CN114402504A - 无线受电装置、无线送电装置、无线耳机、led装置以及无线送电受电系统 - Google Patents

Abstract

在无线受电装置中搭载RFID响应器以及信标信号振荡器，在没有信标信号的发送所需的电力的情况下发送RFID响应。无线送电装置以朝向接收到RFID响应的方向广角地送电的广域送电模式进行动作。无线受电装置通过广域送电模式受电，在能够发送信标信号时发送信标信号。无线送电装置以朝向接收到信标信号的方向以更窄的角度送电的集中送电模式进行动作。在集中送电模式中，也周期性地进行信标信号的发送接收，确认无线受电装置和无线送电装置的位置。

Description

无线受电装置、无线送电装置、无线耳机、LED装置以及无线送 电受电系统

技术领域

本发明涉及无线受电装置、无线送电装置以及使用它们的无线送电受电技术，涉及例如对IoT设备、便携终端等小型便携设备的电池非接触地进行充电的无线充电、向安装于旋转体等的传感器等的无线供电技术。

背景技术

在便携终端等便携设备等中，小型、薄型化得到发展，但另一方面，充电时的连接器连接很麻烦，利用无线供电的充电的需求在增加。在无线供电中，研究了使用微波等电波的方式、使用磁场耦合的电磁感应方式等。其中，电磁感应方式由于传送距离虽然为几cm左右但在送电受电中使用的线圈的传送效率得到90％左右的高的效率，所以面向便携设备的无线充电设备的产品化得到发展。相对于此，使用GHz频带的微波供电虽然传送效率差，但能够期待几m左右的传送距离，因此例如还能够期待利用便携设备进行通话的同时的基于无线电力传送的充电、向为了检测煤气、自来水的使用量而设置的传感器类等IoT设备的无线充电，所以期望实用化。

专利文献1是实现使用微波的无线电力传送的技术。在专利文献1中，利用送电装置的相控阵列天线，接收来自搭载于受电装置的信标信号振荡器的信标信号。此时，送电装置根据接收到的信号的相位信息，以向与信标信号的传输路径相逆的方向传送的方式调整相控阵列天线的相位而发送电力。因此，即使在送电受电之间有障碍物等的情况下，由于形成如将其避开的传输路径，所以即使是据说效率低的微波供电，也能够期待比较高的效率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-223018号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1中，通过用送电装置的相控阵列天线接收来自搭载于受电装置的信标信号振荡器的信标信号，向与其接收传输路径相逆的方向送电，所以具有在受电装置的电池剩余量少而无法驱动信标信号振荡器时无法求出从送电装置向受电装置的送电方向而无法送电这样的课题。

本发明是为了解决上述课题而做出的，其目的在于提供一种在实现受电装置的小型化以及低成本化的同时即使在电池剩余量少的情况下也能够无线供电的技术。

解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明具备权利要求书所记载的结构。在举出其一个例子时，本发明提供一种无线受电装置，其特征在于，具备：RFID响应器；信标信号振荡器，生成信标信号；受电天线；RFID-信标切换开关，连接到所述信标信号振荡器、所述RFID响应器以及所述受电天线中的每一个；以及受电侧控制电路，进行所述RFID-信标切换开关的切换控制，所述信标信号振荡器连接到所述RFID-信标切换开关的第1输入端，所述RFID响应器连接到所述RFID-信标切换开关的第2输入端，所述受电天线连接到所述RFID-信标切换开关的第1输出端，当在所述无线受电装置中无发送所述信标信号的电力的情况下，所述受电侧控制电路将所述RFID响应器和所述受电天线连接，并且所述信标信号振荡器连接控制与所述受电天线非连接的第1系统，当在所述无线受电装置中有发送所述信标信号的电力的情况下，所述受电侧控制电路将所述信标信号振荡器和所述受电天线连接，并且所述RFID响应器连接控制与所述受电天线非连接的第2系统。

发明的效果

根据本发明的一个方案，能够提供在实现受电装置的小型化以及低成本化的同时即使在电池剩余量少的情况下也能够无线供电的技术。上述以外的课题、结构以及效果通过以下的实施方式的说明将变得清楚。

附图说明

图1是示出第1实施方式所涉及的送电受电系统的结构的图。

图2是示出RFID-信标切换开关的结构的图。

图3是从受电装置的电池剩余量少而无法输出信标信号的状态开始供电时的时序图。

图4是有受电装置的电池剩余量而能够发送信标信号的情况的时序图。

图5是示出第1实施方式所涉及的送电受电系统的送电装置的动作的流程图。

图6是示出第1实施方式所涉及的送电受电系统的受电装置的动作的流程图。

图7是示出第2实施方式所涉及的送电受电系统的结构的图。

图8是示出第3实施方式所涉及的送电受电系统的结构的图。

图9是示出第4实施方式所涉及的送电受电系统的结构的图。

图10是示出第5实施方式所涉及的送电受电系统的结构的图。

图11是示出第6实施方式所涉及的送电受电系统的结构的图。

图12是示出第7实施方式所涉及的送电受电系统的结构的图。

图13是示出将无线耳机佩戴到头部的状态的图。

图14是示出第8实施方式所涉及的送电受电系统的结构的图。

图15是示出第9实施方式所涉及的送电受电系统的结构的图。

具体实施方式

<第1实施方式>

图1是示出第1实施方式所涉及的送电受电系统100的结构的图。

如图1所示，送电受电系统100是从无线送电装置(以下简记为“送电装置”)101向无线受电装置(以下简记为“受电装置”)102供电的系统。送电装置101包括：RFID读取器(被构成为包括振荡器111、送电放大器112、用于为了读取RFID而进行送电的RFID放大器113、用于对RFID进行写入的RFID调制电路114、对来自RFID响应器的调制数据信号进行解调的RFID解调电路121)；第1切换开关115；环行器(circulator)116，根据信号的方向分离送电侧的发送和RFID读取器时的读取、信标信号的接收；相控阵列天线117，能够调整对各天线元件供电的信号的相位，使得在期望的方向上具有天线指向性；信标接收电路122，接收来自受电装置102的信标信号；第2切换开关123；送电侧控制电路124，控制第1切换开关115以及第2切换开关123的切换控制、相控阵列天线117的相位的控制、信标接收电路122以及送电侧无线机125的动作；送电侧无线机125，用于与受电装置102进行通信。送电侧无线机125例如使用2.4GHz频带的蓝牙(Bluetooth)(注册商标)等。此外，对于送电频率，在无线通信以外的利用能够比较容易的ISM频带中，使用实现天线的小型化的5.8GHz频带。

另外，受电装置102包括：受电天线141；RFID-信标切换开关142(图示为“RFID-信标切换SW”)；RFID响应器143；输入滤波器144；整流天线145，将接收到的电力变换为直流电源；匹配电路146；电源电路147；电池148；信标信号振荡器151；受电侧无线机152，用于与送电装置101进行无线通信；受电侧控制电路153，控制RFID-信标切换开关142、信标信号振荡器151等。

在送电受电系统100中，伴随RFID-信标切换开关142的切换动作，送电装置101以及受电装置102的动作模式被切换。接下来，说明送电装置101中的各动作模式。

(RFID读取器模式)

在RFID读取器模式中，送电侧控制电路124将第1切换开关115切换到RFID调制电路114侧，将第2切换开关123切换到RFID解调电路121侧。由此，来自振荡器111的信号被RFID放大器113放大，在需要由RFID调制电路114对RFID进行写入的情况下被调制振幅，经由第1切换开关115以及环行器116被输入到相控阵列天线117。在相控阵列天线117中，通过送电侧控制电路124的相位控制，向期望的方向输出RFID读取器信号。此时，在从搭载于受电装置102的RFID响应器143有响应的情况下，其响应信号成为RFID读取器信号的反射波而被相控阵列天线117接收。然后，RFID读取器信号的反射波经由环行器116和第2切换开关123被输入到RFID解调电路121，对来自RFID响应器的信号进行解调。另外，此时接收到的相控阵列天线117的各天线元件的相位信息被输入到送电侧控制电路124。此外，RFID读取器信号的频率使用与在无线供电中使用的5.8GHz相同的频率。

(信标接收模式)

在信标接收模式中，送电侧控制电路124将第2切换开关123切换到信标接收电路122侧。由此，通过相控阵列天线117接收来自受电装置102的信标信号，经由环行器116、第2切换开关123输入到信标接收电路122。此时的信标接收信号和相控阵列天线117的相位信息被输入到送电侧控制电路124。

(送电模式)

在送电模式中，送电侧控制电路124将第1切换开关115切换到送电放大器112侧。由此，振荡器111的信号被送电放大器112放大，经由第1切换开关115和环行器116从相控阵列天线117发送。此时，送电侧控制电路124调整相控阵列天线117的指向性。由此，以送电侧控制电路124调整后的指向性送电。

另外，说明受电装置102的各动作模式。

(RFID模式)

在RFID模式中，受电侧控制电路153将RFID-信标切换开关142切换到RFID响应器143侧。由此，RFID响应器143与受电天线141连接，在接收到来自送电装置101的RFID读取器信号时，输出与其对应的响应信号。

(信标输出模式)

在信标输出模式中，受电侧控制电路153将RFID-信标切换开关142切换到信标信号振荡器151侧。由此，信标信号振荡器151与受电天线141连接，从受电装置102输出信标信号。此外，信标信号仅在受电侧控制电路153判断为需要电池的充电的情况下输出，在充满电的情况下不发送。

(受电模式)

在受电模式中，受电侧控制电路153将RFID-信标切换开关142切换到输入滤波器144侧。由此，输入滤波器144与受电天线141连接，接收到的电力由整流天线145变换为直流电压，并由匹配电路146实现阻抗匹配，之后，由电源电路147变换为恒定的电压，充电到电池148。此时的充电时的送电电力调整等控制通过经由受电侧无线机152与送电装置101的送电侧无线机125通信而进行。

在以上的结构中，在送电装置101为RFID读取器模式时，受电装置102成为RFID模式。另外，在受电装置102为信标输出模式时，送电装置101成为信标接收模式，在送电装置101为送电模式时，受电装置102成为受电模式，从而能够在送电受电之间进行通信、无线电力传送。特别地，在RFID模式中，即使在受电装置的电池剩余量少的情况下、没有电池的设备也能够动作。此外，在由相控阵列天线117接收到接近送电频率的信号的情况下，不进行送电、或者避开信号的到来方向而进行送电即可。

图2是示出RFID-信标切换开关142的结构的图。如图2所示，RFID-信标切换开关142包括检波电路201、第1场效应晶体管202、第2场效应晶体管203、第3场效应晶体管204、第1电阻205、第2电阻206、第3电阻207以及第4电阻208。

RFID-信标切换开关142成为检波电路201被连接到受电天线141的输入且在有受电电力时输出检波电压的结构。另外，在RFID响应器143、信标信号振荡器151以及输入滤波器144的两端分别连接第1场效应晶体管202、第2场效应晶体管203、第3场效应晶体管204的各漏极和各源极端子，并且它们相对于受电天线141被串联地连接。通过设为这样的结构，即使在受电装置102的电池148的剩余量少而RFID-信标切换开关142的第1场效应晶体管202、第2场效应晶体管203、第3场效应晶体管204中的每一个无法导通的状态下，这些电路被串联地连接，所以与受电天线141具有某种程度的阻抗。

在RFID模式时，通过送电装置101的送电电力，检波电路201的输出经由第4电阻208使信标信号振荡器151的输出端成为短路状态。由此，RFID响应器143和输入滤波器144成为串联连接，但由于输入滤波器144的输入阻抗比较低，所以基于RFID读取器的受电电力基本上被施加到RFID响应器143的两端。因此，能够实现RFID响应器143的动作。

在信标输出模式中，受电侧控制电路153降低第2场效应晶体管203的栅极电压而成为截止状态，并且对第1场效应晶体管202、第3场效应晶体管204的栅极施加导通电压，从而受电天线141与信标信号振荡器151的输出端连接。由此，从受电天线141输出信标信号。

在受电模式中，在受电天线141中接收比RFID读取器高的电力，所以向检波电路201也输出高的电压。因此，在检波电路201的输出中，被第1电阻205和第2电阻206分压后的电压经由第3电阻207使第1场效应晶体管202的栅极成为导通状态，并且与信标信号振荡器151的两输出端连接的第2场效应晶体管203也成为导通状态。而且，受电侧控制电路153使第3场效应晶体管204成为截止状态，从而由受电天线141接收的电力经由输入滤波器144被整流天线145变换为直流电压。

通过设为以上的结构，RFID-信标切换开关142是即使在电池148的剩余量少而第1场效应晶体管202、第2场效应晶体管203、第3场效应晶体管204无法动作的状态下也能够连接到RFID响应器143的结构，此外，信标发送模式、受电模式也能够切换。

图3是从受电装置102的电池剩余量少而无法输出信标信号的状态开始供电时的时序图。

如图3所示，在电池容量少而无法输出信标信号的情况下，送电装置101成为RFID读取器模式，受电装置102成为RFID模式，在接收到来自RFID读取器的信号的情况下，由RFID响应器143针对RFID读取器响应受电装置102的识别信息、充电的优先次序、接收信号电平等数据。然而，此时，不知道从送电装置101观察的受电装置102所位于的方向，所以送电装置101一边改变相控阵列天线117的指向性，一边等待RFID的反应(T301)。

在有RFID的响应的情况下(T302)，送电装置101切换到送电模式，向有RFID的反应的方向发送电力，受电装置102成为受电模式并对电池148进行充电(T303)。此时，为了确认从受电装置102侧是否发送了信标信号，送电装置1011有时切换到信标接收模式，等待信标信号的发送。

然后，在受电装置102的电池148中积蓄有输出信标信号所需的电力时，受电装置102成为信标输出模式，送电装置101接收信标信号(T304)。送电装置101根据信标信号的接收方向，判断从送电装置101观察的受电装置102的方向。

送电装置101在接收到信标时成为送电模式并发送电力。在该送电模式中，送电装置101使电波向受电装置102的方向集中(使输出方向变窄)而送电。因此，相比于T303的送电，受电装置102被高效地即更快地充电。将T303的送电模式称为广域送电模式，将T305的送电模式称为集中送电模式。在充电中、特别是在集中送电模式中，在受电装置102移动时需要调整送电的相控阵列天线117的指向性，所以送电装置101定期地成为信标接收模式(T306)。在集中送电模式中，在由于受电装置102移动等某种理由而受电装置102变得无法受电的情况下，受电装置102切换到信标输出模式。因此，送电装置101再次接收信标信号，所以能够调整相控阵列天线117的指向性。

图4示出受电装置102有电池剩余量而能够发送信标信号的情况的时序图。

如图4所示，受电装置102由于有电池剩余量而成为信标模式。另一方面，送电装置101为了探测没有电池剩余量而成为RFID模式的受电装置102，暂时成为RFID读取器，搜索在周围是否存在RFID模式的受电装置102(T401)。一段时间后，在知道不存在RFID模式的受电装置102时，送电装置101迁移到信标接收模式。

在接收到受电装置102的信标信号时(T402)，送电装置101成为集中送电模式，受电装置102成为受电模式，开始向电池148充电(T403)。此外，与没有电池剩余量的情况同样地，需要定期地调整相控阵列天线117的指向性，所以送电装置101切换到信标接收模式，受电装置102也切换到信标输出模式。由此，能够在集中送电模式中调整相控阵列天线117的指向性(T404)。另外，在受电装置102的充电已完成的情况下，停止信标信号输出。由此，送电装置101终止送电(T405)。

图5是示出第1实施方式所涉及的送电受电系统100的送电装置101的动作的流程图。

如图5所示，在将送电装置101的电源设为开启(ON)而处理开始时(S501)，送电装置101切换到RFID读取器模式，在一定的时间扫描是否有RFID的反应(S502)。一边改变相控阵列107的指向性，一边实施该扫描。

如果在有RFID的反应的情况下(S503：是)，将送电装置101切换到广域送电模式，开始送电(S504)。此时，使用与RFID探测时相同的相控阵列107的指向性进行送电。在经过一定时间后，送电装置101切换到信标接收模式(S505)。

在无法探测信标信号的情况下(S506：否)，迁移到广域送电模式，再次以广域送电模式进行送电(返回到S504)。

在信标受电模式时如果检测到信标信号(S506：是)，则送电装置101切换到集中送电模式而进行送电(S509)。在以集中送电模式送电的期间，为了掌握受电装置的位置来调整相控阵列天线117的指向性，送电装置101在开始进行集中送电模式下的送电后，定期地切换到信标接收模式。此外，受电装置102也定期地切换到信标输出模式。

这样，受电装置102在集中送电模式中定期地确认有无信标，根据有无信标来判定受电装置102的充电是否结束(S510)。在充电完成时受电装置102终止信标的发送，所以在未能接收到信标的情况下，判定为送电装置101的充电结束(S510：是)，终止送电(S511)。在接收到信标的情况下(S510：否)，继续集中送电模式(S509)。此外，充电结束判定也可以通过从受电侧无线机152向送电侧无线机125发送充电结束信息来进行。

此外，在步骤S502中，送电装置101以RFID模式在一定时间扫描是否有RFID的反应，作为结果，在无反应的情况下(S503：否)，送电装置101切换到信标模式(S507)。在没有来自受电装置102的信标信号的情况下(S508：否)，不存在受电装置102，所以送电装置101成为RFID模式，返回到步骤S502，再次开始扫描是否有RFID的反应。

另一方面，在步骤S508中检测到信标信号的情况下(S508：是)，将送电装置101切换到集中送电模式而开始送电(S509)，进行送电直至充电结束(S510、S511)。

图6是示出第1实施方式所涉及的送电受电系统100的受电装置的动作的流程图。

如图6所示，在受电装置102确认电池剩余量的状态后，本处理开始(S601)。在没有电池剩余量而无法发送信标信号的情况下(S602：否)，受电装置102保持RFID模式(S603)，在有RFID读取器的信号以前保持RFID模式。

在受电装置102接收到RFID响应信号时(S604：是)，受电装置102切换到整流天线受电模式(S605)。此时，送电装置101成为广域送电模式，所以接收送电电力而对电池148进行充电，直至信标进行动作(S606)。

如果在信标信号振荡器151动作以前完成充电，则受电装置102迁移到信标输出模式(S607)。如果不久就发送了信标信号，则送电装置101迁移到集中送电模式，受电装置102迁移到整流天线受电模式而进行充电(S608)。

此外，与图5所示的示出送电装置101的动作的流程图同样地，在充电中当受电装置102移动时，需要调整送电装置101的相控阵列天线117的指向性，所以送电装置101定期地切换到信标接收模式，受电装置102切换到信标输出模式。

在受电装置102的充电完成时(S609：是)，受电装置102不迁移到信标发送模式，另一方面，送电装置101定期地迁移到信标接收模式。此时，从受电装置102未接收信标信号，所以送电装置101停止送电(S610)。

此外，在步骤S602中，有电池剩余量的情况下(S602：是)，迁移到步骤S607。

根据第1实施方式，即使受电装置102的电池剩余量少而没有能够发送信标信号的电力，也能够通过搭载于受电装置102的RFID响应器143响应搭载于送电装置101的RFID读取器，根据其响应结果，使用送电装置101的相控阵列天线117使RFID读取器具有指向性并通过广域送电模式进行供电。于是，能够对电池148充电直至受电装置102能够发送信标信号。在从受电装置102向送电装置101发送信标信号并且送电装置101接收到时，根据信标信号，比RFID的响应结果更高精度地得知相对于受电装置102的方向，所以能够朝向该方向按照通常的无线供电动作(集中送电模式)进行充电。

<第2实施方式>

图7是示出第2实施方式所涉及的送电受电系统100a的结构的图。送电受电系统100a被构成为包括与第1实施方式的受电装置102不同的结构的受电装置102a。

如图7所示，在第2实施方式所涉及的送电受电系统100a中使用的受电装置102a将RFID响应器143连接到RFID天线(还称为“5.8GHz天线”)701，RFID响应器143未连接到受电侧控制电路153。即，RFID响应器143与受电装置102a的电池148的剩余量无关地、并且不接受受电侧控制电路153的控制，而继续进行被动(passive)动作。在第1实施方式中，受电天线141兼任RFID天线701的功能，但在第2实施方式中，在具备与受电天线141独立的RFID天线701的点上不同。

信标-电力系统切换开关703连接到受电天线141。而且，信标-电力系统切换开关703成为选择与信标信号振荡器151的输出端连接、以及与输入滤波器144的输入端连接中的某一个的结构。信标-电力系统切换开关703是在第1实施方式中的RFID-信标切换开关142中删除向RFID响应器143的连接及其切换功能的结构。

根据第2实施方式所涉及的送电受电系统100a，得到与第1实施方式同样的效果，并且与RFID响应器143连接的RFID天线701成为与电池148、通过受电侧控制电路153的控制而驱动的系统独立的系统，所以不需要用于RFID响应的切换开关。因此，对于信号电平比较低的RFID响应器的反射波，减少了电平降低，所以实现RFID模式下的探测灵敏度，并且实现切换开关的简化。

<第3实施方式>

图8是示出第3实施方式所涉及的送电受电系统100b的结构的图。在第3实施方式所涉及的送电受电系统100b中使用的送电装置101a在从在第1、第2实施方式中使用的送电装置101删除送电侧无线机125的点上不同。另外，受电装置102b在从在第2实施方式中使用的受电装置102a删除受电侧无线机152的点、以及RFID响应器143与受电侧控制电路153连接的点上不同。

送电装置101a在RFID模式时在RFID调制电路114中，能够对RFID读取器信号进行振幅调制。进行了该振幅调制后的RFID读取器信号在受电装置102的RFID响应器143中被解调，从而能够接收数据。另一方面，从RFID响应器143，受电装置102b的识别信息、接收信号电平、电池剩余量、充电的优先次序等数据成为RFID读取器信号的反射，被送电装置101的RFID解调电路121解调，并被输入到送电侧控制电路124。在送电侧控制电路124中，根据这些数据，进行有多个受电装置102b的情况下的充电的优先次序的决定、从电池的剩余量少的设备开始充电等充电控制。

根据第3实施方式，通过删除送电侧无线机125以及受电侧无线机152并代替其而使用RFID，在得到与第2实施方式同样的效果的同时，实现送电受电装置的简化和低功耗化。

<第4实施方式>

图9是示出第4实施方式所涉及的送电受电系统100c的结构的图。第4实施方式所涉及的受电装置102c在删除第3实施方式所涉及的受电装置102b的电池148以及信标信号振荡器151并替代地连接负载电路901的点上不同。

根据第4实施方式，能够通过RFID进行受电装置102c的位置探测和充电控制，所以除了得到与第3实施方式同样的效果以外，还能够向无电池的设备供电。

<第5实施方式>

图10是示出第5实施方式所涉及的送电受电系统100d的结构的图。送电受电系统100d被构成为包括搭载于送电装置壳体1001的送电装置101和搭载于便携终端1002的受电装置102。

送电装置101以及受电装置102可以使用第1实施方式至第4实施方式的各送电装置、受电装置中的任意一个。

根据第5实施方式，即使便携终端1002的电池剩余量少而无法发送信标信号，也能够通过使用RFID来充电。而且，在充电中，在便携终端1002移动的情况下，相控阵列天线117的方向偏移，所以能够定期地发送信标信号来调整充电方向。因此，即使在移动便携终端1002的同时也能够充电。另外，在充电控制中使用的无线机使用一般搭载于便携终端1002的蓝牙(Bluetooth)(注册商标)，从而能够简化受电装置的电路。

<第6实施方式>

图11是示出第6实施方式所涉及的送电受电系统100e的结构的图。图11所示的无线耳机1101包括受电天线1102以及扬声器1103。此外，无线耳机1101是左右对称形状，所以仅对一方附加编号。无线耳机1101搭载有第1实施方式至第4实施方式的受电装置102，在无线耳机1101的搭载电池等的突起状的部分中搭载有受电天线1102。

另外，在图11中，送电装置101对便携终端1002进行充电，并且进行左右的无线耳机1101的充电。便携终端1002通过蓝牙(Bluetooth)(注册商标)向无线耳机1101传送音乐数据。便携终端1002的受电装置102与送电装置101使用蓝牙(Bluetooth)(注册商标)进行充电控制，但便携终端1002使用蓝牙(Bluetooth)(注册商标)还传送音乐数据。因此，通过从便携终端1002对无线耳机1101按照时分复用等与音乐数据重叠地传送充电控制数据，送电装置101能够经由便携终端1002与无线耳机1101进行通信。一般，无线耳机是小型的，所以无法延长蓝牙(Bluetooth)(注册商标)等的无线通信距离。然而，通过经由便携终端1002与送电装置101进行无线通信，实现无线耳机1101的通信距离的扩大。

<第7实施方式>

图12是示出第7实施方式所涉及的送电受电系统100f的结构的图。在本实施方式中，LED装置内置受电装置。LED装置在壳体1201的外表面具备LED 1202，在壳体1201的内部搭载有第4实施方式的受电装置102c。LED 1202与负载电路901相当。送电装置101是使用RFID进行受电装置102c的方向检测而成为送电模式的结构，未搭载信标信号、电池。

在以上的结构中，受电装置102c能够通过简易的结构实现，所以得到适合于对LED等供电的情况的结构。

图13是示出将无线耳机1101佩戴到头部1301的状态的图。1302表示从天线至脸的高度。在将无线耳机1101佩戴到头部1301的状态下，从受电天线1102至脸的皮肤的距离d优选成为在与便携终端1002的无线通信中使用的电波的4分之1波长。在考虑来自便携终端1002的电波被皮肤反射、其反射波成为逆相时，在距离d等于4分之1波长等时，反射波和直接波成为同相，所以能够提高天线增益。作为一个例子，使用5.8GHz作为频率的情况下的4分之1波长是1.29cm，所以如果以使从天线至皮肤的距离成为1.29cm的方式设计，则能够提高天线增益。

在设计时，也可以构成为将在无线耳机1101中最突出的部分、例如插入到耳朵的部分的前端面的延长线(延长面)和受电天线1102的距离视为距离d，使其成为4分之1波长。

<第8实施方式>

图14是示出第8实施方式所涉及的送电受电系统100g的结构的图。在送电受电系统100g中使用的送电装置101内置于送电装置壳体1001。另外，在送电装置壳体1001的外表面具备显示器1401。在显示器1401上，显示有送电装置101当前进行供电的便携终端的编号、名称(在图14中用“A1”、“A2”图示)。由此，送电装置101能够确认正在对哪个便携终端供电。此外，在本实施方式中使用的受电装置102既可以是便携终端，也可以是无线耳机、LED装置，不在意其种类。

<第9实施方式>

图15是示出第9实施方式所涉及的送电受电系统100h的结构的图。送电受电系统100h在内置受电装置102的便携终端1002的液晶画面1501上显示充电模式、RFID模式等是哪个模式的状态和受电的电平。液晶画面1502、1503表示液晶画面1501的显示例。通过该显示，用户能够得知受电装置102正在以何种程度的受电电平受电。而且，万一在受电电平低的情况下，能够将便携终端1002携带移动到效率良好的位置。

上述各实施方式并不限定本发明。不脱离本发明的要旨的各种变更方案包含于本发明。

符号说明

100：送电受电系统

101：送电装置

102：受电装置

141：受电天线

142：RFID-信标切换开关

143：RFID响应器

145：整流天线

151：信标信号振荡器

153：受电侧控制电路

Claims (13)

1.一种无线受电装置，其特征在于，具备：

RFID响应器；

信标信号振荡器，生成信标信号；

受电天线；

RFID-信标切换开关，连接到所述信标信号振荡器、所述RFID响应器以及所述受电天线中的每一个；以及

受电侧控制电路，进行所述RFID-信标切换开关的切换控制，

所述信标信号振荡器连接到所述RFID-信标切换开关的第1输入端，

所述RFID响应器连接到所述RFID-信标切换开关的第2输入端，

所述受电天线连接到所述RFID-信标切换开关的第1输出端，

当在所述无线受电装置中无发送所述信标信号的电力的情况下，所述受电侧控制电路将所述RFID响应器和所述受电天线连接，并且所述信标信号振荡器连接控制与所述受电天线非连接的第1系统，当在所述无线受电装置中有发送所述信标信号的电力的情况下，所述受电侧控制电路将所述信标信号振荡器和所述受电天线连接，并且所述RFID响应器连接控制与所述受电天线非连接的第2系统。

2.根据权利要求1所述的无线受电装置，其特征在于，还具备：

整流天线，对所述受电天线接收到的电力进行整流；以及

电池，

所述整流天线连接于所述RFID-信标切换开关的第2输出端与所述电池之间，所述整流天线整流后的电力被充电到所述电池，

所述受电侧控制电路在所述电池的剩余量小于所述信标信号的发送所需的剩余量的情况下连接控制所述第1系统，在所述电池的剩余量为所述信标信号的发送所需的剩余量以上的情况下连接控制所述第2系统，在所述受电天线正在受电的情况下将所述受电天线和所述整流天线连接，并且连接控制与所述信标信号振荡器以及所述RFID响应器中的任意一个都非连接的第3系统。

3.根据权利要求2所述的无线受电装置，其特征在于，

所述受电侧控制电路在连接控制所述第3系统之后，以预先决定的周期交替地切换控制所述第2系统和所述第3系统。

4.根据权利要求2所述的无线受电装置，其特征在于，

所述RFID响应器、所述信标信号振荡器以及所述整流天线被串联地连接，

所述RFID-信标切换开关被构成为包括漏极和源极被连接在所述RFID响应器与所述信标信号振荡器之间的第1场效应晶体管、漏极和源极被连接在所述信标信号振荡器与所述整流天线之间的第2场效应晶体管、以及漏极和源极被连接在所述信标信号振荡器与所述受电侧控制电路之间的第3场效应晶体管。

5.一种无线受电装置，其特征在于，具备：

RFID响应器；

RFID天线，连接到所述RFID响应器，发送RFID响应信号；

信标信号振荡器，生成信标信号；

受电天线；

信标-电力系统切换开关，连接到所述信标信号振荡器以及所述受电天线中的每一个；

整流天线，对所述受电天线接收到的电力进行整流；以及

受电侧控制电路，进行所述信标-电力系统切换开关的切换控制，

所述RFID响应器不接受来自所述受电侧控制电路的控制指示而从所述RFID天线发送所述RFID响应信号，

当在所述无线受电装置中无发送所述信标信号的电力的情况下，所述受电侧控制电路将所述受电天线和所述整流天线连接，并且连接控制与所述受电天线和所述信标信号振荡器非连接的第4系统，当在所述无线受电装置中有发送所述信标信号的电力的情况下，所述受电侧控制电路将所述信标信号振荡器和所述受电天线连接，并且连接控制与所述整流天线和所述受电天线非连接的第5系统。

6.根据权利要求5所述的无线受电装置，其特征在于，

还具备对所述整流天线整流后的电力进行充电的电池，

所述受电侧控制电路在所述电池的剩余量小于所述信标信号的发送所需的剩余量的情况下连接控制所述第4系统，在所述电池的剩余量为所述信标信号的发送所需的剩余量以上的情况下连接控制所述第5系统。

7.根据权利要求6所述的无线受电装置，其特征在于，

所述受电侧控制电路在连接控制所述第5系统之后，以预先决定的周期交替地切换控制所述第4系统和所述第5系统。

8.一种无线受电装置，其特征在于，具备：

RFID响应器；

RFID天线，连接到所述RFID响应器，发送RFID响应信号；

受电天线；

整流天线，对所述受电天线接收到的电力进行整流；以及

负载电路，利用所述整流天线整流后的电力进行动作。

9.一种无线耳机，搭载有权利要求1至7中的任意一项所述的无线受电装置。

10.一种LED装置，搭载有权利要求8所述的无线受电装置。

11.一种无线送电装置，其特征在于，具备：

送电放大器；

RFID调制电路及RFID解调电路；

信标接收电路；

相控阵列天线；

第1切换电路，切换与所述相控阵列天线、所述送电放大器以及所述RFID调制电路中的每一个的连接；

第2切换电路，切换与所述相控阵列天线、所述RFID解调电路以及所述信标接收电路中的每一个的连接；以及

送电侧控制电路，控制所述第1切换电路、所述第2切换电路以及所述相控阵列天线的动作，

所述相控阵列天线与所述第1切换电路以及所述第2切换电路中的每一个连接，

所述送电侧控制电路经由所述第1切换电路连接控制所述RFID调制电路和所述相控阵列天线，经由所述第2切换电路连接控制所述RFID解调电路和所述相控阵列天线，在所述相控阵列天线接收到无线受电装置发出的RFID响应时，以朝向包括接收到所述RFID响应的方向的相对地广角的方向从所述相控阵列天线发送电力的广域送电模式进行送电控制，

经由所述第2切换电路连接控制所述信标接收电路和所述相控阵列天线，在所述相控阵列天线接收到无线受电装置发出的信标信号时，以朝向包括接收到所述信标信号的方向的相对地窄角的方向从所述相控阵列天线发送电力的集中送电模式进行送电控制。

12.根据权利要求11所述的无线送电装置，其特征在于，

还具备显示成为送电对象的所述无线受电装置的识别信息的显示器。

13.一种无线送电受电系统，从权利要求11或12所述的无线送电装置朝向权利要求1至8中的任意一项所述的无线受电装置进行无线送电。

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