JP4841534B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、情報入出力装置を備えた電子機器に関するものである。

従来、誘導加熱装置に関し、『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提供する。』ことを目的とした技術として、『装置本体１のトッププレート２前方の上面に配置され、複数の加熱コイル１４ａ〜１４ｃ毎に電源スイッチ、火力調節スイッチ及び火力表示部が設けられた第１の操作部３と、複数の加熱コイル１４ａ〜１４ｃを誘導加熱させるための電源スイッチ、火力調節スイッチ及び火力表示部を有し、さらに、装置本体１に備えられた各種機能を実行させる複数の機能スイッチを有する遠隔操作用の第２の操作部４とを備えた。』というものが提案されている（特許文献１）。

また、冷蔵庫に関し、『情報表示装置を扉に設けた冷蔵庫の従来構造としては、扉への電源供給および情報通信を有線で実現している。しかし、こうした構造では多くの構成部品が必要となり、製造工程においても組み立てが複雑化するため高コストとなるという問題がある。』ことを課題とした技術として、『冷蔵庫本体１には高周波発生回路９と、それに接続した第一コイル４から成る給電回路１０を設け、扉２には第一コイル４と電磁誘導結合する第二コイル５から成る受電回路１１を設け、その第二コイル５を情報表示装置３に接続している。ここで、前記冷蔵庫本体１は前記高周波発生回路９の出力に情報を載せる手段を有しており、前記扉２は第二コイル５に誘起された電圧から前記情報を検出する手段を有している。さらに、前記扉２は第二コイル５に誘起された交流を整流し、前記情報入出力部３の直流電源とする手段を具備している。』というものが提案されている（特許文献２）。

また、非接触給電に関し、『給電能力をより大きくすることができる非接触給電機構、当該機構を用いる機能装置およびそれに用いられる拡張機能モジュールを提供する。』ことを目的とした技術として、『嵌合凸部９ｂの突出片の側面周囲９１に、非接触給電のための巻線コイル１８が内蔵または露出されるように設けられる。さらに、嵌合凹部８ａの側面周囲８１に、巻線コイル１１が嵌合時に二次側の巻線コイル１８と略同心円をなすべく内蔵される。』というものが提案されている（特許文献３）。

また、非接触給電に関し、『一次側の基本機能モジュール８および拡張機能モジュール９の側方端部表面に段欠き部８１が形成される一方、二次側の拡張機能モジュール９の側方端部裏面に段欠き部が形成される。ここで、段欠き部８１，９１の突出片８２，９２の内部または表面に、非接触給電のための巻線コイル１１，１８が筐体表面に平行な巻線面となるように設けられている。』というものも提案されている（特許文献４）。

特開２００７−１３４１５５号公報（要約） 特開２００１−３３１３６号公報（要約） 特開２００７−１４９８７２号公報（要約） 特開２００７−１４９８７６号公報（要約）

上記特許文献１に記載の技術では、表示部と機器本体を結ぶ配線が必要となり、配置の自由度を下げるので、ユーザビリティの観点から課題があった。

また、上記特許文献２に記載の技術では、冷蔵庫の扉２が閉じられた際に、第一コイル４と第二コイル５が近接することにより、情報表示装置３が電磁誘導による電力供給を受けられるような構造になっている。
そのため、情報表示装置３の配置位置が固定されてしまい、配置の自由度を下げるので、ユーザビリティの観点から課題があった。

また、上記特許文献３または特許文献４に記載の技術では、嵌合凸部９ｂ、嵌合凹部８ａ、段欠き部８１を設けて、非接触給電部分の位置ずれ防止を図っているが、家電機器のような機器にこのような部分を設けることは、意匠に与える影響が大きく、採用し難い場合がある。
さらには、配置位置が嵌合凸部９ｂ、嵌合凹部８ａ、段欠き部８１の周辺に固定され、配置の自由度を下げるので、ユーザビリティの観点から課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、情報入出力装置のユーザビリティ向上、情報入出力装置と機器本体の間の電力供給効率および通信効率の向上を目的とする。

本発明に係る電子機器は、情報を入力する入力手段と、電磁誘導作用により非接触で交流電力の受信および情報の送受信を行う共振回路と、前記入力手段に入力された情報に対する応答、または前記共振回路が受信した情報を出力する出力手段と、前記入力手段および前記出力手段の動作を制御する制御手段と、を備えた情報入出力装置と、前記共振回路を介して前記情報入出力装置との間で情報を送受信する通信手段と、コアを磁性体で構成し、電力の供給を受けて電磁石化する本体側コイルと、を備えた電子機器であって、前記情報入出力装置は、当該電子機器から着脱自在に構成されており、前記情報入出力装置の前記共振回路は、電磁誘導作用により前記本体側コイルから電力が供給されるコイルを有し、そのコイルのコアを磁性体で構成し、前記情報入出力装置の前記制御手段は、前記共振回路が受信した交流電力または情報の受信状態に応じて、その受信状態を示す情報を前記出力手段に出力させ、前記本体側コイルは、電磁石化して前記共振回路の前記コイルを磁力で引き付けることにより、前記情報入出力装置を当該電子機器の所定位置に引き付けて固定するものである。

本発明に係る電子機器は、非接触で稼動のための電力と情報を受信するため、任意の位置に情報入出力装置を配置することができ、ユーザビリティの観点から好ましい。
また、電力または情報の受信状態が出力手段により出力されるので、ユーザがこれらの状態を把握することができ、受信状態のより良い位置に情報入出力装置の配置を変更することを促す効果がある。これにより、電力供給や通信が安定してこれらの効率が向上することが期待できる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る入出力装置１と機器本体２０の構成図である。
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の入出力部として動作する情報入出力装置である。
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）機器などが相当する。
機器本体２０と入出力装置１は、適当な間隔を介して互いに対向して配置されている。

入出力装置１は、機器本体２０との間で情報の入出力を行うものである。
入出力装置１は、入力手段２、出力手段３、制御手段４、共振回路５ａおよび５ｂ、電源回路６、通信回路７、メモリ８を備える。
入力手段２は、ユーザが機器本体２０に対して操作を行う際の操作指令や、機器本体２０へ通知するための各種情報の検出を行う。
出力手段３は、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、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。
制御手段４は、入力手段２より得られた入力信号と出力手段３へ出力する出力情報の制御・管理、後述する通信回路７の制御など、入出力装置１全体の動作制御を行う。
共振回路５ａおよび５ｂは、インダクタンスとキャパシタからなる。
電源回路６は、共振回路５を介して得られる電力を入出力装置１の電源とするための処置を行う回路であり、例えば平滑化や整流を行うものである。
通信回路７は、共振回路５を用いて入出力装置１と機器本体２０との間で行われる通信を処理する回路である。
メモリ８は、制御手段４が用いる情報、例えば取得、制御、管理する情報を保持する。

機器本体２０は、本体側共振回路２１ａおよび２１ｂ、給電回路２２、本体側通信回路２３、本体側制御手段２４、本体機能部２５を備える。
本体側共振回路２１ａおよび２１ｂは、インダクタンスとキャパシタとからなる。
給電回路２２は、本体側共振回路２１を介して入出力装置１に電力を供給する。
本体側通信回路２３は、本体側共振回路２１を用いて入出力装置１との通信を行う。
本体側制御手段２４は、本体側通信回路２３の制御や通信信号の制御・管理を行うとともに、給電回路２２の制御、機器本体２０全体の管理・制御を行う。
本体機能部２５は、機器本体２０の機能を実現する。ここでいう機器本体２０の機能とは、機器本体２０が加熱調理器であれば加熱動作、洗濯機であれば洗濯動作、などのことである。

図１において、共振回路５ａと本体側共振回路２１ａ、共振回路５ｂと本体側共振回路２１ｂは、それぞれが対向するように配置されており、後に説明するように、電磁誘導により電磁的に結合している。

本実施の形態１における「共振回路」は、共振回路５ａおよび５ｂがこれに相当する。
また、「通信手段」は、本体側共振回路２１ｂおよび本体側通信回路２３がこれに相当する。また、「電子機器」は、機器本体２０がこれに相当する。以後の実施の形態でも同様である。

以上、入出力装置１と機器本体２０の概略構成について説明した。
以下では、それぞれの構成の詳細について説明する。最初に入出力装置１の各部の詳細を説明し、その後に機器本体２０の各部の詳細について説明する。

入力手段２は、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で構成することができる。
このようなスイッチを入力手段２として用いる場合、ユーザは、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。
なお、前述のスイッチとして、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をするように用いることもできる。

また、入力手段２は、たとえばタッチパネルで構成することもできる。
タッチパネルを用いる場合、タッチパネルとともに液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などの表示手段が必要となる。ユーザは、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。
入力手段２をタッチパネルで構成する場合は、例えばコレステリック液晶で構成した表示手段を用いればよい。

また、入力手段２は、たとえば音声入力手段で構成することもできる。
音声入力手段を用いる場合、前述のスイッチ手段や前述のタッチパネルのようにユーザが直接入出力装置１に触れて操作できない状態においても、操作指示を入力することが可能である。
入力手段２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。

また、入力手段２は、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、人感センサなどのセンサで構成することもできる。
入力手段２としてセンサを用いた場合、前述のスイッチやタッチパネル、音声入力手段のようにユーザ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、ユーザの意思にかかわらず、自動的に情報の入力を行うことができる。

以上説明した入力手段２の構成については、前述した入力手段２の全ての構成を並列的に搭載してもよい。なお、図１においては、入力手段２としてスイッチを搭載した例について示した。
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の前述の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。

出力手段３は、たとえばＬＣＤあるいは有機ＥＬディスプレイなどの表示装置を用いることができる。図１においては表示装置３ａとしてＬＣＤを用いたものを示した。
表示装置３ａは、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、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、ユーザの視覚に対する出力を行うことができる。
特に有機ＥＬディスプレイは、表示部を薄くできるので、入出力装置１を小型化することができる。

また、出力手段３は、たとえばスピーカなどの音声出力手段を用いることができる。図１においては音声出力手段３ｂとしてスピーカを用いたものを示した。
音声出力手段３ｂは、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、ビープ音、メロディ、音声などの音声として出力する。
音声出力手段３ｂを用いることで、ユーザの聴覚に対する出力を行うことができる。

また、出力手段３は、たとえば振動モータなどの振動発生手段を用いることができる。図１においては、振動発生手段３ｃとして振動モータを用いたものを示した。
振動発生手段３ｃは、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、振動として出力する。
振動発生手段３ｃを用いることで、ユーザの触覚に対する出力を行うことができる。

以上に示した出力手段３の構成については、前述した出力手段３のすべての構成を並列的に搭載してもよい。なお、図１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た。
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の前述の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。

制御手段４は、マイクロプロセッサあるいはＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などの演算装置で構成することができる。
制御手段４としてマイクロプロセッサを用いた場合、入力手段２からの入力信号および出力手段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。
制御手段としてＣＰＬＤやＦＰＧＡを用いた場合、入力手段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。

共振回路５ａは、インダクタンス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５ａと対向する形で、機器本体２０の本体側共振回路２１ａが配置される。
共振回路５ａと本体側共振回路２１ａは電磁誘導結合し、電磁誘導により本体側共振回路２１ａから共振回路５ａへ電力が供給される。
共振回路５ａのインダクタンスとコイルの値は、機器本体２０の給電回路２２が本体側共振回路２１ａ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５ａで共振が生じるような値に設定される。

共振回路５ｂは、インダクタンスとキャパシタから構成される。
共振回路５ｂと本体側共振回路２１ｂは電磁誘導結合し、電磁誘導により本体側共振回路２１ｂから共振回路５ｂへ電力が供給される。
共振回路５ｂのインダクタンスとキャパシタンスの値は、機器本体２０の通信回路２３が本体側共振回路２１ｂ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５ｂで共振が生じるような値に設定される。

なお、図１に示す共振回路５ａおよび５ｂでは、電源回路６あるいは通信回路７に対して、インダクタンスとキャパシタを並列接続した並列共振回路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した直列共振回路構成としてもよい。

電源回路６は、共振回路５ｂより得られる交流電力を整流・平滑化し、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。

通信回路７は、機器本体２０の本体側制御手段２４より送信され、本体側通信回路２３により変調された信号を、本体側共振回路２１ｂと共振回路５ｂ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５ｂから本体側共振回路２１ｂへ電磁誘導により情報送信を行うための変調を行う。
ここで、通信回路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。

メモリ８は、制御手段４が入力手段２から取得した情報あるいは通信回路７より取得した機器本体からの情報、通信回路７を介して機器本体２０へ送信する情報、出力手段３へ出力するための情報、入出力装置１の動作状態や一連の処理過程の処理状況の情報などを保持する。

メモリ８を備えることによる効果について、以下に補足する。
入出力装置１は、共振回路５ｂおよび本体側共振回路２１ｂ（詳細は後述）を介して非接触で電力を受電しているため、機器本体２０と入出力装置１との機器仕様や機器本体２０との取り付け状態、使用環境などにより、共振回路５ｂと本体側共振回路２１ｂの電磁誘導結合が遮断され、電力供給が遮断される可能性もある。この場合、電力の遮断により、制御手段４が取得、制御、管理する前記各種情報は消えてしまうことになる。
そこで、電力の遮断に対して前述の各種情報の保持を継続させるため、不揮発性メモリで構成したメモリ８を備えることで、機器使用時における入出力装置１への電力遮断に対して、入出力装置１の制御手段４が取得、制御、管理する各種情報を安全に保持できるようにすることができ、入出力装置１の信頼性が高まる。

メモリ８は、マイコンなどにより構成される制御手段４内にパッケージ化されたものであってもよいし、また、制御手段４とは別に構成されたものを制御手段４と電気的に接続した構成としてもよい。

以上、入出力装置１の各部の詳細について説明した。
次に、機器本体２０の各部の詳細について説明する。

本体側共振回路２１ａは、インダクタンス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５ａと対向する形で機器本体２０の本体側共振回路２１ａが配置される。
共振回路５ａと本体側共振回路２１ａは電磁誘導結合し、電磁誘導により本体側共振回路２１ａから共振回路５ａへ電力を供給する。
本体側共振回路２１ａ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５ａと同様に、機器本体２０の給電回路２２が本体側共振回路２１ａ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５ａで共振が生じるような値に設定される。

本体側共振回路２１ｂ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５ｂと同様に、入出力装置１の通信回路７が共振回路５ｂ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２１ｂで共振が生じるような値に設定される。

なお、図１に示す本体側共振回路２１ａおよび本体側共振回路２１ｂでは、給電回路２２あるいは本体側通信回路２３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並列共振回路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直列共振回路構成としてもよい。

給電回路２２は、本体側共振回路２１ａのインダクタンス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５ａに対して交流電力を供給する。

本体側通信回路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２１ｂと共振回路５ｂを介して入出力装置１へ送信するための変調をおこなう。
また、通信回路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５ｂおよび本体側共振回路２１ｂを介して受信し、通信信号への復調を行う。
ここで、本体側通信回路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方式やＰＳＫ方式、ＦＳＫ方式、ＱＡＭ方式などが用いられる。

本体側制御手段２４は、以下の処理を行う。
（１）前述した本体側通信回路２３への送信信号の生成や、本体側通信回路２３からの受信信号の処理を行う。
（２）本体機能部２５に対する制御を行う。
（３）給電回路２２に対する制御を行う。例えば、給電回路２２が本体側共振回路２１ａ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２１ａ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は、電力供給を再開する処理を行う。

本体側制御手段２４は、入出力装置１の制御手段４と同様に、マイクロプロセッサ、ＣＰＬＤ、ＦＰＧＡなどにより構成することができる。

以上、本体機器２０の各部の詳細について説明した。

以上に説明した構成により、入出力装置１は、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受電を行うことができる。
非接触で機器本体２０との通信や電力供給が可能であるため、機器本体２０と構造的に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、入出力装置１を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放熱性を高め、内部回路などからの発熱を入出力装置１全体から放熱させることもできる。

入出力装置１を機器本体２０から物理的な電気配線を省いた状態で配置する場合、その配置場所として、例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に配置することが考えられる。
扉や蓋が閉まった状態では、入出力装置１の共振回路５と機器本体２０の本体側共振回路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。
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はユーザ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、使用上の特段の問題はない。

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ないため、入出力装置１を備え付けた扉あるいは蓋を、機器本体２０から取り外し可能に構成することもできる。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。

図２は、本実施の形態１に係る機器本体２０の構成例を示すものである。
図２において、機器本体２０は同図に示すような箱状の機器を例として示している。機器本体２０には、本体側共振回路２１が分散して複数配置されており、入出力装置１はこれらのいずれの場所においても動作することができる。

図２においては、本体共振回路２１の位置を機器本体２０天面の外周付近、あるいは側面や前面の外周付近としているが、図２の構成を応用した機器本体２０として、本体側共振回路２１の数を増加させるとともに細分化し、機器本体２０の天面全体に配置することで、入出力装置１の配置位置を機器本体２０の天面全体とすることも可能である。

また、本体側共振回路２１のコイルの面積を大型化し、機器本体２０の天面全体を本体側共振回路２１のコイル面とすることで、入出力装置１の配置位置を機器本体２０の天面全体とすることも可能である。

これらの配置により、自由な位置、向きでの入出力装置１の操作が可能となる。また、機器本体２０の天面全体をフラットな状態にすることも可能となる。

この時、入出力装置１を設置する位置や向きに応じて、入出力装置１の機能を切り替えてもよい。
ここでいう機能の切り替えとは、画面表示や音声、振動モータ振動パターンあるいは、入力手段２への入力仕様などである。本体側共振回路２１を配置する数や、面積、大きさについては、機器本体２０に要求される機能、コスト、サイズに応じて変更すればよい。

また、本体側共振手段２１の数が少なくても良い場合は、本体側共振手段２１が配置された場所に、入出力装置１をはめ込むための凹部を設けても良い。

以上、図２を用いて、本実施の形態１に係る機器本体２０の構成例を説明した。
次に、入出力装置１の受信状態に応じて出力手段３の出力内容を可変し、入出力装置１の配置変更を促す動作について説明する。

入出力装置１は、機器本体２１の電力供給面、即ち本体側共振回路２１の配置された箇所に設置する必要がある。また、図２で説明した、本体側共振回路２１が分散配置された場合においては、入出力装置１は本体側共振回路２１と共振回路５が対向できる位置におく必要がある。
入出力装置１の配置の自由度を重視して、機器本体２０への固定を弱める場合、本体側共振回路２１と共振回路５との対向関係にずれが生じやすくなる。このずれが大きくなると、機器本体２０から入出力装置１へ供給される電力供給効率の低下や通信効率の低下が発生する。
また、（１）ずれの大きい状態で機器の使用を継続した場合、（２）入出力装置１の操作時に入出力装置が動いて位置がずれた場合、（３）外来ノイズの影響、などの原因により、さらに電力供給効率が低下し、入出力装置１への電力供給あるいは通信が遮断され、入出力装置１機能低下が生じる可能性がある。

そこで、本実施の形態１に係る入出力装置１は、入出力装置１を機器本体２０に設置した際に、機器本体２０から受電される電力あるいは通信信号を検出し、その受信状態を出力情報として出力手段３より出力する。

受電電力の受信状態の検出は、共振回路５に発生する電圧あるいは電流や、電源回路６に入力される電圧あるいは電流を用いて、受電電力の大きさを検出することにより行う。
通信信号の受信状態の検出は、共振回路５に発生する電圧あるいは電流、通信回路７で検出した通信信号のエラー発生頻度などをもとに行う。
なお、通信回路が動作するためには、受電可能であることが前提であるため、電力の受信状態を検出し、もって通信状態の検出に代えてもよい。

以上で検出した受電電力の状態や通信の状態は、制御手段４に出力される、
制御手段４は、これらの状態に応じて、その状態を画像や文字、音声、振動などで表した出力信号として出力手段３に出力させる。

これにより、ユーザに対して、電力供給状態や通信状態を通知することで、ユーザが電力供給状態および通信状態のよい場所へ入出力装置１を配置変更するように促すことができる。
電力供給状態あるいは通信状態が所定のレベルを下回る場合は、出力手段３を用いて、画像や文字、音声、振動などの出力情報により、入出力装置１の配置位置が最適でないことを警告してもよい。

本体側共振回路２１が細分化され、機器本体２０の天面全体に配置された場合や、本体側共振回路２１のコイルの面積を大型化し、機器本体２０の天面全体を本体側共振回路２１のコイル面とした場合においては、図２で説明したような、本体側共振回路２１が分散して点在配置された機器本体２０と比較し、入出力装置１の配置位置に対する制約は小さい。
しかし、外来ノイズや機器本体２０が動作することによる電磁波の発生などにより、配置場所による電力供給状態あるいは通信状態にムラが生じる可能性がある。
このような場合においても、前述したように、電力供給状態や通信状態を検出し、出力手段３を用いてユーザに電力供給状態や通信状態を通知し、ユーザが電力供給効率および通信効率の高い位置へ入出力装置１を配置変更するように促すことが効果的である。

入出力装置１の機器本体２０への取り付けには、以下のような方法がとられる。
（１）機器本体２０の上部に設置する場合は、機器本体２０の上部に置き使用する。
（２）機器本体２０の側面あるいは底面に設置する場合は、機器本体２０に、入出力装置１を設置するための構造が必要となる。この入出力装置１を設置するための構造として、以下のような構造が考えられる。
（２．１）フックなどの機器本体２０に対して入出力装置１を引っ掛ける構造
（２．２）機器本体２０に入出力装置1を格納する格納部を設けた構造
（２．３）機器本体２０に入出力装置１を置くため台を備えた構造
（２．４）磁石を利用し機器本体２０と入出力装置１とを互いに引き付け合わせる構造

なお、取り付け構造は上記のものに限られず、入出力装置１の共振回路５と機器本体２０の本体側共振回路２１とが対向した状態で入出力装置１を機器本体に設置できる構成であれば、どのような構成を用いてもよい。

以上のように、本実施の形態１に係る入出力装置１では、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、ユーザに対する使いやすさの向上が実現できる。

また、本実施の形態１に係る入出力装置１では、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り、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。

また、本実施の形態１に係る入出力装置１では、メモリ８を備えたので、動作状態の保持が可能となり、電源遮断が生じても電源遮断前の状態に復帰することが可能となる。これにより、装置におけるユーザビリティの向上が可能となる。

また、本実施の形態１に係る入出力装置１では、メモリ８を備えたので、出力手段３への出力情報の必要最低限の入出力装置１での保持およびユーザの好みや使用状態、使用環境に応じて出力情報の変更が可能となり、入力操作２に対する応答動作の速度を速めることが可能となる。
これによりユーザに対するユーザビリティを向上することが可能となる。
また、必要最低限の情報の保持により、必要とするメモリサイズを縮小でき、装置の小型、低コスト化が可能となる。

また、本実施の形態１に係る入出力装置１では、メモリ８に制御手段４の制御プログラムを格納したので、入出力手段１を制御するプログラムの変更が可能となり、ユーザの好みや使用状態、使用環境に応じたプログラムの変更が可能となるとともに、プログラムのバージョンアップも可能となり、ユーザに対するユーザビリティを向上することが可能となる。

また、出力手段３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、聴覚障害や視覚障害のある人を含めた多くのユーザ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１を機器本体２０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２０への影響による品質や信頼性の低下や、ユーザへの伝達性能の低下が懸念されるが、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２０への影響や、振動出力のユーザへの伝達性能の向上が可能となる。

また、本実施の形態１に係る入出力装置１では、入出力装置１を機器本体２０に設置した際に、機器本体２０から受電される電力状態あるいは通信状態を検出し、それらの状態を出力情報として出力手段３に出力するようにした。
そのため、ユーザに対して、入出力装置１が電力受電および通信することが可能な領域の中で、電力供給効率および通信効率の高い配置位置を通知することが可能となる。
これにより、ユーザが電力供給効率および通信効率の高い位置へ入出力装置１を再配置するよう促すことができ、入出力装置１の操作中の位置ずれや外来ノイズに対する耐性が向上し、機器の信頼性向上あるいはユーザビリティの向上が実現できる。
また、機器本体２０の入出力装置１を設置する面全体をフラットな構成とすることも可能となり、機器の手入れのしやすさ、意匠性の向上を図ることができ、ユーザビリティの向上が可能となる。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係る入出力装置１と機器本体２０の構成図である。
実施の形態１で説明した図１では、共振回路５について、受電用の共振回路５ａと、通信用の共振回路５ｂとに分けた構成について記載した。
図１に示す構成以外にも、図３に示すように、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。

なお、図３に示す共振回路５では、電源回路６あるいは通信回路７に対して、インダクタンスとキャパシタを並列接続した並列共振回路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した直列共振回路構成としてもよい。

また、実施の形態１で説明した図１では、本体側共振回路２１について、給電用の共振回路２１ａと、通信用の共振回路２１ｂとに分けた構成について記載した。
図１に示す構成以外にも、図３に示すように、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。

なお、図３に示す本体側共振回路２１では、給電回路２２あるいは本体側通信回路２３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並列共振回路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直列共振回路構成としてもよい。

また、図２に示す機器本体２０において、図３に示す入出力装置１のように、受電用共振回路５と通信用共振回路５を共用化することにより、本体側共振回路２１のある位置において、入出力装置１の配置に関して、回転方向の自由が向上し、自由な位置あるいは、自由な向きで入出力装置１の操作ができるようになる。また、機器本体２０の天面全体をフラットな状態にすることも可能となる。

なお、図１に示すような、受電用共振回路５と通信用共振回路５を分離した構成と、図３に示すような、受電用共振回路５と通信用共振回路５を共用化した構成とは、いずれを用いることも可能である。
以下の説明では、特に言及しない場合は、図１のような分離した構成を前提として説明を行うが、これに限られるものではなく、図３のような共用化した構成を用いることもできる。

実施の形態３．
実施の形態１では、機器本体２０から入出力装置１への電力供給状態あるいは通信状態を出力手段３に出力することで、ユーザに電力供給状態あるいは通信状態を通知して配置変更を促す構成と動作例を示した。
本発明の実施の形態２に係る入出力装置１では、入出力装置１を電力供給効率および通信効率の高い位置へ自動的に配置する例について示す。
なお、本実施の形態２に係る入出力装置１の回路構成および基本的な動作は、実施の形態１で説明した図１と同様であるため、説明は省略する。

本実施の形態３に係る入出力装置１では、共振回路５および本体側共振回路２１を用いて、電力供給効率および通信効率の高い位置へ入出力装置１を自動的に配置する。本実施の形態３に係る入出力装置１の動作を以下に示す。

（１）機器本体２０は、入出力装置１が本体側共振回路２１近傍に配置されたことを、本体側共振回路２１に流れる電流の変化、あるいは、機器本体２０から送信した通信信号に対する入出力装置１からの応答などから検出する。
（２）検出後、機器本体２０は、給電回路２２および本体側共振回路２１内のコイルを用いて、本体側共振回路２１の共振周波数と異なる周波数の交流電流あるいは直流電流を本体側共振回路２１のコイルに発生させる。
（３）本体側共振回路２１のコイルは、電流の発生により電磁石化し、入出力装置１の共振回路５のコイルを引き付ける。
（４）これにより、共振回路５と本体側共振回路２１それぞれのコイル間のずれを減少させることで、入出力装置１を電力給電効率あるいは通信効率の高い位置へ自動的に配置させる。

上記の説明で、入出力装置１の引き付け動作を、入出力装置１が機器本体に設置され機器本体２０が入出力装置１を検出した際に行うものとしたが、入出力装置１が設置された以降は定期的に引き付け動作を行ってもよい。
特に、機器本体２０に対して固定されることのない入出力装置１においては、操作を行うたびに位置のずれが生じる可能性があることから、定期的な引き付け動作により、このようなずれを適宜補正することができる。

共振回路５および本体側共振回路２１のコイルには、コイルの構成要素として磁性体を用いるとよい。このときのコイルの構成例を、次の図４〜図５に示す。

図４は、共振回路５あるいは本体側共振回路２１に用いられるコイル５Ｌまたは２１Ｌの構成例を示すものである。
図４において、５５は磁性体からなるコイルコア、５６は樹脂などが用いられるコイル巻き線を巻くためのボビン、５７はコイル巻き線である。
図４に示す構成では、磁性体からなるコア５５の周囲に巻き線を施すことでコイルを形成している。コイルのコア５５に磁性体を用いることで、コイル内を通る磁束が集中し、電力供給効率を向上するとともに、機器本体２０側のコイルへの通電による入出力装置１の引き付け効果を高める。

図５は、共振回路５あるいは本体側共振回路２１に用いられるコイル５Ｌまたは２１Ｌの別の構成例を示すものである。
図５において、５６はコイルを巻くための樹脂などからなるボビンあるいはコイルを保護するため樹脂を示す。
５７はコイルの巻き線であり、エナメル線やリッツ線などの絶縁被服が施された銅線を用いた巻き線コイル、あるいは、フレキシブル基板を含めたプリント基板のパターンを利用したパターンコイルなどで構成される。
５８はコイル背面に設けられた磁性体からなるシールドである。
図５のコイルでは、５９の矢印の示す方向がコイル通しの対向する対向面を示す。

図５に示す構成では、コイルの巻き線の背面、つまり、共振回路５と本体側共振回路２１が対向する面と反対の面に磁性体によるシールド５８を設けている。
このシールド５８を用いることにより、コイル背面に配置された電子回路へのコイル間の電磁誘導によるノイズの影響を抑制するとともに、磁束の集中を促すことで電力供給効率を向上することができる。さらには、機器本体２０側のコイルへの通電による入出力装置１の引き付け効果を高めることができる。

なお、実施の形態１で説明したような、電力や通信の受信状態に応じてその受信状態を表す情報を出力手段３より出力する動作を、本実施の形態３に係る入出力装置１に適用してもよい。以下の実施の形態においても同様である。

以上のように、本実施の形態３に係る入出力装置１は、入出力装置１を機器本体２０に設置した際に、機器本体２０の本体側共振回路２１のコイルを利用し、入出力装置１の共振回路５内のコイルを引き付けるようにしたので、電力給電効率あるいは通信効率の高い位置へ入出力装置１を自動的に配置することが可能となる。
これにより、電力供給効率および通信効率の高い位置へ入出力装置１を再配置することで、入出力装置１の操作中の位置ずれや外来ノイズに対する耐性が向上でき、機器の信頼性向上、または使用時におけるユーザビリティの向上が実現できる。
また、自動的配置のために新たな構成要素を設けることなく、もともと備えられている構成要素を用いるのみでよいので、入出力装置１や機器本体２０の大型化や複雑化を抑制でき、機器の低コスト化も実現できる。

実施の形態４．
実施の形態３では、本体側共振回路２１のコイルを電磁石化し、入出力装置１を電力供給効率および通信効率の高い位置へ自動的に配置する例について示した。
本発明の実施の形態４では、入出力装置１と機器本体２０にそれぞれ位置固定手段を設けた構成と動作例を説明する。

図６は、本実施の形態４に係る入出力装置１と機器本体２０の構成図である。
図６において、実施の形態２で説明した図３の回路構成に加えて、入出力装置１に新たに位置固定手段９を設けるとともに、機器本体２０に新たに本体側位置固定手段２７を設けた。その他の回路構成は図３と同様であるため、説明は省略する。

位置固定手段９は、入出力装置１を機器本体２０の所定位置に固定するためのものであり、磁性体により構成される。
本体側位置固定手段２７は、機器本体２０の所定位置に入出力装置１を固定するためのものであり、磁性体、コイルあるいは磁性体とコイルにより構成される。
位置固定手段９および本体側位置固定手段２７で用いられる磁性体として、たとえば磁石があげられる。
本体側位置固定手段２７では、コイルあるいは磁性体とコイルを用いる場合、磁性体はコイルのコアとして用いられ、コイルに電流を流すことで、電磁石として作用する。この時、位置固定手段９の磁石と、本体側位置固定手段２７の電磁石とは、それぞれの磁界がお互いを引き付けあう関係になるように配置される。

位置固定手段９と本体側位置固定手段２７は、前述した共振回路５と本体側共振回路２１と同様に、お互いに対向する状態で配置される。
位置固定手段９と本体側位置固定手段２７のいずれか一方に磁石が用いられ、他方に鉄などの磁性体が用いられた場合、磁石の吸引力で入出力装置１を機器本体２０の所定位置に固定することができる。
磁石を用いない側は、機器の筐体を鉄などで構成してもよい。また、位置固定手段９と本体側位置固定手段２７のいずれも磁石としてもよい。
ただし、本発明においては、次に述べるように、鉄などで構成することのできる部分は限定されることに留意する。

入出力装置１の共振回路５と機器本体２０の本体側共振回路２１の間に鉄などの金属が入ると、共振回路５から発生する磁束が伝達されず電磁誘導結合が弱まり、機器本体２０から入出力装置１への電力供給や通信が不可能となる。
このため、本発明のように非接触で電力供給および、通信を行う入出力装置１においては、入出力装置１の筐体および機器本体２０の本体共振回路２１周辺に金属を用いることはできず、磁性体を用いて構成可能な部分が限定される。
そこで、図６に示す位置固定手段９および本体側位置固定手段２７のように、入出力装置１や機器本体２０の一部分のみに磁性体を配置することで、非接触による電力供給および通信に与える影響を低下させる。

上記位置固定手段９と本体側位置固定手段２７により、磁石あるいは電磁石で入出力装置１を垂直面へ取り付けることができる。また、入出力装置１の配置の自由度を確保しつつ、電力供給効率および通信効率の高い位置への入出力装置１の位置決めを容易に実現することができる。

次に、本実施の形態４において、位置固定手段９が磁性体により構成され、また、本体側位置固定手段２７が磁性体とコイルとから構成された場合について、入出力装置１の位置固定動作を以下に説明する。

（１）機器本体２０は、入出力装置１が本体側共振回路２１近傍に配置されたことを、本体側共振回路２１に流れる電流の変化、あるいは、機器本体２０から送信した通信信号に対する入出力装置１からの応答などから検出する。
（２）検出後、機器本体２０は、本体側位置固定手段２７のコイルに電流を通電する。
（３）本体側位置固定手段２７のコイルは、通電により電磁石化し、位置固定手段９を本体側位置固定手段２７に引き付け、入出力装置１の位置ずれの補正と位置の固定を行う。
（４）これにより、共振回路５と本体側共振回路２１それぞれのコイル間のずれを減少させることで、入出力装置１を電力給電効率あるいは通信効率の高い位置へ自動的に配置させる。

上記の説明で、入出力装置１の引き付け動作を、入出力装置１が機器本体２０に設置され機器本体２０が入出力装置１を検出した際としたが、入出力装置１が設置された以降は定期的に引き付け動作を行ってもよい。
特に、機器本体２０に対して固定されることのない入出力装置１においては、操作を行うたびに位置のずれが生じる可能性があることから、定期的な引き付け動作により、このようなずれを適宜補正することができる。

以上では、入出力装置１を機器本体２０に設置、固定する際の動作について示したが、同様の動作を入出力装置１の取り外しに用いてもよい。
たとえば、前述したように入出力装置１の位置固定手段９が磁石で構成され、本体側位置固定手段２７がコイルあるいは磁性体とコイルで構成される場合を考える。

本体側位置固定手段２７のコイルに、入出力装置１を引き付ける際と逆方向の電流を流すことにより、位置固定手段９における磁石と、本体側位置固定手段２７における電磁石とは、それぞれの磁界が反発し合い、入出力装置１を機器本体２０から離すような作用が生じる。
これを利用し、たとえば、入出力装置１の取り外し時の取り外しアシスト動作、あるいは、機器に異常が生じた際に入出力装置１を自動で取り外し緊急停止する動作、緊急情報をユーザに通知する動作、機器のパフォーマンス動作などに用いることができる。

以上の説明では、図６に示すように本体側共振回路２１と別に本体側位置固定手段２７を設けた構成を示したが、本体側共振回路２１もコイルを有するため、本体側位置固定手段２７として本体側共振回路２１を兼用してもよい。

以上のように、本実施の形態４に係る入出力装置１は、入出力装置１に位置固定手段９を設けるとともに、機器本体２０に本体側位置固定手段２７を設けたので、入出力装置１を機器本体２０の電力供給効率および通信効率の高い位置へ自動的に配置可能となる。
これにより、入出力装置１が電力供給および通信の可能な領域の中で、電力供給効率および通信効率の高い位置へ入出力装置１を自動配置することで、入出力装置１の操作中の位置ずれや外来ノイズに対する耐性が向上でき、機器の信頼性向上あるいはユーザビリティの向上が実現できる。
また、入出力装置１を機器本体２０の垂直面に取り付け可能となり、入出力装置１の配置の自由度が向上でき、ユーザビリティの向上が可能となる。

また、本実施の形態４に係る入出力装置１では、入出力装置１の位置固定手段９として磁性体を用い、また、機器本体２０の本体側位置固定手段２７にコイルあるいはコイルと磁性体を設けたので、本体側位置固定手段２７のコイルに電流を流し、本体側固定手段を電磁石とすることで、入出力装置１を機器本体２０の電力供給効率および通信効率の高い位置へ自動的に配置可能となる。

また、本実施の形態４に係る入出力装置１において、入出力装置１の位置固定手段９として磁石を用い、機器本体２０の本体側位置固定手段２７にコイルあるいはコイルと磁性体を設けることにより、本体側位置固定手段２７のコイルに電流を流し、本体側固定手段を電磁石とすることで、入出力装置１を機器本体２０の電力供給効率および通信効率の高い位置へ自動的に配置可能となる。
また、磁石を用いることにより、本体側位置固定手段２７への通電をしなくても、磁性体でできた筐体への設置が可能となるとともに、部分的に磁性体を配置することで、非接触による電力供給および通信に与える影響を低下させることが可能となる。

また、本実施の形態４に係る入出力装置１において、入出力装置１の位置固定手段９として磁石を用い、機器本体２０の本体側位置固定手段２７にコイルあるいはコイルと磁性体を設けることにより、本体側位置固定手段２７のコイルに設置時と逆方向の電流を流し、本体側固定手段２７を電磁石とすることで、入出力装置１を機器本体２０からの取り外しに用いることが可能となる。
これにより、入出力装置１の取り外し時の取り外しアシストあるいは異常通知、緊急停止作として用いることができ、ユーザビリティの向上が可能となる。

実施の形態５．
実施の形態１〜４では、入出力装置１と機器本体２０の構成、およびメモリ８に格納する情報の内容などについて説明した。
本発明の実施の形態５では、各回路の具体的な構成について説明する。全体的な構成は、実施の形態１〜４で説明したものと同様であるため、説明を省略する。

図７は、電源回路６の回路構成例を示すものである。図７では、電源回路６と対向する機器本体２０の給電回路２２を併せて示す。
図７において、入出力装置１における電源回路６は共振回路５と接続され、整流手段１０、平滑手段１１、および電圧変換手段１２を備える。
電源供給点１３は、電源回路６により得られた直流電力を入出力装置１の各要素に供給する供給点である。
機器本体２０における給電回路２２は、本体側共振回路２１と接続され、本体側整流手段３０、本体側平滑手段３１、および交流電力発生手段３２を備える。
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７において、５Ｌは共振回路５を構成するインダクタンス、５Ｃは共振回路５を構成するキャパシタである。
また、２１Ｌは本体側共振回路２１を構成するインダクタンス、２１Ｃは本体側共振回路２１を構成するキャパシタである。

図７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７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。
平滑手段１１は、コンデンサ１１ａと電界コンデンサ１１ｂとで構成される。
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で構成される。

また、図７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７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全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。
本体側平滑手段３１は、電界コンデンサより構成される。
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を用いてブリッジ状に構成されたインバータ回路で構成される。３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄはそれぞれスイッチング素子を示す。
図７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は、本体側制御手段２４によりオン／オフ制御される。

次に、図７を用いて、機器本体２０から入出力装置１へ交流電力を供給する動作について説明する。
図７において、機器本体２０内の給電回路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２１と共振回路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から供給される交流電力の周波数や電圧を変換して出力する。

本体側共振回路２１ａと共振回路５ａのそれぞれが対向した状態であれば、本体側共振回路２１ａに供給された交流電力が、電磁誘導結合により共振回路５ａに誘導される。
このとき入出力装置１では、電源回路６において、共振回路５ａ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７において、本体側共振回路２１ａは、インダクタンス２１Ｌとキャパシタ２１Ｃを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５ａはインダクタンス５Ｌとキャパシタ５Ｃを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。

図８は、通信回路７の回路構成例を示すものである。図８では、通信回路７と対向する機器本体２０の本体側通信回路２３も併せて示す。
図８において、入出力装置１の通信回路７は、共振回路５と制御手段４とに接続され、搬送波発生手段１４、変調信号生成手段１５、電流制御手段１６、復調手段１７、信号増幅手段１８、およびバッファ１９を備える。
電源供給点１３は、電源回路６に接続されている。
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１９は受信時に用いられる。

また、図８において、機器本体２０の本体側通信回路２３は、本体側共振回路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４０を備える。
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４０は受信時に用いられる。

なお、図８では、通信回路７および本体側通信回路２３の構成が対称となる構成例について示した。また、図８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示した。

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。
変調手段１５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８に示した例ではＡＮＤ回路により構成されている。
復調手段１７は、共振回路５ｂより得られた受信信号の復調を行う。図８に示した例では、変調方式をＡＳＫ方式としていることから、変調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は、復調された信号を増幅する。図８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１９は、受信した通信信号をデジタル信号として安定化させる。

図８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４０の機能は、それぞれ搬送波発生手段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１９と同様である。このため説明は省略する。

図８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。

以上、電源回路６と通信回路７の周辺の回路構成について説明した。
次に、図８を用いて、機器本体２０と入出力装置１間の通信動作について説明する。ここでは動作例として、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。

（１）制御手段４は、送信ポートから１／０あるいはＨｉｇｈ／Ｌｏｗで表される通信信号を出力する。
（２）変調手段１５は、搬送波発生手段１４から得られる搬送波と、制御手段４が出力する通信信号とのＡＮＤをとり、変調信号を生成する。
（３）この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５ｂに流れる電流が制御される。
（４）共振回路５ｂに流れる電流により、電磁誘導で本体側共振回路２１ｂに電力が誘起される。
（５）本体側共振回路２１ｂ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。
（６）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。
（７）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、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。

なお、図８では、共振回路５ｂおよび本体側共振回路２３ｂがインダクタンスとキャパシタを並列接続した並列共振回路構成を示した。用いる回路構成に応じて、インダクタンスとキャパシタを直列接続した直列共振回路構成としてもよい。
また、共振回路５および本体側共振回路２３は、電力供給に用いる共振回路と共通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、安価に各機器を構成できる。

以上、機器本体２０と入出力装置１間の通信動作について説明した。
次に、入出力装置１の全体的な動作について、以下に１例を説明する。

（１）電力供給
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５と機器本体２０における本体側共振回路２１とが対向した状態において、機器本体２０の給電回路２２より本体側共振回路２１ａを介して入出力装置１の共振回路５ａに電力が供給される。

（２）受電、動作開始
共振回路５ａは、本体側共振回路２１ａを介して電磁誘導により電力が発生することにより、電力の受電をおこなう。
共振回路５ａで得られた電力は電源回路６に供給され、電源回路６では共振回路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、電源回路６内で得られた直流電力は、電源回路６の内部で所定電圧へと変換される。
電源回路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。

（３）入出力装置１から機器本体２０への通信開始
入出力装置１では、電源回路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、通信回路７に接続された共振回路５ｂに対して変調信号を出力する。
共振回路５ｂに対して出力された変調信号により、電磁誘導で本体側共振回路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。

（４）入出力装置１からの通信信号の受信
機器本体２０では、本体側共振回路２１ｂに誘起された信号を本体側通信回路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は、本体側通信回路２３より得られた通信信号に基づき機器本体２０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する応答のためあるいは機器本体２０の状態を入出力装置１に通知するために、次の（５）に示す手順で入出力装置１に対して通信信号の送信を行う。

（５）機器本体２０から入出力装置１への応答
本体側制御手段２４は、入出力装置１に対する通信のための通信信号を本体側通信回路２３に送る。
本体側通信回路２３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、本体側通信回路２３に接続された本体側共振回路２１ｂに対して変調信号を出力する。
本体側共振回路２１ｂに対して出力された変調信号により、電磁誘導で共振回路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。

（６）機器本体２０からの応答信号の受信
入出力装置１では、共振回路５ｂに誘起された信号を通信回路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は、通信回路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、入出力装置１の全体的な動作について、１例を説明した。
以上のような入出力装置１から機器本体２０への通信や、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とが同じ周波数をキャリアとして用いた条件では同時に送信することはできない。
そのため、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、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。入出力装置１と機器本体２０のいずれが主導権を持つようにしてもよい。
一方、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、同時送信を行うこともできる。

次に、入出力装置１において前述のイベントが発生した際の動作について説明する。
ここでは、入出力装置１におけるイベント発生時の動作の１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。
なお、入出力装置１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に対してユーザ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、ユーザ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回路７に出力し、通信回路７は通信信号に基づき変調処理を行い、共振回路５、本体側共振回路２１を介して本体側通信回路２３に通信信号が送信される。
本体通信回路２３は、受信した通信信号を復調し、本体制御手段２４に送信する。
本体制御手段２４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回路２３に送り、本体側通信回路２３は通信信号を変調し、本体側共振回路２１ｂ、共振回路５ｂを介して、通信回路７に通信信号が送信される。
通信回路７は、受信した通信信号を復調し、制御手段４へ送信する。
制御手段４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３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から入力された信号に対する応答が出力される。

以上、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、入力手段２としてタッチパネルのようなものが用いられた場合についても、動作内容は同様である。

次に、入力手段２として、センサが用いられた場合について説明する。
ここで用いられるセンサには、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としてセンサを用いた場合、センサが出力するアナログ信号やデ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。
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、入力手段２がスイッチの場合の動作と同様であることから、ここでの説明は省略する。

上記の説明において、センサ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はセンサからの入力信号を機器本体２０に送信するのみとし、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。

以上、入出力装置１において前述のイベントが発生した際の動作について説明した。
次に、機器本体２０において前述のイベントが発生した際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の本体機能部２５の動作完了、所定時間の経過、異常発生などがある。
機器本体２０の本体側制御手段２４は、これらの状態が発生した際に、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回路２３に送り、本体側通信回路２３は通信信号を変調し、本体側共振回路２１ｂ、共振回路５ｂを介して、通信回路７に通信信号が送信される。
通信回路７は、受信した通信信号を復調し、制御手段４へ送信する。
制御手段４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３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から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。応答情報の送信動作は、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。

なお、機器本体２０からの状態通知情報が、機器本体２０の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、ユーザ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、危険回避動作への移行を行う。

以上、入出力装置１や機器本体２０でイベントが発生した際の動作について説明した。

以上、本実施の形態５では、電源回路６や通信回路７の回路構成、および入出力装置１や機器本体２０の全体的な動作について、詳細を説明した。

実施の形態６．
図９は、本発明の実施の形態６に係る誘導加熱調理器５０の構成図である。
誘導加熱調理器５０は、ＩＨクッキングヒータに代表される、誘導加熱機能を備えた加熱調理器であり、入出力装置として実施の形態１〜５のいずれかで説明した入出力装置１を備えるものである。

図９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９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。

図９の例では、本体側共振回路２１は同図のような所定の位置に配置されているが、本体側共振回路２１を細分化し、トッププレートの前面に配置するようにしてもよい。これにより、入出力装置１の配置位置の自由度を高めることができる。

以上のように、本実施の形態６に係る誘導加熱調理器５０では、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、ユーザ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９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、機器本体２０の内部に配置することも可能である。
この場合においても熱や防水、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。

また、メモリ８を備えたことにより、動作状態の保持が可能となり、入出力装置を移動させた場合や操作中にずれが生じた場合に、電源遮断が生じても、扉を閉じた場合に電源遮断前の状態に復帰することが可能となる。これにより、装置におけるユーザビリティの向上が可能となる。

また、入出力装置１を着脱可能としたことで、他機器間との操作性と情報の共有性、統一性の向上が可能となり、これにより、ユーザに対するユーザビリティを向上することが可能となる。

また、本実施の形態６に係る誘導加熱調理器５０では、実施の形態１〜５のいずれかに記載した入出力装置１を設けたので、入出力装置１を機器本体２０の電力供給効率および通信効率の高い位置へ人的あるいは自動的に配置可能となる。
これにより、入出力装置１が電力供給および通信の可能な領域の中で、電力供給効率および通信効率の高い位置へ入出力装置１を配置することで、入出力装置１の操作中の位置ずれや外来ノイズに対する耐性が向上でき、機器の信頼性向上あるいはユーザビリティの向上が実現できる。
また、入出力装置１をトッププレートの任意の位置に配置可能となり、入出力装置１の配置の自由度が向上でき、ユーザビリティの向上が可能となる。

実施の形態１に係る入出力装置１と機器本体２０の構成図である。 実施の形態１に係る機器本体２０の構成例を示すものである。 実施の形態２に係る入出力装置１と機器本体２０の構成図である。 共振回路５あるいは本体側共振回路２１に用いられるコイル５Ｌまたは２１Ｌの構成例を示すものである。 共振回路５あるいは本体側共振回路２１に用いられるコイル５Ｌまたは２１Ｌの別の構成例を示すものである。 実施の形態４に係る入出力装置１と機器本体２０の構成図である。 電源回路６の回路構成例を示すものである。 通信回路７の回路構成例を示すものである。 実施の形態６に係る誘導加熱調理器５０の構成図である。

符号の説明

１ 入出力装置、２ 入力手段、３ 出力手段、４ 制御手段、５ 共振回路、６ 電源回路、７ 通信回路、８ メモリ、９ 位置固定手段、１０ 整流手段、１１ 平滑手段、１２ 電圧変換手段、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、２０ 機器本体、２１ 本体側共振回路、２２ 給電回路、２３ 本体側通信回路、２４ 本体側制御手段、２５ 本体機能部、２６ 電子基板、２７ 本体側位置固定手段、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、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、４５ 外部電源、５０ 誘導加熱調理器、５５ 磁性体、５６ ボビン、５７ 巻き線、５８ シールド、５９ コイルの対向面。

Claims (4)

1. 情報を入力する入力手段と、
   電磁誘導作用により非接触で交流電力の受信および情報の送受信を行う共振回路と、
   前記入力手段に入力された情報に対する応答、または前記共振回路が受信した情報を出力する出力手段と、
   前記入力手段および前記出力手段の動作を制御する制御手段と、
   を備えた情報入出力装置と、
   前記共振回路を介して前記情報入出力装置との間で情報を送受信する通信手段と、
   コアを磁性体で構成し、電力の供給を受けて電磁石化する本体側コイルと、
   を備えた電子機器であって、
   前記情報入出力装置は、当該電子機器から着脱自在に構成されており、
   前記情報入出力装置の前記共振回路は、電磁誘導作用により前記本体側コイルから電力が供給されるコイルを有し、そのコイルのコアを磁性体で構成し、
   前記情報入出力装置の前記制御手段は、前記共振回路が受信した交流電力または情報の受信状態に応じて、その受信状態を示す情報を前記出力手段に出力させ、
   前記本体側コイルは、
   電磁石化して前記共振回路の前記コイルを磁力で引き付けることにより、
   前記情報入出力装置を当該電子機器の所定位置に引き付けて固定する
   ことを特徴とする電子機器。
2. 情報を入力する入力手段と、
   電磁誘導作用により非接触で交流電力の受信および情報の送受信を行う共振回路と、
   前記入力手段に入力された情報に対する応答、または前記共振回路が受信した情報を出力する出力手段と、
   前記入力手段および前記出力手段の動作を制御する制御手段と、
   を備えた情報入出力装置と、
   前記共振回路を介して前記情報入出力装置との間で情報を送受信する通信手段と、
   を備えた電子機器であって、
   前記通信手段は、コアを磁性体で構成した本体側コイルを有し、
   前記情報入出力装置は、当該電子機器から着脱自在に構成されており、
   前記情報入出力装置の前記共振回路は、電磁誘導作用により前記本体側コイルから電力が供給されるコイルを有し、そのコイルのコアを磁性体で構成し、
   前記情報入出力装置の前記制御手段は、前記共振回路が受信した交流電力または情報の受信状態に応じて、その受信状態を示す情報を前記出力手段に出力させ、
   前記通信手段は、
   前記本体側コイルが電力の供給を受けて電磁石化して前記共振回路の前記コイルを磁力で引き付けることにより、
   前記情報入出力装置を当該電子機器の所定位置に引き付けて固定する
   ことを特徴とする電子機器。
3. 電力の供給を行う電源回路を備え、
   前記コイルは、
   前記電源回路より所定時間間隔で電力の供給を受け、
   前記情報入出力装置を前記所定位置に前記所定時間間隔で引き付ける
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
4. 電力の供給を行う電源回路を備え、
   前記通信手段は、
   前記電源回路より所定時間間隔で電力の供給を受けて電磁石化し、
   前記情報入出力装置を前記所定位置に前記所定時間間隔で引き付ける
   ことを特徴とする請求項２に記載の電子機器。

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