JP2007195021A

JP2007195021A - 携帯端末装置

Info

Publication number: JP2007195021A
Application number: JP2006012347A
Authority: JP
Inventors: Akira Hioki; 晃日置
Original assignee: NEC Electronics Corp
Current assignee: NEC Electronics Corp
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2007-08-02
Also published as: KR100876568B1; KR20070077072A; US20070170888A1; CN101005669A

Abstract

【課題】模造電池装着による損傷から保護する携帯端末装置を提供する。
【解決手段】装着された外部電源２があらかじめ定められた条件に合致するか認証する認証回路１２と、前記認証回路１２へ電力を供給する内蔵電源７と、電源供給を制御する電源管理手段を本体１に備え、前記電源管理手段は、前記外部電源２を認証する間、前記外部電源２から前記本体１への電力供給を遮断するとともに、前記内蔵電源７から前記認証回路１２へ電力を供給する携帯端末装置である。認証時外部電源２の電源を使用しないことで携帯端末本体１を保護し、かつ認証に使用する内蔵電池７の電力消耗を軽減させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話機、ＰＨＳなどの携帯端末装置に関し、特に模造電池装着による損傷から携帯端末装置を保護する技術に関する。

携帯電話機、ＰＨＳなどの携帯端末装置は、着脱可能な電池パックにより電源を得ている。電池パックに搭載される電池は、充電により繰り返し使用が可能であるが、電池を構成する化学物質の劣化により寿命があるため、電池パックを交換する必要がある。この時、携帯端末装置に適合する規格及び性能を備えた電池パックに交換し装着した場合は問題ないが、携帯端末装置に適合しない電池パックや正規品でない電池パックと交換し装着した場合、携帯端末本体に不具合を起こす危険性がある。

また、多くの電池パックに使われているリチウムイオン電池は、特定の状況で加熱するおそれがある。温度上昇のスピードが緩やかな場合は、バッテリーケースが溶ける等で済むが、急速に温度が上がった場合、小規模な爆発が起こるだけの圧力が生じる可能性がある。近年、様々な種類の模造電池パックが急増しており、電池パックの欠陥に起因する事故が多発している。従って、電池パックが正規品かどうかを認証する技術が必要となっている。

認証技術の例が、特許文献１、特許文献２、及び特許文献３に開示されている。特許文献１では、携帯端末本体に認証装置、電池パックに被認証装置が設置されている。携帯端末本体と電池パックが接続された時に、携帯端末本体の認証装置から乱数と関数決定信号を合成した認証信号が電池パックの被認証装置に伝送される。電池パックの被認証装置では、受信した認証信号を乱数と関数決定信号に分離し、その乱数と関数決定信号を用いて乱数の関数を生成し、携帯端末本体に伝送する。携帯端末本体の認証装置では、予め計算された乱数の関数と、受信した乱数の関数を比較することで電池パックが正規品かどうかを認証している。

特許文献２では、電池パックに特定の抵抗器が搭載されている。携帯端末本体と電池パックが接続された時に、電池パックに搭載した抵抗器の抵抗値を携帯端末本体で計測し、特定の抵抗値を有するかどうかを識別することによって、電池パックが正規品かどうかを認証している。

特許文献３では、携帯端末本体と電池パックのそれぞれに設けられた記憶回路に、予め固有値が記憶されている。携帯端末本体と電池パックが接続された時に、電池パック側の固有値が携帯端末本体に伝送され、受信した電池パック側の固有値と携帯端末本体側の固有値と比較することで電池パックが正規品かどうかを認証している。
特開２００５−１５１３６８号公報特表平９−５００５２０号公報特開平１０−２４３０８９号公報

しかしながら、特許文献１〜３では、電池パックを認証する時に、携帯端末本体へ電池パックの電力が供給される場合が生じる。特許文献１では、電池パックを認証する時、携帯端末本体外部から電源を供給する必要がある。従って、ＡＣアダプタ等によって外部から電源を供給するか、或いは電池パックの電源を用いるかのどちらかとなる。特許文献２では、電池パックを認証する時、電池パックの電源を用いている。特許文献３では、電池パックを認証する時、携帯端末本体は携帯端末本体に備えられたバックアップ電池により電源を供給し、電池パックは電池パックの電源がスタビライザを介して電源を供給する構成となっている。但し、認証信号を電池パックから携帯端末本体に伝送する時等、電池パックの電力が携帯端末本体の認証回路に供給されることがある。電池パックの電源は規格に合致しない電力である可能性があり、その電源を用いて認証した場合、携帯端末本体を損傷したり、事故が発生するという問題が生じる。

また、特許文献１〜３では、認証時に使用する電力が、認証終了後遮断されない場合が生じる。特許文献１では、認証終了後、認証回路への電力が遮断される構成となっておらず、認証回路へ不必要な電力が供給される。特許文献２、３は、認証終了後、電池パックが規格に合致しない場合は認証回路への電力は遮断されるが、合致した場合は遮断されない。携帯端末本体では、記憶素子等の記憶保持等にも電力を使用していることから、不要な回路への電力供給を続けることは、電池の電力消耗を促進し、携帯端末全体の性能を低下させるという問題が生じる。

また、特許文献２及び３に記載された電池パックの認証方法は、その構成が簡単であり、容易に解析できる。特許文献２では、正規品の電池パックに搭載されている抵抗器を含む識別回路の構成が簡単であるため、その抵抗器と同じ値の抵抗器で回路を構成することにより、容易に正規品と同等の電池パックが実現できる。特許文献３では、正規の電池パックに記憶されている固有値の解析が簡単であるため、正規品の電池パック内の回路を復元することにより、容易に正規品と同等の電池パックが実現できる。このように、容易に模造電池パックが製造できることから、正規の電池パックの販売に与える影響以外にも、模造電池パックとの接続による携帯端末本体が損傷するという問題が生じる。

本発明は、装着された外部電源があらかじめ定められた条件に合致するか認証する認証回路と、前記認証回路へ電力を供給する内蔵電源と、電源供給を制御する電源管理手段を本体に備え、前記電源管理手段は、前記外部電源を認証する間、前記外部電源から前記本体への電力供給を遮断するとともに、前記内蔵電源から前記認証回路へ電力を供給する携帯端末装置である。

このように、認証する外部電源を使用しないことで携帯端末本体を保護し、認証期間中のみ電力を供給することで認証に使用する内蔵電池の電力消耗を軽減させることができる。

以上のような構成により、模造電池装着による損傷から保護する携帯端末装置を提供する。

発明の実施の形態１．
以下に、本発明の好ましい実施の形態を説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。

図面を参照し、本発明の実施の形態１について説明する。本実施形態は、本発明に係る携帯端末装置を、例えば携帯電話端末とし、電池パックを携帯電話端末に装着した場合の認証動作と、認証時における携帯電話端末本体に対する保護機能について例を示すものである。

図１は、実施の形態１に係る携帯電話端末の構成図を示したものである。携帯電話端末は、端末本体１と端末本体１に装着される電池パック２によって構成される。図１には、携帯電話端末の保護機能に係る構成が示されている。

端末本体１は、内蔵電池７、装着検出スイッチ８、電源スイッチ９、ＬＥＤ１１、アドレス生成手段１４、端末側認証信号生成手段１５、比較手段１７、エラー表示手段１８、電源スイッチ５、及び管理回路６を備えている。なお、端末本体１には、ＣＰＵ１０を中心とするモデム装置（不図示）の他、特に図示しないが、音響装置、キー入力手段、及び液晶やＬＥＤの表示手段等、携帯電話端末としての機能を備えている。電池パック２は、電池３、保護回路４、及び電池パック側認証信号生成手段１６が構成されており、端末本体１への着脱が可能である。

端末本体１には、端末側認証回路１２が設けられている。端末側認証回路１２は、アドレス生成手段１４、端末側認証信号生成手段１５、比較手段１７、及びエラー表示手段１８を有する。同様に、電池パック２には、電池パック側認証信号生成手段によって構成された電池パック側認証回路１３が設けられている。端末側認証回路１２及び電池パック側認証回路１３は、電池パック２が装着された際、電池パック２が正規品かどうかを判別し、正規品でない場合電池パック２との接続を行わないようにする機能を有する。

端末本体１と電池パック２が接続されると、端末本体１内の端末側認証回路１２へ電力を供給する電力線が接続される。同時に、電池パック２内の電池パック側認証回路１３へ電力を供給する電力線、及び認証のための信号線も接続される。

アドレス生成手段１４は、認証信号を発生させるためのアドレスａを生成する機能を有している。アドレスａは、認証信号が格納されている部分を示す信号である。端末側認証信号生成手段１５は、端末本体１において、出力されたアドレスａに応じた認証信号ｂ１を生成する機能を有する。電池パック側認証信号生成手段１６は、電池パック２において、端末本体１から伝送されたアドレスａに応じた認証信号ｂ２を生成する機能を有する。比較手段１７は、端末側認証信号生成手段１５から入力された認証信号ｂ１と電池パック２から伝送された認証信号ｂ２とを比較する機能を有する。

ＬＥＤ１１は、比較手段１７にて認証信号ｂ１とｂ２を比較した結果、認証信号ｂ１とｂ２が一致しない場合、点灯して電池パックが正規品でないことをユーザーに知らせる報知手段である。ユーザーへの報知方法としては、ＬＥＤ点灯の他に点滅させる方法、又はブザー等の警告音を発生させる方法等も使用することが可能である。但し、ブザー等の警告音は消費電流が大きく、ＬＥＤの点滅は点滅するための内蔵回路が必要であり消費電流が増加するため、内蔵電池の消耗が激しくなるという問題があるため、ＬＥＤの点灯が最も好ましい。

装着検出スイッチ８は、電池パック２の装着起因によってオン／オフする。接続方法は、機械的スイッチ或いは電気的スイッチのどちらを使用することも可能である。電源スイッチ９は、端末側認証回路１２及び電池パック側認証回路１３のオン／オフを制御する。

エラー表示手段１８は、比較手段１７にて認証信号ｂ１とｂ２を比較し、認証信号ｂ１とｂ２が一致した場合は、電源スイッチ９に電源オフ信号を出力する。また、ＣＰＵ１０へ携帯電話端末としての使用開始を許可する信号を出力する。認証信号ｂ１とｂ２が一致しなかった場合は、ＬＥＤ１１にエラー信号を出力し、電源スイッチ９に電源オフ信号を出力する。また、ＣＰＵ１０へ携帯電話端末としての使用開始を不許可する信号を出力することも可能である。

内蔵電池７は、端末本体１に内蔵されている電源であり、端末本体１と電池パック２が接続されると、端末側認証回路１２及び電池パック側認証回路１３へ電源を供給する。端末側認証回路１２及び電池パック側認証回路１３と内蔵電池７との間には、端末側認証回路１２及び電池パック側認証回路１３のオン／オフを制御する装着検出スイッチ８、電源スイッチ９、及びＣＰＵ１０が直列に設けられている。

装着検出スイッチ８、電源スイッチ９、及びＣＰＵ１０は、電源管理手段として機能する。電源管理手段は、電池パック２との接続を判断し、端末側認証回路１２及び電池パック側認証回路１３への電力供給を制御する機能を有する。なお、電源管理手段は、装着検出スイッチ８、電源スイッチ９、及びＣＰＵ１０の構成のみならず他の構成であってよい。例えば電源スイッチ９とＣＰＵ１０による構成によって実現することも可能である。

なお、電池３は、主にリチウム等の化学物質が使用されているが、充放電可能な電源であればどのような材料を用いても構わない。保護回路４は、電池３の過充電、過放電、及び過電流から端末本体１を保護する回路である。電源スイッチ５は、端末本体１への電池パック２の電力供給を制御する。

次に、図２を参照して、実施の形態１に係る携帯電話端末の認証動作を説明する。図２は、実施の形態１に係る携帯電話端末の認証フローを示したものであり、端末本体１に電池パック２が装着された場合において、電池パック２の認証開始から終了までの、端末側認証回路１２及び電池パック側認証回路１３への電力供給を含めた処理を示している。

端末本体１のユーザーは、電池パック２の消耗等の理由による交換の際、端末本体１に電池パック２を装着する。この装着を起因として装着検出スイッチ８がオンとなる。そして、内蔵電池７から端末側認証回路１２と電池パック側認証回路１３に電力が供給される。その結果、端末側認証回路１２及び電池パック側認証回路１３の電源がオンとなり、電池パック２の認証が開始する（Ｓ１）。

始めに、端末側認証回路１２内にあるアドレス生成手段１４において、アドレスａが生成される（Ｓ２）。アドレスａは、複数個存在する中の一つが出力されるものである。アドレス数は、例えば１〜５個が適当であるが、それ以上存在することも可能である。認証時には、毎回異なるアドレスａを出力することが可能である。なお、毎回同じアドレスａが出力されることも可能である。

次に、アドレスａは、電池パック２へ出力され（Ｓ３）、電池パック側認証信号生成手段１６へ伝送される。同時に、アドレスａは、端末側認証信号生成手段１５へも出力されている。ここで、図２に示される点線Ａ部は端末本体１側で実行される処理を示し、点線Ｂ部は電池パック２側で実行される処理を示している。

次に、電池パック側認証信号生成手段１６において、アドレスａに応じた認証信号ｂ２が生成される（Ｓ４）。同様に、端末側認証信号生成手段１５においても、アドレスａに応じた認証信号ｂ１が生成される（Ｓ６）。

次に、電池パック側認証信号生成手段１６にて生成された認証信号ｂ２が端末側認証回路１２内にある比較手段１７に入力される（Ｓ５）。同時に、端末側認証信号生成手段１５にて生成された認証信号ｂ１も、比較手段１７に入力されている。

次に、比較手段１７において、端末側認証信号生成手段１５で生成された認証信号ｂ１と電池パック側認証信号生成手段１６で生成された認証信号ｂ２とを比較する（Ｓ７）。

認証信号が一致した場合、端末本体１に装着された電池パック２は、正規の電池パックと判断される。そして、比較手段１７から管理回路６に、電池パック２からの電力線の接続を許可する信号が出力される（Ｓ８）。

電池パック２との接続を許可する信号に応じて、管理回路６が電源スイッチ５をオンする。その結果、電池パック２と端末本体１本体との電力線が接続される（Ｓ９）。

更に、エラー表示手段１８から、電源スイッチ９に電源オフ信号が入力される。電源スイッチ９は、電源オフ信号に応じてオフとなる。これにより、端末側認証回路１２及び電池パック側認証回路１３への電力供給は停止される（Ｓ１２）。その結果、電池パック２の認証が完了し、携帯電話端末として使用開始を許可する信号がＣＰＵ１０に向けて発信される。以上によって、認証信号が一致した場合の一連の認証処理が完了する。

認証信号が不一致の場合、端末本体１に装着された電池パック２は、不正な電池パックと判断される。そして、比較手段１７から管理回路６に、電池パック２からの電力線の接続を拒否する信号が出力される（Ｓ１０）。

そして、比較手段１７から出力された接続拒否信号によって、エラー表示手段１８はＬＥＤ１１を点灯させる（Ｓ１１）。これにより、ユーザーは、電池パックが不良であることを認識することが可能となる。

次に、エラー表示手段１８から、電源スイッチ９に電源オフ信号が入力される。電源スイッチ９は、電源オフ信号に応じてオフとなる。それにより、端末側認証回路１２及び電池パック側認証回路１３への電力供給が停止される（Ｓ１２）。その結果、電池パック２の認証が完了する。以上によって、認証信号が不一致の場合の一連の認証処理が完了する。

発明の実施の形態２．
次に、図面を参照し、本発明の実施の形態２について説明する。本実施形態は、本発明に係る携帯端末装置を、例えば携帯電話端末とし、電池パックを携帯電話端末に装着した場合の認証動作と、認証時における携帯電話端末本体に対する保護機能について例を示すものであることは、実施の形態１と同様である。

図３は、実施の形態２に係る携帯電話端末の構成図を示したものである。携帯電話端末の構成要素や動作原理等、実施の形態１と同様のものは省略する。

図３では、端末側認証回路１２に、タイマー手段１９が設けられている。これは、ＣＰＵ１０及び端末側認証回路１２及び電池パック側認証回路１３のオン／オフ制御を、エラー表示手段１８からの信号ではなく、タイマー手段１９によって実施する構成となっている。

具体的には、端末側認証回路１２の中に認証処理時間の間動作するタイマーを設け、電源スイッチ９のオン／オフを、このタイマーで制御するものである。その他の構成、及び動作は図１と同じである。なお、認証処理時間については、あらかじめ測定された時間等が適用されている。

上述した構成により、本発明は、電池パック２を認証する際、内蔵電池７によって電源が供給される。即ち、端末側認証回路１２、及び電池パック側認証回路１３には、端末本体１に備えられている正規の電力のみが接続される。従って、例えば正規品でない電池パック２を認証する場合等、規格に合致しない電力が端末本体１本体に流れ、端末本体１を損傷することはない。その結果、規格外の電池パック２から、端末本体１を保護することができる。

また、本発明における認証方法は、端末本体１で生成したアドレス信号を用いて端末本体１と電池パック２で認証信号を生成し、互いを比較する認証方法を適用している。このように、複雑な認証方法を使用しているため、電池パックの模造がし難く、規格外の電池パックから端末本体１を保護することができる。なお、正規の電池パックには、認証回路をＬＳＩとして搭載しているため、更に模造されにくいという効果もある。

また、本発明は、電池パック２の装着を起因として認証回路が接続し、認証が完了すると結果に係らず内蔵電池７と認証回路との接続が遮断される構成となっている。従って内蔵電池７は、必要最低限での電力供給が可能となり、電池の消耗が軽減される。携帯電話端末を始めとする携帯端末装置においては、各回路の消費電流は装置の使用時間を左右する大きな要素の一つである。従って、不要な回路への電源供給を遮断する工夫は、携帯電話端末の性能向上に大きな効果となる。

また、実施の形態２では、認証回路の電源オフをタイマーで管理している構成となっている。タイマー回路は、フリップフロップ回路やＡＮＤやＯＲ等の論理回路のみで実現できる基本的な回路である。従って、回路構造が簡易になり、消費電流を低減するという効果が得られる。

更に、本発明は、電池パック２が不正であると判断した場合、ＬＥＤを表示してユーザーへ明示する構成となっている。従って、明示されなかった場合に、ユーザーが端末本体１本体の故障と誤認識し、不必要な修理等の経費をかける必要がなくなる。また、製品信頼性への誤解による企業イメージの低下を防ぐことができる。

本発明の活用例としては、特に携帯電話機や携帯情報端末等の携帯端末等への適用が望ましいが、電源に電池パック等を装着して利用する装置であれば、どのような携帯端末装置にも適用可能であることはもちろんである。

なお、本発明は上記に示す実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲において、上記実施形態の各要素を、当業者であれば容易に考えうる内容に変更、追加、変換することが可能である。

本発明の実施の形態１に係る携帯端末装置の構成を示した図である。実施の形態１に係る携帯端末装置の動作を示したフロー図である。本発明の実施の形態２に係る携帯端末装置の構成を示した図である。

符号の説明

１携帯電話端末、２電池パック、
３電池、４保護回路、
５電源スイッチ、６管理回路、
７内蔵電池、
８装着検出スイッチ、９電源スイッチ、
１０ＣＰＵ、１１ＬＥＤ、
１２端末側認証回路、１３電池パック側認証回路、
１４アドレス生成手段、１５端末側認証信号生成手段、
１６電池パック側認証信号生成手段、
１７比較手段、１８エラー表示手段、
１９タイマー手段

Claims

装着された外部電源があらかじめ定められた条件に合致するか認証する認証回路と、
前記認証回路へ電力を供給する内蔵電源と、
電源供給を制御する電源管理手段を本体に備え、
前記電源管理手段は、前記外部電源を認証する間、前記外部電源から前記本体への電力供給を遮断するとともに、前記内蔵電源から前記認証回路へ電力を供給する携帯端末装置。
前記外部電源は、被認証回路を有し、
前記被認証回路は、前記内蔵電源からの電力が供給される請求項１に記載の携帯端末装置。
前記認証回路は、
前記認証回路で生成されたアドレス信号に応じて前記被認証回路にて生成される被認証信号と、前記アドレス信号に応じて前記認証回路にて生成される認証信号を比較する比較回路を有し、
前記比較回路の比較結果に基づいて前記外部電源を認証する請求項１又は請求項２に記載の携帯端末装置。
前記電源管理手段は、前記外部電源が装着されたことを起因として、前記認証回路への電力供給を開始する請求項１乃至３のうち１項に記載の携帯端末装置。
前記電源管理手段は、前記外部電源の認証終了後、前記認証回路への電力供給を停止する請求項１乃至４のうち１項に記載の携帯端末装置。
前記認証回路への電力供給期間を制御するタイマー回路を備える請求項１乃至５のうち１項に記載の携帯端末装置。
前記外部電源が不正と判定された場合に点灯するＬＥＤを備える請求項１乃至６のうち１項に記載の携帯端末装置。