JP2011244624A

JP2011244624A - 送電装置、受電装置および非接触電力伝送及び通信システム

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Publication number: JP2011244624A
Application number: JP2010115635A
Authority: JP
Inventors: Koji Takase; 康治高瀬; Eikichi Yoshida; 栄吉吉田
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2010-05-19
Filing date: 2010-05-19
Publication date: 2011-12-01
Anticipated expiration: 2030-05-19
Also published as: JP5476211B2

Abstract

【課題】送電コイルと受電コイルの位置関係を正確に判定し、使用者に表示等によって知らせることで、位置合わせを正確かつ容易に行なうことが可能で、かつマルチ化にも対応した送電装置、受電装置、非接触電力伝送及び通信システムを提供すること。
【解決手段】受電装置１５０の受電コイル１５１の位置およびその設定位置からのずれの方向を、送電装置１００が位置検知コイル１０２による検知と送受電コイル位置関係判定部１０５による判定によって検知し、その位置関係を受電装置にデータ通信することによって受電装置１５０が検知することが可能となる。さらに、受電コイル１５１と送電コイル１０１の相対位置または設定位置からのずれの方向を送受電コイル位置方向表示部１０７および１５７によって送電装置１００、受電装置１５０の少なくとも一方に表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、受電装置を有する携帯型電子機器などに送電装置を有する給電機器から電磁誘導により非接触で電力を送電する機能及び両装置間でデータ通信を行う機能を有する非接触電力伝送及び通信システム、及び、そのシステムで使用する送電装置及び受電装置に関する。

近年、電子部品の小型化に伴い、携帯電話や携帯型音楽プレーヤー等に代表される携帯型電子機器は、小型化や軽量化が図られ、広く普及してきている。一般的に、携帯型電子機器に内蔵された二次電池またはキャパシタへの充電は、携帯型電子機器の充電端子と充電装置の充電台（クレードル）に設置してある充電端子を接触させて電気的に接続し、充電台から電力を供給して携帯型電子機器の二次電池またはキャパシタを充電する方式がとられる。

しかし、充電端子同士を接触して接続する充電方式では、充電端子の汚れや、充電端子間への異物侵入により充電ができない場合があるので、最近は電磁誘導の原理を利用した非接触の電力供給方式が多く使用されており、これに用いる非接触電力伝送装置の需要が増加している。非接触電力伝送装置では、一般的に、送電装置の送電コイルと受電装置の受電コイルとを近接して対向させて配置し、送電コイルと受電コイル間の電磁結合を介して電力の伝送が行なわれている。さらに、受電側の要求電力や異常時の送電停止等のデータや送受電装置間のＩＤ認証などのデータを送受コイル間を介して通信する機能を有する非接触電力伝送及び通信システムが開発されている。このようなシステムでは、送受信コイルとして小型実装に適した平板型コイルを用いた場合、送電コイルと受電コイル間の位置ずれが電力の伝送効率に影響を与えるので、効率改善のための位置ずれ対策に様々な方法が考えられている。

両コイル間に位置ずれを生じさせない対策として、送電装置、受電装置に凹凸部を設けて位置合わせを行なう手段や、送電コイルや受電コイルの中心に磁石を配置して磁力により位置合わせを行なう手段がある。これらの手段では電力伝送のための位置把握が確実に容易に行なえるが、送電装置、受電装置に形状の制約が生じる場合や、その手段のために却って効率が低下するといった問題点があった。

また、位置ずれした場合にそれを修正できるようにする対策も様々な方法が考えられている。例えば、特許文献１には、受電コイルが所定の位置関係にあるか無いかを判別する手段が開示されている。図１４は、特許文献１に記載された、非接触電力伝送装置を用いた携帯型電子機器である電子時計とその充電台の全体構成を示す平面図であり、図１５は充電台の表示部の表示例を示している。これによれば、充電台４００の凹部４０２に電子時計４０１を配置した時、送電コイルが発生する磁界によって変化する受電コイルの電気的状態を検出し、両コイルの位置関係や充電の状態によって充電台４００の表示部４０４に図１５（ａ）〜（ｄ）のような表示をすることで、使用者に受電コイルすなわち電子時計の位置ずれや現在の充電状態が分かるような構成について開示されている。

また、特許文献２には、配置された送受電コイルの中心位置の一致または不一致を受電装置または送電装置に設けた表示部に表示する手段が開示されている。これによれば、送電コイルの磁界によって受電コイルに発生した検出電圧と、所定の基準電圧との比較を行い、その状態を表示部のレベルメータによって表示することで使用者に報知し、より高効率な充電が行えるようにする構成について開示されている。

特許第３８２６４０７号公報特開２００８−２０６２９５号公報

上記の従来の特許文献１、２の非接触電力伝送装置では、そのときの送受電コイルの位置が正確に一致しているか否かを表示等する手段を有しているが、使用者に正確な結合位置へと誘導できるような送受信コイルの位置ずれの方向などを表示させる手段はないので、最適な位置に受電装置を配置するのに時間を要する場合がある。送電コイルと受電コイルが一対一に配置される非接触電力伝送システムでは送電装置の中央にコイルが配置されることが多く、おおよその位置は想像できるが、複数対複数の送受コイルを配置するといったマルチ化された非接触電力伝送システムの場合は、送電装置の正確な送信コイルの位置を推定するのは困難であり、上記の従来の手段では容易に最適な位置に受電装置を配置するのは困難である。

本発明は、上記のような従来の課題を解決し、送電コイルと受電コイルの位置関係を正確に判定するとともに、使用者に最適な位置を方向表示等によって知らせる機能を持たせることで、位置合わせを正確かつ容易に行なうことが可能で、かつマルチ化にも対応した送電装置、受電装置、あるいはそれらを使用した非接触電力伝送及び通信システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決すべく、本発明の送電装置は、送電コイルを有する送電装置と、前記送電コイルに電磁結合する受電コイルと二次電池と前記二次電池の残量を判定する二次電池残量判定手段とを有する受電装置とを備え、前記受電装置を前記送電装置に近接した設定された位置に配置することにより前記送電コイルと前記受電コイルとの電磁結合を介して、前記送電装置から前記受電装置の前記二次電池への非接触の電力伝送および前記送電装置と前記受電装置間でのデータ通信を行う非接触電力伝送および通信システムに使用する送電装置であって、前記受電コイルの位置を検知するコイル位置検知手段と、前記コイル位置検知手段の検知結果に基づいて前記受電コイルの前記の設定された位置からのずれの大きさ及び前記ずれの方向を判定するコイル位置関係判定手段とを有することを特徴とする。

ここで、本発明の送電装置は、前記受電装置は前記二次電池残量判定手段による前記二次電池の残量判定結果を前記データ通信により前記送電装置に通知する二次電池残量通知手段を備えた非接触電力伝送および通信システムに使用する送電装置であって、前記受電装置の前記二次電池残量通知手段から通知された前記二次電池の残量判定結果を受信して前記二次電池の残量を検知する二次電池残量受信検知手段と、前記二次電池残量受信検知手段の検知結果に基づいて前記二次電池の残量を前記受電装置の使用者に認識させる二次電池残量認識手段とを備えてもよい。

また、本発明の送電装置は、前記コイル位置関係判定手段の判定結果に基づいて前記受電コイルの送電コイルに対する相対位置または受電コイルに対する送電コイルの配置方向の少なくとも一方を前記受電装置の使用者に認識させる受電コイル位置認識手段を備えてもよい。

また、本発明の送電装置は、前記コイル位置関係判定手段の判定結果を前記データ通信により前記受電装置に通知するコイル位置関係通知手段を備えてもよい。

本発明の受電装置は、送電コイルを有する送電装置と、前記送電コイルに電磁結合する受電コイルと二次電池と前記二次電池の残量を判定する二次電池残量判定手段とを有する受電装置とを備え、前記受電装置を前記送電装置に近接した設定された位置に配置することにより前記送電コイルと前記受電コイルとの電磁結合を介して、前記送電装置から前記受電装置の二次電池への非接触の電力伝送および前記送電装置と前記受電装置間でのデータ通信を行い、前記送電装置は前記受電コイルの位置を検知するコイル位置検知手段と、前記コイル位置検知手段の検知結果に基づいて前記受電コイルの前記の設定された位置からのずれの大きさ及び前記ずれの方向を判定するコイル位置関係判定手段と、前記コイル位置関係判定手段の判定結果を前記データ通信により前記受電装置に通知するコイル位置関係通知手段を備えた非接触電力伝送および通信システムに使用する受電装置であって、前記送電装置のコイル位置関係通知手段から通知された前記判定結果を受信して前記送電コイルと前記受電コイルとの位置関係を検知するコイル位置関係受信検知手段と、前記コイル位置関係受信検知手段の検知結果に基づいて前記受電コイルの送電コイルに対する相対位置または受電コイルに対する送電コイルの配置方向の少なくとも一方を前記受電装置の使用者に認識させる送電コイル位置認識手段を備えたことを特徴とする。

ここで、本発明の受電装置は、前記二次電池残量判定手段の判定結果に基づいて前記二次電池の残量を前記受電装置の使用者に認識させる二次電池残量認識手段を備えてもよい。

本発明の非接触電力伝送および通信システムは、上記の受電コイル位置認識手段を備えた送電装置を用いたことを特徴とする。または、上記のいずれかの送電装置と上記の送電コイル位置認識手段を備えた受電装置とを用いてもよい。すなわち、本発明の非接触電力伝送および通信システムは、上記の受電コイル位置認識手段を備えた送電装置か、または、送電コイル位置認識手段を備えた受電装置の少なくとも一方を有する非接触電力伝送および通信システムである。

本発明の送電装置、受電装置、あるいはそれらを用いた非接触電力伝送及び通信システムによれば、受電コイルの位置およびその設定位置からのずれを、送電装置がコイル位置検知手段とコイル位置関係判定手段によって判定することによって送電装置が検知し、または、その位置関係をデータ通信することによって受電装置が検知することが可能となる。

さらに、受電コイルと送電コイルの相対位置または設定位置からのずれの方向を送電装置、受電装置の少なくとも一方に表示等の方法によって認識することができる手段を設けることで、使用者が正確かつ容易に電力伝送効率が高い最適な受電コイルの設置位置を把握することが可能となる。

以上のように、本発明により、送電コイルと受電コイルの位置関係を正確に判定するとともに、使用者に最適な位置を方向表示等によって知らせる機能を持たせることで、位置合わせを正確かつ容易に行なうことが可能でかつマルチ化にも対応した送電装置、受電装置、あるいはそれらを使用した非接触電力伝送及び通信システムが得られる。

本発明による送電装置、受電装置、およびそれらを用いた非接触電力伝送及び通信システムの第１の実施の形態の基本構成を示す機能ブロック図。第１の実施の形態の非接触電力伝送及び通信システムにおける非接触電力伝送及び通信動作のフローを説明する動作フロー図。位置検知コイルの配置の一実施の形態を示す模式的な平面図。受電装置の送受電コイル位置方向表示部の表示の一実施の形態を示す模式的な平面図。受電装置の送受電コイル位置方向表示部の表示の一実施の形態を示す模式的な平面図。送電装置の送受電コイル位置方向表示部の表示の一実施の形態を示す模式的な平面図。受電装置の二次電池残量表示部の表示の一実施の形態を示す模式的な平面図。送電装置の二次電池残量表示部の表示の一実施の形態を示す模式的な平面図。送電装置がマルチ化対応した複数の送電コイルを有する場合の位置検知コイルの実施の形態を示す平面図。本発明による送電装置、受電装置、およびそれらを用いた非接触電力伝送及び通信システムの第２の実施の形態の基本構成を示す機能ブロック図。第２の実施の形態の非接触電力伝送及び通信システムにおける非接触電力伝送及び通信動作のフローを説明する動作フロー図。本発明による送電装置、受電装置、およびそれらを用いた非接触電力伝送及び通信システムの第３の実施の形態の基本構成を示す機能ブロック図。第３の実施の形態の非接触電力伝送及び通信システムにおける非接触電力伝送及び通信動作のフローを説明する動作フロー図。従来の非接触電力伝送装置を用いた電子時計とその充電台の全体構成を示す平面図。図１４の従来の非接触電力伝送装置の充電台の表示部の表示例を示す図。図１５（ａ）は、警告表示Ａを示す図。図１５（ｂ）は、警告表示Ｂを示す図。図１５（ｃ）は、表示Ｃを示す図。図１５（ｄ）は、表示Ｄを示す図。

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。

図１は、本発明による送電装置、受電装置、およびそれらを用いた非接触電力伝送及び通信システムの第１の実施の形態の基本構成を示す機能ブロック図である。本実施の形態の非接触電力伝送及び通信システムは、送電コイル１０１を有する送電装置１００と、送電コイル１０１に電磁結合する受電コイル１５１と二次電池１６０と二次電池１６０の残量を判定する二次電池残量判定手段である二次電池残量判定部１５８とを有する受電装置１５０とを備え、受電装置１５０を送電装置１００に近接した設定された位置に配置することにより送電コイル１０１と受電コイル１５１との電磁結合を介して、送電装置１００から受電装置１５０の二次電池１６０への非接触の電力伝送および送電装置１００と受電装置１５０間でのデータ通信を行う非接触電力伝送および通信システムである。

本実施の形態の送電装置１００は、電源部１１０と、送電コイル１０１に高周波交流電圧を印加して行う電力伝送を制御する電力伝送制御部１０３と、データ通信を制御する通信制御部１０４と、受電コイルの位置を検知するコイル位置検知手段である位置検知コイル１０２と、位置検知コイル１０２による検知結果に基づいて受電コイル１５１の設定された位置からのずれの大きさ及びずれの方向を判定するコイル位置関係判定手段である送受電コイル位置関係判定部１０５と、送受電コイル位置関係判定部１０５による判定結果をデータ通信により受電装置１５０に通知するコイル位置関係通知手段である送受電コイル位置関係通知部１０６と、送受電コイル位置関係判定部１０５による判定結果に基づいて受電コイル１５１の送電コイル１０１に対する相対位置または受電コイル１５１に対する送電コイル１０１の配置方向の少なくとも一方を受電装置１５０の使用者に認識させる受電コイル位置認識手段である送受電コイル位置方向表示部１０７と、受電装置１５０からデータ通信により通知された二次電池１６０の残量判定結果を受信して二次電池１６０の残量を検知する二次電池残量受信検知手段である二次電池残量検知部１０８と、二次電池残量検知部１０８による検知結果に基づいて二次電池１６０の残量を前記受電装置１５０の使用者に認識させる二次電池残量認識手段である二次電池残量表示部１０９とにより構成されている。

本実施の形態の受電装置１５０は、受電コイル１５１により受電した電力を制御する電力伝送制御部１５３と、データ通信を制御する通信制御部１５４と、受電した電力を蓄電する二次電池１６０と、送電装置１００の送受電コイル位置関係通知部１０６から通知された判定結果を受信して送電コイル１０１と受電コイル１５１との位置関係を検知するコイル位置関係受信検知手段である送受電コイル位置関係検知部１５５と、送受電コイル位置関係検知部１５５の検知結果に基づいて受電コイル１５１の送電コイル１０１に対する相対位置または受電コイル１５１に対する送電コイル１０１の配置方向の少なくとも一方を受電装置１５０の使用者に認識させる送電コイル位置認識手段である送受電コイル位置方向表示部１５７と、二次電池残量判定部１５８による二次電池１６０の残量判定結果をデータ通信により送電装置１００に通知する二次電池残量通知手段である二次電池残量通知部１６２と、二次電池残量判定部１５８の判定結果に基づいて二次電池１６０の残量を前記受電装置１５０の使用者に認識させる二次電池残量認識手段である二次電池残量表示部１５９と、ＩＤ情報を保存するメモリ部１６１とにより構成されている。

図２は、第１の実施の形態の非接触電力伝送及び通信システムにおける非接触電力伝送及び通信動作のフローを説明する動作フロー図である。図１、図２に示すように、最初の初期動作として、送電装置１００は、ポーリングデータを送信して受電装置１５０の検出を待機する状態とする。受電装置１５０は、ポーリングデータを受信したら、メモリ部１６１に保存されているＩＤ情報を送電装置１００にデータ送信する。送電装置１００は、このポーリング時に位置検知コイル１０２により受電コイル１５１の位置を検知し、送受電コイル位置関係判定部１０５により送受電コイルの位置関係を判定し、送受電コイル位置関係通知部１０６により、受電装置１５０に対して、送受電コイルの位置関係情報をデータ通信により通知する。また、送電装置１００は、送受電コイル位置方向表示部１０７により受電コイル１５１の位置方向を使用者に表示する。受電装置１５０は、送受電コイルの位置関係情報をデータ通信により受信し、検知した後、送受電コイル位置方向表示部１５７により送電コイル１０１の位置方向を使用者に表示する。また、受電装置１５０は、二次電池１６０の残量を判定し、送電装置１００に対して、二次電池１６０の残量情報をデータ通信により通知する。また、受電装置１５０は、二次電池１６０の残量を使用者に表示する。送電装置１００は、二次電池１６０の残量情報をデータ通信により受信したら、二次電池１６０の残量を表示する。二次電池１６０の充電が必要な場合は電力伝送を開始し二次電池１６０の充電を行い、満充電の場合は初期動作に戻る。

図３は、受電コイル１５１の位置を検知するために送電装置１００に設置される位置検知コイル１０２の配置の一実施の形態を示す模式的な平面図である。この例では、位置検知コイル１０２は３個使用し、それぞれが受電コイル１５１からのデータ信号による磁界から発生する電圧を検出し、その大きさから送電コイル１０１の位置を判定する構成となっている。

図４および図５はそれぞれ、受電装置１５０の送受電コイル位置方向表示部１５７の表示の一実施の形態を示す模式的な平面図である。この例では、直接見ることの出来ない送電コイル１０１の存在する位置を、受電装置１５０のＬＣＤ表示画面１６３の一部に矢印で表示させる構成となっている。矢印の向きで送電コイル１０１の存在する方向を示し、矢印の大きさで送電コイル１０１までの距離を示している。このような表示機能を有することで、送受電コイルの位置合わせを正確かつ容易に行うことが可能となる。

図６は、送電装置１００の送受電コイル位置方向表示部１０７の表示の一実施の形態を示す模式的な平面図である。この例では、直接見ることの出来ない送電コイル１０１の存在する位置を、送受電コイル位置方向表示部１０７によって表示させる構成となっている。すなわち、受電コイル１５１に対する送電コイル１０１の方向を示す矢印を送受電コイル位置方向表示部１０７において表示することにより、受電装置１５０を表示された矢印の向きに移動させることによって容易に設定された位置に配置することができる。

図７は、受電装置１５０の二次電池残量表示部１５９の表示の一実施の形態を示す模式的な平面図である。この例では、二次電池１６０（図１）の残量を、受電装置１５０のＬＣＤ表示画面１６３の一部にインジケータで表示させる構成となっている。このような表示機能を有することで、現在の充電状態や、残りの充電時間を容易に把握することが可能となる。

図８は、送電装置１００の二次電池残量表示部１０９の表示の一実施の形態を示す模式的な平面図である。この例では、二次電池１６０（図１）の残量を、送電装置１００に設けたインジケータによって表示させる構成となっている。

上記の位置検知コイル１０２の実施の形態では、送電装置１００に送電コイル１個と位置検知コイル３個の例を示したが、この組み合わせに限らず、他のコイルの組み合わせ方法でもよい。また、送電コイル１０１を位置検知コイル１０２と併用で使用してもよい。例えば、図９に、送電装置１００がマルチ化対応した複数の送電コイル１０１を有する場合の位置検知コイル１０２の実施の形態を示す。この場合、それらの複数の送電コイル１０１を位置検知コイル１０２としても使用することができる。

また、上記の実施の形態では、送受電コイル位置方向表示部１０７および１５７が矢印表示による位置表示機能を有する構成を示したが、矢印表示に限らず、文字表示、色表示、インジケータ表示であっても良く、さらに、本実施の形態では受電コイル位置認識手段および送電コイル位置認識手段として表示を用いたが、表示以外の音声やアラームによって認識させる手段を用いても良い。

また、上記の実施の形態では、二次電池残量表示部１０９および１５９としてインジケータによる電池残量表示機能を有する構成を示したが、インジケータに限らず、文字表示、色表示であってもよく、本実施の形態では二次電池残量認識手段として表示を用いたが、表示以外の音声やアラームによって認識させる手段を用いても良い。

図１０は、本発明による送電装置、受電装置、およびそれらを用いた非接触電力伝送及び通信システムの第２の実施の形態の基本構成を示す機能ブロック図である。本実施の形態の非接触電力伝送及び通信システムも第１の実施の形態と同様に、送電コイル２０１を有する送電装置２００と、送電コイル２０１に電磁結合する受電コイル２５１と二次電池２６０と二次電池２６０の残量を判定する二次電池残量判定手段である二次電池残量判定部２５８とを有する受電装置２５０とを備え、受電装置２５０を送電装置２００に近接した設定された位置に配置することにより送電コイル２０１と受電コイル２５１との電磁結合を介して、送電装置２００から受電装置２５０の二次電池２６０への非接触の電力伝送および送電装置２００と受電装置２５０間でのデータ通信を行う非接触電力伝送および通信システムである。

但し、本実施の形態の送電装置２００は、第１の実施の形態の送電装置１００と同様な機能の、電源部２１０と、電力伝送制御部２０３と、通信制御部２０４と、受電コイルの位置を検知する位置検知コイル２０２と、受電コイル２５１の設定された位置からのずれの大きさ及びずれの方向を判定する送受電コイル位置関係判定部２０５と、判定結果を受電装置２５０に通知する送受電コイル位置関係通知部２０６と、受電装置２５０から受信して二次電池２６０の残量を検知する二次電池残量検知部２０８とにより構成されているが、受電コイル位置認識手段である送受電コイル位置方向表示部や二次電池残量認識手段である二次電池残量表示部は備えていない。

一方、本実施の形態の受電装置２５０は、第１の実施の形態の受電装置１５０と同様な機能の、電力伝送制御部２５３と、通信制御部２５４と、二次電池２６０と、送電装置２００から通知された判定結果を受信して送電コイル２０１と受電コイル２５１との位置関係を検知する送受電コイル位置関係検知部２５５と、その検知結果に基づいてコイル位置を使用者に認識させる送受電コイル位置方向表示部２５７と、二次電池２６０の残量判定結果を送電装置２００に通知する二次電池残量通知部２６２と、二次電池２６０の残量を使用者に認識させる二次電池残量表示部２５９と、ＩＤ情報を保存するメモリ部２６１とにより構成されており、第１の実施の形態の受電装置１５０と同様なすべての機能を有している。

図１１は、第２の実施の形態の非接触電力伝送及び通信システムにおける非接触電力伝送及び通信動作のフローを説明する動作フロー図である。図１０、図１１に示すように、最初の初期動作として、送電装置２００は、ポーリングデータを送信して受電装置２５０の検出を待機する状態とする。受電装置２５０は、ポーリングデータを受信したら、メモリ部２６１に保存されているＩＤ情報を送電装置２００にデータ送信する。送電装置２００は、このポーリング時に受電コイル２５１の位置を検知し、送受電コイルの位置関係を判定し、受電装置２５０に対して、送受電コイルの位置関係情報をデータ通信により通知する。受電装置２５０は、送受電コイルの位置関係情報をデータ通信により受信したら、送電コイル２０１の位置方向を使用者に表示する。また、受電装置２５０は、二次電池２６０の残量を判定し、送電装置２００に対して、二次電池２６０の残量情報をデータ通信により通知する。また、受電装置２５０は、二次電池２６０の残量を使用者に表示する。二次電池２６０の充電が必要な場合は電力伝送を開始し二次電池２６０の充電を行い、満充電の場合は初期動作に戻る。

図１２は、本発明による送電装置、受電装置、およびそれらを用いた非接触電力伝送及び通信システムの第３の実施形態の基本構成を示す機能ブロック図である。本実施の形態の非接触電力伝送及び通信システムも第１の実施の形態と同様に、送電コイル３０１を有する送電装置３００と、送電コイル３０１に電磁結合する受電コイル３５１と二次電池３６０と二次電池３６０の残量を判定する二次電池残量判定部３５８とを有する受電装置３５０とを備え、受電装置３５０を送電装置３００に近接した設定された位置に配置することにより送電コイル３０１と受電コイル３５１との電磁結合を介して、送電装置３００から受電装置３５０の二次電池３６０への非接触の電力伝送および送電装置３００と受電装置３５０間でのデータ通信を行う非接触電力伝送および通信システムである。

本実施の形態の送電装置３００は、第１の実施の形態の送電装置１００と同様な機能の、電源部３１０と、電力伝送制御部３０３と、通信制御部３０４と、受電コイル３５１の位置を検知する位置検知コイル３０２と、受電コイル３５１の設定された位置からのずれの大きさ及びずれの方向を判定する送受電コイル位置関係判定部３０５と、受電コイル位置認識手段である送受電コイル位置方向表示部３０７と、受電装置３５０から受信して二次電池３６０の残量を検知する二次電池残量検知部３０８と、二次電池残量認識手段である二次電池残量表示部３０９とにより構成されており、第１の実施の形態の送電装置１００と同様なすべての機能を有している。

一方、本実施の形態の受電装置３５０は、第１の実施の形態の受電装置１５０と同様な機能の、電力伝送制御部３５３と、通信制御部３５４と、二次電池３６０と、二次電池３６０の残量判定結果を送電装置３００に通知する二次電池残量通知部３６２と、ＩＤ情報を保存するメモリ部３６１とにより構成されているが、送電装置３００からのコイル位置情報を受信する送受電コイル位置関係検知部、その結果を表示する送受電コイル位置方向表示部および二次電池残量表示部は備えていない。

図１３は、第３の実施の形態の非接触電力伝送及び通信システムにおける非接触電力伝送及び通信動作のフローを説明する動作フロー図である。図１２、図１３に示すように、最初の初期動作として、送電装置３００は、ポーリングデータを送信して受電装置３５０の検出を待機する状態とする。受電装置３５０は、ポーリングデータを受信したら、メモリ部３６１に保存されているＩＤ情報を送電装置３００にデータ送信する。送電装置３００は、このポーリング時に受電コイル３５１の位置を検知し、送受電コイルの位置関係を判定し、受電コイル３５１の位置方向を使用者に表示する。また、受電装置３５０は、二次電池３６０の残量を判定し、送電装置３００に対して、二次電池３６０の残量情報をデータ通信により通知する。送電装置３００は、二次電池３６０の残量情報をデータ通信により受信したら、二次電池３６０の残量を表示する。二次電池３６０の充電が必要な場合は電力伝送を開始し二次電池３６０の充電を行い、満充電の場合は初期動作に戻る。

以上のように、本発明により、位置合わせを正確かつ容易に行なうことが可能でかつマルチ化にも対応した送電装置、受電装置、あるいはそれらを使用した非接触電力伝送及び通信システムが得られる。

本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限られるものではないことはいうまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれる。

本発明の送電装置、受電装置および非接触電力伝送及び通信システムは、携帯電話、デジタルカメラ、ヘッドセット、デジタルビデオ、ゲームコントローラー器、等の携帯端末機器とその充電装置などに利用することができる。また、自動車等の大電力が必要な装置とその充電機器にも応用可能である。

１００、２００、３００送電装置
１０１、２０１、３０１送電コイル
１０２、２０２、３０２位置検知コイル
１０３、１５３、２０３、２５３、３０３、３５３電力伝送制御部
１０４、１５４、２０４、２５４、３０４、３５４通信制御部
１０５、２０５、３０５送受電コイル位置関係判定部
１０６、２０６送受電コイル位置関係通知部
１０７、１５７、２５７、３０７送受電コイル位置方向表示部
１０８、２０８、３０８二次電池残量検知部
１０９、１５９、２５９、３０９二次電池残量表示部
１１０、２１０、３１０電源部
１５０、２５０、３５０受電装置
１５１、２５１、３５１受電コイル
１５５、２５５送受電コイル位置関係検知部
１５８、２５８、３５８二次電池残量判定部
１６０、２６０、３６０二次電池
１６１、２６１、３６１メモリ部
１６２、２６２、３６２二次電池残量通知部
１６３ＬＣＤ表示画面
４００充電台
４０１電子時計
４０２凹部
４０４表示部

Claims

送電コイルを有する送電装置と、前記送電コイルに電磁結合する受電コイルと二次電池と前記二次電池の残量を判定する二次電池残量判定手段とを有する受電装置とを備え、前記受電装置を前記送電装置に近接した設定された位置に配置することにより前記送電コイルと前記受電コイルとの電磁結合を介して、前記送電装置から前記受電装置の前記二次電池への非接触の電力伝送および前記送電装置と前記受電装置間でのデータ通信を行う非接触電力伝送および通信システムに使用する送電装置であって、前記受電コイルの位置を検知するコイル位置検知手段と、前記コイル位置検知手段の検知結果に基づいて前記受電コイルの前記の設定された位置からのずれの大きさ及び前記ずれの方向を判定するコイル位置関係判定手段とを有することを特徴とする送電装置。
前記受電装置は前記二次電池残量判定手段による前記二次電池の残量判定結果を前記データ通信により前記送電装置に通知する二次電池残量通知手段を備えた非接触電力伝送および通信システムに使用する送電装置であって、前記受電装置の前記二次電池残量通知手段から通知された前記二次電池の残量判定結果を受信して前記二次電池の残量を検知する二次電池残量受信検知手段と、前記二次電池残量受信検知手段の検知結果に基づいて前記二次電池の残量を前記受電装置の使用者に認識させる二次電池残量認識手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の送電装置。
前記コイル位置関係判定手段の判定結果に基づいて前記受電コイルの送電コイルに対する相対位置または受電コイルに対する送電コイルの配置方向の少なくとも一方を前記受電装置の使用者に認識させる受電コイル位置認識手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の送電装置。
前記コイル位置関係判定手段の判定結果を前記データ通信により前記受電装置に通知するコイル位置関係通知手段を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の送電装置。
送電コイルを有する送電装置と、前記送電コイルに電磁結合する受電コイルと二次電池と前記二次電池の残量を判定する二次電池残量判定手段とを有する受電装置とを備え、前記受電装置を前記送電装置に近接した設定された位置に配置することにより前記送電コイルと前記受電コイルとの電磁結合を介して、前記送電装置から前記受電装置の二次電池への非接触の電力伝送および前記送電装置と前記受電装置間でのデータ通信を行い、前記送電装置は前記受電コイルの位置を検知するコイル位置検知手段と、前記コイル位置検知手段の検知結果に基づいて前記受電コイルの前記の設定された位置からのずれの大きさ及び前記ずれの方向を判定するコイル位置関係判定手段と、前記コイル位置関係判定手段の判定結果を前記データ通信により前記受電装置に通知するコイル位置関係通知手段を備えた非接触電力伝送および通信システムに使用する受電装置であって、前記送電装置のコイル位置関係通知手段から通知された前記判定結果を受信して前記送電コイルと前記受電コイルとの位置関係を検知するコイル位置関係受信検知手段と、前記コイル位置関係受信検知手段の検知結果に基づいて前記受電コイルの送電コイルに対する相対位置または受電コイルに対する送電コイルの配置方向の少なくとも一方を前記受電装置の使用者に認識させる送電コイル位置認識手段を備えたことを特徴とする受電装置。
前記二次電池残量判定手段の判定結果に基づいて前記二次電池の残量を前記受電装置の使用者に認識させる二次電池残量認識手段を備えたことを特徴とする請求項５に記載の受電装置。
請求項３に記載の送電装置を用いたことを特徴とする非接触電力伝送および通信システム。
請求項４に記載の送電装置と請求項５または６に記載の受電装置とを用いたことを特徴とする非接触電力伝送および通信システム。