(57)【要約】様々な電子装置に対応して無接点で適切に電力を伝送し供給することができる充電池ユニットとそのための電力伝送システム及び電力伝送方法を提供する。本発明の充電池ユニットは、電池ユニットを特定するための識別情報を少なくとも含み無線信号を用いて電力供給装置と電力伝送に伴う情報の授受を行う通信手段と、電力供給装置から無接点で電力を受給する電力受給手段と、受給した電力を貯蔵する２次電池と、受給した電力を２次電池に充電する充電手段と、２次電池の充電状態を監視する充電状態監視手段と、２次電池の充電状態に応じて充電手段を制御する充電制御手段と、電力受給状態を監視する受給電力監視手段と、受給電力を該充電池ユニットに対応して適切に制御するための電力受給情報を電力供給装置に通信手段を介して送信する受給情報送信手段と、を備える。
2009014125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器に装着され、電力供給装置から無接点で電力が供給されて充電される充電池ユニットであって、
前記電池ユニットを特定するための識別情報を少なくとも含み、無線信号を用いて前記電力供給装置と電力伝送に伴う情報の授受を行う通信手段と、
前記電力供給装置から無接点で電力を受給する電力受給手段と、
前記電力受給手段で受給した電力を貯蔵する２次電池と、
前記電力受給手段で受給した電力を前記２次電池に充電する充電手段と、
前記２次電池の充電状態を監視する充電状態監視手段と、
監視された前記２次電池の充電状態に応じて前記充電手段を制御する充電制御手段と、
前記電力受給手段で受給する電力受給状態を監視する受給電力監視手段と、
監視された受給電力を該充電池ユニットに対応して適切に制御するための電力受給情報を前記電力供給装置に前記通信手段を介して送信する受給情報送信手段と、を備えることを特徴とする充電池ユニット。
【請求項２】
前記充電状態監視手段で監視された前記２次電池の充電状態に応じて前記電力供給装置から供給される電力を制御するための充電制御情報を前記電力供給装置に前記通信手段を介して送信する充電制御情報送信手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の充電池ユニット。
【請求項３】
前記通信手段は、近距離無線通信、赤外線通信、及び電力伝送の際の電磁界又は電磁波を介して行う通信の中から選択されるいずれか１つ以上の通信方式により行なわれることを特徴とする請求項１に記載の充電池ユニット。
【請求項４】
前記２次電池に対して充電容量が単位時間当たり２倍以上となる充電率で急速充電が可能な電気二重層キャパシタを更に備え、
前記充電手段は、前記電力受給手段で受給した電力を前記電気二重層キャパシタに充電する第１充電手段と、該第１充電手段で充電された前記電気二重層キャパシタの電力を前記２次電池に充電する第２充電手段と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の充電池ユニット。
【請求項５】
電力供給装置から電子機器に装着される充電池ユニットに無接点で電力を伝送し供給するシステムであって、
前記充電池ユニットは、
前記充電池ユニットを特定するための識別情報を少なくとも含み、無線信号を用いて前記電力供給装置と電力伝送に伴う情報の授受を行う通信手段と、
前記電力供給装置から無接点で電力を受給する電力受給手段と、
前記電力受給手段で受給した電力を貯蔵する２次電池と、
前記電力受給手段で受給した電力を前記２次電池に充電する充電手段と、
前記２次電池の充電状態を監視する充電状態監視手段と、
監視された前記２次電池の充電状態に応じて前記充電手段を制御する充電制御手段と、  前記電力受給手段で受給する電力受給状態を監視する受給電力監視手段と、
監視された受給電力を該充電池ユニットに対応して適切に制御するための電力受給情報を前記電力供給装置に前記通信手段を介して送信する受給情報送信手段と、を備え、
前記電力供給装置は、
前記通信手段を介して前記充電池ユニットから送信された前記識別情報を読み取る識別情報読み取り手段と、
前記識別情報読み取り手段により前記充電池ユニットの識別情報を読み取り該充電池ユニットを特定する充電池ユニット識別手段と、
前記充電池ユニットに無接点で電力を供給する電力供給手段と、
前記識別情報に対応する充電池ユニット毎の電力供給制御情報を保持する制御情報保持手段と、
前記通信手段を介して前記充電池ユニットから送信された電力受給情報を受信する受給情報受信手段と、
前記電力供給制御情報及び前記電力受給情報を基に前記電力供給手段を制御して対応する充電池ユニットに適合した電力を供給する電力供給制御手段と、を備えることを特徴とする電力伝送システム。
【請求項６】
前記充電池ユニットは、前記充電状態監視手段で監視された前記２次電池の充電状態に応じて前記電力供給装置から供給される電力を制御するための充電制御情報を前記電力供給装置に前記通信手段を介して送信する充電制御情報送信手段を更に備え、
前記電力供給装置は、前記通信手段を介して前記充電池ユニットから送信された充電制御情報を受信する充電制御情報受信手段を更に備え、
前記電力供給制御手段は、前記電力供給制御情報、前記電力受給情報、及び前記充電制御情報を基に前記電力供給手段の供給電力を制御することを特徴とする請求項５に記載の電力伝送システム。
【請求項７】
前記通信手段は、近距離無線通信、赤外線通信、及び電力伝送の際の電磁界又は電磁波を介して行う通信の中から選択されるいずれか１つ以上の通信方式により行なわれることを特徴とする請求項５に記載の電力伝送システム。
【請求項８】
前記充電池ユニットは、
前記２次電池に対して充電容量が単位時間当たり２倍以上となる充電率で急速充電が可能な電気二重層キャパシタを更に備え、
前記充電手段は、前記電力受給手段で受給した電力を前記電気二重層キャパシタに充電する第１充電手段と、該第１充電手段で充電された前記電気二重層キャパシタの電力を前記２次電池に充電する第２充電手段と、を含むことを特徴とする請求項５に記載の電力伝送システム。
【請求項９】
前記電力供給手段で供給される電力は、前記電力供給装置の１次側電力供給部と前記充電池ユニットの２次側電力受給部との間の電磁誘導により伝送され、
前記電力供給装置は、前記１次側電力供給部と２次側電力受給部との間の結合度を検出する結合度検出手段を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の電力伝送システム。
【請求項１０】
前記結合度検出手段は、前記１次側電力供給部の消費電力、周波数特性、及び位相特性の中から選択されるいずれか一つ以上の特性の変化により検出することを特徴とする請求項９に記載の電力伝送システム。
【請求項１１】
前記電池ユニットは、前記２次側電力受給部の負荷状態を変化させる手段を有し、
前記結合度検出手段は、前記２次側電力受給部の負荷状態の変化に応じた前記１次側電力供給部の特性の変化により検出することを特徴とする請求項９に記載の電力伝送システム。
【請求項１２】
前記電力供給装置は、前記結合度検出手段により検出された前記１次側電力供給部と２次側電力受給部の結合度を基に前記電力供給制御手段の制御情報を補正する制御情報補正手段を更に備えることを特徴とする請求項９に記載の電力伝送システム。
【請求項１３】
前記電力供給装置は、１次側電力供給部にそれぞれ独立して制御及び駆動が可能な複数の駆動部を有し、前記結合度検出手段は、前記それぞれの駆動部の結合度を基に前記充電池ユニットに電力を供給する駆動部を選択することを特徴とする請求項９に記載の電力伝送システム。
【請求項１４】
前記電力供給装置は、前記識別情報読み取り手段及び充電池ユニット識別手段で複数の前記充電池ユニットが特定され、前記結合度検出手段で検出された前記駆動部の結合度が前記複数の充電池ユニットに対応して所定の範囲内にある場合、前記複数の充電池ユニットに時分割で電力を伝送し供給することを特徴とする請求項９に記載の電力伝送システム。
【請求項１５】
前記電力供給手段で供給される電力は、前記電力供給装置の１次側電力供給部と前記充電池ユニットの２次側電力受給部との間の電磁誘導により伝送され、
前記電力供給装置は、前記１次側電力供給部の電流を検出する電流検出手段を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の電力伝送システム。
【請求項１６】
前記電力供給装置は、該電力供給装置に物体が載置されたことを電圧、電流、抵抗値、静電容量、磁束、圧力、音、光、及び温度の中から選択されるいずれか一つ以上の変化により検出する載置検出手段を更に備えることを特徴とする請求項１５に記載の電力伝送システム。
【請求項１７】
前記電力供給装置は、
外部装置と情報の授受を行うための外部通信手段と、
前記外部通信手段を介し前記制御情報保持手段の電力供給制御情報を受信して更新する制御情報更新手段と、を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の電力伝送システム。
【請求項１８】
識別情報を有し無線信号を用いて情報の授受を行う通信手段と２次電池及びその充電部とを具備する充電池ユニットに、電力供給装置から無接点で電力を伝送し供給する方法であって、
前記通信手段を介して前記充電池ユニットの識別情報を読み取り当該充電池ユニットを特定する充電池ユニット識別段階と、
前記２次電池の充電状態を監視しその充電状態に応じて前記電力供給装置の供給電力を制御するための充電制御情報を前記充電池ユニットから前記電力供給装置に前記通信手段を介して送信する充電制御情報送信段階と、
前記電力供給装置で前記充電池ユニットから前記通信手段を介して前記充電制御情報を受信する充電制御情報受信段階と、
前記識別情報により特定された充電池ユニット毎の電力供給制御情報及び前記充電制御情報受信段階で受信した前記充電制御情報を基に前記充電池ユニットへの供給電力を制御する電力供給制御段階と、を有することを特徴とする電力伝送方法。
【請求項１９】
前記充電池ユニット識別段階で前記識別情報が読み取れず充電池ユニットを特定することができない場合、その後の処理を中止して少なくとも音又は表示出力のいずれかによって利用者に注意喚起することを特徴とする請求項１８に記載の電力伝送方法。
【請求項２０】
前記電力供給装置から前記充電池ユニットへの電力供給は、前記電力供給装置の１次側電力供給部と前記充電池ユニットの２次側電力受給部との間の電磁誘導により行われ、
前記１次側電力供給部と前記２次側電力受給部との間の結合度を検出する結合度検出段階を更に有し、
前記結合度検出段階で検出された結合度と前記充電池ユニット毎に特定された電力供給制御情報の結合度とを比較した値が所定の範囲内にない場合、電力供給を中止して少なくとも音又は表示出力のいずれかによって利用者に注意喚起することを特徴とする請求項１８に記載の電力伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電池ユニットとそのための電力伝送システム及び電力伝送方法に係り、より詳細には種類の異なる様々な充電池ユニットとこの充電池ユニットに対して無接点で適切に電力を伝送し供給するための電力伝送システム及び電力伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯型の電子機器は、通常電源として内蔵する１次電池や２次電池により駆動され、２次電池を内蔵した電子機器には充電器が接続され、内部の２次電池に電力が供給されてその電源を維持する。電動歯ブラシ、コードレス電話、ＰＨＳ等それほど電力消費を必要としない小型の電子機器は、現在でも電力受給のための接続端子を持たずに無接点で充電されるように構成され、それに対応して無接点で電力供給する充電装置が使用されている。【０００３】
このような無接点で電力を伝送して供給する電力伝送システムを携帯電話やノートパソコンのような比較的電力消費が大きな電子機器に適用しようという動きが、電力伝送効率の向上に目処がついたこともあり近年活発化している。比較的大きな電力伝送方式としてはコイル間を貫く磁束の強さの変化によって生じる起電力を利用する電磁誘導型（トランス結合）が使用されている。【０００４】
更に、無接点の充電器を個々の電子機器にそれぞれ対応させるというだけではなく、ユビキタス時代を反映して街中の店舗等のテーブル等に、どの電子機器にも充電可能なユニバーサルな充電装置を組み込み、電磁調理器のように平板上の充電台に載せるだけで充電できるようにしようとする動きもある。電力供給のための接続端子を持たずに無接点で充電するシステムとしては、例えば特許文献１に非接触充電型電池システム、充電装置および電池パックが開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１１５５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、消費電力、内蔵する２次電池の電圧や容量、形状等様々に異なる電子機器に対して内部の電子部品を破壊することなく適切な電力を供給し充電を行うためには、それぞれの電子機器に適合した電力伝送を行う必要があり、その電子機器自身もそれぞれが適切に受給できるようにするためのそれぞれの制御システムが必要となるという問題点がある。更に加えて、例えば平板上の充電機器装置とは異なる金属等の異物が載置された場合も考慮して発熱、発煙、発火等に対応した安全面での配慮も必要になるという問題点がある。【０００６】
そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、電力供給のための接続端子を持たずに無接点で充電され、様々な電子機器に装着されてユニバーサル化が可能な充電池ユニットと、この充電池ユニットに対して適切に電力を伝送し供給することができる電力伝送システム及び電力伝送方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明による充電池ユニットは、電子機器に装着され、電力供給装置から無接点で電力が供給されて充電される充電池ユニットであって、
前記電池ユニットを特定するための識別情報を少なくとも含み、無線信号を用いて前記電力供給装置と電力伝送に伴う情報の授受を行う通信手段と、前記電力供給装置から無接点で電力を受給する電力受給手段と、前記電力受給手段で受給した電力を貯蔵する２次電池と、前記電力受給手段で受給した電力を前記２次電池に充電する充電手段と、前記２次電池の充電状態を監視する充電状態監視手段と、監視された前記２次電池の充電状態に応じて前記充電手段を制御する充電制御手段と、前記電力受給手段で受給する電力受給状態を監視する受給電力監視手段と、監視された受給電力を該充電池ユニットに対応して適切に制御するための電力受給情報を前記電力供給装置に前記通信手段を介して送信する受給情報送信手段と、を備えることを特徴とする。【０００８】
本発明の充電池ユニットは、前記充電状態監視手段で監視された前記２次電池の充電状態に応じて前記電力供給装置から供給される電力を制御するための充電制御情報を前記電力供給装置に前記通信手段を介して送信する充電制御情報送信手段を更に備えることができる。
本発明の充電池ユニットにおける前記通信手段は、近距離無線通信、赤外線通信、及び電力伝送の際の電磁界又は電磁波を介して行う通信の中から選択されるいずれか１つ以上の通信方式により行なわれる。
また、本発明の充電池ユニットは、前記２次電池に対して充電容量が単位時間当たり２倍以上となる充電率で急速充電が可能な電気二重層キャパシタを更に備え、前記充電手段は、前記電力受給手段で受給した電力を前記電気二重層キャパシタに充電する第１充電手段と、該第１充電手段で充電された前記電気二重層キャパシタの電力を前記２次電池に充電する第２充電手段と、を含むことができる。【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明による電力伝送システムは、電力供給装置から電子機器に装着される充電池ユニットに無接点で電力を伝送し供給するシステムであって、
前記充電池ユニットは、前記充電池ユニットを特定するための識別情報を少なくとも含み、無線信号を用いて前記電力供給装置と電力伝送に伴う情報の授受を行う通信手段と、前記電力供給装置から無接点で電力を受給する電力受給手段と、前記電力受給手段で受給した電力を貯蔵する２次電池と、前記電力受給手段で受給した電力を前記２次電池に充電する充電手段と、前記２次電池の充電状態を監視する充電状態監視手段と、監視された前記２次電池の充電状態に応じて前記充電手段を制御する充電制御手段と、前記電力受給手段で受給する電力受給状態を監視する受給電力監視手段と、監視された受給電力を該充電池ユニットに対応して適切に制御するための電力受給情報を前記電力供給装置に前記通信手段を介して送信する受給情報送信手段と、を備え、
前記電力供給装置は、前記通信手段を介して前記充電池ユニットから送信された前記識別情報を読み取る識別情報読み取り手段と、前記識別情報読み取り手段により前記充電池ユニットの識別情報を読み取り該充電池ユニットを特定する充電池ユニット識別手段と、前記充電池ユニットに無接点で電力を供給する電力供給手段と、前記識別情報に対応する充電池ユニット毎の電力供給制御情報を保持する制御情報保持手段と、前記通信手段を介して前記充電池ユニットから送信された電力受給情報を受信する受給情報受信手段と、前記電力供給制御情報及び前記電力受給情報を基に前記電力供給手段を制御して対応する充電池ユニットに適合した電力を供給する電力供給制御手段と、を備えることを特徴とする。【００１０】
本発明の電力伝送システムにおける前記充電池ユニットは、前記充電状態監視手段で監視された前記２次電池の充電状態に応じて前記電力供給装置から供給される電力を制御するための充電制御情報を前記電力供給装置に前記通信手段を介して送信する充電制御情報送信手段を更に備え、
前記電力供給装置は、前記通信手段を介して前記充電池ユニットから送信された充電制御情報を受信する充電制御情報受信手段を更に備え、
前記電力供給制御手段は、前記電力供給制御情報、前記電力受給情報、及び前記充電制御情報を基に前記電力供給手段の供給電力を制御することができる。
また、本発明の電力伝送システムにおける前記通信手段は、近距離無線通信、赤外線通信、及び電力伝送の際の電磁界又は電磁波を介して行う通信の中から選択されるいずれか１つ以上の通信方式により行なわれる。
また、本発明の電力伝送システムにおける前記充電池ユニットは、前記２次電池に対して充電容量が単位時間あたり５倍以上の充電率で急速充電が可能な電気二重層キャパシタを更に備え、
前記充電手段は、前記電力受給手段で受給した電力を前記電気二重層キャパシタに充電する第１充電手段と、該第１充電手段で充電された前記電気二重層キャパシタの電力を前記２次電池に充電する第２充電手段と、を含むことができる。【００１１】
ここで、前記電力供給手段で供給される電力は、前記電力供給装置の１次側電力供給部と前記充電池ユニットの２次側電力受給部との間の電磁誘導により伝送され、前記電力供給装置は、前記１次側電力供給部と２次側電力受給部との間の結合度を検出する結合度検出手段を更に備えることが好ましい。
前記結合度検出手段は、前記１次側電力供給部の消費電力、周波数特性、及び位相特性の中から選択されるいずれか一つ以上の特性の変化により検出することができる。
また、前記電池ユニットは、前記２次側電力受給部の負荷状態を変化させる手段を有し、前記結合度検出手段は、前記２次側電力受給部の負荷状態の変化に応じた前記１次側電力供給部の特性の変化により検出することができる。
前記電力供給装置は、前記結合度検出手段により検出された前記１次側電力供給部と２次側電力受給部の結合度を基に前記電力供給制御手段の制御情報を補正する制御情報補正手段を更に備えることができる。
前記電力供給装置は、１次側電力供給部にそれぞれ独立して制御及び駆動が可能な複数の駆動部を有し、前記結合度検出手段は、前記それぞれの駆動部の結合度を基に前記充電池ユニットに電力を供給する駆動部を選択することができる。
前記電力供給装置は、前記識別情報読み取り手段及び充電池ユニット識別手段で複数の前記充電池ユニットが特定され、前記結合度検出手段で検出された前記駆動部の結合度が前記複数の充電池ユニットに対応して所定の範囲内にある場合、前記複数の充電池ユニットに時分割で電力を伝送し供給することができる。【００１２】
また、前記電力供給手段で供給される電力は、前記電力供給装置の１次側電力供給部と前記充電池ユニットの２次側電力受給部との間の電磁誘導により伝送され、前記電力供給装置は、前記１次側電力供給部の電流を検出する電流検出手段を更に備えることが好ましい。
前記電力供給装置は、該電力供給装置に物体が載置されたことを電圧、電流、抵抗値、静電容量、磁束、圧力、音、光、及び温度の中から選択されるいずれか一つ以上の変化により検出することができる。
また、前記電力供給装置は、外部装置と情報の授受を行うための外部通信手段と、前記外部通信手段を介し前記制御情報保持手段の電力供給制御情報を受信して更新する制御情報更新手段と、を更に備えることが好ましい。【００１３】
上記目的を達成するためになされた本発明による電力伝送方法は、識別情報を有し無線信号を用いて情報の授受を行う通信手段と２次電池及びその充電部とを具備する充電池ユニットに、電力供給装置から無接点で電力を伝送し供給する方法であって、
前記通信手段を介して前記充電池ユニットの識別情報を読み取り当該充電池ユニットを特定する充電池ユニット識別段階と、前記２次電池の充電状態を監視しその充電状態に応じて前記電力供給装置の供給電力を制御するための充電制御情報を前記充電池ユニットから前記電力供給装置に前記通信手段を介して送信する充電制御情報送信段階と、前記電力供給装置で前記充電池ユニットから前記通信手段を介して前記充電制御情報を受信する充電制御情報受信段階と、前記識別情報により特定された充電池ユニット毎の電力供給制御情報及び前記充電制御情報受信段階で受信した前記充電制御情報を基に前記充電池ユニットへの供給電力を制御する電力供給制御段階と、を有することを特徴とする。【００１４】
前記充電池ユニット識別段階で前記識別情報が読み取れず充電池ユニットを特定することができない場合、その後の処理を中止して少なくとも音又は表示出力のいずれかによって利用者に注意喚起することが好ましい。
前記電力供給装置から前記充電池ユニットへの電力供給は、前記電力供給装置の１次側電力供給部と前記充電池ユニットの２次側電力受給部との間の電磁誘導により行われ、前記１次側電力供給部と前記２次側電力受給部との間の結合度を検出する結合度検出段階を更に有し、前記結合度検出段階で検出された結合度と前記充電池ユニット毎に特定された電力供給制御情報の結合度とを比較した値が所定の範囲内にない場合、電力供給を中止して少なくとも音又は表示出力のいずれかによって利用者に注意喚起することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の充電池ユニットとそのための電力伝送システム及び電力伝送方法によれば、接続端子を持たずに無接点で電力伝送を行うシステムをユニバーサル化が可能な充電池ユニットに適用することで、２次電池が組み込まれる電子機器それぞれに対応した制御システムを必要とせずに様々な電子機器に装着することができるようになる。更に、金属等の異物をも考慮した装置が提供されるので、街中の店舗や喫茶店等に設置される場合でも、その場所を選ばずユーザが所有する電子機器に装着される充電池ユニットに電力を供給することができ、内蔵する２次電池に安全に充電をすることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明による充電池ユニットとそのための電力伝送システム及び電力伝送方法を実施するための最良の形態の具体例を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態による充電池ユニットとこれに用いる電力供給装置の概略構成図である。【００１７】
図１に示すように、本発明の一実施形態による充電池ユニットとこれに用いる電力供給装置として、具体的には、電力伝送の対象となる充電池ユニットに内蔵された２次電池への充電を想定しているが、充電システム以外に応用可能なことは明らかである。また、図１に示した電力供給装置１０及び充電池ユニット３０の各手段は、それぞれの装置に実装される電子回路、機構部品、ＣＰＵ、メモリ、ファームウェア、及びアプリケーションプログラム等が連携して作動することにより実現されるものであり、本発明に直接関係する内容以外の図面及びその説明は省略する。【００１８】
図１に示す充電池ユニット３０は、電子機器に実装されてその電子機器内部の電子回路を作動させるための２次電池３３を内蔵しており、電力受給手段３２で受給した電力は充電手段３４によって２次電池３３に充電される。充電制御手段３６は、充電電圧、充電電流、充電時の温度等に応じて２次電池３３への充電を制御し、その充電状態は充電状態監視手段３５により監視される。電力受給手段３２は、受給した電力をそのまま急速に充電することが可能な電気二重層キャパシタ４０を備えてもよく、例えば充電手段３４の第１充電手段により電気二重層キャパシタ４０に高い電圧のまま急速に一旦充電しておき、第２充電手段によりスイッチング電源等（図示せず）で２次電池３３の電圧及び充電レートにあわせて降圧しながら徐々に充電するように構成することもできる。このように構成することで充電池ユニット３０の急速充電が可能になり、電気二重層キャパシタ４０の容量に応じた時間だけ充電池ユニット３０の使用が可能になって、緊急時の用途等の今すぐに少しの時間だけでも使用したいというような要求に応えることができる。なお、ここでは電気二重層キャパシタ４０の機能等の詳しい説明については省略するが、少なくとも２次電池３３に対して充電容量が単位時間当たり２倍以上となる充電率で急速充電が可能なものを用いる。【００１９】
通信手段３１は、電力供給装置１０から充電池ユニット３０に無接点で電力を供給する際に、電力供給装置１０が充電池ユニット３０に電源がなくてもその種類等を特定できるように、充電池ユニット３０への電力供給が開始される前にその識別情報を送信するようにしており、充電池ユニット３０が電力を最適な制御下で受給するためにはそれぞれの充電池ユニット３０に固有な一意の（ユニークな）識別情報（ＩＤ）を有することが望ましい。充電池ユニット３０の種類を分類するだけでも十分な場合は、その種類毎のＩＤを有するものであっても構わない。本実施形態では、２次電池の容量が空の場合も想定し、内蔵電源を必要としない方式としてＩＳＯ／ＩＥＣ１５６９３の近傍型の通称無線タグ（ＲＦＩＤ）を用いた近距離通信方式のものを一例としているが、充電開始前に電力供給装置１０から適切な電力を供給することで、ＩｒＤＡ、ＩｒＳｉｍｐｌｅ等の赤外線通信を用いることや、或いは電力伝送の際の電磁界又は電磁波を介して識別情報を受け取るように構成することも可能である。【００２０】
このように、電力供給装置１０から充電池ユニット３０に電力が供給される前に充電池ユニット３０から通信手段３１を介して送信される識別情報は、充電池ユニット３０それぞれに適合した電力が適切に供給されるように、充電池ユニット３０内の２次電池３３の容量がゼロであっても、この識別情報を電力供給装置１０で読み取ることによって充電池ユニット３０が識別され、それぞれの充電池ユニット３０に対応した電力が伝送されるようにして適切な充電を可能にするものである。【００２１】
受給電力監視手段３７は、電力受給手段３２で受給する電力の受給状態を監視するもので、監視された電力の受給状態、即ちその電圧や電流を電力受給情報として受給情報送信手段３８によって電力供給装置１０にほぼリアルタイムに送信してフィードバックし、電力供給装置１０から充電池ユニット３０に適切かつ安全に電力を供給できるようする。電力受給情報は、通信手段３１を介し、一例として電力伝送の際の電磁界又は電磁波に重畳され、双方向通信の実現により充電池ユニット３０と電力供給装置１０との間で送受信される。【００２２】
充電制御情報送信手段３９は、充電状態監視手段３５で常時監視される２次電池３３の充電状態とその充電制御情報を電力供給装置１０にほぼリアルタイムに送信してフィードバックし、充電池ユニット３０の２次電池３３をより適切かつ安全に充電できるようにする。本実施形態では、情報通信機能を充電制御ＩＣに組み込むことも考慮し、充電制御情報を電力伝送の際の電磁界又は電磁波に重畳して送受信し、双方向通信を実現して充電に関する情報の授受が行われるようにする。これとは異なり、上記ＩｒＤＡ、ＩｒＳｉｍｐｌｅ等の赤外線通信により充電制御情報を送受信する構成や、例えばＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３やＩＳＯ／ＩＥＣ１８０９２の近接型等の非接触ＩＣカードにおける拡張仕様のアドホック通信モードを用いて双方向通信を実現し、これにより充電制御情報を送受信するように構成してもよい。本実施形態の通信手段３１は、このように電力伝送の際の電力受給情報や充電制御情報の送受信も担っており、その際の通信媒体を、無線タグ（ＲＦＩＤ）によるものと電力伝送の際の電磁界又は電磁波に重畳して送受信するものとに分けて構成しているが、赤外線通信や近接型等通信方式を用いて一つの方式で統一することも可能である。【００２３】
電力供給装置１０は、充電池ユニット３０から通信手段３１を介して送信されたＩＤ（識別情報）を読み取る識別情報読み取り手段１１を備えており、電力供給装置１０内の制御情報保持手段１４に予め登録された情報テーブル（図示せず）を参照し、充電池ユニット識別手段１２によって、識別情報読み取り手段１１で読み取られたＩＤを検索キーとして各種充電池ユニット３０に対応する電力供給制御情報を得て、対応する充電池ユニット３０に適切に電力伝送と電力供給を行うことができるようにしている。その際、無線周波数が異なる等の他の規格の無線タグ等にも対応できるように構成し、識別情報読み取り手段１１を複数の規格に対応させて順に応答を確認するようにしても良い。【００２４】
電力供給手段１３は、電気的な接続端子を持たずに電磁界を利用して充電池ユニット３０に無接点で電力を伝送し電力を供給するものであり、本実施形態では、効率面を考慮し、電力供給装置１０の１次側電力供給部として１次側コイルを、充電池ユニット３０の２次側電力受給部として２次側コイルを設け、１次側コイルと２次側コイルとの間の磁束の強さの変化によって生じる起電力（トランス結合）を利用して電力を伝送する電磁誘導方式を用いる。他にも伝送効率としては落ちるが、ＵＨＦ帯で使用される無線タグのような電波受信方式や、実用化が期待される磁気共鳴を利用したもの等が知られており、使用環境や使用条件に応じてこれらの方式を用いることも勿論構わない。【００２５】
電力供給制御手段１６は、充電池ユニット識別手段１２によって、識別情報読み取り手段１１で読み取られたＩＤを検索キーとして制御情報保持手段１４の情報テーブルが参照され、対応する充電池ユニット３０が特定されて電力伝送の対象となる充電池ユニット３０への電力供給の制御情報を得て、この電力供給制御情報を基に電力供給手段１３の供給電力を制御する。【００２６】
受給情報受信手段１５は、充電池ユニット３０の受給電力監視手段３７で２次側電力受給部の電圧や電流等の受給状態が監視され、受給情報送信手段３８によって充電池ユニット３０から通信手段３１を介し、電力伝送の際の電磁波に重畳されて送信された電力受給情報を受信するものであり、受信した電力受給情報は電力供給制御手段１６にフィードバックされてほぼリアルタイムに充電池ユニット３０への供給電力が制御される。【００２７】
充電制御情報受信手段１７は、充電池ユニット３０内の充電状態監視手段３５で監視され充電制御情報送信手段３９によって充電池ユニット３０から通信手段３１を介し、電力伝送の際の電磁波に重畳されて送信された２次電池３３の充電状態とその充電制御情報をほぼリアルタイムに受信するものであり、受信した充電制御情報は電力供給制御手段１６にフィードバックされて充電池ユニット３０への電力供給制御に反映される。２次電池３３に対する充電制御情報のフィードバックは、２次側電力受給部の電力受給情報のフィードバックに代わるものとして用いることもできるが、本実施形態では、電力受給状態に加えて充電状態に応じた電力を供給できるように総合的な制御を行うために用いる。【００２８】
結合度検出手段１８は、１次側コイルと２次側コイルの結合度合いを検出することで、電力供給装置１０に充電池ユニット３０が適切に載置されたか否かを判別するだけでなく、電力伝送の対象物ではない異物等の判別にも用いられる、また同種又は異種の充電池ユニット３０が複数載置された場合の判別にも使用される。結合度検出手段１８の検出手法としては、識別情報読み取り手段１１で読み取られたＩＤにより予め充電池ユニット３０の種類を特定できるので、その電力供給制御情報も充電池ユニット識別手段１２によって特定された充電池ユニット３０毎に取得でき、これにより予め想定される範囲の結合度の値と実際に充電池ユニット３０が載置されている状態での結合度の値を比較することで、充電池ユニット識別手段１２で特定された充電池ユニット３０が適切に載置されたか、或いは異物が載置されたことを判別することができる。【００２９】
また、１次側コイルは複数の駆動部即ち複数のコイルで構成され、例えば、図４に示すように、４つのコイルとそれらを取り囲む１つのコイルの計５つのコイルからなり、それぞれのコイルが独立して駆動及び制御されるように構成することができる。それぞれのコイルの結合度を検出することで、その結合度を基に充電池ユニット３０が載置された位置を特定することができ、載置位置に応じて最も適切と判断されたコイルを駆動して充電池ユニット３０に電力を供給することができる。これにより複数の充電池ユニット３０が載置された場合に、適切に載置されていると判断された対応する各コイルを同時に或いは時分割で駆動することで、載置された複数の充電池ユニット３０に同時に或いは実質同時に電力を伝送し供給することができる。同時に或いは実質同時に電力供給される複数の充電池ユニット３０は同種、異種どちらにも対応できる。コイルの駆動は、同時又は時分割のどちらかに限定されるわけではなくそれらを組み合わせても良い。時分割は充電池ユニット３０の組合せに応じて予め測定されたタイミングによって決定され、その情報は制御情報保持手段１４の情報テーブル（図示せず）内に記録されている。これとは異なり時分割のタイミングを充電池ユニット３０の種類に拘わらず固定値とすることもできる。【００３０】
各充電池ユニット３０との通信及びその情報の識別は、予め制御情報保持手段１４の情報テーブルに記録された充電池ユニット３０毎に固有の識別情報、或いは電力供給装置１０内で発生させた乱数等を送受信の際のそれぞれのヘッダ情報に用いることで行うことができる。１次側コイルの形状は、図４のような形態に限定されず、コイルの個数も５つに限定されるわけではない。勿論駆動コイルが一つだけの形態もあり得る。また、コイルは、平面状に配置されるだけでなく、充電台の形状や、充電池ユニット３０の形態に応じて様々な変形があり得る。【００３１】
結合度検出の具体的手法としては、１次側コイルと２次側コイルの結合度が変化することにより生じる電力供給装置１０の１次側コイルの自己共振周波数やインピーダンス等の周波数特性の変化、位相の変化、充電池ユニット３０毎の１次側コイルに流れる電流の想定値と実際に充電池ユニット３０が載置された時の電流値との差、磁界を電気信号に変換するホール素子を用いた磁界の変化値等を数値化して利用することができる。また、結合度検出の際に充電池ユニット３０の２次側コイルの負荷を変化させたり充電回路の電圧や電流を変化させたりして電力受給に関するパラメータを変化させ、結合度の変化や想定値と実際の値との差も考慮してその精度を上げるようにすることもできる。【００３２】
充電池ユニット３０の２次側コイルの負荷を変化させる場合は、２次電池３３の容量が空の場合を想定して初期状態で予め定められた負荷がかかるように設定し、充電の経過に伴い負荷を切り替えるように構成することが望ましい。充電時にも電力供給装置１０は電力伝送の際の電磁界又は電磁波を介して充電池ユニット３０と通信し、２次側コイルの負荷状態を変化させて結合度に応じた電力供給制御をすることも可能である。【００３３】
図３に充電池ユニット３０の２次側コイルの負荷を変化させる回路構成の説明図を示す。充電池ユニット３０は、２次電池３３の容量が空の場合を想定して初期状態ではスイッチＳ２を導通させて予め定められた値の抵抗Ｒ２を負荷に設定し、２次電池３３側の充電回路にはスイッチＳ１を開放して比較的大きな抵抗Ｒ１を通し電力供給を制限して２次電池３３に初期充電する。このとき結合度検出手段１８は初期設定時の結合度を得る。初期状態で抵抗Ｒ２を負荷として設定しておくことは、整流ダイオードや充電回路の電子部品に不用意な電圧が加わることを防止でき保護回路としての役割も果たしている。【００３４】
２次電池３３がある程度充電されると、スイッチＳ２を開放しスイッチＳ１を導通して抵抗Ｒ１を短絡し、充電回路に電力をそのまま供給して２次電池３３を本充電する。電力供給装置１０は、結合度検出手段１８により、本充電中も充電池ユニット３０と通信してスイッチＳ１、Ｓ２の導通、開放を指示し、負荷状態を変化させて結合度の検出に利用することができる。なお、図３に示した抵抗Ｒ１、Ｒ２やスイッチＳ１、Ｓ２等は原理的な説明のために用いたもので実際には半導体によるスイッチや電流源等を組み合わせて実現する。【００３５】
制御情報補正手段１９は、結合度検出手段１８によって１次側コイルと２次側コイルの結合度を検出し、検出した結合度合いに応じて電力供給制御手段１６の制御情報を補正し、充電池ユニット３０の載置位置等により異なる伝送電力がなるべく同じになるように補正する。補正限界値を超え所定の効率以下になった場合は、その電力伝送を停止し、図示していないがＬＥＤによる警告表示、ブザーによる警告音、或いはＬＣＤやＥＬによる文字や画像による表示、音声ガイダンス等によって正規の充電池ユニット３０を正しく載置するように利用者に促す。【００３６】
電流検出手段２０は、１次側コイルに流れる電流を常時監視して充電池ユニット３０毎に設定された所定の電流値を超えたこと即ち過電流を検出する。検出される充電池ユニット３０毎の電流値とその許容範囲は、制御情報保持手段１４の情報テーブル（図示せず）内に記録されている。過電流を検出した場合は、電力伝送を停止し、警告表示、警告音、文字や画像による表示、音声ガイダンス等によって正規の充電池ユニット３０を正しく載置するように利用者に促す。【００３７】
載置検出手段２１は、電力伝送の対象となる充電池ユニット３０だけでなく、何らかの物体が電力供給装置１０に載置されたことを検出する。電力供給装置１０の充電台はプレート等の平板状のものを想定しており、載置検出手段２１としては、電子計量器やタッチパネル等に利用される動作原理のものが用いられ、この充電台に、圧電、磁気歪み、超音波、ＬＥＤ、レーザー、抵抗値、静電容量、温度等のいずれか或いは複数を組み合わせて利用し、その変化を検出する電子部品を埋め込み、物体が載置されたことを検出する。温度を利用する場合は、発熱、発煙、発火を防止するための安全装置として機能させることもできる。【００３８】
外部通信手段２２は、制御情報保持手段１４で記憶され保存される各種充電池ユニット３０に対応した電力供給制御のための制御情報の新規登録や更新、電力供給装置１０のファームウェア、制御プログラム、ユーザインタフェース等のアプリケーションプログラムを更新するために設けられたものであり、具体的には、商用電源を介して通信ネットワークに接続されるＰＬＣ（電力線搬送波）アダプタ機能、ＬＡＮ、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ＩＥＥＥ８０２．１１等の無線ＬＡＮ、ＩＥＥＥ８０２．１５等の無線ＰＡＮ、ＩＳＯ１８０９２やＩＳＯ１４４４３のＩＣカードインタフェース等の通信規格に準じた通信媒体、或いはメモリカード等の媒体を媒介としてその情報を得る。【００３９】
本実施形態では、電力供給装置１０が一般的にＡＣ電源を必要とすることからＰＬＣを介して制御情報等を取得することが望ましいが、充電池ユニット３０が携帯電話である場合は、アドホック通信モードが利用できるＩＳＯ１８０９２等の無線タグ（ＲＦＩＤ）インタフェースやＩＥＥＥ８０２．１５等の近距離無線通信、或いはＵＳＢを介して情報の授受を行うことができる。ＵＳＢの場合はＰＣ（パーソナルコンピュータ）と接続することで容易に情報の取得や更新ができる。またメモリカードインタフェースを実装することで更に容易に情報の取得や更新が可能になる。【００４０】
制御情報更新手段２３は、外部通信手段２２を介して取得した電力供給制御手段１６の制御情報を更新する手段であり、制御情報保持手段１４の情報テーブル（図示せず）の電力供給制御情報を更新することで新機種として製造される充電池ユニット３０や充電池ユニット３０の改版に対応できるようにする。【００４１】
以下、本システムを、図２に示す本発明の電力伝送システムの一実施例による構成図を参照して、より具体的に説明する。【００４２】
充電池ユニット３０は、通信手段３１に、充電のための電力伝送とは別に、電磁界を介して電力が供給されると共に電磁波を介して情報の読み取り書き換えが可能な無線タグ（ＲＦＩＤ）を備えており、内蔵電源を必要としない無線タグには、例えばＩＳＯ／ＩＥＣ１５６９３として規格化されている近傍型のものを使用する。上述したように無線タグ（ＲＦＩＤ）に代わり、適切な電力供給制御を行うことで通信手段３１を赤外線通信や近接型等通信方式を用いた一つの方式で統一することも可能である。【００４３】
電力供給装置１０の充電台はどのような形でも構わないが、ここでは平板状の充電台を想定している。この充電台に充電池ユニット３０を載置することで充電を行う。充電池ユニット３０が電力供給装置１０に載置された時に、無線タグに記録されているＩＤ（識別情報）を読み取り、電力供給装置１０内のメモリ即ち制御情報保持手段１４に記録されている情報テーブル（図示せず）を参照して対応する充電池ユニット３０の種類等を特定する。【００４４】
電力供給装置１０から充電池ユニット３０への電力伝送には電磁誘導方式を用いており、電力供給装置１０の１次側コイル（１次側電力供給部：図２では送電部）１０１に流れる電流によって発生する磁束が充電池ユニット３０の２次側コイル（２次側電力受給部：図２では受電部）３０１を貫通し、その磁束の強さの変化によって２次側（受電部）コイル３０１に電流が流れて起電力を生じること（トランス結合）を利用する。【００４５】
充電池ユニット３０を識別して特定するための通信手段３１に、本実施例では２次電池３３の容量が空の場合を想定して充電池ユニット３０側に電源が不要な無線タグ方式を用いているが、赤外線通信や近接型等通信方式を用いること以外にも電力供給装置１０から充電池ユニット３０に電磁誘導方式により電力伝送する際の電磁界又は電磁波にその識別情報を重畳して行うことでも実現できる。【００４６】
電磁誘導方式の電力伝送によって２次側（受電部）コイル３０１で発生した交流電圧は整流部３０２で整流され（図１に示す電力受給手段３２）、充電制御部３０３によって、適切な電圧及び電流が維持されるように充電状態を監視しながらその充電制御情報に従って２次電池３３に充電される。充電制御部３０３は、ＤＣ／ＤＣコンバータを有し、ＣＰＵと充電制御プログラム或いは制御ロジックにより適切な電圧及び電流が供給されるように制御して２次電池３３を充電する。充電制御部３０３は、図１に示した充電手段３４、充電制御手段３６、充電状態監視手段３５、及び電力供給装置１０から充電池ユニット３０に電磁誘導方式により電力伝送する際の電磁界又は電磁波に重畳して充電時の充電制御情報を送信する充電制御情報送信手段３９を備えている。情報の重畳方式は、ＡＭ、ＰＭ、ＦＭ、ＡＳＫ、ＦＳＫ、或いは副搬送波を利用したもの等、通信を実現できるどのような方式を用いてもよい。【００４７】
充電制御部３０３は、充電制御に関する処理の他にも、図１に示したように受給電力監視手段３７で２次側（受電部）の受電状態を監視し、その情報を電力伝送する際の電磁界又は電磁波に重畳して電力供給装置１０に送信する受給情報送信手段３８を備えている。これら充電池ユニット３０側から電力供給装置１０への電力供給に伴う電力受給情報や充電制御情報のフィードバックは、電力伝送の際の電磁界又は電磁波に重畳せず、上述したように赤外線通信や近接型等通信方式を用いて一つの方式で統一することも可能である。【００４８】
充電池ユニット３０の通信手段３１で送信されるＩＤ認証情報は、充電池ユニット３０をより細かく特定して充電に関する詳細な情報を得るためのもので、電力伝送の初期に送信される識別情報、即ちデジタルカメラや携帯電話、或いはノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）等に使用される充電池ユニット３０を識別するための情報だけではなく、内蔵する２次電池の種類、セル数、電圧、最大容量、充電レート等を特定するためにも用いられる。通信手段３１は、ＩＤ（識別情報）と電力供給及び充電に関する情報の送受信機能を備えており、充電池ユニット３０側でも電力供給装置１０を識別する機能を有し、通信手順でアクノリッジ信号が返ってこない等、適合しない電力供給装置１０と判断した場合は、図示していないが、警告表示、警告音、文字や画像による表示、音声ガイダンス等によって正規の電力供給装置１０を用いるように利用者に促す。本実施例で通信手段３１は、電力供給装置１０と電力伝送する際の電磁界又は電磁波に重畳して行われる通信機能を司る。【００４９】
一方、電力供給装置１０は、充電池ユニットの通信手段３１で送信された無線タグのＩＤを読み取って必要な情報を書き込むためのＩＤ送受信部１０２を有しており、電力供給装置１０に充電池ユニット３０が載置されたことを検出してその動作を開始する。ＩＤ送受信部１０２を間欠的に作動させて消費電力をセーブし、無線タグのＩＤを読み取ることができた場合に充電池ユニット３０が載置されたと判断することも勿論可能である。ＩＤ送受信部１０２は、図１に示した識別情報読み取り手段１１を有している。間欠動作は無線タグの読み取りに限らず載置検出においても行って電力供給装置１０全体の待機電力を減らす。その際、使用時間に応じて間欠動作によるセンシング間隔を変更し、長時間使用しない場合にセンシング間隔を長くして待機電力がより少なくなるようにする。【００５０】
ＩＤ認証・異物検出部１０３は、図１に示した充電池ユニット識別手段１２、載置検出手段２１、結合度検出手段１８、電流検出手段２０、及び受給情報受信手段１５のそれぞれの判定部と、制御情報補正手段１９を備えており、ＩＤ送受信部１０２で読み取った無線タグのＩＤや通信手段３１を介して送信された他の情報等から電力伝送及び充電対象となる正規の充電池ユニット３０であるか否かを識別し、応答がない場合、或いは予め記録された情報テーブル（図示せず）を参照して得られた電力供給のための制御情報と実際の制御値とを比較し、例えば実際の電力伝送の際の結合度や電流の比較値が所定の範囲内でない場合に、充電池ユニット３０以外の異物、又は適合対象外の充電池ユニット３０、或いは正しく載置されなかったものと判断する。【００５１】
電流検出部１０４は、図１に示した電流検出手段２０及び結合度検出手段１８を備えており、１次側コイル１０１の電流や２次側コイル３０１との結合度を常時検出し、その電流値はＩＤ認証・異物検出部１０３で監視され、充電池ユニット３０毎の電流値及び充電に伴うその変化値が情報テーブル（図示せず）に記録されているので、その値と比較することで過電流検出等の異常な状態を判断する。異常と判断した場合は、電力伝送を停止し、警告表示、警告音、文字や画像による表示、音声ガイダンス等によって適合対象となる正規の充電池ユニット３０を正しい位置に載置するように利用者に促す。また、電流検出部１０４は、充電池ユニット３０から送信された電力供給に伴う各種情報を電力伝送する際の電磁波及び１次側コイル１０１を介して受信する機能も有している。【００５２】
ＩＤ認証・異物検出部１０３は、図１に示した制御情報補正手段１９を有しており、１次側コイル１０１と２次側コイル３０１との結合度に応じて制御用信号処理回路１０５の制御パラメータを更新し、充電池ユニット３０に供給される電力が同じになるように補正する。また、ＩＤ認証・異物検出部１０３は、ＩＤ送受信部１０２を介して、充電池ユニット３０から送信された電力受給情報や充電制御情報のフィードバック制御情報を取得する。取得した電力受給情報や充電制御情報は、制御用信号処理回路１０５にフィードバックされてその制御パラメータに反映され、これにより効率的な充電及び電力伝送が行われる。【００５３】
制御用信号処理回路１０５は、図１に示した電力供給制御手段１６を実現している回路であり、ＩＤ認証・異物検出部１０３により補正、更新され反映された制御パラメータに基づいてドライバ制御部１０８及びドライブ部１０９を制御及び駆動し、１次側コイル１０１の駆動電流を制御する。１次側コイル１０１は上述したように複数個設けられ、対応して設けられたそれぞれのドライバ制御部１０８及びドライブ部１０９により制御及び駆動され、載置された充電池ユニット３０に応じて最適な位置のドライブ部１０９が選択されて電力伝送される。また、独立して制御及び駆動されるドライバ制御部１０８及びドライブ部１０９を複数個設けたので異なる或いは同種の複数の充電池ユニット３０を同時、時分割、或いはその組み合わせ等により実質同時に駆動することができる。【００５４】
各充電池ユニット３０の駆動時の制御情報の識別は、予めＩＤ認証・異物検出部１０３（図１に示す制御情報保持手段１４）に保持された充電池ユニット３０毎に固有の識別情報、或いはＩＤ送受信部１０２で発生させた乱数等を、電力伝送の際に重畳させて送受信される信号のそれぞれのヘッダ情報に用いることで行うことができる。ここで１０６は商用電源のＡＣ電源からＤＣ電源を生成するＡＣ／ＤＣ変換回路であり、１０７は電力供給装置１０内の制御回路や付随する電子回路へそれぞれに適合した電圧を供給するためのＤＣ電源である。【００５５】
また、電力供給装置１０は、図示していないが、電力供給制御用の制御情報の新規登録や更新、ファームウェア、制御プログラム、ユーザインタフェース等のアプリケーションプログラムを更新するための外部インタフェース（図１に示した外部通信手段２２）を備えており、通信ネットワーク等を介してこれらの情報を取得できるようにしている。これにより新機種として製造された充電池ユニット３０や改版された充電池ユニット３０に対応することができるようになる。また外部インタフェースとしてＵＳＢ接続端子を備えているので、ＵＳＢメモリやＰＣを介して情報を取得することも可能である。【００５６】
次に、図５に示す本発明の一実施形態による電力伝送方法のフロー図の一例を参照し、電力供給装置１０から充電池ユニット３０に電力を伝送し充電池ユニット３０内の２次電池３３に充電する際の電力供給装置１０側の処理手順について説明する。このフロー図は、１つの充電池ユニット３０を対象として正常に電力伝送される際の手順を記したものであって、複数の充電池ユニット３０に電力伝送する手順、及び異常時或いはエラー時の処理については省略する。また、充電池ユニット３０の識別は、無線タグ（ＲＦＩＤ）により行われることを想定している。充電池ユニット３０側のフロー図も省略する。【００５７】
電源投入により電力供給装置１０の載置検出手段２１が機能し、充電池ユニット３０が電力供給装置１０の充電台に載置されるのを待つ。充電池ユニット３０が充電台に載置されたことを検出すると（ステップＳ１１）、識別情報読み取り手段１１により充電池ユニット３０から通信手段３１を介して送信された無線タグ（ＲＦＩＤ）のＩＤ（識別情報）を読み取る（ステップＳ１２）。読み取られたＩＤを基に、充電池ユニット識別手段１２によりそのＩＤを有する充電池ユニット３０の機種が判別され特定される（ステップＳ１４）。【００５８】
応答がない、或いはＮＡＣＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔ）を受信した場合等ＩＤを読み取ることができない場合には、異物、或いは適合する充電池ユニット３０ではないと判断して異常処理に移行する（ステップＳ１３）。異常処理としては、例えば警告表示、警告音、文字や画像による表示、音声ガイダンス等によって正規の充電池ユニット３０を正しく載置するように利用者に促す。【００５９】
充電池ユニット識別手段１２は、充電池ユニット３０が特定されると、制御情報保持手段１４の情報テーブルを参照して該当する充電池ユニット３０に対する電力供給制御のための制御情報を取得し（ステップＳ１５）、電力供給制御手段１６の制御パラメータ等を設定する。電力供給制御手段１６は、設定された制御情報に従い初期電力供給を開始し、結合度検出手段１８により１次側コイル１０１と２次側コイル３０１の結合度を検出し（ステップＳ１６）、同時に電流検出部１０４により１次側コイル１０１の駆動電流の監視を開始する。初期電力供給時には結合度の検出に必要な最低限度の電力を供給する。その際複数からなる１次側コイル１０１の結合度及び電流値から最適となる一次側のコイルを選定して電力を伝送する。【００６０】
１次側コイル１０１の駆動電流は電力供給中に常時監視され、図示していないが、電流検出手段２０により駆動電流が予め設定された許容値を超えて過電流と判断された場合は電力の供給を中止して異常処理に移行する。また、結合度の情報は制御情報補正手段１９により電力供給制御の補正情報として反映され（ステップＳ１７）、充電台への載置状態が多少異なっていても充電池ユニット３０に供給される電力が同じになるように補正されるが、その際に予め設定された許容値を超えた場合も、電力の供給を中止して異常処理に移行する。複数の充電池ユニット３０が載置された場合は、同様にしてステップＳ１１からステップＳ１７迄の手順をシーケンシャルに行うか、ステップＳ１２からステップＳ１７迄の各ステップを各充電池ユニット３０に対して交互に行うか、或いは時分割でそれぞれのステップを同時に行う。【００６１】
電力供給の制御パラメータが決定されると、充電台に載置された充電池ユニット３０に適合する次の段階の電力供給を開始する（ステップＳ１８）。電流検出部１０４で監視される１次側コイル１０１の電流値より、充電池ユニット３０の２次電池３３が或る程度充電され、充電が開始されたと想定される所定時間のウエイトを設定し（図示せず）、受給情報受信手段１５によって充電池ユニット３０から送信された電力受給情報の読み取りを開始する（ステップＳ２０）。充電池ユニット３０からの応答がない場合は、電力の供給及びその後の処理を中止して異常処理に移る（ステップＳ１９）。【００６２】
読み取られた電力受給情報は、随時電力供給制御手段１６の制御パラメータに反映され（ステップＳ２１）、電力受給状態が正常（ステップＳ２２）と判断されるまで、その動作が続けられる。電力受給状態が正常か否かの判断は充電池ユニット３０から送信される電力受給情報により通知されるか、予め電力供給装置１０に登録された情報テーブルの制御情報に従って決定される。本実施形態では、充電池ユニット３０から受電中の電力受給情報が通知されてフィードバックにより電力供給装置１０の電力供給制御を行っているが、充電池ユニット３０からの電力受給情報が得られない場合等を考慮し、電力供給装置１０内に記憶された充電池ユニット３０毎の制御情報に従って１次側コイル１０１の駆動電流や結合度の変化を参照しながら電力供給装置１０側だけで電力制御を行うようにしてもよい。【００６３】
電力供給の制御パラメータが決定されると、充電台に載置された充電池ユニット３０に適合する次の段階の電力供給に移行し（図示せず）、充電池ユニット３０の２次電池３３が或る程度充電され、充電制御情報が充電池ユニット３０から送信されると想定される時間のウエイトを設定し（図示せず）、充電制御情報受信手段１７によって充電制御情報の読み取りを開始する（ステップＳ２４）。充電池ユニット３０からの応答がない場合は、電力の供給及びその後の処理を中止して異常処理に移る（ステップＳ２３）。【００６４】
読み取られた充電制御情報は、随時電力供給制御手段１６の制御パラメータに反映され（ステップＳ２５）、充電完了（ステップＳ２６）と判断されるまで、その動作が続けられる。充電完了は充電池ユニット３０から送信される充電制御情報により通知されるか、予め電力供給装置に登録された情報テーブルの制御情報に従って決定される。本実施形態では、充電池ユニット３０から充電中の充電制御情報が通知されてフィードバックにより電力供給装置１０の電力供給制御を行っているが、充電池ユニット３０からの充電情報が得られない場合等を考慮し、電力供給装置１０内に記憶された充電池ユニット３０毎の制御情報に従って１次側コイル１０１の駆動電流や結合度の変化を参照しながら電力供給装置１０側だけで電力制御を行うようにしてもよい。【００６５】
また、本実施形態では、電力供給装置１０から充電池ユニット３０へ電力伝送する際の電力供給制御を、充電池ユニット３０での電力受給状態及び充電状態を電力供給装置１０にフィードバックして行っているが、上述したフィードバック情報が得られない場合の処理の他にも、電力受給状態又は充電状態のどちらか一方のフィードバック制御により行うことも可能である。【００６６】
最後に、図６に示す本発明の他の実施形態による電力伝送システムの概略構成図を参照して、充電池ユニット３０以外の２次電池を持たない電子装置５０を対象とした実施形態について説明する。２次電池を持たない電子装置５０としては、例えば、電力供給装置１０が埋め込まれたテーブル等に載置されたＬＥＤ型の電気スタンド、スポットライト、電飾、卓上型の扇風機等様々なものが想定される。ここで図１と同じ構成のものには同一符号を付け、重複する機能の説明は省略する。【００６７】
図６に示す電子装置５０は、２次電池３３、充電手段３４、充電制御手段３６、充電状態監視手段３５、及び充電制御情報送信手段３９を持たず、代わりに電子装置５０内部の電子回路等に電力を供給するための電源部５１を備える点で図１の充電池ユニット３０と異なる。電子装置５０は、図１と同様に内蔵電源がなくても読み取り可能な無線タグ（ＲＦＩＤ）等により識別情報を送信する通信手段３１有し、電力供給装置１０の識別情報読み取り手段１１で電子装置５０の識別情報が読み取られ、電子装置識別手段５２で特定された電子装置５０に対応する電力供給制御情報が参照されてその制御情報に従って電力供給装置１０から適切な電力が供給され、その電力は電力受給手段３２によって受給される。【００６８】
電力受給手段３２は、特に専用の充電回路がなくても受給した電力をそのまま急速に充電することが可能な電気二重層キャパシタ４０を備えており、電気二重層キャパシタ４０に充電された電力は電源部５１に供給され、これによって電源部５１から電子装置５０内部の電子回路等に適切な電圧や電流を安定的に供給することができるようになる。【００６９】
電子装置５０は、充電池ユニット３０と異なり充電制御を必要としないので、図１に対応するものとして、電力受給手段３２で受給する電力の受給状態、例えば電源部５１に供給される電圧や電流を監視する受給電力監視手段３７を備えており、監視された電力の受給状態、即ちその電圧や電流を電力受給情報として受給情報送信手段３８によって電力供給装置１０にほぼリアルタイムに送信してフィードバックし、電力供給装置１０から電子装置５０に適切かつ安全に電力を供給できるようする。電力受給情報は、充電池ユニット３０の場合と同様、電力伝送の際の電磁界又は電磁波に重畳されるか、赤外線通信や近接型等通信方式を用いることで、双方向通信の実現により電子装置５０と電力供給装置１０との間で送受信される。【００７０】
受給電力監視手段３７で監視され受給情報送信手段３８によって送信された電力受給情報は、電力供給装置１０の受給情報受信手段１５で受信され、電力供給制御手段１６にフィードバックされて、ほぼリアルタイムで電子装置５０への供給電力が制御される。受給情報受信手段１５は、図１の充電池ユニット３０の場合とその役割もほぼ同等である。電力供給装置１０内のその他の各手段も図１と同様の機能を有するのでその説明は省略する。電力供給装置１０の電力供給制御手段１６は、上述したように複数のコイルを同時に或いは時分割等により実質同時に駆動し且つそれぞれ独立して制御することができるので、本実施形態でも同種又は異種の電子装置５０に複数同時又は実質同時に電力を供給することができる。更に、一実施形態として図１に示したような充電池ユニット３０が充電手段を有する場合、他の実施形態として図６に示したような充電手段を有しない場合の組合せだけでなく、両方の実施形態を組み合わせた場合でも同時に或いは実質同時に複数の電子装置５０に電力を伝送して供給することができる。【００７１】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一実施形態による充電池ユニットとこれに用いる電力供給装置の概略構成図である。
【図２】本発明の電力伝送システムの一実施例による構成図である。
【図３】充電池ユニットの２次側コイルの負荷を変化させる回路構成の説明図である。
【図４】充電池ユニットの１次側コイルの形状及び配置を示す構成図である。
【図５】本発明の一実施形態による電力伝送方法のフロー図である。
【図６】本発明の他の実施形態による電力伝送システムの概略構成図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０    電力供給装置
１１    識別情報読み取り手段
１２    充電池ユニット識別手段
１３    電力供給手段
１４    制御情報保持手段
１５    受給情報受信手段
１６    電力供給制御手段
１７    充電制御情報受信手段
１８    結合度検出手段
１９    制御情報補正手段
２０    電流検出手段
２１    載置検出手段
２２    外部通信手段
２３    制御情報更新手段
３０    充電池ユニット
３１    通信手段
３２    電力受給手段
３３    ２次電池
３４    充電手段
３５    充電状態監視手段
３６    充電制御手段
３７    受給電力監視手段
３８    受給情報送信手段
３９    充電制御情報送信手段
４０    電気二重層キャパシタ
５０    電子装置
５１    電源部
５２    電子装置識別手段
１０１    １次側コイル（送電部）
１０２    ＩＤ送受信部
１０３    ＩＤ認証・異物検出部
１０４    電流検出部
１０５    制御用信号処理回路
１０６    ＡＣ／ＤＣ変換回路
１０７    ＤＣ電源
１０８    ドライバ制御部
１０９    ドライブ部
３０１    ２次側コイル（受電部）
３０２    整流部
３０３    充電制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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