JP5508201B2

JP5508201B2 - 非接触充電システム、電子機器、および電子機器の充電方法

Info

Publication number: JP5508201B2
Application number: JP2010208218A
Authority: JP
Inventors: 大輔野田
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2010-09-16
Filing date: 2010-09-16
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2030-09-16
Also published as: JP2012065472A

Description

本発明は、電子機器の二次電池を非接触により充電する非接触充電システムに関する。

昨今、デジタルカメラや携帯電話、ＰＨＳ等の電子機器の二次電池を、非接触で充電する非接触充電システムが知られている。非接触充電システムは、電磁結合や電磁共鳴を利用し、充電器のアンテナから電子機器のアンテナへ非接触で電力を伝送するシステムである。

また、非接触充電システムには、近接非接触通信を用いて充電される側が本来充電すべき対象か否かを判別した後に、充電を開始するものもある。非接触通信技術を例示すれば、FeliCa（登録商標）や、TransferJet（登録商標）、各ＲＦＩＤなどが挙げられる。このような非接触通信機能と非接触充電機能の両機能を持つ非接触充電システムでは、課金処理や認証などを非接触通信機能を用いて行なえる。

非接触充電システムは、充電器の台（送電コイル、アンテナ）の上に設置された複数の電子機器を同時に充電することも可能である。非接触充電により複数の電子機器を同時に充電する場合、充電器から伝送する電力を複数の電子機器の間でシェアできる。

また、複数台の電気機器の中から任意の電子機器を充電する方法として、各電子機器の充電容量を非接触通信を介して取得し、その充電容量により複数の電子機器から充電対象とする電子機器を選択し、充電対象の電子機器に充電を行う方法が例えば特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載の充電方法よれば、充電器に複数の電子機器（第１および第２の電子機器）が設置された場合、充電器は送電を行い、第１および第２の電子機器共に充電を開始する。次に、第１の電子機器および第２の電子機器とそれぞれ無線ＬＡＮを介して通信を行い、第１および第２の電子機器それぞれの充電容量を取得する。次に充電器は、取得した両電子機器の充電容量に基づき、最優先に充電すべき電子機器を決定する。充電器が最優先に充電すべき電子機器を第１の電子機器に決定した場合、充電器は、第２の電子機器と無線ＬＡＮを介して通信を行い、第２の電子機器に受電停止指示を送信し、第２の電子機器の充電を停止する。これにより第１の電子機器のみ充電される状態となり、第１の電子機器が選択されて充電される。図７に特許文献１記載の充電方法の充電器が行う制御フローを示す。

特開２００７−０８９３４１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の充電方法では、上記例示の動作で、第１および第２の電子機器の設置から充電対象でない第２の電子機器へ受電停止指示を送信するまでの間、充電対象としない第２の電子機器も充電され、且つ第１の電子機器へ効率的な充電を行えないという課題がある。また充電器に第１の電子機器のみが設置され、第１の電子機器のみが充電されている状態で、新たに第２の電子機器が充電器に設置された場合、充電対象でない第２の充電器までも充電され、所望の電子機器への効率的な充電を行えない。

また、上記課題は効率的な充電を行えないというだけでなく、第１の電子機器と、第２の電子機器が別種の電子機器であり充電電圧が異なるなど場合、充電器が充電対象を選択するまでの間、第２の電子機器が適切でない電圧もしくは電力で充電されてしまうという課題もある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、効率的に複数の電気機器を充電する非接触充電システムを提供することを目的とする。

また、本発明の別の目的は、効率的に複数の電気機器を充電可能とすると共に、充電池に適切に充電を行なえる非接触充電システムを提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明にかかる非接触充電システムは、非接触で受電する電力によって二次電池を充電する手段を具備する電子機器と、少なくとも該電子機器に非接触により電力を送電する手段を具備する充電器からなる非接触充電システムであって、前記電子機器は、少なくとも充電の制御を行う電子機器側制御部と、受電手段を有して電力を受けて充電に用いる電力に変換する電源部と、前記電子機器側制御部の操作に従い、常時オフ状態とされ、二次電池への充電時にオンに切替えられる充電スイッチと、自機器の動作状態を示す動作フラグおよび少なくとも前記二次電池の充電容量を含む電子機器情報を格納する不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリと前記電子機器側制御部との通信を介する接触通信部と、前記不揮発性メモリと前記充電器との通信を介する非接触通信部とを備え、前記充電器は、少なくとも充電の制御を行う充電器側制御部と、非接触通信を用いて前記電子機器の前記不揮発性メモリと通信を行う通信部と、前記電子機器に対し非接触で電力の送電を行う送電部とを備え、前記電子機器側制御部は、前記不揮発性メモリに格納された動作フラグを読み込んでそのフラグに基づいて、前記充電スイッチをオンにして前記電源部からの電力で前記二次電池の充電を行う充電状態と、前記充電スイッチをオフにして充電を行わない待機状態の二つの状態を切り替える機能を有し、前記充電器側制御部は、非接触通信を介して前記不揮発性メモリから前記電子機器情報を取得して、取得した情報を基づき充電対象を決定すると共に、決定した充電対象の前記不揮発性メモリを充電状態の動作フラグに書き換えた後に、送電を行う機能を有し、充電対象となった電子機器のみが充電状態となることを特徴とする。

上記のように非接触充電システムを構成し、各電子機器に備えた不揮発性メモリに電子機器の動作状態を示す動作フラグを格納し、電子機器は充電器から送電された電力を受電した際に、該動作フラグの値に基づき、受電できる電力を二次電池に充電する充電状態又は受電できる電力を二次電池に充電しない待機状態のいずれかの状態に切り替えることで、複数の電子機器に対して効率よく充電できる。
電子機器は、動作フラグの他に充電容量を含む電子機器情報を不揮発性メモリに格納している。充電器は、各電子機器と非接触通信を行ない、その電子機器情報を読み取り、電子機器情報内の充電容量から充電対象とする電子機器を決定できる。

また、回路構成を簡略化するために、動作フラグを格納する不揮発性メモリは、電子機器の制御部と通信するための接触通信部と、充電器と通信するための非接触通信部が一体として形成される不揮発性メモリ、例えばコンビ型ＩＣカードチップ等の半導体チップを使用できる。この場合、不揮発性メモリと、接触通信部、および非接触通信部は、通信部が発生させる充電器からの磁界から動作電力を取得でき、電子機器の二次電池から電力を得ずに、不揮発性メモリの動作フラグや電子機器情報を読み書きできる。

また、電子機器側制御部および充電スイッチは、電源部を介して送電部が発生させる充電器からの磁界から動作電力を取得することとし、二次電池から電力を得ずに、充電状態と待機状態の切替えを可能とできる。

また、動作フラグが動作状態のまま電子機器が充電器から取り除かれることを防止するため、電子機器は動作フラグの値に応じて動作状態を変更した後、直ちに電子機器が動作フラグを待機状態にセットすることが好ましい。

また、充電電圧の異なる複数の種類の電子機器に対して、適切な電圧で充電可能となるよう、電子機器が格納する電子機器情報には充電電圧情報を含み、充電器は電子機器から取得した電子機器情報の充電電圧情報に基づき送電する電力量を制御することが好ましい。また、充電電圧情報には、初期送電電圧情報を含ませ、充電対象の電子機器の電子機器側制御部と充電スイッチを駆動させることが可能な程度の電力を、送電開始時の送出電力に設定することとしてもよい。

なお、電子機器の充電スイッチは、起動中に加えて、電子機器の立ち上がり時や待機時にもオフ状態に管理され、電子機器側制御部からの充電時の操作によってのみオン状態とすることが望ましい。

また、充電器側制御部は、送電開始前に、電子機器の不揮発性メモリに充電待機時間を記録格納し、電子機器が、不揮発性メモリに格納されている動作フラグに基づいて充電スイッチを切替えることによって充電状態に移行して、充電待機時間経過する間のみに、前記二次電池を充電することとしてもよい。

このとき、電子機器は、前記充電器から電力を受電して前記充電待機時間経過後に、前記不揮発性メモリに格納されている前記電子機器情報に含まれる充電容量を更新するようにすることが望ましい。

本発明によれば、効率的に複数の電気機器を充電する非接触充電システムを提供できる。

本発明の実施の形態に係る非接触充電システムの概略図である。本発明の実施の形態に係る非接触充電システムの電子機器の状態遷移図である。本発明の実施の形態に係る非接触充電システムの充電器の動作フロー図である。本発明の実施の形態に係る非接触充電システムの電子機器の動作フロー図である。本発明の実施の形態に係る非接触受電システムの充電器と電子機器の動作フローを示す図である。本発明の実施例に係る非接触充電システムの概略図である。特許文献１の非接触充電システムの充電器の動作フロー図である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明と関係が薄い構成については、説明を簡略化または省略する。

図１は、実施の形態の非接触充電システムの概略図である。本発明の非接触充電システムは、電子機器１００と充電器２００とから構成される。１台の充電器２００に対して、１台または複数台の電子機器１００を設置することが可能である。

電子機器１００は、自機器を駆動する電力を蓄電している二次電池を含む二次電池部１０５と、自機器の充電動作を制御する電子機器側制御部１０１と、充電器２００から送電された電力を受電手段であるコイルを介して受けて二次電池部１０５への充電電圧や電子機器側制御部１０１の駆動電圧を生成する電源部１０６と、電子機器側制御部１０１に操作されて、電源部１０６から二次電池部１０５へ送電される電力を制御する充電スイッチ１０８と、電源部１０６から二次電池部１０５へ送電される電力量を検出する充電センサ１０７と、非接触通信部１０２と、接触通信部１０３と、不揮発性メモリ１０４とを含み構成される。

充電スイッチ１０８は、電子機器側制御部１０１からの制御信号により、オンとオフを切り替えられる。充電スイッチ１０８の駆動電力は、電源部１０６からの電力を直接的に供給されるか、電子機器側制御部１０１を介して電源部１０６から供給される。充電スイッチ１０８がオンの場合、電源部１０６が生成する電力は、二次電池部１０５へ送電されて、二次電池の充電に使用される。他方、充電スイッチ１０８がオフの場合、電源部１０６が生成する電力は、二次電池部１０５に送電されずに、二次電池の充電は行われない。また充電スイッチ１０８は、通常オフ状態を維持しており、電子機器１００が受電を開始した後に、オンに制御される。

充電センサ１０７は、二次電池部１０５へ送電される電力の負荷電流および負荷電圧を検出し、二次電池部１０５へ充電された電力の測定に使用される。

不揮発性メモリ１０４は、格納する情報として動作フラグおよび電子機器情報を保持する。接触通信部１０３は、電子機器側制御部１０１と電気的に接続され、電子機器側制御部１０１の不揮発性メモリ１０４へのアクセスを媒介する。同様に、非接触通信部１０２は充電器２００の通信部２０２と非接触により通信し、充電器２００の不揮発性メモリ１０４へのアクセスを媒介する。

充電器２００は、充電器側制御部２０１と、通信部２０２と、送電部２０３と、充電器側制御部２０１からの信号に基づき、電磁波の出力を通信部２０２と送電部２０３のいずれかに択一的に切り替えるスイッチ２０４から構成される。

通信部２０２は、スイッチ２０４を介して充電器側制御部２０１と電気的に接続され、充電器側制御部２０１の制御に応じ、電子機器１００の非接触通信部１０２との非接触通信を介し、不揮発性メモリ１０４に格納される動作フラグや電子機器情報、待機時間情報などの取得または設定に用いられる。

送電部２０３は、スイッチ２０４を介して充電器側制御部２０１と電気的に接続されて制御され、その制御に応じて電子機器１００へ電力を送電する。また、送電部２０３は、充電器側制御部２０１の制御に応じて送電する電力量を制御する機能を有する。

図２は、実施形態に係る電子機器の動作状態の遷移を示す状態遷移図である。電子機器１００は、充電スイッチ１０８をオフにして二次電池部１０５への充電を行わない待機状態Ｓ３０１と、電子機器側制御部１０１が充電スイッチ１０８をオンに操作して電源部１０６からの電力を二次電池部１０５へ送電する充電状態Ｓ３０２との２つの動作状態（ステイタス）の何れかを取る。
電子機器１００は、充電器２００から送電の開始に伴う電源部１０６を介した受電の開始時、充電スイッチ１０８がオフに制御されているので待機状態である。その後、電子機器側制御部１０１は、不揮発性メモリ１０４に格納された動作フラグが充電状態である場合は、ステイタスを充電状態（充電スイッチ１０８をオンに操作）に移行し、動作フラグが待機状態である場合は待機状態のステイタスを継続する。電子機器１００の充電状態は、充電器２００からの電力を受電している間のみ継続され、充電器２００からの電力の受電停止時に待機状態に遷移する。

図３は、本発明の実施形態に係る充電器２００の処理の一例を示したフローチャートである。
充電器２００は、通信部２０２を介して電子機器１００と非接触通信を行い、電子機器１００の不揮発性メモリ１０４から識別情報の取得を試みる（ステップＳ１１）。ここで、識別情報とは、不揮発性メモリ１０４の電子機器情報に記録された電子機器１００の種類等を示す。予め設定されるものでもよいし、充電器２００から電子機器に割振られる情報でもよい。

充電器２００は、電子機器１００の識別情報を取得できたかを確認し（ステップＳ１２）、電子機器１００の識別情報を取得できなかった場合には、所定の時間待機したのち（ステップＳ１３）、再度電子機器１００の識別情報の取得を試みる。

電子機器１００の識別情報を取得できた場合、充電器２００は、不揮発性メモリ１０４から所望の電子機器情報を取得し、取得した電子機器情報の中から充電対象を定めることに用いる情報である充電容量に関する情報などを取得する（ステップＳ１４）。複数の電子機器１００が充電器２００の充電可能範囲内に設置されている場合（ステップＳ１２にて識別情報を複数取得した場合）、充電器２００は、全ての電子機器１００からそれぞれ充電容量等を取得する。

次に、充電器２００は、取得した充電容量などから充電対象とする電子機器１００を決定する（ステップＳ１５）。ここで、全ての電子機器１００の充電容量が十分であり、充電すべき対象がない場合は、充電器２００の処理は、ステップＳ１３に進む。

充電対象の電子機器１００が決定された場合、まず、充電器２００は充電対象の電子機器１００と非接触通信を行い電子機器１００の待機時間を不揮発性メモリ１０４に記録する（ステップＳ１６）。

次に、充電器２００は、充電対象とした電子機器１００と非接触通信を行い、当該電子機器１００の不揮発性メモリ１０４の動作フラグを充電状態に設定する（ステップＳ１７）。なお、待機時間と動作フラグは一括して不揮発性メモリ１０４に記録してもよい。

充電対象である電子機器１００の待機時間および動作フラグの設定完了後、充電器２００は、必要に応じて出力電力を調整して送電を開始する（ステップＳ１８）。送電開始後、充電器２００は、所定の時間送電を維持し（ステップＳ１９）、電子機器に向けて電磁波を送出する。所定の時間待機後、充電器２００は、送電を停止し（ステップＳ２０）、電子機器１００への充電用の電磁波を停止する。

電子機器１００の充電停止後、充電器２００は再度ステップＳ１１に戻り充電処理を繰り返す。

図４は、実施形態に係る電子機器１００の処理の一例を示したフローチャートである。電子機器１００は、充電器２００から送電される電力を電源部１０６を介して受電すると、電子機器側制御部１０１に電力が供給されて動作を開始し、電子機器側制御部１０１の初期化処理を行う（ステップＳ２１）。

電子機器１００は、不揮発性メモリ１０４に格納されている動作フラグを確認する（ステップＳ２２）。動作フラグが待機状態であった場合、電子機器１００を待機状態としたまま電子機器側制御部１０１をスリープ状態に移行し（ステップＳ２９）、処理を終了する。充電器２００が送電前に動作フラグを書き換えており、動作フラグが充電状態であった場合、電子機器１００は、不揮発性メモリ１０４の動作フラグを待機状態に記録し（ステップＳ２３）、その後、充電スイッチ１０８をオンして動作状態を充電状態に移行させる（ステップＳ２４）。当該充電状態への移行に伴い、二次電池への電力供給が開始される。

充電状態に移行した後、電子機器１００は、不揮発性メモリ１０４に格納される待機時間に基づく待機時間の間、二次電池部１０５への充電を行う（ステップＳ２５）。当該待機時間は、充電器２００が電力送電を続ける時間よりも僅かに短い時間である。すなわち、充電器２００が充電対象である電子機器１００に対して充電時間として設定した現状の送電を続ける時間である。

待機時間経過後、電子機器１００（電子機器側制御部１０１）は、充電センサ１０７により二次電池部１０５への負荷電流および負荷電圧などを測定し、測定した負荷電流および負荷電圧などから二次電池部１０５の充電容量を算出し（ステップＳ２６）、算出した充電容量を不揮発性メモリ１０４の電子機器情報に書き込む（ステップＳ２７）。

その後、電子機器１００は、充電器２００から電力の受電ができなくなるまで充電状態のまま二次電池部１０５の充電を続け、充電器２００から電力の受電ができなくなると、電子機器１００は自動的に動作状態が待機状態に移行する（ステップＳ２８）。なお、待機時間経過後に充電を停止するようにしてもよい。

図５は、実施形態に係る充電器２００の範囲内に、２つの電子機器（電子機器１００Ａおよび電子機器１００Ｂ）が、時差を持って配置された場合における、充電器２００、電子機器Ａ１００、電子機器Ｂ１００それぞれの動作を示すフロー図である。
以下、電子機器１００Ａが最初に充電器２００に設置され、電子機器１００Ａの充電中に電子機器１００Ｂが設置される場合について各電子機器の動作を説明する。また、電子機器１００Ｂの充電容量は、電子機器１００Ａの充電容量より低く、充電器２００はより充電容量の低い電子機器である電子機器１００Ｂを優先的に充電するものとして以下に説明する。

電子機器１００Ａが充電器２００に設置されると、充電器２００は、電子機器１００Ａと非接触通信し、電子機器１００Ａの識別情報を取得する。次に充電器２００は、電子機器１００Ａから電子機器情報を取得し、取得した電子機器情報から電子機器１００Ａの充電容量等を取得する。充電器２００は、取得した電子機器１００Ａの充電容量などから、電子機器１００Ａを充電対象とするかどうかを判断する。電子機器１００Ａを充電対象とすると判断した場合、充電器２００は、電子機器１００Ａと非接触通信して、不揮発性メモリ１０４に、電子機器１００Ａの待機時間を設定し、電子機器１００Ａの動作フラグを充電状態に設定する。ここで電子機器１００Ａに設定する待機時間は、充電器２００が電力を送電する時間よりも短い時間である。

電子機器１００Ａの設定完了後、充電器２００は、送電部２０３を介して電力の送電を開始する。充電器２００は、送電開始後、送電状態を維持したまま、所定の時間待機する。

充電器２００から送電される電力を受電した電子機器１００Ａは、電子機器側制御部１０１が駆動し、不揮発性メモリ１０４に格納されている動作フラグを確認する。動作フラグは前述のとおり充電器２００により充電状態に設定されているため、電子機器１００Ａは充電スイッチ１０８をオンに制御して充電状態へ移行する。充電状態へ移行した電子機器１００Ａは、まず動作フラグを待機状態に設定し、前述のとおり充電器２００により設定された充電待機時間の間待機し、二次電池部１０５に電力を供給して二次電池を充電する。

このタイミングで、充電器２００の送電中に新たに電子機器１００Ｂが充電器２００に設置される。電子機器１００Ｂは、充電器２００からの送電を受電後、不揮発メモリ１０４の動作フラグを確認するが動作フラグが待機状態であるため、充電スイッチ１０８をオフのまま制御部をスリープモードにし、処理を終了する。すなわち、電子機器１００Ｂは、電子機器１００Ａの充電に干渉せずに、次の充電器２００による充電対象の選択まで待機する。

電子機器１００Ａは待機時間経過後、充電センサ１０７の測定値から二次電池部１０５の充電容量を算出し、算出した充電容量を電子機器情報の一部として不揮発性メモリ１０４に書き込む。

充電器２００は、待機時間経過後、送電を停止する。充電器２００の送電が停止された時点で、電子機器１００Ａも受電停止となり、動作状態が充電状態から待機状態へと移行する。

充電器２００は、送電停止後、再度充電対象の選択処理を実行する。充電器２００は、電子機器１００Ａおよび新たに設置された電子機器１００Ｂから識別情報をそれぞれ取得する。続いて充電器２００は、電子機器１００Ａから電子機器情報を取得し、取得した電子機器情報から電子機器１００Ａの充電容量などを取得する。同様に、充電器２００は、電子機器１００Ｂから電子機器情報を取得し、取得した電子機器情報から電子機器１００Ｂの充電容量などを取得する。

充電器２００は、取得した電子機器１００Ａの充電容量などと電子機器１００Ｂの充電容量などから、充電対象となる電子機器を選択する。充電器２００はより充電容量の低い、電子機器１００Ｂを充電対象として選択する。電子機器１００Ｂを充電対象として選択した充電器２００は、通信部２０２を介して電子機器１００Ｂと非接触通信して、電子機器１００Ｂの待機時間を設定し、さらに電子機器１００Ｂの動作フラグを充電状態に設定する。充電器２００は、電子機器１００Ｂの設定完了後、送電部２０３から電力送電を開始する。充電器２００は、送電開始後、送電状態のまま所定の時間待機する。

充電器２００から電力が送電されると、電子機器１００Ａおよび電子機器１００Ｂ共に電力を受電する。電子機器１００Ａは、受電後、動作フラグを確認するが、動作フラグが待機状態であるので充電スイッチ１０８をオフのまま制御部をスリープモードとし、待機状態のまま処理を終了する。一方、電子機器１００Ｂは、受電後、動作フラグが充電状態であるので充電スイッチ１０８をオンとして充電状態に移行し、設定されている待機時間の間処理を待機し、二次電池の充電を行う。

電子機器１００Ｂは、待機時間経過後、充電センサ１０７の測定値から二次電池部１０５の充電容量を算出し、算出した充電容量を電子機器情報の一部として不揮発性メモリ１０７に書き込む。

充電器２００は、所定の待機時間経過後、送電を停止する。充電器２００からの送電が停止された時点で、電子機器１００Ｂも受電停止となり、動作状態が充電状態から待機状態へと移行する。

以上、上述のフロー図に示した如く、充電器２００と各電子機器１００が双方非接触通信を介して不揮発メモリ１０４にアクセスでき、不揮発メモリ１０４に充電状態と待機状態を区別する動作フラグを設けているので、充電器２００が一任されて充電対象と選択した電子機器１００のみ動作フラグを充電状態に設定することによって、充電器２００が充電するとした対象のみに充電することができる。

尚、本実施形態では、充電器２００はより充電容量の低い電子機器を充電対象として選択するものとしたが、より充電容量の高いものを充電対象とする等、充電対象の選択方法を変更することも可能である。また充電対象も１つに限定するものではなく、場合によっては複数の電子機器を選択してもよい。

以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例）
図６は、実施例に係る概略図である。本実施例は、図１に示した実施の形態のうち、電子機器の不揮発性メモリと接触通信部と非接触通信部をコンビ型ＩＣカードチップ４０２とする。コンビ型ＩＣカードチップ４０２は、固有ＩＤ情報を有する。またコンビ型ＩＣカードチップ４０２に内蔵されている不揮発性メモリはブロック単位で読み取りまたは書き込みが可能であり、１ブロックは１６バイトである。
また、充電器５００の通信部５０２は、電子機器４００のコンビ型ＩＣカードチップ４０２と非接触で通信する非接触リーダライタモジュールである。通信部５０２（非接触リーダライタモジュール）は、コンビ型ＩＣカードチップ４０２の固有ＩＤ情報を取得するポーリングコマンドと、コンビ型ＩＣカードチップ４０２の不揮発性メモリのデータを読み取るリードコマンドと、コンビ型ＩＣカードチップ４０２の不揮発性メモリにデータを書き込むライトコマンドを実行できる。

本実施例の充電器５００、電子機器４００の動作は図２、図３、図４の状態遷移および動作フローを基に実施できる。

電子機器４００の識別情報は、コンビ型ＩＣカードチップ４０２の固有ＩＤ情報を用いればよい。また、充電容量を含む電子機器情報を不揮発性メモリのブロック１に格納し、動作フラグおよび待機時間を不揮発性メモリのブロック２に格納することとすれば動作させられる。

電子機器情報１６バイトのうち上位４バイトを機器の種別等を示す機器情報とし、続く４バイトを充電容量とし、充電容量の単位をパーセントを用いる。

ブロック２の１６バイトのうち上位２バイトを動作フラグとして使用し、動作フラグに続く８バイトを待機時間に使用する。動作フラグは、値が(01)hの場合を充電状態、(00)hの場合を待機状態とする。また待機時間の単位はミリ秒とする。

充電器５００は、ステップＳ１９における待機時間を６０秒とし、ステップＳ１３における待機時間を１秒とする。充電器２００の送電電力は、６０秒間の送電により電子機器４００の二次電池を概ね２％充電できる電力とする。また充電器５００は、充電容量が９５％以下の電子機器４００のうち、充電容量が一番小さい電子機器４００を充電対象とするものとする。この時、複数の電子機器４００の充電容量が同値の場合、先に識別情報を読み取った電子機器を充電対象とするものとする。なお、待機時間は、固定的に運用せずとも、充電器５００で取得した情報に基づき、動的に運用すればよい。

以下、図５のフローと同様、電子機器４００Ａの充電中に電子機器４００Ｂを充電器２００に設置した場合を説明する。電子機器４００Ａおよび電子機器４００Ｂの充電前の充電容量は共に３０％であり、電子機器４００Ａの格納する各情報は、識別情報が(0001)h、機器情報が(00000001)h、充電容量が(00000030)hであり、電子機器４００Ｂの格納する各情報は、識別情報が(0002)h、機器情報が(00000001)h、充電容量が(00000030)hであった。すなわち、それぞれ異なる識別情報を有する同種の電子機器が充電器５００上に２台配置される。

以上の構成により電子機器４００Ａおよび電子機器４００Ｂの充電を実施する。

充電器５００は、電子機器４００が設置されるまでの間、１秒間隔でポーリングコマンドの実行を繰り返す。当該値は、適時変更すればよい。また、ポーリングコマンドは、他の方法で、充電器５００に実行を指示するように構成してもよい。

電子機器４００Ａが充電器５００に設置されると、充電器５００はポーリングコマンドにより電子機器４００Ａの識別情報：（(0001)h）を取得する。電子機器４００Ａが設置されたことを認識した充電器５００は、次にリードコマンドを実行し、電子機器４００Ａのコンビ型ＩＣカードチップ４０２の不揮発性メモリのブロック１から電子機器情報：（(00000001)h＋(00000030)h）を読み取る。充電器５００は読み取った電子機器情報から、電子機器４００Ａの充電容量が３０％であり充電対象とすると判断し、電子機器４００Ａを充電対象に決定する。充電器５００は、電子機器４００Ａにライトコマンドを実行し、電子機器４００Ａのコンビ型ＩＣカードチップ４０２の不揮発性メモリのブロック２に(0100059000)hを書き込み、電子機器４００Ａの動作フラグを充電状態に設定すると共に、電子機器４００Ａの待機時間を５９秒に設定する。ライトコマンドの完了後、充電器５００は６０秒間の送電を行う。

充電器５００から送電される電力を受電した電子機器４００Ａの電子機器側制御部４０１は、コンビ型ＩＣカードチップ４０２の不揮発性メモリのブロック２：（(0100059000)h）を読み取り、動作フラグ：（(01)h）および待機時間：（00059000)h）を取得する。電子機器側制御部４０１は、ブロック２の読み取り後、ブロック２のデータを(0000059000)hに書き換え、動作フラグを待機状態：（(00)h）に設定する。電子機器側制御部４０１は、ブロック２から読み取った動作フラグが充電状態：（(01)h）に設定されていたため、充電スイッチ４０５をオンし電子機器４００Ａの動作状態を充電状態とし二次電池部４０６の充電を開始させる。

充電器５００の送電開始から２０秒経過した時点で電子機器Ｂを新たに充電器５００に設置すると、充電器５００からの電力を受電した電子機器４００Ｂは、動作フラグが待機状態：（(00)h）であったため、直ちに待機状態に移行し二次電池の充電を行わずに、電子機器４００Ａの充電を阻害しない。

充電器５００の送電開始から概５９秒後、電子機器４００Ａの待機時間が経過した時点で、電子機器側制御部４０１は、充電センサ４０４が検出した負荷電流および負荷電圧から充電容量が３２％であることを算出し、コンビ型ＩＣカードチップ４０２の不揮発性メモリのブロック１に算出した充電容量：（(00000032)h）を書き込む。

充電器５００の送電開始から６０秒後、充電器５００の送電が停止した時点で、電子機器４００Ａは受電停止となり、動作状態が充電状態から待機状態へ移行する。

充電器５００は、送電停止後、再度ポーリングコマンドを実行し、電子機器４００Ａの識別情報：（(0001)h）および電子機器Ｂの識別情報：（(0002)h）を取得する。各電子機器４００のそれぞれの識別情報を取得後、充電器５００はまず電子機器４００Ａのコンビ型ＩＣカードチップ４０２の不揮発性メモリのブロック１から電子機器Ａの電子機器情報：（(0000000100000032)h）を読み取り、次に電子機器４００Ｂのコンビ型ＩＣカードチップ４０２の不揮発性メモリのブロック１から電子機器Ｂの電子機器情報：（(0000000100000030)h）を読み取る。

充電器５００は、各電子機器４００から読み取った電子機器情報から、電子機器４００Ａの充電容量は３２％であり、電子機器４００Ｂの充電容量は３０％であることを認識し、より充電容量の低い電子機器４００Ｂを充電対象に決定する。充電器５００は、充電対象である電子機器４００Ｂにライトコマンドを実行し、電子機器４００Ｂのコンビ型ＩＣカードチップ４０２の不揮発性メモリのブロック２に(0100059000)hを書き込み、電子機器４００Ｂの動作フラグを充電状態に設定すると共に、電子機器４００Ｂの待機時間を５９秒に設定する。その後、電子機器４００Ｂへのライトコマンド完了後、充電器は６０秒間の送電を行う。

電子機器４００Ｂは、前述の電子機器４００Ａの場合と同様に、受電後、動作フラグおよび待機時間をコンビ型ＩＣカードチップ４０２の不揮発性メモリから読み取り、動作フラグを待機状態に設定すると共に充電状態に移行し、５９秒間の充電後充電容量を書き換え、充電器５００の送電停止に合わせて待機状態となった。他方、充電器５００からの電力を受電した電子機器４００Ａは、動作フラグが待機状態であったため、直ちに待機状態に移行し二次電池の充電を行わない。

２度目の充電処理後、電子機器４００Ａと電子機器４００Ｂの充電容量は共に３２％となった。その後電子機器４００Ａおよび電子機器４００Ｂを充電器５００に設置し続けた場合、充電器５００は、電子機器４００Ａと電子機器４００Ｂを交互に充電し、電子機器４００Ａと電子機器４００Ｂの充電容量が９６％となる時点で、充電対象なしと判定し充電処理を停止することとなる。

なお、このように複数台の電子機器を交互に充電する場合には、待機時間を短めに設定して、充電台上に設置された複数台で時分割充電を行うことで、全ての電子機器の充電完了時刻がほぼ揃うこととできる。また、特定の電子機器に優先度を与えたい場合には、不揮発性メモリに優先度を示すフラグ領域を設け、電子機器側もしくは充電器側からそのフラグ領域を設定できるようにし、その値に応じて上記待機時間を調節することとすればよい。

また、電子機器の不揮発性メモリに、所望する充電時間や所望する充電容量を指定する領域を設けてもよい。また、所望する充電電圧に関する情報や、ポーリング後に送出する初期送電電圧に関する情報、所望する初期送電電圧の送出時間に関する情報などの領域を設けて、送電電力や送電時間の調整に使用してもよい。

以上説明したように、本発明では、接触通信部および非接触通信部と一体となり電子機器側制御部および充電器と通信可能な不揮発性メモリを電子機器に備え、該不揮発性メモリに動作フラグ等を格納し、電子機器は充電器からの電力を受電開始した際に動作フラグの状態に応じて、受電電力により二次電池を充電する充電状態、または充電を行わない待機状態に遷移する機能を有し、充電器のみが前記動作フラグを充電状態に設定可能とすることにより、充電器が充電対象とした電子機器のみを充電することが可能となる。

なお、上記実施の形態および実施例を用いて、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、本実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれる。

本発明は、デジタルカメラ、携帯電話、ＰＨＳ等、電子機器の充電に利用することができる。また、本発明は、種類の異なる電子機器をまとめて充電することにも利用できる。

１００電子機器
１０１電子機器側制御部
１０２非接触通信部
１０３接触通信部
１０４不揮発性メモリ
１０５二次電池部
１０６電源部
１０７充電センサ
１０８充電スイッチ
２００充電器
２０１充電器側制御部
２０２通信部
２０３送電部
２０４スイッチ
４００電子機器
４０１電子機器側制御部
４０２コンビ型ＩＣカードチップ
４０３電源部
４０４充電センサ
４０５充電スイッチ
４０６二次電池部
５００充電器
５０１充電器側制御部
５０２通信部（非接触リーダライタモジュール）
５０３送電部
５０４スイッチ

Claims

非接触で受電する電力によって二次電池を充電する手段を具備する電子機器と、少なくとも該電子機器に非接触により電力を送電する手段を具備する充電器からなる非接触充電システムであって、
前記電子機器は、
少なくとも充電の制御を行う電子機器側制御部と、
受電手段を有して電力を受けて充電に用いる電力に変換する電源部と、
前記電子機器側制御部の操作に従い、常時オフ状態とされ、二次電池への充電時にオンに切替えられる充電スイッチと、
自機器の動作状態を示す動作フラグおよび少なくとも前記二次電池の充電容量を含む電子機器情報を格納する不揮発性メモリと、
前記不揮発性メモリと前記電子機器側制御部との通信を介する接触通信部と、
前記不揮発性メモリと前記充電器との通信を介する非接触通信部と
を備え、
前記充電器は、少なくとも充電の制御を行う充電器側制御部と、非接触通信を用いて前記電子機器の前記不揮発性メモリと通信を行う通信部と、前記電子機器に対し非接触で電力の送電を行う送電部とを備え、
前記電子機器側制御部は、前記不揮発性メモリに格納された動作フラグを読み込んでそのフラグに基づいて、前記充電スイッチをオンにして前記電源部からの電力で前記二次電池の充電を行う充電状態と、前記充電スイッチをオフにして充電を行わない待機状態の二つの状態を切り替える機能を有し、
前記充電器側制御部は、非接触通信を介して前記不揮発性メモリから前記電子機器情報を取得して、取得した情報を基づき充電対象を決定すると共に、決定した充電対象の前記不揮発性メモリを充電状態の動作フラグに書き換えた後に、送電を行う機能を有し、
充電対象となった電子機器のみが充電状態となることを特徴とする非接触充電システム。
請求項１記載の非接触充電システムであって、
前記不揮発性メモリと前記接触通信部と前記非接触通信部とが半導体チップとして一体として形成されことを特徴とする非接触充電システム。
請求項１又は２に記載の非接触充電システムであって、
前記不揮発性メモリと、前記接触通信部、および前記非接触通信部は、前記通信部が発生させる前記充電器からの磁界から動作電力を取得し、
電子機器の二次電池から電力を得ずに、前記不揮発性メモリから動作フラグおよび電子機器情報を読み書き可能とすることを特徴とする非接触充電システム。
請求項２記載の非接触充電システムであって、
前記半導体チップは、前記通信部が発生させる前記充電器からの磁界から動作電力を取得し、
前記電子機器側制御部および前記充電スイッチは、前記電源部を介して前記送電部が発生させる前記充電器からの磁界から動作電力を取得し、
前記電子機器は、内在する二次電池から電力を得ずに、充電状態と待機状態を切替え可能であることを特徴とする非接触充電システム。
請求項４記載の非接触充電システムであって、
前記電子機器側制御部は、前記動作フラグの読み取り電子機器の動作状態を充電状態に切り替え後、直ちに前記動作フラグを待機状態に戻す
ことを特徴とする非接触充電システム。
請求項５記載の非接触充電システムであって、
前記電子機器の充電スイッチは、前記電子機器の立ち上がり時、起動中、および待機時にオフ状態に管理され、前記電子機器側制御部からの充電時の操作によってのみオン状態になる
ことを特徴とする非接触充電システム。
請求項６記載の非接触充電システムであって、
前記充電器側制御部は、送電開始前に、前記電子機器の不揮発性メモリに充電待機時間を記録格納し、
前記電子機器は、前記不揮発性メモリに格納されている動作フラグに基づいて前記充電スイッチを切替えることによって充電状態に移行して、前記充電待機時間経過する間のみに、前記二次電池を充電する
ことを特徴とする非接触充電システム。
請求項７記載の非接触充電システムであって、
前記電子機器は、前記充電器から電力受電して前記充電待機時間経過後に、前記不揮発性メモリに格納されている前記電子機器情報に含まれる充電容量を更新する
ことを特徴とする非接触充電システム。
請求項８記載の非接触充電システムであって、
前記電子機器は前記二次電池部へ充電される電力を検出する充電センサを有し、前記不揮発性メモリに書き込まれる充電容量は、前記充電センサの検出した充電容量に基づいてなされる
ことを特徴とする非接触充電システム。
請求項１乃至９記載の非接触充電システムであって、
前記充電器は、前記送電部から送電する電力量を、前記充電側制御部の制御に基づいて制御可能である
ことを特徴とする非接触充電システム。
請求項１０記載の非接触充電システムであって、
前記不揮発メモリには、自機器の二次電池の充電に適した充電電圧を示す充電電圧情報が記録され、
前記充電側制御部は、前記充電電圧情報を取得し、前記送電部から送出する電力量を制御する
ことを特徴とする非接触充電システム。
請求項１１記載の非接触充電システムであって、
前記不揮発メモリには、自機器の前記電子機器側制御部と前記充電スイッチを駆動可能とする送電電力を示す初期送電電圧情報が記録され、
前記充電側制御部は、前記初期送電電圧情報を取得し、送電開始時に前記送電部から送出する電力量を制御する
ことを特徴とする非接触充電システム。
非接触で受電する電力によって二次電池を充電する手段を具備する電子機器であって、
充電器からの送信電力を用いて動作する制御部と、
常時オフ状態とされ、二次電池への充電時にオンに前記制御部の操作に従い切替えられる充電スイッチと、
自機器の動作状態を示す動作フラグおよび電子機器情報を格納し、非接触通信を用いて、前記制御部と充電器からそれぞれ読み出しおよび書き換えが可能な不揮発性メモリと
を備え、
前記制御部は、前記不揮発性メモリに格納された動作フラグに基づいて、前記充電スイッチをオンにして前記充電器からの電力で二次電池の充電に用いると共に、前記動作フラグの充電スイッチをオンとする書き換えを、前記充電器に一任する
ことを特徴とする非接触充電を行なう電子機器。
非接触で受電する電力によって二次電池を充電する手段を具備する電子機器と、少なくとも該電子機器に非接触により電力を送電する手段を具備する充電器を用いた電子機器の充電方法であって、
前記電子機器は、少なくとも充電の制御を行う電子機器側制御部と、受電手段を有して電力を受けて充電に用いる電力に変換する電源部と、前記電子機器側制御部の操作に従い、常時オフ状態とされ、二次電池への充電時にオンに切替えられる充電スイッチと、自機器の動作状態を示す動作フラグおよび少なくとも前記二次電池の充電容量を含む電子機器情報を格納する不揮発性メモリと、前記不揮発性メモリと前記電子機器側制御部との通信を介する接触通信部と、前記不揮発性メモリと前記充電器との通信を介する非接触通信部とを備え、
前記充電器は、少なくとも充電の制御を行う充電器側制御部と、非接触通信を用いて前記電子機器の前記不揮発性メモリと通信を行う通信部と、前記電子機器に対し非接触で電力の送電を行う送電部とを備え、
前記充電器側制御部は、
非接触通信を介して前記不揮発性メモリから前記電子機器情報を取得し、
取得した情報を基づき充電対象を決定し、
決定した充電対象の前記不揮発性メモリを充電状態の動作フラグに書き換え、
送電を開始し、
前記電子機器側制御部は、前記充電器から送電されて前記電源部で受けた電力によって動作を開始して、前記不揮発性メモリに格納された動作フラグを読み込み、
読み込んだフラグに基づいて、前記充電スイッチをオンにして充電状態に移行し、
前記電源部からの電力で前記二次電池の充電を行う
ことを特徴とする非接触充電を用いる電子機器の充電方法。