JP2010130729A - Charging equipment, transmission equipment, and noncontact charging system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は充電装置、送電装置及び非接触充電システムに関し、非接触充電を行う際に送電装置と充電装置とを最適な位置に合わせるために用いて好適な技術に関する。 The present invention relates to a charging device, a power transmission device, and a contactless charging system, and more particularly to a technique suitable for use in aligning a power transmission device and a charging device in an optimum position when performing contactless charging.
従来、電磁誘導を利用して非接触な状態で充電を行う電力供給システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。これは、送電装置側にある１次コイルにかける電圧を励振させることにより、充電装置側の２次コイルの周辺に存在する磁束が変化し、その変化によって２次コイル側に起電力が発生する仕組みを利用したものである。 Conventionally, a power supply system that performs charging in a non-contact state using electromagnetic induction is known (see, for example, Patent Document 1). This is because, by exciting the voltage applied to the primary coil on the power transmission device side, the magnetic flux existing around the secondary coil on the charging device side changes, and an electromotive force is generated on the secondary coil side due to the change. It uses a mechanism.
前述のように、非接触充電を行う際に、送電装置側の１次コイルと充電装置側の２次コイルの中心を高精度に合わせないと効率的な充電を行うことができない。しかしながら、前述した従来技術では、非接触充電を開始するために充電装置を送電装置に置いたとき、直観的にどちらに動かしてよいのか分からないという問題点がある。 As described above, when performing non-contact charging, efficient charging cannot be performed unless the centers of the primary coil on the power transmission device side and the secondary coil on the charging device side are aligned with high accuracy. However, in the above-described conventional technology, there is a problem that when the charging device is placed on the power transmission device in order to start non-contact charging, it is not intuitively known which one to move.
例えば、非接触にて電池を充電するカメラを充電する場合、効率的に充電するためには、送電装置のコイルの中心にカメラを持ってこなければならない。しかし、従来は、ユーザはカメラをどちらに動かせば最適な位置になるのかがわからなかったので、効率的に充電を行うことが困難であるという問題があった。 For example, when charging a camera that charges a battery in a non-contact manner, the camera must be brought to the center of the coil of the power transmission device in order to charge efficiently. However, in the past, there was a problem that it was difficult to charge efficiently because the user did not know to which position the camera would be moved to be in the optimum position.
本発明は前述の問題点に鑑み、充電を行う際に、充電装置と送電装置とを最適な位置に容易に配置できるようにすることを目的としている。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to make it possible to easily arrange a charging device and a power transmission device at optimal positions when charging.
本発明の充電装置は、外部の送電装置から供給される電力により二次電池を充電する充電装置であって、前記送電装置から供給される電力を受け、前記電力により電池を充電する充電手段と、前記送電装置から供給される電力による充電を行うのに適した位置への方向を検出する方向検出手段と、前記方向検出手段により検出された方向を指示する指示手段とを備えることを特徴とする。 The charging device of the present invention is a charging device that charges a secondary battery with electric power supplied from an external power transmission device, and receives charging power supplied from the power transmission device and charges the battery with the electric power. And a direction detection means for detecting a direction to a position suitable for charging with the power supplied from the power transmission device, and an instruction means for indicating the direction detected by the direction detection means. To do.
本発明の送電装置は、電池を充電する充電装置に対して電力を供給する送電装置であって、前記充電装置に対して電力を供給する送電手段と、前記充電装置が充電を行うのに適した位置への方向を検出する方向検出手段と、前記方向検出手段により検出された方向を指示する指示手段とを備えることを特徴とする。 The power transmission device of the present invention is a power transmission device that supplies power to a charging device that charges a battery, and is suitable for power transmission means for supplying power to the charging device, and for the charging device to perform charging. It is characterized by comprising direction detecting means for detecting the direction to the selected position and instruction means for instructing the direction detected by the direction detecting means.
本発明の充電システムは、充電装置が備える二次電池に対して外部の送電装置から電力を供給して充電する充電システムであって、前記送電装置から供給される電力による充電を行うのに適した位置への方向を検出する方向検出手段と、前記方向検出手段により検出された方向を指示する指示手段とを、前記充電装置または送電装置のうち、少なくとも一方の装置が備えることを特徴とする。 The charging system of the present invention is a charging system that charges a secondary battery included in the charging device by supplying power from an external power transmission device, and is suitable for charging with the power supplied from the power transmission device. At least one of the charging device and the power transmission device includes a direction detection unit that detects a direction to the selected position and an instruction unit that indicates the direction detected by the direction detection unit. .
本発明の充電方法は、外部の送電装置から供給される電力により二次電池を充電する充電方法であって、前記送電装置から供給される電力を受け、前記電力により電池を充電する充電工程と、前記送電装置から供給される電力による充電を行うのに適した位置への方向を検出する方向検出工程と、前記方向検出工程により検出された方向を指示する指示工程とを備えることを特徴とする。 The charging method of the present invention is a charging method for charging a secondary battery with electric power supplied from an external power transmission device, wherein the charging step receives the power supplied from the power transmission device and charges the battery with the power. A direction detecting step for detecting a direction to a position suitable for charging with the power supplied from the power transmission device, and an instruction step for indicating the direction detected by the direction detecting step. To do.
本発明によれば、充電時における充電装置と送電装置とを最適な位置に合わせる操作を直観的に行うことができる。 According to the present invention, it is possible to intuitively perform an operation of aligning the charging device and the power transmission device at the optimum positions during charging.
（第１の実施形態）
図１は、本発明の非接触充電システムの概要を説明する斜視図である。図１に示すように、本実施形態の非接触充電システムは、充電装置２００と、外部から電力を給電する送電装置１００との間で非接触の給電を実現するシステムである。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view for explaining the outline of the non-contact charging system of the present invention. As shown in FIG. 1, the contactless charging system of the present embodiment is a system that realizes contactless power feeding between a
図２は、送電装置１００及び充電装置２００の概略構成を示す図である。
非接触に電力を供給する送電装置１００は、送電用のコイル１０１、使用者に充電装置２００の移動を促すための情報を表示する表示部１０８、充電装置２００との通信を行う通信部を備える。
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the
The
非接触にて電力を受け、電池を充電する充電装置２００は、送電装置１００から送信される電力を受ける充電用のコイル２０１、送電装置１００による磁束の変化を感知する磁力センサ部２０５、送電装置１００との通信を行う通信部を備える。本実施形態では、送電用のコイル１０１が発生する磁束を磁力センサ部２０５で検出し、その検出結果によって充電に適した方向検出と相対距離検出とを行う。そして、検出した結果に基づいて、充電を行うのに最適な位置までの方向と距離とを示す情報を表示部１０８に表示することよって使用者に充電装置２００の移動を促す構成となっている。
A
図３は、第１の実施形態における送電装置１００、充電装置２００の構成例を説明するブロック図である。
図３に示すように、本実施形態の送電装置１００は、コイル１０１、商用電源１０２、整流平滑部１０３、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４、送電制御部１０５、送電コイル励振部１０６、送電操作部１０７、表示部１０８、通信部１１０から構成される。また、通信部１１０は、データ処理部１１１、信号処理部１１２、アンテナ１１３で構成される。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the
As shown in FIG. 3, the
一方、充電装置２００は、充電用のコイル２０１、整流平滑部２０２、充電制御部２０３、二次電池２０４、通信部２１０から構成される。さらに、通信部２１０は、アンテナ２１１、信号処理部２１２、通信制御部２１３、メモリ２１４から構成される。
On the other hand, the
次に、送電装置１００及び充電装置２００の働きを説明する。
商用電源１０２からの交流電圧を整流平滑部１０３により整流、平滑化して直流電圧に変換し、その直流電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ１０４に供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４は、入力した直流電圧を所定の電圧に変換して送電制御部１０５に送る。
Next, functions of the
The AC voltage from the
送電制御部１０５は、マイコンとメモリを含む制御部であって、ＤＣ／ＤＣコンバータから送られてくる直流電圧を送電コイル励振部１０６に出力するかどうかを制御する。そして、直流電圧を送電コイル励振部１０６に出力可能な場合には送電コイル励振部１０６を制御するためのスイッチをＯＮにすることにより電圧の出力を行う。
The power
送電コイル励振部１０６は送電制御部１０５を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１０４から供給された直流電圧を基に送電用のコイル１０１を励振し、コイル１０１が発生する磁束を変化させて充電装置２００に対して非接触に電力を供給する。
The power transmission
送電操作部１０７は、送電装置１００の出力やＬＣＤパネルの操作等、送電装置１００の操作全般を行うためのスイッチなどを備えている。表示部１０８は、前述の様に充電装置２００の移動方向及び距離の情報の他、使用者に対して各種の情報を表示する。
The power
通信部１１０は、送電制御部１０５に必要な通信データを処理するデータ処理部１１１と、受信時は受信した信号を復調した後必要なデータを分離する。そして、送信時には必要な処理を施した後、変調を加え通信に適した信号に変換する信号処理部１１２と、電磁波による信号を受信、送信するアンテナ１１３を備える。
The
通信部１１０はこれらの機能により、通信可能な充電装置２００と情報のやりとりを行うことが可能となる。この通信部１１０は、既存の通信技術を利用して実現可能であり、例えばＢｌｕｅＴｏｏｔｈや無線ＬＡＮ、Ｗｉ−Ｆｉなどの技術を用いることが可能である。
With these functions, the
一方、充電装置２００は、通信部２１０のアンテナ２１１により送電装置１００のアンテナ１１３との間で通信を行う。信号処理部２１２では、送受信されるデータに所定の処理を行い、処理用データに変換したり、データを送信できる形に変換したりすることが行われる。
On the other hand,
通信制御部２１３は、充電制御部２０３より必要なデータをやり取りしたり、充電制御部２０３に必要なデータを送ったりする動作を行う。メモリ２１４には被充電部の制御に必要なデータが蓄えられる。
The
送電装置１００のコイル１０１から発生する磁束によりコイル２０１に起電力が発生し、コイル２０１に電流が流れる。コイル２０１に供給される電圧は安定していないので整流平滑部２０２により、整流、平滑化し、その直流電圧が充電制御部２０３を介して二次電池２０４に供給されて充電される。
An electromotive force is generated in the
なお、充電制御部２０３は二次電池２０４の電圧、充電時間などにより二次電池２０４の状態を検出し、二次電池に対する電力の供給を制御する。また、例えば二次電池２０４は電力を蓄えるリチウムイオン電池、リチウム水素電池などの二次電池などである。
Note that the
磁力センサ部２０５は、本実施形態においてはホールセンサなどの磁力検出素子を用いた磁力センサである。磁力センサ部２０５は、別個の場所に配置された磁力センサ２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、２０５ｄの４つの磁力センサを備える。これら４つの磁力センサ２０５ａ〜２０５ｄは、送電装置１００のコイル１０１による磁束（磁力）を検出し、その出力結果を充電制御部２０３に送る。充電操作部２０６は、充電装置の２００の充電状態の切り換えや、その他、充電装置２００の操作全般を行うための各種のスイッチを備える。
In this embodiment, the
次に、図４のフローチャートを用いて本実施形態の処理の流れを説明する。
非接触充電を開始する場合、まず送電装置１００、充電装置２００のモードを送電操作部１０７、充電操作部２０６をそれぞれ用いて充電モードにする。このとき、送電装置１００は位置合わせ処理に適した出力、周波数でコイル１０１を励振し、充電装置２００は磁力センサ部２０５の出力を充電制御部２０３で受け取る（ステップＳ４０１）。次に、充電装置２００を送電装置１００の上に戴置し、位置合わせのシーケンスに入る（ステップＳ４０２）。
Next, the processing flow of the present embodiment will be described using the flowchart of FIG.
When starting non-contact charging, first, the
ここで、図４のフローチャートを用いた処理の流れの説明を一旦中断し、磁力センサとコイルの位置配置、並びに位置合わせシーケンス中の送電装置１００と充電装置２００との位置関係について、図５を使用して説明する。
Here, the description of the flow of processing using the flowchart of FIG. 4 is temporarily interrupted, and the positional relationship between the magnetic sensor and the coil, and the positional relationship between the
図５は、位置合わせのシーケンス時の送電装置１００と充電装置２００の位置関係、及び充電装置２００内のコイル２０１、磁力センサ２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、２０５ｄの位置関係を模式的に示したものである。この図５においては、分かりやすさのため充電装置２００を意図的に大きく描いている。
FIG. 5 schematically shows the positional relationship between the
図５に示すように、充電装置２００のコイル２０１の中心からそれぞれ直角の位置関係に磁力センサ２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、２０５ｄの４つが配置され、コイル中心の位置から等しく距離ａだけ離れた位置となっている。図１に示したように、本実施形態では、充電装置２００はデジタルカメラを想定している。そして、図６のようにデジタルカメラを送電装置１００に戴置したときに、デジタルカメラの底面に略並行な面上にコイル２０１と磁力センサ２０５ａ〜２０５ｄが図５の如く配置されるものとする。
As shown in FIG. 5, four
磁力センサ２０５ａと磁力センサ２０５ｂとを結んだ線分は、図６における（１）の方向、磁力センサ２０５ｃと磁力センサ２０５ｄを結んだ線分は図６における（２）の方向と平行となっている。本実施形態で図６における（１）の方向が送電装置１００の長辺方向と平行になるように、図６における（２）の方向が送電装置１００の短辺方向と平行になるようにして充電装置２００を移動させるものとする。
The line connecting the
図５においては、送電装置１００のコイル１０１と充電装置２００のコイル２０１との距離をｒとする。また、送電装置１００のコイル１０１と充電装置２００の磁力センサ２０５ａとの距離をｒ１、送電装置１００のコイル１０１と充電装置２００の磁力センサ２０５ｂとの距離をｒ２とする。また、磁力センサ２０５ａと磁力センサ２０５ｂの作る線分と、コイル１０１とコイル２０１の作る線分とが作る角度をθとする。
In FIG. 5, the distance between the
図４のフローチャートを参照する説明に戻す。
ステップＳ４０３においては、磁力センサ２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、２０５ｄがそれぞれ検出した値を充電制御部２０３に送出する。ここで、充電制御部２０３は、一定時間内での最大値と最小値との差を出力振幅として認識する。
Returning to the description with reference to the flowchart of FIG.
In step S403, the values detected by the
これを、図７を用いて説明する。例えば磁力センサ２０５ａ、２０５ｂでの出力が図７の（ａ）、（ｂ）のようになっているとすると、点線で示した最大値、最小値の作る幅を出力振幅とする。
This will be described with reference to FIG. For example, assuming that the outputs from the
次に、充電制御部２０３で認識した出力振幅を、通信部２１０を介して送電装置１００に送信する（ステップＳ４０４）。ここで送電装置１００では、送電制御部１０５が通信部１１０より通信データを受け取り、磁力センサ２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ、２０５ｄの４つの出力振幅を得る。
Next, the output amplitude recognized by the charging
次に、方向・距離算出処理に入る（ステップＳ４０５）。方向・距離算出処理においては、４つの磁力センサの出力を用いて、送電装置１００のコイル１０１と充電装置２００のコイル２０１との距離と方向を算出する。この算出は、以下の（ａ）式〜(ｇ)式を用いて行われる。
Next, the process enters a direction / distance calculation process (step S405). In the direction / distance calculation processing, the distance and direction between the
送電用のコイル１０１の出力振幅が一定のとき、磁力センサ２０５ａ、２０５ｂでの磁束密度は、βを一定の定数として（ａ）、（ｃ）の式で表すことができる。これらを変形したものが（ｂ）、（ｄ）の式となる。
When the output amplitude of the
図５の位置関係から、三角形の中線定理を用いると、ａ、ｒ、ｒ１、ｒ２は（ｅ）式の関係となる。前述した（ｂ）式、（ｄ）式、（ｅ）式より、（ｆ）式が得られる。また、三角形の余弦定理と（ｂ）式、（ｄ）式より、（ｇ）式が得られる。この（ｆ）、（ｇ）式により、コイル１０１に向かうためのコイル２０１の距離と方向が得られることとなる。
From the positional relationship of FIG. 5, if the triangle midline theorem is used, a, r, r1, and r2 are in the relationship of equation (e). Expression (f) is obtained from the expressions (b), (d), and (e) described above. Further, the equation (g) is obtained from the triangular cosine theorem and the equations (b) and (d). By the equations (f) and (g), the distance and direction of the
このとき、前述した計算方法であると、図５において充電装置２００から見て、磁力センサ２０５ａ、２０５ｂの作る線分を軸に線対称の位置にコイル１０１がある場合と区別がつかないことになる。ここで、磁力センサ２０５ｃ、２０５ｄの出力振幅を比較し、その大小によってコイル１０１が磁力センサ２０５ａ、２０５ｂの作る線分に対してどちら側にあるかを判定することで、コイル１０１の位置は特定することができる。以上の算出処理を送電装置１００の送電制御部１０５が行う。
At this time, the calculation method described above is indistinguishable from the case where the
方向検出処理・距離算出処理を行った後、算出した移動方向及び距離の情報を表示部１０８に表示する（ステップＳ４０６）。具体的には、算出した方向と距離の値に従って、表示部１０８に対して対応した移動のための矢印を表示させる。
After performing the direction detection process / distance calculation process, the calculated movement direction and distance information is displayed on the display unit 108 (step S406). Specifically, an arrow for a corresponding movement is displayed on the
図８は、このときに表示部１０８に表示する情報の例を示す図であり、表示部１０８を画像表示部として機能させている。ここで、矢印の方向はステップＳ４０５で算出した方向によって変化し、矢印の長さはステップＳ４０５で算出した距離に応じて変化する。本実施形態では、図２で示したように、表示部１０８の画面の法線方向が水平方向を向いているため、図８の（ａ）、（ｂ）のように奥行きを考慮した矢印の表示となっている。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of information displayed on the
移動方向・距離表示が行われた後、表示部１０８の指示に従い使用者により行われる処理、すなわち、充電装置２００を送電装置１００上で移動させる処理を検出する（ステップＳ４０７）。この後、充電装置２００に充電を行うための磁力が十分に供給されているかどうかを判定する（ステップＳ４０８）。ステップＳ４０８における判定は、磁力センサ部２０５から得られる振幅を送電装置１００が通信部２１０、通信部１１０経由で得て、送電制御部１０５が行う。
After the movement direction / distance display is performed, the process performed by the user according to the instruction of the
ステップＳ４０８の判定の結果、十分な出力が得られていた場合、表示部１０８では図８（ｃ）で示す表示がなされ、送電制御部１０５は送電コイル励振部１０６に対して充電に適した振幅、周波数での励振を開始するよう指示する。充電装置２００も送電装置１００の通信指示により位置合わせのためのシーケンスを終了し、充電動作に入る。
If a sufficient output is obtained as a result of the determination in step S408, the
一方、ステップＳ４０８の判定の結果、十分な磁力供給が得られていないと判断されると、ステップＳ４０３の処理に戻り、引き続き位置合わせシーケンスの処理を繰り返すこととなる。 On the other hand, if it is determined as a result of the determination in step S408 that a sufficient magnetic force supply has not been obtained, the process returns to step S403, and the alignment sequence process is subsequently repeated.
即ち、使用者が、表示部１０８に表示された方向と距離の情報を元に、充電装置２００の位置を移動させる度に、最適な位置に置かれたかどうかを判別している。そして、最適な位置で無い場合には、再度、移動方向と距離を算出し、その情報を表示部１０８に表示することになる。そのため、使用者は表示部１０８の指示に従って充電装置２００をどの方向に動かせば充電に適した位置に移動できるかということを直観的に理解できる。
That is, each time the user moves the position of the
また、本実施形態においては方向・距離算出処理を送電装置１００側の送電制御部１０５で行っているが、充電装置２００側の充電制御部２０３で行ってもよい。また、本実施形態では磁力センサ２０５ａ〜２０５ｄが充電装置２００に設けられ、表示部１０８が送電装置１００に設けられている構成となっている。しかし、図１０に示すように、磁力センサ１００ａが送電装置１００に設けられ、表示部２００ａが充電装置２００に設けられている構成であってもよい。
In this embodiment, the direction / distance calculation processing is performed by the power
この構成であっても、位置合わせの際に、充電装置２００のコイル２０１を励振させ、このコイル２０１による磁束密度を送電装置１００の磁力センサ部１００ａによって検知することで、本実施形態に准ずる処理で位置合わせの処理を行うことができる。またこの場合、充電装置２００に備わった表示部２００ａの表示面の法線方向が水平方向を向く場合と、垂直方向を向く場合が考えられる。
Even in this configuration, the
このとき、表示面が水平方向を向いている場合、図８に示すような奥行きを考慮した矢印の表示を行う。しかし、表示面が垂直方向を向いていた場合、図１１に示すような奥行きを考慮しない、上方から覗き込むことを考慮した矢印の表示を行うようにしてもよい。これは、充電コイルの向きと表示面の向きの関係から充電装置によってどちらかの表示形態をとるかを決めてもよいし、充電装置に姿勢センサを備えることで、姿勢によって前述した２つの表示形態を変更するようにしてもよい。 At this time, when the display surface is oriented in the horizontal direction, an arrow is displayed in consideration of the depth as shown in FIG. However, when the display surface is oriented in the vertical direction, an arrow may be displayed that does not consider the depth as shown in FIG. This may be determined by the charging device depending on the relationship between the orientation of the charging coil and the orientation of the display surface, or by providing the charging device with an orientation sensor, the two displays described above depending on the orientation. The form may be changed.
また、本実施形態では、複数の磁力センサ２０５ａ〜２０５ｄの検知出力差によって距離と方向を算出したが、例えば１つの磁力センサと加速度検出センサなど、充電装置の移動を検知するセンサを複合させて本発明を実施することも可能である。
In this embodiment, the distance and direction are calculated based on the detection output difference between the plurality of
また、本実施形態では送電装置１００は備え付けの装置、充電装置２００は携帯可能な機器であるように書いたが、例えば両方ともが携帯機器である場合も実施可能である。この場合、双方が送電、充電の両方の機能を持っていてもよい。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では数１に代表される数式による方向・距離の算出処理を行ったが、これ以外の適した計算処理で行っても構わない。例えば各磁力センサの出力を図１２に示すように、いくつかのレベルの閾値を用意して当てはまるレベルの値を出力値として保持する。
Further, in the present embodiment, the direction / distance calculation processing is performed by the mathematical expression represented by
その後、図５において磁力センサ２０５ａと２０５ｂの出力差を図５における水平方向のベクトルとし、磁力センサ２０５ｃと２０５ｄとの出力差を図５における垂直方向のベクトルとすることで方向を算出するようにしてもよい。この場合、距離は例えば４つのセンサ検知出力の平均値をとって、その値から推定する方法をとってもよい。
Thereafter, in FIG. 5, the output difference between the
また、図１２において、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆで示す値で出力値を分ける閾値を決定しているが、これらの値に等しい値を用いても、また実際に非接触充電を行う場合に即した値を用いて異なる値を用いるようにしてもよい。 Further, in FIG. 12, the threshold value for dividing the output value by the values indicated by a, b, c, d, e, and f is determined. However, even if a value equal to these values is used, the contactless charging is actually performed. Different values may be used by using values in accordance with
また、本実施形態では充電に適した一定レベル以上の磁力出力が得られることが確認されると、自動的に充電を行うものとした。しかし、一定レベル以上の磁力出力が得られることが確認されると、図９に示すように例えば磁力センサ２０５ａ、磁力センサ２０５ｂの出力値をリアルタイムで量的に表示する。
Further, in this embodiment, when it is confirmed that a magnetic force output of a certain level or more suitable for charging is obtained, charging is automatically performed. However, when it is confirmed that a magnetic force output of a certain level or more is obtained, the output values of the
そして、この表示を見ながら使用者が微調整した後で、充電操作部２０６もしくは送電操作部１０７を通じて手動で充電状態に切り換えてもよい。また、本実施形態では表示部１０８が画像によって使用者に移動指示を出す構成となっているが、移動指示を音声を発音して音声指示を行う音声指示部を設けるように構成してもよい。
Then, after the user makes a fine adjustment while watching this display, the charging state may be manually switched through the charging
（第２の実施形態）
図１３は、本発明の第２の実施形態における概略を示す図である。
非接触により電力を供給する送電装置３００は、充電用のコイル３０１を備える。また、非接触により電池を充電する充電装置４００は、送電装置３００から給電を受ける充電用コイル４０１、送電装置３００により発生される磁束（磁力）感知する磁力センサ部４０５、充電装置２００を充電に適した位置へ移動させる指示を表示する表示部４０７を備える。
(Second Embodiment)
FIG. 13 is a diagram showing an outline in the second embodiment of the present invention.
A
本実施形態では、コイル３０１により発生される磁力を磁力センサ部４０５で受け、その検知出力によって充電に適した方向と距離を算出し、表示部４０７によって使用者に充電装置４００の移動を促す構成となっている。
In this embodiment, the magnetic force generated by the
図１４は、第２の実施形態における送電装置、充電装置のブロック図である。図１４に示す各ブロックは、図３における対応するブロックと働きはほぼ同じである。図３におけるブロック図との大きな違いは、送電装置３００、充電装置４００ともに通信部を持たないことである。また、表示部４０７が送電装置３００側ではなく、充電装置４００側に設けられている点である。
FIG. 14 is a block diagram of a power transmission device and a charging device according to the second embodiment. Each block shown in FIG. 14 has substantially the same function as the corresponding block in FIG. A major difference from the block diagram in FIG. 3 is that neither the
図１５を用いて本実施形態の処理の流れを説明する。
非接触充電を開始する場合、まず送電装置３００、充電装置４００のモードを送電操作部３０７、充電操作部４０６をそれぞれ用いて充電モードにする。このとき、送電装置３００は位置合わせ処理に適した出力、周波数でコイル３０１を励振し、充電装置４００は磁力センサ部４０５の出力を充電制御部で受け取る（ステップＳ１５０１）。次に、充電装置４００を送電装置３００の上に戴置し、位置合わせのシーケンスに入る（ステップＳ１５０２）。
The processing flow of this embodiment will be described with reference to FIG.
When starting non-contact charging, first, the
次に、ステップＳ１５０３においては磁力センサ４０５ａ、４０５ｂ、４０５ｃ、４０５ｄのそれぞれが検知した出力値を充電制御部４０３に送出する。ここで、充電制御部４０３は第１の実施形態と同様に、一定時間内での最大値と最小値との差を出力振幅として認識する。
In step S1503, the output values detected by the
続いて、方向・距離算出処理に入る（ステップＳ１５０４）。ステップＳ１５０４では、ステップＳ１５０３において得られた４つの磁力センサ４０５ａ〜４０５ｄの出力から、第１の実施形態と同様に、充電装置４００が現在置かれた位置から充電に適した位置までの方向と距離を充電制御部４０３により算出する。
Subsequently, the process enters a direction / distance calculation process (step S1504). In step S1504, the direction and distance from the output of the four
ステップＳ１５０４において、方向・距離算出処理を行った後、移動方向・距離表示を行う（ステップＳ１５０５）。次に、ステップＳ１５０５において算出した方向と距離のデータに従って、表示部４０７に対して対応した移動のための矢印を表示させる。このときの表示形態は第１の実施形態に准じた表示を行う。
In step S1504, after the direction / distance calculation processing is performed, the moving direction / distance display is performed (step S1505). Next, according to the direction and distance data calculated in step S <b> 1505, a corresponding movement arrow is displayed on the
移動方向・距離表示が行われたあと、使用者は表示部４０７の指示に従い充電装置４００を送電装置３００上で移動させる（ステップＳ１５０６）。この後、充電装置４００に充電を行うための磁力が十分に供給されているかどうかを充電制御部４０３が磁力センサ部４０５の出力結果から判定する（ステップＳ１５０７）。
After the movement direction / distance display is performed, the user moves the
ステップＳ１５０７の判定の結果、十分な出力が得られていた場合、表示部４０７では図８（ｃ）で示す表示がなされ、充電制御部４０３は充電動作に入る。送電装置３００に対しては表示部４０７では図８（ｃ）で示す表示がなされたら、送電コイル励振部３０６に対して充電に適した振幅、周波数での励振を開始するよう送電操作部３０７を通じて送電制御部３０５に手動で指示を出す。
If a sufficient output is obtained as a result of the determination in step S1507, the display shown in FIG. 8C is made on the
一方、ステップＳ１５０７の判定の結果、十分な磁力供給が得られていないと判定されると、ステップＳ１５０３の処理に戻り、引き続き位置合わせシーケンスの処理を繰り返すこととなる。 On the other hand, as a result of the determination in step S1507, if it is determined that sufficient magnetic force supply is not obtained, the process returns to step S1503, and the alignment sequence process is subsequently repeated.
以上、説明した実施形態により非接触充電を行う場合、使用者は表示部４０７の指示に従って充電装置４００をどの方向に動かせば充電に適した位置に移動できるかということを直観的に理解できる。
As described above, when performing non-contact charging according to the embodiment described above, the user can intuitively understand which direction the charging
また、本実施形態では磁力センサ、表示部が充電装置にある構成となっているが、これが、逆に図１６に示すような磁力センサ３００ａ、表示部３００ｂが送電装置３００にある構成であってもよい。この構成であっても本実施形態に准ずる処理で位置合わせの処理を行うことができる。 Further, in the present embodiment, the magnetic sensor and the display unit are in the charging device, but conversely, the magnetic sensor 300a and the display unit 300b as shown in FIG. Also good. Even with this configuration, alignment processing can be performed by processing according to the present embodiment.
また、本実施形態では複数の磁力センサの検知出力差によって距離と方向を算出した。この他に、例えば１つの磁力センサと、加速度検出センサなどの充電装置の移動を検知するセンサを複合させても充電を行うのに適した位置に移動できるかということを直観的に理解できるようにすることも可能である。 In the present embodiment, the distance and direction are calculated based on the detection output differences of the plurality of magnetic sensors. In addition, for example, it can be intuitively understood that even if a single magnetic force sensor and a sensor for detecting the movement of the charging device such as an acceleration detection sensor are combined, it can be moved to a position suitable for charging. It is also possible to make it.
また、本実施形態では送電装置３００は備え付けの装置、充電装置４００は携帯可能な機器であるように説明したが、例えば両方ともが携帯機器である場合も実施可能である。この場合、双方が送電、充電の両方の機能を持っていてもよい。また、本実施形態では数１に代表される数式による方向・距離の算出処理を行ったが、これ以外の適した計算処理で行っても構わない。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、充電に適した一定レベル以上の磁力出力が得られることが確認されると、充電を行うものとした。しかし、一定レベル以上の磁力出力が得られることが確認されると、図９に示すように、例えば磁力センサ４０５ａ、磁力センサ４０５ｂの出力値をリアルタイムで量的に表示する。そして、この表示を見ながら使用者が微調整した後で、充電操作部４０６、送電操作部３０７を通じて手動で充電状態に切り換えてもよい。また、本実施形態では、表示部４０７が画像によって使用者に移動指示を出す構成となっているが、移動指示を音声で行ってもよい。
In the present embodiment, charging is performed when it is confirmed that a magnetic force output of a certain level or more suitable for charging is obtained. However, when it is confirmed that a magnetic force output of a certain level or more is obtained, the output values of the
（本発明に係る他の実施形態）
前述した本発明の実施形態における送電装置、充電装置を構成する各手段は、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は本発明に含まれる。
(Other embodiments according to the present invention)
Each means which comprises the power transmission apparatus and charging device in embodiment of this invention mentioned above is realizable when the program memorize | stored in RAM, ROM, etc. of computer operate | moves. This program and a computer-readable recording medium recording the program are included in the present invention.
また、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施形態も可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよいし、また、一つの機器からなる装置に適用してもよい。 In addition, the present invention can be implemented as, for example, a system, apparatus, method, program, storage medium, or the like. Specifically, the present invention may be applied to a system including a plurality of devices. The present invention may be applied to an apparatus composed of a single device.
なお、本発明は、前述した充電方法における各工程を実行するソフトウェアのプログラム（実施形態では図４、図１５に示すフローチャートに対応したプログラム）を、システムあるいは装置に直接、あるいは遠隔から供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータが前記供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。 In the present invention, a software program (in the embodiment, a program corresponding to the flowcharts shown in FIGS. 4 and 15) for executing each step in the above-described charging method is directly or remotely supplied to the system or apparatus. In addition, this includes a case where the system or the computer of the apparatus is also achieved by reading and executing the supplied program code.
したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、前記コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。 Accordingly, since the functions of the present invention are implemented by computer, the program code installed in the computer also implements the present invention. In other words, the present invention includes a computer program itself for realizing the functional processing of the present invention.
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であってもよい。 In that case, as long as it has the function of a program, it may be in the form of object code, a program executed by an interpreter, script data supplied to the OS, and the like.
プログラムを供給するための記録媒体としては種々の記録媒体を使用することができる。例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などがある。 Various recording media can be used as a recording medium for supplying the program. For example, floppy (registered trademark) disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, MO, CD-ROM, CD-R, CD-RW, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM, DVD (DVD-ROM, DVD- R).
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続する。そして、前記ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。 As another program supply method, a browser on a client computer is used to connect to an Internet home page. The computer program itself of the present invention or a compressed file including an automatic installation function can be downloaded from the homepage by downloading it to a recording medium such as a hard disk.
また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。 It can also be realized by dividing the program code constituting the program of the present invention into a plurality of files and downloading each file from a different homepage. That is, a WWW server that allows a plurality of users to download a program file for realizing the functional processing of the present invention on a computer is also included in the present invention.
また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせる。そして、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。 In addition, the program of the present invention is encrypted, stored in a storage medium such as a CD-ROM, distributed to users, and key information for decryption is downloaded from a homepage via the Internet to users who have cleared predetermined conditions. Let It is also possible to execute the encrypted program by using the key information and install the program on a computer.
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行うことによっても前述した実施形態の機能が実現され得る。 In addition to the functions of the above-described embodiments being realized by the computer executing the read program, the OS running on the computer may perform part or all of the actual processing. The functions of the above-described embodiments can be realized.
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。 Further, the program read from the recording medium is written in a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer. Thereafter, the CPU of the function expansion board or function expansion unit performs part or all of the actual processing based on the instructions of the program, and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
１００ 送電装置
１０１ 送電用のコイル
１０２ 商用電源
１０３ 整流平滑部
１０４ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１０５ 送電制御部
１０６ 送電コイル励振部
１０７ 送電操作部
１０８ 表示部
１１０ 通信部
１１１ データ処理部
１１２ 信号処理部
１１３ アンテナ
２００ 充電装置
２０１ 充電用のコイル
２０２ 整流平滑部
２０３ 充電制御部
２０４ 二次電池
２０５ 磁力センサ部
２０６ 充電操作部
２１０ 通信部
２１１ アンテナ
２１２ 信号処理部
２１３ 通信制御部
２１４ メモリ
DESCRIPTION OF
Claims (19)
前記送電装置から供給される電力を受け、前記電力により電池を充電する充電手段と、
前記送電装置から供給される電力による充電を行うのに適した位置への方向を検出する方向検出手段と、
前記方向検出手段により検出された方向を指示する指示手段とを備えることを特徴とする充電装置。 A charging device for charging a secondary battery with electric power supplied from an external power transmission device,
Charging means for receiving power supplied from the power transmission device and charging a battery with the power;
Direction detection means for detecting a direction to a position suitable for charging with electric power supplied from the power transmission device;
A charging device comprising: an instruction unit that instructs a direction detected by the direction detection unit.
前記方向検出手段は、前記磁力検出手段の検出結果に基づいて前記方向を検出することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。 Magnetic force detection means for detecting the magnetic force generated by the power transmission device,
The charging device according to claim 1, wherein the direction detection unit detects the direction based on a detection result of the magnetic force detection unit.
前記指示手段は、前記相対距離検出手段により検出された相対距離を指示することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。 Relative distance detection means for detecting a relative distance with a position suitable for charging with power supplied from the power transmission device,
The charging device according to claim 1, wherein the instruction unit instructs the relative distance detected by the relative distance detection unit.
前記相対距離検出手段は、前記磁力検出手段の検出結果に基づいて前記方向を検出することを特徴とする請求項３に記載の充電装置。 Magnetic force detection means for detecting the magnetic force generated by the power transmission device,
The charging device according to claim 3, wherein the relative distance detection unit detects the direction based on a detection result of the magnetic force detection unit.
前記充電装置に対して電力を供給する送電手段と、
前記充電装置が充電を行うのに適した位置への方向を検出する方向検出手段と、
前記方向検出手段により検出された方向を指示する指示手段とを備えることを特徴とする送電装置。 A power transmission device that supplies power to a charging device that charges a battery,
Power transmission means for supplying power to the charging device;
Direction detecting means for detecting a direction to a position suitable for charging by the charging device;
A power transmission apparatus comprising: an instruction unit that instructs a direction detected by the direction detection unit.
前記方向検出手段は、前記磁力検出手段の検出結果に基づいて前記方向を検出することを特徴とする請求項１１に記載の送電装置。 Magnetic force detection means for detecting the magnetic force generated by the charging device;
The power transmission apparatus according to claim 11, wherein the direction detection unit detects the direction based on a detection result of the magnetic force detection unit.
前記指示手段は、前記相対距離検出手段により検出された相対距離を指示することを特徴とする請求項１１に記載の送電装置。 Relative distance detection means for detecting a relative distance with a position suitable for charging the power transmission device,
The power transmission apparatus according to claim 11, wherein the instruction unit instructs the relative distance detected by the relative distance detection unit.
前記相対距離検出手段は、前記磁力検出手段の検出結果に基づいて前記方向を検出することを特徴とする請求項１３に記載の送電装置。 Magnetic force detection means for detecting the magnetic force generated by the charging device;
The power transmission apparatus according to claim 13, wherein the relative distance detection unit detects the direction based on a detection result of the magnetic force detection unit.
前記送電装置から供給される電力による充電を行うのに適した位置への方向を検出する方向検出手段と、前記方向検出手段により検出された方向を指示する指示手段とを、前記充電装置または送電装置のうち、少なくとも一方の装置が備えることを特徴とする非接触充電システム。 A charging system for charging by supplying power from an external power transmission device to a secondary battery included in the charging device,
Direction detecting means for detecting a direction to a position suitable for charging with electric power supplied from the power transmission apparatus, and instruction means for instructing the direction detected by the direction detection means, the charging apparatus or power transmission At least one of the devices is provided with a non-contact charging system.
前記送電装置から供給される電力を受け、前記電力により電池を充電する充電工程と、
前記送電装置から供給される電力による充電を行うのに適した位置への方向を検出する方向検出工程と、
前記方向検出工程により検出された方向を指示する指示工程とを備えることを特徴とする充電方法。 A charging method for charging a secondary battery with electric power supplied from an external power transmission device,
A charging step of receiving power supplied from the power transmission device and charging a battery with the power;
A direction detecting step for detecting a direction to a position suitable for charging with the power supplied from the power transmission device;
A charging method comprising: an instruction step for indicating a direction detected by the direction detection step.
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