JP2009217774A - 情報処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯情報端末とクレードルと有する情報処理装置の、携帯情報端末の接続端子の腐食を防止し、携帯情報端末とクレードル間で確実なデータのやり取りが可能な信頼性の高い情報処理装置を提供する。
【解決手段】携帯情報端末であるＰＤＡ１０と携帯情報端末を装着するクレードル２０とを有する情報処理装置であって、ＰＤＡ１０は、入出力端子３１と入出力端子３１に接続されクレードル２０に接続される端末側接続端子１９と磁界検出素子１８を備えた磁界検出素子回路部３３とを備えるとともに、クレードル２０は、端末側接続端子１９に接続されるクレードル側接続端子２４と磁界検出素子に磁界を印加する磁石２５とを備え、磁石２５の磁界によって磁界検出素子が感応して入出力端子３１と端末側接続端子１９とを接続するスイッチ３２をＰＤＡ１０にさらに備えている。
【選択図】図４

Description

本発明は、携帯情報端末と情報端末を装着して情報の収集を行うクレードルを備えた情報処理装置に関する。

ＰＤＡやモバイルパソコンのような携帯情報端末は、個々に入力された情報を無線で送信することや、拡張ユニットとなるクレードルに接続して集計、情報処理をすることができる。また、携帯情報端末は、どこでも使用が可能なように充電池を内蔵していて、ＡＣ電源のある場所では、ＡＣ／ＤＣコンバータを内蔵した充電装置に接続して使用できるとともに、内蔵する充電池に充電できるようになっている。

クレードルに接続して充電池を充電する場合、充電を開始させるためのスイッチ機構が必要である。携帯情報端末がクレードルとしての充電装置に装着されて、充電装置が情報端末装置の有無を検出して開閉するスイッチを有し、情報端末装置が充電装置に装着されたときに充電電流が流れる例が開示されている（例えば、特許文献１、２、３参照）。

特許文献１では、充電装置に内蔵されるスイッチとしては磁気に感応するリードスイッチが用いられ、端末装置には永久磁石が取り付けられている。また、特許文献２では、スイッチとしてホールＩＣとＦＥＴからなる回路が用いられている。また、特許文献３では携帯情報端末と充電装置の充電接点における電気化学的腐食を防止するために、携帯情報端末が充電装置に装着された場合にのみ充電電力が充電接点に出力される回路として、携帯情報端末には永久磁石が、充電装置には磁気に感応するスイッチを設けている。
特開２００４−６４９６１号公報 特開２００５−１１０３３２号公報 特開２００４−３４２６１１号公報

近年、携帯情報端末は、アウトドアや建設現場などの周囲環境が過酷な条件化で使用される例が増加し、耐環境性を考慮した設計が要求されている。また、携帯して現場で取得した各種のデータ、情報を入力して保存するとともに、事務所に持ち帰って拡張ユニットとしてのクレードルに装着して、個々に入力された複数個の携帯情報端末のデータを収集、処理する例も増加している。

このような、携帯情報端末とクレードル間でデータのやり取りをするために、携帯情報端末とクレードルとに設けた接続端子を介して電気的に接続される。この接続端子には、充電用の電源端子のみでなく、データバスや制御バスに属する多数の端子が含まれる。近年、携帯情報端末の小型化、および情報量の増大化に伴い、これらの接続端子はその電極端子の数が多くなるとともに、電極ピッチが小さくなっている。

特に、温度、湿度や雰囲気ガスなどの周囲環境が過酷な条件下において、携帯情報端末の接続端子に電源電圧または信号電圧を印加した状態とすると、携帯情報端末の電極端子の電界腐食が進行する。その結果、電極端子間の短絡が生じて携帯情報端末の誤作動や、携帯情報端末とクレードルとの接続端子との接続不良などの課題が発生する。

一方、特許文献１から特許文献３は、充電時の充電装置の充電端子に関し、携帯情報端末に設けたクレードルとデータのやり取りをするための接続端子の保護に関しては、何ら開示されていない。

本発明は、携帯情報端末とクレードルと有する情報処理装置の、携帯情報端末の接続端子の腐食を防止し、携帯情報端末とクレードル間で確実なデータのやり取りが可能な信頼性の高い情報処理装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の情報処理装置は、入出力端子と入出力端子に接続される端末側接続端子を備えた携帯情報端末を携帯情報端末の機能を拡張する拡張ユニットに端末側接続端子を介して装着する情報処理装置であって、拡張ユニットは、接続した携帯情報端末に磁界を発生する磁界発生部を備え、携帯情報端末は、磁界発生部が発生した磁界を検出する磁界検出素子と、端末側接続端子に印加する電圧を入切するスイッチ部と、磁界検出素子が検出する磁界に応じてスイッチ部の入切を制御する制御部とを備えている。

このような構成によれば、拡張ユニットに携帯情報端末が装着されていない状態では、携帯情報端末の全ての端末側接続端子をフローティング状態とすることができるために、端末側接続端子を構成する電極端子の間に微小電流が流れることがなく、温度、湿度や雰囲気ガスなどの周囲環境が過酷な条件下においても電極端子の電界腐食を防止することができる。

さらに、磁気検出素子としてホールＩＣであることが望ましい。このような構成によれば、磁気検出素子とスイッチとを集積回路工程により１チップに集積化でき、回路を小型、低コストで実現することができる。

さらに、磁気検出素子がリードスイッチであることが望ましい。このような構成によれば、リードスイッチをクレードルに備えられた磁石に感応させて非接触で開閉でき、簡単な構成でスイッチを確実に動作させることができる。

以上のように、本発明の情報処理装置によれば、拡張ユニットに携帯情報端末を装着していないときには携帯情報端末の全ての接続端子には信号電圧などが印加されないために、湿気を含む雰囲気中などでの端末側接続端子の電界腐食が防止でき、携帯情報端末と拡張ユニット間で信頼性の高い情報のやり取りができる。

以下、本発明の実施の形態について、携帯情報端末（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ 以下、「ＰＤＡ」と略記する）１０を取り上げ、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における情報処理装置として、ＰＤＡを拡張ユニットであるクレードルに装着した状態を示す斜視図である。また、図２は本発明の実施の形態１における情報処理装置のＰＤＡの底面部を示す図である。さらに、図３は本発明の実施の形態１における情報処理装置のクレードルを示す斜視図である。図１〜図３を参照しながら本発明の実施の形態１における情報処理装置について説明する。

図１に示すように、ＰＤＡ１０は、樹脂などを成型加工した前面筐体部１１と、背面筐体部１２とにより構成されている。そして、図１に示すように、前面筐体部１１側には、ＰＤＡ１０における動作結果を画像表示するディスプレイ部１３、使用者による入力操作を受け付けるキーボード１４、ＰＤＡ１０における各種操作機能があらかじめ割り当てられた複数の操作ボタン１５、電源スイッチ１６などが配置され、前面側でＰＤＡ１０の全ての操作が可能なように構成されている。なお、ディスプレイ部１３には、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）などの薄型の表示デバイスが好適であるが、その他の表示デバイスであってもよく、また、タッチパネルなどを一体化させ入力機能を併せ持つものであってもよい。

また、ＰＤＡ１０内には、少なくとも記憶装置と、情報処理装置と、制御装置などが備えられ、拡張ユニットとしてのクレードル２０に脱着自在に装着される。図２に示すように、ＰＤＡ１０の底面部１７に面して、磁界検出素子１８がＰＤＡ１０の内部に設けられている。また、底面部１７には、ＰＤＡ１０とクレードル２０とを電気的に接続するための端末側接続端子１９が外部に面して設けられている。端末側接続端子１９は所定のピッチ、配列で設けられたコネクタなどの複数の電極端子１９ａにより構成されている。

一方、図１および図３に示すように、クレードル２０は全体として筐体構造を有し、ＰＤＡ１０を装着するための挿入部２１と、さらに、外部に情報を伝達するためのインターフェイス用のコネクタ２２を備えている。図３に示すように、挿入部２１と、挿入部２１の底部２３には、ＰＤＡ１０の端末側接続端子１９と接続されるクレードル側接続端子２４が外部に面して設けられている。また、ＰＤＡ１０に設けられた磁界検出素子１８と対面する位置には、磁界発生部となる磁石２５がクレードル２０の内部に設けられている。

したがって、ＰＤＡ１０の磁界検出素子１８とクレードル２０の磁石２５とは、非接触で対になってお互いの有無を検出する機能を有するようにしている。また、クレードル側接続端子２４は、端末側接続端子１９に所定のピッチ、配列で設けられた電極端子１９ａと嵌め合わされるコネクタなどの電極端子２４ａにより構成されている。

なお、クレードル２０には、情報処理装置、記憶装置、あるいは外部のサーバーなどとのインターフェイス回路や、各種機器と信号の送受信を行う通信回路、あるいは電源などを備えている。

図４は、本発明の実施の形態１における情報処理装置のＰＤＡ１０とクレードル２０との構成を示すブロック図であり、ＰＤＡ１０をクレードル２０に装着して示す。ＰＤＡ１０は、ＰＤＡ本体回路部３０、ＰＤＡ本体回路部３０からの入出力端子３１、入出力端子３１と接続される端末側接続端子１９、入出力端子３１に直列に接続して端末側接続端子１９に印加する電圧を入切するスイッチ部としてのスイッチ３２、磁界検出素子１８を備えた制御部となる磁界検出素子回路部３３、電源としての充電池３４からなる。スイッチ３２は磁界検出素子回路部３３の信号電圧によって、入出力端子３１と端末側接続端子１９との接続をオンまたはオフに制御する。

一方、クレードル２０は、クレードル本体回路部３５、クレードル側接続端子２４、ＰＤＡ１０の磁界検出素子１８に対面する位置に備えられた磁界発生部となる磁石２５、電源３６とからなる。

すなわち、本発明の実施の形態１における情報処理装置では、ＰＤＡ１０がクレードル２０に装着された場合に、磁界検出素子１８が検出する磁石２５からの磁界に応じて、クレードル２０を検出した旨の検出信号を磁界検出素子回路部３３が出力し、スイッチ３２の入切を制御するようにしている。

図５は、本発明の実施の形態１における情報処理装置のＰＤＡ１０の回路図である。磁界検出素子１８としてホールＩＣ５０を用い、スイッチ３２のスイッチ素子群としてＣＭＯＳ集積回路によるアナログスイッチ群５１を用いた場合について示している。ホールＩＣ５０は、磁気センサであるホール素子と増幅回路とを集積回路技術により集積化したものであるために、ホールＩＣ５０もアナログスイッチ群５１も集積回路技術で作製でき、ＰＤＡ１０の小型化と低コスト化が実現できる。また、ホールＩＣ５０の出力端子Ｐがアナログスイッチ群５１の制御ゲートに接続されている。

このような構成によれば、図５（ａ）に示すように、ＰＤＡ１０がクレードル２０に装着されていない場合には、ホールＩＣ５０には磁界が印加されないため、ホールＩＣ５０の出力端子Ｐの電圧はＬｏｗレベルとなり、アナログスイッチ群５１は入出力端子３１と端末側接続端子１９との接続を全てオフにする。そのため、ＰＤＡ１０の端末側接続端子１９はフローティング状態となり、端末側接続端子１９を構成するお互いの電極端子１９ａの間には電圧が印加されなくなる。

すなわち、この状態は、ＰＤＡ１０を携帯して長時間使用または放置した状態であり、使用環境が高温、高湿度な環境下であっても、電極端子１９ａには電圧が印加されていないために、電極端子１９ａに発生する電界腐食を防止することができる。その結果、電極端子１９ａ間の短絡やクレードル２０のクレードル側接続端子２４の電極端子２４ａとの接続不良なども防止することができる。

一方、図５（ｂ）に示すように、ＰＤＡ１０をクレードル２０に装着した場合には、クレードル２０に取り付けられた磁石２５とホールＩＣ５０が接近して磁界強度が強まり、磁石２５による磁界によってホールＩＣ５０の出力端子Ｐの電圧がＨｉｇｈレベルとなる。その結果、アナログスイッチ群５１は入出力端子３１と端末側接続端子１９との接続を全てオンにする。この動作によってＰＤＡ１０の信号電圧が端末側接続端子１９に印加されてＰＤＡ１０とクレードル２０との信号のやり取りが可能となる。

なお、本発明の実施の形態１では、スイッチとしてアナログスイッチ群５１を用いている。そのために、集積回路技術でアナログスイッチ群５１を作製することが可能であり、電極端子１９ａの配列ピッチが小さくなっても、全ての電極端子をアクティブ状態とフローティング状態とに確実に切り替えることができる。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における情報処理装置のＰＤＡ１０の回路図である。本発明の実施の形態２では、ＰＤＡ１０に設けた磁界検出素子１８としてリードスイッチ６０を用いた場合について示し、その他の構成要素は全て実施の形態１と同様であるため詳細な説明は省略する。

図６（ａ）は、ＰＤＡ１０がクレードル２０に装着されていない場合、図６（ｂ）はＰＤＡ１０がクレードル２０に装着された場合について示している。また、スイッチであるアナログスイッチ群５１は、ＣＭＯＳ集積回路技術により数多くのスイッチを微細なピッチで作製できる。リードスイッチ６０はノーマリオフでその一端を充電池３４の正電極に接続し、他端が抵抗素子６１によりプルダウン接続されていて、抵抗素子６１とリードスイッチ６０との接続部である出力点Ｐがアナログスイッチ群５１の制御ゲートに接続されるようにしている。

図６（ａ）に示すように、ＰＤＡ１０がクレードル２０に装着されていない場合には、リードスイッチ６０には磁界が印加されない。そのため、リードスイッチ６０はオフであり、出力点Ｐの電位はＬｏｗレベルとなり、アナログスイッチ群５１は入出力端子３１と端末側接続端子１９との接続を全てオフにする。そのため、ＰＤＡ１０の端末側接続端子１９はフローティング状態となり、端末側接続端子１９を構成するお互いの電極端子１９ａの間には電圧が印加されなくなる。

すなわち、この状態は、ＰＤＡ１０を携帯して長時間使用または放置した状態であり、使用環境が高温、高湿度な環境下であっても、電極端子１９ａには電圧が印加されていないために、電極端子１９ａに発生する電界腐食を防止することができる。その結果、電極端子１９ａ間の短絡や、クレードル２０のクレードル側接続端子２４の電極端子２４ａとの接続不良なども防止することができる。

一方、図６（ｂ）に示すように、ＰＤＡ１０をクレードル２０に装着した場合には、クレードル２０に取り付けられた磁石２５とリードスイッチ６０とが接近して磁界強度が強まり、磁石２５による磁界によって、リードスイッチ６０の出力端子Ｐの電圧がＨｉｇｈレベルとなる。その結果、アナログスイッチ群５１は入出力端子３１と端末側接続端子１９との接続を全てオンにする。この動作によってＰＤＡ１０の信号電圧が端末側接続端子１９に印加されてＰＤＡ１０とクレードル２０との信号のやり取りが可能となる。

なお、以上の説明では、アナログスイッチ群がオフである場合、ＰＤＡの接続端子はフローティング状態となるが、静電気対策のために接続端子を抵抗によってプルアップまたはプルダウンにしてもよい。

また、以上の説明では、ＰＤＡの入出力端子にスイッチを設けた場合について説明したが、クレードルの電源からＰＤＡの充電池に繋がる電源ラインが、別途設けられている場合にも、その電源ラインに適用してもよい。

なお、本発明の実施の形態では、携帯情報端末としてＰＤＡを対象として説明したが、ＰＤＡ以外でも携帯型のＮＡＶＩ、ゲーム機、看護機器、ノートパソコンなどにも適用できる。

本発明の情報処理装置によれば、クレードルに携帯情報端末を装着せずに、湿気を含む雰囲気中などで携帯情報端末を長時間放置、あるいは放置しても、端末側接続端子の電界腐食を防止して携帯情報端末とクレードル間で信頼性の高い情報のやり取りを実現し、携帯型情報処理装置などに特に有用である。

本発明の実施の形態１における情報処理装置としてＰＤＡをクレードルに装着した状態を示す斜視図 同情報処理装置のＰＤＡの底面部を示す図 同情報処理装置のクレードルを示す斜視図 同情報処理装置のＰＤＡとクレードルとの構成を示すブロック図 同情報処理装置のＰＤＡの回路図 本発明の実施の形態２における情報処理装置のＰＤＡの回路図

符号の説明

１０ ＰＤＡ
１１ 前面筐体部
１２ 背面筐体部
１３ ディスプレイ部
１４ キーボード
１５ 操作ボタン
１６ 電源スイッチ
１７ 底面部
１８ 磁界検出素子
１９ 端末側接続端子
１９ａ，２４ａ 電極端子
２０ クレードル
２１ 挿入部
２２ コネクタ
２３ 底部
２４ クレードル側接続端子
２５ 磁石
３０ ＰＤＡ本体回路部
３１ 入出力端子
３２ スイッチ
３３ 磁界検出素子回路部
３４ 充電池
３５ クレードル本体回路部
３６ 電源
５０ ホールＩＣ
５１ アナログスイッチ群
６０ リードスイッチ
６１ 抵抗素子

Claims (3)

1. 入出力端子と前記入出力端子に接続される端末側接続端子を備えた携帯情報端末を前記携帯情報端末の機能を拡張する拡張ユニットに前記端末側接続端子を介して装着する情報処理装置であって、
   前記拡張ユニットは、接続した前記携帯情報端末に磁界を発生する磁界発生部を備え、
   前記携帯情報端末は、前記磁界発生部が発生した磁界を検出する磁界検出素子と、前記端末側接続端子に印加する電圧を入切するスイッチ部と、前記磁界検出素子が検出する磁界に応じて前記スイッチ部の入切を制御する制御部とを備えたことを特徴とする情報処理装置。
2. 前記磁界検出素子がホールＩＣであることを特徴とする請求項１に記載の携帯情報端末とクレードル。
3. 前記磁界検出素子がリードスイッチであることを特徴とする請求項１に記載の携帯情報端末とクレードル。

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