JP6781563B2 - Power receiving device, control method, and program - Google Patents
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Description
本発明は無線電力伝送技術に関する。 The present invention relates to wireless power transmission technology.
近年、無線通信機能と無線電力伝送機能とを有する装置が検討されている。特許文献１には、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）通信機能と無線電力伝送機能とを有する機器が開示されている。 In recent years, devices having a wireless communication function and a wireless power transmission function have been studied. Patent Document 1 discloses a device having an NFC (Near Field Communication) communication function and a wireless power transmission function.
無線電力伝送で使用する周波数の電磁波（又はその高調波）が、（例えばＮＦＣなどの）他の無線通信に影響を与え、その無線通信を正常に行うことができなくなりうるという課題があった。 There is a problem that an electromagnetic wave (or a harmonic thereof) having a frequency used in wireless power transmission affects other wireless communication (for example, NFC), and the wireless communication cannot be performed normally.
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、無線電力伝送の電磁波による他の無線通信への干渉を低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce interference of wireless power transmission with electromagnetic waves into other wireless communications.
上記目的を達成するため、本発明による受電装置は、送電装置から無線で受電する受電手段と、第１アンテナを用いて、前記受電手段が負荷に供給する電力を前記送電装置から受電する制御のための通信を行う第１の通信手段と、前記第１アンテナとは異なる第２アンテナを用いて、前記負荷に供給する電力を前記送電装置から受電する制御のための通信とは異なる通信を行う第２の通信手段とを有する通信手段と、前記負荷に供給する電力を前記送電装置から受電する制御のための通信とは異なる通信を行うことに基づいて、前記負荷に供給する電力の送電を制限させるための通知を、前記送電装置に送信するように前記通信手段を制御する制御手段と、を有し、前記受電手段および前記第１の通信手段は、前記送電装置から受電した電力によって起動し、前記受電手段は、前記第２の通信手段により、前記負荷に供給する電力を前記送電装置から受電する制御のための通信とは異なる通信が行われる間、前記負荷に供給する電力より小さい電力であって、前記受電手段および前記第１の通信手段を起動させることができる電力を受電することを特徴とする。
In order to achieve the above object , the power receiving device according to the present invention uses a power receiving means for receiving power wirelessly from the power transmitting device and a first antenna for controlling the power supplied by the power receiving means to the load from the power transmitting device. By using a first communication means for performing communication for the purpose and a second antenna different from the first antenna, communication different from the communication for control of receiving the electric power supplied to the load from the power transmission device is performed. The transmission of the electric power supplied to the load is performed based on the communication means having the second communication means and the communication different from the communication for controlling receiving the electric power supplied to the load from the power transmission device. It has a control means for controlling the communication means so as to transmit a notification for limiting to the power transmission device, and the power receiving means and the first communication means are activated by the electric power received from the power transmission device. However, the power receiving means is smaller than the power supplied to the load while the second communication means performs communication different from the communication for controlling receiving the power supplied to the load from the power transmission device. It is characterized in that it receives electric power that can activate the power receiving means and the first communication means.
無線電力伝送の電磁波による他の無線通信への干渉を低減することができる。 Interference with other wireless communications due to electromagnetic waves of wireless power transmission can be reduced.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態では、無線電力伝送で送電装置１００から受電装置２００へ電力を伝送する無線電力伝送システムを前提として説明する。送電装置１００と受電装置２００との少なくともいずれか、または周囲の装置がＮＦＣ等の無線通信を行っている際に、無線電力伝送による電力の伝送が行われると、無線電力伝送がその無線通信に干渉してしまう場合がありうる。これは、無線電力伝送システムは数十ワットという大きな電力を送電する一方で、（例えばＮＦＣ等の）無線通信では、受信器において数ミリワットという小さな電力で信号が受信される場合に起こりうる。例えば、送電装置１００のスイッチング回路において直流電圧を交流電圧に変換する際に発生するスイッチングノイズが、無線電力伝送で伝送される電力に重畳されうる。この場合、そのスイッチングノイズが、無線通信における小さな電力の信号に干渉し、その信号に歪みが生じて通信品質が劣化してしまいうる。このため、本実施形態に係る受電装置２００は、ＮＦＣ等の無線通信が行われていることを検知すると、送電装置１００へ、無線電力伝送による送電を制限すべきことを示す通知を送信する。以下では、このような処理を行うための装置構成と、処理の流れについて説明する。
In the present embodiment, a wireless power transmission system for transmitting power from the power transmitting
（装置構成）
図１は、本実施形態に係る送電装置１００の構成例を示すブロック図である。送電装置１００は、例えば、制御部１０１、電源１０２、送電部１０３、通信部１０４、送電アンテナ１０５、ＮＦＣ１０６、タイマ１０７、メモリ１０８、及び出力部１０９を有する。
(Device configuration)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the
制御部１０１は、例えばメモリ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装置全体を制御する。制御部１０１は、一例においてＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。制御部１０１は、制御プログラムを実行中に取得した変数の値を記憶する際にもメモリ１０８を用いうる。また、制御部１０１は、タイマ１０７を用いて時間を計測しうる。電源１０２は、送電装置１００が受電装置２００へ無線電力伝送によって電力を送る際に、送電部１０３へ電力を供給する。電源１０２は、例えば、商用電源またはバッテリである。
The
送電部１０３は、電源１０２から入力される直流電力又は交流電力を、無線電力伝送に用いる周波数帯の交流電力に変換し、送電アンテナ１０５を介して受電装置２００に向けて送出される電磁波を発生させる。本実施形態では、交流電力の周波数は、後述のＮＦＣの動作周波数と異なるものとする。例えば、無線電力伝送には数百ｋＨｚ程度の周波数が用いられ、ＮＦＣの動作周波数は１３．５６ＭＨｚである。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、受電装置２００に対して電力を送るための電磁波を出力する。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ことができる。送電電圧または送電電流が大きくなると、それに応じて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ことができる。
The
通信部１０４は、受電装置２００の通信部２０４との間で、無線電力伝送に関する制御通信を行う。なお、通信部１０４は、送電アンテナ１０５から送電される電力に重畳する形式で（例えば送電アンテナ１０５から送られる電力を変調することにより）、制御用の通信を行う。
The
ＮＦＣ１０６は、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）規格に準拠したリーダライタであり、受電装置２００のＮＦＣ２０２との間で、ＮＦＣ規格に準拠した通信を行う。なお、ＮＦＣ１０６の通信は、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、ＮＦＣ１０６で行われる通信は、例えば、無線電力伝送の制御通信とは関連しないアプリケーションを実行するための通信である。
The NFC 106 is a reader / writer compliant with the NFC (Near Field Communication) standard, and communicates with the NFC 202 of the
出力部１０９は、ユーザに対して各種出力を行う。ここで、出力部１０９による出力とは、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）の色の変化または点滅および点灯、画面上への表示や、スピーカーによる音声出力、振動出力等の少なくとも１つを含む。
The
なお、送電装置１００は、送電を専用に行う装置でなくともよく、例えば、プリンタ、ＰＣ等の、他の機能を有しながら送電を行うこともできる装置であってもよい。
The
図２は、本実施形態に係る受電装置２００の構成例を示す図である。受電装置２００は、例えば、第１制御部２０１、ＮＦＣ２０２、受電アンテナ２０３、通信部２０４、受電部２０５、第２制御部２０６、充電部２０７、バッテリ２０８、及び表示部２０９を有する。第１制御部２０１は、一例においてＮＦＣ２０２の内部に存在し、受電部２０５および第２制御部２０６と接続される。第１制御部２０１は、ＮＦＣ２０２が送電装置１００のＮＦＣ１０６から受信した１３．５６ＭＨｚの電磁波を整流して得られた直流電圧によって動作しうる。そして、第１制御部２０１は、ＮＦＣ２０２の動作を制御し、受電部２０５および第２制御部２０６との間で情報を送受信する。ＮＦＣ２０２は、ＮＦＣ規格に準拠したＮＦＣタグであり、送電装置１００のＮＦＣ１０６との間で、ＮＦＣ規格に準拠した通信を行う。また、ＮＦＣ２０２は、第１制御部２０１と同様に、ＮＦＣ１０６から供給される電力によって動作しうる。ＮＦＣ２０２の通信は、受電アンテナ２０３と異なるＮＦＣアンテナを介して行われる。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the
受電アンテナ２０３は、送電装置１００から送出された電磁波を受け取るためのアンテナである。受電部２０５は、受電アンテナ２０３が受けた電磁波によって受電部２０５内の回路において生じる共振により、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、その変換後の電力を、バッテリ２０９又はバッテリへの充電を行う充電部２０７へと供給する。なお、受電部２０５は、バッテリ２０９への充電以外の用途のための負荷に、受電した電力を供給してもよい。すなわち、受電した電力の用途は充電に限られず、様々な負荷に対して受電した電力が供給されうる。
The power receiving
通信部２０４は、受電装置２００の受電アンテナ２０３を介して（また、送電装置１００の送電アンテナ１０５を介して）、送電装置１００と無線電力伝送の制御通信を行う。通信部２０４は、受電部２０５から電力供給をうけて動作しうる。受電部２０５は、受電アンテナ２０３から入力される交流電圧又はそれから変換された直流電圧が一定値を超えた場合、例えば、受電部２０５自身及び通信部２０４を起動するのに十分な電力を受信した場合、通信部２０４を介して無線電力伝送の制御通信を行う。
The
バッテリ２０９は、受電部２０５が受電した電力を蓄電し、少なくとも第２制御部２０６に対して、第２制御部２０６が動作するための電力を供給する。第２制御部２０６は、例えば、不図示のメモリ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でありうる。出力部２０８は、ユーザに対して各種出力を行う。ここで、出力部２０８による出力とは、ＬＥＤの色の変化または点滅および点灯、画面上への表示や、スピーカーによる音声出力、振動出力等の少なくとも１つを含む。
The
図３は、送電装置１００における送電アンテナ１０５と、ＮＦＣ１０６のアンテナ３００との配置例を示す図である。図３のように、例えば、ＮＦＣ１０６のアンテナ３００に囲まれるように、送電アンテナ１０５が配置されうる。なお、受電装置２００における受電アンテナ２０３と、ＮＦＣ２０２のＮＦＣアンテナとの関係も、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が配置される関係であるものとする。このような構成とすることにより、送電装置１００の上に受電装置２００が置かれた場合に、ＮＦＣ規格に準拠した通信と共に、無線電力伝送における制御通信及び電力の送受を行うことができる。なお、図３のアンテナ配置は一例であり、無線電力伝送用のアンテナと、無線電力伝送と異なる周波数を用いる他の無線通信用のアンテナとが、任意の位置に配置されてもよい。例えば、無線電力伝送用の送電アンテナ（又は受電アンテナ）が、ＮＦＣ用のアンテナの直近に並べて配置されていてもよい。
FIG. 3 is a diagram showing an arrangement example of the
図４は、送電装置１００の送電部１０３が送電アンテナ１０５を介して送出する電力を示す。図４において、横軸は時間、縦軸は電力の大きさを示す。送電装置１００は、送電可能範囲に物体が存在することを検出するために物体検出用の小電力４００を定期的に送出する。送電装置１００は、小電力４００を送出中に、不図示の検出部を動作させる。検出部は、送電部１０３の周辺の電圧値若しくは電流値を検出し、又は、その検出された電圧値を検出された電流値で除算したインピーダンスを算出して、送電可能範囲に物体が存在するかを検出する。送電可能範囲内に物体が存在すれば、その物体に渦電流が流れることにより、検出部で検出又は算出される電圧値、電流値、又はインピーダンスが、送電可能範囲内に物体が存在しない場合とは異なる値を示すこととなる。すなわち、送電装置１００は、送電部１０３の周囲における電圧値、電流値、又はインピーダンスの変化を検出することによって、物体を検出することができる。
FIG. 4 shows the electric power transmitted by the
送電装置１００が電圧値、電流値、又はインピーダンスの変化を検出すると、送電部１０３は、小電力より大きい中電力４０１を送出する。中電力４０１は、受電装置２００の受電部２０５および通信部２０４を起動するために十分な大きさの電力であるが、バッテリ２０９を充電するには十分な大きさでない電力でありうる。中電力４０１が送電されている間に、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および送電電力の交渉などの制御通信を行う。送電装置１００と受電装置２００との間で送電電力の交渉が成立すると、送電部１０３は、その交渉の結果として、中電力より大きい充電用電力４０２を送出する。なお、本実施形態では、充電用電力４０２は、ＮＦＣ１０６とＮＦＣ２０２との間のＮＦＣ通信の品質に影響を及ぼしうるが、中電力４０１及び小電力４００は、そのＮＦＣ通信の品質に影響を及ぼさないものとする。
When the
本実施形態に係る受電装置２００は、無線電力伝送によって影響を受けうるＮＦＣ通信が開始されている場合又は開始される可能性がある場合に、送電装置１００に対して充電用電力の送出を停止すべきことを示す通知を送信する。そして、送電装置１００が、これに応じて、送出する電力を（例えば中電力以下の電力に）低減する。これにより、無線電力伝送に係る電磁波（例えば高調波）がＮＦＣ通信に干渉することを防ぐようにする。
The
（処理の流れ）
続いて、本システムにおいて実行される処理の流れについて、図５及び図６を用いて説明する。図５は、受電装置２００の受電部２０５及び通信部２０４が実行する処理の流れを示すフローチャートであり、図６は、送電装置１００と受電装置２００との間で実行される処理の流れを示すシーケンス図である。なお、以下では、説明を簡単にするため、送電装置１００の送電部１０３と通信部１０４とを合わせて送電器と呼び、受電部２０５と通信部２０４とを合わせて受電器と呼ぶ。
(Processing flow)
Subsequently, the flow of processing executed in this system will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a flowchart showing a flow of processing executed by the
（受電器の処理の流れ）
まず、図５を用いて、受電装置２００における受電器が実行する処理の流れについて説明する。
(Flow of processing of power receiver)
First, the flow of processing executed by the
ここで、図５に示す処理は、受電装置２００の受電器（受電部２０５及び通信部２０４）に電源が投入された場合に開始されうる。なお、図５に示す処理は、受電装置２００の内部の不図示のメモリに記憶されたプログラムを受電器が実行することで実現されうる。また、図５のフローチャートに示すステップの一部または全部は、例えばＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）等のハードウェアで実現されてもよい。
Here, the process shown in FIG. 5 can be started when the power is turned on to the power receivers (
なお、図５に示す処理の少なくとも一部をハードウェアによって実現するために、例えば、所定のコンパイラを用いて、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が生成されうる。ＦＰＧＡとは、Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの頭字語である。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。 In order to realize at least a part of the processing shown in FIG. 5 by hardware, for example, a dedicated circuit can be automatically generated on the FPGA from the program for realizing each step by using a predetermined compiler. .. FPGA is an acronym for Field Programmable Gate Array. Further, a Gate Array circuit may be formed in the same manner as the FPGA and realized as hardware.
受電器は、受電装置２００が送電装置１００の送電可能範囲に入ったことに応じて送電器から送出される中電力を受電すると（Ｓ５０１）、続いて、第１制御部２０１から制限指示を受けているかを判定する（Ｓ５０２）。そして、受電器は、第１制御部２０１から制限指示を受けている場合（Ｓ５０２でＹＥＳ）、送電停止（ＮＦＣ）を送電器へ通知して（Ｓ５０５）、処理を終了する。ここで、送電停止（ＮＦＣ）は、上述のように、充電用電力の送電停止を要求し、かつ、その要求の理由がＮＦＣ通信を保護するためであることを明示的に又は黙示的に示す情報である。
When the power receiving device receives the medium power transmitted from the power transmission device in response to the
一方、受電器は、第１制御部２０１から制限指示を受けていない場合（Ｓ５０２でＮＯ）、充電終了するかを判定する（Ｓ５０３）。ここでは、例えば、満充電であるか否か、電池残量が所定値以上となったか否か、所定の電力量を受電したか否か、等によって、充電終了するか否かが判定されうる。そして、受電器は、充電を終了しない場合（Ｓ５０３でＮＯ）に、充電用電力を受電し（Ｓ５０４）、処理をＳ５０２へ戻す。そして、受電器は、第１制御部２０１から制限指示が発出されたか否かを監視しながら、充電用電力の受電を継続する。そして、受電器は、充電を終了する場合（Ｓ５０３でＹＥＳ）、例えば制御通信により、送電の停止を要求することを示す送電停止通知を送電器へ送信する（Ｓ５０６）。なお、ここでの送電停止通知には、満充電であること、電池残量が所定値以上となったこと、所定の電力量の受電が完了したこと、など、送電停止の理由を示す情報が含められてもよい。
On the other hand, when the power receiver has not received the restriction instruction from the first control unit 201 (NO in S502), the power receiver determines whether charging is completed (S503). Here, for example, it can be determined whether or not the charging is completed depending on whether or not the battery is fully charged, whether or not the remaining battery level exceeds a predetermined value, whether or not a predetermined amount of electric energy is received, and the like. .. Then, when the power receiver does not finish charging (NO in S503), it receives the charging power (S504) and returns the process to S502. Then, the power receiver continues to receive the charging power while monitoring whether or not the restriction instruction is issued from the
受電器は、ＮＦＣ通信の保護のために送電停止（ＮＦＣ）を送信した後に、例えばＮＦＣ通信の終了に応じて第１制御部２０１から制限解除指示を受け付けることとなる。なお、第１制御部２０１は、制限解除指示を明示的に発出してもよいし、例えば、ＮＦＣ通信中には定期的に制限指示を発出すると共に、その通信の終了後にその発出を停止するなどにより、黙示的に制限解除指示を通知してもよい。いずれの場合であっても、受電器は、その制限解除指示を認識した後に、送電器から中電力が届くのを待ち受け、中電力を受電したこと（Ｓ５０１）に応じて、再度Ｓ５０２からの処理を実行する。
After transmitting the power transmission stop (NFC) for the protection of NFC communication, the power receiver receives a restriction release instruction from the
なお、ここでは、送電装置１００の送電器は、送電停止（ＮＦＣ）の通知を受信すると、充電用電力又は中電力の送出を停止するものとする。このとき、送電器は、例えば小電力を定期的に送電し続ける。なお、送電器は、例えば、所定期間の経過後に、小電力による物体検出結果に変化がなかった場合、すなわち、受電装置２００が近傍に存在すると判定できる状況に変化がなかった場合、再度中電力を送出しうる。そのとき、受電器は、その再度送出された中電力を受電したこと（Ｓ５０１）に応じて、Ｓ５０２以降の処理を実行しうる。すなわち、送電器は、ＮＦＣ通信が継続中で制限指示が解除されていない場合は、送電器へ送電停止（ＮＦＣ）を再度送信し、制限指示が解除されていた場合は、再度制限指示を受信するか、充電終了と判定するまで、充電用電力の受信を行う。
Here, when the
なお、送電器は、送電停止（ＮＦＣ）の通知を受信した場合に、充電用電力の送出を停止するが、中電力を送出し続けるようにしてもよい。これによれば、ＮＦＣ通信の品質に影響を与えない程度である中電力の送出により、送電器と受電器との制御通信を実行することができる。例えば、送電器は、送出された中電力を用いて受電器から所定の時間間隔で所定の信号を受信し、それによって受電器が送電可能範囲内に存在しているかを判定することができる。また、この場合、受電器は、第１制御部２０１から制限解除指示を受信した場合に、制御通信によって送電器へ制限解除を通知することができる。なお、この場合、受電器は、図５のＳ５０５の処理の後に、制限解除指示を受信したかの判定を行い、受信していない場合は処理をＳ５０１へ戻し、受信した場合には制限解除通知を送電器へ送信してから処理をＳ５０３又はＳ５０４へ移しうる。なお、受電器は、充電用電力の受信が可能な状態（すなわちＮＦＣ通信が行われていない場合）において、送電器に対して、送出される電力の増加又は減少を要求するための電力増減要求を送信しうる。
When the power transmission receives the notification of the power transmission stop (NFC), the power transmission of the charging power is stopped, but the medium power may be continuously transmitted. According to this, control communication between the transmitter and the receiver can be executed by transmitting medium power that does not affect the quality of NFC communication. For example, the power transmitter can receive a predetermined signal from the power receiver at a predetermined time interval using the transmitted medium power, thereby determining whether or not the power receiver is within the transmittable range. Further, in this case, when the power receiver receives the restriction release instruction from the
（システムの処理の流れ）
続いて、本実施形態に係る送電装置１００のＮＦＣ１０６及び送電器と、受電装置２００の第１制御部２０１、ＮＦＣ２０２及び受電器と、が実行する処理の流れについて、図６を用いて説明する。ここで、ＮＦＣのリーダライタ（ＮＦＣ１０６）は、通信相手となるＮＦＣタグ（ＮＦＣ２０２）とＮＦＣを使用した上位アプリケーションを実行するものとする。リーダライタは、そのために、ＮＦＣタグ内に存在するレジスタのうちの読み書きしたいレジスタに関する情報（以下、「コマンド」と呼ぶ。）を、少なくともＮＦＣタグが動作できる電力に重畳した電磁波を空中に送出する。この電力とコマンドとが含まれる電磁波を、本実施形態では「ポーリング」と呼ぶ。ＮＦＣタグは、そのポーリングを受信すると、第１制御部２０１を起動してコマンドを理解し、それに対する応答であるレスポンスを送信する。
(System processing flow)
Subsequently, the flow of processing executed by the
図６の処理例において、まず、ＮＦＣ１０６は、ＮＦＣ用アンテナを介してポーリングを送信する（Ｓ６０１）。そして、ＮＦＣ２０２は、そのポーリングを受信してコマンドを正しく復調し、ＮＦＣ１０６が示す通信開始の意図を理解したことをトリガとして、第１制御部２０１にＮＦＣ通信が開始されることを示す「通信開始」を通知する（Ｓ６０２）。そして、ＮＦＣ２０２は、ポーリングに応答して、ＮＦＣ１０６にレスポンスを送信する（Ｓ６０３）。
In the processing example of FIG. 6, first, the
第１制御部２０１は、Ｓ６０２の通信開始の通知を受けると、ＮＦＣ通信を保護するために、送電電力を制限すべきことを示す制限指示を、受電器に対して通知する（Ｓ６０４）。この制限指示は、受電部２０５と第１制御部２０１とを接続している信号線をオン／オフさせる（電圧を上げる／下げる）ことによって通知されてもよい。
Upon receiving the notification of the start of communication in S602, the
ここで、送電装置１００において、送電器は定期的に小電力を送出しており、受電器が送出された電力を受け取ることができる状態になった（すなわち、受電装置２００が送電装置１００の送電可能範囲に入った）ものとする（Ｓ６０５）。この場合、送電器は、送電可能範囲内に物体が存在すると判定し、中電力を送出する（Ｓ６０６）。
Here, in the
受電器は、中電力を受電すると、第１制御部２０１から制限指示を受けているかを判定する。受電器は、この場合、Ｓ６０４において制限指示を受けているため、送電器へ、制御通信によって送電停止（ＮＦＣ）を通知する（Ｓ６０７）。ここで、送電停止（ＮＦＣ）は、上述のように、充電用電力の送電停止を要求し、かつ、その要求の理由がＮＦＣ通信を保護するためであることを示す情報である。そして、送電器は、この送電停止（ＮＦＣ）を要求されたことに応じて、充電用電力の送電を行わない。なお、送電器は、このときに、中電力を送出し続けてもよいし、中電力の送出も停止してもよい。なお、ここでは、送電器は、中電力の送出も行わなくなるものとする。
When the power receiver receives the medium power, it determines whether or not the restriction instruction is received from the
ここで、ＮＦＣ２０２はＮＦＣ通信が終了したと判断すると、ＮＦＣの通信終了を示す情報を第１制御部２０１に通知する（Ｓ６０８）。ここで、ＮＦＣ２０２は、例えば、ポーリング内のコマンドで指示されたレジスタに対する読み書きとレスポンスの送信とが終了したと判断した場合に、ＮＦＣ通信が終了したと判定しうる。第１制御部２０１は、通信終了の通知を受けると、ＮＦＣ通信を保護するために送電電力が制限された状態を解除するための通知として、制限解除を受電器に送信する（Ｓ６０９）。
Here, when the
続いて、送電器はＳ６０５及びＳ６０６と同様に、小電力と中電力とを送出する（Ｓ６１０、Ｓ６１１）。そして、受電器は、この中電力を受電すると、この時点において制限指示が解除されている。このため、受電器は、続いてバッテリ残量を確認するなどにより充電を終了するかを判定し、充電を終了しない場合、送電器に対して、受電器自身の識別情報を示すデバイスＩＤを送信する（Ｓ６１２）。そして、受電器は、例えば充電部２０７へ供給する電力の最大値を含む、能力情報を送電器へと送信する（Ｓ６１３）。そして、送電器は、能力情報を受信した後に、受電器に対して充電用電力を送る（Ｓ６１４）。そして、受電器は、充電用電力を受電すると、充電部２０７を介してバッテリ２０９に電力を供給すると共に、充電に適した電力であるかを監視して、適切な電力での送電を要求する電力増減要求を送電器へ送信する（Ｓ６１５）。受電器は、必要に応じて、すなわち１度のみならず２回以上、この電力増減要求を送信してもよい。
Subsequently, the transmitter transmits low power and medium power as in S605 and S606 (S610, S611). Then, when the power receiver receives the medium power, the restriction instruction is released at this point. Therefore, the power receiver subsequently determines whether to end charging by checking the remaining battery level, etc., and if not ending charging, sends a device ID indicating the identification information of the power receiver itself to the transmitter. (S612). Then, the power receiver transmits the capacity information to the transmitter, including, for example, the maximum value of the electric power supplied to the charging unit 207 (S613). Then, after receiving the capacity information, the transmitter sends charging power to the receiver (S614). Then, when the power receiver receives the charging power, it supplies power to the
ここで、送電器が、充電用電力を送出中に、ＮＦＣ１０６がポーリングを送信したものとする（Ｓ６１６）。ＮＦＣ２０２は、そのポーリングを受信すると、Ｓ６０２と同様に、第１制御部２０１に対して通信開始を通知する（Ｓ６１７）。第１制御部２０１は、ＮＦＣ通信の開始の通知を受けると、受電器に対して制限指示を発出する（Ｓ６１９）。また、ＮＦＣ２０２は、ポーリングに対するレスポンスをＮＦＣ１０６へ送信する（Ｓ６１８）。
Here, it is assumed that the
ここで、Ｓ６０１のポーリングが送信されるタイミングでは、送電器から充電用電力が送電されていない状態であったため、ＮＦＣ２０２は、そのポーリング内のコマンドを正しく復調できる。しかし、Ｓ６１６のポーリングが送信されるタイミングでは充電用電力が送電中に送信されている。このため、充電用電力に含まれるノイズ成分によってポーリング内のコマンドの波形が歪み、ＮＦＣ２０２は、コマンドを正しく復調できない場合がありうる。このように、ポーリング内のコマンドの復調に失敗すると、ＮＦＣ２０２は、正確には通信が開始されたか判断できない。しかしながら、上述のように、送電器が送電する電力の動作周波数は数百ｋＨｚであり、ＮＦＣの動作周波数は１３．５６ＭＨｚである。このようにそれぞれ異なる動作周波数が用いられているため、送電器が送電する電力によって、受電装置２００のＮＦＣ２０２および第１制御部２０１が起動するとは考えにくい。すなわち、ＮＦＣ２０２は、ＮＦＣ２０２および第１制御部２０１が起動したことにより、ポーリングが受信された、すなわち、ＮＦＣ通信が開始されたと判定しうる。まとめると、ＮＦＣ２０２は、ＮＦＣ２０２がコマンドを正しく復調できた場合のみならず、ＮＦＣ２０２および第１制御部２０１が起動した場合に、ＮＦＣ通信が開始されたと判定しうる。
Here, at the timing when the poll of S601 is transmitted, the charging power is not transmitted from the transmitter, so that the
図６に戻り、受電器は、制限指示を受け付けると、送電停止（ＮＦＣ）を送電器へと送信する（Ｓ６２０）。送電器は、送電停止を要求されたため、充電用電力の送電を停止し、所定の時間間隔で小電力を送出するようにする（Ｓ６２１）。なお、送電器は、上述のように、例えば小電力を送出することによる物体検出の結果が変わらない場合、受電器が送電可能範囲に存在し続けていると判定できるため、その状態で所定の期間が経過した場合に、中電力を送出しうる（Ｓ６２２）。しかしながら、受電器は、この時点では第１制御部２０１から制限解除を受信していないため、中電力を受信したことに応じて、送電器に対して、送電停止（ＮＦＣ）を再度送信しうる（Ｓ６２３）。その後、ＮＦＣ２０２が、ＮＦＣ通信が終了した場合にその旨を第１制御部２０１へ通知する（Ｓ６２４）と、第１制御部２０１は受電器に対して制限解除を通知する（Ｓ６２５）。この後のＳ６２６〜Ｓ６３０の処理は、Ｓ６１０〜Ｓ６１４の処理と同様であるため、説明を省略する。
Returning to FIG. 6, when the power receiver receives the restriction instruction, it transmits a power transmission stop (NFC) to the power transmission (S620). Since the power transmission is requested to stop the power transmission, the power transmission of the charging power is stopped, and a small amount of power is transmitted at a predetermined time interval (S621). As described above, if the result of object detection by transmitting a small amount of electric power does not change, it can be determined that the power receiver continues to exist in the transmittable range. When the period elapses, medium power can be transmitted (S622). However, since the power receiver has not received the restriction release from the
その後、受電器は、バッテリが満充電となった等によって充電を終了する場合に、送電停止を要求するための通知を送電器へと送信する（Ｓ６３１）。なお、受電器が通知する送電停止には、その送電停止の理由を示す情報が含まれてもよい。例えば、本例では、受電器は、満充電であることが送電停止を要求する理由であることを示す情報を、メッセージに含めて送信する。送電器は、送電停止要求を受信すると、充電用電力（及び中電力）の送出を終了し、その後は、再度、小電力の定期的な送出を再開する（Ｓ６３２）。 After that, the power receiver transmits a notification for requesting the stop of power transmission to the power transmission when the charging is completed due to the battery being fully charged or the like (S631). The power transmission stop notified by the power receiver may include information indicating the reason for the power transmission stop. For example, in this example, the power receiver transmits information indicating that the full charge is the reason for requesting the power transmission stop, including the information in the message. Upon receiving the power transmission stop request, the transmitter ends the transmission of charging power (and medium power), and then resumes the periodic transmission of low power again (S632).
以上のように、本実施形態に係る受電装置２００は、ＮＦＣ通信が開始されている又は開始される可能性がある場合に、送電装置１００に対して充電用電力の送電停止（ＮＦＣ）を通知する。なお、受電装置２００は、ＮＦＣ２０２および第１制御部２０１が起動している場合に、ＮＦＣ通信が開始されている又は開始される可能性があると判定しうる。これにより、送電装置１００が充電用電力を送電しないようにして、無線電力伝送の電磁波がＮＦＣ通信に干渉することを防ぐことが可能となる。
As described above, the
なお、図６の例は、送電器が送電停止（ＮＦＣ）を受信した時に充電用電力のみならず中電力での送電をも停止する場合の例について説明した。この場合、充電用電力及び中電力での送電が停止されたことに応じて受電器への電力供給が途切れるため、受電器の動作がリセットされうる。この場合、送電器と受電器は、充電用電力の送受電を再開する際に無線電力伝送のシーケンス（例えばＳ６２８及びＳ６２９の処理）を実行することとなる。これに対して、上述のように、送電器は、送電停止（ＮＦＣ）を受信した場合であっても、充電用電力の送出を停止するが中電力の送出を維持してもよい。これによれば、受電器に対して継続して電力が供給されることとなるため、受電器は、送電器との間で生存確認などの所定の通信を維持することができる。したがって、受電器は、例えばＳ６２５において第１制御部２０１から通信解除を受信したことに応じて、直ちに送電器に対して電力増加要求を送信することができる。これにより、受電器は、充電用電力を早期に受電することができるようになる。また、受電器は、送電停止（ＮＦＣ）を送電器へと送信するのではなく、Ｓ６１４のような電力増減要求によって、送電器が送出する電力を中電力と同等のレベルとなるように要求してもよい。
In the example of FIG. 6, when the power transmission receives the power transmission stop (NFC), not only the charging power but also the power transmission at the medium power is stopped. In this case, the operation of the power receiver can be reset because the power supply to the power receiver is interrupted in response to the suspension of the power transmission for charging and the medium power. In this case, the transmitter and the receiver will execute the sequence of wireless power transmission (for example, the processing of S628 and S629) when resuming the transmission and reception of the charging power. On the other hand, as described above, the transmitter may stop the transmission of the charging power but maintain the transmission of the medium power even when the transmission stop (NFC) is received. According to this, since power is continuously supplied to the power receiver, the power receiver can maintain a predetermined communication such as survival confirmation with the power transmitter. Therefore, the power receiver can immediately transmit a power increase request to the power transmitter in response to receiving the communication cancellation from the
また、本実施形態では、ＮＦＣ２０２がＮＦＣ通信の開始及び終了を判定するものとしたが、この判定は受電器によって行われてもよい。例えば、受電器は、中電力を受電して起動した時に、ＮＦＣ２０２または第１制御部２０１の不図示の電源電圧を観測しうる。そして、受電器は、ＮＦＣ２０２または第１制御部２０１が起動する程度の電圧値を検出した場合は、通信が開始されると判定したことに応じた所定の処理（すなわち、上述の例における制限指示を受けた場合の処理）を実行しうる。また、受電アンテナ２０３と受電部２０５とによって検出可能なＮＦＣの微小な信号を検出することにより、ＮＦＣ通信の開始及び終了が判定されてもよい。また、ＮＦＣ通信の終了は、例えば、受電装置２００内部の不図示のタイマによって判断されてもよい。例えば、タイマの設定値としてポーリングの受信を開始してからレスポンスの送信を終えるまでの動作を、少なくとも１サイクル以上行うことができる時間が設定される。これにより、受電装置２００は、ポーリングの受信が開始されたと判断したことに応じてタイマをスタートさせることによって、タイマの満了時間にはＮＦＣ通信が終了していると判断することができる。
Further, in the present embodiment, the
本実施形態に係る無線電力伝送システムの電力伝送方式は特に限定されない。例えば、送電装置１００の共振器（共鳴素子）と、受電装置２００の共振器（共鳴素子）との間の磁場の共鳴（共振）による結合によって電力を伝送する磁界共鳴方式であってもよい。また電磁誘導方式、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が用いられてもよい。
The power transmission method of the wireless power transmission system according to the present embodiment is not particularly limited. For example, a magnetic field resonance method may be used in which power is transmitted by coupling of the magnetic field between the resonator (resonant element) of the
また、上述の説明では、送電装置１００における無線電力伝送の送電可能範囲において無線電力伝送と関係しない通信が影響を受ける場合の処理について説明した。ここで、ＮＦＣ通信は、無線電力伝送が影響を与える通信の一例であり、他の通信方式が用いられてもよい。例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）規格、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、ＧＰＳが用いられてもよい。なお、無線電力伝送によって影響を受けうる無線通信は、送電装置１００と受電装置２００との間の通信に限られない。すなわち、送電装置１００と受電装置２００との周辺で行われる通信も無線電力伝送によって影響を受けうる。このため、受電装置２００は、周辺で行われる通信を検出すると、無線電力伝送で送られる電力を制限すべきことを示す通知を送電装置１００へ送信しうる。例えば、受電装置２００は、送電装置１００と異なる他の装置との間でＮＦＣ通信が行われる場合に、送電装置１００に対して無線電力伝送で送られる電力を制限すべきことを通知しうる。
Further, in the above description, the processing when the communication not related to the wireless power transmission is affected in the transmittable range of the wireless power transmission in the
また、通信部１０４又は通信部２０４の制御通信は、送電アンテナ１０５から送電する電力に重畳して行われる、いわゆるインバンド通信でありうるが、これに限られない。すなわち、制御通信は、アウトバンド通信であってもよく、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（登録商標）規格、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅなどによって行われてもよい。
Further, the control communication of the
また、通信部１０４又は通信部２０４の制御通信は、送電アンテナ１０５から送電する電力に重畳して行われる、いわゆるインバンド通信でありうるが、これに限られない。すなわち、制御通信は、アウトバンド通信であってもよく、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（登録商標）規格、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅなどによって行われてもよい。
Further, the control communication of the
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、これらの装置は、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。
Further, the
＜＜その他の実施形態＞＞
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
<< Other Embodiments >>
The present invention is also realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiment is supplied to the system or device via a network or various storage media, and the computer (or CPU, MPU, etc.) of the system or device reads the program. This is the process to be executed.
１００；送電装置、１０１：制御部、１０３：送電部、１０４：通信部、１０６：ＮＦＣ、２００：受電装置、２０１：第１制御部、２０２：ＮＦＣ、２０４：通信部、２０５：受電部、２０６：第２制御部 100; power transmission device, 101: control unit, 103: power transmission unit, 104: communication unit, 106: NFC, 200: power receiving device, 201: first control unit, 202: NFC, 204: communication unit, 205: power receiving unit, 206: Second control unit
Claims (9)
第１アンテナを用いて、前記受電手段が負荷に供給する電力を前記送電装置から受電する制御のための通信を行う第１の通信手段と、前記第１アンテナとは異なる第２アンテナを用いて、前記負荷に供給する電力を前記送電装置から受電する制御のための通信とは異なる通信を行う第２の通信手段とを有する通信手段と、
前記負荷に供給する電力を前記送電装置から受電する制御のための通信とは異なる通信を行うことに基づいて、前記負荷に供給する電力の送電を制限させるための通知を、前記送電装置に送信するように前記通信手段を制御する制御手段と、を有し、
前記受電手段および前記第１の通信手段は、前記送電装置から受電した電力によって起動し、
前記受電手段は、前記第２の通信手段により、前記負荷に供給する電力を前記送電装置から受電する制御のための通信とは異なる通信が行われる間、前記負荷に供給する電力より小さい電力であって、前記受電手段および前記第１の通信手段を起動させることができる電力を受電する
ことを特徴とする受電装置。 A means of receiving power wirelessly from a power transmission device,
Using the first antenna, a first communication means for controlling the power supplied by the power receiving means to the load from the power transmission device is used, and a second antenna different from the first antenna is used. A communication means having a second communication means for performing communication different from the communication for control of receiving the electric power supplied to the load from the power transmission device, and
A notification for limiting the transmission of the power supplied to the load is transmitted to the power transmission device based on a communication different from the communication for controlling receiving the power supplied to the load from the power transmission device. It has a control means for controlling the communication means so as to perform the above.
The power receiving means and the first communication means are activated by the electric power received from the power transmission device.
The power receiving means uses a power smaller than the power supplied to the load while the second communication means performs communication different from the communication for controlling receiving the power supplied to the load from the power transmission device. A power receiving device, characterized in that it receives electric power capable of activating the power receiving means and the first communication means.
第１アンテナを用いて、前記受電手段が負荷に供給する電力を前記送電装置から受電する制御のための通信を行う第１の通信手段と、前記第１アンテナとは異なる第２アンテナを用いて、前記負荷に供給する電力を前記送電装置から受電する制御のための通信とは異なる通信を行う第２の通信手段とを有する通信手段と、
を有する受電装置の制御方法であって、
前記受電手段により受電する受電工程と、
前記通信手段による通信を行う通信工程と、
前記通信工程において、前記負荷に供給するための電力を前記送電装置から受電する制御のための通信とは異なる通信が行われることに基づいて、前記負荷に供給する電力の送電を制限させるための通知が前記送電装置に送信されるように前記通信手段を制御する制御工程と、
を有し、
前記受電手段および前記第１の通信手段は、前記受電工程において前記送電装置から受電される電力によって起動し、
前記受電工程において、前記第２の通信手段により、前記負荷に供給する電力を前記送電装置から受電する制御のための通信とは異なる通信が行われる間、前記負荷に供給する電力より小さい電力であって、前記受電手段および前記第１の通信手段を起動させることができる電力が受電される
ことを特徴とする制御方法。 A means of receiving power wirelessly from a power transmission device,
Using the first antenna, a first communication means for controlling the power supplied by the power receiving means to the load from the power transmission device is used, and a second antenna different from the first antenna is used. A communication means having a second communication means for performing communication different from the communication for control of receiving the electric power supplied to the load from the power transmission device , and
It is a control method of a power receiving device having
The power receiving process of receiving power by the power receiving means and
A communication process for communicating by the communication means and
In the communication process, the power to be supplied before Kimake load based on said different communication from the communication for control to receive power from the power transmitting device is carried out, thereby limiting the transmission of power supplied to the load a controlling process of controlling the communication means such notification for are sent before Symbol power transmission device,
Have,
The power receiving means and the first communication means are activated by the electric power received from the power transmission device in the power receiving process.
In the power receiving step, the power supplied to the load is smaller than the power supplied to the load while the second communication means performs communication different from the communication for controlling receiving the power supplied to the load from the power transmission device. A control method, characterized in that electric power capable of activating the power receiving means and the first communication means is received .
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