JP2006217777A - 携帯電話機および携帯電話機の充電方式 - Google Patents

Abstract

【課題】 太陽電池を搭載する携帯電話機において、太陽電池を効果的に活用できるようにする。
【解決手段】 電池パック２を携帯電話機本体１から外した状態で、電池パック２における太陽電池パネル５を光到来方向に向けると、太陽電池パネル５は発電を行い、充電回路６が、太陽電池パネル５が発生した電力によって電池セル４を充電する。携帯電話機本体１に対して電池パック２が装着された状態では、太陽電池パネル５は、露出されていないので発電しない。携帯電話機を使用していないときには太陽電池パネル５は発電しない。よって、使用者は、太陽電池パネル５の存在を気にすることなく携帯電話機を使用できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、携帯電話機に関し、特に、充電可能な二次電池を用いる携帯電話機の充電方式に関する。

携帯電話機は、使用者によって携帯されて用いられるものであるから、携帯電話機を構成する各電気部品（電力を用いて駆動される部品）は、携帯電話機に内蔵される電池から電力供給を受ける。電池として、一般に、充電可能な二次電池が用いられている。従って、外部から常時電力供給を受けている訳ではないので、使用者が携帯電話機の操作や通話を行っているときに電池が消耗してしまうという状況が生ずる可能性がある。また、携帯電話機は待受け状態でも電力を消費するので、使用者が携帯電話機の電源スイッチをオンした状態で携帯を続けていると、電池が消耗して、携帯電話機が動作不能になるという状況が生ずることがある。以下、太陽電池ではない一般に使用される二次電池を化学電池（または、単に「電池」）という。

上記のような状況をできるだけ回避することを目的として、化学電池とともに太陽電池モジュール（太陽電池パネル、以下、単に「太陽電池」ともいう。）を組み込んだ携帯電話機が考案されている（例えば、特許文献１参照）。また、携帯電話機に装着され化学電池を用いる電池パックに対して、太陽電池から充電電力を与える構成のものが考案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献１では、通話中に化学電池が消耗しそうになったときに、携帯電話機における太陽電池を光到来方向に向けることによって通話が継続できるとされている。また、特許文献２では、いかなる場所でも、太陽電池によって化学電池が充電されるとされている。

特開２００４−１５８２６９号公報（段落０００５−０００６、図１） 特開平４−２６９０４４号公報（段落００１４，００１９、図１）

しかし、晴天時の地上での太陽光エネルギーは多く見積もっても１ｋＷ／ｍ^２（５ｃｍ×５ｃｍの面積では２．５Ｗ）程度であり（http://www.sanyo.co.jp/clean/solar/hit_j/faq/faq_new.html より）、太陽電池の変換効率を２０％と多めにみても、５ｃｍ×５ｃｍのパネルの太陽電池の出力は０．５Ｗ程度にすぎない。曇天下や室内では、太陽電池の出力は、さらに低下する。

すると、太陽電池による電力のみによって通話を継続するには、太陽電池のパネルのサイズを大きく（例えば、５ｃｍ×５ｃｍよりも大きく）する必要があるが、携帯電話機に設置可能なパネルのサイズには限界がある。従って、携帯電話機に装着可能な太陽電池による電力のみによって通話を継続することは困難である。また、太陽電池の変換効率を大幅に向上させることができるか、または、携帯電話機の消費電力を大幅に低減でき、その結果、例えば晴天の屋外では太陽電池による電力のみによって通話を継続することができるようになったとしても、比較的暗い環境では、やはり、通話を継続することは困難である。

また、特許文献２に記載されている携帯電話機では、携帯電話機は太陽電池から直接に電力供給されるのではなく、太陽電池は、電池パックにおける化学電池を充電する構成になっているので、特許文献１に記載されているような携帯電話機が抱えている問題を生じさせることはない。しかし、携帯電話機は、待受け状態では、光にさらされる状況下におかれるよりも、暗所に置かれることが多い。例えば、衣服のポケットに中に置かれたりケースや鞄の中に置かれることが多い。従って、特許文献２に記載されているように、携帯電話機の使用時に太陽電池の受光面が表面に露出される構造を採用しても、実質的には、太陽電池は十分に効果を発揮することができない。

さらに、携帯電話機の表面に太陽電池の受光面が露出されるように構成する場合には、太陽電池によって携帯電話機の外観デザインが大幅に制約される。また、使用者が携帯電話機を使用するときに受光面の受光を阻害しないようにすることに気を遣わなければならず、携帯電話機の使い勝手が悪くなるという問題もある。

本発明は、上記のような課題を解決することができる発明であって、太陽電池を搭載する携帯電話機において、太陽電池を効果的に活用できるようにすることを目的とする。

本発明による携帯電話機は、携帯電話機を制御するための携帯電話機回路を搭載した携帯電話機本体に対して着脱可能な電池パックに、携帯電話機に電力を供給する電池セルと、電池セルを充電するための太陽電池パネルとが搭載され、太陽電池パネルが、電池パックにおいて、携帯電話機本体に対して電池パックが装着されたときに携帯電話機本体に対向する面に設置されていることを特徴とする。

携帯電話機本体は、さらに、外部から供給される電力によって電池セルを充電する充電回路を備えていることが好ましい。

太陽電池パネルが発生した電力によって電池セルを充電する充電回路が電池パックに設けられている構成において、電池パックに、携帯電話機本体に対して電池パックが装着された状態で充電回路と電池セル側とを電気的に遮断するスイッチ（例えば、スイッチ回路１３）とが設けられていることが好ましい。

本発明による携帯電話機の充電方式は、携帯電話機を制御するための携帯電話機回路を搭載した携帯電話機本体と、携帯電話機本体に対して着脱可能な電池パックとを含む携帯電話機の充電方式であって、電池パックに、携帯電話機に電力を供給する電池セルと、電池セルを充電するための太陽電池パネルとが搭載され、電池パックにおける一面に、携帯電話機本体に対して電力を供給するための第１の接続端子（例えば、接続端子８ａ）が設けられ、携帯電話機本体において、携帯電話機本体に対して電池パックが装着されたときに電池パックに対向する面の第１の接続端子に相対する位置に第２の接続端子（例えば、接続端子８ｂ）が設けられ、太陽電池パネルが、電池パックにおける一面（第１の接続端子が設けられている面）に設置され、携帯電話機本体に対して電池パックが装着された状態では、太陽電池パネルを利用者に対して接触不能にすることを特徴とする。

携帯電話機本体は、外部から供給される電力を用いて、第１の接続端子および第２の接続端子を介して電池セルを充電する充電回路を備えていることが好ましい。

携帯電話機本体に対して電池パックが装着されているか否かを検出する検出機構（例えば、装着検出機構（装着検出回路）１４）を備え、太陽電池パネルが発生した電力によって電池セルを充電する充電回路が電池パックに設けられている構成において、電池パックに、検出機構が携帯電話機本体に対して電池パックが装着されていることを検出している状態では充電回路と電池セル側とを電気的に遮断するスイッチとが設けられていることが好ましい。

本発明によれば、電池パックが、携帯電話機本体に取り付けられていない状態、すなわち単体の状態において、太陽電池パネルから電池セルを充電することが可能になるので、太陽電池の発生電力が携帯電話機使用時の消費電力を下回っていても、そのことは問題ではなくなる。従って、太陽電池パネルのサイズを大型にする必要はない。

また、電池パックが携帯電話機本体に取り付けられた状態では、太陽電池パネルから電池セルを充電することはないので、携帯電話機を常に外気に曝しておくという気遣いをする必要がなくなる。

さらに、電池パックが携帯電話機本体に取り付けられた状態では、利用者は太陽電池パネルに接触することができなくなるので、使用者が実際に携帯電話機を使用するときに太陽電池パネルの受光面の受光を阻害しないようにすることに気を遣って携帯電話機の使い勝手が悪くなるという問題は生じない。

また、利用者が複数個の電池パックを用意し、消耗した第１の電池パックと充電済みの第２の電池パックとを入れ替えて使用するような場合に、第２の電池パックについては太陽電池パネルによる発電のみによって充電を行うこともできる。よって、外部からの電力供給を全く受けられないような環境でも、携帯電話機を長期間にわたって使用することができる。

また、太陽電池パネルの大きさや配置場所の制約（例えば、携帯電話機の表面に配置しなければならないというような制約）がないことから、また、電池パックの側に太陽電池パネルが設けられていることから、電池パックを使用する携帯電話機であって既に市場に出回っているものであっても、本発明の効果を享受することができる。つまり、その機種の販売開始時には太陽電池パネルを有する電池パックの使用が想定されていなくても、販売開始後において、太陽電池パネルを有する電池パックを使用することができる。さらには、太陽電池パネルを有する電池パックを、携帯電話機メーカ以外の第三者が作製して販売することもできるようになる。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態の携帯電話機の回路構成を示すブロック図である。図１に示すように、携帯電話機は、携帯電話機本体１と、携帯電話機本体１に装着される電池パック２とで構成される。携帯電話機本体１は、携帯電話機回路３と充電回路９とを備えている。携帯電話機回路３は、携帯電話機を制御するための回路であって、アンテナ（図示せず）を介して高周波信号の送受信を行う無線回路、プログラムに従って携帯電話機の制御を行うＣＰＵ、マイクロフォンおよびスピーカ（ともに図示せず）に接続される音声回路等を含む。充電回路９は、交流電源１２から供給されＡＣアダプタ１１で直流化された電流で、電池パック２に内蔵されている電池セル（化学電池）４を充電する回路である。

電池パック２は、太陽電池パネル５と、太陽電池パネル５が発生した電力で電池セル４を充電する回路である充電回路６と、保護回路７とを含む。保護回路７は、充電回路６からの電流および充電回路９からの電流が電池セル４に対して過電流にならないように制限する回路である。

図２は、携帯電話機を模式的に示す模式図である。図２には、折り畳み式の携帯電話機が例示され、携帯電話機本体１と電池パック２とが分離した状態が示されている。図２に示すように、携帯電話機本体１の下部には、ＡＣアダプタ１１を接続するための接続端子１０が設けられている。接続端子１０から延びる配線は充電回路９に入力側に接続される。また、電池パック２が装着される部分における電池パック２に対向する面において、接続端子８ａに相対する位置に、電池パック２を電気的に接続するための接続端子８ｂが設けられている。接続端子８ｂは、電池パック２における保護回路７を介して電池セル４に電気的に接続される。また、接続端子８ｂは、充電回路９の出力側に接続される。

図２に示すように、立方体形状の電池パック２において、一面に太陽電池パネル５が設置されている。太陽電池パネル５が設置されている面の一部に、電池パック２が携帯電話機本体１に装着されたときに、接続端子８ｂと電気的に接続される接続端子８ａが設けられている。接続端子８ａと接続端子８ｂとは、図１に示す接続部８を構成する。

次に、携帯電話機の充電に関する動作と携帯電話機の使い方について説明する。使用者が携帯電話機を使用するときには、電池パック２は携帯電話機本体１に装着されている。その状態で、携帯電話機本体１における携帯電話機回路３およびその他の電気部品は、電池セル４から接続部８を介して電力を受ける。図２に示された状態から理解されるように、使用者が携帯電話機を使用するときには、太陽電池パネル５は、携帯電話機の外部に露出されていない。すなわち、携帯電話機本体１に対して電池パック２が装着された状態では、利用者は、太陽電池パネル５に接触することができない。よって、使用者は、太陽電池パネル５の存在を気にすることなく、携帯電話機を使用することができる。

また、その状態では、太陽電池パネル５は、露出されていないので発電しない。携帯電話機を使用していないときには太陽電池パネル５は発電しないことから、使用者は、携帯電話機の格納場所を気にしなくてよい。すなわち、ケースや鞄の中に入れたままでよく、携帯電話機を光到来方向に向けておくように気を使うという必要もない。

電池パック２が携帯電話機本体１に装着されている状態で、携帯電話機本体１に、交流電源１２に接続されたＡＣアダプタ１１が接続されると、電池セル４は、携帯電話機本体１における充電回路９を介して充電される。

使用者は、電池パック２を携帯電話機本体１から外した状態で、電池セル４に太陽電池パネル５から充電させることができる。すなわち、携帯電話機本体１から外された電池パック２における太陽電池パネル５を光到来方向に向ける。この状態では、太陽電池パネル５は発電を行い、充電回路６が、太陽電池パネル５が発生した電力によって電池セル４を充電する。

また、使用者は、ＡＣアダプタ１１が存在しない状況でも、電池パック２を携帯電話機本体１から外し、太陽電池パネル５を光到来方向に向けることによって、電池パック２の充電を行うことができる。なお、特許文献２に記載されている携帯電話機でも、使用者はそのような使い方を行うことができる。しかし、特許文献２に記載されている携帯電話機とは異なり、この実施の形態の携帯電話機では、使用者が携帯電話機の操作や通話を行っているときには、太陽電池パネル５は露出していない。また、特許文献２に記載されている携帯電話機とは異なり、携帯電話機は、電池パック２が携帯電話機本体１に装着されないと使用可能にならず、かつ、使用可能な状態では、太陽電池パネル５は携帯電話機の内部に収容される。

従って、使用者は、太陽電池パネル５の存在を気にすることなく携帯電話機を使用でき、かつ、交流電源からの充電用のＡＣアダプタ１１が近傍に存在しない状態で電池パック２の充電を行いたいときには太陽電池パネル５を活用して充電を行うことができる。このように、本実施の形態では、使用者の携帯電話機の使い勝手を悪くすることなく、太陽電池パネル５を活用することができる。

実施の形態２．
図３は、本発明の第２の実施の形態の携帯電話機の回路構成を示すブロック図である。図３に示す携帯電話機の構成は、図１に示す携帯電話機に対して、電池パック２において充電回路６と保護回路７との間にスイッチ回路１３が追加された構成である。また、電池パック２と携帯電話機本体１との間に、マイクロスイッチなどの装着検出機構（装着検出回路）１４が設けられ、装着検出機構１４の出力が携帯電話機回路３に入力されている。さらに、携帯電話機本体１と電池パック２との間に、スイッチ回路１３に対する制御信号を伝達するための信号伝達部（具体的には、携帯電話機本体１と電池パック２のそれぞれに設けられている接続端子）１５が設けられている。

なお、携帯電話機の外観は、第１の実施の形態の場合と同じである。また、図３に示すように構成された携帯電話機の充電に関する動作と携帯電話機の使い方も、第１の実施の形態の場合と同じである。

本発明において特徴的なことは、太陽電池パネル５からの充電は電池パック２が携帯電話機本体１から分離した状態で行われ、電池パック２が携帯電話機本体１に装着された状態では太陽電池パネル５からの充電が行われないことであるが、電池パック２が携帯電話機本体１に装着され使用者が携帯電話機を使用しているときに、電気回路である充電回路６や太陽電池パネル５にも、微量ではあるが電流が流れる。それらの電流も電池セル４から供給される。例えば、保護回路７と充電回路６との間の信号線で電流が供給される。電池パック２が携帯電話機本体１に装着された状態における充電回路６等における消費電流は、電池セル４の消耗を早める方向に作用する。

そこで、この実施の形態では、携帯電話機回路３の制御部（図示せず、例えばＣＰＵ）は、装着検出機構１４の出力が、電池パック２が装着されている状態を示しているときには、制御信号によって、スイッチ回路１３に対して、保護回路７と充電回路６との間の電気的接続を切り離させるように制御する。スイッチ回路１３は、制御信号に応じて、保護回路７と充電回路６との間の電気的接続を切り離し、充電回路６等に電流が流れないようにする。

なお、ここでは、携帯電話機回路３の制御部が制御信号によってスイッチ回路１３を制御する場合について説明したが、携帯電話機回路３を介在させなくてもよい。例えば、装着検出機構１４の機械的検出（例えば、押下検出）に応じてスイッチ回路１３がオンオフするように構成してもよい。

以上に説明したように、この実施の形態では、太陽電池パネル５を有する電池パック２において、電池セル４の消耗を遅らせることができる。

本発明によれば、太陽電池モジュールを搭載する携帯電話機において、太陽電池モジュールを有効活用できるようになる。

本発明の第１の実施の形態の携帯電話機の回路構成を示すブロック図である。 本発明による携帯電話機を模式的に示す模式図である。 本発明の第２の実施の形態の携帯電話機の回路構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 携帯電話機本体
２ 電池パック
３ 携帯電話機回路
４ 電池セル
５ 太陽電池パネル
６ 充電回路
７ 保護回路
８ 接続部
８ａ 接続端子
８ｂ 接続端子
９ 充電回路
１０ 接続端子
１１ ＡＣアダプタ
１２ 交流電源

Claims (6)

1. 太陽電池パネルを利用する携帯電話機であって、
   携帯電話機を制御するための携帯電話機回路を搭載した携帯電話機本体に対して着脱可能な電池パックに、携帯電話機に電力を供給する電池セルと、電池セルを充電するための太陽電池パネルとが搭載され、
   前記太陽電池パネルが、前記電池パックにおける、前記携帯電話機本体に対して前記電池パックが装着されたときに前記携帯電話機本体に対向する面に設置されている
   ことを特徴とする携帯電話機。
2. 携帯電話機本体は、外部から供給される電力によって電池セルを充電する充電回路を備えた請求項１記載の携帯電話機。
3. 電池パックに、太陽電池パネルが発生した電力によって電池セルを充電する充電回路と、携帯電話機本体に対して前記電池パックが装着された状態で前記充電回路と前記電池セル側とを電気的に遮断するスイッチとが
   設けられている
   請求項１または請求項２記載の携帯電話機。
4. 携帯電話機を制御するための携帯電話機回路を搭載した携帯電話機本体と、携帯電話機本体に対して着脱可能な電池パックとを含む携帯電話機の充電方式において、
   前記電池パックに、携帯電話機に電力を供給する電池セルと、電池セルを充電するための太陽電池パネルとが搭載され、
   前記電池パックにおける一面に、前記携帯電話機本体に対して電力を供給するための第１の接続端子が設けられ、
   前記携帯電話機本体における、前記携帯電話機本体に対して前記電池パックが装着されたときに電池パックに対向する面の前記第１の接続端子に相対する位置に第２の接続端子が設けられ、
   前記太陽電池パネルが、前記電池パックにおける前記一面に設置され、
   前記携帯電話機本体に対して前記電池パックが装着された状態では、前記太陽電池パネルを利用者に対して接触不能にする
   ことを特徴とする携帯電話機の充電方式。
5. 携帯電話機本体は、外部から供給される電力を用いて、第１の接続端子および第２の接続端子を介して電池セルを充電する充電回路を備えた請求項４記載の携帯電話機の充電方式。
6. 携帯電話機本体に対して電池パックが装着されているか否かを検出する検出機構を備え、
   前記電池パックに、太陽電池パネルが発生した電力によって電池セルを充電する充電回路と、前記検出機構が前記携帯電話機本体に対して電池パックが装着されていることを検出している状態では前記充電回路と前記電池セル側とを電気的に遮断するスイッチとが設けられている
   請求項４または請求項５記載の携帯電話機の充電方式。

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