JP2021112028A - カート給電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 充電が行われているか否かをユーザに報知することが可能なカート給電装置を提供する。【解決手段】 一実施形態に係るカート給電装置は、給電共振回路と、報知用素子と、電流検出回路と、給電制御回路と、を具備する。給電共振回路は、カートに搭載された二次電池を充電する受電装置の受電コイルと電磁結合する給電コイルを有する。電流検出回路は、前記給電共振回路に流れる電流を検出する。給電制御回路は、前記給電共振回路に交流電流を供給し、前記電流検出回路の検出結果が予め設定された給電実行閾値未満である場合、第１の動作モードで前記報知用素子を動作させ、前記電流検出回路の検出結果が前記給電実行閾値以上である場合、第１の動作モードとは異なる第２のモードで前記報知用素子を動作させ、前記給電共振回路により前記受電装置への給電を行う。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、カート給電装置に関する。

給電コイルを備える給電装置と、給電コイルと電磁結合する受電コイルを備える受電装置とからなる非接触給電システムが実用化されている。給電装置は、給電コイルに交流電流を流すことにより、給電コイルに磁束の変化を発生させる。受電装置は、給電コイルに生じた磁束と鎖交することにより受電コイルに発生した誘導電流によって、二次電池（バッテリー）を充電することができる。

また、店舗などにおいて、例えば、利用者が購入する商品を登録する商品登録装置（タブレット）と、商品を投入するカゴ（収容部）とを備えるカート型商品登録装置が実用化されている。

また、カート型商品登録装置に電力を供給する給電装置（カート給電装置）は、カートのローラの進入を誘導するガイド溝と、ストッパとを有する。ガイド溝及びストッパは、カート型商品登録装置がストッパまで進入した場合に、カート型商品登録装置の受電コイルと、カート給電装置の給電コイルとが正対するように構成されている。

しかしながら、カートのカート給電装置への停車は、ユーザに委ねられる。この為、カート型商品登録装置がストッパまで進入されず、充電が行われないままカート型商品登録装置が放置される可能性があるという課題がある。

特開２００６−１０１５７７号公報

本発明が解決しようとする課題は、充電が行われているか否かをユーザに報知することが可能なカート給電装置を提供することである。

一実施形態に係るカート給電装置は、給電共振回路と、報知用素子と、電流検出回路と、給電制御回路と、を具備する。給電共振回路は、カートに搭載された二次電池を充電する受電装置の受電コイルと電磁結合する給電コイルを有する。電流検出回路は、前記給電共振回路に流れる電流を検出する。給電制御回路は、前記給電共振回路に交流電流を供給し、前記電流検出回路の検出結果が予め設定された給電実行閾値未満である場合、第１の動作モードで前記報知用素子を動作させ、前記電流検出回路の検出結果が前記給電実行閾値以上である場合、第１の動作モードとは異なる第２のモードで前記報知用素子を動作させ、前記給電共振回路により前記受電装置への給電を行う。

図１は、一実施形態に係る非接触給電システムの構成の例について説明する為の図である。 図２は、一実施形態に係るカート型商品登録装置の構成例について説明する為の図である。 図３は、一実施形態に係るカート給電装置の構成例について説明する為の図である。 図４は、一実施形態に係る給電制御回路の構成例について説明する為の図である。 図５は、一実施形態に係る給電制御回路の動作の例について説明する為の図である。

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、一実施形態に係る非接触給電システム１の構成例について説明する為の説明図である。

非接触給電システム１は、電磁誘導または磁界共振（共鳴）などの電磁結合により、給電装置から受電装置に電力を伝送する。給電装置は、給電コイルを備え、受電装置は、給電コイルと電磁結合する受電コイルを備える。図１の例では、非接触給電システム１は、受電装置として、カート型商品登録装置２を備え、給電装置として、カート給電装置３を備える。

まず、カート型商品登録装置２の構成例について説明する。
図２は、カート型商品登録装置２の構成例について説明する為の説明図である。
カート型商品登録装置２は、例えば、店舗などにおいて利用者がカゴ（収容部）に投入する商品を登録し、登録情報を会計に用いる装置である。カート型商品登録装置２は、カート本体１１、商品リーダ１２、商品登録装置１３、二次電池１４、及び受電装置１５を備える。

カート本体１１は、商品リーダ１２、商品登録装置１３、二次電池１４、及び受電装置１５を支持する。カート本体１１は、収納カゴ２１、フレーム２２、及び複数のキャスタ２３を備える。

収納カゴ２１は、商品を収納する収容部である。収納カゴ２１は、フレーム２２により支持されている。

フレーム２２は、収納カゴ２１、商品リーダ１２、商品登録装置１３、受電装置１５、及び二次電池１４を支持する部材である。例えば、フレーム２２は、一部はユーザが把持するハンドル２４として構成されている。ハンドル２４は、フレーム２２の収納カゴ２１の手前側に設けられる。

複数のキャスタ２３は、カート本体１１の移動を容易にするための部材である。複数のキャスタ２３は、それぞれフレーム２２の下部の四隅に設けられる。複数のキャスタ２３は、それぞれ移動方向に回転する車輪を備える。カート本体１１は、複数のキャスタ２３の車輪が床面上で回転することにより移動する。本実施形態では、ユーザが把持するハンドル２４から収納カゴ２１を押す方向をカート本体１１の前進方向とするものとする。なお、複数のキャスタ２３のうち、カート本体１１の前進方向の前方の１対のキャスタを前輪、カート本体１１の前進方向の後方の１対のキャスタを後輪と称する。

商品リーダ１２は、商品の情報を読取る装置である。商品リーダ１２は、カート本体１１のフレーム２２に設けられる。商品リーダ１２は、読取った商品の情報を商品登録装置１３に転送する。商品リーダ１２は、商品に添付されたコード（例えば、バーコード、二次元コード等）を読取り、商品の情報を取得するスキャナとして構成される。また、商品リーダ１２は、例えば収納カゴ２１に投入された商品に添付されたＲＦＩＤタグ（無線タグ）等を読み取るＲＦＩＤタグリーダ（無線タグリーダ）として構成されていてもよい。

商品登録装置１３は、商品リストを生成する装置である。商品登録装置１３は、カート本体１１のフレーム２２に設けられる。商品登録装置１３は、例えば、商品登録用のプログラムが組み込まれたタブレット端末などの情報端末により構成される。商品登録装置１３は、商品リーダ１２から転送された商品の情報に基づいて、ユーザが収納カゴ２１に投入した商品のリストを表示する。商品登録装置１３は、操作入力に応じて、商品リストの商品の代金の精算を行ってもよい。商品登録装置１３は、例えば、図示されない通信インタフェース、プロセッサ、メモリ、タッチパネル、及び二次電池などを備える。

通信インタフェースは、他の機器と通信する為のインタフェースである。商品登録装置１３は、通信インタフェースを介して、商品リーダ１２から転送された商品の情報を取得する。また、通信インタフェースは、生成した商品リストを店舗サーバに送信する。

プロセッサは、演算処理を実行する演算素子である。プロセッサは、例えばＣＰＵとして構成される。プロセッサは、メモリに記憶されているプログラムに基づいて種々の処理を行う。

メモリは、プログラム及びデータを記憶する記憶装置である。メモリは、例えば、読み出し専用の不揮発性メモリであるＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、及びデータを記憶するストレージのいずれか、または複数を備える。

タッチパネルは、画面の表示と、操作に基づく操作信号の生成とを行う装置である。タッチパネルは、ディスプレイ及びタッチセンサを備える。ディスプレイは、プロセッサまたは図示されないグラフィックコントローラから供給される表示用のデータ（画面データ）に基づいて画面を表示する。タッチセンサは、ディスプレイに表示された画面上においてユーザがタッチした位置を示す操作信号を生成する。

二次電池１４は、商品登録装置１３及び商品リーダ１２に動作用の直流電力を供給する構成である。二次電池１４は、例えば、セパレータを介して正極及び負極が積層された電極群を備えるリチウムイオン二次電池として構成される。二次電池１４は、カート本体１１のフレーム２２に設けられる。二次電池１４は、入力端子及び出力端子を備える。

二次電池１４の入力端子は、後述する受電装置１５に接続されている。二次電池１４は、所定の電圧の直流電力が入力端子に入力された場合に充電を行う。即ち、二次電池１４は、受電装置１５から供給された直流電力によって充電を行う。

また、二次電池１４の出力端子は、商品登録装置１３及び商品リーダ１２に接続されている。二次電池１４は、出力端子に負荷が接続されている場合、負荷に対して直流電力を供給する。即ち、二次電池１４は、商品登録装置１３及び商品リーダ１２に対して直流電力を供給する。

受電装置１５は、電磁誘導または磁界共振（共鳴）などの電磁結合を利用して、カート給電装置３から供給される電力を受電する。即ち、受電装置１５は、電気的に接続されていない状態（非接触状態）で、カート給電装置３から電力を受電する。受電装置１５は、受電した電力によって、二次電池１４に直流電力を供給する。受電装置１５は、カート本体１１のフレーム２２に設けられる。受電装置１５は、受電コイル３１及び受電回路３２を備える。

受電コイル３１は、磁束が鎖交することによって誘導電力を発生させる素子である。例えば、受電コイル３１は、プリント基板上にコイルパターンとして形成される。また、例えば、受電コイル３１は、絶縁された電線が平面状に巻かれて巻線構造として構成されてもよい。受電コイル３１は、床面と平行に導線が配設されるように、カート本体１１のフレーム２２に取り付けられる。

受電コイル３１は、直列、または並列に共振コンデンサが接続されることにより、共振回路（受電共振回路）を構成する。受電コイル３１は、後述する給電コイルに生じる磁束と鎖交することによって誘導電流が生じる。

受電回路３２は、受電コイル３１に生じた誘導電流を用いて、二次電池１４に直流電力を供給する回路である。受電回路３２は、例えば、整流平滑回路及び電圧変換回路を備える。

整流平滑回路は、受電コイル３１から流れる誘導電流を整流し、平滑し、出力する。整流平滑回路は、受電コイル３１に直列に接続されたダイオードまたは複数のダイオードにより構成された整流ブリッジと、受電コイル３１に並列に接続された平滑コンデンサと、を備える。整流平滑回路は、平滑コンデンサの両端子間の電圧を出力する。

電圧変換回路は、整流平滑回路の出力電圧を負荷に応じた直流電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータである。電圧変換回路は、整流平滑回路の平滑コンデンサの両端子に接続されている。例えば、電圧変換回路は、整流平滑回路の平滑コンデンサの両端子間の電圧を、二次電池１４の仕様に応じた電圧に変換し、二次電池１４の充電に用いられる直流電力（充電電力）を二次電池に出力する。なお、整流平滑回路の出力電圧が二次電池１４の仕様に対応している場合、電圧変換回路は省略されてもよい。

上記した構成によると、カート型商品登録装置２の受電装置１５の受電コイル３１を鎖交する磁束が変化した場合、受電コイル３１に誘導電流が生じる。受電装置１５は、誘導電流を整流及び平滑し、二次電池１４の定格電圧に応じた電圧変換を行うことにより、二次電池１４に充電電力を供給する。これにより、受電装置１５は、非接触で伝送された電力を用いて二次電池１４を充電するワイヤレス充電を行う。

次に、カート給電装置３の構成の例について説明する。
図３は、カート給電装置３の構成例について説明する為の説明図である。
カート給電装置３は、カート型商品登録装置２に対して電力をワイヤレスで供給する。カート給電装置３は、給電ベース４１、ガイド溝４２、ストッパ４３、給電面４４、給電コイル４５、ＬＥＤモジュール４６、及び給電制御回路４７を備える。なお、カート給電装置３は、例えば、給電コイル４５、ＬＥＤモジュール４６、及び給電制御回路４７を複数備えていてもよい。図３の例では、カート給電装置３は、例えば、給電コイル４５、ＬＥＤモジュール４６、及び給電制御回路４７の組合せを４つ備えている。なお、複数の給電コイル４５、ＬＥＤモジュール４６、及び給電制御回路４７は、それぞれ同様の構成である為、１つを代表して説明する。

給電ベース４１は、ガイド溝４２、ストッパ４３、給電面４４、給電コイル４５、及びＬＥＤモジュール４６などが設けられる筐体である。給電ベース４１は、床面に設置される。

ガイド溝４２は、カート型商品登録装置２の給電ベース４１への進入を誘導する。ガイド溝４２は、例えば、カート型商品登録装置２のキャスタ２３の車輪を誘導する溝として構成される。図２の例では、ガイド溝４２は、カート型商品登録装置２の前輪を誘導する１対の溝として構成されている。

ストッパ４３は、カート型商品登録装置２の停止位置を誘導する。ストッパ４３は、ガイド溝４２に沿って進入してきたカート型商品登録装置２の前輪に当接する部材として構成される。ストッパ４３は、カート型商品登録装置２の前輪に当接することにより、カート型商品登録装置２を停止させる。

給電面４４は、給電コイル４５及びＬＥＤモジュール４６が設けられる面である。給電面４４は、例えば、ガイド溝４２の１対の溝の間に、床面と平行に構成される。なお、給電面４４が設けられる位置は、カート型商品登録装置２の受電コイルの位置に応じて適宜変更されてもよい。

給電コイル４５は、交流電流に応じて変化する磁界を生じさせる素子である。例えば、給電コイル４５は、プリント基板上にコイルパターンとして形成される。また、例えば、給電コイル４５は、絶縁された電線が平面状に巻かれて巻線構造として構成されてもよい。給電コイル４５は、給電面４４と平行に導線が配設されるように、給電面４４に埋め込まれる。給電コイル４５は、受電コイル３１と対向した場合に、給電コイル４５に生じる磁束が受電コイル３１と鎖交するように配置される。給電コイル４５は、受電コイルよりも大きいサイズで構成される。また、給電コイル４５は、磁性体の上部に設けられていてもよい。

給電コイル４５は、直列、または並列に共振コンデンサが接続されることにより、共振回路（給電共振回路）を構成する。後述の半導体スイッチ５６によるスイッチングの都度共振コンデンサに蓄えられるエネルギーは、給電コイル４５に交流電流として放出される。この交流電流が、給電コイル４５に磁束を発生させ、発生した磁束が受電コイル３１に鎖交して受電コイル３１に誘導電流が生じる。即ち、給電コイル４５は、磁界共振方式によって、受電コイルに電力を伝送する。なお、電力伝送に磁界共振方式を利用する場合、給電共振回路の自己共振周波数は、受電共振回路の自己共振周波数と同一、或いはほぼ同一となるように構成される。これにより、給電コイルと受電コイルとが電磁結合した場合の電力の伝送効率が向上する。

なお、複数の給電コイル４５のうちの少なくとも１つは、カート型商品登録装置２の前輪がストッパ４３に当接している状態で、カート型商品登録装置２の受電コイル３１と対向する位置に設けられている。また、他の給電コイル４５は、複数のカート型商品登録装置２が入れ子状に重ねられて収納された場合に、各カート型商品登録装置２の受電コイル３１と対向する位置に設けられている。

ＬＥＤモジュール４６は、光源であるＬＥＤ素子（発光素子）を１つまたは複数備える報知用素子である。ＬＥＤモジュール４６は、例えばテープ状のフレキシブル基板上に複数の発光素子が連なって配置され封止されたものである。ＬＥＤモジュール４６の各発光素子は、後述するＬＥＤ電源回路５９から供給される電流により発光する。ＬＥＤモジュール４６の各発光素子は、光を放射する発光部が、給電面４４上の給電コイル４５の近傍に設けられる。例えば、ＬＥＤモジュール４６の各発光素子は、光を放射する発光部が、給電コイル４５を囲うように給電面４４上に設けられている。ＬＥＤモジュール４６は、例えば、カート型商品登録装置２を押しているユーザから見やすいように角度がつけられて発光素子が配置される。

給電制御回路４７は、給電コイル４５への電流の供給、及びＬＥＤモジュール４６への電流の供給を制御する。

次に、給電制御回路４７の構成例について説明する。
図４は、給電制御回路４７の構成例について説明する為の説明図である。図４に示されるように、給電コイル４５と共振コンデンサＣとの直列接続と、半導体スイッチ５６とは、給電共振回路５１を構成している。即ち、給電共振回路５１は、給電コイル４５及び共振コンデンサＣの直列接続と、半導体スイッチ５６とを備える。ＬＥＤモジュール４６は、給電共振回路５１毎に設けられる。また、給電制御回路４７は、給電共振回路５１毎に設けられる。

各給電制御回路４７は、商用電源ＡＣからＡＣアダプタ５２などの電源を介して供給される直流電力を用いて、給電コイル４５及びＬＥＤモジュール４６を動作させる。なお、カート給電装置３の筐体内に、商用電源ＡＣからの交流電力を直流電力に変換する電力変換回路が設けられていてもよい。また、１つのＡＣアダプタ５２から４つの給電制御回路４７に電力を供給しているが、給電制御回路４７毎にＡＣアダプタ５２を設けることもできる。

給電制御回路４７は、給電電圧切替スイッチ５３、待機電源回路５４、電流検出回路５５、システム電源回路５７、ドライブ回路５８、ＬＥＤ電源回路５９、及び制御回路６０を備える。

給電電圧切替スイッチ５３は、制御回路６０の制御に基づいて、給電共振回路５１に加える電圧を切り替える回路である。給電電圧切替スイッチ５３は、例えば１つの入力端子と、２つの出力端子とを備える。給電電圧切替スイッチ５３は、制御回路６０の制御に基づいて、入力端子と接続する出力端子を２つの出力端子のうちで切り替える。給電電圧切替スイッチ５３の入力端子は、ＡＣアダプタ５２に接続されている。給電電圧切替スイッチ５３の一方の出力端子は、電流検出回路５５を介して給電共振回路５１を構成する半導体スイッチ５６のドレイン端子に接続されている。給電電圧切替スイッチ５３の他方の出力端子は、待機電源回路５４の入力ポートに接続されている。

待機電源回路５４は、入力ポートが給電電圧切替スイッチ５３の一方の出力端子に接続され、出力ポートが電流検出回路５５を介して半導体スイッチ５６のドレイン端子に接続されている。待機電源回路５４は、ＡＣアダプタ５２から出力される直流電圧よりも低い直流電圧を出力する。待機電源回路５４は、例えば、ＡＣアダプタ５２からの直流電圧を降圧して出力するＤＣ−ＤＣコンバータで、後述の待機モード時に動作する。

上記の給電電圧切替スイッチ５３及び待機電源回路５４によると、制御回路６０の制御に基づいて、半導体スイッチ５６のドレイン端子に加わる電圧が、ＡＣアダプタ５２からの電圧と、待機電源回路５４からの電圧とで切り替えられる。

電流検出回路５５は、半導体スイッチ５６のドレイン端子を流れる電流を検出し、検出結果を制御回路６０に出力する。電流検出回路５５は、給電共振回路５１の給電コイル４５に流れる電流を検出することができる位置であれば、どこに設けられていてもよい。

半導体スイッチ５６は、ドライブ回路５８からのドライブ信号によりオンオフされるスイッチ素子である。ここでは１つの半導体スイッチ５６を用いて説明するが、２つの半導体スイッチ５６を用いた回路構成をとることも可能である。半導体スイッチ５６は、例えばシリコンＦＥＴ、またはＳｉＣ、ＧａＮ、酸化ガリウム、またはダイヤモンドなどのワイドバンドギャップ半導体により構成されたＦＥＴである。半導体スイッチ５６は、ドレイン端子、ゲート端子、及びソース端子を備える。半導体スイッチ５６のドレイン端子は、電流検出回路５５を介して、待機電源回路５４の出力ポートと、給電電圧切替スイッチ５３の一方の出力端子とに接続されている。また、給電共振回路５１の共振コンデンサＣに接続されている。半導体スイッチ５６のゲート端子は、ドライブ回路５８に接続されている。半導体スイッチ５６のソース端子はＧＮＤに接続されている。

半導体スイッチ５６のゲート端子には、ドライブ回路５８からのドライブ信号が入力される。ドライブ信号は、例えばパルス信号として構成される。半導体スイッチ５６は、ＨレベルかＬレベルかに切り替わるドライブ信号により給電共振回路５１を制御する。

システム電源回路５７は、制御回路６０動作用の直流電源である。システム電源回路５７は、入力ポートがＡＣアダプタ５２に接続され、出力ポートが制御回路６０に接続されている。例えば、システム電源回路５７は、ＡＣアダプタ５２から動作用の直流電圧を生成して制御回路６０に供給するＤＣ−ＤＣコンバータである。

ドライブ回路５８は、制御回路６０の制御に基づき、半導体スイッチ５６を駆動する。ドライブ回路５８は、ドライブ信号を生成し、半導体スイッチ５６のゲート端子に出力する。ドライブ回路５８は、制御回路６０の制御に基づき、デューティ５０％のパルス信号を供給する。

ＬＥＤ電源回路５９は、制御回路６０の制御に基づき、ＬＥＤモジュール４６を駆動する。ＬＥＤ電源回路５９は、入力ポートがＡＣアダプタ５２に接続され、出力ポートがＬＥＤモジュール４６に接続され、制御回路６０から出力される制御信号を受け取る制御ポートが制御回路６０に接続されている。ＬＥＤ電源回路５９は、ＬＥＤモジュール４６の発光素子の駆動用の電力をＬＥＤモジュール４６に供給するＤＣ−ＤＣコンバータである。

ＬＥＤ電源回路５９は、ＬＥＤモジュール４６の発光素子を第１のパターンで動作させる第１の動作モードと、ＬＥＤモジュール４６の発光素子を第２のパターンで動作させる第２の動作モードとのいずれかでＬＥＤモジュール４６を駆動する。ＬＥＤ電源回路５９は、制御回路６０からの制御信号に応じて、第１の動作モードと、第２の動作モードとを切り替える。

第１の動作モードは、例えば、ＬＥＤモジュール４６の発光素子を所定の時間間隔で点滅させるモードである。第２の動作モードは、ＬＥＤモジュール４６の発光素子を第１の動作モードよりも長い時間間隔で点滅させるモードである。第１の動作モードと第２の動作モードとは、少なくとも視認できる状態で動作パターンが異なるものであれば如何なるものであってもよい。

また、例えば、ＬＥＤモジュール４６が、発光色の異なる複数の発光素子を備える構成である場合、ＬＥＤ電源回路５９は、第１の動作モードにおいて第１の色の発光素子を点灯させ、第２の動作モードにおいて第２の色の発光素子を点灯させる構成であってもよい。

制御回路６０は、給電電圧切替スイッチ５３、ドライブ回路５８、及びＬＥＤ電源回路５９の動作を制御する。制御回路６０は、給電電圧切替スイッチ５３の接続状態を上記の第１の動作モード、および第２の動作モードと同期して切り替える。また、制御回路６０は、ＬＥＤ電源回路５９によるＬＥＤモジュール４６の駆動（オンオフ）を制御する。また、制御回路６０は、パルス出力によりドライブ回路５８による半導体スイッチ５６の駆動を制御する。

制御回路６０は、例えばマイクロコンピュータにより構成される。また、制御回路６０は、例えばプロセッサと、プロセッサにより実行されるプログラムを記憶した非一過性記録媒体（メモリ）とを備える構成であってもよい。この場合、プロセッサがメモリ内のプログラムを実行することにより、給電電圧切替スイッチ５３、ドライブ回路５８、及びＬＥＤ電源回路５９の動作を制御する。また、制御回路６０は、Ａｓｉｃ（Application Specific Integrated Circuit）、またはＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などとして構成されていてもよい。

制御回路６０は、電流検出回路５５からの検出結果と、予め設定された条件とに基づいて、ワイヤレス充電を実行するか否か判断する。

制御回路６０は、ワイヤレス充電の実行時に、ＡＣアダプタ５２と給電共振回路５１（半導体スイッチ５６のドレイン端子）とを接続するように、給電電圧切替スイッチ５３を制御する。これにより、ＡＣアダプタ５２からの電圧が半導体スイッチ５６のドレイン端子に印加される。この状態を、給電モードと称する。

給電モードでは、制御回路６０は、半導体スイッチ５６をオンオフするように、ドライブ回路５８を制御する。半導体スイッチ５６がオンオフされると、給電共振回路５１内では半導体スイッチ５６と共振コンデンサＣ、および給電コイル４５とのエネルギーのやり取りが行われ、給電コイル４５に交流電流が流れる。この結果、給電コイル４５に生じる磁束が周期的に変化する。

また、制御回路６０は、ワイヤレス充電を実行しない待機時に、ＡＣアダプタ５２と待機電源回路５４とを接続するように、給電電圧切替スイッチ５３を制御する。これにより、待機電源回路５４からの電圧が給電共振回路５１（半導体スイッチ５６のドレイン端子）に印加される。この状態を、待機モードと称する。

待機モードでも、制御回路６０は、半導体スイッチ５６をオンオフするように、ドライブ回路５８を制御する。半導体スイッチ５６がオンオフされると、上記同様にエネルギーのやり取りが行われるが、給電コイル４５に交流電流が流れる。この際、待機電源回路５４からの電圧は、ＡＣアダプタ５２からの電圧に比べて小さい為、給電共振回路５１の共振コンデンサＣを介して、給電コイル４５に流れる交流電流は、給電モードにくらべて振幅が小さい。この結果、給電モードにくらべて、給電コイル４５に生じる磁束が弱くなる。

制御回路６０は、通常、待機モードで給電制御回路４７を動作させる。この状態で、カート型商品登録装置２がカート給電装置３の給電ベース４１上に進入し、給電コイル４５と受電コイル３１とが接近して電磁結合した場合、カート給電装置３から見た負荷が増加する。この結果、電流検出回路５５により検出される電流値が増加する。制御回路６０は、電流検出回路５５により検出される電流値が増加した場合に、待機モードから給電モードに切り替えて給電制御回路４７を動作させる。

なお、カート型商品登録装置２がカート給電装置３の給電ベース４１上に進入し、給電コイル４５と受電コイル３１とが接近して電磁結合した後、さらに給電ベース４１上を前進したとする。この場合、カート給電装置３から見た負荷が減少し、電流検出回路５５により検出される電流値が減少する。この場合、カート給電装置３からカート型商品登録装置２に効率よく電力を伝送することができない為、制御回路６０は、待機モードで給電制御回路４７を動作させる。即ち、制御回路６０は、カート給電装置３からカート型商品登録装置２に効率よく電力を伝送することができる状態になった場合に、給電モードを維持する。

図５は、給電制御回路４７の動作について詳細に説明する為のフローチャートである。
制御回路６０は、待機モードで給電制御回路４７を動作させる（ＡＣＴ１１）。

制御回路６０は、電流検出回路５５からの検出結果に基づいて、検出された電流値が予め設定された閾値（確認給電閾値）以上であるか否か判断する（ＡＣＴ１２）。

制御回路６０は、電流検出回路５５で検出された電流値が予め設定された確認給電閾値未満であると判断した場合（ＡＣＴ１２、ＮＯ）、ＬＥＤモジュール４６を第１の動作モードで動作させるようにＬＥＤ電源回路５９を制御し、ＡＣＴ１１の処理に移行する（ＡＣＴ１３）。これにより、制御回路６０は、電流検出回路５５で確認給電閾値以上の電流値が検出されるまでの間、ＬＥＤモジュール４６の発光素子を所定の時間間隔で点滅させる。

制御回路６０は、電流検出回路５５で検出された電流値が予め設定された確認給電閾値以上であると判断した場合（ＡＣＴ１２、ＹＥＳ）、確認給電閾値以上の電流値が検出されてから所定時間待機する（ＡＣＴ１４）。

制御回路６０は、確認給電閾値以上の電流値が検出されてから所定時間が経過すると、確認給電を行う（ＡＣＴ１５）。確認給電は、一時的に給電モードで給電制御回路４７を動作させる処理である。

電流検出回路５５で検出された電流値が予め設定された確認給電閾値以上であると判断した場合、給電コイル４５に受電コイル３１が近づいたことが推測される。ここで、カート型商品登録装置２に設けた受電コイル３１が給電コイル４５と対向した状態で留まれば電流検出回路５５は確認給電閾値以上の電流値を検出し続けると予想される。またカート型商品登録装置２が給電コイル４５上を通過した場合は、確認給電閾値以上の電流は短時間しか検出されないと推測される。この為、制御回路６０は、所定時間経過後に給電モードに移行することにより、ＡＣアダプタ５２からの電力を給電コイル４５に供給し、電力伝送の出力を増加（確認給電を実行）させる。

制御回路６０は、確認給電中（一時的な給電モード）の電流検出回路５５からの検出結果に基づいて、検出された電流値が予め設定された閾値（給電実行閾値）以上であるか否か判断する（ＡＣＴ１６）。給電実行閾値は、少なくとも確認給電閾値よりも大きな値（電圧値）である。

制御回路６０は、確認給電中に電流検出回路５５で検出された電流値が予め設定された給電実行閾値以上であると判断した場合（ＡＣＴ１６、ＹＥＳ）、カウンタをカウントアップする（ＡＣＴ１７）。制御回路６０は、カウンタの値を記憶する記憶領域を有する記録媒体を有する。制御回路６０は、ＡＣＴ１６において、電流検出回路５５で検出された電流値が予め設定された給電実行閾値以上であると判断する毎に、カウンタ値をカウントアップ（インクリメント）する。

制御回路６０は、カウンタの値が予め設定された閾値（カウンタ閾値）以上であるか否か判断する（ＡＣＴ１８）。制御回路６０は、カウンタの値が予め設定されたカウンタ閾値未満であると判断した場合（ＡＣＴ１８、ＮＯ）、確認給電（ＡＣＴ１５）を継続する。

また、制御回路６０は、確認給電中に電流検出回路５５で検出された電流値が予め設定された給電実行閾値未満であると判断した場合（ＡＣＴ１６、ＮＯ）、カウンタの値をリセットし（ＡＣＴ１９）、上記のＡＣＴ１１の処理に移行する。

制御回路６０は、ＡＣＴ１８において、カウンタの値が予め設定されたカウンタ閾値以上であると判断した場合（ＡＣＴ１８、ＹＥＳ）、ＬＥＤモジュール４６を第２の動作モードで動作させるようにＬＥＤ電源回路５９を制御する（ＡＣＴ２０）。

さらに、制御回路６０は、給電モードで給電制御回路４７を動作させる（ＡＣＴ２１）。これにより、ＡＣアダプタ５２からの電力を給電コイル４５に供給する状態を継続する。この結果、カート型商品登録装置２の受電装置１５は、二次電池１４を充電することができる。

即ち、制御回路６０は、電流検出回路５５で給電実行閾値以上の電流値が、カウンタ閾値以上の回数だけ連続して検出された場合、ＬＥＤモジュール４６を第２の動作モードで動作させ、且つ給電コイル４５による受電装置１５への給電を開始する。これはカート型商品登録装置２に設けた受電コイル３１が給電コイル４５と対向した状態で留まっていることに相当する。

また、制御回路６０は、電流検出回路５５で給電実行閾値以上の電流値が、カウンタ閾値以上の回数だけ連続して検出される前に、給電実行閾値未満の電流値が電流検出回路５５で検出された場合、カウンタをリセットし、待機モードに移行する。これはカート型商品登録装置２が給電コイル４５上を通過したため、給電実行閾値以上の電流は短時間しか検出されなかったことに相当する。

制御回路６０は、受電装置１５への給電が完了したら、図５の処理を終了する。また、制御回路６０は、給電モードで動作中も、電流検出回路５５の検出結果に基づいて、給電モードを継続するか否か判断してもよい。例えば、制御回路６０は、給電モードで動作中に、電流検出回路５５の検出結果が上記の給電実行閾値未満になった場合、給電モードを終了し、ＡＣＴ１１の処理に戻ってもよい。このような動作により、例えば二次電池１４の満充電をユーザに知らせることもできる。

上記したように、カート給電装置３は、給電共振回路５１と、ＬＥＤモジュール４６と、電流検出回路５５と、給電制御回路４７と、を具備する。給電共振回路５１は、カート型商品登録装置２に搭載された二次電池１４を充電する受電装置１５の受電コイル３１と電磁結合する給電コイル４５を有する。電流検出回路５５は、給電共振回路５１に流れる電流を検出する。給電制御回路４７は、給電共振回路５１に交流電流を供給し、電流検出回路５５の検出結果が予め設定された給電実行閾値未満である場合、第１の動作モードでＬＥＤモジュール４６を動作させる。また、給電制御回路４７は、電流検出回路５５の検出結果が給電実行閾値以上である場合、第１の動作モードとは異なる第２のモードでＬＥＤモジュール４６を動作させ、給電共振回路５１により受電装置１５への給電（ワイヤレス充電）を行う。

これにより、カート給電装置３は、ワイヤレス充電が行われているか否かを、ユーザに報知することができる。これにより、カート給電装置３は、カート給電装置３の給電ベース４１上のワイヤレス充電が可能な位置に、カート型商品登録装置２を置くことをユーザに促すことができる。

なお、上記の実施形態では、制御回路６０は、第１のモードと第２のモードとのいずれかでＬＥＤモジュール４６を動作させるように、ＬＥＤ電源回路５９を制御すると説明したが、この構成に限定されない。制御回路６０は、図５のＡＣＴ１９において、カウントリセットを行う際に、第１のモード及び第２のモードとは異なる第３のモードでＬＥＤモジュール４６を動作させるように、ＬＥＤ電源回路５９を制御する構成であってもよい。

また、上記の実施形態では、報知用素子がＬＥＤモジュール４６であると説明したが、この構成に限定されない。報知用素子は、例えばスピーカであってもよい。即ち、制御回路６０は、給電モードで動作していることを示す情報をスピーカから出力するようにスピーカに信号を転送することにより、カート給電装置３の給電ベース４１上のワイヤレス充電が可能な位置に、カート型商品登録装置２を置くことをユーザに促す構成であってもよい。

また、カート給電装置３は、他の手段により、カート給電装置３の給電ベース４１上のワイヤレス充電が可能な位置に、カート型商品登録装置２を置くことをユーザに促す構成であってもよい。例えば、カート給電装置３は、確認給電を行った際に、カート型商品登録装置２の商品登録装置１３と無線通信を確立する通信インタフェースを備える構成であってもよい。例えば、カート給電装置３は、図５のＡＣＴ２１において、給電モード動作を開始した際に、ワイヤレス充電が開始されたことを示す情報を商品登録装置１３に送信し、表示させる。また、例えば、カート給電装置３は、図５のＡＣＴ１９において、カウントリセットを行う際に、カート給電装置３の給電ベース４１上のワイヤレス充電が可能な位置に、カート型商品登録装置２を置くことをユーザに促す情報を、商品登録装置１３に送信し、表示させる。

また、上記の実施形態では、制御回路６０は、電流検出回路５５で給電実行閾値以上の電流値が検出された回数に基づいて、受電装置１５への給電を開始する構成であると説明したが、この構成に限定されない。制御回路６０は、電流検出回路５５で給電実行閾値以上の電流値が検出された回数ではなく、電流検出回路５５で給電実行閾値以上の電流値が連続して検出された時間に基づいて、受電装置１５への給電を開始する構成であってもよい。

また、上記の実施形態では、カート型商品登録装置２の受電装置１５は、二次電池１４に充電電力を供給する構成であると説明したが、この構成に限定されない。受電装置１５は、商品登録装置１３に直接充電電力を供給する構成であってもよい。

また、上記の実施形態では、カート型商品登録装置２のカート本体１１に商品登録装置１３が設置されていると説明したが、この構成に限定されない。カート型商品登録装置２の商品登録装置１３は、ユーザの所持する情報端末（例えばスマートフォン、タブレット端末、ディジタルカメラなど）に置き換えられてもよい。即ち、カート型商品登録装置２の二次電池１４は、ユーザの所持する情報端末に電力を供給する構成であってもよい。

なお、上述の各実施の形態で説明した機能は、ハードウエアを用いて構成するに留まらず、ソフトウエアを用いて各機能を記載したプログラムをコンピュータに読み込ませて実現することもできる。また、各機能は、適宜ソフトウエア、ハードウエアのいずれかを選択して構成するものであっても良い。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…非接触給電システム、２…カート型商品登録装置、３…カート給電装置、１１…カート本体、１２…商品リーダ、１３…商品登録装置、１４…二次電池、１５…受電装置、２１…収納カゴ、２２…フレーム、２３…キャスタ、２４…ハンドル、３１…受電コイル、３２…受電回路、４１…給電ベース、４２…ガイド溝、４３…ストッパ、４４…給電面、４５…給電コイル、４６…ＬＥＤモジュール、４７…給電制御回路、５１…給電共振回路、５２…ＡＣアダプタ、５３…給電電圧切替スイッチ、５４…待機電源回路、５５…電流検出回路、５６…半導体スイッチ、５７…システム電源回路、５８…ドライブ回路、５９…ＬＥＤ電源回路、６０…制御回路。

Claims (5)

1. カートに搭載された二次電池を充電する受電装置の受電コイルと電磁結合する給電コイルを有する給電共振回路と、
   報知用素子と、
   前記給電共振回路に流れる電流を検出する電流検出回路と、
   前記給電共振回路に交流電流を供給し、前記電流検出回路の検出結果が予め設定された給電実行閾値未満である場合、第１の動作モードで前記報知用素子を動作させ、前記電流検出回路の検出結果が前記給電実行閾値以上である場合、第１の動作モードとは異なる第２のモードで前記報知用素子を動作させ、前記給電共振回路により前記受電装置への給電を行う給電制御回路と、
   を具備するカート給電装置。
2. 前記給電制御回路は、
   前記電流検出回路の検出結果が前記給電実行閾値よりも低い確認給電閾値以上である場合、確認給電を行い、
   前記確認給電中に前記給電実行閾値以上の電流が前記電流検出回路により検出された場合、前記第２のモードで前記報知用素子を動作させる請求項１に記載のカート給電装置。
3. 前記給電制御回路は、
   前記確認給電中に、前記電流検出回路により、前記給電実行閾値以上の電流が予め設定されたカウンタ閾値以上の回数連続して検出された場合、前記第２のモードで前記報知用素子を動作させる請求項２に記載のカート給電装置。
4. 前記給電制御回路は、
   第１の電圧の直流電力を用いて前記給電共振回路に交流電流を供給し、
   前記電流検出回路の検出結果が前記確認給電閾値以上である場合、前記第１の電圧よりも大きい第２の電圧の直流電力を用いて前記給電共振回路に交流電流を供給する前記確認給電を行い、
   前記確認給電中に、前記電流検出回路により、前記給電実行閾値以上の電流が予め設定されたカウンタ閾値以上の回数連続して検出された場合、前記第２の電圧の直流電力を用いた前記給電共振回路への交流電流の供給を継続する請求項３に記載のカート給電装置。
5. 前記給電コイル及び前記報知用素子が配置される給電面を備える給電ベースをさらに具備し、
   前記報知用素子は、前記給電面の前記給電コイルを囲う複数の発光素子を備える請求項１乃至４のいずれか１項に記載のカート給電装置。

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