(57)【要約】【課題】電気接点による接触不良の可能性を排除するとともに被充電機器の電池残量の如何によらず正規の電子機器に対してのみ充電を行う。【解決手段】充電台１００に対して携帯電話機２００が載置されたとき、電話機接続検出部１１１によりＩＣカード認証部電源１０が能動化される。これによりＩＣカード認証部１１が機能し、充電台１００に載置された認証対象物が正規の携帯電子機器であるかどうかを認証する。この認証結果がＯＫの場合、一次側充電回路１２が能動化され、携帯電話機２００の二次側充電回路を介して二次電池２０５を充電する。認証結果がＮＧであれば充電回路は動作しない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯電子機器に内蔵された二次電池を充電する充電装置であって、
前記携帯電子機器に内蔵された非接触ＩＣカード部に対して動作電力を供給するとともに、認証対象物が正規のものであることを認証する認証機能を有する非接触ＩＣカードリーダと、
前記二次電池に対する無接点充電を行うための充電回路と、
認証対象物が載置されたとき前記非接触ＩＣカードリーダにより当該認証対象物の認証を行い、認証結果がＯＫである場合に前記充電回路を能動化する制御手段と
を備えたことを特徴とする充電装置。
【請求項２】
前記非接触ＩＣカードリーダに動作電力を与える電源回路部と、
認証対象物が充電装置に載置されたことを検出する検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、認証対象物が充電装置に載置されていない間は前記電源回路部を不能化し、認証対象物が充電装置に載置されている間は前記電源回路部を能動化する
ことを特徴とする請求項１記載の充電装置。
【請求項３】
前記制御手段は、充電開始後に前記接触ＩＣカードリーダを低消費電力モードで動作させることを特徴とする請求項１または２記載の充電装置。
【請求項４】
携帯電子機器とこの携帯電子機器に充電を行う充電装置とを備えた充電システムであって、
携帯電子機器は、
充電対象の二次電池と、
この二次電池を充電する二次側充電回路と、
非接触ＩＣカード部とを備え、
充電装置は、
前記非接触ＩＣカード部に対して動作電力を供給するとともに、認証対象物が正規のものであることを認証する認証機能を有する非接触ＩＣカードリーダと、
前記二次電池に対する無接点充電を行うための一次側充電回路と、
認証対象物が載置されたとき前記非接触ＩＣカードリーダにより当該認証対象物の認証を行い、認証結果がＯＫである場合に前記充電回路を能動化する制御手段と
を備えたことを特徴とする充電システム。
【請求項５】
前記充電装置は、
前記非接触ＩＣカードリーダに動作電力を与える電源回路部と、
認証対象物が充電装置に載置されたことを検出する検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、認証対象物が充電装置に載置されていない間は前記電源回路部を不能化し、認証対象物が充電装置に載置されている間は前記電源回路部を能動化する
ことを特徴とする請求項４記載の充電システム。
【請求項６】
前記充電装置の制御手段は、充電開始後に前記接触ＩＣカードリーダを低消費電力モードで動作させることを特徴とする請求項４または５記載の充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電子機器用の充電装置および充電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機等の携帯型の電子機器はその動作電力を二次電池から得ており、定期的に二次電池を充電する必要がある。
【０００３】
現在の携帯電話機では、そのコネクタにＡＣアダプタを直接接続したり、充電台に設けられた端子部分に、電話機側の露出した電極を接触させたりして充電を行う接触充電が主流である。接触充電では、電気接点となる金属部分の汚れや、コネクタ部分の接触がよくないなどが原因で充電不良の現象が見られる。
【０００４】
一方、電気接点を介さずに充電を行う無接点充電は、コイルの磁気誘導により１次側から２次側に電力を供給する仕組みを利用する。通常、１次側の充電台に２次側に当たる電話機などの機器を載置するだけで、金属接点なしで充電回路を構成できる。このような無接点充電は、コードレス電話機や腕時計、電動歯ブラシなどで使われている。
【０００５】
無接点充電の問題点は、充電台に正規の機器ではなく、金属製の異物（例えばコイン）が置かれたとき、電磁誘導による渦電流の発生でその異物が発熱するおそれがあることである。これを回避するのに、例えば特許文献１に記載のように、二次電池を充電するための充電制御用トランジスタをオン／オフ制御して、充電負荷を所定のパターンで変動させ、この変動を充電台側で検出することにより、正規の機器か否かを検出する方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−３４１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の技術では、異物検出のための回路が常時動作するため充電台の電力消費が多いという問題がある。また、充電台に載置された物体が異物なのか正規の機器なのかを確認する動作は、充電される機器側の電池がある程度残っていることが前提であり、万一電池残量が極端に低下している場合は機能しない懸念があった。
【０００７】
本発明はこのような背景において、電気接点による接触不良の可能性を排除するとともに被充電機器の電池残量の如何によらず正規の電子機器に対してのみ充電を行うことができる充電装置および充電システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による充電装置は、非接触ＩＣカード部を有する携帯電子機器に内蔵された二次電池を充電する充電装置であって、前記非接触ＩＣカード部に対して動作電力を供給するとともに、認証対象物が正規のものであることを認証する認証機能を有する非接触ＩＣカードリーダと、前記二次電池に対する無接点充電を行うための充電回路と、認証対象物が載置されたとき前記非接触ＩＣカードリーダにより当該認証対象物の認証を行い、認証結果がＯＫである場合に前記充電回路を能動化する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
この充電装置は、非接触ＩＣカードの認証機能を利用することにより、正規の携帯電子機器を判別することができ、制御手段は、正規の携帯電子機器に対してのみ充電回路を能動化する。したがって、異物に対して誤って通電することが防止される。また、携帯電子機器に内蔵された非接触ＩＣカード部は、充電装置の非接触ＩＣカードリーダ側から動作電力を受けて動作するので、充電対象の二次電池の残量にかかわらず動作する。
【００１０】
上記充電装置において、好ましくは、前記非接触ＩＣカードリーダに動作電力を与える電源回路部と、認証対象物が充電装置に載置されたことを検出する検出手段とを備え、前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、認証対象物が充電装置に載置されていない間は前記電源回路部を不能化し、認証対象物が充電装置に載置されている間は前記電源回路部を能動化する。
【００１１】
本発明による充電システムは、このような充電装置と、充電対象の二次電池を内蔵した携帯電子機器とにより構成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、無接点型の充電方式なので電気接点の接触不良が生じることはなく、また、非接触ＩＣカード部を用いた認証により、携帯電話機の電池残量に関係なく正規の携帯電話機を検出でき、誤って異物へ電力を供給することを回避できる。
【００１３】
また、非接触ＩＣカード部による認証は、充電台に携帯電話機を物理的に接続したときに行なうので、充電開始前に常に異物判定のために電力を消費する必要がなく充電台の消費電力を抑えることができる。
【００１４】
充電開始後は、非接触ＩＣカードリーダを低消費電力モードに制御し、あるいは、異物接続時は異物に対して電力供給しないようにするので、充電台の消費電力を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１に、本発明の充電システムの構成例を表すブロック図を示す。この充電システムは、充電される側の携帯電子機器の一例である携帯電話機２００と、充電する側の充電装置としての充電台１００とを示している。
【００１７】
充電台１００は、商用電源５０に接続され交流電圧を整流する整流回路１０１と、後述の非接触ＩＣカード部の認証を行う非接触ＩＣカード認証部１１と、整流回路１０１の出力に接続され非接触ＩＣカード認証部１１へ電力を供給する非接触ＩＣカード認証部用電源１０と、整流回路１０１の出力に接続された一次側充電回路１２と、携帯電話機２が充電台１００に接続されたか否かを検出する電話機接続検出部１１１と、この電話機接続検出部１１１に備えられた突起部分２０７を備える。
【００１８】
非接触ＩＣカード認証部用電源１０は、整流回路１０１から得られた電圧をスイッチング制御するスイッチング回路１０２と、このスイッチング回路１０２により一次側コイルが駆動されるトランス１０３と、このトランス１０３の二次側コイルが接続される平滑回路１０４と、この平滑回路１０４に接続され電圧の安定化して最適な動作電圧を生成するレギュレータ回路１０５を有する。
【００１９】
非接触ＩＣカード認証部１１は、レギュレータ１０５から動作電力を得て動作する制御部１０６と、この制御部１０６の制御下で動作して非接触ＩＣカード部２０２からのデータを読み取る非接触ＩＣカードリーダ１０７と、この非接触ＩＣカードリーダ１０７に接続され携帯電話機２００に搭載される非接触ＩＣカード部２０２と通信するためのアンテナ１０８とを有し、非接触ＩＣカード部２０２と所定の通信を行うことにより、非接触ＩＣカード部２０２が正規のものであるか否かを判定（認証）する。このような認証機能は既存の非接触ＩＣカードの技術方式で採用されているものを利用することができる。
【００２０】
一次側充電回路１２は、整流回路１０１から得られた電圧をスイッチング制御するスイッチング回路１０９と、このスイッチング回路１０９の制御により電力伝播させるコイル１１０とを含む。
【００２１】
一方、携帯電話機２は、無接点充電にかかわるブロックとして、充電台１００のアンテナ１０８と通信するためのアンテナ２０１と、このアンテナ２０１に接続され非接触ＩＣカード機能を発揮する非接触ＩＣカード部２０２と、充電台１００の一次側充電回路１２と電磁結合する二次側充電回路２１と、この二次側充電回路２１により充電される二次電池２０５とを有する。
【００２２】
携帯電話機２が充電台１００に正しく置かれると、突起部分２０７が電話機の筐体により押圧され、接続検出部１１１のスイッチをオンするようになっている。突起部２０７および接続検出部１１１は本発明における検出手段を構成するが、検出手段の構成はこのような機械的な検出手段に限るものではない。例えば、光学的、あるいは電磁的な検出手段を利用してもよい。
【００２３】
この構成において、スイッチング回路１０２は、電話機接続検出部１１１が突起部分２０７の押下に基づいて携帯電話機２００が載置されたことを検出したとき能動化され、それ以外の場合には不能化されている。不能化されている状態ではトランス１０３は機能しない。この構成により、何らかの認証対象物が充電台１００に載置されて突起部分２０７を押下しない限り、ＩＣカード認証部用電源１０およびＩＣカード認証部１１は非動作状態にあり、何ら電力を消費しない。
【００２４】
もう一つのスイッチング回路１０９は、電話機接続検出部１１１が突起部分２０７の押下に基づいて携帯電話機２００が載置されたことを検出し、かつ、制御部１０６がＩＣカードリーダ１０７からの認証結果ＯＫの応答を受けたとき能動化され、それ以外の場合には不能化されている。不能化されている状態では一次側充電回路１２は機能しない。したがって、スイッチング回路１０２が能動化されている状態であって、ＩＣカードリーダ１０７からの認証結果がＮＧの場合、スイッチング回路１０９は動作状態にならない。その結果、充電台１００に予定されている正規の携帯電話機２００が載置された場合を除いた他の任意の異物に対しては充電回路が働くことはない。
【００２５】
図２に、非接触ＩＣカード部２０２の構成例を示す。非接触ＩＣカード部２０２は、アンテナに接続され情報の通信を行う通信部３０１、通信部３０１で送受信されるデータの所定の処理を行うデータ処理部３０２、このデータ処理部３０２により読み書きされるメモリ３０３、アンテナ２０１で受信した信号を成就する整流回路３０５およびこの整流回路３０５の出力を安定化する安定化回路３０６を有する。安定化回路３０６からは非接触ＩＣカード部２０２の確認に動作電圧が供給される。
【００２６】
次に、このシステムの具体的な動作手順について、図３のフローチャートを用いて、ユーザの動作も含めて説明する。
【００２７】
（１）まず、ユーザが充電台１００を商用電源に接続する。この時点では、スイッチング回路１０２およびスイッチング回路１０９はまだ動作しない。
【００２８】
（２）携帯電話機２が充電台１００に正しく置かれると、突起部分２０７が電話機接続検出部１１１が検出状態となる（Ｓ１１）。すなわち、そのスイッチがオンされ、これにより電話機接続検出部１１１がスイッチング回路１０２を動作させる（Ｓ１２）。これにより、非接触ＩＣカード認証部用電源１０から非接触ＩＣカード認証部１１へ電源が供給される。このときスイッチング回路１０９はまだオフ状態である。
【００２９】
（３）非接触ＩＣカード認証部１１に電源が供給されると、その制御部１０６は、アンテナ１０８とアンテナ２０１を介して、非接触ＩＣカードリーダ１０７により非接触ＩＣカード部２０２と所定の通信を行って、非接触ＩＣカード部２０２の情報を非接触ＩＣカードリーダ１０７で読み取るように制御を行う（Ｓ１３）。この際、非接触ＩＣカード部２０２の認証は、非接触ＩＣカード部自体に電源が供給されていなくてもリーダ側から電力供給されるため、携帯電話機２の電池２０５の残量に依存せず、認証処理が行える。
【００３０】
（４）携帯電話機２が正規のものであることが確認できれば（Ｓ１４，Ｙｅｓ）、制御部１０６はスイッチング回路１０９をオンさせ（Ｓ１６）、非接触ＩＣカードリーダ１０７は低消費電力モードに制御して消費電流の低減を図る。もし正規の携帯電話機でなかったり、異物だった場合は（Ｓ１４，Ｎｏ）、スイッチング回路１０９は動作させない（Ｓ１５）。また、このときも非接触ＩＣカードリーダ１０７を低消費電力モードで動作させて消費電流の低減を図る。
【００３１】
（５）スイッチング回路１０９の動作にしたがって、一次側充電回路１２のコイル１１０と二次側充電回路２１のコイル２０８の電磁結合により、コイル２０８側に電力が供給される。二次側充電回路２１では、平滑回路２０３を通して、充電制御回路２０４により二次電池２０５への充電を行なう（Ｓ１７）。
【００３２】
（６）携帯電話機２が充電台１００からはずされたとき（Ｓ１８，Ｙｅｓ）、突起部分２０７の押圧が解除され、電話機接続検出部１１１が非検出状態となる。これにより、スイッチング回路１０２および１０９への制御信号がＯＦＦし、スイッチング回路１０２およびスイッチング回路１０９の動作が停止する（Ｓ１９）。その結果、充電動作は終了する。
【００３３】
このように、本実施の形態では、携帯電話機２００が充電台１００に対して正しく載置されたことを検出する第１の段階と、載置されたことが検出されたときに非接触ＩＣカード認証部１１が認証動作を行う第２の段階との複数段階の確認を行うので、充電台１００の消費電力の低減および異物に対する誤通電を防止することができる。
【００３４】
本実施の形態の変形例として、異なる充電方式の携帯電子機器に対応する充電装置の場合、認証時に、非接触ＩＣカード部２０２から当該携帯電子機器の機種情報やメーカ情報等、充電方式を識別できる識別情報を受信し、制御部はこの識別情報に基づいて異なる充電方式による一次側充電回路の駆動を行うことも可能である。
【００３５】
以上、本発明による好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の充電システムの構成例を表すブロック図である。
【図２】図１の非接触ＩＣカード部２０２の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明のシステムの具体的な動作手順を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
２…携帯電話機、１０…カード認証部用電源、１１…カード認証部、１２…一次側充電回路、２１…二次側充電回路、５０…商用電源、１００…充電台、１０１…整流回路、１０２…スイッチング回路、１０３…トランス、１０４…平滑回路、１０５…レギュレータ回路、１０６…制御部、１０７…カードリーダ、１０８…アンテナ、１０９…スイッチング回路、１１０…コイル、１１１…電話機接続検出部、２００…携帯電話機、２０１…アンテナ、２０２…カード部、２０３…平滑回路、２０４…充電制御回路、２０５…二次電池、２０７…突起部分、２０８…コイル、３０１…通信部、３０２…データ処理部、３０３…メモリ、３０５…整流回路、３０６…安定化回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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