JP2012029452A - Charging system and charging method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は一般に充電システム及び充電方法に関連する。本発明は、特に、携帯電話等のモバイル機器や、モバイル機器に内蔵されている二次電池に、ワイアレスで（すなわち、電気的に接触した方式ではなく、非接触方式で）エネルギを供給する技術に関連する。 The present invention generally relates to charging systems and methods. In particular, the present invention is a technology for supplying energy wirelessly (that is, not in an electrically contacted manner but in a contactless manner) to a mobile device such as a mobile phone and a secondary battery built in the mobile device. is connected with.
携帯電話等のモバイル機器の動作に必要な電力や、そのモバイル機器に内蔵されているリチウムイオン電池等の二次電池に必要な電力は、接触方式及び非接触方式の様々な方法により供給することができる。接触方式の場合、例えば、商用電源等からの電力がACアダプタ等に接続された有線により電力を供給する方式等がある。非接触方式の場合、例えば、充電器及びモバイル機器双方にコイルを内蔵し、コイル間の交流磁束を介して電力を供給する電磁誘導方式等のワイアレス送電方式がある。この種の技術については、特許文献１及び２に記載されている。 The power required for the operation of mobile devices such as mobile phones and the power required for secondary batteries such as lithium-ion batteries built into the mobile devices should be supplied by various methods, contact and non-contact. Can do. In the case of the contact method, for example, there is a method in which power from a commercial power supply or the like is supplied by a wire connected to an AC adapter or the like. In the case of the non-contact method, for example, there is a wireless power transmission method such as an electromagnetic induction method in which a coil is built in both a charger and a mobile device and power is supplied via an alternating magnetic flux between the coils. This type of technology is described in Patent Documents 1 and 2.
交流磁束を送るためのコイルとして、薄いスパイラルコイル等を採用することで、携帯電話等の小型機器においてワイアレス送電方式を実現することは、困難ではなくなってきた。この方式は、数１００ｋＨｚの交流電力を充電器側（置き台側）のコイルに入力し、電磁誘導の原理によりコイルに発生した交流磁束をモバイル機器側のコイルに入力し、再び電磁誘導の原理により、モバイル機器側のコイルに電力を誘起させ、電力を伝送している。 By adopting a thin spiral coil or the like as a coil for sending an alternating magnetic flux, it has become difficult to realize a wireless power transmission system in a small device such as a mobile phone. In this method, AC power of several hundreds of kHz is input to a coil on the charger side (mounting base side), AC magnetic flux generated in the coil by the principle of electromagnetic induction is input to the coil on the mobile device side, and the principle of electromagnetic induction again. Thus, power is induced in the coil on the mobile device side to transmit the power.
ワイアレス送電方式の場合、充電器やモバイル機器のコイルに数１００ｋＨｚの交流磁束が発生するので、コイルの側面から漏れた交流磁束が電磁ノイズとなり、携帯電話の受信特性の劣化や、雑音の増大等の悪影響が懸念される。さらに、充電器及びモバイル機器双方のコイル間に発生する交流磁束が、周囲の他の機器（特にラジオ、ＴＶなどの電磁波を利用する機器）に悪影響を及ぼすことも懸念される。このため、電磁誘導方式を利用したワイアレス送電方式は、電磁ノイズ等の問題に起因して、無線機器を搭載していないモバイル機器や家電製品（例えば、電動歯磨き、電動シェーバーの充電器等）等の一部の製品用途にしか使用されていない。 In the case of the wireless power transmission method, an AC magnetic flux of several hundreds of kHz is generated in the coil of the charger or mobile device, so the AC magnetic flux leaking from the side of the coil becomes electromagnetic noise, which deteriorates the reception characteristics of the mobile phone, increases the noise, etc. There are concerns about the adverse effects of Furthermore, there is a concern that AC magnetic flux generated between the coils of both the charger and the mobile device may adversely affect other peripheral devices (especially devices using electromagnetic waves such as radio and TV). For this reason, the wireless power transmission method using the electromagnetic induction method is caused by problems such as electromagnetic noise, mobile devices and home appliances (for example, electric toothpaste, electric shaver charger, etc.) that are not equipped with wireless devices, etc. It is only used for some product applications.
さらに、電磁誘導方式を利用したワイアレス送電方式でモバイル機器を充電する場合、コイルを内蔵した専用の充電器を必要とする。これは、専用の充電器が無い場所（特に、野外）では、モバイル機器を充電できないことを意味し、利便性の観点から不利である。 Furthermore, when charging a mobile device by a wireless power transmission method using an electromagnetic induction method, a dedicated charger with a built-in coil is required. This means that the mobile device cannot be charged in a place where there is no dedicated charger (especially outdoors), which is disadvantageous from the viewpoint of convenience.
本発明の課題は、交流磁束による電磁ノイズを発生することなくモバイル機器を充電できるようにすることである。 An object of the present invention is to enable charging of a mobile device without generating electromagnetic noise due to AC magnetic flux.
一実施例による充電システムは、
電気エネルギを所定の波長を有する電磁波に変換する送電デバイスと、
前記送電デバイスから受信した電磁波を電気エネルギに変換する受電デバイスと
を有し、前記所定の波長は、可視光領域又は赤外領域に属する、充電システムである。
A charging system according to one embodiment is:
A power transmission device that converts electrical energy into electromagnetic waves having a predetermined wavelength; and
A power receiving device that converts electromagnetic waves received from the power transmitting device into electrical energy, wherein the predetermined wavelength belongs to a visible light region or an infrared region.
一実施例によれば、交流磁束による電磁ノイズを発生することなくモバイル機器を充電できるようにすることができる。 According to one embodiment, the mobile device can be charged without generating electromagnetic noise due to AC magnetic flux.
本発明の実施例では、ワイアレス充電を行う場合、電磁誘導による高周波の交流磁束をコイル間で送電する方式は、使用されない。実施例によるワイアレス充電方式は、交流磁束による電磁ノイズが発生しない可視光付近の電磁波（赤外、紫外、可視光）を用いて電力を伝送する。 In the embodiment of the present invention, when performing wireless charging, a method of transmitting high-frequency AC magnetic flux by electromagnetic induction between coils is not used. The wireless charging system according to the embodiment transmits electric power using electromagnetic waves (infrared, ultraviolet, visible light) in the vicinity of visible light that does not generate electromagnetic noise due to AC magnetic flux.
従来の電磁誘導方式のワイアレス充電の場合、専用の置き台（充電器）が必要である。しかしながら実施例によるワイアレス充電の場合、日光、室内光、赤外線、紫外線、可視光線等を発生させる環境があれば、その場で充電することができる。 In the case of conventional electromagnetic induction type wireless charging, a dedicated stand (charger) is required. However, in the case of wireless charging according to the embodiment, if there is an environment that generates sunlight, room light, infrared light, ultraviolet light, visible light, etc., charging can be performed on the spot.
本発明の実施例では、電磁ノイズを発生させる数１００ｋＨｚの交流磁束を使ったワイアレス充電は行われない。実施例による充電システムは、電気エネルギを電源として、可視光、紫外光または赤外光を発生させるワイアレス送電デバイスと、可視光、紫外光または赤外光を受信して電気エネルギに変換するワイアレス受電デバイスとを有し、充電器側（置き台側）にワイアレス送電デバイスが内蔵され、モバイル機器側にワイアレス受電デバイスが内蔵される。ワイアレス送電デバイスからワイアレス受電デバイスへ、可視光付近の電磁波（光の波長として数１００nm領域）が送信されることで、電力用のエネルギが提供される。 In the embodiment of the present invention, wireless charging using an alternating magnetic flux of several hundred kHz that generates electromagnetic noise is not performed. A charging system according to an embodiment includes a wireless power transmission device that generates visible light, ultraviolet light, or infrared light using electric energy as a power source, and wireless power reception that receives visible light, ultraviolet light, or infrared light and converts the light into electric energy. A wireless power transmission device is built in the charger side (table side), and a wireless power reception device is built in the mobile device side. Energy for electric power is provided by transmitting electromagnetic waves in the vicinity of visible light (in the region of several hundred nm as the wavelength of light) from the wireless power transmitting device to the wireless power receiving device.
ワイアレス送電デバイスとして、可視光、紫外光または赤外光を効率よく発生させることが可能な蛍光管（蛍光灯）、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）等の照明デバイスが使用されてもよい。あるいは、ワイアレス送電デバイスとして、発熱体（抵抗体など）が使用されてもよい。一方、ワイアレス受電デバイスとして、可視光、紫外光または赤外光等の光エネルギを電気エネルギに変換するＳｉ（シリコン）型太陽電池、ＤＳＣ（色素増感型）太陽電池、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）型太陽電池等の太陽電池が使用されてもよい。上記のワイアレス送電デバイスの何れか１つと、上記のワイアレス受電デバイスの何れか１つとを組み合わせることで、可視光領域の電磁波でワイアレス送電を行うことができる。ワイアレス送電デバイスを充電器に組み込み、ワイアレス受電デバイスをモバイル機器に組み込むことで、充電システムが形成される。可視光領域の電磁波（光）は自然界や日常の環境にあふれており、モバイル機器及びその他の機器に対して、電磁ノイズの悪影響を懸念する必要はない。 As wireless power transmission devices, lighting devices such as fluorescent tubes (fluorescent lamps), LEDs (light emitting diodes), and EL (electroluminescence) that can efficiently generate visible light, ultraviolet light, or infrared light are used. Also good. Alternatively, a heating element (such as a resistor) may be used as a wireless power transmission device. On the other hand, as a wireless power receiving device, Si (silicon) type solar cell, DSC (dye sensitized type) solar cell, GaAs (gallium arsenide) type that converts light energy such as visible light, ultraviolet light, or infrared light into electric energy. Solar cells such as solar cells may be used. By combining any one of the above wireless power transmission devices and any one of the above wireless power receiving devices, wireless power transmission can be performed using electromagnetic waves in the visible light region. A charging system is formed by incorporating a wireless power transmitting device into a charger and incorporating a wireless power receiving device into a mobile device. Electromagnetic waves (light) in the visible light region are overflowing in the natural world and everyday environments, and there is no need to worry about the adverse effects of electromagnetic noise on mobile devices and other devices.
太陽光や室内光は可視領域の電磁波（光）であるので、モバイル機器に内蔵されたワイアレス受電デバイスを、光源（太陽、照明機器等）に向けるだけでワイアレス充電が可能になり、専用の充電器（置き台）がない状況でも充電が可能になる。 Since sunlight and room light are electromagnetic waves (light) in the visible region, wireless charging is possible simply by pointing the wireless power receiving device built in the mobile device to the light source (sun, lighting equipment, etc.), and dedicated charging Charging is possible even in situations where there is no container (table).
赤外光の電磁波を利用することもできる。例えば、発熱体から発生する赤外光をワイアレス充電に使うことが可能である。例えば、充電器（置き台）に発熱体を設け、発熱体の温度が高くなると（たとえば動作中のノートＰＣの表面温度が高くなると）、その発熱体の熱を利用して、モバイル機器を充電することができる。すなわち、専用の充電器を筆よとせず、何らかの発熱体があれば、どこでも充電することができる。 Infrared electromagnetic waves can also be used. For example, infrared light generated from a heating element can be used for wireless charging. For example, when a heating element is provided in a charger (mounting table) and the temperature of the heating element becomes high (for example, when the surface temperature of the notebook PC in operation increases), the heat of the heating element is used to charge the mobile device. can do. In other words, it is possible to charge anywhere if there is any heating element without using a dedicated charger.
以下の観点から本発明の実施例を説明する。 Examples of the present invention will be described from the following viewpoints.
１．充電システム
２．動作
３．送電デバイスと受電デバイスの組み合わせ
３．１ 蛍光灯−Si太陽電池
３．２ 蛍光灯−DSC太陽電池
３．３ LED−Si太陽電池
３．４ LED−DSC太陽電池
４．変形例
４．１ 専用の送電デバイスを利用しない変形例
４．２ 赤外線を利用する変形例
1. Charging system Operation 3. 3. Combination of power transmitting device and power receiving device 3.1 Fluorescent lamp-Si solar cell 3.2 Fluorescent lamp-DSC solar cell 3.3 LED-Si solar cell 3.4 LED-DSC solar cell Modifications 4.1 Modifications that do not use a dedicated power transmission device 4.2 Modifications that use infrared rays
＜１．充電システム＞
図１は、本発明の実施例によるワイアレス充電方式を実現する充電システムの構成例を示す。図中、１は電気エネルギ等を電源として可視光付近の電磁波（可視光、紫外光または赤外光）を発生させるワイアレス送電デバイス、２はワイアレス送電デバイス１を制御する送電側回路、３はワイアレス送電デバイス１と送電側回路２を内蔵する充電器（置き台）、４は可視光、紫外光または赤外光を受信して電気エネルギに変換するワイアレス受電デバイス、５はワイアレス受電デバイスからの電力を制御・出力する出力電源回路、６は出力電源回路５からの電力で動作する本体電子回路６、７はワイアレス受電デバイス４、出力電源回路５、本体電子回路６を内蔵するモバイル機器である。モバイル機器７は、二次電池（図示せず）を利用する適切な任意の携帯装置であり、具体的には、携帯電話、情報端末、スマートフォン、パーソナルディジタルアシスタント、携帯用パーソナルコンピュータ等である。
<1. Charging system>
FIG. 1 shows an example of the configuration of a charging system that realizes a wireless charging system according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a wireless power transmission device that generates electromagnetic waves (visible light, ultraviolet light, or infrared light) near visible light using electric energy or the like as a power source, 2 is a power transmission side circuit that controls the wireless power transmission device 1, and 3 is wireless. Charger (mounting stand) incorporating power transmission device 1 and power transmission circuit 2, 4 is a wireless power receiving device that receives visible light, ultraviolet light, or infrared light and converts it into electrical energy, and 5 is power from the wireless power receiving device. Is an output power supply circuit that controls and outputs the power, 6 is a main body electronic circuit 6 that operates with power from the output power supply circuit 5, and 7 is a mobile device that includes the wireless power receiving device 4, the output power supply circuit 5, and the main body electronic circuit 6. The mobile device 7 is any suitable portable device that uses a secondary battery (not shown), and specifically includes a mobile phone, an information terminal, a smartphone, a personal digital assistant, a portable personal computer, and the like.
本願において、可視光付近の電磁波とは、可視光、赤外光及び紫外光を含む波長範囲又は周波数範囲の電磁波又は光を指す。可視光は波長が３００nmから８００nm付近の光を指す。赤外光は波長が３００nm以下の光を指す。赤外光は波長が８００nm以上の光を指す。 In the present application, an electromagnetic wave in the vicinity of visible light refers to an electromagnetic wave or light in a wavelength range or frequency range including visible light, infrared light, and ultraviolet light. Visible light refers to light having a wavelength in the vicinity of 300 nm to 800 nm. Infrared light refers to light having a wavelength of 300 nm or less. Infrared light refers to light having a wavelength of 800 nm or more.
＜２．動作＞
図２は、図１に示される充電システムの機能を説明するための図を示す。このワイアレス充電方式では、外部からの電気エネルギ（商用電力等）が、充電器３に入力され、送信側回路２を経由してワイアレス送電デバイス１に入力される。ワイアレス送電デバイス１は、電気エネルギを可視光、紫外光または赤外光に変換する。可視光、紫外光または赤外光である電磁波は、充電器３とモバイル機器７の間の空間を伝搬し、ワイアレス受電デバイス４に届く。これにより、エネルギが電磁波としてワイアレス受電デバイス１からワイアレス受電デバイス４に運ばれる。ワイアレス受電デバイス４が受信した電磁波（エネルギ）は、出力電源回路５により電気エネルギに変換され、本体電子回路６に供給される。本体電子回路６は、モバイル機器７の二次電池を含み、この二次電池に電気エネルギが充電されることで、モバイル機器７の動作（送信、受信、表示、入出力等）が可能になる。このようにして行われる本実施例によるワイアレス充電方式は、自然界に一般に存在している可視光付近の電磁波（光）を使ってエネルギを伝送するので、モバイル機器自身及び他の機器へ電磁ノイズを及ぼしてしまう問題は生じない。この点、コイルによる高周波の交流磁束を介してエネルギ伝送を行う従来の電磁誘導方式と大きく異なる。
<2. Operation>
FIG. 2 is a diagram for explaining the function of the charging system shown in FIG. In this wireless charging method, external electrical energy (commercial power or the like) is input to the charger 3 and input to the wireless power transmission device 1 via the transmission side circuit 2. The wireless power transmission device 1 converts electrical energy into visible light, ultraviolet light, or infrared light. An electromagnetic wave that is visible light, ultraviolet light, or infrared light propagates through the space between the charger 3 and the mobile device 7 and reaches the wireless power receiving device 4. As a result, energy is carried from the wireless power receiving device 1 to the wireless power receiving device 4 as electromagnetic waves. The electromagnetic wave (energy) received by the wireless power receiving device 4 is converted into electric energy by the output power circuit 5 and supplied to the main body electronic circuit 6. The main body electronic circuit 6 includes a secondary battery of the mobile device 7, and the secondary battery is charged with electric energy, so that the operation (transmission, reception, display, input / output, etc.) of the mobile device 7 becomes possible. . The wireless charging method according to the present embodiment performed in this way transmits energy using electromagnetic waves (light) in the vicinity of visible light that are generally present in nature, so that electromagnetic noise is transmitted to the mobile device itself and other devices. There will be no problem. This point is greatly different from a conventional electromagnetic induction method in which energy transmission is performed via a high-frequency AC magnetic flux by a coil.
後述するように、日光や室内照明等の可視光付近の電磁波（光）が得られる環境では、モバイル機器７に専用の充電器（置き台）３を利用すること無しに、モバイル機器７を充電することができる。そのような環境の場合、モバイル機器７のワイアレス受電デバイス４の面を、太陽や室内照明側に向けることで、モバイル機器７は、動作に必要なエネルギを取得できる。 As will be described later, in an environment where electromagnetic waves (light) in the vicinity of visible light such as sunlight and indoor lighting can be obtained, the mobile device 7 is charged without using the dedicated charger 3 for the mobile device 7. can do. In such an environment, the mobile device 7 can acquire energy necessary for the operation by directing the surface of the wireless power receiving device 4 of the mobile device 7 toward the sun or the indoor lighting side.
次に、本実施例によるワイアレス充電方式と従来の充電方式とを対比して説明する。図３は、従来の電磁誘導方式により充電する様子を示す。商用電源から変換された直流電力が、ワイアレス送電デバイスの高周波回路に供給され、交流電流が生成される。この交流電流がコイルを流れることで、送電コイルを貫く磁束（交流磁束）が発生する。送電コイルから発生した交流磁束が、ワイアレス受電デバイスの受電コイルを貫くことで交流電流が発生し、この交流電流は整流回路により整流され、直流電力が得られる。 Next, the wireless charging method according to the present embodiment will be described in comparison with the conventional charging method. FIG. 3 shows a state of charging by a conventional electromagnetic induction method. The DC power converted from the commercial power supply is supplied to the high-frequency circuit of the wireless power transmission device, and an AC current is generated. When this alternating current flows through the coil, a magnetic flux (alternating magnetic flux) penetrating the power transmission coil is generated. An alternating current is generated by the alternating magnetic flux generated from the power transmission coil passing through the power receiving coil of the wireless power receiving device, and this alternating current is rectified by a rectifier circuit to obtain direct current power.
図４は、本実施例により充電する様子を示す。ワイアレス送電デバイス１は発光素子制御回路及び発光素子を有する。発光素子は、電気エネルギを利用して、可視光付近（可視光、赤外光、紫外光）の電磁波を発生する適切な如何なる素子でもよい。発光素子の具体例は、例えば、蛍光管（蛍光灯）装置、ＬＥＤ（発光ダイオード）装置、ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）装置、有機ＥＬ装置等を含むが、これらに限定されない。発光素子制御回路は、受信した直流電流を発光素子に提供する。必要に応じて、電流、電圧、電力の供給タイミング等が、発光素子制御回路により制御される。電力の供給を受けた発光素子は、電気エネルギを、可視光付近（可視光、赤外光、紫外光）の電磁波（光）に変換し、発光面から発光する。電磁波（光）は、空間を伝搬し、モバイル機器のワイアレス受電デバイス４に達する。 FIG. 4 shows a state of charging according to this embodiment. The wireless power transmission device 1 includes a light emitting element control circuit and a light emitting element. The light emitting element may be any suitable element that generates electromagnetic waves in the vicinity of visible light (visible light, infrared light, ultraviolet light) using electric energy. Specific examples of the light emitting element include, but are not limited to, a fluorescent tube (fluorescent lamp) device, an LED (light emitting diode) device, an EL (electroluminescence) device, an organic EL device, and the like. The light emitting element control circuit provides the received direct current to the light emitting element. The light emitting element control circuit controls current, voltage, power supply timing, and the like as necessary. The light-emitting element that is supplied with electric power converts electric energy into electromagnetic waves (light) in the vicinity of visible light (visible light, infrared light, ultraviolet light), and emits light from the light-emitting surface. The electromagnetic wave (light) propagates through the space and reaches the wireless power receiving device 4 of the mobile device.
ワイアレス受電デバイス４は、受光素子及び受光素子制御回路を有する。受光素子は、受信した可視光付近（可視光、赤外光、紫外光）の電磁波（光）を電気エネルギに変換する適切な如何なる素子でもよい。受光素子の具体例は、Ｓｉ（シリコン）多結晶型太陽電池、ＤＳＣ（色素増感型）太陽電池およびＧａＡｓ（ガリウム・砒素）型太陽電池等であるが、これらに限定されない。受光素子は、発光素子から発せられた電磁波を受信し、電気エネルギに変換する。電気エネルギは、受光素子制御回路を経てモバイル機器の二次電池等に供給される。例えば、直流５ボルトの電圧として、電気エネルギが提供される。 The wireless power receiving device 4 includes a light receiving element and a light receiving element control circuit. The light receiving element may be any suitable element that converts received electromagnetic waves (light) in the vicinity of visible light (visible light, infrared light, ultraviolet light) into electrical energy. Specific examples of the light receiving element include Si (silicon) polycrystalline solar cells, DSC (dye sensitized) solar cells, and GaAs (gallium arsenide) solar cells, but are not limited thereto. The light receiving element receives electromagnetic waves emitted from the light emitting elements and converts them into electrical energy. The electric energy is supplied to a secondary battery of the mobile device through the light receiving element control circuit. For example, electrical energy is provided as a voltage of 5 volts DC.
なお、図４において、説明の便宜上、発光（受光）制御回路と発光（受光）素子とが別々に描かれているが、実施形態によってはこれらが一体的に形成されてもよい。 In FIG. 4, for convenience of explanation, the light emission (light reception) control circuit and the light emission (light reception) element are drawn separately, but they may be integrally formed depending on the embodiment.
このように、ワイアレス送電デバイス１が、可視光付近（可視光、赤外光、紫外光）の電磁波をエネルギとして伝送し、それをワイアレス受電デバイス４が受電し、受光素子制御回路を経て、モバイル機器に電力が送電される。ワイアレス送電デバイス１及びワイアレス受電デバイス４の間のエネルギ伝送が、光により行われるので、電磁ノイズの発生を効果的に抑制できる。 In this way, the wireless power transmission device 1 transmits electromagnetic waves in the vicinity of visible light (visible light, infrared light, ultraviolet light) as energy, and the wireless power receiving device 4 receives the power, passes through the light receiving element control circuit, and the mobile Electric power is transmitted to the device. Since energy transmission between the wireless power transmission device 1 and the wireless power reception device 4 is performed by light, generation of electromagnetic noise can be effectively suppressed.
＜３．送電デバイスと受電デバイスの組み合わせ＞
上述したように、発光素子及び受光素子は、可視光付近（可視光、赤外光、紫外光）の光を発光及び受光する当該技術分野で既知の適切な如何なる素子により実現されてもよい。
<3. Combination of power transmission device and power reception device>
As described above, the light emitting element and the light receiving element may be realized by any appropriate element known in the technical field that emits and receives light in the vicinity of visible light (visible light, infrared light, ultraviolet light).
図５から図７を参照しながら、発光素子と受光素子の組み合わせの具体例を説明する。上述したように、可視光付近の電磁波は、可視光、赤外光及び紫外光を含む波長範囲又は周波数範囲の電磁波又は光を指す。可視光は波長が３００nmから８００nm付近の光を指す。赤外光は波長が３００nm以下の光を指す。赤外光は波長が８００nm以上の光を指す。以下の説明において、相対発光強度とは、最大発光強度を１とした場合の割合を示し、最大発光強度とは、対象の発光素子による発光効率が最大となる場合の発光強度の値である。また、相対受光感度とは、最大受光感度を１とした場合の割合を示し、最大受光感度とは、対象の太陽電池による発電効率が最大となる場合の受光感度の値である。 Specific examples of combinations of light emitting elements and light receiving elements will be described with reference to FIGS. As described above, electromagnetic waves in the vicinity of visible light indicate electromagnetic waves or light in a wavelength range or frequency range including visible light, infrared light, and ultraviolet light. Visible light refers to light having a wavelength in the vicinity of 300 nm to 800 nm. Infrared light refers to light having a wavelength of 300 nm or less. Infrared light refers to light having a wavelength of 800 nm or more. In the following description, the relative light emission intensity indicates a ratio when the maximum light emission intensity is 1, and the maximum light emission intensity is a value of the light emission intensity when the light emission efficiency of the target light emitting element is maximized. Further, the relative light receiving sensitivity indicates a ratio when the maximum light receiving sensitivity is 1, and the maximum light receiving sensitivity is a value of the light receiving sensitivity when the power generation efficiency by the target solar cell is maximized.
＜＜３．１ 蛍光灯−Si太陽電池＞＞
図５は、発光素子を蛍光管（蛍光灯）とし、受光素子をＳｉ（シリコン）多結晶型太陽電池とした場合の例を示す。蛍光管の相対発光強度（ａ）は、２００nm付近から可視光領域の波長に対して急速に増加し、５００nm付近で最大となり、以後８００nm付近に近づくにつれて急速に減少している。図中、太陽光の強度が参考的に点線で示されている。一方、Ｓｉ（シリコン）多結晶型太陽電池の相対受光感度（ｂ）は、２００nm付近から９００nm付近の波長に対して、ほぼ一定の割合で増加し、９００nm付近で最大となり、以後はほぼ一定の割合で減少している。
<< 3.1 Fluorescent lamp-Si solar cell >>
FIG. 5 shows an example in which the light emitting element is a fluorescent tube (fluorescent lamp) and the light receiving element is a Si (silicon) polycrystalline solar cell. The relative emission intensity (a) of the fluorescent tube increases rapidly from the vicinity of 200 nm to the wavelength in the visible light region, reaches a maximum near 500 nm, and then decreases rapidly as it approaches 800 nm. In the figure, the intensity of sunlight is indicated by a dotted line for reference. On the other hand, the relative light receiving sensitivity (b) of the Si (silicon) polycrystalline solar cell increases at a substantially constant rate with respect to the wavelength from about 200 nm to about 900 nm, reaches a maximum at about 900 nm, and thereafter remains almost constant. It is decreasing at a rate.
発光素子として蛍光管（蛍光灯）を使用し、受光素子としてＳｉ（シリコン）多結晶型太陽電池を使用する場合、蛍光管の相対発光強度は５００nm付近で最大となる。この光が受光素子のＳｉ（シリコン）多結晶型太陽電池に入射し、光−電気変換が行われ、電気エネルギが得られる。しかしながら、５００nm付近の波長に対して、Ｓｉ（シリコン）多結晶型太陽電池の相対受光感度は、最大値の約４割程度でしかない。したがって、発光素子及び受光素子のこの組み合わせは、エネルギを伝送すること自体は可能であるものの、エネルギ伝送効率の観点からは、最良ではない。 When a fluorescent tube (fluorescent lamp) is used as the light emitting element and a Si (silicon) polycrystalline solar cell is used as the light receiving element, the relative light emission intensity of the fluorescent tube becomes maximum at around 500 nm. This light enters the Si (silicon) polycrystalline solar cell of the light receiving element, and photoelectric conversion is performed to obtain electrical energy. However, the relative light receiving sensitivity of a Si (silicon) polycrystalline solar cell is only about 40% of the maximum value for wavelengths near 500 nm. Therefore, although this combination of the light emitting element and the light receiving element can transmit energy itself, it is not the best from the viewpoint of energy transmission efficiency.
＜＜３．２ 蛍光灯−DSC太陽電池＞＞
図６は、発光素子を蛍光管（蛍光灯）とし、受光素子をＤＳＣ（色素増感）型太陽電池とした場合の例を示す。色素増感型太陽電池では、電池内の色素が太陽光を受けて電子を放出して陽イオンとなり、電子は一方の電極に到達し、陽イオンは他方の電極から電子を取得して元の色素に戻り、これにより太陽光が電気エネルギに変換される。蛍光管の相対発光強度（ａ）は、図５で説明したものと同じであり、５００nm付近の波長領域で相対発光強度が最大となっている。一方、ＤＳＣ（色素増感）型太陽電池の相対受光感度（ｂ）は、２００nm付近から可視光領域の波長にかけて急速に増加し、５００nm付近で最大となり、以後７００nm付近に近づくにつれて急速に減少している。
<< 3.2 Fluorescent lamp-DSC solar cell >>
FIG. 6 shows an example in which the light emitting element is a fluorescent tube (fluorescent lamp) and the light receiving element is a DSC (dye sensitized) solar cell. In a dye-sensitized solar cell, the dye in the battery receives sunlight and emits electrons to become cations. The electrons reach one electrode, and the cations acquire electrons from the other electrode to obtain the original. Returning to the dye, this converts sunlight into electrical energy. The relative light emission intensity (a) of the fluorescent tube is the same as that described with reference to FIG. 5, and the relative light emission intensity is maximum in the wavelength region near 500 nm. On the other hand, the relative light receiving sensitivity (b) of the DSC (dye sensitized) solar cell increases rapidly from around 200 nm to the wavelength in the visible light region, reaches a maximum around 500 nm, and then decreases rapidly as it approaches around 700 nm. ing.
発光素子として蛍光管（蛍光灯）を使用し、受光素子としてＤＳＣ（色素増感）型太陽電池を使用した場合、蛍光管の相対発光強度は５００nm付近で最大となる。この光が受光素子のＤＳＣ（色素増感）型太陽電池に入射し、光−電気変換が行われ、電気エネルギが得られる。ＤＳＣ（色素増感）型太陽電池の相対受光感度は、５００nm付近の波長の場合に最大となっている。このように、発光素子の発光強度が強い波長と、受光感度の良い波長とが共通しているこの組み合わせは、エネルギ伝送効率の観点から好ましい。 When a fluorescent tube (fluorescent lamp) is used as the light emitting element and a DSC (dye sensitized) solar cell is used as the light receiving element, the relative light emission intensity of the fluorescent tube becomes maximum at around 500 nm. This light is incident on the DSC (dye sensitized) solar cell of the light receiving element, and photoelectric conversion is performed to obtain electric energy. The relative light receiving sensitivity of the DSC (dye sensitized) solar cell is maximized when the wavelength is around 500 nm. As described above, this combination in which the light emitting element has a strong light emission intensity and a wavelength having a high light receiving sensitivity is preferable from the viewpoint of energy transmission efficiency.
＜＜３．３ LED−Si太陽電池＞＞
図７は、発光素子をＬＥＤ（発光ダイオード）素子とし、受光素子をＳｉ（シリコン）多結晶型太陽電池とした場合の例を示す。ＬＥＤ（発光ダイオード）素子の相対発光強度（ａ）は、４００nm付近の光の波長領域で相対発光強度が最大となり、他の領域ではほとんど発光していない。Ｓｉ（シリコン）多結晶型太陽電池の相対受光強度（ｂ）は、図５を参照しながら説明したものと同じであり、９００nm付近の波長領域で相対受光感度が最大となっている。
<< 3.3 LED-Si solar cell >>
FIG. 7 shows an example in which the light emitting element is an LED (light emitting diode) element and the light receiving element is a Si (silicon) polycrystalline solar cell. The relative light emission intensity (a) of the LED (light emitting diode) element has the maximum relative light emission intensity in the wavelength region of light near 400 nm, and hardly emits light in other areas. The relative light receiving intensity (b) of the Si (silicon) polycrystalline solar cell is the same as that described with reference to FIG. 5, and the relative light receiving sensitivity is maximum in the wavelength region near 900 nm.
発光素子としてＬＥＤ（発光ダイオード）素子を使用し、受光素子としてＳｉ（シリコン）多結晶型太陽電池を使用した場合、ＬＥＤ（発光ダイオード）素子の相対発光強度は４００nm付近で最大となる。この光が受光素子のＳｉ（シリコン）多結晶型太陽電池に入射し、光−電気変換が行われ、電気エネルギが得られる。しかしながら、４００nm付近の波長に対して、Ｓｉ（シリコン）多結晶型太陽電池の相対受光感度は、最大値の約３割程度でしかない。したがって、発光素子及び受光素子のこの組み合わせは、エネルギを伝送すること自体は可能であるものの、エネルギ伝送効率の観点からは、最良ではない。 When an LED (light emitting diode) element is used as the light emitting element and a Si (silicon) polycrystalline solar cell is used as the light receiving element, the relative light emission intensity of the LED (light emitting diode) element becomes maximum at around 400 nm. This light enters the Si (silicon) polycrystalline solar cell of the light receiving element, and photoelectric conversion is performed to obtain electrical energy. However, the relative light receiving sensitivity of the Si (silicon) polycrystalline solar cell is only about 30% of the maximum value for wavelengths near 400 nm. Therefore, although this combination of the light emitting element and the light receiving element can transmit energy itself, it is not the best from the viewpoint of energy transmission efficiency.
＜＜３．４ LED−DSC太陽電池＞＞
図８は、発光素子をＬＥＤ（発光ダイオード）素子とし、受光素子をＤＳＣ（色素増感）型太陽電池とした場合の例を示す。ＬＥＤ（発光ダイオード）素子の相対発光強度（ａ）は図７を参照しながら説明したものと同じであり、４００nm付近の波長領域で相対発光強度が最大となっている。一方、ＤＳＣ（色素増感）型太陽電池の相対受光感度（ｂ）は、図６を参照しながら説明したものと同じであり、５００nm付近の波長領域で相対受光感度が最大となっている。
<< 3.4 LED-DSC solar battery >>
FIG. 8 shows an example in which the light emitting element is an LED (light emitting diode) element and the light receiving element is a DSC (dye sensitized) solar cell. The relative light emission intensity (a) of the LED (light emitting diode) element is the same as that described with reference to FIG. 7, and the relative light emission intensity is maximum in the wavelength region near 400 nm. On the other hand, the relative light receiving sensitivity (b) of the DSC (dye sensitized) solar cell is the same as that described with reference to FIG. 6, and the relative light receiving sensitivity is maximum in the wavelength region near 500 nm.
発光素子としてＬＥＤ（発光ダイオード）素子を使用し、受光素子としてＤＳＣ（色素増感）型太陽電池を使用した場合、ＬＥＤ（発光ダイオード）素子の相対発光強度は４００nm付近で最大となる。この光がＤＳＣ（色素増感）型太陽電池に入射し、光−電気変換が行われ、電気エネルギが得られる。ＤＳＣ（色素増感）型太陽電池の相対受光感度は、５００nm付近の波長の場合に最大となる。発光素子の発光強度が強い波長と、受光感度の良い波長と共通しているこの組み合わせは、エネルギ伝送効率の観点から好ましい。 When an LED (light emitting diode) element is used as the light emitting element and a DSC (dye sensitized) solar cell is used as the light receiving element, the relative light emission intensity of the LED (light emitting diode) element becomes maximum at around 400 nm. This light enters a DSC (dye sensitized) solar cell, undergoes photoelectric conversion, and electrical energy is obtained. The relative light receiving sensitivity of the DSC (dye sensitized) solar cell is maximized when the wavelength is around 500 nm. This combination, which is common to a wavelength having a strong light emission intensity of the light emitting element and a wavelength having a good light receiving sensitivity, is preferable from the viewpoint of energy transmission efficiency.
＜４．変形例＞
＜＜４．１ 専用の送電デバイスを利用しない変形例＞＞
上述したように、本実施例によるモバイル機器は、ワイアレス受電デバイスにより電磁波（光）を電気エネルギに変換する。したがって、適切な電磁波を受けることができれば、専用の充電器（置き台）は不要である。
<4. Modification>
<< 4.1 Modification not using dedicated power transmission device >>
As described above, the mobile device according to the present embodiment converts electromagnetic waves (light) into electrical energy by the wireless power receiving device. Therefore, if a suitable electromagnetic wave can be received, a dedicated charger (stand) is not necessary.
図９は、モバイル機器に設けられたワイアレス受電デバイス４の受光素子が、充電器(置き台)のない環境（野外や置き台がない室内）において、周辺の可視光を受ける様子を示す。すなわち、受光素子の表面が、太陽や室内照明等の方向に向くように、モバイル機器が位置付けられる。受光素子は、受光素子制御回路とともに、受けた可視光を電気エネルギに変換し、出力する。図５−８において言及したように、発光素子の発光強度が強い波長と、受光感度の良い波長とがなるべく共通していることが望ましい。太陽光の場合、図５（ａ）に示されているように、６００nm付近の光の強度が相対的に強い。したがって、この付近の光に対して相対受光感度が高いＳｉ（シリコン）多結晶型太陽電池を利用することが、発電効率の観点からは有利である。また、図６、７、図８の検討結果によれば、蛍光管やＬＥＤ等の室内光を利用する場合、蛍光管やＬＥＤの相対発光強度の特性に近い相対受光感度を持つＤＳＣ型太陽電池を用いることが、発電効率の観点からは有利である。 FIG. 9 shows a state in which the light receiving element of the wireless power receiving device 4 provided in the mobile device receives surrounding visible light in an environment without a charger (a table) (in the field or a room without a table). That is, the mobile device is positioned so that the surface of the light receiving element faces in the direction of the sun or indoor lighting. The light receiving element, together with the light receiving element control circuit, converts the received visible light into electrical energy and outputs it. As mentioned in FIGS. 5-8, it is desirable that the wavelength at which the light emission intensity of the light emitting element is strong and the wavelength with good light receiving sensitivity be as common as possible. In the case of sunlight, as shown in FIG. 5A, the intensity of light near 600 nm is relatively strong. Therefore, it is advantageous from the viewpoint of power generation efficiency to use a Si (silicon) polycrystalline solar cell having a high relative light receiving sensitivity to light in the vicinity. In addition, according to the examination results of FIGS. 6, 7, and 8, when using indoor light such as a fluorescent tube or LED, a DSC solar cell having a relative light receiving sensitivity close to the characteristic of the relative light emission intensity of the fluorescent tube or LED. It is advantageous from the viewpoint of power generation efficiency.
＜＜４．２ 赤外線を利用する変形例＞＞
上記の例では可視光ないし紫外光の光が利用されていた。以下に説明する例では、赤外光が利用される。
<< 4.2 Modification Using Infrared >>
In the above example, visible light or ultraviolet light is used. In the example described below, infrared light is used.
図１０は、ワイアレス送電デバイス１及びワイアレス受電デバイス４間のエネルギ伝送に赤外光を利用する例を示す。ワイアレス送電デバイス１は発熱素子制御回路及び発熱素子を有する。発熱素子は、電気エネルギを赤外光の電磁波に変換する適切な如何なる素子でもよい。発熱素子の具体例は、例えば、抵抗素子であるが、これに限定されない。発熱素子制御回路は、受信した直流電流を発光素子に提供する。必要に応じて、電流、電圧、電力の供給タイミング等が、発熱素子制御回路により制御される。電力の供給を受けた発熱素子は、電気エネルギを、赤外光の電磁波（光）に変換し、放熱面又は表面から放出する。赤外光は、空間を伝搬し、モバイル機器のワイアレス受電デバイス４に達する。 FIG. 10 shows an example in which infrared light is used for energy transmission between the wireless power transmitting device 1 and the wireless power receiving device 4. The wireless power transmission device 1 includes a heating element control circuit and a heating element. The heating element may be any suitable element that converts electrical energy into infrared electromagnetic waves. A specific example of the heating element is, for example, a resistance element, but is not limited thereto. The heating element control circuit provides the received direct current to the light emitting element. As necessary, current, voltage, power supply timing, and the like are controlled by the heating element control circuit. The heating element that is supplied with electric power converts electrical energy into infrared electromagnetic waves (light) and emits it from the heat radiating surface or surface. The infrared light propagates through the space and reaches the wireless power receiving device 4 of the mobile device.
ワイアレス受電デバイス４は、熱−電気変換素子及び変換素子制御回路を有する。熱−電気変換素子は、素子の表面で受けた熱（赤外光）を、熱電効果により電気エネルギに変換する適切な如何なる素子でもよい。熱−電気変換素子の具体例は、例えばペルチェ（Peltier）素子又はベルチェ素子であるが、これに限定されない。電気エネルギは、変換素子制御回路を経てモバイル機器の二次電池等に供給される。例えば、直流５ボルトの電圧として、電気エネルギが提供される。 The wireless power receiving device 4 includes a thermo-electric conversion element and a conversion element control circuit. The thermo-electric conversion element may be any suitable element that converts heat (infrared light) received on the surface of the element into electric energy by a thermoelectric effect. A specific example of the thermo-electric conversion element is, for example, a Peltier element or a Beltier element, but is not limited thereto. The electric energy is supplied to the secondary battery of the mobile device through the conversion element control circuit. For example, electrical energy is provided as a voltage of 5 volts DC.
図１１は、抵抗体とベルチェ素子の組み合わせ例を示す。抵抗体は、図１０のワイアレス送電デバイス１の発熱素子として使用される。ベルチェ素子は、ワイアレス受電デバイス４の熱−電気変換素子として使用される。 FIG. 11 shows an example of a combination of a resistor and a Beltier element. The resistor is used as a heating element of the wireless power transmission device 1 of FIG. The Bertier element is used as a thermal-electric conversion element of the wireless power receiving device 4.
ワイアレス発光デバイス１側の抵抗体は、電流を流すことによって発熱し、赤外光を発生させる。図１１（ａ）に示すように、抵抗体による相対発光強度は、１０００nm以上の波長領域において、波長が長くなるにつれて大きくなっている。一方、ワイアレス受電デバイス４側のベルチェ素子は、金属中の高温側と低温側の温度差を利用して、電気（電子）を発生させる。ワイアレス受電デバイス４の表面が、ワイアレス送電デバイスからの赤外光により高温になると、ワイアレス受電デバイス４の反対側の低温の面との間に温度差が生じ、この温度差によりベルチェ素子が電力を生成する。ベルチェ素子の相対発電感度は、図１１（ｂ）に示されている。相対発電感度は、最大発電感度に対する割合を示し、最大発電感度とは、発電量が最大になる場合の発電量である。図示されているように、ベルチェ素子による相対発電感度は、１０００nm以上の波長領域において、波長が長くなるにつれて大きくなっている。抵抗体及びベルチェ素子は、ほぼ１０００nm以上の領域で発光感度及び発電感度がともに増加する特性を有し、この組み合わせは、赤外光（電磁波）による良好なワイアレス送電を行うことができる。 The resistor on the side of the wireless light emitting device 1 generates heat by flowing current and generates infrared light. As shown in FIG. 11A, the relative light emission intensity by the resistor increases as the wavelength becomes longer in a wavelength region of 1000 nm or more. On the other hand, the Beltier element on the side of the wireless power receiving device 4 generates electricity (electrons) using the temperature difference between the high temperature side and the low temperature side in the metal. When the surface of the wireless power receiving device 4 becomes hot due to infrared light from the wireless power transmitting device, a temperature difference is generated between the surface of the wireless power receiving device 4 and the low temperature surface opposite to the wireless power receiving device 4, and this temperature difference causes the Beltier element to generate power. Generate. The relative power generation sensitivity of the Bercher element is shown in FIG. The relative power generation sensitivity indicates a ratio with respect to the maximum power generation sensitivity, and the maximum power generation sensitivity is a power generation amount when the power generation amount becomes maximum. As shown in the figure, the relative power generation sensitivity of the Bertier element increases as the wavelength increases in a wavelength region of 1000 nm or more. The resistor and the Beltier element have characteristics that both light emission sensitivity and power generation sensitivity increase in a region of approximately 1000 nm or more, and this combination can perform good wireless power transmission using infrared light (electromagnetic waves).
本変形例によるモバイル機器は、ワイアレス受電デバイスにより赤外光を電気エネルギに変換する。したがって、適切な赤外光、すなわち熱を受けることができれば、専用の充電器（置き台）は不要である。 The mobile device according to this modification converts infrared light into electric energy by a wireless power receiving device. Therefore, if a suitable infrared light, that is, heat can be received, a dedicated charger (stand) is not necessary.
図１２は、モバイル機器に設けられたワイアレス受電デバイス４の熱−電気変換素子が、充電器(置き台)のない環境（野外や置き台がない室内）において、周辺の発熱体から熱を受ける様子を示す。すなわち、熱−電気変換素子の表面が、発熱体に面しているように、モバイル機器が位置付けられる。熱−電気変換素子は、変換素子制御回路とともに、受けた熱を電気エネルギに変換し、モバイル機器の二次電池等に供給する。発熱体又は高温体の具体例は、動作中のコンピュータ（ノートＰＣ、デスクトップＰＣ）の発熱面、照明機器の表面、暖房器具、太陽等を含むが、これらに限定されない。モバイル機器周辺の何らかの発熱体を利用することで、専用の充電器(置き台)が無い環境であっても、モバイル機器を充電することができる。 FIG. 12 shows that the heat-electric conversion element of the wireless power receiving device 4 provided in the mobile device receives heat from a surrounding heating element in an environment without a charger (a table) (in the field or a room without a table). Show the state. That is, the mobile device is positioned such that the surface of the thermoelectric conversion element faces the heating element. The thermal-electrical conversion element, together with the conversion element control circuit, converts received heat into electric energy and supplies it to a secondary battery or the like of the mobile device. Specific examples of the heating element or the high temperature element include, but are not limited to, a heating surface of an operating computer (notebook PC, desktop PC), a surface of a lighting device, a heater, the sun, and the like. By using some heating element around the mobile device, the mobile device can be charged even in an environment where there is no dedicated charger (stand).
以上説明したように、本発明の実施例によれば、可視光付近の電磁波（波長数１００nmオーダー）を送ってエネルギを送電する。従来方式の場合、数１００ｋＨｚの交流磁束を用いて電磁誘導方式により充電を行っていたので、電磁ノイズが発生しやすい状況で充電が行われていた。本発明の実施例によれば、電磁ノイズを発生させずに、携帯電話等の無線機器を非接触方式で充電することができる。さらに、本発明の実施例では、専用の置き台が無い場所であっても、可視光付近の電磁波を受けることができれば（日光や照明があれば）、充電が可能となる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, energy is transmitted by sending electromagnetic waves (wavelength order: 100 nm order) near visible light. In the case of the conventional method, since charging was performed by an electromagnetic induction method using an alternating magnetic flux of several hundred kHz, charging was performed in a state where electromagnetic noise was likely to occur. According to the embodiment of the present invention, a wireless device such as a mobile phone can be charged in a non-contact manner without generating electromagnetic noise. Furthermore, in the embodiment of the present invention, even if there is no dedicated stand, charging is possible if it can receive electromagnetic waves in the vicinity of visible light (if there is sunlight or illumination).
以上本発明は特定の実施例を参照しながら説明されてきたが、それらは単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明がなされたが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてもよい。実施例又は項目の区分けは本発明に本質的ではなく、２以上の項目に記載された事項が必要に応じて組み合わせて使用されてよいし、ある項目に記載された事項が、別の項目に記載された事項に（矛盾しない限り）適用されてよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が本発明に包含される。 Although the present invention has been described with reference to particular embodiments, they are merely exemplary and those skilled in the art will appreciate various variations, modifications, alternatives, substitutions, and the like. Although specific numerical examples have been described in order to facilitate understanding of the invention, these numerical values are merely examples and any appropriate values may be used unless otherwise specified. The classification of the examples or items is not essential to the present invention, and the items described in two or more items may be used in combination as necessary, and the items described in one item may be combined with other items. It may be applied (as long as it is not inconsistent) to the matters described. The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications, modifications, alternatives, substitutions, and the like are included in the present invention without departing from the spirit of the present invention.
以下、本発明により教示される手段を例示的に列挙する。 Hereinafter, the means taught by the present invention will be listed as an example.
（１）
一実施例によるモバイル機器充電用のワイアレス充電回路および充電器は、
電気エネルギをエネルギ源として可視光、紫外光または赤外光を発生（出力）させるワイアレス送電デバイス１、
可視光、紫外光または赤外光を受信して電気エネルギに変換するワイアレス受電デバイス、ワイアレス送電デバイスを制御する送電側回路２、
ワイアレス送電デバイスと送電側回路を内蔵する充電器（置き台）３、
ワイアレス受電デバイスからの電力を制御・出力する出力電源回路５、
同出力電源回路からの電力で動作する本体電子回路６、
同ワイアレス受電デバイス、出力電源回路、本体電子回路を内蔵するモバイル機器７を有し、外部からの電気エネルギ（商用の交流電力等）が、充電器３に入力され、充電器３内の送信側回路２を経由して、ワイアレス送電デバイス１に送られ、
ワイアレス送電デバイス１は、可視光、紫外光または赤外光の電磁波を発生し、その電磁波は、モバイル機器側のワイアレス受電デバイス４により受信され、
ワイアレス受電デバイス４および出力電源回路５は、電磁波を電気エネルギに変換し、モバイル機器の本体電子回路６（または電池への充電）を動作させることを特徴とする。
(1)
A wireless charging circuit and charger for charging a mobile device according to one embodiment includes:
Wireless power transmission device 1 that generates (outputs) visible light, ultraviolet light, or infrared light using electrical energy as an energy source,
A wireless power receiving device that receives visible light, ultraviolet light, or infrared light and converts it into electrical energy; a power transmission side circuit 2 that controls the wireless power transmitting device;
Charger (stand) 3 with built-in wireless power transmission device and power transmission side circuit,
An output power supply circuit 5 for controlling and outputting power from a wireless power receiving device;
A main body electronic circuit 6 that operates with electric power from the output power circuit;
The mobile device 7 includes the wireless power receiving device, the output power supply circuit, and the main body electronic circuit. Electric energy (commercial AC power, etc.) from the outside is input to the charger 3, and the transmission side in the charger 3 Sent to the wireless power transmission device 1 via the circuit 2,
The wireless power transmission device 1 generates electromagnetic waves of visible light, ultraviolet light, or infrared light, and the electromagnetic waves are received by the wireless power receiving device 4 on the mobile device side,
The wireless power receiving device 4 and the output power supply circuit 5 convert electromagnetic waves into electric energy, and operate the main body electronic circuit 6 (or charging the battery) of the mobile device.
（２）
上記のモバイル機器充電用のワイアレス充電回路および充電器において、ワイアレス送電デバイスは、蛍光管（蛍光灯）装置、ＬＥＤ（発光ダイオード）装置およびＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）装置のように、可視光付近（可視光、赤外光、紫外光）の電磁波を発生するデバイスであり、前記ワイアレス受電デバイスは、Ｓｉ（シリコン）型太陽電池、ＤＳＣ（色素増感型）太陽電池およびＧａＡｓ（ガリウム・砒素）型太陽電池のように、可視光付近（可視光、赤外光、紫外光）の電磁波を電気エネルギに変換するデバイスであってもよい。
(2)
In the above-described wireless charging circuit and charger for charging mobile devices, the wireless power transmission device is in the vicinity of visible light (such as a fluorescent tube (fluorescent lamp) device, an LED (light emitting diode) device, and an EL (electroluminescence) device). A device that generates electromagnetic waves of visible light, infrared light, and ultraviolet light). The wireless power receiving device includes a Si (silicon) type solar cell, a DSC (dye sensitized type) solar cell, and a GaAs (gallium arsenide) type. A device that converts electromagnetic waves in the vicinity of visible light (visible light, infrared light, ultraviolet light) into electrical energy, such as a solar cell, may be used.
（３）
上記のモバイル機器充電用のワイアレス充電回路および充電器において、発熱体から発生する赤外光を利用する構成を有し、電気エネルギを熱エネルギに変換する抵抗素子のような発熱素子により、ワイアレス送電デバイスが構成され、ワイアレス送電デバイスからの赤外光（熱）を電気エネルギに変換するベルチェ素子により、ワイアレス受電デバイスが構成されてもよい。
(3)
The wireless charging circuit and the charger for charging the mobile device described above have a configuration using infrared light generated from a heating element, and wirelessly transmit power by a heating element such as a resistance element that converts electrical energy into thermal energy. The device may be configured, and the wireless power receiving device may be configured by a Beltier element that converts infrared light (heat) from the wireless power transmitting device into electrical energy.
１・・・ワイアレス送電デバイス
２・・・送電側回路
３・・・充電器（置き台）
４・・・ワイアレス受電デバイス
５・・・出力電源回路
６・・・本体電子回路
７・・・モバイル機器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wireless power transmission device 2 ... Power transmission side circuit 3 ... Charger (table)
4 ... Wireless power receiving device 5 ... Output power supply circuit 6 ... Main body electronic circuit 7 ... Mobile device
Claims (9)
前記送電デバイスから受信した電磁波を電気エネルギに変換する受電デバイスと
を有し、前記所定の波長は、可視光領域又は赤外領域に属する、充電システム。 A power transmission device that converts electrical energy into electromagnetic waves having a predetermined wavelength; and
A power receiving device that converts electromagnetic waves received from the power transmitting device into electrical energy, wherein the predetermined wavelength belongs to a visible light region or an infrared region.
前記送電デバイスから受信した電磁波を受電デバイスにより受信し、電気エネルギに変換するステップ
を有し、前記所定の波長は、可視光領域又は赤外領域に属する、充電方法。 Converts electrical energy into electromagnetic waves having a predetermined wavelength, transmits from the power transmission device,
A charging method, comprising: a step of receiving an electromagnetic wave received from the power transmission device by a power reception device and converting the electromagnetic wave into electrical energy, wherein the predetermined wavelength belongs to a visible light region or an infrared region.
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