(57)【要約】【課題】各装置の規模を大きくすることなく、非接触充電機能と無線通信機能との搭載が可能な電子機器、充電装置、及び充電システム等を提供する。【解決手段】非接触で車両２００から電力が供給される電子キー３００は、受電用コイル３２０を有し、車両２００との間で非接触で充電を行うための無線充電通信を行って、受電用コイル３２０を介して車両２００から非接触充電方式により伝送される電力を受電する非接触充電回路３１０と、非接触充電回路３１０によって受電された電力が充電される二次電池３５０と、コイル３３８１を有し、車両２００との間で無線通信を行う無線通信回路３３０とを含む。非接触充電回路３１０は、受電用コイル３２０により構成される共振回路の共振周波数を調整する共振調整回路３１６を含む。無線通信回路３３０は、コイル３３８１及び受電用コイル３２０を介して、車両２００との間で無線通信を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触で充電装置から電力が供給される電子機器であって、
受電用コイルを有し、前記充電装置との間で非接触で充電を行うための無線充電通信を行って、前記受電用コイルを介して前記充電装置から非接触充電方式により伝送される電力を受電する受電部と、
前記受電部によって受電された電力が充電される二次電池と、
少なくとも第１の軸用コイルを有し、前記充電装置との間で無線通信を行う無線通信部とを含み、
前記受電部は、
前記第１の軸用コイルを用いて構成される共振回路の共振周波数と一致するように、前記受電用コイルにより構成される共振回路の共振周波数を調整する共振調整回路を含み、
前記無線通信部は、
前記第１の軸用コイル及び前記受電用コイルを介して、前記充電装置との間で無線通信を行うことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
請求項１において、
アンテナを含み、
前記無線通信部は、
前記アンテナを介して前記充電装置との間で非接触で充電を行うための無線充電通信を行うと共に、前記アンテナを介して前記充電装置との間で無線通信を行い、
前記受電部は、
前記無線通信部による無線充電通信に基づいて、前記充電装置から非接触充電方式により伝送される電力を受電することを特徴とする電子機器。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記共振調整回路は、
前記二次電池の充電動作状態に応じて、共振周波数を調整することを特徴とする電子機器。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記受電用コイルは、
平面コイルであり、
前記第１の軸用アンテナコイルは、
前記受電用コイルが設けられる基板において送電用コイルの接近面と反対側の面に設けられる円筒状コイルであることを特徴とする電子機器。
【請求項５】
非接触で充電装置から電力が供給される電子機器であって、
アンテナと、
前記アンテナを介して前記充電装置との間で非接触で充電を行うための無線充電通信を行うと共に、前記アンテナを介して前記充電装置との間で無線通信を行う無線通信部と、
前記無線通信部による前記無線充電通信に基づいて、前記充電装置から非接触充電方式により伝送される電力を受電する受電部と、
前記受電部によって受電された電力が充電される二次電池とを含むことを特徴とする電子機器。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記充電装置が車両であり、前記車両の電子キーであることを特徴とする電子機器。
【請求項７】
二次電池を有する電子機器に対して非接触で電力の供給が可能に構成される充電装置であって、
送電用コイルを有し、前記電子機器との間で非接触で充電を行うための無線充電通信を行って、前記送電用コイルを介して前記電子機器に対して非接触充電方式により電力を送電する送電部と、
前記送電用コイルを介して、前記電子機器との間で無線通信を行う無線通信部とを含み、
前記送電部は、
前記送電用コイルにより構成される共振回路の共振周波数を調整する共振調整回路を含むことを特徴とする充電装置。
【請求項８】
請求項７において、
送信用コイルを含み、
前記無線通信部は、
前記送信用コイルを介して前記電子機器との間で非接触で充電を行うための無線充電通信を行うと共に、前記送信用コイルを介して前記電子機器との間で無線通信を行い、
前記送電部は、
前記無線通信部による無線充電通信に基づいて、前記電子機器に対して非接触充電方式により電力を送電することを特徴とする充電装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記送電用コイルは、
平面コイルであり、
前記送信用コイルは、
前記送電用コイルが設けられる基板において受電用コイルの接近面と反対側の面に設けられる円筒状コイルであることを特徴とする充電装置。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれかにおいて、
前記共振調整回路は、
前記無線通信の送信時に、共振周波数を調整することを特徴とする充電装置。
【請求項１１】
二次電池を有する電子機器に対して非接触で電力の供給が可能に構成される充電装置であって、
送信用コイルと、
前記送信用コイルを介して前記電子機器との間で非接触で充電を行うための無線充電通信を行うと共に、前記送信用コイルを介して前記電子機器との間で無線通信を行う無線通信部と、
前記無線通信部による前記無線充電通信に基づいて、前記電子機器に対して非接触充電方式により電力を送電する送電部とを含むことを特徴とする充電装置。
【請求項１２】
請求項７乃至１１のいずれかにおいて、
前記電子機器が電子キーであり、前記電子キーに対応した車両に搭載されることを特徴とする充電装置。
【請求項１３】
請求項１乃至６のいずれか記載の電子機器と、
請求項７乃至１２のいずれか記載の充電装置とを含むことを特徴とする充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器、充電装置、及び充電システム等に関し、例えば非接触充電方式による充電が可能に構成される電子機器、充電装置、及び充電システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば３００ｋＨｚ以下の低周波数（以下、ＬＦ（Low Frequency））帯域を利用した電子キーシステムが多くの車両と電子キーとに採用されつつある。この種の電子キーシステムでは、電子キーを所持するユーザーが車両に接近したことを検知してドアのロックを解除させたり、逆に、このユーザーが車両から離れたことを検知してドアのロックを施錠させたりすることができる。
【０００３】
このような電子キーシステムは、例えば特許文献１に開示されているように、ＬＦ帯域の無線通信周波数帯とＲＦ（Radio Frequency）帯域の無線通信周波数帯域とを用いて通信を行う。そのため、電子キーシステムを構成する電子キーは、例えばＬＦ受信部及びＲＦ送信部を備えている。ＬＦ受信部は、ＬＦ帯域の信号の受信処理を行い、ＬＦ帯域の信号の受信感度を向上させるために３軸のアンテナコイルを有する。ＲＦ送信部は、ＲＦ帯域の信号の送信処理を行い、ＲＦ帯域の信号を送信するための送信用アンテナを有する。電子キーのＬＦ受信部が備える３軸のアンテナコイルとしては、例えば特許文献２に開示されている。一方、電子キーシステムを構成する車両は、例えばＬＦ送信部及びＲＦ受信部を備え、ＬＦ送信部は、ＬＦ帯域の信号を送信するためのアンテナコイルを有し、ＲＦ受信部は、ＲＦ帯域の信号を受信するための受信用アンテナを有する。
【０００４】
ところで、このような電子キーシステムでは、電子キーの機能のみで、消費電力も少ないため、電子キーの電源には、主にコイン電池等の一次電池が用いられる。そのため、一次電池の残量が少なくなった場合には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等で表示して、ユーザーに電池交換を促したりする。この場合、電池の交換に手間がかかる上に、電池の交換中には、車両との通信が行えない等の不便が生じる。
【０００５】
ここで、電子キーの電源として二次電池を用いることが考えられる。ところが、二次電池の残量が少なくなったとき、ＡＣアダプターで二次電池を充電するという手間がかかる上に、一次電池の場合と同様に、電池の交換中には、車両との通信が行えない等の不便が生じる。
【０００６】
そこで、電子キーシステムにおける電子キーの電池消耗を回避するための技術が種々提案されている。例えば特許文献３には、車内に電子キーを置いたままドアのロックを施錠した場合、無線ポーリング通信による電子キーの探索を制限させることで、電子キーの電池消耗を回避するようにした技術が開示されている。
【０００７】
ところで、電子キーのような電子機器の電源として二次電池が用いられる場合、例えば特許文献４に開示されている非接触充電方式（例えば、電磁誘導方式）により充電することが考えられる。ところが、非接触充電方式により充電を行うためには、特許文献４に開示されているように、電力を送受するためのコイルが、電力送信側（一次側）及び電力受信側（二次側）にそれぞれ必要となる。更に、非接触充電方式により充電を行うためには、充電機器のＩＤ認証等の確認や過充電防止等の充電制御のための通信機能を有する回路が必要となる。
【０００８】
従って、電子キーシステムにおいて非接触充電方式を採用しようとすると、車両及び電子キーのそれぞれに、無線通信用の送信回路、受信回路、アンテナコイル、アンテナ、非接触充電方式の通信回路、及び電力送受用のコイルが必要となる。そこで、例えば特許文献５には、電力の送受電と無線通信を、送信側及び受信側のそれぞれ１つのコイルで同時に行うようにした技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１０５６４５号公報
【特許文献２】特開２０１０−０１０７３０号公報
【特許文献３】特開２００８−０４５３７３号公報
【特許文献４】特開２０１１−０８３０９４号公報
【特許文献５】特開２０１０−２８４０６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
電子キーシステムにおける電子キーは、今後、表示機能、センサー機能、音声出力機能等の機能追加による多機能化が予想される。そのため、電子キーの電力消費量が多くなり、例えばコイン電池等では電池容量が足りず、電池交換が頻繁に発生することが予想される。
【００１１】
また、電子キーシステムにおいて非接触充電方式を採用しようすると、上記の通り、車両及び電子キーの構成が複雑になり、車両及び電子キーの規模が大きくなるため、消費電力の増大やコスト増加を招き、携帯機器等への搭載が困難になるという問題がある。
【００１２】
この点について、特許文献１〜特許文献４に開示された技術では、車両及び電子キーの規模が大きくなるため、消費電力の増大やコスト増加を招き、携帯機器等への搭載が困難になるという問題が依然として残る。一方、特許文献５に開示された技術では、搬送波を合成及び分離する回路が必要となり、車両及び電子キーの構成を十分に簡素化できるものではないと考えられる。
【００１３】
以上のような課題は、電子キーシステムを構成する電子キーや車両に限定されるものではなく、充電システムを構成する電子機器やその充電装置についても同様である。
【００１４】
本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものである。本発明の幾つかの態様によれば、各装置の規模を大きくすることなく、非接触充電機能と無線通信機能との搭載が可能な電子機器、充電装置、及び充電システム等を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
（１）本発明の第１の態様は、非接触で充電装置から電力が供給される電子機器が、受電用コイルを有し、前記充電装置との間で非接触で充電を行うための無線充電通信を行って、前記受電用コイルを介して前記充電装置から非接触充電方式により伝送される電力を受電する受電部と、前記受電部によって受電された電力が充電される二次電池と、少なくとも第１の軸用コイルを有し、前記充電装置との間で無線通信を行う無線通信部とを含み、前記受電部は、前記第１の軸用コイルを用いて構成される共振回路の共振周波数と一致するように、前記受電用コイルにより構成される共振回路の共振周波数を調整する共振調整回路を含み、前記無線通信部は、前記第１の軸用コイル及び前記受電用コイルを介して、前記充電装置との間で無線通信を行う。
【００１６】
本態様によれば、非接触で電力を受電するための受電用コイルを、無線通信用のコイルとして共用化するようにしたので、装置の規模を大きくすることなく、非接触充電機能と無線通信機能との搭載が可能な電子機器を提供することができるようになる。
【００１７】
（２）本発明の第２の態様に係る電子機器は、第１の態様において、アンテナを含み、前記無線通信部は、前記アンテナを介して前記充電装置との間で非接触で充電を行うための無線充電通信を行うと共に、前記アンテナを介して前記充電装置との間で無線通信を行い、前記受電部は、前記無線通信部による無線充電通信に基づいて、前記充電装置から非接触充電方式により伝送される電力を受電する。
【００１８】
本態様によれば、無線通信用のアンテナを用いて無線充電通信を行うことで、無線通信の通信回路と無線充電通信の通信回路とを共用化することができる。これにより、より一層、装置の規模を大きくすることなく、非接触充電機能と無線通信機能との搭載が可能な電子機器を提供することができるようになる。
【００１９】
（３）本発明の第３の態様に係る電子機器では、第１の態様又は第２の態様において、前記共振調整回路は、前記二次電池の充電動作状態に応じて、共振周波数を調整する。
【００２０】
本態様によれば、二次電池の充電動作状態に応じて共振周波数を調整するようにしたので、充電動作中には受電用コイルを本来の受電用に用い、充電動作中ではないときには受電用コイルを無線通信用に用いることができる。従って、非常に簡素な構成及び制御により、受電用コイルを共用化することができるようになる。
【００２１】
（４）本発明の第４の態様に係る電子機器では、第１の態様乃至第３の態様のいずれかにおいて、前記受電用コイルは、平面コイルであり、前記第１の軸用アンテナコイルは、前記受電用コイルが設けられる基板において送電用コイルの接近面と反対側の面に設けられる円筒状コイルである。
【００２２】
本態様によれば、上記の効果に加えて、非接触充電の際に、一次側の送電用コイルを受電用コイルに接近させることができるようになり、第１の軸用アンテナコイルを実装させながら、効率的な電力伝送が可能となる。
【００２３】
（５）本発明の第５の態様は、非接触で充電装置から電力が供給される電子機器が、アンテナと、前記アンテナを介して前記充電装置との間で非接触で充電を行うための無線充電通信を行うと共に、前記アンテナを介して前記充電装置との間で無線通信を行う無線通信部と、前記無線通信部による前記無線充電通信に基づいて、前記充電装置から非接触充電方式により伝送される電力を受電する受電部と、前記受電部によって受電された電力が充電される二次電池とを含む。
【００２４】
本態様によれば、無線通信用のアンテナを用いて無線充電通信を行うことで、無線通信の通信回路と無線充電通信の通信回路とを共用化することができる。これにより、装置の規模を大きくすることなく、非接触充電機能と無線通信機能との搭載が可能な電子機器を提供することができるようになる。
【００２５】
（６）本発明の第６の態様に係る電子機器は、第１の態様乃至第５の態様のいずれかにおいて、前記充電装置が車両であり、前記車両の電子キーである。
【００２６】
本態様によれば、装置の規模を大きくすることなく、非接触充電機能と無線通信機能との搭載が可能な電子キーシステムにおける電子キーを提供することができるようになる。
【００２７】
（７）本発明の第７の態様は、二次電池を有する電子機器に対して非接触で電力の供給が可能に構成される充電装置が、送電用コイルを有し、前記電子機器との間で非接触で充電を行うための無線充電通信を行って、前記送電用コイルを介して前記電子機器に対して非接触充電方式により電力を送電する送電部と、前記送電用コイルを介して、前記電子機器との間で無線通信を行う無線通信部とを含み、前記送電部は、前記送電用コイルにより構成される共振回路の共振周波数を調整する共振調整回路を含む。
【００２８】
本態様によれば、非接触で電力を送電するための送電用コイルを、無線通信用のコイルとして共用化するようにしたので、装置の規模を大きくすることなく、非接触充電機能と無線通信機能との搭載が可能な充電装置を提供することができるようになる。
【００２９】
（８）本発明の第８の態様に係る充電装置は、第７の態様において、送信用コイルを含み、前記無線通信部は、前記送信用コイルを介して前記電子機器との間で非接触で充電を行うための無線充電通信を行うと共に、前記送信用コイルを介して前記電子機器との間で無線通信を行い、前記送電部は、前記無線通信部による無線充電通信に基づいて、前記電子機器に対して非接触充電方式により電力を送電する。
【００３０】
本態様によれば、無線通信用のアンテナを用いて無線充電通信を行うことで、無線通信の通信回路と無線充電通信の通信回路とを共用化することができる。これにより、より一層、装置の規模を大きくすることなく、非接触充電機能と無線通信機能との搭載が可能な充電装置を提供することができるようになる。
【００３１】
（９）本発明の第９の態様に係る充電装置では、第８の態様において、前記送電用コイルは、平面コイルであり、前記送信用コイルは、前記送電用コイルが設けられる基板において受電用コイルの接近面と反対側の面に設けられる円筒状コイルである。
【００３２】
本態様によれば、上記の効果に加えて、非接触充電の際に、二次側の受電用コイルを送電用コイルに接近させることができるようになり、送信用コイルを実装させながら、効率的な電力伝送が可能となる。
【００３３】
（１０）本発明の第１０の態様に係る充電装置では、第７の態様乃至第９の態様のいずれかにおいて、前記共振調整回路は、前記無線通信の送信時に、共振周波数を調整する。
【００３４】
本態様によれば、無線通信の送信時には送電用コイルを無線通信用に用い、それ以外のときには送電用コイルを本来の送電用に用いることができる。従って、非常に簡素な構成及び制御により、送電用コイルを共用化することができるようになる。
【００３５】
（１１）本発明の第１１の態様は、二次電池を有する電子機器に対して非接触で電力の供給が可能に構成される充電装置が、送信用コイルと、前記送信用コイルを介して前記電子機器との間で非接触で充電を行うための無線充電通信を行うと共に、前記送信用コイルを介して前記電子機器との間で無線通信を行う無線通信部と、前記無線通信部による前記無線充電通信に基づいて、前記電子機器に対して非接触充電方式により電力を送電する送電部とを含む。
【００３６】
本態様によれば、無線通信用のアンテナを用いて無線充電通信を行うことで、無線通信の通信回路と無線充電通信の通信回路とを共用化することができる。これにより、より一層、装置の規模を大きくすることなく、非接触充電機能と無線通信機能との搭載が可能な充電装置を提供することができるようになる。
【００３７】
（１２）本発明の第１２の態様に係る充電装置では、第７の態様乃至第１１の態様のいずれかにおいて、前記電子機器が電子キーであり、前記電子キーに対応した車両に搭載される。
【００３８】
本態様によれば、装置の規模を大きくすることなく、非接触充電機能と無線通信機能との搭載が可能な電子キーシステムにおける車両を提供することができるようになる。
【００３９】
（１３）本発明の第１３の態様は、充電システムが、第１の態様乃至第６の態様のいずれかの電子機器と、第７の態様乃至第１２の態様のいずれかの充電装置とを含む。
【００４０】
本態様によれば、各装置の規模を大きくすることなく、非接触充電機能と無線通信機能との搭載が可能な充電システムを提供することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施形態に係る電子キーシステムの構成の概要を示す図。
【図２】図１の車両及び電子キーの構成例のブロック図。
【図３】図２の非接触充電回路の構成例を示す図。
【図４】図３の共振調整回路の構成例を示す図。
【図５】図４のスイッチ部の構成例を示す図。
【図６】本実施形態の比較例における電子キーシステムを構成する車両及び電子キーの構成例のブロック図。
【図７】図７（Ａ）は車両を上面から見て、車両に対する電子キーの位置を模式的に示す図。図７（Ｂ）は図７（Ａ）の各エリアの説明図。
【図８】本実施形態における車両の動作例のフロー図。
【図９】本実施形態における電子キーの動作例のフロー図。
【図１０】車両と電子キーとの間の距離に応じて、車両及び電子キーのそれぞれの動作の概要を示す図。
【図１１】車両及び電子キーによる各エリア毎の無線通信及び無線充電通信の概要を示す図。
【図１２】本実施形態における電子キーシステムの詳細な動作例を示す図。
【図１３】本実施形態の第１の変形例における車両の構成例のブロック図。
【図１４】本実施形態の第２の変形例における電子キーシステムの構成例のブロック図。
【図１５】第２の変形例の比較例における電子キーシステムの構成例のブロック図。
【図１６】本実施形態の第２の変形例における車両６００の送電用コイル、及びＬＦ送信回路のコイルの実装例を模式的に示す図。
【図１７】本実施形態の第２の変形例における電子キーの受電用コイル、及びＬＦ受信回路のコイルの実装例を模式的に示す図。
【図１８】本実施形態の第２の変形例における電子キーシステムにおいて、非接触充電を行う例を模式的に示す図。
【図１９】図１９（Ａ）は送電用コイル及びコイルの配置例を示す図。図１９（Ｂ）は受電用コイル及びコイルの配置例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成のすべてが本発明の課題を解決するために必須の構成要件であるとは限らない。
【００４３】
以下では、本発明に係る電子機器及び充電装置を備える充電システムとして、二次電池を有する電子キーに対して非接触充電方式による充電機能を有する車両を備えた電子キーシステムを例に説明する。なお、本発明に係る充電システムは、以下で説明する電子キーシステムに限定されるものではない。
【００４４】
〔電子キーシステム〕
図１に、本発明の一実施形態に係る電子キーシステムの構成の概要を示す。なお、本実施形態における電子キーシステムの構成は、図１に示すものに限定されるものではない。
【００４５】
電子キーシステム１００は、自動車等の車両２００（広義には、本体）と、携帯型の通信装置としての電子キー３００（広義には、端末）とを備えている。電子キーシステム１００では、通信システムとして、車両２００と電子キー３００との間で無線通信を行い、電子キー３００により、車両２００のドアのロックの施錠や解除等の制御が可能な構成を有している。
【００４６】
具体的には、車両２００は、電子キー３００に送信するデータ等を重畳させた第１の周波数の振幅変調信号２０２を周期的に送信し、電子キー３００からの応答を待つ。この振幅変調信号２０２は、例えば信号の振幅成分に送信データを重畳させたＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）信号である。電子キー３００は、車両２００からの振幅変調信号２０２を受信すると、車両２００に対して第２の周波数の信号２０４で応答する。その後、車両２００と電子キー３００との間で信号のやりとりを行い、電子キー３００が認証されると、車両２００のドアのロックや解除、エンジンの始動や停止等の所定の制御が許可されるようになっている。
【００４７】
電子キー３００については、車両２００からの呼びかけに対応することができるように、低消費電力で動作し、且つ、車両２００から電子キー３００の位置把握が容易でなければならない。そのため、電子キー３００が受信する振幅変調信号２０２の第１の周波数は、３００ｋＨｚ以下で、例えば数十ｋＨｚ〜百数十ｋＨｚの低周波数（ＬＦ）帯域の周波数であるものとする。一方、第２の周波数は、例えば３００ＭＨｚ又は４３０ＭＨｚの高周波数（ＲＦ）帯域の周波数であるものとする。以下では、電子キーシステムとしてＬＦ帯域の信号及びＲＦ帯域の信号を用いる通信を無線通信と呼ぶ。
【００４８】
また、電子機器としての電子キー３００は、内蔵する二次電池を電源として動作する。電子キーシステム１００では、充電システムとして、充電装置としての車両２００（又は充電装置を搭載する車両）が、非接触充電方式により電子キー３００に対して電力を供給し、電子キー３００が備える二次電池の充電が可能な構成を有している。
【００４９】
具体的には、車両２００は、電子キー３００を探索しながら電子キー３００から応答があると、電子キー３００との間で、電池の残量を通知するための通信等の無線充電通信（非接触充電通信）を行う。その後、車両２００は、公知の非接触充電方式のうち電磁誘導方式により、電力を電子キー３００に送電し、電子キー３００は、受電した電力を二次電池に充電する。より具体的には、電子キー３００は、受電した電力に対応した電流に基づいて二次電池を充電する。このように、非接触充電方式による充電に先立って、無線充電通信が行われる。このとき、無線充電通信は、電力伝送効率の観点からＬＦ帯域の通信である。以下では、非接触充電に先立って行われる通信を無線充電通信と呼ぶ。
【００５０】
図２に、図１の車両２００及び電子キー３００の構成例のブロック図を示す。図２において、図１と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５１】
車両２００は、無線充電装置としての非接触充電回路（一次側、送電部）２１０と、無線通信回路（無線通信部）２２０と、制御回路２３０とを備えている。非接触充電回路２１０は、共振調整回路２１４と、充電制御回路２１６と、送電用コイル２１８とを備えている。無線通信回路２２０は、ＲＦ受信回路２２２と、アンテナ２２４と、ＬＦ送信回路２２６とを備えている。
【００５２】
電子キー３００は、非接触充電回路（二次側、受電部）３１０と、無線通信回路（無線通信部）３３０と、制御回路３４０と、二次電池３５０とを備え、二次電池３５０を電源として動作する。非接触充電回路３１０は、整流回路３１２と、充電管理回路３１４と、共振調整回路３１６と、受電用コイル３２０とを備えている。無線通信回路３３０は、ＲＦ送信回路３３２と、アンテナ３３４と、ＬＦ受信回路３３６と、コイル３３８１，３３８２とを備えている。
【００５３】
このような電子キーシステム１００において、車両２００は、送電用コイル２１８を介して、電子キー３００の位置確認用のＬＦ帯域の通信信号を送信する。この通信信号を受信した電子キー３００は、ＲＦ帯域の通信信号により車両２００に対して応答する。車両２００と電子キー３００とにより無線通信が確立すると、電子キー３００の認証を行い、認証後に、車両２００のドアのロックや解除、エンジンの始動や停止等の所定の制御が許可されるようになっている。一方、車両２００は、電子キー３００の検知を行い、電子キー３００からの応答を待つ。そして、電子キー３００から応答があると、車両２００は、電子キー３００から二次電池３５０の充電状態を受信する。受信した充電状態に基づいて、二次電池３５０の残量が満充電ではないとき、車両２００は、公知の非接触充電方式により送電用コイル２１８を介して電力を送電する。電子キー３００は、受電用コイル３２０を介して車両２００から受電した電力を二次電池３５０に充電することができるようになっている。
【００５４】
本実施形態では、車両２００において、送電用コイル２１８が、非接触充電の送電用として用いられる上に、ＬＦ帯域の通信信号の送信用アンテナとしても共用化される。更に、ＲＦ受信回路２２２は、ＲＦ帯域の通信信号による無線通信の受信処理を行う受信回路として用いられる上に、電子キー３００からの無線充電通信の受信処理を行う受信回路として共用化される。更に、電子キー３００において、受電用コイル３２０が、非接触充電の受電用として用いられる上に、ＬＦ受信回路３３６のアンテナコイルとして共用化される。更に、ＲＦ送信回路３３２は、ＲＦ帯域の通信信号による無線通信の送信処理を行う送信回路として用いられる上に、車両２００に対する無線充電通信の送信処理を行う送信回路として共用化される。
【００５５】
これにより、車両２００及び電子キー３００のそれぞれについて、規模を大きくすることなく、無線通信機能と無線充電機能とを搭載した電子キーシステムを提供することができるようになる。この結果、多機能化によって消費電力が増大した場合でも、二次電池への非接触充電が可能となり、電池充電の手間がなく、且つ、無線通信中にも充電が可能となる。
【００５６】
このような本実施形態における車両２００では、非接触充電回路２１０において、共振調整回路２１４は、送電用コイル２１８により構成される共振回路の共振周波数を調整する。共振調整回路２１４による調整時の送電用コイル２１８は、ＬＦ送信回路２２６のＬＦ帯域の通信信号の送信用アンテナとして機能する。共振調整回路２１４による非調整時の送電用コイル２１８は、本来の非接触充電方式の送電用のコイルとして機能する。充電制御回路２１６は、電子キー３００への電力の送電を制御する。
【００５７】
無線通信回路２２０において、ＲＦ受信回路２２２は、電子キー３００からの無線通信のＲＦ帯域の通信信号の受信処理を行うと共に、電子キー３００からの無線充電通信の受信処理を行う。無線充電通信には、ＲＦ帯域の通信信号を用いられることが望ましい。アンテナ２２４は、電子キー３００によって送信されたＲＦ帯域の通信信号を受信すると共に、電子キー３００からの無線充電通信の信号を受信する。ＬＦ送信回路２２６は、電子キー３００に対して、位置確認用のＬＦ帯域の通信信号を生成し、送電用コイル２１８を介して送信する。
【００５８】
制御回路２３０は、車両２００を構成する非接触充電回路２１０及び無線通信回路２２０を制御する。
【００５９】
一方、電子キー３００では、非接触充電回路３１０において、整流回路３１２は、受電用コイル３２０において電力を受電したときに発生する電流を整流する。充電管理回路３１４は、整流回路３１２によって整流された電流を用いて、二次電池３５０の充電制御を行うと共に、二次電池３５０の残量の管理を行う。共振調整回路３１６は、非接触充電回路又は無線通信回路のいずれとして動作させるかに応じて、受電用コイル３２０により構成される共振回路の共振周波数を、コイル３３８１又はコイル３３８２により構成される共振回路の共振周波数に揃えるように調整する。共振調整回路３１６による調整時の受電用コイル３２０は、ＬＦ受信回路３３６の送信用アンテナコイルとして機能する。共振調整回路３１６による非調整時の受電用コイル３２０は、車両２００からの電力の受電用コイルとして機能する。即ち、ＬＦ受信回路３３６のアンテナコイルとして受電用コイル３２０が共用化される。
【００６０】
無線通信回路３３０において、ＲＦ送信回路３３２は、車両２００からのＬＦ帯域の通信信号に対する応答として、車両２００に対するＲＦ帯域の通信信号の送信処理を行うと共に、車両２００に対する無線充電通信の送信処理を行う。アンテナ３３４は、車両２００に対するＲＦ帯域の通信信号を送信すると共に、車両２００に対して無線充電通信を送信する。ＬＦ受信回路３３６は、コイル３３８１，３３８２、及び受電用コイル３２０により受信された車両２００からの位置確認用のＬＦ帯域の通信信号の受信処理を行う。コイル３３８１，３３８２のそれぞれは、水平２方向（Ｘ軸、Ｙ軸）及び垂直方向（Ｚ軸）のいずれかの２軸（例えばＸ軸及びＹ軸）に対応する受信用アンテナコイルである。共振調整回路３１６による調整時の受電用コイル３２０は、残りの１軸（例えばＺ軸）に対応する受信用アンテナコイルである。従って、ＬＦ帯域の通信信号の受信時には、コイル３３８１，３３８２、及び受電用コイル３２０により３軸のアンテナコイルが構成されるようになっている。
【００６１】
制御回路３４０は、電子キー３００を構成する非接触充電回路３１０及び無線通信回路３３０を制御する。この制御回路３４０は、非接触充電回路として動作させるか、又は無線通信回路として動作させるかに応じてスイッチ制御信号ＳＣを生成し、共振調整回路３１６を制御することができる。例えば、制御回路３４０は、二次電池３５０の充電動作中か否か（充電動作状態）に応じて、スイッチ制御信号ＳＣを生成することができる。
【００６２】
図３に、図２の非接触充電回路３１０の構成例を示す。図３において、図２と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００６３】
非接触充電回路３１０において、受電用コイル３２０の両端は、整流回路３１２及び共振調整回路３１６に接続される。整流回路３１２によって整流された電流は、充電管理回路３１４に供給される。充電管理回路３１４は、整流回路３１２によって整流された電流を用いて二次電池３５０の充電制御を行うと共に、二次電池３５０の供給電圧を監視することで、二次電池３５０の残量を管理する。また、充電管理回路３１４は、二次電池３５０の残量に対応した情報を制御回路３４０に出力する。
【００６４】
共振調整回路３１６は、スイッチ制御信号ＳＣに基づいて、受電用コイル３２０を用いて構成される共振回路の共振周波数の調整又は非調整を切り替える。共振調整回路３１６の出力は、ＬＦ受信回路３３６に供給される。
【００６５】
図４に、図３の共振調整回路３１６の構成例を示す。図４において、図３と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
図５に、図４のスイッチ部の構成例を示す。図５において、図４と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００６６】
共振調整回路３１６は、スイッチ部４００と、共振周波数調整部４１０とを備えている。スイッチ部４００は、受電用コイル３２０の両端が接続され、スイッチ制御信号ＳＣにより受電用コイル３２０の両端と共振周波数調整部４１０との接続が制御される。
【００６７】
スイッチ部４００は、図５に示すようにスイッチ４０２，４０４を備え、スイッチ制御信号ＳＣに基づいて、受電用コイル３２０の両端と共振周波数調整部４１０との接続を一斉に切り替える。具体的には、スイッチ部４００は、非接触充電回路として動作させるとき、スイッチ制御信号ＳＣにより受電用コイル３２０の両端を共振周波数調整部４１０と切断する。これにより、受電用コイル３２０は、本来の受電用として用いられる。また、スイッチ部４００は、無線通信回路として動作させるとき、スイッチ制御信号ＳＣにより受電用コイル３２０の両端と共振周波数調整部４１０とを接続する。これにより、受電用コイル３２０は、ＬＦ通信の受信用アンテナコイルとして用いられる。
【００６８】
共振周波数調整部４１０は、抵抗回路４１２と、キャパシター４１４とを備えている。抵抗回路４１２とキャパシター４１４とは並列に接続されており、受電用コイル３２０の両端に対するスイッチ部４００の出力は、抵抗回路４１２及びキャパシター４１４の両端に接続される。抵抗回路４１２及びキャパシター４１４の一端は接地電位に接続され、他端はＬＦ受信回路３３６に接続される。
【００６９】
このような構成により、共振調整回路３１６は、例えば二次電池３５０が充電動作中のときに非接触充電回路として動作させるため、共振調整回路３１６の動作がオフ状態であるものとして受電用コイル３２０と共振周波数調整部４１０とを切断する。これにより、受電用コイル３２０は、本来の電力の受電用のコイルとして機能することができる。
【００７０】
一方、共振調整回路３１６は、例えば二次電池３５０が充電動作中ではないときに無線通信回路として動作させるため、共振調整回路３１６の動作がオン状態であるものとして受電用コイル３２０と共振周波数調整部４１０とを接続する。このとき、コイル３３８１又はコイル３３８２を用いて構成される共振回路の共振周波数となるように、受電用コイル３２０を用いて構成される共振回路の共振周波数が設定される。コイル３３８１を用いて構成される共振回路の共振周波数は、コイル３３８２を用いて構成される共振回路の共振周波数と一致するように設定されている。従って、コイル３３８１，３３８２、及び受電用コイル３２０が、３軸のアンテナコイルとして機能する。以上のように、受電用コイル３２０は、ＬＦ受信回路３３６の１軸のアンテナコイルとして共用化される。
【００７１】
なお、図４及び図５は、電子キー３００の共振調整回路３１６について説明したが、車両２００の共振調整回路２１４についても、同様に、送電用コイル２１８をＬＦ送信回路２２６の送信用アンテナコイルとしても共用化することができる。即ち、共振調整回路２１４は、図４及び図５と同様の構成を備え、無線通信の送信タイミングに対応したスイッチ制御信号により送電用コイル２１８の両端と共振周波数調整部との接続が制御される。具体的には、無線通信の送信時には、共振調整回路２１４は、共振調整回路２１４の動作がオン状態であるものとして図示しないスイッチ制御信号により送電用コイル２１８と共振周波数調整部とを接続する。このとき、送電用コイル２１８を用いて構成される共振回路の共振周波数が、第１の共振周波数に調整される。この第１の共振周波数は、本来、ＬＦ送信回路２２６の送信用アンテナコイルを用いて構成される共振回路の共振周波数である。
【００７２】
一方、無線通信の送信時ではないとき、共振調整回路２１４は、共振調整回路２１４の動作がオフ状態であるものとして送電用コイル２１８と共振周波数調整部とを切断する。これにより、送電用コイル２１８を用いて構成される共振回路の共振周波数は、第２の共振周波数のままであり、送電用コイル２１８は、本来の電力の送電用のコイルとして機能することができる。以上のように、送電用コイル２１８は、ＬＦ送信回路２２６の送信用アンテナコイルとして共用化される。
【００７３】
〔比較例〕
ここで、本実施形態と対比するための比較例について説明する。
【００７４】
図６に、本実施形態の比較例における電子キーシステムを構成する車両及び電子キーの構成例のブロック図を示す。図６において、図２と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【００７５】
本比較例における電子キーシステム１００ａは、車両２００ａと電子キー３００ａとを備えている。本比較例における車両２００ａの構成が本実施形態における車両２００の構成と異なる第１の点は、非接触充電回路２１０ａにおいて共振調整回路２１４が省略され、受信回路２１２ａが追加された点である。また、本比較例における車両２００ａの構成が本実施形態における車両２００の構成と異なる第２の点は、無線通信回路２２０ａにおいて送信用アンテナコイル２２８ａが追加された点である。これにより、制御回路２３０ａの動作も制御回路２３０の動作と異なる。
【００７６】
本比較例における電子キー３００ａの構成が本実施形態における電子キー３００の構成と異なる第１の点は、非接触充電回路３１０ａにおいて共振調整回路３１６が省略され、送信回路３１８ａが追加された点である。また、本比較例における電子キー３００ａの構成が本実施形態における電子キー３００の構成と異なる第２の点は、無線通信回路３３０ａにおいてコイル３３８３が追加された点である。コイル３３８３は、例えばＺ軸方向の受信用アンテナコイルであり、コイル３３８１，３３８２，３３８３により、３軸のアンテナコイルが構成されるようになっている。
【００７７】
このような構成において、車両２００ａは、ＬＦ送信回路２２６ａが、送信用アンテナコイル２２８ａを介して、電子キー３００ａに対して確認用のＬＦ帯域の通信信号を送信する。電子キー３００ａは、コイル３３８１，３３８２，３３８３を介して車両２００ａからの信号を受信すると、ＲＦ送信回路３３２が、アンテナ３３４を介してＲＦ帯域の通信信号により応答する。一方、電子キー３００ａは、送信回路３１８ａにおいて、二次電池３５０の充電状態を車両２００ａに対して送信する。車両２００ａは、受信回路２１２ａにおいて、受電用コイル３２０を介して電子キー３００ａから二次電池３５０の充電状態を受信する。受信した充電状態に基づいて、二次電池３５０の残量が満充電ではないとき、車両２００は、公知の非接触充電方式により電力を送電し、電子キー３００が、車両２００から受電した電力を二次電池３５０に充電することができるようになっている。
【００７８】
これに対して、本実施形態では、車両２００において、非接触充電回路２１０は、送電用コイル２１８を有し、電子キー３００との間で非接触で充電を行うための無線充電通信を行って、送電用コイル２１８を介して電子キー３００に対して非接触充電方式により電力を送電する。この非接触充電回路２１０は、送電用コイル２１８により構成される共振回路の共振周波数を調整する共振調整回路２１４を含む。無線通信回路２２０は、送電用コイル２１８を介して、電子キー３００との間で無線通信を行うことができる。
【００７９】
また、電子キー３００では、非接触充電回路２１０が、受電用コイル３２０を有し、車両２００との間で非接触で充電を行うための無線充電通信を行って、受電用コイル３２０を介して車両２００から非接触充電方式により伝送される電力を受電する。二次電池３５０は、非接触充電回路２１０によって受電された電力が充電される。無線通信回路３３０は、少なくとも第１の軸用コイルとして例えばコイル３３８１を有し、車両２００との間で無線通信を行う。非接触充電回路２１０は、例えばコイル３３８１を用いて構成される共振回路の共振周波数と一致するように、受電用コイル３２０により構成される共振回路の共振周波数を調整する共振調整回路３１６を含む。無線通信回路３３０は、コイル３３８１及び受電用コイル３２０を介して、車両２００との間で無線通信を行うことができる。
【００８０】
また、電子キー３００は、アンテナ３３４を含む。無線通信回路３３０は、アンテナ３３４を介して車両２００との間で非接触で充電を行うための無線充電通信を行うと共に、アンテナ３３４を介して車両２００との間で無線通信を行うことができる。そして、非接触充電回路３１０は、無線通信回路３３０による無線充電通信に基づいて、車両２００から非接触充電方式により伝送される電力を受電することができる。
【００８１】
従って、本実施形態によれば、本比較例と比較して、車両２００の非接触充電回路２１０における受信回路、及び無線通信回路２２０における送信用アンテナコイルを省略することができる。このとき、共振調整回路２１４を追加する必要があるが、上記のように非常に簡素な構成を採用することができるので、規模を大きくすることなく、非接触充電機能と無線通信機能との搭載が可能な電子キーシステムにおける車両を提供することができる。
【００８２】
また、本実施形態によれば、本比較例と比較して、電子キー３００の非接触充電回路３１０における送信回路、及び無線通信回路３３０における１軸分のコイルを省略することができる。このとき、共振調整回路３１６を追加する必要があるが、上記のように非常に簡素な構成を採用することができるので、規模を大きくすることなく、非接触充電機能と無線通信機能との搭載が可能な電子キーシステムにおける電子キーを提供することができる。
【００８３】
〔本実施形態の動作例〕
次に、本実施形態における電子キーシステムの動作例について説明する。本実施形態では、無線充電通信機能と無線通信機能とを有し、各通信機能における通信の確立状況に応じて、以下のように動作する。
【００８４】
図７（Ａ）、図７（Ｂ）に、本実施形態において無線充電通信及び無線通信の確立状況に基づいて判別されるエリアの説明図を示す。図７（Ａ）は、車両２００を上面から見て、車両２００に対する電子キー３００の位置を模式的に表す。図７（Ｂ）は、図３（Ａ）の各エリアの説明図を表す。
【００８５】
ここで、車両２００の運転席近傍に、非接触充電の一次側である無線充電装置が設置されているものとする。このとき、車両２００の室外において所定の距離以上離れたエリアＡＲ３では、車両２００からのＬＦ帯域の通信信号を電子キー３００が受信できず、電子キー３００がＲＦ帯域の通信信号により応答することができない。これに対して、車両２００の室内外であるエリアＡＲ２又は車両２００の室内であるエリアＡＲ１では、車両２００からのＬＦ帯域の通信信号を電子キー３００が受信することができ、電子キー３００がＲＦ帯域の通信信号により応答することができる。また、エリアＡＲ１は、車両２００の運転席近傍付近のエリアであり、無線充電装置との間で無線充電通信が可能なエリアとなる。
【００８６】
即ち、エリアＡＲ１は、無線充電通信を確立でき、且つ、無線通信を確立できるエリアに対応する。エリアＡＲ２は、無線充電通信を確立できず、且つ、無線通信を確立できるエリアに対応する。エリアＡＲ３は、無線充電通信を確立できず、且つ、無線通信を確立できないエリアに対応する。
【００８７】
〔車両〕
図８に、本実施形態における車両２００の動作例のフロー図を示す。なお、車両２００では、動作開始時、非接触充電回路２１０の動作がオフ、共振調整回路２１４の動作がオンに設定されているものとする。
【００８８】
まず、共振調整回路２１４の動作がオンに設定されているため、送電用コイル２１８が、ＬＦ送信回路２２６の送信用アンテナコイルとして機能する。そこで、ＬＦ送信回路２２６が、送電用コイル２１８を介して、電子キー３００の確認用のＬＦ帯域の通信信号を送信する（ステップＳ１）。ＲＦ受信回路２２２は、アンテナ２２４を介して、電子キー３００からのＲＦ帯域の通信信号による応答を待つ（ステップＳ２）。電子キー３００からの応答がないとき（ステップＳ２：Ｎ）、車両２００の動作は、ステップＳ１に戻る。電子キー３００からの応答があったとき（ステップＳ２：Ｙ）、車両２００は、電子キー３００との間でＬＦ帯域の信号の送信及びＲＦ帯域の信号の受信を行って、電子キー３００の認証等の通信を行う（ステップＳ３）。
【００８９】
続いて、車両２００は、非接触充電が可能であるか否かを判断するため、共振調整回路２１４の動作をオフに設定すると共に、非接触充電回路２１０の動作をオンに設定する（ステップＳ４）。次に、非接触充電回路２１０は、電子キー３００の非接触充電回路３１０の確認を行う（ステップＳ５）。電子キー３００からの応答がないとき（ステップＳ６：Ｎ）、車両２００は、共振調整回路２１４の動作をオフに設定すると共に、ＬＦ送信回路２２６の動作をオンに設定し、無線通信に切り替える（ステップＳ７）。更に、ステップＳ７では、車両２００は、非接触充電回路２１０の動作を停止させる。その後、車両２００の動作は、ステップＳ１に戻る。
【００９０】
ステップＳ６において電子キー３００からの応答があったとき（ステップＳ６：Ｙ）、車両２００は、電子キー３００との間で無線充電通信を行い、充電側の機器の確認、安全確認、電池の残量の通知等を行う（ステップＳ８）。その後、車両２００は、ＬＦ送信回路２２６の動作を停止させる（ステップＳ９）。
【００９１】
電子キー３００が備える二次電池３５０が満充電であるとき（ステップＳ１０：Ｙ）、非接触充電回路２１０は、電力の送電を待つ（ステップＳ１１）。電子キー３００が備える二次電池３５０が満充電ではないとき（ステップＳ１０：Ｎ）、非接触充電回路２１０は、電力を送電する（ステップＳ１２）。
【００９２】
ステップＳ１１又はステップＳ１２に続いて、動作が終了のとき（ステップＳ１３：Ｙ）、車両２００は、一連の動作を終了させる（エンド）。ステップＳ１３において、動作が終了ではないとき（ステップＳ１３：Ｎ）、車両２００の動作は、ステップＳ５に戻る。
【００９３】
図８において、ステップＳ２により、電子キー３００がエリアＡＲ３に位置する否かが判別され、ステップＳ６により、電子キー３００がエリアＡＲ１，ＡＲ２のいずれに位置するかが判別される。
【００９４】
〔電子キー〕
図９に、本実施形態における電子キー３００の動作例のフロー図を示す。なお、電子キー３００では、動作開始時、非接触充電回路３１０の動作がオフ、共振調整回路３１６の動作がオンに設定されているものとする。
【００９５】
まず、共振調整回路３１６の動作がオンに設定されているため、受電用コイル３２０が、ＬＦ受信回路３３６の受信用アンテナコイルとして機能する。そこで、ＬＦ受信回路３３６は、コイル３３８１，３３８２、及び受電用コイル３２０を介して、車両２００からの確認用のＬＦ帯域の通信信号を受信する（ステップＳ２０）。電子キー３００が車両２００からの確認用の通信信号に対して応答するとき（ステップＳ２１：Ｙ）、ＲＦ送信回路３３２は、アンテナ３３４を介して、車両２００に対してＲＦ帯域の通信信号による応答を送信する。電子キー３００は、車両２００との間でＲＦ帯域の信号の送信及びＬＦ帯域の信号の受信を行って、電子キー３００の認証等の通信を行う（ステップＳ２２）。ステップＳ２１において、電子キー３００が車両２００からの確認用の通信信号に対して応答しないとき（ステップＳ２１：Ｎ）、電子キー３００の動作は、ステップＳ２０に戻る。
【００９６】
ステップＳ２２に続いて、電子キー３００は、非接触充電が可能であるか否かを判断するため、共振調整回路３１６の動作をオフに設定すると共に、非接触充電回路３１０の動作をオンに設定する（ステップＳ２３）。次に、非接触充電回路３１０は、車両２００からの確認を待つ（ステップＳ２４）。車両２００からの確認がなく、電子キー３００が応答しないとき又は所定のタイムアウト時間が経過したとき（ステップＳ２５：Ｙ）、電子キー３００は、共振調整回路３１６の動作をオンに設定する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６では、電子キー３００は、更に、ＬＦ受信回路３３６の動作をオンに設定し、無線通信に切り替え、非接触充電回路３１０の動作を停止させる。その後、電子キー３００の動作は、ステップＳ２０に戻る。
【００９７】
ステップＳ２５において電子キー３００が応答するとき（ステップＳ２５：Ｙ）、電子キー３００は、車両２００との間で無線充電通信を行い、充電側の機器の確認、安全確認、電池の残量の通知等を行う（ステップＳ２７）。その後、電子キー３００は、ＬＦ受信回路３３６の動作を停止させる（ステップＳ２８）。
【００９８】
二次電池３５０が満充電であるとき（ステップＳ２９：Ｙ）、非接触充電回路３１０は、電力の受電を待つ（ステップＳ３０）。二次電池３５０が満充電ではないとき（ステップＳ２９：Ｎ）、非接触充電回路３１０は、電力を受電する（ステップＳ３１）。
【００９９】
ステップＳ３０又はステップＳ３１に続いて、動作が終了のとき（ステップＳ３２：Ｙ）、電子キー３００は、一連の動作を終了させる（エンド）。ステップＳ３２において、動作が終了ではないとき（ステップＳ３２：Ｎ）、電子キー３００の動作は、ステップＳ２４に戻る。
【０１００】
図９において、ステップＳ２１により、電子キー３００がエリアＡＲ３に位置する否かが判別され、ステップＳ２５により、電子キー３００がエリアＡＲ１，ＡＲ２のいずれに位置するかが判別される。
【０１０１】
〔電子キーシステムの動作例〕
図１０及び図１１に、本実施形態における電子キーシステム１００の動作説明図を示す。図１０は、車両２００と電子キー３００との間の距離に応じて、車両２００及び電子キー３００のそれぞれの動作の概要を表したものである。図１１は、車両２００及び電子キー３００による各エリア毎の無線通信及び無線充電通信の概要を表したものである。
【０１０２】
無線通信（ＬＦ通信）の確立ができない上に、無線充電通信の確立ができないために非接触充電が不可能なエリアＡＲ３では、車両２００及び電子キー３００では、非接触充電回路の動作を停止させると共に、共振調整回路の動作がオンに設定される。このとき、図１０又は図１１に示すように、共用化された送電用コイル２１８を介して車両２００からはＬＦ帯域の通信信号を周期的に電子キー３００に対して送るものの、電子キー３００が車両２００に対して応答しない状態となる。
【０１０３】
これに対して、無線通信の確立ができるものの、無線充電通信の確立ができないために非接触充電が不可能なエリアＡＲ２では、車両２００及び電子キー３００では、ＬＦ帯域の通信信号及びＲＦ帯域の通信信号で無線通信を行う。このとき、図１０又は図１１に示すように、車両２００からはＬＦ帯域の通信信号を電子キー３００に対して送り、電子キー３００が車両２００に対してＲＦ帯域の通信信号で応答する状態となる。そして、電子キー３００から車両２００に対して応答があると、車両２００は、共振調整回路２１４の動作をオフに設定すると共に、非接触充電回路２１０の動作をオンにし、電子キー３００の非接触充電回路３１０の検知を行う。ここで、電子キー３００は、非接触充電回路３１０による応答ができない状態である。なお、電子キー３００は、ＲＦ帯域の通信信号による応答後、共振調整回路３１６の動作をオフに設定し、所定のタイムアウト時間の経過後に、再び共振調整回路３１６の動作をオンに設定し、非接触充電回路３１０の動作を停止させる。
【０１０４】
そして、無線通信の確立ができ、且つ、無線充電通信の確立ができるエリアＡＲ１では、車両２００及び電子キー３００では、ＬＦ送信回路及びＬＦ受信回路の動作を停止させ、電子キー３００から車両２００に対し、ＲＦ帯域の通信信号により無線充電通信を行う。このとき、図１０又は図１１に示すように、車両２００の非接触充電回路２１０は、電子キー３００の非接触充電回路３１０の検知を行い、ＲＦ帯域の通信信号により非接触充電回路３１０が応答することができる。その後、二次電池３５０の残量に応じて送電及び受電が行われる。二次電池３５０が満充電ではないとき、非接触充電方式により電力の送電及び受電が行われて、電子キー３００は、受電した電力を二次電池３５０に充電する。二次電池３５０が満充電のとき、電力の送電及び受電を中断させる。
【０１０５】
〔詳細な動作例〕
ここで、本実施形態における電子キーシステム１００の詳細な動作例について説明する。
【０１０６】
図１２に、本実施形態における電子キーシステム１００の詳細な動作例を示す。図１２は、電子キー３００を所持するユーザーがエリアＡＲ３から車両２００に近づき、車両２００の運転席近傍に設置される無線充電装置としての非接触充電回路により電子キー３００の充電を行った後、車両２００からエリアＡＲ３に離れるときの動作例を表す。
【０１０７】
電子キー３００の位置がエリアＡＲ３のとき、車両２００は、非接触充電回路の動作を停止させた状態で、送電用コイル２１８を介してＬＦ帯域の通信信号を周期的に送信する。しかしながら、電子キー３００がこの通信信号を受信することができず、応答することができない。
【０１０８】
電子キー３００の位置がエリアＡＲ３からエリアＡＲ２に入ると、電子キー３００は、受電用コイル３２０等を介して車両２００からのＬＦ帯域の通信信号を受信することができるようになり、ＲＦ帯域の通信信号により車両２００に応答する。
【０１０９】
電子キー３００からの応答を受けた車両２００は、共振調整回路２１４の動作をオフに設定すると共に、非接触充電回路２１０の動作の停止状態を解除し、非接触充電回路２１０が、非接触充電回路３１０の確認用の呼び出しを行う。電子キー３００は、ＲＦ帯域の通信信号による応答後、共振調整回路３１６の動作をオフに設定する。エリアＡＲ２では、非接触充電回路３１０は、この呼び出しを受信することができないため、非接触充電回路２１０に対して応答することができない。そこで、所定のタイムアウト時間経過後、車両２００は、再び、非接触充電回路２１０を動作停止状態に設定する共に、共振調整回路２１４の動作をオンに設定する。電子キー３００もまた、再び、非接触充電回路３１０を動作停止状態に設定すると共に、共振調整回路３１６の動作をオンに設定する。エリアＡＲ２では、このような非接触充電回路２１０から非接触充電回路３１０の確認用の呼び出しを周期的に行う。
【０１１０】
電子キー３００の位置がエリアＡＲ２からエリアＡＲ１に入ると、非接触充電回路３１０は、非接触充電回路２１０からの確認用の呼び出しを受信し、非接触充電回路２１０に対して応答することができるようになる。そこで、非接触充電回路２１０及び非接触充電回路３１０は、無線充電通信により、非接触充電回路２１０の確認や二次電池３５０の残量の通知を行う。その後、車両２００は、無線通信回路２２０の動作を停止させ、電子キー３００は、無線通信回路３３０の動作を停止させる。
【０１１１】
二次電池３５０の充電が必要なとき、車両２００は、非接触充電回路２１０により電力を送電する。電子キー３００は、非接触充電回路３１０により電力を受電し、二次電池３５０に充電する。その後、再び、非接触充電回路２１０が、非接触充電回路３１０の確認用の呼び出しを行い、非接触充電回路３１０の応答を待って、必要に応じて、非接触充電を継続する。
【０１１２】
こうして、二次電池３５０の充電が不要になると、非接触充電回路２１０は、電力の送電を中断し、非接触充電回路３１０は、電力の受電を中断する。
【０１１３】
その後、電子キー３００の位置がエリアＡＲ１からエリアＡＲ２に離れると、非接触充電回路３１０は、非接触充電回路２１０からの確認用の呼び出しを受信することができなくなり、非接触充電回路２１０に対して応答することができなくなる。なお、エリアＡＲ２では、非接触充電回路２１０から非接触充電回路３１０の確認用の呼び出しを周期的に行う。
【０１１４】
更に、電子キー３００の位置がエリアＡＲ２からエリアＡＲ３に離れると、車両２００からＬＦ帯域の通信信号を周期的に送信するが、電子キー３００がこの通信信号を受信することができず、応答することができなくなる。
【０１１５】
以上説明したように、本実施形態によれば、車両２００の非接触充電回路２１０における受信回路、及び無線通信回路２２０における送信用アンテナコイルを省略することができる。このとき、追加する共振調整回路２１４として非常に簡素な構成を採用することができるので、規模を大きくすることなく、非接触充電機能と無線通信機能との搭載が可能な電子キーシステムにおける車両を提供することができる。また、本実施形態によれば、電子キー３００の非接触充電回路３１０における送信回路、及び無線通信回路３３０における１軸分のアンテナコイルを省略することができる。このとき、追加する共振調整回路３１６として非常に簡素な構成を採用することができるので、規模を大きくすることなく、非接触充電機能と無線通信機能との搭載が可能な電子キーシステムにおける電子キーを提供することができる。
【０１１６】
従って、車両２００及び電子キー３００のそれぞれについて、規模を大きくすることなく、無線通信機能と無線充電機能とを搭載した電子キーシステムを提供することができるようになる。この結果、多機能化によって消費電力が増大した場合でも、二次電池への非接触充電が可能となり、電池充電の手間がなく、且つ、無線通信中にも充電が可能となる。
【０１１７】
〔第１の変形例〕
本実施形態では、車両及び電子キーの両方に共振調整回路を設けると共に、コイルを共用化するものとして説明したが、車両及び電子キーの一方のみに共振調整回路を設けるようにしてもよい。
【０１１８】
図１３に、本実施形態の第１の変形例における電子キーシステムの構成例のブロック図を示す。図１３において、図２と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１１９】
第１の変形例では、電子キーシステムを構成する電子キーにのみ共振調整回路を設けている。この第１の変形例における電子キーシステム５００を構成する車両６００は、非接触充電回路６１０と、無線通信回路６２０と、制御回路６３０とを備えている。また、電子キーシステム５００を構成する電子キー７００は、本実施形態における電子キー３００と同様の構成を有している。
【０１２０】
車両６００の構成が本実施形態における車両２００の構成と異なる第１の点は、非接触充電回路６１０において共振調整回路２１４が省略されている点である。車両６００の構成が本実施形態における車両２００の構成と異なる第２の点は、無線通信回路６２０においてＬＦ送信回路６２６の送信用アンテナコイルとして機能するコイル６２８（送信用コイル）が追加された点である。
【０１２１】
第１の変形例における車両６００は、更に、コイル６２８を含み、無線通信回路６２０は、コイル６２８を介して電子キー７００との間で非接触で充電を行うための無線充電通信を行うと共に、コイル６２８を介して電子キー７００との間で無線通信を行う。非接触充電回路６１０は、無線通信回路６２０による無線充電通信に基づいて、電子キー７００に対して非接触充電方式により電力を送電する。
【０１２２】
このような第１の変形例によれば、コイル６２８を介してＬＦ帯域の通信信号を送信する点を除けば、本実施形態と同様に動作させることができる。従って、第１の変形例によれば、車両及び電子キーの非接触充電回路における受信回路及び送信回路や、電子キーの無線通信回路のコイルを省略することができる。これにより、規模を大きくすることなく、非接触充電機能と無線通信機能との搭載が可能な電子キーシステムを提供することができる。
【０１２３】
〔第２の変形例〕
本実施形態の第１の変形例では、車両及び電子キーのそれぞれにおいて、非接触充電回路の受信回路の機能を、無線通信回路のＲＦ受信回路又はＬＦ受信回路により実現するものとして説明した。また、第１の変形例では、車両及び電子キーのそれぞれにおいて、非接触充電回路の送信回路の機能を、無線通信回路のＬＦ送信回路又はＲＦ送信回路により実現するものとして説明した。しかしながら、車両又は電子キーにおいて、非接触充電回路の受信回路及び送信回路の一方のみの機能を、無線通信回路の対応する回路により実現するようにしてもよい。
【０１２４】
図１４に、本実施形態の第２の変形例における電子キーシステムの構成例のブロック図を示す。図１４において、図１３と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１２５】
第２の変形例では、電子キーシステムを構成する車両は、受信回路のみを共用化する。また、電子キーシステムを構成する電子キーは、共振調整回路を有し、送信回路を共用化する。この第２の変形例における電子キーシステム８００を構成する車両９００は、非接触充電回路９１０と、無線通信回路６２０と、制御回路９３０とを備えている。また、電子キーシステム８００を構成する電子キー１０００は、非接触充電回路１０１０と、無線通信回路１０３０と、制御回路１０４０とを備えている。なお、図１３の無線通信回路３３０に対して、無線通信回路１０３０においてコイル３３８３が省略されている。
【０１２６】
車両９００の構成が第１の変形例における車両６００の構成と異なる点は、非接触充電回路９１０において送信回路９１４が追加されている点である。従って、無線通信回路９２０のＬＦ送信回路９２６は、ＬＦ帯域の通信信号の送信処理のみを行う。送信回路９１４は、無線充電通信の送信処理を行う。電子キー１０００の構成が第１の変形例における電子キー７００の構成と異なる点は、非接触充電回路１０１０において受信回路１０１８が追加されている点である。従って、無線通信回路１０３０のＬＦ受信回路１０３６は、ＬＦ帯域の通信信号の受信処理のみを行う。受信回路１０１８は、無線充電通信の受信処理を行う。
【０１２７】
図１５に、第２の変形例の比較例における電子キーシステムの構成例のブロック図を示す。図１５において、図１４と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１２８】
第２の変形例の比較例における電子キーシステム８００ａは、車両９００ａと、電子キー１０００ａとを備えている。車両９００ａは、非接触充電回路９１０ａと、無線通信回路６２０ａと、制御回路９３０ａとを備えている。電子キー１０００ａは、非接触充電回路１０１０ａと、無線通信回路１０３０ａと、制御回路１０４０ａとを備えている。
【０１２９】
車両９００ａの構成が車両９００の構成と異なる点は、非接触充電回路９１０ａにおいて受信回路９１２ａが追加された点である。受信回路９１２ａは、無線充電通信の受信処理を行う。電子キー１０００ａの構成が電子キー１０００の構成と異なる第１の点は、非接触充電回路１０１０ａにおいて共振調整回路が省略されて送信回路１０２０ａが追加された点である。送信回路１０２０は、無線充電通信の送信処理を行う。電子キー１０００ａの構成が電子キー１０００の構成と異なる第２の点は、無線通信回路１０３０ａにおいてコイル１０３８ａが追加された点である。コイル３３８１，３３８２，１０３８ａにより、３軸のアンテナコイルが構成される。
【０１３０】
このような第２の変形例によれば、電子キーから車両に対する無線充電通信は無線通信回路により行われる点を除けば、第１の変形例と同様に動作させることができる。そして、第２の変形例によれば、その比較例と比較して、車両において受信回路を省略でき、電子キーにおいて送信回路及びコイルを省略することができる。これにより、規模を大きくすることなく、非接触充電機能と無線通信機能との搭載が可能な電子キーシステムを提供することができる。
【０１３１】
〔コイルの実装例〕
ＬＦ通信用のコイルと、非接触充電用のコイルについては、次のように実装することができる。
【０１３２】
図１６に、本実施形態の第２の変形例における車両６００の送電用コイル２１８、及びＬＦ送信回路のコイル６２８の実装例を模式的に示す。図１６において、図１４と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１３３】
送電用コイル２１８は、平面コイルであり、ＬＦ送信回路６２６のコイル６２８は、円筒状コイルであることが望ましい。そして、コイル６２８は、送電用コイル２１８が設けられる実装基板１１００において二次側の受電用コイルの接近面と反対側の面に設けられる。
【０１３４】
図１７に、本実施形態の第２の変形例における電子キー７００の受電用コイル３２０、及びＬＦ受信回路３３６のコイルの実装例を模式的に示す。図１７において、図１３と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１３５】
受電用コイル３２０は、平面コイルであり、ＬＦ受信回路３３６のコイル３３８１，３３８２は、円筒状コイルであることが望ましい。そして、コイル３３８１，３３８２は、受電用コイル３２０が設けられる実装基板１１１０において一次側の送電用コイルの接近面と反対側の面に設けられる。なお、図１７では、コイル３３８１，３３８２の配置方向が直交するように設けられる。
【０１３６】
図１８に、本実施形態の第２の変形例における電子キーシステムにおいて、非接触充電を行う例を模式的に示す。図１８は、図１６及び図１７を横方向から見た図を表す。
【０１３７】
図１８に示すように、一次側にとっては、非接触充電の際に、二次側の受電用コイルを送電用コイル２１８に接近させることができるようになり、ＬＦ通信用のコイルを実装させながら、効率的な電力伝送が可能となる。また、二次側にとっても、非接触充電の際に、一次側の送電用コイルを受電用コイル３２０に接近させることができるようになり、ＬＦ通信用のコイルを実装させながら、効率的な電力伝送が可能となる。
【０１３８】
ところで、送電用コイル２１８又は受電用コイル３２０と、ＬＦ通信用のコイルとは、次のように配置されてもよい。
【０１３９】
図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）に、送電用コイル２１８又は受電用コイル３２０、及びＬＦ通信用のコイルの配置例を示す。図１９（Ａ）は、送電用コイル２１８及びコイル６２８の配置例を表す。図１９（Ａ）において、図１６と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。図１９（Ｂ）は、受電用コイル３２０及びコイル３３８１，３３８２の配置例を表す。図１９（Ｂ）において、図１７と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１４０】
即ち、図１９（Ａ）に示すように、実装基板１１００において送電用コイル２１８の上部にコイル６２８が重なるように配置してもよい。また、図１９（Ｂ）に示すように、実装基板１１１０において受電用コイル３２０の上部にコイル３３８１及びコイル３３８２の少なくとも一方が重なるように配置してもよい。
【０１４１】
なお、本実施形態、又は本実施形態の第１の変形例における車両及び電子キーの少なくとも一方において、図１６、図１７、図１９（Ａ）、又は図１９（Ｂ）のようにコイルを実装してもよい。
【０１４２】
以上、本発明に係る電子機器、充電装置、及び充電システム等を上記の実施形態又はその変形例に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態又はその変形例に限定されるものではない。例えば、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、次のような変形も可能である。
【０１４３】
（１）本実施形態又はその変形例では、本発明に係る充電システムとして電子キーシステムを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る充電システムは、例えばアクティブタグ等の無線機器を用いた通信システムであってもよい。
【０１４４】
（２）本実施形態又はその変形例では、本発明に係る電子機器として電子キーを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明に係る電子機器は、例えばアクティブタグ等の無線機器であってもよい。
【０１４５】
（３）本実施形態又はその変形例では、本発明に係る充電装置として車両を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１４６】
（４）本実施形態又はその変形例では、非接触充電方式として電磁誘導方式を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１４７】
（５）本実施形態又はその変形例では、無線通信として、ＬＦ帯域やＲＦ帯域の通信信号を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１４８】
（６）本実施形態又はその変形例では、電子キーの無線通信回路は、３軸方向のコイルを備えるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１軸方向又は２軸方向のコイルのみを備えた構成であってもよい。
【０１４９】
（７）本実施形態又はその変形例では、主に、コイルを共用化する例を説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、コイルを共用化することなく、送信回路及び受信回路の少なくとも一方を共用化するようにしてもよい。
このとき、車両は、送信用コイルと、送信用コイルを介して電子キーとの間で非接触で充電を行うための無線充電通信を行うと共に、送信用コイルを介して電子キーとの間で無線通信を行う無線通信回路と、無線通信回路による無線充電通信に基づいて、電子キーに対して非接触充電方式により電力を送電する非接触充電回路とを含むことができる。
また、電子キーは、アンテナと、アンテナを介して車両との間で非接触で充電を行うための無線充電通信を行うと共に、アンテナを介して車両との間で無線通信を行う無線通信回路と、無線通信回路による無線充電通信に基づいて、車両から非接触充電方式により伝送される電力を受電する非接触充電回路と、非接触充電回路によって受電された電力が充電される二次電池とを含むことができる。
【０１５０】
（８）上記の実施形態又はその変形例において、本発明を電子機器、充電装置、及び充電システム等として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、本発明に係る電子機器の動作フロー、又は本発明に係る充電装置の動作フローの処理手順が記述されたプログラムや、このプログラムが記録された記録媒体であってもよい。
【符号の説明】
【０１５１】
１００，１００ａ，５００，８００，８００ａ…電子キーシステム（充電システム）、
２００，２００ａ，６００，９００，９００ａ…車両（充電装置）、
２０２…振幅変調信号、  ２０４…信号、
２１０，２１０ａ，６１０，９１０…非接触充電回路（一次側）、
２１２ａ，９１２ａ，１０１８，１０１８ａ…受信回路、
２１４，３１６…共振調整回路、  ２１６…充電制御回路、  ２１８…送電用コイル、
２２０，２２０ａ，３３０，３３０ａ，６２０，９２０ａ，１０３０，１０３０ａ…無線通信回路、  ２２２…ＲＦ受信回路、  ２２４，３３４…アンテナ、
２２６，２２６ａ，６２６…ＬＦ送信回路、  ２２８ａ…送信用アンテナコイル、
２３０，２３０ａ，６３０，９３０，９３０ａ，１０４０，１０４０ａ…制御回路、
３００，３００ａ，７００，１０００，１０００ａ…電子キー（電子機器）、
３１０，３１０ａ，１０１０…非接触充電回路（二次側）、
３１２…整流回路、  ３１４…充電管理回路、
３１８ａ，９１４，１０２０ａ…送信回路、  ３２０…受電用コイル、
３３２…ＲＦ送信回路、  ３３６，３３６ａ，１０３６，１０３６ａ…ＬＦ受信回路、
３３８１，３３８２，３３８３，６２８，１０３８ａ…コイル、
３４０，３４０ａ…制御回路、  ３５０…二次電池、  ４００…スイッチ部、
４０２，４０４…スイッチ、  ４１０…共振周波数調整部、  ４１２…抵抗回路、
４１４…キャパシター、  １１００，１１１０…実装基板、
ＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲ３…エリア、  ＳＣ…スイッチ制御信号
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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