JP7507518B1 - 受信機、方法、電子回路、及び無線給電システム - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤレス給電がされる受信機において、この受信機の受電状態を、省電力を実現しつつ判定する技術を提供する。
【解決手段】交流信号からなる送信電力を無線で受電する受信機であって、当該受信機は、当該送信電力を整流する整流部と、整流部からの整流電圧を管理する電力管理部と、電力管理部からの出力電圧により充電される充電部と、当該受信機の動作を制御する制御器と、を有し、当該制御器は、当該受信機内における所定の電圧の値を検出するステップと、当該検出するステップで検出された電圧値を、ＤＭＡ（Direct Memory Access）によって、バッファメモリに格納するステップと、を実行する受信機が提供される。
【選択図】図５

Description

本開示は、プログラム、方法、受信機、及び無線給電システムに関する。

ワイヤレス給電システムにおいて、受信機の二次電池を無線給電で充電し、センサ装置への電源電圧を供給する定電圧生成部への給電は無線給電の整流出力電圧が一定以上の場合は無線給電、以下ならば二次電池から供給している技術がある（特許文献１）。

特開２０１９－００４６１１号公報

ワイヤレス給電は、給電状態が環境によって左右されるため、安定して一定量の電力を供給するのが困難であり、給電量は経時的に大きく変動する可能性がある。しかしながら、特許文献１に開示された技術では、受信機の給電状態、つまり受電状態を判定していない。一方、受信機の受電状態の判定処理を受信機内のマイコンに搭載されたＣＰＵで行うと、当該判定処理において電力を消費してしまうという懸念があった。

本開示の目的は、ワイヤレス給電がされる受信機において、この受信機の受電状態を、省電力を実現しつつ判定する技術を提供することにある。

本開示によると、交流信号からなる送信電力を無線で受電する受信機であって、当該受信機は、当該送信電力を整流する整流部と、整流部からの整流電圧を管理する電力管理部と、電力管理部からの出力電圧により充電される充電部と、当該受信機の動作を制御する制御器と、を有し、当該制御器は、当該受信機内における所定の電圧の値を検出するステップと、当該検出するステップで検出された電圧値を、ＤＭＡ（Direct Memory Access）によって、バッファメモリに格納するステップと、を実行する受信機が提供される。

本開示によれば、ワイヤレス給電がされる受信機において、この受信機の受電状態を、省電力を実現しつつ判定する技術を提供することができる。

第１実施形態に係るワイヤレス給電システム（ＷＰＴシステム）の全体の構成を示す図である。 図１に示す送信機と、受信機との構成例を表すブロック図である。 第１実施形態に係る受信機の回路構成の概略を示す図である。 第１実施形態に係る受信機のマイコンによる機能的な構成を示す図である。 第１実施形態に係る受信機のマイコンにおける電圧取得部の構成および処理を説明する図である。 第１実施形態に係る判定テーブルのデータ構造の一例を示す図である。 第１実施形態に係る受信機における処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る受信機のマイコンによる機能的な構成を示す図である。 第２実施形態に係る受信機のマイコンにおける受電状態判定部の構成を説明する図である。 受電状態判定部における勾配算出部と勾配比較部の構成および処理を説明する図である。 第２実施形態に係る判定テーブルのデータ構造の一例を示す図である。 受電状態判定部における電源電圧比較部の構成および処理を説明する図である。 第２実施形態に係る判定テーブルのデータ構造の一例を示す図である。 受電状態判定部における整流電圧比較部の構成および処理を説明する図である。 第２実施形態に係る判定テーブルのデータ構造の一例を示す図である。 受電状態判定部における判定部の構成および処理を説明する図である。 第２実施形態に係る判定テーブルのデータ構造の一例を示す図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。実施形態を説明する全図において、共通の構成要素には同一の符号を付し、繰り返しの説明を省略する。なお、以下の実施形態は、特許請求の範囲に記載された本開示の内容を不当に限定するものではない。また、実施形態に示される構成要素のすべてが、本開示の必須の構成要素であるとは限らない。また、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。

また、以下の説明において、「プロセッサ」は、１以上のプロセッサである。少なくとも１つのプロセッサは、典型的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなマイクロプロセッサであるが、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）のような他種のプロセッサでもよい。少なくとも１つのプロセッサは、シングルコアでもよいしマルチコアでもよい。

また、少なくとも１つのプロセッサは、処理の一部又は全部を行うハードウェア回路（例えばＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit））といった広義のプロセッサでもよい。

また、以下の説明において、「ｘｘｘテーブル」といった表現により、入力に対して出力が得られる情報を説明することがあるが、この情報は、どのような構造のデータでもよいし、入力に対する出力を発生するニューラルネットワークのような学習モデルでもよい。従って、「ｘｘｘテーブル」を「ｘｘｘ情報」と言うことができる。

また、以下の説明において、各テーブルの構成は一例であり、１つのテーブルは、２以上のテーブルに分割されてもよいし、２以上のテーブルの全部又は一部が１つのテーブルであってもよい。

また、以下の説明において、「プログラム」を主語として処理を説明する場合があるが、プログラムは、プロセッサによって実行されることで、定められた処理を、適宜に記憶部及び／又はインタフェース部などを用いながら行うため、処理の主語が、プロセッサ（或いは、そのプロセッサを有するコントローラのようなデバイス）とされてもよい。

プログラムは、計算機のような装置にインストールされてもよいし、例えば、プログラム配布サーバ又は計算機が読み取り可能な（例えば非一時的な）記録媒体にあってもよい。また、以下の説明において、２以上のプログラムが１つのプログラムとして実現されてもよいし、１つのプログラムが２以上のプログラムとして実現されてもよい。

また、以下の説明において、種々の対象の識別情報として、識別番号が使用されるが、識別番号以外の種類の識別情報（例えば、英字や符号を含んだ識別子）が採用されてもよい。

また、以下の説明において、同種の要素を区別しないで説明する場合には、参照符号（又は、参照符号のうちの共通符号）を使用し、同種の要素を区別して説明する場合は、要素の識別番号（又は参照符号）を使用することがある。

また、以下の説明において、制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていてもよい。

＜０ システムの概要＞
本開示に係るＷＰＴシステムは、ワイヤレス給電方式に基づいて、送信機から送電された電力を受電して、その電力をデバイスに給電する受信機を有する。

詳細は第１実施形態において説明するが、本開示に係るＷＰＴシステムでは、受信機のアンテナでマイクロ波電力（９２０ＭＨｚの略継続的なサイン波の連続波（ＣＷ））を受電して、アンテナと機能的に接続されている整流回路によって電波を直流電圧に変換する。整流回路から出力された直流電圧は、電力管理部によって電圧が制御されたあと、その電圧が充電部（主にキャパシタ）に供給される。充電部を構成する蓄電素子に特段の限定はなく、キャパシタ、リチウムイオン電池、電気二重層コンデンサ、セラミックコンデンサ等が含まれうる。本開示に係るＷＰＴシステムでは、充電部は主にキャパシタを備えるものとして説明を行う。電力管理部から供給された電圧は、充電部に蓄積された電圧が所定値未満である場合、充電部へ供給される。充電部で所定電圧まで充電されると、電力管理部から供給出力された電力は、マイコンに供給される。

ここで、ワイヤレス給電は、給電状態が環境によって左右されるため、安定して一定量の電力を供給するのが困難であり、給電量は経時的に大きく変動する。また、太陽電池やレーザー方式のワイヤレス給電においても同様に給電量が変化しうる。このように給電状態が安定しない状況下においても、受信機のマイコン、さらには受信機が有するセンサ装置への安定した給電を継続させるため、給電の継続が可能であるかを都度診断する必要がある。

もしも診断結果が良好でない場合は、送信機、及び／またはＷＰＴシステムにおいて送信機及び受信器を監視する情報処理装置に通知して、場合によってはシステムを正常終了する必要がある。これは、送信機／受信機を設置する段階と、実運用時およびメンテナンス時の全てにおいて診断する。

しかし、上述した通り、受信機への給電量が経時的に大きく変動しうることから、受信機の受電状態は、瞬間的に受信機内の電圧値をチェックするだけでは正確に判定できない。例えば、充電部の充電電圧である電源電圧が仮に正常な電圧値であっても、整流回路からの出力値である整流電圧が０に近い電圧値である場合、受信機は給電が安定しておらず、やがてデバイスへの電力供給が途絶える可能性がある。

そこで、受信機が電源電圧、整流電圧の２つの電圧値を取得して送信機及び／または情報処理装置にデータ送信を行うことが考えられるが、頻繁にデータ送信を行う必要があり受信機の電力消費が大きい。更に、１の送信機に対して数十から１００近い受信機が対応付けられる場合、送信機（含む情報処理装置）の演算負荷が高くなる。

そこで、本開示に係るＷＰＴシステムでは、受信機の整流電圧と電源電圧とをそれぞれ閾値と比較することで、受信機がマイコン等へ電力を供給する機能を維持できるか否かを判断している。

なお、本開示に係るＷＰＴシステムが有する具体的な構成は上述のものに限定されないことは言うまでも無い。

＜１．第１実施形態＞
＜１．１ システム全体の構成図＞
図１は、第１実施形態に係るＷＰＴシステム１の全体の構成を示す図である。

図１に示すＷＰＴシステム１は、例えば、送信機１００、受信機２００、第１情報処理装置３００、及び第２情報処理装置４００を備える。図１に示すＷＰＴシステム１は、例えば、ビル、又は工場等で利用される。

なお、本明細書において、送信機１００は無線で電力を送信するという意味での（電力）送信機１００であり、同様に、受信機２００は無線で電力を受信するという意味での（電力）受信機２００である。後述するように、送信機１００は、例えば、受信機２００の状態に関する情報、又はセンサによる計測結果に関する情報を、データ信号として送信機１００へ送信し、送信機１００はかかるデータ信号を受信することがある。この場合、送信機１００はデータ信号を受信する受信機であり、受信機２００はデータ信号を送信する送信機として機能する。

図１において、ＷＰＴシステム１が送信機１００を３台含む例を示しているが、ＷＰＴシステム１に含まれる送信機１００の数は、３台に限定されない。ＷＰＴシステム１に含まれる送信機１００は、２台以下であってもよいし、４台以上であってもよい。

図１において、ＷＰＴシステム１が受信機２００を７台含む例を示しているが、ＷＰＴシステム１に含まれる受信機２００の数は、７台に限定されない。ＷＰＴシステム１に含まれる受信機２００は、６台以下であってもよいし、８台以上であってもよい。

図１において、ＷＰＴシステム１が第１情報処理装置３００を２台含む例を示しているが、ＷＰＴシステム１に含まれる第１情報処理装置３００の数は、２台に限定されない。ＷＰＴシステム１に含まれる第１情報処理装置３００は、１台であってもよいし、３台以上であってもよい。

送信機１００は、例えば、受信機２００へ給電信号、又はデータ信号を送信する。送信機１００は、例えば、９２０ＭＨｚ帯の電波により、受信機２００へ給電信号を送信する。送信機１００は、例えば、２．４ＧＨｚ帯の電波により、受信機２００へデータ信号を送信する。送信機１００は、データ信号を、９２０ＭＨｚ帯の電波により送信してもよい。

送信機１００から送信される送電信号は、一例として、所定の電力を有するサイン波の連続波（ＣＷ）であってもよい。また、送電信号の周波数帯域は、送信機１００と受信機２００との間の距離を考慮して、例えば９２０ＭＨｚ帯域である。例示した周波数帯域より高周波数の帯域であると、送信機１００と受信機２００の距離を短くしないと、受信機２００が動作可能な所定の電力を給電できない可能性があるので、実用的範囲を考慮する（一例として送信機１００と受信機２００との間の距離が数ｍであるとか）ことで適切な周波数帯域を決定することができる。

この際、ＷＰＴシステム１が設置された国の法律等により、所定の電力を有する送電信号を間欠的に行う制限が生じることがある。一例として、送信機１００からの送電信号が、日本の電波法に規定する無線局の規定に該当する場合（免許の有無は問わない）、電波法に基づいて送電信号に対して一定の休止期間を設ける必要が生じる場合がある。この場合、ある程度の時間軸上で考えると、送電信号は連続波とは言えない。但し、休止期間を設けることが肝要であり、この休止期間はわずかであれば足りるので、送信機１００から送信される送電信号は略継続的な連続波であると見なすことができる。

送信機１００は、例えば、１台の受信機２００へ給電してもよいし、複数台の受信機２００へ給電してもよい。送信機１００は、例えば、１台の受信機２００へデータ信号を送信してもよいし、複数台の受信機２００へデータ信号を送信してもよい。送信機１００は、例えば、他の送信機１００と同じデータ信号を送信してもよいし、他の送信機１００と異なるデータ信号を送信してもよい。送信機１００は、例えば、所定のコマンド信号をデータ信号として受信機２００へ送信してもよいし、予め設定された信号をデータ信号として受信機２００へ送信してもよい。

送信機１００は、例えば、受信機２００から送信されるデータ信号を受信する。送信機１００は、例えば、１台の受信機２００から送信されるデータ信号を受信してもよいし、複数の受信機２００から送信されるデータ信号を受信してもよい。送信機１００は、受信機２００から送信されるデータ信号を第１情報処理装置３００へ送信する。送信機１００は、送信機１００の状態に関する情報を第１情報処理装置３００へ送信する。

受信機２００は、例えば、送信機１００から送信される給電信号、又はデータ信号を受信する。受信機２００は、例えば、充電部を有する場合、送信機１００から送信される給電信号を電力へ変換し、変換した電力を充電部に貯える。受信機２００は、例えば、所定のセンサを有する場合、送信機１００から送信される給電信号を電力へ変換し、変換した電力によりセンサを駆動させる。

受信機２００は、例えば、受信機２００の状態に関する情報、又はセンサによる計測結果に関する情報を、データ信号として送信機１００へ送信する。

第１情報処理装置３００は、ＷＰＴシステム１に収容される送信機１００、受信機２００の動作を監視する情報処理装置である。例えば、第１情報処理装置３００は、送信機１００から送信される、送信機１００、及び受信機２００の状態に関する情報に基づき、送信機１００、又は受信機２００が予め設定された状態になっているか否かを判断する。予め設定された状態になっていると判断した場合、第１情報処理装置３００は、所定の情報を第２情報処理装置４００へ送信する。

また、第１情報処理装置３００は、ＷＰＴシステム１に収容される送信機１００、受信機２００についての情報を蓄積する。例えば、第１情報処理装置３００は、送信機１００から送信される、送信機１００及び受信機２００の状態に関する情報を、第１情報処理装置３００に設けられる記憶部に記憶する。

また、第１情報処理装置３００は、ＷＰＴシステム１に収容される送信機１００の動作を制御する。

第２情報処理装置４００は、ＷＰＴシステム１の管理者が操作する情報処理装置である。第２情報処理装置４００は、ＷＰＴシステム１に収容される送信機１００、受信機２００、又はこれらの両方が所定の状態になっている旨の連絡を第１情報処理装置３００から受信すると、送信機１００、受信機２００、又はこれらの両方が所定の状態になっていることをユーザに提示する。

また、第２情報処理装置４００は、第１情報処理装置３００に蓄積されている、送信機１００及び受信機２００の状態に関する情報を分析し、所定の情報をユーザに提示する。所定の情報は、例えば、以下である。
・送信機１００の配置に関する情報
・受信機２００の配置に関する情報
・消費電力に関する情報
・電力強度に関する情報

＜１．２ 送信機と受信機の構成＞
図２は、図１に示す送信機１００と、受信機２００との構成例を表すブロック図である。図２に示すように、送信機１００と受信機２００とは、例えば、互いに所定間隔で離間する。例えば、送信機１００と受信機２００とは、数ｍ程度の距離だけ隔てられて設置される。具体的には、例えば、送信機１００は、屋内の高所、例えば、天井、又は壁に設けられた所定の高位置に固定して設置される。受信機２００は、屋内の所定のデバイスに設置されたり、給電が必要なデバイスの近傍に載置されたりする。また、受信機２００は、ユーザにより携帯されてもよい。送信機１００は、所定の周波数、例えば、９２０ＭＨｚ帯の電波により、受信機２００へ給電信号を送信する。受信機２００は、送信機１００から送信される給電信号を電力へ変換し、変換した電力を充電するか、又は、変換した電力を所定のデバイスへ供給する。

送信機１００は、例えば、発振器１０１、送信アンテナ１０２、マイコン１０３、データ送受信機１０４、データ送受信アンテナ１０５を有する。発振器１０１、マイコン１０３、データ送受信機１０４は、例えば、ＰＣＢ（プリント基板）に実装されていてもよい。

発振器１０１は、所定周波数帯、例えば、９２０ＭＨｚ帯の信号を発振させる。発振された信号は、必要に応じて、増幅されて、不要周波数成分が除去されてもよい。

送信アンテナ１０２は、例えば、９２０ＭＨｚ帯の電波を効率的に送信可能に形成されている。送信アンテナ１０２は、発振器１０１で発振された信号を、給電信号として放射する。

マイコン１０３は、送信機１００の動作を制御する。マイコン１０３は、例えば、ＡＲＭプロセッサを搭載した半導体素子により実現される。マイコン１０３は、例えば、送信アンテナ１０２による電波の送信を制御する。

例えば、工場で用いられるＷＰＴシステム１では、受信機２００は所定値以上の電力を供給することが望ましい。そのため、マイコン１０３は、受信機２００から送信されるフィードバック信号に基づき、送信アンテナ１０２による電波の送信を制御する。フィードバック信号は、例えば、受信機２００内の所定の部位の電圧値に係るものである。フィードバック信号に基づき、受信機２００の電界強度が疑似的に把握可能である。送信アンテナ１０２が、例えば、複数のアンテナ素子を有する場合、マイコン１０３は、例えば、最適なアンテナ素子から給電信号を送信するように、送信アンテナ１０２を制御する。例えば、マイコン１０３は、駆動させるアンテナ素子を切り替えることで、給電信号の偏波方向を調整する。また、マイコン１０３は、アンテナ素子の駆動タイミングを調整することで、給電信号の指向方向を調整する。

また、ビル等の室内で用いられるＷＰＴシステム１では、マイコン１０３は、受信機２００から送信されるフィードバック信号に基づき、送信アンテナ１０２による電波の送信を制御する。送信アンテナ１０２が、例えば、単一のアンテナ素子である場合、マイコン１０３は、例えば、送信アンテナ１０２からの送電出力の最適化する。

データ送受信機１０４は、デジタルデータのアナログ化、アナログデータの変調等の処理を実施する。また、データ送受信機１０４は、データ送受信アンテナ１０５で受信されるデータ信号から抽出される信号の復調、復調されたアナログデータのデジタル化等の処理を実施する。データ送受信機１０４は、例えば、データ送受信アンテナ１０５で受信されるデータ信号からフィードバック信号を抽出し、デジタルデータに変換してマイコン１０３へ送信する。

データ送受信アンテナ１０５は、例えば、２．４GＨｚ帯の電波を効率的に送受信可能に形成されている。データ送受信アンテナ１０５は、データ送受信機１０４から供給されるデータ信号を放射する。また、データ送受信アンテナ１０５は、受信機２００から送信されたデータ信号を受信する。

受信機２００は、例えば、受信アンテナ２０１、整流回路（整流部）２０２、電力管理部２０３、充電部（充電部）２０４、マイコン（制御器）２０５、データ送受信機２０６、データ送受信アンテナ２０７を有する。整流回路２０２、電力管理部２０３、充電部２０４、マイコン２０５、データ送受信機２０６は、例えば、ＰＣＢ又はＦＰＣ（フレキシブル基板）に実装されていてもよい。

受信アンテナ２０１は、例えば、９２０ＭＨｚ帯の電波を効率的に受信可能に形成されている。受信アンテナ２０１は、送信アンテナ１０２から放射された給電信号を受信する。

整流回路２０２は、給電信号として受信した電波を整流し、直流電圧に変換する。

電力管理部２０３は、直流電圧を管理する。例えば、電力管理部２０３は、直流電圧に基づいて充電電圧を制御する。電力管理部２０３は、充電電圧を制御することで、充電部２０４を充電する。また、電力管理部２０３は、例えば、充電部２０４に所定容量以上の電力が蓄えられると、直流電圧を、接続される部材へ供給する。

また、電力管理部２０３は、マイコン２０５からの制御に応じ、充電部２０４に蓄えられた電力を放出させる。

充電部２０４は、電力管理部２０３からの指示に応じて電力を蓄える。また、充電部２０４は、電力管理部２０３からの指示に応じて蓄えている電力を放出する。

マイコン（Microcontroller）２０５は、受信機２００の動作を制御する。マイコン２０５は、電力管理部２０３から供給される直流電圧、又は充電部２０４に蓄えられた電力により駆動される。マイコン２０５は、電力管理部２０３を制御し、充電部２０４に蓄えられた電力を放出させる。

受信機２００には、例えば、種々のセンサが接続可能である。例えば、熱センサ、温度センサ、光センサ、湿度センサ、振動センサ等が受信機２００に接続される。受信機２００に接続されたセンサは、例えば、電力管理部２０３から供給される直流電圧、又は充電部２０４から放出される電力により駆動される。マイコン２０５は、受信機２００の所定部位における電圧値、受信機２００に接続されるセンサの状況、センサにより検出された情報等を、継続的又は断続的に監視する。マイコン２０５は、受信機２００の所定部位における電圧値、受信機２００に接続されるセンサの状況、センサにより検出された情報等をデジタルデータとしてデータ送受信機２０６へ送信する。

データ送受信機２０６は、マイコン２０５から供給されるデジタルデータのアナログ化、アナログデータの変調等の処理を実施する。また、データ送受信機２０６は、アナログデータの復調、復調されたアナログデータのデジタル化等の処理を実施する。データ送受信機２０６は、例えば、電力管理部２０３から供給される直流電圧、又は充電部２０４から放出される電力により駆動される。

データ送受信アンテナ２０７は、例えば、２．４ＧＨｚ帯の電波を効率的に送受信可能に形成されている。データ送受信アンテナ２０７は、データ送受信機２０６から供給されるデータ信号を放射する。また、データ送受信アンテナ２０７は、送信機１００から送信されたデータ信号を受信する。例えば、データ送受信アンテナ２０７は、電力管理部２０３から供給される直流電圧、又は充電部２０４から放出される電力により駆動される。

データ送受信アンテナ２０７から送信（放射）されるデータ信号の送信フォーマットは任意である。特に、データ送受信アンテナ２０７から放射されるデータ信号は２．４ＧＨｚ帯の電波であるので、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｘ（つまり、いわゆる無線ＬＡＮ）フォーマットに準拠した信号であってもよい。この場合、送信機１００のデータ送受信機１０４も、受信機２００から送信されるデータ信号のフォーマットに合致したフォーマットのデータ信号を解析できる機能を有することが好ましい。あるいは、また、第１情報処理装置３００がこのような機能を有することもできる。

＜１．３ 受信機の回路構成＞
図３は、図２に示す受信機２００の回路構成の概略を示す図である。なお、以下の説明では、図２を参照して説明した受信機２００の構成要素の詳細についての説明は省略する。また、図２に示す受信機２００の構成要素のうち、要部のみ図示している。

図３において、整流回路２０２の後段（つまり整流回路２０２の出力側）電圧である整流電圧、及び、充電部２０４の充電電圧である電源電圧はマイコン２０５に入力され、マイコン２０５が有するＡ／Ｄ変換部によりデジタル値に変換されて、後述する受電状態判定に用いられる。

＜１．４ マイコン２０５の機能的な構成＞
図４は、マイコン２０５の機能的な構成の例を示す図である。図４に示すように、マイコン２０５は、Ａ／Ｄ変換部２０５１と、電圧取得部２０５２と、記憶部２０５４と、制御部２０５３としての機能を有する。

Ａ／Ｄ変換部２０５１は、マイコン２０５に入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する処理を行う。Ａ／Ｄ変換部２０５１は回路としてのＡ／Ｄコンバータを備えていてもよい。本実施形態のＡ／Ｄ変換部２０５１は、アナログ信号である整流電圧及び電源電圧について、それぞれデジタル値に変換する。

電圧取得部２０５２は、例えばＡ／Ｄ変換部２０５１から電源電圧及び整流電圧をデジタル信号に変換した値を取得する。図５は、電圧取得部２０５２の構成の一例を示す図である。図５に示すように、電圧取得部２０５２は、タイマー２０５２１と、 ＤＭＡコントローラ２０５２２と、リングバッファ２０５２３を備える。

タイマー２０５２１は、一例として発振回路で構成され、電源電圧及び整流電圧のデジタル値を取得するタイミングを定めるために用いられる。具体的には、タイマー２０５２１が所定の間隔で信号を生成することにより、時間を計測することが可能となる。なお、電圧取得部２０５２による電源電圧及び整流電圧の取得タイミング及び取得間隔は任意であり、定期的に取得してもよいし、送信制御モジュール２０５３２がセンサにより測定された物理量を送信機１００等にデータ信号として送信するタイミングに合わせて取得してもよい。ここにいう「合わせて」とは、後述する受電状態判定モジュール２０５３３による判定作業に必要な時間を考慮して、データ信号と略同時に判定結果を表す信号を送信機１００等に送信できるタイミングに合わせて、という意味を含む。

ここで、電圧取得部２０５２による電源電圧及び整流電圧の取得タイミングを、送信制御モジュール２０５３２がセンサにより測定された物理量を送信機１００等にデータ信号として送信するタイミングに合わせるのは、データ信号を送信することでマイコン２０５が電力を大きく消費するので、マイコン２０５の電力消費時における受信機２００の受電状態を判定することで、受信機２００の受電状態を適切に判定できるからである。言い換えると、データ信号送信時以外であれば、送信機１００からのワイヤレス給電により整流電圧及び電源電圧は上昇し、受電状態は良好な方向に進むと考えられる。

Ａ／Ｄ変換部２０５１は、一例として、図示しないＭＵＸ（Multiplexer／多重器）によって電圧取得部２０５２のタイマー２０５２１と対応づけられており、図示しないアナログ電源端子（AVDD）から取得したアナログ信号を、タイマー２０５２１が定めるタイミングでデジタル信号に変換する。なお、実際の設計においては、当該タイマー２０５２１とＡ／Ｄ変換部２０５１の対応づけが可能な機能ブロックを持つＲＦＳоＣ（Radio Frequency System on a chip）を用いてもよい。

なお、Ａ／Ｄ変換部２０５１は、アナログ電源端子からアナログ信号を取得する際に、整流電圧または電源電圧のいずれか一方ずつを取得（いわゆる、シングル取得）してもよいし、両方を取得（いわゆる、スキャン取得）してもよい、また、Ａ／Ｄ変換部２０５１は、アナログ電源端子からオフセット情報としてのリファレンス電圧（一例として５Ｖのバンドギャップ）の入力を合わせて受け付けてもよい。

ＤＭＡコントローラ２０５２２は、マイコン２０５内に搭載されたプロセッサを起動させることなく、マイコン２０５内でのデータ転送を行うＤＭＡ（Direct Memory Access）転送を制御する。ＤＭＡコントローラ２０５２２は、Ａ／Ｄ変換部２０５１が変換したデジタル信号をリングバッファ２０５２３へ転送する。

リングバッファ２０５２３は、バッファメモリの一例であり、Ａ／Ｄ変換部２０５１が変換したデジタル信号のデジタル値を一時的に記憶する。リングバッファ２０５２３は、記憶領域の終端と先端が論理的に連結されているため、記憶領域を循環的に利用することができる。

図４に戻って説明を続ける。制御部２０５３は、マイコン２０５に搭載されたプロセッサが自身の記憶部２０５４に記憶されるアプリケーションプログラム２０５４１を読み込み、アプリケーションプログラム２０５４１に含まれる命令を実行することにより実現される。制御部２０５３は、アプリケーションプログラム２０５４１に従って動作することにより、受信制御モジュール２０５３１、送信制御モジュール２０５３２、及び受電状態判定モジュール２０５３３として示す機能を発揮する。

受信制御モジュール２０５３１は、マイコン２０５が送信機１００等の外部装置から通信プロトコルに従って信号を受信する処理を制御する。

送信制御モジュール２０５３２は、マイコン２０５が送信機１００等の外部装置に対し通信プロトコルに従って信号を送信する処理を制御する。

受電状態判定モジュール２０５３３は、リングバッファ２０５２３に記憶された整流電圧のデジタル値と予め定められた整流電圧の閾値（第１の閾値）とを、及び、電圧取得部２０５２が取得した電源電圧のデジタル値と予め定められた電源電圧の閾値（第２の閾値）とを、それぞれ比較する。そして、受電状態判定モジュール２０５３３は、記憶部２０５４に格納された判定テーブル２０５４２を参照し、比較結果に基づいて、受信機２００の受電状態を判定する。

記憶部２０５４は、例えば、判定テーブル２０５４２等を有する。

判定テーブル２０５４２は、電源電圧及び整流電圧のそれぞれについて閾値以下であるか否かの条件に対して受信機２００の受電状態をどのように判定するかについて記述されたテーブルである。判定テーブル２０５４２は、受信機２００またはマイコン２０５の製造時に、予め作成されたものをマイコン２０５の記憶部２０５４に格納してもよいし、受信機２００の設置後に送信機１００、第１情報処理装置３００、第２情報処理装置４００の少なくとも一つから送信されてもよい。

ここで、受信機２００は整流電圧及び電源電圧のデジタル値のみ取得して、このデジタル値を送信機１００に送出し、送信機１００及び／または第１情報処理装置３００、第２情報処理装置４００が受信機２００の受電状態を判定する構成も考えられ、本開示に係るＷＰＴシステム１においてかかる構成を排除する意図はない。

一方で、受信機２００が自身の受電状態を判定することで、後述するように、受信機２００が自身の動作ステートを変更するなど、判定結果に基づいた詳細でかつ柔軟な動作制御を行えるメリットがある。加えて、図１に示すように、送信機１００が複数の受信機２００からのデータ受信を行う構成であると、仮に送信機１００等が各々の受信機２００の受電状態を判定すると、送信機１００等の演算負荷が大きくなる。以上の理由により、本開示に係るＷＰＴシステム１では、受電状態判定を受信機２００が主に行っている。

受電状態判定の基礎となる第１の閾値及び第２の閾値は異なった値であってもよい。例えば、電力管理部２０３は、整流回路２０２の出力電圧の電圧値を変換して充電部２０４、マイコン２０５に供給することがあり得る。従って、整流回路２０２からの出力値である整流電圧の適正値と、電力管理部２０３からの出力値に関連する電源電圧の適正値とは異なりうる。第１の閾値及び第２の閾値の具体的な値は受信機２００の回路構成により適宜決定すればよいが、回路設計上の規格値が、例えば整流回路２０２からの出力電圧値が５Ｖであれば第１の閾値は５Ｖをやや下回る値であり、同様に電力管理部２０３からの出力電圧値が３．３Ｖであれば第２の閾値は３．３Ｖをやや下回る値に設定すればよい。また、電源電圧は充電部２０４への充電電圧であり、また、マイコン２０５の動作電源の電圧と考えることもできるので、第２の閾値を充電部２０４への充電を可能にする電圧値、及び／またはマイコン２０５が動作可能な電圧値として定めることもできる。

第１の閾値及び第２の閾値は、マイコン２０５の記憶部２０５４に予め格納されている。第１の閾値及び第２の閾値は、送信機１００からのデータ送信に基づいて更新することも可能である。

図６を参照して、受電状態判定モジュール２０５３３が用いる判定テーブル２０５４２の一例を説明する。図５は、マイコン２０５の記憶部２０５４に格納されている判定テーブル２０５４２を示す図である。

判定テーブル２０５４２には、電源電圧及び整流電圧のそれぞれについて、第２の閾値及び第１の閾値との比較結果と、これら比較結果に基づいた受信機２００の受電状態の判定結果との関連付けが記述されている。図６に示す例では、○は第１の閾値または第２の閾値以上の電圧値であることを示し、×は第１の閾値または第２の閾値未満の電圧値であることを示している。これら比較結果が整流電圧について２つ、電源電圧について２つあることから、受電状態の判定結果は４種類になる。

そして、電源電圧及び整流電圧の少なくとも一方が閾値未満であると、受電状態判定モジュール２０５３３は、受電が安定しないと判定する。

具体的には、電源電圧が○、整流電圧も○であれば、受電状態は安定しており、正常であると判定する。次に、電源電圧は○であるが、整流電圧が×であるということは、充電部２０４によりマイコン２０５を動作させるための電力は現時点で確保できていると推測できるものの、整流電圧が×ということは、現時点で送信機１００からのワイヤレス給電が不安定であり、マイコン２０５の動作継続によりいずれ電源電圧も低下することが予想されると判定する。さらに、電源電圧は×であるが整流電圧は○ということは、判定時の直近でワイヤレス給電が不安定な時期が続いたため、充電部２０４の充電率（ＳＯＣ）が低く、マイコン２０５を動作させるための電力を確保できない時期が早々に到来すると判定する。そして、電源電圧、整流電圧のいずれも×であれば、受信機２００全体が動作できないと判定する。但し、電源電圧がマイコン２０５の動作可能電圧を下回っているのであれば、そもそも受電状態判定モジュール２０５３３そのものの判定動作ができないので、電源電圧、整流電圧のいずれもが×であるとしても、電源電圧はマイコン２０５の動作可能電圧を上回っているものとする。

そして、受電状態判定モジュール２０５３３は、判定テーブル２０５４２に基づく判定結果を、送信制御モジュール２０５３２を介して送信機１００等に送信する。判定結果を送信するタイミングは任意であるが、電圧取得部２０５２による整流電圧、電源電圧のデジタル値取得タイミングと同様に、定期的に送信してもよいし、送信制御モジュール２０５３２がセンサにより測定された物理量を送信機１００等にデータ信号として送信するタイミングに合わせて送信してもよい。

受電状態判定モジュール２０５３３による判定結果の送信方法は任意であり、一例として、単に「正常」「異常」（この「異常」には「受電が安定しない」「異常」の双方を含む）のみを示す２種類の信号を送信する態様、「正常」「受電状態が安定しない」「異常」を示す３種類の信号を送信する態様、さらには、図６に示す受電状態判定モジュール２０５３３の４パターンを示す４種類の信号を送信する態様のいずれであってもよい。

＜１．５ 動作例＞
以下、マイコン２０５の動作の一例について説明する。

図７は、マイコン２０５のメイン動作の一例を表すフローチャートである。図７のフローチャートに示す動作は、タイマー２０５２１に基づくタイミングに合わせて開始されてもよい。また、図７のフローチャートに示す各々のステップの動作順序は図示したものに限定されず、適宜動作順序の入替等が可能である。一例として、ステップＳ６００及びＳ６０１に示す電源電圧及び整流電圧の取得の順序に限定はなく、非同期で取得されてもよく、また、同時に取得されてもよい。

ステップＳ６００及びステップＳ６０１において、ＤＭＡコントローラ２０５２２は、Ａ／Ｄ変換部２０５１から電源電圧及び整流電圧のデジタル値を取得する。ＤＭＡコントローラ２０５２２は、取得した電源電圧及び整流電圧のデジタル値を、少なくとも一時的にリングバッファ２０５２３に格納する。

次いで、ステップＳ６０２において、制御部２０５３は、ステップＳ６００、Ｓ６０１において取得した電源電圧及び整流電圧の電圧値を判定テーブル２０５４２と照合する。具体的には、例えば、制御部２０５３は、受電状態判定モジュール２０５３３により、ステップＳ６００、Ｓ６０１において取得した電源電圧及び整流電圧の電圧値を判定テーブル２０５４２と照合する。ステップＳ６０２における判定テーブル２０５４２との照合動作はステップＳ６００、Ｓ６０１の直後に行う必要はなく、ステップＳ６００、Ｓ６０１による電圧値取得タイミングと独立して行ってもよい。以下、ステップＳ６０３、Ｓ６０４に動作についても同様に、ステップＳ６００、Ｓ６０１の直後に行う必要はなく、ステップＳ６００、Ｓ６０１による電圧値取得タイミングと独立して行ってもよい。

次いで、ステップＳ６０３において、制御部２０５３は、ステップＳ６０２における照合結果に基づいて、受信機２００の受電状態を判定する。具体的には、例えば、制御部２０５３は、受電状態判定モジュール２０５３３により、ステップＳ６０２における照合結果に基づいて、受信機２００の受電状態を判定する。

そして、ステップＳ６０４において、制御部２０５３は、ステップＳ６０３における判定結果を送信機１００等に送信する。具体的には、例えば、制御部２０５３は、受電状態判定モジュール２０５３３及び送信制御モジュール２０５３２により、ステップＳ６０３における判定結果を送信機１００等に送信する。

＜１．６ 一実施形態の効果＞
以上詳細に説明したように、本実施形態のＷＰＴシステム１によれば、ワイヤレス給電がされる受信機２００において、この受信機２００の受電状態を判定することができる。

具体的には、仮に電源電圧及び整流電圧の電圧値を送信機１００等に逐次送信する構成であると、受信機２００が頻繁に送信機１００等にデータ送信を行う必要があり、受信機２００の電力消費が大きくなる可能性が高い。さらに、図１に示す構成のように、送信機１００等が複数の受信機２００からのデータ送信を受信する場合、送信機１００等の演算負担が大きくなる可能性が高い。

本実施形態のＷＰＴシステム１によれば、受信機２００が２種類の閾値（第１の閾値、第２の閾値）と電源電圧、整流電圧の電圧値とを比較し、この比較結果に基づいて受信機２００の受電状態を判定しているので、受信機２００、送信機１００のいずれの演算負荷を軽減することができる。加えて、電源電圧、整流電圧のいずれについても閾値との比較を行い、この比較結果に基づいて受信機２００の受電状態を判定しているので、受信機２００の受電状態の詳細かつ精度高く判定することができる。

そして、この受電状態判定に基づいて、受信機２００の受電状態が異常状態（図５の判定テーブル２０５４２における電源電圧、整流電圧がいずれも×）に突入する前に、異常状態への突入の可能性を受信機２００が通知し、この通知に基づいてＷＰＴシステム１の管理者、あるいは第１情報処理装置３００、第２情報処理装置４００が適切な管理をすることができる。この管理には、受電状態が安定しない受信機２００にワイヤレス給電を行っている送信機１００の給電電力を上げる、送信機１００の位置を変更する等の処置が含まれうる。

また、ＷＰＴシステム１の構築時、すなわち、送信機１００、受信機２００の実際の配置時において、受信機２００の受電状態の判定結果を取得し、この判定結果に基づいて送信機１００、受信機２００の設置台数、設置位置を最適化することができる。

特に、受信機２００はセンサを伴っており、センサは設置空間に対して適切な位置がある程度定まるので、受信機２００を設置した上でどのようにこの受信機２００に適切にワイヤレス給電を行うための送信機１００の台数及び配置位置を検討し、最適化することのメリットは大きい。

加えて、送信機１００の製造業者と受信機２００の製造業者が異なる場合、送信機１００の構成がどのようなものであっても、受信機２００の受電状態を適切に判定することができるので、運用時の相互接続性を確保、保証することができる。つまり、ベストエフォート型ではないＷＰＴシステム１を構築することができる。

さらに、マイコン２０５が、受信機２００の受電状態の判定結果、特に電源電圧が閾値以下である場合、受信機２００を省電力モードで動作させてもよい。つまり、電源電圧が閾値以下であるとマイコン２０５等の動作継続が困難になる可能性が高くなるので、受信機２００を省電力モードで動作させることが好ましい。省電力モードの一例としては、送信機１００等へのセンサ検出結果の送信間隔を長くする、受信機２００が動作していることを示すためのＬＥＤ等の点灯手段の点滅間隔を長くする、さらには、マイコン２０５が低消費電力モードを有する場合はこの低消費電力モードに移行する、などがある。省電力モードの移行を判定するための閾値は、第２の閾値と異なる値であってよい。

さらに、本実施形態では、Ａ／Ｄ変換部２０５１によって変換された電源電圧及び整流電圧のデジタル値を、ＤＭＡコントローラ２０５２２が取得してリングバッファ２０５２３に転送し、後続の受電状態の判定処理に使用している。このような構成とすることにより、制御部２０５３として機能するプロセッサを常時起動させずとも電源電圧及び整流電圧を取得することができ、省電力を実現することができる。

また、電源電圧及び整流電圧のデジタル値を一時的に格納するためのバッファメモリとしてリングバッファを用いているため、マイコン２０５の記憶領域を抑えた形で、Ａ／Ｄ変換部２０５１が変換したデジタル値を後続の処理に利用することが可能となる。

＜１．７ 変形例＞
上述した本実施形態のＷＰＴシステム１では、受信機２００のマイコン２０５がＡ／Ｄ変換部２０５１を有する構成であった。しかし、本実施形態のＷＰＴシステム１において、電源電圧、整流電圧のデジタル値を取得する構成はこれに限られない。一例として、マイコン２０５への入力前段に、第１の閾値及び第２の閾値との電圧値比較を行うコンパレータを配置し、マイコン２０５にはコンパレータの出力値が入力される構成であってもよい。この場合、コンパレータの出力値はデジタル値であり得るので、Ａ／Ｄ変換部２０５１を設ける必要がない。また、コンパレータの代わりにリセットＩＣを用いてもよい。

このように、電源電圧及び整流電圧と第１の閾値及び第２の閾値との比較演算を、マイコン２０５の内部処理によらない構成も十分可能である。

また、上述した本実施形態のＷＰＴシステム１では、電源電圧及び整流電圧と第１の閾値、第２の閾値との比較を行っていたが、これら第１の閾値、第２の閾値が複数の閾値を有してもよい。つまり、第１の閾値、第２の閾値として電圧値がそれぞれ異なる複数の閾値を有し、電源電圧及び整流電圧が、それぞれ、第１の閾値、第２の閾値のうちいずれの閾値以下、または未満であるか否かによって詳細な受電状態判定を行ってもよい。

＜２．第２実施形態＞
図８～図１５を参照し、本開示の第２実施形態について説明する。第１実施形態では、制御部２０５３が備える受電状態判定モジュール２０５３３によって、受信機２００の受電状態が判定される。これに対して、第２実施形態は、受信機２００の受電状態の判定を、制御部２０５３とは異なる受電状態判定部２０５５が行う。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

図８に示すように、第２実施形態における受信機２００のマイコン２０５は、制御部２０５３とは異なる受電状態判定部２０５５を備える。すなわち、受電状態判定部２０５５は、制御部２０５３として機能するプロセッサと異なる電子回路によって構成される。

図９に示すように、受電状態判定部２０５５は、勾配算出部２０５５１と、勾配比較部２０５５２と、電源電圧比較部２０５５３と、整流電圧比較部２０５５４と、判定部２０５５５を備える。受電状態判定部２０５５は、リングバッファ２０５２３に記憶された電源電圧または整流電圧のデジタル値（以下、電源電圧値または整流電圧値ともいう）に基づいて、以下で説明する処理を行う。なお、受電状態判定部２０５５は、ＤＭＡコントローラ２０５２２が実行するＤＭＡ転送によって、リングバッファ２０５２３に記憶されている電圧値を取得する仕様としてもよい。

図１０を参照して、勾配算出部２０５５１および勾配比較部２０５５２の構成を説明する。勾配算出部２０５５１は、電源電圧の単位時間あたりの差分（すなわち、勾配値）を算出する。一例として、勾配算出部２０５５１は、減算器２０５５１ａを備える。減算器２０５５１ａは、リングバッファ２０５２３に記憶されている最新の電源電圧値Ｖｂ（ｔ）と、前回の電源電圧値Ｖｂ（ｔ－１）とに基づいて、電源電圧の勾配値ΔＶｂ（ｔ）を算出する。一例として、所定の間隔Δｔごとに電源電圧値がリングバッファ２０５２３に格納される場合は、電源電圧値Ｖｂ（ｔ）と前回の電源電圧値Ｖｂ（ｔ－１）の差分値を、所定の間隔Δｔで割った値が勾配値ΔＶｂ（ｔ）として算出される。

勾配比較部２０５５２は、勾配算出部２０５５１が算出した勾配値ΔＶｂ（ｔ）と、所定の閾値との比較を行う。一例として、勾配比較部２０５５２は、第１勾配比較器２０５５２ａと第２勾配比較器２０５５２ｂを備える。第１勾配比較器２０５５２ａは、記憶部２０５４に記憶されている第１勾配閾値ＴＨＳ１と、電源電圧の勾配値ΔＶｂ（ｔ）を比較する。第２勾配比較器２０５５２ｂは、記憶部２０５４に記憶されている第２勾配閾値ＴＨＳ２と、電源電圧の勾配値ΔＶｂ（ｔ）を比較する。

図１１は、記憶部２０５４に記憶されている判定テーブル２０５４２のひとつである勾配判定テーブル２０５４２ａの一例を示す図である。勾配判定テーブル２０５４２ａは、電源電圧の勾配値ΔＶｂ（ｔ）が所定の条件を満たした場合の出力値を記憶する。一例として、図１１に示す通り、勾配比較部２０５５２は、「電源電圧の勾配値ΔＶｂ（ｔ）≧第１勾配閾値ＴＨＳ１」の場合に出力値Ｓ１を１として出力して、それ以外の場合にはＳ１を０として出力する。また、勾配比較部２０５５２は、「電源電圧の勾配値ΔＶｂ（ｔ）≧第２勾配閾値ＴＨＳ２」の場合に出力値Ｓ２を１として出力して、それ以外の場合にはＳ２を０として出力する。

このようにすることにより、出力値Ｓ１および出力値Ｓ２がともに１の場合には、電源電圧の状態（ステータス）としては、「増加」傾向であると判断できる。また、出力値Ｓ１が１であって、出力値Ｓ２が０の場合には、電源電圧の状態としては、「安定」傾向であると判断できる。また、出力値Ｓ１および出力値Ｓ２がともに０の場合には、電源電圧の状態としては、「減少」傾向であると判断できる。なお、第１勾配閾値ＴＨＳ１および第２勾配閾値ＴＨＳ２の具体的な値は、受信機２００または送信機１００の仕様に合わせて適宜設定すればよい。

図１２を参照して、電源電圧比較部２０５５３の構成を説明する。電源電圧比較部２０５５３は、リングバッファ２０５２３に記憶されている最新の電源電圧値Ｖｂ（ｔ）と、所定の閾値との比較を行う。一例として、電源電圧比較部２０５５３は、第１電圧比較器２０５５３ａと第２電圧比較器２０５５３ｂを備える。第１電圧比較器２０５５３ａは、記憶部２０５４に記憶されている第１電圧閾値ＴＨＶ１と、電源電圧値Ｖｂ（ｔ）を比較する。第２勾配比較器２０５５２ｂは、記憶部２０５４に記憶されている第２電圧閾値ＴＨＶ２と、電源電圧値Ｖｂ（ｔ）を比較する。

図１３は、記憶部２０５４に記憶されている判定テーブル２０５４２のひとつである電圧判定テーブル２０５４２ｂの一例を示す図である。電圧判定テーブル２０５４２ｂは、電源電圧値Ｖｂ（ｔ）が所定の条件を満たした場合の出力値を記憶する。一例として、図１３に示す通り、電源電圧比較部２０５５３は、「電源電圧値Ｖｂ（ｔ）≧第１電圧閾値ＴＨＶ１」の場合に出力値Ｖ１を１として出力して、それ以外の場合にはＶ１を０として出力する。また、電源電圧比較部２０５５３は、「電源電圧値Ｖｂ（ｔ）≧第２電圧閾値ＴＨＶ２」の場合に出力値Ｖ２を１として出力して、それ以外の場合にはＶ２を０として出力する。

このようにすることにより、出力値Ｖ１および出力値Ｖ２がともに１の場合には、電源電圧の状態としては、「良好」であると判断できる。また、出力値Ｖ１が１であって、出力値Ｖ２が０の場合には、電源電圧の状態としては、「通常」であると判断できる。また、出力値Ｖ１および出力値Ｖ２がともに０の場合には、電源電圧の状態としては、「不良」であると判断できる。なお、第１電圧閾値ＴＨＶ１および第２電圧閾値ＴＨＶ２の具体的な値は、受信機２００または送信機１００の仕様に合わせて適宜設定すればよい。

図１４を参照して、整流電圧比較部２０５５４の構成を説明する。整流電圧比較部２０５５４は、リングバッファ２０５２３に記憶されている整流電圧値Ｖｒ（ｔ）と、所定の閾値との比較を行う。一例として、整流電圧比較部２０５５４は、整流電圧比較器２０５５４ａを備える。整流電圧比較器２０５５４ａは、記憶部２０５４に記憶されている整流電圧閾値ＴＨＲ１と、整流電圧値Ｖｒ（ｔ）を比較する。

図１５は、記憶部２０５４の記憶されている判定テーブル２０５４２のひとつである整流電圧判定テーブル２０５４２ｃの一例を示す図である。整流電圧判定テーブル２０５４２ｃは、整流電圧値Ｖｒ（ｔ）が所定の条件を満たした場合の出力値を記憶する。一例として、図１５に示す通り、整流電圧比較部２０５５４は、「整流電圧値Ｖｒ（ｔ）≧整流電圧閾値ＴＨＲ１」の場合に出力値Ｒ１を１として出力して、それ以外の場合にはＲ１を０として出力する。

このようにすることにより、出力値Ｒ１の場合には、整流電圧の状態としては、「良好」であると判断できる。また、出力値Ｒ１が０の場合には、整流電圧の状態としては、「不良」であると判断できる。なお、整流電圧閾値ＴＨＲ１および整流電圧閾値ＴＨＲ２の具体的な値は、受信機２００または送信機１００の仕様に合わせて適宜設定すればよい。

図１６を参照して、判定部２０５５５の構成を説明する。判定部２０５５５は、勾配比較部２０５５２が出力した出力値Ｓ１および出力値Ｓ２と、電源電圧比較部２０５５３が出力した出力値Ｖ１および出力値Ｖ２と、整流電圧比較部２０５５４が出力した出力値Ｒ１とに基づいて、受信機２００の受電状態を判定する。一例として、判定部２０５５５は、判定用比較器２０５５５ａを備える。

図１７は、記憶部２０５４の記憶されている判定テーブル２０５４２のひとつである受電状態判定テーブル２０５４２ｄの一例を示す図である。受電状態判定テーブル２０５４２ｄは、入力値として受け付けたＳ１、Ｓ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｒ１の値と、出力値Ｏ１との関係を記憶する。なお、図１７においては、視認性の観点から受電状態判定テーブル２０５４２ｄを３つ（すなわち、受電状態判定テーブル２０５４２ｄ１～２０５４２ｄ３）に分けて図示している。

一例として、Ｓ１およびＳ２がともに１であり（すなわち、電源電圧が増加傾向）、Ｖ１およびＶ２がともに１であり（すなわち、電源電圧が良好）、Ｒ１が１（すなわち、整流電圧が良好）の場合は、出力値Ｏ１として０を出力する。また、Ｓ１およびＳ２がともに１であり（すなわち、電源電圧が増加傾向）、Ｖ１およびＶ２がともに０であり（すなわち、電源電圧が不良）、Ｒ１が１（すなわち、整流電圧が良好）の場合は、出力値Ｏ１として１を出力する。

出力値О１が０であることは、受信機２００の受電状態が正常であることを意味する。また、出力値О１が１であることは、受信機２００の受電状態が不良であることを意味する。このように出力値О１が１となった場合、制御部２０５３として機能するプロセッサを起動させ、予め定められた受電状態が不良の場合の処理（例えば省電力モードへの切替処理）を実行させる仕様としてもよい。

このようにして、本開示の第２実施形態では、プロセッサを起動することなく、受信機２００の受電状態を判定することができるため、受信機２００内の省電力を実現することが可能となる。

また、本実施形態では、勾配算出部２０５５１が電源電圧の勾配値を算出することにより、電源電圧が上昇傾向または下降傾向にあるかを考慮して受電状態を判定している。このように、電源電圧の値、電源電圧の上昇／下降傾向、および整流電圧の値に基づいて受信機２００の受電状態を判定することにより、将来の電源電圧の状態を推定することができる。一例として、電源電圧が下降傾向にあるものの、整流電圧が第１の閾値を上回っていれば、その後、電源電圧が復活して、今ある下降傾向は続かない（電源電圧の低下が将来想定されない）と判定することができる。

なお、電源電圧の上昇傾向／下降傾向についてさらに２段階の定義を設けてもよい。つまり、電源電圧の上昇／下降の傾きにも閾値を設け、この閾値を上回る電源電圧の上昇／下降があるかどうかで状態の定義を変えてもよい。このように、電源電圧の上昇／下降の傾きに関する閾値の数は任意に設定可能である。

＜３． 付記＞
なお、上記した実施形態は本開示を分かりやすく説明するために構成を詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成に追加、削除、置換することが可能である。

一例として、上述した各実施形態において、受信機の受電状態判定は主に受信機２００で行っていたが、受信機２００が送信機１００、第１情報処理装置３００に整流電圧及び電源電圧の値（デジタル値）を信号として送信し、送信機１００、第１情報処理装置３００が、受信機２００から送信された整流電圧等の値に基づいて受信機２００の受電状態を判定してもよい。つまり、図４において、受電状態判定モジュール２０５３３を送信機１００または第１情報処理装置３００の少なくとも一方に設け、送信制御モジュール２０５３２が、電圧取得部２０５２が取得した整流電圧及び電源電圧を送信機１００または第１情報処理装置３００の少なくとも一方に送信する構成も可能である。

また、上述した各実施形態においては交流信号からなる送信電力を送信機１００から無線で受信機２００に送信する、いわゆるＷＰＴシステム１への適用について説明していたが、それ以外の手法により受信機２００に電力を提供するシステムへの適用も当然に可能である。このようなシステムは既知であるので詳細な説明は割愛するが、一例として、太陽光発電により生成した電力を有線／無線を問わずに受信機２００に送出するシステム、さらには、レーザー光により電力を有線／無線を問わずに受信機２００に送出するシステム等が挙げられる。他に、振動や音を受信機２００に与え、受信機２００が振動等のパワーを電力に変換する構成であっても適用可能である。加えて、交流信号からなる送信電力を無線で受電する以外の、既知の非接触給電技術、一例として磁界結合方式による非接触給電技術を用いたシステムにも当然に適用可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、本発明は、実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードによっても実現できる。この場合、プログラムコードを記録した記憶媒体をコンピュータに提供し、そのコンピュータが備えるプロセッサが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施例の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそれを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ハードディスク、ＳＳＤ、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどが用いられる。

また、本実施例に記載の機能を実現するプログラムコードは、例えば、アセンブラ、Ｃ／Ｃ＋＋、ｐｅｒｌ、Ｓｈｅｌｌ、ＰＨＰ、Ｊａｖａ（登録商標）等の広範囲のプログラム又はスクリプト言語で実装できる。

さらに、実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを、ネットワークを介して配信することによって、それをコンピュータのハードディスクやメモリ等の記憶手段又はＣＤ－ＲＷ、ＣＤ－Ｒ等の記憶媒体に格納し、コンピュータが備えるプロセッサが当該記憶手段や当該記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行するようにしてもよい。

以上の各実施形態で説明した事項を以下に付記する。

（付記１）
交流信号からなる送信電力を無線で受電する受信機であって、前記受信機は、前記送信電力を整流する整流部と、整流部からの整流電圧を管理する電力管理部と、電力管理部からの出力電圧により充電される充電部と、前記受信機の動作を制御する制御器と、を有し、前記制御器は、前記受信機内における所定の電圧の値を検出するステップと、前記検出するステップで検出された電圧値を、ＤＭＡ（Direct Memory Access）によって、バッファメモリに格納するステップと、を実行する、受信機。
（付記２）
前記制御器は、前記検出するステップにおいて、前記整流電圧及び前記充電部の充電電圧である電源電圧を検出し、検出した前記整流電圧と当該整流電圧に対して定められた第１の閾値との比較、及び、検出した前記電源電圧と当該電源電圧に対して定められた第２の閾値との比較を行う、付記１に記載の受信機。
（付記３）
前記制御器は、前記比較の結果の少なくとも一方に基づいて、前記受信機の受電状態を判定する、付記２に記載の受信機。
（付記４）
前記制御器は、検出された所定の電圧の値に対してＡ／Ｄ変換を行ってデジタル値を取得し、取得した前記ＡＤ変換値を前記バッファメモリとしてのリングバッファに格納する、付記１に記載の受信機。
（付記５）
前記制御器は、前記デジタル値を取得するタイミングを定めるためのタイマーを備え、前記ＡＤ変換を行うコンバータと、前記タイマーとを対応づける、付記４に記載の受信機。
（付記６）
前記制御器は、プロセッサを起動することなく、検出した前記整流電圧と当該整流電圧に対して定められた第１の閾値との比較、及び、検出した前記電源電圧と当該電源電圧に対して定められた第２の閾値との比較を行い、前記比較の結果の少なくとも一方に基づいて、前記受信機の受電状態を判定する、付記２に記載の受信機。
（付記７）
減算器および比較器を用いて、前記整流電圧と前記電源電圧とを、それぞれの電圧毎に定められた閾値と比較し、前記受信機の受電状態を判定する、付記６に記載の受信機。

１：ＷＰＴシステム、１００：送信機、１０１：発振器、１０２：送信アンテナ、１０３：マイコン、１０４：データ送受信機、１０５：データ送受信アンテナ、２００：受信機、２０１：受信アンテナ、２０２：整流回路、２０３：電力管理部、２０４：充電部、２０５：マイコン、２０６：データ送受信機、２０７：データ送受信アンテナ、３００：第１情報処理装置、４００：第２情報処理装置、２０５１：Ａ／Ｄ変換部、２０５２：電圧取得部、２０５２１：タイマー、２０５２２：ＤＭＡコントローラ、２０５２３：リングバッファ、２０５３：制御部、２０５３１：受信制御モジュール、２０５３２：送信制御モジュール、２０５３３：受電状態判定モジュール、２０５４：記憶部、２０５４１：アプリケーションプログラム、２０５４２：判定テーブル、２０５４２ａ：勾配判定テーブル、２０５４２ｂ：電圧判定テーブル、２０５４２ｃ：整流電圧判定テーブル、２０５４２ｄ：受電状態判定テーブル、２０５５：受電状態判定部、２０５５１：勾配算出部、２０５５１ａ：減算器、２０５５２：勾配比較部、２０５５２ａ：第１勾配比較器、２０５５２ｂ：第２勾配比較器、２０５５３：電源電圧比較部、２０５５３ａ：第１電圧比較器、２０５５３ｂ：第２電圧比較器、２０５５４：整流電圧比較部、２０５５４ａ：整流電圧比較器、２０５５５：判定部、２０５５５ａ：判定用比較器。

Claims (11)

1. 交流信号からなる送信電力を無線で受電する受信機であって、
   前記受信機は、
   前記送信電力を整流する整流部と、
   整流部からの整流電圧を管理する電力管理部と、
   電力管理部からの出力電圧により充電される充電部と、
   前記受信機の動作を制御する制御器と、を有し、
   前記制御器は、
   前記受信機内における所定の電圧の値を検出するステップと、
   前記検出するステップで検出された電圧値を、ＤＭＡ（Direct Memory Access）によって、バッファメモリに格納するステップと、を実行し、
   前記検出するステップにおいて、前記整流電圧及び前記充電部の充電電圧である電源電圧を検出し、
   さらに、前記制御器は、
   検出した前記整流電圧と当該整流電圧に対して定められた第１の閾値との比較、及び、検出した前記電源電圧と当該電源電圧に対して定められた第２の閾値との比較を行い、前記整流電圧と前記第１の閾値との比較結果、及び、前記電源電圧と前記第２の閾値との比較結果のそれぞれの比較結果と、前記受信機の受電状態が正常、異常、またはそれ以外の状態であるとの判定とが予め規定された判定テーブルに基づいて、前記受信機の受電状態を判定する、受信機。
2. 前記制御器は、
   検出された所定の電圧の値に対してＡ／Ｄ変換を行ってデジタル値を取得し、
   取得した前記ＡＤ変換値を前記バッファメモリとしてのリングバッファに格納する、請求項１に記載の受信機。
3. 前記制御器は、
   前記デジタル値を取得するタイミングを定めるためのタイマーを備え、
   前記ＡＤ変換を行うコンバータと、前記タイマーとを対応づける、請求項２に記載の受信機。
4. 前記制御器はプロセッサを備え、前記プロセッサを起動することなく、
   検出した前記整流電圧と当該整流電圧に対して定められた前記第１の閾値との比較、及び、検出した前記電源電圧と当該電源電圧に対して定められた前記第２の閾値との比較を行い、
   前記比較の結果の少なくとも一方に基づいて、前記受信機の受電状態を判定する、請求項２に記載の受信機。
5. 交流信号からなる送信電力を無線で受電する受信機であって、
   前記受信機は、
   前記送信電力を整流する整流部と、
   整流部からの整流電圧を管理する電力管理部と、
   電力管理部からの出力電圧により充電される充電部と、
   前記受信機の動作を制御する制御器と、を有し、
   前記制御器は、
   前記受信機内における前記整流電圧及び前記充電部の充電電圧である電源電圧を検出するステップと、
   前記検出するステップで検出された電圧値を、ＤＭＡ（Direct Memory Access）によって、バッファメモリに格納するステップと、を実行し、
   検出した前記整流電圧と当該整流電圧に対して定められた第１の閾値との比較、検出した前記電源電圧と当該電源電圧に対して定められた第２の閾値との比較、及び、検出した前記電源電圧の時間変化の検出を行い、前記整流電圧と前記第１の閾値との比較結果、前記電源電圧と前記第２の閾値との比較結果のそれぞれの比較結果、及び、前記電源電圧の時間変化の検出結果に基づいて、前記受信機の受電状態を判定する、受信機。
6. 交流信号からなる送信電力を無線で受電する受信機によって実行される方法であって、
   前記受信機は、
   前記送信電力を整流する整流部と、
   整流部からの整流電圧を管理する電力管理部と、
   電力管理部からの出力電圧により充電される充電部と、
   前記受信機の動作を制御する制御器と、を有し、
   前記制御器は、
   前記受信機内における所定の電圧の値を検出するステップと、
   前記検出するステップで検出された電圧値を、ＤＭＡ（Direct Memory Access）によって、バッファメモリに格納するステップと、を実行し、
   前記検出するステップにおいて、前記整流電圧及び前記充電部の充電電圧である電源電圧を検出し、
   さらに、前記制御器は、
   検出した前記整流電圧と当該整流電圧に対して定められた第１の閾値との比較、及び、検出した前記電源電圧と当該電源電圧に対して定められた第２の閾値との比較を行い、前記整流電圧と前記第１の閾値との比較結果、及び、前記電源電圧と前記第２の閾値との比較結果のそれぞれの比較結果と、前記受信機の受電状態が正常、異常、またはそれ以外の状態であるとの判定とが予め規定された判定テーブルに基づいて、前記受信機の受電状態を判定する、方法。
7. 交流信号からなる送信電力を無線で受電する受信機によって実行される方法であって、
   前記受信機は、
   前記送信電力を整流する整流部と、
   整流部からの整流電圧を管理する電力管理部と、
   電力管理部からの出力電圧により充電される充電部と、
   前記受信機の動作を制御する制御器と、を有し、
   前記制御器は、
   前記受信機内における前記整流電圧及び前記充電部の充電電圧である電源電圧を検出するステップと、
   前記検出するステップで検出された電圧値を、ＤＭＡ（Direct Memory Access）によって、バッファメモリに格納するステップと、を実行し、
   検出した前記整流電圧と当該整流電圧に対して定められた第１の閾値との比較、検出した前記電源電圧と当該電源電圧に対して定められた第２の閾値との比較、及び、検出した前記電源電圧の時間変化の検出を行い、前記整流電圧と前記第１の閾値との比較結果、前記電源電圧と前記第２の閾値との比較結果のそれぞれの比較結果、及び、前記電源電圧の時間変化の検出結果に基づいて、前記受信機の受電状態を判定する、方法。
8. 交流信号からなる送信電力を無線で受電する受信機を動作させるための電子回路であって、
   前記受信機は、
   前記送信電力を整流する整流部と、
   整流部からの整流電圧を管理する電力管理部と、
   電力管理部からの出力電圧により充電される充電部と、
   前記受信機の動作を制御する制御器と、を有し、
   前記制御器は前記電子回路を含み、
   前記制御器は、前記受信機内における所定の電圧の値を検出し、
   前記電子回路は、検出された前記電圧値を、ＤＭＡ（Direct Memory Access）によって、バッファメモリに格納し、
   さらに、前記制御器は、
   所定の電圧の値を検出する際に、前記整流電圧及び前記充電部の充電電圧である電源電圧を検出し、
   検出した前記整流電圧と当該整流電圧に対して定められた第１の閾値との比較、及び、検出した前記電源電圧と当該電源電圧に対して定められた第２の閾値との比較を行い、前記整流電圧と前記第１の閾値との比較結果、及び、前記電源電圧と前記第２の閾値との比較結果のそれぞれの比較結果と、前記受信機の受電状態が正常、異常、またはそれ以外の状態であるとの判定とが予め規定された判定テーブルに基づいて、前記受信機の受電状態を判定する、電子回路。
9. 交流信号からなる送信電力を無線で受電する受信機を動作させるための電子回路であって、
   前記受信機は、
   前記送信電力を整流する整流部と、
   整流部からの整流電圧を管理する電力管理部と、
   電力管理部からの出力電圧により充電される充電部と、
   前記受信機の動作を制御する制御器と、を有し、
   前記制御器は、前記電子回路を含み、
   前記制御器は、前記受信機内における前記整流電圧及び前記充電部の充電電圧である電源電圧を検出し、
   前記電子回路は、前記検出するステップで検出された電圧値を、ＤＭＡ（Direct Memory Access）によって、バッファメモリに格納するステップと、を実行し、
   さらに、前記制御器は、検出した前記整流電圧と当該整流電圧に対して定められた第１の閾値との比較、検出した前記電源電圧と当該電源電圧に対して定められた第２の閾値との比較、及び、検出した前記電源電圧の時間変化の検出を行い、前記整流電圧と前記第１の閾値との比較結果、前記電源電圧と前記第２の閾値との比較結果のそれぞれの比較結果、及び、前記電源電圧の時間変化の検出結果に基づいて、前記受信機の受電状態を判定する、電子回路。
10. 交流信号からなる送信電力を無線で送電する送信機と、
    前記送信電力を無線で受電する受信機であって、前記送信電力を整流する整流部と、整流部からの整流電圧を管理する電力管理部と、電力管理部からの出力電圧により充電される充電部とを有する受信機と、
    を有する無線給電システムであって、
    前記無線給電システムは、少なくとも１つの制御器を有し、
    前記制御器は、
    前記受信機内における所定の電圧の値を検出するステップと、
    前記検出するステップで検出された電圧値を、ＤＭＡ（Direct Memory Access）によって、バッファメモリに格納するステップと、を実行し、
    前記検出するステップにおいて、前記整流電圧及び前記充電部の充電電圧である電源電圧を検出し、
    さらに、前記制御器は、
    検出した前記整流電圧と当該整流電圧に対して定められた第１の閾値との比較、及び、検出した前記電源電圧と当該電源電圧に対して定められた第２の閾値との比較を行い、前記整流電圧と前記第１の閾値との比較結果、及び、前記電源電圧と前記第２の閾値との比較結果のそれぞれの比較結果と、前記受信機の受電状態が正常、異常、またはそれ以外の状態であるとの判定とが予め規定された判定テーブルに基づいて、前記受信機の受電状態を判定する、無線給電システム。
11. 交流信号からなる送信電力を無線で送電する送信機と、
    前記送信電力を無線で受電する受信機であって、前記送信電力を整流する整流部と、整流部からの整流電圧を管理する電力管理部と、電力管理部からの出力電圧により充電される充電部とを有する受信機と、
    を有する無線給電システムであって、
    前記無線給電システムは、少なくとも１つの制御器を有し、
    前記制御器は、
    前記受信機内における前記整流電圧及び前記充電部の充電電圧である電源電圧を検出するステップと、
    前記検出するステップで検出された電圧値を、ＤＭＡ（Direct Memory Access）によって、バッファメモリに格納するステップと、を実行し、
    検出した前記整流電圧と当該整流電圧に対して定められた第１の閾値との比較、検出した前記電源電圧と当該電源電圧に対して定められた第２の閾値との比較、及び、検出した前記電源電圧の時間変化の検出を行い、前記整流電圧と前記第１の閾値との比較結果、前記電源電圧と前記第２の閾値との比較結果のそれぞれの比較結果、及び、前記電源電圧の時間変化の検出結果に基づいて、前記受信機の受電状態を判定する、無線給電システム。