JP2009049880A - 入出力装置並びに誘導加熱調理器、加熱調理器、冷蔵庫、洗濯機およびジャー炊飯器 - Google Patents

Abstract

【課題】家庭用電化製品などの電気機器の操作入力あるいは機器の状態表示を行うための入出力装置において、機器の操作性を向上するとともに、機器の品質向上と信頼性向上を実現する。
【解決手段】機器本体と使用者との間で情報の入出力を行う入出力装置であって、使用者からの情報を入力するため少なくとも一つの入力手段と、機器本体の応答や情報を出力する少なくとも一つの出力手段と、入出力機器全体を制御する制御手段と、コイルとキャパシタからなる少なくとも一つの共振回路と、前記共振回路を介して得られる電力を入出力装置の電源とする電源手段と、前記共振回路を用いて機器本体と入出力装置間で情報の送受信を行う通信手段とを備え、機器本体から非接触で電力受電するとともに、機器本体と非接触で通信を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、家庭用電化製品などの電気機器の操作入力あるいは機器の状態表示を行うための入出力装置並びにこの入出力装置を備えた誘導加熱調理器、加熱調理器、冷蔵庫、洗濯機およびジャー炊飯器に関する。

従来、家庭用電化製品の操作には、家庭用電化製品の本体に取り付けられたボタンやスイッチなどが用いられ、また、その動作状況や設定内容の確認には本体に取り付けられた液晶ディスプレイやLEDなどが用いられていた。このような場合は、ボタンやスイッチなどの入力手段や、液晶ディスプレイやLEDなどの出力手段は、製品本体の一部として構成され、製品本体の機能を妨害しない配置や、放熱や防水、防塵、操作性、見易さなどを考慮して配置や構成が決定される。誘導加熱調理器においては、液晶ディスプレイなどの出力装置において、発熱源の影響等を低減して、装置の雰囲気を低い温度に保ち、また、装置に埃や水分、油煙の侵入を防止するため、装置を風路に設けたり、前記装置に覆いを設けたりする技術について開示されている（たとえば特許文献１参照）。

また、装置本体での操作を簡素化し装置本体に設けられた操作部分をコンパクト化してトッププレート上での調理スペースを確保することを目的とし、装置本体から操作部を分離して、接続線でそれぞれを接続した構成に関する技術が開示されている（たとえば特許文献２参照）。

また、製品の構成部品の削減や、製造工程の縮小により低コスト化を行うため、
冷蔵庫本体は前記高周波発生回路とそれに接続した第一コイルから成る給電回路を設け、その出力に情報を載せる手段を有し、扉は第二コイルと、この第二コイルに誘起された電圧から前記情報を検出する手段を有するとともに前記扉は第二コイルに誘起された交流を整流し、前記情報入出力部の直流電源とする技術について開示されている（たとえば特許文献３参照）。
特開２００３−３１３４７号公報（図１、図２、段落[００５０]〜[００５２]） 特開２００７−１３４１５５号公報（図１、図２、段落[００１０]、[００１６]〜[００１７]） 特開２００１−３３１３６号公報（図２、段落[００１２]〜[００１４]）

特開２００３−３１３４７号公報における家庭用電化機器の操作装置では、ボタンやスイッチなどの入力手段や、液晶ディスプレイやLEDなどの出力手段は、製品本体の一部として構成され、製品本体の機能を妨害しない配置や、放熱や防水、防塵、操作性、見易さなどを考慮して配置や構成が決定される。このため、機器に応じて配置場所に対して制約が多く、自由な配置を行うことが困難であった。また、表示装置と本体内部の背品の電子回路間を結ぶ配線が必要であることから、表示装置を完全に密閉することは難しく、防水や防塵の面で自由な位置への配置が困難であった。以上の様な点でユーザビリティ向上に対する課題があった。

また、特開２００７−１３４１５５号公報における操作装置では、装置本体での操作を簡素化し装置本体に設けられた操作部分をコンパクト化してトッププレート上での調理スペースを確保することを目的としている。しかし、装置本体と操作装置との間を接続線で接続していることから、操作装置の配置の自由度を下げ、また、加熱部から接続線を避けて使用しなければならないなどユーザビリティや安全性の面で課題があった。

また、特開２００１−３３１３６号公報における冷蔵庫では、本体に設けた第一コイルと扉に設けた第二コイルとの間において、電磁誘導結合により電力供給と通信とをおこなう構成になっている。このため、扉の裏側に設けられた第二コイルと扉の表側に設けられた表示装置間を配線により接続しなければならず、表示装置の配置に対する自由度の低下や、表示装置そのものの防水性や防塵性の向上が困難であった。

この発明は、機器本体と入出力装置間の電力供給および通信を非接触で行うことにより、機器の入出力装置に対するユーザビリティ向上、入出力装置の品質向上および信頼性向上を目的としている。

本発明に係る出力装置は、外部からの情報を入力する一つ以上の入力手段と、コイルとキャパシタをそれぞれ含む第１の共振回路および第２の共振回路と、第１の共振回路を介して外部の機器本体から交流電力を非接触で受電し、交流電力を直流電力に変換する電源手段と、電源手段からの直流電力によって動作し、第２の共振回路を用いて機器本体と非接触で情報の送受信を行う通信手段と、電源手段からの直流電力によって動作し、通信手段を介して受信した情報または入力手段により入力された情報に対する応答情報の少なくともいずれかを出力する一つ以上の出力手段と、電源手段からの直流電力によって動作し、入力手段、出力手段および通信手段を制御する制御手段と、を備えたものである。

機器本体と使用者との間で情報の入出力を行う入出力装置であって、使用者からの情報を入力するため少なくとも一つの入力手段と、機器本体の応答や情報を出力する少なくとも一つの出力手段と、入出力機器全体を制御する制御手段と、コイルとキャパシタからなる少なくとも一つの共振回路と、前記共振回路を介して得られる電力を入出力装置の電源とする電源手段と、前記共振回路を用いて機器本体と入出力装置間で情報の送受信を行う通信手段とを備え、機器本体から非接触で電力受電するとともに、機器本体と非接触で通信を行うようにしたので、機器本体と入出力装置間の配線を省略でき、配線コストと製造時における作業コストの削減が可能となる。また、入出力装置を機器本体から独立させた構成が可能となるとともに、入出力装置を機器本体から独立させることにより、入出力装置単体を密閉型容器あるいは樹脂で覆うことが可能となり、防湿、防水、防塵が可能となる。これにより入出力装置の品質向上ならびに信頼性の向上が可能となる。さらには、配置位置の自由度が向上し、ユーザビリティの向上が可能となる。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１における入出力装置の構成図を図１に示す。図１において、入出力装置１は、機器本体２０の操作や各種情報の入力を行うとともに、機器本体２０の動作状態や入力に対する応答の出力を行うものであり、機器本体２０の入出力部である。ここで、機器本体２０は人が操作を行う一般的な機器であり、たとえば誘導加熱調理器や加熱調理器、冷蔵庫、洗濯機、ジャー炊飯器などの家庭用電化機器、あるいはFA（Factory Automation）機器などである。

図１において、入出力装置１は機器本体２０との情報の入出力を行うものである。入出力装置１において、使用者が機器本体２０に対して操作を行う際の操作指令や本体機器へ通知するための各種情報の検出を行う入力手段２と、機器本体２０における動作や異常などの状態情報の出力を行うとともに、前記入力手段２により入力された情報に対する応答情報を出力する出力手段３と、前記入力手段２より得られた入力信号と前記出力手段３へ出力する出力情報の制御・管理、後述する通信手段の制御など入出力手段１全体の制御を行う制御手段４と、インダクタンスとキャパシタからなる共振回路手段５と、前記共振回路手段５を介して得られる電力を前記入出力装置１の電源とする電源手段６と、前記共振回路手段５を用いて入出力装置１と機器本体２０との間で通信を行う通信手段７と、からなる。

機器本体２０においては、入出力装置１と対向する形で、インダクタンスとキャパシタとからなる本体側共振回路手段２１と、本体側共振回路手段２１を介して入出力装置１に電力を供給する給電手段２２と、前記本体側共振回路手段２１を用いて入出力装置１との通信を行う本体側通信手段２３と、本体側通信手段２３の制御や通信信号の制御・管理を行うとともに給電手段２２の制御と機器本体２０全体の管理・制御を行う本体側制御手段２４と、機器本体の機能を実現する本体機能部２５とからなる。

入出力装置１の入力手段２の構成として、たとえば、プッシュスイッチやタクトスイッチなどの機械的なスイッチ手段がある。以上のようなスイッチを入力手段２として用いることで、使用者はスイッチ上に記載された操作内容あるいは、表示装置などに表示されたスイッチに対応する操作内容に応じて本体機器２０へ操作指示を入力する。スイッチとして半押し状態と全押し状態とで機能を分けることが可能なダブルアクションスイッチを用いてもよい。ダブルアクションスイッチを用いた場合、機器の操作指示に対して、半押し状態では操作指示の確認、たとえばどのような機能のスイッチが押されたかの応答などを行い、全押し状態ではスイッチに対応する機能の実行あるいは機能の決定などとして用いてもよい。

入出力装置１の入力手段２の構成として、たとえば、タッチパネルがある。タッチパネルを用いる場合、タッチパネルとともにLCD（Liquid Crystal Display）などの表示手段が必要となる。表示手段を用いて、表示手段に表示された内容に応じて、タッチパネルを操作することで操作指示の入力を行う。

入出力装置１の入力手段２の構成として、たとえば、音声入力手段がある。音声入力手段を用いる場合、前記スイッチ手段や、前記タッチパネルのように使用者が直接入出力装置１に触れて操作できない状態においても、操作指示をできるようにする。入力手段として音声入力手段を用いた場合、音声入力手段からの音声信号は制御手段４の中で処理され、音声信号の解析が行われる。

入出力装置１の入力手段２の構成として、センサ手段がある。センサ手段としてたとえば温度センサや湿度センサ、照度センサ、加速度センサ、磁気センサ、人感センサなどがある。前述したスイッチ手段やタッチパネル、音声入力手段のように使用者が意識的に機器本体２０へ操作指示を行う場合と異なり、機器本体２０が動作時に必要な動作環境などの情報について使用者の意思にかかわらず情報の入力を行う。

以上に示した入力手段２の構成については、入出力装置１として前述した入力手段２の全ての構成を搭載してもよい。図１に示す図においては、入力手段２としてスイッチ手段を搭載した例について示している。機器本体の機能や使用環境、使用状態、コストなどを考慮し、入力手段２の前記構成の中から必要なものだけを搭載するものとしてもよい。

入出力装置１の出力手段３の構成として、たとえばコレスティック液晶などの液晶を用いたLCDなどの表示装置３ａがある。機器本体２０の動作や異常の状態あるいは入力手段２による入力情報に対する応答情報を文字あるいは図面、色などの情報として出力する。表示装置３ａを用いることで、使用者の視覚に対する出力を行う。

入出力装置１の出力手段３の構成として、たとえば、スピーカ（発音素子）などの音声出力手段３ｂがある。機器本体２０の動作や異常の状態あるいは入出力手段２による入力情報に対する応答情報をビープ音、メロディ、音声などの音声信号として出力する。音声出力手段３ｂを用いることで、使用者の聴覚に対する出力を行う。

入出力装置１の出力手段３の構成として、たとえば、振動モータなどの振動発生手段３ｃがある。機器本体２０の動作や異常の状態あるいは入出力手段２による入力情報に対する応答情報を振動として出力する。振動発生手段３ｃを用いることで、使用者の触覚に対する出力を行う。

以上に示した出力手段３の構成については、入出力装置１として前述した出力手段３のすべての構成を搭載してもよい。図１に示す図においては、出力手段３として表示装置３ａ、音声出力手段３ｂ、振動発生手段３ｃの全ての構成を搭載した例について示している。しかし、機器本体の機能や使用環境、使用状態、コストなどを考慮し、出力手段３の前記構成の中から必要なものだけを搭載するものとしてもよい。

入出力装置１の制御手段４の構成として、ハードウェアとしてはマイクロプロセッサあるいはＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などである。制御手段４のハードウェアとしてマイクロプロセッサを用いた場合、前記入力装置２からの入力信号および前記出力装置３への出力信号の処理や生成、制御および機器本体２０との通信処理などはマイクロプロセッサ上のソフトウェアにて行われる。ＣＰＬＤやＦＰＧＡを用いた場合、前記入力装置２からの入力信号および前記出力装置３への出力信号の処理や生成、制御および機器本体２０との通信処理などはそれらの素子上に構成されたハードウェアにより実行される。ただし、ＣＰＬＤやＦＰＧＡ上にマイクロプロセッサのコアが構成された場合はコア内で動作するソフトウェアが用いられる。

入出力装置１の共振回路手段５はコイルとキャパシタから構成される。機器本体２０の入出力装置１が取り付けられる部分には、入出力装置１の共振回路手段５と対向する形で機器本体２０の本体側共振回路手段２１が配置される。共振回路手段５と本体側共振回路手段２１とは電磁誘導結合し、電磁誘導により本体側共振回路手段２１から共振回路手段５へ電力が供給される。共振回路手段５のインダクタンスとキャパシタンスの値は、機器本体２０の給電手段２２が本体側共振回路手段２１のインダクタンスに流す電流の周波数に応じて共振回路手段５で共振が生じるような値に設定される。

また、共振回路手段５と本体側共振回路手段２１とは電磁誘導結合し、電磁誘導により本体側共振回路手段２１から共振回路手段５へ電力が供給される。共振回路手段５のインダクタンスとキャパシタンスの値は、機器本体２０の通信手段２３が本体側共振回路手段２１のインダクタンスに流す電流の周波数に応じて共振回路手段５で共振が生じるような値に設定される。図１における図では、共振回路手段５について、受電用共振回路手段５ａと通信用共振回路手段５ｂのように受電用と通信用の共振回路手段５を分けた構成について記載している。図１に示す構成とは別に受電用と通信用の共振回路を共用した構成としてもよい。このとき、機器本体２０における給電用と通信用の本体側共振回路手段２１も共用としてもよい。ここで、図１に示す受電用共振回路手段５ａおよび通信用共振回路手段５ｂでは電源手段６あるいは通信手段７に対して、インダクタンスとキャパシタが並列接続となる構成について示しているが、インダクタンスとキャパシタを直列接続する構成としてもよい。

入出力装置１の電源手段６は前記共振回路手段５より得られる交流電力を整流・平滑化、直流電力へと変換する。得られた直流電力はレギュレータ等により所定の電圧に変換され、制御手段４をはじめとする入出力装置１の電源として供給される。

入出力装置１の通信手段７は、機器本体２０の本体側制御手段２４より送信され、本体側通信手段２３により変調された通信信号で本体側共振回路手段２１と共振回路手段５との間で電磁誘導により受信した信号を復調し、その通信信号を制御手段４に転送する。また、入出力装置１の制御手段４より送信される通信信号に基づき、共振回路手段５から本体側共振回路手段２１へ電磁誘導により送信を行うための変調を行う。ここで、通信手段７で用いられる変調方式はたとえばASK（Amplitude Shift Keying）方式やPSK（Phase Shift Keying）方式、FSK（Frequency Shift Keying）方式、QAM（Quadrature Amplitude Modulation）方式などである。

入出力装置１を入出力手段として用いる機器本体２０において、本体側共振回路手段２１はコイルとキャパシタから構成される。入出力装置１が取り付けられる部分には、入出力装置１の共振回路手段５と対向する形で機器本体２０の本体側共振回路手段２１が配置される。共振回路手段５と本体側共振回路手段２１とは電磁誘導結合し、電磁誘導により本体側共振回路手段２１から共振回路手段５へ電力を供給する。本体側共振回路手段２１のインダクタンスとキャパシタンスの値は、入出力装置１の共振回路手段５と同様に機器本体２０の給電手段２２が本体側共振回路手段２１のインダクタンスに流す電流の周波数に応じて共振回路手段５で共振が生じるような値に設定される。

また、本体側共振回路手段２１のインダクタンスとキャパシタンスの値は、入出力装置１の共振回路手段５と同様に入出力装置１の通信手段７が共振回路手段５のインダクタンスに流す電流の周波数に応じて本体側共振回路手段２１で共振が生じるような値に設定される。図１における図では、本体側共振回路手段２１について、給電用共振回路手段２１ａと通信用共振回路手段２１ｂのように給電用と通信用の共振回路手段２１を分けた構成について記載している。図１に示す構成とは別に給電用と通信用の共振回路を共用した構成としてもよい。このとき、入出力装置１における受電用と通信用の共振回路手段５も共用としてもよい。ここで、図１に示す給電用本体側共振回路手段２１ａおよび通信用本体側共振回路手段２１ｂでは給電手段２２あるいは本体側通信手段２３に対して、コイルとキャパシタが並列接続となる構成について示しているが、コイルとキャパシタを直列接続する構成としてもよい。

機器本体２０における給電手段２２は、本体側共振回路手段２１のコイルに交流電流を流すことで電磁誘導を利用し、入出力装置１の共振回路５に対して交流電力を供給する。

機器本体２０における本体側通信手段２３は、本体側制御手段２４が入出力装置１に送信する通信信号を本体側共振回路手段２１と共振回路手段５を解して入出力装置１へ送信するための変調をおこなう。また、入出力装置１における通信手段７で変調された入出力装置１からの送信データを共振回路手段５および本体側共振回路手段２１を介して受信し通信信号への復調を行う。ここで、本体側通信手段２３で用いられる変調方式は、入出力装置１で用いられる変調方式と同様にASK（Amplitude Shift Keying）方式やPSK（Phase Shift Keying）方式、FSK（Frequency Shift Keying）方式、QAM（Quadrature Amplitude Modulation）方式などが用いられる。

機器本体２０における本体側制御手段２４は、機器本体側全体の制御を行うためのマイクロプロセッサなどである。前述したように、入出力装置１と同様にマイクロプロセッサ以外にＣＰＬＤやＦＰＧＡなどにより構成してもよい。

機器本体２０における本体機能部２５は、機器本体の機能を実現するための構成要素を示す。たとえば誘導加熱調理器においては、誘導加熱調理機能を実現する要素であり、加熱調理器においては加熱調理機能を実現する要素であり、洗濯機においては洗濯機能を実現するための要素であり、冷蔵庫においては冷蔵機能を実現する要素であり、ジャー炊飯器においては炊飯機能を実現する要素である。

機器本体２０における本体側制御手段２４は前述した本体側通信手段２３への送信信号の生成や、本体側通信手段２３からの受信信号の処理を行う。また、本体機能部に対する制御を行う。また、給電手段２２に対する制御も行う。給電手段２２が本体側共振回路手段２１に対して電力供給をおこなった際に、所定の電圧値や電流値が得られない場合などに入出力装置１が本体側共振回路手段２１の対向するところに存在しないことを検出し、電力供給を停止する処理をおこなう。また、電力供給停止後は所定間隔ごとに入出力装置１の存在を検出し、存在が確認された場合に電力供給を再開する処理を行う。

以上に示した入出力装置１において、入出力装置１を構成する入力手段２と、出力手段３と、制御手段４と、共振回路手段５と、電源手段６と、通信手段７とを、機器本体２０と物理的な電気配線を用いずに非接触で通信および電力供給する構成とする。また非接触での機器本体との通信や電力供給とするため、機器本体と分離することができ、また電池の交換も不要であるため、入出力装置１の構成要素は全て密閉型の容器に収めることも可能である。あるいは樹脂などにより封止する構成としてもよい。このとき封止する樹脂を熱伝導性の高い樹脂とすることで、内部回路などの発熱を入出力装置１全体からの放熱性を高めることもできる。

以上のように機器本体から物理的な電気配線を省いた状態で配置される入出力装置１の配置場所として以下のものが挙げられる。たとえば、誘導加熱調理器や加熱調理器、冷蔵庫の扉部、洗濯機の上蓋部、ジャー炊飯器の上蓋部である。扉や蓋が閉まった状態では入出力装置１の共振回路手段５と機器本体２０の本体側共振回路手段２１とは対向した状態となり、機器本体２０から入出力装置１への電力供給および機器本体２０と入出力装置１との間の通信が可能な状態となる。また、扉や蓋を開けた状態では機器本体２０から入出力装置１への電力供給および機器本体２０と入出力装置１との間の通信は停止した状態となる。通常扉や蓋を開けた状態では、入力手段２や出力手段３は使用者の視界や操作範囲から外れるため電力供給や通信が停止した状態となっても問題はない。

また、入出力装置１と機器本体２０との接続に物理的な電気配線が無いため、前記機器の扉や蓋に対して、入出力装置１が備えられた扉あるいは蓋が機器本体から取り外せる構成とすることもできる。このとき、入出力装置１は入出力装置１単体として扉や蓋に設置されてもよいし、扉や蓋と一体化した構成としてもよい。

ここで、図１に示した本発明における入出力装置１の構成例の、電源手段６について、その詳細を説明する。図２に本発明における入出力装置１の電源手段６の構成例について示す。図２において、対向する機器本体２０の給電手段２２も含めて示す。図２において、入出力装置１における電源手段６は共振回路手段５と接続され、整流手段１０と、平滑手段１１と、電圧変換手段１２とからなる。電源供給点１３は電源手段６により得られた直流電力を入出力装置１の各要素に供給を行う供給点を示す。また、機器本体２０における給電手段２２は、本体側共振回路手段２１と接続され、本体側整流手段３０と、本体側平滑手段３１と、交流電力発生手段３２とからなる。機器本体２０は外部電源４５に接続され、外部電源４５より電力を得る。

図２において、整流手段１０はダイオードなどにより構成される。図２では半波整流回路方式について記載しているが、全波整流回路方式を用いてもよい。図２において、平滑手段１１は、コンデンサ１１ａあるいは電界コンデンサ１１ｂとで構成される。図２において、電圧変換手段１２はレギュレータ１２ａ、コンデンサ１２ｂ、電界コンデンサ１２ｃとで構成される。また、図２において、本体側整流手段３０はダイオードなどにより構成される。図２における本体側整流手段３０はダイオードブリッジによる電波整流回路方式を示しているが、半波整流回路方式を用いてもよい。図２において、本体側平滑手段３１は電界コンデンサより構成される。図２において、交流電力発生手段３２はトランジスタやＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴなどのスイッチング素子によりブリッジ状に構成される。３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄはそれぞれスイッチング素子を示す。ここで図２に示す交流電力発生手段３２はフルブリッジ回路構成としているが、ハーフブリッジ回路構成としてもよい。また、各スイッチング素子３２は、本体側制御手段２４によりオン／オフ制御される。

図２を用いて、機器本体２０から入出力装置１への電力供給の動作を説明する。図２において、機器本体２０内の給電手段２２では、外部電源４５から得られる交流電力を本体側整流手段３０により整流し、本体側平滑手段３１により平滑化し、直流電力に変換する。ここで得られた直流電力を交流電力発生手段３２により再度交流電力に変換し、本体側共振回路手段２１に供給する。このとき、交流電力発生手段３２では、本体側共振回路手段２１と共振回路手段５との間で電磁誘導により電力が供給できるように外部電源４５の周波数や電圧とは異なる周波数や電圧を有する交流電力に変えて出力する。

本体側共振回路手段２１と共振回路手段５のそれぞれが対向した状態であれば、本体側共振回路手段２１に供給された交流電力が電磁誘導結合により共振回路手段５に誘導される。このとき入出力装置１では、電源手段６において、共振回路手段５により得られた交流電力を整流手段１０により整流し、平滑手段１１により平滑化することで直流電力に変換する。ここで得られた直流電力は電圧変換手段１２により、入出力装置１の電子回路を駆動するために必要な電圧に変換される。図２において、本体側共振回路手段２１はコイル２１Ｌとキャパシタ２１Ｃとは直列接続構成としているが、用いる回路構成に応じて並列接続としてもよい。同様に、共振回路手段５はコイル５Ｌとキャパシタ５Ｃは並列接続としているが、用いる回路構成に応じて直列接続としてもよい。

ここで、図１に示した本発明における入出力装置１の構成例の、通信手段７について、その詳細を説明する。図３に本発明における入出力装置１の通信手段７の構成例について示す。図３において、対向する機器本体２０の本体側通信手段２３も含めて示す。図３において、入出力装置１の通信手段７は共振回路手段５と制御手段４とに接続され、搬送波発生手段１４、変調手段１５、電流制御手段１６、復調手段１７、信号増幅手段１８、バッファ手段１９で構成される。電源供給点１３は電源手段６より得られる電源である。搬送波発生手段１４と変調手段１５と電流制御手段１６は送信時に用いられ、復調手段１７と信号増幅手段１８とバッファ手段１９は受信時に用いられる。また、図３において、機器本体２０の本体側通信手段２３は、本体側共振回路手段２１と本体側制御手段２４とに接続され、本体側搬送波発生手段３５、本体側変調手段３６、本体側電流制御手段３７、本体側復調手段３８、本体側信号増幅手段３９、本体側バッファ手段４０とで構成される。本体側電源３４は本体側の電子回路用の電源を示す。本体側搬送波発生手段３５と本体側変調手段３６と本体側電流制御手段３７は送信時に用いられ、本体側復調手段３８と本体側信号増幅手段３９と本体側バッファ手段４０は受信時に用いられる。

図３については、通信手段７および本体側通信手段２３の構成が対称となる構成例について示している。また、図３における構成例では、変調方式としてＡＳＫ方式を用いた例について記載されている。図３において、搬送波発生手段１４は通信に用いる搬送波を発生するものである。搬送波として、正弦波、三角波、方形波などが用いられる。図３において、変調手段１５では、搬送波発生手段１４から得られる搬送波と、制御手段４から得られる送信信号とから電磁誘導により通信を行う際の通信信号を生成する。図３に示した例ではＡＮＤ回路により構成されている。図３において、復調手段１７は共振回路手段５より得られた受信信号の復調を行う。図３に示した例では、変調方式をＡＳＫ方式としていることから、搬送波成分を取り除く構成として、コンデンサとダイオードからなる整流回路としている。信号増幅手段１８では復調された信号を増幅する。図３に示した例では、オペアンプを用いた増幅回路としている。バッファ手段１９では、受信した通信信号をディジタル信号として安定化させている。

図３において、本体側搬送波発生手段３５、本体側変調手段３６、本体側電流制御手段３７、本体側復調手段３８、本体側信号増幅手段３９、本体側バッファ手段４０は、それぞれ搬送波発生手段１４、変調手段３６、電流制御手段１６、復調手段１７、信号増幅手段１８、バッファ手段１９と同様である。このため説明は省略する。

図３において、変調方式をＡＳＫ方式とした例について示したが、他のＰＳＫ方式やＦＳＫ方式、ＱＡＭ方式を用いる場合は、搬送波発生手段１４（本体側搬送波発生手段３５）、変調手段１５（本体側変調手段３６）、復調手段１７（本体側復調手段３８）をそれぞれの方式に応じた構成に変更することで容易に対応可能である。

ここで、図３を用いて、本発明による入出力装置１の機器本体２０と入出力装置間の通信動作について説明する。動作例として、入出力装置１側から機器本体２０への通信について説明する。制御手段４は送信ポートから１，０あるいはＨｉｇｈ、Ｌｏｗで示される通信信号を出力する。変調手段１５により、搬送波発生手段１４から得られる搬送波とＡＮＤがとられ、変調信号が生成される。変調信号により電流制御手段１６のトランジスタがオン／オフ動作し、これにより、電源１３から共振回路手段５に流れる電流が制御される。共振回路手段５に流れる電流により、電磁誘導により本体側共振回路手段２１に電力が誘起される。本体側共振回路手段２１に誘起された電力から、復調手段３８により搬送波成分が除去され、通信信号が復調される。復調された通信信号は信号増幅回路２３により本体側制御手段２４で受信可能な電圧レベルまで増幅され、バッファ４０により安定化される。安定化された信号は本体側制御手段２４の受信ポートから本体側制御手段２４に取り込まれる。

一方、機器本体２０から入出力装置１への通信時の動作は、回路が対称であることもあり基本的に上記入出力装置１から機器本体２０への通信時の動作と同様である。このため、説明は省略する。

ここで、図３に示した共振回路手段５および本体側共振回路手段２１はインダクタンスとキャパシタが並列接続である構成について示している。用いる回路構成に応じて直列接続としてもよい。また、共振回路手段５および本体側共振回路手段２１は電力供給に用いる共振回路手段と同一のものを用いてもよいし、通信と電力供給とで分けてもよい。共通のものを用いたほうが、共振回路の数を減らすことができるため安価に実現できる。

以上のように構成した入出力装置１においてその動作を以下に説明する。
本発明による入出力装置１は、機器本体２０に設置され、入出力装置１における共振回路手段５と機器本体２０における本体側共振回路手段２１とが対向した状態において、機器本体２０の給電手段２２より本体側共振回路手段２１を介して入出力装置１の共振回路手段５（受電用共振回路手段５ａ）に電力が供給される。

共振回路手段５は本体側共振回路手段２１を介して電磁誘導により電力が発生し、電力の受電をおこなう。共振回路手段５（受電用共振回路手段５ａ）で得られた電力は電源手段６に供給され、電源手段６では共振回路手段５（受電用共振回路手段５ａ）より得られた交流電力を整流し平滑化することで直流電力へと変換する。また、電源手段６内で得られた直流電力は電源手段６の内部で所定電圧へと変換される。電源手段６で得られた所定電圧の直流電力が入出力装置１内部の電子回路に供給され入出力装置１は電気的に動作を開始する。

入出力装置１は電源手段６より直流電力が供給されると、制御手段４が動作し、機器本体２０との通信および入力手段２からの入力を開始する。制御手段４の動作時に、入出力手段２から得られた入力情報を機器本体２０へ通知する場合や機器本体２０の情報を取得する場合に入出力装置１は機器本体２０との通信を行う。このとき、制御手段４は機器本体２０と通信を行うため、通信信号を通信回路７に送る。通信回路７では制御手段４の送信する通信信号に対して変調をかけ、通信手段７に接続された共振回路手段5（通信用共振回路手段５ｂ）に対して変調信号を出力する。共振回路手段５（通信用共振回路手段５ｂ）に対して出力された変調信号により、電磁誘導により本体側共振回路手段２１（通信用本体側共振回路手段２１ｂ）に信号が誘起され、機器本体２０側に通信信号が伝達される。

機器本体２０では、本体側共振回路手段２１（通信用本体側共振回路手段２１ｂ）に誘起された信号を本体側通信手段２３にて復調を行い、その通信信号を本体側制御手段２４に送る。本体側制御手段２４では本体側通信手段２３より得られた通信信号に基づき機器に対して処理を行う。また、本体側制御手段２４は入出力装置１より得られた通信信号に対して応答のためあるいは機器本体の状態を入出力装置１に通知するために入出力装置１に対して通信信号の送信を行う。

本体側制御手段２４は入出力装置に対して通信のための通信信号を本体側通信手段２３に送る。本体側通信手段２３では本体側制御手段２４の送信する通信信号に対して変調をかけ、本体側通信手段２３に接続された本体側共振回路手段２１（通信用本体側共振回路手段２１ｂ）に対して変調信号を出力する。本体側共振回路手段２１（通信用本体側共振回路手段２１ｂ）に対して出力された変調信号により、電磁誘導により共振回路手段５（通信用共振回路手段５ｂ）に信号が誘起され、入出力装置１側に通信信号が伝達される。

入出力装置１では、共振回路手段５（通信用共振回路手段５ｂ）に誘起された信号を通信手段７にて復調を行い、その通信信号を制御手段４に送る。制御手段４では通信手段７より得られた通信信号に基づいて、出力手段３の各要素、たとえばＬＣＤ３ａや音声出力手段３ｂ、振動発生手段３ｃに出力信号を出力し、各出力手段を制御する。

以上のような入出力装置１から機器本体２０への通信や逆の機器本体２０から入出力装置１への通信は所定間隔あるいは各機器のイベント発生時に発生する。ただし、送受信に用いる共振回路手段５（通信用共振回路手段５ｂ）は基本的に一組の構成であるため、入出力装置１と機器本体２０とが同じ周波数を搬送波として用いた条件では同時に送信することはできないため、入出力装置１あるいは機器本体２０のいずれかが主導権を持ち、主導権を持った装置側の送信に対して他の装置が応答を返すなどの両方の装置が同時に送信を行わないようにする必要がある。ただし、入出力装置１と機器本体２０のいずれが主導権を持ってもよい。また、回路の構成が複雑になるが、入出力装置１と機器本体２０との送信に用いる周波数を変えることで同時送信を行ってもよい。

入出力装置１におけるイベント発生時の動作の一例として、入出力装置1の入力手段１からの入力信号があった場合、特に入力手段２がスイッチの場合について、その動作について説明する。入出力装置１には機器本体２０から電力が供給されている状態とする。入出力装置１の入力手段２に対して使用者からの入力があった場合、たとえば入力手段２がスイッチであり、使用者がスイッチを押下した場合、制御手段４は入力手段２からの入力信号を検出し、入力信号を検出した際に入力信号に応じて出力手段３に対し出力手段３を制御するための制御信号を出力する。

また、制御手段４は入力信号に応じた操作指令などの情報を通信信号として通信手段７に出力し、通信手段７は通信信号に基づき変調処理を行い、共振回路手段５、本体側共振回路手段２１を介して本体側通信手段２３に通信信号が送信される。本体通信手段２３は受信した通信信号を復調し、本体制御手段２４に送られる。その後、本体制御手段２４内で処理される。本体制御手段２４では、受信した入出力装置１からの通信信号に含まれる操作指令などの情報に基づいて、本体機能２５の制御を行う。

また、本体側制御手段２４では、受信した通信信号への応答として、入力信号に応じた本体機能２５の動作状態などの情報を入出力装置１に対して返信する。本体側制御手段２４は、応答情報を通信信号として本体側通信手段２３に送り、本体側通信手段２３は通信信号を変調し、本体側共振回路手段２１、共振回路手段５を介して、通信手段７に通信信号が送信される。通信手段７は受信した通信信号を復調し、制御手段へ送られる。その後、制御手段４内で処理される。制御手段４では、受信した機器本体２０からの通信信号に含まれる応答情報などの情報に基づいて、出力手段３に対して制御信号を出力し、出力手段を制御する。このとき出力手段をLCD３ａ、音声出力手段３ｂ、振動発生手段３ｃとした場合、文字や図形、色、ビープ音、メロディ、合成音声、振動などにより入力手段２より入力された信号に対する応答が出力される。

以上では、本発明の入出力装置１の動作として、入力装置２にスイッチが用いられた例について説明したが、音声入力手段やタッチパネルのような入力手段２が用いられた場合についても同様である。

また、入力装置２の構成例として、センサ手段が用いられた場合について説明する。センサ手段としてたとえば温度センサや湿度センサ、照度センサ、加速度センサ、磁気センサ、人感センサなどがある。入力手段２として、センサ手段を用いた場合、センサ手段が出力するアナログ信号やディジタル信号を制御手段４の入力信号とし、制御手段４は入力信号の変化を検出し、その条件が所定の条件に達した場合に入出力装置１から機器本体２０へ操作情報や状態情報を送信する。ただし、入出力装置１から機器本体２０への情報の送信および機器本体２０から入出力装置１への情報の応答の流れについては前述した動作と同様であることから、ここでの説明は省略する。

ここで、センサ手段による入力信号の変化を入出力装置１で判断する構成について説明したが、入出力装置１はセンサ手段の入力信号を機器本体２０に送信するだけで、入力信号の変化は機器本体２０側で判断するようにしてもよい。

一方、機器本体２０側におけるイベント発生時の動作について説明する。機器本体２０で発生するイベントとして、機器本体２０の本体機能２５の動作完了、所定時間の経過、異常発生などである。これらの状態が発生した際に、機器本体２０の本体側制御手段２４は、機器本体２０の状態を通知する情報を入出力装置１に送信する。このとき本体側制御手段２４は、状態通知情報を通信信号として本体側通信手段２３に送り、本体側通信手段２３は通信信号を変調し、本体側共振回路手段２１、共振回路手段５を介して、通信手段７に通信信号が送信される。通信手段７は受信した通信信号を復調し、制御手段へ送られる。その後、制御手段４内で処理される。制御手段４では、受信した機器本体２０からの通信信号に含まれる状態通知情報などの情報に基づいて、出力手段３に対して制御信号を出力し、出力手段を制御する。このとき出力手段をLCD３ａ、音声出力手段３ｂ、振動発生手段３ｃとした場合、文字や図形、色、ビープ音、メロディ、合成音声、振動などにより入力手段２より入力された信号に対する応答が出力される。

このとき、入出力装置１は状態通知情報を受信した応答として、機器本体２０に対して応答情報を送信してもよい。応答情報の送信については前述した動作と同様であるため、ここでの説明は省略する。

特に機器本体２０からの状態通知情報が異常発生を通知するものであった場合、異常による本体機能２５の誤動作回避や使用者に対する安全を優先するため、入出力装置１への状態通知情報の送信よりも先に本体機能２５の動作の停止や、危険回避動作に移行する。

本発明における入出力装置１は以上のように構成したので、機器本体２０との間で、非接触で電力の供給および通信が可能である。これにより、入出力装置１と機器本体２０との間をつなぐ電気配線が不要となり、電気配線分のコストの削減と、製造時の作業性を向上することが可能となる。また、電気配線の取り回しが不要となるため、機器本体２０に対する入出力装置１の配置位置の自由度が向上する。これにより、使用環境に応じた入出力装置の配置が可能となり、使用者に対する使いやすさの向上が実現できる。

本発明による入出力装置１は、機器本体２０と入出力装置１とを電気的に接続する電気配線が不要となるため、入出力装置１全体を密閉型容器に格納することが可能となる。これにより、防水、防湿、防塵効果を高めることが可能となる。水がかかる環境や湿気の多い環境、埃の多い環境で使用する機器に対して、環境による劣化耐力を向上することが可能となる。

本発明による入出力装置１について、図１に構成の一例を示したが、その出力手段３として複数要素を備えた構成について示した。図1のように出力手段として、表示手段３ａ、音声出力手段３ｂ、振動発生手段３ｃのように視覚、聴覚、触覚に対応した出力手段を設けることで、幅広い使用環境に対する使いやすさの向上や聴覚障害や視覚障害のある人を含めた多くの使用者に対する使いやすさを向上することが可能となる。特に振動出力については、入出力装置を機器本体の構造の一部として構成した場合、機器全体が振動することになり、機器本体への影響による品質や信頼性の低下や、使用者への伝達性能の低下が懸念されるが、上記のように入出力装置１を機器本体２０に対して独立できる構成とすることで、振動による機器本体への影響の回避や、振動出力の使用者への伝達性能の向上を行うことが可能となる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２における入出力装置として、本発明による入出力装置１を備えた機器本体２０の構成例について図４を用いて説明する。図４に示した機器の構成例において、機器本体２０は箱状の形状であり、前面に扉上の構造体２０ｂを備えた機器である。この機器は、扉状の構造体の内部に物品を納めて使用するものである。機器の操作は扉状の構造体に備えられた入出力装置１を操作して行う。機器本体２０ａ側に機器を制御するための電子基板２６が備えられ、電子基板２６上に給電手段２２、本体側通信手段２３、本体側制御手段２４が実装されている。機器本体２０ａの内部が本体機能部２５となる。入出力装置１と機器本体２０ａとの電力供給および通信は機器本体２０ａの開口部側に本体側共振回路手段２１が設けられ、扉状の構造体２０ｂが閉められた状態のときに、入出力装置１の共振回路手段５と本体側共振回路手段２１とが対向するように構成される。図４に示す機器においては、機器の操作は扉状の構造体２０ｂが完全に閉じた状態で無いと、機器本体２０ａから入出力装置１への電力供給が行われないため、操作させることはできない。扉状の構造体２０ｂを開けたまま操作した際に危険が生じる機器においては、これを利用し、使用者に対しての安全性を確保することができる。

このような扉状の構造がある機器に対して、従来の電気配線の必要な入出力装置をその扉状の構造部分に設置しようとした場合、その扉のヒンジ部に電気配線を配置しなければならない。扉の開閉の際にヒンジ部に配置された電気配線は扉の開閉動作に応じて形状変化が生じ、繰り返しの形状変化により、電気配線の断線が生じる可能性が高くなる。本発明による入出力装置は以上のように構成したので、本発明による入出力装置を用いることで、上記ヒンジ部に配置される電気配線が不要となるため、電気配線の断線が生じることが無くなり機器における品質の向上と信頼性の向上をすることが可能となる。

実施の形態３．
本発明の実施の形態３における入出力装置として、本発明による入出力装置１を備えた機器本体２０の構成例について図５を用いて説明する。図５に示した機器の構成例において、機器本体２０は上部が開口した構造を持つ機器２０ｃであり、その開口部を蓋状の構造体２０ｄによりふさぐ構造を備えた機器である。この蓋状の構造体２０ｄは機器本体２０ｃより完全に分離できる構成である。入出力装置１は蓋状の構造体２０ｄに設けられている。機器本体２０ｃ側に機器を制御するための電子基板２６が備えられ、電子基板２６上に給電手段２２、本体側通信手段２３、本体側制御手段２４が実装されている。機器本体２０ｃの内部が本体機能部２５となる。入出力装置１と機器本体２０ｃとの電力供給および通信は機器本体２０ｃの開口部側に本体側共振回路手段２１が設けられ、蓋状の構造体２０ｄが機器本体に設置された状態のときに、入出力装置１の共振回路手段５と本体側共振回路手段２１とが対向するように構成される。図５に示す機器においては、機器の操作は扉状の構造体２０ｂが完全に閉じた状態で無いと、機器本体２０ａから入出力装置１への電力供給が行われないため、操作させることはできない。また、入出力装置１を備えた蓋状の構造体２０ｄを機器本体から分離可能とするには本発明による入出力装置１が有効である。また、入出力装置１を密閉性の容器に収めた状態で蓋状の構造体２０ｄに設置することで、蓋状の構造体２０ｄを機器本体２０ｃから分離し蓋状の構造体２０ｄそのものを水洗い可能とすることもできる。

本発明による入出力装置は以上のように構成したので、このような蓋状の構造がある機器に対して、従来の電気配線の必要な入出力装置をその蓋状の構造部分に設置しようとした場合、その蓋のヒンジ部に電気配線を配置しなければならない。蓋状構造体の開閉の際にヒンジ部に配置された電気配線は蓋状の構造体の開閉動作に応じて形状変化が生じ、繰り返しの形状変化により、電気配線の断線が生じる可能性が高くなる。本発明による入出力装置を用いることで、上記ヒンジ部に配置される電気配線が不要となるため、電気配線の断線が生じることが無くなり機器における品質向上と信頼性向上を実現することが可能となる。

あるいは蓋状の構造体が機器本体から取り外せる構造である場合、蓋状の構造体に設置された入出力装置と機器本体とを電気的に接続するための蓋状の構造体と一緒に取り外しの可能なコネクタ等の接続手段が必要となる。このような構造の場合、機器本体が使用される環境が水がかかる環境や湿気の多い環境、埃の多い環境などの場合、接続手段の劣化が早く進みやすくなる。また、入出力装置を密閉性の高い容器内に格納した場合においても、電気配線あるいは接続手段をケースの外部に設置しなければならないため、入出力装置全体を容器に入れて密閉性をあげることが困難であった。これにより入出力装置自体も上記水や湿気、埃などの環境に対して、耐性を上げることに限界があった。本発明による入出力装置では、電気配線や接続手段が不要であるため、入出力装置全体を密閉型の容器内に格納でき、防水、防湿、防塵性能を向上できる。これにより水や湿気、埃のような環境による入出力装置の劣化に対する耐力を向上することが可能となる。

実施の形態４．
本発明の実施の形態４における入出力装置として、入出力装置をＩＨクッキングヒータに代表される誘導加熱調理器の入出力装置として用いた場合の構成例について図６に示す。図６において、入出力装置１は誘導加熱調理器５０の入出力装置として、誘導加熱調理器５０のトッププレート５０ａ上に配置される。誘導加熱調理器５０を機器本体２０とした場合、機器本体２０と入出力装置１との間の動作は前述したとおりである。このためこれらの動作については説明を省略する。図６における入出力装置１は密閉性の高い容器に収められているかあるいは樹脂により封止されている。また、誘導加熱調理器５０とは分離可能な状態にある。誘導加熱調理器５０のトッププレート５０ａの下には、本体側共振回路手段２１が複数の場所に設けられており、トッププレート５０ａ上の本体側共振回路手段２１が設けられた場所の任意の場所に入出力装置１を設置可能としている。

以上のように構成することで、入出力装置１と誘導加熱調理器５０とを電気的に接続する電気配線が不要となり、配置に対して自由度が向上する。これにより電気配線コストの削減、製作時の作業性の向上、使用者の操作性の向上が可能となる。また、電気配線が不要となることで、入出力装置１全体を密閉性の高い容器への格納や樹脂封止が可能となり、放熱や防水、防湿、防塵に対する性能の向上が可能となる。これにより、入出力装置１を含めた機器の品質向上、信頼性向上を実現できる。図６では、入出力装置１を機器本体から分離可能な構成としたが、入出力装置１全体を密閉性の高い容器への格納や樹脂封止することで、機器内部に配置することも可能である。この場合においても放熱や防水、防湿、防塵に対する性能の向上が可能となり、内部配置における自由度の向上も図ることができる。

実施の形態５．
本発明の実施の形態５における入出力装置として、入出力装置を電子レンジに代表される加熱調理器の入出力装置として用いた場合の構成例について図７に示す。図７において、入出力装置１は加熱調理器５１の入出力装置として、加熱調理器５１の開閉扉に配置される。加熱調理器５１を機器本体２０とした場合、機器本体２０と入出力装置１との間の動作は前述したとおりである。このためこれらの動作については説明を省略する。図７における入出力装置１は加熱調理器５１の扉を閉めた状態のときに機器本体２０の本体側共振回路手段２１と入出力装置１の共振回路手段５が対向する構造であり、扉を閉めた状態で使用可能となる。

以上のように構成することで、入出力装置１と加熱調理器５１とを電気的に接続する電気配線が不要となり、配置に対して自由度が向上する。これにより電気配線コストの削減、製作時の作業性の向上、使用者の操作性の向上が可能となる。また、電気配線が不要となることで、扉と機器本体とを接続するヒンジ部に配置される電気配線が不要となるため、扉の開閉による電気配線の断線が生じることが無くなり機器における品質の向上と信頼性の向上を実現することが可能となる。また、加熱調理器５１は台所のような湿気の多い環境で使用され、また、調理中に発生する水蒸気や油煙により電子回路に対して侵食や劣化が引き起こされる可能性が高い。特に入出力装置は機器の表面に配置されることからもこれらに対する影響は大きい。そこで本発明による入出力装置１を適用することで、入出力装置１全体を密閉性の高い容器への格納や樹脂封止が可能となり、放熱や防水、防湿、防塵に対する性能の向上が可能となる。これにより、入出力装置１を含めた機器の品質向上、信頼性向上を実現できる。

実施の形態６．
本発明の実施の形態６における入出力装置として、入出力装置を冷蔵庫の入出力装置として用いた場合の構成例について図８に示す。図８において、入出力装置１は冷蔵庫５２の入出力装置として、冷蔵庫５２の開閉扉に配置される。冷蔵庫５２を機器本体２０とした場合、機器本体２０と入出力装置１との間の動作は前述したとおりである。このためこれらの動作については説明を省略する。図８における入出力装置１は冷蔵庫５２の扉を閉めた状態のときに機器本体２０の本体側共振回路手段２１と入出力装置１の共振回路手段５が対向する構造であり、扉を閉めた状態で使用可能となる。

以上のように構成することで、入出力装置１と冷蔵庫５２とを電気的に接続する電気配線が不要となり、配置に対して自由度が向上する。これにより電気配線コストの削減、製作時の作業性の向上、使用者の操作性の向上が可能となる。また、電気配線が不要となることで、扉と機器本体とを接続するヒンジ部に配置される電気配線が不要となるため、扉の開閉による電気配線の断線が生じることが無くなり機器における品質の向上と信頼性の向上を実現することが可能となる。また、冷蔵庫５２は台所のような湿気の多い環境で使用され、また、調理中に発生する水蒸気や油煙により電子回路に対して侵食や劣化が引き起こされる可能性が高い。特に入出力装置は機器の表面に配置されることからもこれらに対する影響は大きい。そこで本発明による入出力装置１を適用することで、入出力装置１全体を密閉性の高い容器への格納や樹脂封止が可能となり、放熱や防水、防湿、防塵に対する性能の向上が可能となる。また、冷蔵庫は、本体や扉を介して外部と内部との断熱を行うが、電気配線が不要となることで断熱材の中に電気配線を通す必要がなくなり、断熱性能の低下を抑制できる。これにより、入出力装置１を含めた機器の品質向上、信頼性向上を実現できる。

実施の形態７．
本発明の実施の形態７における入出力装置として、入出力装置を洗濯機の入出力装置として用いた場合の構成例について図９に示す。図９において、入出力装置１は洗濯機５３の入出力装置として、洗濯機５３の開閉扉に配置される。洗濯機５３を機器本体２０とした場合、機器本体２０と入出力装置１との間の動作は前述したとおりである。このためこれらの動作については説明を省略する。図９における入出力装置１は洗濯機５３の扉を閉めた状態のときに機器本体２０の本体側共振回路手段２１と入出力装置１の共振回路手段５が対向する構造であり、扉を閉めた状態で使用可能となる。

以上のように構成することで、入出力装置１と洗濯機５３とを電気的に接続する電気配線が不要となり、配置に対して自由度が向上する。これにより電気配線コストの削減、製作時の作業性の向上、使用者の操作性の向上が可能となる。また、電気配線が不要となることで、扉と機器本体とを接続するヒンジ部に配置される電気配線が不要となるため、扉の開閉による電気配線の断線が生じることが無くなり機器における品質の向上と信頼性の向上を実現することが可能となる。また、洗濯機５３は浴室のような湿気の多い環境で使用され、また、洗濯時に水がかかる可能性があることから電子回路に対して侵食や劣化が引き起こされる可能性が高い。特に入出力装置は機器の表面に配置されることからもこれらに対する影響は大きい。そこで本発明による入出力装置１を適用することで、入出力装置１全体を密閉性の高い容器への格納や樹脂封止が可能となり、放熱や防水、防湿、防塵に対する性能の向上が可能となる。これにより、入出力装置１を含めた機器の品質向上、信頼性向上を実現できる。

ここで図９に示した実施の形態７における入出力装置の例では、入出力装置を洗濯機５３の開閉扉に設置した例について示したが、同様の構成で、機器本体側に設置してもよい。また、実施の形態４で示した誘導加熱調理器の例のように本体側共振回路手段２１を複数の場所、たとえば本体右側上面と左側上面などに設け、使用者の利き手や洗濯機置き場の状態に合わせて好きな位置に設置するようにしてもよい。これにより、機器の品質向上および信頼性向上を実現できるとともに、機器の操作性の向上が実現可能となる。

実施の形態８．
本発明の実施の形態８における入出力装置として、入出力装置をジャー炊飯器の入出力装置として用いた場合の構成例について図１０に示す。図１０において、入出力装置１はジャー炊飯器５４の入出力装置として、ジャー炊飯器５４の開閉蓋５４ｂに配置される。ジャー炊飯器本体５４ａを機器本体２０とした場合、機器本体２０と入出力装置１との間の動作は前述したとおりである。このためこれらの動作については説明を省略する。図１０における入出力装置１はジャー炊飯器５４の蓋５４ｂを閉めた状態のときに機器本体２０の本体側共振回路手段２１と入出力装置１の共振回路手段５が対向する構造であり、蓋を閉めた状態で使用可能となる。

以上のように構成することで、入出力装置１とジャー炊飯器５４とを電気的に接続する電気配線が不要となり、配置に対して自由度が向上する。これにより電気配線コストの削減、製作時の作業性の向上、使用者の操作性の向上が可能となる。また、電気配線が不要となることで、蓋と機器本体とを接続するヒンジ部に配置される電気配線が不要となるため、蓋の開閉による電気配線の断線が生じることが無くなり機器における品質の向上と信頼性の向上を実現することが可能となる。

また、ジャー炊飯器５４は炊飯時に発生する蒸気により電子回路に対して侵食や劣化が引き起こされる可能性が高い。ジャー炊飯器は使用者が上面から操作、確認を行うことが多いことから、通常本体部分の前面に上向きに入出力装置が配置されることが多い。このため本体側に入出力装置を配置するための領域が必要になり、本体が大きくなる傾向があった。小型化のためには入出力装置を本体側面に配置する場合があるが、この場合、操作性や表示の見易さという点で課題があった。また、ジャー炊飯器の小型化を実現するためには入出力装置を蓋に配置することが有効であるが、特に蒸気の影響を受けやすくなる蓋部分に入出力装置を配置することは容易ではなく、対策のためのコストが高くなっていた。

そこで本発明による入出力装置１を適用することで、電気配線が不要となることからも、入出力装置１全体を密閉性の高い容器への格納や樹脂封止が可能となり、放熱や防水、防湿、防塵に対する性能の向上が可能となる。これにより、入出力装置１を含めた機器の品質向上、信頼性向上とともにコスト低下を実現できる。また、ジャー炊飯器５４における入出力装置の配置の自由度の向上が可能となる。さらに、電気配線が不要となることにより、ジャー炊飯器５４の蓋５４ｂに入出力装置１を設けた状態で本体と蓋とを分離可能とすることも可能である。また、密閉性の高い容器への格納や樹脂封止により蓋を丸ごと洗浄することも可能となる。

本発明による入出力装置の適用例として、家庭用電化機器における入出力装置やＦＡ（Factory Automation）機器の入出力装置が上げられる。

本発明の実施の形態１における入出力装置の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態１における入出力装置の電源手段の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態１における入出力装置の通信手段の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態２における入出力装置の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態３における入出力装置の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態４における入出力装置の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態５における入出力装置の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態６における入出力装置の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態７における入出力装置の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態８における入出力装置の構成例を示す図である。

符号の説明

１ 入出力装置、２ 入力手段、３ 出力手段、３ａ ＬＣＤ、３ｂ スピーカ、３ｃ 振動モータ、４ 制御手段、５ 共振回路手段、５ａ 受電用共振回路手段、５ｂ 通信用共振回路手段、５Ｃ コイル、５Ｌ コイル、６ 電源手段、７ 通信手段、１０ 整流手段、１１ 平滑手段、１１ａ コンデンサ、１１ｂ 電解コンデンサ、１２ 電圧変換手段、１２ａ レギュレータ、１２ｂ コンデンサ、１２ｃ 電解コンデンサ、１３ 電源供給点、１４ 搬送波発生手段、１５ 変調手段、１６ 電流制御手段、１７ 復調手段、１８ 信号増幅手段、１９ バッファ手段、２０ 機器本体、２０ａ 機器本体、２０ｂ 扉状の構造体、２０ｃ 機器本体、２０ｄ 扉状の構造体、２１ 本体側共振回路手段、２１ａ 給電用共振回路手段、２１ｂ 通信用本体側共振回路手段、２１Ｃ キャパシタ、２１Ｌ コイル、２２ 給電手段、２３ 本体側通信手段、２４ 本体側制御手段、２５ 本体機能部、２６ 電子基板、３０ 本体側整流手段、３１ 本体側平滑手段、３２ 交流電力発生手段、３２ａ〜ｄ スイッチング素子、３４ 本体側電源、３５ 本体側搬送波発生手段、３６ 本体側変調手段、３７ 本体側電流制御手段、３８ 本体側復調手段、３９ 本体側信号増幅手段、４０ 本体側バッファ手段、４５ 外部電源、５０ 誘導加熱調理器、５０ａ トッププレート、５１ 加熱調理器、５２ 冷蔵庫、５３ 洗濯機、５４ ジャー炊飯器、５４ａ 機器本体、５４ｂ 蓋。

Claims (23)

1. 外部からの情報を入力する一つ以上の入力手段と、
   コイルとキャパシタをそれぞれ含む第１の共振回路および第２の共振回路と、
   この第１の共振回路を介して外部の機器本体から交流電力を非接触で受電し、この交流電力を直流電力に変換する電源手段と、
   この電源手段からの直流電力によって動作し、前記第２の共振回路を用いて前記機器本体と非接触で情報の送受信を行う通信手段と、
   前記電源手段からの直流電力によって動作し、前記通信手段を介して受信した情報または前記入力手段により入力された情報に対する応答情報の少なくともいずれかを出力する一つ以上の出力手段と、
   前記電源手段からの直流電力によって動作し、前記入力手段、前記出力手段および前記通信手段を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする入出力装置。
2. 前記電源手段による非接触の交流電力受電は、前記第１の共振回路を介した電磁誘導によって行われることを特徴とする請求項１記載の入出力装置。
3. 前記通信手段による非接触の情報送受信は、前記第１の共振回路を用いた電磁誘導によって行われることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の入出力装置。
4. 前記第１の共振回路はコイルとキャパシタを直列に接続して成る直列共振回路であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の入出力装置。
5. 前記第２の共振回路はコイルとキャパシタを直列に接続して成る直列共振回路であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の入出力装置。
6. 前記第１の共振回路はコイルとキャパシタを並列に接続して成る並列共振回路であることを特徴とする請求項１〜３、請求項５のいずれかに記載の入出力装置。
7. 前記第２の共振回路はコイルとキャパシタを並列に接続して成る並列共振回路であることを特徴とする請求項１〜３、請求項６のいずれかに記載の入出力装置。
8. 前記入力手段としてスイッチを用いたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の入出力装置。
9. 前記入力手段として温度センサおよび人感センサおよび加速度センサの内少なくとも１つを用いたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の入出力装置。
10. 前記入力手段として音声入力手段を用いたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の入出力装置。
11. 前記入力手段としてタッチパネルを用いたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の入出力装置。
12. 前記出力手段として液晶表示装置を用いたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の入出力装置。
13. 前記液晶表示装置はコレステリック液晶を用いたものであることを特徴とする請求項１２に記載の入出力装置。
14. 前記出力手段は振動モータであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の入出力装置。
15. 前記出力手段は発音素子であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の入出力装置。
16. 少なくとも前記入力手段と、前記出力手段と、前記第１の共振回路と、前記第２の共振回路と、前記電源手段と、前記通信手段と、前記制御手段とは、密閉容器に収容されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の入出力装置。
17. 少なくとも前記入力手段と、前記出力手段と、前記第１の共振回路と、前記第２の共振回路と、前記電源手段と、前記通信手段と、前記制御手段とは、樹脂により封止されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の入出力装置。
18. 前記樹脂は、熱伝導性の高い樹脂を用いたことを特徴とする請求項１７記載の入出力装置。
19. 請求項１〜１８のいずれかに記載の入出力装置を備えたことを特徴とする誘導加熱調理器。
20. 請求項１〜１８のいずれかに記載の入出力装置を備えたことを特徴とする加熱調理器。
21. 請求項１〜１８のいずれかに記載の入出力装置を備えたことを特徴とする冷蔵庫。
22. 請求項１〜１８のいずれかに記載の入出力装置を備えたことを特徴とする洗濯機。
23. 請求項１〜１８のいずれかに記載の入出力装置を備えたことを特徴とするジャー炊飯器。

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