JP7102126B2 - Power supply equipment, control method of power supply equipment, and programs - Google Patents
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Description
本発明は、給電機器、給電機器の制御方法、及び、プログラムに関する。 The present invention relates to a power feeding device, a control method of the power feeding device, and a program.
近年、複数のアンテナ素子で構成されるアレーアンテナを備える給電機器がマイクロ波の電力を出力して、受電機器へ無線で電力を供給する無線給電システムが知られている。
特許文献1には、給電機器からの送電信号の強度の情報である電力信号強度報告を給電機器に送信する受電機器と、電力信号強度報告に応じて位相を変えてアンテナからマイクロ波を受電機器に出力する給電機器と、が記載されている。
In recent years, there is known a wireless power feeding system in which a power feeding device including an array antenna composed of a plurality of antenna elements outputs microwave power and wirelessly supplies power to the power receiving device.
しかしながら、特許文献1の技術では、受電機器の二次電池の残量が少ない場合、受電機器は送電機器に電力信号強度報告を送信できない。したがって、送電機器は、受電機器の方向を特定できず、受電機器の方向に給電電力を放射できない。また、給電機器が特定の位置に向けて給電電力を放射する場合、受電機器のユーザは、給電機器が給電電力の放射先となる位置を予め知っている必要があり、更に、その位置に受電機器を置く必要がある。したがって、ユーザにとって煩雑である。
However, in the technique of
本発明の給電機器は、受電機器の方向を検出する第1の検出手段と、前記第1の検出手段によって検出された前記受電機器の方向に無線で給電電力を放射する第1の放射と、給電電力を放射する方向を定められた範囲で変更しながら無線で給電電力を放射する第2の放射と、を交互に時分割で行うよう、給電電力を放射する放射部を制御する制御手段と、
を有し、前記第2の放射を行うよう前記放射部を制御する場合、前記制御手段は、前回の第2の放射での供給電力の放射の方向とは異なる方向に供給電力を放射するよう制御する。
The power feeding device of the present invention includes a first detecting means for detecting the direction of the power receiving device, and a first radiation for radiating power supplied wirelessly in the direction of the power receiving device detected by the first detecting means. A control means for controlling the radiating part that radiates the power supply power so that the second radiation that radiates the power supply power wirelessly while changing the direction of radiating the power supply power within a predetermined range is alternately performed in a time division. ,
When controlling the radiating unit to radiate the second radiation, the control means radiates the supplied power in a direction different from the direction of radiating the supplied power in the previous second radiation. Control.
本発明によれば、受電機器に対して簡易に電力を供給することができる。 According to the present invention, electric power can be easily supplied to the power receiving device.
<第1の実施形態>
(システム構成)
まず、図1を参照して、第1の実施形態の無線給電システム1について説明する。図1は、無線給電システム1の構成の一例を示す図である。無線給電システム1は、給電機器100と、受電機器150と、を有する。給電機器100は、受電機器150と無線通信をすることで受電機器150の存在を検出する。給電機器100は、受電機器150を検出すると、内部に備えるアレーアンテナ103に供給する電力を制御して、受電機器150の方向に向けて給電電力となるマイクロ波を放射する。給電電力を、給電出力とも呼ぶ。受電機器150は、給電機器100が出力する給電出力を受電して、内部に備える二次電池155を充電する。
<First Embodiment>
(System configuration)
First, the wireless
(給電機器の構成)
次に、図1を参照して、給電機器100について説明する。給電機器100は、給電側制御部101と、給電部102と、アレーアンテナ103と、給電側通信部104と、給電側バス105と、を有する。
給電側制御部101は、給電機器100の全体を制御する。給電側制御部101は、CPU、及び、メモリ等の記憶装置を有する。給電側制御部101のCPUが、給電側制御部101の記憶装置に記憶されているプログラムに基づき処理を実行することによって、給電機器100の各種の機能や、図4から図6、図8、図9に示す給電機器100の処理が実現される。給電側制御部101の記憶装置は、給電側制御部101のCPUで実行されるプログラム等を格納する。給電側制御部101の記憶装置は、記憶媒体の一例である。
(Configuration of power supply equipment)
Next, the
The power supply
給電部102は、アレーアンテナ103に接続され、給電側制御部101からの制御によりアレーアンテナ103に電力を供給する。
アレーアンテナ103は、給電電力となるマイクロ波を放出する。ここで、図2を参照して、アレーアンテナ103の構成について説明する。図2は、アレーアンテナ103の構成の一例を示す図である。アレーアンテナ103は、平面に等間隔で配置された複数のアンテナ素子200を有する。それぞれのアンテナ素子200は、個別に給電部102と接続され、給電部102から位相や振幅が制御された電力を受信する。給電部102からアンテナ素子200に供給される電力は、給電側制御部101の制御に基づいて、給電部102によって位相や振幅が制御された電力である。アレーアンテナ103は、それぞれのアンテナ素子200が出力する合成の電力を、給電電力として放射する。アレーアンテナ103から放射される給電電力は、それぞれのアンテナ素子200から放射される位相や振幅が制御されたマイクロ波を合成した出力であり指向性を有する。アレーアンテナ103は、指向性を有するので、給電機器100は、受電機器150の方向へ給電電力を放射することが可能となる。ここで、それぞれのアンテナ素子200は、指向性があってもよく、無指向性であってもよい。アレーアンテナ103は、放射部の一例である。
The
The
給電側通信部104は、無線通信用のアンテナと通信制御部とを有する。給電側通信部104は、定められた通信方式で受電機器150と通信を行う。給電側通信部104が使用する定められた通信方式とは、無線通信方式であり、例えば、無線LAN(Wireless Local Area Network)規格やBluetooth(登録商標)規格である。給電側通信部104は、受電機器150だけでなく、同じ通信方式に対応した電子機器と通信が可能である。
給電側バス105は、給電側制御部101と、給電部102と、給電側通信部104と、を接続する。
The power feeding
The power
次に、給電機器100の動作の概要を説明する。
給電側通信部104は、受電機器150と無線通信を行い、受電機器150が所定の範囲に存在することを検出する。給電機器100は、受電機器150を検出すると受電機器150の方向を検出するためのスキャニング動作を行う。
給電側制御部101は、スキャニング動作のために、給電部102に初期状態の方向と電力で給電出力を出すように指示する信号を送信する。給電部102は、給電側制御部101から指示信号を受信すると、アレーアンテナ103を介して初期状態の方向と電力レベルでスキャニング用の給電電力を出力する。ここで、初期状態の方向とは、例えばアレーアンテナ103の平面に対し垂直方向である。また、初期状態の電力レベルとは、給電電力として、少なくとも、第1の電力と第1の電力より小さい第2の電力とがある場合、小さい方の第2電力のことである。
Next, an outline of the operation of the
The power feeding
The power supply
給電側制御部101は、スキャニング用の電力を出力したので、給電側通信部104を介して受電機器150に対し、受電した電力強度を送信するように要求する要求信号を送信する。給電側制御部101は、給電側通信部104を介して受電機器150から受電強度を示す受電電力情報を受信するとその値を記憶する。
給電側制御部101は、電力を変えずに方向だけを変えて給電出力を放射するように給電部102に指示信号を送信する。給電部102は、給電側制御部101から指示信号を受信すると、アレーアンテナ103を介して初期状態の電力レベルで方向を変えたスキャニング用の給電電力を出力する。給電側制御部101は、同様に受電機器150から受電強度信号が送信されるのを待ち、受電電力情報を受信すると受電強度として記憶する。同様に、給電側制御部101は、スキャニング用の給電出力の方向を変えていき、所定の領域を全てスキャニングし、それぞれの方向に対する受電強度を記憶する。給電側制御部101は、全ての方向のスキャニングが終了すると、記憶した受電強度が一番強かった方向に受電機器150が存在すると判定する。このように、給電機器100は、スキャニング動作をして受電機器150の方向を検出する。ここで所定の領域とは、アレーアンテナ103の平面の垂直方向に対する角度で表される領域である。例えば、所定の領域とは、アレーアンテナ103から見て、アレーアンテナ103の平面の垂直方向から45°の範囲である。
Since the power supply
The power supply
給電側制御部101は、受電機器150の方向を検出すると、給電部102に検出した受電機器150の方向と第2の電力よりも大きい第1の電力で受電機器150に給電電力を出力する。このように、給電機器100が受電機器150を検出した後に受電機器150をスキャニングして、スキャニング後に受電機器150の方向に向けて無線で給電電力を放射する。受電機器150に向けての無線での給電電力の放射を第1の放射と呼ぶ。
給電機器100が受電機器150の方向を検出するスキャニング動作は受電機器150が通信により受電強度を返答する必要がある。しかし、受電機器150の備える二次電池155が空の場合は通信が行えない。そこで、給電機器100は、受電機器150を検出し受電機器150の方向に給電電力を出力する第1の放射以外に、受電機器150の方向とは無関係に給電電力を放射する第2の放射を行う。第2の放射では、給電側制御部101は、複数回で定められた領域全体を給電するよう給電部102を制御する。給電機器100が第2の放射を行うことで、受電機器150とは無関係に定められた領域に給電を行うので、二次電池155の残量が少ない受電機器150が定められた領域にあれば給電電力を供給することが可能となる。二次電池155が空であった受電機器150が第2の放射による電力を受電し、受電した電力で二次電池155をある程度充電すると、受電機器150が無線通信可能な状態になり、給電機器100と無線通信を行う。これにより、給電機器100は、受電機器150を検出し、受電機器150の方向を検出して第1の放射を行うことが可能となる。ここで、受電機器150は、第1の放射での給電電力を受電した方が受電電力は大きい。これは、第1の放射では給電機器100が受電機器150へ向けて給電出力の指向性を絞ることで給電効率がよくなるためである。
When the power feeding
In the scanning operation in which the
次に、図1を参照して、受電機器150について説明する。受電機器150は、受電側制御部151と、受電部152と、受電アンテナ153と、受電側通信部154と、二次電池155と、受電側バス156と、を有する。
受電側制御部151は、受電機器150の全体を制御する。受電側制御部151は、CPU、及び、メモリ等の記憶装置を有する。受電側制御部151のCPUが、受電側制御部151の記憶装置に記憶されているプログラムに基づき処理を実行することによって、受電機器150の各種の機能や、受電機器150の処理が実現される。受電側制御部151の記憶装置は、受電側制御部151のCPUで実行されるプログラム等を格納する。受電側制御部151の記憶装置は、記憶媒体の一例である。
Next, the
The power receiving
受電部152は、受電アンテナ153で受電した給電機器100からの交流電力を受信して整流平滑化して二次電池155に電力を供給して二次電池155を充電する。受電部152は、整流平滑した電力を所定の電圧にして受電側制御部151及び受電側通信部154に電力を供給する構成であってもよい。また、受電部152は、受電した電力レベルの検出を行う。また、受電部152は、二次電池155の残量検出を行う。
受電アンテナ153は、メアンダアンテナ、又は、平面マイクロストリップアンテナであり、受電部152に接続される。受電アンテナ153は、給電機器100が出力するマイクロ波の給電電力を受電し受電部152に供給する。受電アンテナ153と受電部152の整流部とを含んでレクテナを構成してもよい。
The
The
受電側通信部154は、無線通信用のアンテナと通信制御部とを有する。受電側通信部154は、所定の通信方式で給電機器100と通信を行う。
二次電池155は、再充電可能なリチウムイオン等の電池である。二次電池155は、受電部152だけではなく、受電側制御部151と受電側通信部154とも接続され、二次電池155の電力を供給する。
受電側バス156は、受電側制御部151と、受電部152と、受電側通信部154と、を接続する。
受電機器150として、撮像装置、スマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ等が使われるが、これらに限定されるものではない。
The power receiving
The
The power receiving
As the
次に、受電機器150の動作の概要を説明する。
受電側制御部151は、受電側通信部154を介して給電機器100から受電電力情報の要求信号を受信すると、受電部152に、給電機器100から受電した電力の強さである受電電力レベルを検出するように指示を出す。受電側制御部151は、受電側通信部154を介して、検出した受電電力レベルを給電機器100に受電電力情報として送信する。受電側制御部151が給電機器100から受電電力情報の要求信号を受信するときは、給電機器100の動作で前述した通り、給電機器100がスキャニング動作をしているときである。受電機器150は、給電機器100からの受電電力情報の要求信号を受信するごとに受電電力レベルを検出して給電機器100に受電電力情報を送信する。このスキャニング動作をしている際も受電部152が受電した電力が十分なら二次電池155を充電する。受電機器150は、受電した電力で常に二次電池155を充電する。受電側制御部151は、受電部152が検出した二次電池155の残量が満充電状態になると、受電側通信部154を介して満充電なので給電不要であることを示す信号を給電機器100に送信する。
Next, an outline of the operation of the
When the power receiving
(第1の放射、及び、第2の放射)
次に、図3(a)、図3(b)を参照して、第1の放射、及び、第2の放射について説明する。図3(a)は、第1の放射の一例を示す図である。図3(b)は、第2の放射の一例を示す図である。
第1の放射は、受電機器150の方向に無線で給電電力を放射することである。図3(a)に示すように、給電機器100は、第1の放射を行う際、受電機器150の方向をスキャニングするために、受電機器150と通信を行う。給電機器100は、受電機器150の方向を検出すると、第1の放射として、給電電力を受電機器150に向けて放射する。給電機器100は、所定時間後に、受電機器150の位置を再度確認するために通信を行い、新たに検出した受電機器150の方向に対して給電電力の放射を行う。
(First radiation and second radiation)
Next, the first radiation and the second radiation will be described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b). FIG. 3A is a diagram showing an example of the first radiation. FIG. 3B is a diagram showing an example of the second radiation.
The first radiation is to wirelessly radiate the power supply in the direction of the
第2の放射は、給電電力を放射する方向を、定められた範囲である給電対象領域300の中で変更しながら無線で給電電力を放射することである。図3(b)に示すように、給電機器100は、第2の放射を行う際、受電機器150の存在に関係なく、複数回で、給電対象領域300を覆うように給電電力の放射を行う。給電対象領域300は、複数の分割エリア301に分割される。図3(b)の例では、給電対象領域300は、第1の分割エリア301から第5の分割エリア301に分割される。給電機器100は、第2の放射として、第1の分割エリア301から第5の分割エリア301まで順番に給電電力の放射方向を変えながら、給電電力の放射を行う。これにより、二次電池155の残量がなくて給電機器100と通信ができない受電機器150に対しても、第1の分割エリア301から第5の分割エリア301の範囲に受電機器150が存在すれば電力の供給が可能となる。受電機器150は、二次電池155の残量が所定以上になると、通信が可能となり、給電機器100と通信をする。給電機器100は、受電機器150と通信することで第1の放射を行うことが可能となる。第2の放射は、給電機器100で検出されない受電機器150に対する供給電力の放射である。
給電機器100は、第1の放射の指向性を、第2の放射の指向性より狭める。これにより、第2の放射の給電効率より、第1の放射の給電効率の方を良くする。指向性を狭めるとは、放射する電力が一番強いメインローブの半値幅を狭めることである。第1の放射で空間に放射される供給電力の空間における半値幅は、第2の放射で空間に放射される供給電力の空間における半値幅より狭い。
The second radiation is to radiate the power supply wirelessly while changing the direction in which the power supply power is radiated within the power
The
(給電処理)
次に、図4を参照して、給電処理について説明する。図4は、給電処理の一例を示すフローチャートである。第1の実施形態の給電処理では、給電機器100の給電側制御部101は、第1の放射、及び、第2の放射を交互に時分割で行うよう制御する。
ステップS401において、給電機器100の給電側制御部101は、フラグの初期化、及び、カウンタ値Nの初期化を行う。フラグには、受電機器検出フラグと給電終了フラグとがある。フラグの初期化とは、受電機器検出フラグ、及び、給電終了フラグを0にすることである。受電機器検出フラグが1の場合、給電機器100が受電機器150の存在を検出したことを表す。給電終了フラグが1の場合、給電機器100が、検出した受電機器150に対する供給電力の放射を停止することを表す。カウンタ値Nの初期化は、カウンタ値Nを1にすることである。受電機器検出フラグ、給電終了フラグ、及び、カウンタ値Nは、給電側制御部101の記憶装置に記憶される。
ステップS402において、給電側制御部101は、受電機器150の存在を検出したか否かを判定する。給電側制御部101は、給電側通信部104を用いて受電機器150が備える受電側通信部154と通信できた場合に、受電機器150の存在を検出したと判定する。給電側制御部101は、受電機器150の存在を検出したと判定した場合、処理をステップS403に進める。給電側制御部101は、受電機器150の存在を検出していないと判定した場合、処理をステップS405に進める。ステップS402の処理は、受電機器150の存在を検出する第2の検出処理の一例である。
(Power supply processing)
Next, the power feeding process will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing an example of power supply processing. In the power feeding process of the first embodiment, the power feeding
In step S401, the power supply
In step S402, the power feeding
ステップS403において、給電側制御部101は、ステップS402で受電機器150を検出したので、受電機器検出フラグを1にする。
ステップS404において、給電側制御部101は、受電機器150の方向に対して給電電力を放射するために、第1の放射処理を行う。第1の放射処理については、後に図5を参照して説明する。第1の放射処理の終了後、給電側制御部101は、処理をステップS408に進める。
ステップS405において、給電側制御部101は、受電機器150の存在を検出したことを示す受電機器検出フラグが1であるか否かを判定する。これは、給電側制御部101が既に受電機器150を検出しており、ステップS402で新たに受電機器150を検出しなかった場合でも、受電機器150が存在していることを確認するためである。給電側制御部101は、受電機器検出フラグが1であると判定した場合、処理をステップS406に進める。給電側制御部101は、受電機器検出フラグが1ではないと判定した場合、処理をステップS408に進める。
In step S403, the power feeding
In step S404, the power supply
In step S405, the power feeding
ステップS406において、給電側制御部101は、給電終了フラグが1か否かを判定する。給電側制御部101は、給電終了フラグが1であると判定した場合、処理をステップS407に進め、給電終了フラグが1ではないと判定した場合、処理をステップS404に進める。給電側制御部101は、例えば、受電機器150から二次電池155の状態が満充電なので給電の必要がないことを示す信号を、給電側通信部104を介して給電機器100が受信した場合に、給電終了フラグを1にする。また、受電機器150から給電中止要求の信号を、給電側通信部104を介して給電機器100が受信した場合に、給電側制御部101は、給電終了フラグを1にしてもよい。給電中止要求は、受電機器150が異常状態になった場合等に、受電機器150が給電機器100に送信する。
ステップS407において、給電側制御部101は、受電機器150を検出したことを示す受電機器検出フラグを0にする。これは、給電側制御部101は、ステップS405で受電機器検出フラグが1であると判定し、ステップS406で給電終了フラグが1であると判定したため、第1の放射での給電を行う必要がないためである。
In step S406, the power supply
In step S407, the power supply
ステップS408において、給電側制御部101は、第2の放射処理を行う。第2の放射処理については、後に図6を参照して説明する。第2の放射処理の終了後、給電側制御部101は、処理をステップS409に進める。
ステップS409において、給電側制御部101は、給電機器100の給電処理を終了するか否かを判定する。給電側制御部101は、例えば、給電機器100の操作部を介してユーザから終了指示を受け付けた場合、給電機器100の給電処理を終了すると判定する。また、給電側制御部101は、給電機器100に異常があると判定した場合に、給電機器100の給電処理を終了すると判定してもよい。給電側制御部101は、給電機器100の給電処理を終了すると判定した場合、図5の処理を終了し、給電機器100の給電処理を終了しないと判定した場合、処理をステップS402に進める。
In step S408, the power feeding
In step S409, the power feeding
(第1の放射処理)
次に、図5を参照して、第1の放射処理について説明する。図5は、第1の放射処理の一例を示すフローチャートである。第1の放射処理は、給電機器100が受電機器150の方向を検出して、受電機器150の方向へ向けて給電電力を放射する処理である。
ステップS501において、給電側制御部101は、放射方向情報、放射電力情報、給電終了フラグを初期化する。放射方向情報の初期化は、例えば放射方向情報を、アレーアンテナ103の平面に対して0°の方向を表す情報にすることである。放射電力情報の初期化は、例えば給電用の放射電力の出力範囲が0.25Wから5Wの場合、放射電力情報を、一番小さい0.25Wを表す情報にすることである。放射電力情報の初期化は、給電電力より小さい放射方向検出専用の出力電力を表す情報することであってもよい。放射方向検出専用の出力電力値は例えば0.1W又は0.25Wである。給電終了フラグの初期化は、給電動作は終了ではないことを示す0の値に設定することである。放射方向情報、放射電力情報、給電終了フラグは、給電側制御部101の記憶装置に記憶される。
(First radiation treatment)
Next, the first radiation treatment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing an example of the first radiation treatment. The first radiation process is a process in which the
In step S501, the power supply
ステップS502において、給電側制御部101は、電力の放射方向を設定して、電力の放射を行う。より具体的には、給電側制御部101は、次の処理を行う。まず、給電側制御部101は、電力の放射方向が、放射方向情報が表す方向になるよう給電部102を制御することで、電力の放射方向を設定する。例えば、処理がステップS501からステップS502へ進んだ場合、電力の放射方向は、ステップS501で定めた初期の放射方向に設定される。次いで、給電側制御部101は、給電部102を介して、設定した方向である放射方向情報が表す方向に、放射電力情報が表す電力値の電力を放射するようアレーアンテナ103を制御する。放射電力情報が表す電力値は、例えば、0.25Wや0.1Wである。アレーアンテナ103は、放射方向情報が表す方向に放射電力情報が表す電力値の電力を放射する。アレーアンテナ103は、電力としてマイクロ波を放射する。
In step S502, the power feeding
ステップS503において、給電側制御部101は、給電側通信部104を用いて、受電機器150に受電電力情報の要求信号を送信する。そして、給電側制御部101は、給電側通信部104を用いて受電機器150からの受電電力情報を受信したか否かを判定する。給電側制御部101は、受電機器150からの受電電力情報を受信したと判定した場合、処理をステップS504に進める。給電側制御部101は、受電機器150からの受電電力情報を受信していない判定した場合、再度ステップS503を実行する。ただし、給電側制御部101が再度ステップS503を実行する際は、既に受電機器150に受電電力情報の要求信号を送信済みのため、給電側制御部101は再度の受電電力情報の要求信号を送信は行わなくてもよい。受電電力情報は、受電機器150が給電機器100から受電した電力の強さの情報である電力情報の一例である。
受電機器150は、給電機器100が出力した電力を受電アンテナ153で受電して受電部152で整流平滑した直流化された電力にする。受電側制御部151は、給電機器100から、給電側通信部104を介して、受電電力情報の要求信号を受信すると、直流化された電力を測定する処理を行う。そして、受電側制御部151は、測定した電力値を表す受電電力情報を、受電側通信部154を使用して、給電機器100に送信する。
In step S503, the power supply
The
ステップS504において、給電側制御部101は、ステップS503で受電機器150から受信した受電電力情報を、受電機器150の受電強度として、放射方向情報と紐付づけて、給電側制御部101の記憶装置に記憶する。この放射方向情報は、直近のステップS502で電力を放射した方向を表す。
ステップS505において、給電側制御部101は、図5の第1の放射処理が開始してからステップS502で全ての方向に電力を放射したか否かを判定する。ここで、全ての方向とは、図3(b)を参照して説明した給電対象領域300の全てに電力を放射するために必要となる、電力の放射方向の全てである。より具体的には、全ての方向とは、例えば、第1の分割エリア301の方向から第5の分割エリア301の方向までの方向である。給電側制御部101は、全ての方向に電力を放射したと判定した場合、処理をステップS506に進める。給電側制御部101は、全ての方向に電力を放射していないと判定した場合、放射方向情報を、ステップS502で電力を放射していない方向を表す情報にして、処理をステップS502に進める。
In step S504, the power supply
In step S505, the power feeding
ステップS506において、給電側制御部101は、ステップS504で記憶した受電電力情報の中で最も大きい受電強度を表す受電電力情報に紐付けられた放射方向情報が表す方向を、受電機器150が存在する方向であると決定する。
ステップS502からステップS506までの処理は、給電機器100のスキャニング動作である。ステップS502からステップS506までの処理は、受電機器150の方向を検出する第1の検出処理の一例である。
ステップS507において、給電側制御部101は、電力の放射方向が、ステップS506で決定した受電機器150が存在する方向になるよう給電部102を制御することで、電力の放射方向を設定する。
ステップS508において、給電側制御部101は、第1の放射を開始する。給電側制御部101は、第1の放射を開始するために、給電部102を介して、S507で設定した方向へ第1の給電電力を放射して第1の放射を開始するようアレーアンテナ103を制御する。アレーアンテナ103は、受電機器150の方向への第1の給電電力の放射を開始する。アレーアンテナ103は、給電電力としてマイクロ波を放射する。第1の給電電力は、給電用の放射電力の出力範囲に含まれる電力である。給電用の放射電力の出力範囲は、例えば、既に説明したように、0.25Wから5Wの範囲である。
ステップS509において、給電側制御部101は、ステップS508で第1の放射を開始してから、第1の放射時間が経過したか否かを判定する。第1の放射時間は、定められた時間であり、給電側制御部101の記憶装置に記憶されている。給電側制御部101は、第1の放射時間が経過したと判定した場合、処理をステップS510に進める。給電側制御部101は、第1の放射時間が経過していないと判定した場合、再度ステップS509を実行する。第1の放射時間は、例えば60秒である。
In step S506, the power supply
The process from step S502 to step S506 is a scanning operation of the
In step S507, the power feeding
In step S508, the power feeding
In step S509, the power feeding
ステップS510において、給電側制御部101は、給電部102を介して、第1の放射を停止するようアレーアンテナ103を制御する。アレーアンテナ103は、第1の放射を停止する。
ステップS511において、給電側制御部101は、給電側通信部104を介した受電機器150との通信に基づいて、給電を終了するか否かを判定する。給電側制御部101は、例えば、給電側通信部104を介して、受電機器150からの満充電情報を受信した場合に、給電を終了すると判定する。満充電情報は、受電機器150の二次電池155が満充電の状態であることを表す情報である。給電側制御部101は、給電を終了すると判定した場合、処理をステップS512に進める。給電側制御部101は、給電を終了しないと判定した場合、図5の処理を終了する。
ステップS512において、給電側制御部101は、給電終了フラグを1にして図5の処理を終了する。
In step S510, the feeding
In step S511, the power supply
In step S512, the power supply
(第2の放射処理)
次に、図6を参照して、第2の放射処理について説明する。図6は、第2の放射処理の一例を示すフローチャートである。第2の放射処理は、二次電池155の残量がなく図5のステップS503で給電機器100から送信される受電電力情報の要求信号に返答できない受電機器150に対する給電電力の放射処理である。
ステップS601において、給電側制御部101は、電力の放射方向が、第Nの分割エリア301の方向になるよう給電部102を制御することで、電力の放射方向を設定する。ここで、Nは既に説明したカウンタ値である。第Nの分割エリア301は、図3(b)に示す第1の分割エリア301から第5の分割エリア301までの何れかである。図3(b)の例では、給電対象領域300を第1の分割エリア301から第5の分割エリア301まで5分割しているため、カウンタ値Nは1から5までの何れかの値になる。
ステップS602において、給電側制御部101は、給電部102を介して、ステップS601で設定した第Nの分割エリア301の方向へ第2の給電電力を放射して第2の放射を開始するようアレーアンテナ103を制御する。アレーアンテナ103は、第Nの分割エリア301の方向への第2の給電電力の放射を開始する。アレーアンテナ103は、給電電力としてマイクロ波を放射する。第2の給電電力は、例えば1Wである。給電側制御部101は、第2の放射の指向性を第1の放射の指向性より広げるよう制御する。給電部102がメインで電力を供給するアレーアンテナ103のアンテナ素子200の数を減らすことで、1回の給電電力の放射の範囲を広げることができる。
(Second radiation treatment)
Next, the second radiation treatment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing an example of the second radiation treatment. The second radiation process is a radiation process of the power supply to the
In step S601, the power feeding
In step S602, the power supply
ステップS603において、給電側制御部101は、ステップS602で第2の放射を開始してから、第2の放射時間が経過したか否かを判定する。第2の放射時間は、定められた時間であり、給電側制御部101の記憶装置に記憶されている。給電側制御部101は、第2の放射時間が経過したと判定した場合、処理をステップS604に進める。給電側制御部101は、第2の放射時間が経過していないと判定した場合、再度ステップS603を実行する。第2の放射時間は、例えば10秒である。
ステップS604において、給電側制御部101は、給電部102を介して、第2の放射を停止するようアレーアンテナ103を制御する。アレーアンテナ103は、第2の放射を停止する。
ステップS605において、給電側制御部101は、全ての方向に第2の放射を行ったか否かを判定する。給電側制御部101は、カウンタ値Nが、給電対象領域300の分割数に等しい場合、全ての方向に第2の供給電力を放射したと判定する。図3(b)の例では、給電対象領域300の分割数は5である。給電側制御部101は、全ての方向に第2の放射を行ったと判定した場合、処理をステップS606に進める。給電側制御部101は、全ての方向には第2の放射を行っていないと判定した場合、処理をステップS607に進める。
In step S603, the power feeding
In step S604, the feeding
In step S605, the power feeding
ステップS606において、給電側制御部101は、カウンタ値Nを初期値の1に戻して、図6の処理を終了する。
ステップS607において、給電側制御部101は、カウンタ値Nをインクリメントして、図6の処理を終了する。
ステップS606、及び、ステップS607でカウンタ値Nが更新される。したがって、次回のステップS602において、給電側制御部101は、前回のステップS602における第2の放射での供給電力の放射の方向とは異なる方向に、第2の放射での供給電力を放射するようアレーアンテナ103を制御することになる。
In step S606, the power supply
In step S607, the power supply
The counter value N is updated in step S606 and step S607. Therefore, in the next step S602, the power feeding
(タイミングチャート)
次に、図7を参照して、図4から図6までの給電機器100の処理の例について説明する。図7は、給電機器100の処理の一例を示すタイミングチャートである。図7の横軸は時間であり縦軸は電力である。給電機器100は、通信により受電機器150を検出するまでは第2の放射を繰り返す。給電機器100は、第2の放射処理において、図6を参照して説明した通り、第1の分割エリア301から第5の分割エリア301まで順次第2の放射していき、第5の分割エリア301への放射の後、再度、第1の分割エリア301からの第2の放射を行う。第2の放射は、二次電池155の残量が少なく通信ができない受電機器150に対して行う。
給電機器100は、通信により受電機器150を検出すると、第1の放射処理を行う。第1の放射処理において、給電機器100は、受電機器150の方向を検出するスキャニングを行い、放射方向を設定し、設定した方向へ向けて第1の放射を行う。
第1の放射が終了すると分割エリア301ごとに第2の放射を行い、第1の放射と第2の放射とを交互に繰り返す。給電機器100は、第2の放射を1回行うと、第1の放射を1回行う。ただし、給電機器100は、全ての分割エリア301への第2の放射を行ってから第1放射を行うような制御であってもよい。
このように、第1の実施形態では、給電機器100は、第1の放射、及び、第2の放射を時分割で行う。
(Timing chart)
Next, with reference to FIG. 7, an example of processing of the
When the
When the first radiation is completed, the second radiation is performed for each divided
As described above, in the first embodiment, the
以上説明したように、給電機器100は、検出された受電機器150の方向に給電電力を放射する第1の放射、及び、給電電力を放射する方向を定められた範囲で変更しながら給電電力を放射する第2の放射を行うよう、アレーアンテナ103を制御する。よって、二次電池155の残量が少なくて給電機器100が受電機器150の方向を検出できないような受電機器150に対して、第2の放射で給電できる。また、第2の放射は、放射方向を定められた範囲で変更しながら行われる。よって、ユーザは、二次電池155の残量が少ない受電機器150を充電させるために受電機器150を配置する位置が特定の位置に限定されない。したがって、ユーザは、簡易に受電機器150を充電できる。また、二次電池155が一定量充電された場合、給電機器100は受電機器150の方向を検出できる。したがって、給電機器100は、第1の放射で、効率的に受電機器150を充電できる。
As described above, the
また、給電機器100は、第1の放射、及び、第2の放射を時分割で行う。このため、ユーザからは、給電機器100が第1の放射、及び、第2の放射を同時に行っているように見える。よって、ユーザは、給電機器100が第1の放射を行っているのか第2の放射を行っているのかを意識する必要がない。したがって、ユーザは、簡易に受電機器150を充電できる。
Further, the
(第1の実施形態の変形例)
給電側制御部101は、図4の処理で受電機器150が検出されて図5の第1の放射処理を実行するようになった場合、受電機器150が検出される前と比べて、1回の第2の放射の時間を短くしてもよい。1回の第2の放射とは、図6のステップS602で開始してからステップS604で停止するまで放射であり、第2の給電電力の放射の方向を変更するごとに行われる第2の給電電力の放射である。これにより、検出された受電機器150について効率的に給電できる。
(Modified example of the first embodiment)
When the
<第2の実施形態>
(給電処理)
次に、第2の実施形態の無線給電システム1について説明する。第1の実施形態と同様の点については同符号を付して説明を省略する。第1の実施形態では、第1の放射と第2の放射とを時分割で行う処理について説明した。第2の実施形態では、第1放射と第2放射とを同時に行う。
まず、図8を参照して、第2の実施形態の給電処理について説明する。図8は、第2の実施形態の給電処理の一例を示すフローチャートである。
図8のステップS801からステップS803までは、図4のステップS401からステップS403までに対応し、図4のステップS401からステップS403までと同様の処理である。また、図8のステップS805からステップS809までは、図4のステップS405からステップS409までに対応し、図4のステップS405からステップS409までと同様の処理である。
ただし、給電機器100の給電側制御部101は、ステップS803の終了後、処理をステップS804に進める。また、ステップS806において、給電側制御部101は、給電終了フラグが1ではないと判定した場合、処理をステップS804に進める。
ステップS804において、給電側制御部101は、同時放射処理を行う。同時放射処理については、次に図9を参照して説明する。給電側制御部101は、同時放射処理の終了後、処理をステップS802に進める。
<Second embodiment>
(Power supply processing)
Next, the wireless
First, the power feeding process of the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing an example of the power feeding process of the second embodiment.
Steps S801 to S803 of FIG. 8 correspond to steps S401 to S403 of FIG. 4, and are the same processes as steps S401 to S403 of FIG. Further, steps S805 to S809 of FIG. 8 correspond to steps S405 to S409 of FIG. 4, and are the same processes as steps S405 to S409 of FIG.
However, the power supply
In step S804, the power feeding
(同時放射処理)
次に、図9を参照して、同時放射処理について説明する。図9は、同時放射処理の一例を示すフローチャートである。
ステップS901からステップS908までは、図5のステップS501からステップS508までに対応し、図5のステップS501からステップS508までと同様の処理である。ここでは、ステップS907、S908について、より詳しく説明する。
ステップS907において、給電側制御部101は、次のように、電力の放射方向を設定する。まず、給電側制御部101は、ステップS906で決定した受電機器150が存在する方向に基づいて、アレーアンテナ103の第1の放射使用領域201を決定する。次いで、給電側制御部101は、第1の放射使用領域201に含まれるアンテナ素子200を用いた電力の放射方向が、受電機器150が存在する方向になるよう給電部102を制御することで、電力の放射方向を設定する。
ここで、図2を参照して、第1の放射使用領域201について説明する。図2で黒塗りされた丸で示されるアンテナ素子200は、アクティブに使用しているアンテナ素子200であり、給電部102から電力が供給されている。第1の放射使用領域201は、アレーアンテナ103の複数のアンテナ素子200を含む領域である。第1の放射使用領域201は、ステップS906で決定した受電機器150が存在する方向に、第1の供給電力を放射するために必要なアンテナ素子200を含む領域である。第1の放射使用領域201に含まれるアンテナ素子200が第1の放射を行う。
(Simultaneous radiation treatment)
Next, the simultaneous radiation treatment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart showing an example of simultaneous radiation processing.
Steps S901 to S908 correspond to steps S501 to S508 of FIG. 5, and are the same processes as steps S501 to S508 of FIG. Here, steps S907 and S908 will be described in more detail.
In step S907, the power supply
Here, the first
ステップS908において、給電側制御部101は、第1の放射を開始する。給電側制御部101は、第1の放射を開始するために、給電部102を介して、S907で設定した方向へ第1の給電電力を放射して第1の放射を開始するよう第1の放射使用領域201に含まれるアンテナ素子200を制御する。第1の放射使用領域201に含まれるアンテナ素子200は、受電機器150の方向への第1の給電電力の放射を開始する。
In step S908, the power feeding
ステップS909において、給電側制御部101は、アレーアンテナ103に第2の放射を行うための第2の放射使用領域202があるか否かを判定する。
ここで、図2を参照して、第2の放射使用領域202について説明する。第2の放射使用領域202は、アレーアンテナ103の複数のアンテナ素子200を含む領域であり、第1の放射使用領域201とは重複しない領域である。第2の放射使用領域202に含まれるアンテナ素子200が第2の放射を行う。第1の放射は、放射する電力の指向性を絞るために、アレーアンテナ103のアンテナ素子を多数必要とする。しかし、第2の放射は放射する電力の指向性を第1の放射ほど絞らない。したがって、第2の放射では、例えば、第2の放射使用領域202のアンテナ素子200のうち、第1の放射使用領域201に含まれるアンテナ素子200より少ない数のアンテナ素子200が使われる。
第2の放射使用領域202は、次の条件を満たす必要がある。第1の条件は、第2の放射使用領域202が、第1の放射に影響しない領域であること、である。より具体的には、第2の放射使用領域202は、第1の放射使用領域201から、定められたアンテナ素子200の数、又は、定められた距離、離れていること、である。本実施形態では、第2の放射使用領域202は、第1の放射使用領域201から、1個のアンテナ素子200以上、離れている必要がある。第2の条件は、第2の放射使用領域202が、複数の方向に第2の放射を行うため、図2において、少なくとも縦2個、横2個以上のアンテナ素子200を有すること、である。
給電側制御部101は、ステップS908で決定した第1の放射使用領域201に基づいて、ここで説明した条件を満たす第2の放射使用領域202があるか否かを判定する。給電側制御部101は、第2の放射使用領域202があると判定した場合、処理をステップS910に進める。給電側制御部101は、第2の放射使用領域202がないと判定した場合、処理をステップS911に進める。
In step S909, the power feeding
Here, the second
The second
The power supply
ステップS910において、給電側制御部101は、図6を参照して説明した第2の放射処理を行う。ただし、第2の実施形態での第2の放射処理において、まず、給電側制御部101は、ステップS908で決定した第1の放射使用領域201に基づいて、第2の放射使用領域202を決定する。そして、ステップS601において、給電側制御部101は、第2の放射使用領域202の少なくとも一部のアンテナ素子200を使用しての電力の放射方向が第Nの分割エリア301の方向になるよう給電部102を制御することで、電力の放射方向を設定する。また、ステップS602において、給電側制御部101は、給電部102を介して、ステップS601で設定した第Nの分割エリア301の方向へ第2の給電電力を放射して第2の放射を開始するよう第2の放射使用領域202のアンテナ素子200を制御する。ステップS910の第2の放射処理で第2の放射が行われているときは、例えば図2に示すように、第1の放射使用領域201のアンテナ素子200、及び、第2の放射使用領域202のアンテナ素子200が同時にアクティブになる。そして、第1の放射と第2の放射とが同時に行われる。
ステップS911において、給電側制御部101は、ステップS908で第1の給電電力の放射を開始してから、第3の放射時間が経過したか否かを判定する。第3の放射時間は、定められた時間であり、給電側制御部101の記憶装置に記憶されている。給電側制御部101は、第3の放射時間が経過したと判定した場合、処理をステップS912に進める。給電側制御部101は、第3の放射時間が経過していないと判定した場合、処理をステップS910に進める。
ステップS912において、給電側制御部101は、給電部102を介して、第1の放射を停止するようアレーアンテナ103を制御する。アレーアンテナ103は、第1の放射を停止する。
In step S910, the power feeding
In step S911, the power feeding
In step S912, the feeding
ステップS913において、給電側制御部101は、受電機器150との通信に基づいて、給電を終了するか否かを判定する。給電側制御部101は、例えば、給電側通信部104を介して、受電機器150からの満充電情報を受信した場合に、給電を終了すると判定する。給電側制御部101は、給電を終了すると判定した場合、処理をステップS914に進める。給電側制御部101は、給電を終了しないと判定した場合、図9の処理を終了する。
ステップS914において、給電側制御部101は、給電終了フラグを1にして図9の処理を終了する。
In step S913, the power supply
In step S914, the power supply
(タイミングチャート)
次に、図10を参照して、図8、図9の給電機器100の処理の例について説明する。図10は、給電機器100の処理の一例を示すタイミングチャートである。図10の横軸は時間であり縦軸は電力である。給電機器100は、通信により受電機器150を検出するまでは第2の放射を繰り返す。第2の放射は、二次電池155の残量が少なく通信ができない受電機器150に対して行う。
給電機器100は、通信により受電機器150を検出すると、図9を参照して説明した同時放射処理を行う。図10に示す通り、第1の放射で第1の給電出力を放射している間、第2の放射での第2の給電電力の放射も同時に行う。これにより検出した受電機器150に対する給電と同時に、二次電池155の残量が少なく通信ができない機器に対しても第2の放射で給電することが可能となる。
(Timing chart)
Next, with reference to FIG. 10, an example of processing of the
When the
以上説明したように、給電機器100は、第1の放射、及び、第2の放射を同時に行う。よって、ユーザは、給電機器100が第1の放射を行っているのか第2の放射を行っているのかを意識する必要がない。したがって、ユーザは、簡易に受電機器150を充電できる。
また、給電機器100は、第1の放射使用領域201に含まれるアンテナ素子200を使って第1の放射を行い、第2の放射使用領域202に含まれるアンテナ素子200を使って第2の放射を行う。よって、第1の放射、及び、第2の放射を中断する必要がない。したがって、給電機器100は、第1の放射、及び、第2の放射によって、効率的に受電機器150に電力を供給することができる。
また、第1の実施形態と同様に、二次電池の残量が少ない受電機器に対して、簡易に電力を供給することができる。
As described above, the
Further, the
Further, as in the first embodiment, it is possible to easily supply electric power to a power receiving device having a low remaining amount of the secondary battery.
(第2の実施形態の変形例)
給電機器100の給電側制御部101は、第1の放射、及び、第2の放射を同時に行うことができないと判定した場合、第1の実施形態と同様に、第1の放射、及び、第2の放射を時分割で行うよう制御してもよい。第1の放射、及び、第2の放射を同時に行うことができないと判定した場合とは、図9のステップS909において、給電側制御部101が、第2の放射使用領域202がないと判定した場合である。
これにより、給電機器100は、第1の放射、及び、第2の放射を、同時に、又は、時分割で行う。このため、ユーザからは、給電機器100は、第1の放射、及び、第2の放射を同時に行っているように見える。よって、いずれの場合でも、ユーザは、給電機器100が第1の放射を行っているのか第2の放射を行っているのかを意識する必要がない。したがって、ユーザは、簡易に受電機器150を充電できる。
(Modified example of the second embodiment)
When the power feeding
As a result, the
<その他の実施形態>
給電側制御部101は、図6の第2の放射処理において、給電対象領域300を覆うように給電電力の放射するために給電電力の放射の方向を変更する回数に基づいて、第2の放射の指向性を変更してもよい。より具体的には、給電側制御部101は、図6の第2の放射処理において、給電対象領域300を覆うように給電電力の放射するために給電電力の放射の方向を変更する回数が多くなるに従って、第2の放射の指向性を狭める。
例えば、図3(b)の例のように給電対象領域300を5分割する場合と、給電対象領域300を10分割する場合とでは、10分割の場合の方が1つの分割エリア301が狭くなる。そこで、給電側制御部101は、5分割の場合の第2の放射の指向性より、10分割の場合の第2の放射の指向性を狭める。すなわち、給電側制御部101は、5分割の場合に第2の放射で放射される供給電力の半値幅より、10分割の場合に第2の放射で放射される供給電力の半値幅を狭める。
<Other Embodiments>
In the second radiation processing of FIG. 6, the power supply
For example, in the case where the power
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。 The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by the processing to be performed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
以上、本発明を実施形態と共に説明したが、上記実施形態は本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
例えば、給電機器100や受電機器150のハードウェア構成として、CPUは複数存在してもよく、複数のCPUが各装置のHDD等の記憶装置に記憶されているプログラムに基づき処理を実行するようにしてもよい。
Although the present invention has been described above with the embodiments, the above-described embodiments are merely examples of embodiment of the present invention, and the technical scope of the present invention is interpreted in a limited manner by these. It must not be. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or its main features.
For example, as a hardware configuration of the
以上、上述した実施形態によれば、受電機器に対して、簡易に電力を供給することができる。 As described above, according to the above-described embodiment, power can be easily supplied to the power receiving device.
100 給電機器
101 給電側制御部
102 給電部
103 アレーアンテナ
150 受電機器
100
Claims (13)
前記第1の検出手段によって検出された前記受電機器の方向に無線で給電電力を放射する第1の放射と、給電電力を放射する方向を定められた範囲で変更しながら無線で給電電力を放射する第2の放射と、を交互に時分割で行うよう、給電電力を放射する放射部を制御する制御手段と、
を有し、
前記第2の放射を行うよう前記放射部を制御する場合、前記制御手段は、前回の第2の放射での供給電力の放射の方向とは異なる方向に供給電力を放射するよう制御する給電機器。 The first detecting means for detecting the direction of the power receiving device and
The first radiation that radiates the power supply power wirelessly in the direction of the power receiving device detected by the first detection means and the power supply power that is radiated wirelessly while changing the direction of radiating the power supply power within a predetermined range. A control means for controlling the radiating part that radiates the power supply so that the second radiating and the second radiating are alternately performed in a time-divided manner.
Have,
When controlling the radiating unit so as to perform the second radiation, the control means is a power feeding device that controls to radiate the supplied power in a direction different from the direction of radiation of the supplied power in the previous second radiation. ..
前記制御手段は、前記第2の検出手段によって前記受電機器の存在が検出された後に前記第1の放射を行うよう前記放射部を制御する請求項1又は2記載の給電機器。 It further has a second detecting means for detecting the presence of the power receiving device based on the communication with the power receiving device.
The power feeding device according to claim 1 or 2, wherein the control means controls the radiating unit so as to perform the first radiation after the presence of the power receiving device is detected by the second detecting means.
前記第1の検出手段は、前記受電機器から受信する情報であって、前記受電機器が前記給電機器から受電した前記定められた給電電力の強さの情報である電力情報に基づいて、前記受電機器の方向を検出する請求項1乃至8何れか1項記載の給電機器。 When the radiating unit is controlled so as to perform the second radiation, the control means controls so as to wirelessly radiate the determined power feeding power while changing the direction in which the power feeding power is radiated.
The first detection means is information received from the power receiving device, and is based on power information which is information on the strength of the determined power supply power received by the power receiving device from the power feeding device. The power supply device according to any one of claims 1 to 8 , which detects the direction of the device.
受電機器の方向を検出する検出ステップと、
前記検出ステップによって検出された前記受電機器の方向に無線で給電電力を放射する第1の放射と、給電電力を放射する方向を定められた範囲で変更しながら無線で給電電力を放射する第2の放射と、を交互に時分割で行うよう、給電電力を放射する放射部を制御する制御ステップと、
を有し、
前記第2の放射を行うよう前記放射部を制御する場合、前記制御ステップでは、前回の第2の放射での供給電力の放射の方向とは異なる方向に供給電力を放射するよう制御する給電機器の制御方法。 It is a control method for power supply equipment.
A detection step that detects the direction of the power receiving device,
The first radiation that radiates the power supply power wirelessly in the direction of the power receiving device detected by the detection step, and the second radiation that radiates the power supply power wirelessly while changing the direction of radiating the power supply power within a predetermined range. A control step that controls the radiating part that radiates the power supply so that the radiation of
Have,
When the radiating unit is controlled so as to perform the second radiation, in the control step, the power feeding device that controls to radiate the supplied power in a direction different from the radiating direction of the supplied power in the previous second radiation. Control method.
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