<第1の実施形態>
以下、本発明の第1の実施形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態における非接触給電システムの概略構成を示したブロック図である。図1に示した第1の実施形態の非接触給電システム1は、送電装置10と、通信装置20と、を含んで構成される。図1には、非接触給電システム1を構成する送電装置10から送電された電力を、非接触給電システム1を構成する通信装置20、言い換えれば、受電装置が受電している状態を示している。
送電装置10は、非接触(ワイヤレス)で電力を送電(ワイヤレス電力伝送)するワイヤレス電力伝送装置である。より具体的には、送電装置10は、不図示の送電コイルによって交流の電力に応じて強さが変動する磁界を発生させ、近くに存在する通信装置20、つまり、不図示の送電コイルによって発生させた磁界の中に存在する通信装置20に、電磁波として電力を送電する。送電装置10は、通信装置20を含む複数の通信装置や受電装置に対して同時に電力を送電する機能(能力)を備えている。送電装置10は、例えば、受電した電力を使用する端末装置に電力を送電する充電器、充電アダプター、充電パッドなどとして構成されてもよい。なお、本発明の一態様においては、送電装置10が構成される形態に関しては、特に規定しない。
送電装置10は、通信部11を含んで構成される。通信部11は、無線通信によって情報を送受信する通信インターフェースである。通信部11は、送電装置10が電力を送電しているか否かを表す情報、つまり、不図示の送電コイルによって電力を送電するための磁界を発生させているか否かを表す情報を、無線通信によって、通信装置20との間でやり取りする。なお、通信部11は、通信装置20との間で無線通信を行う際に無線信号を送出するアンテナとして、不図示の通信アンテナを用いてもよいし、送電装置10に備えた不図示の送電コイルをアンテナとして用いてもよい。
ここで、通信部11が無線通信を行う際の通信規格は、送電装置10がワイヤレス電力伝送によって電力を送電することができる範囲、つまり、送電装置10が電力を送電することができる通信装置20との間の最長距離よりも無線通信を行うための無線信号の到達距離(通信距離)が長い通信規格である。より具体的には、通信部11が無線通信を行う際の通信規格は、例えば、ブルートゥース(Bluetooth(登録商標))などの短距離無線通信規格や、WiFi(登録商標)(Wireless Fidelity)などの無線LAN(Local Area Network)を利用した無線通信規格である。なお、本発明の一態様においては、通信部11が通信装置20との間で無線通信を行うための構成や制御方法、無線通信の規格や通信方法に関しては、特に規定しない。
通信装置20は、送電装置10から送電された電力を受電する。通信装置20は、受電した電力を二次電池に充電する。また、通信装置20は、受電した電力または二次電池に充電されている電力を使用して、送電装置10との間で無線通信を行う。また、通信装置20は、受電した電力または二次電池に充電されている電力を使用して、不図示のNFC(Near Field radio Communication)通信装置との間で近距離無線通信を行う。つまり、通信装置20は、無線通信(例えば、ブルートゥース(Bluetooth(登録商標))などの短距離無線通信)の機能と、近距離無線通信(NFC通信)の機能とを備えている。
なお、通信装置20は、受電した電力を使用して様々な機能を実現する端末装置の一部として構成されてもよい。例えば、通信装置20は、パーソナルコンピュータ(PC)、既存の移動体通信網を利用した携帯電話、携帯電話の機能と携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistant)の機能とを融合させた携帯通信端末(いわゆる、スマートフォン)、タブレット端末などに備えられてもよい。
通信装置20は、受電コイル21と、NFCコイル22と、通信部23と、受電処理部24と、充電制御部25と、NFC回路26と、二次電池27と、スイッチ28と、を含んで構成される。
受電コイル21は、送電装置10から送電された電力を受電する受電部である。より具体的には、通信装置20を送電装置10に近づける、つまり、送電装置10が不図示の送電コイルによって発生させた磁界の中に通信装置20を入れることによって、受電コイル21には、送電装置10が電磁波として送電した電力に応じて強さが変動する磁界が発生し、発生した磁界の強さの変動による電磁誘導に応じた誘導電流が発生する。受電コイル21は、発生した誘導電流を、送電装置10が送電した電力として受電する。受電コイル21は、受電した電力を、受電処理部24に供給する。なお、受電コイル21は、不図示の共振コンデンサを並列に接続することによって共振回路が構成されており、不図示の共振コンデンサの両端に生じた電力を、受電した電力として受電処理部24に供給する。
受電コイル21が受電した電力は、二次電池27への充電に用いられる。また、通信装置20が、受電した電力を使用して様々な機能を実現する端末装置の一部として構成される場合、受電コイル21が受電した電力は、端末装置に備えた様々な機能を実現する機能部の電源として用いられる。なお、機能部の電源としては、通信装置20が受電した電力を直接用いるのではなく、二次電池27に充電されている電力を用いる、つまり、受電した電力を一旦二次電池27に充電してから用いる構成であってもよい。
NFCコイル22は、受電コイル21と同様に、通信装置20が入った磁界の強さに応じた誘導電流を発生し、電力として受電する受電部である。NFCコイル22は、受電した電力を、スイッチ28を介してNFC回路26に供給する。また、NFCコイル22は、NFC回路26がNFC通信を行う際のアンテナとして用いられる。
なお、NFCコイル22が電力を受電する対象の磁界は、不図示のNFC通信装置が発生させた磁界である。つまり、NFCコイル22が電力を受電する対象の磁界は、二次電池27を充電するために送電装置10が不図示の送電コイルによって発生させる高い出力の電波を使用した磁界ではなく、不図示のNFC通信装置がNFC通信を行う際に必要な電力を送電するために発生させる低い出力の電波を使用した磁界である。ただし、NFCコイル22の構成も、受電コイル21の構成と同様であるため、NFCコイル22においても、送電装置10が送電した電力も受電する。
通信部23は、充電制御部25からの制御に応じて、送電装置10に備えた通信部11との間で種々の情報やデータなどの送受信(無線通信)を行う通信インターフェースである。通信部23は、上述したように、送電装置10が電力を送電しているか否かを表す情報、つまり、不図示の送電コイルによって電力を送電するための磁界を発生させているか否かを表す情報を、無線通信によって、送電装置10に備えた通信部11との間でやり取りする。なお、通信部23は、送電装置10に備えた通信部11との間で無線通信を行う際に無線信号を送出するアンテナとして、不図示の通信アンテナを用いてもよいし、受電コイル21をアンテナとして用いてもよい。
ここで、通信部23が無線通信を行う際の通信規格は、送電装置10に備えた通信部11と同じ通信規格である。つまり、通信部23が無線通信を行う際の通信規格は、送電装置10が電力を送電することができる通信装置20との間の最長距離よりも通信距離が長い、例えば、ブルートゥース(Bluetooth(登録商標))などの短距離無線通信規格や、WiFi(登録商標)(Wireless Fidelity)などの無線LAN(Local Area Network)を利用した無線通信規格である。なお、本発明の一態様においては、通信部23が送電装置10に備えた通信部11との間で無線通信を行うための構成や制御方法、無線通信の規格や通信方法に関しては、特に規定しない。
受電処理部24は、受電コイル21から供給された電力、つまり、送電装置10から送電された電力を調整する電力調整部である。受電処理部24は、例えば、受電コイル21から供給された電力における電流(つまり、受電コイル21に発生した誘導電流)を整流する整流回路と、整流回路によって整流した電力における電圧を一定に調整する定電圧回路とを含んで構成される。受電処理部24は、調整した電力、つまり、整流して定電圧にした電力を、充電制御部25に供給する。
充電制御部25は、受電処理部24から供給された電力、つまり、送電装置10から送電され、整流して定電圧にした電力の二次電池27への給電と充電とを制御する。また、充電制御部25は、通信部23を制御して送電装置10との間で情報交換を行い、送電装置10との間で交換した情報に基づいて、スイッチ28の開閉(開放と短絡)を制御する。例えば、充電制御部25は、送電装置10との間で交換した情報に基づいて、二次電池27の充電開始から充電完了間の期間中におけるスイッチ28の開閉(開放と短絡)を制御する。なお、充電制御部25は、上述したそれぞれの制御を行うための制御プログラムを、例えば、中央処理装置(Central Processing Unit:CPU)などによって実行することによって実現する構成にしてもよい。また、充電制御部25は、上述したそれぞれの制御を、例えば、専用のLSI(Large Scale Integration)、いわゆる、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)などの集積回路で実現する構成にしてもよい。
ここで、充電制御部25が通信部23を介して送電装置10との間で交換する情報は、送電装置10がワイヤレス電力伝送によって電力を送電しているか否か、すなわち、送電装置10が不図示の送電コイルによって電力を送電するための磁界を発生させているか否かを表す情報である。充電制御部25は、二次電池27への充電を開始する前、つまり、通信装置20を送電装置10が不図示の送電コイルによって発生させた磁界の中に入る前に、送電装置10が電力を送電するための磁界を発生させているか否かを確認する。つまり、充電制御部25は、事前に送電装置10における電力の送電状況を確認する。そして、充電制御部25は、確認した送電装置10における電力の送電状況に基づいて、スイッチ28の開閉(開放と短絡)を制御する。これは、送電装置10が他の通信装置や受電装置に対して電力の送電を行っている最中、つまり、送電装置10が不図示の送電コイルによって強い磁界を発生させているときに、通信装置20を強い磁界の中に入れてしまうと、NFCコイル22が強い電力を受電してしまい、スイッチ28を介してNFC回路26に受電した電力を供給してしまう(通電してしまう)ことによって、NFC回路26が破壊されてしまう危険性を回避するためである。このため、通信部23は、送電装置10が電力を送電することができる通信装置20との間の最長距離よりも通信距離が長い無線通信規格で無線通信を行っている。
以下の説明においては、送電装置10に備えた通信部11と通信部23(つまり、充電制御部25)との間で交換する(やり取りする)、送電装置10がワイヤレス電力伝送によって電力を送電しているか否かの現在の状況を表す情報を、「送電情報」という。
充電制御部25は、二次電池27への充電を開始するとき、通信部23を制御して、送電装置10に送電情報の送信を要求する。例えば、充電制御部25は、通信部23に、送電情報を要求する送電情報要求信号を送電装置10に送信させる。そして、充電制御部25は、送電装置10から送信されてきた送電情報に基づいて、スイッチ28の開閉(開放と短絡)を制御する。例えば、送信した送電情報要求信号に応じて送電装置10が送信した送電情報を通信部23が受信し、受信した送電情報が通信部23から入力された場合、充電制御部25は、入力された送電情報が表す送電装置10における現在の電力送電の状況に基づいて、スイッチ28の開閉(開放と短絡)を制御する。なお、充電制御部25は、通信部23から送電情報を受信したことを表す通知が入力された場合には、通信部23を制御して、送電装置10から送信されてきた送電情報を取得し、取得した送電情報に基づいて、スイッチ28の開閉(開放と短絡)を制御する。より具体的には、充電制御部25は、NFC回路26の破壊の危険性を回避するように、スイッチ28の開閉(開放と短絡)を制御する。さらに具体的には、充電制御部25は、NFC回路26の破壊の危険性を回避するために、スイッチ28を開状態(開放状態)に制御する。なお、このとき、充電制御部25は、スイッチ28を開状態(開放状態)に制御する前に、NFC回路26を初期化または動作を停止させるように制御してもよい。その後、充電制御部25は、受電処理部24から供給された電力を二次電池27に給電して充電させる。
なお、上述した説明では、送電装置10が、充電制御部25から通信部23を制御して送信した送電情報要求信号に応じて送電情報を送信する構成を示した。しかし、送電装置10が送電情報を送信するタイミングは、上述したタイミングに限定されるものではない。つまり、上述した説明では、送電装置10と通信装置20との間で、いわゆる、マルチキャスト通信方式で無線通信を行う構成を示したが、送電装置10と通信装置20の間の無線通信の方式は、マルチキャスト通信方式に限定されるものではない。例えば、送電装置10は、通信部11によって送電情報を定期的に送信し続ける構成、いわゆる、ブロードキャスト通信方式で無線通信を行う構成であってもよい。この場合、充電制御部25は、常に送電装置10における電力の送電状況を確認することができる。
充電制御部25は、送電装置10から送信されてきた送電情報が、ワイヤレス電力伝送によって電力を送電していることを表している場合には、送電装置10がすでに送電している電力を二次電池27に充電させる。しかし、送電装置10から送信されてきた送電情報が、ワイヤレス電力伝送によって電力を送電していないことを表している場合には、充電制御部25は、送電装置10に電力の送電を要求し、この要求に応じて送電装置10が送電した電力を二次電池27に充電させる。より具体的には、充電制御部25は、通信部23を制御して、送電装置10に電力の送電を要求する。例えば、充電制御部25は、通信部23に、電力の送電を要求する送電要求信号を送電装置10に送信させる。その後、充電制御部25は、送電装置10が要求した電力の送電を受け付けて送電した電力の二次電池27への充電を開始する。例えば、充電制御部25は、送信した送電要求信号に応じて電力の送電を受け付けたことを表す送電受け付け信号を通信部23が受信し、受信した送電受け付け信号、または送電受け付け信号を受信したことを表す通知が通信部23から入力された場合に、送電装置10が送電した電力に応じて受電処理部24から供給された電力を二次電池27に給電して充電させる。
なお、充電制御部25は、予め定めた時間が経過しても、通信部23から送電受け付け信号や送電受け付け信号を受信したことを表す通知が入力されない場合には、例えば、送電装置10が電力の送電を開始できない、近くに送電装置10が存在しないなどの理由によって、送電装置10が要求した電力の送電を受け付けられないと判断する。この場合、充電制御部25は、二次電池27への充電を待機する。このとき、充電制御部25は、通信部23による送電要求信号の再送や、二次電池27への充電が不可能であることを通知する構成にしてもよい。
なお、充電制御部25は、二次電池27への充電が完了した後であっても、通信装置20が、送電装置10がワイヤレス電力伝送によって電力を送電することができる範囲内に存在する場合には、送電装置10における電力の送電状況を確認し、確認した送電装置10における電力の送電状況に基づいて、スイッチ28の開閉(開放と短絡)を制御する。
つまり、充電制御部25は、送電装置10がワイヤレス電力伝送によって電力を送電することができる範囲外に通信装置20が出るまで、送電装置10における電力の送電状況を確認してスイッチ28の開閉(開放と短絡)を制御する。これは、送電装置10が不図示の送電コイルによって発生させている強い磁界の中に通信装置20が存在すると、やはり、NFCコイル22が強い電力を受電してしまうため、NFC回路26が破壊されてしまう危険性を回避するためである。このことから、通信部23と送電装置10に備えた通信部11との無線通信では、送電装置10と通信部23(つまり、通信装置20)との間の距離、すなわち、送電装置10がワイヤレス電力伝送によって電力を送電することができる範囲内であるか否かを判定できることが望ましい。
なお、上述した送電情報要求信号や送電要求信号には、通信装置20を識別するための識別情報が含まれてもよい。この場合、送電装置10は、送電情報要求信号や送電要求信号を送信してきた通信装置20が、電力を送電する対象の通信装置20であるか否かを判定して、送電情報や送電受け付け信号を送信(返信)することができる。また、送電要求信号には、二次電池27を充電する際に要する電力の大きさ(電力レベル)(電圧値や電流値などを含む)を表す情報が含まれてもよい。この場合、送電装置10は、要求されている電力を送電することができるか否かを判定して、送電受け付け信号を送信(返信)することができる。
また、上述した送電情報や送電受け付け信号には、送電装置10を識別するための識別情報が含まれてもよい。この場合、充電制御部25は、送電情報や送電受け付け信号を送信してきた送電装置10が、送電された電力を二次電池27に充電する対象の送電装置10であるか否かを判定して、送電装置10から送電された電力を受電することができる。
また、送電受け付け信号には、送電することができる電力レベル(電圧値や電流値などを含む)を表す情報が含まれてもよい。この場合、充電制御部25は、送電装置10から送電されてくる電力が、二次電池27を充電する際に要する電力レベルを確保することができるか否か判定して、二次電池27への充電(例えば、充電時間、充電時の電圧値や電流値など)を制御することができる。
なお、電力レベルを表す情報は、充電制御部25に通信部23から送電受け付け信号や送電受け付け信号を受信したことを表す通知が入力された後に、送電装置10との間の情報交換において送受信してもよい。例えば、充電制御部25は、通信部23から送電受け付け信号や送電受け付け信号を受信したことを表す通知が入力された後に、通信部23を制御して、二次電池27を充電する際に要する電力レベルを表す情報を送電装置10に送信させてもよい。また、例えば、送電装置10は、受信した送電要求信号に応じた送電受け付け信号の送信に引き続き、送電することができる電力レベルを表す情報を通信装置20に送信してもよい。
また、充電制御部25が通信部23を介して送電装置10との間で交換する情報には、充電制御部25が二次電池27への給電と充電とを行っている、つまり、通信装置20が受電して二次電池27を充電しているか否か(充電中であるか否か)を表す情報(以下、「充電中情報」という)もある。充電制御部25は、二次電池27を充電中であるとき、充電中であることを表す充電中情報を、送電装置10に送信する。これにより、充電制御部25は、送電装置10に、通信装置20が二次電池27に充電を行っていることを通知することができる。充電制御部25が送電装置10に送信している充電中情報は、他の通信装置や受電装置が受信することもできる。つまり、充電制御部25は、送電装置10に充電中情報を送信するによって、送電装置10および送電装置10がワイヤレス電力伝送によって電力を送電することができる範囲内に存在する他の通信装置や受電装置に、二次電池27への充電を行っている通信装置20が存在することを通知することができる。逆に言えば、通信装置20は、他の通信装置や受電装置が送電装置10に送信した充電中情報を受信することによって、送電装置10がワイヤレス電力伝送によって電力を送電することができる範囲内に存在する他の通信装置や受電装置が充電の動作を行っていることを知ることもできる。
なお、本発明の一態様においては、充電制御部25が通信部23を介して送電装置10との間で交換する情報において、送電装置10がワイヤレス電力伝送によって電力を送電しているか否かの現在の状況を表す情報(送電情報)と、通信装置20(充電制御部25)が二次電池27の充電中であるか否かを表す情報(充電中情報)とのそれぞれの情報以外の情報に関しては、特に規定しない。
なお、充電制御部25において二次電池27を充電する際の上述した処理に関する詳細な説明は、後述する。
NFC回路26は、不図示のNFC通信装置との間でNFC通信を行う通信インターフェース回路(近距離無線通信の回路)である。NFC回路26は、NFCコイル22が受電し、スイッチ28を介して供給された電力を使用して動作し、NFC通信における信号処理を行う。なお、本発明の一態様においては、NFC回路26における不図示のNFC通信装置との間のNFC通信において送受信する情報やデータなどの形式や通信方法および信号処理に関しては、特に規定しない。
二次電池27は、例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池などの充電式の電池(バッテリ)である。二次電池27は、充電制御部25からの制御に応じて、充電制御部25から給電された電力、つまり、送電装置10から送電され、受電処理部24によって整流して定電圧にされた電力を蓄電する。二次電池27には、充電制御部25から給電された電力における電流に応じた電荷が蓄電される(充電される)。二次電池27に充電された電力は、通信装置20に備えたそれぞれの構成要素の電源として供給される。また、通信装置20が、受電した電力を使用して様々な機能を実現する端末装置の一部として構成される場合、二次電池27に充電された電力は、端末装置に備えた様々な機能を実現する機能部の電源として用いられる。この場合、二次電池27は、充電された電力を、それぞれの機能部に供給する。
スイッチ28は、充電制御部25からの制御に応じて、NFCコイル22とNFC回路26とにおける電気的な接続を遮断する接続遮断部である。スイッチ28は、NFC回路26にNFCコイル22が受電した電力を供給する経路(配線)の電気的な接続を遮断する。通信装置20が、送電装置10から送電された電力を二次電池27に充電する場合、スイッチ28は、充電制御部25によって開状態(開放状態)に制御される。これにより、NFCコイル22とNFC回路26との電気的な接続が遮断され、NFCコイル22が二次電池27を充電するための強い電力を受電した場合でも、NFC回路26の電圧が強い電力によって急激に上昇して破壊されてしまう危険性を回避することができる。なお、以下の説明においては、スイッチ28開状態(開放状態)を「OFF状態」という。
また、通信装置20が、不図示のNFC通信装置との間でNFC通信をする場合、スイッチ28は、充電制御部25によって閉状態(短絡状態)に制御される。これにより、NFCコイル22とNFC回路26とが電気的に接続され、NFC回路26が、NFCコイル22が受電して供給した電力を使用して動作する。そして、NFC回路26は、NFC通信を行う際のアンテナとしてNFCコイル22を用いた場合には、NFCコイル22から入力されるNFC通信における種々の情報やデータなどに対して信号処理を行うことができる。なお、以下の説明においては、スイッチ28閉状態(短絡状態)を「ON状態」という。
ここで、通信装置20におけるNFC通信について説明する。図2は、本発明の第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する通信装置20における近距離無線通信(NFC通信)時の概略構成を示したブロック図である。図2には、非接触給電システム1を構成する通信装置20が、NFC通信装置30との間で近距離無線通信(NFC通信)を行っている状態を示している。なお、以下の説明においては、NFC通信を行う際のアンテナとしてNFCコイル22を用いるものとして説明する。
NFC通信装置30は、非接触(ワイヤレス)でNFC通信を行う際に必要な電力を送電(ワイヤレス電力伝送)すると共に、NFC通信における種々の情報やデータを送受信する通信装置である。通信装置20に備えたNFC回路26は、上述したように、NFC通信装置30から送電され、NFCコイル22が受電した電力を使用してNFC通信装置30との間で無線通信を行う。このため、充電制御部25は、図2に示したように、スイッチ28をOFF状態に制御する。これにより、NFCコイル22が受電した電力や、NFC通信における種々の情報やデータが、スイッチ28を介してNFCコイル22からNFC回路26に伝達される。
NFC通信装置30は、NFC通信部31を含んで構成される。NFC通信部31は、NFC通信によって情報を送受信する通信インターフェースである。NFC通信部31は、通信装置20に備えたNFC回路26との間で、NFC通信における種々の情報やデータなどを送受信(近距離無線通信)する。なお、NFC通信部31は、通信装置20との間でNFC通信を行う際に近距離無線信号(NFC信号)を送出するアンテナとして、不図示のNFC通信アンテナを用いてもよいし、NFC通信装置30に備えた不図示の送電コイル(NFC送電コイル)をアンテナとして用いてもよい。
NFC通信装置30は、通信装置20が近づくと、不図示のNFC送電コイルによって磁界を形成させ、通信装置20、つまり、不図示のNFC送電コイルによって発生させた磁界の中に存在する通信装置20に、電磁波として電力を送電する。これにより、通信装置20では、NFC通信装置30が形成した磁界による電磁誘導に応じた誘導電流がNFCコイル22に発生する。NFCコイル22は、発生した誘導電流を、NFC通信装置30が送電した電力として受電して、スイッチ28介してNFC回路26に供給する。これにより、NFC回路26は、NFCコイル22からスイッチ28を介して供給された電力を使用して動作することができるようになる。
そして、NFC通信装置30は、通信装置20に備えたNFC回路26との間でのNFC通信を行う。このようにして、NFC通信装置30は、近づいた通信装置20に対して電力を送電すると共に、送電した電力を使用して動作するNFC回路26との間でNFC通信を行う。なお、本発明の一態様においては、NFC通信装置30(つまり、NFC通信部31)が通信装置20(つまり、NFC回路26)との間でNFC通信を行うための構成や制御方法、NFC通信において送受信する情報やデータなどの形式や通信方法および信号処理に関しては、特に規定しない。
次に、第1の実施形態の非接触給電システム1において送電装置10から送電された電力を二次電池27に充電する際の処理(以下、「充電処理」という)について説明する。
図3は、本発明の第1の実施形態の非接触給電システム1において充電の処理(充電処理)を行う際の処理手順を示したフローチャートである。なお、以下の説明においては、送電装置10に備えた通信部11と、通信装置20に備えた通信部23とが、ブルートゥース(Bluetooth(登録商標))の規格に属するIEEE802.15.1 バージョン4.0(BLE:Bluetooth(登録商標) Low Energy)規格に準じた短距離無線通信(以下、「BLE通信」という)を行うものとして説明する。また、以下の説明においては、送電装置10に備えた通信部11が、定期的に情報を送信し続けるブロードキャスト通信方式で、送電情報を定期的に送信しているものとして説明する。
通信装置20が起動し、二次電池27への充電動作を行っていないとき、充電制御部25は、スイッチ28をON状態に制御している。その後、充電制御部25は、充電処理を開始する。充電処理においては、まず、充電制御部25は、通信部23を制御して、送電装置10がBLE通信によって送信した送電情報を受信したか否かを確認する(ステップS101)。より具体的には、ステップS101において、充電制御部25は、送電装置10がワイヤレス電力伝送によって電力を送電していることを表す送電情報を受信したか否かを確認する。
ステップS101の確認の結果、通信部23が、送電装置10が送信した送電情報を受信していない場合(ステップS101の“NO”)、充電制御部25は、スイッチ28のON状態を維持すると共に、ステップS101に戻って、ステップS101における送電装置10が送信した送電情報を受信したか否かの確認を繰り返す。なお、このとき、充電制御部25は、送電装置10に電力の送電を要求してもよい。
一方、ステップS101の確認の結果、通信部23が、送電装置10が送信した送電情報を受信した場合(ステップS101の“YES”)、充電制御部25は、スイッチ28をOFF状態に制御する(ステップS102)。これにより、通信装置20では、NFCコイル22が仮に強い電力を受電した場合でも、NFC回路26が破壊されてしまう危険性を回避することができる。
続いて、充電制御部25は、二次電池27の充電を行うか否かを判定する(ステップS103)。このステップS103における二次電池27の充電を行うか否かの判定において充電制御部25は、例えば、二次電池27の充電状態が満充電であるか否かを確認する。そして、充電制御部25は、二次電池27の充電状態が満充電である場合には、二次電池27の充電を行わないと判定し、二次電池27の充電状態が満充電でない場合には、二次電池27の充電を行うと判定する。
なお、ステップS103における二次電池27の充電を行うか否かの判定では、上述した二次電池27の充電状態が満充電であるか否かの確認に加えて、通信装置20が二次電池27の充電を行うことができる状態であるか否か、例えば、送電装置10がワイヤレス電力伝送によって電力を送電することができる範囲(以下、「ワイヤレス電力送電範囲」という)内に通信装置20が存在するか否かの確認も合わせて行ってもよい。より具体的には、充電制御部25は、送電装置10のワイヤレス電力送電範囲内に通信装置20が存在し、かつ、二次電池27の充電状態が満充電でない場合に、二次電池27の充電を行うと判定し、送電装置10のワイヤレス電力送電範囲内に通信装置20が存在しない場合、または二次電池27の充電状態が満充電である場合に、二次電池27の充電を行わないと判定してもよい。なお、充電制御部25は、送電装置10のワイヤレス電力送電範囲内に通信装置20が存在しない場合において、二次電池27の充電状態が満充電でない場合には、送電装置10のワイヤレス電力送電範囲内に通信装置20が存在しない状態が予め定めた期間以上経過した場合に、二次電池27の充電を行わないと最終的に判定するのが望ましい。つまり、充電制御部25は、送電装置10のワイヤレス電力送電範囲内に通信装置20が存在しない場合には、すぐに二次電池27の充電を行わないと最終的に決定するのではなく、その後に通信装置20が送電装置10のワイヤレス電力送電範囲内に入ることを想定して、予め定めた期間だけ最終的な判定を待つことが望ましい。
なお、通信装置20が送電装置10のワイヤレス電力送電範囲内に存在するか否かの判定は、例えば、送電装置10との間でBLE通信が行えているか否かによって判定することができる。なお、通信装置20が送電装置10との間でBLE通信が行えている場合においても、例えば、送電装置10に備えた不図示の送電コイル上やその付近からずれた位置に通信装置20が存在するなど、送電装置10のワイヤレス電力送電範囲内に通信装置20が存在しない状態、つまり、通信装置20が二次電池27の充電を行うことができない状態であることも考えられる。この場合、送電装置10では、不図示の送電コイルにおける通信装置20側のインピーダンスの変化量に基づいて、ワイヤレス電力送電範囲内に通信装置20が存在するか否かを判定することができる。例えば、送電装置10は、不図示の送電コイルにおける通信装置20側のインピーダンスの変化が少ない場合には、通信装置20がワイヤレス電力送電範囲内に存在しないと判定することができる。そして、送電装置10は、この判定結果を、BLE通信によって通信装置20に送信することができる。これにより、通信装置20は、送電装置10からBLE通信によって送信されてきた判定結果に基づいて、送電装置10のワイヤレス電力送電範囲内に存在するか否かの判定することができる。
ステップS103の判定の結果、二次電池27の充電を行わないと判定した場合(ステップS103の“NO”)、充電制御部25は、ステップS106に進む。
一方、ステップS103の判定の結果、二次電池27の充電を行うと判定した場合(ステップS103の“YES”)、充電制御部25は、二次電池27の充電を開始する(ステップS104)。このとき、充電制御部25は、通信部23を制御して、充電中であることを表す充電中情報を、BLE通信によって送電装置10に送信する。これにより、充電制御部25は、送電装置10および送電装置10のワイヤレス電力送電範囲内に存在する他の通信装置や受電装置に、二次電池27への充電を行っている通信装置20が存在することを通知する。
続いて、充電制御部25は、二次電池27の充電が完了したか否かを判定する(ステップS105)。このステップS105における二次電池27の充電が完了したか否かの判定において充電制御部25は、例えば、二次電池27の充電状態が満充電であるか否かを確認する。そして、充電制御部25は、二次電池27の充電状態が満充電である場合には、二次電池27の充電が完了したと判定し、二次電池27の充電状態が満充電でない場合には、二次電池27の充電が完了していないと判定する。
なお、ステップS105における二次電池27の充電が完了したか否かの判定では、上述した二次電池27の充電状態が満充電であるか否かの確認の他に、通信装置20が二次電池27の充電を行うことができる状態であるか否か、例えば、送電装置10のワイヤレス電力送電範囲内に通信装置20が存在するか否かの確認も合わせて行ってもよい。より具体的には、充電制御部25は、送電装置10のワイヤレス電力送電範囲内に通信装置20が存在しない場合、または二次電池27の充電状態が満充電である場合に、二次電池27の充電が完了したと判定し、送電装置10のワイヤレス電力送電範囲内に通信装置20が存在し、かつ、二次電池27の充電状態が満充電でない場合に、二次電池27の充電が完了していないと判定してもよい。
ステップS105の判定の結果、二次電池27の充電が完了していないと判定した場合(ステップS105の“NO”)、充電制御部25は、スイッチ28のOFF状態を維持すると共に、ステップS105に戻って、ステップS105における二次電池27の充電が完了したか否かの判定を繰り返す。
一方、ステップS105の判定の結果、二次電池27の充電が完了したと判定した場合(ステップS105の“YES”)、充電制御部25は、二次電池27の充電を終了する。そして、二次電池27の充電を終了した後、またはステップS103の判定の結果、二次電池27の充電を行わないと判定した場合(ステップS103の“NO”)、充電制御部25は、通信部23を制御して、他の通信装置や受電装置がBLE通信によって送電装置10に送信した充電中情報を受信したか否かを確認する(ステップS106)。
ステップS106の確認の結果、通信部23が、他の通信装置や受電装置が送信した充電中情報を受信した場合(ステップS106の“YES”)、充電制御部25は、スイッチ28のOFF状態を維持すると共に、ステップS106に戻って、ステップS106における他の通信装置や受電装置が送信した充電中情報を受信したか否かの確認を繰り返す。
一方、ステップS106の確認の結果、通信部23が、他の通信装置や受電装置が送信した充電中情報を受信していない場合(ステップS106の“NO”)、充電制御部25は、通信装置20が送電装置10のワイヤレス電力送電範囲外に出た後に、スイッチ28をON状態に制御する(ステップS107)。これにより、通信装置20では、NFCコイル22およびNFC回路26によるNFC通信を行うことができる状態になる。
なお、充電制御部25は、ステップS106の確認の結果、通信部23が他の通信装置や受電装置が送信した充電中情報を受信していないにもかかわらず、通信装置20が送電装置10のワイヤレス電力送電範囲内に存在する場合には、送電装置10に電力の送電の終了を要求し、送電装置10がワイヤレス電力伝送によって電力を送電していないことを表す送電情報を受信した後に、スイッチ28をON状態に制御してもよい。
続いて、充電制御部25は、通信装置20の動作を停止する、つまり、通信装置20の電源をOFFするか否かを判定する(ステップS108)。
ステップS108の判定の結果、通信装置20の電源をOFFしないと判定した場合(ステップS108の“NO”)、充電制御部25は、ステップS101に戻って、充電処理を繰り返す。
一方、ステップS108の判定の結果、通信装置20の電源をOFFすると判定した場合(ステップS108の“YES”)、充電制御部25は、通信装置20の動作を停止して、充電処理を終了する。
このような構成および処理によって、第1の実施形態の非接触給電システム1では、送電装置10が、ワイヤレス電力送電範囲よりも無線信号の到達距離(通信距離)が長い通信規格(図3において説明した充電処理では、BLE通信)によって、ワイヤレス電力送電範囲外に存在する通信装置20に、送電情報を送信する。これにより、第1の実施形態の非接触給電システム1では、送電装置10が二次電池27を充電するための強い電力をすでに発生させている場合でも、通信装置20(より具体的には、充電制御部25)は、受信した送電情報に基づいて、送電装置10が強い電力を発生させているか否かを事前に確認することができる。このことにより、第1の実施形態の非接触給電システム1では、充電制御部25が、事前に確認した結果に基づいて、通信装置20が送電装置10のワイヤレス電力送電範囲内に入る前に、NFC回路26が破壊されてしまう危険性を回避する状態(スイッチ28がOFF状態)に制御することができる。
なお、第1の実施形態の非接触給電システム1では、NFC回路26が、NFCコイル22が受電してスイッチ28を介して供給された電力を使用して動作する構成について説明した。しかし、NFC回路26が動作するために使用する電力は、NFCコイル22が受電して供給する構成に限定されるものではない。
<第2の実施形態>
次に、第2の実施形態の非接触給電システムについて説明する。図4は、本発明の第2の実施形態における非接触給電システムの概略構成を示したブロック図である。図4に示した第2の実施形態の非接触給電システム2は、送電装置10と、通信装置40と、を含んで構成される。図4に示した第2の実施形態の非接触給電システム2は、図1に示した第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する通信装置20が、通信装置40に代わった構成である。
図4には、非接触給電システム2を構成する送電装置10から送電された電力を、非接触給電システム2を構成する通信装置40が受電している状態を示している。第2の実施形態の非接触給電システム2は、送電装置10からワイヤレス電力伝送によって送電された電力の受電と、NFC通信装置30からワイヤレス電力伝送によって送電されたNFC通信を行う際に必要な電力とを、同じ受電コイルで受電する構成の非接触給電システムである。なお、図4に示した第2の実施形態の非接触給電システム2の構成要素には、図1に示した第1の実施形態の非接触給電システム1の構成要素と同様の構成要素も含まれている。従って、非接触給電システム2の構成要素において、非接触給電システム1の構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付与して説明する。
送電装置10は、第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する送電装置10である。従って、送電装置10に関する詳細な説明は省略する。
通信装置40は、第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する通信装置20と同様に、送電装置10から送電された電力を受電し、受電した電力を二次電池に充電する。
また、通信装置40は、第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する通信装置20と同様に、受電した電力または二次電池に充電されている電力を使用して、送電装置10との間で無線通信を行う。また、通信装置40は、第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する通信装置20と同様に、受電した電力または二次電池に充電されている電力を使用して、不図示のNFC通信装置(例えば、NFC通信装置30)との間で近距離無線通信を行う。従って、通信装置40も、第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する通信装置20と同様に、無線通信(例えば、ブルートゥース(Bluetooth(登録商標))などの短距離無線通信)の機能と、近距離無線通信(NFC通信)の機能とを備えている通信装置(受電装置であるとも言える)である。
なお、通信装置40も、第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する通信装置20と同様に、パーソナルコンピュータ(PC)、携帯電話、携帯通信端末(いわゆる、スマートフォン)、タブレット端末など、受電した電力を使用して様々な機能を実現する端末装置の一部として構成されてもよい。
通信装置40は、受電コイル41と、NFCコイル22と、通信部23と、受電処理部24と、充電制御部25と、NFC回路26と、二次電池27と、スイッチ28と、を含んで構成される。
受電コイル41は、第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する通信装置20に備えた受電コイル21と同様に、送電装置10から送電された電力を受電し、受電した電力を、受電処理部24に供給する受電部である。また、受電コイル41は、第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する通信装置20に備えたNFCコイル22と同様に、不図示のNFC通信装置から伝送されたNFC通信を行う際に必要な電力を受電し、受電した電力を、スイッチ28を介してNFC回路26に供給する。また、受電コイル41は、第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する通信装置20に備えたNFCコイル22と同様に、NFC回路26がNFC通信を行う際のアンテナとして用いられる。すなわち、受電コイル41は、第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する通信装置20に備えた受電コイル21とNFCコイル22との両方の機能を有するコイルである。なお、受電コイル41における電力の受電方法やアンテナとしての機能は、第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する通信装置20に備えた受電コイル21およびNFCコイル22と同様であるため、詳細な説明は省略する。
通信部23、受電処理部24、充電制御部25、および二次電池27のそれぞれは、第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する通信装置20に備えた対応するそれぞれの構成要素である。従って、通信部23、受電処理部24、充電制御部25、および二次電池27のそれぞれに関する詳細な説明は省略する。
NFC回路26は、第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する通信装置20に備えたNFC回路26である。ただし、上述したように、第2の実施形態の非接触給電システム2は、送電装置10からワイヤレス電力伝送によって送電された電力の受電と、NFC通信装置30からワイヤレス電力伝送によって送電されたNFC通信を行う際に必要な電力とを、同じ受電コイルで受電する構成の非接触給電システムである。このため、第2の実施形態の非接触給電システム2を構成する通信装置40に備えたNFC回路26は、受電コイル41が受電し、スイッチ28を介して供給された電力を使用して動作し、NFC通信における信号処理を行う。言い換えれば、第2の実施形態の非接触給電システム2を構成する通信装置40に備えたNFC回路26は、NFC回路26に電力を供給するコイルが、第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する通信装置20に備えたNFC回路26と異なるのみである。従って、NFC回路26に関する詳細な説明は省略する。
スイッチ28は、第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する通信装置20に備えたスイッチ28である。ただし、第2の実施形態の非接触給電システム2を構成する通信装置40に備えたスイッチ28は、充電制御部25からの制御に応じて、受電コイル41とNFC回路26とにおける電気的な接続を切り替える。より具体的には、通信装置40が送電装置10から送電された電力を二次電池27に充電する場合、スイッチ28が充電制御部25によってOFF状態に制御されることによって、受電コイル41とNFC回路26との電気的な接続が遮断され、受電コイル41が二次電池27を充電するための強い電力を受電している場合でも、NFC回路26の電圧が強い電力によって急激に上昇して破壊されてしまう危険性を回避することができる。また、通信装置40が不図示のNFC通信装置との間でNFC通信をする場合、スイッチ28が充電制御部25によってON状態に制御されることによって、受電コイル41とNFC回路26とが電気的に接続され、NFC回路26が、受電コイル41が受電して供給した電力を使用して動作する。そして、NFC回路26は、NFC通信を行う際のアンテナとして受電コイル41を用いた場合には、受電コイル41から入力されるNFC通信における種々の情報やデータなどに対して信号処理を行うことができる。
ここで、通信装置40におけるNFC通信について説明する。図5は、本発明の第2の実施形態の非接触給電システム2を構成する通信装置40における近距離無線通信(NFC通信)時の概略構成を示したブロック図である。図5には、非接触給電システム2を構成する通信装置40が、NFC通信装置30との間で近距離無線通信(NFC通信)を行っている状態を示している。ただし、通信装置40は、上述したように、受電コイル41を、NFC通信を行う際のアンテナとして用いる。
NFC通信装置30は、第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する通信装置20とNFC通信を行ったNFC通信装置30である。従って、NFC通信装置30に関する詳細な説明は省略する。
NFC通信装置30は、第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する通信装置20とNFC通信を行ったときと同様に、非接触(ワイヤレス)でNFC通信を行う際に必要な電力を送電(ワイヤレス電力伝送)すると共に、NFC通信における種々の情報やデータを送受信する。通信装置40に備えたNFC回路26は、上述したように、NFC通信装置30から送電され、受電コイル41が受電した電力を使用してNFC通信装置30との間で無線通信を行う。このため、充電制御部25は、図5に示したように、スイッチ28をOFF状態に制御する。これにより、受電コイル41が受電した電力や、NFC通信における種々の情報やデータが、スイッチ28を介して受電コイル41からNFC回路26に伝達される。
NFC通信装置30は、通信装置40が近づくと、不図示のNFC送電コイルによって磁界を形成させ、不図示のNFC送電コイルによって発生させた磁界の中に存在する通信装置40に、電磁波として電力を送電する。これにより、通信装置40では、受電コイル41が、NFC通信装置30が形成した磁界による電磁誘導に応じた誘導電流を、NFC通信装置30が送電した電力として受電して、スイッチ28介してNFC回路26に供給する。これにより、NFC回路26は、受電コイル41からスイッチ28を介して供給された電力を使用して動作することができるようになる。そして、NFC通信装置30は、通信装置40に備えたNFC回路26との間でのNFC通信を行う。
このようにして、NFC通信装置30は、近づいた通信装置40に対して電力を送電すると共に、送電した電力を使用して動作するNFC回路26との間でNFC通信を行う。
なお、本発明の一態様においては、NFC通信装置30(つまり、NFC通信部31)が通信装置40(つまり、NFC回路26)との間でNFC通信を行うための構成や制御方法、NFC通信において送受信する情報やデータなどの形式や通信方法および信号処理に関しては、特に規定しない。
次に、第2の実施形態の非接触給電システム2において送電装置10から送電された電力を二次電池27に充電する際の充電処理について説明する。第2の実施形態の非接触給電システム2における充電処理は、図3に示した、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様である。このため、第2の実施形態の非接触給電システム2における充電処理に関する詳細な説明は省略する。
このような構成および処理によって、第2の実施形態の非接触給電システム2でも、第1の実施形態の非接触給電システム1と同様に、送電装置10が、ワイヤレス電力送電範囲よりも無線信号の到達距離(通信距離)が長い通信規格(例えば、BLE通信)によって、ワイヤレス電力送電範囲外に存在する通信装置40に、送電情報を送信する。これにより、第2の実施形態の非接触給電システム2でも、第1の実施形態の非接触給電システム1と同様に、送電装置10が二次電池27を充電するための強い電力をすでに発生させている場合でも、通信装置40(より具体的には、充電制御部25)は、受信した送電情報に基づいて、送電装置10が強い電力を発生させているか否かを事前に確認することができる。このことにより、第2の実施形態の非接触給電システム2でも、第1の実施形態の非接触給電システム1と同様に、充電制御部25が、事前に確認した結果に基づいて、通信装置40が送電装置10のワイヤレス電力送電範囲内に入る前に、NFC回路26が破壊されてしまう危険性を回避する状態(スイッチ28がOFF状態)に制御することができる。
なお、第1の実施形態の非接触給電システム1(第2の実施形態の非接触給電システム2でも同様)では、充電制御部25が、他の通信装置や受電装置が送信した充電中情報を受信しておらず、つまり、他の通信装置や受電装置が充電処理を行っておらず、通信装置20が送電装置10のワイヤレス電力送電範囲外に出た後に、スイッチ28を、NFC回路26がNFC通信を行うことができるON状態に制御する構成について説明した。しかし、NFC回路26がNFC通信を行うことができる状態にする際の制御は、他の通信装置や受電装置が送信した充電中情報を受信したか否かを確認した結果に基づいて行う構成に限定されるものではない。例えば、送電装置10が送電している電力の大きさ(電力レベル)を確認してから、NFC回路26がNFC通信を行うことができる状態に制御する構成にすることもできる。より具体的には、充電制御部25が、送電装置10が送電している電力レベルが予め定めた電力レベル以上である場合に、NFC回路26が破壊されてしまう危険性を回避することができるOFF状態にスイッチ28を制御し、送電装置10が送電している電力レベルが予め定めた電力レベル以下になっている場合に、NFC回路26がNFC通信を行うことができるON状態にスイッチ28を制御する構成にすることもできる。なお、送電装置10が送電している電力の大きさ(電力レベル)を確認する方法としては、充電制御部25が、通信部23が受信した送電情報に基づいて確認する方法でもよいが、受電コイル41が受電した実際の電力の大きさ(電力レベル)を確認する方法であってもよい。充電制御部25が、受電コイル41が受電した実際の電力の大きさ(電力レベル)を確認する方法であれば、仮に通信部23が送電情報を受信していなかった場合でも、NFC回路26が破壊されてしまう危険性を回避することができる。
<第3の実施形態>
次に、第2の実施形態の非接触給電システムについて説明する。なお、第3の実施形態の非接触給電システムの概略構成は、図1に示した第1の実施形態の非接触給電システム1または図4に示した第2の実施形態の非接触給電システム2の概略構成と同様である。
従って、第3の実施形態の非接触給電システムの概略構成に関する詳細な説明は省略する。そして、以下の説明においては、第3の実施形態の非接触給電システムの構成が、図1に示した第1の実施形態の非接触給電システム1の概略構成であるものとし、同一の符号を用いて、第3の実施形態の非接触給電システムにおける充電処理(以下、「第2の充電処理」という)について説明する。
図6は、本発明の第3の実施形態の非接触給電システム1において充電の処理(第2の充電処理)を行う際の処理手順を示したフローチャートである。なお、以下の説明においても、図3に示した第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、送電装置10に備えた通信部11と、通信装置20に備えた通信部23とが、IEEE802.15.1 バージョン4.0(BLE:Bluetooth(登録商標) Low Energy)規格に準じた短距離無線通信(BLE通信)を行うものとして説明する。また、以下の説明においても、図3に示した第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、送電装置10に備えた通信部11が、定期的に情報を送信し続けるブロードキャスト通信方式で、送電情報を定期的に送信しているものとして説明する。
通信装置20が起動し、二次電池27への充電動作を行っていないとき、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1と同様に、スイッチ28をON状態に制御している。その後、充電制御部25は、第2の充電処理を開始する。第2の充電処理においては、まず、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、通信部23を制御して、送電装置10がBLE通信によって送信した送電情報を受信したか否かを確認する(ステップS201)。
ステップS201の確認の結果、通信部23が、送電装置10が送信した送電情報を受信していない場合(ステップS201の“NO”)、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、スイッチ28のON状態を維持すると共に、ステップS201に戻って、ステップS201における送電装置10が送信した送電情報を受信したか否かの確認を繰り返す。
一方、ステップS201の確認の結果、通信部23が、送電装置10が送信した送電情報を受信した場合(ステップS201の“YES”)、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、スイッチ28をOFF状態に制御する(ステップS202)。これにより、通信装置20では、第1の実施形態の非接触給電システム1と同様に、NFCコイル22が仮に強い電力を受電した場合でも、NFC回路26が破壊されてしまう危険性を回避することができる。
続いて、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、二次電池27の充電を行うか否かを判定する(ステップS203)。ステップS203の判定の結果、二次電池27の充電を行わないと判定した場合(ステップS203の“NO”)、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、ステップS206に進む。
一方、ステップS203の判定の結果、二次電池27の充電を行うと判定した場合(ステップS203の“YES”)、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、二次電池27の充電を開始する(ステップS204)。
このとき、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、通信部23を制御して、充電中であることを表す充電中情報を、BLE通信によって送電装置10に送信する。これにより、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、送電装置10および送電装置10のワイヤレス電力送電範囲内に存在する他の通信装置や受電装置に、二次電池27への充電を行っている通信装置20が存在することを通知する。
続いて、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、二次電池27の充電が完了したか否かを判定する(ステップS205)。ステップS205の判定の結果、二次電池27の充電が完了していないと判定した場合(ステップS205の“NO”)、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、スイッチ28のOFF状態を維持すると共に、ステップS205に戻って、ステップS205における二次電池27の充電が完了したか否かの判定を繰り返す。
一方、ステップS205の判定の結果、二次電池27の充電が完了したと判定した場合(ステップS205の“YES”)、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、二次電池27の充電を終了する。そして、二次電池27の充電を終了した後、またはステップS203の判定の結果、二次電池27の充電を行わないと判定した場合(ステップS203の“NO”)、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、通信部23を制御して、他の通信装置や受電装置がBLE通信によって送電装置10に送信した充電中情報を受信したか否かを確認する(ステップS206)。
ステップS206の確認の結果、通信部23が、他の通信装置や受電装置が送信した充電中情報を受信した場合(ステップS206の“YES”)、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、スイッチ28のOFF状態を維持すると共に、ステップS206に戻って、ステップS206における他の通信装置や受電装置が送信した充電中情報を受信したか否かの確認を繰り返す。
一方、ステップS206の確認の結果、通信部23が、他の通信装置や受電装置が送信した充電中情報を受信していない場合(ステップS206の“NO”)、充電制御部25は、送電装置10が送電している電力レベルが、予め定めた電力レベル以下になっているか否かを確認する(ステップS207)。このステップS207における送電装置10が送電している電力レベルが予め定めた電力レベル以下になっているか否かの確認において充電制御部25は、例えば、受電処理部24から供給された電力が、予め定めた電力レベル以下になっているか否かを確認する。ここで、予め定めた電力レベルは、NFC回路26が破壊されてしまう危険性がないと判断することができる電力レベルである。つまり、ステップS207において、充電制御部25は、送電装置10が送電している電力レベルが、NFC回路26が破壊されてしまう危険性がない電力レベルであるか否かを確認する。
なお、送電装置10が、送電している電力レベル(電圧値や電流値などを含む)を表す情報を送電情報に含めて送信している場合、ステップS207において充電制御部25は、通信部23が受信した送電情報に基づいて、送電装置10が送電している電力レベルが予め定めた電力レベル以下になっているか否かを確認してもよい。
ステップS207の確認の結果、送電装置10が送電している電力レベルが予め定めた電力レベル以下でない場合(ステップS207の“NO”)、充電制御部25は、スイッチ28のOFF状態を維持すると共に、ステップS207に戻って、ステップS207における送電装置10が送電している電力レベルが予め定めた電力レベル以下になっているか否かの確認を繰り返す。なお、このとき、充電制御部25は、送電装置10に電力の送電の停止を要求してもよい。
一方、ステップS207の確認の結果、送電装置10が送電している電力レベルが予め定めた電力レベル以下である場合(ステップS207の“YES”)、充電制御部25は、スイッチ28をON状態に制御する(ステップS208)。これにより、通信装置20では、NFCコイル22およびNFC回路26によるNFC通信を行うことができる状態になる。つまり、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理のように、通信装置20が送電装置10のワイヤレス電力送電範囲外に出るのを待たなくても、NFC回路26が破壊されてしまう危険性を回避した上で、スイッチ28を、NFCコイル22およびNFC回路26によるNFC通信を行うことができる状態に制御することができる。
続いて、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、通信装置20の動作を停止する(通信装置20の電源をOFFする)か否かを判定する(ステップS209)。
ステップS209の判定の結果、通信装置20の電源をOFFしないと判定した場合(ステップS208の“NO”)、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、ステップS201に戻って、第2の充電処理を繰り返す。
一方、ステップS208の判定の結果、通信装置20の電源をOFFすると判定した場合(ステップS208の“YES”)、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、通信装置20の動作を停止して、第2の充電処理を終了する。
このような構成および処理によって、第3の実施形態の非接触給電システム1でも、第1の実施形態の非接触給電システム1および第2の実施形態の非接触給電システム2と同様に、送電装置10が、ワイヤレス電力送電範囲よりも無線信号の到達距離(通信距離)が長い通信規格(例えば、BLE通信)によって、ワイヤレス電力送電範囲外に存在する通信装置20に、送電情報を送信する。これにより、第3の実施形態の非接触給電システム1でも、第1の実施形態の非接触給電システム1および第2の実施形態の非接触給電システム2と同様に、送電装置10が二次電池27を充電するための強い電力をすでに発生させている場合でも、通信装置20(より具体的には、充電制御部25)は、受信した送電情報に基づいて、送電装置10が強い電力を発生させているか否かを事前に確認することができる。このことにより、第3の実施形態の非接触給電システム1でも、第1の実施形態の非接触給電システム1および第2の実施形態の非接触給電システム2と同様に、充電制御部25が、事前に確認した結果に基づいて、通信装置20が送電装置10のワイヤレス電力送電範囲内に入る前に、NFC回路26が破壊されてしまう危険性を回避する状態(スイッチ28がOFF状態)に制御することができる。
しかも、第3の実施形態の非接触給電システム1では、第2の充電処理(より具体的には、図6に示したステップS207の処理)によって、送電装置10が送電している電力レベルが予め定めた電力レベル(NFC回路26が破壊されてしまう危険性がないと判断することができる電力レベル)以下になっているか否かを確認する。このため、第3の実施形態の非接触給電システム1では、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理のように、通信装置20が送電装置10のワイヤレス電力送電範囲外に出るのを待たずに、NFC回路26が破壊されてしまう危険性を回避した上で、より早く、スイッチ28をNFCコイル22およびNFC回路26によるNFC通信を行うことができる状態に制御することができる。
<第4の実施形態>
以下、本発明の第4の実施形態について、図面を参照して説明する。図7は、本発明の第4の実施形態における非接触給電システムの概略構成を示したブロック図である。図7に示した第4の実施形態の非接触給電システム3は、送電+NFC通信装置50と、通信装置20と、を含んで構成される。図7に示した第4の実施形態の非接触給電システム3は、図1に示した第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する送電装置10が、送電+NFC通信装置50に代わった構成である。
図7には、非接触給電システム3を構成する送電+NFC通信装置50から送電された電力を、非接触給電システム3を構成する通信装置20が受電している状態を示している。第4の実施形態の非接触給電システム3は、送電+NFC通信装置50が、ワイヤレス電力伝送による電力の送電と、NFC通信とを行う構成の非接触給電システムである。従って、通信装置20は、送電+NFC通信装置50からワイヤレス電力伝送によって送電された電力を受電すると共に、同じ送電+NFC通信装置50との間でのNFC通信とを行う。なお、図7に示した第4の実施形態の非接触給電システム3の構成要素には、図1に示した第1の実施形態の非接触給電システム1の構成要素、および図2に示した第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する通信装置20がNFC通信を行う際の構成要素と同様の構成要素も含まれている。従って、非接触給電システム3の構成要素において、非接触給電システム1の構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付与して詳細な説明は省略する。
通信装置20は、第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する通信装置20である。従って、通信装置20および通信装置20に備えたそれぞれの構成要素に関する詳細な説明は省略する。
送電+NFC通信装置50は、非接触(ワイヤレス)で電力を送電(ワイヤレス電力伝送)するワイヤレス電力伝送装置である。また、送電+NFC通信装置50は、NFC通信を行う際に必要な電力を送電(ワイヤレス電力伝送)すると共に、NFC通信における種々の情報やデータを送受信する通信装置でもある。送電+NFC通信装置50は、通信部11と、NFC通信部31と、を含んで構成される。
通信部11は、図1に示した第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する送電装置10に備えた通信部11である。従って、通信部11に関する詳細な説明は省略する。
NFC通信部31は、図2に示した第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する通信装置20がNFC通信を行うNFC通信装置30に備えたNFC通信部31である。
従って、NFC通信部31に関する詳細な説明は省略する。
次に、第4の実施形態の非接触給電システム3において送電+NFC通信装置50から送電された電力を二次電池27に充電する際の処理(以下、「第3の充電処理」という)について説明する。図8は、本発明の第4の実施形態の非接触給電システム3において充電の処理(第3の充電処理)を行う際の処理手順を示したフローチャートである。なお、以下の説明においても、図3に示した第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、送電+NFC通信装置50に備えた通信部11と、通信装置20に備えた通信部23とが、IEEE802.15.1 バージョン4.0(BLE:Bluetooth(登録商標) Low Energy)規格に準じた短距離無線通信(BLE通信)を行うものとして説明する。また、以下の説明においても、図3に示した第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、送電+NFC通信装置50に備えた通信部11が、定期的に情報を送信し続けるブロードキャスト通信方式で、送電情報を定期的に送信しているものとして説明する。
通信装置20が起動し、二次電池27への充電動作を行っていないとき、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1と同様に、スイッチ28をON状態に制御している。その後、充電制御部25は、第3の充電処理を開始する。第3の充電処理においては、まず、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、通信部23を制御して、送電+NFC通信装置50がBLE通信によって送信した送電情報を受信したか否かを確認する(ステップS301)。
ステップS301の確認の結果、通信部23が、送電+NFC通信装置50が送信した送電情報を受信していない場合(ステップS301の“NO”)、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、スイッチ28のON状態を維持すると共に、ステップS301に戻って、ステップS301における送電+NFC通信装置50が送信した送電情報を受信したか否かの確認を繰り返す。
一方、ステップS301の確認の結果、通信部23が、送電+NFC通信装置50が送信した送電情報を受信した場合(ステップS301の“YES”)、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、スイッチ28をOFF状態に制御する(ステップS302)。これにより、通信装置20では、第1の実施形態の非接触給電システム1と同様に、NFCコイル22が仮に強い電力を受電した場合でも、NFC回路26が破壊されてしまう危険性を回避することができる。
続いて、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、二次電池27の充電を行うか否かを判定する(ステップS303)。ステップS303の判定の結果、二次電池27の充電を行わないと判定した場合(ステップS303の“NO”)、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、ステップS306に進む。
一方、ステップS303の判定の結果、二次電池27の充電を行うと判定した場合(ステップS303の“YES”)、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、二次電池27の充電を開始する(ステップS304)。
このとき、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、通信部23を制御して、充電中であることを表す充電中情報をBLE通信によって送電+NFC通信装置50に送信し、送電+NFC通信装置50および送電+NFC通信装置50のワイヤレス電力送電範囲内に存在する他の通信装置や受電装置に、二次電池27への充電を行っている通信装置20が存在することを通知する。
続いて、充電制御部25は、二次電池27の充電が完了したか否か、あるいは送電+NFC通信装置50による送電が低電力モードであるか否かを判定する(ステップS305)。ここで、低電力モードとは、送電+NFC通信装置50が送電している電力の電力レベルが、NFC回路26が破壊されてしまう危険性がないと判断することができる予め定めた低い電力レベル(送電の停止も含む)である状態をいう。この低電力モードは、例えば、送電+NFC通信装置50(通信装置20であってもよい)の使用者(ユーザ)の操作によって設定することができる。そして、低電力モードの場合には、二次電池27の充電が完了していない状態でも、二次電池27の充電を一旦終了、つまり、二次電池27の充電を中断して、他の処理(例えば、NFC通信)を行うことができる。
ステップS305の判定の結果、二次電池27の充電が完了していない、あるいは送電+NFC通信装置50による送電が低電力モードではないと判定した場合(ステップS305の“NO”)、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、スイッチ28のOFF状態を維持すると共に、ステップS305に戻って、ステップS305における処理を繰り返す。つまり、充電制御部25は、二次電池27の充電が完了したか否か、あるいは送電+NFC通信装置50による送電が低電力モードであるか否かの判定を繰り返す。
一方、ステップS305の判定の結果、二次電池27の充電が完了したと判定した、あるいは送電+NFC通信装置50による送電が低電力モードであると判定した場合(ステップS305の“YES”)、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、二次電池27の充電を終了する。そして、二次電池27の充電を終了した後、またはステップS303の判定の結果、二次電池27の充電を行わないと判定した場合(ステップS303の“NO”)、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、通信部23を制御して、他の通信装置や受電装置がBLE通信によって送電+NFC通信装置50に送信した充電中情報を受信したか否かを確認する(ステップS306)。
ステップS306の確認の結果、通信部23が、他の通信装置や受電装置が送信した充電中情報を受信した場合(ステップS306の“YES”)、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、スイッチ28のOFF状態を維持すると共に、ステップS306に戻って、ステップS306における他の通信装置や受電装置が送信した充電中情報を受信したか否かの確認を繰り返す。
一方、ステップS306の確認の結果、通信部23が、他の通信装置や受電装置が送信した充電中情報を受信していない場合(ステップS306の“NO”)、充電制御部25は、送電+NFC通信装置50が送電している電力レベルが、予め定めた電力レベル以下になっているか否かを確認する(ステップS307)。このステップS307における送電+NFC通信装置50が送電している電力レベルが予め定めた電力レベル以下になっているか否かの確認の処理は、図6に示した第3の実施形態の非接触給電システム1における第2の充電処理のステップS207の処理と同様である。
ステップS307の確認の結果、送電+NFC通信装置50が送電している電力レベルが予め定めた電力レベル以下でない場合(ステップS307の“NO”)、充電制御部25は、スイッチ28のOFF状態を維持すると共に、ステップS307に戻って、ステップS307における送電+NFC通信装置50が送電している電力レベルが予め定めた電力レベル以下になっているか否かの確認を繰り返す。なお、このとき、充電制御部25は、図6に示した第3の実施形態の非接触給電システム1における第2の充電処理のステップS207の処理と同様に、送電+NFC通信装置50に電力の送電の停止を要求してもよい。
一方、ステップS307の確認の結果、送電+NFC通信装置50が送電している電力レベルが予め定めた電力レベル以下である場合(ステップS307の“YES”)、充電制御部25は、スイッチ28をON状態に制御する(ステップS308)。なお、ステップS307の処理において、スイッチ28がすでにON状態である場合、充電制御部25は、スイッチ28における現状のON状態を維持する。これにより、通信装置20では、NFC回路26が破壊されてしまう危険性を回避した上で、NFCコイル22およびNFC回路26による送電+NFC通信装置50との間でのNFC通信を行うことができる状態になる。
続いて、充電制御部25は、送電+NFC通信装置50との間でのNFC通信があるか否かを確認する(ステップS309)。このステップS309における送電+NFC通信装置50との間でのNFC通信があるか否かの確認において充電制御部25は、例えば、送電+NFC通信装置50に備えた不図示のNFC送電コイルによって、NFC回路26が動作するために使用する電力が送電されているか否か、NFC通信部31からNFC通信によってやり取りする種々の情報やデータが送信されているか否かなどを確認する。そして、充電制御部25は、NFC回路26が動作するために使用する電力が送電されている、またはNFC通信部31からNFC通信によってやり取りする種々の情報やデータが送信されている場合に、NFC通信があると判定する。一方、充電制御部25は、NFC回路26が動作するために使用する電力が送電されておらず、NFC通信部31からNFC通信によってやり取りする種々の情報やデータが送信されていない場合に、NFC通信がないと判定する。
ステップS309の判定の結果、送電+NFC通信装置50との間でのNFC通信がないと判定した場合(ステップS309の“NO”)、充電制御部25は、ステップS311に進む。
一方、ステップS309の判定の結果、送電+NFC通信装置50との間でのNFC通信があると判定した場合(ステップS309の“YES”)、充電制御部25は、NFC通信を行う(ステップS310)。つまり、充電制御部25は、送電された電力を使用してNFC回路26を動作させる。
続いて、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、通信装置20の動作を停止する(通信装置20の電源をOFFする)か否かを判定する(ステップS311)。
ステップS311の判定の結果、通信装置20の電源をOFFしないと判定した場合(ステップS311の“NO”)、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、ステップS301に戻って、第3の充電処理を繰り返す。これは、充電制御部25が、ステップS305の判定の結果に応じて二次電池27の充電を一旦終了(中断)していた場合には、二次電池27の充電を開始(再開)することに相当する。
一方、ステップS311の判定の結果、通信装置20の電源をOFFすると判定した場合(ステップS311の“YES”)、充電制御部25は、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理と同様に、通信装置20の動作を停止して、第3の充電処理を終了する。
このような構成および処理によって、第4の実施形態の非接触給電システム3でも、第1の実施形態の非接触給電システム1と同様に、送電+NFC通信装置50が、ワイヤレス電力送電範囲よりも無線信号の到達距離(通信距離)が長い通信規格(例えば、BLE通信)によって、ワイヤレス電力送電範囲外に存在する通信装置20に、送電情報を送信する。これにより、第4の実施形態の非接触給電システム3でも、第1の実施形態の非接触給電システム1と同様に、送電+NFC通信装置50が二次電池27を充電するための強い電力をすでに発生させている場合でも、通信装置20(より具体的には、充電制御部25)は、受信した送電情報に基づいて、送電+NFC通信装置50が強い電力を発生させているか否かを事前に確認することができる。このことにより、第4の実施形態の非接触給電システム3でも、第1の実施形態の非接触給電システム1と同様に、充電制御部25が、事前に確認した結果に基づいて、通信装置20が送電+NFC通信装置50のワイヤレス電力送電範囲内に入る前に、NFC回路26が破壊されてしまう危険性を回避する状態(スイッチ28がOFF状態)に制御することができる。
しかも、第4の実施形態の非接触給電システム3では、第3の充電処理(より具体的には、図8に示したステップS305の処理)によって、二次電池27の充電を一旦終了(中断)し、送電+NFC通信装置50が送電している電力レベルが予め定めた電力レベル(NFC回路26が破壊されてしまう危険性がないと判断することができる電力レベル)以下になっている状態で、他の処理を行うことができる。つまり、第4の実施形態の非接触給電システム3では、第1の実施形態の非接触給電システム1における充電処理のように、通信装置20に備えた二次電池27の充電が完了するまで待たずに、NFC回路26が破壊されてしまう危険性を回避した上で、NFC通信を含む他の処理を行うことができる。
なお、第4の実施形態の非接触給電システム3では、図7において、送電+NFC通信装置50から送電された電力を受電すると共にNFC通信を行う通信装置が、通信装置20である場合を示した。しかし、送電+NFC通信装置50から送電された電力を受電すると共にNFC通信を行う通信装置は、通信装置20に限定されるものではない。例えば、図4および図5に示した第2の実施形態の非接触給電システム2を構成する通信装置40が、通信装置20の代わりに非接触給電システム3を構成して、送電+NFC通信装置50から送電された電力を受電すると共にNFC通信を行ってもよい。
上記に述べたとおり、本発明を実施するための形態によれば、送電装置がワイヤレス電力伝送によって電力を送電することができる範囲よりも無線信号の到達距離(通信距離)が長い通信規格による無線通信によって、非接触給電システムを構成する送電装置と通信装置(受電装置であるとも言える)との間で、充電に関する情報を情報交換する。ここで、充電に関する情報には、送電装置が電力を送電しているか否かの状況を表す情報(送電情報)や、通信装置が二次電池の充電中であるか否かを表す情報(充電中情報)が含まれている。これにより、本発明を実施するための形態では、非接触給電システムを構成する通信装置が、送電装置がワイヤレス電力伝送によって電力を送電することができる範囲外に存在している状態で、送電装置が電力を送電しているか否かを事前に確認することができる。つまり、本発明を実施するための形態では、通信装置に備えた近距離無線通信の回路が破壊されてしまう危険性を回避する送電装置との距離を確保した上で、送電装置が電力を送電しているか否かを事前に確認することができる。このことにより、本発明を実施するための形態では、送電装置が二次電池を充電するための強い電力をすでに発生させている場合でも、事前に確認した結果に基づいて、通信装置が、送電装置がワイヤレス電力伝送によって電力を送電している範囲内に入る前に、通信装置に備えた近距離無線通信の回路の通信装置内の接続を、近距離無線通信の回路が破壊されてしまう危険性を回避することができる接続状態にしておくことができる。これにより、本発明を実施するための形態では、送電装置がワイヤレス電力伝送によって送電された電力を二次電池に充電する際に、通信装置に備えた近距離無線通信の回路が破壊されてしまう危険性を回避することができる。
なお、本発明を実施するための形態では、通信装置が受電装置であるとも言える場合の構成について説明した。しかし、本発明の考え方に基づいた構成や機能を適用することができる通信装置は、本発明を実施するための形態において説明した構成の通信装置に限定されるものではない。例えば、通信装置は、近距離無線通信を行う機能を備えているが、送電装置が非接触(ワイヤレス)で送電(ワイヤレス電力伝送)した電力を受電する機能を備えていない構成であることも考えられる。より具体的には、例えば、図1に示した第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する通信装置20において、受電コイル21および受電処理部24や、充電制御部25が受電処理部24から供給された電力の二次電池27への給電と充電とを制御する機能を備えていない構成であることも考えられる。このような構成の通信装置、つまり、近距離無線通信の機能のみを備えた通信装置においても、送電装置がワイヤレス電力伝送によって電力を送電することができる範囲内に入ってしまった場合には、近距離無線通信用の電力を受電するNFCコイルが強い電力を受電してしまい、受電した電力を近距離無線通信の回路に供給してしまう(通電してしまう)ことによって、近距離無線通信の回路が破壊されてしまうことが考えられる。そこで、近距離無線通信の機能のみを備えた通信装置に本発明の一態様の考え方に基づいた構成や機能を適用することによって、近距離無線通信の機能のみを備えた通信装置においても、本発明の一態様の通信装置と同様の効果を得ることができる。より具体的には、例えば、図1に示した第1の実施形態の非接触給電システム1を構成する通信装置20におけるスイッチ28を介してNFCコイル22が受電した電力をNFC回路26に供給する構成と、通信部23が受信した送電情報に基づいて充電制御部25がスイッチ28の開閉(開放と短絡)を制御する機能とを、近距離無線通信の機能のみを備えた通信装置に適用する。これにより、近距離無線通信の機能のみを備えた通信装置が、送電装置がワイヤレス電力伝送によって電力を送電している範囲内に入る前に、近距離無線通信の回路が破壊されてしまう危険性を回避する状態(スイッチ28がOFF状態)に制御することができる。このことにより、近距離無線通信の機能のみを備えた通信装置においても、本発明の一態様の通信装置と同様の効果を得ることができる。すなわち、近距離無線通信の機能のみを備えた通信装置においても、本発明の一態様の考え方を適用することによって、近距離無線通信の回路が破壊されてしまう危険性を回避することができる。
以上、本発明の実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においての種々の変更も含まれる。