(57)【要約】  携帯式電子装置のような電子装置は、無線通信回路を有する。無線周波数アンテナ信号を送信する場合に電子装置におけるアンテナを使用することができる。カプラ及びアンテナ信号位相及びマグニチュード測定回路は、アンテナインピーダンス測定を行うことによって外部物体がアンテナの近くにある時を判断するために使用することができる。帯域内及び帯域外位相及びマグニチュード信号測定は、外部物体が存在するか否かを判断する場合に実行することができる。運動センサ、光及び熱センサ、音響及び電気センサのような付加的なセンサは、アンテナベース近接性センサを使用して収集された近接性データに結合することができるデータを生成することができる。ユーザの身体のような外部物体がアンテナの所定の距離内にあることを検出した状態で、電子装置は、送信電力を低減し、アンテナを切り換え、位相アンテナ配列を操作し、通信プロトコルを切り換えるか、又は他のアクションを取ることができる。【選択図】図１
2013535117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子装置であって、
前記電子装置が無線周波数信号を送信するためのアンテナと、
前記アンテナに結合され、かつ無線周波数信号位相及びマグニチュード測定を行う位相及びマグニチュード検出回路と、
前記無線周波数信号位相及びマグニチュード測定を処理することにより、外部物体が前記アンテナに隣接しているか否かを判断するストレージ及び処理回路と、
を含むことを特徴とする電子装置。
【請求項２】
所定の送信電力で前記無線周波数信号を送信するために前記アンテナを使用する無線回路を更に含み、
前記ストレージ及び処理回路は、前記無線周波数信号位相及びマグニチュード測定に基づいて前記送信電力を調節するように構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記無線回路は、
送受信機と、
電力増幅回路と、
を含み、
前記ストレージ及び処理回路は、前記外部物体が前記アンテナの所定の距離内にあると判断された時に前記送受信機及び電力増幅回路を調節することによって前記送信電力を低下するように構成される、
ことを特徴とする請求項２に記載の電子装置。
【請求項４】
容量近接性センサを更に含み、
前記ストレージ及び処理回路は、前記無線周波数信号位相及びマグニチュード測定に基づいてかつ前記容量近接性センサからのデータに基づいて前記送信電力を調節するように構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項５】
運動センサを更に含み、
前記ストレージ及び処理回路は、前記無線周波数信号位相及びマグニチュード測定に基づいてかつ前記運動センサからのデータに基づいて前記送信電力を調節するように構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項６】
少なくとも第１及び第２のセンサを更に含み、
前記ストレージ及び処理回路は、前記無線周波数信号位相及びマグニチュード測定に基づいてかつ前記第１及び第２のセンサからのデータに基づいて前記送信電力を調節するように構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項７】
近接性センサを更に含み、
前記ストレージ及び処理回路は、前記無線周波数信号位相及びマグニチュード測定に基づいてかつ前記近接性センサからのデータに基づいて前記送信電力を調節するように構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項８】
電子装置を使用する方法であって、
前記電子装置のアンテナを通じて無線周波数アンテナ信号を送信電力で送信する段階と、
前記電子装置において前記アンテナに結合された位相及びマグニチュード検出回路を用いて、外部物体が該アンテナに隣接しているか否かを判断するために無線周波数アンテナ信号位相及びマグニチュード測定を行う段階と、
前記位相及びマグニチュード検出回路を使用して前記外部物体が前記アンテナの所定の距離内にあると判断したことに応答して、前記送信電力を調節する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
近接性センサからセンサ入力データを収集する段階、
を更に含み、
前記送信電力を調節する段階は、前記位相及びマグニチュード検出回路から及び前記近接性センサからの情報に基づいて該送信電力を調節する段階を含む、
ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
運動センサからセンサ入力データを収集する段階、
を更に含み、
前記送信電力を調節する段階は、前記位相及びマグニチュード検出回路から及び前記運動センサからの情報に基づいて該送信電力を調節する段階を含む、
ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
赤外線熱センサからセンサ入力データを収集する段階、
を更に含み、
前記送信電力を調節する段階は、前記位相及びマグニチュード検出回路から及び前記赤外線熱センサからの情報に基づいて該送信電力を調節する段階を含む、
ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
カメラセンサ、熱センサ、抵抗センサ、及び音響センサから構成される群から選択されたセンサからセンサ入力データを収集する段階、
を更に含み、
前記送信電力を調節する段階は、前記位相及びマグニチュード検出回路から及び前記センサからの情報に基づいて該送信電力を調節する段階を含む、
ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
アンテナインピーダンスを有する少なくとも１つのアンテナと、
前記アンテナインピーダンスをモニタするために前記アンテナに関連付けられた無線周波数アンテナ信号に対して位相及びマグニチュード測定を行うことによって外部物体が該アンテナに隣接しているか否かを判断する回路と、
を含むことを特徴とする携帯式電子装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのアンテナは、位相アンテナ配列のアンテナを含み、
前記回路は、前記位相及びマグニチュード測定に基づいて前記位相アンテナ配列を調節するように構成される、
ことを特徴とする請求項１３に記載の携帯式電子装置。
【請求項１５】
前記アンテナに結合されたセルラー電話送受信機を含み、
前記外部物体が前記アンテナに隣接しているか否かを判断する前記回路は、前記セルラー電話送受信機と前記アンテナ間に挿入されたカプラを含む、
ことを特徴とする請求項１３に記載の携帯式電子装置。
【請求項１６】
前記外部物体が前記アンテナに隣接しているか否かを判断する前記回路は、前記カプラから無線周波数信号を受信する無線周波数信号位相及びマグニチュード検出回路を含むことを特徴とする請求項１５に記載の携帯式電子装置。
【請求項１７】
前記セルラー電話送受信機は、通信帯域で信号を送信し、
前記無線周波数信号位相及びマグニチュード検出回路は、前記通信帯域内の周波数で帯域内アンテナインピーダンス測定を行うように構成される、
ことを特徴とする請求項１６に記載の携帯式電子装置。
【請求項１８】
前記セルラー電話送受信機は、通信帯域で信号を送信し、
前記無線周波数信号位相及びマグニチュード検出回路は、前記通信帯域の外側の周波数で帯域外アンテナインピーダンス測定を行うように構成される、
ことを特徴とする請求項１６に記載の携帯式電子装置。
【請求項１９】
前記アンテナは、複数の共振要素アームと該アンテナ共振要素アームを選択的に結合するスイッチとを含むことを特徴とする請求項１３に記載の携帯式電子装置。
【請求項２０】
前記アンテナに結合された送受信機を含み、
前記送受信機は、所定の通信プロトコルを使用して、所定の通信帯域を使用して、かつ所定のデータレートを使用してデータを送信し、
前記回路は、前記外部物体が前記アンテナに隣接していると判断したことに応答して前記所定の通信プロトコル、前記所定の通信帯域、及び前記所定のデータレートのうちの選択された１つを調節するように構成される、
ことを特徴とする請求項１３に記載の携帯式電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に無線通信回路に関し、より具体的には、外部物体に対する電子装置の近接性に基づいてその作動を調節することができる無線通信回路を有する電子装置に関する。
【０００２】
（関連出願の相互参照）
本出願は、本明細書にその全内容が引用により組み込まれている２０１０年４月１３日出願の米国特許出願第１の２／７５９，２４３号明細書に対する優先権を請求する。
【背景技術】
【０００３】
コンピュータ及び手持ち式電子装置のような電子装置は、益々一般的になっている。これらのような装置には、無線通信機能が設けられることが多い。例えば、電子装置は、セルラー電話帯域を使用して通信するためのセルラー電話回路のような長距離無線通信回路を使用することができる。電子装置は、近くの機器との通信を処理するために短距離無線通信リンクを使用することができる。例えば、電子装置は、２．４ＧＨｚ及び５ＧＨｚでＷｉＦｉ（登録商標）（ＩＥＥＥ  ８０２．１１）帯域、及び２．４ＧＨｚでＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）帯域を使用して通信することができる。
【０００４】
小さい形状因子の無線装置に対する消費者の要求を満足させるために、製造業者は、コンパクト構造を使用したアンテナ構成要素のような無線通信回路を実施するのに絶えず努力している。最大放出電力に対する規定指針を満足させるために、電子装置の無線周波数出力を制限することが望ましい場合がある。しかし、電子装置の適正な無線作動を妨げないことを保証するように注意を払わなくてはならない。放出無線信号強度が過度に制限される場合、装置は、満足に機能しない場合がある。
【０００５】
これらを考慮する観点から、電子装置のための改良された無線回路を提供することが望ましいと考えられる。
【発明の概要】
【０００６】
携帯式電子装置のような電子装置には、１つ又はそれよりも多くのアンテナを設けることができる。アンテナは、共通通信帯域で作動させることができ（例えば、アンテナダイバーシティ構成を実施した時）、又は分離通信帯域で作動させることができる。アンテナの配列は、ビームステアリングすることができる位相アンテナ配列を実施するために位相コントローラを使用して制御することができる。アンテナには、同調整合回路ネットワーク、同調フィード、同調アンテナ共振要素、及び調節可能な同調回路を設けることができる。
【０００７】
電子装置は、アンテナインピーダンス測定を行うことにより、ユーザの身体又は他の外部物体がアンテナの所定の距離内にあるか否かを判断することができる。アンテナインピーダンス測定は、アンテナに結合された信号位相及びマグニチュードモニタリング回路を使用して行うことができる。
【０００８】
電子装置はまた、熱センサ、赤外線熱センサ、運動センサ、静電容量センサ、周囲光センサ、赤外線近接性センサ、音響センサ、カメラ、電気（抵抗）センサなどのような他のセンサを含むことができる。外部物体がアンテナの近くにあるか否かを正確に判断するのを助けるために、アンテナインピーダンス測定データに加えてこれらのセンサの各々からのデータを使用することができる。
【０００９】
アンテナを通じて無線周波数アンテナ信号を送信する場合に送受信機及び電力増幅回路を使用することができる。信号を送信する時に、通信プロトコル、送信データレート、及び所定の通信帯域を使用することができる。
【００１０】
ストレージ及び処理回路は、電子装置内のアンテナベース近接性センサから及び他のセンサ及びデータのソースからの情報を処理し、外部物体が装置内のアンテナの所定の距離内にある時にどのように反応するかを判断することができる。外部物体が検出された時に取ることができる適切なアクションは、アンテナを通じた送信電力の調節、使用されている通信プロトコルの種類の調節、データが無線で送信されているレートの調節、及び無線送信に使用されている通信帯域の調節を含む。アンテナは、選択的に無効にすることができ、かつ個々にその電力を調節することができる。位相アンテナ配列において、アンテナ配列が作動している方向は調節することができる。装置内のアンテナはまた、整合回路、アンテナフィード位置、同調回路、及びアンテナ内のアンテナ共振要素のアクティブ部分の大きさ及び形状を制御する調節可能スイッチを調節することにより、外部物体の検出に応答して同調させることができる。
【００１１】
本発明の更に別の特徴、その性質、及び様々な利点は、添付の図面及び好ましい実施形態の以下の詳細説明から更に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態による無線通信回路を備えた例示的な電子装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態による無線通信回路を備えた例示的な電子装置を示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態による電子装置における例示的な無線回路を示す回路図である。
【図４】本発明の実施形態により電子装置の作動中にリアルタイムで無線周波数アンテナ信号を測定するために使用することができる例示的な回路を示す回路図である。
【図５】本発明の実施形態により様々な種類の外部物体の存在又は不在に応答してアンテナインピーダンスがどのように変化するかを示すＳｍｉｔｈ図表である。
【図６】本発明の実施形態による調節可能アンテナのための例示的な調節可能アンテナ整合回路、例示的な調節可能アンテナフィード、例示的な調節可能アンテナ同調回路、及び調節可能アンテナ共振要素を示す図である。
【図７】本発明の実施形態により複数のアンテナを備えた例示的な電子装置を示す概略図である。
【図８】本発明の実施形態により電子装置の制御回路を使用してリアルタイムで調節することができる例示的な位相アンテナ配列を示す図である。
【図９】本発明の実施形態によりセンサ及び無線回路を備えた電子装置を作動する場合に含まれる例示的な段階を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
電子装置に無線通信回路を設けることができる。無線通信回路は、長距離無線通信（セルラー電話帯域での通信など）及び短距離通信（すなわち、ＷｉＦｉ（登録商標）リンク、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）リンクのようなローカルエリアネットワークリンク）のような無線通信をサポートするために使用することができる。無線通信回路は、１つ又はそれよりも多くのアンテナを含むことができる。
【００１４】
電子装置は、アンテナ信号をモニタする回路を使用して実施される近接性センサを含むことができる。この種類の近接性センサは、例えば、ユーザの手又は他の身体の一部が電子装置のアンテナの近くにあるか否かを識別することができる。他のセンサデータも、装置によって集めることができる。
【００１５】
処理回路は、アンテナ信号近接性センサデータ及び他のデータを処理して無線回路を調節する必要がある時を判断するために使用することができる。処理回路は、適切な基準が満足されたら必ず無線回路を調節するように判断することができる。無線回路調節が適切である時を判断するために使用することができる基準の例は、ユーザの身体が、無線周波数アンテナ信号近接性センサによって判断されるような特定のアンテナにどれくらい近いかを示す基準、ユーザの身体に近いのは配列のどのアンテナか、装置がどのように向いているか、装置で現在実行されているアプリケーションの種類、装置が移動しているか否か、光センサ、熱センサ、赤外線又は熱センサ、音響センサ、又は静電容量センサなどによって測定されるような外部物体が装置の近くに現れるか否かを示す基準を含む。
【００１６】
これらのセンサの１つ又はそれよりも多くを使用して近接性データ及び他の適切なデータを収集した後で、処理回路は、適切なアクションを取ることができる。取ることができるアクションの例は、各アンテナを通じて送信される無線周波数電力の量を調節すること、望ましいアンテナモードに切り換えること（例えば、複数のアンテナが使用されるモードと単一のアンテナが使用されるモード間及び逆も同様に切り換えること）、位相アンテナ配列を調節すること（例えば、ユーザの身体から離れるようにアンテナを操作するために）、アクティブである通信帯域を調節すること、データがいかに速く送信されるかを調節すること、データの特定の種類に対するデータ送信を遅らせること、使用される通信プロトコルを切り換えること、警報を発すること、装置を向け直すなどの特定のアクションを実行するようにユーザを促すことなどを含む。近接性データは、無線回路からの無線周波数放出を制御する場合に使用するデータの特に信頼できる形式とすることができが、他のセンサからのデータ及び装置の現在の作動におけるデータのような補助的なデータも、取られるあらゆるアクションの精度及び適切さを改善するために使用することができる。アンテナベース近接性センサデータ及び他の収集されたデータに応答して行われる出力電力の変更及び他の調節は、セルラーネットワークから受信した送信電力指令に応答して行われる出力電力における変更に関して実行することができる。
【００１７】
あらゆる適切な電子装置にこのように制御される無線回路を設けることができる。一例として、これらのような制御技術をデスクトップコンピュータ、ゲームコンソール、ルータ、ラップトップコンピュータ、コンピュータモニタ又はテレビに組み込まれたコンピュータ、セットトップボックス又は他の消費者電子機器の一部であるコンピュータ、携帯式電子装置のような比較的小型の電子装置のような電子装置に使用することができる。携帯式電子装置の使用は、本明細書では実施例として説明する場合がある。しかし、これは、単に例示的なものである。無線回路は、あらゆる電子装置における近接性データ及び他の情報に基づいて制御することができる。
【００１８】
本発明の実施形態による例示的な携帯式電子装置が図１に示されている。図１の例示的な携帯式電子装置のような携帯式電子装置は、ラップトップコンピュータ又は超小型コンピュータのような小型携帯式コンピュータ、ノートブックコンピュータ、及びタブレットコンピュータとすることができる。携帯式電子装置はまた、更に小型の装置とすることができる。小型携帯式電子装置の例は、腕時計型装置、ペンダント型装置、ヘッドフォン及びイアピース型装置などの着用可能及びミニチュア装置を含む。１つの適切な構成によると、携帯式電子装置は、セルラー電話のような手持ち式電子装置である。手持ち式装置の他の例は、無線通信機能を備えたメディアプレーヤ、手持ち式コンピュータ（携帯情報端末と呼ぶこともある）、リモートコントローラ、全地球測位システム（ＧＰＳ）装置、及び手持ち式ゲーム装置を含む。手持ち式装置及び他の携帯式装置は、必要に応じて、複数の従来の装置の機能を含むことができる。多機能装置の例は、メディアプレーヤ機能、無線通信機能を含むゲーム装置、ゲーム及び電子メール機能を含むセルラー電話、及び電子メールを受信する手持ち式装置を含み、移動電話呼出しを助け、更にウェブ走査検索をサポートする。これらは、単に例示的な例である。図１の装置１０は、あらゆる適切な携帯式又は手持ち式電子装置とすることができる。
【００１９】
装置１０は、ハウジング１２を含む。ケースと呼ぶこともあるハウジング１２は、プラスチック、ガラス、セラミック、炭素繊維複合材料及び他の複合材料、金属、他の適切な材料、又はこれらの材料の組合せを含むあらゆる適切な材料から作ることができる。装置１０は、ハウジング１２の多く又は全てが単一の構造要素から形成される単体構造の構成（例えば、機械加工金属の一片又は成形プラスチックの一片）を使用して形成することができ、又は複数のハウジング構造（例えば、内部フレーム要素又は他の内部ハウジング構造に取り付けられている外側ハウジング構造）から形成することができる。
【００２０】
装置１０は、必要に応じて、ディスプレイ１４のようなディスプレイを有することができる。ディスプレイ１４は、例えば、容量タッチ電極を組み込んだタッチ画面とすることができる。ディスプレイ１４は、発光ダイオード（ＬＥＤ）から形成された画像ピクセル、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、プラズマセル、電子インク要素、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）構成要素、又は他の適切な画像ピクセル構造を含むことができる。カバーガラス部材は、ディスプレイ１４の表面を覆うことができる。ボタン１６のようなボタンは、カバーガラスの開口部を貫通することができる。開口部はまた、スピーカポート１８のようなスピーカポートを形成するためにディスプレイ１４のカバーガラスに形成することができる。ハウジング１２における開口部は、入力−出力ポート、マイクロフォンポート、スピーカポート、ボタン開口部などを形成するために使用することができる。
【００２１】
装置１０における無線通信回路は、リモート及びローカル無線リンクを形成するために使用することができる。１つ又はそれよりも多くのアンテナを無線通信中に使用することができる。単帯域及び多帯域アンテナを使用することができる。例えば、２．４ＧＨｚでのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信（例として）を処理するために単帯域アンテナを使用することができる。別の例として、複数のセルラー電話帯域のセルラー電話通信を処理するために多帯域アンテナを使用することができる。通信リンクの他の種類も、単帯域及び多帯域アンテナを使用してサポートすることができる。
【００２２】
必要に応じて、装置１０は、アンテナダイバーシティ方式をサポートするために複数のアンテナを使用することができる。この種類の構成により、装置１０における制御回路は、どのアンテナ又は複数のアンテナが最良に機能しているか又はそうでなければ使用が望ましいか（例えば、規定制限値を満足させるために）を判断するために信号品質又はセンサデータをモニタすることができる。これらの考察事項に基づいて、次に、制御回路は、アンテナの部分集合だけの使用を選択することができ、又はそうでなければアンテナ使用を調節することができる。例えば、センサ又は信号品質測定が、アンテナダイバーシティ構成における２つのアンテナのうちの一方が人間の体の一部のような外部物体によって遮断されていると判断した場合、制御回路は、そのアンテナを一時的に停止することができる。
【００２３】
装置１０はまた、多重入力−多重出力（ＭＩＭＯ）通信プロトコルを実施するために（例えば、データ収量を強化するために）複数のアンテナを使用することができる。装置１０における制御回路は、近接性データ又は他のデータを使用して、ＭＩＭＯ設定における複数のアンテナの作動を制御することができる。例えば、制御回路は、ＭＩＭＯ作動から単一のアンテナだけを使用するプロトコルに一時的に切り換えることができ、又は４アンテナＭＩＭＯ方式から２アンテナＭＩＭＯ方式などに切り換えることができる。
【００２４】
装置１０は、位相アンテナ配列を含むことができる。配列は、複数のアンテナ要素（すなわち、複数のアンテナ）を含むことができる。制御回路は、アンテナ要素に経路指定されかつアンテナ要素から経路指定される信号を（例えば、信号位相を制御することにより）制御するために使用することができる。制御回路は、アンテナが機能する方向を変えることができる。例えば、アンテナを第１の方向に向ける必要がある場合、制御回路は、アンテナ要素位相設定の第１の群を使用することができる。アンテナを第１の方向とは異なる第２の方向に向ける必要がある場合、制御回路は、位相設定の異なる第２の群を使用することができる。この方式を使用して、外部物体への放出を阻止又は最小にするために（例えば、人間の組織への無線周波数放出を阻止することによって規定制限値に準拠するために）アンテナ配列によって発せられる無線周波数信号の電力を操作することができる。
【００２５】
これらの方式の組合せを使用することもできる。例えば、装置１０における制御回路は、近接性センサ情報又は他のセンサデータを使用して装置に対する外部物体の位置を判断することができる。制御回路はまた、装置によって実行されるタスク及び実行するようにスケジュールされ又は実行される場合があるタスクを確定することができる。一例として、制御回路は、ユーザが電話呼出しに対して現在装置１０を使用していると判断することができ、又は電子メールが送信のために待ち行列に入れられたか又は送信される場合があると判断することができる（例えば、電子メールアプリケーションが現在開いているから）。この情報の集合を使用して、制御回路は、放出される電力を規制する必要性に対してユーザの現在及び将来の必要性の均衡を図ることができる。制御回路は、アンテナダイバーシティ方式におけるアンテナを切り換えること、使用される無線通信プロトコル（アルゴリズム）を変更すること、同じ全体的なプロトコルに準拠しながら使用される無線通信モードを変更すること、放出される信号が新しい位置に対して向けられるようにビーム形成位相アンテナ配列における設定を変更することなどを含む対応するアクションの組合せを用いることができる。
【００２６】
装置１０におけるアンテナは、当該のあらゆる通信帯域をもサポートするために使用することができる。例えば、装置１０は、ローカルエリアネットワーク通信、音声及びデータセルラー電話通信、全地球測位システム（ＧＰＳ）通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信などをサポートするためのアンテナ構造を含むことができる。一例として、装置１０の領域２０における下側アンテナは、１つ又はそれよりも多くのセルラー電話帯域における音声及びデータ通信を処理する場合に使用することができ、装置１０の領域２２における上側アンテナは、１５７５ＭＨｚでの全地球測位システム（ＧＰＳ）信号を処理するための第１の帯域及び２．４ＧＨｚでのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）及び「ＩＥＥＥ  ８０２．１１」（無線ローカルエリアネットワーク）信号を処理するための第２の帯域における受信可能範囲を提供することができる（例として）。アンテナダイバーシティ方式、位相アンテナ配列（例えば、６０ＧＨｚで）、付加的な帯域などを実施するために付加的なアンテナを設けることができる。
【００２７】
例示的な電子装置の概略図が図２に示されている。図２の装置１０は、携帯式タブレットコンピュータのような携帯式コンピュータ、移動電話、メディアプレーヤ機能を備えた移動電話、手持ち式コンピュータ、リモート制御、ゲームプレーヤ、全地球測位システム（ＧＰＳ）装置、このような装置の組合せ、又はあらゆる他の適切な電子装置とすることができる。
【００２８】
図２に示すように、装置１０は、ストレージ及び処理回路２８を含むことができる。ストレージ及び処理回路２８は、ハードディスクドライブストレージ、不揮発性メモリ（固体ドライブを形成するように構成されたフラッシュメモリ又は他の電気的プログラマブル読取専用メモリなど）、揮発性メモリ（静的又は動的ランダムアクセスメモリなど）のようなストレージを含むことができる。ストレージ及び処理回路２８における処理回路は、装置１０の作動を制御するために使用することができる。この処理回路は、１つ又はそれよりも多くのマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路などに基づくことができる。
【００２９】
ストレージ及び処理回路２８は、インターネット走査検索アプリケーション、ボイス−オーバー−インターネット−プロトコル（ＶＯＩＰ）電話呼出しアプリケーション、電子メールアプリケーション、メディア再生アプリケーション、オペレーティングシステム機能のような装置１０上のソフトウエアを実行するために使用することができる。外部機器との対話をサポートするために、ストレージ及び処理回路２８は、通信プロトコルを実施する時に使用することができる。ストレージ及び処理回路２８を使用して実施することができる通信プロトコルは、インターネットプロトコル、無線ローカルエリアネットワークプロトコル（例えば、ＷｉＦｉ（登録商標）と呼ぶこともある「ＩＥＥＥ  ８０２．１１」プロトコル）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコル、セルラー電話プロトコル、ＭＩＭＯプロトコル、アンテナダイバーシティプロトコルなどのような他の短距離無線通信リンクのためのプロトコルを含む。
【００３０】
入力−出力回路３０は、装置１０にデータを供給することができるように、かつ装置１０から外部装置にデータを供給することを可能にするために使用することができる。タッチ画面及び他のユーザ入力インタフェースのような入力−出力装置３２は、入力−出力回路３２の例である。入力−出力装置３２はまた、ボタン、ジョイスティック、クリックホイール、スクローリングホイール、タッチパッド、キーパッド、キーボード、マイクロフォン、カメラのようなユーザ入力−出力装置を含むことができる。ユーザは、このようなユーザ入力装置を通じて指令を供給することによって装置１０の作動を制御することができる。視覚情報及びステータスデータを呈示するディスプレイ１４（図１）及び他の構成要素のようなディスプレイ及び音声装置を装置３２に含むことができる。入力−出力装置３２におけるディスプレイ及び音声構成要素はまた、音声を生成するためのスピーカ及び他の装置のような音声機器を含むことができる。必要に応じて、入力−出力装置３２は、外部ヘッドフォン及びモニタのためのジャック及び他のコネクタのような音声−ビデオインタフェース機器を包含することができる。
【００３１】
入力−出力装置３０は、センサを含むことができる。センサからのデータは、装置１０の作動を制御するために使用することができる。例えば、装置１０におけるセンサからのデータは、画面の輝度、画面１４における情報の配向、無線回路の作動などを制御するために使用することができる。
【００３２】
装置１０におけるセンサは、熱センサ４１を含むことができる。熱センサ４１は、ユーザが装置１０に触れている場所及び時を検出するために使用することができる。例えば、熱センサ４１は、ユーザがユーザの手に装置１０を有する時をモニタするために使用することができ、又は装置１０がユーザの膝の上に置かれている時をモニタするために使用することができる。ユーザの身体が装置１０に接触している場所を判断するために複数の熱センサ４１を設けることができる。例えば、装置１０における複数のアンテナの各々に関連付けられる熱センサを存在させることができる。温度の上昇がアンテナの１つの近くで測定された場合、そのアンテナの電力を低減することができ、又は他の適切なアクションを取ることができる。センサ４１は、熱電対、バイメタル熱センサ、固体素子、又は他の適切な熱センサを使用して実施することができる。
【００３３】
装置１０におけるセンサはまた、赤外線熱センサ４２を含むことができる。熱センサ４２は、温度画像化技術を使用して（すなわち、物体の熱の特性である物体からの放出赤外線を検出することにより）熱を測定することができる。必要に応じて、ペルチエ効果冷却器、放熱器、又は他の装置をノイズを低減するために赤外線熱センサ４２を冷却するように使用することができる。熱センサ４１と同様に、赤外線熱センサ４２は、ユーザが装置１０に接触しているか否かを検出するために使用することができる。赤外線熱センサ４２は、例えば、ユーザが装置１０を有する時又はユーザの膝に装置１０を載せている時を検出するために使用することができる。１つよりも多い赤外線熱センサ４２を設けることができる。それによって装置１０は、ユーザの身体の一部分のような外部物体が装置１０に接触している場所を判断することができるようなる。装置１０におけるアンテナの各々に、それぞれの赤外線熱センサ４２を設けることができる。熱が特定のアンテナに隣接して検出された時に適切なアクションを取ることができる。例えば、アンテナを一時的に停止することができる。赤外線熱センサ４２は、半導体素子又は他の適切な赤外線熱センサ機器を使用して実施することができる。熱センサ４２は、赤外線に近い帯域（すなわち、７００ｎｍから１４００ｎｍ）において作動させることができ、又は短波長、中波長、又は長波長赤外線帯域のような長い波長で作動させることができる。
【００３４】
加速器と呼ぶこともある運動センサ４３は、地球の重力及び装置１０の相対的な動きを検出するために使用することができる。従って、運動センサ４３は、装置１０がどのように向けられているか及び装置１０が人間の使用を特徴付ける動きを示しているか否かを判断するために使用することができる。例えば、ディスプレイ１４が地表の平面に並行の平面に（装置１０が机の上に平らに置かれている及びユーザの身体に隣接していない時のように）又は地表の平面に対してゼロでない角度に置かれているか否かを判断する場合に、１つ又はそれよりも多くの運動センサ４３を使用することができる。センサ４３はまた、装置１０が横向き又は縦向きに向けられているか否かを判断することができる。横向き及び縦向きモード間の周期的な遷移のような動き又は揺れる動きは、人間の使用を示すことができ、センサ４３を使用して検出することができる。
【００３５】
静電容量センサ４４は、ディスプレイ１４のようなタッチ画面に一体化させることができ、又は独立型装置として設けることができる。タッチセンサと呼ぶこともある静電容量センサ４４は、ユーザの身体の一部分のような外部物体が装置１０に直接接触するように構成された時又は装置１０の所定の閾値距離内（例えば、５ｍｍ以内）に入った時を判断するために使用することができる。静電容量センサ４４によって収集されたデータは、近接性データ（すなわち、装置１０に対する外部物体の近接性のデータ）を生成するために使用することができ、それによってセンサ４４は、近接性センサ又は容量近接性センサと呼ぶことがある。
【００３６】
装置１０を照らしている光の量を測定するために周囲光センサ４５を使用することができる。周囲光センサ４５は、眼で見えるスペクトル及び／又は赤外線を感知することができる。センサ４５は、ユーザの身体が装置１０の特定の部分に隣接した時を判断するために使用することができる。例えば、周囲光センサは、装置１０の前面に設置することができ、ユーザがユーザの手の近くに装置１０を置いている（及びそれによって周囲光センサに光が達することを妨げている）時を検出する。赤外線近接性センサ４６は、同様に光検出器を使用して外部物体が装置１０の近くにあるか否かを判断することができる。赤外線近接性センサ４６は、赤外線発光ダイオードのような能動エミッタを含むことができる。ダイオードは、センサのＳＮ比を改善するために変調することができる。ダイオードからの光が赤外線近接性センサ４６の赤外線センサに反射された時に、センサは、物体がセンサ４６の近くにあることを示す出力信号を生成することができる。
【００３７】
音響センサ４７は、マイクロフォンを含むことができる。マイクロフォンは、装置１０がユーザによって使用されているか否かを示す周囲ノイズ指度数を収集することができる。例えば、音響センサのマイクロフォンは、装置１０の近くに存在する周囲ノイズの量を検出するために使用することができる。周囲ノイズ又は周囲ノイズの特定の種類（声など）が存在する場合、装置１０は、装置１０がユーザによって使用されていると結論付けることができる。音響センサ４７はまた、音響エミッタ（超音波変換器など）を含むことができる。この音響センサの種類は、装置１０と周囲の物体の間の距離を測定するために反響定位技術を使用することができ、従って、音響近接性センサとして機能することができる。
【００３８】
電気測定を行うために電気センサ４８を使用することができる。電気センサ４８は、例えば、電流センサ、抵抗センサ、電圧センサなどを含むことができる。電気センサ４８の一部として形成され、又はセンサ４８に電気的に接続した電極は、電気測定を行う場合に使用することができる。一例として、１対の電気端子をハウジング１２の一部分に配置することができる。電気センサは、電気端子間の抵抗を測定することができる。ユーザがユーザの手に装置１０を有する時に、電気センサは、ユーザの手の存在を示す抵抗における降下を検出することができる。
【００３９】
必要に応じて、入力−出力回路３０は、カメラ４９のようなカメラを含むことができる。カメラ４９は、感光性ピクセルの２次元配列を含む画像センサ集積回路を有することができる。カメラ４９の画像センサは、写真を形成するのに十分な解像度を有することができ、又は低解像度（例えば、装置１０の環境で近接性データ又は他のデータを収集するための）を有することができる。カメラ４９の画像センサは、眼で見えるスペクトル、赤外線スペクトルなどを感知することができる。カメラ４９によって得られた画像データは、静止画像及び動画（ビデオクリップ）を含むことができる。この情報は、汎用プロセッサ、専用画像処理回路、又はストレージ及び処理回路２８における他の回路によって処理することができる。
【００４０】
カメラ４９は、ユーザの身体又は他の外部物体が装置１０の近くにあるか否かを判断する場合に使用される情報を収集することができる。ユーザの身体又は他の外部物体が装置１０及び装置１０におけるアンテナの近くにあることを示すことができる得られる画像データの例は、ユーザの顔又は他の識別可能な身体の一部を含む画像、動きを含む画像、肌色の色調、髪、又は他の人間の属性を含む画像、装置１０のアンテナ又は装置１０の他の部分に向かった動きを示すビデオデータのような画像データ、装置１０のカメラセンサ（すなわち、カメラウィンドウ及びカメラモジュールレンズ）がぼんやりしていて、従って、人間の体の一部又は他の外部物体などによって塞がれている暗い（黒い）画像、及び他の画像を含む。この情報は、人間の身体の検出精度を上げるために他のセンサデータと結合することができる。
【００４１】
センサ４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、及び４９のようなセンサは、単に例示的なものである。必要に応じて装置１０の環境及び作動におけるデータを収集するために他のセンサを使用することができる。これらのセンサは、近接性センサとして機能することができ、又は近接性センサデータの精度を上げるために近接性センサデータと共に使用することができる情報を生成することができる。センサは、単一の独立型ユニットとして、複数の独立型ユニットの群として、複数のセンサの機能が単一にユニットに結合されている結合構造などで設けることができる。
【００４２】
無線通信回路３４は、１つ又はそれよりも多くの集積回路、電力増幅回路、低ノイズ入力増幅器、受動ＲＦ構成要素、１つ又はそれよりも多くのアンテナ、及びＲＦ無線信号を処理するための他の回路から形成された無線周波数（ＲＦ）送受信回路を含むことができる。無線信号はまた、光を使用して（例えば、赤外線通信を使用して）送信することができる。無線通信回路３４は、複数の無線周波数通信帯域を処理するための無線周波数送受信回路を含むことができる。例えば、回路３４は、送受信回路３６及び３８を含むことができる。送受信回路３６は、ＷｉＦｉ（登録商標）（ＩＥＥＥ  ８０２．１１）通信用２．４ＧＨｚ及び５ＧＨｚ帯域を処理することができ、２．４ＧＨｚＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信帯域を処理することができる。回路３４は、８５０ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、１８００ＭＨｚ、及び１９００ＭＨｚのＧＳＭ（登録商標）帯域、及び２１００ＭＨｚデータ帯域（例として）のようなセルラー電話帯域での無線通信を処理するためのセルラー電話送受信回路３８を使用することができる。回路３８は、音声データ及び非音声データを処理することができる。無線通信回路３４は、必要に応じて他の短距離及び長距離無線リンクのための回路を含むことができる。例えば、無線通信回路３４は、１５７５ＭＨｚでＧＰＳ信号を受信するための又は他の衛星位置決めデータを処理するためのＧＰＳ受信回路３７、ラジオ及びテレビ信号を受信するための無線回路、ページング回路などのような全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機器を含むことができる。ＷｉＦｉ（登録商標）及びＢｌｕｔｏｏｔｈ（登録商標）リンク及び他の短距離無線リンクでは、無線信号は、一般的に、数十又は数百フィートにわたってデータを伝送するのに使用される。セルラー電話リンク及び他の長距離リンクでは、無線信号は、一般的に数千フィート又は数マイルにわたってデータを伝送するのに使用される。
【００４３】
無線通信回路３４は、アンテナ４０を含むことができる。アンテナ４０は、あらゆる適切なアンテナの種類を使用して形成することができる。例えば、アンテナ４０は、ループアンテナ構造、パッチアンテナ構造、逆Ｆアンテナ構造、スロットアンテナ構造、平面逆Ｆアンテナ構造、螺旋状アンテナ構造、これらの設計の混成などから形成された共振要素を備えたアンテナを含むことができる。様々な種類のアンテナを様々な帯域及び帯域の組合せに対して使用することができる。例えば、アンテナの１つの種類は、ローカル無線リンクアンテナを形成する場合に使用することができ、アンテナの別の種類は、リモート無線リンクアンテナを形成する場合に使用することができる。
【００４４】
１つの適切な構成により、装置１０は、上側領域２２及び下側領域２０のような装置１０の領域にアンテナを有することができる。装置１０のための１つ又はそれよりも多くの上側アンテナは、領域２２に形成することができる。装置１０のための１つ又はそれよりも多くの下側アンテナを領域２０に形成することができる。ラップトップ及びタブレットコンピュータ、着用可能装置、集積コンピュータを備えたコンピュータモニタのような他の形式要素を備えた装置では、アンテナは、他の適切な領域（例えば、矩形装置の４つのコーナ、前及び後面、装置の縁部領域に沿って、１つ又はそれよりも多くの配列など）に位置付けることができる。
【００４５】
装置１０の図２の回路３４で使用することができる例示的な無線通信回路が図３に示されている。図３に示すように、無線通信回路５０は、アンテナ４０のような１つ又はそれよりも多くのアンテナを含むことができる。ベースバンドモジュール５２は、単一の集積回路（ベースバンドプロセッサ集積回路など）を使用して又は複数の回路を使用して実施することができる。ベースバンドプロセッサ５２は、入力回線８９でアンテナ４０を通じて送信される信号（例えば、ストレージ及び処理回路２８から）を受信することができる。ベースバンドプロセッサ５２は、ＲＦ送受信回路５４内の送信回路に送信される信号を提供することができる。送信回路は、経路５５を通じて電力増幅回路５６に結合することができる。ストレージ及び処理回路２８（図１）からの制御信号は、送受信回路５４内の送信回路が経路５５を通じて電力増幅回路５６の入力に供給する無線周波数信号の電力を制御するために使用することができる。
【００４６】
データ送信中、電力増幅回路５６は、適切な信号送信を保証するために十分に高いレベルまで送信信号の出力電力をブーストすることができる。増幅された信号は、出力経路６５で回路５７に供給することができる。無線周波数（ＲＦ）出力段回路５７は、無線周波数スイッチ及びデュープレクサー及びダイプレクサーのような受動要素を含むことができる。ＲＦ出力段回路５７のスイッチは、必要に応じて、回路５０を送信モードと受信モード間で切り換えるために使用することができる。ＲＦ出力段５７におけるデュープレクサー及びダイプレクサー回路及び他の受動構成要素は、その周波数に基づいて入力及び出力信号を経路指定するために使用することができる。段５７におけるコネクタにより、外部ケーブルを較正のために装置１０に接続することができる。
【００４７】
整合回路６０は、抵抗器、誘導子、及びコンデンサのような構成要素のネットワークを含むことができ、アンテナ４０が回路５０の残りにインピーダンス整合するようにすることができる。アンテナ４０によって受信される無線信号は、経路６７のような経路を通じて送受信回路５４の受信回路に渡すことができる。送受信回路５４の受信回路における低ノイズ増幅器は、経路６７からの着信無線信号を増幅するために使用することができる。
【００４８】
各電力増幅器（電力増幅器５６における各電力増幅器など）は、１つ又はそれよりも多くの電力増幅段を含むことができる。一例として、各電力増幅器は、個別の通信帯域を処理するために使用することができ、各々のこのような電力増幅器は、３つの直列電力増幅段を有することができる。回路５６及び回路５６における増幅段は、利得段を選択的にオン及びオフにするように調節することができ、かつそうでなければ経路６５における無線周波数アンテナ信号の出力電力を制御するように調節することができる制御信号及び電源信号を受信する入力を有することができる。出力電力はまた、経路５５における電力を調節する（例えば、送受信回路５４を使用する）ことによって制御することができる。このように無線回路５０を調節することにより、アンテナ４０を通過する無線周波数アンテナ信号の送信電力をリアルタイムで調節することができる。例えば、装置１０及びアンテナ４０の存在下でユーザの身体又は他の外部物体の存在の検出に応答して、送信アンテナ信号電力をリアルタイムで調節することができる。
【００４９】
無線回路５０は、アンテナベース近接性センサを実施する場合に使用することができる無線周波数信号モニタリング回路を含むことができる。無線周波数信号モニタリング回路は、アンテナ４０に関連付けられるアンテナ信号の位相及びマグニチュードを測定することができる。この無線周波数信号情報に基づいて、ストレージ及び処理回路２８（図１）は、アンテナ４０の挙動がユーザの身体又は他の外部物体の存在によって影響を受けたか否かを判断することができる。ユーザの身体又は他の物体が検出された時に、規定制限値が満足されるか又は他の適切なアクションが取られるようにするために、アンテナ４０を通る無線周波数信号の出力電力を低下することができる。
【００５０】
この種類のアンテナベース近接性センサを実施する場合に使用することができる例示的な無線回路６１が図４に示されている。図４に示すように、無線回路６１は、経路６３で送信無線周波数アンテナ信号を（例えば、電力増幅回路５６、出力段５７、整合回路６０などから）受信することができる。カプラ６２は、送信無線周波数アンテナ信号をアンテナ４０に経路指定することができ、それによってこれらの信号は、リモート受信機に無線で送信される。
【００５１】
カプラ６２はまた、経路６３からの送信信号の一部分を経路６９を通じて位相及びマグニチュード検出回路６４に経路指定するタップとして機能することができる。アンテナ４０からカプラ６２によって受信した無線周波数アンテナ信号（例えば、アンテナ４０から反射された送信信号）は、位相及びマグニチュード検出回路６４に経路指定することができる。無線周波数信号位相及びマグニチュード検出回路６４は、経路６９及び７１上の信号の値をモニタすることができ、経路７３を通じて信号プロセッサ６６に渡される対応する測定された位相及びマグニチュード情報を生成することができる。回路６４及び６６のような回路は、専用ハードウエア、１つ又はそれよりも多くの汎用プロセッサ、デジタル信号処理回路、又は他の適切な制御回路（例えば、図１のストレージ及び処理回路２８）を使用して実施することができる。
【００５２】
アンテナ信号モニタリング回路６１は、装置１０におけるアンテナ４０の１つ、２つ、２つよりも多く、又はその全てをモニタするために使用することができる。図４の回路６１のようなアンテナ信号モニタリング回路を使用して、アンテナ４０の各々の挙動及び従ってアンテナ４０の各々が作動している環境における情報をリアルタイムで測定することができる。この情報は、アンテナベース近接性センサデータとして使用することができる（すなわち、回路６１は、アンテナ４０の各々の近くにある外部物体の存在を感知する１つ又はそれよりも多くの近接性センサとして機能させるために使用することができる）。ユーザの身体又は他の外部物体が装置１０又は装置１０における特定のアンテナ４０の近くにあること（すなわち、閾値距離よりも近い）を回路６１の測定値及び装置１０における他のセンサの情報が示す場合は必ず、装置１０は適切なアクションを取ることができる。
【００５３】
回路６１は、図５のＳｍｉｔｈ図表に関して示すように、リアルタイムアンテナインピーダンス測定を行うために使用することができる。図５のＳｍｉｔｈ図表では、アンテナ４０の例示的なアンテナに対するアンテナインピーダンスが、いくつかの異なる作動条件の関数として測定される。５０オームアンテナインピーダンスは、図５の図表でインピーダンスポイント８０によって特徴付けられる。ポイント８０に近いインピーダンスを有するアンテナは、装置１０における５０オーム送信回線に十分に整合していると考えることができる。
【００５４】
図５の曲線に対するデータポイントを回路６１を使用してリアルタイムで収集することができる。送受信回路５４が正常作動中に無線データ信号を送信している間に（例えば、送受信回路５４がローカル又はリモート無線通信リンクを通じてデータを送信している間に）インピーダンスデータを収集することができる。この種類の構成では、インピーダンス測定は、帯域内構成を使用して実行することができる（例えば、無線データを送信するために装置１０によって使用されている通信帯域で測定を行うことができる）。追加的に又は代替的に、送受信回路５４における同調無線周波数ソースは、回路６１がインピーダンスデータポイントに変換される位相及びマグニチュードデータを収集している間に当該の周波数を通してスイープされるプローブ周波数を生成することができる。プローブ周波数は、帯域内周波数（すなわち、セグメント７０上の周波数）に制限することができ、又は帯域外周波数（すなわち、曲線６８のそれ以外の場所の周波数）の使用を伴うことができる。装置１０における正常な送受信回路が鎮静期にある時は必ず、外部物体が存在する場合があると他の近接性センサが示した時、他の基準が満足された時などには、これらのような帯域内及び帯域外アンテナインピーダンス測定を定期的に実行することができる。
【００５５】
図５の例は、装置１０が作動する環境によってアンテナインピーダンスがどのように影響されるかを示している。いずれの外部物体の不在の場合にも、装置１０のアンテナは、例えば、曲線６８のような曲線によって特徴付けることができる。帯域端ポイント７２と帯域端ポイント７４の間を延びている暗くなった線のセグメント７０は、当該の通信帯域に関連付けられるアンテナインピーダンスに対応することができる。
【００５６】
金属表面又はユーザの手のような外部物体がアンテナ４０に接触した場合（例えば、装置１０が金属表面に置かれた場合又はユーザの手又は他の身体の一部がアンテナ４０のアンテナフィード部分と同一平面になるように装置１０を握った場合）、アンテナ４０のインピーダンスは変化する場合がある。例えば、アンテナ４０のインピーダンスは、曲線７６のような曲線によって特徴付けることができる。帯域端ポイント７７と帯域端ポイント７９の間を延びている暗くなった線のセグメント７８は、これらの新しい作動条件の下での当該の通信帯域に関連付けられるアンテナインピーダンスに対応することができる。回路６１は、特徴曲線７６における曲線セグメント７８への曲線セグメント７０の変換を検出することができ、従って、装置１０が金属表面又はユーザの手の近くにあると結論付けることができる。
【００５７】
有意な損失を示す人間の身体又は他の外部物体の部分の存在において、アンテナのインピーダンスは、曲線８２のような曲線によって特徴付けることができる。この種類の状況では、曲線セグメント７０は、曲線８２におけるポイント８６からポイント８４に延びる曲線セグメント８５のような曲線セグメントに変換される。外部物体によって生じた損失のために、信号反射の比較的多くない数が存在する場合があり、ポイント８０に比較的近い曲線セグメント位置をもたらす。
【００５８】
１つ又はそれよりも多くのアンテナへの外部物体の密接した近接性が検出された時に取ることができるアクションは、装置１０においてアンテナを同調すること、装置１０における整合回路を同調すること、装置１０におけるアンテナフィードを同調することなどを含むことができる。
【００５９】
一例として、図６の例示的なアンテナを考える。図６の例のアンテナ４０は、逆Ｆ構成を有する。主共振要素アーム１１４は、経路１３２のような短絡経路、フィード経路（例えば、端子１１０及び１０８を参照されたい）、及び要素１２０（スイッチなど）によって形成された経路、要素１２２によって形成された経路、及び要素１２４及び１２６によって形成された経路のような１つ又はそれよりも多くの任意的な経路を通じて接地されている（８８）。ブランチ１３０のような任意的なアンテナ共振要素ブランチは、アンテナ４０に結合することができる（例えば、主共振要素アーム１１４にブランチ１３０を接続することにより）。
【００６０】
図６に示すように、アンテナ４０は、ソース９０（すなわち、図３の送受信回路５４のような送受信回路）のようなソースからフィードすることができる。ポジティブアンテナ信号経路９４及び接地アンテナ信号経路９２のような経路を有する送信回線は、無線周波数アンテナ信号をソース９０からアンテナ４０に伝送するために使用することができる。
【００６１】
整合回路６０は、ソース９０とアンテナ４０の間の経路に挟み込むことができる。整合回路６０は、同調可能構成要素９８のような直列及び並列同調可能構成要素を含むことができる。構成要素９８は、同調コンデンサ、同調誘導子、同調抵抗器、同調可能構成要素、又はこの種類の複数の構成要素を含むネットワーク、固定及び同調可能構成要素の混合を含む同調ネットワークなどとすることができる。
【００６２】
必要に応じて、回路６０を選択的に調節するためにスイッチ１００のような制御可能なスイッチを使用することができる。スイッチ１００のようなスイッチは、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）技術を使用して、電界効果トランジスタ装置を使用して、又は他の適切なスイッチ構成を使用して実施される無線周波数スイッチとすることができる。図６の例に示すように、スイッチ１００のようなスイッチは、回路要素１０２のような回路要素を経路９４及び９２に選択的に接続するために（すなわち、直列又は並列構成において又はより複雑なネットワークの一部として）使用することができる。回路要素１０２は、抵抗器、コンデンサ、誘導子のような固定、又は調節可能な構成要素とすることができる。
【００６３】
ポジティブ送信回線経路１０４及び接地送信回線経路１０６のような送信回線経路は、整合回路６０をアンテナ４０のアンテナフィードに相互接続するために使用することができる。アンテナフィードは、固定又は同調可能構成を有することができる。図６の例では、アンテナ４０に対するアンテナフィードは、スイッチ１１８が第１の位置を有する第１のアンテナフィード構成及びスイッチ１１８が第２の位置を有する第２のアンテナフィード構成の間を同調することができる。スイッチ１１８がその第１の位置にある時に、端子１０８は、端子１１２に接続され、それによって端子１１２は、アンテナ４０に対するポジティブアンテナフィード端子として機能する。スイッチ１１８がその第２の位置にある時に、端子１０８は、端子１１６に接続され、それによって端子１１６は、アンテナ４０に対するポジティブアンテナフィード端子として機能する。フィード端子１１２及び１１６は、主共振要素アーム１１４の長さに沿って異なる場所に位置し、それによってアンテナ４０のインピーダンス及び従って周波数応答は、アンテナ４０におけるフィード位置を制御するためにスイッチ１１８を使用することによって調節することができる。図６の構成は、単に例示的なものである。一般的に、装置１０におけるアンテナ４０のようなアンテナは、２つ又はそれよりも多くのフィードポイントから形成された同調フィード、１つ、２つ、３つ、又は３つよりも多いスイッチを含む同調フィード、非同調フィードなどを有することができる。
【００６４】
図６に示すように、アンテナ４０は、同調要素から作られる共振要素を有することができる。それによってアンテナ４０における共振要素の大きさ及び形状は、ストレージ及び処理回路２８によって制御することができる。図６の構成では、スイッチ１２８は、２つの状態を（例として）有することができる。この第１の状態では、スイッチ１２８は開とすることができる。これは、アンテナ共振要素部分１１４からアンテナ共振要素部分１３０を電気的に切断する。その第２の状態では、スイッチ１２８を閉とすることができる。スイッチ１２８が閉じられた時に、共振要素アーム部分１３０は、アーム１１４に電気的に接続され、それによってアンテナ共振要素の大きさ及び形状を調節しアンテナの周波数応答を調節する。付加的な共振要素構造は、同様に、必要に応じてアンテナ４０におけるアンテナ共振要素から選択的に接続及び切断することができる。回路構成要素（例えば、抵抗器、誘導子、及びコンデンサ）は、スイッチ１２８（例えば、インピーダンス整合のための）のようなスイッチに相互接続することができる。
【００６５】
アンテナ４０はまた、スイッチ１２０及び同調可能構成要素１２２のような構成要素を制御することによって調節することができる。スイッチ１２０（例えば、ＭＥＭ又はトランジスタスイッチ）のようなスイッチは、アンテナ４０を同調するために開閉することができる。同調可能構成要素１２２は、同調コンデンサ、同調抵抗器、同調誘導子、又はアンテナ４０を同調するように調節することができる同調インピーダンスを有する他の適切な回路とすることができる。図６の例では、同調可能構成要素１２２は、アンテナ共振要素アーム１１４と接地アンテナ要素８８の間に接続されているが、これは、単に例示的なものである。構成要素１２２のような同調可能構成要素は、ブランチ１１４及び１３０のようなアンテナ共振要素ブランチに直列で接続することができ、短絡アンテナブランチ１３２に直列で接続することができ、これらのアンテナ構造に並列に接続することができ、又はそうでなければアンテナ４０の構成要素に相互接続することができる。
【００６６】
アンテナ４０のための同調機能はまた、スイッチ１２０及びスイッチ１２４のようなスイッチを使用して実施することができる。スイッチ１２０及び１２４は、例えば、ストレージ及び処理回路２８によって制御することができる。スイッチ１２４がその開いた位置にある時に、構成要素１２６は、アンテナ４０から切断することができる。スイッチ１２４がその閉じた位置にある時に、構成要素１２６は、共振要素アーム１１４と接地８８の間に接続することができる。これらのような調節可能な回路は、いずれかの適切なアンテナ構成要素（例えば、アーム１３０、アーム１３２、アーム１１４、接地８８など）に直列又は並列に相互接続することができる。コンデンサ、抵抗器、及び誘導子のような固定構成要素はまた、アンテナ４０の同調回路に含むことができる。
【００６７】
これらのアンテナ調節方式は、個々に又は一緒に使用することができる。例えば、アンテナ４０は、アンテナの送信回線に結合された整合回路ネットワークを調節することにより、アンテナフィードの位置を調節する（例えば、スイッチング回路を使用する）ことにより、アンテナ同調を調節する（例えば、スイッチ及び／又は同調回路構成要素を使用する）ことにより、及びアンテナ自体の大きさ及び形状を調節することにより（例えば、アンテナ共振要素、アンテナ接地、又は寄生アンテナ要素の大きさ及び形状を選択的に変更するために、スイッチ又は他の制御可能な回路構成要素を使用することにより）調節することができる。必要に応じて、これらの調節機構の一部だけ又は１つだけをアンテナ４０に含むことができる。図６の構成は例である。
【００６８】
図７は、矩形の外形を有する例示的な電子装置の上面図である。図７に示すように、アンテナを装置１０の４つのコーナに取り付けることができる。例えば、アンテナ４０Ａは、上側左コーナに取り付けることができ、アンテナ４０Ｂは上側右コーナに取り付けることができ、アンテナ４０Ｃは、下側左コーナに配置することができ、アンテナ４０Ｄは下側右コーナに配置することができる。必要に応じて、付加的なアンテナを装置１０に（例えば、装置１０の端に沿った１つ又はそれよりも多くの中点に、内側位置に、外側アンテナマウントに）取り付けることができる。
【００６９】
制御回路１３４（例えば、ストレージ及び処理回路及び無線回路）をアンテナ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、及び４０Ｄからアンテナ信号を集める場合に使用することができ（例えば、アンテナベース近接性センサを実施するために）、アンテナ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、及び４０Ｄを制御する場合に使用することができる。例えば、アンテナ調節は、図６に関して説明した種類のアンテナ制御技術を使用して、アンテナ４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、及び４０Ｄに実行することができる。これらのアンテナ調節は、アンテナの帯域幅、アンテナによって含まれる通信帯域、アンテナのインピーダンスなどを制御するために使用することができる。各アンテナは、図３の回路５０のような関連付けられる無線回路を有することができる。この回路は、各アンテナの出力電力を制御するように調節することができる。例えば、外部物体に近いアンテナによって送信される電力を低減することができ、又はこれらのアンテナを一時的に停止することができる。一例として、外部物体がアンテナ４０Ｂの近くで検出された場合、アンテナ４０Ｂを停止することができ、残りのアンテナ４０Ａ、４０Ｃ、及び４０Ｄの１つ、２つ、又は３つを使用することができる。調節はまた、データ送信中に使用されている通信方式の種類に実行することができる。例えば、図７の全ての４つのアンテナ（４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、及び４０Ｄ）の使用を包含するＭＩＭＯ方式を使用することができる。外部物体がアンテナ４０Ａ、４０Ｂ、及び４０Ｃの近くで検出された場合（例として）、ＭＩＭＯ方式の使用を中止することができ、信号を送信するためにアンテナ４０Ｄのような単一のアンテナのみを使用する多重入力単一出力通信方式のような代替の方式を使用することができる。これらの方式の組合せは、必要に応じて使用することができる。
【００７０】
装置１０は、図８に示されている配列のような位相アンテナ配列を含むことができる。図８に示すように、アンテナ４０の配列は、経路１４０のような信号経路に結合することができる。信号送信作動中に、経路１４０は、外部無線機器への送信のためにアンテナ配列に無線周波数アンテナ信号を供給するために使用することができる。信号受信作動中に、外部無線機器から装置１０における受信回路にアンテナ４０によって受信した無線周波数アンテナ信号を経路指定するために経路１４０を使用することができる。
【００７１】
配列４０における複数のアンテナの使用により、アンテナに対する信号の相対的位相を制御することによってビームステアリング構成を実施することができる。図８の例では、アンテナ４０の各々は、対応する無線周波数位相コントローラ１３８を有する。例えば、３−３０（又は５−２０）のアンテナ４０及び３−３０（又は５−２０）の対応する位相制御回路１３８を存在させることができる。
【００７２】
制御回路１３６は、アンテナ配列におけるアンテナの各々に提供される送信無線周波数アンテナ信号の相対的位相を調節するために位相コントローラ１３８又は他の適切な位相制御回路を使用することができる。例えば、制御回路１３６が送信信号における位相の第１の組を生成するように調節された場合、アンテナ４０からの送信信号１４４は、ポイントＡの方向に向けられたビーム１４４のような無線周波数ビームを形成することになる。しかし、制御回路１３６が、コントローラ１３８と共に位相の第２の組を生成するために位相コントローラ１３８を調節した場合、送信信号１４６は、ポイントＢの方向に向けられたビーム１４２のような無線周波数ビームを形成することになる。位相同調はまた、信号受信作動中にアンテナ配列の方向を操作するために使用することができる。１つの適切な構成により、図８のアンテナの配列は、６０ＧＨｚでの通信帯域のような通信帯域を（例として）処理するために使用することができる。当該の他の周波数帯域における無線通信もサポートすることができる。
【００７３】
正常作動中に、信号強度を最大にする（例えば、ＳＮ比を最大にする）ために又はそうでなければ性能を最適化するために、制御回路１３６の設定をリアルタイムで調節することができる。しかし、ユーザの身体のような外部物体が装置１０の近くで検出された場合、外部物体をバイパスするためにアンテナ配列が作動する方向を操作するために、制御回路１３６を使用することができる。一例として、外部物体がポイントＡに位置することを近接性センサ又は他のセンサが検出した場合、アンテナがポイントＢの方向の経路１４２に沿って信号を送信及び受信するようにアンテナ配列を調節するように制御回路１３６を使用することができる。アンテナステアリングは、検出された物体への他の応答（例えば、選択的又は集約的送信電力低減、通信モード調節、通信帯域調節など）と組み合わせて使用することができる。
【００７４】
装置及びそのアンテナの近くで検出された物体に応答してアクションを取ることができる電子装置を使用する場合に関わっている例示的な段階を図９に示している。
【００７５】
段階１４８で、アンテナ４０のインピーダンスのリアルタイムの測定を行うために図４の回路６１のようなアンテナ信号モニタリング回路を使用することができる。装置１０におけるアンテナの１つ又はそれよりも多く（すなわち、アンテナの全て）は、このようにモニタすることができる。位相及びマグニチュード検出回路６４は、タップ付き発信無線周波数アンテナ信号及びタップ付き反射無線周波数アンテナ信号における位相及びマグニチュード情報等の情報を使用してアンテナ４０のインピーダンスを判断することができる。図５のＳｍｉｔｈ図表に関して説明したように、各アンテナのインピーダンスは、帯域内周波数又は帯域外周波数でモニタすることができる。試験信号を生成するために任意的な信号生成器を使用することができ、又は必要に応じて既存の送信データ信号を使用して信号測定を行うことができる。
【００７６】
段階１５０で、回路６１からのアンテナインピーダンス測定を分析するためにストレージ及び処理回路２８（図２）を使用することができる。この分析の結果は、一例として、図５に関して説明したようにユーザの身体又は他の外部物体が装置１０における特定のアンテナの近くに位置することを明らかにすることができる。
【００７７】
段階１５２で、ストレージ及び処理回路２８は、装置１０の状態の付加的な情報を収集することができる。例えば、ストレージ及び処理回路２８は、外部機器と無線で通信する場合に使用される通信帯域の情報を収集することができ、現在の送信電力設定の情報を収集することができ、付加的なセンサ（例えば、図２のセンサ）などからのセンサ情報を収集することができる。
【００７８】
段階１５４で、ストレージ及び処理回路２８は、アンテナベース近接性センサ（すなわち、回路６１）、図２のセンサ、及び装置１０における他の回路からの信号を処理して、装置１０の無線回路の作動に対するアンテナ調節及び他の調節を実行するべきか否かを判断することができる。段階１５４の処理中、装置１０は、例えば、各アンテナ４０に対して、ユーザの身体のような外部物体がアンテナの近くにあるか否かを判断することができる。様々なセンサからのデータに重み付けするために重み付け方式を使用することができる。
【００７９】
一例として、図４に示す種類の３つのアンテナ及び対応するアンテナベースのセンサ、センサ４５のような光ベースの近接性センサ、及びセンサ４４のような容量ベースの近接性センサ（例として）を含む装置を考える。光ベース及び容量ベースのセンサをそれぞれのアンテナに隣接させて配置することができる。アンテナベースのセンサからの測定は、外部物体が第１のアンテナを塞いでいることを示すことができる（すなわち、これらの測定は、外部物体が第１のアンテナに隣接しており、従って、第１のアンテナの所定の距離内にあることを示すことができる）。容量ベースのセンサは、同一の結果を生成することができるが、光ベースのセンサは、第１及び第２のアンテナの両方が塞がれていることを示すことができる。３つの全てのセンサからのデータを分析することにより、装置１０は、外部物体が各アンテナの近くにあるか否かを判断することができ、アクションの適切な進め方を判断することができる。
【００８０】
例えば、装置１０は、第３のアンテナを優先して第１及び第２のアンテナの作動を抑制することができ、装置１０は、全ての３つのアンテナをオフにすることができ、又は装置１０は、全ての３つのアンテナを作動し続ける間は第１及び第２のアンテナへの電力を低減することができる。装置１０はまた、図６に関して説明したように、アンテナ整合回路、アンテナフィード、アンテナ共振要素、及びアンテナ同調回路を制御することにより、各アンテナの調節を実行することができる。位相アンテナ配列を含む装置では、アンテナに関連付けられる信号ビームの方向を近接性情報に応答して操作することができる。例えば、外部物体が１つの位置で検出された場合、アンテナ信号を異なる方向に関するように配列を調節することができる。
【００８１】
収集されたデータの処理に応答して段階１５４で取られるアクションは、無線回路によって使用される通信帯域への調節（例えば、より適切なアンテナを使用することができるように５．０ＧＨｚ帯域から２．４ＧＨｚ帯域にシフトすることにより）を含むことができる。装置１０はまた、ＭＩＭＯ作動を中止すると判断することができる（例えば、塞がれたアンテナが信号送信に使用されないように又は信号送信又は受信に使用されないように）。送信電力を低減することが望ましい場合、装置１０はまた、データレートを持続することができるレベル（すなわち、利用可能な信号強度の量に適切であるレベル）まで低減すると判断することができる。
【００８２】
必要に応じて、段階１４８、１５０、１５２、及び１５４の作動は、拡張可能な冗長アンテナリソースなしに装置において実施することができる。例えば、装置は、単に１つのセルラー電話アンテナを有するだけでよい。アンテナのインピーダンスをリアルタイムでモニタするために図４の回路６１を使用することができる。装置１０は、外部物体が部分的に又は完全にアンテナを塞いでいることを図７に関して説明した種類のインピーダンス測定が明らかにした時に、アンテナの出力電力を低減することができる。
【００８３】
一般的に、アンテナを調節する時の適切なアクションを判断する場合に、いずれかの適切な情報を使用することもできる。例えば、図２のセンサから、アプリケーションソフトウエアから、図４の回路６１からの情報などの情報を装置１０によって処理することができ、外部物体がアンテナに隣接しているか否か（例えば、外部物体がアンテナの所定の閾値距離内にあることによってアンテナの近くにあるか否か）を判断することができる。それに応じて、装置１０は、アンテナ電力及び他のアンテナ回路属性を低減又はそうでなければ調節することができ、通信モードを制御することができ、通信帯域、アンテナ位相などを制御することができる。図９の線１５６に示すように、装置１０の作動中にこれらの作動を（例えば、連続して）繰り返すことができる。
【００８４】
実施形態により、電子装置がそれによって無線周波数信号を送信するアンテナ、アンテナに結合されて無線周波数信号位相及びマグニチュード測定を行う位相及びマグニチュード検出回路、及び外部物体が無線周波数信号位相及びマグニチュード測定を処理することによってアンテナに隣接しているか否かを判断するストレージ及び処理回路を含む電子装置を提供する。
【００８５】
別の実施形態により、所定の送信電力で無線周波数信号を送信するためにアンテナを使用する無線回路を含む電子装置を提供し、ストレージ及び処理回路は、無線周波数信号位相及びマグニチュード測定に基づいて送信電力を調節するように構成される。
【００８６】
別の実施形態により、電子装置を提供し、無線回路は、送受信機、及び電力増幅回路を含み、ストレージ及び処理回路は、外部物体がアンテナの所定の距離内にあると判断された時に送受信機及び電力増幅回路を調節することによって送信電力を低下するように構成される。
【００８７】
別の実施形態により、容量近接性センサを含む電子装置を提供し、ストレージ及び処理回路は、無線周波数信号位相及びマグニチュード測定に基づいて及び容量近接性センサからのデータに基づいて送信電力を調節するように構成される。
【００８８】
別の実施形態により、運動センサを含む電子装置を提供し、ストレージ及び処理回路は、無線周波数信号位相及びマグニチュード測定に基づいて及び運動センサからのデータに基づいて、送信電力を調節するように構成される。
【００８９】
別の実施形態により、少なくとも第１及び第２のセンサを含む電子装置を提供し、ストレージ及び処理回路は、無線周波数信号位相及びマグニチュード測定に基づいて及び第１及び第２のセンサからのデータに基づいて送信電力を調節するように構成される。
【００９０】
別の実施形態により、近接性センサを含む電子装置を提供し、ストレージ及び処理回路は、無線周波数信号位相及びマグニチュード測定に基づいて及び近接性センサからのデータに基づいて、送信電力を調節するように構成される。
【００９１】
実施形態により、送信電力で電子装置のアンテナを通じて無線周波数アンテナ信号を送信する段階、電子装置のアンテナに結合された位相及びマグニチュード検出回路により、外部物体がアンテナに隣接しているか否かを判断するために無線周波数アンテナ信号位相及びマグニチュード測定を行う段階、及び外部物体が位相及びマグニチュード検出回路を使用してアンテナの所定の距離内にあると判断したことに応答して送信電力を調節する段階を含む電子装置を使用する方法を提供する。
【００９２】
別の実施形態により、近接性センサからのセンサ入力データを収集する段階を含む方法を提供し、送信電力を調節する段階は、位相及びマグニチュード検出回路から及び近接性センサからの情報に基づいて送信電力を調節する段階を含む。
【００９３】
別の実施形態により、運動センサからのセンサ入力データを収集する段階を含む方法を提供し、送信電力を調節する段階は、位相及びマグニチュード検出回路から及び運動センサからの情報に基づいて送信電力を調節する段階を含む。
【００９４】
別の実施形態により、赤外線熱センサからのセンサ入力データを収集する段階を含む方法を提供し、送信電力を調節する段階は、位相及びマグニチュード検出回路から及び赤外線熱センサからの情報に基づいて送信電力を調節する段階を含む。
【００９５】
別の実施形態により、カメラセンサ、熱センサ、抵抗センサ、及び音響センサから構成される群から選択されたセンサからのセンサ入力データを収集する段階を含む方法を提供し、送信電力を調節する段階は、位相及びマグニチュード検出回路から及びセンサからの情報に基づいて送信電力を調節する段階を含む。
【００９６】
実施形態により、アンテナインピーダンスを有する少なくとも１つのアンテナと、アンテナインピーダンスをモニタするためにアンテナに関連付けられる無線周波数アンテナ信号における位相及びマグニチュード測定を行うことにより、外部物体がアンテナに隣接しているか否かを判断する回路とを含む携帯式電子装置を提供する。
【００９７】
別の実施形態により、携帯式電子装置を提供し、少なくとも１つのアンテナは、位相アンテナ配列のアンテナを含み、回路は、位相及びマグニチュード測定に基づいて位相アンテナ配列を調節するように構成される。
【００９８】
別の実施形態により、携帯式電子装置を提供し、携帯式電子装置は、アンテナに結合されたセルラー電話送受信機を含み、外部物体がアンテナに隣接しているか否かを判断する回路は、セルラー電話送受信機とアンテナの間に挿入されたカプラを含む。
【００９９】
別の実施形態により、携帯式電子装置を提供し、外部物体がアンテナに隣接しているか否かを判断する回路は、カプラから無線周波数信号を受信する無線周波数信号位相及びマグニチュード検出回路を含む。
【０１００】
別の実施形態により、携帯式電子装置を提供し、セルラー電話送受信機は、通信帯域で信号を送信し、無線周波数信号位相及びマグニチュード検出回路は、通信帯域内の周波数で帯域内アンテナインピーダンス測定を行うように構成される。
【０１０１】
別の実施形態により、携帯式電子装置を提供し、セルラー電話送受信機は、通信帯域で信号を送信し、無線周波数信号位相及びマグニチュード検出回路は、通信帯域の外側の周波数で帯域外アンテナインピーダンス測定を行うように構成される。
【０１０２】
別の実施形態により、携帯式電子装置を提供し、アンテナは、複数の共振要素アームと、アンテナ共振要素アームを選択的に結合するスイッチとを含む。
【０１０３】
別の実施形態により、携帯式電子装置を提供し、携帯式電子装置は、アンテナに結合された送受信機を含み、送受信機は、所定の通信プロトコルを使用して、所定の通信帯域を使用して、及び所定のデータレートを使用してデータを送信し、回路は、外部物体がアンテナに隣接していると判断したことに応答して、所定の通信プロトコル、所定の通信帯域、及び所定のデータレートのうちの選択された１つを調節するように構成される。
【０１０４】
以上の説明は、単に本発明の原理を例示するものであり、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく様々な修正を当業者によって行うことができる。上述の実施形態は、個々に又はあらゆる組合せで実施することができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１０  携帯式電子装置
１２  ハウジング
１４  ディスプレイ
１６  ボタン
１８  スピーカポート
【図１】
2013535117.tif 000003
【図２】
2013535117.tif 000004
【図３】
2013535117.tif 000005
【図４】
2013535117.tif 000006
【図５】
2013535117.tif 000007
【図６】
2013535117.tif 000008
【図７】
2013535117.tif 000009
【図８】
2013535117.tif 000010
【図９】
2013535117.tif 000011