专利名称：信息处理设备、信息处理方法和信息处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及信息处理设备、信息处理方法和信息处理系统。
背景技术：
最近几年，装配有非接触通信功能的诸如IC卡和移动电话的信息处理设备已经 开始被广泛使用。作为一个示例，通过在地铁站仅仅使得装配有非接触通信功能的信息处 理设备越过在自动检票口中安装的读取器/写入器，用户就可以通过该检票口，这是非常 方便的。装配有非接触通信功能的信息处理设备和读取器/写入器例如使用具有诸如 13. 56MHz的特定频率的载波。通过使得读取器/写入器传送其上已叠加了载波信号的载波 并使得已经经由天线接收到该载波的信息处理设备使用载荷调制发回响应于所接收的载 波信号的应答信号，而在读取器/写入器和信息处理设备之间执行通信。而且，在装配有非接触通信功能的信息处理设备的领域中，还正提出用于电池等 的非接触充电的技术。作为一个示例，已提出了一种非接触功率传输系统，该系统规定功率 接收设备的额定功率并持续传送功率，使得功率传送设备的最大传输功率与功率接收设备 的额定功率匹配(例如，见日本公开专利公开号2008-206233)。
发明内容
在本发明的一个方面中，提供了一种信息处理设备，包括通信单元，用于使用具有 第一频率的第一载波来与外部设备进行无线通信。功率接收单元可使用第二频率的第二载 波来从外部设备无线接收功率，该第二频率与该第一频率不同。在本发明的另一方面中，提供了一种用于在能够与外部设备一起操作的第一设备 中使用的方法。该方法可包括检测来自该外部设备的功率传送请求信号；响应于所检测 的功率传送请求信号，向该外部设备传送用于允许开始功率传送的应答信号；从该外部设 备接收用于请求将该第一设备中的谐振电路的谐振频率从第一频率改变为第二频率的频 率改变请求信号，其中利用具有该第一频率的通信载波与该外部设备通信；响应于来自该 外部设备的频率改变请求信号，将该谐振电路的谐振频率从该第一频率改变为该第二频 率；和经由具有该第二频率的功率传送载波来接收功率。在本发明的另一方面中，提供了一种充电系统。该充电系统可包括信息处理设 备，具有第一通信单元和功率接收单元；和外部设备，具有第二通信单元和功率传送单元。 该第二通信单元可被配置为使用具有第一频率的第一载波与第一通信单元无线通信，而该 功率传送单元被配置为使用具有第二频率的第二载波向该功率接收单元无线传送功率，该第二频率与该第一频率不同。在本发明的另一方面中，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机可执行 指令，用于促使第一设备执行操作方法。所述方法可包括检测来自外部设备的功率传送请 求信号；响应于所检测的功率传送请求信号，向该外部设备传送用于允许开始功率传送的 应答信号；从该外部设备接收用于请求将该第一设备中的谐振电路的谐振频率从第一频率 改变为第二频率的频率改变请求信号，其中利用具有该第一频率的通信载波与该外部设备 通信；响应于来自该外部设备的频率改变请求信号，将该谐振电路的谐振频率从该第一频 率改变为该第二频率；和经由具有该第二频率的功率传送载波来接收功率。当在装配有非接触通信功能的信息处理设备中提供非接触充电功能时，为了使得 该设备小型化，优选的是将用于非接触通信的天线附加用于非接触充电。然而，如果在非接触充电期间使用用于非接触通信的具有13. 56MHz频率的载波， 则非接触充电期间的高输出意味着感应电压将特别高，这导致信息处理设备中为了非接触 通信而提供的电路将被损坏的风险。而且，即使在非接触充电期间使用用于非接触通信的除了 13. 56MHz之外的频率 的载波，将仍然产生感应电压，这导致向信息处理设备中为了非接触通信而提供的电路施 加感应电压和电流。如果该状态长时间持续，则存在这样的电路将被损坏的风险。根据以上描述，期望提供新颖的改善的信息处理设备、信息处理方法和信息处理 系统，其中装配有非接触通信和充电功能的信息处理设备可能安全地执行非接触充电。
图1是主要示出了根据本发明第一实施例的信息处理系统的总体配置的图；图2是可用于更详细地示出图1中示出的信息处理系统的总体配置的图；图3是图1中示出的信息处理系统所执行的第一充电/通信处理的顺序图；图4是图1中示出的信息处理系统所执行的第二充电/通信处理的顺序图；图5是图1中示出的信息处理系统所执行的第三充电/通信处理的顺序图；图6是主要示出了根据本发明第二实施例的信息处理系统的总体配置的图；图7是可用于更详细地示出图6中示出的信息处理系统的总体配置的图；图8是主要示出了根据本发明第三实施例的信息处理系统的总体配置的图；图9是可用于更详细地示出图8中示出的信息处理系统的总体配置的图；图10是图8中示出的信息处理系统所执行的充电/通信处理的顺序图；图11是主要示出了根据本发明第四实施例的信息处理系统的总体配置的图；图12是可用于更详细地示出图11中示出的信息处理系统的总体配置的图；图13是示出了用于信息处理设备装配有滤波器的情况和信息处理设备没有装配 有滤波器的情况的、根据上述第一实施例的信息处理系统的电压的数值模拟结果的图表； 禾口图14是示出了根据上述第一实施例的信息处理系统的电流的数值模拟结果的两 个图表，一个用于信息处理设备装配有滤波器的情况，而另一个用于信息处理设备没有装 配有滤波器的情况。
具体实施例方式其后，将参考附图来详细描述本发明的优选实施例。应注意的是，在该说明书和附 图中，具有基本相同功能和结构的结构元件用相同附图标记表示，并且省略这些结构元件 的重复解释。按照下面指示的顺序来描述本发明的实施例。1.信息处理系统(第一实施例)2.第一充电/通信处理3.第二充电/通信处理4.第三充电/通信处理5.信息处理系统(第二实施例)6.信息处理系统(第三实施例)7.充电/通信处理8.信息处理系统(第四实施例)9.数值模拟结果1.信息处理系统(第一实施例)首先，将描述根据本发明第一实施例的信息处理系统。图1是主要示出了根据当 前实施例的信息处理系统的总体配置的图。在图1中，信息处理系统1000包括装配有读取器/写入器功能的充电设备100和 装配有非接触通信功能的例如移动电话的信息处理设备200。要注意的是，充电设备100是 本发明的“第一信息处理设备”的一个示例，而信息处理设备200是本发明的“第二信息处 理设备”的一个示例。充电设备100包括功率传送单元102、通信单元104、振荡单元106、和分频单元 108。功率传送单元102使用图2中示出的充电设备100中提供的线圈LO来向信息处理设 备200传送功率，这稍后进行描述。通信单元104使用图2中示出的线圈LO来与信息处理 设备200通信。振荡单元106生成具有例如27. 12MHz频率的交流电。分频单元108对振 荡单元106生成的交流电进行划分。通信单元104将对通信期间振荡单元106所生成的27. 12MHz频率的交流电进行 分频所产生的具有13. 56MHz频率的交流电用作载波。要注意的是，13. 56MHz频率是本发明 的“第一频率”的一个示例。在功率传送期间，功率传送单元102使用例如6. 78MHz频率的 交流电，这是由分频单元108对通过划分振荡单元106所生成的27. 12MHz频率的交流电而 产生的13. 56MHz频率的交流电进行进一步划分所产生的。要注意的是，6. 78MHz频率是本 发明的“第二频率”的一个示例，其是第一频率的次谐波。信息处理设备200包括功率接收单元202、通信单元204、移动通信单元206、振荡 单元208、210和天线212。功率接收单元202使用图2中示出的信息处理设备200中提供 的线圈Ll来从充电设备100接收功率，这稍后进行描述。通信单元204使用图2中示出的 线圈Ll来与充电设备100通信。移动通信单元206使用天线212和与移动电话网(未示 出)相连的基站300通信。振荡单元208生成具有例如27. 12MHz频率的交流电。振荡单 元210生成具有例如19. 2MHz频率的交流电。通信单元204将对通信期间振荡单元208所生成的27. 12MHz频率的交流电进行分频所产生的13. 56MHz频率的交流电用作载波。移动通信单元206将通信期间振荡单元 210所生成的19. 2MHz频率的交流电用作载波。在该信息处理系统1000中，充电设备100和信息处理设备200能够进行非接触通 信和非接触充电。接下来，将更详细地描述图1中示出的信息处理系统1000的配置。图2是可用于 更详细地示出图1中示出的信息处理系统1000的总体配置的图。在图2中，充电设备100包括天线110、控制单元112、振荡器118、分频器120、和 适配器122。天线110包括线圈L0。控制单元112控制充电设备100的各组件。控制单元 112还包括通信控制单元114和功率传送控制单元116。振荡器118是生成例如27. 12MHz 频率的交流电的诸如晶体振荡器的振荡器。分频器120对振荡器118生成的27. 12MHz频率 的交流电进行划分，以生成13. 56MHz频率的交流电和6. 78MHz频率的交流电。适配器122 与AC电源302相连，并向充电设备100的各组件供电。信息处理设备200包括其中线圈Ll和电容器Cl并联连接的谐振电路214、集成 电路(“IC”)芯片216、218、电池220、滤波器222、和用于激活或禁止(deactivate)电容 器C2的开关(SW)224。要注意的是，Sff 2M是本发明的“设置单元”的一个示例。在谐振 电路214中，将13. 56MHz频率设置为谐振频率。IC芯片216是用于非接触通信的电路。IC 芯片218是用于对电池220充电的电路。电池220存储从充电设备100传送的功率。电池 220还向信息处理设备200的各组件供应所存储的功率。利用特定截止频率来设置滤波器 222。例如，如果当充电设备100传送功率时使用6. 78MHz频率交流电，则在滤波器222中 设置6. 78MHz截止频率。IC芯片218包括感测电路2 和SW切换电路228。感测电路2 检测特定频率 的信号。例如，如果当充电设备100传送功率时使用6. 78MHz频率交流电，则感测电路2 检测6. 78MHz频率交流电。SW切换电路2 是本发明的“设置单元”的一个示例并控制SW 2M的通/断切换。当SW 2M接通时，连接电容器C2并在特定频率处设置谐振电路214的 谐振频率。例如，如果充电设备100在功率传送期间使用6. 78MHz频率交流电，则以6. 78MHz 频率来设置谐振电路214的谐振频率，同时连接电容器C2。要注意的是，尽管IC芯片216 和IC芯片218在本实施例中是单独IC芯片，但是IC芯片216和IC芯片218可由同一 IC 芯片实现。2.第一充电/通信处理接下来，将描述图1中示出的信息处理系统1000所执行的第一充电/通信处理。 图3是图1中示出的信息处理系统1000所执行的第一充电/通信处理的顺序图。在图3中，首先，充电设备100的功率传送控制单元116开始轮询，即，功率传送控 制单元116通过例如按照特定间隔向外部传送具有6. 78MHz频率的对于开始功率传送的请 求信号，来开始搜索信息处理设备200 (步骤S3(^)。充电设备100的功率传送控制单元116 其后向信息处理设备200传送具有6. 78MHz频率的请求信号(步骤S304)。接下来，信息处理设备200的感测电路2 检测在步骤S304中传送的具有 6. 78MHz频率的对于开始功率传送的请求信号(步骤S306)。此后，信息处理设备200的IC芯片218向充电设备100传送用于允许开始功率传 送的应答信号，作为对于在步骤S304中传送的请求信号的响应(步骤S308)。
接下来，充电设备100的功率传送控制单元116向信息处理设备200传送具有 6. 78MHz频率的对于改变信息处理设备200的谐振电路214的谐振频率的请求信号(步骤 S310)。此后，基于在步骤S310中传送的请求信号，信息处理设备200的SW切换电路2 接通SW 224，以将谐振电路214的谐振频率从13. 56MHz频率改变为6. 78MHz频率(步骤 S312)。接下来，信息处理设备200的IC芯片218向充电设备100传送应答信号，作为对 于在步骤S310中传送的请求信号的响应(步骤S314)。此后，充电设备100的功率传送控制单元116使用具有6. 78MHz频率的交流电开 始向信息处理设备200传送功率(步骤S316)。充电设备100的功率传送控制单元116其 后向信息处理设备200传送功率(步骤S318)并且当前处理结束。根据图3中示出的第一充电/通信处理，充电设备100的功率传送控制单元116 使用6. 78MHz频率向信息处理设备200传送用于开始功率传送的请求信号、用于改变谐 振频率的请求信号、以及功率。这里，由于信息处理设备200装配有其截止频率被设置为 6. 78MHz的滤波器222，所以滤波器222阻止了具有6. 78MHz频率的交流电。通过这样做， 在非接触充电期间，可能抑制向IC芯片216(或者换言之，用于非接触通信的电路)施加的 载荷。如果例如执行一次非接触通信花费最多一分钟并且一天执行10次非接触通信，则由 于非接触通信，将最多一天10分钟向用于非接触通信的电路施加载荷。相反，如果例如用 户无意或有意将信息处理设备200留在充电设备100上达到半天、一天、几天、或者甚至几 个月，则由于非接触充电，将长时间向用于非接触通信的电路施加载荷。根据当前实施例， 由于可能抑制向IC芯片216(或者换言之，非接触充电期间用于非接触通信的电路)施加 的载荷，所以即使当非接触充电状态长时间持续时，也可能防止用于非接触通信的电路受 到损坏。这意味着可安全地执行非接触充电。要注意的是，尽管该信息处理设备200在当前实施例中装配有其截止频率被设置 为6. 78MHz的滤波器222，但是该信息处理设备200中提供的滤波器可以是除了其谐波分量 之外仅使得用于通信的频率(例如，具有13. 56MHz频率的信号或基带信号)通过的任何滤 波器。要注意的是，尽管在当前实施例中由充电设备100传送功率，但是例如装配有非 接触通信功能的移动电话的信息处理设备也可能传送功率。要注意的是，尽管在当前实施例中当充电设备100传送功率时使用6. 78MHz频 率的交流电，但是优选的是，使用较低次谐波频率的交流电，例如通过更大分频比产生的 3. 39MHz频率。例如，根据辐射保护标准，通常可能与高频输出相比安全地增加低频输出。 通过这样做，由于充电设备100可能安全传送具有高输出的功率，所以可改善充电效率。3.第二充电/通信处理接下来，将描述图1中示出的信息处理系统1000所执行的第二充电/通信处理。 图4是图1中示出的信息处理系统1000所执行的第二充电/通信处理的顺序图。在图3 中示出的第一充电/通信处理之后，执行当前处理。在图4中，首先，充电设备100的通信控制单元114向信息处理设备200传送用于 开始非接触通信的请求信号(步骤S402)。
接下来，信息处理设备200的IC芯片218向充电设备100传送响应于在步骤S402 中传送的请求信号的用于允许开始通信的应答信号(步骤S404)。此后，充电设备100的通信控制单元114向信息处理设备200传送用于改变信息 处理设备200的谐振电路214的谐振频率的请求信号(步骤S406)。接下来，基于在步骤S406中传送的请求信号，信息处理设备200的SW切换电路 228关断SW 224，以将谐振电路214的谐振频率从6. 78MHz频率改变为13. 56MHz频率(步 骤 S408)。此后，信息处理设备200的IC芯片218向充电设备100传送应答信号作为对于在 步骤S406中传送的请求信号的响应(步骤S410)。此后，充电设备100的通信控制单元114使用具有13. 56MHz频率的载波开始与信 息处理设备200的非接触通信(步骤S4U)。充电设备100的通信控制单元114然后向信 息处理设备200传送信号(步骤S414)并且当前处理结束。根据图4中示出的第二充电/通信处理，在信息处理系统1000中，当在非接触充 电之后执行非接触通信时，信息处理设备200的谐振电路214的谐振频率从非接触充电期 间所改变到的6. 78MHz频率改变为13. 56MHz频率。因此，甚至在非接触充电之后也可能可 靠地执行非接触通信。4.第三充电/通信处理接下来，将描述图1中示出的信息处理系统1000所执行的第三充电/通信处理。 图5是图1中示出的信息处理系统1000所执行的第三充电/通信处理的顺序图。在图5中，首先，信息处理设备200的IC芯片218请求充电设备100传送功率(步 骤 S502)。接下来，充电设备100的功率传送控制单元116将使用的交流电的频率从通信期 间使用的13. 56MHz频率改变为例如6. 78MHz (步骤S504)。此后，充电设备100的功率传送控制单元116开始轮询，即，功率传送控制单元116 通过按照特定间隔向外部传送具有6. 78MHz频率的对于开始功率传送的请求信号，来开始 搜索信息处理设备200 (步骤S506)。充电设备100的功率传送控制单元116其后向信息处 理设备200传送具有6. 78MHz频率的请求信号(步骤S508)。接下来，信息处理设备200的感测电路2 检测在步骤S508中传送的具有 6. 78MHz频率的用于开始功率传送的请求信号(步骤S510)。此后，信息处理设备200的IC芯片218响应于在步骤S508中传送的请求信号向 充电设备100传送用于允许开始功率传送的应答信号(步骤S512)。接下来，充电设备100的功率传送控制单元116向信息处理设备200传送用于改 变信息处理设备200的谐振电路214的谐振频率的具有6. 78MHz频率的请求信号(步骤 S514)。此后，基于在步骤S514中传送的请求信号，信息处理设备200的SW切换电路2 接通SW 224，以将谐振电路214的谐振频率从13. 56MHz频率改变为6. 78MHz频率(步骤 S516)。接下来，信息处理设备200的IC芯片218向充电设备100传送应答信号作为对于 在步骤S514中传送的请求信号的响应(步骤S518)。
此后，充电设备100的功率传送控制单元116使用具有6. 78MHz频率的交流电开 始向信息处理设备200传送功率(步骤S520)。充电设备100的功率传送控制单元116其 后向信息处理设备200传送功率(步骤S522)并且当前处理结束。根据图5中示出的第三充电/通信处理，在从信息处理设备200接收到功率传送 请求之后，充电设备100的功率传送控制单元116将使用的交流电的频率从通信期间使用 的13. 56MHz改变为6. 78MHz。除了功率之外，功率传送控制单元116然后使用6. 78MHz频 率向信息处理设备200传送对于开始功率传送的请求信号和对于改变谐振频率的请求信 号。这里，由于信息处理设备200装配有其截止频率被设置为6. 78MHz的滤波器222，所以 滤波器222阻止具有6. 78MHz频率的交流电。通过这样做，由于可能抑制施加到IC芯片 216(或者换言之，非接触充电期间用于非接触通信的电路)的载荷，所以即使当非接触充 电状态长时间持续时，也可能防止用于非接触通信的电路受到损坏。这意味着可安全地执 行非接触充电。5.信息处理系统(第二实施例)接下来，将描述根据本发明第二实施例的信息处理系统。图6是主要示出了根据 当前实施例的信息处理系统的总体配置的图。根据当前实施例的信息处理系统与上述第一 实施例的不同之处在于，其包括装配有非接触通信功能的例如移动电话的信息处理设备代 替充电设备100，使得这样的信息处理设备传送功率，并还通过使用移动通信单元的振荡单 元所生成的交流电来传送功率。在图6中，信息处理系统2000包括装配有非接触通信功能的例如移动电话的信息 处理设备600、200。要注意的是，信息处理设备600是用于本发明的“第一信息处理设备” 的一个示例，而信息处理设备200是用于本发明的“第二信息处理设备”的一个示例。信息处理设备600包括功率传送单元602、通信单元604、移动通信单元606、振荡 单元608、630、和分频单元632。功率传送单元602使用图7中示出的该信息处理设备600 中提供的线圈LO来向信息处理设备200传送功率，这稍后进行描述。通信单元204使用图 7中示出的线圈LO来与信息处理设备200通信。移动通信单元206使用天线634和与移动 电话网(未示出)相连的基站304通信。振荡单元608生成具有例如27. 12MHz频率的交 流电。振荡单元630生成具有例如19. 2MHz频率的交流电。要注意的是，19. 2MHz频率是用 于本发明的“第三频率”的一个示例。分频单元632对该振荡单元630所生成的交流电进 行划分。通信单元604将对通信期间由振荡单元608生成的27. 12MHz频率的交流电进行 分频所产生的具有13. 56MHz频率的交流电用作载波。功率传送单元602使用具有例如由 分频单元632对功率传送期间由振荡单元630生成的具有19. 2MHz频率的交流电进行分频 而产生的具有4. 8MHz频率的交流电。移动通信单元606将通信期间由振荡单元630生成 的具有19. 2MHz频率的交流电用作载波。信息处理设备200包括功率接收单元202、通信单元204、移动通信单元206、振荡 单元208、210、和天线212。功率接收单元202使用图7中示出的信息处理设备200中提供 的线圈Ll来接收从信息处理设备600传送的功率，这稍后进行描述。通信单元204使用图 7中示出的线圈Ll来与信息处理设备600通信。移动通信单元206使用天线212和与移动 电话网(未示出)相连的基站300通信。振荡单元208生成具有例如27. 12MHz频率的交流电。振荡单元210生成具有例如19. 2MHz频率的交流电。通信单元204将对通信期间由振荡单元208生成的27. 12MHz频率的交流电进行 划分所产生的具有13. 56MHz频率的交流电用作载波。移动通信单元206将通信期间由振 荡单元210生成的19. 2MHz频率的交流电用作载波。在信息处理系统2000中，信息处理设备600和信息处理设备200能够进行非接触 通信和非接触充电。接下来，将更详细地描述图6中示出的信息处理系统2000的配置。图7是可用于 更详细地示出图6中示出的信息处理系统2000的总体配置的图。在图7中，信息处理设备600包括天线610、控制单元612、振荡器618、624、分频器 620、626、和适配器622。天线610包括线圈L0。控制单元612控制信息处理设备600的各 组件。控制单元612还包括通信控制单元614和功率传送控制单元616。振荡器618是生 成例如27. 12MHz频率的交流电的诸如晶体振荡器的振荡器。分频器620对振荡器618生 成的27. 12MHz频率的交流电进行划分，以生成13. 56MHz频率的交流电。振荡器6M是生 成例如19. 2MHz频率的交流电的诸如晶体振荡器的振荡器。分频器6 对振荡器6M生成 的19. 2MHz频率的交流电进行划分，以生成例如4. 8MHz频率的交流电。要注意的是，分频 器6 可以是能够划分各频率的交流电以产生各个其他频率的可编程分频器。适配器622 与AC电源306相连，并向信息处理设备600的各组件供电。信息处理设备200包括其中线圈Ll和电容器Cl并联连接的谐振电路214、IC芯 片216、218、电池220、滤波器222、和用于激活或禁止电容器C2的开关(SW) 224。在谐振电 路214中，将13. 56MHz频率设置为谐振频率。IC芯片216是用于非接触通信的电路。IC 芯片218是用于对电池220充电的电路。电池220存储从信息处理设备600传送的功率。 电池220还向信息处理设备200的各组件供应所存储的功率。利用特定截止频率来设置滤 波器222。例如，如果当信息处理设备600传送功率时使用4. 8MHz频率(其是图示的第三 频率19. 2MHz的次谐波)的交流电，则在滤波器222中设置4. 8MHz截止频率。IC芯片218包括感测电路2 和SW切换电路228。感测电路2 检测特定频率 的信号。例如，如果当信息处理设备600传送功率时使用4. 8MHz频率交流电，则感测电路 2 检测具有4. 8MHz频率的信号。SW切换电路2 控制SW 2 的通/断切换。当接通SW 224时，连接电容器C2并在特定频率处设置谐振电路214的谐振频率。例如，如果信息处理 设备600在功率传送期间使用4. 8MHz频率交流电，则以4. 8MHz频率来设置谐振电路214 的谐振频率，同时连接电容器C2。根据当前实施例，信息处理设备600的功率传送控制单元616使用4. 8MHz频率向 信息处理设备200传送对于开始功率传送的请求信号、对于改变谐振频率的请求信号、以 及功率。这里，由于信息处理设备200包括其截止频率被设置为4. 8MHz的滤波器222，所以 滤波器222阻止具有4. 8MHz频率的交流电。通过这样做，由于可能抑制向IC芯片216(或 者换言之，非接触充电期间用于非接触通信的电路)施加的载荷，所以即使当非接触充电 状态长时间持续时，也可能防止用于非接触通信的电路受到损坏。这意味着可安全地执行 非接触充电。另外，根据当前实施例，如果信息处理设备600的功率传送控制单元616使用通过 对从与生成具有13. 56MHz频率的载波的振荡器618不同的振荡器6M生成的交流电进行分频所产生的具有4. 8MHz频率的交流电，则在非接触通信期间在谐振电路214中设置的 13. 56MHz的谐振频率处或附近产生谐波分量变得困难。通过这样做，可能进一步抑制施加 到IC芯片216(或者换言之，非接触充电期间用于非接触通信的电路)的载荷。6.信息处理系统(第三实施例)接下来，将描述根据本发明第三实施例的信息处理系统。图8是主要示出了根据 当前实施例的信息处理系统的总体配置的图。根据当前实施例的信息处理系统与上述第一 实施例的不同之处在于，该充电设备装配有多个振荡单元，并且基于从信息处理设备传送 的功率传送请求中包括的频率信息，来从多个频率中选择当充电设备传送功率时所使用的 交流电的频率。在图8中，信息处理系统3000包括装配有读取器/写入器功能的充电设备700和 装配有非接触通信功能的例如移动电话的信息处理设备800。要注意的是，充电设备700是 用于本发明的“第一信息处理设备”的一个示例，而信息处理设备800是用于本发明的“第 二信息处理设备”的一个示例。充电设备700包括功率传送单元702、通信单元704、振荡单元706、730、和分频单 元708、732。功率传送单元702使用图9中示出的并在该充电设备700中提供的线圈LO来 向信息处理设备800传送功率，这稍后进行描述。通信单元704使用图9中示出的线圈LO 来与信息处理设备800通信。振荡单元706生成具有例如27. 12MHz频率的交流电。分频 单元708对振荡单元706所生成的交流电进行划分。振荡单元730生成具有与该振荡单元 706所生成的交流电的频率不同的频率的交流电。分频单元732对振荡单元730所生成的 交流电进行划分。要注意的是，在当前实施例中，充电设备700可进一步包括其他振荡单元 和分频单元。通信单元704将对通信期间由振荡单元706生成的27. 12MHz频率的交流电进行 分频所产生的具有13. 56MHz频率的交流电用作载波。要注意的是，13. 56MHz频率是用于本 发明的“第一频率”的一个示例。功率传送单元702能够选择在功率传送期间使用的交流电 的频率。作为一个示例，作为在功率传送期间使用的交流电，功率传送单元702能够选择具 有例如由分频单元708对振荡单元706生成的27. 12MHz频率进行分频而产生的13. 56MHz 频率的交流电进行进一步分频而产生的6. 78MHz频率的交流电、或分频单元732对振荡单 元730生成的交流电进行分频所产生的交流电。要注意的是，6. 78MHz频率是用于本发明的 “第二频率”的一个示例。信息处理设备800包括功率接收单元802、通信单元804、移动通信单元806、振荡 单元808、810、和天线812。功率接收单元802使用图9中示出的信息处理设备800中提供 的线圈Ll来接收从充电设备100传送的功率，这稍后进行描述。通信单元804使用图9中 示出的线圈Ll来与充电设备700通信。通信单元804向充电设备700传送包括用于指定 要在功率传送期间使用的交流电的频率的频率信息的功率传送请求。移动通信单元206使 用天线812和与移动电话网(未示出)相连的基站308通信。振荡单元808生成具有例如 27. 12MHz频率的交流电。振荡单元810生成具有例如19. 2MHz频率的交流电。通信单元804将对通信期间由振荡单元808生成的27. 12MHz频率的交流电进行 分频所产生的13. 56MHz频率的交流电用作载波。移动通信单元806将通信期间由振荡单 元810生成的19. 2MHz频率的交流电用作载波。
在该信息处理系统3000中，充电设备700和信息处理设备800能够进行非接触通 信和非接触充电。接下来，将更详细地描述图8中示出的信息处理系统3000的配置。图9是可用于 更详细地示出图8中示出的信息处理系统3000的总体配置的图。在图9中，充电设备700包括天线710、控制单元712、振荡器718、724、分频器720、 726、和适配器722。天线710包括线圈L0。控制单元712控制充电设备700的各部件。控 制单元712还包括通信控制单元714和功率传送控制单元716。振荡器718是生成具有例 如27. 12MHz频率的交流电的诸如晶体振荡器的振荡器。分频器720对振荡器718生成的 27. 12MHz频率的交流电进行划分，以生成13. 56MHz频率的交流电。振荡器7 是生成具 有与振荡器718所生成的交流电频率不同频率的交流电的诸如晶体振荡器的振荡器。分频 器7 对振荡器7M生成的交流电进行划分。要注意的是，分频器7 可以是能够对各种 频率交流电进行划分以产生各种其他频率的可编程分频器。适配器722与AC电源310相 连，并向充电设备700的各组件供电。要注意的是，在当前实施例中，充电设备700可进一 步包括其他振荡器和分频器。信息处理设备800包括其中线圈Ll和电容器Cl并联连接的谐振电路814、IC芯 片816、818、电池820、滤波器822、和用于激活或禁止电容器C2的开关(SW)824。在谐振电 路814中，将13. 56MHz频率设置为谐振频率。IC芯片816是用于非接触通信的电路。IC 芯片818是用于对电池820充电的电路。电池820存储从充电设备700传送的功率。电池 820还向信息处理设备800的各组件供应所存储的功率。利用特定截止频率来设置滤波器 822。例如，如果当充电设备700传送功率时选择并使用具有4. 8MHz频率的交流电或具有 与这样的频率不同的频率的交流电，则在滤波器822中设置用于阻止所选择的频率的交流 电的截止频率。IC芯片818包括感测电路拟6和SW切换电路828。感测电路拟6检测特定频率 的信号。例如，如果当充电设备700传送功率时使用具有4. 8MHz频率的交流电，则感测电 路拟6检测具有4. 8MHz频率的信号。SW切换电路拟8控制SW拟4的通/断切换。当接通 Sff拟4时，连接电容器C2并在特定频率处设置谐振电路814的谐振频率。例如，如果在充 电设备700传送功率时使用具有4. 8MHz频率的交流电，则以4. 8MHz频率来设置谐振电路 814的谐振频率，同时连接电容器C2。7.充电/通信处理接下来，将描述由图8中示出的信息处理系统3000执行的充电/通信处理。图10 是图8中示出的信息处理系统3000所执行的充电/通信处理的顺序图。在图10中，首先，信息处理设备800的IC芯片818向充电设备700传送包括用于 指定要在充电期间使用的交流电的频率的频率信息的功率传送请求(步骤S602)。接下来，基于在步骤S602中接收的功率传送请求中包括的频率信息，充电设备 700的功率传送控制单元716选择要在充电期间使用的交流电的频率(步骤S604)。例如， 当该频率信息是与振荡器718生成的交流电的频率对应的频率信息时，功率传送控制单元 716选择该振荡器718所生成的交流电作为要在充电期间使用的交流电。作为选择，当该频 率信息是与振荡器7M所生成的交流电的频率对应的频率信息时，功率传送控制单元716 选择该振荡器7M所生成的交流电作为要在充电期间使用的交流电。
接下来，充电设备700的功率传送控制单元716开始轮询，即，功率传送控制单元 716通过按照特定间隔向外部传送具有在步骤S604中选择的频率的对于开始功率传送的 请求信号，来开始搜索信息处理设备800 (步骤S606)。步骤S604中选择的频率是本发明的 “第四频率”的一个示例。充电设备700的功率传送控制单元716其后向信息处理设备800 传送具有在步骤S604中选择的频率的请求信号(步骤S608)。此后，信息处理设备800的感测电路拟6检测在步骤S608中传送的具有在步骤 S604中选择的频率的对于开始功率传送的请求信号(步骤S610)。接下来，信息处理设备800的IC芯片818向充电设备700传送用于允许开始功率 传送的应答信号，作为对于在步骤S402中传送的请求信号的响应(步骤S612)。此后，充电设备700的功率传送控制单元716向信息处理设备800传送具有在步 骤S604中选择的频率的对于改变信息处理设备800的谐振电路814的谐振频率的请求信 号(步骤S614)。接下来，基于在步骤S614中传送的请求信号，信息处理设备800的SW切换电路 828接通SW 824，以将谐振电路814的谐振频率从13. 56MHz频率改变为在步骤S604中选 择的频率(步骤S616)。此后，信息处理设备800的IC芯片818向充电设备700传送应答信号，作为对于 在步骤S614中传送的请求信号的响应(步骤S618)。接下来，充电设备700的功率传送控制单元716使用具有在步骤S604中选择的频 率的交流电开始向信息处理设备800传送功率(步骤S620)。充电设备700的功率传送控 制单元716其后向信息处理设备800传送功率(步骤S622)，并且当前处理结束。根据图10中示出的充电/通信处理，充电设备700的功率传送控制单元716基于 在从信息处理设备800接收的功率传送请求中包括的频率信息，来选择在充电期间使用的 交流电的频率。功率传送控制单元716使用所选择的频率向信息处理设备800传送用于开 始功率传送的请求信号、用于改变谐振频率的请求信号、以及功率。这里，由于信息处理设 备800装配有其截止频率被设置为使得阻止该充电设备700的功率传送控制单元716可选 择的频率的交流电的滤波器822，所以滤波器822阻止所选择的频率的交流电。通过这样 做，由于可能抑制向IC芯片816(或者换言之，非接触充电期间用于非接触通信的电路)施 加的载荷，所以即使当非接触充电长时间持续时，也可能防止用于非接触通信的电路受到 损坏。这意味着可安全地执行非接触充电。8.信息处理系统(第四实施例)接下来，将描述根据本发明第四实施例的信息处理系统。图11是主要示出了根据 当前实施例的信息处理系统的总体配置的图。根据当前实施例的信息处理系统与上述第一 实施例的不同之处在于，取代信息处理设备200，包括IC卡作为装配有非接触通信功能的 信息处理设备。在图11中，信息处理系统4000包括主要装配有读取器/写入器功能的充电设备 100和作为装配有非接触通信功能的信息处理设备的IC卡900。充电设备100包括功率传送单元102、通信单元104、振荡单元106、和分频单元 108。功率传送单元102使用图12中示出的该充电设备100中提供的线圈LO来向外部传 送功率，这稍后进行描述。通信单元104使用图12中示出的线圈LO来与IC卡900通信。振荡单元106生成具有例如27. 12MHz频率的交流电。分频单元108对振荡单元106所生 成的交流电进行划分。通信单元104将对通信期间由振荡单元106生成的具有27. 12MHz频率的交流电 进行分频所产生的具有13. 56MHz频率的交流电用作载波。在功率传送期间，功率传送单元 102使用例如由分频单元108对振荡单元106生成的27. 12MHz频率的交流电进行分频产生 的13. 56MHz频率的交流电进行进一步分频而产生的6. 78MHz频率的交流电。IC卡900包括通信单元902。通信单元902使用图12中示出的线圈Ll来与充电 设备100通信。在信息处理系统4000中，充电设备100和IC卡900能够进行非接触通信。接下来，将更详细地描述图11中示出的信息处理系统4000的配置。图12是可用 于更详细地示出图11中示出的信息处理系统4000的总体配置的图。在图12中，充电设备100包括天线110、控制单元112、振荡器118、分频器120、 和适配器122。天线110包括线圈L0。控制单元112控制充电设备100的各部件。控制 单元112还包括通信控制单元114和功率传送控制单元116。振荡器118是生成具有例 如27. 12MHz频率的交流电的诸如晶体振荡器的振荡器。分频器120对振荡器118生成的 27. 12MHz频率的交流电进行划分，以生成13. 56MHz频率的交流电和6. 78MHz频率的交流 电。适配器122与AC电源302相连，并向充电设备700的各组件供电。IC卡900包括其中线圈Ll和电容器Cl并联连接的谐振电路904、IC芯片906、和 滤波器908。在谐振电路904中，将13. 56MHz频率设置为谐振频率。IC芯片906是用于非 接触通信的电路。利用特定截止频率来设置滤波器908。例如，如果当充电设备100传送功 率时使用具有6. 78MHz频率的交流电，则在滤波器908中设置6. 78MHz的截止频率。根据当前实施例，充电设备100的功率传送控制单元116使用6. 78MHz频率向外 部传送对于开始功率传送的请求信号、对于改变谐振频率的请求信号、以及功率。这里，由 于可能没必要充电的IC卡900装配有其截止频率被设置为6. 78MHz的滤波器908，所以滤 波器908阻止具有6. 78MHz频率的交流电。通过这样做，即使当向可能没必要充电的IC卡 900传送具有6. 78MHz频率的信号时，也可能抑制向IC芯片906 (或者换言之，用于非接触 通信的电路)施加的载荷。这意味着可能防止用于非接触通信的电路受到破坏。9.数值模拟的结果接下来，将针对其中信息处理设备200装配有滤波器222的情况以及信息处理设 备200没有装配有滤波器222的情况，描述根据上述第一实施例的信息处理系统1000的数 值模拟的结果。图13是示出了用于信息处理设备200装配有滤波器222的情况和信息处 理设备200没有装配有滤波器222的情况的、根据上述第一实施例的信息处理系统1000的 电压的数值模拟结果的图表。图14是示出了针对其中信息处理设备200装配有滤波器222 的情况以及信息处理设备200没有装配有滤波器222的情况的、根据上述第一实施例的信 息处理系统1000的电流的数值模拟结果的两个图表。要注意的是，在该数值模拟中，计算 充电设备100在功率传送期间在IC芯片216中的整流之后的电压和电流的值。如图13中所示，当信息处理设备200没有装配有滤波器222时(标示为图13中 的“无滤波器”)，将1. 5V电压计算为涌入电压并将大约0. 86V的电压计算为其后的电压。 相反，当信息处理设备200装配有滤波器222时(标示为图13中的“装配有滤波器”)，计算出大约0. 09V的电压，在模拟中没有发现明显涌入电压。如图14中所示，当信息处理设备200没有装配有滤波器222时(标示为图14中 的“无滤波器”)，将25mA电流计算为涌入电流并将大约2. 8mA的电流计算为其后的电流。 相反，当信息处理设备200装配有滤波器222时(标示为图14中的“装配有滤波器”)，计 算出大约ImA的电流，在模拟中没有发现明显涌入电流。根据图13和14中示出的数值模拟的结果，可以理解，与信息处理设备200没有装 配有滤波器222时相比，当提供滤波器222时，可能降低IC芯片216中的电压和电流的值， 这意味着可能可靠地抑制向IC芯片216(或者换言之，用于非接触通信的电路)施加的载 荷。尽管已经参考附图详细描述了本发明的优选实施例，但是本发明不限于以上实施 例。本领域技术人员应理解的是，可以取决于设计需求和其他因素，而进行各种修改、组合、 子组合和替换，只要它们落入所附权利要求或其等效的范围内即可。
权利要求
1.一种信息处理设备，包括通信单元，用于使用具有第一频率的第一载波来与外部设备进行无线通信；和功率接收单元，用于使用第二频率的第二载波来从该外部设备无线接收功率，该第二 频率与该第一频率不同。
2.根据权利要求1的信息处理设备，其中该第二频率是该第一频率的谐波或次谐波。
3.根据权利要求2的信息处理设备，其中该第一频率为大约13.56MHz。
4.根据权利要求3的信息处理设备，其中该第二频率为大约3.39MHz或大约6. 78MHz。
5.根据权利要求1的信息处理设备，其中该第二频率是第三频率的次谐波，该第三频 率为大约27. 12MHz ο
6.根据权利要求1的信息处理设备，其中该第二频率是第三频率的次谐波，该第二频 率为4. 8MHz而该第三频率为19. 2MHz。
7.根据权利要求1的信息处理设备，还包括集成电路芯片和滤波器，该滤波器被安排 和配置为抑制该第二载波施加到该集成电路芯片。
8.根据权利要求1的信息处理设备，还包括设置单元，用于基于向或从该外部设备传 递的频率信息来设置该第二频率。
9.一种用于在能够与外部设备一起操作的第一设备中使用的方法，该方法包括检测来自该外部设备的功率传送请求信号；响应于所检测的功率传送请求信号，而向该外部设备传送用于允许开始功率传送的应 答信号；从该外部设备接收用于请求将该第一设备中的谐振电路的谐振频率从第一频率改变 为第二频率的频率改变请求信号，其中利用具有该第一频率的通信载波与该外部设备通响应于来自该外部设备的频率改变请求信号，将该谐振电路的谐振频率从该第一频率 改变为该第二频率；和经由具有该第二频率的功率传送载波来接收功率。
10.根据权利要求9的方法，其中该第二频率是该第一频率的谐波或次谐波。
11.根据权利要求10的方法，其中该第一频率为大约13.56MHz。
12.根据权利要求11的方法，其中该第二频率为大约3.39MHz或大约6. 78MHz。
13.根据权利要求9的方法，其中该第二频率是第三频率的次谐波，该第三频率为大约 27.12MHz。
14.根据权利要求9的方法，其中该第一设备包括集成电路芯片，并且该方法还包括抑 制功率传送载波施加到该集成电路芯片。
15.根据权利要求9的方法，其中该功率传送请求信号、该应答信号、和该频率改变请 求信号中的至少一个具有该第一频率。
16.根据权利要求9的方法，其中利用同一谐振电路，用于经由该通信载波来接收通信 并用于经由该功率传送载波来接收功率。
17.一种充电系统，包括信息处理设备，具有第一通信单元和功率接收单元；和 外部设备，具有第二通信单元和功率传送单元，其中该第二通信单元被配置为使用具有第一频率的第一载波与第一通信单元无线通 信，而该功率传送单元被配置为使用具有第二频率的第二载波向该功率接收单元无线传送 功率，该第二频率与该第一频率不同。
18.据权利要求17的充电系统，其中该第二频率是该第一频率的谐波或次谐波。
19.根据权利要求18的充电系统，其中该第一频率为大约13.56MHz而该第二频率为大 约 3. 39MHz 或大约 6. 78MHz ο
20.根据权利要求17的充电系统，还包括集成电路芯片和滤波器，该滤波器被安排和 配置为抑制该第二载波施加到该集成电路芯片。
21.一种计算机可读介质，其上存储有计算机可执行指令，用于促使第一设备执行操作 方法，所述方法包括检测来自外部设备的功率传送请求信号；响应于所检测的功率传送请求信号，向该外部设备传送用于允许开始功率传送的应答 信号；从该外部设备接收用于请求将该第一设备中的谐振电路的谐振频率从第一频率改变 为第二频率的频率改变请求信号，其中利用具有该第一频率的通信载波与该外部设备通响应于来自该外部设备的该频率改变请求信号，将该谐振电路的谐振频率从该第一频 率改变为该第二频率；和经由具有该第二频率的功率传送载波来接收功率。
全文摘要
提供了一种充电系统。该充电系统可具有具有第一通信单元和功率接收单元的信息处理设备、以及具有第二通信单元和功率传送单元的外部设备。该第二通信单元可被配置为使用具有第一频率的第一载波与第一通信单元无线通信，而该功率传送单元可被配置为使用具有第二频率的第二载波向该功率接收单元无线传送功率，该第二频率与该第一频率不同。
文档编号H04B5/00GK102136854SQ20111002114
公开日2011年7月27日 申请日期2011年1月19日 优先权日2010年1月26日
发明者门山隆英 申请人:索尼公司