JP5678845B2

JP5678845B2 - 電気機器

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Publication number: JP5678845B2
Application number: JP2011195261A
Authority: JP
Inventors: 早織野田; 丹羽　伸二; 伸二丹羽; 康司浜田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-09-07
Filing date: 2011-09-07
Publication date: 2015-03-04
Anticipated expiration: 2031-09-07
Also published as: JP2013059179A

Description

本発明は、内部電源を備える電気機器に関する。

従来、ユーザの指などに装着されて使用される電気機器が提案されている。特許文献１に記載の電気機器（身体装着型入力装置）は、外観が円環状のものであり、指輪のようにユーザの人差し指に装着される。そして、この電気機器は、磁束の変化を検出するためのコイルを備え、装着された人差し指に電気信号を印加してその指の軸方向に電流を流し、その電流によって生じる磁束の変化に伴いコイルに流れる電流を検出する。このような構成によれば、コイルに流れる電流に基づいて、人差し指の先端部が親指の先端部に接触／離間したことを検知することができる。

特開２０１０−２２５１３１号公報

前述したような電気機器には、作動用の内部電源を備える必要があるが、一次電池や、外部で充電する二次電池などを用いると、着脱のための構成によって構造が複雑になり、電気機器の小型化を阻害する要因となる。かといって、着脱を行わない構成では、充電電力を外部から供給可能とするための構成を別途設ける必要があるため、やはり電気機器の小型化を阻害する要因となる。なお、このような問題は、他の電気機器にも生じ得る。

本発明は、こうした問題にかんがみてなされたものであり、電気機器の小型化を図るための技術を提供することを目的としている。

本発明の一側面の電気機器は、蓄電手段を内部電源として備えるものであり、当該電気機器の外部における要因によって生じる磁束の変化を検出するためのコイルを備え、電流検出手段が、コイルを通過する磁束の変化に伴いコイルに流れる電流を検出する。そして特に、この電気機器は、コイルに流れる電流を蓄電手段へ供給して蓄電手段を充電する充電手段を備えており、切替手段が、コイルの状態を、電流検出手段に用いられる検出状態及び充電手段に用いられる充電状態のうちの一方に切り替える。

このような電気機器によれば、磁束の変化を検出するためのコイルを、当該電気機器の外部から非接触で充電電力の供給を受けるためのコイルとして流用することができ、その結果、電気機器の小型化を図ることができる。

また、この電気機器は、例えば、当該電気機器の外部における導体（例えば人体）に電気信号を印加する印加手段を更に備えたものであってもよい。このような電気機器によれば、外部の導体に電気信号を印加し、その電気信号によって生じる磁束の変化を検出することで、導体の状態を検出することができる。

一方、本発明の別の側面の電気機器は、蓄電手段を内部電源として備えるものであり、当該電気機器の外部における導体に電気信号を印加するためのコイルを備え、印加手段が、導体（例えば人体）に電気信号を印加するための電流をコイルに流す。一方、この電気機器は、コイルに流れる電流を蓄電手段へ供給して蓄電手段を充電する充電手段を備えており、切替手段が、コイルの状態を、印加手段に用いられる印加状態及び充電手段に用いられる充電状態のうちの一方に切り替える。

このような電気機器によれば、電気信号を印加するためのコイルを、当該電気機器の外部から非接触で充電電力の供給を受けるためのコイルとして流用することができ、その結果、電気機器の小型化を図ることができる。

ところで、印加手段により電気信号が印加されている状態では、コイルが本来の目的で使用されているため、このような状態を避けて充電を行うことが好ましい。
そこで、例えば、切替手段は、印加手段により電気信号が印加されていないことを条件として、コイルの状態を充電状態に切り替えるようにしてもよい。このようにすれば、コイルが本来の目的で使用されていない状態で、コイルを充電のために用いることができる。

また、例えば、切替手段は、コイルに流れる電流が、印加手段により電気信号が印加されている状態でコイルに流れる電流の特徴量を有しないことを条件として、コイルの状態を充電状態に切り替えるようにしてもよい。このようにしても、コイルが本来の目的で使用されていない状態で、コイルを充電のために用いることができる。

一方、電気機器の充電器によって充電電力が供給されている状態では、コイルの状態を充電状態に切り替えることが好ましい。そこで、例えば、切替手段は、コイルに流れる電流が、当該電気機器の充電器によって充電電力が供給されている状態でコイルに流れる電流の特徴量を有することを条件として、コイルの状態を充電状態に切り替えるようにしてもよい。このようにすれば、充電器を用いた充電が適切に行われるようにすることができる。

この場合、例えば、切替手段は、コイルに流れる電流の特徴量である周波数が特定の周波数である場合に充電手段へ供給する周波数フィルタを用いて構成されていてもよい。このようにすれば、コイルに流れる電流の周波数に応じてコイルの状態を簡素な構成で切り替えることができる。

ところで、コイルの状態の切り替えは、時系列的に行うことも可能である。すなわち、例えば、切替手段は、充電用期間と非充電用期間とが時系列的に設定されたスケジュールに従い、充電用期間内であることを条件として、コイルの状態を充電状態に切り替えるようにしてもよい。このようにすれば、コイルが充電に用いられる期間を管理することができる。

また、充電が必要となる度合いは、蓄電手段の蓄電残量によって異なる。そこで、例えば、切替手段は、蓄電手段の蓄電残量が所定量以下であることを条件として、コイルの状態を充電状態に切り替えるようにしてもよい。このようにすれば、充電の必要性に応じてコイルの状態を切り替えることができる。

一方、例えば、当該電気機器の使用対象に装着されてる装着状態を検出するための装着検出手段を備えてもよい。そして、切替手段は、装着検出手段により装着状態が検出されていないことを条件として、コイルの状態を充電状態に切り替えてもよい。このような電気機器によれば、コイルが本来の目的で使用されていない状態で、コイルを充電のために用いることができる。

また、例えば、当該電気機器の充電器にセットされているセット状態を検出するための充電器検出手段を備えてもよい。そして、切替手段は、充電器検出手段によりセット状態が検出されていることを条件として、コイルの状態を充電状態に切り替えてもよい。このような電気機器によれば、充電器を用いた充電が適切に行われるようにすることができる。

第１実施形態の身体装着型入力装置の構成図である。（Ａ）は身体装着型入力装置及び充電器の外観図であり、（Ｂ）は身体装着型入力装置がセットされた状態での充電器の断面図である。第１実施形態の身体装着型入力装置の切替部で実行される処理のフローチャートである。第１実施形態の変形例の身体装着型入力装置の構成図である。第２実施形態の身体装着型入力装置の構成図である。第２実施形態の身体装着型入力装置の切替部で実行される処理のフローチャートである。第３実施形態の身体装着型入力装置の構成図である。スケジュールの一例を示す図である。第３実施形態の身体装着型入力装置の切替部で実行される処理のフローチャートである。第４実施形態の身体装着型入力装置の構成図である。蓄電残量と充電用時間との関係を示す図である。第４実施形態の身体装着型入力装置の切替部で実行される処理のフローチャートである。第５実施形態の身体装着型入力装置の構成図である。第５実施形態の身体装着型入力装置の切替部で実行される処理のフローチャートである。第６実施形態の身体装着型入力装置の構成図である。第６実施形態の身体装着型入力装置の切替部で実行される処理のフローチャートである。第７実施形態の身体装着型入力装置の構成図である。第７実施形態の身体装着型入力装置の切替部で実行される処理のフローチャートである。第７実施形態の変形例の身体装着型入力装置の構成図である。

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の身体装着型入力装置１の構成図である。また、図２（Ａ）は、身体装着型入力装置１及び充電器９の外観図であり、図２（Ｂ）は、身体装着型入力装置１がセット（収容）された状態での充電器９の断面図である。

図２（Ａ）に示すように、身体装着型入力装置１は、外観が円環状のものであり、指輪と同様にユーザの指を穴に挿入することで、ユーザの指に装着される。そして、身体装着型入力装置１は、当該身体装着型入力装置１が装着されたユーザの指（例えば人差し指）の先端部が、そのユーザの他の身体部位（例えば親指の先端部）に接触／離間したことを検知して、この検知結果を図示しない外部装置へ無線送信する機能を有する。ただし、この機能自体は、前述した特許文献１に記載の従来技術で実現される機能であるため、詳細な説明は省略する。

図１に示すように、身体装着型入力装置１には、外部からの給電により充電可能な蓄電部（例えば二次電池やキャパシタなどの蓄電媒体）１１が内蔵されており、身体装着型入力装置１は、この蓄電部１１を電源として作動する。

また、身体装着型入力装置１は、蓄電部１１の他に、コイル１２が巻回された円環状のコア１３を備える。コア１３は、身体装着型入力装置１の外観形状（図２（Ａ））に沿って（挿入された指を囲むように）配置されている。つまり、身体装着型入力装置１がユーザの指に装着された状態では、その指がコア１３の穴に挿入された状態となる。

身体装着型入力装置１が装着されたユーザの指には、当該身体装着型入力装置１又は別体の装置に設けられた信号印加装置により電気信号（交流信号）が印加される。この電気信号によりその指の軸方向に電流が流れると、その電流が発生させる磁場（磁束）により、コア１３に巻回されたコイル１２に誘導電流が流れる。つまり、コイル１２は、その指に印加された電気信号によりその指の軸方向を流れる電流によって生じる磁束の変化を検出するためのものである。

そして、身体装着型入力装置１は、コイル１２に流れる電流を計測する電流計測部１４を備える。そして、電流計測部１４は、コイル１２を通過する磁束の変化に伴いコイル１２に流れる電流を計測する。具体的には、電流計測部１４は、コイル１２によって得られる交流信号を整流するとともに増幅して、その電圧からコイル１２に流れる電流を計測する。身体装着型入力装置１を人差し指に装着して、親指との接触／離間を行うと、電気信号の伝播態様が変化し、電流計測部１４によって計測される電流の計測値も変化する。身体装着型入力装置１は、このように変化する計測値に基づき、ユーザの身体運動によって指が接触／離間したことを検知する。

さらに、身体装着型入力装置１は、コイル１２に流れる電流を蓄電部１１へ供給して蓄電部１１を充電する充電部１５を備える。充電部１５は、コイル１２によって得られる交流信号を整流して蓄電部１１へ供給する整流回路や、蓄電部１１の電源電圧（蓄電残量）を監視して供給量を調整する調整回路を備えたものである。

ここで、蓄電部１１を充電するための充電電力は、図２（Ａ）に示す充電器９から供給される。充電器９は、身体装着型入力装置１を収容するための円環状の溝部９１が内面に形成された二つ折り構造の装置である。そして、図２（Ｂ）に示すように、充電器９は、身体装着型入力装置１を溝部９１に収容するように折り畳まれた状態で、コア１３と鎖交する電流経路を形成し、この電流経路に充電用電流（交流電流）を流すことで、電磁誘導によりコイル１２に交流電流を流すように構成されている。身体装着型入力装置１においては、こうしてコイル１２に流れる電流を、充電部１５が蓄電部１１へ供給することで、蓄電部１１が充電される。つまり、充電器９から身体装着型入力装置１へ電気的に非接触な状態で給電可能となっている。

このように、コイル１２は、身体装着型入力装置１が装着された指の軸方向を流れる電流によって生じる磁束の変化を検出するという本来の用途に加え、蓄電部１１から充電電力の供給を受ける用途にも流用される。このため、身体装着型入力装置１は、コイル１２の状態を、電流計測部１４に用いられる計測状態及び充電部１５に用いられる充電状態のうちのいずれか一方に切り替える切替部１６を備える。切替部１６は、後述する条件に従いコイル１２の状態を切り替えるタイミングを判定し、コイル１２によって得られる交流信号の出力先を、電流計測部１４及び充電部１５のいずれか一方に選択的に切り替える。これにより、電流計測機能及び充電機能を共通のコイル１２を用いて実現することができる。

第１実施形態の身体装着型入力装置１において、切替部１６は、コイル１２に流れる電流の特徴量を解析する特徴量解析部１６１を備え、特徴量解析部１６１の解析結果に応じて計測状態／充電状態を切り替える。具体的には、充電器９による充電中にコイル１２に流れる電流と、信号印加装置による電気信号の印加中にコイル１２に流れる電流とは、周波数や振幅などといった特徴量が異なるように設計されており、コイル１２に流れる電流の特徴量を解析することで、その電流の発生源を判別することができる。

図３は、第１実施形態の身体装着型入力装置１の切替部１６で実行される処理のフローチャートである。切替部１６は、コイル１２に流れる電流を検出すると（Ｓ１１）、その特徴量を解析する（Ｓ１２）。そして、コイル１２に流れる電流の特徴量が、充電器９から印加される信号に固有の特徴量でないと判定した場合には（Ｓ１２：ＮＯ）、コイル１２の状態を計測状態に切り替える（Ｓ１３）。一方、コイル１２に流れる電流の特徴量が、充電器９から印加される信号に固有の特徴量であると判定した場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、コイル１２の状態を充電状態に切り替える（Ｓ１４）。

このような第１実施形態の身体装着型入力装置１によれば、当該身体装着型入力装置１が装着された指の軸方向を流れる電流によって生じる磁束の変化を検出する磁束の変化を検出するためのコイル１２を、充電器９から非接触で充電電力の供給を受けるためのコイル１２として流用することができる。

このため、身体装着型入力装置１の小型化・軽量化を図ることができる。すなわち、蓄電部１１として着脱式のもの（例えば一次電池や、外部で充電する二次電池）を用いることも可能であるが、蓄電部１１を着脱しない構成と比較して構造が複雑になってしまう。また、蓄電部１１を着脱しない構成であっても、充電器９と電気的に接触させて充電を行うように構成することも可能であるが、充電接続用の電極や配線などを設ける必要があるため、充電器９と電気的に非接触で充電を行う構成と比較して構造が複雑になってしまう。これに対し、第１実施形態の身体装着型入力装置１は、蓄電部１１を着脱しない構成であって、充電器９と電気的に非接触で充電を行う構成を採用しており、しかも、そのために必要となるコイル１２として既存のものを流用しているため、小型化・軽量化を図ることができる。加えて、蓄電部１１を着脱する手間がかからない、防水性を高めることができる、デザイン面での自由度を高めることができる、といった効果が得られる。

また、第１実施形態の身体装着型入力装置１では、切替部１６は、コイル１２に流れる電流が、充電器９によって充電電力が供給されている状態でコイル１２に流れる電流の特徴量を有する場合に、コイル１２の状態を充電状態に切り替える。このため、充電器９によって充電電力が供給されている状態では、コイル１２の状態が充電状態に切り替えられるため、充電器９を用いた充電が適切に行われるようにすることができる。加えて、充電用電流の特徴量（周波数や振幅など）を制限することで、充電部１５を最適化して効率よく充電を行うことができる。

特に、電流の周波数が特徴量である場合には、切替部１６は周波数フィルタを用いて構成することができる。例えば、図４に示すように、充電電流に固有の周波数を通過させるフィルタ１６２を介してコイル１２と充電部１５とを接続し、充電電流に固有の周波数以外の周波数を通過させるフィルタ１６３を介してコイル１２と電流計測部１４とを接続する。このようにすれば、コイル１２に流れる電流の周波数に応じてコイル１２の状態を簡素な構成で切り替えることができる。

なお、第１実施形態では、身体装着型入力装置１が電気機器の一例に相当し、蓄電部１１が蓄電手段の一例に相当し、電流計測部１４が電流検出手段の一例に相当し、充電部１５が充電手段の一例に相当し、切替部１６が切替手段の一例に相当する。

［第２実施形態］
図５は、第２実施形態の身体装着型入力装置２の構成図である。第２実施形態の身体装着型入力装置２は、前述した第１実施形態の身体装着型入力装置１と基本的な構成は共通する。ただし、第１実施形態の身体装着型入力装置１の切替部１６が、コイル１２に流れる電流が充電電流の特徴量を有する場合に、コイル１２の状態を充電状態に切り替えるのに対し、第２実施形態の身体装着型入力装置２の切替部２６は、コイル１２に流れる電流が、身体装着型入力装置１が装着されたユーザの指に印加される電気信号の特徴量を有しない場合に、コイル１２の状態を充電状態に切り替える点で相違する。その他の共通点については、第１実施形態で用いた符号を流用し、説明を省略する。

第２実施形態の身体装着型入力装置２は、当該身体装着型入力装置２が装着されたユーザの指に電気信号（交流信号）を印加する信号印加部２７（第１実施形態でいう信号印加装置）を備える（内蔵する）。つまり、信号印加部２７によりユーザの指に電気信号を印加し、その電気信号によって生じる磁束の変化をコイル１２及び電流計測部１４により検出することで、その指の状態（その指の先端部がそのユーザの他の身体部位に接触／離間したこと）を検出することができるように構成されている。

また、第２実施形態の身体装着型入力装置２において、切替部２６は、コイル１２に流れる電流の特徴量（周波数、振幅、印加信号との位相差など）を解析する特徴量解析部２６１を備え、特徴量解析部２６１の解析結果に応じて計測状態／充電状態を切り替える。

図６は、第２実施形態の身体装着型入力装置２の切替部２６で実行される処理のフローチャートである。切替部２６は、コイル１２に流れる電流を検出すると（Ｓ２１）、その特徴量を解析する（Ｓ２２）。そして、コイル１２に流れる電流の特徴量が、信号印加部２７から印加される信号に固有の特徴量であると判定した場合には（Ｓ２２：ＹＥＳ）、コイル１２の状態を計測状態に切り替える（Ｓ２３）。一方、コイル１２に流れる電流の特徴量が、信号印加部２７から印加される信号に固有の特徴量でないと判定した場合には（Ｓ２２：ＮＯ）、コイル１２の状態を充電状態に切り替える（Ｓ２４）。

このような第２実施形態の身体装着型入力装置２によれば、前述した第１実施形態の身体装着型入力装置１と同様の効果が得られる。具体的には、第２実施形態の身体装着型入力装置２では、切替部２６は、コイル１２に流れる電流が、信号印加部２７により電気信号が印加されている状態でコイル１２に流れる電流の特徴量を有しない場合に、コイル１２の状態を充電状態に切り替える。このため、コイル１２が本来の目的で使用されている状態（信号印加部２７により電気信号が印加されている状態）を避けて充電を行うことができる。つまり、コイル１２が本来の目的で使用されていない状態で、コイル１２を充電のために用いることができる。

特に、第２実施形態の身体装着型入力装置２は、信号印加部２７を内蔵しているため、コイル１２に流れる電流の特徴量に基づく判定に代えて、信号印加部２７により電気信号が発信されているか否かを直接検出して判定することも可能である。具体的には、前述したＳ２２の処理で、信号印加部２７により電気信号が発信されているか否かを判定し、電気信号が発信されていると判定した場合には（Ｓ２２：ＹＥＳ）、コイル１２の状態を計測状態に切り替え（Ｓ２３）、電気信号が発信されていないと判定した場合には（Ｓ２２：ＮＯ）、コイル１２の状態を充電状態に切り替える（Ｓ２４）。このようにすれば、コイル１２に流れる電流の特徴量を解析する必要がない。しかも、装着対象の個体差などによる影響を受けないため、信号印加部２７により電気信号が印加されている状態であるか否かをより正確に判定することができる。

なお、第２実施形態では、身体装着型入力装置２が電気機器の一例に相当し、切替部２６が切替手段の一例に相当し、信号印加部２７が印加手段の一例に相当する。その他は、前述した第１実施形態と同様であるため省略する。

［第３実施形態］
図７は、第３実施形態の身体装着型入力装置３の構成図である。第３実施形態の身体装着型入力装置３も、前述した第１実施形態の身体装着型入力装置１と基本的な構成は共通する。ただし、第１実施形態の身体装着型入力装置１の切替部１６が、コイル１２に流れる電流が充電電流の特徴量を有する場合に、コイル１２の状態を充電状態に切り替えるのに対し、第３実施形態の身体装着型入力装置３の切替部３６は、コイル１２の状態の切り替えを時系列的に行う点で相違する。その他の共通点については、第１実施形態で用いた符号を流用し、説明を省略する。

第３実施形態の身体装着型入力装置３において、切替部３６は、計測用期間（非充電用期間）と充電用期間とが時系列的に設定されたスケジュールを管理する時間制御部３６１を備え、コイル１２に電流が流れている状態において、計測状態／充電状態を時系列的に切り替える。スケジュールは、例えば図８に示すように、計測用期間と充電用期間とが一定の比率で繰り返し（周期的に）割り当てられるように、時間軸が分割されたものである。

図９は、第３実施形態の身体装着型入力装置３の切替部３６で実行される処理のフローチャートである。切替部３６は、コイル１２に流れる電流を検出すると（Ｓ３１）、充電用期間内であるか否かをスケジュール（図８）に基づいて判定する（Ｓ３２）。そして、充電用期間内でない（計測用期間内である）と判定した場合には（Ｓ３２：ＮＯ）、コイル１２の状態を計測状態に切り替える（Ｓ３３）。一方、充電用期間内であると判定した場合には（Ｓ３２：ＹＥＳ）、コイル１２の状態を充電状態に切り替える（Ｓ３４）。

このような第３実施形態の身体装着型入力装置３によれば、前述した第１実施形態の身体装着型入力装置１と同様の効果が得られる。特に、第３実施形態の身体装着型入力装置３では、切替部３６は、計測用期間と充電用期間とが時系列的に設定されたスケジュールに従い、充電用期間内であることを条件として、コイル１２の状態を充電状態に切り替えるため、コイル１２に流れる電流の特徴量を解析する必要がない。加えて、コイル１２が充電に用いられる期間の割合を管理することができる。

なお、第３実施形態では、身体装着型入力装置３が電気機器の一例に相当し、切替部３６が切替手段の一例に相当する。その他は、前述した第１実施形態と同様であるため省略する。

［第４実施形態］
図１０は、第４実施形態の身体装着型入力装置４の構成図である。第４実施形態の身体装着型入力装置４も、前述した第１実施形態の身体装着型入力装置１と基本的な構成は共通する。ただし、第１実施形態の身体装着型入力装置１の切替部１６が、コイル１２に流れる電流が充電電流の特徴量を有する場合に、コイル１２の状態を充電状態に切り替えるのに対し、第４実施形態の身体装着型入力装置４の切替部４６は、蓄電部１１の蓄電残量に応じてコイル１２の状態の切り替えを行う点で相違する。その他の共通点については、第１実施形態で用いた符号を流用し、説明を省略する。

第４実施形態の身体装着型入力装置４において、切替部４６は、蓄電部１１の蓄電残量を検出する残量検出部４６１を備え、残量検出部４６１によって検出される蓄電残量に応じて計測状態／充電状態を切り替える。具体的には、例えば図１１に示すように、蓄電残量が第１しきい値以下に低下してから、第２しきい値（≧第１しきい値）以上に上昇するまでの期間を充電用期間とし、その他を計測用期間とする。なお、電力消費を低減するために、計測用期間内に計測休止期間を設けて、計測用期間を間欠的にしてもよい。

図１２は、第４実施形態の身体装着型入力装置４の切替部４６で実行される処理のフローチャートである。切替部４６は、コイル１２に流れる電流を検出すると（Ｓ４１）、蓄電部１１の蓄電残量に基づき、充電すべき状態（充電用期間内）であるか否かを判定する（Ｓ４２）。そして、充電すべき状態でないと判定した場合には（Ｓ４２：ＮＯ）、コイル１２の状態を計測状態に切り替える（Ｓ４３）。一方、充電すべき状態であると判定した場合には（Ｓ４２：ＹＥＳ）、コイル１２の状態を充電状態に切り替える（Ｓ４４）。

このような第４実施形態の身体装着型入力装置４によれば、前述した第１実施形態の身体装着型入力装置１と同様の効果が得られる。特に、第４実施形態の身体装着型入力装置４では、切替部４６は、蓄電部１１の蓄電残量が所定量以下であることを条件として、コイル１２の状態を充電状態に切り替えるため、充電の必要性に応じてコイル１２の状態を切り替えることができる。すなわち、蓄電残量が不足していなければ計測を続けることが可能である一方、蓄電残量が不足している状態では計測を行わないため、充電時間を短縮することができる。また、充放電が規則的に繰り返されるため、蓄電部１１の劣化を抑制することができるという効果も得られる。

なお、第４実施形態では、身体装着型入力装置４が電気機器の一例に相当し、切替部４６が切替手段の一例に相当する。その他は、前述した第１実施形態と同様であるため省略する。

［第５実施形態］
図１３は、第５実施形態の身体装着型入力装置５の構成図である。第５実施形態の身体装着型入力装置５も、前述した第１実施形態の身体装着型入力装置１と基本的な構成は共通する。ただし、第１実施形態の身体装着型入力装置１の切替部１６が、コイル１２に流れる電流が充電電流の特徴量を有する場合に、コイル１２の状態を充電状態に切り替えるのに対し、第５実施形態の身体装着型入力装置５の切替部５６は、当該身体装着型入力装置１がユーザの指に装着されている装着状態を検出していない場合に、コイル１２の状態を充電状態に切り替える点で相違する。その他の共通点については、第１実施形態で用いた符号を流用し、説明を省略する。

第５実施形態の身体装着型入力装置５は、ユーザの指に装着されてる装着状態を検出するための装着検出部５８を備える。装着検出部５８は、充電器９にセット（収容）された状態などと区別して装着状態を検出できる構成であればよく、例えば、光センサ、距離センサ、加速度センサなどを用いて構成することができる。つまり、第５実施形態の身体装着型入力装置５は、ユーザの指に装着されると、その指を流れる電気信号の有無に関係なく、指に装着されている装着状態を検出することができるように構成されている。

図１４は、第５実施形態の身体装着型入力装置５の切替部５６で実行される処理のフローチャートである。切替部５６は、コイル１２に流れる電流を検出すると（Ｓ５１）、ユーザの指に装着されてる装着状態であるか否かを判定する（Ｓ５２）。そして、装着状態であると判定した場合には（Ｓ５２：ＹＥＳ）、コイル１２の状態を計測状態に切り替える（Ｓ５３）。一方、装着状態でないと判定した場合には（Ｓ５２：ＮＯ）、コイル１２の状態を充電状態に切り替える（Ｓ５４）。

このような第５実施形態の身体装着型入力装置５によれば、前述した第１実施形態の身体装着型入力装置１と同様の効果が得られる。具体的には、第５実施形態の身体装着型入力装置５では、切替部５６は、装着検出部５８により装着状態が検出されていない場合に、コイル１２の状態を充電状態に切り替えるため、コイル１２が本来の目的で使用されていない状態で、コイル１２を充電のために用いることができる。

なお、第５実施形態では、身体装着型入力装置５が電気機器の一例に相当し、切替部５６が切替手段の一例に相当し、装着検出部５８が装着検出手段の一例に相当する。その他は、前述した第１実施形態と同様であるため省略する。

［第６実施形態］
図１５は、第６実施形態の身体装着型入力装置６の構成図である。第６実施形態の身体装着型入力装置６も、前述した第１実施形態の身体装着型入力装置１と基本的な構成は共通する。ただし、第１実施形態の身体装着型入力装置１の切替部１６が、コイル１２に流れる電流が充電電流の特徴量を有する場合に、コイル１２の状態を充電状態に切り替えるのに対し、第６実施形態の身体装着型入力装置６の切替部６６は、当該身体装着型入力装置１が充電器９にセットされているセット状態を検出した場合に、コイル１２の状態を充電状態に切り替える点で相違する。その他の共通点については、第１実施形態で用いた符号を流用し、説明を省略する。

第６実施形態の身体装着型入力装置６は、充電器９にセットされているセット状態を検出するための充電器検出部６９を備える。充電器検出部６９は、ユーザの指に装着された状態などと区別してセット状態を検出できる構成であればよく、例えば、物理スイッチ、光センサ、距離センサ、加速度センサなどを用いて構成することができる。さらに、充電器９側に、セット状態の検出を補助するための検出補助部９２を設けてもよい。検出補助部９２は、ユーザの指に装着された状態などと区別しやすくするものが好ましく、例えば、充電器検出部６９及び検出補助部９２を、光源（例えばＬＥＤ）及び光センサで構成したり、双方を通信装置で構成したりすることができる。つまり、第６実施形態の身体装着型入力装置６は、充電器９にセットされると、充電電力の供給の有無に関係なく、充電器９にセットされているセット状態を検出することができるように構成されている。

図１６は、第６実施形態の身体装着型入力装置６の切替部６６で実行される処理のフローチャートである。切替部６６は、コイル１２に流れる電流を検出すると（Ｓ６１）、充電器９にセットされているセット状態であるか否かを判定する（Ｓ６２）。そして、セット状態でないと判定した場合には（Ｓ６２：ＮＯ）、コイル１２の状態を計測状態に切り替える（Ｓ６３）。一方、セット状態であると判定した場合には（Ｓ６２：ＹＥＳ）、コイル１２の状態を充電状態に切り替える（Ｓ６４）。

このような第６実施形態の身体装着型入力装置６によれば、前述した第１実施形態の身体装着型入力装置１と同様の効果が得られる。具体的には、第６実施形態の身体装着型入力装置６では、切替部６６は、充電器検出部６９によりセット状態が検出されている場合に、コイル１２の状態を充電状態に切り替えるため、充電器９を用いた充電が適切に行われるようにすることができる。

なお、第６実施形態では、身体装着型入力装置６が電気機器の一例に相当し、切替部６６が切替手段の一例に相当し、充電器検出部６９が充電器検出手段の一例に相当する。その他は、前述した第１実施形態と同様であるため省略する。

［第７実施形態］
図１７は、第７実施形態の身体装着型入力装置７の構成図である。第７実施形態の身体装着型入力装置７も、前述した第１実施形態の身体装着型入力装置１と基本的な構成は共通する。ただし、第１実施形態の身体装着型入力装置１の電流計測部１４に代えて、信号印加部７７を備えている点で相違する。その他の共通点については、第１実施形態で用いた符号を流用し、説明を省略する。

身体装着型入力装置７は、ユーザの指に電気信号を印加するための電流をコイル１２に流す信号印加部７７を備える。身体装着型入力装置７が装着されたユーザの指に印加された電気信号は、身体装着型入力装置７又は別体の装置に設けられた信号検出装置により検出される。

つまり、第７実施形態の身体装着型入力装置７において、コイル１２は、ユーザの指に電気信号を印加する用途に加え、蓄電部１１から充電電力の供給を受ける用途にも流用される。そして、身体装着型入力装置７は、コイル１２の状態を、信号印加部７７に用いられる印加状態及び充電部１５に用いられる充電状態のうちの一方に切り替える切替部７６を備える。

第７実施形態の身体装着型入力装置７において、切替部７６は、コイル１２に流れる電流の特徴量を解析する特徴量解析部７６１を備え、特徴量解析部７６１の解析結果に応じて印加状態／充電状態を切り替える。具体的には、充電器９による充電中にコイル１２に流れる電流と、信号印加部７７による電気信号の印加中にコイル１２に流れる電流とは、周波数や振幅などといった特徴量が異なるように設計されており、コイル１２に流れる電流の特徴量を解析することで、その電流の発生源を判別することができる。

図１８は、第７実施形態の身体装着型入力装置７の切替部７６で実行される処理のフローチャートである。切替部７６は、コイル１２に流れる電流を検出すると（Ｓ７１）、その特徴量を解析する（Ｓ７２）。そして、コイル１２に流れる電流の特徴量が、充電器９から印加される信号に固有の特徴量でないと判定した場合には（Ｓ７２：ＮＯ）、コイル１２の状態を印加状態に切り替える（Ｓ７３）。一方、コイル１２に流れる電流の特徴量が、充電器９から印加される信号に固有の特徴量であると判定した場合には（Ｓ７２：ＹＥＳ）、コイル１２の状態を充電状態に切り替える（Ｓ７４）。

このような第７実施形態の身体装着型入力装置７によれば、前述した第１実施形態の身体装着型入力装置１と同様の効果が得られる。具体的には、第７実施形態の身体装着型入力装置７では、コイル１２が本来の目的で使用されていない状態で、コイル１２を充電のために用いることができる。

特に、電流の周波数が特徴量である場合には、切替部７６は周波数フィルタを用いて構成することができる。例えば、図１９に示すように、充電電流に固有の周波数を通過させるフィルタ７６２を介してコイル１２と充電部１５とを接続し、充電電流に固有の周波数以外の周波数を通過させるフィルタ７６３を介してコイル１２と信号印加部７７とを接続する。このようにすれば、コイル１２に流れる電流の周波数に応じてコイル１２の状態を簡素な構成で切り替えることができる。

また、コイル１２に流れる電流が充電電流の特徴量を有する場合に、コイル１２の状態を充電状態に切り替える代わりに、前述した第２実施形態のように、コイル１２に流れる電流が、ユーザの指に印加される電気信号の特徴量を有しない場合に、コイル１２の状態を充電状態に切り替えるようにしてもよい。この場合、コイル１２に流れる電流の特徴量に基づく判定に代えて、信号印加部７７により電気信号が発信されているか否かを直接検出して判定することも可能である。

なお、第７実施形態では、身体装着型入力装置７が電気機器の一例に相当し、切替部７６が切替手段の一例に相当し、信号印加部７７が印加手段の一例に相当する。その他は、前述した第１実施形態と同様であるため省略する。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

（１）上記実施形態では、指輪と同様にユーザの指を穴に挿入することで、ユーザの指に装着される電気機器（身体装着型入力装置）を例示したが、これに代えて、他の身体部位に装着するようにしてもよい。例えば、ユーザの腕を穴に挿入することで、ユーザの腕に装着される腕輪状の構成が挙げられる。また、電気機器の使用対象は人体に限定されるものではなく、例えば、ケーブルに装着して電流を検出（計測）する電流プローブのような電気機器として構成してもよい。

（２）前述した第１実施形態から第７実施形態までの各構成を組み合わせてもよい。
（２−１）例えば、第１実施形態などのようにコイル１２に流れる電流の特徴量を解析する構成と、第４実施形態のように蓄電残量を検出する構成とを組み合わせて、コイル１２に流れる電流が充電電流の特徴量を有する場合に、蓄電残量を検出して、充電すべき状態であれば充電するようにしてもよい。このようにすれば、蓄電残量をチェックする回数を減らすことができるため、省電力化を図ることができる。

（２−２）また例えば、第３実施形態のようにコイル１２の状態の切り替えを時系列的に行う構成と、第４実施形態のように蓄電残量を検出する構成とを組み合わせて、蓄電残量に基づく充電すべき状態において、時系列的に（間欠的に）充電を行うようにしてもよい。

（２−３）また例えば、第３実施形態や第４実施形態のように時系列的に又は蓄電残量に基づいてコイル１２の状態の切り替えを行う構成と、第５実施形態や第６実施形態のように装着状態やセット状態の検出を行う構成とを組み合わせて、充電器９にセットされている状態では、充電器９にセットされていない状態と比較して、充電が行われやすくなるように時系列的な条件や蓄電残量に基づく条件を切り替えるようにしてもよい。このようにすれば、充電器９にセットされている状態で急速に充電が行われるようにすることが可能となる。

１〜７…身体装着型入力装置、９…充電器、１１…蓄電部、１２…コイル、１３…コア、１４…電流計測部、１５…充電部、１６，２６，３６，４６，５６，６６，７６…切替部、２７，７７…信号印加部、５８…装着検出部、６９…充電器検出部、９１…溝部、９２…検出補助部、１６１，２６１，７６１…特徴量解析部、１６２，１６３，７６２，７６３…フィルタ、３６１…時間制御部、４６１…残量検出部

Claims

蓄電手段を内部電源として備える電気機器であって、
当該電気機器の外部における要因によって生じる磁束の変化を検出するためのコイルと、
前記コイルを通過する磁束の変化に伴い前記コイルに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記コイルに流れる電流を前記蓄電手段へ供給して前記蓄電手段を充電する充電手段と、
前記コイルの状態を、前記電流検出手段に用いられる検出状態及び前記充電手段に用いられる充電状態のうちの一方に切り替える切替手段と、
当該電気機器の外部における導体に電気信号を印加する印加手段と、
を備え、
前記切替手段は、前記コイルに流れる電流が、前記印加手段により前記電気信号が印加されている状態で前記コイルに流れる電流の特徴量を有しないことを条件として、前記コイルの状態を前記充電状態に切り替える
ことを特徴とする電気機器。
蓄電手段を内部電源として備える電気機器であって、
当該電気機器の外部における導体に電気信号を印加するためのコイルと、
前記導体に前記電気信号を印加するための電流を前記コイルに流す印加手段と、
前記コイルに流れる電流を前記蓄電手段へ供給して前記蓄電手段を充電する充電手段と、
前記コイルの状態を、前記印加手段に用いられる印加状態及び前記充電手段に用いられる充電状態のうちの一方に切り替える切替手段と、
を備え、
前記切替手段は、前記コイルに流れる電流が、前記印加手段により前記電気信号が印加されている状態で前記コイルに流れる電流の特徴量を有しないことを条件として、前記コイルの状態を前記充電状態に切り替える
ことを特徴とする電気機器。
請求項１又は請求項２に記載の電気機器であって、
前記切替手段は、前記コイルに流れる電流が、当該電気機器の充電器によって充電電力が供給されている状態で前記コイルに流れる電流の特徴量を有することを条件として、前記コイルの状態を前記充電状態に切り替える
ことを特徴とする電気機器。
蓄電手段を内部電源として備える電気機器であって、
当該電気機器の外部における要因によって生じる磁束の変化を検出するためのコイルと、
前記コイルを通過する磁束の変化に伴い前記コイルに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記コイルに流れる電流を前記蓄電手段へ供給して前記蓄電手段を充電する充電手段と、
前記コイルの状態を、前記電流検出手段に用いられる検出状態及び前記充電手段に用いられる充電状態のうちの一方に切り替える切替手段と、
を備え、
前記切替手段は、
前記コイルに流れる電流が、当該電気機器の充電器によって充電電力が供給されている状態で前記コイルに流れる電流の特徴量を有することを条件として、前記コイルの状態を前記充電状態に切り替え、
前記コイルに流れる電流の特徴量である周波数が特定の周波数である場合に前記充電手段へ供給する周波数フィルタを用いて構成されている
ことを特徴とする電気機器。
請求項４に記載の電気機器であって、
当該電気機器の外部における導体に電気信号を印加する印加手段を更に備える
ことを特徴とする電気機器。
蓄電手段を内部電源として備える電気機器であって、
当該電気機器の外部における導体に電気信号を印加するためのコイルと、
前記導体に前記電気信号を印加するための電流を前記コイルに流す印加手段と、
前記コイルに流れる電流を前記蓄電手段へ供給して前記蓄電手段を充電する充電手段と、
前記コイルの状態を、前記印加手段に用いられる印加状態及び前記充電手段に用いられる充電状態のうちの一方に切り替える切替手段と、
を備え、
前記切替手段は、
前記コイルに流れる電流が、当該電気機器の充電器によって充電電力が供給されている状態で前記コイルに流れる電流の特徴量を有することを条件として、前記コイルの状態を前記充電状態に切り替え、
前記コイルに流れる電流の特徴量である周波数が特定の周波数である場合に前記充電手段へ供給する周波数フィルタを用いて構成されている
ことを特徴とする電気機器。
請求項５又は請求項６に記載の電気機器であって、
前記切替手段は、前記印加手段により前記電気信号が印加されていないことを条件として、前記コイルの状態を前記充電状態に切り替える
ことを特徴とする電気機器。
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の電気機器であって、
前記切替手段は、充電用期間と非充電用期間とが時系列的に設定されたスケジュールに従い、前記充電用期間内であることを条件として、前記コイルの状態を前記充電状態に切り替える
ことを特徴とする電気機器。
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の電気機器であって、
前記切替手段は、前記蓄電手段の蓄電残量が所定量以下であることを条件として、前記コイルの状態を前記充電状態に切り替える
ことを特徴とする電気機器。
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の電気機器であって、
当該電気機器の使用対象に装着されてる装着状態を検出するための装着検出手段を備え、
前記切替手段は、前記装着検出手段により前記装着状態が検出されていないことを条件として、前記コイルの状態を前記充電状態に切り替える
ことを特徴とする電気機器。
請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の電気機器であって、
当該電気機器の充電器にセットされているセット状態を検出するための充電器検出手段を備え、
前記切替手段は、前記充電器検出手段により前記セット状態が検出されていることを条件として、前記コイルの状態を前記充電状態に切り替える
ことを特徴とする電気機器。