JP2013243792A - 充電装置 - Google Patents

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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

【課題】ユーザが自由に電源コイルを移動させることができ、ユーザに電源コイルの位置を視覚的に把握させることができる充電装置を提供する。
【解決手段】充電装置10は、被充電機器100が載置される充電面11と、充電面11上に誘導磁界を発生させる電源コイル12と、電源コイル12を充電面11に沿って移動させる駆動部13と、ユーザからの電源コイル12を移動させる指示の入力を受け付ける入力手段11bと、電源コイル12の位置をコイル位置として検知するコイル検知部14と、充電面11に設けられた表示部11aとを備えている。表示部11aは、コイル検知部14の検知結果に基づいて、コイル位置を示すコイル図形を表示する。
【選択図】図1

Description

本発明は、充電面に載置された被充電機器を充電する充電装置に関する。
近年、デジタルカメラや携帯電話等の電子機器においては、充電して再利用できる二次電池が搭載されており、コンセントに繋ぐことなく使用できることで、携帯性や利便性を向上させている。二次電池の充電方法としては、接触充電方式と非接触充電方式とがあり、一般的には、単純な装置構造であることなどから、接触充電方式が広く用いられているが、電子機器と接続するための端子などが必要となる。そこで、現在では、非接触充電方式を採用した様々な充電装置が開発されている(例えば、特許文献1ないし特許文献4参照。)。
特開2011−125155号公報 特開2010−22105号公報 特開2009−159686号公報 特開2009−247194号公報
特許文献1に記載の充電システムでは、机上の給電エリア内に設定された複数の発生ポイントのそれぞれに一次コイルが配置され、一次コイルを介して給電エリア内に誘導磁界を発生させている。そして、給電エリア内に載置された充電パッドまたは非接触充電対応携帯端末に組み込まれた充電モジュールは、誘導磁界と結合して充電電流を発生させている。しかしながら、特許文献1の充電システムでは、一次コイルの位置に応じて給電エリアが制約されるため、充電パッドおよび非接触充電対応携帯端末の形状やサイズに応じて給電エリアを変更することができないという課題がある。
また、特許文献2に記載の充電装置では、複数の被充電機器が載置されるステージの複数の充電ポイント毎に一次コイルが設けられており、被充電機器から取得した充電設定情報に基づいて、優先的に充電する被充電機器を選択する。しかしながら、特許文献2の充電装置では、充電ポイントに応じてステージに枠が形成されており、被充電機器を載置する位置が枠に制約されるという課題がある。
また、特許文献3に記載の非接触給電アダプタは、建屋の壁などのパネル内に配置された非接触給電部に対して、磁石等の取付手段によって着脱自在に取り付けられ、電気機器が装着される凹部を備えている。しかしながら、特許文献3の非接触給電アダプタは、取り付け位置が非接触給電部の位置に限定されるという課題がある。
また、特許文献4に記載の充電台は、電池内蔵機器の誘導コイルに起電力を誘導する電源コイルと、上面に電池内蔵機器を載せる上面プレートを有するケースと、電源コイルを上面プレートの内面に沿って移動させる移動機構と、上面プレートに載置された電池内蔵機器の位置を検出して電源コイルを誘導コイルに接近させる位置検出制御器とを備えている。しかしながら、特許文献4の充電台では、位置検出制御器によって電源コイルの位置が制御されるため、ユーザが意図した位置に電源コイルを移動させることができないという課題がある。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、ユーザが自由に電源コイルを移動させることができ、ユーザに電源コイルの位置を視覚的に把握させることができる充電装置を提供することを目的とする。
本発明に係る充電装置は、被充電機器が載置される充電面と、前記充電面上に誘導磁界を発生させる電源コイルとを備え、前記充電面に載置された被充電機器を充電する充電装置であって、前記電源コイルを前記充電面に沿って移動させる駆動部と、ユーザからの前記電源コイルを移動させる指示の入力を受け付ける入力手段と、前記電源コイルの位置をコイル位置として検知するコイル検知部と、前記充電面に設けられた表示部とを備え、前記表示部は、前記コイル検知部の検知結果に基づいて、前記コイル位置を示すコイル図形を表示することを特徴とする。
この構成によると、ユーザが自由に電源コイルを移動させることができるので、被充電機器の形状、サイズなどに応じて、適切な位置に電源コイルを配置することができる。また、表示部にコイル図形を表示することによって、ユーザに電源コイルの位置を視覚的に把握させることができ、効率よく充電できる場所を明示することができる。
本発明に係る充電装置では、前記充電面に被充電機器が載置されたことを検知する機器検知部と、前記電源コイルに電力を供給するか否かを判断する供給判断手段とを備え、前記供給判断手段は、前記機器検知部の検知結果に基づいて、前記電源コイルへの電力の供給を開始させることを特徴とする。
この構成によると、被充電機器が載置されてから電力の供給を開始するので、無駄な電力の消費を防止することができる。
本発明に係る充電装置では、前記充電面に載置された被充電機器と通信する通信手段と、前記通信手段を介して前記被充電機器の充電量を判断する充電量判断手段とを備え、前記供給判断手段は、前記充電量判断手段の判断結果に基づいて、前記電源コイルへの電力の供給を停止させることを特徴とする。
この構成によると、充電量判断手段の判断結果に基づいて電力の供給を停止することで、被充電機器の過充電を防止することができる。
本発明に係る充電装置では、前記充電量判断手段は、前記充電量に基づいて、前記被充電機器の充電が完了したと判断することを特徴とする。
この構成によると、被充電機器の充電量に応じて、適切なタイミングで充電を停止することができる。
本発明に係る充電装置では、前記コイル図形の色を選択する図形色選択手段を備え、前記図形色選択手段は、前記電源コイルに電力が供給されたとき、前記コイル図形の色を変更することを特徴とする。
この構成によると、表示されたコイル図形の色を変更することで、ユーザに被充電機器の充電状況を視覚的に把握させることができ、充電が開始されたことを認識させることができる。
本発明に係る充電装置では、前記図形色選択手段は、前記電源コイルへの電力の供給が停止されたとき、前記コイル図形の色を変更することを特徴とする。
この構成によると、コイル図形を異なる色に変更して表示することで、ユーザに充電が完了したことを認識させることができる。
本発明に係る充電装置では、前記表示部は、前記電源コイルに電力が供給されている間、前記コイル図形の表示を取り消すことを特徴とする。
この構成によると、充電中は電源コイルを移動させる必要が無く、ユーザに位置を認識させなくてもよいので、コイル図形の表示を取り消すことで、省電力化を図ることができる。
本発明に係る充電装置では、ユーザの接近を検知するユーザ検知部を備え、前記表示部は、前記ユーザ検知部の検知結果に基づいて、前記コイル図形を表示することを特徴とする。
この構成によると、ユーザが接近してからコイル図形を表示するので、電力の消費を抑え、省電力化を図ることができる。
本発明に係る充電装置では、前記充電面は、前記表示部と前記入力手段とが一体とされたタッチパネルで構成されていることを特徴とする。
この構成によると、充電面をタッチパネルとすることで、ユーザは電源コイルを移動させる位置を直接入力することができるので、充電装置の操作性を向上させることができる。
本発明によると、ユーザが自由に電源コイルを移動させることができるので、被充電機器の形状、サイズなどに応じて、適切な位置に電源コイルを配置することができる。また、表示部にコイル図形を表示することによって、ユーザに電源コイルの位置を視覚的に把握させることができ、効率よく充電できる場所を明示することができる。
本発明の実施の形態に係る充電装置の概略構成図である。 ユーザが入力する前の充電面を示す説明図である。 コイル図形を移動した後の充電面を示す説明図である。 電源コイルを移動した後の充電面を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る充電装置の充電動作の処理フローを示すフロー図である。
以下、本発明の実施の形態に係る充電装置について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る充電装置の概略構成図である。
本発明の実施の形態に係る充電装置10は、被充電機器100が載置される充電面11と、充電面11上に誘導磁界を発生させる電源コイル12と、電源コイル12を充電面11に沿って移動させる駆動部13と、ユーザからの電源コイル12を移動させる指示の入力を受け付ける入力手段11bと、電源コイル12の位置をコイル位置として検知するコイル検知部14と、充電面11に設けられた表示部11aとを備えている。表示部11aは、コイル検知部14の検知結果に基づいて、コイル位置を示すコイル図形Kz(後述する図2Aないし図2C参照)を表示する。
充電面11は、筐体の上面に設けられており、筐体の内部には、充電面11に沿って電源コイル12が設けられている。充電面11は、液晶ディスプレイ(LCD)であって、表示部11aと入力手段11bとが一体とされたタッチパネルで構成されている。なお、表示部11aに表示されるコイル図形Kzおよびユーザからの電源コイル12を移動させる指示の入力方法については、後述する図2Aないし図2Cに基づいて説明する。上述したように、充電面11をタッチパネルとすることで、ユーザは電源コイル12を移動させる位置を直接入力することができるので、充電装置10の操作性を向上させることができる。
入力手段11bは、充電面11に接しているユーザの指などを検知するセンサで構成されており、センサの検知結果に基づいて、位置制御手段19dに電源コイル12を移動させる位置を通知する。
本実施の形態では、充電面11を表示部11aと入力手段11bとが一体とされたタッチパネルで構成したが、これに限定されず、表示部11aと入力手段11bとを別に設けてもよい。つまり、入力手段11bを筐体の表面に設けられたボタン等で構成し、充電面11を表示部11aであるLCDで構成してもよい。
電源コイル12は、充電面11上に誘導磁界を発生させる一般的なコイルであって、形状やサイズなどは筐体に応じて適宜設計すればよい。電源コイル12には、電力を供給する電源部17が接続されている。電源コイル12によって生じた誘導磁界は、被充電機器100が有する誘導コイル101において電流を誘起させる。
電源部17は、電源回路であって、外部の電源(図示しない)に接続されており、電流を変換し電圧や周波数を適宜調節する。なお、本発明はこれに限定されず、充電装置10の内部に電源を備えていてもよい。
駆動部13は、例えば、アクチュエータなどで構成され、位置制御手段19dから通知された位置に電源コイル12を移動させる。つまり、位置制御手段19dは、電源コイル12の移動方向および移動量を制御して電源コイル12を位置決めする。
コイル検知部14は、電源コイル12の位置を検知するセンサである。なお、センサの種類については限定されておらず、例えば、光や電波などで電源コイル12の存在を検知し、センサで検知した位置を電源コイル12の基準位置とする構成としてもよい。そして、基準位置からの電源コイル12の移動方向および移動量に基づいて、コイル検知部14は、コイル位置を算出する。
また、充電装置10は、充電面11に被充電機器100が載置されたことを検知する機器検知部15と、電源コイル12に電力を供給するか否かを判断する供給判断手段19aと、充電面11に載置された被充電機器100と通信する通信手段18と、通信手段18を介して被充電機器100の充電量を判断する充電量判断手段19bとを備えている。
機器検知部15は、充電面11に載置された被充電機器100を検知するセンサである。なお、本実施の形態では、機器検知部15で用いるセンサを入力手段11bとして用いてもよい。つまり、充電面11に接しているのがユーザの指などか被充電機器100であるかを判断することで、入力手段11bとコイル検知部14とのいずれで処理するかを決定する。充電面11に接している対象物を識別する際は、対象物のサイズで判断したり、対象物が充電面11に接している時間で判断したりすればよい。
なお、機器検知部15の検知結果に基づいて、位置制御手段19dは、電源コイル12の位置を微調整してもよい。つまり、被充電機器100が載置されている位置に対して電源コイル12が離間している場合、位置制御手段19dは、電源コイル12を被充電機器100の直下へ移動させる。ここで電源コイル12を微調整する距離は、ユーザの指示した位置から大きく移動させず、例えば、0.5mm程度の短い距離とする。
通信手段18は、被充電機器100から送信された信号を復調する回路である。つまり、充電装置10と被充電機器100とは、電源コイル12と誘導コイル101との間で信号を送受信しており、通信手段18は、電源コイル12が受信した信号を検出して復調することで、被充電機器100の充電量を検知する。
充電量判断手段19bは、通信手段18で検知した被充電機器100の充電量に基づいて、被充電機器100の充電が完了したかどうかを判断する。
供給判断手段19aは、機器検知部15の検知結果に基づいて、電源コイル12への電力の供給を開始させる。つまり、充電面11に被充電機器100が載置されているとき、電源部17から電源コイル12へ電力を供給させる。また、供給判断手段19aは、充電量判断手段19bの判断結果に基づいて、電源コイル12への電力の供給を停止させる。つまり、被充電機器100の充電が完了したと判断されたとき、電源部17から電源コイル12への電力の供給を停止させる。
上述したように、被充電機器100が載置されてから電力の供給を開始するので、無駄な電力の消費を防止することができる。また、充電が完了したら電力の供給を停止することで、被充電機器100の過充電を防止することができる。
また、充電装置10は、ユーザの接近を検知するユーザ検知部16を備えており、表示部11aは、ユーザ検知部16の検知結果に基づいて、コイル図形Kzを表示する。
ユーザ検知部16は、充電装置10の周囲の物体を検知する人感センサであって、予め設定された範囲内の物体の存在を検知したとき、ユーザが接近していると判断する。つまり、充電装置10を操作するユーザが周囲にいない間は、コイル図形Kzの表示を取り消しておき、ユーザが接近してからコイル図形Kzを表示するので、電力の消費を抑え、省電力化を図ることができる。
また、充電装置10は、コイル図形Kzの色を選択する図形色選択手段19cを備えている。
図形色選択手段19cは、電源コイル12に電力が供給されたとき、コイル図形Kzの色を変更する。つまり、表示されたコイル図形Kzの色を変更することで、ユーザに被充電機器100の充電状況を視覚的に把握させることができ、充電が開始されたことを認識させることができる。さらに、図形色選択手段19cは、電源コイル12への電力の供給が停止されたとき、コイル図形Kzの色を変更する。つまり、コイル図形Kzを異なる色に変更して表示することで、ユーザに充電が完了したことを認識させることができる。
具体的には、充電面11に被充電機器100が載置されるまでは、コイル図形Kzを「青色」で表示し、被充電機器100が載置され充電している間は、コイル図形Kzを「赤色」で表示し、被充電機器100の充電が完了すると、コイル図形Kzを「緑色」で表示する。さらに、充電が完了してから所定の時間が経過すると、コイル図形Kzの表示を取り消す。
なお、これに限定されず、コイル図形Kzの色を変更する替わりに、電源コイル12に電力が供給されている間、コイル図形Kzの表示を取り消してもよい。つまり、充電中は電源コイル12を移動させる必要が無く、ユーザに位置を認識させなくてもよいので、コイル図形Kzの表示を取り消すことで、省電力化を図ることができる。
なお、供給判断手段19a、充電量判断手段19b、図形色選択手段19c、および位置制御手段19dは、充電装置10が有するCPU19に対して予め組み込まれたコンピュータプログラム(コンピュータ)によって実現されている。
被充電機器100は、例えば、携帯端末、デジタルカメラ、PDA、携帯音楽プレーヤなどであって、誘導コイル101と、誘導コイル101に接続された二次電池102と、二次電池102の充電量を検知する充電量検知部103と、充電装置10に二次電池102の充電量を送信する送信手段104とで構成されている。なお、誘導コイル101と二次電池102とは、整流回路などを介して接続されていてもよく、電圧や周波数などを適宜調節することで効率よく充電できる。
次に、表示部に表示されるコイル図形について説明する。
図2Aは、ユーザが入力する前の充電面を示す説明図であり、図2Bは、コイル図形を移動した後の充電面を示す説明図であり、図2Cは、電源コイルを移動した後の充電面を示す説明図である。
図2Aないし図2Cは、充電面11を平面視した状態を示し、表示部11aの下方に電源コイル12が配置されている。図2Aに示すように、コイル図形Kzは、電源コイル12の上方に表示されている。本実施の形態では、コイル図形Kzおよび電源コイル12は、円形とされているが、サイズや形状を変更してもよい。また、図の見易さを考慮して、コイル図形Kzは、電源コイル12より大きく表示されているが、コイル図形Kzを電源コイル12と同一のサイズ及び形状としてもよい。
図2Bに示すように、表示部11aは、ユーザの指示に応じてコイル図形Kzを表示する位置を変更する。なお、2点鎖線で示すコイル図形Kzは、移動する前のコイル図形Kzであって、表示部11aには表示されない。ユーザが電源コイル12を移動させる指示の入力方法は、特に限定されないが、例えば、表示部11aに表示されたコイル図形Kzをドラッグアンドドロップしたり、コイル図形Kzを移動させたい位置をクリックしたりすればよい。
上述したユーザの指示により、図2Cに示すように、電源コイル12は、コイル図形Kzの下方に移動される。なお、2点鎖線で示す電源コイル12は、移動する前の電源コイル12の位置を示している。
上述したように、コイル図形Kzは、電源コイル12に応じた位置に表示される。ユーザは、コイル図形Kzを移動させることで電源コイル12を移動させる指示を入力することができ、移動させたコイル図形Kzに応じて電源コイル12が移動される。つまり、ユーザが自由に電源コイル12を移動させることができるので、被充電機器100の形状、サイズなどに応じて、適切な位置に電源コイル12を配置することができる。また、表示部11aにコイル図形Kzを表示することによって、ユーザに電源コイル12の位置を視覚的に把握させることができ、効率よく充電できる場所を明示することができる。
次に、図3を参照して、本発明の実施の形態に係る充電装置における充電動作の処理フローを説明する。
図3は、本発明の実施の形態に係る充電装置の充電動作の処理フローを示すフロー図である。
ステップS01では、コイル検知部14によって、電源コイル12の位置を検知して、位置制御手段19dにコイル位置を通知する。
ステップS02では、ユーザ検知部16によって、ユーザが充電装置10に接近したかどうかを検知する。ユーザの接近を検知しない場合(ステップS02:NO)には、ユーザの接近を検知するまで待機する。一方、ユーザの接近を検知した場合(ステップS02:YES)には、ステップS03へ進む。なお、充電装置10がユーザ検知部16を備えない構成とした場合は、ステップS02を省略すればよい。
ステップS03では、ステップS01で検知したコイル位置に応じて、表示部11aにコイル図形Kzを表示する。
ステップS04では、入力手段11bによって、電源コイル12を移動させる指示が入力されたかどうかを判断する。その結果、電源コイル12を移動させる指示が入力された場合(ステップS04:YES)、ステップS05へ進む。ステップS05では、駆動部13によって、ユーザに指示された位置に電源コイル12を移動させる。
一方、電源コイル12を移動させる指示が入力されない場合(ステップS04:NO)、ステップS06へ進む。つまり、ユーザから指示されていない場合は、電源コイル12を移動させない。
ステップS06では、機器検知部15によって、充電面11に被充電機器100が載置されたかどうかを判断する。その結果、被充電機器100が載置された場合(ステップS06:YES)、ステップS07へ進む。一方、被充電機器100が載置されない場合(ステップS06:NO)、ステップS04へ戻る。つまり、被充電機器100が載置されるまで待機する。
ステップS07では、供給判断手段19aによって、電源コイル12への電力の供給を開始させるかどうかを判断する。ここでは、被充電機器100の充電量に基づいて判断され、被充電機器100の充電が完了していない場合、充電が開始される。その結果、電力の供給を開始させる判断がされた場合(ステップS07:YES)、ステップS08へ進む。ステップS08では、電源部17によって、電源コイル12に電力が供給され、被充電機器100の充電が開始される。ここで、図形色選択手段19cによって、コイル図形Kzの色を変更してもよい。また、コイル図形Kzの表示を取り消してもよい。
一方、電力の供給を開始させる判断がされない場合(ステップS07:NO)、ステップS11へ進む。つまり、被充電機器100の充電が完了していると判断され、充電しない。
ステップS09では、充電量判断手段19bによって、電源コイル12への電力の供給を停止させるかどうかを判断する。その結果、電力の供給を停止させる判断がされた場合(ステップS09:YES)、ステップS11へ進む。一方、電力の供給を停止させる判断がされない場合(ステップS09:NO)、ステップS10へ進む。
ステップS10では、機器検知部15によって、充電面11に被充電機器100が載置されているかどうかを判断する。つまり、充電が完了する前に被充電機器100がユーザに回収されたとき、充電を停止する。その結果、被充電機器100が載置されている場合(ステップS10:YES)、ステップS09へ戻る。つまり、被充電機器100が載置されていれば、充電を継続する。一方、被充電機器100が載置されていない場合(ステップS10:NO)、ステップS11へ進む。
ステップS11では、電源部17によって、電源コイル12への電力の供給を停止し、被充電機器100の充電を終了して、処理を終了する。ここで、図形色選択手段19cによって、コイル図形Kzの色を変更してもよい。また、コイル図形Kzの表示を取り消していた場合は、コイル図形Kzを再度表示してもよい。
なお、今回開示した実施の形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。
10 充電装置
11 充電面
11a 表示部
11b 入力手段
12 電源コイル
13 駆動部
14 コイル検知部
15 機器検知部
16 ユーザ検知部
18 通信手段
19 CPU
19a 供給判断手段
19b 充電量判断手段
19c 図形色選択手段
100 被充電機器
101 誘導コイル
Kz コイル図形

Claims (9)

  1. 被充電機器が載置される充電面と、前記充電面上に誘導磁界を発生させる電源コイルとを備え、前記充電面に載置された被充電機器を充電する充電装置であって、
    前記電源コイルを前記充電面に沿って移動させる駆動部と、
    ユーザからの前記電源コイルを移動させる指示の入力を受け付ける入力手段と、
    前記電源コイルの位置をコイル位置として検知するコイル検知部と、
    前記充電面に設けられた表示部とを備え、
    前記表示部は、前記コイル検知部の検知結果に基づいて、前記コイル位置を示すコイル図形を表示すること
    を特徴とする充電装置。
  2. 請求項1に記載の充電装置であって、
    前記充電面に被充電機器が載置されたことを検知する機器検知部と、
    前記電源コイルに電力を供給するか否かを判断する供給判断手段とを備え、
    前記供給判断手段は、前記機器検知部の検知結果に基づいて、前記電源コイルへの電力の供給を開始させること
    を特徴とする充電装置。
  3. 請求項2に記載の充電装置であって、
    前記充電面に載置された被充電機器と通信する通信手段と、
    前記通信手段を介して前記被充電機器の充電量を判断する充電量判断手段とを備え、
    前記供給判断手段は、前記充電量判断手段の判断結果に基づいて、前記電源コイルへの電力の供給を停止させること
    を特徴とする充電装置。
  4. 請求項3に記載の充電装置であって、
    前記充電量判断手段は、前記充電量に基づいて、前記被充電機器の充電が完了したと判断すること
    を特徴とする充電装置。
  5. 請求項2から請求項4までのいずれか1つに記載の充電装置であって、
    前記コイル図形の色を選択する図形色選択手段を備え、
    前記図形色選択手段は、前記電源コイルに電力が供給されたとき、前記コイル図形の色を変更すること
    を特徴とする充電装置。
  6. 請求項5に記載の充電装置であって、
    前記図形色選択手段は、前記電源コイルへの電力の供給が停止されたとき、前記コイル図形の色を変更すること
    を特徴とする充電装置。
  7. 請求項2から請求項4までのいずれか1つに記載の充電装置であって、
    前記表示部は、前記電源コイルに電力が供給されている間、前記コイル図形の表示を取り消すこと
    を特徴とする充電装置。
  8. 請求項1から請求項7までのいずれか1つに記載の充電装置であって、
    ユーザの接近を検知するユーザ検知部を備え、
    前記表示部は、前記ユーザ検知部の検知結果に基づいて、前記コイル図形を表示すること
    を特徴とする充電装置。
  9. 請求項1から請求項8までのいずれか1つに記載の充電装置であって、
    前記充電面は、前記表示部と前記入力手段とが一体とされたタッチパネルで構成されていること
    を特徴とする充電装置。
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