(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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
【図１】
0003631469.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003631469.tif 000010
【図１０】
0003631469.tif 000011