(57)【要約】  電子機器２０は、コイル３２を有するアンテナ３０と、負荷２４と、アンテナ３０にて受電した電力を負荷２４に給電するための給電部４０と、アンテナ３０を介して外部と通信する通信部６０と、アンテナ３０と通信部６０との間に設けられたスイッチ回路５０と、アンテナ３０にて受電する電力に応じてスイッチ回路５０のオンオフを制御するスイッチ制御部７０とを備えている。
2012090904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルを有するアンテナと、負荷と、前記アンテナにて受電した電力を前記負荷に給電するための給電部と、前記アンテナを介して外部と通信する通信部と、前記アンテナと前記通信部との間に設けられたスイッチ回路と、前記アンテナにて受電する電力に応じて前記スイッチ回路のオンオフを制御するスイッチ制御部とを備える電子機器。
【請求項２】
請求項１記載の電子機器であって、前記電力を伝送する際の周波数が前記通信における搬送波の周波数に等しい、電子機器。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の電子機器であって、
前記スイッチ制御部は、前記給電部の出力に応じて前記スイッチ回路を制御する
電子機器。
【請求項４】
請求項１又は請求項２記載の電子機器であって、
前記アンテナに接続された補助整流器を更に備えており、
前記スイッチ制御部は、前記補助整流器の出力に応じて前記スイッチ回路を制御する
電子機器。
【請求項５】
請求項１又は請求項２記載の電子機器であって、
前記アンテナの受電電力検出用として設けられた補助アンテナと、前記補助アンテナに接続された補助整流器とを更に備えており、
前記スイッチ制御部は、前記補助整流器の出力に応じて前記スイッチ回路を制御する
電子機器。
【請求項６】
請求項４又は請求項５記載の電子機器であって、
前記スイッチ制御部は、前記スイッチ回路の制御に前記給電部の出力も利用する
電子機器。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電子機器であって、
前記アンテナと前記通信部とは複数のラインで接続されており、
前記スイッチ回路は、前記ラインの夫々に設けられたスイッチと、前記ラインの夫々とグランドとの間に設けられた付加的スイッチと、カソードを前記ラインの夫々に接続されアノードを前記グランドに接続されたツェナーダイオードとを更に備えており、
前記付加的スイッチは、前記スイッチと逆の状態をとるように前記スイッチ制御部により制御される
電子機器。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電子機器であって、
前記アンテナと前記通信部とは複数のラインで接続されており、
前記スイッチ回路は、前記ラインの夫々に設けられたスイッチと、前記ラインの夫々とグランドとの間に設けられた付加的スイッチと、アノードを前記ラインの夫々に接続されカソードを前記グランドに接続されたダイオードとを更に備えており、
前記付加的スイッチは、前記スイッチと逆の状態をとるように前記スイッチ制御部により制御される
電子機器。
【請求項９】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電子機器であって、
前記アンテナと前記通信部とは複数のラインで接続されており、
前記スイッチ回路は、前記ラインの夫々に設けられたスイッチと、前記ラインの夫々とグランドとの間に設けられた付加的スイッチと、直列接続された複数のダイオードとを更に備えており、
前記直列接続された複数のダイオードの一端を構成するダイオードのアノードは前記ラインの夫々に接続されており、
前記直列接続された複数のダイオードの他端を構成するダイオードのカソードは前記グランドに接続されており、
前記付加的スイッチは、前記スイッチと逆の状態をとるように前記スイッチ制御部により制御される
電子機器。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の電子機器であって、
前記給電部は、前記アンテナにて受電した電力を整流して整流信号を生成すると共に前記整流信号を変換して前記負荷に給電信号として供給するものであり、
前記電子機器は、前記整流信号を受けて第１直流信号を生成するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記整流信号を受けて電力のレベルが所定レベルを下回っているときに前記整流信号を低電力信号として出力するレベル検出部と、前記低電力信号を受けて第２直流信号を生成するＬＤＯレギュレータと、前記第１直流信号と前記第２直流信号のうちの電圧レベルの高い方を前記通信部に供給する供給回路とを更に備える
電子機器。
【請求項１１】
請求項１０記載の電子機器であって、
前記供給回路は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータにアノードを接続されると共に前記通信部にカソードを接続された第１ダイオードと、前記ＬＤＯレギュレータにアノードを接続されると共に前記通信部にカソードを接続された第２ダイオードとを備える
電子機器。
【請求項１２】
アンテナと、負荷に接続されると共に前記アンテナにて受電した電力を前記負荷に給電するための給電部と、前記アンテナを介して外部と通信する通信部と、前記アンテナと前記通信部との間に設けられたスイッチ回路と、前記アンテナにて受電する電力に応じて前記スイッチ回路のオンオフを制御するスイッチ制御部とを備えるモジュール。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の電子機器と、前記電子機器に対して送電する回路と前記電子機器と通信する回路とを備える一次側機器とを備えるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信と非接触電力伝送における受電とに共用するアンテナを備える電子機器やモジュールに関する。また、本発明は、その電子機器やモジュールを備えるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電子機器を備えるシステムとしては例えば特許文献１に開示されたものがある。特許文献１における二次側機器においては、一つのコイルからなるアンテナに対して無線通信部と電力受電部とが所定時間毎にスイッチにより選択的に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３０８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のシステムでは、一次側機器が電力送電及び通信のタイミングの制御を任意に行うことができないといった問題があった。【０００５】
そこで、本発明は、電力送電及び通信のタイミングを一次側機器にて任意に制御可能とするような構成を備える電子機器（二次側機器）を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一の側面は、コイルを有するアンテナと、負荷と、前記アンテナにて受電した電力を前記負荷に給電するための給電部と、前記アンテナを介して外部と通信する通信部と、前記アンテナと前記通信部との間に設けられたスイッチ回路と、前記アンテナにて受電する電力に応じて前記スイッチ回路のオンオフを制御するスイッチ制御部とを備える電子機器を提供する。【０００７】
また、本発明の他の側面は、アンテナと、負荷に接続されると共に前記アンテナにて受電した電力を前記負荷に給電するための給電部と、前記アンテナを介して外部と通信する通信部と、前記アンテナと前記通信部との間に設けられたスイッチ回路と、前記アンテナにて受電する電力に応じて前記スイッチ回路のオンオフを制御するスイッチ制御部とを備えるモジュールを提供する。【０００８】
また、本発明の更に他の側面は、前記電子機器と、前記電子機器に対して送電する回路と前記電子機器と通信する回路とを備える一次側機器とを備えるシステムを提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アンテナにて受電した電力に基づいて通信部をアンテナに接続するか通信部をアンテナから切り離すかを制御することとしたことから、電力伝送時（受電時）であるか通信時であるかを受電電力に基づいて二次側機器に実質的に判断させることが可能となる。従って、一次側機器にて電力送信及び通信を任意のタイミングで行うことが可能となる。【００１０】
また、本発明によれば、電力伝送時に通信部に対して過度な電力が供給されてしまうことを防ぐことができる。即ち、本発明によれば、電力伝送時に通信部を適切に保護することができる。従って、受電時にも耐えられるように通信部を冗長設計する必要はなく、一般的な構成の通信部を用いることができる。【００１１】
添付の図面を参照しながら下記の最良の実施の形態の説明を検討することにより、本発明の目的が正しく理解され、且つその構成についてより完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態による一次側機器及び二次側機器（電子機器）を備えるシステムを概略的に示すブロック図である。
【図２】図１の二次側機器（電子機器）を概略的に示すブロック図である。
【図３】図２のスイッチ回路の具体的な回路構成を示す図である。
【図４】図２の二次側機器（電子機器）におけるスイッチ制御を示す図である。
【図５】図３のスイッチ回路の変形例を示す図である。
【図６】図３のスイッチ回路の他の変形例を示す図である。
【図７】図３のスイッチ回路の他の変形例を示す図である。
【図８】図３のスイッチ回路の他の変形例を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態による二次側機器（電子機器）を概略的に示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態による二次側機器（電子機器）を概略的に示すブロック図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態による二次側機器（電子機器）を概略的に示すブロック図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態による二次側機器（電子機器）を概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明については多様な変形や様々な形態にて実現することが可能であるが、その一例として、図面に示すような特定の実施の形態について、以下に詳細に説明する。図面及び実施の形態は、本発明をここに開示した特定の形態に限定するものではなく、添付の請求の範囲に明示されている範囲内においてなされる全ての変形例、均等物、代替例をその対象に含むものとする。
【００１４】
（第１の実施の形態）
図１を参照すると本発明の第１の実施の形態によるシステムは、一次側機器１０と、二次側機器（電子機器）２０とを備えている。
【００１５】
図１に示されるように、一次側機器１０は、概略、通信／送電回路１２と、アンテナ１４とを備えている。通信／送電回路１２は、通信と電力伝送とを任意に選択制御可能なものであり、通信時においてはアンテナ１４を介して二次側機器２０と通信する一方、電力伝送時においてはアンテナ１４を介して二次側機器２０に対して送電する。かかる通信／送電回路１２は、例えば、通信部及び通信用整合回路を有する通信系回路と、送電部及び送電用整合回路を有する送電系回路と、少なくとも通信部及び送電部を制御する制御部とを備えている。アンテナ１４は、一般的にはコイル（コイルアンテナ）で構成される。アンテナ１４を構成するコイルは、通信系回路と送電系回路とで別個に設けることとしても良いし（即ち、コイルは２つ以上であっても良いし）、共用することとしても良い（コイルは１つのみであっても良い）。
【００１６】
本実施の形態においては、電力伝送における電力波の周波数と通信における搬送波の周波数は１３．５６ＭＨｚ帯であり、互いに等しい。また、電力伝送時に送電される電力波の空中線電力は５Ｗ以上であり、通信時における空中線電力は１Ｗ以下である。即ち、電力伝送時に送電される電力波の空中線電力は、通信時における空中線電力よりも大きい。なお、電力伝送における搬送波周波数と通信における搬送波周波数とを異ならせることとしてもよいが、後述するように二次側機器２０において一つのアンテナを通信と電力伝送とで簡易な制御で効率的に共用させることを考えると、本実施の形態のように、両搬送波周波数を等しくすることが好ましい。
【００１７】
図１に示されるように、本実施の形態による二次側機器２０は、モジュール２２と、モジュール２２に接続される負荷２４とを備えている。ここで、本実施の形態による負荷２４は、具体的にはバッテリである。また、モジュール２２は、概略、一次側機器１０と通信する機能と、一次側機器１０から電力を受電して負荷２４に給電する（即ち、バッテリに充電する）機能とを有している。なお、本実施の形態においては、二次側機器２０の組立時においてコネクタ等を用いて負荷２４とモジュール２２とを接続する形態を想定しているが、本発明はこれに限定されるわけではない。例えば、モジュール２２の有する機能と同等の機能を実装した回路基板と負荷２４と直接的に接続して二次側機器２０を構成することとしても良い。
【００１８】
図２に示されるように、本実施の形態による二次側機器２０のモジュール２２は、コイル３２を有するアンテナ３０と、アンテナ３０と負荷２４とに接続された給電部４０と、アンテナ３０に接続されたスイッチ回路５０と、スイッチ回路５０に接続された通信部６０と、給電部４０とスイッチ回路５０とに接続されたスイッチ制御部７０とを備えている。例えば、実際の二次側機器２０においては、給電部４０の前段には給電用の整合回路等が設けられており、一方、スイッチ回路５０の前段には通信用の整合回路等が設けられているが、これらについては、本発明のより良い理解を得るため省略することとする。
【００１９】
アンテナ３０は、一次側機器１０から磁気的な結合により送電された電力を交流電力として給電部４０に供給するためのものである。また、アンテナ３０は、一次側機器１０と無線通信する際にも使用される。即ち、本実施の形態によるアンテナ３０は、電力伝送と通信とで共用されている。
【００２０】
給電部４０は、アンテナ３０で受電した電力を負荷２４に給電するためのものであり、例えば、アンテナ３０で受電した電力を整流して整流信号を生成する整流回路と、整流信号をＤＣ／ＤＣ変換して負荷２４に給電信号として供給するＤＣ／ＤＣコンバータとを備えている。
【００２１】
スイッチ回路５０は、アンテナ３０と通信部６０との間に設けられており、スイッチ制御部７０の制御（後述）により、アンテナ３０と通信部６０とを接続したり（オン状態）、通信部６０をアンテナ３０から切断したり（オフ状態）するためのものである。
【００２２】
図３を参照すると、本実施の形態によるスイッチ回路５０は、アンテナ３０と通信部６０とを結ぶ２本のライン上に設けられたスイッチ（単方向スイッチ）５２と、各ラインとグランドとの間に設けられた付加的スイッチ５４と、付加的スイッチ５４と並列に接続されたツェナーダイオードＺＤとを備えている。本実施の形態によるスイッチ５２及び付加的スイッチ５４は、ＮｃｈのＦＥＴからなるものである。スイッチ５２を構成するＦＥＴのソースはアンテナ３０のコイル３２の一端に接続され、ドレインは通信部６０に接続され、ゲートはスイッチ制御部７０に接続されている。付加的スイッチ５４を構成するＦＥＴのドレインは対応するラインに接続され、ソースはグランドに接続され、ゲートはスイッチ制御部７０に接続されている。ツェナーダイオードＺＤは、対応するラインに接続されたカソードと、グランドに接続されたアノードとを有している。
【００２３】
かかる構成を有するスイッチ回路５０によれば、スイッチ５２をオンにすると共に付加的スイッチ５４をオフにすることでアンテナ３０と通信部６０とを接続する（オン状態となる）一方、スイッチ５２をオフにすると共に付加的スイッチ５４をオンにすることで通信部６０をアンテナ３０から確実に切り離す（オフ状態となる）ことができる。また、ツェナーダイオードＺＤを備えていることから、スイッチ回路５０の切り替え（オン状態からオフ状態への移行時）においても通信部６０への入力電圧が一定レベル以上になってしまうことを防ぐことができる。このことから理解されるように、ツェナーダイオードＺＤは、スイッチ回路５０に対してスイッチ機能以外の機能として通信部６０の入力保護機能を付加するためのものである。即ち、ツェナーダイオードＺＤは、スイッチ回路５０内において通信部６０の入力を保護する入力保護部として機能している。かかるツェナーダイオードＺＤは、通信部６０が一時的な過電圧に対応可能な構成を有する場合には、省略することもできる。
【００２４】
再び図２を参照すると、通信部６０は、スイッチ回路５０がオン状態にあるとき、アンテナ３０を介して一次側機器１０と通信（送受信）するためのものである。
【００２５】
スイッチ制御部７０は、アンテナ３０にて受電した電力に応じて、スイッチ回路５０の状態を制御する（即ち、スイッチ回路５０をオン状態にするかオフ状態にするかを制御する）ためのものである。前述したように、本実施の形態において、電力伝送時に一次側機器１０から送電されてくる電力波の空中線電力は通信時における空中線電力よりも大きい。従って、二次側機器２０においては、アンテナ３０にて受電した電力のレベルに基づき、電力レベルが高いときには電力伝送モードをとるべきであると判断し、電力レベルが低いときには通信モードをとるべきであると判断することができる。具体的には、図２及び図６から理解されるように、スイッチ制御部７０は、給電部４０から受けた整流信号に基づいて、アンテナ３０にて受電した電力のレベルが高いときには、スイッチ回路５０をオフ状態として通信部６０をアンテナ３０から切り離す一方（電力伝送モード）、アンテナ３０にて受電した電力のレベルが低いときにはスイッチ回路５０をオン状態として通信部６０とアンテナ３０とを接続して通信部６０にアンテナ３０を用いた無線通信を行わせる（通信モード）。なお、受電電力のレベル判断を行うための閾値は、システムによって適宜設定される。閾値は、例えば、単一の値であっても良いし、高い受電電力から低い受電電力に移行する際の閾値と低い受電電力から高い受電電力に移行する際の閾値とを異ならせるようにヒステリシスを持たせることとしてもよい。
【００２６】
本実施の形態によれば、二次側機器２０が受電電力レベルに応じて電力伝送モードと通信モードとを切り替えることから、一次側機器１０にて電力伝送を行うか通信を行うかを任意に制御することができる。
【００２７】
また、本実施の形態によれば、二次側機器２０は、電力伝送モードにあるとき、スイッチ回路５０をオフ状態にして通信部６０をアンテナ３０から切り離すことから、一次側機器１０から送電されてきた高い電力から通信部６０を保護することができる。そのため、通信部６０として高い電力を考慮しない一般的な構成のものを用いることができる。
【００２８】
更に、上述した実施の形態から明らかなように、スイッチ回路５０は、アンテナ３０と通信部６０との間のみに設けられており、アンテナ３０と給電部４０との間には設けられていない。即ち、本実施の形態による二次側機器２０は、電力伝送モードの際に通信部６０をアンテナ３０から切り離すスイッチ回路５０を備えている一方で、給電部４０とアンテナ３０とを常時接続しておくような構成を備えている。このように、本実施の形態による給電部４０は、通信モードにおいてもアンテナ３０に接続されている。従って、スイッチ回路５０の回路規模を小さくすることができ、且つ、その制御も簡単になる。また、通信モードにおいても受電電力を利用して通信部６０に電源を供給することができる。
【００２９】
なお、スイッチ回路５０は、上述したものには限られず、スイッチ制御部７０の制御に従ってアンテナ３０と通信部６０との間をオンオフできるものであればよい。例えば、図３に示されるスイッチ回路５０においては、各ライン上にスイッチ（単方向スイッチ）５２を設けることとしていたが、図５に示されるスイッチ回路５０′のように、一方のライン上に双方向スイッチ５６を設けることとしてもよい。また、図５に示されるスイッチ回路５０′は通信部６０の入力保護のため双方向スイッチ５６が設けられたラインとグランドとの間に接続されたツェナーダイオードＺＤを有していたが、図６に示されるスイッチ回路５０″のように、ツェナーダイオードＺＤを省略することとしてもよい。図５に示されるスイッチ回路５０′や図６に示されるスイッチ回路５０″においても、通信モードにおいては双方向スイッチ５６をオンとする一方で付加的スイッチ５４をオフにすることでスイッチ回路５０′やスイッチ回路５０″をオン状態とし、電力伝送モードにおいては双方向スイッチ５６をオフとする一方で付加的スイッチ５４をオフにすることでスイッチ回路５０′やスイッチ回路５０″をオフ状態とするように、スイッチ制御部７０はスイッチ回路５０′やスイッチ回路５０″を制御する。
【００３０】
更に、上述したスイッチ回路５０において、通信部６０の入力を保護する入力保護部はツェナーダイオードＺＤで構成されていたが、本発明はこれに限定されるわけではない。例えば、図７に示されるスイッチ回路５０−１は、ダイオードからなる入力保護部５５−１を備えている。入力保護部５５−１を構成するダイオードのアノードは、対応するラインに接続されており、同ダイオードのカソードはグランドに接続されている。かかる構成によれば、ダイオードの順電圧Ｖｆ以上の電圧が対応するラインに印加されると、ダイオードがオンになり、通信部６０が保護される。また、図８に示されるスイッチ回路５０−２のように、複数のダイオードを直列接続して入力保護部５５−２を構成することとしてもよい。図示されているように、直列接続された複数のダイオードの一端を構成するダイオードのアノードは対応するラインに接続されている一方、直列接続された複数のダイオードの他端を構成するダイオードのカソードはグランドに接続されている。同構成のダイオードを用いて入力保護部５５−２を構成する場合、ダイオードの順電圧Ｖｆ×ダイオードの個数（直列数）で決まる電圧が入力保護部５５−２の動作電圧となる。また、複数種のダイオードを用いて入力保護部５５−２を構成する場合、個々の入力保護部５５−２の順電圧Ｖｆの合計で決まる電圧が入力保護部５５−２の動作電圧となる。このように、複数のダイオードを用いて入力保護部５５−２を構成すると、入力保護部５５−２の動作電圧を細かく設定することができる。このようにして設定された動作電圧以上の電圧がラインに印加されると、入力保護部５５−２に電流が流れ、通信部６０が保護される。
【００３１】
（第２の実施の形態）
図１及び図７を参照すると、本発明の第２の実施の形態による二次側機器（電子機器）２０ａは、上述した第１の実施の形態による二次側機器２０の変形例である。従って、図７において、図１に示される構成要素と同様の構成要素には、図１と同じ参照符号を用いることとし、それらについての説明は省略することとする。以下においては、主として、上述した第１の実施の形態と相違する点について説明する。
【００３２】
図７に示されるように、本実施の形態による二次側機器２０ａのモジュール２２ａは、アンテナ３０のコイル３２の両端に接続された補助整流器８０を備えている。本実施の形態によるスイッチ制御部７０ａは、給電部４０から出力される整流信号ではなく、補助整流器８０の出力に基づいて電力伝送モードにおいてはスイッチ回路５０をオフ状態にし、通信モードにおいてはスイッチ回路５０をオン状態にするよう、スイッチ回路５０を制御する。
【００３３】
本実施の形態による二次側機器２０ａにおいて、スイッチ制御部７０ａは、補助整流器８０の出力のみに基づいてスイッチ回路５０の制御を行っていたが、給電部４０の出力（整流信号）と補助整流器８０の出力の双方を利用してスイッチ回路５０の制御を行うこととしてもよい。
【００３４】
また、スイッチ回路５０は、図３に示されるものには限られず、スイッチ制御部７０ａの制御に従ってアンテナ３０と通信部６０との間をオンオフできるものであればよい。
【００３５】
（第３の実施の形態）
図１及び図８を参照すると、本発明の第３の実施の形態による二次側機器（電子機器）２０ｂは、上述した第１の実施の形態による二次側機器２０の変形例である。従って、図８において、図１に示される構成要素と同様の構成要素には、図１と同じ参照符号を用いることとし、それらについての説明は省略することとする。以下においては、主として、上述した第１の実施の形態と相違する点について説明する。
【００３６】
図８に示されるように、本実施の形態による二次側機器２０ｂのモジュール２２ｂは、補助コイル９２を有する補助アンテナ９０と、補助コイル９２の両端に接続された補助整流器８０を備えている。本実施の形態によるスイッチ制御部７０ｂは、補助アンテナ９０で受電され補助整流器８０で整流された電力に基づいて、電力伝送モードにおいてはスイッチ回路５０をオフ状態にし、通信モードにおいてはスイッチ回路５０をオン状態にするよう、スイッチ回路５０を制御する。
【００３７】
なお、スイッチ回路５０は、図３に示されるものには限られず、スイッチ制御部７０ａの制御に従ってアンテナ３０と通信部６０との間をオンオフできるものであればよい。
【００３８】
（第４の実施の形態）
図８及び図９を参照すると、本発明の第４の実施の形態による二次側機器（電子機器）２０ｃは、上述した第３の実施の形態による二次側機器２０ｂの変形例である。従って、図９において、図８に示される構成要素と同様の構成要素には、図８と同じ参照符号を用いることとし、それらについての説明は省略することとする。以下においては、主として、上述した第３の実施の形態と相違する点について説明する。
【００３９】
図９に示されるように、本実施の形態による二次側機器２０ｃのモジュール２２ｃの有するスイッチ制御部７０ｃは、補助整流器８０の出力のみならず、給電部４０の出力（整流信号）と補助整流器８０の出力をも利用してスイッチ回路５０の制御を行っている。スイッチ制御部７０ｃが補助整流器８０の出力と給電部４０の出力の２つの出力をどのように利用するかはシステムによって適宜設定される。例えば、スイッチ制御部７０ｃは、補助整流器８０の出力と給電部４０の出力のいずれか一方が所定の閾値を超えた場合にスイッチ回路５０の状態を遷移させるように制御することとしてもよいし、補助整流器８０の出力と給電部４０の出力の双方が閾値を超えた場合に限りスイッチ回路５０の状態を遷移させるように制御することとしてもよい。また、補助整流器８０の出力と給電部４０の出力との判断に用いられる閾値を互いに異なる値とすることとしてもよい。
【００４０】
なお、スイッチ回路５０は、図３に示されるものには限られず、スイッチ制御部７０ａの制御に従ってアンテナ３０と通信部６０との間をオンオフできるものであればよい。
【００４１】
（第５の実施の形態）
図１及び図１０を参照すると、本発明の第５の実施の形態による二次側機器（電子機器）２０ｄは、上述した第１の実施の形態による二次側機器２０の変形例である。従って、図１０において、図１に示される構成要素と同様の構成要素には、図１と同じ参照符号を用いることとし、それらについての説明は省略することとする。以下においては、主として、上述した第１の実施の形態と相違する点について説明する。
【００４２】
図１０に示されるように、本実施の形態による二次側機器２０ｄのモジュール２２ｄは、給電部４０に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ１００と、給電部４０に接続されたレベル検出部１１０と、レベル検出部１１０に接続されたＬＤＯ（Low Drop Output）レギュレータ１２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００及びＬＤＯレギュレータ１２０に接続されると共に通信部６０に接続された供給回路１３０とを更に備えている。
【００４３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１００は、給電部４０から整流信号を受けて、第１直流信号を生成し、その第１直流信号を供給回路１３０に入力する。レベル検出部１１０は、給電部４０から整流信号を受けて、アンテナ３０を介して受電した電力のレベルが所定レベルを下回っているときに整流信号を低電力信号としてＬＤＯレギュレータ１２０に対して入力する。ＬＤＯレギュレータ１２０は、レベル検出部１１０から低電力信号を受けると、第２直流信号を生成し、その第２直流信号を供給回路１３０に入力する。供給回路１３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００にアノードを接続されると共に通信部６０にカソードを接続された第１ダイオードＤ１と、ＬＤＯレギュレータ１２０にアノードを接続されると共に通信部６０にカソードを接続された第２ダイオードＤ２とを備えている。即ち、第１直流信号は第１ダイオードＤ１のアノードに入力され、第２直流信号は第２ダイオードＤ２のアノードに入力される。供給回路１３０は、ワイヤードオア接続された第１ダイオードＤ１と第２ダイオードＤ２を利用して、第１直流信号と前記第２直流信号のうちの電圧レベルの高い方を通信部６０に供給する。
【００４４】
かかる構成によると、アンテナ３０で受電した電力を効率よく通信部６０に供給することができる。
【００４５】
上述した本発明は、非接触充電機能を有する携帯電話機やデジタルカメラ等のような電子機器に適用可能であり、更に、それらを備えるシステムに適用可能である。
【００４６】
本発明は２０１０年１２月２７日及び２０１１年７月１４日に日本国特許庁に夫々提出された日本特許出願第２０１０−２８９０５４号及び２０１１−１５５６４６号に基づいており、それらの内容は参照することにより本明細書の一部をなす。
【００４７】
本発明の最良の実施の形態について説明したが、当業者には明らかなように、本発明の精神を逸脱しない範囲で実施の形態を変形することが可能であり、そのような実施の形態は本発明の範囲に属するものである。
【符号の説明】
【００４８】
１０        一次側機器
１２        通信／送電回路
１４        アンテナ
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ        二次側機器（電子機器）
２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ        モジュール
２４        負荷
３０        アンテナ
３２        コイル
４０        給電部
５０，５０′，５０″        スイッチ回路
５２        スイッチ（単方向スイッチ）
５４        付加的スイッチ
ＺＤ        ツェナーダイオード
５６        双方向スイッチ
６０        通信部
７０，７０ａ，７０ｂ，７０ｃ        スイッチ制御部
８０        補助整流器
９０        補助アンテナ
９２        補助コイル
１００        ＤＣ／ＤＣコンバータ（ＤＣ／ＤＣ）
１１０        レベル検出部
１２０        ＬＤＯレギュレータ（ＬＤＯ）
１３０        供給回路
Ｄ１        第１ダイオード
Ｄ２        第２ダイオード
【図１】
2012090904.tif 000003
【図２】
2012090904.tif 000004
【図３】
2012090904.tif 000005
【図４】
2012090904.tif 000006
【図５】
2012090904.tif 000007
【図６】
2012090904.tif 000008
【図７】
2012090904.tif 000009
【図８】
2012090904.tif 000010
【図９】
2012090904.tif 000011
【図１０】
2012090904.tif 000012
【図１１】
2012090904.tif 000013
【図１２】
2012090904.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月15日(2013.2.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信と非接触電力伝送における受電とに共用するアンテナを備える電子機器やモジュールに関する。また、本発明は、その電子機器やモジュールを備えるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電子機器を備えるシステムとしては例えば特許文献１に開示されたものがある。特許文献１における二次側機器においては、一つのコイルからなるアンテナに対して無線通信部と電力受電部とが所定時間毎にスイッチにより選択的に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３０８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のシステムでは、一次側機器が電力送電及び通信のタイミングの制御を任意に行うことができないといった問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、電力送電及び通信のタイミングを一次側機器にて任意に制御可能とするような構成を備える電子機器（二次側機器）を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一の側面は、コイルを有するアンテナと、負荷と、前記アンテナにて受電した電力を前記負荷に給電するための給電部と、前記アンテナを介して外部と通信する通信部と、前記アンテナと前記通信部との間に設けられたスイッチ回路と、前記アンテナにて受電する電力に応じて前記スイッチ回路のオンオフを制御するスイッチ制御部とを備える電子機器を提供する。
【０００７】
また、本発明の他の側面は、アンテナと、負荷に接続されると共に前記アンテナにて受電した電力を前記負荷に給電するための給電部と、前記アンテナを介して外部と通信する通信部と、前記アンテナと前記通信部との間に設けられたスイッチ回路と、前記アンテナにて受電する電力に応じて前記スイッチ回路のオンオフを制御するスイッチ制御部とを備えるモジュールを提供する。
【０００８】
また、本発明の更に他の側面は、前記電子機器と、前記電子機器に対して送電する回路と前記電子機器と通信する回路とを備える一次側機器とを備えるシステムを提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アンテナにて受電した電力に基づいて通信部をアンテナに接続するか通信部をアンテナから切り離すかを制御することとしたことから、電力伝送時（受電時）であるか通信時であるかを受電電力に基づいて二次側機器に実質的に判断させることが可能となる。従って、一次側機器にて電力送信及び通信を任意のタイミングで行うことが可能となる。
【００１０】
また、本発明によれば、電力伝送時に通信部に対して過度な電力が供給されてしまうことを防ぐことができる。即ち、本発明によれば、電力伝送時に通信部を適切に保護することができる。従って、受電時にも耐えられるように通信部を冗長設計する必要はなく、一般的な構成の通信部を用いることができる。
【００１１】
添付の図面を参照しながら下記の最良の実施の形態の説明を検討することにより、本発明の目的が正しく理解され、且つその構成についてより完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態による一次側機器及び二次側機器（電子機器）を備えるシステムを概略的に示すブロック図である。
【図２】図１の二次側機器（電子機器）を概略的に示すブロック図である。
【図３】図２のスイッチ回路の具体的な回路構成を示す図である。
【図４】図２の二次側機器（電子機器）におけるスイッチ制御を示す図である。
【図５】図３のスイッチ回路の変形例を示す図である。
【図６】図３のスイッチ回路の他の変形例を示す図である。
【図７】図３のスイッチ回路の他の変形例を示す図である。
【図８】図３のスイッチ回路の他の変形例を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態による二次側機器（電子機器）を概略的に示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態による二次側機器（電子機器）を概略的に示すブロック図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態による二次側機器（電子機器）を概略的に示すブロック図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態による二次側機器（電子機器）を概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明については多様な変形や様々な形態にて実現することが可能であるが、その一例として、図面に示すような特定の実施の形態について、以下に詳細に説明する。図面及び実施の形態は、本発明をここに開示した特定の形態に限定するものではなく、添付の請求の範囲に明示されている範囲内においてなされる全ての変形例、均等物、代替例をその対象に含むものとする。
【００１４】
（第１の実施の形態）
図１を参照すると本発明の第１の実施の形態によるシステムは、一次側機器１０と、二次側機器（電子機器）２０とを備えている。
【００１５】
図１に示されるように、一次側機器１０は、概略、通信／送電回路１２と、アンテナ１４とを備えている。通信／送電回路１２は、通信と電力伝送とを任意に選択制御可能なものであり、通信時においてはアンテナ１４を介して二次側機器２０と通信する一方、電力伝送時においてはアンテナ１４を介して二次側機器２０に対して送電する。かかる通信／送電回路１２は、例えば、通信部及び通信用整合回路を有する通信系回路と、送電部及び送電用整合回路を有する送電系回路と、少なくとも通信部及び送電部を制御する制御部とを備えている。アンテナ１４は、一般的にはコイル（コイルアンテナ）で構成される。アンテナ１４を構成するコイルは、通信系回路と送電系回路とで別個に設けることとしても良いし（即ち、コイルは２つ以上であっても良いし）、共用することとしても良い（コイルは１つのみであっても良い）。
【００１６】
本実施の形態においては、電力伝送における電力波の周波数と通信における搬送波の周波数は１３．５６ＭＨｚ帯であり、互いに等しい。また、電力伝送時に送電される電力波の空中線電力は５Ｗ以上であり、通信時における空中線電力は１Ｗ以下である。即ち、電力伝送時に送電される電力波の空中線電力は、通信時における空中線電力よりも大きい。なお、電力伝送における搬送波周波数と通信における搬送波周波数とを異ならせることとしてもよいが、後述するように二次側機器２０において一つのアンテナを通信と電力伝送とで簡易な制御で効率的に共用させることを考えると、本実施の形態のように、両搬送波周波数を等しくすることが好ましい。
【００１７】
図１に示されるように、本実施の形態による二次側機器２０は、モジュール２２と、モジュール２２に接続される負荷２４とを備えている。ここで、本実施の形態による負荷２４は、具体的にはバッテリである。また、モジュール２２は、概略、一次側機器１０と通信する機能と、一次側機器１０から電力を受電して負荷２４に給電する（即ち、バッテリに充電する）機能とを有している。なお、本実施の形態においては、二次側機器２０の組立時においてコネクタ等を用いて負荷２４とモジュール２２とを接続する形態を想定しているが、本発明はこれに限定されるわけではない。例えば、モジュール２２の有する機能と同等の機能を実装した回路基板と負荷２４と直接的に接続して二次側機器２０を構成することとしても良い。
【００１８】
図２に示されるように、本実施の形態による二次側機器２０のモジュール２２は、コイル３２を有するアンテナ３０と、アンテナ３０と負荷２４とに接続された給電部４０と、アンテナ３０に接続されたスイッチ回路５０と、スイッチ回路５０に接続された通信部６０と、給電部４０とスイッチ回路５０とに接続されたスイッチ制御部７０とを備えている。例えば、実際の二次側機器２０においては、給電部４０の前段には給電用の整合回路等が設けられており、一方、スイッチ回路５０の前段には通信用の整合回路等が設けられているが、これらについては、本発明のより良い理解を得るため省略することとする。
【００１９】
アンテナ３０は、一次側機器１０から磁気的な結合により送電された電力を交流電力として給電部４０に供給するためのものである。また、アンテナ３０は、一次側機器１０と無線通信する際にも使用される。即ち、本実施の形態によるアンテナ３０は、電力伝送と通信とで共用されている。
【００２０】
給電部４０は、アンテナ３０で受電した電力を負荷２４に給電するためのものであり、例えば、アンテナ３０で受電した電力を整流して整流信号を生成する整流回路と、整流信号をＤＣ／ＤＣ変換して負荷２４に給電信号として供給するＤＣ／ＤＣコンバータとを備えている。
【００２１】
スイッチ回路５０は、アンテナ３０と通信部６０との間に設けられており、スイッチ制御部７０の制御（後述）により、アンテナ３０と通信部６０とを接続したり（オン状態）、通信部６０をアンテナ３０から切断したり（オフ状態）するためのものである。
【００２２】
図３を参照すると、本実施の形態によるスイッチ回路５０は、アンテナ３０と通信部６０とを結ぶ２本のライン上に設けられたスイッチ（単方向スイッチ）５２と、各ラインとグランドとの間に設けられた付加的スイッチ５４と、付加的スイッチ５４と並列に接続されたツェナーダイオードＺＤとを備えている。本実施の形態によるスイッチ５２及び付加的スイッチ５４は、ＮｃｈのＦＥＴからなるものである。スイッチ５２を構成するＦＥＴのドレインはアンテナ３０のコイル３２の一端に接続され、ソースは通信部６０に接続され、ゲートはスイッチ制御部７０に接続されている。付加的スイッチ５４を構成するＦＥＴのドレインは対応するラインに接続され、ソースはグランドに接続され、ゲートはスイッチ制御部７０に接続されている。ツェナーダイオードＺＤは、対応するラインに接続されたカソードと、グランドに接続されたアノードとを有している。
【００２３】
かかる構成を有するスイッチ回路５０によれば、スイッチ５２をオンにすると共に付加的スイッチ５４をオフにすることでアンテナ３０と通信部６０とを接続する（オン状態となる）一方、スイッチ５２をオフにすると共に付加的スイッチ５４をオンにすることで通信部６０をアンテナ３０から確実に切り離す（オフ状態となる）ことができる。また、ツェナーダイオードＺＤを備えていることから、スイッチ回路５０の切り替え（オン状態からオフ状態への移行時）においても通信部６０への入力電圧が一定レベル以上になってしまうことを防ぐことができる。このことから理解されるように、ツェナーダイオードＺＤは、スイッチ回路５０に対してスイッチ機能以外の機能として通信部６０の入力保護機能を付加するためのものである。即ち、ツェナーダイオードＺＤは、スイッチ回路５０内において通信部６０の入力を保護する入力保護部として機能している。かかるツェナーダイオードＺＤは、通信部６０が一時的な過電圧に対応可能な構成を有する場合には、省略することもできる。
【００２４】
再び図２を参照すると、通信部６０は、スイッチ回路５０がオン状態にあるとき、アンテナ３０を介して一次側機器１０と通信（送受信）するためのものである。
【００２５】
スイッチ制御部７０は、アンテナ３０にて受電した電力に応じて、スイッチ回路５０の状態を制御する（即ち、スイッチ回路５０をオン状態にするかオフ状態にするかを制御する）ためのものである。前述したように、本実施の形態において、電力伝送時に一次側機器１０から送電されてくる電力波の空中線電力は通信時における空中線電力よりも大きい。従って、二次側機器２０においては、アンテナ３０にて受電した電力のレベルに基づき、電力レベルが高いときには電力伝送モードをとるべきであると判断し、電力レベルが低いときには通信モードをとるべきであると判断することができる。具体的には、図２及び図４から理解されるように、スイッチ制御部７０は、給電部４０から受けた整流信号に基づいて、アンテナ３０にて受電した電力のレベルが高いときには、スイッチ回路５０をオフ状態として通信部６０をアンテナ３０から切り離す一方（電力伝送モード）、アンテナ３０にて受電した電力のレベルが低いときにはスイッチ回路５０をオン状態として通信部６０とアンテナ３０とを接続して通信部６０にアンテナ３０を用いた無線通信を行わせる（通信モード）。なお、受電電力のレベル判断を行うための閾値は、システムによって適宜設定される。閾値は、例えば、単一の値であっても良いし、高い受電電力から低い受電電力に移行する際の閾値と低い受電電力から高い受電電力に移行する際の閾値とを異ならせるようにヒステリシスを持たせることとしてもよい。
【００２６】
本実施の形態によれば、二次側機器２０が受電電力レベルに応じて電力伝送モードと通信モードとを切り替えることから、一次側機器１０にて電力伝送を行うか通信を行うかを任意に制御することができる。
【００２７】
また、本実施の形態によれば、二次側機器２０は、電力伝送モードにあるとき、スイッチ回路５０をオフ状態にして通信部６０をアンテナ３０から切り離すことから、一次側機器１０から送電されてきた高い電力から通信部６０を保護することができる。そのため、通信部６０として高い電力を考慮しない一般的な構成のものを用いることができる。
【００２８】
更に、上述した実施の形態から明らかなように、スイッチ回路５０は、アンテナ３０と通信部６０との間のみに設けられており、アンテナ３０と給電部４０との間には設けられていない。即ち、本実施の形態による二次側機器２０は、電力伝送モードの際に通信部６０をアンテナ３０から切り離すスイッチ回路５０を備えている一方で、給電部４０とアンテナ３０とを常時接続しておくような構成を備えている。このように、本実施の形態による給電部４０は、通信モードにおいてもアンテナ３０に接続されている。従って、スイッチ回路５０の回路規模を小さくすることができ、且つ、その制御も簡単になる。また、通信モードにおいても受電電力を利用して通信部６０に電源を供給することができる。
【００２９】
なお、スイッチ回路５０は、上述したものには限られず、スイッチ制御部７０の制御に従ってアンテナ３０と通信部６０との間をオンオフできるものであればよい。例えば、図３に示されるスイッチ回路５０においては、各ライン上にスイッチ（単方向スイッチ）５２を設けることとしていたが、図５に示されるスイッチ回路５０′のように、一方のライン上に双方向スイッチ５６を設けることとしてもよい。また、図５に示されるスイッチ回路５０′は通信部６０の入力保護のため双方向スイッチ５６が設けられたラインとグランドとの間に接続されたツェナーダイオードＺＤを有していたが、図６に示されるスイッチ回路５０″のように、ツェナーダイオードＺＤを省略することとしてもよい。図５に示されるスイッチ回路５０′や図６に示されるスイッチ回路５０″においても、通信モードにおいては双方向スイッチ５６をオンとする一方で付加的スイッチ５４をオフにすることでスイッチ回路５０′やスイッチ回路５０″をオン状態とし、電力伝送モードにおいては双方向スイッチ５６をオフとする一方で付加的スイッチ５４をオンにすることでスイッチ回路５０′やスイッチ回路５０″をオフ状態とするように、スイッチ制御部７０はスイッチ回路５０′やスイッチ回路５０″を制御する。
【００３０】
更に、上述したスイッチ回路５０において、通信部６０の入力を保護する入力保護部はツェナーダイオードＺＤで構成されていたが、本発明はこれに限定されるわけではない。例えば、図７に示されるスイッチ回路５０−１は、ダイオードからなる入力保護部５５−１を備えている。入力保護部５５−１を構成するダイオードのアノードは、対応するラインに接続されており、同ダイオードのカソードはグランドに接続されている。かかる構成によれば、ダイオードの順電圧Ｖｆ以上の電圧が対応するラインに印加されると、ダイオードがオンになり、通信部６０が保護される。また、図８に示されるスイッチ回路５０−２のように、複数のダイオードを直列接続して入力保護部５５−２を構成することとしてもよい。図示されているように、直列接続された複数のダイオードの一端を構成するダイオードのアノードは対応するラインに接続されている一方、直列接続された複数のダイオードの他端を構成するダイオードのカソードはグランドに接続されている。同構成のダイオードを用いて入力保護部５５−２を構成する場合、ダイオードの順電圧Ｖｆ×ダイオードの個数（直列数）で決まる電圧が入力保護部５５−２の動作電圧となる。また、複数種のダイオードを用いて入力保護部５５−２を構成する場合、個々のダイオードの順電圧Ｖｆの合計で決まる電圧が入力保護部５５−２の動作電圧となる。このように、複数のダイオードを用いて入力保護部５５−２を構成すると、入力保護部５５−２の動作電圧を細かく設定することができる。このようにして設定された動作電圧以上の電圧がラインに印加されると、入力保護部５５−２に電流が流れ、通信部６０が保護される。
【００３１】
（第２の実施の形態）
図２及び図９を参照すると、本発明の第２の実施の形態による二次側機器（電子機器）２０ａは、上述した第１の実施の形態による二次側機器２０の変形例である。従って、図９において、図２に示される構成要素と同様の構成要素には、図２と同じ参照符号を用いることとし、それらについての説明は省略することとする。以下においては、主として、上述した第１の実施の形態と相違する点について説明する。
【００３２】
図９に示されるように、本実施の形態による二次側機器２０ａのモジュール２２ａは、アンテナ３０のコイル３２の両端に接続された補助整流器８０を備えている。本実施の形態によるスイッチ制御部７０ａは、給電部４０から出力される整流信号ではなく、補助整流器８０の出力に基づいて電力伝送モードにおいてはスイッチ回路５０をオフ状態にし、通信モードにおいてはスイッチ回路５０をオン状態にするよう、スイッチ回路５０を制御する。
【００３３】
本実施の形態による二次側機器２０ａにおいて、スイッチ制御部７０ａは、補助整流器８０の出力のみに基づいてスイッチ回路５０の制御を行っていたが、給電部４０の出力（整流信号）と補助整流器８０の出力の双方を利用してスイッチ回路５０の制御を行うこととしてもよい。
【００３４】
また、スイッチ回路５０は、図３に示されるものには限られず、スイッチ制御部７０ａの制御に従ってアンテナ３０と通信部６０との間をオンオフできるものであればよい。
【００３５】
（第３の実施の形態）
図２及び図１０を参照すると、本発明の第３の実施の形態による二次側機器（電子機器）２０ｂは、上述した第１の実施の形態による二次側機器２０の変形例である。従って、図１０において、図２に示される構成要素と同様の構成要素には、図２と同じ参照符号を用いることとし、それらについての説明は省略することとする。以下においては、主として、上述した第１の実施の形態と相違する点について説明する。
【００３６】
図１０に示されるように、本実施の形態による二次側機器２０ｂのモジュール２２ｂは、補助コイル９２を有する補助アンテナ９０と、補助コイル９２の両端に接続された補助整流器８０を備えている。本実施の形態によるスイッチ制御部７０ｂは、補助アンテナ９０で受電され補助整流器８０で整流された電力に基づいて、電力伝送モードにおいてはスイッチ回路５０をオフ状態にし、通信モードにおいてはスイッチ回路５０をオン状態にするよう、スイッチ回路５０を制御する。
【００３７】
なお、スイッチ回路５０は、図３に示されるものには限られず、スイッチ制御部７０ｂの制御に従ってアンテナ３０と通信部６０との間をオンオフできるものであればよい。
【００３８】
（第４の実施の形態）
図１０及び図１１を参照すると、本発明の第４の実施の形態による二次側機器（電子機器）２０ｃは、上述した第３の実施の形態による二次側機器２０ｂの変形例である。従って、図１１において、図１０に示される構成要素と同様の構成要素には、図１０と同じ参照符号を用いることとし、それらについての説明は省略することとする。以下においては、主として、上述した第３の実施の形態と相違する点について説明する。
【００３９】
図１１に示されるように、本実施の形態による二次側機器２０ｃのモジュール２２ｃの有するスイッチ制御部７０ｃは、補助整流器８０の出力のみならず、給電部４０の出力（整流信号）と補助整流器８０の出力をも利用してスイッチ回路５０の制御を行っている。スイッチ制御部７０ｃが補助整流器８０の出力と給電部４０の出力の２つの出力をどのように利用するかはシステムによって適宜設定される。例えば、スイッチ制御部７０ｃは、補助整流器８０の出力と給電部４０の出力のいずれか一方が所定の閾値を超えた場合にスイッチ回路５０の状態を遷移させるように制御することとしてもよいし、補助整流器８０の出力と給電部４０の出力の双方が閾値を超えた場合に限りスイッチ回路５０の状態を遷移させるように制御することとしてもよい。また、補助整流器８０の出力と給電部４０の出力との判断に用いられる閾値を互いに異なる値とすることとしてもよい。
【００４０】
なお、スイッチ回路５０は、図３に示されるものには限られず、スイッチ制御部７０ｃの制御に従ってアンテナ３０と通信部６０との間をオンオフできるものであればよい。
【００４１】
（第５の実施の形態）
図２及び図１２を参照すると、本発明の第５の実施の形態による二次側機器（電子機器）２０ｄは、上述した第１の実施の形態による二次側機器２０の変形例である。従って、図１２において、図２に示される構成要素と同様の構成要素には、図２と同じ参照符号を用いることとし、それらについての説明は省略することとする。以下においては、主として、上述した第１の実施の形態と相違する点について説明する。
【００４２】
図１２に示されるように、本実施の形態による二次側機器２０ｄのモジュール２２ｄは、給電部４０に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ１００と、給電部４０に接続されたレベル検出部１１０と、レベル検出部１１０に接続されたＬＤＯ（Low Drop Output）レギュレータ１２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００及びＬＤＯレギュレータ１２０に接続されると共に通信部６０に接続された供給回路１３０とを更に備えている。
【００４３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１００は、給電部４０から整流信号を受けて、第１直流信号を生成し、その第１直流信号を供給回路１３０に入力する。レベル検出部１１０は、給電部４０から整流信号を受けて、アンテナ３０を介して受電した電力のレベルが所定レベルを下回っているときに整流信号を低電力信号としてＬＤＯレギュレータ１２０に対して入力する。ＬＤＯレギュレータ１２０は、レベル検出部１１０から低電力信号を受けると、第２直流信号を生成し、その第２直流信号を供給回路１３０に入力する。供給回路１３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００にアノードを接続されると共に通信部６０にカソードを接続された第１ダイオードＤ１と、ＬＤＯレギュレータ１２０にアノードを接続されると共に通信部６０にカソードを接続された第２ダイオードＤ２とを備えている。即ち、第１直流信号は第１ダイオードＤ１のアノードに入力され、第２直流信号は第２ダイオードＤ２のアノードに入力される。供給回路１３０は、ワイヤードオア接続された第１ダイオードＤ１と第２ダイオードＤ２を利用して、第１直流信号と前記第２直流信号のうちの電圧レベルの高い方を通信部６０に供給する。
【００４４】
かかる構成によると、アンテナ３０で受電した電力を効率よく通信部６０に供給することができる。
【００４５】
上述した本発明は、非接触充電機能を有する携帯電話機やデジタルカメラ等のような電子機器に適用可能であり、更に、それらを備えるシステムに適用可能である。
【００４６】
本発明の最良の実施の形態について説明したが、当業者には明らかなように、本発明の精神を逸脱しない範囲で実施の形態を変形することが可能であり、そのような実施の形態は本発明の範囲に属するものである。
【符号の説明】
【００４７】
１０        一次側機器
１２        通信／送電回路
１４        アンテナ
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ        二次側機器（電子機器）
２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ        モジュール
２４        負荷
３０        アンテナ
３２        コイル
４０        給電部
５０，５０′，５０″        スイッチ回路
５２        スイッチ（単方向スイッチ）
５４        付加的スイッチ
ＺＤ        ツェナーダイオード
５６        双方向スイッチ
６０        通信部
７０，７０ａ，７０ｂ，７０ｃ        スイッチ制御部
８０        補助整流器
９０        補助アンテナ
９２        補助コイル
１００        ＤＣ／ＤＣコンバータ（ＤＣ／ＤＣ）
１１０        レベル検出部
１２０        ＬＤＯレギュレータ（ＬＤＯ）
１３０        供給回路
Ｄ１        第１ダイオード
Ｄ２        第２ダイオード
【手続補正書】
【提出日】平成25年6月4日(2013.6.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルを有するアンテナと、負荷と、前記アンテナにて受電した電力を前記負荷に給電するための給電部と、前記アンテナを介して外部と通信する通信部と、前記アンテナと前記給電部との間には設けられておらず且つ前記アンテナと前記通信部との間に設けられたスイッチ回路と、前記アンテナにて受電する電力に応じて前記スイッチ回路のオンオフを制御するスイッチ制御部とを備える電子機器。
【請求項２】
請求項１記載の電子機器であって、前記電力を伝送する際の周波数が前記通信における搬送波の周波数に等しい、電子機器。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の電子機器であって、
前記スイッチ制御部は、前記給電部の出力に応じて前記スイッチ回路を制御する
電子機器。
【請求項４】
請求項１又は請求項２記載の電子機器であって、
前記アンテナに接続された補助整流器を更に備えており、
前記スイッチ制御部は、前記補助整流器の出力に応じて前記スイッチ回路を制御する
電子機器。
【請求項５】
請求項１又は請求項２記載の電子機器であって、
前記アンテナの受電電力検出用として設けられた補助アンテナと、前記補助アンテナに接続された補助整流器とを更に備えており、
前記スイッチ制御部は、前記補助整流器の出力に応じて前記スイッチ回路を制御する
電子機器。
【請求項６】
請求項４又は請求項５記載の電子機器であって、
前記スイッチ制御部は、前記スイッチ回路の制御に前記給電部の出力も利用する
電子機器。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電子機器であって、
前記アンテナと前記通信部とは複数のラインで接続されており、
前記スイッチ回路は、前記ラインの夫々に設けられたスイッチと、前記ラインの夫々とグランドとの間に設けられた付加的スイッチと、カソードを前記ラインの夫々に接続されアノードを前記グランドに接続されたツェナーダイオードとを更に備えており、
前記付加的スイッチは、前記スイッチと逆の状態をとるように前記スイッチ制御部により制御される
電子機器。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電子機器であって、
前記アンテナと前記通信部とは複数のラインで接続されており、
前記スイッチ回路は、前記ラインの夫々に設けられたスイッチと、前記ラインの夫々とグランドとの間に設けられた付加的スイッチと、アノードを前記ラインの夫々に接続されカソードを前記グランドに接続されたダイオードとを更に備えており、
前記付加的スイッチは、前記スイッチと逆の状態をとるように前記スイッチ制御部により制御される
電子機器。
【請求項９】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電子機器であって、
前記アンテナと前記通信部とは複数のラインで接続されており、
前記スイッチ回路は、前記ラインの夫々に設けられたスイッチと、前記ラインの夫々とグランドとの間に設けられた付加的スイッチと、直列接続された複数のダイオードとを更に備えており、
前記直列接続された複数のダイオードの一端を構成するダイオードのアノードは前記ラインの夫々に接続されており、
前記直列接続された複数のダイオードの他端を構成するダイオードのカソードは前記グランドに接続されており、
前記付加的スイッチは、前記スイッチと逆の状態をとるように前記スイッチ制御部により制御される
電子機器。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の電子機器であって、
前記給電部は、前記アンテナにて受電した電力を整流して整流信号を生成すると共に前記整流信号を変換して前記負荷に給電信号として供給するものであり、
前記電子機器は、前記整流信号を受けて第１直流信号を生成するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記整流信号を受けて電力のレベルが所定レベルを下回っているときに前記整流信号を低電力信号として出力するレベル検出部と、前記低電力信号を受けて第２直流信号を生成するＬＤＯレギュレータと、前記第１直流信号と前記第２直流信号のうちの電圧レベルの高い方を前記通信部に供給する供給回路とを更に備える
電子機器。
【請求項１１】
請求項１０記載の電子機器であって、
前記供給回路は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータにアノードを接続されると共に前記通信部にカソードを接続された第１ダイオードと、前記ＬＤＯレギュレータにアノードを接続されると共に前記通信部にカソードを接続された第２ダイオードとを備える
電子機器。
【請求項１２】
アンテナと、負荷に接続されると共に前記アンテナにて受電した電力を前記負荷に給電するための給電部と、前記アンテナを介して外部と通信する通信部と、前記アンテナと前記給電部との間には設けられておらず且つ前記アンテナと前記通信部との間に設けられたスイッチ回路と、前記アンテナにて受電する電力に応じて前記スイッチ回路のオンオフを制御するスイッチ制御部とを備えるモジュール。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の電子機器と、前記電子機器に対して送電する回路と前記電子機器と通信する回路とを備える一次側機器とを備えるシステム。
【国際調査報告】
2012090904.tif 000015
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