(57)【要約】【課題】給電効率を高めることができる受電装置を得る。【解決手段】給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成する電力生成部と、電力生成部における入力電力量に応じた受電情報を出力可能に構成された情報出力部と、給電装置の出力電力量を維持するように給電装置を制御する第１の制御を行うとともに、受電情報を出力するように情報出力部を制御する制御部とを備える。【選択図】図８
2016019345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成する電力生成部と、
前記電力生成部における入力電力量に応じた受電情報を出力可能に構成された情報出力部と、
前記給電装置の出力電力量を維持するように前記給電装置を制御する第１の制御を行うとともに、前記受電情報を出力するように前記情報出力部を制御する制御部と
を備えた受電装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記電力生成部が前記直流電力の負荷への供給を停止している停止期間において、前記第１の制御を行うとともに、前記受電情報を出力するように前記情報出力部を制御する
請求項１に記載の受電装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記入力電力量に応じたパラメータを検出し、所定時間において前記パラメータの変化量が所定量より小さい場合に、前記第１の制御を終了する
請求項２に記載の受電装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１の制御の終了後に、前記パラメータが所定の目標値になるまで、前記出力電力量を調節するように前記給電装置を制御する第２の制御を行う
請求項３に記載の受電装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記停止期間において、前記入力電力量に応じたパラメータを検出し、そのパラメータが判定条件を満たす場合に、前記第１の制御を行うとともに、前記受電情報を出力するように前記情報出力部を制御する
請求項２に記載の受電装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記パラメータが前記判定条件を満たさない場合に、前記パラメータが所定の目標値になるまで、前記出力電力量を調節するように前記給電装置を制御する第２の制御を行う
請求項５に記載の受電装置。
【請求項７】
前記電力生成部は、前記電力信号を整流する整流部を有し、
前記パラメータは、前記整流部の出力電圧値であり、
前記判定条件は、前記パラメータが所定のしきい値より低いことである
請求項５に記載の受電装置。
【請求項８】
前記電力生成部は、前記直流電力の負荷への供給を行っている期間において、負荷への供給電流を間欠的に制限し、
前記制御部は、前記電力生成部が前記供給電流を制限する期間において、前記第１の制御を行うとともに、前記受電情報を出力するように前記情報出力部を制御する
請求項１に記載の受電装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記入力電力量に応じたパラメータを検出し、
所定時間において前記パラメータの変化量が所定量より小さい場合に、前記制御部は前記第１の制御を終了し、前記電力生成部は前記供給電流の制限を解除する
請求項８に記載の受電装置。
【請求項１０】
前記情報出力部は、発光素子を含み、前記入力電力量に応じて、前記発光素子の発光デューティ比を変化させることにより前記受電情報を出力する
請求項１に記載の受電装置。
【請求項１１】
前記情報出力部は、発光素子を含み、前記入力電力量に応じて、前記発光素子の発光頻度を変化させることにより前記受電情報を出力する
請求項１に記載の受電装置。
【請求項１２】
前記情報出力部は、発光素子を含み、前記入力電力量に応じて、前記発光素子の輝度を変化させることにより前記受電情報を出力する
請求項１に記載の受電装置。
【請求項１３】
前記電力生成部は、前記電力信号を受け取るコイルを有する
請求項１に記載の受電装置。
【請求項１４】
前記電力生成部は、前記電力信号を受け取る受電電極を有する
請求項１に記載の受電装置。
【請求項１５】
表示装置と、
受電装置と
を備え、
前記受電装置は、
給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成する電力生成部と、
前記給電装置の出力電力量を維持するように前記給電装置を制御する第１の制御を行うとともに、前記電力生成部における入力電力量に応じた受電情報を表示するように前記表示装置を制御する制御部と
を有する
電子機器。
【請求項１６】
給電装置と、
受電装置と
を備え、
前記受電装置は、
前記給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成する電力生成部と、
前記電力生成部における入力電力量に応じた受電情報を出力可能に構成された情報出力部と、
前記給電装置の出力電力量を維持するように前記給電装置を制御する第１の制御を行うとともに、前記受電情報を出力するように前記情報出力部を制御する制御部と
を有する
給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ワイヤレスで給電装置から電力を受電する受電装置、そのような受電装置を用いた電子機器、および給電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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、ワイヤレス給電（Wireless Power Transfer、Contact Free、非接触給電ともいう）を行う給電システムが注目を集めている。このような給電システムでは、例えば、給電トレー（給電装置）上に携帯電話機（受電装置）を置くことにより、携帯電話機を充電することができる。このようなワイヤレス給電を行う方法としては、例えば、電磁誘導方式や、共鳴現象を利用した磁界共鳴方式（磁気共鳴方式ともいう）や、電界結合方式などがある。
【０００３】
このような給電システムでは、給電効率が高いことが望まれる。しかしながら、受電装置を給電装置上に置いて給電する際、受電装置の位置に応じて給電効率が変化してしまうおそれがある。特許文献１には、そのような給電効率が低い状態を検出可能な受電装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−６４４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように給電システムでは、給電効率が高いことが望まれ、給電効率の向上が期待されている。
【０００６】
本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、給電効率を高めることができる受電装置、電子機器、および給電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の受電装置は、電力生成部と、情報出力部と、制御部とを備えている。電力生成部は、給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成するものである。情報出力部は、電力生成部における入力電力量に応じた受電情報を出力可能に構成されたものである。制御部は、給電装置の出力電力量を維持するように給電装置を制御する第１の制御を行うとともに、受電情報を出力するように情報出力部を制御するものである。
【０００８】
本開示の電子機器は、表示装置と、受電装置とを備えている。受電装置は、電力生成部と、制御部とを有している。電力生成部は、給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成するものである。制御部は、給電装置の出力電力量を維持するように給電装置を制御する第１の制御を行うとともに、電力生成部における入力電力量に応じた受電情報を表示するように表示装置を制御するものである。
【０００９】
本開示の給電システムは、給電装置と、受電装置とを備えている。受電装置は、電力生成部と、情報出力部と、制御部とを有している。電力生成部は、給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成するものである。情報出力部は、電力生成部における入力電力量に応じた受電情報を出力可能に構成されたものである。制御部は、給電装置の出力電力量を維持するように給電装置を制御する第１の制御を行うとともに、受電情報を出力するように情報出力部を制御するものである。
【００１０】
本開示の受電装置、電子機器、および給電システムでは、電力信号に基づいて直流電力が生成される。その際、出力電力量を維持するように給電装置を制御する第１の制御が行われるとともに、入力電力量に応じた受電情報が出力される。
【発明の効果】
【００１１】
本開示の受電装置、電子機器、および給電システムによれば、出力電力量を維持するように給電装置を制御する第１の制御を行うとともに、入力電力量に応じた受電情報を出力するようにしたので、給電効率を高めることができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果があってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の実施の形態に係る給電システムの一構成例を表す斜視図である。
【図２】図１に示した給電装置の一構成例を表すブロック図である。
【図３】図１に示したスマートフォンの一構成例を表すブロック図である。
【図４】第１の実施の形態に係る受電装置の一構成例を表すブロック図である。
【図５Ａ】スマートフォンの位置の一例を示す説明図である。
【図５Ｂ】スマートフォンの位置の他の例を示す説明図である。
【図５Ｃ】スマートフォンの位置の他の例を示す説明図である。
【図６】スマートフォンの位置と受電電圧との関係を表す説明図である。
【図７】図４に示した発光素子の一動作例を表す説明図である。
【図８】第１の実施の形態に係る給電システムの一動作例を表すフローチャートである。
【図９】第１の実施の形態に係る給電システムにおける位置調節モードの一動作例を表すフローチャートである。
【図１０】第１の実施の形態に係る給電システムの一動作例を表すタイミング波形図である。
【図１１】第１の実施の形態に係る給電システムの他の動作例を表すタイミング波形図である。
【図１２】第１の実施の形態に係る給電システムの他の動作例を表すタイミング波形図である。
【図１３】第１の実施の形態に係る給電システムの他の動作例を表すタイミング波形図である。
【図１４】変形例に係る発光素子の一動作例を表す説明図である。
【図１５】他の変形例に係る受電装置の一構成例を表すブロック図である。
【図１６】他の変形例に係る受電装置の一構成例を表すブロック図である。
【図１７】他の変形例に係るスマートフォンの一構成例を表すブロック図である。
【図１８】図１７に示した受電装置の一構成例を表すブロック図である。
【図１９】他の変形例に係る給電システムの一構成例を表す斜視図である。
【図２０】図１９に示した給電システムの概略断面構造を表す断面図である。
【図２１】図１９に示した給電装置の一構成例を表すブロック図である。
【図２２】図１９に示したスマートフォンに係る受電装置の一構成例を表すブロック図である。
【図２３】第２の実施の形態に係る受電装置の一構成例を表すブロック図である。
【図２４】第２の実施の形態に係る給電システムの一動作例を表すフローチャートである。
【図２５】第２の実施の形態に係る給電システムにおける位置調節モードの一動作例を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
【００１４】
＜１．第１の実施の形態＞
［構成例］
図１は、第１の実施の形態に係る給電システムの一構成例を表すものである。給電システム１は、電磁誘導により電力を供給する給電システムである。なお、本開示の実施の形態に係る受電装置および受電装置の制御方法は、本実施の形態により具現化されるので、併せて説明する。
【００１５】
給電システム１は、給電装置１０と、スマートフォン２０とを備えている。給電装置１０は、この例ではトレー型の給電装置であり、この給電装置１０の給電面上にスマートフォン２０を置くことにより、スマートフォン２０に内蔵された受電装置３０（後述）に対して給電を行い、２次電池２３（後述）を充電することができるものである。
【００１６】
この給電装置１０の給電面（スマートフォン２０と接する側）には、給電コイル１３１が配置されており、スマートフォン２０の受電面（給電装置１０と接する側）には、受電コイル３１１が配置されている。給電装置１０は、これらの給電コイル１３１および受電コイル３１１を介して、電磁誘導により、スマートフォン２０に対して電力を供給する。その際、スマートフォン２０の受電装置３０は、後述するように、給電装置１０との間で、いわゆる負荷変調により通信を行い、給電装置１０に対して給電電力などを指示するようになっている。これにより、ユーザは、スマートフォン２０にＡＣ（Alternating Current）アダプタ等を直接接続することなく、２次電池２３を充電することができ、ユーザの利便性を高めることができるようになっている。
【００１７】
また、スマートフォン２０は、発光素子３５を有している。給電システム１では、後述するように、スマートフォン２０における受電電圧Ｖrect（後述）に応じた発光デューティ比で、この発光素子３５を発光（点滅）させる。これにより、給電システム１では、後述するように、ユーザが、この発光デューティ比に基づいてスマートフォン２０の位置を調節することができるようになっている
【００１８】
なお、この例では、スマートフォン２０に対して給電するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、ビデオカメラ、スマートフォン、モバイルバッテリ、タブレット、電子書籍リーダ、オーディオプレーヤ等の様々な電子機器に対して給電を行うことができる。また、この例では、給電装置１０は、１つのスマートフォン２０に対して給電を行うようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、２つ以上の電子機器に対して同時もしくは時分割的（順次）に給電を行ってもよい。
【００１９】
図２は、給電装置１０の一構成例を表すものである。給電装置１０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１と、送電ドライバ１２と、給電コイル１３１と、容量素子１３２と、電流検出部１６と、通信部１４と、制御部１５とを備えている。
【００２０】
ＡＣ／ＤＣコンバータ１１は、交流電源９から供給される交流電源信号を直流電源信号に変換し、送電ドライバ１２に供給するものである。なお、この例では、給電装置１０に交流電源信号を供給したが、これに限定されるものではなく、これに変えて、例えば、直流電源信号を供給してもよい。この場合には、例えば、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１を省くことができる。
【００２１】
送電ドライバ１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１から供給された直流電源信号に基づいて、交流の電力信号Ｓｐ１を生成し、第１の出力端子および第２の出力端子の端子間信号として出力するものである。その際、送電ドライバ１２は、この例では、制御部１５からの指示に基づいて、電力信号Ｓｐ１の給電周波数ｆｐを変更することができるようになっている。なお、これに限定されるものではなく、制御部１５からの指示に基づいて、例えば、電力信号Ｓｐ１の振幅やデューティ比などを変更するようにしてもよい。
【００２２】
給電コイル１３１は、受電装置３０の受電コイル３１１（後述）との間で電磁界を介して結合するものである。給電コイル１３１の一端は、容量素子１３２を介して送電ドライバ１２の第１の出力端子に接続され、他端は電流検出部１６を介して送電ドライバ１２の第２の出力端子に接続されている。このように、給電コイル１３１および容量素子１３２は直列接続され、ＬＣ共振回路を構成している。この直列接続された給電コイル１３１および容量素子１３２の両端間には、送電ドライバ１２により電力信号Ｓｐ１が供給され、これにより、給電コイル１３１は、電磁界を発生させる。給電装置１０は、この電磁界を介して、スマートフォン２０の受電装置３０に対して給電を行うようになっている。
【００２３】
電流検出部１６は、給電コイル１３１に流れる電流を検出するものであり、一端は、給電コイル１３１の他端などに接続され、他端は送電ドライバ１２の第２の出力端子に接続されている。
【００２４】
通信部１４は、スマートフォン２０の受電装置３０（後述）との間で通信を行い、給電制御信号ＣＴＬを受信するものである。この給電制御信号ＣＴＬは、給電装置１０に対する給電電力の増大要求、低減要求、維持要求など、給電動作に必要な情報を含むものである。また、この例では、給電制御信号ＣＴＬは、後述するように、受電装置３０のベンダ情報、受電装置３０のバージョン情報、受電装置３０の電気的特性に関する情報などをも含んでいる。通信部１４は、給電コイル１３１の両端間の電圧および電流検出部１６により検出された電流に基づいて、給電制御信号ＣＴＬを取得する。具体的には、まず、給電装置１０がスマートフォン２０に対して給電を行い、その給電期間において、受電装置３０の通信部３７（後述）が、送信しようとする信号（給電制御信号ＣＴＬ）に応じて、給電装置１０からみた負荷を変化させる。この負荷の変化は、給電装置１０において、給電コイル１３１の両端間の電圧の振幅や位相の変化、および給電コイル１３１に流れる電流の振幅や位相の変化として現れる。通信部１４は、これらの振幅や位相の変化を検出することにより、受電装置３０から送信された給電制御信号ＣＴＬを取得する。このように、給電システム１では、いわゆる負荷変調により、通信を行うようになっている。
【００２５】
なお、この例では、通信部１４は、給電制御信号ＣＴＬを受信したが、これに限定されるものではなく、給電制御信号ＣＴＬに加え、給電動作とは関係のない信号をも受信してもよい。また、通信部１４は、受電装置３０に対して信号を送信する機能をさらに有していてもよい。
【００２６】
制御部１５は、給電制御信号ＣＴＬに基づいて送信ドライバ１２を制御し、スマートフォン２０の受電装置３０への給電電力を制御するものである。その際、制御部１５は、送電ドライバ１２が生成する電力信号Ｓｐ１の給電周波数ｆｐを制御して、給電装置１０から受電装置３０への給電効率を変化させることにより、給電電力を制御するようになっている。
【００２７】
図３は、スマートフォン２０の一構成例を表すものである。スマートフォン２０は、受電装置３０と、充電制御部２２と、２次電池２３と、操作部２４と、表示部２５と、通信部２６と、記憶部２７と、制御部２８とを備えている。受電装置３０は、給電装置１０から供給された電力を受け取って出力電圧Ｖoutを生成し、充電制御部２２に供給するものである。すなわち、充電制御部２２以降のブロックは、受電装置３０の負荷となるものである。
【００２８】
図４は、受電装置３０の一構成例を表すものである。受電装置３０は、受電コイル３１１と、容量素子３１２，３１３と、整流回路３２と、レギュレータ３３と、負荷接続部３４と、発光素子３５と、制御部３６と、通信部３７とを有している。
【００２９】
受電コイル３１１は、給電装置１０の給電コイル１３１との間で電磁界を介して結合するものである。受電コイル３１１の一端は、容量素子３１２を介して整流回路３２の第１の入力端子に接続され、他端は整流回路３２の第２の入力端子に接続されている。そして、整流回路３２の第１の入力端子と第２の入力端子との間には容量素子３１３が挿設されている。このように、受電コイル３１１および容量素子３１２は直列接続され、ＬＣ共振回路を構成している。そして、受電コイル３１１は、給電装置１０の給電コイル１３１が生成した電磁界に基づいて、電磁誘導の法則に従って、その磁束の変化に応じた誘導電圧を発生させるようになっている。
【００３０】
受電コイル３１１および容量素子３１２，３１３からなる回路は、受電コイル３１１の両端間の誘導電圧に応じた電圧を有する交流の電力信号Ｓｐ２を生成し、整流回路３２に供給する。すなわち、この電力信号Ｓｐ２は、給電装置１０における電力信号Ｓｐ１に基づいて生成されるものである。
【００３１】
整流回路３２は、この例ではブリッジ型の全波整流回路であり、交流の電力信号Ｓｐ２を整流して、直流信号（受電電圧Ｖrect）を生成するものである。整流回路３２は、ダイオード３２１〜３２４と、容量素子３２５とを有している。ダイオード３２１のアノードは、整流回路３２の第１の入力端子に接続され、カソードは、整流回路３２の第１の出力端子に接続されている。ダイオード３２２のアノードは、整流回路３２の第２の出力端子に接続され、カソードは、整流回路３２の第１の入力端子に接続されている。ダイオード３２３のアノードは、整流回路３２の第２の入力端子に接続され、カソードは、整流回路３２の第１の出力端子に接続されている。ダイオード３２４のアノードは、整流回路３２の第２の出力端子に接続され、カソードは、整流回路３２の第２の入力端子に接続されている。容量素子３２５の一端は、整流回路３２の第１の出力端子に接続され、他端は、整流回路３２の第２の出力端子に接続されている。整流回路３２の第２の出力端子は接地されている。この構成により、整流回路３２は、電力信号Ｓｐ２を整流して平滑化することにより直流信号（受電電圧Ｖrect）を生成し、その直流信号を第１の出力端子から出力するようになっている。
【００３２】
なお、この例では、ダイオード３２１〜３２４および容量素子３２５を用いて整流回路３２を構成したが、これに限定されるものではなく、様々な整流回路を適用することができる。
【００３３】
レギュレータ３３は、整流回路３２から供給された直流信号に基づいて、電圧Ｖregを有する直流電力を生成するものである。そして、レギュレータ３３は、受電装置３０内の各ブロックにこの電圧Ｖregを電源電圧として供給するとともに、負荷接続部３４を介して、受電制御部２２以降のブロック（負荷）に対してこの電圧Ｖregを供給するようになっている。
【００３４】
負荷接続部３４は、制御部３６からの指示に基づいて、レギュレータ３３と負荷との間の接続を行うものである。具体的には、負荷接続部３４は、制御部３６から、負荷を接続するべき旨の指示を受けると、接続状態になる。これにより、受電装置３０は、負荷に対して直流電力の供給を行う。また、負荷接続部３４は、制御部３６から、負荷を切り離すべき旨の指示を受けると、非接続状態になる。これにより、受電装置３０は、負荷に対する直流電力の供給を停止するようになっている。
【００３５】
発光素子３５は、例えば発光ダイオードにより構成され、制御部３６から供給される電圧信号に基づいて発光するものである。
【００３６】
制御部３６は、受電電圧Ｖrectに基づいて給電制御信号ＣＴＬを生成するとともに、発光素子３５を発光させるものである。具体的には、制御部３６は、後述するように、給電開始時での受電電圧Ｖrectが所定のしきい値ＴＨよりも低い場合には、給電電力の維持要求を示す給電制御信号ＣＴＬを生成するとともに、受電電圧Ｖrectに応じた発光デューティ比で発光素子３５を発光（点滅）させる。そして、その後に、制御部３６は、受電電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget以上の所定の電圧範囲に収まるように、給電電力の増大要求、低減要求、または維持要求を示す給電制御信号ＣＴＬを生成する。また、制御部３６は、給電開始時での受電電圧Ｖrectが所定のしきい値ＴＨ以上である場合には、受電電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget以上の所定の電圧範囲に収まるように、給電電力の増大要求、低減要求、または維持要求を示す給電制御信号ＣＴＬを生成するようになっている。
【００３７】
また、制御部３６は、負荷接続部３４に対して、負荷を接続するべき旨の指示、または負荷を切り離すべき旨の指示を行う機能をも有している。
【００３８】
通信部３７は、給電制御信号ＣＴＬを給電装置１０に対して送信するものである。具体的には、給電装置１０が受電装置３０に対して給電を行っている期間において、通信部３７は、給電制御信号ＣＴＬに応じて、整流回路３２の第１の入力端子と第２の入力端子との間のインピーダンスを変化させる。給電装置１０の通信部１４は、このインピーダンスの変化（負荷の変化）を検出することにより、給電制御信号ＣＴＬを受信するようになっている。
【００３９】
この構成により、受電装置３０では、給電開始時での受電電圧Ｖrectが所定のしきい値ＴＨよりも低い場合において、位置調節モードＭ１で動作し、ユーザに対して、スマートフォン２０の位置を調節する機会を与える。このとき、受電装置３０の制御部３６は、給電装置１０に対して給電電力を維持するように指示するとともに、受電電圧Ｖrectに応じた発光デューティ比で発光素子３５を発光（点滅）させる。そして、ユーザは、発光素子３５の発光動作を見ながら、受電電圧Ｖrectが高くなるように、スマートフォン２０の位置を調節する。これにより、給電システム１では、スマートフォン２０の位置を所望の位置により近付けることができ、給電効率を高めることができるようになっている。
【００４０】
充電制御部２２は、２次電池２３における充電動作を制御するものである。２次電池２３は、直流電力を蓄えるものであり、例えばリチウムイオン電池などの充電池を用いて構成されるものである。そして、２次電池２３は、スマートフォン２０の機能を実現するための様々な回路やデバイス（この例では操作部２４、表示部２５、通信部２６、記憶部２７、および制御部２８）に電力を供給するようになっている。
【００４１】
操作部２４は、スマートフォン２０を操作するためのユーザインタフェースであり、各種ボタンやタッチパネルなどにより構成されるものである。表示部２５は、スマートフォン２０における様々な情報処理の結果を表示するものである。通信部２６は、携帯電話の基地局と通信するものである。記憶部２７は、スマートフォン２０において実行される各種プログラムを記憶するものである。制御部２８は、記憶部２７に記憶されたプログラムを実行するとともに、スマートフォン２０の各ブロックを制御するものである。
【００４２】
ここで、受電コイル３１１、容量素子３１２，３１３、整流回路３２、レギュレータ３３、負荷接続部３４、制御部３６、および通信部３７は、本開示における「電力生成部」の一具体例に対応する。発光素子３５は、本開示における「情報出力部」の一具体例に対応する。制御部３６は、本開示における「制御部」の一具体例に対応する。
【００４３】
［動作および作用］
続いて、本実施の形態の給電システム１の動作および作用について説明する。
【００４４】
（全体動作概要）
まず、図２〜４を参照して、給電システム１の全体動作概要を説明する。給電装置１０では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１は、交流電源９から供給される交流電源信号を直流電源信号に変換し、送電ドライバ１２に供給する。送電ドライバ１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１から供給された直流電源信号に基づいて、交流の電力信号Ｓｐ１を生成し、その電力信号Ｓｐ１を給電コイル１３１に供給する。給電コイル１３１は、電力信号Ｓｐ１に基づいて電磁界を発生させる。電流検出部１６は、給電コイル１３１に流れる電流を検出する。通信部１４は、受電装置３０から給電制御信号ＣＴＬを受信する。制御部１５は、給電制御信号ＣＴＬに基づいて送信ドライバ１２を制御し、受電装置３０への給電電力を制御する。
【００４５】
受電装置３０では、受電コイル３１１は、給電コイル１３１が生成した電磁界に基づいて、その磁束の変化に応じた誘導電圧を発生させる。そして、受電コイル３１１および容量素子３１２，３１３は、電力信号Ｓｐ１に対応した電力信号Ｓｐ２を整流回路３２に供給する。整流回路３２は、電力信号Ｓｐ２を整流して、受電電圧Ｖrectを有する直流信号を生成する。レギュレータ３３は、整流回路３２から供給された直流信号に基づいて、電圧Ｖregを有する直流電力を生成する。負荷接続部３４は、制御部３６からの指示に基づいて、レギュレータ３３と負荷との間の接続を行う。制御部３６は、受電電圧Ｖrectに基づいて給電制御信号ＣＴＬを生成するとともに、発光素子３５を発光させる。また、制御部３６は、負荷接続部３４に対して、負荷の接続や切り離しを指示する。通信部３７は、給電制御信号ＣＴＬを給電装置１０に対して送信する。
【００４６】
充電制御部２２は、２次電池２３における充電動作を制御する。２次電池２３は、直流電力を蓄えるとともに、スマートフォン２０の機能を実現するための様々な回路やデバイスに電力を供給する。
【００４７】
（位置調節モードＭ１について）
スマートフォン２０の受電装置３０は、給電開始時での受電電圧Ｖrectが所定のしきい値ＴＨよりも低い場合において、位置調節モードＭ１で動作し、ユーザに対して、スマートフォン２０の位置を調節する機会を与える。以下に、この動作について説明する。
【００４８】
図５Ａ〜５Ｃは、給電装置１０とスマートフォン２０の相対的な位置関係を表すものである。これらの図では、給電装置１０の給電コイル１３１、およびスマートフォン２０の受電コイル３１１をも示している。図５Ａ〜５Ｃでは、給電装置１０上のスマートフォン２０の位置を、横方向に互いにずらしている。すなわち、図５Ａでは、受電コイル３１１の中心が給電コイル１３１の中心よりも左になるような位置ｘａにスマートフォン２０を配置し、図５Ｂでは、受電コイル３１１の中心と給電コイル１３１の中心とがほぼ一致するような位置ｘｂにスマートフォン２０を配置し、図５Ｃでは、受電コイル３１１の中心が給電コイル１３１の中心よりも右になるような位置ｘｃにスマートフォン２０を配置している。
【００４９】
図６は、スマートフォン２０の位置を変化させたときの受電電圧Ｖrectの変化の一例を表すものである。この例では、スマートフォン２０を、受電コイル３１１の中心と給電コイル１３１の中心とがほぼ一致するような位置ｘｂに配置した場合には、受電電圧Ｖrectは最も高くなる。すなわち、このような位置ｘｂでは、給電コイル１３１および受電コイル３１１が高い結合係数で結合するため、給電効率が高くなり、受電電圧Ｖrectが高くなる。そして、スマートフォン２０をこの位置ｘｂからずらすほど、給電コイル１３１および受電コイル３１１の結合係数が低下するため、給電効率が低下し、受電電圧Ｖrectが低下する。なお、この例では、図５Ａ〜５Ｃに示したように、給電装置１０上のスマートフォン２０の位置を横方向にずらしたが、どの方向にずらしても同様であり、受電コイル３１１の中心が給電コイル１３１の中心からずれるほど、受電電圧Ｖrectが低くなる。
【００５０】
スマートフォン２０の受電装置３０は、給電開始時での受電電圧Ｖrectが所定のしきい値ＴＨよりも低い場合において、位置調節モードＭ１で動作し、ユーザに対して、スマートフォン２０の位置を調節する機会を与える。具体的には、受電装置３０は、位置調節モードＭ１では、給電装置１０に対して給電電力を維持するように指示するとともに、受電電圧Ｖrectに応じた発光デューティ比で発光素子３５を発光（点滅）させる。すなわち、発光素子３５の発光デューティ比は、スマートフォン２０の位置に応じたものとなる。よって、受電装置３０が位置調節モードＭ１で動作しているとき、ユーザがスマートフォン２０の位置を動かすと、受電電圧Ｖrectが変化し、それに応じて発光素子３５の発光デューティ比が変化する。
【００５１】
図７は、発光素子３５の発光動作を表すものであり、（Ａ）は発光デューティ比が低い場合を示し、（Ｂ）は発光デューティ比が中程度である場合を示し、（Ｃ）は発光デューティ比が高い場合を示す。この図において、“ＯＮ”は発光状態を示し、“ＯＦＦ”は非発光状態を示す。制御部３６は、例えば、受電電圧Ｖrectが低い場合には、図７（Ａ）に示したように、低い発光デューティ比で発光素子３５を発光させ、また、例えば、受電電圧Ｖrectが高い場合には、図７（Ｃ）示したように、高い発光デューティ比で発光素子３５を発光させる。
【００５２】
ユーザは、発光素子３５の発光動作を見ながら、発光デューティ比がより高くなるように、スマートフォン２０の位置を調節する。これにより、給電システム１では、スマートフォン２０の位置を位置ｘｂにより近付けることができ、給電効率を高めることができる。
【００５３】
（給電システム１の詳細動作）
図８は、給電システム１における給電動作のフローチャートを表すものである。受電装置３０は、給電開始時での受電電圧Ｖrectがしきい値ＴＨよりも低い場合に、位置調節モードＭ１で動作し、ユーザに対してスマートフォン２０の位置を調節する機会を与える。そして、その後に、受電装置３０は給電電力を調節し、２次電池２３に対する充電を開始する。以下に、その詳細を説明する。
【００５４】
ユーザが、スマートフォン２０を給電装置１０の給電面上に置くと、まず、給電装置１０は、スマートフォン２０の受電装置３０に対して給電を開始する（ステップＳ１）。
【００５５】
次に、受電装置３０は、給電装置１０から供給された電力に基づいて起動する（ステップＳ２）。具体的には、受電装置３０では、給電装置１０からの給電を受けて整流回路３２が受電電圧Ｖrectを生成し、レギュレータ３３がこの受電電圧Ｖrectに基づいて電圧Ｖregを生成する。そして、受電装置３０の各ブロックが、この電圧Ｖregを電源電圧として動作を開始する。その後、受電装置３０の制御部３６は、受電装置３０のベンダ情報、受電装置３０のバージョン情報、受電装置３０の電気的特性に関する情報などを含む給電制御信号ＣＴＬを生成し、通信部３７がこの給電制御信号ＣＴＬを給電装置１０に対して送信する。給電装置１０は、この給電制御信号ＣＴＬを受信して、給電装置１０上に受電装置３０が置かれたことを知るとともに、その受電装置３０の性能などの情報を取得する。
【００５６】
次に、受電装置３０の制御部３６は、受電電圧Ｖrectを検出する（ステップＳ３）。そして、制御部３６は、受電電圧Ｖrectがしきい値ＴＨより小さい（Ｖrect＜ＴＨ）か否かを確認する（ステップＳ４）。
【００５７】
ステップＳ４において、受電電圧Ｖrectがしきい値ＴＨより小さい場合（ステップＳ４において“Ｙ”）には、受電装置３０は、位置調節モードＭ１で動作を行う（ステップＳ５）。すなわち、制御部３６は、受電電圧Ｖrectがしきい値ＴＨより小さい場合には、スマートフォン２０の位置がずれていると判断し、ユーザに対して、スマートフォン２０の位置を調節する機会を与える。この位置調節モードＭ１での動作については、後ほど詳細に説明する。また、受電電圧Ｖrectがしきい値ＴＨ以上である場合（ステップＳ４において“Ｎ”）には、受電装置３０は、位置調節モードＭ１で動作を行うことなく、フローはステップＳ６に進む。
【００５８】
次に、制御部３６は、給電電力を調節する（ステップＳ６）。具体的には、制御部３６は、給電装置１０に対して給電電力の増大要求や低減要求などを行い、受電電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget以上の所定の電圧範囲に収まるように制御する。
【００５９】
次に、受電装置３０は、２次電池２３に対する充電を開始する（ステップＳ７）。具体的には、制御部３６は、負荷接続部３４に対して、負荷を接続するべき旨の指示を行い、負荷接続部３４は、この指示に基づいて、レギュレータ３３と充電制御部２２とを接続する。これにより、受電装置３０は、充電制御部２２を介して２次電池２３に対する充電を開始する。そして、これ以降、受電装置３０は、給電装置１０に対して給電電力の増大要求、低減要求、維持要求などを行いながら給電電力を調節しつつ、２次電池２３に対する充電を行う。
【００６０】
次に、制御部３６は、２次電池２３に対する充電が完了したか否かを判断する（ステップＳ８）。具体的には、制御部３６は、例えば、２次電池２３における電圧や２次電池２３への供給電流に基づいて、２次電池２３に対する充電が完了したか否かを判断する。
【００６１】
ステップＳ８において、２次電池２３に対する充電がまだ完了していないと判断した場合（ステップＳ８において“Ｎ”）には、所定時間充電を行い（ステップＳ９）、ステップＳ８に戻る。そして、充電が完了するまで、ステップＳ８，Ｓ９を繰り返し、充電を行う。
【００６２】
また、ステップＳ８において、２次電池２３に対する充電が完了したと判断した場合（ステップＳ８において“Ｙ”）には、給電装置１０が給電を停止する（ステップＳ１０）。具体的には、制御部３６は、負荷接続部３４に対して、負荷を切り離すべき旨の指示を行い、負荷接続部３４は、この指示に基づいて、レギュレータ３３と充電制御部２２とを切り離す。同時に、制御部３６は、給電停止要求を含む給電制御信号ＣＴＬを生成し、通信部３７が給電装置１０に対して給電制御信号ＣＴＬを送信する。そして、給電装置１０では、通信部１４が給電制御信号ＣＴＬを受信し、制御部１５が、その給電制御信号ＣＴＬに基づいて、給電を停止するように送電ドライバ１２を制御する。
【００６３】
以上で、このフローは終了する。次に、ステップＳ５に示した位置調節モードＭ１での動作について、詳細に説明する。
【００６４】
図９は、位置調節モードＭ１のフローチャートを表すものである。位置調節モードＭ１では、給電システム１は、ユーザに対して、スマートフォン２０の位置を調節する機会を与える。以下に、その詳細を説明する。
【００６５】
まず、受電装置３０の制御部３６は、給電装置１０に対して、給電電力を維持するように指示する（ステップＳ２１）。具体的には、制御部３６は、給電電力の維持要求を含む給電制御信号ＣＴＬを生成し、通信部３７がこの給電制御信号ＣＴＬを給電装置１０に対して送信する。給電装置１０では、通信部１４がこの給電制御信号ＣＴＬを受信し、制御部１５が、出力電力を一定に保つように送電ドライバ１２を制御する。制御部３６は、これ以降、位置調節モードＭ１での動作が終了するまで、給電装置１０に対して、給電電力の維持要求を含む給電制御信号ＣＴＬを定期的に送信する。
【００６６】
次に、制御部３６は、受電電圧Ｖrectを検出し（ステップＳ２２）、受電電圧Ｖrectがほぼ一定であるか否かを確認する（ステップＳ２３）。具体的には、例えば、制御部３６は、受電電圧Ｖrectについての複数回の検出結果に基づいて偏差を求め、その偏差と所定のしきい値とを比較することにより、受電電圧Ｖrectがほぼ一定であるか否かを確認することができる。
【００６７】
ステップＳ２３において、受電電圧Ｖrectが変化している場合（ステップＳ２３において“Ｎ”）には、制御部３６は、受電電圧Ｖrectに応じた発光デューティ比で発光素子３５を発光させ（ステップＳ２４）、ステップＳ２２に戻る。そして、受電電圧Ｖrectがほぼ一定になるまで、ステップＳ２２〜Ｓ２４を繰り返す。
【００６８】
ユーザは、このステップＳ２２〜Ｓ２４を繰り返している期間において、発光素子３５の発光動作を見ながら、発光デューティ比がより高くなるように、スマートフォン２０の位置を調節する。そして、ユーザは、例えば、発光デューティ比が一番高いと感じた位置にスマートフォン２０を置き、スマートフォン２０から手を離す。
【００６９】
ステップＳ２３において、受電電圧Ｖrectがほぼ一定である場合（ステップＳ２３において“Ｙ”）には、この位置調節モードＭ１のフローを終了する。具体的には、制御部３６は、受電電圧Ｖrectがほぼ一定である場合には、ユーザによるスマートフォン２０の位置調節は終了したと判断する。すなわち、ユーザが、スマートフォン２０から手を離した後は、スマートフォン２０の位置が定まるため、受電電圧Ｖrectはほぼ一定となる。よって、制御部３６は、ユーザによるスマートフォン２０の位置調節は終了したと判断して、この位置調節モードＭ１のフローを終了し、図８のステップＳ６に進んで給電電力を調節する。
【００７０】
次に、いくつかの動作例を挙げて、本実施の形態の作用を説明する。
【００７１】
図１０は、第１の動作例における受電電圧Ｖrectおよび出力電圧Ｖoutの波形を表すものである。この第１の動作例は、受電装置３０がユーザに対してスマートフォン２０の位置を調節する機会を与え、その機会にユーザが位置を調節する例である。
【００７２】
まず、タイミングｔ１において、給電装置１０が、スマートフォン２０（受電装置３０）に対して給電を開始する。そして、タイミングｔ１〜ｔ２の期間（初期期間Ｐ１）において、受電装置３０は起動し、通信部３７が、受電装置３０のベンダ情報、受電装置３０のバージョン情報、受電装置３０の電気的特性に関する情報などを含む給電制御信号ＣＴＬを、給電装置１０に対して送信する。
【００７３】
次に、タイミングｔ２において、受電装置３０の制御部３６は、受電電圧Ｖrectを検出する。この例では、受電電圧Ｖrectはしきい値電圧ＴＨよりも低い（Ｖrect＜ＴＨ）ため、受電装置３０は、位置調節モードＭ１で動作する。すなわち、タイミングｔ２〜ｔ４の期間（位置調節期間Ｐ２）において、制御部３６は、給電電力を維持するように給電装置１０に対して定期的に指示しつつ、受電電圧Ｖrectを検出する。そして、制御部３６は、受電電圧Ｖrectに応じた発光デューティ比で発光素子３５を発光させる。ユーザは、この発光素子３５の発光動作を見ながら、スマートフォン２０の位置を調節し、発光デューティ比が一番高いと感じる位置を探す。これにより、受電電圧Ｖrectは、徐々に上昇して、電圧Ｖ１に到達する。そして、ユーザは、タイミングｔ３においてスマートフォン２０から手を離す。これにより、受電電圧Ｖrectは、タイミングｔ３以降、一定になる。
【００７４】
次に、タイミングｔ４において、受電装置３０の制御部３６は、受電電圧Ｖrectはほぼ一定であると判断し、給電電力の調節を開始する。すなわち、タイミングｔ４〜ｔ５の期間（電力調節期間Ｐ３）において、制御部３６は、給電装置１０に対して給電電力の増大要求や低減要求などを行い、受電電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget以上の所定の電圧範囲に収まるように制御する。なお、この例では、制御部３６は、給電装置１０に対して給電電力の増大要求を２回行い、受電電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtargetに達する。
【００７５】
次に、タイミングｔ５において、受電装置３０は、２次電池２３への充電を開始する。具体的には、負荷接続部３４が、このタイミングｔ５において、レギュレータ３３と充電制御部２２とを接続する。これにより、受電電圧Ｖrectが低下するとともに、出力電圧Ｖoutが上昇する。そして、このタイミングｔ５以降の期間（充電期間Ｐ４）において、受電装置３０は、２次電池２３への充電を行う。
【００７６】
このように、給電システム１では、受電電圧Ｖrectがしきい値ＴＨよりも低い場合に、位置調節モードＭ１で動作する。受電電圧Ｖrectがしきい値ＴＨより小さい場合には、スマートフォン２０の位置がずれていると判断し、ユーザに対して、スマートフォン２０の位置を調節する機会を与え、その後に給電電力を調節する。給電システム１では、このようにして、ユーザがスマートフォン２０の位置を調節した後に、給電電力を調節するようにしたので、給電効率を高めることができ、給電装置１０が出力する電力を抑えることができる。すなわち、仮に、スマートフォン２０の位置がずれたまま、給電電力を調節した場合には、給電効率が低いため、その分、給電装置１０が出力する電力が大きくなってしまう。この場合には、例えば、消費電力が大きくなり、また発熱量が多くなってしまう。また、充電時間が長くなったり、給電が不安定になったりするおそれもある。一方、給電システム１では、スマートフォン２０の位置がずれている場合には、ユーザに対して、スマートフォン２０の位置を調節する機会を与えるようにしたので、給電効率を高くすることができ、例えば、消費電力を抑えることができ、また、発熱量を少なくすることができる。
【００７７】
また、給電システム１では、受電装置３０は、位置調節モードＭ１で動作する際、給電装置１０に対して、給電電力の維持要求を行うようにしたので、ユーザは、給電効率が高いスマートフォン２０の位置をより正確に把握することができる。すなわち、例えば、位置調節モードＭ１で動作する際、給電装置１０が出力する電力自体が変化する場合には、スマートフォン２０の位置が変化しなくても受電電圧Ｖrectが変化してしまうため、ユーザは、給電効率が高いスマートフォン２０の位置を把握できないおそれがある。一方、給電システム１では、位置調節モードＭ１で動作する際、給電装置１０に対して、給電電力の維持要求を行うようにしたので、給電装置１０が出力する電力が維持されるため、給電効率が高いスマートフォン２０の位置をより正確に把握することができる。
【００７８】
また、給電システム１では、位置調節モードＭ１で動作する際、ユーザが発光素子３５の発光動作を見ながら、スマートフォン２０の位置を調節するようにしたので、ユーザは、給電装置１０の性能を意識することなく、スマートフォン２０の位置を直感的に調節することができる。すなわち、給電装置１０は、さまざまなベンダによって製造され、例えば、給電装置１０が出力する電力が互いに異なる場合もある。しかしながら、スマートフォン２０の位置がずれるほど給電効率が低下し、受電電圧Ｖrectが低下する振る舞い（図６）は同じである。よって、給電システム１では、給電装置１０の性能や、給電装置１０と受電装置３０との相性などを意識することなく、スマートフォン２０の位置を直感的に調節することができる。
【００７９】
図１１は、第２の動作例における受電電圧Ｖrectおよび出力電圧Ｖoutの波形を表すものである。この第２の動作例は、位置調節モードＭ１において、ユーザが位置の調節を途中で止める例である。
【００８０】
まず、タイミングｔ１１において、給電装置１０がスマートフォン２０（受電装置３０）に対して給電を開始し、受電装置３０が起動する。
【００８１】
次に、タイミングｔ１２において、受電装置３０の制御部３６は、受電電圧Ｖrectを検出する。第１の動作例と同様に、この受電電圧Ｖrectはしきい値電圧ＴＨよりも低い（Ｖrect＜ＴＨ）ため、受電装置３０は、位置調節モードＭ１で動作する。この第２の動作例では、ユーザは、この発光素子３５の発光動作を見ながら、スマートフォン２０の位置を調節し始め、タイミングｔ１３において、調節を止めている。これにより、受電電圧Ｖrectは、第１の動作例で到達した電圧Ｖ１よりも低い電圧Ｖ２まで上昇し、その後一定になる。
【００８２】
そして、タイミングｔ１４において、受電装置３０の制御部３６は、受電電圧Ｖrectはほぼ一定であると判断し、給電電力の調節を開始する。この第２の動作例では、受電装置３０は、給電装置１０に対する給電電力の増大要求を、第１の動作例の場合よりも多く行い、受電電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtargetに達する。すなわち、この例では、給電電力の調節を開始したとき（タイミングｔ１４）の受電電圧Ｖrectが、第１の動作例の場合に比べて低いため、給電電力の増大要求をより多く行う。
【００８３】
このように、給電システム１では、位置調節モードＭ１での動作が終了したのち、給電電力を調節するようにしたので、例えば、位置の調節が不十分であった場合でも、その後に給電電力を調節することにより、受電電圧Ｖrectを充電開始に必要な電圧Ｖtargetに到達させることができる。
【００８４】
図１２は、第３の動作例における受電電圧Ｖrectおよび出力電圧Ｖoutの波形を表すものである。この第３の動作例は、受電装置３０がユーザに対してスマートフォン２０の位置を調節する機会を与えたが、ユーザが位置を調節しない例である。
【００８５】
まず、タイミングｔ２１において、給電装置１０がスマートフォン２０（受電装置３０）に対して給電を開始し、受電装置３０が起動する。
【００８６】
次に、タイミングｔ２２において、受電装置３０の制御部３６は、受電電圧Ｖrectを検出する。第１の動作例と同様に、この受電電圧Ｖrectはしきい値電圧ＴＨよりも低い（Ｖrect＜ＴＨ）ため、受電装置３０は、位置調節モードＭ１で動作する。しかしながら、この第３の動作例では、ユーザは、スマートフォン２０の位置の調節を行わない。よって、受電電圧Ｖrectは変化しない。
【００８７】
そして、タイミングｔ２３において、受電装置３０の制御部３６は、受電電圧Ｖrectはほぼ一定であると判断し、給電電力の調節を開始する。この第３の動作例では、受電装置３０は、給電装置１０に対する給電電力の増大要求を、第２の動作例の場合よりも多く行い、受電電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtargetに達する。
【００８８】
このように、給電システム１では、受電電圧Ｖrectがほぼ一定になった場合に、位置調節モードＭ１のフローを終了するようにしたので、ユーザに操作を強いることなく、給電を行うことができる。すなわち、このように、ユーザがスマートフォン２０を全く動かさない場合でも、受電電圧Ｖrectがほぼ一定であるため、制御部３６は位置調節モードＭ１のフローを終了し、その後に給電電力を調節する。このように、給電システム１では、ユーザに操作を強いることなく、給電を行うことができる。
【００８９】
図１３は、第４の動作例における受電電圧Ｖrectおよび出力電圧Ｖoutの波形を表すものである。この第４の動作例は、受電装置３０がユーザに対してスマートフォン２０の位置を調節する機会を与えない例である。このとき、スマートフォン２０の受電コイル３１１の中心が、第１〜第３の動作例の場合に比べて、給電装置１０の給電コイル１３１の中心により近いように、スマートフォン２０を配置している。
【００９０】
まず、タイミングｔ３１において、給電装置１０がスマートフォン２０（受電装置３０）に対して給電を開始し、受電装置３０が起動する。
【００９１】
次に、タイミングｔ３２において、受電装置３０の制御部３６は、受電電圧Ｖrectを検出する。第１の動作例などと異なり、この受電電圧Ｖrectはしきい値電圧ＴＨよりも高いため、制御部３６は、位置調節モードＭ１で動作を行うことなく、給電電力の調節を開始する。そして、この給電電力の調節により、受電電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtargetに達する。
【００９２】
このように、給電システム１では、受電電圧Ｖrectがしきい値ＴＨ以上である場合には、ユーザに対して、スマートフォン２０の位置を調節する機会を与えずに、給電電力を調節する。すなわち、この場合には、受電装置３０の制御部３６は、スマートフォン２０の位置はぼぼ適切であると判断し、給電電力を調節する。これにより、給電システム１では、すばやく充電を開始することができる。
【００９３】
［効果］
以上のように本実施の形態では、受電電圧がしきい値よりも低い場合に、ユーザに対して、スマートフォン（受電装置）の位置を調節する機会を与えるようにしたので、給電効率を高くすることができる。
【００９４】
本実施の形態では、位置調節モードＭ１で動作する際、給電装置に対して給電電力の維持要求を行うようにしたので、ユーザは、給電効率が高いスマートフォンの位置をより正確に把握することができる。
【００９５】
本実施の形態では、受電電圧がほぼ一定になった場合に、位置調節モードＭ１のフローを終了するようにしたので、ユーザに操作を強いることなく、給電を行うことができる。
【００９６】
本実施の形態では、受電電圧がしきい値以上である場合に、ユーザに対して、スマートフォン（受電装置）の位置を調節する機会を与えずに、給電電力を調節するようにしたので、すばやく充電を開始することができる。
【００９７】
［変形例１−１］
上記実施の形態では、制御部３６は、位置調節モードＭ１において、発光素子３５の発光デューティ比を制御したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図１４に示したように、発光素子３５の発光頻度を制御してもよい。この図１４の例では、（Ａ）は発光頻度が低い場合を示し、（Ｂ）は発光頻度が中程度である場合を示し、（Ｃ）は発光頻度が高い場合を示す。この変形例に係る制御部３６Ａは、例えば、受電電圧Ｖrectが低い場合には、図１４（Ａ）に示したように、低い発光頻度で発光素子３５を発光させ、また、例えば、受電電圧Ｖrectが高い場合には、図１４（Ｃ）示したように、高い発光頻度で発光素子３５を発光させる。このように構成しても、上記実施の形態に係る給電システム１と同様の効果を得ることができる。
【００９８】
［変形例１−２］
上記実施の形態では、位置調節モードＭ１において発光素子３５を点滅させたが、これに限定されるものではなく、これに変えて、例えば、受電電圧Ｖrectに応じた輝度で発光素子３５を点灯させるようにしてもよい。その際、例えば、制御部３６が発光素子３５を点灯させるようにしてもよいし、例えば、図１５に示す受電装置３０Ｂのように、制御部３６Ｂの代わりに、アンプ３８Ｂが受電電圧Ｖrectに基づいて発光素子３５を点灯させるようにしてもよい。なお、この例では、アンプ３８Ｂを設けたが、これに限定されるものではなく、例えば、アンプ３８Ｂを省き、受電電圧Ｖrectを発光素子３５に直接供給してもよい。また、このように発光素子３５を点灯させる動作と、上記実施の形態で説明した、発光素子３５を点滅させる動作とを組み合わせてもよい。また、この図１５の例では、位置調節モードＭ１であるか否かにかかわらず発光素子３５が受電電圧Ｖrectに応じた輝度で発光するが、これに限定されるものではなく、アンプ３８Ｂと発光素子３５の間にスイッチを設け、位置調節モードＭ１でのみ発光素子３５が点灯するようにしてもよい。また、例えば、複数の発光素子を設け、受電電圧Ｖrectに応じて、複数の発光素子のうち、発光する発光素子の数が変化するようにしてもよい。このように構成しても、上記実施の形態に係る給電システム１と同様の効果を得ることができる。
【００９９】
［変形例１−３］
上記実施の形態では、位置調節モードＭ１において、発光素子３５を発光させたが、これに限定されるものではなく、これに変えて、例えば、図１６に示す受電装置３０Ｃのように、音を発するようにしてもよい。受電装置３０Ｃは、制御部３６Ｃと、スピーカ３９Ｃとを有している。制御部３６Ｃは、例えば、受電電圧Ｖrectが低い場合には、スピーカ３９Ｃから低い音を発生させ、また、例えば、受電電圧Ｖrectが高い場合には、高い音を発生させる。このように構成しても、上記実施の形態に係る給電システム１と同様の効果を得ることができる。
【０１００】
［変形例１−４］
上記実施の形態では、受電装置３０に発光素子３５を設けたが、これに限定されるものではない。例えば、スマートフォンのうちの受電装置以外の部分に発光素子を設けてもよい。また、例えば、スマートフォンの表示部に、受電電圧Ｖrectに応じた情報を表示してもよい。以下に、本変形例について、詳細に説明する。
【０１０１】
図１７は、本変形例に係るスマートフォン２０Ｄの一構成例を表すものである。スマートフォン２０Ｄは、受電装置３０Ｄと、制御部２８Ｄとを有している。受電装置３０Ｄは、給電装置１０から電力を受け取り、直流信号（出力電圧Ｖout）を生成するとともに、受電電圧Ｖrectの電圧値を示す受電電圧信号Ｓrectを生成するものである。制御部２８Ｄは、受電電圧信号Ｓrectに基づいて、表示部２５を制御するものである。
【０１０２】
図１８は、受電装置３０Ｄの一構成例を表すものである。受電装置３０Ｄは、制御部３６Ｄを有している。制御部３６Ｄは、受電電圧Ｖrectに基づいて給電制御信号ＣＴＬを生成するとともに、受電電圧信号Ｓrectを生成するものである。
【０１０３】
この構成により、受電装置３０Ｄは、位置調節モードＭ１において受電電圧Ｖrectを検出し、受電電圧信号Ｓrectを生成して出力する。そして、制御部２８Ｄは、その受電電圧信号Ｓrectに基づいて、表示部２５を制御する。具体的には、表示部２５は、受電電圧Ｖrectに応じた数字や、受電電圧Ｖrectに応じた色、受電電圧Ｖrectに応じて大きさが変化する円や、受電電圧Ｖrectに応じて長さが変化するバーなどを表示する。これにより、上記実施の形態に係る給電システム１と同様の効果を得ることができるとともに、表示の自由度を高めることができる。
【０１０４】
［変形例１−５］
上記実施の形態では、位置調節モードＭ１において、受電電圧Ｖrectを検出し、その受電電圧Ｖrectに応じた発光デューティ比で発光素子３５を発光させたが、これに限定されるものではなく、受電装置３０が受け取った電力量に応じた電圧や電流を検出し、これらに応じた発光デューティ比で発光素子３５を発光させてもよい。具体的には、例えば、整流回路３２の入力電流の振幅を検出してもよいし、整流回路３２の入力電圧の振幅を検出してもよい。この場合でも、上記実施の形態に係る給電システム１と同様の効果を得ることができる。
【０１０５】
［変形例１−６］
上記実施の形態では、図１に示したように、給電装置１０を、受電装置３０を搭載した電子機器（この例ではスマートフォン２０）よりも大きくしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、給電装置１０とこの電子機器を同程度の大きさにしてもよいし、給電装置１０よりも電子機器を大きくしてもよい。
【０１０６】
［変形例１−７］
上記実施の形態では、電磁誘導により電力を供給したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、電界結合により電力を供給してもよい。以下に、本変形例に係る給電システム３について、詳細に説明する。
【０１０７】
図１９は、給電システム３の一構成例を表すものである。給電システム３は、給電装置６０と、スマートフォン７０とを備えている。この給電装置６０の給電面（スマートフォン７０と接する側）には、２つの給電電極６１Ａ，６１Ｂ（後述）が配置されており、スマートフォン７０の下面（給電装置６０と接する側）には、２つの受電電極７１Ａ，７１Ｂ（後述）が配置されている。給電装置６０は、これらの電極を用いて、電界結合により、スマートフォン７０の受電装置８０（後述）に対して給電するようになっている。
【０１０８】
図２０は、給電装置６０およびスマートフォン７０の概略断面図を表すものである。この例は、給電装置６０の上にスマートフォン７０を置き、給電動作を行う状態を示している。
【０１０９】
給電装置６０は、２つの給電電極６１Ａ，６１Ｂを有している。給電電極６１Ａ，６１Ｂは、スマートフォン７０と接する面（給電面）に配置されている。これらの給電電極６１Ａ，６１Ｂは、絶縁体８によりそれぞれ覆われている。これにより、給電電極６１Ａ，６１Ｂは、スマートフォン７０の受電電極７１Ａ，７１Ｂとの間で、それぞれ、この絶縁体８などを介して電界結合するようになっている。
【０１１０】
スマートフォン７０は、２つの受電電極７１Ａ，７１Ｂを有している。受電電極７１Ａ，７１Ｂは、給電装置６０と接する面（受電面）に配置されている。受電電極７１Ａは、給電装置６０の給電電極６１Ａに対応した位置に配置され、受電電極７１Ｂは、給電装置６０の給電電極６１Ｂに対応した位置に配置されている。これらの受電電極７１Ａ，７１Ｂは、絶縁体９によりそれぞれ覆われている。これにより、受電電極７１Ａ，７１Ｂは、給電装置６０の給電電極６１Ａ，６１Ｂとの間で、それぞれ、この絶縁体９などを介して電界結合するようになっている。
【０１１１】
図２１は、給電装置６０の一構成例を表すものである。給電装置６０は、上記実施の形態に係る給電装置１０と同様に、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１と、送電ドライバ１２と、通信部１４と、制御部１５と、電流検出部１６とを有している。給電電極６１Ａは、送電ドライバ１２の第１の出力端子に接続され、給電電極６１Ｂは、電流検出部１６を介して送電ドライバ１２の第２の出力端子に接続されている。
【０１１２】
図２２は、スマートフォン７０の受電装置８０の一構成例を表すものである。受電装置８０は、上記実施の形態に係る受電装置３０と同様に、整流回路３２と、レギュレータ３３と、負荷接続部３４と、発光素子３５と、制御部３６と、通信部３７とを有している。受電電極７１Ａは、整流回路３２の第１の入力端子に接続され、受電電極７１Ｂは、整流回路３２の第２の入力端子に接続されている。
【０１１３】
このように構成しても、上記実施の形態に係る給電システム１と同様の効果を得ることができる。
【０１１４】
［その他の変形例］
また、これらの変形例のうちの２以上を組み合わせてもよい。
【０１１５】
＜２．第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態に係る給電システム２について説明する。本実施の形態は、位置調節モードＭ１で動作する期間が、上記第１の実施の形態と異なるものである。すなわち、上記第１の実施の形態（図８など）では、２次電池２３へ充電を開始する前に、ユーザに対して位置の調節をする機会を与えたが、本実施の形態では、２次電池２３への充電中に、定期的にユーザに対して位置の調節をする機会を与えている。なお、上記第１の実施の形態に係る給電システム１と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１１６】
図１，３に示すように、給電装置１０と、スマートフォン４０とを備えている。スマートフォン４０は、受電装置５０を有している。
【０１１７】
図２３は、受電装置５０の一構成例を表すものである。受電装置５０は、電流制限部５８と、制御部５６とを有している。電流制限部５８は、制御部５６からの指示に基づいて、出力電流Ｉoutを所定値に制限するものである。
【０１１８】
制御部５６は、受電電圧Ｖrectに基づいて給電制御信号ＣＴＬを生成するとともに、発光素子３５を発光させるものである。具体的には、制御部５６は、充電中において、定期的に、出力電流Ｉoutを所定値に制限するように電流制限部５８を制御し、給電電力を維持するように給電装置１０に対して指示するとともに、受電電圧Ｖrectに応じた発光デューティ比で発光素子３５を発光（点滅）させる。また、制御部５６は、出力電流制限時での受電電圧Ｖrectが所定のしきい値ＴＨ２以上である場合には、出力電流Ｉoutの制限を解除するように電流制限部４８を制御するようになっている。
【０１１９】
図２４は、給電システム２における給電動作のフローチャートを表すものである。
【０１２０】
ユーザが、スマートフォン４０を給電装置１０の給電面上に置くと、まず、給電装置１０は、スマートフォン４０の受電装置５０に対して給電を開始する（ステップＳ３１）。そして、受電装置５０は、給電装置１０から供給された電力に基づいて起動する（ステップＳ３２）。
【０１２１】
次に、受電装置５０の制御部５６は、給電電力を調節する（ステップＳ３３）。具体的には、制御部５６は、給電装置１０に対して給電電力の増大要求や低減要求などを行い、受電電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget以上の所定の電圧範囲に収まるように制御する。
【０１２２】
次に、受電装置５０は、２次電池２３に対する充電を開始する（ステップＳ３４）。具体的には、制御部５６は、負荷接続部３４に対して、負荷を接続するべき旨の指示を行い、負荷接続部３４は、この指示に基づいて、電流制限部５８と充電制御部２２とを接続する。これにより、受電装置５０は、充電制御部２２を介して２次電池２３に対する充電を開始する。そして、これ以降、後述する位置調節モードＭ２での動作を除き、受電装置５０は、給電装置１０に対して給電電力の増大要求、低減要求、維持要求などを行いながら給電電力を調節しつつ、２次電池２３に対する充電を行う。
【０１２３】
次に、受電装置５０は、出力電流Ｉoutを制限する（ステップＳ３５）。具体的には、制御部５６は、電流制限部５８に対して、出力電流Ｉoutを所定値に制限するように指示し、電流制限部５８は、この指示に基づいて、出力電流Ｉoutを制限する。
【０１２４】
次に、受電装置５０は、位置調節モードＭ２で動作を行う（ステップＳ３６）。
【０１２５】
図２５は、位置調節モードＭ２のフローチャートを表すものである。この動作は、第１の実施の形態における位置調節モードＭ１のフローチャート（図９）に、ステップＳ２５を追加したものである。位置調節モードＭ２では、まず、受電装置５０の制御部５６が、給電装置１０に対して、給電電力を維持するように指示する（ステップＳ２１）。そして、受電電圧Ｖrectがほぼ一定になるまで、制御部５６は、受電電圧Ｖrectに応じた発光デューティ比で発光素子３５を発光させる（ステップＳ２２〜Ｓ２４）。そして、受電電圧Ｖrectがほぼ一定になった後に、制御部５６は、給電電力の維持要求を停止する（ステップＳ２５）。これにより、制御部５６は、位置調節モードＭ２での動作前と同様に、給電装置１０に対して給電電力の増大要求や低減要求などを行い、受電電圧Ｖrectが目標電圧Ｖtarget以上の所定の電圧範囲に収まるように制御する。
【０１２６】
次に、受電装置５０は、出力電流Ｉoutの制限を解除する（ステップＳ３７）。具体的には、制御部５６は、電流制限部５８に対して、出力電流Ｉoutの制限を解除するように指示し、電流制限部５８は、この指示に基づいて、出力電流Ｉoutの制限を解除する。
【０１２７】
次に、制御部５６は、２次電池２３に対する充電が完了したか否かを判断する（ステップＳ３８）。２次電池２３に対する充電がまだ完了していないと判断した場合（ステップＳ３８において“Ｎ”）には、所定時間充電を行い（ステップＳ３９）、ステップＳ３５に戻る。そして、充電が完了するまで、ステップＳ３５〜Ｓ３９を繰り返し、充電を行う。  また、２次電池２３に対する充電が完了したと判断した場合（ステップＳ３８において“Ｙ”）には、給電装置１０が給電を停止する（ステップＳ４０）。
【０１２８】
以上で、このフローは終了する。
【０１２９】
以上のように本実施の形態では、充電中に、ユーザに対して位置の調節をする機会を与えるようにしたので、例えば充電中にスマートフォンの位置がずれた場合でも、位置を調節することができる。その他の効果は、上記第１の実施の形態の場合と同様である。
【０１３０】
［変形例２−１］
上記実施の形態では、充電中に、ユーザに対して位置の調節をする機会を与えるようにしたが、これに限定されるものではなく、さらに第１の実施の形態に係る技術を組み合わせ、充電前にも、ユーザに対して位置の調節をする機会を与えるようにしてもよい。
【０１３１】
［その他の変形例］
上記実施の形態に係る受電装置５０に、上記第１の実施の形態の各変形例を適用してもよい。
【０１３２】
以上、いくつかの実施の形態および変形例を挙げて本技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
【０１３３】
例えば、上記の各実施の形態等では、受電装置３０等は、給電装置１０に対して、負荷変調により給電制御信号ＣＴＬを送信したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えばブルートゥースなどにより給電制御信号ＣＴＬを送信してもよい。
【０１３４】
また、例えば、上記の各実施の形態等では、受電装置３０等に容量素子３１３を設けたが、これに限定されるものではなく、例えば、この容量素子３１３を省いてもよい。
【０１３５】
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
【０１３６】
なお、本技術は以下のような構成とすることができる。
【０１３７】
（１）給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成する電力生成部と、
前記電力生成部における入力電力量に応じた受電情報を出力可能に構成された情報出力部と、
前記給電装置の出力電力量を維持するように前記給電装置を制御する第１の制御を行うとともに、前記受電情報を出力するように前記情報出力部を制御する制御部と
を備えた受電装置。
【０１３８】
（２）前記制御部は、前記電力生成部が前記直流電力の負荷への供給を停止している停止期間において、前記第１の制御を行うとともに、前記受電情報を出力するように前記情報出力部を制御する
前記（１）に記載の受電装置。
【０１３９】
（３）前記制御部は、前記入力電力量に応じたパラメータを検出し、所定時間において前記パラメータの変化量が所定量より小さい場合に、前記第１の制御を終了する
前記（２）に記載の受電装置。
【０１４０】
（４）前記制御部は、前記第１の制御の終了後に、前記パラメータが所定の目標値になるまで、前記出力電力量を調節するように前記給電装置を制御する第２の制御を行う
前記（３）に記載の受電装置。
【０１４１】
（５）前記制御部は、前記停止期間において、前記入力電力量に応じたパラメータを検出し、そのパラメータが判定条件を満たす場合に、前記第１の制御を行うとともに、前記受電情報を出力するように前記情報出力部を制御する
前記（２）から（４）のいずれかに記載の受電装置。
【０１４２】
（６）前記制御部は、前記パラメータが前記判定条件を満たさない場合に、前記パラメータが所定の目標値になるまで、前記出力電力量を調節するように前記給電装置を制御する第２の制御を行う
前記（５）に記載の受電装置。
【０１４３】
（７）前記電力生成部は、前記電力信号を整流する整流部を有し、
前記パラメータは、前記整流部の出力電圧値であり、
前記判定条件は、前記パラメータが所定のしきい値より低いことである
前記（５）または（６）に記載の受電装置。
【０１４４】
（８）前記電力生成部は、前記直流電力の負荷への供給を行っている期間において、負荷への供給電流を間欠的に制限し、
前記制御部は、前記電力生成部が前記供給電流を制限する期間において、前記第１の制御を行うとともに、前記受電情報を出力するように前記情報出力部を制御する
前記（１）から（７）のいずれかに記載の受電装置。
【０１４５】
（９）前記制御部は、前記入力電力量に応じたパラメータを検出し、
所定時間において前記パラメータの変化量が所定量より小さい場合に、前記制御部は前記第１の制御を終了し、前記電力生成部は前記供給電流の制限を解除する
前記（８）に記載の受電装置。
【０１４６】
（１０）前記情報出力部は、発光素子を含み、前記入力電力量に応じて、前記発光素子の発光デューティ比を変化させることにより前記受電情報を出力する
前記（１）から（９）のいずれかに記載の受電装置。
【０１４７】
（１１）前記情報出力部は、発光素子を含み、前記入力電力量に応じて、前記発光素子の発光頻度を変化させることにより前記受電情報を出力する
前記（１）から（１０）のいずれかに記載の受電装置。
【０１４８】
（１２）前記情報出力部は、発光素子を含み、前記入力電力量に応じて、前記発光素子の輝度を変化させることにより前記受電情報を出力する
前記（１）から（１１）のいずれかに記載の受電装置。
【０１４９】
（１３）前記電力生成部は、前記電力信号を受け取るコイルを有する
前記（１）から（１２）のいずれかに記載の受電装置。
【０１５０】
（１４）前記電力生成部は、前記電力信号を受け取る受電電極を有する
前記（１）から（１２）のいずれかに記載の受電装置。
【０１５１】
（１５）表示装置と、
受電装置と
を備え、
前記受電装置は、
給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成する電力生成部と、
前記給電装置の出力電力量を維持するように前記給電装置を制御する第１の制御を行うとともに、前記電力生成部における入力電力量に応じた受電情報を表示するように前記表示装置を制御する制御部と
を有する
電子機器。
【０１５２】
（１６）給電装置と、
受電装置と
を備え、
前記受電装置は、
前記給電装置からワイヤレスで供給される電力信号に基づいて直流電力を生成する電力生成部と、
前記電力生成部における入力電力量に応じた受電情報を出力可能に構成された情報出力部と、
前記給電装置の出力電力量を維持するように前記給電装置を制御する第１の制御を行うとともに、前記受電情報を出力するように前記情報出力部を制御する制御部と
を有する
給電システム。
【符号の説明】
【０１５３】
１〜３…給電システム、８，９…絶縁体、１０，３０，６０…給電装置、１１…ＡＣ／ＤＣコンバータ、１２…送電ドライバ、１４…通信部、１５…制御部、１６…電流検出部、２０，２０Ｄ，４０，７０…スマートフォン、３０，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，５０，８０…受電装置、２２…受電制御部、２３…２次電池、２４…操作部、２５…表示部、２６…通信部、２７…記憶部、２８，２８Ｄ…制御部、３２…整流回路、３３…レギュレータ、３４…負荷接続部、３５…発光素子、３６，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ…制御部、３７…通信部、３８Ｂ…アンプ、３９Ｃ…スピーカ、５６…制御部、５８…電流制限部、６１Ａ，６１Ｂ…給電電極、７１Ａ，７１Ｂ…受電電極、１３１…給電コイル、１３２…容量素子、３１１…受電コイル、３１２，３１３…容量素子、３２１〜３２４…ダイオード、３２５…容量素子、ＣＴＬ…給電制御信号、Ｓrect…受電電圧信号、Ｉout…出力電流、Ｍ１，Ｍ２…位置調節モード、Ｐ１…初期期間、Ｐ２…位置調節期間、Ｐ３…電力調節期間、Ｐ４…充電期間、Ｓｐ１，Ｓｐ２…電源信号、Ｖout…出力電圧、Ｖrect…受電電圧、Ｖreg…電圧。
【図１】
2016019345.tif 000003
【図２】
2016019345.tif 000004
【図３】
2016019345.tif 000005
【図４】
2016019345.tif 000006
【図５Ａ】
2016019345.tif 000007
【図５Ｂ】
2016019345.tif 000008
【図５Ｃ】
2016019345.tif 000009
【図６】
2016019345.tif 000010
【図７】
2016019345.tif 000011
【図８】
2016019345.tif 000012
【図９】
2016019345.tif 000013
【図１０】
2016019345.tif 000014
【図１１】
2016019345.tif 000015
【図１２】
2016019345.tif 000016
【図１３】
2016019345.tif 000017
【図１４】
2016019345.tif 000018
【図１５】
2016019345.tif 000019
【図１６】
2016019345.tif 000020
【図１７】
2016019345.tif 000021
【図１８】
2016019345.tif 000022
【図１９】
2016019345.tif 000023
【図２０】
2016019345.tif 000024
【図２１】
2016019345.tif 000025
【図２２】
2016019345.tif 000026
【図２３】
2016019345.tif 000027
【図２４】
2016019345.tif 000028
【図２５】
2016019345.tif 000029