JP2020511914A - 端末機器を充電するための機器及び方法 - Google Patents

Abstract

発明は、機器、特にパワーバンク（２０）に関連し、− 機器を端末（１０）に接続するための少なくとも一つのポート（２４）と、− 有益なデータを記憶するための少なくとも一つのメモリ（２２）と、− 充電電流を端末に供給するための少なくとも一つの充電式電池（２６）と、− 少なくとも一つのコンピュータ装置（２１）と、を含み、コンピュータ装置（２１）は、ａ）認証要求（Ｒｅｑ１）を端末（１０）に送信し、ｂ）認証要求（Ｒｅｑ１）への応答（Ｒｅｓ１）を受信し、成功した認証が認証要求及び応答によって遂行されない場合、充電電流は、充電区間（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）内で遮断される、又は、充電区間（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）は、初期化されない、ように構成、特にプログラムされる。【選択図】図１

Description

本発明は、端末を充電するための機器及び方法に関する。

携帯端末、特にスマートフォン及びタブレットの使用は、近年飛躍的に増加している。そのような機器は、電話をかけるためだけでなく、ネットサーフィンするためにも使用され得る。携帯端末に使用されるコンピュータ装置は、とても強力なので、非常に複雑なアプリケーションは、携帯端末によって実行され得る。

そのような端末を使用するときの一つの問題は、一体型充電式電池の電力が限られていることである。

端末を充電するために、充電器を経由して端末を電源出力に接続することが知られている。モバイル充電もまた知られており、それにおいて、いわゆるパワーバンク−強力な充電式電池を含む機器−は、携帯端末を充電するために携帯端末に接続される。そのようなパワーバンクに関する一つの基本的な問題は、放電した端末をいつでも充電できるようにするために、パワーバンクを持ち運ばなければならないことである。これは、一方では効率的でなく、他のパワーバンクをバックアップとして運んでいる間に放電したパワーバンクが充電され得るように、複数のパワーバンクを購入することを必要とする。

ドイツテレコムは、したがって、店舗で顧客にパワーバンクをレンタルすることを開始している。レンタルは、当のパワーバンクについて補償金が預けられた場合にのみ行われる。顧客は、様々な店舗で、空のパワーバンクを満たされたパワーバンクに交換することができる。

そのような「公共の」パワーバンクを提供することには、多くの努力を必要とする。

この従来技術から始めて、本発明が対処する課題は、効率的に使用され得る、端末を充電するための機器を提供することである。特に、その目的は、ユーザとの人的交流の必要なしに、そのような機器を公衆に入手可能にすることを可能にすることである。

発明によると、この課題は、
（外部）機器であって、
− 機器を端末に接続するための少なくとも一つのポートと、
− 有益なデータを記憶するための少なくとも一つのメモリと、
− 充電電流を端末に供給するための少なくとも一つの充電式電池と、
− 少なくとも一つのコンピュータ装置と、
を含み、
コンピュータ装置は、
ａ）認証要求を端末に送信し、
ｂ）認証要求への応答を受信し、
成功した認証が認証要求及び応答によって遂行されない場合、充電電流は、充電区間内で遮断される、又は、充電区間は、初期化されない、
ように構成、特にプログラムされる、（外部）機器によって解決される。

本発明の中心概念は、したがって、ユーザ又は使用される端末の承認を遂行し、その承認に基づいて充電電流を提供する機器、特にパワーバンクを提供することである。承認は、認証プロセスによって遂行され、その中で端末自身及び／又はユーザは、認証される。

充電電流を利用可能にするために、既知のアクセス制御メカニズムを使用することができる。例えば、機器は、端末に識別番号を伝送でき、端末は、デジタルアクセスキーを中央サーバから要求し、それは、限られた回数だけ有効であり得る。この要求されたアクセスコードは、認証要求への応答として充電式電池を含む機器に返送され得る。この実施形態において、機器は、サーバと同期したクロックを含むことができる。理論上、認証及び／又は承認のための多数のオンラインの方法が考えられる。発明によると、オフラインでも遂行され得る方法が優先される。

一つの実施形態において、機器は、ＵＳＢバス又はＵＳＢケーブルへの接続に適したポートを有する。一つの実施形態において、ポートは、シリアルバスポートである。

シリアルバスポートは、その一方で、高度な機器互換性が達成され得るように広く使用されている。加えて、シリアルバスポート、特にＵＳＢポートは、一方でデータを交換するために使用され、他方で端末に電力を供給するために使用され得る。

一つの実施形態において、コンピュータ装置は、充電区間とデータ転送区間との間で行ったり来たり変更するように構成される。充電区間において、充電電流は、バスを経由して接続された端末に供給される。データ転送区間において、データは、バスを経由して機器のメモリと端末との間で交換される。一つの実施形態において、端末による機器のメモリへのアクセスは、リードアクセスである。

発明は、したがって、充電のために及びデータ交換のためにも、機器と端末との間の既存の有線接続を使用することを可能にする。この点について、注目すべきは、接続の分類は、接続の時点、例えば、従来型のＵＳＢケーブルを接続するときに行われることである。端末に接続される機器は、したがって、スレーブとして又は充電ソースとして分類される。同時に行われるマスター−例えば端末−の充電及びスレーブとの通信は、多くのプロトコルにおいて提供されていない。

本発明は、充電区間とデータ転送区間との間の多数の変更が遂行されるため、この課題を解決する。選択された変更レートに応じて、充電と読み取り又は書き込みとが同時に行われるという印象をエンドユーザに与えるという状況は、達成され得る。

機器は、したがって、パワーバンクとしてだけではなく、同時に関連のある情報を提供するデータメモリとしても使用され得る。一つの実施形態において、メモリは、承認されたユーザによって見られ得る製品情報を含む。

一つの実施形態において、少なくとも一つの充電区間、好ましくは大部分の充電区間（９０％より多くの）は、１秒未満の最大長を有する。発明によると、データ転送区間の最大長は、任意に選択され得る。一つの実施形態において、少なくとも一つのデータ転送区間の最大長は、５秒未満である。充電区間及びデータ転送区間をそれに応じて、例えば３秒未満、２秒未満又は１秒未満の最大長を有するように短くすることが可能である。短い区間は、データ接続を使用するエンドユーザ及びアプリケーションがその変更によってほとんど影響を受けないという長所を有する。言い換えると、充電及び通信がほぼ同時に行われるという印象が与えられる。

一つの実施形態において、１分間にわたって、充電区間の合計は、データ転送区間の合計より大きい。例えば、充電区間の合計は、データ転送区間の合計より１０％、２０％又は３０％大きいことがある。最新のデータ接続は、高いデータ転送レートを有するので、ケーブル接続がデータ転送のために比較的短く使用される場合ですら、非常に高いデータスループットは、達成され得る。

一つの実施形態において、機器、例えばパワーバンクは、データ転送区間及び／又はデータ接続を遮断するためのスイッチを含む。スイッチは、リレー及び／又はトランジスタとして構成され得る。理論上、スイッチは、複数のリレー及び／又はトランジスタを含むことができる。発明によると、既存の物理的な接続が遮断又は短絡されるため、データ転送区間と充電区間との間の変更は、初期化され得る。発明によると、スイッチはこのために使用され得る。遮断又は短絡の後に、機器間、すなわち充電式電池を含む外部機器と端末との間の関係は、通常、再度ネゴシエーションされる。発明の機器が、接続が遮断又は短絡された後に異なる状態をとる場合、その端末は、外部機器を別に分類するだろう。その際、端末のドライバソフトウェア内で何ら介入されずに、スレーブとしての分類と充電器としての分類との間で変更することが可能である。この方法のおかげで、データ転送区間から充電区間だけでなく、充電区間からデータ転送区間に変更することも、可能である。ＵＳＢの標準において、３００オーム未満、特に２００オーム未満の抵抗を介してデータ配線Ｄ＋とＤ−とを接続することによって、外部機器は、充電器としての機能を果たしたいということを信号で知らせることができる。一つの簡単な実施形態において、Ｄ＋及びＤ−の二つのデータ配線は、単に短絡され得る。この場合、端末は、接続された外部機器が充電器であると仮定するだろう。端末への接続が遮断された後に、外部機器が短絡接続又は抵抗を取り除いた場合、そのような充電器としての分類は、行われないだろう。外部機器は、次に、スレーブの役割を担って、データを提供することができる。発明によると、コンピュータ装置は、適切にスイッチを動かすように構成されてよく、その結果、データ転送区間と充電区間との間の変更は、何ら問題なく機能する。

一つの実施形態において、外部機器内の充電式電池は、リチウムポリマー電池又はリチウムイオン電池である。これは、少なくとも１０００ｍＡｈ、好ましくは少なくとも２０００ｍＡｈの容量を有してよい。一つの実施形態において、充電式電池は、少なくとも４０００ｍＡｈの容量を有する。

外部機器の少なくとも一つのメモリは、半永久的なメモリ、例えばフラッシュメモリであってよい。メモリは、少なくとも５００ＭＢ、好ましくは少なくとも１ＧＢの容量を有してよい。

バスは、２線式のバス、４線式のバス又は６線式のバスであってよい。充電区間は、充電区間の間、２００ｍＡより大きい、特に３００ｍＡより大きい、特に４００ｍＡより大きい充電電流が外部機器から端末に流れるように定義され得る。

コンピュータ装置は、認証を繰り返し、特に１分に１回及び／又は充電区間毎に少なくとも１回遂行するように構成され得る。繰り返される認証は、外部機器が承認されていない端末又はユーザによって使用されていないことを保証する。加えて、特にパワーバンクとして外部機器を使用することの承認は、状況に応じてネゴシエーションされ得る。例えば、端末にインストールされ、認証要求に応答するソフトウェアのアイテムは、状況に応じて対応する応答を送信するか送信するかどうかを決定してよい。この決定をするとき、端末のユーザが自分自身を識別したかどうか、特定のアプリケーションが端末上で動作しているかどうか、及び／又は、ある情報がユーザに見える形で端末に表示されているかどうかが考慮され得る。例として、情報は、外部機器のメモリに記憶されている製品情報であってよい。説明されたアプローチを用いて、外部機器をパワーバンクとして使用することに関する他の制約を実行することも、可能である。例として、端末が所定の地理的領域、例えばデパートに位置しているかどうかは、検査され得る。コンピュータ装置は、この条件が満たされるときにのみ充電電流を出力するように構成され得る。外部機器の窃盗は、したがって、効果的に防止され得る。

導入部で言及された課題は、すでに説明された充電式電池を含む（外部）機器と、アプリケーションを含む端末とを含むシステムによっても解決される。アプリケーション又はソフトウェアのアイテムは、好ましくは、外部機器からの認証要求に応答するように構成される。システムの（外部）機器は、既に説明された、いくつかの又は全ての特徴を有してよい。

この接続において、すでに説明したものと類似する長所が得られる。

端末のアプリケーション又はソフトウェアのアイテムは、所定の要件又は条件が満たされるときにのみ認証要求に応答するように構成され得る。これらの要件のいくつかは、すでに説明された。要件は、例えば、特定のデータ又は有益なデータが端末のディスプレイに表示されていることであってよい。端末上のアプリケーションは、この要件又は状況を検出するように構成され得る。要件は、端末が特定の地理的領域に位置している、又は、使用されている電力（充電電流の受信）に応じた代金が支払われているという要件であってもよい。

一つの実施形態において、データ又は有益なデータは、外部機器のメモリからダウンロードされる。

導入部で言及された課題は、以下のステップを含む端末を充電するための方法によっても解決される：
− 認証要求を、好ましくは有線の方法で、接続された（外部）機器から受信するステップと、
− 表示されるデータが、端末のディスプレイ上で見えるかどうかを検査するステップと、
− 認証要求を処理するステップと、
− データがディスプレイ上で見えるときにのみ、認証要求への応答を送信するステップと、
− 端末を充電するための充電区間に切り替えるステップ。

ここで、また、機器に関連して、及び、システムに関連して既に説明されたものに対応する長所は、得られる。

方法は、充電区間とデータ転送区間との間の繰り返される変更を実行してよい。

導入部で言及された課題は、少なくとも一つのコンピュータ装置に説明した方法を実行させる命令を含むコンピュータ読み取り可能な記憶媒体によっても解決される。

さらに有利な実施形態は、従属項から現れるであろう。

発明は、図面によってさらに詳細に説明される典型的な実施形態に基づいて、以下に説明されるだろう。

パワーバンクに接続された携帯端末の模式図を示す。 充電区間とデータ転送区間との間の経時的な変更を示す。 図１のパワーバンクの模式的な詳細図を示す。 図１によるパワーバンクと端末との間の相互作用のアクティビティ図を示す。

図１によると、発明による端末１０は、ＵＳＢケーブル１を経由して発明によるパワーバンク２０に接続される。接続のために、携帯端末１０は、端末ＵＳＢポート１４を有し、パワーバンクは、パワーバンクＵＳＢポート２４を有する。接続は、したがって有線のプラグイン接続であり、従来型のＵＳＢプラグが使用され得る。

携帯端末は、端末コンピュータ装置、端末メモリ１２及び端末ディスプレイ１３を含む。

パワーバンク２０は、同様に、コンピュータ装置、すなわちパワーバンクコンピュータ装置２１を有する。パワーバンクメモリ２２及びパワーバンク電池２６は、同様に提供される。

パワーバンクコンピュータ装置２１は、充電区間Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３において端末１０に電力を提供し、データ転送区間Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３において携帯端末１０にデータを提供することを可能にするアプリケーションを実行する。発明による一つの典型的な実施形態において、変更は、図２で例として示されるように、充電区間Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３とデータ転送区間Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３との間で行われる。

図３は、どのようにして充電区間Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３とデータ転送区間Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３との間の変更が実行され得るかを例として示す。

この図は、ケーブル１を経由して接続されている携帯端末及びパワーバンク２０を示す。ケーブル１は、４本のワイヤ／配線を含む：
・ＶＢＵＳ
・ＧＮＤ
・Ｄ−
・Ｄ＋

データ配線Ｄ＋、Ｄ−は、パワーバンク２０のメモリ２２に接続されている。したがって、データ配線を経由してパワーバンク２０と携帯端末１０との間でデータを交換することが可能である。パワーバンク２０は、レジスタ２７も有し、レジスタ２７は、スイッチ２５が閉じられたとき、データ配線Ｄ−とＤ＋との間に低抵抗の接続を確立する。この「短絡」を生成することによって、パワーバンク２０が充電電流を提供することに適している機器であることを、端末１０に信号で知らせることが可能である。データ配線Ｄ−とＤ＋との間にそのような低抵抗の接続がないとき、パワーバンクメモリ２２との間でデータを読み書きすることが可能になるように、パワーバンクは、スレーブとして分類され得る。

図４は、発明をさらに詳細に説明するアクティビティ図を示す。一度ＵＳＢケーブル１が接続されると、最初に（認証なしで）、第１充電フェーズは、充電区間Ｌ１内でパワーバンクコンピュータ装置２１によって実行され得る。この充電区間Ｌ１内に、図３を参照して説明された「短絡」は、存在する。接続された携帯端末は、パワーバンク電池２６から電力を取り出すことができる（図１参照）。所定の期間、例えば５秒の後、パワーバンクコンピュータ装置２１は、携帯端末１０との接続を遮断し、その結果、データを交換するためにデータ接続が確立される。データ交換区間Ｄ１は、開始する。同時に、パワーバンクコンピュータ装置２１は、認証要求Ｒｅｑ１を携帯端末１０に送信し、応答Ｒｅｓ１の受信を待つ。応答Ｒｅｓ１が受信されるとすぐに、パワーバンクコンピュータ装置２１は、検証プロセスを遂行し、応答Ｒｅｓ１が送信された認証要求Ｒｅｑ１への正しい応答であるかどうかを確認する。この場合には、一度データ転送区間Ｌ１が経過すると、充電モードに戻る変更が、行われる。充電区間Ｌ２は、開始する。充電区間Ｌ２を初期化するために、最初に、携帯端末への接続が物理的に遮断されることが必要なことがある。その後、データケーブルＤ＋とＤ−とは、スイッチ２５及びレジスタ２７によって接続される。一度充電区間Ｌ２が経過すると、データ転送区間Ｄ２に戻る変更は、行われ得る。同時に又は時間オフセットとともに、再認証は、さらなる認証要求Ｒｅｑ２によって行われてよい。要求への応答Ｒｅｓ２は、再度検証され、検証Ｖが成功した場合のみ、充電区間、例えばＬ２に戻る変更は、許可される。

発明によると、認証にとって、各充電区間Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に先行することは、必須でない。認証は、より長い時間間隔で、ランダムに又は定期的に行われ得る。

レジスタ２７にとって、データ配線Ｄ＋とＤ−との間で接続されることも、必須でない。発明による一つの典型的な実施形態において、配線は、単に短絡される。

説明された接続の切断は、さらなるスイッチが配線ＶＢＵＳ又はＧＮＤを遮断するために提供されるため、行われ得る。理論上、図３に示される全ての配線も、遮断され得る。「短絡」の生成は、接続の再初期化を強制するためにすでに十分であるので、データ区間と充電区間との間で変更するときに、必要に応じて、物理的な遮断を省略することも可能である。

当業者は、所定の目的を達成するために、本発明が変更され得る多くの方法を知っている。

１ ＵＳＢケーブル
１０ 携帯端末
１１ 端末コンピュータ装置
１２ 端末メモリ
１３ 端末ディスプレイ
１４ 端末ＵＳＢポート
２０ パワーバンク
２１ パワーバンクコンピュータ装置
２２ パワーバンクメモリ
２４ パワーバンクＵＳＢポート
２５ スイッチ
２６ パワーバンク電池
２７ レジスタ
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ 充電区間
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ データ転送区間
Ｖ 検証
Ｒｅｑ１、Ｒｅｑ２ 認証要求
Ｒｅｓ１、Ｒｅｓ２ 認証要求への応答

Claims (16)

1. 機器、特にパワーバンク（２０）であって、
   − 前記機器を端末（１０）に接続するための少なくとも一つのポート（２４）と、
   − 有益なデータを記憶するための少なくとも一つのメモリ（２２）と、
   − 充電電流を前記端末に供給するための少なくとも一つの充電式電池（２６）と、
   − 少なくとも一つのコンピュータ装置（２１）と、
   を含み、
   前記コンピュータ装置（２１）は、
   ａ）認証要求（Ｒｅｑ１）を前記端末（１０）に送信し、
   ｂ）前記認証要求（Ｒｅｑ１）への応答（Ｒｅｓ１）を受信し、
   成功した認証が前記認証要求（Ｒｅｑ１）及び応答（Ｒｅｓ１）によって遂行されない場合、前記充電電流は、充電区間（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）内で遮断される、又は、前記充電区間（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）は、初期化されない、
   ように構成、特にプログラムされることを特徴とする、機器。
2. 前記ポート（２４）は、好ましくはシリアルバスポート、特にＵＳＢバス用の、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の機器。
3. 前記コンピュータ装置（２１）は、交互に、充電区間（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）に前記バスを経由して前記接続された端末に前記充電電流を供給し、データ転送区間（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）に前記バスを経由して前記メモリ（２２）と前記端末（１０）との間で有益なデータを交換するように構成、特にプログラムされることを特徴とする、請求項１又は２、特に請求項２に記載の機器。
4. 少なくとも一つの充電区間及び／又はデータ転送区間（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）は、５秒未満、特に１秒未満の最大長を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項、特に請求項３に記載の機器。
5. １分間にわたって、前記充電区間（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の前記合計は、前記データ転送区間（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）の前記合計より大きい、特に少なくとも１０％又は３０％大きいことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項、特に請求項３又は４に記載の機器。
6. データ転送区間（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）及び／又はデータ接続を遮断するための少なくとも一つのスイッチ（２５）、例えばリレー又はトランジスタによって特徴づけられる、請求項１〜５のいずれか一項、特に請求項３〜５のいずれか一項に記載の機器。
7. 前記少なくとも一つの充電式電池（２６）は、
   リチウムポリマー電池又はリチウムイオン電池である、及び／又は、
   少なくとも１０００ｍＡｈ、特に少なくとも２０００ｍＡｈ、特に少なくとも４０００ｍＡｈの容量を有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の機器。
8. 前記少なくとも一つのメモリ（２２）は、
   半永久的なメモリ、特にフラッシュＥＥＰＲＯＭを含む、及び／又は、
   少なくとも５００ＭＢ、特に少なくとも１ＧＢの容量を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の機器。
9. 前記バスは、二線式バス又は六線式バスである、及び／又は、
   前記充電区間（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の前記充電電流は、４００ｍＡより大きいことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の機器。
10. 前記コンピュータ装置（２１）は、前記認証を繰り返し、特に少なくとも１分毎に１回及び／又は充電区間（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）毎に１回遂行するように構成、特にプログラムされることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の機器。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の機器と、
    前記認証要求（Ｒｅｓ１）に応答するように構成されるアプリケーションを含む端末（１０）と、を含む、システム。
12. 前記アプリケーションは、所定の要件が満たされる、特に前記アプリケーションによって（有益な）データの表示が出力されるときにのみ、前記認証要求（Ｒｅｑ１）に応答するように構成されることを特徴とする、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記アプリケーションは、前記機器から少なくとも部分的に出力される前記データをダウンロードするように構成されることを特徴とする、請求項１２に記載のシステム。
14. 端末（１０）を充電する方法であって、
    − 認証要求（Ｒｅｑ１）を、好ましくは有線の方法で、接続された機器（２０）、特に請求項１〜１０のいずれか一項に記載の機器から受信するステップと、
    − 表示される前記データが、前記端末（１０）のディスプレイ（１３）上で見えるかどうかを検査するステップと、
    − 前記認証要求（Ｒｅｑ１）を処理するステップと、
    − 前記データが前記ディスプレイ（１３）上で見えるときにのみ、前記認証要求（Ｒｅｓ１）への応答（Ｒｅｓ１）を送信するステップと、
    − 前記端末（１０）を充電するための充電区間（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）に切り替えるステップと、を含む、方法。
15. 繰り返される変更が、充電区間（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）とデータ転送区間（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）との間で行われることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
16. 命令を含むコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、
    前記命令は、前記命令が前記コンピュータ装置（１１）によって実行されるとき、前記（少なくとも）一つのコンピュータ装置（１１）に請求項１４又は１５に記載の方法を実行させる、記憶媒体。

Images