JP3631469B2 - 電子機器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はメモリカードスロットに取り外し自在に装着可能なカード型バッテリ装置および同カード型バッテリ装置を用いた電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータ、PDA、カメラ、携帯電話等のバッテリ駆動可能な様々な携帯型電子機器が開発されている。これら電子機器においては、リムーバブル記憶デバイスの1つであるメモリカードが多く用いられている。メモリカードとしては、PCMCIAカード(PCカード)、およびCompactFlash Associationで規格化されているコンパクトフラッシュカード(CFカード)、が知られている。CFカードは、PCカードよりも小型のカードであり、50ピンのカードインタフェースを持つ。
【0003】
最近では、CFカードとして、メモリカードのみならず、ハードディスクカード、通信カード、等も市販されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、モバイル環境で使用される携帯型電子機器においては、内蔵バッテリによる動作時間の延長が望まれている。しかし、携帯型電子機器においてはその小型化を図るためにバッテリの実装スペースには制約があるので、大型のバッテリを内蔵することは実際上困難である。
【0005】
本発明は上述の事情を考慮してなされたものであり、専用の実装スペースを設けることなく電子機器に容易に装着して使用可能なカード型バッテリ装置および同カード型バッテリ装置を用いた電子機器を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明は、メモリカードが取り外し自在に装着可能なメモリカードスロットを有する電子機器において、複数のデバイスと、前記メモリカードスロット内のコネクタに定義されている電源ピンに接続され、バッテリを内蔵し且つ前記メモリカードスロットに取り外し自在に装着可能に構成されたカード型バッテリ装置が前記メモリカードスロットに装着された場合、前記コネクタに定義されている電源ピンを介して前記カード型バッテリ装置から供給される電力を用いて、前記複数のデバイスに電源電圧を供給する電源供給手段とを具備し、前記カード型バッテリ装置は、前記カード型バッテリ装置内のバッテリの電力を、前記電子機器内のデバイスに供給するための特定の値の電源電圧に変換するDC/DCコンバータを含み、前記電源供給手段は、電源線と、前記電源線から分岐され、前記複数のデバイスおよび前記コネクタに定義されている電源ピンにそれぞれ接続される複数の分岐電源線と、前記電子機器内に設けられたバッテリからの電力を特定の値の電源電圧に変換し、前記特定の値の電源電圧を前記電源線上に出力する電源回路と、前記電源線と前記コネクタに定義されている電源ピンとを接続する分岐電源線に挿入され、前記コネクタに定義されている電源ピンから前記電源線へ向けて電流が流れることを防止する整流素子と、前記整流素子の入力端子および出力端子に接続され、前記カード型バッテリ装置が前記メモリカードスロットに装着された場合、前記整流素子の入力端子と出力端子との間を接続するスイッチ手段とを含むことを特徴とする。
【0010】
また、カード本体内には、メモリカードスロット内のコネクタに定義されている複数の通信ピンを介して電子機器と通信可能に構成されたコントローラを設け、電子機器からの要求に応答して、バッテリの残存容量をコントローラから電子機器に通知する事が好ましい。これにより、メモリカードスロット内のコネクタに定義されている複数の通信ピンを有効利用することが可能となる。
【0011】
また、前記カード本体は、メモリカードスロット内に収容されるベース部とそのベース部に突出して設けられる拡張部とによって構成し、拡張部内にバッテリを収容することが好ましい。これにより、比較的大容量のバッテリを搭載することが可能となる。特に、拡張部をバッテリが取り外し自在に装着できるように構成することにより、市販の乾電池などを拡張部に装着して使用することが可能となる。
【0012】
また、カード本体の上面および下面の一方には拡張端子をさらに設けることが好ましい。これにより、当該拡張端子に接続可能な端子を持つ電子機器においては、その拡張端子を用いることによってカード型バッテリ装置の使用に関するさらなる機能拡張を図ることが可能となる。
【0014】
この電子機器においては、メモリカードが取り外し自在に装着可能なメモリカードスロットを有しており、カード型バッテリ装置がメモリカードスロットに装着された場合には、電源供給手段の働きにより、コネクタに定義されている電源ピンを介してカード型バッテリ装置から供給される電力を用いて、電子機器内の複数のデバイスに電源電圧が供給される。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1には、本発明の一実施形態に係るカード型バッテリ装置とそれを使用可能な電子機器が示されている。ここでは、電子機器としてバッテリ駆動可能なPDA11を例示して説明する。
【0018】
PDA11はパームトップタイプのコンピュータであり、そのPDA11の本体表面には、図示のように、液晶ディスプレイ(LCD)12、キー操作部13、およびスピーカ14が設けられている。液晶ディスプレイ12上にはタッチパネルを構成するための透明タブレットが配置されており、液晶ディスプレイ12上に表示されたアイコン等をペン操作によってタッチすることにより、GUI操作でPDA11の動作を制御することができる。
【0019】
さらに、PDA11の本体の上面には、メモリカード21を取り外し自在に装着可能なメモリカードスロット15が設けられている。メモリカード21は例えばタイプIまたはタイプIIのコンパクトフラッシュカード(CFカード)であり、メモリカードスロット15はCFカードを装着可能な物理的および電気的仕様を有している。バッテリカード22は本実施形態のカード型バッテリ装置である。
【0020】
バッテリカード22のカード本体は、メモリカード21と同じく、タイプIまたはタイプIIのCFカードの仕様で規定された形状及び寸法を有しており、メモリカードスロット15に取り外し自在に装着することができる。バッテリカード22は、PDA11に必要に応じて装着される一種の増設バッテリとして利用されるものであり、そのバッテリカード22のカード本体内にはPDA11に電源を供給するためのバッテリが内蔵されている。
【0021】
メモリカードスロット15にメモリカード21を装着した場合には、メモリカード21は、メモリカードスロット15内に設けられたコネクタに定義された電源ピンを介してPDA11本体から供給される電源によって動作する。一方、メモリカードスロット15にバッテリカード22を装着した場合には、メモリカードスロット15内に設けられたコネクタに定義された電源ピンは、PDA11本体からバッテリカード22への給電ではなく、バッテリカード22のバッテリからの電力をPDA11本体に電源として供給するために利用される。
【0022】
さらに、バッテリカード22の上面または下面の一方には、バッテリカード22からPDA11本体への電源供給に関する機能拡張を図るために、2つの拡張端子23が配置されている。
【0023】
次に、図2を参照して、バッテリカード22の構成の一例について説明する。
バッテリカード22には、図示のように、カードコネクタ221、コントローラ222、およびバッテリ223が設けられている。カードコネクタ221はメモリカードスロット15内に設けられたコネクタと接続するためのものであり、CFカードの仕様に準拠する50ピン・コネクタから構成されている。このカードコネクタ221は、バッテリカード22のカード本体の一端面に設けられている。
【0024】
カードコネクタ221には、複数の電源ピンと、PDA11本体から入力されるアドレスを入力するための複数のアドレスピンと、PDA11本体との間のデータ入出力のための複数のデータピンと、PDA11本体から入力される制御信号を入力するための複数の制御ピンが配置されている。アドレスピン、データピン、制御ピンは、PDA11本体とバッテリカード22との間の通信のために利用される。
【0025】
コントローラ222は、バッテリ223からの電力を1以上の電源ピン介してPDA11本体に電源として供給するためのインターフェース回路である。コントローラ222は、アドレスピン、データピン、および制御ピンを介してPDA11本体と通信することができる。このコントローラ222には、DC/DCコンバータ224、およびバッテリ残量検出部225が設けられている。
【0026】
DC/DCコンバータ224は、バッテリ223からの電力(電源電圧)を、PDA11本体内の各デバイスに動作電源として供給するための特定の値の電源電圧(例えば3.3V)に変換する。DC/DCコンバータ224によって得られる3.3Vの電源電圧は、コントローラ222の動作電源として使用されるとともに、電源ピンを介してPDA11本体に供給される。
【0027】
バッテリ残量検出部225は、バッテリ223の残容量を検出する。バッテリ残量検出部225によって検出されたバッテリ223の残容量は、必要に応じてPDA11本体に通知することができる。すなわち、コントローラ222は、PDA11本体からバッテリ残存容量の取得要求を受けた場合、バッテリ残量検出部225によってバッテリ223の残容量を検出し、その残容量の値を示すデータをPDA11本体に送信する。このようなPDA11本体とコントローラ222との間の通信は、上述のアドレスピン、データピン、および制御ピンを介して行われる。
【0028】
図3には、バッテリカード22からPDA11本体内のデバイスへの電源供給系統の一例が示されている。
【0029】
PDA11本体内には、PDA11本体に内蔵されたバッテリまたは外部Aアダプタ電源からの電力(電源電圧)を用いて内部デバイスおよびメモリカードスロット15に装着されたカードへの動作電源電圧(3.3V)を生成する電源回路として、DC/DCコンバータ101が設けられている。
【0030】
DC/DCコンバータ101の出力は、逆流防止用のダイオード102を介して電源線100に接続されている。電源線100には、メモリカードスロット15内に設けられたコネクタ151の電源ピンVCCの他、3.3Vの電源電圧で動作するPDA11本体内の複数のデバイス103,104,105が、並列に接続されている。
【0031】
メモリカードスロット15にバッテリカード22が装着された場合には、バッテリカード22内のDC/DCコンバータ224によって得られる電源電圧(3.3V)がコネクタ151の電源ピンVCCを介して電源線100上に供給されるので、PDA11本体に内蔵されたバッテリがローバッテリ状態となった後も、電源線100に接続されたデバイス103,104,105にバッテリカード22から電源電圧(3.3V)を供給することが出来る。
【0032】
なお、PDA11本体内に5V動作のデバイスが存在している場合には、5Vの電源電圧をバッテリカード22のコントローラ222内で生成し、それを拡張端子23を介してPDA11本体に供給することもできる。
【0033】
図4には、バッテリカード22からPDA11本体内のデバイスへの電源供給系統の第2の例が示されている。
【0034】
ここでは、DC/DCコンバータ101の出力と電源線100との間に逆流防止用のダイオード102を設ける代わりに、電源線100からコネクタ151の電源ピンVCCに導出される分岐電源線、および電源線100から複数のデバイス103,104,105それぞれへ導出される分岐電源線に、図示のように、逆流防止用のダイオード106,107,108,109がそれぞれ設けられている。
【0035】
この場合には、電源線100からコネクタ151の電源ピンVCCに導出される分岐電源線には、逆流防止用のダイオード106をバイパスするためのスイッチ回路110が設けられる。メモリカードスロット15にバッテリカード22が装着されたときは、スイッチ回路110はオフからオンに切り替えられ、これによりダイオード106の入力端子と出力端子との間が短絡される。よって、バッテリカード22内のDC/DCコンバータ224によって得られる電源電圧(3.3V)を電源線100に接続されたデバイス103,104,105に供給することが出来る。
【0036】
スイッチ回路110のオフ/オンを制御するためのスイッチ制御信号の発生は、メモリカードスロット15に装着されたカードの種別の判別結果に基づいてソフトウェアによって制御することも可能であるが、図5に示すように、上述の拡張端子23をスイッチ回路110のオフ/オン制御に使用することも出来る。拡張端子23はバッテリカード22に固有のものであるので、この構成により、ソフトウェアによる制御を用いることなく、メモリカードスロット15にバッテリカード22が装着されたときはスイッチ回路110をオンし、バッテリカード22以外の他のカードが装着された時にはスイッチ回路110をオフするという制御を、より簡単に実現することが出来る。
【0037】
図6には、バッテリカード22からPDA11本体内のデバイスへの電源供給系統の第3の例が示されている。これは、バッテリカード22内のバッテリ223からの電力を、3.3Vに変換せずに、そのまま電源ピンVCCを介してPDA11本体内に供給する場合の例である。
【0038】
PDA11本体内のDC/DCコンバータ101は、PDA11本体に内蔵されたバッテリ110が接続される入力端子と、電源線100上に3.3Vの電源電圧を出力する出力端子とを有している。電源線100から分岐してコネクタ151の電源ピンVCCに向けて導出される分岐電源線は、逆流防止用のダイオード106、およびスイッチ回路111を介して、コネクタ151の電源ピンVCCに接続されている。
【0039】
スイッチ回路111は、コネクタ151の電源ピンVCCを、DC/DCコンバータ101の入力端子および出力端子のいずれか一方に接続する。メモリカードスロット15にバッテリカード22が装着されたときは、スイッチ回路111によって、電源ピンVCCの接続先を、DC/DCコンバータ101の出力端子から入力端子に切り替えることにより、バッテリカード22内のバッテリ223からの電力をDC/DCコンバータ101に入力することが出来る。
【0040】
スイッチ回路111の制御は、図7に示すように、上述の拡張端子23を用いて行うことが出来る。上述したように、拡張端子23はバッテリカード22に固有のものであるので、この構成により、ソフトウェアの制御を用いることなく、メモリカードスロット15にバッテリカード22が装着されたときはスイッチ回路111によって電源ピンVCCをDC/DCコンバータ101の入力端子側に接続し、バッテリカード22以外の他のカードが装着された時にはスイッチ回路111によって電源ピンVCCをDC/DCコンバータ101の出力端子側に接続するという制御を、より簡単に実現することが出来る。
【0041】
図8には、バッテリカード22のカード本体の構造の一例が示されている。
【0042】
バッテリカード22のカード本体は、ベース部301と拡張部303とから構成されている。ベース部301はメモリカードスロット15内に収容される部分であり、その一端面上には上述のカードコネクタ221が設けられている。カードコネクタ221が設けられた端面と対向する側のベース部301の他の端面には拡張部303が突出して設けられている。拡張部303はメモリカードスロット15内には収容されず、外部に突出する突起部分である。よって、拡張部303内にバッテリ223を収容する構造を採用することにより、比較的大容量のバッテリをバッテリカード22内に内蔵することが可能となる。なお、拡張部303の形状に関しては特に制約はなく、例えば図9のように円筒状の形状としてもよい。
【0043】
また、図9においては、バッテリ223を取り外し自在に拡張部303に収容できるようにするために、拡張部303として、円筒状のバッテリ収容部に切り欠きを設け、その切り欠き部に蓋部材304を取り外し自在に取り付けた構造のものを採用している。バッテリ収容部には、図示のように、例えば単5サイズの乾電池401〜403を図示のように直列に装着することが出来る。このように、必要に応じて拡張部303に市販の乾電池を収容することができるので、不意のバッテリ切れ等に対しても柔軟に対処することができる。
【0044】
図10には、PDA11本体に設けられているメモリカードスロット15内のコネクタ151周辺の構造が示されている。
【0045】
コネクタ151は、PDA11本体内のプリント回路基板(PCB)501上に実装されている。メモリカードスロット15内に対応するプリント回路基板(PCB)501上の所定位置には、弾性を有するように湾曲した形状に形成された2つの金属板502がPDA11本体側の拡張端子として設けられている。メモリカードスロット15にバッテリカード22に挿入することにより、コネクタ151とバッテリカード22端面のカードコネクタ302とが接続されると共に、2つの金属板502がバッテリカード22下面の拡張端子23と接続される。
【0046】
以上のように、本実施形態のバッテリカード22によれば、メモリカードスロット15に装着して使用することができるので、専用の実装スペースをPDA11本体に設けることなく、バッテリカード22によるバッテリの増設が可能となる。
【0047】
なお、コントローラ222はPDA11本体と通信することが出来るので、コントローラ222の機能拡張により、例えば、1)PDA11本体側からの要求に応じて、バッテリカード22からPDA11本体への電力供給を停止する制御、2)PDA11本体側からの要求に応じて、コネクタ151の電源ピンを介してPDA11本体側から供給される電源電圧あるいはPDA11本体側から拡張端子23に供給される電源電圧によってバッテリ223を充電する制御、などを実現することも可能である。
【0048】
また、本実施形態のバッテリカード22の構成は、CFカードのみならず、SDカード等にも適用することが出来る。
【0049】
更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示され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され得る。例えば、実施形態に示され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が解決でき、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され得る。
【0050】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、カード型バッテリ装置を電子機器のメモリカードスロットに装着するだけで、カード型バッテリ装置から電子機器に電力を供給することができるので、専用の実装スペースを電子機器本体内に設けることなく、容易にバッテリの増設が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るカード型バッテリ装置が装着可能な電子機器の構成を説明するための図。
【図2】同実施形態のカード型バッテリ装置の構成を示すブロック図。
【図3】同実施形態のカード型バッテリ装置から電子機器本体内のデバイスへの電源供給系統の一例を示すブロック図。
【図4】同実施形態のカード型バッテリ装置から電子機器本体内のデバイスへの電源供給系統の第2の例を示すブロック図。
【図5】図4の電源供給系統で使用されるスイッチを制御するための構成の一例を示すブロック図。
【図6】同実施形態のカード型バッテリ装置から電子機器本体内のデバイスへの電源供給系統の第3の例を示すブロック図。
【図7】図6の電源供給系統で使用されるスイッチを制御するための構成の一例を示すブロック図。
【図8】同実施形態のカード型バッテリ装置のカード本体の構造を示す斜視図。
【図9】同実施形態のカード型バッテリ装置のカード本体の構造の他の例を示す斜視図。
【図10】同実施形態のカード型バッテリ装置が装着されるメモリカードスロットのコネクタ近傍の構成を示す図。
【符号の説明】
11…PDA
12…LCD
13…キー操作部
14…スピーカ
15…メモリカードスロット
21…メモリカード
22…バッテリカード
23…拡張端子
100…電源線
101…DC/DCコンバータ
110…スイッチ回路
111…スイッチ回路
151…コネクタ
221…カードコネクタ
222…コントローラ
223…バッテリ
224…DC/DCコンバータ
225…バッテリ残量検出部
301…ベース部
303…拡張部
304…蓋部材
Claims (6)
- メモリカードが取り外し自在に装着可能なメモリカードスロットを有する電子機器において、
複数のデバイスと、
前記メモリカードスロット内のコネクタに定義されている電源ピンに接続され、バッテリを内蔵し且つ前記メモリカードスロットに取り外し自在に装着可能に構成されたカード型バッテリ装置が前記メモリカードスロットに装着された場合、前記コネクタに定義されている電源ピンを介して前記カード型バッテリ装置から供給される電力を用いて、前記複数のデバイスに電源電圧を供給する電源供給手段とを具備し、
前記カード型バッテリ装置は、前記カード型バッテリ装置内のバッテリの電力を、前記電子機器内のデバイスに供給するための特定の値の電源電圧に変換するDC/DCコンバータを含み、
前記電源供給手段は、電源線と、前記電源線から分岐され、前記複数のデバイスおよび前記コネクタに定義されている電源ピンにそれぞれ接続される複数の分岐電源線と、前記電子機器内に設けられたバッテリからの電力を特定の値の電源電圧に変換し、前記特定の値の電源電圧を前記電源線上に出力する電源回路と、前記電源線と前記コネクタに定義されている電源ピンとを接続する分岐電源線に挿入され、前記コネクタに定義されている電源ピンから前記電源線へ向けて電流が流れることを防止する整流素子と、前記整流素子の入力端子および出力端子に接続され、前記カード型バッテリ装置が前記メモリカードスロットに装着された場合、前記整流素子の入力端子と出力端子との間を接続するスイッチ手段とを含むことを特徴とする電子機器。 - 前記カード型バッテリ装置は、
前記コネクタに定義されている複数の通信ピンを介して前記電子機器と通信可能に構成され、前記電子機器からの要求に応答して、前記バッテリの残存容量を前記電子機器に通知するコントローラを含むことを特徴とする請求項1記載の電子機器。 - 前記カード型バッテリ装置は、前記メモリカードスロット内に収容されるベース部と、前記ベース部に突出して設けられた拡張部とを含み、前記拡張部内に前記バッテリが収容されていることを特徴とする請求項1記載の電子機器。
- 前記カード型バッテリ装置は、前記メモリカードスロット内に収容されるベース部と、前記ベース部に突出して設けられ、前記バッテリが取り外し自在に装着可能な拡張部とを含むことを特徴とする請求項1記載の電子機器。
- 前記カード型バッテリ装置は、前記カード型バッテリ装置が前記メモリカードスロットに装着された場合に、前記メモリカードスロット内に設けられた、前記コネクタ以外の他の端子と電気的に接続される拡張端子を含むことを特徴とする請求項1記載の電子機器。
- 前記カード型バッテリ装置は、前記メモリカードスロットに取り外し自在に装着可能なカード本体と、前記カード本体の一端面に設けられ、前記メモリカードスロット内に設けられている前記コネクタと接続可能なカードコネクタと、前記カードコネクタが設けられた端面と対向する側の前記カード本体の他の端面に突出して設けられ、前記バッテリが取り外し自在に装着可能に構成された拡張部とを含むことを特徴とする請求項1記載の電子機器。
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