JP2007129658A - Portable terminal device and power exchange method - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a portable terminal device which enables a noncontact charging in the battery of the portable terminal device from another portable terminal device even under an environment with no dedicated charger provided, and also to provide a power exchange method for transmitting power between the portable terminal devices. <P>SOLUTION: For example, a primary coil 21 is incorporated on the inner side of a bottom side of a recession 14 arranged in the case body of the portable terminal device 10, and then, a secondary coil 28 is incorporated inside a projection 13 arranged to be projected from the case body. In this way, the recession and projection are provided in the case body of the portable terminal device. When charging is performed, the projection of the portable terminal device at a battery charging side is inserted to the recession of the portable terminal device on a power supplying side, so that the positions of the primary and secondary coils are fixed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

Translated fromJapanese

本発明は、例えば携帯電話端末やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の携帯端末装置及び携帯端末装置間で電力を伝送するための電力送受電方法に関する。  The present invention relates to a mobile terminal device such as a mobile phone terminal or PDA (Personal Digital Assistant) and a power transmission / reception method for transmitting power between the mobile terminal devices.

近年は、携帯電話端末やＰＤＡ等のような小型の携帯端末装置が広く普及している。これらの携帯端末装置は、一般に、充電可能なバッテリから供給される電力により動作するものであり、当該バッテリへの充電は、その携帯端末装置専用の充電装置により行われている。  In recent years, small mobile terminal devices such as mobile phone terminals and PDAs have become widespread. These portable terminal devices generally operate using electric power supplied from a rechargeable battery, and charging of the battery is performed by a charging device dedicated to the portable terminal device.

最近では、これらの携帯端末装置に様々な機能が搭載され、使用する電力量は著しく増加してきている。そのため、外出先などにおいて携帯端末装置を長時間使用したりすると、バッテリ電圧が低下し、電源が切れてしまうことがある。例えば、携帯電話端末では、本来の電話機能の他にアドレス帳やメモ帳など、手帳に代った利用もされているが、電源が切れてしまうとその閲覧すらも不可能になり、使用者にとっては大変不便である。  Recently, various functions are installed in these portable terminal devices, and the amount of power used has increased remarkably. For this reason, when the mobile terminal device is used for a long time in places such as going out, the battery voltage may drop and the power may be turned off. For example, mobile phone terminals are used in place of notebooks such as address book and memo pad in addition to the original telephone function, but when the power is turned off, even browsing is impossible. It is very inconvenient for me.

従来は、外出先などでバッテリの充電を行うための方法として、携帯用の充電装置と乾電池を使用して充電する方法や、充電装置を用いて商用電源から充電する方法などがあった。しかし、これらの方法では、充電のための外部装置を携帯しておく必要があり、更に後者では、充電可能な商用電源のコンセント等を確保する必要があるため、充電を行える場所が限定されるなどの問題があった。  Conventionally, as a method for charging a battery while away from home, there are a method of charging using a portable charging device and a dry battery, a method of charging from a commercial power source using a charging device, and the like. However, in these methods, it is necessary to carry an external device for charging, and in the latter case, it is necessary to secure an outlet for a commercial power source that can be charged, so that the places where charging can be performed are limited. There were problems such as.

そのため、携帯端末装置の内部に一次コイルと二次コイルを設け、バッテリ残容量がなくなった携帯端末装置の二次コイルに他のバッテリ残容量の多い携帯端末装置の一次コイルを近づけることにより、電磁誘導を用いてバッテリを充電する、無接点方式の充電方法が提案されている。  Therefore, by providing a primary coil and a secondary coil inside the mobile terminal device, and bringing the primary coil of another mobile terminal device with a large remaining battery capacity close to the secondary coil of the mobile terminal device that has no remaining battery capacity, A contactless charging method for charging a battery using induction has been proposed.

特許文献１には、放電可能な自機バッテリの残容量を検知しておき、他の携帯端末装置が近接してきたことを検知すると、他の携帯端末装置のバッテリ残容量を検知して、バッテリの残要領の多い装置が電力を外部へ出力し、バッテリの残要領の少ない装置が無接点方式で自機バッテリを充電するように、自動的に切り替え制御できる携帯型電子装置の例についての開示がある。
特開２００５−１５１６０９号公報In Patent Document 1, the remaining capacity of the dischargeable battery is detected, and when it is detected that another portable terminal device has come close, the remaining battery capacity of the other portable terminal device is detected, and the battery Disclosure of an example of a portable electronic device that can be automatically switched and controlled so that a device with a large amount of remaining power outputs power to the outside and a device with a small remaining amount of battery charges its own battery in a contactless manner There is.
JP 2005-151609 A

ところで、無接点方式による充電は、対面する一次コイルと二次コイルの位置により、取り出せる電力量は大きく変化する。そのため、携帯電話端末などのバッテリ容量の小さい装置の場合、バッテリ残容量がなくなり電源が切れてしまった装置の電源を、再度入れて起動できるようにするために十分な充電を行うことは難しいという問題があった。  By the way, in the charge by the non-contact method, the amount of electric power that can be taken out varies greatly depending on the positions of the primary coil and the secondary coil facing each other. Therefore, in the case of a device with a small battery capacity, such as a mobile phone terminal, it is difficult to fully charge the device so that it can be turned on again and started after the remaining battery capacity has been exhausted and the power has been turned off. There was a problem.

本発明は、外出先など、専用の充電装置が無い環境下へ携帯端末装置を持ち出して使用するような場合において、バッテリ残容量がなくなった携帯端末装置のバッテリを、充分な残容量がある携帯端末装置から無接点充電することにより、使用可能にすることができる、携帯端末装置、及び、携帯端末装置間で電力を伝送するための電力送受電方法を提供することを目的とする。  In the case where the portable terminal device is taken out and used in an environment where there is no dedicated charging device, such as a place where the user is away from home, the battery of the portable terminal device that has no remaining battery capacity is used as a portable device having a sufficient remaining capacity. It aims at providing the power transmission / reception method for transmitting electric power between the portable terminal device and portable terminal device which can be used by non-contact charge from a terminal device.

本発明は、携帯端末装置の筐体の所定面に凹部と凸部を設け、例えば、携帯端末装置の筐体に設けた窪みの底辺の部分の内側に一次コイルを内蔵し、筐体から突出するように設けた凸部分の内部に二次コイルを内蔵するように構成したものである。  The present invention provides a concave portion and a convex portion on a predetermined surface of a casing of a mobile terminal device, for example, a primary coil is incorporated inside a bottom portion of a recess provided in the casing of the mobile terminal device, and protrudes from the casing. The secondary coil is built in the convex portion provided as described above.

このように携帯端末装置の筐体に凹凸を設けることで、充電時には電力を供給する側の携帯端末装置の凹部に、バッテリを充電する側の携帯端末装置の凸部を差し込むことにより、一次コイルと二次コイルの位置を固定することが可能になる。  In this way, by providing irregularities in the casing of the mobile terminal device, the primary coil is inserted by inserting the convex portion of the mobile terminal device on the battery charging side into the concave portion of the mobile terminal device on the power supply side during charging. And the position of the secondary coil can be fixed.

本発明によると、専用の充電装置を用いることなく携帯端末装置間で無接点充電することが可能になる。更に、携帯端末装置間で無接点充電する場合に、一次コイルと二次コイルの位置を固定することが可能になるため、従来の方法よりも充電の効率を向上させることが可能になる。  According to the present invention, it is possible to perform contactless charging between portable terminal devices without using a dedicated charging device. Furthermore, since the positions of the primary coil and the secondary coil can be fixed when contactless charging is performed between portable terminal devices, the charging efficiency can be improved as compared with the conventional method.

また、充電する場合に、携帯端末装置の筐体に設けた凹凸のガイドに従って差し込めばよいため、筐体の位置関係を気にすることなく簡単に充電が可能となる。また、一つの携帯端末装置の中に一次コイルと二次コイルを内蔵するため、送電／受電のどちらも可能となる。  In addition, when charging, it is only necessary to insert the guide according to the uneven guide provided on the casing of the portable terminal device, so that charging can be easily performed without worrying about the positional relationship of the casing. Moreover, since the primary coil and the secondary coil are built in one portable terminal device, both power transmission and power reception are possible.

以下、本発明の一実施の形態を、図１〜図３を参照して説明する。  Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

本例の携帯端末装置は、例えば携帯電話端末やＰＤＡ、ノート型パーソナルコンピュータ（パソコン）などに適用可能であり、図１は、携帯電話端末に適用した場合の全体構成例を示す。  The mobile terminal device of this example is applicable to, for example, a mobile phone terminal, a PDA, a notebook personal computer (personal computer), etc. FIG. 1 shows an example of the overall configuration when applied to a mobile phone terminal.

図１において、携帯電話端末１０の筐体の背面に筐体から突出した凸部１３を設け、その内部に二次コイル２８を内蔵している。また、凸部１３と同じ面に凹部１４を設け、その窪みの底部に一次コイル２１を内蔵している。凸部１３は凹部１４の窪みにはめ込むことができる形状とし、凹凸の高さ及び位置は、使用者が携帯電話端末を操作する場合に操作の支障にならない程度の高さになるよう構成する。例えば、凸部１３はバッテリパックを収納する蓋の部分に設け、高さは約５mm程度とする。また、本例では、凹凸部の形状を円形としているが、凸部の内部にコイルが収納可能で、凹部と凸部を組み合わせることができれば、どのような形状でも可能である。なお、携帯電話端末１０の表面などには、電話機として必要な部品（操作キー、表示パネルなど）を配置しているが、それらが一般的に備えている他の構成については図示及び説明を省略する。  In FIG. 1, aconvex portion 13 protruding from the housing is provided on the back surface of the housing of themobile phone terminal 10, and asecondary coil 28 is built therein. Moreover, therecessed part 14 is provided in the same surface as theconvex part 13, and theprimary coil 21 is incorporated in the bottom part of the hollow. Theconvex portion 13 has a shape that can be fitted into the concave portion of theconcave portion 14, and the height and position of the concave and convex portions are configured so as not to hinder the operation when the user operates the mobile phone terminal. For example, the convexpart 13 is provided in the part of the cover which accommodates a battery pack, and height is about 5 mm. Further, in this example, the shape of the concavo-convex portion is circular, but any shape is possible as long as the coil can be accommodated inside the convex portion and the concave portion and convex portion can be combined. Parts necessary for the telephone (operation keys, display panel, etc.) are arranged on the surface of themobile phone terminal 10, etc., but illustration and description of other configurations generally provided for them are omitted. To do.

次に図２を参照して、携帯電話端末１１を用いて携帯電話端末１２を充電する場合について説明する。携帯電話端末１１の筐体の背面には、二次コイルを内蔵した凸部１３ａと、一次コイルを内蔵した凹部１４ａを設ける。携帯電話端末１２には、携帯電話端末１１と同様に二次コイルを内蔵した凸部１３ｂと一次コイルを内蔵した凹部１４ｂを設ける。携帯電話端末１１による充電は、携帯電話端末１１の背面と携帯電話端末１２の背面を向き合わせ、携帯電話端末１１の凹部１４ａと携帯電話端末１２の凸部１３ｂとが互いに組み合わさるように近づける。そして互いの凹凸のガイドに従って差し込んだ状態で配置することにより、一次コイルと二次コイルの位置を固定することができる。この状態で携帯電話端末１１から携帯電話端末１２への無接点充電を行う。  Next, with reference to FIG. 2, the case where themobile phone terminal 12 is charged using themobile phone terminal 11 will be described. On the back surface of the casing of themobile phone terminal 11, aconvex portion 13a incorporating a secondary coil and aconcave portion 14a incorporating a primary coil are provided. Similar to themobile phone terminal 11, themobile phone terminal 12 is provided with aconvex portion 13 b containing a secondary coil and aconcave portion 14 b containing a primary coil. Charging by themobile phone terminal 11 is performed so that the back surface of themobile phone terminal 11 faces the back surface of themobile phone terminal 12 so that theconcave portion 14a of themobile phone terminal 11 and the convexportion 13b of themobile phone terminal 12 are combined with each other. And the position of a primary coil and a secondary coil can be fixed by arrange | positioning in the state inserted in accordance with the mutual uneven | corrugated guide. In this state, contactless charging from themobile phone terminal 11 to themobile phone terminal 12 is performed.

図３は、本例の内部構成のうち、電力の送受電を行う機能を実現する部分の構成を示すブロック図である。携帯電話端末１０の内部には、携帯電話端末１０の各部へ電力を供給するための二次電池であるバッテリ２５がある。このバッテリ２５を用いて電力の送受電を行うため、バッテリ２５に接続する送電側の機器と、受電側の機器とを構成している。送電側の構成としては、バッテリ２５は、スイッチ２４を介して昇圧器２３に接続し、昇圧器２３から発振回路２２を介して電力を放電する一次コイル２１に接続している。受電側の構成としては、電力を受電する二次コイル２８は、整流器２７を介してレギュレータ２６に接続し、レギュレータ２６はバッテリ２５に接続するよう構成する。  FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a portion that realizes a function of transmitting and receiving power in the internal configuration of this example. Inside themobile phone terminal 10 is abattery 25 that is a secondary battery for supplying power to each part of themobile phone terminal 10. Since power is transmitted and received using thebattery 25, a power transmission side device connected to thebattery 25 and a power reception side device are configured. As a configuration on the power transmission side, thebattery 25 is connected to thebooster 23 via theswitch 24, and is connected to theprimary coil 21 that discharges power from thebooster 23 via theoscillation circuit 22. As a configuration on the power receiving side, thesecondary coil 28 that receives power is connected to theregulator 26 via therectifier 27, and theregulator 26 is connected to thebattery 25.

次に、電力の送電を行う場合について説明する。携帯電話端末１０を送電器として使用するときは、まずスイッチ２４を入り状態にする。スイッチ２４は、携帯電話端末１０の外部に設け、使用者が機械的に入り／切りの操作を行うように構成する場合や、携帯電話端末１０に備えた表示部（図示せず）にメニューなどの表示を行い、携帯電話端末１０に設けられている操作釦（図示せず）を用いてスイッチの入り／切りを選択するように構成してもよい。スイッチ２４を入り状態にすると、スイッチ２４を介してバッテリ２５から昇圧器２３に電力が入力される。昇圧器２３は、入力された電力を発振回路２２の入力に必要な電圧になるまで昇圧し、発振回路２２へ入力する。発振回路２２は、入力された直流電流を交流電流に変換し、一次コイル２１へ入力する。このようにして、一次コイル２１から携帯電話端末１０の外部へ誘導電磁界を発生させることができる。  Next, a case where power transmission is performed will be described. When themobile phone terminal 10 is used as a power transmitter, theswitch 24 is first turned on. Theswitch 24 is provided outside themobile phone terminal 10 so that the user can perform a mechanical on / off operation, or a display unit (not shown) provided in themobile phone terminal 10 has a menu or the like. May be configured to be switched on / off using an operation button (not shown) provided on themobile phone terminal 10. When theswitch 24 is turned on, power is input from thebattery 25 to thebooster 23 via theswitch 24. Thebooster 23 boosts the input power until it reaches a voltage necessary for the input of theoscillation circuit 22 and inputs the boosted power to theoscillation circuit 22. Theoscillation circuit 22 converts the input direct current into an alternating current and inputs the alternating current to theprimary coil 21. In this way, an induction electromagnetic field can be generated from theprimary coil 21 to the outside of themobile phone terminal 10.

次に、電力を受電する場合について説明する。電力を受電する場合は、携帯電話端末１０に送電器として用いる携帯電話端末を近づけ、上記説明したように、携帯電話端末の凹凸部を組み合わせるようにする。すると、送電器となる携帯電話端末の一次コイルから発生した誘導電磁界に、受電側となる携帯電話端末１０の二次コイル２８が入るため、二次コイル２８にはその誘導電磁界からの電磁誘導により、極性の異なる起電力が交互に発生する。そして、二次コイル２８で発生した起電力により、二次コイル２８から交流電流が発生し、その交流電流は整流器２７へ入力される。整流器２７は、入力された交流電流を直流電流へ変換し、レギュレータ２６へ供給する。レギュレータ２６で定電圧化した電圧をバッテリ２５へ供給し、バッテリ２５を充電する。  Next, a case where power is received will be described. When receiving electric power, the cellular phone terminal used as a power transmitter is brought close to thecellular phone terminal 10 and the concave and convex portions of the cellular phone terminal are combined as described above. Then, since thesecondary coil 28 of themobile phone terminal 10 on the power receiving side enters the induction electromagnetic field generated from the primary coil of the mobile phone terminal serving as the power transmitter, the electromagnetic from the induction electromagnetic field enters thesecondary coil 28. By induction, electromotive forces having different polarities are generated alternately. Then, an alternating current is generated from thesecondary coil 28 by the electromotive force generated in thesecondary coil 28, and the alternating current is input to therectifier 27. Therectifier 27 converts the input alternating current into a direct current and supplies it to theregulator 26. The voltage made constant by theregulator 26 is supplied to thebattery 25 to charge thebattery 25.

このようにして、充電のための外部装置なしで、携帯電話端末などの携帯端末装置の充電を行うことができるが、筐体に設けた凹凸部のガイドにより、一次コイルと二次コイルの位置が固定できるため、電磁誘導を用いた充電を効率よく行うことができる。  In this way, it is possible to charge a mobile terminal device such as a mobile phone terminal without an external device for charging, but the positions of the primary coil and the secondary coil are guided by the guides of the concave and convex portions provided on the housing. Therefore, charging using electromagnetic induction can be performed efficiently.

なお、ここまで説明した実施の形態では、携帯端末装置としてスティック型の携帯電話端末に適用した例について説明したが、これに限定されず、折りたたみ式の携帯電話端末に適用することも可能である。図４は、折りたたみ式の携帯電話端末３０に適用した場合の構成例を示している。携帯電話端末３０の背面には、二次コイルを内蔵した凸部１３ｃと、一次コイルを内蔵した凹部１４ｃを設ける。この凹凸部を差し込むことにより、充電側装置と送電側装置とを組み合わせて固定し、充電することができる。  In the embodiment described so far, an example in which the mobile terminal device is applied to a stick-type mobile phone terminal has been described. However, the present invention is not limited to this and can be applied to a foldable mobile phone terminal. . FIG. 4 shows a configuration example when applied to a foldablemobile phone terminal 30. On the back surface of themobile phone terminal 30, aconvex portion 13c incorporating a secondary coil and aconcave portion 14c incorporating a primary coil are provided. By inserting the uneven portion, the charging side device and the power transmission side device can be fixed in combination and charged.

また、上述した実施の形態では、一次コイルを凹部１４に内蔵させ、二次コイルを凸部１３に内蔵させた例としたが、逆に、一次コイルを凸部１３に内蔵させ、二次コイルを凹部１４に内蔵させた構成としてもよい。  In the above-described embodiment, the primary coil is built in theconcave portion 14 and the secondary coil is built in theconvex portion 13, but conversely, the primary coil is built in theconvex portion 13 and the secondary coil is built. It is good also as a structure which incorporated in the recessedpart 14. FIG.

また、本発明は、携帯電話端末に限らず、バッテリを搭載した携帯型の装置であれば適用が可能である。例えば、ＰＤＡやノート型パーソナルコンピュータ（パソコン）、デジタルカメラなど、様々な機器に適用できる。  In addition, the present invention is not limited to a mobile phone terminal, and can be applied to any portable device equipped with a battery. For example, the present invention can be applied to various devices such as PDAs, notebook personal computers (personal computers), and digital cameras.

本発明の一実施の形態による全体構成例を示す外観図である。It is an external view which shows the example of whole structure by one embodiment of this invention.本発明の一実施の形態による適用例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of application by one embodiment of this invention.本発明の一実施の形態による内部構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of an internal structure by one embodiment of this invention.本発明の他の実施の形態による全体構成例を示す外観図である。It is an external view which shows the example of whole structure by other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０，１１，１２，３０…携帯電話端末、１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…凸部、１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…凹部、２１…一次コイル、２２…発振回路、２３…昇圧器、２４…スイッチ、２５…バッテリ、２６…レギュレータ、２７…整流器、２８…二次コイル  DESCRIPTION OFSYMBOLS 10, 11, 12, 30 ... Mobile phone terminal, 13, 13a, 13b, 13c ... Convex part, 14, 14a, 14b, 14c ... Concave part, 21 ... Primary coil, 22 ... Oscillator circuit, 23 ... Booster, 24 ... Switch, 25 ... Battery, 26 ... Regulator, 27 ... Rectifier, 28 ... Secondary coil

Claims (3)

Translated fromJapanese

バッテリを搭載した携帯端末装置において、
筐体の所定面に凹部と凸部を設け、
前記凹部の底部内側に一次コイル又は二次コイルを内蔵し、
前記凸部の内部に二次コイル又は一次コイルを内蔵し、
前記一次コイルは、スイッチを介して前記バッテリと接続する昇圧器と、昇圧器に接続する発振回路を経由して前記バッテリに接続するよう構成し、
前記二次コイルは、整流器と、整流器に接続するレギュレータを経由して前記バッテリに接続するよう構成し、
自機の凸部と他機の凹部又は自機の凹部と他機の凸部とを組み合わせることにより、自機又は他機のバッテリを充電することを特徴とする
携帯端末装置。In a portable terminal device equipped with a battery,
Providing concave and convex portions on a predetermined surface of the housing,
A primary coil or a secondary coil is built inside the bottom of the recess,
A secondary coil or a primary coil is built in the convex part,
The primary coil is configured to be connected to the battery via a booster connected to the battery via a switch and an oscillation circuit connected to the booster,
The secondary coil is configured to be connected to the battery via a rectifier and a regulator connected to the rectifier,
A portable terminal device that charges a battery of the own device or the other device by combining the convex portion of the own device and the concave portion of the other device or the concave portion of the own device and the convex portion of the other device. 請求項１記載の携帯端末装置において、
前記バッテリに接続するスイッチを入り状態にすることで、前記バッテリから前記昇圧器へ電力を入力して昇圧し、昇圧した電力を前記発振回路へ入力して発生させた交流電流を前記一次コイルへ供給することにより放電する、電力の放電手段と、
前記二次コイルを誘導電磁界に入れることにより、前記二次コイルに起電力が発生して交流電流が発生し、発生した交流電流を整流器に入力して直流電流へ変換し、変換した直流電流をレギュレータにより定電圧化して前記バッテリを充電する、充電手段とを備えた
携帯端末装置。The mobile terminal device according to claim 1,
By switching on the switch connected to the battery, power is input from the battery to the booster to boost the voltage, and the alternating current generated by inputting the boosted power to the oscillation circuit is supplied to the primary coil. Electric power discharging means for discharging by supplying,
By placing the secondary coil in an induction electromagnetic field, an electromotive force is generated in the secondary coil and an alternating current is generated. The generated alternating current is input to a rectifier and converted into a direct current, and the converted direct current is generated. A portable terminal device comprising charging means for charging the battery by making the voltage constant with a regulator. 放電可能なバッテリを搭載した第１の携帯端末装置の筐体に設けられた凹部又は凸部と、バッテリ電圧の低下した第２の携帯端末装置の筐体に設けられた凸部又は凹部とを組み合わせ、前記第１の携帯端末装置に設けられたスイッチを入り状態にすることで、前記第１の携帯端末装置の凹部又は凸部の底面内側に内蔵された一次コイルと、前記第２の携帯端末装置の二次コイルを介して、前記第２の携帯端末装置のバッテリを無接点充電する
電力送受電方法。
A concave portion or a convex portion provided in the casing of the first portable terminal device on which the battery that can be discharged is mounted, and a convex portion or a concave portion provided in the casing of the second portable terminal device in which the battery voltage is reduced. In combination, by turning on a switch provided in the first portable terminal device, the primary coil built in the bottom surface of the concave or convex portion of the first portable terminal device, and the second portable A power transmission / reception method in which the battery of the second portable terminal device is contactlessly charged via a secondary coil of the terminal device.

Images