JPWO2011114817A1 - 発熱が小さい、テレビ電話機能を持つ携帯電話機 - Google Patents

Abstract

携帯電話機の温度を検出し、この温度が所定の第１の閾値を超過したときに、動画信号符号化部２１の通常符号化レートをこれよりも低い低減符号化レートに変更する。

Description

本発明は、通信相手の携帯電話機との間で動画信号を送受信するテレビ電話機能を持つ携帯電話機に関する。

近年、携帯電話機は、筐体の小型化やデバイスの高密度搭載化が進む一方で、テレビ電話機能の具備や筐体の防水化等の多機能化、ならびに、カメラやディスプレイ等の搭載デバイスの高詳細度化や高画質化といった高性能化も目覚しい。
多機能化や高性能化に伴い、携帯電話機の搭載デバイスの一つであるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）には、より多くのデータをより速く処理することが要求されている。特に、ＨＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）動画再生やテレビ電話などには大量のデータを高速に処理することが必要とされるため、ＣＰＵの消費電力は大変大きい。
ＣＰＵの消費電力の増大化の一方で、携帯電話機の筐体は、前述した小型化、高密度搭載化、筐体の防水化などにより、筐体内部で発生した熱を放熱し難いという実情にある。このため、近年の携帯電話機は、発熱が大きい傾向にある。
携帯電話機の発熱は、機器やそのデバイスの損傷を起こし得ることに加え、ユーザの火傷や火災事故を引き起こす虞があるため、ＰＬ（Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｌｉａｂｉｌｉｔｙ）法に代表されるように、携帯電話機の発熱対策は、製品品質の重要なファクタの一つとなっている。
携帯電話機の消費電力の削減や発熱対策に関する技術は、例えば、特許文献１（特開２００２−２７１４５号公報）、特許文献２（特開２００７−３１２１３９号公報）に開示されている。
特許文献１には、消費電力を削減すべく、テレビ電話通話時に、受信した動画信号の復号化処理および／または送信すべき動画信号の符号化処理をユーザの操作に応じて停止し、代替画像（静止画）を表示および／または通信相手に送信するように構成されたテレビ電話機能を持つ携帯電話機が開示されている。特許文献１にはまた、動画信号の復号化処理および／または符号化処理が不要時に停止されることにより、携帯電話機の発熱が抑制されることが記載されている。
特許文献２には、筐体の表面の温度上昇を抑制すべく、テレビ電話動作中に、携帯電話機近辺の温度を検出する温度センサからの温度信号が第１の閾値を超え、さらに猶予期間が経過した後に、カメラの撮影動作を休止する共に、代替画像（静止画）を相手側に送信する一方、温度信号が第１の閾値よりも低い第２の閾値以下になったときに、通常のテレビ電話動作に戻るように構成されたテレビ電話機能を持つ携帯電話機が開示されている。
しかし、特許文献１に開示された技術においては、動画信号の復号化処理および／または符号化処理を停止するか否かをユーザが判断するため、携帯電話機の発熱状況に綿密に即した動作は不可能である。また、動画信号の復号化処理および／または符号化処理の停止により、それまで続いていたテレビ電話の動画が途絶えると共に、テレビ電話中の状況とは異質の予め用意されている代替画像が唐突に割り込むことになるため、ユーザや通信相手は違和感を覚える。
また、特許文献２に開示された技術においても、カメラの撮影動作の休止により、それまで続いていたテレビ電話の動画が途絶えると共に、テレビ電話中の状況とは異質の予め用意されている代替画像が唐突に割り込むことになるため、通信相手は違和感を覚える。

それ故、本発明の課題は、テレビ電話中に通信相手に違和感を覚えさせることなく、消費電力を削減し、発熱を抑制することができるテレビ電話機能を持つ携帯電話機を提供することである。
本発明によれば、通信相手の機器との間で動画信号を送受信するテレビ電話機能を持つ携帯電話機であって、撮影動画を動画信号として出力するカメラと、前記カメラからの動画信号を所定の通常符号化レートで符号化して符号化動画信号を出力する動画信号符号化部とを有し、前記携帯電話機の温度を検出し、該温度が所定の第１の閾値を超過したときに、前記動画信号符号化部の前記通常符号化レートをこれよりも低い低減符号化レートに変更することを特徴とする携帯電話機ことを特徴とする携帯電話機が得られる。
前記携帯電話機の温度を検出する温度センサと、前記温度センサによって検出された温度が所定の第１の閾値を超過したときに、前記動画信号符号化部の前記通常符号化レートを前記低減符号化レートに変更するレート制御部とを有していてもよい。
前記レート制御部は、前記温度センサによって検出された温度が前記第１の閾値を超過し、さらに所定の猶予期間が経過しても第１の閾値を超過したままであるときに、前記動画信号符号化部の前記通常符号化レートを前記低減符号化レートに変更するものであってもよい。
前記レート制御部は、前記動画信号符号化部の前記通常符号化レートを前記低減符号化レートに変更した後に、前記温度センサによって検出された温度が前記第１の閾値よりも低い第２の閾値以下になったときに、該動画信号符号化部の該低減符号化レートを該通常符号化レートに戻すものであってもよい。
前記レート制御部は、前記温度センサによって検出された温度が前記第１の閾値を超過してから前記猶予期間が経過する前に当該温度が該第１の閾値よりも低くなったときに、前記動画信号符号化部の前記通常符号化レートを継続させるものであってもよい。
前記温度センサは、少なくとも前記動画信号符号化部の温度を検出するものであってもよい。あるいは、前記携帯電話機の動作全般を制御する制御部をさらに有し、前記温度センサは、少なくとも前記制御部および前記動画信号符号化部の温度を検出するものであってもよい。
前記動画信号符号化部の前記通常符号化レートから前記低減符号化レートへの変更は、動画信号の符号化処理のフレームスキップによって実行されてもよい。
前記レート制御部は、前記低減符号化レートを前記携帯電話機の温度に応じて調整するものであってもよい。

第１図は、本発明の第１の実施例によるテレビ電話機能を持つ携帯電話機の構成を示すブロック図である。
第２図は、第１図に示された携帯電話機の動作を説明するためのフローチャートである。
第３図は、第１図に示された携帯電話機の動作を説明するためのタイムチャートである。
第４図は、本発明の第２の実施例による携帯電話機の動作を説明するための検出温度と符号化レートとの関係を示す表図である。

本発明による携帯電話機は、通信相手の機器との間で動画信号を送受信するテレビ電話機能を持つ携帯電話機であって、撮影動画を動画信号として出力するカメラと、カメラからの動画信号を所定の符号化レート（通常符号化レートと呼ぶ）で符号化して符号化動画信号を出力する動画信号符号化部とを有している。
特に、本携帯電話機は、その温度を検出し、検出した温度が所定の第１の閾値を超過したときに、動画信号符号化部の通常符号化レートをこれよりも低い符号化レート（低減符号化レートと呼ぶ）に変更する。第１の閾値は、機器やそのデバイスの損傷や、ユーザの火傷、火災事故を起こすことがない上限温度（安全温度）に基づいて設定される。
上記構成により、本携帯電話機は、テレビ電話中に通信相手に違和感を覚えさせることなく、消費電力を削減し、発熱を抑制することができる。
即ち、本携帯電話機は、携帯電話機の温度上昇があると、動画信号符号化部の符号化レートを低減させるため、消費電流が少なくなり、その結果、エネルギ消費による発熱が減り、温度上昇を抑制することができる。
また、テレビ電話の通信相手の機器においては、場合によっては、いわば紙芝居的な動画ではあるが、テレビ電話の動画のフレーム更新が続行されるため、通信相手の機器に表示される動画が途切れたり、テレビ電話中の動画とは異質の代替画像が表示されることがなく、通信相手が違和感を覚えることがない。
さらに、携帯電話機が安全温度を超えないようにすることができるため、ユーザの火傷や火災事故、ならびに、機器やそのデバイスの損傷を防止できる。
また、本発明による携帯電話機は、安全温度を超えることがないように動作するため、その安全温度を想定される最高温度として発熱デバイスをレイアウトすればよく、安全温度よりも高温を想定したレイアウトとしなければならなかった従来例に比べ、より高密度なデバイスレイアウトが可能である。このことは、デバイスレイアウトの設計自由度の向上にも寄与する。

第１図を参照すると、本発明の第１の実施例によるテレビ電話機能を持つ携帯電話機は、制御部１１と、メモリ１２と、タイマ１３と、無線送受信部１４と、アンテナ１５と、操作キー１６と、マイクロフォン１７と、スピーカ１８と、カメラ１９と、ディスプレイ２０と、動画信号符号化部２１と、動画信号復号化部２２とを有している。
制御部１１は、携帯電話機の動作全般を制御するものであって、メモリ１２のうちのＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に予め記憶されたＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）やアプリケーションプログラムにしたがって演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を有している。尚、タイマ１３は、制御部１１のシステムクロックを利用していてもよい。
メモリ１２には、カメラ１９から取り込まれた画像が記憶される他、テレビ電話としての動作時に相手側に送信するためのキャラクタ画像が記憶される。キャラクタ画像は、カメラ１９から取り込まれた画像を送信しない場合に用いられる。尚、メモリ１２は、前述のＲＯＭに加え、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）や、ｍｉｃｒｏ ＳＤカード等の取り外し可能な記憶手段をも含んでいてもよい。
操作キー１６は、送信キー、英字／カナ／漢字／数字の変換キー、電源のオン／オフキー、カーソルキー、および終了キーなどのボタンキーであり、ユーザによる機器の操作を受け付けるユーザーインターフェースである。尚、操作キー１６は、ボタンキーに加え、タッチパッドやタッチパネルをも含んでいてもよい。
無線送受信部１４は、アンテナ１５ならびに図示しない無線基地局を介して、図示しないテレビ電話の通信相手の機器（それぞれテレビ電話機能を持つ、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、固定電話機、ファクシミリ装置、ゲーム機、カラオケ装置、テレビジョンＳＴＢ（セットトップボックス）、インターホン装置等）との間で電波を搬送媒体として音声信号、静止画信号、動画信号、データ信号を送受信する。無線送受信部１４は、信号の送受信に際し、送信すべき符号化動画信号と符号化音声信号を合成ならびに変調する一方、受信した信号を復調ならびに符号化動画信号と符号化音声信号に分離する。尚、無線基地局は、図示しない移動通信制御局、在圏移動通信交換局および関門移動通信交換局を介して一般電話回線網に接続されている。
スピーカ１８は、無線送受信部１４によって受信および復調され、符号化動画信号と分離された符号化音声信号が復号化されてなる音声信号により、音声を発生する。スピーカ１８はまた、着メロ（登録商標）や通話時の音声など、各種の情報に対応した音を発生する。尚、スピーカ１８としては、音声通話時にユーザがその耳にあてがうレシーバをも含んでいてもよい。
動画信号復号化部２２は、無線送受信部１４によって受信および復調され、符号化音声信号と分離された符号化動画信号を復号化し、動画信号として出力する。この動画信号は、制御部１１を介してディスプレイ２０に入力される。動画信号と音声信号とは同期される。
ディスプレイ２０は、動画信号復号化部２２から制御部１１を介して入力された動画信号を表示する。ディスプレイ２０はまた、通常の音声通話では、例えば、相手先の電話番号情報やアイコン情報など、諸々の情報を表示し、また、メモリ１２に記憶されている画像を表示する。
マイクロフォン１７は、ユーザの音声に基づく空気振動を電気信号である音声信号に変換し、出力する。この音声信号は、制御部１１を介して符号化されて符号化音声信号として無線送受信部１４に入力され、無線送受信部１４によって符号化動画信号と合成された後に変調され、送信される。
カメラ１９は、例えば４００万画素程度のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ、電荷結合素子）センサなどを有し、テレビ電話時に撮影動画を動画信号として出力する。この動画信号は、制御部１１を介して動画信号符号化部２１に入力される。
動画信号符号化部２１は、カメラ１９から制御部１１を介して入力された動画信号を所定の通常符号化レートで符号化して符号化動画信号として制御部１１を介して無線送受信部１４に出力する。この符号化動画信号は、無線送受信部１４によって符号化音声信号と合成された後に復調され、アンテナ１５から送信される。符号化動画信号と符号化音声信号とは同期される。
本携帯電話機は特に、温度センサ３１と、レート制御部３２とを有している。
温度センサ３１は、携帯電話機の筐体のうちのユーザが接触し得る部分、もしくは、動画信号符号化部２１や制御部１１近傍などの携帯電話機の構成部位のうちの大きい発熱が見込まれる部分に備えられ、その部分の温度を検出して温度信号として出力する。この温度信号は、制御部１１を介してレート制御部３２に入力される。尚、温度センサ３１は、携帯電話機の複数箇所に設けられてもよい。この場合、複数の温度信号は、その平均値が用いられるか、あるいは、一番高い温度の温度信号が用いられる。
レート制御部３２は、少なくともテレビ電話時には定期的に、温度センサ３１を用いて携帯電話機の温度を検出し、温度センサ３１から制御部１１を介して入力された温度信号を第１の閾値（例えば、４５℃）と比較する。比較の結果、レート制御部３２は、温度センサ３１から出力された温度信号が第１の閾値を超えた時点から予め設定された猶予期間が経過しても依然として第１の閾値超過であれば、動画信号符号化部２１に対し、通常符号化レートをこれよりも低い低減符号化レートに変更させる。第１の閾値は、例えば、予めメモリ１２に記憶されており、レート制御部３２は、制御部１１を介して参照する。また、猶予期間は、タイマ１３を用いて計時される。尚、本発明においては、猶予期間を設けなくともよい。
尚、レート制御部３２は、レート制御部３２は、温度センサ３１によって検出された温度が第１の閾値を超過してから猶予期間が経過する前にその温度が第１の閾値よりも低くなったときに、動画信号符号化部２１に対し、通常符号化レートで継続する。
レート制御部３２はまた、動画信号符号化部２１の通常符号化レートを低減符号化レートに変更した後に、温度センサ３１によって検出された温度が第１の閾値よりも低い第２の閾値（例えば、４０℃）以下になったときに、動画信号符号化部２１の低減符号化レートを通常符号化レートに戻す。
ここで、より具体的には、動画信号符号化部２１の通常符号化レートから低減符号化レートへの変更は、符号化処理のフレームスキップによってなされる。
一般に、動画信号は、フレーム毎にデータ量が異なっている。このような動画信号を一様に符号化する場合、フレーム毎に発生符号化量も異なり、一定の伝送レートで伝送することは困難である。低ビットレートでの伝送の場合、伝送すべき符号化量が不足し、符号化をスキップするフレームが生じる場合がある。本発明は、このフレームスキップを利用して温度上昇時に符号化処理をフレームスキップすることにより、符号化処理を低減し、消費電流を削減する。
例えば、符号化方式がＭＰＥＧ２の場合、動画信号符号化部において必要とされる符号化処理量は、プロファイルレベル／画像サイズがＭＰ＠ＬＬの場合は１．１ギガ［ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ／秒］、ＭＰ＠ＭＬの場合は１３ギガ［ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ／秒］、ＭＰ＠ＨＬの場合は７８ギガ［ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ／秒］程度もあり、これをフレームスキップすることは、莫大な処理の低減となる。
次に、第１図〜第３図を参照して、本携帯電話機の動作を説明する。
通常符号化レートは１５ｆｐｓ、低減符号化レートは３ｆｐｓ、第１の閾値は４５℃、第２の閾値は４０℃、猶予期間は３０秒に設定され、メモリ１２に記憶されている。
今、ユーザが操作キー１６を用いてテレビ電話の開始命令を下すか、あるいは、テレビ電話の通信相手の機器からテレビ電話の要求を受けると、制御部１１は、テレビ電話を開始する。尚、動画信号に伴う音声信号の送受信に関する処理と、動画信号の受信については、説明を省略する。
ステップＳ１において、カメラ１９は、撮影動画を動画信号として出力する。この動画信号は、制御部１１を介して動画信号符号化部２１に入力される。
ステップＳ２において、制御部１１は、温度センサ３１により、携帯電話機の温度を検出して温度信号として出力する。この温度信号は、制御部１１を介してレート制御部３２に入力される。レート制御部３２は、所定の時間間隔で、温度センサ３１から制御部１１を介して入力された温度信号を、第１の閾値（４５℃）と比較する。
比較の結果、第１の閾値以下であれば、レート制御部３２からは何も出力されず、動画信号符号化部２１は、動画信号符号化部２１は、カメラ１９から制御部１１を介して入力された動画信号を通常符号化レート（１５ｆｐｓ）で符号化し（ステップ３）、符号化動画信号として制御部１１を介して無線送受信部１４に出力する。この符号化動画信号は、無線送受信部１４によって符号化音声信号と合成された後に復調され、アンテナ１５から送信される。符号化動画信号と符号化音声信号とは同期される。
一方、比較の結果、第１の閾値超過であれば、レート制御部３２は、その時点からタイマ１３を用いて計時を開始する。
そして、猶予期間（３０秒）が経過する前に、温度センサ３１から出力された温度信号が第１の閾値以下となった場合には、レート制御部３２からは何も出力されず、動画信号符号化部２１は、カメラ１９からの動画信号を通常符号化レートで符号化し続ける（ステップ３）。
一方、レート制御部３２は、温度センサ３１から出力された温度信号が第１の閾値を超えた時点から予め設定された猶予期間が経過しても依然として第１の閾値超過であれば、動画信号符号化部２１の通常符号化レートをこれよりも低い低減符号化レート（３ｆｐｓ）に変更する。即ち、レート制御部３２は、動画信号符号化部２１に対してフレームスキップを指示する。このとき、必要に応じて、レート制御部３２は、更新不要を示す符号化データ（Ｎｏ Ｕｐｄａｔｅ）を制御部１１に出力する。動画信号符号化部２１は、第３図に示されるようなフレームスキップを実行する（ステップＳ４）。
そして、レート制御部３２は、動画信号符号化部２１の通常符号化レートを低減符号化レートに変更した後に、温度センサ３１によって検出された温度が第１の閾値よりも低い第２の閾値（４０℃）以下になったときに、動画信号符号化部２１の低減符号化レートを通常符号化レートに戻す。
尚、更新不要を示す符号化データとは、ｓｔｕｆｆｉｎｇ ｄａｔａまたはｓｔｕｆｆｉｎｇ ＭＢ（Ｍａｃｒｏ Ｂｌｏｃｋ）のことである。フレームスキップする際、回線交換での一般的なテレビ電話の通信方式は固定伝送であるため、ｓｔｕｆｆｉｎｇ ｄａｔａまたはｓｔｕｆｆｉｎｇ ＭＢを送出する必要がある。一方、パケット通信方式を採用したテレビ電話の場合は、不要なパケットを送出しないため、ｓｔｕｆｆｉｎｇ ｄａｔａの送出もない。
以上のようにして、テレビ電話中に通信相手に違和感を覚えさせることなく、消費電力を削減し、発熱を抑制することができる。

本発明の第２の実施例は、低減符号化レートが可変である点で、第１の実施例と異なる。このため、第２の実施例における、第１の実施例と同一または同様の部分については、第１の実施例の図面を援用すると共に、詳細な説明を省略する。
本発明の第２の実施例によるテレビ電話機能を持つ携帯電話機は、第１の実施例と同様に、制御部と、メモリと、タイマと、無線送受信部と、アンテナと、操作キーと、マイクロフォンと、スピーカと、カメラと、ディスプレイと、動画信号符号化部と、動画信号復号化部と、温度センサと、レート制御部とを有している。
特に、本携帯電話機においては、第４図に示されるように、レート制御部は、携帯電話機の温度Ｘに応じて低減符号化レートを例えば３ｆｐｓ以下〜０．２ｆｐｓ以下の範囲で調整する。即ち、温度上昇が比較的小さいときはフレームスキップを少なくして（符号化レートを高くして）スムーズに画像更新をし、温度上昇が比較的大きいときはフレームスキップを多くして（符号化レートを低くして）符号化処理を大幅に低減させる。

以上説明した実施例に限定されることなく、本発明は、当該特許請求の範囲に記載された技術範囲内であれば、種々の変形が可能であることは云うまでもない。例えば、本発明は、携帯電話機に限らず、パーソナルコンピュータ、固定電話機、ファクシミリ装置、ゲーム機、カラオケ装置、テレビジョン受信機、テレビジョンＳＴＢ（セットトップボックス）、インターホン装置等のテレビ電話機能を持つ電子機器全般に適用可能である。
また、本出願は、２０１０年３月１８日に出願された、日本国特許出願第２０１０−０６２３８５号からの優先権を基礎として、その利益を主張するものであり、その開示はここに全体として参考文献として取り込む。

Claims (9)

1. 通信相手の機器との間で動画信号を送受信するテレビ電話機能を持つ携帯電話機であって、撮影動画を動画信号として出力するカメラと、前記カメラからの動画信号を所定の通常符号化レートで符号化して符号化動画信号を出力する動画信号符号化部とを有し、
   前記携帯電話機の温度を検出し、該温度が所定の第１の閾値を超過したときに、前記動画信号符号化部の前記通常符号化レートをこれよりも低い低減符号化レートに変更することを特徴とする携帯電話機。
2. 前記携帯電話機の温度を検出する温度センサと、
   前記温度センサによって検出された温度が所定の第１の閾値を超過したときに、前記動画信号符号化部の前記通常符号化レートを前記低減符号化レートに変更するレート制御部とを有する請求項１に記載の携帯電話機。
3. 前記レート制御部は、前記温度センサによって検出された温度が前記第１の閾値を超過し、さらに所定の猶予期間が経過しても第１の閾値を超過したままであるときに、前記動画信号符号化部の前記通常符号化レートを前記低減符号化レートに変更する請求項２に記載の携帯電話機。
4. 前記レート制御部は、前記動画信号符号化部の前記通常符号化レートを前記低減符号化レートに変更した後に、前記温度センサによって検出された温度が前記第１の閾値よりも低い第２の閾値以下になったときに、該動画信号符号化部の該低減符号化レートを該通常符号化レートに戻す請求項２または３に記載の携帯電話機。
5. 前記レート制御部は、前記温度センサによって検出された温度が前記第１の閾値を超過してから前記猶予期間が経過する前に当該温度が該第１の閾値よりも低くなったときに、前記動画信号符号化部の前記通常符号化レートを継続させる請求項３または４に記載の携帯電話機。
6. 前記温度センサは、少なくとも前記動画信号符号化部の温度を検出する請求項２乃至５のいずれか一項に記載の携帯電話機。
7. 前記携帯電話機の動作全般を制御する制御部をさらに有し、前記温度センサは、少なくとも前記制御部および前記動画信号符号化部の温度を検出する請求項２乃至６のいずれか一項に記載の携帯電話機。
8. 前記動画信号符号化部の前記通常符号化レートから前記低減符号化レートへの変更は、動画信号の符号化処理のフレームスキップによって実行される請求項１乃至７のいずれか一項に記載の携帯電話機。
9. 前記レート制御部は、前記低減符号化レートを前記携帯電話機の温度に応じて調整する請求項２乃至８のいずれか一項に記載の携帯電話機。

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