JP6961369B2 - 給電装置、給電装置の制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、受電装置に対し非接触で電力を供給することが可能な給電装置、給電装置の制御方法及びプログラムに関する。

近年、コネクタで物理的に接続することなく非接触で電力を出力するための１次コイルをアンテナとして持つ給電装置と、給電装置から供給される電力を非接触で受け付けるための２次コイルをアンテナとして持つ受電装置のシステムが知られている。また、給電機能と受電機能の両方に対応した機器も存在する。特許文献１には、他の機器から充電要請を受信すると、給電モードへ変更を行い、充電要請を行った機器への給電を開始する技術が開示されている。

特表２０１３−５２３０６３号公報

しかしながら、特許文献１記載の従来技術では、充電要請を受信すると機器が給電モードに変更されるため、不必要に給電モードへの変更が行われる可能性があるという問題がある。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたもので、給電モードへの変更を適切に行うことを目的とする。

そこで、本発明は、給電装置であって、非接触で受電装置へ電力を供給する給電手段と、非接触で他の給電装置より供給された電力を受電する受電手段と、自装置をホスト側として外部装置と通信を確立したことに応じて、動作モードを前記他の給電装置から電力を受電する受電モードから、前記受電装置へ電力を供給する給電モードへ切り替え、相手装置をホスト側として外部装置と通信を確立したことに応じて、動作モードを前記受電モードから、前記給電モードへ切り換えない切替手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、給電モードへの変更を適切に行うことができる。

非接触給電システムの全体図である。 給電装置を示す図である。 制御処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

図１は、実施形態に係る非接触給電システムの全体図である。非接触給電システムは、給電装置１００、給電装置１１０及び受電装置１２０を有している。給電装置１００は、動作モードとして、給電装置１１０より電力の供給を受けることが可能である受電モードと、受電装置１２０へ電力の供給を行うことが可能である給電モードとを有している。

給電装置１００は、図１（ａ）に示すように、通信部２０６を介して給電装置１１０と通信を確立し、機器情報や給電に関するパラメータ情報等のやり取りを行う。この際、給電装置１１０が通信のホスト側、給電装置１００が通信のスレーブ側として通信を確立する。通信確立後、給電装置１００は受電モードとして動作し、受電アンテナ２０５を介して給電装置１１０から供給される電力を受電する。

給電装置１００はまた、図１（ｂ）に示すように、通信部２０６を介して受電装置１２０と通信を確立し、機器情報や給電に関するパラメータ情報等のやり取りを行う。この際、給電装置１００が通信のホスト側、受電装置１２０が通信のスレーブ側として通信を確立する。通信確立後、給電装置１００は給電モードとして動作し、給電アンテナ２０３を介して受電装置１２０へ電力を供給する。

本実施形態の非接触給電システムは、通信にＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格を用いるものとする。すなわち、ホスト側とは、通信の接続を要求する端末であり、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ規格の「セントラル」を指す。一方、スレーブ側とは、通信の接続を待ち受ける端末であり、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ規格の「ペリフェラル」を指す。ペリフェラル側の端末は、自機の存在をセントラルに検出してもらうために「アドバタイズメント信号」を送信する。アドバタイズメント信号には、端末を特定するための名称や端末の製造元を示す情報を含む端末情報や、対応する非接触給電システムを示す情報等が含まれている。セントラル側の端末は、ペリフェラル側の端末から送信されるアドバタイズメント信号を受信した場合、接続要求信号をペリフェラル側の端末に送信し、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ規格での通信が確立される。

給電装置１００は、対向機器と通信確立時に、セントラルで通信を確立したか、ペリフェラルで通信を確立したかを判定することができるものとする。給電装置１００は、２次電池から供給される電力によって動作する電子機器である。給電装置１００としては、例えば、タブレット型ＰＣやスマートフォン、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置が挙げられる。

受電装置１２０は、２次電池から供給される電力によって動作する電子機器である。受電装置１２０としては、例えば、タブレット型ＰＣやスマートフォン、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置、ワイヤレスイヤホン等が挙げられる。また、受電装置１２０は、２次電池が装着されていない場合に、給電装置１００又は給電装置１１０から供給される電力によって動作可能な電子機器であってもよい。

図２は、給電装置１００を示す図である。給電装置１００は、制御部２０１、給電部２０２、給電アンテナ２０３、受電部２０４、受電アンテナ２０５、通信部２０６、２次電池２０７及び記憶部２０８を有している。

制御部２０１は、ＣＰＵを有する。制御部２０１は、記憶部２０８に格納されているコンピュータプログラムを実行することによって、給電装置１００の各部の動作を制御する。記憶部２０８には、コンピュータプログラムの他に、給電装置１００の各部の動作に関するパラメータ等の情報も記憶されている。制御部２０１は、例えば、電力に係る動作モードを制御する。動作モードとしては、受電モードと給電モードがある。給電モードは、給電装置１００が受電装置１２０に電力を供給するモードである。受電モードは、給電装置１１０より電力を受電するモードである。制御部２０１は、給電モード時には、給電部２０２をアクティブ状態とし、受電部２０４をスリープ状態とするよう制御し、給電部２０２から電力を供給するよう制御する。本処理は給電制御処理の一例である。制御部２０１はまた、受電モード時には、給電部２０２をスリープ状態とし、受電部２０４をアクティブ状態とするよう制御し、受電部２０４が電力を受電するよう制御する。本処理は受電制御処理の一例である。

給電部２０２は、制御部２０１と給電アンテナ２０３に接続され、制御部２０１からの制御により給電アンテナ２０３に電力を供給する。給電部２０２は、コンデンサ、コイル、抵抗等の整合調整素子で構成された整合回路を含んでいる。給電部２０２は、受電装置１２０へ送電する電力を可変に制御可能であり、制御部２０１の制御により所定の電力値を給電アンテナ２０３に供給する。

給電アンテナ２０３は、給電部２０２により生成された電力を外部に出力するためのアンテナである。給電装置１００は、給電アンテナ２０３を介して受電装置１２０に電力を供給する。給電アンテナ２０３は、ループアンテナであってもよいし、複数のアンテナ素子により構成されるアレイアンテナで構成されてもよい。

受電部２０４は、制御部２０１と受電アンテナ２０５、２次電池２０７に接続される。受電部２０４は、受電アンテナ２０５で受電した給電装置１１０から供給された電力を受信し、受信した電力を整流平滑化して２次電池２０７に電力を供給し充電を行う。受電部２０４は、整流平滑化した電力を所定の電圧にして、制御部２０１と通信部２０６に電力を供給する構成であってもよい。また、受電部２０４は、受電した電力レベルの検出が可能であり、２次電池２０７の残量の検出も可能である。

受電アンテナ２０５は、給電装置１１０が出力する給電電力を受信し、受電部２０４に供給する。受電アンテナ２０５は、ループアンテナであってもよいし、メアンダラインアンテナや平面マイクロストリップアンテナで構成されてもよい。

通信部２０６は、無線通信用のアンテナと通信制御部により構成される。通信部２０６は、所定の無線通信規格に基づいて給電装置１１０と受電装置１２０と無線通信を行う。所定の無線通信規格とは、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ規格や無線ＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）規格である。給電装置１００は、給電装置１１０と受電装置１２０だけでなく、同じ無線通信規格に対応した電子機器であるならば無線通信が可能である。

２次電池２０７は、給電装置１００に内蔵されている、もしくは着脱可能な２次電池である。２次電池２０７は再充電可能な電池であり、例えばリチウムイオン等の電池である。２次電池２０７は、給電装置１００の各部に対して電力を供給することができる。

なお、給電装置１１０は、給電装置１００より受電部２０４、受電アンテナ２０５、２次電池２０７を省略した構成である。また、受電装置１２０は、給電装置１００より給電部２０２、給電アンテナ２０３を省略した構成であり、詳細な説明は割愛する。

図３は、給電装置１００による制御処理を示すフローチャートである。制御処理は、制御部２０１が記憶部２０８に格納されているプログラムを読み出し、このプログラムを実行することにより実現されるものである。Ｓ３０１において、制御部２０１は、給電装置１００を受電モードで動作させるよう制御を行う。すなわち、制御部２０１は、動作モードを受電モードに設定する。なお、制御部２０１は、給電装置１００を、受電装置１２０を給電する給電モード時以外は常に受電モードで動作させるよう制御を行う。

次に、Ｓ３０２において、制御部２０１は、自装置の２次電池２０７の残容量を検出する。検出した２次電池２０７の残容量が第１閾値以上の場合には（Ｓ３０２、Ｙｅｓ）、処理をＳ３０３へ進める。制御部２０１は、２次電池２０７の残容量が第１閾値未満の場合には（Ｓ３０２、Ｎｏ）、受電装置１２０へ供給する十分な電力がないと判断し、制御処理を終了する。なお、第１閾値は予め設定された値であるものとする。

Ｓ３０３において、制御部２０１は、通信部２０６を介して受電装置１２０と通信を確立した際に、ホスト側で通信を確立したか否かを判定する。制御部２０１は、ホスト側で受電装置１２０と通信を確立したと判定した場合には（Ｓ３０３、Ｙｅｓ）、処理をＳ３０４へ進める。制御部２０１は、ホスト側で受電装置１２０と通信を確立していないと判定した場合には（Ｓ３０３、Ｎｏ）、処理をＳ３０１へ進める。すなわち、この場合、給電装置１００は、引き続き受電モードで動作する。

Ｓ３０４において、制御部２０１は、通信部２０６を介して受電装置１２０が備える２次電池の残容量を示す情報を受信する。制御部２０１は、受電装置１２０が備える２次電池の残容量が第２閾値未満である場合には（Ｓ３０４、Ｙｅｓ）、処理をＳ３０５へ進める。制御部２０１は、受電装置１２０が備える２次電池の残容量が第２閾値以上である場合には（Ｓ３０４、Ｎｏ）、受電装置１２０への給電の必要がないと判断し、制御処理を終了する。なお、第２閾値は予め設定された値であるものとする。また、上述の第１閾値と第２閾値は同じ値であってもよく、また異なる値であってもよい。

Ｓ３０５において、制御部２０１は、動作モードを受電モードから給電モードへ切り替える。本処理は、切替処理の一例である。このように、制御部２０１は、自装置の２次電池の残容量が第１閾値以上で、受電装置１２０の２次電池の残容量が第２閾値未満の場合において、ホスト側で通信を確立した場合に、給電モードに切り替える。一方で、制御部２０１は、自装置の２次電池の残容量が第１閾値未満の場合、受電装置１２０の２次電池の残容量が第２閾値以上の場合、ホスト側で通信を確立していない場合には、給電モードへの切り替えを行わないよう制御する。

次に、Ｓ３０６において、制御部２０１は、給電部２０２を制御し、給電アンテナ２０３を介した受電装置１２０への電力供給を開始する。次に、Ｓ３０７において、制御部２０１は、自装置の２次電池２０７の残容量を検出する。制御部２０１は、２次電池２０７の残容量が第１閾値以上の場合には（Ｓ３０７、Ｙｅｓ）、処理をＳ３０８へ進める。制御部２０１は、２次電池２０７の残容量が第１閾値未満の場合には（Ｓ３０７、Ｎｏ）、受電装置１２０へ供給する十分な電力がないと判断し、処理をＳ３０９へ進める。

Ｓ３０８において、制御部２０１は、通信部２０６を介して受電装置１２０が備える２次電池の残容量を示す情報を受信する。制御部２０１は、受電装置１２０が備える２次電池の残容量が第２閾値以上である場合には（Ｓ３０８、Ｙｅｓ）、処理をＳ３０９へ進める。制御部２０１は、受電装置１２０が備える２次電池の残容量が第２閾値未満である場合には（Ｓ３０８、Ｎｏ）、受電装置１２０への給電を継続すべく、処理をＳ３０７へ進める。Ｓ３０９において、制御部２０１は、受電装置１２０への給電を終了する。そして、制御部２０１は、動作モードを給電モードから受電モードに切り替える。以上で、制御処理は終了する。

また、制御部２０１は、Ｓ３０３の処理で受電装置１２０とホスト側で通信を確立し、給電モードに設定された後に、通信が切断または終了した場合には、再度給電モードから受電モードに切り替える。

以上のように、本実施形態においては、給電装置１００は、ホスト側として受電装置１２０と通信を確立した場合に給電モードに切り替える。一方で、ホスト側として受電装置１２０との通信を確立しなかった場合には給電モードへの切り替えを行わないよう制御する。このため、不必要に給電モードへ切り替わるのを防ぐことができ、給電装置１００は、効率的に給電機能と受電機能を使い分けることができる。

また、給電装置１００は、２次電池２０７の残容量が第１閾値未満の場合には受電モードで動作する。したがって、給電装置１００の２次電池２０７の容量が空になることを防ぐことができる。また、給電装置１００は、受電装置１２０の２次電池の残容量が第２閾値以上の場合には、受電モードで動作し、受電装置１２０への給電を行わないよう制御する。これにより、無駄な給電を防ぐことができる。以上のように、本実施形態の給電装置１００は、給電モードへの変更を適切に行うことができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

（その他の実施例）
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。

１００ 給電装置
１１０ 給電装置
１２０ 受電装置

Claims (24)

1. 非接触で受電装置へ電力を供給する給電手段と、
   非接触で他の給電装置より供給された電力を受電する受電手段と、
   自装置をホスト側として外部装置と通信を確立したことに応じて、動作モードを前記他の給電装置から電力を受電する受電モードから、前記受電装置へ電力を供給する給電モードへ切り替え、
   相手装置をホスト側として外部装置と通信を確立したことに応じて、動作モードを前記受電モードから、前記給電モードへ切り換えない切替手段と
   を有することを特徴とする給電装置。
2. 前記切替手段は、
   相手装置に接続要求を送信することによって、自装置をホスト側として外部装置と通信を確立した場合、動作モードを前記受電モードから、前記給電モードへ切り替え、
   相手装置から接続要求を受信することによって、相手装置をホスト側として外部装置と通信を確立した場合、動作モードを前記受電モードから、前記給電モードへ切り替えないことを特徴とする請求項１に記載の給電装置。
3. 前記切替手段は、前記受電装置との通信が終了した場合に、前記動作モードを前記給電モードから前記受電モードへ切り替えることを特徴とする請求項１又は２に記載の給電装置。
4. 自装置の２次電池の残容量を検出する検出手段をさらに有し、
   前記切替手段は、前記残容量が第１閾値以上で、かつ前記自装置をホスト側として前記受電装置と通信を確立した場合に、前記動作モードを前記受電モードから前記給電モードへ切り替えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の給電装置。
5. 前記切替手段は、前記自装置の２次電池の残容量が第１閾値未満の場合には、前記受電モードから前記給電モードへの切り替えを行わないよう制御することを特徴とする請求項４に記載の給電装置。
6. 前記受電装置が備える２次電池の残容量の情報を受信する受信手段をさらに有し、
   前記切替手段は、前記受電装置の前記２次電池の残容量が第２閾値未満の場合に、前記動作モードを前記受電モードから前記給電モードへ切り替えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の給電装置。
7. 前記切替手段は、前記受電装置の前記２次電池の残容量が第２閾値以上の場合には、前記受電モードから前記給電モードへの切り替えを行わないよう制御することを特徴とする請求項６に記載の給電装置。
8. 前記切替手段は、前記給電モードに設定されている場合において、前記受電装置の前記２次電池の残容量が第２閾値以上になった場合に、前記動作モードを前記給電モードから前記受電モードに切り替えることを特徴とする請求項６又は７に記載の給電装置。
9. 給電装置の制御方法であって、
   非接触で受電装置へ電力を供給する給電ステップと、
   非接触で他の給電装置より供給された電力を受電する受電ステップと、
   自装置をホスト側として外部装置と通信を確立したことに応じて、動作モードを前記他の給電装置から電力を受電する受電モードから、前記受電装置へ電力を供給する給電モードへ切り替え、
   相手装置をホスト側として外部装置と通信を確立したことに応じて、動作モードを前記受電モードから、前記給電モードに切り替えない切替ステップと
   を含むことを特徴とする給電装置の制御方法。
10. 前記切替ステップは、
    相手装置に接続要求を送信することによって、自装置をホスト側として外部装置と通信を確立した場合、動作モードを前記受電モードから、前記給電モードへ切り替え、
    相手装置から接続要求を受信することによって、相手装置をホスト側として外部装置と通信を確立した場合、動作モードを前記受電モードから、前記給電モードへ切り替えないことを特徴とする請求項９に記載の給電装置の制御方法。
11. 前記切替ステップは、前記受電装置との通信が終了した場合に、前記動作モードを前記給電モードから前記受電モードへ切り替えることを特徴とする請求項９又は１０に記載の給電装置の制御方法。
12. 自装置の２次電池の残容量を検出する検出ステップをさらに含み、
    前記切替ステップは、前記残容量が第１閾値以上で、かつ前記自装置をホスト側として前記受電装置と通信を確立した場合に、前記動作モードを前記受電モードから前記給電モードへ切り替えることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の給電装置の制御方法。
13. 前記切替ステップは、前記自装置の２次電池の残容量が第１閾値未満の場合には、前記受電モードから前記給電モードへの切り替えを行わないよう制御することを特徴とする請求項１２に記載の給電装置の制御方法。
14. 前記受電装置が備える２次電池の残容量の情報を受信する受信ステップをさらに含み、
    前記切替ステップは、前記受電装置の前記２次電池の残容量が第２閾値未満の場合に、前記動作モードを前記受電モードから前記給電モードへ切り替えることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の給電装置の制御方法。
15. 前記切替ステップは、前記受電装置の前記２次電池の残容量が第２閾値以上の場合には、前記受電モードから前記給電モードへの切り替えを行わないよう制御することを特徴とする請求項１４に記載の給電装置の制御方法。
16. 前記切替ステップは、前記給電モードに設定されている場合において、前記受電装置の前記２次電池の残容量が第２閾値以上になった場合に、前記動作モードを前記給電モードから前記受電モードに切り替えることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の給電装置の制御方法。
17. コンピュータを、
    非接触で受電装置へ電力を供給するよう制御する給電制御手段と、
    非接触で他の給電装置より供給された電力を受電するよう制御する受電制御手段と、
    自装置をホスト側として外部装置と通信を確立したことに応じて、動作モードを前記他の給電装置から電力を受電する受電モードから、前記受電装置へ電力を供給する給電モードへ切り替え、
    相手装置をホスト側として外部装置と通信を確立したことに応じて、動作モードを前記受電モードから、前記給電モードへ切り換えない切替手段と
    して機能させるためのプログラム。
18. 前記切替手段は、
    相手装置に接続要求を送信することによって、自装置をホスト側として外部装置と通信を確立した場合、動作モードを前記受電モードから、前記給電モードへ切り替え、
    相手装置から接続要求を受信することによって、相手装置をホスト側として外部装置と通信を確立した場合、動作モードを前記受電モードから、前記給電モードへ切り替えないことを特徴とする請求項１７に記載のプログラム。
19. 前記切替手段は、前記受電装置との通信が終了した場合に、前記動作モードを前記給電モードから前記受電モードへ切り替えることを特徴とする請求項１７又は１８に記載のプログラム。
20. 自装置の２次電池の残容量を検出する検出手段をさらに有し、
    前記切替手段は、前記残容量が第１閾値以上で、かつ前記自装置をホスト側として前記受電装置と通信を確立した場合に、前記動作モードを前記受電モードから前記給電モードへ切り替えることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか１項に記載のプログラム。
21. 前記切替手段は、前記自装置の２次電池の残容量が第１閾値未満の場合には、前記受電モードから前記給電モードへの切り替えを行わないよう制御することを特徴とする請求項２０に記載のプログラム。
22. 前記受電装置が備える２次電池の残容量の情報を受信する受信手段をさらに有し、
    前記切替手段は、前記受電装置の前記２次電池の残容量が第２閾値未満の場合に、前記動作モードを前記受電モードから前記給電モードへ切り替えることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか１項に記載のプログラム。
23. 前記切替手段は、前記受電装置の前記２次電池の残容量が第２閾値以上の場合には、前記受電モードから前記給電モードへの切り替えを行わないよう制御することを特徴とする請求項２２に記載のプログラム。
24. 前記切替手段は、前記給電モードに設定されている場合において、前記受電装置の前記２次電池の残容量が第２閾値以上になった場合に、前記動作モードを前記給電モードから前記受電モードに切り替えることを特徴とする請求項２２又は２３に記載のプログラム。

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