JP2009261156A - 無線通信装置、電力供給方法、プログラム、及び無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】利用者を適宜誘導して電力供給の効率を高めること。
【解決手段】被電力供給端末へ無線で電力を供給する無線送電部と、前記被電力供給端末の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部により検出された前記被電力供給端末の前記位置に基づいて、前記被電力供給端末の利用者に移動を促す移動促進情報を生成する情報生成部と、前記情報生成部により生成された前記移動促進情報を無線信号を用いて前記被電力供給端末へ送信する通信処理部と、を備える無線通信装置を提供する。
【選択図】図５

Description

本発明は、無線通信装置、電力供給方法、プログラム、及び無線通信システムに関する。

従来、装置間を物理的に接続または接触させることなく電力を供給することを可能にする無線電力供給技術が開発されている。無線で電力を供給する方法としては、例えばマイクロ波などの電磁波、超音波、共鳴する磁場や電場、またはレーザー光などを媒介する方法が挙げられる。

こうした無線電力供給技術においては、一般的に空間で電力の損失が発生するため、電力を供給する側の送電装置と電力の供給を受ける側の受電装置との間の距離が長くなると、供給効率が低下し、一定の距離以上離れると電力供給を行うことができなくなる。そこで、例えば下記特許文献１では、受電状態の検知結果を送電装置へ無線で送信する手段を受電装置に設け、送電装置に当該受電状態を表示することにより、利用者をより効率の良い位置へ誘導する手法が開示されている。

特開２００６−２３８５４８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の手法では、電力供給を開始した後でなければ受電状態が表示されず、無線通信を利用可能な範囲に受電装置が位置していても、電力供給が可能な範囲内でなければ、利用者を誘導することができなかった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、電力供給を行っているかに関わらず利用者を適宜誘導して電力供給の効率を高めることのできる、新規かつ改良された無線通信装置、電力供給方法、プログラム、及び無線通信システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、被電力供給端末へ無線で電力を供給する無線送電部と、前記被電力供給端末の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部により検出された前記被電力供給端末の前記位置に基づいて、前記被電力供給端末の利用者に移動を促す移動促進情報を生成する情報生成部と、前記情報生成部により生成された前記移動促進情報を無線信号を用いて前記被電力供給端末へ送信する通信処理部と、を備える無線通信装置が提供される。

かかる構成によれば、無線通信装置の位置検出部は被電力供給端末の位置を検出し、検出された前記被電力供給端末の前記位置に基づいて、情報生成部により、前記被電力供給端末の利用者に移動を促す移動促進情報が生成される。そして、生成された前記移動促進情報が無線通信により無線送電部から前記被電力供給端末へ送信され、その後、無線送電部から前記被電力供給端末へ無線で電力が供給される。

前記移動促進情報は、前記無線通信装置の電力供給可能範囲を示す情報であってもよい。

また、前記移動促進情報は、前記被電力供給端末と前記無線通信装置の相対的な位置関係を示す情報であってもよい。

また、前記移動促進情報は、前記被電力供給端末の現在の位置よりも電力供給効率が高い位置を示す情報であってもよい。

前記無線通信装置は、さらに、前記被電力供給端末から送信される契約情報、回路情報、及び電力残量情報のうちの少なくとも１つを用いて電力供給を行うか否かを判定する判定部を備えしてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、被電力供給端末の位置を検出するステップと、検出された前記被電力供給端末の前記位置に基づいて前記被電力供給端末の利用者に移動を促す移動促進情報を生成するステップと、生成された前記移動促進情報を無線通信により前記被電力供給端末へ送信するステップと、前記被電力供給端末へ前記移動促進情報を送信した後に前記被電力供給端末へ無線で電力を供給するステップと、を備える無線通信装置からの電力供給方法が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、無線通信装置を制御するコンピュータを、前記被電力供給端末の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部により検出された前記被電力供給端末の前記位置に基づいて、前記被電力供給端末の利用者に移動を促す移動促進情報を生成する情報生成部と、前記情報生成部により生成された前記移動促進情報を無線通信により前記被電力供給端末へ送信する通信処理部と、被電力供給端末への無線による電力供給を制御する送電制御部と、として機能させるためのプログラムが提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、被電力供給端末へ無線で電力を供給する無線送電部、前記被電力供給端末の位置を検出する位置検出部、前記位置検出部により検出された前記被電力供給端末の前記位置に基づいて、前記被電力供給端末の利用者に移動を促す移動促進情報を生成する情報生成部、及び前記情報生成部により生成された前記移動促進情報を無線信号を用いて前記被電力供給端末へ送信する通信処理部、を備える無線通信装置と、前記無線通信装置から無線で電力の供給を受ける無線受電部、前記無線通信装置から前記移動促進情報を受信する通信処理部、及び前記通信処理部により受信された前記移動促進情報を表示する表示部、を備える被電力供給端末と、を含む無線通信システムが提供される。

以上説明したように、本発明に係る無線通信装置、電力供給方法、プログラム、及び無線通信システムによれば、利用者を適宜誘導して電力供給の効率を高めることができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

まず、図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システム１の構成を示した説明図である。図１に示した無線通信システム１は、無線通信装置１０、被電力供給端末６０ａ及び被電力供給端末６０ｂを含む。

図１においては、無線通信装置１０として無線アクセスポイントを示しているが、無線通信装置１０は無線アクセスポイントに限られない。例えば、無線通信装置１０は、無線通信機能を備えたルータなどのネットワーク装置、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）やワークステーションなどの情報処理装置、または音楽／映像再生装置、電話機などの家電機器などであってもよい。

一方、図１においては、被電力供給端末６０ａ及び６０ｂとしてＰＣを示しているが、被電力供給端末６０ａ及び６０ｂはＰＣに限られない。例えば、被電力供給端末６０ａ及び６０ｂは、携帯電話端末、携帯情報端末（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、若しくはゲーム端末などの携帯型機器、または無線通信装置１０に関連して例示した前述の装置などであってもよい。

無線通信装置１０と被電力供給端末６０ａ及び６０ｂは、無線信号を用いて通信を行うことができる。無線通信装置１０と被電力供給端末６０ａ及び６０ｂとの間の無線通信は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎなどの標準仕様に従った無線ＬＡＮによって実装することができる。

また、無線通信装置１０は、自装置の周囲に位置する被電力供給端末へ、無線により電力を供給することができる。それにより、電力の供給を受ける端末側では、電力の残量が不足している場合でも、電池交換や電源ケーブルの接続等を行うことなく動作が維持される。無線通信装置１０からの無線による電力供給は、例えばマイクロ波などの電磁波、超音波、共鳴する磁場や電場、またはレーザー光などを媒介して行われる。このような無線による電力供給を行うための送電回路と受電回路の構成については、後にさらに詳しく説明する。

ここで、一般的に、無線で電力を供給可能な範囲は、無線通信が可能な範囲に比べて狭い範囲となる。図１を参照すると、無線通信装置１０の周囲に楕円で描いた領域１２及び領域１４が示されている。領域１２は、無線通信装置１０との間で無線通信を行うことのできる範囲を表している。即ち、領域１２の内部に存在する被電力供給端末６０ａ及び６０ｂは共に、無線通信装置１０との間で無線通信を行うことができる。これに対し、領域１４は、無線通信装置１０からの無線による電力供給が可能な範囲を表している。即ち、領域１４の内部に位置する被電力供給端末６０ａへは無線通信装置１０から電力を供給できるが、領域１４の外部に位置する被電力供給端末６０ｂへは無線通信装置１０から電力を供給することができない。

つまり、図１のような状況では、被電力供給端末６０ａは、無線通信装置１０との間で無線通信を行うことはできるものの、無線通信装置１０からの電力供給は受けられない。このような場合には、無線通信装置１０が被電力供給端末６０ａの位置を把握し、例えば自装置の電力供給可能範囲に関する情報を被電力供給端末６０ａへ送信して、被電力供給端末６０ａの利用者に電力供給可能範囲内への移動を促すことが有益である。

また、被電力供給端末６０ｂは、無線通信装置１０からの電力供給を受けることはできるものの、より無線通信装置１０へ近づくことで電力供給の効率を高めることができる。このような場合にも、無線通信装置１０が被電力供給端末６０ｂの位置を把握し、例えばより電力供給効率が高い位置を示す情報を被電力供給端末６０ｂへ送信して、被電力供給端末６０ｂの利用者に移動を促すことが有益である。

そこで、本実施形態に係る無線通信装置１０は、無線信号を用いて被電力供給端末６０の位置を検出し、検出した位置に応じた内容の移動促進情報を被電力供給端末６０へ送信して、被電力供給端末６０の利用者に移動を促すこととする。以下、図２〜図１８を参照しながら、本実施形態に係る無線通信装置１０及び被電力供給端末６０について詳細に説明する。

図２は、無線通信装置１０及び被電力供給端末６０のハードウェア構成の一例を示したブロック図である。

図２を参照すると、無線通信装置１０は、制御装置２０、記憶装置２２、送信アンテナ３０、送信回路３２、受信アンテナ３４、受信回路３６、送電アンテナ４０、送電回路４２、及び電源装置４４を備える。

無線通信装置１０の制御装置２０は、記憶装置２２、送信回路３２、受信回路３６、送電回路４２と接続される。制御装置２０の詳細なハードウェア構成については、図３を用いて説明する。

図３は、無線通信装置１０の制御装置２０の詳細なハードウェア構成を示している。図３を参照すると、制御装置２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１２０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１２２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２４、バス１２６、及びインタフェース１２８を備える。

ＣＰＵ１２０は、演算処理装置として機能し、各種プログラムに従って無線通信装置１０内の動作全般を制御する。ＣＰＵ１２０は、マイクロプロセッサであってもよい。ＲＡＭ１２２は、ＣＰＵ１２０が演算処理に用いるプログラムやデータなどを一時的に記憶する。ＲＯＭ１２４には、無線通信装置１０の処理の一部または全部を記述したプログラムなどが格納される。これら構成要素は、バス１２６により相互に接続される。

インタフェース１２８は、制御装置２０と記憶装置２２、送信回路３２、受信回路３６及び送電回路４２とを接続するためのインタフェースである。例えば、記憶装置２２に記憶されているデータは、インタフェース１２８を介してＣＰＵ１２０に読み取られる。また、ＣＰＵ１２０により生成された信号は、インタフェース１２８を介して送信回路３２に出力される。また、受信回路３６によって復調、復号化された信号は、インタフェース１２８を介してＣＰＵ１２０に入力される。また、ＣＰＵ１２０から送電回路４２へ送電を指示するための信号は、インタフェース１２８を介して送電回路４２に出力される。

また、ここでは図示していないが、インタフェース１２８を介してＣＰＵ１２０にさらに入力装置及び出力装置を接続してもよい。

図２に戻り、無線通信装置１０のハードウェア構成に関する説明を継続する。記憶装置２２はデータまたはプログラム格納用の装置であって、例えばハードディスクドライブまたはフラッシュメモリなどにより構成される。

送信アンテナ３０は、送信回路３２に接続され、無線通信装置１０からの無線信号の送信に用いられる。送信回路３２は、制御装置２０からの指示に基づいて、送信信号の符号化、変調などを行った上で、無線信号を送信アンテナ３０から出力させる。

受信アンテナ３４は、受信回路３６に接続され、所定の周波数帯で無線信号を受信する。受信回路３６は、受信アンテナ３４により受信された信号の復調、復号化などを行って処理後の信号を制御装置２０へ出力する。

図４は、送信回路３２及び受信回路３６の詳細な回路構成の一例を示したブロック図である。図４を参照すると、送信回路３２は、エンコーダ４２２、インターリーバ４２４、マッパ４２６、逆高速フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ）４２８、デジタル−アナログ変換回路（ＤＡＣ）４３０、及びＲＦ回路４３２を有している。また、受信回路３６は、ＲＦ回路４６２、アナログ−デジタル変換回路（ＡＤＣ）４６４、高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ）４６６、チャネル補正部４６８、デマッパ４７０、デインターリーバ４７２、及びデコーダ４７４を有している。さらに、送信回路３２のＲＦ回路４３２は送信アンテナ３０に、受信回路３６のＲＦ回路４６２は受信アンテナ３４に接続されている。なお、ここで送信アンテナ３０及び受信アンテナ３４の代わりにアンテナ及びアンテナスイッチを設け、送受信時にスイッチを切り替えながらアンテナを共用してもよい。

送信回路３２では、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）よりも上の階層での処理の結果生成された送信データが、制御回路２０からエンコーダ４２２へ入力される。入力された送信データは、エンコーダ４２２で符号化され、インターリーバ４２４でインターリーブされる。インターリーブされた送信データは、マッパ４２６で変調され、ＩＦＦＴ４２８で逆高速フーリエ変換される。ＩＦＦＴ４２８の出力は、ＤＡ変換回路４３０でアナログ信号に変換され、ＲＦ回路４３２にてアップコンバージョンされて、送信アンテナ３０から送信される。

受信回路３６では、受信アンテナ３４で受信された信号がＲＦ回路４６２で変調され、ＡＤ変換回路４６４でデジタル信号に変換される。デジタル信号はＦＦＴ４６６により高速フーリエ変換されて、チャネル補正部４６８に送られる。チャネル補正部４６８は、受信信号のチャネルを補正する処理を行う。チャネル補正部４６８により補正された信号は、デマッパ４７０に送られ復調される。復調された信号は、デインターリーバ４７２に送られる。デインターリーバ４７２では、インターリーブされている受信信号を元に戻す処理が行われる。デインターリーバ４７２から出力された受信信号は、デコーダ４７４に送られ復号化される。デコーダ４７４からの出力信号は、制御回路２０に送られる。

再び図２に戻り、無線通信装置１０のハードウェア構成に関する説明を継続する。送電アンテナ４０は、送電回路４２に接続され、無線通信装置１０からの電力の供給に用いられる。送電回路４２は、制御装置２０からの指示に基づいて、電源装置４４から受け取った電力を電磁波、超音波、レーザー光などのエネルギーに変換して送電アンテナ４０から出力させる。

電源装置４４は、例えば商用電源に接続される電源装置若しくはＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）アダプタ、蓄電池や乾電池などの電池、または発電機などであってもよい。図２において、無線通信装置１０内の各構成要素が電源装置４４から電力の供給を受けるための配線については、分かり易さのために図示を省略している。

一方、図２を参照すると、被電力供給端末６０は、制御装置７０、記憶装置７２、入力装置７４、出力装置７６、送信アンテナ８０、送信回路８２、受信アンテナ８４、受信回路８６、受電アンテナ９０、受電回路９２、及び電源装置９４を備える。このうち、制御装置７０及び記憶装置７２は、以下に述べる点を除き、前述した無線通信装置１０の制御装置２０及び記憶装置２２と同様に構成することができる。また、送信アンテナ８０、送信回路８２、受信アンテナ８４、及び受信回路８６は、前述した無線通信装置１０の送信アンテナ３０、送信回路３２、受信アンテナ３４、及び受信回路３６と同様に構成することができる。

被電力供給端末６０の制御装置７０には、入力装置７４及び出力装置７６が接続されている。入力装置７４は、利用者から被電力供給端末６０へ指示などを与えるための装置である。入力装置７４は、例えばボタン、スイッチ、レバー、マウスやキーボード、または音声入力装置などを含んでもよい。

出力装置７６は、画像、映像、音声などにより利用者へ情報を提示するための装置である。出力装置７６は、例えばＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）、液晶ディスプレイ、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの表示装置、またはスピーカーなどの音声出力装置を含んでもよい。

被電力供給端末６０の受電アンテナ９０は、受電回路９２に接続され、無線通信装置１０からの電力供給を受けるために用いられる。受電回路９２は、受電アンテナ９０を用いて電磁波、超音波、レーザー光などの形で受け取ったエネルギーを電力に変換し、電源装置９４に蓄積する。

なお、無線通信装置１０から被電力供給端末６０へ電力を供給するための構成として、図２においては一例として送電アンテナ４０、送電回路４２、及び電源装置４４、並びに受電アンテナ９０、受電回路９２、及び電源装置９４を示している。しかしながら、電力を供給するための構成は、実際には電力をどういった形態のエネルギーに変換するかによって異なる。そこで、無線通信装置１０から被電力供給端末６０へ電力を供給するための４つの構成例について、図１４〜図１７を用いて説明する。

図１４は、電磁誘導型で動作する送電回路４２及び受電回路９２の構成を示した説明図である。図１４に示したように、電磁誘導型で動作する送電回路４２は、交流電源となる電源装置４４、コンデンサＣ１、及びインダクタＬ１を含む。受電回路９２は、インダクタＬ２、コンデンサＣ２、コンデンサＣ３、及びダイオードＤ１を含む。かかる構成において、電源装置４４から交流電流が出力されると、インダクタＬ１に交流電流が流れ、インダクタＬ１の周囲に磁束が生じる。そして、当該磁束によりインダクタＬ２に流れる交流電流をダイオードＤ１及びコンデンサＣ３が整流し、そのようにして得られた直流電流が電源装置９４へ蓄積される。この場合、インダクタＬ１及びインダクタＬ２が、それぞれ送電アンテナ４０及び受電アンテナ９０の役割を果たす。

電磁誘導型による電力供給においては、インダクタＬ１及びインダクタＬ２の巻き方に加えて、送電側と受電側が配置される位置によって電力の伝送効率が変動する。そのため、送電側と受電側を適切な位置に配置することにより、電力供給効率が向上する。

図１５は、電波受信型で動作する受電回路９２の構成を示した説明図である。図１５に示したように、電波受信型で動作する受電回路９２は、受電アンテナ９０、共振回路９１、コンデンサＣ４、コンデンサＣ５、ダイオードＤ２、ダイオードＤ３、コンデンサＣ６、及びコンデンサＣ７を含む。かかる構成において、受電アンテナ９０により電波が受信されると、受電アンテナ９０から共振回路９１に交流電流が供給され、共振回路９１が当該交流電流を共振により増幅する。さらに、増幅された交流電流をダイオードＤ３及びコンデンサＣ６などからなる整流回路が整流し、そのようにして得られた直流電流が電源装置９４へ蓄積される。

電波受信型による電力供給においては、無線通信装置１０から被電力供給端末６０へ送信される電波により電力が供給されるため、被電力供給端末６０へ届く電波が弱い場合には、十分な電力が供給されない。そこで、電波受信型の場合、被電力供給端末６０を無線通信装置１０に近い位置へ移動させることにより、電力供給効率が向上する。

図１６は、磁場共鳴型で動作する送電回路４２及び受電回路９２の構成を示した説明図である。図１６に示したように、磁場共鳴型で動作する送電回路４２はコンデンサＣ８及びインダクタＬ３を含み、受電回路９２はコンデンサＣ９及びインダクタＬ４を含む。

また、図１７は、電場共鳴型で動作する送電回路４２及び受電回路９２の構成を示した説明図である。図１７に示したように、電場共鳴型で動作する送電回路４２及び受電回路９２は誘電体で構成される。

上記の磁場共鳴型及び電場共鳴型は、固有の振動数を有する振動子を２つ並べた場合に、一方に加えた振動が他方にも伝わる共鳴の原理を利用した方法である。このような磁場共鳴型及び電場共鳴型は、伝送効率が高いため、数メートルの距離で数キロワット程度の電力を伝送し得る。ただし、伝送距離に比例した大きさのアンテナが必要となるため、汎用的なシステムへの適用は難しいとも考えられている。

以上、本実施形態に係る無線通信装置１０及び被電力供給端末６０のハードウェア構成の一例について説明を行った。次に、無線通信装置１０及び被電力供給端末６０が有する機能について説明する。

図５は、本実施形態に係る無線通信装置１０及び被電力供給端末６０の論理的な機能配置を示したブロック図である。図５に示したように、無線通信装置１０は、通信処理部１３０、無線送電部１４０、判定部１５０、位置検出部１５２、情報生成部１５４、送電制御部１５６、及び記憶部１５８を備える。

通信処理部１３０は、図２に示した送信アンテナ３０と送信回路３２とを用いて被電力供給端末６０へ無線信号を送信し、及び受信アンテナ３４と受信回路３６とを用いて被電力供給端末６０から無線信号を受信する。本実施形態においては、例えば通信処理部１３０を介して無線通信装置１０から被電力供給端末６０へ、後述する移動促進情報が送信される。また、被電力供給端末６０から通信処理部１３０を介して後述する被電力供給端末６０に係る契約情報、回路情報、電力残量情報などが受信される。

無線送電部１４０は、図２に示した送電アンテナ４０と送電回路４２とを用いて、電源装置４４から受け取った電力を被電力供給端末６０へ供給する。無線送電部１４０からの電力の供給は、送電制御部１５６による制御を受けて行われる。

判定部１５０、位置検出部１５２、情報生成部１５４、及び送電制御部１５６は、典型的には図２に示した制御装置２０を用いて構成される。

判定部１５０は、位置検出部１５２により検出される被電力供給端末６０の位置に応じて、被電力供給端末６０が電力供給可能な範囲内に存在するか、またはより電力供給効率の高い位置へ移動し得るかなどを判定し、判定結果を情報生成部１５４へ出力する。被電力供給端末６０が電力供給可能な範囲内に存在するか否かは、位置検出部１５２から出力される位置情報と、例えば記憶部１５８に予め記憶されている無線通信装置１０の電力供給可能範囲に関する情報とを比較することにより判定することができる。位置検出部１５２による位置の検出については、後でより具体的に説明する。

さらに、判定部１５０は、被電力供給端末６０が電力供給可能な範囲内に位置する場合には、送電制御部１５６に送電指示信号を出力して無線送電部１４０からの電力供給を開始させる。

また、判定部１５０は、被電力供給端末６０から送信される契約情報、回路情報、及び電力残量情報のうちの１つ以上の情報を用いて電力供給を行うか否かを判定してもよい。

図６は、一例として、被電力供給端末６０から送信される契約情報、回路情報、及び電力残量情報を用いて電力供給を行うか否かを判定する電力供給判定処理の流れを示したフローチャートである。

図６を参照すると、まず被電力供給端末６０の契約情報が取得される（Ｓ６０４）。被電力供給端末６０の契約情報とは、例えば被電力供給端末６０の利用者が、無線通信装置１０による電力供給サービスの提供者と事前に交わしたサービス利用契約に関する情報である。被電力供給端末６０の契約情報には、例えばサービス利用期間や提供される電力量などを示す情報を含んでもよい。こうした契約情報は、例えば図５に示した被電力供給端末６０の記憶部１８２に予め（契約を行った時点などで）記憶される。そして、無線通信装置１０の判定部１５０は、電力供給に際して被電力供給端末６０から送信される当該契約情報を取得する。

その後、判定部１５０は、取得した契約情報の内容が有効かどうかを判定する（Ｓ６０８）。例えば、送信された契約情報がサービス利用期間が終了していて有効でないことを示している場合には、判定部１５０は電力供給を行わないことを決定し（Ｓ６３２）、処理を終了する。

Ｓ６０８において、契約情報の内容が有効であった場合には、次に、被電力供給端末６０の回路情報が取得される（Ｓ６１２）。被電力供給端末６０の回路情報とは、被電力供給端末６０が受電回路を有するかどうかを示す情報である。当該回路情報は、例えば図５に示した被電力供給端末６０の記憶部１８２に予め記憶される。そして、無線通信装置１０の判定部１５０は、電力供給に際して被電力供給端末６０から送信される当該回路情報を取得する。

その後、判定部１５０は、取得した被電力供給端末６０の回路情報から被電力供給端末６０が受電回路を有するかどうかを判定する（Ｓ６１６）。判定部１５０は、被電力供給端末６０が受電回路を有しないと判定した場合には、電力供給を行わないことを決定し（Ｓ６３２）、処理を終了する。

Ｓ６１６において、被電力供給端末６０が受電回路を有すると判定された場合には、次に、被電力供給端末６０の電力残量情報が取得される（Ｓ６２０）。当該電力残量情報は、例えば図５に示した被電力供給端末６０の制御部１８０へ無線受電部１７０から出力される情報である。電力残量情報は、例えば被電力供給端末６０の電源容量に対する百分率などにより表すことができる。無線通信装置１０の判定部１５０は、電力供給に際して被電力供給端末６０から送信される当該電力残量情報を取得する。

その後、判定部１５０は、取得した被電力供給端末６０の電力残量情報から被電力供給端末６０の電力残量が不足しているかどうかを、例えば所定の閾値との比較などにより判定する（Ｓ６２４）。判定部１５０は、被電力供給端末６０の電力残量が不足していないと判定した場合には、電力供給を行わないことを決定し（Ｓ６３２）、処理を終了する。一方、判定部１５０は、被電力供給端末６０の電力残量が不足している判定した場合には、電力供給を行うことを決定し（Ｓ６２８）、処理を終了する。

なお、図６に示した処理の順序はかかる例に限定されず、どういった順序で行ってもよい。

図５に戻り、無線通信装置１０の各機能ブロックの説明を継続する。位置検出部１５２は、通信処理部１３０を介して受信する信号を用いて、被電力供給端末６０の位置を検出する。位置検出部１５２による位置の検出は、例えば、相関器を用いた測距方法、ＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）アルゴリズムに代表される到来方向推定方法などにより行うことができる。また、無線通信装置１０と他の無線通信装置（図示していない）を連携させ、３点測位方法によって被電力供給端末６０の位置を検出してもよい。

図７は、相関器を用いた測距方法により位置を検出する、位置検出部１５２の第１の構成例を示している。図７を参照すると、位置検出部１５２は、受信アンテナ７３４、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）回路７６２、相互相関器７８０、及び距離推定部７９０を有する。位置検出部１５２は、図２及び図４に示した受信アンテナ３４及びＲＦ回路４３２を、それぞれ受信アンテナ７３４及びＲＦ回路７６２として使用してもよい。

位置検出部１５２の第１の構成例においては、被電力供給端末６０から送信される既知の無線信号が受信アンテナ７３４により受信される。その後、ＲＦ回路７６２の出力する受信信号と事前に回路内に保持している相関信号との間の相互相関が、相互相関器７８０により計算される。そして、距離推定部７９０は、所定の基準時間から相互相関器７８０の出力信号の相関ピークが検知されるまでの時間差を用いて、無線通信装置１０と被電力供給端末６０との間の距離を推定することができる。

図８は、到来方向推定方法を用いて位置を検出する、位置検出部１５２の第２の構成例を示している。図８を参照すると、位置検出部１５２は、直列に接続される受信アンテナ８３４−ｉ、ＲＦ回路８６２−ｉ、ＡＤＣ８６４−ｉ、及びＦＦＴ８６６−ｉからなるブランチを並列にｎ個有している（１≦ｉ≦ｎ）。これらｎ個のブランチは、それぞれ到来方向推定部８９０に接続される。

到来方向推定部８９０は、各ブランチで受信した信号の位相差及び振幅差を用いて、被電力供給端末６０からの無線信号の到来方向（例えば図８に示した角度Ｒ）を推定する。到来方向推定部８９０による到来方向推定アルゴリズムとしては、適応的アレイアンテナで一般的に用いられるＭＵＳＩＣアルゴリズムなどを用いることができる。

なお、位置検出部１５２において、図６を用いて説明した第１の構成例に係る構成と図７を用いて説明した第２の構成例に係る構成を組み合わせてもよい。そうすることにより、位置検出部１５２において、被電力供給端末６０までの推定された距離と方向を用いて、被電力供給端末６０の詳細な位置を検出することができる。

再び図５に戻り、無線通信装置１０の各機能ブロックの説明を継続する。情報生成部１５４は、判定部１５０による前述の判定結果に基づいて、被電力供給端末６０へ送信される情報を生成する。

例えば、判定部１５０により被電力供給端末６０が電力供給可能な範囲内に存在しないと判定された場合には、被電力供給端末６０の利用者へ電力供給可能な範囲内に移動することを促す移動促進情報を生成してもよい。

また、被電力供給端末６０がより電力供給効率の高い位置へ移動し得ると判定された場合には、被電力供給端末６０の利用者へより電力供給効率の高い位置へ移動することを促す情報を生成してもよい。ここで、より電力供給効率の高い位置とは、例えば前述の電波受信型の電力供給を行う場合には、より無線通信装置１０に近い位置を指す。即ち、例えば図１に示した状況下では、領域１４の中央部がより電力供給効率の高い位置となる。

情報生成部１５４により生成された情報は、通信処理部１３０を介して被電力供給端末６０へ送信される。

送電制御部１５６は、判定部１５０から送電指示信号を受け取ると、無線送電部１４０からの電力供給を開始し、または停止する。

記憶部１５８は、図２に示した記憶装置２２、または図３に示したＲＯＭ１２４などにより構成される、データまたはプログラム格納用の記憶領域である。記憶部１５８には、例えば前述した無線通信装置１０からの電力供給可能範囲に関する情報などが記憶される。

一方、図５に示したように、被電力供給端末６０は、通信処理部１６０、無線受電部１７０、制御部１８０、記憶部１８２、入力部１９０、及び出力部１９２を備える。

通信処理部１６０の機能は、前述した無線通信装置１０の通信処理部１３０の機能と同様である。

無線受電部１７０は、図２に示した受電アンテナ９０と受電回路９２とを用いて、無線通信装置１０から供給を受けたエネルギーを電力に変換して電源装置９４に蓄積する。また、無線受電部１７０は、電源装置９４の電力残量を検知し、電力残量情報を制御部１８０に出力する。

制御部１８０は、図３に示した無線通信装置１０の制御部２０と同様の構成を有し、被電力供給端末６０の動作全般を制御する。

入力部１９０は、図２に示した入力装置７４を利用者が操作すると、その操作の内容を入力信号に変換して制御部１８０に伝達する。出力部１９２は、制御部１８０から受け渡される出力情報を、図２に示した出力装置７６に表示または音声出力する。

記憶部１８２は、図２に示した記憶装置７２、または制御装置７０の内部のＲＯＭなどにより構成される、データまたはプログラム格納用の記憶領域である。記憶部１８２は、前述したように、被電力供給端末６０に関する契約情報、回路情報などを記憶する。

以上、図５を用いて本実施形態に係る無線通信装置１０及び被電力供給端末６０の論理的な機能配置について説明を行った。次に、本実施形態に係る電力供給方法について説明する。

図９は、一例として、本実施形態に係る無線通信装置１０による、被電力供給端末６０への移動促進情報の送信と電力の供給についての処理の流れを示したフローチャートである。

図９を参照すると、まず判定部１５０による電力供給判定処理（図６を用いて説明した処理に該当）が行われる（Ｓ９０４）。判定部１５０による電力供給判定処理は、例えば被電力供給端末６０の利用者が入力部１９０を操作し、電力供給を要求する信号が無線通信装置１０へ送信されたことをきっかけとして開始することができる。その場合、その要求信号の中に、電力供給判定処理に用いる被電力供給端末６０の契約情報、回路情報、または電力残量情報を含めてもよい。また、利用者の操作によらず、被電力供給端末６０から定期的に自装置の周囲へ同様の要求信号を送信してもよい。その後、電力供給判定処理の結果に応じて処理は分岐する（Ｓ９０８）。

Ｓ９０８において、電力供給判定処理の結果、被電力供給端末６０へ電力供給を行うことを決定した場合には、続いて位置検出部１５２により被電力供給端末６０の位置が検出され、位置検出部１５２から判定部１５０へ位置情報が受け渡される（Ｓ９１２）。位置検出部１５２から判定部１５０へ受け渡される位置情報は、例えば図７に示した位置検出部１５２の第１の構成例による距離推定結果や、図８に示した位置検出部１５２の第２の構成例による到来方向推定結果、またはそれらの組合せなどに該当する。

判定部１５０は、位置検出部１５２から被電力供給端末６０の位置情報を取得すると、当該位置情報と記憶部１５８に予め記憶されている電力供給可能範囲に関する情報とを比較し、被電力供給端末６０が電力供給可能な範囲内に位置するかを判定する（Ｓ９１６）。

このとき、例えば被電力供給端末６０が図１の端末６０ａが存在する場所に存在していれば、被電力供給端末６０は電力供給可能な範囲内に位置しないと判定される。その場合、情報生成部１５４により、被電力供給端末６０の利用者へ電力供給可能な範囲内に移動することを促す情報（移動促進情報Ａ）が生成され、通信処理部１３０から被電力供給端末６０へ送信される（Ｓ９２０）。

図１０は、移動促進情報Ａの一例を示した説明図である。移動促進情報Ａは、通信処理部１３０から被電力供給端末６０へ送信された後、例えば被電力供給端末６０の出力部１９２の表示装置に表示される。図１０には、被電力供給端末６０が無線通信装置１０の電力供給可能な範囲から外れていること、及び無線通信装置１０の電力供給可能範囲が無線通信装置１０から半径３ｍ以内であることを示すメッセージ１１００が描かれている。

図１１は、移動促進情報Ａの他の例を示した説明図である。図１１には、被電力供給端末６０が無線通信装置１０の電力供給可能な範囲から外れていること、及び被電力供給端末６０の相対的な位置が無線通信装置１０の電力供給可能範囲から１ｍであることを示すメッセージ１１００が描かれている。

被電力供給端末６０の利用者は、このような表示を見て、無線通信装置１０の電力供給可能範囲、または無線通信装置１０との間の被電力供給端末６０の相対的な位置関係を認識し、被電力供給端末６０を移動させることができる。

そして、無線通信装置１０の判定部１５０は、前回位置情報を取得してから一定期間が経過すると、再度被電力供給端末６０の位置情報を位置検出部１５２から再取得する（Ｓ９１２）。なお、前回の位置情報取得からの一定期間の経過ではなく、例えば図１１のメッセージ１１００の下部にある再試行ボタン１１１０を利用者が押下し、電力供給を要求する信号が再送されたことをきっかけとして、Ｓ９１２の位置情報の再取得を行ってもよい。

ここで、利用者が移動したことにより、例えば被電力供給端末６０が図１の端末６０ｂが存在する場所に位置していたと仮定する。その場合、被電力供給端末６０は電力供給可能な範囲内に位置していると判定される（Ｓ９１６）。そうすると、判定部１５０は送電制御部１５６に送電指示信号を出力し、無線送電部１４０から被電力供給端末６０への電力の供給が開始される（Ｓ９２４）。

また、図１を参照すると、被電力供給端末６０は端末６０ｂの位置からさらに領域１４の中央部へ移動することができる。そこで、情報生成部１５４はさらに被電力供給端末６０の利用者に対して、より電力供給効率の高い位置へ移動し得ることを通知する情報（移動促進情報Ｂ）を生成してもよい。移動促進情報Ｂは、通信処理部１３０から被電力供給端末６０へ送信される（Ｓ９２８）。

図１２は、移動促進情報Ｂの一例を示した説明図である。図１２には、無線通信装置１０から電力供給中であること、及び被電力供給端末６０を無線通信装置１０により近づけることで、より効率良く電力が供給されることを示すメッセージ１２００が描かれている。

被電力供給端末６０の利用者は、このような表示を見て被電力供給端末６０をより無線通信装置１０に近い位置へ近付けることで、より効率良く電力の供給を受けることができる。

なお、Ｓ９０８において、電力供給判定処理の結果、電力供給を行わないと決定した場合には、無線通信装置１０からの電力供給は行われず、被電力供給端末６０へ無線通信のみが提供される（Ｓ９３２）。このとき、情報生成部１５４により、例えば被電力供給端末６０の利用者へ電力供給を行わない理由を通知する情報を生成し、通信処理部１３０から被電力供給端末６０へ送信してもよい。

図１３は、一例として、被電力供給端末６０の有効な契約を確認できなかった場合に、通信処理部１３０から被電力供給端末６０へ送信し得る情報を示した説明図である。図１３には、電力供給サービスを受けるためにはサービス利用契約を行う必要があることを示すメッセージ１３００が描かれている

なお、例えば、電力供給可能な範囲内に、有効な契約が確認された端末と有効な契約を確認できない端末とが存在している場合も考えられる。そうした場合には、例えば、有効な契約を確認できない端末には図１３のような情報を送信し、有効な契約が確認された端末に送電アンテナの指向性を向けることにより、有効な契約が確認された端末にのみ電力が供給されるようにしてもよい。

以上、図９を用いて、本実施形態に係る無線通信装置１０から被電力供給端末６０への移動促進情報の送信と電力の供給についての処理の流れについて説明を行った。

本実施形態においては、無線通信装置１０の位置検出部１５２は被電力供給端末６０の位置を検出し、情報生成部１５４は検出された被電力供給端末６０の前記位置に基づいて、被電力供給端末６０の利用者に移動を促す移動促進情報を生成する。そして、通信処理部１３０は、情報生成部１５４により生成された移動促進情報を無線信号を用いて被電力供給端末６０へ送信する。その後、無線送電部１４０から被電力供給端末６０へ無線で電力が供給される。

かかる構成によれば、被電力供給端末６０の位置に応じて、電力供給が可能な範囲内、またはより電力供給効率の高い位置への利用者（及び被電力供給端末６０）の移動を促す情報が、無線通信を利用して送信される。このような移動促進情報の送信は、被電力供給端末が電力供給範囲外に位置していても行うことができる。そのため、電力供給を行っているかどうかに関わらず、被電力供給端末６０の利用者を適宜誘導することが可能となり、無線通信装置１０からの電力供給サービスの効果的な利用が実現される。

また、本実施形態において、被電力供給端末６０は、無線受電部１７０以外には、一般的な通信端末または情報処理端末が有する通信機能、制御機能、記憶機能、入出力機能のみを備えていればよい。利用者の移動の促進のために必要となる機能は、無線通信装置１０に集約される。そのため、電源供給サービスの提供者は、利用者の移動を促進して効率的に電力供給を行うサービスを、容易に構築することができる。また、電源供給サービスの利用者は、自身の端末装置が無線受電部１７０を備えていれば、さらに追加的な機能を当該端末装置に付加することなく、かかるサービスを利用することができる。

なお、図９に関連して説明したように、無線通信装置１０の判定部１５０は、記憶部１５８に予め記憶されている電力供給可能範囲に関する情報を用いて、被電力供給端末６０が電力供給可能な範囲内に位置するかを判定する。ここで用いられる電力供給可能範囲に関する情報は、例えば無線通信装置１０から電力供給可能な距離の値などにより表される。こうした情報は、典型的には、無線通信装置１０から電力供給を実際に行う実験などを通して事前に把握され、数値化されて無線通信装置１０の記憶部１５８に保持される。

ここで、例えば周囲の環境の変化や無線通信装置１０自体の電源の状況などに応じて電力供給可能範囲が変動することを考慮し、電力供給可能範囲に関する情報を動的に更新するようにしてもよい。電力供給可能範囲に関する情報の動的な更新は、無線通信機能を用いて各端末から無線通信装置１０へ受電状況を定期的にまたは任意の時点で報告することにより行うことができる。

図１８は、電力供給可能範囲に関する情報を動的に更新する処理の一例を示した模式図である。図１８において、無線通信装置１０は、まず実験を通して把握された電力供給可能範囲１６を予め記憶している。電力供給可能範囲１６は、無線通信装置１０からの距離２［ｍ］を示す情報である。その後、電力供給可能範囲１６内に位置する２つの被電力供給端末６２及び６４に対する電力供給が開始され、無線通信装置１０は、各端末から受電状況の報告を受けたと仮定する。このとき、被電力供給端末６２から報告される受電状況は、距離Ｄ１、受電レベルＬｖ２を示す。また、被電力供給端末６４から報告される受電状況は、距離Ｄ２、受電レベルＬｖ１を示す。無線通信装置１０は、こうした報告に基づいて、受電レベルがゼロとなる距離を受電レベルの減衰のモデルに応じて求める。図１８では、無線通信装置１０は、最新の電力供給可能範囲１８を、被電力供給端末６２及び６４から報告された受電状況から線形的なモデルに応じて距離１．５［ｍ］であると計算し、電力供給可能範囲に関する情報を動的に更新する（図中矢印）。

なお、受電レベルの減衰のモデルは、図１４〜図１７を用いて説明した電力供給の方式に依存する。受電レベルの減衰のモデルは、図１８に示した線形的なモデルに限定されず、例えば受電レベルと距離とが反比例するというモデルであってもよい。また、受電状況の報告に用いられる受電レベルとしては、電力に換算した受信電力値、または電力供給の方式に応じて磁界やレーザー光の受光強度などを用いてもよい。

また、ここまでに説明した本実施形態に係る無線通信装置１０及び被電力供給端末６０の機能の一部または全部を、コンピュータプログラムとして実装してもよい。無線通信装置１０の機能をコンピュータプログラムとして実装する場合には、当該プログラムは、例えば記憶部１５８に記憶され、図３のＲＡＭ１２２に読み込まれた上で、ＣＰＵ１２０によって実行される。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、図１０では、電力供給可能範囲を示す情報の一例として、無線通信装置１０からの電力供給可能な距離を示したが、その代わりに、電力供給可能範囲を示す情報として、地図形式の視覚的な情報を用いてもよい。

また、図１１では、被電力供給端末６０の無線通信装置１０との間の相対的な位置関係を示す情報の一例として、無線通信装置１０の電力供給可能範囲までの距離を示したが、その代わりに、被電力供給端末６０の利用者が移動すべき方角と距離とを表示してもよい。

そうした場合には、利用者は、具体的にどの方向へどれだけ移動すれば効率的に電力の供給を受けられるかを把握することができる。

本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概要を示した説明図である。 無線通信装置及び被電力供給端末のハードウェア構成の一例を示したブロック図である。 制御装置のハードウェア構成の一例を示したブロック図である。 送信回路及び受信回路の回路構成の一例を示したブロック図である。 無線通信装置及び被電力供給端末の論理的な機能配置の一例を示したブロック図である。 一実施形態に係る電力供給判定処理の流れを示したフローチャートである。 位置検出部の第１の構成例を示したブロック図である。 位置検出部の第２の構成例を示したブロック図である。 一実施形態に係る移動促進情報の送信と電力供給の処理の流れを示したフローチャートである。 利用者に移動を促す情報の一例を示した説明図である。 利用者に移動を促す情報の他の例を示した説明図である。 利用者に移動を促す情報のさらに別の例を示した説明図である。 電力供給を行わない場合に表示される情報の一例を示した説明図である。 送電回路及び受電回路の第１の構成例を示したブロック図である。 送電回路及び受電回路の第２の構成例を示したブロック図である。 送電回路及び受電回路の第３の構成例を示したブロック図である。 送電回路及び受電回路の第４の構成例を示したブロック図である。 電力供給可能範囲の動的な更新処理の一例を示した模式図である。

符号の説明

１ 無線通信システム
１０ 無線通信装置
６０ 被電力供給端末
１３０、１６０ 通信処理部
１４０ 無線送電部
１５０ 判定部
１５２ 位置検出部
１５４ 情報生成部
１５６ 送電制御部
１７０ 無線受電部
１９２ 表示部

Claims (8)

1. 被電力供給端末へ無線で電力を供給する無線送電部と；
   前記被電力供給端末の位置を検出する位置検出部と；
   前記位置検出部により検出された前記被電力供給端末の前記位置に基づいて、前記被電力供給端末の利用者に移動を促す移動促進情報を生成する情報生成部と；
   前記情報生成部により生成された前記移動促進情報を無線信号を用いて前記被電力供給端末へ送信する通信処理部と；
   を備える、無線通信装置。
2. 前記移動促進情報は、前記無線通信装置の電力供給可能範囲を示す情報である、請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記移動促進情報は、前記被電力供給端末と前記無線通信装置の相対的な位置関係を示す情報である、請求項１に記載の無線通信装置。
4. 前記移動促進情報は、前記被電力供給端末の現在の位置よりも電力供給効率が高い位置を示す情報である、請求項１に記載の無線通信装置。
5. さらに、前記被電力供給端末から送信される契約情報、回路情報、及び電力残量情報のうちの少なくとも１つを用いて電力供給を行うか否かを判定する判定部を備える、請求項１に記載の無線通信装置。
6. 被電力供給端末の位置を検出するステップと；
   検出された前記被電力供給端末の前記位置に基づいて前記被電力供給端末の利用者に移動を促す移動促進情報を生成するステップと；
   生成された前記移動促進情報を無線通信により前記被電力供給端末へ送信するステップと；
   前記被電力供給端末へ前記移動促進情報を送信した後に前記被電力供給端末へ無線で電力を供給するステップと；
   を備える、無線通信装置からの電力供給方法。
7. 無線通信装置を制御するコンピュータを：
   前記被電力供給端末の位置を検出する位置検出部と；
   前記位置検出部により検出された前記被電力供給端末の前記位置に基づいて、前記被電力供給端末の利用者に移動を促す移動促進情報を生成する情報生成部と；
   前記情報生成部により生成された前記移動促進情報を無線通信により前記被電力供給端末へ送信する通信処理部と；
   被電力供給端末への無線による電力供給を制御する送電制御部と；
   として機能させるための、プログラム。
8. 被電力供給端末へ無線で電力を供給する無線送電部；
   前記被電力供給端末の位置を検出する位置検出部；
   前記位置検出部により検出された前記被電力供給端末の前記位置に基づいて、前記被電力供給端末の利用者に移動を促す移動促進情報を生成する情報生成部；
   及び前記情報生成部により生成された前記移動促進情報を無線信号を用いて前記被電力供給端末へ送信する通信処理部；
   を備える無線通信装置と；
   前記無線通信装置から無線で電力の供給を受ける無線受電部；
   前記無線通信装置から前記移動促進情報を受信する通信処理部；
   及び前記通信処理部により受信された前記移動促進情報を表示する表示部；
   を備える被電力供給端末と；
   を含む無線通信システム。

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