JP2008165115A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】携帯電子機器の表示部での表示を拡大表示できるとともに、携帯電子機器の電源充電も可能にした燃料電池を備えた表示装置を提供する。
【解決手段】電源として充電式電池22が用いられる携帯電話機1に接続可能に設けられ、携帯電話機1から送られる画像信号を表示部9に表示する表示装置であって、燃料電池システム14と、該燃料電池システム14の出力を表示部9の駆動電力として供給する第1の電力供給路bと燃料電池システム14の出力を携帯電話機1の充電式電池22の充電電力として供給する第2の電力供給路aを選択的に切換えるスイッチ11を有する。
【選択図】図5

Description

本発明は、携帯用電子機器に接続して用いられる表示装置に関するものである。
携帯電話機や携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistants)などの電子機器の小型化は目覚しいものがあり、これら携帯電話機や携帯情報端末に設けられる表示部の画面サイズも小型になる傾向にある。
ところが、表示部の画面サイズの小型化とともに、表示される絵や文字のサイズも小さくなるため画面全体が見づらくなり、特に、最近のTV機能を有する携帯電話機では、表示部の表示されるTV画面が小さいため、スポーツなどを観戦するには迫力が半減してしまうなどの問題があった。
そこで、最近、特許文献1に開示されるように携帯端末機器のディスプレイよりもサイズの大きな表示面を有するカード型表示手段を携帯端末機器に設けられた接続部へ直接又はアダプタを介して接続するものや、特許文献2に開示されるように筐体前面を表示画面で構成され、外部から送信された音声及び画像データを受信して、音声データをスピーカから出力するとともに、画像データを前記表示画面に表示するようにしたもので、前記筐体をディスクトップ型もしくは壁掛け型で構成するようにしたものが考えられている。
特開2001−343915号公報 特開2006−108907号公報
ところが、特許文献1のものは、カード型表示手段自身が電源を持っていないため、カード型表示手段の動作には、携帯端末機器の電源を使用するようになる。このため、カード型表示手段で消費される電力は携帯端末機器側の電源(二次電池)の負担となり、これが原因で電池切れを早めるとともに、負担に耐えられず、電池性能を劣化させるおそれもある。
また、特許文献2のものは、表示装置の電源について言及していないが、電源として商用電源を使用する場合、ディスクトップ型もしくは壁掛け型を考え合わせると表示装置を携帯して携帯電子機器と一緒に使用することはできない。また、仮に、電源として二次電池を使用して携帯電子機器とともに携帯して使用可能なものであったとしても、携帯先で電池切れになると、専用の充電器による電池充電が必要で、さらに携帯用電子機器で電池切れになった場合は、表示装置と別の専用の充電器で電池充電を行わなければならず、このため、これら充電器が使用できない環境の下では、表示装置は勿論、携帯電子機器も使用不能に陥るという問題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、携帯電子機器の表示部での表示を拡大表示できるとともに、携帯電子機器の電源充電も可能にした燃料電池を備えた表示装置を提供することを目的とする。
請求項1記載の発明は、電源として充電式電池が用いられる電子機器に接続可能に設けられ、前記電子機器から送られる画像を表示する表示部を有する表示装置であって、燃料電池と、前記燃料電池の出力を前記表示部の駆動電力として供給する第1の電力供給路と前記燃料電池の出力を前記充電式電池の充電電力として供給する第2の電力供給路と、これら第1の電力供給路と第2の電力供給路を選択的に切換える切換え手段とを具備したことを特徴としている。
請求項2記載の発明は、請求項1記載において、表示装置本体を有し、前記表示装置本体は、表面に前記表示部が設けられ、且つ裏面に前記燃料電池が収容される電源室が設けられるとともに、該電源室に前記燃料電池の空気取り入れ口に連通する開口部が設けられることを特徴としている。
請求項3記載の発明は、請求項2記載において、前記表示装置本体は、所定角度傾けた状態で立て掛け可能にしたことを特徴としている。
請求項4記載の発明は、請求項1記載において、前記電子機器に対して接続ケーブルを介して接続可能にしたことを特徴としている。
請求項5記載の発明は、請求項1記載において、前記電子機器に対して機械的接続機能と電気的接続機能を有する連結部により接続可能にしたことを特徴としている。
本発明によれば、携帯電子機器の表示部での表示を拡大表示できるとともに、携帯電子機器の電源充電も可能にした燃料電池を備えた表示装置を提供できる。
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる表示装置の概略構成を示している。なお、図1では、第1の実施の形態にかかる表示装置を、携帯用電子機器としてTV機能を有する携帯電話機に適用した例を示している。
図において、1は携帯電話機で、この携帯電話機1は、指定チャンネルに対応する周波数の電波の送受信を可能にしたもので、マイク2より入力される音声信号を高周波信号に変換してアンテナ3から出力し、また、アンテナ3に入力される高周波信号を音声信号に変換してスピーカ4から出力する。また、携帯電話機1には、入力部5及び表示部6が設けられている。入力部5は、複数のプッシュスイッチを有し、これらプッシュスイッチの操作信号を携帯電話機1に入力する。表示部6には、液晶表示部などが用いられ、各種の情報やTV機能で受信したTV放送の画像を表示する。
携帯電話機1には、接続ケーブル7を介して表示装置8が接続されている。接続ケーブル7は、両端にそれぞれコネクタ701、702が設けられ、これらコネクタ701、702により携帯電話機1及び表示装置8のそれぞれのコネクタ24、26に接続可能になっている。
表示装置8は、表示装置本体801の表面に表示部9が設けられている。この表示部9には、携帯電話機1から接続ケーブル7を介して送られる画像を表示するもので、液晶表示部、EL表示部などが用いられる。この場合、表示部9は、携帯電話機1の表示部6より十分に大きな画面サイズを有している。
表示装置本体801には、表示部9に隣接してスピーカ10が内蔵されている。このスピーカ10は、携帯電話機1から接続ケーブル7を介して送られる音声を出力する。また、表示部9の下側には、スイッチ11、12が設けられている。これらスイッチ11,12についての詳細は後述する。
一方、図2に示すように表示装置本体801の裏面には、電源室13が設けられている。この電源室13には、燃料電池として燃料電池システム14が収容されている。この場合、電源室13は、図3に示すように前記燃料電池システム14の後述するDMFC(Direct Methanol Fuel Cell)ユニット16のカソード極(空気極)の空気取り入れ口を塞がないように、この空気取り入れ口に連通する多数の開口部13aが形成されている。
また、表示装置本体801の裏面には、脚部15が設けられている。この脚部15は、その基端部が表示装置本体801に回動可能に設けられ、表示装置8の使用時は、図2に示す状態に取り出され、表示装置8を所定角度傾けた状態で立て掛け可能とし、また、表示装置8の不使用時は、表示装置本体801裏面の不図示の凹部に収納される。
図4は、燃料電池システム14の概略構成を示すもので、燃料電池ユニットとしてのDMFCユニット16、制御ユニット17、補助電源18、液体燃料収容部19及び出力端子20が設けられている。DMFCユニット16は、複数の発電セルから構成されている。これら発電セルは、それぞれカソード触媒層及びカソードガス拡散層からなるカソード極と、アノード触媒層及びアノードガス拡散層からなるアノード極と、カソード触媒層とアノード触媒層の間に配置されるプロトン伝導性の電解質膜とを備える膜電極接合体(MEA)を有するもので、アノード極には、燃料としてメタノール水溶液が供給され、触媒反応によりプロトン(陽子)が発生される。一方、カソード極(空気極)には空気取り入れ口より空気が供給される。カソード極では、上記電解質膜を通り抜けたプロトンが、供給される空気に含まれる酸素と触媒上で反応することにより発電が行なわれる。ここでのDMFCユニット16は、例えば燃料も空気も対流や濃度勾配などを利用して供給するパッジブ型のものが用いられている。
液体燃料収容部19には、燃料として純メタノールまたはメタノール水溶液が充填されている。また、液体燃料収容部19には、不図示の燃料供給路を介してDMFCユニット16が接続され、液体燃料収容部19の燃料が燃料供給路を通ってDMFCユニット16に供給される。
液体燃料収容部19には、注入口19aが設けられている。この注入口19aには、燃料カートリッジ21が着脱可能に装着され、この燃料カートリッジ21から液体燃料収容部19への燃料の注入が行なわれる。
なお、液体燃料収容部19に収容する液体燃料は必ずしもメタノール燃料に限られるものではなく、例えばエタノール水溶液や純エタノール等のエタノール燃料、プロパノール水溶液や純プロパノール等のプロパノール燃料、グリコール水溶液や純グリコール等のグリコール燃料、ジメチルエーテル、ギ酸、もしくはその他の液体燃料であってもよい。いずれにしても、燃料電池に応じた液体燃料が収容される。
制御ユニット17は、DMFCユニット16の出力電圧を調整する不図示の出力調整手段を有している。この出力調整手段には、例えば昇圧型のDC−DCコンバータが用いられる。このDC−DCコンバータは、スイッチング要素とエネルギー蓄積要素を有しており、これらスイッチング要素とエネルギー蓄積要素によりDMFCユニット16で発電された電気エネルギーを蓄積/放出させDMFCユニット16の比較的低い出力電圧を十分の電圧まで昇圧し、これにより生成される電力を前記出力端子20を介して出力する。なお、DC−DCコンバータは、昇圧動作が可能なものならば、他の回路方式のものでも実施可能である。
補助電源18は、制御ユニット17のDC−DCコンバータの出力により充電可能としたもので、負荷側の瞬間的な変動に対して電流を供給し、また、燃料枯渇状態になってDMFCユニット16が発電不能に陥った場合に負荷の駆動電源として用いられる。この補助電源18には、充放電可能な二次電池(例えばリチウムイオン充電池(LIB))や電気二重層コンデンサ)が用いられる。
図5は、携帯電話機1及び表示装置8の回路構成の一例を示している。なお、図5は、図1乃至図4と同一部分には同符号を付している。
この場合、携帯電話機1は、電話機本体101にアンテナ3、入力部5及び表示部6が接続されている。これらアンテナ3、入力部5及び表示部6は、上述した図1で説明したものである。
電話機本体101には、電源として充電式電池22が接続されている。この充電式電池22は、充電可能な二次電池(例えばリチウムイオン充電池(LIB))や電気二重層コンデンサ)が用いられる。また、充電式電池22には、充電回路23の出力端子が接続されている。充電回路23は、表示装置8の燃料電池システム14より出力される充電電力により前記充電式電池22を充電する。充電回路23の入力端子には、電源端子24aが接続されている。この電源端子24aは、携帯電話機1側のコネクタ24を構成するものである。
また、電話機本体101には、信号出力手段としての音声及び画像信号出力装置25が接続されている。この音声及び画像信号出力装置25は、電話機本体101のTV機能で受信したTV放送の音声及び画像信号を出力する。音声及び画像信号出力装置25の出力端には、信号端子24bが接続されている。この信号端子24bは、前記電源端子24aとともに、携帯電話機1側のコネクタ24を構成している。
一方、表示装置8は、上述した燃料電池システム14を有している。この燃料電池システム14の出力端子には、上述したスイッチ11が接続されている。このスイッチ11は、可動接点11aと固定接点11b、11cを有し、可動接点11aを固定接点11b、11cに対し切換え可能にしている。
スイッチ11は、可動接点11aに燃料電池システム14の出力端子が接続されている。また、固定接点11bに、電源端子26aが接続されている。この電源端子26aは、表示装置8側のコネクタ26を構成するものである。さらに、固定接点11cに、上述した表示部9、信号受信手段出力としての音声及び画像信号受信装置27及び信号処理手段出力としての音声及び画像出力処理装置28が接続されている。つまり、スイッチ11の可動接点11aが固定接点11b側に切換えられると(図示状態)、燃料電池システム14の出力は、充電電力として第1の電力供給路aを介して電源端子26aに供給され、可動接点11aが固定接点11c側に切換えられると、燃料電池システム14の出力は、駆動電力として第2の電力供給路bを介して表示部9、音声及び画像信号受信装置27及び音声及び画像出力処理装置28に供給される。
音声及び画像信号受信装置27は、入力端子を上述したスイッチ12を介して信号端子26bに接続されている。この信号端子26bは、前記電源端子26aとともに、表示装置8側のコネクタ26を構成している。また、スイッチ12は、携帯電話機1側から音声及び画像信号受信装置27への入力を強制的にオフにするためのものである。
音声及び画像信号受信装置27は、携帯電話機1側の音声及び画像信号出力装置25より出力される音声及び画像信号を受信する。
音声及び画像信号受信装置27には、音声及び画像出力処理装置28が接続されている。この音声及び画像出力処理装置28は、音声及び画像信号受信装置27で受信された音声及び画像信号を音声信号と画像信号に分離して出力する。
音声及び画像出力処理装置28には、表示部9及びスピーカ10が接続されている。表示部9は、音声及び画像出力処理装置28で分離された画像信号を映像として表示する。また、スピーカ10は、音声及び画像出力処理装置28で分離された音声信号を再生する。
携帯電話機1のコネクタ24と表示装置8のコネクタ26の間には、上述した接続ケーブル7が接続されている。接続ケーブル7は、電源線71と信号線72を有している。また、一方端のコネクタ701には、電源線71に接続された電源端子701aと信号線72に接続された信号端子701bが設けられ、コネクタ701を携帯電話機1側のコネクタ24に接続した状態で、電源端子701aを電源端子24aに、信号端子701bを信号端子24bにそれぞれ接続可能にしている。また、他方端のコネクタ702にも、電源線71に接続された電源端子702aと信号線72に接続された信号端子702bが設けられ、コネクタ702を表示装置8側のコネクタ26に接続した状態で、電源端子702aを電源端子26aに、信号端子702bを信号端子26bにそれぞれ接続可能にしている。
次に、このように構成した実施の形態の作用を説明する。
いま、携帯電話機1のコネクタ24と表示装置8のコネクタ26の間が、接続ケーブル7により接続されているものとする。この場合、表示装置8は、図2に示すように脚部15が取り出され、表示装置本体801が所定角度傾けた状態で立て掛けられている。
次に、スイッチ11を操作して、可動接点11aを固定接点11c側に切換えると、燃料電池システム14の出力が駆動電力として第2の電力供給路bを介して表示部9、音声及び画像信号受信装置27及び音声及び画像出力処理装置28に供給される。この場合、燃料電池システム14は、DMFCユニット16の出力が制御ユニット17の不図示のDC−DCコンバータにより昇圧され所定の出力電圧を発生している。
この状態で、携帯電話機1の音声及び画像信号出力装置25が、例えば電話機本体101のTV機能で受信したTV放送の音声及び画像信号を出力すると、これら音声及び画像信号は、接続ケーブル7の信号線72を介して表示装置8に送られ、音声及び画像信号受信装置27で受信される。また、音声及び画像信号受信装置27で受信された音声及び画像信号は、音声及び画像出力処理装置28に送られ、音声信号と画像信号に分離される。そして、これら分離された音声信号及び画像信号のうち、音声信号は、スピーカ10に出力され再生され、また、画像信号は、表示部9に送られ映像として表示画面に表示される。
次に、スイッチ11を操作して、図示のように可動接点11aを固定接点11b側に切換えると、燃料電池システム14の出力が充電電力として第1の電力供給路aを介して電源端子26aに送られ、接続ケーブル7の電源線71を介して携帯電話機1の充電回路23に供給される。これにより、充電回路23は、燃料電池システム14を充電用電源として充電式電池22を満充電状態まで充電する。
従って、このようにすれば、携帯電話機1に接続ケーブル7により表示装置8を接続可能とし、携帯電話機1のTV機能で受信したTV放送の音声及び画像信号を表示装置8の表示部9に拡大して表示できるようにした。この場合、表示装置8は、燃料電池システム14を有していて、かかる燃料電池システム14の出力を表示装置8自身の駆動電力として使用するとともに、スイッチ11の切換え操作により燃料電池システム14の出力を接続ケーブル7を介して携帯電話機1の充電回路23に充電電力として供給できるようにもした。これにより、表示装置8を携帯して携帯電話機1と一緒に使用することにより、野外などでも表示装置8の画面サイズの大きな表示部9に携帯電話機1の表示部6の画面を拡大して表示できるので、迫力あるスポーツ観戦などを実現できる。また、携帯先で携帯電話機1が電池切れになっても、表示装置8の燃料電池システム14の出力を充電回路23の充電電源として利用できるので、携帯電話機1専用の充電器を必要としないとともに、これら充電器が使用できない環境下であっても携帯電話機1を充電することができ、携帯電話機1が使用不能に陥る事態を未然に防止することもできる。
さらに、画面サイズの大きな表示部9を有する表示装置本体801に燃料電池システム14を配置することにより、燃料電池システム14も面積も大きな、高出力仕様のものを適用できるので、画面サイズの大きな表示部9の表示は勿論、携帯電話機1の充電式電池22を充電するにも十分な電力を確保することができる。
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態では、携帯電話機1と表示装置8の間を接続ケーブル7により接続するようにしたが、この第2の実施の形態では、携帯電話機1に直接表示装置8を取付けるようにしている。
図6は、第2の実施の形態の要部の概略構成を示すもので、図1と同一部分には同符号を付している。携帯電話機1は、ケース101側縁に連結部31が設けられ、この連結部31により表示装置8を着脱可能にしている。この場合、連結部31は、表示装置8を、その傾き角度を可変可能にして携帯電話機1に連結する機械的接続機能とともに、携帯電話機1と表示装置8との間を電気的に接続する電気的接続機能を有している。ここでの電気的接続機能は、第1の実施の形態で述べた携帯電話機1側の音声及び画像信号出力装置25の出力を表示装置8側の音声及び画像信号受信装置27に送信する機能と、燃料電池システム14の出力を充電電力として携帯電話機1の充電回路23に供給する機能である。
その他は、図1と同様である。
このようにすれば、第1の実施の形態で述べた効果に加えて、携帯電話機1に連結部31を介して表示装置8を取付けることができるので、全体をさらにコンパクトにでき、携帯電話機1と表示装置8を一緒に携帯する場合、さらに便利にできる。
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、上述した各実施の形態では、携帯電話機1からTV機能で受信したTV放送の音声及び画像信号を表示装置8に送信する例を述べたが、例えば、携帯電話機1の表示部6に表示される各種の情報、あるいはカメラ機能を有する携帯電話機の場合、カメラ機能で撮像した画像信号などを表示装置8に表示するようにもできる。勿論、TV放送の場合、画像信号のみを表示装置8に表示するようにしてもよい。
また、携帯電話機1から表示装置8への音声及び画像信号の送信は、接続ケーブル7の信号線72を用いて行っているが、音声及び画像信号の送信については接続ケーブ7を使用せず無線信号での送信にしてもよい。この場合には、携帯電話機1の音声及び画像信号出力装置に発信機能を具備あるいは発信装置を接続し、また表示装置8の音声及び画像信号受信装置に受信機能を具備あるいは受信装置を接続することで、無線信号での送受信が可能となる。 また、表示装置8は、燃料電池システム14の発電状態を表示する表示手段を設けるようにしても良い。こうすれば、燃料電池システム14が燃料切れで発電停止に陥る事態を回避でき、常に安定した状態で燃料電池システム14を運転できる。
また、上述した各実施の形態では、電子機器として携帯電話機の場合について述べたが、携帯用オーディオ機器などの他の小型電子機器への適用も可能である。
さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施の形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
また、例えば、上記した説明では、主にDMFCユニット16の構成としてパッシブ型の燃料電池を例に挙げて説明したが、アクティブ型の燃料電池、などさらには燃料供給など一部にポンプ等を用いたセミパッシブ型の燃料電池に対しても本発明を適用することができ、パッシブ型の燃料電池を用いた場合と同様の作用効果が得られる。また、MEAへ供給される液体燃料についても、全て液体燃料、全て液体燃料の蒸気あるいは、一部が液体状態で供給される場合であっても本発明を適用することができる。
本発明の第1の実施の形態にかかる表示装置を電子機器に接続した状態の概略構成を示す外観図。 第1の実施の形態の表示装置の側面図。 第1の実施の形態の表示装置の裏面を示す図。 第1の実施の形態に用いられる燃料電池システムの概略構成を示す図。 第1の実施の形態の回路構成の概略構成を示す図。 本発明の第2の実施の形態にかかる表示装置を電子機器に接続した状態の概略構成を示す外観図。
符号の説明
1…携帯電話機、101…電話機本体
101…ケース、2…マイク
3…アンテナ、4…スピーカ
5…入力部、6…表示部
7…接続ケーブル、71…電源線
72…信号線、701.702…コネクタ
701a…電源端子、701b…信号端子
702a…電源端子、702b…信号端子
8…表示装置、801…表示装置本体
9…表示部、10…スピーカ
11.12…スイッチ、11a…可動接点
11b.11c…固定接点、13…電源室
13a…開口部、14…燃料電池システム
15…脚部、16…DMFCユニット
17…制御ユニット、18…補助電源
19…液体燃料収容部、19a…注入口
20…出力端子、21…燃料カートリッジ
22…充電式電池、23…充電回路
24.26…コネクタ、24a…電源端子
24b…信号端子、25…音声及び画像信号出力装置
26a…電源端子、26b…信号端子
27…音声及び画像信号受信装置、28…音声及び画像出力処理装置
31…連結部
a…第1の電力供給路、b…第2の電力供給路

Claims (5)

  1. 電源として充電式電池が用いられる電子機器に接続可能に設けられ、前記電子機器から送られる画像を表示する表示部を有する表示装置であって、
    燃料電池と、
    前記燃料電池の出力を前記表示部の駆動電力として供給する第1の電力供給路と前記燃料電池の出力を前記充電式電池の充電電力として供給する第2の電力供給路と、
    これら第1の電力供給路と第2の電力供給路を選択的に切換える切換え手段と
    を具備したことを特徴とする表示装置。
  2. 表示装置本体を有し、
    前記表示装置本体は、表面に前記表示部が設けられ、且つ裏面に前記燃料電池が収容される電源室が設けられるとともに、該電源室に前記燃料電池の空気取り入れ口に連通する開口部が設けられることを特徴とする請求項1記載の表示装置。
  3. 前記表示装置本体は、所定角度傾けた状態で立て掛け可能にしたことを特徴とする請求項2記載の表示装置。
  4. 前記電子機器に対して接続ケーブルを介して接続可能にしたことを特徴とする請求項1記載の表示装置。
  5. 前記電子機器に対して機械的接続機能と電気的接続機能を有する連結部により接続可能にしたことを特徴とする請求項1記載の表示装置。
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