(57)【要約】【課題】簡単で安価な衝撃検出機能を電子機器に備えること。【解決手段】バッテリを収納する収納部と、前記収納部に設けられバッテリの正負の電極にそれぞれ接触する第１および第２接触端子と、第１および第２接触端子の端子間電圧を経時的に検出する電圧検出部と、検出した電圧を記憶する記憶部とを備え、第１および第２接触端子の少なくとも一方が対応する電極に弾性的に接触することを特徴とする衝撃検出機能付き電子機器。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリを収納する収納部と、前記収納部に設けられバッテリの正負の電極にそれぞれ接触する第１および第２接触端子と、第１および第２接触端子の端子間電圧を経時的に検出する電圧検出部と、検出した電圧を記憶する記憶部とを備え、第１および第２接触端子の少なくとも一方が対応する電極に弾性的に接触することを特徴とする衝撃検出機能付き電子機器。
【請求項２】
電圧検出部は、アナログ／デジタル変換回路と、ＣＰＵと、時計回路とを備える請求項１記載の衝撃検出機能付き電子機器。
【請求項３】
電圧検出部は、第１および第２接触端子の端子間電圧と複数の所定電圧とを比較する比較回路と、時計回路とを備える請求項１記載の衝撃検出機能付き電子機器。
【請求項４】
電圧検出部と記憶部がバッテリから電力を受けて駆動し、バッテリからの電力を受けて駆動する負荷回路をさらに備える請求項１記載の衝撃検出機能付き電子機器。
【請求項５】
第１および第２接触端子間に瞬断防止コンデンサが並列接続される請求項４記載の衝撃検出機能付き電子機器。
【請求項６】
電圧検出部は、第１および第２接触端子の端子電圧の波形を整形する波形整形コンデンサを備える請求項１記載の衝撃検出機能付き電子機器。
【請求項７】
電圧検出部は、第１および第２接触端子の端子間電圧の降下を複数のレベルで検出する請求項１記載の衝撃検出機能付き電子機器。
【請求項８】
バッテリを電子機器に収納し、収納したバッテリの正負の出力電極に第１および第２接触端子をそれぞれ接触させ、かつ、第１および第２接触端子の少なくとも一方を対応する電極に弾性的に接触させ、第１および第２接触端子の端子間電圧を経時的に検出し、検出した電圧をメモリに記憶することを特徴とする電子機器の衝撃検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、衝撃を検出する機能を備えた電子機器および電子機器の衝撃防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこのような電子機器としては、衝撃を検出するための特別なセンサ、例えば加速度センサを備え、電子機器が落下したときに加速度データをメモリに記憶し、電子機器の修理時にメモリから読出した加速度データに基づいて、どの程度の衝撃が電子機器に加わったかを判断するようにしたものか知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１２２７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の電子機器は、衝撃を検出するために特別なセンサ、例えば加速度センサを設けているため、構成が複雑で、かつ、高価なものになるという問題点があった。
この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、特別なセンサを必要とすることなく、簡単で、かつ、安価に構成できる衝撃検出機能付き電子機器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、バッテリを収納する収納部と、前記収納部に設けられバッテリの正負の電極にそれぞれ接触する第１および第２接触端子と、第１および第２接触端子の端子間電圧を経時的に検出する電圧検出部と、検出した電圧を記憶する記憶部とを備え、第１および第２接触端子の少なくとも一方が対応する電極に弾性的に接触することを特徴とする衝撃検出機能付き電子機器を提供するものである。
【発明の効果】
【０００６】
第１および第２接触端子の少なくとも一方が対応する電極に弾性的に接触するので、衝撃が与えられると接触端子がチャタリング現象（はねかえり現象）を生じる。従って、チャタリング現象が電圧の変化として電圧検出部に検出され記憶部に経時的に記憶されるので、その内容を読出すことにより、与えられた衝撃の大きさを知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】この発明の第１実施形態の要部斜視図である。
【図２】第１実施形態に用いる電池パックの斜視図である。
【図３】この発明の第１実施形態の要部断面図である。
【図４】この発明のバッテリ電圧の波形図である。
【図５】この発明の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の第１実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図７】この発明の第１実施形態のバッテリ電圧の読み出しポイントを示す説明図である。
【図８】この発明の第１実施形態の格納データの一例を示す説明図である。
【図９】この発明の第２実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１０】この発明の第２実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の第２実施形態のバッテリ電圧波形と比較レベルとの関係を示す説明図である。
【図１２】この発明の第２実施形態の格納データの一例を示す説明図である。
【図１３】この発明の第３実施形態の図１対応図である。
【図１４】この発明の第３実施形態の図２対応図である。
【図１５】この発明の第３実施形態の図５対応図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
この発明による衝撃検出機能付き電子機器は、バッテリを収納する収納部と、前記収納部に設けられバッテリの正負の電極にそれぞれ接触する第１および第２接触端子と、第１および第２接触端子の端子間電圧を経時的に検出する電圧検出部と、検出した電圧を記憶する記憶部とを備え、第１および第２接触端子の少なくとも一方が対応する電極に弾性的に接触することを特徴とする。
この発明におけるバッテリは、乾電池や再充電可能な二次電池、又は二次電池に保護回路を組合せたバッテリパックなどを含む。
【０００９】
電圧検出部は、アナログ／デジタル変換回路と、ＣＰＵと、時計回路とを備えてもよい。
電圧検出部は、第１および第２接触端子の端子間電圧と複数の所定電圧とを比較する比較回路と、時計回路とを備えてもよい。
電圧検出部と記憶部がバッテリから電力を受けて駆動し、バッテリからの電力を受けて駆動する負荷回路をさらに備えてもよい。
【００１０】
第１および第２接触端子間に瞬断防止コンデンサが並列接続されてもよい。
電圧検出部は、第１および第２接触端子の端子電圧の波形を整形する波形整形コンデンサを備えてもよい。
電圧検出部は、第１および第２接触端子の端子間電圧の降下を複数のレベルで検出してもよい。
【００１１】
この発明は、別の観点からバッテリを電子機器に収納し、収納したバッテリの正負の出力電極に第１および第２接触端子をそれぞれ接触させ、かつ、第１および第２接触端子の少なくとも一方を対応する電極に弾性的に接触させ、第１および第２接触端子の端子間電圧を経時的に検出し、検出した電圧をメモリに記憶することを特徴とする電子機器の衝撃検出方法を提供するものである。
【００１２】
以下、図面に示す実施形態に基づいてこの発明を詳述する。
第１実施形態
図１はこの発明の第１実施例の衝撃検出機能付き電子機器の要部斜視図、図２は図１に示す電子機器に電源として装着されるバッテリパックの斜視図、図３は図１の要部断面図である。
【００１３】
図１に示すように、電子機器（例えば、携帯電話，ＩＣレコーダ，デジタルカメラ等）の本体１はバッテリ収納部２を備える。
図２に示すバッテリパック３はその端面に正極の出力端子４と負極の出力端子５を備える。
【００１４】
図３に示すように、バッテリパック３は本体１のバッテリ収納部２に交換可能に収納され、正極の出力端子４と負極の出力端子５は、それぞれ収納部２の内面の接触端子６，７（図１）に接触する。
【００１５】
なお、接触端子６，７はリン青銅製の弾性舌片からなり、本体回路収納部８に収納された配線基板９上に固定され、本体回路収納部８の窓１１，１２からそれぞれ収納部２の側面に露出し、出力端子４，５に弾性的に接触する。また、配線基板９には後述する電源回路１０が実装されている。
【００１６】
バッテリパック３をバッテリ収納部２に収納した状態で本体１を落下させると、その衝撃でバッテリパック３の正極および負極出力端子４，５と接触端子６，７との間にチャタリング現象が生じる。そこで、チャタリング発生時の接触端子６，７間電圧をシンクロスコープで観察すると、図４のような波形（電圧の時間的変化）が得られる。
【００１７】
この波形は出力電圧４．０Ｖのバッテリパック３を使用し、本体１の端面２７（図１）を下にして木製の床へ自然落下させたときに得られる波形である。
図４の波形（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ落下高さが３０ｃｍ，２０ｃｍ，１０ｃｍの場合である。
【００１８】
なお、チャタリング発生時のバッテリ電圧は極めて複雑な波形を示すので、接触端子６，７間に波形整形用のコンデンサ（後述）を挿入して整形した電圧（以下、バッテリ電圧という）の波形をシンクロスコープで観察している。
【００１９】
図４は、落下時の衝撃が大きいほど、波形の幅Ｗが広く、かつ、波高値Ｈが大きくなることを示している。
従って、この波形の特徴をサンプリングしてメモリに格納し、必要に応じてその特徴を読み出せば、与えられた衝撃の大きさを知ることができる。
【００２０】
図５は、図１，図３に示す電子機器の構成を示すブロック図である。
バッテリパック３はバッテリ本体１６と保護回路１７を内蔵する。保護回路１７は、例えば電流・電圧監視ＩＣと電子スイッチから構成されバッテリ本体１６を過電流負荷や過電圧充電から保護するために設けられる。
【００２１】
バッテリパック３の正極および負極の出力端子４，５は、それぞれ接触端子６，７に接続される。接触端子６はダイオード１４を介して瞬断防止コンデンサ（４．７Ｆの電解コンデンサ）１５の正極へ接続される。接触端子７はコンデンサ１５の負極へ接続される。コンデンサ１５の両端の電圧は電源回路１０に入力され、適当な電圧に変換されて電子機器の負荷回路２３に印加される。
【００２２】
また、接触端子６，７の両端には波形整形コンデンサ（１０μＦのマイカコンデンサ）１３が接続され、コンデンサ１３の両端には図４に示すように波形整形されたバッテリ電圧が生成されるようになっている。
【００２３】
バッテリ電圧はアナログ／デジタル変換回路１８でデジタル信号に変換され、クロック回路内蔵のＣＰＵ１９に入力される。ＣＰＵ１９にはＲＡＭ２０ａ，２０ｂ，ＲＯＭ２１および時計回路２２が接続される。ＲＯＭ２１はＣＰＵ１９の作動プログラムを内蔵し、ＲＡＭ２０ａ，２０ｂはバッテリ電圧の波形データを一時的に格納する。
【００２４】
なお、瞬断防止コンデンサ１５は、本体１が落下等により衝撃を受けてバッテリパック３の出力端子４，５と接触端子６，７とが瞬間的に非接触になりバッテリパック３からの電圧の供給が瞬断されても、電源回路１０へは、その影響を受けることなく継続して電圧を供給するために設けられたものであり、それに対応できる容量のコンデンサが使用される。
【００２５】
また、アナログ／デジタル変換回路１８，ＣＰＵ１９，ＲＡＭ２０ａ，２０ｂ，ＲＯＭ２１，時計回路２２の駆動電源も電源回路１０から供給される。
また、ダイオード１４は、コンデンサ１５の両端の電圧がバッテリ電圧の検出に影響しないように挿入された逆電圧防止ダイオードである。
【００２６】
以下、図６に示すフローチャートを用いて図５に示すＣＰＵ１９の動作を説明する。
まず、ステップＳ１において、時計回路２２から現在の日時を読み出す。同時にアナログ／デジタル変換回路１８からバッテリ電圧を読み出す（ステップＳ２）。そして、読み出した日時と電圧をＲＡＭ２０ａに格納する（ステップＳ３）。時間Δｔ（＝５μＳ）経過後、再び現在の日時とバッテリ電圧を読み出してＲＡＭ２０ａに格納する（ステップＳ４〜Ｓ７）。
【００２７】
次に、バッテリ電圧がΔＶ（＝０．２Ｖ）以上降下したか否かを判断する（ステップＳ８）。そして、降下しない場合には、時間Δｔが経過後に（ステップＳ９）、ルーチンはステップＳ１へ戻り、ＲＡＭ２０ａに格納されたデータは消去される。ステップＳ８においてΔＶ以上降下した場合にはステップＳ３，Ｓ７でＲＡＭ２０ａに格納されたデータは、ＲＡＭ２０ｂへ移される。
【００２８】
そして、時間Δｔ経過後に（ステップＳ１０）、現在の日時とバッテリ電圧を読み出してＲＡＭ２０ｂに格納する（ステップＳ１１〜Ｓ１３）。次に、バッテリ電圧がΔＶ以上降下し始めてから時間ｔ（＝１秒）が経過したか否かを判断する（ステップＳ１４）。
【００２９】
時間ｔが経過していない場合には、ルーチンはステップＳ１０へ戻る。そして、ステップＳ１０〜Ｓ１４の処理をくり返す。ステップＳ１４において時間ｔが経過した場合には処理を終了し、ルーチンはステップＳ１へ戻る。このようにして、衝撃によるバッテリ電圧の変動がＲＡＭ２０ｂに記録される。
【００３０】
図７は、図６に示すフローチャートを用いてバッテリ電圧を読み出してＲＡＭ２０ｂに格納する場合のバッテリ電圧の変動波形における読み出しポイントＰ１〜Ｐ１１を示したものである。
【００３１】
また、図８は、ＲＡＭ２０ｂに格納された日時に対するバッテリ電圧のデータを示す説明図である。
図８のようにＲＡＭ２０ｂに格納されたデータを、必要に応じて読み出すことにより、電子機器本体１の受けた衝撃の程度を知ることができる。
【００３２】
第２実施形態
図９はこの発明の第２実施形態を示す図５対応図である。
この実施形態の衝撃検出機能付き電子機器は、図５に示すアナログ／デジタル変換回路１８を第１比較回路２４，第２比較回路２５，第３比較回路２６と置換したものであり、その他の構成は第１実施形態（図５）と同等である。
【００３３】
ここで、第１比較回路２４はバッテリ電圧とレベル１（４．０Ｖ）を比較し、バッテリ電圧がレベル１以上であれば信号ＨＩつまり「１」を、レベル１未満であれば信号ＬＯつまり「０」を出力する。
【００３４】
同様に第２比較回路２５は、バッテリ電圧がレベル２（３．５Ｖ）以上であれば信号ＨＩをレベル２未満であれば信号ＬＯを出力する。第３比較回路２６は、バッテリ電圧がレベル３（３．０Ｖ）以上であれば信号ＨＩをレベル３未満であれば信号ＬＯを出力する。
【００３５】
このような構成における動作を図１０に示すフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップＳ２１において、時計回路２２から現在の日時を読み出す。同時に第１比較回路２４，第２比較回路２５，第３比較回路２６の出力状況（ＨＩかＬＯか）を読み出す（ステップＳ２２）。
【００３６】
そして、読み出した日時と出力状況をＲＡＭ２０ａに格納（ステップＳ２３）。時間Δｔ（＝５μＳ）経過後、再び現在の日時と各比較回路の出力状況を読み出してＲＡＭ２０ａに格納する（ステップＳ２４〜Ｓ２７）。
【００３７】
次に、第１〜第３比較回路２６の出力の少なくとも１つがＬＯになったか否かを判断する（ステップＳ２８）。そして、いずれもＬＯになっていない場合には、時間Δｔの経過後に（ステップＳ２９）、ルーチンはステップＳ２１へ戻り、ＲＡＭ２０ａに格納されたデータは消去される。
【００３８】
ステップＳ２８において少なくとも１つの比較回路の出力がＬＯになった場合には、ステップＳ２３，Ｓ２７でＲＡＭ２０ａに格納されたデータは、ＲＡＭ２０ｂへ移される。
そして、時間Δｔ経過後に（ステップＳ３０）、現在の日時と各比較回路の出力状況を読み出してＲＡＭ２０ｂに格納する（ステップＳ３１〜Ｓ３３）。
【００３９】
次に、第１〜第３比較回路２４〜２６の少なくとも１つの出力がＬＯに変化し始めてから時間ｔ（＝１秒）が経過したか否かを判断する（ステップＳ３４）。時間ｔが経過していない場合には、ルーチンはステップＳ３０へ戻る。
【００４０】
そして、ステップＳ３０〜Ｓ３４の処理をくり返す。ステップＳ３４において時間ｔが経過した場合には処理を終了し、ルーチンはステップＳ２１へ戻る。
このようにして、衝撃によるバッテリ電圧の変動がＲＡＭ２０ｂに記録される。
【００４１】
図１１は、図１０に示すフローチャートにおけるバッテリ電圧の変動波形とレベル１〜３の関係の一例を示す説明図である。
また、図１２は、ＲＡＭ２０ｂに格納された日時に対する各比較回路の比較結果を示す説明図である。図１２のようにＲＡＭ２０ｂに格納されたデータを、必要に応じて読み出すことにより、電子機器本体１の受けた衝撃の程度を知ることができる。
【００４２】
第３実施形態
図１３および図１４は、それぞれこの発明の第３実施形態を示す図１および図２対応図である。
この実施形態においては、図１３に示す本体１のバッテリ収納部２には図１４に示すバッテリパック３ａが交換可能に収納される。
【００４３】
バッテリパック３ａには、図２に示す出力端子４，５に加えて、出力端子４ａ，５ａおよび出力端子４ｂ，５ｂが設けられる。
そして、出力端子４，５がバッテリパック３ａのＸ平面に配置され、出力端子４ａ，５ａと出力端子４ｂ，５ｂは、それぞれＹ平面とＺ平面に配置されている。
【００４４】
これに対応して、図１３に示すバッテリ収納部２には、接触端子６，７に加えて底面と側面からそれぞれ接触端子６ａ，７ａと接触端子６ｂ，７ｂが露出している。
そして、バッテリパック３ａが収納部２に収納されると、出力端子４，５が接触端子６，７に、出力端子４ａ，５ａが接触端子６ａ，７ａに、出力端子４ｂ，５ｂが接触端子６ｂ，７ｂにそれぞれ接触するようになっている。
【００４５】
図１５は図５対応図であり、図５に示すブロック図に対して出力端子４ａ，５ａと出力端子４ｂ，５ｂが追加され、接触端子６ａ，７ａと接触端子６ｂ，７ｂが追加されている。
また、波形整形コンデンサ１３ａ，１３ｂと、ダイオード１４ａ，１４ｂと、アナログ／デジタル変換回路１８ａ，１８ｂとが追加されている。これら以外の構成は第１実施形態と同等である。
【００４６】
このように構成することにより、本体１に衝撃が加えられた時、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の衝撃の強さのそれぞれが第１実施形態と同様にＲＡＭ２０ｂに格納され、衝撃の三次元的成分を分析することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  本体
２  バッテリ収納部
３  バッテリパック
４  出力端子
５  出力端子
６  接触端子
７  接触端子
８  本体回路収納部
９  配線基板
１０  本体回路
１１  窓
１２  窓
１３  波形整形コンデンサ
１４  ダイオード
１５  瞬断防止コンデンサ
１６  バッテリ本体
１７  保護回路
１８  アナログ／デジタル変換回路
１９  ＣＰＵ
２０ａ，２０ｂ  ＲＡＭ
２１  ＲＯＭ
２２  時計回路
２３  負荷回路
２４  第１比較回路
２５  第２比較回路
２６  第３比較回路
２７  端面
【図１】
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【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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