JP2018102099A

JP2018102099A - 電子機器およびその制御方法、プログラム

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Publication number: JP2018102099A
Application number: JP2016248393A
Authority: JP
Inventors: 理湖山; Osamu Koyama
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2016-12-21
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2018-06-28
Also published as: US10483780B2; US20180175650A1

Abstract

【課題】非接触給電により受電可能な電力量が電子機器の動作は可能であるが、電池の充電が可能な電力に満たない場合でも、電子機器を安定して動作させ、電池の充電時間を短縮することができる技術を実現する。
【解決手段】電子機器は、充電可能な電池と、非接触で外部から電力を受電可能な受電手段と、前記外部から受電した電力で前記電池を充電する充電制御手段と、前記外部から受電した電力により得られる所定の電圧に基づいて機器の電源部と前記電池の少なくともいずれかに給電する状態に切り替える切替手段と、前記外部からの受電電力による前記機器の電源部への給電と前記電池の充電を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記外部から受電可能な電力量が前記機器の動作は可能であるが、前記電池の充電が可能な電力に満たない場合に、前記機器の動作時の消費電力を低減させるように前記所定の電圧を制御し、前記機器の動作時の消費電力よりも前記受電電力が上回った場合に前記外部から受電した電力により前記電池の充電を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、非接触給電システムに関する。

近年、機器同士を有線接続することなく、電磁誘導方式や磁気共鳴方式などにより非接触で電力を送電／受電する非接触給電システムが知られている。非接触給電システムは、送電／受電する電力などの各種情報を送電装置と受電装置がやり取りすることで実現する。この情報のやり取りには、例えばＮＦＣのような非接触通信を用いる方法や、より広い通信範囲を持つＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などが用いられる。

非接触給電はユーザの利便性向上が期待されている一方で、送電装置や受電装置のアンテナの位置関係や周辺環境によって送電装置から得られる受電電力が制限される場合や不安定になる場合がある。このため、受電電力により受電装置を動作させる場合、断続的であっても受電電力が変動（減少）し、装置の消費電力を下回り給電不足となった場合、装置のシステムダウンなどのおそれがある。このような給電不足は、受電電力が安定して小さい場合であっても消費電力が変動（増加）した場合に発生する可能性がある。特許文献１では、システムの負荷駆動電流に応じて二次電池への充電と二次電池からシステムへの給電を切り替え、システムの消費電力が変動してもシステムダウンしないように制御している。

特許４８３７４０８号公報特開平８−１８２２１９号公報特開２０００−０２９５４４号公報

しかしながら、上記特許文献１では、電池からシステムの負荷へ給電する電池給電時に電圧変換を行うため電圧変換損失が発生する。また、特許文献２や特許文献３では電池給電時における電圧変換損失は発生しないが、負荷の駆動電圧を常に電池電圧よりも高く設定する必要がある。また、二次電池を充電する場合は、一般的に電池電圧よりも高い電圧でなければ充電することができない。一方で、負荷の消費電流と駆動電圧によって負荷駆動時の電力損失は変化する。つまり、負荷駆動時に電力損失が最小となる負荷駆動電圧と、電池の充電電圧は必ずしも一致しない。

よって、送電装置からの受電電力に応じた入力電圧を変換した充電電圧を再度設定することなく負荷へ給電する場合には、負荷駆動時の電力変換効率を最適化することができない。また、送電装置からの受電電力が制限されている場合は、負荷駆動時の電力損失が小さいほど電池充電用の電力を確保できるが、負荷の駆動電圧が電池電圧に依存すると電力変換効率を最適化できないため電力損失を低減することができない。つまり、二次電池への充電電力を最大限に確保できないため充電時間が長くなってしまう。

本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、非接触給電により受電可能な電力量が電子機器の動作は可能であるが、電池の充電が可能な電力に満たない場合でも、電子機器を安定して動作させ、電池の充電時間を短縮することができる技術を実現することである。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の電子機器は、充電可能な電池と、非接触で外部から電力を受電可能な受電手段と、前記外部から受電した電力で前記電池を充電する充電制御手段と、前記外部から受電した電力により得られる所定の電圧に基づいて機器の電源部と前記電池の少なくともいずれかに給電する状態に切り替える切替手段と、前記外部からの受電電力による前記機器の電源部への給電と前記電池の充電を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記外部から受電可能な電力量が前記機器の動作は可能であるが、前記電池の充電が可能な電力に満たない場合に、前記機器の動作時の消費電力を低減させるように前記所定の電圧を制御し、前記機器の動作時の消費電力よりも前記受電電力が上回った場合に前記外部から受電した電力により前記電池の充電を行う。

本発明によれば、非接触給電により受電可能な電力量が電子機器の動作は可能であるが、電池の充電が可能な電力に満たない場合でも、電子機器を安定して動作させ、電池の充電時間を短縮することができる。

本実施形態の電子機器の構成例を示すブロック図。本実施形態の電子機器の動作例を示すフローチャート。本実施形態の電子機器の電力損失特性（ａ）と電圧変換損失特性（ｂ）と充電電圧（ｃ）を例示する図。

以下に、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、本発明を実現するための一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。また、後述する各実施形態の一部を適宜組み合わせて構成してもよい。

本実施形態の非接触給電システムでは、機器同士を有線接続しないで無線給電により機器の電池を充電可能である。無線給電では、送電装置のアンテナから放射した電磁波を受電装置のアンテナが受信することで電力の送受電を行う。また、非接触給電システムでは、送電／受電する電力などの各種情報を送電装置と受電装置が無線通信により送受信する。

＜装置構成＞まず、図１を参照して、本実施形態の電子機器の構成について説明する。

本実施形態の受電装置としての電子機器は、例えば、デジタルカメラなどの撮像装置１０であり、送電装置としての不図示の外部送電機器から送電される電力を受電する機能を有する。なお、受電装置としての電子機器は撮像装置１０に限られず、二次電池からの給電によって動作する電子機器であれば、タブレット型ＰＣやスマートフォン、音声データや映像データの再生を行う再生装置であってもよい。

受電部２０は、アンテナ２２、整合部２４および整流部２６を含み、外部送電機器から無線給電を受ける受電回路である。

アンテナ２２は、外部送電機器から放射された電磁波を受信し、無線電力を受電する。アンテナ２２は、例えば、パターンで形成されるループアンテナ等であり、データ通信用のアンテナと兼用してもよい。

整合部２４は、アンテナ２２からの受電電力を、伝達損失が無いように後段へ接続するための、インピーダンスマッチング回路などを有する。

整流部２６は、整合部２２からの交流電力を整流、平滑化するための整流回路などを有する。

受電電力検出部３０は、受電部２０により受電した電力を検出する検出回路である。受電電力の検出方法は、簡易的に受電電圧から受電した電力を換算する方法でもよい。

電圧変換部３２は、受電部２０により受電し、整流、平滑化された入力電圧Ｖｉｎを、充電可能な二次電池であるメイン電池４０の充電用の電圧や後述するカメラブロック５０の駆動用電圧に変換する。

消費電力検出部３４は、外部送電機器からの受電電力により撮像装置１０を駆動する外部給電制御時の消費電力、外部送電機器からの受電電力により電池を充電する外部充電時の消費電力、電池の電力により撮像装置１０を駆動する電池給電制御時の消費電力を検出する。なお、消費電力の検出は、後段にあるスイッチ部４４で行ってもよい。

損失演算部３６は、受電電力検出部３０で検出された受電電力Ｐｉｎと、消費電力検出部３４で検出された消費電力Ｐｏｕｔとを比較し、受電電力と消費電力の差分を演算する。損失演算部３６は、上記差分の演算において、電圧変換部３２での電圧変換損失も消費電力に含めて演算する。電圧変換損失は、外部給電制御時や外部充電制御時の消費電流と、電圧変換部３２における入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔにより変化し、図３（ｂ）に示すＶｉｎ／Ｖｏｕｔが所定の値ｂのときに最小となる。

充電制御部３８は、電圧変換部３２の出力電圧Ｖｏｕｔによりメイン電池４０の外部充電制御を行う。充電制御部３８は、メイン電池４０の状態に応じて、トリクル充電、定電流充電または定電圧充電のいずれかに制御を切り替え、電圧変換部３２の出力電圧Ｖｏｕｔを制御しながら、所定の充電電流や充電電圧でメイン電池４０を充電する。充電中は、図３（ｃ）に示すように、電圧変換部３２の出力電圧Ｖｏｕｔが第１の設定電圧Ｖｏｕｔ＿ｃに制御される。第１の設定電圧Ｖｏｕｔ＿ｃは充電電流により変化する値であり、充電電力は充電電流と出力電圧Ｖｏｕｔによって変化する。

電池電圧検出部４２は、メイン電池４０の電圧Ｖｂａｔｔを検出する。スイッチ部４４は、制御部４６により制御可能であり、外部送電機器からの受電電力により撮像装置１０を駆動する外部給電用の第１のスイッチＳＷ１、外部送電機器からの受電電力により電池を充電する外部充電用の第２のスイッチＳＷ２、電池の電力により撮像装置１０を駆動する電池給電用の第３のスイッチＳＷ３を含む。

第１のスイッチＳＷ１は、電圧変換部３２とカメラブロック５０の電源部５１の通電を断続（オン・オフ）する。第２のスイッチＳＷ２は、電圧変換部３２とメイン電池４０の通電を断続（オン・オフ）する。第３のスイッチＳＷ３は、電圧変換部３２とメイン電池４０およびカメラブロック５０の電源部５１の通電を断続（オン・オフ）する。第１のスイッチＳＷ１がオンされると、電圧変換部３２の出力電圧Ｖｏｕｔによりカメラブロック５０の電源部５１が給電される。第２のスイッチＳＷ２がオンされると、電圧変換部３２の出力電圧Ｖｏｕｔにより充電制御部３８を介してメイン電池４０が給電される。第３のスイッチＳＷ３がオンされると、メイン電池４０の出力電圧Ｖｂａｔｔによりカメラブロック５０の電源部５１が給電される。

また、外部給電のみを行う場合には、外部給電用の第１のスイッチＳＷ１がオン、外部充電用の第２のスイッチＳＷ２がオフ、電池給電用の第３のスイッチＳＷ３がオフになる。また、外部給電と外部充電を同時に行う場合には、外部給電用の第１のスイッチＳＷ１がオン、外部充電用の第２のスイッチＳＷ２がオン、電池給電用の第３のスイッチＳＷ３がオフになる。また、外部充電だけを行う場合には、外部給電用の第１のスイッチＳＷ１がオフ、外部充電用の第２のスイッチＳＷ２がオン、電池給電用の第３のスイッチＳＷ３がオンになる。さらに、電池給電を行う場合には、外部給電用の第１のスイッチＳＷ１がオフ、外部充電用の第２のスイッチＳＷ２がオフ、電池給電用の第３のスイッチＳＷ３がオンになる。

制御部４６は、ＣＰＵなどの演算処理回路やＲＡＭなどのメモリ回路を含み、ユーザ操作を受け付ける操作部５２からの操作信号に応じて、各種処理（プログラム）を実行して撮像装置１０の各ブロックの制御や、各ブロック間でのデータ転送を制御する。また、制御部４６は、外部送電機器と非接触でデータの読み出しと書き込みを行う変復調機能と、外部送電機器との通信状態の確認や、送電電力を設定するための通信機能を有する。また、制御部４６は、電圧変換部３２や消費電力検出部３４や損失演算部３６を監視し、電圧変換部３２の出力電圧Ｖｏｕｔの設定や充電制御部３８の充電電流、スイッチ部４４のオン／オフを制御する。

操作部５２は、スイッチやダイヤル、表示部５９上に設けられたタッチパネルなどからなり、ユーザ操作を受け付け、制御部４６に操作信号を送信する。操作部５２は、例えば、電源ボタン、記録開始ボタン、ズーム調整ボタン、オートフォーカスボタンなどの撮影に関連する各種操作を入力するスイッチ類を有する。また、操作部５２は、メニュー表示ボタン、決定ボタン、その他カーソルキー、ポインティングデバイス、タッチパネル等を備え、ユーザがこれらのキーやボタンを操作すると制御部４６に操作信号が送信される。

バス５３は、各種データ、制御信号、指示信号などを撮像装置１０の各ブロックの間で送受信するための汎用バスである。

撮像部５５は、レンズにより取り込まれた被写体の光学像を、絞りにより光量を制御して、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子により画像信号に変換し、アナログデジタル変換をして、メモリ５４に送信し、一時的に記憶させる。

画像処理部５６は、画像の記録や再生に必要な処理を実行する。画像処理部５６は、撮像部５５により取得され、メモリ５４に記憶されたデジタル画像信号に対し、ホワイトバランスや色、明るさなどをユーザに設定された設定値や画像の特性から判定した設定値に基づいて調整する画質調整処理を行う。また、画像処理部５６は、画質調整処理された複数のフレームの画像信号から動画データを生成する処理を行う。また、画像処理部５６は、画質調整処理された画像信号から静止画データを生成する処理を実行することができる。

画像処理部５６で生成された動画データ、静止画データは、メモリ５４における上記デジタル変換された画像信号が記憶されている領域以外の領域に記憶される。

音声入力部５７は、例えば、内蔵された無指向性のマイクまたは音声入力端子を介して接続された外部マイクなどにより、撮像装置１０の周囲の音声を集音（収音）し、取得したアナログ音声信号をデジタル信号に変換してメモリ５４に送信し、一時的に記憶させる。

音声処理部５８は、音声の記録再生に必要な処理を実行するもので、音声入力部５７により取得され、メモリ５４に記憶されたデジタル音声信号の、レベルの適正化処理や雑音低減処理等の処理を行う。また、音声処理部５８は、必要に応じて、音声信号を圧縮する処理を行う。音声処理部５８で生成された音声データは、メモリ５４に再び記憶される。

表示制御部６０は、表示部５９に画像を表示するための表示制御を行う。表示制御部６０は、メモリ５４に一時的に記憶されたデジタル画像信号を読み出して、表示部５９に表示させる。

また、記録再生部６１は、制御部４６から転送された静止画データを静止画ファイルとして、動画データと音声データを１つの動画ファイルとして記録媒体６２に記録する。また、記録再生部６１は、記録媒体６２に記録された静止画ファイルや動画ファイルを読み出す（再生する）。

出力部６３は、画像信号や音声信号を外部機器に対して出力する音声端子や映像端子である。

通信部６４は、不図示の外部送電機器などの送電装置その他の外部機器とデータの送受信を行う。通信部６４は、外部機器と近距離無線通信が可能であり、外部送電機器と無線給電を行うための各種情報などを送受信する。通信部６４で行う通信方式は、例えば、近距離無線規格であるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）であるが、ＮＦＣ（ＮｅａｒＦｉｅｌｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）などの近接無線通信を用いることもできる。

＜無線給電動作＞次に、図２を参照して、本実施形態の撮像装置１０による無線給電動作について説明する。

以下では、本実施形態の撮像装置１０による無線給電動作を、図１のブロック図と、図２のフローチャートを用いて説明する。なお、図２のフローチャートは、撮像装置１０が電池給電中であって外部送電機器から無線給電を受けていない状態で開始されるものとする。この場合、制御部４６は、スイッチ部４４の外部給電用の第１のスイッチＳＷ１がオフ、外部充電用の第２のスイッチＳＷ２がオフ、電池給電用の第３のスイッチＳＷ３がオンにし、電圧変換部３２の出力電圧Ｖｏｕｔの制御を行っていない状態である。

Ｓ２０１では、制御部４６は、受電部２０のアンテナ２２により不図示の外部送電機器からの電磁波を検波する。

Ｓ２０３では、制御部４６は、外部送電機器からの受電準備が完了するまで待ち、受電準備が完了したと判定した場合は処理をＳ２０５に進める。受電準備において、制御部４６は、外部送電機器と無線通信を行い、送受信機器間で相互認証を行って外部送電機器が電力の送受信が可能な機器であることを確認する（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）によるペアリング）。なお、受電準備として、送受電効率の演算や送受電可能な電力の確認、外部送電機器から送電する電力の設定などを行ってもよい。

Ｓ２０５では、制御部４６は、電圧変換部３２の出力電圧Ｖｏｕｔと、受電電力検出部３０で検出された受電電力Ｐｉｎと、消費電力検出部３４で検出された消費電力Ｐｏｕｔの監視を開始する。撮像装置１０の消費電力Ｐｏｕｔは、スイッチ部４４のオン、オフ状態を切り替えたときの、カメラブロック５０が消費する電力と、メイン電池４０を充電する電力と、電圧変換部３２での電圧変換損失による無効電力から求められる。外部給電用の第１のスイッチＳＷ１がオン、外部充電用の第２のスイッチＳＷ２がオフの場合は、カメラブロック５０が消費する電力と、電圧変換部３２での無効電力の和を消費電力とする。また、外部給電用の第１のスイッチＳＷ１がオフ、外部充電用の第２のスイッチＳＷ２がオンの場合は、メイン電池４０を充電する電力と、電圧変換部３２での無効電力の和を消費電力とする。また、外部給電用の第１のスイッチＳＷ１がオン、外部充電用の第２のスイッチＳＷ２がオンの場合は、カメラブロック５０が消費する電力と、メイン電池４０へ充電する電力と、電圧変換部３２での無効電力の和を消費電力とする。つまり、メイン電池４０からカメラブロック５０への供給される電力以外で、撮像装置１０が外部給電により消費する電力の和となる。

Ｓ２０７では、制御部４６は、外部送電機器から受電できる電力を演算する。ここで、受電電力の演算方法について説明する。受電電力は、外部送電機器からの受電電力によりメイン電池４０を充電制御することで演算される。まず、制御部４６は、メイン電池４０の電池電圧Ｖｂａｔｔに基づき、トリクル充電制御に必要な充電電圧Ｖｏｕｔ_ｃを印加できるように、電圧変換部３２の出力電圧Ｖｏｕｔを設定し、充電制御部３８の充電制御電流をトリクル充電用の電流値に設定する。そして、外部充電用の第２のスイッチＳＷ２をオンにする。次に、制御部４６は、トリクル充電可能な電力を受電できるように、通信部６４を介して外部送電機器へ送電電力の設定要求を送信する。ここで、制御部４６は、Ｓ２０５での電力監視によって受電電力過多や受電電力不足に陥ることがないように、外部送電機器と通信しながら受電電力制御を行う。次に、制御部４６は電力監視と受電電力制御により、受電電力と消費電力のバランスを保ちながら、電圧変換部３２の出力電圧と充電制御部３８の充電電流を制御し、急速充電（定電流充電）制御に移行する。次に、制御部４６は、外部送電機器から受電可能な範囲内で、メイン電池４０への充電電流値を高めていき、電池への充電電流値の上限か受電可能な電力上限のいずれかにかかったところで充電電流値を固定する。ここでは、充電電流値を大きくした際に、受電電力をどこまで確保できるかを実測値で検出し、送受電効率や送受電可能な電力を演算するようにしたが、受電電力と充電電流のどちらか一方が上限にかかる前に、確保できる受電電力を予測する方法でもよい。

Ｓ２０９では、制御部４６は、撮像装置１０の消費電力Ｐｏｕｔと受電可能な電力Ｐｉｎとの比較により電池給電制御から外部給電制御への切替が可能か判定する。制御部４６は外部給電可能と判定した場合は処理をＳ２１１に進め、外部給電不可と判定した場合は処理をＳ２２３に進める。なお、撮像装置１０の消費電力は、電池給電用の第３のスイッチＳＷ３に流れる電流と、メイン電池４０の電圧Ｖｂａｔｔを検出して演算して求めてもよい。また、撮像装置１０の動作モードごとの消費電力を予めテーブルとしてメモリ５４に保持しておき、テーブルから読み出すようにしてもよい。

Ｓ２１１では、制御部４６は、電圧変換部３２の出力電圧Ｖｏｕが第１の設定電圧Ｖｏｕｔ_ｃでカメラブロック５０の電源部５１に給電しながら、メイン電池４０を所定の閾値Ｉｏ以上の充電電流値Ｉｃで充電可能か判定する。制御部４６は充電可能と判定した場合は処理をＳ２３３に進め、外部給電不可と判定した場合は処理をＳ２１３に進める。所定の閾値Ｉｏは、予めメモリ５４に保持された電流値であり、メイン電池４０の充電状態、もしくは電池電圧に応じて変更してもよい。ここで、カメラブロック５０を駆動するための撮像装置１０の消費電力について説明する。電源部５１は入力電圧と出力電圧、消費電流に応じてスイッチング損失や導通損失が変化するため、電圧変換部３２と電源部５１で消費する無効電力も、入力電圧と出力電圧、消費電流のそれぞれの条件によって異なってくる。つまり、カメラブロック５０を駆動するための撮像装置１０の消費電力は、電圧変換部３２の入力電圧Ｖｉｎおよび出力電圧Ｖｏｕｔと、出力電圧Ｖｏｕｔでカメラブロック５０を駆動する場合の消費電流によって異なってくる。よって、カメラブロック５０を駆動するための撮像装置１０の消費電力を最も少なくするためには、受電状態（入力電圧が決定）とカメラの動作状態（消費電流が決定）に応じて、制御部４６が電圧変換部３２の出力電圧を制御すればよい。制御部４６は、電圧変換部３２への入力電圧Ｖｉｎと撮像装置１０の動作モードに応じた出力電圧値のテーブルを予めメモリ５４に保持しておき、テーブルから読み出すようにしてもよいし、その他の方法で演算してもよい。

Ｓ２１３では、制御部４６は、メイン電池４０を所定の閾値Ｉｏ以上の充電電流で充電することができないので、電圧変換部３２の出力電圧Ｖｏｕｔを制御して撮像装置１０の外部給電制御を行う。外部給電制御では、カメラブロック５０を駆動するための撮像装置１０の消費電力を低減するために、受電状態とカメラブロック５０の駆動状態に応じて、制御部４６が電圧変換部３２の出力電圧Ｖｏｕｔを第２の設定電圧Ｖｏｕｔ_ａに制御して外部給電を開始する。第２の設定電圧Ｖｏｕｔ_ａは、図３（ａ）に示すように、撮像装置１０の電力損失が最小となるような電圧値に対応する。図３（ａ）は撮像装置１０の負荷駆動時の電力損失と出力電圧Ｖｏｕｔの関係を例示している。第２の設定電圧Ｖｏｕｔ＿ａは、撮像装置１０のカメラブロック５０の駆動時の消費電流により変化する値であり、駆動電力は撮像装置１０の消費電流と出力電圧Ｖｏｕｔによって変化する。
また、カメラブロック５０への給電が瞬断しないように、制御部４６はメイン電池４０への充電制御停止または所定の電流値以下の充電電流とし、電池給電から外部給電に切り替えて電圧変換部３２の出力電圧Ｖｏｕｔの設定を変更する。また、スイッチ部４４は外部給電用の第１のスイッチＳＷ１がオン、外部充電用の第２のスイッチＳＷ２がオフ、電池給電用の第３のスイッチＳＷ３がオフとなる。また、受電電力過多や受電電力不足に陥ることがないように、制御部４６は外部送電機器と通信しながら受電電力制御を同時に行う。なお、出力電圧Ｖｏｕｔが第２の設定電圧Ｖｏｕｔ_ａの下限閾値以下となった場合には外部給電から電池給電状態に切り替わる。

Ｓ２１５では、制御部４６は、外部送電機器からの受電電力Ｐｉｎと、撮像装置１０の消費電力Ｐｏｕｔとを比較する。ここで、制御部４６は、受電電力Ｐｉｎと消費電力量Ｐｏｕｔがほぼ等しく、差分が生じていないか判定し、差分が生じたと判定すると処理をＳ２１７に進める。

Ｓ２１７では、制御部４６は、Ｓ２１５での比較の結果、消費電力Ｐｏｕｔが受電電力Ｐｉｎを上回っていると判定した場合は処理をＳ２３１に進め、消費電力Ｐｏｕｔが受電電力Ｐｉｎを下回っていると判定した場合は処理をＳ２１９に進める。

Ｓ２１９では、制御部４６は、電圧変換部３２の出力電圧Ｖｏｕｔを第１の設定電圧Ｖｏｕｔ＿ｃに設定して、外部給電制御と外部充電制御を同時に行う。ここで、制御部４６は、電圧変換部３２の出力電圧を第２の設定電圧Ｖｏｕｔ_ａから第１の設定電圧Ｖｏｕｔ_ｃに変更する。また、制御部４６は、スイッチ部４４の外部給電用の第１のスイッチＳＷ１をオン、外部充電用の第２のスイッチＳＷ２をオン、電池給電用の第３のスイッチＳＷ３をオフにする。

Ｓ２２１では、制御部４６は、電池電圧検出部４２によりメイン電池４０の電圧Ｖｂａｔｔを検出し、充電が完了したか判定する。制御部４６は充電が完了していないと判定した場合は処理をＳ２１５に戻し、受電電力Ｐｉｎと消費電力Ｐｏｕｔの比較から処理を繰り返す。また、制御部４６は充電が完了したと判定した場合は処理をＳ２４１に進める。

Ｓ２１７で消費電力が受電電力を上回る場合、Ｓ２３１では、制御部４６は、撮像装置１０の動作モードが変更されたか判定する。制御部４６は、撮像装置１０の動作モードに変更がないと判定した場合は処理をＳ２１３に戻し、外部充電を停止して、電圧変換部３２の出力電圧を第１の設定電圧Ｖｏｕｔ_ｃから第２の設定電圧Ｖｏｕｔ_ａに変更する。ここでは、Ｓ２１３で撮像装置１０の消費電力を低減して得られた余剰電力を、Ｓ２１９でメイン電池４０への充電電力として消費し、所定の受電電力に対して消費電力の増減を意図的に制御することでバランスを保っている。つまり、電圧変換部３２の出力電圧Ｖｏｕｔが第２の設定電圧Ｖｏｕｔ_ａで電力を蓄積し、第１の設定電圧Ｖｏｕｔ_ｃで電力を放出する、このサイクルを繰り返すことでメイン電池４０への充電を断続的に行うことができる。仮に、電圧変換部３２の出力電圧が第１の設定電圧Ｖｏｕｔ_ｃのまま固定であれば、撮像装置１０の消費電力を低減できていないため、余剰電力を得られず、メイン電池４０への充電を行うことはできない。

また、制御部４６は、Ｓ２３１で撮像装置１０の動作モードが変更されたと判定した場合は処理をＳ２０９に戻し、外部給電可能か否かの判定から同様の処理を繰り返す。

Ｓ２４１では、制御部４６は、外部充電制御を停止して、外部給電制御に切り替える。制御部４６は、スイッチ部４４を制御して、外部給電用の第１のスイッチＳＷ１がオン、外部充電用の第２のスイッチＳＷ２がオフ、電池給電用の第３のスイッチＳＷ３がオフにする。また、制御部４６は電圧変換部３２の出力電圧Ｖｏｕｔを第１の設定電圧Ｖｏｕｔ_ｃから第２の設定電圧Ｖｏｕｔ_ａに変更する。また、受電電力過多や受電電力不足に陥ることがないように、制御部４６は外部送電機器と通信しながら受電電力制御を同時に行う。

Ｓ２４２では、制御部４６は、外部給電制御を停止するか判定し、外部給電制御を停止すると判定した場合は処理を２４５に進め、外部給電制御を停止しないと判定した場合は処理をＳ２４３に進める。

Ｓ２４３では、制御部４６は、電池の再充電を行うか判定し、再充電を行うと判定した場合は処理をＳ２１１に戻し、外部充電可能か否かの判定から同様の処理を繰り返す。また、制御部４６は、再充電を行わないと判定した場合は処理をＳ２４２に進める。

Ｓ２４５では、制御部４６は、電池給電制御に切り替えて、外部送電機器からの受電を停止する。制御部４６は、スイッチ部４４を制御して、外部給電用の第１のスイッチＳＷ１がオフ、外部充電用の第２のスイッチＳＷ２がオフ、電池給電用の第３のスイッチＳＷ３がオンにする。

また、Ｓ２０９で外部給電不可と判定した場合、Ｓ２２３に進み、制御部４６は、外部充電を行うか判定し、外部充電を行うと判定した場合は処理をＳ２２５に進め、外部充電を行わないと判定した場合は処理を２０５に戻し、電力の監視から同様の処理を行う。

Ｓ２２５では、制御部４６は、電圧変換部３２の出力電圧Ｖｏｕｔを第１の設定電圧Ｖｏｕｔ_ｃに制御する。また、制御部４６は、スイッチ部４４を制御して、外部給電用の第１のスイッチＳＷ１をオフ、外部充電用の第２のスイッチＳＷ２をオン、電池給電用の第３のスイッチＳＷ３をオンにする。

Ｓ２２７では、制御部４６は、電池電圧検出部４２によりメイン電池４０の電圧Ｖｂａｔｔを検出し、充電が完了したか判定する。制御部４６は充電が完了したと判定した場合は処理をＳ２４１に進め、充電が完了していないと判定した場合は処理をＳ２２９に進める。

Ｓ２２９では、制御部４６は、外部送電機器からの受電電力Ｐｉｎと、撮像装置１０の消費電力Ｐｏｕｔとを比較する。ここで、制御部４６は、受電電力Ｐｉｎと消費電力量Ｐｏｕｔがほぼ等しく、差分が生じていないか判定し、差分が生じていないと判定した場合は処理をＳ２２７に進めて、充電完了判定を行う。また、制御部４６は、差分が生じたと判定した場合は処理をＳ２１５に戻し、外部充電による消費電力量Ｐｏｕｔと受電電力量Ｐｉｎが等しくなるように充電制御部３８により充電電流を制御する。

また、Ｓ２１１で外部充電可能と判定した場合、Ｓ２３３に進み、制御部４６は、電圧変換部３２の出力電圧Ｖｏｕｔを第１の設定電圧Ｖｏｕｔ_ｃとして、外部給電制御と外部充電制御を同時に行う。制御部４６は、スイッチ部４４を制御して、外部給電用の第１のスイッチＳＷ１はオン、外部充電用の第２のスイッチＳＷ２はオン、電池給電用の第３のスイッチＳＷ３はオフにする。

Ｓ２３５では、制御部４６は、電池電圧検出部４２によりメイン電池４０の電圧Ｖｂａｔｔを検出し、充電が完了したか判定する。制御部４６は充電が完了したと判定した場合は処理をＳ２４１に進め、充電が完了していないと判定した場合は処理をＳ２３９に進める。

Ｓ２３９では、制御部４６は、外部送電機器からの受電電力Ｐｉｎと、撮像装置１０の消費電力Ｐｏｕｔとを比較する。ここで、制御部４６は、受電電力Ｐｉｎと消費電力量Ｐｏｕｔがほぼ等しく、差分が生じていないか判定し、差分が生じていないと判定した場合は処理をＳ２３５に進めて、充電完了判定を行う。また、制御部４６は、差分が生じたと判定した場合は処理をＳ２３３に戻し、外部充電による消費電力量Ｐｏｕｔと受電電力量Ｐｉｎが等しくなるように充電制御部３８により充電電流を制御する。

上述したように、外部から受電する電力は、機器同士のアンテナの位置や向きや周辺環境（遮蔽物の有無など）によって変化し、受電電力が制限される場合や不安定になる場合がある。このような場合には、受電電力で受電装置を動作させることができるが、電池充電のための電力は継続的に確保できない。このような状況下で、本実施形態では、撮像装置１０の消費電力を低減させるように外部給電時の出力電圧Ｖｏｕｔを制御する。すなわち、外部給電時の出力電圧Ｖｏｕｔを撮像装置１０の動作時の電力損失が最小となるような第２の設定電圧Ｖｏｕｔ＿ａに制御し、これにより得られた余剰電力で充電を行う。また、受電電力Ｐｉｎよりも撮像装置１０の消費電力Ｐｏｕｔが上回ったならば（Ｓ２１７でＹＥＳ）外部充電制御を停止する。このようにして、外部から無線給電により受電可能な電力量が受電装置の動作は可能であるが、電池の充電が可能な電力に満たない場合でも、受電装置を安定して動作させ、電池の充電時間を短縮することができるようになる。

［その他の実施形態］
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。

１０…撮像装置、２０…受電部、３０…受電電力検出部、３２…電圧変換部、３４…消費電力検出部、３６…損失演算部、３８…充電制御部、４０…メイン電池、４２…電池電圧検出部、４４…スイッチ部、４６…制御部、５０…カメラブロック、５１…電源部

Claims

充電可能な電池と、
非接触で外部から電力を受電可能な受電手段と、
前記外部から受電した電力で前記電池を充電する充電制御手段と、
前記外部から受電した電力により得られる所定の電圧に基づいて機器の電源部と前記電池の少なくともいずれかに給電する状態に切り替える切替手段と、
前記外部からの受電電力による前記機器の電源部への給電と前記電池の充電を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記外部から受電可能な電力量が前記機器の動作は可能であるが、前記電池の充電が可能な電力に満たない場合に、前記機器の動作時の消費電力を低減させるように前記所定の電圧を制御し、前記機器の動作時の消費電力よりも前記受電電力が上回った場合に前記外部から受電した電力により前記電池の充電を行うことを特徴とする電子機器。
前記制御手段は、前記受電電力により前記機器への給電を行う場合に、前記所定の電圧を、前記機器の動作時の電力損失が最小となるような第２の設定電圧に制御することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記制御手段は、前記受電電力により前記機器への給電を行う場合に、前記受電電力と前記機器の動作時の消費電力とを比較し、前記受電電力と前記機器の動作時の消費電力とが等しくなるように制御す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。
前記制御手段は、前記機器の動作時の消費電力が前記受電電力を上回った場合には、前記電池の充電を停止す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。
前記制御手段は、前記受電電力により前記電池の充電を行う場合に、前記所定の電圧をトリクル充電用の第１の設定電圧に制御す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、前記受電電力による前記電池の充電が完了した後は、前記受電電力による前記機器への給電に切り替える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。
前記制御手段は、前記第２の設定電圧が閾値以下となった場合は、前記受電電力による前記機器への給電を前記電池による給電に切り替えるように制御することを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
前記切替手段は、前記受電電力により前記機器への給電を行う場合にオンされる第１のスイッチと、前記受電電力により前記電池の充電を行う場合にオンされる第２のスイッチと、前記電池により前記機器への給電を行う場合にオンされる第３のスイッチと、を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の電子機器。
前記受電電力に応じた入力電圧を前記所定の電圧に変換する電圧変換手段と、前記受電電力を検出する受電電力検出手段と、前記受電電力により前記機器の動作時および前記電池の充電時の消費電力を検出する消費電力検出手段と、前記電池の電圧を検出する電池電圧検出手段と、をさらに有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の電子機器。
前記機器の動作時の消費電力は、前記電池から供給される電力以外で、前記受電電力により機器が消費する電力の和に対応することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の電子機器。
充電可能な電池と、
非接触で外部から電力を受電可能な受電手段と、
前記外部から受電した電力で前記電池を充電する充電制御手段と、
前記外部から受電した電力により得られる所定の電圧に基づいて機器の電源部と前記電池の少なくともいずれかに給電する状態に切り替える切替手段と、を有する電子機器の制御方法であって、
前記外部からの受電電力による前記機器の電源部への給電と前記電池の充電を制御する制御ステップを有し、
前記制御ステップでは、前記外部から受電可能な電力量が前記機器の動作は可能であるが、前記電池の充電が可能な電力に満たない場合に、前記機器の動作時の消費電力を低減させるように前記所定の電圧を制御し、前記機器の動作時の消費電力よりも前記受電電力が上回った場合に前記外部から受電した電力により前記電池の充電を行うことを特徴とする電子機器の制御方法。
コンピュータを、請求項１から１０のいずれか１項に記載された電子機器の制御手段として機能させるためのプログラム。