JP6852028B2 - 電子装置及び方法 - Google Patents
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Description
このため、他の無線通信システムに深刻な干渉を与えずに、無線送電を行うことが可能な技術の開発が望まれている。
無線送電装置101は、所定の周波数帯の電磁波を用いて無線受電装置102に電力を伝送する。第1無線通信システムは、無線送電装置101が送電時に用いる周波数帯よりも低周波数側に位置する周波数帯を用いて無線通信を行うシステムであり、例えばIEEE 802.11規格の無線LANシステム等がこれに相当する。一方で、第2無線通信システムは、無線送電装置101が送電時に用いる周波数帯よりも高周波数側に位置する周波数帯を用いて無線通信を行うシステムであり、例えばDSRC(Dedicated Short Range Communications)システムがこれに相当する。
このため、本実施形態においては、第1無線通信システム及び第2無線通信システムに対して深刻な干渉を与えることなく、無線受電装置102に対して無線送電を行うことが可能な無線送電装置101について説明する。
無線送電装置101は、図2に示すように、少なくとも1つ以上のアンテナ111、スイッチ部112、無線電力伝送部(WPT: Wireless Power Transmitter)113、電力検出部114、記憶部115及び制御部116、等を備えている。なお、図2では、無線電力伝送部113、電力検出部114及び制御部116が1つのチップによって実現されている場合を想定しているが、これに限定されず、各部の一部または全部が別々のチップによって実現されても良い。
なお、ここでは、アンテナ111がスイッチ部112からの指示にしたがって送受信アンテナとして機能する場合を例示したが、これに限定されず、無線送電装置101には、受信アンテナ及び送信アンテナがそれぞれ別々に設けられても良い。
図3は、記憶部115に予め記憶される複数の第1情報によって示される複数の基準線115a〜115cを示している。第1情報は、既述したように、第1及び第2無線通信システムで使用される周波数帯毎に設定される受信電力に関する閾値と、最大送電時間に対する送電可能時間の百分率(送電可能時間割合)とが対応づけられた情報であり、送電可能時間割合毎に、各周波数帯に設定される受信電力に関する閾値を結ぶことで、図3に示すような基準線115a〜115cとなって表される。
まず、各基準線115a〜115cの関係について説明する。
第1及び第2無線通信システムにおいて使用される各周波数帯に設定される受信電力に関する閾値は、図3の第1〜第3基準線115a〜115cに示されるように、送電可能時間割合が小さいほど大きな値に設定され、送電可能時間割合が大きいほど小さな値に設定される。
図3の第1基準線115aに示されるように、送電周波数帯の中心周波数cfよりも低周波数側に隣接して位置する周波数帯ch1には、受信電力に関する閾値として第1閾値th1が設定される。また、上記した周波数帯ch1よりも低周波数側に隣接して位置する周波数帯ch2には、受信電力に関する閾値として第1閾値th1よりも大きい第2閾値th2が設定される。同様に、上記した周波数帯ch2よりも低周波数側に位置する周波数帯ch3には、第2閾値th2よりも大きい第3閾値th3が設定され、当該周波数帯ch3よりもさらに低周波数側に位置する周波数帯ch4には、第3閾値th3よりもさらに大きい第4閾値th4が設定される。
また、ここでは、第1基準線115aを例にとって説明したが、第2及び第3基準線115b,115cについても同様な法則で、周波数帯毎に受信電力に関する閾値が設定される。
すなわち、基準線の形状が、送電周波数帯の中心周波数cfを境にして、低周波数側と高周波数側とで非対称な形状になるように、受信電力に関する閾値が設定される。これは、第1無線通信システムと第2無線通信システムとでは、伝送仕様や受信品質要求が異なることに起因する。
以上説明した各種関係性を有する第1情報が生成され、生成された第1情報は、無線送電装置101の記憶部115に予め記憶される。
無線送電装置101の電力検出部114は、所定期間(スキャン期間)毎に、第1及び第2無線通信システムで使用される周波数帯毎の受信電力を検出する。
より詳しくは、まず、無線送電装置101のスイッチ部112は、所定期間毎に、制御部116からの指示にしたがってアンテナ111の動作モードを受信アンテナとして機能する動作モードに切り替える。アンテナ111は、第1無線通信システムで使用される周波数帯毎に、無線通信装置201,202間で送受信されている無線信号を受信する。同様に、アンテナ111は、第2無線通信システムで使用される周波数帯毎に、無線通信装置301,302間で送受信されている無線信号を受信する(ブロックB1)。そして、電力検出部114は、第1及び第2無線通信システムで使用される周波数帯毎に受信された無線信号のパワー(受信電力)を検出する(ブロックB2)。
ここで、図5〜図7を参照して、ブロックB4の処理について具体的に説明する。
図5〜図7は、図3に示した第1〜第3基準線115a〜115cと、電力検出部114によって周波数帯毎に検出された各受信電力を結ぶことで得られる検出線114aとを示している。なお、既述したように、実線で示される第1基準線115aは、送電可能時間割合が10%の基準線であり、点線で示される第2基準線115bは、送電可能時間割合が50%の基準線であり、一点鎖線で示される第3基準線115cは、送電可能時間割合が100%の基準線であるものとする。また、検出線114aは二点鎖線で示されているものとする。
上記したブロックB4の処理によって送電可能時間割合が決定されると、制御部116は、決定された送電可能時間割合にしたがって送電タイミングを決定し、当該決定された送電タイミングで送電信号をアンテナ111に供給するよう指示するための指示信号を無線電力伝送部113に供給する(ブロックB5)。なお、アンテナ111の動作モードが受信アンテナとして機能する動作モードであった場合には、制御部116は、アンテナ111の動作モードを送信アンテナとして機能する動作モードに切り替えるよう指示するための指示信号をスイッチ部112に供給することも行う。これによれば、アンテナ111の動作モードは、送信アンテナとして機能する動作モードに切り替えられる。
(変形例1)
本実施形態においては、記憶部115には、図3に示した形状の基準線(第1〜第3基準線115a〜115c)を描くような第1情報が予め記憶されるとしたが、これに限定されず、例えば図8に示す形状の基準線を描くような第1情報が予め記憶されるとしても良い。なお、ここでは説明の便宜上、図8には、1つの送電可能時間割合に対応した基準線のみを図示しているが、実際には、複数の送電可能時間割合に対応した複数の基準線があるものとする(すなわち、記憶部115には、図8の基準線と同様な形状を描く複数の第1情報が記憶されているものとする)。また、図8の基準線は、図3の基準線115cと同様な送電可能時間割合に対応した基準線であるものとする。
また、記憶部115には、図9に示す形状の基準線を描くような第1情報が予め記憶されるとしても良い。なお、ここでは説明の便宜上、図9には、1つの送電可能時間割合に対応した基準線のみを図示しているが、実際には、複数の送電可能時間割合に対応した複数の基準線があるものとする(すなわち、記憶部115には、図9の基準線と同様な形状を描く複数の第1情報が記憶されているものとする)。また、図9の基準線は、図3の基準線115cと同様な送電可能時間割合に対応した基準線であるものとする。
これによれば、上記した図8に示す基準線115dと同様な効果を得ることが可能である。
さらに、記憶部115には、図10に示す形状の基準線を描くような第1情報が予め記憶されるとしても良い。なお、ここでは説明の便宜上、図10には、1つの送電可能時間割合に対応した基準線のみを図示しているが、実際には、複数の送電可能時間割合に対応した複数の基準線があるものとする(すなわち、記憶部115には、図10の基準線と同様な形状を描く複数の第1情報が記憶されているものとする)。
記憶部115に予め記憶される第1情報は、既述したように、受信電力に関する閾値と送電可能時間割合とが対応づけられた情報であるとしたが、これに限定されず、第1情報は、図11に示すように、受信電力に関する閾値と、送電可能時間割合及び最大等価等方放射電力(EIRP: Equivalent Isotropic Radiated Power)とが対応づけられた情報であるとしても良い。最大等価等方放射電力は、既述の送電電力を決定するために用いられる。なお、ここでは、送電電力が最大等価等方放射電力に基づいて決定される場合を例示するが、送電電力は別の方法にて決定されても良い。
あるいは、第1情報は、送電可能時間割合や最大等価等方放射電力ではなく、無線受電装置102に連続して無線送電を行うことが可能な連続送電期間を規定するとしても良い。この場合、受信電力に関する閾値は、連続送電期間が長いほど小さくなり、連続送電期間が短いほど大きくなるものとする。
図12は、本変形例に係る無線送電装置101のハードウェア構成の一例を示す。図12に示す無線送電装置101は、アンテナ111が複数の素子アンテナによって構成されるアレーアンテナであり、且つ振幅位相設定部117をさらに備えている点で、図2に示した無線送電装置101と相違している。なお、ここでは、記憶部115には、図11に示した第1情報が予め記憶されているものとする。
図13は、本変形例に係る無線送電装置101のハードウェア構成の一例を示す。図13に示す無線送電装置101は、同期部120をさらに備えている点で、図12に示した無線送電装置101と相違している。また、本変形例においては、複数の無線送電装置101が近接して設置されている無線送電環境を想定する。
このため、本変形例に係る無線送電装置101は同期部120を用いて、複数の無線送電装置101間で、受信電力の検出を始めるタイミングと、そのスキャン期間とを同期させる。なお、複数の無線送電装置101は通信可能に接続されており、その内の1つがホストとして機能しているものとする。
あるいは、制御部116は、送電可能な時間と、送電可能な電力の大きさとの双方を制御するとしても良い。この場合、制御部116は、送電可能な時間と送電可能な電力の大きさとの双方が規定された第1情報を用いて制御を行えば良い。
Claims (18)
- 電磁波により電力を伝送する電力伝送部と、
送電対象への送電時に使用される送電周波数帯とは異なる周波数帯にて電力を検出可能な電力検出部と、
前記送電周波数帯の中心周波数よりも低周波数側に隣接して位置する第1周波数帯に対して設定される第1閾値と、前記中心周波数よりも高周波数側に隣接して位置する第2周波数帯に対して設定される第2閾値と、前記第1周波数帯よりも低周波数側に隣接して位置する第3周波数帯に対して設定される第3閾値と、前記第2周波数帯よりも高周波数側に隣接して位置する第4周波数帯に対して設定される第4閾値と、前記第1乃至前記第4周波数帯のいずれか1以上で検出される電力とに基づいて、前記送電対象に送電可能な時間を決定する制御部と
を備え、
前記電力伝送部は、前記決定された送電対象に送電可能な時間に基づいて前記送電対象に電力を伝送し、
前記第3閾値は前記第1閾値よりも大きく、前記第4閾値は前記第2閾値よりも大きく、前記第3閾値と前記第1閾値との差分は、前記第4閾値と前記第2閾値との差分よりも大きい、電子装置。 - 前記制御部は、
前記第1乃至前記第4閾値と、前記第3周波数帯よりも低周波数側に隣接して位置する第5周波数帯に対して設定される第5閾値と、前記第4周波数帯よりも高周波数側に隣接して位置する第6周波数帯に対して設定される第6閾値と、前記第1乃至前記第6周波数帯のいずれか1以上で検出される電力とに基づいて、前記送電対象に送電可能な時間を決定し、
前記第5閾値と前記第3閾値との差分は、前記第3閾値と前記第1閾値との差分よりも大きく、前記第6閾値と前記第4閾値との差分は、前記第4閾値と前記第2閾値との差分よりも大きい、請求項1に記載の電子装置。 - 前記制御部は、
前記第1乃至前記第4閾値と、前記第1周波数帯よりも低周波数側に第1の値以上離れて位置する第7周波数帯に対して設定される第7閾値と、前記第7周波数帯よりも低周波数側に位置する少なくとも1つの第8周波数帯に対して設定される第8閾値と、前記第2周波数帯よりも高周波数側に第2の値以上離れて位置する第9周波数帯に対して設定される第9閾値と、前記第9周波数帯よりも高周波数側に位置する少なくとも1つの第10周波数帯に対して設定される第10閾値と、前記第1乃至前記第4周波数帯及び前記第7乃至前記第10周波数帯のいずれか1以上で検出される電力とに基づいて、前記送電対象に送電可能な時間を決定し、
前記第7閾値と前記第8閾値とは同一であり、前記第9閾値と前記第10閾値とは同一である、請求項1に記載の電子装置。 - 前記制御部は、
前記第1乃至前記第4閾値と、前記第3周波数帯よりも低周波数側に隣接して位置する周波数帯であって、前記第3周波数帯と同一のチャネル帯域幅に含まれる第11周波数帯に対して設定される第11閾値と、前記第4周波数帯よりも高周波数側に隣接して位置する周波数帯であって、前記第4周波数帯を使用する機器と同一種別の機器にて使用される第12周波数帯に対して設定される第12閾値と、前記第1乃至前記第4周波数帯と前記第11及び前記第12周波数帯とのいずれか1以上で検出される電力とに基づいて、前記送電対象に送電可能な時間を決定し、
前記第3閾値と前記第11閾値とは同一であり、前記第4閾値と前記第12閾値とは同一である、請求項1に記載の電子装置。 - 前記制御部は、
前記第1乃至前記第4閾値と、前記第1乃至前記第4周波数帯のいずれか1以上で検出される電力と、前記送電対象に電力を伝送する際の送電電力に関する情報とに基づいて、前記送電対象に送電可能な時間と前記送電電力とを決定する、請求項1に記載の電子装置。 - 前記電力検出部は、
第1方向に指向性を有して、前記送電周波数帯とは異なる周波数帯にて電力を検出し、且つ前記第1方向とは異なる第2方向に指向性を有して、前記送電周波数帯とは異なる周波数帯にて電力を検出し、
前記制御部は、
前記送電対象への送電時に前記第1方向に指向性を有する場合、前記第1乃至前記第4閾値と、前記第1方向に指向性を有して検出された周波数帯の電力と、前記送電対象に電力を伝送する際の送電電力に関する情報とに基づいて、前記送電対象に送電可能な時間と前記送電時の送電電力とを決定し、
前記送電対象への送電時に前記第2方向に指向性を有する場合、前記第1乃至前記第4閾値と、前記第2方向に指向性を有して検出された周波数帯の電力と、前記送電対象に電力を伝送する際の送電電力に関する情報とに基づいて、前記送電対象に送電可能な時間と前記送電時の送電電力とを決定する、請求項5に記載の電子装置。 - 前記送電周波数帯とは異なる周波数帯にて電力を検出するタイミングと、前記送電対象へ電力を伝送するタイミングとを、近傍に位置する他の電子装置と同期させる同期部をさらに備える、請求項6に記載の電子装置。
- 前記電力検出部は、
前記近傍に位置する他の電子装置とは異なる方向に指向性を有して、前記送電周波数帯とは異なる周波数帯にて電力を検出し、
前記電力伝送部は、
前記近傍に位置する他の電子装置とは異なる方向に指向性を有して、前記送電対象へ電力を伝送する、請求項7に記載の電子装置。 - 電磁波により電力を伝送することと、
送電対象への送電時に使用される送電周波数帯とは異なる周波数帯にて電力を検出することと、
前記送電周波数帯の中心周波数よりも低周波数側に隣接して位置する第1周波数帯に対して設定される第1閾値と、前記中心周波数よりも高周波数側に隣接して位置する第2周波数帯に対して設定される第2閾値と、前記第1周波数帯よりも低周波数側に隣接して位置する第3周波数帯に対して設定される第3閾値と、前記第2周波数帯よりも高周波数側に隣接して位置する第4周波数帯に対して設定される第4閾値と、前記第1乃至前記第4周波数帯のいずれか1以上で検出される電力とに基づいて、前記送電対象に送電可能な時間を決定することと、
前記決定された送電対象に送電可能な時間に基づいて前記送電対象に電力を伝送することと
を備え、
前記第3閾値は前記第1閾値よりも大きく、前記第4閾値は前記第2閾値よりも大きく、前記第3閾値と前記第1閾値との差分は、前記第4閾値と前記第2閾値との差分よりも大きい、方法。 - 前記第1乃至前記第4閾値と、前記第3周波数帯よりも低周波数側に隣接して位置する第5周波数帯に対して設定される第5閾値と、前記第4周波数帯よりも高周波数側に隣接して位置する第6周波数帯に対して設定される第6閾値と、前記第1乃至前記第6周波数帯のいずれか1以上で検出される電力とに基づいて、前記送電対象に送電可能な時間を決定することをさらに備え、
前記第5閾値と前記第3閾値との差分は、前記第3閾値と前記第1閾値との差分よりも大きく、前記第6閾値と前記第4閾値との差分は、前記第4閾値と前記第2閾値との差分よりも大きい、請求項9に記載の方法。 - 前記第1乃至前記第4閾値と、前記第1周波数帯よりも低周波数側に第1の値以上離れて位置する第7周波数帯に対して設定される第7閾値と、前記第7周波数帯よりも低周波数側に位置する少なくとも1つの第8周波数帯に対して設定される第8閾値と、前記第2周波数帯よりも高周波数側に第2の値以上離れて位置する第9周波数帯に対して設定される第9閾値と、前記第9周波数帯よりも高周波数側に位置する少なくとも1つの第10周波数帯に対して設定される第10閾値と、前記第1乃至前記第4周波数帯及び前記第7乃至前記第10周波数帯のいずれか1以上で検出される電力とに基づいて、前記送電対象に送電可能な時間を決定することをさらに備え、
前記第7閾値と前記第8閾値とは同一であり、前記第9閾値と前記第10閾値とは同一である、請求項9に記載の方法。 - 前記第1乃至前記第4閾値と、前記第3周波数帯よりも低周波数側に隣接して位置する周波数帯であって、前記第3周波数帯と同一のチャネル帯域幅に含まれる第11周波数帯に対して設定される第11閾値と、前記第4周波数帯よりも高周波数側に隣接して位置する周波数帯であって、前記第4周波数帯を使用する機器と同一種別の機器にて使用される第12周波数帯に対して設定される第12閾値と、前記第1乃至前記第4周波数帯と前記第11及び前記第12周波数帯とのいずれか1以上で検出される電力とに基づいて、前記送電対象に送電可能な時間を決定することをさらに備え、
前記第3閾値と前記第11閾値とは同一であり、前記第4閾値と前記第12閾値とは同一である、請求項9に記載の方法。 - 前記第1乃至前記第4閾値と、前記第1乃至前記第4周波数帯のいずれか1以上で検出される電力と、前記送電対象に電力を伝送する際の送電電力に関する情報とに基づいて、前記送電対象に送電可能な時間と前記送電電力とを決定することをさらに備える、請求項9に記載の方法。
- 第1方向に指向性を有して、前記送電周波数帯とは異なる周波数帯にて電力を検出し、且つ前記第1方向とは異なる第2方向に指向性を有して、前記送電周波数帯とは異なる周波数帯にて電力を検出することと、
前記送電対象への送電時に前記第1方向に指向性を有する場合、前記第1乃至前記第4閾値と、前記第1方向に指向性を有して検出された周波数帯の電力と、前記送電対象に電力を伝送する際の送電電力に関する情報とに基づいて、前記送電対象に送電可能な時間と前記送電時の送電電力とを決定することと、
前記送電対象への送電時に前記第2方向に指向性を有する場合、前記第1乃至前記第4閾値と、前記第2方向に指向性を有して検出された周波数帯の電力と、前記送電対象に電力を伝送する際の送電電力に関する情報とに基づいて、前記送電対象に送電可能な時間と前記送電時の送電電力とを決定することと
をさらに備える、請求項13に記載の方法。 - 前記送電周波数帯とは異なる周波数帯にて電力を検出するタイミングと、前記送電対象へ電力を伝送するタイミングとを、近傍に位置する他の電子装置と同期することをさらに備える、請求項14に記載の方法。
- 前記近傍に位置する他の電子装置とは異なる方向に指向性を有して、前記送電周波数帯とは異なる周波数帯にて電力を検出することと、
前記近傍に位置する他の電子装置とは異なる方向に指向性を有して、前記送電対象へ電力を伝送することと
をさらに備える、請求項15に記載の方法。 - 電磁波により電力を伝送する電力伝送部と、
送電対象への送電時に使用される送電周波数帯とは異なる周波数帯にて電力を検出可能な電力検出部と、
前記送電周波数帯の中心周波数よりも低周波数側に隣接して位置する第1周波数帯に対して設定される第1閾値と、前記中心周波数よりも高周波数側に隣接して位置する第2周波数帯に対して設定される第2閾値と、前記第1周波数帯よりも低周波数側に隣接して位置する第3周波数帯に対して設定される第3閾値と、前記第2周波数帯よりも高周波数側に隣接して位置する第4周波数帯に対して設定される第4閾値と、前記第1乃至前記第4周波数帯のいずれか1以上で検出される電力とに基づいて、前記送電対象に送電可能な電力の大きさを決定する制御部と
を備え、
前記電力伝送部は、前記決定された送電対象に送電可能な電力の大きさに基づいて前記送電対象に電力を伝送し、
前記第3閾値は前記第1閾値よりも大きく、前記第4閾値は前記第2閾値よりも大きく、前記第3閾値と前記第1閾値との差分は、前記第4閾値と前記第2閾値との差分よりも大きい、電子装置。 - 電磁波により電力を伝送することと、
送電対象への送電時に使用される送電周波数帯とは異なる周波数帯にて電力を検出することと、
前記送電周波数帯の中心周波数よりも低周波数側に隣接して位置する第1周波数帯に対して設定される第1閾値と、前記中心周波数よりも高周波数側に隣接して位置する第2周波数帯に対して設定される第2閾値と、前記第1周波数帯よりも低周波数側に隣接して位置する第3周波数帯に対して設定される第3閾値と、前記第2周波数帯よりも高周波数側に隣接して位置する第4周波数帯に対して設定される第4閾値と、前記第1乃至前記第4周波数帯のいずれか1以上で検出される電力とに基づいて、前記送電対象に送電可能な電力の大きさを決定することと、
前記決定された送電対象に送電可能な電力の大きさに基づいて前記送電対象に電力を伝送することと
を備え、
前記第3閾値は前記第1閾値よりも大きく、前記第4閾値は前記第2閾値よりも大きく、前記第3閾値と前記第1閾値との差分は、前記第4閾値と前記第2閾値との差分よりも大きい、方法。
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