JP2018133859A - 非接触給電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】非接触給電とP2PモードによるNFC通信が時分割に実行されるNFC給電システムにおいて、NFC通信から給電処理に処理が移行している際に、NFC通信のLLCPリンクコネクションが切れると、非接触給電後、NFC通信に処理が戻った際に通信が継続出来なくなる。【解決手段】上記目的を達成するために、本発明はコネクション型の通信プロトコルに従って通信を行う無線通信手段と、前記無線通信手段による通信のコネクションのタイムアウト時間を管理するコネクションタイムアウト時間管理手段と、非接触で受電機器に給電を行う非接触給電手段と、前記非接触給電手段による給電時間を管理する非接触給電時間管理手段と、前記無線通信手段と前記非接触給電手段とを排他的に実行するよう制御する制御手段とを備え、コネクションタイムアウト時間は非接触給電時間よりも長いことを特徴とする。【選択図】図1
Description
本発明は、受電装置に対し非接触で電力を供給することが可能な非接触給電装置に関するものである。
近年、コネクタで物理的に接続することなく非接触で電力を出力するための1次コイルをアンテナとして持つ給電装置と、給電装置から供給される電力を非接触で受け付けるための2次コイルをアンテナとして持つ受電装置とを含む非接触給電システムが知られている。このようなシステムにおいて、給電装置は電力を受電装置に送信し、また受電装置を制御するための通信コマンドを受電装置に送信する技術が公開されている。
例えば、特許文献1では、受電装置への非接触電力伝送と、通信コマンドによる非接触通信を時分割で行う充電器が提案されている。
しかしながら、特許文献1記載の従来技術では、電力伝送期間と通信期間に関しては言及されていない。例えば、NFC(Near Field Communication)規格のP2P(Peer to Peer)モードで無線通信を行う場合、LLCP(Logical Link Control Protocol)と呼ばれるデータリンク層プロトコルを使用して相互通信をサポートする。LLCPでは、コマンドを送信する側をイニシエータ、受信する側をターゲットと呼び、イニシエータ−ターゲット間のコネクションを張る。
コネクションを維持するために、イニシエータ及びターゲットは所定の時間以内にSYMM(Symmetry)というデータを送り合う必要がある。NFC通信から電力伝送に処理が移行している間にLLCPのコネクションが切断されると、電力伝送処理から再びNFC通信に処理が戻った際に通信処理が継続できなくなるという問題がある。
上記目的を達成するために、本発明はコネクション型の通信プロトコルに従って通信を行う無線通信手段と、前記無線通信手段による通信のコネクションのタイムアウト時間を管理するコネクションタイムアウト時間管理手段と、非接触で受電機器に給電を行う非接触給電手段と、前記非接触給電手段による給電時間を管理する非接触給電時間管理手段と、前記無線通信手段と前記非接触給電手段とを排他的に実行するよう制御する制御手段とを備え、コネクションタイムアウト時間は非接触給電時間よりも長いことを特徴とする。
本発明によれば、無線通信のコネクションのタイムアウト時間を電力伝送時間より長くし、無線通信の切断を回避することが可能である。
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、本発明の実施例1による給電装置について、図面を参照して詳細に説明する。
(非接触給電システムの概要説明)
図1は、本発明における非接触給電システムの構成を示した図である。実施例に係るシステム構成は、図1に示すように、給電装置100と、給電装置100と通信を行い、電力の供給を受ける電子機器200とで構成される。給電装置100周囲の所定の範囲内に電子機器200が存在する場合において、給電装置100は給電アンテナ108を介して非接触により通信を行い、電子機器200が受電可能な機器かを判断する。
以下、本発明の実施例1による給電装置について、図面を参照して詳細に説明する。
(非接触給電システムの概要説明)
図1は、本発明における非接触給電システムの構成を示した図である。実施例に係るシステム構成は、図1に示すように、給電装置100と、給電装置100と通信を行い、電力の供給を受ける電子機器200とで構成される。給電装置100周囲の所定の範囲内に電子機器200が存在する場合において、給電装置100は給電アンテナ108を介して非接触により通信を行い、電子機器200が受電可能な機器かを判断する。
電子機器200が受電可能な機器だと分かると、給電アンテナ108を介して給電用の電力を出力して電子機器200に電力を供給する。受電アンテナ201を有する電子機器200は、受電アンテナ201を介して給電装置100から出力される電力を非接触により受け付ける。給電装置100周囲の所定の範囲内に電子機器200が存在しない場合、給電装置100は電子機器200が所定の範囲内に存在しているか否かを検出するために、微弱な電力を一定間隔で出力する。検出の仕方は後述する。なお、所定の範囲とは、電子機器200が給電装置100から供給される電力によって、通信を行うことができる範囲である。
なお、給電装置100は複数の電子機器に対しても、並行して電力を非接触で供給することが可能なものとする。電子機器200は、2次電池211から供給される電力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、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置、音声データや映像データの再生を行うプレイヤ等の再生装置であってもよい。また、電子機器200は、2次電池211から供給される電力によって駆動する車のような移動装置であってもよい。また、電子機器200は、2次電池211が装着されていない場合に、給電装置100から供給される電力によって動作可能な電子機器であってもよいものとする。
(給電装置100及び電子機器200のブロック図の説明)
図2は、本発明における給電装置100と、電子機器200とを有する本システムの内部構成例を示した図である。まず、給電装置100の内部構成例について説明を行う。給電装置100は、図2に示すように、発振器101、電力送信回路102、反射電力検出回路103、整合回路104、CPU105、変復調回路106、タイマー107、給電アンテナ108、ROM109、RAM110、変換部111、記録部112、表示部113、操作部114及び通信部115を有する。さらに、記録部112は記録媒体112aを有する。
図2は、本発明における給電装置100と、電子機器200とを有する本システムの内部構成例を示した図である。まず、給電装置100の内部構成例について説明を行う。給電装置100は、図2に示すように、発振器101、電力送信回路102、反射電力検出回路103、整合回路104、CPU105、変復調回路106、タイマー107、給電アンテナ108、ROM109、RAM110、変換部111、記録部112、表示部113、操作部114及び通信部115を有する。さらに、記録部112は記録媒体112aを有する。
発振器101は、AC電源から変換部111を介して供給される電力をCPU105によって設定された目標値に対応する電力に変換して電子機器200に供給するために用いられる高い周波数を発振する。なお、発振器101は、水晶振動子等を用いる。電力送信回路102は、変換部111から供給される電力と、発振器101によって発振される周波数とに応じて、給電アンテナ108を介して電子機器200に供給するための電力を生成する。
この際、所定の給電方法に則って電子機器200に電力を供給する。所定の給電方法とは、例えば、磁界共鳴方式や電磁誘導方式を用いた給電方法である。電力送信回路102は、内部にFET等を有し、発振器101によって発振される周波数に応じて、内部のFETのソース・ドレインの端子間に流れる電流を制御することにより、電子機器200に供給するための電力を発生させる。なお、電力送信回路102によって生成された電力は、反射電力検出回路103と整合回路104を介して、給電アンテナ108に供給される。また、電力送信回路102によって生成される電力には、第1の電力と、第2の電力とがある。
第1の電力は、給電装置100が電子機器200を制御するためのコマンドを電子機器200に送信するための電力である。第2の電力は、給電装置100が電子機器200に対して給電を行う場合に電子機器200に供給するための電力である。また、第2の電力は第1の電力よりも大きい電力であるものとする。例えば、第1の電力は、2W以下の電力であり、第2の電力は、3W〜10Wまでの電力である。
なお、給電装置100が第1の電力を電子機器200に供給している場合、給電装置100は給電アンテナ108を介してコマンドを電子機器200に送信することができる。しかし、給電装置100が第2の電力を電子機器200に供給している場合、給電装置100は給電アンテナ108を介してコマンドを電子機器200に送信することができない。また、第1の電力は、給電装置100が電子機器200以外のどのような機器に対しても、給電装置100がコマンドを送信できるようにCPU105によって設定される電力である。
CPU105は、電子機器200に供給するための電力を、第1の電力及び第2の電力のいずれか一つに切り替えるように電力送信回路102を制御する。反射電力検出回路103は電力送信回路102で発生した電力の進行波と給電アンテナ108から受信した反射波の電圧を測定し、電圧定在波比を検出する。ここで、電圧定在波(VSWR:Voltage Standing Wave Ratio)とは、進行波と反射波の電圧関係を示す数値であり、
VSWR=(1+ρ)/(1−ρ)
で表される。
VSWR=(1+ρ)/(1−ρ)
で表される。
但し、ρ=(Z−Zo)/(Z+Zo)=Vr/Vf
(Z:付加インピーダンス、Zo伝送線路の特性インピーダンス、Vf:進行波の振幅電圧、Vr:反射波の振幅電圧)
である。
(Z:付加インピーダンス、Zo伝送線路の特性インピーダンス、Vf:進行波の振幅電圧、Vr:反射波の振幅電圧)
である。
このVSWRを検出する事で、インピーダンスがマッチングしているかどうかが分かる。インピーダンスがマッチングした状態は反射波の振幅電圧がゼロとなりZ=ZoでVSWRは1となる。VSWRが1に近いほど、反射電力が少なく、給電装置100から外部の電子機器200に対して供給される電力の損失が少なく、効率が良い状態であることを示す。
整合回路104は、可変コンデンサ、コンデンサ、可変コイル、コイル、可変抵抗、抵抗等の素子で構成される。整合回路104は、これらの素子に応じて、整合検出回路103側の伝送路のインピーダンスと給電アンテナ108との間のインピーダンスのマッチングを行う。また、整合回路104は、上記の素子の全てを有す必要はない。
更に、整合回路104は、発振器101によって発振される周波数に応じて、給電アンテナ108と、CPU105により選択された給電の対象となる機器が有する受電アンテナとの間で共振を行うための共振回路でもある。なお、共振周波数fは、給電装置100と、給電装置100が給電の対象となる電子機器200とが共振するための周波数である。給電装置100と、給電装置100が給電の対象となる電子機器200とが共振を行うための周波数を以下「共振周波数f」と呼ぶ。
下記の数式(1)は、共振周波数fを示す。Lは、整合回路104のインダクタンス、Cは整合回路104のキャパシタンスを示す。
なお、CPU105は、整合回路104の可変コンデンサや可変コイルの値を制御することによって、発振器101によって発振される周波数で給電アンテナ108から出力される電力が共振周波数fになるように設定する。共振周波数f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。
CPU105は、AC電源と給電装置100とが接続されている場合、AC電源から変換部111を介して供給される電力によって、給電機器100の各部を制御する。また、CPU105は、ROM109に記録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、給電装置100の各部の動作を制御する。CPU105は電力送信回路102を制御することにより電子機器200に供給する電力を制御する。また、CPU105は、変復調回路106を制御することにより、コマンドを電子機器200に送信する。
変復調回路106は、電子機器200を制御するためのコマンドを電子機器200に送信するために、予め定められたプロトコルに応じて、電力送信回路102によって生成された電力の変調を行う。予め定められたプロトコルとは、例えば、NFC規格と互換性がある通信プロトコルである。電力送信回路102によって生成された電力は、変復調回路106によって、電子機器200と通信を行うためのコマンドとして、パルス信号に変換され、給電アンテナ108を介して電子機器200に送信される。
また、NFC規格のP2Pモードで通信を行う場合、LLCPと呼ばれるデータリンク層プロトコルを使用して電子機器200との相互通信を行う。LLCPではコマンドを送信する側をイニシエータ、受信する側をターゲットと呼び、イニシエータ−ターゲット間のコネクションを張る。なお、実施例1ではイニシエータを給電装置100、ターゲットを電子機器200として説明を行うものとする。CPU105は、電子機器200とのコネクションを維持するために、給電アンテナ108を介して所定の時間間隔毎にSYMM情報を電子機器200と送り合う必要がある。
以下、SYMM情報を送り合う時間間隔をコネクションタイムアウト時間と呼ぶ。コネクションタイムアウト時間は、PAX(Parameter Exchange) PDU(Protocol Data Unit)コマンドを用いてLTO(Link Timeout)パラメータを変更することで変更可能であり、CPU105は、コネクションタイムアウト時間を変更しRAM110に設定する。
電子機器200に送信されたパルス信号は、電子機器200により解析されることによって、「1」の情報と、「0」の情報とを含むビットデータとして検出される。なお、コマンドには、宛先を識別するための識別情報及びコマンドによって指示される動作を示すコマンドコード等が含まれる。なお、CPU105は、コマンドに含まれる識別情報を変更するように変復調回路106を制御することによって、電子機器200だけにコマンドを送信することもできる。また、CPU105は、コマンドに含まれる識別情報を変更するように変復調回路106を制御することによって、電子機器200及び電子機器200以外の機器に対しても、コマンドを送信することもできる。
変復調回路106は、電力送信回路102によって発生された電力を、振幅変位を利用したASK(Amplitude Shift Keying)変調によって、パルス信号に変換する。ASK変調は、振幅変位を利用した変調であり、ICカードと非接触により通信を行うカードリーダとの通信等で用いられる。
変復調回路106は、変復調回路106に含まれるアナログ乗算器や負荷抵抗をスイッチングさせることにより電力送信回路102によって生成された電力の振幅を変更することによって、パルス信号に変更する。変復調回路106によって変更されたパルス信号は、給電アンテナ108に供給され、コマンドとして電子機器200に送信される。さらに、変復調回路106は、所定の符合化方式による符合化回路を有する。
また、変復調回路106は、整合回路104において検出される給電アンテナ108に流れる電流の変化に応じて、電子機器200に送信したコマンドに対する電子機器200からの返答を符号化回路により復調することができる。このことによって、変復調回路106は、負荷変調方式によって電子機器200に送信したコマンドに対する返答を、電子機器200から受信することができる。変復調回路106は、CPU105からの指示に応じてコマンドを電子機器200に送信する。さらに、変復調回路106は、電子機器200からの返答を受信した場合、受信した返答を復調してCPU105に供給する。
タイマー107は、現在の時刻や各部で行われる動作や処理に関する時間を計測する。また、タイマー107によって計測される時間に対する閾値は、ROM109にあらかじめ記録されている。給電アンテナ108は、電力送信回路102により生成された電力を外部に出力するためのアンテナである。給電装置100は、給電アンテナ108を介して電子機器200に電力を供給したり、給電アンテナ108を介して電子機器200にコマンドを送信する。また、給電装置100は、給電アンテナ108を介して、電子機器200に送信したコマンドに対応する応答及び電子機器200から送信された情報を受信する。
ROM109は、給電装置100の各部の動作を制御するコンピュータプログラム及び各部の動作に関するパラメータ等の情報を記録する。また、ROM109は、表示部113に表示させるための映像データを記録している。RAM110は、書き換え可能な不揮発性メモリであり、一時的に給電装置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パラメータや給電を制御するためのフラグ等の情報、コネクションタイムアウト時間情報、変復調回路106によって電子機器200から受信した情報等を記録する。
変換部111は、AC電源と給電装置100とが接続されている場合、AC電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を給電装置100全体に供給する。記録部112は、通信部115によって受信された映像データや音声データ等のデータを記録媒体112aに記録する。また、記録部112は、映像データや音声データ等のデータを記録媒体112aから読み出し、RAM110、通信部115及び表示部113に供給することもできる。なお、記録媒体112aは、ハードディスクやメモリカード等であってもよく、給電装置100に内蔵されていても、給電装置100に着脱可能な外部の記録媒体であってもよい。
表示部113は、記録部112によって記録媒体112aから読み出される映像データ、RAM110から供給される映像データ、ROM109から供給される映像データ及び通信部115から供給される映像データのいずれか一つの映像データを表示する。映像データとは、電子機器200のエラー情報等をユーザに通知するためのメッセージ等である。表示部113は、記録媒体112aから読み出された映像データやROM109にあらかじめ記録されているアイコンやメニュー画面等を表示することもできる。
操作部114は、給電装置100を操作するためのユーザインターフェースを提供する。操作部114は、給電装置100を操作するための電源ボタン、給電装置100の動作モードを切り換えるモード切換ボタン、給電装置100の設定を変更するための設定変更ボタン等を有し、各ボタンはスイッチ、タッチパネル等により構成される。CPU105は、操作部114を介して入力されたユーザの指示に従って給電装置100を制御する。なお、操作部114は、不図示のリモートコントローラから受信したリモコン信号に応じて給電装置100を制御する対象物であってもよい。
通信部115は、RAM109及び記録媒体112aのいずれか一つから供給された映像データや音声データを電子機器200に送信する。また、通信部115は、電子機器200から給電装置100に送信される映像データや音声データを受信する。
例えば、通信部115は、USB(Universal Serial Bus)やHDMI(High−Definition Multimedia Interface)(登録商標)等のインターフェースに応じて通信を行ってもよい。また、通信部115は、非接触通信方式に準拠した通信を行ってもよい対象物とする。例えば、通信部115は、無線LAN規格に規定されている802.11a、b、g、n、ac規格に応じて非接触通信を行ってもよい。通信部115は、無線LAN規格に準拠した信号に変調することにより映像データや音声データの送信や受信を行ってもよい。
なお、通信部115は、変復調回路106によりコマンドが給電アンテナ108を介して電子機器200に送信されている場合であっても、電子機器200から映像データや音声データを受信したり、映像データや音声データを電子機器200に送信することができる。また、通信部115は、コマンドに対応する返答が給電アンテナ108を介して電子機器200から変復調回路106により受信されている場合でも、電子機器200から映像データや音声データを受信したり、映像データや音声データを電子機器200に送信することができる。
また、通信部115は、給電アンテナ108を介して、第2の電力を電子機器200に供給している場合であっても、電子機器200から映像データや音声データを受信したり、映像データや音声データを電子機器200に送信することができる。また、通信部115は、電子機器200を制御するための信号やデータを給電装置100から電子機器200に送信することができる。また、通信部115は、電子機器200から給電装置100に送信されるデータや信号を受信することができる。
給電装置100は、さらに不図示のスピーカ部を有していてもよい。不図示のスピーカ部は、記録部112によって記録媒体112aから読み出される音声データ、ROM109から供給される音声データ、RAM110から供給される音声データ及び通信部115から供給される音声データのいずれか一つを出力する対象物とする。
次に、電子機器200の内部構成例について説明を行う。なお、電子機器200の一例として、デジタルスチルカメラを挙げ、以下に説明を行うものとする。電子機器200は、受電アンテナ201、整合回路202、整流平滑回路203、変復調回路204、CPU205、ROM206、RAM207、電力検出部208、レギュレータ209、充電制御部210、2次電池211及びタイマー212を有する。さらに、電子機器200は、通信部213、撮像部214、記録部215、記録媒体215a、操作部216を有する。
受電アンテナ201は、給電装置100から供給される電力を受電するためのアンテナである。電子機器200は、受電アンテナ201を介して、給電装置100から電力を受電したり、コマンドを受信する。また、電子機器200は、受電アンテナ201を介して給電装置100を制御するためのコマンド及び給電装置100から受信したコマンドに対応する応答及び所定の情報を送信する。受電アンテナ201を介して給電装置100との通信に使用するプロトコルはNFC規格と互換性がある通信プロトコルであってもよい。
また、NFC規格のP2Pモードで通信を行う場合、LLCPと呼ばれるデータリンク層プロトコルを使用して給電装置100との相互通信を行う。CPU205は、給電装置100とのコネクションを維持するために、給電アンテナ201を介して所定の時間間隔毎にSYMM情報を給電装置100と送り合う。
整合回路202は、受電アンテナ201と変復調回路204及び整流平滑回路203とインピーダンスマッチングを行うための回路である。また、給電装置100の共振周波数fと同じ周波数で受電アンテナ201を共振させるための共振回路でもある。整合回路202は、整合回路104と同様にコンデンサ、コイル、可変コンデンサ、可変コイル、可変抵抗、抵抗等を有する。整合回路202は、給電装置100の共振周波数fと同じ周波数で受電アンテナ201が共振するように、可変コンデンサのキャパシタンスの値、可変コイルのインダクタンスの値及び可変抵抗のインピーダンスの値を制御する。また、整合回路202は、受電アンテナ201によって受電される電力を整流平滑回路203に供給する。
整流平滑回路203は、受電アンテナ201によって受電された電力からコマンド及びノイズを取り除き、直流電力を生成する。さらに、整流平滑回路203は、生成した直流電力を電力検出回路208を介してレギュレータ209に供給する。整流平滑回路203は、受電アンテナ201によって受電される電力から取り除いたコマンドを変復調回路204に供給する。なお、整流平滑回路203は、整流用のダイオードを有し、全波整流及び半波整流のいずれか一つにより直流電力を生成する。変復調回路204は、整流平滑回路203から供給されたコマンドを給電装置100と予め決められた通信プロトコルに応じて解析し、コマンドの解析結果をCPU205に供給する。
給電装置100から電子機器200に電力が供給されている場合、CPU205は、コマンド、コマンドに対する返答及び所定の情報を給電装置100に送信するために変復調回路204に含まれる負荷を変動させるように変復調回路204を制御する。変復調回路204に含まれる負荷が変化する場合、電子機器200内の受電アンテナ201に流れる電流が変化する。これにより、給電装置100は、受電アンテナ201に流れる電流の変化を検出することによって、電子機器200から送信されるコマンド、コマンド対する返答及び所定の情報を受信する。
CPU205は、変復調回路204から供給された解析結果に応じて変復調回路204が受信したコマンドがどのコマンドであるかを判定し、受信したコマンドに対応するコマンドコードによって指定されている処理や動作を行うように電子機器200を制御する。また、CPU205は、ROM206に記録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の各部の動作を制御する。
ROM206は、電子機器200の各部の動作を制御するコンピュータプログラム及び各部の動作に関するパラメータ等の情報を記録する。また、ROM206には、WPT(Wireless Power Transfer)用RTD(Record Type Definiton)情報が記録されている。WPT用RTD情報には、NDEFに対応する情報が複数格納されている。
WPT用RTD情報には、少なくとも無線給電の認証を給電装置100と行うために用いられる認証情報が格納されている。認証情報には、レコードタイプ名、電子機器200が対応している給電方法や給電の制御プロトコルを示す情報や電子機器200の識別情報、電子機器200の受電情報等が含まれる。レコードタイプ名とは、WPT用RTD情報に格納されている情報の内容や構造を識別するためのレコードタイプ(record type)を示す情報である。レコードタイプ名(record type name)は、WPT用RTD情報を識別するための情報である。受電情報は、電子機器200の受電能力を示す情報であり、例えば、電子機器200の受電可能な電力の最大値を示す。
また、ROM206には、電子機器200の通信能力情報も含まれる。電子機器200の通信能力情報は、電子機器200が対応している通信方式を示す情報である。電子機器200が受電アンテナ201を介して給電装置100からの電力を受けてコマンド、所定の情報や応答信号等を送信する手段を有する場合、通信能力情報は、電子機器200が負荷変調方式により通信を行うことを示す。また、電子機器200が通信部213によって、給電装置100にコマンド、所定の情報や応答信号等を送信することができる場合、通信能力情報は、電子機器200が通信部213により通信を行うことを示す。
なお、例えば、通信部213が無線LAN規格に対応している場合、通信能力情報は、電子機器200が無線LAN方式により通信を行うことを示す。なお、電子機器200が受電アンテナ201を介して給電装置100に所定の情報や応答信号等を送信できる場合で、通信部213が無線LAN規格に対応する場合、通信能力情報は、電子機器200が負荷変調方式及び無線LAN方式により通信を行うことを示す。
RAM207は、書き換え可能な不揮発性メモリであり、一時的に電子機器200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パラメータ等の情報や給電装置100から送信された情報等を記録する。また、RAM207には、WPT用RTD情報が記録されている。WPT用RTD情報には、受電ステータス情報や給電ステータス情報が格納されている。受電ステータス情報には、電子機器200の状態を示す情報が含まれる。
例えば、受電ステータス情報には、給電装置100に要求する要求電力の値、電子機器200が給電装置100から受け取った電力の値、2次電池211の残容量や2次電池211の充電に関する情報、電子機器200のエラーに関するエラー情報等が含まれる。エラー情報には、電子機器200にエラーが発生しているか否かを示す情報と、エラーの種類を示す情報とが含まれる。給電ステータス情報には、給電装置100の状態を示す情報が含まれる。例えば、給電ステータス情報には、給電装置100の識別情報、給電装置100が電子機器200への第2の電力の伝送を開始するか否かを示す情報、給電装置100で設定された給電パラメータ等が含まれる。
電力検出部208は、受電アンテナ201を介して受け取った電力を検出し、検出した電力を示す情報をCPU205に供給する。
CPU205は、電力検出部208から供給された電力情報を用いて、電子機器200に第1のエラーが発生しているか否かを判定する。第1のエラーとは、例えば、電子機器200の受電可能な電力の最大値よりも大きな電力を給電装置100から受け取った場合に発生するエラーである。CPU205は、電子機器200の受電可能な電力の最大値と、電力検出部208で検出された電力の値とを比較し、その結果を用いて電子機器200に第1のエラーが発生しているか否かを判定する。電力検出部208で検出された電力が電子機器200の受電可能な電力の最大値よりも大きい場合、CPU205は、第1のエラーが電子機器200に発生していると判定する。
電力検出部208で検出された電力が電子機器200の受電可能な電力の最大値以下である場合、CPU205は、第1のエラーが電子機器200に発生していないと判定する。第1のエラーが電子機器200に発生していると判定された場合、CPU205は、電子機器200にエラーが発生していることを示す情報と、発生しているエラーが第1のエラーであることを示す情報とを含むステータス情報をWPT用RTD情報に書き込む。
さらに、CPU205は、電力検出部208から供給された電力のデータを用いて、電子機器200に第2のエラーが発生しているか否かを判定する。第2のエラーとは、例えば、電子機器200が給電装置100に対して要求する要求電力に対して電子機器200が給電装置100から受け取った電力が足りない場合に発生するエラーである。CPU205は、給電装置100への要求電力の値と、電力検出部208で検出された電力の値とを比較し、その結果を用いて電子機器200に第2のエラーが発生しているか否かを判定する。
電力検出部208で検出された電力の値が、要求電力の値よりも小さい場合、CPU205は、第2のエラーが電子機器200に発生していると判定する。電力検出部208で検出された電力の値が、要求電力の値以上である場合、CPU205は、第2のエラーが電子機器200に発生していないと判定する。第2のエラーが電子機器200に発生していると判定された場合、CPU205は、電子機器200にエラーが発生していることを示す情報と、発生しているエラーが第2のエラーであることを示す情報とを含むステータス情報をWPT用RTD情報に書き込む。
レギュレータ209は、整流平滑回路203から供給される直流電力の電圧及び2次電池211から供給される電力の電圧のいずれか一つがCPU205によって設定された電圧値になるように制御する。なお、レギュレータ209は、スイッチングレギュレータであっても、リニアレギュレータであっても良いものとする。
レギュレータ209は、2次電池211から電力が供給されていないが、給電装置100から第1の電力及び第2の電力のいずれか一つの電力が供給されている場合、整流平滑回路203から供給される直流電力を電子機器200全体に供給する。レギュレータ209は、整流平滑回路203から電力が供給されていないが、2次電池211から電力が供給されている場合、2次電池211から供給される電力を電子機器200全体に供給する。レギュレータ209は、給電装置100及び2次電池211から電力が供給されている場合、整流平滑回路203から供給される直流電力を電子機器200全体に供給する。
なお、レギュレータ209は、2次電池211及び給電装置100の少なくともいずれか一つから電力が供給されている場合、供給される直流電力がCPU205、ROM206、RAM207及びタイマー212に供給されるようにする。さらに、レギュレータ209は、2次電池211及び給電装置100の少なくともいずれか一つから電力が供給されている場合、供給される電力が変復調回路204、整合回路202及び整流平滑回路203に供給されるようにする。
充電制御部210は、レギュレータ209から電力を供給された場合、供給される電力に応じて、2次電池211の充電を行う。なお、充電制御部210は、定電圧定電流方式により2次電池211の充電を行うものとする。また、充電制御部210は、装着されている2次電池211の充電に関する情報を定期的に検出し、CPU205に供給する。2次電池211の充電に関する情報を以下「充電情報」と呼ぶ。CPU205は充電情報をRAM207に記録する。
なお、充電情報には2次電池211の残りの容量を示す残容量情報の他に2次電池211が満充電であるか否かを示す情報が含まれていてもよく、充電制御部210によって、2次電池211の充電が開始されてから経過した時間を示す情報が含まれていてもよい。また、充電情報には、充電制御部210が2次電池211を定電圧制御に応じて充電を行っていることを示す情報や、充電制御部210が2次電池211を定電流制御に応じて充電を行っていることを示す情報等が含まれていてもよい。また、充電情報には、充電制御部210が2次電池211に対してトリクル充電を行っていることを示す情報や、充電制御部210が2次電池211に対して急速充電を行っていることを示す情報等が含まれていてもよい。
また、充電制御部210は、2次電池211の充電を行う場合、2次電池211に流れる電流及び2次電池211に供給される電圧を検出し、CPU205に供給する。CPU205は、充電制御部210から供給された2次電池211に流れる電流を示す情報及び2次電池211に供給される電圧を示す情報をRAM207に記録する。CPU205は、充電制御部210によって検出された2次電池211に流れる電流を示す情報及び2次電池211に供給される電圧を示す情報に応じて、2次電池211の充電に関するエラーを検出することができる。
2次電池211は、電子機器200に内蔵されている、もしくは着脱可能な2次電池である。また、2次電池211は充電可能な電池であり、例えばリチウムイオン2次電池等である。2次電池211は、電子機器200の各部に対して電力を供給することができる。
CPU205は、電子機器200と2次電池211とが接続されているか否かに応じて、電子機器200に第3のエラーが発生しているか否かを判定する。第3のエラーとは、例えば、電子機器200に2次電池211が接続されていない場合に発生するエラーである。電子機器200と2次電池211とが接続されていない場合、CPU205は、電子機器200に第3のエラーが発生していると判定する。電子機器200と2次電池211とが接続されている場合、CPU205は、電子機器200に第3のエラーが発生していないと判定する。
第3のエラーが電子機器200に発生していると判定された場合、CPU205は、電子機器200にエラーが発生していることを示す情報と、発生しているエラーが第3のエラーであることを示す情報とを含むステータス情報をWPT用RTD情報に書き込む。
タイマー212は、現在の時刻や各部で行われる動作や処理に関する時間を計測する。また、タイマー212によって計測される時間に対する閾値は、ROM206にあらかじめ記録されている。通信部213は、ROM206や記録媒体215aに記録されている映像データや音声データを給電装置100に送信する。また、通信部213は給電装置100から電子機器200に送信される映像データや音声データを受信する。通信部213は、通信部115と共通する通信プロトコルに応じて、映像データや音声データの送信や受信を行う。例えば、通信部213は、非接触LANとして規定されている802.11a、b、g、n、ac規格に従って、映像データや音声データの送信や受信を行ってもよい。
撮像部214は、被写体の光から映像データを生成するための撮像素子、撮像素子で生成された映像データに対して画像処理を行う画像処理回路、映像データを圧縮したり、圧縮された映像データを伸張したりする圧縮伸張回路等を有する。撮像部214は、被写体の撮影を行い、撮影の結果により得られた静止画像や動画像等の映像データを記録部215に供給する。なお、撮像部214は、被写体の撮影を行うために必要な構成をさらに有していてもよい。
記録部215は、撮像部214から供給された映像データを記録媒体215aに記録する。また、記録部215は、通信部213及び撮像部214のいずれか一つから供給された映像データや音声データ等のデータを記録媒体215aに記録する。また、記録部215は、映像データや音声データ等のデータを記録媒体215aから読み出し、RAM207及び通信部213に供給することもできる。なお、記録媒体215aは、ハードディスクやメモリカード等であってもよく、電子機器200に内蔵されていても、電子機器200に着脱可能な外部の記録媒体であってもよい。
操作部216は、電子機器200を操作するためのユーザインターフェースを提供する。操作部216は、電子機器200を操作するための電源ボタン及び電子機器200の動作しているモードを切り換えるモード切換ボタン等を有し、各ボタンはスイッチ、タッチパネル等により構成される。CPU205は、操作部216を介して入力されたユーザの指示に従って電子機器200を制御する。なお、操作部216は、不図示のリモートコントローラから受信したリモコン信号に応じて電子機器200を制御する対象物であってもよい。
なお、給電アンテナ108及び受電アンテナ201は、ヘリカルアンテナであっても、スパイラルアンテナであってもよく、メアンダラインアンテナ等の平面状のアンテナであってもよい対象物とする。
電子機器200の動作モードには、第1の通信モードと、第2の通信モードとがある。第1の通信モードは、電子機器200が受電アンテナ201を介して給電装置100と双方向による通信を行うモードである。電子機器200の動作モードが第1の通信モードである場合、電子機器200は、受電アンテナ201を介して、給電装置100からコマンドや情報を受信することができる。また、電子機器200の動作モードが第1の通信モードである場合、電子機器200は、受電アンテナ201を介して、給電装置100から受信したコマンドに対する応答を給電装置100に送信することができる。
第2の通信モードは、電子機器200が通信部213を介して給電装置100と双方向による通信を行うモードである。電子機器200の動作モードが第2の通信モードである場合、電子機器200は、通信部213を介して、給電装置100からコマンドや情報を受信することができる。また、電子機器200の動作モードが第2の通信モードである場合、電子機器200は、通信部213を介して、給電装置100から受信したコマンドに対する応答、所定の情報、コマンド、映像データや音声データ等を給電装置100に送信することができる。
また、実施例において、給電装置100によって行われる処理は、給電装置100が電磁界結合によって電子機器200に対して非接触で電力を供給するシステムにおいても適用できるものとする。同様に、実施例において、電子機器200によって行われる処理は、給電装置100が電磁界結合によって電子機器200に対して非接触で電力を供給するシステムにおいても適用できるものとする。また、実施例において、給電装置100は、電子機器200に対して非接触で電力を送信し、電子機器200は、給電装置100から非接触で電力を受電するものとした。しかし、「非接触」を「無線」や「無接点」と言い換えてもよいものとする。
(基本フローの説明)
図3は、本発明における給電装置100の制御処理を示したフローチャートである。制御処理は、CPU105がROM109に記録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実現される。S301において、CPU105は後述する電子機器200の認証処理を行う。認証処理の実行後にS302の処理へ進む。
図3は、本発明における給電装置100の制御処理を示したフローチャートである。制御処理は、CPU105がROM109に記録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実現される。S301において、CPU105は後述する電子機器200の認証処理を行う。認証処理の実行後にS302の処理へ進む。
S302において、CPU105は、給電装置100が電子機器200の認証に成功したか否かを判断する。S301で認証処理が行われた場合、CPU105はRAM110に認証成功フラグまたは認証失敗フラグのいずれかを設定する。RAM110に認証成功フラグが設定されている場合には、CPU105は電子機器200の認証処理が成功したと判定し(S302、Yes)、S303の処理へ進む。RAM110に認証失敗フラグが設定されている場合には、CPU105は電子機器200の認証処理が失敗したと判定し(S302、No)、本フローチャートを終了する。S303において、CPU105は後述する電子機器200とのステータス情報交換処理を行う。ステータス情報の交換が行われた後にS304の処理に進む。
S304において、CPU105は、給電装置100が電子機器200に給電可能か否かを判定する。S303でステータス情報交換処理が行われた場合、CPU105はRAM110に給電可能フラグまたは給電不可フラグのいずれかを設定する。RAM110に給電可能フラグが設定されている場合には、CPU105は給電装置100が電子機器200への給電が行うことができると判定し(S304、Yes)、S305の処理へ進む。RAM110に給電不可フラグが設定されている場合には、CPU105は給電装置100が電子機器200への給電を行うことができない判定し(S304、No)、本フローチャートを終了する。
S305において、CPU105は後述する電子機器200への給電処理を行う。給電処理の実行後にS306の処理へ進む。S306において、CPU105は、給電装置100が電子機器200への給電を継続して行うか否かを判定する。S305で給電処理が行われた場合、CPU105はRAM110に給電継続フラグまたは給電停止フラグのいずれかを設定する。RAM110に給電継続フラグが設定されている場合には、CPU105は給電装置100が電子機器200への給電を継続して行うものと判定し(S306、Yes)、S303の処理に戻る。RAM110に給電停止フラグが設定されている場合には、CPU105は給電装置が電子機器200への給電を継続せずに停止すると判定し(S306、No)、本フローチャートはS307の処理へ進む。
S307において、CPU105は、RAM110に記録されている給電パラメータや制御に関するフラグ等を消去し、本フローチャートは終了する。
(認証処理の説明)
図4は、図3のS301において、本発明における給電装置100が行う電子機器200の認証処理を示したフローチャートである。認証処理は、CPU105がROM109に記録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実現される。S401において、CPU105は、第1の電力を出力するよう電力送信回路102を制御し、本フローチャートはS402の処理へ進む。S402において、CPU105は、認証情報を要求するコマンドを給電アンテナ108を介して電子機器200へ送信し、本フローチャートはS403の処理へ進む。
(認証処理の説明)
図4は、図3のS301において、本発明における給電装置100が行う電子機器200の認証処理を示したフローチャートである。認証処理は、CPU105がROM109に記録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実現される。S401において、CPU105は、第1の電力を出力するよう電力送信回路102を制御し、本フローチャートはS402の処理へ進む。S402において、CPU105は、認証情報を要求するコマンドを給電アンテナ108を介して電子機器200へ送信し、本フローチャートはS403の処理へ進む。
S403において、CPU105は、WPT用RTD情報を受信したか否かを判定する。給電アンテナ108を介して電子機器200から認証情報を受信した場合、CPU105は電子機器200の認証情報から電子機器200のレコードタイプ名を取得する。その後、CPU105は電子機器200のレコードタイプ名に基づいて、WPT用RTD情報を検出したか否かを判定する。WPT用RTD情報が検出された場合には(S403、Yes)、本フローチャートはS404の処理へ進む。WPT用RTD情報が検出されない場合には(S403、No)、本フローチャートはS402の処理に戻る。
S404において、CPU105は、電子機器200の認証情報に含まれるWPT用RTD情報を解析し、本フローチャートはS405の処理へ進む。
S405において、CPU105は、S404の解析結果を用いて電子機器200の認証情報に通信エラーが発生しているか否かを検出する。電子機器200の認証情報に通信エラーが発生していた場合には(S405、Yes)、本フローチャートはS406の処理へ進む。電子機器200の認証情報に通信エラーが発生していない場合には(S405、No)、本フローチャートはS408の処理へ進む。
S406において、CPU105は、給電装置100と電子機器200の間の通信でエラーが発生したことを示す情報を表示部113に表示させ、本フローチャートはS407の処理へ進む。S407において、CPU105は、RAM110に電子機器200との認証処理に失敗したことを示す認証失敗フラグを設定する。この場合、本フローチャートは終了し、図3のS302に進む。
S408において、給電装置100は、給電装置100周囲の所定の範囲内に異物(例えば、RFIDや金属物等)が存在しているか否かを検出する。CPU105は、所定の範囲内に異物が混入した場合、反射電力検出回路103で検出されるVSWRの変化を検出し、異物が存在しているか否かを検出可能である。反射電力検出回路103で検出されるVSWRが所定値以上変化した場合には(S408、Yes)、本フローチャートはS409の処理へ進む。反射電力検出回路103で検出されるVSWRが所定値以上変化していない場合には(S408、No)、本フローチャートはS410の処理へ進む。
S409において、CPU105は、異物が検出されたことを示す情報を表示部113に表示させ、本フローチャートはS407の処理へ進む。S410において、CPU105は、S404の解析結果を用いて電子機器200が給電装置100に対応しているか否かを判定する。
例えば、CPU105は、給電装置100が対応している給電方法と電子機器200が対応している給電方法とが一致していた場合、電子機器200が給電装置100に対応していると判定する。また、CPU105は、給電装置100が対応している給電方法と電子機器200が対応している給電方法とが一致していない場合、電子機器200が給電装置100に対応していないと判定する。
また、CPU105は、給電装置100が対応している給電の制御プロトコルと電子機器200が対応している給電の制御プロトコルとが一致していた場合、電子機器200が給電装置100に対応していると判定する。また、CPU105は、給電装置100が対応している給電の制御プロトコルと電子機器200が対応している給電の制御プロトコルとが一致していない場合、電子機器200が給電装置100に対応していないと判定する。
電子機器200が給電装置100に対応していない場合には(S410、No)、本フローチャートはS411の処理へ進む。電子機器200が給電装置100に対応していた場合には(S410、Yes)、本フローチャートはS412の処理へ進む。
S411において、CPU105は、給電装置100が電子機器200への給電に対応していないことを示すデータを表示部113に表示させ、本フローチャートはS407の処理へ進む。S412において、CPU105は、RAM110に電子機器200との認証処理に成功したことを示す認証成功フラグを設定する。この場合、本フローチャートは終了し、図3のS302に進む。なお、S401とS402に間に、CPU105はNFC企画にNFCデジタルプロトコル(NFC Digital Protocol)において規定される処理を行ってもよい。また、S408において、CPU105は、反射電力検出回路103で検出されるVSWRの所定値以上の変化量を用いて異物を検出したが、異物検出方法はこれに限られるものではない。
例えば、給電装置100は温度検出部をさらに備え、CPU105は、給電装置100が所定の温度以上であるか否かを検出するような給電装置100の構成でも構わない。この場合、温度検出部で検出される温度が所定の温度以上である場合には、VSWRが所定値以上変化した場合(S408、Yes)と同様の処理を行い、温度検出部で検出される温度が所定の温度以上でない場合には、VSWRが所定値以上変化していない場合(S408、No)と同様の処理を行うことで異物の検出が可能である。
(ステータス情報交換処理の説明)
図5は、図3の303において、本発明における給電装置100が行う電子機器200とのステータス情報交換処理を示したフローチャートである。ステータス情報交換処理は、CPU105がROM109に記録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実現される。S501において、CPU105は、電子機器200のステータス情報を要求するコマンドを給電アンテナ108を介して電子機器200へ送信し、本フローチャートはS502の処理へ進む。
図5は、図3の303において、本発明における給電装置100が行う電子機器200とのステータス情報交換処理を示したフローチャートである。ステータス情報交換処理は、CPU105がROM109に記録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実現される。S501において、CPU105は、電子機器200のステータス情報を要求するコマンドを給電アンテナ108を介して電子機器200へ送信し、本フローチャートはS502の処理へ進む。
S502において、CPU105は、電子機器200へのステータス情報要求コマンドの送信が行われてから所定の時間が経過するまでに、給電アンテナ108を介して電子機器200からステータス情報を受信したか否かを判定する。給電アンテナ108を介して電子機器200からステータス情報を受信したと判定した場合には(S502、Yes)、本フローチャートはS505の処理へ進む。ステータス情報要求コマンド送信後、所定の時間内に給電アンテナ108を介して電子機器200からステータス情報を受信していないと判定した場合には(S502、No)、本フローチャートはS503の処理へ進む。
S503において、CPU105は、S406の処理と同様に給電装置100と電子機器200の間の通信でエラーが発生したことを示す情報を表示部113に表示させ、本フローチャートはS504の処理へ進む。S504において、CPU105は、RAM110に電子機器200への給電不可を示す給電不可フラグを設定する。この場合、本フローチャートは終了し、図3のS304に進む。
S505において、CPU105は、給電アンテナ108を介して電子機器200から受信したステータス情報から電子機器200の備える2次電池211の残容量情報を検出し、残容量情報を解析することで電子機器200の充電が完了しているか否かを判定する。電子機器200の充電が完了していると判定された場合には(S505、Yes)、本フローチャートはS506の処理へ進む。電子機器200の充電が未完了であると判定された場合には(S505、No)、本フローチャートはS507の処理へ進む。
S506において、CPU105は、電子機器200の充電が完了したことを示す情報を表示部113に表示させる。また、CPU105は、電子機器200の備える2次電池211が満充電であることを示す情報を表示部113に表示させてもよい。この場合、本フローチャートはS504の処理へ進む。
S507において、CPU105は、給電アンテナ108を介して電子機器200から受信したステータス情報からエラー情報を検出し、エラー情報を解析することで電子機器200にエラーが発生しているか否かを判定する。電子機器200にエラーが発生していると判定された場合には(S507、Yes)、本フローチャートはS508の処理へ進む。電子機器200にエラーが発生していない判定された場合には(S507、No)、本フローチャートはS509の処理へ進む。S508において、CPU105は、電子機器200にエラーが発生していることを示す情報を表示部113に表示させる。さらに、CPU105は、電子機器200に発生しているエラーの種類を示す情報を表示部113に表示させてもよい。この場合、本フローチャートはS504の処理へ進む。
S509において、CPU105は、S408の処理と同様に、反射電力検出回路103で検出されるVSWRが所定値以上変化したか否かを検出する。反射電力検出回路103で検出されるVSWRが所定値以上変化した場合には(S509、Yes)、本フローチャートはS510の処理へ進む。反射電力検出回路103で検出されるVSWRが所定値以上変化していない場合には(S509、No)、本フローチャートはS511の処理へ進む。
S510において、CPU105は、給電アンテナ108を介して電子機器200へ異物を検出したことを通知する情報を送信し、本フローチャートはS511の処理へ進む。S511において、CPU105は、異物が検出されたことを示す情報を表示部113に表示させ、本フローチャートはS504の処理へ進む。S512において、給電アンテナ108を介して電子機器200から受信したステータス情報を用いて、給電パラメータを設定する。給電パラメータとは、例えば、第2の電力値情報、給電時間情報、コネクションタイムアウト時間情報である。給電パラメータの設定方法の詳細は後述する。CPU105は、設定した給電パラメータをRAM110に記録し、本フローチャートはS513の処理へ進む。
S513において、CPU105は、給電アンテナ108を介して電子機器200へ給電ステータス情報を送信する。CPU105は、給電装置100の識別情報、S512で設定された給電パラメータ及び電子機器200への第2の電力の伝送を開始することを示す情報を含む給電ステータス情報を生成する。CPU105は、生成した給電ステータス情報を給電アンテナ108を介して電子機器200に送信し、フローチャートはS514の処理へ進む。
受電アンテナ201を介して給電装置100から送信された給電ステータス情報がWPT用RTD情報に書き込まれた場合、CPU205は、受電アンテナ201を介して給電ステータス情報が正常にWPT用RTD情報に書き込まれたことを示す応答情報を給電装置100に送信する。
S514において、CPU105は、電子機器200への給電ステータス情報の送信が行われてから所定の時間が経過するまでに、給電アンテナ108を介して電子機器200からの応答情報を受信したか否かを判定する。給電アンテナ108を介して電子機器200から応答情報を受信したと判定した場合には(S514、Yes)、本フローチャートはS516の処理へ進む。給電ステータス情報の送信後、所定の時間内に給電アンテナ108を介して電子機器200から応答情報を受信していないと判定した場合には(S514、No)、本フローチャートはS515の処理へ進む。なお、給電アンテナ108を介して電子機器200から受信した応答情報が、給電ステータス情報が正常にWPT用RTD情報に書き込まれていないことを示している場合にも、本フローチャートはS515の処理へ進む。
S515において、CPU105は、S406の処理と同様に給電装置100と電子機器200の間の通信でエラーが発生したことを示す情報を表示部113に表示させ、本フローチャートはS504の処理へ進む。S516において、CPU105は、RAM110に電子機器200への給電可能を示す給電可能フラグを設定する。この場合、本フローチャートは終了し、図3のS304に進む。また、S509において、CPU105は、反射電力検出回路103で検出されるVSWRの所定値以上の変化量を用いて異物を検出したが、異物検出方法はこれに限られるものではない。
例えば、給電装置100は温度検出部をさらに備え、CPU105は、所定の温度以上であるか否かを検出するような給電装置100の構成でも構わない。この場合、温度検出部で検出される温度が所定の温度以上である場合には、VSWRが所定値以上変化した場合(S509、Yes)と同様の処理を行い、温度検出部で検出される温度が所定の温度以上でない場合には、VSWRが所定値以上変化していない場合(S509、No)と同様の処理を行うことで異物の検出が可能である。
S517において、CPU105は、電子機器200から要求されている電力と、給電装置100から電子機器200への給電効率に基づいて、第2の電力値及び給電時間を設定する。給電装置100から電子機器200への給電効率とは、給電装置100が出力する電力に対して電子機器200が受け取る電力の割合を示す。また、CPU105は、電子機器200の備える2次電池211の残容量に基づいて、第2の電力値及び給電時間を設定してもよい。この場合、本フローチャートはS518の処理へ進む。
S518において、CPU105は、S517で設定した給電時間とRAM110に記録されているコネクションタイムアウト時間情報を比較する。コネクションタイムアウト時間が給電時間より長い時間に設定されていた場合には(S518、Yes)、本フローチャートはS513の処理へ進む。コネクションタイムアウト時間が給電時間以下の時間に設定されていた場合には(S518、No)、本フローチャートはS519の処理へ進む。S519において、CPU105は、コネクションタイムアウト時間を給電時間より長い時間に設定し、コネクションタイムアウト時間情報をRAM110に設定する。
本処理によって給電時間がコネクションタイムアウト時間より長くなることを防ぎ、給電装置100と電子機器200のコネクションの切断を防止することが可能である。
(給電処理の説明)
図6は、図3の305において、本発明における給電装置100が行う電子機器200への給電処理を示したフローチャートである。給電処理は、CPU105がROM109に記録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実現される。S601において、CPU105は、S512で設定された給電パラメータに基づいて、第2の電力を出力するよう電力送信回路102を制御する。さらにCPU105は、第2の電力が出力されたから経過した時間を計測するようタイマー107を制御し、本フローチャートはS602の処理へ進む。
図6は、図3の305において、本発明における給電装置100が行う電子機器200への給電処理を示したフローチャートである。給電処理は、CPU105がROM109に記録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実現される。S601において、CPU105は、S512で設定された給電パラメータに基づいて、第2の電力を出力するよう電力送信回路102を制御する。さらにCPU105は、第2の電力が出力されたから経過した時間を計測するようタイマー107を制御し、本フローチャートはS602の処理へ進む。
S602において、CPU105は、タイマー107によって計測された時間に基づいて、第2の電力が出力されてから所定の時間が経過したか否かを判定する。タイマー107によって計測された時間が所定の時間以上である場合、CPU105は、第2の電力が出力されてから所定の時間が経過したと判定し(S602、Yes)、本フローチャートはS618の処理へ進む。タイマー107によって計測された時間が所定の時間未満である場合、CPU105は、第2の電力が出力されてから所定の時間が経過していないと判定し(S602、No)、本フローチャートはS603の処理へ進む。
S603において、CPU105は、S408の処理と同様に、反射電力検出回路103で検出されるVSWRが所定値以上変化したか否かを検出する。反射電力検出回路103で検出されるVSWRが所定値以上変化した場合には(S603、Yes)、本フローチャートはS604の処理へ進む。反射電力検出回路103で検出されるVSWRが所定値以上変化していない場合には(S603、No)、本フローチャートはS601の処理に戻る。
S604において、CPU105は、第2の電力の出力を停止するように電力送信回路102を制御する。この場合、本フローチャートはS605の処理へ進む。S605において、CPU105は、第1の電力を出力するように電力送信回路102を制御する。この場合、本フローチャートはS606の処理へ進む。S606において、CPU105は、S501の処理と同様に、電子機器200のステータス情報を要求するコマンドを給電アンテナ108を介して電子機器200へ送信し、本フローチャートはS607の処理へ進む。
S607において、CPU105は、S502の処理と同様に、電子機器200へのステータス情報要求コマンドの送信が行われてから所定の時間が経過するまでに、給電アンテナ108を介して電子機器200からステータス情報を受信したか否かを判定する。給電アンテナ108を介して電子機器200からステータス情報を受信したと判定した場合には(S607、Yes)、本フローチャートはS611の処理へ進む。ステータス情報要求コマンド送信後、所定の時間内に給電アンテナ108を介して電子機器200からステータス情報を受信していないと判定した場合には(S607、No)、本フローチャートはS608の処理へ進む。
S608において、CPU105は、第1の警告メッセージを表示部113に表示させる。第1の警告メッセージは、給電アンテナ108を介して電子機器200からステータス情報を受信していない場合(S607、No)、電子機器200が給電装置100の所定の範囲外に移動させられた可能性があることから、電子機器200を給電装置100の所定の範囲内に移動させるようユーザに促すためのメッセージである。また、第1のメッセージは、給電アンテナ108を介して電子機器200からステータス情報を受信していない場合(S607、No)、電子機器200が受電アンテナ201を介した通信を行うことができない状態に変化した可能性があることから、給電アンテナ108と受電アンテナ201間の通信が行えなくなったことにより、給電装置100が電子機器200への第2の電力の供給を停止することをユーザに通知するためのメッセージでもよい。
さらに、第1の警告メッセージは、電子機器200への給電処理を再開するために、操作部114で給電装置100を操作するようユーザに促すためのメッセージでもよい。第1の警告メッセージが表示部113に表示された場合、本フローチャートはS609の処理へ進む。
S609において、CPU105は、給電アンテナ108を介して電子機器200へ給電ステータス情報を送信する。CPU105は、給電装置100の識別情報及び電子機器200への第2の電力の伝送を停止することを示す給電ステータス情報を生成する。CPU105は、生成した給電ステータス情報を給電アンテナ108を介して電子機器200に送信し、フローチャートはS610の処理へ進む。S610において、CPU105は、RAM110に電子機器200への給電を停止することを示す給電停止フラグを設定する。この場合、本フローチャートは終了し、図3のS306に進む。
S611において、CPU105は、S507の処理と同様に、給電アンテナ108を介して電子機器200から受信したステータス情報からエラー情報を検出し、エラー情報を解析することで電子機器200にエラーが発生しているか否かを判定する。電子機器200にエラーが発生していると判定された場合には(S611、Yes)、本フローチャートはS614の処理へ進む。電子機器200にエラーが発生していない判定された場合には(S611、No)、本フローチャートはS612の処理へ進む。S612において、CPU105は、S510の処理と同様に、給電アンテナ108を介して電子機器200へ異物を検出したことを通知する情報を送信し、本フローチャートはS613の処理へ進む。
S613において、CPU105は、第2の警告メッセージを表示部113に表示させる。第2の警告メッセージは、電子機器200にエラーが発生していない場合(S611、No)、給電装置100の所定の範囲内に異物が存在している可能性があることから、異物が給電装置100の所定の範囲内に存在することにより、給電装置100が電子機器200への第2の電力の供給を停止することをユーザに通知するためのメッセージである。また、第2のメッセージは、電子機器200への給電処理を再開するために、給電装置100の所定の範囲内から異物を取り除くようユーザに促すためのメッセージでもよい。さらに、第2の警告メッセージは、電子機器200への給電処理を再開するために、操作部114で給電装置100を操作するようユーザに促すためのメッセージでもよい。第2の警告メッセージが表示部113に表示された場合、本フローチャートはS609の処理へ進む。
S614において、CPU105は、給電アンテナ108を介して電子機器200から受信したステータス情報を用いて、電子機器200に発生したエラーの種類を判定する。この場合、本フローチャートはS615の処理へ進む。S615において、CPU105は、電子機器200に発生したエラーが回復可能なエラーであるか否かを判定する。例えば、電子機器200に発生したエラーが第1のエラーである場合、CPU105は、電子機器200に発生したエラーが回復できないエラーであると判定する。また、電子機器200に発生したエラーが第2のエラーである場合、CPU105は、電子機器200に発生したエラーが回復可能なエラーであると判定する。また、電子機器200に発生したエラーが第3のエラーである場合、CPU105は、電子機器200に発生したエラーが回復できないエラーであると判定する。
電子機器200に発生したエラーが回復できないエラーである場合には(S615、No)、本フローチャートはS616の処理へ進む。電子機器200に発生したエラーが回復可能なエラーである場合には(S615、Yes)、本フローチャートはS617の処理へ進む。
S616において、CPU105は、第3の警告メッセージを表示部113に表示させる。第3の警告メッセージは、電子機器200に発生したエラーが回復できないエラーである場合(S615、No)、電子機器200に給電装置100が回復することのできないエラーが発生した可能性があることから、電子機器200にエラーが発生したことにより給電装置100が電子機器200への第2の電力の供給を停止することをユーザに通知するためのメッセージである。また、第3の警告メッセージは、電子機器200への給電処理を再開させるために、電子機器200で発生したエラーを確認するようユーザに促すためのメッセージでもよい。
さらに、第3の警告メッセージは、電子機器200への給電処理を再開するために、操作部114で給電装置100を操作するようユーザに促すためのメッセージでもよい。なお、電子機器200に第3のエラーが発生していることが検出された場合には、CPU205は、電子機器200に2次電池211を装着するようユーザに促すためのメッセージであってもよい。第3の警告メッセージが表示部113に表示された場合、本フローチャートはS609の処理へ進む。
S617において、CPU105は、RAM110に電子機器200への給電を継続することを示す給電継続フラグを設定する。この場合、本フローチャートは終了し、図3のS306に進む。S618において、CPU105は、S604の処理と同様に、第2の電力の出力を停止するように電力送信回路102を制御する。この場合、本フローチャートはS619の処理へ進む。S619において、CPU105は、第1の電力を出力するよう電力送信回路102を制御し、本フローチャートはS617の処理へ進む
また、S603において、CPU105は、反射電力検出回路103で検出されるVSWRの所定値以上の変化量を用いて異物を検出したが、異物検出方法はこれに限られるものではない。
また、S603において、CPU105は、反射電力検出回路103で検出されるVSWRの所定値以上の変化量を用いて異物を検出したが、異物検出方法はこれに限られるものではない。
例えば、給電装置100は温度検出部をさらに備え、CPU105は、所定の温度以上であるか否かを検出するような給電装置100の構成でも構わない。この場合、温度検出部で検出される温度が所定の温度以上である場合には、VSWRが所定値以上変化した場合(S603、Yes)と同様の処理を行い、温度検出部で検出される温度が所定の温度以上でない場合には、VSWRが所定値以上変化していない場合(S603、No)と同様の処理を行うことで異物の検出が可能である。
このように、実施例1に係る給電装置100は、電子機器200との通信に応じて、給電装置100と電子機器200との無線給電のための認証を行い、認証結果に応じて、電子機器200に無線給電を行うか否かを制御するようにした。そのため、給電装置100は、無線給電の認証が成功した電子機器200に対して無線給電を行うようにし、無線給電の認証が成功していない電子機器200を保護することができる。
このように、実施例1に係る給電装置100は、電子機器200との通信に応じて、給電装置100と電子機器200との無線給電のための認証を行い、認証結果に応じて、電子機器200に無線給電を行うか否かを制御するようにした。そのため、給電装置100は、無線給電の認証が成功した電子機器200に対して無線給電を行うようにし、無線給電の認証が成功していない電子機器200を保護することができる。
また、給電装置100は、電子機器200との通信に応じて、電子機器200の状態を検出し、検出された電子機器200の状態に応じて、電子機器200に無線給電を行うか否かを制御するようにした。そのため、給電装置100は、エラーが発生していない電子機器200に対して無線給電を行うようにし、エラーが発生した電子機器200を保護することができる。さらに、給電装置100は、充電が完了していない電子機器200に対して無線給電を行うようにし、充電が完了した電子機器200を保護することができる。
また、給電装置100は、第2の電力を電子機器200に供給している場合、給電装置100は、反射電力検出回路103により電子機器200に充電や給電に関するエラーが発生したか否かを検出するようにした。反射電力検出回路103により、電子機器200に充電や給電に関するエラーが発生したことが検出された場合、第2の電力の出力を停止し、電子機器200と通信するようにした。これにより、給電装置100は、電子機器200との通信により電子機器200に発生したエラーの種類を正確に検出し、電子機器200のエラーの種類に応じて、電子機器200への給電を適切に制御するようにすることができる。
また、給電装置100は、給電時間とコネクションタイムアウト時間の比較を行い、給電時間がコネクションタイムアウト時間より長くなることを防ぐことで、第2の電力を電子機器200へ供給した後に、電子機器200との通信のコネクションの切断を防止することができる。 したがって、実施例1に係る給電装置100は、給電装置100と電子機器200との通信に応じて、電子機器200への無線給電が適切に行われるようにすることができる。
実施例1において、給電装置100は、給電アンテナ108を用いて電子機器200に第1の電力を供給し、給電アンテナ108を用いて電子機器200との通信を行うようにしたが、これに限られないものとする。例えば、給電装置100は、電子機器200に所定の電力を供給するためのアンテナと、電子機器200と通信を行うためのアンテナとを別々に有する構成であってもよい。
また、電子機器200は、受電アンテナ201を用いて給電装置100から電力を受け取り、受電アンテナ201を用いて給電装置100との通信を行うようにしたが、これに限られないものとする。例えば、電子機器200は、給電装置100から電力を受け取るためのアンテナと、給電装置100と通信を行うアンテナとを別々に有する構成であってもよい。
[実施例2]
以下、本発明の実施例2による給電装置について、図面を参照して詳細に説明する。実施例1ではステータス情報交換処理の際にコネクションタイムアウト時間を給電時間よりも長く設定するようCPU105は制御を行った。それに対して、実施例2では、給電時間をコネクションタイムアウト時間より短くするようCPU105は制御を行う。なお、実施例2は実施例1のS517〜S519の処理以外の処理は共通であるので説明は省略する。
S520において、CPU105は、S517の処理と同様に電子機器200から要求されている電力と、給電装置100から電子機器200への給電効率に基づいて、第2の電力値及び給電時間を設定する。給電装置100から電子機器200への給電効率とは、給電装置100が出力する電力に対して電子機器200が受け取る電力の割合を示す。また、CPU105は、電子機器200の備える2次電池211の残容量に基づいて、第2の電力値及び給電時間を設定してもよい。この場合、本フローチャートはS521の処理へ進む。
S521において、CPU105は、S520で設定した給電時間とRAM110に記録されているコネクションタイムアウト時間情報を比較する。コネクションタイムアウト時間が給電時間より長い時間に設定されていた場合には(S521、Yes)、本フローチャートはS513の処理へ進む。コネクションタイムアウト時間が給電時間以下の時間に設定されていた場合には(S521、No)、本フローチャートはS522の処理へ進む。S522において、CPU105は、給電時間をコネクションタイムアウト時間より短い時間に設定し、給電情報をRAM110に設定する。
本処理によって給電時間がコネクションタイムアウト時間より長くなることを防ぎ、給電装置100と電子機器200のコネクションの切断を防止することが可能である。
100 給電装置
200 電子機器
200 電子機器
Claims (8)
- コネクション型の通信プロトコルに従って通信を行う無線通信手段と、
前記無線通信手段による通信のコネクションのタイムアウト時間を管理するコネクションタイムアウト時間管理手段と、
非接触で受電機器に給電を行う非接触給電手段と、
前記非接触給電手段による給電時間を管理する非接触給電時間管理手段と、
前記無線通信手段と前記非接触給電手段とを排他的に実行するよう制御する制御手段とを備え、
コネクションタイムアウト時間は非接触給電時間よりも長いことを特徴とする非接触給電装置。 - 前記無線通信手段による通信のコネクションタイムアウト時間を設定するコネクションタイムアウト時間設定手段を更に備え、
前記コネクションタイムアウト時間設定手段は、前記非接触給電時間管理手段によって管理されている給電時間よりも長い時間をコネクションタイムアウト時間に設定し、
前記コネクションタイムアウト時間管理手段は、コネクションタイムアウト時間を前記コネクションタイムアウト時間設定手段により設定された新たなコネクションタイムアウト時間に更新して管理することを特徴とする請求項1に記載の非接触給電装置。 - 前記コネクションタイムアウト時間設定手段によるコネクションタイムアウト時間の設定は、前記無線通信手段により前記受電機器のステータス情報を受信した後に行うことを特徴とする請求項2に記載の非接触給電装置。
- 前記コネクションタイムアウト時間設定手段によるコネクションタイムアウト時間の設定は、前記非接触給電手段による給電処理の前に行われることを特徴とする請求項2に記載の非接触給電装置。
- 前記非接触給電手段による給電時間を設定する非接触給電時間設定手段を更に備え、
前記非接触給電時間設定手段は、前記コネクションタイムアウト時間管理手段によって管理されているコネクションタイムアウト時間よりも短い時間を給電時間に設定し、
前記非接触給電時間管理手段は、給電時間を前記非接触給電設定手段により設定された新たな給電時間に更新して管理することを特徴とする請求項1に記載の非接触給電装置。 - 前記非接触給電時間設定手段による給電時間の設定は、前記無線通信手段により前記受電機器のステータス情報を受信した後に行うことを特徴とする請求項5に記載の非接触給電装置。
- 前記非接触給電時間設定手段による給電時間の設定は、前記非接触給電手段による給電処理の前に行われることを特徴とする請求項5に記載の非接触給電装置。
- 前記コネクション型の通信プロトコルには、LLCP(Logical Link Control Protocol)を用いることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の非接触給電装置。
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