WO2013080786A1 - 電子機器、給電装置および給電システム - Google Patents

Abstract

　電子機器は、磁界または電界を用いて伝送された電力を受け取る受電部と、この受電部により受け取った受電電力を用いて、自身の機器状態を外部へ報知する状態報知部とを備え、この状態報知部は、機器状態として異常状態が検知された場合においても、受電電力を用いてその異常状態を報知する。給電装置は、給電対象機器に対して磁界または電界を用いた電力伝送を行う送電部と、給電対象機器における異常状態が検知された場合においても、送電部による電力伝送を継続させる制御部とを備えている。

Description

電子機器、給電装置および給電システム

　本開示は、電子機器等の給電対象機器に対して非接触に電力供給（送電，電力伝送）を行う給電システム、ならびにそのような給電システムに適用される給電装置および電子機器に関する。

　近年、例えば携帯電話機や携帯音楽プレーヤー等のＣＥ機器（Consumer Electronics Device：民生用電子機器）に対し、非接触に電力供給（送電，電力伝送）を行う給電システム（非接触給電システム、ワイヤレス充電システム）が注目を集めている。これにより、ＡＣアダプタのような電源装置のコネクタを機器に挿す（接続する）ことによって充電を開始するのはなく、電子機器（２次側機器）を充電トレー（１次側機器）上に置くだけで充電を開始することができる。すなわち、電子機器と充電トレーと間での端子接続が不要となる。

　このようにして非接触で電力供給を行う方式としては、電磁誘導方式が良く知られている。また、最近では、電磁共鳴現象を利用した磁界共鳴方式と呼ばれる方式を用いた非接触給電システムが注目されている。このような非接触による給電システムは、例えば特許文献１～６等に開示されている。

特開２００１－１０２９７４号公報 ＷＯ００－２７５３１号公報 特開２００８－２０６２３３号公報 特開２００２－３４１６９号公報 特開２００５－１１０３９９号公報 特開２０１０－６３２４５号公報

　ところで、上記のような非接触による給電システムでは、電子機器等の給電対象機器内に、その機器状態を外部へ報知する手段（例えば発光素子の点灯状態に応じて機器状態を報知する手法等）が設けられている場合がある。そのような場合、ユーザに対してその時点での機器状態を確実に知らせて（ユーザによる機器状態の誤判断等を防止して）、ユーザの利便性を向上させることが求められる。

　したがって、磁界または電界を用いて電力伝送（送電）を行う際に、ユーザの利便性を向上させることが可能な電子機器、給電装置および給電システムを提供することが望ましい。

　本開示の一実施の形態の電子機器は、磁界または電界を用いて伝送された電力を受け取る受電部と、この受電部により受け取った受電電力を用いて、自身の機器状態を外部へ報知する状態報知部とを備えたものである。状態報知部は、機器状態として異常状態が検知された場合においても、受電電力を用いてその異常状態を報知する。

　本開示の一実施の形態の給電システムは、１または複数の上記本開示の一実施の形態の電子機器（給電対象機器）と、この電子機器に対して磁界または電界を用いた電力伝送を行う給電装置とを備えたものである。

　本開示の一実施の形態の電子機器および給電システムでは、電子機器の機器状態として異常状態が検知された場合においても、磁界または電界を用いて伝送された電力（受電電力）を用いて、その異常状態が外部へ報知される。これにより、例えば、異常状態が検知されたときには磁界または電界を用いた電力伝送が停止される場合とは異なり、受電電力の欠如に起因した報知動作の停止が回避される。したがって、例えば異常状態の報知と他の機器状態（例えば、受電電力に基づく充電の完了状態）の報知とが判別不能になること等に起因した、ユーザによる機器状態の誤判断が防止される。

　本開示の一実施の形態の給電装置は、給電対象機器に対して磁界または電界を用いた電力伝送を行う送電部と、給電対象機器における異常状態が検知された場合においても、送電部による電力伝送を継続させる制御部とを備えたものである。

　本開示の一実施の形態の給電装置では、給電対象機器における異常状態が検知された場合においても、送電部による磁界または電界を用いた電力伝送が継続される。これにより、例えば、異常状態が検知されたときには磁界または電界を用いた電力伝送が停止される場合とは異なり、給電対象機器内での受電電力の欠如に起因した動作（例えば、機器状態の外部への報知動作）の停止が回避される。したがって、そのような動作の停止に起因したユーザの利便性低下（ユーザによる機器状態の誤判断等）が防止される。

　本開示の一実施の形態の電子機器および給電システムによれば、電子機器の機器状態として異常状態が検知された場合においても、磁界または電界を用いて伝送された電力（受電電力）を用いてその異常状態を外部へ報知するようにしたので、例えば異常状態の報知と他の機器状態の報知とが判別不能になること等に起因した、ユーザによる機器状態の誤判断を防止することができる。よって、磁界または電界を用いて電力伝送を行う際に、ユーザの利便性を向上させることが可能となる。

　本開示の一実施の形態の給電装置によれば、給電対象機器における異常状態が検知された場合においても、送電部による磁界または電界を用いた電力伝送を継続するようにしたので、給電対象機器内での受電電力の欠如に起因した動作の停止を回避することができる。よって、磁界または電界を用いて電力伝送を行う際に、ユーザの利便性を向上させることが可能となる。

本開示の一実施の形態に係る給電システムの外観構成例を表す斜視図である。 図１に示した給電システムの詳細構成例を表すブロック図である。 図２に示した各ブロックの詳細構成例を表す回路図である。 交流信号発生回路に対する制御信号の一例を表すタイミング波形図である。 給電期間および通信期間の一例を表すタイミング図である。 比較例に係る給電システムにおける動作例を表すタイミング図である。 比較例に係る給電システムにおける動作例を表す回路図である。 図３に示した給電システムにおける動作例（実施例）を表すタイミング図である。 変形例に係る給電システムの概略構成例を表すブロック図である。 図９に示した給電システムにおける電界の伝播態様例を表す模式図である。

　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（給電対象機器の異常状態でも受電電力に基づく外部への報知を行う例）
２．変形例（電界を用いて非接触に電力伝送を行う給電システムの例等）

＜実施の形態＞
［給電システム４の全体構成］
　図１は、本開示の一実施の形態に係る給電システム（給電システム４）の外観構成例を表したものであり、図２は、この給電システム４のブロック構成例を表したものである。給電システム４は、磁界を用いて（磁気共鳴や電磁誘導等を利用して；以下同様）、非接触に電力伝送（電力供給，給電，送電）を行うシステム（非接触型の給電システム）である。この給電システム４は、給電装置１（１次側機器）と、給電対象機器としての１または複数の電子機器（ここでは２つの電子機器２Ａ，２Ｂ；２次側機器）とを備えている。

　この給電システム４では、例えば図１に示したように、給電装置１における給電面（送電面）Ｓ１上に電子機器２Ａ，２Ｂが置かれる（または近接する）ことにより、給電装置１から電子機器２Ａ，２Ｂに対して電力伝送が行われるようになっている。ここでは、複数の電子機器２Ａ，２Ｂに対して同時もしくは時分割的（順次）に電力伝送を行う場合を考慮して、給電装置１は、給電面Ｓ１の面積が給電対象の電子機器２Ａ，２Ｂ等よりも大きなマット形状（トレー状）となっている。

（給電装置１）
　給電装置１は、上記したように、磁界を用いて電子機器２Ａ，２Ｂに対して電力伝送（送電）を行うもの（充電トレー）である。この給電装置１は、例えば図２に示したように、送電部１１０、交流信号発生回路（高周波電力発生回路）１１１および制御部１１２を有する送電装置１１を備えている。

　送電部１１０は、後述する送電コイル（１次側コイル）Ｌ１およびコンデンサＣ１ｐ，Ｃ１ｓ（共振用のコンデンサ）等を含んで構成されている。送電部１１０は、これらの送電コイルＬ１およびコンデンサＣ１ｐ，Ｃ１ｓを利用して、電子機器２Ａ，２Ｂ（詳細には、後述する受電部２１０）に対して交流磁界を用いた電力伝送（送電）を行うものである（図２中の矢印Ｐ１参照）。具体的には、送電部１１０は、給電面Ｓ１から電子機器２Ａ，２Ｂへ向けて磁界（磁束）を放射する機能を有している。この送電部１１０はまた、後述する受電部２１０との間で所定の通信動作を相互に行う機能を有している（図２中の矢印Ｃ１参照）。

　交流信号発生回路１１１は、例えば給電装置１の外部電源９（親電源）から供給される電力を用いて、送電を行うための所定の交流信号Ｓac（高周波電力）を発生する回路である。このような交流信号発生回路１１１は、例えば、後述するスイッチングアンプを用いて構成されている。なお、外部電源９としては、例えば、ＰＣ（Personal Computer）などに設けられているＵＳＢ（Universal Serial Bus）２．０の電源（電力供給能力：５００ｍＡ，電源電圧：５Ｖ程度）等が挙げられる。

　制御部１１２は、給電装置１全体（給電システム４全体）における種々の制御動作を行うものである。具体的には、送電部１１０による送電や通信の制御を行うことの他、例えば、送電電力の最適化制御や２次側機器を認証する機能、２次側機器が１次側機器上にあることを判別する機能、異種金属などの混入を検知する機能などを有している。ここで、上記した送電制御の際には、後述する所定の制御信号ＣＴＬ（送電用の制御信号）を用いて交流信号発生回路１１１の動作を制御することによって行うようになっている。また、この制御部１１２は、制御信号ＣＴＬを用いて、後述するパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）による変調処理を行う機能も有している。

（電子機器２Ａ，２Ｂ）
　電子機器２Ａ，２Ｂは、例えば、テレビ受像機に代表される据え置き型電子機器や、携帯電話やデジタルカメラに代表される、充電池（バッテリー）を含む携帯型の電子機器等からなる。これらの電子機器２Ａ，２Ｂは、例えば図２に示したように、受電装置２１と、この受電装置２１から供給される電力に基づいて所定の動作（電子機器としての機能を発揮させる動作）を行う負荷２２とを備えている。また、受電装置２１は、受電部２１０、整流回路２１１、電圧安定化回路２１２、充電回路２１３（充電部）、バッテリー２１４（２次電池）、状態報知部２１５および制御部２１６を有している。

　受電部２１０は、後述する受電コイル（２次側コイル）Ｌ２およびコンデンサＣ２ｐ，Ｃ２ｓ（共振用のコンデンサ）等を含んで構成されている。受電部２１０は、これらの受電コイルＬ２およびコンデンサＣ２ｐ，Ｃ２ｓ等を利用して、給電装置１内の送電部１１０から伝送（送電）された電力を受け取る機能を有している。この受電部２１０はまた、送電部１１０との間で前述した所定の通信動作を相互に行う機能を有している（図２中の矢印Ｃ１参照）。

　整流回路２１１は、受電部２１０から供給された電力（交流電力）を整流し、直流電力を生成する回路である。

　電圧安定化回路２１２は、整流回路２１１から供給される直流電力に基づいて、所定の電圧安定化動作を行う回路である。

　充電回路２１３は、電圧安定化回路２１２から供給される電圧安定化後の直流電力に基づいて、バッテリー２１４への充電を行うための回路である。

　バッテリー２１４は、充電回路２１３による充電に応じて電力を貯蔵するものであり、例えばリチウムイオン電池等の充電池（２次電池）を用いて構成されている。

　状態報知部２１５は、自身（ここでは電子機器２Ａまたは電子機器２Ｂ）の機器状態を外部（ユーザ等）へ報知（通知，呈示）するものである。具体的には、例えば後述する発光素子等の点灯状態（表示状態）や、あるいはスピーカ等による音声出力などを用いて、そのような機器状態を外部へ知らせる機能を有している。また、状態報知部２１５は、ここでは機器状態として、充電回路２１３によるバッテリー２１４への充電中および充電完了後の各状態、ならびにバッテリー２１４の異常状態をそれぞれ、区別して報知するようになっている。なお、この状態報知部２１５の詳細構成については、後述する（図３）。

　制御部２１６は、電子機器２Ａ，２Ｂ全体（給電システム４全体）における種々の制御動作を行うものである。具体的には、例えば、受電部１１０による受電や通信の制御を行ったり、電圧安定化回路２１２や充電回路２１３等の動作を制御する機能も有している。

［給電装置１および電子機器２Ａ，２Ｂの詳細構成］
　図３は、図２に示した給電装置１および電子機器２Ａ，２Ｂ内の各ブロックの詳細構成例を回路図で表したものである。

（送電部１１０）
　送電部１１０は、磁界を用いて電力伝送を行う（磁束を発生させる）ための送電コイルＬ１と、この送電コイルＬ１とともにＬＣ共振回路を形成するためのコンデンサＣ１ｐ，Ｃ１ｓとを有している。コンデンサＣ１ｓは、送電コイルＬ１に対して電気的に直列接続されている。つまり、コンデンサＣ１ｓの一端と送電コイルＬ１の一端とが、互いに接続されている。また、このコンデンサＣ１ｓの他端と送電コイルＬ１の他端とがコンデンサＣ１ｐに並列接続され、送電コイルＬ１とコンデンサＣ１ｐとの接続端は接地されている。

　これらの送電コイルＬ１とコンデンサＣ１ｐ，Ｃ１ｓとからなるＬＣ共振回路と、後述する受電コイルＬ２とコンデンサＣ２ｐ，Ｃ２ｓとからなるＬＣ共振回路とは、互いに磁気結合する。これにより、後述する交流信号発生回路１１１により生成された高周波電力（交流信号Ｓac）と略同一の共振周波数によるＬＣ共振動作がなされるようになっている。

（交流信号発生回路１１１）
　交流信号発生回路１１１は、スイッチング素子としての１つのトランジスタ（図示せず）を有するスイッチングアンプ（いわゆるＥ級アンプ）を用いて構成されている。この交流信号発生回路１１１には、制御部１１２から送電用の制御信号ＣＴＬが供給されるようになっている。この制御信号ＣＴＬは、図３中に示したように、所定のデューティ比を有するパルス信号からなる。また、例えば図４（Ａ），（Ｂ）に示したように、この制御信号ＣＴＬにおけるデューティ比を制御することにより、後述するパルス幅変調がなされるようになっている。

　このような構成により交流信号発生回路１１１では、送電用の制御信号ＣＴＬに従って、上記したトランジスタがオン・オフ動作（所定の周波数およびデューティ比からなるスイッチング動作）を行う。すなわち、制御部１１２から供給される制御信号ＣＴＬを用いて、スイッチング素子としてのトランジスタのオン・オフ動作が制御される。これにより、例えば外部電源９側から入力する直流信号Ｓdcに基づいて交流信号Ｓac（交流電力）が生成され、送電部１１０へ供給されるようになっている。

（受電部２１０）
　受電部２１０は、送電部１１０から伝送された（磁束から）電力を受け取るための受電コイルＬ２と、この受電コイルＬ２とともにＬＣ共振回路を形成するためのコンデンサＣ２ｐ，Ｃ２ｓとを有している。コンデンサＣ２ｐは、受電コイルＬ２に対して電気的に並列接続され、コンデンサＣ２ｓは、受電コイルＬ２に対して電気的に直列接続されている。すなわち、コンデンサＣ２ｓの一端は、コンデンサＣ２ｐの一端および受電コイルＬ２の一端に接続されている。また、コンデンサＣ２ｓの他端は、整流回路２１１における一方の入力端子に接続され、受電コイルＬ２の他端およびコンデンサＣ２ｐの他端はそれぞれ、整流回路２１１における他方の入力端子に接続されている。

　これらの受電コイルＬ２とコンデンサＣ２ｐ，Ｃ２ｓとからなるＬＣ共振回路と、前述した送電コイルＬ１とコンデンサＣ１ｐ，Ｃ１ｓとからなるＬＣ共振回路とは、互いに磁気結合する。これにより、交流信号発生回路１１１により生成された高周波電力（交流信号Ｓac）と略同一の共振周波数によるＬＣ共振動作がなされるようになっている。

（整流回路２１１）
　整流回路２１１は、ここでは４つの整流素子（ダイオード）Ｄ１～Ｄ４を用いて構成されている。具体的には、整流素子Ｄ１のアノードおよび整流素子Ｄ３のカソードは、互いに整流回路２１１における一方の入力端子に接続され、整流素子Ｄ１のカソードおよび整流素子Ｄ２のカソードは、互いに整流回路２１１における出力端子に接続されている。また、整流素子Ｄ２のアノードおよび整流素子Ｄ４のカソードは、互いに整流回路２１１における他方の入力端子に接続され、整流素子Ｄ３のアノードおよび整流素子Ｄ４のアノードは、互いに接地されている。このような構成により整流回路２１１では、受電部２１０から供給された交流電力を整流し、直流電力からなる受電電力Ｐ２を電圧安定化回路２１２へ供給するようになっている。

（充電回路２１３）
　充電回路２１３は、電圧安定化後の直流電力（受電電力Ｐ２）に基づいて、前述したように、バッテリー２１４への充電を行うようになっている。この充電回路２１３はまた、ここでは、以下説明する状態報知部２１５における点灯制御部２１５Ａを内蔵している。なお、この点灯制御部２１５Ａは、例えばマイクロコンピュータ等からなる。

（状態報知部２１５）
　状態報知部２１５もまた、電圧安定化後の直流電力（受電電力Ｐ２）を用いて、前述した機器状態を外部へ報知するようになっている。この状態報知部２１５は、図３に示したように、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等からなる発光素子（点灯部）２１５Ｌと、上記した点灯制御部２１５Ａと、温度センサ２１５Ｂ（状態検知部）とを有している。

　発光素子２１５Ｌは、その点灯状態（例えば、点灯，消灯，点滅の各状態）に応じて、機器状態（前述した充電中，充電完了後，異常状態の各状態）を報知する役割を果たす素子である。この発光素子２１５Ｌでは、アノードが充電回路２１３と負荷２２との間の接続ライン上に接続されるとともに、ここではカソードが点灯制御部２１５Ａの端子に接続され、カソード電位が点灯制御部２１５Ａによって制御されるようになっている。

　温度センサ２１５Ｂは、バッテリー２１４の異常状態（例えば発熱等による異常状態）を温度によって検知するための素子である。この温度センサ２１５Ｂによる検知結果（温度の値に応じた、バッテリー２１４における異常状態の有無等の検知結果）は、点灯制御部２１５Ａへ供給されるようになっている。

　点灯制御部２１５Ａは、温度センサ２１５Ｂから供給されるバッテリー２１４における異常状態の有無等の検知結果などに基づいて、ここでは発光素子２１５Ｌのカソード電位を制御することにより、この発光素子２１５Ｌの点灯状態を制御する（点灯制御を行う）ものである。具体的には、例えば発光素子２１５Ｌのカソード電位をグランド電位（接地電位）に設定することにより、図３中に示した電流Ｉ２が発光素子２１５Ｌに流れて発光素子２１５Ｌが点灯するようにする。また、このカソード電位をグランド電位以外の他の電位に設定することにより、電流Ｉ２が流れないようにして発光素子２１５Ｌが消灯するようにする。なお、この点灯制御部２１５Ａもまた、電圧安定化後の直流電力（受電電力Ｐ２）を用いて、そのような動作（点灯制御）を行うようになっている。

　ここで、本実施の形態の状態報知部２１５では、温度センサ２１５Ｂを用いてバッテリー２１４の異常状態が検知された場合においても、後述するように、給電装置１から受け取った受電電力Ｐ２を用いてその異常状態を外部へ報知するようになっている。

［給電システム４の作用・効果］
（１．全体動作の概要）
　この給電システム４では、給電装置１内の交流信号発生回路１１１が、外部電源９から供給される電力に基づいて、送電部１１０内の送電コイルＬ１およびコンデンサＣ１ｐ，Ｃ１ｓ（ＬＣ共振回路）に対して、電力伝送を行うための所定の高周波電力（交流信号Ｓac）を供給する。これにより、送電部１１０内の送電コイルＬ１において磁界（磁束）が発生する。このとき、給電装置１の上面（給電面Ｓ１）に、給電対象機器（充電対象機器）としての電子機器２Ａ，２Ｂが置かれる（または近接する）と、給電装置１内の送電コイルＬ１と電子機器２Ａ，２Ｂ内の受電コイルＬ２とが、給電面Ｓ１付近にて近接する。

　このように、磁界（磁束）を発生している送電コイルＬ１に近接して受電コイルＬ２が配置されると、送電コイルＬ１から発生されている磁束に誘起されて、受電コイルＬ２に起電力が生じる。換言すると、電磁誘導または磁気共鳴により、送電コイルＬ１および受電コイルＬ２のそれぞれに鎖交して磁界が発生する。これにより、送電コイルＬ１側（１次側、給電装置１側、送電部１１０側）から受電コイルＬ２側（２次側、電子機器２Ａ，２Ｂ側、受電部２１０側）に対して、電力伝送がなされる（図２，図３中の矢印Ｐ１参照）。このとき、給電装置１側の送電コイルＬ１と電子機器２Ａ，２Ｂ側の受電コイルＬ２とが、電磁誘導等により互いに磁気結合し、前述したＬＣ共振回路においてＬＣ共振動作が行われる。

　すると、電子機器２Ａ，２Ｂでは、受電コイルＬ２において受け取った交流電力が、整流回路２１１、電圧安定化回路２１２および充電回路２１３へ供給され、以下の充電動作がなされる。すなわち、この交流電力が整流回路２１１および電圧安定化回路２１２によって所定の直流電力に変換されて電圧安定化がなされた後、充電回路２１３によって、この直流電力に基づくバッテリー２１４への充電がなされる。このようにして、電子機器２Ａ，２Ｂにおいて、受電部２１０において受け取った電力に基づく充電動作がなされる。

　すなわち、本実施の形態では、電子機器２Ａ，２Ｂの充電に際し、例えばＡＣアダプタ等への端子接続が不要であり、給電装置１の給電面Ｓ１上に置く（近接させる）だけで、容易に充電を開始させることができる（非接触給電がなされる）。これは、ユーザにおける負担軽減に繋がる。

　また、例えば図５に示したように、このような給電動作の際には、給電期間Ｔｐ（バッテリー２１４への充電期間）と通信期間Ｔｃ（非充電期間）とが、時分割で周期的（もしくは非周期的）になされる。換言すると、制御部１１２および制御部２１６は、このような給電期間Ｔｐと通信期間Ｔｃとが時分割で周期的（もしくは非周期的）に設定されるように制御する。ここで、この通信期間Ｔｃとは、１次側機器（給電装置１）と２次側機器（電子機器２Ａ，２Ｂ）との間で、送電コイルＬ１および受電コイルＬ２を用いた相互の通信動作（互いの機器間認証や給電効率制御等のための通信動作）を行う期間である（図２，図３中の矢印Ｃ１参照）。なお、このときの給電期間Ｔｐと通信期間Ｔｃとの時間の比率は、例えば、給電期間Ｔｐ：通信期間Ｔｃ＝９：１程度である。

　ここで、この通信期間Ｔｃでは、例えば交流信号発生回路１１１におけるパルス幅変調を用いた通信動作が行われる。具体的には、所定の変調データに基づいて、通信期間Ｔｃにおける制御信号ＣＴＬのデューティ比が設定されることにより、パルス幅変調による通信がなされる。なお、前述した送電部１１０および受電部２１０における共振動作時に周波数変調を行うことは原理的に難しいため、このようなパルス幅変調を用いることで簡易に通信動作が実現される。

（２．状態報知動作）
　また、本実施の形態の給電システム４では、電子機器２Ａ，２Ｂ内に、これらの電子機器２Ａ，２Ｂの機器状態を外部へ報知する手段（状態報知部２１５）が設けられている。この状態報知部２１５は、給電装置１から受け取った受電電力Ｐ２を用いて、そのような機器状態を外部へ報知する。

　具体的には、充電回路２１３によるバッテリー２１４への充電中および充電完了後の各状態、ならびにバッテリー２１４の異常状態をそれぞれ、ここでは発光素子２１５Ｌの点灯状態（点灯，消灯，点滅の各状態）に応じて区別して報知する。すなわち、この状態報知部２１５内の点灯制御部２１５Ａは、例えば、充電中の状態では発光素子２１５Ｌが点灯するように制御し、充電完了後の状態では発光素子２１５Ｌが消灯するように制御し、上記した異常状態では発光素子２１５Ｌが点滅するように制御する。

　電子機器２Ａ，２Ｂでは、状態報知部２１５によるこのような状態報知動作が行われることにより、ユーザ等に対してその時点での機器状態を知らせることができ、ユーザ等における利便性の向上が図られる。以下、本実施の形態の状態報知動作に関して、比較例と比較しつつ詳細に説明する。

（２－１．比較例）
　図６は、比較例に係る給電システム（給電システム１０４）における動作例を、タイミング図で表したものである。この図６において、（Ａ）は送電装置１１における動作状態を、（Ｂ）は充電回路２１３における動作状態を、（Ｃ）は発光素子２１５Ｌにおける動作状態を、それぞれ示している。なお、この比較例の給電システム１０４は、図７に示したように、給電装置１と、比較例に係る電子機器１０２Ａ，１０２Ｂとを備えている。

　この比較例では、図６（Ａ）～（Ｃ）に示したように、まずタイミングｔ１０１までの期間では、給電装置１内の送電装置１１から電子機器１０２Ａ，１０２Ｂへの電力伝送（送電）がなされている。したがって、充電回路２１３ではこのとき受け取った充電電力Ｐ２を用いて、バッテリー２１４への充電動作が行われる。また、この充電回路２１３に内蔵する点灯制御部２１５Ａも、この充電電力Ｐ２を用いて発光素子２１５Ｌが点灯状態となるように点灯制御を行うことにより、バッテリー２１４への充電中である旨が外部へ報知される。

　次いで、タイミングｔ１０１～ｔ１０２の期間では、温度センサ２１５Ｂによってバッテリー２１４における発熱等による異常状態が検知されている。このため、図６中の破線の矢印で示したように、送電装置１から電子機器１０２Ａ，１０２Ｂへの電力伝送（送電）が停止されている。このようにして電力伝送動作が停止されることにより、例えば図７中の「×」で示したように、受電電力Ｐ２が、電子機器１０２Ａ，１２０Ｂ内の電圧安定化回路２１２、充電回路２１３、状態報知部２１５および制御部２１６等へ供給されなくなる。その結果、図６（Ｂ），（Ｃ）および図７に示したように、充電回路２１３およびこれに内蔵する点灯制御部２１５Ａ等の動作が停止してしまい、発光素子２１５Ｌを用いた状態報知動作も停止してしまう。すなわち、このタイミングｔ１０１～ｔ１０２の期間では、発光素子２１５Ｌが常に消灯状態となる。

　続いて、タイミングｔ１０２～ｔ１０３の期間では、温度センサ２１５Ｂによって、バッテリー２１４が異常状態から正常状態に復帰されたことが検知されたため、上記したタイミングｔ１０１までの期間と同様の動作状態となる。すなわち、図６（Ａ）～（Ｃ）に示したように、送電装置１１から電子機器１０２Ａ，１０２Ｂへの電力伝送（送電）が再開し、その結果、充電回路２１３および点灯制御部２１５Ａでは、受電電力Ｐ２を用いて充電動作および点灯制御がなされる。したがって、このタイミングｔ１０２～ｔ１０３の期間においても発光素子２１５Ｌが点灯状態となり、バッテリー２１４への充電中である旨が外部へ報知される。

　そののち、タイミングｔ１０３以降の期間では、図６（Ａ）～（Ｃ）に示したように、バッテリー２１４への充電動作が完了となり、送電装置１１から電子機器１０２Ａ，１０２Ｂへの電力伝送（送電）動作も停止している。したがって、このタイミングｔ１０３以降の期間では、発光素子２１５Ｌが消灯状態となり、バッテリー２１４への充電完了後である旨が外部へ報知される。

　このようにして比較例の給電システム１０４では、バッテリー２１４の異常状態の期間においても、送電装置１１から電子機器１０２Ａ，１０２Ｂへの電力伝送（送電）が停止されるため、受電電力Ｐ２の欠如に起因して状態報知動作が停止してしまう。その結果、図６中の矢印Ｐ１０１で示したように、このバッテリー２１４の異常状態の期間と充電完了後の期間とのいずれにおいても、発光素子２１５Ｌが消灯状態となる。つまり、ユーザ等にとっては、異常状態の報知と他の機器状態（ここでは充電完了の状態）の報知とが判別不能になるため、ユーザ等による機器状態の誤判断が生じるおそれがある。このようにして、比較例の給電システム１０４では、ユーザの利便性が低下してしまうことになる。

　なお、このようにしてバッテリー２１４の異常状態が発生したときに、そのバッテリー２１４に対する充電動作を停止させるのは当然であるとしても、特に非接触による給電システムにおいては、有線式の給電システムとは異なり、以下のことが言える。すなわち、そのような異常状態のバッテリー２１４を内蔵する給電対象機器に対して、非接触による電力供給を行うことには抵抗感が生じる。これらのことから、非接触による給電システムでは、給電対象機器内のバッテリーに異常状態が発生したときには、この比較例のように非接触による電力伝送（送電）動作が停止される結果、機器状態の判別不能となってしまうことが十分に想定されると言える。

（２－２．本実施の形態）
　これに対して本実施の形態の給電システム４では、以下のようにして上記比較例における問題を解決している。

　図８は、本実施の形態の給電システム４における動作例を、タイミング図で表したものである。この図８において、（Ａ）は送電装置１１における動作状態を、（Ｂ）は充電回路２１３における動作状態を、（Ｃ）は発光素子２１５Ｌにおける動作状態を、（Ｄ）は給電装置１と電子機器２Ａ，２Ｂとの間の通信動作の状態を、それぞれ示している。

　図８に示した動作例でも、上記した図６に示した動作例（比較例）と同様に、タイミングｔ１までの期間およびタイミングｔ２～ｔ３の期間では、温度センサ２１５Ｂによってバッテリー２１４が正常状態であることが検知されている。したがって、送電装置１１から電子機器２Ａ，２Ｂへの電力伝送（送電）がなされ、充電回路２１３および点灯制御部２１５Ａでは、受電電力Ｐ２を用いて充電動作および点灯制御が行われる。よって、発光素子２１５Ｌが点灯状態となり、バッテリー２１４への充電中である旨が外部へ報知される。

　また、タイミングｔ３以降の期間では、図６に示した動作例と同様に、バッテリー２１４への充電動作が完了となり、送電装置１１から電子機器１０２Ａ，１０２Ｂへの電力伝送（送電）動作が停止している。したがって、発光素子２１５Ｌが消灯状態となり、バッテリー２１４への充電完了後である旨が外部へ報知される。

　ただし、タイミングｔ１～ｔ２の期間では、本実施の形態では上記比較例とは異なり、図８中の実線の矢印で示したような動作となる。すなわち、温度センサ２１５Ｂによって、バッテリー２１４の異常状態が検知されても、送電装置１１から電子機器２Ａ，２Ｂへの電力伝送（送電）が継続され、状態報知部２１５では、引き続きそのときの受電電力Ｐ２を用いて、その異常状態が外部へ報知される。つまり、上記比較例とは異なり、電力伝送が継続されることで受電電力Ｐ２の欠如が回避される結果、バッテリー２１４の異常状態が発生した期間においても状態報知動作が停止せずに済む（状態報知動作の停止が回避される）。このように本実施の形態では、「異常状態の発生時には電力供給を停止させるのではなく、むしろ電力伝送を継続させる」という、上記比較例とは逆転の発想による状態報知動作がなされる。

　なお、このようにして電力伝送が継続されるようにする制御は、例えば給電装置１内の制御部１１２と電子機器２Ａ，２Ｂ内の制御部２１６との間で、前述した通信動作を利用して行われる。すなわち、例えば、制御部１１２は、給電装置１と電子機器２Ａ，２Ｂとの間の通信により、電子機器２Ａ，２Ｂ内のバッテリー２１４における異常状態の発生を把握し、そのような異常状態が発生した場合でも送電部１１０による電力伝送が継続されるように制御する。このように、電子機器２Ａ，２Ｂ内でバッテリー２１４の異常状態が検知された場合には、その異常状態が検知された旨が、通信を利用して給電装置１側へ通知されるようにする。ただし、このような通信を利用して電力伝送を継続させる制御を行うのではなく、単に給電装置１側において、電子機器２Ａ，２Ｂ側のバッテリー２１４の状態（正常状態であるのか否か）を把握せずに電力伝送を行うようにしてもよい。

　このようにして本実施の形態の状態報知動作では、例えば図８（Ｃ）に示したように、点灯制御部２１５Ａによる点灯制御により、充電中の状態では発光素子２１５Ｌが点灯し、充電完了後の状態では発光素子２１５Ｌが消灯し、異常状態では発光素子２１５Ｌが点滅する。したがって、上記比較例とは異なり、異常状態の報知と他の機器状態（ここでは、充電の完了状態）の報知とが判別不能になること等に起因した、ユーザによる機器状態の誤判断が防止される。

　なお、このとき、本実施の形態においても上記比較例と同様に、図８（Ｂ）に示したように、充電回路２１３は、バッテリー２１４の異常状態が検知された場合には、そのバッテリー２１４への充電を停止する。また、充電回路２１３は、バッテリー２１４が異常状態から正常状態に復帰したことが検知された場合には、そのバッテリー２１４への充電を再開する。

（３．通信動作の設定について）
　また、本実施の形態では、例えば図８（Ｄ）に示したようにして、給電装置１と電子機器２Ａ，２Ｂとの間の通信動作が設定されているのが望ましい。なお、このような通信動作の設定（制御）は、例えば給電装置１内の制御部１１２や電子機器２Ａ，２Ｂ内の制御部２１６によって行われる。

　具体的には、まず、充電回路２１３によるバッテリー２１４への充電完了後においても、通信動作（通信期間Ｔｃ）が継続して設定されるようにするのが望ましい。これにより、充電完了後においてもそのような通信動作を定期的に行うことによって、給電システム４内の動作状態（給電装置１および電子機器２Ａ，２Ｂの機器状態）を給電装置１および電子機器２Ａ，２Ｂが相互に把握し、それに応じて適切な対応を取ることができるからである。

　また、このとき図８（Ｄ）に示したように、充電完了後の期間では充電中の期間と比べ、通信動作（通信期間Ｔｃ）が低頻度に設定されているのが望ましい。また、異常状態の期間では正常状態の期間と比べ、通信動作（通信期間Ｔｃ）が高頻度に設定されているのが望ましい。これらのことから、この動作例では、充電中の期間では通信動作が中頻度に設定されているのに対し、充電完了後の期間では通信動作が低頻度に設定され、異常状態の期間では通信動作が高頻度に設定されている。これは、充電完了後の期間では、互いの機器状態をそれほど頻繁に把握する必要性が高くないことによるとともに、異常状態の期間ではその対処のために、正常状態と比べて互いの機器状態を頻繁に把握する必要性があるからである。

　以上のように本実施の形態では、電子機器２Ａ，２Ｂの機器状態として異常状態が検知された場合においても、給電装置１では送電部１１０による磁界を用いた電力伝送を継続すると共に、電子機器２Ａ，２Ｂでは、磁界を用いて伝送された電力（受電電力Ｐ２）を用いてその異常状態を外部へ報知する。これにより、例えば異常状態の報知と他の機器状態の報知とが判別不能になること等に起因した、ユーザによる機器状態の誤判断を防止することができる。よって、磁界を用いて電力伝送を行う際に、ユーザの利便性を向上させることが可能となる。

＜変形例＞
　以上、実施の形態を挙げて本開示の技術を説明したが、本技術はこの実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。

　例えば、上記実施の形態では各種のコイル（送電コイル，受電コイル）を挙げて説明しているが、これらのコイルの構成（形状）としては種々のものを用いることが可能である。すなわち、例えばスパイラル形状やループ形状、磁性体を用いたバー形状、スパイラルコイルを２層で折り返すように配置するα巻き形状、更なる多層のスパイラル形状、厚み方向に巻線が巻回しているヘリカル形状などによって、各コイルを構成することが可能である。また、各コイルは、導電性を有する線材により構成された巻き線コイルだけではなく、プリント基板やフレキシブルプリント基板などにより構成された、導電性を有するパターンコイルであってもよい。

　また、上記実施の形態では、給電対象機器の一例として電子機器を挙げて説明したが、これには限られず、電子機器以外の給電対象機器（例えば、電気自動車等の車両など）であってもよい。

　更に、上記実施の形態では、給電装置および電子機器の各構成要素を具体的に挙げて説明したが、全ての構成要素を備える必要はなく、また、他の構成要素を更に備えていてもよい。例えば、給電装置や電子機器内に、通信機能や何かしらの制御機能、表示機能、２次側機器を認証する機能、２次側機器が１次側機器上にあることを判別する機能、異種金属などの混入を検知する機能などを搭載するようにしてもよい。

　加えて、上記実施の形態では、主に、給電システム内に複数（２つ）の電子機器が設けられている場合を例に挙げて説明したが、この場合には限られず、給電システム内に１つの電子機器のみが設けられているようにしてもよい。

　また、上記実施の形態では、給電装置の一例として、携帯電話機等の小型の電子機器（ＣＥ機器）向けの充電トレーを挙げて説明したが、給電装置としてはそのような家庭用の充電トレーには限定されず、様々な電子機器等の充電器として適用可能である。また、必ずしもトレーである必要はなく、例えば、いわゆるクレードル等の電子機器用のスタンドであってもよい。

（電界を用いて非接触に電力伝送を行う給電システムの例）
　また、上記実施の形態では、１次側機器としての給電装置から２次側機器としての電子機器に対して、磁界を用いて非接触に電力伝送（給電）を行う給電システムの場合を例に挙げて説明したが、これには限られない。すなわち、本開示内容は、１次側機器としての給電装置から２次側機器としての電子機器に対して、電界（電界結合）を用いて非接触に電力伝送を行う給電システムにおいても適用することが可能であり、上記実施の形態と同様の効果を得ることが可能である。

　具体的には、例えば図９に示した給電システムは、１つの給電装置８１（１次側機器）と、１つの電子機器８２（２次側機器）とを備えている。給電装置８１は、主に、送電電極Ｅ１（１次側電極）を含む送電部８１０と、交流信号源８１１（発振器）と、接地電極Ｅｇ１とを有している。電子機器８２は、主に、受電電極Ｅ２（２次側電極）を含む受電部８２０と、整流回路８２１と、負荷８２２と、接地電極Ｅｇ２とを有している。すなわち、この給電システムは、送電電極Ｅ１および受電電極Ｅ２と、接地電極Ｅｇ１，Ｅｇ２との２組の電極を備えている。換言すると、給電装置８１（１次側機器）および電子機器８２（２次側機器）はそれぞれ、モノポールアンテナのような非対称性の一対の電極構造からなるアンテナを、機器内部に有している。

　このような構成の給電システムでは、送電電極Ｅ１と受電電極Ｅ２とが互いに対向すると、上記した非接触性のアンテナ同士が、互いに結合する（電極の垂直方向に沿って互いに電界結合する）。すると、これらの間に誘導電界が発生し、これにより電界を用いた電力伝送が行われる（図９中に示した電力Ｐ８参照）。具体的には、例えば図１０に模式的に示したように、送電電極Ｅ１側から受電電極Ｅ２側へと向かって、発生した電界（誘導電界Ｅｉ）が伝播すると共に、接地電極Ｅｇ２側から接地電極Ｅｇ１側へと向かって、発生した誘導電界Ｅｉが伝播する。すなわち、１次側機器と２次側機器との間で、発生した誘導電界Ｅｉのループ経路が形成されることになる。このような電界を用いた非接触による電力供給システムにおいても、上記実施の形態と同様の手法を適用することにより、同様の効果を得ることが可能である。

　なお、本技術は以下のような構成を取ることも可能である。
（１）
　磁界または電界を用いて伝送された電力を受け取る受電部と、
　前記受電部により受け取った受電電力を用いて、自身の機器状態を外部へ報知する状態報知部と
　を備え、
　前記状態報知部は、前記機器状態として異常状態が検知された場合においても、前記受電電力を用いてその異常状態を報知する
　電子機器。
（２）
　２次電池と、
　前記受電電力に基づいて前記２次電池への充電を行う充電部と
　を備え、
　前記充電部は、前記異常状態が検知された場合には、前記２次電池への充電を停止する
　上記（１）に記載の電子機器。
（３）
　前記状態報知部は、前記異常状態として、前記２次電池における異常状態を検知する状態検知部を有する
　上記（２）に記載の電子機器。
（４）
　前記状態検知部は、前記２次電池の温度によって前記２次電池における異常状態を検知する
　上記（３）に記載の電子機器。
（５）
　前記充電部は、前記機器状態が前記異常状態から正常状態に復帰した場合には、前記２次電池への充電を再開する
　上記（２）ないし（４）のいずれかに記載の電子機器。
（６）
　前記状態報知部は、前記機器状態としての、前記充電部による充電中および充電完了後の各状態ならびに前記異常状態をそれぞれ、区別して報知する
　上記（２）ないし（５）のいずれかに記載の電子機器。
（７）
　前記状態報知部は、前記機器状態を点灯状態に応じて報知する点灯部と、この点灯部の点灯状態を制御する点灯制御部とを有する
　上記（６）に記載の電子機器。
（８）
　前記点灯制御部は、
　前記充電中の状態では、前記点灯部が点灯するように制御し、
　前記充電完了後の状態では、前記点灯部が消灯するように制御し、
　前記異常状態では、前記点灯部が点滅するように制御する
　上記（７）に記載の電子機器。
（９）
　給電装置から磁界または電界を用いた電力伝送が行われる給電期間と、前記給電装置との間で所定の通信を行う通信期間とが、時分割に設定されている
　上記（２）ないし（８）のいずれかに記載の電子機器。
（１０）
　前記充電部による前記２次電池への充電完了後においても、前記通信期間が継続して設定される
　上記（９）に記載の電子機器。
（１１）
　前記充電完了後の期間では前記２次電池への充電中の期間と比べ、前記通信期間が低頻度に設定されている
　上記（１０）に記載の電子機器。
（１２）
　前記異常状態の期間では前記機器状態が正常状態の期間と比べ、前記通信期間が高頻度に設定されている
　上記（１０）または（１１）に記載の電子機器。
（１３）
　前記異常状態が検知された場合には、その異常状態が検知された旨が、前記通信を利用して前記給電装置側へ通知される
　上記（９）ないし（１２）のいずれかに記載の電子機器。
（１４）
　１または複数の電子機器と、
　前記電子機器に対して磁界または電界を用いた電力伝送を行う給電装置と
　を備え、
　前記電子機器は、
　前記給電装置から伝送された電力を受け取る受電部と、
　前記受電部により受け取った受電電力を用いて、自身の機器状態を外部へ報知する状態報知部と
　を有し、
　前記状態報知部は、前記機器状態として異常状態が検知された場合においても、前記受電電力を用いてその異常状態を報知する
　給電システム。
（１５）
　給電対象機器に対して磁界または電界を用いた電力伝送を行う送電部と、
　前記給電対象機器における異常状態が検知された場合においても、前記送電部による電力伝送を継続させる制御部と
　を備えた給電装置。
（１６）
　前記制御部は、前記給電対象機器との間での通信により、前記異常状態の発生を把握する
　上記（１５）に記載の給電装置。

　本出願は、日本国特許庁において２０１１年１１月２９日に出願された日本特許出願番号２０１１－２６００５８号、および２０１２年４月１８日に出願された日本特許出願番号２０１２－９４３３５号を基礎として優先権を主張するものであり、これらの出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。

　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (16)

1. 　磁界または電界を用いて伝送された電力を受け取る受電部と、
   　前記受電部により受け取った受電電力を用いて、自身の機器状態を外部へ報知する状態報知部と
   　を備え、
   　前記状態報知部は、前記機器状態として異常状態が検知された場合においても、前記受電電力を用いてその異常状態を報知する
   　電子機器。
2. 　２次電池と、
   　前記受電電力に基づいて前記２次電池への充電を行う充電部と
   　を備え、
   　前記充電部は、前記異常状態が検知された場合には、前記２次電池への充電を停止する
   　請求項１に記載の電子機器。
3. 　前記状態報知部は、前記異常状態として、前記２次電池における異常状態を検知する状態検知部を有する
   　請求項２に記載の電子機器。
4. 　前記状態検知部は、前記２次電池の温度によって前記２次電池における異常状態を検知する
   　請求項３に記載の電子機器。
5. 　前記充電部は、前記機器状態が前記異常状態から正常状態に復帰した場合には、前記２次電池への充電を再開する
   　請求項２に記載の電子機器。
6. 　前記状態報知部は、前記機器状態としての、前記充電部による充電中および充電完了後の各状態ならびに前記異常状態をそれぞれ、区別して報知する
   　請求項２に記載の電子機器。
7. 　前記状態報知部は、前記機器状態を点灯状態に応じて報知する点灯部と、この点灯部の点灯状態を制御する点灯制御部とを有する
   　請求項６に記載の電子機器。
8. 　前記点灯制御部は、
   　前記充電中の状態では、前記点灯部が点灯するように制御し、
   　前記充電完了後の状態では、前記点灯部が消灯するように制御し、
   　前記異常状態では、前記点灯部が点滅するように制御する
   　請求項７に記載の電子機器。
9. 　給電装置から磁界または電界を用いた電力伝送が行われる給電期間と、前記給電装置との間で所定の通信を行う通信期間とが、時分割に設定されている
   　請求項２に記載の電子機器。
10. 　前記充電部による前記２次電池への充電完了後においても、前記通信期間が継続して設定される
    　請求項９に記載の電子機器。
11. 　前記充電完了後の期間では前記２次電池への充電中の期間と比べ、前記通信期間が低頻度に設定されている
    　請求項１０に記載の電子機器。
12. 　前記異常状態の期間では前記機器状態が正常状態の期間と比べ、前記通信期間が高頻度に設定されている
    　請求項１０に記載の電子機器。
13. 　前記異常状態が検知された場合には、その異常状態が検知された旨が、前記通信を利用して前記給電装置側へ通知される
    　請求項９に記載の電子機器。
14. 　１または複数の電子機器と、
    　前記電子機器に対して磁界または電界を用いた電力伝送を行う給電装置と
    　を備え、
    　前記電子機器は、
    　前記給電装置から伝送された電力を受け取る受電部と、
    　前記受電部により受け取った受電電力を用いて、自身の機器状態を外部へ報知する状態報知部と
    　を有し、
    　前記状態報知部は、前記機器状態として異常状態が検知された場合においても、前記受電電力を用いてその異常状態を報知する
    　給電システム。
15. 　給電対象機器に対して磁界または電界を用いた電力伝送を行う送電部と、
    　前記給電対象機器における異常状態が検知された場合においても、前記送電部による電力伝送を継続させる制御部と
    　を備えた給電装置。
16. 　前記制御部は、前記給電対象機器との間での通信により、前記異常状態の発生を把握する
    　請求項１５に記載の給電装置。

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