JP6201618B2 - コンピュータ機器、コンピュータシステム - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤレスで電力を伝送するコンピュータ機器、コンピュータシステムに関する。

近年、スマートフォンやタブレット端末などの電子機器との間で、ワイヤレスで電力を伝送するワイヤレス電力伝送システムが実用化されている。このようなワイヤレス電力伝送システムとして、例えば特許文献１〜２に記載のものがある。

特許文献１は、電磁誘導型のワイヤレス電力伝送システムを開示している。電磁誘導型のワイヤレス電力伝送システムは、ワイヤレス送電装置とワイヤレス受電装置を有している。ワイヤレス送電装置は送電コイルを備え、ワイヤレス受電装置は受電コイルを備え、これらのコイル間で電磁誘導により電力が伝送される。

特許文献２は、電界結合型のワイヤレス電力伝送システムを開示している。電界結合型のワイヤレス電力伝送システムは、ワイヤレス送電装置とワイヤレス受電装置を有している。ワイヤレス送電装置は送電電極を備え、ワイヤレス受電装置は受電電極を備え、これらの電極間で静電誘導により電力が伝送される。

特許第３３４４５９３号公報 ＷＯ２０１１／１４８８０３号公報

近年、タブレット型コンピュータとして使用可能でありながら、キーボードドックに接続することによりノートタイプコンピュータとしても使用可能なコンピュータ機器が登場してきている。このようなコンピュータ機器では、タブレット型コンピュータだけでのワイヤレス充電には対応していなかった。

本発明は、タブレット型コンピュータだけでのワイヤレス充電が可能なコンピュータ機器及びコンピュータシステムを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様において、外部機器と接続可能なコンピュータ機器が提供される。 外部機器は、第１の組の受電電極と、第１の組の受電電極に接続された外部機器側接続端子と、を備える。
コンピュータ機器は、第１の主面側に設けられ、タッチ入力に対応したディスプレイと、第２の主面側に設けられた第２の組の受電電極と、第２の組の受電電極間に印加される交流電圧を直流電圧に変換する電力変換回路と、電力変換回路からの出力電圧によって駆動され、ディスプレイを含む負荷と、電力変換回路からの出力電圧によって充電されるバッテリと、電力変換回路の入力に接続され、外部機器側接続端子と接続可能なコンピュータ機器側接続端子と、電力変換回路と第２の組の受電電極とを電気的に接続／遮断可能なスイッチと、コンピュータ機器側接続端子と外部機器側接続端子とが接続された際に、電力変換回路と第２の組の受電電極との電気的接続を遮断するように、スイッチを制御する制御部とを備える。

本発明の第２の態様において、タブレット型コンピュータと、タブレット型コンピュータに対して脱着可能な入力デバイスとを含むコンピュータシステムが提供される。
入力デバイスは、第１の組の受電電極と、第１の組の受電電極に接続された入力デバイス側接続端子と、を備える。
タブレット型コンピュータは、第１の主面側に設けられ、タッチ入力に対応したディスプレイと、第２の主面側に設けられた第２の組の受電電極と、第２の組の受電電極間に印加される交流電圧を直流電圧に変換する電力変換回路と、電力変換回路からの出力電圧によって駆動され、ディスプレイを含む負荷と、電力変換回路からの出力電圧によって充電されるバッテリと、電力変換回路の入力に接続され、入力デバイス側接続端子と接続可能なコンピュータ側接続端子と、電力変換回路と第２の組の受電電極とを電気的に接続／遮断可能なスイッチと、コンピュータ側接続端子と入力デバイス側接続端子とが接続された際に、電力変換回路と第２の組の受電電極との電気的接続を遮断するように、スイッチを制御する制御部とを備える。

本発明によれば、タブレット型コンピュータ（コンピュータ機器）とこれに接続される入力デバイス（外部機器）とのそれぞれに１組の受電電極が備えられているので、タブレット型コンピュータを入力デバイスに接続した場合と、タブレット型コンピュータを入力デバイスから分離した場合とのいずれの場合においても、タブレット型コンピュータをワイヤレスで充電することが可能となる。

また、タブレット型コンピュータと入力デバイスとを接続している場合、ワイヤレス電力伝送に利用する入力デバイス側の受電電極のみを有効化して、ワイヤレス電力伝送に利用しないタブレット型コンピュータ側の受電電極は無効化することができる。

実施形態１にかかるコンピュータシステムの概要を示すブロック図である（タブレット型コンピュータとキーボードの接続時）。 実施形態１にかかるコンピュータシステムの電気的構成を示すブロック図である（タブレット型コンピュータとキーボードの接続時）。 実施形態１にかかるコンピュータシステムの構成を示すブロック図である（タブレット型コンピュータとキーボードの非接続時）。 実施形態２にかかるコンピュータシステムの概要を示すブロック図である（タブレット型コンピュータとキーボードの接続時）。 実施形態２にかかるコンピュータシステムの構成を示すブロック図である（タブレット型コンピュータとキーボードの接続時）。 実施形態２にかかるコンピュータシステムの構成を示すブロック図である（タブレット型コンピュータとキーボードの非接続時）。 実施形態３にかかるコンピュータシステムの概要を示すブロック図である（タブレット型コンピュータとキーボードの接続時）。 実施形態３にかかるコンピュータシステムの構成を示すブロック図である（タブレット型コンピュータとキーボードの接続時）。

（実施形態１）
実施形態１に係るコンピュータシステムについて図面を参照して説明する。

１．構成
図１は、実施形態１にかかるコンピュータシステムの概要を示すブロック図である（タブレット型コンピュータとキーボードの接続時）。図２は、実施形態１にかかるコンピュータシステムの電気的構成を示すブロック図である（タブレット型コンピュータとキーボードの接続時）。図３は、実施形態１にかかるコンピュータシステムの電気的構成を示すブロック図である（タブレット型コンピュータとキーボードの非接続時）。

本実施形態のコンピュータシステム１０は、ワイヤレス送電装置３００からワイヤレスで（非接触で）伝送される電力を受電可能である。本実施形態では、ワイヤレス電力伝送の方式として、電界結合型のワイヤレス電力伝送方式を用いる。本実施形態のコンピュータシステム１０について詳しく説明する前に、まず、ワイヤレス送電装置３００の構成について説明する。

１−１．ワイヤレス送電装置
図１、図２に示すように、ワイヤレス送電装置３００は、送電電極３０１と、送電回路３０２とを有する。

送電電極３０１は、１組の、送電側アクティブ電極３０１Ａと送電側パッシブ電極３０１Ｐとを有する。送電側アクティブ電極３０１Ａ及び送電側パッシブ電極３０１Ｐは、平板状の金属部材である。送電側アクティブ電極３０１Ａ及び送電側パッシブ電極３０１Ｐは、ワイヤレス送電装置３００の主面３００ａに所定のレイアウトで配置されている。

送電回路３０２は、商用電源等から入力した交流電圧を、所定電圧値及び所定周波数の交流電圧に変換し、変換により得られた交流電圧を、送電電極３０１を構成する送電側アクティブ電極３０１Ａと送電側パッシブ電極３０１Ｐとの間に印加する。送電回路３０２は、例えば、商用電源等から入力した交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ、ＡＣ／ＤＣコンバータから出力される直流電圧を所定電圧値及び所定周波数の交流電圧に変換するインバータ等により構成可能であるが、これに限定されない。例えば、送電回路３０２は、インバータで得られた交流電圧を昇圧トランスでさらに昇圧して出力するようにしてもよい。

１−２．コンピュータシステム
本実施形態のコンピュータシステム１０は、タブレット型コンピュータ１００と、タブレット型コンピュータ１００に対して着脱可能なキーボード２００とを有する。

１−２−１．タブレット型コンピュータ
タブレット型コンピュータ１００は、一方の主面１００ａに、タッチ入力可能なディスプレイ１５０を備え、ユーザがディスプレイ１５０にタッチすることにより操作可能である。

タブレット型コンピュータ１００は、受電電極１０１、受電回路１０２、充電回路１０３、バッテリ１０４、負荷回路１０５、制御部１０６、切替スイッチ１１０、及びコネクタ１３０を有する。

受電電極１０１は、１組の、受電側アクティブ電極１０１Ａと受電側パッシブ電極１０１Ｐとを有する。受電側アクティブ電極１０１Ａ及び受電側パッシブ電極１０１Ｐは、平板状の金属部材である。受電側アクティブ電極１０１Ａ及び受電側パッシブ電極１０１Ｐは、タブレット型コンピュータ１００の他方の主面１００ｂ（ディスプレイ１５０が備えられた主面１００ａとは反対側の主面１００ｂ）に所定のレイアウトで配置されている。所定のレイアウトとは、図３に示すようにタブレット型コンピュータ１００を他方の主面１００ｂを下にした状態でワイヤレス送電装置３００の主面３００ａに載置したときに、ワイヤレス送電装置３００の送電側アクティブ電極３０１Ａとタブレット型コンピュータ１００の受電側アクティブ電極１００Ａとが対向し、ワイヤレス送電装置３００の送電側パッシブ電極３０１Ｐとタブレット型コンピュータ１００の受電側パッシブ電極１００Ｐとが対向することとなるレイアウトである。

受電回路１０２は、受電側パッシブ電極１０１Ｐと受電側アクティブ電極１０１Ａとの間に誘起された交流電圧を所定電圧値の直流電圧に変換して出力する。受電回路１０２は、例えば、受電側パッシブ電極１０１Ｐと受電側アクティブ電極１０１Ａとの間に誘起された交流電圧を降圧する降圧部と、降圧部で降圧された交流電圧を直流電圧に整流・平滑する整流平滑回路と、整流平滑回路で整流された直流電圧を負荷回路１０５及びバッテリ１０４に適した所定電圧値の直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ等により構成可能であるが、これに限定されない。例えば、受電回路１０２は、降圧部を有さずに、受電側パッシブ電極１０１Ｐと受電側アクティブ電極１０１Ａとの間に誘起された交流電圧を、直接、直流電圧に整流・平滑してもよい。

充電回路１０３は、受電回路１０２から出力される直流電圧に対して所定の処理を施してバッテリ１０４を充電する。所定の処理とは、例えば、バッテリ１０４の充電状態（電圧、残存容量等）に応じて、充電電圧や充電電流を調整する処理である。

バッテリ１０４は、例えばリチウムイオンバッテリやニッケル水素バッテリ等の二次電池である。

負荷回路１０５は、ディスプレイ１５０や、タブレット型コンピュータ１００全体を制御するＣＰＵ及び記憶部や、ユーザによって操作される操作部等を含み、バッテリ１０４に貯蔵された電力、または充電回路１０３から出力される直流電圧を利用して動作する。制御部１０６（ＣＰＵ及び記憶部）は、負荷回路１０５の一部として構成してもよい。

コネクタ１３０は、第１接続端子１３１、第２接続端子１３２、第３接続端子１３３、及び第４接続端子１３４を有する。

第１接続端子１３１は、バッテリ１０４に接続され、キーボード２００作動用の直流電圧をキーボード２００に出力するための端子である。

第２接続端子１３２は、制御部１０６に接続され、キーボード２００の後述する制御部との間で種々の制御信号を入出力するための端子である。

第３接続端子１３３は、制御部１０６に接続され、キーボード２００の後述する切替スイッチ２１０に制御信号を出力するための端子である。

第４接続端子１３４は、受電回路１０２の入力部に接続され、受電回路１０２の入力部とキーボード２００の後述する受電電極２０１とを接続するための端子である。

切替スイッチ１１０は、一端が受電電極１０１に接続され、他端が受電回路１０２の入力側に接続されている。切替スイッチ１１０のＯＮ／ＯＦＦは、制御部１０６から出力されるスイッチ制御信号により制御される。

制御部１０６は、タブレット型コンピュータ１００全体の制御を行う。また、制御部１０６は、キーボード２００が接続された際、キーボード２００と通信を行ってキーボード２００の制御を行う。例えば、制御部１０６は、キーボード２００が接続されているか否かに応じて、タブレット型コンピュータ１００の切替スイッチ１１０及びキーボード２００の後述する切替スイッチのＯＮ／ＯＦＦを制御する。

１−２−２．キーボード
キーボード２００は、複数の入力キー２５０、制御部２０６、受電電極２０１、コネクタ２３０及び切替スイッチ２１０を有する。

各入力キー２５０は、キーボード２００の一方の主面２００ａに配置され、ユーザがキー入力を行うための操作インタフェースである。

制御部２０６は、操作された入力キー２５０に応じた信号を出力する。また、制御部２０６は、キーボード２００全体の動作の制御を行う。

受電電極１０１は、キーボード２００の他方の主面２００ｂ（複数の入力キー２５０が配置された主面２００ａとは反対側の主面２００ｂ）に所定のレイアウトで配置されている。受電電極１０１は、タブレット型コンピュータ１００における受電電極１０１と同様の構成を有している。すなわち、受電電極２０１は、１組の、受電側アクティブ電極２０１Ａと受電側パッシブ電極２０１Ｐとを有する。受電側アクティブ電極２０１Ａ及び受電側パッシブ電極２０１Ｐは、平板状の金属部材である。受電側アクティブ電極２０１Ａ及び受電側パッシブ電極２０１Ｐは、キーボード２００の前記他方の主面２００ｂに所定のレイアウトで配置されている。所定のレイアウトとは、図２に示すように、キーボード２００を、前記他方の主面２００ｂを下にした状態でワイヤレス送電装置３００の主面３００ａに載置したときに、ワイヤレス送電装置３００の送電側アクティブ電極３０１Ａとキーボード２００の受電側アクティブ電極２００Ａとが対向し、ワイヤレス送電装置３００の送電側パッシブ電極３０１Ｐとキーボード２００の受電側パッシブ電極２０１Ｐとが対向することとなるレイアウトである。

送電側パッシブ電極３０１Ｐ及び送電側アクティブ電極３０１Ａと、タブレット型コンピュータ１００の後述する受電側パッシブ電極１０１Ｐ及び受電側アクティブ電極１０１Ａとが所定の対向状態にあるときに、これらの電極の間に結合容量が生じる。この状態で、送電側パッシブ電極３０１Ｐと送電側アクティブ電極３０１Ａとの間に送電回路から出力された電圧が印加されることにより、送電装置３００は、タブレット型コンピュータ１００に電界結合により所定の電力を伝送することが可能となる。所定の対向状態とは、送電側パッシブ電極３０１Ｐ及び送電側アクティブ電極３０１Ａと、タブレット型コンピュータ１００の受電側パッシブ電極１０１Ｐ及び受電側アクティブ電極１０１Ａとが所定の結合容量を持つこととなる対向状態である。

また、送電側パッシブ電極３０１Ｐ及び送電側アクティブ電極３０１Ａと、キーボード２００の受電側パッシブ電極２０１Ｐ及び受電側アクティブ電極２０１Ａとが所定の対向状態にあるときに、これらの電極の間に結合容量が生じる。この状態で、送電側パッシブ電極３０１Ｐと送電側アクティブ電極３０１Ａとの間に送電回路から出力された電圧が印加されることにより、送電装置３００は、タブレット型コンピュータ１００に電界結合により所定の電力を伝送することが可能となる。所定の対向状態とは、送電側パッシブ電極３０１Ｐ及び送電側アクティブ電極３０１Ａと、キーボード２００の受電側パッシブ電極２０１Ｐ及び受電側アクティブ電極２０１Ａとが所定の結合容量を持つこととなる対向状態である。

コネクタ２３０は、第１接続端子２３１、第２接続端子２３２、第３接続端子２３３、及び第４接続端子２３４を有する。

第１接続端子２３１は、制御部２０６に接続され、キーボード２００作動用の直流電圧をタブレット型コンピュータ１００から入力するための端子である。

第２接続端子２３２は、制御部２０６に接続され、タブレット型コンピュータ１００の制御部１０６との間で種々の制御信号を入出力するための端子である。

第３接続端子２３３は、切替スイッチ２１０に接続され、タブレット型コンピュータ１００の制御部１０６からの信号を切替スイッチ２１０に出力するための端子である。

第４接続端子２３４は、切替スイッチ２１０を介して受電電極２０１に接続され、受電電極２０１とタブレット型コンピュータ１００の受電回路１０２の入力部とを接続するための端子である。

切替スイッチ２１０は、一端が受電電極２０１に接続され、他端が第４接続端子２３４に接続されている。切替スイッチ２１０のＯＮ／ＯＦＦは、タブレット型コンピュータ１００の制御部１０６から第３接続端子１３４、２３４を介して入力されるスイッチ制御信号により制御される。

制御部２０６は、キーボード２００全体の制御を行う。また、制御部２０６は、第３接続端子１３３、２３３を介して、タブレット型コンピュータ１００との間で種々の制御信号を入出力するとともに、操作された入力キー２５０に対応する信号を出力する。

なお、キーボード２００の受電電極２０１には、例えば数千ボルトという高電圧が誘起される場合がある。そのため、受電電極２０１と切替スイッチ２１０との間に降圧トランスを設けてもよい。こうすることにより、第３接続端子２３３に生じる電圧を低下させることができる。また、低下させることにより、他の接続端子との間の絶縁等を行いやすくなる。

２．動作
タブレット型コンピュータ１００は、コネクタ１３０、２３０を介して、キーボード２００が接続されると、第１接続端子１３１、２３１を介してバッテリ１０４からキーボード２００に直流電圧を出力する。キーボード２００の制御部２０６は、第２接続端子１３２、２３２を介して認証要求信号をタブレット型コンピュータ１００の制御部１０６に出力する。タブレット型コンピュータ１００の制御部１０６（以下適宜「タブレット制御部１０６」という）は、認証要求信号を受信した場合、接続されたキーボードが、ワイヤレス電力伝送が可能な所定のキーボードであるか否かを判定し、判定結果に応じてタブレット型コンピュータ１００の切替スイッチ１１０及びキーボード２００の切替スイッチ２１０の制御を行う。

具体的に、タブレット制御部１０６は、第２接続端子１３２、２３２を介して認証要求信号を受信しない場合、つまり、図３に示す状態のように、キーボード２００が接続されていない場合、タブレット型コンピュータ１００の切替スイッチ１１０（以下適宜「タブレット側切替スイッチ１１０」という）に、当該スイッチ１１０をＯＮ状態とさせるための信号を出力する。これにより、タブレット側切替スイッチ１１０はＯＮ状態となり、タブレット型コンピュータ１００の受電電極１０１（以下適宜「タブレット側受電電極１０１」という）とタブレット型コンピュータ１００の受電回路１０２とが電気的に接続される。このとき、タブレット制御部１０６は、キーボード２００の切替スイッチ２１０（以下適宜「キーボード側切替スイッチ２１０」という）をＯＮ状態とさせるための信号については出力しない。そのため、キーボード側切替スイッチ２１０はＯＦＦ状態である。

この状態で、タブレット型コンピュータ１００を、ディスプレイ１５０とは反対側の主面１００ｂを下にして、所定の対向条件となるように、ワイヤレス送電装置３００の主面３００ａに載置することにより、ワイヤレス送電装置３００からタブレット型コンピュータ１００にワイヤレスで電力を伝送することが可能となる。

これに対し、タブレット制御部１０６は、第２接続端子１３２、２３２を介して認証要求信号を受信し、当該認証要求信号に基づいて所定のキーボードであることが認証された場合、つまり、タブレット型コンピュータ１００にキーボード２００が接続されている場合、第２接続端子１３２、２３２を介してキーボード側切替スイッチ２１０に、当該スイッチ２１０をＯＮ状態とさせるための信号を出力する。これにより、キーボード側切替スイッチ２１０はＯＮ状態となり、キーボード２００の受電電極２０１（以下適宜「キーボード側受電電極２０１」という）とタブレット型コンピュータ１００の受電回路１０２とが電気的に接続される。一方、タブレット側切替スイッチ１１０に対しては、タブレット側切替スイッチ１１０をＯＮ状態とさせるための信号を出力しない。そのため、タブレット側切替スイッチ１１０はＯＦＦ状態である。

この状態で、タブレット型コンピュータ１００に接続されたキーボード２００を、入力キー２５０が配置された主面２００ａとは反対側の主面２００ｂを下にして、所定の対向条件となるように、ワイヤレス送電装置３００の主面３００ａに載置することにより、ワイヤレス送電装置３００からキーボード２００の受電電極２０１を介してタブレット型コンピュータ１００に電力を伝送することが可能となる。

また、タブレット型コンピュータ１００は、キーボード２００と接続されていない時は、相対的に低消費電力な第１のモードで動作し、接続端子１３４、２３４を介してキーボード２００と接続されている時は、相対的に高消費電力な第２のモードで動作する。

なお、第２接続端子１３２、２３２を介して認証要求信号を受信したが、当該認証要求信号に基づいて所定のキーボードであることが認証されない場合、所定のキーボード以外のキーボードが接続されているので、つまりワイヤレス電力伝送に対応していないキーボードであると考えられる。この場合、タブレット型コンピュータ１００の制御部１０６は、キーボード２００が接続されていないときと同様の制御を行う。

３．まとめ
以上のように、本実施形態のコンピュータシステム１０により、キーボード２００（外部機器）と接続可能なタブレット型コンピュータ１００（コンピュータ機器）が提供される。
キーボード２００は、１組の受電電極２０１Ａ、２０１Ｐと、１組の受電電極２０１Ａ、２０１Ｐに接続された第４の接続端子２３４と、を備える。
タブレット型コンピュータ１００は、第１の主面１００ａ側に設けられ、タッチ入力に対応したディスプレイ１５０と、第２の主面１００ｂ側に設けられた１組の受電電極１０１Ａ、１０１Ｐと、１組の受電電極１０１Ａ、１０１Ｐ間に印加される交流電圧を直流電圧に変換する受電回路１０２と、受電回路１０２からの出力電圧によって駆動され、ディスプレイ１５０を含む負荷と、受電回路１０２からの出力電圧によって充電されるバッテリ１０４と、受電回路１０２の入力に接続され、キーボード２００の第４の接続端子２３４と電気的に接続可能な第４の接続端子１３４と、受電回路１０２と１組の受電電極１０１Ａ、１０１Ｐとを電気的に接続／遮断可能な切替スイッチ１１０と、タブレット型コンピュータ１００の第４の接続端子１３４とキーボード２００の第４の接続端子２３４とが接続された際に、受電回路１０２と１組の受電電極１０１Ａ、１０１Ｐとの電気的接続を遮断するように、切替スイッチ１１０を制御する制御部１０６とを備える。

また、本実施形態では、上記タブレット型コンピュータ１００と当該タブレット型コンピュータ１００に対して脱着可能なキーボード２００とを含むコンピュータシステム１０が提供される。

本実施形態によれば、タブレット型コンピュータ１００とこれに接続されるキーボード２００とのそれぞれに受電電極１０１または受電電極２０１が備えられているので、タブレット型コンピュータ１００をキーボード２００に接続した場合と、タブレット型コンピュータ１００をキーボード２００から分離した場合とのいずれの場合においても、タブレット型コンピュータ１００をワイヤレスで充電することが可能となる。

また、タブレット型コンピュータ１００とキーボード２００とを接続している場合、ワイヤレス電力伝送に利用するキーボード２００側の受電電極１０１のみを有効化して、ワイヤレス電力伝送に利用しないタブレット型コンピュータ１００側の受電電極２０１は無効化することができる。

本実施形態において、
タブレット型コンピュータ１００に接続される入力デバイス（外部機器）は、キーボード２００である。

タブレット型コンピュータ１００とキーボード２００とを接続した場合には、タブレット型コンピュータ１００のディスプレイ１５０の表示面を水平方向に対して斜めの状態にして、ノートタイプコンピュータのような態様で使用することとなる。したがって、タブレット型コンピュータ１００をワイヤレス送電装置３００上に載置して、タブレット型コンピュータ１００の充電を行う可能性は少ない。つまり、タブレット型コンピュータ１００側の受電電極１０１を利用してタブレット型コンピュータ１００の充電を行う可能性は少ない。このような場合、本実施形態では、キーボード２００側の電極２０１のみが有効となる。これにより、使わない状態のときのタブレット型コンピュータ１００側の受電電極１０１に不所望な電圧が印加されないようにすることができる。

本実施形態において、
キーボード２００は、接続端子２３４と受電電極２０１との間を電気的に接続／遮断可能な切替スイッチ２１０を備え、切替スイッチ２１０は、タブレット型コンピュータ１００の第４の接続端子１３４とキーボード２００の第４の接続端子２３４とが接続されていないときには電気的に遮断状態となり、接続端子１３４とキーボード２００の接続端子２３４とが接続されているときには電気的に接続状態となるスイッチである。

これにより、使わない状態のときのキーボード２００側の受電電極２０１に不所望な電圧が印加されないようにすることができる。

本実施形態において、
タブレット型コンピュータ１００は、キーボード２００と接続されていない時は、相対的に低消費電力な第１のモードで動作し、キーボード２００と接続されている時は、相対的に高消費電力な第２のモードで動作する。

これにより、ノート型コンピュータ、タブレット型コンピュータの使われ方に応じた最適なパフォーマンスを発揮させることができる。また、タブレット型コンピュータ１００にキーボード２００を接続することにより、キーボード２００を放熱器として利用することができ、相対的に高消費電力な第２のモードで動作させることができる。

本実施形態において、各受電電極１０１、２０１は非接触で電力を受電可能な電極である。これにより、タブレット型コンピュータ１００及びキーボード２００において、非接触で電力を受電することができる。

（実施形態２）
実施形態２に係るコンピュータシステムについて図面を参照して説明する。本実施形態では、タブレット型コンピュータだけでなくキーボードにも充電回路とバッテリが備えられ、当該バッテリについてもワイヤレス電力伝送により充電可能に構成されている。以下、詳しく説明する。

１．構成
図４は、実施形態２にかかるコンピュータシステムの概要を示すブロック図である（タブレット型コンピュータとキーボードの接続時）。図５は、実施形態２にかかるコンピュータシステムの電気的構成を示すブロック図である（タブレット型コンピュータとキーボードの接続時）。図６は、実施形態２にかかるコンピュータシステムの電気的構成を示すブロック図である（タブレット型コンピュータとキーボードの非接続時）。

本実施形態のコンピュータシステム１０Ｂでは、キーボード２００Ｂは、実施形態１の構成に加えてさらに、充電回路２０３、及びバッテリ２０４を有する。また、コネクタ２３０Ｂは、さらに第５の接続端子２３５を有する。

キーボード２００Ｂの充電回路２０３及びバッテリ２０４は、タブレット型コンピュータ１００Ｂの充電回路１０３及びバッテリ１０４と同一である。なお、充電回路２０３及びバッテリ２０４は、タブレット型コンピュータ１００Ｂの充電回路１０３及びバッテリ１０４と同一のものでなくてもよい。

第５の接続端子２３５は、充電回路２０３の入力部に接続されている。

また、本実施形態のコンピュータシステム１０Ｂでは、タブレット型コンピュータ１００Ｂは、実施形態１の構成に加えてさらに、第２切替スイッチ１２０を有する。また、コネクタ１３０Ｂは、第５の接続端子１３５を有する。なお、実施形態１におけるタブレット側切替スイッチ１１０を、便宜上「第１切替スイッチ１１０」という。

第５の接続端子１３５は、第２切替スイッチ１２０を介して受電回路１０２の入力部に接続されている。

第２切替スイッチ１２０は、一端が受電電極１０１に接続され、他端が第５の接続端子１３５に接続されている。第２切替スイッチ１２０のＯＮ／ＯＦＦは、制御部１０６Ｂから出力されるスイッチ制御信号により制御される。

それ以外の構成は、実施形態１のコンピュータシステム１０Ｂと同じである。

２．動作
本実施形態では、タブレット型コンピュータ１００は、コネクタ１３０Ｂ、２３０Ｂを介して、キーボード２００が接続され、認証要求信号を受信した場合、接続されたキーボードが、ワイヤレス電力伝送が可能な所定のキーボードであるか否かを判定し、判定結果に応じてタブレット型コンピュータ１００の第１切替スイッチ１１０、第２切替スイッチ１２０、及びキーボード２００の切替スイッチ２１０の制御を行う。

具体的に、タブレット制御部１０６Ｂは、第２接続端子１３２、２３２を介して認証要求信号を受信しない場合、つまり、図６に示す状態のように、キーボード２００Ｂが接続されていない場合、タブレット型コンピュータ１００Ｂの第１切替スイッチ１１０に、当該スイッチをＯＮ状態とさせるための信号を出力する。これにより、タブレット側第１切替スイッチ１１０はＯＮ状態となり、タブレット型コンピュータ１００の受電電極１０１（以下適宜「タブレット側受電電極１０１」という）とタブレット型コンピュータの受電回路１０２とが電気的に接続される。このとき、タブレット制御部１０６Ｂは、キーボード２００Ｂの切替スイッチ２１０（以下適宜「キーボード側切替スイッチ２１０」という）をＯＮ状態とさせるための信号については出力しない。そのため、キーボード側切替スイッチ２１０はＯＦＦ状態である。また、タブレット制御部１０６Ｂは、タブレット側第２切替スイッチ１２０に対しては、タブレット側第２切替スイッチ１２０をＯＮ状態とさせるための信号を出力しない。そのため、タブレット側第２切替スイッチ１２０はＯＦＦ状態である。

この状態で、タブレット型コンピュータ１００Ｂを、ディスプレイ１５０が設けられた主面１００ａとは反対側の主面１００ｂを下にして、所定の対向条件となるように、ワイヤレス送電装置３００の主面３００ａに載置することにより、ワイヤレス送電装置３００からタブレット型コンピュータ１００Ｂにワイヤレスで電力を伝送することが可能となる。

これに対し、タブレット制御部１０６Ｂは、第２接続端子１３２、２３２を介して認証要求信号を受信し、当該認証要求信号に基づいて所定のキーボードであることが認証された場合、第２接続端子１３２、２３２を介してキーボード側切替スイッチ２１０Ｂに、当該スイッチをＯＮ状態とさせるための信号を出力する。これにより、キーボード側切替スイッチ２１０はＯＮ状態となり、キーボード２００Ｂの受電電極１０１（以下適宜「タブレット側受電電極１０１」という）とタブレット型コンピュータ１００Ｂの受電回路１０２とが電気的に接続される。一方、タブレット側第１切替スイッチ１１０に対しては、タブレット側第１切替スイッチ１１０をＯＮ状態とさせるための信号を出力しない。そのため、タブレット側第１切替スイッチ１１０はＯＦＦ状態である。また、タブレット制御部１０６Ｂは、タブレット側第２切替スイッチ１２０に対しては、タブレット側第２切替スイッチ１２０をＯＮ状態とさせるための信号を出力しない。そのため、タブレット側第２切替スイッチ１２０はＯＦＦ状態である。

この状態で、タブレット型コンピュータ１００Ｂに接続されたキーボード２００Ｂを、入力キー２５０が設けられた主面２００ａとは反対側の主面２００ｂを下にして、所定の対向条件となるように、ワイヤレス送電装置３００の主面３００ａに載置することにより、ワイヤレス送電装置３００からキーボード２００Ｂの受電電極２０１を介してタブレット型コンピュータ１００Ｂに電力を伝送することが可能となる。また、タブレット型コンピュータ１００Ｂの受電回路１０２からタブレット側第２切替スイッチ１２０及び第５の接続端子１３５、２３５を介してキーボード２００Ｂの充電回路２０３に直流電圧を出力してキーボード側バッテリ２０４を充電することが可能となる。

なお、第２接続端子１３２、２３２を介して認証要求信号を受信したが、当該認証要求信号に基づいて所定のキーボードであることが認証されない場合、所定のキーボード以外のキーボードが接続されている、つまりワイヤレス電力伝送に対応していないキーボードが接続されていると考えられる。この場合、タブレット型コンピュータ１００Ｂの制御部１０６Ｂは、キーボード２００Ｂが接続されていないときと同様の制御を行う。

３．まとめ
以上のように、本実施形態のコンピュータシステム１０Ｂにおいて、
タブレット型コンピュータ１００は、受電回路１０２の出力に接続され、キーボード２００Ｂと接続可能な第５の接続端子１３５を備える。
キーボード２００Ｂは、バッテリ２０４と、バッテリ２０４に接続され、タブレット型コンピュータ１００Ｂの第５の接続端子１３５と接続可能な接続端子２３５と、を備える。

これにより、実施形態１で説明した効果に加え、バッテリ容量の増大による、タブレット型コンピュータ１００Ｂの駆動時間の増大という効果が得られる。

（実施形態３）
実施形態３に係るコンピュータシステムについて図面を参照して説明する。実施形態１、２では、ワイヤレス電力伝送システムとして、電界結合型のワイヤレス電力伝送システムを利用した例について説明したが、本実施形態では、ワイヤレス電力伝送システムとして、電磁誘導型のワイヤレス電力伝送システムを利用した例について説明する。

１．構成
図７は、実施形態３にかかるコンピュータシステムの概要を示すブロック図である（タブレット型コンピュータとキーボードの接続時）。図８は、実施形態３にかかるコンピュータシステムの電気的構成を示すブロック図である（タブレット型コンピュータとキーボードの接続時）。

本実施形態のコンピュータシステム１０Ｃでは、実施形態１のタブレット型コンピュータの受電側パッシブ電極及び受電側アクティブ電極に代えて、１つの受電コイル１０１Ｃが設けられているとともに、キーボード２００Ｃの受電側パッシブ電極及び受電側アクティブ電極に代えて、１つの受電コイル２０１Ｃが設けられている。また、実施形態１のワイヤレス送電装置３００Ｃ（充電台）の送電側パッシブ電極３０１Ｐ及び送電側アクティブ電極３０１Ａに代えて、１つの送電コイル３０１Ｃが設けられている。

また、ワイヤレス送電装置３００Ｃの送電回路３０２Ｃは、電磁誘導型のワイヤレス電力伝送に適した所定電圧値、所定周波数の交流電圧を送電コイル３０１Ｃの１組の電極間に印加する。

タブレット型コンピュータ１００Ｃの受電回路１０２Ｃは、タブレット型コンピュータ１００Ｃの受電コイル１０１Ｃの１組の電極間またはキーボード２００Ｃの受電コイル２０１Ｃの１組の電極間に電磁誘導により誘起された電圧を、所定電圧値の直流電圧に変換して出力する。受電回路１０２Ｃは、例えば、受電コイル１０１Ｃに誘起された交流電圧を直流電圧に整流・平滑する整流平滑回路と、整流平滑回路で整流された直流電圧を負荷回路１０５及びバッテリ１０４に適した所定電圧値の直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ等により構成可能であるが、これに限定されない。

その他の構成は、実施形態１、２に係るコンピュータシステムと同一である。

このような構成によれば、ワイヤレス送電装置３００Ｃの送電コイル３０１Ｃと、タブレット型コンピュータ１００Ｃの受電コイル１０１Ｃとが所定の位置関係にあるときに、これらのコイル３０１Ｃ、１０１Ｃの間に所定のインダクタンスが生じる。この状態で、送電コイル３０１Ｃの１組の電極（一対の端子）間に送電回路３０２Ｃから出力された電圧を印加することにより、送電装置３００Ｃは、タブレット型コンピュータ１００Ｃに電磁誘導により所定の電力を伝送することが可能となる。

また、ワイヤレス送電装置３００Ｃの送電コイル３０１Ｃと、キーボード２００の受電コイル２０１Ｃとが所定の位置関係にあるときに、これらのコイル３０１Ｃ、２０１Ｃの間に所定のインダクタンスが生じる。この状態で、送電コイル３０１Ｃの１組の電極（一対の端子）間に送電回路３０２Ｃから出力された電圧を印加することにより、送電装置３００Ｃは、キーボード２００Ｃに電磁誘導により所定の電力を伝送することが可能となる。

２．動作
本実施形態においては、タブレット型コンピュータ１００Ｃの制御部１０６Ｃ（以下適宜「タブレット制御部１０６Ｃ」という）、及びキーボード２００Ｃの制御部２０６Ｃ（以下適宜「キーボード制御部２０６Ｃ」という）は、タブレット側切替スイッチ１１０及びキーボード側切替スイッチ２１０に対して、実施形態１と同様の切替制御を行う。

これにより、タブレット型コンピュータ１００Ｃの受電電極が受電コイル１０１Ｃであり、キーボード２００Ｃの受電電極が受電コイル２００Ｃであり、ワイヤレス送電装置３００Ｃの送電電極が送電コイル３００Ｃである場合においても、実施形態１と同様の効果が得られる。

３．まとめ
本実施形態のコンピュータシステム１０Ｃにおいて、受電電極は受電コイル１０１Ｃまたは２０１Ｃである。

本実施形態によれば、ワイヤレス電力伝送システムとして、電磁誘導型のワイヤレス電力伝送システムを利用した場合において、実施形態１と同様の効果が得られる。つまり、タブレット型コンピュータ１００Ｃをキーボード２００Ｃに接続した場合と、タブレット型コンピュータ１００Ｃをキーボード２００Ｃから分離した場合とのいずれの場合においても、タブレット型コンピュータ１００Ｃをワイヤレスで充電することが可能となる。

また、タブレット型コンピュータ１００Ｃとキーボード２００Ｃとを接続している場合、ワイヤレス電力伝送に利用するキーボード２００Ｃ側の受電コイル１０１Ｃのみを有効化して、ワイヤレス電力伝送に利用しないタブレット型コンピュータ１００Ｃ側の受電コイル２０１Ｃは無効化することができる。

（その他の実施形態）
実施形態３では、実施形態１の電界結合型のワイヤレス電力伝送システムの受電電極及び受電回路を、電磁誘導型のワイヤレス電力伝送システムの受電電極に変更した例を説明したが、実施形態２の電界結合型のワイヤレス電力伝送システムの受電電極及び受電回路を、電磁誘導型のワイヤレス電力伝送システムの電極に変更した場合においても、実施形態２の技術思想を適用可能であることは言うまでもない。

また、上記各実施形態では、タブレット型コンピュータとキーボードとの間で認証動作を行い、認証された場合と認証されなかった場合とで、各切替スイッチに対して異なる処理を行うように構成したが、各切替スイッチに対して異なる処理を行わせる方法は、これに限らない。例えば、コネクタの形状を規格化された一般的なコネクタとは異なる形状とすることにより、タブレット型コンピュータに所定のキーボード以外のキーボードを接続できないようにし、接続できた場合には、所定のキーボードが接続されているものとして、上記の認証された場合と同様の動作を行い、接続できなかった場合には、所定のキーボードが接続されていないものとして、上記の認証されなかった場合と同様の動作を行ってもよい。

１０、１０Ｂ、１０Ｃ コンピュータシステム
１００、１００Ｂ、１００Ｃ タブレット型コンピュータ
１００ａ 第１の主面
１００ｂ 第２の主面
１０１ 受電電極
１０１Ａ 受電側アクティブ電極
１０１Ｐ 受電側パッシブ電極
１０２、１０２Ｃ 受電回路
１０３ 充電回路
１０４ バッテリ
１０５ 負荷回路
１０６、１０６Ｂ、１０６Ｃ 制御部
１１０ 切替スイッチ（第１切替スイッチ）
１２０ 第２切替スイッチ
１３０、１３０Ｂ コネクタ
１３１ 第１の接続端子
１３２ 第２の接続端子
１３３ 第３の接続端子
１３４ 第４の接続端子
１３５ 第５の接続端子
１５０ ディスプレイ
２００、２００Ｂ、２００Ｃ キーボード
２００ａ 第１の主面
２００ｂ 第２の主面
２０１、２０１Ｃ 受電電極
２０１Ａ 受電側アクティブ電極
２０１Ｐ 受電側パッシブ電極
２０１Ｃ 受電電極（受電コイル）
２０６、２０６Ｂ、２０６Ｃ 制御部
２１０ 切替スイッチ
２３０、２３０Ｂ コネクタ
２３１ 第１の接続端子
２３２ 第２の接続端子
２３３ 第３の接続端子
２３４ 第４の接続端子
２３５ 第５の接続端子
２５０ 入力キー
３００、３００Ｂ、３００Ｃ ワイヤレス送電装置
３００ａ 主面
３０１ 送電電極
３０１Ａ 送電側アクティブ電極
３０１Ｐ 送電側パッシブ電極
３０１Ｃ 送電電極（送電コイル）
３０２、３０２Ｃ 送電回路

Claims (9)

1. 外部機器と接続可能なコンピュータ機器であって、
   前記外部機器は、
   第１の組の受電電極と、
   前記第１の組の受電電極に接続された外部機器側接続端子と、
   外部機器側制御部と、を備え、
   前記コンピュータ機器は、
   第１の主面側に設けられ、タッチ入力に対応したディスプレイと、
   第２の主面側に設けられた第２の組の受電電極と、
   前記第２の組の受電電極間に印加される交流電圧を直流電圧に変換する電力変換回路と、
   前記電力変換回路からの出力電圧によって駆動され、前記ディスプレイを含む負荷と、
   前記電力変換回路からの出力電圧によって充電されるバッテリと、
   前記電力変換回路の入力に接続され、前記外部機器側接続端子と接続可能なコンピュータ機器側接続端子と、
   前記電力変換回路と前記第２の組の受電電極とを電気的に接続／遮断可能なスイッチと、
   コンピュータ機器側制御部と、を備え、
   前記コンピュータ機器側接続端子と前記外部機器側接続端子とが接続された際に、前記外部機器側制御部は、前記コンピュータ機器に対し認証要求信号を出力し、
   前記コンピュータ機器側制御部は、前記外部機器がワイヤレス給電可能であるか否かを前記認証要求信号にもとづき判定し、前記外部機器がワイヤレス給電可能である場合に、前記電力変換回路と前記第２の組の受電電極との電気的接続を遮断するように、前記スイッチを制御する、
   コンピュータ機器。
2. 前記外部機器はキーボードである、
   請求項１に記載のコンピュータ機器。
3. 各受電電極は非接触で電力を受電可能な電極である、
   請求項１または２に記載のコンピュータ機器。
4. タブレット型コンピュータと、前記タブレット型コンピュータに対して脱着可能な入力デバイスとを含むコンピュータシステムであって、
   前記入力デバイスは、
   第１の組の受電電極と、
   前記第１の組の受電電極に接続された入力デバイス側接続端子と、
   入力デバイス側制御部と、を備え、
   前記タブレット型コンピュータは、
   第１の主面側に設けられ、タッチ入力に対応したディスプレイと、
   第２の主面側に設けられた第２の組の受電電極と、
   前記第２の組の受電電極間に印加される交流電圧を直流電圧に変換する電力変換回路と、
   前記電力変換回路からの出力電圧によって駆動され、前記ディスプレイを含む負荷と、
   前記電力変換回路からの出力電圧によって充電されるバッテリと、
   前記電力変換回路の入力に接続され、前記入力デバイス側接続端子と接続可能なコンピュータ側接続端子と、
   前記電力変換回路と前記第２の組の受電電極とを電気的に接続／遮断可能なスイッチと、
   コンピュータ側制御部と、を備え、
   前記コンピュータ側接続端子と前記入力デバイス側接続端子とが接続された際に、前記入力デバイス側制御部は、前記タブレット型コンピュータに対し認証要求信号を出力し、
   前記コンピュータ側制御部は、前記入力デバイスがワイヤレス給電可能であるか否かを前記認証要求信号にもとづき判定し、前記入力デバイスがワイヤレス給電可能である場合に、前記電力変換回路と前記第２の組の受電電極との電気的接続を遮断するように、前記スイッチを制御する、
   コンピュータシステム。
5. 前記入力デバイスは、前記入力デバイス側接続端子と前記第１の組の受電電極との間を電気的に接続／遮断可能な第２のスイッチを備え、
   前記第２のスイッチは、前記コンピュータ側接続端子と前記入力デバイス側接続端子とが接続されていないときには電気的に遮断状態となり、前記コンピュータ側接続端子と前記入力デバイス側接続端子とが接続されているときには電気的に接続状態となるスイッチである、
   請求項４記載のコンピュータシステム。
6. 前記入力デバイスはキーボードである、
   請求項４または５に記載のコンピュータシステム。
7. 前記タブレット型コンピュータは、
   前記電力変換回路の出力に接続された第２のコンピュータ側接続端子を備え、
   前記入力デバイスは、
   第２のバッテリと、
   前記第２のバッテリに接続され、前記第２のコンピュータ側接続端子と接続可能な第２の入力デバイス側接続端子と、を備える、
   請求項４から６のいずれか１項に記載のコンピュータシステム。
8. 前記タブレット型コンピュータは、前記入力デバイスと接続されていない時は、相対的に低消費電力な第１のモードで動作し、前記入力デバイスと接続されている時は、相対的に高消費電力な第２のモードで動作する、
   請求項４から７のいずれか１項に記載のコンピュータシステム。
9. 各受電電極は非接触で電力を受電可能な電極である、
   請求項４から８のいずれか１項に記載のコンピュータシステム。

Images