(57)【要約】【課題】バッテリーを具備する電子機器に対し、当該電子機器を長時間に使用可能な電力充放電システムを提供することを課題とする。【解決手段】第１のバッテリーを具備する無線駆動部と、第２のバッテリーを具備する無線充電部とを有する無線通信機器において、第１のバッテリーにおいて、固定電源からの電力により充電を行い、第２のバッテリーにおいて、外部空間に存在する電波を利用して充電を行う。そして、第１のバッテリーまたは第２のバッテリーの電力の放電を交互に行い、第１のバッテリーの電力を放電している間に、第２のバッテリーの充電を行う。【選択図】図１
2008136341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定電源からの電力により充電を行う第１のバッテリーを具備する無線駆動部と、
外部空間に存在する電磁波を利用して充電を行う第２のバッテリーを具備する無線充電部と、を有し、
前記第１のバッテリーの放電と前記第２のバッテリーの放電が交互に行われ、
前記第１のバッテリーの放電の間に、前記第２のバッテリーの充電を行うことを特徴とする無線通信機器の電力充放電システム。
【請求項２】
固定電源からの電力により充電を行う第１のバッテリーを具備する無線駆動部と、
外部空間に存在する電磁波を利用して充電を行う第２のバッテリーを具備する無線充電部と、を有し、
前記無線充電部における前記電磁波を受信するためのアンテナは、前記無線駆動部における外部からの信号の送受信を行うためのアンテナを兼ねており、
前記第１のバッテリーの放電と前記第２のバッテリーの放電が交互に行われ、
前記第１のバッテリーの放電の間に、前記第２のバッテリーの充電を行うことを特徴とする無線通信機器の電力充放電システム。
【請求項３】
固定電源からの電力により充電を行う第１のバッテリーを具備する無線駆動部と、
外部空間に存在する電磁波を利用して充電を行う第２のバッテリーを具備する無線充電部と、を有し、
前記無線充電部における前記電磁波を受信するためのアンテナが、前記無線駆動部における外部からの信号の送受信を行うためのアンテナとは別に前記無線充電部に設けられ、
前記第１のバッテリーの放電と前記第２のバッテリーの放電が交互に行われ、
前記第１のバッテリーの放電の間に、前記第２のバッテリーの充電を行うことを特徴とする無線通信機器の電力充放電システム。
【請求項４】
固定電源からの電力により充電を行う第１のバッテリーを具備する無線駆動部と、
外部空間に存在する電磁波を利用して充電を行う第２のバッテリーを具備する無線充電部と、を有し、
前記無線充電部における前記電磁波を受信するためのアンテナは、前記無線駆動部における外部からの信号の送受信を行うためのアンテナを兼ねており、
前記第１のバッテリーの放電と前記第２のバッテリーの放電が交互に行われ、
前記第１のバッテリーの放電の間に、前記第２のバッテリーの充電を行い、
前記無線駆動部が前記固定電源に接続されている間に、前記第２のバッテリーの充電を前記固定電源からの電力により行うために切り替える充電切替回路が設けられていることを特徴とする無線通信機器の電力充放電システム。
【請求項５】
固定電源からの電力により充電を行う第１のバッテリーを具備する無線駆動部と、
外部空間に存在する電磁波を利用して充電を行う第２のバッテリーを具備する無線充電部と、を有し、
前記無線充電部における前記電磁波を受信するためのアンテナが、前記無線駆動部における外部からの信号の送受信を行うためのアンテナとは別に前記無線充電部に設けられ、
前記第１のバッテリーの放電と前記第２のバッテリーの放電が交互に行われ、
前記第１のバッテリーの放電の間に、前記第２のバッテリーの充電を行い、
前記無線駆動部が前記固定電源に接続されている間に、前記第２のバッテリーの充電を前記固定電源からの電力により行うために切り替える充電切替回路が設けられていることを特徴とする無線通信機器の電力充放電システム。
【請求項６】
固定電源からの電力により充電を行う第１のバッテリーを具備する無線駆動部と、
外部空間に存在する電磁波を利用して充電を行う第２のバッテリーを具備する無線充電部と、を有し、
前記無線充電部における前記電磁波を受信するためのアンテナは、前記無線駆動部における外部からの信号の送受信を行うための外付けのアンテナを兼ねており、
前記第１のバッテリーの放電と前記第２のバッテリーの放電が交互に行われ、
前記第１のバッテリーの放電の間に、前記第２のバッテリーの充電を行うことを特徴とする無線通信機器の電力充放電システム。
【請求項７】
固定電源からの電力により充電を行う第１のバッテリーを具備する無線駆動部と、
外部空間に存在する電磁波を利用して充電を行う第２のバッテリーを具備する無線充電部と、を有し、
前記無線充電部における前記電磁波を受信するためのアンテナが、前記無線駆動部における外部からの信号の送受信を行うための外付けのアンテナとは別に前記無線充電部に設けられ、
前記第１のバッテリーの放電と前記第２のバッテリーの放電が交互に行われ、
前記第１のバッテリーの放電の間に、前記第２のバッテリーの充電を行うことを特徴とする無線通信機器の電力充放電システム。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一において、前記無線駆動部は、前記第１のバッテリーへの充電を制御するための充電制御回路が設けられていることを特徴とする電力充放電システム。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一において、前記無線充電部は、内部回路を有し、
前記内部回路に供給される前記第１のバッテリーまたは前記第２のバッテリーからの電力を切り替えるための電源切替回路が設けられていることを特徴とする電力充放電システム。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一において、前記無線充電部は、前記第２のバッテリーへの充電を制御するための無線充電制御回路が設けられていることを特徴とする電力充放電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力充放電システムに関する。特に、無線信号の受信により非接触でバッテリーへの電力の供給を行う電力充放電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な電子機器の普及が進み、多種多様な製品が市場に出荷されている。特に近年、屋外にて使用する携帯型の電子機器の普及は顕著である。一例として、携帯電話、デジタルビデオカメラ等は、表示部の高精細化並びに電池の耐久性及び低消費電力化が向上し、利便性に富んだものとなってきている。携帯型の電子機器は、充電手段であるバッテリーを内蔵した構造を有する。そして当該バッテリーより携帯型の電子機器を駆動するための電源を確保している。バッテリーとしてリチウムイオン電池等の二次電池が用いられており、バッテリーの充電には、建物内等に有線にて張り巡らされた交流の電源（以下、固定電源という）にコンセントを挿入したＡＣアダプターを介して直接的に行われているのが現状である（特許文献１を参照）。
【０００３】
また、外部からの電力供給手段より電磁結合を用い、非接触手段によるバッテリーの充電を簡便に行う研究も行われている（特許文献２を参照）。
【特許文献１】特開２００５−１５００２２号公報
【特許文献２】特開２００１−１９００２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、携帯電話、デジタルビデオカメラ等の電子機器の使用頻度は増加の一途をたどり、バッテリーの使用時間の向上への要求は高まっている一方で、バッテリーの使用時間に対応するためのバッテリーの充電能力の向上には限界がある。さらには、例として挙げた携帯電話、デジタルビデオカメラ等に内蔵された電源であるバッテリーの充電を行うためのＡＣアダプターは大型であり、持ち運びが煩わしかった。
【０００５】
また電磁結合を利用した非接触での充電は充電器の近傍においてのみ充電可能であり、さらには固定電源からの電力の供給が必要であった。そのため、充電器の持ち運びが必要であり、充電器の持ち運びに伴う持ち運びの煩わしさが残り得る。
【０００６】
また、バッテリーを具備する電子機器は、固定された電源からの電力供給と異なり、連続的にバッテリーに蓄積された電力を消費し、使用時間も限られたものである。そのためバッテリーの使用時間の向上は、バッテリーの充電能力の向上によるところが大きく、電子機器の長時間の使用が制限されるといった課題があった。
【０００７】
そこで本発明は、バッテリーを具備する電子機器に対し、当該電子機器を長時間に使用可能な電力充放電システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の諸問題を解決するため、本発明の電力充放電システムは第１のバッテリーを具備する無線駆動部と、第２のバッテリーを具備する無線充電部とを有する無線通信機器において、第１のバッテリーにおいて、固定電源からの電力により充電を行い、第２のバッテリーにおいて、外部空間に存在する電波を利用して充電を行う。そして、第１のバッテリーまたは第２のバッテリーの電力の放電を交互に行い、第１のバッテリーの電力を放電している間に、第２のバッテリーの充電を行うことを特徴とする。
【０００９】
本発明の電力充放電システムの一は、固定電源からの電力により充電を行う第１のバッテリーを具備する無線駆動部と、外部空間に存在する電磁波を利用して充電を行う第２のバッテリーを具備する無線充電部と、を有する無線通信機器において、第１のバッテリーの放電と第２のバッテリーの放電が交互に行われ、第１のバッテリーの放電の間に、第２のバッテリーの充電を行うことを特徴とする。
【００１０】
また別の構成の本発明の電力充放電システムの一は、固定電源からの電力により充電を行う第１のバッテリーを具備する無線駆動部と、外部空間に存在する電磁波を利用して充電を行う第２のバッテリーを具備する無線充電部と、を有する無線通信機器において、無線充電部における電磁波を受信するためのアンテナは、無線駆動部における外部からの信号の送受信を行うためのアンテナを兼ねており、第１のバッテリーの放電と第２のバッテリーの放電が交互に行われ、第１のバッテリーの放電の間に、第２のバッテリーの充電を行うことを特徴とする。
【００１１】
また別の構成の本発明の電力充放電システムの一は、固定電源からの電力により充電を行う第１のバッテリーを具備する無線駆動部と、外部空間に存在する電磁波を利用して充電を行う第２のバッテリーを具備する無線充電部と、を有する無線通信機器において、無線充電部における電磁波を受信するためのアンテナが、無線駆動部における外部からの信号の送受信を行うためのアンテナとは別に無線充電部に設けられ、第１のバッテリーの放電と第２のバッテリーの放電が交互に行われ、第１のバッテリーの放電の間に、第２のバッテリーの充電を行うことを特徴とする。
【００１２】
また別の構成の本発明の電力充放電システムの一は、固定電源からの電力により充電を行う第１のバッテリーを具備する無線駆動部と、外部空間に存在する電磁波を利用して充電を行う第２のバッテリーを具備する無線充電部と、を有する無線通信機器において、無線充電部における電磁波を受信するためのアンテナは、無線駆動部における外部からの信号の送受信を行うためのアンテナを兼ねており、第１のバッテリーの放電と第２のバッテリーの放電が交互に行われ、第１のバッテリーの放電の間に、第２のバッテリーの充電を行い、無線駆動部が固定電源に接続されている間に、第２のバッテリーの充電を固定電源からの電力により行うために切り替える充電切替回路が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
また別の構成の本発明の電力充放電システムの一は、固定電源からの電力により充電を行う第１のバッテリーを具備する無線駆動部と、外部空間に存在する電磁波を利用して充電を行う第２のバッテリーを具備する無線充電部と、を有する無線通信機器において、無線充電部における電磁波を受信するためのアンテナが、無線駆動部における外部からの信号の送受信を行うためのアンテナとは別に無線充電部に設けられ、第１のバッテリーの放電と第２のバッテリーの放電が交互に行われ、第１のバッテリーの放電の間に、第２のバッテリーの充電を行い、無線駆動部が固定電源に接続されている間に、第２のバッテリーの充電を固定電源からの電力により行うために切り替える充電切替回路が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
また別の構成の本発明の電力充放電システムの一は、固定電源からの電力により充電を行う第１のバッテリーを具備する無線駆動部と、外部空間に存在する電磁波を利用して充電を行う第２のバッテリーを具備する無線充電部と、を有する無線通信機器において、無線充電部における電磁波を受信するためのアンテナは、無線駆動部における外部からの信号の受信を行うための外付けのアンテナであり、第１のバッテリーの放電と第２のバッテリーの放電が交互に行われ、第１のバッテリーの放電の間に、第２のバッテリーの充電を行うことを特徴とする。
【００１５】
また別の構成の本発明の電力充放電システムの一は、固定電源からの電力により充電を行う第１のバッテリーを具備する無線駆動部と、外部空間に存在する電磁波を利用して充電を行う第２のバッテリーを具備する無線充電部と、を有する無線通信機器において、無線充電部における電磁波を受信するためのアンテナは、無線駆動部における外部からの信号の受信を行うための外付けのアンテナであり、第１のバッテリーの放電と第２のバッテリーの放電が交互に行われ、第１のバッテリーの放電の間に、第２のバッテリーの充電を行い、無線駆動部が固定電源に接続されている間に、第２のバッテリーの充電を固定電源からの電力により行うために切り替える充電切替回路が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
また本発明の無線駆動部は、第１のバッテリーへの充電を制御するための充電制御回路が設けられている構成でもよい。
【００１７】
また本発明の無線充電部は、内部回路を有し、内部回路に供給される第１のバッテリーまたは第２のバッテリーからの電力を切り替えるための電源切替回路が設けられている構成でもよい。
【００１８】
また本発明の無線充電部は、第２のバッテリーへの充電を制御するための無線充電制御回路が設けられている構成でもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の電力充放電システムにより、バッテリーの使用時間の向上を図ることができる。そのため、バッテリーの充電のためのＡＣアダプターを携帯する頻度を低減することができる。
【００２０】
また、本発明の電力充放電システムにより、充電機器を必要とすることなく非接触でのバッテリーの充電が可能となる。そのため、バッテリーの充電のためのＡＣアダプターがない状態においても電子機器を駆動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じ物を指し示す符号は異なる図面間において共通とする。
（実施の形態１）
【００２２】
本実施の形態では、本発明の電力充放電システムをおこなう無線通信機器の構成について、以下図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本発明の電力充放電システムをおこなう無線通信機器のブロック図である。図１において、無線通信機器３０１は、無線駆動部２０１及び無線充電部２０２により構成されている。無線駆動部２０１は、アンテナ１０１、内部回路１０２、電源切替回路１０３、第１のバッテリー１０４、充電制御回路１０５、コネクタ１０６によって構成されている。無線充電部２０２は、アンテナ１０１、無線充電制御回路１０７、第２のバッテリー１０８によって構成されている。
【００２４】
図１におけるアンテナ１０１は無線通信機器３０１が無線通信する際に送受信を行うものであり、それぞれの無線通信の規格によって定められた方式に対応するものとする。また、アンテナ１０１にはループアンテナ、ダイポールアンテナ、スロットアンテナ、モノポールアンテナ、ノッチアンテナ、パッチアンテナ等を利用することができる。アンテナの形状は、無線通信の規格によって定められた方式に対応して選択すればよく、無線通信の規格に伴って最適な長さや形状のアンテナを設ければよい。
【００２５】
なお、複数の形状のアンテナを一体に組み合わせて形成し、複数の周波数帯の電磁波の受信に対応したアンテナを本発明の無線通信機器３０１におけるアンテナ１０１に採用してもよい。複数の形状のアンテナを設けることで複数の無線通信の規格に対応した無線通信機器にすることができる。
【００２６】
図１における内部回路１０２はアンテナ１０１によって受信した無線通信信号を復調し、無線通信機器３０１にて規定されている動作を行う。また、必要に応じて無線通信機器３０１から送信を行う際に、送信信号を変調してアンテナ１０１に送信信号として送り出す。内部回路１０２の動作に必要な電力は、電源切替回路１０３によって第１のバッテリー１０４と第２のバッテリー１０８から選択されることで、電力の供給が行われる。
【００２７】
図１における第１のバッテリー１０４は、内部回路１０２の動作用電源として、電源切替回路１０３によって選択されることにより電力を供給する。
【００２８】
図１における充電制御回路１０５はコネクタ１０６から供給される交流信号を直流信号に変換し、第１のバッテリー１０４が充電できる電圧に制御するものである。充電制御回路１０５の例として、整流回路、定電圧回路、定電流回路、ダイオードで構成されるものがある。主に、整流回路は、ダイオードと平滑容量で構成される。整流回路はインピーダンスの調整を行うために抵抗や容量を持たせてもよい。定電圧回路及び定電流回路は、コネクタ１０６からの信号を第１のバッテリー１０４への充電を行うための信号に変換するものである。またダイオードは第１のバッテリー１０４からの電力の漏洩を防止するために設けられるものである。
【００２９】
図１におけるコネクタ１０６は固定電源等の外部電源よりケーブルを介して電力の供給を行うものである。
【００３０】
図１における無線充電制御回路１０７は、アンテナ１０１によって受信される無線電力を第２のバッテリー１０８が充電できる電圧に制御するものである。無線充電制御回路１０７の例として、整流回路、定電圧回路、昇圧回路、ダイオードで構成されるものがある。主に、整流回路は、ダイオードと平滑容量で構成される。整流回路はインピーダンスの調整を行うために抵抗や容量を持たせてもよい。定電圧回路及び昇圧回路は、第２のバッテリー１０８への充電を行うための電圧に変換するためのものである。またダイオードはバッテリーからの電力の漏洩を防止するために設けられるものである。
【００３１】
なお本実施の形態では、無線充電部２０２において無線駆動部２０１と共有しているアンテナ１０１を除いた、無線充電制御回路１０７及び第２のバッテリー１０８を一つずつ具備するものとして説明したが、無線充電制御回路１０７及び第２のバッテリー１０８を複数搭載してもよい。複数の無線充電制御回路１０７及び第２のバッテリー１０８を具備することで、無線通信機器３０１の充電能力を向上させることができる。
【００３２】
また、本発明において第１のバッテリー１０４及び第２のバッテリー１０８は、充電することで連続使用時間を回復することができる充電手段のことをいう。なお充電手段としては二次電池、キャパシタ等があるが本明細書においては総称してバッテリーという。なおバッテリーとしては、その用途により異なるが、シート状に形成された電池を用いることが好ましく、例えばリチウム電池、好ましくはゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池や、リチウムイオン電池等を用いることで、小型化が可能である。勿論、充電可能な電池であればなんでもよく、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛電池などの充電放電可能な電池であってもよいし、また大容量のコンデンサなどを用いても良い。
【００３３】
なお、本発明の第１のバッテリー１０４及び第２のバッテリー１０８として用いることのできる大容量のコンデンサとしては、電極の対向面積が大きいものであることが望ましい。活性炭、フラーレン、カーボンナノチューブなど比表面積の大きい電極用材料を用いた電気二重層コンデンサを用いることが好適である。コンデンサは電池に比べ構成が単純であり薄膜化や積層化も容易である。電気二重層コンデンサは充電機能を有し、充放電の回数が増えても劣化が小さく、急速充電特性にも優れているため好適である。
【００３４】
図１における第２のバッテリー１０８は、内部回路１０２の動作用電源として電源切替回路１０３によって選択されることで電力を供給する。なお、第２のバッテリー１０８の電力保持容量は、第１のバッテリー１０４の電力保持容量より小さいものとし、同等の電力保持容量を有するものではないものとして以下説明する。
【００３５】
本発明の電力充放電システムについて図２のフローチャートを用いて説明する。固定電源からコネクタ１０６を介して電力が供給されているか否かの判断が行われる（ステップ４０１）。固定電源からの電力の供給がある場合（ステップ４０１のＹＥＳのフロー）には、固定電源からの電力を使用して内部回路１０２の動作を行い、且つ第１のバッテリー１０４はコネクタ１０６から充電制御回路１０５へと伝送される電力によって充電を行う。加えて第２のバッテリー１０８はアンテナから供給される電磁波によって充電される（ステップ４０２）。
【００３６】
図２のステップ４０１にて固定電源を介して電力が供給されていない場合（ステップ４０１のＮＯのフロー）、第２のバッテリー１０８の電力保持容量が内部回路１０２を動作するのに十分かの判定を行う（ステップ４０３）。ここで、第２のバッテリー１０８の電力保持容量が内部回路１０２を動作するのに十分だと判定された場合（ステップ４０３のＹＥＳのフロー）は、電源切替回路１０３が内部回路１０２への電力供給元として第２のバッテリー１０８を選択し、内部回路１０２を動作させる（ステップ４０４）。第２のバッテリー１０８の電力保持容量が内部回路１０２を動作するのに十分ではないと判定された場合（ステップ４０３のＮＯのフロー）は、電源切替回路１０３が内部回路１０２への電力供給元として第１のバッテリー１０４を選択し、内部回路１０２を動作させる（ステップ４０６）。ステップ４０６の際に第２のバッテリー１０８は無線充電部２０２の動作により無線信号により電磁波を受信することで充電が行われる。なお、ステップ４０４にて第２のバッテリー１０８からの電力供給により内部回路１０２を動作させた場合、第２のバッテリー１０８に十分な電力保持容量が不足している場合（ステップ４０５のＹＥＳのフロー）は、ステップ４０６へと移行する。また、ステップ４０４にて第２のバッテリー１０８からの電力供給により内部回路１０２を動作させた場合、第２のバッテリー１０８に十分な電力保持容量がある場合（ステップ４０５のＮＯのフロー）は、ステップ４０４へと移行する。そしてアンテナから供給される外部空間に存在する電磁波による充電で第２のバッテリー１０８の電力保持容量が内部回路１０２を動作するのに十分な電力保持容量を保持した時点で充電完了となる（ステップ４０７）。
【００３７】
本発明の電力充放電システムについて説明した図２のフローチャートを基に、本発明の利点を図３で説明する。図３では、一例として、第１のバッテリー１０４の電力保持容量を（１００）、第２のバッテリー１０８の電力保持容量を（２５）とする（図３（Ａ）、（Ｂ）参照）。そして図３において、第２のバッテリー１０８が電力保持容量の全てを充電するのにかかる時間を第１のバッテリー１０４の電力保持容量を（３０）消費する時間と同じであるとして説明する。
【００３８】
図３（Ａ）、（Ｂ）に示す第１のバッテリーと第２のバッテリーとの電力保持容量の総和は（１２５）にしかならない。本発明の無線通信機器の電力充放電システムは、図２のフローチャートに沿って充放電がなされることで、第２のバッテリーの放電３５１と第１のバッテリーの放電３５２とが交互に行われ、第１のバッテリーの放電の間に第２のバッテリーの充電を行うことで、バッテリーの電力保持容量の総和は（２００）とほぼ同等になる（（図３（Ｃ）参照））。以上のように、本実施の形態では無線通信機器の持つバッテリーの駆動時間の短さという問題を解決するのに十分であることがわかる。
【００３９】
以上説明したように本発明の電力充放電システムにより、バッテリーの使用時間の向上を図ることができる。そのため、バッテリーの充電のためのＡＣアダプターを携帯して活動する頻度を低減することができる。
【００４０】
また、本発明の電力充放電システムにより、充電機器を必要とすることなく非接触でのバッテリーの充電が可能となる。そのため、バッテリーの充電のためのＡＣアダプターがない状態においても電子機器を駆動することができる。
（実施の形態２）
【００４１】
本実施の形態では、上記実施の形態１で示した、本発明の電力充放電システムをおこなう無線通信機器において、無線充電部におけるアンテナが無線駆動部のアンテナと別に設けられた構成に関して、図面を参照して説明する。なお、本実施の形態において使用する図面に関し、実施の形態１と同じ部分は同じ符号を用いて示す場合がある。
【００４２】
図４は、本発明の電力充放電システムをおこなう無線通信機器のブロック図である。図４において、無線通信機器３０１は、無線駆動部２０１及び無線充電部２０３により構成されている。無線駆動部２０１はアンテナ１０１、内部回路１０２、電源切替回路１０３、第１のバッテリー１０４、充電制御回路１０５、コネクタ１０６によって構成されている。無線充電部２０３は無線充電制御回路１０７、第２のバッテリー１０８、無線充電用アンテナ１０９によって構成されている。
【００４３】
図４におけるアンテナ１０１は無線通信機器３０１が無線通信する際に送受信を行うものであり、それぞれの無線通信の規格によって定められた方式に対応するものとする。また、アンテナ１０１にはループアンテナ、ダイポールアンテナ、スロットアンテナ、モノポールアンテナ、ノッチアンテナ、パッチアンテナ等を利用することができる。アンテナの形状は、無線通信の規格によって定められた方式に対応して選択すればよく、無線通信の規格に伴って最適な長さや形状のアンテナを設ければよい。
【００４４】
図４における内部回路１０２はアンテナ１０１によって受信した無線通信信号を復調し、無線通信機器３０１にて規定されている動作を行う。また、必要に応じて無線通信機器３０１から送信を行う際に、送信信号を変調してアンテナ１０１に送信信号として送り出す。内部回路１０２の動作に必要な電力は、電源切替回路１０３によって第１のバッテリー１０４と第２のバッテリー１０８から選択されることで、電力の供給が行われる。
【００４５】
図４における第１のバッテリー１０４は、内部回路１０２の動作用電源として、電源切替回路１０３によって選択されることにより電力を供給する。
【００４６】
図４における充電制御回路１０５はコネクタ１０６から供給される交流信号を直流信号に変換し、第１のバッテリー１０４が充電できる電圧に制御するものである。充電制御回路１０５の例として、整流回路、定電圧回路、定電流回路、ダイオードで構成されるものがある。主に、整流回路は、ダイオードと平滑容量で構成される。整流回路はインピーダンスの調整を行うために抵抗や容量を持たせてもよい。定電圧回路及び定電流回路は、コネクタ１０６からの信号を第１のバッテリー１０４への充電を行うための信号に変換するものである。またダイオードは第１のバッテリー１０４からの電力の漏洩を防止するために設けられるものである。
【００４７】
なお本実施の形態では、無線充電部２０３において無線充電制御回路１０７及び第２のバッテリー１０８を一つずつ具備するものとして説明したが、無線充電制御回路１０７及び第２のバッテリー１０８を複数搭載してもよい。複数の無線充電制御回路１０７及び第２のバッテリー１０８を具備することで、無線通信機器３０１の充電能力を向上させることができる。
【００４８】
また、本発明において第１のバッテリー１０４及び第２のバッテリー１０８は、充電することで連続使用時間を回復することができる充電手段のことをいう。なお充電手段としては二次電池、キャパシタ等があるが本明細書においては総称してバッテリーという。なおバッテリーとしては、その用途により異なるが、シート状に形成された電池を用いることが好ましく、例えばリチウム電池、好ましくはゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池や、リチウムイオン電池等を用いることで、小型化が可能である。勿論、充電可能な電池であればなんでもよく、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛電池などの充電放電可能な電池であってもよいし、また大容量のコンデンサなどを用いても良い。
【００４９】
なお、本発明の第１のバッテリー１０４及び第２のバッテリー１０８として用いることのできる大容量のコンデンサとしては、電極の対向面積が大きいものであることが望ましい。活性炭、フラーレン、カーボンナノチューブなど比表面積の大きい電極用材料を用いた電気二重層コンデンサを用いることが好適である。コンデンサは電池に比べ構成が単純であり薄膜化や積層化も容易である。電気二重層コンデンサは充電機能を有し、充放電の回数が増えても劣化が小さく、急速充電特性にも優れているため好適である。
【００５０】
図４におけるコネクタ１０６は家庭用電源等の固定電源よりケーブルを介して電力の供給を行うものである。
【００５１】
図４における無線充電制御回路１０７は無線充電用アンテナ１０９によって受信される電磁波を第２のバッテリー１０８が充電できる電圧に制御するものである。無線充電制御回路１０７の例として、整流回路、定電圧回路、昇圧回路、ダイオードで構成されるものがある。主に、整流回路は、ダイオードと平滑容量で構成される。整流回路はインピーダンスの調整を行うために抵抗や容量を持たせてもよい。定電圧回路及び昇圧回路は、第２のバッテリー１０８への充電を行うための電圧に変換するためのものである。またダイオードはバッテリーからの電力の漏洩を防止するために設けられるものである。
【００５２】
図４における第２のバッテリー１０８は、内部回路１０２の動作用電源として電源切替回路１０３によって選択されることで電力を供給する。なお、第２のバッテリー１０８の電力保持容量は、第１のバッテリー１０４の電力保持容量より小さいものとし、同等の電力保持容量を有するものではないものとして以下説明する。
【００５３】
図４における無線充電用アンテナ１０９は第２のバッテリー１０８の充電専用のアンテナであり、無線通信機器３０１の規格に対して対応したアンテナである必要は無く、アンテナ１０１と同じものである必要は無い。また、無線充電用アンテナ１０９にはループアンテナ、ダイポールアンテナ、スロットアンテナ、モノポールアンテナ、ノッチアンテナ、パッチアンテナ等を利用することができる。アンテナの形状は、無線通信の規格によって定められた方式に対応して選択すればよく、無線通信の規格に伴って最適な長さや形状のアンテナを設ければよい。
【００５４】
なお、複数の形状のアンテナを一体に組み合わせて形成し、複数の周波数帯の電磁波の受信に対応したアンテナを本発明の無線通信機器３０１における無線充電用アンテナ１０９に採用してもよい。複数の形状のアンテナを設けることで複数の無線通信の規格に対応した無線通信機器にすることができる。
【００５５】
本実施の形態では上記実施の形態１と同様に図２のフローチャートで動作させることができる。そのため、無線通信機器の持つバッテリーの駆動時間の短さという問題を解決することができる。
【００５６】
さらに、本実施の形態では、無線充電用アンテナ１０９を有し、実施の形態１で示したアンテナ１０１に較べ、当該無線充電用アンテナ１０９が電磁波を受信することにより得られる電力の受信効率が高く、バッテリーの消耗はより抑えることが可能となる。その例として図７を示す。
【００５７】
図７では、実施の形態１で示した図３の例よりも電磁波の受信による電力の受信効率が高いので、第２のバッテリー１０８の全容量の充電にかかる時間を短くすることができる。一例として、図７においては、第２のバッテリー１０８が電力保持容量の全てを充電するのにかかる時間を第１のバッテリー１０４の電力保持容量を（２０）使用する時間を同じになるとするものとして説明する。上記実施の形態１で示した図３の例では、バッテリーの電力保持容量の総和は（２００）とほぼ同等になった。本実施の形態では図７に示すように、図２のフローチャートに沿って充放電がなされることで、第２のバッテリーの放電３５１と第１のバッテリーの放電３５２とが交互に行われ、第１のバッテリーの放電の間に第２のバッテリーの充電を行うことで、バッテリーの電力保持容量の総和は（２２５）とほぼ同等とすることができる。つまり、アンテナ１０１よりも受信効率のよい無線充電用アンテナ１０９を使用することで、駆動時間の短さという問題を解決するのによりいっそうの効果を生み出すことができる。
【００５８】
以上説明したように本発明の電力充放電システムにより、バッテリーの使用時間の向上を図ることができる。そのため、バッテリーの充電のためのＡＣアダプターを携帯して活動する頻度を低減することができる。
【００５９】
また、本発明の電力充放電システムにより、充電機器を必要とすることなく非接触でのバッテリーの充電が可能となる。そのため、バッテリーの充電のためのＡＣアダプターがない状態においても電子機器を駆動することができる。
【００６０】
なお、本実施の形態は、本明細書中の他の実施の形態の記載と組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態３）
【００６１】
本実施の形態では、上記実施の形態１で示した、本発明の電力充放電システムをおこなう無線通信機器において、無線充電部に充電切替回路を具備する構成に関して、図面を参照して説明する。なお、本実施の形態において使用する図面に関し、実施の形態１と同じ部分は同じ符号を用いて示す場合がある。
【００６２】
図５は、本発明の電力充放電システムをおこなう無線通信機器のブロック図である。図５において、無線通信機器３０１は、無線駆動部２０１及び無線充電部２０４により構成されている。無線駆動部２０１はアンテナ１０１、内部回路１０２、電源切替回路１０３、第１のバッテリー１０４、充電制御回路１０５、コネクタ１０６によって構成されている。無線充電部２０４はアンテナ１０１、無線充電制御回路１０７、第２のバッテリー１０８、充電切替回路１１０によって構成されている。
【００６３】
図５におけるアンテナ１０１は無線通信機器３０１が無線通信する際に送受信を行うものであり、それぞれの無線通信の規格によって定められた方式に対応するものとする。また、アンテナ１０１にはループアンテナ、ダイポールアンテナ、スロットアンテナ、モノポールアンテナ、ノッチアンテナ、パッチアンテナ等を利用することができる。アンテナの形状は、無線通信の規格によって定められた方式に対応して選択すればよく、無線通信の規格に伴って最適な長さや形状のアンテナを設ければよい。
【００６４】
図５における内部回路１０２はアンテナ１０１によって受信した無線通信信号を復調し、無線通信機器３０１にて規定されている動作を行う。また、必要に応じて無線通信機器３０１から送信を行う際に、送信信号を変調してアンテナ１０１に送信信号として送り出す。内部回路１０２の動作に必要な電力は、電源切替回路１０３によって第１のバッテリー１０４と第２のバッテリー１０８から選択されることで、電力の供給が行われる。
【００６５】
図５における第１のバッテリー１０４は内部回路１０２の動作用電源として電源切替回路１０３によって選択されることにより供給する。
【００６６】
図５における充電制御回路１０５はコネクタ１０６から供給される交流信号を直流信号に変換し、第１のバッテリー１０４が充電できる電圧に制御するものである。充電制御回路１０５の例として、整流回路、定電圧回路、定電流回路、ダイオードで構成されるものがある。主に、整流回路は、ダイオードと平滑容量で構成される。整流回路はインピーダンスの調整を行うために抵抗や容量を持たせてもよい。定電圧回路及び定電流回路は、コネクタ１０６からの信号を第１のバッテリー１０４への充電を行うための信号に変換するものである。またダイオードはバッテリーからの電力の漏洩を防止するために設けられるものである。
【００６７】
なお本実施の形態では、無線充電部２０４において無線駆動部２０１と共有しているアンテナ１０１を除いた、無線充電制御回路１０７及び第２のバッテリー１０８を一つずつ具備するものとして説明したが、無線充電制御回路１０７及び第２のバッテリー１０８を複数搭載してもよい。複数の無線充電制御回路１０７及び第２のバッテリー１０８を具備することで、無線通信機器３０１の充電能力を向上させることができる。
【００６８】
また、本発明において第１のバッテリー１０４及び第２のバッテリー１０８は、充電することで連続使用時間を回復することができる充電手段のことをいう。なお充電手段としては二次電池、キャパシタ等があるが本明細書においては総称してバッテリーという。なおバッテリーとしては、その用途により異なるが、シート状に形成された電池を用いることが好ましく、例えばリチウム電池、好ましくはゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池や、リチウムイオン電池等を用いることで、小型化が可能である。勿論、充電可能な電池であればなんでもよく、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛電池などの充電放電可能な電池であってもよいし、また大容量のコンデンサなどを用いても良い。
【００６９】
なお、本発明の第１のバッテリー１０４及び第２のバッテリー１０８として用いることのできる大容量のコンデンサとしては、電極の対向面積が大きいものであることが望ましい。活性炭、フラーレン、カーボンナノチューブなど比表面積の大きい電極用材料を用いた電気二重層コンデンサを用いることが好適である。コンデンサは電池に比べ構成が単純であり薄膜化や積層化も容易である。電気二重層コンデンサは充電機能を有し、充放電の回数が増えても劣化が小さく、急速充電特性にも優れているため好適である。
【００７０】
充電切替回路１１０はコネクタ１０６に固定電源が入力され、充電制御回路１０５から電力が供給される際に、第２のバッテリー１０８に供給される電力を無線充電制御回路１０７から充電制御回路１０５に切り替える回路である。無線充電制御回路１０７から第２のバッテリー１０８に供給される電力は固定電源を介して入力される電力に対して微弱である。そのため、固定電源からの供給が望める際には、第２のバッテリー１０８にも充電制御回路１０５から電力を供給するほうが効率がよい。充電制御回路１０５から電力の供給が無い、つまりコネクタ１０６に固定電源からの供給がなくなった場合には、再び無線充電制御回路からの電力が第２のバッテリー１０８に供給される。
【００７１】
図５におけるコネクタ１０６は固定電源と各種ケーブルを介して電力の供給を行うものである。
【００７２】
図５における無線充電制御回路１０７はアンテナ１０１によって受信される電磁波を第２のバッテリー１０８が充電できる電圧に制御するものである。無線充電制御回路１０７の例として、整流回路、定電圧回路、昇圧回路、ダイオードで構成されるものがある。主に、整流回路は、ダイオードと平滑容量で構成される。整流回路はインピーダンスの調整を行うために抵抗や容量を持たせてもよい。定電圧回路及び昇圧回路は、第２のバッテリー１０８への充電を行うための電圧に変換するためのものである。またダイオードはバッテリーからの電力の漏洩を防止するために設けられるものである。
【００７３】
図５における第２のバッテリー１０８は内部回路１０２の動作用電源として電源切替回路１０３によって選択されることで電力を供給する。なお、第２のバッテリー１０８の電力保持容量は、第１のバッテリー１０４の電力保持容量より小さいものとし、同等の電力保持容量を有するものではないものとして以下説明する。
【００７４】
本実施の形態の動作例をフローチャートにして図８に示す。固定電源からコネクタ１０６を介して電力が供給されているか否かの判断が行われる（ステップ５０１）。固定電源からの電力の供給がある場合（ステップ５０１のＹＥＳのフロー）には、固定電源からの電力を使用して内部回路１０２の動作を行い、且つ第１のバッテリー１０４はコネクタ１０６から充電制御回路１０５へと伝送される電力によって充電を行う。加えて第２のバッテリー１０８は充電切替回路１１０によって電力の供給元が無線充電制御回路１０７から充電制御回路１０５に移り、充電が行われる（ステップ５０２）。
【００７５】
図８のステップ５０１にて固定電源を介して電力が供給されていない場合（ステップ５０１のＮＯのフロー）、第２のバッテリー１０８の電力保持容量が内部回路１０２を動作するのに十分かの判定を行う（ステップ５０３）。ここで、第２のバッテリー１０８の電力保持容量が内部回路１０２を動作するのに十分だと判定された場合（ステップ５０３のＹＥＳのフロー）は、電源切替回路１０３が内部回路１０２への電力供給元として第２のバッテリー１０８を選択し、内部回路１０２を動作させる（ステップ５０４）。第２のバッテリー１０８の電力保持容量が内部回路１０２を動作するのに十分ではないと判定された場合（ステップ５０３のＮＯのフロー）は、電源切替回路１０３が内部回路１０２への電力供給元として第１のバッテリー１０４を選択し、内部回路１０２を動作させる（ステップ５０６）。ステップ５０６の際に第２のバッテリー１０８は無線充電部２０２の動作により無線信号により電磁波を受信することで充電が行われる。なお、ステップ５０４にて第２のバッテリー１０８からの電力供給により内部回路１０２を動作させた場合、第２のバッテリー１０８に十分な電力保持容量が不足している場合（ステップ５０５のＹＥＳのフロー）は、ステップ５０６へと移行する。また、ステップ５０４にて第２のバッテリー１０８からの電力供給により内部回路１０２を動作させた場合、第２のバッテリー１０８に十分な電力保持容量がある場合（ステップ５０５のＮＯのフロー）は、ステップ５０４へと移行する。そしてアンテナから供給される外部空間に存在する電磁波による充電で第２のバッテリー１０８の電力保持容量が内部回路１０２を動作するのに十分な電力保持容量を保持した時点で充電完了となる（ステップ５０７）。
【００７６】
以上説明したように本発明の電力充放電システムにより、バッテリーの使用時間の向上を図ることができる。そのため、バッテリーの充電のためのＡＣアダプターを携帯して活動する頻度を低減することができる。
【００７７】
また、本発明の電力充放電システムにより、充電機器を必要とすることなく非接触でのバッテリーの充電が可能となる。そのため、バッテリーの充電のためのＡＣアダプターがない状態においても電子機器を駆動することができる。
【００７８】
なお、本実施の形態は、本明細書中の他の実施の形態の記載と組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態４）
【００７９】
本実施の形態では、上記実施の形態２で示した、本発明の電力充放電システムをおこなう無線通信機器において、無線充電部に充電切替回路を具備する構成に関して、図面を参照して説明する。なお、本実施の形態において使用する図面に関し、実施の形態２と同じ部分は同じ符号を用いて示す場合がある。
【００８０】
図６は、本発明の電力充放電システムをおこなう無線通信機器のブロック図である。図６において、無線通信機器３０１は、無線駆動部２０１及び無線充電部２０５により構成されている。無線駆動部２０１はアンテナ１０１、内部回路１０２、電源切替回路１０３、第１のバッテリー１０４、充電制御回路１０５、コネクタ１０６によって構成されている。無線充電部２０５は無線充電制御回路１０７、第２のバッテリー１０８、無線充電用アンテナ１０９、充電切替回路１１０によって構成されている。
【００８１】
図６におけるアンテナ１０１は無線通信機器３０１が無線通信する際に送受信を行うものであり、それぞれの無線通信の規格によって定められた方式に対応するものとする。また、アンテナ１０１にはループアンテナ、ダイポールアンテナ、スロットアンテナ、モノポールアンテナ、ノッチアンテナ、パッチアンテナ等を利用することができる。アンテナの形状は、無線通信の規格によって定められた方式に対応して選択すればよく、無線通信の規格に伴って最適な長さや形状のアンテナを設ければよい。
【００８２】
図６における内部回路１０２はアンテナ１０１によって受信した無線通信信号を復調し、無線通信機器３０１にて規定されている動作を行う。また、必要に応じて無線通信機器３０１から送信を行う際に、送信信号を変調してアンテナ１０１に送信信号として送り出す。内部回路１０２の動作に必要な電力は、電源切替回路１０３によって第１のバッテリー１０４と第２のバッテリー１０８から選択されることで、電力の供給が行われる。
【００８３】
図６における第１のバッテリー１０４は内部回路１０２の動作用電源として電源切替回路１０３によって選択されることにより電力を供給する。
【００８４】
図６における充電制御回路１０５はコネクタ１０６から供給される交流信号を直流信号に変換し、第１のバッテリー１０４が充電できる電圧に制御するものである。充電制御回路１０５の例として、整流回路、定電圧回路、定電流回路、ダイオードで構成されるものがある。主に、整流回路は、ダイオードと平滑容量で構成される。整流回路はインピーダンスの調整を行うために抵抗や容量を持たせてもよい。定電圧回路及び定電流回路は、コネクタ１０６からの信号を第１のバッテリー１０４への充電を行うための信号に変換するものである。またダイオードはバッテリーからの電力の漏洩を防止するために設けられるものである。
【００８５】
なお本実施の形態では、無線充電部２０５、無線充電制御回路１０７、及び第２のバッテリー１０８を一つずつ具備するものとして説明したが、無線充電制御回路１０７及び第２のバッテリー１０８を複数搭載してもよい。複数の無線充電制御回路１０７及び第２のバッテリー１０８を具備することで、無線通信機器３０１の充電能力を向上させることができる。
【００８６】
また、本発明において第１のバッテリー１０４及び第２のバッテリー１０８は、充電することで連続使用時間を回復することができる充電手段のことをいう。なお充電手段としては二次電池、キャパシタ等があるが本明細書においては総称してバッテリーという。なおバッテリーとしては、その用途により異なるが、シート状に形成された電池を用いることが好ましく、例えばリチウム電池、好ましくはゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池や、リチウムイオン電池等を用いることで、小型化が可能である。勿論、充電可能な電池であればなんでもよく、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛電池などの充電放電可能な電池であってもよいし、また大容量のコンデンサなどを用いても良い。
【００８７】
なお、本発明の第１のバッテリー１０４及び第２のバッテリー１０８として用いることのできる大容量のコンデンサとしては、電極の対向面積が大きいものであることが望ましい。活性炭、フラーレン、カーボンナノチューブなど比表面積の大きい電極用材料を用いた電気二重層コンデンサを用いることが好適である。コンデンサは電池に比べ構成が単純であり薄膜化や積層化も容易である。電気二重層コンデンサは充電機能を有し、充放電の回数が増えても劣化が小さく、急速充電特性にも優れているため好適である。
【００８８】
充電切替回路１１０はコネクタ１０６に固定電源が入力され、充電制御回路１０５から電力が供給される際に、第２のバッテリー１０８に供給される電力を無線充電制御回路１０７から充電制御回路１０５に切り替える回路である。無線充電制御回路１０７から第２のバッテリー１０８に供給される電力は固定電源を介して入力される電力に対して微弱である。そのため、固定電源からの供給が望める際には、第２のバッテリー１０８にも充電制御回路１０５から電力を供給するほうが効率がよい。充電制御回路１０５から電力の供給が無い、つまりコネクタ１０６に固定電源からの供給がなくなった場合には、再び無線充電制御回路からの電力が第２のバッテリー１０８に供給される。
【００８９】
図６におけるコネクタ１０６は固定電源と各種ケーブルを介して電力の供給を行うものである。
【００９０】
図６における無線充電制御回路１０７は無線充電用アンテナ１０９によって受信される電磁波を第２のバッテリー１０８が充電できる電圧に制御するものである。無線充電制御回路１０７の例として、整流回路、定電圧回路、昇圧回路、ダイオードで構成されるものがある。主に、整流回路は、ダイオードと平滑容量で構成される。整流回路はインピーダンスの調整を行うために抵抗や容量を持たせてもよい。定電圧回路及び昇圧回路は、第２のバッテリー１０８への充電を行うための電圧に変換するためのものである。またダイオードはバッテリーからの電力の漏洩を防止するために設けられるものである。
【００９１】
図６における第２のバッテリー１０８は内部回路１０２の動作用電源として電源切替回路１０３によって選択されることで電力を供給する。なお、第２のバッテリー１０８の電力保持容量は、第１のバッテリー１０４の電力保持容量より小さいものとし、同等の電力保持容量を有するものではないものとして以下説明する。
【００９２】
図６における無線充電用アンテナ１０９は第２のバッテリー１０８の充電専用のアンテナであり、無線通信機器３０１の規格に対して対応したアンテナである必要は無く、アンテナ１０１と同じものである必要は無い。また、無線充電用アンテナ１０９にはループアンテナ、ダイポールアンテナ、スロットアンテナ、モノポールアンテナ、ノッチアンテナ、パッチアンテナ等を利用することができる。アンテナの形状は、無線通信の規格によって定められた方式に対応して選択すればよく、無線通信の規格に伴って最適な長さや形状のアンテナを設ければよい。
【００９３】
本実施の形態では上記実施の形態３と同様に図８のフローチャートで動作させることができる。そのため、無線通信機器の持つバッテリーの駆動時間の短さという問題を解決することができる。さらに無線充電用アンテナ１０９を有し、実施の形態２の図７で示した様に、本発明の駆動時間の短さという問題を解決するのにいっそうの効果を生み出すことができる。
【００９４】
以上説明したように本発明の電力充放電システムにより、バッテリーの使用時間の向上を図ることができる。そのため、バッテリーの充電のためのＡＣアダプターを携帯して活動する頻度を低減することができる。
【００９５】
また、本発明の電力充放電システムにより、充電機器を必要とすることなく非接触でのバッテリーの充電が可能となる。そのため、バッテリーの充電のためのＡＣアダプターがない状態においても電子機器を駆動することができる。
【００９６】
なお、本実施の形態は、本明細書中の他の実施の形態の記載と組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態５）
【００９７】
本実施の形態では、上記実施の形態１で示した、本発明の電力充放電システムをおこなう無線通信機器において、外付アンテナを具備し、通信用コネクタに接続することで無線通信機能を可能にする電子機器の構成に関して図面を参照して説明を行う。なお、本実施の形態において使用する図面に関し、実施の形態１と同じ部分は同じ符号を用いて示す場合がある。
【００９８】
図９は、本発明の電力充放電システムをおこなう無線通信機器のブロック図である。図９において、電気機器３０２は、外付アンテナ１１２を通信用コネクタ１１１に接続することで無線通信機能を可能とするものである。電気機器３０２は、外付アンテナ１１２が通信用コネクタ１１１に接続されていない無線通信機能を持たない状態でも、それ単体での動作が可能なものである。図９において、電気機器３０２は無線駆動部２１１、無線充電部２０６によって構成されている。無線駆動部２１１は内部回路１０２、電源切替回路１０３、第１のバッテリー１０４、充電制御回路１０５、コネクタ１０６によって構成されている。無線充電部２０６は通信用コネクタ１１１、無線充電制御回路１０７、第２のバッテリー１０８によって構成されている。
【００９９】
図９における内部回路１０２は第１のバッテリー１０４、第２のバッテリー１０８のうち電源切替回路１０３によって選択されたバッテリーから電力が供給され動作する。また、無線通信を行うときのみ、無線通信信号が通信用コネクタ１１１を介して外付アンテナ１１２にて送受信される。
【０１００】
図９における第１のバッテリー１０４は内部回路１０２の動作用電源として電源切替回路１０３によって選択されることにより電力を供給する。
【０１０１】
図９における充電制御回路１０５はコネクタ１０６から供給される交流信号を直流信号に変換し、第１のバッテリー１０４が充電できる電圧に制御するものである。充電制御回路１０５の例として、整流回路、定電圧回路、定電流回路、ダイオードで構成されるものがある。主に、整流回路は、ダイオードと平滑容量で構成される。整流回路はインピーダンスの調整を行うために抵抗や容量を持たせてもよい。定電圧回路及び定電流回路は、コネクタ１０６からの信号を第１のバッテリー１０４への充電を行うための電圧及び電流に変換するものである。またダイオードはバッテリーからの電力の漏洩を防止するために設けられるものである。
【０１０２】
また、本発明において第１のバッテリー１０４及び第２のバッテリー１０８は、充電することで連続使用時間を回復することができる充電手段のことをいう。なお充電手段としては二次電池、キャパシタ等があるが本明細書においては総称してバッテリーという。なおバッテリーとしては、その用途により異なるが、シート状に形成された電池を用いることが好ましく、例えばリチウム電池、好ましくはゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池や、リチウムイオン電池等を用いることで、小型化が可能である。勿論、充電可能な電池であればなんでもよく、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛電池などの充電放電可能な電池であってもよいし、また大容量のコンデンサなどを用いても良い。
【０１０３】
なお、本発明の第１のバッテリー１０４及び第２のバッテリー１０８として用いることのできる大容量のコンデンサとしては、電極の対向面積が大きいものであることが望ましい。活性炭、フラーレン、カーボンナノチューブなど比表面積の大きい電極用材料を用いた電気二重層コンデンサを用いることが好適である。コンデンサは電池に比べ構成が単純であり薄膜化や積層化も容易である。電気二重層コンデンサは充電機能を有し、充放電の回数が増えても劣化が小さく、急速充電特性にも優れているため好適である。
【０１０４】
図９におけるコネクタ１０６は固定電源と各種ケーブルを介して電力の供給を行うものである。
【０１０５】
図９における無線充電制御回路１０７は外付アンテナ１１２が通信用コネクタ１１１と接続している場合、外付アンテナ１１２によって受信される電磁波を第２のバッテリー１０８が充電できる電圧に制御するものである。無線充電制御回路１０７の例として、整流回路、定電圧回路、昇圧回路、ダイオードで構成されるものがある。主に、整流回路は、ダイオードと平滑容量で構成される。整流回路はインピーダンスの調整を行うために抵抗や容量を持たせてもよい。定電圧回路及び昇圧回路は、第２のバッテリー１０８への充電を行うための電圧に変換するためのものである。またダイオードはバッテリーからの電力の漏洩を防止するために設けられるものである。
【０１０６】
図９における第２のバッテリー１０８は内部回路１０２の動作用電源として電源切替回路１０３によって選択されることで電力を供給する。なお、第２のバッテリー１０８の電力保持容量は、第１のバッテリー１０４の電力保持容量より小さいものとし、同等の電力保持容量を有するものではないものとする。
【０１０７】
本実施の形態では上記実施の形態１と同様に図２のフローチャートで動作させることができる。そのため、無線通信機器の持つバッテリーの駆動時間の短さという問題を解決することができる。
【０１０８】
以上説明したように本発明の電力充放電システムにより、バッテリーの使用時間の向上を図ることができる。そのため、バッテリーの充電のためのＡＣアダプターを携帯して活動する頻度を低減することができる。
【０１０９】
また、本発明の電力充放電システムにより、充電機器を必要とすることなく非接触でのバッテリーの充電が可能となる。そのため、バッテリーの充電のためのＡＣアダプターがない状態においても電子機器を駆動することができる。
【０１１０】
なお、本実施の形態は、本明細書中の他の実施の形態の記載と組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態６）
【０１１１】
本実施の形態では、上記実施の形態５で示した、本発明の電力充放電システムをおこなう無線通信機器において、無線充電部に充電切替回路を具備する構成に関して、図面を参照して説明する。なお、本実施の形態において使用する図面に関し、実施の形態５と同じ部分は同じ符号を用いて示す場合がある。
【０１１２】
図１０は、本発明の電力充放電システムをおこなう無線通信機器のブロック図である。図１０において、電気機器３０２は、外付アンテナ１１２を通信用コネクタ１１１に接続することで無線通信機能を可能とするものである。電気機器３０２は、外付アンテナ１１２が通信用コネクタ１１１に接続されていない無線通信機能を持たない状態でも、それ単体での動作が可能なものである。図１０において、電気機器３０２は無線駆動部２１１、無線充電部２０７によって構成されている。無線駆動部２１１は内部回路１０２、電源切替回路１０３、第１のバッテリー１０４、充電制御回路１０５、コネクタ１０６によって構成されている。無線充電部２０７は通信用コネクタ１１１、無線充電制御回路１０７、第２のバッテリー１０８、充電切替回路１１０によって構成されている。
【０１１３】
図１０における内部回路１０２は第１のバッテリー１０４、第２のバッテリー１０８のうち電源切替回路１０３によって選択されたバッテリーから電力が供給され動作する。また、無線通信を行うときのみ、無線通信信号が通信用コネクタ１１１を介して外付アンテナ１１２にて送受信される。
【０１１４】
図１０における第１のバッテリー１０４は内部回路１０２の動作用電源として電源切替回路１０３によって選択されることにより電力を供給する。
【０１１５】
図１０における充電制御回路１０５はコネクタ１０６から供給される交流信号を直流信号に変換し、第１のバッテリー１０４が充電できる電圧に制御するものである。充電制御回路１０５の例として、整流回路、定電圧回路、定電流回路、ダイオードで構成されるものがある。主に、整流回路は、ダイオードと平滑容量で構成される。整流回路はインピーダンスの調整を行うために抵抗や容量を持たせてもよい。定電圧回路及び定電流回路は、コネクタ１０６からの信号を第１のバッテリー１０４への充電を行うための電圧及び電流に変換するものである。またダイオードはバッテリーからの電力の漏洩を防止するために設けられるものである。
【０１１６】
また、本発明において第１のバッテリー１０４及び第２のバッテリー１０８は、充電することで連続使用時間を回復することができる充電手段のことをいう。なお充電手段としては二次電池、キャパシタ等があるが本明細書においては総称してバッテリーという。なおバッテリーとしては、その用途により異なるが、シート状に形成された電池を用いることが好ましく、例えばリチウム電池、好ましくはゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池や、リチウムイオン電池等を用いることで、小型化が可能である。勿論、充電可能な電池であればなんでもよく、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛電池などの充電放電可能な電池であってもよいし、また大容量のコンデンサなどを用いても良い。
【０１１７】
なお、本発明の第１のバッテリー１０４及び第２のバッテリー１０８として用いることのできる大容量のコンデンサとしては、電極の対向面積が大きいものであることが望ましい。活性炭、フラーレン、カーボンナノチューブなど比表面積の大きい電極用材料を用いた電気二重層コンデンサを用いることが好適である。コンデンサは電池に比べ構成が単純であり薄膜化や積層化も容易である。電気二重層コンデンサは充電機能を有し、充放電の回数が増えても劣化が小さく、急速充電特性にも優れているため好適である。
【０１１８】
図１０におけるコネクタ１０６は固定電源と各種ケーブルを介して電力の供給を行うものである。
【０１１９】
図１０における無線充電制御回路１０７は外付アンテナ１１２が通信用コネクタ１１１と接続している場合、外付アンテナ１１２によって受信される電磁波を第２のバッテリー１０８が充電できる電圧に制御するものである。無線充電制御回路１０７の例として、整流回路、定電圧回路、昇圧回路、ダイオードで構成されるものがある。主に、整流回路は、ダイオードと平滑容量で構成される。整流回路はインピーダンスの調整を行うために抵抗や容量を持たせてもよい。定電圧回路及び昇圧回路は、第２のバッテリー１０８への充電を行うための電圧に変換するためのものである。またダイオードはバッテリーからの電力の漏洩を防止するために設けられるものである。
【０１２０】
図１０における第２のバッテリー１０８は内部回路１０２の動作用電源として電源切替回路１０３によって選択されることで電力を供給する。なお、第２のバッテリー１０８の電力保持容量は、第１のバッテリー１０４の電力保持容量より小さいものとし、同等の電力保持容量を有するものではないものとする。
【０１２１】
充電切替回路１１０はコネクタ１０６に固定電源が入力され、充電制御回路１０５から電力が供給される際に、第２のバッテリー１０８に供給される電力を無線充電制御回路１０７から充電制御回路１０５に切り替える回路である。無線充電制御回路１０７から第２のバッテリー１０８に供給される電力は固定電源を介して入力される電力に対して微弱である。そのため、固定電源からの供給が望める際には、第２のバッテリー１０８にも充電制御回路１０５から電力を供給するほうが効率がよい。充電制御回路１０５から電力の供給が無い、つまりコネクタ１０６に固定電源からの供給がなくなった場合には、再び無線充電制御回路からの電力が第２のバッテリー１０８に供給される。
【０１２２】
本実施の形態では上記実施の形態３と同様に図８のフローチャートで動作させることができる。そのため、無線通信機器の持つバッテリーの駆動時間の短さという問題を解決することができる。
【０１２３】
以上説明したように本発明の電力充放電システムにより、バッテリーの使用時間の向上を図ることができる。そのため、バッテリーの充電のためのＡＣアダプターを携帯して活動する頻度を低減することができる。
【０１２４】
また、本発明の電力充放電システムにより、充電機器を必要とすることなく非接触でのバッテリーの充電が可能となる。そのため、バッテリーの充電のためのＡＣアダプターがない状態においても電子機器を駆動することができる。
【０１２５】
なお、本実施の形態は、本明細書中の他の実施の形態の記載と組み合わせて実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】実施の形態１の構成について説明する図。
【図２】実施の形態１の構成について説明する図。
【図３】実施の形態１の構成について説明する図。
【図４】実施の形態２の構成について説明する図。
【図５】実施の形態３の構成について説明する図。
【図６】実施の形態４の構成について説明する図。
【図７】実施の形態２の構成について説明する図。
【図８】実施の形態３の構成について説明する図。
【図９】実施の形態５の構成について説明する図。
【図１０】実施の形態６の構成について説明する図。
【符号の説明】
【０１２７】
１０１    アンテナ
１０２    内部回路
１０３    電源切替回路
１０４    バッテリー
１０５    充電制御回路
１０６    コネクタ
１０７    無線充電制御回路
１０８    バッテリー
１０９    無線充電用アンテナ
１１０    充電切替回路
１１１    通信用コネクタ
１１２    外付アンテナ
２０１    無線駆動部
２０２    無線充電部
２０３    無線充電部
２０４    無線充電部
２０５    無線充電部
２０６    無線充電部
２０７    無線充電部
２１１    無線駆動部
３０１    無線通信機器
３０２    電気機器
３５１    放電
３５２    放電
４０１    ステップ
４０２    （ステップ
４０３    ステップ
４０４    ステップ
４０５    ステップ
４０６    ステップ
４０７    ステップ
５０１    ステップ
５０２    ステップ
５０３    ステップ
５０４    ステップ
５０５    ステップ
５０６    ステップ
５０７    ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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