JP2007318855A - 端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】端末装置のバッテリを効率的に充電する技術を提供する。
【解決手段】本発明による無線ゲームコントローラ２０において、充電制御部６６は、外部電源からの電力をバッテリ８０に供給する。通信管理部５０は、振動モータ８４の駆動要求信号を受け取り、モータ制御部６２は、駆動要求信号にしたがって振動モータ８４に駆動電流を供給する。充電制御部６６は、通信管理部５０が駆動要求信号を受け取らない場合に第１モードでバッテリ８０を充電制御し、通信管理部５０が駆動要求信号を受け取った場合に第２モードでバッテリ８０を充電制御する。充電制御部６６は、第１モードにおいて、第２モードよりも高い充電電流でバッテリ８０を充電制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、端末装置の充電技術に関し、特にバッテリに供給する充電電流を制御する充電技術に関する。

充電電池としてリチウムイオン電池が注目されている。リチウムイオン電池は正極にコバルト酸リチウム（LiCoO2)、負極にグラファイト（炭素）を使用し、それぞれの極板を何層かに積み重ねた構造を有している。リチウムイオン電池の充電制御では、バッテリ電圧が所定の閾値を超えるまで低電流による予備充電（プリチャージ）を行い、所定の閾値を超えると予備充電電流より高い充電電流による急速充電を行うようにしている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３７５８３６１号公報

ゲームシステムにおいて、ゲーム装置と無線で通信するゲームコントローラが開発されている。無線ゲームコントローラを使用すると、ユーザは比較的自由な姿勢でゲームを楽しむことができる。従来、ゲームプレイ中のバーチャルな振動を振動モータを駆動することでプレーヤに伝達する仕組みをもつ有線ゲームコントローラが存在するが、無線ゲームコントローラにおいても、同様の振動モータが内蔵されることが好ましい。一般に振動モータの駆動電流は、無線ゲームコントローラ内部のＩＣで定常的に消費するシステム電流よりも大きくなる。

無線ゲームコントローラのバッテリは、たとえばＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブルなどにより外部電源と接続されて充電される。ゲームプレイ中にバッテリ残量が少なくなると、ユーザは、ＵＳＢケーブルを外部電源に接続して、バッテリの急速充電を行いつつゲームを継続する。このとき、振動モータの駆動要求信号がゲーム装置から送信されて、振動モータを駆動しなければならない状況が発生しうる。そのため、このような状況であっても、バッテリを効率的に充電制御する技術の開発が望まれている。なお、振動モータを搭載した無線ゲームコントローラ以外にも、充電中に突発的に大きな電流を消費する負荷を有する端末装置においても同様の事情が存在する。

そこで本発明は、相対的に大きな電流を消費する負荷をもつ端末装置のバッテリを効率的に充電する技術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、本発明のある態様の端末装置は、電力を蓄積するバッテリと、外部電源からの電力をバッテリに供給する充電制御部と、駆動電流を供給されて駆動する負荷と、負荷の駆動要求信号を受け取る通信管理部と、駆動要求信号にしたがって前記負荷に駆動電流を供給する負荷制御部とを備える。この端末装置において、前記充電制御部は、前記通信管理部が駆動要求信号を受け取らない場合に第１モードで前記バッテリを充電制御し、前記通信管理部が駆動要求信号を受け取った場合に第２モードで前記バッテリを充電制御する。

本発明によると、相対的に大きな電流を消費する負荷をもつ端末装置のバッテリを効率的に充電する技術を提供できる。

図１は、本発明の実施例にかかるゲームシステムの使用環境を示す。ゲームシステム１は、画像表示装置３、音声出力装置４、ゲーム装置１０および無線ゲームコントローラ２０を備える。画像表示装置３、音声出力装置４および無線ゲームコントローラ２０は、ゲーム装置１０に接続される。無線ゲームコントローラ２０は、ユーザが操作入力を行うための端末装置であり、またゲーム装置１０は、無線ゲームコントローラ２０における操作入力をもとにゲームアプリケーションを処理して、ゲームアプリケーションの処理結果を示す画像信号および音声信号を生成する処理装置である。無線ゲームコントローラ２０とゲーム装置１０は、所定の周期で通信する。

画像表示装置３は画像信号を出力するディスプレイであって、ゲーム装置１０において生成された画像信号を受けて、ゲーム画面を表示する。音声出力装置４は音声を出力するスピーカであって、ゲーム装置１０において生成された音声信号を受けて、ゲーム音声を出力する。画像表示装置３および音声出力装置４は、ゲームシステム１における出力装置を構成する。ゲーム装置１０と画像表示装置３、音声出力装置４とはＡＶケーブル１２により接続されてもよいが、無線により接続されてもよい。

無線ゲームコントローラ２０は、図示しないバッテリにより駆動され、ゲームを進行させる操作入力を行うための複数のボタンやキーを含む操作入力部を有して構成される。無線ゲームコントローラ２０は、ユーザによる操作入力を無線によりゲーム装置１０に伝送する機能をもち、ユーザが無線ゲームコントローラ２０のボタンやキーを操作すると、その操作入力が無線によりゲーム装置１０に送信される。無線ゲームコントローラ２０とゲーム装置１０は、Bluetooth（ブルートゥース）（登録商標）プロトコルを用いて無線接続を確立してもよい。ゲーム装置１０は、無線ゲームコントローラ２０からゲームアプリケーションに関する操作入力を受信し、操作入力に応じてゲーム進行を制御して、ゲーム画像信号およびゲーム音声信号を生成する。生成されたゲーム画像信号およびゲーム音声信号は、それぞれ画像表示装置３および音声出力装置４により出力される。またゲーム装置１０は、ゲームアプリケーションの進行状況に応じて、無線ゲームコントローラ２０を振動させる駆動要求信号を無線ゲームコントローラ２０に送信する機能ももつ。無線ゲームコントローラ２０は振動モータを有し、駆動要求信号を受信すると振動モータを振動させる。

図１は、無線ゲームコントローラ２０が、ＵＳＢケーブル１４を介して充電されている様子を示している。無線ゲームコントローラ２０とゲーム装置１０とをＵＳＢケーブル１４により有線接続することで、ユーザは、無線ゲームコントローラ２０のバッテリを充電しながら、ゲームを行うことができる。なお、バッテリ充電中以外の通常の使用状態では、無線ゲームコントローラ２０をＵＳＢケーブル１４によりゲーム装置１０に接続する必要はない。

無線ゲームコントローラ２０は、ＵＳＢケーブル１４を介してゲーム装置１０から電力を供給される間、ＵＳＢケーブル１４を介してゲーム装置１０との間で有線通信を行えるように構成されてもよい。この通信切替機能を無線ゲームコントローラ２０に搭載することで、ＵＳＢケーブル１４を用いた充電のための接続を、通信にも利用できるようになる。一般に、有線通信は無線通信よりも安定したデータ伝送を行えるため、ＵＳＢケーブル１４を接続されたときに有線通信できるようにすることで、安定したデータ伝送を実現できる。また有線通信を行う場合、無線通信よりも高速にデータ伝送を行えるという利点もある。

図２は、コントローラの外観構成を示す。無線ゲームコントローラ２０には、方向キー２１、アナログスティック２７と、４種の操作ボタン２６が設けられている。方向キー２１、アナログスティック２７、操作ボタン２６は、筐体上面に設けられた操作入力部を構成する。４種の操作ボタン２６には、それぞれを区別するために、異なる色で異なる図形が記されている。すなわち、○ボタン２２には赤色の丸、×ボタン２３には青色のバツ、□ボタン２４には紫色の四角形、△ボタン２５には緑色の三角形が記されている。

図３は、コントローラの背面側の外観構成を示す。図３では、無線ゲームコントローラ２０の筐体上面における方向キー２１や操作ボタン２６などの図示を省略している。筐体背面２９の左右の領域には、操作ボタン４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄが設けられる。操作ボタン４８は、方向キー２１や操作ボタン２６などとともに、操作入力部を構成する。また筐体背面２９の中央部には、ＵＳＢコネクタ４０が設けられる。ＵＳＢコネクタ４０には、ゲーム装置１０から延びるＵＳＢケーブルが接続されて、無線ゲームコントローラ２０の充電処理を行うことができる。ＵＳＢケーブルが接続されると、無線ゲームコントローラ２０を有線コントローラとして利用することが可能となる。

図４は、コントローラの内部構成を示す。無線ゲームコントローラ２０は、ＵＳＢコネクタ４０、通信管理部５０、システム管理部６０、充電管理部７０、バッテリ８０、切替部８２、振動モータ８４および操作入力部８６を備える。システム管理部６０は、モータ制御部６２、入力制御部６４および充電制御部６６を有する。操作入力部８６は、方向キー２１や操作ボタン２６などから構成される。振動モータ８４は、駆動電流を供給されて駆動する負荷であり、本実施例では２つのモータ素子が設けられる。

通信管理部５０、システム管理部６０および充電管理部７０は、それぞれＩＣチップを含んで構成される。通信管理部５０、システム管理部６０および充電管理部７０は、ＩＣチップ単体で構成されてよく、またＩＣチップ単体と回路基板上に形成される電気素子とから構成されてもよい。それぞれの機能をモジュール化することで、それぞれを独立して設計することが可能とし、システム設計の時間を短縮できる。なお、通信管理部５０、システム管理部６０および充電管理部７０の機能を１つまたは２つのＩＣチップに集約してもよい。

バッテリ８０は、無線ゲームコントローラ２０の各構成要素を駆動するための電力を蓄積するリチウムイオン電池である。切替部８２はダイオードを有して構成され、電源線５１、５２から供給される電圧のうち、高い方の電圧の供給を受ける。バッテリ８０の最大電圧は約４．２Ｖに設定され、一方、充電中にＵＳＢコネクタ４０を介して外部電源から供給される電圧は約５Ｖである。したがって、無線ゲームコントローラ２０がＵＳＢケーブル１４により外部電源と接続されていなければ、バッテリ８０は、電源線５４、５５、５６を通じて、無線ゲームコントローラ２０の各構成要素に電力を供給する。一方、無線ゲームコントローラ２０がＵＳＢケーブル１４により外部電源と接続されると、外部電源から電源線５４、５５、５６を通じて供給される電力により、無線ゲームコントローラ２０の各構成要素が駆動される。

通信管理部５０は、ゲーム装置１０との間の通信を管理・制御する。無線ゲームコントローラ２０がＵＳＢケーブル１４によりゲーム装置１０と接続されているとき、通信管理部５０は、信号線７１を介してゲーム装置１０とデータを送受信する。一方、無線ゲームコントローラ２０がＵＳＢケーブル１４によりゲーム装置１０と接続されていなければ、通信管理部５０は、Bluetoothプロトコルによりゲーム装置１０とデータを送受信する。このように、通信管理部５０は、ゲーム装置１０とＵＳＢケーブル１４により接続しているか否かに応じて、有線通信および無線通信のいずれかを選択的に実行する機能をもつ。

システム管理部６０において、入力制御部６４は、信号線７５を介して操作入力部８６からの操作入力を所定のサンプリング周期で監視し、操作入力があった場合には入力バッファ（図示せず）に上書き記録して、通信管理部５０に送る。通信管理部５０は、所定の通信周期で操作入力データをゲーム装置１０に送信する。

通信管理部５０は、ゲーム装置１０から所定の通信周期で振動モータ８４の駆動の可否を決定する指示信号を受信する。この指示信号は、駆動を要求する駆動要求信号か、または駆動を要求しない駆動停止信号のいずれかである。ゲーム装置１０から送信されるパケット信号には、この指示信号を保持するための領域が予め設定されており、駆動要求信号または駆動停止信号のいずれかがその領域に書き込まれる。駆動要求信号または駆動停止信号は、駆動のオンまたはオフを特定する１ビットの情報としてパケット信号に書き込まれてもよい。駆動要求信号または駆動停止信号は、信号線７２を介してシステム管理部６０に伝送される。

モータ制御部６２は、駆動要求信号にしたがって、信号線７４を介して振動モータ８４に駆動電流を供給する。これにより、振動モータ８４は駆動され、無線ゲームコントローラ２０の筐体を振動させる。一般に、駆動要求信号は、連続する複数のパケット信号にわたって送信され、振動モータ８４は、駆動要求信号が送信される間、連続して振動される。またモータ制御部６２は、駆動停止信号にしたがって、振動モータ８４への駆動電流の供給を停止する。なお後述するが、モータ制御部６２は、通信管理部５０が駆動要求信号を受け取った時点で振動モータ８４に駆動電流を供給するのではなく、受け取ってから所定時間経過後に振動モータ８４に対して駆動電流を供給するのが好ましい。

充電制御部６６は、充電管理部７０と協働して、電源線５１を通じて供給される外部電源からの電力をバッテリ８０に供給する。なお、充電管理部７０も充電制御を行うことから、充電制御部６６および充電管理部７０をあわせて充電制御部と呼んでもよい。充電管理部７０は、充電制御部６６からの充電開始指示にしたがって、バッテリ８０の充電処理を行う。本実施例の無線ゲームコントローラ２０において、充電制御部６６は、充電管理部７０を制御して、複数のモードによる充電処理を実行させる。

充電制御部６６は、通信管理部５０が駆動要求信号を受け取らない場合に第１モードでバッテリ８０を充電制御し、通信管理部５０が駆動要求信号を受け取った場合に第２モードでバッテリ８０を充電制御する。第１モードでは、予備充電電流Ｉ１による予備充電後、最大充電電流をＩ２とする急速充電を実行する。一方、第２モードでは、最大充電電流をＩ３とする低速充電を実行する。ここで、急速充電電流Ｉ２は、低速充電電流Ｉ３よりも大きい。第１モードおよび第２モードにおける電流値の大小は、
急速充電電流Ｉ２＞低速充電電流Ｉ３＞予備受電電流Ｉ１＞０
の関係になる。

充電管理部７０は、充電制御部６６により制御されて、充電電流をバッテリ８０に供給する。充電管理部７０はバッテリ８０の充電状態を管理し、バッテリ８０の充電状態を示すステータス情報を信号線７３より充電制御部６６に供給する。ステータス情報は２ビットの信号で表現され、異常状態、予備充電状態、通常充電状態、満充電状態の４つの状態のいずれかを示す。異常状態は、バッテリ８０の電圧値が異常であることを示す。予備充電状態は、バッテリ８０が予備充電中であることを示す。通常充電状態は、バッテリ８０が急速充電中または低速充電中であることを示す。また満充電状態は、バッテリ８０の充電が完了して満充電にあることを示す。

本実施例において、バッテリ８０はＵＳＢで充電されるが、ＵＳＢによる充電には最大電圧５Ｖ、最大電流５００ｍＡとする制約がある。そのため、バッテリ８０が５００ｍＡを超える充電電流による充電受入性能を有していても、第１モードにおける急速充電電流Ｉ２は、５００ｍＡ以下に設定する必要がある。このとき、急速充電電流Ｉ２は、ＩＣチップなどで消費される消費電流を加味しつつ、できるだけ大きな値に設定される。

また、振動モータ８４の駆動要求信号がゲーム装置１０から送信される場合、充電中は振動モータ８４への供給電流が外部電源からの電力で賄われるため、バッテリ８０の充電電流Ｉ３は、第１モードの急速充電電流Ｉ２から振動モータ８４への供給電流を差し引く必要がある。これは、ＵＳＢ充電による制約により、外部電源からの電流が、最大電流５００ｍＡを超えられないためである。しかしながら、第２モードにおいて、小さいながらも充電電流Ｉ３でバッテリ８０を低速充電することで、満充電までの充電時間を短くできる。

図５（ａ）は、バッテリの第１モードにおける充電工程を示す。第１モードは、振動モータ８４を駆動させないときに実行する充電制御モードである。充電開始時、バッテリ８０は第１モードで充電される。

予備充電は、充電の安全性を考慮した充電工程であり、充電管理部７０は、電池電圧が所定値（たとえば３Ｖ）以上であることを検知するまで、予備充電電流Ｉ１（たとえば４０ｍＡ）による定電流充電工程を実行する。電池電圧が所定値以上であることが検知されると、充電管理部７０は、急速充電工程を開始する。急速充電工程の前半は、最大の充電電流Ｉ２による定電流充電が行われる。

本実施例の無線ゲームコントローラ２０において、振動モータ８４以外の構成要素、たとえば通信管理部５０、システム管理部６０、充電管理部７０などを定常的に駆動するための消費電流（システム電流）が約５０ｍＡとする。ＵＳＢからの供給電流の最大値が５００ｍＡであるため、ある程度のマージンをもたせてＵＳＢからの供給電流を４５０ｍＡとすると、急速充電電流Ｉ２は４００（＝４５０−５０）ｍＡと設定される。

急速充電電流Ｉ２による充電により電池電圧が満充電電圧に達すると、充電管理部７０は、バッテリ８０のサイクル特性を良好に維持するために、満充電電圧（たとえば４．２Ｖ）による定電圧充電工程を実行する。定電圧充電工程では、充電が進んで電池容量が増加するにしたがって充電電流が減少し、充電電流が所定値（たとえば３０ｍＡ）以下になった時点で充電終了となる。充電管理部７０は充電電流を監視して、充電電流が３０ｍＡ以下になった時点で満充電になったことを判定し、充電を完了する。

図５（ｂ）は、バッテリの第２モードにおける充電工程を示す。第２モードは、バッテリ８０を充電しながら、振動モータ８４を駆動させる充電制御モードである。第２モードでは、低速充電工程が実行され、低速充電電流Ｉ３による定電流充電が行われる。

本実施例の無線ゲームコントローラ２０において、振動モータ８４は２つのモータ素子を有しており、それぞれのモータ素子の駆動電流は１５０ｍＡである。そのため、振動モータ８４の駆動には３００ｍＡが必要となる。このとき、低速充電電流Ｉ３は１００（＝４５０−５０−３００）ｍＡと設定される。

図５（ｂ）では、低速充電電流Ｉ３による定電流充電が継続する充電工程を示しているが、低速充電電流Ｉ３による充電により電池電圧が満充電電圧に達すると、充電管理部７０は、満充電電圧による定電圧充電工程を実行する。定電圧充電工程については、図５（ａ）に関連して説明したとおりである。

充電制御におけるモードの切替は、ゲーム装置１０からの駆動要求信号の受信を契機として、充電制御部６６により実行される。通信管理部５０が振動モータ８４の駆動要求信号を受け取ると、その旨をシステム管理部６０に通知する。充電制御部６６は、振動モータ８４を駆動することを認識し、充電管理部７０に対して充電電流を急速充電電流Ｉ２から低速充電電流Ｉ３に切り替えるように指示する。なお、この指示により、充電管理部７０は、必ず充電電流を低速充電電流Ｉ３に設定する必要はなく、バッテリ８０が満充電に近い状態であれば、結果として低速充電電流Ｉ３より低い充電電流が供給されることもある。

また、モータ制御部６２は、通信管理部５０から駆動要求信号の受信に関する通知を受けると、所定時間の経過後に、振動モータ８４に駆動電流を供給する。振動モータ８４の駆動を所定時間だけ待機することで、充電管理部７０による充電電流が低速充電電流Ｉ３に下げられた後に、振動モータ８４に駆動電流を供給できる。これにより、バッテリ８０に急速充電電流Ｉ２を供給している最中に、振動モータ８４に駆動電流を供給する事態を確実に回避できる。

本実施例において、充電の開始は、通信管理部５０により制御される。通信管理部５０は、ＵＳＢコネクタ４０を介した外部機器との接続状況から、バッテリ８０を充電できる状態にあるか否かを判断する機能をもつ。ＵＳＢコネクタ４０とゲーム装置１０とがＵＳＢケーブル１４により直接接続している場合は充電可能な状態であることを判定するが、たとえばＵＳＢケーブル１４が充電機能をもたないハブなどの外部機器と接続している場合は充電不能な状態であることを判定する。無線ゲームコントローラ２０はＵＳＢケーブルで直接または間接的にゲーム装置１０に接続すると、有線ゲームコントローラとして機能する。そのため、充電の目的ではなく、無線ゲームコントローラ２０を有線ゲームコントローラとして使用する目的で、ハブを介してゲーム装置１０に接続させるような状況も発生しうる。そこで通信管理部５０は、外部機器との接続状況から、バッテリ８０が充電可能な状態であるか否かを判断する機能をもっている。通信管理部５０はバッテリ８０が充電可能であることを判断すると、充電制御部６６にその旨を通知する。これを受けて充電制御部６６は、充電開始指示を充電管理部７０に供給し、充電管理部７０による充電処理が開始される。

また、充電の終了は、上記したように充電管理部７０により制御される。充電管理部７０は、満充電になったことを判定して充電を終了すると、信号線７３からステータス情報として満充電状態を示す信号を充電制御部６６に供給する。充電制御部６６は、そのステータス情報を通信管理部５０に供給する。

充電管理部７０は、自律的にバッテリ８０の電圧値を監視し、電圧値が所定値（たとえば４．１Ｖ）を下回ると、再充電を行う機能を有している。そのため、ＵＳＢケーブル１４で無線ゲームコントローラ２０とゲーム装置１０とを接続したまま放置しておくと、バッテリ８０の自然放電によって電圧値が所定値を下回るたびに再充電を行うことになる。再充電が頻繁に行われると、バッテリ８０のサイクル特性に影響を及ぼし、バッテリ寿命を悪化させる可能性があるため好ましくない。

そこで本実施例では通信管理部５０が、バッテリ８０の再充電の開始を制御して、過度に再充電が行われる状況を回避する。具体的に、通信管理部５０は、満充電のステータス情報を受け取ると、電圧監視線５３の電位によりバッテリ８０の電圧値を監視する。なお、通信管理部５０を構成するＩＣチップの電源電位はバッテリ８０の最大電圧値よりも低いため、実際にはバッテリ８０の電圧の分圧値を監視することで、バッテリ８０の電圧値を取得する。バッテリ８０の電圧値が所定値（充電管理部７０が自律的に再充電を行う４．１Ｖよりも低い電圧値、たとえば３．８Ｖ）以上であれば、通信管理部５０は、バッテリ８０の充電を禁止することを決定し、充電制御部６６にその旨を通知する。これを受けて充電制御部６６は、充電禁止指示を充電管理部７０に供給し、充電管理部７０による自律的な再充電処理を禁止させる。バッテリ８０の電圧値が所定値（３．８Ｖ）を下回れば、通信管理部５０は、バッテリ８０の充電を許可することを決定し、充電制御部６６にその旨を通知する。これを受けて充電制御部６６は、充電開始指示を充電管理部７０に供給し、第１モードによる充電処理が開始される。

なお、以上の通信管理部５０の処理は、ＵＳＢケーブル１４により無線ゲームコントローラ２０とゲーム装置１０との接続が長時間維持されているときの再充電制御である。ＵＳＢケーブル１４により無線ゲームコントローラ２０とゲーム装置１０とが最初に接続された時点では、通信管理部５０は、バッテリ８０のステータス情報に関係なく、外部機器との接続状況からバッテリ８０の充電の可否を判定することは上記したとおりである。

図６は、本実施例の充電工程におけるタイミングチャートを示す。図６（ａ）は、ゲーム装置１０から供給される駆動要求信号のオン・オフのタイミングを示し、図６（ｂ）は、バッテリ８０に供給される充電電流の変遷を示し、図６（ｃ）は、振動モータ８４の駆動タイミングを示す。

時間ｔ_０で、無線ゲームコントローラ２０がＵＳＢケーブル１４によりゲーム装置１０と接続される。通信管理部５０は、外部機器との接続状況を診断して、充電可能な外部機器と接続していることを判断すると、その旨をシステム管理部６０の充電制御部６６に通知する。充電制御部６６は、充電開始指示を充電管理部７０に送り、充電管理部７０が第１モードによる充電制御を開始する。第１モードでは、予備充電後、急速充電が実行される。

急速充電によりバッテリ８０が満充電になる前に、時間ｔ_１で駆動要求信号がゲーム装置１０から送信される。通信管理部５０は駆動要求信号を受信すると、駆動要求信号を受信したことをシステム管理部６０に通知する。

時間ｔ_１で、システム管理部６０における充電制御部６６が、駆動要求信号の受信に関する通知を受けて、バッテリ８０への充電電流を急速充電電流Ｉ２から低速充電電流Ｉ３に切り替える。これにより時間ｔ_１で、充電管理部７０が第２モードによる充電制御を開始する。

モータ制御部６２は、駆動要求信号の受信に関する通知を受けると、時間ｔ_１からオフセット時間Ｔ１だけ待機した後に、振動モータ８４に駆動電流を供給する。これにより、充電電流が確実に下げられた後に、振動モータ８４に駆動電流を供給できる状況を作り出せる。たとえば、このオフセット時間Ｔ１は３ｍｓ程度の短い時間に設定される。数ｍｓ程度に設定することで、ユーザに時間遅れを感じさせずに、ゲーム進行に応じた振動モータ８４の振動をほぼリアルタイムで提供できる。

時間ｔ_１で送信された駆動要求信号は、連続するパケット信号により時間ｔ_２まで継続して送信される。その後、駆動停止信号が連続送信され、また時間ｔ_３で、駆動要求信号が時間ｔ_４まで継続して送信される。その後、また駆動停止信号が連続送信され、時間ｔ_５から時間ｔ_６まで継続して駆動要求信号が送信される。

駆動要求信号は、ゲームアプリケーションによっては断続的に高頻度に送信されることがある。たとえば、ラリーゲームなどでは、バーチャルな路面の感覚をユーザに伝えるために、振動モータ８４の駆動要求信号が頻繁にゲーム装置１０から送信される。そのような場合、振動モータ８４の駆動と停止とが切り替わるたびに充電電流を低速充電電流Ｉ３と急速充電電流Ｉ２との間で変化させると、バッテリ８０への負荷が高くなる。そのため充電制御部６６は、第２モードにおいて、駆動要求信号を最後に受け取ってから所定時間Ｔ２が経過するまでは、充電制御を第１モードに切り替えないようにする。すなわち、通信管理部５０が駆動要求信号を受け取らない期間が所定時間Ｔ２に達するまでは、充電制御を第１モードに切り替えないようにする。これにより、頻繁に充電電流が変化する状況を回避でき、バッテリ８０への負荷を軽減できる。たとえば時間Ｔ２は、数分程度に設定されてよい。

図６（ｂ）の例では、最後に駆動要求信号を時間ｔ_６で受け取ってから、所定時間Ｔ２が経過した時間ｔ_７で、充電制御部６６が、バッテリ８０への充電電流を低速充電電流Ｉ３から急速充電電流Ｉ２に切り替える。これにより、充電管理部７０が第１モードによる充電制御を再開する。再開後、充電管理部７０は、時間ｔ_８において満充電を判定し、充電処理を終了する。

本実施例では、モード間の充電制御を連続して実行することとしているが、モードの遷移時に、充電制御部６６が充電制御をリセットするようにしてもよい。たとえば、第１モードが終了すると、充電制御部６６が充電を一旦終了し、続いて、予備充電を実行して低速充電を行う第２モードの充電工程を実行してもよい。この第２モードが終了すると、また充電を一旦終了し、予備充電後、急速充電を行う第１モードの充電工程を実行する。このように、モード間で充電制御をリセットする場合には、バッテリ８０への負荷が特に大きくなる。そこで、第２モードにおいて、駆動要求信号を最後に受信してから、所定時間Ｔ２が経過するまで、充電制御を第１モードに切り替えないようにすることで、バッテリ８０への負荷を軽減することが可能となる。

図７は、無線ゲームコントローラ２０の構成のうち、充電制御を実行する回路構成を示す。ＵＳＢコネクタ４０にＵＳＢケーブル１４が接続されると、ゲーム装置１０および通信管理部５０は、差動信号線７１ａ、７１ｂを介してデータを送受信する。ＵＳＢコネクタ４０は、ゲーム装置１０から供給される接地電位をグランド線５８により無線ゲームコントローラ２０のグランドに供給し、また電源電位を電源線５１により切替部８２に供給する。

切替部８２は、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４と、レギュレータＵ１、Ｕ２を有して構成される。電源線５１はダイオードＤ１、Ｄ２の入力に接続され、ダイオードＤ１の出力はレギュレータＵ１に、ダイオードＤ２の出力はレギュレータＵ２に接続される。またバッテリ８０の電源線５２はダイオードＤ３、Ｄ４の入力に接続され、ダイオードＤ３の出力はレギュレータＵ１に、ダイオードＤ４の出力はレギュレータＵ２に接続される。

レギュレータＵ１には、ダイオードＤ１、Ｄ３に入力される電圧のうち大きい方の電圧が入力される。したがって、充電中は外部電源の電圧がレギュレータＵ１に入力され、非充電中はバッテリ８０の電圧がレギュレータＵ１に入力される。同様に、レギュレータＵ２には、ダイオードＤ２、Ｄ４に入力される電圧のうち大きい方の電圧が入力される。したがって、充電中は外部電源の電圧がレギュレータＵ２に入力され、非充電中はバッテリ８０の電圧がレギュレータＵ２に入力される。レギュレータＵ１は、通信管理部５０およびシステム管理部６０のＩＣチップの駆動電圧を電源線５４に出力し、レギュレータＵ２は、振動モータ８４ａ、８４ｂの駆動電圧を電源線５５に出力する。

通信管理部５０は、電圧監視線５３にてバッテリ８０の電位を抵抗Ｒ１０とＲ１１とで分圧した分圧値を監視し、バッテリ８０の電圧値を取得する。通信管理部５０は、データ線７２ａを介してデータをシステム管理部６０に出力する。通信管理部５０の出力データには、ゲーム装置１０から駆動要求信号を受信したことの通知や、外部機器との接続状況やバッテリ８０の電圧値に基づいた充電制御に関する通知などが含まれる。

システム管理部６０は、データ線７２ｂを介してデータを通信管理部５０に出力する。通信管理部５０の出力データには、バッテリ８０のステータス情報が含まれる。通信管理部５０とシステム管理部６０は、クロック線７２ｃによりクロックを共通にされる。

システム管理部６０は、制御線７３ｂを介して充電管理部７０の充電の開始、停止を制御する。この制御は、通信管理部５０からの充電制御に関する通知をもとに実行される。またシステム管理部６０は、制御線７３ａを介してトランジスタＱ１のオン・オフを制御する。トランジスタＱ１をオン・オフすることで、バッテリ８０の充電電流を、急速充電電流Ｉ２と低速充電電流Ｉ３との間で切り替える。具体的には、トランジスタＱ１をオンとすると、バッテリ８０の充電電流を生成する抵抗値が、並列接続した抵抗Ｒ１とＲ２の合成抵抗値となる。一方で、トランジスタＱ１をオフにすると、バッテリ８０の充電電流を生成する抵抗値が、抵抗Ｒ１の抵抗値となる。抵抗Ｒ１とＲ２の抵抗値を適切に設定することで、トランジスタＱ１がオンのときは、急速充電電流Ｉ２をバッテリ８０に供給でき、トランジスタＱ１がオフのときは、低速充電電流Ｉ３をバッテリ８０に供給できる。このように、トランジスタＱ１のオン・オフを制御することで、バッテリ８０の充電制御モードを容易に変更することができる。

システム管理部６０は、駆動要求信号を受信したことを通信管理部５０により通知されると、トランジスタＱ１をオフにして、第２モードによる充電制御を行う。システム管理部６０は、最後に駆動要求信号を受信したことの通知を受け取ってから所定時間が経過するまで、トランジスタＱ１のオフを維持し、所定時間が経過すると、トランジスタＱ１をオンにして、第１モードによる充電制御を再開する。

なお、システム管理部６０は、トランジスタＱ１をオンからオフにして所定時間が経過した後に、制御線７４ａ、７４ｂを介してトランジスタＱ２、Ｑ３をオンにする。これにより、第１モードから第２モードへの切替が確実に終了した後に、振動モータ８４ａ、８４ｂを駆動できる。

充電管理部７０は、電源線５１から外部電源の電源電圧を受け取り、出力端子（ＯＵＴ）から出力する。上記したように、バッテリ８０への充電電流はトランジスタＱ１のオン・オフ制御により調整される。充電管理部７０は、ＯＵＴ端子からバッテリ８０の電圧値を監視し、予備充電から急速充電への切替と、急速充電中の定電流充電から定電圧充電への切替を制御する。また、充電管理部７０は、ＩＳＥＴ端子からバッテリ８０の充電電流を監視し、急速充電中の定電圧充電において充電電流が所定値（たとえば３０ｍＡ）を下回ると、満充電まで充電されたことを判定して、充電を終了する。充電管理部７０は、データ線７３ｃ、７３ｄから、バッテリ８０の充電状態を示すステータス情報をシステム管理部６０に伝送する。

以上の回路構成により、図６に関連して説明した充電制御が実現される。なお、図７に示した回路構成では、通信管理部５０、システム管理部６０および充電管理部７０がそれぞれ別個のＩＣチップで構成されているが、既述したように、これらの機能は１つまたは２つのＩＣチップに集約されてもよい。また、さらに機能を細分化して、４つ以上のＩＣチップで構成されてもよい。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本実施例において、第２モードでは、低速充電電流Ｉ３＞０とする低速充電工程を実行するとした。しかしながら第２モードでは充電処理を停止してもよく、その場合は予備充電電流および低速充電電流が０となってもよい。

通信管理部５０は、バッテリ８０のステータス情報をゲーム装置１０に送信してもよい。ゲーム装置１０は、画像表示装置３にバッテリ８０の充電状態を示す情報を提示して、ユーザに充電状態を認識させてもよい。

また本実施例では、負荷として振動モータ８４を示したが、無線ゲームコントローラ２０が、他の負荷を有して構成されてもよい。

本発明の実施例にかかるゲームシステムの使用環境を示す図である。 コントローラの外観構成を示す図である。 コントローラの背面側の外観構成を示す図である。 コントローラの内部構成を示す図である。 バッテリのそれぞれのモードの充電工程を示す。 本実施例の充電工程におけるタイミングチャートを示す図である。 無線ゲームコントローラの構成のうち、充電制御を実行する回路構成を示す図である。

符号の説明

１・・・ゲームシステム、１０・・・ゲーム装置、１２・・・ＡＶケーブル、１４・・・ＵＳＢケーブル、２０・・・無線ゲームコントローラ、４０・・・ＵＳＢコネクタ、５０・・・通信管理部、６０・・・システム管理部、６２・・・モータ制御部、６４・・・入力制御部、６６・・・充電制御部、７０・・・充電管理部、８０・・・バッテリ、８２・・・切替部、８４・・・振動モータ、８６・・・操作入力部。

Claims (4)

1. 電力を蓄積するバッテリと、
   外部電源からの電力をバッテリに供給する充電制御部と、
   駆動電流を供給されて駆動する負荷と、
   負荷の駆動要求信号を受け取る通信管理部と、
   駆動要求信号にしたがって、前記負荷に駆動電流を供給する負荷制御部と、を備えた端末装置であって、
   前記充電制御部は、前記通信管理部が駆動要求信号を受け取らない場合に第１モードで前記バッテリを充電制御し、前記通信管理部が駆動要求信号を受け取った場合に第２モードで前記バッテリを充電制御することを特徴とする端末装置。
2. 前記充電制御部は、第１モードにおいて、第２モードよりも高い充電電流で前記バッテリを充電制御することを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
3. 前記負荷制御部は、前記通信管理部が駆動要求信号を受け取ってから所定の第１時間の経過後に前記負荷に駆動電流を供給することを特徴とする請求項１または２に記載の端末装置。
4. 前記充電制御部は、第２モードにおいて、前記通信管理部が駆動要求信号を受け取らない期間が所定の第２時間に達すると、充電制御を第１モードに切り替えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の端末装置。
   
   
   

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