JP2011112504A

JP2011112504A - 携帯端末装置

Info

Publication number: JP2011112504A
Application number: JP2009269095A
Authority: JP
Inventors: Akira Koyama; 晃小山; Akinori Kanai; 昭憲金井; Naonobu Hayakawa; 尚伸早川; Masayoshi Nakajima; 匡良中島; Yoshiyuki Shinoda; 芳幸篠田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2009-11-26
Publication date: 2011-06-09

Abstract

【課題】分解能以上の詳細な電池の残量を把握することができる携帯端末装置を提供すること。
【解決手段】切替部ＳＷ３により電池４２が変換部４６に接続されるように切り替え、変換部により電池４２から入力される電圧が離散的な信号に変換され、当該信号が所定の値に到達している場合に、当該所定の値に対応する電圧が基準電圧として出力されるように基準電圧出力部５１を制御し、かつ差分算出部５０が変換部４６に接続されるように切替部を制御する制御部４５とを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、電池の残量を監視する携帯端末装置に関する。

従来より、携帯端末装置（携帯電話機）の電池の残量は、電池の電圧をアナログ・デジタルコンバータ（ＡＤＣ）を介してデジタル信号化することで把握している。携帯電話機においては、定期的に電圧の変化を把握することで電池の残量の監視をして、その監視の結果をディスプレイ等に表示してユーザへの報知を行っている。

上述した携帯電話機において、電池の電圧をＡＤＣのみを介して把握している場合、電池の残量の把握の精度は、ＡＤＣの分解能で決まる。
このため、分解能が低いＡＤＣを用いて電池の残量の監視を行う場合には、読み取れる電圧の範囲が狭いために、分解能を超えて緩やかな電圧の変化をするような特性を持つ電池の残量を正確に把握することが困難であった。

そこで、例えば、特許文献１においては、オペアンプ（増幅回路）により増幅させた電圧を読み取ることで、所定の範囲の電圧を詳細に把握することが記載されている。
しかし、特許文献１記載のオペアンプは、１の基準電位にしか対応していないために、１の領域における電圧の把握しかできないという問題がある。つまり、所定の範囲の電池の残量のみしか把握することができない。
また、特許文献２においては、計測された温度帯に対応する基準電位に基づいて、詳細に電圧を把握するころができる。つまり、基準電位を可変にして、全範囲の詳細な電圧を把握することができる。

特開平０７−１１５７３４号公報特開平０８−２９３３３０号公報

しかしながら、特許文献２においては、基準電位を可変にするためにＡＤＣの他に、さらに、ＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）を用いているために、高価であり、かつ、回路の搭載スペースが必要であるため回路の規模が大きくなるという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、ＡＤＣの分解能以上の詳細な電池の残量を把握することができる携帯端末装置を提供することを目的とする。

本発明に係る携帯端末装置は、電池と、前記電池の電圧の残量を検出する電圧残量検出部と、基準となる電圧を出力する基準電圧出力部と、前記電圧残量検出部で検出した残量電圧と、前記基準電圧出力部から出力された基準電圧とを比較し、差分の電圧を算出する差分算出部と、前記電池から入力される電圧又は前記差分算出部から入力される電圧を離散的な信号に変換する変換部と、前記電池又は前記差分算出部が前記変換部に接続されるように切り替える切替部と、前記切替部により前記電池が前記変換部に接続されるように切り替え、前記変換部により前記電池から入力される電圧が離散的な信号に変換され、当該信号が所定の値に到達している場合に、当該所定の値に対応する電圧が前記基準電圧として出力されるように前記基準電圧出力部を制御し、かつ前記差分算出部が前記変換部に接続されるように前記切替部を制御する制御部とを備える。

また、上記携帯端末装置は、前記電圧残量検出部と前記差分算出部に駆動するための信号を供給する駆動信号供給部を備え、前記制御部は、前記差分算出部が前記変換部に接続されるように前記切替部を制御する場合に、前記電圧残量検出部と前記差分算出部を駆動するための信号を供給するように前記駆動信号供給部を制御することが好ましい。

また、上記携帯端末装置は、前記差分算出部で算出された電圧を所定量増幅する増幅部を備え、前記変換部は、前記増幅部により増幅された後の電圧を離散的な信号に変換することが好ましい。

また、上記携帯端末装置において基準電圧出力部は、異なる基準電圧を複数有しており、前記制御部の制御にしたがって、一の基準電圧を出力することが好ましい。

また、上記携帯端末装置において基準電圧出力部は、基準電圧を可変して出力する電圧可変器を有しており、前記制御部の制御にしたがって、基準電圧を可変し、可変後の基準電圧を出力することが好ましい。

また、上記携帯端末装置は、前記変換部により変換された離散的な信号に基づいて、前記電池の残量を段階的に表示部に表示する表示制御部を備えることが好ましい。

本発明によれば、ＡＤＣの分解能以上の詳細な電池の残量を把握することができる。

本発明に係る携帯端末装置の一例である携帯電話機の外観斜視図である。操作部側筐体部の一部を分解した分解斜視図である。携帯電話機の機能を示す機能ブロック図である。リチウムイオン電池における電圧の特性を示す図である。携帯電話機における電池の残量を監視する回路の構成を示す回路図である。増幅回路による電圧の増幅を示す模式図である。携帯電話機の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る携帯端末装置の一実施形態である携帯電話機１について図１から図３を用いて説明する。なお、本実施形態においては、図１に示すように、いわゆる折り畳み型の携帯電話機１の形態を示しているが、本発明に係る携帯電話機１の形態としては特にこれに限られない。例えば、両筐体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、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）や、操作部と表示部３１とが１つの筐体に配置され、連結部を有さない形式（ストレートタイプ、フリップタイプ）でも良い。

携帯電話機１は、図１に示すように、操作部側筐体２と、表示部側筐体３と、を備える。操作部側筐体２は、表面部１０に、操作キー群１１と、ユーザが通話時に発した音声が入力される後述する音声入力部１２と、を備える。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３は、表面部３０に、各種情報を表示するための後述する表示部３１と、通話の相手側の音声を出力する後述する音声出力部３２とを備える。

また、操作部側筐体２の上端部と表示部側筐体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、携帯電話機１は、ヒンジ機構４を介して連結された操作部側筐体２と表示部側筐体３とを相対的に回転することにより、操作部側筐体２と表示部側筐体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２と表示部側筐体３とが折り畳まれた状態（折畳み状態）にしたりできる。

操作部側筐体２は、図２に示すように、回路基板４０と、リアケース部２１と、充電可能な電池である後述する充電池４２と、電池パックカバー２３とによって構成されている。

回路基板４０は、所定の演算処理を行う後述するＣＰＵ４５等の素子（後述するマイコン４４に相当）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ＣＰＵ４５に供給される。また、回路基板４０には、電池端子として図示しない正極端子、負極端子及びＩＤ端子が実装されている。

リアケース部２１は、所定の使用周波数帯により通信を行うアンテナ４１を収納するアンテナ収納部２４と、充電池４２を格納する電池パック格納部２２とを備えている。

また、携帯電話機１は、図３に示すように、アンテナ４１と、送受信処理部４３と、操作キー群１１と、表示部３１と、音声入力部１２と、音声出力部３２と、マイコン４４と、メモリ３６と、充電池４２（電池）とを備える。

アンテナ４１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、アンテナ４１は、所定の使用周波数帯の他に、他の使用周波数帯（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、３つ以上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。

送受信処理部４３は、アンテナ４１によって受信した信号をローノイズアンプにより増幅し、増幅後の信号を復調処理し、処理後の信号をマイコン４４に供給し、また、マイコン４４から供給された信号を変調処理し、変調処理後の信号をパワーアンプにより増幅し、増幅後の信号をアンテナ４１から外部装置（基地局）に送信する。

表示部３１は、充電池４２の残量が表示可能な、例えば液晶ディスプレイ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）として構成される。充電池４２の残量の表示は、例えば、「％」の数値で表示したり、充電池４２を模した絵柄を利用して充電池４２の残量の程度に応じて、段階的に色分けする等して表示したりすることにより行われる。少なくとも表示部３１は、充電池４２の残量をユーザに視覚的に報知することができれば良く、例えば、ＬＥＤ等により構成され、充電池４２の残量を色分けや点滅等により報知できれば良い。

音声入力部１２は、通話音声等を入力可能なマイクにより構成される。
音声出力部３２は、通話音声等を出力可能なスピーカにより構成され、本実施形態においては、ユーザに対して充電池４２の残量を聴覚的に報知するように構成しても良い。

マイコン４４は、少なくとも、ＣＰＵ４５と、表示制御部４７と、後述するＡＤＣ４６とを備える。また、マイコン４４は、Ｉ／Ｏポート４８を介して、マイコン４４と他の回路等と接続する。

ＣＰＵ４５は、中央演算処理装置であり、後述する各スイッチＳＷ（第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３）、表示制御部４７及び後述する基準電源回路５１を含む携帯電話機１全体を制御する。

表示制御部４７は、ＣＰＵ４５からの制御に基づいて、表示部３１に表示を行わせる。本実施形態において、表示制御部４７は、少なくとも、表示部３１に充電池４２の残量の表示を行わせる。
メモリ３６は、不揮発性記憶媒体であって、各種データを記憶する。

充電池４２は、充電器（図示せず）により複数回充電可能に構成され、本実施形態において、充電池４２はリチウムイオン電池が用いられる。また、充電池４２は、使用状態において、回路基板４０に実装される電池端子として図示しない正極端子、負極端子及びＩＤ端子と接続される。

ここで、リチウムイオン電池における電圧の特性について、図４を用いて説明する。リチウムイオン電池は、本実施形態で使用されるリチウムイオン電池の電圧は、０Ｖの空充電状態から４．２Ｖの満充電状態の間を変動する。図４は、満充電状態から３．３Ｖまでの一部の電圧を示したものである。

本実施形態におけるリチウムイオン電池の電圧の変動は、図４に示すように、時間と共に一定に電圧が低下するわけではなく、大きく分けて３段階（満充電状態から３．８Ｖ付近、３．８Ｖ付近から３．７Ｖ付近及び３．７Ｖ付近から３．３Ｖ）に渡って、異なる勾配で電圧が低下するという特性がある。

詳細には、満充電状態から３．８Ｖ付近は、時間の経過と共になだらかに電圧が低下する。そして、３．８Ｖ付近から３．７Ｖ付近は、満充電状態から３．８Ｖ付近よりもさらに緩やかに電圧が低下する（この電圧の領域は、「平坦な領域」という。）。これとは逆に、３．７Ｖ付近から３．３Ｖ付近においては、急激に電圧が低下する。

次に、携帯電話機１における充電池４２の残量を監視する回路の構成について、図５を用いて説明する。本回路は、充電池４２の電圧をＡＤＣ４６により変換することで充電池４２の残量を把握可能に構成される。

マイコン４４に搭載されるＡＤＣ（デジタル・アナログコンバータ又はＡ／Ｄコンバータ）４６は、アナログ信号からデジタル信号に変換可能に構成される。つまり、ＡＤＣ４６は、アナログ信号である充電池の電圧を、ＣＵＰ４４等により充電池４２の残量として把握可能なデジタル信号に変換する。本実施形態においては、８ビットのＡＤＣ４６が用いられる。つまり、ＡＤＣ４６は、所定の領域に対して２５５段階の分解能を有する。

マイコン４４と充電池４２とをつなぐ回路上には、バッファ４９（電圧残量検出部）と、減算回路５０（差分算出部）と、基準電源回路５１（基準電圧出力部）と、増幅回路５２（増幅部）と、各スイッチＳＷ（第１スイッチＳＷ１（駆動信号供給部）、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３（切替部））とが設けられる。マイコン４４と、各スイッチＳＷ及び基準電源回路５１とは、マイコン４４に設けられるＩ／Ｏポート４８を介して接続される。

バッファ４９は、充電池４２の電圧を検出可能に構成される。本実施形態においてバッファ４９は、いわゆる、入力信号が全帰還するボルテージフォロワ（ＶｏｌｔａｇｅＦｏｌｌｏｗｅｒ）タイプの非反転増幅回路として構成されるオペアンプ（オペレーショナル・アンプリファイア）が用いられる。
また、バッファ４９は、充電池４２から電圧（Ｖ_Ｂ）が入力されることにより、電圧（Ｖ_Ｂ１）を出力する。つまり、充電池４２からバッファ４９を介して出力される電圧（Ｖ_Ｂ１）は、以下の（１）式で表される。

ここで、Ｖ_Ｂ１はバッファ４９により出力される電圧であり、Ｖ_Ｂは充電池４２の電圧である。

減算回路５０は、バッファ４９で検出した充電池４２の電圧（残量電圧）と、基準電源回路５１から出力された基準電圧とを比較し、差分の電圧を算出可能に構成される。本実施形態において減算回路５０は、いわゆる、差動増幅回路として構成されるオペアンプが用いられる。
また、減算回路５０は、バッファ４９からの電圧（Ｖ_Ｂ１）が入力されることにより、電圧（Ｖ_Ｂ２）を出力する。
減算回路５０から出力される電圧（Ｖ_Ｂ２）は、以下の（２）式で表される。

なお、Ｒ_１＝Ｒ_２＝Ｒ_３＝Ｒ_４となる。
ここで、Ｖ_Ｂ２は減算回路５０により算出される電圧であり、Ｖ_Ｂ１はバッファ４９からの電圧であり、Ｖ_Ｒは充電池４２の電圧であり、Ｒ（Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３及びＲ_４）は抵抗である。

基準電源回路５１は、基準となる電圧を出力可能に構成される。本実施形態において基準電源回路５１は、図５に示すように、３種類の基準電位に切替可能に構成される。また、基準電源回路５１は、セレクター５１ａによりＶ_ｒｅｇ１が選択された場合には、Ｒｅｇ_１により３．８Ｖを基準電位として出力する。また、基準電源回路５１は、セレクター５１ａによりＶ_ｒｅｇ２が選択された場合には、Ｒｅｇ_２により基準電位を３．６Ｖとして出力する。また、基準電源回路５１は、セレクター５１ａによりＶ_ｒｅｇ３が選択された場合には、Ｒｅｇ_３により基準電位を３．３Ｖとして出力する。

増幅回路５２は、減算回路５０から出力された電圧（Ｖ_Ｂ２）を所定量増幅可能に構成される。増幅回路５２は、いわゆる、非反転増幅回路として構成されるオペアンプが用いられる。
また、増幅回路５２は、減算回路５０からの電圧（Ｖ_Ｂ２）が入力されることにより、電圧（Ｖ_Ｂ３）を出力する。
増幅回路５２から出力される電圧（Ｖ_Ｂ３）は以下の（３）式により表される。

ここで、Ｖ_Ｂ３は増幅回路５２から出力される電圧であり、Ｖ_Ｂ２は減算回路５０から出力された電圧であり、Ｒ（Ｒ_５及びＲ_６）は抵抗である。

ここで、増幅回路５２による増幅について、図６を用いて説明する。
増幅回路５２での増幅は、図６に示すように、増幅前の４．２Ｖから０Ｖまでを２５５段階で監視する状態から、所定の範囲内（図６中では、Ｖ_ｒｅｇ１からＶ_ｒｅｇ２まで）の電位を増幅する。つまり、増幅回路５２は、ＡＤＣ４６における分解能の２５５分の１の目盛り分を増幅する。そして、増幅後には、さらに、ＡＤＣ４６により、２５５段階の分解能でデジタル信号に変換され、電圧を把握することができる状態に増幅される。

マイコン４４は、図３に示すように、ＣＰＵ４５と、ＡＤＣ４６とを備える。マイコン４４は、各スイッチＳＷ（第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３）及び基準電源回路５１に接続される。また、マイコン４４は、表示制御部４７を介して、表示部３１に接続される。

スイッチＳＷは、第１スイッチＳＷ１と、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３により構成される。第１スイッチＳＷ１は、マイコン４４、バッファ４９、減算回路５０及び増幅回路５２と接続し、マイコン４４からの制御により、バッファ４９、減算回路５０及び増幅回路５２のＯＮとＯＦＦとを切替可能に構成される。

第２スイッチＳＷ２は、マイコン４４と充電池４２に接続し、充電池４２の電圧をＡＤＣ４６へ直接的に入力されるルートを切替可能に構成される。
第３スイッチＳＷ３は、マイコン４４と増幅回路５２に接続し、充電池４２の電圧を間接的に入力されるルート（バッファ４９、減算回路５０及び増幅回路５２を経由するルート）を切替可能に構成される。
本実施形態においては、第２スイッチＳＷ２と第３スイッチＳＷ３の一方のみがＯＮされる、つまり、排他的に一方のスイッチが選択されることにより、対応するルートの接続が確立するように構成される。

したがって、以上のように構成される携帯電話機１にいては、第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３をＯＦＦにし、第３スイッチＳＷ３をＯＮにすることで、充電池４２の電圧（Ｖ_Ｂ）を直接的にＡＤＣ４６に接続するルートが確立される。
また、第３スイッチＳＷ３をＯＦＦにし、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をＯＮにすることで、充電池４２の電圧（Ｖ_Ｂ）をＡＤＣ４６に間接的にＡＤＣ４６に接続するルートが確立される。

この際、携帯電話機１においては、基準電源回路５１のセレクター５１ａを切り替えることにより、接続されている基準電位下での電圧がＡＤＣ４６に入力される。つまり、携帯電話機１では、間接的なルートが確立されている状態において、例えば、Ｖ_ｒｅｇ１が選択されることにより、Ｒｅｇ_１に対応する３．８Ｖでの基準電位における差分の電圧が減算回路５０により出力され、その後増幅された電圧がＡＤＣ４６に入力されることになる。

第２スイッチＳＷ２から第３スイッチＳＷ３への切替のタイミング（充電池の残量の監視のタイミング）は、例えば、所定の間隔で行ったり、充電池４２の電圧の特性を考慮した電圧の変動の境目付近で行ったり、通話やアプリケーションの起動・終了時等の急激な負荷変動が発生する場合に行ったり等、ユーザの使用の態様に合わせて決定しても良く、ユーザの使用の態様（消費電力を重視する等）に合わせて、適宜決定することができる。

ここで、上述したように携帯電話機１は、充電池４２と、バッファ４９と、基準電源回路５１と、減算回路５０と、ＡＤＣ４６と、第３スイッチＳＷ３と、ＣＰＵ４５とを備え、所定ビットの分解能のＡＤＣ４６を用いて、所定ビット以上の分解能で動作させることができる。

このような構成において、ＣＰＵ４５は、第３スイッチＳＷ３により充電池４２がＡＤＣ４６に接続されるように切り替え、ＡＤＣ４６により充電池４２から入力される電圧がデジタル信号に変換され、当該信号が所定の値に到達している場合に、当該所定の値に対応する電圧が基準電圧として出力されるように基準電源回路５１を制御し、かつ減算回路５０がＡＤＣ４６に接続されるように第３スイッチＳＷ３を制御する。

このように構成される携帯電話機１においては、ＣＰＵ４５により第３スイッチＳＷ３により充電池４２がＡＤＣ４６に接続されるように切り替える。すると、充電池４２とＡＤＣ４６が接続され、ＡＤＣ４６により充電池４２から入力される電圧がデジタル信号に変換される。

この際、ＡＤＣ４６により変換されるデジタル信号が所定の値に達している場合には、ＣＰＵ４５により所定の値に対応する電圧が基準電圧として出力されるように基準電源回路５１を制御して、減算回路５０がＡＤＣ４６に接続されるように第３スイッチＳＷ３を制御する。具体的には、携帯電話機１は、図４に示すように、ＡＤＣ４６により変換されるデジタル信号が、例えば、３．８Ｖに相当する値に達している場合には、基準電位を３．８Ｖとして出力をするように基準電源回路５１を制御して、減算回路５０がＡＤＣ４６に接続されるように第３スイッチＳＷ３を制御する。

つまり、携帯電話機１は、デジタル信号が所定の値に達している場合には、基準電位と充電池４２の電圧との差分の電圧を算出する。そして、算出された差分の電圧は、ＡＤＣ４６によりデジタル信号に変換される。その後、変換されたデジタル信号は、ＣＰＵ４５等により差分算出時の基準電圧に基づいて、相対的な値から絶対的な値に変換されて、充電池４２の残量の把握に用いられる。

したがって、携帯電話機１においては、差分の電圧をデジタル信号に変換するために、高い分解能を有するＡＤＣを用いることなく、所定の領域における電圧の値、すなわち、所定範囲の電圧における充電池４２の残量を高い分解能でデジタル変換することができる。

このように所定の範囲の電圧を高い分解能でデジタル変換することで、携帯電話機１は詳細に充電池４２の残量を把握することができ、携帯電話機１においては、充電池４２の残量を考慮した機能の制限や管理等に利用することができる。

また、携帯電話機１においては、ＡＤＣ４６に関しては、充電池４２から直接電圧を変換した場合に比べて、ＡＤＣ４６そのものの分解能に対応した以上の詳細な電圧の値を得ることができる。
したがって、携帯電話機１においては、分解能の低いＡＤＣ４６を利用することができるために、安価に詳細な充電池４２の残量の把握を行なうことができる。

また、携帯電話機１においては、第３スイッチＳＷ３により充電池４２又は減算回路５０がＡＤＣ４６に接続されるように切り替える。このため、携帯電話機１においては、充電池４２の残量を計測しない場合には、充電池４２又は減算回路５０とＡＤＣ４６を接続しないようにすれば、不要な電力消費を抑えることができる。

なお、離散的な信号とは、連続的な信号と対をなして使用される用語で、連続的な信号から標本化及び量子化して得られる信号である。また、本実施形態においては、離散的な信号をデジタル信号といい、連続的な信号をアナログ信号という。

また、本実施形態において、所定の値は、図４に示すような電池の特性（満充電状態付近、平坦な領域、空充電状態付近等）を把握した上で、ユーザの使用の状況等を考慮して決定することが好ましい。

また、携帯電話機１は、ＣＰＵ４５により減算回路５０がＡＤＣ４６に接続されるように第３スイッチＳＷ３を制御する場合に、バッファ４９と減算回路５０を駆動するための信号を供給するように第１スイッチＳＷ１（駆動信号供給部）を制御するように構成される。

このように構成される携帯電話機１においては、減算回路５０がＡＤＣ４６に接続されるように第３スイッチＳＷ３を制御する場合には、ＣＰＵ４５によりバッファ４９と減算回路５０を駆動するための信号を供給するように第１スイッチＳＷ１を制御する。つまり、携帯電話機１においては、充電池４２の残量を監視の際、充電池４２の電圧が所定の値に達しない場合には、第１スイッチＳＷ１からはバッファ４９と減算回路５０を駆動するための信号が供給されない。
このため、バッファ４９及び減算回路５０の駆動は、行なわれない。したがって、携帯電話機１は、充電池４２の残量の計測の際においても、不要な電力の消費を抑えることができる。

また、携帯電話機１は、ＡＤＣ４６により増幅回路５２（増幅部）により電圧を所定量増幅した後の電圧を離散的な信号に変換するように構成される。

このように構成される携帯電話機１においては、減算回路５０で算出された電圧を増幅回路５２により所定量増幅する。そして、増幅された後の電圧をＡＤＣ４６によりデジタル信号に変換する。
このため、携帯電話機１においては、減算回路５０により入力される電圧が小さくても一定の大きさの電圧に増幅して、ＡＤＣ４６に出力できる。つまり、携帯電話機は、ＡＤＣ４６で変換できないような小さな電圧の値であっても、増幅回路５２によりＡＤＣ４６で変換することができる大きさに増幅される。その結果、ＡＤＣ４６において、デジタル信号に変換することができる。

また、基準電源回路５１は、異なる基準電圧を複数有しており、ＣＰＵ４５の制御にしたがって、一の基準電圧を出力するように構成される。

このように構成することにより携帯電話機１は、複数の異なる範囲の電位において、詳細な充電池４２の残量を把握することができる。例えば、図５中に示すセレクター５１ａのような多段の切替可能なスイッチにより基準電圧を切り替えるように構成すれば、容易に複数個所における充電池４２の残量を把握することができる。

また、基準電源回路５１は、本実施形態における図５に示すような多段の切替可能なスイッチを有する基準電源回路に代えて、基準電圧を可変して出力する電圧可変器により構成することができ、ＣＰＵ４５の制御にしたがって、基準電圧を可変にし、可変後の基準電圧を出力することができる。

このように構成することにより携帯電話機１は、充電池４２の電圧に合わせた電圧を基準電圧とすることができる。つまり、携帯電話機１においては、所定の範囲を設けることなく全範囲において、高い分解能のＡＤＣを用いた場合と同等に、詳細な充電池４２の残量を把握することができる。

また、表示制御部４７は、ＡＤＣ４６により変換されたデジタル信号（離散的な信号）に基づいて、デジタル信号の残量を段階的に表示部３１に表示するように構成される。

このように構成される携帯電話機１においては、表示制御部４７により変更されたデジタル信号に基づいて、デジタル信号の残量を段階的に表示部３１に表示する。このため、携帯電話機１においては、変換されたデジタル信号に基づいて、詳細な充電池４２の残量の表示を行なうことができる。

詳細な充電池４２の残量の把握を行なえない状態においては、図４に示すように、平坦な領域における充電池４２の残量の把握が荒いために、充電池４２の残量の減少の表示がされたときには、ユーザに対して、充電池４２の残量が急になくなったという印象を与えることになる。しかし、詳細な充電池４２の残量の表示を行なえることにより、ユーザに対しては、急に充電池４２が減った等の印象を与えることがない。そして、ユーザは、この充電池４２の残量の表示を頼りに安心して、携帯電話機１を使用することができる。

次に、携帯電話機１における動作について図７を用いて説明する。
ステップＳ１において、携帯電話機１は、電圧の監視を行ない、ステップＳ２に進む。具体的には、ＡＤＣ４６において、充電池４２の電圧を読み取る。つまり、携帯電話機１においては、充電池４２から入力される電圧（Ｖ_Ｂ）をデジタル信号に変更する。電圧の監視は、定周期、すなわち、一定の間隔で周期的に行なわれる。

ＣＰＵ４５は、図５に示すように、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３が全てＯＦＦの状態から、第２スイッチＳＷ２をＯＮする制御を行う。
携帯電話機１においては、第２スイッチＳＷ２のみをＯＮすることで、充電池４２の電圧がＡＤＣ４６に入力されて、デジタル信号に変更される。

ステップＳ２において、携帯電話機１は、充電池４２から入力される電圧（Ｖ_Ｂ）が閾値Ａを下回った場合（ＮＯ）には、ステップＳ３に進む。また、充電池４２から入力される電圧（Ｖ_Ｂ）が閾値Ａ以上の場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ９に進む。なお、閾値Ａと、後述する閾値Ｂ及び閾値Ｃとの関係は、電圧値が高い順に閾値Ａ、閾値Ｂ及び閾値Ｃという関係となる。

ステップＳ３において、携帯電話機１は、充電池４２から入力される電圧（Ｖ_Ｂ）が閾値Ｂ以上の場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ４に進む。また、充電池４２から入力される電圧（Ｖ_Ｂ）が閾値Ｂを下回った場合（ＮＯ）には、ステップＳ５に進む。

ステップＳ４において、携帯電話機１は、基準電位として「Ｖ_ｒｅｇ１」を選択し、ステップＳ９に進む。
ＣＰＵ４５は、基準電源回路５１のセレクター５１ａを「Ｖ_ｒｅｇ１」に切り替える。

ステップＳ５において、携帯電話機１は、充電池４２から入力される電圧（Ｖ_Ｂ）が閾値Ｃ以上の場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ６に進む。また、充電池４２から入力される電圧（Ｖ_Ｂ）が閾値Ｃを下回った場合（ＮＯ）には、ステップＳ７に進む。

ステップＳ６において、携帯電話機１は、基準電位として「Ｖ_ｒｅｇ２」を選択し、ステップＳ９に進む。
ＣＰＵ４５は、基準電源回路５１のセレクター５１ａを「Ｖ_ｒｅｇ２」に切り替える。

ステップＳ７において、携帯電話機１は、充電池４２から入力される電圧（Ｖ_Ｂ）が閾値Ｃを下回っているため、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８において、携帯電話機１は、基準電位として「Ｖ_ｒｅｇ３」を選択し、ステップＳ９に進む。
ＣＰＵ４５は、基準電源回路５１のセレクター５１ａを「Ｖ_ｒｅｇ３」に切り替える。

ステップＳ９において、携帯電話機１は、ＡＤ（アナログ・デジタル）取り込みを行う。具体的には、携帯電話機１は、バッファ４９、減算回路５０及び増幅回路５２を介して、ＡＤＣ４６により電池の電圧を取り込む。

ＣＰＵ４５は、ステップＳ１の状態（第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３のうち、第２スイッチＳＷ２のみがＯＮの状態）から、第２スイッチＳＷ２をＯＦＦにし、第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３をＯＮにする制御を行う。
このように制御することで、充電池４２から入力される電圧（Ｖ_Ｂ）がバッファ４９を介して、電圧（Ｖ_Ｂ１）となる。そして、電圧（Ｖ_Ｂ１）は、減算回路５０を介すことにより、基準電位に基づいて差分の電圧（Ｖ_Ｂ２）となる。また、減算回路５０により算出された差分の電圧（Ｖ_Ｂ２）は、増幅回路５２により増幅されて電圧（Ｖ_Ｂ３）となる。さらに、増幅回路５２により増幅された電圧（Ｖ_Ｂ３）は、ＡＤＣ４６に入力されて、デジタル信号に変更される。

また、ステップＳ９においては、ステップＳ２から進んできた場合（充電池４２の電圧（Ｖ_Ｂ）が閾値Ａ以上である場合）には、ＣＰＵ４５は、ステップＳ１の状態（第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３のうち、第２スイッチＳＷ２のみがＯＮの状態）を維持したまま、ＡＤＣ４６に充電池４２の電圧（Ｖ_Ｂ）を入力する。そして、充電池４２からの電圧の入力によりＡＤＣ４６は、電圧をデジタル信号に変換する。その後、ＡＤＣ４６により変換されたデジタル信号に変換されたことにより、ＣＰＵ４５は、デジタル信号の値に基づいて、表示制御部４７を制御して、表示部３１に充電池４２の残量を表示する。

また、ステップＳ９において、ステップＳ４から進んできた場合には、充電池４２の電圧（Ｖ_Ｂ）が閾値Ａを下回り、かつ、閾値Ｂ以上であるため、ＣＰＵ４５は、ステップＳ１の状態（第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３のうち、第２スイッチＳＷ２のみがＯＮの状態）から、第２スイッチＳＷ２をＯＦＦにし、第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３をＯＮにする制御を行う。ステップＳ４において既に基準電源回路５１はＶ_ｒｅｇ１を選択しているため、３．８Ｖを基準電位とするＲｅｇ_１により、バッファ４９を介して、減算回路５０において差分の電圧が出力される。そして、減算回路５０により出力された差分の電圧は、増幅回路５２により増幅され、ＡＤＣ４６に出力される。また、充電池４２からの電圧の入力によりＡＤＣ４６は、電圧をデジタル信号に変換する。その後、ＡＤＣ４６により変換されたデジタル信号に変換されたことによりＣＰＵ４５は、デジタル信号の値及び基準電位の値に基づいて、表示制御部４７を制御して、表示部３１に充電池４２の残量を表示する。

また、ステップＳ９において、ステップＳ６から進んできた場合には、充電池４２の電圧（Ｖ_Ｂ）が閾値Ｂを下回り、かつ、閾値Ｃ以上であるため、ＣＰＵ４５は、ステップＳ１の状態（第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３のうち、第２スイッチＳＷ２のみがＯＮの状態）から、第２スイッチＳＷ２をＯＦＦにし、第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３をＯＮにする制御を行う。ステップＳ６において既に基準電源回路５１はＶ_ｒｅｇ２を選択しているため、３．６Ｖを基準電位とするＲｅｇ_２により、バッファ４９を介して、減算回路５０において差分の電圧が出力される。そして、減算回路５０により出力された差分の電圧は、増幅回路５２により増幅され、ＡＤＣ４６に出力される。また、充電池４２からの電圧の入力によりＡＤＣ４６は、電圧をデジタル信号に変換する。その後、ＡＤＣ４６により変換されたデジタル信号に変換されたことにより、ＣＰＵ４５は、デジタル信号の値及び基準電位の値に基づいて、表示制御部４７を制御して、表示部３１に充電池４２の残量を表示する。

また、ステップＳ９において、ステップＳ８から進んできた場合には、電池の電圧（Ｖ_Ｂ）が閾値Ｃを下回っているため、ＣＰＵ４５は、ステップＳ１の状態（第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３のうち、第２スイッチＳＷ２のみがＯＮの状態）から、第２スイッチＳＷ２をＯＦＦにし、第１スイッチＳＷ１及び第３スイッチＳＷ３をＯＮにする制御を行う。ステップＳ８において既に基準電源回路５１はＶ_ｒｅｇ３を選択しているため、３．３Ｖを基準電位とするＲｅｇ_３により、バッファ４９を介して、減算回路５０において差分の電圧が出力される。そして、減算回路５０により出力された差分の電圧は、増幅回路５２により増幅され、ＡＤＣ４６に出力される。また、充電池４２からの電圧の入力によりＡＤＣ４６は、電圧をデジタル信号に変換する。その後、ＡＤＣ４６により変換されたデジタル信号に変換されたことによりＣＰＵ４５は、デジタル信号の値及び基準電位の値に基づいて、表示制御部４７を制御して、表示部３１に充電池４２の残量を表示する。

したがって、このように構成される携帯電話機１においては、ＡＤＣ４６の分解能以上の詳細な充電池４２の残量を把握することができる。

以上、本発明に係る携帯電話機１の好適な実施形態について説明したが、本発明に係る携帯電話機１は、上述した実施形態に限定されることなく種々の形態で実施することができる。

なお、本実施形態において電池は、リチウムイオンタイプの充電池４２を用いたが、これに限られず、他のタイプ（例えば、ニッケル等）の充電池を用いでも良い。また、二次電池である充電池に限らず、一次電池を用いても良い。

また、本発明は、携帯端末装置の一例として携帯電話機１を説明したが、これに限られず、ＰＨＳ（ＰａｓｏｎａｌＨａｎｄｙｐｈｏｎｅＳｙｓｔｅｍ）にも適用可能である。また、本発明は、ポータブルゲーム機、ポータブルナビゲーション機、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤａｔａＡｓｓｉｓｔａｎｃｅ）、ノートパソコン等の電池により駆動する携帯端末装置にも適用可能である。

１携帯電話機（携帯端末装置）
２１表示部
４２電池
４４ＣＰＵ（制御部）
４６ＡＤＣ（変換部）
４７表示制御部
４９バッファ（電圧残量検出部）
５０減算回路（差分算出部）
５１基準電源回路（基準電圧出力部）
５２増幅回路（増幅部）
ＳＷ３第３スイッチ（切替部）
ＳＷ１第１スイッチ（駆動信号供給部）

Claims

電池と、
前記電池の電圧の残量を検出する電圧残量検出部と、
基準となる電圧を出力する基準電圧出力部と、
前記電圧残量検出部で検出した残量電圧と、前記基準電圧出力部から出力された基準電圧とを比較し、差分の電圧を算出する差分算出部と、
前記電池から入力される電圧又は前記差分算出部から入力される電圧を離散的な信号に変換する変換部と、
前記電池又は前記差分算出部が前記変換部に接続されるように切り替える切替部と、
前記切替部により前記電池が前記変換部に接続されるように切り替え、前記変換部により前記電池から入力される電圧が離散的な信号に変換され、当該信号が所定の値に到達している場合に、当該所定の値に対応する電圧が前記基準電圧として出力されるように前記基準電圧出力部を制御し、かつ前記差分算出部が前記変換部に接続されるように前記切替部を制御する制御部とを備える携帯端末装置。
前記電圧残量検出部と前記差分算出部に駆動するための信号を供給する駆動信号供給部を備え、
前記制御部は、前記差分算出部が前記変換部に接続されるように前記切替部を制御する場合に、前記電圧残量検出部と前記差分算出部を駆動するための信号を供給するように前記駆動信号供給部を制御する請求項１記載の携帯端末装置。
前記差分算出部で算出された電圧を所定量増幅する増幅部を備え、
前記変換部は、前記増幅部により増幅された後の電圧を離散的な信号に変換する請求項１記載の携帯端末装置。
前記基準電圧出力部は、異なる基準電圧を複数有しており、前記制御部の制御にしたがって、一の基準電圧を出力する請求項１記載の携帯端末装置。
前記基準電圧出力部は、基準電圧を可変して出力する電圧可変器を有しており、前記制御部の制御にしたがって、基準電圧を可変し、可変後の基準電圧を出力する請求項１記載の携帯端末装置。
前記変換部により変換された離散的な信号に基づいて、前記電池の残量を段階的に表示部に表示する表示制御部を備える請求項１記載の携帯端末装置。