JP2018148672A - 給電装置及び電子機器及びそれらの制御方法及びプログラム、並びに、給電システム - Google Patents

給電装置及び電子機器及びそれらの制御方法及びプログラム、並びに、給電システム Download PDF

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Abstract

【課題】 無線給電する対象の電子機器の負荷の変化とは無関係に異物を検出して、その異物に影響を与えないように給電を制御する技術を提供する。
【解決手段】
電子機器に無線給電する給電装置は、非接触にて電力の送信及び情報の送受信を行う通信部と、通信部の通信範囲への物体の侵入を検出する検出部と、通信部を介して、電子機器から、当該電子機器のサイズを表す情報を取得する取得部と、取得した情報に基づき、検出部の物体の侵入の検出範囲を判定する判定部と、通信部を介して、電子機器への給電を行う制御部とを有する。そして、制御部は、電子機器へ給電中にあっては、検出部における検出範囲での物体の侵入の検出に基づいて電子機器への給電を制御する。
【選択図】 図2

Description

本発明は、無線電力伝送を行う通信装置と電子機器等に関する。
近年、コネクタで接続することなく非接触で電力を送信する通信装置と、通信装置から送信された電力によって装着されている電池の充電を行う電子機器とを含む給電システムが知られている。このような非接触給電システムにおいて、電子機器に対して電磁界共鳴現象を利用して給電を行う通信装置が知られている。非接触で電力を送信する通信装置を実現する際には、金属物や非正規のNFC(Near Field Communication)デバイスなどの異物を検知して給電を適切に制御する必要がある。そして通信装置に置かれた異物を負荷変化により検出する方法が提案されている(特許文献1)。
特開2008−206231号公報
従来の通信装置では、電子機器の負荷変化により異物を検出する方法が開示されているが、充電中や、負荷変調通信時などの負荷の変化と異物が挿入された負荷の変化とが区別できない場合、異物を検出できない可能性がある。
そこで、本発明は、無線給電する対象の電子機器の負荷の変化とは無関係に異物を検出して、その異物に影響を与えないように給電を制御する技術を提供するものである。
この課題を解決するため、例えば本発明の給電装置は以下の構成を備える。すなわち、
電子機器に無線給電する給電装置であって、
非接触にて電力の送信及び情報の送受信を行う通信手段と、
前記通信手段の通信範囲への物体の侵入を検出する検出手段と、
前記通信手段を介して、電子機器から、当該電子機器のサイズを表す情報を取得する取得手段と、
取得した情報に基づき、前記検出手段による物体の侵入の検出範囲を判定する判定手段と、
前記通信手段を介して、前記電子機器への給電を行う制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記電子機器へ給電中にあっては、前記検出手段における前記検出範囲での物体の侵入の検出に基づいて前記電子機器への給電を制御することを特徴とする。
本発明によれば、無線給電する対象の電子機器のサイズに基づき、異物検出部による異物検出のための条件を変更することで、異物を高い精度で検出できるようになり、その異物に影響を与えないように給電を制御することが可能になる。
本実施形態におけるシステムの一例を示す図。 本実施形態における無線電力伝送システムの一例を示すブロック図。 本実施形態における通信装置のアンテナとセンサの配置、及び電子機器のアンテナと筺体外装の配置を示す図。 第1の実施形態における通信装置の処理を示すフローチャート。 第1の実施形態における電子機器の処理を示すフローチャート。 第2の実施形態における通信装置の処理を示すフローチャート。 第2の実施形態における通信装置のケース判定処理を示すフローチャート。 第2の実施形態における通信装置の有効センサの決定処理を示すフローチャート。 第2の実施形態における、通信装置が決定したケースと有効にするセンサの関係を示す図。 第2の実施形態における、電子機器の処理を示すフローチャート。
以下図面に従って本発明に係る実施形態を詳細に説明する。
[第1の実施形態]
<システム構成図>
図1は、第1の実施形態に係る給電システムを示している。この給電システムは、非接触にて電力の供給(無線給電)を行う給電装置として機能する通信装置100と、その電力を受信する側として機能する電子機器200とを有する。図2(a)は通信装置100、及び、電子機器200のブロック構成を示している。
図1のように電子機器200が通信装置100の載置台上に置かれた場合、通信装置100は、載置台に収容された複数の物体センサ(実施形態では物体センサ114a,114bの2つとする)により、物体を検出して電子機器200のみが置かれているのかどうかを判断する。通信装置100は、電子機器200のみが置かれていると判定した場合、アンテナ108を介して電子機器200に無線により通信及び給電を行う。また、通信装置100と電子機器200との距離が所定の範囲内に存在する場合において、アンテナ201を有する電子機器200は、アンテナ201を介して通信装置100から出力される電力を無線により受け付ける。さらに、電子機器200は、アンテナ201を介して通信装置100から受け付けた電力によって、電子機器200に装着されている電池210の充電を行う。
また、通信装置100と電子機器200との距離が所定の範囲内に存在しない場合、電子機器200は、アンテナ201を有している場合であっても、通信装置100と通信することができない。なお、所定の範囲とは、電子機器200が通信装置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、通信装置100は複数の電子機器に対しても、並行して電力を無線で供給することができるものとする。
電子機器200は、電池210から供給される電力を受け、通信するための通信部を有する電子機器であれば、その種類は問わない。例えば、スマートフォン、デジタルスチルカメラ、カメラ付き携帯電話、デジタルビデオカメラ等の撮像装置であってもよく、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、電池210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。実施形態における電子機器200は、図1に示すようにデジタルスチルカメラとしているが、あくまで例示であると理解されたい。また、電子機器200は、電池210が装着されていない場合に、通信装置100から供給される電力によって動作する電子機器であってもよいものとする。
次に、通信装置100と電子機器200の更なる詳細構成を図2を参照して説明する。通信装置100は、発振器101、電力送信回路102、整合回路103、通信回路104、CPU105、ROM106、RAM107、アンテナ108、タイマ109、操作部110、変換部111、表示部112、センサ制御部113、物体センサ114a、114b、及び、方位センサ115を有する。
発振器101は、不図示のAC電源から変換部111を介して供給される電力で駆動し、電力送信回路102を制御するために用いられる周波数で発振する。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、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。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のゲート電圧により、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生成する。なお、電力送信回路102によって生成された電力は、整合回路103に供給される。また、電力送信回路102は内部のFETのゲート電圧を制御することでFETからの電力を停止することもできる。
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、通信装置100が電子機器200を制御するためのリクエストを電子機器200に供給するための通信用の電力である。第2の電力は、通信装置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。例えば、第1の電力は、0.1W〜1W以下の電力であり、第2の電力は、2W〜10Wまでの電力であり、第1の電力は、第2の電力よりも低い電力である。
なお、通信装置100が第1の電力を電子機器200に供給している場合、通信装置100は、アンテナ108を介してリクエストを電子機器200に送信することができる。しかし、通信装置100が第2の電力を電子機器200に供給している場合、通信装置100は、アンテナ108を介してリクエストを電子機器200に送信することができない。
CPU105は、電子機器200に供給するための電力を、第1の電力、第2の電力、電力停止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。
整合回路103は、発振器101によって発振される周波数に応じて、アンテナ108とコンデンサ容量により式(1)で示される共振周波数fで共振する共振回路である。通信装置100と、通信装置100の給電の対象となる装置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を示すものとする。Lは、アンテナ108のインダクタンス、Cは整合回路103のキャパシタンスを示す。
f=1/(2π × (L × C)1/2)…(1)
なお、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。
発振器101によって発振される周波数が、共振周波数fに設定された状態で、電力送信回路102によって生成された電力は、整合回路103を介してアンテナ108に供給される。
通信回路104は、電子機器200を制御するためのリクエストを電子機器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、RFID(Radio Frequency Identification)等のISO/IEC 18092規格に準拠した通信プロトコルである。また、あらかじめ定められたプロトコルは、NFC(Near Field Communication)規格に準拠した通信プロトコルであってもよい。電力送信回路102によって発生された電力は、通信回路104によって、電子機器200と通信を行うためのリクエストとして、アナログ信号に変換され、アンテナ108を介して電子機器200に送信される。
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、リクエストには、宛先を識別するための識別情報及びリクエストによって指示される動作を示すリクエストコード等が含まれる。また、CPU105は、リクエストに含まれる識別情報を変更するように通信回路104を制御することによって、電子機器200だけにリクエストを送信することもできる。また、CPU105は、リクエストに含まれる識別情報を変更するように通信回路104を制御することによって、電子機器200及び電子機器200以外の装置に対しても、リクエストを送信することもできる。
通信回路104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、ICカードと無線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。
通信回路104は、通信回路104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。このことによって、通信回路104は、電力送信回路102によって生成された電力をパルス信号に変更する。通信回路104によって変更されたパルス信号は、アンテナ108に供給され、リクエストとして電子機器200に送信される。さらに、通信回路104は、所定の符号化方式による符号化回路を有する。通信回路104は、整合回路103において検出されるアンテナ108に流れる電流の変化に応じて、電子機器200に送信したリクエストに対する電子機器200からの応答や電子機器200から送信される情報を復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、通信回路104は、負荷変調方式によって電子機器200に送信したリクエストに対する応答や電子機器200から送信される情報を、電子機器200から受信することができる。通信回路104は、CPU105からの指示に応じてリクエストを電子機器200に送信する。さらに、通信回路104は、電子機器200から応答や情報を受信した場合、受信した応答や情報を復調してCPU105に供給する。
通信回路104は通信を設定するためのレジスタを持っており、CPU105から制御されることで通信時の送受信感度を調整することができる。
CPU105は、不図示のAC電源と通信装置100とが接続されている場合、不図示のAC電源から変換部111を介して供給される電力によって、通信装置100の各部を制御する。また、CPU105は、ROM106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、通信装置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、通信回路104を制御することにより、リクエストを電子機器200に送信する。
ROM106は、通信装置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憶する。また、ROM106は、表示部112に表示させるための映像データを記録している。
RAM107は、書き換え可能な揮発性メモリであり、CPU105のワークエリアとして利用される。またRAM107は、一時的に通信装置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等の情報、通信回路104によって電子機器200から受信された情報等を記録する。
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。通信装置100は、アンテナ108を介して電子機器200に電力を供給し、アンテナ108を介して電子機器200にリクエストを送信する。また、通信装置100は、アンテナ108を介して電子機器200からのリクエストや、電子機器200に送信したリクエスト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。
タイマ109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109によって計測される時間に対する閾値は、ROM106にあらかじめ記録されている。
操作部110は、通信装置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110は、通信装置100の電源ボタン及び通信装置100の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。CPU105は、操作部110を介して入力されたユーザの指示に従って通信装置100を制御する。なお、操作部110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通信装置100を制御するものであってもよい。
変換部111は、不図示のAC電源と通信装置100とが接続されている場合、不図示の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通信装置100全体に供給する。
表示部112は、CPU105によって生成された表示内容を表示する表示部である。例えば液晶や有機EL等と、これらを制御する制御部で構成される。
センサ制御部113は、物体センサ114a,114b、方位センサ115等の各種センサからのアナログ信号を受信する。センサ制御部113は受信したアナログ信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングしてデジタル信号に変換し、CPU105へデジタル情報として通知する。また、CPU105からの制御命令を受信して、物体センサ114、114b、方位センサ115等の各種センサの有効、非有効(無効)を制御してもよい。なお、実施形態では、物体センサを2つとしているが、その個数に特に制限はなく、それ以上あっても良い。また、センサ制御部113は、物体センサ、方位センサ以外のセンサを制御してもよい。また、光センサ等の場合は外光の影響によりセンサの値が変化してしまうため、外光による変化なのか物体が挿入されたことによる変化なのかを区別する必要がある。そのため、センサ制御部113のサンプリング周期は、できるだけ短く設定して複数のセンサが同時に変化した場合は外光の変化による変化であり、複数のセンサが時間軸に沿って値が変化していく場合は異物といったように区別できるようにする。なお、複数のセンサが同時に変化した場合を、外光による変化として判断した場合は、センサ値の基準値を変更してもよい。
物体センサ114a,114bは、物体の存在有無を検知するセンサであって、例えばフォトリフレクタ等のセンサである。物体センサ114a,114bで検出した物体検知情報はセンサ制御部113を介してCPU105へ通知される。
方位センサ115は、電子コンパスなどの地磁気を検知して方位検出を行うセンサである。方位センサでは地磁気を検出し、地磁気の強さから方位を検出することが可能である。方位センサ115で検出した方位情報はセンサ制御部113を介してCPU105へ通知される。
次に、電子機器200の構成について説明する。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、説明を行う。
電子機器200は、アンテナ201、整合回路202、整流平滑回路203、通信回路204、CPU205、ROM206、RAM207、電源制御部208、充電制御部209、電池210、タイマ211、操作部212、外部電源213、撮像部214、記録部215、表示部216およびセンサ部217を有する。
アンテナ201は、通信装置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、アンテナ201を介して、通信装置100から電力を受電して、リクエストを受信する。また、電子機器200は、アンテナ201を介して通信装置100を制御するためのリクエスト、通信装置100から受信したリクエストに対応する応答及び所定の情報を送信する。また、アンテナ201の位置は移動可能な構成であってもよく、移動した場所はセンサ部217により判断することができる。
整合回路202は、通信装置100の共振周波数fと同じ周波数でアンテナ201が共振するように、インピーダンスマッチングを行うための共振回路である。整合回路202は、整合回路103と同様にコンデンサ、コイル、及び抵抗等を有する。整合回路202は、通信装置100の共振周波数fと同じ周波数でアンテナ201が共振する。また、整合回路202は、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。整合回路202は、アンテナ201によって受電される電力の一部を交流波形のままリクエストとして通信回路204に供給する。
整流平滑回路203は、アンテナ201によって受電された電力からリクエスト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源制御部208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。整流平滑回路203によって生成された直流電力は、電源制御部208に供給される。
通信回路204は、整合回路202から供給されたリクエストを通信装置100と予め決められた通信プロトコルに応じて解析し、リクエストの解析結果をCPU205に供給する。
通信装置100から電子機器200に対して、CPU205は、リクエストに対する応答及び所定の情報を通信装置100に送信するために通信回路204に含まれる抵抗等の負荷をON/OFF変動させるように通信回路204を制御して負荷変調信号として通信を行う。通信回路204に含まれる負荷が変化する場合、アンテナ108に流れる電流が変化する。これにより、通信装置100は、アンテナ108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から送信されるリクエスト、リクエスト対する応答及び所定の情報を受信する。
通信回路204は、通信回路104と同様に、電源制御部208から供給された電力を、振幅変位を利用したASK変調によってパルス信号に変換し、整合回路202、アンテナ201を介して出力する。そして、ASK変調信号の送信に対する負荷変調信号の受信をアンテナ201、整合回路202を介して行うことが可能である。
CPU205は、通信回路204から供給された解析結果に応じて通信回路204が受信したリクエストがどのリクエストであるかを判定し、受信したリクエストに対応するリクエスト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。CPU205は、通信装置からの機器認証の要求や、充電情報を取得する要求に対して通信回路204を介して応答を返す。
また、CPU205は、ROM206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憶する。また、ROM206には、電子機器200の識別情報等が記録される。電子機器200の識別情報とは、電子機器200のIDを示す情報であり、更に電子機器200のメーカー名、電子機器200の装置名、電子機器200の製造年月日等が含まれる。RAM207は、書き換え可能な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、通信装置100から送信された情報等を記録する。
電源制御部208はスイッチングレギュレータやリニアレギュレータから構成され、整流平滑回路203または外部電源213のいずれかより供給された直流の電力を充電制御部209及び、電子機器200全体に供給する。
充電制御部209は、電源制御部208から電力を供給される場合、供給される電力に応じて、電池210の充電を行う。なお、充電制御部209は、定電圧定電流方式により電池210の充電を行うものとする。また、充電制御部209は、装着されている電池210の充電に関する情報を定期的に検出し、CPU205に供給する。なお、電池210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、電池210の残りの容量を示す残容量情報の他に電池210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209によって、電池210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209が電池210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209が電池210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209が電池210に対してソフトウェア充電制御や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209が電池210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る。また、充電情報には、電子機器200が電池210に充電するのに必要な電力情報や、電池210が危険な温度状態であるか否か等の情報が含まれている。充電情報には、電子機器200を動作させるために必要な電池容量がどの程度必要なのかを示す情報が含まれる。更に、充電情報には通信装置からの電力が停止された際に放電した場合に、どの程度電池容量が低下するのかの情報や、電池210が何回充放電を繰り返したのか等の電池210の消耗に関する情報が含まれる。
電池210は、電子機器200に着脱可能な電池である。また、電池210は、充電可能な二次電池であり、例えばリチウムイオン電池等である。電池210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。電池210は電源制御部208を介して電力供給がされない場合、電子機器200の各部に対して電力を供給する。例えば、通信装置から通信時における第1の電力が低く設定されていて出力される場合や、通信装置からの電力供給が停止するような場合には、電池210から電子機器200の各部に対して電力を供給する。
タイマ211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211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。
操作部212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212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212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212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を制御するものであってもよい。
外部電源213は、交流電源からACをDCに変更して供給する電源である。
撮像部214は、光学レンズ、CMOSセンサ、デジタル画像処理部等を備え、光学レンズを介して入力されるアナログ信号をデジタルデータに変換して撮影画像を取得する処理ブロックである。撮像部214によって取得された撮影画像は、RAM207に一時的に格納され、CPU205の制御に基づいて処理される。例えば、記録部215による記録媒体への記録などである。また撮像部214は、レンズ制御部も備えており、CPU205からの指令に基づいて、ズーム、フォーカス、絞り調整等の制御を行い、レンズの位置から換算した距離情報をCPU205に通知する。
記録部215は、大容量の記録媒体によって構成され、CPU205の指示に基づいて記録媒体に様々なデータを格納したり読み出したりする処理ブロックである。記録媒体は、例えば内蔵フラッシュメモリ、内蔵ハードディスク、或いは着脱可能なメモリカード等で構成される。
表示部216は液晶パネル、または有機ELパネル等で構成され、CPU205の指示に基づいて、操作画面や、撮影画像等の表示を行う。表示部216はバリアングル等の可動可能な形状で構成してもよく、その場合は表示部216の位置情報をデジタル情報に変換してCPU205へ通知する。
センサ部217は、各種センサから受信したアナログ信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングしてデジタル信号に変換し、CPU205へデジタル情報として通知する処理ブロックである。例えば、電子コンパスなどの地磁気を検知して方位を求めるための方位センサからの情報をデジタル情報に変換してCPU205へ通知する。また、アンテナ201の位置が変更した場合は、アンテナ201の位置情報を検知してCPU205へ通知する。
なお、アンテナ108及びアンテナ201は、ヘリカルアンテナであっても、ループ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ものとする。
また、第1の実施形態において、通信装置100によって行われる処理は、通信装置100が電磁界結合によって電子機器200に対して無線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、第1の実施形態において、電子機器200によって行われる処理は、通信装置100が電磁界結合によって電子機器200に対して無線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、アンテナ108として電極を通信装置100に設け、アンテナ201として電極を電子機器200に設けることにより、通信装置100が電界結合により電力を電子機器200に供給するシステムにおいても、本発明を適用することができる。
また、通信装置100が電磁誘導によって無線で電子機器200に電力を供給するシステムにおいても、通信装置100によって行われる処理及び電子機器200によって行われる処理を適用できるものとする。
また、第1の実施形態において、通信装置100は、電子機器200に対して無線で電力を送信し、電子機器200は、通信装置100から無線で電力を受電するものとした。しかし、「無線」を「非接触」や「無接点」と言い換えてもよいものとする。
図3(a)は通信装置100のアンテナ108と物体センサ114a,114bの配置関係を、図3(b)は電子機器200のアンテナ1と筺体外装のサイズとの関係を示している。
図3(a)に示すように、アンテナ108の外周に物体センサ114a、物体センサ114bが配置される。ここで、物体センサ114aと物体センサ114bの間の距離をLt1、物体センサ114aとアンテナ108の外縁までの距離をLt2a、物体センサ114bとアンテナ108の外縁までの距離をLt2bとする。なお、距離Lt2aとLt2bの距離は等しくてもよいし、等しくなくてもよい。
図3(b)に示すように、アンテナ201が電子機器200の筺体内に収納されている。ここで、電子機器200の筺体サイズである距離をLr1、筺体外縁からアンテナ201の外縁までの距離をLr2aとし、Lr2aの180℃反対側の筺体外縁からアンテナ201の外縁までの距離をLr2bとする。なお、距離Lr2aとLr2bの距離は等しくてもよいし、等しくなくてもよい。
既に説明したように、実施形態における電子機器200はデジタルカメラを例にしている。デジタルカメラは、ズームレンズ、開閉式の表示パネルが搭載されているものも珍しくはない。つまり、見かけ上のサイズが可変となっている。実施形態における上記Lt1は、電子機器200が最もコンパクトとなっている際の距離Lr1よりも大きいとする。従って、ユーザが、電気機器200がコンパクトな状態で通信装置100のアンテナ108の中央に、所定の方向に向けて載置した場合には、物体センサ114a,114bは物体を検出しない。
<通信装置100の処理全体>
図4に、本第1の実施形態における、通信装置100における処理全体の一例を示す。なお、本フローチャートにおける制御プログラムは、通信装置100の電源がONの状態において、ROM106に格納されているプログラムをRAM107に展開してCPU105が実行する。本フローチャートにおける制御プログラムは、定期的に処理を繰り返し実行してもよい。
S401において、CPU105は、センサ制御部113から定期的に送られるセンサ情報からセンサ値を取得する。CPU105はセンサ値が変化したか否かを判断する。CPU105は、センサ値が所定の値以上に変化したと判断した場合(S401のYES)、処理をS401からS402へ進める。また、CPU105は、センサ値が所定の値以上に変化しなかったと判断した場合(S401のNO)、S401の処理を継続する。
S402において、CPU105は、電力送信回路102を制御して第1の電力を出力する。第1の電力は、少なくとも電子機器200の通信回路204が電池210からの電力供給を受けることなく動作することが可能な電力である。CPU105は、電力を出力して、出力した第1の電力に対して通信回路104を制御して変調をかけて、電子機器200を検出するためのリクエストを送信して、その応答を受信する。例えばNFC対応機器が存在するかどうか問い合わせる際、TypeAである場合はSENS_REQリクエスト、TypeBである場合はSENSB_REQリクエスト、TypeFである場合SENSF_REQリクエストを送信する。CPU105は、リクエストを送信した後は、各コマンドに対するレスポンスを受信することでNFCの認証処理を行う。CPU105は、各コマンドに応じて必要なリクエストとレスポンス処理を行った後、処理をS402からS403へ進める。
S403にて、CPU105はS402においてNFCの認証が成立したか否かを判断する。CPU105は、NFCの認証が成立したと判断した場合(S403のYES)、S403からS404へ処理を進める。またCPU105は、NFCの認証が成立しなかったと判断した場合(S403のNO)、本フローチャートをS403で処理を終える。
S404にて、CPU105は、通信回路104を制御して無線電力伝送の認証処理を行う。具体的には、CPU105は、NDEF(NFC Data Exchange Format)で構成された無線電力伝送用に関する各種情報(無線電力伝送対応の有無、取り扱い可能な電力、バッテリレベル、バッテリ有無等)のやり取りを行う。CPU105は、通信回路104で受信した無線電力伝送のNDEF情報をRAM107に格納する。この後、CPU105は、S404からS405へ遷移する。
S405にて、CPU105は、通信回路104を制御して、図3(b)で前述した距離Lr1の情報を取得するためのリクエストを送信する。CPU105は、リクエストを送信した後、S405からS406に処理を進める。
S406にて、CPU105は、通信回路104を制御して、S405で送信したリクエストに対する応答を受信する。CPU105は、電子機器200から距離Lr1の情報を受信し、RAM106に格納する。この後、CPU105は、S406からS407に処理を進める。
S407において、CPU105は、受信した電子機器200の距離Lr1と、物体センサ114a、114b間の距離Lt1(既知)を比較し、距離Lr1に対し物体センサセンサが反応するか否かを判断する。
CPU105は、電子機器200が物体センサ114a、114bが反応する大きさである場合(距離Lr1>=距離Lt1)、物体センサ114a、114bを無効にする。また、CPU105は、電子機器200が物体センサ114a、114bが反応する大きさで無い場合(距離Lr1<距離Lt1)、物体センサ114a、114bを有効にする。そして、CPU105は、S407からS408へ処理を進める。
S408において、CPU105は、電子機器200以外のNFC機器などの異物が挿入されたか否かを判断する。CPU105は、物体センサ114a、114bが有効な場合は、新たな異物の侵入があった場合、それらのセンサ値が変化することで異物の侵入を検知する。CPU105は、異物が挿入されたことを検出した場合(S408のYES)、本フローチャートにおける処理をS408からS411に進める。CPU105は、異物が挿入されたことを検出しなかった場合(S408のNO)、S408からS409へ処理を進める。
S409において、CPU105は、電力送信回路102を制御して第2の電力をアンテナ108より出力して、電子機器200に対して無線で電力を供給する。CPU105は、S409からS410へ処理を進める。
S410において、CPU105は、S408と同様の処理を行う。CPU105は、異物が挿入されたことを検出した場合(S410のYES)、本フローチャートにおける処理をS410からS411に進める。CPU105は、異物が挿入されたことを検出しなかった場合(S410のNO)、本フローチャートにおける処理をS410からS409へ戻す。
S411において、CPU105は、電力送信回路102を制御して第2の電力による出力を停止して、本フローチャートにおける処理を終了する。なお、CPU105は、電力を停止せずに、第2の電力よりも低い第1の電力に落としてもよい。
なお、第1の実施形態では、物体センサを2つ使用した場合において説明したが、2つ以上センサを配置して処理を行ってもよい。
<電子機器200の処理全体>
次に実施形態における電子機器200における処理を図5のフローチャートに従って説明する。なお、本フローチャートにおける制御プログラムは、電子機器200のCPU205がONの状態において、ROM206に格納されているプログラムをRAM207に展開してCP205が実行する。本フローチャートにおける制御プログラムは、定期的に処理を繰り返し実行してもよい。
S501において、CPU205は、アンテナ201、整合回路202を介して入力されるキャリア信号を、通信回路を制御して受信してNFCの認証処理を開始する。CPU205は、通信回路204を制御して受信したキャリア信号に重畳された変調信号を受信し、各リクエストに応じた応答を返してNFCの認証処理を実施する。例えば、NFC規格のTypeAのSENS_REQリクエスト、TypeBのSENSB_REQリクエスト、TypeFのSENSF_REQリクエスト等のリクエストを受信する。CPU205は、リクエストを受信し、TypeAであれば応答としてSENS_RES応答、TypeBであれば応答としてSENSB_RES応答,TypeFであれば応答としてSENSF_RES応答を、通信回路204を制御して負荷変調により返信する。CPU205は、S501からS502へ処理を進める。
S502において、CPU205は、通信回路204を制御して無線電力伝送の認証処理を行う。具体的には、NDEFで構成された無線電力伝送用に関する各種情報(無線電力伝送対応の有無、取り扱い可能な電力、バッテリレベル、バッテリ有無等)のやり取りを行う。CPU205は、本処理を終えて、本フローチャートにおける処理をS502からS503へ進める。
S503にて、CPU205は、通信回路204から距離Lr1の情報取得リクエストを受信する。CPU205は、S503からS504に処理を進める。
S504にて、CPU205は、電子機器200の筺体サイズである距離Lr1が変化しているか否かを判断する。デジタルカメラは可動部を有することが多い。例えば沈胴式のズームレンズ、表示パネルが開閉できるものも少なくない。それ故、CPU205は、所定の間隔で、撮像部214のレンズの位置から換算した距離情報、表示部216の位置情報を取得してRAM207に一時的に保存する。CPU205は、距離Lr1の値が変化している場合(S504のYES)、S504からS506へ進める。つまり、CPU205は、電子機器のサイズ検出部として機能する。CPU205は、求めた距離Lr1の値が変化していない場合(S504のNO)、S504からS505へ処理を進める。
S505において、CPU205は、RAM207に格納されている、撮像部214のレンズの位置から換算した距離情報、表示部216の位置情報から、電子機器200の筺体内の距離Lr1の値を算出する。例えば撮像部214のレンズのズームしている場合には、レンズの位置が筺体外装から遠い距離に移動するため、筺体内の距離Lr1は大きくなる。なお、レンズが脱着できるタイプのデジタルカメラの場合には、装着されているレンズの種類(モデル名)も、距離Lr1を算出する際のパラメータとなる。表示部216の位置情報も同様に、バリアングル液晶などの表示部を動かした場合に、筺体外装から遠い距離に移動するため、筺体内の距離Lr1は大きくなる。CPU205は、距離Lr1の値を算出した後、S505からS506に処理を進める。
S506にて、CPU205は、先のS503で受信した距離Lr1の情報取得リクエストに対する応答として、通信回路204を制御して距離Lr1の値を通信装置100に向けて送信する。そして、CPU205は、S506からS507に処理を進める。
S507において、CPU205は、通信装置100より供給される電力を整合回路202、整流平滑回路203、電源制御部208、充電制御部209を介して電池210に対して充電処理を行う。CPU205は、通信装置100からの電力供給が継続される間はS507における処理を継続する。CPU205は、本フローチャートにおける処理をS507で終える。
以上、第1の本実施形態によれば、通信装置100は電子機器200と通信により、電子機器200のサイズを判定する。そして、その判定したサイズに応じて、複数の物体センサのうち、有効とするものを選択する。そして、電子機器200に第2の電力(充電のための電力)を供給中では、有効として判定した物体センサを利用して異物検出を行うので、精度の高い検出が行えるようになる。
なお、実施形態では、2つの物体センサを用いるものとしたが、更に多数の物体センサを、実施形態で示した物体センサ114a、114bそれぞれよりも装置の内側並びに外縁に向かう位置に配置しても良い。この場合、通信により電子機器のサイズ(実施形態でのLr1)を得られるのであれば、有効と判断された物体センサ以外の物体センサ(無効と判断されたセンサ)は不使用となり、有効と判断された物体センサを使って異物侵入を判断でき、様々な電子機器に対応することができる。
[第2の実施形態]
上記第1の実施形態では、電子機器200の筺体サイズのパラメータの1つであるLr1のみを使用して判断していた。しかし、アンテナ201の位置によってはアンテナ108とアンテナ201の中心部がずれてしまい、正確に筺体サイズを判断できない場合が考えられる。本第2の実施形態においては、通信装置100は、電子機器200のアンテナ201の位置を含めて異物か否かを判断可能な処理形態を説明する。
なお、第2の本実施形態におけるシステム構成図は、第1の実施形態と同様に図1に示した構成と同様である。また、本第2の実施形態における給電システムのブロック図は第1の実施形態と同様に図2に示した構成と同様である。さらに、本実施形態における通信装置100のアンテナとセンサの配置、電子機器200のアンテナと筺体外装の配置に関しては、第1の実施形態と同様に図3に示した構成と同様である。なお、電子機器200のセンサ部217には方位センサが含まれるものとして説明する。
<通信装置100の処理全体>
まず、本第2の実施形態における通信装置100における処理を図6のフローチャートに従って説明する。なお、本フローチャートにおける制御プログラムは、通信装置100の電源がONの状態において、ROM106に格納されているプログラムをRAM107に展開してCPU105が実行する。本フローチャートにおける制御プログラムは、定期的に処理を繰り返し実行してもよい。
S601にて、CPU105は、センサ制御部113から定期的に送られるセンサ情報からセンサ値を取得する。そして、CPU105はセンサ値が変化したか否かを判断する。なお、センサ値には予め物体を検知する前の基準値を設定しておく必要があるため、CPU105は本ステップで検出した値を基準値とする。また、複数のセンサの検出値が同時に変化した場合は、外光等の外部環境の変化であると判断できるため、全センサの基準値を一斉に変更する。また、常に特定のセンサの値(信号レベル)が他のセンサに対して異なる場合はセンサが汚れていると判断し、センサの不具合が発生したことを通知(報知)するため、表示部112を制御してセンサ異常(センサエラー)を示すメッセージを表示する。CPU105は、センサ値が所定の値以上に変化したと判定した場合(S601のYES)、S601からS602へ処理を進める。CPU105は、センサ値が所定の値以上に変化しなかったと判定した場合(S601のNO)、S601の処理を継続する。
S602において、CPU105は、電力送信回路102を制御して第1の電力を出力する。例えば、CPU105は、第1の電力として、少なくとも電子機器200の通信回路204が電池210からの電力供給を受けることなく動作することが可能な電力を出力する。CPU105は、電力を出力して、出力した第1の電力に対して通信回路104を制御して変調をかけて、電子機器200を検出するためのリクエストを送信し、その応答を受信する。例えばNFC対応機器が存在するかどうか問い合わせる際、TypeAである場合はSENS_REQリクエスト、TypeBである場合はSENSB_REQリクエスト、TypeFである場合SENSF_REQリクエストを送信する。CPU105は、リクエストを送信した後は、各コマンドに対するレスポンスを受信することでNFCの認証処理を行う。CPU105は、各コマンドに応じて必要なリクエストと、そのレスポンス受信処理を行った後、S602からS603へ処理を進める。
S603において、CPU105は、S602におけるNFCの認証が成立したか否かを判断する。CPU105は、NFCの認証が成立したと判断した場合(S603のYES)、S603からS604へ処理を進める。また、CPU105は、NFCの認証が成立しなかったと判断した場合(S603のNO)、処理を終える。
S604にて、CPU105は、通信回路104を制御して無線電力伝送の認証処理を行う。具体的には、NDEF(NFC Data Exchange Format)で構成された無線電力伝送用に関する各種情報(無線電力伝送対応の有無、取り扱い可能な電力、バッテリレベル、バッテリ有無等)のやり取りを行う。CPU105は、通信回路104で受信した無線電力伝送のNDEF情報をRAM107に格納する。そして、CPU105は、S604からS605へ処理を遷移させる。
S605にて、CPU105は、通信回路104を制御して、図3(b)で前述した距離Lr1、筺体外縁からアンテナ201の外縁までの距離Lr2a、Lr2bの情報、及び電子機器200の方位情報を取得するためのリクエストを送信する。CPU105は、このリクエストを送信した後、S605からS606に処理を進める。
S606にて、CPU105は、通信回路104を制御して、S605で送信したリクエストに対する応答を受信する。CPU105は、電子機器200から距離Lr1、筺体外縁からアンテナ201の外縁までの距離Lr1a、Lr1bの情報、及び電子機器200の方位情報を受信し、RAM106に格納する。CPU105は、S606からS607に処理を進める。
S607において、CPU105は、S606で受信した情報をもとに、現在の状態がいずれのケースに当てはまるのか決定処理を行う。本処理の詳細は図7を用いて後述する。CPU105は、S607からS608へ処理を進める。
S608にて、CPU105は、有効センサの決定と、電子機器200以外のNFC機器などの異物が混入しているか否かを判別を行う。本処理の詳細は図8を用いて後述する。CPU105は、S608からS609へ処理を進める。
S609において、CPU105は、S608の結果を受けて電子機器200以外のNFC機器などの異物が挿入されたか否かを判断する。CPU105は、異物が挿入されたと判断した場合(S609のYES)、S609からS613に処理を進める。またCPU105は、異物が挿入されたことを検出しなかった場合(S609のNO)、S609からS610へ処理を進める。
S610において、CPU105は、電力送信回路102を制御して第2の電力をアンテナ108より出力して、電子機器200に無線で電力を供給する。電子機器200は、これにより、電池210の充電を行うことになる。CPU105は、S610からS611へ処理を進める。
S611にて、CPU105は、S608と同様に、有効センサの判定と、電子機器200以外のNFC機器などの異物が混入しているか否かを判別とを行う。本処理の詳細は図8を用いて後述する。
S612にて、CPU105は、S609と同様の処理を行う。CPU105は、異物が挿入されたと判定した場合(S612のYES)、S612からS613に処理を進める。CPU105は、異物が挿入無しと判定した場合(S612のNO)、処理をS612からS610へ戻す。
S613にて、CPU105は、電力送信回路102を制御して第2の電力による出力を停止して、本フローチャートにおける処理を終了する。なお、CPU105は、電力を停止せずに、第1の電力などの第2の電力よりも低い所定の電力レベルに落としてもよい。
次に、通信装置100において、ケース決定処理の一例を図7のフローチャートに従って説明する。なお、本フローチャートにおける制御プログラムは、通信装置100の電源がONの状態において、ROM106に格納されているプログラムをRAM107に展開してCPU105が実行する。本フローチャートにおける制御プログラムは、定期的に処理を繰り返し実行してもよい。
S701にて、CPU105は、ROM106から、物体センサ114a。114b間の距離Lt1を取得する。また、CPU105は、物体センサ114aとアンテナ108の外縁までの距離をLt2a、物体センサ114bとアンテナ108の外縁までの距離をLt2aもROM106より取得する。そして、CPU105は、方位センサ115から方位情報を取得する。CPU105は、そして、S701からS702へ処理を進める。
S702において、CPU105は、S701で取得した通信装置100の方位情報と、図6のS606で受信した電子機器200の方位情報から、通信装置100に置かれている電子機器200の位置を判別する。具体的には、CPU105は、通信装置100の方位情報を基準に、電子機器200の方位情報から角度を算出して電子機器200の載置方向(相対的な方向)を判断する。例えば、電子機器200の置き方が180度回転して置かれた場合、距離Lr2aと距離Lr2bの値は逆になる。そして、CPU105は、S702からS703へ処理を進める。
S703において、CPU105は、距離Lt1と距離Lr1を比較する。CPU105は、距離Lt1が距離Lr1以上であると判定した場合(S703のYES)、S703からS704へ処理を進める。また、CPU105は、距離Lt1が距離Lr1未満であると判定した場合(S703のNO)、S703からS710へ処理を進める。
S704において、CPU105は、距離Lt2aと距離Lr2aを比較する。CPU105は、距離Lr2aが距離Lt2aより大きいと判定した場合(S704のYES)、S704からS705へ処理を進める。また、CPU105は、距離Lr2aが距離Lt2a以下であると判定した場合(S704のNO)、S704からS708へ処理を進める。
S705において、CPU105は、距離Lt2bと距離Lr2bを比較する。CPU105は、距離Lr2bが距離Lt2bより大きいと判定した場合(S705のYES)、S705からS706へ処理を進める。また、CPU105は、距離Lr2bが距離Lt2b以下であると判定した場合(S705のNO)、S705からS707へ処理を進める。
S706において、CPU105は、ケース判定としてケース1と判断し、RAM107のケース値を“1”と設定する。そして、CPU105は、処理をS706にて終了する。
S707において、CPU105は、ケース判定としてケース2と判断し、RAM107のケース値を“2”と設定する。CPU105は、処理をS707で終了する。
S708において、CPU105は、距離Lt2bと距離Lr2bを比較する。CPU105は、距離Lr2bが距離Lt2bより大きいと判定した場合(S708のYES)、S708からS707へ処理を進める。またCPU105は、距離Lr2bが距離Lt2b以下であると判定した場合(S708のNO)、S708からS709へ処理を進める。
S709において、CPU105は、ケース判定としてケース3と判断し、RAM107のケース値を“3”と設定する。CPU105は、処理をS709で終了する。
S710において、CPU105は、距離Lt2aと距離Lr2aを比較する。CPU105は、距離Lr2aが距離Lt2aより大きいと判定した場合(S710のYES)、S710からS712へ処理を進める。CPU105は、距離Lr2aが距離Lt2a以下であると判定した場合(S710のNO)、S710からS715へ処理を進める。
S711において、CPU105は、距離Lt2bと距離Lr2bを比較する。CPU105は、距離Lr2bが距離Lt2bより大きいと判定した場合(S711のYES)、S711からS712へ処理を進める。またCPU105は、距離Lr2bが距離Lt2b以下であると判定した場合(S711のNO)、S711からS713へ処理を進める。
S712において、CPU105は、ケース判定としてケース4と判断し、RAM107のケース値を“4”と設定する。CPU105は、処理をS712で終了する。
S713において、CPU105は、ケース判定としてケース5と判断し、RAM107のケース値を“5”と設定する。CPU105は、処理をS713で終了する。
S714において、CPU105は、距離Lt2bと距離Lr2bを比較する。CPU105は、距離Lr2bが距離Lt2bより大きいと判定した場合(S714のYES)、S714からS713へ処理を進める。CPU105は、距離Lr2bが距離Lt2b以下であると判定した場合(S714のNO)、S714からS715へ処理を進める。
S715において、CPU105は、ケース判定としてケース6と判断し、RAM107のケース値を“6”と設定する。CPU105は、処理をS715で終了する。
次に、図8のフローチャートに従って、通信装置100における有効センサの決定処理及び異物判定処理を説明する。本処理は図6で上述したS608及びS611のサブルーチン処理となる。なお、本フローチャートにおける制御プログラムは、通信装置100の電源がONの状態において、ROM106に格納されているプログラムをRAM107に展開してCPU105が実行する。本フローチャートにおける制御プログラムは、定期的に処理を繰り返し実行してもよい。
S801において、CPU105は、物体センサ114a,114b、方位センサ115の最新の値を、センサ制御部113を介して取得して、RAM107に保存する。そして、CPU105は、S801からS802へ処理を進める。
S802において、CPU105は、図7で上述したフローチャートにおいて決定したRAM107に格納されているケース値を元に判定を行う。CPU105は、ケース値が1,2,5のいずれかであると判定した場合(S802のケース1,2,5)、S802からS803へ処理を進める。CPU105は、ケース値が3であると判定した場合(S802のケース3)、S802からS806へ処理を進める。CPU105は、ケース値が4、6のいずれかであると判定した場合(S802の4、6)、S802からS809へ処理を進める。
S803において、CPU105は、物体センサ114a、物体センサ114bの両方の値が基準値に対して所定の閾値よりも変化しているか否かを判断する。CPU105は、物体センサ114a、物体センサ114bの両センサの値が変化している場合(S803のYES)、本フローチャートにおける処理をS803からS804へ進める。CPU105は、物体センサ114a、物体センサ114bのどちらかのセンサの値が変化しているか、あるいは両センサの値が変化していない場合(S803のNO)、本フローチャートにおける処理をS803からS805へ進める。
S804において、CPU105は、本来は反応しないはずのセンサが反応していることから、異物が挿入されたと判断する。CPU105は、本フローチャートにおける処理をS804で終わらせる。
S805において、CPU105は、異物が混入していないと判断する。CPU105は、物体センサ114a、物体センサ114bの内、基準値に対して閾値以上に値が変化しているセンサには電子機器200が載っていると判断し、電子機器200が動いた場合の取り去り検出用センサとして使用する。CPU105は、物体センサ114a、物体センサ114bの内、基準値に対して閾値以上に値が変化していないセンサには電子機器200が載っていないと判断し、異物が挿入されたことを検知するための異物検出用センサとして使用する。CPU105は、本フローチャートにおける処理をS805で終わらせる。
S806において、CPU105は、物体センサ114a、物体センサ114bのいずれかのセンサ値が基準値に対して所定の閾値よりも変化しているか否かを判断する。CPU105は、物体センサ114a、物体センサ114bのいずれかのセンサ値が変化していると判断した場合(S806のYES)、S806からS807へ処理を進める。CPU105は、物体センサ114a、物体センサ114bのいずれのセンサ値も変化していないと判断した場合(S806のNO)、S806からS808へ処理を進める。
S807において、CPU105は、本来は反応しないはずのセンサが反応していることから、異物が挿入されたと判断する。そしてCPU105は、本フローチャートにおける処理を終了する。
S808において、CPU105は、S805と同様の処理を行い、本フローチャートにおける処理を終了する。S809において、CPU105は、S805と同様の処理を行い、本フローチャートにおける処理を終了する。
図7,8のフローチャートを用いて説明した、有効なセンサの決定と異物判定の判断と、各ケースの関係の一例に関して図9を用いて説明する。図9は、有効センサの判定と異物判定のためのテーブルということもできる。
行901に、ケース1における条件と反応するセンサを示す。ケース1においてはLt1がLr1以上であることから、センサが2個反応することはあり得ないため、センサが2個反応した場合は異物と判定されることを示している。
行902に、ケース2における条件と反応するセンサに関して示す。ケース1と同様に、Lt1がLr1以上であることから、センサが2個反応することはあり得ないため、センサが2個反応した場合は異物と判定される。
行903に、ケース3における条件と反応するセンサに関して示す。ケース1、2と同様にLt1がLr1以上であり、さらに、Lt2aがLr2a以上でかつLt2bがLr2b以上であることから、センサが反応することが無いため、センサが1個以上反応したら異物と判断される。
行904に、ケース4における条件と反応するセンサに関して示す。ケース4においてはLt1がLr1未満であることから、どちらか一方のセンサの上に電子機器200が置かれることになる。ケース4においては更に、Lt2aがLr2aよりも小さく、Lt2bがLr2bよりも小さいことからセンサが2個とも反応するため、異物が挿入されることは無いと判断される。
行905に、ケース5における条件と反応するセンサに関して示す。ケース5ではケース4と同様に、Lt1がLr1未満であることから、どちらか一方のセンサの上に電子機器200が置かれることになる。しかしLt2bがLr2b以上であることから、2個のセンサが反応することは無いと判断し、2個のセンサが反応した場合は異物と判断する。 行906に、ケース6における条件と反応するセンサに関して示す。ケース6は基本的には存在しないケースである。ケース4と同様に、Lt1がLr1未満であることから異物が挿入されることは無いと判断される。
なお、本第2の実施形態における処理においては、物体センサを2つ使用した場合において説明したが、2つ以上センサを配置して処理を行ってもよい。例えば、3個以上センサを置いても、ケースを追加して同様に異物かどうかを判断していけばよい。特に4個をアンテナ108の各辺の4か所に配置した場合は、2個センサの場合の処理を2つ組み合わせて使用すればよい。
[電子機器200の処理全体]
図10に、本第2の実施形態における、電子機器200における処理全体の一例を示す。なお、本フローチャートにおける制御プログラムは、電子機器200のCPU205がONの状態において、ROM206に格納されているプログラムをRAM207に展開してCP205が実行する。本フローチャートにおける制御プログラムは、定期的に処理を繰り返し実行してもよい。
S1001において、CPU205は、アンテナ201、整合回路202を介して入力されるキャリア信号を、通信回路を制御して受信し、NFCの認証処理を開始する。CPU205は、通信回路204を制御して受信したキャリア信号に重畳された変調信号を受信し、各リクエストに応じた応答を返してNFCの認証処理を実施する。例えば、NFC規格のTypeAのSENS_REQリクエスト、TypeBのSENSB_REQリクエスト、TypeFのSENSF_REQリクエスト等のリクエストを受信する。CPU205は、リクエストを受信し、TypeAであれば応答としてSENS_RES応答、TypeBであれば応答としてSENSB_RES応答,TypeFであれば応答としてSENSF_RES応答を、通信回路204を制御して負荷変調により返信する。そして、CPU205は、S1001からS1002へ処理を進める。
S1002にて、CPU205は、通信回路204を制御して無線電力伝送の認証処理を行う。具体的には、CPU205は、NDEFで構成された無線電力伝送用に関する各種情報(無線電力伝送対応の有無、取り扱い可能な電力、バッテリレベル、バッテリ有無等)のやり取りを行う。CPU205は、本処理を終えて、S1002からS1003へ処理を進める。
S1003において、CPU205は、通信回路204を介して図3(b)で前述した距離Lr1、筺体外縁からアンテナ201の外縁までの距離Lr2a、Lr2bの情報、及び電子機器200の方位情報を取得するためのリクエストを受信する。そして、CPU205は、S1003からS1004に処理を進める。
S1004において、CPU205は、電子機器200の距離Lr1に変化があるか否か、CPU205は、撮像部215、表示部216、センサ部217を介して取得した各距離情報が変化したか否かを判断する。CPU205は、距離Lr1に変化があると判断した場合(S1004のYES)、S1004からS1005へ処理を進める。CPU205は、距離Lr1に変化がないと判断した場合(S1004のNO)、S1004からS1006へ処理を進める。
S1005において、CPU205は、撮像部215、表示部216、センサ部217を介して取得した各距離情報を元に、距離Lr1の値と、距離Lr2a,距離Lr2bの値を変更して、変更した値をRAM207に保存する。例えば、撮像部214のレンズの位置から換算した距離情報、表示部216の位置情報から、電子機器200の筺体内の距離Lr1の値を算出する。例えば撮像部214のレンズのズームしている場合には、レンズの位置が筺体外装から遠い距離に移動するため、筺体内の距離Lr1は大きくなる。表示部216の位置情報も同様に、バリアングル液晶などの表示部を動かした場合に、筺体外装から遠い距離に移動するため、筺体内の距離Lr1は大きくなる。同様にLr2a、Lr2bも算出することができる。そして、CPU205は、S1005からS1006へ処理を進める。
S1006において、CPU205は、センサ部217から取得したアンテナ位置情報から、アンテナ201の位置が変化したか否かを判断する。CPU205は、アンテナ位置が変化したと判断した場合(S1006のYES)、S1006からS1007へ処理を進める。また、CPU205は、アンテナ位置が変化しなかったと判断した場合(S1006のNO)、S1006からS1008へ処理を進める。
S1007において、CPU205は、アンテナ201の移動位置から距離Lr2a、距離Lr2bの値を変更して、変更した値をRAM207に保存する。そして、CPU205は、S1007からS1008へ処理を進める。
S1008において、CPU205は、S1003で受信した距離Lr1、距離Lr2a、距離Lr2b、方位情報の情報取得リクエストに対する応答として、通信回路204を制御して、RAM207に保存されている各値を送信する。そしてCPU205は、S1008からS1009に処理を進める。
S1009において、CPU205は、通信装置100より供給される電力を整合回路202、整流平滑回路203、電源制御部208、充電制御部209を介して電池210に対して充電処理を行う。CPU205は、通信装置100からの電力供給が継続される間はS1009における処理を継続する。CPU205は、本フローチャートにおける処理をS1009で終える。
以上、本第2の実施形態によれば、電子機器200が通信装置100上に載置された位置がアンテナ108の中心でなくても、電子機器200への給電中に、電子機器200以外のNFC機器が混入された場合に、その異物検出を行うことができる。
以上本発明に係る第1、第2の実施形態を説明したが、本発明に係る通信装置は、本実施形態で説明した通信装置100に限定されるものではない。また、本発明に係る電子機器200も本実施形態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、本発明に係る通信装置100及び電子機器200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。
また実施形態では、通信装置100における、電子機器を載置する載置台上への物体を検出する構成として、載置台上の複数(実施形態では2つ)の物体センサを設ける例を説明した。そして物体センサとして、フォトリフレクタとする例を説明した。しかしながら、物体の検出は、フォトリフレクタに限らず接触センサでもあっても構わない。要は、通信装置100は、電子機器200を給電している際に、自身の通信範囲における電子機器200が示す範囲を除く範囲を、異物の侵入の検出範囲として機能できれば良い。
(その他の実施例)
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。
100…通信装置、200…電子機器、114a、114b…物体センサ、108、201…アンテナ

Claims (17)

  1. 電子機器に無線給電する給電装置であって、
    非接触にて電力の送信及び情報の送受信を行う通信手段と、
    前記通信手段の通信範囲への物体の侵入を検出する検出手段と、
    前記通信手段を介して、電子機器から、当該電子機器のサイズを表す情報を取得する取得手段と、
    取得した情報に基づき、前記検出手段による物体の侵入の検出範囲を判定する判定手段と、
    前記通信手段を介して、前記電子機器への給電を行う制御手段とを有し、
    前記制御手段は、
    前記電子機器へ給電中にあっては、前記検出手段における前記検出範囲での物体の侵入の検出に基づいて前記電子機器への給電を制御する
    ことを特徴とする給電装置。
  2. 前記制御手段は、前記検出手段における前記検出範囲での物体の侵入の検出があった場合、前記電子機器への給電を停止する、又は、充電の電力の供給よりも低い電力の供給に切り替えることを特徴とする請求項1に記載の給電装置。
  3. 前記検出手段は、無線給電するためのアンテナを収容し、且つ、電子機器を載置するための載置台に設けられた複数の物体センサからの信号に基づいて、物体の侵入の有無を検出する
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の給電装置。
  4. 前記複数の物体センサは、前記アンテナの外周から外に向かう位置に設けられることを特徴とする請求項3に記載の給電装置。
  5. 前記判定手段は、前記取得手段で取得した情報に基づいて前記複数の物体センサのうち有効とする物体センサを決定することで、前記検出範囲を判定する
    ことを特徴とする請求項3又は4に記載の給電装置。
  6. 給電装置の向きを検出するための方位検出手段を更に有し、
    前記取得手段は、前記電子機器から、当該電子機器の向きを表す情報を更に取得し、
    前記判定手段は、前記方位検出手段で検出した方位、及び、前記取得手段が取得した情報から、前記給電装置に対する前記電子機器の相対的な向きを判定し、当該相対的な向きと前記電子機器のサイズを表す情報から、前記複数の物体センサのうち有効とする物体センサを決定することで、前記検出範囲を判定する
    ことを特徴とする請求項3又は4に記載の給電装置。
  7. 前記制御手段は、前記複数の物体センサのうち、非有効として判定された物体センサを、物体の移動の検出に用いることを特徴とする請求項5又は6に記載の給電装置。
  8. 前記制御手段は、前記複数の物体センサそれぞれの信号レベルに基づき、異常な信号レベルがあった場合にセンサエラーとして報知する報知手段を含むことを特徴とする請求項3乃至7のいずれか1項に記載の給電装置。
  9. 前記制御手段は、前記複数の物体センサからの信号レベルが同時に、予め設定された閾値を超えた場合は外部環境の変化とし、前記複数の物体センサそれぞれの閾値を変更する手段を含むことを特徴とする請求項3乃至8のいずれか1項に記載の給電装置。
  10. 前記通信手段は、NFC(Near Field Communication)通信手段であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の給電装置。
  11. 充電可能な電池からの電力で動作し、非接触にて電力の受信及び情報の送受信を行う通信部を有し、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の給電装置を利用して前記電池を充電する電子機器であって、
    前記通信部を介して、前記電子機器のサイズを表す情報を前記給電装置に向けて送信する送信手段と、
    前記給電装置から供給される電力で前記電池を充電する充電手段と
    を有することを特徴とする電子機器。
  12. 前記電子機器の可動部の状態から、当該電子機器の現在のサイズを検出するサイズ検出手段を更に有し、
    前記送信手段は、前記サイズ検出手段で検出したサイズを表す情報を送信する
    ことを特徴とする請求項11に記載の電子機器。
  13. 前記電子機器の方位を検出する方位センサを更に有し、
    前記送信手段は、前記方位センサで検出した方位を表す情報を更に送信する
    ことを特徴とする請求項11又は12に記載の電子機器。
  14. 非接触にて電力の送信及び情報の送受信を行う通信手段と、前記通信手段の通信範囲への物体の侵入を検出する検出手段とを有し、電子機器に無線給電する給電装置の制御であって、
    前記通信手段を介して、電子機器から、当該電子機器のサイズを表す情報を取得する取得工程と、
    取得した情報に基づき、前記検出手段による物体の侵入の検出範囲を判定する判定工程と、
    前記通信手段を介して、前記電子機器への給電を行う制御工程とを有し、
    前記制御工程では、
    前記電子機器へ給電中にあっては、前記検出工程における前記検出範囲での物体の侵入の検出に基づいて前記電子機器への給電を制御する
    ことを特徴とする給電装置の制御方法。
  15. 充電可能な電池からの電力で動作し、非接触にて電力の受信及び情報の送受信を行う通信部を有し、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の給電装置を利用して前記電池を充電する電子機器の制御方法であって、
    前記通信部を介して、前記電子機器のサイズを表す情報を前記給電装置に向けて送信する送信工程と、
    前記給電装置から供給される電力で前記電池を充電する充電工程と
    を有することを特徴とする電子機器の制御方法。
  16. コンピュータが読み込み実行することで、前記コンピュータに、請求項14又は15に記載の各工程を実行させるためのプログラム。
  17. 電子機器に無線給電する給電装置、及び、当該給電装置からの電力を受信する電子機器で構成される給電システムであって、
    前記給電装置は、
    非接触にて電力の送信及び情報の送受信を行う第1の通信手段と、
    前記第1の通信手段の通信範囲への物体の侵入を検出する検出手段と、
    前記第1の通信手段を介して、電子機器から、当該電子機器のサイズを表す情報を取得する取得手段と、
    取得した情報に基づき、前記検出手段による物体の侵入の検出範囲を判定する判定手段と、
    前記第1の通信手段を介して、前記電子機器への給電を行う制御手段とを有し、
    前記制御手段は、
    前記電子機器へ給電中にあっては、前記検出手段における前記検出範囲での物体の侵入の検出に基づいて前記電子機器への給電を制御する、
    前記電子機器は、
    充電可能な電池と、
    非接触にて電力の受信及び情報の送受信を行う第2の通信手段と、
    前記第2の通信手段を介して、前記電子機器のサイズを表す情報を前記給電装置に向けて送信する送信手段と、
    前記給電装置から供給される電力で前記電池を充電する充電手段とを有する
    ことを特徴とする給電システム。
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