JP2015154512A

JP2015154512A - 電子機器及び送電装置

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Publication number: JP2015154512A
Application number: JP2014023829A
Authority: JP
Inventors: 雄大深谷; Takehiro Fukaya
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2014-02-10
Filing date: 2014-02-10
Publication date: 2015-08-24
Also published as: US20150229164A1

Abstract

【課題】電子機器が十分な電力を受け取ることができるようにするために、電子機器に接続された負荷の状態を制御することを目的とする。【解決手段】電子機器は、送電装置から無線で電力を受信する受電手段と、前記受電手段によって受け取られた電力に基づいて、負荷手段に供給するための電圧を生成するための生成手段と、前記送電装置と無線で通信を行う通信手段と、前記通信手段によって前記送電装置から受信された所定値を用いて、前記負荷手段のインピーダンスを制御するための制御処理を行う制御手段とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、送電装置から無線で送信される電力を受け取る電子機器等に関する。

近年、コネクタで接続することなく無線で電力を送信する送電装置と、送電装置から送信された電力を受け取る電子機器とを含む送電システムが知られている。従来、このような送電システムにおいて、送電装置から電子機器への送電効率に応じて、電子機器に電力を送信する送電装置が知られている（特許文献１）。

特開２０１３−５６１５号公報

従来、電子機器の負荷のインピーダンスに応じて、送電効率が変化する場合があった。このため、送電装置は、送電効率に応じて、電子機器に送信する電力を制御したとしても、急激に電子機器の負荷のインピーダンスが変化した場合、送電効率が低下し、電子機器は、十分な電力を受け取ることができないという問題があった。

このような問題を解決するために、本発明は、電子機器が十分な電力を受け取れようにするために、電子機器に接続された負荷のインピーダンスを制御することを目的とする。

本発明に係る電子機器は、送電装置から無線で電力を受信する受電手段と、前記受電手段によって受け取られた電力に基づいて、負荷手段に供給するための電圧を生成するための生成手段と、前記送電装置と無線で通信を行う通信手段と、前記通信手段によって前記送電装置から受信された所定値を用いて、前記負荷手段のインピーダンスを制御するための制御処理を行う制御手段とを有することを特徴とする。

また、本発明に係る送電装置は、電子機器に無線で電力を送信する送電手段と、前記電子機器と無線で通信を行う通信手段と、前記電子機器に接続された負荷手段のインピーダンスを前記電子機器に制御させるための所定値を前記電子機器に送信するように前記通信手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、電子機器が十分な電力を受け取れるようにするために、電子機器に接続された負荷のインピーダンスを制御することができる。

実施例１における送電システムの一例を示す図である。実施例１における送電装置１００の一例を示すブロック図である。実施例１における電子機器２００の一例を示すブロック図である。実施例１における送電アンテナ及び受電アンテナの構成の一例を示す図である。実施例１における給電処理の一例を示すフローチャートである。実施例１における受電処理の一例を示すフローチャートである。実施例１における制御処理の一例を示すフローチャートである。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明するが、本実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

［実施例１］
以下、図面を参照し、本発明の実施例１について説明する。

実施例１に係る送電システムは、図１に示すように、送電装置１００と、電子機器２００とを有する。送電装置１００は、無線で電力を電子機器２００に出力する。電子機器２００は、送電装置１００から出力された電力を無線で受信する。なお、送電装置１００は、電子機器２００と同様な機能を有する複数の装置に対して無線で電力を出力するものであってもよい。

また、電子機器２００は、車のような移動体やデジタルカメラや携帯電話のようなモバイル機器であってもよく、バッテリパックであってもよい。

なお、実施例１に係る送電システムは、送電装置１００が電磁界共鳴によって電力を電子機器２００に出力し、電子機器２００が電磁界共鳴によって送電装置１００から電力を受信するシステムとして、以下説明を行う。しかし、送電装置１００が電子機器２００に電力を送信する方法は、電磁界共鳴の代わりに他の方法をであってもよい。

（送電装置１００）
送電装置１００について、図２を参照し、説明を行う。送電装置１００は、図２に示すように、制御部１０１、電力供給部１０２、整合検出部１０３、整合回路１０４、送電アンテナ１０５、メモリ１０６及び通信部１０７を有する。

制御部１０１は、メモリ１０６に記録されているプログラムに応じて、送電装置１００の各部を制御する。制御部１０１は、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）である。また、制御部１０１は、ハードウェアにより構成されている。

電力供給部１０２は、送電アンテナ１０５を介して外部に出力される電力を生成する。その後、電力供給部１０２は、生成した電力を整合検出部１０３及び整合回路１０４を介して送電アンテナ１０５に供給する。

整合検出部１０３は、電力供給部１０２によって生成された電力の進行波の電圧と、整合回路１０４からの反射波の電圧とを測定する。その後、整流検出部１０３は、測定された電力の進行波の電圧と、測定された電力の反射波の電圧とを用いて、電圧定在波比（ＶＳＷＲ：ＶｏｌｔａｇｅＳｔａｎｄｉｎｇＷａｖｅＲａｔｉｏ）を検出する。制御部１０１は、整合検出部１０３によって検出されたＶＳＷＲを用いて、送電装置１００の近傍に物体が存在するか否かを検出する。なお、整合検出部１０３は、例えば、方向性結合器等を用いる。

整合回路１０４は、送電アンテナ１０５と受電アンテナ２０１との間で共振を行うための共振回路である。整合回路１０４は、例えば、図４（ａ）のように、可変コンデンサ１０４ａ及び１０４ｂを有する。

なお、制御部１０１は、送電アンテナ１０５を介して電力を送信する場合、送電アンテナ１０５の共振周波数を所定の周波数にするために、可変コンデンサ１０４ａ及び１０４ｂの少なくとも一つのキャパシタンスの値を制御する。

所定の周波数は、商用周波数である５０〜６０Ｈｚであってもよく、１０〜数百ｋＨｚであってもよく、１０ＭＨｚ前後の周波数であってもよい。また、所定の周波数は、１５０〜２５０ＫＨＺであってもよい。また、所定の周波数は、１３．５６ＭＨｚであってもよく、６．７８ＭＨｚであってもよい。

送電アンテナ１０５は、電子機器２００に電力供給部１０２によって生成された電力を電子機器２００に送信するためのアンテナである。

送電アンテナ１０５は、例えば、図４（ａ）のように、コイルＬｔｘ及び内部抵抗Ｒｔｘによって構成される。

制御部１０１は、送電アンテナ１０５の共振のレベルを示すＱ値（クォリティーファクター：ＱｕａｌｉｔｙＦａｃｔｏｒ）を算出する。なお、以下、送電アンテナ１０５のＱ値を「Ｑｔｘ」と呼ぶものとする。

以下に、Ｑｔｘを算出するための式の一例を示す。

式（１）におけるＬｔｘは、図４（ａ）のコイルＬｔｘのインダクタンスの値である。式（１）におけるＣｔｘは、図４（ａ）の可変コンデンサ１０４ａ及び１０４ｂのキャパシタンスの値である。式（１）におけるＲｔｘは、図４（ａ）の内部抵抗Ｒｔｘのインピーダンスの値である。

メモリ１０６は、送電装置１００の各部の動作を制御するコンピュータプログラム、各部の動作に関する情報及び電子機器２００から受信された情報等を記憶する。なお、コイルＬｔｘのインダクタンスの値、可変コンデンサ１０４ａ及び１０４ｂのキャパシタンスの値及び内部抵抗Ｒｔｘのインピーダンスの値は、メモリ１０６に格納されているものとする。

通信部１０７は、電子機器２００と所定のプロトコルに基づいて、無線で通信を行う。所定のプロトコルは、例えば、ＮＦＣ（ＮｅａｒＦｉｅｌｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）の規格で規定されているプロトコルである。

通信部１０７は、電力供給部１０２から整合回路１０４に供給された電力に対して、ＡＳＫ（ＡｍｐｌｉｔｕｄｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）変調を行うことによって、電力にコマンドを重畳する。コマンドが重畳された電力は、送電アンテナ１０５を介して電子機器２００に送信される。電子機器２００が通信部１０７からコマンドを受信した場合、電子機器２００は、受信したコマンドへの応答である応答データを送信するために、電子機器２００の内部の負荷を変動させる。これにより、送電アンテナ１０５に流れる電流が変化する。このため、通信部１０７は、送電アンテナ１０５の電流に流れる変化を検出し、これを復調することによって電子機器２００から応答データを受信する。

（電子機器２００）
電子機器２００について、図３を参照し、説明を行う。電子機器２００は、図３に示すように、受電アンテナ２０１、整合回路２０２、整流平滑部２０３、通信部２０４及び負荷部２０５を有する。

受電アンテナ２０１は、送電装置１００から供給された電力を受信するためのアンテナである。受電アンテナ２０１によって受信された電力は、整合回路２０２を介して整流平滑部２０３に供給される。

受電アンテナ２０１は、例えば、図４（ｂ）のように、コイルＬｒｘ及び内部抵抗Ｒｒｘによって構成される。

整合回路２０２は、受電アンテナ２０１と送電アンテナ１０５との間で共振を行うため共振回路である。整合回路２０２は、例えば、図４（ｂ）のように、可変コンデンサ２０２ａ及び２０２ｂを有する。

後述の制御部２０９は、受電アンテナ２０１を介して電力を受信する場合、受電アンテナ２０１の共振周波数を所定の周波数にするために、可変コンデンサ２０２ａ及び２０２ｂの少なくとも一つのキャパシタンスの値を制御する。

整流平滑部２０３は、受電アンテナ２０１によって受信された電力からコマンドを取り除き、直流電力を生成する。整流平滑部２０３で生成された直流電力は、調整部２０６を介してシステム部２０７に供給される。整流平滑部２０３によって取り除かれたコマンドは、通信部２０４に供給される。

通信部２０４は、整流平滑部２０３から供給されるコマンドを受信し、受信したコマンドを制御部２０９に供給する。また、通信部２０４は、送電装置１００から受信したコマンドに対して応答データを送信するための負荷変調を行う。制御部２０９は、送電装置１００から受信したコマンドに応じて、電子機器２００を制御する。また、制御部２０９は、応答データを送電装置１００に送信するために通信部２０４を制御する。

次に負荷部２０５について説明する。負荷部２０５は、図２に示すように、調整部２０６及びシステム部２０７を有する。

調整部２０６は、負荷部２０５のインピーダンスが一定になるように調整を行う。さらに、調整部２０６は、整流平滑部２０３からシステム部２０７に供給される電力を制御する。

調整部２０６は、負荷制御部２０６ａ、第１の電流検知抵抗２０６ｂ、コンバータ２０６ｃ、第２の電流検知抵抗２０６ｄ及びレギュレータ２０６ｅを有する。

負荷制御部２０６ａは、第１の電流検知抵抗２０６ｂに流れる電流を検知し、第２の電流検知抵抗２０６ｄに流れる電流を検知する。以下、第１の電流検知抵抗２０６ｂに流れる電流を「入力電流Ｉｉｎ」と呼び、第２の電流検知抵抗２０６ｄに流れる電流を「出力電流Ｉｏｕｔ」と呼ぶものとする。

また、負荷制御部２０６ａは、整流平滑部２０３から調整部２０６に入力される電圧を検知し、調整部２０６からシステム部２０７に出力される電圧を検知する。以下、整流平滑部２０３から調整部２０６に入力される電圧を「入力電圧Ｖｉｎ」と呼び、調整部２０６からシステム部２０７に出力される電圧を「出力電圧Ｖｏｕｔ」と呼ぶものとする。

さらに、負荷制御部２０６ａは、Ｉｉｎ、Ｉｏｕｔ、Ｖｉｎ及びＶｏｕｔに応じて、コンバータ２０６ｃを制御する。

コンバータ２０６ｃは、負荷制御部２０６ａからの指示に応じて、整流平滑部２０３から調整部２０６に入力される電圧を変換することによって、システム部２０７に供給する電圧を制御する。なお、負荷制御部２０６ａは、システム部２０７に供給される電圧が制御部２０９及び充電制御部２１１を動作させるために必要な電圧よりも低くならないようにコンバータ２０６ｃを制御する。

レギュレータ２０６ｅは、第１の電流検知抵抗２０６ｂを介して入力された電圧を負荷制御部２０６ａの動作電圧に変換して負荷制御部２０６ａに供給する。

システム部２０７は、レギュレータ２０８、制御部２０９、メモリ２１０、充電制御部２１１、電池２１２、記録部２１３、記録媒体２１４及び撮像部２１５を有する。

レギュレータ２０８は、調整部２０６から入力されるＶｏｕｔを適切な電圧に変換し、制御部２０９、メモリ２１０、充電制御部２１１、電池２１２、記録部２１３、記録媒体２１４及び撮像部２１５の少なくとも一つに供給する。

また、レギュレータ２０８は、電池２１２から供給される電圧を適切な電圧に変換し、制御部２０９、メモリ２１０、充電制御部２１１、記録部２１３、記録媒体２１４及び撮像部２１５の少なくとも一つに供給することもできる。

制御部２０９は、メモリ２１０に記憶されているコンピュータプログラムを実行することによって、電子機器２００を制御する。制御部２０９は、負荷制御部２０６ａからデータを取得したり、負荷制御部２０６ａを制御することもできる。制御部２０９は、例えば、ＣＰＵ（ＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）であり、ハードウェアにより構成されている。

制御部２０９は、受電アンテナ２０１の共振のレベルを示すＱ値を算出する。なお、以下、受電アンテナ２０１のＱ値を「Ｑｒｘ」と呼ぶものとする。

以下に、Ｑｒｘを算出するための式の一例を示す。

式（２）におけるＬｒｘは、図４（ｂ）のコイルＬｒｘのインダクタンスの値である。式（２）におけるＣｒｘは、図４（ｂ）の可変コンデンサ２０２ａ及び２０２ｂのキャパシタンスの値である。式（２）におけるＲｒｘは、図４（ｂ）の内部抵抗Ｒｒｘのインピーダンスの値である。

メモリ２１０は、電子機器２００の動作を制御するコンピュータプログラム及び電子機器２００に関するパラメータ等の情報を記憶する。なお、コイルＬｒｘのインダクタンスの値、可変コンデンサ２０２ａ及び２０２ｂのキャパシタンスの値及び内部抵抗Ｒｒｘのインピーダンスの値は、メモリ２１０に格納されているものとする。

充電制御部２１１は、レギュレータ２０８から供給される電圧を用いて、電池２１２の充電を行う。また、充電制御部２１１は、電子機器２００に接続された電池２１２の残容量を示す情報を定期的に検出し、制御部２０９に供給する。充電制御部２１１から供給された電池２１２の残容量を示す情報を以下「残容量情報」と呼ぶ。電池２１２は、電子機器２００に接続可能な二次電池である。

記録部２１３は、撮像部２１５から供給された映像データを記録媒体２１４に格納する。また、記録部２１３は、記録媒体２１４から映像データや音声データを読み出すこともできる。記録媒体２１４は、電子機器２００の内部メモリであっても、電子機器２００に接続可能な外部メモリであっても良い。

撮像部２１３は、被写体の光学像から静止画像や動画像等の画像データを生成し、生成した画像データを記録部２１５に供給する。

（給電処理）
送電装置１００によって行われる給電処理について、図５のフローチャートを用いて説明する。図５に示される給電処理は、制御部１０１がメモリ１０６に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより実現することができる。

Ｓ５０１において、制御部１０１は、整合検出部１０３で検出されたＶＳＷＲに応じて、送電装置１００の近傍に物体が存在するか否かを検出する。物体が存在することが検出された場合（Ｓ５０１でＹｅｓ）、制御部１０１は、Ｓ５０２を行う。物体が存在することが検出されていない場合（Ｓ５０１でＮｏ）、制御部１０１は、Ｓ５０１を繰り返す。

Ｓ５０２において、制御部１０１は、送電を行うための認証が完了したか否かを判定する。例えば、制御部１０１は、Ｓ５０１において検出された物体に認証の要求を行うための認証コマンドを送信するように通信部１０７を制御する。その後、制御部１０１は、認証コマンドへの応答データを通信部１０７が受信したか否かを判定する。認証要求コマンドへの応答データを通信部１０７が受信した場合、制御部１０１は、Ｓ５０１で検出された物体が電子機器２００であると判定し、送電を行うための認証が完了したと判定する（Ｓ５０２でＹｅｓ）。この場合（Ｓ５０２でＹｅｓ）、制御部１０１は、Ｓ５０３を行う。認証要求への応答データを通信部１０７が受信していない場合、制御部１０１は、Ｓ５０１で検出された物体が電子機器２００でないと判定し（Ｓ５０２でＮｏ）、Ｓ５１２を行う。

Ｓ５０３において、制御部１０１は、電子機器２００から通信部１０７がデバイス情報を受信したか否かを判定する。デバイス情報には、例えば、電子機器２００で検出されたＱｒｘ及び受電アンテナ２０１の内部抵抗Ｒｒｘのインピーダンスの値が少なくとも含まれるものとする。

例えば、制御部１０１は、デバイス情報を電子機器２００から取得するための取得コマンドを送信するように通信部１０７を制御する。その後、制御部１０１は、取得コマンドへの応答データとしてデバイス情報を通信部１０７が受信したか否かを判定する。デバイス情報を通信部１０７が受信した場合（Ｓ５０３でＹｅｓ）、制御部１０１は、Ｓ５０４に進む。デバイス情報を通信部１０７が受信していない場合（Ｓ５０３でＮｏ）、制御部１０１は、Ｓ５１２を行う。

送電装置１００は、電子機器２００を検出した場合、電子機器２００から要求された電力を送信し、電子機器２００は、送電装置１００から受け取った電力を用いて、電池２１２の充電を行っていた。

電子機器２００の電池２１２の充電を効率良く行うために、送電装置１００は、送電装置１００から電子機器２００への送電効率を高い状態で維持したまま、電子機器２００に送電を行う必要がある。しかしながら、電池２１２の充電が行われている間、電池２１２の充電の状態や電池２１２の残容量の変化に応じて、電子機器２００の負荷部２０５のインピーダンスが変化していた。この場合、電子機器２００は、負荷部２０５のインピーダンスの変化に応じて、送電装置１００から受信する電力が低下し、送電効率が低下する場合があった。これによって、電子機器２００は、所望の電力を送電装置１００から受け取ることができない可能性があった。

このために、送電効率を高くするための所定値Ｒを取得し、電池２１２の充電が行われている場合であっても、負荷部２０５のインピーダンスが所定値Ｒとなるように制御する必要がある。なお、送電効率とは、送電装置１００が送電アンテナ１０５を介して出力している電力に対して、受電装置２００の受電アンテナ２０１が受け取った電力の割合を示すものである。

そこで、Ｓ５０４において、制御部１０１は、電子機器２００から取得したデバイス情報を用いて、所定値Ｒを算出する。所定値Ｒとは、負荷部２０５のインピーダンスを制御するための目標値である。

以下に、所定値Ｒを算出するための式の一例を示す。

式（３）におけるＲｒｘは、電子機器２００から受信されたデバイス情報に含まれる値である。式（３）におけるＱｔｘは、式（１）に応じて制御部１０１によって算出された値である。式（３）におけるＱｒｘは、電子機器２００から受信されたデバイス情報に含まれる値である。式（３）におけるｋは、制御部１０１によって検出された値である。なお、ｋは、送電アンテナ１０５と受電アンテナ２０１との結合の度合いを示す結合係数である。

制御部１０１は、式（３）に応じて所定値Ｒを算出した後、Ｓ５０６に進む。

Ｓ５０６において、制御部１０１は、送電を要求するための第１のコマンドを通信部１０７が電子機器２００から受信したか否かを判定する。第１のコマンドが通信部１０７によって受信された場合（Ｓ５０６でＹｅｓ）、制御部１０１は、Ｓ５０７を行う。第１のコマンドが通信部１０７によって受信されていない場合（Ｓ５０６でＮｏ）、制御部１０１は、Ｓ５１２を行う。

Ｓ５０７において、制御部１０１は、Ｓ５０４で算出された所定値Ｒを電子機器２００に送信するように通信部１０７を制御する。その後、制御部１０１は、Ｓ５０８を行う。Ｓ５０８において、制御部１０１は、電子機器２００に電力を出力するように電力供給部１０２及び整合回路１０４の少なくとも一つを制御する。その後、制御部１０１は、Ｓ５０９を行う。

Ｓ５０９において、制御部１０１は、電子機器２００に送信する電力の増加または、電子機器２００に送信する電力の低減が要求されたか否かを判定する。送電装置１００が電子機器２００に送信する電力を以下、送電電力と呼ぶ。通信部１０７が送電電力の増加を要求するための第２のコマンドを受信した場合、制御部１０１は、送電電力の増加が電子機器２００から要求されたと判定し（Ｓ５０９でＹｅｓ）、Ｓ５１０を行う。通信部１０７が送電電力の低減を要求するための第３のコマンドを受信した場合、制御部１０１は、送電電力の低減が電子機器２００から要求されたと判定し、Ｓ５１０を行う。通信部１０７が第２のコマンド及び第３のコマンドを受信していない場合、制御部１０１は、送電電力の増加及び低減が電子機器２００から要求されていないと判定し（Ｓ５０９でＮｏ）、Ｓ５１１を行う。

Ｓ５１０において、制御部１０１は、通信部１０７が電子機器２００から受信したコマンドに応じて、送電電力を調整する。通信部１０７が第２のコマンドを受信した場合、制御部１０１は、送電電力を増やすように電力供給部１０２及び整合回路１０４の少なくとも一つを制御する。通信部１０７が第３のコマンドを受信した場合、制御部１０１は、送電電力を減らすように電力供給部１０２及び整合回路１０４の少なくとも一つを制御する。送電電力が調整された後、制御部１０１は、Ｓ５１１を行う。

Ｓ５１１において、制御部１０１は、送電の停止を要求するための第４のコマンドを通信部１０７が電子機器２００から受信したか否かを判定する。第４のコマンドが通信部１０７によって受信された場合（Ｓ５１１でＹｅｓ）、制御部１０１は、Ｓ５１２を行う。第４のコマンドが通信部１０７によって受信されていない場合（Ｓ５１１でＮｏ）、制御部１０１は、Ｓ５０９を行う。

Ｓ５１２において、制御部１０１は、電力の出力を停止するように電力供給部１０２及び整合回路１０４の少なくとも一つを制御する。その後、本フローチャートは終了する。

（受電処理）
受電装置２００によって行われる受電処理について、図６のフローチャートを用いて説明する。図６に示される受電処理は、制御部２０９がメモリ２１０に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより実現することができる。

Ｓ６０１において、制御部２０９は、通信部２０４によって認証コマンドが受信されたか否かを判定する。通信部２０４によって認証コマンドが受信された場合（Ｓ６０１でＹｅｓ）、制御部２０９は、Ｓ６０２に進む。通信部２０４によって認証コマンドが受信されていない場合（Ｓ６０１でＮｏ）、本フローチャートは終了する。Ｓ６０２において、制御部２０９は、認証コマンドに対応する応答データを送信するように通信部２０４を制御し、Ｓ６０３を行う。

Ｓ６０３において、制御部２０９は、通信部２０４によって取得コマンドが受信されたか否かを判定する。通信部２０４によって取得コマンドが受信された場合（Ｓ６０３でＹｅｓ）、制御部２０９は、Ｓ６０４に進む。通信部２０４によって取得コマンドが受信されていない場合（Ｓ６０３でＮｏ）、本フローチャートは終了する。

Ｓ６０４において、制御部２０９は、式（２）に応じて算出されたＱｒｘと、メモリ２１０から読み出された内部抵抗Ｒｒｘのインピーダンスの値を含むデバイス情報を生成する。さらに、制御部２０９は、生成されたデバイス情報を送電装置１００に送信するように通信部２０４を制御する。その後、制御部２０９は、Ｓ６０５を行う。

Ｓ６０５において、制御部２０９は、第１のコマンドを送電装置１００に送信するように通信部２０４を制御し、Ｓ６０６を行う。第１のコマンドの送信が行われた後、送電装置１００から受電アンテナ２０１によって受電された電力に応じて、負荷部２０５に直流電力が供給される。

なお、制御部２０９は、第１のコマンドの送信が行われた後、送電装置１００から受電アンテナ２０１によって受電された電力を用いて、電池２１２の充電を行うように充電制御部２１１を制御する。さらに、制御部２０９は、第１のコマンドの送信が行われた後、送電装置１００から受電アンテナ２０１によって受電された電力を用いて、データの読み出しや記録を行うように記録部２１３を制御してもよい。さらに、制御部２０９は、第１のコマンドの送信が行われた後、送電装置１００から受電アンテナ２０１によって受電された電力を用いて、画像データの生成を行うように撮像部２１５を制御してもよい。

Ｓ６０６において、制御部２０９は、負荷部２０５のインピーダンスが所定値Ｒになるように制御するための制御処理を行う。制御処理については、後述する。制御部２０９は、制御処理を行った後、Ｓ６０７を行う。Ｓ６０７において、制御部２０９は、第４のコマンドを送電装置１００に送信するように通信部２０４を制御し、本フローチャートは終了する。

（制御処理）
図６のＳ６０６の制御処理について、図７のフローチャートを用いて説明する。

第１のコマンドが電子機器２００から送電装置１００に送信された後、送電装置１００は、Ｓ５０４で算出された所定値Ｒを電子機器２００に送信する。

そこで、Ｓ７０１において、制御部２０９は、通信部２０４によって所定値Ｒが送電装置１００から受信されたか否かを判定する。通信部２０４によって所定値Ｒが受信された場合（Ｓ７０１でＹｅｓ）、制御部２０９は、Ｓ７０２を行う。通信部２０４によって所定値Ｒが受信されていない場合（Ｓ７０１でＮｏ）、本フローチャートは終了する。Ｓ７０２において、制御部２０９は、Ｖｉｎを検出するように負荷制御部２０６ａを制御する。Ｖｉｎが検出された後、制御部２０９は、Ｓ７０３を行う。

Ｓ７０３において、制御部２０９は、目標電流であるＩｔａｒを検出する。制御部２０９は、Ｓ７０２で検出されたＶｉｎを、Ｓ７０１で送電装置１００から取得した所定値Ｒで除算することによって、Ｉｔａｒを算出する。Ｉｔａｒは、送電効率が高くするために、負荷部２０５の電流を制御する目標値となる。Ｉｔａｒが検出された後、制御部２０９は、Ｓ７０４に進む。Ｓ７０４において、制御部２０９は、Ｉｉｎを検出するように負荷制御部２０６ａを制御する。Ｉｉｎが検出された後、制御部２０９は、Ｓ７０５に進む。

Ｓ７０５において、制御部２０９は、Ｓ７０４で検出されたＩｉｎが、Ｉｔａｒ−Ｍ１以上で、かつ、Ｉｔａｒ＋Ｍ１以下であるかを判定する。Ｍ１は、Ｉｔａｒに対するマージンである。例えば、Ｍ１は、１０［ｍＡ］であるものとする。

ＩｉｎがＩｔａｒ−Ｍ１以上で、かつ、Ｉｔａｒ＋Ｍ１以下であると判定された場合（Ｓ７０５でＹｅｓ）、制御部２０９は、Ｓ７１１を行う。ＩｉｎがＩｔａｒ−Ｍ１以上であり、かつ、Ｉｔａｒ＋Ｍ１以下である場合（Ｓ７０５でＹｅｓ）、負荷部２０５のインピーダンスと所定値Ｒとの差は小さい。負荷部２０５のインピーダンスと所定値Ｒとの差が小さい場合、送電効率が高くなる。このため、負荷部２０５のインピーダンスと所定値Ｒとの差が小さい場合、制御部２０９は、送電装置１００からの電力の受電を終了するまでは、Ｉｉｎを監視し、負荷部２０５のインピーダンスの値を維持するための処理を行う。

ＩｉｎがＩｔａｒ−Ｍ１以上でない場合（Ｓ７０５でＮｏ）、つまり、ＩｉｎがＩｔａｒ−Ｍ１よりも小さい場合、制御部２０９は、Ｓ７０６を行う。ＩｉｎがＩｔａｒ＋Ｍ１以下でない場合（Ｓ７０５でＮｏ）、つまり、ＩｉｎがＩｔａｒ＋Ｍ１よりも大きい場合、制御部２０９は、Ｓ７０６を行う。

Ｓ７０６において、制御部２０９は、ＩｉｎがＩｔａｒ−Ｍ１よりも小さいか否かを判定する。ＩｉｎがＩｔａｒ−Ｍ１よりも小さい場合（Ｓ７０６でＹｅｓ）、制御部２０９は、Ｓ７０７に進む。ＩｉｎがＩｔａｒ−Ｍ１よりも小さくない場合（Ｓ７０６でＮｏ）、つまり、ＩｉｎがＩｔａｒ＋Ｍ１よりも大きい場合、制御部２０９は、Ｓ７１２に進む。

ＩｉｎがＩｔａｒ−Ｍ１よりも小さい場合（Ｓ７０６でＹｅｓ）、送電効率が低くなる。この場合、制御部２０９は、送電効率が高くするために、ＩｉｎをＩｔａｒ−Ｍ１以上にする必要がある。そこで、Ｓ７０７において、制御部２０９は、ＩｉｎをＩｔａｒ−Ｍ１以上にするために、コンバータ２０６ｃの出力電圧であるＶｏｕｔを現在の電圧値よりも上げるように負荷制御部２０６ａを制御する。その後、制御部２０９は、Ｓ７０８を行う。

Ｓ７０８において、制御部２０９は、出力電力であるＰｏｕｔを負荷制御部２０６ａで検出されたＶｏｕｔと負荷制御部２０６ａで検出されたＩｏｕｔとの積により検出する。さらに、制御部２０９は、目標電力であるＰｔａｒを負荷制御部２０６ａで検出されたＶｉとＳ７０３で検出されたＩｔａｒとの積により検出する。さらに、Ｓ７０８において、制御部２０９は、ＰｏｕｔがＰｔａｒ−Ｍ２以上で、かつ、Ｐｔａｒ＋Ｍ２以下であるかを判定する。Ｍ２は、Ｐｔａｒに対するマージンである。例えば、Ｍ２は、０．２［Ｗ］であるものとする。

ＰｏｕｔがＰｔａｒ−Ｍ２以上であり、かつ、Ｐｔａｒ＋Ｍ２以下であると判定された場合（Ｓ７０８でＹｅｓ）、制御部２０９は、Ｓ７１１を行う。ＰｏｕｔがＰｔａｒ−Ｍ２以上であり、かつ、Ｐｔａｒ＋Ｍ２以下である場合（Ｓ７０８でＹｅｓ）、制御部２０９は、調整部２０６が送電装置１００から受電した電力を用いてシステム部２０７に必要な電力を供給していると判定する。例えば、システム部２０７に必要な電力には、例えば、充電制御部２１１が電池２１２の充電を行うために用いる電力、制御部２０９の動作電力、記録部２１３の動作電力及び撮像部２１５の動作電力が含まれる。

ＰｏｕｔがＰｔａｒ−Ｍ２以上でない場合（Ｓ７０８でＮｏ）、つまり、ＰｏｕｔがＰｔａｒ−Ｍ２よりも小さい場合、制御部２０９は、Ｓ７０９を行う。ＰｏｕｔがＰｔａｒ＋Ｍ２以下でない場合（Ｓ７０８でＮｏ）、つまり、ＰｏｕｔがＰｔａｒ＋Ｍ２よりも大きい場合、制御部２０９は、Ｓ７０９を行う。

Ｓ７０９において、制御部２０９は、ＰｏｕｔがＰｔａｒ−Ｍ２よりも小さいか否かを判定する。ＰｏｕｔがＰｔａｒ−Ｍ２よりも小さい場合（Ｓ７０９でＹｅｓ）、制御部２０９は、Ｓ７１３に進む。ＰｏｕｔがＰｔａｒ−Ｍ２よりも小さくない場合（Ｓ７０９でＮｏ）、つまり、ＰｏｕｔがＰｔａｒ＋Ｍ２よりも大きい場合、制御部２０９は、Ｓ７１０に進む。

ＰｏｕｔがＰｔａｒ＋Ｍ２よりも大きい場合（Ｓ７０９でＮｏ）、制御部２０９は、送電装置１００から受電した電力が少ないので、調整部２０６がシステム部２０７に必要な電力を供給することができないと判定する。そこで、Ｓ７１０において、制御部２０９は、送電電力の増加を要求するために第２のコマンドを送信するように通信部２０４を制御し、Ｓ７１１を行う。

Ｓ７１１において、制御部２０９は、送電装置１００からの送電電力の受電を終了するか否かを判定する。例えば、制御部２０９は、残容量情報に応じて電池２１２の充電が終了したことを検出した場合、送電装置１００からの送電電力の受電を終了すると判定する。また、制御部２０９は、残容量情報に応じて電池２１２の充電が終了していないことを検出した場合、送電装置１００からの送電電力の受電を終了しないと判定する。

また、例えば、制御部２０９は、電子機器２００の消費電力が所定の消費電力以下になったことを検出した場合、送電装置１００からの送電電力の受電を終了すると判定する。また、制御部２０９は、電子機器２００の消費電力が所定の消費電力以下になっていないことを検出した場合、送電装置１００からの送電電力の受電を終了しないと判定する。

送電装置１００からの送電電力の受電を終了しないと判定された場合（Ｓ７１１でＮｏ）、制御部２０９はＳ７０２に戻る。送電装置１００からの送電電力の受電を終了すると判定された場合（Ｓ７１１でＹｅｓ）、本フローチャートは終了し、Ｓ６０７に進む。

ＩｉｎがＩｔａｒ＋Ｍ１よりも大きい場合（Ｓ７０６でＮｏ）、送電効率が低くなる。この場合、制御部２０９は、送電効率が高くするために、ＩｉｎをＩｔａｒ＋Ｍ１以下にする必要がある。そこで、Ｓ７１２において、制御部２０９は、ＩｉｎをＩｔａｒ＋Ｍ１以下にするために、コンバータ２０６ｃの出力電圧であるＶｏｕｔを現在の電圧値よりも下げるように負荷制御部２０６ａを制御する。その後、制御部２０９は、Ｓ７０８に進む。

ＰｏｕｔがＰｔａｒ−Ｍ２よりも小さい場合（Ｓ７０９でＹｅｓ）、制御部２０９は、調整部２０６が送電装置１００から受電した電力を用いてシステム部２０７に必要な電力を供給することができると判定する。さらに、制御部２０９は、システム部２０７に必要な電力以外の余分な電力を送電装置１００から受信していると判定する。そこで、Ｓ７１３において、制御部２０９は、送電電力の低減を要求するために第３のコマンドを送信するように通信部２０４を制御し、Ｓ７１１を行う。

このように、電子機器２００は、送電効率が高くなるように負荷部２０５のインピーダンスを送電装置１００から受信した所定値Ｒを用いて設定するようにした。その後、電子機器２００は、送電装置１００から送電される電力の受電が終了するまでは、送電効率が低下しないように負荷部２０５のインピーダンスを制御するようにした。これにより、電子機器２００は、急激に負荷部２０５のインピーダンスが変化しないように制御するので、送電効率が低下しないようにすることができる。したがって、電子機器２００は、十分な電力を送電装置１００から受け取ることができる。

さらに、電子機器２００は、負荷部２０５のインピーダンスが制御された後に、送電装置１００から受電した電力を用いて、システム部２０７に必要な電力を供給できない場合、送電装置１００に送電電力を増加するように要求するようにした。これにより、電子機器２００は、送電効率が高くなるために負荷部２０５のインピーダンスを制御したとしても、十分な電力を送電装置１００から受け取ることができる。

図７のＳ７０８において、制御部２０９は、ＰｔａｒをＶｉとＩｔａｒとの積により検出するようにした。しかしながら、Ｓ７０８において、制御部２０９は、Ｖｉ、Ｉｔａｒ及びコンバータ２０６ｃの電圧変換効率に関する係数に基づいてＰｔａｒを検出するようにしても良い。

また、図７において、Ｓ７１１でＮｏである場合、再び、Ｓ７０２に戻り、送電装置１００から取得した所定値Ｒを用いて、負荷部２０５のインピーダンスを制御するようにした。しかしながら、Ｓ７１１でＮｏである場合、図６のＳ６０３に戻り、所定値Ｒを送電装置１００から取得し直した後に、図７の制御処理を再び行うようにしても良い。このようにすることで、例えば、送電装置１００に対する電子機器２００の位置が変更されたとしても、電子機器２００は、電子機器２００の位置の変化の影響が反映された所定値Ｒを再び、取得し直すことができる。そのため、電子機器２００は、より正確に負荷部２０５のインピーダンスを制御することができる。

Ｍ１は、１０［ｍＡ］として説明を行った。しかし、Ｍ１は、１０［ｍＡ］以外の値であっても良いものとする。Ｍ２は、０．２［Ｗ］として説明を行った。しかし、Ｍ２は、０．２［Ｗ］以外の値であっても良いものとする。

実施例１において、整合回路１０４は、可変コンデンサ１０４ａ及び可変コンデンサ１０４ｂを有するものとした。しかしながら、これに限られないものとする。

例えば、整合回路１０４は、可変コンデンサ１０４ａ及び可変コンデンサ１０４ｂの他にさらに、可変コイルを有するものであってもよい。この場合、制御部１０１は、コイルＬｔｘのインダクタンスの値だけではなく、さらに整合回路１０４に含まれる可変コイルのインダクタンスの値を用いて、Ｑｔｘを算出する。

また、例えば、整合回路１０４は、可変コンデンサ１０４ａ及び可変コンデンサ１０４ｂの他にさらに、可変抵抗を有するものであってもよい。この場合、制御部１０１は、内部抵抗Ｒｔｘのインピーダンスの値だけではなく、さらに整合回路１０４に含まれる抵抗のインピーダンスの値を用いて、Ｑｔｘを算出する。

また、例えば、可変コンデンサ１０４ａ及び可変コンデンサ１０４ｂは、送電アンテナ１０５と直列に接続されるようにしたが、可変コンデンサ１０４ａ及び可変コンデンサ１０４ｂの少なくとも一つが送電アンテナ１０５と並列に接続されるようにしても良い。

実施例１において、整合回路２０２は、可変コンデンサ２０２ａ及び可変コンデンサ２０２ｂを有するものとした。しかしながら、これに限られないものとする。

例えば、整合回路２０２は、可変コンデンサ２０２ａ及び可変コンデンサ２０２ｂの他にさらに、可変コイルを有するものであってもよい。この場合、制御部２０９は、コイルＬｒｘのインダクタンスの値だけではなく、さらに整合回路２０２に含まれる可変コイルのインダクタンスの値を用いて、Ｑｒｘを算出する。

また、例えば、整合回路２０２は、可変コンデンサ２０２ａ及び可変コンデンサ２０２ｂの他にさらに、可変抵抗を有するものであってもよい。この場合、制御部１０１は、内部抵抗Ｒｒｘのインピーダンスの値だけではなく、さらに整合回路１０４に含まれる可変抵抗のインピーダンスの値を用いて、Ｑｒｘを算出する。

また、例えば、可変コンデンサ２０２ａ及び可変コンデンサ２０２ｂは、受電アンテナ２０１と直列に接続されるようにしたが、可変コンデンサ２０２ａ及び可変コンデンサ２０２ｂの少なくとも一つが受電アンテナ２０１と並列に接続されるようにしても良い。

実施例１において、送電装置１００及び電子機器２００は、ＮＦＣ規格に規定されているプロトコルに応じて、通信を行うようにした。しかしながら、送電装置１００及び電子機器２００は、ＮＦＣ規格に規定されているプロトコルの代わりにＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）に規定されているプロトコルに基づいて、通信を行っても良い。また、送電装置１００及び電子機器２００は、ＮＦＣ規格に規定されているプロトコルの代わりにＩＳＯ１４４４３やＩＳＯ１５６９３に規定されているプロトコルに基づいて、通信を行っても良い。また、送電装置１００及び電子機器２００は、ＮＦＣ規格に規定されているプロトコルの代わりにＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格や無線ＬＡＮ規格に規定されているプロトコルに基づいて、通信を行っても良い。

（他の実施例）
本発明に係る送電装置は、実施例１で説明した送電装置１００に限定されるものではない。本発明に係る電子機器は、実施例１で説明した電子機器２００に限定されるものではない。例えば、本発明に係る送電装置や電子機器は、複数の装置から構成されるシステムにより実現することも可能である。

また、実施例１で説明した様々な処理及び機能は、コンピュータプログラムより実現することも可能である。この場合、本発明に係る処理はコンピュータプログラムで実行可能であり、実施例１で説明した様々な機能を実現することになる。

本発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）などを利用して、実施例１で説明した様々な処理及び機能を実現してもよいことは言うまでもない。

本発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体から読み出され、コンピュータで実行されることになる。コンピュータ読取可能な記録媒体には、ハードディスク装置、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、メモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。また、本発明に係るコンピュータプログラムは、通信インターフェースを介して外部装置からコンピュータに提供され、当該コンピュータで実行されるようにしてもよい。

Claims

送電装置から無線で電力を受信する受電手段と、
前記受電手段によって受け取られた電力に基づいて、負荷手段に供給するための電圧を生成するための生成手段と、
前記送電装置と無線で通信を行う通信手段と、
前記通信手段によって前記送電装置から受信された所定値を用いて、前記負荷手段のインピーダンスを制御するための制御処理を行う制御手段と
を有することを特徴とする電子機器。
前記制御手段は、前記負荷手段に供給される電力と前記電池を充電するために用いられる電力とに応じて、前記送電装置に要求する電力を設定し、設定された電力の送電を要求するコマンドを前記送電装置に送信するように前記通信手段を制御する請求項１に記載の電子機器。
前記所定値は、前記送電装置と前記受電手段との結合に関する値に基づく値であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
前記所定値は、前記受電手段を用いている場合に検出されたクォリティーファクターに基づく値であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子機器。
前記所定値は、前記送電装置から前記受電手段によって受信される電力を制御するために用いられることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電子機器。
前記制御手段は、前記通信手段によって前記送電装置から取得された前記所定値を用いて、前記負荷手段のインピーダンスを制御するための処理を再び行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電子機器。
電子機器に無線で電力を送信する送電手段と、
前記電子機器と無線で通信を行う通信手段と、
前記電子機器に接続された負荷手段のインピーダンスを前記電子機器に制御させるための所定値を前記電子機器に送信するように前記通信手段を制御する制御手段と
を有することを特徴とする送電装置。
前記所定値は、前記送電装置と前記受電手段との結合に関する値に基づく値であることを特徴とする請求項７に記載の送電装置。
前記所定値は、前記送電手段を用いている場合に検出されたクォリティーファクターに基づく値であることを特徴とする請求項７または８に記載の送電装置。
前記所定値は、前記送電装置から前記電子機器によって受信される電力を制御するために用いられることを特徴とする請求項７から９のいずれか一つに記載の送電装置。
前記制御手段は、前記電子機器からの要求に応じて、前記送電手段を介して前記電子機器に送信される電力を制御することを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の送電装置。