JP2009094883A - 携帯電話機の補助電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】 ＩＣカード機能部を持つ携帯電話機のメインバッテリーが切れた時でも前記ＩＣカード機能部を機能させる電力を供給する補助バッテリーを提供する。
【解決手段】 携帯電話機に内蔵された非接触ＩＣカード機能部を持つ携帯電話機の補助電源システムであって、前記非接触ＩＣカード用とは別の第２のアンテナから受信した外部電波を整流した電力で補助電池を充電する充電手段と、携帯電話機のメインバッテリー電圧値を監視して規定電圧値よりも低くなった場合に前記非接触ＩＣカード機能部の電源接続を携帯電話機のメインバッテリーから前記補助電池に切り替える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電池が消耗した携帯電話機においてＩＣカード機能部を延命させる補助電源システムに関する。

小型軽量の携帯電話機にＩＣカード機能部を内蔵させたおサイフケータイ（登録商標）などの複合機能携帯電話機が普及している。特におサイフケータイ（登録商標）については、携帯電話機のサイズ的な制約からＩＣカード機能部のアンテナ寸法が小さく、ＩＳＯ７８１６サイズの非接触ＩＣカードのようにアンテナで受けた電波を整流した電力ではＩＣチップが十分に機能しないため、携帯電話機本体から電源を供給していることから、携帯電話本体の電源が消耗するとＩＣカード機能部も機能しなくなる点が課題となっていた。

特許文献１には、バッテリーにより駆動される携帯情報端末において、バッテリーの残量に応じてデーターの送受信、データーの記憶に関連しない部分の動作を停止させる技術が開示されている。

特許文献２には、携帯型通信端末装置において、バッテリーの残量が少なくなった段階において、通信部を停止させるとともに、記憶部に登録された所定の情報を表示部に表示させるように制御する技術が開示されている。

特許文献３には、制御部と残量検出部を備える携帯電話機において、前記制御部は前記残量検出部からバッテリーの残量を受け取り、その受け取った残量を基準値と比較し、前記残量が基準値に達したとき、前記送受信部を介した外部との通信を禁止し、キー入力部を介して外部との通信以外の動作を行うための指示が入力されると、その入力された指示に従って前記外部との通信以外の動作を実行する技術が開示されている。

特許文献４には、非接触ＩＣカード機能付き携帯電話端末において、携帯電話端末の電池電圧が規定値以下になった場合に、非接触ＩＣカードの認証機能か携帯電話端末の通信機能を優先して使用するかをユーザが許可して選択できるようにする技術が開示されている。
特開平１０−１０７９１４ 特開２００１−２９８５３３ 特開２００２−１９９０９２ 特開２００６−０１３６０３

特許文献１の技術では、情報処理装置の電池の残量が少なくなると受信したデーターをメモリー手段に記憶するが、残量が更に少なくなると例えばおサイフケータイ（登録商標）のＩＣカード機能部で電子マネーや電子定期券などは使えなくなる。

特許文献２及び特許文献３の技術では、バッテリーの残量が少なくなった時に通信部を停止させるだけであり、バッテリーの寿命自体は変わらないので通信時間が短くなるし、記憶部に登録された所定の情報を表示部に表示させる機能では、バッテリーが無くなってしまうと電子マネーやおサイフケータイ（登録商標）のＩＣカード機能部で、電子マネーや電子定期券などを使うことはできない。

特許文献４の技術では、非接触ＩＣカード機能部を備えた携帯電話端末の電池電圧が規定値より低くなった時に、前記非接触ＩＣカード機能部の認証機能か携帯電話端末部の通信機能のどちらかを選択可能とするのでは、通信を優先する場合やバッテリーが無くなってしまった後では電子マネーやおサイフケータイ（登録商標）のＩＣカード機能部で、電子マネーや電子定期券などを使うことはできない。

上記の特許文献１乃至４で解決できない課題は、非接触ＩＣカード機能部を備えた携帯電話端末において、メインバッテリーが消耗してしまった後でも前記ＩＣカード機能部の機能を復活させる方法を提供することにある。

本発明の第１発明においては、メインバッテリーでＩＣカード機能部の機能も停止した場合のバックアップ手段を提供するために、携帯電話機に内蔵された非接触ＩＣカード機能部を持つ携帯電話機の補助電源システムであって、前記非接触ＩＣカード用のアンテナから受信した外部電波を整流した電力で補助電池を充電する充電手段と、携帯電話機の電池電圧値を監視して規定電圧値よりも低くなった場合に前記非接触ＩＣカード機能部の電源接続を携帯電話機の電池から前記補助電池に切り替えるようにした。

また、本発明の第２発明においては、前記非接触ＩＣカード用とは別のアンテナから受信した外部電波を整流した電力で補助電池を充電する充電手段と、携帯電話機の電池電圧値を監視して規定電圧値よりも低くなった場合に前記非接触ＩＣカード機能部の電源接続を携帯電話機の電池から前記補助電池に切り替えるようにした。

本発明における携帯電話の補助電源システムは、ＩＣカード機能部を持つ携帯電話機において、前記ＩＣカード機能部のアンテナ或いは別の専用アンテナから受信した電波を整流して補助電源を充電することにより、携帯電話機のメインバッテリーの電圧低下で前記ＩＣカード機能部が動作しなくなった場合に、前記補助電源からＩＣカード機能部に電源を供給することで前記ＩＣカード機能部の機能を確保できるので、安心して電子マネーや電子定期が使えるようになる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一機能を有するものは同一の符号とし、その繰り返しの説明は省略する。

図１（ａ）から（ｃ）は、本発明における動作別の実施例１のブロック図を示している。図１（ａ）は、実施例１のデフォルト設定ブロック図、（ｂ）は、充電モード設定ブロック図、（ｃ）は、補助バッテリー駆動ブロック図である。

図１（ａ）は、ＩＣカード機能部のアンテナを共有アンテナとして補助電源を構成する場合のデフォルトモードであり、携帯電話機１のメインバッテリー２はデフォルト状態においてＩＣカード機能部３と接続を持ち、ＩＣカード機能部３に電源を供給し、前記ＩＣカード機能部３はアンテナ４を使って外部のリーダ／ライタ５と通信可能となっている。

制御回路７はメインバッテリー２の電圧を監視して、メインバッテリー２の電圧が規定下限値よりも低くなるとスイッチ８をｎｃ側からｎｏ側に切り替える。

携帯電話機１とＩＣカード機能部３が同時に機能することはない設計になっている場合には、制御回路７が携帯電話機１のステータスを検出することにより、携帯電話機１がＩＣカード機能部３と通信していない時に、携帯電話機能を使っている場合には、スイッチ１０をｎｏ側に切り替えて補助バッテリーを充電モードにしておくことも考えられる。

図１（ｂ）は、補助バッテリー充電モードであり、制御回路７はメインバッテリー２の電圧を監視して、メインバッテリー２の電圧が規定下限値よりも低くなるとスイッチ８をｎｃ側からｎｏ側に切り替えることにより補助バッテリー９が充電モードになる。

前記において、補助バッテリー９の電圧が規定下限値に達していない場合には、スイッチ８は切り替えられずに、スイッチ１０が切り替わり、アンテナ４からの電波入力信号が整流回路１１に供給される。

整流回路１１で整流された電波入力信号は、充電回路１２に供給され、補助バッテリー９を充電する。

補助バッテリー９の電圧は制御回路７により監視されていて、規定上限電圧まで充電されると制御回路７はスイッチ１０を切り替えて、アンテナ４の接続を整流回路１１からＩＣカード機能部３に切り替え、更にスイッチ８によって、携帯電話機１のメインバッテリー２から補助バッテリー９に切り替える。

補助バッテリー９の前記規定上限値から規定下限値まで電圧が降下する間に放出される電力は、ＩＣカード機能部３が、例えば電子定期として使われる場合の電力の少なくとも２倍の電力となるように前記規定上限値が設定されている。

また前記規定下限値は、ＩＣカード機能部３が機能する定格最低電圧よりも１０％高く設定される。

アンテナ４から供給される電力は微少であることを想定すると、自発光式の道路鋲などで使われている電気二重層キャパシター(Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｄｏｕｂｌｅ Ｌａｙｅｒ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ、以下ＥＤＬＣ)や電気自動車用に開発されているレドックスキャパシターを補助バッテリー９に使うことが考えられる。特に、電気二重層キャパシターは、低電圧や微弱電流でも充電が可能なことから、本発明の補助バッテリーには適している。

図１（ｃ）は、充電済み補助バッテリーによってＩＣカード機能部３が駆動されているモードであり、スイッチ８はｎｏ側で、スイッチ１０がｎｃ側に切替られ、アンテナ７の受信電波はＩＣカード機能部３に流れる。

ここで例えば、ＩＣカード機能部３に搭載された電子定期券アプリケーションを利用する場合は、外部のリーダ／ライタ装置５からの電波をアンテナ４で受信し、外部のリーダ／ライタ装置５とＩＣカード機能部３の相互認証が終了した後に、所定のデーター送受信を行い、利用履歴をＩＣカード機能部３のメモリーに書き込んでから通信を終了する。

通常の利用形態において、連続処理しないことが想定される場合には、前記通信終了後においてまだアンテナ４が電波を受信している可能性が高いので、スイッチ８とスイッチ１０をｎｏ側に切り替えて補助バッテリー９を充電するモードに切り替えておくことも考えられる。この場合は、補助バッテリー９の充電が完了した時点でスイッチ８はｎｏ側で、スイッチ１０がｎｃ側に切替られ、アンテナ４の受信電波はＩＣカード機能部３が再び利用可能となるので、アンテナ４からの電波待ち状態でスタンバイすることになる。

上記において、スイッチ８の切替は、制御回路７による自動切替をしたが、スイッチ８をマニュアル操作によって切り替えることも考えられる。

図２は、本発明における実施例２の回路ブロック図を示している。これは、補助バッテリーに専用のアンテナを使うシステムであり、外部のリーダ／ライタ装置５からの電波をふたつのアンテナで受信すると系全体の共振周波数がアンテナをひとつ設けた場合より下がるので、アンテナ１４の共振周波数は、ＩＣカード機能部３のアンテナ４の共振周波数よりも高いことが望ましく、例えば２０ＭＨｚより高い周波数で５０ＭＨｚよりも低い周波数であることが好ましい。

外部のリーダ／ライタ装置５からの電波がアンテナ１４で受信されると、アンテナ１４からの電波入力信号が整流回路１１に供給される。

整流回路１１で整流された電波入力信号は、充電回路１２に供給され、補助バッテリー９を充電する。

補助バッテリー９の電圧は充電回路１２により監視されていて、規定上限電圧まで充電されると充電回路１２は充電電流を減らしてトリクル充電モードにすることにより過充電を防止することが出来る。

また、補助バッテリー９に電気二重層キャパシターを使う場合には、１２Ｖから２４Ｖの高い定格電圧のキャパシターを使うことにより、アンテナ１４で受信できる電波を最大限に利用して、補助バッテリー９の後段に電圧制御手段を用いることにより、充電効率を高めると共に、ＩＣカード機能部３には適切な電圧を供給することが出来るようになる。

図３は、本発明における実施例３の回路ブロック図を示している。実施例２と実施例３との違いは、実施例２においては、スイッチ８でＩＣカード機能部３に接続される電源をメインバッテリー２か補助バッテリー９のどちらか実施例３においてはメインバッテリー２が常時ＩＣカード機能部３と接続され、補助バッテリー９はダイオード１５を介して常時ＩＣカード機能部３に接続されている点である。

メインバッテリー２の電圧が下がってＩＣカード機能部３が動作しなくなった時に、アンテナ１４を外部のリーダ／ライタ装置５に近づけることにより、アンテナ１４が電波を受信して、整流回路１１で整流した直流を使い、充電回路１２で補助バッテリー９を充電する。

補助バッテリー９の電圧がメインバッテリー２よりもダイオードの電圧降下分だけ高くなると補助バッテリー９からＩＣカード機能分３に電力が供給される。ここで、電圧降下は、ダイオード１５が通常のスイッチングダイオードの場合は０．６〜０．７Ｖであるが、ゲルマニウムダイオードを使えば０．１〜０．３Ｖとなり、前記スイッチングダイオードの場合と比較して補助バッテリー９の電力供給量を増やすことが出来る。

ＩＣカード機能部を持つ携帯電話は、おサイフケータイ（登録商標）などとして普及しているが、電子定期券などの交通系アプリケーションで使われる場合には、ログインとログアウトの間が長いので、その間に携帯電話機の電池切れが発生する可能性があり、この場合には有人改札で対応しなくてはならないので面倒であったが、本発明の補助バッテリーを搭載すれば、外部のリーダ／ライタ装置にアンテナを近づけるだけでＩＣカード機能部を動作させる程度の電力が簡単に充電できるので駅スタッフなどの負担を減らすことが出来る。

実施例１のデフォルト設定ブロック図 実施例１の充電モード設定ブロック図 実施例１の補助バッテリー駆動ブロック図 実施例２の回路ブロック図 実施例３の回路ブロック図

符号の説明

１…携帯電話機、 ２…メインバッテリー、 ３…ＩＣカード機能部、 ４…アンテナ、 ５…外部のリーダ／ライタ装置、 ６…アンテナ、 ７…制御回路、 ８…スイッチ、 ９…補助バッテリー、 １０…スイッチ、 １１…整流回路、 １２…充電回路、 １３…電圧検出回路、 １４…アンテナ、 １５…ダイオード。

Claims (2)

1. 携帯電話機に内蔵された非接触ＩＣカード機能部を持つ携帯電話機の補助電源システムであって、前記非接触ＩＣカード用のアンテナから受信した外部電波を整流した電力で補助電池を充電する充電手段と、携帯電話機のメインバッテリー電圧値を監視して規定電圧値よりも低くなった場合に前記非接触ＩＣカード機能部の電源接続を携帯電話機のメインバッテリーから前記補助電池に切り替えることを特徴とする携帯電話機の補助電源システム。
2. 携帯電話機に内蔵された非接触ＩＣカード機能部を持つ携帯電話機の補助電源システムであって、前記非接触ＩＣカード用とは別の第２のアンテナから受信した外部電波を整流した電力で補助電池を充電する充電手段と、携帯電話機のメインバッテリー電圧値を監視して規定電圧値よりも低くなった場合に前記非接触ＩＣカード機能部の電源接続を携帯電話機のメインバッテリーから前記補助電池に切り替えることを特徴とする携帯電話機の補助電源システム。

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