(54)【考案の名称】充電器

(73)【実用新案権者】アーベル・システムズ株式会社

(72)【考案者】【考案者】

(72)【考案者】【考案者】

(72)【考案者】【考案者】

(72)【考案者】【考案者】

(72)【考案者】【考案者】

(72)【考案者】【考案者】

(72)【考案者】【考案者】

[fig000002]
【選択図】図1

【概要説明】

【分野】

【0001】
本考案は、携帯機器用の充電器に関するものである。

【従来の技術】

【0002】
近年、携帯電話、デジタルカメラ、携帯型音楽プレイヤー、携帯型ゲーム機などの携帯機器が普及している。これらの携帯機器はリチウムイオン二次電池などの二次電池を電源にしている。
【0003】
二次電池の電池残量が無くなると充電を行う必要がある。充電は、商用電源と二次電池とを充電器を介して接続し、充電器によって二次電池に電気エネルギーを蓄電させる。
【0004】
外出先であれば商用電源のない場合が多く、充電を行えない。そのため、携帯型の充電器が開発、開示されている。例えば、下記の特許文献1に太陽電池を用いた充電器が開示されている。
【0005】
しかし、特許文献1の充電器は、太陽電池が露出しており、外観の自由度を低下させている。このため、充電器の美観が損なわれている。充電器は携行することによって位置が変わるため、常に太陽光が太陽電池に当たるとは限らない。太陽光に対する太陽電池の角度によっても発電電力が変化する。したがって、太陽電池の発電電力にムラが生じ、効率よく二次電池の充電が行えない。
【0006】

【効果】

【0012】
本考案の充電器によると、充電器の美観を損ねずに、効率よく発電及び充電を行うことができる。
【0013】
本考案の充電器によると、充電器の外面にデザインを施すことができる。
【0014】
本考案の充電器によると、多様な装着形態に対応でき、携行するのに便利である。
【0015】
本考案の充電器によると、昼夜を問わず充電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本考案に係る充電器を示す斜視図である。
【図2】本考案に係る充電器を示す断面図である。
【図3】本考案に係る太陽電池の断面図である。
【図4】本考案に係る充電器の充電回路のブロック図である。
【図5】他の実施形態に係る充電器の断面図である。
【図6】他の実施形態に係る充電器の電子回路のブロック図である。

【0017】
本考案に係る携帯機器用の充電器について図面を用いて説明する。携帯機器としては、携帯電話、デジタルカメラ、携帯型音楽プレイヤー、携帯型ゲーム機などが挙げられる。これらの携帯機器の二次電池が充電器によって充電される。
【0018】
図1及び図2に示す充電器1は、太陽電池20と、太陽電池20の表面に設けられた複数の誘電体アンテナ40と、太陽電池20の表面において、誘電体アンテナ40のない箇所に設けられた充填材44と、充電回路30(図4参照)とを備える。また、これらの手段は、ケース3に設けられる。
【0019】
図2に示すように、誘電体アンテナ40と充填材44によって太陽電池20は外部に露出しない。太陽電池20が露出しないため、充電器1の美観を損ねることはない。多結晶Si型太陽電池、単結晶Si型太陽電池、薄膜Si型太陽電池など太陽電池20の種類は任意である。
【0020】
太陽電池20は、図3に示すように、表面電極層41と裏面電極層42の間に半導体発電層2を設けて構成されている。また、表面電極層41上に誘電体アンテナ40と充填材44とを備える。誘電体アンテナ40の下に位置する表面電極層41には整合層43が形成されている。
【0021】
半導体発電層2はp型半導体層2aとn型半導体層2bとを接合して形成されている。半導体発電層2の材料としては、多結晶Si、単結晶Si、薄膜Si等のシリコン系の半導体が好ましいが、これに限定されない。例えば、化合物系や有機物系の半導体を材料として形成してもよい。
【0022】
半導体発電層2に太陽光が照射されると正孔と電子が発生する。発生した正孔はp型半導体層2a側に、電子はn型半導体層2b側に引き寄せられる。これによりp型半導体層2aとn型半導体層2bとの間に起電力が生じる。
【0023】
表面電極層41は金属電極で形成されている。表面電極層41は、例えばアルミニウム、銅、銀等の金属薄膜で形成することが好ましいが、これに限定されない。裏面電極層42もこれと同様である。
【0024】
表面電極層41は整合層43から太陽光を透過させる。整合層43は、透光孔等を形成するのが好ましいが、例えば、高屈折率媒質層及び低屈折媒質層を組み合わせたもの等であってもよい。整合層43はナノサイズの微小なものでよい。金属電極は透光性を有さないが、整合層43上に誘電体アンテナ40が設けられているため表面電極層41の透光率は低下しない。金属電極は電気抵抗が極めて小さいため発電した電力を効率よく出力できる。
【0025】
複数の誘電体アンテナ40は、太陽電池20の表面に設けられる(図2、図3参照)。誘電体アンテナ40は、角柱、円柱、角錐台、円錐台などの形状である。誘電体アンテナ40の材料としては、ポリプロピレンやフッ素樹脂などの有機誘電体が挙げられ、ガラスや二酸化ケイ素などの無機誘電体であってもよい。
【0026】
誘電体アンテナ40は光を電磁波としてとらえ、特定の波長の光を受光し透過させるものである。誘電体アンテナ40は、特定の波長の太陽光を効率よく太陽電池20に導く。誘電体アンテナ40が導く太陽光の波長は、太陽電池20で効率よく発電が行われる波長にするとよい。このような波長を最大感度波長とよぶ。太陽電池20の表面は誘電体アンテナ40と充填材44によって覆われるが、誘電体アンテナ40によって太陽光が太陽電池20に導かれる。
【0027】
誘電体アンテナ40の高さは、最大感度波長の0.5倍〜10倍にするのが好ましい。また、誘電体アンテナ40の最小幅は高さの0.5倍〜2倍とし、隣接する誘電体アンテナ40の間隔は最大感度波長の0.5倍〜10倍とするのが好ましい。誘電体アンテナ40の最適な高さは、太陽電池20の材質等により変化する。したがって、太陽電池20の材質によって適宜選択される。
【0028】
誘電体アンテナ40は、太陽電池20に対して垂直方向に設けられる。太陽電池20から見て±60°の仰角からの太陽光も誘電体アンテナ40によって太陽電池20に垂直に導かれる。太陽電池20に対して垂直方向以外の太陽光も垂直に太陽電池20に照射されるため、太陽電池20の発電効率がよい。充電器1は携行可能であるため、充電器1の太陽に対する角度が常に変化するが、太陽電池20に対する太陽光の照射角度が発電効率のよい角度となる。
【0029】
充填材44は、ケース3の一部である。充填材44及びケース3の材料としては、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。充填材44及びケース3は着色されていてもよい。充填材44によって太陽電池20の前面にデザインを施すことができる。ケース3の大きさや形状は携帯機器100の大きさや形状によって適宜設計する。
【0030】
ケース3には、ケース3に対して回転可能な装着手段23が設けられている。装着手段23は、例えば、クリップなど装着対象物を挟んで支持するものであり、クリップなどが回転機構を介してケース3に取り付けられている。装着手段23によって、衣服、鞄などに充電器1を装着することができる。また、装着手段23がケース3に対して回転するため、衣類などに装着しやすい。充電器1を回転させることによって、太陽電池20や誘電体アンテナ40の方向も変えることができ、発電効率のよい角度に変更することができる。
【0031】
充電回路30は、図4に示すように、太陽電池20で発電された電気エネルギーを送電手段22によって携帯機器100の二次電池に電気エネルギーを送電するものである。送電手段22は携帯機器100に対して接触または非接触で電気エネルギーを送電する。携帯機器100の二次電池の仕様に合わせて定電圧に変換したりして充電を行う回路を含む。
【0032】
充電回路30には二次電池31を設ける。携帯機器100の二次電池に充電を行わず、太陽電池20が発電を行っているときに充電回路30の二次電池31の充電を行う。二次電池31に電気エネルギーを蓄電しておき、夜間などに二次電池31を介して携帯機器100の二次電池に充電を行う。必要に応じて二次電池31に過充電保護手段32や定電圧充電回路(図示省略)を備えた電池パック21として設けてもよい。
【0033】
充電回路30の制御手段11は、太陽電池20または充電回路30の二次電池31を送電手段22に接続するスイッチの働きをする。携帯機器100をケース3に収納した後、ケース3のスイッチ13を切り替えることによって、制御手段11を介して電気エネルギーが送電手段22に送られる。
【0034】
充電回路30は、二次電池31の蓄電容量を表示する表示手段12を備える。表示手段12は、制御手段11によって二次電池31の蓄電容量を計測し、表示ライト15にその情報を送信する。表示ライト15はLEDなどであり、LEDの点灯、点滅、消灯によって蓄電容量を表示してもよいし、色の異なる複数のLEDによって発光色を異ならせて蓄電容量を表示してもよい。
【0035】
充電回路30は、太陽電池20で発電された電気エネルギーが太陽電池20に逆流しないように逆流防止ダイオード33が設けられている。
【0036】
その他、ケース3の内面に携帯機器100の固定手段25を設けてもよい。固定手段25は、シリコーンゴムなどの弾性部材である。固定手段25によって携帯機器100がケースからはずれにくくする。また、携帯機器100と送電手段22とが確実に接続されるようになる。
【0037】
充電器1は本実施形態に限定されず、その他の形態で実施することができる。例えば、図5及び図6に示すように、充電器1は、充電回路30が、太陽電池20で発電した電気エネルギーを携帯機器100に送電する手段として、送電手段22と無接点電力伝送手段51を同時に備え、これらを制御手段11によって選択的に使用できる形態であってもよい。
【0038】
また他の実施形態として、充電器1は、充電回路30に急速充電を行うための回路を設けてもよい。
【0039】
以上に例示した本考案の実施形態に係る充電器の技術的思想を実質的に限定するものと解してはならない。本考案の実施は、上記に示された複数の実施形態、あるいは使用例を組合せて実施することも可能である。よって、本考案は、その要旨を逸脱しない範囲で、当業者の創意と工夫により、適宜に改良、変更又は追加をしながら実施されるものである。
【0040】
1…充電器、2…半導体発電層、2a…p型半導体層、2b…n型半導体層、3…ケース、11…制御手段、12…表示手段、13…スイッチ、15…表示ライト、20…太陽電池、21…電池パック、22…送電手段、23…装着手段、24…開口部、25…固定手段、30…充電回路、31…二次電池、32…過充電保護手段、40…誘電体アンテナ、41…表面電極層、42…裏面電極層、43…整合層、44…充填材、51…無接点電力伝送手段、100…携帯機器。

(57)【要約】

【課題】充電器の美観を損ねずに、効率よく発電及び充電を行うことができる携帯機器用の充電器を提供する。【解決手段】充電器1は、太陽電池20と、太陽電池20の表面に設けられた複数の誘電体アンテナ40と、太陽電池の表面において、誘電体アンテナのない箇所を覆う充填材44と、太陽電池の発電電力を利用して二次電池の充電を行う充電回路とを備える。携帯機器100としては、携帯電話、デジタルカメラ、携帯型音楽プレイヤー、携帯型ゲーム機などが挙げられる。


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