-24 Oppo广东移动通信有限公司 电子设备、电子设备控制方法及存储介质
EP4172581A1 (en) * 2020-06-25 2023-05-03 SCHEMMANN, Marcel Current load management for temperature control in a cable duct
WO2022147276A1 (en) * 2020-12-31 2022-07-07 Schneider Electric Systems Usa, Inc. Systems and methods for providing operator variation analysis for steady state operation of continuous or batch wise continuous processes

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111431249A (zh) * 2020-05-20 2020-07-17 维沃移动通信有限公司 一种充电方法及电子设备
CN111431249B (zh) * 2020-05-20 2022-09-27 维沃移动通信有限公司 一种充电方法及电子设备
WO2023038215A1 (ko) * 2021-09-08 2023-03-16 삼성전자 주식회사 온도 보상을 위한 전자 장치 및 그 동작 방법

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