JP2017184381A - 送電装置、受電装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】無線電力伝送の電磁波による他の無線通信への干渉を低減すること。【解決手段】送電装置は、無線電力伝送において受電装置へ電力を送る送電機能と、無線電力伝送で用いられる電磁波の周波数と異なる周波数で通信を行う通信機能と、を有し、送電機能は、通信機能によって通信を行っている場合に、受電装置へ送る電力を制限する。【選択図】 図５

Description

本発明は無線電力伝送技術に関する。

近年、無線通信機能と無線電力伝送機能とを有する装置が検討されている。特許文献１には、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）通信機能と無線電力伝送機能とを有する機器が開示されている。

特開２０１４−０７５８５７号公報

無線電力伝送で使用する周波数の電磁波（又はその高調波）が、（例えばＮＦＣなどの）他の無線通信に影響を与え、その無線通信を正常に行うことができなくなりうるという課題があった。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、無線電力伝送の電磁波による他の無線通信への干渉を低減することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明による送電装置は、無線電力伝送において受電装置へ電力を送る送電手段と、前記無線電力伝送で用いられる電磁波の周波数と異なる周波数で通信を行う通信手段と、を有し、前記送電手段は、前記通信手段が通信を行っている場合に、前記受電装置へ送る電力を制限する、ことを特徴とする。

無線電力伝送の電磁波による他の無線通信への干渉を低減することができる。

送電装置の構成例を示すブロック図。 受電装置の構成例を示すブロック図。 ＮＦＣアンテナと送電アンテナとの配置例を示す図。 送電部から送出される電力の例を示す図。 送電装置の送電器が実行する処理の流れの例を示すフローチャート。 送電装置の制御部が実行する処理の流れの例を示すフローチャート。 受電装置の受電器が実行する処理の流れの例を示すフローチャート。 無線電力伝送システムにおける処理の流れの例を示すシーケンス図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。

（装置構成）
本実施形態では、無線電力伝送で送電装置１００から受電装置２００へ電力を伝送する無線電力伝送システムを前提として説明する。まず、以下では、送電装置と受電装置との構成例について、それぞれ説明する。

図１は、本実施形態に係る送電装置１００の構成例を示すブロック図である。送電装置１００は、例えば、制御部１０１、電源１０２、送電部１０３、通信部１０４、送電アンテナ１０５、ＮＦＣ１０６、タイマ１０７、メモリ１０８、及び出力部１０９を有する。

制御部１０１は、例えばメモリ１０８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。制御部１０１は、一例においてＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。制御部１０１は、制御プログラムを実行中に取得した変数の値を記憶する際にもメモリ１０８を用いうる。また、制御部１０１は、タイマ１０７を用いて時間を計測しうる。電源１０２は、送電装置１００が受電装置２００へ無線電力伝送によって電力を送る際に、送電部１０３へ電力を供給する。電源１０２は、例えば、商用電源またはバッテリである。

送電部１０３は、電源１０２から入力される直流電力又は交流電力を、無線電力伝送に用いる周波数帯の交流電力に変換し、送電アンテナ１０５を介して受電装置２００に向けて送出される電磁波を発生させる。本実施形態では、交流電力の周波数は、後述のＮＦＣの動作周波数と異なるものとする。送電部１０３は、制御部１０１の指示に基づいて、送電アンテナ１０５から、受電装置２００に対して電力を送るための電磁波を出力する。また、送電部１０３は、送電アンテナ１０５に入力する電圧（送電電圧）または電流（送電電流）を調節することで、出力させる電磁波の強度の制御を行うことができる。送電電圧または送電電流が大きくなると、それに応じて電磁波の強度が上がる。また、送電部１０３は、制御部１０１の指示に基づいて、送電アンテナ１０５からの送電を停止する制御を行うことができる。

通信部１０４は、受電装置２００の通信部２０４との間で、無線電力伝送に関する制御通信を行う。なお、通信部１０４は、送電アンテナ１０５から送電される電力に重畳する形式で、制御用の通信を行う。

ＮＦＣ１０６は、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）規格に準拠したリーダライタであり、受電装置２００のＮＦＣ２０２との間で、ＮＦＣ規格に準拠した通信を行う。なお、ＮＦＣ１０６の通信は、送電アンテナ１０５とは異なる、ＮＦＣアンテナを介して行われる。また、ＮＦＣ１０６で行われる通信は、例えば、無線電力伝送の制御通信とは関連しないアプリケーションを実行するための通信である。

出力部１０９は、ユーザに対して各種出力を行う。ここで、出力部１０９による出力とは、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）の色の変化または点滅および点灯、画面上への表示や、スピーカーによる音声出力、振動出力等の少なくとも１つを含む。

なお、送電装置１００は、送電を専用に行う装置でなくともよく、例えば、プリンタ、ＰＣ等の、他の機能を有しながら送電を行うこともできる装置であってもよい。

図２は、本実施形態に係る受電装置２００の構成例を示す図である。受電装置２００は、例えば、制御部２０１、ＮＦＣ２０２、受電アンテナ２０３、通信部２０４、受電部２０５、バッテリ２０６、及び表示部２０７を有する。制御部２０１は、受電装置２００を制御する制御部である。制御部２０１は、例えば、不図示のメモリに記憶される制御プログラムを実行し、装置全体を制御するＣＰＵでありうる。ＮＦＣ２０２は、ＮＦＣ規格に準拠したＮＦＣタグであり、送電装置１００のＮＦＣ１０６との間で、ＮＦＣ規格に準拠した通信を行う。ＮＦＣ２０２の通信は、受電アンテナ２０３と異なるＮＦＣアンテナを介して行われる。

受電アンテナ２０３は、送電装置１００から送出された電磁波を受け取るためのアンテナである。受電部２０５は、受電アンテナ２０３で受けた電磁波から電力を生成することにより、受電を行う。受電部２０５は、受電アンテナ２０３が受けた電磁波によって受電部２０５内の回路において生じる共振により、交流電力を得る。そして、受電部２０５は、交流電力を直流または所望周波数の交流電力に変換し、その変換後の電力を、バッテリ２０６又は不図示のバッテリの充電回路へと供給する。バッテリ２０６は、受電部２０５が受電した電力を蓄電する。

ここで、制御部２０１は、受電部２０５が検出した電圧が一定値を超えた場合、例えば、受電装置２００の制御部２０１および通信部２０４を起動するために十分な電力を受電できる電力を受信した場合、通信部２０４を介して無線電力伝送の制御通信を行う。なお、通信部２０４は、受電アンテナ２０３を介して制御通信を行う。出力部２０７は、ユーザに対して各種出力を行う。ここで、出力部２０７による出力とは、ＬＥＤの色の変化または点滅および点灯、画面上への表示や、スピーカーによる音声出力、振動出力等の少なくとも１つを含む。

図３は、送電装置１００における送電アンテナ１０５と、ＮＦＣ１０６のアンテナ３００との配置例を示す図である。図３のように、例えば、ＮＦＣ１０６のアンテナ３００に囲まれるように、送電アンテナ１０５が配置されうる。なお、受電装置２００における受電アンテナ２０３と、ＮＦＣ２０２のＮＦＣアンテナとの関係も、図３と同様に、ＮＦＣアンテナに囲まれるように受電アンテナ１０５が配置される関係であるものとする。このような構成とすることにより、送電装置１００の上に受電装置２００が置かれた場合に、ＮＦＣ規格に準拠した通信と共に、無線電力伝送における制御通信及び電力の送受を行うことができる。

図４は、送電装置１００の送電部１０３が送電アンテナ１０５を介して送出する電力を示す。図４において、横軸は時間、縦軸は電力の大きさを示す。送電装置１００は、送電可能範囲に物体が存在することを検出するために物体検出用の小電力４００を定期的に送出する。送電装置１００は、小電力４００を送出中に、不図示の検出部を動作させる。検出部は、送電部１０３の周辺の電圧値および電流値を検出し、その検出された電圧値を検出された電流値で除算したインピーダンスを算出して、送電可能範囲に物体が存在するかを検出する。送電可能範囲内に物体が存在すれば、その物体に渦電流が流れることにより、検出部で算出されるインピーダンスが、送電可能範囲内に物体が存在しない場合とは異なる値を示すこととなる。すなわち、送電装置１００は、送電部１０３の周囲におけるインピーダンスの変化を検出することによって、物体を検出することができる。

送電装置１００がインピーダンスの変化を検出すると、送電部１０３は、小電力より大きい中電力４０１を送出する。中電力４０１は、受電装置２００の制御部２０１および通信部２０４を起動するために十分な大きさの電力であるが、バッテリを充電するには十分な大きさでない電力でありうる。中電力４０１が送電されている間に、送電装置１００と受電装置２００は、無線電力伝送システムにおける認証処理および送電電力の交渉などの制御通信を行う。送電装置１００と受電装置２００との間で送電電力の交渉が成立すると、送電部１０３は、その交渉の結果として、中電力より大きい充電用電力４０２を送出する。なお、本実施形態では、充電用電力４０２は、ＮＦＣ１０６とＮＦＣ２０２との間のＮＦＣ通信の品質に影響を及ぼしうるが、中電力４０１及び小電力４００は、そのＮＦＣ通信の品質に影響を及ぼさないものとする。

（処理の流れ）
続いて、上述のような送電装置１００と受電装置２００とが実行する処理の流れについて、図５〜図８を用いて説明する。なお、ここでは、説明を簡単にするため、送電装置１００の送電部１０３と通信部１０４とを合わせて送電器と呼び、受電装置２００の受電部２０５と通信部２０４とを合わせて受電器と呼ぶ。図５及び図６は、それぞれ、送電装置１００における、送電器及び制御部１０１が実行する処理の流れの例を示すフローチャートである。また、図７は、受電装置２００における受電器が実行する処理の流れの例を示すフローチャートである。また、図８は、送電装置１００と受電装置２００との間で実行される処理の流れを示すシーケンス図である。

本実施形態では、ＮＦＣ通信が現に開始されている、又は、開始される可能性があるという条件と、無線電力伝送システムの送電器および受電器の認証が成功したという条件との両方が満たされた場合に、送電器が、送電電力を制限する制御を行う。以下では、まず、送電装置１００の送電器及び制御部１０１の処理の流れ、受電装置２００の受電器の処理の流れを説明した後に、システムの動作の一例について説明する。

（送電器及び制御部の処理の流れ）
まず、図５及び図６を用いて、送電装置１００の送電器及び制御部１０１の処理の流れについて説明する。

ここで、図５に示す処理は、送電装置１００の送電部１０３に電源が投入された場合に開始されうる。なお、図５に示す処理は、送電部１０３の内部の不図示のメモリに記憶されたプログラムを送電部１０３が実行することで実現されうる。また、図６に示す処理は、送電装置１００の制御部１０１に電源が投入された場合に開始されうる。なお、図６に示す処理は、送電装置１００のメモリ１０８に記憶されたプログラムを制御部１０１が実行することで実現されうる。また、図５及び図６のフローチャートに示すステップの一部または全部は、例えばＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）等のハードウェアで実現されてもよい。

本処理において、送電器は、図４の４００で示すように、小電力を繰り返し送出している時に、受電装置２００等の物体が所定の送電可能範囲内に置かれると、上述のようにしてその物体を検出し（Ｓ５０１）、中電力の送出を開始する（Ｓ５０２）。その後、送電器は、充電用電力伝送の制限指示を制御部１０１から受信したかを判定し（Ｓ５０３）、受信していた場合（Ｓ５０３でＹＥＳ）は処理をＳ５１０へ、受信していない場合（Ｓ５０３でＮＯ）は処理をＳ５０４へ移す。制限指示は、例えば、ＮＦＣ通信を保護するために送電電力を制限することを示す情報である。制御部１０１が制限指示を送出する処理の詳細については後述するが、概略的に言えば、充電用電力伝送の制限指示は、ＮＦＣ通信が行われている又は行われようとしている場合に送出される信号である。すなわち、送電器は、ＮＦＣ通信が行われている又は行われようとしている状態において物体を検出した場合には、処理をＳ５１０へ移し、ＮＦＣ通信が行われておらず、また、行われようともしていない状態で物体を検出した場合には、処理をＳ５０４へ移す。

Ｓ５０４では、送電器は、例えば中電力を送出していた期間内に、認証要求を受信したかを判定する。そして、送電器は、認証要求を受信しなかった場合（Ｓ５０４でＮＯ）は、検出された物体が受電装置ではなかったと判定する。また、この場合、送電器は、Ｓ５０３において制限指示を受信していないと判定しているため、少なくともＮＦＣ通信が行われる状態にもないことを認識している。このため、送電器は、この場合には、送電を開始できないことを示すエラー表示を出力部１０９に行わせて（Ｓ５１６）、処理を終了する。なお、ここでのエラー表示は、送電器が充電用送電を開始できる状態であることを示す表示と異なる表示である限りにおいて、どのような表示がなされてもよい。ここで、送電器は、Ｓ５０４で認証要求を受信しなかった場合には、検出された物体が異物であると認識しうる。異物であれば、送電装置１００との間でＮＦＣ通信を行うこともなければ、認証要求を送信することもないからである。

一方、送電器は、認証要求を受信した場合（Ｓ５０４でＹＥＳ）は、その認証要求に対して認証応答を送信する（Ｓ５０５）。一例において、この認証応答を、受電装置２００が受信した時点で、認証が成功する。このため、送電器は、充電用送電を開始する（Ｓ５０６）。その後、送電器は、充電が完了したかを監視する（Ｓ５０７）。そして、送電器は、充電が完了していない間は（Ｓ５０７でＮＯ）、制御部１０１からの制限指示を受信していないかを監視する（Ｓ５０８）。一方、送電器は、充電が完了したと判定した場合（Ｓ５０７でＹＥＳ）、充電終了のための処理を必要に応じて実行して（Ｓ５０９）、処理を終了する。ここで、送電器は、例えば、受電装置２００から充電が完了したことの通知を受信した場合や、受電装置２００が送電装置１００によって送電可能な範囲から取り去られた場合に、充電が終了したと判定しうる。

送電器は、充電が完了していない間に、制御部１０１からの制限指示を受信した場合（Ｓ５０８でＹＥＳ）、受電装置２００の受電器に対して、充電用送電停止（ＮＦＣ）を通知して、送電電力を制限する（Ｓ５１２）。ここで、充電用送電停止（ＮＦＣ）は、ＮＦＣ通信を保護するために充電用送電が停止されることを受電装置２００へ明確に伝達するための情報でありうる。例えば、送電器は、充電用送電を停止する情報に、理由コードとして「ＮＦＣ」という情報要素を格納して受電器へ送信しうる。送電器が充電用送電停止（ＮＦＣ）通知において理由コード「ＮＦＣ」を情報要素として格納することにより、受電器は、充電用送電が停止される理由がＮＦＣ通信を保護するためのものであることを明確に把握することができる。ただし、ＮＦＣ通信を保護するために充電用送電が停止されることが受電装置２００に理解される情報であれば、例えば黙示的にその内容を示す情報など、どのような情報であってもよい。また、送電電力の制限は、ＮＦＣ通信に影響を与えない、又はその影響が所定レベル以下であるような電力へ、送電電力を下げることを指しうる。例えば、本実施形態では、中電力で送出された電磁波は、ＮＦＣ通信への影響が十分に小さい（所定レベル以下である）ため、送電器は、送電電力を中電力まで下げる。これにより、ＮＦＣ通信が、無線電力伝送による影響によって妨害されることを防ぐことができる。

その後、送電器は、制御部１０１からの制限解除指示を待ち受ける（Ｓ５１３）。ここで、制限解除指示は、より低い電力（例えば中電力）での送電を行っている、充電用電力の送電を制限した状態を解除すること（充電用電力を送電すること）を送電器に対して許可する情報でありうる。送電器は、制御部１０１から制限解除指示を受信すると（Ｓ５１３でＹＥＳ）、受電器に対して制限解除（ＮＦＣ）を通知し、受電器から確認応答を受信した後に充電用送電を再開する（Ｓ５１４）。その後、送電器は、処理をＳ５０７へ移し、充電が終了するまで、又はエラーで終了するまで、上述の処理を継続する。

一方、送電器は、制御部１０１から一定期間にわたって制限解除指示を受信しなかった場合（Ｓ５１３でＮＯ）、エラーを通知して処理を終了しうる（Ｓ５１５）。このエラーは、例えば、制御部１０１がＮＦＣ通信の終了を正確に認識することができなかった場合等に生じうる。なお、単純にＮＦＣ通信が長期にわたった場合であっても、このエラーが通知されてもよい。これにより、ＮＦＣ通信が行われていることによって充電ができる状態ではないことをユーザに通知することができる。なお、図５の例では、エラーを通知した後に処理が終了する場合について示しているが、これに限られない。例えば、ＮＦＣ通信が長期化しているだけの場合などでは、その時点において充電ができない状態であるが、そのままＮＦＣ通信が終了したことに応じて充電を再開できる場合、エラーの表示をした後に処理をＳ５１３に戻してもよい。

Ｓ５０３において、すなわち、物体を検出して中電力の送出を開始した時点で、送電器が、制御部１０１から制限指示を受信していた場合（Ｓ５０３でＹＥＳ）は、Ｓ５０４と同様に認証要求が受信されることを待ち受ける（Ｓ５１０）。ここで、認証要求が受信されない場合（Ｓ５１０でＮＯ）は、例えば、ＮＦＣ通信機能を有するが、無線電力伝送の受電機能を有しない装置が、送電装置１００の上に載置された場合でありうる。すなわち、ＮＦＣ通信は行われるが、無線電力伝送は行われえない状態である。この場合、送電器は、そのまま、エラー表示をすることもなく、処理を終了する。これにより、無線電力伝送による受電を必要とせずにＮＦＣ通信を行う装置が、送電装置１００上に載置された場合に不必要なエラー表示を行うことを防ぎ、ユーザビリティを損なうことを防ぐことができる。ここで、ＮＦＣ通信が実行されるタイミングと、送電器が中電力を送電する（認証処理を行う）タイミングとは非同期であるため、ＮＦＣ通信に先立って無線電力伝送の認証処理が行われうる。このような場合、送電器は、認証要求を受信しなかった時に、制御部１０１はＮＦＣ通信が開始されるかどうかを確認するために、出力部１０９にエラー表示を行うことを一定時間待機させるようにしてもよい。例えば、送電装置１００は、異物（ＮＦＣタグ）が送電可能範囲に存在すると判断してからタイマ１０７を起動させ、タイムアウトした時点でＮＦＣ通信の開始を認識している場合には出力部１０９にエラー表示させず、それ以外の場合にエラー表示させてもよい。また、送電器は、ＮＦＣ通信が終了し、制限解除（ＮＦＣ）通知を送信した後で、所定期間の間、認証応答を受信しなければ、出力部１０９にエラー表示をさせてもよい。これにより、ＮＦＣタグのユーザが、ＮＦＣ通信が終了したにも関わらずＮＦＣタグを置き忘れている場合にユーザに対して警告をすることができる。

一方、認証要求が受信された場合（Ｓ５１０でＹＥＳ）、送電器は、受電装置２００へ認証応答を送信する（Ｓ５１１）。ただし、ここでは、送電器は、制御部１０１から制限指示を受信しているため、充電用の送電を行わずに、充電用送電停止（ＮＦＣ）を受電装置２００へ通知し、制限された電力（例えば、中電力）の送出のみを行う（Ｓ５１２）。これにより、充電用電力によってＮＦＣ通信の品質が影響を受けることがないような、無線電力伝送を行うことができる。その後の処理は上述の処理と同様である。すなわち、送電器は、制御部１０１から制限解除指示を受信した場合（Ｓ５１３でＹＥＳ）に、充電用送電を開始する。

ここで、制御部１０１による充電用電力伝送の制限指示及び制限解除の送出処理について、図６を用いて説明する。制御部１０１は、ＮＦＣ１０６による通信が行われることを検出すると（Ｓ６０１）、ＮＦＣ通信を保護する（誤りなく送受信させる）ために、充電用電力伝送の制限指示を送電器へ送出する（Ｓ６０２）。その後、制御部１０１は、ＮＦＣ１０６による通信が終了したこと（Ｓ６０３でＹＥＳ）に応じて、制限解除を送電器へ送出する（Ｓ６０４）。すなわち、制御部１０１は、ＮＦＣ１０６による通信が実行される際に充電用電力伝送の制限指示を送電器へ送出し、その後、その通信が終了したことに応じて制限の解除を送電器へ指示する。なお、制御部１０１は、ＮＦＣ１０６による通信が実行されている間には、一定間隔で充電用電力伝送の制限指示を送出し続けてもよい。この場合、制御部１０１は、その通信が終了したことに応じて、その制限指示の送出を停止することで、上述の制限解除指示に代えてもよい。すなわち、この場合、制御部１０１は、明示的に制限解除指示を発出しなくてもよい。なお、この場合、所定期間の間に制御部１０１による制限指示の送出が終了しなかった場合を、上述のＳ５１３の判定において制限解除指示を受信しなかったと判定された場合と同様に扱ってもよい。

（受電器の処理の流れ）
続いて、受電器の処理の流れについて図７を用いて説明する。ここで、図７に示す処理は、受電装置２００の制御部２０１に電源が投入された場合に開始されうる。なお、図７に示す処理は、受電装置１００の不図示のメモリに記憶されたプログラムを制御部２０１が実行することによって実現されうる。また、図７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が、例えばＡＳＩＣ等のハードウェアで実現されてもよい。

本処理では、まず、上述のように、受電装置２００が送電装置１００の送電可能範囲内に存在することとなると、送電装置１００から中電力の送出が開始される。受電器は、この中電力を受信すると（Ｓ７０１）、受電装置２００がサポートしている無線電力伝送規格や規格バージョン、受電装置２００の機器識別情報などを含む認証要求を、送電器へと送信する（Ｓ７０２）。その後、受電器は、送電器から認証応答を受信する（Ｓ７０３）。一例においては、この時点で、送電器と受電器との間の認証は成功していることとなる。そして、受電器は、送電器からの受電を開始する（Ｓ７０４）。

受電器は、このとき、送電器からの制御通信によって、充電用送電停止（ＮＦＣ）を通知されているかを判定する（Ｓ７０５）。そして、受電器は、充電用送電停止（ＮＦＣ）を通知されている場合（Ｓ７０５でＹＥＳ）、負荷（例えばバッテリ）への電力供給を停止する。そして、受電器は、制限解除（ＮＦＣ）を受信する（Ｓ７０７でＹＥＳ）まで、送電電力の増加の要求を送信せず、一定時間ごとに、受電している電力に関する情報を含んだ受電電力通知を送電器に対して送信する（Ｓ７０６）。なお、受電電力通知は、受電器が受電している電力に関する情報であればよく、受電器が受電している電圧値であってもよいし、電流値であってもよい。その後、受電器は、送電器から制限解除（ＮＦＣ）を受信する（Ｓ７０７でＹＥＳ）と、その後は充電用電力が送られてくるため、その電力を受電する。そして、受電器は、負荷の消費電力変動に基づいて、送電器へ送電電力を増加させることを要求する電力増加要求を送信しうる（Ｓ７０８）。

一方、受電器は、充電用送電停止（ＮＦＣ）を通知されていない場合（Ｓ７０５でＮＯ）も、その後は充電用電力が送られてくるため、その電力を受電する。そして、受電器は、負荷の消費電力変動に基づいて、送電器へ送電電力を増加させることを要求する電力増加要求を送信する（Ｓ７０８）。そして、受電器は、充電を完了するか否かを判定する（Ｓ７０９）。ここでの判定は、例えば、バッテリ２０６のバッテリ残量が所定値以上である又は満充電であるか否かによって行われうる。すなわち、バッテリ残量が所定値以上である又は満充電である場合に、受電器は、充電を終了すると判定しうる。なお、所定値は例えばユーザによって設定されてもよいし、事前設定されてもよいし、他の手法によって定められてもよい。また、ここでの判定は、バッテリ２０６が受電した電力の総量が所定値に達したか否かの判定によって行われてもよい。すなわち、受電器は、受電した電力の総量が所定値に達した場合に、充電を終了すると判定してもよい。

受電器は、充電を完了すると判定すると（Ｓ７０９でＹＥＳ）、充電終了処理を必要に応じて実行し（Ｓ７１０）、処理を終了する。一方、受電器は、充電を完了しないと判定すると（Ｓ７０９でＮＯ）、処理をＳ７０５に戻し、送電器からの充電用送電停止（ＮＦＣ）を監視しながら、ＮＦＣ通信が行われている間は電力増加要求を送信せずに（その間は充電を中断しながら）、充電を継続する。なお、受電器は、ＮＦＣ通信が行われていない間であっても、所定の強度の電磁波によって受電できている場合には、Ｓ７０８の電力増加要求を送信しなくてもよいし、電力を低減するための電力低減要求を送信してもよい。すなわち、受電器は、バッテリ２０６への充電に必要な電力となるように、送電器に対して、電力の増減を要求することができる。

なお、図５〜図７に示すフローチャートの少なくとも一部が、ハードウェアにより実現されてもよい。ハードウェアによって処理を実現するために、例えば、所定のコンパイラを用いて、各ステップを実現するためのプログラムからＦＰＧＡ上に自動的に専用回路が生成されうる。ＦＰＧＡとは、Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの頭字語である。また、ＦＰＧＡと同様にしてＧａｔｅ Ａｒｒａｙ回路を形成し、ハードウェアとして実現するようにしてもよい。

（システムにおける処理の流れ）
ここで、無線電力伝送によって送電器から受電器へと電力が伝送されている間に、ＮＦＣ通信が開始された場合の処理の流れについて、図８を用いて説明する。送電器は、小電力を繰り返し送出している時（Ｓ８０１）に、受電装置２００が送電可能範囲内に置かれると、上述のようにして物体検出を行い（Ｓ８０２）、中電力の送出を開始する（Ｓ８０３）。送電器は、上述のように、中電力を送出すると、制御部１０１から制限指示を受信しているかを判定するが、この時点でこの制限指示を受信していないため、受電器からの認証要求を待ち受ける。受電器は、中電力を受信したことに応じて、認証要求を送電器へ送信する（Ｓ８０４）。

送電器は、受電器から認証要求を受信すると、その応答として認証応答を受電器へ送信し（Ｓ８０５）、受電器はその認証応答を受信する。この時点で、送電器と受電器との間の認証は成功しているため、送電器は、充電用の送電を開始し（Ｓ８０６）、受電器は、その受電を開始する。ここで、送電装置１００は、例えば、出力部１０９に、送電器が充電用送電を開始できる状態であることを示す表示を行わせうる。また、受電装置２００は、送電器と受電器との間の認証が成功した後、出力部２０７に、バッテリ２０６に充電可能であることを示す、又は充電中である旨の表示を行わせうる。受電器は、このとき、送電器からの制御通信によって、充電用送電停止（ＮＦＣ）を通知されているかを判定するが、この時点ではその通知が行われていないため、送電器へ送電電力を増加させることを要求する電力増加要求を送信する（Ｓ８０７）。送電器は、電力増加要求を受信すると、その電力増加要求に基づいて充電用電力を送電する。この後、受電器は、受電装置２００内の負荷であるバッテリの充電に必要な電力に応じて電力の増加又は低減を送電部に対して要求しうる。

ここで、送電装置１００のＮＦＣリーダライタ機能であるＮＦＣ１０６が繰り返し送信するコマンド（Ｓ８０８）に、受電装置２００のＮＦＣタグ機能であるＮＦＣ２０２がレスポンスを返したとする（Ｓ８０９）。

ＮＦＣ１０６は、ＮＦＣ２０２からのレスポンスを正しく復調すると、制御部１０１に対して、ＮＦＣタグを検出した可能性があることを示す通信開始通知を行う（Ｓ８１０）。この通信開始通知は、ＮＦＣ１０６がＮＦＣタグを検出した可能性がある時に通知するものであり、上述のように、ＮＦＣ２０２からのレスポンスを正しく復調した場合に加え、レスポンスでありうる何らかの通知を受信したが復調に失敗した場合に発出されうる。

制御部１０１は、通信開始通知によってＮＦＣ通信を検出すると、ＮＦＣ通信を保護する（誤りなく送受信させる）ために、送電器に対して送電電力を制限することを示す制限指示を行う（Ｓ８１１）。送電器は、この制限指示を受信すると、充電用送電を停止する。送電器は、このために、ＮＦＣ通信を保護するために充電用送電を終了することを明示的に又は黙示的に示す充電用送電停止（ＮＦＣ）を、受電器へ通知する（Ｓ８１２）。そして、送電器は、充電用送電停止（ＮＦＣ）の通知に対する確認応答を受電部から受信すると（Ｓ８１３）、送電電力を中電力に制限する（Ｓ８１４）。この時点で、充電用電力が中電力に制限されることとなるため、この後のＮＦＣ通信は保護され、誤りのないＮＦＣ通信を達成することができる。

受電器は、充電用送電停止（ＮＦＣ）の受信後、負荷への電力供給を停止し、制限解除（ＮＦＣ）を受信するまで、電力増加要求を送信せずに、一定時間ごとに、受電している電力に関する情報を含んだ受電電力通知を送電器に対して送信する（Ｓ８１５）。

なお、送電器は、充電用送電停止（ＮＦＣ）通知を送信してからその制限を解除するまで、受電器が一定時間ごとに受電電力通知を送電器へ送信し（Ｓ８１５）、送電器は、これに対して確認応答を送信しうる（不図示）。この信号のやり取りは、受電器が、送電器の送電可能範囲に存在するかどうかを確認する生存確認のために用いられうる。このため、受電器が送信する情報は、受電電力通知でなくてもよい。例えば、受電器は、電力増減要求に関する情報で、かつ増減量を「０」とする信号を送信してもよいし、さらに、増減量を「０」としている理由はＮＦＣ通信を保護するためであることを明示する情報要素を加えた信号を送信してもよい。また、送電器は、確認応答の情報要素に充電用送電を停止するのはＮＦＣ通信を保護するためであることを示す情報要素を格納して送信してもよい。

その後、ＮＦＣ１０６がコマンドをＮＦＣ２０２に送信し（Ｓ８１６）、ＮＦＣ２０２がレスポンスをＮＦＣ１０６へ送信し（Ｓ８１７）、これにより、ＮＦＣの一連の通信が終了するものとする。すると、ＮＦＣ１０６は、制御部１０１に対して一連のＮＦＣ通信が終了したことを通知する（Ｓ８１８）。制御部１０１は、この通知を受信することでＮＦＣ通信の終了を検出すると、送電器へ制限解除を指示する（Ｓ８１９）。

送電器は、制御部１０１から制限解除を受信すると、受電器に対して制限解除（ＮＦＣ）通知を行い（Ｓ８２０）、受電器から確認応答を受信した（Ｓ８２１）後に、充電用送電を再開する（Ｓ８２２）。受電器は、制限解除（ＮＦＣ）を受信すると、以降は負荷の消費電力変動に基づく電力増加要求を行う。

このように、本実施形態では、ＮＦＣ通信が行われている間は、送電電力が制限されるため、ＮＦＣ通信に対して、例えば高調波や帯域外輻射によって干渉し、ＮＦＣ通信を妨害することを防ぐことができる。また、本実施形態では、受電装置２００がＮＦＣ２０２と受電部２０５とを有するものとして説明したが、受電装置２００はＮＦＣ２０２を有さなくてもよい。この場合であっても、例えば、受電装置２００と送電装置１００との間で無線電力伝送が行われている時に、送電装置１００の上に受電装置２００とは異なるＮＦＣタグが置かれた場合でも、同様の効果を得ることができる。

また、受電器は充電用送電停止（ＮＦＣ）通知を受け、制限解除（ＮＦＣ）通知を受信するまで、制御通信を行っているため、バッテリ２０６に充電可能であることを出力部２０７に継続して出力させることができる。これにより、ＮＦＣ通信中に受電装置２００の充電表示が消えるなどによってユーザビリティを損なうことを防ぐことができる。

また、上述の実施形態では、送電器は充電用送電を停止した後、少なくとも受電装置の制御部２０１および通信部２０４を起動するための電力（中電力）を送電するようにしている。送電装置１００は、受電器の認証情報をメモリ１０８に保存することが出来るため、制限解除の後に、受電器の認証を再度行うことなく、速やかに充電用送電を再開することができる。

また、上述の制限指示は、それに基づいて送電器が送電電力を制限するための情報であるため、必ずしも上述のような情報でなくてもよい。例えば、制限指示は、ＮＦＣ通信開始などの情報であってもよい。

また、上述の説明では、受電器が送電器に対して認証要求を送信するようにしたが、これに限られず、送電器が認証要求を送信し、受電器が認証応答を送信するようにしてもよい。さらに、送電器が送信する認証要求の中に、ＮＦＣ通信を保護するために充電用送電を行わないことを示す情報要素を格納してもよい。

また、上述の実施形態では、ＮＦＣ１０６のアンテナ３００に囲まれるように送電アンテナ１０５が配置されているとし、受電装置２００における受電アンテナ２０３とＮＦＣ２０２のＮＦＣアンテナとの関係も同様であるものとした。しかしながらこれに限られず、他の構成であってもよい。例えば、送電アンテナまたは受電アンテナに囲まれるように、ＮＦＣアンテナが配置されていてもよい。

また、ＮＦＣ１０６は、ＮＦＣタグを検出した可能性がある場合に通信開始通知を制御部１０１へ送信した。しかしながら、ＮＦＣ１０６は、ＮＦＣ通信の復調に失敗した場合にのみ、通信開始通知を制御部１０１へ送信するようにしてもよい。これにより、送電器が充電用電力を送電中であっても、ＮＦＣ通信が正しく送受信できている時は、送電器が充電用電力を制限せずに、ＮＦＣ通信と充電用電力の送電を両立することが可能となる。

また、上述の説明では、制御部１０１が送電器と別に存在するように説明したが、これらは一体であってもよい。同様に、送電部１０３と通信部１０４、制御部１０１が一体である構成や、さらにＮＦＣ１０６も一体である構成であってもよい。

また、送電器は、充電用送電停止（ＮＦＣ）通知を行うと共に、受電器に対して、負荷に電力を供給しないように指示してもよい。受電装置２００は、その通知に基づいて、負荷への電力供給を停止する。これにより、受電装置２００で消費する電力と、送電器が送電する電力のバランスをとることができる。例えば、送電器は中電力を送電するが、受電装置２００はバッテリを充電しようとする（中電力以上の電力を消費しようとする）という事象を防ぐことができる。

また、送電器は、制限指示を受けて制限解除を受信するまで、中電力以上は送電しない構成とし、受電器は、充電用送電停止（ＮＦＣ）通知を受信した場合、制限解除（ＮＦＣ）を受信するまで、送電器に電力増加要求をしないようにした。しかしながら、送電器は、制御部１０１から制限指示を受け制限解除を受信するまでの間、受電器から電力増加要求を受信したとしてもそれを拒否するようにしてもよい。この構成は、例えば、受信器が充電用送電停止（ＮＦＣ）通知を受信したことに応じて電力増加要求を送信しないようにする機能を有しない場合に有効である。この場合、受電器は、負荷の消費電力に基づいて電力増加要求を行うが、送電器が電力増加要求を拒否することにより、ＮＦＣ通信への干渉を防ぐことが可能となる。

本実施形態に係る無線電力伝送システムの電力伝送方式は特に限定されない。例えば、送電装置１００の共振器（共鳴素子）と、受電装置２００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磁界共鳴方式であってもよい。また電磁誘導方式、電界共鳴方式、マイクロ波方式、レーザー等を利用した電力伝送方式が用いられてもよい。

また、上述の説明では、送電装置１００における無線電力伝送の送電可能範囲において無線電力伝送と関係しない通信が影響を受ける場合の処理について説明した。ここで、ＮＦＣ通信は、無線電力伝送が影響を与える通信の一例であり、他の通信方式が用いられてもよい。例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）規格、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、ＧＰＳが用いられてもよい。

また、通信部１０４又は通信部２０４の制御通信は、送電アンテナ１０５から送電する電力に重畳して行われる、いわゆるインバンド通信でありうるが、これに限られない。すなわち、制御通信は、アウトバンド通信であってもよく、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（登録商標）規格、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅなどによって行われてもよい。

また、送電装置１００および受電装置２００は、例えば、撮像装置（カメラやビデオカメラ等）やスキャナ等の画像入力装置であってもよいし、プリンタやコピー機、プロジェクタ等の画像出力装置であってもよい。また、これらの装置は、ハードディスク装置やメモリ装置などの記憶装置であってもよいし、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）やスマートフォンなどの情報処理装置であってもよい。

＜＜その他の実施形態＞＞
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１００；送電装置、１０１：制御部、１０３：送電部、１０４：通信部、１０６：ＮＦＣ、２００：受電装置、２０１：制御部、２０２：ＮＦＣ、２０４：通信部、２０５：受電部

Claims (16)

1. 無線電力伝送において受電装置へ電力を送る送電手段と、
   前記無線電力伝送で用いられる電磁波の周波数と異なる周波数で通信を行う通信手段と、
   を有し、
   前記送電手段は、前記通信手段が通信を行っている場合に、前記受電装置へ送る電力を制限する、
   ことを特徴とする送電装置。
2. 前記送電手段は、前記受電装置へ送る電力を制限する場合、前記通信手段による通信への影響が所定レベル以下であるような電力を用いて、前記受電装置へ電力を送る、
   ことを特徴とする請求項１に記載の送電装置。
3. 前記送電手段は、さらに、前記無線電力伝送で用いられる電磁波によって制御通信を行うことができる、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の送電装置。
4. 前記通信手段が通信を行っている場合に、前記受電装置へ送られる電力が制限されることを、前記制御通信によって前記受電装置へ通知すると共に、前記制限を行う、
   ことを特徴とする請求項３に記載の送電装置。
5. 前記送電手段は、前記受電装置へ送る電力を制限している間、前記受電装置との間で前記制御通信を行う、
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の送電装置。
6. 前記送電手段は、さらに、前記送電手段の送電可能範囲に物体が存在することを検出することができ、
   前記送電手段は、前記送電手段の送電可能範囲に物体が存在することを検出した場合であって、当該物体と前記制御通信が行われない場合に、前記受電装置へ電力を送らない、
   ことを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の送電装置。
7. 前記送電手段は、前記物体と前記通信手段で通信できない場合はエラーを表示し、前記物体と前記通信手段で通信できる場合はエラーを表示しない、
   ことを特徴とする請求項６に記載の送電装置。
8. 前記受電装置は、前記送電手段から送られた電力を負荷へ供給することができ、
   前記送電手段は、前記受電装置へ送る電力を制限する場合に、前記負荷へ電力を供給しないように前記受電装置へ指示する、
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の送電装置。
9. 前記送電手段は、前記受電装置へ送る電力を制限している間、前記受電装置から当該電力の増加を要求された場合であっても、当該電力を増加させない、
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の送電装置。
10. 前記送電手段は、前記受電装置へ送る電力を制限している間に前記通信手段が通信を終了した場合、当該制限を解除する、
    ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の送電装置。
11. 無線電力伝送において送電装置から電力を受信する受電手段と、
    前記送電装置と通信を行う通信手段と、
    を有し、
    前記通信手段は、前記通信手段が前記送電装置から前記受電装置へ送られる電力が制限されることの通知を受信した場合に、前記送電装置へ、当該送電装置から送られる電力の増加の要求を行わないように制御される、
    ことを特徴とする受電装置。
12. 前記通信手段は、前記受電手段を介して前記送電装置と通信を行う、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の受電装置。
13. 無線電力伝送において受電装置へ電力を送る送電手段と、前記無線電力伝送で用いられる電磁波の周波数と異なる周波数で通信を行う通信手段と、を有する送電装置の制御方法であって、
    前記送電手段が、前記通信手段が通信を行っている場合に、前記受電装置へ送る電力を制限する工程を有する、
    ことを特徴とする制御方法。
14. 無線電力伝送において送電装置から電力を受信する受電手段と、前記送電装置と通信を行う通信手段と、を有する受電装置の制御方法であって、
    前記通信手段が前記送電装置から前記受電装置へ送られる電力が制限されることの通知を受信した場合に、前記送電装置へ、当該送電装置から送られる電力の増加の要求を行わないように前記通信手段を制御する工程を有する、
    ことを特徴とする制御方法。
15. 無線電力伝送において受電装置へ電力を送る送電手段と、前記無線電力伝送で用いられる電磁波の周波数と異なる周波数で通信を行う通信手段と、を有する送電装置に備えられたコンピュータに、
    前記通信手段が通信を行っている場合に、前記受電装置へ送る電力を前記送電手段に制限させる、
    ためのプログラム。
16. 無線電力伝送において送電装置から電力を受信する受電手段と、前記送電装置と通信を行う通信手段と、を有する受電装置に備えられたコンピュータに、
    前記通信手段が前記送電装置から前記受電装置へ送られる電力が制限されることの通知を受信した場合に、前記送電装置へ、当該送電装置から送られる電力の増加の要求を行わないように前記通信手段を制御させる、
    ためのプログラム。

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