JP5027264B2

JP5027264B2 - Non-contact setting device and program

Info

Publication number: JP5027264B2
Application number: JP2010041540A
Authority: JP
Inventors: 邦彰鳥山; 善朗伊藤; 正之小松; 正明矢部
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2030-02-26
Also published as: JP2011182012A

Description

本発明は、非接触で、近接された装置の設定を行う、非接触設定装置、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a non-contact setting device and a program that perform setting of devices that are close to each other in a non-contact manner.

電磁誘導結合を利用して、非接触で、近接された装置に電力を送電して、情報を送受信する非接触伝送装置が特許文献１に記載されている。この非接触伝送装置は、固定側と移動側の何れか一方に、非接触で電力と情報信号との伝送を行う、送電側である能動モジュ−ルと、受電側である受動モジュ−ルとを備えている。そして、能動モジュ−ルで受信した受動側装置からの情報信号の信号強度に基づいて、電力の発送出力を自動的に制御する。また、能動モジュールから発送された電力の大きさの変化を受動モジュールで受信し、その変化量を能動モジュールにフィードバックし、能動モジュールが受信した信号強度に応じて電力の発送出力を制御する。これにより、非接触伝送を行う装置間の距離の変動や位置ずれの影響を受けずに、伝送される電力の一定化を図ることができ、動作電力の安定した伝送が可能となる。 Patent Document 1 discloses a contactless transmission apparatus that transmits and receives power to a nearby apparatus in a contactless manner by using electromagnetic inductive coupling. This non-contact transmission device includes an active module on the power transmission side and a passive module on the power reception side for transmitting power and information signals in a non-contact manner to either the fixed side or the moving side. It has. Based on the signal strength of the information signal received from the passive device received by the active module, the power output is automatically controlled. Further, a change in the magnitude of power sent from the active module is received by the passive module, the amount of change is fed back to the active module, and the power delivery output is controlled according to the signal strength received by the active module. As a result, the transmitted power can be made constant without being affected by the variation in the distance between the devices that perform non-contact transmission and the positional deviation, and the operation power can be stably transmitted.

特開２００１−５３６５７号公報JP 2001-53657 A

上記特許文献１に記載の非接触伝送装置では、受動モジュールからの応答信号を利用して能動モジュールの発送出力を制御するため、受動モジュールは、常に動作状態でなければならない。つまり、特許文献１は、受動モジュールが動作するだけの電力を予め受信していることを前提とした技術である。 In the non-contact transmission device described in Patent Document 1, the passive module must always be in an operating state in order to control the dispatch output of the active module using the response signal from the passive module. In other words, Patent Document 1 is a technique based on the premise that power sufficient to operate the passive module is received in advance.

また、特許文献１では、受動モジュールの出力電圧レベルが目標値に対して十分でない場合、発送出力を増大させて受動モジュールの出力電圧を一定に制御する。従って、伝送に用いるコイル間の距離や位置ずれが大きく送電効率が著しく悪い場合には、際限なく発送出力を上げなければならず、消費電力の面で課題があった。 Moreover, in patent document 1, when the output voltage level of a passive module is not enough with respect to a target value, a dispatch output is increased and the output voltage of a passive module is controlled uniformly. Therefore, when the distance between the coils used for transmission and the positional deviation are large and the power transmission efficiency is extremely poor, it is necessary to increase the shipping output without any limit, and there is a problem in terms of power consumption.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、受電側が動作状態でなくても稼働し、且つ、消費電力も節約することができる、非接触設定装置、及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a non-contact setting device and a program that can operate even when the power receiving side is not in an operating state and can save power consumption. And

上記目的を達成するため、本発明に係る非接触設定装置は、送電コイルと、前記送電コイルの電磁誘導結合により電力を供給する送電回路と、通信コイルと、前記通信コイルの電磁誘導結合によりデータを送受信するために設けられた通信回路と、前記送電コイルに流れる電流値に基づいて、近接された電子装置が動作状態であるか否かを判別する動作状態判別手段と、前記送電コイルと前記電子装置の受電コイルとの間のコイル間距離と、該コイル間距離での送電に最適な共振周波数との関係を示す情報を記憶する最適共振周波数記憶手段と、前記動作状態判別手段により、動作状態でないと判別された場合に、前記コイル間距離を算出し、算出したコイル間距離と前記最適共振周波数記憶手段に記憶されている情報とに基づいて送電効率が最適になる共振周波数を求め、求めた共振周波数になるように前記送電回路に接続されているコンデンサの接続を切り替えることにより、前記送電コイルの共振周波数を変更する共振周波数変更手段と、前記動作状態判別手段により、動作状態であると判別された場合に、前記通信回路を用いて前記電子装置に設定情報を送信する設定手段と、を備えることを特徴とする。 To achieve the above object, a non-contact setting device according to the present invention includes a power transmission coil, a power transmission circuit that supplies power by electromagnetic induction coupling of the power transmission coil, a communication coil, and data by electromagnetic induction coupling of the communication coil. a communication circuit provided for transmitting and receiving, the transmission on the basis of the current flowing through the coil, the operating state judgment means proximate electronic devices to determine whether the operating state, the said power transmission coil The optimum resonance frequency storage means for storing information indicating the relationship between the coil-to-coil distance between the receiving coil of the electronic device and the optimum resonance frequency for power transmission at the distance between the coils, and the operation state determination means If it is determined not to be state, calculates the distance between the coils, calculated on the basis of the information stored in the distance and the optimum resonant frequency storage means between the coils power transmission efficiency Obtains the resonance frequency to be optimized, by switching the connection of which is connected to said power transmitting circuit so that the resonance frequency obtained capacitor, a resonance frequency changing means for changing the resonance frequency of the power transmission coil, wherein the operating state And a setting unit that transmits setting information to the electronic device using the communication circuit when it is determined by the determination unit that the device is in an operating state .

本発明によれば、受電側が動作するだけの電力を受信していなくても稼働し、且つ、消費電力も節約することができる。 According to the present invention, the power receiving side operates even when it does not receive enough power to operate, and power consumption can be saved.

本発明の実施形態１に係る非接触設定装置を備えたシステムの外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of the system provided with the non-contact setting apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態１に係る非接触設定装置を備えたシステムの回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the system provided with the non-contact setting apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 送電コイルに流れる電流と、設定対象装置の受電コイルの出力電圧と、の関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the electric current which flows into a power transmission coil, and the output voltage of the receiving coil of a setting object apparatus. 送電コイルと受電コイルとの間の距離による、共振周波数と送電効率との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the resonant frequency and power transmission efficiency by the distance between a power transmission coil and a receiving coil. 本発明の実施形態１に係る非接触設定装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the non-contact setting apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施形態２に係る非接触設定装置を備えたシステムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the system provided with the non-contact setting apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態２に係る非接触設定装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the non-contact setting apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention.

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

（実施形態１）
まず、本発明の実施形態１に係る非接触設定装置１０について説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る非接触設定装置を備えたシステムの外観を示す図であり、図２は、このシステムの回路構成を示したブロック図である。 (Embodiment 1)
First, the non-contact setting device 10 according to Embodiment 1 of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing an external appearance of a system including a non-contact setting device according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of this system.

非接触設定装置１０は、図１に示すように、ＵＳＢケーブル４０を介して、ＰＣ３０と接続される。非接触設定装置１０は、ＰＣ３０からの指示により、非接触電力伝送可能な範囲５０に近接された設定対象装置２０の設定を行う。 The non-contact setting device 10 is connected to the PC 30 via a USB cable 40 as shown in FIG. The non-contact setting device 10 performs setting of the setting target device 20 that is close to the range 50 in which non-contact power transmission is possible, according to an instruction from the PC 30.

ＰＣ３０は、一般的なコンピュータであり、図示せぬ操作部、表示部、記憶部、制御部、通信インターフェースなどを備えて構成される。ＰＣ３０は、ＵＳＢケーブル４０を介して、非接触設定装置１０に電力を供給するとともに、設定対象装置２０の設定を指示する。 The PC 30 is a general computer, and includes an operation unit, a display unit, a storage unit, a control unit, a communication interface, and the like (not shown). The PC 30 supplies power to the non-contact setting device 10 via the USB cable 40 and instructs the setting of the setting target device 20.

非接触設定装置１０は、図２に示すように、制御部１１と、送電コイル１２と、送電回路１３と、通信コイル１４と、通信回路１５と、共振コンデンサ部１６と、通信インターフェース（通信Ｉ／Ｆ）１７と、を備える。 As illustrated in FIG. 2, the non-contact setting device 10 includes a control unit 11, a power transmission coil 12, a power transmission circuit 13, a communication coil 14, a communication circuit 15, a resonance capacitor unit 16, and a communication interface (communication I / F) 17.

制御部１１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）を備える。制御部１１は、ＲＡＭに記憶されているプログラムを実行することにより、非接触設定装置１０の各構成要素を統括制御する。制御部１１は、機能的に、メモリ部１１１と、動作状態判別部１１２と、共振周波数変更部１１３と、指示部１１４とを備える。 The control unit 11 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), and a ROM (Read Only Memory). The control unit 11 performs overall control of each component of the non-contact setting device 10 by executing a program stored in the RAM. The control unit 11 functionally includes a memory unit 111, an operation state determination unit 112, a resonance frequency changing unit 113, and an instruction unit 114.

メモリ部１１１は、制御部１１によって実行されるプログラムや、送電コイル１２のインダクタンス値、共振コンデンサ部１６内の各コンデンサＣ１〜Ｃ３の容量値などの固定データを記憶する。また、メモリ部１１１には、送電コイル１２の抵抗値などの各種のパラメータ情報が随時取得されて記憶される。 The memory unit 111 stores fixed data such as a program executed by the control unit 11, an inductance value of the power transmission coil 12, and capacitance values of the capacitors C1 to C3 in the resonance capacitor unit 16. In the memory unit 111, various parameter information such as the resistance value of the power transmission coil 12 is acquired and stored as needed.

また、メモリ部１１１は、設定対象装置２０が動作状態であるか否かを判別するために利用される、送電コイル１２に流れる電流の閾値を記憶する。ここで、図３を用いて、この閾値について説明する。図３は、送電コイル１２に流れる電流と、設定対象装置２０の受電コイル２２の出力電圧と、の関係を示した図である。この図から、送電コイル１２に流れる電流が増大するほど、受電コイル２２の出力電圧は小さくなるという関係がわかる。その理由としては、送電コイル１２と受電コイル２２との結合係数が１（理想的な状態）に近づくほど、相互インダクタンスが増大し、受電コイル２２の誘導起電力は増大するが、一方、受電コイル２２が発する磁界の影響が強くなるため、送電コイル１２の実効抵抗は大きくなり、送電コイル１２に流れる電流は小さくなるためである。設定対象装置２０が動作するために最低限必要な電圧を最低出力電圧とし、そのときの送電コイル１２に流れる電流を限界電流とすると、送電コイル１２に流れる電流が限界電流以下であるならば、設定対象装置２０は動作することが分かる。したがって、この限界電流を予め実験的に求め、限界電流以下の値を閾値としてメモリ部１１１に記憶しておけばよい。 Further, the memory unit 111 stores a threshold value of the current flowing through the power transmission coil 12 that is used to determine whether or not the setting target device 20 is in an operating state. Here, this threshold value will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between the current flowing through the power transmission coil 12 and the output voltage of the power reception coil 22 of the setting target device 20. From this figure, it can be understood that the output voltage of the power receiving coil 22 decreases as the current flowing through the power transmitting coil 12 increases. The reason is that as the coupling coefficient between the power transmission coil 12 and the power reception coil 22 approaches 1 (ideal state), the mutual inductance increases and the induced electromotive force of the power reception coil 22 increases. This is because the effective resistance of the power transmission coil 12 is increased and the current flowing through the power transmission coil 12 is decreased because the influence of the magnetic field generated by the power supply 22 is increased. Assuming that the minimum voltage required for the setting target device 20 to operate is the minimum output voltage and the current flowing through the power transmission coil 12 is the limit current, the current flowing through the power transmission coil 12 is less than or equal to the limit current. It can be seen that the setting target device 20 operates. Therefore, the limit current may be experimentally obtained in advance and stored in the memory unit 111 as a threshold value equal to or less than the limit current.

また、図４に示すように、電磁誘導方式により、送電コイル１２から受電コイル２２に電力を送電する場合、コイル間距離に応じて、送電に最適な共振周波数は変化する。メモリ部１１１には、送電コイル１２と受電コイル２２との間の距離と、そのコイル間距離での送電に最適な共振周波数との関係を示す情報が記憶されている。 As shown in FIG. 4, when power is transmitted from the power transmission coil 12 to the power reception coil 22 by the electromagnetic induction method, the optimum resonance frequency for power transmission changes according to the distance between the coils. The memory unit 111 stores information indicating the relationship between the distance between the power transmission coil 12 and the power reception coil 22 and the optimum resonance frequency for power transmission at the distance between the coils.

図２に戻り、動作状態判別部１１２は、送電コイル１２に流れている電流値とメモリ部１１１に記憶されている閾値とを比較した結果に基づいて、設定対象装置２０が動作状態であるか否かを判別する。 Returning to FIG. 2, the operation state determination unit 112 determines whether the setting target device 20 is in the operation state based on the result of comparing the current value flowing through the power transmission coil 12 and the threshold value stored in the memory unit 111. Determine whether or not.

共振周波数変更部１１３は、メモリ部１１１に記憶されている送電コイル１２のパラメータ情報等に基づいて送電コイル１２と受電コイル２２との間の距離を求め、求めたコイル間距離に最適な共振周波数になるように、共振コンデンサ部１６の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を制御する信号を生成する。 The resonance frequency changing unit 113 obtains the distance between the power transmission coil 12 and the power receiving coil 22 based on the parameter information of the power transmission coil 12 stored in the memory unit 111 and the optimum resonance frequency for the obtained inter-coil distance. Thus, a signal for controlling the switches SW1 to SW3 of the resonance capacitor unit 16 is generated.

指示部１１４は、送電回路１３および通信回路１５の動作を制御するための制御信号を作成して送信し、各回路の動作を指示（制御）する。また、指示部１１４は、共振周波数変更部１１３が生成した制御信号を共振コンデンサ部１６に送信し、共振コンデンサ部１６の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の開閉を指示する。 The instruction unit 114 creates and transmits a control signal for controlling the operation of the power transmission circuit 13 and the communication circuit 15, and instructs (controls) the operation of each circuit. In addition, the instruction unit 114 transmits the control signal generated by the resonance frequency changing unit 113 to the resonance capacitor unit 16 and instructs opening and closing of the switches SW1 to SW3 of the resonance capacitor unit 16.

送電コイル１２は、設定対象装置２０に電力を送信するために設けられているコイルである。送電回路１３は、指示部１１４から送信される制御信号により制御され、送電コイル１２から設定対象装置２０に、電力を電磁波の形で送電する。 The power transmission coil 12 is a coil provided for transmitting power to the setting target device 20. The power transmission circuit 13 is controlled by a control signal transmitted from the instruction unit 114, and transmits power from the power transmission coil 12 to the setting target device 20 in the form of electromagnetic waves.

通信コイル１４は、設定対象装置２０との間で情報を送受信するために設けられているコイルである。通信回路１５は、指示部１１４から送信される制御信号により制御され、通信コイル１４から設定対象装置２０に、変調した情報を電磁波の形で送信する。また、通信回路１５は、通信コイル１４が設定対象装置２０から受信した電磁波を復調して情報を取得する。 The communication coil 14 is a coil provided for transmitting and receiving information to and from the setting target device 20. The communication circuit 15 is controlled by a control signal transmitted from the instruction unit 114, and transmits the modulated information from the communication coil 14 to the setting target device 20 in the form of electromagnetic waves. The communication circuit 15 demodulates the electromagnetic wave received from the setting target device 20 by the communication coil 14 and acquires information.

共振コンデンサ部１６は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３とコンデンサＣ１〜Ｃ３とを備える。スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の一端は送電回路１３に接続されている。また、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の他端は、それぞれ、コンデンサＣ１〜Ｃ３の一端と接続されている。各コンデンサＣ１〜Ｃ３と送電コイル１２とは直列に接続されており、共振回路を形成している。指示部１１４からの指示に応じてスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を開閉することで、送電コイル１２と接続されるコンデンサＣ１〜Ｃ３全体の容量（合成容量）を変更して、共振回路の共振周波数を変化させることができる。 The resonant capacitor unit 16 includes switches SW1 to SW3 and capacitors C1 to C3. One ends of the switches SW1 to SW3 are connected to the power transmission circuit 13. The other ends of the switches SW1 to SW3 are connected to one ends of the capacitors C1 to C3, respectively. The capacitors C1 to C3 and the power transmission coil 12 are connected in series to form a resonance circuit. By opening and closing the switches SW1 to SW3 in accordance with an instruction from the instruction unit 114, the capacity (combined capacity) of the capacitors C1 to C3 connected to the power transmission coil 12 is changed, and the resonance frequency of the resonance circuit is changed. be able to.

通信Ｉ／Ｆ１７は、非接触設定装置１０がＰＣ３０と接続するためのインターフェースである。本実施形態では、通信Ｉ／Ｆ１７の通信方式としてＵＳＢ（Universal Serial Bus）を採用するが、これに限らず、有線としてＬＡＮ（Local Area Network）、ＲＳ−２３２Ｃ、ＲＳ−４８５や、無線ではＷｉｒｅｌｅｓｓＬＡＮ、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）、ＺｉｇＢｅｅ、Ｂｌｕｅｅｔｏｏｔｈ、特定省電力無線など、どのような通信方式を採用してもよい。 The communication I / F 17 is an interface for the non-contact setting device 10 to connect to the PC 30. In the present embodiment, USB (Universal Serial Bus) is adopted as the communication method of the communication I / F 17. However, the present invention is not limited to this, and LAN (Local Area Network), RS-232C, RS-485, or wireless wireless is used. Any communication method such as LAN, UWB (Ultra Wide Band), ZigBee, Bluetooth, and specific power saving wireless may be adopted.

続いて、設定対象装置２０の構成について説明する。設定対象装置２０は、非接触設定装置１０による設定の対象となる電子装置であり、例えば、携帯電話やゲーム機などである。設定対象装置２０は、制御部２１と、受電コイル２２と、受電回路２３と、通信コイル２４と、通信回路２５と、主機能部２６とを備える。 Next, the configuration of the setting target device 20 will be described. The setting target device 20 is an electronic device to be set by the non-contact setting device 10, and is, for example, a mobile phone or a game machine. The setting target device 20 includes a control unit 21, a power receiving coil 22, a power receiving circuit 23, a communication coil 24, a communication circuit 25, and a main function unit 26.

制御部２１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）を備える。制御部２１は、ＲＡＭに記憶されているプログラムを実行することにより、設定対象装置２０の各構成要素を統括制御する。 The control unit 21 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), and a ROM (Read Only Memory). The control unit 21 performs overall control of each component of the setting target device 20 by executing a program stored in the RAM.

受電コイル２２は、非接触設定装置１０から送信された電力を受電するために設けられているコイルである。受電回路２３は、受電コイル２２が受電した電磁波（交流電力）を整流して各部に供給する。 The power receiving coil 22 is a coil provided to receive power transmitted from the non-contact setting device 10. The power receiving circuit 23 rectifies the electromagnetic wave (AC power) received by the power receiving coil 22 and supplies the rectified electromagnetic wave to each unit.

通信コイル２４は、非接触設定装置１０との間で情報を送受信するために設けられているコイルである。通信回路２５は、制御部２１から送信される制御信号により制御され、通信コイル２４から非接触設定装置１０に、変調した情報を電磁波の形で送信する。また、通信回路２５は、非接触設定装置１０から受信した電磁波を復調して情報を取得する。 The communication coil 24 is a coil provided for transmitting / receiving information to / from the non-contact setting device 10. The communication circuit 25 is controlled by a control signal transmitted from the control unit 21 and transmits the modulated information from the communication coil 24 to the non-contact setting device 10 in the form of electromagnetic waves. The communication circuit 25 demodulates the electromagnetic wave received from the non-contact setting device 10 and acquires information.

主機能部２６は、設定対象装置２０の機能を実現する各構成要素をまとめたものである。主機能部２６は、設定対象装置２０によって実現される所定の機能を発揮するための通常動作を行う。 The main function unit 26 is a collection of components that realize the functions of the setting target device 20. The main function unit 26 performs a normal operation for exhibiting a predetermined function realized by the setting target device 20.

次に、この実施の形態に係る非接触設定装置の動作について説明する。 Next, the operation of the non-contact setting device according to this embodiment will be described.

ユーザは、ＰＣ３０のキーボードやマウスなどから、設定対象装置２０の設定の変更を行うための操作入力を行う。この操作入力に応答して、ＰＣ３０の制御部は、設定対象装置２０の設定の変更を指示する信号を、ＵＳＢケーブル４０を介して、非接触設定装置１０に送信する。非接触設定装置１０の制御部１１は、通信Ｉ／Ｆ１７を介してＰＣ３０から設定対象装置２０の設定の変更を指示する信号を受信すると、図５に示す設定処理を開始する。 The user performs an operation input for changing the setting of the setting target device 20 from the keyboard or the mouse of the PC 30. In response to this operation input, the control unit of the PC 30 transmits a signal instructing change of the setting of the setting target device 20 to the non-contact setting device 10 via the USB cable 40. When the control unit 11 of the non-contact setting apparatus 10 receives a signal instructing change of the setting of the setting target apparatus 20 from the PC 30 via the communication I / F 17, the setting process illustrated in FIG. 5 is started.

設定処理が開始されると、まず、制御部１１の動作状態判別部１１２は、送電コイル１２に流れている電流の値を取得する（ステップＳ１０１）。そして、動作状態判別部１１２は、取得した電流値とメモリ部１１１に記憶されている閾値とを比較した結果に基づいて、設定対象装置２０が動作状態となっているか否かを判別する（ステップＳ１０２）。図３に示すように、送電コイル１２に流れる電流値と、受電コイル２２の出力電圧との間には反比例の関係があるため、取得した電流値が閾値以下である場合に動作状態で有ると判別し、閾値以上の場合に動作状態でないと判別すればよい。 When the setting process is started, first, the operation state determination unit 112 of the control unit 11 acquires the value of the current flowing through the power transmission coil 12 (step S101). Then, the operation state determination unit 112 determines whether or not the setting target device 20 is in an operation state based on the result of comparing the acquired current value and the threshold value stored in the memory unit 111 (step) S102). As shown in FIG. 3, since there is an inversely proportional relationship between the value of the current flowing through the power transmission coil 12 and the output voltage of the power receiving coil 22, it is assumed that the current state is an operating state when the acquired current value is equal to or less than a threshold value. What is necessary is just to discriminate | determine and to discriminate | determine that it is not an operation state when it is more than a threshold value.

図５に戻り、動作状態でないと判別した場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、制御部１１の共振周波数変更部１１３は、共振コンデンサ部１６の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の開閉を制御するための信号を生成する（ステップＳ１０３）。具体的には、共振周波数変更部１１３は、メモリ部１１１に記憶されている各種の情報（送電コイル１２のインダクタンス値、抵抗値、電流値、共振周波数、受電コイル２２のインダクタンス値など）から、送電コイル１２と受電コイル２２との間の距離を算出する。そして、共振周波数変更部１１３は、メモリ部１１１に記憶されているコイル間距離と共振周波数との関係を示す情報を参照して、算出したコイル間距離に最適な共振周波数を算出する。そして、共振周波数変更部１１３は、算出した共振周波数で共振する共振回路となるように各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を切り替えるための制御信号を生成する。 Returning to FIG. 5, when it is determined that it is not in the operating state (step S 102; No), the resonance frequency changing unit 113 of the control unit 11 generates a signal for controlling the opening / closing of the switches SW 1 to SW 3 of the resonance capacitor unit 16. (Step S103). Specifically, the resonance frequency changing unit 113 is based on various information stored in the memory unit 111 (inductance value, resistance value, current value, resonance frequency, inductance value of the power receiving coil 22, etc. of the power transmission coil 12). The distance between the power transmission coil 12 and the power reception coil 22 is calculated. Then, the resonance frequency changing unit 113 refers to information indicating the relationship between the inter-coil distance stored in the memory unit 111 and the resonance frequency, and calculates an optimum resonance frequency for the calculated inter-coil distance. Then, the resonance frequency changing unit 113 generates a control signal for switching the switches SW1 to SW3 so that the resonance circuit resonates at the calculated resonance frequency.

続いて、制御部１１の指示部１１４は、作成された制御信号を用いて、共振コンデンサ部１６の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を切り替える（ステップＳ１０４）。これにより、受電回路２３と接続されるコンデンサの容量が変化し、送電回路１３から送信される電磁波は送電に最適な共振周波数となる。 Subsequently, the instruction unit 114 of the control unit 11 switches the switches SW1 to SW3 of the resonant capacitor unit 16 using the generated control signal (step S104). Thereby, the capacity of the capacitor connected to the power receiving circuit 23 changes, and the electromagnetic wave transmitted from the power transmission circuit 13 has an optimum resonance frequency for power transmission.

続いて、処理はステップＳ１０１に戻り、送電コイル１２に流れる電流値を取得し（ステップＳ１０１）、設定対象装置２０が動作状態であるか否かを判別し（ステップＳ１０２）、動作状態でない場合に、最適な共振周波数となるように共振コンデンサ部１６の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を切り替える処理（ステップＳ１０３、Ｓ１０４）が繰り返される。 Subsequently, the process returns to step S101, the value of the current flowing through the power transmission coil 12 is acquired (step S101), and it is determined whether or not the setting target device 20 is in an operating state (step S102). The process of switching the switches SW1 to SW3 of the resonance capacitor unit 16 (steps S103 and S104) is repeated so that the optimum resonance frequency is obtained.

設定対象装置２０が動作状態であると判別した場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、指示部１１４は、通信回路１５に対して、ＰＣ３０から指示された設定処理の開始を指示する（ステップＳ１０５）。この指示を受けて、通信回路１５は、設定対象装置２０を設定するために必要な情報（設定情報）を変調して、通信コイルから電磁波として送信する。設定対象装置２０の通信回路２５は、通信コイル２４が受信した電磁波を復調して、設定情報を取得し、設定情報に基づいて設定値の書き込みを行うなどの設定を開始する。 When it is determined that the setting target device 20 is in the operating state (step S102; Yes), the instruction unit 114 instructs the communication circuit 15 to start setting processing instructed from the PC 30 (step S105). In response to this instruction, the communication circuit 15 modulates information (setting information) necessary for setting the setting target device 20 and transmits the information as an electromagnetic wave from the communication coil. The communication circuit 25 of the setting target device 20 demodulates the electromagnetic wave received by the communication coil 24, acquires setting information, and starts setting such as writing a setting value based on the setting information.

設定処理の開始を指示した後、動作状態判別部１１２は、再度、送電コイル１２に流れている電流の値を取得する（ステップＳ１０６）。そして、動作状態判別部１１２は、取得した電流値とメモリ部１１１に記憶されている閾値とを比較した結果に基づいて、送電コイル１２と受電コイル２２との間に位置ずれが生じていないかを判別する（ステップＳ１０７）。図３に示すように、送電コイル１２に流れる電流値と受電コイル２２の出力電圧との間には反比例の関係があるため、取得した電流値が閾値以下である場合、給電の支障となる位置ずれが発生して送電回路１３に十分な電力が供給されていないものと判断すればよい。 After instructing the start of the setting process, the operation state determination unit 112 acquires the value of the current flowing through the power transmission coil 12 again (step S106). Then, based on the result of comparing the acquired current value and the threshold value stored in the memory unit 111, the operation state determination unit 112 has not been misaligned between the power transmission coil 12 and the power reception coil 22. Is determined (step S107). As shown in FIG. 3, since there is an inversely proportional relationship between the current value flowing through the power transmission coil 12 and the output voltage of the power reception coil 22, if the acquired current value is less than or equal to the threshold value, a position that interferes with power feeding It may be determined that a deviation has occurred and sufficient power is not supplied to the power transmission circuit 13.

図５に戻り、位置ずれが発生していると判別した場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、制御部１１の共振周波数変更部１１３は、共振コンデンサ部１６の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の開閉を制御するための信号を生成する（ステップＳ１０８）。そして、指示部１１４は、作成された制御信号を用いて、共振コンデンサ部１６の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を切り替える（ステップＳ１０９）。なお、ステップＳ１０８、Ｓ１０９の処理は、ステップＳ１０３、Ｓ１０４の処理と実質的に同じ処理である。これらの処理により、受電回路２３と接続されるコンデンサの容量が変化し、設定処理中に位置ずれが発生しても、送電回路１３から送信される電磁波は送電に最適な共振周波数に維持される。その後、設定処理が完了していなければ（ステップＳ１１０；Ｎｏ）、ステップＳ１０６に戻り、送電コイル１２の電流値を取得して、位置ずれが生じているか否かを判別して、共振コンデンサ部１６のスイッチを切り替える処理を繰り返す。設定処理が完了すれば（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、処理は終了する。 Returning to FIG. 5, when it is determined that a positional deviation has occurred (step S 107; Yes), the resonance frequency changing unit 113 of the control unit 11 controls the opening and closing of the switches SW 1 to SW 3 of the resonance capacitor unit 16. Is generated (step S108). And the instruction | indication part 114 switches each switch SW1-SW3 of the resonance capacitor | condenser part 16 using the produced control signal (step S109). Note that the processing in steps S108 and S109 is substantially the same as the processing in steps S103 and S104. By these processes, the capacitance of the capacitor connected to the power receiving circuit 23 changes, and even if a positional shift occurs during the setting process, the electromagnetic wave transmitted from the power transmission circuit 13 is maintained at the optimum resonance frequency for power transmission. . Thereafter, if the setting process has not been completed (step S110; No), the process returns to step S106, the current value of the power transmission coil 12 is acquired, and it is determined whether or not a positional deviation has occurred. Repeat the process of switching the switch. If the setting process is completed (step S110; Yes), the process ends.

位置ずれが発生していないと判別した場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、設定処理が完了していなければ（ステップＳ１１０；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０６に戻る。設定処理が完了していれば（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、処理は終了する。 If it is determined that no positional deviation has occurred (step S107; No), if the setting process has not been completed (step S110; No), the process returns to step S106. If the setting process has been completed (step S110; Yes), the process ends.

以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、送電側である非接触設定装置１０は、送電コイル１２に流れる電流値から受電側が動作状態にあるか否かを判別する。そして、動作状態でない場合、送電効率が最適になるように共振周波数を変更して設定対象装置２０を動作状態にした後、設定処理を行う。従って、初期状態において受電側である設定対象装置２０が動作状態でなくとも設定処理を行うことができる。また、送電する電力の出力は一定のまま送電効率を上げることで電力供給を行うため、不必要に出力電力を増大させることもなく、消費電力を節約することも可能となる。 As described above in detail, according to the present embodiment, the non-contact setting device 10 on the power transmission side determines whether or not the power reception side is in an operating state from the current value flowing through the power transmission coil 12. And when it is not an operation state, after changing a resonant frequency so that power transmission efficiency may become optimal, and making the setting object apparatus 20 into an operation state, a setting process is performed. Therefore, the setting process can be performed even if the setting target device 20 on the power receiving side is not in the operating state in the initial state. In addition, since power is supplied by increasing the transmission efficiency while keeping the output of the transmitted power constant, it is possible to save power consumption without unnecessarily increasing the output power.

また、本実施形態に係る非接触設定装置は、コイル間距離に応じた最適な伝送効率で給電を行うため、コイル間距離の異なる様々な種類の設定対象装置２０に対して設定処理を行うことができる。 In addition, the non-contact setting device according to the present embodiment performs setting processing on various types of setting target devices 20 having different inter-coil distances in order to perform power feeding with optimal transmission efficiency according to the inter-coil distance. Can do.

また、本実施形態に係る非接触設定装置１０は、設定情報の送信中に位置ずれが発生した場合も、それを検知して共振周波数を変更することで、最適な伝送効率で送電を行う。従って、設定処理中に位置ずれが発生して通信が遮断されてしまうことを防止することができる。 Further, the non-contact setting device 10 according to this embodiment performs power transmission with optimum transmission efficiency by detecting the change and changing the resonance frequency even when a positional deviation occurs during transmission of the setting information. Therefore, it is possible to prevent the communication from being interrupted due to the occurrence of the positional deviation during the setting process.

（実施形態２）
続いて、本発明の実施形態２について説明する。なお、第１の実施形態と同等の構成部分については、同一の参照符号を付す。 (Embodiment 2)
Subsequently, Embodiment 2 of the present invention will be described. In addition, about the component equivalent to 1st Embodiment, the same referential mark is attached | subjected.

実施形態２に係る非接触設定装置１００は、図６に示すように、送電コイル１２と通信コイル１４との代わりに、これらのコイルが一体化された送電／通信コイル１８を備える点が実施形態１と異なる。送電／通信コイル１８は、指示部１１４からの指示により、送電用の電磁波を送信するか、通信用の電磁波を送信するかが切り替えられる。なお、初期状態では、送電／通信コイル１８は、送電用の電磁波を送信するように設定されているものとする。
また、制御部１１のメモリ部１１１には、設定対象装置２００のコンデンサＣ４の容量値が記憶されている。
また、設定対象装置２０は、受電コイル２２と通信コイル２４とが一体化された受電／通信コイル２７を備え、また、受電回路２３と制御部２１との間にコンデンサＣ４を備える点が実施形態１と異なる。コンデンサＣ４は、大容量の電気二重層コンデンサであり、受電回路２３が受電した電力を蓄電し、設定対象装置２００のバッテリーとして機能する。 As shown in FIG. 6, the non-contact setting device 100 according to the second embodiment is provided with a power transmission / communication coil 18 in which these coils are integrated instead of the power transmission coil 12 and the communication coil 14. Different from 1. The power transmission / communication coil 18 is switched between transmitting electromagnetic waves for power transmission and transmitting electromagnetic waves for communication according to an instruction from the instruction unit 114. In the initial state, the power transmission / communication coil 18 is set to transmit electromagnetic waves for power transmission.
The memory unit 111 of the control unit 11 stores the capacitance value of the capacitor C4 of the setting target device 200.
The setting target device 20 includes a power reception / communication coil 27 in which a power reception coil 22 and a communication coil 24 are integrated, and a capacitor C4 is provided between the power reception circuit 23 and the control unit 21. Different from 1. The capacitor C4 is a large-capacity electric double layer capacitor, stores the electric power received by the power receiving circuit 23, and functions as a battery of the setting target device 200.

次に、実施形態２に係る非接触設定装置１００の動作について説明する。図７は、実施形態２における、非接触設定装置１００の制御部１１が実施する設定処理の動作を示すフローチャートである。なお、実施形態１と同様の処理については、同じステップ番号を付し、簡略化して説明する。 Next, the operation of the non-contact setting device 100 according to the second embodiment will be described. FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation of setting processing performed by the control unit 11 of the non-contact setting device 100 according to the second embodiment. In addition, about the process similar to Embodiment 1, the same step number is attached | subjected and demonstrated simply.

設定処理が開始されると、制御部１１の動作状態判別部１１２は、送電コイル１２に流れている電流の値を取得して（ステップＳ１０１）、設定対象装置２００が動作状態であるか否かを判別する（ステップＳ１０２）。 When the setting process is started, the operation state determination unit 112 of the control unit 11 acquires the value of the current flowing through the power transmission coil 12 (step S101), and whether or not the setting target device 200 is in the operation state. Is determined (step S102).

動作状態でないと判別した場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、制御部１１の共振周波数変更部１１３は、共振コンデンサ部１６の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の開閉を制御する信号を生成し（ステップＳ１０３）、指示部１１４が共振コンデンサ部１６の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を切り替える（ステップＳ１０４）。そして、ステップＳ１０１に処理は戻る。 When it is determined that it is not in the operating state (step S102; No), the resonance frequency changing unit 113 of the control unit 11 generates a signal for controlling the opening and closing of the switches SW1 to SW3 of the resonance capacitor unit 16 (step S103). The unit 114 switches the switches SW1 to SW3 of the resonant capacitor unit 16 (step S104). Then, the process returns to step S101.

動作状態であると判別した場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、制御部１１の指示部１１４は、設定対象装置２００のコンデンサＣ４の充電が完了するまで待機する（ステップＳ２０１）。例えば、メモリ部１１１に記憶されているコンデンサＣ４の容量から、充電が完了するまでの時間を算出して、その時間分待機すればよい。 When it determines with it being an operation state (step S102; Yes), the instruction | indication part 114 of the control part 11 waits until charge of the capacitor | condenser C4 of the setting object apparatus 200 is completed (step S201). For example, it suffices to calculate the time until charging is completed from the capacity of the capacitor C4 stored in the memory unit 111 and wait for that time.

充電が完了すると、指示部１１４は、現在、送電用の電磁波を放出している送電／通信コイル１８から通信用の電磁波が送信されるように切り替える（ステップＳ２０２）。具体的には、指示部１１４は、送電回路１３との接続を切り離して通信回路１５と接続されるように、図示せぬ制御部１１内のスイッチング素子を制御する。なお、この処理により、非接触設定装置１００からの給電は停止するが、設定対象装置２００は、コンデンサＣ４に蓄えられた電力を利用することで動作する。 When the charging is completed, the instruction unit 114 switches so that the communication electromagnetic wave is transmitted from the power transmission / communication coil 18 that is currently emitting the power transmission electromagnetic wave (step S202). Specifically, the instruction unit 114 controls a switching element in the control unit 11 (not shown) so as to be disconnected from the power transmission circuit 13 and connected to the communication circuit 15. Although the power supply from the non-contact setting device 100 is stopped by this process, the setting target device 200 operates by using the electric power stored in the capacitor C4.

以下は、第１実施形態の処理と同様の処理を行う。即ち、指示部１１４は、設定処理の開始を指示し（ステップＳ１０５）、送電／通信コイル１８と受電／通信コイル２７との非接触通信により、設定情報が送信される。そして、動作状態判別部１１２が、送電コイル１２に流れている電流の値を取得して（ステップＳ１０６）、送電／通信コイル１８と受電／通信コイル２７との間に位置ずれが生じていないかを判別する（ステップＳ１０７）。 The following process is the same as that of the first embodiment. That is, the instruction unit 114 instructs the start of the setting process (step S105), and the setting information is transmitted by non-contact communication between the power transmission / communication coil 18 and the power reception / communication coil 27. Then, the operation state determination unit 112 acquires the value of the current flowing through the power transmission coil 12 (step S106), and whether or not a positional deviation has occurred between the power transmission / communication coil 18 and the power reception / communication coil 27. Is determined (step S107).

位置ずれが発生していると判別した場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、制御部１１の共振周波数変更部１１３は、共振コンデンサ部１６の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の開閉を制御する信号を生成し（ステップＳ１０８）、指示部１１４が共振コンデンサ部１６の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を切り替える（ステップＳ１０９）。そして、設定処理が完了していなければ（ステップＳ１１０；Ｎｏ）ステップＳ１０６に処理は戻り、設定処理が完了した場合（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）に処理は終了する。 When it is determined that a positional deviation has occurred (step S107; Yes), the resonance frequency changing unit 113 of the control unit 11 generates a signal for controlling the opening / closing of the switches SW1 to SW3 of the resonance capacitor unit 16 (step S107). In step S108, the instruction unit 114 switches the switches SW1 to SW3 of the resonance capacitor unit 16 (step S109). If the setting process is not completed (step S110; No), the process returns to step S106. If the setting process is completed (step S110; Yes), the process ends.

このように、実施形態２では、電力伝送と通信を行うコイルを一体化することができるため、実施形態１よりも低コスト化および省スペース化を実現することができる。 As described above, in the second embodiment, the coil that performs power transmission and communication can be integrated, and therefore, cost reduction and space saving can be realized as compared with the first embodiment.

なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記各実施の形態では、メモリ部１１１が制御部１１内にあるものとして説明したが、メモリ部１１１を、制御部１１とは別構成にしてもよく、また、制御部１１にメモリ部１１１を外付けしてもよい。 For example, in each of the above embodiments, the memory unit 111 has been described as being in the control unit 11. However, the memory unit 111 may be configured separately from the control unit 11, and the control unit 11 may include a memory unit. 111 may be externally attached.

また、上記各実施の形態では、共振コンデンサ部１６内のコンデンサＣ１〜Ｃ３、および、それに対応するスイッチＳＷ１〜ＳＷ３の数は、３であるが、本発明はこれに限定されず、任意の数のコンデンサとスイッチを設けてもよい。 Moreover, in each said embodiment, although the number of the capacitors C1-C3 in the resonance capacitor | condenser part 16 and the switches SW1-SW3 corresponding to it is 3, this invention is not limited to this, Arbitrary numbers A capacitor and a switch may be provided.

また、上記各実施の形態では、送電コイル１２に接続されるコンデンサの数を変更することで容量を変化させて共振周波数を変化させたが、コンデンサを構成する電極間の距離や面積を変更するための機構を備えてこれらを変更することにより、コンデンサの容量を変化させて共振周波数を変化させてもよい。 In each of the above embodiments, the resonance frequency is changed by changing the capacity by changing the number of capacitors connected to the power transmission coil 12, but the distance and area between the electrodes constituting the capacitor are changed. For example, the resonance frequency may be changed by changing the capacitance of the capacitor by providing a mechanism for changing the capacitance.

また、例えば、上記各実施形態の非接触設定装置の制御部が実行したプログラムを、既存のパーソナルコンピュータや情報端末機器等に適用することで、当該パーソナルコンピュータ等を本発明に非接触設定装置として機能させることも可能である。 In addition, for example, by applying a program executed by the control unit of the non-contact setting device of each of the above embodiments to an existing personal computer, an information terminal device, or the like, the personal computer or the like is used as a non-contact setting device in the present invention. It is also possible to function.

また、このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magneto Optical Disk）、メモリカードなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネットなどの通信ネットワークを介して配布してもよい。 Further, the distribution method of such a program is arbitrary. For example, the program can be read by a computer such as a CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory), a DVD (Digital Versatile Disk), an MO (Magneto Optical Disk), or a memory card. It may be distributed by storing in a recording medium, or distributed via a communication network such as the Internet.

１０非接触設定装置
１１制御部
１１１メモリ部
１１２動作状態判別部
１１３共振周波数変更部
１１４指示部
１２送電コイル
１３送電回路
１４通信コイル
１５通信回路
１６共振コンデンサ部
１７通信Ｉ／Ｆ
２０設定対象装置
２１制御部
２２受電コイル
２３受電回路
２４通信コイル
２５通信回路
２６主機能部
３０ＰＣ
４０ＵＳＢケーブル DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Non-contact setting apparatus 11 Control part 111 Memory part 112 Operation state discrimination | determination part 113 Resonance frequency change part 114 Instruction part 12 Power transmission coil 13 Power transmission circuit 14 Communication coil 15 Communication circuit 16 Resonance capacitor part 17 Communication I / F
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Setting object apparatus 21 Control part 22 Power receiving coil 23 Power receiving circuit 24 Communication coil 25 Communication circuit 26 Main function part 30 PC
40 USB cable

Claims

A power transmission coil;
A power transmission circuit for supplying power by electromagnetic induction coupling of the power transmission coil;
A communication coil;
A communication circuit provided for transmitting and receiving data by electromagnetic induction coupling of the communication coil;
An operation state determination means for determining whether or not the adjacent electronic device is in an operation state based on a current value flowing through the power transmission coil;
An optimum resonance frequency storage means for storing information indicating a relationship between an inter-coil distance between the power transmission coil and a receiving coil of the electronic device and an optimum resonance frequency for power transmission at the inter-coil distance;
When it is determined that the operating state is not the operating state, the inter-coil distance is calculated, and the power transmission efficiency is calculated based on the calculated inter-coil distance and the information stored in the optimal resonance frequency storage unit. Resonance frequency changing means for changing the resonance frequency of the power transmission coil by determining the optimum resonance frequency and switching the connection of the capacitor connected to the power transmission circuit so as to be the determined resonance frequency;
A setting unit that transmits setting information to the electronic device using the communication circuit when the operation state is determined by the operation state determination unit;
A non-contact setting device comprising:

While the setting means is transmitting setting information, a position shift that interferes with power feeding occurs between the power transmission coil and the power receiving coil of the electronic device based on the value of the current flowing through the power transmission coil. Misregistration determining means for determining whether or not
And a second resonance frequency changing means for changing a resonance frequency of the power transmission coil when the position deviation determining means determines that a position deviation has occurred.
The non-contact setting device according to claim 1 , wherein:

The power transmission coil and the communication coil are integral coils.
The non-contact setting device according to claim 1 or 2 .

A computer comprising: a power transmission coil; a power transmission circuit for supplying power by electromagnetic induction coupling of the power transmission coil; a communication coil; and a communication circuit provided for transmitting and receiving data by electromagnetic induction coupling of the communication coil. ,
An operation state determination means for determining whether or not an adjacent electronic device is in an operation state based on a current value flowing through the power transmission coil;
An optimum resonance frequency storage means for storing information indicating a relationship between an inter-coil distance between the power transmission coil and a receiving coil of the electronic device and an optimum resonance frequency for power transmission at the inter-coil distance;
When it is determined that the operating state is not the operating state, the inter-coil distance is calculated, and the power transmission efficiency is calculated based on the calculated inter-coil distance and the information stored in the optimum resonance frequency storage unit. Resonance frequency changing means for changing the resonance frequency of the power transmission coil by switching the connection of the capacitor connected to the power transmission circuit so as to obtain the optimum resonance frequency,
Setting means for transmitting setting information to the electronic device using the communication circuit when the operation state is determined by the operation state determination means;
Program to function as.