JP4407154B2 - 伝送システム、送電装置、受電装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力伝送と信号伝送を行うことができる伝送システムと、そのような伝送システムを構成する送電装置及び受電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からコンパクトディスクプレーヤ（ＣＤプレーヤ）や、ミニディスクプレーヤなどの各種オーディオ機器は、ユーザによっては、例えば浴室などの湿度の高い場所でも使用したいという要望がある。このため、ＣＤプレーヤ等では外装面に防水加工を施したものがある。
【０００３】
しかしながら、例えばＣＤプレーヤなどの機器を浴室などで使用した場合には、湿度により、ＣＤプレーヤ内の光学系ブロックが結露するおそれがある。このため、浴室内ではＣＤなどの交換を行うことはできなかった。
【０００４】
そこで、ＣＤプレーヤなどのオーディオ機器を浴室などで使用するときは、機器本体部とスピーカ部が別々に構成されているオーディオ機器を用いて、スピーカ部だけを浴室内に持ち込むようにすることが考えられる。
しかしながら、その場合においても、機器本体部とスピーカ部との間は、機器本体部からスピーカ部に対して電力と音声信号を伝送するためのケーブルなどを引き回して接続する必要があるため、非常に煩わしいものであった。
【０００５】
そこで、例えば、無接触で信号伝送と電力伝送を行うことが可能な無接点防水コネクタを設けたスピーカ装置などが提案されている（特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２４１７８０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１には、無線機本体と、スピーカ／マイクの接続部を筐体樹脂で覆い、コイル同士で電磁結合を行うことにより、無接点コネクタとして、防水性能を高める技術が記載されている。
しかしながら、この場合は、無線機本体側のソケットと、スピーカ及びマイク側のプラグとの電磁結合により、信号伝送を行うようにしている。
このため、例えばスピーカ部を浴室内に設け、機器本体部を浴室外に設けるといったように、機器本体部とスピーカ部とが物理的に離間しており、或る程度離された場合には信号伝送を行うことができないと考えられる。
つまり、上記特許文献１に記載されているコネクタを用いたような構成に基づいては、オーディオ機器の機器本体部とスピーカ部間の信号伝送を行うことはできないものであった。
【０００８】
このため、従来のオーディオ機器において、機器本体部とスピーカ部とを分離して配置する場合には、どうしても機器本体部とスピーカ部との間をケーブルにより接続する必要があった。
【０００９】
また、上記特許文献１に記載されている技術では、無線機本体側からスピーカ／マイクへの電力供給を別途行う必要がある。
例えばスピーカ部の電力は電池などにより供給し、機器本体部からスピーカ部への信号伝送を電波などを利用して無線により行うことで、機器本体部とスピーカ部との接続を不要にした、いわゆるワイヤレススピーカを実現することも考えられるが、その場合は電池交換などの煩わしい作業が必要になるという欠点があった。
【００１０】
さらに、スピーカ電力を電池などから供給する場合は、電池を収納する電池収納部をカバーなどにより覆う必要があるため、防水性の観点からは好ましいものではなかった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は上記したような点を鑑みてなされたものであり、本発明の伝送システムは、送電装置と受電装置とからなる。そして、送電装置は、送電コイルと、入力信号源からの入力信号に応じた交流を送電コイルに発生させる交流発生手段を備え、受電装置は、受電コイルと、送電コイルと受電コイルとの電磁結合により、受電コイルに誘起される交流を入力して、受電装置のための電源電圧を生成する電源電圧生成手段と、受電コイルに誘起される交流から入力信号に対応した信号を抽出する抽出手段と、抽出手段で抽出された信号を出力する出力手段とを備えている。
【００１２】
また本発明の伝送システムは、送電装置と受電装置とからなる。そして、送電装置は、送電コイルと、送電コイルに交流を発生させる交流発生手段と、送電コイルに発生する交流の振幅に基づいて、操作信号を検出する操作信号検出手段とを備え、受電装置は、受電コイルと、送電コイルと受電コイルとの電磁結合により、受電コイルに誘起される交流を入力して、受電装置のための電源電圧を生成する電源電圧生成手段と、操作手段と、操作手段に対して行われた操作に応じて、交流発生手段が発生させる交流よりも低い周波数による操作信号を発生する操作信号発生手段と、操作信号に応じて、受電コイルに流すべき電流レベルを可変する可変手段とを備える。そして、操作信号検出手段は、送電コイルと受電コイルとの電磁結合により可変手段による電流レベルの可変に応じて生じる、送電コイルの交流の振幅変化に基づいて、操作送信号を検出するように構成することとした。
【００１３】
また本発明の伝送システムは、送電装置と受電装置とからなる。そして、送電装置は、送電コイルと、入力信号源からの入力信号に応じた交流を送電コイルに発生させる交流発生手段と、送電コイルに発生する交流の振幅に基づいて、操作信号を検出する操作信号検出手段とを備え、受電装置は、受電コイルと、送電コイルと受電コイルとの電磁結合により、受電コイルに誘起される交流を入力して、受電装置のための電源電圧を生成する電源電圧生成手段と、受電コイルに誘起される交流から信号を抽出する抽出手段と、抽出手段で抽出された信号を出力する出力手段と、操作手段と、操作手段に対して行われた操作に応じて、交流発生手段が発生させる交流よりも低い周波数による操作信号を発生する操作信号発生手段と、操作信号に応じて、受電コイルに流すべき電流レベルを可変する可変手段とを備える。そして、操作信号検出手段は、送電コイルと受電コイルとの電磁結合により可変手段による電流レベルの可変に応じて生じる、送電コイルの交流の振幅変化に基づいて、操作送信号を検出するように構成することとした。
【００１４】
本発明の伝送システムによれば、送電装置に設けた送電コイルと受電装置に設けた受電コイルとの電磁結合を介して、送電装置から受電装置への電力伝送を行うようにしている。そのうえで、送電コイルと受電コイルとの電磁結合を介して送電装置から受電装置への信号伝送を行うことで、送電装置と受電装置との間をケーブルで接続することなく、送電装置と受電装置との間で電力伝送と信号伝送を行うことが可能になる。
また送電コイルと受電コイルとの電磁結合を介して受電装置から送電装置への信号伝送、或いは送電装置と受電装置間での双方向の信号伝送を行うことが可能になる。
【００１５】
また、本発明の送電装置は、送電コイルと、入力信号源からの入力信号に応じた交流を送電コイルに発生させる交流発生手段と、送電コイルと、入力信号源からの入力信号に応じた交流電流を送電コイルに発生させる交流発生手段とを備えるように構成した。
【００１６】
本発明の送電装置によれば、交流発生手段により、入力信号源からの入力信号に応じた交流信号を送電コイルに発生させることで、送電コイルに電力伝送と信号伝送のための送電電流を流すことが可能になる。
【００１７】
また本発明の受電装置は、受電コイルと、受電コイルに誘起される交流を入力して、受電装置のための電源電圧を生成する電源電圧生成手段と、受電コイルに誘起される交流から信号を抽出する抽出手段と、抽出手段で抽出された信号を出力する出力手段とを備えるように構成した。
【００１８】
本発明の受電装置によれば、受電コイルに誘起される交流を入力して、電源電圧生成手段により、受電装置のための電源電圧を生成することで、受電装置において必要な電力を得ると共に、抽出手段により受電コイルに誘起される交流から信号を抽出し、抽出した信号を出力手段から出力することで、受電コイルの誘起出力に含まれて伝送されてくる信号を受信することが可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本実施の形態では、本発明の伝送システムをＣＤを再生する音声再生装置に適用した場合を例に挙げて説明する。また、本実施の形態では音声再生装置を浴室で使用する場合を例に挙げて説明する。
【００２０】
図１は、本実施の形態の伝送システムを備えた音声再生装置の概要を示した図である。
また図２は、本実施の形態の音声再生装置１を、機器本体部とスピーカ部の概要構成を示した図であり、図２（ａ）には機器本体部を壁など取り付けたときの正面図が、図２（ｂ）にはスピーカ部を壁など取り付けたときの正面図がそれぞれ示されている。
【００２１】
この図１に示す音声再生装置１は、機器本体部１１とスピーカ部２１とからなり、機器本体部１１が浴室壁２の脱衣所側に、スピーカ部２１が浴室壁２の浴室側にそれぞれ取り付けられている。
【００２２】
浴室壁２は、その壁厚が例えば１０ｃｍ〜１５ｃｍ程度とされる。また浴室壁２には例えばアルミホイルなどの断熱材は使用していない、いわゆる非導電体材料によって形成されているものとする。
【００２３】
この場合、機器本体部１１には、音源としてのＣＤ再生部と、スピーカ部２１に設けられている受電装置に対して電力伝送と信号伝送を行うための送電装置とが設けられている。このため、機器本体部１１には、図２（ａ）に示すように、ＣＤなどを装填するためのディスク装填部１１ａが設けられており、このディスク装填部１１ａから機器内部にＣＤなどを装填できるようになっている。なお、機器本体部１１の内部構成については後述する。
【００２４】
一方、スピーカ部２１には、機器本体部１１の送電装置から伝送されてくる電力の受電と、送電装置から送電側信号として送られてくる音声信号の受信とを行う受電装置、及び受電装置で受信した音声信号を音声に変換して出力する出力手段としてスピーカ２２が設けられている。
【００２５】
またスピーカ部２１には、操作手段として、ユーザが機器本体部１１のＣＤ再生部の各種操作を行うための操作部２３が設けられている。操作部２３には、例えばＣＤの曲送り、再生、停止などの操作キーや、音量操作キー「＋／−」などの操作キーが設けられている。また、このようなスピーカ部２１の外装面は防水処理が施されている。なお、スピーカ部２１の内部構成についても後述する。
【００２６】
図３は、上記した機器本体部の一構成例を示したブロック図である。
この図３に示すように、機器本体部１１は、ＣＤ再生部１２と、スペクトラム拡散変調部１３、送電回路部１４、コマンドデコード部１５を備えて構成される。この場合、機器本体部１１のＣＤ再生部１２が入力信号源に相当し、スペクトラム拡散変調部１３、送電回路部１４、コマンドデコード部１５が送電装置に相当するものとされる。
【００２７】
ＣＤ再生部１２は、コマンドデコード部１５からのコマンド信号に基づいて、ディスク装填部１１ａに装填したＣＤから音声データを読み出し、読み出したデジタル音声信号（音声データ）をアナログ音声信号（以下、単に「音声信号」という）に変換してスペクトラム拡散変調部１３に出力するようにされる。
【００２８】
なお、ＣＤ再生部１２において、ＣＤから読み出した音声データをスピーカ部２１側に伝送する場合は、スペクトラム拡散変調部１３における変調周波数が高くなり、伝送効率が低下するので、ＣＤ再生部１２において音声信号に変換して出力することが好ましい。
但し、上記ＣＤ再生部１２からの再生データが、ＭＰ３（MPEG Audio Layer3）や、ＡＴＲＡＣ３（Adaptive Transform Acoustic Coding）などの圧縮フォーマットの圧縮音声データの場合は、伝送レートが数１０ｋｂｐｓ〜１００数１０ｋｂｐｓ程度であり、この程度であれば、デジタル信号をそのまま伝送することも可能である。従って、ＣＤ再生部１２からの再生データを、上記したような圧縮フォーマットの圧縮音声データに変換して出力する構成としても良い。
【００２９】
スペクトラム拡散変調部１３は、ＣＤ再生部１２からの音声データをスペクトラム拡散変調方式（Spread Spectrum Modulation）により変調し、これにより得られる、例えば帯域幅が１ＭＨｚ程度とされるパルス状の信号を変調信号として送電回路部１４に出力するようにされる。
【００３０】
送電回路部１４は、図示するように、送電コイルＬ１、トランジスタＴｒ1、保護抵抗Ｒ1と、抵抗Ｒ2，Ｒ3、コンデンサＣ1から構成される。
この場合、上記スペクトラム拡散変調部１３と共に交流発生手段を構成するトランジスタＴｒ1のコレクタは、送電コイルＬ１を介して図示していない駆動電源と接続され、駆動電源から駆動電圧Ｖccが供給されている。
【００３１】
また、トランジスタＴｒ1のエミッタは、抵抗Ｒ2を介してグラウンド（ＧＮＤ）に接地されている。また、トランジスタＴｒ1のエミッタ−グラウンド（ＧＮＤ）間には、抵抗Ｒ3とコンデンサＣ1の直列回路が接続されている。
またトランジスタＴｒ1のベースには、スペクトラム拡散変調部１３の変調信号が保護抵抗Ｒ1を介して入力されている。
従って、このような送電回路部１４では、スペクトラム拡散変調部１３からの約１ＭＨｚの帯域幅を持つ変調信号によって、トランジスタＴｒ1のスイッチング動作を行うようにしている。つまり、トランジスタＴｒ1は、変調信号の周波数に応じた１ＭＨｚ内のスイッチング周波数によりスイッチングを行うようにしている。
【００３２】
この場合、機器本体部１１の送電コイルＬ１は、浴室壁２を挟んで、スピーカ部２１内に設けられている受電コイルＬ２と電磁結合が可能な距離に配置されることになる。このため、送電コイルＬ１と受電コイルＬ２とが電磁結合可能な距離となるように、機器本体部１１とスピーカ部２１とを浴室壁２を挟んで配置するようにされる。
【００３３】
操作信号検出手段であるコマンドデコード部１５は、トランジスタＴｒ1のエミッタに接続されている抵抗Ｒ3と、コンデンサＣ1との接続点の電圧波形信号が入力されており、この電圧波形信号から、スピーカ部２１の操作部２３に対する操作に応じたコマンドデータを復号するようにしている。そして、復号したコマンドデータをＣＤ再生部１２に対して出力するようにしている。なお、機器本体部１１とスピーカ部２１間のコマンドデータの伝送方法については後述する。
【００３４】
図４は、上記したスピーカ部の一構成例を示したブロック図である。
なお、図２（ｂ）と同一部位には同一符号を付して説明は省略する。
この図４に示すスピーカ部２１は、スピーカ２２、操作部２３、コマンド発生器２４、受電回路部２５、スペクトラム拡散復調部２６、アンプ２７を備えて構成される。この場合、コマンド発生器２４、受電回路部２５、スペクトラム拡散復調部２６が受電装置に相当するものとされる。
【００３５】
操作信号発生手段であるコマンド発生器２４は、操作部２３が操作されたときに、その操作に応じたコマンドデータを発生し、コマンドデータに応じたコマンド信号を受電回路部２５のトランジスタＴｒ2のベースに入力するようにしている。
【００３６】
受電回路部２５は、図示するように、受電コイルＬ２、トランジスタＴｒ2、抵抗Ｒ4、整流ダイオードＤ1、平滑コンデンサＣ2から構成される。
受電コイルＬ２には、電源電圧生成手段である、整流ダイオードＤ1と平滑コンデンサＣ2からなる整流・平滑回路が接続されている。また、受電コイルＬ２の両端は、抽出手段であるスペクトラム拡散復調部２６にも接続されている。
さらに、抵抗Ｒ4を介してトランジスタＴｒ2のコレクタ−エミッタ間が接続されており、そのトランジスタＴｒ2のベースが上記したコマンド発生器２４に接続されている。
【００３７】
このように構成される受電回路部２５では、機器本体部１１の送電コイルＬ１の磁束変化によって、受電コイルＬ２に誘起される誘起出力である交流電流（受電電流）を、整流ダイオードＤ1で整流し、平滑コンデンサＣ2で平滑することで、例えば全負荷時において、約３Ｖの動作電圧を得るようにしている。
【００３８】
なお、このとき、受電コイルＬ２に発生する交流信号は、上記機器本体部１１側のスイッチング周波数が約１ＭＨｚと高速になることがあるため、整流ダイオードＤ1としては、反応の早いファーストリカバリダイオードを用いることが好ましい。
【００３９】
また、受電コイルＬ２には、機器本体部１１においてＣＤから再生した再生音楽信号をスペクトラム拡散により変調した変調信号そのものが発生していることになる。そこで、この信号自身をスペクトラム拡散復調部２６で復調することにより、機器本体部１１のＣＤ再生部１２で再生した音声信号を得るようにしている。
そして、このスペクトラム拡散復調部２６で復調された音声信号は、アンプ２７に入力するようにしている。そして、アンプ２７で増幅してスピーカ２２から音声として出力するようにしている。
【００４０】
さらに、本実施の形態の音声再生装置１では、スピーカ部２１に操作部２３が設けられている。そして、ユーザが操作部２３の各操作キーを操作したときは、操作信号発生手段であるコマンド発生器２４から操作部２３の操作に応じたコマンド信号を出力するようにしている。
そして、このようなコマンド信号により受電回路部２５のトランジスタＴｒ2をオン／オフすることで受電コイルＬ２に流すべき電流レベルを可変するようにしている。
【００４１】
ここで、例えばコマンド発生器２４からのコマンド信号により受電回路部２５のトランジスタＴｒ2がオンになると、受電コイルＬ２の両端には、抵抗Ｒ4が並列に接続されることになる。つまり、スピーカ部２１から操作コマンド信号を送信するときは、コマンド信号に応じて、スピーカ部２１側の負荷を変動させることで、受電側信号であるコマンド信号を機器本体部１１に伝送するようにしている。
【００４２】
そして、例えばスピーカ部２１側の負荷が重いときは、機器本体部１１の送電コイルＬ１の送電電流が増加することから、機器本体部１１において、この送電コイルＬ１の送電変化を検出することで、スピーカ部２１からのコマンド信号を検出することができるようになる。
【００４３】
なお、送電コイルＬ１及び受電コイルＬ２は、送電回路部１４及び受電回路部２５のプリント配線基板に対して直接形成する、いわゆるプリントコイルにより形成することができる。その場合は、各プリント配線基板のほぼ最外周にプリントコイルを形成することが考えられる。
【００４４】
また、プリント配線基板は、片面プリント配線基板、或いは両面プリント配線基板など何れのものを用いることも可能であるが、コスト面を考えた場合には、片面プリント基板のほうが好適である。
また、プリント配線基板に形成するプリントコイルは、必ずしもプリント配線基板の最外周に形成する必要はないが、プリント配線基板の最外周にプリントコイルを形成したほうが、プリントコイルの内側に送電装置や受電装置の各回路ブロックを形成することができるという利点がある。もちろん、送電装置の各回路ブロック、及び受電装置の各回路ブロックはプリントコイルの外側に形成することも可能である。
また、送電コイルＬ１及び受電コイルＬ２は、プリントコイル以外でも良いことは言うまでもない。また、そのループ形状は四角形状のみならず、円形状（楕円状）の何れでも良い。また、このときの送電コイルＬ１と受電コイルＬ２の円周は例えば１０ｃｍ以上にすることが好ましい。
【００４５】
図５は、上記図３に示した機器本体部の送電回路部の動作電圧波形を示した図である。
なお、図５には送電回路部１４の抵抗Ｒ2の両端電圧波形が示されている。
図５（ａ）にはスピーカ部２１から機器本体部１１に操作コマンド信号が伝送されていないときの電圧波形が示されている。
この場合、送電回路部１４のトランジスタＴｒ1は、スペクトラム拡散変調部１３からの変調信号によりオン／オフされることから、実際の抵抗Ｒ2の両端電圧の波形周期は、スペクトラム拡散によって伸縮することになるが、抵抗Ｒ2の両端電圧レベル（波高値レベル）は、図５（ａ）に示すように、ほぼ一定レベルになっている。
【００４６】
ここで、例えばスピーカ部２１において、ユーザが操作部２３に所要の操作を行い、コマンド発生器２４から「０１０１」というコマンドコードに対応した駆動電圧が、受電回路部２５のトランジスタＴｒ2のベースに入力されたとする。
なお、トランジスタＴｒ2は、コマンドコード「１」に相当する駆動電圧が入力されたときにオンになるものとする。
【００４７】
すると、この場合は、コマンド発生器２４から「０１０１」というコマンドコードに応じてスピーカ部２１の受電コイルＬ２に抵抗Ｒ2が並列に接続されることになり、スピーカ部２１の負荷が変動することから、これに伴って、機器本体部１１の送電コイルＬ１の送電電流が変動し、送電コイルＬ１に発生する交流の振幅は、図５（ｂ）に示す抵抗Ｒ2の両端電圧波形のように示されることになる。
つまり、スピーカ部２１のトランジスタＴｒ2がオンになってスピーカ部２１の負荷が大きくなり、機器本体部１１の送電コイルＬ１の送電電流が増加して、振幅が大きくなったときに抵抗Ｒ2の両端電圧が上昇することになる。
【００４８】
従って、図５（ｂ）に示したような抵抗Ｒ2の電圧変化を、抵抗Ｒ3とコンデンサＣ1により積分し、図５（ｃ）に示すようなパルスデータ列を抽出してコマンドデコード部１５に入力してデコードを行うようにすれば、スピーカ部２１からのコマンド信号を機器本体部１１で得ることができるようになる。
つまり、スピーカ部２１の操作部２３が操作されることで、機器本体部１１に設けられているＣＤ再生部１２の再生、停止などの操作を行うことができるようになる。
【００４９】
なお、機器本体部１１のトランジスタＴｒ1はパルス駆動であるため、操作コマンド信号のパルス列は、トランジスタＴｒ1を駆動するための駆動信号（変調信号）のパルス列より十分長いパルス列に設定する必要がある。即ち、トランジスタＴｒ1のスイッチング周波数より低い周波数による操作コマンド信号を発生する必要がある。例えばコマンド信号のパルス列は、駆動信号のパルス列の５倍以上の長さに設定することが好ましい。
【００５０】
また、本実施の形態の音声再生装置１では、コマンド発生器２４からコマンドデータを出力するにあたって、コマンドコードが「１」のときにトランジスタＴｒ2をオンすることで、コマンドコードが「１」のときに、受電コイルＬ２の両端に抵抗Ｒ4を挿入してスピーカ部２１としての負荷が重負荷となるようにしているが、逆にコマンドコードが「１」のときにスピーカ部２１の負荷を開放するように構成することも可能である。
【００５１】
なお、受電コイルＬ２に対して並列に抵抗Ｒ4を挿入し、スピーカ部２１の負荷をコマンドコードに応じて変動させたとしても、音声信号の変化、及び受電電力の変化は僅かであり、スピーカ２２から出力される音声が途切れるといった不具合が生じないものとされる。また、エラー訂正などで音切れがなく、しかも安定して電力供給を行うことができれば、必ずしも受電コイルＬ２に対して並列に抵抗Ｒ4を設ける必要はない。
【００５２】
このように本実施の形態の再生音声装置１では、機器本体部１１において、ＣＤ再生部１２からの音声信号をスペクトラム拡散変調部１３に入力し、スペクトラム拡散変調部１３からの変調信号により送電回路部１４のトランジスタＴｒ1をオン／オフするようにしている。
これにより、送電コイルＬ１の磁束を変化させ、電磁誘導により受電コイルＬ２に起電力を発生させると共に、送電コイルＬ１と受電コイルＬ２との電磁結合を利用して、ＣＤ再生部１２からの音声信号を、機器本体部１１からスピーカ部２１に伝送するようにしている。
【００５３】
従って、本実施の形態の再生音声装置１によれば、機器本体部１１とスピーカ部２１とをケーブルなどの配線により接続することなく、機器本体部１１とスピーカ部２１間において、非接触で電力伝送と音声信号伝送を行うことができるようになる。つまり、従来のように、機器本体部とスピーカ部との間をケーブルにより接続する必要がないものとされる。
【００５４】
また、本実施の形態の音声再生装置１では、送電コイルＬ１と受電コイルＬ２との電磁結合を利用して、音声信号とコマンド信号の伝送を行うようにしているため、音声信号及びコマンド信号の伝送のために新たな送信機や受信機を設ける必要が無いので、新たに送信機や受信機を設ける場合に比べてコストアップなしで、しかも省スペース化を実現することができる。
【００５５】
さらに、スピーカ部２１をワイヤレス化するためにスピーカ部２１に電池等を収納する必要が無いため、電池交換などの煩わしい作業も不要になる。
さらにまた、電池を収納する電池収納部にカバーを設ける必要がないので、それだけ気密性の向上を図ることができるようになる。
この結果、浴室などスピーカ部２１を取り付けるようにした場合でも、スピーカ２２の防水性を高めることができ、防水の信頼性を高めることができるようになる。
【００５６】
また、本実施の形態の音声再生装置１においては、機器本体部１１において音声信号をスペクトラム拡散変調方式により変調を施した変調信号により、送電回路部１４のトランジスタＴｒ1をオン／オフしてスイッチング動作を行うようにしている。
【００５７】
これにより、例えば送電コイルＬ１を単一周波数でスイッチングしたときは、輻射電力のスペクトラムが単一になり、不要輻射が増大していたのに対して、本実施の形態では、輻射電力のスペクトラムがランダム化されて、外部への不要輻射を低減することができるという利点もある。
【００５８】
図６は、機器本体部の他の構成例を示したブロック図である。
なお、図３と同一部位には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
この図６に示す機器本体部３０は、音声信号をＦＳＫ（frequency shift keying）変調により変調を施して出力するようにしたものである。
このため、機器本体部３０では、ＣＤ再生部１２からの音声信号をＦＳＫ変調部３１に入力するようにしている。そして、ＦＳＫ変調部３１においてＦＳＫ変調を施した後、その信号を変調信号として送電回路部１４のトランジスタＴｒ1のベースに入力するようにしている。これにより、トランジスタＴｒ1のスイッチング動作を行うようにしている。
【００５９】
従って、このように構成される機器本体部３０を用いた場合でも、機器本体部３０とスピーカ部２１とをケーブルなどの配線により接続することなく、機器本体部３０とスピーカ部２１間は、非接触で電力伝送と音声信号伝送を行うことができるようになるので、従来のように、機器本体部とスピーカ部との間をケーブルにより接続する必要がなく、上記した機器本体部１１と同様の効果が得られるものである。
【００６０】
但し、このように機器本体部３０を構成した場合、ＦＳＫ変調部３１から出力されるＦＳＫ変調信号のスペクトラムは、上記したスペクトラム拡散変調信号のスペクトラムに近くなるが、ＣＤ再生部１２からの音声信号が無信号のとき、即ち、無変調のときは単一スペクトラムになるので、通常のスイッチング電源と同じ輻射レベルになってしまう。
そこで、この場合は、乱数信号を発生させる乱数発生器であるＭ系列信号発生器３２を設け、このＭ系列信号発生器３２から出力された乱数信号を抵抗Ｒ11を介してトランジスタＴｒ1のベースに入力するようにしている。
【００６１】
これにより、ＦＳＫ変調部３１からの変調信号が無信号のときでも、受電コイルＬ２で発生する輻射電力のスペクトラムをランダム化することができ、外部への不要輻射を低減することができるようになる。
【００６２】
このとき、Ｍ系列信号発生器３２から発生させる乱数信号の周波数を可聴周波帯域外の信号、例えば可聴周波数帯域の上限周波数とされる２０ｋＨｚ以上に設定することにより、Ｍ系列信号発生器３２の乱数信号が聴感上は聞こえることはない。
【００６３】
従って、機器本体部３０を用いて音声再生装置を構成した場合には、ＣＤ再生部１２からの音声信号が無信号となった場合でも、擬似的にスペクトラムを拡散することができるので、外部への不要輻射を低減することができる。
【００６４】
なお、本実施の形態においては、音声信号の変調方式として、スペクトラム拡散変調方式と、ＦＳＫ変調方式を例に挙げたが、これはあくまでも一例であり、本発明の変調方式としては、振幅変調以外であれば、他の変調方式でも良い。例えばＦＭ（frequency modulation）変調方式や、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）変調方式により変調を施すようにしても良い。
また、例えばスピーカ部２１側から機器本体部１１側にコマンド信号を伝送しない場合は、音声信号を振幅変調方式により変調することは可能である。
【００６５】
また、これまで説明した本実施の形態においては、機器本体部１１とスピーカ部２１を壁などを挟んで対向するように配置する場合を例に挙げて説明したが、これはあくまでも一例であり、例えば、図７に示すように、機器本体部１１とスピーカ部２１とを直交させるように配置する。つまり、送電コイルＬ１と受電コイルＬ２とを直交させるように配置することも可能になる。
【００６６】
機器本体部１１とスピーカ部２１とを直交配置した場合、機器本体部１１をシート状に形成し、そのような機器本体部１１に対して立てかけるように、スピーカ部２１を配置するといったことが可能になり、これまでにない斬新な音響機器を実現することも可能になる。
【００６７】
なお、原理的には、送電コイルＬ１と受電コイルＬ２は平行に配置することが原理的には最も効率が良いとされるが、送電コイルＬ１と受電コイルＬ２の一辺を近接すれば、送電コイルと受電コイルとの間で送受電を行うことが可能とされる。従って、例えば送電コイルＬ１と受電コイルＬ２とは、直交（９０°）に限らず、６０°や３０°などでも送受信を行うことができる。
但し、この場合は、機器本体部１１に設けられている矩形状の送電コイルＬ１と、スピーカ部２１に設けられている矩形状の受電コイルＬ２の一辺を互いにそれぞれ近接配置する必要があることはいうまでもない。
【００６８】
また、本実施の形態では、機器本体部１１（３０）にＣＤ再生部１２を設けるようにしているが、あくまでも一例であり、ＣＤ再生部１２の代わりにＣＤプレーヤなどを外部に接続するようにしても良い。つまり、音源と送電装置とを別体で構成することも可能である。また、スピーカ部２１においても、受電装置と、スピーカ２２及びアンプ２７とを別体で構成することが可能である。
【００６９】
また、本実施の形態では、音源としてＣＤとＣＤ再生部１２を例に挙げて説明したが、例えばカセットテープや、ＭＤ（ミニディスク）などの記録媒体を再生するような再生部を設けるようにしても良い。
また、ラジオ放送やテレビジョン放送の音声などを音源にする場合は、機器本体部１１（３０）に放送波を受信するための放送受信部を設ける、或いは放送受信装置を外部に設けることも可能である。
【００７０】
さらに、機器本体部１１（３０）の音源には、例えば音楽用ホームサーバを用いることも可能である。
その場合の構成としては、例えば図８に示すように、機器本体部１１にホームサーバ受信機５２を接続する。そして、家庭内の離れた場所に設けられている音楽用ホームサーバ５１から無線などを利用して、ホームサーバ受信機５２に音声信号を伝送するといったことが考えられる。もちろん、ホームサーバ受信機５２を機器本体部１１（３０）内に設けることも可能である。
【００７１】
また、これまで説明した本実施の形態においては、送電コイルＬ１と受電コイルＬ２との電磁結合を利用して、機器本体部１１からスピーカ部２１に対して電力伝送と音声信号を伝送すると共に、スピーカ部２１から機器本体部１１に対してコマンド信号を伝送する場合を例に挙げて説明したが、例えば、各伝送は各々独立で行うこともできるし、例えば電力伝送と音楽信号伝送を組み合わせて伝送システムを構築したり、電力伝送とコマンド信号伝送を組み合わせて伝送システムを構築することも可能である。
【００７２】
例えば、図９に示すように、送電装置６１と受電装置６２との間で、電力伝送とコマンド信号伝送を行い、音声信号の伝送は、ＦＭ送信機６３とＦＭ受信機６４を利用して行うことも可能である。
また、図示しないが機器本体部に設けた送電装置と、スピーカ部に設けた受電装置との間で電力伝送と音声信号伝送を行い、スピーカ部から機器本体部へのコマンド信号の伝送は電波を利用した防水性のリモートコマンダを利用して行うといった使用形態も考えられる。
この場合は、例えば浴室内のユーザが防水性のリモートコマンダを用いて浴室壁の向こう側にある機器本体部や、機器本体部に外部接続されている音声信号源に対してコントロール信号を送信すればよい。
【００７３】
なお、リモートコマンダから赤外線を利用して送信を行う場合は、スピーカ部内に、リモートコマンダから赤外線コマンド信号を受光する受光部を設け、この受光部で受光したコマンド信号を、受電コイルと送電コイルとの電磁結合を利用して機器本体部側に伝送すれば良い。
【００７４】
また、本実施の形態では、機器本体部からスピーカ部に伝送する送電側信号を音声信号であるものとして説明したが、音声信号に限らず、映像信号などを伝送することも可能である。
また、スピーカ部から機器本体部からスピーカ部に伝送する受電側信号をコマンド信号として説明したが、あくまでも一例であり、コマンド信号以外でも良いことは言うまでもない。
【００７５】
なお、本実施の形態においては、本発明の伝送システムを備えた音声再生装置を浴室で使用する場合を例に挙げているが、屋外などにおいても使用することができるのは言うまでもない。その場合には、窓やドアのガラスを介して屋内側に機器本体部１１が設けられているオーディオ機器の機器本体部を取り付け、屋内で機器本体部１１から数十センチ離れた所に、スピーカ部２１が設けられているスピーカ２２を配置することが考えられる。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の伝送システムによれば、送電装置に設けた送電コイルと受電装置に設けた受電コイルとの電磁結合を介して、送電装置から受電装置への電力伝送を行うようにしている。
これにより、受電装置側の機器をワイヤレス化を図るために、受電装置側に電池などを設ける必要が無く、電池交換などの煩わしい作業が不要になる。また、また電池カバーなども不要になるので防水性を高めることができるようになる。
そのうえで、本発明では、送電コイルと受電コイルとの電磁結合を介して送電装置と受電装置との間で信号伝送を行うようにしているので、送電装置と受電装置との間に信号伝送のためのケーブルが不要になる。
これにより、送電装置と受電装置との間にケーブルを引き回すという煩わしい作業が不要になる。また、ケーブル接続を行わないだけ、機器の防水性を高めることができる。
従って、これまで使用が困難であった浴室や屋外などの高い防水性が要求される環境で使用する各種オーディオ機器などに好適な伝送システムを提供するとができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の音声再生装置全体の構成を示した図である。
【図２】本実施の形態の音声再生装置を構成する機器本体部とスピーカ部の概略構成を示した図である。
【図３】本実施の形態の機器本体部の一構成を示したブロック図である。
【図４】本実施の形態のスピーカ部の一構成を示したブロック図である。
【図５】本実施の形態の機器本体部の送電回路部の動作波形を示した図である。
【図６】本実施の形態の音声再生装置の他の構成例を示したブロック図である。
【図７】本実施の形態の音声再生装置の他の構成を示した図である。
【図８】本実施の形態の音声再生装置の他の構成を示した図である。
【図９】本実施の形態の音声再生装置の他の構成を示した図である。
【符号の説明】
１ 音声再生装置、２ 浴室壁、１１ａ ディスク装填部、１１ ３０ 機器本体部、１２ ＣＤ再生部、１３ スペクトラム拡散変調部、１４ 送電回路部、１５ コマンドデコード部、２１ スピーカ部、２２ スピーカ部、２３ 操作部、２４ コマンド発生器、２５ 受電回路部、２６ スペクトラム拡散復調部、２７ アンプ、３１ ＦＳＫ変調部、３２ Ｍ系列信号発生器、５１ 音楽用ホームサーバ、５２ ホームサーバ受信機、６１ 送電装置、６２ 受電装置、６３ ＦＭ送信機、６４ ＦＭ受信機、Ｌ１ 送電コイル、Ｌ２ 受電コイル

Claims (3)

1. 送電装置と受電装置とからなり、
   前記送電装置は、
   送電コイルと、
   入力信号源からの入力信号に応じた交流を前記送電コイルに発生させる交流発生手段と、
   前記送電コイルに流れる交流電流の振幅に基づいて、操作信号を検出する操作信号検出手段と、を備え、
   前記受電装置は、
   受電コイルと、
   前記受電コイルに誘起される交流を入力して、該受電装置のための電源電圧を生成する電源電圧生成手段と、
   前記受電コイルに誘起される交流から前記入力信号を抽出する抽出手段と、
   前記抽出手段で抽出された信号を出力する出力手段と、
   操作手段と、
   前記操作手段に対して行われた操作に応じて、前記交流発生手段が発生させる交流よりも低い周波数による前記操作信号を発生し、前記操作信号に応じて、前記受電コイルに流すべき電流レベルを可変する可変手段と、を備え、
   前記操作信号検出手段は、
   前記送電コイルに流れる電流を検出するための抵抗と、
   前記電流を検出するための抵抗に発生する電圧を積分して前記操作信号をデコードするための抵抗およびコンデンサと、を具備し、
   前記可変手段は、
   前記受電コイルに並列に接続され、前記操作信号に応じて制御されるトランジスタと抵抗との直列回路を具備する、伝送システム。
2. 前記入力信号は、音声信号である請求項１に記載の伝送システム。
3. 前記操作信号は、再生、停止、音量に応じた信号である請求項１に記載の伝送システム。

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