(57)【要約】【課題】通信ケーブルを用いた給電システムにおいて、消費電力を効率良く抑制することができる給電制御方法、給電装置、受電装置を提供する。【解決手段】給電システムは、イーサネット（登録商標）等の通信ケーブル３０を介して接続される給電機器１０と受電機器２０を備え、通信ケーブル３０を用いた電力供給方法を採用している。受電機器２０は、ユーザインタフェース２８からの入力に応答して、給電の開始と停止の少なくとも一方に関する給電制御信号を給電機器１０に送信する。給電機器１０が、受電機器２０からの給電制御信号に応答して、通信ケーブル３０を介して受電機器２０に対する給電の開始と停止の少なくとも一方を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電に関する指示を受けて、当該給電に関する指示の送信元の受電装置に対して通信ケーブルを介した給電の開始と停止の少なくとも一方を行う、
ことを特徴とする給電装置。
【請求項２】
前記給電に関する指示は、前記受電装置の動作開始時と動作終了時の少なくとも一方において送信される指示である
ことを特徴とする請求項１に記載の給電装置。
【請求項３】
前記給電に関する指示は、前記受電装置の蓄電部に蓄電された電力の残量に応じて送信される指示である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の給電装置。
【請求項４】
一定時間毎に前記通信ケーブルを介して前記受電装置に対して給電し、前記受電装置の蓄電部の充電が完了した場合に給電を停止する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の給電装置。
【請求項５】
給電に関する指示を受けて通信ケーブルを介して給電の開始と停止の少なくとも一方を行う給電装置に対して、前記給電に関する指示を送信する、
ことを特徴とする受電装置。
【請求項６】
当該受電装置の動作開始時と動作終了時の少なくとも一方において、前記給電に関する指示を送信する、
ことを特徴とする請求項５に記載の受電装置。
【請求項７】
蓄電部に蓄電された電力の残量を監視し、前記残量に応じて前記給電に関する指示を送信する、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の受電装置。
【請求項８】
給電に関する指示を給電装置に送信する受電装置と、
前記給電に関する指示を受けて、当該給電に関する指示の送信元の受電装置に対して通信ケーブルを介した給電の開始と停止の少なくとも一方を行う給電装置と、
を備えることを特徴とする給電システム。
【請求項９】
受電装置が、給電に関する指示を給電装置に送信し、
前記給電装置が、前記給電に関する指示を受けて、当該給電に関する指示の送信元の受電装置に対して通信ケーブルを介した給電の開始と停止の少なくとも一方を行う、
ことを特徴とする給電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ケーブルを利用して給電する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信ケーブルを用いて電力を供給する技術が考案されている。このような給電技術の一つにＰｏＥ(Power over Ethernet:登録商標)がある。このＰｏＥを採用した給電システムでは、給電機器と受電機器が接続されている場合、常時その受電機器へ給電される。しかし、受電機器の中には常時使用されないものもあり、このような受電機器に対しても常時給電することはエネルギーの無駄であった。
【０００３】
例えば特許文献１には、給電機器が受電機器からのパケットの通信状況に応じて給電を制御することにより、給電時間を削減するシステムが開示されている。また特許文献２には、低消費モード中は間欠的に短時間の給電を行うシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１７０９８３号公報
【特許文献２】特開２００９−０８８８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のシステムでは、給電機器が受電機器から特定パケットを所定時間受信しない場合に給電を停止する。また、特許文献２のシステムでは、サーバが通話の終了を検知して給電機器に給電停止を要求する。特許文献１、特許文献２のいずれの装置においても、受電機器側から給電の開始や停止を制御することができないため、受電機器を利用するユーザの利便性を確実に確保することができなかった。また、ユーザが受電機器側の装置を使用する場合に直ちに給電を開始し、装置の使用をやめた場合に直ちに給電を停止すれば消費電力をより効率良く抑制できる。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、通信ケーブルを用いた給電システムにおいて、消費電力を効率良く抑制することができる給電装置、受電装置、給電システム及び給電制御方法を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、通信ケーブルを用いた給電システムにおいて、ユーザの利便性を確保することができる給電装置、受電装置、給電システム及び給電制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、給電に関する指示を受けて、当該給電に関する指示の送信元の受電装置に対して通信ケーブルを介した給電の開始と停止の少なくとも一方を行うことを特徴とする給電装置である。
【０００９】
本発明は、給電に関する指示を受けて通信ケーブルを介して給電の開始と停止の少なくとも一方を行う給電装置に対して、前記給電に関する指示を送信することを特徴とする受電装置である。
【００１０】
本発明は、給電に関する指示を給電装置に送信する受電装置と、前記給電に関する指示を受けて、当該給電に関する指示の送信元の受電装置に対して通信ケーブルを介した給電の開始と停止の少なくとも一方を行う給電装置と、を備えることを特徴とする給電システムである。
【００１１】
本発明は、受電装置が、給電に関する指示を給電装置に送信し、前記給電装置が、前記給電に関する指示を受けて、当該給電に関する指示の送信元の受電装置に対して通信ケーブルを介した給電の開始と停止の少なくとも一方を行うことを特徴とする給電制御方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、通信ケーブルを用いた給電システムにおいて、消費電力を効率良く抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明の実施形態に係る給電システムのブロック図である。
【図２】図２はユーザインタフェースの入力に応答して受電機器に対する給電が開始又は停止される処理における受電機器の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】図３はユーザインタフェースの入力に応答して受電機器に対する給電が開始又は停止される処理における給電機器の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】図４はタイマを用いて受電機器に給電する処理における給電機器の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】図５は蓄電部の電力残量に基づいて給電を要求する処理における受電機器の動作に説明するためのフローチャートである。
【図６】図６は給電制御信号を無線で送受信する場合の給電システムの構成図である。
【図７】図７は通信ケーブルとして２線式のケーブルや同軸ケーブル等を用いた場合のシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る給電システムのブロック図である。この給電システムは、給電機器１０と、受電機器２０と、を備え、これらの機器は例えばイーサネット（登録商標）ケーブル等の通信ケーブル３０により接続されている。本実施形態の給電システムでは、通信ケーブル３０を用いた給電方法として例えばＰｏＥ(Power over Ethernet)を採用する。
【００１６】
給電機器１０は、給電デバイス(PSE：Power Sourcing Equipment)１１、フィルタ１２、コントローラ１３、給電制御信号受信部１４、通信部１５、信号用トランス１６及びタイマ１７を備える。
【００１７】
給電デバイス１１は、電力を供給する。
【００１８】
フィルタ１２は、給電デバイス１１が制御する電源と、給電制御信号受信部１４が扱う給電制御信号とを分離等する。
【００１９】
コントローラ１３は、受電機器２０からの給電制御信号やタイマ１７からの時間情報に基づいて、給電デバイス１１と給電制御信号受信部１４とを制御する。
【００２０】
給電制御信号受信部１４は、給電を開始又は停止するための給電制御信号の受信を検出する。
【００２１】
信号用トランス１６は、受電機器２０から受信した信号が主信号か給電制御信号かを判断して、通信部１５とフィルタ１２に振り分ける。
【００２２】
タイマ１７は、時間情報をコントローラ１３に供給する。
【００２３】
受電機器２０は、受電デバイス２１、フィルタ２２、マイクロコントローラ２３、給電制御信号送信部２４、蓄電部２５、通信部２６、信号用トランス２７及びユーザインタフェース２８を備える。
【００２４】
受電デバイス(PD：Powered Device)２１は、給電デバイス１１からの給電を受ける。
【００２５】
フィルタ２２は、受電デバイス２１が制御する電源と、給電制御信号送信部２４が扱う給電制御信号とを重畳等する。
【００２６】
マイクロコントローラ２３は、ユーザインタフェース２８からの入力に基づいて、受電デバイス２１と給電制御信号送信部２４とを制御する。また、マイクロコントローラ２３は、蓄電部２５から供給される電力の電圧の電圧値等から電力残量を監視し、この監視結果に基づいて受電デバイス２１と給電制御信号送信部２４とを制御する。
【００２７】
給電制御信号送信部２４は、給電制御信号を送信する。
【００２８】
蓄電部２５は、受電機器２０が給電機器１０から給電を受けていない時に、マイクロコントローラ２３や給電制御信号送信部２４等を動作させるための電源を蓄える。
【００２９】
通信部２６と信号用トランス２７とは、給電機器１０と主信号による通信を行う。
【００３０】
ユーザインタフェース２８は、例えば接点やセンサ等を含み、受電機器２０の動作を開始又は終了させるためのユーザによる操作に応じてマイクロコントローラ２３にオン信号又はオフ信号を入力する。例えば、ユーザインタフェース２８が受電機器２０の電源スイッチである場合には、電源スイッチがオン又はオフされたときにこれを検知して、オン信号又はオフ信号をマイクロコントローラ２３に入力する。また、受電機器２０が電話機である場合には、受話器の上げ下げをユーザインタフェース２８が検知し、オン信号又はオフ信号をマイクロコントローラ２３に入力する。
【００３１】
次に、ユーザインタフェース２８からの入力に応答して受電機器２０に対する給電が開始される処理における給電機器１０と受電機器２０の動作について説明する。
【００３２】
初めに受電機器２０の動作について図２を参照して説明する。なお、受電機器２０は、受電デバイス２１は給電機器１０から電力の供給を受けていない状態（無受電状態）にあることとする。無受電状態になると、マイクロコントローラ２３と給電制御信号送信部２４とは、蓄電部２５から電力の供給を受けて動作可能な状態を維持する。
【００３３】
ユーザインタフェース２８は、受電機器２０の動作を開始させるための操作を検知すると、オン信号をマイクロコントローラ２３に入力する。マイクロコントローラ２３は、ユーザインタフェース２８から入力されたオン信号を検出すると（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、給電制御信号送信部２４に対して、給電開始用の給電制御信号を送信するよう指示を出す。この指示を受けて、給電制御信号送信部２４は、給電開始用の給電制御信号を送信する（ステップＳ２２）。送信された給電制御信号は、フィルタ２２と信号用トランス２７とを通って、通信ケーブル３０に出力される。
【００３４】
その後、マイクロコントローラ２３は、受電機器２０の状態が、無受電状態から受電状態（受電機器２０が給電機器１０から給電を受けている状態）に遷移したか、即ち、受電デバイス２１が電力の供給を受けているかを判定する（ステップＳ２３）。
【００３５】
受電デバイス２１が受電していないと判定された場合（ステップＳ２３：ＮＯ）、マイクロコントローラ２３は、再び、給電制御信号送信部２４から給電開始用の給電制御信号を送信させる（ステップＳ２２）。また、受電デバイス２１が受電状態になった場合には処理を終了する（ステップＳ２３：ＹＥＳ）。
【００３６】
次に給電機器１０の動作について図３を参照して説明する。給電機器１０では、受電機器２０から送信された給電制御信号が信号用トランス１６とフィルタ１２とを通って、給電制御信号受信部１４に入力されたこととする。
【００３７】
給電制御信号受信部１４は、給電制御信号の受信を検出すると（ステップＳ３１）、給電制御信号の検出をコントローラ１３へ通知する。コントローラ１３は、給電デバイス１１に対して給電を開始するよう指示を出す（ステップＳ３２）。この指示を受けて、給電デバイス１１は、受電機器２０に対して給電を開始する。給電デバイス１１により出力された電力は、フィルタ１２と信号用トランス１６とを通って、通信ケーブル３０に出力され、受電機器２０に入力される。
【００３８】
次に、ユーザインタフェース２８からの入力に応答して受電機器２０に対する給電が停止される処理における給電機器１０と受電機器２０の動作について説明する。
【００３９】
初めに受電機器２０の動作について図２を参照して説明する。なお、受電機器２０の状態は受電状態であることとする。
【００４０】
ユーザインタフェース２８は、受電機器２０の動作を終了させるための操作を検知すると、オフ信号をマイクロコントローラ２３に入力する。マイクロコントローラ２３は、ユーザインタフェース２８から入力されたオフ信号を検出すると（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、給電制御信号送信部２４に対して、給電停止用の給電制御信号を送信するよう指示を出す。この指示に応答して、給電制御信号送信部２４は、給電停止用の給電制御信号を送信する（ステップＳ２２）。送信された給電制御信号は、フィルタ２２、信号用トランス２７を通って、通信ケーブル３０に出力される。
【００４１】
その後、マイクロコントローラ２３は受電機器２０の状態が、受電状態から無受電状態に遷移したか、即ち、受電デバイス２１が受電していない状態になったかを判定する（ステップＳ２３）。
【００４２】
受電機器２０の状態が無受電状態に遷移していない、即ち、受電デバイス２１が受電していると判定された場合（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、マイクロコントローラ２３は、再び、給電制御信号送信部２４から給電停止用の給電制御信号を送信する（ステップＳ２２）。
【００４３】
また、受電機器２０の状態が無受電状態に遷移した、即ち、受電デバイス２１が受電していないと判定された場合、マイクロコントローラ２３は、電源を蓄電部２５に切り替え、本処理を終了する（ステップＳ２３：ＹＥＳ）。
【００４４】
一方、給電機器１０側では、受電機器２０から送信された給電制御信号が信号用トランス１６とフィルタ１２とを通って、給電制御信号受信部１４に入力される。
【００４５】
給電制御信号受信部１４は、給電制御信号を検出すると（ステップＳ３１）、給電制御信号の検出をコントローラ１３へ通知する。コントローラ１３は、給電デバイス１１に対して給電を停止するよう指示する（ステップＳ３２）。この指示に応じて、給電デバイス１１は、受電機器２０に対して給電を停止する。
【００４６】
次に、タイマ１７を用いて受電機器２０に給電する処理における給電機器１０の動作について図４を参照して説明する。
【００４７】
給電機器１０のコントローラ１３は、給電デバイス１１が受電機器２０への給電を停止したことを検知すると（ステップＳ４１：ＹＥＳ）、タイマ１７のカウントを開始する（ステップＳ４２）。
【００４８】
コントローラ１３は、タイマ１７によりカウントされた時間が所定時間を経過したかを判定し（ステップＳ４３）、カウント時間が所定時間を経過したと判定した場合（ステップＳ４３：ＹＥＳ）、タイマ１７によるカウントを停止し（ステップＳ４４）、給電デバイス１１に対して、給電を開始するように指示する。給電指示を受けた給電デバイス１１は受電機器２０への給電を開始する（ステップＳ４５）。
【００４９】
コントローラ１３は、受電機器２０の蓄電部２５の充電が完了するまで待ち（ステップＳ４６：ＮＯ）、蓄電部２５の充電が完了すると（ステップＳ４６：ＹＥＳ）、給電デバイス１１に対して給電を停止するように指示する。この指示に応答して、給電デバイス１１は給電を停止する（ステップＳ４７）。
【００５０】
なお、ステップＳ４６において給電機器１０が受電機器２０の蓄電部２５の充電完了を判断する方法は任意である。例えば、蓄電部２５への充電の完了を検知した受電機器２０が充電完了の信号を給電機器１０に対して送信し、給電機器１０の給電制御信号受信部１４がこの充電完了の信号を検出してコントローラ１３に通知してもよい。或いは、蓄電部２５の充電に要する時間を給電機器１０で予め設定しておき、コントローラ１３がこの設定された時間とタイマ１７からの時間情報に基づいて、蓄電部２５の充電完了を判定してもよい。
【００５１】
次に、蓄電部２５の電力残量に基づいて給電を要求する処理における受電機器２０の動作について図５を参照して説明する。
【００５２】
受電機器２０のマイクロコントローラ２３は、受電デバイス２１への給電が停止されたことを検知すると（ステップＳ５１：ＹＥＳ）、蓄電部２５における電力残量の監視を開始する（ステップＳ５２）。具体的には、所定時間毎に蓄電部２５から供給される電力の電圧値を確認してもよい。
【００５３】
なお、給電が停止されると、マイクロコントローラ２３と給電制御信号送信部２４とは、蓄電部２５から電力の給電を受け、動作可能な状態を維持する。
【００５４】
マイクロコントローラ２３は、蓄電部２５の電力残量が所定の閾値以下になるまで監視を続ける（ステップＳ５３：ＮＯ）。そして、電力残量が閾値以下になったことを検知した場合（ステップＳ５３：ＹＥＳ）、マイクロコントローラ２３は、給電制御信号送信部２４に対して給電開始用の給電制御信号を送信するように指示を出す。指示を受けた給電制御信号送信部２４は、給電開始用の給電制御信号を給電機器１０に送信する（ステップＳ５４）。
【００５５】
マイクロコントローラ２３は、受電機器２０状態が受電状態に遷移したかを判定する（ステップＳ５５）。受電状態に遷移していないと判定した場合（ステップＳ５５：ＮＯ）、マイクロコントローラ２３は、再度、給電制御信号送信部２４から給電開始用の給電制御信号を送信させる（ステップＳ５４）。
【００５６】
また、受電状態に遷移したと判定した場合（ステップＳ５５：ＹＥＳ）、マイクロコントローラ２３は、蓄電部２５の充電を開始する（ステップＳ５６）。
【００５７】
マイクロコントローラ２３は、蓄電部２５の充電状態が完了したかを判別し（ステップＳ５７）、充電が完了していなと判定した場合（ステップＳ５７：ＮＯ）、充電状態を維持する。また、充電が完了したと判定した場合（ステップＳ５７：ＹＥＳ）、蓄電部２５の電力残量の監視を止める（ステップＳ５８）。
【００５８】
マイクロコントローラ２３は、給電制御信号送信部２４に対して給電停止用の給電制御信号を送信するように指示を出す。指示を受けた給電制御信号送信部２４は、給電停止用の給電制御信号を給電機器１０に送信する（ステップＳ５９）。
【００５９】
マイクロコントローラ２３は、受電機器２０状態が無受電状態に遷移したかを判定し（ステップＳ６０）、無受電状態に遷移していないと判定した場合（ステップＳ６０：ＮＯ）、再度、給電制御信号送信部２４から給電開始用の給電制御信号を送信させる（ステップＳ５９）。
【００６０】
また、給電が停止したと判定した場合（ステップＳ６０：ＹＥＳ）、本処理を終了する。
【００６１】
以上のように、本実施の形態によれば、ユーザの必要なタイミングで受電機器２０から給電機器１０に対して給電の開始や停止のための給電制御信号を送出して、受電機器１０への給電を開始又は停止する。これにより、ユーザが受電機器側の装置を使用する場合に直ちに給電を開始できるため、受電機器を利用するユーザの利便性を確実に確保することができる。また、ユーザが受電機器側の装置の使用をやめた場合に直ちに給電を停止することができるため、消費電力をより効率良く抑制できる。
【００６２】
以上、好ましい実施の形態をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形し実施することが出来る。
【００６３】
例えば、給電制御信号を無線で送受信するようにしてもよい。この場合の給電システムの構成を図６に例示する。この給電システムでは、給電制御信号受信部１４と給電制御信号送信部２４とはアンテナを備え、無線通信により給電制御信号等の信号を送受信する。また、電源と給電制御信号の重畳と分離の必要が無い為、フィルタ１２とフィルタ２２は無くても良い。これら以外の点については、上述した実施形態と同様である。
【００６４】
給電機器１０と受電機器２０を接続するケーブルとして、イーサネットケーブル以外の他の通信ケーブルを用いてもよい。例えば、給電機器１０と受電機器２０を接続する通信ケーブルとして、２線式のケーブルや同軸ケーブル等を用いた場合の給電システムの構成を図７に例示する。このシステムでは、図１の給電システムのように信号用トランスの中点から給電又は受電するのではなく、フィルタ１２とフィルタ２２とで、制御信号や通信信号と、直流電源と、の重畳と分離を行う。それ以外は、上述した実施形態と同様である。
【００６５】
給電方式もＰｏＥに断定する必要はなく、給電機器１０のコントローラ１３と給電デバイス１１により、受電機器２０に対する給電を制御できる他の給電方式を用いてもよい。
【００６６】
給電機器１０が複数の受電機器２０と接続されるシステム構成としてもよい。
【００６７】
受電機器２０の一例としては、電話機、テレビ、電話機、ウェブカメラ、アクセスポイント等があるが、これらに限定されるものではない。
【００６８】
上述した本発明の実施形態に係る給電システムの給電機器１０のコントローラ１３と、受電機器２０のマイクロコントローラ２３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）がメモリに格納された動作プログラム等を読み出して実行することにより実現されてもよく、また、ハードウェアで構成されてもよい。上述した実施の形態の一部の機能のみをコンピュータプログラムにより実現することもできる。
【符号の説明】
【００６９】
１０    給電機器
１１    給電デバイス(PSE)
１２    フィルタ
１３    コントローラ
１４    給電制御信号受信部
１５    通信部
１６    信号用トランス
１７    タイマ
２０    受電機器
２１    受電デバイス
２２    フィルタ
２３    マイクロコントローラ
２４    給電制御信号送信部
２５    蓄電部
２６    通信部
２７    信号用トランス
２８    ユーザインタフェース
３０    通信ケーブル
【図１】
2011254209.tif 000003
【図２】
2011254209.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011254209.tif 000006
【図５】
2011254209.tif 000007
【図６】
2011254209.tif 000008
【図７】
2011254209.tif 000009