JP2005278273A - 非接触充電式情報端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】充電動作中には中央処理部が動作していることにより発生する消費電流により充電時間が長くなってしまう課題が発生するため、充電動作中の中央処理部動作を低減し、充電時間を短くする非接触充電式情報端末装置を提供することを目的とする。
【解決手段】低消費電力状態へ推移するスタンバイ機能を有する中央処理部１０と、充電池１４の電池電圧をディジタル値へ変換するＡ／Ｄ変換部２０と、充電器３０の送電コイル３１から電磁誘導により電力を誘起する受電コイル１６と、前記充電池１４を充電する充電部１５を備える。この構成により、充電中、中央処理部１０は、所定の時間間隔をおいて充電値の電圧を検出するときを除いて低消費電力状態へ推移させることができ、中央処理部の消費電流を低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁誘導を利用して非接触で充電を行う充電式装置に関するものである。

近年、電動ハブラシや、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）や、コードレス電話などの充電方式として、電磁誘導を利用した非接触充電が広く普及している。また、電子カメラなどの情報端末装置においても同様の非接触充電装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この非接触充電方式は、電流路を電気的に接続して充電用の電力の供給を行う所謂接触式の充電方式と比較すると、充電用電極が外部に直接晒されていないため、充電用電極からの静電気の印加による装置の破壊や動作異常、また、充電用電極部劣化による充電不良が発生しにくいという特徴が挙げられる。

図１３に、従来の非接触充電式情報端末装置１００と充電器３０のブロック図を示す。図１３に示す非接触充電式情報端末装置１００は、受電コイル１６と、充電部１５と、充電器検出部９と、充電池１４と、電源部１３と、中央処理部１０３と、充電報知部１０１と、充電報知駆動部１０２から構成されている。また、充電器３０は、送電コイル３１と、送電部３２と、制御部３３から構成されている。

以上のように構成された従来の非接触充電式情報端末装置１００について、その動作を説明する。充電器３０は、制御部３３で発生された信号に基づき、送電部３２から送電コイル３１へ電力を供給するものである。そして、非接触充電式情報端末装置１００を充電器３０に載置すると、充電器３０の送電コイル３１との電磁誘導により、受電コイル１６に電力が供給され、この電力は、充電部１５と充電器検出部９へ供給される。この充電器検出部９は、非接触充電式情報端末装置１００が充電器３０へ載置されたことを示す信号を出力し、充電部１５は充電器検出部９で発生した信号に基づいて充電池１４への充電を開始して充電を行う。また、中央処理部１０３は充電器検出部９が出力した信号に基づき、充電動作中などの充電に関する情報を報知する充電報知部１０１の駆動を行う充電報知駆動部１０２へ制御信号を送信し、充電報知部１０１により充電が行われていることを報知する。
特開２００３−１３４６９９号公報

近年、情報端末装置においては、無線通信や画像処理など消費電力の大きい処理が増加する一方で装置の動作時間の伸張が望まれており、それに対応すべく電池容量の増加が進んでいる。しかしながら、非接触式の充電方式は、電力の供給能力が通常数百ｍＡであり、接触式の充電方式と比較して低いため、電池を完全に充電するまでには長い時間を要してしまうという課題がある。また、従来の非接触充電式情報端末装置１００では、充電報知部１０１を駆動するための制御を中央処理部１０３により行っているため、充電動作中には常に中央処理部１０３が動作していることになり、これは実質的に充電するための電流が低下したのと同じ状態となるため、より充電時間が長くなってしまうという課題を有している。また、充電回路は数百ｍＡという大きい電流が流れるため、充電池１４の異常や、充電回路の異常により非接触充電式情報端末が破壊されてしまうという課題もある。

従って、本発明では、充電動作中の中央処理部での動作を低減し、中央処理部の消費電流を低減させ、充電時間を短くするとともに充電異常時の装置の保護を行うことができる非接触充電式情報端末装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の非接触充電式情報端末装置は、各部の制御を行う中央処理部と、充電器の送電コイルから電磁誘導により電力を誘起する受電コイルと、前記受電コイルが誘起した電力により充電可能な充電池と、前記充電器に載置されたことを検出する充電器検出部と、前記充電器に載置されたことを外部に報知する充電報知部と、前記中央処理部の制御とは無関係に前記充電器検出部からの信号に基づいて前記充電報知部の制御を行う充電報知駆動部とを備え、前記中央処理部は低消費電力状態へ推移するスタンバイ機能を有し、前記中央処理部は所定の時間間隔をおいて前記充電池の電圧を検出して充電の異常監視を行い、異常監視を行わない間はスタンバイ状態となるものである。

また、本発明の非接触充電式情報端末装置は、各部への電源供給を充電池から行うか受電コイルから行うかを切り換える電源切換部を備え、中央処理部が充電異常を検知した場合には、前記電源切換部は、前記中央処理部からの信号に基づいて、各部への電源供給を受電コイルから行うように切り換えるものである。

また、本発明の非接触充電式情報端末装置は、受電コイルから供給される電力を、中央処理部に供給するか中央処理部を除く各部へ供給するかを制御する電源入切部を備え、中央処理部が充電異常を検知した場合には、前記電源入切部は、前記中央処理部からの信号に基づいて、前記受電コイルから供給される電力を前記中央処理部に供給するように切り換えるものである。

また、本発明の非接触充電式情報端末装置は、受電コイルから供給される電力を、充電池に供給させるか否かを制御する充電電力制御部を備え、中央処理部が充電異常を検知した場合には、前記充電電力制御部は、前記中央処理部からの信号に基づいて、前記受電コイルから供給される電力を前記充電池に供給しないように制御するものである。

また、本発明の非接触充電式情報端末装置は、中央処理部のスタンバイ状態を解除する複数の要因に基づいて前記中央処理部にスタンバイ状態を解除させる信号を出力する割込み制御部を備えたものである。

また、本発明の非接触充電式情報端末装置は、所定の時間間隔で信号を出力する計時部を備え、割込み制御部は、前記計時部から信号に基づいて前記中央処理部にスタンバイ状態を解除させる信号を出力するものである。

また、本発明の非接触充電式情報端末装置は、情報端末装置に起動指示を入力するための電源スイッチを備え、割込み制御部は、前記電源スイッチから信号に基づいて前記中央処理部にスタンバイ状態を解除させる信号を出力するものである。

また、本発明の非接触充電式情報端末装置は、中央処理部が充電異常を検知した場合には、前記中央処理部からの信号に基づいて、充電異常を報知する充電異常報知部を備えたものである。

また、本発明の非接触充電式情報端末装置は、充電報知部と充電異常報知部は１つの２色ＬＥＤからなり、前記２色ＬＥＤは、充電報知状態と充電異常報知状態とで発光色が異なるものである。

以上のように、本発明の非接触充電式情報端末装置は、中央処理部は充電池の電圧を取得するとき以外は低消費電力へ推移させることができるので、充電動作中の中央処理部での動作を低減でき、中央処理部での消費電流を低減できるので、充電時間の低減を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について図１から図１２を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態の非接触充電式情報端末装置１および充電器３０のブロック図である。なお、この非接触充電式情報端末装置１の例としては、バーコードなどの光学情報を読み取るハンディーターミナルや、電動歯ブラシ等が挙げられる。本実施の形態では、主に、ハンディーターミナルとして説明する。

図１に示すように、非接触充電式情報端末装置１は、充電以外の各部の制御を行う中央処理部１０と、充電器３０から電磁誘導により電力供給を受ける受電コイル１６と、受電コイル１６の出力に基づいて非接触充電式情報端末装置１が充電器３０に載置されたことを検出する信号を発生する充電器検出部９と、充電池１４と、充電池１４から得た電圧のアナルグ値をデジタル値に変換するＡ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ／ｄｉｇｉｔａｌ）変換部２０と、所定の時間間隔を中央処理部１０に報知するリアルタイムクロック１７と、充電池１４の充電を行う充電部１５と、各部に電源を供給する電源部１３と、充電池１４の電圧が非接触充電式情報端末装置１を起動可能な電圧であるか否かを示す信号を出力する起動電圧検出部７と、充電池１４の電圧が充電完了の電圧であるか否かを示す信号を出力する満電圧検出部８と、非接触充電式情報端末装置１を起動（電源ＯＮ）するもしくは電源ＯＦＦする指示情報を入力するための電源スイッチ１２と、この電源スイッチ１２からの信号と充電器検出部９からの信号に基づいて電源部１３をＯＮにして各部に電源を供給させるか、ＯＦＦにして各部に電源を供給させないかを選択する電源入り切り部６ａと、非接触充電式情報端末装置１が充電器３０に載置されていることを外部へ報知する充電報知部２と、この充電報知部２を駆動するための充電報知駆動部５ａと、充電池１４の充電状態などの電圧状態を外部へ報知する起動可否報知部３と、起動電圧検出部７や満電圧検出部８や充電器検出部９からの信号に基づいて起動可否報知部３を駆動する起動可否報知駆動部４と、電源部１３への電源供給を充電池１４から行うか、あるいは、受電コイル１６から行うかを切り換える電源切換部１１を備えている。

さらに、非接触充電式情報端末装置１は、バーコードまたは２次元コードなどの光学情報を読み取るためのスキャナ部１８と、キャラクタやグラフィックを表示するためのＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）部２２と、他の装置と無線通信を行う無線通信部２３と、データ等が保存されるメモリ部１９を備えている。

また、充電器３０は制御部３３と、送電部３２と、送電コイル３１から構成される。なお、充電器３０は従来の非接触充電式情報端末装置と同様であるので、詳細の説明は省略する。

ここで、図３を用いて、非接触充電式情報端末装置１の各部の状態と信号について説明する。図３は非接触充電式情報端末装置１の各部の状態と信号の関係を示す図である。図３より、充電器検出部９は受電コイル１６の出力に基づいて、非接触充電式情報端末装置１が充電器３０に載置されたことを検出すればＨＩ（ハイレベルの信号）を出力し、検出しなければＬＯＷ（ロウレベルの信号）を出力するものとする。また、満電圧検出部８は充電池１４の電圧が予め設定された充電完了電圧より低ければＨＩを出力し、高ければＬＯＷを発生するものとする。また、起動電圧検出部７は、充電池１４の電圧が非接触充電式情報端末装置１を起動可能な電圧より低ければＨＩを出力し、高ければＬＯＷを出力するものとする。これら、充電検出部９、満電圧検出部８、起動電圧検出部７は、抵抗などから構成され信号を出力する回路として実現される。また、電源スイッチ１２は電源ＯＮが指示持されている場合にはＨＩを出力し、電源ＯＦＦが指示されている場合はＬＯＷを出力するものとする。なお、このスイッチ１２は非接触充電式情報端末装置１に設けられた押しボタンなどで実現される。また、電源部１３は、ＨＩが入力されると充電池１４から非接触充電式情報端末装置１の各部に電源を供給させ、ＬＯＷが入力されると受電池１４から非接触充電式情報端末装置１の各部への電源の供給を停止させるスイッチの機能を有するものであり、抵抗等を用いた回路として実現される。

なお、本実施の形態では、充電報知部２および起動可否報知部３の一例として、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を使用したものについて説明する。充電報知部２は図５で示すＬＥＤ４２、起動可否報知部３は図６で示すＬＥＤ４７で示される。

ここで、図６に示す２色ＬＥＤからなるＬＥＤ４７の点灯状態とその点灯色について図４を用いて説明する。ＬＥＤ４７には２つのＬＥＤが内蔵されており、ＬＥＤ４７ａで表す１つのＬＥＤは赤色ＬＥＤ、もう１つのＬＥＤ４７ｂは緑色ＬＥＤであり、ＬＥＤ４７ａとＬＥＤ４７ｂの両方を同時に点灯させると橙色ＬＥＤとなる。

次に、図１を用いて、非接触充電式情報端末装置１の動作について説明する。

非接触充電式情報端末装置１が充電器３０に載置されると、充電器３０の送電コイル３１との電磁誘導により受電コイル１６に電力が誘起され、この電力に基づいて充電器検出器９から非接触充電式情報端末装置１が充電器３０に載置されたことを示すＨＩ信号が出力され、充電部１５は充電器検出器９からのＨＩ信号に基づいて充電を開始し、受電コイル１６で誘起した電力により充電池１４の充電が行なわれる。なお、充電部１５は整流機能を有する回路等として実現される。

次に、非接触充電式情報端末装置１の充電状態の報知について、図５を用いて説明する。なお、図５において、受電コイル１６により誘起された電圧をＶＣＨＧとして記す。また、図５は非接触充電式情報端末装置１が充電中であることを報知するための充電報知部２の一例であるＬＥＤ４２と、充電報知駆動部５を構成する回路例を示す図である。なお、図５に示す抵抗４１を充電報知駆動部５と呼ぶことにする。

図５において、非接触充電式情報端末装置１が充電器３０に載置されると、受電コイル１６により電圧ＶＣＨＧが誘起され、この電圧ＶＣＨＧが抵抗４１およびＬＥＤ４２に印加されることで抵抗４１を介してＬＥＤ４２に電流が流れ、この電流によりＬＥＤ４２が点灯して非接触充電式情報端末装置１が充電器３０に載置されたことを外部に報知することができる。

このように、受電コイル１６と充電器検出部９と充電報知駆動部５により充電報知部２の制御を行う構成としたことにより、非接触充電式情報端末装置１内の制御を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などとして実現される中央処理部１０を介すことなく、簡単な構成で充電の報知が可能となる。そして、中央処理部１０を介すことなく報知が可能となることで、充電動作中の中央処理部１０の動作を低減して中央処理部１０での消費電流を低減することができるので、充電池１４の充電時間の短縮を実現することができる。

さらに、ＬＥＤ４２に高輝度型のＬＥＤを使用することでＬＥＤ４２に流す電流を数ｍＡ程度まで低減することができ、充電電流に対して無視するできる大きさの電流値とすることができる。

次に、非接触充電式情報端末装置１における充電の進捗状況の報知について、図６を用いて説明する。なお、図６において、図５と同様に受電コイル１６により誘起された電圧をＶＣＨＧとして記す。図６は、起動可否報知部３の一例であるＬＥＤ４７と、起動可否報知駆動部４を構成する回路例を示す図である。

また、進捗状況の報知の例として、充電池１４の電圧が非接触充電式情報端末装置１を起動可能な電圧より低い場合の報知例としてＬＥＤ４７を橙色点灯させる場合、充電池１４の電圧が非接触充電式情報端末装置１を起動可能な電圧より高いが充電完了する電圧より低い場合の報知例としてＬＥＤ４７を赤色点灯させる場合、充電池１４の電圧が充電完了電圧より高い場合の報知例としてＬＥＤ４７を点灯させない場合の３つについて説明する。

まず、充電池１４の電圧が非接触充電式情報端末装置１を起動可能な電圧より低い場合の報知例としてＬＥＤ４７を橙色点灯させる場合について説明する。

図６において、非接触充電式情報端末装置１が充電器３０に載置されるとＶＣＨＧが誘起され、そのとき、充電池１４の電圧が非接触充電式情報端末装置１を起動可能な電圧より低ければ、図３で示したように、起動電圧検出部７および満電圧検出部８からＨＩ信号がそれぞれ出力され、このＨＩ信号によりトランジスタ４４はＯＮ状態となりＬＥＤ４７ａが赤色点灯し、トランジスタ４９もＯＮ状態となりＬＥＤ４７ｂが緑色点灯し、結果としてＬＥＤ４７は橙色点灯となる。これにより、充電状態は非接触充電式情報端末装置１の起動不可能な状態であることを報知できる。

次に、充電池１４の電圧が非接触充電式情報端末装置１を起動可能な電圧より高いが充電完了する電圧より低い場合の報知例としてＬＥＤ４７を赤色点灯させる場合について説明する。

図６において、非接触充電式情報端末装置１が充電器３０に載置されるとＶＣＨＧが誘起され、そのとき、充電池１４の電圧が非接触充電式情報端末装置１を起動可能な電圧より高いが充電完了する電圧より低ければ、図３で示したように、起動電圧検出部７からＬＯＷ信号出力され、満電圧検出部８からＨＩ信号が出力されるので、トランジスタ４４はＯＮ状態となりＬＥＤ４７ａが赤色点灯し、トランジスタ４９はＯＦＦ状態でＬＥＤ４７ｂは消灯となり、結果としてＬＥＤ４７は赤色点灯となる。これにより、充電は完了していないが非接触充電式情報端末装置１の起動は可能な状態であることを報知できる。

次に、充電池１４の電圧が充電完了電圧より高い場合の報知例としてＬＥＤ４７を点灯させない場合について説明する。

図６において、非接触充電式情報端末装置１が充電器３０に載置されるとＶＣＨＧが誘起され、そのとき、充電池１４の電圧が充電完了電圧より高ければ、図３で示したように、起動電圧検出部７からＬＯＷ信号が、満電圧検出部８からもＬＯＷ信号が発生するので、トランジスタ４４はＯＦＦ状態でありＬＥＤ４７ａは消灯しており、トランジスタ４９もＯＦＦ状態でありＬＥＤ４７ｂも消灯となり、結果としてＬＥＤ４７は消灯となる。これにより、充電が完了した状態であることを報知できる。

以上により、充電中の充電池１４の電圧状態をＬＥＤ４７により外部へ報知することができる。

さらに、受電コイル１６と充電器検出部９と起動電圧検出部７と満電圧検出部８と起動可否報知駆動部４により起動可否報知部３の制御を行う構成としたことにより、非接触充電式情報端末装置１内の制御を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などとして実現される中央処理部１０を介すことなく、充電進捗状態の報知が可能となる。そして、中央処理部１０を介すことなく報知が可能となることで、充電動作中の中央処理部１０の動作を低減して中央処理部１０での消費電流を低減することができるので、充電池１４の充電時間の短縮を実現することができる。

さらに、ＬＥＤ４７に高輝度型のＬＥＤを使用することでＬＥＤ４７に流す電流を数ｍＡ程度まで低減することができ、充電電流に対して無視できる大きさの電流値とすることができる。

次に、非接触充電式情報端末装置１の充電池１４の充電電圧が起動可能な電圧より低い場合に、充電池１４からではなく受電コイル１６から各部へ電力を供給する例について、図１を用いて説明する。

各部の状態と信号の関係を表す図３に示したように、充電池１４の電圧が非接触充電式情報端末装置１を起動可能な電圧より低いときには、起動電圧検出部７がＨＩを出力するので、電源切換部１１は、受電コイル１６を電源部１３への電源供給元とするように切り換え、充電池１４の電圧が起動可能な電圧より高いときには起動電圧検出部７がＬＯＷを出力するので、電源切換部１１は、充電池１４を電源部１３の電源供給元とするように切り換えることができる。このように、充電池１４の電圧値に基づいて、電源切換部１１を用いて電源部１３への電源供給元を受電コイル１６に切り換えることにより、充電池１４の電圧が非接触充電式情報端末装置１を起動可能な電圧より低い場合でも、中央処理部１０の起動が可能となる。

そして、図８に示す回路構成とすることで、中央処理部１０を起動させることができる。図８は電源入り切り部６aの回路例を示す図である。図８において、電源スイッチ１２がＯＮされる、もしくは、非接触充電式情報端末装置１が充電器３０に載置されることにより電源部１３への入力信号を発生するＯＲゲート５２の出力信号６０がＨＩとなるので、電源部１３が各部へ電源の供給を開始し、非接触充電式情報端末装置１、すわなち、中央処理部１０を起動することができる。

次に、充電中における、中央処理部１０による充電の異常監視について説明する。

なお、一般的に、非接触充電式情報端末装置１は、操作されていないときの消費電流を低減するためのスタンバイ機能を有しており、このスタンバイ機能により中央処理部１０の動作クロックが停止されるため、スタンバイ状態における中央処理部１０の消費電流は、例えば数十μＡ以下とすることができる。そして、操作されることが少ない充電中に、定期的に中央処理部１０に充電状態を監視させるためには、スタンバイ状態を解除して中央処理部１０の動作の開始させる、すなわち、動作クロックを開始させるために、中央処理部１０に設けられた特定の割込み端子に割込み信号を入力する必要がある。

図７を用いて、中央処理部１０による充電中の充電の異常検知にいて説明する。

図７に示すように、充電中の中央処理部１０は、Ａ／Ｄ変換部２０から充電池１４の電池電圧値を取得し（ＳＴＥＰ１）、この取得した電池電圧値とメモリ部１９に記憶されている過去に取得した電池電圧値の履歴とを比較して、異常が発生しているか否かを判断し（ＳＴＥＰ２）、異常がなければスタンバイ状態へ推移して消費電流を低減させ（ＳＴＥＰ３）、スタンバイ状態中にリアルタイムクロック１７から割込みが入ると（ＳＴＥＰ４）スタンバイ状態を解除し（ＳＴＥＰ５）、再びＡ／Ｄ変換部２０から充電池１４の電池電圧値を取得（ＳＴＥＰ１）へ戻り、この動作を繰り返すことで充電の異常を監視する。なお、ステップ２において異常があると判断した場合には充電を停止する。また、異常の判断の例としては、所定の時間、例えば１０分経過しても充電池１４の電圧値に変化がないなど、充電が行われているにもかかわらず充電池１４の電圧が変化していなけば、充電池１４あるいは充電部１５内の充電回路等に異常があると判断することができる。

なお、充電池１４の電圧値の取得、電圧値の履歴比較、充電異常の判定にかかる時間は数十ｍｓ程度であり、充電中でスタンバイ状態となっている中央処理部１０を異常検知のために起動させる信号を与えるリアルタイムクロック１７が信号を出力する時間間隔、例えば５分間などと比べれば、この数十ｍｓは充分短い時間となる。従って、充電中に中央処理部１０を動作させることによる消費電流は、スタンバイ状態での消費電流とほぼ同等とみなすことができるので、充電中に中央処理部１０が動作していても充電池１４の充電時間が伸長することはない。

（実施の形態２）
本実施の形態において実施の形態１と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。図２は、本実施の形態における非接触充電式情報端末装置１の構成を示す図である。実施の形態１と異なるのは、充電報知部２の実例を図１０に示すように２色ＬＥＤ５５とした点と、図２に示すように、充電器検出部９からの信号と中央処理部１０からの信号に基づいて充電報知部２を駆動する充電報知駆動部５ｂを設けた点と、電源切換部１１を起動電圧検出部７からの信号と中央処理部１０からの信号に基づいて電源部１３への電源供給を充電池１４から行うか受電コイル１６から行うかを切り換えを行うようにした点と、電源スイッチ１２からの信号と充電器検出部９からの信号と中央処理部１０からの信号に基づいて各部への電源制御を行う電源入り切り部６ｂを設けた点と、中央処理部１０からの信号に基づいて受電コイル１６に誘起された電力を充電部１５へ供給するか否かを制御する充電電力制御部２４を設けた点と、電源スイッチ１２とリアルタイムクロック１７からの複数の割込み要因から割込み信号を発生する割込み制御部２１を設けた点である。

なお、本実施の形態においても、充電動報知部２の一例としてＬＥＤを使用したものについて説明する。そしてこの充電報知部２は、図１０に示す２色ＬＥＤ５５で構成されているものとする。

また、図１２は本実施の形態における電源入り切り部６ｂと電源部１３の回路例を示す図である。なお、図１２に示すように、電源部１３は、中央処理部１０へ電源を供給する中央処理電源部６１と、中央処理部１０以外の部位へ電源を供給する中央処理以外電源部６２とを備える構成とする。

また、図２に示す割込み制御部２１は、入力信号がＬＯＷからＨＩに変化したときに割込み信号を発生するものとする。すなわち、本実施の形態では、電源スイッチ１２がＯＮされたとき、もしくは、リアルタイムクロック１７が設定された時間間隔が経過して信号を出力したときに割込み制御部２１が割込み信号を発生する。

なお、中央処理部１０は、電源スイッチ１２のＯＮ入力によるスタンバイ状態の解除時、電源スイッチ１２による非接触充電式情報端末装置１の起動と同様にスキャナ部１８や無線通信部２３などの各機能を利用できる状態となり、また、リアルタイムクロック１７によるスタンバイ状態の解除時には、充電異常の監視のみを行ったあと再びスタンバイ状態へ推移することとする。これにより、非接触充電式情報端末装置１が充電中であっても、スイッチ１２をＯＮ入力することで非接触充電式情報端末装置１のスキャナ部１８や無線部２３などの機能を使うことができるようになり、充電中の利便性を向上させることができる。

次に、本実施の形態で使用する各部の状態と信号の関係について、図１１を用いて説明する。図１１より、図１２に示す電源部１３内の中央処理電源部６１にＨＩが入力されと中央処理部１０へ電源が供給されるものとし、ＬＯＷが入力されると中央処理部１０へ電源が供給されないものとし、中央処理以外電源部６２にＨＩが入力されると中央処理部１０以外の各部へ電源が供給されるものとし、ＬＯＷが入力されると中央処理部１０以外の各部へは電源が供給されないものとする。また、充電電力制御部２４にＨＩが入力されると受電コイル１６に誘起された電力は充電部１５へは供給されないものとし、ＬＯＷが入力されると受電コイル１６に誘起された電力は充電部１５へ供給されるものとする。また、中央処理部１０は、充電異常が発生したときにはＨＩを、充電が正常に行われているときにはＬＯＷを出力するものとする。

次に、図１２を用いて、本実施の形態における電源入り切り部６ｂと電源部１３を構成する回路例について説明する。図１２において、電源スイッチ１２がＯＮされる、もしくは、非接触充電式情報端末装置１が充電器３０に載置されて充電器３０への載置が検出されるかのどちらかで、電源入り切り部６ｂを構成するＯＲゲート５２の出力信号６０がＨＩとなるので、中央処理電源部６１から中央処理部１０へ電源が供給され、中央処理部１０を起動することができる。

また、ＯＲゲート５２の出力である信号６０がＨＩで、かつ中央処理部１０の出力がＬＯＷ（充電正常）のときには、電源入り切り部６ｂを構成するＡＮＤゲート５１の出力がＨＩとなり、このとき中央処理部１０以外の各部へ中央処理以外電源部６２から電源が供給され、それ以外のときは中央処理部１０以外の各部へは電源供給されない。そして、中央処理部１０以外の各部へ電源供給が開始されると、非接触充電式情報端末装置１のスキャナ部１８や無線通信部２３などの機能を使うことができるようになる。

次に、図９を用いて、充電報知部２の一例である図１０に示す２色ＬＥＤ５５の点灯状態について説明する。図９は本実施の形態で使用する２色ＬＥＤ５５の点灯状態を示す図であり、図９に示すように、ＬＥＤ５５ａは赤色を点灯し、ＬＥＤ５５ｂは緑色を点灯し、ＬＥＤ５５ａとＬＥＤ５５ｂの両方が点灯されると橙色となる。また、図１０は、ＬＥＤ５５と充電報知駆動部５ｂを構成する回路例を示す図である。図１０において、非接触充電式情報端末装置１が充電器３０に載置されるとＬＥＤ５５ａが点灯し、この状態で中央処理部１０から出力信号がＬＯＷであればトランジスタ５７がOＦＦ状態でありＬＥＤ５５ｂは消灯なのでＬＥＤ５５としては赤色点灯となり充電中であることを報知し、逆に充電異常を監視する中央処理部１０からの出力信号が充電異常を示すＨＩであればトランジスタ５７がＯＮ状態となりＬＥＤ５５ｂも点灯してＬＥＤ５５は橙色点灯となる。

以上のように構成された非接触充電式情報端末装置１について、図２を用いてその動作について説明する。

図２より非接触充電式情報端末装置１が充電器３０へ載置されると、充電池１４へ充電が開始され、また、実施の形態１と同様にＬＥＤ５５が赤色に点灯して充電中であることを報知し、さらに、中央処理部１０が起動して実施の形態１で説明した充電異常監視を行う図７のシーケンスを繰り返す。そして、中央処理部１０が充電異常を発見したとき、この中央処理部１０がＨＩの信号を出力するので、図１０を用いて説明したようにＬＥＤ５５の発光色が橙色に変わり、充電異常が発生したことを外部に報知することができる。なお、非接触充電式情報端末装置１が充電器３０に載置されていない状態で中央処理部１０が充電池１４の異常を検知した場合には、ＬＥＤ５５の発光色は緑色となり、充電していない状態でも充電池１４に異常が発生したことを報知することができる。

また、中央処理部１０が充電異常を検知したときには中央処理部１０からＨＩが出力され、電源切換部１１に信号を出力するＯＲゲート２５の出力がＨＩとなるので、電源部１３への電源の供給元が充電池１４から受電コイル１６に切り換わり、非接触充電式情報端末装置１から充電池１４を回路的に切り離すことができる。これにより、充電池１４に異常が発生した場合に生じる充電池１４の異常電圧上昇等による非接触充電式情報端末装置１の破壊等を防ぐことができる。

また、中央処理部１０が充電異常を検知したときには中央処理部１０がＨＩを出力し、中央処理部１０からＨＩが入力された充電電力制御部２４は、受電コイル１６に誘起した電力を充電部１５へは供給しないようにする。これにより、充電部１５が有する充電回路等に異常が発生した場合に、この充電部１５の誤動作による非接触充電式情報端末装置１の破壊を防ぐことができる。

また、図１２を用いて説明したように、充電異常が発生したときには中央処理部１０がＨＩを出力し、電源部１３内の中央処理以外電源部６２への入力信号がＬＯＷとなるので、中央処理部１０以外の各部への電源供給を停止させ、無線通信部２３やスキャナ部１８などの各機能を停止することができる。これにより、受電コイル１６で誘起された電力は中央処理部１０以外の各部に使用されることはなく、中央処理部１０に供給されるので、充電に異常があっても、中央処理部１０は上記にて説明した充電報知部２による充電異常の報知などの制御を正常に行うことができる。

また、割込み制御部２１にレジスタを持たせ、このレジスタに割込み制御部２１に入力された信号が、電源スイッチ１２のＯＮによるものであるのか、非接触充電式情報端末装置１が充電器３０に載置されたことによるものであるのかを記憶させておくことにより、レジスタの記憶状態を参照することで電源スイッチ１２がＯＮになったか、非接触充電式情報端末装置１が充電器３０に載置されたのかを識別することできる。そして、非接触充電式情報端末装置１が充電器３０に載置されることで中央処理部１０が起動した場合には、中央処理部１０は図７で示すような充電異常監視のみの機能を利用可能とし、一方、電源スイッチ１２がＯＮされたことで中央処理部１０が起動した場合には、スキャナ部１８や無線通信部２３など充電以外の各機能も利用可能として、中央処理部１０の動作範囲を区別することが可能となる。

これにより、充電器３０に載置した場合には、充電時間の伸張につながる非接触充電式情報端末装置１の不必要な消費電流の発生を抑制することができる。

以上のように本発明の非接触充電式情報端末装置は、充電池の電圧を取得するとき以外は中央処理部を低電力状態へ推移させるので、充電動作中の中央処理部での消費電流を低減でき、充電時間の低減を実現することができるので、電磁誘導を利用した非接触充電を行う情報端末装置には有用である。

実施の形態１における非接触充電式情報端末装置および充電器のブロック図 実施の形態２における非接触充電式情報端末装置および充電器のブロック図 非接触充電式情報端末装置の各部の状態と信号の関係を示す図 本実施の形態１における充電報知部の点灯状態を示す図 本実施の形態１における充電報知部と充電報知駆動部を構成する回路例を示す図 起動可否報知部と起動可否報知駆動部を構成する回路例を示す図 充電中の中央処理部充電異常監視の流れを示す図 実施の形態１における電源入り切り部を構成する回路例を示す図 本実施の形態２における充電報知部の点灯状態を示す図 本実施の形態２における充電報知部と充電報知駆動部を構成する回路例を示す図 実施の形態２における各部の状態と信号の関係を示す図 実施の形態２における電源入り切り部と電源部の回路例を示す図 従来の非接触充電式情報端末装置および充電器のブロック図

符号の説明

１ 非接触充電式情報端末装置
２ 充電報知部
３ 起動可否報知部
４ 起動可否報知駆動部
５ 充電報知駆動部
６ａ、６ｂ 電源入り切り部
７ 起動電圧検出部
８ 満電圧検出部
９ 充電器検出部
１０ 中央処理部
１１ 電源切換部
１６ 受電コイル
１７ リアルタイムクロック
２０ Ａ／Ｄ変換部
２１ 割込み制御部

Claims (9)

1. 各部の制御を行う中央処理部と、充電器の送電コイルから電磁誘導により電力を誘起する受電コイルと、前記受電コイルが誘起した電力により充電可能な充電池と、前記充電器に載置されたことを検出する充電器検出部と、前記充電器に載置されたことを外部に報知する充電報知部と、前記中央処理部の制御とは無関係に前記充電器検出部からの信号に基づいて前記充電報知部の制御を行う充電報知駆動部とを備え、
   前記中央処理部は低消費電力状態へ推移するスタンバイ機能を有し、前記中央処理部は所定の時間間隔をおいて前記充電池の電圧を検出して充電の異常監視を行い、異常監視を行わない間はスタンバイ状態となる非接触充電式情報端末装置。
2. 各部への電源供給を充電池から行うか受電コイルから行うかを切り換える電源切換部を備え、中央処理部が充電異常を検知した場合には、前記電源切換部は、前記中央処理部からの信号に基づいて、各部への電源供給を受電コイルから行うように切り換える請求項１記載の情報端末装置。
3. 受電コイルから供給される電力を、中央処理部に供給するか中央処理部を除く各部へ供給するかを制御する電源入切部を備え、中央処理部が充電異常を検知した場合には、前記電源入切部は、前記中央処理部からの信号に基づいて、前記受電コイルから供給される電力を前記中央処理部に供給するように切り換える請求項２記載の情報端末装置。
4. 受電コイルから供給される電力を、充電池に供給させるか否かを制御する充電電力制御部を備え、中央処理部が充電異常を検知した場合には、前記充電電力制御部は、前記中央処理部からの信号に基づいて、前記受電コイルから供給される電力を前記充電池に供給しないように制御する請求項１から３のいずれか１項に記載の情報端末装置。
5. 中央処理部のスタンバイ状態を解除する複数の要因に基づいて前記中央処理部にスタンバイ状態を解除させる信号を出力する割込み制御部を備えた請求項１から５のいずれか１項に記載の情報端末装置。
6. 所定の時間間隔で信号を出力する計時部を備え、割込み制御部は、前記計時部から信号に基づいて前記中央処理部にスタンバイ状態を解除させる信号を出力する請求項５記載の情報端末装置。
7. 情報端末装置に起動指示を入力するための電源スイッチを備え、割込み制御部は、前記電源スイッチから信号に基づいて前記中央処理部にスタンバイ状態を解除させる信号を出力する請求項５記載の情報端末装置。
8. 中央処理部が充電異常を検知した場合には、前記中央処理部からの信号に基づいて、充電異常を報知する充電異常報知部を備えた請求項１から７のいずれか１項に記載の情報端末装置。
9. 充電報知部と充電異常報知部は１つの２色ＬＥＤからなり、前記２色ＬＥＤは、充電報知状態と充電異常報知状態とで発光色が異なる請求項８記載の非接触充電式情報端末装置。

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