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JP5398160B2 - 電子機器、充電器、及び電子機器充電システム - Google Patents

電子機器、充電器、及び電子機器充電システム Download PDF

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Description

本発明は、携帯電話等の電子機器と、該電子機器に充電を行う充電器と、該電子機器と該充電器からなる電子機器充電システムとに関する。
携帯電話等の携帯型の電子機器には、その電源を確保するために、通常、繰り返し充放電が可能な二次電池が用いられている。また、従来の電子機器には、二次電池への充電を非接触状態で行うようにしたものもある（例えば、特許文献１参照）。
二次電池への充電を非接触状態で行う電子機器において、非接触充電用の受電コイルと近接非接触通信（フェリカ（登録商標）等）用のループアンテナが近接して配置される場合、受電コイルで発生する高調波ノイズの悪影響により近接非接触通信の誤動作を誘発する可能性がある。
なお、このような高調波ノイズの悪影響を防止する方法として、例えば特許文献２に、２つ以上の近接非接触通信アンテナのそれぞれの同調回路の共振周波数を他の同調回路の共振周波数に対してずらすようにした技術が開示されている。
特開２０００−０７６３９９号（特許第３１８０８６号）公報 特開２００６−２９５４６９号公報
ところで、二次電池の充電完了まで非接触充電をしてから近接非接触通信をするようにすると、非接触充電中に近接非接触通信をすることができない。例えば、映像コンテンツを近接非接触通信を使ってダウンロードする場合、非接触充電中に近接非接触通信を使って映像コンテンツをダウンロードすることができず、非接触充電をしながら、映像コンテンツをダウンロードしながら、映像コンテンツを視聴することができない。また、二次電池が凡そ過放電状態に近い低電池電圧状態において、近接非接触通信を使って長時間の通信（例えば、映像コンテンツのダウンロード）を行うと、二次電池が過放電状態に陥ってしまう。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、二次電池の充電完了を待たずとも近接非接触通信を行うことができると共に、二次電池が近接非接触通信中に過放電状態に陥ることがない電子機器を提供することを目的とする。
本発明は、充電器によって充電可能な二次電池を電源として用い、かつ充電器と近接非接触通信が可能な電子機器であって、充電器より電磁誘導で電力を受電する受電コイルと、近接非接触通信に用いるアンテナと、充電と近接非接触通信を制御する充電通信制御部を備え、二次電池は受電される電力を基に充電され、充電通信制御部は、二次電池に第一の可変時間充電する充電処理と近接非接触通信を第二の可変時間行う通信処理とを交互に行うように制御し、更に第一および第二の可変時間を、二次電池の電圧と所定値との比較結果に基づいて制御する電子機器、を提供する。
また、第一の可変時間は、二次電池の電圧が所定値以上の場合、第一の所定時間であり、二次電池の電圧が所定値未満の場合、第一の所定時間より短い第二の所定時間である電子機器、を提供する。
また、第二の可変時間は、二次電池の電圧が所定値以上の場合、第三の所定時間であり、二次電池の電圧が所定値未満の場合、第三の所定時間より短い第四の所定時間である電子機器、を提供する。
この構成によれば、充電完了を待たずとも近接非接触通信を行うことができ、非接触充電中に映像コンテンツのダウンロード等の長時間の近接非接触通信が可能となる。また、受電コイルの高調波ノイズが発生する期間（即ち二次電池を充電する期間）は近接非接触通信を行わないことから、近接非接触通信に対するノイズの影響がない。
前記アンテナと前記受電コイルが重ねて配置されてもよい。
また、前記アンテナがループアンテナであり、前記ループアンテナの中心と、前記受電コイルの中心が一致していてもよい。
また、前記ループアンテナの導線の一部と前記受電コイルの導線の一部が共通であってもよい。
また、前記アンテナに接続され、電気的な導通と遮断を切り替える切替スイッチを更に備え、前記充電通信制御部は、前記第一通信処理と前記第二通信処理の間は前記切替スイッチを導通状態にし、前記第一充電処理と前記第二充電処理の間は前記切替スイッチを遮断状態にしてもよい。
本発明の充電器は、二次電池を電源として用いる電子機器を充電し、かつ前記電子機器と近接非接触通信が可能な充電器であって、前記電子機器に電磁誘導で電力を送電する送電コイルと、前記近接非接触通信に用いるアンテナと、前記送電と前記近接非接触通信を制御する送電通信制御部を備え、上記電子機器を充電可能なものである。
前記アンテナと前記送電コイルが重ねて配置されてもよい。
また、前記アンテナがループアンテナであり、前記ループアンテナの中心と、前記送電コイルの中心が一致していてもよい。
また、前記ループアンテナの導線の一部と前記送電コイルの導線の一部が共通であってもよい。
また、前記アンテナに接続され、電気的な導通と遮断を切り替える切替スイッチを更に備え、前記送電通信制御部は、前記第一通信処理と前記第二通信処理の間は前記切替スイッチを導通状態にし、前記第一充電処理と前記第二充電処理の間は前記切替スイッチを遮断状態にしてもよい。
本発明の電子機器充電システムは、上記電子機器と上記充電器を備える。
本発明によれば、二次電池の充電完了を待たずとも近接非接触通信を行うことができると共に、二次電池が近接非接触通信中に過放電状態に陥ることがない電子機器を提供することができる。
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電子機器充電システムの概観を示す斜視図である。図１において、本実施の形態に係る電子機器充電システム１は、携帯電話、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の電子機器２と、電子機器２に対して非接触に充電を行う充電器３とを備える。電子機器２は、充電器３と非接触の状態で充電器３から電力の給電を受けて充電可能な電池（二次電池）に充電することができる。ここで、非接触とは、電子機器２と充電器３が、金属端子を介して直接電気的に導通しない状態で、両者の間で電力（電波）、信号等がやり取り可能であることをいう。
電子機器２には、充電器３と近接非接触通信を行うための近接非接触通信アンテナ２１と、充電器３から電磁誘導で電力を受けるための非接触受電二次コイル２２が機器本体の同一面上に設けられている。充電器３には、電子機器２と近接非接触通信を行うための近接非接触通信外部装置アンテナ３１と、電子機器２に電磁誘導で電力を送るための非接触給電一次コイル３２が機器本体の同一面上に設けられている。
図２は、本実施の形態に係る電子機器充電システム１の電子機器２及び充電器３の概略構成を示すブロック図である。図２において、電子機器２は、上述した近接非接触通信用アンテナ２１及び非接触受電二次コイル２２と、近接非接触通信二次制御部２３と、入力信号判断部２４と、非接触充電二次制御部２５と、電池充電制御部２６と、電池残量検出部２７と、リチウムイオン電池等の充電可能な二次電池２８とを備える。近接非接触通信用アンテナ２１は、充電器３の近接非接触通信外部装置アンテナ３１との間での通信に使用される。非接触受電二次コイル２２は、充電器３の非接触給電一次コイル３２との間で電磁結合して電力の供給を受けるのに使用される。また、非接触受電二次コイル２２は、ＩＤ情報、充電完了信号等の充電器３への負荷変調等を利用した送信に使用される。
近接非接触通信二次制御部２３は、充電器３から送信された課金要求信号を近接非接触通信用アンテナ２１にて受信し、受信した課金要求信号に従って課金処理を行い、課金処理後、課金処理完了信号を近接非接触通信用アンテナ２１から充電器３へ送信する。入力信号判断部２４は、近接非接触通信二次制御部２３における通信伝送モード（課金）状態の判断を行う。
非接触充電二次制御部２５は、電子機器２に付与されたＩＤ情報を非接触受電二次コイル２２から充電器３へ負荷変調等を利用して送信し、また充電器３から伝送された電力を非接触受電二次コイル２２にて受電する。また、非接触充電二次制御部２５は、充電を終えたことを充電器３に通知するための充電完了信号を非接触受電二次コイル２２から充電器３へ負荷変調等を利用して送信する。また、非接触充電二次制御部２５は、電池残量検出部２７で検出された二次電池２８の電池残量が所定電圧以上か未満かを判断する。電池残量検出部２７は、二次電池２８の電池電圧を電池残量として検出する。電池充電制御部２６は、非接触充電二次制御部２５による電池残量判定に基づき、二次電池２８の充電開始停止を制御する。充電時には非接触受電二次コイル２２で受電された電力を用いて二次電池２８の充電を行う。
また、電子機器２において近接非接触通信二次制御部２３、入力信号判断部２４、非接触充電二次制御部２５、電池充電制御部２６、及び電池残量検出部２７は、充電と近接非接触通信を制御する充電通信制御部３７を構成し、充電器３において近接非接触通信外部装置の制御部３３と非接触充電一次制御部３４は、送電と近接非接触通信を制御する送電通信制御部３８を構成する。
図３及び図４は、電子機器２が近接非接触通信を使用して長時間の通信（例えば、映像コンテンツのダウンロード）を行うときの充電動作を示す図である。図３は、二次電池２８の充電開始時ｔｐの電池電圧Ｖｐが所定値Ｖａ未満のときの充電動作を示し、図４は、充電開始時ｔｐの電池電圧Ｖｐが所定値Ｖａ以上のときの充電動作を示す。図３及び図４において、縦軸は二次電池２８の電池電圧、横軸は時間である。なお、所定値Ｖａは、凡そ過放電状態に近い低い電池電圧であり、電子機器２を動作させるには不十分な電圧値である。また、ユーザが電子機器２を充電器３に置くことや、電子機器２に対する操作により任意のタイミングで充電を開始させる。
まず図３において、二次電池２８の充電開始時ｔｐの電池電圧Ｖｐが所定値Ｖａ未満のときは、非接触受電二次コイル２２で電力の供給を受けて二次電池２８に所定時間（第二の所定時間）Ｔｂ１充電する充電処理と、充電処理後にデータ通信を所定時間（第四の所定時間）Ｔａ１行う通信処理とを繰り返す。即ち、充電期間Ｔｂ１だけ充電（第一充電処理）→データ通信期間Ｔａ１だけデータ通信（第一通信処理）→充電期間Ｔｂ１だけ充電（第二充電処理）→データ通信期間Ｔａ１だけデータ通信（第二通信処理）…とする。
次に図４において、二次電池２８の充電開始時ｔｐの電池電圧Ｖｐが所定値Ｖａ以上のときは、非接触受電二次コイル２２で電力の供給を受けて二次電池２８に所定時間（第一の所定時間）Ｔｂ２充電する充電処理と、充電処理後にデータ通信を所定時間（第三の所定時間）Ｔａ２行う通信処理とを繰り返す。即ち、充電期間Ｔｂ２だけ充電（第一充電処理）→データ通信期間Ｔａ２だけデータ通信（第一通信処理）→充電期間Ｔｂ２だけ充電（第二充電処理）→データ通信期間Ｔａ２だけデータ通信（第二通信処理）…とする。
本実施の形態では、Ｔａ２（第三の所定時間）＞Ｔａ１（第四の所定時間）、Ｔｂ２（第一の所定時間）＞Ｔｂ１（第二の所定時間）としている。Ｔａ１及びＴａ２は、二次電池２８が満充電になる時間よりも十分短い時間であって、例えば１秒〜１０秒であり、長くても６０秒程である。また、Ｔａ１をＴａ２より短くするのは、二次電池２８の電池電圧ＶｐがＴａ２の場合より低いからである。なお、当然ではあるが、充電期間中に電子機器２が充電器３から外された場合には充電は途中で中止する。
このように、電子機器２は、非接触方式で充電する充電器３によって充電可能な二次電池２８を電源として用い、かつ充電器３と近接非接触通信が可能であり、二次電池２８の電圧が所定値Ｖａ未満の場合、非接触受電二次コイル２２で充電器３から電力の供給を受けて二次電池２８に所定時間Ｔｂ１充電する充電処理と、次いでデータ通信を所定時間Ｔａ１行う通信処理を繰り返し、二次電池２８の電圧が所定値Ｖａ以上の場合、非接触受電二次コイル２２で充電器３から電力の供給を受けて二次電池２８に所定時間Ｔｂ２充電する充電処理と、次にデータ通信を第二の所定時間Ｔａ２（＞Ｔａ１）行う通信処理を繰り返す。
図２に戻り、充電器３は、上述した近接非接触通信外部装置アンテナ３１及び非接触給電一次コイル３２と、近接非接触通信外部装置の制御部３３と、非接触充電一次制御部３４とを備える。近接非接触通信外部装置の制御部３３は、電子機器２に映像コンテンツ等のデータや各種信号の送信を行う。電子機器２の充電時に映像コンテンツ等のデータ量の多いデータを送信するときは、充電用の電力の伝送と時分割で行われる。非接触充電一次制御部３４は、電子機器２側へ電力の供給と停止の制御を行う。電子機器２への電力の供給時（即ち電子機器２の充電時）に、映像コンテンツ等のデータ量の多いデータが送信されるときは、該データと時分割で電力の伝送を行う。また、非接触充電一次制御部３４は、非接触給電一次コイル３２に電流が流れるか否かにより負荷の有無を検出する。この場合、非接触給電一次コイル３２と電磁的に結合する磁性体が非接触給電一次コイル３２の付近にあれば、非接触給電一次コイル３２に電流が流れることで負荷を検出する。
また、非接触充電一次制御部３４は、非接触給電一次コイル３２に流れる電流の値によって異物を検出する。この場合、電子機器３の非接触受電二次コイル２２とその他の物（例えば１０円玉）とでは非接触給電一次コイル３２に流れる電流の値に違いがあるので、非接触受電二次コイル２２のときに非接触給電一次コイル３２に流れる電流の値を記憶しておくことで、この電流値との比較によって電子機器２かその他の物との違いを判定することができる。なお、非接触給電一次コイル３２上に非接触受電二次コイル２２以外の物（例えば１０円などの硬貨）を置いたときに非接触給電一次コイル３２に流れる電流の値も記憶しておくことで、その物を判定することもできる。
また、非接触充電一次制御部３４は、非接触給電一次コイル３２で受信された信号からＩＤ認証を行う。この場合、電子機器２を充電器３に設置することで電子機器２からＩＤ情報が送信されてくるので、非接触充電一次制御部３４はこのＩＤ情報を取得してＩＤ認証を行う。また、非接触充電一次制御部３４は、電子機器２への電力伝送時間の計測を行う。
このように、充電器３は、二次電池２８を電源として用いる電子機器２を非接触方式で充電し、かつ電子機器２と近接非接触通信が可能であり、待機状態で電子機器２を検出すると電力の伝送を行い、その後、電子機器２からの電力の伝送を停止する旨の所定時間完了信号を受信すると電力の伝送を停止し、その直後から電子機器２との間で近接非接触通信を行い、映像コンテンツ等のダウンロードを行う。
次に、本実施の形態に係る電子機器充電システム１の電子機器２及び充電器３の動作を説明する。図５は、充電器３の動作を示すフローチャートである。図５において、充電器３に電源を投入することで充電器３が起動する（ステップＳ１０）、充電器３は、起動後にスタンバイモードに移行して負荷の確認を行う（ステップＳ１１）。即ち、スタンバイモードに移行すると、非接触給電一次コイル３２の電流値を調べて負荷の確認を行う。この確認で負荷ありと判断すると、認証モードに移行して認証ＩＤの確認を行う（ステップＳ１２）。この確認において認証ＩＤを確認できない場合は正規負荷ではないとして認証エラーと判断し、エラーモードに移行する。エラーモードで負荷の確認を行い（ステップＳ１３）、その後、ステップＳ１１に戻る。ステップＳ１２の判定で認証ＩＤを確認できた場合は認証ＯＫとして電力伝送モード判定を行う（ステップＳ１４）。
この電力伝送モード判定で、異物あり及び不正規負荷（ＩＤを認証できない負荷）であった場合はステップＳ１３に移行する。また、異物なし及び正規負荷で二次電池２８の電池電圧Ｖｐが所定値Ｖａ未満であった場合はＴｂ１期間電力伝送モードに移行する。また、異物なし及び正規負荷で二次電池２８の電池電圧Ｖｐが所定値Ｖａ以上であった場合はＴｂ２期間電力伝送モードに移行する。
Ｔｂ１期間電力伝送モードでは、電子機器２に電力を伝送する（ステップＳ１５）。その後、電子機器２からの所定時間完了信号を受信することで電力の伝送を停止する（ステップＳ１６）。即ち充電を停止する。次いで、Ｔａ１期間通信伝送モードに移行し、電子機器２に映像コンテンツを伝送する（ステップＳ１７）。そして、映像コンテンツを伝送する処理が未完了であれば（即ちダウンロードするデータの全てを伝送し終えていなければ）ステップＳ１４に戻り、電力伝送モード判定を行った後、再び電力の伝送及び映像コンテンツの伝送を行う。このステップＳ１５〜ステップＳ１７の処理を電子機器２との間の通信が終わるまで繰り返す。
電子機器２と通信している間、負荷の有無の判定と正規負荷（ＩＤが認証された負荷）か否かの判定を行い、負荷がなくなった場合（即ち電子機器２が充電器３から外された場合）は負荷なしとしてステップＳ１１に戻り、また正規負荷の場合はそのまま伝送を継続し、不正規負荷の場合はステップＳ１３に戻る。映像コンテンツを伝送する処理が完了すると（即ちダウンロードするデータの全てを伝送し終えると）、映像コンテンツ処理を完了する（ステップＳ１８）。
一方、ステップＳ１４の判定で、異物なし及び正規負荷で二次電池２８の電池電圧Ｖｐが所定値Ｖａ以上であった場合はＴｂ２期間電力伝送モードに移行する。このＴｂ２期間電力伝送モードでは、電子機器２に電力を伝送する（ステップＳ１９）。その後、電子機器２からの所定時間完了信号を受信することで電力の伝送を停止する（ステップＳ２０）。即ち充電を停止する。次いで、Ｔａ２期間通信伝送モードに移行し、電子機器２に映像コンテンツを伝送する（ステップＳ２１）。そして、映像コンテンツを伝送する処理が未完了であれば（即ちダウンロードするデータの全てを伝送し終えていなければ）ステップＳ１４に戻り、電力伝送モード判定を行った後、再び電力の伝送及び映像コンテンツの伝送を行う。このステップＳ１９〜ステップＳ２１の処理を電子機器２との間の通信が終わるまで繰り返す。
電子機器２と通信している間、負荷の有無の判定と正規負荷か否かの判定を行い、負荷がなくなった場合（即ち電子機器２が充電器３から外された場合）は負荷なしとしてステップＳ１１に戻り、また正規負荷の場合はそのまま伝送を継続し、不正規負荷の場合はステップＳ１３に戻る。映像コンテンツを伝送する処理が完了すると（即ちダウンロードするデータの全てを伝送し終えると）、映像コンテンツ処理を完了する（ステップＳ１８）。
このように充電器３では、非接触給電一次コイル３２上の負荷の有無を確認し、負荷があれば認証ＩＤを確認し、認証ＩＤを確認できれば正規負荷と判断して、正規負荷と判断した電子機器２に対して充電のための給電と映像コンテンツの伝送とを時分割に繰り返し行う。
次に、図６は電子機器２の動作を示すフローチャートである。図６において、電子機器２が充電器３に設置されて充電器３から給電があると、この給電によって非接触回路（近接非接触通信二次制御部２３、入力信号判断部２４、非接触充電二次制御部２５、電池充電制御部２６及び電子残量検出部２７）が起動する（ステップＳ３０）。そして、充電器２からの認証要求コマンドの有無を判定し、認証要求コマンドがなければ同コマンドがあるまでこの判定を繰り返し、同コマンドがあれば認証モードに移行し、充電器３に認証ＩＤを通知する（ステップＳ３１）。
充電器３に認証ＩＤを通知した後、二次電池２８の電池電圧Ｖｐを判定し（ステップＳ３２）、電池電圧Ｖｐが所定値Ｖａ未満であれば充電モード（１）に移行し、所定値Ｖａ以上であれば充電モード（２）に移行する。充電モード（１）では、二次電池２８に対してＴｂ１時間充電を行ったかどうか判定し（ステップＳ３３）、Ｔｂ１時間未完了であれば、完了になるまでこの処理を繰り返す。また、充電モード（１）では、電源がオフされたかどうか判定し、電源がオフされた場合はステップＳ３０に戻る。そして、二次電池２８に対してＴｂ１期間の充電が完了すると、充電器２に充電停止通知を行う（ステップＳ３４）。この充電停止通知において、充電器２から映像コンテンツをダウンロードする要求があるかどうかを確認する要求信号の有無を判定し、この要求信号が送られてこない場合はこの判定を繰り返し、要求信号が送られてきた場合は映像コンテンツ処理モードに移行する。この映像コンテンツ処理モードでは、Ｔａ１時間映像コンテンツのデータをダウンロードする（ステップＳ３５）。また、この映像コンテンツ処理モードにおいて、今回ダウンロードした分のデータが最後でなければステップＳ３２に戻る。また、通信がオフになった場合はステップＳ３０に戻る。これらに対して、今回ダウンロードした分のデータが最後のデータであれば、充電器２に対して映像コンテンツ処理完了通知を行う（ステップＳ３６）。映像コンテンツ処理完了通知において、映像コンテンツデータの送出が完了即ち全てのデータの受信を終えると電源オフする。
一方、ステップＳ３２の判定において、二次電池２８の電池電圧Ｖｐが所定値Ｖａ以上であれば充電モード（２）に移行する。充電モード（２）では、二次電池２８に対してＴｂ２時間充電を行ったかどうか判定し（ステップＳ３７）、Ｔｂ２時間未完了であれば、完了になるまでこの処理を繰り返す。また、充電モード（２）では、電源がオフされたかどうか判定し、電源がオフされた場合はステップＳ３０に戻る。そして、二次電池２８に対してＴｂ２期間の充電が完了すると、充電器２に充電停止通知を行う（ステップＳ３８）。この充電停止通知において、充電器２から映像コンテンツをダウンロードする要求があるかどうかを確認する要求信号の有無を判定し、この要求信号が送られてこない場合はこの判定を繰り返し、要求信号が送られてきた場合は映像コンテンツ処理モードに移行する。この映像コンテンツ処理モードでは、Ｔａ２時間映像コンテンツのデータをダウンロードする（ステップＳ３９）。また、この映像コンテンツ処理モードにおいて、今回ダウンロードした分のデータが最後でなければステップＳ３２に戻る。また、通信がオフになった場合はステップＳ３０に戻る。これらに対して、今回ダウンロードした分のデータが最後のデータであれば、充電器２に対して映像コンテンツ処理完了通知を行う（ステップＳ３６）。
図７は、電子機器２と充電器３間の信号の送受信を示すシーケンス図である。図７に示すように、充電器３は、最初にスタンバイモードに移行し、負荷確認信号を定期的に送信して負荷検出を行う。そして、負荷を検出すると認証モードに移行し、負荷を認証するために認証要求信号を送信する。この認証要求信号に対して負荷から認証ＩＤ信号が送信されてくると、該認証ＩＤ信号より認証を行い、認証ＯＫであれば電力伝送モード（充電）に移行し、電力の伝送を開始する。負荷である電子機器２は充電器３から給電を受けてＴｂ１又はＴｂ２時間充電を行う。Ｔｂ１又はＴｂ２時間の充電を完了すると、電子機器２は、充電器３に所定時間完了信号を送信する。充電器３は、所定時間完了信号を受信すると通信伝送モードに移行し、電子機器２に要求信号を送信する。電子機器２は、映像コンテンツ処理を開始する。そして、映像コンテンツ処理完了前に１つのＴａ１又はＴａ２時間の充電が完了する毎に新たな充電を開始する。そして、映像コンテンツ処理が完了すると、処理完了を充電器３に通知する。充電器３は、映像コンテンツ処理情報を受信する。
以上のように、本実施の形態の電子機器充電システム１によれば、非接触方式で充電する充電器３によって充電可能な二次電池２８を電源として用い、かつ充電器３と近接非接触通信が可能な電子機器２を有し、この電子機器２は、非接触受電二次コイル２２で充電器３から電力の供給を受けて二次電池２８に充電する充電処理と、近接非接触通信によるデータ通信を行う通信処理を繰り返す。これにより、二次電池２８の充電完了を待たずとも近接非接触通信を行うことができ、非接触充電中に映像コンテンツのダウンロード等の長時間の近接非接触通信が可能となり、非接触充電をしながら、映像コンテンツをダウンロードしながら、映像コンテンツを視聴することができる。
またこの電子機器２は、充電開始時の二次電池２８の電圧が所定値Ｖａ未満の場合、非接触受電二次コイル２２で充電器３から電力の供給を受けて二次電池２８に所定時間Ｔｂ１充電する充電処理とデータ通信を所定時間Ｔａ１行う通信処理を繰り返し、所定値Ｖａ以上の場合、非接触受電二次コイル２２で充電器３から電力の供給を受けて二次電池２８に所定時間Ｔｂ２（＞Ｔｂ１）充電する充電処理とデータ通信を所定時間Ｔａ２（＞Ｔａ１）行う通信処理を繰り返す。これにより、二次電池２８の電池電圧Ｖｐが所定値Ｖａ未満の場合、電池電圧Ｖｐが所定値Ｖａ以上のときに行う時間よりも短い時間で近接非接触通信を行うので、近接非接触通信中に二次電池が過放電状態に陥るのを防ぐことができる。更に、二次電池２８の電池電圧Ｖｐが所定値Ｖａ以上の場合、電池電圧Ｖｐが所定値Ｖａ未満のときに行う時間よりも長い時間で非接触充電を行うので、電池電圧Ｖｐが所定値Ｖａ以上の場合、単位時間当たりに非接触充電を開始と終了を繰り返す回数を減らすことができ、非接触充電を開始させる為の電子機器２と充電器３との通信と、終了させる為の電子機器２と充電器３との通信の単位時間当たりの回数が減り、これらの通信に必要な時間が短くなることにより、相対的に近接非接触通信に使える時間を長くすることができる。これにより映像コンテンツ等を高速でダウンロードできるようになる。
更に、非接触受電二次コイル２２の高調波ノイズが発生する期間（即ち二次電池を充電する期間）は近接非接触通信を行わないことから、近接非接触通信に対するノイズの影響がない。
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２に係る電子機器充電システムの概観を示す斜視図である。また、図９は本実施の形態に係る電子機器充電システム１Ａの電子機器２Ａ及び充電器３Ａの概略構成を示すブロック図である。図８又は図９に示すように、本実施の形態に係る電子機器充電システム１Ａは、電子機器２Ａ及び充電器３Ａの夫々において近接非接触通信アンテナと非接触充電コイルを重ねて配置した構成としたものである。即ち、電子機器２Ａにおいては、近接非接触通信アンテナ２１と非接触受電二次コイル２２を重ねて配置し、更に具体的には、近接非接触通信アンテナ２１をループアンテナとし、そのループアンテナの中心と非接触受電二次コイル２２の中心が一致する構成とした。また、充電器３Ａにおいては、近接非接触通信外部装置アンテナ３１と非接触給電一次コイル３２を重ねて配置し、更に具体的には、上記の電子機器２Ａの構成と同様に、近接非接触通信外部装置アンテナ３１をループアンテナとし、そのループアンテナの中心と非接触給電一次コイル３２の中心が一致する構成としたものである。近接非接触通信アンテナと非接触充電コイルを重ねて配置することで、これらの機器本体に対する専有面積を小さくすることができ、電子機器２Ａ及び充電器３Ａの小型化に対応できる。更に、近接非接触通信アンテナ２１の中心と非接触受電二次コイル２２の中心が一致し、近接非接触通信外部装置アンテナ３１の中心と非接触給電一次コイル３２の中心が一致することで、近接非接触通信アンテナ２１と近接非接触通信外部装置アンテナ３１の位置と自動的に非接触受電二次コイル２２と非接触給電一次コイル３２の位置を一度に合わせることができる。
加えて電子機器２Ａにおいて、近接非接触通信アンテナ２１がループアンテナの場合、そのループアンテナの導線の一部と非接触受電二次コイル２２の導線の一部を共通にしてもよい。これにより、共通な導線で構成される近接非接触通信アンテナ２１の中心と非接触受電二次コイル２２の中心は当然に一致することになる。更に、近接非接触通信アンテナ２１と非接触受電二次コイル２２を合わせた体積と質量を削減することができ、電子機器２Ａを小型化、軽量化することができる。
同様に充電器３Ａにおいて、近接非接触通信外部装置アンテナ３１がループアンテナの場合、そのループアンテナの導線の一部と非接触給電一次コイル３２の導線の一部を共通にしてもよい。これにより、共通な導線で構成される近接非接触通信外部装置アンテナ３１の中心と非接触給電一次コイル３２の中心は当然に一致することになる。更に、近接非接触通信外部装置アンテナ３１と非接触給電一次コイル３２を合わせた体積と質量を削減することができ、充電器３Ａを小型化、軽量化することができる。
また、電子機器２Ａ及び充電器３Ａの夫々において近接非接触通信アンテナと非接触充電コイルを重ねて配置することで、これらの間で干渉が起こるので、一方を使用するときは他方を回路から外すようにしている。使用しない方を回路から外すために電子機器２Ａは、切替スイッチ２９ａ，２９ｂと、切替スイッチ２９ａ，２９ｂの切替えを制御する競合制御部３０を有し、充電器３Ａは、切替スイッチ３５ａ，３５ｂと、切替スイッチ３５ａ，３５ｂの切替えを制御する競合制御部３６を有している。例えば、充電器３Ａが電子機器２Ａに対して充電を行うときは、充電器３Ａの競合制御部３６は、切替スイッチ３５ａをオフ（開状態、遮断状態）、切替スイッチ３５ｂをオン（閉状態、導通状態）にし、電子機器２Ａの競合制御部３０は、切替スイッチ２９ａをオフ（開状態、遮断状態）、切替スイッチ２９ｂをオン（閉状態、導通状態）にする。
二次電池２８の充電用に非接触給電一次コイル３２から非接触受電二次コイル２２へ送電する電力は、近接非接触通信アンテナ２１と近接非接触通信外部装置アンテナ３１の近接非接触通信で利用する電力に比べると極めて大きい。その為に非接触受電二次コイル２２で発生する高調波の電力も比較的大きいために、近接非接触通信への影響は無視できず、近接非接触通信機能に誤動作を発生させる要因になりうる。
そこで上述のように切替スイッチ３５ａ，３５ｂ，２９ａ，２９ｂに対して競合制御を行うことにより、非接触給電一次コイル３２から非接触受電二次コイル２２へ送電している間は、近接非接触通信アンテナ２１と近接非接触通信ニ次制御部との間に電流が流れることはなく、近接非接触通信機能に誤動作が発生することがなくなる。
更にこの競合制御により、近接非接触通信中は非接触給電一次コイル３２と非接触受電二次コイル２２に電流が流れることはなく、近接非接触通信で利用する電力が非接触給電一次コイル３２又は非接触受電二次コイル２２で吸収されることがなくなる。これにより、近接非接触通信をより確実に行えるようになる。
このように、電子機器２Ａ及び充電器３Ａの夫々において近接非接触通信アンテナと非接触充電コイルを重ねて配置した構成とすることで、これらの機器本体に対する専有面積を小さくすることができ、電子機器２Ａ及び充電器３Ａの更なる小型化が可能となる。なお、本実施の形態においても、電子機器２Ａと充電器３Ａとの間で非接触充電と近接非接触通信を時分割で行うことは上述した実施の形態１と同様であり、同様の効果が得られる。
なお、電子機器２Ａにおいて近接非接触通信二次制御部２３、入力信号判断部２４、非接触充電二次制御部２５、電池充電制御部２６、電池残量検出部２７、及び競合制御部３０は、充電と近接非接触通信を制御する充電通信制御部３９を構成し、充電器３Ａにおいて近接非接触通信外部装置の制御部３３、非接触充電一次制御部３４、及び競合制御部３６は、送電と近接非接触通信を制御する送電通信制御部４０を構成する。
本発明は、二次電池の充電完了を待たずとも近接非接触通信を行うことができると共に、二次電池が近接非接触通信中に過放電状態に陥ることがないといった効果を有し、携帯電話、ＰＨＳ、ＰＤＡ等の電子機器への適用が可能である。
本発明の実施の形態１に係る電子機器充電システムの概観を示す斜視図 図１の電子機器充電システムの電子機器及び充電器の概略構成を示すブロック図 図１の電子機器充電システムの電子機器において二次電池の電池電圧Ｖｐが所定値Ｖａ未満のときの充電動作を説明するための図 図１の電子機器充電システムの電子機器において二次電池の電池電圧Ｖｐが所定値Ｖａ以上のときの充電動作を説明するための図 図１の電子機器充電システムの充電器の動作を示すフローチャート 図１の電子機器充電システムの電子機器の動作を示すフローチャート 図１の電子機器充電システムの電子機器と充電器間の動作を示すシーケンス図 本発明の実施の形態２に係る電子機器充電システムの概観を示す斜視図 図８の電子機器充電システムの電子機器及び充電器の概略構成を示すブロック図
符号の説明
１、１Ａ 電子機器充電システム
２、２Ａ 電子機器
３、３Ａ 充電器
２１ 近接非接触通信用アンテナ
２２ 非接触受電二次コイル
２３ 近接非接触通信二次制御部
２４ 入力信号判断部
２５ 非接触充電二次制御部
２６ 入力信号判断部
２７ 電池残量検出部
２８ 二次電池
２９ａ、２９ｂ、３５ａ、３５ｂ 切替スイッチ
３０、３６ 競合制御部
３１ 近接非接触通信外部装置アンテナ
３２ 非接触給電一次コイル
３３ 近接非接触通信外部装置の制御部
３４ 非接触充電一次制御部
３７、３９ 充電通信制御部
３８、４０ 送電通信制御部

Claims (13)

  1. 充電器によって充電可能な二次電池を電源として用い、かつ前記充電器と近接非接触通信が可能な電子機器であって、
    前記充電器より電磁誘導で電力を受電する受電コイルと、
    前記近接非接触通信に用いるアンテナと、
    前記充電と前記近接非接触通信を制御する充電通信制御部を備え、
    前記二次電池は前記受電される電力を基に充電され、
    前記充電通信制御部は、
    前記二次電池に第一の可変時間充電する充電処理と前記近接非接触通信を第二の可変時間行う通信処理とを交互に行うように制御し、
    更に前記第一および第二の可変時間を、前記二次電池の電圧と所定値との比較結果に基づいて制御する、
    電子機器。
  2. 請求項１に記載の電子機器であって、
    前記第一の可変時間は、前記二次電池の電圧が前記所定値以上の場合、第一の所定時間であり、
    前記二次電池の電圧が前記所定値未満の場合、前記第一の所定時間より短い第二の所定時間である電子機器。
  3. 請求項１又は請求項２に記載の電子機器であって、
    前記第二の可変時間は、前記二次電池の電圧が前記所定値以上の場合、第三の所定時間であり、
    前記二次電池の電圧が前記所定値未満の場合、前記第三の所定時間より短い第四の所定時間である電子機器。
  4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電子機器であって、
    前記アンテナと前記受電コイルが重ねて配置された電子機器。
  5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電子機器であって、
    前記アンテナがループアンテナであり、前記ループアンテナの中心と、前記受電コイルの中心が一致している電子機器。
  6. 請求項５に記載の電子機器であって、
    前記ループアンテナの導線の一部と前記受電コイルの導線の一部が共通である電子機器。
  7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電子機器であって、
    前記アンテナに接続され、電気的な導通と遮断を切り替える切替スイッチを更に備え、
    前記充電通信制御部は、前記第一通信処理と前記第二通信処理の間は前記切替スイッチを導通状態にし、前記第一充電処理と前記第二充電処理の間は前記切替スイッチを遮断状態にする電子機器。
  8. 二次電池を電源として用いる電子機器を充電し、かつ前記電子機器と近接非接触通信が可能な充電器であって、
    前記電子機器に電磁誘導で電力を送電する送電コイルと、前記近接非接触通信に用いるアンテナと、前記送電と前記近接非接触通信を制御する送電通信制御部を備え、
    請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電子機器を充電可能かつ前記請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電子機器と近接非接触通信が可能な充電器。
  9. 請求項８に記載の充電器であって、
    前記アンテナと前記送電コイルが重ねて配置された充電器。
  10. 請求項８又は請求項９に記載の充電器であって、
    前記アンテナがループアンテナであり、前記ループアンテナの中心と、前記送電コイルの中心が一致している充電器。
  11. 請求項１０に記載の充電器であって、
    前記ループアンテナの導線の一部と前記送電コイルの導線の一部が共通である充電器。
  12. 請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載の充電器であって、
    前記アンテナに接続され、電気的な導通と遮断を切り替える切替スイッチを更に備え、
    前記送電通信制御部は、前記第一通信処理と前記第二通信処理の間は前記切替スイッチを導通状態にし、前記第一充電処理と前記第二充電処理の間は前記切替スイッチを遮断状態にする充電器。
  13. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電子機器と請求項８から請求項１２のいずれか一項に記載の充電器を備える電子機器充電システム。
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