JP2019205131A - 制御装置、電子機器、及び制御方法 - Google Patents

制御装置、電子機器、及び制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】アンテナの種類に依らず、送信性能の低下を抑制し、かつユーザの健康への悪影響を抑制する。【解決手段】制御部（１３）は、複数の信号を同時に送信するときであって、かつ、携帯通信端末（１）が所定の使用状態であるときに、電力密度若しくは比吸収率の分布範囲が重なっていないか、又は、重なっている部分が所定範囲以下である第１アンテナ（Ａ１）〜第４アンテナ（Ａ４）の少なくともいずれかを選択するアンテナ選択部（２２）を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、送信アンテナの切替えに関する。
送信アンテナからの輻射による人体への悪影響を低減する技術の一例が、特許文献１及び２に開示されている。特許文献１の技術では、携帯通信端末の開閉状態及び使用状態を判断した結果に基づき、送受信用として使用するアンテナと、受信専用として使用するアンテナとを選択する。
特開２００４−３６３８６３号公報
しかしながら、特許文献１の技術では、送信ダイバーシティ機能を有した携帯通信端末を使用する場合、又は複数の通信機能を同時に使用する場合において、送信強度によっては、アンテナから輻射される電磁波の電力密度又は比吸収率（ＳＡＲ）の分布が集中してしまう可能性がある。
本発明の一態様は、アンテナの種類に依らず、送信性能の低下を抑制し、かつユーザの健康への悪影響を低減することが可能な制御装置を実現することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る制御装置は、複数の信号を同時に送信可能な複数の送信アンテナの切替制御を行う制御装置であって、前記複数の送信アンテナのそれぞれについて、前記信号を送信したときに形成される電力密度又は比吸収率の分布範囲が予め特定されており、前記複数の信号を同時に送信するときであって、かつ、前記複数の送信アンテナを備える電子機器が所定の使用状態であるときに、前記複数の信号のそれぞれを送信する送信アンテナとして、前記電力密度若しくは比吸収率の分布範囲が重なっていないか、又は、前記電力密度若しくは比吸収率の分布範囲が重なっている部分が所定範囲以下である送信アンテナを選択するアンテナ選択部を備える。
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る制御方法は、複数の信号を同時に送信可能な複数の送信アンテナの切替制御を行う制御方法であって、前記複数の送信アンテナのそれぞれについて、前記信号を送信したときに形成される電力密度又は比吸収率の分布範囲が予め特定されており、前記複数の信号を同時に送信するときであって、かつ、前記複数の送信アンテナを備える電子機器が所定の使用状態であるときに、前記複数の信号のそれぞれを送信する送信アンテナとして、前記電力密度若しくは比吸収率の分布範囲が重なっていないか、又は、前記電力密度若しくは比吸収率の分布範囲が重なっている部分が所定範囲以下である送信アンテナを選択するアンテナ選択ステップを含む。
本発明の一態様によれば、アンテナの種類に依らず、送信性能の低下を抑制し、かつユーザの健康への悪影響を低減できる。
実施形態１に係る携帯通信端末の要部の構成例を示す図である。 （ａ）は、送信アンテナの配置及び電力密度の分布範囲の一例を示す図であり、（ｂ）は実施形態１の条件テーブルの一例を示す図である。 （ａ）は、実施形態１の携帯通信端末における処理の一例を示すフローチャートであり、（ｂ）は、実施形態２の携帯通信端末における処理の一例を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、実施形態２の条件テーブルの一例を示す図である。 実施形態３の携帯通信端末の要部の構成例を示す図である。 （ａ）は、送信アンテナの配置及び電力密度の分布範囲の一例を示す図であり、（ｂ）は実施形態３の条件テーブルの一例を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、実施形態４の条件テーブルの一例を示す図である。
〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について詳細に説明する。図１は、携帯通信端末１の要部の構成例を示す図である。図２の（ａ）は、第１アンテナＡ１〜第４アンテナＡ４の配置及び電力密度の分布範囲の一例を示す図であり、（ｂ）は条件テーブルＴ１の一例を示す図である。図３の（ａ）は、携帯通信端末１における処理の一例を示すフローチャートである。
なお、図２の（ａ）の点線は電力密度の分布範囲を示す（図６の（ａ）も同じ）。また、図２の（ｂ）の条件テーブルＴ１における「◎」は現在使用している送信アンテナを示し、「○」は「◎」の送信アンテナと同時に使用可の送信アンテナを示し、「（空白）」は「◎」の送信アンテナと同時には使用不可の送信アンテナを示す。条件テーブルＴ４（図６の（ｂ）参照）、及び条件テーブルＴ５〜Ｔ８（図７参照）も同じである。
また、各実施形態では「電力密度の分布範囲」を用いて説明を行っているが、「電力密度の分布範囲」を「比吸収率（ＳＡＲ、具体的には局所ＳＡＲ）の分布範囲」と読み替えることも可能である。
＜携帯通信端末の構成＞
携帯通信端末１は、外部装置と通信を行う電子機器であり、独立して複数の信号を同時に送信可能である。図１に示すように、携帯通信端末１は、例えば、第１アンテナＡ１〜第４アンテナＡ４、第１アンテナ切替部１１Ａ、第２アンテナ切替部１１Ｂ、第１無線部１２Ａ、第２無線部１２Ｂ、制御部１３（制御装置）、及び記憶部１４を備える。携帯通信端末１は、外部装置からの信号を受信する機能を有していても構わない。携帯通信端末１は、例えば、携帯電話機、タブレット又はウェアラブル機器である。上記電子機器は、携帯通信端末１の代わりに、携帯型でない無線通信装置で実現されても構わない。
第１アンテナＡ１〜第４アンテナＡ４は、独立して複数の信号を同時に送信可能に設けられた送信アンテナである。本実施形態では、第１アンテナＡ１及び第２アンテナＡ２は、第１アンテナ切替部１１Ａを介して第１無線部１２Ａに接続されており、第１無線部１２Ａで発生させた電力を電磁波として輻射することで、信号を外部装置に送信する。同様に、第３アンテナＡ３及び第４アンテナＡ４は、第２アンテナ切替部１１Ｂを介して第２無線部１２Ｂに接続されており、第２無線部１２Ｂで発生させた電力を電磁波として輻射することで、信号を外部装置に送信する。なお、送信アンテナの本数は２本以上であれば４本に限られない。また、第１アンテナＡ１〜第４アンテナＡ４は、受信アンテナとして機能しても構わない。
第１アンテナ切替部１１Ａは、第１アンテナＡ１及び第２アンテナＡ２の少なくとも一方に電力供給を行う。第１アンテナ切替部１１Ａは、例えばスイッチング回路であり、電力供給を行う対象（使用する送信アンテナ）として、第１アンテナＡ１又は第２アンテナＡ２を選択する。第１アンテナ切替部１１Ａ（つまり通信システムＳｙｓ１）は、第１アンテナＡ１及び第２アンテナＡ２の両方に電力供給を行う送信ダイバーシティ機能を有していても構わない。第２アンテナ切替部１１Ｂは、電力供給の対象が第３アンテナＡ３及び第４アンテナＡ４となる以外、第１アンテナ切替部１１Ａと同等の機能を有する。
第１無線部１２Ａは、所定の通信方式に従って、外部装置との通信に関わる処理を行う。第１無線部１２Ａは、通信システムＳｙｓ１に従って、第１アンテナＡ１及び／又は第２アンテナＡ２から輻射される電磁波を生成する第１送信回路Ｔｘ１を有する。第２無線部１２Ｂ及び第２送信回路Ｔｘ２も、第１無線部１２Ａ及び第１送信回路Ｔｘ１と同等の機能を有する。但し、通信システムＳｙｓ２に従った通信処理を行う。通信システムＳｙｓ１及びＳｙｓ２は、互いに異なっていてもよいし同一であってもよい。通信システムの一例としては、ＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）及びＷＷＡＮ（Wireless Wide Area Network）が挙げられる。携帯通信端末１が有する通信システムは、通信システムＳｙｓ１及びＳｙｓ２の２つに限られず、３つ以上の通信システム（各通信システムは、少なくとも１つの送信アンテナを含む）を有していても構わない。この場合、各通信システムに対応してアンテナ切替部及び無線部が備えられる。
制御部１３は、携帯通信端末１の各部を統括的に制御する。本実施形態では、制御部１３は、第１アンテナ切替部１１Ａ、第２アンテナ切替部１１Ｂ、第１無線部１２Ａ及び第２無線部１２Ｂを制御することで、第１アンテナＡ１〜第４アンテナＡ４の切替制御、及び信号の送信制御を行う。具体的には、制御部１３は、第１無線部１２Ａ及び第２無線部１２Ｂを独立に制御する送信制御部２１と、第１アンテナ切替部１１Ａ及び第２アンテナ切替部１１Ｂを独立に制御するアンテナ選択部２２を備える。
記憶部１４は、制御部１３で使用するプログラム及びデータを格納する。記憶部１４には、例えば、第１アンテナＡ１〜第４アンテナＡ４の各位置と、信号を送信したときに形成される電力密度の分布範囲とに基づき、同時に使用できる送信アンテナを特定した条件テーブルＴ１（図２の（ｂ）参照）が格納されている。条件テーブルＴ１は、任意の送信アンテナ使用時の他の送信アンテナの使用可否を判定するためのものである。
＜アンテナ選択部の詳細＞
アンテナ選択部２２は、複数の信号を同時に送信するときであって、かつ携帯通信端末１が所定の使用状態であるときに、送信に使用する送信アンテナとして、電力密度の分布範囲が重なっていない第１アンテナＡ１〜第４アンテナＡ４の少なくともいずれかを選択する。アンテナ選択部２２は、電力密度の分布範囲が重なっている部分が所定範囲以下である第１アンテナＡ１〜第４アンテナＡ４の少なくともいずれかを選択しても構わない。電力密度の分布範囲は、第１アンテナＡ１〜第４アンテナＡ４のそれぞれについて予め特定されている。所定の使用状態は、電力密度の分布範囲の重なりによる電力密度の集中によって、ユーザの健康に悪影響を及ぼす可能性がある使用状態を指す。当該使用状態としては、ユーザが携帯通信端末１を所定部位（例：頭部）に近付けて使用する状態が挙げられる。例えば、携帯通信端末１を耳にあてた状態となる通話状態が挙げられる。所定範囲は、ユーザの健康に悪影響を及ぼす可能性がある重なり具合を指す。所定の使用状態及び所定範囲は、例えばＳＡＲ値を測定及び検証する実験等により設定される。
アンテナ選択部２２は、条件テーブルＴ１を参照することで、第１アンテナＡ１〜第４アンテナＡ４の少なくともいずれかを、送信に使用する送信アンテナとして選択する。例えば、第１アンテナＡ１〜第４アンテナＡ４は、図２の（ａ）に示すように配置されている。また、第１アンテナＡ１〜第４アンテナＡ４のそれぞれの電力密度の分布範囲が、図２の（ａ）に示すように形成されている。本例では、第２アンテナＡ２及び第４アンテナＡ４の電力密度の分布範囲の重なっている部分が所定範囲を超えている。そのため、第２アンテナＡ２及び第４アンテナＡ４を同時に使用した場合、双方の送信アンテナから輻射された電磁波は、ユーザの健康に悪影響を及ぼす程度に部分的に集中する。その他の送信アンテナについては、互いの電力密度の分布範囲は重なっていない。
この場合、条件テーブルＴ１は、図２の（ｂ）に示すように設定される。具体的には、条件テーブルＴ１では、第１アンテナＡ１が使用されている状態で、通信システムＳｙｓ２により同時通信を開始する場合、第３アンテナＡ３及び第４アンテナＡ４が共に選択可能な送信アンテナとして設定される。一方、第２アンテナＡ２が使用されている状態で、通信システムＳｙｓ２により同時通信を開始する場合、第３アンテナＡ３のみ選択可能な送信アンテナとして設定され、第４アンテナＡ４は選択不可能な送信アンテナとして設定される。通信システムＳｙｓ２が使用されている状態で、通信システムＳｙｓ１により同時通信を開始する場合も同様に設定される。
なお、条件テーブルＴ１に、通信システムＳｙｓ１及びＳｙｓ２で用いている周波数帯、又は、通信システムＳｙｓ１及びＳｙｓ２におけるパワーリダクション等、更なる条件が追加されても構わない。この場合、アンテナ選択部２２は、当該条件も加味した電力密度の分布範囲に基づき、送信に使用する送信アンテナを選択できる。
＜携帯通信端末における処理（制御方法）＞
図３の（ａ）に示すように、アンテナ選択部２２は、現在使用している通信システムと同時通信を行う新たな通信システムの使用開始の検出を監視する（Ｓ１）。アンテナ選択部２２は、新たな通信システムの使用開始を検出するまで（Ｓ１でＮＯ）、Ｓ１の処理を続行する。アンテナ選択部２２は、新たな通信システムの使用開始を検出した場合（Ｓ１でＹＥＳ）、現在使用している通信システム及び送信アンテナを識別する。その後、アンテナ選択部２２は、条件テーブルＴ１に基づき、新たな通信システムで選択可能な送信アンテナを特定する（Ｓ３：アンテナ選択ステップ）。つまり、アンテナ選択部２２は、電力密度の分布範囲が重なっていないか、又は電力密度の分布範囲が重なっている部分が所定範囲以下である送信アンテナを選択する。その後、アンテナ選択部２２は、選択した送信アンテナを示す情報を、新たな通信システムで作動するアンテナ切替部（第１アンテナ切替部１１Ａ又は第２アンテナ切替部１１Ｂ）に送信する。アンテナ切替部は、当該情報が示す送信アンテナを、電力供給を行う送信アンテナとして選択する。また、送信制御部２１は、アンテナ選択部２２による選択が完了すると、新たな通信システムで作動する無線部（第１無線部１２Ａ又は第２無線部１２Ｂ）に、新たな通信システムでの通信開始を指示する。これにより、無線部は、新たな通信システムでの通信を開始する（Ｓ４）。
例えば、現在使用されている通信システムが通信システムＳｙｓ１であり、新たに使用される通信システムが通信システムＳｙｓ２であるとする。この場合、アンテナ選択部２２は、Ｓ１において通信システムＳｙｓ２の使用開始を検出すると、現在使用している通信システムが通信システムＳｙｓ１であると識別する。そして、現在使用している送信アンテナが第１アンテナＡ１であると識別した場合、アンテナ選択部２２は、条件テーブルＴ１を参照することで、電力密度の分布範囲が重なっていない第３アンテナＡ３及び第４アンテナＡ４を、送信に使用可能な送信アンテナとして特定する。この場合、アンテナ選択部２２は、予め決められた規則（例：使用の優先順位）に従い、第３アンテナＡ３又は第４アンテナＡ４を、送信に使用する送信アンテナとして選択する。なお、第２アンテナ切替部１１Ｂが送信ダイバーシティ機能を有する場合、第３アンテナＡ３及び第４アンテナＡ４の両方を、送信に使用する送信アンテナとして選択しても構わない。一方、現在使用している送信アンテナが第２アンテナＡ２であると識別した場合、アンテナ選択部２２は、条件テーブルＴ１を参照することで、電力密度の分布範囲が重なっていない第３アンテナＡ３のみを、送信に使用する送信アンテナとして選択する。
このように、制御部１３は、現在使用されている通信システムと、新たに使用される通信システムとを特定した後、電力密度の分布範囲の重なり具合に応じて、第１アンテナＡ１〜Ａ４の少なくともいずれかを、送信に使用する送信アンテナとして選択する。そのため、複数の通信システムを用いて同時通信を行う場合でも、各通信システムの送信性能（パフォーマンス）が低下しないように、送信に使用する送信アンテナを選択できる。また、局所的に電力密度が集中しないように（電力密度が分散するように）、送信に使用する送信アンテナを選択できる。
但し、携帯通信端末１は、複数の通信システムを有している必要は無く、例えば、送信時に互いに異なる周波数帯を用いる（周波数帯のそれぞれに対応する送信アンテナを備える）１つの通信システムを有していても構わない。つまり、制御部１３は、携帯通信端末１が備える通信システムの数に依らず、任意の２つの送信アンテナの上記重なり具合に応じて、同時に使用可能な２つ以上の送信アンテナを選択するものである。従って、制御部１３は、通信システムの数に依らず、また、送信アンテナの種類に依らず、携帯通信端末１の送信性能が低下しないように、かつ局所的に電力密度が集中しないように、送信に使用する送信アンテナを選択できる。そのため、制御部１３は、当該送信性能の低下を抑制し、かつユーザの健康への悪影響を低減できる。また、制御部１３は、当該悪影響を抑制しつつ、通信システムの最適な送信性能を引き出すことができるともいえる。また、制御部１３は、電力密度が集中しないようにするために、送信電力を基準値以下に調整したり、使用する送信アンテナの送信性能を低下させたり、使用したい送信アンテナよりも送信性能が低下する送信アンテナを選択したりする必要が無い。
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。実施形態２以降の実施形態についても同様である。
図３の（ｂ）は、本実施形態の携帯通信端末１における処理の一例を示す図である。図４の（ａ）及び（ｂ）は、条件テーブルＴ２及びＴ３の一例を示す図である。本実施形態においても、第１アンテナＡ１〜第４アンテナＡ４の位置及び電力密度の分布範囲は、図２の（ａ）に示すようになっているものとする。
本実施形態の携帯通信端末１は、条件テーブルＴ１に代えて、図４の（ａ）に示す条件テーブルＴ２を記憶部１４に格納している。アンテナ選択部２２は、条件テーブルＴ２を参照することで、送信に使用する送信アンテナを選択する。条件テーブルＴ２は、条件テーブルＴ１と同様、第１アンテナＡ１〜第４アンテナＡ４の各位置と電力密度の分布範囲とに基づき、同時に使用できる送信アンテナを特定したものである。但し、条件テーブルＴ２では重み付け値が設定されている。
重み付け値は、送信に関わる種々の要素を考慮して決定されたパラメータである。重み付け値は、例えば、第１アンテナＡ１〜第４アンテナＡ４の位置及び特性（例：送信性能、指向性）と、通信システムＳｙｓ１及びＳｙｓ２の特性（例：周波数帯）と、携帯通信端末１（またはその機種）毎に検証及び測定して得られた、第１アンテナＡ１〜第４アンテナＡ４の電力密度の分布範囲と、から求められたパラメータである。本例では、重み付け値は、任意の２つの送信アンテナ間の、電力密度の分布範囲の重なりによる電力密度の集中度を表す指標である。重み付け値は、例えば、第１アンテナＡ１〜第４アンテナＡ４間の位置が近いほど高く設定され、また、送信強度が高い通信システムで用いられる送信アンテナほど高く設定される。なお、実施形態１の条件テーブルＴ１の使用可／使用不可が重み付け値に基づき設定されても構わない。この場合、条件テーブルＴ１は、閾値以下の場合に使用可、閾値を超えた場合に使用不可と設定される。
また、記憶部１４には、条件テーブルＴ２の他、使用可能な送信アンテナを選択するための閾値が格納されている。閾値は、実験等により、電力密度の分布範囲が互いに重ならないか、又は重なる部分が所定範囲内となる第１アンテナＡ１〜第４アンテナＡ４の少なくともいずれかが選択されるように設定される。図４の（ａ）に示す条件テーブルＴ２の例において、閾値は、例えば１００に設定されているものとする。
携帯通信端末１は、例えば図３の（ｂ）に示す処理を行う。具体的には、アンテナ選択部２２は、まずＳ１及びＳ２と同等の処理を行う（Ｓ１１及びＳ１２）。Ｓ１２の処理後、アンテナ選択部２２は、条件テーブルＴ２及び閾値に基づき、新たな通信システムで選択可能な送信アンテナを特定する（Ｓ１３）。つまり、アンテナ選択部２２は、重み付け値を閾値と比較した結果に基づき、電力密度の分布範囲が重なっていないか、又は電力密度の分布範囲が重なっている部分が所定範囲以下である送信アンテナを選択する。その後、アンテナ選択部２２及び送信制御部２１は、Ｓ４と同等の処理を行うことで、選択した送信アンテナを用いた新たな通信システムでの通信を開始する（Ｓ１４）。
例えば、現在使用されている通信システムが通信システムＳｙｓ１であり、新たに使用される通信システムが通信システムＳｙｓ２であるとする。この場合、アンテナ選択部２２は、Ｓ１１において通信システムＳｙｓ２の使用開始を検出すると、現在使用している通信システムが通信システムＳｙｓ１であると識別する。その後、アンテナ選択部２２は、条件テーブルＴ２及び閾値（例：１００）を参照することで、第３アンテナＡ３及び第４アンテナＡ４の使用可否を判定する。
現在使用している送信アンテナが第１アンテナＡ１であると識別した場合、条件テーブルＴ２を参照すると、第１アンテナＡ１使用時の第３アンテナＡ３の重み付け値は４０、第４アンテナＡ４の重み付け値は５０である。いずれの重み付け値も閾値以下であるため、アンテナ選択部２２は、第３アンテナＡ３及び第４アンテナＡ４を、送信に使用可能な送信アンテナとして特定する。アンテナ選択部２２は、実施形態１と同様、予め決められた規則に従い、第３アンテナＡ３又は第４アンテナＡ４を、送信に使用する送信アンテナとして選択する。また、第３アンテナＡ３及び第４アンテナＡ４の重み付け値の合計は９０であり、当該合計は閾値以下である。そのため、第２アンテナ切替部１１Ｂが送信ダイバーシティ機能を有する場合、アンテナ選択部２２は、第３アンテナＡ３及び第４アンテナＡ４の両方を、送信に使用する送信アンテナとして選択しても構わない。
一方、現在使用している送信アンテナが第２アンテナＡ２であると識別した場合、第２アンテナＡ２使用時の第３アンテナＡ３の重み付け値は７０、第４アンテナＡ４の重み付け値は１１０である。この場合、第３アンテナＡ３の重み付け値は閾値以下であるが、第４アンテナＡ４の重み付け値は閾値を超えている。そのため、アンテナ選択部２２は、第３アンテナＡ３のみを、送信に使用する送信アンテナとして選択する。
このように、本実施形態では、制御部１３は、送信に関わる種々の要素から決定された重み付け値を閾値と比較する。制御部１３は、この比較により、電力密度の分布範囲が重なっていないか、又は電力密度の分布範囲が重なっている部分が所定範囲以下である送信アンテナを選択できる。そのため、本実施形態においても、局所的に電力密度が集中しないように、送信に使用する送信アンテナを選択できる。
また、携帯通信端末１が搭載する通信システム及び送信アンテナの数が多くなるほど、使用可否を判定する送信アンテナの組合せ数が多くなる。この場合、携帯通信端末１の送信性能を最大限引き出すには、上述の種々の要素を考慮して送信アンテナのパラメータを設定する必要がある。本実施形態では、上述のように種々の要素を考慮して重み付け値を設定し、制御部１３は、当該重み付け値を用いて送信アンテナの選択を行う。そのため、通信システム及び送信アンテナの数が多くても、送信性能が低下しないように、かつ局所的に電力密度が集中しないように、送信に使用する送信アンテナを選択できる。特に、携帯通信端末１が送信ダイバーシティに対応している場合、同一の通信システムにおいて複数の送信アンテナを同時に使用できる。そのため、種々の要素を考慮して設定された重み付け値に基づき、送信に使用する送信アンテナを選択することは、送信ダイバーシティに対応する携帯通信端末１において特に有用である。
＜変形例＞
記憶部１４には、条件テーブルＴ２に代えて、図４の（ｂ）に示す条件テーブルＴ３が格納されても構わない。条件テーブルＴ３は、条件テーブルＴ２を簡略化したものである。条件テーブルＴ３の重み付け値は、任意の２つの送信アンテナ間の、電力密度の分布範囲の重なり具合による電力密度の集中度を算定するための指標である。本変形例の閾値（例：１００）は、任意の２つの重み付け値の合計値と比較される値として設定される。
例えば、現在使用している通信システムが通信システムＳｙｓ１であり、新たに使用する通信システムが通信システムＳｙｓ２であるとする。第１アンテナＡ１が使用されている場合、条件テーブルＴ３を参照すると、第１アンテナＡ１及び第３アンテナＡ３の重み付け値の合計は７０であり、第１アンテナＡ１及び第４アンテナＡ４の重み付け値の合計は９０である。いずれの合計も閾値以下であるため、アンテナ選択部２２は、第３アンテナＡ３及び第４アンテナＡ４を、送信に使用可能な送信アンテナとして選択できる。一方、第２アンテナＡ２が使用されている場合、第２アンテナＡ２及び第３アンテナＡ３の重み付け値の第１合計は９０であり、第２アンテナＡ２及び第４アンテナＡ４の重み付け値の第２合計は１１０である。この場合、第１合計は閾値以下であるが、第２合計は閾値を超えている。そのため、アンテナ選択部２２は、第３アンテナＡ３のみを、送信に使用する送信アンテナとして選択する。
このように、簡易な条件テーブルＴ３によっても、送信性能が低下しないように、かつ局所的に電力密度が集中しないように、送信に使用する送信アンテナを選択できる。簡易な条件テーブルＴ３は、通信システム及び送信アンテナの数が比較的少ない、及び／又は、アンテナ切替部が送信アンテナを択一的に切り替えるといった簡易な構成を有する携帯通信端末１において特に有用である。
〔実施形態３〕
図５は、携帯通信端末２の要部の構成例を示す図である。図６の（ａ）は、第１アンテナＡ１、第３アンテナＡ３及び第４アンテナＡ４の配置及び電力密度の分布範囲の一例を示す図であり、（ｂ）は条件テーブルＴ４の一例を示す図である。図５に示すように、通信システムＳｙｓ１で用いられる送信アンテナは第１アンテナＡ１のみである。また、携帯通信端末２は、第１アンテナ切替部１１Ａに代えて、位相切替部１１Ｃを備える。また、記憶部１４には、条件テーブルＴ１に代えて条件テーブルＴ４が格納されている。
位相切替部１１Ｃは、電力密度の分布範囲を調整するアンテナ調整装置として機能する。位相切替部１１Ｃは、第１アンテナＡ１から送信される信号の位相を変更することで、当該信号の送信方向（ビーム方向）を変更する。つまり、位相切替部１１Ｃは、第１アンテナＡ１の指向性を変更する。位相切替部１１Ｃは、信号の偏波面を変更することで、第１アンテナＡ１の指向性を変更する偏波面変更部であっても構わない。第１アンテナＡ１は、信号の送信方向を変更可能な送信アンテナ（例：アレーアンテナ）である。
条件テーブルＴ４は、少なくとも、第１アンテナＡ１から送信される信号の送信方向と、当該信号により形成される電力密度の分布範囲とに基づき、同時に使用できる送信アンテナを特定したものである。アンテナ選択部２２は、条件テーブルＴ４を参照することで、送信に使用する送信アンテナとして、第１アンテナＡ１、第３アンテナＡ３及び第４アンテナＡ４の少なくともいずれかを選択する。
例えば、第１アンテナＡ１、第３アンテナＡ３及び第４アンテナＡ４は、図６の（ａ）に示すように配置されている。また、第１アンテナＡ１、第３アンテナＡ３及び第４アンテナＡ４のそれぞれの電力密度の分布範囲が、図６の（ａ）に示すように形成されている。本例では、第１アンテナＡ１から送信される信号は、３つの送信方向に切替え可能である。第１ビームＢ１は、第１アンテナＡ１の直上又は直下の方向（紙面に略垂直な方向）に向けて、第１アンテナＡ１から送信される信号である。第２ビームＢ２及び第３ビームＢ３は、第１アンテナＡ１の直上又は直下の方向から斜め方向に向けて、第１アンテナＡ１から送信される信号である。第２ビームＢ２よりも第３ビームＢ３の方が、第１アンテナＡ１の直上又は直下の方向からの角度が大きい。つまり、第１ビームＢ１による電力密度の分布範囲は第１アンテナＡ１付近に形成される。また、第２ビームＢ２による電力密度の分布範囲は第１アンテナＡ１から離れた位置に形成され、第３ビームＢ３による電力密度の分布範囲は第１アンテナＡ１から更に離れた位置に形成される。第３アンテナＡ３の電力密度の分布範囲は第３アンテナＡ３付近に、また、第４アンテナＡ４の電力密度の分布範囲は第４アンテナＡ４付近にそれぞれ形成される。
また、本例では、第１アンテナＡ１から送信される第２ビームＢ２の電力密度の分布範囲と、第３アンテナＡ３の電力密度の分布範囲とが、所定範囲を超えて重なっている。また、第１アンテナＡ１から送信される第３ビームＢ３の電力密度の分布範囲と、第４アンテナＡ４の電力密度の分布範囲とが、所定範囲を超えて重なっている。そのため、第３アンテナＡ３と、第２ビームＢ２送信時の第１アンテナＡ１とを同時に使用した場合、又は、第４アンテナＡ４と、第３ビームＢ３送信時の第１アンテナＡ１とを同時に使用した場合、双方の送信アンテナからの電磁波が部分的に集中する。
この場合、条件テーブルＴ４は、図６の（ｂ）に示すように設定される。具体的には、条件テーブルＴ４では、第１アンテナＡ１が第１ビームＢ１を送信している状態で、通信システムＳｙｓ２により同時通信を開始する場合、第３アンテナＡ３及び第４アンテナＡ４が送信に使用可能な送信アンテナとして設定される。一方、第２ビームＢ２を送信している状態で、通信システムＳｙｓ２により同時通信を開始する場合、第４アンテナＡ４のみ選択可能な送信アンテナとして設定され、第３アンテナＡ３は選択不可能な送信アンテナとして設定される。同様に、第３ビームＢ３を送信している状態で、通信システムＳｙｓ２により同時通信を開始する場合、第３アンテナＡ３のみ選択可能な送信アンテナとして設定され、第４アンテナＡ４は選択不可能な送信アンテナとして設定される。通信システムＳｙｓ２が使用されている状態で、通信システムＳｙｓ１により同時通信を開始する場合も、同様に設定される。
携帯通信端末２は、実施形態１と同様、例えば図３の（ａ）に示す処理を行う。但し、Ｓ２〜Ｓ４の処理は、以下の点において実施形態１とは異なる。具体的には、Ｓ２において、アンテナ選択部２２は、現在使用している通信システム及び送信アンテナを識別すると共に、識別した送信アンテナが指向性を有する場合（本実施形態では第１アンテナＡ１）、信号の送信方向を特定する。また、Ｓ３において、アンテナ選択部２２は、条件テーブルＴ４に基づき、新たな通信システムで選択可能な送信アンテナを特定する。その後、アンテナ選択部２２は、選択した送信アンテナ及び／又は送信方向を示す情報を、新たな通信システムで作動する位相切替部１１Ｃ又は第２アンテナ切替部１１Ｂに送信する。第２アンテナ切替部１１Ｂは、当該情報が示す送信アンテナを、電力供給を行う送信アンテナとして選択する。位相切替部１１Ｃは、第１アンテナＡ１を選択すると共に、上記情報が示す送信方向を、信号の送信方向として選択する。
例えば、現在使用されている通信システムが通信システムＳｙｓ１であり、新たに使用される通信システムが通信システムＳｙｓ２であるとする。現在使用している送信アンテナが第１アンテナＡ１であり、かつ第１ビームＢ１を送信している場合、アンテナ選択部２２は、条件テーブルＴ４を参照することで、電力密度の分布範囲が重なっていない第３アンテナＡ３及び第４アンテナＡ４を、送信に使用可能な送信アンテナとして特定する。この場合、アンテナ選択部２２は、実施形態１と同様、第３アンテナＡ３及び／又は第４アンテナＡ４を、送信に使用する送信アンテナとして選択する。同様に、第２ビームＢ２を送信している場合、アンテナ選択部２２は、電力密度の分布範囲が重なっていない第４アンテナＡ４を、送信に使用する送信アンテナとして特定する。また、第３ビームＢ３を送信している場合、アンテナ選択部２２は、電力密度の分布範囲が重なっていない第３アンテナＡ３を、送信に使用する送信アンテナとして特定する。
このように、制御部１３は、携帯通信端末２が指向性を変更可能な送信アンテナを有する場合、その指向性に伴い形成される電力密度の分布範囲を考慮して、送信に使用する送信アンテナを選択する。選択された送信アンテナが指向性を有する場合には、信号の送信方向も選択する。つまり、送信に使用する送信アンテナの選択には、送信方向の選択も含まれる。これにより、送信性能が低下しないように、かつ局所的に電力密度が集中しないように、送信に使用する送信アンテナ（及び／又は信号の送信方向）を選択できる。
なお、本実施形態では、第１アンテナＡ１のみ、信号の送信方向が変更可能な送信アンテナであるが、これに限らず、第３アンテナＡ３又は第４アンテナＡ４が信号の送信方向を変更可能な送信アンテナであっても構わない。つまり、携帯通信端末２では、複数の送信アンテナのうちの少なくとも１つが、当該送信方向を変更可能であればよい。
また、実施形態２のように、条件テーブルＴ４が重み付け値により設定されても構わない。この場合、重み付け値は、信号の送信方向（指向性）も考慮した値として設定される。例えば、重み付け値は、第１アンテナＡ１から送信される各信号が形成する電力密度の分布範囲と、第３アンテナＡ３又は第４アンテナＡ４の電力密度の分布範囲との重なりが大きいほど高く設定される。また、条件テーブルＴ４が重み付け値により設定される場合、アンテナ選択部２２は、条件テーブルＴ４の重み付け値を、予め設定された閾値と比較することで、送信に使用する送信アンテナを選択する。閾値は、実験等により、第１アンテナＡ１の各信号が形成する電力密度の分布範囲と、第３アンテナＡ３又は第４アンテナＡ４の電力密度の分布範囲とが重ならないか、又は重なる部分が所定範囲内となる送信アンテナ及び送信方向が選択されるように設定される。
〔実施形態４〕
実施形態１では、携帯通信端末１の使用状態が所定の使用状態（例：通話状態）である場合に、送信に使用する送信アンテナを選択する例について説明した。但し、携帯通信端末１の使用状態としては、種々の使用状態が考えられる。本実施形態では、その使用状態（つまりユースケース）毎に条件テーブルを準備した場合の一例について説明する。図７の（ａ）〜（ｄ）は、条件テーブルＴ５〜Ｔ８の一例を示す図である。なお、第１アンテナＡ１〜第４アンテナＡ４の位置及び電力密度の分布範囲は、図２の（ａ）に示す通りであるとする。つまり、第２アンテナＡ２及び第４アンテナＡ４の電力密度の分布範囲が、所定範囲を超えて重なっている。
図７の（ａ）に示す条件テーブルＴ５は、使用状態が通話状態である場合の一例であり、条件テーブルＴ１と同じである。この場合、条件テーブルＴ５を参照すると、実施形態１で説明したように、第２アンテナＡ２及び第４アンテナＡ４の同時使用はできない。
図７の（ｂ）に示す条件テーブルＴ６は、使用状態が端末保持状態（通話状態を除く）である場合の一例である。この場合も、第２アンテナＡ２及び第４アンテナＡ４の同時使用はできない。但し、通信システムＳｙｓ２の使用時に、第３アンテナＡ３及び第４アンテナＡ４の同時使用が可能となっている。これは以下の理由による。つまり、通話状態を除く端末保持状態の場合、通話状態と比較して使用状態における携帯通信端末１とユーザとの距離が離れることで、電力密度が集中する分布範囲のうち、ユーザに影響を与える分布範囲が狭くなる。その結果、第３アンテナＡ３及び第４アンテナＡ４を同時に使用してもユーザの健康に与える影響は低いためである。
図７の（ｃ）に示す条件テーブルＴ７は、使用状態が動画視聴状態である場合の一例である。図中の「…」は、送信アンテナの使用可／使用不可が携帯通信端末１毎に任意に設定されることを意味する。当該使用可／使用不可は、例えば、動画視聴時に用いられる通信システム、動画視聴時の携帯通信端末１の姿勢等を考慮して設定される。当該使用可／使用不可は、動画視聴の他、種々の使用状態において任意に設定されてよい。
図７の（ｄ）に示す条件テーブルＴ８は、ユーザと携帯通信端末１とが近接していない使用状態である場合の一例である。この使用状態の場合、電力密度の集中度に依らず、第１アンテナＡ１〜第４アンテナＡ４のどの組合せも使用できる。
つまり、本実施形態では、アンテナ選択部２２は、携帯通信端末１の使用状態が所定の使用状態（例：通話状態）でない場合には、電力密度の分布範囲が重なっている部分が所定範囲を超える送信アンテナについても選択対象に含める。例えば条件テーブルＴ８を参照した場合、電力密度の分布範囲が重なっている部分が所定範囲を超える第２アンテナＡ２及び第４アンテナＡ４を、同時に使用する送信アンテナとして選択できる。そのため、実施形態１で述べた効果に加え、使用状態に応じて送信アンテナを選択できることで、送信アンテナの選択の自由度を高めることができる。なお、条件テーブルＴ５〜Ｔ８は、実施形態２のように重み付け値が設定された重み付けテーブルであっても構わないし、実施形態３のように送信アンテナの指向性を考慮したテーブルであっても構わない。
〔ソフトウェアによる実現例〕
携帯通信端末１及び２の制御ブロック（特に制御部１３の各部）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
後者の場合、携帯通信端末１及び２は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも１つのプロセッサ（制御装置）を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも１つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る制御装置（制御部１３）は、複数の信号を同時に送信可能な複数の送信アンテナ（第１アンテナＡ１〜第４アンテナＡ４）の切替制御を行う制御装置であって、前記複数の送信アンテナのそれぞれについて、前記信号を送信したときに形成される電力密度又は比吸収率の分布範囲が予め特定されており、前記複数の信号を同時に送信するときであって、かつ、前記複数の送信アンテナを備える電子機器（携帯通信端末１、２）が所定の使用状態であるときに、前記複数の信号のそれぞれを送信する送信アンテナとして、前記電力密度又は比吸収率の分布範囲が重なっていないか、又は前記電力密度又は比吸収率の分布範囲が重なっている部分が所定範囲以下である送信アンテナを選択するアンテナ選択部（２２）を備える。当該構成によれば、送信アンテナの種類に依らず、送信性能の低下を抑制し、かつユーザの健康への悪影響を抑制できる。
さらに、本発明の態様２に係る制御装置では、上記態様１において、前記複数の送信アンテナの位置と前記電力密度又は比吸収率の分布範囲とに基づき、同時に使用できる送信アンテナを特定した条件テーブルを記憶しており、前記アンテナ選択部は、前記条件テーブル（Ｔ１〜Ｔ８）を参照することで、前記送信アンテナを選択しても構わない。当該構成によれば、送信アンテナの位置を考慮して送信アンテナを選択できる。
さらに、本発明の態様３に係る制御装置では、上記態様１において、前記複数の送信アンテナのうちの少なくとも１つの送信アンテナ（第１アンテナＡ１）は、前記信号を送信する方向を変更可能であり、当該送信アンテナの電力密度又は比吸収率の分布範囲は、前記方向に沿って形成されるものであり、少なくとも前記方向と前記電力密度又は比吸収率の分布範囲とに基づき、同時に使用できる送信アンテナを特定した条件テーブル（Ｔ４）を記憶しており、前記アンテナ選択部は、前記条件テーブルを参照することで、前記送信アンテナを選択しても構わない。当該構成によれば、信号を送信する方向を考慮して送信アンテナを選択できる。
さらに、本発明の態様４に係る制御装置では、上記態様１〜３のいずれかにおいて、前記アンテナ選択部は、前記電子機器の使用状態が前記所定の使用状態でない場合には、前記電力密度又は比吸収率の分布範囲が重なっている部分が前記所定範囲を超える送信アンテナについても選択対象に含めても構わない。当該構成によれば、送信アンテナの選択の自由度を高めることができる。
さらに、本発明の態様５に係る電子機器は、上記態様１〜４のいずれかの制御装置を備える。また、本発明の態様６に係る制御方法は、複数の信号を同時に送信可能な複数の送信アンテナの切替制御を行う制御方法であって、前記複数の送信アンテナのそれぞれについて、前記信号を送信したときに形成される電力密度又は比吸収率の分布範囲が予め特定されており、前記複数の信号を同時に送信するときであって、かつ、前記複数の送信アンテナを備える電子機器が所定の使用状態であるときに、前記複数の信号のそれぞれを送信する送信アンテナとして、前記電力密度又は比吸収率の分布範囲が重なっていないか、又は前記電力密度又は比吸収率の分布範囲が重なっている部分が所定範囲以下である送信アンテナを選択するアンテナ選択ステップを含む。当該構成及び方法においても、態様１と同様の効果を奏する。
さらに、本発明の各態様に係る制御装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記制御装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより上記制御装置をコンピュータにて実現させる制御装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
１・２ 携帯通信端末（電子機器）、１３ 制御部（制御装置）、２２ アンテナ選択部、Ａ１ 第１アンテナ（送信アンテナ）、Ａ２ 第２アンテナ（送信アンテナ）、Ａ３ 第３アンテナ（送信アンテナ）、Ａ４ 第４アンテナ（送信アンテナ）、Ｔ１〜Ｔ８ 条件テーブル

Claims (6)

  1. 複数の信号を同時に送信可能な複数の送信アンテナの切替制御を行う制御装置であって、
    前記複数の送信アンテナのそれぞれについて、前記信号を送信したときに形成される電力密度又は比吸収率の分布範囲が予め特定されており、
    前記複数の信号を同時に送信するときであって、かつ、前記複数の送信アンテナを備える電子機器が所定の使用状態であるときに、前記複数の信号のそれぞれを送信する送信アンテナとして、前記電力密度若しくは比吸収率の分布範囲が重なっていないか、又は、前記電力密度若しくは比吸収率の分布範囲が重なっている部分が所定範囲以下である送信アンテナを選択するアンテナ選択部を備える、制御装置。
  2. 前記複数の送信アンテナの位置と前記電力密度又は比吸収率の分布範囲とに基づき、同時に使用できる送信アンテナを特定した条件テーブルを記憶しており、
    前記アンテナ選択部は、前記条件テーブルを参照することで、前記送信アンテナを選択する、請求項１に記載の制御装置。
  3. 前記複数の送信アンテナのうちの少なくとも１つの送信アンテナは、前記信号を送信する方向を変更可能であり、当該送信アンテナの電力密度又は比吸収率の分布範囲は、前記方向に沿って形成されるものであり、
    少なくとも前記方向と前記電力密度又は比吸収率の分布範囲とに基づき、同時に使用できる送信アンテナを特定した条件テーブルを記憶しており、
    前記アンテナ選択部は、前記条件テーブルを参照することで、前記送信アンテナを選択する、請求項１に記載の制御装置。
  4. 前記アンテナ選択部は、前記電子機器の使用状態が前記所定の使用状態でない場合には、前記電力密度又は比吸収率の分布範囲が重なっている部分が前記所定範囲を超える送信アンテナについても選択対象に含める、請求項１から３の何れか１項に記載の制御装置。
  5. 請求項１から４の何れか１項に記載の制御装置を備える電子機器。
  6. 複数の信号を同時に送信可能な複数の送信アンテナの切替制御を行う制御方法であって、
    前記複数の送信アンテナのそれぞれについて、前記信号を送信したときに形成される電力密度又は比吸収率の分布範囲が予め特定されており、
    前記複数の信号を同時に送信するときであって、かつ、前記複数の送信アンテナを備える電子機器が所定の使用状態であるときに、前記複数の信号のそれぞれを送信する送信アンテナとして、前記電力密度若しくは比吸収率の分布範囲が重なっていないか、又は、前記電力密度若しくは比吸収率の分布範囲が重なっている部分が所定範囲以下である送信アンテナを選択するアンテナ選択ステップを含む、制御方法。
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