以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。
(実施の形態1)
図1および図2を参照して、本発明の実施の形態1における情報処理装置の一例である携帯端末について説明する。図1は、本発明の実施の形態1における携帯端末の概略斜視図である。図2は、本発明の実施の形態1における上側ユニットの接続面における平面図である。実施の形態1における携帯端末100は、図1および図2に示すように、第1ユニットである下側ユニット1と、第2ユニットである上側ユニット2と、制御部(後述する図6における下側ユニットIOコントローラ301および上側ユニットIOコントローラ302)とを備えている。上側ユニット2は、回動軸8を中心として、下側ユニット1に対して回転可能に接続されている。下側ユニット1と上側ユニット2との接続部では、下側ユニット1および上側ユニット2はそれぞれ複数の電気的接点を含む接点群を有している。接点群は、下側ユニット1および上側ユニット2を制御するための制御信号線および電源線を接続する。下側ユニット1および上側ユニット2の接点群のうち、上側ユニット2が回動軸8を中心として回動するときの所定の回転角度において、少なくとも1対以上の電気的接点が接触する。制御部は、接触した接点を流れる信号の状態から下側ユニット1の接点群と上側ユニット2の接点群との接触状態を判別する。
なお、所定の回転角度とは、たとえば下側ユニット1と上側ユニット2との相対的に面積の大きな主面2aが接続面3aにおいて同じ平面上に位置するときの回転角度を中心としてなす角度をいう。たとえば、実施の形態1では、図1に示すように、ヒンジ部側面3bおよび表示部4が同一平面上となる回転角度を0°とし、0°から下側ユニット1および上側ユニット2の一方が他方に対して180°回動したときの回転角度を中心として、たとえば所定角度は±10°(350°〜10°および170°〜190°)の角度範囲である。
詳細には、下側ユニット1および上側ユニット2の接点群のうち少なくとも1以上の電気的接点において、回転角度を検出するための角度検出信号線を接続する。制御部は、上側ユニット2が回動軸8を中心として回動するときの回転角度が所定の大きさのときに、角度検出信号線と接続されている電気的接点の電圧状態を検出することにより、回転角度の大きさを検出する制御を行なう。
実施の形態1では、携帯端末100は、ヒンジ部3により下側ユニット1と上側ユニット2との開閉が可能であり、回動軸8により上側ユニット2の回転が可能である2軸のヒンジ構造を有している。すなわち、下側ユニット1および上側ユニット2は、ヒンジ部3の延びる方向である軸xを中心にして回動する開閉ヒンジとして機能するヒンジ部3と接続されており、携帯端末100は、従来の折りたたみ式の携帯端末と同じ開閉動作を提供する。また、回動軸8は、接続面3aに対して直交する方向(ヒンジ部側面3b)に延びる。上側ユニット2は、回動軸8を中心として回転角度を両方向とも無制限に回転することができる。
なお、本発明の情報処理装置としては、実施の形態1では2軸ヒンジ構造を有する携帯端末としているが、これに特に限定されるものではなく、2つ以上のユニットからなりユニット間の接続において少なくとも1つの接続は回動軸8を中心として回動可能に接続される構成であればよい。
具体的には、携帯端末100は、下側ユニット1と、上側ユニット2と、ヒンジ部3と、表示部4と、キー5と、軸受け7と、回動軸8と、ヒンジ部接点9と、上側ユニット接点10と、IO電源接点11,12と、角度検出接点13a,13b,14a,14bとを備えている。
下側ユニット1は、キー5を含む操作部と、通信部と、信号処理部などを有し、本体として動作する。上側ユニット2は、表示部4を有する。ヒンジ部3は、下側ユニット1と上側ユニット2との開閉を可能とする部材である。携帯端末100では、ヒンジ部3は、下側ユニット1に含まれている。下側ユニット1は、ヒンジ部3によって上側ユニット2と接続されている。
下側ユニット1のヒンジ部3に形成された接続面3a上には、軸受け7と、ヒンジ部接点9と、IO電源接点11と、角度検出接点13a,13bとが配置されている。上側ユニット2の接続面2a上には、上側ユニット接点10、IO電源接点12、角度検出接点14a,14b、回動軸8とが配置されている。接点群は、ヒンジ部接点9、上側ユニット接点10、IO電源接点11,12、角度検出接点13a,13b,14a,14bからなる電気的接点を含む。
なお、「接続部」とは、第1ユニット(下側ユニット1)と第2ユニット(上側ユニット2)との接続面3a,2a周辺を意味し、少なくとも回動軸8と、接点群とを含む。
接点群は、回動軸8を中心とした回転の周方向における長さを相対的に長くした接点および長さを相対的に短くした接点の少なくともいずれか一方を、第1ユニットである下側ユニット1および第2ユニットである上側ユニット2のいずれか一方に有している。携帯端末100では、上側ユニット2における接点群は、回動軸8を中心とした回転方向の周方向における長さを相対的に長くしたIO電源接点12を有している。
また、長さを相対的に長くした接点であるIO電源接点12を、長さを相対的に短くした接点より回動軸8の近傍側に配置している。
ヒンジ部接点9、上側ユニット接点10、IO電源接点11,12、角度検出接点13a,13b,14a,14bからなる電気的接点は、金属など電気信号を通す導体で構成されている。電気的接点を含む接点群を構成する接点は、下側ユニット1と上側ユニット2とのなす回転角度(軸xと上側ユニット2の接点群が延びる方向との間の角度)が0度および180度のとき接触するように、回動軸8を中心として対称に配置されている。
なお、実施の形態1における携帯端末100では、図1および図2に示すように、接点群を構成する電気的接点は2列で配列されているが、特にこの配列に限定されない。一方の接続面上の接点群を構成する電気的接点が、他方の接続面上の接点群を構成する電気的接点と接触できる配置であればよい。
また、携帯端末100における接点群は、複数の電気的接点を含むとしているが、電気的接点は1つであってもよい。接点群が電気的接点を1つ含む場合には、当該1の電気的接点は回転角度の検出を行ない、電源は接点方式以外で接続可能とする。
ヒンジ部3側の接続面3a上に設けられた電気的接点の形状は、凸状としている。接続面3aの下側からばねなどによる弾性力によって、電気的接点は接続面3aからある程度突き出ている形状としている。該電気的接点の上から力(トルク)を加えている間には、該電気的接点はヒンジ部3内に凸状部分を押し込むことができる構造としている。
一方、上側ユニット2側の接続面2a上に設けられた電気的接点の形状は、凹状としている。また、上側ユニット2の電気的接点の凹状は、下側ユニット1(ヒンジ部3)の電気的接点の凸状と勘合するような形状としている。
接続面3a,2aの電気的接点の凹凸形状は、滑らかな曲面になっている。それぞれの電気的接点の凹凸形状がかみ合った状態から回転のためにトルクを加えると、ヒンジ部3側の接続面3a上に設けられた凸状の電気的接点に加わる横方向の力が曲面によって電気的接点を押し込む垂直方向の力に変わる。そして、それぞれの電気的接点の凹凸が勘合した接触状態が解除されて、電気的接点は横方向にスライドする。これにより、回転時に加わるトルクを利用して、電気的接点の接触状態から非接触状態への移行、およびその逆の移行を無理なく滑らかに行なうことが可能である。電気的接点の弾性力および凹凸構造により、接続面3a,2a上に配置された電気的接点の接触を確実なものとしている。
電気的接点は、表示部4など上側ユニット2を動作させるために必要な制御信号線を接続している。回転角度が0度および180度の状態に配置されるときに、すなわち回転角度が180度ごとに、接続面3a,2a上の電気的接点が接触する。これにより、表示部4が正面および背面のいずれか一方を向いた状態においても、携帯端末100全体としての動作が可能である。また、上側ユニット2が回転する際、電気的接点は、物理的に接触、および非接触を繰り返す。そのため、上側ユニット2をどちらの方向についても無制限に回転させることが可能である。
なお、電気的接点の形状は上記の形状に特に限定されない。たとえば、上側ユニット2の電気的接点の形状を凸状、ヒンジ部3の電気的接点の形状を凹状としてもよい。また、電気的接点の接触は、ばねを利用した弾性接触にのみ限定されるものではなく、ユニットの回転によって物理的に接触、非接触にできる構造であればよい。
上側ユニット2を動作させるためには、下側ユニット1からヒンジ部3を通って上側ユニット2へ電源を供給する手段が必要である。そこで、ヒンジ部3の回転角度に関わらず上側ユニット2へ常時電源を供給する機構について、図3および図4を参照して説明する。図3は、回動軸8の内部構造を示す概略斜視図である。図4(A)は、本発明の実施の形態1におけるヒンジ部3を示す平面図であり、(B)は、図1における線分IV(B)−IV(B)での断面図であり、(C)は、図4(B)における線分IV(C)−IV(C)での断面図である。
携帯端末100は、下側ユニット1または上側ユニット2のいずれか一方に配置された電源部をさらに備えている。下側ユニット1および上側ユニット2のそれぞれは常に電気的に接続された状態である一組の端子を含んでいる。常に電気的に接続された状態である一組の端子を介して、下側ユニット1および上側ユニット2のうち電源のあるユニットから電源のないユニットへ電源を供給している。
実施の形態1では、携帯端末100における電源部は、下側ユニット1に配置されている。電源部として、下側ユニット1に電池(後述する図6における電池405)が内蔵されている。回動軸8は、図3に示すように受電端子23とGND端子22とを含んでいる。下側ユニット1には、電源端子26およびGND端子25が配置されており、接続部においてそれぞれ受電端子23およびGND端子22と常に接触する。
詳細には、図3に示すように、携帯端末100において、回動軸8、GND端子22、受電端子23、GND・電源配線27は、上側ユニット2と接続されており、上側ユニット2と一体となって回動する。GND端子22および受電端子23は、回動軸8の軸yを中心として対称に回動軸8の表面に2つずつ設けられている。そして、回動軸8上のGND・電源配線24によって束ねるようにして、上側ユニット2の内部と接続されている。GND端子22、受電端子23、およびGND・電源配線24は、接続面3a,2a上の接点群と同様に導体で構成されている。下側ユニット1に配置されている電源端子26およびGND端子25は、それぞれ回動軸8側の受電端子23およびGND端子22と常に接触し、平面形状は回動軸8を中心としたドーナツ状の導体としている。
一方、図4(A)に示すように、ヒンジ部3には、回動軸8を通すための平面形状が円形状の穴が設けられて軸受け7を構成している。図4(B)に示すように、軸受け7には、GND端子22、受電端子23が、回動軸8と一体となって360度回転できるような開口部の平面形状が円形状の穴がヒンジ部端子受け28,29として2個設けられている。上側のヒンジ部端子受け28の上面および底面にはGND端子25が配置され、下側のヒンジ部端子受け29の上面および底面には電源端子26が配置されている。ヒンジ部端子受け28,29は、回動軸8側のGND端子22および受電端子23がそれぞれ円柱の上面および底面に配置されたGND端子25、電源端子26と常に接触する構造となっている。すなわちヒンジ部端子受け28,29は、上面および底面に配置されたドーナツ状の端子で回動軸8側の端子を上下から挟むように設けられている。この構造により接触を確実なものとしている。2つのヒンジ部端子受け28,29の底面および上面のそれぞれに形成されているGND端子25および電源端子26は、GND・電源配線27に接続されている。GND端子25および電源端子26は、ヒンジ部3を通って下側ユニット1へ入り、GND端子25に接続されている配線はGNDへ、電源端子26に接続されている配線はアナログICチップ等を介して電池405へ接続される。これにより、下側ユニット1からヒンジ部3を通って上側ユニット2へ電源を供給している。
図4(C)に示すように、回動軸8、GND端子22、および受電端子23は、上側ユニット2と一体となって回転する。一方、電源端子26およびGND端子25は、ヒンジ部3内で固定されており、回動軸8を中心として回転する際に常時回動軸8側の端子と接触する構造としている。
以上より、下側ユニット1の電池405から上側ユニット2へ常に電源が供給されるため、接点群の接点が非接触となった場合においても接触時の動作状態を維持する。また、上側ユニット2の表示を保ったままの状態を維持することが可能である。
なお、上記の構成に特に限定されず、たとえば、回動軸8および回動軸8上の電源端子26をヒンジ部3側と一体として、上側ユニット2内部に軸受け7および受電端子23を設けて接触させる構造としてもよい。また、これら回動軸8およびヒンジ部3の端子は、回転に関わらず常に接触できる形状であればよい。
また、携帯端末100は、ユニットの内の1つに収容されたアンテナ、信号処理チップ、および入出力装置を備えている。実施の形態1では、下側ユニット1にアンテナ、信号処理チップ、および入出力装置など(図示せず)を収容している。
次に、図5を参照して、実施の形態1における携帯端末100の内部構造について説明する。図5は、実施の形態1における携帯端末100の内部構成を示すブロック図である。図5において、ヒンジ部接点403は、下側ユニット1における接点群である。また、上側ユニット接点404は、上側ユニット2における接点群である。
図5に示すように、下側ユニット1(ヒンジ部3を含む)および上側ユニット2は、内部にデバイスを有している。下側ユニット1は、下側ユニットIOコントローラ301と、ヒンジ部接点403と、電池405と、CPU406と、メモリ407と、RF(Radio Frequency)408と、アンテナ409と、スピーカ410と、MIC(マイク)411とを備えている。この構成とすることにより、下側ユニット1のみで通信を完結できる。
また、上側ユニット2は、上側ユニットIOコントローラ302と、上側ユニット接点404と、LCDコントローラ412と、表示部4と、カメラ414とを備えている。上側ユニット2は、主に表示に関する機能を実行し、電気的接点が接触している間は、その回転角度に応じた動作モードへ移行して更新が行なわれる。また、電気的接点が非接触の状態のときは、回動軸8上に設けられた常時接続の電源端子26により接触時の状態を維持し、表示を保つ選択をすることを可能としている。この構成とすることにより、回転角度によらず通信を維持することが可能であり、通信中必要に応じて最適な形態に携帯端末100を変形させることが可能となる。
なお、図5に示す構成は、本発明の実施の形態1における携帯端末100の一例であり、図5に示すようなデバイスをすべて備える必要はない。下側ユニット1は、通信に必要な最低限のデバイスを有していても良いし、それ以外の余分なデバイスを有していてもよい。また、下側ユニット1と上側ユニット2との構成を逆とし、上側ユニット2のみで通信を完結する構成としてもよい。
次に、ヒンジ部3において回転角度を検出し、携帯端末100の形状に合わせて動作モードを適切に切り替える手段について図1、5、6を参照して説明する。図6は、ヒンジ部3における接点群を中心とした下側ユニット1と上側ユニット2との間の信号制御に関わる接続を示したブロック図である。なお、図6においてヒンジ部接点310〜313は、下側ユニット1における接点群であり、上側ユニット接点314〜317は、上側ユニット2における接点群である。また、ヒンジ部接点310〜313および上側ユニット接点314〜317は、IO電源接点11,12を除いて、下側ユニット1のヒンジ部接点9および上側ユニット2の上側ユニット接点10における回動軸8の軸yに最も近い4対の接点である。
図6に示すように、下側ユニットIOコントローラ301は、角度検出接点13a,13b,14a,14bから入力される角度検出信号308,309に基づいて上側ユニット2の回転状態を検出する手段と、検出した回転状態からヒンジ部接点310〜313へ適切な信号を選択して入出力を行なう手段とを有している。
下側ユニットIOコントローラ301は、下側ユニット1またはヒンジ部3の内部に設けられ、主にCPU406からのヒンジ部接点310〜313へ出力する信号およびその逆方向への信号を制御する。上側ユニットIOコントローラ302は、上側ユニット2の内部に設けられており、主にLCDコントローラ412から電気的接点へ出力する信号およびその逆方向への信号を制御する。下側ユニットIOコントローラ301および上側ユニットIOコントローラ302は、電気的接点が接触している間のみ信号の入出力を行なう。そして、下側ユニットIOコントローラ301および上側ユニットIOコントローラ302は、電気的接点を介して下側ユニット1と上側ユニット2との間で入出力される信号を制御することにより、下側ユニット1および上側ユニット2が協調して動作することを可能にする。
角度検出接点13a,13b,14a,14bは、図1に示すように、軸yの中心から最も離れて配置された下側ユニット1および上側ユニット2の接続面3a,2aに配置された2対の接点である。回転角度が0度のとき、すなわち表示部4が手前に(下側ユニット1と対向するように)向き、下側ユニット1のキー5と対向した状態で開閉されるときは、下側ユニットの角度検出接点13a,13bは、それぞれ上側ユニットの角度検出接点14a,14bと接触する。この状態から上側ユニット2を180度回転すると、表示部4が反対側に(下側ユニット1と対向する面が表示部4の裏面となるように)配置される。このときは、角度検出接点13aと角度検出接点14bとが接触し、角度検出接点13bと角度検出接点14aとが接触する。
図1に示すように、上側ユニット2の角度検出接点14a,14bは、他の電気的接点と比べ接触面が小さくなっており、最も回動軸8から離れて配置されている。そのため、上側ユニット2が回転する際に、角度検出接点14a,14bは、他の電気的接点と最も遅く接触し、かつ最も早く他の電気的接点との接触が解除される。すなわち、角度検出接点14a,14bがある他の電気的接点と接触状態にあるときは、他の全ての電気的接点も他のある電気的接点と接触していることになる。
一方、IO電源接点12は、角度検出接点14a,14bとは逆に接触面積が広くなっており、回動軸8に最も近い位置に配置されている。そのため、IO電源接点12は、接点群のうち最初に他の電気的接点と接触し、かつ最後に非接触の状態となる。
下側ユニット1の角度検出接点13a,13bは、どちらもプルダウン抵抗307によってGND(グラウンド)に接地されている。上側ユニット2の角度検出接点14aは、IO電源接点12から分岐した配線で接地され、反対側の角度検出接点14bはGNDに接続されている。電気的接点が非接触の状態であるとき、角度検出接点13a,13bは開放状態である。そのためプルダウン抵抗307により角度検出信号308,309はどちらもLowとなり、下側ユニットIOコントローラ301にLowの信号が入力される。
回転角度が0度となるとき、すなわち角度検出接点13aと角度検出接点14aとが接触し角度検出接点13bと角度検出接点14bとが接触するときには、はじめに接触するIO電源接点11,12により上側ユニット2の角度検出接点14aはIO電源と同じ電位となる。このときGNDに接続されたプルダウン抵抗307は比較的抵抗値が高くほとんど影響がない。そのため、角度検出信号308はHiとなり、角度検出信号309はLowとなる。
次に、回転角度が180度となるとき、すなわち角度検出接点13aと角度検出接点14bとが接触し角度検出接点13bと角度検出接点14aとが接触するときには、回転角度0度の場合に対して互い違いの接続となるため、角度検出信号308はLowとなり、角度検出信号309はHiとなる。
2つの角度検出信号308,309の組み合わせは、非接触の状態と回転角度が0度または180度で接触となる場合についてそれぞれ異なる。そのため、角度検出信号308,309が入力される下側ユニットIOコントローラ301にて回転状態を判別して、携帯端末100の形状に合わせて適切な信号制御を行なうことが可能となる。なお、上記構成に特に限定されず、たとえば角度検出信号308,309の検出および判別を上側ユニットIOコントローラ302で行なう構成としてもよい。
次に、図6を参照して、ヒンジ部接点310〜313および上側ユニット接点314〜317を例に挙げて、下側ユニットIOコントローラ301および上側ユニットIOコントローラ302による信号制御の手順について説明する。
回転角度が0度となるときには、ヒンジ部接点310〜313はそれぞれ上側ユニット接点314〜317に接触する。一方、回転角度が180度となるときには、上側ユニット2の回転により上側ユニット2の表裏の位置が反転するため、ヒンジ部接点310〜313はそれぞれ上側ユニット接点317〜314に接触する。
接点群を構成する電気的接点は、回動軸8を中心として対称に配置され、制御部である下側ユニットIOコントローラ301および上側ユニットIOコントローラ302は、検出した回転角度の大きさに応じて電気的接点に接続されたユニット内部の複数の信号を切り替える機能を有している。
具体的には、下側ユニットIOコントローラ301および上側ユニットIOコントローラ302と電気的接点との間には、各信号を個別に制御するための入力バッファ327または出力バッファ328が接続されている。また、入力バッファ327および出力バッファ328には、これらを駆動可能とするかどうかを制御するバッファイネーブル信号が入力される。
ヒンジ部接点310〜313および上側ユニット接点314〜317では、4対の電気的接点により下側ユニットIOコントローラ301および上側ユニットIOコントローラ302間で4つの信号A318,B319,C320,D321が伝達されている。ヒンジ部接点310〜313および上側ユニット接点314〜317が接触状態にあるときに信号の入出力が行なわれて、携帯端末100の動作が更新される。
さらに、図6に示すように、ヒンジ部接点310〜313は下側ユニットIOコントローラ301からそれぞれ2本の配線が接続されている。上側ユニット2の回転により接触することになる2つの上側ユニット接点314〜317に対応する2つの信号を多重化することで、接触する上側ユニット接点314〜317に対応するどちらか1つの信号を選択して入出力することを可能としている。
回転角度が0度のときには、ヒンジ部接点310は上側ユニット接点314と接触している。下側ユニットIOコントローラ301は、上側ユニットIOコントローラ302から出力される信号A318を受けるために、下側ユニットバッファイネーブル信号323を出力して入力バッファ327を駆動させる。一方、下側ユニットバッファイネーブル信号324は、出力バッファ328をOFFとして出力させない。出力バッファ328をOFFにすることにより、ヒンジ部接点310から信号A318を受け取り、この信号を下側ユニット1内部へ送り出す。
また、回転角度が180度となるときには、ヒンジ部接点310は上側ユニット接点317と接触している。下側ユニットIOコントローラ301は、上側ユニットIOコントローラ302へ信号D321を出力するために、下側ユニットバッファイネーブル信号324を出力して出力バッファ328を駆動する。一方、入力バッファ327をOFFにすることで、上側ユニットIOコントローラ302は上側ユニット接点317から信号D321を受け取り、この信号を上側ユニット2内部へ送り出す。
他の電気的接点についても同様に、回転角度が0度のときは下側ユニットバッファイネーブル信号323を、回転角度が180度のときは下側ユニットバッファイネーブル信号324を出力する。これにより、接触する上側ユニット接点314〜317に対応する信号と一致する信号A318,B319,C320,D321が選択されるように入力バッファ327および出力バッファ328のうちのどちらか一方が駆動される。また、接点が非接触であるときは全バッファをOFFにし、余計な電力消費を抑える。以上により、下側ユニットIOコントローラ301が検出した回転角度から下側ユニットバッファイネーブル信号323,324を制御し、適切な信号を出力または入力する手段が提供される。
図7は、上側ユニット2の回転により電気的接点が接触する前後の各信号の遷移を示すタイミングチャートを示しており、(A)は、非接触状態から接触状態への移行を示し、(B)は、接触状態から非接触状態への移行をそれぞれ示す。図7におけるIO電源信号および角度検出信号は、それぞれ上側ユニット2のIO電源接点326、および下側ユニット1の角度検出接点13a,13bの電圧状態の遷移を示している。
IO電源信号および角度検出信号は、他方の電気的接点から出力された信号を受ける側であり、電気的接点の接触または非接触への移行に伴って、図7に示すように変化する。IO電源信号および角度検出信号は、チャタリングと呼ばれるある程度の期間波を打つようにしてゆっくりと変化している。なお、チャタリングは、物理的に信号が接続または接触を行なう場合に発生し、信号の立ち上がりおよび立ち下りに比較的時間を要する。
接続面3a,2a上の電気的接点が接触し、且つバッファを駆動させることによって信号の入出力がはじまり、リアルタイムに携帯端末100の動作を更新することが可能となる。しかし、下側ユニットIOコントローラ301は、回転角度に応じて下側ユニットバッファイネーブル信号323,324のいずれかを選択して適切なバッファを駆動させる必要がある。そのため、回転角度の判別後に、ヒンジ部3側のバッファを駆動させなければならない。また、IO電源が供給されていないバッファに信号が入力されると、ラッチアップが生じ過剰な電流が流れる恐れがある。そのため、上側ユニット2にIO電源が供給されている間のみ、ヒンジ部3側のバッファを駆動させる必要がある。
次に、これらの制約を満たしつつ接触状態への移行する機構について説明をする。常時接触されている回動軸8上の電源端子26を除くと、上側ユニット2を回転すると、まずIO電源接点11,12が最も早く接触状態となる。すると、上側ユニット2内部および上側ユニット2のバッファへIO電源が供給される。
具体的には、図6に示すように、IO電源接点12は、常時ONである入力バッファ329を介して上側ユニット2の各バッファに接続されている。IO電源接点12は、IO電源と連動する上側ユニットバッファイネーブル信号322として入力され、バッファの駆動が開始される。このとき、上側ユニットバッファイネーブル信号322は、図7(A)に示すように、IO電源信号が完全に立ち上がってから(T2を経過した後に)Hiとなるように入力バッファ329の閾値を設定しておく。これは、IO電源が不安定なうちにバッファへ上側ユニットバッファイネーブル信号322として入力すると、短期間のうちにバッファがONとOFFを繰り返して上側ユニット2の電気的接点の信号出力がふらつくためである。
次に、回動軸8の軸yに近い接点から順に接触してゆき、最後に接続面3a,2aにおいて最も端に配置されている角度検出接点13a,13b,14a,14bが接触して、全ての電気的接点が接触する。すると、角度検出信号308,309が下側ユニットIOコントローラ301へ入力されて、回転角度の判別が行われる。回転角度を検出した下側ユニットIOコントローラ301は、対応する下側ユニットバッファイネーブル信号323,324を出力し、ヒンジ部3側のバッファを駆動させる。このとき、下側ユニットバッファイネーブル信号323,324は、図7(A)に示すように、角度検出信号が十分安定してから(T3を経過した後に)出力するように下側ユニットIOコントローラ301を設定しておく。そして、確実に全ての電気的接点が接触を完了した後に、バッファを駆動させて、信号の入出力を開始させる。以上の動作により、上記の制約を満たしつつ全ての電気的接点が接触し、下側ユニット1と上側ユニット2との間で信号の入出力が開始される。
また、電気的接点が接触の状態から非接触の状態となるときは、接触への移行とは逆の順序となる。具体的には、まず、最初に角度検出接点13a,13b,14a,14bの接触が解除される。すると、下側ユニットIOコントローラ301へ非接触状態になったことを示す角度検出信号308,309が出力される。
なお、全ての電気的接点が接している間にバッファをOFFとすることが好ましい。物理的に非接触となる瞬間は、接点を通る電気信号が大きく乱されて、携帯端末100の誤動作につながる恐れがあるためである。そのため、下側ユニットIOコントローラ301は、角度検出信号の変化の検出を行ない次第、図7(B)に示すように、直ちにヒンジ部3のバッファをOFFとするよう設定しておく。
その後、上側ユニット2を回転してゆくにつれ、軸yから遠い電気的接点から順に接触が解除されてゆき、最後にIO電源接点11,12の接触が解除される。また、ほぼ同時に上側ユニットバッファイネーブル信号322の出力が止まり、上側ユニット2のバッファがOFFとなる。このとき、上側ユニットバッファイネーブル信号322は、図7(B)に示すように、IO電源が変化を開始した時点で、Lowとなるように入力バッファ329の閾値を設定しておく。これは、上記で述べたように、IO電源が不安定であるときにバッファへ上側ユニットバッファイネーブル信号322として入力すると、短期間のうちにバッファがONとOFFとを繰り返すためである。
携帯端末100の回転操作において、回転により電気的接点を接触させていく過程で、上側ユニット2を途中まで回転させて一旦回転を止めておき、全ての電気的接点が接触していない状態から逆方向に回転させて接触を解除するという動作が行われることが想定される。この場合には、たとえば、図7(A)に示すT1のタイミングまで上側ユニット2を回転させ、その後、逆方向に上側ユニット2を回して接触を解除した場合と同様となる。
すなわち、図7(A)に示すT1までは通常の接触への移行と同様とする。具体的には、上側ユニット2へIO電源が入る。その後、T2で上側ユニットバッファイネーブル信号322が出力されて、軸yに近い電気的接点の内の何対かの電気的接点が接触している状態となる。この状態は、図7(B)に示す非接触への移行におけるT1のタイミングと同じであり、ここから逆方向に回転させていくと、図7(B)のT1のタイミングから通常通りの非接触への移行に移ることとなる。
また、この例以外で接触させる過程または接触を解除させる過程の任意の時点で回転を止め、逆方向に回した場合においても、上記と同様に図7(A)から図7(B)、または図7(B)から図7(A)へと同じ接点状態および信号状態で移行し、以後それぞれの過程に従う。したがって、中途半端な回転動作を行なったとしても、制約を満たしつつ矛盾なく電気的接点および信号状態を移行させていくことが可能である。
以上説明したように、本発明の実施の形態1における情報処理装置の一例である携帯端末100によれば、第1ユニット(下側ユニット1)と第2ユニット(上側ユニット2)とを含む2以上のユニットと、制御部とを備え、第2ユニット(上側ユニット2)は、第1ユニット(下側ユニット1)の回動軸8を中心として、第1ユニット(下側ユニット1)に対して回転可能に接続されており、第1ユニット(下側ユニット1)と第2ユニット(上側ユニット2)との接続部では、第1ユニット(下側ユニット1)および第2ユニット(上側ユニット2)はそれぞれ複数の電気的接点を含む接点群を有し、接点群は、第1ユニット(下側ユニット1)および第2ユニット(上側ユニット2)を制御するための制御信号線および電源線を接続し、第1ユニット(下側ユニット1)および第2ユニット(上側ユニット2)の接点群のうち、第2ユニット(上側ユニット2)が回動軸8を中心として回動するときの所定の回転角度において、少なくとも1対以上の電気的接点が接触し、制御部(下側ユニットIOコントローラ301および上側ユニットIOコントローラ302)は、接触した電気的接点を流れる信号の状態から第1ユニット(下側ユニット1)の接点群と第2ユニット(上側ユニット2)の接点群との接触状態を判別する。制御部(下側ユニットIOコントローラ301および上側ユニットIOコントローラ302)で、上側ユニット2の回転角度を接触した電気的接点を流れる信号の状態から判別することにより、上側ユニット2の回転角度をいずれの方向とも無制限とすることができる。また、接点群は比較的自由にレイアウトできる電気的接点を含むため、レイアウトの制約を緩和することができる。さらに、接点群から複数の電気的接点を組み合わせて回転角度を判別するため、磁石やA/D変換を不要としながら下側ユニット1と上側ユニット2との相対位置検出を可能とする。
上記携帯端末100において好ましくは、第1ユニット(下側ユニット1)および第2ユニット(上側ユニット2)の接点群のうち少なくとも1以上の電気的接点において、回転角度を検出するための角度検出信号線を接続し、制御部(下側ユニットIOコントローラ301および上側ユニットIOコントローラ302)は、第2ユニット(上側ユニット2)が回動軸8を中心として回動するときの回転角度が所定の大きさのときに、角度検出信号線と接続されている電気的接点の電圧状態を検出することにより、回転角度の検出を行なう。上側ユニット2の角度検出接点13a,13bにおいて、一定の回転角度(実施の形態1では180度)ごとに接触する下側ユニット1の角度検出接点14a,14bの電圧状態を検出することにより、回転角度を検出することができる。そのため、制御部において検出した回転角度に応じて信号を変える制御を行なうことにより、上側ユニット2の回転角度をいずれの方向においても無制限とすることができる。
上記携帯端末100において好ましくは、接点群を構成する電気的接点は、回動軸8を中心として対称に配置され、制御部(下側ユニットIOコントローラ301および上側ユニットIOコントローラ302)は、検出した回転角度の大きさに応じて電気的接点を介して伝送されるユニット内部の複数の信号を切り替える機能(入力バッファ327,329および出力バッファ328)を有する。これにより、検出した回転角度から電気的接点に入出力される信号(実施の形態1では、回転角度に応じたHiまたはLowの信号)を、入力バッファ327,329および出力バッファ328で適切に切り替えることができる。そのため、接続面3a,2a上に配置された電気的接点のうち接触する電気的接点の割合、および電気的接点を介して伝達される電気的信号の割合を高めることができる。よって、携帯端末100は、接点群を構成する電気的接点の数を減らすことができる。
上記携帯端末100において好ましくは、接点群は、回動軸8を中心とした回転の周方向における長さを相対的に長くした電気的接点および長さを相対的に短くした電気的接点の少なくともいずれか一方を、第1ユニット(下側ユニット1)および第2ユニット(上側ユニット2)のいずれか一方に有している。上側ユニット2の回転方向において電気的接点の接触時間を異ならせることができるため、上側ユニット2の回転に伴い、一定の順番で電気的接点の接触から非接触の状態に移行させること、および非接触から接触の状態に移行させることができる。よって、電気的接点の接触となる瞬間あるいは非接触となる瞬間における誤動作や短絡などの事故を防止することができる。
上記携帯端末100において好ましくは、長さを相対的に長くした電気的接点を、長さを相対的に短くした電気的接点より回動軸8の近傍側に配置している。回動軸8付近に配置した電気的接点は接触する角度範囲が広くなり、回動軸8から離して配置した電気的接点は接触する角度範囲が狭くなる。そのため、他の電気的接点と同程度の大きさであっても回動軸からの距離を変えて配置することにより接触する角度の範囲を調整することができる。
上記携帯端末100において好ましくは、第1ユニット(下側ユニット1)または第2ユニット(上側ユニット2)のいずれか一方に配置された電源部(電池405)をさらに備え、第1ユニット(下側ユニット1)および第2ユニット(上側ユニット2)のそれぞれは常に電気的に接続された状態である一組の端子を含み、常に電気的に接続された状態である一組の端子を介して、第1ユニット(下側ユニット1)および第2ユニット(上側ユニット2)のうち電源部(電池405)のあるユニットから電源部(電池405)のないユニットへ電源を供給する。これにより、常に電源を供給することができる。そのため、下側ユニット1および上側ユニット2の接続面3a,2a上の接点群が非接触となる回転角度となった場合であっても、接触時の動作を維持することができる。
上記携帯端末100において好ましくは、ユニットの内の1つに収容されたアンテナ、信号処理チップ、および入出力装置をさらに備えている。これにより、電気的接点が接触しない回転角度であっても、通信を維持することができる。
なお、実施の形態1では、第1ユニット(下側ユニット1)および第2ユニット(上側ユニット2)のそれぞれは常に電気的に接続された状態である一組の端子を含み、常に電気的に接続された状態である一組の端子を介して、第1ユニット(下側ユニット1)および第2ユニット(上側ユニット2)のうち電源部(電池405)のあるユニットから電源部(電池405)のないユニットへ電源を供給する構成としているが、特にこれに限定されない。この構成を備えていない場合には、上記携帯端末100において好ましくは、ユニットの内の1つに収容されたアンテナ、信号処理チップ、入出力装置、および電源部(電池405)をさらに備えている。これにより、電気的接点が接触しない回転角度であっても、通信を維持することができる。
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2について、図8〜図10を参照して説明する。実施の形態2における情報処理装置は、携帯端末としている。図8は、本発明の実施の形態2における携帯端末200を示す概略斜視図である。図9は、本発明の実施の形態2における上側ユニットの接続面の平面図である。図10は、本発明の実施の形態2における下側ユニット1の接続面の平面図である。図8に示すように、実施の形態2における携帯端末200の構成は、実施の形態1における携帯端末100と基本的には同様の構成を備えるが、ヒンジ部3および接点群の配置において、図1に示した携帯端末100と異なる。
詳細には、図8に示すように、携帯端末200では、ヒンジ部3は上側ユニット2に含まれる。携帯端末200は、ヒンジ部3と下側ユニット1との間で回転可能とし、ヒンジ部3と上側ユニット2との間で開閉可能としている。
また、図9および図10に示すように、ヒンジ部3および下側ユニット1の接点群を構成する電気的接点は、回動軸8を中心として上側ユニット2が90度回転するごとに接触するように正方形状に配置している。角度検出接点13,14は、回動軸8の中心から最も離れており、正方形状に配置された電気的接点の角に配置されている。(回動軸8を中心として等間隔に角度検出接点13、14は配置されている。あるいは、回動軸8を中心とした円周上を4等分した位置に角度検出接点13、14は配置されている。)なお、角度検出接点の数は2以上であれば図示した4に限られず、3または5以上であってもよい。
実施の形態2における携帯端末200は、実施の形態1における携帯端末100とその動作は同様であるので、その説明は繰り返さない。ただし、電気的接点の配置が異なることにより、携帯端末200は0度、90度、180度、270度、すなわち90度ごとに回転角度を検出する。そのため、角度検出信号308,309の組み合わせは、非接触の状態と回転角度が0度、90度、180度、270度で接触する場合についてそれぞれ異なることとなる。
以上説明したように、実施の形態2における携帯端末200によれば、90度ごとに回転角度を検出できる。すなわち、実施の形態における携帯端末100では、1つの電気的接点は360度の回転により異なる2つの電気的接点に接触するためどちらか一方に2つの信号線を接続する必要があるが、実施の形態2おける携帯端末200では、1つの電気的接点は360度の回転により異なる4つの接点に接触する必要がある。すなわち携帯端末200は、どちらか片側の電気的接点に4つの信号線を接続する必要がある。よって、実施の形態2における携帯端末200は、実施の形態1における携帯端末100よりも多くの形状をとることができる。
次に、本発明の実施の形態1,2の変形例における携帯端末の構造について説明する。図11は、実施の形態1における携帯端末を開ききった状態を示す斜視図である。図12は、変形例1における携帯端末を示し、(A)は一の形態における斜視図であり、(B)は他の形態における斜視図である。図13は、変形例2における携帯端末を示す斜視図である。
図11に示すように、実施の形態1における携帯端末を開ききった状態では、上側ユニット2は、下側ユニット1の主面と平行な方向に延びる回転軸を中心として、下側ユニット1に対して回転可能に接続されている。また、図1に示すように、携帯端末を開ききっていない状態では、上側ユニット2は、下側ユニット1の主面と交差する方向に延びる回動軸を中心として、下側ユニット1に対して回転可能に接続されている。
図12(A)および図12(B)に示すように、変形例1における携帯端末の構成は、実施の形態1における携帯端末100と基本的には同様の構成を備えるが、ヒンジ部を有していない点において、図1および図11に示した携帯端末100と異なる。変形例1における携帯端末の接続面1a,2aは、下側ユニット1および上側ユニット2の互いに対向する側面にそれぞれ配置されている。変形例1における携帯端末において、所定の回転角度とは、たとえば、下側ユニット1と上側ユニット2との相対的に面積の大きな主面が接続部において同じ平面上に位置するときおよびその状態から下側ユニット1および上側ユニット2の一方が他方に対して180°回動したときの回転角度を中心として、±15°の角度範囲をいう。また、たとえば下側ユニット1と上側ユニット2との相対的に面積の大きな主面が接続部において同じ平面上に位置するとき、およびその状態から下側ユニット1および上側ユニット2の一方が他方に対して90°、180°、および270°回動したときの回転角度を中心として、たとえば±10°の角度範囲をいう。
図13に示すように、変形例2における携帯端末の構成は、実施の形態1における携帯端末100と基本的には同様の構成を備えるが、ヒンジ部を有していない点において、図1および図11に示した携帯端末100と異なる。変形例2における携帯端末では、下側ユニット1および上側ユニット2において一部重なり合う部分の対向する表面部分を接続面1a,2aとしている。また、変形例2における携帯端末の所定の回転角度は、変形例1における携帯端末の所定の回転角度と同様のことがいえる。
次に、本発明の実施の形態1,2の変形例における携帯端末の電源部の配置について説明する。図14は電源部の配置を示し、(A)は変形例3の概略図であり、(B)は変形例4の概略図であり、(C)は変形例5の概略図である。図15は、変形例6における携帯端末の電源部との配置の概略図である。
図14(A)に示すように、変形例3における携帯端末では、一方のユニットに電源部105を備えている。電源部105を備えているユニットは、電源端子123を配置し、電源部を備えていないユニットは、受電端子125を配置している。詳細には、回動軸8を挿入する穴がそれぞれ有り、該穴の中に電源端子123と受電端子125とが設置されていて、回動軸8に、電源端子123と受電端子125とのそれぞれに電気的に接続する端子および導電線が配置されている。電源端子123および受電端子125は、常に電気的に接続された状態である一組の端子である。常に電気的に接続された状態である一組の端子である電源端子123および受電端子125を介して、電源部105のあるユニットから電源部105のないユニットへ電源を供給している。
図14(B)に示すように、変形例4における携帯端末では、一方のユニットに電源部105を備えている。電源部105を備えていないユニットに常に電気的に接続された状態である一組の端子である電源端子123および受電端子125を配置している。詳細には、電源部105を備えていないユニットに回動軸8を挿入する穴が有り、該穴の中に電源端子123と受電端子125とが設置されていて、回動軸8に、電源端子123と受電端子125とのそれぞれに電気的に接続する端子および導電線が配置されている。そして、常に電気的に接続された状態である一組の端子を介して、電源部105のあるユニットから前記電源部のないユニットへ電源を供給している。
図14(C)に示すように、変形例5における携帯端末では、一方のユニットに電源部105を備えている。電源部105を備えているユニットに常に電気的に接続された状態である一組の端子である電源端子123および受電端子125を配置している。詳細には、電源部105を備えているユニットに回動軸8を挿入する穴が有り、該穴の中に電源端子123と受電端子125とが設置されていて、回動軸8に、電源端子123と受電端子124とのそれぞれに電気的に接続する端子および導電線が配置されている。そして、常に電気的に接続された状態である一組の端子を介して、電源部105のあるユニットから電源部105のないユニットへ電源を供給している。
図15に示すように、変形例6における携帯端末では、電源端子123は回動軸8に含まれずに、常に電気的に接続された状態である1組の端子を含んでいる。常に電気的に接続された状態である一組の端子を介して、電源部105のあるユニットから電源部のないユニットへ電源を供給している。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 下側ユニット、1a 主面、2 上側ユニット、2a,3a 接続面、3 ヒンジ部、4 表示部、5 キー、8 回動軸、9,310,403 ヒンジ部接点、10,314〜317,404 上側ユニット接点、11,12 IO電源接点、13a,13b,14a,14b 角度検出接点、22,25 GND端子、23,125 受電端子、24,27 GND・電源配線、26,123 電源端子、28,29 ヒンジ部端子受け、100,200 携帯端末、105 電源部、110 電気的接点、301 下側ユニットIOコントローラ、302 上側ユニットIOコントローラ、307 プルダウン抵抗、308,309 角度検出信号、322 上側ユニットバッファイネーブル信号、323,324 下側ユニットバッファイネーブル信号、327,329 入力バッファ、328 出力バッファ、405 電池、407 メモリ、409 アンテナ、410 スピーカ、412 コントローラ、414 カメラ、A318,B319,C320,D321 信号、x,y 軸。