JP2008005645A

JP2008005645A - 携帯端末装置、携帯端末装置による発熱緩和方法

Info

Publication number: JP2008005645A
Application number: JP2006173755A
Authority: JP
Inventors: Masatsugu Kobayashi; 政嗣小林
Original assignee: NEC Infrontia Corp
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 2006-06-23
Filing date: 2006-06-23
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2026-06-23
Also published as: JP4191209B2

Abstract

【課題】充電電流を減少させることなく、使用者に不快感を生じさせるような局所的な発熱を抑える。
【解決手段】携帯端末装置の充電部１には、充電電池（充電部）１０と、充電電池（充電部）１０に充電電流を流す複数の充電ブロック（＃１〜＃ｎ）３₁〜３_nと、携帯端末装置の使用状態を判定する使用状態判定部７と、充電電池（充電部）１０への充電時に、携帯端末装置の使用状態に基づいて複数の充電ブロック（＃１〜＃ｎ）３₁〜３_nの中から充電ブロックを選択し、選択した充電ブロックに充電電流を流す制御部８とが設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯端末装置、携帯端末装置による発熱緩和方法に関する。

近年、携帯電話等の携帯端末装置においては、高機能化が進んでおり、消費電流が増加する傾向にある。また、携帯端末装置においては、充電電池を使用するため、高消費電力時に充電を実施する場面がある。このような場面では充電時間が短いことの要求がある。

しかしながら、携帯端末装置においては、高消費電流時に充電時間を短くするために充電電流を増やすと、基板上に発生する熱が過大になる場合がある。最近の携帯端末装置は、薄型化が進んでいるため、基板上で局所的に発生した熱が過大になると、その熱が携帯端末装置の表面に伝わりやすい。

このように携帯端末装置が局所的に発熱した場合、安全性の面で問題となるのは勿論であるが、その発熱箇所によっては携帯端末装置の使用者に不快感を生じさせるおそれがある。例えば、携帯端末装置の使用者は、通話を行う場合は、操作部側筐体に顔を近づけるため、通話時に操作部側筐体が発熱すると、不快感を生じることがある。

そのため、従来の携帯端末装置においては、使用者に不快感を生じさせるような局所的な発熱を抑えるために、高温時に充電を停止する方法や、特許文献１に開示されているように充電電流値を制御する方法が採られてきた。
特開２００６−２０４４６号公報

しかしながら、上述した従来技術のうち、高温時に充電を停止する方法においては、結果的に充電時間が増大してしまうという課題がある。

また、特許文献１に開示されているように充電電流値を制御する方法においては、結局は充電電流を減少させることになるため、結果的に充電時間が増大してしまうという課題や、一定時間に蓄積される充電量が減少してしまうという課題があった。

そこで、本発明の目的は、充電電流を減少させることなく、使用者に不快感を生じさせるような局所的な発熱を抑えることができる携帯端末装置、携帯端末装置による発熱緩和方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、
充電電池を有する携帯端末装置による発熱緩和方法であって、
前記充電電池に充電電流を流す充電経路を複数設け、
前記充電電池への充電時に、
前記携帯端末装置の使用状態を判定する使用状態判定ステップと、
前記携帯端末装置の使用状態に基づいて前記複数の充電経路の中から充電経路を選択し、該選択した充電経路に充電電流を流す制御ステップと、を有することを特徴とする。

なお、前記使用状態判定ステップでは、前記携帯端末装置が２つの筐体を開閉する折り畳み型である場合、前記携帯端末装置の使用状態として、前記２つの筐体の開閉状態を判定することとしても良い。また、前記使用状態判定ステップでは、前記携帯端末装置の使用状態として、前記携帯端末装置の動作モードを判定することとしても良い。

上記の構成によれば、充電時に、携帯端末装置の使用状態に応じて充電経路を変更することができるため、使用者への不快感を少なくすることができる。また、選択した充電経路に継続して充電電流を流すため、充電電流が減少することもない。

また、前記制御ステップは、
前記携帯端末装置の使用状態に基づいて前記複数の充電経路の中から充電経路の候補を選択するステップと、
前記充電経路の候補の中から第１の充電経路を選択し、当該第１の充電経路に充電電流を流している間に、当該第１の充電経路の近傍の温度を検出し、当該温度が閾値を超えると、前記充電経路の候補の中から第２の充電経路を選択するステップと、
前記第１の充電経路に充電電流を流すのを停止するとともに、前記第１の充電経路に流していた充電電流を前記第２の充電経路に流すステップとを有することとしても良い。

上記の構成によれば、充電電流を全体として減少させることなく、発熱を分散させることができるため、安全性の向上を図ることができる。

また、前記制御ステップは、
前記携帯端末装置の使用状態に基づいて前記複数の充電経路の中から充電経路の候補を選択するステップと、
前記充電経路の候補の中から第１の充電経路を選択し、当該第１の充電経路に充電電流を流している間に、当該第１の充電経路の近傍の温度を検出し、当該温度が閾値を超えると、前記充電経路の候補の中から第２の充電経路を選択するステップと、
前記第１の充電経路に流す充電電流を減少させるとともに、該減少分の充電電流を前記第２の充電経路に流すステップとを有することとしても良い。

上記の構成によれば、充電電流を全体として減少させることなく、発熱を分散させることができるため、安全性の向上を図ることができる。さらに、各充電経路に流れる充電電流は減少するため、各充電経路の発熱を抑えることができる。

以上説明したように本発明においては、充電時に、使用状態判定部が、携帯端末装置の使用状態を判定し、制御部が、携帯端末装置の使用状態に基づいて複数の充電経路のいずれかを選択して充電電流を流している。

したがって、充電時に、携帯端末装置の使用状態に応じて充電経路を変更することができるため、使用者に不快感を生じさせるような局所的な発熱を抑えることができる。また、選択した充電経路に継続して充電電流を流すため、充電電流が減少することもない。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態の携帯端末装置における充電部１の構成を抜粋して示す図である。

図１を参照すると、充電部１は、充電端子部２を介して充電を行うものであり、複数（ｎ個）の充電ブロック（＃１〜＃ｎ）３₁〜３_nと、使用状態判定部７と、制御部８と、主記憶部９と、充電電池（充電部）１０とを具備している。

充電端子部２は、携帯端末装置において、充電器と接続される箇所である。

充電ブロック（＃１〜＃ｎ）３₁〜３_nは、物理的に離れた場所に配置され、同等の機能を備えている。以下では、充電ブロック（＃１）３₁を例に挙げて、充電ブロック（＃１〜＃ｎ）３₁〜３_nの構成について説明する。

充電ブロック（＃１）３₁は、温度検出回路（＃１）４₁と、充電電流制限回路（＃１）５₁と、電流モニタ回路（＃１）６₁とを具備している。

充電電流制限回路（＃１）５₁は、充電ブロック（＃１）３₁に流れる充電電流値を制限する機能を備える。充電電流制限回路（＃１）５₁は、通常、ＦＥＴ等の半導体を用いて構成される。なお、充電ブロック（＃１）３₁は、充電端子部２からの過剰な電流や電圧を保護する回路も具備しているが、図１からは省略されている。また、充電電流制限回路（＃１）５₁の充電電流値は、制御部８により制御される。

温度検出回路（＃１）４₁は、温度を検出して温度情報を出力する機能を備えており、充電電流制限回路（＃１）５₁および電流モニタ回路（＃１）６₁の近傍に配置される。温度検出回路（＃１）４₁は、通常、温度により抵抗値が変化する素子や、温度により出力する電圧が変化するＩＣ等で構成される。

電流モニタ回路（＃１）６₁は、充電ブロック（＃１）３₁に流れる充電電流値を監視して出力する機能を備える。電流モニタ回路（＃１）６₁は、通常、低い抵抗値をもつ固定抵抗で構成され、この固定抵抗を流れる電流により発生する電圧値から電流値を換算することにより監視を行う。

使用状態判定部７は、携帯端末装置の使用状態を判定して出力する機能を備える。例えば、携帯端末装置が２つの筐体を開閉する折り畳み型であれば、使用状態判定部７は、筐体の開閉状態を判定する。筐体の開閉状態の判定においては、例えば、磁石と磁石の磁力によりオン／オフするリードスイッチを用いて開閉状態を判定したり、マイクロスイッチのオン／オフにより開閉状態を判定したりすることができる。さらに、使用状態判定部７は、携帯端末装置の動作モード（通話モード、メールモード、サイト閲覧モード等）を判定する。動作モードの判定においては、例えば、操作部の操作内容や各動作モードに対応するアプリケーションソフトの起動状況等に応じて動作モードを判定することができる。

制御部８は、各温度検出回路（＃１〜＃ｎ）４₁〜４_nから出力される温度情報を監視する機能、使用状態判定部７から出力される携帯端末装置の使用状態を監視する機能、携帯端末装置の使用状態や温度情報に基づき、各充電ブロック（＃１〜＃ｎ）３₁〜３_nの充電電流値を決定して各充電電流制限回路（＃１〜＃ｎ）５₁〜５_nを制御する機能、および、正常に制御されているかを判断するために各電流モニタ回路（＃１〜＃ｎ）６₁〜６_nから出力される電流値を監視する機能を備える。

主記憶部９は、制御部８が行う制御値を決定するための情報を事前に格納しておく場所である。例えば、主記憶部９は、各充電ブロック（＃１〜＃ｎ）３₁〜３_nが高温であるか否かの判断に用いる高温設定値（閾値）の情報、携帯端末装置の使用状態に応じて選択すべき充電ブロックの情報等を格納している。

充電電池（充電部）１０は、電気を蓄積する電池である。充電ブロック（＃１〜＃ｎ）３₁〜３_nを通ってきた充電電流は、充電電池（充電部）１０に蓄積されることとなる。

以下、図１に示した携帯端末装置の充電時の動作について、図２および図３を参照して説明する。

図２は、図１に示した携帯端末装置の充電時の動作を説明するフローチャートである。また、図３は、図１に示した各充電ブロック（＃１〜＃ｎ）３₁〜３_nにおける充電電流および発熱の様子を説明する図である。

まず、使用状態判定部７は、携帯端末装置の使用状態を判定する（ステップ２０１）。ここでは、携帯端末装置が折り畳み型であるものとし、筐体の開閉状態と動作モードとを判定するものとする。

次に、制御部８は、携帯端末装置の使用状態に基づいて、充電ブロック（＃１〜＃ｎ）３₁〜３_nの中から充電ブロックの候補を選択する（ステップ２０２）。

例えば、携帯端末装置の筐体が開いた状態で、かつ通話モードであれば、使用者は操作部側筐体に顔を近づけて通話を行うため、操作部側筐体が発熱すると不快感を生じるが、逆に、表示部側筐体の背面部分が発熱しても使用者への不快感は少ないと考えられる。また、携帯端末装置の筐体が閉じた状態であれば、閉じられた内側の部分、すなわち筐体の前面部分が発熱しても使用者への不快感は少ないと考えられる。

そこで、主記憶部９には、携帯端末装置の使用状態ごとに（本実施形態では、筐体の開閉状態と動作モードとの組み合わせごとに）、発熱しても使用者への不快感は少ないと考えられる部分に配置されている１以上の充電ブロックの情報を事前に保存しておく。

そのため、制御部８は、携帯端末装置の筐体の開閉状態と動作モードとをキーにして、事前に主記憶部９に保存しておいた上記情報を検索することにより、使用者への不快感が少ないと考えられる場所に配置されている充電ブロックを候補として選択する。ここでは、充電ブロック（＃１，＃２）３₁，３₂を候補として選択したとする。

次に、制御部８は、候補の充電ブロック（＃１，＃２）３₁，３₂の中から、どちらか１つを選択する（ステップ２０３）。なお、この選択は任意であり、どちらを選択しても良いが、ここでは、充電ブロック（＃１）３₁を選択したとする。

次に、制御部８は、充電電流制限回路（＃１）５₁をＯＮにし、充電電流Ｉ１を流す（ステップ２０４）。そして、制御部８は、電流モニタ回路（＃１）６₁を通して、充電電流Ｉ１が正確に流れていることを監視する。この時、他の充電電流制限回路（＃２〜＃ｎ）はいずれもＯＦＦとなっているため、充電電流Ｉ２〜Ｉｎはいずれも０となっている。

発熱量は充電ブロックに流れる充電電流に比例する。そのため、充電電流Ｉ１が流れる充電ブロック（＃１）３₁から発生する発熱１は大きい。しかし、充電電流Ｉ２〜Ｉｎはいずれも０であるため、充電ブロック（＃２〜＃ｎ）３₂〜３_nの発熱２〜ｎはいずれも０となる。そのため、充電ブロック（＃１）３₁の周囲の温度だけが極端に上昇する。

充電の最中、制御部８は、充電ブロック（＃１）３₁の近傍の温度を、温度検出回路（＃１）４１を通して監視し、事前に設定し主記憶部９に保存しておいた高温設定値以上になったか否かを判断する（ステップ２０５）。

ここで、充電ブロック（＃１）３₁の近傍の温度が高温設定値以上になった場合、制御部８は、充電電流を流す充電ブロックを、充電ブロック（＃１）３₁から充電ブロック（＃２）３₂に変更する（ステップ２０６）。すなわち、制御部８は、充電ブロック（＃１）３₁の充電電流制限回路（＃１）５₁をＯＦＦして、充電ブロック（＃２）３₂の充電電流制御回路（＃２）５₂をＯＮする。

すると、充電ブロック（＃１）３₁に流れる充電電流Ｉ１が０になるため、充電ブロック（＃１）３₁からの発熱１はなくなり、充電ブロック（＃１）３₁の周囲の温度は低下する。逆に、充電ブロック（＃２）３₂には充電電流Ｉ２が流れるため、発熱２が大きくなり、充電ブロック（＃２）３₂の近傍の温度は上昇する。しかし、充電ブロック（＃２）３₂の近傍はＯＮ以前には発熱がなかったため、すぐには事前に設定し主記憶部９に保存しておいた高温設定値にはならない。

ここで、充電電池（充電部）１０に充電される充電電流Ｉは、次の式１のように、各充電ブロック（＃１〜＃ｎ）３₁〜３_nに流れる充電電流Ｉ１〜Ｉｎの総和で表される。

充電電流Ｉ＝充電電流Ｉ１＋充電電流Ｉ２＋・・・＋充電電流Ｉｎ（式１）
したがって、充電電流が流れる充電ブロックが、充電ブロック（＃１）３₁から充電ブロック（＃２）３₂に変化したとしても、充電電池（充電部）１０に充電される充電電流Ｉは変化しない。

上述したように本実施形態においては、充電時に、使用状態判定部７が、携帯端末装置の使用状態を判定し、制御部８が、携帯端末装置の使用状態に基づいて充電ブロック（＃１〜＃ｎ）３₁〜３_nの中から充電ブロックを選択して充電電流を流している。

このように、充電時に、携帯端末装置の使用状態に応じて充電ブロックを変更することにより、使用者への不快感を少なくすることができる。また、選択した充電ブロックには継続して充電電流が流れるため、充電電流が減少することもない。

具体的には、例えば、携帯端末装置の筐体が開いた状態で、かつ通話モードであれば、発熱しても使用者への不快感は少ないと考えられる、表示部側筐体の背面部分に配置された充電ブロックへ変更することができる。また、携帯端末装置の筐体が閉じた状態であれば、発熱しても使用者への不快感は少ないと考えられる、閉じられた内側の部分、すなわち筐体の前面部分に配置された充電ブロックへ変更することができる。

また、充電ブロック（＃１〜＃ｎ）３₁〜３_nのいずれか１つをＯＮし、その他をＯＦＦにするＯＮ／ＯＦＦ制御をしているため、充電電池（充電部）１０に流れる充電電流は全体として減少せず、充電時間が増大することもない。また、発熱を分散させることができ、安全性が向上する。

なお、上述したステップ２０６においては、充電電流を流す充電ブロックを、充電ブロック（＃１）３₁から充電ブロック（＃２）３₂に変更する例について示したが、充電電流を流す充電ブロックとして、充電ブロック（＃１）３₁に加えて、充電ブロック（＃２）３₂を追加することもできる。

例えば、充電ブロック（＃１）３₁の近傍の温度が高温設定値以上になった場合、制御部８は、充電ブロック（＃１）３₁の充電電流制限回路（＃１）５₁をＯＮのまま、充電ブロック（＃２）３₂の充電電流制御回路（＃２）５₂をＯＮし、充電ブロック（＃１）３₁に流す充電電流Ｉ１をＩの１／２に減少させ、充電ブロック（＃２）３₂にＩの１／２の充電電流Ｉ２を流す。

それにより、充電電池（充電部）１０に流れる充電電流は、全体として充電電流Ｉで変わらないが、各充電ブロック（＃１，＃２）３₁，３₂に流れる電流は半分になる。そのため、上記のようにＯＮ／ＯＦＦで制御するよりも、各充電ブロック（＃１，＃２）３₁，３₂の発熱を抑えることができる。

つまり、充電ブロック（＃１〜＃ｎ）３₁〜３_n全体で見ると、各充電ブロック（＃１〜＃ｎ）３₁〜３_nに流れる電流の総和は充電電流Ｉで変化しないが、各充電ブロック（＃１〜＃ｎ）３₁〜３_nに充電電流Ｉの０〜１倍の充電電流を流すことで、各充電ブロック（＃１〜＃ｎ）３₁〜３_nに流れる電流を抑えつつ、結果として発熱を分散させることができ、安全性が向上する。

本発明の一実施形態の携帯端末装置における充電部の構成を示す図である。図１に示した携帯端末装置の充電時の動作を説明するフローチャートである。図１に示した各充電ブロックにおける充電電流および発熱の様子を説明する図である。

符号の説明

１充電部
２充電端子部
３₁〜３_n 充電ブロック（＃１〜＃ｎ）
４₁〜４_n 温度検出回路（＃１〜＃ｎ）
５₁〜５_n 充電電流制限回路（＃１〜＃ｎ）
６₁〜６_n 電流モニタ回路（＃１〜＃ｎ）
７使用状態判定部
８制御部
９主記憶部
１０充電電池（充電部）

Claims

充電電池を有する携帯端末装置による発熱緩和方法であって、
前記充電電池に充電電流を流す充電経路を複数設け、
前記充電電池への充電時に、
前記携帯端末装置の使用状態を判定する使用状態判定ステップと、
前記携帯端末装置の使用状態に基づいて前記複数の充電経路の中から充電経路を選択し、該選択した充電経路に充電電流を流す制御ステップと、を有する発熱緩和方法。
前記使用状態判定ステップでは、前記携帯端末装置が２つの筐体を開閉する折り畳み型である場合、前記携帯端末装置の使用状態として、前記２つの筐体の開閉状態を判定する、請求項１に記載の発熱緩和方法。
前記使用状態判定ステップでは、前記携帯端末装置の使用状態として、前記携帯端末装置の動作モードを判定する、請求項１または２に記載の発熱緩和方法。
前記制御ステップは、
前記携帯端末装置の使用状態に基づいて前記複数の充電経路の中から充電経路の候補を選択するステップと、
前記充電経路の候補の中から第１の充電経路を選択し、当該第１の充電経路に充電電流を流している間に、当該第１の充電経路の近傍の温度を検出し、当該温度が閾値を超えると、前記充電経路の候補の中から第２の充電経路を選択するステップと、
前記第１の充電経路に充電電流を流すのを停止するとともに、前記第１の充電経路に流していた充電電流を前記第２の充電経路に流すステップとを有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の発熱緩和方法。
前記制御ステップは、
前記携帯端末装置の使用状態に基づいて前記複数の充電経路の中から充電経路の候補を選択するステップと、
前記充電経路の候補の中から第１の充電経路を選択し、当該第１の充電経路に充電電流を流している間に、当該第１の充電経路の近傍の温度を検出し、当該温度が閾値を超えると、前記充電経路の候補の中から第２の充電経路を選択するステップと、
前記第１の充電経路に流す充電電流を減少させるとともに、該減少分の充電電流を前記第２の充電経路に流すステップとを有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の発熱緩和方法。
充電電池を有する携帯端末装置において、
前記充電電池に充電電流を流す複数の充電経路と、
前記複数の充電経路の各々に対応して設けられ、該充電経路に流す充電電流を制限する充電電流制限回路と、
前記携帯端末装置の使用状態を判定する使用状態判定部と、
前記充電電池への充電時に、前記使用状態判定部にて判定された使用状態に基づいて前記複数の充電経路の中から充電経路を選択し、該選択した充電経路に対応して設けられた充電電流制限回路を制御して当該充電経路に充電電流を流す制御部と、を有する携帯端末装置。
前記使用状態判定部は、前記携帯端末装置が２つの筐体を開閉する折り畳み型である場合、前記携帯端末装置の使用状態として、前記２つの筐体の開閉状態を判定する、請求項６に記載の携帯端末装置。
前記使用状態判定部は、前記携帯端末装置の使用状態として、前記携帯端末装置の動作モードを判定する、請求項６または７に記載の携帯端末装置。
前記複数の充電経路の各々に対応して設けられ、該充電経路の近傍の温度を検出する温度検出回路をさらに有し、
前記制御部は、
前記充電電池への充電時に、前記使用状態判定部にて判定された使用状態に基づいて前記複数の充電経路の中から充電経路の候補を選択し、
前記充電経路の候補の中から第１の充電経路を選択し、当該第１の充電経路に充電電流を流している間に、当該第１の充電経路に対応して設けられた温度検出回路にて検出された温度が閾値を超えると、前記充電経路の候補の中から第２の充電経路を選択し、
前記第１の充電経路に対応して設けられた充電電流制限回路を制御して当該第１の充電経路に充電電流を流すのを停止するとともに、前記第２の充電経路に対応して設けられた充電電流制限回路を制御して前記第１の充電経路に流していた充電電流を前記第２の充電経路に流す、請求項６から８のいずれか１項に記載の携帯端末装置。
前記複数の充電経路の各々に対応して設けられ、該充電経路の近傍の温度を検出する温度検出回路をさらに有し、
前記制御部は、
前記充電電池への充電時に、前記使用状態判定部にて判定された使用状態に基づいて前記複数の充電経路の中から充電経路の候補を選択し、
前記充電経路の候補の中から第１の充電経路を選択し、当該第１の充電経路に充電電流を流している間に、当該第１の充電経路に対応して設けられた温度検出回路にて検出された温度が閾値を超えると、前記充電経路の候補の中から第２の充電経路を選択し、
前記第１の充電経路に対応して設けられた充電電流制限回路を制御して当該第１の充電経路に流す充電電流を減少させるとともに、該減少分の充電電流を前記第２の充電経路に対応して設けられた充電電流制限回路を制御して当該第２の充電経路に流す、請求項６から８のいずれか１項に記載の携帯端末装置。