JP2008278570A

JP2008278570A - 携帯端末及び充電方法

Info

Publication number: JP2008278570A
Application number: JP2007116526A
Authority: JP
Inventors: Naonobu Hayakawa; 尚伸早川
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2007-04-26
Filing date: 2007-04-26
Publication date: 2008-11-13

Abstract

【課題】各種操作を行いながら同時に充電を行っても、携帯端末の使用時間を低下させず、電池の劣化を防止することができる携帯端末及び充電方法を提供する。
【解決手段】操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とがヒンジ機構４により連結されており、ヒンジ機構４の動作によって操作部側筐体部２と表示部側筐体部３との位置関係が変化する携帯電話装置１において、充電池４３と、所定方式により充電池４３に充電を行う電源回路部１００と、操作部側筐体部２と表示部側筐体部３との位置関係の変化状態を検出する変化状態検出部１０１と、変化状態検出部１０１により検出された変化状態に応じて、電源回路部１００により充電池４３に充電を行う際の満充電電圧値を変化させる制御部１０２と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、電池を内蔵する携帯端末及び充電方法に関する。

携帯電話機、ＰＤＡ、ノートパソコン等の携帯端末では、デザイン及び携帯性等の観点から折り畳み型（フォルダータイプ）が主流となっている。

また、これらの携帯端末では、外部電源からの電源供給がない遠隔地においても動作が行えるように、充電可能な電池（以下、充電池という。）電池が筐体内に設けられており、また、外部電源から充電池へ充電するための充電回路を有している（例えば、特許文献１を参照。）。

また、充電池がリチウムイオン電池であった場合には、特許文献２に記載されているように、いわゆる定電流定電圧方式の充電方式が採用され、充電開始時は、定電流動作で充電し、充電池の電圧が、ある設定された電圧（満充電電圧）に上昇すると、定電圧動作に切り替わり、その後、充電電流が設定された電流値まで垂下した時点で充電完了となる。
特開２００２−３４１７３号公報特開２００６−３１１７９３号公報

ところで、折り畳み型の携帯端末では、外部電源から充電池に充電を行いながら、機器を開いた状態にして各種の操作（例えば、通話、メール、ＴＶの視聴等）が行われる場合がある。このような場合、液晶画面の表示に伴ってバックライト照明の点灯が行われたり、キー操作に伴うキー部のバックライト照明の点灯が行われたりしているため、携帯端末は、内部で多くの動作電流を消費していることになる。

また、このように携帯端末を開いて各種操作を行いながら充電を行っている場合、消費電流の増大のために、充電池へ供給されるはずの充電電流が、端末の動作電流で消費されてしまい、その結果、端末を閉じた状態に比して、充電時間が多くかかることになる。

このように充電時間が多くかかっているときの充電状態は、定電圧動作中であり、充電池の電圧は満充電電圧の状態になっている。また、消費電流が多いため、端末自身の発熱量が多くなっており、充電池の温度が上昇することになる。

ここで、リチウムイオン電池は、置かれている状態により劣化の程度が変化する特性を有している。例えば、充電状態が満充電に近く、温度が高いほど容量劣化が大きくなる特性を有している。

したがって、携帯端末により各種操作を行いながら同時に充電を行うと、携帯端末の使用時間を低下させ、充電池の寿命を短くしてしまう場合がある。

そこで、本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、各種操作を行いながら同時に充電を行っても、携帯端末の使用時間を低下させず、電池の劣化を防止することができる携帯端末及び充電方法を提供することにある。

本発明に係る携帯端末は、上記課題を解決するために、第１の筐体と第２の筐体とが連結部材により連結されており、前記連結部材の動作によって前記第１の筐体と前記第２の筐体との位置関係が変化する携帯端末において、電池と、所定方式により前記電池に充電を行う充電回路部と、前記第１の筐体と前記第２の筐体との位置関係の変化状態を検出する変化状態検出部と、前記変化状態検出部により検出された変化状態に応じて、前記充電回路部により前記電池に充電を行う際の満充電電圧値を変化させる制御部と、を備えることを特徴とする。

また、上記携帯端末では、前記電池は、リチウムイオン電池である。

また、上記携帯端末では、前記充電回路部は、定電流定電圧方式により前記電池に充電を行うことが好ましい。

また、上記携帯端末では、前記変化状態検出部は、前記連結部材の動作によって前記第１の筐体と前記第２の筐体との位置関係が変化し、前記第１の筐体と前記第２の筐体とが閉じられた閉状態か、又は前記第１の筐体と前記第２の筐体とが開かれた開状態かを検出し、前記制御部は、前記変化状態検出部により前記閉状態であると検出された場合には、前記充電回路部により前記電池に充電を行う際の満充電電圧値を電圧値Ｖ０に変化させ、前記変化状態検出部により前記開状態であると検出された場合には、前記充電回路部により前記電池に充電を行う際の満充電電圧値を前記電圧値Ｖ０よりも低い電圧値Ｖ１（Ｖ１＜Ｖ０）に変化させることが好ましい。

また、本発明に係る充電方法は、上記課題を解決するために、第１の筐体と第２の筐体とが連結部材により連結されており、前記連結部材の動作によって前記第１の筐体と前記第２の筐体との位置関係が変化する携帯端末に内蔵されている電池に充電を行う充電方法において、前記第１の筐体と前記第２の筐体との位置関係の変化状態を検出する変化状態検出工程と、前記変化状態検出工程により検出された変化状態に応じて、前記電池に充電を行う際の満充電電圧値を変化させる電圧値変化工程と、前記電圧値変化工程により変化された満充電電圧値に基づいて、前記電池に充電を行う充電工程と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、電池の性能劣化を防ぐことができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明に係る携帯端末の一例である携帯電話装置１の外観斜視図を示す。なお、以下では、携帯電話装置について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＰＨＳ（ＰｅｒｓｏｎａｌＨａｎｄｙｐｈｏｎｅＳｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）、ポータブルナビゲーション装置、ノートパソコン等であっても良い。

携帯電話装置１は、操作部側筐体部２と、表示部側筐体部３と、を備えて構成される。操作部側筐体部２は、表面部１０に、操作キー群１１と、携帯電話装置１の使用者が通話時に発した音声が入力されるマイク１２と、を備えて構成される。操作キー群１１は、各種設定や電話帳機能やメール機能等の各種機能を動作させるための機能設定操作ボタン１３と、電話番号の数字やメール等の文字等を入力するための入力操作ボタン１４と、各種操作における決定やスクロール等を行う決定操作ボタン１５と、から構成されている。

また、表示部側筐体部３は、表面部２０に、各種情報を表示するためのディスプレイ２１と、通話の相手側の音声を出力する音声出力部２２と、を備えて構成されている。

また、上述した操作キー群１１、マイク１２、ディスプレイ２１及び音声出力部２２は、後述する処理部６２を構成している。

また、操作部側筐体部２の上端部と表示部側筐体部３の下端部とは、ヒンジ機構４を介して連結されている。また、携帯電話装置１は、ヒンジ機構４を介して連結された操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とを相対的に回転することにより、操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とが互いに開いた状態（開放状態）にしたり、操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とが折り畳まれた状態（折畳み状態）にしたりできる。

なお、図１は、いわゆる折り畳み型の携帯電話装置の形態を示しているが、本発明に係る携帯電話装置の形態としては特にこれに限られず、操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とを重ね合わせた状態から一方の筐体を一方向にスライドさせるようにしたスライド式や、操作部側筐体部２と表示部側筐体部３との重ね合せ方向に沿う軸線を中心に一方の筐体を回転させるようにした回転式（ターンタイプ）等であっても良い。

また、図２は、操作部側筐体部２の一部を分解した斜視図を示している。操作部側筐体部２は、図２に示すように、基板４０と、ＲＦＩＤ部４１と、リアケース部４２と、充電可能な電池である充電池４３と、充電池カバー４４と、によって構成されている。

基板４０は、所定の演算処理を行うＣＰＵ等の素子が実装されており、表面部１０上の操作キー群１１がユーザにより操作が行われたときに、所定の信号がＣＰＵに供給される。

ＲＦＩＤ部４１は、第１の使用周波数帯により外部装置と通信を行う磁界アンテナ５０と、磁界アンテナ５０により通信される情報に対して所定の処理を行うＲＦＩＤチップ５１と、から構成されている。なお、ＲＦＩＤチップ５１は、図２に示すように、ＲＦＩＤ部４１と対向する基板４０上に配置されている。また、ＲＦＩＤ部４１の詳細については後述する。

リアケース部４２は、ヒンジ機構４を固定するヒンジ機構固定部４２Ａと、第１の使用周波数帯よりも高い周波数帯である第２の使用周波数帯により通信を行うメインアンテナ７０を収納するメインアンテナ収納部４２Ｂと、充電池４３を格納する充電池格納部４２Ｃと、ＲＦＩＤ部４１を固定するＲＦＩＤ部固定部４２Ｄとを備えている。なお、メインアンテナ７０の詳細については後述する。

また、図３は、携帯電話装置１の機能を示す機能ブロック図である。携帯電話装置１は、図３に示すように、外部の端末と通信を行う通信部６１と、通信部６１により通信される情報を処理する処理部６２と、所定容量を有する充電池４３と、充電池４３に接続されている電源回路部１００（充電回路部）と、携帯電話装置１の変形状態を検出する変化状態検出部１０１と、電源回路部１００その他の各部を制御する制御部１０２と、を備えている。なお、充電池４３は、例えば、リチウムイオン二次電池である。

通信部６１は、所定の使用周波数帯により外部装置と通信を行うメインアンテナ７０と、変調処理又は復調処理等の信号処理を行う通信処理部７１と、を備える。また、通信部６１は、電源回路部１００から電源電圧の供給を受けている。

メインアンテナ７０は、所定の使用周波数帯（例えば、８００ＭＨｚ）で外部装置（基地局）と通信を行う。なお、本実施の形態では、所定の使用周波数帯として、８００ＭＨｚとしたが、これ以外の周波数帯であっても良い。また、メインアンテナ７０は、所定の使用周波数帯の他に、第２の使用周波数帯（例えば、２ＧＨｚ）に対応できる、いわゆるデュアルバンド対応型による構成であっても良いし、さらに、第３の使用周波数帯にも対応できる複数バンド対応型により構成されていても良い。

通信処理部７１は、メインアンテナ７０によって受信した信号を復調処理し、処理後の信号を処理部６２に供給し、処理部６２から供給された信号を変調処理し、メインアンテナ７０を介して外部装置（基地局）に送信する。

また、処理部６２は、図３に示すように、操作キー群１１と、マイク１２と、ディスプレイ２１と、音声出力部２２と、所定のデータが格納されているメモリ７３と、所定の音処理を行う音処理部７４と、所定の画像処理を行う画像処理部７５と、被写体を撮像するカメラモジュール７６と、着信音等が出力されるスピーカ７７と、を備えている。また、処理部６２は、電源回路部１００から電源電圧の供給を受けている。ここで、操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とが互いに開いた状態であると、操作キー群１１の背面に設けられたバックライトによる照明や、ディスプレイ２１の背面に設けられたバックライトによる照明等の処理が行なわれたり、また、各種の操作（例えば、通話、メール、ＴＶの視聴等）が行われる場合がある。なお、操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とが互いに開かれた状態において、上記以外の処理がなされることもある。

電源回路部１００は、充電池４３から供給される電源電圧を所定の電圧値に変圧し、変圧後の電源電圧を通信部６１及び処理部６２に供給する。

また、電源回路部１００は、充電器２００に接続されている。充電器２００は、電源系統（ＡＣ１００Ｖ、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）に接続されており、電源系統から供給される交流電圧を直流電圧に変換し、変換後の直流電圧を電源回路部１００に供給する。

電源回路部１００は、充電器２００から供給される直流電圧を所定の電圧値に変換し、変換後の電圧を電源電圧として通信部６１及び処理部６２に供給する。

また、電源回路部１００は、充電器２００から供給される直流電圧に基づいて、定電流定電圧方式により充電池４３に対して充電を行う。ここで、電源回路部１００の動作について説明する。

電源回路部１００は、図４中の電流値を示すグラフＩ１に示すように、放電状態から充電を開始する場合には、当初電圧は低いため、定電流により充電を行う（図４中Ａ領域）。そして、電源回路部１００は、充電容量を示すグラフＣ１に示すように、次第に充電容量が増加し、また、電圧値を示すグラフＶ１に示すように、電圧値が所定値（例えば、４．３５Ｖ）に達したことを検知した場合、定電圧による充電に切り替え、電圧値が所定値（例えば、４．３５Ｖ）を超えないように電流量を絞る制御を行う（図４中Ｂ領域）。また、電源回路部１００では、満充電に達したかどうかの判定を充電時間又は充電電流の減少状態に基づいて行う。なお、図４においては、相対的な電流量を「ＣＡ」という単位で示したが、１ＣＡとは、公称容量値の容量を有する充電池を定電流放電して、ちょうど１時間で放電終了となる電流値のことであり、例えば、２．２Ａｈの公称容量値の充電池では、１ＡＣ＝２．２Ａとなる。また、充電容量ＣＡｈは、１時間で充電される充電容量を示している。

変化状態検出部１０１は、操作部側筐体部２（第１の筐体）と表示部側筐体部３（第２の筐体）との位置関係の変化状態を検出する。具体的には、変化状態検出部１０１は、操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とが互いに開いた状態（開放状態）か、操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とが折り畳まれた状態（折畳み状態）かを検出し、検出結果を制御部１０２に供給する。

制御部１０２は、変化状態検出部１０１により折畳み状態であると検出された場合には、電源回路部１００により充電池４３に充電を行う際の満充電電圧値を電圧値Ｖ０に変化させ、変化状態検出部１０１により開放状態であると検出された場合には、電源回路部１００により充電池４３に充電を行う際の満充電電圧値を電圧値Ｖ０よりも低い電圧値Ｖ１（Ｖ１＜Ｖ０）に変化させる。

電源回路部１００は、制御部１０２による制御に応じて変化された電圧値を満充電電圧値として充電池４３に対して充電を行う。

ここで、充電動作について図５のフローチャートを参照して説明する。なお、以下では、携帯電話装置１に充電器２００が接続されて、充電状態へ移行し、携帯電話装置１内部での充電が完了されるまでの流れについて説明する。

ステップＳ１において、制御部１０２は、充電状態に移行するかどうかを判断する。具体的には、制御部１０２は、充電器２００が接続されているかどうかを判断し、充電器２００が接続されている場合には、充電状態に移行すると判断してステップＳ２に進む。

ステップＳ２において、制御部１０２は、携帯電話装置１自身の電源が入っているかどうかの判定を行う。制御部１０２は、携帯電話装置１自身の電源が入っていない場合には、ステップＳ３に進み、携帯電話装置１自身の電源が入っている場合には、ステップＳ４に進む。

ステップＳ３において、制御部１０２は、充電電圧を電圧値Ｖ０に設定する。なお、電圧Ｖ０は、充電池４３を出荷する際に設定されている値である。電源回路部１００は、電圧値Ｖ０を満充電電圧値として充電池４３に対して充電を行う。

ステップＳ４において、制御部１０２は、変化状態検出部１０１から供給される検出結果に基づいて携帯電話装置１の変化状態を把握し、折畳み状態（閉状態）の場合には、ステップＳ３に進み、開放状態（開状態）の場合には、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５において、制御部１０２は、充電電圧を出荷時の設定値である電圧値Ｖ０よりも低い電圧値Ｖ１に設定する。電源回路部１００は、電圧値Ｖ１を満充電電圧値として充電池４３に対して充電を行う。

ステップＳ６において、制御部１０２は、変化状態検出部１０１から供給される検出結果に基づいて携帯電話装置１の変化状態を把握し、折畳み状態（閉状態）の場合には、ステップＳ８に進み、開放状態（開状態）の場合には、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７において、制御部１０２は、充電池４３が満充電状態になったか、すなわち充電電圧がＶ１に達した後、充電電流が、設定された電流値にまで垂下したかどうかを判断し、垂下した場合には、充電動作を終了し、垂下していない場合には、ステップＳ５に戻る。

ステップＳ８において、制御部１０２は、充電池４３が満充電状態になったか、すなわち充電電圧がＶ０に達した後、充電電流が、設定された電流値にまで垂下したかどうかを判断し、垂下した場合には、充電動作を終了し、垂下していない場合には、ステップＳ３に戻る。

すなわち、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３の工程を辿る場合には、携帯電話装置１がＯＦＦ状態のため、ユーザによる操作はなく、充電動作のみであると考えられ、充電電圧は運常の電圧値Ｖ０に設定し、充電を開始する。

また、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ４→ステップＳ３の工程を辿る場合には、携帯電話装置１の電源がＯＮ状態であるが、閉状態なので、ユーザによる操作はなく、充電動作のみであると考えられ、充電電圧は運常の電圧値Ｖ０に設定し、充電を開始する。

また、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ４→ステップＳ５の工程を辿る場合には、携帯電話装置１の電源がＯＮ状態であって、かつ開状態なので、ユーザによる操作をしながらの充電動作であると考えられるので、出荷時の設定値である電圧値Ｖ０（例えば、４．３５Ｖ）よりも低い電圧値Ｖ１（例えば、４．２２Ｖ）に設定し、充電を開始する。

また、充電完了までの間に携帯電話装置１の状態が変化した場合、充電電圧値がそれぞれに対応したＶ０かＶ１の値に適宜切り替えられる。

このようにして、本発明に係る携帯電話装置１は、変化状態検出部１０１により検出された変化状態に応じて、満充電電圧値を適宜変化させるので、各種操作を行いながら同時に充電動作を行っても、出荷時に設定されている満充電電圧値よりも低い電圧値で満充電となるため、充電池４３を出荷時に定められている満充電状態に置くことがないので、携帯電話装置１の使用状態において、消費電流が大きいことによる発熱のため、充電池４３の温度が上昇した場合であっても、充電池４３の性能劣化を防ぐことができる。

また、本発明に係る充電方法は、携帯電話装置１の内部で自動的に制御されるため、ユーザによる特別な操作を必要としない。

また、本発明に係る充電方法は、上述したように、携帯電話装置１の開閉状態を検出し、当該検出結果に応じて満充電電圧値を変化させるのみなので、実現が容易で、コストをかけることなく実現することができる。

なお、本実施例においては、携帯電話装置１の変化状態が開状態か閉状態かの２状態において満充電電圧値をＶ０とＶ１とを切り替えるものとして説明したが、これに限られず、携帯電話装置１の変化状態が３状態以上ある場合には、各状態に応じて満充電電圧値を適宜切り替え可能なように構成されても良い。

本発明に係る携帯電話装置の外観を示す斜視図である。本発明に係る携帯電話装置に備えられている操作部側筐体部の構成を示す斜視図である。本発明に係る携帯電話装置の機能を示すブロック図である。定電流定電圧充電方式の説明に供する図である。充電動作の説明に供するフローチャートである。

符号の説明

１携帯電話装置
２操作部側筐体部
３表示部側筐体部
４ヒンジ機構
４３充電池
６１通信部
６２処理部
１００電源回路部
１０１変化状態検出部
１０２制御部

Claims

第１の筐体と第２の筐体とが連結部材により連結されており、前記連結部材の動作によって前記第１の筐体と前記第２の筐体との位置関係が変化する携帯端末において、
電池と、
所定方式により前記電池に充電を行う充電回路部と、
前記第１の筐体と前記第２の筐体との位置関係の変化状態を検出する変化状態検出部と、
前記変化状態検出部により検出された変化状態に応じて、前記充電回路部により前記電池に充電を行う際の満充電電圧値を変化させる制御部と、を備えることを特徴とする携帯端末。
前記電池は、リチウムイオン電池であることを特徴とする請求項１記載の携帯端末。
前記充電回路部は、定電流定電圧方式により前記電池に充電を行うことを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の携帯端末。
前記変化状態検出部は、前記連結部材の動作によって前記第１の筐体と前記第２の筐体との位置関係が変化し、前記第１の筐体と前記第２の筐体とが閉じられた閉状態か、又は前記第１の筐体と前記第２の筐体とが開かれた開状態かを検出し、
前記制御部は、前記変化状態検出部により前記閉状態であると検出された場合には、前記充電回路部により前記電池に充電を行う際の満充電電圧値を電圧値Ｖ０に変化させ、前記変化状態検出部により前記開状態であると検出された場合には、前記充電回路部により前記電池に充電を行う際の満充電電圧値を前記電圧値Ｖ０よりも低い電圧値Ｖ１（Ｖ１＜Ｖ０）に変化させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の携帯端末。
第１の筐体と第２の筐体とが連結部材により連結されており、前記連結部材の動作によって前記第１の筐体と前記第２の筐体との位置関係が変化する携帯端末に内蔵されている電池に充電を行う充電方法において、
前記第１の筐体と前記第２の筐体との位置関係の変化状態を検出する変化状態検出工程と、
前記変化状態検出工程により検出された変化状態に応じて、前記電池に充電を行う際の満充電電圧値を変化させる電圧値変化工程と、
前記電圧値変化工程により変化された満充電電圧値に基づいて、前記電池に充電を行う充電工程と、を備えることを特徴とする充電方法。