JP2007533285A - 充電状態を表示するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、充電状態を表示するための装置（１００）に関する。この装置は、少なくとも１つの電磁石（１２０）を有する表示回路（１２６）と、携帯機器（１１０）への充電電流を制御するための充電制御回路（１２８）とを含む。表示回路は、装置を携帯機器と電磁的に係合させ、充電制御回路は、係合中、携帯機器に充電電流を供給する。また、ユーザが装置から携帯機器を取り外すことができるようにするために、携帯機器が所定のレベルに充電された場合に、表示回路は装置と携帯機器とを電磁的に分断する。

Description

本発明は、概して、エネルギー管理に関し、特に電池を充電するための方法に関する。

携帯電話および携帯情報端末のような携帯電子機器が、今日の市場で広く一般的に販売されている。ほとんどすべてのこれらのデバイスは、携帯型充電式電池からその電力の供給を受けている。いくつかのモデルの場合、携帯電子機器は、携帯電子機器の電池を再充電できるように、卓上充電装置のような充電ユニットと結合している。

現在、電池が完全に充電されると、電池が使用できることをユーザに知らせるために使用することができるいくつかの視覚的指示器が使用されている。例えば、携帯電話のような多くの携帯電子機器は、充電プロセスが完了したことを示すメッセージを表示する。別の方法としては、ある充電ユニットは、電池が完全に充電された場合にそれを知らせる発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える。

このような指示器は多くのユーザにとって有用であるかもしれないが、ユーザのうちのあるものは視力が弱いか、視覚障害を起こしている場合があり、その場合は、携帯電子機器が使用できるようになったことを判定することができない。

本発明は、充電状態を表示するための装置に関する。この装置は、少なくとも１つの電磁石を含む表示回路と、携帯機器への充電電流を制御するための充電制御回路とを含む。表示回路は、この装置を携帯機器に電磁的に係合させ、充電制御回路は、係合中に携帯機器に充電電流を供給する。さらに、ユーザがこの装置から携帯機器を取り外すことができるように、携帯機器が所定のレベルに充電された場合、表示回路はこの装置と携帯機器とを電磁的に分断する。

この装置は、また、少なくとも１つの接点を含むことができる。この装置の接点は、この表示装置が携帯機器と電磁的に係合した場合に、携帯機器の接点と電気的に結合することができる。ある配置の場合には、表示回路は、電磁石に係合電流を供給することができる。係合電流が流れると、電磁石は引力磁界および反発磁界のうちの少なくとも一方を発生することができる。一例を挙げると、電磁石が引力磁界を発生すると、電磁石は、携帯機器の磁化していない金属構成要素および携帯機器の反対の極性の磁石のうちの少なくとも一方を引きつけることができる。別の方法としては、電磁石が反発磁界を発生すると、電磁石は、携帯機器の同じ極性の磁石を反発することができる。

他の配置の場合には、電磁石および接点をこの装置の第１の面上に位置させることができる。また、電磁石をこの装置の第１の面上に位置させることができ、接点をこの装置の第２の面上に位置させることができる。この場合、第２の面は第１の面と対向していてもよい。

本発明の一実施形態の場合には、電磁石は、この装置が携帯機器と電磁的に係合した場合に磁界を発生することができ、携帯機器が所定のレベルに向けて充電された場合に、この磁界の強度を低減することができる。一例を挙げて説明すると、表示回路および充電制御回路は直列に接続することができる。他の実施形態の場合には、電磁石は、この装置が携帯機器と電磁的に係合した場合に磁界を発生することができ、携帯機器が所定のレベルに向けて充電される場合に、磁界をほぼ一定のレベルに維持することができる。この配置の場合には、表示回路および充電制御回路を並列に接続することができる。この装置は、また、携帯機器がこの装置から取り外されたか否かを判定するためのセンサを含むことができる。

本発明は、また、充電状態を表示するためのもう１つの装置に関する。この装置は、少なくとも１つの電磁石を有する表示回路、および携帯機器への充電電流を制御するための充電制御回路を含むことができる。表示回路は、第１の位置で、この装置を携帯機器に電磁的に係合させ、充電制御回路は、第１の位置で係合中に携帯機器に充電電流を供給することができる。表示回路は、充電制御回路が携帯機器への充電電流の供給を停止し、ユーザがこの表示装置から携帯機器を取り外すことができるように、携帯機器が所定のレベルに充電された場合に、第２の位置でこの表示装置と携帯機器とは電磁的に分断される。

本発明は、また携帯機器に関する。携帯機器は、充電ユニット上の少なくとも１つの対応する接点および磁気の影響を受ける構成要素に電気的に結合するための少なくとも１つの接点を含む。充電ユニットは、磁気により影響を受ける構成要素と電磁的に係合し、係合中、携帯機器の接点および充電ユニットの対応する接点を通して携帯機器に充電電流を供給する。さらに、ユーザが充電ユニットから携帯機器を取り外すことができるように、携帯機器が所定のレベルに充電された場合、充電ユニットと携帯機器とは電磁的に分断される。

ある配置の場合には、磁気の影響を受ける構成要素は、磁化されていない金属構成要素または磁石であってもよい。一例を挙げて説明すると、携帯機器の磁石は、充電ユニットが携帯機器と電磁的に係合した場合に、電磁石が反発磁界を発生することができるように充電ユニット内の電磁石に対して同じ極性の磁石であってもよい。

本発明は、また、充電状態を表示するための方法に関する。この方法は、充電ユニットの少なくとも一部の方へ携帯機器が磁気的に付勢され、そこに固定されるように充電ユニットに携帯機器を電磁的に係合するステップと、携帯機器に充電電流を供給し、携帯機器を所定のレベルに充電した場合、ユーザが充電ユニットから携帯機器を取り外すことができるように、充電ユニットと携帯機器とを電磁的に分断するステップとを含む。

この方法は、また、充電ユニットの少なくとも１つの電磁石に係合電流を供給するステップを含むことができる。このステップは、電磁石に引力磁界および反発磁界のうちの少なくとも一方を発生させることができる。さらに、充電ユニットは、少なくとも１つの電磁石を有することができる。この方法は、また、電磁的係合ステップ中に磁界を発生するステップと、携帯機器が所定のレベルに向けて充電された場合に、磁界の強度を低減するステップとを含むことができる。別の方法としては、この方法は、さらに、携帯機器が所定のレベルに向けて充電中に、磁界の強度をほぼ一定のレベルに維持するステップを含むこともできる。

ある装置の場合には、この方法は、携帯機器が充電ユニットから取り外されたか否かを判定するステップと、携帯機器が充電ユニットから取り外されている場合に、充電ユニットを所定の充電構成に設定するステップを含むことができる。他の装置の場合には、電磁的係合ステップは、引力磁界により、携帯機器を充電ユニットに磁気的に付勢し固定させるステップを含むことができ、電磁的に外すステップは、引力磁界を除去するステップを含むことができる。別の方法としては、電磁的係合ステップは、反発磁界により携帯機器を充電ユニットに磁気的に付勢し固定させるステップを含むことができ、電磁的に外すステップは、反発磁界を除去するステップを含むことができる。

本発明は、また、充電状態を表示するためのもう１つの方法に関する。この方法は、携帯機器が、充電ユニットの少なくとも第１の部分の方へ磁気的に付勢され、そこに固定されるように、第１の部分で充電ユニットに携帯機器を電磁的に係合するステップと、携帯機器に充電電流を供給するステップと、携帯機器が所定のレベルに充電された場合に、携帯機器が充電ユニットの第２の部分の方へ磁気的に付勢され、そこに固定されるように、第２の位置で携帯機器を充電ユニットに電磁的に係合するステップとを含む。携帯機器が第２の位置にある場合、充電電流はストップし、ユーザは充電ユニットから携帯機器を取り外すことができる。

新規なものと思われる本発明の機能については添付の特許請求の範囲に詳細に説明してある。添付の図面を参照しながら下記の説明を読めば、本発明および本発明の他の目的および利点を最もよく理解することができるだろう。数枚の図面中、類似の参照番号は類似の素子を示す。

本明細書の末尾には新規なものと思われる本発明の特徴を記載している特許請求の範囲が位置するが、添付の図面を参照しながら下記の説明を読めば、本発明をよりよく理解することができるだろう。図面中、類似の参照番号を使用している。

必要に応じて、本明細書に開示する本発明の実施形態を詳細に説明する。しかし、開示の実施形態は、種々の方法で実施することができる本発明の単に例示としての実施形態であることを理解されたい。それ故、本明細書に開示する特定の構造上および機能上の詳細は、本発明を制限するものと解釈すべきではなく、単に特許請求の範囲の基礎となるものであり、事実上任意の適当な詳細な構造で本発明を種々に使用するための当業者への代表的な基礎となるものであると解釈すべきである。さらに、本明細書で使用する用語および語句は、本発明を制限するものでなく、本発明の理解を助けるためのものである。

本明細書で使用する場合、「ａ」または「ａｎ」という用語は、「１つまたはそれ以上」を意味する。本明細書で使用する場合、「複数」という用語は、「２つ以上」を意味する。本明細書で使用する場合、「もう１つの」という用語は、「少なくとも第２のまたはそれ以上」を意味する。本明細書で使用する場合、「含む」および／または「有する」という用語は、「備える」を意味する（すなわち、オープン言語）。本明細書で使用する場合、「結合している」という用語は、「接続している」ことを意味する。しかし、「接続」は、必ずしも直接的なものでなくてもよいし、必ずしも機械的なものでなくてもよい。本明細書で使用する場合、「プログラム、ソフトウェア・アプリケーション等」という用語は、「コンピュータ・システム上で実行するように設計された命令のシーケンス」を意味する。プログラム、コンピュータ・プログラムまたはソフトウェア・アプリケーションは、サブルーチン、関数、手順、オブジェクト方法、オブジェクト実施、実行可能なアプリケーション、アプレット、サーブレット、ソース・コード、オブジェクト・コード、共有ライブラリ／動的ロード・ライブラリおよび／またはコンピュータ・システム上で実行するように設計した命令の他のシーケンスを含むことができる。

図１を参照すると、この図は充電状態を表示するための装置１００である。本発明の一実施形態の場合には、装置１００は、携帯電話のような携帯機器１１０を充電するための充電ユニットであってもよい。携帯機器１１０が装置１００と結合している場合には、装置１００は、携帯機器１１０に充電電流を供給することができる。しかし、装置１００は携帯機器を充電するものに限定されない。何故なら、装置１００は、充電電流の供給を受けることができる任意の携帯機器を充電するために使用することができるからである。当業者であれば周知のように、装置１００は、携帯機器１１０の仕様により決まる完全充電レベルのような所定のレベルに携帯機器１１０を充電するために使用することができる。

ある配置の場合には、装置１００は、携帯機器１１０を収容するための凹部１１４を含むことができる基部１１２を有することができる。装置１００は、また、１つまたは複数の接点１１８および１つまたは複数の電磁石１２０を設置することができる第１の面１１６を含むことができる。さらに、携帯機器１１０は、１つまたは複数の対応する接点１２２、および１つまたは複数の磁気の影響を受ける構成要素１２４を含むことができる。本発明の目的のためには、磁気の影響を受ける構成要素は、電磁石１２０が発生する磁界により引き寄せられるか、または反発する任意の材料であってもよい。一例を挙げて説明すると、磁気の影響を受ける構成要素１２４は、磁化されていない金属または磁石であってもよい。携帯機器１１０が装置１００と結合している場合には、装置１００の接点１１８は、携帯機器１１０の接点１２２と係合することができ、それにより装置１００は携帯機器１１０に充電電流を供給することができる。

この例の場合には、電磁石１２０は、携帯機器１１０の磁気の影響を受ける構成要素１２４を引き寄せることができる磁界を発生することができる。この場合、磁気の影響を受ける構成要素１２４は、磁化していない金属または発生した磁界の反対の極性の磁石であってもよい。この引きつけにより、携帯機器１１０が充電された場合、装置１００への携帯機器１１０の固定が楽になる。携帯機器１１０が所定のレベルに充電されると、電磁石１２０が発生する磁界を除去することができ、それによりユーザは装置１００から携帯機器１１０を容易に除去することができる。以下にさらに詳細に説明するこのプロセスは、携帯機器１１０の充電状態についての触覚表示を与えることができる。すなわち、ユーザが、携帯機器１１０が所定のレベルに充電される前に、装置１００から携帯機器１１０を取り外そうとすると、ユーザは、（不可能ではないにしても）なかなか取り外せないことが分かるだろう。逆に、携帯機器１１０が所定のレベルを超えたレベルに充電された場合には、ユーザは装置１００から携帯機器１１０を容易に取り外せる。何故なら、発生した磁界が除去されるか、または少なくとも実質的に除去されるからである。本発明が決してこの特定の例に限定されないことを理解することができるだろう。何故なら、他の実施形態が本発明の配置の範囲内に含まれるからである。これらの別の実施形態のあるものについて以下に説明する。

図２を参照すると、この図は、装置１００と結合している携帯機器１１０の前部断面図である。説明する構成要素を示すために、装置１００の前部の一部は除去してあり、携帯機器１１０の一部だけを図示してある。見れば分かるように、携帯機器１１０の接点１２２は、装置１００の接点１１８と電気的に結合していて、それにより充電電流が携帯機器１１０に流れることができる。さらに、装置１００は、携帯機器１１０に電磁的に係合することができる。より詳細に説明すると、電磁石１２０に電流を流すことができ、電磁石１２０は携帯機器１１０の磁気の影響を受ける構成要素１２４を引き寄せることができる。「電磁的係合」という用語は、携帯機器１１０の充電状態についての触覚表示をユーザに提供する目的で、装置１００に携帯機器を固定するために磁界を使用するプロセスを意味することができる。

携帯機器１１０が所定のレベルに向けて充電される場合に、装置１００は、携帯機器１１０を最終的に電磁的に分断することができる。電磁的に分断されると、ユーザは、装置１００から携帯機器１１０を取り外すことができる。「電磁的分断」という用語は、携帯機器１１０が所定のレベルに充電された場合に、ユーザが装置１００から携帯機器１１０を取り外すことができるように、ほぼ瞬間的にまたは除々に弱めて磁界を除去するプロセスを意味することができる。

図３を参照すると、この図は、装置１００および携帯機器１１０のいくつかの構成要素である。電源１２５は、装置１００に充電電流を供給することができる。ある配置の場合には、装置１００は、少なくとも１つの電磁石１２０を有する表示回路１２６、携帯機器１１０への充電電流を制御するための充電制御回路１２８、表示回路１２６および充電制御回路１２８両方の動作を制御することができるプロセッサ１３０を含むことができる。表示回路１２６は、電源１２５からの入力と結合することができ、例えば、スイッチＡ_１、電磁石１２０の対向側面上に位置することができる対応するスイッチＡ_２を含むことができる。しかし、本発明はこの特定の表示回路１２６に限定されないことを理解されたい。何故なら、他の適当な方法を本発明と一緒に使用することができるからである。

図では、電磁石１２０は、携帯機器１１０から少し離れているが、これは図面を見やすくするためである。しかし、図３は、本発明で実施することができる回路の例を単に示すものであって、それ故、電磁石１２０の位置決めを制限するために使用することはできない。

プロセッサ１３０は、例えば、スイッチＡ_１およびＡ_２を操作することにより、表示回路１２６の動作を制御することができる（図３を見た場合に混同されないように、実際の接続の一部しか図示していないことに留意されたい）。スイッチＡ_１およびＡ_２を制御することにより、プロセッサ１３０は、電磁石１２０を通して電流を流すことができ、それにより電磁石１２０に磁気の影響を受ける構成要素１２４に対して引力磁界を発生させることができる（携帯機器１１０の図１および図２参照）。

充電制御回路１２８は、例えば、感知抵抗Ｒ_ｓ、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）１３２、阻止ダイオード１３４および入力１３６を含むことができる。当業者であれば周知のように、感知抵抗Ｒ_ｓは、２つの入力および、入力１３６を通してプロセッサ１３０が携帯機器１１０の充電を監視することができるようにすることができる。プロセッサ１３０は、ＦＥＴ１３２を制御することにより携帯機器１１０に流れる充電電流の量を調整することができる。充電電流は、Ｂ^＋接点を通して携帯機器１１０の１つまたは複数のセル１３８に流れることができる。図示していないが、当業者であれば、プロセッサ１３０が上記入力をデジタル的に変換するためにアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器を有することができることを理解することができるだろう。また、本発明はこの特定の充電制御回路１２８に限定されないことも理解することができるだろう。何故なら、他の適当なスキームも本発明と一緒に使用することができるからである。

装置１００は、また、センサ１４０を含むこともできる。センサ１４０は、電圧源Ｖ_ｓ、プルアップ抵抗Ｒ_１、第１のノード１４２、第２のノード１４４およびもう１つの抵抗Ｒ_２を含むことができる。センサ１４０は、プロセッサ１３０の入力／出力（Ｉ／Ｏ）に送られる出力を有する。センサ１４０は、携帯機器１１０が装置１００と結合した場合、または装置１００から取り外された場合、プロセッサ１３０に信号を送ることができる。例えば、携帯機器１１０が装置１００と結合した場合、回路を、プロセッサ１３０が検出することができる第１および第２のノード１４２、１４４を通してオンにすることができる。同様に、携帯機器１１０を装置１００から取り外した場合には、第１および第２のノード１４２、１４４を通して回路をオフにし、プロセッサ１３０はこの変化を識別することができる。この場合も、本発明はこの特定のセンサ１４０に限定されない。何故なら、他の適当なスキームを本発明で実施することができるからである。

図４を参照すると、この図は、装置１００および携帯機器１１０のいくつかの構成要素のもう１つの例である。装置１００および携帯機器１１０の配置は、図３の配置に類似している。すなわち、図４の装置は、表示回路１２６、充電制御回路１２８、センサ１４０およびこれら回路を構成しているすべての構成要素を含むことができる。主な違いは、図４の表示回路１２６が充電制御回路１２８に直列に接続していることである。図３の表示回路１２６は分岐しているか、または充電制御回路１２８に並列になっている。

図３に戻って説明すると、電源１２５が装置１００に充電電流を供給している場合には、電流を表示回路１２６にも供給することができる。例えば、プロセッサ１３０は、スイッチＡ_１およびＡ_２をオンにすることができ、表示回路１２６は、電磁石１２０に係合電流を供給することができる。このプロセスにより、電磁石１２０に、例えば、携帯機器１１０に対して引力磁界を発生させることができる。本発明の目的のために、「係合電流」という用語は、電磁石１２０に磁界を発生させる電磁石１２０に供給される電流を意味することができる。

すでに説明したように、装置１００は、所定の電池充電容量のような所定のレベルに携帯機器１１０を充電するために使用することができる。この所定のレベルは、最大電池充電容量またはそれより若干低い充電容量のような最大レベルであってもよい。磁界が発生した場合、携帯機器１１０が所定のレベルに向けて充電される場合に、発生した磁界をほぼ一定のレベルに維持することができる。発生した磁界がほぼ一定である理由は、表示回路１２６が充電制御回路１２８から独立しているからである。当業者であれば周知のように、電池（携帯機器１１０と結合することができる電池など）が充電されると、電池へ供給される充電電流の量を低減することができる。充電制御回路１２８で起こる電流のこの低減は、表示回路１２６に達する電流の量に影響を与えない。

図４を参照すると、携帯機器１１０が所定のレベルに向けて充電される場合に、携帯機器１１０に供給される充電電流は、上記のように低減する場合がある。しかし、この配置の場合、スイッチＡ_１およびＡ_２がオンになっていると、電磁石１２０が発生する磁界の強度は、それに応じて同様に低減する場合がある。一例を挙げて説明すると、磁界は携帯機器１１０に関連する引力磁界であってもよい。所定のレベルに向けて充電中の携帯機器１１０に応じて充電電流の量が少なくなると、引力磁界の強度も低減する場合がある。ユーザは装置１００と携帯機器１１０との間の引力の低減を感知することができ、このことは携帯機器がその充電容量に近づいていることを示すことができる。

装置１００は、また、携帯機器１１０の充電を支援するために使用することができる反発磁界を発生するように設計することもできる。図５および図６はこのような構造の一例を示す。この場合、携帯機器１１０は、頂面１４８を含むことができる１つまたは複数の延長部１４６を含むことができる。ある配置の場合には、携帯機器１１０のための接点１２２を延長部１４６の頂面１４８上に設置することができる。もう１つの例として、磁気の影響を受ける構成要素１２４を、携帯機器１１０の底部の近くに取り付けることができる。磁気の影響を受ける構成要素１２４は、装置１００の電磁石１２０が発生する磁界に対して同じ極性を有する磁石であってもよい。

図５に示すように、電磁石１２０は装置１００の第１の面１１６上に設置することができる。携帯機器１１０の接点１２２に対応する接点１１８を、装置１００の第２の面１５２上に設置することができる。見えないところに位置しているので、接点１１８は鎖線で示す。この配置の場合、第１の面１１６は第２の面１５２に対向していてもよい。装置１００は、また、携帯機器１１０を収容するための前部開口部１５１、および装置１００を携帯機器１１０から電磁的に減結合した場合、携帯機器１１０を収容するための凹部１５３を含むことができる。電磁石１２０は凹部１５３内に位置させることができる。

図６を参照すると、この図は、装置１００と結合している携帯機器１１０の前部断面図である（携帯機器１１０の一部しか示していない）。携帯機器１１０は、携帯機器１１０を装置１００の前部開口部１５１内にスライドさせることにより、装置１００と結合することができる。この例の場合には、電磁石１２０は、携帯機器１１０の磁気の影響を受ける構成要素１２４を反発する磁界を発生することができる。すなわち、磁気の影響を受ける構成要素１２４は、発生した磁界と同じ極性を有する磁石であってもよい。この反発により、携帯機器１１０へ充電電流を供給することができるようにするために、携帯機器１１０の接点１２２が装置１００の接点１１８と電気的に結合するように、携帯機器１１０を上方に付勢することができる。この例の場合には、装置１００は携帯機器１１０と電磁的に係合している。

ある配置の場合には、装置１００は１つまたは複数の阻止セグメント１５４を有することができる（また図５参照）。携帯機器１１０が装置１００に電磁的に係合している場合には、阻止セグメント１５４は、携帯機器１１０の延長部１４６の前進を阻止することができる。この妨害により、電磁石１２０が反発磁界を発生している間に、装置１００から携帯機器１１０が抜けだすのを防止することができる。反発磁界が除去されるか、または少なくともかなり弱くなった場合、携帯機器１１０は落下することができ、そのため延長部１４６は阻止セグメント１５４をクリアすることができる。この時点で、装置１００は携帯機器１１０を電磁的に減結合していて、携帯機器１１０は装置１００から取り外すことができるように前進することができる。

図には示していないが、当業者であれば、（凹部１５３の他にまたは代わりに）構造的支持フィーチャを、携帯機器１１０および／または装置１００に追加することができることを理解することができるだろう。これらの支持フィーチャは、装置１００が携帯機器１１０に電磁的に係合し、減結合した場合に、携帯機器１１０を安定にするのを助けることができる。さらに、本発明は、決して図５および図６の構造に限定されないことを理解されたい。すなわち、携帯機器１１０および装置１００の両方を、反発磁界により携帯機器１１０を充電するために種々の方法で形成することができる。

反発磁界を発生するために、図３および図４の構成要素を使用することができる。反発力を発生するために、携帯機器１１０の磁気の影響を受ける構成要素１２４は、電磁石１２０と同じ極性の磁石であってもよい。図３および図４のところで説明したように、携帯機器１１０が所定のレベルに向けて充電される場合に、反発磁界をほぼ一定のレベルに維持することができる。別の方法としては、携帯機器１１０が所定のレベルに向けて充電される場合に、反発磁界の強度を低減することができる。

図７を参照すると、この図は、充電状態を表示するための携帯機器１１０および装置１００のもう１つの例である。この例の場合には、装置１００および携帯機器１１０は、図５の装置１００および携帯機器１１０に構造的にやや似ていてもよい。すなわち、携帯機器１１０は、１つまたは複数の延長部１４６および磁気の影響を受ける構成要素１２４を有することができる。さらに、装置１００は、凹部１５３および第１の面１１６上の凹部１５３内に位置する電磁石１２０を含むことができる。しかし、この場合、携帯機器１１０用の接点１２２は、携帯機器１１０の底面上または近くに位置することができる。同様に、装置１００の接点１１８は、第１の面１１６上に位置することができる。

この配置の場合には、装置１００は、引力磁界を発生することができ、携帯機器１１０が所定のレベルに充電されると、装置１００は、反発磁界を発生することができる。このプロセスを実行するために、磁気の影響を受ける構成要素１２４は、所定の極性を有する磁石であってもよい。

図８を参照すると、装置１００は、電磁石１２０が磁気の影響を受ける構成要素１２４に対して引力磁界を発生する第１の位置で、携帯機器１１０と電磁的に係合することができる。図には携帯機器１１０の一部だけを示すが、装置１００の一部は、構成要素のうちのあるものをもっとはっきり示すために除去してある。装置１００の接点１１８は、携帯機器１１０の接点１２２と電気的に結合することができ、それにより携帯機器１１０に充電電流が流れることができる。

図９を参照すると、装置１００は、第２の位置で携帯機器１１０と電磁的に係合することができる。携帯機器１１０を所定のレベルまたは容量に充電した場合に、このプロセスを行うことができる。携帯機器１１０が第２の位置にある場合には、ユーザに携帯機器１１０が完全に充電されたという表示が行われる。第２の位置の携帯機器１１０を付勢するために、電磁石１２０は、磁気の影響を受ける構成要素１２４に対して反発磁界を発生することができる。

この配置の場合、反発磁界が発生している場合に、携帯機器１１０を正しい位置に保持するのを助けるために、突起１４６を装置１００の内面１５６に対して押しつけることができる。この第２の位置においては、接点１１８および接点１２２は、もはや電気的に結合していないで、携帯機器１１０への充電電流を停止することができる。さらに、装置１００の開口部１５１を通して前進させることにより、携帯機器１１０を装置１００から容易に取り外すことができる。

図には示していないが、当業者であれば、凹部１５３の他に、携帯機器１１０を支持するための構造を、携帯機器１１０および／または装置１００に内蔵することができることを理解することができるだろう。支持構造は、携帯機器１１０を第１および第２の位置両方に支持することができる。さらに、本発明は、図７〜図９の携帯機器１１０および装置１００に限定されないことを理解されたい。何故なら、他の適当な設計も本発明の配置の範囲内に入るからである。また、当業者であれば、装置１００は、上記プロセスの別のプロセスとして、充電段階中、反発磁界を発生するように設計することができ、携帯機器１１０が所定のレベルに充電された場合、引力磁界を発生するように設計することができることを理解することができるだろう。

図１０を参照すると、この図は図７〜図９のところで説明したプロセスを実行するための回路である。この回路は図３の回路に類似の回路であってもよい。図１０の表示回路１２６は、二組のスイッチＡ_１、Ａ_２およびＢ_１、Ｂ_２を含むことができるという点で異なるものであってもよい。スイッチＡ_１およびＡ_２は、電磁石１２０の対向側面上に位置することができる。同様に、スイッチＢ_１およびＢ_２は、電磁石１２０の対向側面上に位置することができる。スイッチＡ_１、Ａ_２およびＢ_１、Ｂ_２は、プロセッサ１３０により制御することができる。

引力磁界を発生するために、プロセッサは、（スイッチＢ_１およびＢ_２をオフにしたまま）スイッチＡ_１およびＡ_２をオンにすることができ、それにより図３のところで説明したように、電磁石１２０に係合電流を供給することができる。反発磁界を発生するために、プロセッサ１３０は、（スイッチＡ_１およびＡ_２をオフにしたままで）スイッチＢ_１およびＢ_２をオンにすることができる。このステップにより、スイッチＡ_１およびＡ_２がオンになっている場合の電流の流れの反対方向に電流を流すことができる。プロセッサ１３０は、携帯機器１１０が所定のレベルに充電された場合に、スイッチＡ_１およびＡ_２をオフにして、スイッチＢ_１およびＢ_２をオンにすることができる。

図１１を参照すると、この図は、図７〜図９のところで説明したプロセスを行うためのもう１つの回路を示す。この回路は、図４の回路類似のものであってもよい。例えば、表示回路１２６の少なくとも一部を、充電制御回路１２８、特に電磁石１２０およびスイッチＡ_１およびＡ_２に直列に接続することができる。この配置の場合には、携帯機器１１０に流れる充電電流が低減するにつれて、電磁石１２０が発生する引力磁界は弱くなることができる。

携帯機器１１０が所定のレベルに充電され、携帯機器１１０への充電電流がゼロになると、表示回路１２６は、反発磁界を発生することができるように、依然として電磁石１２０に係合電流を供給することができる。そうするために、表示制御回路１２６の一部を分岐することもできるし、充電制御回路１２８に並列にすることもできる。例えば、スイッチＢ_１およびＢ_２を、スイッチＢ_１がアースに結合している場合に、スイッチＡ_１およびＡ_２が供給する方向の反対方向に電流を流すために使用することができる。表示回路１２６のこの部分は、充電制御回路１２８から独立していてよく、それにより反発磁界の強度をほぼ一定のレベルに維持することができる。

図７〜図９のところで説明したプロセスを実行するために、本発明は図１０および図１１の構成要素に決して限定されないことを理解されたい。例えば、他の適当な表示回路および充電制御回路を本発明を実行するために使用することができる。また、通常の当業者であれば、電磁石１２０により携帯機器１１０が最初に第１の位置に反発され、次に（図５および図６のところで説明したプロセスのように）この第１の位置にいる間に充電されるように本発明を設計することができることを理解することができるだろう。携帯機器が充電されると、電磁石１２０は、引力磁界を発生することができ、携帯機器１１０は、装置１００内の第２の位置に移動することができる。第２の位置に移動することにより、ユーザは、携帯機器１１０が充電されたという表示を見ることができる。ユーザが装置１００から携帯機器１１０を容易に取り外すことができるように、引力磁界を比較的弱くすることができる。

図１２を参照すると、この図は、充電状態を表示するための方法１２００である。方法１２００を説明するために、図１〜図６を参照するが、方法１２００は他の適当なシステムにより実行することもできることに留意されたい。ステップ１２１０において、方法１２００はスタートする。ステップ１２２０に示すように、充電ユニットは、携帯機器が、充電ユニットの少なくとも一部の方へ磁気的に付勢され、そこに固定されるように携帯機器と電磁的に係合することができる。ステップ１２３０において、充電電流を携帯機器に供給することができる。さらに、ステップ１２４０において、充電ユニットの少なくとも１つの電磁石に係合電流を供給することができ、これにより電磁石に携帯機器に対して引力磁界または反発磁界を発生させることができる。

例えば、図１〜図６を参照すると、スイッチＡ_１およびＡ_２をオンにすることができ、係合電流を装置１００の電磁石１２０に供給することができる。次に、電磁石１２０は、携帯機器１１０に対して引力磁界または反発磁界を発生することができる。発生する磁界のタイプにより、装置１００は、装置１００の一部の方へ携帯機器１１０を磁気的に付勢することができる。携帯機器１１０は、また、装置１００のこの部分に固定することができる。例としては、図２および図６に示す配置がある。この時点で、装置１００は、充電制御回路１２８を通して、携帯機器１１０に充電電流を供給することができる。

図１２の方法１２００に戻って説明すると、決定ブロック１２５０において、磁界の強度をほぼ一定のレベルに維持するのかまたは低減するのかを決定することができる。磁界の強度がほぼ一定である場合には、ステップ１２６０において、携帯機器が所定のレベルに向けて充電される場合に、磁界の強度をほぼ一定のレベルに維持することができる。低減している場合には、ステップ１２７０において、携帯機器が所定のレベルに向けて充電される場合に、磁界の強度を低減することができる。

例えば、携帯機器１１０が所定のレベルに充電中であるので、（引力磁界であれ、反発磁界であれ）磁界の強度をほぼ一定のレベルに維持したい場合には、図３に示す表示回路１２６の構成が適している。逆に、携帯機器１１０が所定のレベルに充電されたので、（引力磁界であれ、反発磁界であれ）磁界の強度を低減したい場合には、図４に示す表示回路１２６が役に立つ。

図１２に戻って説明すると、ステップ１２８０において、携帯機器が所定のレベルに充電された場合には、ユーザが充電ユニットから携帯機器を取り外すことができるようにするために、携帯機器を充電ユニットから電磁的に減結合することができる。例えば、図１〜図６を参照すると、携帯機器１１０が所定のレベルにすでに充電されている場合には、装置１００は携帯機器１１０を電磁的に減結合することができる。特に図３および図４について説明すると、携帯機器１１０が所定のレベルに充電されると、スイッチＡ_１およびＡ_２をオフにすることができ、そうすることにより電磁石１２０への係合電流の流れがストップする。この電流の供給がストップすると、発生した磁界が消滅し、それにより携帯機器１１０を装置１００から取り外すことができる。

ある配置の場合には、所定のレベルが、携帯機器１１０に電力を供給する電池の最大電池充電容量である場合もある。しかし、所定のレベルは、また、最大電池充電容量以下の充電容量であってもよい。

図１２に戻って説明すると、決定ブロック１２８５において、携帯機器が充電ユニットからすでに取り外されているか否かを判定することができる。取り外されている場合には、充電ユニットをステップ１２９０に示すように所定の充電構成に設定することができる。携帯機器がまだ取り外されていない場合には、方法１２００を決定ブロック１２８５から再開することができる。ステップ１２９０の後で、方法１２００をステップ１２９５において終了することができる。

設定ステップ１２９０について説明する。図３および図４のところですでに説明したように、携帯機器１１０が所定のレベルに充電されると、スイッチＡ_１およびＡ_２をオフにすることができ、それにより磁界が消滅する。ユーザが携帯機器１１０を取り外すと、センサ１４０の第１および第２のノード１４２および１４４の間に形成された回路がオフになる。回路内のこのオフ状態はプロセッサ１３０に知らせることができる。これに応じて、プロセッサ１３０は、スイッチＡ_１およびＡ_２を、両方をオンにするというような所定の構成に設定することができる。スイッチＡ_１およびＡ_２をオンにすることにより、装置１００を携帯機器１１０を再度収容できる状態にすることができる。そうしたい場合には、スイッチＡ_１およびＡ_２が確実に速すぎるタイミングで設定されないように、プロセッサ１３０内に時間的遅延をプログラムすることができる。スイッチＡ_１およびＡ_２を速すぎるタイミングで設定すると、ユーザが、装置１００から携帯機器１１０を取り外しにくくなる場合がある。

しかし、本発明はこの特定の設定構成に限定されないことに留意されたい。何故なら、本発明の配置により他の適当な構成も使用することができるからである。この原則は特に適用することができる。何故なら、本発明は図３および図４の表示回路１２６に限定されないからである。さらに、本発明は、これら図面に示すセンサ１４０にも限定されない。何故なら、装置１００から携帯機器１１０が取り外されたことを検出するためのほとんどすべての他の手段を使用することができるからである。

図１３を参照すると、この図は、充電状態を表示するためのもう１つの方法１３００を示す。方法１３００は、方法１２００に幾分似ているが、方法１３００は図７〜図１１を参照しながら説明する。しかし、方法１３００は、他の適当なシステムでも実行することができることを理解されたい。ステップ１３１０において、方法はスタートする。ステップ１３２０において、充電ユニットは、携帯機器が充電ユニットの少なくとも第１の部分の方へ磁気的に付勢され、そこに固定されるように、第１の位置内の携帯機器と電磁的に係合することができる。例えば、装置１００は、第１の位置において携帯機器１１０に電磁的に係合することができる。図８はその一例を示す。すでに説明したように、この場合、電磁石１２０は、携帯機器１１０の磁気の影響を受ける構成要素１２４に対する引力磁界を発生することができる。図１０および図１１を参照すると、プロセッサ１３０は、スイッチＡ_１およびＡ_２をオンにし、スイッチＢ_１およびＢ_２をオフにすることができる。

図１３の方法１３００に戻って説明すると、ステップ１３３０に示すように、充電電流を携帯機器に供給することができる。例えば、再度図１０および図１１について説明すると、装置１００は、充電制御回路１２８を通して携帯機器１１０に充電電流を供給することができる。図１３のステップ１３４０において、携帯機器が所定のレベルに充電されると、携帯機器が、充電ユニットの第２の部分の方へ磁気的に付勢され、そこに固定されるように、充電ユニットは、第２の位置内の携帯機器と電磁的に係合することができる。携帯機器が第２の位置に位置している場合には、充電電流をストップすることができ、ユーザは充電ユニットから携帯機器を取り外すことができる。この方法は、ステップ１３５０において終了することができる。

例えば、携帯機器１１０が所定のレベルに充電されると、装置１００は第２の位置で携帯機器と電磁的に係合することができる。図９はその一例を示す。この場合、電磁石１２０は、携帯機器１１０の磁気の影響を受ける構成要素１２４に対して反発磁界を発生することができる。図１０および図１１を参照すると、プロセッサ１３０は、スイッチＡ_１およびＡ_２をオフにし、スイッチＢ_１およびＢ_２をオンにすることができる。携帯機器１１０が第２の位置に位置する場合には、ユーザは装置１００から携帯機器１１０を取り外すことができる。

方法１２００と同様に、携帯機器１１０を取り外した場合には、装置１００は、この取り外しを検出することができ、所定の充電構成に設定することができる。例えば、プロセッサ１３０が（センサ１４０により）この取外しを検出した場合には、プロセッサ１３０は、スイッチＢ_１およびＢ_２をオフにし、スイッチＡ_１およびＡ_２をオンにすることができる。装置１００は、再度充電のために携帯機器１１０を収容することができる。

しかし、方法１３００は、上記プロセスに限定されないことに留意されたい。例えば、携帯機器１１０を、充電段階中に反発磁界により第１の位置に反発することができる。さらに、携帯機器１１０が所定のレベルに充電された場合、携帯機器１１０を、引力磁界により第２の位置に引き寄せることができる。

さらに、本発明の好適な実施形態を図示し、説明してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことを理解することができるだろう。当業者であれば、添付の特許請求の範囲に記載する本発明の精神および範囲から逸脱することなしに、多くの修正、変更、変形、置換および等価物に思い付くことができるだろう。

本発明の配置のある実施形態による携帯機器および充電装置。 本発明の配置のある実施形態による携帯機器が充電装置と結合している、図１の携帯機器および充電装置の一部の前部断面図。 本発明の配置のある実施形態による充電装置および携帯機器の略図。 本発明の配置のある実施形態による充電装置および携帯機器のもう１つの略図。 本発明の配置のある実施形態によるもう１つの携帯機器および充電装置。 本発明の配置のある実施形態による携帯機器が充電装置と結合している、図５の携帯機器および充電装置の一部の前部断面図。 本発明の配置のある実施形態によるさらにもう１つの携帯機器および充電装置。 本発明の配置のある実施形態による第１の位置において携帯機器が充電装置と結合している、図７の携帯機器および充電装置の一部の前部断面図。 本発明の配置のある実施形態による第２の位置において携帯機器が充電装置と結合している、図７の携帯機器および充電装置の一部の前部断面図。 本発明の配置のある実施形態による充電装置および携帯機器のもう１つの略図。 本発明の配置のある実施形態による充電装置および携帯機器のさらにもう１つの略図。 本発明の配置のある実施形態による充電状態を表示するための方法。 本発明の配置のある実施形態による充電状態を表示するためのもう１つの方法。

Claims (12)

1. 充電状態を表示するための装置であって、
   少なくとも１つの電磁石を有する表示回路と、
   携帯機器への充電電流を制御するための充電制御回路と、を備え、
   前記表示回路が、前記装置を前記携帯機器と電磁的に係合させ、前記充電制御回路が、係合中、前記携帯機器に充電電流を供給し、ユーザが前記装置から前記携帯機器を取り外すことができるようにするために、前記携帯機器が所定のレベルに充電された場合に、前記表示回路が、前記装置と前記携帯機器とを電磁的に分断する装置。
2. 前記装置が少なくとも１つの接点をさらに備え、前記装置が前記携帯機器と電磁的に係合した場合に、前記装置の接点が前記携帯機器の接点と電気的に結合する請求項１に記載の装置。
3. 前記表示回路が、前記電磁石に係合電流を供給し、前記係合電流が、前記電磁石に、引力磁界および反発磁界のうちの少なくとも一方を発生させる請求項１に記載の装置。
4. 前記電磁石が引力磁界を発生した場合に、前記電磁石が、前記携帯機器の磁化していない金属構成要素および前記携帯機器の反対の極性の磁石のうちの少なくとも一方を引きつける請求項３に記載の装置。
5. 前記電磁石が反発磁界を発生した場合に、前記電磁石が前記携帯機器の同じ極性の磁石を反発する請求項３に記載の装置。
6. 前記装置が前記携帯機器と電磁的に係合した場合に、前記電磁石が磁界を発生し、前記携帯機器が前記所定のレベルに向けて充電された場合に、前記磁界の強度が弱くなる請求項１に記載の装置。
7. 前記装置が前記携帯機器と電磁的に係合した場合に、前記電磁石が磁界を発生し、前記携帯機器が前記所定のレベルに向けて充電された場合に、前記磁界がほぼ一定のレベルのままである請求項１に記載の装置。
8. 充電状態を表示するための方法であって、
   携帯機器が充電ユニットの少なくとも一部の方へ磁気的に付勢され、そこに固定されるように、前記携帯機器を前記充電ユニットに電磁的に係合するステップと、
   前記携帯機器に充電電流を供給するステップと、
   前記携帯機器が所定のレベルに充電された場合に、ユーザが前記充電ユニットから前記携帯機器を取り外すことができるように、前記充電ユニットと前記携帯機器とを電磁的に分断するステップと、を含む方法。
9. 前記充電ユニットのうちの少なくとも１つの電磁石に係合電流を供給するステップをさらに含み、係合電流を供給する前記ステップが、前記電磁石に引力磁界および反発磁界のうちの少なくとも一方を発生させる請求項８に記載の方法。
10. 前記充電ユニットが少なくとも１つの電磁石を有し、
    前記電磁的係合ステップ中に磁界を発生するステップと、
    前記携帯機器が前記所定のレベルに向けて充電された場合に、前記磁界の強度を低減するステップと、をさらに含む請求項８に記載の方法。
11. 前記充電ユニットが少なくとも１つの電磁石を有し、
    前記電磁的係合ステップ中に磁界を発生するステップと、
    前記携帯機器が前記所定のレベルに向けて充電された場合に、前記磁界の強度をほぼ一定のレベルに維持するステップと、をさらに含む請求項８に記載の方法。
12. 前記携帯機器が前記充電ユニットからすでに取り外されたか否かを判定するステップと、
    前記充電ユニットから前記携帯機器が取り外された場合にそれに応じて、前記充電ユニットを所定の充電構成に設定するステップと、をさらに含む請求項８に記載の方法。

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