JP7844546B2 - 電子機器、電子機器が実行する方法、およびプログラム - Google Patents
電子機器、電子機器が実行する方法、およびプログラムInfo
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Description
本開示は、無線電力伝送の技術に関する。
無線電力伝送システムの技術開発が広く行われており、標準化団体Wireless Power Consortium(WPC)が無線充電規格として策定した規格(Qi規格)が広く知られている。このような無線電力伝送では、送電を停止すべき事象が生じた場合に、受電装置が送電装置に対して、送電停止指示を理由コードとともに通知する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
受電装置を有する電子機器が、自身が有する特有の機能を実行しようとする場合において、電子機器と受電装置との協調動作に関する提案はこれまでなされていない。電子機器の当該機能によっては、電子機器と受電装置とが適切に協調動作を行うことが要求される場合がある。
本開示は、電子機器が所定の機能を実行可能である場合に、電子機器の受電装置との間で適切に協調動作を行うことができる技術を提供する。
本開示の一形態に係る電子機器は、送電装置から無線で受電を行う受電手段と、前記受電の機能とは異なる所定の機能を実行する実行手段と、前記送電装置からの送電の制限に関する処理を行う処理手段と、前記処理手段による前記送電の制限に関する処理を行うことができるか否かを判断する判断手段と、前記処理手段による前記送電の制限に関する処理を行うことができないと判断された場合、前記所定の機能を制限する制限手段と、を有する。
本開示によれば、電子機器が所定の機能を実行可能である場合に、電子機器の受電装置との間で適切に協調動作を行うことができる。
以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。本開示の実施形態における複数の特徴の全てが必須のものとは限らず、複数の特徴を任意に組み合わせてもよい。また、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本開示は図示された構成に限定されるものではない。図面において同一または同様の構成に対して同一の参照符号を付すことで、重複した説明を省略する。
[第1実施形態]
(システムの構成)
図1は、本実施形態による無線電力伝送システムの構成例を示す図である。本無線電力伝送システムは、一例において、送電装置100と、受電装置101を内蔵した電子機器102とを含む。送電装置100と受電装置101は、WPC(Wireless Power Consortium)規格に準拠しているものとする。送電装置100は、例えば自装置上に載置された受電装置101に対して無線で送電する電子機器である。送電装置100は、送電コイルを介して受電装置101へ無線で電力を送る。受電装置101は、例えば、送電装置100から受電して内蔵バッテリに充電を行う電子機器である。送電装置100および電子機器102は、カメラ、スマートフォン、タブレットPC、ラップトップ、自動車、ロボット、医療機器、またはプリンタ等であってもよい。
(システムの構成)
図1は、本実施形態による無線電力伝送システムの構成例を示す図である。本無線電力伝送システムは、一例において、送電装置100と、受電装置101を内蔵した電子機器102とを含む。送電装置100と受電装置101は、WPC(Wireless Power Consortium)規格に準拠しているものとする。送電装置100は、例えば自装置上に載置された受電装置101に対して無線で送電する電子機器である。送電装置100は、送電コイルを介して受電装置101へ無線で電力を送る。受電装置101は、例えば、送電装置100から受電して内蔵バッテリに充電を行う電子機器である。送電装置100および電子機器102は、カメラ、スマートフォン、タブレットPC、ラップトップ、自動車、ロボット、医療機器、またはプリンタ等であってもよい。
(電子機器の構成)
図2は、受電装置101を含む電子機器102の構成例を示す図である。受電装置101は、例えば、第一制御部200、受電コイル201、整流部202、電圧制御部203、通信部204、充電部205、共振コンデンサ207、およびスイッチ208を含む。電子機器102は、バッテリ206、第二制御部209および機能部210を含む。
図2は、受電装置101を含む電子機器102の構成例を示す図である。受電装置101は、例えば、第一制御部200、受電コイル201、整流部202、電圧制御部203、通信部204、充電部205、共振コンデンサ207、およびスイッチ208を含む。電子機器102は、バッテリ206、第二制御部209および機能部210を含む。
第一制御部200は、受電装置101の全体を制御する。第一制御部200は、例えばCPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)等の1つ以上のプロセッサを含む。第一制御部200は、例えば、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等の1つ以上の記憶装置を含んでもよい。第一制御部200は、例えば、記憶装置に記憶されたプログラムをプロセッサによって実行することにより、後述の各処理を実行するように構成されうる。受電コイル201は、送電装置100の送電コイル303から電力を受電する際に用いられるコイルである。
整流部202は、受電コイル201を介して受電した交流電圧および交流電流を、直流電圧および直流電流に変換する。
電圧制御部203は、整流部202から入力された直流電圧のレベルを、第一制御部200および充電部205などが動作するのに適した(過大でもなく過少でもない)直流電圧のレベルに変換する。また、電圧制御部203は、変換されたレベルの電圧を充電部205へ供給する。
充電部205は、電圧制御部203から供給された電圧により電子機器102のバッテリ206を充電する。
主に受電コイル201、共振コンデンサ207、整流部202および電圧制御部203などは、送電装置から無線で受電を行う受電手段の一例である。
通信部204は、送電装置100との間で、WPCのQi規格に基づいた無線充電の制御通信を行う。この制御通信は、受電コイル201で受電した交流電圧および交流電流を負荷変調することにより行われる。
受電コイル201は、共振コンデンサ207と接続され、特定の周波数F2で共振するように構成される。スイッチ208は、受電コイル201と共振コンデンサ207を短絡するためのスイッチであり、第一制御部200によって制御される。スイッチ208がオンとされると、受電コイル201と共振コンデンサ207が直列共振回路を構成する。このとき、受電コイル201と共振コンデンサ207およびスイッチ208の閉回路にのみ電流が流れ、整流部202や電圧制御部203には電流が流れなくなる。これに対して、スイッチ208がオフとされると、受電コイル201および共振コンデンサ207を介して、整流部202および電圧制御部203に電流が流れるようになる。
第二制御部209は、電子機器102全体を統括的に制御する。第二制御部209は第一制御部200と通信し、第一制御部200を制御することにより、送電装置100に各種パケットを送信することで送電装置100を制御することができる。ここで、第一制御部200と第二制御部209間の通信はI2C(Inter-Integrated Circuit)規格に基づく有線通信等が用いられる。I2Cに限らず、例えばSPI(Serial Peripheral Interface)などの他の通信規格が用いられてもよい。
機能部210は、電子機器102の所定の機能を実現するための回路ブロックである。例えば、電子機器102が放射線撮像装置またはカメラである場合は、機能部210は撮像機能を備えた撮像部でありうる。また機能部210は、図示しない他の電子機器(他の装置)と有線ないし無線通信を行うための通信部でありうる。ここで通信部を挙げた理由は、このような通信部が行う通信の周波数帯域によっては、送電装置100による送電時に発生する電磁波が当該通信に悪影響を及ぼす可能性があるからである。機能部210および第二制御部209は、受電の機能とは異なる所定の機能を実行する実行手段の一例である。
(送電装置の構成)
図3は、送電装置100の構成例を示す図である。送電装置100は、例えば、制御部300、電源部301、送電部302、送電コイル303、通信部304、メモリ305、共振コンデンサ306、およびスイッチ307を含んで構成される。
図3は、送電装置100の構成例を示す図である。送電装置100は、例えば、制御部300、電源部301、送電部302、送電コイル303、通信部304、メモリ305、共振コンデンサ306、およびスイッチ307を含んで構成される。
制御部300は、送電装置100の全体を制御する。制御部300は、例えばCPUやMPU等の1つ以上のプロセッサを含んで構成される。制御部300は、例えば、後述のメモリ305や制御部300に内蔵された記憶装置に記憶されたプログラムをプロセッサによって実行することにより、後述の各処理を実行するように構成されうる。
電源部301は、各機能ブロックに電源を供給する。電源部301は、例えば、商用電源またはバッテリである。バッテリには、例えば、商用電源から供給される電力が蓄電されうる。
送電部302は、電源部301から入力された直流または交流電力を、無線電力伝送に用いる周波数帯の交流電力に変換し、その交流電力を送電コイル303へ入力する。これにより受電装置101に受電させるための電磁波が送電コイル303から発生する。例えば、送電部302は、電源部301から供給される直流電圧を、FET(Field Effect Transistor)を使用したハーフブリッジまたはフルブリッジ構成のスイッチング回路で交流電圧に変換する。この場合、送電部302は、FETのON/OFFを制御するゲ-トドライバを含む。
また、送電部302は、送電コイル303に入力する電圧(送電電圧)と電流(送電電流)との少なくとも一方、または、周波数を調節することにより、出力させる電磁波の強度や周波数を制御する。例えば、送電部302は、送電電圧または送電電流を大きくすることにより電磁波の強度を強くし、送電電圧または送電電流を小さくすることにより電磁波の強度を弱くする。送電部302は、Qi規格に対応した受電装置101の充電部205に対して少なくとも15ワット(W)の電力を出力するだけの電力を供給する能力を有していてもよい。また、送電部302は、制御部300の指示に基づいて、送電コイル303による電磁波の出力が開始または停止されるように、交流電力の出力制御を行う。なお、送電部302が発生させる送電電圧または電流周波数は、Qi規格で使用される110kHzから148.5kHzの間の周波数、360kHz、1.7MHz等でありうる。
通信部304は、送電コイル303を介して、受電装置101との間で、Qi規格に基づく送電制御のための通信を行う。通信部304は、送電部302から出力される交流電圧および交流電流を周波数変調(FSK(Frequency Shift Keying))を用いて変調し、受電装置101へ情報を伝送する。また、通信部304は、受電装置101の通信部204による負荷変調で変調された交流電圧および交流電流を復調して、受電装置101が送信した情報を取得する。すなわち、通信部304は、送電部302から送電される電磁波に受電装置101へ送信すべき情報を重畳し、その電磁波に対して受電装置101によって重畳された受信信号を検出することによって、受電装置101と通信する。
通信部304は、送電コイル303とは異なるコイル(またはアンテナ)を用いて、Qi規格とは異なる規格に従って受電装置101と通信を行ってもよい。通信部304は、複数の通信機能を選択的に用いて受電装置101と通信してもよい。
メモリ305は、例えば、制御部300によって実行される制御プログラムや、送電装置100および受電装置101の状態などの情報を記憶する。例えば、送電装置100の状態は制御部300により取得される。また、受電装置101の状態は、受電装置101の第一制御部200により取得されて通信部204から送信され、送電装置100は、通信部304を介してこの状態を示す情報を取得する。
送電コイル303は、共振コンデンサ306と接続され、特定の周波数F1で共振するように構成される。スイッチ307は、送電コイル303と共振コンデンサ306とを短絡するためのスイッチであり、制御部300によって制御される。スイッチ307がオンされると、送電コイル303と共振コンデンサ306が直列共振回路を構成する。このとき、送電コイル303と共振コンデンサ306およびスイッチ307の閉回路にのみ電流が流れる。スイッチ307がオフとされると、送電コイル303および共振コンデンサ306には、送電部302から電力が供給される。
図4は、本実施形態の無線電力伝送システムの動作を示すシーケンス図である。図4では、電子機器102側の動作は、受電装置101(第一制御部200)、第二制御部209および機能部210の動作として示される。
電子機器102が放射線撮像装置である場合、機能部210は少なくとも放射線を検出するセンサと撮像を行う撮像部を含む。前記センサはQi規格で使用される110kHzから148.5kHzの間の周波数、360kHz、1.7MHz等の周波数に感度を持つ。つまり、送電装置100が受電装置101に送電中(受電装置101が受電中)に撮像した場合は、センサが上記の感度を持つために、撮像部が生成する画像に前記周波数の電圧および電流が画像ノイズとして重畳される。画像ノイズが重畳された画像が生成されることは放射線撮像装置としては課題である。そこで、電子機器102は、受電装置101を介して送電装置100を制御し、送電が停止されている間に撮像を行う。以下、この動作について説明する。
送電装置100は、送電コイル303の近傍に存在する物体を検出するためにAnalog Pingを送電する(F400)。Analog Pingは、パルス状の電力で、物体を検出するための電力である。Analog Pingは、受電装置101がこれを受電したとしても、第一制御部200を起動することができない程度の微小な電力である。送電装置100は、Analog Pingにより、送電コイル303の近傍に存在する物体に起因する送電コイル303内部の電圧値の共振周波数のシフトや、送電コイル303を流れる電圧値・電流値の変化によって物体を検出する。
送電装置100は、Analog Pingにより物体を検出すると、送電コイル303のQ値を測定する(F401)。そして、送電装置100は、Q値測定に続いて、Digital Pingの送電を開始する(F402)。Digital Pingは、受電装置101の第一制御部200を起動させるための電力であり、Analog Pingよりも大きい電力である。Digital Pingは、以降、連続的に送電される。すなわち、送電装置100は、Digital Pingの送電を開始してから(F402)、受電装置101から後述のEPT(End Power Transfer)パケットの受信(F426)まで、Digital Ping以上の電力を送電し続ける。
受電装置101は、Digital Pingを受電して起動すると、受電したDigital Pingの電圧値をSignal Strengthパケットに格納して送電装置100へ送信する(F403)。
続いて受電装置101は、受電装置101が準拠しているQi規格のバージョン情報やデバイス識別情報を含むIDを格納したIDパケットを送電装置100へ送信する(F404)。受電装置101は、電圧制御部203が負荷(充電部205)へ供給する電力の最大値等の情報を含んだConfigurationパケットを送電装置100へ送信する(F405)。送電装置100は、IDパケットおよびConfigurationパケットを受信する。送電装置100は、これらのパケットによって受電装置101がQi規格v1.2以降の(後述のNegotiationを含む)拡張プロトコルに対応していると判定すると、ACK(肯定応答)で応答する(F406)。
受電装置101は、ACKを受信すると、送受電する電力の交渉などを行うNegotiationフェーズに遷移する。まず、受電装置101は、送電装置100に対してFOD(Foreign Object Detection) Statusパケットを送信する(F407)。本実施形態では、このFOD Statusパケットを「FOD(Q1)」と呼ぶ。送電装置100は、受信したFOD(Q1)に格納されているQ値と、Q値測定(F401)で測定したQ値とに基づいて、第1の異物検出方法により異物検出を行う。そして、送電装置100は、異物がない可能性が高いと判定した場合に、その判定結果を示すACKを受電装置101に送信する(F408)。
受電装置101は、ACKを受信すると、GRQ(CAP)を送信する(F409)。ここでGRQ(CAP)とは、Qi規格で規定されているGeneral Request(GRQ)のうち、受電装置101が送電装置100の能力(Capability)を問い合わせるパケットである。そして受電装置101は、送電装置100からCapabilityを受信する(F410)。
受電装置101は、自装置が受電を要求する電力値の最大値であるGuaranteed Load Power(以下、GPと称する)の交渉を行う。GPは、送電装置100との間で合意された、受電装置101の負荷電力(バッテリ206が消費する電力)を示す。この交渉は、Qi規格で規定されているSpecific Request(SRQ)のうち、受電装置101が、要求するGPの値を格納したパケットを送電装置100へ送信することにより実現される(F411)。本実施形態では、このパケットを「SRQ(GP)」と呼ぶ。
送電装置100は、自装置の送電能力等を考慮して、SRQ(GP)に応答する。送電装置100は、GPを受け入れ可能であると判断した場合、その要求を受入れたことを示すACKを送信する(F412)。受電装置101は、SRQ(GP)により、GPとして例えば15ワットを要求することができる。受電装置101は、GPを含む複数のパラメータの交渉が終了すると、Specific Requestのうち、交渉の終了(End Negotiation)を要求する「SRQ(EN)」を送電装置に送信する(F413)。そして、送電装置100は、SRQ(EN)に対してACKを送信し(F414)、Negotiationフェーズを終了して、GPで定められた電力の送受電を行うPower Transferフェーズに遷移する。
受電装置101は続いて、第2の異物検出方法としてパワーロス法に基づく異物検出のための情報を送電装置100に送信するが、本実施形態ではその詳細な説明は行わない。まず受電装置101は、受電電力を格納したパケットであるReceived Power Packet(mode1)を送電装置100に通知する(F415)。当該パケットを本実施形態ではRP1(FOD)と呼ぶ。送電装置100は当該パケットを受信すると、受電装置101にACKを送信する(F416)。
受電装置101は、送電装置100からの送電出力(例えば電圧または電流)を所定値分上げることを示すCE(+)を、送電装置100に送信する(F417)。送電装置100は、CE(+)を受信すると、送電部302の設定値を変更する。受電装置101は、CE(+)に応答して受電される電圧または電流が上昇すると、受電した電力を負荷(充電部205やバッテリ206)に供給する。
受電装置101は受電電力を格納したパケットであるReceived Power Packet(mode2)を送電装置100に通知する(F418)。当該パケットを本実施形態ではRP2(FOD)と呼ぶ。送電装置100は当該パケットを受信すると、受電装置101にACKを送信する(F419)。受電装置101は、上記F417と同様に、CE(+)を送信する(F420、F421)。
ここで、電子機器102のユーザが撮像を行う場合は、ノイズが重畳した画像の生成を回避するために、第二制御部209は、送電を停止する期間の交渉および送電停止指示を、受電装置101を介して送電装置100に通知する。例えば、第二制御部209は、電子機器102のユーザから撮像の実行指示を受け付けると、Power Transferフェーズから再度Negotiationフェーズに戻ることを指示することを示すRenegotiation指示を行う(F428)。この指示には、例えば上述したI2CやSPIに基づく通信が使用される。
第一制御部200はRenegotiation指示を受信すると、前記受信を正しく実施したことを示すACKを第二制御部209に送信する(F429)。そして、第一制御部200は送電装置100に対して、Power Transferフェーズから再度Negotiationフェーズに戻るために、送電装置100にRenegotiationパケットを送信する(F422)。送電装置100は前記Renegotiationパケットを受信すると、ACKを受電装置101に送信し(F423)、Renegotiationフェーズへ遷移する。
第二制御部209は送電停止期間を示すRe Ping Delayを第一制御部200に通知する(F430)。第一制御部200はRe Ping Delayパケットを受信すると、正しく受信したことを示すACKを第二制御部209に送信する(F431)。送電停止期間とは、具体的には、送電停止指示を受信してから次にDigital Pingを送電するまでの時間であり、後述する撮像に必要な時間に基づいてユーザが決定する時間である。
第一制御部200はF430で受信した送電停止期間を送電装置100と交渉するためのSRQ(rep)パケットを送電装置100に送信し(F424)、前記交渉を受け入れたことを示すACKを送電装置100から受信する(F425)。
第二制御部209は、送電を上記送電停止期間の間停止する指示を示すEPT/repを第一制御部200に通知する(F432)。そして第二制御部209は、第一制御部200からACKを受信する(F433)。第一制御部200はEPT/repの指示を受信すると、EPT/repを送電装置に送信する(F426)。
送電装置100はEPT/repを受信すると、Re Ping Delayの間送電を停止する。この時、当然ながら受電装置101は受電を停止する。
送電を停止する期間を示す情報(例えばRe Ping Delay)、および/または送電停止指示(送電停止の実行指示)を示す情報(例えばEPT/rep)は、送電の制限に関する情報の一例である。また、送電を停止する期間の交渉は、送電の制限に関する情報の通信の一例である。あるいは、送電停止指示(送電停止の実行指示)の送信およびそれに対する応答は、送電の制限に関する情報の通信の一例である。主に第二制御部209および送電の制限に関する処理を実行するプログラムは、送電装置からの送電の制限に関する処理を行う処理手段の一例である。
そして、第二制御部209は機能部210に撮像指示を行い(F434)、機能部210は前記撮像指示をうけて、Re Ping Delayの期間中に撮像を行う(F435)。
送電装置100は前記Re Ping Delay期間が終了すると、Digital Pingを送電する(F427)。
このように、第二制御部209は、送電装置100が送電を停止している間に撮像を行うことで、ノイズが重畳した画像が生成されることを回避することができる。
(比較例)
次に、以上のように動作する無線電力伝送システムにおいて、本実施形態と比較するための比較例について説明する。図5は、無線電力伝送システムの当該比較例に係る動作を示すシーケンス図である。Qi規格では、送電装置100と受電装置101の位置ずれによって送電が停止することが起こりうる。このような位置ずれにより送電が停止する例を比較例として図5を参照して説明する。なお、図5において、図4で示した各ステップと同一のステップについては同一の参照符号を付し、重複した説明は省略する。
次に、以上のように動作する無線電力伝送システムにおいて、本実施形態と比較するための比較例について説明する。図5は、無線電力伝送システムの当該比較例に係る動作を示すシーケンス図である。Qi規格では、送電装置100と受電装置101の位置ずれによって送電が停止することが起こりうる。このような位置ずれにより送電が停止する例を比較例として図5を参照して説明する。なお、図5において、図4で示した各ステップと同一のステップについては同一の参照符号を付し、重複した説明は省略する。
受電装置101からF421においてCE(+)を受信した直後に、送電装置100と受電装置101の位置ずれが発生し、送電が停止したとする。この時、受電装置101は受電を停止するため、第一制御部200は電源供給を受けない状態となり動作が停止する。故に第一制御部200は、第二制御部からのRenegotiation指示(F428)、Re Ping Delay(F430)、EPT/rep指示(F432)に対してACKを送信しない。従って、受電装置101側は、送電装置100に対してSRQ(rep)およびEPT/repを送信することもない。
送電装置100は、受電装置101の位置ずれを契機として送電を停止すると、Qi規格の動作に従い、Pingフェーズに戻ってAnalog Ping(F400)およびDigital Ping(F402)を送電する。位置ずれが発生したままであれば、受電装置101は当該Digital Pingを受電できず、Signal Strength(F403)を送信しない。つまり、受電装置101は、送電装置100と送電の停止に関する情報の通信を行うことができない。すると送電装置100は、再びAnalog Ping(F400)およびDigital Ping(F436)を送信する。
第二制御部209は、機能部210に撮像指示(F434)を行い、機能部210は撮像を行う(F435)。
ここで、F436で送電装置100が送電するDigital Pingと、撮像F435が時間的に重複した場合に、ノイズが重畳された画像が生成されるという課題がある。
(本実施形態の電子機器の動作)
上記の課題を鑑み、電子機器102の第二制御部209は、受電装置101が送電装置100を制御できるか否かの状態を判断し、制御不可能と判断した場合は、機能部210の動作を禁止する。送電装置100を制御できるか否の判断かとは、具体的には、送電装置100の送電の制限に関する処理を行うことができるか否かの判断である。本実施形態の第二制御部209の動作について、図7(A)のフローチャートおよび図6のシーケンスに基づいて説明する。
上記の課題を鑑み、電子機器102の第二制御部209は、受電装置101が送電装置100を制御できるか否かの状態を判断し、制御不可能と判断した場合は、機能部210の動作を禁止する。送電装置100を制御できるか否の判断かとは、具体的には、送電装置100の送電の制限に関する処理を行うことができるか否かの判断である。本実施形態の第二制御部209の動作について、図7(A)のフローチャートおよび図6のシーケンスに基づいて説明する。
第二制御部209が、ユーザによる撮像指示の入力を受け付けた場合、または、送電装置100と受電装置101の位置ずれが発生した場合、Renegotiation指示を第一制御部200に送信する(F428)。第二制御部209は、第一制御部200との通信において、第一制御部200に対して実施したデータ通信に対して、Renegotiation指示(F428)に対するACKを受信したかどうかを判断する(S500)。主に第二制御部209およびS500の判断を実行するプログラムは、電子機器が送電装置からの送電の制限に関する処理を行うことができるか否かを判断する判断手段の一例である。
第二制御部209がACKを受信していなければ(S500でNO)、受電装置101は受電しておらず、送電装置100の送電の停止動作を制御することができない。よって第二制御部209は、電子機器102の図示しない表示部にエラー表示を行い(S502)、機能部210に撮像不可の指示を行うことでユーザによる撮像を禁止する(S503)。主に第二制御部209およびS503の撮像を禁止するプログラムは、処理手段による送電の制限に関する処理を行うことができないと判断された場合、所定の機能を制限する制限手段の一例である。
第二制御部209は前記ACKを受信している場合は(S500でYES)、受電装置101は受電しており、送電装置100を制御することができる。そこで、第二制御部209はエラー表示がされているかを確認し、されていない場合は(S501でNO)、ユーザの指示に基づいて機能部210に撮像の実行指示を行う(S505)。エラー表示がされている場合は(S501でYES)、現在は送電装置100を制御できる状態であるので、第二制御部209はエラー表示を消去して(S504)、ユーザの指示に基づいて機能部210に撮像の指示を行う(S505)。S502において、主に第二制御部209およびエラー通知行うプログラムなどは、電子機器のユーザにエラーを通知する通知手段の一例である。なお、表示部にエラー表示を行う方法に限らず、音声や振動等によりエラー通知が行われてもよい。
以下、図6のシーケンスを用いて本実施形態の無線電力伝送システムの動作を説明する。
第二制御部209は、Renegotiation指示(F428)に対するACKを受信しないので、図示しない表示部にエラー表示を行い(F438)、機能部210に撮像不可の指示を行うことで、ユーザの撮像を禁止する(F439)。
図示はしないが、ユーザがエラー表示に基づいて位置ずれを直すことにより、受電装置101が受電可能な所期の位置に電子機器102が配置されたとする。すると受電装置101は、既に説明したF400からF421の処理に基づいて送電装置100から受電を開始する。この場合、第二制御部209はACK(図4のF429、F431、F433)を受信するため、第一制御部200を介して送電装置100を制御できると判断し、ユーザの指示に基づいて撮像を行うことができる。
以上のように、本実施形態によれば、電子機器102が受電の機能とは異なる所定の機能を実行可能である場合に、電子機器102の受電装置101との間で適切に協調動作を行うことができる。その結果、電子機器102は所定の機能を実行しようとする場合に、当該所定の機能に対する悪影響や障害を回避しつつ、当該機能を実行することができる。本実施形態のように所定の機能が撮像機能である場合、ノイズが重畳された画像が生成されるリスクを回避することができる。さらに、ノイズが重畳した画像が生成されるリスクがなくなった場合(送電装置100の送電の停止動作を制御することができるようになった場合)は、電子機器102はユーザの指示に基づいて撮像を行うことができる。
[第2実施形態]
第1実施形態では、図1において、送電装置100による無線電力伝送を前提としたシステム構成について説明した。しかしながら、図示しない有線充電器により電子機器102のバッテリ206を充電するシステムや、送電装置100および有線充電器が存在しないシステムにおいて電子機器102が稼働する場合が考えられうる。
第1実施形態では、図1において、送電装置100による無線電力伝送を前提としたシステム構成について説明した。しかしながら、図示しない有線充電器により電子機器102のバッテリ206を充電するシステムや、送電装置100および有線充電器が存在しないシステムにおいて電子機器102が稼働する場合が考えられうる。
送電装置100が存在しないシステムにおいては、第二制御部209は、第一制御部200(受電装置101)が受電していないと判断した場合、機能部210の動作を禁止する、という第1実施形態で説明した動作だけを実施すべきではない。なぜなら、送電装置100が存在しないシステムにおいてはノイズが重畳した画像を生成するリスクがないにもかかわらず、ACKを受信しないために(S500でNO)、撮像を禁止する動作を行うからである。
本実施形態では、送電装置100が存在しないシステムにおける第二制御部209の適切な動作について説明する。図7(B)は、その動作を示すフローチャートである。第二制御部209は、現在動作するモードが、システム内に送電装置100が存在し、送電装置100を制御する必要があるモードかどうかを判断する(S506)。システム内に送電装置100が存在し、送電装置100が送電する無線電力でバッテリ206が充電される動作モードである場合(S506でYES)、図7(A)ですでに説明したフローに基づいて動作する。S506でNOの場合、第二制御部209はユーザの指示に基づいて機能部210に撮像指示を行う(S505)。S506でNOの場合とは、現在の電子機器102の動作モードが、有線充電器によりバッテリ206が充電される動作モードや、送電装置100および有線充電器によるバッテリ206の充電がない状態で動作するモードである場合である。
本実施形態によれば、現在の動作モードが、有線充電器によりバッテリ206が充電される動作モードであっても、第二制御部209はユーザの指示に基づいて機能部210を適切に動作させることが可能となる。同様に、現在の動作モードが、送電装置100および有線充電器によりバッテリ206が充電されていない動作モードであっても、第二制御部209はユーザの指示に基づいて機能部210を適切に動作させることが可能となる。
ここで、送電装置100が存在する動作モードであるかどうかの判断方法はいくつか考えられる。例えば受電装置101側が、有線充電が開始されたことを検出した場合である。これは、有線充電のためのコネクタの端子電圧を検出する方法や、電子機器102に実装された図示しない動作モードをユーザが選択するためのスイッチの状態等で判断されてもよい。あるいは、電子機器102に実装された、図示しないWi-Fi、Bluetooth Low Energy等の無線通信部、もしくは有線通信部を介して、他の装置から動作モードに関する情報を受信することで判断されてもよい。
[その他の実施形態]
上記第1および第2実施形態では、電子機器102が放射線撮像装置であり、機能部210は撮像部であるとして説明したが、これに限定されない。電子機器102はQiの動作周波数である100kHz-148.5kHzの間の周波数帯に感度を持つセンサを使用する他の製品であってもよい。製品とセンサの組み合わせとして、カメラと撮像センサ、プリンタ(例えば複合機)とスキャナのセンサ、Mixed Reality/Virtual Reality体験をユーザに提供する製品と各種センサであってもよい。あるいは、他の製品群とNear Fierld Communication(NFC)を実装した製品であってもよい。
上記第1および第2実施形態では、電子機器102が放射線撮像装置であり、機能部210は撮像部であるとして説明したが、これに限定されない。電子機器102はQiの動作周波数である100kHz-148.5kHzの間の周波数帯に感度を持つセンサを使用する他の製品であってもよい。製品とセンサの組み合わせとして、カメラと撮像センサ、プリンタ(例えば複合機)とスキャナのセンサ、Mixed Reality/Virtual Reality体験をユーザに提供する製品と各種センサであってもよい。あるいは、他の製品群とNear Fierld Communication(NFC)を実装した製品であってもよい。
上記第1および第2実施形態では、第二制御部209は第一制御部200との通信に基づいて、受電装置101が受電しているか、送電停止に関する処理を行うことができるかどうかの判断を行ったが、これは他の手段であってもよい。例えば、第二制御部209は、以下のハードウェア要素(またはハードウェア要素間)の電気的な値の少なくとも1つに基づいて判断してもよい。当該ハードウェア要素(またはハードウェア要素間)の電気的な値は、受電コイル201と整流部202間、整流部202の出力、電圧制御部203の入力もしくは出力、および充電部205の入力が挙げられる。電気的な値とは、入力電圧値、入力電流値、出力電圧値、または出力電流値を意味する。この場合、それらハードウェア要素のいずれか1つまたは複数の箇所の電圧ないし電流値が閾値以下(例えば0)であれば、第二制御部209は、受電装置101が受電しておらず送電装置100を制御できないと判断してもよい。また、第二制御部209は、ユーザによる撮像指示を受け付けたことを契機として当該ハードウェア要素の電気的な値を取得し、送電停止に関する処理を行うことができるかどうかの判断を行えばよい。この場合、第二制御部209は、Renegotiation指示を送信しなくてもよいが、送信してもよい。
上記第1および第2実施形態では、第二制御部209は、送電装置100の送電の停止に関する処理を行うことができるか否かを判断した。しかし、第二制御部209は、送電の停止動作に限らず、送電の制限に関する処理を行うことができるか否かを判断してもよい。ここで「制限」とは、「停止」を含み、所定の機能が実行される際に許容できる程度の小さい所定以下の電力での送電も含む。所定以下の電力とは、例えば5Wが挙げられるが、これに限らない。
また、第1および第2実施形態では、第二制御部209は、送電装置100の送電の停止に関する処理を行うことができないと判断した場合、所定の機能を禁止した。しかし、第二制御部209は、所定の機能の「禁止」に限らず、禁止を含む「制限」を行うようにしてもよい。所定の機能の制限とは、その機能の実行可能な範囲を小さくしたり、実行可能な処理の数や設定を減らしたりすることである。実行可能な範囲を小さくすることは、例えば出力を下げたり、センサの感度を下げたりすることを含む。例えば機能部210が撮像部である場合、撮像部は、少しのノイズが重畳することを許容する画像、すなわち画質への影響が少ない、例えば意図的に解像度を下げた画像を生成することも可能である。
上記第1および第2実施形態では、S500で判断対象となるACKは、Renegotiation指示(F428)に対するACKであった。しかし、当該判断対象となるACKは、Re Ping Delay指示(F430)、またはEPT/rep指示(F432)に対するACKであってもよい。あるいは、第二制御部209は、これら3つのACKのうち少なくとも2つのACKを受信できない場合に、送電装置100の送電の停止に関する処理を行うことができないと判断してもよい。
送電の停止(制限)に関する処理は、このようなRenegotiation指示~EPT/rep指示に限らず、送電を停止(制限)するための処理であれば、どのような形態であってもよい。
エラー表示(F438)は、単に撮像を実行できない旨を表示するだけでなく、ユーザに送電装置100と受電装置101間の無線充電に関する状態を通知し、ユーザに送電装置100や受電装置101の確認を促す通知であってもよい。
送電装置100が送電する電磁波の周波数は、100kHz-148.5kHz以外でもよく、60kHzから90kHz帯、300kHz帯、1.7MHz、6.78MHz帯、13.56MHz帯であってもよい。
本開示は、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、送電装置および電子機器は例えば、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、本開示の電子機器は、情報端末機器でもよい。例えば、情報端末機器は、受電アンテナから受けた電力が供給される、情報をユーザに表示する表示部(ディスプレイ)を有している。なお、受電アンテナから受けた電力は蓄電部(バッテリ)に蓄積され、そのバッテリから表示部に電力が供給される。この場合、電子機器は、送電装置とは異なる他の装置と通信する通信部を有していてもよい。通信部は、NFC通信や、第5世代移動通信システム(5G)などの通信規格に対応していてもよい。
また、本開示の電子機器が自動車などの車両であってもよい。例えば、電子機器である自動車は、駐車場に設置された送電アンテナを介して充電器(送電装置)から電力を受けとるものであってもよい。また、電子機器である自動車は、道路に埋め込まれた送電アンテナを介して充電器(送電装置)から電力を受けとるものでもよい。このような自動車は、受電した電力はバッテリに供給される。バッテリの電力は、車輪を駆動する発動部(モータ、電動部)に供給されてもよいし、運転補助に用いられるセンサの駆動や外部装置との通信を行う通信部の駆動に用いられてもよい。つまり、この場合、電子機器は、車輪の他、バッテリや、受電した電力を用いて駆動するモータやセンサ、さらには送電装置以外の装置と通信を行う通信部を有していていもよい。さらに、電子機器は、人を収容する収容部を有していてもよい。例えば、センサとしては、車間距離や他の障害物との距離を測るために使用されるセンサなどがある。通信部は、例えば、全地球測位システム(Global Positioning System、Global Positioning Satellite、GPS)に対応していてもよい。また、通信部は、第5世代移動通信システム(5G)などの通信規格に対応していてもよい。また、車両としては、自転車や自動二輪車であってもよい。
また、本開示の電子機器は、電動工具、家電製品などでもよい。これらの電子機器は、バッテリの他、バッテリに蓄積された受電電力によって駆動するモータを有していてもよい。また、これらの機器は、バッテリの残量などを通知する通知手段を有していてもよい。また、これらの機器は、送電装置とは異なる他の装置と通信する通信部を有していてもよい。通信部は、NFCや、第5世代移動通信システム(5G)などの通信規格に対応していてもよい。
また、本開示の送電装置は、自動車の車両内で、無線電力伝送に対応するスマートフォンやタブレットなどの携帯情報端末機器に対して送電を行う車載用充電器であってもよい。このような車載用充電器は、自動車内のどこに設けられていてもよい。例えば、車載用充電器は、自動車のコンソールに設置されてもよいし、インストルメントパネル(インパネ、ダッシュボード)や、乗客の座席間の位置や天井、ドアに設置されてもよい。ただし、運転に支障をきたすような場所に設置されないほうがよい。また、送電装置が車載用充電器の例で説明したが、このような充電器が、車両に配置されるものに限らず、電車や航空機、船舶等の輸送機に設置されてもよい。この場合の充電器も、乗客の座席間の位置や天井、ドアに設置されてもよい。
また、車載用充電器を備えた自動車等の車両が、送電装置であってもよい。この場合、送電装置は、車輪と、バッテリとを有し、バッテリの電力を用いて、送電回路部や送電アンテナにより受電装置(電子機器)に電力を供給する。
本実施形態の開示は、以下の構成、方法およびプログラムを含む。
(構成1)
送電装置から無線で受電を行う受電手段と、
前記受電の機能とは異なる所定の機能を実行する実行手段と、
前記送電装置からの送電の制限に関する処理を行う処理手段と、
前記処理手段による前記送電の制限に関する処理を行うことができるか否かを判断する判断手段と、
前記処理手段による前記送電の制限に関する処理を行うことができないと判断された場合、前記所定の機能を制限する制限手段と、を有する
ことを特徴とする電子機器。
(構成2)
前記所定の機能は、撮像機能、または他の装置との通信機能である
ことを特徴とする構成1に記載の電子機器。
(構成3)
前記送電の制限は、前記送電の停止を含む
ことを特徴とする構成1または2に記載の電子機器。
(構成4)
前記所定の機能の制限は、前記所定の機能の実行禁止を含む
ことを特徴とする構成1から3のいずれか1項に記載の電子機器。
(構成5)
前記送電の制限に関する処理は、送電の制限に関する情報の通信を前記送電装置と行う処理を含む
ことを特徴とする構成1から4のいずれか1項に記載の電子機器。
(構成6)
前記判断手段は、前記通信において前記送電の制限に関する情報が前記送電装置に送信されたことに対して、前記送電装置からの応答が受信されない場合、前記処理手段による前記送電の制限に関する処理を行うことができないと判断する
ことを特徴とする構成5に記載の電子機器。
(構成7)
前記送電の制限に関する情報は、前記送電の制限期間および前記送電の制限の実行指示のいずれか一方を示す情報を含む
ことを特徴とする構成6に記載の電子機器。
(構成8)
Wireless Power Consortium規格において、前記送電の制限期間を示す情報は、前記送電の停止期間を示すRe Ping delayであり、前記送電の制限の実行指示を示す情報は、前記送電の停止期間の間、前記送電を停止する指示を示すEPT/repである
ことを特徴とする構成7に記載の電子機器。
(構成9)
前記処理手段による前記送電の制限に関する処理を行うことができないと判断された場合、前記電子機器のユーザにエラーを通知する通知手段をさらに有する
ことを特徴とする構成1から8のいずれか1項に記載の電子機器。
(構成10)
前記実行手段は、前記電子機器が前記送電装置から無線で受電を行わない場合、前記処理手段による前記送電の制限に関する処理を行うことができるか否かの判断が行われることなく、前記所定の機能を実行し、
前記判断手段は、前記電子機器が前記送電装置から無線で受電を行う場合、前記判断を行う
ことを特徴とする構成1から9のいずれか1項に記載の電子機器。
(方法)
送電装置から無線で受電を行う電子機器が実行する方法であって、
前記送電装置からの送電の制限に関する処理を行う処理工程と、
前記処理工程による前記送電の制限に関する処理を行うことができるか否かを判断する判断工程と、
前記処理工程による前記送電の制限に関する処理を行うことができないと判断された場合、前記受電の機能とは異なる所定の機能を制限する制限工程と、を有する
ことを特徴とする方法。
(プログラム)
コンピュータに、上記方法に記載の各工程を実行させるプログラム。
(構成1)
送電装置から無線で受電を行う受電手段と、
前記受電の機能とは異なる所定の機能を実行する実行手段と、
前記送電装置からの送電の制限に関する処理を行う処理手段と、
前記処理手段による前記送電の制限に関する処理を行うことができるか否かを判断する判断手段と、
前記処理手段による前記送電の制限に関する処理を行うことができないと判断された場合、前記所定の機能を制限する制限手段と、を有する
ことを特徴とする電子機器。
(構成2)
前記所定の機能は、撮像機能、または他の装置との通信機能である
ことを特徴とする構成1に記載の電子機器。
(構成3)
前記送電の制限は、前記送電の停止を含む
ことを特徴とする構成1または2に記載の電子機器。
(構成4)
前記所定の機能の制限は、前記所定の機能の実行禁止を含む
ことを特徴とする構成1から3のいずれか1項に記載の電子機器。
(構成5)
前記送電の制限に関する処理は、送電の制限に関する情報の通信を前記送電装置と行う処理を含む
ことを特徴とする構成1から4のいずれか1項に記載の電子機器。
(構成6)
前記判断手段は、前記通信において前記送電の制限に関する情報が前記送電装置に送信されたことに対して、前記送電装置からの応答が受信されない場合、前記処理手段による前記送電の制限に関する処理を行うことができないと判断する
ことを特徴とする構成5に記載の電子機器。
(構成7)
前記送電の制限に関する情報は、前記送電の制限期間および前記送電の制限の実行指示のいずれか一方を示す情報を含む
ことを特徴とする構成6に記載の電子機器。
(構成8)
Wireless Power Consortium規格において、前記送電の制限期間を示す情報は、前記送電の停止期間を示すRe Ping delayであり、前記送電の制限の実行指示を示す情報は、前記送電の停止期間の間、前記送電を停止する指示を示すEPT/repである
ことを特徴とする構成7に記載の電子機器。
(構成9)
前記処理手段による前記送電の制限に関する処理を行うことができないと判断された場合、前記電子機器のユーザにエラーを通知する通知手段をさらに有する
ことを特徴とする構成1から8のいずれか1項に記載の電子機器。
(構成10)
前記実行手段は、前記電子機器が前記送電装置から無線で受電を行わない場合、前記処理手段による前記送電の制限に関する処理を行うことができるか否かの判断が行われることなく、前記所定の機能を実行し、
前記判断手段は、前記電子機器が前記送電装置から無線で受電を行う場合、前記判断を行う
ことを特徴とする構成1から9のいずれか1項に記載の電子機器。
(方法)
送電装置から無線で受電を行う電子機器が実行する方法であって、
前記送電装置からの送電の制限に関する処理を行う処理工程と、
前記処理工程による前記送電の制限に関する処理を行うことができるか否かを判断する判断工程と、
前記処理工程による前記送電の制限に関する処理を行うことができないと判断された場合、前記受電の機能とは異なる所定の機能を制限する制限工程と、を有する
ことを特徴とする方法。
(プログラム)
コンピュータに、上記方法に記載の各工程を実行させるプログラム。
100:送電装置
101:受電装置
102:電子機器
200:第一制御部
204:通信部
209:第二制御部
210:機能部
101:受電装置
102:電子機器
200:第一制御部
204:通信部
209:第二制御部
210:機能部
Claims (12)
- 送電装置から無線で受電を行う受電手段と、
前記受電の機能とは異なる所定の機能を実行する実行手段と、
前記送電装置からの送電の制限に関する処理を行う処理手段と、
前記処理手段による前記送電の制限に関する処理を行うことができるか否かを判断する判断手段と、
前記処理手段による前記送電の制限に関する処理を行うことができないと判断された場合、前記所定の機能を制限する制限手段と、を有する
ことを特徴とする電子機器。 - 前記所定の機能は、撮像機能、または他の装置との通信機能である
ことを特徴とする請求項1に記載の電子機器。 - 前記送電の制限は、前記送電の停止を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の電子機器。 - 前記所定の機能の制限は、前記所定の機能の実行禁止を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の電子機器。 - 前記送電の制限に関する処理は、送電の制限に関する情報の通信を前記送電装置と行う処理を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の電子機器。 - 前記判断手段は、前記通信において前記送電の制限に関する情報が前記送電装置に送信されたことに対して、前記送電装置からの応答が受信されない場合、前記処理手段による前記送電の制限に関する処理を行うことができないと判断する
ことを特徴とする請求項5に記載の電子機器。 - 前記送電の制限に関する情報は、前記送電の制限期間および前記送電の制限の実行指示のいずれか一方を示す情報を含む
ことを特徴とする請求項6に記載の電子機器。 - Wireless Power Consortium規格において、前記送電の制限期間を示す情報は、前記送電の停止期間を示すRe Ping delayであり、前記送電の制限の実行指示を示す情報は、前記送電の停止期間の間、前記送電を停止する指示を示すEPT/repである
ことを特徴とする請求項7に記載の電子機器。 - 前記処理手段による前記送電の制限に関する処理を行うことができないと判断された場合、前記電子機器のユーザにエラーを通知する通知手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項1に記載の電子機器。 - 前記実行手段は、前記電子機器が前記送電装置から無線で受電を行わない場合、前記処理手段による前記送電の制限に関する処理を行うことができるか否かの判断が行われることなく、前記所定の機能を実行し、
前記判断手段は、前記電子機器が前記送電装置から無線で受電を行う場合、前記判断を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の電子機器。 - 送電装置から無線で受電を行う電子機器が実行する方法であって、
前記送電装置からの送電の制限に関する処理を行う処理工程と、
前記処理工程による前記送電の制限に関する処理を行うことができるか否かを判断する判断工程と、
前記処理工程による前記送電の制限に関する処理を行うことができないと判断された場合、前記受電の機能とは異なる所定の機能を制限する制限工程と、を有する
ことを特徴とする方法。 - コンピュータに、請求項11に記載の各工程を実行させるプログラム。
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