JP4914914B2

JP4914914B2 - 手持ち式電子装置及び落下による衝撃から手持ち式電子装置を守る方法

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Publication number: JP4914914B2
Application number: JP2009282713A
Authority: JP
Inventors: 陳威宇; 謝青峰
Original assignee: 亞旭電腦股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2009-12-14
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2029-12-14
Also published as: JP2011100432A; GB0921070D0; US20110109170A1; US8212422B2; GB2475107A; TW201116989A; FR2952460A1

Description

本発明は、手持ち式電子装置及び落下による衝撃から手持ち式電子装置を守る方法に関し、特に、処理中のデータが壊れたり消失されたりすることを防ぐ、手持ち式電子装置及び落下による衝撃から手持ち式電子装置を守る方法に関する。

従来、スイッチが入った使用可能な状態で手持ち式電子装置（例えば、携帯電話、ＰＤＡ、ＧＰＳ、メディア再生装置など）を不用意に落として衝撃が加わると、外カバーの見た目に悪影響を与える以外に、データ処理が中断されてデータが壊れたり消失されたりする虞があった。

従来、プロセッサ及び加速度計を備えた携帯式電子装置の保護システムが開示されている（例えば、特許文献１）。特許文献１では、少なくとも１方向の運動を加速度計により感知して生成された加速度信号を受信した中央処理装置は、所定値と比べて落下又は衝撃の有無を判断する。落下又は衝撃が発生したと判断した場合、中央処理装置はシャットダウンモードを起動し、携帯型電子装置は、所定のステップにより装置をシャットダウンする。

しかし、携帯型電子装置がシャットダウンの保護モード状態に入ると、シャットダウンにかかる時間が長くなるため、シャットダウンステップが完全に終了していないときに、電子装置が衝撃を受けると、電子装置のデータが壊れたり消失されたりする虞がある。また、電子装置をシャットダウンした後の再起動に時間が長くかかるため、使用上不便である。さらに、電子装置が電池から電源供給されている場合、衝撃により電池が外れてシャットダウンが途中で中断された場合も、データが壊れたり消失されたりする虞がある。

米国特許出願公開第２００８／０２１８３６６号明細書

本発明の第１の目的は、処理中のデータが壊れたり消失されたりすることを防ぐ手持ち式電子装置及び落下による衝撃から手持ち式電子装置を守る方法を提供することにある。

本発明の第２の目的は、手持ち式電子装置の保護モードへ入るのにかかる時間と、保護モードからオペレーティング状態に回復するまでの時間とを短縮する手持ち式電子装置及び落下による衝撃から手持ち式電子装置を守る方法を提供することにある。

本発明の第３の目的は、メインバッテリが外れて処理中のデータが壊れたり消失されたりすることを防ぐ手持ち式電子装置及びその方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によれば、外部の動作状態を検出し、状態データを生成する状態検出ユニットと、前記状態検出ユニットと電気的に接続され、前記状態データを受信し、所定の安全移動状態パラメータに基づき、落下保護コマンドを選択的に出力する状態判定ユニットと、前記状態判定ユニットと電気的に接続され、前記落下保護コマンドを受信し、前記落下保護コマンドに基づき、処理中のデータを保存して低電位電流モードに入る中央処理ユニットと、前記中央処理ユニットと電気的に接続され、前記安全移動状態パラメータ及び前記データを保存するメモリユニットと、主電源供給ユニットと、前記低電位電流モード下で必要な電力を供給し、前記主電源供給ユニットより電気容量が少ないバックアップ電源供給ユニットと、前記主電源供給ユニット、前記バックアップ電源供給ユニット及び前記中央処理ユニットと接続され、前記主電源供給ユニット及び前記バックアップ電源供給ユニットとの切換えを行う電源供給スイッチユニットと、を備えることを特徴とする手持ち式電子装置が提供される。

また、前記状態検出ユニットは、加速度計、ジャイロ、加速度計とジャイロとを組み合わせた装置の何れかであることが好ましい。

また、前記低電位電流モードは、スリープモード又はスタンバイモードであることが好ましい。

本発明の第２の形態によれば、（１）外部の動作状態を検出し、状態データを生成するステップと、（２）前記状態データと所定の安全移動状態パラメータとを比べ、前記状態データが前記安全移動状態パラメータを超えたときに、落下保護コマンドを生成するステップと、（３）前記落下保護コマンドに基づき、処理中のデータを保存するステップと、（４）低電位電流モードに切換え、主電源供給ユニットからの電源供給が中断したときに、前記主電源供給ユニットから、前記主電源供給ユニットより電気容量が少ないバックアップ電源供給ユニットへ切換えるステップと、を含むことを特徴とする落下による衝撃から手持ち式電子装置を守る方法が提供される。

また、前記ステップ（３）において、前記低電位電流モードに入ると、消費電流が３ミリアンペアに低下することが好ましい。

また、前記ステップ（１）において、ジャイロ、加速度計、加速度計とジャイロとを組み合わせた装置の何れかにより、前記外部の動作状態を検出することが好ましい。

本発明の手持ち式電子装置及び落下による衝撃から手持ち式電子装置を守る方法は、落下が発生したと判断したときに処理中のデータを保存し、低電位電流モードに入って消費電流を下げる。この低電位電流モードは、手持ち式電子装置の電源を完全にオフする一般のオフモードと異なり、オペレーティングモードへ迅速に回復することができる。また、本発明の手持ち式電子装置及び落下による衝撃から手持ち式電子装置を守る方法は、低電位電流モードの消費電力が非常に少ないため、バックアップ電源供給ユニットの電気容量を減らして衝撃により外れることがないようにする。このバックアップ電源供給ユニットは、主電源供給ユニットが外れたときに、低電位電流モードに必要な電源を供給することができる。このような安全保護システムにより、主電源供給ユニットの係止部の接合規格に対する要求を下げ、接合機構の設計の自由度を高めることができる。

本発明の一実施形態による手持ち式電子装置を示す機能ブロック図である。本発明の他の実施形態による手持ち式電子装置を示す機能ブロック図である。本発明の一実施形態による落下による衝撃から手持ち式電子装置を守る方法を示す流れ図である。本発明の他の実施形態による落下による衝撃から手持ち式電子装置を守る方法を示す流れ図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態による手持ち式電子装置を示す機能ブロック図である。図１に示すように、手持ち式電子装置１は、状態検出ユニット１０、状態判定ユニット１１、中央処理ユニット１２、メモリユニット１３、電源供給スイッチユニット１４、主電源供給ユニット１５及びバックアップ電源供給ユニット１６を含む。

状態検出ユニット１０は、外部の動作状態を検出し、その検出結果に基づいて状態データを生成する。ここで外部とは、状態検出ユニット１０の外部（即ち、手持ち式電子装置１自体）を指す。状態検出ユニット１０は、加速度計、ジャイロ、加速度計とジャイロとを組み合わせた装置などの状態検出装置でもよい。

ユーザの手から手持ち式電子装置１が落ちたり離れたりすると、装置自体に他の支持力が加えられていないため、少なくとも重力加速度に等しい加速度が装置に発生する（即ち、自由落下運動に等しい）。

ここで加速度計とは、手持ち式電子装置１のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３方向の加速度を検出するＸ方向センサ、Ｙ方向センサ及びＺ方向センサを含むセンサモジュールを指す。また、ジャイロは、回転している物体の回転方向の加速度を検出するために用いる。即ち、手持ち式電子装置１の回転方向の運動状況を知るために用いる。そのため、状態検出ユニット１０が加速度計の場合には、手持ち式電子装置１の各方向の加速度を検出し、状態検出ユニット１０がジャイロの場合には、手持ち式電子装置１の回転方向の加速度を検出することができる。つまり、加速度計とジャイロとを組み合わせると、手持ち式電子装置１の運動状態をより正確に知ることができる。上述の装置を用いることにより、手持ち式電子装置１の様々な状態（例えば、落下、回転、投出などの状態）を知ることができる。

状態判定ユニット１１は、状態検出ユニット１０と電気的に接続され、状態データを受信し、手持ち式電子装置１が所定の安全移動状態パラメータの範囲を超えたことを状態データが表示するとき、手持ち式電子装置１が落下状態であることを示す。例えば、加速度値が所定の値を超えた場合、状態判定ユニット１１が保護コマンドを送信する。

中央処理ユニット１２は、状態判定ユニット１１と電気的に接続され、落下保護コマンドを受信すると、手持ち式電子装置１を低電位電流モードに切換える。ここで低電位電流モードは、スリープモード又はスタンバイモードでもよく、手持ち式電子装置１が低電位電流モードで消費する電力は、一般のオペレーティングモードで消費する電力よりも遥かに少ない。

メモリユニット１３は、中央処理ユニット１２と電気的に接続され、手持ち式電子装置１が処理中のデータと、所定の安全移動状態パラメータとを保存する。手持ち式電子装置１は、衝撃を受けると電力供給が中断されて処理中のデータが壊れたり消失されたりする虞がある。そのため、手持ち式電子装置１が落下状態になると、中央処理ユニット１２により電源供給スイッチユニット１４をトリガし、処理中のデータを保存する。

電源供給スイッチユニット１４は、手持ち式電子装置１に必要な電力供給源の切換えに用い、主電源供給ユニット１５及びバックアップ電源供給ユニット１６と接続されている。例えば、電源供給スイッチユニット１４は、主電源供給ユニット１５からの電源供給が中断すると、電源供給源をバックアップ電源供給ユニット１６に切換える。低電位電流モードの電力需要が低いため、バックアップ電源供給ユニット１６の電気容量は主電源供給ユニット１５より少なくともよい。そのため、バックアップ電源供給ユニット１６の体積を大幅に縮小することができるため、例えば、内部のマザーボード（回路基板）と一体化させることができる。そのため、何かにぶつかって衝撃が発生しても外れる虞がない。

本実施形態では、まず、状態検出ユニット１０により外部（即ち、手持ち式電子装置１）の動作状態を検出して生成した状態データを状態判定ユニット１１に入力してから、状態データが所定の安全移動状態パラメータを超えたときに、状態判定ユニット１１が生成する保護コマンドを中央処理ユニット１２へ入力する。中央処理ユニット１２は、保護コマンドに基づき、手持ち式電子装置１が処理中のデータをメモリユニット１３に保存するとともに、手持ち式電子装置１が低電位電流モードに入る。最後に、電力の出力状況を監視し、主電源供給ユニット１５が外れて電源供給が中断された場合、電源供給スイッチユニット１４は、電源供給源をバックアップ電源供給ユニット１６に切換え、低電位電流モード下で必要な電力を供給する。

本実施形態の手持ち式電子装置１は、手持ち式データ収集装置、手持ち式通信装置又は手持ち式データ処理装置でもよい。

図２を参照する。図２は、本発明の他の実施形態による手持ち式電子装置を示す機能ブロック図である。図２に示すように、手持ち式電子装置２は、加速度計２０ａ、ジャイロ２０ｂ、状態判定ユニット２１、中央処理装置２２、メモリ２３、電源スイッチモジュール２４、メインバッテリ２５ａ、バックアップ電池２５ｂ及びデータ収集モジュール２７を含む。本実施形態では、中央処理装置２２により周辺装置（即ち、データ収集モジュール２７）を制御し、大量のデータ（例えば、バーコードデータ）にアクセスしてデータ収集を行う。そのため、データの保護は非常に重要である。

実際には、まず、加速度計２０ａ及びジャイロ２０ｂを介して外部（即ち、手持ち式電子装置２）の動作状態を検出する。加速度計２０ａは、手持ち式電子装置２の加速度値及び加速度方向を検出することができる。本実施形態では、手持ち式電子装置２が落下状態にあるか否かを即時に判断するために、加速度計２０ａの出力数値がメモリ２３中に保存した安全移動状態パラメータを超えたか否かを判断する必要がある。落下状態を例にすると、地球の重力加速度がＧであり、加速度計２０ａが下向きのＧ値が一定時間出力される場合、例えば、０．５秒内に落ちる距離が１．２２５ｍを超えたり、１秒以内に落下する距離が４．９ｍを超えたりする場合、手持ち式電子装置２が自由落下運動の状態にあると判断する。或いは、非常に短い時間内に、方向が異なる加速度値が出力される場合、手持ち式電子装置２がぶつかったり回転したりしていると判断する。また、ジャイロ２０ｂを例にすると、ジャイロの回転軸の方向が安定して固定されているため、固定された方向と、手持ち式電子装置２が移動した軸心とを比べることにより、手持ち式電子装置２の方向を正確に知ることができる。そのため、手持ち式電子装置２が地面に向かって移動し、切断時間が持続される場合、手持ち式電子装置２が自由落下運動の状態にあると判断することができる。前述したそれぞれの状態の臨界範囲は、安全移動状態パラメータの中に予め設定しておくことができる。

状態判定ユニット２１が自由落下運動の状態にあるというメッセージを受信すると、保護コマンドを生成して中央処理装置２２に入力する。この保護コマンドを利用すると、手持ち式電子装置２により周辺装置をオフし（即ち、データ収集モジュール２７をオフし）、手持ち式電子装置２が低電位電流モード（例えば、スリープモード及びスタンバイモードの一方）に入ることができる。さらに、ぶつかった衝撃により電源供給が中断した場合、データが壊れたり消失されたりすることを防ぐために、中央処理装置２２は、保護コマンドに基づいてデータ収集モジュール２７のデータをメモリ２３に保存し、手持ち式電子装置２が低消費電力モードに入る。最後に、電源スイッチモジュール２４は、高い電気容量を備えるメインバッテリ２５ａの電力出力状況を監視し、メインバッテリ２５ａが外れて電源供給が中断した場合、電源供給源をメインバッテリ２５ａより電気容量が少ないバックアップ電池２５ｂに切換え、低電位電流モードに必要な低電位電源を供給する。

上述したことから分かるように、本実施形態は、データ収集モジュール２７を操作しているときに、電源供給が突然中断してデータが壊れたり消失されたりすることを防ぐことができる。さらに、データを保存した後、直ちに低消費電力状態に入るため、バックアップ電源の電気容量を小さくすることができる。このような安全保護システムが採用されているため、メインバッテリの係止部の接合規格に対する要求が低くなり、接合機構を自由に設計することができる。

図３を参照する。図３は、本発明の一実施形態による手持ち式電子装置及び落下による衝撃から手持ち式電子装置を守る方法を示す流れ図である。ステップＳ３０において、状態検出ユニットを利用し、外部の動作状態を検出して状態データを生成する。その後、Ｓ３１において、状態データと所定の安全移動状態パラメータとを比べ、その状態データが手持ち式電子装置の落下状態であることを表していると判断するときに、保護コマンドを生成する。続いて、ステップＳ３２において、中央処理ユニットにより落下保護コマンドを受信し、落下保護コマンドに基づいて処理中のデータを記憶ユニットに保存する。最後に、ステップＳ３３において、低電位電流モードに切換え、主電源供給ユニットが外れて切断すると、電気容量が低いバックアップ電源供給ユニットに切換えて低電位電源を供給する。

本発明の落下による衝撃から手持ち式電子装置を守る方法は、中央処理ユニットが非常に短い時間内（例えば、１ｍ秒以内）に、正常な動作の消費電流が１００〜６００ｍＡから３ｍＡに下がるため、データが壊れたり消失されたりすることを防ぐことができる上、バックアップ電源供給ユニットの負荷を減らすことができる。

図４を参照する。図４は、本発明の他の実施形態による手持ち式データ収集装置を落下による衝撃から守る方法を示す流れ図である。ステップＳ４０において、外部（即ち、手持ち式データ収集装置）の動作状態を検出し、状態データを生成する。その後、ステップＳ４１において、状態データを読み取って分析し、手持ち式データ収集装置の加速度値が所定の安全移動状態パラメータの範囲を超えずに正常状態（即ち、落下、投出、回転などでない状態）にあると判断するとき、ステップＳ４２において、システムが正常に作動し続け、監視ステップを実行し続けてステップＳ４０に戻る。反対に、手持ち式データ収集装置の加速度値が安全移動状態パラメータの範囲を超えた異常な状態である場合、落下、投出、回転などの状態であると判断し、ステップＳ４３に進む。ステップＳ４３では、手持ち式データ収集装置がスリープモード又はスタンバイモードの低電位電流モードに入り、電池接続判断モードのステップＳ４４に進み、メインバッテリが外れているか否かを判断し、メインバッテリが存在する（即ち、外れていない）と判断した場合には、ステップＳ４５に進み、メインバッテリが外れていると判断した場合には、ステップＳ４６に進む。続いて、ステップＳ４５において、出力電源をメインバッテリから出力し続ける。ステップＳ４６において、出力電源をバックアップ電池に切換えて出力する。最後に、ステップＳ４７において、再起動を行い、低電位電流モードから正常なオペレーティングモードに戻る。

本実施形態では、ステップＳ４０において、ジャイロ、加速度計、又は、加速度計とジャイロとを組み合わせた装置により、動作状態の検出を実行する。

他の実施形態では、手持ち式電子装置が低消費電力モードに入ったときの消費電流を約３ミリアンペアに下げてもよい。

本発明の手持ち式電子装置及び落下による衝撃から手持ち式電子装置を守る方法は、手持ち式電子装置の落下状態を検出したときに、データを保存し、電池からの電源供給が中断したときに電源を切換えることができる。そのため、本発明は、電池の係止部の設計を簡略化し、バックアップ電源の電気容量を減らすとともに、処理データの安全性を向上させ、オペレーティングモードへの回復にかかる時間を短縮することができるため、従来、手持ち式電子装置の落下保護設計で発生していた問題を解決することができる。

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

１手持ち式電子装置
２手持ち式電子装置
１０状態検出ユニット
１１状態判定ユニット
１２中央処理ユニット
１３メモリユニット
１４電源供給スイッチユニット
１５主電源供給ユニット
１６バックアップ電源供給ユニット
２０ａ加速度計
２０ｂジャイロ
２１状態判定ユニット
２２中央処理装置
２３メモリ
２４電源スイッチモジュール
２５ａメインバッテリ
２５ｂバックアップ電池
２７データ収集モジュール

Claims

外部の動作状態を検出し、状態データを生成する状態検出ユニットと、
前記状態検出ユニットと電気的に接続され、前記状態データを受信し、所定の安全移動状態パラメータに基づき、落下保護コマンドを選択的に出力する状態判定ユニットと、
前記状態判定ユニットと電気的に接続され、前記落下保護コマンドを受信し、前記落下保護コマンドに基づき、処理中のデータを保存して低電位電流モードに入る中央処理ユニットと、
前記中央処理ユニットと電気的に接続され、前記安全移動状態パラメータ及び前記データを保存するメモリユニットと、
主電源供給ユニットと、
前記低電位電流モード下で必要な電力を供給し、前記主電源供給ユニットより電気容量が少ないバックアップ電源供給ユニットと、
前記主電源供給ユニット、前記バックアップ電源供給ユニット及び前記中央処理ユニットと接続され、前記主電源供給ユニット及び前記バックアップ電源供給ユニットとの切換えを行う電源供給スイッチユニットと、を備え、
前記電源供給スイッチユニットは、前記主電源供給ユニットからの電源供給が切断されると、電源供給源を前記バックアップ電源供給ユニットに切換えることを特徴とする手持ち式電子装置。
前記状態検出ユニットは、加速度計、ジャイロ、加速度計とジャイロとを組み合わせた装置の何れかであることを特徴とする請求項１に記載の手持ち式電子装置。
前記低電位電流モードは、スリープモード又はスタンバイモードであることを特徴とする請求項１に記載の手持ち式電子装置。
（１）外部の動作状態を検出し、状態データを生成するステップと、
（２）前記状態データと所定の安全移動状態パラメータとを比べ、前記状態データが前記安全移動状態パラメータを超えたときに、落下保護コマンドを生成するステップと、
（３）前記落下保護コマンドに基づき、処理中のデータを保存するステップと、
（４）低電位電流モードに切換え、主電源供給ユニットからの電源供給が中断したときに、処理中のデータの損失を防ぐために、前記主電源供給ユニットから、前記主電源供給ユニットより電気容量が少ないバックアップ電源供給ユニットへ切換えるステップと、を含むことを特徴とする落下による衝撃から手持ち式電子装置を守る方法。
前記ステップ（４）において、前記低電位電流モードに入ると、消費電流が３ミリアンペアに低下することを特徴とする請求項４に記載の落下による衝撃から手持ち式電子装置を守る方法。
前記ステップ（１）において、ジャイロ、加速度計、加速度計とジャイロとを組み合わせた装置の何れかにより、前記外部の動作状態を検出することを特徴とする請求項４に記載の落下による衝撃から手持ち式電子装置を守る方法。
前記低電位電流モードは、スリープモード又はスタンバイモードであることを特徴とする請求項４に記載の落下による衝撃から手持ち式電子装置を守る方法。