JP2012147417A - 無線電力伝送オーディオシステムおよびこれに用いられる送信側機器ならびにスピーカ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】無線電力伝送オーディオシステムの送信側機器1は、高周波信号と音声信号から形成される伝送信号を生成する伝送信号生成部9と、高周波信号の周波数に等しい共振周波数を有する送信側共振回路91と、伝送信号の変化を検出する検出部71と、伝送信号の信号波形を制御する伝送信号調整部98とを備える。スピーカ2は、前記送信側共振回路91から送出される伝送信号の少なくとも一部を、受け取る受信側共振回路92と、音声信号を再生する音声出力部66とを備える。前記送信側機器1および前記スピーカ2のうちの少なくとも一方は、前記検出部71によって検出された伝送信号の変化に応じて伝送信号が伝送する経路においてインピーダンス値を変化させるインピーダンス調整部96を備える。
【選択図】図1
Description
近づいた場合にも遠ざかった場合にも伝送効率は低下する。したがって、コイル間の距離が変化したときに高い伝送効率を実現するためには、送信側共振回路部から送信回路を見たインピーダンスと、受信側共振回路部から受信回路を見たインピーダンスとを適切に制御することが必要となる。スピーカへの無線電力伝送を考える場合にも、電力の伝送効率を維持するために、送信コイル911と受信コイル912の距離に応じてインピーダンスを変化させることが重要となる。
図2は、本発明の実施の形態1における無線電力伝送オーディオシステム(スピーカ用無線電力伝送装置)のブロック構成を示す。実施の形態1のオーディオシステムは、送信側機器(オーディオ機器本体)1とスピーカ(受信側機器)2とから構成される。
図7は、本発明の実施の形態2における無線電力伝送オーディオシステムのブロック構成を示す。図7において、実施の形態1と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
図10は、本発明の実施の形態3における無線電力伝送オーディオシステムのブロック構成を示す。図10において、実施の形態1および2と同じ構成要素については同じ符号を用い説明を省略する。
図12および13は、本発明の実施の形態4における無線電力伝送オーディオシステムのブロック構成を示す。図12および13において、実施の形態1〜3と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
図14および15は、本発明の実施の形態5における無線電力伝送オーディオシステムのブロック構成を示す。図14および15において、実施の形態1〜4と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
図16および図17は、本発明の実施の形態6における無線電力伝送オーディオシステムのブロック構成である。図16および図17において、実施の形態1〜5と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
2 スピーカ
9 伝送信号生成部
11 増幅部
12 低域通過部
21、22 インピーダンス変換部
31 PWM信号発生部
32 整流部
41、42 インピーダンス制御部
51 PWMパルス幅制御部
52 包絡線検波部
61 周期信号発生部
62 電気/音声変換部
71 検出部
81 振幅制御部
82 電力再生部
91 送信(側)共振回路
92 受信(側)共振回路
96 インピーダンス調整部
101 制御部
111 音声信号
115 伝送信号
121 制御信号送信回路部
122 制御信号受信回路部
Claims (15)
- 送信側機器と、前記送信側機器に関連付けられたスピーカとを備え、無線により前記送信側機器から前記スピーカに電力および音声信号を伝送する無線電力伝送オーディオシステムであって、
前記送信側機器は、
前記電力を伝送するために用いられる高周波信号と前記音声信号とから形成される伝送信号を生成する伝送信号生成部と、
前記伝送信号を受け取り、前記伝送信号を送出する第1共振回路であって、前記高周波信号の周波数に等しい共振周波数を有する第1共振回路と、
前記伝送信号の変化を検出する検出部と、
前記伝送信号の信号波形を制御する伝送信号調整部と
を備え、
前記スピーカは、
前記第1共振回路から送出される前記伝送信号の少なくとも一部を、前記共振周波数において磁気共振現象または電界共振現象による結合によって受け取る第2共振回路と、
前記第2共振回路からの出力信号に基づいて前記音声信号を再生する音声出力部と
を備えており、
前記送信側機器および前記スピーカのうちの少なくとも一方は、それぞれに関連付けられた前記第1共振回路または前記第2共振回路に接続されるインピーダンス調整部であって、前記検出部によって検出された前記伝送信号の変化に応じて前記伝送信号が伝送する経路においてインピーダンス値を変化させるインピーダンス調整部を備え、
前記伝送信号調整部は、前記インピーダンス調整部が前記インピーダンス値を変化させたときに、前記送信側機器における前記伝送信号の信号波形を変化させるオーディオシステム。 - 前記伝送信号生成部は、パルス幅変調された音声信号を生成するPWM信号発生部を含み、
前記伝送信号は、前記パルス幅変調された音声信号と前記高周波信号とを乗算することによって得られる請求項1に記載のオーディオシステム。 - 前記伝送信号調整部は、前記パルス幅変調された音声信号の振幅を制御する振幅制御部を有する請求項2に記載のオーディオシステム。
- 前記伝送信号調整部は、前記パルス幅変調された音声信号のパルス幅を制御するパルス幅制御部を有する請求項2または3に記載のオーディオシステム。
- 前記検出部は、前記第1共振回路と前記第2共振回路との位置関係によって生じる前記伝送信号の変化を検出し、
前記インピーダンス調整部は、前記検出部からの信号に応じて前記インピーダンス値を制御し、かつ、前記伝送信号調整部は、前記検出部からの信号に応じて前記伝送信号の信号波形を制御する請求項1から4のいずれかに記載のオーディオシステム。 - 前記検出部は、前記第1共振回路における前記伝送信号の波形の変化から、前記第1共振回路と前記第2共振回路との前記位置関係を検出する請求項5に記載のオーディオシステム。
- 前記検出部は、前記伝送信号生成部における前記伝送信号の波形の変化から、前記第1共振回路と前記第2共振回路との前記位置関係を検出する請求項5に記載のオーディオシステム。
- 前記検出部からの出力に基づいて、前記インピーダンス調整部は前記インピーダンス値を離散的に変化させ、かつ、前記伝送信号調整部は前記伝送信号の信号波形を段階的に変化させる請求項1から7のいずれかに記載のオーディオシステム。
- 前記パルス幅変調された音声信号によって規定される、前記伝送信号のパルスとパルスの間の無信号期間において、前記インピーダンス調整部が前記インピーダンス値を変化させる請求項2から4のいずれかに記載のオーディオシステム。
- 前記検出部からの信号に基づいて、前記インピーダンス調整部と前記伝送信号調整部とに制御信号を出力する制御部をさらに備え、
前記制御部は、記憶部を有し、
前記記憶部は、前記検出部によって検出された位置関係と、前記インピーダンス調整部が設定する前記インピーダンス値に対する前記第1共振回路と前記第2共振回路との伝送効率とを記憶し、
前記制御部は、前記インピーダンス調整部が前記インピーダンス値を変化させる前と変化させた後とで、前記パルス幅変調された信号の振幅とパルス幅の積が同じ値になるように制御し、これによって、前記音声出力部から出力される音声の音量が同じ音量となる請求項2から4のいずれかに記載のオーディオシステム。 - 前記スピーカは、前記インピーダンス調整部を備え、
前記送信側機器は、前記スピーカが備える前記インピーダンス調整部に制御信号を送信するための制御信号送信回路を更に備え、
前記スピーカが備える前記インピーダンス調整部は、前記制御信号に基づいてインピーダンス値を変化させる請求項1から10のいずれかに記載のオーディオシステム。 - 前記送信側機器と前記スピーカとの両方が前記インピーダンス調整部をそれぞれ備えている請求項1から11のいずれかに記載のオーディオシステム。
- 前記スピーカは、
前記第2共振回路が受け取った信号の包絡線を検出する包絡線検波部と、
前記包絡線検波部からの出力に基づいて音声信号を再生する低域通過回路と、
前記低域通過回路からの出力に基づいて音声を再生する音声変換部と
を有する請求項1から12のいずれかに記載のオーディオシステム。 - 請求項1から13のいずれかに記載のオーディオシステムに用いられる前記送信側機器。
- 請求項1から13のいずれかに記載のオーディオシステムに用いられる前記スピーカ。
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