JP5711617B2

JP5711617B2 - 無線給電方法

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Publication number: JP5711617B2
Application number: JP2011132814A
Authority: JP
Inventors: 山崎　舜平; 舜平山崎; 小山　潤; 潤小山; 黒川　義元; 義元黒川; 塩野入　豊; 豊塩野入
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2010-06-17
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2015-05-07
Anticipated expiration: 2031-06-15
Also published as: JP2012023950A; US8803370B2; JP2015100271A; JP5957112B2; US20110309688A1

Description

本発明は、無線給電システム、及び無線給電方法に関する。

近年、電気を原動力とする電子デバイスは、携帯電話、ノート型のパーソナルコンピュータなどのモバイル機器に代表されるように、携帯して利用することが多い。

また、環境面においてもクリーンで安全であるとの観点から、電気を原動力とした自転車や自動車などの移動手段が開発されている。

このように携帯先で、または移動しながら用いる電子デバイスや移動手段においては、各戸に配電されている商用電源から常に有線で電力を供給することは困難である。よって、携帯用電子デバイスや移動手段は、あらかじめ商用電源から電力を充電したバッテリーを搭載し、該バッテリーより電力を供給することによって動作している。

よって電子デバイスの動作時間はバッテリーの蓄電量によって制限され、利用者は、連続して長時間利用するには、予備のバッテリーを用意するか、移動先においてバッテリーを再充電できる商用電源を探す必要があった。

そのため、商用電源のない場合でもバッテリーへの給電が行えるように、非接触方式による給電システムが提案され、障害物等の課題も考慮したより高効率な給電システムが研究されている（特許文献１参照。）。

特開２０１０−１１９２４６号公報

しかしながら、非接触方式による給電システムにおいては、まだ非接触であるがゆえに受電側の給電利用者の特定や管理、受電体への電力の供給量の制御などが困難であるという課題がある。

従って、受電側の給電利用者にとってより利便性が高い給電システム、給電方法を提供することを目的の一とする。

給電を行う側の事業者においても受電側の給電利用者の特定や管理、受電体への電力の供給量の適正な制御を行うことによって、効率のよいサービスを可能とする給電システム、給電方法を提供することを目的の一とする。

受電体に無線により電力を供給する給電装置は、電力を供給する受電体を該受電体の識別情報により管理し、受電体の位置情報に基づいて受電体に送信する電力を制御する。

受電体及び給電装置は互いから発信される電磁波を送受信する送受信回路部と送受信する電磁波の電気信号を処理する信号処理回路部とを有し、受電体の信号処理回路部は、給電装置と受電体との位置関係を把握するために受電体の位置を検出する位置検出機能と、給電装置から受電する電力を制御する受電制御機能を備え、給電装置の信号処理回路部は受電体の識別情報を識別する識別機能と、受電体へ送信する電力を制御する送電制御機能を備える。

受電体は受電装置部と電源負荷部を有し、受電装置部の蓄電部に蓄積された電力を用いて電源負荷部を動作させることができる。本明細書において受電体とは、電力を受電して原動力として動作する物体を指し、携帯電話などの携帯用電子デバイスや、電力を用いて電動機により推進する移動手段（自動車、原動機付き自転車、航空機、船舶、鉄道車両）などを含む。

本明細書に開示する給電システムの一形態は、給電装置と、受電装置部及び電源負荷部を含む受電体とを有し、給電装置は、電磁波を送受信する給電装置用送受信回路部と、給電装置用送受信回路部が送受信する電磁波の電気信号を処理する給電装置用信号処理回路部と、受電体に送信する電力を供給する電源部とが設けられ、受電装置部は、電磁波を送受信する受電装置部用送受信回路部、受電装置部用送受信回路部が送受信する電磁波の電気信号を処理する受電装置部用信号処理回路部と、受電体の識別情報を含むメモリ部と、給電装置から送信された電力を蓄積する二次電池を含む蓄電部とが設けられ、給電装置用信号処理回路部は識別情報を識別する識別機能と、受電体へ送信する電力を制御する送電制御機能とを有し、受電装置部用送受信回路部は受電体の位置を検出する位置検出機能と、給電装置から受電する電力を制御する受電制御機能とを有する。

本明細書に開示する給電システムの他の一形態は、給電装置と、受電装置部及び電源負荷部を含む受電体とを有し、給電装置は、電磁波を送受信する給電装置用送受信回路部と、給電装置用送受信回路部が送受信する電磁波の電気信号を処理する給電装置用信号処理回路部と、受電体に送信する電力を供給する電源部とが設けられ、受電装置部は、電磁波を送受信する受電装置部用送受信回路部、受電装置部用送受信回路部が送受信する電磁波の電気信号を処理する受電装置部用信号処理回路部と、受電体の識別情報を含むメモリ部と、給電装置から送信された電力を蓄積する二次電池を含む蓄電部と、二次電池の電圧、電流、又は電圧及び電流を検出する検出部が設けられ、給電装置用信号処理回路部は識別情報を識別する識別機能と、受電体へ送信する電力を制御する送電制御機能とを有し、受電装置部用送受信回路部は受電体の位置を検出する位置検出機能と、給電装置から受電する電力を制御する受電制御機能とを有する。

上記構成において、給電装置用送受信回路部と受電装置部用送受信回路部とはそれぞれ、アンテナ回路、整流回路、変調回路、復調回路、及び発振回路を含む構成とすることができる。

本明細書に開示する給電方法の一形態は、受電体の識別情報を給電装置が認識する第１のステップと、受電体の位置を検出し、受電体の位置検出情報を給電装置に送信する第２のステップと、識別情報及び位置検出情報に基づき送信する電力強度を調整し受電体に電力を送信する第３のステップと、送信された電力を受電し、蓄電部の二次電池に蓄積する第４のステップとを有する。

受電体は、二次電池の電圧、電流、又は電圧及び電流を検出し、該検出情報に応じて、給電装置に受電要求信号又は受電終了信号を送信する構成としてもよい。また、給電装置からの位置検出用信号を受信し該位置検出用信号の強度を検知して位置を検出することができる。

本明細書における給電システム及び給電方法は、複数の給電装置及び受電体にも適用することができる。例えば、給電装置は受電体からの信号が一定時間以上受信できない場合、識別情報を有する受電体を捜索する信号を他の給電装置へ送信し、受電体と通信が可能な他の給電装置から受電体へ送電を行うことができる。

給電装置と受電体との給電において、受電体の識別情報及び位置情報に基づいて給電を行うために、受電側の給電利用者の特定や管理、受電体への電力の供給量の適正な制御を行うことができる。

従って、給電利用者にとってより利便性が高い給電システム、給電方法を提供することができる。

給電を行う側の事業者において、効率のよいサービスを可能とする給電システム、給電方法を提供することができる。

無線給電システム及び無線給電方法の一形態を説明する図。無線給電システム及び無線給電方法の一形態を説明する図。無線給電システム及び無線給電方法の一形態を説明する図。無線給電システム及び無線給電方法の一形態を説明する図。無線給電システム及び無線給電方法の一形態を説明する図。無線給電システム及び無線給電方法の一形態を説明する図。無線給電システム及び無線給電方法の一形態を説明する図。無線給電システム及び無線給電方法の一形態を説明する図。受電体の一形態を説明する図。

以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、その形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。また、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

なお、第１、第２、又は第３として付される序数詞は便宜上用いるものであり、工程順又は積層順を示すものではない。また、本明細書において発明を特定するための事項として固有の名称を示すものではない。

（実施の形態１）
本実施の形態では、無線給電システム及び無線給電方法の一形態を図１乃至３を用いて説明する。

図１及び図２は本実施の形態における無線給電システムを構成する給電装置及び受電体の構成要素を機能ごとに別ブロックとして示している。しかし、構成要素と機能は必ずしも一対一の関係とは限らず、複数の構成要素と複数の機能が関係して給電システムとして動作することもある。

図１で示す無線給電システムにおいては、給電装置２０と受電体１０とは無線（電磁波）により電気信号を送受信し、給電装置２０から受電体１０へ非接触で電力を供給する。

給電装置２０は、電磁波を送受信する送受信回路部２１０、送受信する電磁波の電気信号を処理する信号処理回路部２２０、及び受電体１０に送信する電力を供給する電源部２３０を有する。

なお、送受信回路部２１０のより詳細な具体例を図２に示す。図２において、送受信回路部２１０は、アンテナ回路２１１、整流回路２１２、変調回路２１３、復調回路２１４、及び発振回路２１５を含む。

アンテナ回路２１１によって受信された電磁波（信号）は、アンテナ回路２１１によって電気信号に変換され、整流回路２１２において整流される。整流された信号は、復調回路２１４において復調された後、信号処理回路部２２０へ送られる。一方、信号処理回路部２２０において生成された送信用の信号は、発振回路２１５において生成された一定の周波数の信号に従って、変調回路２１３がアンテナ回路２１１に電圧を印加することで、アンテナ回路２１１から電磁波（信号）として受電体１０へ送信される。

送信用の信号が送電用の電力信号である場合、信号処理回路部２２０は電源部２３０より電力を得る。電源部２３０は、受電体１０に電力を供給するため、電力供給網や発電システムと接続している。

受電体１０は受電装置部１００と電源負荷部１５０とを有し、受電装置部１００は、電磁波を送受信する送受信回路部１１０、送受信する電磁波の電気信号を処理する信号処理回路部１２０、受電体１０の識別情報１４１を含むメモリ部１４０、給電装置２０から送信された電力を蓄積する二次電池１３１を含む蓄電部１３０を有する。なお、送受信回路部１１０のより詳細な具体例を図２に示す。図２において、送受信回路部１１０は、アンテナ回路１１１、整流回路１１２、変調回路１１３、復調回路１１４、及び発振回路１１５を含む。

アンテナ回路１１１によって受信された電磁波（信号）は、アンテナ回路１１１によって電気信号に変換され、整流回路１１２において整流される。整流された信号は、復調回路１１４において復調された後、信号処理回路部１２０へ送られる。一方、信号処理回路部１２０において生成された送信用の信号は、発振回路１１５において生成された一定の周波数の信号に従って、変調回路１１３がアンテナ回路１１１に電圧を印加することで、アンテナ回路１１１から電磁波（信号）が給電装置２０へ送信される。

受信された電磁波が受電用の電磁波である場合、アンテナ回路１１１によって電気信号に変換され、整流回路１１２によって整流された後、信号処理回路部１２０を経て蓄電部１３０の二次電池１３１に電力（電気エネルギー）として蓄積される。

二次電池１３１は蓄電手段であり、例えば、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等を用いることができる。

なお、図１及び図２に示すブロック図において、ＤＣ−ＤＣコンバータを適宜設けることができる。また、蓄電部１３０に、電源回路や、二次電池１３１の過充電を防ぐように該電源回路の動作を制御する過充電制御回路を適宜設けてもよく、電源回路によって、二次電池１３１に蓄積された電力（電気エネルギー）を定電圧化して電源負荷部１５０へ供給することができる。

変調回路１１３、変調回路２１３において用いられる変調の方式には、振幅変調、周波数変調、位相変調など、様々な方式を用いることができる。

給電装置２０の信号処理回路部２２０は受電体１０の識別情報１４１を識別する識別機能２２１と、受電体１０へ送信する電力を制御する送電制御機能２２２を備えている。

一方、受電体１０の信号処理回路部１２０は、給電装置２０と受電体１０との位置関係を把握するために受電体１０の位置を検出する位置検出機能１２１と、給電装置２０から受電する電力を制御する受電制御機能１２２を備えている。

受電体１０に無線により電力を供給する給電装置２０は、電力を供給する受電体１０を該受電体１０の識別情報１４１により管理し、受電体１０の位置情報に基づいて受電体１０に送信する電力を制御する。

図３に無線給電方法の一形態をフローチャートとして示す。なお給電装置Ｋは図１及び図２における給電装置２０、受電体Ｊは図１及び図２における受電体１０に相当する。

まず、受電体Ｊから識別情報が給電装置Ｋに送信され（ＪＡ１識別情報送信）、給電装置Ｋが受電体Ｊの識別情報を受信する（ＫＡ１識別情報受信）。給電装置Ｋは受信した識別情報を照会、照合して（ＫＡ２識別情報照会・照合）、受電体Ｊを識別する（Ａ識別情報認識ステップ）。給電装置Ｋは、該識別を行うための情報をあらかじめ給電装置Ｋ内のメモリ部に記憶しておいてもよいし、識別を行う際、他の管理サーバ等に通信し、該サーバからの情報を元に識別を行ってもよい。

また、給電装置Ｋと受電体Ｊとの通信は、給電装置Ｋから開始しても良い。例えば、給電装置Ｋが受電体Ｊの識別情報を取得しており、該識別情報の受電体Ｊを特定（捜索）するために、受電体Ｊへ識別情報を質問する信号を送信して通信を開始してもよい。

次に給電装置Ｋが受電体Ｊへの適正な供給を行うため、受電体Ｊへ位置検出用信号を送信する（ＫＢ１位置検出用信号送信）。受電体Ｊは、位置検出用信号を受信し（ＪＢ１位置検出用信号受信）、該受信した電気信号の強度や時間によって給電装置Ｋとの位置関係を検出し（ＪＢ２位置検出）、該位置検出情報を給電装置Ｋへ送信する（ＪＢ３位置検出情報送信）（Ｂ位置検出ステップ）。受電体Ｊが受信した位置検出用信号の強度には、給電装置Ｋと受電体Ｊとの距離、向きなどの位置関係が、情報として含まれている。よって、位置検出用信号を用いることで、給電装置Ｋと受電体Ｊとの位置関係を把握することができる。

給電装置Ｋは受電体Ｊが検出した位置検出情報を受信し（ＫＣ１位置検出情報受信）、識別情報と位置検出情報に基づき送電する電力信号の強度を調整する（ＫＣ２送電強度調整）。例えば、識別情報より受電体Ｊの二次電池１３１の蓄積可能な電力量、位置検出情報より受電体Ｊとの距離や方向を読み取り考慮することによって、送電する電磁波の強度や周波数、送電時間などを制御する。このように受電体Ｊの固有情報や位置を把握することによって、適正な送電を行うことができる。よって、過剰な送電によって生じる電力の無駄や、蓄電量以上の電力の供給による二次電池１３１の劣化を低減することができる。よって、給電装置Ｋにも受電体Ｊにとっても、効率がよく利便性の高い給電を行うことができる。

給電装置Ｋは受電体Ｊへ送電開始信号を送信し（ＫＣ３送電開始信号送信）、受電体Ｊは送電開始信号を受信し（ＪＤ１送電開始信号受信）、受電準備が完了したら受電開始信号を送信する（ＪＤ２受電開始信号送信）。給電装置Ｋは、受電体Ｊからの受電開始信号を受信し（ＫＣ４受電開始信号受信）、送電を開始する（ＫＣ５送電開始）。給電装置Ｋによる送電によって、受電体Ｊは受電を開始する（ＪＤ３受電開始）。

給電装置Ｋは、送電制御機能２２２によって、適正な送電量を送電したら、受電体Ｊへ送電終了信号を送信する（ＫＣ６送電終了信号送信）。受電体Ｊは給電装置Ｋより送電終了信号を受信し（ＪＤ４送電終了信号受信）たら、給電装置Ｋへ受電終了信号を送信（ＪＤ５受電終了信号送信）し、受電を終了する（ＪＤ６受電終了）（Ｄ受電制御ステップ）。給電装置Ｋも、受電体Ｊより受電終了信号を受信し（ＫＣ７受電終了信号受信）、送電を終了する（ＫＣ８送電終了）（Ｃ送電制御ステップ）。

なお、給電装置Ｋにおいて、送電の開始又は終了は、送電開始信号の送信又は送電終了信号の送信と同時でもよい。受電の開始又は終了も、受電開始信号の送信又は受電終了信号の送信と同時でもよい。また、送電と受電は連動して生じるため、給電装置Ｋが送電を開始したと同時に受電体Ｊの受電を開始し、給電装置Ｋが送電を終了したと同時に受電体Ｊの受電を終了することもできる。図３においては、給電装置Ｋが給電の終了を受電体Ｊに送信して送電を終了する例であるが、受電体Ｊが給電装置Ｋへ給電の終了を要求して給電装置Ｋの送電を終了することもできる。

結果、受電装置部１００の蓄電部１３０内の二次電池１３１に蓄積された電力を用いて電源負荷部１５０を動作させることができる。本明細書において受電体とは、電力を受電して原動力として動作する物体を指し、携帯電話、ノート型のパーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラなどのカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、電子書籍などの携帯用電子デバイスや、電力を用いて電動機により推進する移動手段（自動車（自動二輪車、三輪以上の自動車）、電動アシスト自転車を含む原動機付自転車、航空機、船舶、鉄道車両）などを含む。

図９に受電体の例として携帯情報端末（ＰＤＡ）を示す。図９に示す受電体１０は、筐体５０に表示パネル５１を備えた携帯情報端末である。筐体５０の中の表面の表示パネル５１の下には、受電装置部１００と電源負荷部１５０が設けられており、受電装置部１００は、アンテナ回路１１１、整流回路１１２、変調回路１１３、復調回路１１４、発振回路１１５等を含む送受信回路部１１０、信号処理回路部１２０、メモリ部１４０、二次電池１３１を含む蓄電部１３０を有している。送受信回路部１１０で受信された電磁波は信号処理回路部１２０を経て蓄電部１３０内の二次電池１３１に蓄積される。二次電池１３１内に蓄積された電力を電源負荷部１５０に供給することによって、電源負荷部１５０内に設けられた半導体集積回路等を駆動して表示パネル５１に表示を行い、受電体１０を携帯情報端末として動作させることができる。

本明細書において、供給用の電磁波の周波数に特に限定はなく、電力が伝送できる周波数であればどの帯域であっても構わない。供給用の電磁波は、例えば、１３５ｋＨｚのＬＦ帯（長波）でも良いし、１３．５６ＭＨｚのＨＦ帯でも良いし、９００ＭＨｚ〜１ＧＨｚのＵＨＦ帯でも良いし、２．４５ＧＨｚのマイクロ波帯でもよい。

本明細書において、各信号（識別情報や位置検出情報を送信する電気信号、位置検出用信号など）として用いる電磁波は、給電用の電磁波と同じ帯域の周波数であってもよいし、異なる帯域の周波数であってもよい。なお、異なる帯域の周波数を利用する場合は、それぞれの周波数に対応したアンテナを備えていることが望ましい。

本明細書において、電磁波の伝送方式は電磁結合方式、電磁誘導方式、共鳴方式、マイクロ波方式など様々な種類があるが、適宜選択すればよい。ただし、雨や泥などの、水分を含んだ異物によるエネルギーの損失を抑えるためには、周波数が低い帯域、具体的には、短波である３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ、中波である３００ｋＨｚ〜３ＭＨｚ、長波である３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ、及び超長波である３ｋＨｚ〜３０ｋＨｚの周波数を利用した電磁誘導方式、共鳴方式を用いることが望ましい。

従って、本実施の形態における給電システム、給電方法により、受電体の利用者は、より高い利便性及び高い付加価値を得ることができる。

給電を行う側の事業者において、効率のよい多様なサービスを可能とする給電システム、給電方法を提供することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、無線給電システム及び無電給電方法の他の一形態を図４乃至６を用いて説明する。

図４は本実施の形態における無線給電システムを構成する給電装置及び受電体の構成要素を機能ごとに別ブロックとして示している。図４は実施の形態１に示した図１の無線給電システムにおいて、蓄電部１３０の二次電池１３１の電力の蓄積量を検出する検出部（電圧／電流検出部１６０）を設けた例であり、実施の形態１と同一部分又は同様な機能を有する部分は、実施の形態１と同様であり、繰り返しの説明は省略する。また同じ箇所の詳細な説明は省略する。

電圧／電流検出部１６０は、蓄電部１３０の二次電池１３１の電圧、電流、又は電圧及び電流を検出することで二次電池１３１の蓄電量を把握し、その情報を信号処理回路部１２０に送ることで、信号処理回路部１２０は受電の制御を行う。

図５に無線給電方法の一形態をフローチャートとして示す。なお給電装置Ｋは図４における給電装置２０、受電体Ｊは図４における受電体１０に相当する。

識別情報認識ステップ、位置検出ステップは実施の形態１の図３と同様なので省略する。

送電制御ステップ及び受電制御ステップについて説明する。

給電装置Ｋは受電体Ｊが検出した位置検出情報を受信し（ＫＣ１位置検出情報受信）、識別情報と位置検出情報に基づき送電する電力信号の強度を調整する（ＫＣ２送電強度調整）。例えば、識別情報より受電体Ｊの二次電池１３１の蓄積可能な電力量、位置検出情報より受電体Ｊとの距離や方向を読み取り考慮することによって、送電する電磁波の強度や周波数、送電時間などを制御する。

本実施の形態では、給電の制御を、電圧／電流検出部１６０による二次電池１３１の蓄電量の検出情報も用いる例である。受電体Ｊの受電が開始とともに電圧／電流検出部１６０により、二次電池１３１の電圧、電流、又は電圧及び電流を検出する（ＪＤ７電圧／電流検出）。

電圧／電流検出部１６０は、二次電池１３１の電圧、電流、又は電圧及び電流を検出することで二次電池１３１の蓄電量を把握し、二次電池１３１の蓄電可能な蓄電量を超えたと判断したら、給電装置Ｋへ受電終了信号を送信する（ＪＤ５受電終了信号送信）。

給電装置Ｋは、受電体Ｊからの受電終了信号を受信する（ＫＣ７受電終了信号受信）ことによって、受電体Ｊへ送電終了信号を送信し（ＫＣ６送電終了信号送信）、送電を終了する（ＫＣ８送電終了）。受電体Ｊも給電装置Ｋより送電終了信号を受信し（ＪＤ４送電終了信号受信）、受電を終了する（ＪＤ６受電終了）。

このように、受電体Ｊが給電装置Ｋへ給電の終了を要求して給電装置Ｋの送電を終了することもできる。

また、図６（Ａ）のように受電体Ｊが給電装置Ｋへ給電の開始を要求して給電装置Ｋの送電を開始することもできる。図６（Ａ）は識別情報認識ステップを示しており、まず受電体Ｊが給電を要求する信号を給電装置Ｋへ送信する（ＪＡ２給電要求信号送信）。受電体Ｊの給電要求信号を受信可能な位置に配置された給電装置Ｋが、受電体Ｊの給電要求信号を受信し（ＫＡ３給電要求信号受信）、該給電要求信号を受けて、受電体Ｊの識別情報を質問する信号を受電体Ｊへ送信する（ＫＡ４識別情報質問信号送信）。受電体Ｊは給電装置Ｋからの識別情報質問信号を受信し（ＪＡ３識別情報質問信号受信）、受電体Ｊの識別情報を給電装置Ｋへ送信する（ＪＡ１識別情報送信）。以下は図３、又は図５の給電方法と同様に次のステップへ進み給電を行う。

受電体Ｊからの受電要求信号の発信は、利用者が受電体Ｊの二次電池１３１の蓄電量を考慮して操作してもよいし、二次電池１３１の蓄電量に応じて自動的に発信するように設定してもよい。

例えば、図６（Ｂ）に示すように、電圧／電流検出部１６０において、二次電池１３１の電圧、電流、又は電圧及び電流を検出し（ＪＡ４電圧／電流検出）、二次電池１３１の蓄電量が一定の蓄電量を下回ったと判断したら、給電装置Ｋへ給電要求信号を送信する（ＪＡ２給電要求信号送信）。以下は図６（Ａ）、及び図３、又は図５の給電方法と同様に次のステップへ進み給電を行う。

このように受電体Ｊの固有情報や位置を把握し、さらに二次電池１３１の蓄電量を把握することによって、より利用者の要求に合った適正な送電を行うことができる。よって、過剰な送電によって生じる電力の無駄や、蓄電量以上の電力の供給による二次電池１３１の劣化を低減することができる。よって、給電装置Ｋにも受電体Ｊにとっても、効率がよく利便性の高い給電を行うことができる。

本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。

（実施の形態３）
本実施の形態では、無線給電システム及び無電給電方法の他の一形態を図７及び図８を用いて説明する。図７においては、符号を省略している。

本明細書における給電システム及び給電方法は、複数の給電装置及び受電体にも適用することができる。本実施の形態では実施の形態１又は実施の形態２に示した給電システム及び給電方法を、複数の給電装置及び受電体に適用する例であり、実施の形態１又は実施の形態２と同一部分又は同様な機能を有する部分は、実施の形態１又は実施の形態２と同様であり、繰り返しの説明は省略する。また同じ箇所の詳細な説明は省略する。

図７及び図８（Ａ）は移動する受電体Ｊ１０に、複数の給電装置Ｋａ２０ａ、給電装置Ｋｂ２０ｂ、給電装置Ｋｃ２０ｃを用いて給電を行う例である。

図８（Ａ）において実線の丸に囲まれている受電体Ｊ１０は、通信可能な給電装置Ｋａ２０ａと無線による送電を含む電磁波の送受信を行っている。

その後受電体Ｊ１０は、矢印の方向に移動し図８（Ａ）において点線の丸に囲まれている受電体Ｊ１０の位置まで矢印の方向に移動する。給電装置Ｋａ２０ａは受電体Ｊ１０の識別情報を受信した（Ｋａ１受電体Ｊの識別情報受信）後、受電体Ｊ１０への信号（電力信号を含む）を送信する（Ｋａ２受電体Ｊへ信号送信）。

しかし、給電装置Ｋａ２０ａとの通信可能範囲外に移動した受電体Ｊ１０は給電装置Ｋａ２０ａとの信号の送受信ができず、給電装置Ｋａ２０ａは一定時間が経過しても受電体Ｊ１０からの信号を受信することができない。一定時間が経過しても受電体Ｊ１０からの信号を受信することができない場合、給電装置Ｋａ２０ａは、受電体Ｊ１０が通信可能範囲外に移動した、又は間に障害物等があって通信が不可能になったと判断し（Ｋａ３受電体Ｊからの信号受信なし）、他の給電装置Ｋｂ２０ｂへ受電体Ｊ１０の識別情報を含んだ受電体Ｊ１０の捜索信号を送信する（Ｋａ４受電体Ｊの識別情報捜索信号送信）。

給電装置Ｋａ２０ａの通信可能範囲に位置する給電装置Ｋｂ２０ｂは給電装置Ｋａ２０ａからの受電体Ｊ１０の識別情報捜索信号を受信し（Ｋｂ１受電体Ｊの識別情報捜索信号受信）、受電体Ｊ１０へ信号を送信する（Ｋｂ２受電体Ｊへ信号送信）。

しかし、図８（Ａ）に示すように、受電体Ｊ１０は給電装置Ｋｂ２０ｂと遠く離れた通信可能範囲外に移動しており受電体Ｊ１０は給電装置Ｋｂ２０ｂの信号を受信できず、給電装置Ｋｂ２０ｂは一定時間が経過しても受電体Ｊ１０からの信号を受信することができない。一定時間が経過しても受電体Ｊ１０からの信号を受信することができない場合、給電装置Ｋｂ２０ｂは、受電体Ｊ１０が通信可能範囲外に位置する、又は間に障害物等があって通信が不可能であると判断し（Ｋｂ３受電体Ｊからの信号受信なし）、他の給電装置Ｋｃ２０ｃへ受電体Ｊ１０の識別情報を含んだ受電体Ｊ１０の捜索信号を送信する（Ｋｂ４受電体Ｊの識別情報捜索信号送信）。

給電装置Ｋｂ２０ｂの通信可能範囲に位置する給電装置Ｋｃ２０ｃは給電装置Ｋｂ２０ｂからの受電体Ｊ１０の識別情報捜索信号を受信し（Ｋｃ１受電体Ｊの識別情報捜索信号受信）、受電体Ｊ１０へ信号を送信する（Ｋｃ２受電体Ｊへ信号送信）。

点線の丸に囲まれている受電体Ｊ１０は、給電装置Ｋｃ２０ｃと通信可能な位置にいるため、受電体Ｊ１０は給電装置Ｋｃ２０ｃからの信号を受信し（Ｊ１給電装置Ｋｃからの信号受信）、給電装置Ｋｃ２０ｃへ信号を送信する（Ｊ２給電装置Ｋｃへの信号送信）。

給電装置Ｋｃ２０ｃは受電体Ｊ１０からの信号を受信し（受電体Ｊからの信号受信）、その後、点線の丸に囲まれている受電体Ｊ１０は、通信可能な給電装置Ｋｃ２０ｃと無線による送電を含む電磁波の送受信を行う。

また、給電装置Ｋｃ２０ｃは受電体Ｊ１０が発見され、通信することを給電装置Ｋｂ２０ｂ、給電装置Ｋａ２０ａに送信してもよい。

このように、給電装置は受電体からの信号が一定時間以上受信できない場合、識別情報を有する受電体を捜索する信号を他の給電装置へ送信し、受電体と通信が可能な他の給電装置から受電体へ送電を行うことができる。

よって、受電体の利用者は移動しながらでも複数の給電装置を介して受電を行うことができ、長距離、長時間の移動であっても受電体を利用し続けることができる。

また、通信可能範囲内に複数の受電体が存在する場合、識別情報を用いて特定の受電体だけに送電を行うことも可能である。図８（Ｂ）は、複数の受電体Ｊａ１０ａ、受電体Ｊｂ１０ｂ、受電体Ｊｃ１０ｃ、受電体Ｊｄ１０ｄ、受電体Ｊｅ１０ｅの中で、給電装置Ｋ２０が受電体Ｊａ１０ａ、受電体Ｊｃ１０ｃのみに給電を行う例である。給電装置Ｋ２０は、まず受電体Ｊａ１０ａ、受電体Ｊｂ１０ｂ、受電体Ｊｃ１０ｃ、受電体Ｊｄ１０ｄ、受電体Ｊｅ１０ｅの識別情報を取得し、その情報に基づいて給電対象である受電体Ｊａ１０ａ、受電体Ｊｃ１０ｃのみとその後の通信及び給電を行う。

識別情報を把握して給電を行うために、対象となる受電体の管理を正確に行え、懸賞等の当選者や契約者へのサービスなどを効率的に行うことができる。

また、個人情報などの固有情報を含む識別情報は、給電のたびに随時更新する、給電のための認識ステップが終了したら不要な識別情報は給電装置内より削除する、識別情報を送信する際は通信を暗号化する、などのセキュリティ面に考慮した対策を行うことが好ましい。

Claims

受電体の識別情報を受信する第１のステップと、
前記受電体の位置検出用信号を前記受電体に送信する第２のステップと、
前記位置検出用信号に基づいて検出された、給電装置との位置関係を含む前記受電体の位置情報を受信する第３のステップと、
前記識別情報及び前記位置情報に基づいて、前記受電体に送信する電力強度を調整する第４のステップと、
前記電力強度が調整された電力を前記受電体に供給する第５のステップと、を有し、
前記第２のステップの後、前記給電装置との位置関係を含む前記受電体の位置情報を受信できないとき、前記識別情報を有する前記受電体を捜索する信号を、通信可能な範囲に位置する他の給電装置に送信することを特徴とする無線給電方法。