JP2023032911A - Power reception device and control method for the same and program - Google Patents

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Abstract

To provide a power reception device that can receive electromagnetic wave wirelessly transmitted from a power transmission device even when there is not enough remaining battery power, a control method for the power reception device, and a program.SOLUTION: A power reception device 100 performs power reception using a first antenna unit 101 and wireless communication with a power transmission device 200 using a second antenna unit 112 and a second communication control unit 113. The power reception device 100 comprises a battery 109 supplying power to the second communication control unit 113, a first communication control unit 106 for wireless communication with an external device using the first antenna unit 101, and a receiving unit 107 charging the battery 109 using power from the power reception. The receiving unit 107 is controlled in such a manner that when the remaining battery capacity of the battery 109 is less than a predetermined value, the connection of the first antenna 101 is switched from the first communication control unit 106 to the receiving unit 107, and the receiving unit 107 receives environmental electromagnetic waves as power with the first antenna unit 101, and the battery 109 is charged with the received environmental electromagnetic waves.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、受電装置及びその制御方法並びにプログラムに関し、特に無線通信などに使われている様々な電波を電力に変える無線電力伝送に使用する受電装置及びその制御方法並びにプログラムに関する。 The present invention relates to a power receiving device and its control method and program, and more particularly to a power receiving device used for wireless power transmission that converts various radio waves used in wireless communication into power, and its control method and program.

従来より、無線電力伝送の方式として、電磁誘導方式や、共鳴送電方式、マイクロ波方式等が知られている。その中でも、無線ＬＡＮや携帯電話通信などのマイクロ波を利用したエネルギーハーベスティングは、充電や、バッテリーレス、ワイヤレス、そしてＣＯ２を排出しない環境にやさしい技術として注目を集めている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an electromagnetic induction method, a resonant power transmission method, a microwave method, and the like are known as methods of wireless power transmission. Among them, energy harvesting using microwaves such as wireless LAN and mobile phone communication is attracting attention as a charging, battery-less, wireless, and environment-friendly technology that does not emit CO2 .

また、マイクロ波方式を利用した送電システムとしては、総務省の提唱する空間伝送型ワイヤレス電力送電システムなどがある（例えば、非特許文献１参照）。 Moreover, as a power transmission system using a microwave method, there is a spatial transmission type wireless power transmission system proposed by the Ministry of Internal Affairs and Communications (for example, see Non-Patent Document 1).

こうしたマイクロ波方式を利用した送電システムにおいては、マイクロ波を放射して送電を行う送電装置が、送電先である受電装置との間の通信を予め確立しておき、通信により取得した受電装置の状態に応じて送電することが一般的である。しかし、このような送電システムの場合、受電装置の電池残量が少なく、送電装置との間で通信を確立できない場合、受電装置が送電装置からの送電を受けられないという課題があった。 In a power transmission system using such a microwave method, a power transmission device that transmits power by radiating microwaves establishes communication in advance with a power receiving device that is a power transmission destination, and the power receiving device obtained through communication establishes communication with the power receiving device. It is common to transmit power depending on the state. However, in the case of such a power transmission system, there is a problem that the power receiving device cannot receive power transmission from the power transmitting device when the battery level of the power receiving device is low and communication cannot be established with the power transmitting device.

かかる課題に対し、送電装置が、受電装置との通信により取得した送電に関する情報を履歴として記憶し、受電装置からの電力の要求信号を受信したか否かによらず、履歴情報に基づいて給電電波を出力する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。 In order to solve this problem, a power transmission device stores information about power transmission acquired through communication with a power reception device as a history, and supplies power based on the history information regardless of whether or not a power request signal from the power reception device is received. Techniques for outputting radio waves have been disclosed (see Patent Document 1, for example).

空間伝送型ワイヤレス電力伝送システム作業班報告書（案）（令和２年５月２０日１６時時点版） 情報通信審議会 情報通信技術分科会、陸上無線通信委員会Spatial transmission type wireless power transmission system working group report (draft) (as of 16:00 on May 20, 2020) Information and Communications Council, Information and Communications Technology Subcommittee, Land Wireless Communications Committee

特開２０２０－１８１４６号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2020-18146

しかしながら、特許文献１に開示される技術では、送電装置に受電装置からの通信により取得した送電に関する情報が履歴として記憶されていない場合、受電装置の電池残量が少ないと、送電装置は受電装置へ給電電波を出力できない。また、送電装置が、履歴として記憶されている情報に基づき給電電波を出力した際、受電装置がその履歴として記憶されている情報の通りに存在していない場合、受電装置が送電装置からの電波を受電できない等の不都合を生じる可能性がある。 However, in the technology disclosed in Patent Document 1, if the power transmission apparatus does not store information related to power transmission acquired through communication from the power reception apparatus as a history, and the remaining battery level of the power reception apparatus is low, the power transmission apparatus Power supply radio waves cannot be output to Also, when the power transmitting device outputs the power feeding radio wave based on the information stored as the history, if the power receiving device does not exist according to the information stored as the history, the power receiving device does not receive the radio wave from the power transmitting device. There is a possibility of causing inconvenience such as being unable to receive power.

そこで、本発明の目的は、十分な電池残量がない場合であっても、送電装置からの無線による電波を受電できる受電装置及びその制御方法並びにプログラムを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a power receiving device capable of receiving radio waves wirelessly from a power transmitting device, a control method thereof, and a program, even when the battery does not have sufficient remaining battery power.

上記課題を解決するため、本発明に係る受電装置は、第１のアンテナ部を用いた受電、及び第２のアンテナ部を用いた送電装置との無線通信を行う受電装置であって、前記第２のアンテナ部を用いて前記送電装置と無線通信を行うための第２の通信制御部と、前記第２の通信制御部を動作させるための電力を供給する電池と、前記電池の電池残量を判定する電池残量判定部と、前記第１のアンテナ部を用いて外部装置と無線通信を行うための第１の通信制御部と、前記受電による電力を用いて前記電池に充電を行う受電部と、前記電池残量判定部で判定された前記電池の電池残量が所定値未満である場合、前記第１のアンテナ部の接続を前記第１の通信制御部から前記受電部へ切り替え、前記第１のアンテナ部で環境電波を電力として受電して前記電池を充電するよう前記受電部を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a power receiving device according to the present invention is a power receiving device that receives power using a first antenna unit and performs wireless communication with a power transmitting device using a second antenna unit, a second communication control unit for performing wireless communication with the power transmission device using two antenna units; a battery for supplying power for operating the second communication control unit; and a remaining battery amount of the battery. a remaining battery level determination unit for determining the above; a first communication control unit for performing wireless communication with an external device using the first antenna unit; and when the remaining battery level of the battery determined by the remaining battery level determining unit is less than a predetermined value, switching connection of the first antenna unit from the first communication control unit to the power receiving unit, and control means for controlling the power receiving section so that the first antenna section receives environmental radio waves as power and charges the battery.

本発明によれば、十分な電池残量がない場合であっても、送電装置からの無線による電波を受電できる。 According to the present invention, it is possible to receive radio waves wirelessly from a power transmission device even when the remaining battery level is insufficient.

本発明の第１の実施形態に係る受電装置の構成を示す図である。1 is a diagram showing the configuration of a power receiving device according to a first embodiment of the present invention; FIG. 受電装置に電力伝送を行う送電装置の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a power transmission device that transmits power to a power reception device; 図１Ａにおける切替部及び切替制御部の構成の詳細を説明するための図である。1B is a diagram for explaining the details of the configuration of a switching unit and a switching control unit in FIG. 1A; FIG. 本発明の第１の実施形態における、受電装置の動作処理のフローチャートである。4 is a flowchart of operation processing of the power receiving device according to the first embodiment of the present invention; 本発明の第２の実施形態に係る受電装置の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a power receiving device according to a second embodiment of the present invention; 本発明の第２の実施形態における、受電装置の動作処理のフローチャートである。10 is a flowchart of operation processing of the power receiving device according to the second embodiment of the present invention;

以下に、本発明の好ましい実施形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。 Preferred embodiments of the present invention are described in detail below with reference to the accompanying drawings.

（第１の実施形態）
以下、図１を参照して、本発明の第１の実施形態における受電装置１００について説明する。 (First embodiment)
A power receiving device 100 according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

図１Ａに示す、受電装置１００は、カメラやスマートフォンなどのモバイル機器に代表される電池で動作する電子機器であり、後述する送電装置２００、及び送電装置２００以外の通信機器から送信されたマイクロ波を電力として受電する。 A power receiving device 100 illustrated in FIG. 1A is an electronic device that operates on a battery typified by a mobile device such as a camera or a smartphone. is received as power.

図１Ｂに示す、送電装置２００は、工場や家庭内に設置され、他の電子機器に対してマイクロ波による電力伝送を行う。 A power transmission device 200 shown in FIG. 1B is installed in a factory or home, and performs microwave power transmission to other electronic devices.

以下、本実施形態においては、送電装置２００が、受電装置１００に対してマイクロ波による電力伝送を行う場合について説明する。 Hereinafter, in the present embodiment, a case will be described in which the power transmission device 200 performs power transmission to the power reception device 100 using microwaves.

＜受電装置１００の内部構成＞
図１Ａにおいて、受電装置１００は、第１のアンテナ部１０１、切替部１０２、受電用共振回路１０３、整流回路１０４、通信用共振回路１０５、第１の通信制御部１０６、受電部１０７、電池残量判定部１０８、及び電池１０９を備える。受電装置１００は更に、切替制御部１１０、受電側制御部１１１、第２のアンテナ部１１２、第２の通信制御部１１３、及び起動制御部１１４を備える。 <Internal Configuration of Power Receiving Device 100>
1A, power receiving apparatus 100 includes first antenna section 101, switching section 102, power receiving resonance circuit 103, rectifying circuit 104, communication resonance circuit 105, first communication control section 106, power receiving section 107, battery level A quantity determination unit 108 and a battery 109 are provided. The power receiving device 100 further includes a switching control unit 110 , a power receiving side control unit 111 , a second antenna unit 112 , a second communication control unit 113 and an activation control unit 114 .

第１のアンテナ部１０１は、アンテナ素子で構成され、送電装置２００からのマイクロ波の受信、及び送電装置２００以外の電子機器と無線通信の送受信を行う。 The first antenna unit 101 includes an antenna element, receives microwaves from the power transmission device 200 , and performs wireless communication transmission/reception with electronic devices other than the power transmission device 200 .

切替部１０２は、第１のアンテナ部１０１を、受電用共振回路１０３及び通信用共振回路１０５のいずれか一方と電気的に接続するよう接続の切り替えが可能である。本実施形態において切替部１０２は、切替制御部１１０から切替のための制御信号が供給されていない状態で第１のアンテナ部１０１を受電用共振回路１０３と接続し、通信用共振回路１０５には接続しないよう構成されている。尚、本実施形態では、受電用共振回路１０３や通信用共振回路１０５を、後述する通り、回路のインピーダンスを低くするために設けられているが、無くてもよい。すなわち、本実施形態では、切替制御部１１０及びその制御信号の供給有無で動作を変える切替部１０２（制御手段）が、第１のアンテナ部１０１を、受電部１０７及び第１の通信制御部１０６の一方と電気的に接続するよう接続の切り替えを制御できればよい。 The switching unit 102 can switch the connection so that the first antenna unit 101 is electrically connected to either one of the power reception resonance circuit 103 and the communication resonance circuit 105 . In the present embodiment, the switching unit 102 connects the first antenna unit 101 to the power reception resonance circuit 103 in a state where a control signal for switching is not supplied from the switching control unit 110, and the communication resonance circuit 105 connects configured not to connect. In the present embodiment, the power reception resonance circuit 103 and the communication resonance circuit 105 are provided to lower the impedance of the circuits, as will be described later, but they may be omitted. That is, in the present embodiment, the switching control unit 110 and the switching unit 102 (control means) that changes the operation depending on whether or not the control signal is supplied to the first antenna unit 101 are connected to the power receiving unit 107 and the first communication control unit 106. It suffices if the connection switching can be controlled so as to electrically connect to one of the .

受電用共振回路１０３は、コイルやコンデンサなどの素子で構成される回路であり、送電装置２００からのマイクロ波と一般的な無線通信で使用されるマイクロ波の両周波数帯で共振することにより、回路のインピーダンスが低くなるように設計されている。本実施形態において受電用共振回路１０３は、送電装置２００からのマイクロ波の５．８ＧＨｚ帯と無線ＬＡＮ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格（以後ＢＴ規格という）で使用される２．４ＧＨｚ帯、５．０ＧＨｚ帯の各周波数帯で共振する。これにより、受電用共振回路１０３は回路のインピーダンスが低くなるよう設計されている。 The power receiving resonance circuit 103 is a circuit composed of elements such as a coil and a capacitor, and resonates in both frequency bands of microwaves from the power transmission device 200 and microwaves used in general wireless communication. The circuit is designed to have low impedance. 5. In this embodiment, the power receiving resonance circuit 103 uses the 5.8 GHz band of the microwave from the power transmitting device 200 and the 2.4 GHz band used in the wireless LAN and the Bluetooth (registered trademark) standard (hereinafter referred to as the BT standard). It resonates in each frequency band of 0 GHz band. Accordingly, the power receiving resonance circuit 103 is designed to have a low circuit impedance.

整流回路１０４は、ダイオードなどの素子で構成される回路であり、第１のアンテナ部１０１でマイクロ波を受信することで受電用共振回路１０３に発生する交流信号を整流して、後段の受電部１０７に直流電力を供給する。 The rectifier circuit 104 is a circuit composed of an element such as a diode, and rectifies an AC signal generated in the power receiving resonance circuit 103 by receiving microwaves at the first antenna unit 101, and rectifies the AC signal to be supplied to the subsequent power receiving unit. DC power is supplied to 107 .

通信用共振回路１０５は、コイルやコンデンサなどの素子で構成される回路であり、第１の通信制御部１０６による外部の電子機器（外部装置）との無線通信に使用されるマイクロ波の周波数帯で共振する。これにより、通信用共振回路１０５は、回路のインピーダンスが低くなるよう設計されている。 The communication resonance circuit 105 is a circuit composed of elements such as a coil and a capacitor, and operates in the microwave frequency band used for wireless communication with an external electronic device (external device) by the first communication control unit 106. resonate with Accordingly, the communication resonance circuit 105 is designed to have a low circuit impedance.

第１の通信制御部１０６は、通信用共振回路１０５、および第１のアンテナ部１０１を介して外部の電子機器に対して無線通信を行うための制御を行う。本実施形態において、第１の通信制御部１０６は、無線ＬＡＮ規格に対応したものとするが、その他の通信規格に対応したものであってもよい。本実施形態では、通信用共振回路１０５は、例えば、２．４ＧＨｚ帯、５．０ＧＨｚ帯の各周波数帯で共振することで回路のインピーダンスが低くなるよう設計されている。 The first communication control unit 106 controls wireless communication with an external electronic device via the communication resonance circuit 105 and the first antenna unit 101 . In this embodiment, the first communication control unit 106 is assumed to be compatible with the wireless LAN standard, but may be compatible with other communication standards. In this embodiment, the communication resonance circuit 105 is designed so that the impedance of the circuit is lowered by resonating in each frequency band, for example, 2.4 GHz band and 5.0 GHz band.

受電部１０７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ、充電回路などで構成され、整流回路１０４から伝達された直流電力もしくは電池１０９からの直流電力を用いて受電装置１００の各構成部へ必要な電力の給電を行う。また、受電部１０７は、整流回路１０４から伝達された直流電力を用いて電池１０９への充電を行う。本実施形態において、受電部１０７は、整流回路１０４から伝達された微少な直流電力で動作できるよう、起動および動作に必要な電力は微少である。具体的には、受電部１０７の起動及び動作に必要な電力は、数μＷ程度である。また、受電部１０７は、整流回路１０４から伝達された直流電力のみを用いて、電池１０９への充電を行えるよう構成されている。 The power receiving unit 107 includes a DC/DC converter, a charging circuit, and the like, and uses the DC power transmitted from the rectifier circuit 104 or the DC power from the battery 109 to supply necessary power to each component of the power receiving apparatus 100 . conduct. Also, the power receiving unit 107 charges the battery 109 using the DC power transmitted from the rectifier circuit 104 . In the present embodiment, power reception unit 107 requires very little power for startup and operation so that it can operate with very little DC power transmitted from rectifier circuit 104 . Specifically, the power required to activate and operate the power receiving unit 107 is approximately several μW. Power receiving unit 107 is configured to charge battery 109 using only the DC power transmitted from rectifier circuit 104 .

電池残量判定部１０８は、電圧検出方式やクーロン・カウンタ方式などの方式により電池１０９の電池残量を検出し、検出した残量が所定値未満か否かの判定を行い、その判定結果を切替制御部１１０及び起動制御部１１４に通知する。尚、電池残量判定部１０８は、本実施形態では受電部１０７の内部にあるが、かかる構成に限定されない。すなわち、電池残量判定部１０８は、整流回路１０４から伝達された直流電力もしくは電池１０９からの直流電力を用いて動作し、且つ起動および動作に必要な電力が微少であればよく、例えば、受電部１０７とは独立した構成であっても良い。 The battery remaining amount determination unit 108 detects the remaining battery amount of the battery 109 by a method such as a voltage detection method or a coulomb counter method, determines whether or not the detected remaining amount is less than a predetermined value, and outputs the determination result. The switching control unit 110 and the activation control unit 114 are notified. Note that the remaining battery level determining unit 108 is inside the power receiving unit 107 in this embodiment, but the configuration is not limited to this. That is, the remaining battery level determination unit 108 may operate using the DC power transmitted from the rectifier circuit 104 or the DC power from the battery 109, and the power required for startup and operation may be very small. The configuration may be independent of the unit 107 .

また、電池残量判定部１０８は、切替制御部１１０及び起動制御部１１４に対して、Ｌｏ信号を供給することで電池残量が所定値未満であることを通知して、Ｈｉ信号を供給することで電池残量が所定値未満でないことを通知する構成であって良い。ここでＬｏ信号の電圧レベルは、０Ｖである。一方、Ｈｉ信号の電圧レベルは、本実施形態では１．８Ｖであるが、それ以外の電圧レベルであっても構わない。尚、電池残量の所定値とは、第２の通信制御部１１３が第２のアンテナ部１１２を介して送電装置２００に送電に関する情報を通知するために必要な通信を最低限行えるだけの電力を供給可能な電池１０９の電池残量である。 In addition, the remaining battery level determination unit 108 notifies that the remaining battery level is less than a predetermined value by supplying a Lo signal to the switching control unit 110 and the activation control unit 114, and supplies a Hi signal. By doing so, it may be configured to notify that the remaining battery level is not less than a predetermined value. Here, the voltage level of the Lo signal is 0V. On the other hand, although the voltage level of the Hi signal is 1.8 V in this embodiment, it may be any other voltage level. It should be noted that the predetermined value of the remaining battery level is the minimum amount of power required for communication necessary for the second communication control unit 113 to notify the power transmission apparatus 200 of information regarding power transmission via the second antenna unit 112. is the remaining battery capacity of the battery 109 capable of supplying .

電池１０９は、全固体電池を含むリチウムイオン電池などの二次電池で構成される。本実施形態において電池１０９は、第２の通信制御部１１３を動作させるための電力供給源であり、また、受電部１０７を介して受電装置１００の各構成部へ供給する電力の供給源でもある。 The battery 109 is composed of a secondary battery such as a lithium ion battery including an all-solid battery. In this embodiment, the battery 109 is a power supply source for operating the second communication control unit 113, and is also a power supply source for supplying power to each component of the power receiving apparatus 100 via the power receiving unit 107. .

切替制御部１１０は、不図示ではあるが、電池１０９からの電力で駆動するＤＣ／ＤＣコンバータなどで構成され、電池残量判定部１０８からの電池１０９の電池残量の判定結果の通知に応じて、切替部１０２の接続の切り替えを制御する。切替制御部１１０の構成の詳細については後述する。 Although not shown, the switching control unit 110 is configured by a DC/DC converter or the like that is driven by the power from the battery 109, and responds to notification of the battery remaining amount determination result of the battery 109 from the battery remaining amount determination unit 108. to control switching of connection of the switching unit 102 . The details of the configuration of the switching control unit 110 will be described later.

受電側制御部１１１は、カメラやスマートフォンなどのモバイル機器に代表される電池で動作する電子機器であるところの受電装置１００の機能を実現するための制御を行う。 The power-receiving-side control unit 111 performs control for realizing the functions of the power receiving apparatus 100, which is an electronic device that operates on a battery, typified by mobile devices such as cameras and smartphones.

第２のアンテナ部１１２は、アンテナ素子とコイルやコンデンサなどの素子による共振回路で構成され、送電装置２００と送電に関する情報の無線通信を行う。第２のアンテナ部１１２に構成として含まれる共振回路は、第２の通信制御部１１３による無線通信に使用されるマイクロ波の周波数帯で共振することにより、回路のインピーダンスが低くなるよう設計される。 The second antenna unit 112 is configured by a resonance circuit including an antenna element and elements such as a coil and a capacitor, and performs wireless communication of information on power transmission with the power transmission device 200 . The resonant circuit included in the configuration of the second antenna unit 112 is designed so that the impedance of the circuit is lowered by resonating in the microwave frequency band used for wireless communication by the second communication control unit 113. .

第２の通信制御部１１３は、第２のアンテナ部１１２を介して送電装置２００と送電に関する情報の無線通信を行うための制御を行う。本実施形態において、第２の通信制御部１１３は、非特許文献１に記載の受電装置の構成と同様、ＢＴ規格に対応した構成であるが、送電装置２００と送電に関する情報の無線通信ができるものであれば、その他の通信規格に対応したものであってもよい。 The second communication control unit 113 performs control for performing wireless communication of information on power transmission with the power transmission device 200 via the second antenna unit 112 . In the present embodiment, the second communication control unit 113 has a configuration compatible with the BT standard, similar to the configuration of the power receiving device described in Non-Patent Document 1, but can wirelessly communicate information related to power transmission with the power transmitting device 200. Any other communication standard may be used as long as it is compatible with other communication standards.

本実施形態において、第２の通信制御部１１３は、受電側制御部１１１による制御によらず、単独で第２のアンテナ部１１２を介して送電装置２００と送電に関する情報の無線通信が可能なように構成されている。また、第２の通信制御部１１３は、受電部１０７を介さず、電池１０９から直接に直流電力を受電し動作することが可能なよう構成されている。さらに、第２の通信制御部１１３は、電池１０９に受電側制御部１１１の動作に必要な電力が十分残っている場合、受電側制御部１１１からの第２の通信制御部１１３による通信を行うよう通知を受け、送電装置２００との送電に関する情報の無線通信を行う。この通信に基づき、受電側制御部１１１は、第１のアンテナ部１０１から送電装置２００からの送電電力を受電することができるようにしてもよい。また、第２の通信制御部１１３は、電池１０９に受電側制御部１１１が動作するために必要な電力が十分残っている場合には、受電部１０７から電力を受電し動作することが可能なよう構成されていてもよい。 In the present embodiment, the second communication control unit 113 is capable of wirelessly communicating information related to power transmission with the power transmission device 200 through the second antenna unit 112 independently of the control by the power receiving side control unit 111. is configured to Further, the second communication control unit 113 is configured to be able to receive DC power directly from the battery 109 without going through the power receiving unit 107 and operate. Furthermore, the second communication control unit 113 performs communication from the power receiving side control unit 111 by the second communication control unit 113 when the battery 109 has sufficient power for operating the power receiving side control unit 111. Upon receiving the notification, wireless communication of information on power transmission with the power transmission device 200 is performed. Based on this communication, the power receiving-side control unit 111 may receive power transmitted from the power transmitting device 200 through the first antenna unit 101 . Further, the second communication control unit 113 can receive power from the power receiving unit 107 and operate when the battery 109 has sufficient power for the power receiving control unit 111 to operate. may be configured as follows.

起動制御部１１４は、電池残量判定部１０８からの電池１０９の電池残量の判定結果の通知に応じて第２の通信制御部１１３を起動、停止を制御する。また、起動制御部１１４は、第２の通信制御部１１３と同様に、受電部１０７を介さず、電池１０９から直接電力を受電し動作することが可能なよう構成されている。 The activation control unit 114 controls activation and deactivation of the second communication control unit 113 in response to notification of the determination result of the remaining battery level of the battery 109 from the remaining battery level determination unit 108 . Further, similarly to the second communication control unit 113 , the activation control unit 114 is configured to receive power directly from the battery 109 without going through the power receiving unit 107 to operate.

＜送電装置２００の内部構成＞
図１Ｂにおいて、送電装置２００は、電源部２０１、送電部２０２、送電アンテナ２０３、通信アンテナ部２０４、送電側通信制御部２０５、及び送電制御部２０６を備える。 <Internal Configuration of Power Transmission Device 200>
In FIG. 1B , power transmission device 200 includes power supply unit 201 , power transmission unit 202 , power transmission antenna 203 , communication antenna unit 204 , power transmission side communication control unit 205 , and power transmission control unit 206 .

電源部２０１は、商用電源、整流平滑部、ＤＣ／ＤＣコンバータなどで構成され、交流電源を整流して、送電装置２００の各部へ必要な電力を供給する。 The power supply unit 201 includes a commercial power supply, a rectifying/smoothing unit, a DC/DC converter, and the like, rectifies AC power, and supplies necessary power to each unit of the power transmitting device 200 .

送電部２０２は、送電アンテナ２０３を構成する共振回路の共振周波数に等しい周波数の信号を発生させる。 The power transmission unit 202 generates a signal with a frequency equal to the resonance frequency of the resonance circuit forming the power transmission antenna 203 .

送電アンテナ２０３は、アンテナ素子で構成され、送電部２０２からの信号により受電装置１００に電力を送り出す。 Power transmission antenna 203 is configured by an antenna element, and transmits power to power receiving apparatus 100 in response to a signal from power transmission section 202 .

通信アンテナ部２０４は、アンテナ素子とコイルやコンデンサなどの素子による共振回路で構成され、受電装置１００と送電に関する情報の無線通信を行う。通信アンテナ部２０４に構成として含まれる共振回路は、送電側通信制御部２０５による無線通信に使用されるマイクロ波の周波数帯で共振することにより、回路のインピーダンスが低くなるよう設計される。 The communication antenna unit 204 is configured by a resonance circuit including an antenna element and elements such as a coil and a capacitor, and performs wireless communication of information on power transmission with the power receiving apparatus 100 . The resonant circuit included in the communication antenna unit 204 is designed to have low circuit impedance by resonating in the microwave frequency band used for wireless communication by the power transmission side communication control unit 205 .

送電側通信制御部２０５は、通信アンテナ部２０４を介して受電装置１００と送電に関する情報の無線通信を行うための制御を行う。本実施形態において、送電側通信制御部２０５は、非特許文献１に記載の送電装置の構成と同様、ＢＴ規格に対応した構成であるが、受電装置１００と送電に関する情報の無線通信ができるものであれば、その他の通信規格に対応したものであってもよい。 The power transmission side communication control unit 205 performs control for performing wireless communication of information related to power transmission with the power receiving apparatus 100 via the communication antenna unit 204 . In the present embodiment, the power transmission side communication control unit 205 has a configuration compatible with the BT standard, similar to the configuration of the power transmission device described in Non-Patent Document 1, but is capable of wirelessly communicating information related to power transmission with the power receiving device 100. If so, it may correspond to other communication standards.

送電制御部２０６は、送電側通信制御部２０５により受信した受電装置１００からの送電に関する情報に基づいて、受電装置１００への送電を制御する。 The power transmission control unit 206 controls power transmission to the power receiving apparatus 100 based on the information regarding power transmission from the power receiving apparatus 100 received by the power transmission side communication control unit 205 .

＜切替部１０２及び切替制御部１１０の内部構成＞
以下、図２を参照して、切替部１０２及び切替制御部１１０の構成の詳細について説明する。 <Internal Configuration of Switching Unit 102 and Switching Control Unit 110>
Details of the configurations of the switching unit 102 and the switching control unit 110 will be described below with reference to FIG.

図２（ａ）は、切替部１０２の回路構成を示す図である。 FIG. 2A is a diagram showing the circuit configuration of the switching section 102. As shown in FIG.

図２（ａ）において、切替部１０２は、デプレッション型ＦＥＴ１０２ａ、ゲート端子Ｇ１，Ｇ２、及びエンハンスメント型ＦＥＴ１０２ｂを備える。 In FIG. 2A, the switching unit 102 includes a depletion type FET 102a, gate terminals G1 and G2, and an enhancement type FET 102b.

デプレッション型ＦＥＴ１０２ａは、第１のアンテナ部１０１と受電用共振回路１０３との間に設けられるデプレッション型Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒである。ここで、デプレッション型ＦＥＴ１０２ａでは、オンのときにドレイン端子が第１のアンテナ部１０１に接続されると共にソース端子が受電用共振回路１０３に接続され、オフのときにこれらの接続がされなくなる。また、デプレッション型ＦＥＴ１０２ａは、ゲート端子Ｇ１を介して切替制御部１１０から制御信号が供給されるよう構成される。デプレッション型ＦＥＴ１０２ａは、切替制御部１１０からゲート端子Ｇ１に制御信号が供給されない、具体的にはゲート端子Ｇ１に供給される制御信号の電圧レベルが０Ｖであるとき、そのドレイン端子およびソース端子をオンとする。また、デプレッション型ＦＥＴ１０２ａは、切替制御部１１０からゲート端子Ｇ１に負の電圧の信号を供給されているとき、そのドレイン端子とソース端子をオフとする。 The depletion type FET 102 a is a depletion type field effect transistor provided between the first antenna section 101 and the power reception resonance circuit 103 . Here, in the depletion type FET 102a, the drain terminal is connected to the first antenna section 101 and the source terminal is connected to the power receiving resonance circuit 103 when turned on, and these connections are disconnected when turned off. The depletion type FET 102a is configured to receive a control signal from the switching control section 110 via the gate terminal G1. The depletion type FET 102a turns on its drain terminal and source terminal when no control signal is supplied from the switching control unit 110 to the gate terminal G1, specifically when the voltage level of the control signal supplied to the gate terminal G1 is 0V. and Further, the depletion type FET 102a turns off the drain terminal and the source terminal when a negative voltage signal is supplied from the switching control section 110 to the gate terminal G1.

エンハンスメント型ＦＥＴ１０２ｂは、第１のアンテナ部１０１と通信用共振回路１０５との間に設けられるエンハンスメント型Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒである。ここで、エンハンスメント型ＦＥＴ１０２ｂでは、オンのときにドレイン端子が第１のアンテナ部１０１とデプレッション型ＦＥＴ２０１に接続されると共にソース端子が通信用共振回路１０５に接続され、オフのときにこれらの接続がされなくなる。また、エンハンスメント型ＦＥＴ１０２ｂは、ゲート端子Ｇ２を介して切替制御部１１０から制御信号が供給されるよう構成される。エンハンスメント型ＦＥＴ１０２ｂは、切替制御部１１０からゲート端子Ｇ２に制御信号が供給されない、具体的にはゲート端子Ｇ２に供給される制御信号の電圧レベルが０Ｖであるとき、そのドレイン端子およびソース端子をオフとする。また、エンハンスメント型ＦＥＴ１０２ｂは、切替制御部１１０からゲート端子Ｇ２に正の電圧の信号を供給されているとき、そのドレイン端子とソース端子をオンとする。 The enhancement-type FET 102b is an enhancement-type field effect transistor provided between the first antenna section 101 and the communication resonance circuit 105. FIG. Here, in the enhancement-mode FET 102b, the drain terminal is connected to the first antenna section 101 and the depletion-mode FET 201 when it is on, and the source terminal is connected to the communication resonance circuit 105. When it is off, these connections are connected. will not be. The enhancement-type FET 102b is configured to receive a control signal from the switching control section 110 via the gate terminal G2. The enhancement-mode FET 102b turns off its drain terminal and source terminal when no control signal is supplied from the switching control unit 110 to the gate terminal G2, specifically when the voltage level of the control signal supplied to the gate terminal G2 is 0V. and Further, the enhancement-mode FET 102b turns on the drain terminal and the source terminal when a positive voltage signal is supplied from the switching control section 110 to the gate terminal G2.

図２（ｂ）は、切替制御部１１０の制御構成の詳細を説明するためのリストである。 FIG. 2B is a list for explaining the details of the control configuration of the switching control unit 110. As shown in FIG.

本実施形態において、切替制御部１１０は、切替部１０２のゲート端子Ｇ１に対して負電圧の制御信号を、ゲート端子Ｇ２に対して正電圧の制御信号を、それぞれ生成し供給することができる。 In the present embodiment, the switching control section 110 can generate and supply a negative voltage control signal to the gate terminal G1 of the switching section 102 and a positive voltage control signal to the gate terminal G2.

具体的には、電池残量判定部１０８より電池１０９の電池残量が所定値未満であることが通知されたとき、図２（ｂ）に示すように、切替制御部１１０はゲート端子Ｇ１，Ｇ２の両端子に対する制御信号の供給を止める。これにより、デプレッション型ＦＥＴ２０１のドレイン端子とソース端子がオンとなり、エンハンスメント型ＦＥＴ２０２のドレイン端子とソース端子がオフとなる。 Specifically, when the remaining battery level determination unit 108 notifies that the remaining battery level of the battery 109 is less than a predetermined value, as shown in FIG. The supply of the control signal to both terminals of G2 is stopped. As a result, the drain terminal and the source terminal of the depletion type FET 201 are turned on, and the drain terminal and the source terminal of the enhancement type FET 202 are turned off.

一方、電池残量判定部１０８より、電池１０９の電池残量が所定値以上であり、第１の通信制御部１０６による通信を行うよう通知された場合、図２（ｂ）に示すように、切替制御部１１０はゲート端子Ｇ１，Ｇ２の両端子に対して制御信号を供給する。具体的にはこの場合、切替制御部１１０は、ゲート端子Ｇ１に負電圧の制御信号を供給し、ゲート端子Ｇ２に正電圧の制御信号を供給する。これにより、デプレッション型ＦＥＴ２０１のドレイン端子とソース端子がオフとなり、エンハンスメント型ＦＥＴ２０２のドレイン端子とソース端子がオンとなる。詳細の制御については、図３のフローチャートを用いて後述する。 On the other hand, when the remaining battery level of the battery 109 is equal to or higher than the predetermined value and the notification is given to perform communication by the first communication control section 106 from the remaining battery level determination section 108, as shown in FIG. 2B, The switching control section 110 supplies a control signal to both terminals of the gate terminals G1 and G2. Specifically, in this case, the switching control unit 110 supplies a negative voltage control signal to the gate terminal G1 and supplies a positive voltage control signal to the gate terminal G2. As a result, the drain terminal and the source terminal of the depletion type FET 201 are turned off, and the drain terminal and the source terminal of the enhancement type FET 202 are turned on. Detailed control will be described later with reference to the flowchart of FIG.

次に、図３のフローチャートを用いて、本実施形態における受電装置１００の動作処理を説明する。本処理は、送電装置２００からの送電電力の受電ができていない、且つ受電側制御部１１１が動作していない状態で開始する。 Next, operation processing of the power receiving device 100 according to the present embodiment will be described using the flowchart of FIG. 3 . This process starts in a state in which transmitted power from the power transmitting device 200 has not been received and the power receiving side control unit 111 is not operating.

図３において、まず、ステップＳ３０１において、電池残量判定部１０８は電池１０９から直流電力が給電されると微少な電力で動作し、電池１０９の電池残量が所定値未満か否かを判定する。この判定の結果、電池１０９の電池残量が所定値以上であると判定された場合（ステップＳ３０１でＮｏ）、ステップＳ３０１に戻る一方、電池１０９の電池残量が所定値未満である場合（ステップＳ３０１でＹｅｓ）、ステップＳ３０２に遷移する。 In FIG. 3, first, in step S301, when DC power is supplied from the battery 109, the remaining battery level determination unit 108 operates with very little power, and determines whether the remaining battery level of the battery 109 is less than a predetermined value. . As a result of this determination, if it is determined that the remaining battery level of the battery 109 is equal to or greater than the predetermined value (No in step S301), the process returns to step S301. Yes in S301), the process proceeds to step S302.

ステップＳ３０２において、電池残量判定部１０８は、切替制御部１１０に対して電池残量が所定値未満に切り替わったことを通知する。本実施形態では、電池残量判定部１０８は、切替制御部１１０に対してＨｉ信号（１．８Ｖ）からＬｏ信号（０Ｖ）に供給信号を変更することで電池残量が所定値未満に切り替わったことを通知する。 In step S302, the remaining battery level determination unit 108 notifies the switching control unit 110 that the remaining battery level has been switched to less than a predetermined value. In the present embodiment, the remaining battery level determination unit 108 changes the signal supplied to the switching control unit 110 from a Hi signal (1.8 V) to a Lo signal (0 V) so that the remaining battery level is switched to less than a predetermined value. to notify you that

この通知を電池残量判定部１０８から受けた切替制御部１１０は、切替部１０２に対して、第１のアンテナ部１０１を通信用共振回路１０５と接続する状態から、第１のアンテナ部１０１を受電用共振回路１０３と接続する状態に切り替えるよう制御する。本実施形態では、図２（ｂ）に示すように、切替制御部１１０がゲート端子Ｇ１及びゲート端子Ｇ２の両端子に制御信号を供給しないよう制御する。結果として、切替部１０２は、第１のアンテナ部１０１と受電用共振回路１０３とを接続するデプレッション型ＦＥＴ２０１のドレイン端子およびソース端子をオンとするよう制御する。また、切替部１０２は、第１のアンテナ部１０１と通信用共振回路１０５とを接続するエンハンスメント型ＦＥＴ２０２のドレイン端子およびソース端子をオフとするよう制御する。 Upon receiving this notification from the remaining battery level determination unit 108, the switching control unit 110 instructs the switching unit 102 to switch the first antenna unit 101 from the state in which the first antenna unit 101 is connected to the communication resonance circuit 105. Control is performed to switch to a state of being connected to the power receiving resonance circuit 103 . In this embodiment, as shown in FIG. 2B, the switching control unit 110 performs control so as not to supply control signals to both the gate terminal G1 and the gate terminal G2. As a result, the switching unit 102 controls to turn on the drain terminal and the source terminal of the depletion type FET 201 connecting the first antenna unit 101 and the power receiving resonance circuit 103 . Further, the switching unit 102 controls to turn off the drain terminal and the source terminal of the enhancement type FET 202 connecting the first antenna unit 101 and the communication resonance circuit 105 .

続いて、ステップＳ３０３において、第１のアンテナ部１０１が、受電装置１００の周辺環境のマイクロ波（環境電波）を受信する。この受信により受電用共振回路１０３で発生した信号は、整流回路１０４により直流電力に変換され、受電部１０７で受電される。受電部１０７は、受電した直流電力を電池１０９に供給して充電する。このとき、受電装置１００の周辺環境のマイクロ波は微弱な通信信号なため、受電部１０７で受電し、電池１０９に充電できる電力は微小である。 Subsequently, in step S<b>303 , the first antenna unit 101 receives microwaves (environmental radio waves) in the surrounding environment of the power receiving apparatus 100 . A signal generated by the power reception resonance circuit 103 due to this reception is converted into DC power by the rectifier circuit 104 and is received by the power reception unit 107 . The power receiving unit 107 supplies the received DC power to the battery 109 to charge the battery 109 . At this time, since the microwaves in the surrounding environment of the power receiving apparatus 100 are weak communication signals, the power that can be received by the power receiving unit 107 and charged to the battery 109 is very small.

次に、ステップＳ３０４において、電池残量判定部１０８は、電池１０９からの直流電力もしくはステップＳ３０３で受電部１０７が受電した微弱な直流電力が給電されと微少な電力で動作し、電池１０９の電池残量が所定値以上に回復したか否かを判定する。この判定の結果、電池１０９の電池残量が所定値未満である場合（ステップＳ３０４でＮｏ）、ステップＳ３０３に戻り、電池１０９への充電動作が継続される。一方、電池１０９の電池残量が所定値以上である場合（ステップＳ３０４でＹｅｓ）、ステップＳ３０５に進む。 Next, in step S304, the remaining battery level determination unit 108 operates with a very small amount of power when supplied with the DC power from the battery 109 or the weak DC power received by the power receiving unit 107 in step S303. It is determined whether or not the remaining amount has recovered to a predetermined value or more. As a result of this determination, if the battery remaining amount of the battery 109 is less than the predetermined value (No in step S304), the process returns to step S303 and the charging operation to the battery 109 is continued. On the other hand, if the remaining battery level of the battery 109 is equal to or greater than the predetermined value (Yes in step S304), the process proceeds to step S305.

次に、ステップＳ３０５において、電池残量判定部１０８は、起動制御部１１４に対してＬｏ信号（０Ｖ）からＨｉ信号（１．８Ｖ）に供給信号を変更することで電池１０９の電池残量が所定値以上に切り替わったことを通知する。起動制御部１１４はこの通知を電池残量判定部１０８から受信すると、第２の通信制御部１１３を起動するよう制御する。 Next, in step S305, the remaining battery level determination unit 108 changes the signal supplied to the activation control unit 114 from the Lo signal (0 V) to the Hi signal (1.8 V), thereby determining the remaining battery level of the battery 109. Notify that it has been switched to a predetermined value or more. Upon receiving this notification from the remaining battery level determination unit 108, the activation control unit 114 controls the second communication control unit 113 to be activated.

続いて、ステップＳ３０６において、第２の通信制御部１１３は、起動制御部
による制御により電池１０９の電力を用いて起動し、送電装置２００に対して第２のアンテナ部１１２を介して無線通信を行い、送電に関する情報を通知する。ここで、送電に関する情報とは、送電装置２００から受電装置１００への送電を開始するために必要な情報である。本実施形態の送電に関する情報では、受電装置１００のＩＤ、電池１０９に関する情報、受電情報等などが含まれるが、これらに限定されるわけではなく、それ以外の情報であっても良い。 Subsequently, in step S<b>306 , the second communication control unit 113 is activated using the power of the battery 109 under the control of the activation control unit, and wirelessly communicates with the power transmission device 200 via the second antenna unit 112 . and provide information on power transmission. Here, the information about power transmission is information necessary for starting power transmission from the power transmitting device 200 to the power receiving device 100 . Information related to power transmission in the present embodiment includes the ID of the power receiving device 100, information related to the battery 109, power reception information, and the like, but is not limited to these, and may be other information.

送電装置２００は、受電装置１００から第２の通信制御部１１３からの送電に関する情報を受信すると、その送電に関する情報を用いて受電装置１００に対して送電を開始する。 Upon receiving the information on power transmission from the second communication control unit 113 from the power receiving device 100 , the power transmitting device 200 starts power transmission to the power receiving device 100 using the information on power transmission.

次に、ステップＳ３０７において、受電装置１００の受電部１０７は、第１のアンテナ部１０１により送電装置２００からの送電用のマイクロ波が受信されたか否かを判定する。本実施形態では、受電部１０７は、受電量が所定の閾値以上になったことをもって、送電装置２００からの送電用のマイクロ波を受信したと判定する。ステップＳ３０３で第１のアンテナ部１０１により受信する周辺環境のマイクロ波により受電できる電力に対して、ステップＳ３０７で受電できる送電装置２００からのマイクロ波により受電できる電力は十分大きい。このため、受電部１０７が受電した受電量からステップＳ３０７の判定が可能である。 Next, in step S<b>307 , the power receiving unit 107 of the power receiving apparatus 100 determines whether or not the microwave for power transmission from the power transmitting apparatus 200 is received by the first antenna unit 101 . In the present embodiment, the power receiving unit 107 determines that the microwave for power transmission from the power transmitting device 200 has been received when the amount of received power reaches or exceeds a predetermined threshold. The power that can be received from the microwaves from the power transmitting apparatus 200 that can be received in step S307 is sufficiently larger than the power that can be received from microwaves in the surrounding environment received by the first antenna unit 101 in step S303. Therefore, the determination in step S<b>307 can be made from the amount of power received by the power receiving unit 107 .

ここで、受電部１０７により、送電装置２００からの送電用のマイクロ波による電力が受電されていないと判定された場合（ステップＳ３０７でＮｏ）、ステップＳ３０８に遷移する。 If the power receiving unit 107 determines that the microwave power for power transmission from the power transmitting apparatus 200 is not received (No in step S307), the process transitions to step S308.

ステップＳ３０８において、電池残量判定部１０８は、電池１０９の電池残量が所定値以上か否かを判定する。ここで、電池残量判定部１０８により、電池１０９の電池残量が所定値未満であると判定された場合（ステップＳ３０８でＮｏ）、ステップＳ３０３に戻り、電池１０９への充電動作が継続される。一方、電池残量判定部１０８により、電池１０９の電池残量が所定値以上と判定された場合（ステップＳ３０８でＹｅｓ）、ステップＳ３０６に戻る。これにより、第２の通信制御部１１３は、送電装置２００に対して第２のアンテナ部１１２を介して無線通信を行い、再度送電に関する情報を通知する。 In step S308, the remaining battery level determination unit 108 determines whether the remaining battery level of the battery 109 is equal to or greater than a predetermined value. Here, when the remaining battery level determination unit 108 determines that the remaining battery level of the battery 109 is less than the predetermined value (No in step S308), the process returns to step S303, and the charging operation to the battery 109 is continued. . On the other hand, if the remaining battery level determination unit 108 determines that the remaining battery level of the battery 109 is greater than or equal to the predetermined value (Yes in step S308), the process returns to step S306. As a result, the second communication control unit 113 performs wireless communication with the power transmission device 200 via the second antenna unit 112 and notifies the power transmission information again.

また、受電部１０７により、送電装置２００からの送電用のマイクロ波による電力が受電されたと判定された場合（ステップＳ３０７でＹｅｓ）、ステップＳ３０９に遷移する。 If the power receiving unit 107 determines that the microwave power for power transmission from the power transmitting device 200 has been received (Yes in step S307), the process transitions to step S309.

ステップＳ３０９において、受電部１０７は、送電装置２００からの送電用のマイクロ波により受電した電力を電池１０９に供給して充電し、本処理を終了する。 In step S309, the power receiving unit 107 supplies the power received by the microwave for power transmission from the power transmitting device 200 to the battery 109 to charge the battery 109, and ends this process.

ここで、さらに、受電部１０７は、送電装置２００からの送電用のマイクロ波により受電した電力を受電装置１００の各構成部へ給電し、受電側制御部１１１を起動させても良い。また、受電側制御部１１１は第２の通信制御部１１３を制御し、送電装置２００との無線通信により送電に関する情報を更新することで、より大きな電力の送電を要求しても良い。 Here, the power receiving unit 107 may further supply the power received by the microwave for power transmission from the power transmitting apparatus 200 to each component of the power receiving apparatus 100 to activate the power receiving side control unit 111 . Further, the power receiving side control unit 111 may control the second communication control unit 113 and update information regarding power transmission through wireless communication with the power transmission device 200 to request power transmission of a larger amount.

以上、本実施形態において、受電装置１００は、電池１０９の電池残量が所定値未満である場合に、第１のアンテナ部１０１を受電部１０７に接続して、受電装置１００の周辺環境のマイクロ波による微弱な電力により電池１０９の充電を行うよう制御する。また、受電装置１００は、微弱な電力による充電により、電池１０９の電池残量が所定値以上となると、第２の通信制御部１１３を起動し、送電装置２００に対して送電に関する通信を行う。これにより、送電装置２００からの送電用のマイクロ波が、受電装置１００において電力として受電可能となる。 As described above, in the present embodiment, the power receiving apparatus 100 connects the first antenna unit 101 to the power receiving unit 107 and detects microscopic signals in the surrounding environment of the power receiving apparatus 100 when the remaining battery level of the battery 109 is less than the predetermined value. Control is performed so that the battery 109 is charged with weak power generated by waves. Further, when the remaining battery level of the battery 109 reaches or exceeds a predetermined value due to charging with weak power, the power receiving apparatus 100 activates the second communication control unit 113 and performs communication regarding power transmission with the power transmitting apparatus 200 . As a result, microwaves for power transmission from the power transmission device 200 can be received as power in the power reception device 100 .

（第２の実施形態）
以下、図４を参照して、本発明の第２の実施形態における受電装置１００ａについて説明する。尚、図４において、図１と同一の構成には同じ符号を付して示し、重複した説明は省略する。また、本実施形態の送電装置２００の構成については、図１Ｂを用いてすでに上述しているため、説明を省略する。 (Second embodiment)
A power receiving device 100a according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In FIG. 4, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations are omitted. Further, since the configuration of the power transmission device 200 of the present embodiment has already been described above with reference to FIG. 1B, description thereof will be omitted.

＜受電装置１００ａの内部構成＞
図４において、受電装置１００ａは、切替部１０２、受電用共振回路１０３、通信用共振回路１０５、及び切替制御部１１０の代わりに、受電用共振回路４０１、通信用共振回路４０２、及び切替制御部４０３を備える点で受電装置１００と異なる。 <Internal Configuration of Power Receiving Device 100a>
4, the power receiving device 100a includes a power receiving resonance circuit 401, a communication resonance circuit 402, and a switching control unit instead of the switching unit 102, the power receiving resonance circuit 103, the communication resonance circuit 105, and the switching control unit 110. 403 is different from the power receiving apparatus 100 .

受電用共振回路４０１は、コイルやコンデンサなどの素子で構成される回路であり、特定の周波数で共振することにより、回路のインピーダンスが低くなるように設計されている。また、受電用共振回路４０１は、切替制御部４０３（制御手段）からの制御により共振する周波数を変更することが可能である。本実施形態において、受電用共振回路４０１は、予め、切替制御部４０３から制御信号が供給されていない場合に、送電装置２００からのマイクロ波（電波）と一般的な無線通信で使用されるマイクロ波（環境電波）の両周波数帯で共振するように調整される。これにより、受電用共振回路４０１は、回路のインピーダンスが低くなるように設計される。また、本実施形態において、受電用共振回路４０１は、切替制御部４０３から制御信号が供給されているとき、環境電波の周波数帯では共振せず、回路のインピーダンスが低くならないように設計される。 The power receiving resonance circuit 401 is a circuit composed of elements such as a coil and a capacitor, and is designed so that the impedance of the circuit is lowered by resonating at a specific frequency. Further, the power receiving resonance circuit 401 can change the resonant frequency under the control of the switching control section 403 (control means). In the present embodiment, the power receiving resonance circuit 401 receives microwaves (radio waves) from the power transmitting device 200 and microwaves used in general wireless communication when a control signal is not supplied from the switching control unit 403 in advance. It is adjusted to resonate in both frequency bands of waves (environmental radio waves). Thereby, the power receiving resonance circuit 401 is designed to have a low circuit impedance. In this embodiment, the power receiving resonance circuit 401 is designed so that it does not resonate in the frequency band of ambient radio waves and the impedance of the circuit does not decrease when a control signal is supplied from the switching control unit 403 .

受電用共振回路４０１は、回路のインピーダンスが低くなった場合、第１のアンテナ部１０１と受電部１０７を、整流回路１０４を介して電気的に接続する。一方、回路のインピーダンスが低くなってない場合、第１のアンテナ部１０１と受電部１０７を電気的に切断する。 The power receiving resonance circuit 401 electrically connects the first antenna section 101 and the power receiving section 107 via the rectifier circuit 104 when the impedance of the circuit becomes low. On the other hand, when the impedance of the circuit has not decreased, the first antenna section 101 and the power receiving section 107 are electrically disconnected.

本実施形態において受電用共振回路４０１は、切替制御部４０３から制御信号が供給されていないとき、送電装置２００からのマイクロ波の５．８ＧＨｚ帯と無線ＬＡＮ及びＢＴ規格で使用される２．４ＧＨｚ帯、５．０ＧＨｚ帯の各周波数帯で共振する。これにより、受電用共振回路４０１は、回路のインピーダンスが低くなるよう設計される。また、本実施形態において受電用共振回路４０１は、切替制御部４０３からの制御信号が供給されているとき、例えば、無線ＬＡＮで使用される２．４ＧＨｚ帯、５．０ＧＨｚ帯の各周波数帯で共振せず、回路のインピーダンスが低くならないよう設計される。 In this embodiment, when the control signal is not supplied from the switching control unit 403, the power receiving resonance circuit 401 receives microwaves in the 5.8 GHz band from the power transmission device 200 and the 2.4 GHz band used in the wireless LAN and BT standards. band, and 5.0 GHz band. Accordingly, the power receiving resonance circuit 401 is designed to have a low circuit impedance. Further, in the present embodiment, the power receiving resonance circuit 401 is supplied with a control signal from the switching control unit 403, for example, in each frequency band of 2.4 GHz band and 5.0 GHz band used in wireless LAN. It is designed so that it does not resonate and the impedance of the circuit does not become low.

通信用共振回路４０２は、コイルやコンデンサなどの素子で構成される回路であり、特定の周波数で共振することで回路のインピーダンスが低くなるように設計される。また通信用共振回路４０２は、切替制御部４０３（制御手段）からの制御により共振する周波数を変更することが可能である。 The communication resonance circuit 402 is a circuit composed of elements such as a coil and a capacitor, and is designed so that the impedance of the circuit is lowered by resonating at a specific frequency. Further, the communication resonance circuit 402 can change the resonant frequency under the control of the switching control section 403 (control means).

本実施形態において、通信用共振回路４０２は、予め、切替制御部４０３からの制御信号が供給されていない場合に、送電装置２００からのマイクロ波と一般的な無線通信で使用されるマイクロ波（環境電波）の両周波数帯で共振しないように調整される。これにより、通信用共振回路４０２は、回路のインピーダンスが低くならないように設計される。また、本実施形態において、通信用共振回路４０２は、切替制御部４０３からの制御信号が供給されているとき、環境電波の周波数帯では共振することで、回路のインピーダンスが低くなるように設計される。 In this embodiment, when the control signal from the switching control unit 403 is not supplied in advance, the communication resonance circuit 402 receives microwaves from the power transmission device 200 and microwaves used in general wireless communication ( environmental radio waves) are adjusted so that they do not resonate in both frequency bands. Thereby, the communication resonance circuit 402 is designed so that the impedance of the circuit does not become low. Further, in the present embodiment, the communication resonance circuit 402 is designed so that the impedance of the circuit is lowered by resonating in the frequency band of the environmental radio waves when the control signal from the switching control unit 403 is supplied. be.

通信用共振回路４０２は、回路のインピーダンスが低くなった場合、第１のアンテナ部１０１と第１の通信制御部１０６を電気的に接続し、回路のインピーダンスが低くなってない場合、第１のアンテナ部１０１と第１の通信制御部１０６を電気的に切断する。 The communication resonance circuit 402 electrically connects the first antenna unit 101 and the first communication control unit 106 when the impedance of the circuit becomes low, and connects the first antenna unit 101 and the first communication control unit 106 when the impedance of the circuit does not become low. The antenna section 101 and the first communication control section 106 are electrically disconnected.

切替制御部４０３は、電池残量判定部１０８からの電池１０９の電池残量の判定結果の通知に応じて、受電用共振回路４０１及び通信用共振回路４０２を制御することで、第１のアンテナ部１０１の接続先の切り替えを制御する。 The switching control unit 403 controls the power receiving resonance circuit 401 and the communication resonance circuit 402 in response to the notification of the battery remaining amount determination result of the battery 109 from the battery remaining amount determination unit 108, thereby switching the first antenna. It controls switching of the connection destination of the unit 101 .

次に、図５のフローチャートを用いて、本実施形態における受電装置１００ａの動作処理を説明する。尚、図５において、図３と同一のステップには同じ符号を付して示し、重複した説明は省略する。 Next, operation processing of the power receiving device 100a according to the present embodiment will be described using the flowchart of FIG. In FIG. 5, the same steps as in FIG. 3 are indicated by the same reference numerals, and overlapping explanations are omitted.

図５において、まず、ステップＳ３０１において、電池残量判定部１０８は、電池１０９の電池残量が所定値未満か否かを判定する。この判定の結果、電池１０９の電池残量が所定値未満であると判定された場合（ステップＳ３０１でＹｅｓ）、ステップＳ５０２に遷移する。 In FIG. 5, first, in step S301, the remaining battery level determination unit 108 determines whether the remaining battery level of the battery 109 is less than a predetermined value. As a result of this determination, if it is determined that the remaining battery level of the battery 109 is less than the predetermined value (Yes in step S301), the process proceeds to step S502.

ステップＳ５０２において、電池残量判定部１０８は、切替制御部４０３に対して電池残量が所定値未満に切り替わったことを通知する。本実施形態では、電池残量判定部１０８は、切替制御部４０３に対してＨｉ信号（１．８Ｖ）からＬｏ信号（０Ｖ）に供給信号を変更することで電池残量が所定値未満に切り替わったことを通知する。 In step S502, the remaining battery level determination unit 108 notifies the switching control unit 403 that the remaining battery level has been switched to less than a predetermined value. In the present embodiment, the remaining battery level determination unit 108 changes the signal supplied to the switching control unit 403 from a Hi signal (1.8 V) to a Lo signal (0 V) so that the remaining battery level is switched to less than a predetermined value. to notify you that

この通知を電池残量判定部１０８から受けた切替制御部４０３は、受電用共振回路４０１及び通信用共振回路４０２の夫々に対する制御信号の供給を中止する。 Upon receiving this notification from the remaining battery level determination unit 108 , the switching control unit 403 stops supplying the control signal to each of the power reception resonance circuit 401 and the communication resonance circuit 402 .

この結果、第１のアンテナ部１０１は、通信用共振回路４０２を介して第１の通信制御部１０６と接続する状態から、受電用共振回路４０１及び整流回路１０４を介して受電部１０７と接続する状態に切り替えられる。 As a result, the first antenna unit 101 is connected to the power receiving unit 107 via the power receiving resonance circuit 401 and the rectifier circuit 104 from the state of being connected to the first communication control unit 106 via the communication resonance circuit 402. state can be switched.

本実施形態において、受電用共振回路４０１は、切替制御部４０３から制御信号が供給されなくなると、送電装置２００からのマイクロ波と一般的な無線通信で使用されるマイクロ波の両周波数帯で共振するよう調整される。これにより、第１のアンテナ部１０１と整流回路１０４との間のインピーダンスが低い状態に切り替わる。 In this embodiment, when the control signal is no longer supplied from the switching control unit 403, the power receiving resonance circuit 401 resonates in both frequency bands of the microwave from the power transmission device 200 and the microwave used in general wireless communication. adjusted to Thereby, the impedance between the first antenna section 101 and the rectifier circuit 104 is switched to a low state.

また、通信用共振回路４０２は、切替制御部４０３から制御信号が供給されなくなると、第１の通信制御部１０６で使用する通信の周波数帯では共振しないよう調整される。これにより、第１のアンテナ部１０１と第１の通信制御部１０６との間のインピーダンスが低くならない状態に切り替わる。 Further, the communication resonance circuit 402 is adjusted so as not to resonate in the communication frequency band used by the first communication control unit 106 when the control signal is no longer supplied from the switching control unit 403 . As a result, the impedance between the first antenna section 101 and the first communication control section 106 is switched to a state where it does not decrease.

その後、第１の実施形態と同様にステップＳ３０３～Ｓ３０９の処理が実行された後、本処理を終了する。 After that, the processing of steps S303 to S309 is executed in the same manner as in the first embodiment, and this processing ends.

以上、本実施形態は、受電装置１００ａは、第１の実施形態に係る受電装置１００と同様処理を、切替部１０２を設けることなく可能とする。 As described above, according to the present embodiment, the power receiving device 100 a can perform the same processing as the power receiving device 100 according to the first embodiment without providing the switching unit 102 .

尚、上述した第１及び第２の実施形態における記述は、一例を示すものであり、これに限定するものではない。上述した各実施形態における構成及び動作に関しては、適宜変更が可能である。 It should be noted that the descriptions of the above-described first and second embodiments are only examples, and the present invention is not limited to these. The configuration and operation in each embodiment described above can be changed as appropriate.

尚、本実施形態では、１つ以上の機能を実現するプログラムを、ネットワークまたは記憶媒体を介してシステムまたは装置のコンピュータに供給し、そのシステムまたは装置のシステム制御部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。システム制御部は、１つまたは複数のプロセッサーまたは回路を有し、実行可能命令を読み出し実行するために、分離した複数のシステム制御部または分離した複数のプロセッサーまたは回路のネットワークを含みうる。 In this embodiment, a program for realizing one or more functions may be supplied to a computer of a system or apparatus via a network or a storage medium, and the system control unit of the system or apparatus may read and execute the program. It is feasible. The system controller may have one or more processors or circuits and may include separate system controllers or a network of separate processors or circuits for reading and executing executable instructions.

プロセッサーまたは回路は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）、グラフィクスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含みうる。また、プロセッサーまたは回路は、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、データフロープロセッサ（ＤＦＰ）、またはニューラルプロセッシングユニット（ＮＰＵ）を含みうる。 A processor or circuit may include a central processing unit (CPU), a microprocessing unit (MPU), a graphics processing unit (GPU), an application specific integrated circuit (ASIC), a field programmable gate array (FPGA). Also, the processor or circuitry may include a digital signal processor (DSP), data flow processor (DFP), or neural processing unit (NPU).

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの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。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist.

１００，１００ａ 受電装置
２００ 送電装置
１０１ 第１のアンテナ部
１０２ 切替部
１０３，４０１ 受電用共振回路
１０４ 整流回路
１０５，４０２ 通信用共振回路
１０６ 第１の通信制御部
１０７ 受電部
１０８ 電池残量判定部
１０９ 電池
１１０，４０３ 切替制御部
１１１ 受電側制御部
１１２ 第２のアンテナ部
１１３ 第２の通信制御部
２０１ 電源部
２０２ 送電部
２０３ 送電アンテナ
２０４ 通信アンテナ部
２０５ 送電側通信制御部
２０６ 送電制御部 Reference Signs List 100, 100a power receiving device 200 power transmitting device 101 first antenna unit 102 switching unit 103, 401 power receiving resonance circuit 104 rectifying circuit 105, 402 communication resonance circuit 106 first communication control unit 107 power receiving unit 108 remaining battery level determination unit 109 battery 110, 403 switching control unit 111 power receiving side control unit 112 second antenna unit 113 second communication control unit 201 power supply unit 202 power transmission unit 203 power transmission antenna 204 communication antenna unit 205 power transmission side communication control unit 206 power transmission control unit

Claims (9)

第１のアンテナ部を用いた受電、及び第２のアンテナ部を用いた送電装置との無線通信を行う受電装置であって、
前記第２のアンテナ部を用いて前記送電装置と無線通信を行うための第２の通信制御部と、
前記第２の通信制御部を動作させるための電力を供給する電池と、
前記電池の電池残量を判定する電池残量判定部と、
前記第１のアンテナ部を用いて外部装置と無線通信を行うための第１の通信制御部と、
前記受電による電力を用いて前記電池に充電を行う受電部と、
前記電池残量判定部で判定された前記電池の電池残量が所定値未満である場合、前記第１のアンテナ部の接続を前記第１の通信制御部から前記受電部へ切り替え、前記第１のアンテナ部で環境電波を電力として受電して前記電池を充電するよう前記受電部を制御する制御手段とを備えることを特徴とする受電装置。 A power receiving device that receives power using a first antenna unit and performs wireless communication with a power transmitting device using a second antenna unit,
a second communication control unit for performing wireless communication with the power transmission device using the second antenna unit;
a battery that supplies power for operating the second communication control unit;
a battery level determination unit that determines the battery level of the battery;
a first communication control unit for performing wireless communication with an external device using the first antenna unit;
a power receiving unit that charges the battery using the power from the power reception;
When the remaining battery level of the battery determined by the remaining battery level determination unit is less than a predetermined value, switching the connection of the first antenna unit from the first communication control unit to the power receiving unit, and control means for controlling the power receiving unit so that the antenna unit of the power receiving unit receives environmental radio waves as power to charge the battery. 前記制御手段は、
前記第１の通信制御部と前記受電部のいずれか一方に接続するよう前記第１のアンテナ部の接続を切り替える切替部と、
前記切替部を制御する切替制御部と、を備えることを特徴とする請求項１記載の受電装置。 The control means is
a switching unit that switches connection of the first antenna unit so as to connect to one of the first communication control unit and the power receiving unit;
The power receiving device according to claim 1, further comprising a switching control section that controls the switching section. 前記切替部は、
前記第１のアンテナ部と前記受電部の間に接続するデプレッション型ＦＥＴと、
前記第１のアンテナ部と前記第１の通信制御部の間に接続するエンハンスメント型ＦＥＴと、を備え、
前記電池残量判定部で、前記電池の電池残量が所定値未満と判定された場合、前記切替制御部は、前記切替部の前記デプレッション型ＦＥＴと前記エンハンスメント型ＦＥＴの各ゲート端子に、電圧を供給しないことを特徴とする請求項２記載の受電装置。 The switching unit is
a depletion type FET connected between the first antenna section and the power receiving section;
an enhancement type FET connected between the first antenna unit and the first communication control unit;
When the remaining battery level determination unit determines that the remaining battery level of the battery is less than a predetermined value, the switching control unit outputs a voltage to each gate terminal of the depletion type FET and the enhancement type FET of the switching unit 3. The power receiving device according to claim 2, wherein the power receiving device does not supply the power. 前記制御手段は、
前記第１のアンテナ部と前記受電部の間に接続する受電用共振回路と、
前記第１のアンテナ部と前記第１の通信制御部の間に接続する通信用共振回路と、
前記受電用共振回路と前記通信用共振回路のいずれか一方に接続するよう前記第１のアンテナ部の接続を切り替えるよう制御する切替制御部と、
を備え、
前記受電用共振回路は、予め前記送電装置からの電波及び前記環境電波の周波数帯で共振するように調整されており、且つ前記切替制御部から制御信号が供給されているときに前記環境電波の周波数帯では共振しないよう構成され、
前記通信用共振回路は、予め前記送電装置からの電波及び前記環境電波の周波数で共振しないように調整されており、且つ前記切替制御部で制御されているときに前記環境電波の周波数帯で共振するよう構成され、
前記電池残量判定部で判定された前記電池の電池残量が前記所定値未満である場合、前記切替制御部は、前記受電用共振回路及び前記通信用共振回路に制御信号を供給しないことを特徴とする請求項１記載の受電装置。 The control means is
a power receiving resonance circuit connected between the first antenna unit and the power receiving unit;
a communication resonance circuit connected between the first antenna unit and the first communication control unit;
a switching control unit configured to switch connection of the first antenna unit so as to be connected to one of the power receiving resonance circuit and the communication resonance circuit;
with
The power receiving resonance circuit is adjusted in advance so as to resonate in the frequency bands of the radio waves from the power transmitting device and the environmental radio waves, and the environmental radio waves are generated when a control signal is supplied from the switching control unit. It is configured not to resonate in the frequency band,
The communication resonance circuit is adjusted in advance so as not to resonate at the frequencies of the radio waves from the power transmission device and the environmental radio waves, and resonates in the frequency band of the environmental radio waves when controlled by the switching control unit. configured to
When the battery remaining amount of the battery determined by the battery remaining amount determination unit is less than the predetermined value, the switching control unit not to supply the control signal to the power reception resonance circuit and the communication resonance circuit. The power receiving device according to claim 1. 前記第２の通信制御部の起動を制御する起動制御部を更に備え、
前記電池残量判定部で判定された前記電池の電池残量が前記所定値以上である場合、前記第２の通信制御部が、前記起動制御部による制御により前記電池の電力を用いて起動し、前記送電装置から前記受電装置への送電に関する情報を通知することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の受電装置。 further comprising an activation control unit that controls activation of the second communication control unit;
When the remaining battery level of the battery determined by the remaining battery level determination unit is equal to or greater than the predetermined value, the second communication control unit is activated using power of the battery under control by the activation control unit. 5. The power receiving device according to any one of claims 1 to 4, wherein information relating to power transmission from said power transmitting device to said power receiving device is notified. 前記所定値は、前記第２の通信制御部が、前記送電装置に対して送電に関する情報を前記送電装置に通知するために必要な通信を最低限行うだけの電力を供給可能な前記電池の電池残量であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の受電装置。 The predetermined value is a battery of the battery capable of supplying power to the power transmission device to perform a minimum amount of communication necessary for the second communication control unit to notify the power transmission device of information regarding power transmission. 6. The power receiving device according to any one of claims 1 to 5, wherein the power receiving device is a remaining amount. 前記電池残量判定部は前記受電部の内部にあることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の受電装置。 7. The power receiving device according to any one of claims 1 to 6, wherein the remaining battery level determination unit is provided inside the power receiving unit. 第１のアンテナ部を用いた受電、及び第２のアンテナ部を用いた送電装置との無線通信を行う受電装置の制御方法であって、
前記受電装置は、
前記第２のアンテナ部を用いて前記送電装置と無線通信を行うための第２の通信制御部と、
前記第２の通信制御部を動作させるための電力を供給する電池と、
前記電池の電池残量を判定する電池残量判定部と、
前記第１のアンテナ部を用いて外部装置と無線通信を行うための第１の通信制御部と、
前記受電による電力を用いて前記電池に充電を行う受電部と、を備え、
前記電池残量判定部で判定された前記電池の電池残量が所定値未満である場合、前記第１のアンテナ部の接続を前記第１の通信制御部から前記受電部へ切り替え、前記第１のアンテナ部で環境電波を電力として受電して前記電池を充電するよう前記受電部を制御する制御ステップを有することを特徴とする制御方法。 A control method for a power receiving device that receives power using a first antenna unit and performs wireless communication with a power transmitting device using a second antenna unit, comprising:
The power receiving device
a second communication control unit for performing wireless communication with the power transmission device using the second antenna unit;
a battery that supplies power for operating the second communication control unit;
a battery level determination unit that determines the battery level of the battery;
a first communication control unit for performing wireless communication with an external device using the first antenna unit;
a power receiving unit that charges the battery using the power from the power reception,
When the remaining battery level of the battery determined by the remaining battery level determination unit is less than a predetermined value, switching the connection of the first antenna unit from the first communication control unit to the power receiving unit, A control method, comprising a control step of controlling the power receiving unit so that the antenna unit of (1) receives environmental radio waves as power and charges the battery. コンピュータを、請求項１乃至７のいずれか１項に記載された受電装置の各手段として機能させるためのプログラム。 A program for causing a computer to function as each means of the power receiving device according to any one of claims 1 to 7.
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