JP2016111792A - 受電装置、受電装置の制御方法、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 受電と通信とに用いるアンテナを共通にする場合に、通信部への過大な電力の入力を低減することを目的とする。【解決手段】 送電装置から無線により供給された入力信号を受信するアンテナと、前記アンテナにより受信された前記入力信号が入力され、当該入力信号により前記受電装置が動作するための電力を得る受電部と、前記アンテナにより受信された前記入力信号の電力を減衰する減衰手段と、 前記減衰手段により減衰された前記入力信号が入力され、当該入力信号から情報を得る通信部と、を有すること特徴とする。【選択図】 図２

Description

本発明は、無線電力伝送に関する。

従来、無線で電力を送信する送電装置と、送電装置から供給された電力を受電する受電装置とを含む無線電力伝送システムが知られている。このような無線電力伝送システムでは、送電装置と受電装置との間で無線伝力伝送を行うための各種情報をやり取りする通信を行うものがある。また、受電装置において、受電に用いるコイルと、送電装置と通信を行うためのコイルとを共通にする技術がある（特許文献１）。特許文献１では、電力伝送と通信とを時分割で切り替え、電力伝送を行う回路にコイルを接続するか通信を行う回路にコイルを接続するかを電力伝送と通信との時分割に従って切り替える構成を開示している。

特開２０１１−６２００８号公報

一般的に無線電力伝送に用いる電波の電力値は通信に用いる電波の電力値より高い。したがって、無線電力伝送に用いる電波を、通信により情報のやり取りを行うための通信回路に入力すると通信回路は高い電力に耐えられない可能性がある。特許文献１のようにコイルを、電力伝送を行う回路または通信を行う通信回路に排他的に接続することで通信回路への無線電力伝送に用いる電波の入力は低減される。しかしながら、このような構成とすると、電力伝送を行う期間においては通信することができず、また逆に通信を行う期間において電力伝送を行うことはできない。したがって、電力伝送の期間が長い程、通信の即応性は低下する。また、通信を行う期間が長い程、電力伝送の効率が低下する。

本発明は、上述の課題を鑑みてなされた発明であって、電力を得るためアンテナと通信により情報を得るためのアンテナとを共通にする場合に、通信部への過大な電力の入力を低減することを目的とする。

上述の課題を解決するために、本発明の受電装置は、送電装置から無線により供給された入力信号を受信するアンテナと、前記アンテナにより受信された前記入力信号が入力され、当該入力信号により前記受電装置が動作するための電力を得る受電部と、前記アンテナにより受信された前記入力信号の電力を減衰する減衰手段と、前記減衰手段により減衰された前記入力信号が入力され、当該入力信号から情報を得る通信部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、電力を得るためアンテナと通信により情報を得るためのアンテナとを共通にする場合に、通信部への過大な電力の入力を低減することができる。

無線電力伝送システムの構成図である。 送電装置および受電装置の構成を示す図である。 送電装置の動作を示すフローチャートである。 受電装置の動作を示すフローチャートである。 受電装置のコイルおよび通信回路端の電圧波形を示す図である。

本実施形態に係る無線電力伝送システムの構成を、図１を参照して説明する。図中の１は、本実施形態の送電装置である。２は、送電装置１から無線で送電された電力を受電可能な受電装置である。なお、図１に示す夫々の装置が複数台あってもよい。

なお、本実施形態に係る無線電力伝送システムは、磁界共鳴方式を用いて無線電力伝送を行うものとする。磁界共鳴方式は送電装置の共振器（共鳴素子）と、受電装置の共振器（共鳴素子）との間の磁場の共鳴（共振）による結合によって電力を伝送する方式である。なお、本実施形態において、磁界共鳴方式を用いた無線電力伝送システムを例にして説明するが、無線電力伝送方式（非接触電力伝送方法）はこれに限るものではなく、電磁誘導、電界共鳴、マイクロ波、レーザー等を利用した電力伝送方式を用いてもよい。

また、本実施形態の無線電力伝送システムの装置間で行う通信は、ＮＦＣ Ｆｏｒｕｍにより規定されるＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）に準拠した通信方式を用いる。本実施形態において、送電装置１と受電装置２は、ＮＦＣに規定される双方向通信を行うＰ２Ｐモードで通信を行うものとする。なお、送電装置１と受電装置２との一方が、ＮＦＣに規定されるリードライタモード、他方がカードエミュレーションモードで通信するようにしてもよい。

また、本実施形態において、電力伝送と通信に用いる搬送波は同一の周波数帯（本実施形態では、１３．５６ＭＨｚ）で行うものとする。したがって、電力伝送と通信に用いる搬送波は同一の周波数帯のため、送電装置１および受電装置２は、電力伝送と通信に用いるアンテナを共通にすることができる。

なお、本実施形態における通信はＮＦＣに準拠した通信を行うものとしたが、電力伝送の搬送波と同一の周波数帯であれば、その他の通信規格であってもよい。例えば、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｉｎｃ）８０２．１１シリーズ）であってよい。また、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）、ＺＩＧＢＥＥなどであってもよい。また、負荷変調や通信は独自の通信方式であってもよい。

続いて、無線電力伝送システムの各装置の構成について説明を行う。図２は、無線電力伝送システムの送電装置１、受電装置２の構成を示す図である。

まず、送電装置１の構成について説明する。１０は、ＮＦＣ規格で規定される通信または磁界共鳴方式による送電を受電装置２との間で実施する為の電磁界（電波）を形成するコイルである。コイル１０は、送電に用いるアンテナ、かつ、通信に用いるアンテナである。コイル１０は、電力を供給するための電力信号と通信を行うための通信信号と電力信号と通信信号とが重畳された重畳信号とを無線により出力する。

１１は、送電回路である。送電回路１１は、商用電源またはバッテリから入力される直流又は交流電力を伝送帯の交流周波数電力に変換することで電力信号を生成し、コイル１０を介して受電装置２へ送電する為の回路である。送電回路１１は、例えば、送電電力をコントールするコントローラやドライバ回路より構成される。

１２は、通信回路である。通信回路１２は、ＮＦＣに準拠した無線通信を制御するためのチップである。通信回路１２は、コイル１０を介して受電装置２へ通信信号を送信する。また、受電装置２からの通信信号を受信する。通信回路１２は、送信を行う際には、データを変調し、変調した信号を搬送波と合成して通信信号とし、コイル２０を介して送信する。通信回路１２は、受信を行う際には、入力信号を復調し、データを抽出する（情報を得る）。

なお、本実施形態において、通信回路１２から出力される通信信号の電力は、送電回路１１から出力される電力信号の電力より小さい。これは、通信は、電力伝送と比して小さな電力で実現できるためである。

１３は、重畳回路である。重畳回路１３は、通信回路１２が生成した通信信号を電力信号に重畳し、重畳信号としてコイル１０を介して受電装置２へ送信する為の回路である。１４は、切替回路である。切替回路１４は、後述する送電制御部１５からの制御に基づき、コイル１０と、送電回路１１、通信回路１２、重畳回路１３のいずれかとを電気的に接続するスイッチである。

１５は、送電制御部である。送電制御部１５は、送電装置１全体を制御する制御部である。送電制御部１５は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びメモリにより構成される。ＣＰＵがメモリに記憶されている制御プログラムを実行することにより装置全体を制御する。

なお、送電装置１は、送電を専用に行う装置だけでなく、他の装置、一例としては、プリンタ、ＰＣ等の装置であってよい。また、上述の送電装置１の構成は一例に過ぎず、例えば、ユーザからの入力を受け付ける操作部や各種情報を表示する表示部を有してもよい。

続いて受電装置２の構成について説明する。２０は、コイルである。コイル２０は、ＮＦＣ規格で規定される通信または磁界共鳴方式による受電を、送電装置１との間で実施する為の送電装置１が形成する電磁界（電波）を受け付ける。コイル２０は、受電に用いるアンテナ、かつ、通信に用いるアンテナである。コイル２０は、送電装置１から無線により供給される電力信号、通信信号、重畳信号を受信する。

２１は、受電回路である。受電回路２１は、送電装置１からの電力信号を、コイル２０を介して受電する為の回路である。受電回路２１は、コイル２０に入力された電磁界により共振を生じ、該共振により交流電力を得る。即ち、受電回路２１は、コイル２０に入力された電力信号または重畳信号により電力を生成する。そして、受電回路２１は、交流電力を直流または所望周波数の交流電力に整流し出力する。なお、受電回路２１が出力する電力は不図示のバッテリに蓄電される。また、受電回路２１が出力する電力は、各ハードウェアに直接供給され、各ハードウェアの動作に用いられてよい。即ち、受電回路２１に電力信号または重畳信号が入力されることに得られる電力は、受電装置２が動作するための電力と言える。受電回路２１は、例えば、共振回路、整流回路により構成される。

２２は、通信回路である。通信回路２２はＮＦＣに準拠した無線通信を制御するためのチップである。コイル２０を介して送電装置１へ通信信号を送信する。また、通信回路２２は、送電装置１からの通信信号を受信する為の回路である。通信回路２２は、受信を行う際には、入力信号を復調し、データを抽出する（情報を得る）。また、通信回路２２は、送信を行う際には、データを変調し、変調した信号を搬送波と合成し、コイル２０を介して送信する。

２３は、減衰回路である。減衰回路２３は、入力された信号の電力を、所定の減衰率で減衰させた後に、通信回路２２へ出力するための回路である。ここで所定の減衰率とは、本実施形態の無線電力伝送方式で送電可能な最大電力が入力された際に、通信回路２２にて規定される定格電圧以下に減衰させる減衰率である。即ち、通信回路２２にて規定される定格電圧以上となる電力の信号がコイル２０に入力されたとしても、減衰回路２３において電力を減衰させた後に通信回路２２に入力することで、過電圧を抑制しつつ、入力信号を通信信号として識別可能となる。

２４は、切替回路である。切替回路２４は、後述する受電制御部２５からの制御に基づき、コイル２０と通信回路２２、もしくはコイル２０と受電回路２１及び減衰回路２３とが、電気的に接続するよう制御するスイッチである。

２５は、受電制御部である。受電制御部２５は、受電装置２全体を制御する制御部である。受電制御部２５は、例えばＣＰＵ及びメモリにより構成される。ＣＰＵがメモリに記憶されている制御プログラムを実行することにより装置全体を制御する。２６は、電圧検知回路である。電圧検知回路２６は、コイル２０端に印加される電圧値を検知する。

なお、受電装置２の一例は、デジタルカメラ、携帯電話等の装置であってよい。また、上述の受電装置２の構成は一例に過ぎず、例えば、ユーザからの入力を受け付ける操作部や各種情報を表示する表示部を有してもよい。

以上の構成を有する無線電力伝送システムの動作を説明する。図３は送電装置１の動作を示すフローチャートである、図４は受電装置２の動作を示すフローチャートである。また図５は、受電装置２のコイル２０及び通信回路２２端に生じる電圧波形を簡易的に示したものである。まず、図３に示すフローチャートを用いて送電装置１の動作を説明する。

なお、図３に示すフローチャートは、送電制御部１５がメモリに記憶さている制御プログラムを実行し、情報の演算および加工、各ハードウェアの制御を実行することにより実現される。なお、図３に示すフローチャートに示すステップの一部または全部を例えばＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のハードウェアで実現する構成としても良い。

送電装置１は例えば電源ＯＮによって動作を開始すると、通信回路１２のキャッシュのクリアや通信パラメータの初期化などの初期設定を実施する。また、送電制御部１５は、コイル１０と通信回路１２とが電気的に接続するよう切替回路１４を制御する（Ｓ１００、Ｓ１０１）。

続いて、送電装置１は、受電装置２と近接し、ＮＦＣ通信が確立したかを判定する（Ｓ１０２）。この場合、送電装置１は、通信回路１２により一定期間毎に応答要求のためのポーリング信号を送信する。受電装置２は、ポーリング信号を受信すると応答信号であるＡＣＫ信号を送信する。送電装置１は、このＡＣＫ信号を受信することにより、受電装置２と近接し、ＮＦＣ通信が確立したことを検出できる。なお、送電装置１は、受電装置２と近接し、ＮＦＣ通信が確立するまで、一定期間毎にポーリング信号を送信し続ける構成としてよい。

送電装置１は、受電装置２と近接し、ＮＦＣ通信が確立したと判定した場合、通信回路１２による通信で初期認証を実施し、初期認証の成功可否を判定する（Ｓ１０３）。ここで初期認証とは、通信相手装置の対応している無線電力伝送方式と自装置の対応している無線電力伝送方式が一致するか否かを確認する認証である。送電装置１は、受電装置２と互いに無線電力伝送方式に関する情報をＮＦＣ通信により交換する。なお、初期認証の際に無線電力伝送を行う期間または時間を指定する情報、無線電力伝送の終了するタイミングを指定する情報などを送電装置１と受電装置２の何れかが送信するようにしてよい。また、受電装置２が送電装置１に送電させる電力値を指示するようにしてよい。

ここで、送電装置１は、通信相手装置と自装置とで対応している無線電力伝送方式が一致せず、初期認証が失敗した場合、通信相手装置と無線電力伝送と異なるアプリケーションを用いた通信を実行し、処理を終了する（Ｓ１１１、Ｓ１１２）。ここで、無線電力伝送と異なるアプリケーションによる通信とは、例えば、画像データ、テキストデータ、動画データなどのコンテンツデータの通信であってよい。

この場合、送電装置１は、無線電力伝送に対応しない非接触ＩＣカードなどの装置が送電装置１と近接したと判断できるため、送電を行わない。なお、この場合に、送電装置１は、エラーを表示したり、送電装置１上の物体を除去することを促す表示を行ったりしてもよい。

送電装置１は、初期認証が成功した場合、受電装置２から電力の供給を要求する電力要求コマンドを受信したか否かを判定する（Ｓ１０４）。送電装置１は、受電装置２から電力の供給を要求する電力要求コマンドを受信しなかった場合、Ｓ１１１に進み、無線電力伝送と異なるアプリケーションを用いた通信を実行し、処理を終了する。

送電装置１は、受電装置２から電力の供給を要求する電力要求コマンドを受信した場合、
コイル１０と送電回路１１とが電気的に接続するよう切替回路１４を送電制御部１５により制御する（Ｓ１０５）。この際、通信回路１２とコイル１０は、切替回路１４により電気的に切断されている。そして、送電装置１は、コイル１０と送電回路１１とを接続させると、送電回路１１により受電装置２が要求した電力を供給するための送電を開始する。

送電装置１は、送電を行っている間、通信要求が発生したか否か、即ち、受電装置２と通信を行う必要が生じたか否かを判定する（Ｓ１０６）。例えば、通信要求は、送電装置１が送電電力値などの送電状況を受電装置２に通知する場合に発生する。また、通信要求は、送電装置１の無線電力伝送とは異なるアプリケーションからの指示により発生する。また、通信要求は、受電装置２に無線電力伝送のための制御情報を送信させるための送信機会を受電装置２に与えるために定期的に発生してもよい。また、通信要求は、初期認証の際に受電装置２とネゴシエーションした無線電力伝送を行う期間が終了した場合や、無線電力伝送を終了するタイミングで発生してよい。

送電装置１は、通信要求が発生したと判定された場合、送電装置１の送電制御部１５は、
コイル１０と重畳回路１３とが電気的に接続するよう切替回路１４を制御する。この場合、切替回路１４は、重畳回路１３から入力された信号のみをコイル１０から出力させるようにする（Ｓ１０７）。ここで、Ｓ１０７において通信される通信信号は、無線電力伝送を行うための制御情報であってもよいし、画像データ、テキストデータ、動画データなどのコンテンツデータの通信であってよい。

そして、送電装置１は、送電回路１１からの電力信号と通信回路１２からの通信信号とを重畳回路１３により重畳し、重畳された重畳信号をコイル１０から出力させる。即ち、送電装置１は、この場合、送電とデータの送信とを同時に同一の搬送波を用いて並行して実行している。

送電装置１は、通信すべきデータの送信が終了すると、コイル１０と通信回路１２とが電気的に接続するよう切替回路１４を制御する（Ｓ１０８、Ｓ１０９）。この場合、コイル１０と送電回路１１とは電気的に切断した状態とする。したがって、送電装置１は送電を停止する。

そして、送電装置１は、送信したデータの受信確認信号であるＡＣＫ信号を待ちうける（Ｓ１１０）。送電装置１は、受電装置２からＡＣＫ信号を受信しない場合、処理を終了する。なお、この場合、送電装置１は、エラーを表示してもよい。送電装置１は、受電装置２からＡＣＫ信号を受信した場合、Ｓ１０４の処理に戻る。

続いて、図４に示すフローチャートを用いて受電装置２の動作を説明する。なお、図４に示すフローチャートは、受電制御部２５がメモリに記憶さている制御プログラムを実行し、情報の演算および加工、各ハードウェアの制御を実行することにより実現される。なお、図４に示すフローチャートに示すステップの一部または全部を例えばＡＳＩＣ等のハードウェアで実現する構成としても良い。

受電装置２は、例えば電源ＯＮまたは無線電力伝送を開始するユーザ指示を受け付けることによって動作を開始すると、通信回路２２のキャッシュのクリアや通信パラメータの初期化などの初期設定を実施する。この際、受電制御部２５は、コイル２０と通信回路２２とが電気的に接続するよう切替回路２４を制御する（Ｓ２００、Ｓ２０１）。

続いて、受電装置２は、送電装置１と近接し、ＮＦＣ通信が確立したかを判定する（Ｓ２０２）。この場合、受電装置２は、送電装置１からのポーリング信号を受信すると応答信号であるＡＣＫ信号を送信することにより、受電装置２と近接し、ＮＦＣ通信が確立したことを検出できる。なお、受電装置２は、送電装置１と近接し、ＮＦＣ通信が確立するまで、一定期間毎にポーリング信号の受信を待ち受ける構成としてよい。

受電装置２は、送電装置１と近接し、ＮＦＣ通信が確立したと判定した場合、通信回路２２による通信で初期認証を実施し、初期認証の成功可否を判定する（Ｓ２０３）。なお、初期認証の際に無線電力伝送を行う期間または時間を指定する情報、無線電力伝送の終了するタイミングを指定する情報などを送電装置１と受電装置２の何れかが送信するようにしてよい。また、受電装置２が送電装置１に送電させる電力値を指示するようにしてよい。

受電装置２は、初期認証が失敗した場合、通信相手装置と無線電力伝送と異なるアプリケーションを用いた通信を実行し、処理を終了する（Ｓ２１０、Ｓ２１１）。この場合、受電装置２は、無線電力伝送に対応しないリーダライタなどの装置が送電装置１と近接したと判断できる。なお、この場合に、受電装置２は、エラーを表示してもよい。

受電装置２は、初期認証が成功した場合、電力要求コマンドを送信するか否かを判定する（Ｓ２０４）。ここで、受電装置２は、受電装置２のバッテリが十分な電気量を蓄えている状態である満充電の場合、電力要求コマンドを送信しないと判定し、満充電ではない場合は電力要求コマンドを送信すると判定する。また、受電装置２は、受電回路２１などのエラーが生じ、受電を行わない方がよいまたは受電が不要な状態であると判断した場合も電力要求コマンドを送信しないと判定する。

受電装置２は、電力要求コマンドを送信すると、コイル２０と受電回路２１及び減衰回路２３とが電気的に接続するよう切替回路２４を受電制御部２５により制御し、受電を開始する（Ｓ２０５）。なお、受電装置２は、受電を行っている間、電圧検知回路２６により検知されるコイル端の電圧を検出し、第１の閾値以下になったか否かを判定する（Ｓ２０６）。この第１の閾値は、送電装置１と近接状態を判断するために設定される。即ち、受電装置２は、コイル端の電圧に応じて、送電装置１と近接状態であるか否かを判定する。

受電装置２は、電圧検知回路２６により検知されるコイル端の電圧が第１の閾値以下になった場合、例えばユーザが受電装置２を持ち上げた等により、送電装置１と近接状態ではなくなったと判断し、処理を終了する（Ｓ２１１）。この場合、再び、Ｓ２０１からの処理を行うようにしてもよい。

また、受電装置２の通信回路２２は、受電を行っている間、減衰回路２３から入力される信号に通信信号が含まれているか否かを判定する（Ｓ２０７）。受電装置２は、送電装置１から出力された通信信号を含む重畳信号を、減衰回路２３を介すことで通信信号として認識することができる。即ち、受電装置２は、受電と通信とを並行して行うことができる。

減衰回路２３から入力される信号に通信信号が含まれている場合、通信回路２２は通信信号からデータを抽出することで受信を行う。通信回路２２は、減衰回路２３によって減衰された通信信号を含む重畳信号を検出した場合、当該重畳信号を復調して当該重畳信号に含まれる情報を得る。なお、受電装置２は、通信回路２２により得た情報に応じて動作してよい。例えば、送電装置１から受電している電力のフィードバックを指示する制御信号を受信した場合、通信回路２２は、受電している電力値を送電装置１に送信するようにしてもよい。

そして、受電装置２の受電制御部２５は、通信信号の受信を完了した場合、電圧検知回路２６により検知されるコイル端の電圧が第２の閾値以下になったかを判定する（Ｓ２０８）。ここで、第２の閾値は、通信回路２２の定格電圧とする。

電圧検知回路２６により検知されるコイル端の電圧が第２の閾値以下になった場合、コイル２０と通信回路２２とが電気的に接続するよう切替回路２４を制御する（Ｓ２０８）。そして、受電装置２は、通信回路２２によりＳ２０７した受信したデータの受信確認信号であるＡＣＫ信号を送信し（Ｓ２０９）、Ｓ２０４からの処理を再び行う。なお、受電装置２から受電を継続しつつ、送電装置１にデータ送信の必要がある場合は、ＡＣＫ信号を送信した後であって、電力要求コマンドを送信する前にデータの送信を始める。ここで、ここで、通信されるデータは、無線電力伝送を行うための制御情報であってもよいし、画像データ、テキストデータ、動画データなどのコンテンツデータの通信であってよい。

以上のように、本実施形態によれば、送電装置１は送電期間の任意のタイミングで通信信号を受電装置２へ送信することができるため、電力伝送効率の低下を抑制しつつ通信の即応性が向上する。また、受電装置２は、減衰回路２３を介して減衰された信号を通信回路２２に入力するので、電力伝送に用いる大きな電力の信号により通信回路２２に不具合が起こることを低減できる。また、送電装置１は、データ送信が終了した場合に送電を停止するので受電装置２にも送信機会を与えることができる。本実施形態によれば、無線電力伝送と通信とに用いるアンテナを共通にする場合に、通信回路への過大な電力の入力を低減しつつ、無線電力伝送と通信と並行して行うことができる。

続いて、上述の処理を実行している場合の受電装置２のコイル２０及び通信回路２２端に生じる電圧波形について図５を用いて説明する。図５の期間Ｔ１は、Ｓ２０１〜Ｓ２０４までの間のコイル２０及び通信回路２２端に生じる電圧波形である。この場合に、コイル２０及び通信回路２２に入力される信号は送電装置１の通信回路１２から出力された信号であり、また、減衰回路２３を介していないため、コイル２０及び通信回路２２端に生じる電圧波形は一致する。

図５の期間Ｔ２は、Ｓ２０５〜Ｓ２０６の間で、受電装置２が受電を行っている間のコイル２０及び通信回路２２端に生じる電圧波形である。受電を行っている期間、受電装置２は受電する電力信号を減衰回路２３を介して通信回路２２へ入力する。つまり、電力信号は、通信回路２２にて規定される定格電圧以下で、且つ通信回路２２にて通信信号として識別可能な程度に減衰された後、通信回路２２へ入力される。

図５の期間Ｔ３は、Ｓ２０７〜Ｓ２０８の間で送電装置１から受電装置２へ重畳信号を受信する期間のコイル２０及び通信回路２２端に生じる電圧波形である。重畳信号を受信する期間、受電装置２は、受信する重畳信号を、減衰回路を介して通信回路２２へ入力する。その為、重畳信号は、通信回路２２にて規定される定格電圧以下で、且つ通信回路２２にて通信信号として識別可能な程度に減衰された後、通信回路２２へ入力される。

図５の期間Ｔ４は、Ｓ２０９において、受電装置２から送電装置１へＡＣＫ信号を送信する期間におけるコイル２０及び通信回路２２端に生じる電圧波形である。この場合、期間Ｔ１と同様に、コイル２０及び通信回路２２に入力される信号は送電装置１の通信回路１２から出力された信号であり、また、減衰回路２３を介していないため、コイル２０及び通信回路２２端に生じる電圧波形は一致する。

図５の期間Ｔ５は、再度受電を行う例を示し、その波形は期間Ｔ２と同様である。

このように、受電装置２は、受信した重畳信号を通信回路２２には、減衰回路２３を介して入力するため、通信回路２２にて規定される定格電圧以下の信号を通信回路２２に入力することができるとともに受電を並行して行うことができる。

以上したように、本実施形態によれば、受電と通信とに用いるアンテナを共通にする場合に、受電する電力の制限を受けることなく、通信回路へ定格電圧より大きい信号の入力を低減し、かつ、通信の即応性及び電力伝送効率を向上させることができる。

また、送電装置１は、送電期間中に通信要求が発生した場合でも、即座に通信信号を電力信号に重畳して送信することができる。そして、受電装置２は、通信信号と電力信号とが重畳された重畳信号に減衰をかけることで、通信信号を抽出して受信することができる。また、電力伝送と通信と同時に行うことができるため、電力伝送効率を向上することが可能となる。

なお本実施形態では、送電装置１は、受電装置２からのＡＣＫ信号を受信できなかった場合に、受電装置２と近接状態ではなくなったと判断する構成について示したが、これに限らない。例えば送電装置１に、さらにコイル端のインピーダンスを検知するインピーダンス検知回路を具備させ、所定値以上のインピーダンス変化を検知した場合、近接状態ではなくなったと判断する構成であっても良い。ここでインピーダンス検知回路とは、例えば方向性結合器をコイルに接続し、コイルに向かって電力を入力したときに、コイルから反射される電力の値を計測することでインピーダンスを検知する回路である。また、インピーダンス検知回路は、他の装置との近接した場合も、コイル端のインピーダンスが変化する為、近接検出に用いることもできる。

また、送電装置１はこのインピーダンス検知回路において、送電中に別の装置が近接したことを検出すると送電を停止するようにしてもよい。このように構成することで、送電期間中に近接してきた別の装置を送電電力により不具合が発生させてしまうことを抑制できる。

（その他の実施形態）
上述の実施形態において、減衰回路２３の減衰率は固定であるとして説明を行ったが、減衰回路２３の減衰率を可変に設定できる構成としてよい。減衰率を可変に設定する減衰回路は、例えば減衰率の異なる複数のアッテネータ回路により構成され、電圧検知回路２６が検知するコイル２０端に印加されている電圧値に基づいて、複数あるアッテネータ回路のいずれか一つを選択するように構成する。

この際、選択するアッテネータ回路は、コイル２０端に印加される電圧値を、通信回路２２にて規定される定格電圧以下で、且つ通信回路２２にて通信信号として識別可能な程度に減衰させる値であるものを選択する。

このように構成することで、位置変動により電力効率が悪い場合に、重畳信号に減衰を行い過ぎて通信信号を抽出できなくなることが低減される。なお、例えば、位置変動による電力効率の変化が顕著な電磁誘導方式で送電を行う場合は減衰率を可変に設定する減衰回路を用いるとより効果的である。

また、受電装置が磁界共鳴方式と電磁誘導方式との複数の方式で受電可能な場合、用いる方式に応じて、減衰率が固定された減衰回路または減衰率を可変に設定する減衰回路を切り替えて使用する構成としてよい。この場合、位置変動による電力効率の変化が比較的少ない磁界共鳴方式で受電を行う場合は減衰率が固定された減衰回路を使用し、電磁誘導方式で受電を行う場合は、減衰率を可変に設定する減衰回路を用いる。

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。

１ 送電装置
２ 受電装置

Claims (12)

1. 受電装置であって、
   送電装置から無線により供給された入力信号を受信するアンテナと、
   前記アンテナにより受信された前記入力信号が入力され、当該入力信号により前記受電装置が動作するための電力を得る受電部と、
   前記アンテナにより受信された前記入力信号の電力を減衰する減衰手段と、
   前記減衰手段により減衰された前記入力信号が入力され、当該入力信号から情報を得る通信部と、を有すること特徴とする受電装置。
2. 前記入力信号は、電力を供給するための電力信号と通信を行うための通信信号とが重畳された信号であることを特徴とする請求項１に記載の受電装置。
3. 前記減衰手段は、減衰された後の前記入力信号が前記通信部に入力された際に前記通信部の電圧が定格電圧より小さくなるように前記入力信号の電力を減衰することを特徴とする請求項１または２に記載の受電装置。
4. 前記通信部による通信により前記送電装置と認証を行う認証手段を有し、
   前記通信部は、前記認証手段による認証に成功した後に、前記減衰手段により電力が減衰された前記入力信号から情報を得ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の受電装置。
5. 前記認証手段は、前記アンテナに入力された信号であって、前記減衰手段による減衰が行われていない信号から前記通信部により得られた情報に基づいて、前記送電装置と認証を行うことを特徴とする請求項４に記載の受電装置。
6. 前記通信部は、前記認証手段による認証に成功した場合、前記送電装置に電力の供給を要求する情報を送信することを特徴とする請求項４または５に記載の受電装置。
7. 前記通信部は、送信を行う場合、前記減衰手段を介さず、通信信号を前記アンテナから出力することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の受電装置。
8. 前記通信部は、前記送電装置からの信号が前記アンテナに入力された際の前記アンテナの電圧が前記通信部の定格電圧より小さくなった後に送信を行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の受電装置。
9. 前記減衰手段の減衰率を制御する手段を有することを特徴する請求項１乃至８のいずれか１項に記載の受電装置。
10. 前記受電部は、前記減衰手段による減衰が行われていない前記入力信号により電力を得ることを特徴とする求項１乃至９のいずれか１項に記載の受電装置。
11. 送電装置から無線により供給された入力信号を受信するアンテナと、前記アンテナにより受信された前記入力信号が入力され、当該入力信号により前記受電装置が動作するための電力を得る受電部と、前記アンテナにより受信された前記入力信号が入力され、当該入力信号から情報を得る通信部と、を有すること受電装置の制御方法であって、
    前記アンテナにより受信された前記入力信号の電力を減衰し、減衰された前記入力信号を前記通信部に入力することを特徴とする受電装置の制御方法。
12. 請求項１乃至１０の何れか１項に記載の受電装置としてコンピュータを動作させるためのプログラム。

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