(57)【要約】【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。【選択図】図１０
2012132142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４７１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。【０００６】
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。【０００７】
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。【０００８】
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】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】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２】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３】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４】図３に示す充電台の垂直縦断面図である。
【図５】図３に示す充電台の垂直横断面図である。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】携帯電話の他の一例を示すブロック図である。
【図９】携帯電話の他の一例を示すブロック図である。
【図１０】位置検出コイルの一例を示す拡大断面斜視図である。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【図１４】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。
【図１５】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１６】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。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【符号の説明】
【００７２】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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