JP6306696B2 - 端末及び電子防水方法 - Google Patents

Description

本発明は電子防水分野に関し、特に電子防水分野の端末及び電子防水方法に関する。

携帯電話が普及しているにつれて、水浸入により携帯電話が損害される問題は益々深刻になり、特に電池内蔵型携帯電話は、タイムリーに電池を取り外すことができないため、水浸入による携帯電話の回路基板損害が更に発生しやすく、更に水浸入により損害される回路基板の修理が困難であるので、差し替えるしかなく、それによりコストが高くなり、ユーザーの満足度が低下する。

従来、電子防水分野において、関連技術では、水によりトリガー可能な回路がハウジングに位置し、且つトリガーした後にリレーのスイッチ回路が始終通電状態を保持するため、ユーザーがハウジングの表面における水滴を拭き取ると、水によりトリガー可能な回路が失効し、電源と携帯電話の動作回路が接続になり、そのため内部への水侵入により防水機能が失われたり、携帯電話の回路基板に電界効果トランジスタ、双安定回路及びリセット回路を増設しているため、携帯電話の内部に水が浸入するとこれらの回路及び電界効果トランジスタが短絡して失効しやすくなり、電池出力を遮断できず、更に防水機能を果たすことができなかったり、電池の陽負極出力端子と水感知端が同時に水を感知しなければ保護回路をトリガーできないため、携帯電話の場合は電池出力端子が最初水浸入位置ではないので、携帯電話の動作回路が水により短絡して焼き壊れても保護回路がトリガーされていなかったり、携帯電話の複数位置に水が浸入する場合に、ユーザーは電池出力端子での水を除去した後に再び電池を取り付けても携帯電話の動作回路への水浸入により短絡して焼き壊れ、即ち電池着脱後に防水機能が失われたり、湿度センサがハウジング内に取り付けられるので、内部の複数位置に水が浸入しなければ停電をトリガーできず、携帯電話のハウジングが水に接触する瞬間に停電することができず、安全上のリスクが存在したり、コントローラ、記憶装置等のコントロール処理回路が始終通電状態にあるので、内部へ水が浸入する場合に回路が失効しやすくなったりするという欠陥がある。

本発明の実施例が解決しようとする技術的問題は、端末及び電子防水方法を提供し、それにより水浸入を検出する時に自動的に回路基板電源を切って回路基板を水による損害から保護することである。

上記技術的問題を解決するために、以下の技術案を採用する。

本発明の実施例は、回路基板、電池、ハウジングを含む端末を提供し、前記電池は前記回路基板に電源を提供し、前記ハウジングには光を反射する透明媒体が設置され、前記回路基板は検出モジュール、制御モジュール及び通電遮断スイッチを含み、
前記検出モジュールは、前記透明媒体に光を放射して、前記透明媒体により反射された光を受光し、前記光を電気信号データに変換して前記制御モジュールに伝送するように設定され、
前記制御モジュールは、前記電気信号データを受信した後に、プリセットデータと比較し、前記電気信号データと前記プリセットデータの差がプリセット閾値に達すると、前記通電遮断スイッチをトリガーするように設定され、前記プリセットデータは光が前記透明媒体により全反射される時の電気信号データであり、前記プリセット閾値は前記光と前記透明媒体に応じて予め設定され、
前記通電遮断スイッチは、トリガーされた後に前記回路基板と前記電池との接続を切断するように設定される。

選択的に、上記端末は更に、
前記通電遮断スイッチは更に、トリガーされた後に、前記電池の正極と負極を接続するように設定される、という特徴を有する。

選択的に、上記端末は更に、
前記制御モジュールは、前記電気信号データと前記プリセットデータの差がプリセット閾値に達すると、前記通電遮断スイッチへ前記通電遮断スイッチに給電する指令を送信するという方式で前記通電遮断スイッチをトリガーするように設定される、という特徴を有する。

選択的に、上記端末は更に、
前記端末は更に電源モジュールを含み、
前記電源モジュールは、前記通電遮断スイッチに給電する指令を受信した後に前記通電遮断スイッチに給電するように設定され、
前記通電遮断スイッチは、給電された後に前記回路基板と前記電池との接続を切断するように設定される、という特徴を有する。

選択的に、上記端末は更に、
前記通電遮断スイッチは、電磁石と、スイッチ弾性片を接続したスイッチ押しボタンとを含み、前記スイッチ弾性片は前記回路基板と前記電池を接続し、
前記電源モジュールは、前記通電遮断スイッチに給電する前記指令を受信した後に前記電磁石に給電するように設定され、
前記電磁石は、給電された後に前記スイッチ弾性片を吸着し、前記スイッチ弾性片が前記回路基板と前記電池との接続を中断して、前記電池の正極と負極を接続するようにするように設定される、という特徴を有する。

選択的に、上記端末は更に、
前記透明媒体は屈折率が水の屈折率より大きく、
前記透明媒体はガラス、樹脂、プラスチック、宝石及び石英の媒体のうちのいずれか１種を含む、という特徴を有する。

上記問題を解決するために、本発明の実施例は上記端末に適用する電子防水方法を更に提供し、
ハウジングに設置された透明媒体に光を放射して、前記透明媒体により反射された光を受光して、前記光を電気信号データに変換することと、
前記電気信号データとプリセットデータを比較し、前記電気信号データと前記プリセットデータの差がプリセット閾値に達すると、回路基板と電池との接続を切断することと、を含み、前記プリセットデータは光が前記透明媒体により全反射される時の電気信号データであり、前記プリセット閾値は前記光と前記透明媒体に応じて予め設定される。

選択的に、上記方法は更に、
前記回路基板と電池との接続を切断した後に、前記電池の正極と負極を接続することを更に含む、という特徴を有する。

選択的に、上記方法は更に、
前記回路基板と電池との接続を切断することは、
１つの通電遮断スイッチに給電し、前記通電遮断スイッチが給電された後に前記回路基板と前記電池との接続を切断することを含む、という特徴を有する。

選択的に、上記方法は更に、
前記通電遮断スイッチは、電磁石と、スイッチ弾性片を接続したスイッチ押しボタンとを含み、前記スイッチ弾性片は前記回路基板と前記電池を接続し、
前記通電遮断スイッチが給電された後に前記回路基板と前記電池との接続を切断することは、
前記電磁石が給電された後に前記スイッチ弾性片を吸着し、前記スイッチ弾性片が前記回路基板と前記電池との接続を中断して、前記電池の正極と負極を接続するようにすることを含む、という特徴を有する。

要するに、本発明の実施例は端末及び電子防水方法を提供し、より信頼できる通電遮断スイッチ回路の使用により携帯電話や他のリチウム電池を使用した端末製品が水に落ち又は液体が付く時に電池出力をタイムリーに切断し、水浸入による回路基板への損害を防止する。

図１は本発明の実施例の端末の模式図である。 図２は本発明の実施例の端末の平面ブロック図である。 図３は本発明の実施例のスイッチ回路を切断する作動原理の模式図である。 図４は本発明の実施例の電子防水方法のフローチャートである。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例を詳細に説明する。なお、衝突しない限り、本願における実施例及び実施例における特徴を任意に組み合わせてもよい。

図１、２に示されるように、本実施例の端末１０は、回路基板１０１、電池１０６、ハウジング１０５を含み、前記電池１０６は前記回路基板１０１に電源を提供し、ハウジング１０５には光を反射するための透明媒体１０２が設置され、前記回路基板１０１には検出モジュール、制御モジュール及び通電遮断スイッチが設置され、
検出モジュール１０１１は、透明媒体１０２に光を放射し、透明媒体１０２により反射された光を受光して、前記光を電気信号データに変換して前記制御モジュールに伝送するように設定され、
前記制御モジュール１０１２は、前記電気信号データを受信した後に、プリセットデータと比較し、前記電気信号データと前記プリセットデータの差がプリセット閾値に達すると、前記通電遮断スイッチをトリガーするように設定され、前記プリセットデータは光が前記透明媒体により全反射される時の電気信号データであり、前記プリセット閾値は前記光と前記透明媒体に応じて予め設定され、
前記通電遮断スイッチ１０１３は、トリガーされた後に回路基板１０１と前記電池１０６との接続を切断するように設定される。

前記通電遮断スイッチは更に、トリガーされた後に前記電池の正極と負極を接続するように設定される。正極と負極の短絡により電池内部における保護手段を起動させて、電池を切って、電池が出力できないようにし、それにより、スイッチの内部へ水が浸入して回路基板と電池を連通しても、電池が短絡により保護されているため出力せず、更に携帯電話の回路通電による損害や故障を引き起こすこともない。

選択的な実施例において、前記制御モジュールは、前記電気信号データと前記プリセットデータの差がプリセット閾値に達すると、前記通電遮断スイッチへ前記通電遮断スイッチに給電する指令を送信するという方式で、前記通電遮断スイッチをトリガーするように設定される。

前記電源モジュール１０１４は、前記通電遮断スイッチに給電する指令を受信した後に前記通電遮断スイッチに給電するように設定され、
前記通電遮断スイッチ１０１３は、給電された後に前記回路基板と前記電池との接続を切断するように設定される。

選択的な実施例において、前記通電遮断スイッチ１０１３は、電磁石と、スイッチ弾性片を接続したスイッチ押しボタンとを含んでもよく、前記スイッチ弾性片は前記回路基板と前記電池を接続し、
前記電源モジュール１０１４は、前記通電遮断スイッチに給電する前記指令を受信した後に前記電磁石に給電するように設定され、
前記電磁石は、給電された後に前記スイッチ弾性片を吸着し、前記スイッチ弾性片が前記回路基板と前記電池との接続を中断して、前記電池の正極と負極を接続するようにするように設定される。

ＬＥＤ光照射器１０３と光電受信管１０４により検出モジュール１０１１を構成することができる。ハウジング１０５に設けられる透明光線反射媒体は、媒体屈折率が水の屈折率より大きい。

ＬＥＤで光を放射する時に、媒体と空気の界面での全反射臨界角より大きい適当な入射角を選択することにより、放射光を反射媒体で全反射し、反射光を光電受信管で受光して、電気信号データに変換して制御モジュールに伝送し、該電気信号データを記憶装置に保存して、プリセットデータとする。

水又は他の液体が反射媒体を被覆すると、水又は他の液体の屈折率が空気より大きいため、全反射臨界角が増大し、入射角をその際の臨界角より小さくすれば、一部の光が水又は他の液体により屈折され、反射光が減少し、反射光が光電受信管で受光されて電気信号データに変換されて制御モジュールに伝送される。

制御モジュールは記憶装置から放射光を全反射する時の電気信号データ、即ちプリセットデータを取得して、現在の電気信号データとプリセットデータの差を計算し、両方の差がプリセット閾値に達すると、透明媒体の外表面が水又は他の液体により被覆され、即ち携帯電話が水に落ち又は外部からの液体が携帯電話に接触することがあり、通電遮断スイッチをトリガーする必要があることを示し、その際、制御モジュールは通電遮断スイッチを作動させて、電池出力と端末（例えば携帯電話）回路を中断するようにして、又はリチウム電池を過電流保護状態に入らせ出力しないようにして、それにより内部への水浸入による回路基板の損害を防止する。

光、媒体の相違に応じて通電遮断スイッチをトリガーするための閾値を予め設定する。例えば、水又は他の液体が透明媒体を被覆する時に、水又は他の液体の屈折率が空気より大きいため、全反射臨界角が増大し、一部の光が水又は他の液体により屈折され、反射光が減少し、反射光を光電変換して得た電流値が低下し、上記プリセットデータとは差（透明媒体によって差が異なる）が存在する。実際の使用時に、スープ等の液体の屈折率が水より大きいため、差もプリセット閾値も異なるので、プリセット閾値を異なる光、媒体に応じて調整する必要があり、通常、プリセット閾値は＞０且つ≦差の範囲、即ち０＜プリセット閾値≦差値に設定する。

通電遮断スイッチは電磁石原理を使用することができ、トリガー時に端末の動作回路により電源を提供し、トリガー後に端末の回路電源を切断し、通電遮断スイッチへの電源提供がなくなり、そのため自動的に回復できず、手動で回復する必要があり、内部への水浸入によるスイッチ回路の失効、防水機能が発揮できないことを防止する。

関連技術に比べて、本発明の実施例の端末は下記有益な効果を有する。
赤外線検出技術を使用し、複数の水トリガースイッチ又は湿度センサを設置しなくてもよく、携帯電話が水に接触する瞬間にスイッチをトリガーして端末電源を切り、そのように、検出方法は更に安全且つ効果的であり、通電遮断スイッチがトリガーされるとスイッチ回路の電源供給が停止し、内部への水浸入の影響を受けず、それにより、停電制御回路が始終通電するので水浸入の影響を受けて失効しやすいという関連技術の欠陥を防止し、通電遮断スイッチがトリガーされた後に手動によらなければ回復できず、それにより、電池を取り外した又は携帯電話の外表面における水を拭き取った後に電源切断状態を解消して防水機能が失効するという関連技術の欠陥を防止する。

以下、具体的な実施例により本発明の端末を詳細に説明する。

図２に示されるように、ＬＥＤ赤外線送信機１０３、フォトダイオード１０４は回路基板１０１において携帯電話の裏面に近い一側に位置し、ハウジング１０５には反射ガラス板が設けられる。

水に接触する回路を赤外線で検出する作動原理については、ＬＥＤが赤外光を放射して、ガラスで反射させて、フォトダイオードにより受信され、正常な状態で、反射ガラスと空気が接触するので、赤外光がガラスを経て空気に入り、一部が空気により屈折され、一部がガラスにより反射され、赤外光とガラスとの間の入射角が４２°より大きいと、赤外光が全てガラスで反射されて、空気に入る屈折光がなくなり、携帯電話が水に落ちると、反射ガラスが水に接触し、赤外光がガラスを通過して水に入り、水の屈折率が空気より大きいため、ガラスによる全反射を実現するために６３°より大きい赤外光の入射角が必要であり、水に入る屈折光がなく、従って、赤外光の入射角を４２°〜６３°に設計し、一般的に、赤外光をガラスによりフォトダイオード１０４に全反射して電気信号データに変換して、該電気信号データをプリセットデータとし、携帯電話が水に落ち、反射ガラスが水で被覆される場合に、赤外光は一部が水により屈折され、他の一部がガラスによりフォトダイオード１０４に反射されて電気信号データに変換され、制御モジュールによりその際の電気信号データとプリセットデータの差を計算し、両方の差がプリセット閾値に達すると、携帯電話が水に落ちることを判定し、電源モジュールが電源を通電遮断スイッチに出力して、スイッチを作動させて端末回路基板の電源を切るように制御する。

光、媒体の相違に応じて閾値を予め設定し、光透過率が適当（例えば８９％）なガラスを使用して、ガラスと水を接触させ、入射角が４５°である場合に反射率が約７０％であり、光電管により変換されて得た電流値が約全反射時の７０％であり、即ち電流値とプリセットデータの差は全反射時の３０％であり、携帯電話は屈折率が水より大きい他の液体（例えばスープ、ソース等）に落ちる場合に、赤外光反射率はやや７０％より高く、即ち差は光全反射時のデータの３０％未満であり、同時に、微細な水滴がガラスに付着することによる誤検出を防止するために、閾値は過剰に高感度に設定することができず、そのため、閾値を光全反射時のデータの１５％に設定し、即ち、赤外検出モジュールは赤外反射信号が全反射の８５％未満であると検出すると、スイッチ作動指令をトリガーする。

実施例において、赤外光は他の可視光又は非可視光で代替してもよく、例えば、赤色可視光、紫外線非可視光等が挙げられ、反射ガラスは他の透明媒体で代替してもよく、例えば、樹脂、プラスチック、宝石、石英等が挙げられ、対応する入射角、通電遮断スイッチをトリガーするための閾値は異なる光、媒体に応じて調整する必要がある。

選択的に、赤外光は、一定周波数の波形とすることができ、また、変調符号化したパルス波形の赤外光であってもよく、外界の赤外光と異なり、反射して受信した後に対応するフィルタリング又は復号化処理を行うことで、外界の赤外光による反射光受信への影響を防止する。

図３に示されるように、本実施例のスイッチ回路を切る作動原理については、スイッチ接点ａ、ｂ、ｃはそれぞれ携帯電話の回路基板電源、電池の正極、携帯電話の回路アース（電池の負極）に接続され、正常な状態で、スイッチ弾性片２０１は接点ａ、ｂに接続されることで、電池の正極と携帯電話の電源を接続して、携帯電話を正常に動作させ、赤外線により携帯電話が水に落ちることを検出すると、電源モジュールは電磁石２０４に電源Ｖｃｃを提供して、電磁石２０４をスイッチ押しボタン２０２における磁石２０３に吸着させ、スイッチ弾性片２０１をａ接点から離脱して、ｂ、ｃ接点に接続し、携帯電話の回路電源と電池の正極が切れて、携帯電話の回路が作動を停止し、電磁石２０４の電源Ｖｃｃに入力がなく、同時に、電池の正極と負極ではスイッチ弾性片とｂ、ｃ接点との接続により電池を短絡させて電池内部の保護手段を起動させ、電池には出力がなく、その場合、スイッチの内部へ水が浸入して接点ａ、ｂを連通しても、電池が短絡保護状態にあって出力がないので、携帯電話の回路通電による損害や故障が発生しない。

上記端末に対して、本実施例は電子防水方法を更に提供し、図４に示されるように、本実施例の電子防水方法は、
前記透明媒体に光を放射して、前記透明媒体により反射された光を受光し、前記光を電気信号データに変換するステップ１１と、
前記電気信号データとプリセットデータを比較し、前記電気信号データと前記プリセットデータの差がプリセット閾値に達すると、回路基板と電池との接続を切断し、前記プリセットデータは光が前記透明媒体により全反射される時の電気信号データであり、前記プリセット閾値は前記光と前記透明媒体に応じて予め設定されるステップ１２と、を含む。

選択的な実施例において、前記回路基板の電源を切った後に、電池の正極と負極を接続することを更に含んでもよい。

当業者にとって、プログラムにより関連するハードウェアを指令して上記方法における全部又は一部のステップを行うことができ、前記プログラムはコンピュータの読取可能な記憶媒体、例えば読み出し専用メモリ、磁気ディスク又はコンパクトディスク等に保存することができる。選択的に、上記実施例の全部又は一部のステップは一つ又は複数のＩＣで実現してもよい。対応して、上記実施例における各モジュール／ユニットはハードウェアとして実現してもよく、ソフトウェア機能モジュールとして実現してもよい。本発明はいかなる特定形式のハードウェアとソフトウェアの組み合わせに制限されない。

以上は本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明は他の複数の実施例があり、当業者は本発明の主旨や本質を脱逸せずに本発明に基づき各種の変化や変形をすることができ、これらの変化や変形は本発明の添付した請求項による保護範囲に属すべきである。

本発明の実施例は端末及び電子防水方法を提供し、より信頼できる通電遮断スイッチ回路の使用により携帯電話や他のリチウム電池を使用した端末製品が水に落ちる又は液体に付く時に電池出力をタイムリーに切り、それにより回路基板を水浸入による損害から保護する。従って、産業上の利用可能性が高い。

Claims (8)

1. 端末であって、回路基板、電池、ハウジングを含み、前記電池は前記回路基板に電源を提供し、前記ハウジングには光を反射するための透明媒体が設置され、前記回路基板は検出モジュール、制御モジュール及び通電遮断スイッチを含み、
   前記検出モジュールは、前記透明媒体へ光を放射して、前記透明媒体により反射された光を受光し、前記光を電気信号データに変換して前記制御モジュールに伝送するように設定され、
   前記制御モジュールは、前記電気信号データを受信した後に、プリセットデータと比較し、前記電気信号データと前記プリセットデータの差がプリセット閾値に達すると、前記通電遮断スイッチをトリガーするように設定され、前記プリセットデータは光が前記透明媒体により全反射される時の電気信号データであり、前記プリセット閾値は前記光と前記透明媒体に応じて予め設定され、
   前記通電遮断スイッチは、トリガーされた後に前記回路基板と前記電池との接続を切断するように設定され、
   前記通電遮断スイッチは更に、トリガーされた後に前記電池の正極と負極を接続するように設定される端末。
2. 前記制御モジュールは、
   前記電気信号データと前記プリセットデータの差がプリセット閾値に達すると、前記通電遮断スイッチへ前記通電遮断スイッチに給電する指令を送信するという方式で、前記通電遮断スイッチをトリガーするように設定される請求項１に記載の端末。
3. 電源モジュールを更に含み、
   前記電源モジュールは、前記通電遮断スイッチに給電する前記指令を受信した後に前記通電遮断スイッチに給電するように設定され、
   前記通電遮断スイッチは、給電された後に前記回路基板と前記電池との接続を切断するように設定される請求項２に記載の端末。
4. 前記通電遮断スイッチは、電磁石と、スイッチ弾性片を接続したスイッチ押しボタンとを含み、前記スイッチ弾性片は前記回路基板と前記電池を接続し、
   前記電源モジュールは、前記通電遮断スイッチに給電する前記指令を受信した後に前記電磁石に給電するように設定され、
   前記電磁石は、給電された後に前記スイッチ弾性片を吸着して、前記スイッチ弾性片に、前記回路基板と前記電池との接続を中断し、且つ前記電池の正極と負極を接続させるように設定される請求項３に記載の端末。
5. 前記透明媒体の屈折率が水の屈折率より大きく、
   前記透明媒体は、ガラス、樹脂、プラスチック、宝石及び石英のうちの任意の１種を含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の端末。
6. 電子防水方法であって、請求項１に記載の端末に適用し、
   ハウジングに設置された透明媒体に光を放射して、前記透明媒体により反射された光を受光し、前記光を電気信号データに変換することと、
   前記電気信号データとプリセットデータを比較し、前記電気信号データと前記プリセットデータの差がプリセット閾値に達すると、回路基板と電池との接続を切断することと、を含み、前記プリセットデータは光が前記透明媒体により全反射される時の電気信号データであり、前記プリセット閾値は前記光と前記透明媒体に応じて予め設定され、
   回路基板と電池との接続を切断した後に、前記電池の正極と負極を接続することを更に含む電子防水方法。
7. 回路基板と電池との接続を切断することは、
   １つの通電遮断スイッチに給電し、前記通電遮断スイッチが給電された後に前記回路基板と前記電池との接続を切断することを含む請求項６に記載の電子防水方法。
8. 前記通電遮断スイッチは、電磁石と、スイッチ弾性片を接続したスイッチ押しボタンとを含み、前記スイッチ弾性片は前記回路基板と前記電池を接続し、
   前記通電遮断スイッチが給電された後に前記回路基板と前記電池との接続を切断することは、
   前記電磁石が給電された後に前記スイッチ弾性片を吸着して、前記スイッチ弾性片に、前記回路基板と前記電池との接続を中断し、且つ前記電池の正極と負極を接続させるようにすることを含む請求項７に記載の電子防水方法。

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