JP6700911B2 - 送電装置、送電装置の制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は無線電力伝送システムの送電装置に関するものである。

近年、無線電力伝送システムの技術開発は広く行われている。一方、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）等の近接無線通信も広く利用されている。特許文献１には、無線電力伝送機能とＮＦＣ通信機能とを備えた機器について記載されている。特許文献１に記載の充電装置は、無線電力伝送の認証用のポーリング及びＮＦＣ機能による認証用のポーリングを同時期に行い、無線電力伝送及びＮＦＣ機能のポーリングのうち、応答がない方のポーリングを停止することが記載されている。

特開２０１４−７５８５７号公報

特許文献１の技術では、無線電力伝送機能と無線通信機能とを備えた機器同士が近接された場合、無線電力伝送機能によるポーリング及び無線通信機能によるポーリングの夫々に応答が生じる。そして、無線電力伝送と無線通信とが近接された機器間で同時期に開始され得る。この場合、電磁波、磁界エネルギー及び電界エネルギー等の比較的電力が大きい無線電力伝送に用いる媒体がＮＦＣなどの無線通信に影響を与え、無線通信が正常に行えないという場合が生じ得る。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、無線電力伝送機能と無線通信機能とを備えた機器同士で無線電力伝送と無線通信を行う場合であっても、無線電力伝送が無線通信に与える影響を低減する技術を提供するものである。

本発明の送電装置は、
送電範囲に存在する物体を検出するための送電を無線により行う第１送電手段と、
前記第１送電手段による送電に応じて物体が検出された場合に行われる制御通信により要求された電力を供給するための送電であって、前記第１送電手段より大きい電力を供給するための送電を行う第２送電手段と、
通信相手に応答信号を送信させるためのポーリング信号を、前記制御通信を行う第１通信方式と異なる第２通信方式により送信する送信手段と、
前記送信手段によるポーリング信号の送信の後に応答信号を受信した場合、当該応答信号の送信元とデータ通信を前記第２通信方式により行う無線通信手段と、
前記送信手段によるポーリング信号の送信中及び前記送信手段によるポーリング信号の送信の後の少なくとも所定の期間、前記第１送電手段及び前記第２送電手段に送電を制限させる制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記所定の期間に応答信号を受信した場合、前記無線通信手段によるデータ通信が終了するまで前記第１送電手段及び前記第２送電手段による送電を制限させ、
前記所定の期間に応答信号を受信しなかった場合、前記第１送電手段よる送電の制限を解除し、前記第１送電手段に送電を行わせることを特徴とする。

無線電力伝送機能と無線通信機能とを備えた機器同士で無線電力伝送と無線通信を行う場合であっても、無線電力伝送が無線通信に与える影響を低減することができる。

送電装置の構成を示す図である。 受電装置の構成を示す図である。 ＮＦＣアンテナと送電アンテナの配置を示す図である。 送電電力を説明する図である。 無線電力伝送システムの動作シーケンスを示す図である。 送電装置の動作の流れを示すフローチャートである。 ポーリングと小電力との出力タイミングの関係を示す図である。 送電装置の動作の流れを示すフローチャートである。

本実施形態に係る無線電力伝送を行う無線電力伝送システムの構成を説明する。本実施形態に係る無線電力伝送システムは、ＷＰＣ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）が規定するＱｉ規格に準拠した電磁誘導方式を用いて無線電力伝送を行うものとする。しかしながら、無線電力伝送方式（非接触電力伝送方法）は電磁誘導方式に限るものではなく、磁界共鳴方式、電界共鳴方式、マイクロ波方式、レーザー等を利用した電力伝送方式を用いてもよい。

本実施形態の無線電力伝送システムの送電装置１００の構成を、図１を用いて説明する。送電装置１００は、制御部１０１、電源１０２、送電部１０３、通信部１０４、送電アンテナ１０５、ＮＦＣ部１０６、タイマ１０７及びメモリ１０８を有する。

制御部１０１は、メモリ１０８に記憶されている制御プログラムを実行することにより送電装置１００全体を制御する。制御部１０１の一例はＣＰＵである。制御部１０１は制御プログラムを実行中に変数の値を記憶する際にもメモリ１０８を用いる。また制御部１０１は、時間を計測する際に、タイマ１０７を用いる。電源１０２は送電装置１００から無線電力伝送を行う際に電力を供給する。電源１０２は、商用電源またはバッテリである。

送電部１０３は、電源１０２から入力される直流又は交流電力を、無線電力伝送に用いる周波数帯の交流周波数電力に変換し、送電アンテナ１０５を介して受電装置２００に受電させるための電磁波を発生させる。なお、送電部１０３が用いる交流電力の周波数は数百ｋＨｚ（例えば、１１０ｋＨｚ〜２０５ｋＨｚ）程度であり後述するＮＦＣの動作周波数である１３．５６ＭＨｚとは異なるものとする。送電部１０３は、制御部１０１の指示に基づいて、受電装置２００に送電を行うための電磁波を送電アンテナ１０５から出力する。また送電部１０３は、送電アンテナ１０５に入力する電圧（送電電圧）または電流（送電電流）を調節することで、出力させる電磁波の強度の制御を行う。送電電圧または送電電流を大きくすると電磁波の強度が強くなる。また送電部１０３は、制御部１０１の指示に基づいて、送電アンテナ１０５からの送電を停止する制御を行う。通信部１０４は受電装置２００との間で、無線電力伝送に関する制御通信を行う。通信部１０４は、送電アンテナ１０５から出力され、受電装置２００において変調された電磁波を復調する。また、通信部１０４は、送電アンテナ１０５から出力される電磁波を変調する。即ち、無線電力伝送の制御通信は送電アンテナ１０５からの送電に重畳されて行われる。

ＮＦＣ部１０６は、ＮＦＣ規格に準拠したリーダライタモードで動作し、受電装置２００と近接無線通信を行う。なお、ＮＦＣ部１０６による通信は、送電アンテナ１０５とは異なるＮＦＣアンテナを介して行われる。また、ＮＦＣ部１０６で行われる通信は、無線電力伝送の制御通信とは異なり、アプリケーションを実行する為の通信を行う。また、ＮＦＣ部１０６は、ＮＦＣ規格に準拠した通信を行うものとしたが、トランスファージェット等他の通信方式により行われてもよい。

なお、送電装置１００は、送電を専用に行う装置だけでなく、例えば、プリンタ、ＰＣ等の他の処理も行う装置であってもよい。

受電を行う装置であって、本実施形態の無線電力伝送システムの受電装置２００の構成を、図２を用いて説明する。受電装置２００は、制御部２０１、ＮＦＣ部２０２、受電アンテナ２０３、通信部２０４、受電部２０５、バッテリ２０６及びメモリ２０７を有する。

制御部２０１は受電装置２００を制御する制御部である。制御部２０１は、メモリ２０７に記憶される制御プログラムを実行し、受電装置２００全体を制御するＣＰＵである。ＮＦＣ部２０２はＮＦＣ規格に準拠したカードエミュレーションモード（ＮＦＣタグ）で動作し、送電装置１００とＮＦＣ規格に準拠した近接無線通信を行う。ＮＦＣ部２０２による通信は、受電アンテナ２０３とは異なるＮＦＣアンテナを介して行われる。

受電アンテナ２０３は、送電装置１００から無線により供給される電力を伝送するための電磁波を受ける。受電部２０５は、受電アンテナ２０３で受けた電磁波から電力を生成する。受電部２０５は、受電アンテナ２０３により受けた電磁波に基づく電磁誘導により生じた交流電力を得る。そして、受電部２０５は、交流電力を直流または所望周波数の交流電力に変換し、バッテリ２０６の充電回路に電力を出力する。

通信部２０４は、受電アンテナ２０３を介して、無線電力伝送の制御通信を行う。通信部２０４は、受電アンテナ２０３が受けた電磁波を負荷変調する。なお、受電部２０５により生じた電圧が一定値を超えた場合、通信部２０４は、無線電力伝送の制御通信を開始する。具体的には通信部２０４を起動する為に十分な電力が受電部２０５を介して供給された場合に、通信部２０４は制御通信を行う。なお、制御部２０１及び通信部２０４を起動する為に十分な電力が受電部２０５を介して供給された場合に、通信部２０４は、制御部２０１による制御に従って制御通信を行ってもよい。バッテリ２０６は受電部２０５が受電した電力を蓄電する。なお、受電装置２００の一例として、デジタルカメラ、携帯電話等の装置がある。

送電アンテナ１０５及び受電アンテナ２０３について説明する。送電アンテナ１０５とＮＦＣ部１０６のアンテナの配置を図３に示す。図３において、ＮＦＣ部１０６のアンテナ３００に囲まれるように送電アンテナ１０５は配置されている。なお、受電装置２００における受電アンテナ２０３とＮＦＣ部２０２のＮＦＣアンテナの関係も、図３と同様にＮＦＣアンテナに囲まれるように受電アンテナ２０３が配置されているとする。このような構成とすることで、送電装置１００の上に受電装置２００が置かれたときに、ＮＦＣ規格に準拠した通信が行えると共に、無線電力伝送における制御通信ならびに電力の送受も行える。即ち、図３のように無線電力伝送アンテナとＮＦＣアンテナとを配置することで、送電範囲と通信範囲とを重複させることができる。なお、送電アンテナ１０５及び受電アンテナ２０３は、図３に示す構成に限らず、例えば、送電アンテナ１０５または受電アンテナ２０３に囲まれるようにＮＦＣアンテナが配置されていてもよい。また、送電範囲と通信範囲とが重複されていれば、送電アンテナ１０５または受電アンテナ２０３とＮＦＣアンテナとのうちの一方が他方を囲まなくてもよい。

上述の構成を有する無線電力伝送システムの動作を、図４を用いて説明する。図４は送電装置１００の送電部１０３が送電アンテナ１０５を介して送る電力を説明する図である。図４において、横軸は時間を示し、縦軸は電力を示す。送電装置１００は送電範囲に物体が存在することを検出する為に物体検出用の断続的な小電力４００を定期的に出力する。小電力は、Ｑｉ規格に規定されるＡｎａｌｏｇ Ｐｉｎｇである。送電装置１００は周期的に訪れる小電力４００の送電中に物体検知を行う。送電装置１００は、小電力４００の送電中にインピーダンス変化が生じたか否かを判定する。具体的には、送電装置１００は、送電部１０３の入力または出力の電圧値および電流値を検出し、電圧値を電流値で除算したインピーダンスを算出する。送電範囲内に物体が存在すれば、物体に渦電流が流れることにより算出されるインピーダンスは送電範囲内に物体が存在しない場合とは異なる値を示す。つまりインピーダンスが変化することで送電装置１００は物体を検出することができる。なお、送電装置１００は、小電力４００に対する受電装置２００からの応答の有無によって、受電装置２００を検出するようにしてもよい。

送電装置１００が送電範囲内に存在する物体を検出すると、送電部１０３は小電力４００より大きい中電力４０１を出力する。中電力は、Ｑｉ規格に規定されるＤｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇである。なお、中電力４０１は、小電力４００を継続的に出力するものであってもよい。即ち、中電力４０１は、小電力４００と略同じ電力であってもよい。中電力４０１は、受電装置２００に制御通信を行うための電力を供給するための送電である。中電力４０１は、通信部２０４および／または制御部２０１を起動する為に十分な大きさの電力であるとする。中電力の出力中に、送電装置１００と受電装置２００は無線電力伝送システムにおける認証処理のための制御通信を行う。認証処理では受電装置２００から識別情報を送信する。識別情報には、受電装置２００を識別する情報や、受電装置がサポートしている無線電力伝送規格や規格バージョン、受電装置２００で必要とする電力の情報などが含まれる。識別情報には、その他の情報が含まれてもよい。送電装置１００は、この識別情報に基づいて受電装置２００の認証と充電に供される大電力４０２の送電電力の決定を行う。認証が成立し、送電電力が決定されると、送電部１０３は中電力４０１より電力が大きい大電力４０２を出力する。大電力４０２はバッテリを充電するに十分な大きさの電力であり、バッテリの充電に用いられる。物体検出用の小電力４００と認証用の中電力４０１は短時間の送電で終了するが、大電力４０２はバッテリの充電が完了するまで継続されるため、長時間の送電が継続される。

ここで、送電装置１００のＮＦＣ部１０６と受電装置２００のＮＦＣ部２０２の間で行われるＮＦＣ通信について説明する。先に述べたとおりＮＦＣ部１０６はＮＦＣ規格に準拠したリーダライタであり、ＮＦＣ部２０２はＮＦＣタグである。ＮＦＣ規格では、イニシエータであるリーダライタは、ターゲットであるＮＦＣタグからの応答があるまで定期的にポーリング信号を発信し、ポーリングを行う。ここでポーリングとは、イニシエータからターゲットにポーリング信号を発信し、そのポーリング信号に応じてターゲットが応答信号（レスポンス）を返信する行為のことである。このポーリングにより、各装置は、ＮＦＣによる通信相手が通信範囲に存在するか否かを判定することができる。また、ポーリング信号は、所定のポーリング周期で間欠的に発信される。

ＮＦＣタグがＮＦＣ通信を開始するためのポーリング信号に対する応答を行うと、リーダライタは、その応答信号の送信元とＮＦＣによるデータ通信を開始する。ＮＦＣによるデータ通信では、リーダライタからのコマンドの送信と、ＮＦＣタグからの応答をデータ通信が終了するまで繰り返される。

本実施形態に係る無線電力伝送システムの動作を図５及び図６を用いて説明する。図５は、無線電力伝送システムの動作シーケンスを示す図である。図６は、送電装置１００の処理の流れを示すフローチャートである。図６に示すフローチャートは、制御部１０１がメモリ１０８に記憶されている制御プログラムを実行し、情報の演算および加工、各ハードウェアの制御を実行することにより実現される。なお、図６に示すフローチャートに示すステップの一部または全部を例えばＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のハードウェアで実現する構成としてもよい。また、図６のフローチャートは、送電装置１００の電源がオンされた場合に開始される。また、図５のシーケンス開始時点においては送電装置１００の上に何も置かれておらず、５０５において受電装置２００が送電装置１００上に置かれるものとする。

送電装置１００の制御部１０１は、処理を開始すると、ポーリング信号の送信指示をＮＦＣ部１０６に対して行い、ポーリング信号をＮＦＣ部１０６に送信させる（Ｓ６００）。なお、送電装置１００は、ポーリング信号の送信中は、送電部１０３から電力の伝送に用いる電磁波の出力を制限する。送電装置１００は、第一時間（Ｔ１）を計測するためにタイマ１０７を起動し、第一時間を計測する（Ｓ６０１、Ｓ６０２）。送電装置１００は、タイマ１０７により計測される第一時間の間、ＮＦＣ部１０６によりレスポンス信号を受信したか否かを判定する（Ｓ６０９）。なお、第一時間は、ポーリング信号に対するレスポンス信号を受信し得る時間であり、レスポンスを期待する時間である。例えば、第一時間は、パッシブモードで動作するＮＦＣ部２０２がレスポンスを送信するのに十分な電力がポーリング信号により発電されるまでの時間より長く設定される。

また、送電装置１００は、ポーリング信号送信の後の第一時間計測中は、送電部１０３から電力の伝送に用いる電磁波の出力を制限する。送電部１０３から電力の伝送に用いる電磁波の出力の制限は、送電される電力を低減させるものでもよいし、電磁波の出力を禁止するものであってもよい。このように送電装置１００は、ＮＦＣによるポーリング信号に対するレスポンスを受信し得る期間の間、送電部１０３から電力の伝送に用いる電磁波の出力を制限するため、レスポンス信号が送電部１０３の電力伝送による影響を受けることが低減される。

図５において、制御部１０１のポーリング送信指示５００により、ＮＦＣ部１０６は、ポーリング信号５０１を送信する。この時点で、受電装置２００は、送電装置１００との通信範囲である送電装置１００上に置かれた状態ではないので、レスポンスを送信しない。したがって、この時点で、送電装置１００は、レスポンス信号を受信しない。送電部１０３は、物体が検出されなったことを示す物体検出結果５０４を制御部１０１に通知する。

制御部１０１は、ポーリング信号に対する応答を受信することなくＳ６０１で起動したタイマがタイムアウトした場合（Ｓ６０２でＮＯ）、送電部１０３に対して、送電の制限を解除し、小電力の出力指示を出す。送電部１０３は、小電力の出力指示に応じて、小電力を出力させる（Ｓ６０３）。なお小電力は間欠的なパルス状の送電である。

図５において、制御部１０１の小電力指示５０２により、送電部１０３は、小電力５０３を出力する。この時点で、受電装置２００は、送電装置１００の送電範囲である送電装置１００上に置かれた状態ではないので、送電装置１００は、送電範囲に物体を検出せず、無線電力伝送の制御通信は開始されない。

制御部１０１は、送電範囲に存在する物体を小電力の出力に応じて検出できなかった場合（Ｓ６０４でＮＯ）、ポーリング周期によって規定される次のポーリング信号送信タイミングまで待機する（Ｓ６１２）。そして、制御部１０１は、再びＳ６００からの処理を繰り返す。

一方、Ｓ６０９においてポーリング信号に対するレスポンスを受信したと判定された場合、ＮＦＣ部１０６は、データ通信を開始する（Ｓ６１０）。なお、送電装置１００は、データ通信中は、送電部１０３から電力の伝送に用いる電磁波の出力を制限する。電磁波の出力の制限は、送電される電力を低減させるものでもよいし、電磁波の出力を禁止するものであってもよい。このように送電装置１００は、ＮＦＣによるデータ通信中、送電部１０３から電力の伝送に用いる電磁波の出力を制限するため、ＮＦＣによるデータ通信が送電部１０３の電力伝送による影響を受けることが低減される。

図５において、送電装置１００は、受電装置２００が送電装置１００の上に置かれた（５００）後に送信されたポーリング信号５０７に対するレスポンス５０８を、ＮＦＣ部１０６を介して受信する。ＮＦＣ部１０６は、レスポンスを受信したことを示す受信通知５０９を制御部１０１に通知する。これにより、送電装置１００と受電装置２００は、ＮＦＣによるデータ通信を開始し、必要な回数のリードまたはライトを行うためのコマンド５１０とそのレスポンス５１１の送受によりＮＦＣによるデータ通信を行う。なお、図５では一度のコマンドとレスポンス（５１０、５１１）でＮＦＣによるデータ通信が終了するとしたが、複数回コマンドとレスポンスのやり取りを行ってもよい。ＮＦＣ部１０６は、ＮＦＣによるデータ通信が終了した場合、ＮＦＣによるデータ通信が終了したことを示す終了通知５１２を制御部１０１に通知する。

送電装置１００は、ＮＦＣによるデータ通信が終了したか否かを判定する（Ｓ６１１）。ＮＦＣのデータ通信の終了は、ＮＦＣによるデータ通信を司るアプリケーションにより判断されてもよいし、レスポンスの内容に応じて判断されてもよい。また、送電装置１００は、ＮＦＣによる論理的な接続が切断された場合、ＮＦＣによるデータ通信が終了したと判断してもよい。また、送電装置１００は、最後にレスポンスを受信してから所定期間が経過した場合または最後にコマンドを送信してから所定期間が経過した場合にＮＦＣによるデータ通信が終了したと判断してもよい。この所定期間は、第一時間より長い時間であってもよい。

送電装置１００は、ＮＦＣによるデータ通信が終了した場合（Ｓ６１１でＹＥＳ）、Ｓ６０３に処理を進め、送電部１０３に小電力を出力させる。なお、この場合、送電装置１００は小電力出力周期によって規定される次の小電力出力タイミングまで待機してから、小電力を出力してもよい。

また、送電装置１００は、小電力の出力中にインピーダンス変化を検出したことまたは小電力に対する応答を受信したことにより、送電範囲に存在する物体を検出した場合（Ｓ６０４でＹＥＳ）、送電部１０３により中電力を出力する（Ｓ６０５）。

送電装置１００は、中電力の出力中に無線電力伝送の認証処理に用いる識別情報を通信部１０４により受信したか否かを判定する（Ｓ６０６）。Ｓ６０６において識別情報を通信部１０４により受信したと判定されなかった場合、送電装置１００は、中電力の出力を停止し、Ｓ６１２に処理を進める。一方、Ｓ６０６において識別情報を通信部１０４により受信したと判定された場合、送電装置１００は、受信された識別情報が認証成立の条件を満たしていれば送電部１０３により大電力を出力する（Ｓ６０７）。なお、送電装置１００は、受信された識別情報が認証成立の条件を満たしていなければ、処理をエラー終了してもよいし、送電を停止してＳ６１２に処理を進めてもよい。

なお、Ｓ６０５〜Ｓ６０８までの処理を行っている際には、ポーリング周期によって規定されるポーリング信号送信タイミングにおいても、ＮＦＣ部１０６は、ポーリング信号を送信しない。送電中にＮＦＣによる通信を始めると、ＮＦＣによる通信が、送電により影響を受け干渉や遅延が生じ、正しく行われない可能性があるためである。

送電装置１００は、大電力の出力中に通信部１０４を介して送電停止要求を受信した場合、送電を停止し（Ｓ６０８でＮＯ）、送電処理を終了する。なお、送電装置１００は、Ｓ６０８でＮＯの場合、再びＳ６００からの処理を開始してもよい。また、ポーリング信号または小電力により送電が終了した受電装置が通信範囲または送電範囲から検出できなくなった後に再びＳ６００からの処理を開始してもよい。

図５において、制御部１０１はＮＦＣ通信終了通知５１２を受け取ると、中電力指示５１３を送電部１０３に出す。中電力５１７の送電により受電装置２００の通信部２０４から認証のための識別情報５１８が送信され、送電装置１００は、通信部１０４を介してこれを受信する。通信部１０４は、識別情報を受信したことを及びその内容を示す識別情報受信通知５１９を制御部１０１に通知する。制御部１０１は、受信した識別情報が認証の条件を満たしていれば、識別情報によって要求される電力を供給するための大電力指示５２０を送電部１０３に出力する。

受電装置２００は、大電力５２１により供給される電力を充電する。受電装置２００においてバッテリ２０６の充電が大電力５２１により完了すると送電停止要求５２２が送信される。これにより送電部１０３は送電を停止し、また制御部１０１には送電終了５２３が通知される。制御部１０１はこれをもって送電終了と判断する。

上述の図５の５００〜５０４において行われる受電装置２００が送電装置１００上に載置されていない場合のポーリング信号の送信及び電力の出力との関係を図７（ａ）に示す。図７（ａ）において、７００はポーリング信号を示し、４００は、小電力を示す。図７（ａ）において時刻Ｔ２から時刻Ｔ３にかけてポーリング信号は送信される。そして、送電装置１００は、ポーリング信号の送信後のＴ１の間、電力を出力せず、ポーリング信号に対するレスポンスを待ち受ける。これにより、ポーリング信号に対するレスポンスが送電に影響を受けることなく、正しく受信されることができる。また、ポーリング信号の送信後のＴ１が経過した場合、時刻Ｔ４からＴ５にかけて小電力４００は出力される。

小電力４００において送電範囲に存在する物体が検出されない場合、ポーリング周期によって規定される次のポーリング信号の送信タイミングまでの時刻Ｔ６まで送電装置１００は待機する。時刻Ｔ６において、送電装置１００は、再びポーリング信号を送信し、時刻Ｔ２〜時刻Ｔ６までの処理を同様に繰り返す。

このように、受電装置２００が送電装置１００上に置かれていない期間は、ポーリング信号７００及びポーリング信号に対するレスポンスが小電力４００と重なることは無く、無線電力伝送がＮＦＣ通信に干渉することは無い。

Ｔ５とＴ６の間の期間に受電装置２００が置かれた場合のＮＦＣ通信及び電力の出力との関係を図７（ｂ）に示す。図７（ｂ）においては、図５の説明と同様の処理が行われる。即ち、時刻Ｔ６におけるポーリング信号７００に対してレスポンス７０１が送電装置１００において受信され、ＮＦＣによるデータ通信７０２が行われる。受電装置２００が置かれなかった場合に小電力４００が出力される時刻である時刻Ｔ７では、ＮＦＣによるデータ通信７０２が行われている。したがって、送電装置１００は、ＮＦＣによるデータ通信７０２が終了するまで、電力の出力を停止する。そして、送電装置１００は、時刻Ｔ８にデータ通信７０２が終了した後の時刻Ｔ９から小電力４００、中電力４０１、大電力４０２を出力する。したがって、Ｔ５とＴ６の間に受電装置２００が置かれた場合、無線電力伝送がＮＦＣ通信に干渉することは無い。なお、ＮＦＣによるデータ通信７０２が終了した後は、受電装置２００が通信範囲または送電範囲から除かれるまで、ポーリング周期に従ったポーリング信号の送信タイミングにおいても、ポーリングおよびコマンドの送信は行わない。これにより、ＮＦＣによるデータ通信７０２が終了した場合、干渉が生じ得るＮＦＣ通信を抑制し、無線電力伝送を優先して行うことができる。

続いて、時刻Ｔ３とＴ４の間に受電装置２００が置かれた場合について説明する。このとき、受電装置はＴ２におけるポーリング信号７００を受信しないため、レスポンスを返すことができない。しかしながらＴ４における小電力４００では物体検出されることになる。制御部１０１は、ＮＦＣ通信を行わずにＳ６０２でタイムアウトした後でＳ６０４にて物体検出し、Ｓ６０５の中電力とＳ６０７の大電力の出力に処理を進めることになる。するとＳ６０８で充電終了後にＳ６００に戻り、その後のＳ６０９でＮＦＣ通信が行われることになるので、受電装置２００が置かれてからＮＦＣ通信を開始するまでの時間が長くなってしまう。

そこで、送電装置１００は、図８に示すフローチャートのように動作してもよい。図８のフローチャートは、図６と同様の処理を行うステップに関しては、図６と同じ符号を付している。図８のフローチャートと図６のフローチャートとの違いは、Ｓ６０４の後にＳ８００及びＳ８０１を追加した点のみである。図８のＳ８００において、送電装置１００は、小電力の出力により物体を検出した場合に、Ｓ６１０のＮＦＣによるデータ通信が行われたか否かを判定する。なお、Ｓ８００の処理は省略してもよい。Ｓ８００において、Ｓ６１０のＮＦＣによるデータ通信が行われたと判定された場合、Ｓ６０５に処理を進める。Ｓ８０１において、送電装置１００は、連続した複数回の小電力の出力により送電範囲の物体を検出したか否かを判定する。Ｓ８０１において、送電装置１００は、小電力の出力により物体を検出したとしても、複数回物体を検出していない場合、即ち、１回目の小電力の出力により物体を検出した場合は、中電力を出力せず、Ｓ６１２に処理を進める。

送電装置１００は、図８のように動作することにより、図７のＴ３とＴ４の間で受電装置２００が置かれた場合、図７（ｂ）と同様に動作することになる。即ち、送電装置１００は、時刻Ｔ４からＴ５までの小電力の出力により物体検出するが、この場合、ＮＦＣによるデータ通信が行われておらず（Ｓ８００でＮＯ）、小電力の出力により物体検出は１回目（Ｓ８０１でＮＯ）である。したがって、送電装置１００は、中電力出力には進まずにポーリング信号の送信を行う（Ｓ６００）。その後、受電装置２００からのレスポンスによりＮＦＣによるデータ通信７０２を開始することができる。このＮＦＣ通信が終了後、時刻Ｔ９において小電力の出力が行われ、受電装置２００を再度検出する。送電装置１００は、小電力により２回続けて物体検出したため中電力の出力を行う。

このように、図８に示す処理を行うことで、Ｔ３とＴ４の間に受電装置２００が置かれた場合でも、比較的長時間行われる大電力の出力の前に比較的短時間で終了するＮＦＣによるデータ通信を行うことができる。

続いて、Ｔ２からＴ３の間に受電装置２００が置かれた場合について説明する。このとき受電装置２００はポーリング信号７００を途中で受信することになるので、正しく応答することができる場合とできない場合がある。正しく応答できた場合は、ＮＦＣ通信を開始することができ、Ｔ５からＴ６の間に受電装置が置かれた場合と同じ動作となる。また、正しく応答できなかった場合は、Ｓ６０２からＳ６０３へ進み、Ｔ３からＴ４の間に受電装置が置かれた場合と同じ動作となる。

同様に、Ｔ４からＴ５の間に受電装置２００が置かれた場合、受電装置は小電力４００の途中で送電装置に対するインピーダンス変化を起こすことになるのでＳ６０４で物体検知される場合とされない場合がある。物体検知された場合は、Ｔ３からＴ４の間に受電装置が置かれた場合と同じ動作となる。物体検知されなかった場合は、Ｔ５からＴ６の間に受電装置が置かれた場合と同じ動作となる。

図８の制御により、Ｔ２〜Ｔ６の間のどのタイミングで受電装置２００が置かれた場合であっても、無線電力伝送がＮＦＣ通信に干渉することは無い。さらに、受電装置２００が置かれた後、大電力の出力より前にＮＦＣ通信が行われることから、比較的短時間で完了するＮＦＣ通信を優先して行うことができる。したがって、大電力の出力が先に開始された後に、受電装置２００を送電装置１００上から取り去ることによってユーザが充電を途中でやめてしまった場合に、装置間を近接したにもかかわらずＮＦＣ通信が行われていないということが低減される。

以上説明したように、本実施形態によれば無線電力伝送が無線通信に与える影響を低減することができる。

なお、受電装置２００は、ＮＦＣ部２０２と受電部２０５を備える構成として説明したが、受電装置２００がＮＦＣ部２０２と受電部２０５とのうちいずれか一方を有する装置であってもよい。

また、受電装置２００が識別情報を送信して送電装置１００が送電の認証をする構成としたが、送電装置１００も識別情報を送信し、受電装置２００が認証する構成としてもよい。さらに、送電装置１００及び受電装置２００の双方で識別情報を交換し、相互認証を行ってもよい。

また、制御部１０１が送電部１０３と別に存在するとしたが、送電部１０３と制御部１０１が一体となっていてもよい。同様に送電部１０３と通信部１０４、制御部１０１が一体である構成や、さらにＮＦＣ部１０６も一体である構成としてもよい。

また、Ｓ６００においてＮＦＣ部１０６が複数のタイプのＮＦＣ規格、例えばタイプＡ、タイプＦの夫々をサポートしている場合には、Ｓ６００で各タイプのポーリングを順次送信してもよい。この場合、第一タイマの起点は最後のポーリング送信が終了したタイミングとしてもよい。例えば、最後にタイプＦのポーリングを送信した後は、少なくともそのポーリングに対するタイプＦの応答を期待する時間が経過した後に小電力の出力を行うように構成してもよい。

また、ＮＦＣ部１０６及び２０２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）やＩＥＥＥ８０２．１１シリーズ、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）またはＧＰＳ等の通信を行ってもよい。

また、通信部１０４及び通信部２０４により行われる無線電力伝送の制御通信は、電力伝送に用いる媒体を用いて行われるいわゆるインバンド通信であると説明した。しかし無線電力伝送の制御通信は、インバンド通信に限定されずアウトバンド通信であってもよく、ＢＬＥ、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズまたはＺｉｇｂｅｅ（登録商標）等により行われてもよい。

（その他の実施形態）
本発明は上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

また、送電装置１００および受電装置２００は例えば、撮像装置（カメラやビデオカメラ等）やスキャナ等の画像入力装置であってもよいし、プリンタやコピー機、プロジェクタ等の画像出力装置であってもよい。また、ハードディスク装置やメモリ装置などの記憶装置であってもよいし、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）やスマートフォンなどの情報処理装置であってもよい。

また、図６、図８に示すフローチャートの少なくとも一部をハードウェアにより実現してもよい。ハードウェアにより実現する場合、例えば、所定のコンパイラを用いることで、各ステップを実現するためのプログラムからＦＰＧＡ上に自動的に専用回路を生成すればよい。ＦＰＧＡとは、Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略である。また、ＦＰＧＡと同様にしてＧａｔｅ Ａｒｒａｙ回路を形成し、ハードウェアとして実現するようにしてもよい。

１００ 送電装置
１０１ 制御部
１０３ 送電部
１０６ ＮＦＣ部

Claims (11)

1. 送電装置であって、
   送電範囲に存在する物体を検出するための送電を無線により行う第１送電手段と、
   前記第１送電手段による送電に応じて物体が検出された場合に行われる制御通信により要求された電力を供給するための送電であって、前記第１送電手段より大きい電力を供給するための送電を行う第２送電手段と、
   通信相手に応答信号を送信させるためのポーリング信号を、前記制御通信を行う第１通信方式と異なる第２通信方式により送信する送信手段と、
   前記送信手段によるポーリング信号の送信の後に応答信号を受信した場合、当該応答信号の送信元とデータ通信を前記第２通信方式により行う無線通信手段と、
   前記送信手段によるポーリング信号の送信中及び前記送信手段によるポーリング信号の送信の後の少なくとも所定の期間、前記第１送電手段及び前記第２送電手段に送電を制限させる制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記所定の期間に応答信号を受信した場合、前記無線通信手段によるデータ通信が終了するまで前記第１送電手段及び前記第２送電手段による送電を制限させ、
   前記所定の期間に応答信号を受信しなかった場合、前記第１送電手段よる送電の制限を解除し、前記第１送電手段に送電を行わせることを特徴とする送電装置。
2. 前記所定の期間に応答信号を受信しなかった場合において、前記所定の期間の後の前記第１送電手段による送電に応じて物体が検出されなかった場合、前記送信手段は、ポーリング信号を送信することを特徴とする請求項１に記載の送電装置。
3. 前記所定の期間に応答信号を受信しなかった場合において、前記所定の期間の後の前記第１送電手段による送電に応じて検出された物体に前記第２送電手段による送電を行う場合、前記送信手段は、ポーリング信号の送信を制限することを特徴とする請求項１または２に記載の送電装置。
4. 前記第１送電手段は、断続的な送電を周期的に行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の送電装置。
5. 前記第１送電手段は、Ｑｉ規格に規定されるＰｉｎｇを行うことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の送電装置。
6. 前記無線通信手段は、Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎにより通信を行うことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の送電装置。
7. 前記第１送電手段による送電に応じて物体が検出された場合、前記制御通信を行うための電力を供給するための送電を行う第３送電手段を有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の送電装置。
8. 前記所定の期間に応答信号を受信しなかった場合において、前記所定の期間の後の前記第１送電手段による送電に応じて物体が検出された場合、前記送信手段は、前記第２送電手段による送電を行う前に、ポーリング信号を送信することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の送電装置。
9. 前記所定の期間に応答信号を受信しなかった場合において、前記所定の期間の後の前記第１送電手段による送電に応じて物体が検出され、当該検出の後の前記送信手段によってポーリング信号が送信された後に、前記第１送電手段による送電に応じて物体が再度検出された場合、前記第２送電手段は、送電を行うことを特徴とする請求項８に記載の送電装置。
10. 送電範囲に存在する物体を検出するための送電を無線により行う第１送電手段と、
    前記第１送電手段による送電に応じて物体が検出された場合に行われる制御通信により要求された電力を供給するための送電であって、前記第１送電手段より大きい電力を供給するための送電を行う第２送電手段と、
    通信相手に応答信号を送信させるためのポーリング信号を、前記制御通信を行う第１通信方式と異なる第２通信方式により送信する送信手段と、
    前記送信手段によるポーリング信号の送信の後に応答信号を受信した場合、当該応答信号の送信元とデータ通信を前記第２通信方式により行う無線通信手段と、を有する送電装置の制御方法であって、
    前記送信手段によるポーリング信号の送信中及び前記送信手段によるポーリング信号の送信の後の少なくとも所定の期間、前記第１送電手段及び前記第２送電手段に送電を制限させ、
    前記所定の期間に応答信号を受信した場合、前記無線通信手段によるデータ通信が終了するまで前記第１送電手段及び前記第２送電手段による送電を制限させ、
    前記所定の期間に応答信号を受信しなかった場合、前記第１送電手段よる送電の制限を解除し、前記第１送電手段に送電を行わせることを特徴とする送電装置の制御方法。
11. コンピュータを請求項１乃至９の何れか１項に記載の送電装置として動作させるためのプログラム。

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