(57)【要約】【課題】充電台に載置された複数の被充電機器ごとに、無線通信および充電を行うことができる充電装置を提供すること。【解決手段】携帯電話１５０が載置される充電台１０１は、そのＸ軸およびＹ軸に沿って複数列のコイルが配置されている。位置検出部２０１は、複数列のコイルを、携帯電話１５０の受電用コイル２５１の位置を検出するために用いる。ＮＦＣ制御部２０２は、複数列のコイルを、携帯電話１５０のＮＦＣ用アンテナコイル２５４の位置を検出し、携帯電話１５０とＮＦＣ通信するために用いる。切替部２０３は、複数列のコイルを、受電用コイル２５１の位置検出またはＮＦＣ通信のいずれに用いるかを切り替える。位置検出部２０１またはＮＦＣ制御部２０２は、受電用コイル２５１の検出結果と、ＮＦＣ用アンテナコイル２５４の検出結果とを、携帯電話１５０ごとに対応付けて記憶する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池を有する被充電機器へ電磁誘導により電力を伝送し、前記二次電池を充電する充電装置であって、
前記被充電機器を載置するための充電台と、
前記充電台と平行に配置された複数列のコイルと、
前記複数列のコイルを、前記被充電機器の受電用コイルの位置の検出に用いる位置検出部と、
前記複数列のコイルを、前記被充電機器の通信用アンテナの位置の検出および前記被充電機器との無線通信に用いる無線通信制御部と、
前記複数列のコイルを、前記受電用コイルの位置の検出、または、前記通信用アンテナの検出および前記無線通信、のいずれに用いるかを切り替える切替部と、
前記受電用コイルの検出結果と、前記通信用アンテナの検出結果とを、前記被充電機器ごとに対応付けて記憶する記憶部と、を備えた、
充電装置。
【請求項２】
前記無線通信制御部は、
前記被充電機器の無線通信用アンテナコイルの位置検出するためのポーリング信号を、前記複数列のコイルのそれぞれに対して順番に出力する、
請求項１記載の充電装置。
【請求項３】
前記複数列のコイルによって発生する磁界の減衰を防止する減衰防止部を備えた、
請求項１記載の充電装置。
【請求項４】
前記減衰防止部は、所定の周波数の電波または磁界を減衰させる共振回路であり、
前記共振回路は、前記複数列のコイルのうち、コイル同士が交差している箇所に設けられた、
請求項３記載の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被充電機器の電池に対して、電磁誘導作用により電力を伝送して充電する充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、被充電機器の電池を無接点充電方式により充電する充電装置が開示されている。特許文献１の充電装置は、被充電機器が置かれる充電台と、被充電機器の受電用コイルの位置を検出する位置検出用コイルと、電磁誘導により受電用コイルへ電力を伝送する送電用コイルと、を有する。
【０００３】
このような従来の無接点充電装置は、例えば、ムービングコイル方式を採用している。ムービングコイル方式とは、位置検出用コイルにより被充電機器の受電用コイルの位置を検出した後、その位置へ送電用コイルが移動する方式である。
【０００４】
また、従来の無接点充電装置は、充電台に置かれた無線通信装置との間で近距離無線通信を行うために、近距離無線通信用アンテナコイル（以下、「アンテナコイル」という）を備える。近距離無線通信は、例えば、ＮＦＣ（Near Field Communication）が挙げられる。
【０００５】
そして、従来の無接点充電装置において、アンテナコイルが、位置検出用コイルを兼ねる技術が考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−４４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の無接点充電装置は、充電台に載置して無線通信および充電を行うことができる被充電機器の数を１つとしている。すなわち、従来の無接点充電装置は、複数の被充電機器を充電台に載置した上で、その複数の被充電機器ごとに無線通信および充電を行うことはできない、という課題がある。
【０００８】
本発明の目的は、充電台に載置された複数の被充電機器ごとに、無線通信および充電を行うことができる充電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る充電装置は、二次電池を有する被充電機器へ電磁誘導により電力を伝送し、前記二次電池を充電する充電装置であって、前記被充電機器を載置するための充電台と、前記充電台と平行に配置された複数列のコイルと、前記複数列のコイルを、前記被充電機器の受電用コイルの位置の検出に用いる位置検出部と、前記複数列のコイルを、前記被充電機器の通信用アンテナの位置の検出および前記被充電機器との無線通信に用いる無線通信制御部と、前記複数列のコイルを、前記受電用コイルの位置の検出、または、前記通信用アンテナの検出および前記無線通信、のいずれに用いるかを切り替える切替部と、前記受電用コイルの検出結果と、前記通信用アンテナの検出結果とを、前記被充電機器ごとに対応付けて記憶する記憶部と、を備えた構成を採る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、充電台に載置された複数の被充電機器ごとに、無線通信および充電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る充電装置に携帯電話が載置された状態の一例を示す外観図
【図２】本発明の実施の形態に係る充電装置および携帯電話の各構成例を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態に係る充電装置が備える位置検出部およびＮＦＣ制御部の構成例を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態に係る充電装置が備える位置検出用コイルに発生する磁界と反磁界の一例を示す概要図
【図５】本発明の実施の形態に係る充電装置が備える位置検出用コイルに配置されるＢＥＦの実装状態の一例を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態に係る充電装置が備える位置検出用コイルに発生する磁界とＢＥＦを挿入することによる効果を示す図
【図７】本発明の実施の形態に係る充電装置が備える切替部に係る回路構成の一例を示す図
【図８】本発明の実施の形態に係る充電装置が備える位置検出用コイルに出力される信号の波形の一例を示す図
【図９】本発明の実施の形態に係る充電装置の動作例を示すフローチャート
【図１０】本発明の実施の形態に係る充電装置に携帯電話が載置された状態の一例を示す外観図
【図１１】本発明の実施の形態に係る充電装置、携帯電話、および外部機器の各構成例を示すブロック図
【図１２】本発明の実施の形態に係る充電装置が記憶する検出結果情報の一例を示す図
【図１３】本発明の実施の形態に係る充電装置が表示する検出結果情報の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１３】
なお、本発明の発明者らは、当業者が本実施の形態を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係る充電装置としての充電装置１００、および携帯電話１５０の状態の一例を示す外観図である。
【００１５】
図１において、充電装置１００の上面を構成する充電台１０１上に、５つの携帯電話１５０ａ〜１５０ｅが載せられている。なお、以下の説明において、単に「携帯電話１５０」と記す場合、特段の説明が無い限り「携帯電話１５０ａ〜１５０ｅのいずれか」を意味する。
【００１６】
充電装置１００は、無接点充電装置（非接触充電装置ともいう）である。携帯電話１５０は、充電装置１００により充電される被充電機器である。本実施の形態の被充電機器は、携帯電話１５０を例とするが、携帯電話に限定されず、近距離無線通信を可能とする無線通信装置であればよい。
【００１７】
充電装置１００は、電磁誘導効果としての非接触の電力伝送を利用して、携帯電話１５０が有する二次電池に電力を供給する。これにより、無接点充電（非接触充電）が実現される。
【００１８】
すなわち、充電装置１００の充電台１０１に対して、携帯電話１５０を載せるか、または、携帯電話１５０を近づけることにより、無接点充電が行われる。
【００１９】
また、携帯電話１５０はＮＦＣ機能（近距離無線通信機能）を搭載している。よって、図１の状態の場合、充電装置１００は、電磁誘導効果を利用して携帯電話１５０のＮＦＣ用アンテナコイルに電力を供給する。これにより、充電装置１００と携帯電話１５０との間で、近距離無線通信（以下、「ＮＦＣ通信」という）が行われる。
【００２０】
ＮＦＣ通信により、携帯電話１５０と、充電装置１００に接続される外部機器との間で種々の情報通信を行うことができる。
【００２１】
例えば、外部機器としてカーナビゲーション装置が充電装置１００に接続されている場合、携帯電話１５０で設定した目的地情報が、ＮＦＣ通信によってカーナビゲーション装置へ送信される。これにより、携帯電話１５０を介して、カーナビゲーション装置の目的地の設定ができる。このように、携帯電話１５０は、充電装置１００を介して、充電装置１００に接続された外部機器と、様々な通信を行うことができる。
【００２２】
なお、携帯電話１５０と外部機器との間で行なわれるＮＦＣ通信の通信内容については詳細な説明を後述する。
【００２３】
ＮＦＣ通信では、１３．５６ＭＨｚの搬送波が使用され、アンテナコイルに発生する磁界を利用してデータの送受信を行う。よって、ＮＦＣでの通信を行うためには、充電台あるいは充電台の近傍に、１３．５６ＭＨｚの周波数の磁界を発生させるアンテナコイルを設けることが必要となる。
【００２４】
充電装置１００は、充電台１０１の内部に複数配置される位置検出用コイルのうち、後述の処理によって選択されたコイルを、ＮＦＣ用アンテナコイルとしても用いる。すなわち、選択された位置検出用コイルは、ＮＦＣ用アンテナコイルを兼ねて機能する。
【００２５】
すなわち、充電装置１００は、位置検出用コイルをＮＦＣ用アンテナコイルとしても用いる。よって、従来の充電台にＮＦＣ用アンテナを新しく追加することなく、ＮＦＣ機能を充電台に搭載することができる。
【００２６】
したがって、充電装置１００は、モノや設備を配置するために場所を確保し易い一般家庭またはオフィスなどの室内に備えた場合はもちろん、スペースが限られた場所（例えば、自動車、電車、飛行機などの内部）に備えた場合に、有用である。
【００２７】
また、充電装置１００は、携帯電話１５０に備えられた受電用コイルおよびＮＦＣ用アンテナコイルの位置を別々に検出する（詳細は後述）。これにより、充電時およびＮＦＣ通信時における携帯電話１５０と充電装置１００との相対位置を良好にすることができる。
【００２８】
図２は、充電装置１００および携帯電話１５０のそれぞれの内部構成の一例を示すブロック図である。
【００２９】
充電装置１００は、携帯電話１５０に対して非接触（電磁誘導作用）で電力を供給する。携帯電話１５０は、特定の周波数を用いた無線通信が可能な無線通信装置である。また、携帯電話１５０は、充電装置１００からの電力を二次電池に充電する被充電機器である。
【００３０】
携帯電話１５０は、図２に示すように、受電用コイル２５１、受電用共振回路２５２、充電制御回路２５３、近距離無線通信アンテナとしてのＮＦＣ用アンテナコイル２５４、ＮＦＣ用共振回路２５５、ＮＦＣ制御回路２５６、および二次電池２５７を有する。
【００３１】
充電装置１００は、図２に示すように、充電台１０１、位置検出部２０１、ＮＦＣ制御部２０２、切替部２０３、電源回路２０４、充電制御回路２０５、発振回路２０６、コイル移動機構２０７、送電用コイル２０８、および外部機器接続部２０９を有する。
【００３２】
充電台１０１は、携帯電話１５０が載置される台である。
【００３３】
位置検出部２０１は、充電台１０１に置かれた携帯電話１５０のそれぞれの位置を検出する。携帯電話１５０のそれぞれの位置は、厳密には、充電台１０１に置かれた携帯電話１５０のそれぞれに備えられた受電用コイル２５１の位置である。位置検出部２０１は、複数のコイルを有する。複数のコイルは、携帯電話１５０の受電用コイル２５１の位置を検出するだけでなく、携帯電話１５０とＮＦＣ通信を行うためのＮＦＣ用アンテナとしても機能する。なお、複数のコイルの詳細については、図３を用いて後述する。
【００３４】
ＮＦＣ制御部２０２は、充電台１０１に置かれた携帯電話１５０のＮＦＣ用アンテナコイル２５４の位置を検出する。そして、ＮＦＣ制御部２０２は、携帯電話１５０との間でＮＦＣ通信を実行する。
【００３５】
切替部２０３は、最適な位置にあるコイルを検出し、その中から一つを選択してＮＦＣ用アンテナコイルとして用いるために、位置検出部２０１の複数のコイルを、各機能に応じて切り替える。ここでいう「各機能」とは、充電機能およびＮＦＣ通信機能である。充電機能は、携帯電話１５０の受電用コイル２５１の位置検出機能を含む。ＮＦＣ通信機能は、携帯電話１５０のＮＦＣ用アンテナコイル２５４の位置検出機能を含む。
【００３６】
電源回路２０４は、商用電源などの外部電源から充電装置１００に供給される電力を、充電装置１００で使用できる態様に変換する。
【００３７】
充電制御回路２０５は、発振回路２０６を介して高周波電流を発生させ、送電用コイル２０８に高周波電流を流す。
【００３８】
例えば、図１に示す状態で送電用コイル２０８に高周波電流が流れると、携帯電話１５０の受電用コイル２５１に誘導起電力が発生する。この誘導起電力が、携帯電話１５０の二次電池２５７に充電される。
【００３９】
なお、充電制御回路２０５は、携帯電話１５０の二次電池２５７の充電状態を検知する充電検知機能を有し、充電完了を判断してもよい。
【００４０】
コイル移動機構２０７は、充電台１０１に沿って、位置検出部２０１が検出（詳細は後述）した携帯電話１５０の位置へ、送電用コイル２０８を接近させる。
【００４１】
コイル移動機構２０７は、充電台１０１が構成する面のＸ軸方向に送電用コイル２０８を移動させるＸ軸サーボモータと、Ｙ軸方向に送電用コイルを移動させるＹ軸サーボモータとから成る。
【００４２】
送電用コイル２０８は、充電制御回路２０５の制御により、携帯電話１５０の受電用コイル２５１へ接近したときに高周波電流が流れる。
【００４３】
外部機器接続部２０９は、充電装置１００に接続される外部機器と、充電装置１００とを接続する。すなわち、外部機器は、外部機器接続部２０９を介して、位置検出部２０１およびＮＦＣ制御部２０２との間で双方向通信を行う。
【００４４】
図３は、上述した位置検出部２０１およびＮＦＣ制御部２０２の内部構成の一例を示すブロック図である。ただし、説明の便宜上、図３は、図２に示す切替部２０３、コイル移動機構２０７、および外部機器接続部２０９を図示している。
【００４５】
図３において、位置検出部２０１は、位置検出コイル３０１、位置検出制御回路３０２、切替部２０３によりオン／オフが切り替えられる位置検出スイッチ３０３を備える。また、図３において、ＮＦＣ制御部２０２は、ＮＦＣ制御回路３０４、切替部２０３によりオン／オフが切り替えられるＮＦＣアンテナスイッチ３０５を備える。切替部２０３は、位置検出制御回路３０２またはＮＦＣ制御回路３０４のいずれかからの制御信号に基づいて、スイッチの切り替えを行う。すなわち、切替部２０３は、スイッチの切り替えとして、位置検出スイッチ３０３およびＮＦＣアンテナスイッチ３０５のうち、一方をオンにし、もう一方をオフにする。
【００４６】
位置検出コイル３０１は、充電台１０１の内面側（充電装置１００の内部側）において、所定の間隔で配置された複数列のコイルである。
【００４７】
位置検出コイル３０１は、Ｘ軸方向位置検出コイル３０１Ａと、Ｙ軸方向位置検出コイル３０１Ｂとを備える。Ｘ軸方向位置検出コイル３０１Ａは、送電用コイル２０８と受電用コイル２５１のＸ軸方向の位置を検出するためのコイルである。また、Ｙ軸方向位置検出コイル３０１Ｂは、送電用コイル２０８と受電用コイル２５１のＹ軸方向の位置を検出するためのコイルである。Ｘ軸方向位置検出コイル３０１ＡおよびＹ軸方向位置検出コイル３０１Ｂは、プリント基板３００に配置された銅箔パターンで形成される。
【００４８】
Ｘ軸方向位置検出コイル３０１Ａは、長手方向がＹ軸方向に並行な長穴（あるいは楕円）形状のコイルがＸ軸方向に複数（図３では４つ）配列されて成る。そして、複数のコイル３０１ａ１〜３０１ａ４の端は、それぞれ、位置検出スイッチ３０３およびＮＦＣアンテナスイッチ３０５に接続される。
【００４９】
Ｙ軸方向位置検出コイル３０１Ｂは、長手方向がＸ軸方向に並行な長穴（あるいは楕円）形状のコイルがＹ軸方向に複数（図３では３つ）配列されて成る。そして、複数のコイル３０１ｂ１〜３０１ｂ３の端は、それぞれ、位置検出スイッチ３０３およびＮＦＣアンテナスイッチ３０５に接続される。
【００５０】
なお、Ｘ軸方向位置検出コイル３０１ＡおよびＹ軸方向位置検出コイル３０１Ｂを構成する各コイルにおいて、隣接するコイルの間隔は、受電用コイル２５１の外径よりも小さい。当該間隔を狭くすれば、受電用コイル２５１の位置を正確に検出することができる。
【００５１】
本実施の形態の充電装置１００は、図３に示す複数の位置検出コイル３０１のうちの一つを適宜選択的に切り替えて（選択切替処理については後述）、それをＮＦＣ用アンテナコイルとしても利用する。すなわち、位置検出用コイル３０１のそれぞれは、ＮＦＣ用アンテナコイルを兼ねることができる。
【００５２】
以下、図３に示すコイル３０１ｂ２を、位置検出コイルとＮＦＣ用アンテナコイルを兼ねるコイル（以下、「兼用コイル」という）として利用する場合を例として説明する。
【００５３】
図３に示すように、位置検出コイル３０１は、充電台１０１のＸ軸方向と充電台１０１のＹ軸方向とにそれぞれ配置される。そして、Ｘ軸方向位置検出コイル３０１Ａの各コイル３０１ａ１〜３０１ａ４と、Ｙ軸方向位置検出コイル３０１Ｂの各コイル３０１ｂ１〜３０１ｂ３とは、それぞれ、交差している。
【００５４】
したがって、兼用コイル３０１ｂ２も、コイル３０１ａ１〜３０１ａ４のそれぞれと直交する。
【００５５】
一般的に、ＮＦＣ通信では、送信側のアンテナコイルが１３．５６ＭＨｚの磁界を発生させる。この磁界による磁束が受信側のアンテナコイルを通過することで、受信側のアンテナコイルに誘導起電力が発生する。そして、発生した誘導起電力を利用することで、通信が可能となる。
【００５６】
よって、送信側のアンテナコイルに発生する磁界には、受信側に搭載されるＩＣを起動させるのに必要な電力を発生させるだけの強度が必要となる。
【００５７】
また、受信側のアンテナコイルに発生する誘導起電力は、受信側のアンテナコイルを通過する磁界の強度に比例する。
【００５８】
図３において、兼用コイル３０１ｂ２に対して、複数のコイル３０１ａ１〜３０１ａ４が交差している。そのため、兼用コイル３０１ｂ２が発生させる１３．５６ＭＨｚの磁束は、Ｘ軸方向位置検出コイル３０１Ａを構成する各コイル３０１ａ１〜３０１ａ４も通過することになる。
【００５９】
したがって、複数のコイル３０１ａ１〜３０１ａ４から成るＸ軸方向位置検出コイル３０１Ａは、図４に示すように、兼用コイル３０１ｂ２が発生させる磁界４０１を受けて、電磁誘導効果によりコイル周辺に磁界４０２を発生させる。この磁界４０２の方向は、兼用コイル３０１ｂ２が発生させる磁界とは反対方向である。そこで、以下では、磁界４０２を「反磁界４０２」という。
【００６０】
この反磁界４０２は、本来のＮＦＣ通信に必要な磁界４０１を減衰させてしまう。磁界４０１が減衰することにより、携帯電話１５０のＮＦＣ用アンテナコイル２５４に発生する誘導起電力も低下してしまう。
【００６１】
そして、ＮＦＣ用アンテナコイル２５４に発生する誘導起電力が低下することで、通信が不安定になる。すなわち、充電装置１００は、携帯電話１５０のＮＦＣ制御回路２５６との間で、通信エラーが生じたり、通信ができなくなったりする。
【００６２】
そこで、本実施の形態の充電装置１００は、ＮＦＣ通信に必要な磁界４０１の減衰を防止するため、図５に示す構成を採る。すなわち、図５に示すように、充電装置１００は、減衰防止部として、ＢＥＦ（Band-elimination filter）５０１を備える。ＢＥＦ５０１は、ＬＣ並列共振回路で構成される。そして、ＢＥＦ５０１は、兼用コイル３０１ｂ２と交差するＸ軸方向位置検出コイル３０１Ａ（３０１ａ１〜３０１ａ４）に対し、直列に接続する。
【００６３】
なお、図５は、図面の見易さの観点から、兼用コイル３０１ｂ２とＸ軸方向位置検出コイル３０１Ａとが交差している箇所にのみ、ＢＥＦ５０１を配置した状態を図示している。しかし、実際には、Ｙ軸方向位置検出コイル３０１Ｂを構成するコイル３０１ｂ１〜３０１ｂ３のうち、どのコイルが兼用コイルとして選択されても対応できる構成である。すなわち、ＢＥＦ５０１は、Ｘ軸方向位置検出コイル３０１Ａを構成するコイル３０１ａ１〜３０１ａ４と、Ｙ軸方向位置検出コイル３０１Ｂを構成するコイル３０１ｂ１〜３０１ｂ３との全ての交差箇所に配置されている。
【００６４】
一般的に、ＢＥＦは、回路上の特定の周波数のみを減衰させることが可能である。そこで、本実施の形態において、ＢＥＦ５０１で減衰させる所定の周波数は、ＮＦＣ通信で使用する１３．５６ＭＨｚの搬送波と同じ周波数とする。
【００６５】
これにより、図６に示すように、兼用コイル３０１ｂ２が発生させる１３．５６ＭＨｚの磁界４０１が、ＢＥＦ５０１と直列に接続されたＸ軸方向位置検出コイル３０１Ａを通過しても、高周波電流の発生を抑制でき、反磁界の発生も抑制できる。
【００６６】
次に、位置検出コイルをＮＦＣ用アンテナコイルとして兼用させる際の実装状態について述べる。
【００６７】
上述した通り、本実施の形態の充電装置１００において、位置検出コイル３０１は、兼用コイルとして、携帯電話１５０の受電用コイル２５１の位置を検出するため、および、携帯電話１５０とＮＦＣ通信を行うために用いられる。そして、兼用コイルは、それぞれの用途で異なる周波数を扱う。そのため、充電装置１００は、図７に示す構成を備える。図７は、図３および図５の構成を別の視点で示す図である。よって、図７において、図３および図５と同一の構成については、同一の符号を付している。
【００６８】
図７に示すように、位置検出スイッチ３０３およびＮＦＣアンテナスイッチ３０５は、切替部２０３に接続されている。そして、切替部２０３の動作により、位置検出スイッチ３０３またはＮＦＣアンテナスイッチ３０５のいずれかは、一方がオンとなり、もう一方がオフとなる。これにより、兼用コイル３０１’の機能が、位置検出用コイルまたはＮＦＣ用アンテナコイルのいずれかに切り替えられる。なお、位置検出スイッチ３０３に切り替えられたとき、兼用コイル３０１’は、位置検出コイル３０１のそれぞれである。一方、ＮＦＣ用アンテナスイッチ３０５に切り替えられたとき、兼用コイル３０１’は、位置検出コイル３０１のうちの１つである。
【００６９】
兼用コイル３０１’は、切替部２０３が位置検出スイッチ３０３をオンにし、かつ、ＮＦＣアンテナスイッチ３０５をオフにした場合、位置検出用コイルとして機能する。兼用コイル３０１’が位置検出用コイルとして機能する状態を、以下、「状態１」という。
【００７０】
状態１の場合、兼用コイル３０１’は、以下のように機能する。すなわち、兼用コイル３０１’は、位置検出制御回路３０２から出力されるパルス信号（パルス波形ともいう）により、携帯電話１５０の受電用共振回路２５２を励起する。そして、兼用コイル３０１’は、携帯電話１５０の受電用コイル２５１から再放出される磁界（以下、「エコー信号」という）を受信する。このようにして、兼用コイル３０１’は、受電用コイル２５１の位置を検出する位置検出用コイルとして機能する。
【００７１】
ここで、受電用コイル２５１からのエコー信号のレベルは、位置検出コイル３０１と受電用コイル２５１の相対位置によって変動する。
【００７２】
このため、位置検出制御回路３０２は、パルス信号の出力先となる各位置検出コイル３０１と受電用コイル２５１の相対距離に応じて異なるエコー信号のレベルに基づいて、充電台１０１上の携帯電話１５０の位置を検出することができる。
【００７３】
したがって、状態１の場合、兼用コイル３０１’は、携帯電話１５０の受電用共振回路２５２を共振させるパルス信号、および、受電用コイル２５１から出力されるエコー信号を、位置検出制御回路３０２へ伝送する経路となる。
【００７４】
また、兼用コイル３０１’は、切替部２０３が位置検出スイッチ３０３をオフにし、かつ、ＮＦＣアンテナスイッチ３０５をオンにした場合、ＮＦＣ用アンテナコイルとして機能する。兼用コイル３０１’がＮＦＣ用アンテナコイルとして機能する状態を、以下、「状態２」という。
【００７５】
図７に示すように、ＮＦＣ制御回路３０４は、ＮＦＣ制御ＩＣ７０１およびマッチング回路７０２を有する。ＮＦＣ制御ＩＣ７０１は、携帯電話１５０とＮＦＣ通信を行う際に、１３．５６ＭＨｚの搬送波を制御し出力する。マッチング回路７０２は、ＮＦＣ制御ＩＣ７０１と兼用コイル３０１’の間の経路でインピーダンスマッチングを実施する。
【００７６】
ＮＦＣ通信では、１３．５６ＭＨｚの搬送波が使用される。したがって、マッチング回路７０２においてインピーダンスマッチングが行われ、ＮＦＣ制御ＩＣ７０１から出力される搬送波が兼用コイル３０１’で共振するように回路のインピーダンスが予め調整される。
【００７７】
本実施の形態においては、インピーダンスマッチングは、マッチング回路７０２に実装するコンデンサやコイルといった受動部品が使用される。
【００７８】
ＮＦＣ制御回路３０４と、携帯電話１５０に搭載されているＮＦＣ制御回路２５６とは、ぞれぞれのアンテナコイルを介してＮＦＣ通信を行う。
【００７９】
ＮＦＣ制御ＩＣ７０１と、携帯電話１５０に搭載されているＮＦＣ制御回路２５６とは、ぞれぞれのアンテナコイルを介して通信を行い、通信結果に応じた所望の動作を行う。
【００８０】
なお、図７では、図示を省略しているが、位置検出制御回路３０２とＮＦＣ制御回路３０４とは、接続されている。
【００８１】
以上のように、本実施の形態の充電装置１００において、切替部２０３は、位置検出スイッチ３０３およびＮＦＣアンテナスイッチ３０５を切り替えることで、状態１と状態２とを切り替える。
【００８２】
図８は、切替部２０３が状態１と状態２を切り替える際に兼用コイル３０１’に出力される信号を、時間軸に沿って示す図である。
【００８３】
図８に示す区間１は、兼用コイル３０１’が状態１の期間である。この状態１のとき、位置検出制御回路３０２は、位置検出用のパルス波形を位置検出コイル３０１へ出力する。位置検出用のパルス波形とは、充電台１０１に載置されている携帯電話１５０の受電用コイル２５１の位置座標を検出するための信号である。また、パルス波形の出力先となる位置検出コイル３０１は、Ｘ軸方向位置検出コイル３０１ＡおよびＹ軸方向位置検出コイル３０１Ｂを構成する各コイルである。
【００８４】
図８において、区間１の破線は、位置検出用のパルス波形を示している。この位置検出用のパルス波形は、図３に示す位置検出コイル３０１に倣って、Ｘ軸方向位置検出コイル３０１Ａに出力されるパルス波形、および、Ｙ軸方向位置検出コイル３０１Ｂに出力されるパルス波形が便宜的に示されている。
【００８５】
また、図８において、位置検出用のパルス波形は、先にＸ軸方向位置検出コイル３０１Ａへ出力され、次にＹ軸方向位置検出コイル３０１Ｂへ出力される例として図示されている。すなわち、区間１において、位置検出用のパルス波形は、時間の経過とともに、Ｘ軸方向位置検出コイル３０１ａ１、Ｘ軸方向位置検出コイル３０１ａ２・・・Ｙ軸方向位置検出コイル３０１ｂ１・・・Ｙ軸方向位置検出コイル３０１ｂ３というように、７つのコイルに対して順番に出力される。このように、位置検出用のパルス波形は、プリント基板３００上を走査するように出力される。
【００８６】
ただし、位置検出用のパルス波形は、必ずしも上述した順番に出力され必要は無く、ランダムに出力されてもよい。
【００８７】
または、位置検出用のパルス波形は、例えば、区間１において、まずＸ軸方向位置検出コイル３０１Ａに出力され、それにより受電用コイル２５１が検出された場合のみ、次にＹ軸方向位置検出コイル３０１Ｂに出力する、といった方法が考えられる。
【００８８】
すなわち、Ｘ軸方向位置検出コイル３０１Ａに位置検出用のパルス波形を出力し、エコー信号が検出されなければ区間１を終了するといった方法を採用してもよい。この場合、受電用コイル２５１が充電台１０１に設置されていないときの区間１の時間を短くすることができる。
【００８９】
位置検出コイル３０１に位置検出用のパルス波形が出力されてから、受電用コイル２５１の位置座標を検出した場合、または、エコー信号が検出されず受電用コイル２５１が充電装置１００に設置されていないと位置検出制御回路３０２が判定した場合、区間２（状態２）に遷移する。この遷移は、上述した通り、切替部２０３が位置検出スイッチ３０３をオフにし、かつ、ＮＦＣアンテナスイッチ３０５をオンにすることで行われる。
【００９０】
図８に示す区間１は、兼用コイル３０１’が状態２の期間である。
【００９１】
区間２において、充電装置１００のＮＦＣ制御回路３０４と、携帯電話１５０のＮＦＣ制御回路２５６との間で、１３．５６ＭＨｚの搬送波を使用したＮＦＣ通信が行われる。
【００９２】
また、区間２において、ＮＦＣ制御回路３０４のＮＦＣ制御ＩＣ７０１は、ＮＦＣ通信のターゲットとなる機器を検出するために、所定の期間ポーリングを行う。換言すれば、ＮＦＣ制御ＩＣ７０１は、充電台１０１に載置されている携帯電話１５０のＮＦＣ用アンテナコイル２５４を検出するために、ポーリング信号を出力する。ポーリング信号は、Ｙ軸方向位置検出コイル３０１ｂ１〜３０１ｂ３の各コイルに対して、順次出力される。すなわち、ＮＦＣ制御ＩＣ７０１は、位置検出コイル３０１Ｂを構成する各コイルを順次切り替えて、ポーリング信号を出力する。なお、ポーリング信号の出力の際、切替部２０３は、ＮＦＣアンテナスイッチ３０５をオンにし、かつ、位置検出スイッチ３０３をオフにする。
【００９３】
携帯電話１５０のＮＦＣ制御回路２５６は、充電装置１００からの１３．５６ＭＨｚの搬送波を負荷変調することで、レスポンスコマンドをＮＦＣ用アンテナコイル２５４を介して出力する。充電装置１００は、そのレスポンスコマンドを、位置検出コイル３０１を介して受信し、ＮＦＣ制御ＩＣ７０１に送る。
【００９４】
すなわち、ＮＦＣ制御ＩＣ７０１がレスポンスコマンドを検出した際に、接続された位置検出コイルが兼用コイル３０１’として機能することになる。
【００９５】
また、区間２において、ＮＦＣ制御ＩＣ７０１は、レスポンスコマンドを検出しない場合、携帯電話１５０にＮＦＣ機能が搭載されていないと判定する。
【００９６】
ＮＦＣ制御ＩＣ７０１が携帯電話１５０にＮＦＣ機能が搭載されていないと判定した場合、または、携帯電話１５０のＮＦＣ制御回路２５６との間でのＮＦＣ通信が終了した場合、区間２から再び区間１に遷移する。
【００９７】
以下、本実施の形態の充電装置１００の動作の一例について、図９を参照して説明する。なお、ここで説明する動作は、携帯電話１５０の検出から、非接触充電およびＮＦＣ通信の実施までの動作とする。
【００９８】
ステップＳ１０において、外部電源（例えば、商用電源）から充電装置１００へ電力の供給が開始されると、電源回路２０４がその電力を充電装置１００で使用する態様に変換し、充電装置１００が起動する。なお、充電装置１００は、外部電源の投入後、充電装置１００が備える手動スイッチ等の操作に基づいて起動してもよい。そして、位置検出部２０１の位置検出制御回路３０２は、切替部２０３に対して、スイッチの切り替えを指示する。
【００９９】
ステップＳ１１において、切替部２０３は、位置検出制御回路３０２の指示に基づいてスイッチの切り替えを行い、兼用コイル３０１’を状態１に設定する。すなわち、切替部２０３は、位置検出スイッチ３０３をオンにし、ＮＦＣアンテナスイッチ３０５をオフにすることで、兼用コイル３０１’を状態１に遷移させる。このときの状態１は「初期状態」という。
【０１００】
ステップＳ１２において、位置検出制御回路３０２は、図８に示す区間１の間に、充電台１０１の面上における受電用コイル２５１の位置の検出（換言すれば、充電台１０１の面上における携帯電話１５０の位置検出）を行う。上述した通り、位置検出制御回路３０２は、位置検出コイル３０１へ出力した位置検出用のパルス波形により、携帯電話１５０の受電用共振回路２５２を励起する。そして、位置検出制御回路３０２は、受電用コイル２５１からエコー信号を受信することによって、受電用コイル２５１の位置を検出する。
【０１０１】
受電用コイル２５１の位置を検出できた場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、位置検出制御回路３０２は、充電台１０１の上に携帯電話１５０が載置されていると判断する。そして、フローは、ステップＳ１３へ進む。
【０１０２】
受電用コイル２５１の位置を検出できなかった場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、位置検出制御回路３０２は、充電台１０１の上に携帯電話１５０が載置されていないと判断する。そして、位置検出制御回路３０２は、切替部２０３に対して、スイッチの切り替えを指示する。そして、フローは、ステップＳ１４へ進む。
【０１０３】
ステップＳ１３において、位置検出制御回路３０２は、位置検出制御回路３０２に実装されるメモリに、受電用コイル２５１の位置座標を記憶する。そして、位置検出制御回路３０２は、切替部２０３に対して、スイッチの切り替えを指示する。
【０１０４】
ステップＳ１４において、切替部２０３は、位置検出制御回路３０２の指示に基づいてスイッチの切り替えを行い、兼用コイル３０１’を状態２に切り替える。すなわち、切替部２０３は、位置検出スイッチ３０３をオフにし、ＮＦＣアンテナスイッチ３０５をオンにすることで、兼用コイル３０１’を状態２に遷移させる。
【０１０５】
ステップＳ１５において、ＮＦＣ制御回路３０４は、図８に示す区間２において、充電台１０１の面上におけるＮＦＣ用アンテナコイル２５４の位置の検出を行う。このとき、上述した通り、ＮＦＣ制御回路３０４のＮＦＣ制御ＩＣ７０１は、ＮＦＣ通信のターゲットとなる機器を検出するため、位置検出コイル３０１を順次切り替えて所定の期間ポーリングを行う。携帯電話１５０のＮＦＣ制御回路２５６は、充電装置１００から送られてくる１３．５６ＭＨｚの搬送波を負荷変調することで、レスポンスコマンドをＮＦＣ制御ＩＣ７０１へ送信する。またこのとき、ＮＦＣ制御回路２５６は、レスポンスコマンドとともに、携帯電話１５０ごとに固有のＩＤ（以下、「ＮＦＣＩＤ」という。識別情報の一例）を、ＮＦＣ制御ＩＣ７０１へ送信する。そして、ＮＦＣ制御ＩＣ７０１は、レスポンスコマンドとＮＦＣＩＤを検出することで、ＮＦＣ用アンテナコイル２５４の充電台１０１上の位置を検出する。
【０１０６】
ＮＦＣ用アンテナコイル２５４の位置を検出できた場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、ＮＦＣ制御回路３０４は、携帯電話１５０がＮＦＣ通信機能を備えていると判断する。そして、フローは、ステップＳ１６へ進む。
【０１０７】
ＮＦＣ用アンテナコイル２５４の位置を検出できなかった場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、ＮＦＣ制御回路３０４は、携帯電話１５０がＮＦＣ通信機能を備えていない、または、携帯電話１５０のＮＦＣ制御回路２５６との間のＮＦＣ通信が終了した、と判断する。そして、フローは、ステップＳ１９へ進む。
【０１０８】
ステップＳ１６において、ＮＦＣ制御回路３０４は、ＮＦＣ制御ＩＣ７０１に備えられたメモリに、ＮＦＣアンテナ用コイル２５４を検出した兼用コイル３０１’とＮＦＣＩＤとを紐付けて記憶する。そして、ＮＦＣ制御回路３０４は、位置検出制御回路３０２に記憶されている受電用コイル２５１の位置座標を読み出す。そして、ＮＦＣ制御回路３０４は、読み出した受電用コイル２５１の位置座標を、ＮＦＣアンテナ用コイル２５４を検出した兼用コイル３０１’とＮＦＣＩＤとに紐付けて記憶する。
【０１０９】
このように、本実施の形態の充電装置１００は、携帯電話１５０のそれぞれについて、受電用コイル２５１の検出結果と、ＮＦＣ用アンテナコイル２５４の検出結果とを紐付けて記憶するようにする。このような情報は、後述するが、「検出結果情報」という。検出結果情報の記憶の態様については、図１２を用いて後述する。なお、本実施の形態では、検出結果情報は、ＮＦＣ制御回路３０４のＮＦＣ制御ＩＣ７０１のメモリに記憶される例としたが、これに限定されない。検出結果情報の記憶先は、例えば、位置検出制御回路３０２のメモリでもよいし、または、位置検出制御回路３０２とＮＦＣ制御回路３０４に属さないメモリでもよい。
【０１１０】
よって、本実施の形態の充電装置１００は、充電台１０１に載置された複数の携帯電話１５０ａ〜ｅごとに検出結果情報を記憶し、それに基づいて充電および無線通信を行う。したがって、充電装置１００は、携帯電話１５０ａ〜ｅごとに独立して、充電および無線通信を行うことができる。
【０１１１】
ステップＳ１７において、ＮＦＣ制御回路３０４は、携帯電話１５０のＮＦＣ制御回路２５６との間で、ＮＦＣ通信を行う。ここでＮＦＣ通信が行われる携帯電話１５０は、ステップＳ１６で記憶したＮＦＣＩＤの携帯電話１５０である。
【０１１２】
ステップＳ１８において、ＮＦＣ制御回路３０４は、ＮＦＣ通信が終了したか否かの判定を行う。
【０１１３】
ＮＦＣ通信が終了していない場合（ステップＳ１８：ＮＯ）、ＮＦＣ制御回路３０４は、再び同じ判定を行う。すなわち、フローは、ステップＳ１８へ戻る。
【０１１４】
ＮＦＣ通信が終了した場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、ＮＦＣ制御回路３０４は、切替部２０３に対して、スイッチを切り替えるように指示する。そして、フローは、ステップＳ１９へ進む。
【０１１５】
ステップＳ１９において、切替部２０３は、ＮＦＣ制御回路３０４の指示に基づいてスイッチの切り替えを行い、兼用コイル３０１’を状態１に切り替える。すなわち、切替部２０３は、位置検出スイッチ３０３をオンにし、ＮＦＣアンテナスイッチ３０５をオフにすることで、兼用コイル３０１’を再び状態１に遷移させる。
【０１１６】
ステップＳ２０において、位置検出制御回路３０２は、既に受電用コイル２５１を検出しているか否か、すなわち、受電用コイル２５１の位置座標を記憶済みであるか否かを判定する。
【０１１７】
受電用コイル２５１の位置座標を記憶済みである場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、フローは、ステップＳ２１へ進む。
【０１１８】
受電用コイル２５１の位置座標を記憶済みではない場合（ステップＳ２０：ＮＯ）、フローは、ステップＳ１２へ戻る。すなわち、初期状態に戻る。したがって、受電用コイル２５１が検出されない限り、ステップＳ１２〜ステップＳ２０のフローが繰り返される。
【０１１９】
ステップＳ２１において、位置検出制御回路３０２は、充電すべき携帯電話１５０があるか否かを判定する。
【０１２０】
この判定は、例えば、充電装置１００に接続される外部機器の操作部にてユーザが行った指示に基づく。すなわち、位置検出制御回路３０２は、外部機器接続部２０９を介して、どの携帯電話１５０を充電するのかについての指示を受け付けた場合、充電すべき携帯電話１５０があると判定する。
【０１２１】
ただし、充電装置１００の制御処理量の増加が許容される場合は、充電装置１００が、充電する携帯電話１５０として、二次電池２５７の残電力の少ないものを優先的に選択してもよい。または、充電装置１００は、二次電池２５７の容量に応じて、選択する優先度を決定してもよい。
【０１２２】
充電すべき携帯電話１５０がある場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、フローは、ステップＳ２２へ進む。
【０１２３】
充電すべき携帯電話１５０がない場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、フローは、ステップＳ１２へ戻る。すなわち、初期状態に戻る。なお、このとき、充電装置１００は、ユーザに対して、充電すべき携帯電話１５０がない旨のアラートを出力してから、初期状態に戻るようにしてもよい。したがって、充電すべき携帯電話１５０がない限り、ステップＳ１２〜ステップＳ２１のフローが繰り返される。
【０１２４】
ステップＳ２２において、位置検出制御回路３０２は、受電用コイル２５１の位置座標に基づいてコイル移動機構２０７を制御することで、送電用コイル２０８を、受電用コイル２５１へ接近させるために移動させる。ここでいう受電コイル２５１は、充電すべき携帯電話１５０が有するものである。
【０１２５】
ステップＳ２３において、位置検出制御回路３０２は、送電用コイル２０８の移動が完了したか否かを判定する。
【０１２６】
送電用コイル２０８の移動が完了していない場合（ステップＳ２３：ＮＯ）、位置検出制御回路３０２は、送電用コイル２０８を受電用コイル２５１へ接近させるための移動を続行させる。すなわち、フローは、ステップＳ２２へ戻る。
【０１２７】
送電用コイル２０８の移動が完了した場合（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、フローは、ステップＳ２４へ進む。
【０１２８】
ステップＳ２４において、充電装置１００は、携帯電話１５０の二次電池２５７への充電を開始する。すなわち、充電制御回路２０５は、発振回路２０６を介して高周波電流を発生させ、送電用コイル２０８に高周波電流を流す。図１に示す状態において、送電用コイル２０８に高周波電流が流れると、該当する携帯電話１５０の受電用コイル２５１に誘導起電力が発生する。これにより、二次電池２５７への充電が開始される。
【０１２９】
ステップＳ２５において、位置検出制御回路３０２またはＮＦＣ制御回路３０４は、充電中、ＮＦＣ通信要求が来たか否かを判定する。ＮＦＣ通信要求は、外部機器接続部２０９に接続される外部機器からの要求であり、充電装置１００に対して、携帯電話１５０とのＮＦＣ通信を要求する情報である。
【０１３０】
ＮＦＣ通信要求が来た場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、位置検出制御回路３０２またはＮＦＣ制御回路３０４は、切替部２０３に対して、スイッチを切り替えるように指示する。そして、フローは、ステップＳ２６へ進む。
【０１３１】
ＮＦＣ通信要求が来ない場合（ステップＳ２５：ＮＯ）、フローは、ステップＳ３２へ進む。
【０１３２】
ステップＳ２６において、切替部２０３は、位置検出制御回路３０２またはＮＦＣ制御回路３０４の指示に基づいてスイッチの切り替えを行い、兼用コイル３０１’を状態２に切り替える。すなわち、切替部２０３は、位置検出スイッチ３０３をオフにし、ＮＦＣアンテナスイッチ３０５をオンにすることで、兼用コイル３０１’を状態２に遷移させる。
【０１３３】
ステップＳ２６の後のフロー、すなわち、ステップＳ２７〜ステップＳ３１は、上記ステップＳ１５〜ステップＳ１９と同様の動作である。よって、ここでの説明は省略する。
【０１３４】
なお、ステップＳ２７〜ステップＳ３１のステップの間において、充電装置１００は、充電停止制御および距離制御の少なくとも一方を行うようにしてもよい。充電停止制御とは、送電用コイル２０８の充電動作を停止させる制御である。また、距離制御とは、兼用コイル３０１’に対する送電用コイル２０８の距離を離す制御である。このようにすることで、送電用コイル２０８が金属シールドとして兼用コイル３０１’が放出する磁界を減衰させる影響を低減することが可能となる。ただしこの場合、ＮＦＣ通信終了からステップＳ３２の前までに、送電用コイル２０８を受電用コイル２５１の位置に移動させる処理が必要となる。
【０１３５】
また、ステップＳ２５において、位置検出制御回路３０２またはＮＦＣ制御回路３０４がＮＦＣ通信のターゲットとなる機器を検出しなかった場合（ステップＳ２５：ＮＯ）、以下のように動作してもよい。すなわち、位置検出制御回路３０２またはＮＦＣ制御回路３０４は、外部機器接続部２０９を介して、外部機器に対し、ターゲットとなる機器が検出されていないといった情報を伝送してもよい。
【０１３６】
ステップＳ３２において、充電装置１００は、携帯電話１５０の二次電池２５７への充電を継続する。これにより、携帯電話１５０は、充電中にＮＦＣ通信を実施することが可能となる。
【０１３７】
ステップＳ３３において、位置検出制御回路３０２は、受電用コイル２５１を検出しているか否かを判定する。
【０１３８】
受電用コイル２５１を検出している場合（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、フローは、ステップＳ２５へ戻る。よって、充電制御回路２０５が充電動作を実行している間は、ステップＳ２５〜Ｓ３２が繰り返される。
【０１３９】
受電用コイル２５１を検出しなくなった場合（ステップＳ３３：ＮＯ）、充電制御回路２０５は、充電を停止する。その後、フローは、ステップＳ１２へ戻る。すなわち、初期状態に戻る。そして、位置検出制御回路３０２は、受電用コイル２５１の位置検出を行う。
【０１４０】
以上のフローにより、充電装置１００は、充電台１０１に載置される携帯電話１５０に対する充電とＮＦＣ通信の両方を実現できる。
【０１４１】
また、以上のフローによって、充電装置１００は、「非接触充電機能は搭載するが、ＮＦＣ機能は非搭載である携帯電話」に対しても、充電動作を実現することが可能である。
【０１４２】
また、以上のフローによって、充電装置１００は、「充電機能は非搭載であるが、ＮＦＣ機能は搭載する携帯電話」に対しても、ステップＳ１２からステップＳ２１を繰り返すことで、ＮＦＣ通信を実施することが可能となる。
【０１４３】
このように、充電装置１００は、充電台１０１に載置される携帯電話１５０に搭載される機能に応じた所望の動作を実施することが可能である。
【０１４４】
なお、図９に示すフローは一例である。よって、例えば、充電台１０１に載置される携帯電話１５０に搭載される機能に応じて、ユーザが、充電装置１００に搭載される手動スイッチ等を切り替えることで、状態１と状態２を切り替える、としてもよい。
【０１４５】
次に、図１０〜図１２を用いて、本実施の形態の充電装置１００、携帯電話１５０、外部機器１１００の構成および動作の一例について、さらに説明する。
【０１４６】
図１０は、充電装置１００の充電台１０１に複数の携帯電話１５０ａ〜１５０ｅが載せられた状態を示している。図１０において、破線は、位置検出コイルの位置を示す。ただし、図１０に示す位置検出コイルは、以下の説明を簡素化するために、Ｘ軸方向位置検出コイル３０１Ａのみを示す。
【０１４７】
また、以下において、Ｘ軸方向位置検出コイル３０１Ａは、３０１ａ１、３０１ａ２、３０１ａ３、３０１ａ４の４つ（図３参照）からなるものとして以下に説明する。ただし、その数は、充電台１０１の大きさまたはコイルによる位置検出能力などを考慮して、適宜増減してもよい。
【０１４８】
図１１は、充電装置１００、携帯電話１５０および非接触充電装置１００に接続される外部機器１１００のブロック図を示す。
【０１４９】
なお、図１１において、充電装置１００および携帯電話１５０の各部については、図２を用いて説明済みであるため、ここでの説明は省略する。
【０１５０】
図１１において、外部機器１１００は、充電装置１００の外部機器接続部２０９を介して充電装置１００と電気的に接続される。
【０１５１】
以下に説明する例では、外部機器１１００は、車輌（例えば、自動車など）の車室内において運転手が容易に操作できる位置に配置された電子機器（例えば、オーディオ、ディスプレイ、カーナビゲーションなど）であることを想定する。また、充電装置１００は、車輌の後部座席付近などのやや広めのスペースに配置されることを想定している。
【０１５２】
外部機器１１００は、接続部１１１０、制御部１１２０、記憶部１１３０、操作部１１４０、および表示部１１５０を、少なくとも備える。
【０１５３】
接続部１１１０は、充電装置１００との間で、各種信号を送受信する。
【０１５４】
制御部１１２０は、接続部１１１０を介して受信した信号の処理を行う。また、制御部１１２０は、外部機器１１００の各種制御も実行する。
【０１５５】
記憶部１１３０は、制御部１１２０が実行する各種制御に必要なデータおよびソフトウェアプログラムを記憶する。
【０１５６】
操作部１１４０は、ユーザの操作を受け付けるインターフェースである。本実施の形態において、操作部１１４０は、タッチパネルを想定する。操作部１１４０は、例えば、外部機器１１００の機能を実行させるための操作、または、外部機器１１００を経由したＮＦＣ通信を実行させるための操作などを受け付ける。
【０１５７】
表示部１１５０は、ユーザに対して情報を表示するインターフェースである。本実施の形態において、表示部１１５０は、液晶ディスプレイを想定する。表示部１１５０は、例えば、接続部１１１０を介して受信した信号に基づいて制御部１１２０が実行した結果、または、ユーザに対して操作を促すアイコンなどを表示する。
【０１５８】
このような図１１に示す構成において、図１０に示すように複数の携帯電話１５０ａ〜１５０ｅが置かれ、充電装置１００が起動した場合、図９で説明したステップＳ１０〜Ｓ１９の処理が行われる。
【０１５９】
ただし、本実施の形態において、図１０に示す全ての携帯電話１５０ａ〜１５０ｅは、受電用コイル２５１およびＮＦＣアンテナ２５４（ＮＦＣ通信機能を含む）を備えているものとする。また、１５０ａ〜１５０ｅは、それぞれ、ＮＦＣＩＤ（携帯電話固有のＩＤ）を有する。例えば、携帯電話１５０ａはＩＤ１を、携帯電話１５０ｂはＩＤ２を、携帯電話１５０ｃはＩＤ３を、携帯電話１５０ｄはＩＤ４を、携帯電話１５０ｅはＩＤ５を、それぞれ備えているものとする。
【０１６０】
図１２は、図９のステップＳ１１〜Ｓ１９までの処理によって得られた情報が記憶されるときの一形態を示すデータテーブルである。以下、図１２について説明する。
【０１６１】
例えば、図１０に示すようにＸ軸方向位置検出コイル３０１ａ１が、携帯電話１５０ａの受電用コイル２５１を検出すると、図１２に示すように、携帯電話１５０ａの欄に、受電用コイル２５１が検出できた旨（図中の○）が記憶される。なお、図１２には図示していないが、受電用コイル２５１の位置座標も併せて記憶される。また、図１０に示すようにＸ軸方向位置検出コイル３０１ａ１が、携帯電話１５０ａのＮＦＣ用アンテナコイル２５４を検出すると、図１２に示すように、携帯電話１５０ａの欄に、ＮＦＣＩＤ（図中のＩＤ１）が記憶される。なお、図１２には図示していないが、ＮＦＣ用アンテナコイル２５４を検出した兼用コイル３０１’も併せて記憶される。
【０１６２】
これと同様にして、Ｘ軸方向位置検出コイル３０１ａ２〜３０１ａ４が検出した結果も、図１２に示すように記憶される。
【０１６３】
このように、充電装置１００は、携帯電話１５０ごとに、受電用コイル２５１の検出結果と、ＮＦＣＩＤとを対応付けて記憶する。ただし、図１２において、携帯電話１５０を示す各符号１５０ａ〜１５０ｅの表記は、説明の便宜上記載したものである。
【０１６４】
なお、充電装置１００は、上述した通り、受電用コイル２５１およびＮＦＣ用アンテナコイル２５４を検出する際、より細かい位置情報を得るために、Ｘ軸方向位置検出コイル２０１ＡとＹ軸方向位置検出コイル３０１Ｂを併用し、マトリクス状に位置を検出することができる。その場合のデータテーブルの構成は、その後の処理のしやすさなどを鑑みて、図１２に示す構成を適宜変更してもよい。
【０１６５】
例えば図１２に示すように記憶された情報（以下、「検出結果情報」という）は、接続部１１１０を介して外部機器１１００にも入力される。そして、記憶部１１３０は、入力された検出結果情報を記憶する。その後、制御部１１２０は、記憶部１１３０から検出結果情報を読み出して、表示部１１５０に表示する。
【０１６６】
図１３は、表示部１１５０における検出結果情報の表示例を示す図である。
【０１６７】
図１３において、表示部１１５０は、携帯電話１５０ごとのＮＦＣＩＤに対応したアイコン１３０１〜１３０４を表示する。アイコン１３０１〜１３０４のそれぞれには、充電ボタン１３０１ｐ〜１３０４ｐと、ＮＦＣボタン１３０１ｎ〜１３０４ｎとが表示される。
【０１６８】
例えば、携帯電話１５０ｂの受電用コイル２５１が検出されなかった場合、表示部１１５０は、ＩＤ２のアイコン１３０２において、充電ボタン１３０２ｐを表示しない、または、表示内容を変化させる（例えば、充電ボタン１３０２ｐの色をグレーアウトするなど）。
【０１６９】
また、例えば、携帯電話１５０ｃのＮＦＣアンテナ用コイル２５４が検出されなかった場合、ＮＦＣＩＤは取得されず、記憶されない。そのため、表示部１１５０は、ＩＤ３のアイコン１３０３において、充電ボタン１３０３ｐだけを表示する。または、表示部１１５０は、アイコン１３０３において、ＮＦＣボタン１３０３ｎの色を変化させて表示する、あるいは、ＮＦＣボタン１３０３ｎの文字を変化させて表示するようにしてもよい。
【０１７０】
また、例えば、各アイコン１３０１〜１３０４が表示されているときに携帯電話１５０ａ〜ｅのいずれかが充電動作を開始している場合、表示部１１５０は、以下のように動作してもよい。すなわち、表示部１１５０は、充電を開始している携帯電話に該当するアイコンにおいて、充電ボタンに表示されている文字を「充電」から「充電中」に変更して表示してもよい。または、表示部１１５０は、他の充電ボタンと比べて目立つように、充電ボタンの色を変更したり、点滅させたりしてもよい。
【０１７１】
また、例えば、各アイコン１３０１〜１３０４が表示されているとき、ユーザが所望のアイコンの充電ボタンまたはＮＦＣボタンをタッチした場合、充電装置１００は、以下のように動作してもよい。すなわち、充電装置１００は、外部機器１１００からタッチ操作の内容（どの携帯電話に対し、充電またはＮＦＣ通信のどちらが指示されたか）を示す情報を受信する。そして、充電装置１００は、受信した情報に基づいて、対応する携帯電話の充電動作またはＮＦＣ通信動作を開始する。
【０１７２】
また、例えば、各アイコン１３０１〜１３０４が表示されており、かつ、どの携帯電話も充電されていないときに、ユーザが、アイコン１３０３の充電ボタン１３０３ｐをタッチした場合、以下のように動作してもよい。すなわち、充電装置１００は、外部機器１１００からタッチ操作の内容を示す情報を受信する。そして、充電装置１００は、受信した情報に基づいて、携帯電話１５０ｃの受電用コイル２５１に対して、図９のステップＳ１８以降の処理を実行する。
【０１７３】
また、例えば、各アイコン１３０１〜１３０４が表示されているとき、ユーザが、アイコン１３０４のＮＦＣボタン１３０４ｎをタッチした場合、充電装置１００は、携帯電話１５０ｅに対して図９のステップＳ２３以降の処理を実行する。
【０１７４】
また、例えば、各アイコン１３０１〜１３０４が表示されているとき、ＮＦＣ通信の処理が開始された場合、表示部１１５０は、ＮＦＣ通信の内容に応じて外部機器１１００が行う動作に合わせて表内容を変更する。例えば、ＮＦＣ通信を利用して外部機器１１００が充電装置１００を介して携帯電話１５０ａと通信を行い、携帯電話１５０ａが保持している音楽データを外部機器１１００が再生する場合、表示部１１５０は、曲に関する情報、または、再生・停止などのメニュー画面を表示する。なお、この場合、外部機器１１００は、携帯電話１５０ａに記憶されている音楽データを再生するためのアプリケーションソフトが予めインストールされているものとする。
【０１７５】
なお、外部機器１１００と携帯電話１５０とが充電装置１００を介して通信するデータが、容量が大きく、データ伝送速度の観点からＮＦＣ通信で扱うに適さない容量の場合は、他の通信方法を併用してもよい。他の通信方法は、例えば、Ｂｌｕｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉｆｉ（登録商標）、または、有線の専用線などがある。
【０１７６】
以上説明したように、本実施の形態の充電装置１００、携帯電話１５０、および外部機器１１００によれば、充電台１０１に載置された複数の携帯電話１５０ａ〜ｅごとに、ＮＦＣ通信および非接触充電を実行することができる。また、図１０〜図１３を用いて説明した構成例によれば、車輌の同乗者が所有する複数の携帯電話（およびそれらに記憶されたデータ）を集中的に１箇所で操作することができるため、利便性を向上させることができる。
【０１７７】
また、本実施の形態の充電装置１００は、兼用コイル３０１’と複数の位置検出コイルとの交差箇所にＢＥＦ５０１を直列接続し、さらに、ＢＥＦ５０１を用いて減衰させる周波数を、ＮＦＣで使用する１３．５６ＭＨｚの搬送波と同じ周波数とした。これにより、ＮＦＣ用アンテナコイルが発生させる１３．５６ＭＨｚの磁界が、ＢＥＦ５０１が配置される位置検出コイルを通過しても、その位置検出コイル上に発生する１３．５６ＭＨｚの高周波電流が抑制される。したがって、充電装置１００は、高周波電流による電磁誘導効果によって位置検出コイルから生成される反磁界も抑制することが可能となる。
【０１７８】
すなわち、本実施の形態の充電装置１００は、兼用コイル３０１’に交差する位置検出コイル周辺に発生する反磁界の発生を抑制し、充電機能とＮＦＣ通信を両立することができる。
【０１７９】
また、本実施の形態の充電装置１００は、携帯電話１５０の受電用コイル２５１の位置を検出するための位置検出コイル３０１を、携帯電話１５０のＮＦＣアンテナコイル２５４の位置検出に用いるとともに、携帯電話１５０とＮＦＣ通信する際にも利用する。なおかつ、充電装置１００は、複数の位置検出コイル３０１を適宜切り替えて、複数の携帯電話１５０のＮＦＣ用アンテナコイル２５４の位置をそれぞれ検出し、記憶する。このような構成により、充電装置１００は、複数の携帯電話１５０に記録されたデータを集中的に制御することができ、利便性が向上する。
【０１８０】
近年の携帯電話の多様性から、携帯電話において、受電用コイルの位置とＮＦＣアンテナコイルの位置とは必ずしも近接しているとは限らない、という事情がある。これに対し、本実施の形態の充電装置１００は、受電用コイルとＮＦＣアンテナコイルのそれぞれを分けて検出することで、それぞれの検出精度を向上させることができる。その結果、充電装置１００は、充電電力の送受およびデータの送受を高品質で行うことができる。
【０１８１】
なお、近距離無線通信（ＮＦＣ通信）で使用する搬送波は１３．５６ＭＨｚに限られることなく、本実施の形態の充電装置１００は、電磁誘導を利用して通信を行う機器のアンテナに適応できる。
【産業上の利用可能性】
【０１８２】
本発明は、被充電機器が行う通信電波への影響を軽減しつつ、無線通信機能を備えた機器を充電する装置に適用可能である。具体的には、携帯電話またはスマートフォンなどの無線端末装置を充電する非接触充電装置として有用である。
【符号の説明】
【０１８３】
１００  充電装置
１０１  充電台
１５０  携帯電話（被充電機器の一例）
２０１  位置検出部
２０２  ＮＦＣ制御部
２０３  切替部
２０４  電源回路
２０５  充電制御回路
２０６  発振回路
２０７  コイル移動機構
２０８  送電用コイル
２０９  外部機器接続部
２５１  受電用コイル
２５２  受電用共振回路
２５３  充電制御回路
２５４  ＮＦＣ用アンテナコイル
２５５  ＮＦＣ用共振回路
２５６  ＮＦＣ制御回路
２５７  二次電池
３０１  位置検出コイル
３０１Ａ  Ｘ軸方向位置検出コイル
３０１Ｂ  Ｙ軸方向位置検出コイル
３０１’  兼用コイル
３０２  位置検出制御回路
３０３  位置検出スイッチ
３０４  ＮＦＣ制御回路
３０５  ＮＦＣアンテナスイッチ
４０１  磁界
４０２  反磁界
５０１  ＢＥＦ
７０１  ＮＦＣ制御ＩＣ
７０２  マッチング回路
【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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