WO2012132142A1 - 携帯電話の充電台 - Google Patents

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WO2012132142A1
WO2012132142A1 PCT/JP2011/079617 JP2011079617W WO2012132142A1 WO 2012132142 A1 WO2012132142 A1 WO 2012132142A1 JP 2011079617 W JP2011079617 W JP 2011079617W WO 2012132142 A1 WO2012132142 A1 WO 2012132142A1
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coil
position detection
mobile phone
induction coil
power supply
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PCT/JP2011/079617
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雄次 新井
恭三 寺尾
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三洋電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a charging base for a mobile phone that carries electric power to the mobile phone by electromagnetic induction to charge a built-in battery in a contactless manner.
  • a mobile phone charging stand has been developed that carries power from the power coil to the induction coil by the action of electromagnetic induction and charges the battery built into the mobile phone. (See Patent Document 1)
  • the charging stand of Patent Document 1 charges a battery 52 built in a mobile phone with power induced by an induction coil 51.
  • the charging stand includes a power supply coil 11 that induces an electromotive force in the induction coil 51, a case 20 having an upper surface plate 21 on which the mobile phone 50 is placed, and a moving mechanism that moves the power supply coil 11 along the inner surface of the upper surface plate 21. 13 and a position detection controller 14 for detecting the position of the induction coil of the mobile phone 50 placed on the upper surface plate 21 to control the moving mechanism 13 and causing the power supply coil 11 to approach the induction coil 51 of the mobile phone 50.
  • the position detection controller 14 detects the position of the mobile phone 50, and the power supply coil 11 is moved by the moving mechanism 13 to move the power supply coil 11. Approach the induction coil 51.
  • the above mobile phone charging stand includes a position detection controller for detecting the position of the induction coil in order to bring the power supply coil closer to the induction coil.
  • the position detection controller includes a plurality of rows of position detection coils fixed to the upper surface plate at regular intervals.
  • a pulse signal is supplied to the position detection coil.
  • the position detection coil is excited by a pulse signal and outputs an echo signal.
  • the echo signal output from the position detection coil is received by the receiving circuit.
  • the receiving circuit determines which position detection coil is close to the induction coil from the level of the received echo signal. This is because the level of the echo signal output from the position detection coil approaching the induction coil becomes high.
  • the position detection coil causes the mobile phone reception sensitivity to decrease. This is because the position detection coil approaches the antenna of the mobile phone and decreases the reception sensitivity of the antenna. When the position detection coil is separated from the antenna of the mobile phone, a decrease in the reception sensitivity of the antenna can be reduced. However, if the mobile phone is moved away from the position detection coil to such an extent that the reception sensitivity of the antenna does not decrease, the distance between the position detection coil and the induction coil becomes wide and the position of the induction coil cannot be detected accurately. Furthermore, if the position detection coil is separated from the induction coil, the distance between the power supply coil and the induction coil becomes wide, and there is a problem that electric power cannot be efficiently conveyed. This is because the power supply coil moves on the lower surface of the position detection coil and approaches the induction coil.
  • the charging stand whose position detection coil lowers the reception sensitivity of the antenna restricts mobile phone calls while charging the mobile phone.
  • the reception sensitivity of the mobile phone is particularly problematic. This is because a slight decrease in reception sensitivity makes telephone calls impossible.
  • the present invention was developed for the purpose of solving the above disadvantages.
  • An important object of the present invention is that the position of the induction coil can be accurately detected with the position detection coil while reducing the reception sensitivity of the mobile phone, and the power supply coil is brought close to the induction coil for efficient operation.
  • the object is to provide a charging base for a mobile phone that can charge a built-in battery.
  • the mobile phone charging base of the present invention is connected to the case 20 having the upper surface plate 21 on which the mobile phones 50, 60, 70 are placed, the power source coil 11 that moves along the lower surface of the upper surface plate 21, and the power source coil 11.
  • the AC power source 12, the moving mechanism 13 for moving the power source coil 11 along the inner surface of the upper surface plate 21, and the position of the induction coil 51 of the mobile phones 50, 60, 70 placed on the upper surface plate 21 are detected and moved.
  • a position detection controller 14 having a plurality of rows of position detection coils 30 for controlling the mechanism 13 to bring the power supply coil 11 closer to the induction coil 51.
  • the position detection controller 14 controls the moving mechanism 13 to move the power supply coil 11 along the upper surface plate 21 by the moving mechanism 13 to approach the induction coil 51 and charge the battery 52.
  • the charging stand uses a position detection coil 30 as a wiring line 38 provided on the surface of the printed circuit board 37, and the wiring line 38 has a zigzag or loop non-linear line 39.
  • the above charging stand can prevent the reception sensitivity of the mobile phone from being lowered while the position detection coil is brought close to the mobile phone antenna. This is because the position detection coil wiring line provided on the surface of the printed circuit board can be made a zigzag or loop non-linear line to reduce the absorption of radio waves received by the mobile phone.
  • the antenna is designed to operate ideally in the absence of a conductor such as metal in the surroundings. Therefore, a state that does not satisfy this condition causes a decrease in reception sensitivity.
  • the charging stand In order for the charging stand to detect the position of the induction coil built in the mobile phone, it is necessary to bring the position detection coil close to the antenna, and this position detection coil reduces the reception sensitivity of the antenna.
  • a zigzag or loop non-linear line is provided in the position detection coil, and an inductance is connected to the position detection coil. Change the length.
  • the position detection coil disposed close to the antenna can be prevented from deteriorating the receiving sensitivity of the antenna by shortening its length considerably with respect to the antenna of the mobile phone.
  • the present invention can prevent a decrease in reception sensitivity by adjusting the substantial length of the position detection coil by inductance.
  • the charging stand of the present invention reduced the reception sensitivity of the mobile phone to -6 dB, which was halved.
  • the charging stand of the present invention only reduced the reception sensitivity to -0.7 dB, which is only 8%.
  • a decrease in reception sensitivity of about ⁇ 0.7 dB is almost negligible, and a substantial decrease in sensitivity is almost negligible.
  • the mobile stand of the present invention can prevent the reception sensitivity from being lowered while the position detection coil approaches the mobile phone, the position of the mobile phone, that is, the position of the induction coil can be accurately detected by the position detection coil.
  • the mobile phone can be brought close to the position detection coil, a feature that the built-in battery can be efficiently charged by bringing the mobile phone close to the power supply coil and making the power supply coil and the induction coil close to each other is realized.
  • the mobile phone charging stand connects the dividing line 38a in which the non-linear line 39 of the wiring line 38 is wired on both the front and back surfaces of the printed circuit board 37 through the through hole 37a of the printed circuit board 37. Zigzag. Since the above charging stand is provided with a non-linear line in the position detection coil through the through hole of the printed circuit board, it is possible to prevent the reception sensitivity of the mobile phone from being lowered with a simple structure.
  • the printed circuit board 37 is provided with a spiral coil 38b centered on the through hole 37a on the surface, the central end of the spiral coil 38b is the through hole 37a, and the outer peripheral end is the dividing line 38a. Can be connected to.
  • the above charging stand is provided with a spiral coil centered on the through-hole of the printed circuit board, and thus has a feature that the inductance of the spiral coil can be increased to more reliably prevent a decrease in reception sensitivity of the mobile phone.
  • the spiral coil 38 b can be provided on both the front and back surfaces of the printed circuit board 37.
  • the charging base described above is characterized in that spiral coils are provided on both the front and back sides of the printed circuit board to increase the inductance of the non-linear line, so that it is possible to reliably prevent a decrease in reception sensitivity of the mobile phone.
  • the non-linear line 39 can be a line formed by wiring in a zigzag manner on one side of the printed circuit board 37.
  • the above charging stand can prevent the reception sensitivity of the mobile phone from being lowered by the inductance of the non-linear line while having a simple structure of a single-sided printed board.
  • FIGS. 1, 2, and 7 show a schematic configuration diagram and a principle diagram of the charging stand 10.
  • the charging stand 10 places a mobile phone 50 on the charging stand 10 and charges the built-in battery 52 of the mobile phone 50 by magnetic induction.
  • the mobile phone 50 has a built-in induction coil 51 that is electromagnetically coupled to the power supply coil 11.
  • a battery 52 that is charged with electric power induced in the induction coil 51 is incorporated.
  • FIG. 7 to 9 show circuit diagrams of the mobile phones 50, 60, and 70.
  • the mobile phones 50, 60, and 70 include a rectifier circuit 53 that is connected to the induction coil 51, converts alternating current induced by the induction coil 51 into direct current, and supplies charging power to the built-in battery 52.
  • the rectifier circuit 53 converts the alternating current input from the induction coil 51 into direct current, and outputs the direct current to the charging control circuit 54 that controls charging of the built-in battery 52.
  • the charge control circuit 54 fully charges the built-in battery 52 with the electric power input from the rectifier circuit 53.
  • the charge control circuit 54 detects full charge of the built-in battery 52 and stops charging.
  • the charge control circuit 54 that charges the built-in battery 52 of the lithium ion battery fully charges the built-in battery 52 by performing constant voltage / constant current charging.
  • the charge control circuit for charging the internal battery of the nickel metal hydride battery fully charges the internal battery by constant current charging.
  • the cellular phones 50, 60, 70 of FIGS. 7 to 9 include a series capacitor 55 connected in series to the induction coil 51 in order to efficiently input the alternating current of the induction coil 51 to the rectifier circuit 53, and the induction coil. 51, and a parallel capacitor 56 connected in parallel with 51, and switching circuits 57, 67, and 77 for switching the connection state between the series capacitor 55 and the parallel capacitor 56 and the induction coil 51.
  • the switching circuits 57, 67 and 77 connect the parallel capacitor 56 to the induction coil 51.
  • the induction coil 51 connected in parallel with the parallel capacitor 56 forms a parallel resonance circuit with the induction coil 51 and the parallel capacitor 56, and is excited by a position detection signal output from the position detection coil 30 of the position detection controller 14. To generate an echo signal. Only the induction coil 51 and the series capacitor 55 do not cause a resonance, and a parallel capacitor 56 is required. Therefore, the switching circuits 57, 67, 77 are in a state where the mobile phone 50, 60, 70 is set on the charging base 10 and the position detection controller 14 detects the position of the induction coil 51 of the mobile phone 50, 60, 70. Then, the parallel capacitor 56 is connected to the induction coil 51.
  • the induction coil 51 in which the parallel capacitors 56 are connected in parallel cannot output the induced power to the rectifier circuit 53 efficiently, which has a disadvantage that the power efficiency is lowered.
  • the induction coil 51 can improve the power efficiency that is output to the rectifier circuit 53 in a state in which the series capacitor 55 is connected, as compared with a state in which the parallel capacitor 56 is connected. Therefore, the switching circuits 57, 67, 77 detect the position of the induction coil 51, and after the power supply coil 11 approaches the induction coil 51, the series capacitor 55 is connected to the induction coil 51 to induce the induced power. Is output from the induction coil 51 to the rectifier circuit 53.
  • the switching circuits 57, 67, 77 are in a state where the power is transferred from the power supply coil 11 to the induction coil 51, the state where the parallel capacitor 56 is not connected to the induction coil 51, that is, the parallel capacitor 56 is disconnected.
  • a series capacitor 55 is connected to the induction coil 51. In this state, the alternating current induced by the induction coil 51 is output to the rectifier circuit 53 via the series capacitor 55.
  • the switching circuit 57 shown in FIG. 7 includes a switching element 58 connected in series with a parallel capacitor 56.
  • a series circuit of the parallel capacitor 56 and the switching element 58 is connected in parallel with the induction coil 51.
  • the switching element 58 is a semiconductor switching element such as an FET and is controlled to be turned on and off by a control circuit 59.
  • This switching circuit 57 turns on the switching element 58 and connects the parallel capacitor 56 in parallel with the induction coil 51.
  • the parallel capacitor 56 and the induction coil 51 are disconnected.
  • the series capacitor 55 is connected in series with the induction coil 51 and connects the induction coil 51 to the rectifier circuit 53.
  • the control circuit 59 controls the gate voltage of the FET that is the switching element 58 to switch the switching element 58 on and off.
  • the control circuit 59 turns on the switching element 58 and connects the parallel capacitor 56 to the induction coil 51.
  • the induction coil 51 connected in parallel with the parallel capacitor 56 is excited by the position detection signal output from the position detection coil 30 and outputs a high level echo signal.
  • a series capacitor 55 is connected between the induction coil 51 and the rectifier circuit 53 in a state where the switching element 58 is turned on. However, the induction coil 51 and the parallel capacitor 56 are connected in parallel by the switching element 58 in the on state. In this state, the parallel resonance circuit is configured and excited by the position detection signal to output a high level echo signal.
  • the control circuit 59 switches off the switching element 58 so that the parallel capacitor 56 is not connected to the induction coil 51. That is, the control circuit 59 is in a state where power is transferred from the power supply coil 11 to the induction coil 51, the switching element 58 is turned off, the parallel capacitor 56 is disconnected from the induction coil 51, and the alternating current induced by the induction coil 51 is The output is efficiently output to the rectifier circuit 53 via the series capacitor 55.
  • the 8 further includes a pair of pair switching elements 68 connected in series with each other.
  • the pair switching element 68 in the figure is a semiconductor switching element such as an FET.
  • the pair FETs 68A and 68B are connected in series with the sources connected to each other. Further, the source of the FET, which is the connection point of the pair switching element 68, is connected to the earth line 63 via a high-resistance resistor 64, for example, a 100 k ⁇ resistor, to obtain an earth potential.
  • a parallel capacitor 56 is connected to each pair switching element 68 in series.
  • the pair FETs 68A and 68B, which are the pair switching elements 68 are connected to both ends of the induction coil 51 via parallel capacitors 56 connected to the drains.
  • a series circuit of a parallel capacitor 56, a pair FET 68A, a pair FET 68B, and a parallel capacitor 56 is connected in parallel with the induction coil 51.
  • the series capacitor 55 can be connected to the rectifier circuit 53 side of the parallel capacitor 56 as shown by a solid line in the figure, or can be connected between the parallel capacitor 56 and the induction coil 51 as shown by a chain line.
  • the series capacitor 55 connected between the parallel capacitor 56 and the induction coil 51 is connected in series with the parallel capacitor 56 with the pair switching element 68 switched on. Therefore, the capacitance of the capacitor that realizes the parallel resonance circuit with the induction coil 51 is a combined capacitance in which the series capacitor 55 and the two parallel capacitors 56 are connected in series.
  • the pair FETs 68A and 68B of the pair switching element 68 are switched on and off together by the control circuit 69.
  • the control circuit 69 controls the gate voltages of both FETs that are the pair switching elements 68 in the same manner, and switches the pair of pair switching elements 68 on and off simultaneously.
  • the parallel capacitor 56 is connected in parallel with the induction coil 51 while the control circuit 69 switches on the FET of the pair switching element 68. Further, the control circuit 69 turns off the pair switching element 68, and the parallel capacitor 56 is disconnected from the induction coil 51 and is not connected.
  • the control circuit 69 described above turns on the pair switching element 68 and connects the induction coil 51 and the parallel capacitor 56.
  • the induction coil 51 connected in parallel with the parallel capacitor 56 is excited by the position detection signal output from the position detection coil 30 and resonates in parallel to output an echo signal.
  • the control circuit 59 switches off the pair switching element 68 so that the parallel capacitor 56 is not connected to the induction coil 51. That is, the control circuit 59 is in a state where power is transferred from the power supply coil to the induction coil 51, the pair switching element 68 is turned off to disconnect the parallel capacitor 56 from the induction coil 51, and the alternating current induced by the induction coil 51 is The output is efficiently output to the rectifier circuit 53 via the series capacitor 55.
  • the circuit configuration of the control circuit 69 can be simplified.
  • the rectifier circuit 53 is a bridge diode circuit and both the induction coils 51 are not connected to the ground potential, that is, the induction coil 51 is connected to the earth line 63 via the diodes
  • the control circuit 69 is connected to the pair switching element 68. It is possible to simplify the circuit configuration for controlling on / off.
  • the cellular phone 70 of FIG. 9 includes a series capacitor 55 and a parallel capacitor 56 that are formed of a single series / parallel capacitor 75.
  • This cellular phone 70 uses the switching circuit 77 to switch the series / parallel capacitor 75 to the series capacitor 55 and the parallel capacitor 56.
  • the series-parallel capacitor 75 is connected between the induction coil 51 and the rectifier circuit 53.
  • the switching circuit 77 includes a short circuit 73 that shorts the rectifier circuit 53 side of the series-parallel capacitor 75.
  • the short circuit 73 includes a resistance element 74 such as a PTC and a switching element 78, and the switching element 78 is controlled to be turned on / off by a control circuit 79.
  • the switching element 78 is a photoMOS FET and is switched on and off via light.
  • the control circuit 79 switches on the switching element 78 to short-circuit the rectifier circuit 53 side of the series-parallel capacitor 75 with the short circuit 73 and connects the series-parallel capacitor 75 in parallel with the induction coil 51. Further, when the control circuit 79 switches the switching element 78 off, the short circuit 73 is set in a non-shorted state, that is, an open state, the series parallel capacitor 75 is connected in series with the induction coil 51, and the alternating current of the induction coil 51 is changed. The output is output to the rectifier circuit 53 via the series-parallel capacitor 75.
  • the charging stand 10 includes a power supply coil 11 that is connected to an AC power supply 12 and induces an electromotive force in an induction coil 51, and a built-in power supply coil 11.
  • a case 20 having an upper surface plate 21 for mounting 50, a moving mechanism 13 that is built in the case 20 and moves the power supply coil 11 along the inner surface of the upper surface plate 21, and a position of the mobile phone 50 that is mounted on the upper surface plate 21.
  • a position detection controller 14 that controls the moving mechanism 13 to bring the power supply coil 11 closer to the induction coil 51 of the mobile phone 50.
  • the charging stand 10 includes a power coil 11, an AC power supply 12, a moving mechanism 13, and a position detection controller 14 in a case 20.
  • the charging stand 10 charges the built-in battery 52 of the mobile phone 50 by the following operation.
  • (1) When the mobile phone 50 is placed on the upper plate 21 of the case 20, the position of the mobile phone 50 is detected by the position detection controller 14.
  • the position detection controller 14 that has detected the position of the mobile phone 50 controls the moving mechanism 13 to move the power supply coil 11 along the upper surface plate 21 with the moving mechanism 13, thereby inducing the induction coil of the mobile phone 50.
  • Approach 51 (3)
  • the power supply coil 11 approaching the induction coil 51 is electromagnetically coupled to the induction coil 51 and carries AC power to the induction coil 51.
  • the mobile phone 50 rectifies and converts the AC power of the induction coil 51 into DC, and charges the built-in battery 52 with this DC.
  • the charging stand 10 that charges the battery 52 of the mobile phone 50 by the above operation has the power coil 11 connected to the AC power supply 12 built in the case 20.
  • the power supply coil 11 is disposed under the upper surface plate 21 of the case 20 so as to move along the upper surface plate 21.
  • the efficiency of power transfer from the power supply coil 11 to the induction coil 51 can be improved by narrowing the interval between the power supply coil 11 and the induction coil 51.
  • the distance between the power supply coil 11 and the induction coil 51 is set to 7 mm or less with the power supply coil 11 approaching the induction coil 51. Therefore, the power supply coil 11 is disposed below the top plate 21 and as close to the top plate 21 as possible. Since the power supply coil 11 moves so as to approach the induction coil 51 of the mobile phone 50 placed on the upper surface plate 21, the power supply coil 11 is disposed so as to be movable along the lower surface of the upper surface plate 21.
  • the case 20 containing the power supply coil 11 is provided with a flat upper surface plate 21 on which the mobile phone 50 is placed on the upper surface.
  • the charging stand 10 of FIGS. 1 and 2 is disposed horizontally with the entire top plate 21 as a flat surface.
  • the top plate 21 has a size that allows various mobile phones 50 having different sizes and outer shapes to be placed thereon, for example, a quadrangle having one side of 5 cm to 30 cm. However, the top plate may be circular with a diameter of 5 to 30 cm.
  • 1 and 2 has a battery 52 which is built in such a manner that a plurality of mobile phones 50 are mounted together so that the top plate 21 is enlarged, that is, a size capable of mounting a plurality of mobile phones 50 at the same time. Can be charged in order.
  • the top plate can also be provided with a peripheral wall around it, and a mobile phone can be set inside the peripheral wall to charge the built-in battery.
  • the power supply coil 11 is spirally wound on a surface parallel to the upper surface plate 21 and radiates an alternating magnetic flux above the upper surface plate 21.
  • the power supply coil 11 radiates an alternating magnetic flux orthogonal to the upper surface plate 21 above the upper surface plate 21.
  • the power supply coil 11 is supplied with AC power from the AC power supply 12 and radiates AC magnetic flux above the top plate 21.
  • the power supply coil 11 can increase the inductance by winding a wire around a core 15 made of a magnetic material.
  • the core 15 is made of a magnetic material such as ferrite having a high magnetic permeability, and has a bowl shape that opens upward.
  • the bowl-shaped core 15 has a shape in which a cylindrical portion 15A disposed at the center of the power coil 11 wound in a spiral shape and a cylindrical portion 15B disposed outside are connected at the bottom.
  • the power supply coil 11 having the core 15 can concentrate the magnetic flux to a specific portion and efficiently transmit power to the induction coil 51.
  • the power supply coil does not necessarily need to be provided with a core, and can be an air-core coil. Since the air-core coil is light, a moving mechanism for moving it on the inner surface of the upper plate can be simplified.
  • the power supply coil 11 is substantially equal to the outer diameter of the induction coil 51 and efficiently conveys power to the induction coil 51.
  • the AC power supply 12 supplies, for example, high frequency power of 20 kHz to several MHz to the power supply coil 11.
  • the AC power supply 12 is connected to the power supply coil 11 via a flexible lead wire 16. This is because the power supply coil 11 is moved so as to approach the induction coil 51 of the mobile phone 50 placed on the upper surface plate 21.
  • the AC power source 12 includes a self-excited oscillation circuit and a power amplifier that amplifies the AC output from the oscillation circuit.
  • the self-excited oscillation circuit uses the power supply coil 11 as an oscillation coil. Therefore, the oscillation frequency of this oscillation circuit changes due to the inductance of the power supply coil 11.
  • the inductance of the power supply coil 11 changes at the relative position between the power supply coil 11 and the induction coil 51.
  • the self-excited oscillation circuit that uses the power supply coil 11 as the oscillation coil changes as the AC power supply 12 approaches the induction coil 51. For this reason, the self-excited oscillation circuit can detect the relative position between the power supply coil 11 and the induction coil 51 based on a change in the oscillation frequency, and can be used together with the position detection controller 14.
  • the power supply coil 11 is moved by the moving mechanism 13 so as to approach the induction coil 51.
  • the moving mechanism 13 shown in FIGS. 2 to 5 moves the power supply coil 11 along the upper surface plate 21 in the X-axis direction and the Y-axis direction to approach the induction coil 51.
  • the moving mechanism 13 shown in the drawing rotates the screw rod 23 by the servo motor 22 controlled by the position detection controller 14 to move the nut member 24 screwed into the screw rod 23, thereby moving the power supply coil 11 to the induction coil 51. To approach.
  • the servo motor 22 includes an X-axis servo motor 22A that moves the power supply coil 11 in the X-axis direction, and a Y-axis servo motor 22B that moves the power coil 11 in the Y-axis direction.
  • the screw rod 23 includes a pair of X-axis screw rods 23A that move the power supply coil 11 in the X-axis direction, and a Y-axis screw rod 23B that moves the power supply coil 11 in the Y-axis direction.
  • the pair of X-axis screw rods 23A are arranged in parallel to each other, driven by the belt 25, and rotated together by the X-axis servomotor 22A.
  • the nut member 24 includes a pair of X-axis nut members 24A screwed into the respective X-axis screw rods 23A, and a Y-axis nut member 24B screwed into the Y-axis screw rods 23B.
  • the Y-axis screw rod 23B is coupled so that both ends thereof can be rotated to a pair of X-axis nut members 24A.
  • the power coil 11 is connected to the Y-axis nut member 24B.
  • the moving mechanism 13 shown in the figure has a guide rod 26 disposed in parallel with the Y-axis screw rod 23B in order to move the power supply coil 11 in the Y-axis direction in a horizontal posture. Both ends of the guide rod 26 are connected to the pair of X-axis nut members 24A and move together with the pair of X-axis nut members 24A. The guide rod 26 penetrates the guide portion 27 connected to the power supply coil 11 so that the power supply coil 11 can be moved along the guide rod 26 in the Y-axis direction.
  • the power supply coil 11 moves in the Y-axis direction in a horizontal posture through the Y-axis screw rod 23B and the Y-axis nut member 24B that moves along the guide rod 26 and the guide portion 27 that are arranged in parallel to each other. To do.
  • the X-axis servo motor 22A rotates the X-axis screw rod 23A
  • the pair of X-axis nut members 24A move along the X-axis screw rod 23A
  • the Y-axis screw rod 23B and the guide rod 26 is moved in the X-axis direction.
  • the Y-axis servo motor 22B rotates the Y-axis screw rod 23B
  • the Y-axis nut member 24B moves along the Y-axis screw rod 23B and moves the power supply coil 11 in the Y-axis direction.
  • the guide part 27 connected to the power supply coil 11 moves along the guide rod 26 to move the power supply coil 11 in the Y-axis direction in a horizontal posture.
  • the rotation of the X-axis servo motor 22A and the Y-axis servo motor 22B can be controlled by the position detection controller 14 to move the power supply coil 11 in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the charging stand of the present invention does not specify the moving mechanism as the above mechanism. This is because any mechanism that can move the power supply coil in the X-axis direction and the Y-axis direction can be used as the moving mechanism.
  • the charging stand of the present invention does not specify the moving mechanism as a mechanism for moving the power supply coil in the X-axis direction and the Y-axis direction. That is, the charging stand of the present invention has a structure in which a linear guide wall is provided on the top plate and a mobile phone is placed along the guide wall, and the power supply coil can be moved linearly along the guide wall. Because it can.
  • the power supply coil can be moved linearly along the guide wall as a moving mechanism that can move the power supply coil only in one direction, for example, the X-axis direction.
  • the position detection controller 14 detects the position of the mobile phone 50 placed on the top plate 21.
  • the position detection controller 14 of FIGS. 2 to 5 detects the position of the induction coil 51 built in the mobile phone 50, and causes the power supply coil 11 to approach the induction coil 51.
  • the position detection controller 14 includes a first position detection controller 14A that roughly detects the position of the induction coil 51, and a second position detection controller 14B that precisely detects the position of the induction coil 51.
  • the position detection controller 14 roughly detects the position of the induction coil 51 by the first position detection controller 14A, and controls the moving mechanism 13 to bring the position of the power supply coil 11 closer to the induction coil 51.
  • the moving mechanism 13 is controlled while accurately detecting the position of the induction coil 51 by the second position detection controller 14B, so that the position of the power supply coil 11 is brought close to the induction coil 51 accurately.
  • the charging stand 10 can bring the power supply coil 11 close to the induction coil 51 quickly and more accurately.
  • the first position detection controller 14 ⁇ / b> A generates a plurality of position detection coils 30 fixed to the inner surface of the upper surface plate 21 and detection signal generation for supplying position detection signals to the position detection coils 30.
  • the position detection coil 30 is composed of a plurality of rows of coils, and the plurality of position detection coils 30 are fixed to the inner surface of the top plate 21 at predetermined intervals.
  • the position detection coil 30 includes a plurality of X axis detection coils 30X that detect the position of the induction coil 51 in the X axis direction, and a plurality of Y axis detection coils 30Y that detect a position in the Y axis direction.
  • Each X-axis detection coil 30X has a loop shape elongated in the Y-axis direction, and the plurality of X-axis detection coils 30X are fixed to the inner surface of the upper surface plate 21 at a predetermined interval.
  • the position detection coil 30 shown in the figure is a coil wound in two turns.
  • the position detection coil may be a one-turn coil or a three-turn or more coil.
  • the position detection coil may be a linear coil without being wound in a loop.
  • a pulse signal can be output as a position detection coil.
  • the interval (d) between adjacent X-axis detection coils 30X is smaller than the outer diameter (D) of the induction coil 51, and preferably the interval (d) between the X-axis detection coils 30X is equal to the outer diameter (D) of the induction coil 51. 1 times to 1/4 times.
  • the X-axis detection coil 30X can accurately detect the position of the induction coil 51 in the X-axis direction by narrowing the interval (d).
  • Each Y-axis detection coil 30Y has a loop shape elongated in the X-axis direction, and the plurality of Y-axis detection coils 30Y are fixed to the inner surface of the upper surface plate 21 at a predetermined interval.
  • the interval (d) between the adjacent Y-axis detection coils 30Y is also smaller than the outer diameter (D) of the induction coil 51, and preferably the interval (d) between the Y-axis detection coils 30Y is the same as the X-axis detection coil 30X.
  • the outer diameter (D) of the induction coil 51 is 1 to 1/4 times.
  • the Y-axis detection coil 30Y can also accurately detect the position of the induction coil 51 in the Y-axis direction by narrowing the interval (d).
  • the position detection coil 30 is wired to the printed circuit board 37 and disposed below the top plate 21. That is, the printed circuit board 37 provided with the position detection coil 30 is arranged so as to approach the lower surface of the upper surface plate 21.
  • the printed circuit board 37 is provided with a copper foil pattern wiring line 38 on the surface, and the position detection coil 30 is provided on the wiring line 38.
  • the wiring line 38 is provided with a zigzag-shaped or loop-shaped non-linear line 39 as shown in FIGS. 10 to 12 in order to prevent the reception sensitivity of the cellular phone 50 placed thereon from being lowered.
  • the position detection coil 30A shown in FIG. 10 has a zigzag non-linear line 39A in which linear dividing lines 38a wired on both front and back surfaces of the printed circuit board 37 are connected by through holes 37a of the printed circuit board 37. Is provided.
  • the through hole 37a penetrates the printed circuit board 37 and is provided with a conductive portion such as a metal plating layer on its inner surface. Both ends of the conductive portion are electrically connected to the wiring line 38 on both the front and back sides of the printed circuit board 37.
  • the printed circuit board 37 of this figure is provided with a spiral coil 38b centered on the through hole 37a on the surface and also provided with a loop-like non-linear line 39B.
  • the spiral coil 38b has a central end connected to the through hole 37a and an outer peripheral end connected to the dividing line 38a.
  • spiral coils 38 b are provided on both surfaces of the printed circuit board 37.
  • the spiral coil 38b provided on the upper surface of the printed circuit board 37 has a center connected to the lower dividing line 38a through a through hole 37a and an outer periphery connected to the upper dividing line 38a.
  • the spiral coil 38b provided on the lower surface of the printed circuit board 37 has a center connected to the upper dividing line 38a through a through hole 37a and an outer periphery connected to the lower dividing line 38a.
  • spiral coils 38b are arranged at regular intervals, and the spiral coils 38b are connected by a linear dividing line 38a.
  • the straight dividing line 38a is shorter than the total length of an antenna (not shown) built in the mobile phone 50 or shorter than 1 ⁇ 4 of the wavelength ⁇ of the radio wave received by the mobile phone 50.
  • a decrease in reception sensitivity can be prevented more effectively.
  • the total length of the divided lines is longer than 1 ⁇ 4 of the wavelength ⁇ of the received radio wave, it is possible to prevent a decrease in reception sensitivity by providing a zigzag or loop non-linear line. . Therefore, the total length of the dividing line is not limited to 1 ⁇ 4 or less of the wavelength of the received radio wave.
  • the position detection coil 30A in FIG. 10 is wired on the upper surface and the lower surface of the printed circuit board 37 so that the X-axis detection coil 30X and the Y-axis detection coil 30Y are not connected to each other in an orthogonal posture.
  • the X-axis detection coil 30X and the Y-axis detection coil 30Y connect the upper and lower wiring lines 38 through the through holes 37a, so that the intersections are arranged on the opposite sides of the printed circuit board 37.
  • the spiral coil 38b is provided between the intersections of the X-axis detection coil 30X and the Y-axis detection coil 30Y.
  • This position detection coil 30A divides the wiring line 38 into a plurality of division lines 38a, and connects the spiral coil 38b between the division lines 38a, so that the full length of the division line 38a is sufficient for the wavelength of the radio wave received. To make it shorter.
  • the position detection coil 30A has a feature that the decrease in the reception sensitivity of the mobile phone 50 can be minimized.
  • the position detection coil 30B can shorten the division line 38a and more effectively prevent a decrease in reception sensitivity. In particular, a reduction in reception sensitivity can be effectively prevented by setting the length of the dividing line 38a to 1 ⁇ 4 of the wavelength of the received radio wave.
  • the position detection coil 30B has a posture in which the X-axis detection coil 30X and the Y-axis detection coil 30Y are orthogonal to the upper surface and the lower surface of the printed circuit board 37, that is, the intersection portions are opposite to each other on the printed circuit board 37. Arranged and wired so that they are not connected to each other.
  • the position detection coil 30C of FIG. 12 is provided with a non-linear line 39C wired in a zigzag manner on one side of the printed circuit board 37, and the zigzag non-linear line 39C is connected by a dividing line 38a.
  • the position detection coil 30C can also shorten the division line 38a to reduce the decrease in reception sensitivity.
  • the pitch (t) of the zigzag non-linear line 39C is increased, and the lateral width (d) of the zigzag is widened, so that a decrease in reception sensitivity can be reduced.
  • this position detection coil can also be provided on the upper and lower surfaces of the printed circuit board by connecting divided lines and non-linear lines with through holes.
  • the detection signal generation circuit 31 outputs a pulse signal that is a position detection signal to the position detection coil 30 at a predetermined timing.
  • the position detection coil 30 to which the position detection signal is input excites the induction coil 51 that approaches with the position detection signal.
  • the excited induction coil 51 outputs an echo signal to the position detection coil 30 with the energy of the flowing current. Therefore, as shown in FIG. 13, the position detection coil 30 near the induction coil 51 induces an echo signal from the induction coil 51 with a predetermined time delay after the position detection signal is input.
  • the echo signal induced in the position detection coil 30 is output to the identification circuit 33 by the reception circuit 32. Therefore, the identification circuit 33 determines whether or not the induction coil 51 is approaching the position detection coil 30 using the echo signal input from the reception circuit 32. When echo signals are induced in the plurality of position detection coils 30, the identification circuit 33 determines that the position detection coil 30 with the highest echo signal level is closest.
  • the position detection controller 14 shown in FIG. 6 connects each position detection coil 30 to the reception circuit 32 via the switching circuit 34. Since the position detection controller 14 switches the inputs in order and connects them to the plurality of position detection coils 30, the single reception circuit 32 can detect the echo signals of the plurality of position detection coils 30. However, an echo signal can also be detected by connecting a receiving circuit to each position detection coil.
  • the position detection controller 14 in FIG. 6 connects the plurality of position detection coils 30 in order with the switching circuit 34 controlled by the identification circuit 33 and connects to the receiving circuit 32.
  • the detection signal generation circuit 31 is connected to the output side of the switching circuit 34 and outputs a position detection signal to the position detection coil 30.
  • the level of the position detection signal output from the detection signal generation circuit 31 to the position detection coil 30 is extremely higher than the echo signal from the induction coil 51.
  • the receiving circuit 32 has a limiter circuit 35 made of a diode connected to the input side. The limiter circuit 35 limits the signal level of the position detection signal input from the detection signal generation circuit 31 to the reception circuit 32 and inputs the position detection signal to the reception circuit 32.
  • An echo signal having a low signal level is input to the receiving circuit 32 without being limited.
  • the receiving circuit 32 amplifies and outputs both the position detection signal and the echo signal.
  • the echo signal output from the receiving circuit 32 is a signal delayed from the position detection signal by a predetermined timing, for example, several ⁇ sec to several hundred ⁇ sec. Since the delay time in which the echo signal is delayed from the position detection signal is a fixed time, a signal after a predetermined delay time from the position detection signal is used as an echo signal, and the induction coil 51 is added to the position detection coil 30 from the level of this echo signal. to determine whether the approach.
  • the receiving circuit 32 is an amplifier that amplifies and outputs an echo signal input from the position detection coil 30.
  • the receiving circuit 32 outputs a position detection signal and an echo signal.
  • the identification circuit 33 determines whether the induction coil 51 is set close to the position detection coil 30 from the position detection signal and the echo signal input from the reception circuit 32.
  • the identification circuit 33 includes an A / D converter 36 that converts a signal input from the reception circuit 32 into a digital signal.
  • the digital signal output from the A / D converter 36 is calculated to detect an echo signal.
  • the identification circuit 33 detects a signal input after a specific delay time from the position detection signal as an echo signal, and further determines whether the induction coil 51 is approaching the position detection coil 30 from the level of the echo signal.
  • the identification circuit 33 detects the position of the induction coil 51 in the X-axis direction by controlling the switching circuit 34 so as to connect the plurality of X-axis detection coils 30X to the receiving circuit 32 in order.
  • the identification circuit 33 outputs a position detection signal to the X-axis detection coil 30X connected to the identification circuit 33 every time each X-axis detection coil 30X is connected to the reception circuit 32, and a specific delay from the position detection signal. It is determined whether or not the induction coil 51 is approaching the X-axis detection coil 30X based on whether or not an echo signal is detected after the time.
  • the identification circuit 33 connects all the X-axis detection coils 30X to the reception circuit 32, and determines whether or not the induction coil 51 is close to each X-axis detection coil 30X.
  • the identification circuit 33 can detect the position of the induction coil 51 in the X-axis direction from the X-axis detection coil 30X that can detect an echo signal.
  • echo signals are detected from the plurality of X-axis detection coils 30X.
  • the identification circuit 33 determines that it is closest to the X-axis detection coil 30X from which the strongest echo signal, that is, the echo signal having a high level is detected.
  • the identification circuit 33 similarly controls the Y-axis detection coil 30Y to detect the position of the induction coil 51 in the Y-axis direction.
  • the identification circuit 33 controls the moving mechanism 13 from the detected X-axis direction and Y-axis direction to move the power supply coil 11 to a position approaching the induction coil 51.
  • the identification circuit 33 controls the X-axis servomotor 22A of the moving mechanism 13 to move the power supply coil 11 to the position of the induction coil 51 in the X-axis direction.
  • the Y-axis servomotor 22B of the moving mechanism 13 is controlled to move the power supply coil 11 to the position of the induction coil 51 in the Y-axis direction.
  • the first position detection controller 14 ⁇ / b> A moves the power supply coil 11 to a position approaching the induction coil 51.
  • the charging stand according to the present invention can charge the battery 52 by transferring power from the power supply coil 11 to the induction coil 51 after the power supply coil 11 approaches the induction coil 51 by the first position detection controller 14A.
  • the charging stand can further accurately control the position of the power supply coil 11 to approach the induction coil 51 and then carry power to charge the battery 52.
  • the power supply coil 11 is brought closer to the induction coil 51 more accurately by the second position detection controller 14B.
  • the second position detection controller 14B controls the moving mechanism 13 by accurately detecting the position of the power supply coil 11 from the oscillation frequency of the self-excited oscillation circuit using the AC power supply 12 as a self-excited oscillation circuit.
  • the second position detection controller 14B controls the X-axis servo motor 22A and the Y-axis servo motor 22B of the moving mechanism 13 to move the power supply coil 11 in the X-axis direction and the Y-axis direction. Detect the oscillation frequency.
  • FIG. 14 shows the characteristic that the oscillation frequency of the self-excited oscillation circuit changes. This figure shows changes in the oscillation frequency with respect to the relative displacement between the power supply coil 11 and the induction coil 51.
  • the oscillation frequency of the self-excited oscillation circuit is highest at the position where the power supply coil 11 is closest to the induction coil 51, and the oscillation frequency is lowered as the relative position is shifted. Therefore, the second position detection controller 14B controls the X-axis servomotor 22A of the moving mechanism 13 to move the power supply coil 11 in the X-axis direction, and stops at the position where the oscillation frequency becomes the highest.
  • the Y-axis servo motor 22B is similarly controlled to move the power supply coil 11 in the Y-axis direction and stop at the position where the oscillation frequency becomes the highest.
  • the second position detection controller 14B can move the power supply coil 11 to the position closest to the induction coil 51 as described above.
  • the position detection controller 44 includes a plurality of position detection coils 30 fixed to the inner surface of the upper surface plate, and a detection signal generation circuit 31 that supplies a position detection signal to the position detection coil 30.
  • a reception circuit 32 that receives an echo signal that is excited by a pulse supplied from the detection signal generation circuit 31 to the position detection coil 30 and is output from the induction coil 51 to the position detection coil 30; and the reception circuit 32 receives the echo signal.
  • an identification circuit 43 for determining the position of the power supply coil 11 from the echo signal. Further, the position detection controller 44 causes the discrimination circuit 43 to detect the level of the echo signal induced in each position detection coil 30 with respect to the position of the induction coil 51, that is, as shown in FIG.
  • the position detection controller 44 detects the level of the echo signal induced in each position detection coil 30, compares the level of the detected echo signal with the level of the echo signal stored in the storage circuit 47, and and it detects the position of the induction coil 51.
  • the position detection controller 44 obtains the position of the induction coil 51 from the level of the echo signal induced in each position detection coil 30 as follows.
  • the position detection coil 30 shown in FIG. 15 includes a plurality of X axis detection coils 30X that detect the position of the induction coil 51 in the X axis direction, and a plurality of Y axis detection coils 30Y that detect the position in the Y axis direction.
  • a plurality of position detection coils 30 are fixed to the inner surface of the upper surface plate 21 at a predetermined interval.
  • Each X-axis detection coil 30X has a loop shape elongated in the Y-axis direction
  • each Y-axis detection coil 30Y has a loop shape elongated in the X-axis direction.
  • FIG. 16 shows the level of the echo signal induced by the X-axis position detection coil 30X in a state where the induction coil 51 is moved in the X-axis direction
  • the horizontal axis shows the position of the induction coil 51 in the X-axis direction
  • the vertical axis indicates the level of the echo signal induced in each X-axis position detection coil 30X.
  • the position detection controller 44 can determine the position of the induction coil 51 in the X-axis direction by detecting the level of the echo signal induced in each X-axis position detection coil 30X. As shown in this figure, when the induction coil 51 is moved in the X-axis direction, the level of the echo signal induced in each X-axis position detection coil 30X changes.
  • the center of the induction coil 51 is at the center of the first X-axis position detection coil 30X
  • the level of the echo signal induced by the first X-axis position detection coil 30X as shown by the point A in FIG. Is the strongest.
  • the induction coil 51 is located between the first X-axis position detection coil 30X and the second X-axis position detection coil 30X, as shown by a point B in FIG. 16, the first X-axis position detection coil 30X.
  • the level of the echo signal induced in the second X-axis position detection coil 30X is the same.
  • each X-axis position detection coil 30X the level of the echo signal that is induced when the induction coil 51 is closest is the strongest, and the level of the echo signal decreases as the induction coil 51 moves away. Therefore, it can be determined which X-axis position detection coil 30X is closest to the induction coil 51 depending on which X-axis position detection coil 30X has the strongest echo signal level. Also, when an echo signal is induced in the two X-axis position detection coils 30X, in which direction the echo signal is induced from the X-axis position detection coil 30X that detects a strong echo signal.
  • the induction coil 51 can be determined in which direction the induction coil 51 is shifted from the X-axis position detection coil 30X having the strongest echo signal, and the relative position between the two X-axis position detection coils 30X can be determined by the level ratio of the echo signal. Can be judged. For example, if the level ratio of the echo signals of the two X-axis position detection coils 30X is 1, it can be determined that the induction coil 51 is located at the center of the two X-axis position detection coils 30X.
  • the identification circuit 43 stores, in the storage circuit 47, the level of the echo signal induced in each X-axis position detection coil 30X with respect to the position of the induction coil 51 in the X-axis direction.
  • an echo signal is induced in one of the X-axis position detection coils 30X. Accordingly, the identification circuit 43 detects that the induction coil 51 has been placed by an echo signal induced by the X-axis position detection coil 30X, that is, that the mobile phone 50 has been placed on the charging stand 10.
  • the position of the induction coil 51 in the X-axis direction can be determined by comparing the level of the echo signal induced in any of the X-axis position detection coils 30X with the level stored in the storage circuit 47.
  • the discriminating circuit stores in the memory circuit a function that specifies the position of the induction coil in the X-axis direction from the level ratio of the echo signal induced in the adjacent X-axis position detection coil, and determines the position of the induction coil from this function. You can also This function is obtained by moving the induction coil between the two X-axis position detection coils and detecting the level ratio of the echo signal induced in each X-axis position detection coil.
  • the identification circuit 43 detects the level ratio of echo signals induced in the two X-axis position detection coils 30X, and induces between the two X-axis position detection coils 30X based on this function from the detected level ratio.
  • the position of the coil 51 in the X-axis direction can be calculated and detected.
  • the above shows a method in which the identification circuit 43 detects the position of the induction coil 51 in the X-axis direction from the echo signal induced in the X-axis position detection coil 30X. In the same manner as in the axial direction, it can be detected from an echo signal induced in the Y-axis position detection coil 30Y.
  • the position detection controller 44 moves the power supply coil 11 to the position of the induction coil 51 with the position signal from the identification circuit 43.
  • the charging base identification circuit 43 can recognize and identify that the induction coil 51 of the mobile phone 50 is mounted.
  • a waveform different from the waveform of the echo signal is detected and identified, it is possible to stop the power supply, assuming that something other than the induction coil 51 of the mobile phone 50 (for example, a metal foreign object) is mounted.
  • something other than the induction coil 51 of the mobile phone 50 for example, a metal foreign object
  • the waveform of the echo signal is not detected or identified, it is assumed that the induction coil 51 of the mobile phone 50 is not mounted and no power is supplied.
  • the charging stand 10 supplies AC power to the power supply coil 11 with the AC power supply 12 in a state where the position detection controllers 14 and 44 control the moving mechanism 13 to bring the power supply coil 11 close to the induction coil 51.
  • the AC power of the power supply coil 11 is transferred to the induction coil 51 and used for charging the battery 52.
  • the mobile phone 50 detects that the battery 52 is fully charged, it stops charging and transmits a full charge signal to the charging stand 10.
  • the cellular phone 50 can output a full charge signal to the induction coil 51, transmit the full charge signal from the induction coil 51 to the power supply coil 11, and transmit full charge information to the charging stand 10.
  • the mobile phone 50 outputs an AC signal having a frequency different from that of the AC power supply 12 to the induction coil 51, and the charging stand 10 can receive the AC signal by the power supply coil 11 to detect full charge. Further, the mobile phone 50 outputs a signal that modulates a carrier wave of a specific frequency with a full charge signal to the induction coil 51, and the charging stand 10 receives the carrier wave of a specific frequency and demodulates this signal to detect a full charge signal. You can also Further, the cellular phone can transmit full charge information by wirelessly transmitting a full charge signal to the charging stand. This mobile phone has a built-in transmitter that transmits a full charge signal, and the charging stand has a built-in receiver that receives the full charge signal.
  • the position detection controller 14 shown in FIG. 7 includes a full charge detection circuit 17 that detects the full charge of the built-in battery 52. The full charge detection circuit 17 detects a full charge signal output from the mobile phone 50 and detects the full charge of the battery 52.
  • the charging stand 10 on the top plate 21 on which a plurality of mobile phones 50 can be placed switches the batteries 52 of the plurality of mobile phones 50 in order and is fully charged.
  • the charging stand 10 first detects the position of the induction coil 51 of one of the mobile phones 50 (first mobile phone 50 ⁇ / b> A), and brings the power supply coil 11 close to the induction coil 51. Then, the battery 52 of the mobile phone 50 is fully charged.
  • the position detection controller 14 sets the second mobile phone set at a position different from the mobile phone 50.
  • the position of the induction coil 51 of the telephone 50B is detected, and the moving mechanism 13 is controlled to bring the power supply coil 11 closer to the induction coil 51 of the second mobile phone 50B. In this state, power is transferred to the battery 52 of the second mobile phone 50B, and the battery 52 is fully charged. Further, when the battery 52 of the second mobile phone 50B is fully charged and the full charge detection circuit 17 receives the full charge signal from the second mobile phone 50B, the position detection controller 14 further controls the third mobile phone 50B. The induction coil 51 of the telephone 50C is detected, and the moving mechanism 13 is controlled to bring the power supply coil 11 closer to the induction coil 51 of the third mobile phone 50C, so that the battery 52 of the mobile phone 50 is fully charged.
  • the charging stand 10 stores the position of the fully charged mobile phone 50 and does not charge the battery 52 of the fully charged mobile phone 50.
  • the charging stand 10 stops the operation of the AC power supply 12 and stops the charging of the batteries 52.
  • charging is stopped when the battery 52 of the mobile phone 50 is fully charged.
  • the battery 52 reaches a predetermined capacity, charging is stopped. Good.
  • the charging stand 10 that fully charges the batteries 52 of the plurality of mobile phones 50 has the power coil 11 at the position of the induction coil 51 of the next mobile phone 50.
  • the battery 52 of the next mobile phone 50 that is not fully charged can be charged and fully charged, so that the batteries 52 of the plurality of mobile phones 50 can be fully charged.
  • the charging stand 10 for charging the plurality of mobile phones 50 moves the power supply coil 11 to the position of the induction coil 51 of another mobile phone 50 in a state where the battery 52 of the mobile phone 50 being charged is not fully charged. By repeating this operation, that is, by alternately switching the mobile phone 50 to be charged, the battery 52 of each mobile phone 50 can be fully charged.
  • the charging stand 10 detects battery information such as battery voltage, remaining capacity, and battery temperature of the mobile phone 50 being charged, and switches the mobile phone 50 to be charged with the detected battery information. In addition, when the set time elapses, the above charging stand can move the position of the power supply coil to the position of the induction coil of another mobile phone and switch the mobile phone to be charged.
  • the charging stand that switches the mobile phone that is charged with the voltage of the battery switches the mobile phone to be charged when the voltage of the battery rises to a preset voltage or when the rise of the voltage of the charged battery reaches the set value. Switch.
  • the charging stand that switches the mobile phone to be charged by detecting the remaining capacity of the battery switches the mobile phone to be charged when the remaining capacity of the battery being charged becomes a set value or a change in the remaining capacity becomes a set value.
  • the charging stand that switches the mobile phone to be charged by detecting the temperature of the battery switches the mobile phone to be charged when the temperature of the battery being charged rises to a set temperature.
  • the charging stand that switches the mobile phone to be charged when the set time has elapsed has a built-in timer, and switches the mobile phone to be charged when the timer expires.
  • the charging stand can also switch the charged mobile phone from all battery information of battery voltage, remaining capacity, temperature and time.
  • the above charging base 10 charges the battery 52 of the next mobile phone 50 before the battery 52 is fully charged, and repeats this process to charge the battery 52 of the mobile phone 50.
  • the transmission power supplied to the coil 51 can be increased to fully charge the plurality of mobile phones 50 in a shorter time. This is because the charging current of the battery 52 can be increased by shortening the charging time of one battery 52.
  • the contactless charging stand that conveys power by bringing the power supply coil 11 close to the induction coil 51 cannot avoid heat generation of the induction coil or the battery due to the leakage magnetic flux, and is thus limited by the transmission power.
  • the transmission power can be increased while preventing the heat generation of the induction coil 51 and the battery 52, that is, the charging current of the battery 52 can be increased, and the battery can be fully charged quickly.
  • the charging stand 10 for switching the mobile phone 50 to be charged in a state where the battery 52 is not fully charged has a feature that it can be fully charged quickly while reducing the heat generation of the induction coil 51 and the battery 52.
  • the charging stand 10 fully charges the battery 52 of each mobile phone 50 as follows in a state where three mobile phones 50 are set on the upper surface plate 21. (1) First, the position of the induction coil 51 of any of the mobile phones 50 is detected, the power supply coil 11 is brought close to the induction coil 51, and the battery 52 of the first mobile phone 50A is charged.
  • the position detection controller 14 interrupts the charging of the battery 52 of the first mobile phone 50A from the battery information such as the battery voltage, remaining capacity, and battery temperature of the first mobile phone 50A being charged,
  • the position of the induction coil 51 of the second mobile phone 50B set at a position different from that of the first mobile phone 50A is detected, the moving mechanism 13 is controlled, and the power supply coil 11 is guided to the second mobile phone 50B. Approach the coil 51. In this state, power is transferred to the battery 52 of the second mobile phone 50B, and the battery 52 is charged.
  • the position detection controller 14 interrupts the charging of the battery 52 of the second mobile phone 50B from the battery information of the second mobile phone 50B being charged, and is set at another position.
  • the position of the induction coil 51 of the third mobile phone 50C is detected, the moving mechanism 13 is controlled to bring the power supply coil 11 closer to the induction coil 51 of the third mobile phone 50C, and the third mobile phone 50C The battery 52 is charged.
  • the position detection controller 14 interrupts the charging of the battery 52 of the third mobile phone 50C from the battery information of the third mobile phone 50C, and the power coil 51 is guided to the first mobile phone 50A.
  • the coil 51 moves to a position to charge the battery 52 of the first mobile phone 50A.
  • the first mobile phone 50A, the second mobile phone 50B, and the third mobile phone 50C are repeatedly charged, and the built-in battery 52 is fully charged.
  • the charging stand 10 stops the operation of the AC power supply 12 and ends the charging of the batteries 52.
  • Y-axis nut material 25 ... Belt 26 ... Guide rod 27 ... Guide part 30 ... Position detection coil 30A ... Position detection coil 30B ... Position detection coil 30C ... Position detection coil 30X ... X Axis detection coil 30Y ... Y axis detection coil 31 ... detection signal generation circuit 32 ... reception circuit 33 ... identification circuit 34 ... switching circuit 35 ... limiter circuit 36 ... A / D converter 37 ... printed circuit board 37a ... through hole 38 ... wiring line 38a ... division line 38b ... spiral coil 39 ... non-linear line 39A ... non-linear line 39B ... non-linear line 39C ... non-linear line 43 ... identification circuit 44 ... position detection controller 47 ... memory circuit 50 ...

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Abstract

【課題】携帯電話のアンテナの受信感度の低下を防止し、誘導コイルの位置を正確に検出して、効率よく電池を無接点充電する。 【解決手段】携帯電話の充電台は、上面プレート２１を有するケース２０と、上面プレート２１の下面に沿って移動する電源コイル１１と、電源コイル１１に接続してなる交流電源１２と、電源コイル１１を移動させる移動機構１３と、携帯電話５０の位置を検出して電源コイル１１を誘導コイル５１に接近させる、複数列の位置検出コイル３０を有する位置検出制御器１４とを備える。充電台は、上面プレート２１に携帯電話５０が載せられると、誘導コイル５１の位置を位置検出制御器１４で検出し、位置検出制御器１４が移動機構１３を制御して電源コイル１１を誘導コイル５１に接近させて電池５２を充電する。位置検出コイル３０は、プリント基板３７の表面に設けてなる配線ライン３８で、ジグザグ状又はループ状の非直線ライン３９を有する。

Description

携帯電話の充電台
　本発明は、携帯電話に電磁誘導作用で電力を搬送して内蔵電池を無接点充電する携帯電話の充電台に関する。
　電磁誘導の作用で電源コイルから誘導コイルに電力搬送して、携帯電話に内蔵している電池を充電する携帯電話の充電台は開発されている。（特許文献１参照）
　特許文献１の充電台は、携帯電話に内蔵している電池５２を、誘導コイル５１に誘導される電力で充電する。充電台は、誘導コイル５１に起電力を誘導する電源コイル１１と、上面に携帯電話５０を載せる上面プレート２１を有するケース２０と、電源コイル１１を上面プレート２１の内面に沿って移動させる移動機構１３と、上面プレート２１に載せられる携帯電話５０の誘導コイルの位置を検出して移動機構１３を制御し、電源コイル１１を携帯電話５０の誘導コイル５１に接近させる位置検出制御器１４とを備える。充電台は、ケース２０の上面プレート２１に携帯電話５０が載せられると、この携帯電話５０の位置を位置検出制御器１４が検出し、移動機構１３で電源コイル１１を移動させて携帯電話５０の誘導コイル５１に接近させる。
特開２００９－２４７１９４号公報
　以上の携帯電話の充電台は、電源コイルを誘導コイルに接近させるために、誘導コイルの位置を検出する位置検出制御器を備えている。位置検出制御器は、上面プレートに、一定の間隔で固定している複数列の位置検出コイルを備えている。この位置検出コイルにはパルス信号が供給される。位置検出コイルは、パルス信号に励起されてエコー信号を出力する。位置検出コイルが出力するエコー信号は受信回路に受信される。受信回路は、受信するエコー信号のレベルから、どの位置検出コイルに誘導コイルが接近しているのかを判定する。誘導コイルの接近する位置検出コイルから出力されるエコー信号のレベルが高くなるからである。
　以上の携帯電話の充電台は、位置検出コイルが携帯電話の受信感度を低下させる原因となる。位置検出コイルが携帯電話のアンテナに接近して、アンテナの受信感度を低下させるからである。位置検出コイルを携帯電話のアンテナから離すと、アンテナの受信感度の低下を少なくできる。ただ、アンテナの受信感度が低下しない程度に携帯電話を位置検出コイルから離すと、位置検出コイルと誘導コイルとの間隔が広くなって、誘導コイルの位置を正確に検出できなくなる。さらに、位置検出コイルを誘導コイルから離すと、電源コイルと誘導コイルとの間隔も広くなって、効率よく電力搬送できなくなる弊害も発生する。電源コイルが位置検出コイルの下面を移動して誘導コイルに接近するからである。
　位置検出コイルがアンテナの受信感度が低下させる充電台は、携帯電話を充電する状態で携帯電話の通話を制限する。携帯電話が電波の弱い環境で使用される状態において、携帯電話の受信感度はとくに問題となる。わずかな受信感度の低下が、電話の通話を不可能にするからである。
　本発明は、さらに以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、携帯電話の受信感度が低下するのを少なくしながら、位置検出コイルでもって誘導コイルの位置を正確に検出でき、また、電源コイルを誘導コイルに接近させて効率よく内蔵電池を充電できる携帯電話の充電台を提供することにある。
課題を解決するための手段及び発明の効果
　本発明の携帯電話の充電台は、携帯電話５０、６０、７０を載せる上面プレート２１を有するケース２０と、上面プレート２１の下面に沿って移動する電源コイル１１と、この電源コイル１１に接続してなる交流電源１２と、電源コイル１１を上面プレート２１の内面に沿って移動させる移動機構１３と、上面プレート２１に載せられる携帯電話５０、６０、７０の誘導コイル５１の位置を検出して移動機構１３を制御して電源コイル１１を誘導コイル５１に接近させる複数列の位置検出コイル３０を有する位置検出制御器１４とを備えている。充電台は、ケース２０の上面プレート２１に携帯電話５０、６０、７０が載せられると、この携帯電話５０、６０、７０の誘導コイル５１の位置が位置検出制御器１４に検出され、位置検出制御器１４が移動機構１３を制御して、移動機構１３でもって電源コイル１１を上面プレート２１に沿って移動させて誘導コイル５１に接近して電池５２を充電する。さらに、充電台は、位置検出コイル３０を、プリント基板３７の表面に設けてなる配線ライン３８としており、この配線ライン３８は、ジグザグ状又はループ状の非直線ライン３９を有している。
　以上の充電台は、位置検出コイルを携帯電話のアンテナに接近させながら、携帯電話の受信感度の低下を防止できる。それは、プリント基板の表面に設けている位置検出コイルの配線ラインを、ジグザグ状、又はループ状の非直線ラインとして、携帯電話が受信する電波の吸収を少なくできるからである。携帯電話のアンテナに、アンテナよりも長い直線状の金属線が接近すると、この金属線に電波が誘導されて、アンテナに誘導される電力が減少される。また、アンテナは、周囲に金属等の導電体が存在しない状態で理想的に動作するように設計されることから、この条件を満足しない状態は、受信感度を低下させる原因となる。充電台は、携帯電話に内蔵している誘導コイルの位置を検出するために、アンテナに位置検出コイルを接近する必要があり、この位置検出コイルがアンテナの受信感度を低下させる。本発明の充電台は、位置検出コイルにジグザグ状やループ状の非直線ラインを設けて位置検出コイルにインダクタンスを接続し、このインダクタンスでもって、直線状に配設される位置検出コイルの実質的な長さを変更する。アンテナに接近して配設される位置検出コイルは、その長さを携帯電話のアンテナに対して相当に短くすることで、アンテナの受信感度の低下を防止できる。本発明は、インダクタンスによって位置検出コイルの実質長さを調整することで、受信感度の低下を防止できる。
　ちなみに、本発明の充電台と従来の充電台とを比較する実験では、従来の直線状の位置検出コイルを設けた充電台が、携帯電話の受信感度を－６ｄＢと、半分に低下させたのに対し、本発明の充電台は、受信感度の低下を－０．７ｄＢとわずかに８％に低下させるに過ぎなかった。－０．７ｄＢ程度の受信感度の低下は、ほとんど無視できるものであって、実質的な感度の低下はほとんど無視できる程度となる。
　さらにまた、本発明の移動台は、位置検出コイルを携帯電話に接近しながら受信感度の低下を防止できるので、位置検出コイルでもって携帯電話の位置、すなわち誘導コイルの位置を正確に検出できる。また、携帯電話を位置検出コイルに接近できることから、携帯電話を電源コイルにも接近させて、電源コイルと誘導コイルとを互いに接近させて効率よく内蔵電池を充電できる特徴が実現される。
　本発明の携帯電話の充電台は、配線ライン３８の非直線ライン３９が、プリント基板３７の表と裏の両方の表面に配線された分割ライン３８ａを、プリント基板３７のスルーホール３７ａで接続してジグザグ状とすることができる。
　以上の充電台は、プリント基板のスルーホールを介して位置検出コイルに非直線ラインを設けるので、簡単な構造で携帯電話の受信感度の低下を防止できる。
　本発明の携帯電話の充電台は、プリント基板３７が、スルーホール３７ａを中心とするスパイラルコイル３８ｂを表面に設けて、このスパイラルコイル３８ｂの中心端をスルーホール３７ａに、外周端を分割ライン３８ａに接続することができる。
　以上の充電台は、プリント基板のスルーホールを中心としてスパイラルコイルを設けるので、スパイラルコイルのインダクタンスを大きくして、携帯電話の受信感度の低下をより確実に阻止できる特徴がある。
　本発明の携帯電話の充電台は、プリント基板３７の表と裏の両方の表面にスパイラルコイル３８ｂを設けることができる。
　とくに、以上の充電台は、プリント基板の表と裏の両方にスパイラルコイルを設けて非直線ラインのインダクタンスを大きくするので、さらに携帯電話の受信感度の低下を確実に阻止できる特徴がある。
　本発明の携帯電話の充電台は、非直線ライン３９を、プリント基板３７の片面にジグザグ状に配線してなるラインとすることができる。
　以上の充電台は、プリント基板の片面基板の簡単な構造としながら、非直線ラインのインダクタンスによって携帯電話の受信感度の低下を防止できる。
本発明の一実施例にかかる携帯電話の充電台の斜視図である。 図１に示す充電台の内部構造を示す概略斜視図である。 図１に示す充電台の内部構造を示す水平断面図である。 図３に示す充電台の垂直縦断面図である。 図３に示す充電台の垂直横断面図である。 本発明の一実施例にかかる充電台の位置検出制御器を示す回路図である。 本発明の一実施例にかかる充電台と携帯電話のブロック図である。 携帯電話の他の一例を示すブロック図である。 携帯電話の他の一例を示すブロック図である。 位置検出コイルの一例を示す拡大断面斜視図である。 位置検出コイルの他の一例を示す拡大断面斜視図である。 位置検出コイルの他の一例を示す一部拡大斜視図である。 位置検出信号で励起された誘導コイルと並列コンデンサーによる並列共振回路から出力されるエコー信号の一例を示す図である。 電源コイルと誘導コイルの相対的な位置ずれに対する発振周波数の変化を示す図である。 本発明の他の実施例にかかる充電台の位置検出制御器を示す回路図である。 図１５に示す位置検出制御器の位置検出コイルに誘導されるエコー信号のレベルを示す図である。
　以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための携帯電話の充電台を例示するものであって、本発明は充電台を以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
　図１ないし図７は、充電台１０の概略構成図及び原理図を示している。充電台１０は、図１、図２、及び図７に示すように、充電台１０の上に携帯電話５０を載せて、携帯電話５０の内蔵電池５２を磁気誘導作用で充電する。携帯電話５０は、電源コイル１１に電磁結合される誘導コイル５１を内蔵している。この誘導コイル５１に誘導される電力で充電される電池５２を内蔵している。
　図７ないし図９は、携帯電話５０、６０、７０の回路図を示す。この携帯電話５０、６０、７０は、誘導コイル５１に接続されて、誘導コイル５１に誘導される交流を直流に変換して、内蔵電池５２に充電電力を供給する整流回路５３を備えている。整流回路５３は、誘導コイル５１から入力される交流を直流に変換して、内蔵電池５２の充電を制御する充電制御回路５４に出力する。充電制御回路５４は、整流回路５３から入力される電力で内蔵電池５２を満充電する。充電制御回路５４は、内蔵電池５２の満充電を検出して充電を停止する。リチウムイオン電池の内蔵電池５２を充電する充電制御回路５４は、定電圧・定電流充電して内蔵電池５２を満充電する。ニッケル水素電池の内蔵電池を充電する充電制御回路は、定電流充電して内蔵電池を満充電する。
　さらに、図７ないし図９の携帯電話５０、６０、７０は、誘導コイル５１の交流を整流回路５３に効率よく入力するために誘導コイル５１に直列に接続している直列コンデンサー５５と、誘導コイル５１と並列に接続している並列コンデンサー５６と、直列コンデンサー５５及び並列コンデンサー５６と誘導コイル５１との接続状態を切り換える切換回路５７、６７、７７とを備えている。
　切換回路５７、６７、７７は、位置検出制御器１４から位置検出信号が出力される状態にあっては、誘導コイル５１に並列コンデンサー５６を接続する。並列コンデンサー５６を並列に接続している誘導コイル５１は、誘導コイル５１と並列コンデンサー５６とで並列共振回路を構成し、位置検出制御器１４の位置検出コイル３０から出力される位置検出信号に励起されてエコー信号を発生する。誘導コイル５１と直列コンデンサー５５だけでは共振状態は起こらず並列コンデンサー５６が必要になる。したがって、切換回路５７、６７、７７は、携帯電話５０、６０、７０が充電台１０にセットされて、携帯電話５０、６０、７０の誘導コイル５１の位置を位置検出制御器１４で検出する状態では、並列コンデンサー５６を誘導コイル５１に接続する。
　ただ、並列コンデンサー５６を並列に接続している誘導コイル５１は、誘導される電力を効率よく整流回路５３に出力することができず、電力効率が低くなる弊害がある。誘導コイル５１は、並列コンデンサー５６を接続する状態に比較して、直列コンデンサー５５を接続する状態で整流回路５３に出力する電力効率を向上できる。したがって、切換回路５７、６７、７７は、誘導コイル５１の位置を検出して、電源コイル１１を誘導コイル５１に接近した後は、誘導コイル５１に直列コンデンサー５５を接続して、誘導される電力を誘導コイル５１から整流回路５３に出力する。すなわち、切換回路５７、６７、７７は、電源コイル１１から誘導コイル５１に電力搬送する状態にあっては、誘導コイル５１に並列コンデンサー５６を接続しない状態、すなわち並列コンデンサー５６を非接続状態として、直列コンデンサー５５を誘導コイル５１に接続する。この状態で、誘導コイル５１に誘導される交流は、直列コンデンサー５５を介して整流回路５３に出力される。
　図７に示す切換回路５７は、並列コンデンサー５６と直列に接続してなるスイッチング素子５８を備える。並列コンデンサー５６とスイッチング素子５８との直列回路は、誘導コイル５１と並列に接続される。スイッチング素子５８はＦＥＴなどの半導体スイッチング素子で、コントロール回路５９でオンオフに制御される。この切換回路５７は、スイッチング素子５８をオン状態として、並列コンデンサー５６を誘導コイル５１と並列に接続する。また、スイッチング素子５８のオフ状態において、並列コンデンサー５６と誘導コイル５１とを非接続状態とする。直列コンデンサー５５は、誘導コイル５１と直列に接続されて、誘導コイル５１を整流回路５３に接続している。
　コントロール回路５９は、スイッチング素子５８であるＦＥＴのゲート電圧を制御して、スイッチング素子５８をオンオフに切り換える。このコントロール回路５９は、誘導コイル５１の位置を検出する状態において、スイッチング素子５８をオンとして、誘導コイル５１に並列コンデンサー５６を接続する。並列コンデンサー５６を並列に接続している誘導コイル５１は、位置検出コイル３０から出力される位置検出信号に励起されて高レベルのエコー信号を出力する。スイッチング素子５８をオンに切り換える状態で、誘導コイル５１と整流回路５３との間に直列コンデンサー５５を接続しているが、オン状態のスイッチング素子５８によって、誘導コイル５１と並列コンデンサー５６とが並列に接続されるので、この状態で並列共振回路を構成して、位置検出信号に励起されて高レベルのエコー信号を出力する。
　誘導コイル５１の位置が検出されて、電源コイル１１を誘導コイル５１に接近させた後、コントロール回路５９はスイッチング素子５８をオフに切り換えて、並列コンデンサー５６を誘導コイル５１に接続しない状態とする。すなわち、コントロール回路５９は、電源コイル１１から誘導コイル５１に電力搬送する状態にあっては、スイッチング素子５８をオフとして並列コンデンサー５６を誘導コイル５１から切り離し、誘導コイル５１に誘導される交流を、直列コンデンサー５５を介して整流回路５３に効率よく出力する。
　さらに、図８の切換回路６７は、互いに直列に接続してなる一対のペアースイッチング素子６８を備える。図のペアースイッチング素子６８はＦＥＴ等の半導体スイッチング素子である。ペアーＦＥＴ６８Ａ、６８Ｂはソースを接続して、互いに直列に接続している。さらに、ペアースイッチング素子６８の接続点であるＦＥＴのソースは、高抵抗な抵抗器６４、例えば１００ｋΩの抵抗器を介してアースライン６３に接続してアース電位としている。各々のペアースイッチング素子６８には直列に並列コンデンサー５６を接続している。各々のペアースイッチング素子６８であるペアーＦＥＴ６８Ａ、６８Ｂは、ドレインに接続している並列コンデンサー５６を介して誘導コイル５１の両端に接続している。この図の切換回路６７は、並列コンデンサー５６、ペアーＦＥＴ６８Ａ、ペアーＦＥＴ６８Ｂ、並列コンデンサー５６の直列回路を誘導コイル５１と並列に接続している。
　直列コンデンサー５５は、図の実線で示すように、並列コンデンサー５６よりも整流回路５３側に接続され、あるいは鎖線で示すように、並列コンデンサー５６と誘導コイル５１との間に接続することもできる。並列コンデンサー５６と誘導コイル５１との間に接続している直列コンデンサー５５は、ペアースイッチング素子６８をオンに切り換える状態で、並列コンデンサー５６と直列に接続される。したがって、誘導コイル５１とで並列共振回路を実現するコンデンサーの静電容量は、直列コンデンサー５５とふたつの並列コンデンサー５６を直列接続している合成容量となる。
　ペアースイッチング素子６８のペアーＦＥＴ６８Ａ、６８Ｂは、コントロール回路６９で一緒にオンオフに切り換えられる。コントロール回路６９は、ペアースイッチング素子６８である両方のＦＥＴのゲート電圧を同じように制御して、一対のペアースイッチング素子６８を同時にオンオフに切り換える。コントロール回路６９が、ペアースイッチング素子６８のＦＥＴをオンに切り換える状態で並列コンデンサー５６は誘導コイル５１と並列に接続される。また、コントロール回路６９が、ペアースイッチング素子６８をオフ状態として、並列コンデンサー５６は誘導コイル５１から切り離されて非接続状態となる。
　以上のコントロール回路６９は、誘導コイル５１の位置を検出する状態においては、ペアースイッチング素子６８をオンとして、誘導コイル５１と並列コンデンサー５６を接続する。並列コンデンサー５６を並列に接続している誘導コイル５１は、位置検出コイル３０から出力される位置検出信号に励起されて並列共振してエコー信号を出力する。
　誘導コイル５１の位置が検出されて、電源コイルを誘導コイル５１に接近させた後、コントロール回路５９はペアースイッチング素子６８をオフに切り換えて、並列コンデンサー５６を誘導コイル５１に接続しない状態とする。すなわち、コントロール回路５９は、電源コイルから誘導コイル５１に電力搬送する状態にあっては、ペアースイッチング素子６８をオフとして並列コンデンサー５６を誘導コイル５１から切り離し、誘導コイル５１に誘導される交流を、直列コンデンサー５５を介して整流回路５３に効率よく出力する。
　図８の切換回路６７は、ペアースイッチング素子６８の一方をアース電位とするので、コントロール回路６９の回路構成を簡単にできる。とくに、整流回路５３をブリッジダイオード回路として、誘導コイル５１の両方をアース電位としない状態、すなわち誘導コイル５１がダイオードを介してアースライン６３に接続される状態で、コントロール回路６９がペアースイッチング素子６８をオンオフに制御する回路構成を簡単にできる。
　さらに、図９の携帯電話７０は、直列コンデンサー５５と並列コンデンサー５６とをひとつの直列並列コンデンサー７５で構成する。この携帯電話７０は、切換回路７７でもって直列並列コンデンサー７５を直列コンデンサー５５と並列コンデンサー５６に切り換えて使用する。直列並列コンデンサー７５は、誘導コイル５１と整流回路５３との間に接続している。切換回路７７は、この直列並列コンデンサー７５の整流回路５３側をショートするショート回路７３を備えている。ショート回路７３は、ＰＴＣ等の抵抗素子７４とスイッチング素子７８とからなり、スイッチング素子７８がコントロール回路７９でオンオフに制御される。スイッチング素子７８はフォトモスＦＥＴで、光を介してオンオフに切り換えられる。コントロール回路７９は、スイッチング素子７８をオンに切り換えて、ショート回路７３でもって直列並列コンデンサー７５の整流回路５３側をショート状態として、直列並列コンデンサー７５を誘導コイル５１と並列に接続する。また、コントロール回路７９がスイッチング素子７８をオフに切り換える状態では、ショート回路７３を非短絡状態、すなわちオープン状態として、直列並列コンデンサー７５を誘導コイル５１と直列に接続して、誘導コイル５１の交流を直列並列コンデンサー７５を介して整流回路５３に出力する。
　充電台１０は、図１ないし図７に示すように、交流電源１２に接続されて誘導コイル５１に起電力を誘導する電源コイル１１と、この電源コイル１１を内蔵すると共に、上面には携帯電話５０を載せる上面プレート２１を有するケース２０と、このケース２０に内蔵されて、電源コイル１１を上面プレート２１の内面に沿って移動させる移動機構１３と、上面プレート２１に載せられる携帯電話５０の位置を検出して、移動機構１３を制御して電源コイル１１を携帯電話５０の誘導コイル５１に接近させる位置検出制御器１４とを備える。充電台１０は、電源コイル１１と、交流電源１２と、移動機構１３と、位置検出制御器１４とをケース２０に内蔵している。
　この充電台１０は、以下の動作で携帯電話５０の内蔵電池５２を充電する。
（１）ケース２０の上面プレート２１に携帯電話５０が載せられると、この携帯電話５０の位置が位置検出制御器１４で検出される。
（２）携帯電話５０の位置を検出した位置検出制御器１４は、移動機構１３を制御して、移動機構１３でもって電源コイル１１を上面プレート２１に沿って移動させて携帯電話５０の誘導コイル５１に接近させる。
（３）誘導コイル５１に接近する電源コイル１１は、誘導コイル５１に電磁結合されて誘導コイル５１に交流電力を搬送する。
（４）携帯電話５０は、誘導コイル５１の交流電力を整流して直流に変換し、この直流で内蔵電池５２を充電する。
　以上の動作で携帯電話５０の電池５２を充電する充電台１０は、交流電源１２に接続している電源コイル１１をケース２０に内蔵している。電源コイル１１は、ケース２０の上面プレート２１の下に配設されて、上面プレート２１に沿って移動するように配設される。電源コイル１１から誘導コイル５１への電力搬送の効率は、電源コイル１１と誘導コイル５１の間隔を狭くして向上できる。好ましくは、電源コイル１１を誘導コイル５１に接近する状態で、電源コイル１１と誘導コイル５１の間隔は７ｍｍ以下とする。したがって、電源コイル１１は、上面プレート２１の下にあって、できるかぎり上面プレート２１に接近して配設される。電源コイル１１は、上面プレート２１の上に載せられる携帯電話５０の誘導コイル５１に接近するように移動するので、上面プレート２１の下面に沿って移動できるように配設される。
　電源コイル１１を内蔵するケース２０は、携帯電話５０を載せる平面状の上面プレート２１を上面に設けている。図１と図２の充電台１０は、上面プレート２１全体を平面状として水平に配設している。上面プレート２１は、大きさや外形が異なる種々の携帯電話５０を上に載せることができる大きさ、たとえば、一辺を５ｃｍないし３０ｃｍとする四角形としている。ただ、上面プレートは、直径を５ｃｍないし３０ｃｍとする円形とすることもできる。図１と図２の充電台１０は、上面プレート２１を大きくして、すなわち複数の携帯電話５０を同時に載せることができる大きさとして、複数の携帯電話５０を一緒に載せて内蔵される電池５２を順番に充電できるようにしている。また、上面プレートは、その周囲に周壁などを設け、周壁の内側に携帯電話をセットして、内蔵する電池を充電することもできる。
　電源コイル１１は、上面プレート２１と平行な面で渦巻き状に巻かれて、上面プレート２１の上方に交流磁束を放射する。この電源コイル１１は、上面プレート２１に直交する交流磁束を上面プレート２１の上方に放射する。電源コイル１１は、交流電源１２から交流電力が供給されて、上面プレート２１の上方に交流磁束を放射する。電源コイル１１は、磁性材からなるコア１５に線材を巻いてインダクタンスを大きくできる。コア１５は、透磁率が大きいフェライト等の磁性材料で、上方を開放する壺形としている。壺形のコア１５は、渦巻き状に巻かれた電源コイル１１の中心に配置する円柱部１５Ａと、外側に配置される円筒部１５Ｂを底部で連結する形状としている。コア１５のある電源コイル１１は、磁束を特定部分に集束して、効率よく電力を誘導コイル５１に伝送できる。ただ、電源コイルは、必ずしもコアを設ける必要はなく、空芯コイルとすることもできる。空芯コイルは軽いので、これを上面プレートの内面で移動する移動機構を簡単にできる。電源コイル１１は、誘導コイル５１の外径にほぼ等しくして、誘導コイル５１に効率よく電力搬送する。
　交流電源１２は、たとえば、２０ｋＨｚ～数ＭＨｚの高周波電力を電源コイル１１に供給する。交流電源１２は、可撓性のリード線１６を介して電源コイル１１に接続される。電源コイル１１が上面プレート２１に載せられる携帯電話５０の誘導コイル５１に接近するように移動されるからである。交流電源１２は、図示しないが、自励式の発振回路と、この発振回路から出力される交流を電力増幅するパワーアンプとを備える。自励式の発振回路は、電源コイル１１を発振コイルに併用している。したがって、この発振回路は、電源コイル１１のインダクタンスで発振周波数が変化する。電源コイル１１のインダクタンスは、電源コイル１１と誘導コイル５１との相対位置で変化する。電源コイル１１と誘導コイル５１との相互インダクタンスが、電源コイル１１と誘導コイル５１との相対位置で変化するからである。したがって、電源コイル１１を発振コイルに使用する自励式の発振回路は、交流電源１２が誘導コイル５１に接近するにしたがって変化する。このため、自励式の発振回路は、発振周波数の変化で電源コイル１１と誘導コイル５１との相対位置を検出することができ、位置検出制御器１４に併用できる。
　電源コイル１１は、移動機構１３で誘導コイル５１に接近するように移動される。図２ないし図５の移動機構１３は、電源コイル１１を、上面プレート２１に沿って、Ｘ軸方向とＹ軸方向に移動させて誘導コイル５１に接近させる。図の移動機構１３は、位置検出制御器１４で制御されるサーボモータ２２でネジ棒２３を回転して、ネジ棒２３にねじ込んでいるナット材２４を移動して、電源コイル１１を誘導コイル５１に接近させる。サーボモータ２２は、電源コイル１１をＸ軸方向に移動させるＸ軸サーボモータ２２Ａと、Ｙ軸方向に移動させるＹ軸サーボモータ２２Ｂとを備える。ネジ棒２３は、電源コイル１１をＸ軸方向に移動させる一対のＸ軸ネジ棒２３Ａと、電源コイル１１をＹ軸方向に移動させるＹ軸ネジ棒２３Ｂとを備える。一対のＸ軸ネジ棒２３Ａは、互いに平行に配設されて、ベルト２５に駆動されてＸ軸サーボモータ２２Ａで一緒に回転される。ナット材２４は、各々のＸ軸ネジ棒２３Ａにねじ込んでいる一対のＸ軸ナット材２４Ａと、Ｙ軸ネジ棒２３Ｂにねじ込んでいるＹ軸ナット材２４Ｂからなる。Ｙ軸ネジ棒２３Ｂは、その両端を一対のＸ軸ナット材２４Ａに回転できるように連結している。電源コイル１１はＹ軸ナット材２４Ｂに連結している。
　さらに、図に示す移動機構１３は、電源コイル１１を水平な姿勢でＹ軸方向に移動させるために、Ｙ軸ネジ棒２３Ｂと平行にガイドロッド２６を配設している。ガイドロッド２６は、両端を一対のＸ軸ナット材２４Ａに連結しており、一対のＸ軸ナット材２４Ａと一緒に移動する。ガイドロッド２６は、電源コイル１１に連結されるガイド部２７を貫通しており、電源コイル１１をガイドロッド２６に沿ってＹ軸方向に移動できるようにしている。すなわち、電源コイル１１は、互いに平行に配設されるＹ軸ネジ棒２３Ｂとガイドロッド２６に沿って移動するＹ軸ナット材２４Ｂとガイド部２７を介して、水平な姿勢でＹ軸方向に移動する。
　この移動機構１３は、Ｘ軸サーボモータ２２ＡがＸ軸ネジ棒２３Ａを回転させると、一対のＸ軸ナット材２４ＡがＸ軸ネジ棒２３Ａに沿って移動して、Ｙ軸ネジ棒２３Ｂとガイドロッド２６をＸ軸方向に移動させる。Ｙ軸サーボモータ２２ＢがＹ軸ネジ棒２３Ｂを回転させると、Ｙ軸ナット材２４ＢがＹ軸ネジ棒２３Ｂに沿って移動して、電源コイル１１をＹ軸方向に移動させる。このとき、電源コイル１１に連結されたガイド部２７は、ガイドロッド２６に沿って移動して、電源コイル１１を水平な姿勢でＹ軸方向に移動させる。したがって、Ｘ軸サーボモータ２２ＡとＹ軸サーボモータ２２Ｂの回転を位置検出制御器１４で制御して、電源コイル１１をＸ軸方向とＹ軸方向に移動できる。ただし、本発明の充電台は、移動機構を以上のメカニズムには特定しない。移動機構には、電源コイルをＸ軸方向とＹ軸方向に移動できる全ての機構を利用できるからである。
　さらに、本発明の充電台は、移動機構を、電源コイルをＸ軸方向とＹ軸方向に移動させる機構に特定しない。それは、本発明の充電台が、上面プレートに直線状のガイド壁を設けて、このガイド壁に沿って携帯電話を載せる構造として、電源コイルをガイド壁に沿って直線上に移動できる構造とすることができるからである。この充電台は、図示しないが、電源コイルを、一方向、たとえばＸ軸方向にのみ移動できる移動機構として、電源コイルをガイド壁に沿って直線上に移動できる。
　位置検出制御器１４は、上面プレート２１に載せられた携帯電話５０の位置を検出する。図２ないし図５の位置検出制御器１４は、携帯電話５０に内蔵される誘導コイル５１の位置を検出して、電源コイル１１を誘導コイル５１に接近させる。さらに、位置検出制御器１４は、誘導コイル５１の位置を粗検出する第１の位置検出制御器１４Ａと、誘導コイル５１の位置を精密検出する第２の位置検出制御器１４Ｂとを備える。この位置検出制御器１４は、第１の位置検出制御器１４Ａで誘導コイル５１の位置を粗検出すると共に、移動機構１３を制御して電源コイル１１の位置を誘導コイル５１に接近させた後、さらに、第２の位置検出制御器１４Ｂで誘導コイル５１の位置を精密検出しながら移動機構１３を制御して、電源コイル１１の位置を正確に誘導コイル５１に接近させる。この充電台１０は、速やかに、しかも、より正確に電源コイル１１を誘導コイル５１に接近できる。
　第１の位置検出制御器１４Ａは、図６に示すように、上面プレート２１の内面に固定している複数の位置検出コイル３０と、この位置検出コイル３０に位置検出信号を供給する検出信号発生回路３１と、この検出信号発生回路３１から位置検出コイル３０に供給されるパルスに励起されて誘導コイル５１から位置検出コイル３０に出力されるエコー信号を受信する受信回路３２と、この受信回路３２が受信するエコー信号から電源コイル１１の位置を判別する識別回路３３とを備える。
　位置検出コイル３０は複数列のコイルからなり、複数の位置検出コイル３０を上面プレート２１の内面に所定の間隔で固定している。位置検出コイル３０は、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を検出する複数のＸ軸検出コイル３０Ｘと、Ｙ軸方向の位置を検出する複数のＹ軸検出コイル３０Ｙとを備える。各々のＸ軸検出コイル３０Ｘは、Ｙ軸方向に細長いループ状であって、複数のＸ軸検出コイル３０Ｘは、所定の間隔で上面プレート２１の内面に固定されている。図の位置検出コイル３０は２ターンに巻いたコイルである。ただ、位置検出コイルは、１ターンのコイルとすることも、また３ターン以上のコイルとすることもできる。さらに、位置検出コイルは、ループ状に巻くことなく直線状のコイルとすることもできる。直線状のコイルはループ状に巻かれることはないが、位置検出コイルとしてパルス信号を出力できる。
　隣接するＸ軸検出コイル３０Ｘの間隔（ｄ）は、誘導コイル５１の外径（Ｄ）よりも小さく、好ましくはＸ軸検出コイル３０Ｘの間隔（ｄ）を誘導コイル５１の外径（Ｄ）の１倍ないし１／４倍としている。Ｘ軸検出コイル３０Ｘは、間隔（ｄ）を狭くして、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を正確に検出できる。各々のＹ軸検出コイル３０Ｙは、Ｘ軸方向に細長いループ状であって、複数のＹ軸検出コイル３０Ｙは、所定の間隔で上面プレート２１の内面に固定されている。隣接するＹ軸検出コイル３０Ｙの間隔（ｄ）も、Ｘ軸検出コイル３０Ｘと同じように、誘導コイル５１の外径（Ｄ）よりも小さく、好ましくはＹ軸検出コイル３０Ｙの間隔（ｄ）を誘導コイル５１の外径（Ｄ）の１倍ないし１／４倍としている。Ｙ軸検出コイル３０Ｙも、その間隔（ｄ）を狭くして、誘導コイル５１のＹ軸方向の位置を正確に検出できる。
　位置検出コイル３０は、プリント基板３７に配線されて、上面プレート２１の下に配設される。すなわち、上面プレート２１の下面に接近するように、位置検出コイル３０を設けているプリント基板３７を配置している。プリント基板３７は、表面に銅箔パターンの配線ライン３８を設けて、この配線ライン３８で位置検出コイル３０を設けている。配線ライン３８は、上に載せられる携帯電話５０の受信感度の低下を防止するために、図１０ないし図１２に示すように、ジグザグ状、又はループ状の非直線ライン３９を設けている。
　図１０の位置検出コイル３０Ａは、プリント基板３７の表と裏の両方の表面に配線された直線状の分割ライン３８ａを、プリント基板３７のスルーホール３７ａで接続してジグザグ状の非直線ライン３９Ａを設けている。このスルーホール３７ａは、プリント基板３７を貫通すると共に、その内面に金属メッキ層等の導通部を設けており、この導通部の両端をプリント基板３７の表と裏の両面において配線ライン３８に電気接続している。さらに、この図のプリント基板３７は、スルーホール３７ａを中心とするスパイラルコイル３８ｂを表面に設けてループ状の非直線ライン３９Ｂも設けている。スパイラルコイル３８ｂは、中心端をスルーホール３７ａに、外周端を分割ライン３８ａに接続している。図１０の位置検出コイル３０Ａは、プリント基板３７の両面にスパイラルコイル３８ｂを設けている。プリント基板３７の上面に設けているスパイラルコイル３８ｂは、中心をスルーホール３７ａで下面の分割ライン３８ａに接続して、外周を上面の分割ライン３８ａに接続している。プリント基板３７の下面に設けているスパイラルコイル３８ｂは、中心をスルーホール３７ａで上面の分割ライン３８ａに接続して、外周を下面の分割ライン３８ａに接続している。図１０の位置検出コイル３０Ａは、一定の間隔でスパイラルコイル３８ｂを配設して、スパイラルコイル３８ｂの間を直線状の分割ライン３８ａで接続している。直線状の分割ライン３８ａは、携帯電話５０に内蔵しているアンテナ（図示せず）の全長よりも短く、又は携帯電話５０が受信する電波の波長λの１／４よりも短くすることで、受信感度の低下をより効果的に防止できる。ただし、分割ラインの全長を、受信する電波の波長λの１／４よりも長くする場合においても、ジグザグ状やループ状の非直線ラインを設けることで、受信感度の低下を防止することができる。したがって、分割ラインの全長は、受信する電波の波長の１／４以下に限定するものではない。
　図１０の位置検出コイル３０Ａは、プリント基板３７の上面と下面とに、Ｘ軸検出コイル３０ＸとＹ軸検出コイル３０Ｙとを直交する姿勢として互いに接続されない状態で配線している。Ｘ軸検出コイル３０ＸとＹ軸検出コイル３０Ｙは、スルーホール３７ａで上面と下面の配線ライン３８を接続することで、交点部分を互いにプリント基板３７の反対側に配置している。スパイラルコイル３８ｂは、Ｘ軸検出コイル３０ＸとＹ軸検出コイル３０Ｙの交点部分の間に設けている。この位置検出コイル３０Ａは、配線ライン３８を複数の分割ライン３８ａに分割して、分割ライン３８ａの間にスパイラルコイル３８ｂを接続して、分割ライン３８ａの全長を受信する電波の波長に対し
て充分に短くしている。この位置検出コイル３０Ａは、携帯電話５０の受信感度の低下を最も少なくできる特徴がある。
　図１１の位置検出コイル３０Ｂは、プリント基板３７の上面と下面とに分割ライン３８ａを設けて、分割ライン３８ａをスルーホール３７ａで接続してジグザグ状の非直線ライン３９Ａを設けている。この位置検出コイル３０Ｂは、分割ライン３８ａを短くして、受信感度の低下をより効果的に防止できる。とくに、分割ライン３８ａの長さを、受信する電波の波長の１／４として、受信感度の低下を効果的に防止できる。さらに、この位置検出コイル３０Ｂは、プリント基板３７の上面と下面とに、Ｘ軸検出コイル３０ＸとＹ軸検出コイル３０Ｙとを直交する姿勢として、すなわち、交点部分を互いにプリント基板３７の反対側に配置して、互いに接続されない状態で配線している。
　さらに、図１２の位置検出コイル３０Ｃは、プリント基板３７の片面に、ジグザグ状に配線している非直線ライン３９Ｃを設けて、ジグザグ状の非直線ライン３９Ｃを分割ライン３８ａで接続している。この位置検出コイル３０Ｃも分割ライン３８ａを短くして受信感度の低下を少なくできる。また、ジグザグ状の非直線ライン３９Ｃのピッチ（ｔ）を大きく、また、ジグザグ状の横幅（ｄ）を広くして、受信感度の低下を少なくできる。さらに、この位置検出コイルも、図示しないが、分割ラインや非直線ラインをスルーホールで接続してプリント基板の上面と下面に設けることができる。
　検出信号発生回路３１は、所定のタイミングで位置検出信号であるパルス信号を位置検出コイル３０に出力する。位置検出信号が入力される位置検出コイル３０は、位置検出信号で接近する誘導コイル５１を励起する。励起された誘導コイル５１は、流れる電流のエネルギーでエコー信号を位置検出コイル３０に出力する。したがって、誘導コイル５１の近くにある位置検出コイル３０は、図１３に示すように、位置検出信号が入力された後、所定の時間遅れて、誘導コイル５１からのエコー信号が誘導される。位置検出コイル３０に誘導されるエコー信号は、受信回路３２で識別回路３３に出力される。したがって、識別回路３３は、受信回路３２から入力されるエコー信号でもって、位置検出コイル３０に誘導コイル５１が接近しているかどうかを判定する。複数の位置検出コイル３０にエコー信号が誘導されるとき、識別回路３３は、エコー信号レベルの大きい位置検出コイル３０にもっとも接近していると判定する。
　図６に示す位置検出制御器１４は、各々の位置検出コイル３０を切換回路３４を介して受信回路３２に接続する。この位置検出制御器１４は、入力を順番に切り換えて複数の位置検出コイル３０に接続するので、ひとつの受信回路３２で複数の位置検出コイル３０のエコー信号を検出できる。ただし、各々の位置検出コイルに受信回路を接続してエコー信号を検出することもできる。
　図６の位置検出制御器１４は、識別回路３３で制御される切換回路３４で複数の位置検出コイル３０を順番に切り換えて受信回路３２に接続する。検出信号発生回路３１は切換回路３４の出力側に接続されて、位置検出コイル３０に位置検出信号を出力する。検出信号発生回路３１から位置検出コイル３０に出力される位置検出信号のレベルは、誘導コイル５１からのエコー信号に比較して極めて大きい。受信回路３２は、入力側にダイオードからなるリミッター回路３５を接続している。リミッター回路３５は、検出信号発生回路３１から受信回路３２に入力される位置検出信号の信号レベルを制限して受信回路３２に入力する。信号レベルの小さいエコー信号は、制限されることなく受信回路３２に入力される。受信回路３２は、位置検出信号とエコー信号の両方を増幅して出力する。受信回路３２から出力されるエコー信号は、位置検出信号から所定のタイミング、たとえば数μｓｅｃ～数百μｓｅｃ遅れた信号となる。エコー信号が位置検出信号から遅れる遅延時間は、一定の時間であるから、位置検出信号から所定の遅延時間後の信号をエコー信号とし、このエコー信号のレベルから位置検出コイル３０に誘導コイル５１が接近しているかどうかを判定する。
　受信回路３２は、位置検出コイル３０から入力されるエコー信号を増幅して出力するアンプである。受信回路３２は、位置検出信号とエコー信号を出力する。識別回路３３は、受信回路３２から入力される位置検出信号とエコー信号から位置検出コイル３０に誘導コイル５１が接近してセットされるかどうかを判定する。識別回路３３は、受信回路３２から入力される信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ３６を備えている。このＡ／Ｄコンバータ３６から出力されるデジタル信号を演算してエコー信号を検出する。識別回路３３は、位置検出信号から特定の遅延時間の後に入力される信号をエコー信号として検出し、さらにエコー信号のレベルから誘導コイル５１が位置検出コイル３０に接近しているかどうかを判定する。
　識別回路３３は、複数のＸ軸検出コイル３０Ｘを順番に受信回路３２に接続するように切換回路３４を制御して、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を検出する。識別回路３３は、各々のＸ軸検出コイル３０Ｘを受信回路３２に接続する毎に、識別回路３３に接続しているＸ軸検出コイル３０Ｘに位置検出信号を出力し、位置検出信号から特定の遅延時間の後に、エコー信号が検出されるかどうかで、このＸ軸検出コイル３０Ｘに誘導コイル５１が接近しているかどうかを判定する。識別回路３３は、全てのＸ軸検出コイル３０Ｘを受信回路３２に接続して、各々のＸ軸検出コイル３０Ｘに誘導コイル５１が接近しているかどうかを判定する。誘導コイル５１がいずれかのＸ軸検出コイル３０Ｘに接近していると、このＸ軸検出コイル３０Ｘを受信回路３２に接続する状態でエコー信号が検出される。したがって、識別回路３３は、エコー信号を検出できるＸ軸検出コイル３０Ｘから誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を検出できる。誘導コイル５１が複数のＸ軸検出コイル３０Ｘに跨って接近する状態では、複数のＸ軸検出コイル３０Ｘからエコー信号が検出される。この状態において、識別回路３３はもっとも強いエコー信号、すなわちレベルの大きいエコー信号が検出されるＸ軸検出コイル３０Ｘにもっとも接近していると判定する。識別回路３３は、Ｙ軸検出コイル３０Ｙも同じように制御して、誘導コイル５１のＹ軸方向の位置を検出する。
　識別回路３３は、検出するＸ軸方向とＹ軸方向から移動機構１３を制御して、電源コイル１１を誘導コイル５１に接近する位置に移動させる。識別回路３３は、移動機構１３のＸ軸サーボモータ２２Ａを制御して、電源コイル１１を誘導コイル５１のＸ軸方向の位置に移動させる。また、移動機構１３のＹ軸サーボモータ２２Ｂを制御して、電源コイル１１を誘導コイル５１のＹ軸方向の位置に移動させる。
　以上のようにして、第１の位置検出制御器１４Ａが電源コイル１１を誘導コイル５１に接近する位置に移動させる。本発明の充電台は、第１の位置検出制御器１４Ａで電源コイル１１を誘導コイル５１に接近した後、電源コイル１１から誘導コイル５１に電力搬送して電池５２を充電することができる。ただ、充電台は、さらに電源コイル１１の位置を正確に制御して誘導コイル５１に接近させた後、電力搬送して電池５２を充電することができる。電源コイル１１は、第２の位置検出制御器１４Ｂでより正確に誘導コイル５１に接近される。
　第２の位置検出制御器１４Ｂは、交流電源１２を自励式の発振回路として、自励式の発振回路の発振周波数から電源コイル１１の位置を正確に検出して移動機構１３を制御する。第２の位置検出制御器１４Ｂは、移動機構１３のＸ軸サーボモータ２２ＡとＹ軸サーボモータ２２Ｂを制御して、電源コイル１１をＸ軸方向とＹ軸方向に移動させて、交流電源１２の発振周波数を検出する。自励式の発振回路の発振周波数が変化する特性を図１４に示している。この図は、電源コイル１１と誘導コイル５１の相対的な位置ずれに対する発振周波数の変化を示している。この図に示すように、自励式の発振回路の発振周波数は、電源コイル１１が誘導コイル５１に最も接近する位置でもっとも高くなり、相対位置がずれるにしたがって発振周波数が低くなる。したがって、第２の位置検出制御器１４Ｂは、移動機構１３のＸ軸サーボモータ２２Ａを制御して電源コイル１１をＸ軸方向に移動し、発振周波数が最も高くなる位置で停止する。また、Ｙ軸サーボモータ２２Ｂも同じように制御して電源コイル１１をＹ軸方向に移動して、発振周波数が最も高くなる位置で停止する。第２の位置検出制御器１４Ｂは、以上のようにして、電源コイル１１を誘導コイル５１に最も接近する位置に移動できる。
　以上の充電台は、第１の位置検出制御器１４Ａで誘導コイル５１の位置を粗検出した後、さらに第２の位置検出制御器１４Ｂで微調整して電源コイル１１を誘導コイル５１に接近させるが、図１５に示す以下の位置検出制御器４４は、微調整することなく電源コイル１１を誘導コイル５１に接近できる。
　この位置検出制御器４４は、図１５に示すように、上面プレートの内面に固定している複数の位置検出コイル３０と、この位置検出コイル３０に位置検出信号を供給する検出信号発生回路３１と、この検出信号発生回路３１から位置検出コイル３０に供給されるパルスに励起されて誘導コイル５１から位置検出コイル３０に出力されるエコー信号を受信する受信回路３２と、この受信回路３２が受信するエコー信号から電源コイル１１の位置を判別する識別回路４３とを備える。さらに、この位置検出制御器４４は、識別回路４３に、誘導コイル５１の位置に対する各々の位置検出コイル３０に誘導されるエコー信号のレベル、すなわち図１３に示すように、各々の位置検出コイル３０を位置検出信号で励起して所定の時間経過後に誘導されるエコー信号のレベルを記憶する記憶回路４７を備えている。この位置検出制御器４４は、各々の位置検出コイル３０に誘導されるエコー信号のレベルを検出し、検出したエコー信号のレベルを記憶回路４７に記憶しているエコー信号のレベルに比較して、誘導コイル５１の位置を検出している。
　この位置検出制御器４４は、以下のようにして、各々の位置検出コイル３０に誘導されるエコー信号のレベルから、誘導コイル５１の位置を求めている。図１５に示す位置検出コイル３０は、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を検出する複数のＸ軸検出コイル３０Ｘと、Ｙ軸方向の位置を検出する複数のＹ軸検出コイル３０Ｙとを備え、複数の位置検出コイル３０を上面プレート２１の内面に所定の間隔で固定している。各々のＸ軸検出コイル３０Ｘは、Ｙ軸方向に細長いループ状であって、各々のＹ軸検出コイル３０Ｙは、Ｘ軸方向に細長いループ状としている。図１６は、誘導コイル５１をＸ軸方向に移動させる状態における、Ｘ軸位置検出コイル３０Ｘに誘導されるエコー信号のレベルを示しており、横軸が誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を示し、縦軸が各々のＸ軸位置検出コイル３０Ｘに誘導されるエコー信号のレベルを示している。この位置検出制御器４４は、各々のＸ軸位置検出コイル３０Ｘに誘導されるエコー信号のレベルを検出することによって、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を求めることができる。この図に示すように、誘導コイル５１をＸ軸方向に移動すると、各々のＸ軸位置検出コイル３０Ｘに誘導されるエコー信号のレベルは変化する。たとえば、誘導コイル５１の中心が第１のＸ軸位置検出コイル３０Ｘの中心にあるとき、図１６の点Ａで示すように、第１のＸ軸位置検出コイル３０Ｘに誘導されるエコー信号のレベルが最も強くなる。また、誘導コイル５１が第１のＸ軸位置検出コイル３０Ｘと第２のＸ軸位置検出コイル３０Ｘの中間にあるとき、図１６の点Ｂで示すように、第１のＸ軸位置検出コイル３０Ｘと第２のＸ軸位置検出コイル３０Ｘに誘導されるエコー信号のレベルは同じとなる。すなわち、各々のＸ軸位置検出コイル３０Ｘは、誘導コイル５１が最も近くにあるときに誘導されるエコー信号のレベルが最も強くなり、誘導コイル５１が離れるにしたがってエコー信号のレベルは小さくなる。したがって、どのＸ軸位置検出コイル３０Ｘのエコー信号のレベルが最も強いかで、誘導コイル５１がどのＸ軸位置検出コイル３０Ｘに最も接近しているかを判定できる。また、ふたつのＸ軸位置検出コイル３０Ｘにエコー信号が誘導されるとき、強いエコー信号を検出するＸ軸位置検出コイル３０Ｘからどの方向にあるＸ軸位置検出コイル３０Ｘにエコー信号が誘導されるかで、最もエコー信号の強いＸ軸位置検出コイル３０Ｘからどの方向にずれて誘導コイル５１があるかを判定でき、また、エコー信号のレベル比でふたつのＸ軸位置検出コイル３０Ｘとの相対位置を判定できる。たとえば、ふたつのＸ軸位置検出コイル３０Ｘのエコー信号のレベル比が１であると、誘導コイル５１はふたつのＸ軸位置検出コイル３０Ｘの中央に位置すると判定できる。
　識別回路４３は、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置に対する、各々のＸ軸位置検出コイル３０Ｘに誘導されるエコー信号のレベルを記憶回路４７に記憶している。誘導コイル５１が置かれると、いずれかのＸ軸位置検出コイル３０Ｘにエコー信号が誘導される。したがって、識別回路４３は、Ｘ軸位置検出コイル３０Ｘに誘導されるエコー信号で誘導コイル５１が載せられたこと、すなわち携帯電話５０が充電台１０に載せられたことを検出する。さらに、いずれかのＸ軸位置検出コイル３０Ｘに誘導されるエコー信号のレベルを、記憶回路４７に記憶しているレベルに比較して、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を判別することができる。識別回路は、隣接するＸ軸位置検出コイルに誘導されるエコー信号のレベル比から誘導コイルのＸ軸方向の位置を特定する関数を記憶回路に記憶して、この関数から誘導コイルの位置を判別することもできる。この関数は、ふたつのＸ軸位置検出コイルの間に誘導コイルを移動させて、各々のＸ軸位置検出コイルに誘導されるエコー信号のレベル比を検出して求められる。識別回路４３は、ふたつのＸ軸位置検出コイル３０Ｘに誘導されるエコー信号のレベル比を検出し、検出されるレベル比から、この関数に基づいてふたつのＸ軸位置検出コイル３０Ｘの間における誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を演算して検出することができる。
　以上は、識別回路４３が、Ｘ軸位置検出コイル３０Ｘに誘導されるエコー信号から、誘導コイル５１のＸ軸方向の位置を検出する方法を示すが、誘導コイル５１のＹ軸方向の位置もＸ軸方向と同じようにして、Ｙ軸位置検出コイル３０Ｙに誘導されるエコー信号から検出できる。
　識別回路４３が、誘導コイル５１のＸ軸方向とＹ軸方向の位置を検出すると、この識別回路４３からの位置信号でもって、位置検出制御器４４は電源コイル１１を誘導コイル５１の位置に移動させる。
　なお、上記のような波形のエコー信号が検出されたとき、充電台の識別回路４３は、携帯電話５０の誘導コイル５１が搭載されたと認識、識別することができる。エコー信号の波形とは異なる波形が検出、識別されるときは、携帯電話５０の誘導コイル５１以外（例えば、金属異物）のものが搭載されたとして、電力供給を停止することができる。また、エコー信号の波形が検出、識別されないときは、携帯電話５０の誘導コイル５１が搭載されていないとして、電力供給をしない。
　充電台１０は、位置検出制御器１４、４４で移動機構１３を制御して電源コイル１１を誘導コイル５１に接近させた状態で、交流電源１２で電源コイル１１に交流電力を供給する。電源コイル１１の交流電力は誘導コイル５１に電力搬送されて、電池５２の充電に使用される。携帯電話５０は、電池５２が満充電されたことを検出すると、充電を停止して、満充電信号を充電台１０に伝送する。携帯電話５０は、誘導コイル５１に満充電信号を出力し、この満充電信号を誘導コイル５１から電源コイル１１に伝送して、充電台１０に満充電の情報を伝送することができる。この携帯電話５０は、交流電源１２と異なる周波数の交流信号を誘導コイル５１に出力し、充電台１０はこの交流信号を電源コイル１１で受信して満充電を検出することができる。また、携帯電話５０が特定周波数の搬送波を満充電信号で変調する信号を誘導コイル５１に出力し、充電台１０が特定周波数の搬送波を受信し、この信号を復調して満充電信号を検出することもできる。さらに、携帯電話は、満充電信号を充電台に無線伝送して、満充電の情報を伝送することもできる。この携帯電話は、満充電信号を送信する送信器を内蔵しており、充電台は満充電信号を受信する受信器を内蔵する。図７に示す位置検出制御器１４は、内蔵電池５２の満充電を検出する満充電検出回路１７を内蔵している。この満充電検出回路１７は、携帯電話５０から出力される満充電信号を検出して、電池５２の満充電を検出する。
　複数の携帯電話５０を載せることができる上面プレート２１の充電台１０は、複数の携帯電話５０の電池５２を順番に切り換えて満充電する。この充電台１０は、図１に示すように、最初にいずれかの携帯電話５０（第１の携帯電話５０Ａ）の誘導コイル５１の位置を検出して、この誘導コイル５１に電源コイル１１を接近させて、この携帯電話５０の電池５２を満充電する。この携帯電話５０の電池５２が満充電されて、満充電検出回路１７が満充電信号を受信すると、位置検出制御器１４は、この携帯電話５０とは別の位置にセットされる第２の携帯電話５０Ｂの誘導コイル５１の位置を検出し、移動機構１３を制御して電源コイル１１を第２の携帯電話５０Ｂの誘導コイル５１に接近させる。この状態で、第２の携帯電話５０Ｂの電池５２に電力搬送して、この電池５２を満充電する。さらに、第２の携帯電話５０Ｂの電池５２が満充電されて、第２の携帯電話５０Ｂからの満充電信号を満充電検出回路１７が受信すると、位置検出制御器１４が、さらに第３の携帯電話５０Ｃの誘導コイル５１を検出して、移動機構１３を制御して第３の携帯電話５０Ｃの誘導コイル５１に電源コイル１１を接近させて、この携帯電話５０の電池５２を満充電する。以上のように、複数の携帯電話５０が上面プレート２１にセットされると、次々と携帯電話５０を切り換えて内蔵電池５２を満充電する。この充電台１０は、満充電された携帯電話５０の位置を記憶して、満充電された携帯電話５０の電池５２を充電しない。上面プレート２１の上にセットされる全ての携帯電話５０の電池５２を満充電したことを検出すると、充電台１０は、交流電源１２の動作を停止して電池５２の充電を停止する。
　ここで、上記及び以下の実施例では、携帯電話５０の電池５２が満充電されると充電を停止しているが、電池５２が所定容量となったときを満充電として充電を停止してもよい。
　以上のように、複数の携帯電話５０の電池５２を満充電する充電台１０は、携帯電話５０の電池５２が満充電されると、次の携帯電話５０の誘導コイル５１の位置に電源コイル１１を移動して、満充電されていない次の携帯電話５０の電池５２を充電して満充電するようにして、複数の携帯電話５０の電池５２を満充電できる。さらに、複数の携帯電話５０を充電する充電台１０は、充電している携帯電話５０の電池５２が満充電されない状態で、別の携帯電話５０の誘導コイル５１の位置に電源コイル１１を移動し、この動作を繰り返して、すなわち、充電する携帯電話５０を交互に切り換えて各々の携帯電話５０の電池５２を満充電することができる。この充電台１０は、たとえば、充電している携帯電話５０の電池電圧、残容量、電池温度などの電池情報を検出し、検出する電池情報で充電する携帯電話５０を切り換える。また、以上の充電台は、設定時間が経過すると、電源コイルの位置を別の携帯電話の誘導コイルの位置に移動して、充電する携帯電話を切り換えることもできる。電池の電圧で充電している携帯電話を切り換える充電台は、電池の電圧があらかじめ設定している電圧まで上昇し、あるいは充電している電池の電圧上昇が設定値になると、充電する携帯電話を切り換える。また、電池の残容量を検出して充電する携帯電話を切り換える充電台は、充電している電池の残容量が設定値となり、あるいは残容量の変化が設定値になると、充電する携帯電話を切り換える。また、電池の温度を検出して充電する携帯電話を切り換える充電台は、充電している電池の温度が設定温度まで上昇すると、充電する携帯電話を切り換える。さらに、設定時間が経過すると充電する携帯電話を切り換える充電台は、タイマを内蔵しており、タイマがタイムアップすると充電する携帯電話を切り換える。さらに、充電台は、電池の電圧と残容量と温度と時間の全ての電池情報から、充電している携帯電話を切り換えることもできる。
　以上の充電台１０は、電池５２が満充電される前に、次の携帯電話５０の電池５２を充電し、この工程を繰り返して携帯電話５０の電池５２を充電するので、電源コイル１１から誘導コイル５１に供給する送電電力を大きくして、複数の携帯電話５０をより短い時間で満充電できる。それは、ひとつの電池５２の充電時間を短くすることで、電池５２の充電電流を大きくできるからである。電源コイル１１を誘導コイル５１に接近して電力搬送する無接点の充電台は、漏れ磁束によって誘導コイルや電池の発熱を避けることができず、このことによって送電電力に制限を受ける。ところが、充電する携帯電話５０を切り換えながら充電することで、誘導コイル５１や電池５２の発熱を防止しながら送電電力を大きくして、すなわち電池５２の充電電流を大きくして速やかに満充電できる。充電を停止する状態で誘導コイル５１や電池５２が冷却されるからである。したがって、電池５２が満充電されない状態で充電する携帯電話５０を切り換える充電台１０は、誘導コイル５１や電池５２の発熱を少なくしながら、速やかに満充電できる特徴がある。
　この充電台１０は、たとえば、図１に示すように、上面プレート２１に３個の携帯電話５０がセットされる状態では、以下のようにして各々の携帯電話５０の電池５２を満充電する。
（１）最初に、いずれかの携帯電話５０の誘導コイル５１の位置を検出して、この誘導コイル５１に電源コイル１１を接近させて、この第１の携帯電話５０Ａの電池５２を充電する。
（２）位置検出制御器１４は、充電している第１の携帯電話５０Ａの電池電圧、残容量、電池温度などの電池情報から、第１の携帯電話５０Ａの電池５２の充電を中断し、第１の携帯電話５０Ａとは別の位置にセットされる第２の携帯電話５０Ｂの誘導コイル５１の位置を検出し、移動機構１３を制御して電源コイル１１を第２の携帯電話５０Ｂの誘導コイル５１に接近させる。この状態で、第２の携帯電話５０Ｂの電池５２に電力搬送して、この電池５２を充電する。
（３）さらに、位置検出制御器１４は、充電している第２の携帯電話５０Ｂの電池情報から、第２の携帯電話５０Ｂの電池５２の充電を中断し、さらに別の位置にセットされる第３の携帯電話５０Ｃの誘導コイル５１の位置を検出して、移動機構１３を制御して電源コイル１１を第３の携帯電話５０Ｃの誘導コイル５１に接近させて、第３の携帯電話５０Ｃの電池５２を充電する。
（４）その後、位置検出制御器１４は、第３の携帯電話５０Ｃの電池情報から、第３の携帯電話５０Ｃの電池５２の充電を中断し、電源コイル５１を第１の携帯電話５０Ａの誘導コイル５１に位置に移動して、第１の携帯電話５０Ａの電池５２を充電する。
（５）以上のように、第１の携帯電話５０Ａ、第２の携帯電話５０Ｂ、第３の携帯電話５０Ｃを繰り返し充電して、内蔵する電池５２を満充電する。
　充電する携帯電話５０を切り換えながら電池５２を充電する工程で、いずれかの携帯電話５０の電池５２が満充電されると、満充電された電池５２を内蔵する携帯電話５０の充電をキャンセルして、次々と携帯電話５０の電池５２を満充電する。上面プレート２１の上にセットされる全ての携帯電話５０の電池５２を満充電したことを検出すると、充電台１０は、交流電源１２の動作を停止して電池５２の充電を終了する。
　１０…充電台
　１１…電源コイル
　１２…交流電源
　１３…移動機構
　１４…位置検出制御器　　　　　１４Ａ…第１の位置検出制御器
　　　　　　　　　　　　　　　　１４Ｂ…第２の位置検出制御器
　１５…コア　　　　　　　　　　１５Ａ…円柱部
　　　　　　　　　　　　　　　　１５Ｂ…円筒部
　１６…リード線
　１７…満充電検出回路
　２０…ケース
　２１…上面プレート
　２２…サーボモータ　　　　　　２２Ａ…Ｘ軸サーボモータ
　　　　　　　　　　　　　　　　２２Ｂ…Ｙ軸サーボモータ
　２３…ネジ棒　　　　　　　　　２３Ａ…Ｘ軸ネジ棒
　　　　　　　　　　　　　　　　２３Ｂ…Ｙ軸ネジ棒
　２４…ナット材　　　　　　　　２４Ａ…Ｘ軸ナット材
　　　　　　　　　　　　　　　　２４Ｂ…Ｙ軸ナット材
　２５…ベルト
　２６…ガイドロッド
　２７…ガイド部
　３０…位置検出コイル　　　　　３０Ａ…位置検出コイル
　　　　　　　　　　　　　　　　３０Ｂ…位置検出コイル
　　　　　　　　　　　　　　　　３０Ｃ…位置検出コイル
　　　　　　　　　　　　　　　　３０Ｘ…Ｘ軸検出コイル
　　　　　　　　　　　　　　　　３０Ｙ…Ｙ軸検出コイル
　３１…検出信号発生回路
　３２…受信回路
　３３…識別回路
　３４…切換回路
　３５…リミッター回路
　３６…Ａ／Ｄコンバータ
　３７…プリント基板　　　　　　３７ａ…スルーホール
　３８…配線ライン　　　　　　　３８ａ…分割ライン
　　　　　　　　　　　　　　　　３８ｂ…スパイラルコイル
　３９…非直線ライン　　　　　　３９Ａ…非直線ライン
　　　　　　　　　　　　　　　　３９Ｂ…非直線ライン
　　　　　　　　　　　　　　　　３９Ｃ…非直線ライン
　４３…識別回路
　４４…位置検出制御器
　４７…記憶回路
　５０…携帯電話　　　　　　　　５０Ａ…第１の携帯電話
　　　　　　　　　　　　　　　　５０Ｂ…第２の携帯電話
　　　　　　　　　　　　　　　　５０Ｃ…第３の携帯電話
　５１…誘導コイル
　５２…電池
　５３…整流回路
　５４…充電制御回路
　５５…直列コンデンサー
　５６…並列コンデンサー
　５７…切換回路
　５８…スイッチング素子
　５９…コントロール回路
　６０…携帯電話
　６３…アースライン
　６４…抵抗器
　６７…切換回路
　６８…ペアースイッチング素子　６８Ａ…ペアーＦＥＴ
　　　　　　　　　　　　　　　　６８Ｂ…ペアーＦＥＴ
　６９…コントロール回路
　７０…携帯電話
　７３…ショート回路
　７４…抵抗素子
　７５…直列並列コンデンサー
　７７…切換回路
　７８…スイッチング素子
　７９…コントロール回路

Claims (5)

  1. 　携帯電話を載せる上面プレートを有するケースと、上面プレートの下面に沿って移動する電源コイルと、この電源コイルに接続してなる交流電源と、前記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、上面プレートに載せられる携帯電話の誘導コイルの位置を検出して移動機構を制御して電源コイルを誘導コイルに接近させる複数列の位置検出コイルを有する位置検出制御器とを備え、
    　前記ケースの上面プレートに携帯電話が載せられると、この携帯電話の誘導コイルの位置が位置検出制御器に検出され、位置検出制御器が移動機構を制御して、移動機構でもって電源コイルを上面プレートに沿って移動させて誘導コイルに接近して電池を充電する充電台であって、
    　前記位置検出コイルが、プリント基板の表面に設けてなる配線ラインで、この配線ラインが、ジグザグ状又はループ状の非直線ラインを有することを特徴とする携帯電話の充電台。
  2. 　前記配線ラインの非直線ラインが、プリント基板の表と裏の両方の表面に配線された分割ラインを、プリント基板のスルーホールで接続してジグザグ状としてなる請求項１に記載される携帯電話の充電台。
  3. 　前記プリント基板が、スルーホールを中心とするスパイラルコイルを表面に設けており、このスパイラルコイルの中心端をスルーホールに、外周端を分割ラインに接続してなる請求項２に記載される携帯電話の充電台。
  4. 　前記プリント基板の表と裏の両方の表面にスパイラルコイルを設けてなる請求項３に記載される携帯電話の充電台。
  5. 　前記非直線ラインが、プリント基板の片面にジグザグ状に配線してなるラインである請求項１に記載される携帯電話の充電台。
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