JP5963399B2

JP5963399B2 - 無線電力伝送装置、無線電力伝送システム、および、プログラム

Info

Publication number: JP5963399B2
Application number: JP2011105412A
Authority: JP
Inventors: 山本　哲也; 哲也山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2031-05-10
Also published as: JP2012239261A

Description

本発明は無線電力伝送に関する。

近年、充電池を用いる装置が広く使われるようになってきている。充電池は、給電装置により充電することで繰り返し利用することができる。給電装置は、充電池が満充電になるまで、もしくは、所定の時間・所定の充電量だけ充電する。一方で、充電池は、満充電にすることにより劣化する。このため、受電装置の設定に応じて満充電させる・させないを切り替える技術がある（特許文献１）。
また、電磁誘導技術を利用し、１つの給電装置が複数の受電装置に対して無線で電力を供給する技術がある（特許文献２）。

特開平１０−１４３２９５号公報特開２００８−１７５９２号公報

１つの給電装置が複数の受電装置に対して電力を供給する場合には、受電装置に共通の充電量を給電装置側で設定することが考えられる。充電量としては満充電や、充電池の劣化を避けるために満充電量の９０％等と設定することが考えられる。一方で、受電装置においても充電量が設定されている場合がある。
しかしながら、従来は、給電装置と受電装置とで異なる充電量が設定されている場合について、考えられていなかった。

上記課題を解決するために、本発明は、相手装置に無線により送電を行う無線電力伝送装置であって、前記相手装置において設定された第１の電力量を受信する受信手段と、
前記相手装置の機器種別を取得する取得手段と、前記取得手段により取得した前記機器種別に基づいた電力量を第２の電力量として設定する設定手段と、前記受信手段により受信した前記第１の電力量と前記無線電力伝送装置において設定された前記第２の電力量とに基づいて、前記第１の電力量と前記第２の電力量のいずれかを選択する選択手段と、前記選択手段により選択された電力量に基づいて、前記相手装置に無線により送電を行う送電手段と、を有することを特徴とする。

これにより、無線電力伝送装置と相手装置の双方で異なる電力量が設定された場合でも、無線電力伝送を行うことが可能となる。

充電システムの構成図一次側装置のハードウェア構成図二次側装置のハードウェア構成図一次側装置が実現するフローチャート二次側装置の機器種別に応じた充電量を示す表二次側装置が実現するフローチャート

＜実施形態１＞
図１に、実施形態１に係る充電システムの構成を示す。１０１は給電装置（以下、一次側装置）であり、充電相手装置である受電装置（以下、二次側装置）１０２、１０３に対して無線給電を行う。なお、本実施形態において、１０２はデジタルカメラであり、１０３は携帯電話である。また、本実施形態では、給電装置と受電装置を総称して充電装置と呼ぶことにする。また、本実施形態では、電磁誘導方式により給電を行うものとする。

図２に、一次側装置１０１のハードウェア構成を示す。２０１は、交流の商用電源から電力を取得するための電源プラグである。２０２は、電源プラグ２０１からの交流電力を整流するための電源整流部である。２０３は、電源整流部２０２により整流された電力を二次側装置１０２、１０３に対して送信する送電部である。２０４は、送電部２０３が送電するために用いる一次側コイルである。２０５は、二次側装置１０２、１０３と充電のためのデータ通信を行う一次側通信部である。２０６は、一次側通信部２０５がデータ通信するために用いる一次側アンテナである。２０７は、送電部２０３および一次側通信部２０５等を制御する一次側制御部である。２０８は、充電量をユーザに入力させるための一次側入力部であり、一次側制御部２０７により制御される。２０９は、各種情報を記憶するための一次側メモリ部であり、一次側制御部２０７により制御される。

図３に、二次側装置１０２のハードウェア構成を示す。なお、二次側装置１０３も同様のハードウェア構成であるので、ここでは説明を省略する。
３０１は、一次側装置１０１から送電された電力を受け取る受電部である。受電部３０１は、二次側コイル３０２を介して受電する。３０３は、受電部３０１により受電した電力を充電池３０４に供給する充電処理部である。充電処理部３０３は更に、充電池３０４の電池残量等の充電池３０４の状態を取得する。３０５は、一次側装置１０１とデータ通信を行う二次側通信部である。３０６は、二次側通信部３０５がデータ通信するために用いる二次側アンテナである。
３０７は、受電部３０１、充電処理部３０３、二次側通信部３０５等を制御する二次側制御部である。３０８は、充電量をユーザに入力させるための二次側入力部であり、二次側制御部３０７により制御される。３０９は、各種情報を記憶するための二次側メモリ部であり、二次側制御部３０７により制御される。

図４に、一次側制御部２０７が一次側メモリ部２０９に記憶されたプログラムを読み出すことで実現するフローチャートを示す。なお、本実施形態では、一次側装置１０１では充電量を９０％（二次側装置の充電池の満充電量を１００％とする）と設定しているものとする。また、二次側装置であるデジタルカメラ１０２では充電量を８０％、携帯電話１０３では充電量を１００％と設定しているものとする。

まず、一次側通信部２０５は新しい二次側装置を検出する（Ｓ４０１）。ここでは、一次側通信部２０５はデジタルカメラ１０２と携帯電話１０３を検出する。新しい二次側装置を検出すると、一次側通信部２０５は検出した二次側装置から、各々に設定された充電量を取得する（Ｓ４０２）。

次に、一次側制御部２０７は、一次側で設定された第１の充電量と二次側で設定された第２の充電量を比較する（Ｓ４０３）。比較の結果、第１の充電量の方が第２の充電量よりも大きい場合には、送電部２０３は第１の充電量となるまで送電する（Ｓ４０４）。また、第１の充電量が第２の充電量以下である場合には、送電部２０３は第２の充電量となるまで送電する（Ｓ４０５）。

ここでは、一次側装置１０１において設定された充電量（９０％）の方がデジタルカメラ１０２において設定された充電量（８０％）よりも大きい。そこで、デジタルカメラ１０２に対しては、デジタルカメラ１０２の充電池３０４の電池残量が９０％になるまで、送電部２０３は送電を行う。また、一次側装置１０１において設定された充電量（９０％）は携帯電話１０３において設定された充電量（１００％）以下である。そこで、携帯電話１０３に対しては、携帯電話１０３の不図示の充電池の電池残量が１００％充電（満充電）されるまで、送電部２０３は送電を行う。

なお、二次側装置１０２の電池残量は充電処理部３０３により取得され、二次側通信部３０５を介して一次側装置１０１に通知される。これにより、送電部２０３は、二次側装置１０２の電池残量に応じた送電を行うことができる。これは、二次側装置１０３についても同様である。

また、一次側装置と二次側装置のいずれか一方のみに充電量が設定されていた場合には、設定された充電量に従って送電を行う。また、一次側装置と二次側装置のいずれにも充電量が設定されていない場合には満充電を行う。これにより、一次側装置と二次側装置のいずれか一方、もしくは、いずれにも充電量が設定されていない場合であっても、適切に充電を行うことができる。

上述のようにして、一次側装置において設定された充電量と、二次側装置において設定された充電量とで異なる値が設定されていた場合であっても、いずれかの充電量を自動的に選択することで、エラーとなることなく充電できる。また、両装置で設定された充電量のうち、大きい充電量を選択するので、電池が切れるまでの時間を長くすることができる。また、常に満充電とせずに、ユーザに充電量を設定させるので、満充電による充電池の劣化をできるだけ回避することができる。

なお、図５（ａ）に示すような二次側装置の機器種別に応じた規定の充電量を一次側装置において予め記憶しておくようにしてもよい。そして、二次側装置を検出した際に、二次側装置の機器種別をデータ通信により取得し、取得した機器種別に応じた第１の充電量を設定する。なお、ユーザによる充電量の設定が行われなかった場合に、機器種別に応じた第１の充電量の設定が行われる。ここでは、二次側装置がデジタルカメラであれば第１の充電量は８０％に設定され、携帯電話であれば第１の充電量は１００％に設定される。これにより、ユーザが手動で充電量を設定しなくとも、二次側装置の機器種別に応じた充電量を設定されるので、二次側装置に応じた充電を行うことができる。

また、図５（ｂ）に示すように、二次側装置の機器種別と充電池の充電回数とに応じた規定の充電量を一次側装置において予め記憶しておくようにしてもよい。ここでは、充電回数が所定の回数以上である場合には、所定の回数未満である場合と比べて、充電量が多くなるように設定する。そして、二次側装置を検出した際に、二次側装置の機器種別と充電回数とをデータ通信により取得し、取得した機器種別に応じた第１の充電量を設定する。なお、ユーザによる充電量の設定が行われなかった場合に、機器種別に応じた第１の充電量の設定が行われる。これにより、ユーザが手動で充電量を設定しなくとも、二次側装置の機器種別と充電回数に応じた充電量を設定されるので、二次側装置の状態に応じた充電を行うことができる。また、充電池が劣化している場合には、より多くの充電が行われるので、充電池の劣化による持続時間が低下を防ぐことができる。

また、上述の実施形態では、両装置で設定された充電量のうち、大きい充電量を選択したが、小さい充電量を選択するようにしてもよい。これにより、満充電される可能性が低下するため、充電池の劣化を低減することができる。
また、両装置のユーザ情報に基づいて、いずれで設定された充電量を選択するかを決定するようにしてもよい。例えば、両装置のユーザが一致した場合には上述の実施形態と同様にして充電量を選択するが、ユーザが一致しなかった場合には給電側である一次側装置の充電量を優先的に選択するようにする。これにより、両装置の持ち主に応じた充電を行うことができる。
また、上述の実施形態では、給電装置（一次側装置）が充電量を選択したが、これに限らず、受電装置（二次側装置）が充電量を選択するようにしてもよい。この場合、二次側装置が、一次側装置に設定された第１の充電量を一次側装置から取得し、二次側装置に設定された第２の充電量と比較する。そして、比較の結果に応じて選択された充電量を二次側装置から一次側装置に通知し、一次側装置は通知された充電量に基づいて給電を行う。このようにしても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

＜実施形態２＞
実施形態２では、二次側装置が充電池の状態に応じて、二次側装置が一次側装置に対して通知する第２の充電量を変更する。
実施形態２に係る充電システムの構成図、および、一次側装置１０１、二次側装置１０２、１０３のハードウェア構成図は、実施形態１と同様なのでここでは説明を省略する。

図６に、二次側制御部３０７が二次側メモリ部３０９に記憶されたプログラムを読み出すことで二次側装置１０２が実現するフローチャートを示す。なお、一次側装置１０１は、実施形態１と同様のフローチャートに従って動作するものとする。

まず、二次側通信部３０５は一次側装置１０１を検出する（Ｓ６０１）。一次側装置１０１を検出すると、充電処理部３０３は、充電池３０４の状態を取得する（Ｓ６０２）。ここでは、充電池３０４のこれまでの充電回数を取得する。次に、二次側制御部３０７は、二次側メモリ部３０９に記憶された充電回数と充電量との関係を示すテーブル（図５（ｃ））に基づいて、一次側装置１０１に通知する充電量を設定する（Ｓ６０３）。ここでは、二次側装置１０２の充電回数が１００回未満であり、充電量が９５％に設定されるものとする。そして、二次側通信部３０５は設定された充電量を一次側装置１０１に通知する（Ｓ６０４）。

その後、一次側装置１０１は、一次側装置１０１で設定された第１の充電量と、二次側装置１０２で設定された第２の充電量とに基づいて給電を行う（Ｓ４０３〜Ｓ４０５）。また、受電部３０１は一次側装置１０１から送電された電力を受電する（Ｓ６０５）。

上述のように、二次側装置は充電池の充電回数に応じた充電量を一次側装置に通知し、一次側装置は自身に設定された充電量と、二次側装置から通知された充電量とに基づいて、実際の送電量を決定する。これにより、充電池の充電回数に応じた充電を行うことが可能となる。また、充電回数が所定の回数以上である場合には、所定の回数未満である場合と比べて、充電量が多くなるように設定する。これにより、充電池が劣化している場合には、より多くの充電が行われるので、充電池の劣化による持続時間が低下を防ぐことができる。

なお、上述の実施形態では、二次側装置は充電池の充電回数に応じた充電量を設定したが、充電回数に限らず、充電池の使用期間を用いるようにしてもよい。この場合には、試用期間が所定期間よりも長い場合には短い場合と比べて、充電量が多くなるように設定することで、同様の効果を得ることができる。

また、充電池が、二次側装置の内部電池であるか二次側装置から容易に交換可能な外部電池であるのかに応じて、充電量を設定するようにしてもよい。そして、内部電池である場合には充電池の劣化を低減するために充電量を９０％とし、外部電池である場合には電池の持続時間を優先させるために充電量を１００％とする。このようして、電池の種類に応じた充電量を設定することができる。

１０１一次側装置
１０２二次側装置（デジタルカメラ）
１０３二次側装置（携帯電話）
２０１電源プラグ
２０２電源整流部
２０３送電部
２０４一次側コイル
２０５一次側通信部
２０６一次側アンテナ
２０７一次側制御部
２０８一次側入力部
２０９一次側メモリ部
３０１受電部
３０２二次側コイル
３０３充電処理部
３０４充電池
３０５二次側通信部
３０６二次側アンテナ
３０７二次側制御部
３０８二次側入力部
３０９二次側メモリ部

Claims

相手装置に無線により送電を行う無線電力伝送装置であって、
前記相手装置において設定された第１の電力量を受信する受信手段と、
前記相手装置の機器種別を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得した前記機器種別に基づいた電力量を第２の電力量として設定する設定手段と、
前記受信手段により受信した前記第１の電力量と前記無線電力伝送装置において設定された前記第２の電力量とに基づいて、前記第１の電力量と前記第２の電力量のいずれかを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された電力量に基づいて、前記相手装置に無線により送電を行う送電手段と、
を有することを特徴とする無線電力伝送装置。
前記選択手段は、前記第１の電力量よりも前記第２の電力量が大きい場合に前記第１の電力量を選択し、前記第１の電力量よりも前記第２の電力量が小さい場合に前記第２の電力量を選択することを特徴とする請求項１に記載の無線電力伝送装置。
前記選択手段は、前記第１の電力量よりも前記第２の電力量が大きい場合に前記第２の電力量を選択し、前記第１の電力量よりも前記第２の電力量が小さい場合に前記第１の電力量を選択することを特徴とする請求項１に記載の無線電力伝送装置。
前記受信手段により前記第１の電力量を受信しなかった場合、前記選択手段は、前記設定手段により設定された前記第２の電力量を選択することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線電力伝送装置。
前記取得手段は更に前記相手装置の充電池の状態を取得し、
前記設定手段は、前記取得手段により取得した前記機器種別と前記充電池の状態とに基づいた電力量を前記第２の電力量として設定する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の無線電力伝送装置。
前記第２の電力量をユーザに設定させるための入力手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線電力伝送装置。
前記相手装置のユーザ情報を取得する手段を更に有し、
前記選択手段は、取得したユーザ情報に対応するユーザが前記無線電力伝送装置のユーザと異なる場合、前記第２の電力量を選択することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の無線電力伝送装置。
相手装置に無線により送電を行う無線電力伝送装置の制御方法であって、
前記相手装置において設定された第１の電力量を受信する受信工程と、
前記相手装置の機器種別を取得する取得工程と、
前記取得工程において取得した前記機器種別に基づいた電力量を第２の電力量として設定する設定手段と、
前記受信工程において受信した前記第１の電力量と前記無線電力伝送装置において設定された前記第２の電力量とに基づいて、前記第１の電力量と前記第２の電力量のいずれかを選択する選択工程と、
前記選択工程において選択された電力量に基づいて、前記相手装置に無線により送電を行う送電工程と、
を有することを特徴とする制御方法。
コンピュータを請求項１乃至７のいずれか１項に記載の無線電力伝送装置として動作させるためのプログラム。