JP2014193087A - 充電装置及び充電検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非接触型の充電装置において、被充電物の載置位置が所定の位置からずれていることを検知することができる充電装置、及び充電検知方法を提供する。
【解決手段】充電装置１は、端末載置部３内に少なくとも二つ設けられると共に、近接する被充電物７０の有無を検知する物体検知部１１，１３と、端末載置部３内に設けられると共に、接触する被充電物７０の重力を検知する重力検知部１５と、物体検知部１１，１３及び重力検知部１５のそれぞれから入力される検知信号に基づいて、被充電物７０が端末載置部３に正常に載置されているか否かを判定する判定部２１とを備える。判定部２１は、少なくとも一つの物体検知部１１，１３から検知信号の入力がなく、かつ、重力検知部１５から検知信号の入力があるときは、被充電物７０が端末載置部３に正常に載置されていないと判断する。
【選択図】図３

Description

本発明は、充電装置及び充電検知方法に関する。

携帯端末などの被充電物に充電を行う充電装置として、ケーブルに接続したり、金属の接点同士を接触させたりすることなく充電することができる非接触型の充電装置が知られている（例えば、特許文献１）。非接触型の充電装置は、例えば、互いに離れた二つのコイルの一方に電流を流した際に生じる磁界の変化を利用することで、二つのコイルが接触していなくても、他方のコイルに電力を発生できるという原理（電磁誘導方式）を用いて充電が行われる。このような充電装置によれば、所定の充電位置に被充電物を載置するだけで被充電物の充電を行うことができる。

このような充電装置において被充電物を充電している際、例えば、着信によるバイブレーションの作動などにより、被充電物の位置が所定の充電位置からずれてしまい、充電ができない状態となることがある。従来の充電装置では、充電装置に設けられたランプ又は被充電物側に設けられたランプを点灯させるなどして充電状態をユーザに報知している。

特開２０１２−２１００５６号公報

しかしながら、充電完了後にランプの点灯が消えるような充電装置及び被充電物では、ユーザは、充電完了により点灯が消えているのか、所定の充電位置からずれて充電されない状態にあるためランプが消えているのかを容易に判断することができない。充電装置が、被充電物の載置位置が所定の充電位置からずれていることを検知しようとすると工夫が必要となる。

本発明の目的は、非接触型の充電装置において、被充電物の載置位置が所定の充電位置からずれていることを検知することができる充電装置、及び充電検知方法を提供することにある。

本発明の一側面に係る充電装置は、端末載置部に被充電物を載置することにより、非接触にて被充電物を充電する充電装置であって、端末載置部内に少なくとも二つ設けられると共に、近接する被充電物の有無を検知する物体検知部と、端末載置部内に設けられると共に、接触する被充電物の重力を検知する重力検知部と、物体検知部及び重力検知部のそれぞれから入力される検知信号に基づいて、被充電物が端末載置部に正常に載置されているか否かを判定する判定部と、を備え、判定部は、少なくとも一つの物体検知部から検知信号の入力がなく、かつ、重力検知部から検知信号の入力があるときは、被充電物が端末載置部に正常に載置されていないと判断する。

本発明の一側面に係る充電検知方法は、端末載置部に被充電物を載置することにより、非接触にて被充電物を充電する充電装置における充電検知方法であって、端末載置部内に少なくとも二つ設けられると共に、近接する被充電物の有無を検知する物体検知部と、端末載置部内に設けられると共に、接触する被充電物の重力を検知する重力検知部とのそれぞれから入力される検知信号に基づいて、被充電物が端末載置部に正常に載置されているか否かを判定する判定ステップを含み、判定ステップは、少なくとも一つの物体検知部から検知信号の入力がなく、かつ、重力検知部から検知信号の入力があるときは、被充電物が端末載置部に正常に載置されていないと判断する。

このような充電装置及び充電検知方法では、物体検知部が端末載置部内に少なくとも二つ設けられており、少なくとも一つの物体検知部から検知信号の入力がないときに位置がずれていると判断されるので、被充電物が所定の充電位置からずれたことを精度高く検知することができる。さらに、重力検知部から検知信号が入力される場合に限り、被充電物が所定の充電位置からずれていると判断される。このため、物体検知部からの検知信号の入力だけでは判断することができない、充電装置に被充電物が載置されない状態なのか、又は、被充電物が所定の充電位置からずれた状態なのかという判断が可能になる。この結果、非接触型の充電装置において、被充電物の載置位置が所定の充電位置からずれていることを検知することができる。

また、一実施形態において、被充電物に対する充電状態を検知する充電検知部を更に備え、判定部は、全ての物体検知部からではなく少なくとも一つの物体検知部から検知信号の入力があり、充電検知部から検知信号の入力がなく、更に、重力検知部から検知信号の入力があるときに、被充電物が端末載置部に正常に載置されていないと判断してもよい。

この構成によれば、被充電物の載置位置が所定の充電位置からずれることにより充電が不可能な状態となっていることを検知することができる。

また、一実施形態において、充電装置は、判定部によって被充電物が端末載置部に正常に載置されていないと判定された場合にユーザに報知する報知部を更に備えていてもよい。

この構成によれば、ユーザに対し被充電物が端末載置部に正常に載置されていないことを気づかせ易くすることができる。

また、一実施形態において、端末載置部は、被充電物を載置する側から見た平面視において矩形であり、複数の物体検知部のうち二つは、端末載置部において互いに対角となる角部近傍に配置されていてもよい。

この構成によれば、被充電物が端末載置部に正常に載置されていないことを検出する精度を更に高めることができる。

本発明の一側面によれば、非接触型の充電装置において、被充電物の載置位置が所定の位置からずれることにより充電が不可能な状態となっていることを検知することができる。

一実施形態に係る充電装置の外観構成を示す外観図である。 図１に示す充電装置の端末載置部に携帯端末を載置した状態の外観図である。 図１に示す充電装置の機能構成を示すブロック図である。 図１に示す充電装置のハードウェア構成を示す図である。 図１に示す充電装置における充電検知処理の流れを示したフローチャートである。

添付図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。可能な場合には、同一の部分に同一の符号を付して、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

図１は、一実施形態の充電装置１の外観構成を示す外観図である。図２は、充電装置１の端末載置部３に携帯端末７０を載置した状態の外観図である。充電装置１は、交流電源からＡＣアダプタを介して電力の供給を受け、当該充電装置１の端末載置部３に携帯端末（被充電物）１が載置されることにより、非接触の状態で携帯端末（被充電物）７０に電力の供給を行う。電力の供給を受けた携帯端末７０は、当該携帯端末７０に内蔵された電池セル（二次電池など）に電力を蓄える。ここでいう「非接触」とは、携帯電話７０と充電装置１とが、コネクタ又は金属端子を介して直接電気的に導通しない状態をいう。

非接触の状態で電力の供給を受ける携帯端末７０は、充電装置１に備えられた送電コイル（図示せず）の磁界の変化により、起電力を生じさせるための受電コイルを有している。

図３は、一実施形態の充電装置１の機能構成を示すブロック図である。図３に示される通り、充電装置１は、充電部５と、第１物体検知部（物体検知部）１１と、第２物体検知部（物体検知部）１３と、重力検知部１５と、充電検知部１７と、充電判定部２１と、報知部３１と、を備えている。

図４は、充電装置１のハードウェア構成図である。充電装置１は、物理的には、図４に示すように、ＣＰＵ（CentralProcessing Unit）６１、ＲＡＭ（RandomAccess Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などの主記憶部６２、フラッシュメモリなどに例示される補助記憶部６３、第１物体検知部１１、第２物体検知部１３及び重力検知部１５などの入力部６４、報知部３１などの出力部６５などを含むコンピュータシステムとして構成されている。後段にて詳述する充電判定部２１は、図４に示すＣＰＵ６１、主記憶部６２などのハードウェア上に所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵ６１の制御のもと実行される。そして、ＣＰＵ６１の制御のもとで入力部６４、出力部６５を動作させるとともに、主記憶部６２及び補助記憶部６３におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。再び、図３を参照し、充電装置１について詳細に説明する。

充電部５は、端末載置部３に載置された携帯端末７０に電力を供給する部分である。充電部５は、携帯電話７０に搭載された受電コイル（図示せず）に起電力を生じさせるための送電コイル（図示せず）を有している。

第１物体検知部１１及び第２物体検知部１３は、近接する携帯端末７０の有無を検知する物体検知部として設けられる。第１物体検知部１１及び第２物体検知部１３の例は、赤外線などの反射型光センサである。第１物体検知部１１及び第２物体検知部１３は、近接する携帯端末７０を検知したとき、検知信号を充電判定部２１に出力する。

第１物体検知部１１及び第２物体検知部１３は、端末載置部３内に設けられている。ここで、端末載置部３は、図１に示すように、携帯端末７０を載置する側から見た平面視において矩形であり、第１物体検知部１１及び第２物体検知部１３は、この端末載置部３において互いに対角となる角部近傍に配置されている。

重力検知部１５と、接触する携帯端末７０の重力を検知する部分である。重力検知部１５の例は、重力センサである。重力検知部１５は、端末載置部３内に設けられる。重力検知部１５は、接触する携帯端末７０を検知したとき、検知信号を充電判定部２１に出力する。

充電検知部１７は、携帯端末７０に対する充電状態を検知する部分である。充電検知部１７は、例えば、携帯端末７０が有する受電コイルの起電力を監視することにより、充電状態を判断することができる。当該起電力の監視手段が携帯端末７０に備わる場合には、送電コイル及び受電コイルを介して相当する信号を受信してもよい。充電検知部１７は、携帯端末７０に電力を供給している状態を検知したとき、検知信号を充電判定部２１に出力する。

充電判定部２１は、第１物体検知部１１、２物体検知部１３及び重力検知部１５のそれぞれから入力される検知信号に基づいて、携帯端末７０が端末載置部３に正常に載置されているか否かを判定する部分である。ここでいう「携帯端末７０が端末載置部３に正常に載置されている」とは、携帯端末７０が充電される際に正常に充電されるための載置位置として許容されている範囲内に位置していることをいう。充電判定部２１は、上述したようにＣＰＵ６１の制御のもと実行される。以下、端末載置部３に正常に携帯端末７０が載置されているか否かを判定する方法の例について説明する。

充電判定部２１は、少なくとも一方の第１物体検知部１１及び第２物体検知部１３から検知信号の入力がなく、かつ、重力検知部１５から検知信号の入力があるときは、携帯端末７０が端末載置部３に正常に載置されていないと判断する。

また、充電判定部２１は、二つの第１物体検知部１１及び第２物体検知部１３からではなく、一方の第１物体検知部１１及び第２物体検知部１３から検知信号の入力があり、かつ、充電検知部１７から検知信号の入力がなく、更に、重力検知部１５から検知信号の入力があるときに、携帯端末７０が端末載置部３に正常に載置されていないと判断する。

報知部３１は、充電判定部２１によって携帯端末７０が端末載置部３に正常に載置されていないと判定された場合にユーザに報知する部分である。報知部３１の例には、スピーカ、ＬＥＤ（LightEmitting Diode）などのランプ、バイブレータ及び表示画面などが含まれる。本実施形態では、スピーカとランプとを有している。報知部３１としてのスピーカは、充電判定部２１によって携帯端末７０が端末載置部３に正常に載置されていないと判定された場合には、アラーム音を出力する。報知部３１としてのランプは、充電判定部２１によって携帯端末７０が端末載置部３に正常に載置されていないと判定された場合には消灯され、携帯端末７０が端末載置部３に正常に載置されていると判定された場合には点灯される。

以下、本実施形態の特徴部分である充電検知方法を実施する際の処理について、図５を用いて説明する。図５は、充電装置１における充電検知処理の流れを示したフローチャートである。

図５に示すように、充電装置１では、ユーザによって携帯端末７０がる端末載置部３に載置される（ステップＳ１）。次に、充電判定部２１は、第１物体検知部１１及び第２物体検知部１３からの検知信号の入力有無を判定する（ステップＳ２）。ここで、第１物体検知部１１及び第２物体検知部１３の両方から検知信号が入力される場合には（ステップＳ２：ＹＥＳ）、充電判定部２１は、携帯端末７０が所定の充電位置、すなわち、端末載置部３に正常に載置されていると判断する。このとき、充電判定部２１は、報知部３１による報知を実施させない（ステップＳ５）。

一方、第１物体検知部１１及び第２物体検知部１３の両方から検知信号が入力されない場合には（ステップＳ２：ＮＯ）、次に、第１物体検知部１１及び第２物体検知部１３の一方からの検知信号の入力有無を判定する（ステップＳ３）。ここで、第１物体検知部１１及び第２物体検知部１３の一方から検知信号が入力される場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、充電判定部２１は、充電検知部１７からの検知信号の入力有無を判定する（ステップＳ６）。

ステップＳ６において、充電検知部１７からの検知信号の入力がある場合には（ステップＳ６：ＹＥＳ）、充電判定部２１は、携帯端末７０が所定の充電位置、すなわち、端末載置部３に正常に載置されていないと判断するものの、充電が実施されている状態であると判断して、報知部３１による報知を実施させない（ステップＳ５）。

ステップＳ６において、充電検知部１７からの検知信号の入力がない場合には（ステップＳ６：ＮＯ）、充電判定部２１は、重力検知部１５からの検知信号の入力有無を判定する（ステップＳ７）。ここで、重力検知部１５から検知信号が入力されない場合には（ステップＳ７：ＮＯ）、充電判定部２１は、何らかの影響で第１物体検知部１１及び第２物体検知部１３の一方から検知信号の入力があるものの、携帯端末７０が端末載置部３に載置されていない、すなわち、携帯端末７０がセットされていないと判断して、報知部３１による報知を実施させない（ステップＳ５）。

ステップＳ７において、重力検知部１５から検知信号の入力がある場合には（ステップＳ７：ＹＥＳ）、充電判定部２１は、携帯端末７０の載置位置が、端末載置部３からずれており、充電が可能な状態ではないと判断して、報知部３１による報知を実施させる（ステップＳ８）。

ステップＳ３において、第１物体検知部１１及び第２物体検知部１３の一方から検知信号が入力されない場合、すなわち、第１物体検知部１１及び第２物体検知部１３の両方から検知信号が入力されない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、充電判定部２１は、重力検知部１５からの検知信号の入力有無を判定する（Ｓ４）。ここで、重力検知部１５から検知信号が入力されない場合には（ステップＳ４：ＮＯ）、充電判定部２１は、携帯端末７０が端末載置部３に載置されていない、すなわち、携帯端末７０がセットされていないと判断して、報知部３１による報知を実施させない（ステップＳ５）。

ステップＳ４において、重力検知部１５から検知信号の入力がある場合には（ステップＳ４：ＹＥＳ）、充電判定部２１は、携帯端末７０の載置位置が、端末載置部３からずれており、充電が可能な状態ではないと判断して、報知部３１による報知を実施させる（ステップＳ８）。

以上に説明したように、上記実施形態の充電装置１及び充電検知方法によれば、物体検知部として二つの第１物体検知部１１及び第２物体検知部１３が端末載置部３内に設けられ、少なくとも一方の第１物体検知部１１及び第２物体検知部１３から検知信号が入力されないときに、携帯端末７０が所定の充電位置がずれていると判断するので、携帯端末７０が所定の充電位置がずれたことを精度高く検知することができる。さらに、重力検知部１５から検知信号が入力される場合に限り、携帯端末７０が端末載置部３からずれていると判断される。このため、第１物体検知部１１及び第２物体検知部１３からの検知信号の入力だけでは判断することができない、充電装置１に携帯端末７０が載置されていない状態なのか、又は、携帯端末７０の載置位置が所定の位置（端末載置部３）からずれている状態なのかという判断が可能になる。この結果、非接触型の充電装置１において、携帯端末７０の載置位置が所定の位置からずれていることを検知することができる。

また、端末載置部３から携帯端末７０が多少ずれた場合であっても充電が可能な本実施形態の充電装置１において、上記実施形態の充電装置１及び充電検知方法では、充電が不可能な状態となっている場合を検知し、ユーザに報知することができる。なお、携帯端末７０の位置が多少ずれても、充電が可能な状態とするためには、例えば、送電コイルを複数設け、その位置を変えることが考えられる。この場合、通常の充電能力とは異なる状態で充電される場合がある。また、第１物体検知部１１、第２物体検知部１３及び重力検知部１５からの入力信号があっても、送電コイル及び受電コイルの位置が互いにずれることにより充電できない状態を検知することができる。

以上、一実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で以下のような様々な変形が可能である。

上記実施形態の充電装置１では、充電判定部２１が、第１及び第２物体検知部１１，１３及び重力検知部１５のそれぞれから入力される検知信号の有無に基づいて、携帯端末７０が端末載置部３に正常に載置されているか否かを判定したが、本発明はこれに限定されるものではない。重力検知部１５から入力される検知信号は、例えば、重量値を示す情報であってもよく、この場合、重力判定部２１は、重量値を示す情報が所定閾値未満の場合に、検知信号の入力がないとして処理した上記実施形態の場合と同様の処理を行ってもよい。

上記実施形態の充電装置１では、物体検知部が端末載置部３内に二つ配置される例（第１物体検知部１１及び第２物体検知部１３）を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、三つ以上設けられてもよい。

また、上記実施形態では、非接触の状態で携帯端末７０に電力の供給を行う充電装置として、いわゆる、電磁誘導方式の充電装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。充電装置１は、コネクタなどを用いずワイヤレスで携帯端末７０の充電が行えればよく、例えば、電流を電磁波に変換しアンテナを介して送受信することで携帯端末７０の充電を行う、いわゆる、電波方式や、電磁界の共鳴現象を利用して携帯端末７０の充電を行う、いわゆる、電磁界共鳴方式などの方式の充電装置であってもよい。

また、上記実施形態では、被充電物として携帯端末７０を適用した例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＰＨＳ（PersonalHandy-phone System）、タブレット端末、及びＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などを適用してもよい。

また、上記実施形態では、充電判定部２１をソフトウェアによって実現する例を挙げて説明したが、ハードウェアの機能によっても実現することができる。また、ハードウェア及びコンピュータソフトウェアの機能を組み合わせることにより実現することもでき、処理能力等に応じて適宜決めることができる。

１…充電装置、３…端末載置部、５…充電部、１１…第１物体検知部（物体検知部）、１３…第２物体検知部（物体検知部）、１５…重力検知部、１７…充電検知部、２１…充電判定部、３１…報知部、６１…ＣＰＵ、６２…主記憶部、６３…補助記憶部、６４…入力部、６５…出力部、７０…携帯端末（被充電物）。

Claims (5)

1. 端末載置部に被充電物を載置することにより、非接触にて前記被充電物を充電する充電装置であって、
   前記端末載置部内に少なくとも二つ設けられると共に、近接する前記被充電物の有無を検知する物体検知部と、
   前記端末載置部内に設けられると共に、接触する前記被充電物の重力を検知する重力検知部と、
   前記物体検知部及び前記重力検知部のそれぞれから入力される検知信号に基づいて、前記被充電物が前記端末載置部に正常に載置されているか否かを判定する判定部と、
   を備え、
   前記判定部は、少なくとも一つの前記物体検知部から前記検知信号の入力がなく、かつ、前記重力検知部から前記検知信号の入力があるときは、前記被充電物が前記端末載置部に正常に載置されていないと判断する、充電装置。
2. 前記被充電物に対する充電状態を検知する充電検知部を更に備え、
   前記判定部は、全ての前記物体検知部からではなく少なくとも一つの前記物体検知部から前記検知信号の入力があり、前記充電検知部から検知信号の入力がなく、更に、前記重力検知部から前記検知信号の入力があるときに、前記被充電物が前記端末載置部に正常に載置されていないと判断する、
   請求項１に記載の充電装置。
3. 前記判定部によって前記被充電物が前記端末載置部に正常に載置されていないと判定された場合にユーザに報知する報知部を更に備える、
   請求項１又は２に記載の充電装置。
4. 前記端末載置部は、前記被充電物を載置する側から見た平面視において矩形であり、複数の前記物体検知部のうち二つは、前記端末載置部において互いに対角となる角部近傍に配置されている、
   請求項１〜３の何れか一項に記載の充電装置。
5. 端末載置部に被充電物を載置することにより、非接触にて前記被充電物を充電する充電装置における充電検知方法であって、
   前記端末載置部内に少なくとも二つ設けられると共に、近接する前記被充電物の有無を検知する物体検知部と、前記端末載置部内に設けられると共に、接触する前記被充電物の重力を検知する重力検知部とのそれぞれから入力される検知信号に基づいて、前記被充電物が前記端末載置部に正常に載置されているか否かを判定する判定ステップを含み、
   前記判定ステップは、少なくとも一つの前記物体検知部から前記検知信号の入力がなく、かつ、前記重力検知部から前記検知信号の入力がないときは、前記被充電物が前記端末載置部に正常に載置されていないと判断する、充電検知方法。

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