表示装置
【課題】バッテリを内蔵しなくても、電力の供給を停止させずに、電力供給効率の状態を検出し、電力供給の効率がよいコイルのみに電流を流すように制御する技術を提供する。
【解決手段】テレビ１０は、テレビ本体２０とスピーカユニット７０が分離して構成されている。スピーカユニット７０は、テレビ本体２０の外周部であってユーザが望む場所に配置される。テレビ本体２０からスピーカユニット７０への電力供給と音声信号の送信は、コードレスにより行う。テレビ本体２０の額縁２１の全体に半径の小さいコイル（テレビ側コイル部６２）を複数配置することで広範囲に電力を供給する。電力供給に関して、テレビ本体２０のテレビ側コイル部６２と、スピーカユニット７０の受電側コイルセット８０との間の磁界共鳴の技術が採用されている。
【解決手段】テレビ１０は、テレビ本体２０とスピーカユニット７０が分離して構成されている。スピーカユニット７０は、テレビ本体２０の外周部であってユーザが望む場所に配置される。テレビ本体２０からスピーカユニット７０への電力供給と音声信号の送信は、コードレスにより行う。テレビ本体２０の額縁２１の全体に半径の小さいコイル（テレビ側コイル部６２）を複数配置することで広範囲に電力を供給する。電力供給に関して、テレビ本体２０のテレビ側コイル部６２と、スピーカユニット７０の受電側コイルセット８０との間の磁界共鳴の技術が採用されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に係り、表示装置本体から別体の装置へワイヤレスで電力供給を行うことができる表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触による電力供給技術として、電磁誘導や磁界共鳴（電磁界共鳴）を用いた技術が知られている。これらの技術は、コードレス電話や電動歯ブラシなどの充電、携帯電話の充電システムに利用され製品化されている。これらの技術をテレビ等の表示装置に適用し別体のスピーカ等へ電力供給を行う場合、広い範囲への電力供給を実現するためには、外径の大きなコイルを用いるか、外径の小さなコイル複数個用いる必要がある。薄型化テレビやそのスピーカ部には、外径の大きなコイル用のスペースを確保することが困難なため、外径の小さなコイルを複数個用いることになる。しかし、複数の電力供給コイル全てに電流を流すと消費電力が非常に多くなる。そこで、電磁誘導による電力供給するシステムにおいて、複数のコイルを利用する際に、電力供給効率の状態を検出し必要なコイルのみに電流を流す技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５２５７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示の技術では、電力供給に電磁誘導を用いているため、電力を供給する側と供給される側のコイルの位置を厳密に一致させる必要がある。そのため、電力供給を受ける側にコイルが一つしかない場合、コイルを電力供給に使用するとカップリング処理ができない。言い換えると、カップリング処理に使用すると電力供給ができない。そのため、電力供給が受けられない状態で動作するためには、別途バッテリ等の電源確保が必要となる。しかし、薄型化によりバッテリ用の十分なスペースを確保することが困難なスピーカ部のシステムでは、カップリング用のコイルを検出する際に一時的に電力の供給が受けられない状態があり、スピーカ部の動作が止まってしまうという課題があった。
【０００５】
本発明は以上のような状況に鑑みなされたものであって、上記課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、表示装置本体から別体の受信装置へ電力を供給可能な表示装置であって、前記表示装置本体は、磁界共鳴により電力供給を行う電力供給用コイル及び送信用カップリングコイルの送信用コイルセットを複数セット配置した本体側コイルセット群と、前記本体側コイル群を制御する本体側制御部と、を備え、前記本体側制御部は、前記送信用カップリングコイルと前記受信装置に設けられた受信用カップリングコイルとをカップリングさせて、前記受信用カップリングコイルに対する送信効率の良好な前記送信用カップリングコイルを特定し、特定した前記送信用カップリングコイルを駆動させて、前記前記受信用カップリングコイルと対をなす電力受信用コイルに電力を供給する。
また、前記受信装置はスピーカセットであって、前記本体側コイルセット群は、前記表示装置本体の表示部の外周キャビネット内部に配置され、前記受信装置は前記外周キャビネットに取り付けられてもよい。
前記受信装置は、充電装置を備え、前記電力受信用コイルを用いて受信した電力を充電装置に充電してもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、バッテリを内蔵しなくても、電力の供給を停止させずに、電力供給効率の状態を検出し、電力供給の効率がよいコイルのみに電流を流すように制御する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る、テレビの外観を模式的に示す図である。
【図２】実施形態に係る、テレビ本体とスピーカユニットの機能ブロック図である。
【図３】実施形態に係る、テレビの起動時におけるスピーカユニットの検出制御フローを示すフローチャートである。
【図４】実施形態に係る、一度電力供給の効率がよいコイルを検出した後の制御フローを示すフローチャートである。
【図５】実施形態に係る、新たなスピーカユニットを追加する際の制御フローを示すフローチャートである。
【図６】実施形態の変形例に係る、リモコンを充電可能なテレビの外観を模式的に示す図である。
【図７】実施形態に係る、テレビのテレビ本体とリモコンの機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明を実施するための形態（以下、単に「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。図１は、本実施形態に係るテレビ１０の正面を模式的に示した図である。このテレビ１０は、液晶テレビや有機ＥＬテレビ等の薄型表示装置であって、図示のように、テレビ本体２０とスピーカユニット７０が分離して構成されている。スピーカユニット７０は、テレビ本体２０の外周部であってユーザが望む場所に配置される。テレビ本体２０とスピーカユニット７０の固定には、マグネットによる固定や、それぞれに固定用構造を設けることで実現する。
【００１０】
テレビ本体２０からスピーカユニット７０への電力供給と音声信号の送信は、コードレスにより行う。本実施形態のテレビ１０のような薄型テレビやそのスピーカ装置では、半径の大きなコイルを用いるスペースを確保することは困難である。そこで、図１のように、テレビ本体２０の額縁２１の全体に、より具体的にはテレビ本体２０の表示パネル外周部分でフロントキャビネット内部に、半径の小さいコイル（テレビ側コイル部６２）を複数配置することで広範囲に電力を供給する。
【００１１】
また、電力供給に関して、テレビ本体２０のテレビ側コイル部６２と、スピーカユニット７０の受電側コイルセット８０とで磁界共鳴技術が採用されている。磁界共鳴技術では、電力供給の効率がよいコイルを検出しカップリングすることができ、電力供給のコイル同士の位置を厳密に合わせる必要がない。そして、電力供給効率の状態を検出するために電力供給用のコイルとは共鳴周波数が異なるカップリング用コイルを設ける。これにより、電力の供給を停止させずに、カップリング用コイルで電力供給効率の状態を検出し、電力供給の効率がよいコイルのみに電流を流すように制御する。
【００１２】
ここで、磁界共鳴による電力の伝送について説明する。磁界共鳴による電力の伝送距離は、コイル直径の２倍の距離まで高い効率での伝送が可能であって、それ以上の距離になると徐々に効率が下がる傾向がある。図１のように、テレビ本体２０の額縁２１の部分にコイル（テレビ側コイル部６２）を設ける場合、使用されるコイルの直径が約５ｃｍであれば、約十ｃｍまでの電力の伝送が効率的に可能となる。また、共鳴周波数ｆはコイルのインダクタンスＬ、コンデンサ容量Ｃから下記の式（１）で決まる。
ｆ＝（２π×（ＬＣ）１／２）−１ ・・・・（１）
なお、磁界共鳴は、共鳴周波数が同じコイル間で電力を供給する技術のため、電力供給用のコイルと共鳴周波数が異なるカップリング用のコイルにて電力供給の効率を検出する処理を行っても電力供給には影響はない。
【００１３】
以下、具体的な構成について説明する。なお、本実施形態に特徴的なスピーカユニット７０への給電に関して主に説明し、それ以外の一般的な構成については適宜説明を省略する。
【００１４】
図２は、本実施形態に係るテレビ１０の構成を示す機能ブロック図である。テレビ本体２０は、電源部２２と、表示部２４と、コンテンツ部３０と、コンテンツ処理部４０と、給電制御部５０と、コイル駆動部６０と、テレビ側コイル部６２とを備える。
【００１５】
コンテンツ部３０は、チューナー３２と、デコーダー３４と、ＨＤＭＩレシーバー３６とを備える。コンテンツ処理部４０は、映像処理部４２及び音声処理部４４を備える。
【００１６】
映像処理部４２は、コンテンツ部３０から入力された映像信号を処理し、表示部２４に出力する。音声処理部４４は、コンテンツ部３０から入力された音声信号を処理する。音声処理部４４で処理された信号は、音声信号送信部５６に送信される。
【００１７】
給電制御部５０は、電力分配部５２と、音声送信制御部５４と、音声信号送信部５６と、検出信号受信部５８とを備える。
【００１８】
電力分配部５２は、電源部２２で交流から直流に変換された電力をコイル駆動部６０に供給する。音声送信制御部５４は、テレビ本体２０からスピーカユニット７０への音声信号の送信制御を行う。音声信号送信部５６は、スピーカユニット７０に音声信号を送信する。送信方式は、例えば、所定の変調方式を用いた赤外線通信や無線通信である。検出信号受信部５８は、スピーカユニット７０で検出された信号を無線で受信する。
【００１９】
コイル駆動部６０は、テレビ側コイル部６２を駆動する第１〜第ｎコイル駆動回路６１＿１〜６１＿ｎを備える。テレビ側コイル部６２は、上述したように、額縁２１に配置される第１〜第ｎ給電用コイルセット６３＿１〜６３＿ｎを備える。第１〜第ｎコイル駆動回路６１＿１〜６１＿ｎは、それぞれ第１〜第ｎ給電用コイルセット６３＿１〜６３＿ｎを駆動する。なお、第１〜第ｎ給電用コイルセット６３＿１〜６３＿ｎについて、特に区別しない場合には、給電用コイルセット６３という。また、第１〜第ｎ給電用コイルセット６３＿１〜６３＿ｎのうち、一部のみを機能させることが設定可能としてもよい。例えば、ユーザによっては、テレビ本体２０の額縁２１うち特定の場所にはスピーカユニット７０を配置しない場合も想定される。そのような状況を考慮し、所定の設定画面で、額縁２１の上下左右単位で特定の縁に配置される第１〜第ｎ給電用コイルセット６３＿１〜６３＿ｎ及び対応する第１〜第ｎコイル駆動回路６１＿１〜６１＿ｎの機能を働かないように設定することとしてもよい。消費電力低減の観点で効果的である。
【００２０】
第１〜第ｎ給電用コイルセット６３＿１〜６３＿ｎは、それぞれ、電力供給用コイル６４とカップリング用コイル６６とを１セットとして備える。電力供給用コイル６４とカップリング用コイル６６とは、共鳴周波数が異なる。電力供給用コイル６４は、スピーカユニット７０の受電用コイル８１へ電力を送信する。カップリング用コイル６６は、スピーカユニット７０のカップリング用コイル８２とカップリングを行う。
【００２１】
スピーカユニット７０は、電源部７２と、アンプ部７４と、受電側コイルセット８０と、電流・電圧検出回路８６と、音声信号受信部９１と、出力信号処理部９２と、電力受信制御部９３と、検出信号送信部９４とを備える。
【００２２】
受電側コイルセット８０は、受電用コイル８１と、カップリング用コイル８２とを備える。受電用コイル８１は、電力供給用コイル６４から電力供給を受ける。カップリング用コイル８２は、上述の通りテレビ側コイル部６２のカップリング用コイル６６とカップリングを行う。
【００２３】
音声信号受信部９１は、テレビ本体から送信された音声信号を受信する。出力信号処理部９２は、音声信号受信部９１が受信した音声信号を処理し、アンプ部７４に出力する。アンプ部７４で増幅された信号はスピーカ７６に出力され、スピーカ７６が駆動する。
【００２４】
電流・電圧検出回路８６は、カップリング用コイル８２の電流レベル／電力レベルを検出する。電力受信制御部９３は、スピーカユニット７０における各要素の処理を制御する。検出信号送信部９４は、カップリング状態を検出した信号（検出信号）を、所期のタイミングで、例えば、１秒おきにテレビ本体２０に送信する。このタイミングは、消費電力やユーザが望む精度等を考慮して設定され、ユーザ自身が設定可能としてもよい。
【００２５】
以上の構成のテレビ１０による電力供給プロセスについて説明する。ここでは、特に電力供給の効率がよいコイル（テレビ側コイル部６２）の検出方法に着目して説明する。
【００２６】
図３は、テレビ１０の起動時におけるスピーカユニット７０の検出制御フローを示している。電源がオンとなり起動する時は（Ｓ１０）、スピーカユニット７０の位置が不明なので、音声送信制御部５４は、一旦全てのコイル駆動部６０を駆動させ、テレビ側コイル部６２の電力供給用コイル６４に電流を流す（Ｓ１２）。その結果、電力供給可能範囲にあれば、スピーカユニット７０の回路を駆動させることができる。スピーカユニット７０の回路が安定して動作するまでの時間を考慮して、ある一定時間は待ち状態の処理（Wait処理）がなされる（Ｓ１４）。その後、カップリング用コイル６６の電力の供給レベルを比較して、電力供給の効率のよいカップリング用コイル６６を検出する処理を行う。
【００２７】
具体的には、まず初期化処理として最も電力効率のよいコイル番号を示すフラグＭａｘ＿Ｉｎｄｅｘを「０」、供給レベルを示すフラグＭａｘ＿Ｌｅｖｅｌを「０」に設定する（Ｓ１６）。つづいて、ｉ＝１から順に、カップリング用コイルｉ（６６）を駆動する（Ｓ１８）。つまり、第１コイル駆動回路６１＿１から順に駆動しカップリング用コイル６６と受電側コイルセット８０のカップリング用コイル８２とのカップリング処理を行う。なお、カップリング用コイルｉ（６６）とは、第ｉコイル駆動部６０＿ｉ（ｉ；整数、１≦ｉ≦ｎ）に備わるカップリング用コイル６６を意味する。カップリングがなされたら、スピーカユニット７０では、電流・電圧検出回路８６が電流及び電力レベルを検出し、その旨を電力受信制御部９３に通知する。電力受信制御部９３は、検出信号送信部９４から検出結果をテレビ本体２０の検出信号受信部５８に送信する。検出信号受信部５８は、受信した検出結果を音声送信制御部５４に通知する。
【００２８】
音声送信制御部５４は、スピーカユニット７０から上記の検出信号がある場合（Ｓ２０のＹ）、Ｍａｘ＿Ｌｅｖｅｌと検出した電流及び電力レベルとを比較する（Ｓ２２）。なお、第ｉコイル駆動部６０＿ｉで駆動するカップリング用コイル６６による検出結果を検出レベルｉと表記する。検出レベルｉがＭａｘ＿Ｌｅｖｅｌより大きい場合は（Ｓ２２のＹ）、音声送信制御部５４は、Ｍａｘ＿Ｉｎｄｅｘ及びＭａｘ＿Ｌｅｖｅｌの両フラグを書き換える。初期化直後の場合（ｉ＝１の場合）には、両フラグは必ず書き換えられる。
【００２９】
Ｓ２４の処理後または検出レベルｉがＭａｘ＿Ｌｅｖｅｌ以下の場合は（Ｓ２２のＮ）、音声送信制御部５４は、「ｉ」をインクリメントし（Ｓ２６）、「ｉ」が「ｎ」を超えたか否かを確認する（Ｓ２８）。「ｉ」がｎを超えない場合（Ｓ２８のＮ）、処理はＳ１８の処理にもどり、Ｓ１８〜Ｓ２８の処理が継続される。
【００３０】
「ｉ」がｎを超えると（Ｓ２８のＹ）、音声送信制御部５４は、Ｍａｘ＿Ｉｎｄｅｘの「ｉ」に対応する第ｉコイル駆動回路６１＿ｉを駆動させる（Ｓ３０）。例えば、「ｉ＝２」であれば、第２コイル駆動回路６１＿２が駆動し、第２給電用コイルセット６３＿２の電力供給用コイル６４から電力供給が開始する。
【００３１】
なお、上記の処理は、スピーカユニット７０が一台の場合を想定しているが、複数の場合は、検出信号送信部９４が検出結果をテレビ本体２０の検出信号受信部５８に送信する際に、固有のＩＤをあわせて送信するようにする。テレビ本体２０では、処理中に固有のＩＤが複数出現した場合には、ＩＤ毎にＭａｘ＿Ｉｎｄｅｘ及びＭａｘ＿Ｌｅｖｅｌを管理する。そして、音声送信制御部５４は、出現したＩＤに対応して第１〜第ｎコイル駆動回路６１＿１〜６１＿ｎ及び第１〜第ｎ給電用コイルセット６３＿１〜６３＿ｎを駆動させる。また、音声送信制御部５４は、どの給電用コイルセット６３を駆動させるかに応じて、スピーカユニット７０の出力特性を調整（補正）してもよい。つまり、音声送信制御部５４は、スピーカユニット７０の配置が把握できるので、音声処理部４４に対して、最適な出力バランスとなるように指示することができる。
【００３２】
図４は、一度電力供給の効率がよいコイル（給電用コイルセット６３）を検出した後の制御フローを示している。音声送信制御部５４は、カップリングした電力供給用コイル６４から受電用コイル８１への電力供給のレベルをある一定間隔で監視する（Ｓ１２ａ）。カップリングを決定した際の電力レベルよりある閾値以下になった場合（１４ａのＹ）、音声送信制御部５４は、スピーカユニット７０の位置が変わったか、磁界共鳴を妨げるものがテレビ本体２０とスピーカユニット７０の間に存在する可能性があると判断し、再びＳ１６〜Ｓ２８に示したカップリングの処理を開始する。カップリングが終了すると、音声送信制御部５４は、Ｍａｘ＿Ｉｎｄｅｘに対応するコイル駆動回路６１に切り替える（Ｓ３０ａ）。
【００３３】
図５は、新たなスピーカユニット７０を追加する際の制御フローを示している。テレビ１０の設定メニューに再カップリング用の項目、もしくはリモコンに再カップリング用のボタンを設ける。そして、スピーカユニット７０が追加され（Ｓ１０ｂ）、その項目が選択されるか、または、ボタンが押下されることで再カップリング機能が選択されると（Ｓ１０ｃ）、音声送信制御部５４は、新規追加のスピーカユニット７０からの検出信号があるかをチェックする（Ｓ１０ｄ）。検出信号があれば（Ｓ１０ｄのＹ）、図３のフローで示したＳ１６〜Ｓ３０の処理を行い、各カップリング用コイル６４からの電力供給レベルを比較して、電力供給の効率がよいコイルを検出する。
【００３４】
もし、新規追加のスピーカユニット７０からの検出信号がない場合（Ｓ１０ｄのＮ）、音声送信制御部５４は、バッテリが内蔵されていなくてスピーカユニット７０の回路が動作していないか、バッテリが内蔵されていても充電切れの可能性があると判断して、一度全ての電力供給用コイル６４を動作させてスピーカユニット７０の回路に電力を供給し（Ｓ１２）、回路安定まで待ち処理を行う（Ｓ１４）。その後、音声送信制御部５４は再度検出信号の有無をチェックし（Ｓ１５）、検出信号があれば（Ｓ１５のＹ）、再カップリングの処理（Ｓ１６〜Ｓ２８）を行う。検出信号が無ければ（Ｓ１５のＮ）、音声送信制御部５４は、電力供給できるスピーカユニット７０は無いと判断し、スピーカ追加処理を行う前のコイル駆動部６０のみ動作させて（Ｓ３０）、再カップリング処理を終了する。
【００３５】
以上本実施形態によると、バッテリを内蔵しなくても定常的に電力を供給しながら電力供給効率の状態を検出し、電力供給の効率がよいテレビ側コイル部６２のみに電力を流すように制御できる。また、新たなスピーカユニット７０などを接続する際に、定常的に電力を供給した状態で駆動させるテレビ側コイル部６２（電力供給用コイル６４）を検出することも可能となる。さらに、電力供給効率の悪い不要なテレビ側コイル部６２（電力供給用コイル６４）を駆動させないことで、消費電力が削減や不要なテレビ側コイル部６２（電力供給用コイル６４）に電流を流すことよる発熱の問題も改善できる。
【００３６】
以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせや処理等にいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００３７】
例えば、テレビ１０のリモコンや携帯電話などを充電する際にも利用可能である。図６は、テレビ本体２０によるリモコン１００の充電を模式的に示す図である。また、図７は、そのような処理を行う構成のテレビ本体２０及びリモコン１００の構成を示す機能ブロック図である。テレビ本体２０は、上述の実施形態と同様の構成である。
【００３８】
リモコン１００は、電力受信に関して、スピーカユニット７０と同様の構成を有している。つまり、リモコン１００は、電源部７２と、受電側コイルセット８０と、電流・電圧検出回路８６と、電力受信制御部１９３と、検出信号送信部１９４とを備える。異なる点は、バッテリ１７５、充電回路１７４、操作部１２０及び送信制御部１１０が備わる点にある。信号送信部１９４には、リモコン１００等に搭載されている赤外線機能が利用できる。
【００３９】
このリモコン１００や携帯電話（図示せず）がテレビ本体２０に内蔵しているテレビ側コイル部６２（電力供給用コイル６４）と磁界共鳴が可能な距離Ｃ１内にあれば、非接触かつ電力供給用コイル６４間に空間があっても電力を供給することが可能である。その結果、専用の装着部などを設ける必要がなく磁界共鳴が可能な場所に単にリモコン１００等を置くだけで充電ができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０ テレビ
２０ テレビ本体
２２ 電源部
２４ 表示部
３０ コンテンツ部
３２ チューナー
３４ デコーダー
３６ ＨＤＭＩレシーバー
４０ コンテンツ処理部
４２ 映像処理部
４４ 音声処理部
５０ 給電制御部
５２ 電力分配部
５４ 音声送信制御部
５６ 音声信号送信部
５８ 検出信号受信部
６０ コイル駆動部
６１ コイル駆動回路
６１＿１ 第１コイル駆動回路
６１＿２ 第２コイル駆動回路
６１＿ｎ 第ｎコイル駆動回路
６２ テレビ側コイル部
６３ 給電用コイルセット
６３＿１ 第１給電用コイルセット
６３＿２ 第２給電用コイルセット
６３＿ｎ 第ｎ給電用コイルセット
６４ 電力供給用コイル
６６ カップリング用コイル
７０ スピーカユニット
７２ 電源部
７４ アンプ部
７６ スピーカ
８０ 受電側コイルセット
８１ 受電用コイル
８２ カップリング用コイル
８６ 電流・電圧検出回路
９１ 音声信号受信部
９２ 出力信号処理部
９３ 電力受信制御部
９４ 検出信号送信部
１００ リモコン
１１０ 送信制御部
１２０ 操作部
１７４ 充電回路
１７５ バッテリ
１９３ 電力受信制御部
１９４ 信号送信部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に係り、表示装置本体から別体の装置へワイヤレスで電力供給を行うことができる表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触による電力供給技術として、電磁誘導や磁界共鳴（電磁界共鳴）を用いた技術が知られている。これらの技術は、コードレス電話や電動歯ブラシなどの充電、携帯電話の充電システムに利用され製品化されている。これらの技術をテレビ等の表示装置に適用し別体のスピーカ等へ電力供給を行う場合、広い範囲への電力供給を実現するためには、外径の大きなコイルを用いるか、外径の小さなコイル複数個用いる必要がある。薄型化テレビやそのスピーカ部には、外径の大きなコイル用のスペースを確保することが困難なため、外径の小さなコイルを複数個用いることになる。しかし、複数の電力供給コイル全てに電流を流すと消費電力が非常に多くなる。そこで、電磁誘導による電力供給するシステムにおいて、複数のコイルを利用する際に、電力供給効率の状態を検出し必要なコイルのみに電流を流す技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５２５７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示の技術では、電力供給に電磁誘導を用いているため、電力を供給する側と供給される側のコイルの位置を厳密に一致させる必要がある。そのため、電力供給を受ける側にコイルが一つしかない場合、コイルを電力供給に使用するとカップリング処理ができない。言い換えると、カップリング処理に使用すると電力供給ができない。そのため、電力供給が受けられない状態で動作するためには、別途バッテリ等の電源確保が必要となる。しかし、薄型化によりバッテリ用の十分なスペースを確保することが困難なスピーカ部のシステムでは、カップリング用のコイルを検出する際に一時的に電力の供給が受けられない状態があり、スピーカ部の動作が止まってしまうという課題があった。
【０００５】
本発明は以上のような状況に鑑みなされたものであって、上記課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、表示装置本体から別体の受信装置へ電力を供給可能な表示装置であって、前記表示装置本体は、磁界共鳴により電力供給を行う電力供給用コイル及び送信用カップリングコイルの送信用コイルセットを複数セット配置した本体側コイルセット群と、前記本体側コイル群を制御する本体側制御部と、を備え、前記本体側制御部は、前記送信用カップリングコイルと前記受信装置に設けられた受信用カップリングコイルとをカップリングさせて、前記受信用カップリングコイルに対する送信効率の良好な前記送信用カップリングコイルを特定し、特定した前記送信用カップリングコイルを駆動させて、前記前記受信用カップリングコイルと対をなす電力受信用コイルに電力を供給する。
また、前記受信装置はスピーカセットであって、前記本体側コイルセット群は、前記表示装置本体の表示部の外周キャビネット内部に配置され、前記受信装置は前記外周キャビネットに取り付けられてもよい。
前記受信装置は、充電装置を備え、前記電力受信用コイルを用いて受信した電力を充電装置に充電してもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、バッテリを内蔵しなくても、電力の供給を停止させずに、電力供給効率の状態を検出し、電力供給の効率がよいコイルのみに電流を流すように制御する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る、テレビの外観を模式的に示す図である。
【図２】実施形態に係る、テレビ本体とスピーカユニットの機能ブロック図である。
【図３】実施形態に係る、テレビの起動時におけるスピーカユニットの検出制御フローを示すフローチャートである。
【図４】実施形態に係る、一度電力供給の効率がよいコイルを検出した後の制御フローを示すフローチャートである。
【図５】実施形態に係る、新たなスピーカユニットを追加する際の制御フローを示すフローチャートである。
【図６】実施形態の変形例に係る、リモコンを充電可能なテレビの外観を模式的に示す図である。
【図７】実施形態に係る、テレビのテレビ本体とリモコンの機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明を実施するための形態（以下、単に「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。図１は、本実施形態に係るテレビ１０の正面を模式的に示した図である。このテレビ１０は、液晶テレビや有機ＥＬテレビ等の薄型表示装置であって、図示のように、テレビ本体２０とスピーカユニット７０が分離して構成されている。スピーカユニット７０は、テレビ本体２０の外周部であってユーザが望む場所に配置される。テレビ本体２０とスピーカユニット７０の固定には、マグネットによる固定や、それぞれに固定用構造を設けることで実現する。
【００１０】
テレビ本体２０からスピーカユニット７０への電力供給と音声信号の送信は、コードレスにより行う。本実施形態のテレビ１０のような薄型テレビやそのスピーカ装置では、半径の大きなコイルを用いるスペースを確保することは困難である。そこで、図１のように、テレビ本体２０の額縁２１の全体に、より具体的にはテレビ本体２０の表示パネル外周部分でフロントキャビネット内部に、半径の小さいコイル（テレビ側コイル部６２）を複数配置することで広範囲に電力を供給する。
【００１１】
また、電力供給に関して、テレビ本体２０のテレビ側コイル部６２と、スピーカユニット７０の受電側コイルセット８０とで磁界共鳴技術が採用されている。磁界共鳴技術では、電力供給の効率がよいコイルを検出しカップリングすることができ、電力供給のコイル同士の位置を厳密に合わせる必要がない。そして、電力供給効率の状態を検出するために電力供給用のコイルとは共鳴周波数が異なるカップリング用コイルを設ける。これにより、電力の供給を停止させずに、カップリング用コイルで電力供給効率の状態を検出し、電力供給の効率がよいコイルのみに電流を流すように制御する。
【００１２】
ここで、磁界共鳴による電力の伝送について説明する。磁界共鳴による電力の伝送距離は、コイル直径の２倍の距離まで高い効率での伝送が可能であって、それ以上の距離になると徐々に効率が下がる傾向がある。図１のように、テレビ本体２０の額縁２１の部分にコイル（テレビ側コイル部６２）を設ける場合、使用されるコイルの直径が約５ｃｍであれば、約十ｃｍまでの電力の伝送が効率的に可能となる。また、共鳴周波数ｆはコイルのインダクタンスＬ、コンデンサ容量Ｃから下記の式（１）で決まる。
ｆ＝（２π×（ＬＣ）１／２）−１ ・・・・（１）
なお、磁界共鳴は、共鳴周波数が同じコイル間で電力を供給する技術のため、電力供給用のコイルと共鳴周波数が異なるカップリング用のコイルにて電力供給の効率を検出する処理を行っても電力供給には影響はない。
【００１３】
以下、具体的な構成について説明する。なお、本実施形態に特徴的なスピーカユニット７０への給電に関して主に説明し、それ以外の一般的な構成については適宜説明を省略する。
【００１４】
図２は、本実施形態に係るテレビ１０の構成を示す機能ブロック図である。テレビ本体２０は、電源部２２と、表示部２４と、コンテンツ部３０と、コンテンツ処理部４０と、給電制御部５０と、コイル駆動部６０と、テレビ側コイル部６２とを備える。
【００１５】
コンテンツ部３０は、チューナー３２と、デコーダー３４と、ＨＤＭＩレシーバー３６とを備える。コンテンツ処理部４０は、映像処理部４２及び音声処理部４４を備える。
【００１６】
映像処理部４２は、コンテンツ部３０から入力された映像信号を処理し、表示部２４に出力する。音声処理部４４は、コンテンツ部３０から入力された音声信号を処理する。音声処理部４４で処理された信号は、音声信号送信部５６に送信される。
【００１７】
給電制御部５０は、電力分配部５２と、音声送信制御部５４と、音声信号送信部５６と、検出信号受信部５８とを備える。
【００１８】
電力分配部５２は、電源部２２で交流から直流に変換された電力をコイル駆動部６０に供給する。音声送信制御部５４は、テレビ本体２０からスピーカユニット７０への音声信号の送信制御を行う。音声信号送信部５６は、スピーカユニット７０に音声信号を送信する。送信方式は、例えば、所定の変調方式を用いた赤外線通信や無線通信である。検出信号受信部５８は、スピーカユニット７０で検出された信号を無線で受信する。
【００１９】
コイル駆動部６０は、テレビ側コイル部６２を駆動する第１〜第ｎコイル駆動回路６１＿１〜６１＿ｎを備える。テレビ側コイル部６２は、上述したように、額縁２１に配置される第１〜第ｎ給電用コイルセット６３＿１〜６３＿ｎを備える。第１〜第ｎコイル駆動回路６１＿１〜６１＿ｎは、それぞれ第１〜第ｎ給電用コイルセット６３＿１〜６３＿ｎを駆動する。なお、第１〜第ｎ給電用コイルセット６３＿１〜６３＿ｎについて、特に区別しない場合には、給電用コイルセット６３という。また、第１〜第ｎ給電用コイルセット６３＿１〜６３＿ｎのうち、一部のみを機能させることが設定可能としてもよい。例えば、ユーザによっては、テレビ本体２０の額縁２１うち特定の場所にはスピーカユニット７０を配置しない場合も想定される。そのような状況を考慮し、所定の設定画面で、額縁２１の上下左右単位で特定の縁に配置される第１〜第ｎ給電用コイルセット６３＿１〜６３＿ｎ及び対応する第１〜第ｎコイル駆動回路６１＿１〜６１＿ｎの機能を働かないように設定することとしてもよい。消費電力低減の観点で効果的である。
【００２０】
第１〜第ｎ給電用コイルセット６３＿１〜６３＿ｎは、それぞれ、電力供給用コイル６４とカップリング用コイル６６とを１セットとして備える。電力供給用コイル６４とカップリング用コイル６６とは、共鳴周波数が異なる。電力供給用コイル６４は、スピーカユニット７０の受電用コイル８１へ電力を送信する。カップリング用コイル６６は、スピーカユニット７０のカップリング用コイル８２とカップリングを行う。
【００２１】
スピーカユニット７０は、電源部７２と、アンプ部７４と、受電側コイルセット８０と、電流・電圧検出回路８６と、音声信号受信部９１と、出力信号処理部９２と、電力受信制御部９３と、検出信号送信部９４とを備える。
【００２２】
受電側コイルセット８０は、受電用コイル８１と、カップリング用コイル８２とを備える。受電用コイル８１は、電力供給用コイル６４から電力供給を受ける。カップリング用コイル８２は、上述の通りテレビ側コイル部６２のカップリング用コイル６６とカップリングを行う。
【００２３】
音声信号受信部９１は、テレビ本体から送信された音声信号を受信する。出力信号処理部９２は、音声信号受信部９１が受信した音声信号を処理し、アンプ部７４に出力する。アンプ部７４で増幅された信号はスピーカ７６に出力され、スピーカ７６が駆動する。
【００２４】
電流・電圧検出回路８６は、カップリング用コイル８２の電流レベル／電力レベルを検出する。電力受信制御部９３は、スピーカユニット７０における各要素の処理を制御する。検出信号送信部９４は、カップリング状態を検出した信号（検出信号）を、所期のタイミングで、例えば、１秒おきにテレビ本体２０に送信する。このタイミングは、消費電力やユーザが望む精度等を考慮して設定され、ユーザ自身が設定可能としてもよい。
【００２５】
以上の構成のテレビ１０による電力供給プロセスについて説明する。ここでは、特に電力供給の効率がよいコイル（テレビ側コイル部６２）の検出方法に着目して説明する。
【００２６】
図３は、テレビ１０の起動時におけるスピーカユニット７０の検出制御フローを示している。電源がオンとなり起動する時は（Ｓ１０）、スピーカユニット７０の位置が不明なので、音声送信制御部５４は、一旦全てのコイル駆動部６０を駆動させ、テレビ側コイル部６２の電力供給用コイル６４に電流を流す（Ｓ１２）。その結果、電力供給可能範囲にあれば、スピーカユニット７０の回路を駆動させることができる。スピーカユニット７０の回路が安定して動作するまでの時間を考慮して、ある一定時間は待ち状態の処理（Wait処理）がなされる（Ｓ１４）。その後、カップリング用コイル６６の電力の供給レベルを比較して、電力供給の効率のよいカップリング用コイル６６を検出する処理を行う。
【００２７】
具体的には、まず初期化処理として最も電力効率のよいコイル番号を示すフラグＭａｘ＿Ｉｎｄｅｘを「０」、供給レベルを示すフラグＭａｘ＿Ｌｅｖｅｌを「０」に設定する（Ｓ１６）。つづいて、ｉ＝１から順に、カップリング用コイルｉ（６６）を駆動する（Ｓ１８）。つまり、第１コイル駆動回路６１＿１から順に駆動しカップリング用コイル６６と受電側コイルセット８０のカップリング用コイル８２とのカップリング処理を行う。なお、カップリング用コイルｉ（６６）とは、第ｉコイル駆動部６０＿ｉ（ｉ；整数、１≦ｉ≦ｎ）に備わるカップリング用コイル６６を意味する。カップリングがなされたら、スピーカユニット７０では、電流・電圧検出回路８６が電流及び電力レベルを検出し、その旨を電力受信制御部９３に通知する。電力受信制御部９３は、検出信号送信部９４から検出結果をテレビ本体２０の検出信号受信部５８に送信する。検出信号受信部５８は、受信した検出結果を音声送信制御部５４に通知する。
【００２８】
音声送信制御部５４は、スピーカユニット７０から上記の検出信号がある場合（Ｓ２０のＹ）、Ｍａｘ＿Ｌｅｖｅｌと検出した電流及び電力レベルとを比較する（Ｓ２２）。なお、第ｉコイル駆動部６０＿ｉで駆動するカップリング用コイル６６による検出結果を検出レベルｉと表記する。検出レベルｉがＭａｘ＿Ｌｅｖｅｌより大きい場合は（Ｓ２２のＹ）、音声送信制御部５４は、Ｍａｘ＿Ｉｎｄｅｘ及びＭａｘ＿Ｌｅｖｅｌの両フラグを書き換える。初期化直後の場合（ｉ＝１の場合）には、両フラグは必ず書き換えられる。
【００２９】
Ｓ２４の処理後または検出レベルｉがＭａｘ＿Ｌｅｖｅｌ以下の場合は（Ｓ２２のＮ）、音声送信制御部５４は、「ｉ」をインクリメントし（Ｓ２６）、「ｉ」が「ｎ」を超えたか否かを確認する（Ｓ２８）。「ｉ」がｎを超えない場合（Ｓ２８のＮ）、処理はＳ１８の処理にもどり、Ｓ１８〜Ｓ２８の処理が継続される。
【００３０】
「ｉ」がｎを超えると（Ｓ２８のＹ）、音声送信制御部５４は、Ｍａｘ＿Ｉｎｄｅｘの「ｉ」に対応する第ｉコイル駆動回路６１＿ｉを駆動させる（Ｓ３０）。例えば、「ｉ＝２」であれば、第２コイル駆動回路６１＿２が駆動し、第２給電用コイルセット６３＿２の電力供給用コイル６４から電力供給が開始する。
【００３１】
なお、上記の処理は、スピーカユニット７０が一台の場合を想定しているが、複数の場合は、検出信号送信部９４が検出結果をテレビ本体２０の検出信号受信部５８に送信する際に、固有のＩＤをあわせて送信するようにする。テレビ本体２０では、処理中に固有のＩＤが複数出現した場合には、ＩＤ毎にＭａｘ＿Ｉｎｄｅｘ及びＭａｘ＿Ｌｅｖｅｌを管理する。そして、音声送信制御部５４は、出現したＩＤに対応して第１〜第ｎコイル駆動回路６１＿１〜６１＿ｎ及び第１〜第ｎ給電用コイルセット６３＿１〜６３＿ｎを駆動させる。また、音声送信制御部５４は、どの給電用コイルセット６３を駆動させるかに応じて、スピーカユニット７０の出力特性を調整（補正）してもよい。つまり、音声送信制御部５４は、スピーカユニット７０の配置が把握できるので、音声処理部４４に対して、最適な出力バランスとなるように指示することができる。
【００３２】
図４は、一度電力供給の効率がよいコイル（給電用コイルセット６３）を検出した後の制御フローを示している。音声送信制御部５４は、カップリングした電力供給用コイル６４から受電用コイル８１への電力供給のレベルをある一定間隔で監視する（Ｓ１２ａ）。カップリングを決定した際の電力レベルよりある閾値以下になった場合（１４ａのＹ）、音声送信制御部５４は、スピーカユニット７０の位置が変わったか、磁界共鳴を妨げるものがテレビ本体２０とスピーカユニット７０の間に存在する可能性があると判断し、再びＳ１６〜Ｓ２８に示したカップリングの処理を開始する。カップリングが終了すると、音声送信制御部５４は、Ｍａｘ＿Ｉｎｄｅｘに対応するコイル駆動回路６１に切り替える（Ｓ３０ａ）。
【００３３】
図５は、新たなスピーカユニット７０を追加する際の制御フローを示している。テレビ１０の設定メニューに再カップリング用の項目、もしくはリモコンに再カップリング用のボタンを設ける。そして、スピーカユニット７０が追加され（Ｓ１０ｂ）、その項目が選択されるか、または、ボタンが押下されることで再カップリング機能が選択されると（Ｓ１０ｃ）、音声送信制御部５４は、新規追加のスピーカユニット７０からの検出信号があるかをチェックする（Ｓ１０ｄ）。検出信号があれば（Ｓ１０ｄのＹ）、図３のフローで示したＳ１６〜Ｓ３０の処理を行い、各カップリング用コイル６４からの電力供給レベルを比較して、電力供給の効率がよいコイルを検出する。
【００３４】
もし、新規追加のスピーカユニット７０からの検出信号がない場合（Ｓ１０ｄのＮ）、音声送信制御部５４は、バッテリが内蔵されていなくてスピーカユニット７０の回路が動作していないか、バッテリが内蔵されていても充電切れの可能性があると判断して、一度全ての電力供給用コイル６４を動作させてスピーカユニット７０の回路に電力を供給し（Ｓ１２）、回路安定まで待ち処理を行う（Ｓ１４）。その後、音声送信制御部５４は再度検出信号の有無をチェックし（Ｓ１５）、検出信号があれば（Ｓ１５のＹ）、再カップリングの処理（Ｓ１６〜Ｓ２８）を行う。検出信号が無ければ（Ｓ１５のＮ）、音声送信制御部５４は、電力供給できるスピーカユニット７０は無いと判断し、スピーカ追加処理を行う前のコイル駆動部６０のみ動作させて（Ｓ３０）、再カップリング処理を終了する。
【００３５】
以上本実施形態によると、バッテリを内蔵しなくても定常的に電力を供給しながら電力供給効率の状態を検出し、電力供給の効率がよいテレビ側コイル部６２のみに電力を流すように制御できる。また、新たなスピーカユニット７０などを接続する際に、定常的に電力を供給した状態で駆動させるテレビ側コイル部６２（電力供給用コイル６４）を検出することも可能となる。さらに、電力供給効率の悪い不要なテレビ側コイル部６２（電力供給用コイル６４）を駆動させないことで、消費電力が削減や不要なテレビ側コイル部６２（電力供給用コイル６４）に電流を流すことよる発熱の問題も改善できる。
【００３６】
以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせや処理等にいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００３７】
例えば、テレビ１０のリモコンや携帯電話などを充電する際にも利用可能である。図６は、テレビ本体２０によるリモコン１００の充電を模式的に示す図である。また、図７は、そのような処理を行う構成のテレビ本体２０及びリモコン１００の構成を示す機能ブロック図である。テレビ本体２０は、上述の実施形態と同様の構成である。
【００３８】
リモコン１００は、電力受信に関して、スピーカユニット７０と同様の構成を有している。つまり、リモコン１００は、電源部７２と、受電側コイルセット８０と、電流・電圧検出回路８６と、電力受信制御部１９３と、検出信号送信部１９４とを備える。異なる点は、バッテリ１７５、充電回路１７４、操作部１２０及び送信制御部１１０が備わる点にある。信号送信部１９４には、リモコン１００等に搭載されている赤外線機能が利用できる。
【００３９】
このリモコン１００や携帯電話（図示せず）がテレビ本体２０に内蔵しているテレビ側コイル部６２（電力供給用コイル６４）と磁界共鳴が可能な距離Ｃ１内にあれば、非接触かつ電力供給用コイル６４間に空間があっても電力を供給することが可能である。その結果、専用の装着部などを設ける必要がなく磁界共鳴が可能な場所に単にリモコン１００等を置くだけで充電ができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０ テレビ
２０ テレビ本体
２２ 電源部
２４ 表示部
３０ コンテンツ部
３２ チューナー
３４ デコーダー
３６ ＨＤＭＩレシーバー
４０ コンテンツ処理部
４２ 映像処理部
４４ 音声処理部
５０ 給電制御部
５２ 電力分配部
５４ 音声送信制御部
５６ 音声信号送信部
５８ 検出信号受信部
６０ コイル駆動部
６１ コイル駆動回路
６１＿１ 第１コイル駆動回路
６１＿２ 第２コイル駆動回路
６１＿ｎ 第ｎコイル駆動回路
６２ テレビ側コイル部
６３ 給電用コイルセット
６３＿１ 第１給電用コイルセット
６３＿２ 第２給電用コイルセット
６３＿ｎ 第ｎ給電用コイルセット
６４ 電力供給用コイル
６６ カップリング用コイル
７０ スピーカユニット
７２ 電源部
７４ アンプ部
７６ スピーカ
８０ 受電側コイルセット
８１ 受電用コイル
８２ カップリング用コイル
８６ 電流・電圧検出回路
９１ 音声信号受信部
９２ 出力信号処理部
９３ 電力受信制御部
９４ 検出信号送信部
１００ リモコン
１１０ 送信制御部
１２０ 操作部
１７４ 充電回路
１７５ バッテリ
１９３ 電力受信制御部
１９４ 信号送信部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置本体から別体の受信装置へ電力を供給可能な表示装置であって、
前記表示装置本体は、磁界共鳴により電力供給を行う電力供給用コイル及び送信用カップリングコイルの送信用コイルセットを複数セット配置した本体側コイルセット群と、
前記本体側コイルセット群を制御する本体側制御部と、
を備え、
前記本体側制御部は、前記送信用カップリングコイルと前記受信装置に設けられた受信用カップリングコイルとをカップリングさせて、前記受信用カップリングコイルに対する送信効率の良好な前記送信用カップリングコイルを特定し、特定した前記送信用カップリングコイルを駆動させて、前記前記受信用カップリングコイルと対をなす電力受信用コイルに電力を供給することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記受信装置はスピーカセットであって、
前記本体側コイルセット群は、前記表示装置本体の表示部の外周キャビネット内部に配置され、前記受信装置は前記外周キャビネットに取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記受信装置は、充電装置を備え、前記電力受信用コイルを用いて受信した電力を充電装置に充電することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項１】
表示装置本体から別体の受信装置へ電力を供給可能な表示装置であって、
前記表示装置本体は、磁界共鳴により電力供給を行う電力供給用コイル及び送信用カップリングコイルの送信用コイルセットを複数セット配置した本体側コイルセット群と、
前記本体側コイルセット群を制御する本体側制御部と、
を備え、
前記本体側制御部は、前記送信用カップリングコイルと前記受信装置に設けられた受信用カップリングコイルとをカップリングさせて、前記受信用カップリングコイルに対する送信効率の良好な前記送信用カップリングコイルを特定し、特定した前記送信用カップリングコイルを駆動させて、前記前記受信用カップリングコイルと対をなす電力受信用コイルに電力を供給することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記受信装置はスピーカセットであって、
前記本体側コイルセット群は、前記表示装置本体の表示部の外周キャビネット内部に配置され、前記受信装置は前記外周キャビネットに取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記受信装置は、充電装置を備え、前記電力受信用コイルを用いて受信した電力を充電装置に充電することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１１５８３８（Ｐ２０１３−１１５８３８Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５６９０２（Ｐ２０１１−２５６９０２）
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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