WO2024128019A1 - 送電装置、送電装置の制御方法、および記憶媒体 - Google Patents
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Definitions
- This disclosure relates to wireless power transmission technology.
- Patent Document 1 discloses a power transmitting device and a power receiving device that comply with the WPC standard.
- power transmission and reception and the associated control communication are carried out using magnetic induction.
- NFC Near Field Communication
- the power transmitting device detects the NFC tag through communication based on the NFC standard (NFC standard) in parallel with the processing related to power transmission and reception. Depending on the result of the detection of the NFC tag, it is decided whether to stop or continue the power transmission and reception.
- NFC standard NFC standard
- Patent Document 2 discloses a wireless charging mat that has multiple power transmission coils and can efficiently charge an electronic device over most of the charging surface.
- the present disclosure aims to provide a technology that enables power transmission control based on detection of devices that can communicate via the antenna in a power transmission device equipped with multiple power transmission coils for wireless power transmission and an antenna for communication.
- the power transmission device disclosed herein includes a power transmission means that transmits power using multiple power transmission coils, a first detection means that detects a power receiving device or an object other than the power receiving device using the power transmission coils, a communication antenna arranged in an area where power transmission using the power transmission coils is possible, a second detection means that detects a device that can communicate via the antenna, and a control means that controls power transmission by the power transmission means using the power transmission coil in which the power receiving device has been detected.
- the control means performs control to limit power transmission by the power transmission means when power is being transmitted to the power receiving device by the power transmission coil within an area where the antenna in which the device has been detected by the second detection means is arranged.
- a technology that enables power transmission control based on detection of devices that can communicate via the antenna in a power transmission device that is equipped with multiple power transmission coils for wireless power transmission and an antenna for communication.
- FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of a wireless power transmission system according to an embodiment.
- 2 is a block diagram showing a configuration example of a power transmitting device.
- FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a power receiving device;
- 1A to 1D are diagrams illustrating examples of the arrangement of a power transmission coil group.
- 3A to 3C are diagrams illustrating an example of the arrangement of a power transmitting coil and an NFC antenna in the first embodiment.
- 4 is a flowchart illustrating a process performed by a power transmitting device according to an embodiment.
- 5 is a flowchart illustrating an NFC tag detection process in the first embodiment.
- FIG. 4 is a sequence diagram illustrating the operation of the device in the first embodiment.
- FIGS. 13A and 13B are diagrams illustrating an example of the arrangement of a power transmitting coil and an NFC antenna in the second embodiment.
- 10 is a flowchart illustrating an NFC tag detection process in the second embodiment.
- FIG. 11 is a sequence diagram illustrating the operation of the device in the second embodiment.
- Fig. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a wireless power transmission system according to the present embodiment.
- the wireless power transmission system in the present embodiment includes a power transmitting device 100 and a power receiving device 101.
- a first power receiving device 101a and a second power receiving device 101b are shown as the power receiving devices.
- the power transmission device 100 has the function of simultaneously charging a first power receiving device 101a and a second power receiving device 101b that are placed within its range of power transmission.
- FIG. 1 shows an example in which two power receiving devices are present on the power transmission device, this is not limiting.
- the power transmission device 100 can charge one power receiving device.
- the power transmission device 100 can charge three or more power receiving devices simultaneously.
- the state in which the power receiving device is placed on the power transmitting device includes the following states.
- the placed state includes a state in which the power receiving device is installed on a surface within the range in which the power transmitting device can transmit power.
- the method described in this embodiment is applicable at least when the power receiving device is included within the range in which the power transmitting device can transmit power.
- the power receiving device and the power transmitting device may be in a non-contact state.
- the surface on which the power receiving device is placed relative to the power transmitting device in the placed state is not limited to a horizontal surface, but may be a vertical surface, an inclined surface, or a curved surface.
- the power transmitting device may be referred to as TX and the power receiving device as RX.
- the detailed configurations of TX and RX will be described later with reference to Figures 2 and 3.
- wireless power transmission is performed using the electromagnetic induction method for contactless charging based on the WPC standard.
- RX and TX perform wireless power transmission for contactless charging between the receiving coil of RX and the transmitting coil of TX.
- the wireless power transmission method is not limited to the method specified by the WPC standard, and may be other electromagnetic induction methods, magnetic field resonance methods, electric field resonance methods, microwave methods, laser methods, etc. Also, in this embodiment, wireless power transmission is used for contactless charging, but wireless power transmission may be performed for purposes other than contactless charging.
- GP Guaranteed Power
- the GP value is set to 15 (watts).
- the TX performs control to transmit power to the RX so that 15 watts can be output to the load in the RX.
- the GP is determined by negotiation between the RX and TX.
- the WPC standard also specifies a method for the TX to detect the presence of an object other than a power receiving device in the surrounding environment of the TX (near the power transmitting coil, etc.). Such an object is sometimes called a foreign object. More specifically, the first method is a foreign object detection method based on a change in the quality factor (Q value, Quality Factor, Q-factor) associated with the power transmitting coil in the TX.
- Q value Quality Factor
- Q-factor Quality Factor
- the second method is a foreign object detection method based on the difference between the transmission power of the TX and the reception power of the RX.
- the first method is implemented before power transmission (Negotiation phase or Renegotiation phase).
- the second method is implemented during power transmission (Power Transfer phase) based on data that has been subjected to calibration processing.
- metal components that are essential to the multiple components that make up an RX (and products incorporating an RX) or a TX (and products incorporating a TX). If exposed to the power of wireless power transmission by the transmitting coil, these metal components may unintentionally generate heat.
- Such metal parts include, for example, a metal frame around the transmitting coil or the receiving coil.
- a foreign object is an object that is neither a part of a receiving device or a product in which the receiving device is incorporated, nor a part of a transmitting device or a product in which the transmitting device is incorporated, and that may generate heat when exposed to the power signal transmitted by the transmitting coil.
- Power receiving devices and objects that are an integral part of a product in which the power receiving device is incorporated, as well as power transmitting devices and objects that are an integral part of a product in which the power transmitting device is incorporated, are not considered foreign objects.
- a paperclip or similar object would be considered a foreign object.
- the communications between RX and TX include communications for power transmission and reception control based on the WPC standard, and communications for device authentication.
- communications for power transmission and reception control based on the WPC standard we will explain communications for power transmission and reception control based on the WPC standard.
- the WPC standard specifies multiple phases, including a Power Transfer phase in which power is transferred and a phase before power transfer, and in each phase, communication is carried out for the necessary power transmission and reception control.
- the various phases are explained below.
- the phases before power transmission include the Ping phase, Configuration phase, negotiation phase, and Calibration phase.
- the Ping phase the TX intermittently transmits an Analog Ping to detect the presence of an object within the power transmission range.
- Analog Ping is hereinafter referred to as AP.
- the TX can detect that the power receiving device 101, a conductor piece, etc. has been placed on the power transmitting device 100 by transmitting the AP. After that, the TX transmits a digital ping with a higher power than the AP.
- the DP has enough power to start the control unit of the RX placed on the TX.
- the RX notifies the TX of the magnitude of the received voltage by using a Signal Strength Packet.
- the TX recognizes that the object detected by the AP is the RX.
- the TX receives a notification from the RX regarding the magnitude of the received voltage, it transitions to the Configuration phase.
- the TX Before transmitting the DP, the TX also measures the quality factor (Q-factor) of the transmitting coil. This measurement result is used when executing the foreign object detection process based on the Q-factor measurement method.
- the TX identifies the RX and obtains device configuration information (capability information) from the RX.
- the RX sends an ID Packet and a Configuration Packet to the TX.
- the ID Packet contains the identification information of the RX
- the Configuration Packet contains the device configuration information (capability information) of the RX.
- the TX After receiving the ID Packet and Configuration Packet, the TX responds to the RX with an acknowledgement (ACK). Then the configuration phase ends.
- ACK acknowledgement
- the GP value is determined based on the GP value requested by the RX and the power transmission capability of the TX.
- the TX also performs foreign object detection processing based on the Q-value measurement method in accordance with the request from the RX.
- the WPC standard prescribes a method of transitioning to the Power Transfer phase once, and then performing the same processing as the Negotiation phase again at the request of the RX.
- the phase in which this processing is performed after transitioning from the Power Transfer phase is called the Renegotiation phase.
- the RX notifies the TX of a specified received power value based on the WPC standard, and the TX performs adjustments to transmit power efficiently.
- the specified received power value is, for example, the received power value in a light load state or in a maximum load state.
- the TX can use the received power value notified by the RX for foreign object detection processing based on the power loss method.
- control is performed to continue power transmission, as well as to handle errors and stop power transmission when the battery is fully charged.
- the TX and RX communicate to control power transmission and reception using in-band communication, which superimposes signals using the same antenna (coil) as for wireless power transmission based on the WPC standard.
- the range in which in-band communication based on the WPC standard is possible between the TX and RX is roughly the same as the range in which power can be transmitted.
- FIG. 2 is a block diagram for explaining the functional configuration of the power transmission device 100 (TX).
- the power transmission device 100 has a control unit 201, a power supply unit 202, a first power transmission circuit 203, a first communication unit 204, a second power transmission circuit 205, a second communication unit 206, a memory 207, and a power transmission coil selection unit 208.
- the power transmission device 100 further includes a power transmission coil group 210, an NFC communication unit 211, an NFC antenna selection unit 212, and an NFC antenna 213.
- the power transmission coil group 210 is composed of multiple power transmission coils 209a, 209b, etc.
- the TX has multiple NFC antennas 213a, 213b, etc.
- the control unit 201 controls the entire power transmission device 100.
- the control unit 201 includes one or more processors, such as a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro Processing Unit).
- the control unit 201 may also include an application specific integrated circuit (ASIC) or a field programmable gate array (FPGA) configured to execute the processes described below.
- ASIC application specific integrated circuit
- FPGA field programmable gate array
- the power supply unit 202 has a power supply that supplies power for the control unit 201, the first power transmission circuit 203, the second power transmission circuit 205, and the NFC communication unit 211 to operate.
- the power supply unit 202 is composed of, for example, a wired power receiving circuit that receives power from a commercial power source, a battery, etc.
- the first power transmission circuit 203 and the second power transmission circuit 205 generate an AC voltage and an AC current for any of the power transmission coils 209 included in the power transmission coil group 210.
- the first power transmission circuit 203 and the second power transmission circuit 205 convert the DC voltage supplied by the power supply unit 202 into an AC voltage using a switching circuit in a half-bridge or full-bridge configuration using FETs (Field Effect Transistors), for example.
- the first power transmission circuit 203 and the second power transmission circuit 205 include a gate driver that controls the ON/OFF of the FET.
- the first communication unit 204 performs control communication for wireless power transmission based on the WPC standard with the communication unit (303 in FIG. 3) of the power receiving device in accordance with a control command from the control unit 201. For example, the first communication unit 204 performs load modulation of the AC voltage or AC current generated by the first power transmission circuit 203, and transmits the communication data signal to the power receiving device by superimposing the communication data signal on the transmission radio wave (electromagnetic wave).
- the first communication unit 204 also receives the communication data signal transmitted from the power receiving device by demodulating the AC voltage or AC current modulated by the communication unit (303 in FIG. 3) of the power receiving device.
- This process realizes control communication for wireless power transmission based on the WPC standard. Similar to the first communication unit 204, the second communication unit 206 performs load modulation or demodulation of the AC voltage or AC current generated by the second power transmission circuit 205 in accordance with control commands from the control unit 201, and realizes control communication by transmitting and receiving communication data.
- the memory 207 is connected to the control unit 201 and stores information related to the power transmission device 100 and each element of the wireless power transmission system and the overall state. For example, the memory 207 stores identification information for multiple power transmission coils and NFC antennas required for power transmission control and communication control, and identification information for the power transmission area described below.
- any one or more power transmission coils are connected to the first power transmission circuit 203 or the second power transmission circuit 205 via the power transmission coil selection unit 208.
- the power transmission coil selection unit 208 connects any one or more power transmission coils constituting the power transmission coil group 210 to the first power transmission circuit 203 or the second power transmission circuit 205 in accordance with a control command from the control unit 201.
- the control unit 201 can connect the first power transmission circuit 203 or the second power transmission circuit 205 to any one or multiple power transmission coils by controlling the power transmission coil selection unit 208.
- the switching of the connections between the first power transmission circuit 203 and the second power transmission circuit 205 and the power transmission coils performed by the power transmission coil selection unit 208 will be described later.
- the first power transmission circuit 203 and the second power transmission circuit 205 can operate independently, and each can transmit power for charging to a maximum of one power receiving device at the same time.
- the power transmission device 100 can charge a maximum of two power receiving devices at the same time.
- the NFC communication unit 211 communicates with other NFC devices using the NFC method, which is a short-range wireless communication method.
- the other NFC devices include NFC tags.
- the power transmission device 100 can detect the presence of an NFC tag using the NFC communication unit 211.
- the NFC communication unit 211 is connected to any one or multiple NFC antennas via the NFC antenna selection unit 212.
- the control unit 201 controls the NFC antenna selection unit 212 to determine which NFC antenna 213 to connect to the NFC communication unit 211.
- the NFC antenna selection unit 212 switches the connection between the NFC communication unit 211 and the NFC antenna 213 in accordance with a control command from the control unit 201.
- each unit is shown as a separate block element.
- the units are a control unit 201, a power supply unit 202, a first power transmission circuit 203, a first communication unit 204, a second power transmission circuit 205, a second communication unit 206, a memory 207, a power transmission coil selection unit 208, a power transmission coil group 210, an NFC communication unit 211, and an NFC antenna selection unit 212.
- two or more block elements may be combined into one chip, etc., and one block element may be divided into multiple block elements.
- FIG. 3 is a block diagram for explaining the functional configuration of RX (first power receiving device 101a, second power receiving device 101b).
- RX first power receiving device 101a, second power receiving device 101b
- the first power receiving device 101a and the second power receiving device 101b have the same functional configuration.
- the power receiving device 101 illustrated in FIG. 3 has a control unit 301, a power receiving unit 302, a communication unit 303, a memory 304, a power receiving coil 305, a charging unit 306, and a battery 307.
- the control unit 301 controls the entire power receiving device 101.
- the control unit 301 includes one or more processors, such as a CPU or an MPU.
- the control unit 301 may also include an ASIC or an FPGA configured to execute the processes described below.
- the control unit 301 can be started by receiving a predetermined amount of power from the power transmitting device 100.
- the power receiving unit 302 receives the AC voltage and AC current generated in the power receiving coil 305 by any of the power transmitting coils 209 that make up the power transmitting coil group 210.
- the power receiving unit 302 converts the AC voltage and AC current into a DC voltage and DC current for operating the control unit 301, the charging unit 306, etc.
- the communication unit 303 performs control communication for wireless power transmission based on the WPC standard between the first communication unit 204 or the second communication unit 206 of the power transmission device 100 in accordance with a control command from the control unit 301.
- the communication unit 303 transmits communication data to the power transmission device 100 by modulating the AC voltage and AC current received by the power receiving coil 305.
- the communication unit 303 also receives communication data transmitted from the power transmission device 100 by demodulating the AC voltage and AC current modulated by the power transmission device 100.
- the charging unit 306 charges the battery 307 based on the DC voltage and DC current supplied from the power receiving unit 302.
- the memory 304 is connected to the control unit 301, and stores information indicating the state of the power receiving device 101 and each block element of the wireless power transmission system or the overall state.
- control unit 301 power receiving unit 302, communication unit 303, memory 304, and charging unit 306 are each shown as separate block elements. Without being limited to this example, two or more block elements may be combined into one chip, or one block element may be divided into multiple block elements.
- the power receiving device 101 and the power transmitting device 100 of this embodiment may have a function to execute applications other than the charging function via wireless power transmission.
- the power receiving device 101 is a smartphone
- the power transmitting device 100 is an accessory device for charging the battery of the smartphone (power receiving device 101).
- the power receiving device 101 and the power transmitting device 100 may be a storage device such as a hard disk device or a memory device, or an information processing device such as a personal computer (PC).
- the power receiving device 101 and the power transmitting device 100 may be, for example, an image input device such as an imaging device (still camera, video camera, etc.) or a scanner, or an image output device such as a printer, copier, or projector.
- the power transmitting device 100 may be a smartphone.
- the power receiving device 101 may be another smartphone or a wireless earphone.
- the power transmitting device 100 may also be a charger that is installed in the console or the like inside the vehicle.
- Figures 4(A) to (D) show schematic top views of the power transmission coil group 210, and show examples of the arrangement of multiple power transmission coils on a two-dimensional plane (xy plane).
- Power transmission coils 400 to 411 correspond to multiple power transmission coils 209 that make up power transmission coil group 210.
- FIGS. 4(A) and (B) are diagrams showing a top view of a portion of the power transmission coil group 210.
- FIG. 4(A) shows an example of an arrangement of six circular coils as power transmission coils 400 to 405.
- Power transmission coils 400, 401, and 402 are arranged so that each of their circumferential portions is partially in contact with the other two power transmission coils.
- the power transmission coils 403, 404, and 405 are arranged so that their respective circumferential portions are partially in contact with the other two power transmission coils.
- the power transmission coils 402, 403, and 405 are arranged so that their respective circumferential portions are partially in contact with the other two coils.
- FIG. 4(B) shows an example of an arrangement of six circular coils as power transmission coils 406 to 411.
- the arrangement of power transmission coils 406 to 411 shown in FIG. 4(B) corresponds to the arrangement of power transmission coils 400 to 405 shown in FIG. 4(A) reversed from left to right.
- the power transmission coils 406 to 411 are illustrated by adding hatched lines (vertical lines) within the circles corresponding to each power transmission coil in order to distinguish them from the power transmission coils 400 to 405. This is the same in Figures 4(C) and 4(D).
- power transmission coils 409, 410, and 411 are arranged so that their respective circumferential portions are partially in contact with the other two power transmission coils.
- power transmission coils 406, 407, and 408 are arranged so that their respective circumferential portions are partially in contact with the other two power transmission coils.
- the power transmission coils 408, 409, and 411 are positioned so that their respective circumferential portions are partially in contact with the other two power transmission coils.
- FIG. 4(C) is a top view of the entire power transmission coil group 210.
- Power transmission coil group 210 is configured by stacking power transmission coils 400-405 shown in FIG. 4(A) on top of power transmission coils 406-411 shown in FIG. 4(B).
- FIG. 4(D) is a diagram explaining the positional relationship of some of the power transmission coil group 210 (power transmission coils 400, 401, 410, 411). Power transmission coils 400 and 410, and power transmission coils 401 and 410, overlap each other when viewed from above, so these power transmission coils are described as "overlapping.”
- the power transmission coil 400 and the power transmission coil 411 do not overlap when viewed from above.
- the distance 412 indicates the distance (denoted as D) between the outer shape of the power transmission coil 400 and the outer shape of the power transmission coil 411. In other words, the power transmission coil 400 and the power transmission coil 411 are separated by the distance D when viewed from above.
- the first power transmission coil is denoted as coil A
- the second power transmission coil is denoted as coil B.
- the electromagnetic waves related to the power transmitted by coil A and the in-band communication signals transmitted and received by the communication units of the TX and RX may be superimposed on the electromagnetic waves related to the power transmitted by coil B and the in-band communication signals transmitted and received by the communication units of the TX and RX.
- Interference and non-interference between multiple transmitting coils are defined as follows: If coil A satisfies condition (1) or (2) with coil B, the two transmitting coils are said to "not interfere.”
- Fluctuations in the voltage amplitude or current amplitude or frequency of the modulated signal transmitted and received by the A coil are not observed by the B coil.
- Fluctuations in the voltage amplitude or current amplitude or frequency fluctuations of the modulated signal transmitted and received by the A coil are observed by the B coil, the observed level is below a predetermined value (threshold value), and does not affect the demodulation performance when the communication unit demodulates the modulated signal at the B coil.
- the definition of two transmitting coils "interfering” can be derived from the negation of conditions (1) and (2). When condition (3) is satisfied, the two transmitting coils are said to "interfere”. (3) Fluctuations in the voltage amplitude or current amplitude or frequency fluctuations of the modulated signal transmitted and received by the A coil are observed by the B coil, the observed level is greater than a predetermined value (threshold value), and affects the demodulation performance when the communication unit demodulates the modulated signal in the B coil.
- the first power transmitting coil is denoted as coil A
- the second power transmitting coil is denoted as coil B. If coil A satisfies condition (4) or (5) with respect to coil B, the two power transmitting coils are expressed as "not interfering".
- the high-frequency voltage or current applied to the A coil, or the voltage due to the high-frequency voltage fluctuation, high-frequency current fluctuation, or frequency fluctuation is not induced in the B coil.
- the voltage level induced in the B coil by the high-frequency voltage or high-frequency current applied to the A coil, or the high-frequency voltage fluctuation or high-frequency current fluctuation, or frequency fluctuation, is below a predetermined value (threshold value).
- condition (6) If condition (6) is satisfied, the two transmitting coils are said to “interfere”.
- (6) The voltage level induced in the B coil by the high-frequency voltage or high-frequency current applied to the A coil, or the high-frequency voltage fluctuation or high-frequency current fluctuation, or frequency fluctuation, is greater than a predetermined value (threshold value).
- the degree of interference varies depending on the relative positions of the two power transmission coils.
- the two power transmission coils are separated by a predetermined distance D (see FIG. 4(D): 412) or more, they do not interfere with each other.
- power transmission coil 400 and power transmission coil 411 do not interfere with each other. Also, power transmission coil 400 and power transmission coil 410 overlap, and power transmission coil 401 and power transmission coil 410 overlap, and are not separated by more than distance D.
- the power transmission coil 400 and the power transmission coil 410 interfere with each other, and the power transmission coil 401 and the power transmission coil 410 interfere with each other.
- the predetermined value (threshold value) and the distance D may be specified by the WPC standard.
- the predetermined distance D at which it is determined that no interference occurs between two transmitting coils can be a different value depending on the definition of the distance between the transmitting coils.
- the predetermined distance D can be a different value when the distance between the transmitting coils is the distance between the reference points (e.g., centers of gravity) of the transmitting coils and when it is the shortest distance between the transmitting coils.
- multiple power transmission coils may be arranged not only on a two-dimensional plane, but also in a three-dimensional space (e.g., in the height direction).
- this embodiment can implement the control described below based on the definition of a predetermined distance D at which no interference occurs, using the same method as above.
- the power transmission coils may interfere with each other, which may affect the power transmission and control communication of each power transmission coil.
- the power transmission device 100 of this embodiment when selecting the power transmission coils to be connected to the first power transmission circuit 203 and the second power transmission circuit 205, the power transmission device 100 of this embodiment performs control so that the power transmission coils do not interfere with each other.
- the control unit 201 performs control by the power transmission coil selection unit 208 to select, from among the multiple power transmission coils, a power transmission coil that is located at a position that is at least a predetermined distance D away. This makes it possible to perform appropriate power transmission using multiple power transmission coils.
- control unit 201 can identify other power transmission coils that cause interference due to power transmission using the first power transmission coil.
- the control unit 201 identifies in advance other coils that will interfere with power transmission by the first power transmission coil (second power transmission coil) or will not interfere with power transmission by the first power transmission coil, and stores identification information representing the identified power transmission coils in the memory 207.
- the control unit 201 selects the third power transmission coil, which is known not to interfere, based on the stored identification information, and controls the power transmission.
- FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of the arrangement of NFC antennas 602a and 602b (see dashed lines) relative to the multiple power transmission coils shown in FIG. 4(C).
- the TX has first and second regions corresponding to the first and second groups of power transmission coils, respectively, as regions in which the TX can transmit power using multiple power transmission coils.
- the first power transmission circuit 203 is connectable to the power transmission coils 400, 401, 402, 409, 410, and 411.
- the first power transmission circuit 203 can transmit power to the power receiving device 101 placed in the area 601a shown by the dotted line.
- the second power transmission circuit 205 can also be connected to the power transmission coils 403, 404, 405, 406, 407, and 408. As a result, the second power transmission circuit 205 can transmit power to the power receiving device 101 placed in the area 601b shown by the dotted line.
- the TX can transmit power to a maximum of one RX in each of the regions 601a and 601b.
- the power transmitting device 100 can transmit power to a total of two power receiving devices at the same time.
- the areas corresponding to areas 601a and 601b are called Active Areas. These areas are defined as areas through which a sufficiently high magnetic flux passes when the TX is supplying power to the RX.
- each area 601a, 601b where power can be transmitted is called a power transmission area or a power transmission area.
- An NFC antenna is placed relative to the power transmission coil and the power transmission area, as shown by the dashed line.
- the NFC antenna 602a is positioned to surround the area 601a that corresponds to the first power transmission area
- the NFC antenna 602b is positioned to surround the area 601b that corresponds to the second power transmission area.
- the regions 601a and 601b overlap.
- the NFC antennas 602a and 602b are arranged in regions corresponding to different power transmission coil groups, except for the region where the power transmission areas overlap.
- FIG. 6 is a flowchart explaining an example of processing by the TX. This processing is realized, for example, by the control unit 201 of the TX executing a program read from the memory 207.
- the hardware can, for example, use a specified compiler to automatically generate a dedicated circuit using a gate array circuit such as an FPGA from a program for implementing each processing step.
- This process is also executed when the TX is turned on, when the user of the TX inputs a command to start the contactless charging application, or when the TX is connected to a commercial power source and receives power.
- the TX executes an NFC tag detection process. This process will be described later.
- the TX executes a process defined as the Ping phase of the WPC standard, and waits for an object to be placed on the TX.
- the TX In the Ping phase, the TX repeatedly transmits an AP conforming to the WPC standard intermittently, and executes a process of detecting objects present within the power transmission range. At this time, the TX may transmit the AP from each power transmission coil in sequence, but this is not limited to this. For example, the TX may transmit the AP simultaneously from multiple non-interfering power transmission coil groups.
- the TX can transmit AP sequentially for each combination of multiple non-interfering power transmission coil groups. If the TX detects the presence of an object within the power transmission range, it transmits a DP according to the WPC standard. Note that the DP can be transmitted using the power transmission coil that detects that an object has been placed on it by transmitting an AP. After S502, the process proceeds to S503.
- the TX determines whether or not an RX is placed on the TX. This determination is made based on whether or not there is a specified response to the DP. If there is a response to the DP, the TX determines that the detected object is an RX and that the RX is placed on the TX, and proceeds to processing of S504. If there is no specified response to the DP, the TX determines that the detected object is not an RX and that the RX is not placed on the TX, and proceeds to processing of S501.
- the TX stores in memory the identifier of the power transmission coil that transmitted the DP.
- the identifier has identification information for identifying the power transmission coil in the power transmission coil group.
- the TX can use the identifier to identify the power transmission area based on the previously stored layout relationship between the power transmission coil and the power transmission area.
- the process proceeds to S505.
- the TX obtains identification information and capability information from the RX through communication in the configuration phase defined in the WPC standard.
- the RX identification information includes the Manufacturer Code and Basic Device ID.
- the RX capability information includes the following information:
- the identification information and capability information of the RX may be replaced by other information, or may include further information.
- the identification information may be any other identification information capable of identifying an individual RX, such as a Wireless Power ID.
- the TX may also obtain the identification information and capability information of the RX by a method other than communication in the Configuration phase of the WPC standard. Next, proceed to processing of S506.
- the TX executes a negotiation process with the RX through communication in the negotiation phase defined in the WPC standard to determine the GP value.
- a process for determining the GP value is executed using a method other than communication in the negotiation phase of the WPC standard.
- the TX acquires information indicating that the RX does not support the negotiation phase, for example in S505, it does not perform communication in the negotiation phase and sets the GP value to a predetermined value.
- the predetermined value is, for example, a value that is predefined in the WPC standard. Next, the process proceeds to S507.
- the TX transitions to the calibration phase of the WPC standard and calculates a reference value (threshold value) for power loss based on the received power value of the RX.
- the TX derives the relationship between the transmitted power value and the received power value in a state in which there is no foreign object.
- the TX uses a predetermined received power value obtained from the RX based on the WPC standard to derive data indicating the power loss between the TX and RX in a state where there is no foreign object.
- the predetermined received power value is the received power value in a light load state and the received power value in a connected load state.
- the amount of power loss between the TX and RX during power transmission is calculated based on the received power value of the RX received during power transmission from the relationship between the derived transmitted power value and the received power value. This amount of power loss is compared with a threshold value, and if it is equal to or greater than the threshold value, the TX determines that "there is a foreign object" or that "there is a high possibility that a foreign object exists.” After S507, the process proceeds to S508.
- the TX starts transmitting power to the RX. Power transmission is performed by processing in the Power Transfer phase. However, this is not limited to this, and power transmission may be performed by a method other than the WPC standard.
- the TX executes an NFC tag detection process, and proceeds to S510.
- the NFC tag detection process can be executed periodically in parallel with power transmission.
- the TX determines whether or not to stop power transmission. If the TX determines to stop power transmission, it ends the series of processes and returns to the initial state. If the TX determines not to stop power transmission, it moves to the process of S508 and continues power transmission.
- the TX When the TX receives a WPC standard End Power Transfer (EPT) packet from the RX, it ends the processing in any processing phase in accordance with the WPC standard.
- EPT End Power Transfer
- an NFC tag is detected as a result of the NFC tag detection process in the RX, or if the battery is fully charged, an EPT packet is sent from the RX to the TX, and the initial state is restored. In this case, the process returns to the NFC tag detection process (S501), but it may also return to the Ping phase process (S502).
- the NFC tag detection process in TX is executed before the Ping phase process (S502) and after the power transmission process (S508) starts, but it can be executed in any processing phase.
- NFC tag detection process (S501) and Ping phase process (S502) can be executed simultaneously.
- TX can remain in the initial state until it detects that the NFC tag has been removed.
- FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of NFC tag detection processing.
- the TX starts a loop process, selects a target NFC antenna, and then performs NFC tag detection in S701.
- NFC tag detection can be performed by tag type, in the order of Type-A, Type-B, and Type-F, using a reader/writer function that complies with the NFC standard, but is not limited to this.
- the TX may perform tag detection for each NFC tag type in turn using each NFC antenna. After S701, the process proceeds to S702.
- the TX uses the selected NFC antenna to determine whether an NFC tag has been detected. If an NFC tag has been detected (YES in S702), the process proceeds to S703; if an NFC tag has not been detected (NO in S702), the process proceeds to S706.
- the TX determines whether or not power is being transmitted to a power receiving device in the power transmission area in which the NFC antenna that detected the NFC tag is located. If it is determined that power is being transmitted to a power receiving device in the power transmission area (YES in S703), the process proceeds to S704.
- a process is executed to stop power transmission to the power receiving device using a specific power transmission coil. Also, in S705, the TX stops AP transmission from the power transmission coil in the power transmission area. When the process of S704 or S705 ends, the process in the target NFC antenna ends and proceeds to the process of S706.
- the TX executes the processes of S701 to S705 for all NFC antennas and determines whether the NFC tag detection process is complete. If the TX determines that the NFC tag detection process is complete, it ends the series of processes and moves to return processing.
- TX determines that the NFC tag detection process is not complete, it proceeds to S700, selects the next target NFC antenna, and continues the process (performing the processes of S701 to S706).
- Figure 8 is a sequence diagram showing the operation of the TX on the left and the operation of the RX on the right. In the initial state, the RX is not placed on the TX.
- the TX transmits APs in sequence from each power transmission coil, and starts power transmission processing after detecting that the RX has been placed. After that, assume that an NFC tag is placed in a power transmission area different from the power transmission area in which the RX is placed. In this case, the NFC tag is detected by the NFC tag detection process. However, since the NFC antenna that detected the NFC tag is placed in a power transmission area different from the power transmission area in which power is being transmitted, the TX does not stop power transmission.
- the TX starts the NFC tag detection process. This process corresponds to the process of S501 in FIG. 6.
- the TX sequentially performs NFC tag detection with each of the NFC antennas 602a and 602b (FIG. 7: S701). Since there is no NFC tag at this point, the NFC tag is not detected by any of the NFC antennas (NO in S702), and the NFC tag detection process ends.
- the TX transmits APs from the power transmitting coils 400, 401, ... in sequence and waits for an object to be placed on it. This corresponds to the processing of S502 in FIG. 6.
- the RX is placed on the TX.
- the TX transmits APs from the power transmitting coils 400, 401, ... in sequence in F804
- a change occurs in the AP.
- the TX detects that an object has been placed on the power transmitting coil 401.
- the TX transmits a DP
- the RX detects that its own device has been placed on the TX. Meanwhile, the TX detects from the DP response that the object placed on the TX is the RX.
- the TX stores in the memory 207 the identifier of the power transmission coil 401 corresponding to the area in which the RX is placed (FIG. 6: S504).
- the TX can determine that the RX has been placed in area 601a (power transmission area) based on the previously stored positional relationship between the power transmission coil and the power transmission area.
- TX performs processing to obtain identification information and capability information from RX through communication in the configuration phase. This processing corresponds to the processing in S505 in FIG. 6.
- TX and RX perform communication in the negotiation phase.
- the TX and RX negotiate through communication and determine the GP value to be 15 (watts).
- the TX derives the relationship between the transmitted power value and the received power value in a state where there is no foreign object through communication in the calibration phase, and calculates the reference value for power loss. This corresponds to the processing of S507 in FIG. 6.
- the TX starts the process of transmitting power to the RX. This corresponds to the processing of S508 in FIG. 6.
- an NFC tag is placed in area 601b (power transmission area) for the TX.
- Area 601b is an area that corresponds to NFC antenna 602b.
- the TX performs NFC tag detection sequentially using NFC antennas 602a and 602b. This process corresponds to the process of S509 in FIG. 6.
- an NFC tag is detected by the NFC antenna 602b. This is the case when a positive determination (YES) is made in S702 of FIG. 7.
- the TX determines that the NFC tag is located in the area 601b corresponding to the NFC antenna 602b, which is different from the area 601a that contains the transmitting coil 401 that is transmitting power to the RX.
- the power transmission device 100 of this embodiment has multiple power transmission areas, with an NFC antenna arranged for each power transmission area. After the power transmission device 100 starts transmitting power to the power receiving device, it executes the NFC tag detection process sequentially for all NFC antennas.
- control is performed to limit the power transmission, but power transmission being performed in other power transmission areas is not limited.
- Control to limit power transmission includes control to stop power transmission and control to reduce the transmission power. This makes it possible to continue power transmission in a power transmission area where there is a low possibility of the NFC tag being destroyed, generating heat, or interfering with power transmission, even when an NFC tag is placed on the power transmission device 100.
- a process is performed to detect a device (electronic tag) capable of communicating via a communication antenna (NFC antenna) arranged in an area where power can be transmitted using the power transmission coil.
- a device electronic tag
- NFC antenna communication antenna
- the power transmission device stores information indicating the area in which the power receiving device has been detected using the power transmission coil.
- the power transmission device performs control to limit power transmission. This control is control to stop power transmission or control to reduce the transmission power.
- a technology that includes multiple power transmission coils for wireless power transmission and an antenna for communication, and that enables proper detection of a specific device and control of power transmission.
- the modified embodiment has a different arrangement of NFC antennas from the first embodiment in which one NFC antenna is arranged for each TX power transmission area.
- the modified embodiment has a configuration in which multiple NFC antennas are arranged for each TX power transmission area.
- Each NFC antenna may be arranged for one power transmission coil, or for each set of adjacent power transmission coils that are used simultaneously when transmitting power to a power receiving device.
- NFC antennas are arranged in each area that includes the target power transmission coil and a power transmission coil that interferes with the target power transmission coil.
- an NFC antenna separate from the NFC antennas arranged in each power transmission area is arranged in an area that includes a power transmission coil that is commonly used in each power transmission area.
- the first power transmission circuit 203 in this embodiment is capable of connecting to all of the power transmission coils 400 to 411.
- the area 901 indicated by the dotted line in FIG. 9 is an area that includes the power transmission coils 400 to 411, and corresponds to the power transmission area. This enables the first power transmission circuit 203 to transmit power to the power receiving device 101 placed in the area 901. Note that power can be transmitted to a maximum of one power receiving device in the area 901. In other words, the TX can transmit power to a total of one power receiving device.
- the NFC antenna is shown by a dashed line in relation to the power transmission coil and the power transmission area.
- the NFC antenna 902a is arranged so as to surround the range in area 901 where power can be transmitted by the power transmission coils 400, 401, 402, 409, 410, and 411.
- NFC antenna 902b is arranged so as to surround the range in area 901 in which power can be transmitted by power transmission coils 403, 404, 405, 406, 407, and 408. Multiple NFC antennas can be arranged for the same power transmission area. This makes it possible to perform independent NFC tag detection in multiple ranges obtained by dividing the power transmission area, and TX can perform appropriate control when it detects an NFC tag.
- Fig. 10 is a flowchart explaining an example of NFC tag detection processing.
- the TX selects the target NFC antenna, and then proceeds to S1001.
- the TX determines whether or not a power transmission coil currently transmitting power is included within the area corresponding to the NFC antenna. If it is determined that a power transmission coil currently transmitting power is included within the area (YES in S1001), the TX proceeds to processing in S1002. If it is determined that a power transmission coil currently transmitting power is not included within the area (NO in S1001), the TX proceeds to processing in S1004.
- the TX performs NFC tag detection.
- the TX determines whether or not an NFC tag has been detected. If an NFC tag has been detected (YES in S1003), the TX proceeds to processing of S1005. On the other hand, if an NFC tag has not been detected (NO in S1003), the TX proceeds to processing of S1006.
- the TX stops AP transmission from the power transmission coil present in the area corresponding to the target NFC antenna, and ends processing at the target NFC antenna.
- the TX stops power transmission processing, and ends processing at the target NFC antenna. After S1004 or S1005, the process proceeds to S1006.
- the TX executes the processes of S1001 to S1005 for all NFC antennas and determines whether the NFC tag detection process is complete.
- TX determines that the NFC tag detection process is complete, it ends the series of processes and proceeds to return processing. If the TX determines that the NFC tag detection process is not complete, it proceeds to S1000, selects the next target NFC antenna, and continues processing (performing the processes of S1001 to S1006).
- the TX transmits the AP from each transmission coil in sequence.
- the TX When the TX detects that the RX has been placed, it starts the power transmission process. After that, the NFC tag is placed within the range of the NFC antenna, which is positioned in a position that does not include the power transmission coil that is currently transmitting power to the RX.
- the TX does not detect the NFC tag with the NFC antenna, so power transmission is not stopped.
- the operations from F1101 to F1112 are the same as those from F801 to F812, except for the reference numerals of the NFC antennas in FIG. 8, so their explanation is omitted.
- the NFC tag is placed within the range corresponding to the NFC antenna 902b with respect to the TX.
- the TX detects the NFC tag only with the NFC antenna 902a, since the power transmission coil 401 during power transmission is present within the area corresponding to the NFC antenna 902a.
- the TX continues the power transmission processing to the RX. Meanwhile, the TX stops AP transmission from the power transmission coil in the area corresponding to the NFC antenna 902b. This corresponds to the processing of S1004 in FIG. 10.
- the power transmission device is configured such that multiple NFC antennas smaller in size than one power transmission area are arranged for that power transmission area. After starting power transmission to the power receiving device, the power transmission device performs NFC tag detection only with the NFC antenna that corresponds to the area that includes the power transmission coil that is transmitting power.
- the power transmission device also stops AP transmission from power transmission coils that are outside the range of a specific NFC antenna that corresponds to the area that contains the power transmission coil during power transmission. This makes it possible to suppress unnecessary power transmission and realize a safer and more efficient wireless power transmission system.
- the first method on a portion of the NFC antenna group, and the second method on another portion of the NFC antenna group.
- each NFC antenna is arranged for each transmitting coil.
- each NFC antenna is arranged for each set of multiple adjacent power transmission coils that are used simultaneously when transmitting power to the RX.
- each NFC antenna is arranged in each area that includes the target power transmitting coil and any power transmitting coil that interferes with the target power transmitting coil.
- the TX controls or sets the transmission power value to be changed to a sufficiently small value (5 watts or less).
- the TX also determines whether or not to limit the power transmission based on the result of NFC tag detection and the result of detection by any state detection method (including a foreign object detection method) different from NFC tag detection.
- status detection methods include a status detection method based on the quality factor (Q value, Quality Factor, Q-factor) of the transmitting coil, a status detection method based on the difference between the transmitted power value and the received power value, and a status detection method based on an index that represents the attenuation of the transmitted radio wave.
- Q value Quality Factor
- Q-factor Quality Factor
- a status detection method based on an index that indicates the electromagnetic coupling state between the TX transmitting coil and the RX receiving coil there is a status detection method based on the index that indicates the electromagnetic coupling state between the TX transmitting coil and the RX receiving coil, a status detection method based on the temperature of the TX or RX, or a status detection method based on the current flowing through the transmitting coil or receiving coil.
- restrictions on power transmission include reducing the transmission power of the TX, reducing the receiving power of the RX, or changing the transmission power value or receiving power value to within a specified range based on negotiation between the TX and RX.
- the TX performs NFC tag detection for each NFC antenna in sequence.
- the NFC tag detection process is performed in parallel using multiple NFC antennas that can be controlled simultaneously.
- the TX periodically executes the NFC tag detection process.
- the TX executes the NFC tag detection process at a different opportunity than in the above embodiments.
- the TX monitors the amount of change in the impedance value in the NFC antenna, and executes the NFC tag detection process when the amount of change exceeds a threshold. This makes it possible to suppress unnecessary tag detection processes in situations where the possibility of an NFC tag being present is low, and to realize a safer and more efficient wireless power transmission system.
- the TX continues transmitting power to the RX if an NFC tag is not detected as a result of executing the NFC tag detection process.
- the TX executes any of the above-mentioned state detection methods (including the foreign object detection method) if an NFC tag is not detected.
- the TX determines whether or not there is an abnormality (presence of a foreign object) and the possibility of an abnormality (probability of the presence of a foreign object, etc.), and then decides whether or not to continue transmitting power to the RX. This makes it possible to detect foreign objects in a shorter period of time that would not be detected by NFC tag detection, resulting in a safer and more efficient wireless power transmission system.
- wireless communication defined by the NFC standard was used to detect electronic tags.
- the present invention is not limited to this example, and non-contact/near-field wireless communication such as RFID (Radio frequency identifier) may also be used.
- RFID Radio frequency identifier
- the NFC tag can be replaced with an IC tag or IC card, an RF tag or RF card, etc.
- an electronic tag is an example of a device capable of communicating with a TX via a specified antenna, and the embodiments of the present disclosure can be applied to various electronic devices capable of wireless communication with a TX.
- the present disclosure can also be realized by a process in which a program for implementing one or more of the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or device via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or device read and execute the program. Also, the present disclosure can be realized by a circuit (e.g., ASIC) for implementing one or more of the functions.
- a circuit e.g., ASIC
- the present disclosure also includes, for example, implementations using at least one processor or circuit to realize the functions of the above-described embodiments. Note that multiple processors may be used to perform distributed processing.
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Abstract
【課題】無線電力伝送を行うための複数の送電コイルと、通信用のアンテナを備える送電装置において、前記アンテナを介して通信可能なデバイスの検出に基づく送電制御を可能とする技術を提供する。 【解決手段】送電装置100は、複数の送電コイル209およびNFC(Near Field Communication)アンテナ213を備える。NFCアンテナ213は、送電コイル群に対応する送電エリアごとに少なくとも1つ以上配置される。送電装置100は、NFCタグを検出したNFCアンテナ213が送電コイル209による送電中の送電エリアに配置されたNFCアンテナである場合、S704で送電処理を停止する。
Description
本開示は、無線電力伝送の技術に関する。
標準化団体Wireless Power Consortiumが無線充電規格として策定した規格(以下、WPC規格という)が広く知られている。特許文献1では、WPC規格に準拠した送電装置および受電装置が開示されている。WPC規格にて、送受電とそのための制御通信は磁気誘導(magnetic induction)を利用して行われる。
無線通信方式の一種としてNFC(Near Field Communication)方式がある。NFCタグは、電池を有しておらず、通信相手から通信時に送信される電磁波のエネルギーによって駆動される。NFCタグに対して上述の無線電力伝送が行われる場合、NFCタグのアンテナ素子等が損傷を受けないように回避することが必要である。
WPC規格では、送受電に係る処理と並行して、送電装置がNFCに関する規格(NFC規格)に基づく通信によってNFCタグの検出を行う。NFCタグの検出結果に応じて、送受電を停止するか継続するかが決定される。また、特許文献2には、複数の送電コイルを備え、充電面の大部分にわたって電子デバイスを効率的に充電可能なワイヤレス充電マットが開示されている。
従来の技術では、送電装置が複数の送電コイルを備える場合にタグ検出を適切に行う制御は未だ十分に確立されていない。WPC規格において、複数の送電コイルを備える送電装置に関してNFCタグを検出する場合の好適な制御方法については検討されていない。したがって、送電装置に受電装置やNFCタグが載置された位置、または送受電状態によっては、送受電の停止や制限のための制御が不必要に行われる可能性があった。
本開示は、無線電力伝送を行うための複数の送電コイルと、通信用のアンテナを備える送電装置において、前記アンテナを介して通信可能なデバイスの検出に基づく送電制御を可能とする技術の提供を目的とする。
本開示の送電装置は、複数の送電コイルを用いて送電を行う送電手段と、前記送電コイルを用いて受電装置または受電装置とは異なる物体を検出する第1の検出手段と、前記送電コイルを用いた送電が可能な領域に対して配置された通信用のアンテナと、前記アンテナを介して通信可能なデバイスを検出する第2の検出手段と、前記受電装置が検出された前記送電コイルを用いた前記送電手段による送電の制御を行う制御手段と、を備える。前記制御手段は、前記第2の検出手段により前記デバイスが検出された前記アンテナが配置された領域内にて前記送電コイルにより前記受電装置へ送電中である場合、前記送電手段による送電を制限する制御を行う。
本開示によれば、無線電力伝送を行うための複数の送電コイルと、通信用のアンテナを備える送電装置において、前記アンテナを介して通信可能なデバイスの検出に基づく送電制御を可能とする技術を提供することができる。
以下、本開示の実施形態について添付図面を参照して詳しく説明する。WPC規格に準拠した無線電力伝送システムの例を示し、電子タグの一例としてNFC(Near Field Communication)タグを示す。なお、本開示の実施形態における複数の特徴の全てが本願に必須のものとは限らず、複数の特徴を任意に組み合わせてもよい。
[第1実施形態]
図1は本実施形態に係る無線電力伝送システムの構成例を示す図である。本実施形態における無線電力伝送システムは、送電装置100および受電装置101を含んで構成される。図1では受電装置として、第1受電装置101aおよび第2受電装置101bを示す。
図1は本実施形態に係る無線電力伝送システムの構成例を示す図である。本実施形態における無線電力伝送システムは、送電装置100および受電装置101を含んで構成される。図1では受電装置として、第1受電装置101aおよび第2受電装置101bを示す。
送電装置100は、その送電可能な範囲内に載置された第1受電装置101aと第2受電装置101bとを同時に充電する機能を有する。図1では2台の受電装置が送電装置上に存在する例を示すが、これに限定されない。例えば、送電装置100は1台の受電装置に対して充電を行うことができる。あるいは、送電装置100は、3台以上の受電装置に対して同時に充電を行うことが可能である。
本実施形態において、送電装置に対し、受電装置が載置される状態(以下、「載置状態」という)は、以下の状態を含むものとする。例えば、載置状態は、受電装置が送電装置の送電可能な範囲内の面上に設置される状態を含む。
本実施形態にて説明する方法では、少なくとも、送電装置の送電が可能な範囲内に受電装置が含まれている状態において適用可能である。例えば、受電装置と送電装置とが非接触の状態でもよい。
また、載置状態にて送電装置に対して受電装置が載置される面については水平面に限定されることなく、垂直面や傾斜面、あるいは曲面であってもよい。以下では、表記を簡潔にするため、送電装置をTXと呼び、受電装置をRXと呼ぶ場合がある。TXとRXの詳細な構成については図2および図3を用いて後述する。
無線電力伝送システムでは、WPC規格に基づいて、非接触充電のための電磁誘導方式を用いた無線電力伝送が行われる。RXとTXは、RXの受電コイルとTXの送電コイルとの間で、非接触充電のための無線電力伝送を行う。
なお、無線電力伝送方式(非接触電力伝送方式)については、WPC規格で規定された方式に限られず、他の電磁誘導方式、磁界共鳴方式、電界共鳴方式、マイクロ波方式、レーザー等を利用した方式でもよい。また、本実施形態では、無線電力伝送が非接触充電に用いられるものとするが、非接触充電以外の用途で無線電力伝送が行われてもよい。
WPC規格では、RXがTXから受電する際に保証される電力の大きさがGuaranteed Power(以下、「GP」という)の値によって規定される。GPは、例えばRXとTXとの位置関係が変動して受電コイルと送電コイルとの間の送電効率が低下したとしても、充電用の回路等のRXの負荷へ出力されることが保証される電力値を示す。
例えばGPの値を15(ワット)とする。この場合、受電コイルと送電コイルとの位置関係が変動して送電効率が低下したとしても、TXは、RX内の負荷へ15ワットを出力することができるように制御を行ってRXに送電する。また、GPはRXとTXとが行う交渉により決定される。
またWPC規格では、TXの周囲環境(送電コイル近傍等)に受電装置ではない物体が存在することをTXが検出する方法が規定されている。当該物体を異物と称することがある。より詳細には、第1の方法は、TXにおける送電コイルに係る品質係数(Q値、Quality Factor、Q-factor)の変化に基づく異物検出方法である。
第2の方法(パワーロス法)は、TXの送電電力とRXの受電電力との差分に基づく異物検出方法である。第1の方法は、電力伝送前(NegotiationフェーズまたはRenegotiationフェーズ)に実施される。また第2の方法は、Calibration処理が行われたデータに基づいて、電力伝送中(Power Transferフェーズ)に実施される。
ところで、RX(およびRXが組み込まれた製品)またはTX(およびTXが組み込まれた製品)を構成する複数の部品には必要不可欠な金属部品がありうる。送電コイルによる無線送電の電力にさらされた場合、意図せずに熱を発生する可能性のある金属部品が存在する。
このような金属部品には、例えば、送電コイルまたは受電コイルの周辺の金属フレームがある。本開示における異物とは、受電装置および受電装置が組み込まれた製品の一部または送電装置および送電装置が組み込まれた製品の一部のいずれでもなく、送電コイルで送電する電力信号にさらされたときに発熱しうる物体である。
受電装置および受電装置が組み込まれた製品に不可欠な部分の物体または送電装置および送電装置が組み込まれた製品に不可欠な部分の物体は異物には当たらない。例えば、クリップ等が異物に相当する。
RXとTXが行う通信には、WPC規格に基づく送受電制御のための通信と、機器認証のための通信とがある。ここで、WPC規格に基づく送受電制御のための通信について説明する。
WPC規格では、電力伝送が実施されるPower Transferフェーズと、電力伝送前のフェーズとを含んだ、複数のフェーズが規定されており、各フェーズにおいて必要な送受電制御のための通信が行われる。以下、各種フェーズについて説明する。
電力伝送前のフェーズには、Pingフェーズ、Configurationフェーズ、Negotiationフェーズ、Calibrationフェーズがある。Pingフェーズでは、TXが、アナログピング(Analog Ping)を間欠送信し、送電可能範囲内に物体が存在することを検知する。
Analog Pingを以下、APと表記する。例えばTXは、APの送信によって、送電装置100に受電装置101や導体片等が載置されたことを検出可能である。その後、TXはAPより電力が大きいデジタルピング(Digital Ping)を送信する。
Digital Pingを以下、DPと表記する。DPは、TX上に載置されたRXの制御部が起動するのに十分な電力を有する。RXは、受電電圧の大きさをSignal Strength PacketによりTXへ通知する。
このように、TXは、DPを受信したRXからの応答を受信することにより、APによって検知された物体がRXであることを認識する。TXがRXから受電電圧の大きさに関する通知を受けとると、Configurationフェーズに遷移する。
また、TXはDPの送信前に、送電コイルに係る品質係数(Q値、Quality Factor、Q-factor)の測定を行う。この測定結果は、Q値測定法に基づく異物検出処理を実行する際に使用される。Configurationフェーズでは、TXがRXを識別し、RXから機器構成情報(能力情報)を取得する。
そのため、RXは、ID PacketおよびConfiguration PacketをTXに送信する。ID PacketにはRXの識別情報が含まれ、Configuration Packetには、RXの機器構成情報(能力情報)が含まれる。
ID PacketおよびConfiguration Packetを受信したTXは、RXに対してアクノリッジ(ACK)で応答する。そして、Configurationフェーズが終了する。
Negotiationフェーズでは、RXが要求するGP値やTXの送電能力等に基づいてGP値が決定される。またTXは、RXからの要求に従って、Q値測定法に基づく異物検出処理を実行する。
WPC規格では、一旦Power Transferフェーズに移行した後、RXの要求によって再度Negotiationフェーズと同様の処理を行う方法が規定されている。Power Transferフェーズから移行してこれらの処理を行うフェーズを、Renegotiationフェーズと呼ぶ。
Calibrationフェーズでは、WPC規格に基づいて、RXが所定の受電電力値をTXへ通知し、TXが効率よく送電するための調整を行う。所定の受電電力値は、例えば軽負荷状態における受電電力値や最大負荷状態における受電電力値である。TXは、RXから通知された受電電力値を、パワーロス法に基づく異物検出処理に使用することができる。
Power Transferフェーズでは、送電の継続、および、エラー処理や満充電による送電停止等のための制御が行われる。TXとRXは、送受電制御のための通信を、WPC規格に基づいて無線電力伝送と同じアンテナ(コイル)を用いて信号を重畳するインバンド(In-band)通信により行う。
なお、TXとRXとの間で、WPC規格に基づくインバンド通信が可能な範囲は、送電可能範囲とほぼ一致する。
次にTXおよびRXの機能構成について説明する。図2は、送電装置100(TX)の機能構成を説明するためのブロック図である。送電装置100は、制御部201、電源部202、第1送電回路203、第1通信部204、第2送電回路205、第2通信部206、メモリ207、送電コイル選択部208を有する。
送電装置100はさらに、送電コイル群210、NFC通信部211、NFCアンテナ選択部212、NFCアンテナ213を有する。
送電コイル群210は、複数の送電コイル209a,209b・・・により構成される。TXは複数のNFCアンテナ213a,213b・・・を有する。以下の説明では複数の送電コイルまたはNFCアンテナを区別する必要がない場合、送電コイル209またはNFCアンテナ213と表記する。
制御部201は、送電装置100全体の制御を行う。制御部201は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)等の1つ以上のプロセッサを含んで構成される。なお、制御部201は、後述の処理を実行するように構成された、特定用途向け集積回路(ASIC)やフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)等を含んでもよい。
電源部202は、制御部201、第1送電回路203、第2送電回路205、および、NFC通信部211が動作するため電力を供給する電源を有する。電源部202は、例えば、商用電源から電力の供給を受ける有線受電回路やバッテリ等により構成される。
第1送電回路203および第2送電回路205は、送電コイル群210に含まれる任意の送電コイル209に対し、交流電圧および交流電流を発生させる。第1送電回路203および第2送電回路205は、例えば、電源部202が供給する直流電圧を、FET(Field Effect Transistor)を使用したハーフブリッジまたはフルブリッジ構成のスイッチング回路を用いて交流電圧に変換する。
この場合、第1送電回路203および第2送電回路205は、FETのON/OFFを制御するゲ-トドライバを含む。
第1通信部204は、制御部201から制御指令にしたがい、受電装置の通信部(図3:303)との間で、WPC規格に基づいて無線電力伝送の制御通信を行う。例えば第1通信部204は、第1送電回路203が発生させる交流電圧または交流電流の負荷変調を行い、送電波(電磁波)に通信データの信号を重畳することで、通信データの信号を受電装置に送信する。
また、第1通信部204は、受電装置の通信部(図3:303)により変調された交流電圧または交流電流の復調を行うことにより、受電装置から送信される通信データの信号を受信する。
この処理により、WPC規格に基づく無線電力伝送の制御通信が実現される。第2通信部206は、第1通信部204と同様に制御部201からの制御指令にしたがい、第2送電回路205が発生させる交流電圧または交流電流の負荷変調または復調を行い、通信データの送受信を行うことにより、制御通信を実現する。
メモリ207は制御部201に接続されており、送電装置100、および、無線電力伝送システムの各要素および全体の状態に係る情報を記憶する。例えば、メモリ207は送電制御および通信制御に必要な複数の送電コイルおよびNFCアンテナの識別情報や、後述する送電エリアの識別情報等を記憶する。
送電コイル群210を構成する複数の送電コイル209のうち、任意の1つまたは複数の送電コイルは、送電コイル選択部208を介して、第1送電回路203または第2送電回路205に接続される。
送電コイル選択部208は、制御部201からの制御指令にしたがって、送電コイル群210を構成する任意の1つまたは複数の送電コイルと、第1送電回路203または第2送電回路205とを接続する。
制御部201は送電コイル選択部208を制御することで、第1送電回路203または第2送電回路205と、任意の1つまたは複数の送電コイルとを接続することができる。送電コイル選択部208により行われる、第1送電回路203および第2送電回路205と送電コイルとの接続の切り替えについては後述する。
本実施形態における第1送電回路203および第2送電回路205は、独立して動作可能であり、それぞれ同時に最大1台の受電装置に充電のための電力を送電することができる。つまり、送電装置100は最大2台の受電装置に対して同時に充電することが可能である。
NFC通信部211は、近距離無線通信方式であるNFC方式を用いて他のNFC機器との通信を行う。他のNFC機器には、NFCタグが含まれるものとする。送電装置100は、NFC通信部211によって、NFCタグの存在を検出することができる。
NFC通信部211は、NFCアンテナ選択部212を介して、任意の1つまたは複数のNFCアンテナに接続される。制御部201は、NFCアンテナ選択部212を制御することにより、NFC通信部211に対していずれのNFCアンテナ213を接続させるかを決定する。NFCアンテナ選択部212は、制御部201からの制御指令にしたがって、NFC通信部211とNFCアンテナ213との接続を切り替える。
図2の例では、各部がそれぞれ別個のブロック要素として示されている。各部とは制御部201、電源部202、第1送電回路203、第1通信部204、第2送電回路205、第2通信部206、メモリ207、送電コイル選択部208、送電コイル群210、NFC通信部211、NFCアンテナ選択部212である。
この例に限定されることなく、2つ以上のブロック要素を1つのチップ等にまとめてもよく、また、1つのブロック要素を複数のブロック要素に分割してもよい。
図3は、RX(第1受電装置101a、第2受電装置101b)の機能構成を説明するためのブロック図である。本実施形態では、第1受電装置101aおよび第2受電装置101bを同様の機能構成とする。
特に区別する必要がない場合、単に受電装置101と表記する。ただし、第1受電装置101aと第2受電装置101bとは、種類の異なるデバイスであってもよい。図3に例示する受電装置101は、制御部301、受電部302、通信部303、メモリ304、受電コイル305、充電部306、および、バッテリ307を有する。
制御部301は、受電装置101全体の制御を行う。制御部301は、例えば、CPUやMPU等の1つ以上のプロセッサを含んで構成される。なお、制御部301は、後述の処理を実行するように構成された、ASICやFPGA等を含んでもよい。制御部301は、送電装置100から所定の電力を受電することにより起動が可能である。
受電部302は、送電コイル群210を構成する任意の送電コイル209によって受電コイル305に生じた交流電圧および交流電流を受電する。受電部302は、当該交流電圧および交流電流を、制御部301および充電部306等が動作するための直流電圧および直流電流に変換する。
通信部303は、制御部301からの制御指令にしたがい、送電装置100の第1通信部204または第2通信部206との間で、WPC規格に基づいた無線電力伝送のための制御通信を行う。
通信部303は、受電コイル305によって受電された交流電圧および交流電流の変調を行うことにより、通信データを送電装置100に送信する。また、通信部303は、送電装置100により変調された交流電圧および交流電流の復調を行うことにより、送電装置100から送信される通信データを受信する。
充電部306は、受電部302から供給される直流電圧および直流電流に基づいてバッテリ307の充電を行う。メモリ304は制御部301に接続されており、受電装置101や無線電力伝送システムの各ブロック要素の状態または全体の状態を示す情報を記憶する。
図3の例では制御部301、受電部302、通信部303、メモリ304、および充電部306をそれぞれ別個のブロック要素として示している。この例に限定されることなく、2つ以上のブロック要素を1つのチップ等にまとめてもよいし、1つのブロック要素を複数のブロック要素に分割してもよい。
本実施形態の受電装置101と送電装置100は、無線電力伝送による充電機能以外のアプリケーションを実行する機能を有しうる。例えば、受電装置101はスマートフォンであり、送電装置100はスマートフォン(受電装置101)のバッテリを充電するためのアクセサリ機器である。
あるいは、受電装置101および送電装置100は、ハードディスク装置やメモリ装置などの記憶装置であってもよいし、パーソナルコンピュータ(PC)等の情報処理装置であってもよい。また、受電装置101および送電装置100は、例えば、撮像装置(スチルカメラやビデオカメラ等)や、スキャナ等の画像入力装置であってもよいし、プリンタ、コピー機、プロジェクタ等の画像出力装置であってもよい。
あるいは、送電装置100がスマートフォンであってもよい。この場合、受電装置101は、別のスマートフォンでもよいし、無線イヤフォンであってもよい。また、送電装置100は、自動車内のコンソール等に設置される充電器であってもよい。
図4(A)~(D)を参照して、送電装置100が有する送電コイル群210の配置構成について説明する。図4(A)~(D)は、送電コイル群210の上面視の状態を模式的に表しており、2次元平面(xy平面)上における複数の送電コイルの配置例を示す。
ただし、実際の複数の送電コイルは、高さ方向(z方向)を含む3次元空間に配置することも可能である。送電コイル400~411は、送電コイル群210を構成する複数の送電コイル209に相当する。
図4(A)および(B)は、送電コイル群210の一部を上面視した状態を表す図である。図4(A)では、送電コイル400~405として、6つの円形コイルの配置例を示す。送電コイル400,401,402は、それぞれの円周部が部分的に、他の2つの送電コイルに接するように配置される。
同様に、送電コイル403,404,405は、それぞれの円周部が部分的に、他の2つの送電コイルに接するように配置される。同様に、送電コイル402,403,405は、それぞれの円周部が部分的に、他の2つのコイルに接するように配置される。
図4(B)は、送電コイル406~411として、6つの円形コイルの配置例を示す。図4(B)に示す送電コイル406~411の配置は、図4(A)に示す送電コイル400~405の配置を左右反転させた配置に対応する。
送電コイル406~411については、送電コイル400~405と区別するために便宜上、各送電コイルに対応する円内にハッチング線(縦線)を付加することにより図示されている。このことは図4(C)、図4(D)でも同じである。
図4(B)にて送電コイル409,410,411は、それぞれの円周部が部分的に、他の2つの送電コイルに接するように配置される。同様に、送電コイル406,407,408は、それぞれの円周部が部分的に、他の2つの送電コイルに接するように配置される。
同様に、送電コイル408,409,411は、それぞれの円周部が部分的に、他の2つの送電コイルに接するように配置される。
図4(C)は、送電コイル群210の全体を上面視した状態を表す図である。送電コイル群210は、図4(B)に示す送電コイル406~411の上部に、図4(A)に示す送電コイル400~405を重ねて配置することにより構成される。
図4(D)は、送電コイル群210の一部(送電コイル400,401,410,411)について位置関係を説明する図である。送電コイル400と送電コイル410、および、送電コイル401と送電コイル410はそれぞれ上面視で重なっているので、これらの送電コイルは「重複している」と表現することにする。
一方、送電コイル400と送電コイル411は上面視で重複していない。また、距離412は、送電コイル400の外形部と送電コイル411の外形部との距離(Dと記す)を示している。つまり送電コイル400と送電コイル411とは、上面視で距離Dだけ離れている。
隣接する複数の送電コイルのうち、第1の送電コイルをAコイルと表記し、第2の送電コイルをBコイルと表記する。Aコイルによる送電電力に係る電磁波ならびにTXおよびRXの通信部が送受するインバンド通信の信号が、Bコイルによる送電電力に係る電磁波ならびにTXおよびRXの通信部が送受するインバンド通信の信号に重畳されることがありうる。
この現象を本開示では「干渉」と表現する。複数の送電コイルが干渉すること、また干渉しないことを、以下のように定義する。AコイルがBコイルに対して条件(1)または(2)を満たす場合、2つの送電コイルは「干渉しない」と表現される。
(1)Aコイルで送受信される変調信号の電圧振幅もしくは電流振幅の変動または周波数変動がBコイルで観測されないこと。
(2)Aコイルで送受信される変調信号の電圧振幅もしくは電流振幅の変動または周波数変動がBコイルで観測され、観測レベルが所定値(閾値)以下であって、かつBコイルでの変調信号を通信部が復調する際の復調性能に影響を与えないこと。
(2)Aコイルで送受信される変調信号の電圧振幅もしくは電流振幅の変動または周波数変動がBコイルで観測され、観測レベルが所定値(閾値)以下であって、かつBコイルでの変調信号を通信部が復調する際の復調性能に影響を与えないこと。
2つの送電コイルが「干渉する」ことの定義は、条件(1)、(2)に対する否定の条件から導出できる。条件(3)を満たす場合、2つの送電コイルは「干渉する」と表現される。
(3)Aコイルで送受信される変調信号の電圧振幅もしくは電流振幅の変動または周波数変動がBコイルで観測され、観測レベルが所定値(閾値)より大きく、かつBコイルでの変調信号を通信部が復調する際の復調性能に影響を与えること。
(3)Aコイルで送受信される変調信号の電圧振幅もしくは電流振幅の変動または周波数変動がBコイルで観測され、観測レベルが所定値(閾値)より大きく、かつBコイルでの変調信号を通信部が復調する際の復調性能に影響を与えること。
また、電磁的に結合された(つまり、結合係数がゼロでない)送電コイルのうち、第1の送電コイルをAコイルと表記し、第2の送電コイルをBコイルと表記する。AコイルがBコイルに対して条件(4)または(5)を満たす場合、2つの送電コイルは「干渉しない」と表現される。
(4)Aコイルに印加される高周波電圧もしくは高周波電流、またはその高周波電圧変動もしくは高周波電流変動、または周波数変動による電圧がBコイルに誘起されないこと。
(5)Aコイルに印加される高周波電圧もしくは高周波電流、またはその高周波電圧変動もしくは高周波電流変動、または周波数変動によってBコイルに誘起される電圧レベルが所定値(閾値)以下であること。
(4)Aコイルに印加される高周波電圧もしくは高周波電流、またはその高周波電圧変動もしくは高周波電流変動、または周波数変動による電圧がBコイルに誘起されないこと。
(5)Aコイルに印加される高周波電圧もしくは高周波電流、またはその高周波電圧変動もしくは高周波電流変動、または周波数変動によってBコイルに誘起される電圧レベルが所定値(閾値)以下であること。
条件(6)を満たす場合、2つの送電コイルは「干渉する」と表現される。
(6)Aコイルに印加される高周波電圧もしくは高周波電流、またはその高周波電圧変動もしくは高周波電流変動、または周波数変動によってBコイルに誘起される電圧レベルが所定値(閾値)より大きいこと。
(6)Aコイルに印加される高周波電圧もしくは高周波電流、またはその高周波電圧変動もしくは高周波電流変動、または周波数変動によってBコイルに誘起される電圧レベルが所定値(閾値)より大きいこと。
2つの送電コイルが干渉する場合、その干渉の度合いは、2つの送電コイルの位置関係によって異なる。本実施形態では、2つの送電コイルが所定の距離D(図4(D):412参照)以上離れている場合に干渉しないものとする。
例えば、送電コイル400と送電コイル411は干渉しない。また、送電コイル400と送電コイル410、送電コイル401と送電コイル410はそれぞれ重複しており、いずれも距離D以上離れていない。
よって、送電コイル400と送電コイル410は干渉し、送電コイル401と送電コイル410は干渉する。なお、前記所定値(閾値)や距離DについてはWPC規格で規定されてもよい。
2つの送電コイルに干渉が発生しないと判定される所定の距離Dは、送電コイル同士の距離の定義によって異なる値となりうる。例えば、送電コイル同士の距離が、送電コイルの基準点(例えば、重心等)の間の距離である場合と、送電コイル同士の最短距離である場合とでは、所定の距離Dは異なる値となりうる。
また、複数の送電コイルは2次元平面上に配置されるだけでなく、3次元空間(例えば、高さ方向)に配置される場合もありうる。本実施形態は、いずれの条件においても、上記と同様の方法によって干渉の発生しない所定の距離Dの定義に基づいて、後述する制御を実施することができる。
上述したように、所定の位置関係にある複数の送電コイルから同時に送電が行われることにより、送電コイルが互いに干渉する結果、各送電コイルの送電や制御通信に影響を及ぼす可能性がある。
そこで、本実施形態の送電装置100は、第1送電回路203および第2送電回路205に接続される送電コイルを選択する際、送電コイル同士が互いに干渉しないように制御を行う。つまり制御部201は、送電コイル選択部208により、複数の送電コイルのうちで所定の距離D以上離れた位置にある送電コイルを選択する制御を行う。これにより、複数の送電コイルを使用して適切な送電を行うことが可能である。
あるいは、所定の距離Dの決定に基づく方法以外に、複数の送電コイルが互いに干渉しないように選択する方法がある。具体的には、制御部201は、第1の送電コイルを用いた送電によって干渉が生じる他の送電コイルを特定することができる。
制御部201は第1の送電コイルによる送電に伴い、干渉する他のコイル(第2の送電コイル)、あるいは干渉しない他のコイル(第3の送電コイル)を予め特定しておき、特定された送電コイルを表す識別情報をメモリ207に記憶する。制御部201は記憶された識別情報に基づき、第1の送電コイルを選択する際、干渉しないことが判明している第3の送電コイルを選択して送電の制御を行う。
続いて図5を参照して、本実施形態における送電コイルとNFCアンテナの配置例について説明する。図5は、図4(C)に示す複数の送電コイルに対する、NFCアンテナ602aおよびNFCアンテナ602b(一点鎖線参照)の配置例を模式的に示す図である。
TXが複数の送電コイルを用いて送電を行うことが可能な領域として、第1および第2の送電コイル群にそれぞれ対応する第1および第2の領域を有する例を示す。第1送電回路203は、送電コイル400、401、402、409、410、411と接続可能であるものとする。
これにより、第1送電回路203は、点線で示される領域601aに載置される受電装置101への送電が可能である。また、第2送電回路205は、送電コイル403、404、405、406、407、408と接続可能であるものとする。これにより、第2送電回路205は、点線で示される領域601bに載置される受電装置101への送電が可能である。
なお、TXは各領域601a、601bにおいて最大1台のRXに送電することが可能である。すなわち送電装置100は、合計2台の受電装置に対して同時に送電することが可能である。
WPC規格にて、各領域601a、601bに相当する領域はActive Areaと称する。当該領域は、TXがRXに電力を供給している場合に十分に高い磁束が透過する部分として定義される。
本実施形態では、WPC規格での定義にしたがい、送電可能な各領域601a、601bを、送電可能領域、または送電エリアと呼ぶ。送電コイルおよび送電エリアに対して、一点鎖線で示されるようにNFCアンテナが配置される。
上面視にて、NFCアンテナ602aは、第1の送電エリアに相当する領域601aを囲むように配置され、NFCアンテナ602bは、第2の送電エリアに相当する領域601bを囲むように配置される。
本実施形態では、送電コイルを含む面に対して直交する方向から見た場合、領域601aと領域601bとが重なり合っている。NFCアンテナ602a,602bは、送電エリア同士が重複する領域を除いて、異なる送電コイル群に対応する領域に配置される。
これにより、送電エリアごとに独立したNFCタグ検出の実行が可能であり、NFCタグが検出された場合に適切な制御を行うことができる。NFCタグ検出に関する制御方法については後述する。
続いて図6、図7を参照して、TXが実行する処理の流れについて説明する。図6は、TXの処理例を説明するフローチャートである。本処理は、例えばTXの制御部201がメモリ207から読み出したプログラムを実行することによって実現される。
なお、以下の処理の一部はハードウェアによって実現されてもよい。この場合のハードウェアは、例えば、所定のコンパイラを用いて、各処理ステップを実現するためのプログラムからFPGA等のゲートアレイ回路を用いた専用回路を自動的に生成することができる。
また、本処理は、TXの電源がオン操作されたこと、またはTXのユーザが非接触充電アプリケーションの開始指示を入力したこと、またはTXが商用電源に接続されて電力供給を受けていること、に応じて実行される。
図6のS501でTXは、NFCタグ検出処理を実行する。この処理については後述する。次にS502でTXは、WPC規格のPingフェーズとして規定されている処理を実行し、物体がTX上に載置されるのを待ち受ける。
TXは、Pingフェーズにおいて、WPC規格のAPを繰り返し間欠送信し、送電可能範囲内に存在する物体の検出処理を実行する。このとき、TXはAPを各送電コイルから順次に送信しうるが、これに限るものではない。例えばTXは、干渉しない複数の送電コイル群から同時にAPを送信してもよい。
この場合、TXは干渉しない複数の送電コイル群の組み合わせごとに、順次にAPを送信することができる。送電可能範囲内に物体が存在することを検出した場合、TXはWPC規格のDPを送信する。なお、DPについては、APの送信により物体が載置されたと検出した送電コイルを用いて送信することができる。S502の次にS503の処理に進む。
S503でTXは、RXが載置された状態であるか否かを判定する。この判定は、DPに対する所定の応答があったか否かによって行われる。DPに対する応答があった場合、TXは、検出された物体がRXであり、TXにRXが載置されたと判定してS504の処理に進む。また、DPに対する所定の応答がなかった場合、TXは、検出された物体がRXでなく、TXにRXが載置されていないと判定してS501の処理へ移行する。
S504でTXは、DPを送信した送電コイルの識別子をメモリに記憶する。識別子は送電コイル群における送電コイルを特定するための識別情報を有する。ここで、TXは事前に記憶された送電コイルと送電エリアの配置関係から、当該識別子を用いて送電エリアを特定しうる。次にS505の処理に進む。
S505でTXは、WPC規格で規定されたConfigurationフェーズの通信により、RXから識別情報と能力情報を取得する。RXの識別情報は、Manufacturer CodeおよびBasic Device IDを含む。RXの能力情報は、以下の情報を含む。
・対応しているWPC規格のバージョンを特定することが可能な情報。
・RXが負荷に供給できる最大電力を特定する値であるMaximum Power Value。
・WPC規格のNegotiation機能を有するか否かを示す情報。
・RXが負荷に供給できる最大電力を特定する値であるMaximum Power Value。
・WPC規格のNegotiation機能を有するか否かを示す情報。
ただし、これらの情報は一例であり、RXの識別情報および能力情報は、他の情報によって代替されてもよいし、さらに別の情報を含んでもよい。例えば、識別情報は、Wireless Power ID等の、RXの個体を識別可能な任意の他の識別情報であってもよい。またTXは、WPC規格のConfigurationフェーズの通信以外の方法でRXの識別情報と能力情報を取得してもよい。次にS506の処理に進む。
S506でTXは、WPC規格で規定されたNegotiationフェーズの通信により、RXとの間でNegotiationの処理を実行し、GP値を決定する。あるいはS506では、WPC規格のNegotiationフェーズの通信以外の方法で、GP値を決定する処理が実行される。
あるいは、TXは、RXがNegotiationフェーズに対応していないことを示す情報を、例えばS505にて取得した場合、Negotiationフェーズの通信を行わず、GP値を所定値に決定する。所定値は、例えばWPC規格で予め規定された値である。次にS507の処理に進む。
S507でTXは、WPC規格のCalibrationフェーズに移行し、RXの受電電力値に基づいて電力損失の基準値(閾値)を算出する。CalibrationフェーズにてTXは、異物がない状態における、送電電力値に対する受電電力値の関係を導出する。
TXはWPC規格に基づいて、RXから取得した所定の受電電力値を用いて、異物がない状態でのTXとRXとの間の電力損失を示すデータを導出する。例えば、所定の受電電力値は、軽負荷(Light Load)状態における受電電力値と、負荷接続(Connected Load)状態における受電電力値等である。
パワーロス法に基づく異物検出処理では、導出した送電電力値に対する受電電力値の関係から、送電中に受信したRXの受電電力値に基づいて送電中のTXとRXとの間の電力損失量が算出される。この電力損失量が閾値と比較され、閾値以上である場合にTXは「異物あり」または「異物が存在する可能性が高い」と判定する。S507の次にS508の処理に進む。
S508でTXは、RXへの送電を開始する。送電はPower Transferフェーズの処理により行われる。ただし、これに限らず、WPC規格以外の方法で送電が行われてもよい。続いてS509でTXは、NFCタグ検出処理を実行し、S510へ処理を進める。
なお、NFCタグ検出処理は送電と並行して定期的に実行しうる。S510でTXは、送電を停止するか否かの判定を行う。TXは送電を停止すると判定した場合、一連の処理を終了して初期状態の処理を戻す。またTXが送電を停止しないと判定した場合、S508の処理に移行して送電を継続する。
TXは、WPC規格のEnd Power Transfer(EPT)パケットをRXから受信した場合、WPC規格にしたがって、どの処理フェーズにおいてもその処理を終了させる。
また、RXにおけるNFCタグ検出処理の結果、NFCタグが検出された場合や、バッテリが満充電となった場合にもRXからTXにEPTパケットが送信されるので、初期状態に戻ることとなる。この場合、NFCタグ検出処理(S501)に戻ることになるが、Pingフェーズの処理(S502)に戻ってもよい。
図6の例にてTXにおけるNFCタグ検出処理は、Pingフェーズの処理(S502)の前、および、送電処理(S508)を開始した後に実行されるが、どの処理フェーズにおいても実行しうる。
さらに、送電のための各種処理とNFCタグ検出処理は、それぞれ独立して実行しうる。例えば、NFCタグ検出処理(S501)とPingフェーズの処理(S502)が同時に実行されてもよい。TXは、NFCタグが取り除かれたことを検知するまでの間、初期状態に留まりうる。
図7を参照して、図6のS501およびS509の処理について説明する。図7はNFCタグ検出処理の例を説明するフローチャートである。S700でTXはループ処理を開始し、対象のNFCアンテナを選択してから、S701でNFCタグ検出を行う。
NFCタグ検出については、NFC規格に準拠したリーダライタ機能により、タグタイプごと、Type-A,Type-B,Type-Fの順に実行しうるが、これに限るものではない。例えばTXは、NFCタグタイプごとに各NFCアンテナで順にタグ検出を実行してもよい。S701の次にS702の処理に進む。
S702でTXは、選択されたNFCアンテナによって、NFCタグが検出されたか否かの判定を行う。NFCタグが検出された場合(S702でYES)、S703へ処理を進め、NFCタグが検出されなかった場合(S702でNO)、S706の処理に移行する。
S703でTXは、NFCタグを検出したNFCアンテナの配置された送電エリアにおいて、受電装置へ送電中であるか否かの判定を行う。当該送電エリアにおいて受電装置へ送電中であると判定された場合(S703でYES)、S704へ処理を進める。
一方、当該送電エリアにおいて受電装置へ送電中でないと判定された場合(S703でNO)にはS705へ処理を進める。S704でTXは、当該送電エリアでの送電処理を停止する。
例えば、所定の送電コイルを用いた受電装置への送電を停止する処理が実行される。またS705でTXは、当該送電エリア内の送電コイルからのAPの送信を停止する。S704またはS705の処理が終了すると、対象のNFCアンテナにおける処理を終了し、S706の処理に進む。
S706でTXは、全てのNFCアンテナを対象として、S701~S705の処理を実行し、NFCタグ検出処理を完了したか否かを判断する。TXはNFCタグ検出処理が完了したと判断した場合、一連の処理を終了してリターン処理へ移行する。
またTXは、NFCタグ検出処理が完了していないと判断した場合、S700に移行し、対象となる次のNFCアンテナを選択して処理を継続する(S701~S706の処理を実行する)。
図8を参照して、TXおよびRXの動作シーケンスの例について説明する。図8はTXの動作を左側に示し、RXの動作を右側に示したシーケンス図である。初期状態として、RXはTXに載置されていない状態とする。
TXは、各送電コイルから順次にAPを送信して、RXが載置されたことを検知してから送電処理を開始する。その後、NFCタグが当該RXの載置された送電エリアとは異なる送電エリアに載置されたとする。この場合、NFCタグ検出処理によりNFCタグが検出される。ただし、NFCタグを検出したNFCアンテナは、送電中の送電エリアとは異なる送電エリアに配置されているので、TXは送電を停止しない。
F801でTXは、NFCタグ検出処理を開始する。当該処理は図6のS501の処理に対応する。TXはNFCアンテナ602a,602bでそれぞれ、NFCタグ検出を順次に行う(図7:S701)。この時点ではNFCタグが存在しないので、いずれのNFCアンテナにおいてもNFCタグは検出されず(S702でNO)、NFCタグ検出処理を終了する。
次にF802でTXは、APを送電コイル400,401,・・・から順次に送信して物体が載置されるのを待つ。これは図6のS502の処理に対応する。F803ではTXに対してRXが載置される。F804でTXがAPを送電コイル400,401,・・・から順次に送信した場合、APに変化が生じる。これにより、F805でTXは、物体が送電コイル401上に載置されたことを検知する。
次にF806でTXはDPの送信を行い、F807でRXは、自装置がTXに載置されたことを検知する。一方、TXはDPの応答により、載置された物体がRXであることを検知する。
これは図6のS503で肯定的判定(YES)が下された場合であり、S504に処理を進める。F808でTXは、RXが載置された領域に対応する送電コイル401の識別子をメモリ207に記憶する(図6:S504)。TXは、事前に記憶された送電コイルと送電エリアの配置関係から、領域601a(送電エリア)にRXが載置されたと判断することができる。
続いて、F809にてConfigurationフェーズの通信により、TXは、RXから識別情報および能力情報を取得する処理を行う。当該処理は図6のS505の処理に対応する。F810でTXとRXは、Negotiationフェーズの通信を実行する。
これは図6のS506の処理に対応する。例えば、TXとRXは通信により交渉し、GP値を15(ワット)に決定する。F811でTXは、Calibrationフェーズの通信により、異物がない状態における送電電力値に対する受電電力値の関係を導出し、電力損失の基準値を算出する。これは図6のS507の処理に対応する。F812でTXは、RXへの送電処理を開始する。これは図6のS508の処理に対応する。
その後、F813ではTXに対して領域601b(送電エリア)にNFCタグが載置される。領域601bはNFCアンテナ602bに対応する領域である。F814でTXは、NFCアンテナ602a、602bで順次にNFCタグ検出を行う。この処理は図6のS509の処理に対応する。
F815では、NFCアンテナ602bにおいてNFCタグが検出される。これは図7のS702で肯定的判定(YES)が下された場合である。F816でTXは、NFCタグがNFCアンテナ602bに対応する領域601b内に位置しており、RXへ送電中の送電コイル401が含まれる領域601aとは異なると判断する。
これは図7のS703で否定的判定(NO)が下された場合であり、TXはRXへの送電を継続する。そしてF817でTXは、NFCタグが検出されたNFCアンテナ602bに対応する領域601b内の送電コイルによるAPの送信を停止する。
本実施形態の送電装置100は、複数の送電エリアを有し、送電エリアごとにNFCアンテナが配置された構成である。送電装置100は受電装置への送電の開始後、全NFCアンテナにおいて順次にNFCタグ検出処理を実行する。
NFCタグ検出の結果、NFCタグを検出したNFCアンテナが配置された領域に対応する送電エリアにて送電が実施されている場合には送電を制限する制御が行われるが、他の送電エリアで実行されている送電が制限されることはない。
送電を制限する制御には、送電を停止させる制御や、送電電力を低下させる制御が含まれる。これにより、NFCタグが送電装置100に対して載置された場合でも、NFCタグの破壊や発熱、送電への干渉等が生じる可能性の低い送電エリアにおける送電については継続することが可能となる。
よって、不要な送電停止や制限を抑制することができる。また、NFCタグを検出したNFCアンテナの配置された送電エリアが、送電中の送電エリアとは異なる送電エリアである場合には、当該送電エリア内の送電コイルからのPing送信(APの送信)を停止する制御が行われる。
これにより、NFCタグの破壊や発熱等が生じる可能性の高い送電エリアにおける送電を抑制し、より安全で効率の高い無線電力伝送システムを実現することができる。
また、本実施形態では、送電コイルを用いた送電が可能な領域に対して配置された通信用のアンテナ(NFCアンテナ)を介して通信可能なデバイス(電子タグ)を検出する処理が行われる。例えば送電装置は、受電装置が載置状態である場合、送電コイルを用いて受電装置が検出された領域を表す情報を記憶する。
前記デバイスが検出されたアンテナが、記憶された情報に対応する領域に配置されたアンテナである場合、送電装置は送電を制限する制御を行う。当該制御は、送電を停止させる制御、または送電電力を低下させる制御である。
本実施形態によれば、無線電力伝送を行うための複数の送電コイルと、通信用のアンテナを備え、所定のデバイスを適切に検出して送電の制御を可能とする技術を提供できる。
[第1実施形態の変形実施形態]
変形実施形態は、TXの送電エリアごとに1つのNFCアンテナを配置した第1実施形態とは、NFCアンテナの配置が異なる。例えば変形実施形態では、送電エリアごとに複数のNFCアンテナを配置した構成を有する。
変形実施形態は、TXの送電エリアごとに1つのNFCアンテナを配置した第1実施形態とは、NFCアンテナの配置が異なる。例えば変形実施形態では、送電エリアごとに複数のNFCアンテナを配置した構成を有する。
各NFCアンテナについては、1つの送電コイルごとに配置した構成と、受電装置への送電に際して同時に使用される複数の隣接する送電コイルの組ごとに配置した構成がある。
また、対象となる送電コイルと当該送電コイルと干渉する送電コイルを包含する領域ごとに複数のNFCアンテナを配置した構成がある。あるいは、各送電エリアにおいて共通で使用される送電コイルを包含する領域に対して、各送電エリアに配置されるNFCアンテナとは別のNFCアンテナを配置した構成等がある。
これにより、NFCタグが載置された場合にTXは、より細かい領域ごとに送電を停止するか否かの判定、または送電電力を低下させるか否かの判定が可能となるので、より高い確率で送電を継続することができる。
[第2実施形態]
次に、本開示の第2実施形態について説明する。本実施形態では、送電回路および通信部として、第1送電回路203および第1通信部204のみで構成される送電装置の例を説明する。
次に、本開示の第2実施形態について説明する。本実施形態では、送電回路および通信部として、第1送電回路203および第1通信部204のみで構成される送電装置の例を説明する。
なお、本実施形態にて第1実施形態と同様の事項の説明を省略し、主に相違点を説明する。このような説明の省略方法は、後述の実施形態または変形実施形態でも同じである。
図9を参照して、本実施形態における送電コイルとNFCアンテナの配置例について説明する。本実施形態における第1送電回路203は、全ての送電コイル400~411と接続可能であるものとする。
送電コイルを含む面に直交する方向から見た場合、図9に点線で示す領域901は、送電コイル400~411を包含する領域であり、送電エリアに相当する。これにより、第1送電回路203は、領域901に載置される受電装置101に送電を行うことが可能となる。なお、領域901において最大1台の受電装置に送電することが可能である。すなわち、TXは合計1台の受電装置に対して送電が可能である。
図9において、送電コイルおよび送電エリアに対して、NFCアンテナを一点鎖線により模式的に示す。NFCアンテナ902aは、領域901内の送電コイル400、401、402、409、410、411によって送電可能な範囲を囲むように配置される。
また、NFCアンテナ902bは、領域901内の送電コイル403、404、405、406、407、408によって送電可能な範囲を囲むように配置される。同一の送電エリアに対して複数のNFCアンテナを配置することができる。これにより、送電エリアを複数に分割した範囲でそれぞれ独立したNFCタグ検出を実行することが可能であり、TXはNFCタグを検出した場合に適切な制御を行うことができる。
図6、図10を参照し、本実施形態にてTXが実行するS501およびS509の処理について説明する。なお、S502~S508、S510の処理に関しては第1実施形態と同様であるため、それらの説明を省略する。図10は、NFCタグ検出処理の例を説明するフローチャートである。S1000でTXは、対象のNFCアンテナを選択してから、S1001へ処理を進める。
S1001でTXは、NFCアンテナに対応する領域内に、送電中の送電コイルが含まれるか否かの判定を行う。当該領域内に送電中の送電コイルが含まれることが判定された場合(S1001でYES)、S1002の処理に進む。また、当該領域内に送電中の送電コイルが含まれないと判定された場合(S1001でNO)、S1004の処理に進む。
S1002でTXは、NFCタグ検出を行う。次にS1003でTXは、NFCタグが検出されたか否かの判定を行う。NFCタグが検出された場合(S1003でYES)、S1005の処理に進む。一方、NFCタグが検出されなかった場合(S1003でNO)、S1006の処理に進む。
S1004でTXは、対象のNFCアンテナに対応する領域内に存在する送電コイルからのAPの送信を停止し、対象のNFCアンテナにおける処理を終了する。S1005でTXは送電処理を停止し、TXは、対象のNFCアンテナにおける処理を終了する。S1004またはS1005の次にS1006の処理に進む。
S1006でTXは、全てのNFCアンテナを対象として、S1001~S1005の処理を実行し、NFCタグ検出処理が完了したか否かを判断する。
TXはNFCタグ検出処理が完了したと判断した場合、一連の処理を終了してリターン処理へ移行する。またTXは、NFCタグ検出処理が完了していないと判断した場合、S1000に移行し、対象となる次のNFCアンテナを選択して処理を継続する(S1001~S1006の処理を実行する)。
次に、図11を参照して、本実施形態におけるTXおよびRXの動作シーケンスについて説明する。RXがTXに載置されていない状態にて、TXは各送電コイルから順次にAPを送信する。
TXはRXが載置されたことを検知すると、送電処理を開始する。その後、NFCタグが、RXへの送電中の送電コイルを領域内に含まない位置に配置されたNFCアンテナの領域内に載置される。
この場合、TXは当該NFCアンテナではNFCタグ検出を行わないため、送電を停止しない。F1101~F1112までの動作については、図8におけるNFCアンテナの符号を除いてF801~F812と同様であるので、それらの説明を省略する。
F1113では、TXに対してNFCアンテナ902bに対応する範囲内にNFCタグが載置される。F1114でTXは、送電中の送電コイル401がNFCアンテナ902aに対応する領域内に存在するので、NFCアンテナ902aでのみNFCタグ検出を行う。
これは図10のS1002の処理に対応する。F1115でTXは、RXへの送電処理を継続する。一方、TXは、NFCアンテナ902bに対応する領域内の送電コイルからのAPの送信を停止する。これは図10のS1004の処理に対応する。
本実施形態では、送電装置において1つの送電エリアに対して当該送電エリアよりもサイズの小さい複数のNFCアンテナを配置した構成である。送電装置は、受電装置への送電の開始後、送電中の送電コイルを包含する領域に対応するNFCアンテナでのみNFCタグ検出を行う。
これにより、送電装置上にNFCタグが載置された場合であっても、NFCタグの破壊や発熱、送電への干渉等が生じる可能性の少ない領域では送電を継続することが可能となる。よって、不要な送電停止や制限を抑制することができる。
また送電装置は、送電中の送電コイルを包含する領域に対応する特定のNFCアンテナの領域外にある送電コイルからのAPの送信を停止する。これにより、不要な送電を抑制し、より安全で効率の高い無線電力伝送システムを実現することができる。
[第2実施形態の変形実施形態]
送電装置(TX)における複数のNFCアンテナについては、各NFCアンテナが重複するように配置する第1の方法と、各NFCアンテナが重複しないように配置する第2の方法がある。本開示では第1または第2の方法を実施可能である。
送電装置(TX)における複数のNFCアンテナについては、各NFCアンテナが重複するように配置する第1の方法と、各NFCアンテナが重複しないように配置する第2の方法がある。本開示では第1または第2の方法を実施可能である。
あるいは、NFCアンテナ群の一部に第1の方法を実施し、NFCアンテナ群の他の部分に第2の方法を実施することも可能である。変形実施形態として、例えば下記の構成がある。
・送電コイルごとに各NFCアンテナを配置した構成。
・RXへの送電に際して同時に使用される複数の隣接する送電コイルの組ごとに各NFCアンテナを配置した構成。
・対象の送電コイルおよび当該送電コイルと干渉する送電コイルを包含する領域ごとに各NFCアンテナを配置した構成。
・RXへの送電に際して同時に使用される複数の隣接する送電コイルの組ごとに各NFCアンテナを配置した構成。
・対象の送電コイルおよび当該送電コイルと干渉する送電コイルを包含する領域ごとに各NFCアンテナを配置した構成。
変形実施形態によれば、より細かい領域ごとにNFCタグ検出を実行するか否かの設定を行うことが可能であるので、より高い確率で、不要な送電停止や制限を抑制することができる。
[前記以外の変形実施形態]
以下、前記第1および第2の実施形態に対する変形実施形態を説明する。変形実施形態のTXは、送電中の送電コイルを包含する領域に対応するNFCアンテナにおいてNFCタグが検出された場合、送電処理を停止するのではなく、送電を制限する。
以下、前記第1および第2の実施形態に対する変形実施形態を説明する。変形実施形態のTXは、送電中の送電コイルを包含する領域に対応するNFCアンテナにおいてNFCタグが検出された場合、送電処理を停止するのではなく、送電を制限する。
例えば、TXは送電電力値を十分に小さな値(5ワット以下)に変更する制御または設定を行う。またTXは、NFCタグ検出の結果と、NFCタグ検出とは異なる任意の状態検出方法(異物検出方法を含む)による検出結果に基づき、送電の制限を行うか否かを判定する。
状態検出方法の例には、送電コイルに係る品質係数(Q値、Quality Factor、Q-factor)に基づく状態検出方法、送電電力値と受電電力値との差分に基づく状態検出方法、送電波形の減衰を表す指標に基づく状態検出方法がある。
あるいは、TXの送電コイルとRXの受電コイルとの電磁的な結合状態を表す指標に基づく状態検出方法、TXまたはRXの温度に基づく状態検出方法、送電コイルまたは受電コイルに流れる電流に基づく状態検出方法がある。
なお、送電の制限にはTXの送電電力の低下や、RXの受電電力の低下、またはTXとRXとの交渉に基づく所定範囲内の送電電力値もしくは受電電力値への変更等が含まれるものとする。
また、第1および第2実施形態では、TXがNFCタグ検出をNFCアンテナごとに、順に実行する例を示した。変形実施形態では、同時に制御可能な複数のNFCアンテナによって並行してNFCタグ検出処理を実行する。
これにより、TXに対してNFCタグが載置された場合、より短い期間でNFCタグを検出することが可能となり、より安全で効率の高い無線電力伝送システムを実現できる。
また、第1および第2実施形態では、TXがNFCタグ検出処理を定期的に実行する例を示した。変形実施形態のTXは、NFCタグ検出処理を前記実施形態とは異なる契機により実行する。
例えば、TXはNFCアンテナにおけるインピーダンス値の変化量を監視し、当該変化量が閾値を超えた場合にNFCタグ検出処理を実行する。これにより、NFCタグが存在する可能性が低い状況において、不要なタグ検出処理を抑制し、より安全で効率の高い無線電力伝送システムを実現できる。
また、第1実施形態および第2実施形態では、TXはNFCタグ検出処理を実行した結果、NFCタグが検出されなかった場合にRXへの送電を継続する例を示した。変形実施形態のTXは、NFCタグが検出されなかった場合、上述した任意の状態検出方法(異物検出方法を含む)を実行する。
例えばTXは、状態異常の有無(異物の存否)やその可能性(異物が存在する確率等)の判断を行った上で、RXへの送電を継続するか否かを決定する。NFCタグ検出では検出されなかった異物を、より短い期間で検出することが可能となり、より安全で効率の高い無線電力伝送システムを実現できる。
前記実施形態では、電子タグの検出においてNFC規格によって規定されている無線通信を利用する場合の例を説明した。この例に限定されることなく、RFID(Radio frequency identifier)等の非接触/近距離無線通信を利用してもよい。
この場合、NFCタグは、ICタグまたはICカードやRFタグまたはRFカード等に置き換えうる。また、電子タグは所定のアンテナを介してTXと通信可能なデバイスの一例であり、本開示の実施形態は、TXと無線通信可能な各種の電子デバイスへの適用が可能である。
[その他の実施形態]
本開示は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
本開示は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
又、本開示は、例えば上記実施形態の機能を実現するために少なくとも1つのプロセッサや回路を用いて実現するものを含む。尚、プロセッサを複数用いて分散処理させるようにしても良い。
(関連出願の相互参照)
本出願は、先に出願された、2022年12月15日に出願された日本特許出願第2022-200184号の利益を主張するものである。また、上記日本特許出願の内容は本明細書において参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、先に出願された、2022年12月15日に出願された日本特許出願第2022-200184号の利益を主張するものである。また、上記日本特許出願の内容は本明細書において参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
Claims (12)
- 複数の送電コイルを用いて送電を行う送電手段と、
前記送電コイルを用いて受電装置を検出する第1の検出手段と、
前記送電コイルを用いた送電が可能な領域に対して配置された通信用のアンテナと、
前記アンテナを介して通信可能なデバイスを検出する第2の検出手段と、
前記受電装置が検出された前記送電コイルを用いた前記送電手段による送電の制御を行う制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第2の検出手段により前記デバイスが検出された前記アンテナが配置された領域内にて前記送電コイルにより前記受電装置へ送電中である場合、前記送電手段による送電を制限する制御を行う
ことを特徴とする送電装置。 - 前記第1の検出手段により前記受電装置が検出された領域を表す情報を記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記第2の検出手段により前記デバイスが検出された前記アンテナが前記記憶手段に記憶された情報に対応する領域に配置されたアンテナである場合、前記送電手段による送電を制限する制御を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の送電装置。 - 前記送電コイルを含む面に対して直交する方向から見た場合、前記第2の検出手段により前記デバイスが検出された前記アンテナが配置された第1の領域は、前記送電コイルを用いた送電が可能な第2の領域を包含する領域であり、
前記制御手段は、前記第2の領域にて前記送電コイルにより前記受電装置へ送電中でない場合、前記第2の領域内の前記送電コイルを用いた前記第1の検出手段による検出を停止させる制御を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の送電装置。 - 前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された情報に対応する領域に配置された前記アンテナでは、前記第2の検出手段による前記デバイスの検出処理を行わない
ことを特徴とする請求項2に記載の送電装置。 - 複数の前記アンテナを備え、
前記送電コイルを含む面に対して直交する方向から見た場合、前記アンテナはそれぞれ、複数の前記送電コイルを含む送電コイル群を用いた送電が可能な領域を包含する領域に配置される
ことを特徴とする請求項1に記載の送電装置。 - 複数の前記送電コイルをそれぞれ有する第1および第2の送電コイル群を備え、
前記送電コイルを含む面に対して直交する方向から見た場合、前記第1および第2の送電コイル群は重なり合っており、複数の前記アンテナのうち、第1のアンテナは前記第1の送電コイル群に対応する領域を包含する領域に配置され、第2のアンテナは前記第2の送電コイル群に対応する領域を包含する領域に配置される
ことを特徴とする請求項5に記載の送電装置。 - 複数の前記送電コイルを有する送電コイル群と、複数の前記アンテナを備え、
前記複数の送電コイルは、前記送電コイルを含む面に対して直交する方向から見た場合に重なり合っており、前記アンテナはそれぞれ、前記送電コイル群を用いた送電が可能な領域の一部を包含する領域に配置される
ことを特徴とする請求項1に記載の送電装置。 - 複数の前記アンテナを備え、
前記第2の検出手段は、複数の前記アンテナによって同時に前記デバイスの検出を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の送電装置。 - 前記制御手段は、前記第2の領域において前記送電コイルにより前記受電装置へ送電中でない場合、前記第2の領域外の前記送電コイルを用いた前記送電手段による送電のための処理を継続させる制御を行う
ことを特徴とする請求項3に記載の送電装置。 - 前記デバイスは、所定の規格に準拠した電子タグであり、
前記第2の検出手段は、前記規格のリーダライタ機能により前記電子タグの検出を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の送電装置。 - 複数の送電コイルを備える送電装置にて実行される送電方法であって、
前記送電コイルを用いて送電を行う工程と、
前記送電コイルを用いて受電装置を検出する第1の検出工程と、
前記送電コイルを用いた送電が可能な領域に対して配置された通信用のアンテナを介して通信可能なデバイスを検出する第2の検出工程と、
前記第2の検出工程により前記デバイスが検出された前記アンテナが配置された領域内にて前記送電コイルにより前記受電装置へ送電中である場合、前記送電コイルによる送電を制限する制限工程と、を有する
ことを特徴とする送電装置の制御方法。 - 複数の送電コイルを備える送電装置にて実行される方法であって、
前記送電コイルを用いて送電を行う工程と、
前記送電コイルを用いて受電装置を検出する第1の検出工程と、
前記送電コイルを用いた送電が可能な領域に対して配置された通信用のアンテナを介して通信可能なデバイスを検出する第2の検出工程と、
前記第2の検出工程により前記デバイスが検出された前記アンテナが配置された領域内にて前記送電コイルにより前記受電装置へ送電中である場合、前記送電コイルによる送電を制限する制限工程と、を有する
各工程を、送電装置のコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体。
Applications Claiming Priority (2)
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JP2022-200184 | 2022-12-15 | ||
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WO2024128019A1 true WO2024128019A1 (ja) | 2024-06-20 |
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PCT/JP2023/043020 WO2024128019A1 (ja) | 2022-12-15 | 2023-11-30 | 送電装置、送電装置の制御方法、および記憶媒体 |
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JP2020089135A (ja) * | 2018-11-28 | 2020-06-04 | キヤノン株式会社 | 送電装置、送電装置の制御方法及びプログラム |
JP2022020085A (ja) * | 2020-06-26 | 2022-02-01 | キヤノン株式会社 | 送電装置、送電装置の制御方法、およびプログラム |
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-
2023
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Patent Citations (2)
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