JP2014045607A

JP2014045607A - 非接触充電システム及び非接触充電装置

Info

Publication number: JP2014045607A
Application number: JP2012187421A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yoshida; 浩史吉田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2012-08-28
Publication date: 2014-03-13

Abstract

【課題】充電器に対する充電時の電子機器の位置を柔軟にすると共に、充電器側の待機電流を０とし、待機時の電力消費を削減する非接触充電システム及び非接触充電装置を提供する。
【解決手段】被充電端末１２０にＮＦＣリーダーライター１３０を備え、非接触充電器１４０にＮＦＣタグ１５０を備える。非接触充電器１４０のＮＦＣタグ１５０は、被充電端末１２０が近接しているか否かを検知し、被充電端末１２０が近接していない場合には、電源制御回路１４３は電源回路１４１をＯＦＦにして、コイル１４２への電力の供給を遮断し、被充電端末１２０が近接した場合には、電源制御回路１４３は電源回路１４１をＯＮにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器に非接触で充電する非接触充電システム及び非接触充電装置に関する。

携帯電話、ノートパソコン及びタブレット端末等の携帯端末、電気シェーバ、電動歯ブラシといった電子機器には、繰り返し充放電可能な二次電池が内蔵されている。この二次電池を充電するシステムとして、金属接点又はコネクタなどの充電端子を介さずに電子機器と非接触の状態で二次電池を充電する非接触充電システムが知られている。このような非接触充電システムは、充電端子の接続及び解除といった煩わしさからユーザを解放し、また、充電端子の露出が望ましくない電子機器（例えば、防水性能又は防塵性能が求められる電子機器）には特に有効である。

非接触充電システムは、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示の非接触充電システムは、電子機器を充電器に装着したときに電子機器の充電器のリミットスイッチをＯＮにして充電を開始し、電子機器を充電器から取り外すとリミットスイッチはＯＦＦになり、充電器に電流は流れなくなり、非充電時の電力消費を減らすことができる。

特開平１１−１４６５６９号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示の非接触充電システムでは、電子機器を充電器に装着しなければならず、充電器に対する充電時の電子機器の位置が著しく制約されるという問題がある。

本発明の目的は、充電器に対する充電時の電子機器の位置を柔軟にすると共に、充電器の待機電流を０とし、待機時の電力消費を削減する非接触充電システム及び非接触充電装置を提供することである。

本発明の非接触充電システムは、被充電端末と、前記被充電端末に非接触によって電力を供給する非接触充電装置とを具備する非接触充電システムであって、前記被充電端末は、前記非接触充電装置と近接して無線通信を行う第１無線通信手段を有し、前記非接触充電装置は、前記被充電端末にコイルを介して非接触によって電力を供給する電源回路と、前記被充電端末と近接して無線通信を行い、前記被充電端末の近接を検知する第２無線通信手段と、前記被充電端末が近接していない場合には、前記電源回路をＯＦＦ制御し、前記被充電端末が近接している場合には、前記電源回路のＯＮ制御する電源制御手段と、を有する構成を採る。

本発明の非接触充電装置は、被充電端末に非接触によって電力を供給する非接触充電装置であって、前記被充電端末にコイルを介して非接触によって電力を供給する電源回路と、前記被充電端末と近接して無線通信を行い、前記被充電端末の近接を検知する第２無線通信手段と、前記被充電端末が近接していない場合には、前記電源回路をＯＦＦ制御し、前記被充電端末が近接している場合には、前記電源回路のＯＮ制御する電源制御手段と、を具備する構成を採る。

本発明によれば、充電器に対する充電時の電子機器の位置を柔軟にすると共に、充電器の待機電流を０とし、待機時の電力消費を削減することができる。

本発明の実施の形態１に係る非接触充電システムの構成を示すブロック図本発明の実施の形態２に係る非接触充電システムの構成を示すブロック図本発明の実施の形態２に係る非接触充電システムの動作例の説明に供する図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、実施の形態において、同一機能を有する構成には、同一符号を付し、重複する説明は省略する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る非接触充電システム１００の構成を示すブロック図である。以下、図１を用いて非接触充電システム１００の構成について説明する。非接触充電システム１００は、被充電端末１２０、非接触充電器１４０及びＡＣアダプタ１６０を備える。

まず、被充電端末１２０の構成について説明する。コイル１２１は、非接触充電器１４０に備えられたコイル１４２との間で電磁結合して電力の供給を受ける二次コイルとして機能し、供給された交流電力を整流回路１２２に出力する。

整流回路１２２は、コイル１２１から出力された交流電力を直流電力に変換して充電回路に出力し、充電回路１２３は、整流回路１２２から出力された直流電力の電池１２４への充電を制御し、また、充電回路１２３は、電池１２４の充電状態等をＣＰＵ（Central Processing Unit）１２５に出力する。

電池１２４は、充電回路１２３から充電され、繰り返し充放電可能な二次電池として機能し、充電された電力を電源ＩＣ１２６に出力する。

ＣＰＵ１２５は、被充電端末１２０の全体の動作を制御し、所定のプログラムによって動作する種々の演算処理回路から構成される。また、ＣＰＵ１２５は、充電回路１２３から出力された電池１２４の充電状態に基づいて、電源ＩＣ１２６を制御する。

電源ＩＣ１２６は、ＣＰＵ１２５の制御に基づいて、電池１２４から出力された電力をコントロールし、ＮＦＣ（Near Field Communication）リーダーライター１３０の電源回路１３１に安定した電力を出力する。

ＮＦＣリーダーライター１３０は、非接触充電器１４０に搭載されたＮＦＣタグ１５０と近距離に接近すると、ＮＦＣタグ１５０の情報を読み取ったり、ＮＦＣタグ１５０の情報を更新したりする。ＮＦＣリーダーライター１３０の具体的な構成について、以下に説明する。

電源回路１３１は、電源ＩＣ１２６から出力された電力からＮＦＣリーダーライター１３０が動作する電力に変換し、変換した電力をＣＰＵ１３３に出力する。

メモリ１３２は、予め所定のデータが記憶されている。また、メモリ１３２は、ＣＰＵ１３３の制御に従って、ＮＦＣタグ１５０から読み取ったデータを記憶する。

ＣＰＵ１３３は、電源回路１３１から出力された電力によって駆動し、ＮＦＣリーダーライター１３０内の各部を制御し、所定のプログラムによって動作する種々の演算処理回路から構成される。

高周波回路１３４は、非接触充電器１４０と送受信する高周波信号を処理し、コイル１３５は、非接触充電器１４０に備えられたコイル１５１との間で電磁結合して、非接触充電器１４０との間でデータの送受信を行う。

次に、非接触充電器１４０の構成について説明する。電源回路１４１は、電源制御回路１４３からＯＮ制御を受けた場合、ＡＣアダプタ１６０から出力された電力から非接触充電器１４０が動作する電力に変換し、変換した電力をコイル１４２に出力する。また、電源回路１４１は、電源制御回路１４３からＯＦＦ制御を受けた場合、ＡＣアダプタ１６０から出力された電力がコイル１４２に流れないようコイル１４２との接続を遮断する。さらに、電源回路１４１は、電源制御回路１４３から急速充電又は通常充電の制御を受けた場合、急速充電又は通常充電に対応した電流をコイル１４２に出力する。

コイル１４２は、被充電端末１２０に備えられたコイル１２１との間で電磁結合し、電源回路１４１から出力された電力をコイル１２１に供給する一次コイルとして機能する。

電源制御回路１４３は、ＮＦＣタグ１５０から被充電端末１２０（またはＮＦＣリーダーライター１３０）の近接を示す信号が出力された場合には、電源回路１４１をＯＮ制御し、ＮＦＣタグ１５０から被充電端末１２０の近接を示す信号が出力されない場合には、電源回路１４１をＯＦＦ制御する。また、電源制御回路１４３は、ＮＦＣタグ１５０から近接した被充電端末１２０が急速充電に対応している情報を取得した場合には、電源回路１４１に急速充電の制御を行う。

ＮＦＣタグ１５０は、被充電端末１２０に搭載されたＮＦＣリーダーライター１３０と近距離に接近すると、ＮＦＣリーダーライター１３０の近接を検知し、その近接を示す情報を電源制御回路１４３に出力する。ＮＦＣタグ１５０の具体的な構成について、以下に説明する。

コイル１５１は、被充電端末１２０に備えられたコイル１３５との間で電磁結合して、被充電端末１２０との間でデータの送受信を行う。

高周波回路１５２は、被充電端末１２０との間で送受信する高周波信号を処理する。

メモリ１５３は、予め所定のデータが記憶されている。また、メモリ１５３は、ＣＰＵ１５５の制御に従って、ＮＦＣリーダーライター１３０から送信されたデータを記憶する。

電源回路１５４は、ＡＣアダプタ１６０から出力された電力からＮＦＣタグ１５０が動作する電力に変換し、変換した電力をＣＰＵ１５５に出力する。

ＣＰＵ１５５は、電源回路１５４から出力された電力によって駆動し、ＮＦＣタグ１５０内の各部を制御し、所定のプログラムによって動作する種々の演算処理回路から構成される。また、ＣＰＵ１５５は、被充電端末１２０に搭載されたＮＦＣリーダーライター１３０と近距離に接近すると、ＮＦＣリーダーライター１３０の近接を検知し、その近接を示す情報を電源制御回路１４３に出力する。

ＡＣアダプタ１６０は、交流電源に接続され、交流電力を直流電力に変換し、電源回路１４１に出力する。なお、本実施の形態では、ＡＣアダプタ１６０は、非接触充電器１４０の外部に設けられているが、非接触充電器１４０の内部に設けてもよい。

このように、実施の形態１によれば、ＮＦＣタグを備えた非接触充電器は、ＮＦＣリーダーライターを備えた被充電端末が近接していない場合には、電源回路をＯＦＦにすることにより、待機電流を０とし、待機時の電力消費を削減することができる。また、非接触充電器は、被充電端末が近接した場合には、電源回路をＯＮにすることにより、被充電端末を充電することができる。また、非接触充電器に対する充電時の被充電端末の位置を柔軟にすることができる。

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２に係る非接触充電システム２００の構成を示すブロック図である。以下、図２を用いて非接触充電システム２００の構成について説明する。非接触充電システム２００は、被充電端末１２０、決済端末２２０、ＡＣアダプタ２４０、非接触充電器２６０、ＡＣアダプタ１６０、及びサーバ２８０を備える。

まず、決済端末２２０の構成について説明する。ＮＦＣリーダーライター１３０は、被充電端末１２０のＮＦＣリーダーライター１３０と同様の構成であるので、その詳細な説明は省略する。

電源回路２２１は、ＡＣアダプタ２４０から出力された電力から決済端末２２０が動作する電力に変換し、変換した電力をＣＰＵ２２２に出力し、ＣＰＵ２２２は、決済端末２２０の全体の動作を制御し、所定のプログラムによって動作する種々の演算処理回路から構成される。

整合回路２２３は、ＣＰＵ２２２とアンテナ２２４間の整合を取り、アンテナ２２４はサーバ２８０との間で無線を介して信号の送受信を行う。

ＡＣアダプタ２４０は、交流電源に接続され、交流電力を直流電力に変換し、電源回路１３１及び電源回路２２１に出力する。なお、本実施の形態では、ＡＣアダプタ２４０は、決済端末２２０の外部に設けられているが、決済端末２２０の内部に設けてもよい。

次に、非接触充電器２６０の構成について説明する。電源回路２６１は、ＡＣアダプタ１６０から出力された電力から非接触充電器２６０が動作する電力に変換し、変換した電力をＣＰＵ２６２に出力し、ＣＰＵ２６２は、非接触充電器２６０の全体の動作を制御し、所定のプログラムによって動作する種々の演算処理回路から構成される。

整合回路２６３は、ＣＰＵ２６２とアンテナ２６４間の整合を取り、アンテナ２６４はサーバ２８０との間で無線を介して信号の送受信を行う。

サーバ２８０は、決済端末２２０から送信された被充電端末１２０のセキュアなＩＤを保持し、非接触充電器２６０からのＩＤの問い合わせに応答する。

次に、上述した非接触充電システム２００の動作例について図３を用いて説明する。ここでは、決済端末２２０が店舗等に設置された場合を想定する。図３（ａ）に示すように、ユーザが被充電端末１２０を決済端末２２０にかざして決済した場合、決済端末２２０から被充電端末１２０に購入履歴（ＩＤ等）を付与し、被充電端末１２０は付与された購入履歴をメモリ１３２に記憶する。また、このとき、決済端末２２０は、被充電端末１２０のセキュアなＩＤを取得し、サーバ２８０に保持させてもよい。

続いて、図３（ｂ）に示すように、ユーザが同一店舗内に設置された非接触充電器２６０に被充電端末１２０を載せると、非接触充電器２６０は、被充電端末１２０から購入履歴を取得し、店舗内での購入者であることを認証して、被充電端末１２０の充電を行う（図３（ｃ）参照）。このとき、非接触充電器２６０は、被充電端末１２０の購入履歴の代わりに、セキュアなＩＤを取得し、サーバ２８０に保持されたＩＤと照合して、被充電端末１２０を充電してもよい。

このように、実施の形態２によれば、被充電端末を決済端末にかざして決済した場合、決済端末から被充電端末に購入履歴を付与し、非接触充電器に被充電端末を載せると、非接触充電器は、被充電端末から購入履歴を取得して、被充電端末の充電を行う。これにより、所定の店舗等において、商品又はサービスを購入したユーザに限って、非接触充電器による充電を許可することができる。

なお、本実施の形態では、店舗で決済した被充電端末にＩＤを付与する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、所定の条件を満たした被充電端末にＩＤを付与できればよい。

また、本実施の形態では、決済端末とサーバ間、及び、サーバと非接触充電器間を無線回線で接続するものとして説明したが、無線回線に限らず、有線回線であってもよい。

なお、上記各実施の形態では、被充電端末と非接触充電器は、電力の送受信に対応した非接触充電コイルと、データの送受信に対応したＮＦＣコイルとそれぞれ２つのコイルを用いているが、電力及びデータの送受信に対応した１つのコイルでそれぞれ構成してもよい。

本発明にかかる非接触充電システム及び非接触充電装置は、充電器に対する充電時の電子機器の位置を柔軟にすると共に、充電器の待機電流を０とし、待機時の電力消費を削減するのに有用である。

１２０被充電端末
１２１、１３５、１４２、１５１コイル
１２２整流回路
１２３充電回路
１２４電池
１２５、１３３、１５５、２２２、２６２ＣＰＵ
１２６電源ＩＣ
１３０ＮＦＣリーダーライター
１３１、１４１、１５４、２２１、２６１電源回路
１３２、１５３メモリ
１３４、１５２高周波回路
１４０、２６０非接触充電器
１４３電源制御回路
１５０ＮＦＣタグ
１６０、２４０ＡＣアダプタ
２２０決済端末
２２３、２６３整合回路
２２４、２６４アンテナ
２８０サーバ

Claims

被充電端末と、前記被充電端末に非接触によって電力を供給する非接触充電装置とを具備する非接触充電システムであって、
前記被充電端末は、
前記非接触充電装置と近接して無線通信を行う第１無線通信手段を有し、
前記非接触充電装置は、
前記被充電端末にコイルを介して非接触によって電力を供給する電源回路と、
前記被充電端末と近接して無線通信を行い、前記被充電端末の近接を検知する第２無線通信手段と、
前記被充電端末が近接していない場合には、前記電源回路をＯＦＦ制御し、前記被充電端末が近接している場合には、前記電源回路のＯＮ制御する電源制御手段と、
を有する、
非接触充電システム。
前記被充電端末と近接して無線通信を行い、所定の条件を満たす前記非接触充電装置に識別情報を付与する第３無線通信手段を有する決済端末を具備し、
前記非接触充電装置は、
前記被充電端末に前記識別情報が付与されたことを認証した場合、前記被充電端末に充電を許可する、
請求項１に記載の非接触充電システム。
被充電端末に非接触によって電力を供給する非接触充電装置であって、
前記被充電端末にコイルを介して非接触によって電力を供給する電源回路と、
前記被充電端末と近接して無線通信を行い、前記被充電端末の近接を検知する第２無線通信手段と、
前記被充電端末が近接していない場合には、前記電源回路をＯＦＦ制御し、前記被充電端末が近接している場合には、前記電源回路のＯＮ制御する電源制御手段と、
を具備する非接触充電装置。