JP2013252010A - 送電装置、受電装置および送受電システム - Google Patents

Abstract

【課題】安定して通信を行うことができる送受電システム、ならびに、これに用いられる送電装置および受電装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、送電装置および受電装置を備える送受電システムが提供される。前記送電装置は、前記受電装置へ電力を無線で送電する送電部と、前記受電装置と無線通信を行う第１の無線通信部と、を備える。前記受電装置は、前記送電部から送電される電力を受電する受電部と、前記受電した電力を用いて前記第１の無線通信部と無線通信を行う第２の無線通信部と、を備える。前記受電部が電力を受電している間に、前記第２の無線通信部が無線通信を行う。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、送電装置、受電装置および送受電システムに関する。

近年、電源を持たないメモリカードに対して、ホストから電力を無線給電し、この電力を用いてメモリカードがホストと無線通信を行う通信システムの検討がなされている。このようなシステムでは、給電および通信ともに無線で行われるため、通信が不安定になりやすい、という問題がある。

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安定して通信を行うことができる送受電システム、ならびに、これに用いられる送電装置および受電装置を提供する。

実施形態によれば、送電装置および受電装置を備える送受電システムが提供される。前記送電装置は、前記受電装置へ電力を無線で送電する送電部と、前記受電装置と無線通信を行う第１の無線通信部と、を備える。前記受電装置は、前記送電部から送電される電力を受電する受電部と、前記受電した電力を用いて前記第１の無線通信部と無線通信を行う第２の無線通信部と、を備える。前記受電部が電力を受電している間に、前記第２の無線通信部が無線通信を行う。

第１の実施形態に係る送受電システムの概略構成を示すブロック図。 送電装置１の内部構成の一例を示すブロック図。 受電装置２の内部構成の一例を示すブロック図。 薄膜電池２２２の構造を示す斜視図。 電荷監視部２３が検出する情報の一例を示す図。 図１の送受電システムの処理動作の概略を示すフローチャート。 図６をさらに詳細に示すシーケンス図。 電荷保持部２２に蓄積される電荷量と、送受電システムの処理動作との関係を模式的に示す図。 送受電システムの処理動作の概略を示すフローチャート。 図９をさらに詳細に示すシーケンス図。 電荷保持部２２に蓄積される電荷量と、送受電システムの処理動作との関係を模式的に示す図。 送受電システムの処理動作の概略を示すフローチャート。 図１２をさらに詳細に示すシーケンス図。 電荷保持部２２に蓄積される電荷量と、送受電システムの処理動作との関係を模式的に示す図。

以下、実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る送受電システムの概略構成を示すブロック図である。送受電システムは、コイル１１ａおよびアンテナ１２ａを有する送電装置１と、コイル２１ａおよびアンテナ２５ａを有する受電装置２とから構成される。送電装置１はホストであり、相対的に大きな電源を有する携帯端末装置や据置型端末装置等である。受電装置２はタグとも呼ばれるものであり、電源を持たないか相対的に小さな電源を有するメモリカード等である。よって、受電装置２は、送電装置１から無線伝送される電力を用いて、動作する。

送電装置１と受電装置２との間で、コイル１１ａ，２１ａを用いて電力の無線伝送を行う。電力伝送用電波の周波数は数十ｋＨｚ〜数十ＭＨｚ程度である。例えば、電力伝送用電波の周波数を１３．５６ＭＨｚとすることで、コイル１１ａ，２１ａを近距離無線通信（Near Field Communication：ＮＦＣ）用のコイルと共用できる。

送電装置１と受電装置２との間で、データを含むデータフレームの無線通信を行う。電力伝送用電波の周波数はそれほど高くないため、相対的に大量のデータフレームの無線伝送には必ずしも適していない。そこで、アンテナ１２ａ，２５ａを用いてデータフレームの無線通信を行う。無線通信用電波の周波数は高く、例えば２．４ＧＨｚあるいは４．４８ＧＨｚの超広帯域（Ultra Wide Band：ＵＷＢ）である。

このように、本実施形態では、電力伝送手段と無線通信手段とが異なっている構成を有する。ここで、効率よく電力を伝送するためには、コイル１１ａとコイル２１ａとの位置合わせが重要である。言い換えると、位置がずれると電力伝送量が大きく変化してしまう可能性がある。そのため、受電装置２は電力状態が不安定であったとしても、データ破壊が生じないよう処理を行う必要がある。そこで、本実施形態では、電力の伝送状況を把握しながら、無線通信を行うものである。

以下、送電装置１および受電装置２の構成について、詳しく説明する。

図２は、送電装置１の内部構成の一例を示すブロック図である。送電装置１は、送電制御部１１と、コイル１１ａと、無線通信部（第１の無線通信部）１２と、アンテナ１２ａとを有する。

図２に示すように、送電制御部１１は、発振回路１１１と、増幅回路１１２とを有する。発振回路１１１は電力を無線送電するための発振信号を生成する。増幅回路１１２は発振信号を増幅する。増幅された発振信号がコイル１１ａに印加されることで、送電用の電波が送出される。以上のようにして、送電装置１から受電装置２へ、電力が無線送電される。なお、送電制御部１１およびコイル１１ａは送電部１０を構成する。

無線通信部１２は高速に無線通信を行う回路であり、ＭＡＣ（Media Access Control）回路１２１と、ベースバンド回路１２２と、高周波回路１２３とを有する。ＭＡＣ回路１２１はデータに対してプロトコルコントロールを行う。ベースバンド回路１２２は誤り訂正、符号化処理、変調処理等の信号処理を行う。高周波回路１２３は、アンテナ１２ａを介し、超広帯域無線電波でデータフレームの無線通信を行う。なお、アンテナ１２ａに代えて、カプラを用いた電磁結合による無線通信を行ってもよい。

図３は、受電装置２の内部構成の一例を示すブロック図である。受電装置２は、コイル２１ａと、受電制御部２１と、電荷保持部２２と、電荷監視部２３と、制御部２４と、無線通信部（第２の無線通信部）２５と、アンテナ２５ａと、メモリ２６とを有する。

送電装置１のコイル１１ａと数ｃｍまで近接する位置にコイル２１ａが配置されると、コイル１１ａに流れる電流に応じた電流がコイル２１ａにも発生する。この電流が受電制御部２１へ流れ込む。

図３に示すように、受電制御部２１は、例えば整流ダイオード等から構成される整流回路２１１を有し、コイル２１ａから流れ込む電流を直流電流へと変換する。電荷保持部２２は電荷保持のためのコンデンサ２２１を有し、受電制御部２１で変換された電流により電荷がコンデンサ２２１に蓄積される。蓄積された電荷は受電装置２内の各部の処理動作、例えば送電装置１との無線通信やメモリ２６へのアクセスに用いられる。

同図では、電磁誘導方式や磁界共鳴方式を念頭に置いて、コイル１１ａ，コイル２１ａにより電力を磁力等に変換して電力を伝送する例を示している。もちろん、電極を用いて電力を伝送する誘導電界方式や、放射界を用いた送電方式等、アンテナにより電力伝送を行ってもよい。

電荷保持部２２は、コンデンサ２２１に加え、伝送される電力により充電可能な薄膜電池２２２を有してもよい。図４は、薄膜電池２２２の構造を示す斜視図である。薄膜電池２２２は基板２２２ａと、正極集電体２２２ｂと、正極２２２ｃと、固体電解質２２２ｄと、負極２２２ｅと、保護膜２２２ｆと、負極集電体２２２ｇとを有する。固体電解質２２２ｄを使用しているので、薄膜電池２２２は薄型でありながら安全性を兼ね備えている。薄膜電池２２２は薄型かつ軽量の電池であり、例えば容量は１〜１０ｍＡ／ｈ、厚さは１インチ角で１００〜３００μｍ、重さは０．１〜０．２ｇ程度である。このように薄くて軽い電池を受電装置２内に内蔵することで、より安定的に受電装置２を動作させることができる。

図３に戻り、電荷監視部２３は受電制御部２１の状態、特に電荷保持部２２に蓄積される電荷量を監視する。監視の手法に制限はなく、例えば電荷量に応じてコンデンサ２２１が出力する電圧が変化することから、コンデンサ２２１の出力電圧を通して、電荷量を監視してもよい。また、電荷保持部２２に流れ込む電流量やその時間変化を監視してもよい。電荷監視部２３は、蓄積された電荷量等に基づいて電力の伝送状況を検出し、制御部２４に通知する。

図５は、電荷監視部２３が検出する情報の一例を示す図である。例えば、電荷保持部２２に流れる電流量が閾値ＴＨＡ以上となると、電荷監視部２３は送電装置１からの受電を開始したことを検出する。また、電荷保持部２２に蓄積された電荷量が閾値ＴＨＢ以上となると、電荷監視部２３は送電装置１からの受電が完了したことを検出する。一方、電荷保持部２２に蓄積された電荷量が閾値ＴＨＣ（＜ＴＨＢ）以下となると、電荷監視部２３は保持電荷量が低下したことを検出する。さらに、電荷保持部２２に流れる電流量が閾値ＴＨＤ以下となると、電荷監視部２３は受電が停止したことを検出する。

制御部２４は、電荷監視部２３からの通知をもとに、無線通信部２５およびメモリ２６を制御する。より具体的には、制御部２４は、無線通信部２５が無線通信を行うタイミングや、受電部２０が無線受電を行うタイミングを制御したり、メモリ２６へのアクセスを行ったりする。

無線通信部２５は送電装置１の無線通信部１２と類似している。送電装置１から受信したデータを表示デバイス（不図示）用に復調して表示するようにしてもよい。その他、無線通信部２５はデータを一時的に記憶するバッファを有してもよい。

メモリ２６は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリやＭＲＡＭ（Magnetic Random Access Memory）等の不揮発性メモリセル２６１と、メモリインターフェース（ＭＥＭ ＩＦ）２６２とを有する。メモリインターフェース２６２を介して、制御部２４により、データが読み書き（読み出し、および／または、書き込み）される。

本実施形態の受電装置２は、送電装置１から無線伝送される電力を用いて動作することを想定しているため、不揮発性メモリを用いる。受電装置２が電池等により電源を供給されるのであれば、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）やＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）のような揮発性メモリでも構わない。

このように、電力伝送およびデータ通信をともに無線で行うため、非接触で送電装置１から受電装置２のメモリ２６へアクセスできる。よって、受電装置２に電気的な端子が不要となり、デザインの自由度や防水性が向上する。

続いて、図１の送受電システムの処理動作を説明する。第１の実施形態では、送受電システムの基本的な処理動作を説明する。

図６は、図１の送受電システムの処理動作の概略を示すフローチャートである。まず、送電装置１の送電部１０は、受電装置２の受電部２０へ、電力の無線送電を開始する。これに伴い、受電部２０が電力を受電し、電荷保持部２２に電荷が蓄積されていく（ステップＳ１）。送電装置１と受電装置２との間で無線通信を行うのに必要な量の電荷（上述のＴＨＢ）が電荷保持部２２に蓄積されると（ステップＳ２のＹＥＳ）、制御部２４は、送電装置１の無線通信部１２と受電装置２の無線通信部２５との間で、データフレームの無線通信を開始させる（ステップＳ３）。必要に応じて、無線通信を行いながら、制御部２４はメモリ２６へアクセスする。無線通信が完了すれば（ステップＳ４のＹＥＳ）、制御部２４は電力伝送を停止し、送受電システムの処理動作は終了する。

このように、無線通信を行うのに必要な電荷が受電装置２の電荷保持部２２に蓄積され、かつ、電力が伝送されている状態で、無線通信を行う。これにより、安定して通信を行うことができる。

図７は、図６をさらに詳細に示すシーケンス図である。同図を用いて、送受電システムの処理動作を詳細に説明する。なお、同図の符号Ｐ，Ｑは後の説明で使用するものであり、本実施形態には関係しない。

まず、送電装置１の送電部１０は送電を開始する（ステップＳＡ６１）。例えば、送電装置１がバッテリ駆動される携帯端末装置である場合には、送電装置１が明示的に受電装置２へ送電開始を通知する構成も可能である。あるいは、送電装置１がコンセントから電力供給される据置型端末装置である場合には、定常的あるいは定期的に送電状態を維持する構成も可能である。本実施形態においては例示したどちらかの構成や他の構成でも構わない。

送電装置１からの送電により、受電装置２の受電部２０は受電を開始する（ステップＳＡ３１）。より具体的には、送電装置１のコイル１１ａに受電装置２のコイル２１ａが近接することにより、受電制御部２１は受電状態となって電流の生成を開始する。これに伴って電荷保持部２２に電荷が蓄積されていく。

電荷監視部２３は電荷保持部２２に蓄積されている電荷量あるいは流れ込む電流量を監視している。そして、例えば電流量が閾値ＴＨＡを超えたことにより、電荷監視部２３が受電開始を検出すると（ステップＳＡ１１のＹＥＳ）、電荷監視部２３は受電が開始したことを制御部２４に通知する（ステップＳＡ１２）。これに応じて、制御部２４は、制御部２４自身、無線通信部２５およびメモリ２６を起動するとともに、パワーオンリセットと呼ばれる、電源通電時の初期化制御を行う（ステップＳＡ２１）。初期化制御には、例えば各種レジスタのリセット、メモリ２６からのデータロード、プロセッサ上のオペレーティングシステムのブート等を含む。予め初期化制御を行っておくことで、早期に通信の準備を整えることができる。

さらに、例えば電荷保持部２２に蓄積されている電荷量が閾値ＴＨＢを超えたことにより、電荷監視部２３が受電完了を検出すると（ステップＳＡ１３のＹＥＳ）、電荷監視部２３は受電が完了したことを制御部２４に通知する（ステップＳＡ１４）。受電完了はすなわち、無線通信を開始できることを意味する。ここで、閾値ＴＨＢは無線通信部２５が無線通信を行うのに十分な電荷量に対応する。より具体的には、下記（１）式を満たすときの電荷量を閾値ＴＨＢとする。
Ｐ＊Ｔ＝ｐ＊ｔ＋Ｅｍ ・・・（１）
ここで、Ｐは無線伝送される実効伝送電力、Ｔは電力の無線伝送時間、ｐは無線通信時の実効消費電力、ｔは無線通信時間、Ｅｍはメモリ２６へのアクセスに要するエネルギーである。

閾値ＴＨＢを無線通信の電波状況に応じて調整してもよい。例えば、電波状況が悪い場合、閾値ＴＨＢを高く設定するのが望ましい。これにより、無線通信時にデータ誤りによる再送が多く発生しても、電荷が不足することを抑制できる。

また、閾値ＴＨＢを、受電制御部２１から電荷保持部２２に流れる電流量や、その時間変化量（微分値）に応じて調整してもよい。例えば、電流量が少ない場合は、電力供給が少ないため、閾値ＴＨＢを高く設定するのが望ましい。また、時間変化量が大きい場合は、電力供給が不安定である可能性が高いため、閾値ＴＨＢを高く設定するのが望ましい。いずれの場合も、ある程度多この電荷を蓄積してから通信を開始することで、より安定したメモリアクセスが可能となる。

受電装置２の制御部２４は、受電完了を通知されると、接続開始処理を無線通信部２５に指示する（ステップＳＡ２２）。これを受けて、無線通信部２５は接続開始要求信号を送電装置１に送信する（ステップＳＡ４１）。送電装置１の無線通信部１２は、受電装置２において無線通信の準備ができたことを認識し、接続応答信号を受電装置２に送信する（ステップＳＡ５１）。受電装置２の無線通信部２５は、接続応答信号を受信すると、制御部２４に受電装置２との接続が確立したことを通知する（ステップＳＡ４２）。

ここで、図示していないが、接続確立通知の後に、送電装置１と受電装置２との間で、認証処理や、端末情報の交換、ケーパビリティ（どのような機能を持つのか）の確認、データ通信の秘匿のための暗号化に必要な処理等を行ってもよい。

以上のようにして接続が確立されると、送電装置１の無線通信部１２と受電装置２の無線通信部２５との間で無線通信が開始される（ステップＳＡ４３）。また、無線通信を行いながら、制御部２４はメモリ２６へアクセスする（ステップＳＡ２３）。

無線通信として、送電装置１からの要求に応じて、受電装置２のメモリ２６からデータを読み出して送電装置１へ転送する場合を例に取って説明する。まず、送電装置１の無線通信部１２はデータ読み出し要求を受電装置２へ送信する。データ読み出し要求において、例えばメモリ２６の読み出しアドレスを指定してもよいし、読み出しの先頭アドレスとデータ長とのセットを指定してもよい。また、このセットを複数指定してもよい。あるいは、ファイル単位でデータを読み出す場合、フォルダのパスとファイル名を指定してもよい。

データ読み出し要求を受けた受電装置２の無線通信部２５は、データ読み出し要求を制御部２４に通知する。制御部２４は、データ読み出し要求に応じたデータを、メモリ２６から読み出す。読み出されたデータは、データフレームとして無線通信部２５から受電装置２へ送信される。１回のデータ読み出し要求に対して、複数回のデータの読み出しおよびデータ送信を行ってもよい。

あるいは、無線通信として、送電装置１からの要求に応じて、送電装置１から受電装置２へデータフレームを送信して、受電装置２内のメモリ２６にデータを書き込んでもよい。

無線通信が完了すると、制御部２４は接続停止処理を無線通信部２５に指示する（ステップＳＡ２４）。これを受けて、無線通信部２５は接続停止要求信号および送電停止要求信号を送電装置１へ送信する（ステップＳＡ４４）。送電装置１の無線通信部１２は、接続停止要求信号を受信すると接続を停止し、接続停止信号を受電装置２へ送信する（ステップＳＡ５２）。これにより、送電装置１と受電装置２との間の無線通信は停止する（ステップＳＡ４５）。一方、送電装置１の送電部１０は、送電停止要求を受信すると、送電を停止する（ステップＳＡ６２）。これにより、受電装置２の受電部２０による受電も停止する（ステップＳＡ３２）。

なお、無線通信やメモリ２６へのアクセスには、電荷保持部２２に蓄積された電荷が用いられる。受電装置２が送電装置１から受電する電力より、無線通信およびメモリアクセスによる消費電力が大きい場合、ステップＳＡ２３，ＳＡ４３後の電荷が大幅に減少していることもある。この場合、再度受電完了が検出されるのを待って（ステップＳＡ１５のＹＥＳ，ＳＡ１６）、制御部２４は接続停止処理を指示してもよい。

図８は、電荷保持部２２に蓄積される電荷量と、送受電システムの処理動作との関係を模式的に示す図である。同図のグラフの横軸は時間であり、縦軸は電荷量である。時刻ｔ０において受電を開始すると、電荷量は徐々に増加する（図７のステップＳＡ３１）。そして、時刻ｔ１で受電が完了すると（図７のステップＳＡ１４）、無線通信が開始される。

このように、第１の実施形態では、電力伝送手段とは異なる無線通信手段で、データフレームを通信する。そのため、送電装置１と受電装置２との間で、高速にデータフレームを通信できる。また、受電装置２に十分な電力が蓄えられ、かつ、電力を伝送しながら、無線通信を行う。そのため、電源を持たない（あるいは小さな薄膜電池２２２しか持たない）受電装置２であっても安定して無線通信を行うことができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、電力伝送を行いながら無線通信を行うことを念頭に置いている。しかしながら、コイル１１ａ，２１ａの位置によっては電力伝送効率が低下することがある。この場合、送電装置１から受電装置２へ伝送される電力より、受電装置２での消費電力が著しく大きくなり得る。その結果、電荷保持部２２に蓄積されている電荷量が低下し、無線通信やメモリアクセスが正常に継続できなくなるおそれがある。

以下に説明する第２の実施形態では、このような状況にも対処可能な送受電システムについて説明する。

図９は、送受電システムの処理動作の概略を示すフローチャートである。図６と共通するステップには同一の符号を付しており、説明を省略する。

無線通信中に保持電荷が低下すると（ステップＳ１１）、受電装置２の制御部２４は、無線通信部２５による無線通信を停止させる（ステップＳ１２）。そして、電荷保持部２２に十分な電荷が再び蓄積されると（ステップＳ２のＹＥＳ）、制御部２４は無線通信を再開する（ステップＳ３）。

図１０は、図９をさらに詳細に示すシーケンス図であり、図９のステップＳ１１，Ｓ１２と対応している。図１０を用いて、送受信システムの処理動作を詳細に説明する。なお、図１０の各工程は図７の「Ｐ」と「Ｑ」との間で実行されるものである。他の工程は図７と同様であるため図示を省略している。

無線通信中に、電荷保持部２２に蓄積されている電荷量が閾値ＴＨＣ以下となると、電荷監視部２３は保持電荷が低下したことを検出する（ステップＳＢ１１）。ここで、閾値ＴＨＣは、後述するステップＳＢ２１，ＳＢ４１，必要に応じてＳＢ２２の処理に必要な電荷量に対応する。

閾値ＴＨＣを無線通信の電波状況に応じて調整してもよい。例えば、電波状況が悪い場合、閾値ＴＨＣを高く設定するのが望ましい。これにより、無線通信時にデータ誤りによる再送が多く発生しても、電荷が不足することを抑制できる。

電荷監視部２３は保持電荷が低下したことを制御部２４に通知する（ステップＳＢ１２）。制御部２４は接続停止処理を無線通信部２５に指示する（ステップＳＢ２１）。これを受けて、無線通信部２５は接続停止要求信号を送電装置１へ送信する（ステップＳＢ４１）。送電装置１の無線通信部１２は、接続停止要求信号を受信すると接続を停止し、接続停止信号を受電装置２へ送信する（ステップＳＢ５１）。これにより、送電装置１と受電装置２との間の無線通信および制御部２４によるメモリアクセスは一時的に停止する（ステップＳＢ４２）。

接続停止処理と並行して、制御部２４はメモリ２６に現在状況をストアしてもよい（ステップＳＢ２２）。現在状況とは、通信中の送電装置１の認証情報や、送電装置１からの要求をどこまで実行したか（例えば、要求されたデータサイズに対して、どれだけ送信したか）、等の情報である。

無線通信が停止した後も、電力の伝送は行われている。したがって、受電装置２では、制御部２４や無線通信部２５が動作していなければ、電荷が電荷保持部２２に蓄積されていく。そして、再度、電荷監視部２３により受電完了が検出されると（ステップＳＢ１３のＹＥＳ）、無線通信が再開する（ステップＳＢ１４，ＳＢ２３，ＳＢ４３，ＳＢ５２，ＳＢ４４）。

メモリ２６に現在状況がストアされている場合、制御部２４はこれを読み出してもよい（ステップＳＢ２４）。読み出した現在状況の認証情報に基づいて、再開した通信先の送電装置１が前に通信を行っていた送電装置１と同一であることを確認できる。また、送電装置１からの要求をどこまで実行したかの情報に基づいて、引き続きデータフレームの通信を行うことで、データの重複送信を防ぐことができる。

図１１は、電荷保持部２２に蓄積される電荷量と、送受電システムの処理動作との関係を模式的に示す図である。同図のグラフの横軸は時間であり、縦軸は電荷量である。時刻ｔ０において受電を開始すると、電荷量は徐々に増加する（図７のステップＳＡ３１）。そして、時刻ｔ１で受電が完了すると（図７のステップＳＡ１４）、無線通信が開始される。

その後、時刻ｔ１１で電荷保持部２２に蓄積されている電荷量が閾値ＴＨＣ以下となると（図１０のステップＳＢ１２）、無線通信が停止する。そして、時刻ｔ１２で再度十分な電荷が蓄積されると（図１０のステップＳＢ１４）、無線通信が再開する。

このように、第２の実施形態では、保持電荷量が低下すると無線通信およびメモリアクセスを一時的に停止する。そのため、送電装置１から受電装置２へ伝送される電力より、無線通信およびメモリアクセスによる消費電力が大きい場合でも、安定的に無線通信を行うことができる。

（第３の実施形態）
上述した第２の実施形態では、保持電荷が低下したことを検出して無線通信を停止し、電力伝送を続けて電荷が蓄積するのを待って、無線通信を再開するものであった。しかしながら、無線通信中に電力伝送が停止してしまうこともある。例えば、送電装置１が送電を停止したり、コイル２１ａがコイル１１ａから離れたりした場合などである。電力伝送が停止すると、必ずしも電力伝送が再開するとは限らない。この場合、保持電荷の低下が検出されるまで、電荷はどんどん消費されて減少してしまう。

以下に説明する第３の実施形態では、このような状況にも対処可能な送受電システムについて説明する。

図１２は、送受電システムの処理動作の概略を示すフローチャートである。図９と共通するステップには同一の符号を付しており、説明を省略する。無線通信中に電力伝送が低下すると（ステップＳ２１）、受電装置２の制御部２４は、無線通信部２５による無線通信を停止させるとともに、送受電システムの動作を終了するための処理を実行する。（ステップＳ２２）。そして、処理を終了する。

図１３は、図１２をさらに詳細に示すシーケンス図であり、図１２のステップＳ２１，Ｓ２２と対応している。図１３を用いて、送受信システムの処理動作を詳細に説明する。なお、図１０の各工程は図７の「Ｐ」の後に実行されるものである。「Ｐ」以前の工程は図７と同様であるため図示を省略している。

電荷監視部２３は、電荷保持部２２に流れ込む電流量が閾値ＴＨＤ以下となると、受電が停止したことを検出する（ステップＳＣ１１のＹＥＳ）。ここで、閾値ＴＨＤは、後述するステップＳＣ２１，ＳＣ４１，ＳＣ２２の処理に必要な電流量に対応する。

電荷監視部２３は、電荷保持部２２に流れ込む電流量に加え、その時間変化量（微分値）も考慮して、受電停止の検出を行ってもよい。すなわち、電荷監視部２３は電流量が閾値ＴＨＤ以下となったことで受電停止を検出する。さらに、電荷監視部２３は、電流量の時間変化量が所定の閾値を下回って定常状態になったことで、受電停止が一時的なものではなく、完全に停止してしまったことを検出できる。

電荷監視部２３は受電停止が検出されたことを制御部２４に通知する（ステップＳＣ１２）。制御部２４は接続停止処理を無線通信部２５に指示する（ステップＳＣ２１）。これにより無線通信が停止する（ステップＳＣ４１，ＳＣ５１，ＳＣ４２）。

さらに、制御部２４はシステム終了処理を実行する（ステップＳＣ２２）。より具体的には、制御部２４のオペレーティングシステムの停止処理、各種レジスタ値のメモリ２６への退避などである。これにより、送受電システムの動作は終了する。

図１４は、電荷保持部２２に蓄積される電荷量と、送受電システムの処理動作との関係を模式的に示す図である。同図のグラフの横軸は時間であり、縦軸は電荷量である。時刻ｔ０において受電を開始すると、電荷量は徐々に増加する（図７のステップＳＡ３１）。そして、時刻ｔ１で受電が完了すると（図７のステップＳＡ１４）、無線通信が開始される。その後、時刻ｔ２１で電力伝送が停止すると（図１３のステップＳＣ１２）、無線通信が停止するとともに、システム終了処理が実行される。これにより電荷量の減少が抑えられる。

その後、もし電力伝送が再開すると（時刻ｔ２２）、電荷が再び十分に蓄積された時刻ｔ２３で無線通信が再開する。電力伝送が停止している時刻ｔ２１〜ｔ２２間の電荷の消費を抑えたため、無線通信が再開されるまでの時間ｔ２２〜ｔ２３を短縮できる。

このように、第３の実施形態では、受電が停止したことを検出して、ただちに無線通信の停止およびシステム終了処理を行う。そのため、電力伝送が停止した後に電荷が浪費されるのを防止できる。したがって、電荷が受電装置２内に蓄積されたままであり、電力伝送が再開すると迅速に無線通信を再開できる。

上述した実施形態で説明した送受電システムの少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、送受電システムの少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。

また、送受電システムの少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 送電装置
１０ 送電部
１１ 送電制御部
１１ａ コイル
１２ 無線通信部
１２ａ アンテナ
２ 受電装置
２０ 受電部
２１ 受電制御部
２１ａ アンテナ
２２ 電荷保持部
２２２ 薄膜電池
２３ 電荷監視部
２４ 制御部
２５ 無線通信部
２６ メモリ

Claims (11)

1. 送電装置および受電装置を備える送受電システムであって、
   前記送電装置は、
   前記受電装置へ電力を無線で送電する送電部と、
   前記受電装置と無線通信を行う第１の無線通信部と、を備え、
   前記受電装置は、
   前記送電部から送電される電力を受電する受電部と、
   前記受電した電力を用いて前記第１の無線通信部と無線通信を行う第２の無線通信部と、を備え、
   前記受電部が電力を受電している間に、前記第２の無線通信部が無線通信を行い、
   前記受電部は、
   前記電力を伝送する電波を受けるコイルと、
   前記電波を電流へ変換する受電制御部と、
   前記電流による電荷を保持する電荷保持部と、を有し、
   前記受電装置は、前記電荷保持部に保持される電荷量を監視する電荷監視部と、
   受電開始後、前記電荷保持部に保持される電荷量が第１の閾値を超えると、前記第２の無線通信部による無線通信を開始する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記電荷保持部に保持される電荷量が第２の閾値以下となると、前記第２の無線通信部による無線通信を停止し、
   前記制御部は、第２の無線通信部による無線通信を停止した後、前記電荷保持部に保持される電荷量が第３の閾値を超えると、第２の無線通信部による無線通信を再開し、
   前記受電装置はメモリを備え、
   前記制御部は、
   前記第２の無線通信部による無線通信を停止する際に、無線通信を行っていた前記送電装置の認証情報を前記メモリに記憶し、
   前記第２の無線通信部による無線通信を再開する際に、前記メモリに記憶された認証情報を無線通信を行う送電装置の認証に用い、
   前記電荷監視部は、前記電荷保持部に流れる電流を監視し、
   前記制御部は、前記電荷保持部に流れる電流が第４の閾値以下となると、前記第２の無線通信部による無線通信を停止するとともに、送受電システムの終了処理を行い、
   前記電荷保持部は、前記受電部が受電した電力を充電可能な電池を有し、
   前記電力を送電する電波の周波数は１３．５６ＭＨｚであることを特徴とする送受電システム。
2. 送電装置および受電装置を備える送受電システムであって、
   前記送電装置は、
   前記受電装置へ電力を無線で送電する送電部と、
   前記受電装置と無線通信を行う第１の無線通信部と、を備え、
   前記受電装置は、
   前記送電部から送電される電力を受電する受電部と、
   前記受電した電力を用いて前記第１の無線通信部と無線通信を行う第２の無線通信部と、を備え、
   前記受電部が電力を受電している間に、前記第２の無線通信部が無線通信を行うことを特徴とする送受電システム。
3. 前記受電部は、
   前記電力を伝送する電波を受けるコイルと、
   前記電波を電流へ変換する受電制御部と、
   前記電流による電荷を保持する電荷保持部と、を有し、
   前記受電装置は、前記電荷保持部に保持される電荷量を監視する電荷監視部と、
   受電開始後、前記電荷保持部に保持される電荷量が第１の閾値を超えると、前記第２の無線通信部による無線通信を開始する制御部と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の送受電システム。
4. 前記制御部は、前記電荷保持部に保持される電荷量が第２の閾値以下となると、前記第２の無線通信部による無線通信を停止することを特徴とする請求項３に記載の送受電システム。
5. 前記制御部は、第２の無線通信部による無線通信を停止した後、前記電荷保持部に保持される電荷量が第３の閾値を超えると、第２の無線通信部による無線通信を再開することを特徴とする請求項４に記載の送受電システム。
6. 前記受電装置はメモリを備え、
   前記制御部は、
   前記第２の無線通信部による無線通信を停止する際に、無線通信を行っていた前記送電装置の認証情報を前記メモリに記憶し、
   前記第２の無線通信部による無線通信を再開する際に、前記メモリに記憶された認証情報を無線通信を行う送電装置の認証に用いることを特徴とする請求項５に記載の送受電システム。
7. 前記電荷監視部は、前記電荷保持部に流れる電流を監視し、
   前記制御部は、前記電荷保持部に流れる電流が第４の閾値以下となると、前記第２の無線通信部による無線通信を停止するとともに、送受電システムの終了処理を行うことを特徴とする請求項３乃至６に記載の送受電システム。
8. 前記電荷保持部は、前記受電部が受電した電力を充電可能な電池を有することを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載の送受電システム。
9. 前記電力を送電する電波の周波数は１３．５６ＭＨｚであることを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載の送受電システム。
10. 電力を無線で送電する送電部と、無線通信を行う第１の無線通信部と、を備える送電装置と無線通信を行う受電装置であって、
    前記送電部から送電される電力を受電する受電部と、
    前記受電した電力を用いて前記第１の無線通信部と無線通信を行う第２の無線通信部と、を備え、
    前記受電部が電力を受電している間に、前記第２の無線通信部が無線通信を行うことを特徴とする受電装置。
11. 電力を無線で受電する受電部と、前記受信した電力を用いて無線通信を行う第２の無線通信部と、を備える受電装置と無線通信を行う送電装置であって、
    前記受電部へ電力を送電する送電部と、
    前記受電装置とデータ信号の無線通信を行う第１の無線通信部と、を備え、
    前記送電部が電力を送電している間に、前記第１の無線通信部が無線通信を行うことを特徴とする送電装置。

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