(57)【要約】  より確実に充電を開始することができる電力伝送システム、受電器、及び、受電器の制御方法を提供する。  電力伝送システムは、磁界共鳴又は電界共鳴によって電力を送電する送電器と、送電器から送電される電力を受電する１又は複数の受電器とを含む電力伝送システムであって、送電器は、磁界共鳴又は電界共鳴によって、所定のパルス状のビーコン信号を構築する第１送電電力、及び、連続的な第２送電電力のいずれか一方を送電する一次側共振コイルを有し、受電器は、一次側共振コイルから磁界共鳴又は電界共鳴によって送電される電力を受電する二次側共振コイルと、利用者の所定の動作を検出する動作検出部と、動作検出部によって所定の動作が検出されると、ビーコン信号を検出する検出モードを開始するモード制御部と、検出モードにおいてビーコン信号が検出されると、応答信号を送信する信号送信部とを有する。
2019064339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界共鳴又は電界共鳴によって電力を送電する送電器と、前記送電器から送電される電力を受電する１又は複数の受電器とを含む電力伝送システムであって、
前記送電器は、
前記磁界共鳴又は前記電界共鳴によって、所定のパルス状のビーコン信号を構築する第１送電電力、及び、連続的な第２送電電力のいずれか一方を送電する一次側共振コイルを有し、
前記受電器は、
前記一次側共振コイルから前記磁界共鳴又は前記電界共鳴によって送電される電力を受電する二次側共振コイルと、
利用者の所定の動作を検出する動作検出部と、
前記動作検出部によって前記所定の動作が検出されると、前記ビーコン信号を検出する検出モードを開始するモード制御部と、
前記検出モードにおいて前記ビーコン信号が検出されると、前記ビーコン信号に対する応答信号を送信する応答信号送信部と
を有する、電力伝送システム。
【請求項２】
前記受電器は、前記検出モードをオンにするモードスイッチをさらに有し、
前記動作検出部は、利用者が前記検出モードをオンにする前記モードスイッチへの操作を前記所定の動作として検出する、請求項１記載の電力伝送システム。
【請求項３】
前記受電器は、前記送電器と近接通信を行う近接通信部をさらに有し、
前記送電器は、前記受電器の前記近接通信を検出する通信検出部をさらに有し、
前記動作検出部は、利用者が前記受電器で前記通信検出部に対して前記近接通信を行う操作を前記所定の動作として検出する、請求項１記載の電力伝送システム。
【請求項４】
前記送電器は、
高周波電源から前記一次側共振コイルに出力される高周波の送電電力を前記第１送電電力及び前記第２送電電力のいずれか一方に設定する電力制御部と、
前記１又は複数の受電器のうちの少なくとも１つの受電器から前記ビーコン信号に対する応答信号を受信したかどうかを判定する受信判定部と、
前記受信判定部によって前記応答信号を受信したと判定されると、前記電力制御部に前記第２送電電力を前記送電電力として設定させる送電開始判定部と
をさらに有する、請求項１乃至３のいずれか一項記載の電力伝送システム。
【請求項５】
前記受電器は、前記送電器と近接通信を行う近接通信部をさらに有し、
前記動作検出部は、利用者が前記受電器で前記近接通信を行う操作を前記所定の動作として検出し、
前記送電器は、
高周波電源から前記一次側共振コイルに出力される高周波の送電電力を前記第１送電電力及び前記第２送電電力のいずれか一方に設定する電力制御部と、
前記１又は複数の受電器のうちの少なくとも１つの受電器から前記ビーコン信号に対する応答信号を受信したかどうかを判定する受信判定部と、
前記受信判定部によって前記応答信号を受信したと判定されると、前記電力制御部に前記第２送電電力を前記送電電力として設定させる送電開始判定部と、
前記受電器の前記近接通信を検出する通信検出部と
をさらに有し、
前記電力制御部は、前記通信検出部が前記近接通信の検出処理を開始してから第１所定時間以内に前記受信判定部によって前記応答信号が受信されない場合には、前記第１送電電力の送電を停止する、請求項１記載の電力伝送システム。
【請求項６】
前記モード制御部は、前記検出モードを開始した後の第２所定時間以内に前記ビーコン信号が検出されない場合には、前記検出モードを終了する、請求項１乃至５のいずれか一項記載の電力伝送システム。
【請求項７】
前記受電器は、前記二次側共振コイルに磁界共鳴又は電界共鳴による共振電力が流れる状態と流れない状態とを切り替える共振スイッチと、
前記動作検出部によって前記所定の動作が検出されると、前記共振スイッチを前記共振電力が流れる状態に切り替えるスイッチ制御部と
をさらに有する、請求項１乃至６のいずれか一項記載の電力伝送システム。
【請求項８】
前記受電器は、前記二次側共振コイルで受電する電力を検出する検出部をさらに有し、
前記スイッチ制御部は、前記応答信号送信部によって前記応答信号が送信されてから第３所定時間以内に前記検出部によって電力が検出されない場合には、前記共振スイッチを前記共振電力が流れない状態に切り替える、請求項７記載の電力伝送システム。
【請求項９】
送電器の一次側共振コイルから磁界共鳴又は電界共鳴によって送電される電力を受電する二次側共振コイルと、
利用者の所定の動作を検出する動作検出部と、
前記動作検出部によって前記所定の動作が検出されると、前記送電器が送信するビーコン信号を検出する検出モードを開始するモード制御部と、
前記検出モードにおいて前記ビーコン信号が検出されると、前記ビーコン信号に対する応答信号を送信する応答信号送信部と
を含む、受電器。
【請求項１０】
送電器の一次側共振コイルから磁界共鳴又は電界共鳴によって送電される電力を受電する二次側共振コイルを含む受電器の制御方法であって、
利用者の所定の動作を検出する動作検出処理と、
前記動作検出処理によって前記所定の動作が検出されると、前記送電器が送信するビーコン信号を検出する検出モードを開始するモード制御処理と、
前記検出モードにおいて前記ビーコン信号を検出すると、前記ビーコン信号に対する応答信号を送信する応答信号送信処理と
を行う、受電器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力伝送システム、受電器、及び、受電器の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ワイヤレス通信ネットワークを介して充電デバイスと接続するためのワイヤレス充電器であって、電力信号を送信するように構成された送信器と、デバイスによって送信される1つまたは複数の接続要請についてスキャンするように構成されたデバイススキャナとを含むワイヤレス充電器がある。【０００３】
前記送信された電力信号に応答して前記充電デバイスから前記ワイヤレス通信ネットワークを介して接続要請を受信するように構成された受信機であり、前記送信器が、前記受信された接続要請に応答して前記充電デバイスとの接続を確立する旨の接続要求を送信するようにさらに構成される、受信機をさらに含む。【０００４】
前記送信された電力信号に基づいて負荷を検出するように構成された負荷検出器をさらに含み、前記デバイススキャナが、前記検出された負荷に基づいて1つまたは複数の接続要請についてスキャンするようにさらに構成される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１５−５１５８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来のワイヤレス充電器のような電力伝送システムでは、送電機が充電デバイスの負荷の変化を検出することで、受電器の有無を検出している。【０００７】
送電機は、送電機の周囲のすべての負荷の変化を検出するため、受電器以外の導体等が存在する場合には、充電デバイスの負荷の変化を検出し難い場合がある。例えば、充電デバイスの負荷の変化を検出し易くするために、負荷の変化の検出閾値をある程度高くすると、送電機と結合が弱い充電デバイスを検出し難くなる。【０００８】
このため、従来のワイヤレス充電器のような電力伝送システムでは、充電デバイスを検出できないと、充電デバイスの充電を開始できないおそれがある。【０００９】
そこで、より確実に充電を開始することができる電力伝送システム、受電器、及び、受電器の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施の形態の電力伝送システムは、磁界共鳴又は電界共鳴によって電力を送電する送電器と、前記送電器から送電される電力を受電する１又は複数の受電器とを含む電力伝送システムであって、前記送電器は、前記磁界共鳴又は前記電界共鳴によって、所定のパルス状のビーコン信号を構築する第１送電電力、及び、連続的な第２送電電力のいずれか一方を送電する一次側共振コイルを有し、前記受電器は、前記一次側共振コイルから前記磁界共鳴又は前記電界共鳴によって送電される電力を受電する二次側共振コイルと、利用者の所定の動作を検出する動作検出部と、前記動作検出部によって前記所定の動作が検出されると、前記ビーコン信号を検出する検出モードを開始するモード制御部と、前記検出モードにおいて前記ビーコン信号が検出されると、前記応答信号を送信する信号送信部とを有する。
【発明の効果】
【００１１】
より確実に充電を開始することができる電力伝送システム、受電器、及び、受電器の制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】電力伝送システムを示す図である。
【図２】実施の形態１の送電器と受電器を示す図である。
【図３】実施の形態１の制御部の構成を示す図である。
【図４】実施の形態１の制御部の構成を示す図である。
【図５】実施の形態１の制御部が実行する処理を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態１の制御部が実行する処理を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態１の電力伝送システムの動作例を示す図である。
【図８】実施の形態２の送電器と受電器を示す図である。
【図９】実施の形態２の制御部の構成を示す図である。
【図１０】実施の形態２の制御部の構成を示す図である。
【図１１】実施の形態２の制御部が実行する処理を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態２の制御部が実行する処理を示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態２の電力伝送システムの動作例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の電力伝送システム、受電器、及び、受電器の制御方法を適用した実施の形態について説明する。
【００１４】
＜実施の形態１＞
図１は、電力伝送システム５０を示す図である。
【００１５】
図１に示すように、電力伝送システム５０は、交流電源１、一次側(送電側)の送電器１００、及び二次側(受電側)の受電器２００を含む。電力伝送システム５０は、送電器１００及び受電器２００を複数含んでもよい。
【００１６】
送電器１００は、一次側コイル１１と一次側共振コイル１２を有する。受電器２００は、二次側共振コイル２１と二次側コイル２２を有する。二次側コイル２２には負荷装置３０が接続される。
【００１７】
図１に示すように、送電器１００及び受電器２００は、一次側共振コイル(ＬＣ共振器)１２と二次側共振コイル(ＬＣ共振器)２１の間の磁界共鳴(磁界共振)により、送電器１００から受電器２００へエネルギ(電力)の伝送を行う。ここで、一次側共振コイル１２から二次側共振コイル２１への電力伝送は、磁界共鳴だけでなく電界共鳴(電界共振)等も可能であるが、以下の説明では、主として磁界共鳴を例として説明する。
【００１８】
また、実施の形態１では、一例として、交流電源１が出力する交流電圧の周波数が６．７８ＭＨｚであり、一次側共振コイル１２と二次側共振コイル２１の共振周波数が６．７８ＭＨｚである場合について説明する。交流電源１は、高周波電源の一例である。
【００１９】
なお、一次側コイル１１から一次側共振コイル１２への電力伝送は電磁誘導を利用して行われ、また、二次側共振コイル２１から二次側コイル２２への電力伝送も電磁誘導を利用して行われる。
【００２０】
また、図１には、電力伝送システム５０が一次側コイル１１を含む形態を示すが、電力伝送システム５０は一次側コイル１１を含まなくてもよく、この場合には、一次側共振コイル１２に交流電源１を直接的に接続すればよく、同様に二次側コイル２２を含む形態を示すが、電力伝送システム５０は二次側コイル２２を含まなくてもよく、この場合には、二次側共振コイル２１に負荷装置３０を直接的に接続すればよい。
【００２１】
図２は、実施の形態１の送電器１００と受電器２００を示す図である。図２では、受電器２００は、電子機器３００に内蔵されている。電子機器３００は、受電器２００、バッテリ８０、及び情報処理部３１０を含み、例えば、タブレット型のコンピュータ、スマートフォン端末機、スマートウォッチ、ゲーム機等である。
【００２２】
ここでは、電子機器３００の構成要素のうち、受電器２００、バッテリ８０、及び情報処理部３１０以外のものは省略するが、電子機器３００は、さらに、ディスプレイパネル、タッチパネル、スピーカ等を含んでもよい。情報処理部３１０は、バッテリ８０から供給される電力で駆動される。
【００２３】
送電器１００は、交流電源１、一次側コイル１１、一次側共振コイル１２、整合回路１４、高周波アンプ１５、キャパシタ１６、アンテナ１７、及び制御部１１０を有する。また、交流電源１を除いた部分を送電器１００として取り扱ってもよい。この場合には、交流電源１と送電器１００を合わせて送電装置として取り扱ってもよい。
【００２４】
受電器２００は、二次側共振コイル２１０、整流回路２２０、平滑キャパシタ２３０、電圧検出部２４０、ＤＣ(Direct Current)−ＤＣコンバータ２５０、制御部２６０、モードスイッチ２７０、アンテナ２８０、及び出力端子２９０Ａ、２９０Ｂを含む。出力端子２９０Ａ、２９０Ｂには、バッテリ８０が接続されている。図２では、負荷回路はバッテリ８０である。図２では、二次側コイル２２（図１参照）を介さずに二次側共振コイル２１０が整流回路２２０に直接的に接続される。
【００２５】
まず、送電器１００について説明する。図２に示すように、一次側コイル１１は、ループ状のコイルであり、両端間に整合回路１４及び高周波アンプ１５を介して交流電源１に接続されている。一次側コイル１１は、一次側共振コイル１２と非接触で近接して配置されており、一次側共振コイル１２と電磁界結合される。一次側コイル１１は、自己の中心軸が一次側共振コイル１２の中心軸と一致するように配設されることが望ましいが、必ずしも一致する必要はない。中心軸を一致させるのは、一次側コイル１１と一次側共振コイル１２との結合強度を向上させるとともに、磁束の漏れを抑制して、不必要な電磁界が一次側コイル１１及び一次側共振コイル１２の周囲に発生することを抑制するためである。
【００２６】
一次側コイル１１は、交流電源１から整合回路１４、及び高周波アンプ１５を経て供給される交流電力によって磁界を発生し、電磁誘導（相互誘導）により電力を一次側共振コイル１２に送電する。
【００２７】
図２に示すように、一次側共振コイル１２は、一次側コイル１１と非接触で近接して配置されて一次側コイル１１と電磁界結合されている。また、一次側共振コイル１２は、所定の共振周波数を有し、高いＱ値を有するように設計されている。一次側共振コイル１２の共振周波数は、二次側共振コイル２１０の共振周波数と等しくなるように設定されている。一次側共振コイル１２の両端の間に、共振周波数を調整するためのキャパシタ１６が直列に接続される。
【００２８】
一次側共振コイル１２の共振周波数は、交流電源１が出力する交流電力の周波数と同一の周波数になるように設定されている。一次側共振コイル１２の共振周波数は、一次側共振コイル１２のインダクタンスと、キャパシタ１６の静電容量によって決まる。このため、一次側共振コイル１２のインダクタンスと、キャパシタ１６の静電容量は、一次側共振コイル１２の共振周波数が、交流電源１から出力される交流電力の周波数と同一の周波数になるように設定されている。
【００２９】
整合回路１４は、一次側コイル１１と交流電源１とのインピーダンス整合を取るために挿入されており、インダクタＬとキャパシタＣを含む。
【００３０】
交流電源１は、磁界共鳴に必要な周波数の交流電力を出力する電源であり、出力電力を増幅するアンプを内蔵する。交流電源１は、例えば、数十kHzから数十ＭＨｚ程度の高周波の交流電力を出力する。
【００３１】
高周波アンプ１５は、交流電源１から入力される電力（送電電力）を増幅して整合回路１４に出力する。高周波アンプ１５の増幅率は、制御部１１０によって制御される。
【００３２】
キャパシタ１６は、一次側共振コイル１２の両端の間に、直列に挿入されるキャパシタである。キャパシタ１６は、一次側共振コイル１２の共振周波数を調整するために設けられている。キャパシタ１６は可変容量型キャパシタであってもよく、その場合は静電容量は制御部１１０によって設定される。
【００３３】
アンテナ１７は、例えば、Bluetooth（登録商標）のような近距離での無線通信を行うことができるアンテナであればよい。アンテナ１７は、制御部１１０に接続されており、受電器２００とデータ通信を行う際に用いられる。
【００３４】
制御部１１０は、交流電源１にビーコン信号及び充電用の送電電力のいずれか一方を出力させる制御を行う。ビーコン信号用の送電電力を出力するモードは、ビーコン信号出力モードであり、充電用の送電電力を出力するモードは、充電電力送電モードである。
【００３５】
ビーコン信号は、一例として、充電用の送電電力と同一の高周波電力を所定の短期間だけ出力する期間と、所定の短期間よりも長い所定の期間だけ出力しない期間とを交互に繰り返すことによって構築される、高周波電力を用いたパルス状の信号である。
【００３６】
所定の短期間だけ出力される高周波電力は、１つのパルスを構築し、１つのパルスには複数周期の高周波電力が含まれる。ビーコン信号のパルス幅は、予め決められている。ビーコン信号は、第１送電電力の一例である。充電用の送電電力は、パルス状ではなく常に振幅が一定の連続的な高周波電力であり、第２送電電力の一例である。
【００３７】
また、制御部１１０は、高周波アンプ１５の増幅率を制御することによって送電電力を制御するとともに、一次側共振コイル１２の共振周波数が交流電源１から出力される交流電力の周波数と同一の周波数になるように、キャパシタ１６の静電容量を調整する。共振周波数は、予め決まっているため、キャパシタ１６の静電容量も予め決まっている一定値である。
【００３８】
以上のような送電器１００は、交流電源１から一次側コイル１１に供給される交流電力を磁気誘導により一次側共振コイル１２に送電し、一次側共振コイル１２から磁界共鳴により電力を受電器２００の二次側共振コイル２１０に送電する。なお、図２には、１つの送電器１００が１つの受電器２００に電力を送電する形態を示すが、１つの送電器１００から複数の受電器２００に電力を送電することができる。
【００３９】
次に、受電器２００の各構成要素について説明する。
【００４０】
二次側共振コイル２１０は、一次側共振コイル１２と同一の共振周波数を有し、高いＱ値を有するように設計されている。二次側共振コイル２１０は、コイル部２１１、キャパシタ２１２、及びスイッチ２１３を有する。
【００４１】
コイル部２１１は、図１に示す二次側共振コイル２１に相当するものである。コイル部２１１には、キャパシタ２１２が直列に挿入されている。
【００４２】
キャパシタ２１２は、共振周波数を調整するためにコイル部２１１に直列に接続される可変容量型のキャパシタである。キャパシタ２１２の静電容量は、制御部２６０によって調整される。
【００４３】
二次側共振コイル２１０の共振周波数は、コイル部２１１のインダクタンスと、キャパシタ２１２の静電容量によって決まる。共振周波数は、予め決まっているため、キャパシタ２１２の静電容量も予め決まっている一定値である。
【００４４】
また、スイッチ２１３は、キャパシタ２１２に並列に接続されており、コイル部２１１に共振電力が流れない状態を実現できるようにするために設けられている。このため、スイッチ２１３を共振オフスイッチとして取り扱うことができる。
【００４５】
スイッチ２１３は、制御部２６０によってオン／オフの切替制御が行われる。指示電圧を印加していない状態で、オン（ノーマリオン）とされるスイッチが望ましい。
【００４６】
スイッチ２１３がオンの状態では、キャパシタ２１２には高周波電力の電流が流れないため、二次側共振コイル２１０には共振が生じない。このようにノーマリオンのスイッチ２１３を用いるのは、受電器２００の電源が入っていない状態で、二次側共振コイル２１０には共振が生じないようにするためである。
【００４７】
このため、ビーコン信号又は充電用の送電電力を受電する際には、制御部２６０は、スイッチ２１３指示電圧を印加して、スイッチ２１３をオフにする。
【００４８】
二次側共振コイル２１０のコイル部２１１の一対の端子は、整流回路２２０に接続されている。二次側共振コイル２１０は、送電器１００の一次側共振コイル１２から磁界共鳴によって送電される交流電力を整流回路２２０に出力する。
【００４９】
整流回路２２０は、４つのダイオード２２０Ａ〜２２０Ｄを有する。ダイオード２２０Ａ〜２２０Ｄは、ブリッジ状に接続されており、二次側共振コイル２１０から入力される電力を全波整流して出力する。
【００５０】
平滑キャパシタ２３０は、整流回路２２０の出力側に接続されており、整流回路２２０で全波整流された電力を平滑化して直流電力として出力する。平滑キャパシタ２３０の出力側には、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５０が接続される。整流回路２２０で全波整流された電力は、交流電力の負成分を正成分に反転させてあるため、略交流電力として取り扱うことができるが、平滑キャパシタ２３０を用いることにより、全波整流された電力にリップルが含まれるような場合でも、安定した直流電力を得ることができる。
【００５１】
電圧検出部２４０は、平滑キャパシタ２３０の両端間電圧を検出し、電圧値を表す信号を制御部２６０に出力する。電圧検出部２４０は、電圧センサである。
【００５２】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２５０は、平滑キャパシタ２３０の出力側に接続される降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータである。ＤＣ−ＤＣコンバータ２５０は、平滑キャパシタ２３０から出力される直流電力の電圧をバッテリ８０の定格電圧に降圧して出力する。
【００５３】
制御部２６０は、利用者の操作によってモードスイッチ２７０がオンにされると、ビーコン信号を検出する検出モードを開始し、検出モードにおいてビーコン信号を検出する。また、制御部２６０は、ビーコン信号を検出すると、ビーコン信号に対して応答して送電要求信号を送信する。送電要求信号は、応答信号の一例である。また、制御部２６０は、送電要求信号を送信した後に、送電器１００の送電の準備が整うと、検出モードから充電モードにモードを切り替える。充電モードは、送電器１００から受電する電力でバッテリ８０を充電するモードである。
【００５４】
制御部２６０は、充電モードにおいて送電器１００から充電用の電力を受電すると、電圧検出部２４０から入力される電圧値に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータ２５０の出力電圧を制御する。
【００５５】
モードスイッチ２７０は、受電器２００の利用者が操作可能なスイッチであり、電子機器３００の筐体の外表面に設けられている。モードスイッチ２７０は、バッテリ８０を充電したい利用者が、ビーコン信号の検出モードを開始させる際に操作するスイッチである。モードスイッチ２７０がオンにされると、受電器２００は、検出モードを開始する。すなわち、モードスイッチ２７０がオンにされると、検出モードがオンになる。
【００５６】
アンテナ２８０は、例えば、Bluetooth（登録商標）のような近距離での無線通信を行うことができるアンテナであればよい。アンテナ２８０は、制御部２６０に接続されており、送電器１００とデータ通信を行う際に用いられる。
【００５７】
出力端子２９０Ａ、２９０Ｂは、受電器２００が受電した電力を所定の電圧値の電力に変換して出力する端子である。出力端子２９０Ａ、２９０Ｂには、バッテリ８０が接続される。
【００５８】
バッテリ８０は、繰り返し充電が可能な二次電池であればよく、例えば、リチウムイオン電池を用いることができる。バッテリ８０は、電子機器３００の電力供給用のメインの電力源である。
【００５９】
なお、一次側コイル１１、一次側共振コイル１２、二次側共振コイル２１０は、例えば、銅線を巻回することによって作製される。しかしながら、一次側コイル１１、一次側共振コイル１２、二次側共振コイル２１０の材質は、銅以外の金属（例えば、金、アルミニウム等）であってもよい。また、一次側コイル１１、一次側共振コイル１２、二次側共振コイル２１０の材質は異なっていてもよい。
【００６０】
このような構成において、一次側コイル１１及び一次側共振コイル１２が電力の送電側であり、二次側共振コイル２１０が電力の受電側である。
【００６１】
磁界共鳴方式によって、一次側共振コイル１２と二次側共振コイル２１０との間で生じる磁界共鳴を利用して送電側から受電側に電力を伝送するため、送電側から受電側に電磁誘導で電力を伝送する電磁誘導方式よりも長距離での電力の伝送が可能である。
【００６２】
磁界共鳴方式は、共振コイル同士の間の距離又は位置ずれについて、電磁誘導方式よりも自由度が高く、ポジションフリーというメリットがある。
【００６３】
図３は、実施の形態１の制御部１１０の構成を示す図である。制御部１１０は、主制御部１１１、電力制御部１１２、受信判定部１１３、送電開始判定部１１４、及びメモリ１１５を有する。
【００６４】
制御部１１０は、例えば、ＣＰＵ(Central Processing Unit:中央演算処理装置)及びメモリを含むＣＰＵチップによって実現される。ＣＰＵチップのメモリは、少なくとも不揮発性のメモリを含めばよい。主制御部１１１、電力制御部１１２、受信判定部１１３、送電開始判定部１１４は、ＣＰＵチップとしての制御部１１０がプログラムを実行することによって得られる機能をブロックとして表したものである。メモリ１１５は、ＣＰＵチップのメモリをブロックとして表したものである。
【００６５】
主制御部１１１は、制御部１１０の制御を統括する処理部であり、電力制御部１１２、受信判定部１１３、及び送電開始判定部１１４が実行する処理以外の処理を実行する。また、主制御部１１１は、アンテナ１７（図２参照）を介して、受電器２００とデータ通信を行う。
【００６６】
電力制御部１１２は、交流電源１にビーコン信号及び充電用の送電電力のいずれか一方を出力させる制御処理、高周波アンプ１５の増幅率を制御することによって送電電力を制御する処理、キャパシタ１６の静電容量を調整する処理等を実行する。
【００６７】
ビーコン信号を出力させる制御処理は、ビーコン信号出力モードにおいて、受電器２００を探索する処理である。ビーコン信号出力モードでは、電力制御部１１２は、交流電源１に所定の短期間のパルス状の共振周波数（６．７８ＭＨｚ）の送電電力をビーコン信号として繰り返し出力させる。
【００６８】
充電用の送電電力を出力させる制御処理は、充電電力送電モードにおいて、受電器２００に接続されるバッテリ８０を充電するのに最適な充電用の送電電力を出力する処理である。
【００６９】
受信判定部１１３は、受電器２００から送電要求信号を受信したかどうかを判定する。受電器２００が複数ある場合には、受信判定部１１３は、複数の受電器２００のうちの少なくともいずれか１つから送電要求信号を受信したかどうかを判定する。
【００７０】
送電開始判定部１１４は、受信判定部１１３によって送電要求信号を受信したと判定された場合に、受電器２００に送電開始通知を送信するとともに、電力制御部１１２に充電用の送電電力を送電電力として設定させる。これにより、電力制御部１１２は、交流電源１に充電用の送電電力を出力させる制御処理を行う。送電開始通知は、充電用の送電電力の送電を開始することを受電器２００に知らせる通知信号である。
【００７１】
メモリ１１５は、制御部１１０が上述した各種処理を実行するために必要なプログラム及びデータ等を格納する。
【００７２】
図４は、実施の形態１の制御部２６０の構成を示す図である。
【００７３】
制御部２６０は、主制御部２６１、動作検出部２６２、モード制御部２６３、ビーコン信号検出部２６４、信号送信部２６５、スイッチ制御部２６６、及びメモリ２６７を有する。
【００７４】
制御部２６０は、一例として、ＣＰＵ及びメモリを含むＣＰＵチップによって実現される。ＣＰＵチップのメモリは、少なくとも不揮発性のメモリを含めばよい。主制御部２６１、動作検出部２６２、モード制御部２６３、ビーコン信号検出部２６４、信号送信部２６５、スイッチ制御部２６６は、ＣＰＵチップとしての制御部２６０がプログラムを実行することによって得られる機能をブロックとして表したものである。メモリ２６７は、ＣＰＵチップのメモリをブロックとして表したものである。
【００７５】
主制御部２６１は、制御部２６０の制御を統括する処理部であり、動作検出部２６２、モード制御部２６３、ビーコン信号検出部２６４、信号送信部２６５、及びスイッチ制御部２６６が実行する処理以外の処理を実行する。また、主制御部２６１は、アンテナ２８０（図２参照）を介して、送電器１００とデータ通信を行う。
【００７６】
また、主制御部２６１は、バッテリ８０の充電状態を監視し、充電が完了したかどうかを判定する。充電状態を監視は、バッテリ８０のＳＯＣ(State Of Charge)を検出することによって行われる。
【００７７】
動作検出部２６２は、モードスイッチ２７０がオンにされたことを検出する。利用者がモードスイッチ２７０をオンにする操作を行うことは、利用者がビーコン信号を検出する検出モードをオンにする所定の動作の一例である。
【００７８】
モード制御部２６３は、ビーコン信号を検出する検出モードと、充電用の送電電力を受電する充電モードと、待機モードとのいずれかに受電器２００のモードを設定する制御処理を行う。なお、待機モードは、検出モード及び充電モードのいずれでもなく、待機するモードである。
【００７９】
モード制御部２６３は、動作検出部２６２によってモードスイッチ２７０がオンにされたことが検出されると、ビーコン信号を検出する検出モードを開始するように、モードの変更を行う。
【００８０】
また、モード制御部２６３は、検出モードを開始した後の所定時間Ｔ２をカウントするタイマを有する。モード制御部２６３は、検出モードを開始した後の所定時間Ｔ２以内にビーコン信号検出部２６４によってビーコン信号が検出されない場合には、検出モードを終了し、待機モードに設定する。所定時間Ｔ２は、第２所定時間の一例である。
【００８１】
また、モード制御部２６３は、送電器１００から送電開始通知を受信すると、充電モードを開始するように、モードの変更を行う。
【００８２】
ビーコン信号検出部２６４は、モード制御部２６３によって受電器２００のモードが検出モードに設定されると、電圧検出部２４０によって検出される電圧値を監視して、ビーコン信号を検出する。ビーコン信号のパルス幅及びパルス間隔は予め決められており、メモリ２６７に格納されているので、ビーコン信号検出部２６４は、メモリ２６７に格納されたビーコン信号のパルス幅及びパルス間隔を読み出し、電圧検出部２４０によって検出される電圧値と比較することにより、ビーコン信号を検出する。
【００８３】
信号送信部２６５は、ビーコン信号検出部２６４によってビーコン信号が検出されると、送電要求信号を送信する。信号送信部２６５は、応答信号送信部の一例であり、送電要求信号は、ビーコン信号を受信した受電器２００がビーコン信号に対して応答する応答信号の一例である。
【００８４】
スイッチ制御部２６６は、動作検出部２６２によってモードスイッチ２７０がオンにされたことが検出されると、スイッチ２１３をオフにしてコイル部２１１に共振電力が流れる状態に切り替える。
【００８５】
また、スイッチ制御部２６６は、信号送信部２６５によって送電要求信号が送電器１００に送信されてからの経過時間をカウントするタイマを有する。スイッチ制御部２６６は、信号送信部２６５によって送電要求信号が送電器１００に送信されてから所定時間Ｔ３以内に電圧検出部２４０によって充電用の電力が検出されない場合には、スイッチ２１３をオンにして、コイル部２１１に共振電力が流れない状態に切り替える。所定時間Ｔ３は、第３所定時間の一例である。電圧検出部２４０は、充電用の電力の電圧値を検出する。
【００８６】
メモリ２６７は、制御部２６０が上述した各種処理を実行するために必要なプログラム及びデータ等を格納する。具体例としては、メモリ２６７は、ビーコン信号のパルス幅及びパルス間隔を表すデータを格納する。
【００８７】
図５は、実施の形態１の制御部１１０が実行する処理を示すフローチャートである。
【００８８】
主制御部１１１は、送電器１００の電源がオンにされると処理をスタートさせる。
【００８９】
次に、電力制御部１１２は、交流電源１にビーコン信号を出力させる制御処理を行う（ステップＳ１）。これにより、交流電源１はビーコン信号を出力する。
【００９０】
次に、受信判定部１１３は、受電器２００から送電要求信号を受信したかどうかを判定する（ステップＳ２）。受電器２００が複数ある場合には、少なくともいずれか１つから送電要求信号を受信すれば、受信判定部１１３は、送電要求信号を受信したと判定する。なお、受信判定部１１３は、送電要求信号を受信していない（Ｓ２：ＮＯ）と判定した場合は、送電要求信号を受信したと判定するまでステップＳ２の処理を繰り返し実行する。
【００９１】
受信判定部１１３が送電要求信号を受信した（Ｓ２：ＹＥＳ）と判定すると、電力制御部１１２は、初期送電モードによる電力の送電を実行する（ステップＳ３）。初期送電モードは、初期送電用の電力を送電するモードである。初期送電用の電力は、受電器２００を早期に充電状態に立ち上げるために、比較的大きな電力に設定されている。なお、初期送電モードで電力を送電する時間は予め決められている。
【００９２】
次いで、電力制御部１１２は、本送電モードによる電力の送電を実行する（ステップＳ４）。本送電モードは、送電器１００が受電器２００とデータ通信を行い、受電器２００に接続されたバッテリ８０の定格出力及び充電量等に基づいて、最適な送電電力を送電するモードである。
【００９３】
次いで、主制御部１１１は、受電器２００から充電完了通知を受信したかどうかを判定する（ステップＳ５）。充電完了通知は、バッテリ８０の充電が完了したことを表す通知であり、充電が完了した際に受電器２００が送電器１００に送信する。なお、主制御部１１１は、充電完了通知を受信するまでステップＳ５の処理を繰り返し実行する。
【００９４】
主制御部１１１は、充電完了通知を受信すると、一連の処理を終了する（エンド）。なお、主制御部１１１は、ステップＳ５の処理が終わると、フローをステップＳ１にリターンし、送電器１００の電源がオフにされるまで、ステップＳ１からＳ５の処理を繰り返し実行する。
【００９５】
図６は、実施の形態１の制御部２６０が実行する処理を示すフローチャートである。
【００９６】
主制御部２６１は、動作検出部２６２によってモードスイッチ２７０がオンにされたことが検出されると、処理をスタートさせる。
【００９７】
まず、モード制御部２６３は、受電器２００のモードを検出モードに設定し、タイマによる所定時間Ｔ２のカウントを開始する（ステップＳ２１）。
【００９８】
次に、スイッチ制御部２６６は、スイッチ２１３をオフにしてコイル部２１１に共振電力が流れる状態に切り替える（ステップＳ２２）。
【００９９】
次に、ビーコン信号検出部２６４は、電圧検出部２４０によって検出される電圧値を監視して、ビーコン信号を検出したかどうかを判定する（ステップＳ２３）。
【０１００】
ビーコン信号検出部２６４によってビーコン信号を検出した（Ｓ２３：ＹＥＳ）と判定されると、信号送信部２６５は、送電要求信号を送信する（ステップＳ２４）。
【０１０１】
次いで、スイッチ制御部２６６は、信号送信部２６５によって送電要求信号が送電器１００に送信されてからの経過時間を計るために、タイマによる所定時間Ｔ３のカウントを開始する（ステップＳ２５）。
【０１０２】
次いで、モード制御部２６３は、受電器２００のモードを充電用の送電電力を受電する充電モードに設定する（ステップＳ２６）。
【０１０３】
次いで、主制御部２６１は、充電用の電力が検出されたかどうかを判定する（ステップＳ２７）。充電用の電力が検出されたかどうかの判定は、電圧検出部２４０によって検出される電圧値が、連続的な電圧値であって、かつ、充電用の電圧値であるかどうかを判定することによって行われる。
【０１０４】
主制御部２６１は、充電用の電力が検出された（Ｓ２７：ＹＥＳ）と判定すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５０の制御等を行い、バッテリ８０を充電する（ステップＳ２８）。
【０１０５】
次いで、主制御部２６１は、バッテリ８０の充電状態を監視し、充電が完了したかどうかを判定する（ステップＳ２９）。主制御部２６１は、バッテリ８０の充電が完了するまでステップＳ２９の処理を繰り返し実行する。
【０１０６】
主制御部２６１は、バッテリ８０の充電が完了した（Ｓ２９：ＹＥＳ）と判定すると、充電が完了したことを表す充電完了通知を送電器１００に送信する（ステップＳ３０）。
【０１０７】
主制御部２６１は、充電完了通知を送電器１００に送信すると、一連の処理を終了する（エンド）。
【０１０８】
また、ステップＳ２３において、ビーコン信号検出部２６４によってビーコン信号を検出しない（Ｓ２３：ＮＯ）と判定されると、モード制御部２６３は、タイマでカウントしている経過時間が所定時間Ｔ２未満であるかどうかを判定する（ステップＳ３１）。ビーコン信号が検出されない状態が長時間にわたって続く場合は、何らかの理由で利用者が充電することを止めた場合等が有り得るため、所定時間Ｔ２まで待機することとしたものである。
【０１０９】
主制御部２６１は、ステップＳ３１においてモード制御部２６３によって所定時間Ｔ２未満である（Ｓ３１：ＹＥＳ）と判定されると、フローをステップＳ２３にリターンする。所定時間Ｔ２が経過していないため、ビーコン信号を検出したかどうかを再度判定するためである。
【０１１０】
また、ステップＳ３１において、モード制御部２６３によって所定時間Ｔ２未満ではない（Ｓ３１：ＮＯ）と判定されると、スイッチ制御部２６６は、スイッチ２１３をオンにする（ステップＳ３２）。この結果、コイル部２１１に共振電力が流れない状態に切り替えられる。ビーコン信号を検出せずに所定時間Ｔ２が経過した場合には、何らかの理由で受電していない状態にあるため、コイル部２１１に共振電力が流れない状態に切り替えることとしたものである。
【０１１１】
また、ステップＳ２７において、主制御部２６１によって充電用の電力が検出されない（Ｓ２７：ＮＯ）と判定されると、スイッチ制御部２６６は、タイマのカウント時間が所定時間Ｔ３に到達したかどうかを判定する（ステップＳ３３）。充電用の電力が検出されない状態が長時間にわたって続く場合は、受電器２００が送電器１００から離れてしまった場合のように、充電できない状態にある可能性があるため、所定時間Ｔ３という期限を設けたものである。なお、タイマのカウント時間が所定時間Ｔ３に到達するとは、タイマのカウント時間が所定時間Ｔ３に等しくなることをいう。
【０１１２】
スイッチ制御部２６６によって、所定時間Ｔ３に到達していない（Ｓ３３：ＮＯ）と判定されると、主制御部２６１は、フローをステップＳ２７にリターンする。
【０１１３】
また、スイッチ制御部２６６によって、所定時間Ｔ３に到達している（Ｓ３３：ＹＥＳ）と判定されると、スイッチ制御部２６６は、スイッチ２１３をオンにする（ステップＳ３２）。この結果、コイル部２１１に共振電力が流れない状態に切り替えられる。送電要求信号を送信してから充電用の電力を受電せずに所定時間Ｔ３が経過した場合には、何らかの理由で受電していない状態にあるため、コイル部２１１に共振電力が流れない状態に切り替えることとしたものである。以上のように、一連の処理が行われる。
【０１１４】
図７は、実施の形態１の電力伝送システム５０の動作例を示す図である。図７には、送電器１００のモード及び送電電力の時間変化と、受電器２００の動作タイミングとを示す。なお、横軸は時間軸である。
【０１１５】
時刻ｔ０において、送電器１００は、ビーコン信号出力モードでビーコン信号を出力している。ここで、時刻ｔ１において、受電器２００のモードスイッチ２７０がオンにされ、受電器２００は、送電器１００に対してビーコン信号を検出できる範囲内に存在している。
【０１１６】
時刻ｔ２において、受電器２００はビーコン信号を検出し、時刻ｔ３で送電要求信号を送電器１００に送信する。
【０１１７】
そして、時刻ｔ４で送電器１００が充電電力送電モードのうちの初期送電モードに切り替えられ、初期送電用の電力を送電する。初期送電用の電力は、受電器２００を早期に充電状態に立ち上げるために、比較的大きな電力に設定されている。
【０１１８】
また、時刻ｔ５において、送電器１００は、充電電力送電モードのうちの初期送電モードから本送電モードに切り替わる。本送電モードでは、例えば、送電器１００が受電器２００とデータ通信を行い、受電器２００に接続されたバッテリ８０の定格出力及び充電量等に基づいて、最適な送電電力に設定される。
【０１１９】
以上のようにして、受電器２００のモードスイッチ２７０がオンにされてビーコン信号を検出すると、送電要求信号を送電器１００に送信する。これに対して、送電器１００は、受電器２００に充電用の電力を送電する。
【０１２０】
このように、実施の形態１によれば、受電器２００がモードスイッチ２７０を含み、利用者によってモードスイッチ２７０がオンにされると、受電器２００は、ビーコン信号を検知する検出モードに設定される。そして、受電器２００は、検出モードにおいてビーコン信号を検出すると、送電要求信号を送電器１００に送信する。すなわち、受電器２００がビーコン信号を検出することが、充電開始のトリガになっている。
【０１２１】
ここで、受電器２００は、周囲における導体の有無等に関係なく、所定の信号強度を有するビーコン信号を検出することができる。受電器２００におけるビーコン信号の検出は、従来の電力伝送システムの送電機が充電デバイスを検出することに比べると、確実性が格段に高いものである。従来の電力伝送システムの送電機から見た負荷の変化に比べると、受電器２００は、ビーコン信号の微小な信号レベルの変化を検出できるからである。
【０１２２】
そして、検出モードにおいてビーコン信号を検出した受電器２００は、送電要求信号を送電器１００に送信し、送電要求信号を受信した送電器１００から充電用の電力が送電される。このため、実施の形態１によれば、より確実に受電器２００の充電を開始することができる。
【０１２３】
従って、より確実に充電を開始することができる電力伝送システム５０、受電器２００、及び、受電器２００の制御方法を提供することができる。
【０１２４】
なお、以上では、利用者がビーコン信号を検出する検出モードをオンにする所定の動作の一例として、受電器２００がモードスイッチ２７０を有し、利用者がモードスイッチ２７０を操作する動作を行う形態について説明したが、検出モードをオンにする所定の動作は、このような動作以外の動作であってもよい。
【０１２５】
＜実施の形態２＞
図８は、実施の形態２の送電器１００Ｍと受電器２００Ｍを示す図である。図８では、受電器２００Ｍは、電子機器３００Ｍに内蔵されている。以下では、実施の形態１と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。また、実施の形態１の送電器１００、受電器２００、電子機器３００との相違点を中心に説明する。
【０１２６】
電子機器３００Ｍは、受電器２００Ｍ、バッテリ８０、及び情報処理部３１０を含み、例えば、実施の形態１の電子機器３００と同様に、タブレット型のコンピュータ等である。
【０１２７】
送電器１００Ｍは、交流電源１、一次側コイル１１、一次側共振コイル１２、整合回路１４、高周波アンプ１５、キャパシタ１６、アンテナ１７、及び制御部１１０Ｍに加えて、近接センサ１２０Ｍを有する。すなわち、送電器１００Ｍは、実施の形態１の送電器１００の制御部１１０を制御部１１０Ｍに置き換えて近接センサ１２０Ｍを追加した構成を有する。なお、交流電源１を除いた部分を送電器１００Ｍとして取り扱ってもよい。この場合には、交流電源１と送電器１００Ｍを合わせて送電装置として取り扱ってもよい。
【０１２８】
受電器２００Ｍは、二次側共振コイル２１０、整流回路２２０、平滑キャパシタ２３０、電圧検出部２４０、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５０、制御部２６０Ｍ、アンテナ２７０Ｍ、アンテナ２８０、及び出力端子２９０Ａ、２９０Ｂを含む。すなわち、受電器２００Ｍは、実施の形態１の受電器２００の制御部２６０とモードスイッチ２７０を制御部２６０Ｍとアンテナ２７０Ｍに置き換えた構成を有する。
【０１２９】
制御部１１０Ｍは、実施の形態１の制御部１１０と同様に、ビーコン信号出力モード及び充電電力送電モードで動作するほかに、送電器１００Ｍの電源がオンにされると、近接センサ１２０Ｍで受電器２００Ｍを読み取る読み取りモードで動作する。制御部１１０Ｍは、読み取りモードにおいて近接センサ１２０Ｍによって受電器２００Ｍが検出されると、ビーコン信号出力モードに移行する。
【０１３０】
近接センサ１２０Ｍは、例えば、ＦｅｌｉＣａ（登録商標）のような非接触型の近接通信を行う近接通信デバイスを読み取る装置（リーダ装置）であり、近接通信を検出する通信検出部の一例である。
【０１３１】
近接センサ１２０Ｍは、一例として、近接センサ１２０Ｍを中心とする半径１メートル以内の通信範囲を有し、通信範囲内にある近接通信デバイスの存在を検出する。ここでは、近接通信デバイスは、アンテナ２７０Ｍを含む受電器２００Ｍ又は電子機器３００Ｍである。近接センサ１２０Ｍは、通信範囲内に近接通信用の電波を放射している。
【０１３２】
受電器２００Ｍ又は電子機器３００Ｍに含まれるアンテナ２７０Ｍが近接センサ１２０Ｍにかざされると、アンテナ２７０Ｍに接続される制御部２６０Ｍは、アンテナ２７０Ｍを介して受信した電波の電力で近接通信を行い、近接センサ１２０Ｍに応答する。このため、近接センサ１２０Ｍは、アンテナ２７０Ｍが通信範囲に入ったことを検出することができる。換言すれば、近接センサ１２０Ｍは、アンテナ２７０Ｍを有する受電器２００Ｍを読み取ることができる。
【０１３３】
なお、制御部２６０Ｍの応答は、アンテナ２７０Ｍを含む受電器２００Ｍ又は電子機器３００Ｍが通信範囲内にあることを示す信号を送信することであり、アンテナ２７０Ｍ、受電器２００Ｍ、又は電子機器３００Ｍの識別子を表すデータが含まれていてもよい。
【０１３４】
次に、受電器２００Ｍの各構成要素について説明する。
【０１３５】
制御部２６０Ｍは、受電器２００Ｍが近接センサ１２０Ｍによって読み取られると、ビーコン信号を検出する検出モードを開始し、検出モードにおいてビーコン信号を検出する。また、制御部２６０Ｍは、ビーコン信号を検出すると、ビーコン信号に対して応答して送電要求信号を送信する。すなわち、制御部２６０Ｍは、実施の形態１の制御部２６０がモードスイッチ２７０がオンにされることをトリガとして動作することの代わりに、受電器２００Ｍが近接センサ１２０Ｍによって読み取られたことをトリガとして動作するものである。その他の動作は、実施の形態１の制御部２６０と同様である。
【０１３６】
アンテナ２７０Ｍは、電子機器３００Ｍの筐体の外表面の近くに設けられている。アンテナ２７０Ｍは、バッテリ８０を充電したい利用者が、ビーコン信号の検出モードを開始させる際に利用する近接通信デバイスであり、近接通信部の一例である。受電器２００Ｍが近接センサ１２０Ｍによって読み取られると、受電器２００Ｍは、検出モードを開始する。
【０１３７】
図９は、実施の形態２の制御部１１０Ｍの構成を示す図である。制御部１１０Ｍは、主制御部１１１Ｍ、電力制御部１１２Ｍ、受信判定部１１３、送電開始判定部１１４、及びメモリ１１５を有する。
【０１３８】
主制御部１１１Ｍは、制御部１１０Ｍの制御を統括する処理部であり、電力制御部１１２Ｍ、受信判定部１１３、及び送電開始判定部１１４が実行する処理以外の処理を実行する。また、主制御部１１１Ｍは、アンテナ１７（図８参照）を介して、受電器２００Ｍとデータ通信を行う。
【０１３９】
電力制御部１１２Ｍは、近接センサ１２０Ｍが近接通信の検出処理を開始してからの経過時間をカウントするタイマを有し、所定時間Ｔ１をカウントする処理を行う。所定時間Ｔ１は、第１所定時間の一例である。
【０１４０】
また、電力制御部１１２Ｍは、所定の場合に充電用の送電電力の送電を停止する処理を行う。また、これらの他に、電力制御部１１２Ｍは、実施の形態１の電力制御部１１２と同様の処理を行う。
【０１４１】
図１０は、実施の形態２の制御部２６０Ｍの構成を示す図である。
【０１４２】
制御部２６０Ｍは、主制御部２６１Ｍ、動作検出部２６２Ｍ、モード制御部２６３、ビーコン信号検出部２６４、信号送信部２６５、スイッチ制御部２６６、及びメモリ２６７を有する。
【０１４３】
主制御部２６１Ｍは、制御部２６０Ｍの制御を統括する処理部であり、動作検出部２６２Ｍ、モード制御部２６３、ビーコン信号検出部２６４、信号送信部２６５、及びスイッチ制御部２６６が実行する処理以外の処理を実行する。また、主制御部２６１Ｍは、受電器２００Ｍがアンテナ２７０Ｍを有することによって変更された処理以外は、実施の形態１の主制御部２６１と同様の処理を行う。
【０１４４】
動作検出部２６２Ｍは、アンテナ２７０Ｍが近接センサ１２０Ｍの通信範囲内に入り、近接センサ１２０Ｍから電波を受信すると、受電器２００Ｍが近接センサ１２０Ｍによって読み取られたことを検出する。利用者が受電器２００Ｍのアンテナ２７０Ｍを近接センサ１２０Ｍに近づけて読み取らせることは、利用者がビーコン信号を検出する検出モードをオンにする所定の動作の一例である。
【０１４５】
図１１は、実施の形態２の制御部１１０Ｍが実行する処理を示すフローチャートである。
【０１４６】
主制御部１１１Ｍは、送電器１００Ｍの電源がオンにされると処理をスタートさせる。
【０１４７】
次に、主制御部１１１Ｍは、近接センサ１２０Ｍでアンテナ２７０Ｍを有する受電器２００Ｍを読み取ったかどうかを判定する（ステップＳ５１）。主制御部１１１Ｍは、受電器２００Ｍを読み取っていない（Ｓ５１：ＮＯ）と判定すると、受電器２００Ｍを読み取るまでステップＳ５１の処理を繰り返し実行する。
【０１４８】
主制御部１１１Ｍによって受電器２００Ｍを読み取った（Ｓ５１：ＹＥＳ）と判定されると、電力制御部１１２Ｍは、交流電源１にビーコン信号を出力させる制御処理を行う（ステップＳ５２）。これにより、送電器１００Ｍはビーコン信号出力モードでになり、交流電源１は、ビーコン信号を出力する。
【０１４９】
次に、電力制御部１１２Ｍは、近接センサ１２０Ｍが近接通信の検出処理を開始してからの経過時間を計るために、タイマで所定時間Ｔ１のカウントを開始する（ステップＳ５３）。
【０１５０】
次に、受信判定部１１３は、受電器２００Ｍから送電要求信号を受信したかどうかを判定する（ステップＳ５４）。受電器２００Ｍが複数ある場合には、少なくともいずれか１つから送電要求信号を受信すれば、受信判定部１１３は、送電要求信号を受信したと判定する。
【０１５１】
受信判定部１１３が送電要求信号を受信した（Ｓ５４：ＹＥＳ）と判定すると、電力制御部１１２Ｍは、初期送電モードによる電力の送電を実行する（ステップＳ５５）。
【０１５２】
次いで、電力制御部１１２Ｍは、本送電モードによる電力の送電を実行する（ステップＳ５６）。
【０１５３】
次いで、主制御部１１１Ｍは、受電器２００Ｍから充電完了通知を受信したかどうかを判定する（ステップＳ５７）。充電完了通知は、バッテリ８０の充電が完了したことを表す通知であり、充電が完了した際に受電器２００Ｍが送電器１００Ｍに送信する。なお、主制御部１１１Ｍは、充電完了通知を受信するまでステップＳ５７の処理を繰り返し実行する。
【０１５４】
主制御部１１１Ｍは、充電完了通知を受信すると、一連の処理を終了する（エンド）。なお、主制御部１１１Ｍは、ステップＳ５７の処理が終わると、フローをステップＳ５１にリターンし、送電器１００Ｍの電源がオフにされるまで、ステップＳ５１から処理を繰り返し実行する。
【０１５５】
また、ステップＳ５４において、受信判定部１１３が送電要求信号を受信していない（Ｓ５４：ＮＯ）と判定した場合は、電力制御部１１２Ｍは、タイマがカウントする経過時間が所定時間Ｔ１に到達したかどうかを判定する（ステップＳ５８）。
【０１５６】
電力制御部１１２Ｍによって所定時間Ｔ１に到達していない（Ｓ５８：ＮＯ）と判定されると、主制御部１１１Ｍは、フローをステップＳ５４にリターンする。所定時間Ｔ１に到達するまでは、受電器２００Ｍから送電要求信号を受信したかどうかを判定するためである。
【０１５７】
電力制御部１１２Ｍは、所定時間Ｔ１に到達した（Ｓ５８：ＹＥＳ）と判定すると、交流電源１にビーコン信号の出力を停止させる（ステップＳ５９）。これにより、受電器２００は待機モードになる。
【０１５８】
ステップＳ５９の処理が終了すると、主制御部１１１Ｍは、フローをステップＳ５１にリターンする。利用者が引き続きアンテナ２７０Ｍを近接センサ１２０Ｍにかざす可能性があるため、ステップＳ５１において、近接センサ１２０Ｍでアンテナ２７０Ｍを有する受電器２００Ｍを読み取ったかどうかを判定するためである。
【０１５９】
図１２は、実施の形態２の制御部２６０Ｍが実行する処理を示すフローチャートである。
【０１６０】
主制御部２６１Ｍは、受電器２００の電源がオンにされると、処理をスタートさせる。
【０１６１】
まず、動作検出部２６２Ｍは、受電器２００Ｍが近接センサ１２０Ｍによって読み取られたかどうかを判定する（ステップＳ７１）。動作検出部２６２Ｍは、近接センサ１２０Ｍによって読み取られていない（Ｓ７１：ＮＯ）と判定すると、近接センサ１２０Ｍによって読み取られるまでステップＳ７１の処理を繰り返し実行する。
【０１６２】
動作検出部２６２Ｍが近接センサ１２０Ｍによって受電器２００Ｍが読み取られた（Ｓ７１：ＹＥＳ）と判定すると、モード制御部２６３は、受電器２００Ｍのモードを検出モードに設定し、タイマによる所定時間Ｔ２のカウントを開始する（ステップＳ７２）。
【０１６３】
次に、スイッチ制御部２６６は、スイッチ２１３をオフにしてコイル部２１１に共振電力が流れる状態に切り替える（ステップＳ７３）。
【０１６４】
次に、ビーコン信号検出部２６４は、電圧検出部２４０によって検出される電圧値を監視して、ビーコン信号を検出したかどうかを判定する（ステップＳ７４）。
【０１６５】
ビーコン信号検出部２６４によってビーコン信号を検出した（Ｓ７４：ＹＥＳ）と判定されると、信号送信部２６５は、送電要求信号を送信する（ステップＳ７５）。
【０１６６】
次いで、スイッチ制御部２６６は、信号送信部２６５によって送電要求信号が送電器１００Ｍに送信されてからの経過時間を計るために、タイマによる所定時間Ｔ３のカウントを開始する（ステップＳ７６）。
【０１６７】
次いで、モード制御部２６３は、受電器２００Ｍのモードを充電用の送電電力を受電する充電モードに設定する（ステップＳ７７）。
【０１６８】
次いで、主制御部２６１Ｍは、充電用の電力が検出されたかどうかを判定する（ステップＳ７８）。充電用の電力が検出されたかどうかの判定は、電圧検出部２４０によって検出される電圧値が、連続的な電圧値であって、かつ、充電用の電圧値であるかどうかを判定することによって行われる。
【０１６９】
主制御部２６１Ｍは、充電用の電力が検出された（Ｓ７８：ＹＥＳ）と判定すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５０の制御等を行い、バッテリ８０を充電する（ステップＳ７９）。
【０１７０】
次いで、主制御部２６１Ｍは、バッテリ８０の充電状態を監視し、充電が完了したかどうかを判定する（ステップＳ８０）。主制御部２６１Ｍは、バッテリ８０の充電が完了するまでステップＳ８０の処理を繰り返し実行する。
【０１７１】
主制御部２６１Ｍは、バッテリ８０の充電が完了した（Ｓ８０：ＹＥＳ）と判定すると、充電が完了したことを表す充電完了通知を送電器１００Ｍに送信する（ステップＳ８１）。
【０１７２】
主制御部２６１Ｍは、充電完了通知を送電器１００Ｍに送信すると、一連の処理を終了する（エンド）。
【０１７３】
また、ステップＳ７４において、ビーコン信号検出部２６４によってビーコン信号を検出していない（Ｓ７４：ＮＯ）と判定されると、モード制御部２６３は、タイマでカウントしている経過時間が所定時間Ｔ２未満であるかどうかを判定する（ステップＳ８２）。ビーコン信号が検出されない状態が長時間にわたって続く場合は、何らかの理由で利用者が充電することを止めた場合等が有り得るため、所定時間Ｔ２まで待機することとしたものである。
【０１７４】
主制御部２６１Ｍは、ステップＳ８２においてモード制御部２６３によって所定時間Ｔ２未満である（Ｓ８２：ＹＥＳ）と判定されると、フローをステップＳ７４にリターンする。所定時間Ｔ２が経過していないため、ビーコン信号を検出したかどうかを再度判定するためである。
【０１７５】
また、ステップＳ８２において、モード制御部２６３によって所定時間Ｔ２未満ではない（Ｓ８２：ＮＯ）と判定されると、スイッチ制御部２６６は、スイッチ２１３をオンにする（ステップＳ８３）。この結果、コイル部２１１に共振電力が流れない状態に切り替えられる。ビーコン信号を検出せずに所定時間Ｔ２が経過した場合には、何らかの理由で受電していない状態にあるため、コイル部２１１に共振電力が流れない状態に切り替えることとしたものである。
【０１７６】
なお、ステップＳ８３の処理が終了すると、主制御部２６１Ｍは、フローをステップＳ７１にリターンする。利用者が受電器２００を再度近接センサ１２０Ｍに近づける動作に備えるためである。
【０１７７】
また、ステップＳ７８において、主制御部２６１Ｍによって充電用の電力が検出されない（Ｓ７８：ＮＯ）と判定されると、スイッチ制御部２６６は、タイマのカウント時間が所定時間Ｔ３に到達したかどうかを判定する（ステップＳ８４）。充電用の電力が検出されない状態が長時間にわたって続く場合は、受電器２００Ｍが送電器１００Ｍから離れてしまった場合のように、充電できない状態にある可能性があるため、所定時間Ｔ３という期限を設けたものである。
【０１７８】
スイッチ制御部２６６によって、所定時間Ｔ３に到達していない（Ｓ８４：ＮＯ）と判定されると、主制御部２６１Ｍは、フローをステップＳ７８にリターンする。所定時間Ｔ３に到達する前までは、充電用の電力が検出されたかどうかを繰り返し判定するためである。
【０１７９】
また、スイッチ制御部２６６によって、所定時間Ｔ３に到達している（Ｓ８４：ＹＥＳ）と判定されると、スイッチ制御部２６６は、スイッチ２１３をオンにする（ステップＳ８３）。この結果、コイル部２１１に共振電力が流れない状態に切り替えられる。送電要求信号を送信してから充電用の電力を受電せずに所定時間Ｔ３が経過した場合には、何らかの理由で受電しない状態にあるため、コイル部２１１に共振電力が流れない状態に切り替えることとしたものである。以上のように、一連の処理が行われる。
【０１８０】
図１３は、実施の形態２の電力伝送システムの動作例を示す図である。図１３には、送電器１００Ｍのモード及び送電電力の時間変化と、受電器２００Ｍの動作タイミングとを示す。なお、横軸は時間軸である。
【０１８１】
時刻ｔ２０において、送電器１００Ｍは、電源がオンにされ読み取りモードを開始する。
【０１８２】
時刻ｔ２１において、送電器１００Ｍは、近接センサ１２０Ｍで受電器２００Ｍを読み取る。
【０１８３】
受電器２００Ｍを読み取ったことにより、送電器１００Ｍは、時刻ｔ２２において、ビーコン信号出力モードでビーコン信号を出力する。
【０１８４】
時刻ｔ２３において、受電器２００Ｍはビーコン信号を検出し、時刻ｔ２４で送電要求信号を送電器１００Ｍに送信する。
【０１８５】
そして、時刻ｔ２５で送電器１００Ｍが充電電力送電モードに切り替えられ、初期送電用の電力を送電する。初期送電用の電力は、受電器２００Ｍを早期に充電状態に立ち上げるために、比較的大きな電力に設定されている。
【０１８６】
また、時刻ｔ２６において、送電器１００Ｍは、初期送電用の電力から本送電用の電力に切り替える。これは、例えば、送電器１００Ｍが受電器２００Ｍとデータ通信を行い、受電器２００Ｍに接続されたバッテリ８０の定格出力及び充電量等に基づいて、最適な送電電力に設定された状態である。
【０１８７】
以上のようにして、受電器２００Ｍのアンテナ２７０Ｍが近接センサ１２０Ｍにかざされると、受電器２００Ｍがビーコン信号を検出する検出モードに切り替わり、送電器１００Ｍはビーコン信号を出力する。そして、受電器２００Ｍがビーコン信号を検出すると、送電要求信号を送電器１００Ｍに送信し、充電モードに切り替わる。これに対して、送電器１００Ｍは、受電器２００Ｍに充電用の電力を送電する。
【０１８８】
すなわち、受電器２００Ｍのアンテナ２７０Ｍが近接センサ１２０Ｍにかざされることが、充電開始のトリガになっている。
【０１８９】
ここで、受電器２００Ｍは、周囲における導体の有無等に関係なく、所定の信号強度を有するビーコン信号を検出することができる。受電器２００Ｍにおけるビーコン信号の検出は、従来の電力伝送システムの送電機が充電デバイスを検出することに比べると、確実性が格段に高いものである。従来の電力伝送システムの送電機から見た負荷の変化に比べると、受電器２００Ｍは、ビーコン信号の微小な信号レベルの変化を検出できるからである。
【０１９０】
そして、検出モードにおいてビーコン信号を検出した受電器２００Ｍは、送電要求信号を送電器１００Ｍに送信し、送電要求信号を受信した送電器１００Ｍから充電用の電力が送電される。このため、実施の形態２によれば、より確実に受電器２００Ｍの充電を開始することができる。
【０１９１】
従って、より確実に充電を開始することができる電力伝送システム、受電器２００Ｍ、及び、受電器２００Ｍの制御方法を提供することができる。
【０１９２】
なお、以上では、利用者がビーコン信号を検出する検出モードをオンにする所定の動作の一例として、受電器２００Ｍがアンテナ２７０Ｍを有し、利用者が受電器２００Ｍのアンテナ２７０Ｍを近接センサ１２０Ｍに近づけて読み取らせる動作を行う形態について説明したが、検出モードをオンにする所定の動作は、このような動作以外の動作であってもよい。
【０１９３】
また、以上では、受電器２００Ｍのアンテナ２７０Ｍが近接センサ１２０Ｍにかざされると、送電器１００Ｍはビーコン信号を出力する形態について説明したが、アンテナ２７０Ｍが近接センサ１２０Ｍにかざされる前から送電器１００Ｍはビーコン信号を出力していてもよい。
【０１９４】
以上、本発明の例示的な実施の形態の電力伝送システム、受電器、及び、受電器の制御方法について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０１９５】
５０  電力伝送システム
１００、１００Ｍ  送電器
１  交流電源
１１  一次側コイル
１２  一次側共振コイル
１４  整合回路
１５  高周波アンプ
１６  キャパシタ
１７  アンテナ
１１０、１１０Ｍ  制御部
１２０Ｍ  近接センサ
２００、２００Ｍ  受電器
２１０  二次側共振コイル
２２０  整流回路
２３０  平滑キャパシタ
２４０  電圧検出部
２５０  ＤＣ−ＤＣコンバータ
２６０、２６０Ｍ  制御部
２６１Ｍ  主制御部
２６２Ｍ  動作検出部
２７０、２７０Ｍ  モードスイッチ
２８０  アンテナ
２９０Ａ、２９０Ｂ  出力端子
【図１】
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【図２】
2019064339.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2019064339.tif 000010
【図９】
2019064339.tif 000011
【図１０】
2019064339.tif 000012
【図１１】
2019064339.tif 000013
【図１２】
2019064339.tif 000014
【図１３】
2019064339.tif 000015
【国際調査報告】
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2019064339.tif 000017
2019064339.tif 000018
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