DE112017001004T5

DE112017001004T5 - Verbindungselement, Leistungsversorgungsvorrichtung, elektronisches Gerät und System

Info

Publication number: DE112017001004T5
Application number: DE112017001004.7T
Authority: DE
Inventors: Ryota Tajima; Kensuke Yoshizumi
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2018-11-08
Also published as: CN113253592A; KR20180115274A; JP7362832B2; JP2017157555A; US11714385B2; WO2017145011A1; CN108701950B; US20170250554A1; JP7068535B2; KR102638278B1; KR20240025057A; JP6925822B2; CN115509108A; US20200343750A1; JP2022115926A; US10770910B2; CN108701950A; CN113253592B; JP2022000589A; JP2023179613A

Abstract

Ein Gerät, das lange Zeit verwendet werden kann, wird erhalten. Eine Leistungsversorgung, ein Verbindungsverfahren einer Leistungsversorgung oder ein Verbindungselement, für ein leichtes Anbringen und Abnehmen sowie ein Nicht-Abnehmen während der Verwendung, wird bereitgestellt. Eine Leistungsversorgung, ein Verbindungsverfahren einer Leistungsversorgung oder ein Verbindungselement für ein leichtes Austauschen wird bereitgestellt. Eine sehr gut designte Leistungsversorgung wird bereitgestellt. Leistung von einer Batterie wird einem elektronischen Gerät über ein Verbindungselement, das ein Rohr, eine Sprungfeder und ein Paar von Drehzapfen beinhaltet, zugeführt. Das Paar von Drehzapfen ist elektrisch voneinander isoliert und elektrisch mit einer beliebigen eines Paars von Elektroden der Batterie verbunden. Das elektronische Gerät, in das das Paar von Drehzapfen eingeschoben wird, beinhaltet ein Paar von Halterungen, die Leistung empfangen können.

Description

Technisches Gebiet
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Batterie. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft einen Leistungsübertragungsmechanismus einer Batterie. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein tragbares elektronisches Gerät. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein System zum Aufladen und Entladen einer Batterie.
Es sei angemerkt, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht auf die vorstehenden technischen Gebiete beschränkt ist. Beispiele für das technische Gebiet einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in dieser Beschreibung offenbart wird, umfassen eine Halbleitervorrichtung, eine Anzeigevorrichtung, eine Licht emittierende Vorrichtung, eine Leistungsspeichervorrichtung, eine Speichervorrichtung, ein elektronisches Gerät, eine Beleuchtungsvorrichtung, eine Eingabevorrichtung, eine Eingabe-/Ausgabevorrichtung, ein Betriebsverfahren dafür und ein Herstellungsverfahren dafür.
Stand der Technik
Mobile Informationsendgeräte, die typischerweise Smartphones und Tablet-Geräte sind, sind intensiv entwickelt worden. Beispielsweise ist es erforderlich, dass derartige mobile Informationsendgeräte leicht und kompakt sind.
In den letzten Jahren sind tragbare elektronische Geräte (auch als tragbare Geräte bezeichnet) besonders intensiv entwickelt worden. Beispiele für tragbare Geräte umfassen ein armbanduhrartiges Gerät, das am Arm getragen wird, ein brillenartiges Gerät, das am Kopf getragen wird, und ein halskettenartiges Gerät, das am Hals getragen wird. Beispielsweise beinhaltet ein armbanduhrartiges Gerät anstelle eines herkömmlichen Zifferblatts eine kleine Anzeige, um dem Benutzer zusätzlich zu der Zeit verschiedene Informationen zur Verfügung zu stellen. Derartige tragbare Geräte haben, in Hinblick auf ihre medizinische Anwendung, ihre Anwendung für das eigene Gesungheitsmanagement oder dergleichen, Aufmerksamkeit auf sich gezogen und kommen immer häufiger in der Praxis zur Anwendung.
Mobile Geräte beinhalten in vielen Fällen Sekundärbatterien, die wiederholt aufgeladen und entladen werden können. Tragbare Geräte beinhalten im Besonderen kleine Sekundärbatterien; somit sollten Sekundärbatterien leicht und kompakt sein und für eine lange Zeit verwendet werden können.
Beispielsweise offenbart Patentdokument 1 ein tragbares Gerät, das eine flexible Sekundärbatterie, bei der ein Film als deren Außenteil verwendet wird, beinhaltet.
[Referenz]
[Patentdokument]
[Patentdokument 1] Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2015-038868
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ein Gerät zu erhalten, das lange Zeit verwendet werden kann.
Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine Leistungsversorgungsvorrichtung bereitzustellen, die leicht angebracht und abgenommen werden kann und während der Verwendung nicht abgenommen wird. Eine weitere Aufgabe ist, eine Leistungsversorgungsvorrichtung bereitzustellen, die leicht ausgetauscht werden kann. Eine weitere Aufgabe ist, eine sehr gut designte Leistungsversorgungsvorrichtung bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe ist, eine komfortabel tragbare Leistungsversorgungsvorrichtung bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe ist, ein Verbindungsverfahren oder ein Verbindungselement für eine derartige Leistungsversorgungsvorrichtung bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe ist, ein Gerät bereitzustellen, das mit einer derartigen Leistungsversorgungsvorrichtung verbunden werden kann. Eine weitere Aufgabe ist, ein elektronisches Gerät, bei dem eine derartige Leistungsversorgungsvorrichtung verwendet wird, und ein System bereitzustellen, das das elektronische Gerät beinhaltet.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verbindungselement, das ein Paar von Drehzapfen, ein Rohr und eine Sprungfeder beinhaltet. Jeder der Drehzapfen beinhaltet einen Spitzenabschnitt, einen Kragenabschnitt, einen Achsenabschnitt und einen Endabschnitt. Die Sprungfeder ist in dem Rohr platziert und ist zwischen dem Paar von Drehzapfen platziert. Der Endabschnitt ist ein Abschnitt, der in dem Rohr platziert ist. Der Spitzenabschnitt und der Kragenabschnitt sind Abschnitte, die im natürlichen Zustand von dem Rohr hervorstehen. Der Achsenabschnitt ist ein Abschnitt, der zwischen dem Kragenabschnitt und dem Endabschnitt platziert ist. Der Achsenabschnitt umfasst einen Abschnitt, der im natürlichen Zustand von dem Rohr hervorsteht und dann, wenn die Sprungfeder zusammengedrückt wird, in dem Rohr platziert ist. Der Achsenabschnitt und der Spitzenabschnitt weisen jeweils einen leitenden Abschnitt auf. Das Paar von Drehzapfen ist elektrisch voneinander isoliert.
Bei dem Vorstehenden weisen vorzugsweise sowohl eine Oberfläche des Endabschnitts als auch eine Oberfläche eines Teils des Achsenabschnitts auf der Seite des Endabschnitts in jedem des Paars von Drehzapfen eine isolierende Eigenschaft auf.
Außerdem wird es bevorzugt, dass zwei Sprungfedern bereitgestellt sind und ein Pufferelement zwischen den zwei Sprungfedern bereitgestellt ist. Bei dieser Struktur weist vorzugsweise eine Oberfläche des Pufferelements eine isolierende Eigenschaft auf. Des Weiteren sind vorzugsweise das Pufferelement und das Rohr bei dieser Struktur miteinander integriert.
Bei dem Vorstehenden weist vorzugsweise eine Oberfläche der Sprungfeder eine isolierende Eigenschaft auf.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Leistungsversorgungsvorrichtung, die das vorstehende Verbindungselement, eine Batterie und einen bandartigen Außenteil beinhaltet. Die Batterie beinhaltet ein Paar von Elektroden. Das Paar von Elektroden ist elektrisch mit den Achsenabschnitten verbunden. Der Außenteil bedeckt die Batterie und das Rohr des Verbindungselements. Die Spitzenabschnitte des Verbindungselements sind nicht von dem Außenteil bedeckt.
Vorzugsweise beinhaltet die vorstehende Struktur ein Paar von leitenden Elementen. Es wird bevorzugt, dass die leitenden Elemente elektrisch mit den Elektroden der Batterie verbunden sind. Die Achsenabschnitte werden vorzugsweise in die leitenden Elemente derart eingepasst, dass sie in Kontakt miteinander sind.
Bei dem Vorstehenden werden die Achsenabschnitte vorzugsweise in die leitenden Elemente derart eingepasst, dass sie in einer Drehrichtung drehbar sind und in einer Erstreckungsrichtung der Achsenabschnitte verschiebbar sind.
Alternativ werden bei dem Vorstehenden die Achsenabschnitte vorzugsweise in die leitenden Elemente derart eingepasst, dass sie in einer Drehrichtung fixiert sind und in einer Erstreckungsrichtung der Achsenabschnitte verschiebbar sind.
Bei dem Vorstehenden ist der Außenteil vorzugsweise flexibel. Die Batterie weist vorzugsweise eine Funktion zum Ändern ihrer Form entsprechend einer Änderung der Form des Außenteils auf.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein elektronisches Gerät, an dem das vorstehende Verbindungselement oder die vorstehende Leistungsversorgungsvorrichtung anbringbar ist. Das elektronische Gerät beinhaltet ein Gehäuse und eine Leistungssteuerschaltung. Das Gehäuse beinhaltet ein Paar von Halterungen. Die Leistungssteuerschaltung ist in dem Gehäuse platziert. Die Halterungen können elektrisch mit den Spitzenabschnitten des Verbindungselements verbunden sein. Es wird bevorzugt, dass das Paar von Halterungen jeweils durch Leitungen elektrisch mit der Leistungssteuerschaltung verbunden ist.
Bei dem Vorstehenden beinhaltet das Gehäuse vorzugsweise einen Sensor, der eine Funktion zum Erfassen aufweist, ob das Paar von Halterungen elektrisch voneinander isoliert oder elektrisch miteinander verbunden ist.
Alternativ beinhaltet bei dem Vorstehenden das Gehäuse vorzugsweise einen Sensor, der eine Funktion zum Erfassen einer Potentialdifferenz zwischen dem Paar von Halterungen aufweist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein System, das ein Paar von Halterungen, einen Steuerabschnitt, einen Leistungsversorgungssteuerabschnitt, eine erste Batterie, einen Sensor und eine Funktionsschaltung beinhaltet. Der Sensor weist eine Funktion zum Ausgeben einer Potentialdifferenz zwischen dem Paar von Halterungen als Potentialinformationen an den Steuerabschnitt auf. Der Leistungsversorgungssteuerabschnitt wird durch den Steuerabschnitt gesteuert und weist eine Funktion zum Ausgeben von Leistung der ersten Batterie oder von Leistung, die von dem Paar von Halterungen zugeführt wird, an die Funktionsschaltung auf. Der Steuerabschnitt weist eine Funktion zum Steuern des Leistungsversorgungssteuerabschnitts auf, um die Leistung der ersten Batterie auszugeben, wenn die Potentialinformationen Informationen sind, die einen leitenden Zustand, einen isolierten Zustand oder einen Zustand zeigen, in dem die Potentialdifferenz unter einem vorbestimmten Wert liegt. Außerdem weist der Steuerabschnitt eine Funktion zum Steuern des Leistungsversorgungssteuerabschnitts auf, um die Leistung, die von dem Paar von Halterungen zugeführt wird, auszugeben, wenn die Potentialinformationen Informationen sind, die einen Zustand zeigen, in dem die Potentialdifferenz größer als oder gleich dem vorbestimmten Wert liegt.
Die vorstehende Struktur beinhaltet vorzugsweise einen Leistungsempfangsabschnitt. Der Leistungsversorgungssteuerabschnitt weist vorzugsweise eine Funktion zum Ausgeben von Leistung, die von dem Leistungsempfangsabschnitt zugeführt wird, an die erste Batterie und das Paar von Halterungen auf. Außerdem weist der Steuerabschnitt vorzugsweise eine Funktion zum Steuern des Leistungsversorgungssteuerabschnitts auf, um die Leistung, die von dem Leistungsempfangsabschnitt zugeführt wird, an das Paar von Halterungen auszugeben, wenn die Potentialinformationen Informationen sind, die einen Zustand zeigen, in dem die Potentialdifferenz unter dem vorbestimmten Wert liegt.
Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Gerät, das lange Zeit verwendet werden kann, erhalten werden. Eine Leistungsversorgungsvorrichtung, die leicht angebracht und abgenommen werden kann und während der Verwendung nicht abgenommen wird, kann bereitgestellt werden. Eine Leistungsversorgungsvorrichtung, die leicht ausgetauscht werden kann, kann bereitgestellt werden. Eine sehr gut designte Leistungsversorgungsvorrichtung kann bereitgestellt werden. Eine komfortabel tragbare Leistungsversorgungsvorrichtung kann bereitgestellt werden.
Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Verbindungsverfahren oder ein Verbindungselement für eine derartige Leistungsversorgungsvorrichtung bereitgestellt werden. Ein Gerät, das mit einer derartigen Leistungsversorgungsvorrichtung verbunden werden kann, kann bereitgestellt werden. Ein elektronisches Gerät, bei dem eine derartige Leistungsversorgungsvorrichtung verwendet wird, und ein System, das das elektronische Gerät beinhaltet, können bereitgestellt werden.
Figurenliste
In den begleitenden Zeichnungen:

1A bis 1E stellen jeweils ein elektronisches Gerät, eine Leistungsversorgungsvorrichtung und ein Verbindungselement einer Ausführungsform dar;
2A bis 2E stellen jeweils ein Verbindungselement einer Ausführungsform dar;
3A bis 3D stellen jeweils eine Leistungsversorgungsvorrichtung einer Ausführungsform dar;
4A bis 4G stellen jeweils ein leitendes Element einer Ausführungsform dar;
5A und 5B stellen eine Leistungsversorgungsvorrichtung einer Ausführungsform dar;
6A und 6B stellen eine Leistungsversorgungsvorrichtung einer Ausführungsform dar;
7A und 7B stellen jeweils eine Leistungsversorgungsvorrichtung einer Ausführungsform dar;
8A bis 8D stellen jeweils ein elektronisches Gerät einer Ausführungsform dar;
9A und 9B zeigen ein System einer Ausführungsform;
10 zeigt ein Betriebsverfahren eines Systems einer Ausführungsform;
11 zeigt ein Betriebsverfahren eines Systems einer Ausführungsform;
12 zeigt ein Betriebsverfahren eines Systems einer Ausführungsform;
13A bis 13E stellen jeweils ein elektronisches Gerät einer Ausführungsform dar;
14A und 14B stellen jeweils ein elektronisches Gerät einer Ausführungsform dar;
15 stellt eine Struktur einer Sekundärbatterie einer Ausführungsform dar;
16A und 16B stellen eine Struktur einer Sekundärbatterie einer Ausführungsform dar;
17A bis 17C stellen ein Verfahren zum Herstellen einer Sekundärbatterie einer Ausführungsform dar;
18A und 18B stellen ein Verfahren zum Herstellen einer Sekundärbatterie einer Ausführungsform dar;
19A und 19B stellen ein Verfahren zum Herstellen einer Sekundärbatterie einer Ausführungsform dar; und
20A und 20B stellen eine Struktur einer Sekundärbatterie und ein Herstellungsverfahren dafür dar.

Beste Art zur Ausführung der Erfindung
Ausführungsformen werden anhand der Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die folgende Beschreibung beschränkt ist. Es erschließt sich einem Fachmann ohne Weiteres, dass Modi und Details der vorliegenden Erfindung auf verschiedene Weise verändert werden können, ohne dabei von dem Erfindungsgedanken und dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Daher sollte die vorliegende Erfindung nicht als auf die Beschreibung der folgenden Ausführungsformen beschränkt angesehen werden.
Es sei angemerkt, dass bei Strukturen der vorliegenden Erfindung, die nachfolgend beschrieben werden, die gleichen Abschnitte oder Abschnitte mit ähnlichen Funktionen in unterschiedlichen Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und dass eine Beschreibung dafür nicht wiederholt wird. Des Weiteren wird das gleiche Schraffurmuster bei Abschnitten mit ähnlichen Funktionen verwendet, und in einigen Fällen sind die Abschnitte nicht eigens mit Bezugszeichen versehen.
Es sei angemerkt, dass in jeder Zeichnung, die in dieser Beschreibung beschrieben wird, die Größe, die Schichtdicke oder der Bereich jeder Komponente in einigen Fällen der Klarheit wegen übertrieben dargestellt wird. Deshalb ist die Größe, die Schichtdicke oder der Bereich nicht auf das dargestellte Größenverhältnis beschränkt.
Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung und dergleichen Ordnungszahlen, wie z. B. „erstes“, „zweites“ und dergleichen, verwendet werden, um eine Verwechslung zwischen Komponenten zu vermeiden, und sie schränken die Anzahl nicht ein.
(Ausführungsform 1)
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verbindungselement, das ein Rohr, eine Sprungfeder und ein Paar von Drehzapfen beinhaltet. Das Verbindungselement kann beispielsweise bei einem armbanduhrartigen Gerät als Federsteg zum Anbringen eines Bands (auch als Riemen, Gürtel oder dergleichen bezeichnet) an einem Gehäuse (auch als Körper, Uhrengehäuse oder dergleichen bezeichnet) verwendet werden. Es sei angemerkt, dass nachstehend das Verbindungselement einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einigen Fällen als Federsteg bezeichnet wird.
Die Drehzapfen des Verbindungselements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhalten jeweils einen Spitzenabschnitt, einen Kragenabschnitt, einen Achsenabschnitt und einen Endabschnitt. Das Paar von Drehzapfen ist elektrisch voneinander isoliert. Der Spitzenabschnitt und der Achsenabschnitt des Drehzapfens sind elektrisch miteinander verbunden und deren Oberflächen weisen eine Leitfähigkeit auf.
Der Achsenabschnitt des Drehzapfens kann elektrisch mit einer eines Paars von Elektroden (Laschen, Leitungen oder dergleichen) einer Batterie verbunden sein. Das Paar von Drehzapfen, die in dem Verbindungselement enthalten sind, ist bei dieser Struktur voneinander isoliert; deshalb kann verhindert werden, dass das Paar von Elektroden der Batterie elektrisch miteinander verbunden wird. Dementsprechend sind die zwei Spitzenabschnitte, die an den beiden Enden des Verbindungselements positioniert sind, jeweils elektrisch mit einer des Paars von Elektroden der Batterie verbunden. Das heißt, dass die zwei Spitzenabschnitte als Paar von Anschlüssen der Batterie dienen können.
Das Verbindungselement, mit dem die Batterie auf derartige Weise verbunden ist, wird an einem elektronischen Gerät angebracht, wodurch die Batterie als Hilfsleistungsversorgung des elektronischen Geräts verwendet werden kann. Insbesondere wird das elektronische Gerät mit einem Paar von Halterungen, an denen das Verbindungselement angebracht werden kann, bereitgestellt, und Leistung von der Batterie wird über die Halterungen und das Verbindungselement dem elektronischen Gerät zugeführt.
Wenn eine Sekundärbatterie als Batterie verwendet wird, kann die Batterie über die Halterungen des elektronischen Geräts und das Verbindungselement aufgeladen werden. Das elektronische Gerät an sich kann eine Batterie aufweisen, die als Hauptleistungsversorgung dient. In diesem Fall wird vorzugsweise im Voraus eingestellt oder vom Benutzer ausgewählt, welche Batterie bevorzugt aufgeladen wird, d. h. entweder die Batterie, die über das Verbindungselement an dem elektronischen Gerät angebracht wird, oder die Batterie, die in dem elektronischen Gerät an sich enthalten ist.
Eine Batterie, die einen flexiblen Film für ihren Außenteil beinhaltet und die wiederholt gebogen und geradegerichtet werden kann, kann vorteilhaft als Batterie verwendet werden. Dies ermöglicht, dass die Batterie und ein Teil des Verbindungselements in dem bandartigen Außenteil platziert werden kann. Deshalb kann der bandartige Außenteil ein äußeres Erscheinungsbild oder eine Einpassbarkeit aufweisen, die denjenigen von herkömmlichen Bändern (Riemen, Gürteln oder dergleichen), die keine Batterien beinhalten, ähnlich sind.
Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem eine nicht biegbare Batterie als Batterie verwendet wird, die Batterie in einem Abschnitt, der in dem bandartigen Außenteil nicht gebogen wird, platziert werden kann. Hier können als Batterie beliebige verschiedener Batterien, wie z. B. Münzzellen- (oder Knopfzellen-) Batterien, zylindrische Batterien oder prismatische Batterien, verwendet werden.
Eine derartige bandartige Leistungsversorgungsvorrichtung kann unter Verwendung des vorstehenden Verbindungselements an dem elektronischen Gerät angebracht werden, und somit kann sie vom Benutzer leicht ausgetauscht werden. Beispielsweise kann die Batterie in dem Fall, in dem die Ladungsmenge der Batterie verringert wird, in dem Fall, in dem die Batterie sich verschlechtert, und in dem Fall, in dem eine Primärbatterie als Batterie verwendet wird, leicht ausgetauscht werden. In dem Fall, in dem die Hilfsleistungsversorgung nicht benötigt wird, kann der Benutzer unter Verwendung eines herkömmlichen Federstegs die Leistungsversorgungsvorrichtung durch ein herkömmliches Band (ohne Batterie) ersetzen. Der Benutzer hat freie Wahl zwischen der bandartigen Leistungsversorgungsvorrichtung und dem herkömmlichen Band entsprechend der Verwendung oder seinem Vorlieben und kann jede/jedes von ihnen an dem elektronischen Gerät anbringen.
Das elektronische Gerät, an dem das Verbindungselement oder die Leistungsversorgungsvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anbringbar ist, weist vorzugsweise eine Funktion zum Erfassen einer Potentialdifferenz zwischen dem Paar von Halterungen oder eine Funktion zum Erfassen eines leitenden oder isolierten Zustands zwischen dem Paar von Halterungen auf.
Beispielsweise wird dann, wenn das Verbindungselement einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein herkömmlicher Federsteg oder dergleichen nicht an dem elektronischen Gerät angebracht wird, das Paar von Halterungen voneinander isoliert und befindet sich jede der Halterungen in einem elektrisch schwebenden Zustand. Außerdem wird in dem Fall, in dem das Verbindungselement einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, mit dem die Batterie nicht verbunden ist, an dem elektronischen Gerät angebracht wird, das Paar von Halterungen elektrisch voneinander isoliert. In dem Fall, in dem der herkömmliche Federsteg an dem elektronischen Gerät angebracht wird, wird das Paar von Halterungen je nach den Materialien des Federstegs in einen isolierten oder leitenden (kurzgeschlossenen) Zustand versetzt. Wenn, wie vorstehend beschrieben, ein Zustand, in dem das Paar von Halterungen elektrisch miteinander verbunden oder voneinander isoliert ist, erfasst wird, kann bestimmt werden, dass das Verbindungselement, mit dem die Batterie verbunden ist, nicht an dem elektronischen Gerät angebracht ist, so dass das elektronische Gerät unter Verwendung von Leistung einer weiteren Batterie, die in dem elektronischen Gerät an sich enthalten ist, betrieben werden kann.
Im Gegensatz dazu wird in dem Fall, in dem das Verbindungselement einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, mit dem die Batterie verbunden ist, an dem elektronischen Gerät angebracht wird, eine Potentialdifferenz, die einer Ausgangsspannung der Batterie entspricht, zwischen dem Paar von Halterungen erzeugt. Indem diese Potentialdifferenz erfasst wird, kann die Anbringung des Verbindungselements, mit dem die Batterie verbunden ist, bestimmt werden, und das elektronische Gerät kann unter Verwendung von Leistung, die von der Batterie zugeführt wird, arbeiten.
Spezifische Strukturbeispiele des Verbindungselements, der Leistungsversorgungsvorrichtung und des elektronischen Geräts einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und Beispiele für ein System einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden anhand von Zeichnungen nachfolgend beschrieben.
[Anwendungsbeispiel]
Als Erstes wird ein Beispiel für ein elektronisches Gerät beschrieben, an dem ein Verbindungselement und eine Leistungsversorgungsvorrichtung, die nachfolgend beschrieben werden, angebracht werden. Hier wird als Beispiel für das elektronische Gerät eine armbanduhrartige Informationsendgerätevorrichtung beschrieben.
1A und 1B zeigen ein Beispiel für ein elektronisches Gerät 30, mit dem Verbindungselemente 10, eine Leistungsversorgungsvorrichtung 20a und eine Leistungsversorgungsvorrichtung 20b verbunden sind. 1A ist eine Vorderansicht und 1B ist eine Seitenansicht.
Das elektronische Gerät 30 beinhaltet ein Gehäuse 31 und einen Schalter 35. Der Schalter 35 ist auf einer Seitenfläche des Gehäuses 31 bereitgestellt. Das Gehäuse 31 beinhaltet einen Anzeigeabschnitt 32, Bandanstöße 33 und Halterungen 34.
Verschiedene Bildinformationen können auf dem Anzeigeabschnitt 32 angezeigt werden. Eine Anzeigevorrichtung, bei der ein Anzeigeelement, wie z. B. ein Flüssigkristallelement oder ein organisches EL-Element, verwendet wird, kann für den Anzeigeabschnitt 32 verwendet werden. Außerdem wird vorzugsweise ein Touchscreen, der als Berührungssensor dient, für den Anzeigeabschnitt 32 verwendet.
Es sei angemerkt, dass, um das elektronische Gerät 30 nicht als Informationsendgerätevorrichtung, sondern als analoge Uhr zu verwenden, der Anzeigeabschnitt 32 durch ein Zifferblatt, das mindestens einen von einem Stundenzeiger, einem Minutenzeiger und einem Sekundenzeiger beinhaltet, ersetzt werden kann. Um das elektronische Gerät 30 als digitale Uhr zu verwenden, kann der Anzeigeabschnitt 32 durch ein Zifferblatt, das ein segmentartiges Flüssigkristallelement oder dergleichen beinhaltet, ersetzt werden.
Der Schalter 35 dient als eine Benutzerschnittstelle. Beispielsweise kann der Benutzer mit dem Schalter 35 folgende Arbeitsvorgänge durchführen: z. B. ein Drücken, Ziehen, Drehen oder Verschieben nach oben und unten oder Verschieben nach vorne und hinten. Das elektronische Gerät 30 kann in Reaktion auf diese Bedienungen Applikationen starten oder umschalten oder andere Verarbeitungen ausführen. Es sei angemerkt, dass, obwohl hier ein Beispiel beschrieben wird, in dem das Gehäuse 31 einen Schalter 35 beinhaltet, das Gehäuse 31 einen weiteren Schalter oder dergleichen beinhalten kann.
Der an dem Gehäuse 31 bereitgestellte Bandanstoß 33 ist ein Abschnitt, an dem, zusätzlich zu dem Verbindungselement 10, ein Federsteg oder dergleichen angebracht wird. Alternativ kann ein Teil des Gehäuses 31 als Bandanstoß 33 dienen. Es gibt ein Paar der Bandanstöße 33, die in dem Gehäuse 31 symmetrisch bereitgestellt sind. Das Paar von Bandanstößen 33 ist einander zugewandt. Jeder der Bandanstöße 33 beinhaltet die Halterung 34 auf ihrer nach innen gerichteten Oberfläche. Deshalb kann das Verbindungselement 10 an dem Paar von Halterungen 34, die einander zugewandt sind, angebracht werden.
Jede der Halterungen 34 beinhaltet einen vertieften Abschnitt, in den ein später beschriebener Spitzenabschnitt 12a eines Drehzapfens 12, der in dem Verbindungselement 10 enthalten ist, eingeschoben wird. Die Halterung 34 beinhaltet einen leitenden Abschnitt, an den ein Potential des Spitzenabschnitts 12a angelegt wird.
Die Leistungsversorgungsvorrichtung 20a und die Leistungsversorgungsvorrichtung 20b dienen jeweils als Haltevorrichtung (Band, Riemen, Gürtel oder dergleichen), das verwendet wird, wenn das elektronische Gerät 30 am Arm oder dergleichen getragen wird.
Die Leistungsversorgungsvorrichtung 20a und die Leistungsversorgungsvorrichtung 20b beinhalten jeweils einen bandartigen Außenteil 21. Eine Batterie 22 ist innerhalb des Außenteils 21 bereitgestellt. Das Verbindungselement 10 ist derart bereitgestellt, dass es von dem Außenteil 21 teilweise hervorsteht. Die Batterie 22 beinhaltet ein Paar von Laschen 23, von denen jedes mit einem leitenden Element 25 verbunden ist. Das leitende Element 25 passt in einen später beschriebenen Achsenabschnitt 12c des Drehzapfens 12, der in dem Verbindungselement 10 enthalten ist, so dass das leitende Element 25 und der Drehzapfen 12 elektrisch miteinander verbunden sind.
Jedes des Paars von Laschen 23 der Batterie 22 ist über das Verbindungselement 10 elektrisch mit der Halterung 34 verbunden. Dies ermöglicht, dem elektronischen Gerät 30 Leistung von der Batterie 22 zuzuführen und die Batterie 22 mit dem elektronischen Gerät 30 aufzuladen.
Es sei angemerkt, dass, obwohl hier ein Beispiel beschrieben wird, in dem zwei Leistungsversorgungsvorrichtungen, nämlich die Leistungsversorgungsvorrichtung 20a und die Leistungsversorgungsvorrichtung 20b, an dem elektronischen Gerät 30 angebracht sind, jede durch eine normale Haltevorrichtung (Band, Gürtel, Riemen oder dergleichen) ersetzt werden kann.
[Strukturbeispiel eines Verbindungselements]
1C ist eine schematische Querschnittsansicht in einer Richtung parallel zu einer Achsenrichtung des Verbindungselements 10.
Das Verbindungselement 10 beinhaltet ein Rohr 11, ein Paar der Drehzapfen 12 und eine Sprungfeder 13.
Der Drehzapfen 12 beinhaltet den Spitzenabschnitt 12a, einen Kragenabschnitt 12b, den Achsenabschnitt 12c und einen Endabschnitt 12d in dieser Reihenfolge von der äußeren Seite.
Das Rohr 11 ist hohl und seine Enden sind verengt. Innerhalb des Rohrs 11 sind die Sprungfeder 13 und die Endabschnitte 12d des Paars von Drehzapfen 12 bereitgestellt. Die Sprungfeder 13 ist derart bereitgestellt, dass sie kürzer ist als ihre natürliche Länge im natürlichen Zustand. Dank der Rückstellkraft der Sprungfeder 13 wirkt eine äußere Kraft auf das Paar von Drehzapfen 12 ein.
Der Spitzenabschnitt 12a und der Kragenabschnitt 12b sind Abschnitte, die im natürlichen Zustand von dem Rohr 11 hervorstehen. Der Achsenabschnitt 12c beinhaltet einen Abschnitt, der im natürlichen Zustand von dem Rohr 11 hervorsteht. Der Achsenabschnitt 12c beinhaltet auch einen Abschnitt, in dem ein Teil des Achsenabschnitts 12c in das Rohr 11 eingeschoben wird, wenn eine äußere Kraft in einer Richtung einwirkt, in der die Sprungfeder 13 zusammengedrückt wird. Der Endabschnitt 12d ist ein Abschnitt, der im natürlichen Zustand in dem Rohr 11 platziert ist. Hier ist der natürliche Zustand ein Zustand, in dem keine äußere Kraft in der Achsenrichtung (einer Längsrichtung) des Verbindungselements 10 einwirkt.
Ein Durchmesser des Endabschnitts 12d ist größer als ein Durchmesser eines Lochs des Endes des Rohrs 11. Ein Durchmesser des Achsenabschnitts 12c ist gleich oder kleiner als der Durchmesser des Lochs des Endes des Rohrs 11. Dies kann verhindern, dass der Drehzapfen 12 aus dem Rohr 11 herausfällt, selbst wenn eine Kraft von der Sprungfeder 13 auf den Drehzapfen 12 einwirkt.
Der Spitzenabschnitt 12a ist ein Abschnitt, der in ein Loch der Halterung 34 des elektronischen Geräts 30 eingeschoben wird. Der Kragenabschnitt 12b ist ein Abschnitt, der in einen vertieften Abschnitt der Halterung 34 eingreift. Wenn das Verbindungselement 10 nicht nur durch Einsetzen des Spitzenabschnitts 12a in die Halterung 34, sondern auch durch Eingreifen des Kragenabschnitts 12b in einen Teil der Halterung 34 an dem elektronischen Gerät 30 angebracht wird, kann eine stabilere Anbringung erhalten werden.
Der Kragenabschnitt 12b kann auch als Abschnitt verwendet werden, der in eine abnehmbare Haltevorrichtung eingreift, die zum Anbringen und Abnehmen des Verbindungselements 10 verwendet werden kann. Dies vereinfacht das Anbringen des Verbindungselements 10 an dem elektronischen Gerät 30 oder das Abnehmen von dem elektronischen Gerät 30. Der Kragenabschnitt 12b weist einen oder mehrere Abschnitte auf, deren Durchmesser größer sind als diejenigen des Spitzenabschnitts 12a und des Achsenabschnitts 12c. Wie in 1C dargestellt, weist der Kragenabschnitt 12b vorzugsweise zwei oder mehr Abschnitte auf, deren Durchmesser größer sind als diejenigen der anderen Abschnitte, da die Zweckmäßigkeit verbessert wird. Beispielsweise kann eine abnehmbare Haltevorrichtung zwischen den zwei Abschnitten mit größeren Durchmessern positioniert sein.
1C stellt das leitende Element 25 dar, das an dem Verbindungselement 10 angebracht ist. Das leitende Element 25 beinhaltet einen Abschnitt, in den der Achsenabschnitt 12c eingepasst wird. Das leitende Element 25 kann an dem Achsenabschnitt 12c auf derartige Weise angebracht werden, dass der Achsenabschnitt 12c in das leitende Element 25 eingepasst wird. Hier wird das leitende Element 25 vorzugsweise an dem Achsenabschnitt 12c derart angebracht, dass es in einer Achsenrichtung verschiebbar ist.
1D ist eine schematische Querschnittsansicht eines Zustands, der von dem Zustand in 1C geändert wird und in dem die Sprungfeder 13 durch eine äußere Kraft, die auf das Paar von Drehzapfen 12 einwirkt, zusammengedrückt wird. Wie in 1D dargestellt, wirkt eine äußere Kraft ein und dann wird die Sprungfeder 13 zusammengedrückt, so dass ein Teil des Achsenabschnitts 12c in das Rohr 11 eingeschoben wird.
1D stellt einen Zustand dar, in dem die Breite des leitenden Elements 25 in der Achsenrichtung gleich der Breite in der Achsenrichtung des Abschnitts des Achsenabschnitts 12c ist, der von dem Rohr 11 hervorsteht. Ein Ende des leitenden Elements 25 ist in Kontakt mit dem Ende des Rohrs 11, und das andere Ende des leitenden Elements 25 ist in Kontakt mit dem Kragenabschnitt 12b. Das heißt, dass man auch sagen kann, dass sich der Drehzapfen 12 in 1D nicht weiter nach innen verschieben kann und das Verbindungselement 10 in höchstem Maße zusammengedrückt wird.
Wenn eine äußere Kraft entspannt wird, kehrt der in 1D dargestellte Zustand wieder in den in 1C dargestellten Zustand zurück. Zu diesem Zeitpunkt ist das leitende Element 25, das an dem Achsenabschnitt 12c angebracht ist, verschiebbar; deshalb verbleibt die Position des leitenden Elements 25, wie sie in 1C ist.
Hier weisen der Spitzenabschnitt 12a, der Kragenabschnitt 12b und ein Teil des Achsenabschnitts 12c in 1C und 1D leitende Oberflächen auf. Im Gegensatz dazu weisen der andere Teil des Achsenabschnitts 12c und der Endabschnitt 12d isolierende Oberflächen auf. In 1C und 1D werden unterschiedliche Schraffurmuster für die leitenden Oberflächen und die isolierenden Oberflächen verwendet.
Selbst wenn die Sprungfeder 13 leitend ist, kann das Paar von Drehzapfen 12 dank der isolierenden Oberfläche des Endabschnitts 12d elektrisch voneinander isoliert sein.
Selbst wenn das Rohr 11 leitend ist, kann das Paar der Drehzapfen 12 dank der isolierenden Eigenschaften des Endabschnitts 12d und des Teils des Achsenabschnitts 12c elektrisch voneinander isoliert sein. Wenn die Drehzapfen 12, wie in 1D dargestellt, am weitesten innen positioniert sind, weist ein Abschnitt des Achsenabschnitts 12c, der in Kontakt mit dem Ende des Rohrs 11 ist, vorzugsweise eine isolierende Eigenschaft auf. Außerdem ist es wichtig, dass der leitende Abschnitt des Achsenabschnitts 12c in Kontakt mit dem leitenden Element 25 ist, wenn der Drehzapfen 12, wie in 1C dargestellt, am weitesten außen positioniert ist.
In dem Fall, in dem eine Oberfläche des Endes des Rohrs 11 und eine Oberfläche des Endes des leitenden Elements 25 jeweils leitend sind, wird das Paar von leitenden Elementen 25 in einigen Fällen elektrisch kurzgeschlossen, wenn die leitenden Elemente 25 und das Rohr 11, wie in 1C dargestellt, in Kontakt miteinander sind. Um dies zu verhindern, wird, wie in 1E dargestellt, ein isolierendes Puffermaterial 14 vorzugsweise zwischen dem leitenden Element 25 und dem Rohr 11 bereitgestellt. Als Puffermaterial 14 kann eine ringförmige Komponente aus Kautschuk, einem Kunststoff oder dergleichen verwendet werden.
Für das Rohr 11, den Drehzapfen 12 und die Sprungfeder 13 können hier Metalle, typischerweise Edelstahl, verwendet werden. Wenn ein derartiges Metall verwendet wird, kann, um ihre Oberflächen teilweise oder vollständig zu isolieren, beispielsweise ein Verfahren zum Oxidieren der Oberflächen, ein Verfahren zum Ausbilden eines isolierenden Beschichtungsfilms durch ein Plattierungsverfahren oder dergleichen oder ein Verfahren zum Beschichten der Oberflächen mit einem isolierenden Harz oder dergleichen verwendet werden. Isolierende Materialien, wie z. B. ein Harz, können auch für das Rohr 11, den Drehzapfen 12 und die Sprungfeder 13 verwendet werden. Wenn ein Harz verwendet wird, kann einem Teil der Oberflächen oder der gesamten Oberfläche Leitfähigkeit verliehen werden. Beispielsweise kann ein Verfahren zum Ausbilden eines leitenden Beschichtungsfilms durch ein Plattierungsverfahren verwendet werden.
Hier ist die Struktur des Verbindungselements 10 nicht auf die in 1C und anderen Zeichnungen dargestellten Strukturen beschränkt, und eine beliebige Struktur ist akzeptabel, solange die Struktur das Paar von Drehzapfen 12 beinhaltet, die elektrisch voneinander isoliert werden. Ein weiteres Beispiel für das Verbindungselement 10 wird nachfolgend beschrieben.
Bei jedem der Drehzapfen 12 in 2A, die in dem Verbindungselement 10 enthalten sind, sind eine Oberfläche des Achsenabschnitts 12c und eine Oberfläche des Endabschnitts 12d jeweils leitend. Mindestens eine innere Oberfläche des Rohrs 11 und Oberflächen der Öffnungen des Rohrs 11 weisen isolierende Eigenschaften auf. Das Rohr 11 enthält zwei Sprungfedern (eine Sprungfeder 13a und eine Sprungfeder 13b) und ein Puffermaterial 15 dazwischen. Das Puffermaterial 15 weist eine isolierende Oberfläche auf.
In 2A sind die Sprungfeder 13a und die Sprungfeder 13b durch das Puffermaterial 15 voneinander getrennt. Die Sprungfeder 13a und die Sprungfeder 13b sind jeweils in Kontakt mit dem Rohr 11, und die Kontaktoberflächen weisen isolierende Eigenschaften auf. Deshalb sind die Sprungfeder 13a und die Sprungfeder 13b elektrisch voneinander isoliert. Selbst in dem Fall, in dem das Paar von Drehzapfen 12 jeweils leitend ist, verhindert die vorstehende Struktur einen elektrischen Kurzschluss über die Sprungfeder 13a und Sprungfeder 13b, und das Paar von Drehzapfen 12 wird elektrisch voneinander isoliert.
Außerdem ermöglicht diese Struktur, dass die gesamten Oberflächen der Achsenabschnitte 12c der Drehzapfen 12 leitend gemacht werden. Dies ermöglicht, Flächen, in denen die Achsenabschnitte 12c in Kontakt mit den leitenden Elementen 25 sind, zu vergrößern und die Kontaktwiderstände dazwischen zu verringern.
2B stellt ein Beispiel dar, in dem das Rohr 11 nicht wie in 2A dargestellt das Puffermaterial 15, sondern eine Trennwand 11a beinhaltet. Die Trennwand 11a ist fast in der Mitte des Rohrs 11 positioniert und weist eine Funktion zum voneinander Trennen der Sprungfeder 13a und der Sprungfeder 13b auf.
2C stellt ein Beispiel dar, in dem eine Oberfläche des Rohrs 11 und eine Oberfläche der Sprungfeder 13 jeweils eine isolierende Eigenschaft aufweisen.
Bei der vorstehenden Struktur sind das leitende Element 25 und der Drehzapfen 12 elektrisch miteinander verbunden, da das leitende Element 25 in Kontakt mit dem Achsenabschnitt 12c des Drehzapfens 12 ist. Jedoch ist die Struktur nicht darauf beschränkt, und eine beliebige Struktur ist akzeptabel, solange das leitende Element 25 und der Spitzenabschnitt 12a des Drehzapfens 12 elektrisch miteinander verbunden sind.
2D stellt ein Beispiel dar, in dem das Rohr 11 ein Paar von leitenden Abschnitten 11b und einen isolierenden Abschnitt 11c beinhaltet, der zwischen den Abschnitten 11b positioniert ist. Das Paar von Abschnitten 11b ist elektrisch voneinander isoliert. Die Abschnitte 11b werden in die leitenden Elemente 25 eingepasst. Deshalb sind die Drehzapfen 12 und die leitenden Elemente 25 über die Abschnitte 11b elektrisch miteinander verbunden.
Es wird bevorzugt, dass, wie in 2D dargestellt, die Abschnitte 11b und der Abschnitt 11c Schraubenstrukturen aufweisen, durch die sie befestigt sind. Es sei angemerkt, dass die Abschnitte 11b und der Abschnitt 11c mit einem Klebstoff oder dergleichen miteinander verbunden sein können.
2D stellt ein Beispiel dar, in dem die Sprungfeder 13a und die Sprungfeder 13b durch das Puffermaterial 15 voneinander getrennt sind; jedoch können die Sprungfeder 13a und die Sprungfeder 13b, wie bei der in 2B dargestellten Struktur, durch die Trennwand 11a des Rohrs 11 voneinander getrennt sein. Außerdem kann, wie in 2E dargestellt, eine Struktur, die nicht das Puffermaterial 15, sondern die Sprungfeder 13 mit einer isolierenden Oberfläche beinhaltet, verwendet werden.
Das Vorstehende ist die Beschreibung des Verbindungselements.
[Strukturbeispiel einer Batterie]
Strukturbeispiele der Batterie 22, die für eine Leistungsversorgungsvorrichtung 20 verwendet werden kann, werden nachfolgend beschrieben.
3A ist eine schematische Draufsicht auf die Batterie 22, mit der die leitenden Elemente 25 verbunden sind. Die Batterie 22 beinhaltet das Paar von Laschen 23, einen Außenteil 26 und einen Inhalt 27. Die Batterie 22 ist vorzugsweise eine Sekundärbatterie.
Ein flexibler und sehr feuchtigkeitsbeständiger Film kann für den Außenteil 26 verwendet werden. Beispielsweise wird vorzugsweise ein mehrschichtiger Film aus einem Metallfilm und einem Kunststofffilm verwendet. Dies ermöglicht, die biegbare Batterie 22 zu erhalten.
Der Inhalt 27 ist mit dem Außenteil 26 abgedichtet. Der Außenteil 26 ist durch Thermokompression gebunden und außerhalb des Inhalts 27verbunden. Der Inhalt 27 enthält mindestens eine Positivelektrode, eine Negativelektrode und eine Elektrolytlösung. Die Details werden später beschrieben.
Jedes des Paars von Laschen 23 ist elektrisch entweder mit der Positivelektrode oder mit der Negativelektrode verbunden. Die Laschen 23 stehen teilweise von dem Außenteil 26 hervor und sind nicht bedeckt.
Jedes des Paars von Laschen 23 ist durch ein Verbindungsverfahren, wie z. B. ein Ultraschweiß-Verfahren, mit dem leitenden Element 25 verbunden.
Die Batterie 22 kann eine Schutzschaltung beinhalten. 3B stellt ein Beispiel dar, in dem ein Substrat 29, das eine Schutzschaltung 28 beinhaltet, bereitgestellt ist.
Beispielsweise kann eine gedruckte Leiterplatte (printed circuit board, PCB) oder eine flexible gedruckte Schaltung (flexible printed circuit, FPC) als Substrat 29 verwendet werden. In dem in 3B dargestellten Beispiel ist die Schutzschaltung 28 ein IC-Chip, der an dem Substrat 29 montiert ist.
Als Schutzschaltung 28 kann beispielsweise eine Schaltung mit einer Funktion zum Unterbrechen der Aufladung in dem Fall, in dem die Batterie 22 überladen wird, einer Funktion zum Unterbrechen der Entladung in dem Fall, in dem die Batterie 22 überentladen wird, oder dergleichen verwendet werden. Außerdem weist die Schutzschaltung 28 vorzugsweise eine Funktion zum Verhindern eines hohen Stromflusses in dem Fall auf, in dem die Positivelektrode und die Negativelektrode elektrisch kurzgeschlossen werden.
Das Substrat 29 beinhaltet ein Paar von Elektroden, die mit den Laschen 23 verbunden sind. Das Substrat 29 beinhaltet auch ein Paar von Elektroden, die mit Leitungen 24 verbunden sind. Die Laschen 23 und die Leitungen 24 sind durch ein Verbindungsverfahren, wie z. B. ein Ultraschweiß-Verfahren, mit ihren jeweiligen Elektroden des Substrats 29 verbunden.
Die Leitungen 24 verbinden die leitenden Elemente 25 elektrisch mit dem Substrat 29. Als Leitungen 24 können Kabelleitungen oder FPCs verwendet werden.
Es sei angemerkt, dass ein Verfahren zum Verbinden über einen Verbinder verwendet werden kann, um die Laschen 23 mit dem Substrat 29, die Leitungen 24 mit dem Substrat 29 sowie die Leitungen 24 mit den leitenden Elementen 25 zu verbinden.
Es sei angemerkt, dass, obwohl 3A und 3B Strukturbeispiele der Batterie 22 darstellen, bei der ein Film als Außenteil 26 verwendet wird, die Struktur nicht darauf beschränkt ist und eine Münzzellen- (Knopfzellen-) Batterie verwendet werden kann.
3C stellt ein Beispiel dar, in dem eine Münzzellen-Batterie 41 verwendet wird. 3D stellt ein Beispiel dar, in dem das Substrat 29, das die Schutzschaltung 28 beinhaltet, mit der Batterie 41 verbunden ist.
Abschnitte eines Außenteils der Batterie 41 (auf ihrer Oberseite und Rückseite) dienen als Positivelektrode und Negativelektrode. Wie in 3C dargestellt, ist eine Elektrode 42a elektrisch mit einer Elektrode auf der Rückseite der Batterie 41 verbunden, und eine Elektrode 42b ist elektrisch mit einer Elektrode auf der Oberseite der Batterie 41 verbunden. Jede der Elektrode 42a und der Elektrode 42b ist elektrisch mit dem leitenden Element 25 verbunden.
Um die Münzzellen-Batterie 41 für die Leistungsversorgungsvorrichtung 20, die an dem armbanduhrartigen elektronischen Gerät 30, das in 1A und anderen Zeichnungen dargestellt wird, angebracht wird, zu verwenden, ist die Batterie 41 vorzugsweise an einem Abschnitt positioniert, der nicht gebogen wird, wenn der Außenteil 21 der Leistungsversorgungsvorrichtung 20 am Handgelenk oder dergleichen getragen wird. Beispielsweise wird es bevorzugt, die Batterie 41 in der Leistungsversorgungsvorrichtung 20 nahe an oder weit weg von dem elektronischen Gerät 30 zu positionieren und die Batterie 41 nicht nahe an dem Zentrum zu positionieren.
Das Vorstehende ist die Beschreibung der Batterie.
[Leitendes Element]
Beispiele für das leitende Element 25, das eine Elektrode (eine Lasche) einer Batterie elektrisch mit dem Verbindungselement 10 verbindet, werden nachfolgend beschrieben.
4A ist eine schematische perspektivische Ansicht, die das leitende Element 25 und einen Teil des Achsenabschnitts 12c des Drehzapfens 12 darstellt. Es sei angemerkt, dass, obwohl das leitende Element 25 hier beispielhaft mit dem Achsenabschnitt 12c verbunden ist, das leitende Element 25, wie in 2D und anderen Zeichnungen dargestellt, mit einem Teil des Rohrs 11 durch Vergrößern des Durchmessers des leitenden Elements 25 verbunden sein kann.
Das leitende Element 25, das in 4A dargestellt wird, beinhaltet einen röhrenförmigen Abschnitt, der ein Loch beinhaltet, das in den Achsenabschnitt 12c passt, und einen Beinabschnitt, der mit der Lasche der Batterie oder dergleichen verbunden ist. In dem Beispiel in 4A ist ein Querschnitt des röhrenförmigen Abschnitts des leitenden Elements 25 ringförmig und ist ein Querschnitt des Achsenabschnitts 12c ein Kreis. Deshalb können das leitende Element 25 und der Achsenabschnitt 12c eine Struktur aufweisen, bei der das leitende Element 25 um den Achsenabschnitt 12c in Drehrichtungen, die durch die Pfeile in 4A dargestellt werden, drehbar ist und in einer Erstreckungsrichtung des Achsenabschnitts 12c verschiebbar ist.
4B stellt ein Beispiel dar, in dem der Querschnitt des Achsenabschnitts 12c eine teilweise abgeschnittene Form aufweist. Die Form des Lochs des leitenden Elements 25 ist der Form des Querschnitts des Achsenabschnitts 12c ähnlich, um in den Achsenabschnitt 12c zu passen. Eine derartige Struktur ermöglicht, dass das leitende Element 25 und der Achsenabschnitt 12c in einem Zustand, in dem sie in den Drehrichtungen fixiert sind und in der Erstreckungsrichtung des Achsenabschnitts 12c verschiebbar sind, verbunden sind.
Wie in 4C dargestellt, kann der Querschnitt des Achsenabschnitts 12c eine im Wesentlichen polygonale Form aufweisen. 4C stellt ein Beispiel dar, in dem der Querschnitt des Achsenabschnitts 12c eine quadratische Form mit runden Ecken aufweist. Eine derartige Struktur ermöglicht auch, dass das leitende Element 25 und der Achsenabschnitt 12c in einem Zustand, in dem sie in den Drehrichtungen fixiert sind und in der Erstreckungsrichtung des Achsenabschnitts 12c verschiebbar sind, verbunden sind.
Wie in 4A, 4B und 4C dargestellt, weist vorzugsweise ein Teil des leitenden Elements 25 eine Rohrform auf, da eine Fläche, in der das leitende Element 25 in Kontakt mit dem Achsenabschnitt 12c ist, vergrößert werden kann. Das rohrförmige leitende Element 25 kann ausgebildet werden, indem ein Material, das durch Erwärmung oder dergleichen zusammengedrückt wird, als leitendes Element 25 verwendet wird, das leitende Element 25 mit einem Durchmesser, der größer ist als derjenige des Kragenabschnitts 12b, von der Seite des Spitzenabschnitts 12a eingeschoben wird und dann sein Durchmesser durch Erwärmung oder dergleichen komprimiert wird. Alternativ kann ein rohrförmiger Abschnitt des leitenden Elements 25 ausgebildet werden, indem ein bandartiges Element um den Achsenabschnitt 12c gewunden wird.
4D stellt ein Beispiel dar, in dem das leitende Element 25 eine Rohrform aufweist, die teilweise abgeschnitten ist (auch als Form mit einem zirkular gekrümmten Querschnitt bezeichnet). In 4D ist ein Teil auf der Seite, die dem Beinabschnitt entgegengesetzt ist, abgeschnitten. Eine derartige Struktur vereinfacht das Anbringen des Achsenabschnitts 12c an dem leitenden Element 25 und das Abnehmen des Achsenabschnitts 12c von dem leitenden Element 25.
In 4D ist das leitende Element 25 mit dem Achsenabschnitt 12c derart verbunden, dass es um den Achsenabschnitt 12c in den Drehrichtungen drehbar ist und in der Erstreckungsrichtung des Achsenabschnitts 12c verschiebbar ist.
4E stellt ein Beispiel dar, in dem sich die Position eines abgeschnittenen Abschnitts des leitenden Elements 25 von derjenigen des abgeschnittenen Abschnitts des leitenden Elements 25 in 4D unterscheidet.
4F und 4G stellen jeweils ein Beispiel dar, in dem der Querschnitt des Achsenabschnitts 12c keine runde Form aufweist. Eine derartige Struktur ermöglicht, dass das leitende Element 25 und der Achsenabschnitt 12c in einem Zustand, in dem sie in den Drehrichtungen fixiert sind und in der Erstreckungsrichtung des Achsenabschnitts 12c verschiebbar sind, verbunden sind. Außerdem können das leitende Element 25 und der Achsenabschnitt 12c leicht aneinander angebracht und voneinander abgenommen werden.
Das Vorstehende ist die Beschreibung des leitenden Elements.
[Strukturbeispiel einer Leistungsversorgungsvorrichtung]
Ein Beispiel für eine Leistungsversorgungsvorrichtung, die an einem elektronischen Gerät angebracht werden kann, wird nachfolgend beschrieben. Insbesondere wird hier eine Leistungsversorgungsvorrichtung, die für das armbanduhrartige elektronische Gerät 30 verwendet werden kann, beschrieben.
5A ist eine schematische perspektivische Ansicht der Leistungsversorgungsvorrichtung 20a und 5B ist eine schematische perspektivische Ansicht, die die innere Struktur der Leistungsversorgungsvorrichtung 20a darstellt.
Die Leistungsversorgungsvorrichtung 20a beinhaltet das Verbindungselement 10, die Batterie 22, einen Außenteil 21a, einen Außenteil 21b, eine Schließe 51 und dergleichen. Das Verbindungselement 10 steht teilweise von der Leistungsversorgungsvorrichtung 20a hervor.
Wie in 5B dargestellt, ist die Batterie 22 zwischen dem Außenteil 21a und dem Außenteil 21b positioniert. Vertiefte Abschnitte für einen Raum, in dem die Batterie 22 bereitgestellt wird, sind auf den Innenseiten des Außenteils 21a und des Außenteils 21b ausgebildet. Diese Struktur ermöglicht, die Dicken eines Abschnitts, der die Batterie 22 beinhaltet, und eines Abschnitts, der die Batterie 22 nicht beinhaltet, anzugleichen und ihre Einpassbarkeit zu verbessern.
Für den Außenteil 21a und den Außenteil 21b kann ein Material, das für ein normales Band (ohne Batterie) oder dergleichen verwendet wird, verwendet werden. Beispielsweise kann ein beliebiges von verschiedenen Materialien, wie z. B. Kautschuk, Leder, Stoff, ein Metall und ein Harz, verwendet werden. Kautschuk oder ein Harz wird besonders bevorzugt, da er/es leicht zu formen ist.
6A und 6B sind schematische perspektivische Ansichten der Leistungsversorgungsvorrichtung 20b, die ein Gegenstück zu der Leistungsversorgungsvorrichtung 20a ist. Die Leistungsversorgungsvorrichtung 20b beinhaltet das Verbindungselement 10, die Batterie 22, einen Außenteil 21c, einen Außenteil 21d und dergleichen.
Die Außenteile 21c und 21d unterscheiden sich von den Außenteilen 21a und 21b dahingehend, dass eine Vielzahl von Löchern 52 anstelle der Schließe 51 bereitgestellt ist.
Auf derartige Weise können die Leistungsversorgungsvorrichtung 20a und die Leistungsversorgungsvorrichtung 20b Außenformen aufweisen, die denjenigen einer kombinierten Komponente aus dem herkömmlichen Federsteg und der herkömmlichen Haltevorrichtung (ohne Batterie oder dergleichen), wie z. B. eines Bands, eines Gürtels oder eines Riemens, fast gleich sind.
Die Leistungsversorgungsvorrichtungen 20a und 20b, die an dem elektronischen Gerät 30 angebracht sind, dienen nicht nur als Haltevorrichtungen, sondern auch als Hilfsleistungsversorgungen oder Hauptleistungsversorgungen des elektronischen Geräts 30.
Unter Verwendung der Leistungsversorgungsvorrichtung 20a oder der Leistungsversorgungsvorrichtung 20b einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es nicht notwendig, eine Hilfsleistungsversorgung separat mit sich zuführen; auf diese Weise wird die Zweckmäßigkeit verbessert. Außerdem ist es im Gegensatz zu dem mit Haltevorrichtungen bereitgestellten herkömmlichen elektronischen Gerät 30 unnötig, dass das elektronische Gerät 30, an dem die Leistungsversorgungsvorrichtung 20a oder 20b angebracht wird, zusätzlich mit einer Hilfsleistungsversorgung verbunden wird. Deshalb ist das elektronische Gerät 30, an dem die Leistungsversorgungsvorrichtung 20a oder 20b angebracht ist, kompakt und behindert Bewegungen des Benutzers nicht, obwohl es mit der Hilfsleistungsversorgung verbunden ist. Außerdem ist es unnötig, unter Verwendung eines Verbinders oder dergleichen eine Hilfsleistungsversorgung mit dem elektronischen Gerät 30 zu verbinden; deshalb besteht keine Gefahr, dass die Hilfsleistungsversorgung rauskommt und herausfällt. Es ist unnötig, das elektronische Gerät 30 mit einem Anschluss für den Verbinder bereitzustellen; deshalb kann ein sehr wasserbeständiges und sehr gut designtes elektronisches Gerät erhalten werden.
Wenn der Außenteil 26 der Batterie 22, die in der Leistungsversorgungsvorrichtung 20a und der Leistungsversorgungsvorrichtung 20b enthalten ist, eine unebene Oberfläche aufweist, kann die Zuverlässigkeit der Batterie 22, die wiederholtem Biegen unterzogen wird, verbessert werden.
7A stellt ein Beispiel dar, in dem der Außenteil 26 eine geprägte Netzoberfläche aufweist. 7B stellt ein Beispiel dar, in dem der Außenteil 26 eine geprägte Streifenoberfläche aufweist.
Die Form des Außenteils 26 mit einer unebenen Oberfläche wird geändert, so dass die hervorstehenden Abschnitte und die vertieften Abschnitte auf der äußeren Seite eines gebogenen Teils geradegerichtet werden und die hervorstehenden Abschnitte und die vertieften Abschnitte auf der inneren Seite eines gebogenen Teils zusammengedrückt werden, wenn die Batterie 22 gebogen wird. Dies kann eine Belastung, die auf den Außenteil 26 einwirkt, verringern.
Das Vorstehende ist die Beschreibung der Leistungsversorgungsvorrichtung.
[Strukturbeispiel eines elektronischen Geräts]
Spezifische Strukturbeispiele eines elektronischen Geräts, das Leistung von der vorstehenden Leistungsversorgungsvorrichtung empfangen kann, werden nachfolgend beschrieben.
8A ist eine schematische Ansicht, die einen Hauptteil des elektronischen Geräts 30 darstellt. Das elektronische Gerät 30 beinhaltet in dem Gehäuse 31 einen Steuerabschnitt 61, einen Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62, eine Funktionsschaltung 63 und dergleichen, und beinhaltet ferner in den Bandanstößen 33 die Halterungen 34.
Die Halterungen 34 sind derart bereitgestellt, dass sie in einem Paar der Bandanstößen 33, die einander zugewandt sind, einander zugewandt sind. Die Halterungen 34 weisen jeweils eine Funktion zum Befestigen des Verbindungselements 10 und eine Funktion als Anschluss auf, an den ein Potential des Spitzenabschnitts 12a des Verbindungselements 10 angelegt wird.
8A stellt ein Beispiel dar, in dem die Halterungen 34 für ein oberes Paar der Bandanstöße 33 und ein unteres Paar der Bandanstöße 33 in dem Gehäuse 31 bereitgestellt sind. Die vier Halterungen 34 sind elektrisch mit dem Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62 verbunden.
Der Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62 weist eine Funktion zum Steuern einer Aufladung und einer Entladung der Leistungsversorgungsvorrichtung 20 auf, die an dem elektronischen Gerät 30 angebracht wird, und weist ferner eine Funktion zum Ausgeben von Leistung, die von der Leistungsversorgungsvorrichtung 20 erhalten wird, an den Steuerabschnitt 61 und die Funktionsschaltung 63 auf. Der Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62 kann eine Funktion zum Umwandeln einer Leistungsversorgungsspannung der Leistungsversorgungsvorrichtung 20 in eine Spannung aufweisen, die in der Lage ist, an den Steuerabschnitt 61 und die Funktionsschaltung 63 angelegt zu werden.
Der Steuerabschnitt 61 weist eine Funktion zum Steuern von Vorgängen des Leistungsversorgungssteuerabschnitts 62 und der Funktionsschaltung 63 auf.
Als Funktionsschaltung 63 kann beispielsweise eine Eingabevorrichtung oder eine Ausgabevorrichtung verwendet werden. Beispiele für die Eingabevorrichtung umfassen verschiedene Schalter, einen Sensor (einschließlich eines Berührungssensors oder eines biologischen Sensors), eine Audioeingabevorrichtung und dergleichen. Beispiele für die Ausgabevorrichtung umfassen eine Anzeigevorrichtung, eine Audioausgabevorrichtung, eine Vibrationsvorrichtung, eine Licht emittierende Vorrichtung und dergleichen.
8B stellt ein konkreteres Strukturbeispiel des elektronischen Geräts 30 dar. 8B ist eine schematische Ansicht, die die innere Struktur des elektronischen Geräts 30 in einem Bereich R entlang einer Strichpunktlinie in 8A darstellt.
8B stellt das elektronische Gerät 30 dar, mit dem das Verbindungselement 10 verbunden ist. 8B stellt das leitende Element 25, das an dem Achsenabschnitt 12c des Verbindungselements 10 angebracht ist, und eine Lasche 42 dar, das mit dem leitenden Element 25 verbunden ist. Der Außenteil 21, der das Verbindungselement 10, das leitende Element 25 und die Lasche 42 bedeckt, wird durch eine gestrichelte Linie dargestellt.
Die in dem Bandanstoß 33 bereitgestellte Halterung 34 beinhaltet einen Anschluss 71, in den der Spitzenabschnitt 12a des Verbindungselements 10 eingepasst wird. Der Anschluss 71 ist elektrisch mit einer Leitung 72 verbunden.
Wie in 8B dargestellt, ist vorzugsweise ein vertiefter Abschnitt, in den der Kragenabschnitt 12b des Verbindungselements 10 eingepasst wird, in einem Teil des Bandanstoßes 33 ausgebildet. Dies kann die Stabilität erhöhen, wenn das Verbindungselement 10 mit dem elektronischen Gerät 30 verbunden ist.
8B stellt ein Beispiel dar, in dem der Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62 eine Form eines IC-Chips aufweist und an einem Substrat 75 montiert ist. Beispielsweise kann eine PCB oder dergleichen als Substrat 75 verwendet werden. Die Halterung 34 und das Substrat 75 sind durch die Leitung 72 elektrisch miteinander verbunden.
Außerdem sind hier beispielhaft eine FPC 76a und eine FPC 76b mit dem Substrat 75 verbunden.
Die FPC 76a ist elektrisch mit einem Substrat verbunden, an dem der Steuerabschnitt 61 montiert ist. Die FPC 76a beinhaltet beispielsweise eine Leitung zum Anlegen eines Signals an den Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62 von dem Steuerabschnitt 61 und eine Leitung zum Zuführen von Leistung zu dem Substrat, an dem der Steuerabschnitt 61 montiert ist, von dem Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62.
Die FPC 76b ist beispielsweise elektrisch mit der Funktionsschaltung 63 oder einem Substrat, an dem die Funktionsschaltung 63 montiert ist, verbunden. Es sei angemerkt, dass die Anzahl der FPC 76b zwei oder mehr sein kann. Alternativ kann die FPC 76b geteilt werden und mit einer Vielzahl der Funktionsschaltungen 63 verbunden sein. Wenn die gleichen Leistungsversorgungsspannungen an den Steuerabschnitt 61 und die Funktionsschaltung 63 angelegt werden, kann die FPC 76b geteilt werden und kann der geteilte Teil teilweise mit dem Substrat, an dem der Steuerabschnitt 61 montiert ist, verbunden sein.
Diese Struktur ermöglicht das Steuern einer Aufladung und einer Entladung der Batterie 22 (nicht dargestellt), die in der Leistungsversorgungsvorrichtung 20 enthalten ist, durch das Verbindungselement 10 und die Halterung 34, wenn die Leistungsversorgungsvorrichtung 20 mit dem elektronischen Gerät 30 verbunden ist.
Hier beinhaltet die Halterung 34 vorzugsweise eine Dichtung zum Verhindern, dass Wasser oder Staub in das Gehäuse 31 eindringen. Das Bereitstellen der Dichtung ist besonders effektiv, da eine Gefahr besteht, dass die Batterie 22 elektrisch kurzgeschlossen wird und hoher Strom fließt, wenn Wasser den Anschluss 71 der Halterung 34 in Berührung kommt.
8C und 8D sind jeweils eine vergrößerte Ansicht der Halterung 34. 8C stellt ein Beispiel dar, in dem ein Pufferabschnitt 73a an einem Abschnitt des Bandanstoßes 33, in den der Kragenabschnitt 12b eingepasst wird, bereitgestellt ist. 8D stellt ein Beispiel dar, in dem ein ringförmiges Puffermaterial 73b zwischen dem Bandanstoß 33 und dem Kragenabschnitt 12b bereitgestellt ist. Für den Pufferabschnitt 73a und das Puffermaterial 73b wird beispielsweise ein elastischer Körper, wie z. B. Kautschuk, vorteilhaft verwendet. Ein Schmierfett oder dergleichen kann auf eine Oberfläche des Pufferabschnitts 73a oder 73b aufgetragen werden.
[In Hinblick auf ein System]
Ein Konfigurationsbeispiel eines Systems, das das elektronische Gerät 30, die Leistungsversorgungsvorrichtung 20 und das Verbindungselement 10 beinhaltet, und ein Beispiel für ein Verfahren zum Steuern einer Aufladung und einer Entladung von Batterien, die in dem elektronischen Gerät 30 und der Leistungsversorgungsvorrichtung 20 enthalten sind, werden nachfolgend beschrieben.
(Konfigurationsbeispiel eines Systems)
9A ist ein Blockdiagramm eines Systems 50, das nachfolgend beispielhaft beschrieben wird. Das System 50 beinhaltet das elektronische Gerät 30 und die Leistungsversorgungsvorrichtung 20.
Obwohl das dieser Beschreibung beiliegende Blockdiagramm Komponenten zeigt, die nach ihren Funktionen in unabhängige Blöcke klassifiziert sind, ist es schwierig, reale Komponenten vollständig entsprechend ihren Funktionen zu klassifizieren, und es ist möglich, dass eine Komponente eine Vielzahl von Funktionen aufweist.
Die Konfiguration des Systems 50, das in 9A dargestellt wird, ist nur ein Beispiel, und beinhaltet nicht notwendigerweise sämtliche Komponenten. Das System 50 beinhaltet notwendige Komponenten unter den in 9A dargestellten Komponenten und kann eine andere Komponente als die Komponenten in 9A beinhalten.
Das elektronische Gerät 30 beinhaltet den Steuerabschnitt 61, den Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62, die Funktionsschaltung 63, einen Sensor 64, eine Batterie 65, einen Leistungsempfangsabschnitt 66, die Halterung 34 und dergleichen. Die Leistungsversorgungsvorrichtung 20 beinhaltet das Verbindungselement 10, die Batterie 22 und dergleichen.
Eine Beschreibung der Leistungsversorgungsvorrichtung 20 und des Verbindungselements 10 wird weggelassen, da auf die vorstehende Beschreibung verwiesen werden kann.
Der Steuerabschnitt 61 kann beispielsweise als Hauptprozessor (central processing unit, CPU) dienen. Der Steuerabschnitt 61 weist eine Funktion zum Steuern von Komponenten auf, wie z. B. dem Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62, dem Sensor 64 und der Funktionsschaltung 63.
Der Leistungsempfangsabschnitt 66 weist eine Funktion zum Empfangen von Leistung, die von außen zugeführt wird, und zum Zuführen der Leistung zu dem Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62 auf.
Beim Aufladen kann ein Batterieladegerät, das dem Leistungsempfangsabschnitt 66 Leistung zuführen kann, verwendet werden. Zu diesem Zeitpunkt kann der Leistungsempfangsabschnitt 66 über Drähte unter Verwendung eines USB-Anschlusses, eines AC-Adapters oder dergleichen Leistung empfangen; alternativ kann der Leistungsempfangsabschnitt 66 durch ein drahtloses Leistungsversorgungsverfahren, wie z. B. ein elektrisches Feldkopplungsverfahren, ein elektromagnetisches Induktionsverfahren oder ein elektromagnetisches Resonanz-(elektromagnetisches Resonanzkopplungs-) Verfahren, Leistung empfangen.
Eine Leistungserzeugungsvorrichtung kann für das elektronische Gerät 30 bereitgestellt und als einer der Leistungsempfangsabschnitte 66 verwendet werden. Typischerweise kann eine Solarzelle als Leistungserzeugungsvorrichtung verwendet werden, und die Leistungserzeugungsvorrichtung kann derart bereitgestellt werden, dass sie sich mit einem Teil des Anzeigeabschnitts 32 oder einem Teil des Gehäuses 31 (einschließlich des Bandanstoßes 33) überlappt. Alternativ können eine Vorrichtung, die Leistung erzeugt, wenn das elektronische Gerät 30 beispielsweise geschüttelt wird, eine Vorrichtung, die Leistung erzeugt, wenn die Leistungsversorgungsvorrichtung 20 beispielsweise gebogen und geradegerichtet wird, als Leistungserzeugungsvorrichtung verwendet werden.
Die Batterie 65 dient als Hauptleistungsversorgung des elektronischen Geräts 30. Eine Aufladung und eine Entladung der Batterie 65 wird durch den Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62 gesteuert.
Der Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62 weist eine Funktion zum Steuern einer Aufladung und einer Entladung der Batterie 65 und der Batterie 22 auf. Der Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62 weist beispielsweise vorzugsweise eine Funktion zum Übertragen von Informationen über das verbleibende Batterieleistungsniveau der Batterie 65 sowie der Batterie 22 auf den Steuerabschnitt 61 auf.
Der Sensor 64 weist eine Funktion zum Erhalten einer Potentialdifferenz zwischen dem Paar von Halterungen 34 und zum Ausgeben der Informationen an den Steuerabschnitt 61 auf. Beispielsweise kann ein digitales Signal, das der Potentialdifferenz zwischen den Halterungen 34 entspricht, unter Verwendung einer Vergleichsschaltung oder dergleichen an den Steuerabschnitt 61 ausgegeben werden. Alternativ kann ein analoges Signal, das der Potentialdifferenz zwischen den Halterungen 34 entspricht, an den Steuerabschnitt 61 ausgegeben werden. Zu diesem Zeitpunkt wird vorzugsweise eine Analog-Digital-Wandlerschaltung zwischen dem Sensor 64 und dem Steuerabschnitt 61 bereitgestellt.
Außerdem kann der Sensor 64 eine Funktion zum Ausgeben eines Signals an den Steuerabschnitt 61 in dem Fall aufweisen, in dem die Potentialdifferenz zwischen dem Paar von Halterungen 34 außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Beispielsweise wird dann, wenn die Potentialdifferenz über einer Spannung des vollständig aufgeladenen Zustands der Batterie 22 ist, die entsprechend einem Nennspannungsbereich oder dergleichen spezifiziert wird, oder wenn die Potentialdifferenz unter einer Spannung im entladenen Zustand ist, ein Signal an den Steuerabschnitt 61 ausgegeben.
Der Sensor 64 kann eine Funktion zum Erfassen einer Einsetzung des Verbindungselements 10, des normalen Federstegs oder dergleichen in das Paar von Halterungen 34 und zum Ausgeben der erfassten Informationen aufweisen. Beispielsweise kann ein Sensor, bei dem ein Licht empfangendes Element und eine Lichtquelle kombiniert sind, ein physikalischer Schalter oder dergleichen verwendet werden. Wenn bestimmt wird, dass nichts in das Paar von Halterungen 34 eingeschoben ist, kann das elektronische Gerät 30 die Batterie 65 als Leistungsversorgung verwenden.
9B stellt Beispiele für Komponenten dar, die für die Funktionsschaltung 63 verwendet werden können. Als Funktionsschaltung 63 kann/können eine Anzeigevorrichtung, eine Speichervorrichtung, ein Tonregler, ein Kommunikationsmodul, ein Posendetektionsmodul, eine externe Schnittstelle, ein Kameramodul, ein Vibrationsmodul oder verschiedene Sensormodule angegeben werden. Es sei angemerkt, dass sämtliche dieser Komponenten nicht notwendigerweise als Funktionsschaltung 63 verwendet werden. Außerdem kann eine andere Komponente als diese Komponenten als Funktionsschaltung 63 verwendet werden. Als Funktionsschaltung 63 können verschiedene Komponenten je nach der Struktur, der Funktion, der Verwendung oder dergleichen des elektronischen Geräts 30 in Kombination verwendet werden.
Jede Komponente, die als Funktionsschaltung 63 verwendet werden kann, ist über eine Busleitung 69 mit dem Steuerabschnitt 61 verbunden. Außerdem wird jeder Komponente von dem Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62 über eine Leistungsversorgungsleitung 68 Leistung zugeführt.
Das Vorstehende ist die Beschreibung des Konfigurationsbeispiels des Systems.
Nachfolgend werden Komponenten, die in dem System 50 enthalten sind, beschrieben.
(Steuerabschnitt)
Der Steuerabschnitt 61 interpretiert und führt mit einem Prozessor Befehle von verschiedenen Programmen aus, um verschiedene Arten von Daten zu verarbeiten und Programme zu steuern. Die Programme, die von dem Prozessor ausgeführt werden können, können in einem Speicherbereich des Prozessors oder in der Speichervorrichtung gespeichert werden.
Als Steuerabschnitt 61 können eine CPU und ein anderer Mikroprozessor, wie z. B. ein digitaler Signalprozessor (DSP) oder ein Grafikprozessor (graphics processing unit, GPU), allein oder in Kombination verwendet werden. Des Weiteren kann ein derartiger Mikroprozessor mit einer programmierbaren logischen Vorrichtung (programmable logic device, PLD), wie z. B. einer feldprogrammierbaren Gateanordnung (field programmable gate array, FPGA) oder einer feldprogrammierbaren Analoganordnung (field programmable analog array, FPAA), erhalten werden.
Es sei angemerkt, dass ein Transistor, der in einem Kanalbildungsbereich einen Oxidhalbleiter beinhaltet und einen sehr niedrigen Sperrstrom aufweist, in einem IC oder dergleichen, der in dem Steuerabschnitt 61 oder einer weiteren Komponente enthalten ist, verwendet werden kann. Unter Verwendung des Transistors mit einem sehr niedrigen Sperrstrom als Schalter zum Halten von elektrischer Ladung (Daten), die in einen Kondensator fließt, der als Speicherelement dient, kann eine lange Datenhalteperiode sichergestellt werden. Durch Ausnutzen dieser Eigenschaften für ein Register oder einen Cache-Speicher des Steuerabschnitts 61 wird eine selbstsperrende EDV (normally-off computing) erhalten, bei der der Steuerabschnitt 61 nur dann arbeitet, wenn er benötigt wird, und in der restlichen Zeit Daten über die vorhergehende Verarbeitung in dem Speicherelement gespeichert werden; somit kann der Leistungsverbrauch des elektronischen Geräts 30 verringert werden.
Der Steuerabschnitt 61 kann einen Hauptspeicher beinhalten. Der Hauptspeicher kann einen flüchtigen Speicher, wie z. B. ein Random Access Memory (RAM), und einen nichtflüchtigen Speicher, wie z. B. ein Read Only Memory (ROM), beinhalten.
Ein Dynamic Random Access Memory (DRAM) wird beispielsweise für das RAM in dem Hauptspeicher verwendet, wobei in diesem Fall ein Speicherplatz als Arbeitsplatz für den Steuerabschnitt 61 virtuell zugeteilt und verwendet wird. Ein Betriebssystem, ein Applikationsprogramm, ein Programmmodul, Programmdaten und dergleichen, die in der Speichervorrichtung gespeichert werden, werden in das RAM geladen und ausgeführt. Auf die Daten, das Programm und das Programmmodul, die in das RAM geladen werden, wird von dem Steuerabschnitt 61 direkt zugegriffen und und dann von diesem betrieben.
In dem ROM können ein Basic Input/Output System (BIOS), eine Firmware und dergleichen, wobei bei diesen ein Neuschreiben nicht benötigt wird, gespeichert werden. Als ROM kann ein Masken-ROM, ein One-Time Programmable Read-Only Memory (OTPROM), ein Erasable Programmable Read-Only Memory (EPROM) oder dergleichen verwendet werden. Als EPROM können ein Ultra-Violet Erasable Programmable Read-Only Memory (UV-EPROM), der gespeicherte Daten mit UV-Bestrahlung löschen kann, ein Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM), ein Flash-Speicher und dergleichen angegeben werden.
(Leistungssteuerabschnitt)
Der Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62 kann beispielsweise eine Batteriemanagementeinheit (battery management unit, BMU) beinhalten. Beispielsweise sammelt die BMU Daten über Zellenspannung oder Zellentemperaturen der Batterie, überwacht eine Überladung und eine Überentladung, steuert einen Zellenausgleicher (cell balancer), befasst sich mit einem Verschlechterungszustand der Batterie, berechnet das verbleibende Batterieleistungsniveau (Ladezustand, State Of Charge: SOC) und steuert die Detektion eines Fehlers.
Der Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62 steuert die Leistungsübertragung auf die Komponenten über die Busleitung 69 oder eine Leistungsversorgungsleitung. Der Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62 kann einen Leistungswandler mit einer Vielzahl von Kanälen, einen Inverter, eine Schutzschaltung und dergleichen beinhalten.
Der Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62 weist vorzugsweise eine Funktion zum Verringern des Leistungsverbrauchs auf. Als Funktion zum Verringern des Leistungsverbrauchs verringert beispielsweise nach Detektion keiner Eingabe in das elektronische Gerät 30 für eine bestimmte Zeit der Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62 die Taktfrequenz des Steuerabschnitts 61 oder unterbricht die Eingabe von Takten des Steuerabschnitts 61, unterbricht die Verarbeitung des Steuerabschnitts 61 an sich, unterbricht die Verarbeitung des Hilfsspeichers und verringert den Leistungsverbrauch durch Verringerung der Leistungszufuhr zu den Komponenten. Eine derartige Funktion kann durch den Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62 allein oder durch den Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62 in Zusammenhang mit dem Steuerabschnitt 61 durchgeführt werden.
(Batterie)
Jede der Batterie 65 und der Batterie 22 beinhaltet beispielsweise eine oder mehrere Primärbatterien oder Sekundärbatterien. Beispiele für die Sekundärbatterie, die als Batterie 65 verwendet werden kann, umfassen eine Lithiumionen-Sekundärbatterie oder eine Lithiumionen-Polymersekundärbatterie. Zusätzlich zu einer derartigen Batterie kann die Batterie 65 mit einer Schutzschaltung zum Verhindern einer Überladung und einer Überentladung oder dergleichen bereitgestellt werden.
Im Fall der Innenanwendung oder dergleichen wird Leistung, die durch die Batterie 65 und die Batterie 22 zugeführt wird, nicht verwendet und eine externe Leistungsversorgung, wie z. B. eine Wechselstrom- (AC-) Leistungsversorgung, kann verwendet werden. Leistung, die durch eine drahtlose Leistungsversorgung zugeführt wird, kann verwendet werden.
Als Batterie 65 und Batterie 22 können Batterien, die einen Münzzellen- (oder Knopfzellen-) Außenteil, einen zylindrischen Außenteil oder einen prismatischen Außenteil beinhalten, verwendet werden. Insbesondere wird die Münzzellen-Batterie, die leicht und dünn ist, vorzugsweise als Batterie 65 in einem tragbaren Gerät verwendet.
Flexible Batterien werden vorzugsweise als Batterie 65 und Batterie 22 verwendet. Insbesondere wird für die Batterie 22 vorzugsweise eine derartige Batterie verwendet.
Beispiele für die Sekundärbatterie, die für die flexible Batterie verwendet werden kann, umfassen eine Lithiumionen-Sekundärbatterie oder eine Lithiumionen-Polymersekundärbatterie. Es wird bevorzugt, dass eine Laminatverpackung als Außenbehälter der Batterie verwendet wird, so dass die Batterie eine Flexibilität aufweist.
Ein für die Laminatverpackung verwendeter Film ist ein einschichtiger Film, der aus einem Metallfilm (z. B. einem Aluminiumfilm, einem Edelstahlfilm oder einem Nickelstahlfilm), einem Kunststofffilm aus einem organischen Material, einem Film aus einem Materialgemisch, der ein organisches Material (z. B. ein organisches Harz oder Faser) und ein anorganisches Material (z. B. Keramik) enthält, und einem Kohlenstoff enthaltenden anorganischen Film (z. B. einem Kohlenstofffilm oder einem Graphitfilm) ausgewählt wird, oder ein mehrschichtiger Film, der zwei oder mehr der vorstehenden Filme aufweist. Ein Metallfilm kann leicht geprägt werden. Eine Ausbildung von Vertiefungen oder Vorsprüngen auf einer Oberfläche eines Metallfilms durch Prägung vergrößert den Oberflächenbereich des Films, der der Außenluft ausgesetzt ist, was zu einer effizienten Wärmeableitung führt.
Es wird besonders bevorzugt, dass eine Laminatverpackung, die einen Metallfilm mit Vertiefungen und Vorsprüngen durch eine Prägung aufweist, verwendet wird, wobei in diesem Fall eine Verformung, die durch eine auf die Laminatverpackung einwirkende Belastung hervorgerufen wird, verringert werden kann, was zu einer effektiven Abnahme von Defekten führt, wie z. B. eines Bruchs der Laminatverpackung aufgrund eines Biegens der Sekundärbatterie.
(Funktionsschaltung)
Ein Beispiel für eine Komponente, die für die Funktionsschaltung 63 verwendet werden kann, wird nachfolgend beschrieben.
<Anzeigevorrichtung>
Als Anzeigevorrichtung kann eine Segment-Anzeigevorrichtung, eine Passivmatrix-Anzeigevorrichtung, eine Aktivmatrix-Anzeigevorrichtung oder dergleichen verwendet werden. Außerdem wird vorzugsweise ein Touchscreen, der als Berührungssensor dient, für den Anzeigeabschnitt verwendet.
Die Anzeigevorrichtung beinhaltet ein Anzeigefeld und einen Anzeigeregler. Wenn ein Touchscreen in der Anzeigevorrichtung verwendet wird, kann das Anzeigefeld einen Touchscreen, einen Anzeigeregler und einen Berührungssensorregler beinhalten. Es sei angemerkt, dass der Anzeigeregler in einigen Fällen in einem In-Cell-Touchscreen oder dergleichen auch als Touchscreenregler dient. Insbesondere werden die Details des Falls, in dem der Touchscreen verwendet wird, nachfolgend beschrieben.
Ein Touchscreen ist mit einem Anzeigeregler und einem Berührungssensorregler verbunden. Der Anzeigeregler und der Berührungssensorregler sind über die Busleitung 69 mit dem Steuerabschnitt 61 verbunden.
Der Anzeigeregler steuert den Touchscreen in Reaktion auf Zeichnungsbefehle, die von dem Steuerabschnitt 61 über die Busleitung 69 eingegeben werden, so dass ein vorbestimmtes Bild auf der Anzeigeoberfläche des Touchscreens angezeigt wird.
Der Berührungssensorregler steuert einen Berührungssensor des Touchscreens in Reaktion auf Anforderungen, die von dem Steuerabschnitt 61 über die Busleitung 69 eingegeben werden. Außerdem gibt der Berührungssensorregler ein Signal, das von dem Berührungssensor empfangen wird, über die Busleitung 69 an den Steuerabschnitt 61 aus. Es sei angemerkt, dass dem Berührungssensorregler oder dem Steuerabschnitt 61 die Funktion zum Berechnen von Berührungspositionsinformationen aus einem Signal, das von dem Berührungssensor empfangen wird, verliehen werden kann.
Der Touchscreen kann ein Bild auf Basis eines Signals, das von dem Anzeigeregler zugeführt wird, anzeigen. Außerdem ist der Touchscreen dazu geeignet, die Annäherung oder die Berührung eines Objekts, wie z. B. eines Fingers oder eines Stifts, auf Basis eines Signals, das von dem Berührungssensorregler zugeführt wird, zu erfassen, und die Positionsinformationen des Objekts an den Berührungssensorregler auszugeben.
Der Berührungssensor und der Berührungssensorregler weisen vorzugsweise eine Funktion zum Erhalten des Abstands zwischen einer Erfassungsoberfläche und dem Objekt in der Höhenrichtung, eine Funktion zum Erhalten des Grads des Drucks, der durch das Objekt auf die Erfassungsoberfläche einwirkt, und eine Funktion zum Erhalten der Größe der Oberfläche der Erfassungsoberfläche auf, die in Kontakt mit dem Objekt ist.
Bei dem Touchscreen kann ein Modul, das den Berührungssensor beinhaltet, auf der Seite der Anzeigeoberfläche des Anzeigefelds derart bereitgestellt werden, dass es sich mit dem Anzeigefeld überlappt. In diesem Fall ist vorzugsweise mindestens ein Abschnitt des Moduls, das den Berührungssensor beinhaltet, flexibel, um dem Biegen des Anzeigefelds zu folgen. Das Modul, das den Berührungssensor beinhaltet, kann mit einem Klebstoff oder dergleichen an das Anzeigefeld gebunden werden. Eine polarisierende Platte oder ein Puffermaterial (z. B. ein Separator) kann zwischen dem Modul und dem Anzeigefeld bereitgestellt werden. Die Dicke des Moduls, das den Berührungssensor beinhaltet, ist vorzugsweise kleiner als oder gleich derjenigen des Anzeigefelds.
Ein Touchscreen, bei dem ein Anzeigefeld und ein Berührungssensor kombiniert sind, kann als Touchscreen verwendet werden. Beispielsweise ist der Touchscreen vorzugsweise ein On-Cell-Touchscreen oder ein In-Cell-Touchscreen. Der On-Cell- oder In-Cell-Touchscreen weist eine kleine Dicke auf und kann daher leicht sein. Außerdem kann die Anzahl von Komponenten des On-Cell- oder In-Cell-Touchscreens verringert werden, so dass die Kosten verringert werden können.
Verschiedene Sensoren, die die Annäherung oder die Berührung eines Objekts, wie z. B. eines Fingers, erfassen können, können als Berührungssensor, der in dem Touchscreen enthalten ist, verwendet werden. Beispielsweise kann ein Sensor eines kapazitiven Typs, eines resistiven Typs, eines oberflächenakkustischen Wellentyps, eines Infrarottyps oder eines optischen Typs verwendet werden. Außerdem kann ein optischer Sensor mit einem photoelektrischen Umwandlungselement, ein druckempfindlicher Sensor mit einem druckempfindlichen Element oder dergleichen verwendet werden. Zwei oder mehr Sensoren unterschiedlicher Typen können verwendet werden, oder zwei oder mehr Sensoren des gleichen Typs können verwendet werden.
Beispiele für den kapazitiven Berührungssensor sind ein oberflächenkapazitiver Berührungssensor und ein projiziert-kapazitiver Berührungssensor. Beispiele für den projiziert-kapazitiven Berührungssensor umfassen einen eigenkapazitiven (self-capacitive) Berührungssensor und einen gegenseitig kapazitiven (mutual capacitive) Berührungssensor. Die Verwendung des gegenseitig kapazitiven Berührungssensors wird bevorzugt, da eine gleichzeitige Detektion von mehreren Punkten leicht durchgeführt werden kann.
Ein flexibler Touchscreen, ein flexibles Anzeigefeld, ein flexibler Berührungssensor und dergleichen können verwendet werden. Beispielsweise kann dies erreichbar sein, wenn ein flexibles Substrat als Substrat, das ein Anzeigeelement, eine Schaltung zum Betreiben des Anzeigeelements, eine Schaltung, die in einem Berührungssensor enthalten ist, und dergleichen trägt, verwendet wird.
Ein typisches Beispiel für ein Material eines flexiblen Substrats ist ein organisches Harz. Außerdem kann ein Glas, ein Metall, eine Legierung, ein Halbleiter oder dergleichen, die dünn genug sind, um Flexibilität aufzuweisen, oder ein Verbundmaterial oder ein mehrschichtiges Material, das zwei oder mehr von einem organischen Harz, einem Glas, einem Metall, einer Legierung, einem Halbleiter und dergleichen enthält, verwendet werden.
Als Anzeigeelement, das in dem Touchscreen enthalten ist, kann ein selbstleuchtendes Licht emittierendes Element, wie z. B. eine organische Leuchtdiode (organic light-emitting diode, OLED), eine Leuchtdiode (LED) oder eine Quantenpunkt-Leuchtdiode (QLED), verwendet werden. Alternativ kann ein transmissives, reflektierendes oder semi-transmissives Flüssigkristallelement verwendet werden. Daneben kann beispielsweise ein Anzeigeelement, wie z. B. ein mikroelektromechanisches System- (micro electro mechanical systems, MEMS-) Element oder ein Elektronen-Emitter, verwendet werden. Beispiele für MEMS-Anzeigeelemente umfassen ein MEMS-Shutter-Anzeigeelement, ein MEMS-Anzeigeelement vom optischen Interferenztyp und dergleichen. Eine Kohlenstoffnanoröhre kann für den Elektronen-Emitter verwendet werden. Alternativ kann elektronisches Papier verwendet werden. Als elektronisches Papier kann ein Element verwendet werden, bei dem ein Mikrokapselverfahren, ein Elektrophoreseverfahren, ein Elektrobenetzungsverfahren, ein Electronic Liquid Powder-(eingetragenes Warenzeichen) Verfahren oder dergleichen verwendet wird.
<Speichervorrichtung>
Beispiele für die Speichervorrichtung sind eine Speichervorrichtung mit einem nichtflüchtigen Speicherelement, wie z. B. einem Flash-Speicher, einem MRAM (Magnetoresistiven Random Access Memory), einem PRAM (Phase Change RAM), einem ReRAM (Resistive RAM) oder einem FeRAM (Ferroelectric RAM), und eine Speichervorrichtung mit einem flüchtigen Speicherelement, wie z. B. einem DRAM (Dynamic RAM) oder einem SRAM (Static RAM). Alternativ kann ein Speichermedium-Laufwerk, wie z. B. ein Festplattenlaufwerk (hard disk drive, HDD) oder ein Festkörperlaufwerk (solid state drive, SSD), verwendet werden.
Als Speichervorrichtung kann eine Speichervorrichtung, die mittels eines Verbinders mit einer externen Schnittstelle verbunden und von einer externen Schnittstelle getrennt werden kann, wie z. B. ein HDD oder ein SSD, oder ein Speichermedium-Laufwerk, wie z. B. ein Flash-Speicher, eine Blue-ray Disc oder eine DVD, auch verwendet werden. Es sei angemerkt, dass die Speichervorrichtung nicht notwendigerweise in dem elektronischen Gerät 30 eingebaut wird, und dass eine Speichervorrichtung außerhalb des elektronischen Geräts 30 bereitgestellt werden kann. In diesem Fall kann die Speichervorrichtung über die externe Schnittstelle verbunden werden oder können Datenübertragung und Datenempfang unter Verwendung eines Kommunikationsmoduls drahtlos durchgeführt werden.
<Tonregler>
Ein Tonregler weist eine Funktion zum Steuern eines Audioeingabeabschnitts und eines Audioausgabeabschnitts auf. Der Audioeingabeabschnitt beinhaltet beispielsweise ein Mikrofon, einen Audioeingabeverbinder oder dergleichen. Der Audioausgabeabschnitt beinhaltet beispielsweise einen Lautsprecher, einen Audioausgabeverbinder oder dergleichen. Der Audioeingabeabschnitt und der Audioausgabeabschnitt sind mit dem Tonregler verbunden und sind über die Busleitung 69 mit dem Steuerabschnitt 61 verbunden. Audiodaten, die in den Audioeingabeabschnitt eingegeben werden, werden in dem Tonregler in ein digitales Signal umgewandelt und dann in dem Tonregler und dem Steuerabschnitt 61 verarbeitet. Im Gegensatz dazu erzeugt der Tonregler in Reaktion auf Befehle von dem Steuerabschnitt 61 ein analoges Audiosignal, das für einen Benutzer hörbar ist, und gibt das analoge Audiosignal an den Audioausgabeabschnitt aus. Eine Audioausgabevorrichtung, wie z. B. Ohrhörer, Kopfhörer oder ein Headset, kann mit dem Audioausgabeverbinder des Audioausgabeabschnitts verbunden sein, und ein Ton, der in dem Tonregler erzeugt wird, wird an die Vorrichtung ausgegeben.
<Kommunikationsmodul>
Das Kommunikationsmodul kann über eine Antenne kommunizieren. Das Kommunikationsmodul steuert beispielsweise in Reaktion auf Befehle von dem Steuerabschnitt 61 ein Steuersignal zum Verbinden des elektronischen Geräts 30 mit einem Computernetzwerk, und überträgt das Signal auf das Computernetzwerk. Dementsprechend kann durch Verbinden des elektronischen Geräts 30 mit einem Computernetzwerk, wie z. B. dem Internet, welches eine Infrastruktur des World Wide Web (WWW) ist, einem Intranet, einem Extranet, einem Personal Area Network (PAN), einem Local Area Network (LAN), einem Campus Area Network (CAN), einem Metropolitan Area Network (MAN), einem Wide Area Network (WAN) oder einem Global Area Network (GAN), eine Kommunikation durchgeführt werden. Wenn eine Vielzahl von Kommunikationsverfahren verwendet wird, kann das elektronische Gerät 30 eine Vielzahl von Antennen für die Kommunikationsverfahren aufweisen.
Beispielsweise ist eine Hochfrequenzschaltung (eine HF-Schaltung) in dem Kommunikationsmodul zum Übertragen und Empfangen eines HF-Signals enthalten. Die Hochfrequenzschaltung führt eine Umwandlung zwischen einem elektromagnetischen Signal und einem elektrischen Signal in einem Frequenzbereich durch, der durch jeweilige nationale Rechte bestimmt wird, und führt eine Kommunikation mit einer anderen Kommunikationsvorrichtung unter Verwendung des elektromagnetischen Signals drahtlos durch. Mehrere zehn Kilohertz bis mehrere zehn Gigahertz entspricht einem praktischen Frequenzbereich, der im Allgemeinen verwendet wird. Die Hochfrequenzschaltung, die mit einer Antenne verbunden ist, beinhaltet einen Hochfrequenzschaltungsabschnitt, der mit einer Vielzahl von Frequenzbereichen kompatibel ist; der Hochfrequenzschaltungsabschnitt kann einen Verstärker, einen Mixer, einen Filter, einen DSP, einen HF-Sendeempfänger oder dergleichen beinhalten. Das folgende Kommunikationsprotokoll oder die folgende Kommunikationstechnologie für eine drahtlose Kommunikation können verwendet werden: ein Kommunikationsstandard, wie z. B. Long Term Evolution (LTE), Global System for Mobile Communication (GSM: eingetragenes Warenzeichen), Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE), Code Division Multiple Access 2000 (CDMA2000) oder Wideband Code Division Multiple Access (W-CDMA: eingetragenes Warenzeichen), oder ein Kommunikationsstandard, der von der IEEE entwickelt wurde, wie z. B. Wi-Fi (eingetragenes Warenzeichen), Bluetooth (eingetragenes Warenzeichen) oder ZigBee (eingetragenes Warenzeichen).
Das Kommunikationsmodul kann eine Funktion zum Verbinden des elektronischen Geräts 30 mit einer Telefonleitung aufweisen. Im Fall eines Telefonanrufs über die Telefonleitung steuert das Kommunikationsmodul in Reaktion auf Befehle von dem Steuerabschnitt 61 ein Verbindungssignal zum Verbinden des elektronischen Geräts 30 mit der Telefonleitung und überträgt das Signal auf die Telefonleitung.
Das Kommunikationsmodul kann einen Tuner, der ein Bildsignal aus Funkwellen erzeugt, die durch die Antenne empfangen werden, beinhalten. Das Bildsignal wird an den Touchscreen oder dergleichen ausgegeben. Beispielsweise kann der Tuner eine Demodulationsschaltung, eine Analog-Digital- (AD-) Wandlerschaltung, eine Decoder-Schaltung und dergleichen beinhalten. Die Demodulationsschaltung weist eine Funktion zum Demodulieren eines Signals auf, das von der Antenne eingegeben wird. Die AD-Wandlerschaltung weist eine Funktion zum Umwandeln des demodulierten analogen Signals in ein digitales Signal auf. Die Decoder-Schaltung weist eine Funktion zum Decodieren von Bilddaten, die in dem digitalen Signal enthalten sind, und zum Erzeugen eines Signals auf, das auf einen Anzeigeregler übertragen wird.
Alternativ kann ein Decoder eine Teilerschaltung und eine Vielzahl von Prozessoren beinhalten. Die Teilerschaltung weist eine Funktion zum raumzeitlichen Teilen der eingegebenen Bilddaten und zum Ausgeben dieser an die Prozessoren auf. Die Vielzahl von Prozessoren decodiert die eingegebenen Bilddaten und erzeugt Signale, die auf den Anzeigeregler übertragen werden sollen. Da der Decoder die Vielzahl von Prozessoren beinhaltet, die eine parallele Datenverarbeitung durchführen, können Bilddaten, die enorme Mengen an Informationen enthalten, decodiert werden. Vorzugsweise beinhaltet eine Decoder-Schaltung zum Decodieren von komprimierten Daten, insbesondere im Fall einer Anzeige eines Bilds mit einer höheren Auflösung als Full-HD, einen Prozessor mit einer sehr hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit. Die Decoder-Schaltung beinhaltet vorzugsweise eine Vielzahl von Prozessoren, die 4 oder mehr, bevorzugt 8 oder mehr, stärker bevorzugt 16 oder mehr parallele Verarbeitungen durchführen können. Der Decoder kann eine Schaltung zum Klassifizieren eines Bildsignals, das in dem eingegebenen Signal enthalten ist, von anderen Signalen (z. B. Textinformationen, Rundfunkprogramminformationen und Zertifikationsinformationen) beinhalten.
Die Antenne kann Funkwellen, wie z. B. eine Bodenwelle und eine Satellitenwelle, empfangen. Die Antenne kann Funkwellen für eine analoge Übertragung, eine digitale Übertragung und dergleichen sowie für eine Übertragung von Bild und Ton allein, eine Übertragung von Ton allein und dergleichen empfangen. Beispielsweise kann die Antenne Funkwellen empfangen, die in einem bestimmten Frequenzbereich, wie z. B. einem UHF-Band (ungefähr 300 MHz bis 3 GHz) oder einem VHF-Band (30 MHz bis 300 MHz), übertragen werden. Wenn eine Vielzahl von Datenelementen, die in einer Vielzahl von Frequenzbereichen empfangen werden, verwendet wird, kann die Übertragungsrate erhöht werden und können daher mehr Informationen erhalten werden. Dementsprechend kann ein Bild mit einer höheren Auflösung als die Full-High-Definition, wie z. B. 4K-2K, 8K-4K, 16K-8K oder höher, auf einem Touchscreen oder dergleichen angezeigt werden.
Alternativ kann der Tuner derart konfiguriert sein, dass er unter Verwendung der Rundfunkdaten, die über ein Computernetzwerk mit einer Datenübertragungstechnik übertragen werden, ein Signal erzeugt. Das Signal wird auf den Anzeigeregler übertragen. In dem Fall, in dem der Tuner ein digitales Signal empfängt, beinhaltet der Tuner nicht notwendigerweise die Demodulationsschaltung und die AD-Wandlerschaltung.
<Posenmessmodul>
Das Posenmessmodul weist eine Funktion zum Messen einer Neigung, einer Haltung und dergleichen des elektronischen Geräts 30 auf. Beispielsweise kann für das Posenmessmodul ein Beschleunigungssensor, ein Winkelgeschwindigkeitssensor, ein Vibrationssensor, ein Drucksensor, ein Gyroskopsensor oder dergleichen verwendet werden. Alternativ können diese Sensoren kombiniert werden.
<Externe Schnittstelle>
Beispiele für die externe Schnittstelle umfassen einen oder mehrere Knöpfe oder Schalter (auch als Gehäuseschalter bezeichnet) und einen externen Anschluss, mit dem eine andere Eingabekomponente verbunden werden kann, die an dem Gehäuse 31 bereitgestellt ist. Die externe Schnittstelle ist über die Busleitung 69 mit dem Steuerabschnitt 61 verbunden. Beispiele für den Gehäuseschalter umfassen einen Schalter, der in Verbindung mit dem Ein- oder Ausschalten ist, einen Knopf zum Regulieren der Lautstärke und einen Kamera-Knopf.
Beispielsweise kann der externe Anschluss der externen Schnittstelle über ein Kabel mit einer externen Vorrichtung, wie z. B. einem Computer, einem Drucker und einer Videowiedergabevorrichtung, verbunden werden. Ein Universal Serial Bus- (USB-) Anschluss ist ein typisches Beispiel. Als externer Anschluss kann ein Local Area Network- (LAN-) Verbindungsanschluss, ein digitaler Rundfunkempfangsanschluss, ein AC-Adapter-Verbindungsanschluss oder dergleichen bereitgestellt werden. Ein Sendeempfänger zur optischen Kommunikation kann, ohne Beschränkung auf drahtgebundene Kommunikation, unter Verwendung von Infrarotstrahlen, sichtbarem Licht, UV-Licht oder dergleichen bereitgestellt werden.
<Kameramodul>
Ein Kameramodul weist eine Funktion zum Aufnehmen von Standbildern und Bewegtbildern auf. Beispielsweise ist das Kameramodul über die Busleitung 69 mit dem Steuerabschnitt 61 verbunden. Beispielsweise kann das Kameramodul in Synchronisation mit Drücken eines Schalters, der an dem Gehäuse bereitgestellt ist, oder einer Berührung des Touchscreens ein Standbild oder ein Bewegtbild aufnehmen. Das Kameramodul kann eine Lichtquelle zum Aufnehmen von Bildern beinhalten. Beispielsweise kann eine Lampe, wie z. B. eine Xenonlampe, ein Licht emittierendes Element, wie z. B. eine LED oder ein organisches EL-Element, oder dergleichen verwendet werden. Alternativ kann der Touchscreen als Lichtquelle zum Aufnehmen von Bildern verwendet werden, wobei in diesem Fall Licht mit verschiedenen Farben zusätzlich zu Weiß zum Aufnehmen von Bildern verwendet wird.
<Vibrationsmodul>
Das Vibrationsmodul beinhaltet ein Vibrationselement zum Vibrieren des elektronischen Geräts 30 und einen Vibrationsregler zum Steuern des Vibrationselements. Als Vibrationselement kann ein Element, das ein elektrisches Signal oder ein magnetisches Signal in eine Vibration umwandeln kann, wie z. B. ein Vibrationsmotor (ein Exzentermotor), ein Resonanzaktuator, ein magnetostriktives Element oder ein piezoelektrisches Element, verwendet werden.
Das Vibrationsmodul kann entsprechend verschiedenen Vibrationsmustern das elektronische Gerät 30 zum Vibrieren bringen, indem die Anzahl von Vibrationen, die Amplitude, die Vibrationszeit und dergleichen des Vibrationselements entsprechend Befehlen von dem Steuerabschnitt 61 gesteuert werden. Das Vibrationsmodul kann eine Vibration mit verschiedenen Vibrationsmustern auf Basis der Bedienung, die durch verschiedene Applikationen ausgeführt wird, erzeugen. Beispiele für eine derartige Vibration umfassen eine Vibration in Verbindung mit einer Bedienung des Gehäuseschalters oder dergleichen, eine Vibration in Verbindung mit der Inbetriebnahme des elektronischen Geräts 30, eine Vibration in Verbindung mit einem Bewegtbild oder einem Audio, das durch eine Applikation zum Wiedergeben eines Bewegtbilds wiedergegeben wird, eine Vibration in Verbindung mit einem Empfang einer E-Mail und eine Vibration in Verbindung mit einem Eingabevorgang in den Touchscreen.
<Sensormodul>
Das Sensormodul beinhaltet eine Sensoreinheit und einen Sensorregler. Der Sensorregler führt der Sensoreinheit Leistung von dem Batteriemodul oder dergleichen zu. Darüber hinaus wandelt der Sensorregler die Eingabe von der Sensoreinheit in ein Steuersignal um und gibt es über die Busleitung 69 an den Steuerabschnitt 61 aus. Der Sensorregler kann Fehler, die von der Sensoreinheit verursacht werden, behandeln oder die Sensoreinheit kalibrieren. Es sei angemerkt, dass der Sensorregler eine Vielzahl von Reglern zum Steuern der Sensoreinheit umfassen kann.
Das Sensormodul kann einen beliebigen verschiedener Sensoren, die Kraft, Verschiebung, Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit, Drehzahl, Abstand, Licht, Flüssigkeit, Magnetismus, Temperatur, chemische Substanz, Ton, Zeit, Härte, elektrisches Feld, Strom, Spannung, elektrische Leistung, Strahlung, Durchflussmenge, Feuchtigkeit, Steigungsgrad, Vibration, Geruch und Infrarotstrahlen messen, beinhalten.
Außerdem kann als Sensor, der in dem Sensormodul enthalten ist, ein Sensor, der biologische Informationen erhält, verwendet werden. Beispiele für biologische Informationen umfassen die Körpertemperatur, den Blutdruck, die Pulsfrequenz, die Schweißmenge, die Lungenkapazität, den Blutzuckerspiegel, die Blutalkoholkonzentration, SpO₂ (Blutsauerstoffsättigung) und dergleichen. Der Erhalt derartiger biologischer Informationen ermöglicht, dass das elektronische Gerät 30 als Gesundheitssystem verwendet werden kann.
Außerdem kann als Sensor, der in dem Sensor-Modul enthalten ist, auch ein Sensor, der biologische Informationen von Fingerabdrücken, Venen, Iris, Stimmabdrücken oder dergleichen erhält, verwendet werden. Die Verwendung eines derartigen Sensors ermöglicht, dass eine biometrische Identifikationsfunktion durchgeführt werden kann, und kann eine unbefugte Verwendung des elektronischen Geräts 30 von anderen verhindern, so dass die Sicherheitsstufe erhöht werden kann.
Das Vorstehende ist die Beschreibung von Beispielen von Komponenten, die als Funktionsschaltung 63 verwendet werden können.
[Beispiel für ein Betriebsverfahren eines Systems]
Als Nächstes wird ein Betrieb des Systems 50, das in 9A dargestellt wird, beschrieben.
(Beispiel für ein Betriebsverfahren 1)
10 ist ein Flussdiagramm einer Verarbeitung des Systems 50. 10 ist ein Beispiel, in dem die Verarbeitung derart durchgeführt wird, dass Leistung entweder der Batterie 22 oder der Batterie 65 verwendet wird. Die folgenden Verarbeitungen werden hauptsächlich durch den Steuerabschnitt 61 durchgeführt.
Die Verarbeitung beginnt zunächst in Schritt S00. Die Verarbeitung wird gestartet, wenn beispielsweise das elektronische Gerät 30 eingeschaltet wird oder das System 50 vom Benutzer effektiv gemacht wird. Alternativ kann die Verarbeitung gestartet werden, wenn beispielsweise das Verbindungselement 10 oder eine Komponente, wie z. B. der herkömmliche Federstab, an den Halterungen 34 angebracht oder von den Halterungen 34 abgenommen wird.
Als Nächstes werden Informationen eines Potentials des Paars von Halterungen 34 (nachstehend auch als Potentialinformationen bezeichnet) im Schritt S01 erhalten. Insbesondere steuert der Steuerabschnitt 61 den Sensor 64, um Informationen eines Potentials zwischen dem Paar von Halterungen 34 zu erhalten. Der Sensor 64 gibt die erhaltenen Potentialinformationen an den Steuerabschnitt 61 aus.
Als Nächstes wird im Schritt S02 bestimmt, ob das Paar von Halterungen 34 elektrisch kurzgeschlossen oder voneinander isoliert ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass das Paar von Halterungen 34 elektrisch kurzgeschlossen oder voneinander isoliert ist, wird der Schritt S02 zu dem Schritt S05 gewechselt, und wenn bestimmt wird, dass das Paar von Halterungen 34 weder elektrisch kurzgeschlossen noch voneinander isoliert ist, wird der Schritt S02 zu dem Schritt S03 gewechselt.
Der Schritt S02 entspricht einem Schritt zum Bestimmen, ob die Leistungsversorgungsvorrichtung 20 mit dem elektronischen Gerät 30 verbunden ist oder nicht.
Wenn insbesondere eine Potentialdifferenz zwischen dem Paar von Halterungen 34 0 V oder in der Nachbarschaft davon ist, wird bestimmt, dass das Paar von Halterungen 34 elektrisch kurzgeschlossen oder voneinander isoliert ist. Zu diesem Zeitpunkt kann bestimmt werden, dass die Leistungsversorgungsvorrichtung 20, die mit der Batterie 22 bereitgestellt ist, mindestens nicht mit dem Paar von Halterungen 34 verbunden ist.
Im Gegensatz dazu wird dann, wenn eine Potentialdifferenz zwischen dem Paar von Halterungen 34 höher als oder gleich 0,5 V, höher als oder gleich 1 V oder dergleichen ist, bestimmt, dass das Paar von Halterungen 34 weder elektrisch kurzgeschlossen noch voneinander isoliert ist. Zu diesem Zeitpunkt kann bestimmt werden, dass die Leistungsversorgungsvorrichtung 20 mit dem Paar von Halterungen 34 verbunden ist.
Als Nächstes wird im Schritt S03 bestimmt, ob eine Potentialdifferenz des Paars von Halterungen 34 in einem Bereich einer bestimmten Potentialdifferenz liegt oder nicht. Wenn sie in dem Bereich der bestimmten Potentialdifferenz liegt, wird der Schritt S03 zu dem Schritt S04 gewechselt; im Gegensatz dazu wird dann, wenn sie nicht in dem Bereich der bestimmten Potentialdifferenz ist, der Schritt S03 zu dem Schritt S05 gewechselt.
Der Schritt S03 entspricht einem Schritt zum Prüfen des verbleibenden Leistungsniveaus der Batterie 22 in der Leistungsversorgungsvorrichtung 20. Hier kann das verbleibende Leistungsniveau der Batterie 22 unter Verwendung eines Werts einer Ausgangsspannung in einem Bereich, der entsprechend einem Nennspannungsbereich oder dergleichen spezifiziert wird, gemessen werden. Beispielsweise kann davon ausgegangen werden, dass in dem Nennspannungsbereich eine vollständig aufgeladene Spannung 100 % ist und eine entladene Spannung 0 % ist. Zu diesem Zeitpunkt kann im Schritt S03 bestimmt werden, dass das verbleibende Leistungsniveau der Batterie 22 nicht ausreicht, wenn eine Potentialdifferenz zwischen dem Paar von Halterungen 34 höher als oder gleich 0 % und niedriger als 5 % oder höher als oder gleich 0 % und niedriger als 3 % der Potentialdifferenz in dem Nennspannungsbereich ist.
Der Schritt S03 entspricht auch einem Schritt zum Ausschließen einer Ausgangsspannung der Batterie 22, wenn die Spannung über einem erwarteten Spannungsbereich liegt. In dem Fall, in dem die Ausgangsspannung der Batterie 22 über der erwarteten Spannung ist, könnten Komponenten in dem elektronischen Gerät 30 beschädigt werden. Beispielsweise wird dann, wenn die Potentialdifferenz des Paars von Halterungen 34 über dem Maximalwert, der im Voraus eingestellt worden ist, einer Spannung, die in das elektronische Gerät 30 eingegeben werden kann, ist, bestimmt, dass die Potentialdifferenz nicht in dem Bereich der gegebenen Potentialdifferenz ist.
Es sei angemerkt, dass das verbleibende Leistungsniveau der Batterie 22, ohne darauf beschränkt zu sein, unter Verwendung der Potentialdifferenz zwischen dem Paar von Halterungen 34 gemessen wird. Das verbleibende Leistungsniveau kann unter Verwendung der Strommenge, der Leistungsmenge oder dergleichen gemessen werden.
Als Nächstes wird im Schritt S04 bestimmt, ob Leistung, die von den Halterungen 34 zugeführt wird, verwendet wird oder nicht. Wenn die Leistung verwendet wird, wird der Schritt S04 zu dem Schritt S06 gewechselt; wenn sie nicht verwendet wird, wird der Schritt S04 zu dem Schritt S05 gewechselt.
Im Schritt S04 kann die Verarbeitung des Steuerabschnitts 61 entsprechend Einstellungsinformationen, die im Voraus eingestellt worden sind, spezifiziert werden. Die Einstellungsinformationen können im Voraus vor dem Versand eingestellt werden. Außerdem können die Einstellungsinformationen vom Benutzer veränderbar sein. Außerdem kann eine Bedingung, in der Leistung, die von den Halterungen 34 zugeführt wird, verwendet wird, wenn das verbleibende Leistungsniveau der Batterie 65 niedriger als 10 % wird, oder dergleichen den Einstellungsinformationen hinzugefügt werden.
Im Schritt S05 wird das elektronische Gerät 30 unter Verwendung von Leistung von der Batterie 65, die in dem elektronischen Gerät 30 enthalten ist, betrieben. Insbesondere steuert der Steuerabschnitt 61 den Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62, so dass Leistung, die von der Batterie 65 zugeführt wird, an die Komponenten ausgegeben wird. Danach wird der Schritt S05 zu dem Schritt S07 gewechselt.
Im Schritt S06 wird das elektronische Gerät 30 unter Verwendung von Leistung, die von dem Paar von Halterungen 34 zugeführt wird, betrieben. Insbesondere steuert der Steuerabschnitt 61 den Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62, so dass Leistung, die von der Batterie 22, die in der Leistungsversorgungsvorrichtung 20 enthalten ist, über das Verbindungselement 10 und die Halterungen 34 eingegeben wird, an die Komponenten ausgegeben wird. Danach wird der Schritt S06 zu dem Schritt S07 gewechselt.
Im Schritt S07 wird die Verarbeitung abgeschlossen.
Das Vorstehende ist die Beschreibung des in 10 gezeigten Ablaufs.
Die Verwendung des hier dargestellten Verfahrens ermöglicht, leicht zu bestimmen, welche dieser mit dem Paar von Halterungen 34 verbunden ist, nämlich die Leistungsversorgungsvorrichtung 20, die die Batterie 22 und das Verbindungselement 10 enthält, oder eine normale Haltevorrichtung, das diese nicht enthält. Wenn das normale Bekleidungszubehör mit dem Paar von Halterungen 34 verbunden ist, kann das elektronische Gerät 30 unter Verwendung der Batterie 65, die in dem elektronischen Gerät 30 an sich enthalten ist, als Leistungsversorgung betrieben werden.
(Beispiel für ein Betriebsverfahren 2)
11 ist ein Flussdiagramm einer Verarbeitung des Systems 50. 11 ist ein Flussdiagramm einer Verarbeitung zum Aufladen der Batterie 22 und der Batterie 65. Insbesondere ist 11 ein Beispiel für einen Fall, in dem die Batterie 22 bevorzugt aufgeladen wird. Die folgenden Verarbeitungen werden hauptsächlich durch den Steuerabschnitt 61 durchgeführt.
Zunächst beginnt die Verarbeitung in Schritt S10.
Als Nächstes wird im Schritt S11 bestimmt, ob Leistung gerade empfangen wird oder nicht. Insbesondere wird bestimmt, ob der Leistungsempfangsabschnitt 66 Leistung empfängt oder nicht. Wenn Leistung gerade empfangen wird, wird der Schritt S11 zu dem Schritt S12 gewechselt; wenn Leistung gerade nicht empfangen wird, wird der Schritt S11 zu dem Schritt S18 gewechselt.
Im Schritt S12 werden Positionsinformationen erhalten.
Im Schritt S13 wird bestimmt, ob das Paar von Halterungen 34 elektrisch kurzgeschlossen oder voneinander isoliert ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass das Paar von Halterungen 34 elektrisch kurzgeschlossen oder voneinander isoliert ist, wird der Schritt S13 zu dem Schritt S17 gewechselt, und wenn bestimmt wird, dass das Paar von Halterungen 34 weder elektrisch kurzgeschlossen noch voneinander isoliert ist, wird der Schritt S13 zu dem Schritt S14 gewechselt.
Im Schritt S14 wird bestimmt, ob eine Potentialdifferenz des Paars von Halterungen 34 niedriger ist als eine bestimmte Potentialdifferenz oder nicht. Wenn sie niedriger ist als die bestimmte Potentialdifferenz, wird der Schritt S14 zu dem Schritt S15 gewechselt; im Gegensatz dazu wird dann, wenn sie höher als oder gleich der bestimmten Potentialdifferenz ist, der Schritt S14 zu dem Schritt S17 gewechselt.
Der Schritt S14 entspricht einem Schritt zum Prüfen, ob die Batterie 22 in der Leistungsversorgungsvorrichtung 20 vollständig aufgeladen ist oder nicht. Beispielsweise kann die bestimmte Potentialdifferenz im Schritt S14 als Potentialdifferenz, die derjenigen eines vollständig aufgeladenen Zustands der Batterie 22 (eines Zustands, in dem die Ausgangsspannung in dem Nennspannungsbereich 100 % ist) entspricht, eingestellt werden.
Im Schritt S15 wird Leistung an das Paar von Halterungen 34 ausgegeben, so dass die Batterie 22 aufgeladen wird. Insbesondere steuert der Steuerabschnitt 61 den Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62, so dass Leistung, die von dem Leistungsempfangsabschnitt 66 zugeführt wird, an das Paar von Halterungen 34 ausgegeben wird. Der Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62 gibt dem Paar von Halterungen 34 eine Potentialdifferenz zum Aufladen der Batterie 22. Dies ermöglicht, die Batterie 22 über das Verbindungselement 10 aufzuladen. Danach wird der Schritt S15 zu dem Schritt S16 gewechselt.
Der Schritt S15 wird solange fortgesetzt, bis die Batterie 22 vollständig aufgeladen oder in den Nachbarschaftszustand versetzt worden ist. Insbesondere wird eine Aufladung abgeschlossen, wenn die Potentialdifferenz zwischen dem Paar von Halterungen 34 der Potentialdifferenz, die derjenigen der vollständig aufgeladenen Batterie 22 entspricht, gleich ist oder höher als oder gleich 95 % der Potentialdifferenz ist. Im Gegensatz dazu wird eine Aufladung fortgesetzt, wenn die Potentialdifferenz einer Potentialdifferenz eines Zustands entspricht, in dem der aufgeladene Zustand der Batterie niedriger als 100 % oder niedriger als 95 % ist.
Im Schritt S16 wird bestimmt, ob die Batterie 65 vollständig aufgeladen worden ist oder nicht. Wenn die Batterie 65 vollständig aufgeladen worden ist, wird der Schritt S16 zu dem Schritt S18 gewechselt. Im Gegensatz dazu wird dann, wenn die Batterie 65 nicht vollständig aufgeladen worden ist, der Schritt S16 zu dem Schritt S17 gewechselt.
Insbesondere wird bestimmt, dass die Batterie 65 vollständig aufgeladen worden ist, wenn ihr aufgeladener Zustand ein vollständig aufgeladener Zustand oder höher als oder gleich 95 % ist. Im Gegensatz dazu wird bestimmt, dass die Batterie 65 nicht vollständig aufgeladen worden ist, wenn der aufgeladene Zustand niedriger als 100 % oder 95 % ist.
Im Schritt S17 wird Leistung an die Batterie 65 ausgegeben, so dass die Batterie 65 aufgeladen wird. Insbesondere steuert der Steuerabschnitt 61 den Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62, so dass Leistung, die von dem Leistungsempfangsabschnitt 66 zugeführt wird, an die Batterie 65 ausgegeben wird. Danach wird der Schritt S17 zu dem Schritt S18 gewechselt.
Der Schritt S17 wird solange fortgesetzt, bis die Batterie 65 vollständig aufgeladen oder in den Nachbarschaftszustand versetzt worden ist, wie im Schritt S15.
Im Schritt S18 wird die Verarbeitung abgeschlossen. Zu diesem Zeitpunkt sind die Batterie 22 und die Batterie 65 vollständig aufgeladen worden.
Das Vorstehende ist die Beschreibung des Beispiels für das Betriebsverfahren 2.
(Beispiel für ein Betriebsverfahren 3)
12 ist ein Flussdiagramm einer Verarbeitung des Systems 50. 12 ist ein Flussdiagramm einer Verarbeitung zum Aufladen der Batterie 22 und der Batterie 65. Insbesondere ist 12 ein Beispiel für einen Fall, in dem die Batterie 65 bevorzugt aufgeladen wird. Die folgenden Verarbeitungen werden hauptsächlich durch den Steuerabschnitt 61 durchgeführt.
Zunächst beginnt die Verarbeitung in Schritt S20.
Als Nächstes wird im Schritt S21 bestimmt, ob Leistung gerade empfangen wird oder nicht. Wenn Leistung gerade empfangen wird, wird der Schritt S21 zu dem Schritt S22 gewechselt; wenn Leistung gerade nicht empfangen wird, wird der Schritt S21 zu dem Schritt S27 gewechselt.
Im Schritt S22 wird Leistung an die Batterie 65 ausgegeben, so dass die Batterie 65 aufgeladen wird. Insbesondere steuert der Steuerabschnitt 61 den Leistungsversorgungssteuerabschnitt 62, so dass Leistung, die von dem Leistungsempfangsabschnitt 66 zugeführt wird, an die Batterie 65 ausgegeben wird. Nachdem die Batterie 65 vollständig aufgeladen worden ist, wird der Schritt S22 zu dem Schritt S23 gewechselt.
Im Schritt S23 werden Positionsinformationen erhalten.
Im Schritt S24 wird bestimmt, ob das Paar von Halterungen 34 elektrisch kurzgeschlossen oder voneinander isoliert ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass das Paar von Halterungen 34 elektrisch kurzgeschlossen oder voneinander isoliert ist, wird der Schritt S24 zu dem Schritt S27 gewechselt, und wenn bestimmt wird, dass das Paar von Halterungen 34 weder elektrisch kurzgeschlossen noch voneinander isoliert ist, wird der Schritt S24 zu dem Schritt S25 gewechselt.
Im Schritt S25 wird bestimmt, ob die Potentialdifferenz des Paars von Halterungen 34 niedriger ist als eine bestimmte Potentialdifferenz oder nicht. Wenn sie niedriger ist als die bestimmte Potentialdifferenz, wird der Schritt S25 zu dem Schritt S26 gewechselt; im Gegensatz dazu wird dann, wenn sie höher als oder gleich der bestimmten Potentialdifferenz ist, der Schritt S25 zu dem Schritt S27 gewechselt.
Für die Standards für eine Bestimmung des Schritts S25 kann auf die vorstehende Beschreibung verwiesen werden.
Im Schritt S26 wird Leistung an das Paar von Halterungen 34 ausgegeben, so dass die Batterie 22 aufgeladen wird. Nachdem die Batterie 22 vollständig aufgeladen worden ist, wird der Schritt S26 zu dem Schritt S27 gewechselt.
Im Schritt S27 wird die Verarbeitung abgeschlossen. Zu diesem Zeitpunkt sind die Batterie 22 und die Batterie 65 vollständig aufgeladen worden.
Das Vorstehende ist die Beschreibung des Beispiels für das Betriebsverfahren 3.
Zwei Verfahren zum Aufladen der Batterie 22 und der Batterie 65 werden hier beschrieben. Beide Verfahren können je nachdem, welche Batterie bevorzugt aufgeladen werden soll, ausgewählt werden. Außerdem kann im Voraus als Einstellungsinformationen eingestellt werden, welches Verfahren verwendet wird, oder es kann vom Benutzer veränderbar sein, welches Verfahren verwendet wird.
Es sei angemerkt, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten werden kann, indem ein Programm in einem Speicherabschnitt, der in dem elektronischen Gerät 30 enthalten ist, gespeichert wird und von dem Steuerabschnitt 61 gelesen und ausgeführt wird. Das heißt, dass eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Programm ist, das dafür sorgt, dass der Steuerabschnitt 61 die Verarbeitungen des vorstehenden Ablaufs durchführt.
Das Vorstehende ist die Beschreibung der Beispiele für das Betriebsverfahren des Systems.
[Anwendung]
Obwohl ein armbanduhrartiges Informationsendgerät vorstehend als Beispiel für ein elektronisches Gerät, bei dem das Verbindungselement, die Leistungsversorgungsvorrichtung und dergleichen einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, beschrieben wird, ist das elektronische Gerät nicht darauf beschränkt. Das Verbindungselement, die Leistungsversorgungsvorrichtung und dergleichen können bei verschiedenen elektronischen Geräten verwendet werden. Nachfolgend werden Beispiele für ein elektronisches Gerät beschrieben, das sich von dem Vorstehenden unterscheidet.
Die Leistungsversorgungsvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann aufgrund ihrer Eigenschaften, d. h. ihrer bandartigen Form, ihrer Flexibilität oder dergleichen, für verschiedene Verwendungen verwendet werden. Beispielsweise kann die Leistungsversorgungsvorrichtung als Haltevorrichtung zum Tragen des Geräts am Arm, am Fuß, an der Hüfte oder dergleichen verwendet werden. Außerdem kann die Leistungsversorgungsvorrichtung für Teile des Geräts, die als sein Griff dienen, oder einen Riemen, der von der Schulter oder dem Hals herabhängt, verwendet werden, oder kann als Schmuck, wie z. B. ein Handyanhänger, verwendet werden, der auch verwendet wird, um zu verhindern, dass das Gerät nach unten rutscht.
Beispiele für ein Gerät, bei dem die Leistungsversorgungsvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, umfassen tragbare Geräte, wie z. B. ein armbanduhrartiges elektronisches Gerät, ein brillenartiges elektronisches Gerät, eine am Kopf tragbare Anzeige (head mounted display, HMD) und dergleichen. Außerdem kann die Leistungsversorgungsvorrichtung vorteilhaft für ein biologisches Informationsendgerät, wie z. B. ein Blutdruckmeßgerät, einen Elektrokardiographen und einen Schrittmesser, verwendet werden. Außerdem können die folgenden verschiedenen elektronischen Geräte angegeben werden: ein mobiles Informationsendgerät, wie z. B. ein Mobiltelefon, ein Smartphone und ein Tablet-Gerät; eine Digitalkamera; eine Audiowiedergabevorrichtung; eine Bewegtbildwiedergabevorrichtung; eine Kommunikationsvorrichtung, wie z. B. ein mobiler Router; drahtlose Ohrhörer; drahtlose Kopfhörer; ein Lautsprecher; und dergleichen.
Die Leistungsversorgungsvorrichtung kann nicht nur für elektronische Geräte, sondern auch für Taschen, Kleidungsstücke (einschließlich Hüte) und dergleichen verwendet werden. Die Leistungsversorgungsvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann aufgrund ihrer Dünnheit, Leichtigkeit und Flexibilität für Taschen oder Kleidungsstücke, ohne ihrer Leichtigkeit oder Einpassbarkeit zu schaden, verwendet werden.
Beispielsweise dient eine Tasche, deren Griff oder Riemen die Leistungsversorgungsvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet, als Ladegerät zum Aufladen von elektronischen Geräten, die in der Tasche getragen werden. Außerdem können beispielsweise verschiedene Funktionen, bei denen Leistung verwendet wird, wie z. B. eine Kommunikationsfunktion, eine Funktion zum Übertragen eines Tons oder einer Vibration oder dergleichen, der Tasche an sich hinzugefügt werden.
Die Leistungsversorgungsvorrichtung, die in Kleidungsstücken enthalten ist, kann eine Funktion zum Erhalten von biologischen Informationen durch eine Elektrode oder einen Sensor, die/der in den Kleidungsstücken bereitgestellt ist, hinzufügen, kann ihr Design ändern, indem Licht von einem Teil der Kleidungsstücke emittiert wird oder ein Bild auf einem Teil der Kleidungsstücke angezeigt wird, und kann die Kleidungsstücke ausdehnen.
Die Leistungsversorgungsvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann leicht angebracht und abgenommen werden und kann leicht abgenommen werden, wenn beispielsweise die Kleidungsstücke gewaschen werden; deshalb können Risiken zum Kurzschließen der Batterie oder dergleichen verhindert werden.
13A und 13B sind Außenansichten einer am Kopf tragbaren Anzeige 300.
Die am Kopf tragbare Anzeige 300 beinhaltet ein Gehäuse 301, einen Anzeigeabschnitt 302 und einen Bedienknopf 303. Die riemenartige Leistungsversorgungsvorrichtung 20 ist an dem Gehäuse 301 angebracht. Die Leistungsversorgungsvorrichtung 20 beinhaltet die Batterie 22.
Die am Kopf tragbare Anzeige 300 kann eine Batterie, die in dem Gehäuse 301 bereitgestellt ist, und die Batterie 22, die in der Leistungsversorgungsvorrichtung 20 bereitgestellt ist, als ihre Leistungsversorgung verwenden.
Die am Kopf tragbare Anzeige 300 kann eine Leistungserzeugungsvorrichtung, wie z. B. eine Solarzelle, in dem Gehäuse 301 beinhalten. Eine Vorrichtung, die Leistung erzeugt, wenn die am Kopf tragbare Anzeige 300 beispielsweise geschüttelt wird, eine Vorrichtung, die Leistung erzeugt, wenn die Leistungsversorgungsvorrichtung 20 beispielsweise gebogen und geradegerichtet wird, können als Leistungserzeugungsvorrichtung verwendet werden.
Das Gehäuse 301 beinhaltet einen drahtlosen Empfänger, einen Verbinder oder dergleichen, um Videodaten, wie z. B. Bilddaten, zu empfangen und diese auf dem Anzeigeabschnitt 302 anzuzeigen. Die am Kopf tragbare Anzeige 300 weist vorzugsweise eine Funktion zum Erfassen der Bewegung des Kopfs des Benutzers oder dergleichen mit einem Beschleunigungssensor oder dergleichen auf, der in dem Gehäuse 301 enthalten ist, um ein Bild, das auf dem Anzeigeabschnitt 302 angezeigt wird, in Synchronisation mit der Bewegung des Kopfs des Benutzers oder dergleichen zu bewegen.
Die Bewegung des Augapfels und des Augenlids eines Benutzers wird durch eine Kamera in dem Gehäuse 301 aufgenommen, und dann werden Koordinaten der Punkte, die der Benutzer betrachtet, unter Verwendung der aufgenommenen Daten berechnet, um das Auge des Benutzers als Eingabemittel zu verwenden. Das Gehäuse 301 kann eine Vielzahl von Elektroden derart beinhalten, dass sie in Kontakt mit dem Benutzer sind. Das Gehäuse 301 kann konfiguriert sein, Strom, der über die Elektroden fließt, bei der Bewegung des Augapfels des Benutzers zu erfassen, um die Richtung seiner oder ihrer Augen zu erkennen. Das Gehäuse 301 kann konfiguriert sein, Strom, der über die Elektroden fließt, zu erfassen, um den Puls des Benutzers zu überwachen. Das Gehäuse 301 kann Sensoren, wie z. B. einen Temperatursensor, einen Drucksensor oder einen Beschleunigungssensor, beinhalten, so dass biologische Informationen des Benutzers auf dem Anzeigeabschnitt 302 angezeigt werden können.
Der Bedienknopf 303 dient als Einschaltknopf oder dergleichen. Ein anderer Knopf als der Bedienknopf 303 kann enthalten sein.
Wie in 13C dargestellt, können Linsen 305 zwischen dem Anzeigeabschnitt 302 und den Augen des Benutzers bereitgestellt werden. Mit den Linsen 305 kann der Benutzer vergrößerte Bilder auf dem Anzeigeabschnitt 302 sehen; somit wird der Realitätssinn weiter erhöht. In diesem Fall kann, wie in 13C dargestellt, ein Einstellknopf 306 zum Regulieren der Position der Linsen enthalten sein, um die Sichtbarkeit zu regulieren.
Der Anzeigeabschnitt 302 kann ein Bild für das rechte Auge und ein Bild für das linke Auge nebeneinander auf einem rechten Bereich bzw. einem linken Bereich anzeigen. Daher kann ein dreidimensionales Bild unter Verwendung einer binokularen Disparität angezeigt werden.
Ein binokulares, sichtbares Bild kann auf dem gesamten Bereich des Anzeigeabschnitts 302 angezeigt werden. Daher kann ein Panoramabild von einem Ende zum anderen des Blickfelds angezeigt werden; deshalb wird der Realitätssinn erhöht.
Wenn die Linsen 305, wie in 13C dargestellt, bereitgestellt werden, können zwei Bilder nebeneinander auf dem Anzeigeabschnitt 302 angezeigt werden; alternativ kann ein Bild auf dem Anzeigeabschnitt 302 angezeigt und mit beiden Augen durch die Linsen 305 gesehen werden.
13D stellt ein Beispiel dar, in dem eine gekrümmte Anzeige als Anzeigeabschnitt 302 verwendet wird. Diese Struktur kann im Gegensatz zu dem Fall, in dem eine Anzeige mit einer ebenen Anzeigeoberfläche verwendet wird, eine realistischere Anzeige durchführen.
13E stellt ein Beispiel dar, in dem zwei Anzeigen, nämlich eine Anzeige für das rechte Auge und eine Anzeige für das linke Auge, als Anzeigeabschnitte 302 bereitgestellt werden.
Mit den zwei Anzeigeabschnitten 302 kann der Benutzer einen der Anzeigeabschnitte 302 mit einem Auge sehen. Daher kann ein hochauflösendes Bild angezeigt werden, selbst wenn eine dreidimensionale Anzeige unter Verwendung einer Parallaxe oder dergleichen durchgeführt wird. Außerdem sind die Anzeigeabschnitte 302 jeweils um einen Bogen mit dem Auge des Benutzers als ungefähres Zentrum gekrümmt. Dank dieser Form ist der Abstand zwischen dem Auge des Benutzers und der Anzeigeoberfläche des Anzeigeabschnitts 302 gleichmäßig; somit kann der Benutzer ein natürlicheres Bild sehen. Selbst wenn die Richtwirkung von Licht, das von dem Anzeigeabschnitt 302 emittiert wird, hoch ist und die Leuchtdichte oder die Chromatizität des Lichts je nach dem Winkel, bei dem der Benutzer es sieht, geändert wird, kann der Einfluss der Änderung im Wesentlichen ignoriert werden und daher kann ein realistischeres Bild angezeigt werden, da das Auge des Benutzers in einer Normalrichtung der Anzeigeoberfläche des Anzeigeabschnitts 302 positioniert ist.
14A stellt ein Beispiel für ein mobiles Informationsendgerät dar. Ein mobiles Informationsendgerät 310, das in 14A dargestellt wird, beinhaltet ein Gehäuse 311, einen Anzeigeabschnitt 312, einen Bedienknopf 313, einen externen Verbindungsanschluss 314, einen Lautsprecher 315, ein Mikrofon 316, eine Kamera 317 und dergleichen. Die bandartige Leistungsversorgungsvorrichtung 20 ist an dem Gehäuse 311 angebracht. Die Leistungsversorgungsvorrichtung 20 beinhaltet die Batterie 22.
Das mobile Informationsendgerät 310 kann eine Batterie, die in dem Gehäuse 311 bereitgestellt ist, und die Batterie 22, die in der Leistungsversorgungsvorrichtung 20 bereitgestellt ist, als seine Leistungsversorgung verwenden.
Das mobile Informationsendgerät 310 kann eine Leistungserzeugungsvorrichtung, wie z. B. eine Solarzelle, in dem Gehäuse 311 beinhalten. Eine Vorrichtung, die Leistung erzeugt, wenn das mobile Informationsendgerät 310 beispielsweise geschüttelt wird, eine Vorrichtung, die Leistung erzeugt, wenn die Leistungsversorgungsvorrichtung 20 beispielsweise gebogen und geradegerichtet wird, können als Leistungserzeugungsvorrichtung verwendet werden.
Das mobile Informationsendgerät 310 beinhaltet einen Berührungssensor in dem Anzeigeabschnitt 312. Bedienungen, wie z. B. Telefonieren und Texteingabe, können durch Berührung des Anzeigeabschnitts 312 mit einem Finger, einem Stift oder dergleichen durchgeführt werden.
Mit dem Bedienknopf 313 kann die Leistung ein- und ausgeschaltet werden. Außerdem können Arten von Bildern, die auf dem Anzeigeabschnitt 312 angezeigt werden, umgeschaltet werden; Mit dem Bedienknopf 313 werden beispielsweise Bilder von einem Bildschirm zum E-Mail-Schreiben auf einen Hauptmenübildschirm umgeschaltet.
Wenn eine Erfassungsvorrichtung, wie z. B. ein Gyroskopsensor oder ein Beschleunigungssensor, innerhalb des mobilen Informationsendgeräts 310 bereitgestellt ist, kann die Richtung der Anzeige auf dem Bildschirm des Anzeigeabschnitts 312 durch Bestimmung der Orientierung des mobilen Informationsendgeräts 310 (ob das mobile Informationsendgerät horizontal oder vertikal platziert ist) automatisch umgeschaltet werden. Des Weiteren kann die Richtung einer Anzeige auf dem Bildschirm durch Berührung des Anzeigeabschnitts 312, durch Bedienung mit dem Bedienknopf 313, durch Toneingabe mit dem Mikrofon 316 oder dergleichen geändert werden.
Das mobile Informationsendgerät 310 weist beispielsweise eine Funktion als ein oder mehrere von einem Telefonapparat, einem Notizbuch und einem Informationssuchsystem auf. Insbesondere kann das mobile Informationsendgerät 310 als Smartphone verwendet werden. Das mobile Informationsendgerät 310 kann verschiedene Applikationen ausführen, beispielsweise das Durchführen von Mobiltelefongesprächen, das Verschicken und Empfangen von E-Mails, das Anzeigen und Bearbeiten von Texten, das Wiedergeben von Musik, das Wiedergeben von Bewegtbildern sowie Internet-Kommunikation und das Ausführen von Computerspielen.
14B stellt ein Beispiel für eine Kamera dar. Eine Kamera 320 beinhaltet ein Gehäuse 321, einen Anzeigeabschnitt 322, Bedienknöpfe 323, einen Auslöseknopf 324 und dergleichen. Des Weiteren ist eine anbringbare Linse 326 an der Kamera 320 angebracht. Die bandartige Leistungsversorgungsvorrichtung 20 ist an dem Gehäuse 321 angebracht. Die Leistungsversorgungsvorrichtung 20 beinhaltet die Batterie 22.
Die Kamera 320 kann eine Batterie, die in dem Gehäuse 321 bereitgestellt ist, und die Batterie 22, die in der Leistungsversorgungsvorrichtung 20 bereitgestellt ist, als ihre Leistungsversorgung verwenden.
Die Kamera 320 kann eine Leistungserzeugungsvorrichtung, wie z. B. eine Solarzelle, in dem Gehäuse 321 beinhalten. Eine Vorrichtung, die Leistung erzeugt, wenn die Kamera 320 beispielsweise geschüttelt wird, eine Vorrichtung, die Leistung erzeugt, wenn die Leistungsversorgungsvorrichtung 20 beispielsweise gebogen und geradegerichtet wird, können als Leistungserzeugungsvorrichtung verwendet werden.
Obwohl die Linse 326 der Kamera 320 hier zum Auswechseln von dem Gehäuse 321 abnehmbar ist, kann die Linse 326 in dem Gehäuse enthalten sein.
Die Kamera 320 kann Standbilder oder Bewegtbilder aufnehmen, wenn der Auslöseknopf 324 gedrückt wird. Außerdem dient der Anzeigeabschnitt 322 als Touchscreen, und eine Aufnahme kann auch durchgeführt werden, wenn der Anzeigeabschnitt 322 berührt wird.
Es sei angemerkt, dass die Kamera 320 zusätzlich mit einem Stroboskop, einem Sucher oder dergleichen bereitgestellt werden kann. Alternativ können sie in dem Gehäuse 321 eingebaut werden.
Das Vorstehende ist die Beschreibung der Anwendungsbeispiele.
Diese Ausführungsform kann nach Bedarf in Kombination mit einer beliebigen der anderen Ausführungsform, die in dieser Beschreibung beschrieben wird, implementiert werden.
(Ausführungsform 2)
Strukturbeispiele und Beispiele für ein Herstellungsverfahren einer Sekundärbatterie, die für die Batterie 22 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oder dergleichen verwendet werden kann, werden anhand von Zeichnungen nachfolgend beschrieben. Insbesondere wird ein Beispiel für eine biegbare Sekundärbatterie nachfolgend beschrieben.
[Strukturbeispiel]
15 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Aussehen der Sekundärbatterie 102 zeigt. 16A ist eine Querschnittsansicht entlang der Strichpunktlinie A1-A2 in 15. 16B ist eine Querschnittsansicht entlang der Strichpunktlinie B1-B2 in 15.
Die Sekundärbatterie 102 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet in einem Außenteil 507 eine Positivelektrode 511, die mit einem Separator 503 bedeckt ist, eine Negativelektrode 515 und eine Elektrolytlösung 504. In dem Beispiel in 15 sowie 16A und 16B beinhaltet die Sekundärbatterie eine Positivelektrode, die eine Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 auf einer Seite eines Positivelektrodenstromkollektors 501 beinhaltet, eine Positivelektrode, die die Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 auf jeder Seite des Positivelektrodenstromkollektors 501 beinhaltet, eine Negativelektrode, die eine Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 auf einer Seite eines Negativelektrodenstromkollektors 505 beinhaltet, und eine Negativelektrode, die die Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 auf jeder Seite des Negativelektrodenstromkollektors 505 beinhaltet. Die Positivelektrode 511 ist elektrisch mit einem Positivelektrodenanschluss 521 verbunden. Die Negativelektrode 515 ist elektrisch mit einem Negativelektrodenanschluss 525 verbunden. Jeder des Positivelektrodenanschlusses 521 und des Negativelektrodenanschlusses 525 wird auch als Anschlusselektrode oder Leitungsanschluss bezeichnet. Teile des Positivelektrodenanschlusses 521 und des Negativelektrodenanschlusses 525 sind außerhalb des Außenteils positioniert. Die Sekundärbatterie 102 wird über den Positivelektrodenanschluss 521 und den Negativelektrodenanschluss 525 aufgeladen und entladen.
Es sei angemerkt, dass, obwohl 16A und 16B das Beispiel, in dem die Positivelektrode 511 mit dem Separator 503 bedeckt ist, darstellen, eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Beispielsweise ist die Positivelektrode 511 nicht notwendigerweise mit dem Separator 503 bedeckt. Beispielsweise kann die Negativelektrode 515, anstelle der Positivelektrode 511, mit dem Separator 503 bedeckt sein.
(Positivelektrode)
Die Positivelektrode 511 beinhaltet beispielsweise den Positivelektrodenstromkollektor 501 und die Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502, die über dem Positivelektrodenstromkollektor 501 ausgebildet ist. Obwohl 16A und 16B das Beispiel für eine Positivelektrode 511, die die Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 nur auf einer Seite des Positivelektrodenstromkollektors 501 mit einer blattartigen Form (oder einer bandartigen Form) beinhaltet, und für eine Positivelektrode 511, die die Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 auf jeder Seite des Positivelektrodenstromkollektors 501 beinhaltet, darstellen, ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Nur die Positivelektroden 511, die jeweils die Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 nur auf einer Seite des Positivelektrodenstromkollektors 501 beinhalten, können verwendet werden. Nur die Positivelektroden 511, die jeweils die Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 auf jeder Seite des Positivelektrodenstromkollektors 501 beinhalten, können verwendet werden. Unter Verwendung der Positivelektroden 511, die die Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 auf jeder Seite des Positivelektrodenstromkollektors 501 beinhalten, kann die Sekundärbatterie 102 eine hohe Kapazität aufweisen. Außerdem kann die Sekundärbatterie 102 drei oder mehr Positivelektroden 511 beinhalten. Eine Erhöhung der Anzahl der Positivelektroden 511 in der Sekundärbatterie 102 kann die Kapazität der Sekundärbatterie 102 erhöhen.
Der Positivelektrodenstromkollektor 501 kann unter Verwendung eines Materials, das eine hohe Leitfähigkeit aufweist und sich bei dem Potential der Positivelektrode nicht auflöst, wie z. B. eines Metalls, das typischerweise Edelstahl, Gold, Platin, Aluminium oder Titan ist, oder einer Legierung dieser, ausgebildet werden. Alternativ kann eine Aluminiumlegierung, der ein Element, das die Wärmebeständigkeit verbessert, wie z. B. Silizium, Titan, Neodym, Scandium oder Molybdän, hinzugefügt ist, verwendet werden. Als weitere Alternative kann ein Metallelement, das durch eine Reaktion mit Silizium ein Silizid bildet, verwendet werden. Beispiele für das Metallelement, das durch eine Reaktion mit Silizium ein Silizid bildet, sind Zirkonium, Titan, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram, Kobalt, Nickel und dergleichen. Der Positivelektrodenstromkollektor 501 kann nach Bedarf die Form einer Folie, die Form einer Platte (die Form eines Blattes), die Form eines Netzes, die Form eines gestanzten Metalls, die Form eines Streckmetalls oder dergleichen aufweisen. Der Positivelektrodenstromkollektor 501 weist vorzugsweise eine Dicke von größer als oder gleich 5 µm und kleiner als oder gleich 30 µm auf. Die Oberfläche des Positivelektrodenstromkollektors 501 kann unter Verwendung von Graphit oder dergleichen mit einer Grundierung bereitgestellt werden.
Die Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 kann ferner, zusätzlich zu einem Positivelektrodenaktivmaterial, ein Bindemittel zum Erhöhen der Adhäsion des Positivelektrodenaktivmaterials, ein leitendes Additiv zum Erhöhen der Leitfähigkeit der Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 und dergleichen beinhalten.
Beispiele für das Positivelektrodenaktivmaterial, das für die Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 verwendet werden kann, umfassen ein Verbundoxid mit einer Olivin-Struktur, ein Verbundoxid mit einer geschichteten Steinsalz-Struktur und ein Verbundoxid mit einer Spinellstruktur. Als Positivelektrodenaktivmaterial kann beispielsweise eine Verbindung, wie z. B. LiFeO₂, LiCoO₂, LiNiO₂, LiMn₂O₄, V₂O₅, Cr₂O₅ oder MnO₂, verwendet werden.
Insbesondere wird LiCoO₂ bevorzugt, da es beispielsweise eine hohe Kapazität und eine höhere Stabilität in der Luft und eine höhere thermische Stabilität aufweist als LiNiO₂.
Eine kleine Menge an Lithiumnickeloxid (LiNiO₂ oder LiNi_1-xM_xO₂ (0 < x < 1) (M = Co, Al oder dergleichen)) wird vorzugsweise einem lithiumhaltigen Material mit einer Spinellstruktur, das Mangan enthält, wie z. B. LiMn₂O₄, hinzugefügt, da Eigenschaften der Sekundärbatterie, bei der ein derartiges Material verwendet wird, verbessert werden können.
Alternativ kann ein Verbundmaterial (LiMPO₄ (allgemeine Formel) (M ist eines oder mehrere von Fe(II), Mn(II), Co(II) und Ni(II))) verwendet werden. Typische Beispiele für die allgemeine Formel LiMPO₄, die als Material verwendet werden kann, sind Lithiumverbindungen, wie z. B. LiFePO₄, LiNiPO₄, LiCoPO₄, LiMnPO₄, LiFe_aNi_bPO₄, LiFe_aCo_bPO₄, LiFe_aMn_bPO₄, LiNi_aCo_bPO₄, LiNi_aMn_bPO₄ (a + b ≤ 1,0 < a < 1 und 0 < b < 1), LiFe_cNi_dCo_ePO₄, LiFe_cNi_dMn_ePO₄, LiNi_cCo_dMn_ePO₄ (c+ d+ e ≤ 1,0 < c < 1,0 < d< 1 und 0 < e< 1) und LiFe_fNi_gCo_hMn_iPO₄ (f+ g+ h+ i ≤ 1, 0 < f< 1, 0 < g < 1,0 < h < 1 und 0<i<1).
LiFePO₄ wird besonders bevorzugt, da es in ausgewogener Weise Anforderungen für das Positivelektrodenaktivmaterial erfüllt, wie z. B. die Sicherheit, die Stabilität, eine hohe Kapazitätsdichte und das Vorhandensein von Lithiumionen, die bei einer ersten Oxidation (Aufladung) ausgelagert werden können.
Alternativ kann ein Verbundmaterial, wie z. B. Li_(2-j)MSiO₄ (allgemeine Formel) (M ist eines oder mehrere von Fe(II), Mn(II), Co(II) und Ni(II); 0 ≤ j ≤ 2), verwendet werden. Typische Beispiele für die allgemeine Formel Li_(2-j)MSiO₄, welches als Material verwendet werden kann, sind Lithiumverbindungen, wie z. B. Li_(2-j)FeSiO₄, Li_(2-j)NiSiO₄, Li_(2-j)CoSiO₄, Li_(2-j)MnSiO₄, Li_(2-j)Fe_kNi_lSiO₄, Li_(2-j)Fe_kCo_lSi₄, Li_(2-j)Fe_kMn_lSiO₄, Li_(2-j)Ni_kCo_lSiO₄, Li_(2-j)Ni_kMn_lSiO₄ (k + l ≤ 1,0 < k< 1 und 0 < l < 1), Li_(2-j)Fe_mNi_nCo_qSiO₄, Li_(2-j)Fe_mNi_nMn_qSiO₄, Li_(2-j)Ni_mCo_nMn_qSiO₄ (m + n + q ≤ 1,0 < m < 1,0 < n < 1 und 0 < q < 1) und Li_(2-j)Fe_rNi_sCo_tMn_uSiO₄ (r + s+ t + u ≤ 1,0 < r < 1,0 < s < 1,0 < t < 1 und 0 < u< 1).
Als weitere Alternative kann eine Nasicon-Verbindung, die durch A_xM₂(XO₄)₃ (allgemeine Formel) (A = Li, Na oder Mg, M= Fe, Mn, Ti, V oder Nb, X= S, P, Mo, W, As oder Si) dargestellt wird, für das Positivelektrodenaktivmaterial verwendet werden. Beispiele für die Nasicon-Verbindung sind Fe₂(MnO₄)₃, Fe₂(SO₄)₃ und Li₃Fe₂(PO₄)₃. Als weitere Alternative kann eine Verbindung, die durch Li₂MPO₄F, Li₂MP₂O₇ oder Li₅MO₄ (allgemeine Formel) (M= Fe oder Mn) dargestellt wird, ein Perowskit-Fluorid (perovskite fluoride), wie z. B. NaFeF₃ und FeF₃, ein Metallchalkogenid (ein Sulfid, ein Selenid oder ein Tellurid), wie z. B. TiS₂ und MOS₂, ein Oxid mit einer umgekehrten Spinellstruktur, wie z. B. LiMNO₄, ein Vanadiumoxid (V₂O₅, V₆O₁₃, LiV₃O₈ oder dergleichen), ein Manganoxid, eine organische Schwefelverbindung oder dergleichen als Positivelektrodenaktivmaterial verwendet werden.
In dem Fall, in dem Ladungsträgerionen Alkalimetallionen außer Lithiumionen oder Erdalkalimetallionen sind, kann als Positivelektrodenaktivmaterial anstelle von Lithium ein Material verwendet werden, das ein Alkalimetall (z. B. Natrium oder Kalium) oder ein Erdalkalimetall (z. B. Calcium, Strontium, Barium, Beryllium oder Magnesium) enthält, . Beispielsweise kann das Positivelektrodenaktivmaterial ein mehrschichtiges Oxid sein, das Natrium enthält, wie z. B. NaFeO₂ oder Na_2/3[Fe_1/2Mn_1/2]O₂.
Als weitere Alternative können beliebige der vorstehenden Materialien kombiniert werden, um als Positivelektrodenaktivmaterial verwendet zu werden. Beispielsweise kann als Positivelektrodenaktivmaterial ein Mischkristall verwendet werden, der durch Kombinieren von zwei oder mehr aus den vorstehenden Materialien erhalten wird. Beispielsweise kann ein Mischkristall aus LiCo_1/3Mn_1/3Ni_1/3O₂ und Li₂MnO₃ als Positivelektrodenaktivmaterial verwendet werden.
Es sei angemerkt, dass, obwohl nicht dargestellt, ein leitendes Material, wie z. B. eine Kohlenstoffschicht, auf einer Oberfläche der Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 bereitgestellt sein kann. Mit dem leitenden Material, wie z. B. der Kohlenstoffschicht, kann die Leitfähigkeit der Elektrode erhöht werden. Beispielsweise kann die Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 mit der Kohlenstoffschicht beschichtet werden, indem ein Carbohydrat, wie z. B. Glucose, beim Brennen des Positivelektrodenaktivmaterials beigemischt wird.
Der durchschnittliche Teilchendurchmesser des Primärteilchens der Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 ist vorzugsweise größer als oder gleich 50 nm und kleiner als oder gleich 100 µm.
Beispiele für das leitende Additiv umfassen Acetylenruß (AB), Graphit-(Reißblei-) Teilchen, Kohlenstoffnanoröhren, Graphen und Fulleren.
Ein Elektronenleitungsnetzwerk kann durch das leitende Additiv in der Positivelektrode 511 gebildet werden. Das leitende Additiv ermöglicht auch, einen elektrischen Leitungspfad zwischen den Teilchen der Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 zu halten. Das Hinzufügen des leitenden Additivs zu der Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 erhöht die elektrische Leitfähigkeit der Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502.
Als Bindemittel kann, anstelle von Polyvinylidenfluorid (PVDF), das typisch ist, Polyimid, Polytetrafluorethylen, Polyvinylchlorid, Ethylen-Propylen-Dien-Polymer, Styrol-Butadien-Kautschuk, Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Fluorkautschuk, Polyvinylacetat, Polymethylmethacrylat, Polyethylen, Nitrozellulose oder dergleichen verwendet werden.
Der Gehalt des Bindemittels in der Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 ist vorzugsweise größer als oder gleich 1 Gew.-% und kleiner als oder gleich 10 Gew.-%, stärker bevorzugt größer als oder gleich 2 Gew.-% und kleiner als oder gleich 8 Gew.-%, und noch stärker bevorzugt größer als oder gleich 3 Gew.-% und kleiner als oder gleich 5 Gew.-%. Der Gehalt des leitenden Additivs in der Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 ist vorzugsweise größer als oder gleich 1 Gew.-% und kleiner als oder gleich 10 Gew.-%, und stärker bevorzugt größer als oder gleich 1 Gew.-% und kleiner als oder gleich 5 Gew.-%.
In dem Fall, in dem die Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 durch ein Beschichtungsverfahren ausgebildet wird, werden das Positivelektrodenaktivmaterial, das Bindemittel und das leitende Additiv gemischt, um eine Positivelektrodenpaste (einen Schlamm) zu bilden, und die Positivelektrodenpaste wird auf den Positivelektrodenstromkollektor 501 aufgetragen und getrocknet.
(Negativelektrode)
Die Negativelektrode 515 beinhaltet beispielsweise den Negativelektrodenstromkollektor 505 und die Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506, die über dem Negativelektrodenstromkollektor 505 ausgebildet ist. Obwohl 16A und 16B das Beispiel für eine Negativelektrode 515, die die Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 nur auf einer Seite des Negativelektrodenstromkollektors 505 mit einer blattartigen Form (oder einer bandartigen Form) beinhaltet, und für eine Negativelektrode 515, die die Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 auf jeder Seite des Negativelektrodenstromkollektors 505 beinhaltet, darstellen, ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Nur die Negativelektroden 515, die jeweils die Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 nur auf einer Seite des Negativelektrodenstromkollektors 505 beinhalten, können verwendet werden. In diesem Fall sind die Seiten der Negativelektrodenstromkollektoren 505, die jeweils nicht mit der Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 bereitgestellt sind, vorzugsweise derart platziert, dass sie in Kontakt miteinander sind, da eine derartige Anordnung eine Reibung zwischen den Kontaktseiten verringern kann, um eine Belastung, die erzeugt wird, wenn die Sekundärbatterie 102 gekrümmt wird, leicht zu verringern. Nur die Negativelektroden 515, die jeweils die Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 auf jeder Seite des Negativelektrodenstromkollektors 505 beinhalten, können verwendet werden. Unter Verwendung der Negativelektrode 515, die die Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 auf jeder Seite des Negativelektrodenstromkollektors 505 beinhaltet, kann die Sekundärbatterie 102 eine hohe Kapazität aufweisen. Außerdem kann die Sekundärbatterie 102 drei oder mehr Negativelektroden 515 beinhalten. Eine Erhöhung der Anzahl der Negativelektroden 515 in der Sekundärbatterie 102 kann die Kapazität der Sekundärbatterie 102 erhöhen.
Der Negativelektrodenstromkollektor 505 kann unter Verwendung eines Materials, das eine hohe Leitfähigkeit aufweist und nicht mit einem Ladungsträgerion von Lithium oder dergleichen legiert wird, wie z. B. Edelstahl, Gold, Platin, Eisen, Kupfer, Titan, oder einer Legierung dieser, ausgebildet werden. Alternativ kann eine Aluminiumlegierung, der ein Element, das die Wärmebeständigkeit verbessert, wie z. B. Silizium, Titan, Neodym, Scandium oder Molybdän, hinzugefügt ist, verwendet werden. Der Negativelektrodenstromkollektor 505 kann nach Bedarf die Form einer Folie, die Form einer Platte (die Form eines Blattes), die Form eines Netzes, die Form eines gestanzten Metalls, die Form eines Streckmetalls oder dergleichen aufweisen. Der Negativelektrodenstromkollektor 505 weist vorzugsweise eine Dicke von größer als oder gleich 5 µm und kleiner als oder gleich 30 µm auf. Die Oberfläche des Negativelektrodenstromkollektors 505 kann unter Verwendung von Graphit oder dergleichen mit einer Grundierung bereitgestellt werden.
Die Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 kann ferner, zusätzlich zu einem Negativelektrodenaktivmaterial, ein Bindemittel zum Erhöhen der Adhäsion des Negativelektrodenaktivmaterials, ein leitendes Additiv zum Erhöhen der Leitfähigkeit der Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 und dergleichen beinhalten.
Es gibt keine besondere Beschränkung hinsichtlich des Negativelektrodenaktivmaterials, solange es ein Material ist, mit dem Lithium aufgelöst und ausgefällt werden kann, oder ein Material ist, in das Lithiumionen eingelagert und aus dem Lithiumionen ausgelagert werden können. Außer einem Lithiummetall oder Lithiumtitanat kann auch ein auf Kohlenstoff basierendes Material, das im Allgemeinen auf dem Gebiet eines Leistungsspeichers verwendet wird, ein auf einer Legierung basierendes Material oder dergleichen für die Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 verwendet werden.
Das Lithiummetall wird aufgrund seines niedrigen Redoxpotentials (um 3,045 V niedriger als dasjenige einer Standardwasserstoffelektrode) und seiner hohen spezifischen Kapazität pro Gewichts- und Volumeneinheit (3860 mAh/g und 2062 mAh/cm³) bevorzugt.
Beispiele für das auf Kohlenstoff basierende Material umfassen Graphit, graphitierenden Kohlenstoff (graphitizing carbon) (weichen Kohlenstoff), nicht graphitierenden Kohlenstoff (non-graphitizing carbon) (harten Kohlenstoff), eine Kohlenstoffnanoröhre, Graphen, Kohlenschwarz und dergleichen.
Beispiele für den Graphit umfassen Kunstgraphit, wie z. B. meso-Kohlenstoff-Mikrokügelchen (meso-carbon microbeads, MCMB), auf Koks basierenden Kunstgraphit (coke-based artificial graphite) oder auf Pech basierenden Kunstgraphit (pitch-based artificial graphite), und natürlichen Graphit, wie z. B. sphärischen natürlichen Graphit (spherical natural graphite).
Graphit weist ein niedriges Potential auf, das im Wesentlichen gleich demjenigen eines Lithiummetalls ist (0,1 V bis 0,3 V gegenüber Li/Li⁺), wenn Lithiumionen in den Graphit eingelagert werden (wenn eine Lithium-Graphit-Einlagerungsverbindung (intercalation compound) gebildet wird). Aus diesem Grund kann eine Lithiumionen-Batterie eine hohe Betriebsspannung aufweisen. Zusätzlich wird Graphit bevorzugt, da er Vorteile aufweist, wie z. B. eine relativ hohe Kapazität pro Volumeneinheit, eine geringe Volumenausdehnung, niedrige Kosten und eine höhere Sicherheit als diejenige eines Lithiummetalls.
Für das Negativelektrodenaktivmaterial kann ein auf einer Legierung basierendes Material oder ein Oxid, die Lade- und Entladereaktionen durch eine Legierungsreaktion (alloying reaction) und eine Entlegierungsreaktion (dealloying reaction) mit Lithium ermöglichen, verwendet werden. In dem Fall, in dem Lithiumionen Ladungsträgerionen sind, ist beispielsweise das auf Legierung basierende Material ein Material, das mindestens eines von Mg, Ca, AI, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Ag, Au, Zn, Cd, Hg, In und dergleichen enthält. Derartige Elemente weisen eine höhere Kapazität auf als Kohlenstoff. Insbesondere weist Silizium eine sehr hohe theoretische Kapazität von 4200 mAh/g auf. Aus diesem Grund wird Silizium vorzugsweise als Negativelektrodenaktivmaterial verwendet. Beispiele für das auf einer Legierung basierende Material, das derartige Elemente verwendet, umfassen Mg₂Si, Mg₂Ge, Mg₂Sn, SnS₂, V₂Sn₃, FeSn₂, CoSn₂, Ni₃Sn₂, Cu₆Sn₅, Ag₃Sn, Ag₃Sb, Ni₂MnSb, CeSb₃, LaSn₃, La₃Co₂Sn₇, CoSb₃, InSb, SbSn und dergleichen.
Alternativ kann für das Negativelektrodenaktivmaterial ein Oxid, wie z. B. SiO, SnO, SnO₂, Titandioxid (TiO₂), Lithiumtitanoxid (Li₄Ti₅O₁₂), eine Lithium-Graphit-Einlagerungsverbindung (lithium-graphite intercalation compound) (Li_xC₆), Nioboxid (Nb₂O₅), Wolframoxid (WO₂) oder Molybdänoxid (MoO₂), verwendet werden.
Als weitere Alternative kann für das Negativelektrodenaktivmaterial Li_(3-x)M_xN (M ist Co, Ni oder Cu) mit einer Li₃N-Struktur, welches ein Nitrid ist, das Lithium und ein Übergangsmetall enthält, verwendet werden. Beispielsweise wird Li_2,6Co_0,4N₃ aufgrund seiner hohen Lade- und Entladekapazität (900 mAh/g und 1890 mAh/cm³) bevorzugt.
Ein Nitrid, das Lithium und ein Übergangsmetall enthält, wird vorzugsweise verwendet, wobei in diesem Fall Lithiumionen in den Negativelektrodenaktivmaterialien enthalten sind und daher die Negativelektrodenaktivmaterialien in Kombination mit einem Material für ein Positivelektrodenaktivmaterial, das keine Lithiumionen enthält, wie z. B. V₂O₅ oder Cr₃O₈, verwendet werden können. Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem ein Material, das Lithiumionen enthält, als Positivelektrodenaktivmaterial verwendet wird, das Nitrid, das Lithium und ein Übergangsmetall enthält, als Negativelektrodenaktivmaterial verwendet werden kann, indem die in dem Positivelektrodenaktivmaterial enthaltenen Lithiumionen im Voraus ausgelagert werden.
Alternativ kann ein Material, das eine Konversionsreaktion bewirkt, als Negativelektrodenaktivmaterial verwendet werden. Beispielsweise kann ein Übergangsmetalloxid, mit dem keine Legierungsreaktion mit Lithium bewirkt wird, wie z. B. Kobaltoxid (CoO), Nickeloxid (NiO) oder Eisenoxid (FeO), für das Negativelektrodenaktivmaterial verwendet werden. Weitere Beispiele für das Material, das eine Konversionsreaktion bewirkt, umfassen Oxide, wie z. B. Fe₂O₃, CuO, Cu₂O, RuO₂ und Cr₂O₃, Sulfide, wie z. B. CoS_0,89, NiS oder CuS, Nitride, wie z. B. Zn₃N₂, Cu₃N und Ge₃N₄, Phosphide, wie z. B. NiP₂, FeP₂ und CoP₃, sowie Fluoride, wie z. B. FeF₃ und BiF₃. Es sei angemerkt, dass ein beliebiges der Fluoride als Positivelektrodenaktivmaterial verwendet werden kann, da sein Elektrodenpotential hoch ist.
In dem Fall, in dem die Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 durch ein Beschichtungsverfahren ausgebildet wird, werden das Negativelektrodenaktivmaterial und das Bindemittel gemischt, um eine Negativelektrodenpaste (einen Schlamm) zu bilden, und die Negativelektrodenpaste wird auf den Negativelektrodenstromkollektor 505 aufgetragen und getrocknet. Es sei angemerkt, dass der Negativelektrodenpaste ein leitendes Additiv hinzugefügt werden kann.
Graphen kann auf einer Oberfläche der Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 ausgebildet werden. In dem Fall, in dem Silizium als Negativelektrodenaktivmaterial verwendet wird, ändert sich das Volumen von Silizium erheblich wegen einer Okklusion und einer Freisetzung von Ladungsträgerionen bei Lade-/Entladezyklen. Deshalb wird die Adhäsion zwischen dem Negativelektrodenstromkollektor 505 und der Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 verringert, was zu einer Verschlechterung von Batterieeigenschaften führt, die durch eine Aufladung und eine Entladung verursacht wird. Daher wird Graphen vorzugsweise auf einer Oberfläche der Silizium enthaltenden Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 gebildet, da eine Verringerung der Adhäsion zwischen dem Negativelektrodenstromkollektor 505 und der Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 selbst dann verhindert werden kann, wenn sich das Volumen von Silizium bei Lade-/Entladezyklen ändert, was ermöglicht, eine Verschlechterung von Batterieeigenschaften zu verringern.
Alternativ kann ein Beschichtungsfilm eines Oxids oder dergleichen auf der Oberfläche der Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 ausgebildet werden. Ein Beschichtungsfilm, der beim Aufladen durch eine Zersetzung oder dergleichen einer Elektrolytlösung oder dergleichen ausgebildet wird, kann elektrische Ladungen nicht freisetzen, die bei der Ausbildung verwendet werden, und bildet daher eine irreversible Kapazität aus. Im Gegensatz dazu kann der Film eines Oxids oder dergleichen, der im Voraus auf der Oberfläche der Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 bereitgestellt ist, eine Erzeugung einer irreversiblen Kapazität verringern oder verhindern.
Als Beschichtungsfilm, der die Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 beschichtet, kann ein Oxidfilm aus einem beliebigen von Niob, Titan, Vanadium, Tantal, Wolfram, Zirkonium, Molybdän, Hafnium, Chrom, Aluminium und Silizium, oder ein Oxidfilm, der ein beliebiges dieser Elemente und Lithium enthält, verwendet werden. Ein derartiger Beschichtungsfilm ist aufgrund eines Zersetzungsprodukts einer Elektrolytlösung dichter als ein herkömmlicher Beschichtungsfilm, der auf einer Oberfläche einer Negativelektrode ausgebildet wird.
Beispielsweise weist Nioboxid (Nb₂O₅) eine niedrige elektrische Leitfähigkeit von 10^-9 S/cm und eine hohe isolierende Eigenschaft auf. Aus diesem Grund hemmt ein Nioboxidfilm eine elektrochemische Zersetzungsreaktion zwischen dem Negativelektrodenaktivmaterial und der Elektrolytlösung. Andererseits weist Nioboxid einen Lithium-Diffusionskoeffizienten von 10^-9 cm²/s und eine hohe Lithiumionenleitfähigkeit auf. Deshalb kann Nioboxid Lithiumionen übertragen. Alternativ kann Siliziumoxid oder Aluminiumoxid verwendet werden.
Beispielsweise kann ein Sol-Gel-Verfahren verwendet werden, um die Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 mit dem Beschichtungsfilm zu beschichten. Das Sol-Gel-Verfahren ist ein Verfahren zum Ausbilden eines Dünnfilms auf derartige Weise, dass eine Lösung von Metallalkoxid, einem Metallsalz oder dergleichen durch eine Hydrolysereaktion und eine Polykondensationsreaktion in ein Gel, das sein Fließvermögen verloren hat, verändert wird und das Gel gebacken wird. Da ein Dünnfilm bei dem Sol-Gel-Verfahren aus einer flüssigen Phase ausgebildet wird, können Rohmaterialien auf molekularer Ebene gleichmäßig gemischt werden. Aus diesem Grund kann, indem ein Negativelektrodenaktivmaterial, wie z. B. Graphit, einem Rohmaterial des Metalloxidfilms, das eine Lösung ist, hinzugefügt wird, das Aktivmaterial leicht in das Gel dispergiert werden. Auf derartige Weise kann der Beschichtungsfilm auf der Oberfläche der Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 ausgebildet werden. Eine Verringerung der Kapazität der Leistungsspeichereinheit kann durch Verwendung des Beschichtungsfilms verhindert werden.
(Separator)
Als Material des Separators 503 kann ein poröser Isolator, wie z. B. Zellulose, Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polybuten, Nylon, Polyester, Polysulfon, Polyacrylnitril, Polyvinylidenfluorid, Tetrafluorethylen oder Polyphenylensulfid, verwendet werden. Alternativ kann ein Vliesstoff einer Glasfaser oder dergleichen oder ein Diaphragma, in dem eine Glasfaser und eine Polymerfaser gemischt sind, verwendet werden.
(Elektrolytlösung)
Als Elektrolyt in der Elektrolytlösung 504 wird ein Material verwendet, das eine Beweglichkeit der Ladungsträgerionen aufweist und als Ladungsträgerionen dienende Lithiumionen enthält. Typische Beispiele für den Elektrolyten sind Lithiumsalze, wie z. B. LiPF₆, LiClO₄, LiAsF₆, LiBF₄, LiCF₃SO₃, Li(CF₃SO₂)₂N, Li(C₂F₅SO₂)₂N und Li(SO₂F)₂N. Einer dieser Elektrolyten kann allein verwendet werden, oder zwei oder mehr von ihnen können in einer geeigneten Kombination und in einem geeigneten Verhältnis verwendet werden.
Als Lösungsmittel der Elektrolytlösung 504 wird ein Material verwendet, das eine Beweglichkeit der Ladungsträgerionen aufweist. Als Lösungsmittel der Elektrolytlösung wird vorzugsweise ein aprotisches organisches Lösungsmittel verwendet. Typische Beispiele für aprotische organische Lösungsmittel umfassen Ethylencarbonat (EC), Propylencarbonat, Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat (DEC), Ethylmethylcarbonat (EMC), γ-Butyrolacton, Acetonitril, Dimethoxyethan, Tetrahydrofuran und dergleichen, und eines oder mehrere dieser Materialien können verwendet werden. Wenn beispielsweise ein geliertes hochmolekulares Material als Lösungsmittel der Elektrolytlösung verwendet wird oder der Elektrolytlösung ein hochmolekulares Material für das Gelieren hinzugefügt wird, wird die Sicherheit gegen einen Abfluss der Flüssigkeit und dergleichen verbessert. Darüber hinaus kann die Speicherbatterie dünner und leichter sein. Typische Beispiele für gelierte hochmolekulare Materialien umfassen ein Silikongel, ein Acrylgel, ein Acrylnitrilgel, ein auf Polyethylenoxid basierendes Gel, ein auf Polypropylenoxid basierendes Gel, ein auf Fluor basierendes Polymergel und dergleichen. Alternativ kann die Verwendung einer oder mehrerer Arten von ionischen Flüssigkeiten (bei Raumtemperatur geschmolzenen Salzen), die als Lösungsmittel der Elektrolytlösung Eigenschaften von Nicht-Entflammbarkeit und Nicht-Flüchtigkeit aufweisen, verhindern, dass die Speicherbatterie explodiert oder Feuer fängt, selbst wenn die Speicherbatterie innen kurzgeschlossen wird oder die Innentemperatur infolge einer Überladung oder dergleichen erhöht wird. Eine ionische Flüssigkeit ist ein Salz im flüssigen Zustand und weist eine hohe lonenbeweglichkeit (Leitfähigkeit) auf. Eine ionische Flüssigkeit enthält ein Kation und ein Anion. Beispiele für ionische Flüssigkeiten umfassen eine ionische Flüssigkeit, die ein Ethylmethylimidazolium- (EMI-) Kation enthält, und eine ionische Flüssigkeit, die ein N-Methyl-N-propylpiperidinium- (PP_13-) Kation enthält.
(Außenteil)
Es gibt verschiedene Strukturen einer Sekundärbatterie, und bei dieser Ausführungsform wird ein Film für eine Ausbildung des Außenteils 507 verwendet. Es sei angemerkt, dass der Film, der für den Außenteil 507 verwendet wird, ein einschichtiger Film, der aus einem Metallfilm (z. B. einem Aluminiumfilm, einem Edelstahlfilm und einem Nickelstahlfilm), einem Kunststofffilm aus einem organischen Material, einem Film aus einem Materialgemisch, der ein organisches Material (z. B. ein organisches Harz oder Faser) und ein anorganisches Material (z. B. Keramik) enthält, und einem Kohlenstoff enthaltenden anorganischen Film (z. B. einem Kohlenstofffilm oder einem Graphitfilm) ausgewählt wird; oder ein mehrschichtiger Film ist, der zwei oder mehr der vorstehenden Filme aufweist. Eine Ausbildung von Vertiefungen oder Vorsprüngen auf einer Oberfläche eines Metallfilms durch eine Prägung vergrößert den Oberflächenbereich des Außenteils 507, der der Außenluft ausgesetzt ist, was zur effizienten Wärmeableitung führt.
In dem Fall, in dem die Form der Sekundärbatterie 102 durch eine von außen einwirkende Kraft geändert wird, wirkt die Biegebelastung von außen auf den Außenteil 507 der Sekundärbatterie 102 ein. Dies könnte den Außenteil 507 teilweise verformen oder beschädigen. Vorsprünge oder Vertiefungen, die an dem Außenteil 507 ausgebildet werden, können eine Verformung, die durch eine auf den Außenteil 507 einwirkende Belastung hervorgerufen wird, verringern. Daher kann die Sekundärbatterie 102 zuverlässiger sein. Es sei angemerkt, dass eine „Verformung“ das Ausmaß der Formänderung ist, das die Verschiebung eines Punkts eines Objekts gegenüber der Bezugslänge (Anfangslänge) des Objekts bezeichnet. Der Außenteil 507 mit Vertiefungen oder Vorsprüngen kann den Einfluss einer Verformung, die durch Einwirken einer äußeren Kraft auf die Leistungsspeichereinheit hervorgerufen wird, auf einen akzeptablen Grad verringern. Daher kann die Leistungsspeichereinheit mit einer hohen Zuverlässigkeit bereitgestellt werden.
Das Vorstehende ist die Beschreibung des Strukturbeispiels.
[Beispiel für ein Herstellungsverfahren]
Ein Beispiel für ein Herstellungsverfahren der Sekundärbatterie 102 wird nachfolgend beschrieben.
(eine Positivelektrode herstellen und diese mit einem Separator bedecken)
Als Erstes wird die Positivelektrode 511, die die Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 beinhaltet, auf dem Separator 503 platziert (siehe 17A). 17A stellt ein Beispiel dar, in dem die Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 auf jeder Seite des Positivelektrodenstromkollektors 501 mit einer mäandrierenden Form, in dem Schlitze ausgebildet sind, bereitgestellt ist.
Der Schlitz, der in den Positivelektrodenstromkollektoren 501 ausgebildet wird, kann den Unterschied zwischen den Positionen von Endabschnitten der Vielzahl von Stromkollektoren unterdrücken, wenn die Sekundärbatterie 102 gekrümmt wird. Der Schlitz kann auch eine Spannung verringern, die weit von dem Krümmungsmittelpunkt auf den Stromkollektor einwirkt.
Des Weiteren gibt es keine Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 in einem Bereich 511a, der sich mit einem später beschriebenen Schlitz der Negativelektrode 515 überlappt, wenn die Positivelektrode 511 und die Negativelektrode 515 in einem nachfolgenden Schritt übereinander angeordnet sind. Wenn sich die Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 in dem Bereich 511a befindet, der sich mit dem Schlitz der Negativelektrode 515 überlappt, gibt es keine Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 über und unter der Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 in dem Bereich 511a, was zu einem Problem bei einer Batteriereaktion führen könnte. Insbesondere könnte dies dazu führen, dass sich Ladungsträgerionen, die von der Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 abgegeben werden, in der Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 in dem Bereich, der sich am nächsten an dem Schlitz befindet, konzentrieren, so dass die Ladungsträgerionen an der Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 abgeschieden werden könnten. Daher kann die Abscheidung der Ladungsträgerionen an der Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 unterdrückt werden, wenn es keine Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 in dem Bereich 511a gibt, der sich mit dem Schlitz der Negativelektrode 515 überlappt.
Dann wird der Separator 503 entlang der Punktlinie in 17A derart gefaltet, dass die Positivelektrode 511 zwischen einander zugewandten Teilen des Separators 503 liegt. Als Nächstes werden die äußeren Kanten des Separators 503, der sich außerhalb der Positivelektrode 511 befindet, gebunden, um den taschenartigen Separator 503 auszubilden (siehe 17B). Das Binden der äußeren Kanten des Separators 503 kann unter Verwendung eines Klebstoffs oder dergleichen durch Ultraschallschweißen oder durch ein Binden mittels thermischer Verschmelzung durchgeführt werden.
Bei dieser Ausführungsform wird Polypropylen als Separator 503 verwendet, und die äußeren Kanten des Separators 503 werden durch Erwärmung aneinander gebunden. Zu bindende Abschnitte 503a werden in 17B dargestellt. Auf derartige Weise kann die Positivelektrode 511 mit dem Separator 503 bedeckt werden. Der Separator 503 wird derart ausgebildet, dass er die Positivelektrodenaktivmaterialschicht 502 bedeckt, und bedeckt nicht notwendigerweise die gesamte Positivelektrode 511.
Es sei angemerkt, dass, obwohl 17A und 17B das Beispiel darstellen, in dem der Separator 503 gefaltet wird, eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Beispielsweise kann die Positivelektrode 511 zwischen zwei Separatoren liegen. In diesem Fall kann der zu bindende Abschnitt 503a ausgebildet werden, um fast sämtliche der vier Seiten der Positivelektrode 511 zu umschließen.
Die äußeren Kanten des Separators 503 können intermittierend gebunden werden oder können an punktartige zu bindende Abschnitte, die in regelmäßigen Abständen bereitgestellt sind, gebunden werden.
Alternativ kann ein Binden entlang nur einer Seite der äußeren Kanten durchgeführt werden. Alternativ kann ein Binden entlang nur zweier Seiten der äußeren Kanten durchgeführt werden. Alternativ kann ein Binden entlang vier Seiten der äußeren Kanten durchgeführt werden; dementsprechend können die vier Seiten in einem gleichmäßigen Zustand sein.
Es sei angemerkt, dass, obwohl der Fall, in dem die Positivelektrode 511 mit dem Separator 503 bedeckt ist, in 17A und 17B und dergleichen gezeigt wird, eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Beispielsweise ist die Positivelektrode 511 nicht notwendigerweise mit dem Separator 503 bedeckt. Beispielsweise kann anstelle der Positivelektrode 511 die Negativelektrode 515 mit dem Separator 503 bedeckt sein.
(eine Negativelektrode herstellen)
Als Nächstes wird die Negativelektrode 515 hergestellt (siehe 17C). 17C stellt ein Beispiel dar, in dem die Negativelektrodenaktivmaterialschicht 506 auf jeder Seite des Negativelektrodenstromkollektors 505 mit einer mäandrierenden Form, in dem Schlitze ausgebildet sind, bereitgestellt ist.
Der Schlitz, der in den Negativelektrodenstromkollektoren 505 ausgebildet wird, kann den Unterschied zwischen den Positionen von Endabschnitten der Vielzahl von Stromkollektoren unterdrücken, wenn die Sekundärbatterie 102 gekrümmt wird. Der Schlitz kann auch eine Spannung verringern, die weit von dem Krümmungsmittelpunkt auf den Stromkollektor einwirkt.
(Positivelektroden und Negativelektroden zur Überlappung bringen und Anschlüsse verbinden)
Als Nächstes werden die Positivelektroden 511 und die Negativelektroden 515 übereinander angeordnet (siehe 18A). Diese Ausführungsform zeigt ein Beispiel, in dem zwei Positivelektroden 511 und zwei Negativelektroden 515 verwendet werden.
Als Nächstes wird der Positivelektrodenanschluss 521 mit einer Dichtungsschicht 520 durch eine Bestrahlung mit Ultraschallwellen, in der ein Druck einwirkt (Ultraschallschweißen), elektrisch mit Positivelektrodenlaschen der Vielzahl von Positivelektrodenstromkollektoren 501 verbunden.
Es ist wahrscheinlich, dass der Anschluss durch eine Belastung aufgrund einer äußeren Kraft, die nach der Herstellung der Leistungsspeichereinheit einwirkt, einen Riss bekommt oder zerschnitten wird.
Der Positivelektrodenanschluss 521 wird, wenn er dem Ultraschallschweißen unterzogen wird, zwischen Verbindungspressformern, die mit Vorsprüngen versehen sind, platziert, wodurch ein Verbindungsbereich und ein gekrümmter Abschnitt in der Positivelektrodenlasche ausgebildet werden können (18B).
Dieser gekrümmte Abschnitt kann eine Belastung aufgrund einer äußeren Kraft, die nach der Herstellung der Sekundärbatterie 102 einwirkt, verringern. Daher kann die Sekundärbatterie 102 zuverlässiger sein.
Der gekrümmte Abschnitt wird nicht notwendigerweise in der Positivelektrodenlasche ausgebildet. Der Positivelektrodenstromkollektor kann unter Verwendung eines hochfesten Materials, wie z. B. Edelstahl, in einer Dicke von 10 µm oder kleiner ausgebildet werden, damit eine Belastung wegen einer äußeren Kraft, die nach der Herstellung einer Sekundärbatterie einwirkt, leicht verringert wird.
Es ist unnötig zu erwähnen, dass zwei oder mehr der vorstehenden Beispiele kombiniert werden können, um die Konzentration der Belastung in der Positivelektrodenlasche zu verringern.
Dann wird der Negativelektrodenanschluss 525 mit der Dichtungsschicht 520 auf ähnliche Weise wie diejenige des Positivelektrodenstromkollektors 501 durch ein Ultraschallschweißen elektrisch mit der Negativelektrodenlasche des Negativelektrodenstromkollektors 505 verbunden.
(einen Außenteil herstellen und Positivelektroden und Negativelektroden bedecken)
Ein als Außenteil verwendeter Film wird gefaltet, und Thermokompressionsbonden wird entlang einer Seite des gefalteten Außenteils durchgeführt. Ein Abschnitt, bei dem Thermokompressionsbonden entlang einer Seite des gefalteten Außenteils 507 durchgeführt wird, wird als zu bindender Abschnitt 507a in 18B gezeigt. Mit dem auf diese Weise erhaltenen Außenteil 507 sind die Positivelektroden 511 und die Negativelektroden 515 bedeckt.
(eine Elektrolytlösung injizieren)
Als Nächstes wird ebenfalls ein Thermokompressionsbonden auf eine Weise durchgeführt, die dem Vorstehenden ähnlich ist, d. h., entlang einer Seite des Außenteils 507, die sich mit der Dichtungsschicht 520, die an dem Positivelektrodenanschluss 521 bereitgestellt ist, und der Dichtungsschicht 520 überlappt, die an dem Negativelektrodenanschluss 525 bereitgestellt ist (19A). Danach wird die Elektrolytlösung 504 von einer unabgedichteten Seite 507b des Außenteils 507, die in 19A dargestellt wird, in einen Bereich, der mit dem Außenteil 507 bedeckt ist, injiziert.
Dann wird die verbleibende offene Seite des Außenteils 507 unter Vakuum, Erwärmung und Pressung abgedichtet, wodurch die Sekundärbatterie 102 ausgebildet werden kann (19B). Eine Injektion der Elektrolytlösung und eine Abdichtung werden in einer Umgebung, von der Sauerstoff eliminiert wird, beispielsweise in einem Handschuhkasten, durchgeführt. Die Evakuierung auf Vakuum wird vorzugsweise mit einem Vakuumverpacker, einem Flüssigkeitsgießen-Verpacker oder dergleichen durchgeführt. Eine Erwärmung und eine Pressung können für die unabgedichtete Seite 507b, die zwischen zwei in dem Sealer enthaltenen erwärmbaren Stäben platziert ist, durchgeführt werden. Ein Beispiel für die Bedingungen ist wie folgt: der Vakuumgrad ist 60 kPa, die Erwärmungstemperatur ist 190 °C, der Druck ist 0,1 MPa und die Zeit ist 3 Sekunden. Hier kann eine Abdichtung durchgeführt werden, während der Außenteil 507 an seiner oberen Seite niedergehalten wird. Auf diese Weise können Blasen, die zwischen der Positivelektrode und der Negativelektrode eindringen, wenn die Elektrolytlösung injiziert wird, entfernt werden.
(Modifikationsbeispiel)
20A stellt ein Modifikationsbeispiel der Sekundärbatterie 102 dar. Die in 20A dargestellte Sekundärbatterie 102 unterscheidet sich von der in 15 gezeigten Sekundärbatterie 102 in der Anordnung des Positivelektrodenanschlusses 521 und des Negativelektrodenanschlusses 525. Insbesondere sind der Positivelektrodenanschluss 521 und der Negativelektrodenanschluss 525 in der Sekundärbatterie 102 in 15 auf derselben Seite des Außenteils 507 bereitgestellt, wohingegen der Positivelektrodenanschluss 521 und der Negativelektrodenanschluss 525 in der Sekundärbatterie 102 in 20A und 20B auf unterschiedlichen Seiten des Außenteils 507 bereitgestellt sind. Somit können die Anschlüsse der Sekundärbatterie einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung frei positioniert werden; daher ist der Grad der Gestaltungsfreiheit hoch. Dementsprechend kann eine Ware, die die Sekundärbatterie einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet, einen höheren Grad der Gestaltungsfreiheit aufweisen. Ferner kann die Ausbeute von Waren, die jeweils die Sekundärbatterie einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhalten, erhöht werden.
20B stellt einen Herstellungsprozess der Sekundärbatterie 102 in 20A dar. Für die Details kann auf das Herstellungsverfahren der Sekundärbatterie 102 in 15 verwiesen werden. Es sei angemerkt, dass in 20B die Elektrolytlösung 504 nicht dargestellt wird.
Eine Pressung (z. B. Prägung) kann durchgeführt werden, um im Voraus eine Unebenheit an einer Oberfläche eines Films, der als Außenteil 507 verwendet wird, auszubilden. Die Unebenheit auf der Oberfläche des Films erhöht eine Flexibilität einer Sekundärbatterie und verringert ferner eine Belastung. Die durch eine Prägung ausgebildeten Vertiefungen oder Vorsprünge einer Oberfläche (oder einer hinteren Oberfläche) des Films bilden einen geschlossenen Raum, der von dem Film, der als Teil einer Wand der Dichtungsstruktur dient, abgedichtet ist und dessen inneres Volumen sich ändert. Man kann sagen, dass die Vertiefungen oder die Vorsprünge des Films bei diesem geschlossenen Raum eine Akkordeon-Struktur (Balgstruktur) bilden. Es sei angemerkt, dass eine Prägung, die eine Art von Pressen ist, nicht notwendigerweise zum Einsatz kommt und ein beliebiges Verfahren verwendet wird, welches eine Ausbildung eines Reliefs an einem Teil des Films ermöglicht.
Es sei angemerkt, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung werden bei dieser Ausführungsform und bei der weiteren Ausführungsform beschrieben, und eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Ausführungsform beschränkt. Obwohl ein Beispiel einer Verwendung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielsweise bei einer Lithiumionen-Sekundärbatterie beschrieben wird, ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für verschiedene Sekundärbatterien verwendet werden, wie z. B. eine Blei-Speicherbatterie, eine Lithiumionenpolymer-Sekundärbatterie, eine Nickel-Wasserstoff-Speicherbatterie, eine Nickel-Cadmium-Speicherbatterie, eine Nickel-Eisen-Speicherbatterie, eine Nickel-Zink-Speicherbatterie, eine Silberoxid-Zink-Speicherbatterie, eine Festkörperbatterie (solid-state battery), eine Luftzelle, eine Primärbatterie, einen Kondensator oder einen Lithiumionen-Kondensator und dergleichen. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nicht notwendigerweise für eine Lithiumionen-Sekundärbatterie verwendet.
Das Vorstehende ist die Beschreibung des Beispiels für das Herstellungsverfahren.
Mindestens ein Teil dieser Ausführungsform kann nach Bedarf in Kombination mit einer beliebigen der anderen Ausführungsform, die in dieser Beschreibung beschrieben wird, implementiert werden.
Bezugszeichenliste
10: Verbindungselement, 11: Rohr, 11a: Trennwand, 11b: Abschnitt, 11c: Abschnitt, 12: Drehzapfen, 12a: Spitzenabschnitt, 12b: Kragenabschnitt, 12c: Achsenabschnitt, 12d: Endabschnitt, 13: Sprungfeder, 13a: Sprungfeder, 13b: Sprungfeder, 14: Puffermaterial, 15: Puffermaterial, 20: Leistungsversorgungsvorrichtung, 20a: Leistungsversorgungsvorrichtung, 20b: Leistungsversorgungsvorrichtung, 21: Außenteil, 21a: Außenteil, 21b: Außenteil, 21c: Außenteil, 21d: Außenteil, 22: Batterie, 23: Lasche, 24: Leitung, 25: leitendes Element, 26: Außenteil, 27: Gehalt, 28: Schutzschaltung, 29: Substrat, 30: elektronisches Gerät, 31: Gehäuse, 32: Anzeigeabschnitt, 33: Bandanstoß, 34: Halterung, 35: Schalter, 41: Batterie, 42: Lasche, 42a: Elektrode, 42b: Elektrode, 50: System, 51: Schließe, 52: Loch, 61: Steuerabschnitt, 62: Leistungsversorgungssteuerabschnitt, 63: Funktionsschaltung, 64: Sensor, 65: Batterie, 66: Leistungsempfangsabschnitt, 68: Leistungsversorgungsleitung, 69: Busleitung, 71: Anschluss, 72: Leitung, 73a: Pufferabschnitt, 73b: Puffermaterial, 75: Substrat, 76a: FPC, 76b: FPC, 102: Sekundärbatterie, 300: am Kopf tragbare Anzeige, 301: Gehäuse, 302: Anzeigeabschnitt, 303: Bedienknopf, 305: Linse, 306: Einstellknopf, 310: mobiles Informationsendgerät, 311: Gehäuse, 312: Anzeigeabschnitt, 313: Bedienknopf, 314: externer Verbindungsanschluss, 315: Lautsprecher, 316: Mikrofon, 317: Kamera, 320: Kamera, 321: Gehäuse, 322: Anzeigeabschnitt, 323: Bedienknopf, 324: Auslöseknopf, 326: Linse, 501: Positivelektrodenstromkollektor, 502: Positivelektrodenaktivmaterialschicht, 503: Separator, 503a: zu bindender Abschnitt, 504: Elektrolytlösung, 505: Negativelektrodenstromkollektor, 506: Negativelektrodenaktivmaterialschicht, 507: Außenteil, 507a: zu bindender Abschnitt, 507b: Seite, 511: Positivelektrode, 511a: Bereich, 515: Negativelektrode, 520: Dichtungsschicht, 521: Positivelektrodenanschluss, 525: Negativelektrodenanschluss
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung mit der Seriennr. 2016-035810 , eingereicht beim japanischen Patentamt am 26. Februar 2016, deren gesamter Inhalt hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Offenlegung gemacht ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2016035810 [0377]

Claims

Verbindungselement, das umfasst: ein Paar von Drehzapfen; ein Rohr; und eine Sprungfeder, wobei jeder der Drehzapfen einen Spitzenabschnitt, einen Kragenabschnitt, einen Achsenabschnitt und einen Endabschnitt beinhaltet, wobei die Sprungfeder in dem Rohr platziert ist und zwischen dem Paar von Drehzapfen platziert ist, wobei der Endabschnitt ein Abschnitt ist, der in dem Rohr platziert ist, wobei jeder des Spitzenabschnitts und des Kragenabschnitts ein Abschnitt ist, der im natürlichen Zustand von dem Rohr hervorsteht, wobei der Achsenabschnitt ein Abschnitt ist, der zwischen dem Kragenabschnitt und dem Endabschnitt platziert ist, wobei der Achsenabschnitt einen Abschnitt beinhaltet, der im natürlichen Zustand von dem Rohr hervorsteht und in dem Rohr platziert ist, wenn die Sprungfeder zusammengedrückt wird, wobei jeder des Achsenabschnitts und des Spitzenabschnitts einen leitenden Abschnitt beinhaltet, und wobei das Paar von Drehzapfen elektrisch voneinander isoliert ist.
Verbindungselement nach Anspruch 1, wobei sowohl eine Oberfläche des Endabschnitts als auch eine Oberfläche eines Teils des Achsenabschnitts auf der Seite des Endabschnitts bei jedem des Paars von Drehzapfen eine isolierende Eigenschaft aufweist.
Verbindungselement nach Anspruch 1, wobei die Sprungfeder zwei Federteile und ein Pufferelement zwischen den zwei Federteilen beinhaltet, wobei eine Oberfläche des Pufferelements eine isolierende Eigenschaft aufweist.
Verbindungselement nach Anspruch 3, wobei das Pufferelement und das Rohr miteinander integriert sind.
Verbindungselement nach Anspruch 1, wobei eine Oberfläche der Sprungfeder eine isolierende Eigenschaft aufweist.
Leistungsversorgungsvorrichtung, die umfasst: das Pufferelement nach Anspruch 1; eine Batterie; und einen bandartigen Außenteil, wobei die Batterie ein Paar von Elektroden beinhaltet, wobei jede des Paars von Elektroden elektrisch mit dem Achsenabschnitt verbunden ist, wobei der bandartige Außenteil derart bereitgestellt ist, dass er die Batterie und das Rohr des Verbindungselements bedeckt, und wobei der Spitzenabschnitt des Verbindungselements derart bereitgestellt ist, dass er von dem bandartigen Außenteil nicht bedeckt ist.
Leistungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 6, die ein Paar von leitenden Elementen umfasst, wobei die leitenden Elemente elektrisch mit den Elektroden der Batterie verbunden sind, und wobei die Achsenabschnitte in die leitenden Elemente derart eingepasst werden, dass sie in Kontakt miteinander sind.
Leistungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Achsenabschnitte in die leitenden Elemente derart eingepasst werden, dass sie in einer Drehrichtung drehbar sind und in einer Erstreckungsrichtung des Achsenabschnitts verschiebbar sind.
Leistungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Achsenabschnitte in die leitenden Elemente derart eingepasst werden, dass sie in einer Drehrichtung fixiert sind und in einer Erstreckungsrichtung des Achsenabschnitts verschiebbar sind.
Leistungsversorgungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der bandartige Außenteil flexibel ist, und wobei die Batterie konfiguriert ist, ihre Form entsprechend einer Änderung einer Form des bandartigen Außenteils zu ändern.
Elektronisches Gerät, das umfasst: ein Gehäuse; und eine Leistungssteuerschaltung, wobei das Gehäuse ein Paar von Halterungen beinhaltet, wobei die Leistungssteuerschaltung in dem Gehäuse platziert ist, wobei jede der Halterungen elektrisch mit dem Spitzenabschnitt des Verbindungselements verbunden sein kann, wobei das Paar von Halterungen jeweils durch Leitungen elektrisch mit der Leistungssteuerschaltung verbunden ist, und wobei das elektronische Gerät mit dem Verbindungselement nach Anspruch 1 anbringbar ist.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 11, das einen Sensor in dem Gehäuse umfasst, wobei der Sensor konfiguriert ist, zu erfassen, ob das Paar von Halterungen elektrisch voneinander isoliert oder elektrisch miteinander verbunden ist.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 11, das einen Sensor in dem Gehäuse umfasst, wobei der Sensor konfiguriert ist, eine Potentialdifferenz zwischen dem Paar von Halterungen zu erfassen.
System, das umfasst: ein Paar von Halterungen; einen Steuerabschnitt; einen Leistungsversorgungssteuerabschnitt; eine erste Batterie; einen Sensor; und eine Funktionsschaltung, wobei der Sensor konfiguriert ist, eine Potentialdifferenz zwischen dem Paar von Halterungen als Potentialinformationen an den Steuerabschnitt auszugeben, wobei der Leistungsversorgungssteuerabschnitt durch den Steuerabschnitt gesteuert wird und konfiguriert ist, Leistung von der ersten Batterie oder Leistung, die von dem Paar von Halterungen zugeführt wird, an die Funktionsschaltung auszugeben, und wobei der Steuerabschnitt konfiguriert ist, den Leistungsversorgungssteuerabschnitt zu steuern, um Leistung der ersten Batterie auszugeben, wenn die Potentialinformationen Informationen sind, die einen eines leitenden Zustands, eines isolierten Zustands und eines Zustands zeigen, in dem die Potentialdifferenz unter einem vorbestimmten Wert liegt, und konfiguriert ist, den Leistungsversorgungssteuerabschnitt zu steuern, um die Leistung, die von dem Paar von Halterungen zugeführt wird, auszugeben, wenn die Potentialinformationen Informationen sind, die einen Zustand zeigen, in dem die Potentialdifferenz größer als oder gleich dem vorbestimmten Wert liegt.
System nach Anspruch 14, das einen Leistungsempfangsabschnitt umfasst, wobei der Leistungsversorgungssteuerabschnitt konfiguriert ist, Leistung, die von dem Leistungsempfangsabschnitt zugeführt wird, an die erste Batterie und das Paar von Halterungen auszugeben, und wobei der Steuerabschnitt konfiguriert ist, den Leistungsversorgungssteuerabschnitt zu steuern, um die Leistung, die von dem Leistungsempfangsabschnitt zugeführt wird, an die Halterungen auszugeben, wenn die Potentialinformationen Informationen sind, die einen Zustand zeigen, in dem die Potentialdifferenz unter dem vorbestimmten Wert liegt.