充电装置制造方法

充电装置制造方法
【专利摘要】提供抑制具有无线通信功能的被充电设备使用的电波或磁场的强度降低，减轻对该电波或磁场的影响的充电装置。该装置中，位置检测单元(201)检测设置在充电台(101)中的被充电设备(150)具有的受电用线圈(251)的位置。送电用线圈(208)接近受电用线圈(251)进行电力传输。线圈移动机构(207)使送电用线圈(208)接近位置检测单元(201)检测出的受电用线圈(251)的位置。
【专利说明】充电装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及设置有内置二次电池的被充电设备，并且利用电磁感应作用传输电力而将二次电池充电的充电装置。
【背景技术】
[0002]在专利文献I中公开了如下结构:在被充电设备中内置受电用线圈，在进行电力传输的充电装置中设置有检测送电用线圈和受电用线圈的位置的充电台。
[0003]专利文献2中公开了对具备非接触IC卡、蓝牙(Bluetooth (注册商标))、红外线通信等非接触式近距离通信单元的便携式电话机，通过无接点充电方式进行充电的无接点充电装置。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2011-4474号公报
[0007]专利文献2:日本特开2011-83057号公报

【发明内容】

[0008]发明要解决的问题
[0009]本发明提供在减轻对被充电设备进行通信的电波的影响的同时，有效地对具备无线通信功能的设备充电的充电装置。
[0010]解决问题的方案
[0011]本发明的充电装置利用电磁感应向具有二次电池的被充电设备传输电力而对所述二次电池充电，具备:位置检测单元，其检测放置在该充电装置上的所述被充电设备具有的受电用线圈的位置；以及衰减防止单元，其防止在本装置周边产生的电波或磁场的衰减。
[0012]发明效果
[0013]本发明中的充电装置，在减轻对具备无线通信功能的被充电设备进行的通信电波的影响，并对被充电设备充电上是有效的。
【专利附图】

【附图说明】
[0014]图1是表示一例实施方式I的非接触充电装置以及移动电话的状态的外观图。
[0015]图2是表示实施方式I的非接触充电装置以及移动电话的各内部结构的方框图。
[0016]图3是表示实施方式I的非接触充电装置具备的位置检测单元的内部结构的方框图。
[0017]图4是表示一例实施方式I的BEF的电路结构的图。
[0018]图5是表示实施方式I的BEF的电路结构的其他例的图。
[0019]图6是表示实施方式I的BEF的电路结构的其他例的图。
[0020]图7是表示从实施方式I的非接触充电装置对移动电话的检测到实施非接触充电为止的动作的流程图。
[0021]图8是表示实施方式2的非接触充电装置以及移动电话的各内部结构的方框图。
[0022]图9是表示实施方式2的非接触充电装置具备的位置检测单元、NFC控制单元以及切换单元的内部结构的方框图。
[0023]图10是在实施方式2的位置检测线圈中产生的磁场和反磁场的示意图。
[0024]图11是表示在实施方式2的位置检测线圈中配置的BEF的安装状态的方框图。
[0025]图12是在表不实施方式2的位置检测线圈中产生的磁场和插入BEF而产生的效果的图。
[0026]图13是表示实施方式2的位置检测电路周边的电路结构的图。
[0027]图14是表示向实施方式2的位置检测线圈输出的波形的图。
[0028]图15是表示从实施方式2的非接触充电装置对移动电话的检测到实施非接触充电及NFC通信为止的动作的流程图。
[0029]图16是表示实施方式2的位置检测线圈和充电台的相对大小的图。
[0030]标号说明
[0031]100非接触充电装置
[0032]101充电台
[0033]150移动电话(被充电设备的一例)
[0034]201位置检测单元
[0035]202 NFC控制单元
[0036]203切换单元
[0037]204 电源电路
[0038]205充电控制电路
[0039]206振荡电路
[0040]207线圈移动机构
[0041]208送电用线圈
[0042]209外部设备连接单元
[0043]210非接触充电电路单元
[0044]251受电用线圈
[0045]252受电用谐振电路
[0046]253充电控制电路
[0047]254 NFC用天线线圈
[0048]255 NFC用谐振电路
[0049]256 NFC控制电路
[0050]257 二次电池
[0051]258并联谐振电路
[0052]301位置检测线圈
[0053]301A X轴方向位置检测线圈
[0054]301B Y轴方向位置检测线圈
[0055]301' NFC兼用位置检测线圈[0056]302位置检测控制电路
[0057]303 开关
[0058]304 NFC控制电路
[0059]305 开关
[0060]311位置检测电路
[0061]312线圈移动机构控制电路
[0062]313位置检测线圈
[0063]313A X轴检测线圈
[0064]313B Y轴检测线圈
[0065]314谐振频率切换电路
[0066]315谐振频率可变控制电路
[0067]316 BEF
[0068]316A、316A” 电容器
[0069]316A’ 可变电容器
[0070]316B、316B，、316B” 线圈
[0071]317 开关
[0072]401 磁场
[0073]402反磁场
[0074]501 BEF
[0075]701 NFC 控制 IC
[0076]702匹配电路
[0077]Lc充电台的短边方向的长度
[0078]Lm移动电话的短边方向的长度
[0079]Dl NFC兼用位置检测线圈的间隔
【具体实施方式】
[0080]以下适当地参照附图详细地说明实施方式。但是，有时省略超出需要程度的详细说明。例如，有时省略对已经熟知事项的详细说明或对实质上相同的结构的重复说明。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，使本领域技术人员容易理解。
[0081]此外，发明人为了本领域技术人员充分地理解实施方式而提供了附图以及以下的说明，并不想要由此来限定权利要求书中记载的主题。
[0082](实施方式I)
[0083]首先说明实施方式I。
[0084]图1是表示一例实施方式I的非接触充电装置100及移动电话150的状态的外观图。图1所示的状态是在构成非接触充电装置100的上表面的充电台101上放置有移动电话150的状态。此外，在该状态下，非接触充电装置100利用基于电磁感应效应的非接触电力传输，对作为被充电设备的移动电话150的二次电池供给电力，由此进行所谓的非接触充电。即，通过将移动电话150放置在非接触充电装置100的充电台101或者使移动电话150接近非接触充电装置100的充电台101上，进行非接触充电。[0085]图2是表示非接触充电装置100及移动电话150的各内部结构的方框图。如图2所示，在充电台101的内面，配置有位置检测单元201，该位置检测单元201具有用于检测放置在充电台101上的移动电话150的位置的多个线圈。因此，充电台101具有对高频而言与金属板等同的物理特性。即，在将作为被充电设备的移动电话150放置在充电台101上的情况下，由于移动电话150进行无线通信的电波(在本装置周边产生的电波)而使高频电流流入位置检测单元201的线圈，因此，产生电波的能量损失。这成为移动电话150进行无线通信的电波的强度降低的一个原因。
[0086]本实施方式中，抑制放置在非接触充电装置100的充电台101上的移动电话150使用的电波的强度降低。因此，如图2所示，非接触充电装置100具有充电台101、电源电路204、位置检测单元201、非接触充电电路单元210以及线圈移动机构207。另外，移动电话150是具有能够进行使用特定频带的无线通信的通信单元的电子设备，具有受电用线圈251、二次电池257、并联谐振电路258以及充电控制电路253。
[0087]以下对非接触充电装置100的各构成要素进行说明。
[0088]电源电路204将从商用电源或车辆所搭载的蓄电池等外部电源供给到非接触充电装置100的电力转换为非接触充电装置100使用的形态。位置检测单元201检测充电台101上所放置的移动电话150的位置。此外，所谓移动电话150的位置，准确地说是充电台101面上的受电用线圈251的位置。
[0089]非接触充电电路单元210以非接触方式对移动电话150供给电力。非接触充电电路单元210具有充电控制电路205、振荡电路206以及送电用线圈208。充电控制电路205通过振荡电路206产生高频电流，并向送电用线圈208流入高频电流。若在图1所示的状态下，在送电用线圈208中流过高频电流，则在移动电话150的受电用线圈251中产生感应电动势。此外，充电控制电路205也可以具有检出移动电话150的二次电池257的充电状态的充电检出功能，对充电完成进行判断。
[0090]线圈移动机构207沿充电台101使送电用线圈208接近位置检测单元201检测出的移动电话150的位置。线圈移动机构207由使送电用线圈208在充电台101构成的面的X轴方向移动的X轴伺服电机、和使送电用线圈208在Y轴方向移动的Y轴伺服电机构成。
[0091]图3是表示非接触充电装置100具备的位置检测单元201的内部结构的方框图。如图3所示，位置检测单元201包括位置检测线圈313、BEF316、位置检测电路311、线圈移动机构控制电路312、谐振频率切换电路314以及谐振频率可变控制电路315。
[0092]位置检测线圈313是在充电台101的内面以规定的间隔配置的多列线圈。位置检测线圈313包括:对非接触充电电路单元210具有的送电用线圈208和移动电话150的受电用线圈251之间的X轴方向位置进行检测的多个X轴检测线圈313A ;以及对送电用线圈208和受电用线圈251之间的Y轴方向位置进行检测的多个Y轴检测线圈313B。此外，邻接的各轴检测线圈的间隔小于受电用线圈251的外径。如果使该间隔窄，则能够准确地检测受电用线圈251的位置。
[0093]在位置检测线圈313的线圈之间，设置有BEF(Band_elimination filter,带阻滤波器)316，在移动电话150无线通信中使用的电波的频率中，该BEF316以电长度1/2波长以下的间隔由LC(电感电容)并联谐振电路构成。因此，在BEF316的谐振频率下，有效地发挥降低对移动电话150于无线通信中使用的频带的影响的带阻滤波功能。BEF316通过来自谐振频率可变控制电路315的控制，构成谐振频率可变的电路。
[0094]图4是表示一例BEF316的电路结构的图。BEF316的谐振频率依赖于电容器316A的电容与线圈316B的电感值之积。因此，通过控制电容和电感值来进行BEF316的谐振频率控制。
[0095]图5是表示BEF316的电路结构的其他例的图。在图5的例中，构成BEF316的电容元件是可变电容器316A’。如果对可变电容器316A’施加反向电压，则能够控制电容。因此，谐振频率可变控制电路315通过控制对位置检测单元201具有的全部BEF316的可变电容器316A’施加的电压，能够改变BEF316的谐振频率。因此，只要将线圈316B’和可变电容器316A’各配置一个，就能够实现部件数少的谐振频率可变的BEF316。
[0096]图6是表示BEF316的电路结构的其他例的图。在图6的例中，并联配置有多个电容器316A”及线圈316B”，谐振频率可变控制电路315通过控制开关317的接通关断而能够控制BEF316的谐振频率。该结构与前面的例子相比，部件数增多，但是，能够控制电容及电感值两者，因此，能够更高精度地进行谐振频率的控制。
[0097]位置检测电路311利用从位置检测线圈313输出的脉冲信号激励移动电话150的并联谐振电路258，接收来自受电用线圈251的回波信号，从而检测移动电话150的受电用线圈251的位置。此外，来自受电用线圈251的回波信号的电平因位置检测线圈313和受电用线圈251的相对位置而变动。因此，位置检测电路311能够基于与输出脉冲信号的各位置检测线圈313之间的相对距离，检测充电台101上的移动电话150的位置。
[0098]线圈移动机构控制电路312根据位置检测电路311检测出的受电用线圈251的位置，控制线圈移动机构207。即，线圈移动机构控制电路312进行构成线圈移动机构207的各轴方向的伺服电机的控制。
[0099]谐振频率切换电路314构成为，根据通过人工进行的输入开关的切换，指示谐振频率可变控制电路315进行与改变BEF316的谐振频率的动作有关的控制，来确定频率。此夕卜，改变BEF316的谐振频率的目的是，使用BEF316的谐振频率降低对移动电话150在无线通信中使用的频带的影响。
[0100]此外，在谐振频率切换电路314具备通信功能的情况下，如果预先对移动电话150设定了对移动电话150的每个使用频带的ID，则谐振频率切换电路314也可以通过与移动电话150进行无线通信来获取ID，指示与对应于该ID的频率相应地改变BEF316的谐振频率。
[0101]谐振频率可变控制电路315根据来自谐振频率切换电路314的指示，改变BEF316的电容及电感值中的任意一个或两者，从而控制BEF316的谐振频率。
[0102]以上说明过的充电控制电路205、线圈移动机构控制电路312及谐振频率控制电路315由执行记述了动作处理的计算机程序的微型计算机等实现。即，CPU将RAM作为工作区域而使用的同时，利用微型计算机的CPU、ROM、RAM执行ROM中保存的计算机程序。在非接触充电装置100中，充电控制电路205、线圈移动机构控制电路312及谐振频率可变控制电路315也可以是由同一微型计算机实现的结构。
[0103]以下，参照图7对从本实施方式的非接触充电装置100对移动电话150的检测到实施非接触充电为止的动作进行说明。如图7所示，若开始从外部电源向非接触充电装置100供给电力，则电源电路204进行非接触充电装置100用的电力转换，起动非接触充电装置100(步骤S40)。此外，也可以在接入外部电源后，通过非接触充电装置100具有的人工开关等起动非接触充电装置100。
[0104]接着，位置检测单元201进行充电台101上是否存在移动电话150的判断，如果在充电台101上存在移动电话150，则检测其位置(步骤S41)。此外，位置检测电路311利用从位置检测线圈313输出的脉冲信号激励移动电话150的并联谐振电路258，接收来自受电用线圈251的回波信号，由此进行移动电话150的位置检测。如果在步骤S41中能够检测出移动电话150的位置，则进入步骤S42。此外，所谓移动电话150的位置，准确地说是充电台101面上的受电用线圈251的位置。另一方面，如果在步骤S41中不能检测出移动电话150的位置，则进入步骤S48。在步骤S48中非接触充电装置100转移到等待状态。
[0105]在步骤S42中，谐振频率切换电路314与移动电话150在无线通信中使用的电波的频带相应地确定BEF316的谐振频率。接着，谐振频率可变控制电路315控制BEF316的电容及电感值中的任意一者或两者，以使BEF316的谐振频率成为在步骤S42中确定的频率(步骤S43)。
[0106]接着，线圈移动机构控制电路312基于在步骤S41中检测出的移动电话150的位置来控制线圈移动机构207，并使送电用线圈208与移动电话150的受电用线圈251的位置接近(步骤S44)。接着,非接触充电电路单元210对送电用线圈208流过高频电流,通过送电用线圈208和受电用线圈251之间的电磁感应作用使受电用线圈251产生感应电动势，由此开始移动电话150的二次电池257的充电(步骤S45)。
[0107]接着，位置检测单元201进行充电台101上是否存在移动电话150的判断，如果在充电台101上存在移动电话150，则检测其位置(步骤S46)。如果在步骤S46中能够检测出移动电话150的位置，则进入步骤S47继续进行非接触充电。另一方面，如果在步骤S46中不能检测出移动电话150的位置，则进入步骤S48，非接触充电装置100转移到等待状态。
[0108]如以上说明的那样，本实施方式的非接触充电装置100使配置在充电台101内面的BEF316的谐振频率与移动电话150在无线通信中使用的电波的频率相应。因此，在BEF316中构成上述频率下的带阻滤波器。其结果，在上述频率下的电波强度的降低被抑制的状态下对移动电话150充电。
[0109]通过在位置检测线圈313中形成移动电话150在无线通信中使用的频带的带阻滤波器，移动电话150使用的频带的电波所引起的高频电流不会在位置检测线圈313上流过。因此，能够抑制移动电话150使用的电波的能量损耗。
[0110]以上，本实施方式的充电装置中，BEF作为衰减防止单元而起作用，该衰减防止单元防止在充电台附近等本装置周边产生的特定频率的电波衰减，因此能够在抑制被充电设备使用的电波的强度降低的同时进行非接触充电。
[0111](实施方式2)
[0112]接着，说明实施方式2。但是，对于与在实施方式I中说明过的结构相同的结构，附加相同的标号，并省略其详细说明。
[0113]在图1所示的状态下，非接触充电装置100在移动电话150搭载有NFC(Near FieldCommunication,近场通信)功能的情况下,利用电磁感应效应进行作为无线通信之一的近距离无线通信(以下称为NFC通信)。
[0114]通过NFC通信，在移动电话150和与非接触充电装置100连接的外部设备之间，能够进行各种信息通信。
[0115]例如，在作为外部设备的汽车导航装置连接着非接触充电装置100的情况下，通过NFC通信将利用移动电话150所设定的目的地信息发送到汽车导航系统，由此，能够进行汽车导航的目的地设定等，可以考虑很多通信内容。
[0116]但是，由于移动电话150和外部设备之间进行的NFC通信的通信内容不属于本实施方式主旨中的内容，因此省略详细的说明。
[0117]在NFC通信中，使用13.56MHz的载波，利用天线线圈中产生的磁场进行数据的接收和发送。因此，为了利用NFC进行通信，需要在充电台或充电台附近设置产生13.56MHz的频率的磁场的天线线圈。
[0118]本实施方式的充电装置中，将配置在充电台内部的多个位置检测线圈中的一个作为在NFC中使用的天线线圈而兼用，使其发挥NFC的功能。
[0119]因此，由于将位置检测线圈作为天线线圈而兼用，所以不用对以往的充电台新增加NFC用的天线，而能够对充电台装载NFC功能。
[0120]因此，在为了配置物品和设备而容易确保场所的普通家庭和办公室等室内，当然可有效利用本实施方式的充电装置，特别地，在空间受限的汽车和运输机中配备本实施方式的充电装置是有效的。
[0121]图8是表示非接触充电装置100及移动电话150的各内部结构的方框图。
[0122]如图8所示，非接触充电装置100在放置移动电话150的一侧具备充电台。
[0123]在充电台101的内面侧(装置的内部侧)配置有:位置检测单元201，其具有多个线圈，该多个线圈用于检测放置在充电台101上的移动电话150的位置；以及NFC控制单元202，用于在与移动电话150之间实施NFC通信。
[0124]并且，为了将位置检测单元201的多个线圈中的一个作为位置检测用线圈及NFC用线圈而使用，配置用于根据各功能切换该线圈的切换单元203。
[0125]非接触充电装置100在此以外还具有电源电路204、充电控制电路205、振荡电路206、线圈移动机构207、送电用线圈208和外部设备连接单元209。
[0126]外部设备连接单元209将上述的与非接触充电装置100连接的外部设备和本装置连接。S卩，外部设备通过外部设备连接单元209，与位置检测单元201及NFC控制单元202之间进行双向通信。
[0127]另外，移动电话150是具有通信单元的电子设备，该通信单元能够进行使用特定频率的无线通信，移动电话150具有受电用线圈251和受电用谐振电路252、充电控制电路253、作为近距离通信天线的NFC用天线线圈254、NFC用谐振电路255、NFC控制电路256以及二次电池257。
[0128]以下对非接触充电装置100的各构成要素进行说明。
[0129]图9是表示非接触充电装置100具备的位置检测单元201以及作为近距离通信控制单元的NFC控制单元202的内部构造的方框图。
[0130]如图9所示，位置检测单元201具备位置检测线圈301、位置检测控制电路302和由切换单元203控制的开关303，NFC控制单元202具备NFC控制电路304和由切换单元203控制的开关305。
[0131]另外，位置检测单元201以及NFC控制单元202具备位置检测线圈301、位置检测控制电路302、线圈移动机构207、NFC控制电路304、切换单元203以及由切换单元203控制的开关303、开关305。
[0132]位置检测线圈301是在充电台101的内面以规定的间隔配置的多列线圈。
[0133]位置检测线圈301包括:多个X轴方向位置检测线圈301A，其检测送电用线圈208和移动电话150的受电用线圈251之间的X轴方向的位置；以及多个Y轴方向位置检测线圈301B，其检测送电用线圈208和受电用线圈251之间的Y轴方向的位置。
[0134]此外，邻接的各轴检测线圈的间隔小于受电用线圈的外径。如果使该间隔窄，则能够准确地检测受电用线圈251的位置。
[0135]这里，在本实施方式中，通过将多个所配置的位置检测线圈301中的一个作为NFC用天线线圈利用，来使功能兼用(图9的301')。
[0136]如图9所示，多个配置于充电台101的位置检测线圈301分别配置于充电台101的X轴方向以及Y轴方向，各轴方向的位置检测线圈相互交叉。
[0137]因此，对于作为NFC用天线线圈而兼用的位置检测线圈301'(以下，称为NFC兼用位置检测线圈)，也存在多个正交的位置检测线圈(图9的301A)。
[0138]—般地,NFC的发送侧天线线圈产生13.56MHz的磁场。该磁场产生的磁通通过接收侧的天线线圈，由此在接收侧的天线线圈中产生感应电动势，利用该电力进行通信。
[0139]因此，对于发送侧的线圈所产生的磁场，需要具有产生使接收侧搭载的IC起动所需的电力的程度的磁场强度。
[0140]另外，接收侧的天线线圈所产生的感应电动势与通过接收侧的天线线圈的磁场的强度成比例。
[0141]由于多个X轴方向位置检测线圈301A与NFC兼用位置检测线圈301'交叉，因此，NFC兼用位置检测线圈301'所产生的13.56MHz的磁通也通过交叉的多个X轴方向位置检测线圈301A。
[0142]因此，与NFC兼用位置检测线圈30-交叉的多个X轴方向位置检测线圈301A，如图10所示接受NFC兼用位置检测线圈301'产生的磁场(在本装置周边所产生的磁场)401，通过电磁感应效应使在线圈周边产生磁场。该磁场的方向与NFC兼用位置检测线圈301'产生的磁场的方向相反(以下，将其称为“反磁场402”)。
[0143]由于该反磁场402，使得本来的NFC通信所需的磁场401被衰减。由于磁场401被衰减，从而使接收侧的NFC用天线线圈254所产生的感应电动势也降低。
[0144]由于接收侧的电路中产生的电动势降低，而使通信变得不稳定，在与移动电话150的NFC控制电路256之间产生通信错误，或者无法进行通信。
[0145]因此，在本实施方式的非接触充电装置中，为了防止NFC通信所需的磁场401的衰减，如图11所示，与NFC兼用位置检测线圈301'交叉的多个X轴方向位置检测线圈301A上串联连接由LC并联谐振电路构成的BEF(带阻滤波器)501作为衰减防止单元。
[0146]在图11所示的例中，在NFC兼用位置检测线圈30 和X轴方向位置检测线圈301A进行交叉的地方配置有BEF501，但是，配置BEF501的地方不必限定于该位置，也可以是在NFC兼用位置检测线圈301'以外的线圈301上的任意的位置上串联连接BEF501的结构。
[0147]BEF是只使电路上的特定频率衰减的LC并联谐振电路。因此，将通过BEF衰减的规定的频率设为与在NFC中使用的13.56MHz的载波相同的频率。
[0148]由此，如图12所示，即使NFC用天线线圈产生的13.56MHz的磁场通过串联连接有BEF501的X轴方向位置检测线圈301A也能够抑制高频电流的产生，从而也能够抑制反磁场的产生。
[0149]在本实施方式中，为了方便，说明了对于作为Y轴方向位置检测线圈的NFC兼用位置检测线圈301'，只在与NFC兼用位置检测线圈301'交叉的多个X轴方向位置检测线圈301A上串联连接BEF的例子。
[0150]但是，也可以构成为，在与NFC兼用位置检测线圈301'接近的、或重叠配置的Y轴方向位置检测线圈30IB上插入BEF。
[0151]更详细而言，在图9、图11所示的例中，示出了相互平行的多个线圈不重叠地排列的例子，但是，通过以使得这些线圈重叠(由线圈所围的区域重叠)的方式排列，能够提高移动电话150的受电用线圈251的位置检测精度。
[0152]这种情况(线圈重叠的情况)下，通过在除了 NFC兼用位置检测线圈301'以外的Y轴方向位置检测线圈301B的任意线圈(重叠的线圈)中插入BEF，能够抑制任意线圈(重叠的线圈)引起的反磁场的产生。
[0153]这时，301A或301B的线圈与NFC兼用位置检测线圈301'重叠的面积越大的线圈，则插入BEF时的抑制效果越大。因此，优选根据位置检测线圈301的排列(考虑与兼用线圈之间的重叠程度)，选择插入BEF的线圈。
[0154]并且，在图11中，在一个线圈上配置了多个BEF，但是，插入BEF的目的是抑制(衰减)在除了 NFC兼用位置检测线圈301'以外的线圈上流过NFC中使用的13.56MHz的电流，如果满足该目的，则不需要限定在线圈上配置的BEF的个数。
[0155]以下，对实际将位置检测线圈兼用为NFC用天线线圈时的安装状态进行叙述。
[0156]本实施方式的非接触充电装置中，为了在NFC兼用位置检测线圈301'中处理作为受电用线圈251的位置检测用和NFC通信用的不同的频率，采取了图13所示的结构。
[0157]如图13所示，通过控制连接到切换单元203的开关303、305，来切换NFC兼用位置检测线圈301'的功能。
[0158]NFC兼用位置检测线圈301'在切换单元203将开关303接通且将开关305关断时，具有作为位置检测用线圈的功能(将该状态称为“状态I”)。
[0159]在NFC兼用位置检测线圈301'作为位置检测用线圈发挥功能时，利用从位置检测控制电路302输出的脉冲信号激励移动电话150的受电用谐振电路252，接收从受电用线圈251再发射的磁场(以下称为“回波信号”)，作为用于检测移动电话150的受电用线圈251的位置的多个位置检测线圈之一而发挥功能。
[0160]这里，来自受电用线圈251的回波信号的电平因位置检测线圈301和受电用线圈251的相对位置而变动。
[0161]因此，位置检测控制电路302能够基于与输出脉冲信号的各位置检测线圈301和受电用线圈251的相对距离相应而不同的回波信号的电平，检测充电台101上的移动电话150的位置。
[0162]因此，在使NFC兼用位置检测线圈301'作为位置检测线圈而发挥功能时，NFC兼用位置检测线圈301'为将使移动电话150的受电用谐振电路252谐振的脉冲信号、以及从受电用线圈输出的回波信号向位置检测控制电路302传输的路径。
[0163]其次，在切换单元203将开关303关断且将开关305接通时，NFC兼用位置检测线圈301'具有作为NFC用天线线圈的功能(将该状态称为“状态2”)。
[0164]NFC控制电路304由在利用NFC进行所希望的通信时控制并输出13.56MHz的载波的NFC控制IC701，和在直到NFC控制IC701和NFC兼用位置检测线圈301'之间为止的路径中实施阻抗匹配的匹配电路702构成。
[0165]NFC将13.56MHz的载波使用于通信中。因此，利用匹配电路702进行阻抗匹配，预先调整匹配电路702的阻抗，以使以从NFC控制IC701输出的载波的频率进行谐振。
[0166]在本实施方式中，阻抗匹配中使用安装于匹配电路702的电容器或线圈之类的无源元件。
[0167]NFC控制电路304和搭载在移动电话150上的NFC控制电路256通过各自的天线线圈进行NFC通信。
[0168]NFC控制IC701和搭载在移动电话150上的NFC控制电路256通过各自的天线线圈进行通信，进行与通信结果相应的所希望的动作。
[0169]切换单元203通过控制开关303、305而对状态I和状态2进行切换。
[0170]图14中表示控制开关303、305而切换状态I和状态2时的、时间轴和输出到NFC兼用位置检测线圈301'的信号之间的关系。
[0171]在图14的区间I中，NFC兼用位置检测线圈301'为状态1，将用于检测搭载于移动电话150的受电用线圈251的位置的脉冲波输出到位置检测线圈301。
[0172]在图14中，表示了输出到NFC兼用位置检测线圈301'的信号，其中，对于区间I的用虚线表示的位置检测用的脉冲波形，为了方便按照图9所示的位置检测线圈，表示了输出到X轴方向位置检测线圈301A及Y轴方向位置检测线圈301B的脉冲波形。
[0173]在区间I的期间中，为了检测设置于非接触充电装置100的受电用线圈251的位置坐标，通过位置检测控制电路302的开关的切换控制，对构成X轴方向位置检测线圈301A及Y轴方向位置检测线圈301B的各位置检测线圈输出脉冲信号。
[0174]此外，在图14所示的例中，示例了按顺序向X轴方向位置检测线圈301A及Y轴方向位置检测线圈301B输出脉冲信号的方法，但是不必限定于该方法。
[0175]例如，可以考虑如下方法:在区间I中首先向X轴方向位置检测线圈301A输出脉冲信号，并只在检测出受电用线圈251时，接下来向Y轴方向位置检测线圈301B输出脉冲信号。
[0176]S卩，也可以采用向X轴方向位置检测线圈301A输出脉冲信号，如果未检测出回波信号则结束区间I的方法，在这种情况下，能够缩短在充电台上不设置受电用线圈251时的区间I的时间。
[0177]在对位置检测线圈301输出脉冲信号后检测出受电用线圈251的位置坐标的情况或未检测出回波信号而位置检测控制电路302判定为在非接触充电装置100上未设置受电用线圈251的情况下，切换单元203将开关303关断且将开关305接通，由此向区间2(状态2)转移。
[0178]接下来，在图14所示的区间2中表示NFC兼用天线线圈转移到状态2时的状态。
[0179]在区间2中，使用13.56MHz的载波，在NFC控制电路304和搭载在移动电话150中的NFC控制电路256之间进行NFC通信。
[0180]在该区间2中，NFC控制IC701为了检测出成为NFC通信的目标的设备进行规定的期间的轮询。搭载在移动电话150中的NFC控制电路256对发送来的13.56MHz的载波进行负载调制，由此将响应指令发送到NFC控制IC701。
[0181]因此，在区间2中，在未检测出该响应指令的情况下，NFC控制IC701判定为移动电话150中未搭载有NFC功能。
[0182]在判定为在移动电话150中未搭载有NFC功能，或者与搭载于移动电话150的NFC控制电路256之间的NFC通信已结束的时间点，从区间2再次转移到区间I。
[0183]以下，参照图15对从本实施方式的非接触充电装置100对移动电话150的检测到实施非接触充电以及实施NFC通信为止的动作进行说明。
[0184]若开始从商用电源等外部电源向非接触充电装置100的供电，则电源电路204将电力转换为非接触充电装置100中使用的形态，起动非接触充电装置100 (步骤S10)。
[0185]但是，也可以在接入外部电源后，通过非接触充电装置100具有的人工开关等起动非接触充电装置100。
[0186]在起动非接触充电装置100后，切换单元203进行开关303、305的控制，使NFC兼用位置检测线圈301'转移到状态I (步骤Sll)。此外，在本实施方式中将该状态称为“初始状态”。
[0187]转移到状态I后，在步骤S12中，位置检测单元201在区间I的期间进行充电台101上是否存在移动电话150的判断。
[0188]在步骤S12中，如果在充电台101上存在移动电话150则检测其位置。
[0189]位置检测单元201利用从位置检测线圈301输出的脉冲信号激励移动电话150的受电用谐振电路252，并接收来自受电用线圈251的回波信号，由此进行移动电话150的位置检测。
[0190]此外，所谓移动电话150的位置，准确地说是充电台101面上的受电用线圈251的位置。
[0191]若通过接收回波信号，位置检测控制电路302判定为充电台上设置有受电用线圈251(步骤S12的“是”)，则将受电用线圈251的位置坐标存储于位置检测控制电路所装配的存储器(步骤SI3)。
[0192]在步骤S12中未检测出受电用线圈的情况下或步骤S13结束后，切换单元203控制开关303及开关305，因此，NFC兼用位置检测线圈301'转移到状态2 (步骤S14)。
[0193]在步骤S14中转移到状态2后，在区间2中，在NFC控制电路304和搭载在移动电话150中的NFC控制电路256之间进行NFC通信。
[0194]在该区间2中，NFC控制IC701为了检测成为NFC通信的目标的设备，进行规定的期间的轮询，由此判定载置于非接触充电装置100的移动电话150是否具备NFC功能(步骤 S15)。
[0195]搭载在移动电话150中的NFC控制电路256对发送来的13.56MHz的载波进行负载调制，由此将响应指令发送到NFC控制IC701。因此，在区间2中，在未检测出该响应指令的情况下，NFC控制IC701判定为移动电话150中未搭载有NFC功能(步骤S15的“否”)。
[0196]在步骤S15中判定为移动电话150中搭载有NFC功能的情况下，开始NFC通信(步骤 S16)。
[0197]在步骤16中开始NFC通信后，依次继续NFC通信是否结束的判定处理(步骤S17)。
[0198]在判定为在移动电话150中未搭载NFC功能的情况下(步骤S15的“否”)或者与搭载于移动电话150的NFC控制电路256之间的NFC通信已结束的时间点(步骤S17的“是”)，从区间2再次转移到区间I (步骤S18)。
[0199]在再次转移到状态I时，根据位置检测控制电路302在步骤S12中是否检测出受电用线圈251、即是否在位置检测控制电路302所安装的存储器中存储了受电用线圈251的位置坐标，流程发生变化(步骤S19)。
[0200]在步骤S19中，在步骤S12中检测出受电用线圈251的情况下，进入步骤S21，位置检测控制电路302控制线圈移动机构207，使送电用线圈208接近受电用线圈251的位置。
[0201]若在步骤S19中判定为未存储位置坐标的情况下(步骤19的“否”)，返回到初始状态。因此，只要未检测出受电用线圈251，NFC兼用位置检测线圈301'就反复步骤S12?步骤S19的流程。
[0202]在步骤S22中，判定是否完成了送电用线圈208的移动。如果未完成移动(步骤S22的“否”)，则使处理返回到步骤S21，继续进行送电用线圈208的移动。
[0203]在经过步骤S21及步骤S22，送电用线圈208向受电用线圈251的位置完成移动后(步骤S22的“是”)，充电控制电路205通过振荡电路206产生高频电流，对送电用线圈208流过高频电流。
[0204]若在图1所示的状态下对送电用线圈208流过高频电流，则在移动电话150的受电用线圈251中产生感应电动势，开始充电(步骤S23)。
[0205]并且，在充电过程中，判定是否收到从连接到外部设备连接单元209的外部设备向非接触充电装置100的与移动电话150进行NFC通信的请求(步骤S24)。
[0206]若在移动电话150的充电过程中，从外部设备收到NFC通信的请求(步骤S24的“是”)，切换单元203控制开关303及开关305使NFC兼用位置检测线圈301'转移到状态2 (步骤 S25)。
[0207]作为之后的流程的步骤S26?步骤S29进行与上述的步骤S15?步骤S18相同的动作。
[0208]此外，在进行步骤S26?步骤S29的处理的期间，也可以进行使送电用线圈208的充电动作停止的处理，或者，进行相对于NFC兼用位置检测线圈301'使送电用线圈208的距离离开的控制，或者，进行该充电停止的处理和对送电用线圈208的移动控制这两者。
[0209]通过这样构成，能够降低送电用线圈208发射的磁场对NFC通信中使用的磁场的影响。
[0210]但是，在这种情况下，从NFC通信结束到步骤S30之前，需要进行使送电用线圈208移动到受电用线圈251的位置的处理。
[0211]另外，也可以在步骤S26中位置检测控制电路302未检测出成为NFC通信的目标的设备的情况下，从位置检测控制电路302通过外部设备连接单元209向外部设备传输未检测出成为目标的设备之类的信息。
[0212]在步骤S26?步骤S29的流程后继续进行充电动作(步骤S30)。由此，即使在移动电话150的充电过程中，也能够实施NFC通信。[0213]最后，在步骤S31中，若在充电动作中在送电用线圈208上不再存在受电用线圈251，则充电控制电路205停止充电动作。因此，在充电控制电路205进行充电动作的期间，反复执行步骤S24到步骤S31。
[0214]若在步骤S31中充电控制电路205停止充电动作，则返回到初始状态，执行受电用线圈251的检测动作。
[0215]通过以上的流程，实现对设置在非接触充电装置100中的移动电话150的充电动作和NFC通信。
[0216]根据本流程，即使对于“搭载有非接触充电功能而未搭载NFC功能的移动电话”，也能够实现充电动作。
[0217]另外，即使对于“未搭载充电功能而搭载有NFC功能的移动电话”，通过重复执行步骤S12?步骤S19，也可以执行NFC通信。
[0218]通过以上的动作，非接触充电装置100能够实施与放置在充电台的移动电话所搭载的功能相应的所希望的动作。
[0219]另外，在此示出的处理流程是实施的一例，也可以是，根据设置于充电台的移动电话所搭载的功能相应，用户对充电装置所搭载的人工开关等进行切换，从而对状态I和状态2进行切换。
[0220]接下来，使用图16对本实施方式的充电台的大小进行说明。图16中表示移动电话150和充电台101的相对大小。本实施方式的充电台主要考虑用于移动电话的充电，需要假设各种大小的移动电话来设计充电台的大小。
[0221]一般地，移动电话呈收于正方形?长方形之类的几何形状的框中的形状。因此，在将充电台101的形状设为长方形时，充电台101相对于移动电话150的相对大小是重要的。
[0222]磁场强度依赖于产生磁场的天线的大小。因此，移动电话150所搭载的NFC用天线线圈254被配置为在移动电话150的壳体内部的大小尽可能大。
[0223]在图16所示的例中，假定移动电话150的NFC用天线线圈254被配置成与移动电话150的中心重叠。
[0224]NFC通信是利用感应电动势进行通信，该感应电动势是一方的天线产生的磁场通过另一方的天线而产生的感应电动势。
[0225]因此，进行通信的天线彼此重叠的区域越大，则磁场强度越高，灵敏度越上升。
[0226]如图16所示，使充电台101的短边方向的长度Lc大于移动电话150的短边方向的长度Lm，且，与移动电话的短边方向的长度Lm和NFC兼用位置检测线圈301'的间隔Dl之和相比，使充电台101的短边方向的长度Lc小。
[0227]但是，分别配置为，使充电台101的长边方向和NFC兼用位置检测线圈301'的长度方向平行。
[0228]另外，所谓NFC兼用位置检测线圈301'的“间隔D1”能够换言为“NFC兼用位置检测线圈301'激发的磁场的短边方向(充电台的短边方向)的宽度”，在图16所示的例中，是NFC兼用位置检测线圈301'的长度方向的一方的直线和与一方的直线相对的另一方的直线之间的距离。
[0229]实质上，优选根据NFC兼用位置检测线圈301'激发的磁场在移动电话150的短边方向占有怎样的宽度(或长度)来考虑NFC兼用位置检测线圈的间隔D1。[0230]通过这样设定充电台的大小，相对于NFC兼用位置检测线圈301'，移动电话150的NFC用天线线圈254总是重叠一半以上。
[0231]因此，相对于移动电话的大小，如上所述那样规定充电台的大小，并且，将配置于充电台的短边方向的多个Y轴方向位置检测线圈301B的配置于中央的位置检测线圈设为NFC兼用位置检测线圈301'，从而即使将移动电话放置在充电台的任何位置，进行NFC通信的天线彼此都相互重叠，能够进行通信。
[0232]S卩，能够与移动电话的位置无关地兼顾充电功能和NFC功能。如以上说明的那样，在本实施方式中对与作为NFC用天线线圈发挥功能的位置检测线圈交叉的多个位置检测线圈上串联连接BEF(Band Eliminate Filter，带通滤波器)，并且，将使用BEF使其衰减的频率设为与NFC中使用的13.56MHz的载波相同的频率。
[0233]由此，即使NFC用天线线圈产生的13.56MHz的磁场通过配置BEF的位置检测线圈，也抑制了位置检测线圈上产生的13.56MHz的高频电流。
[0234]因此，也能够抑制由于基于高频电流的电磁感应效应而从位置检测线圈生成的反磁场。
[0235]即，根据本实施方式的充电装置，能够抑制在与作为NFC通信用天线线圈发挥功能的位置检测线圈交叉的位置检测线圈周边产生的反磁场的产生，兼顾充电功能和NFC通?目。
[0236]此外，近距离无线通信(NFC通信)中使用的载波不限于13.56MHz，本实施方式的充电装置能够适应于利用电磁感应进行通信的设备的天线。
[0237]以上，本实施方式的充电装置，对于减轻对具有无线通信功能的被充电设备使用的电波的影响的同时，对被充电设备充电上是有效的。
[0238]此外，在以上的说明中，也可以将实施方式I及2中记载的内容任意地进行组合。根据本变形例，能够得到任意地组合实施例1及实施例2的效果。
[0239]2012年2月29日申请的日本专利申请特愿2012-044027、及2012年9月6日申请的日本专利申请特愿2012-195860中包含的说明书、附图及摘要的公开内容全部引用于
本申请。
[0240]工业实用性
[0241]本发明的充电装置作为具有无线通信功能的被充电设备的非接触充电装置等是有用的。具体的而言，作为对移动电话或智能手机等充电的非接触充电装置是有用的。
【权利要求】
1.充电装置，利用电磁感应向具有二次电池的被充电设备传输电力而对所述二次电池充电，具备: 位置检测单元，其检测放置在该充电装置上的所述被充电设备具有的受电用线圈的位置；以及 衰减防止单元，其防止在本装置周边产生的电波或磁场的衰减。
2.如权利要求1所述的充电装置， 所述位置检测单元具备配置为多列的线圈， 所述衰减防止单元是使规定的频率的电波或磁场衰减的谐振电路， 所述衰减防止单元的谐振电路设置在所述位置检测单元的线圈中。
3.充电装置，利用电磁感应向具有二次电池的被充电设备传输电力而对所述二次电池充电，具备: 位置检测单元，其检测放置在该充电装置上的所述被充电设备具有的受电用线圈的位置， 所述位置检测单元具有: 多列的线圈，其以规定的间隔配置；以及 电感电容并联谐振电路，其设置于所述多列的线圈中， 所述电感电容并联谐振电路的谐振频率是所述被充电设备在无线通信中使用的电波频带所包含的频率。
4.如权利要求3所述的充电装置， 具有谐振频率可变控制电路，该谐振频率可变控制电路将所述电感电容并联谐振电路的谐振频率变化为规定的频率， 所述谐振频率可变控制电路将所述规定的频率变化为所述被充电设备在无线通信中使用的电波频带所包含的频率。
5.如权利要求4所述的充电装置， 所述位置检测单元具有确定所述规定的频率的谐振频率切换电路， 所述谐振频率可变控制电路根据来自所述谐振频率切换电路的指示，控制所述电感电容并联谐振电路的谐振频率。
6.如权利要求5所述的充电装置， 所述谐振频率切换电路根据通过人工进行的输入开关的切换，确定所述规定的频率。
7.如权利要求5所述的充电装置， 所述谐振频率切换电路具备与所述被充电设备之间的通信功能，通过识别对所述被充电设备在无线通信中使用的每个频率分配的ID，确定所述规定的频率。
8.如权利要求2所述的充电装置， 具备用于所述被充电设备与外部设备利用电磁感应进行近距离通信的近距离通信天线， 所述近距离通信天线是所述位置检测单元的多个线圈中的任意一个。
9.如权利要求8所述的充电装置，具备: 近距离通信控制单元，其连接到所述近距离通信天线，并执行所述被充电设备和所述外部设备之间的近距离通信，切换单元，其对所述位置检测单元和所述近距离通信控制单元的动作进行切换。
10.如权利要求8所述的充电装置， 具备用于放置所述被充电设备的充电台，该充电台在内面侧配置所述位置检测单元的线圈， 所述充电台的短边方向的长度大于所述被充电设备的短边方向的长度，并且小于所述被充电设备的短边方向的长度与所述近距离通信天线的间隔之和。
11.如权利要求10所述的充电装置， 在所述充电台的纵向及横向上以规定的间隔配置多列所述位置检测单元的线圈，作为所述近距离通信天线的所述位置检测单元的线圈配置在所述位置检测单元的多列线圈中的短边方向的中央。
12.充电装置，利用电磁感应向具有二次电池的被充电设备传输电力而对所述二次电池充电，具备: 位置检测单元，其检测放置在该充电装置上的所述被充电设备具有的受电用线圈的位置；以及 近距离通信天线，其用于所述被充电设备和外部设备利用电磁感应进行近距离通信， 所述近距离通信天线是所述位置检测单元的多个线圈中的任意一个。
13.如权利要求12所述的充电装置，具备: 近距离通信控制单元，其连接到所述近距离通信天线，并执行所述被充电设备与所述外部设备之间的近距离通信 ；以及 切换单元，其对所述位置检测单元和所述近距离通信控制单元的动作进行切换。
【文档编号】H02J7/00GK103444044SQ201380000866
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年2月13日 优先权日:2012年2月29日
【发明者】长谷川悠, 金谷昌宣, 饭岛行雄, 山田一则 申请人:松下电器产业株式会社