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本专利提出一种轻便可佩戴的电子设备,通过将柔性二次电池与曲面结构体结合,解决了传统设备重量大、厚度厚的问题。采用树脂或金属结构体及柔性电池膜,使设备总重≤50g且最大厚度≤1cm,同时集成显示部与电池重叠设计,实现紧凑结构。
[0003]近年来提出了戴在头上的显示装置等穿戴在身上使用的显示装置,这些装置被称为头戴显示器或可穿戴式显示器。不局限于小型轻量的显示装置,还需要小型轻量的穿戴在身上使用的电子设备,例如助听器等。
[0009]实现一种手臂佩戴式二次电池,其中接触于身体的一部分且具有曲面的结构体被用作支撑结构体,并且柔性二次电池沿着该曲面固定于支撑结构体上。优选的是,将二次电池减薄,以便使二次电池具有柔性,具体而言,优选使用体积能量密度高且电极层数少的二次电池。“电极层数少”意味着分别具有正极和负极的电极对的叠层数少,或者意味着卷绕型电池的卷绕次数少。优选的是,手臂佩戴式二次电池的最大厚度为1cm或更薄。
[0010]作为一个例子示出在手臂上佩戴带状二次电池的方式。在本方式中,设置在支撑结构体上的二次电池具有弓形状的截面形状。当佩戴该二次电池时,支撑结构体的端部弯曲;因此,二次电池的端部也弯曲。虽然二次电池的端部弯曲,但二次电池具有柔性,因此二次电池的外包装体不被损坏,该二次电池可保持电池性能。
[0011]本说明书所公开的结构是一种电子设备,其包括具有曲面的结构体以及与该结构体的至少一部分的曲面接触且作为外包装体具有膜的柔性二次电池,并且以结构体的曲面接触于用户的手臂的方式佩戴。
[0012]该柔性二次电池包括膜作为外包装体,可随着结构体的曲面部分改变形状。在由外包装体围绕的区域中,设置有正极、负极及电解液。作为二次电池,因为小型轻量所以尤其优选使用可实现高能量密度的锂离子二次电池。
[0013]在上述结构中,结构体接触于手臂,并且柔性二次电池设置在结构体上。但是,本发明不局限于该例子,柔性二次电池也可以设置在结构体与手臂之间。此时的结构是一种电子设备,其包括具有曲面的结构体以及与该结构体的至少一部分的曲面接触且包括膜作为外包装体的柔性二次电池,并且以膜接触于用户的手臂的方式佩戴。
[0014]在上述结构中,还可以设置有显示部。此时的结构是一种电子设备,其包括具有曲面的结构体、在结构体的曲面上的包括膜作为外包装体的柔性二次电池以及在二次电池上的包括多个夹在一对膜之间的显示元件的显示部。该多个显示元件与二次电池至少部分地重叠。
[0015]多个显示元件与二次电池彼此重叠的面积越大,就越可利用显示元件产生的热来加热二次电池。锂离子二次电池在寒冷环境下工作困难;所以,加热该二次电池是很重要的。由于该电子设备在手臂上佩戴,该二次电池位于手臂和显示元件之间,所以可以从二次电池的表背两面高效地进行加热二次电池。再者,可以使用导热性高的材料作为结构体的材料,以高效地加热二次电池。
[0016]此外,二次电池也可以与手臂接触,此时的结构是一种电子设备,其包括具有曲面的结构体以及与该结构体的至少一部分的曲面接触且包括膜作为外包装体的柔性二次电池,并且以膜接触于用户的手臂的方式佩戴。通过使二次电池与用户的手臂接触,能够加热二次电池。
[0018]在上述各结构中,显示部优选为有源矩阵型显示装置,其中多个显示元件配置成矩阵状。作为显示元件,可以使用有机发光元件、电子墨水等,尤其优选使用有机发光元件,因为厚度为3mm或更薄且较轻。
[0020]此外,除了显示装置以外,上述各结构还可以包括其他的半导体电路,诸如用来防止过充电的控制电路、摄像元件、陀螺仪传感器或加速度传感器等传感器、以及触摸屏等。例如,当除了显示装置以外还安装有摄像元件时,所拍摄的图像可以显示在显示装置上。当安装有陀螺仪传感器或加速度传感器等传感器时,可以根据手臂佩戴式电子设备的方向或动作使该手臂佩戴式电子设备导通或关闭,来减小耗电量。当安装有触摸屏时,通过触摸触摸屏上的所希望的位置,可以操作电子设备或可以输入信息。当在上述结构中除了显示装置以外还安装有存储器、CPU时,可以获得可穿戴式计算机。
[0021]此外,还可以设置有天线,此时的结构是一种电子设备,其包括具有曲面的结构体、与该结构体的至少一部分的曲面接触且包括膜作为外包装体的柔性二次电池、以及与二次电池电连接的天线,并且以结构体的曲面接触于用户的手臂的方式佩戴。
[0022]通过使用天线,可以非接触地使二次电池充电。通过利用使充电器的天线(初级线圈)与电子设备的天线(次级线圈)磁耦合且使用在初级线圈中产生的交流磁场而在次级线圈中产生电压的电磁感应方式,电力非接触地传输到次级线圈一侧。通过该机构,可以使二次电池充电。优选的是,天线被设置为与结构体的曲面接触;所以,优选的是,电子设备的天线]手臂佩戴式二次电池也可以设置有以不局限于非接触地使二次电池充电为目的的天线。也可以设置有存储器,还可以设置有能够收发电子数据的天线、或者通过GPS功能可取得位置信息或GPS时间而显示位置或时间的天线]也可以设置有用作有源标签的天线及收发电路,以便手臂佩戴式二次电池可用作有源标签。“有源标签”意味着一种无线C标签(RFID),包括电池且能够互相通讯。
[0025]手臂佩戴式二次电池可用作对便携式信息终端供应电力的预备二次电池。为了接收电子邮件或电话,在不切断电源的状态下携带智能手机等便携式信息终端。随着时间经过,电池余量减少,便携式信息终端的电量耗尽。当便携式信息终端具有照相机或传感器等各种功能时,难以减轻重量,装二次电池的空间很小。即使内置在便携式信息终端中的二次电池的性能提高,二次电池也因反复使用不免劣化,并且,性能高的二次电池非常昂贵。
[0026]当然,也可以买与内置在便携式信息终端中的电池相同的二次电池作为预备的二次电池且随时便携。但是,为了安全起见很多的便携式信息终端被设计为用户不能随意更换电池。作为预备的二次电池也已出售用来充电的便携式信息终端用充电模块;但是,该充电模块的尺寸等于或大于便携式信息终端,其重量也大于便携式信息终端,具体而言,其重量为150g或更大。预备的二次电池一直需要被放入用户的口袋或提包里,在用户穿没有口袋的衣服或用户不能拿提包的情况下,难以携带预备的二次电池。
[0027]当用户携带戴在手臂上使用的手臂佩戴式二次电池时,便携式信息终端的二次电池没电之后也可以将该手臂佩戴式二次电池用作辅助电源。当用户在手臂上佩戴该二次电池时,不需要在口袋或提包里携带预备的二次电池,所以是很方便的。手臂上佩戴的手臂佩戴式二次电池具有有吸引力的外观设计。由于显示部与二次电池彼此重叠,当在显示部上显示图像时,二次电池被隐藏或伪装。因此,别人不认为戴在手臂上的电子设备是预备的二次电池,而认为是装饰品,别人并不觉得奇怪。这对女性很有利,因为女性常常穿没有口袋的衣服,而且对自己外表很在意。
[0029]根据二次电池的容量,戴在手臂上使用的手臂佩戴式二次电池较轻,其整体的重量为小于150g,优选为100g或更小,更优选为50g或更小。当将二次电池用作辅助电源时,不需要总是开启电源。通过关闭电源,可以抑制电池的容量的降低。
[0031]在上述各结构中,金属或树脂可用于支撑结构体。此外,金属可以主要用于支撑结构体并且树脂也可以部分用于支撑结构体,或者树脂可以主要用于支撑结构体并且金属也可以部分用于支撑结构体。作为金属,可以使用不锈钢、铝、钛合金等。作为树脂,可以使用丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂等。天然材料可以用作支撑结构体的材料,作为天然材料,可以使用对木材、石头、骨、皮革、纸、布进行加工的材料。
[0032]可以提供一种电子设备,该电子设备即使显示部设置在手臂佩戴式二次电池上,也实现1cm或更小的最大厚度及50g或更轻的重量。可以提供一种可以戴在手臂上且不需要用双手拿的适合于携带的电子设备。手臂佩戴式二次电池可以在显示部上显示图像,且可以用作服饰品。



