JP2014192949A - 送電装置、受電装置、送電方法、受電方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な処理により、送電対象とする受電装置への適切な送電を実現することを目的とする。
【解決手段】受電装置に送電する送電装置であって、無線により送電を行う送電手段と、送電中の他の送電装置から、送電に使用している共振周波数情報を受信する受信手段と、共振周波数情報に基づいて、送電手段が送電に使用する共振周波数を決定する共振周波数決定手段とを有することによって課題を解決する。
【選択図】図２

Description

本発明は、送電装置、受電装置、送電方法、受電方法及びプログラムに関する。

２０１０年にＷＰＣ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）により５Ｗ以下のモバイル向け「Ｑｉ規格」が策定され、スマートフォンや携帯電話向けの非接触給電装置が普及しつつある。現在市場に出ている非接触給電装置の大半は電磁誘導方式によるものであり、電力伝送距離は数ｍｍ〜ｃｍ程度である。
電磁誘導方式以外の非接触給電方法として、数ｃｍ〜数ｍ程度の電力伝送を実現可能とする磁界共鳴方式の研究が近年急速に進んでいる。磁界共鳴方式とは、送電側と受電側それぞれにコイルとコンデンサを埋め込み、それぞれの共振器を磁界共鳴（共振）させて電力を伝送する方式である。受電側は、共鳴によって生じた高周波を整流回路によって直流に変換し、電力として利用する。

磁気共鳴方式を採用して２ｍの距離の６０Ｗの電力伝送に成功した技術報告や、５０ｃｍ離れた電子機器を６０Ｗで駆動するワイヤレス給電システムの開発報告がある。磁界共鳴方式においては、将来的には１０ｍ程度まで電力伝送距離を伸ばし、オフィスや家庭内の電化製品にコードレスで電力を供給する新しいコンセプトの商品開発が期待されている。

磁界共鳴方式を用いた技術的な課題のひとつとして、複数の送電装置が存在し、その給電範囲に重なりがあるような状況下において、送電装置が意図しないデバイスに対して給電を行ってしまうことが挙げられる。この場合、以下のような問題を生じる可能性がある。
（１）本来送電したいデバイスへの給電効率が落ちる。
（２）意図しないデバイスに大電力が送電されることにより、デバイスが破損する。
（３）電力に課金している場合、意図的である、ないに関わらず電力が奪われる。
上記課題を解決する方法として、送電装置と受電装置間で共振周波数を動的に可変にできる通信手段と回路とを備えた装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。本装置は、ひとつのデバイスに対する給電の共振周波数ｆｎをｆ０、ｆ１、ｆ２、ｆ０・・・と時分割に適当な周期で切り替える。これにより、共振周波数ｆ０に一致する他のデバイスが装置の近くに置かれたとしても、意図しない給電を１／３以下（一般的には、１／ｎ以下）にすることができる。

特開２０１１−１６６８８３号公報

しかしながら、特許文献１の技術においては、送電装置は、ひとつの受電装置への送電において、何度も共振周波数を変更する必要がある。したがって、共振周波数を変更するための機構が複雑になり、処理が煩雑になるという問題があった。また、意図しない給電が発生し得るという問題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたもので、簡単な処理により、送電対象とする受電装置への適切な送電を実現することを目的とする。

そこで、本発明は、受電装置に送電する送電装置であって、無線により送電を行う送電手段と、送電中の他の送電装置から、送電に使用している共振周波数情報を受信する受信手段と、前記共振周波数情報に基づいて、前記送電手段が送電に使用する共振周波数を決定する共振周波数決定手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、簡単な処理により、送電対象とする受電装置への適切な送電を実現することができる。

無線給電システムを示す図である。 送電装置を示す図である。 受電装置を示す図である。 核磁気共鳴方式を説明するための図である。 スーパーフレームの一例を示す図である。 フレームフォーマットの一例を示す図である。 スーパーフレームにおける処理を示すシーケンス図である。 共振周波数通知処理を示すフローチャートである。 ＡＲＱ信号受信処理を示すフローチャートである。 リストテーブルの一例を示す図である。 第１の送電処理を示すフローチャートである。 第２の送電処理を示すフローチャートである。 送電装置の配置関係の一例を示す図である。 ＡＲＱ信号送信処理を示すフローチャートである。 ＡＲＱ信号受信処理を示すフローチャートである。 第２の送電処理を示すフローチャートである。 送電装置の配置関係の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１は、無線給電システムを示す図である。無線給電システムは、送電装置１０と、複数の受電装置２０とを備えている。なお、図１においては、送電装置１０を１つのみ示しているが、無線給電システムは、複数の送電装置１０を備えているものとする。送電装置１０は、無線により受電装置２０に電力を供給する。また、送電装置１０は、受電装置２０との間で給電のために必要なデータ通信を行う。受電装置２０は、無線により送電装置１０から電力の供給を受ける。また、受電装置２０は、送電装置１０との間で給電のために必要なデータ通信を行う。
図１に示す給電エリア３０は、送電装置１０から受電装置２０へ給電が実行可能なエリアである。通信エリア４０は、送電装置１０と受電装置２０の間においてデータ通信が実行可能なエリアである。

給電エリア３０と通信エリア４０の関係について説明する。給電エリア３０は、通信エリア４０に比べて広いエリアである。具体的には、給電エリア３０は、通信エリア４０に包含されている。図１に示すように、給電エリア３０の中に複数の受電装置２０が存在する場合、送電装置１０はこれら複数の受電装置２０に対して並行して無線給電を実行することが可能である。
なお、給電エリア３０の破線円領域及び通信エリア４０の実線円領域は、図１においては、便宜上平面的に図示しているが、実際は立体的（３次元的）である。

図２は、送電装置の構成を示す図である。なお、図２において、データのやり取りを示す線は実線で示し、電力の供給を示す線は点線で示している。送電装置１０は、制御部１１０、無線送信部１２０、無線受信部１３０、ＡＣ電源１４０、及び電源供給部１５０を含む。
制御部１１０は、送電装置１０を制御する。制御部１１０は、ＣＰＵ１１１、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３、ＨＤＤ１１４及びＵＩ１１５を含む。制御部１１０は、無線送信部１２０及び無線受信部１３０と内部バスで接続されている。
ＣＰＵ１１１は、様々なデータを処理し、送電装置１０を制御する。ＲＯＭ１１２は、不揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１１１が使用するブートプログラム等を記憶する。ＲＡＭ１１３は、揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１１１が使用するデータやプログラム等を一時的に記憶する。ＨＤＤ１１４は、不揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１１１が使用するＯＳやアプリケーション等を記憶する。ＵＩ１１５は、ユーザに様々な情報を表示し、ユーザから様々な指示を受け付ける。

無線送信部１２０は、電力を受電装置２０へ無線で送信する。無線送信部１２０は、通信回路１２１、送電回路１２２、ダイプレクサー１２３及び送電コイル１２４を含む。通信回路１２１は、通信を行うための変調信号を生成する。送電回路１２２は、電力を送信するための変調信号を生成する。
ダイプレクサー１２３は、通信回路１２１が生成した変調信号と送電回路１２２が生成した変調信号を合成する。送電コイル１２４は、ダイプレクサー１２３が合成した変調信号を受電装置２０へ送信する。

無線受信部１３０は、受電装置２０からデータを受信する。無線受信部１３０は、受電コイル１３１、受信回路１３２、復調回路１３３、伝搬時間測定回路１３４、受信レベル検知回路１３５及び伝搬距離算出回路１３６を含む。
受電コイル１３１は、通信を行うための変調信号を受電装置２０から受信する。受信回路１３２は、受電コイル１３１が受信した変調信号を受信する。復調回路１３３は、受信回路１３２が受信した変調信号を復調する。伝搬時間測定回路１３４は、復調回路１３３が変調した信号から、受電装置２０から送信された無線信号が送電装置１０に到達するまでの伝搬時間を測定する。
受信レベル検知回路１３５は、受電コイル１３１からアナログ受信信号を受信し、無線信号の受信レベル（例えば、受信電力レベル）を検知する。伝搬距離算出回路１３６は、伝搬時間測定回路１３４からの伝搬時間と、受信レベル検知回路１３５からのレベルを判断して自装置（送電装置１０）と他の装置（他の送電装置１０又は受電装置２０）との間の距離を算出する。

ＡＣ電源１４０は、交流電圧を送電コイル１２４と電源供給部１５０に供給する。電源供給部１５０は、ＡＣ電源１４０が供給する交流電圧を直流電圧へ変換し、直流電圧を制御部１１０、無線送信部１２０及び無線受信部１３０に供給する。
なお、後述する送電装置１０の機能や処理は、ＣＰＵ１１１がＲＯＭ１１２又はＨＤＤ１１４に格納されているプログラムを読み出し、このプログラムを実行することにより実現されるものである。

図３は、受電装置２０を示す図である。図３において、データのやり取りを示す線は実線で示し、電力の供給を示す線は点線で示している。受電装置２０は、制御部２１０、無線送信部２２０及び無線受信部２３０を含む。制御部２１０は、受電装置２０を制御する。制御部２１０は、ＣＰＵ２１１、ＲＯＭ２１２、ＲＡＭ２１３、ＨＤＤ２１４及びＵＩ２１５を含む。制御部２１０は、無線送信部２２０及び無線受信部２３０と内部バスで接続される。
ＣＰＵ２１１は、様々なデータを処理して、受電装置２０を制御する。ＲＯＭ２１２は、不揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ２１１が使用するブートプログラム等を記憶する。ＲＡＭ２１３は、揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ２１１が使用するデータやプログラム等を一時的に記憶する。ＨＤＤ２１４は、不揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ２１１が使用するＯＳやアプリケーション等を記憶する。ＵＩ２１５は、ユーザに様々な情報を表示し、ユーザから様々な指示を受け付ける。

無線送信部２２０は、送電装置１０へデータを送信する。無線送信部２２０は、通信回路２２１及び送電コイル２２２を含む。通信回路２２１は、通信を行うための変調信号を生成する。送電コイル２２２は、通信回路２２１が生成した変調信号を送電装置１０へ送信する。
無線受信部２３０は、電力を送電装置１０から無線で受信する。無線受信部２３０は、受電コイル２３１、ダイプレクサー２３２、受信回路２３３、復調回路２３４、整流回路２３５、電圧安定化回路２３６及びバッテリー２３７を含む。受電コイル２３１は、送電装置１０から変調信号を受信する。ダイプレクサー２３２は、受電コイル２３１が受信した変調信号を、通信を行うための変調信号と電力を送信するための変調信号に分ける。受信回路２３３は、ダイプレクサー２３２が分けた通信を行うための変調信号を受信する。

復調回路２３４は、受信回路２３３の変調信号を復調する。整流回路２３５は、ダイプレクサー２３２が分けた電力を送信するための変調信号を整流して直流電圧を生成する。電圧安定化回路２３６は、整流回路２３５が生成した直流電圧を安定化する。バッテリー２３７は、電圧安定化回路２３６が安定化した電圧を受けて、電力を蓄積する。また、バッテリー２３７は、蓄積した電力を基に、直流電圧を制御部２１０、無線送信部２２０及び無線受信部２３０に供給する。
なお、後述する受電装置２０の機能や処理は、ＣＰＵ２１１がＲＯＭ２１２又はＨＤＤ２１４に格納されているプログラムを読み出し、このプログラムを実行することにより実現されるものである。

図４は、送電装置１０及び受電装置２０が採用する核磁気共鳴方式の無線による電力供給の処理を説明するための図である。図４（ａ）に示す送電装置１０の送電部４００は、電源４１０と、容量を調整可能なコンデンサ４１１と、コイル４１２とを有している。送電部４００は、コンデンサ４１１の容量を変化させることで受電装置２０と自装置の共振周波数を一致させ、送電を行う。
一方、受電装置２０の受電部４２０は、コイル４２１と、容量を調整可能なコンデンサ４２２と、ダイオード４２３と、負荷抵抗４２４とを有している。受電部４２０は、コンデンサ４２２の容量を変化させることで、送電装置１０自装置の共振周波数を一致させて、電力の供給を受ける。

ダイオード４２３及び負荷抵抗４２４は、整流回路２３５（図３）として機能する。すなわち、ダイオード４２３及び負荷抵抗４２４は、送電装置１０から受電した交流電力を整流することで直流に変換し、内部電力として利用する。
図４（ｂ）は、送電装置１０の共振周波数ｆｂと、受電装置２０の共振周波数ｆｄの一例を示す図である、このように、共振周波数が一致する場合には、送電装置１０は、
より高い効率で送電を行うことができる。

図５は、スーパーフレームの一例を示す図である。本実施形態にかかる無線給電システムは、このようなスーパーフレームを繰り返すことにより、無線給電処理を行う。１つのスーパーフレームは、Ｓ１０１（関連付け期間）、Ｓ１０２（電力伝送準備期間）、及びＳ１０３（電力伝送期間）を有している。なお、それぞれの期間は可変である。
Ｓ１０１において、送電装置１０は、受電装置２０に対し、デバイスＩＤと電力の必要性の確認を行う。送電装置１０が受電装置２０からデバイスＩＤと電力を必要とする旨を受信すると、Ｓ１０２へ移行する。なお、Ｓ１０１からＳ１０２へ移行する期間も可変である。

Ｓ１０２において、受電装置２０は、送電装置１０のデータリクエストによるフレームのレスポンスやアクノリッジを送信することができる。なお、それぞれのレスポンスフレームの長さやアクノリッジフレームの長さは可変である。Ｓ１０２が終了すると、Ｓ１０３へ移行する。なお、Ｓ１０２からＳ１０３へ移行する期間も可変である。
Ｓ１０３において、送電装置１０は、受電装置２０へ電力を伝送する。Ｓ１０３において、受電装置２０は、送電装置１０からのリクエストフレームがなくても、フレームを送電装置１０へ送信することができる。

図６は、フレームフォーマットの一例を示す図である。前述したスーパーフレームにおいては、図６に示すようなフレームフォーマットのパケットを用いたデータ通信が実現される。このデータ通信により、無線給電を開始するために必要なデータの送受信が行われる。
フレームヘッダー３１０は、データ転送時の宛先等を示すものである。フレームヘッダー３１０は、ＩＤ３１１、フレームコントロール３１２、発信元アドレス３１３、行先アドレス３１４及びシーケンスナンバー３１５を含む。ＩＤ３１１は、無線給電システムでデータ通信を行うときに使われるＩＤである。

フレームコントロール３１２は、受電装置２０のデータ交換のための情報である。フレームコントロール３１２は、電力管理３１２０を含む。電力管理３１２０は、電力の必要性を確認するデータである。発信元アドレス３１３は、データ転送時における発信元のアドレスである。行先アドレス３１４は、データ転送時における行先のアドレスである。シーケンスナンバー３１５は、フレームの番号である。
フレームボディ３２０は、データ転送時のデータ本体の情報である。フレームボディ３２０は、ペイロード３２１及びフレームチェックシーケンス３２２を含む。ペイロード３２１は、データ本体である。ペイロード３２１には、例えば、デバイスＩＤ３２１０や付加情報３２１１が割り当てられる。送電装置１０が給電中である場合、付加情報３２１１には、少なくとも現在使用中の共振周波数情報が含まれる。フレームチェックシーケンス３２２は、ペイロード３２１のエラーチェックを行うデータである。

図７は、スーパーフレームにおける送電装置１０と受電装置２０との間のデータ送受信処理を示すシーケンス図である。Ｓ２０１において、送電装置１０は、受電装置２０に対してデバイスＩＤを要求するＡＲＱ信号を送信する。このとき、フレームフォーマットのＩＤ３１１が用いられる。
次に、Ｓ２０２において、送電装置１０は、受電装置２０からデバイスＩＤ３２１０を含むＡＲＳ信号を受信する。このとき、フレームフォーマットのＩＤ３１１を用いる。次に、Ｓ２０３において、送電装置１０は、受電装置２０に電力の必要性を確認する。このとき、フレームフォーマットの電力管理３１２０が用いられる。次に、Ｓ２０４において、受電装置２０は、受電装置２０に電力の必要があれば、送電装置１０へ電力必要の通知を行う。このとき、フレームフォーマットの電力管理３１２０が用いられる。

また、Ｓ２０４において、受電装置２０は、受電装置２０に電力の必要がなければ、送電装置１０へ電力不要の通知を行う。このとき、フレームフォーマットの電力管理３１２０が用いられる。そして、送電装置１０は、受電の必要性の応答結果に基づいて、送電対象の受電装置２０を決定する。次に、Ｓ２０５において、送電装置１０は、電力伝送の準備を行う。次に、Ｓ２０６において、送電装置１０は、受電装置２０に電力伝送を行う。
次に、Ｓ２０７において、受電装置２０は、バッテリー２３７がフルになると、送電装置１０へ電力伝送終了通知を送信する。このとき、フレームフォーマットの電力管理３１２０が用いられる。以上で、１つのスーパーフレームが終了する。このように、スーパーフレーム内において、データ送受信処理を行うことにより、無線給電のためのデータ通信が実現される。

以下、無線給電システムの複数の送電装置１０の給電エリア３０が重なる場合における、送電装置１０の送電における共振周波数を制御する処理について説明する。図８は、送電装置１０による共振周波数通知処理を示すフローチャートである。
送電装置１０は、共振周波数通知処理において、送電に使用している共振周波数を示す共振周波数情報を定期的に他の送電装置１０に通知する。なお、共振周波数通知処理は、受電装置２０へ送電を行うためのリクエスト信号であるＡＲＱ信号送信処理（図７のＳ２０１）において実行される処理である。

まず、Ｓ３０１において、送電装置１０は、起動処理後のアイドル状態に移行すると、ブロードキャストによるＡＲＱ信号の送信を開始する。このとき、送電装置１０は、ＡＲＱ信号の付加情報３２１１に現在使用中の共振周波数を付加して定期的に発信し続ける。なお、給電をしていない場合には、送電装置１０は、付加情報３２１１の値にデフォルト値（例えば、オール０等）を設定して、ＡＲＱ信号を送信する。なお、Ｓ３０１の処理は、共振周波数情報を送信する送信処理の一例である。
次に、Ｓ３０２において、送電装置１０は、自装置の内部状態が更新されたか否かを判定する。なお、内部状態は、例えば受電装置２０への給電を開始又は終了等により更新される。内部状態を更新する処理については、後に後述する。Ｓ３０２において、状態更新がない場合には（Ｓ３０２でＮＯ）、送電装置１０は、ＡＲＱ信号の送信を継続する。
Ｓ３０２において、状態更新があった場合には（Ｓ３０２でＹＥＳ）、Ｓ３０３において、送電装置１０は、共振周波数情報を更新し、更新後の共振周波数情報を含む新たなＡＲＱ情報を定期的に送信する。

図９は、ＡＲＱ信号受信処理を示すフローチャートである。送電装置１０は、ＡＲＱ信号受信処理において、他の送電装置１０が共振周波数通知処理（図８）において送信した共振周波数情報を受信する。まず、Ｓ３１１において、送電装置１０は、起動処理後のアイドル状態に移行すると、受電装置２０と同様に、他の送電装置１０から送信されるＡＲＱ信号の受信を開始する。なお、Ｓ３１１の処理は、共振周波数情報を受信する受信処理の一例である。
次に、Ｓ３１２において、送電装置１０は、受信したＡＲＱ信号の内容を解析する。そして、送電装置１０は、スーパーフレーム中の発信元アドレス３１３及び付加情報３２１１とリストテーブルに保存されているリスト内容とを照合し、リストテーブルへの登録又は更新を行うか否かを判定する。

ここで、リストテーブルについて説明する。リストテーブルは、ＲＡＭ１１３又はＨＤＤ１１４等の記憶部にされている。図１０は、リストテーブルの一例を示す図である。リストテーブル６０１は、発信元アドレス６０２と付加情報３２１１に含まれるパラメータ６０３とを対応付けて格納する。送電装置１０のＣＰＵ１１１は、ＡＲＱ信号に含まれる情報をリストテーブル６０１の発信元アドレス６０２及びパラメータ６０３に登録する。なお、パラメータ６０３には、共振周波数情報が含まれることとする。

図９に戻り、Ｓ３１２においてリストテーブルへの登録又は更新を行うと判定した場合には、Ｓ３１３において、送電装置１０は、リストテーブルの登録又は更新を行う。具体的には、送電装置１０は、新しい発信元からＡＲＱ信号を受信した場合には、リストテーブル６０１の発信元アドレス６０２及びパラメータ６０３に、発信元アドレス３１３及び共振周波数情報を含む付加情報３２１１をそれぞれ追加登録する。
また、送電装置１０は、発信元アドレス６０２に発信元アドレス３１３が登録済みの発信元から受信した付加情報３２１１の内容が異なる場合には、パラメータ６０３に登録されている内容を更新する。
一方、Ｓ３１２において、リストテーブルへの登録及び更新のいずれも行わないと判定した場合には、送電装置１０は、Ｓ３１１に戻り、ＡＲＱ信号の受信を継続する。

図１１は、送電装置１０による第１の送電処理を示すフローチャートである。なお、図１１に示す送電処理は、他の送電装置１０が送電処理を実行していない場合に実行される処理である。まず、Ｓ４０１において、送電装置１０は、送電対象として決定した受電装置２０に対し、共振周波数ｆａで給電を開始する（送電処理）。ここで、共振周波数ｆａは、例えば、受電装置２０から要求される周波数である。続いて、受電装置２０は、充電が完了すると電力伝送終了通知を送電装置１０に送信する（図７のＳ２０７）。これに対応し、Ｓ４０２において、送電装置１０は、受電装置２０から電力伝送終了通知を受信したか否かを確認する。
Ｓ４０２において、電力伝送終了通知を受信しない場合（Ｓ４０２でＮＯ）、送電装置１０は、受電装置２０への給電を継続する。Ｓ４０２において、電力伝送終了通知を受信した場合（Ｓ４０２でＹＥＳ）、送電装置１０は、Ｓ４０３において、受電装置２０に対し、給電終了処理を行い、処理を終了する。
以上の処理において、送電装置１０は、Ｓ４０１において、給電を開始し、Ｓ４０３において給電を終了する。したがって、これに対応し、共振周波数通知処理（図８）において、Ｓ４０１及びＳ４０３それぞれに対応するタイミングにおいて、送電装置１０は、内部状態が更新される（Ｓ３０２でＹＥＳ）。したがって、送電装置１０は、Ｓ４０１及びＳ４０３それぞれに対応するタイミングにおいて、共振周波数情報を更新し、更新後の共振周波数情報を含むＡＲＱ信号を送信する（Ｓ３０３）。

図１２は、送電装置１０による第２の送電処理を示すフローチャートである。なお、図１２に示す第２の送電処理は、他の送電装置１０が第１の送電処理又は第２の送電処理を実行している場合に実行される処理である。まず、Ｓ４１１において、送電装置１０は、送電対象の受電装置２０との間で給電シーケンスを開始する。
次に、Ｓ４１２において、送電装置１０は、給電シーケンス過程での共振周波数調整において、リストテーブル６０１に基づいて、送電中の他の送電装置１０の有無を判定する。具体的には、送電装置１０は、パラメータ６０３に共振周波数情報が格納されているか否かを確認し、格納されている場合に、送電中の他の送電装置１０が存在すると判定する。

Ｓ４１２において、送電中の他の送電装置１０が存在する場合には（Ｓ４１２でＹＥＳ）、Ｓ４１３において、送電装置１０は、他の送電装置１０が使用中の共振周波数に基づいて、自装置が使用する共振周波数を決定する（共振周波数決定処理）。送電装置１０は、具体的には、使用中の共振周波数と異なる共振周波数を自装置が使用する共振周波数として決定する。
ここで、共振周波数が異なるとは、使用中の共振周波数と近いことにより、他の送電装置１０が送電対象とする受電装置２０に対して意図しない給電が行われることがない程度に十分に離れた周波数であることを意味する。これにより、各送電装置１０は、自装置が受電対象として設定した受電装置２０以外の受電装置２０に対し、意図しない給電が行われるのを防ぐことができる。
また、他の例としては、送電装置１０は、送電対象の受電装置２０との間で調整可能な共振周波数の空きが存在しない場合には、使用中の共振周波数が空くのを待つこととしてもよい。そして、使用中の共振周波数が空いた場合に、送電装置１０は、希望する共振周波数を使用して受電装置２０への送電を開始する。

また、Ｓ４１２において、送電中の他の送電装置１０が存在しない場合には（Ｓ４１２でＮＯ）、Ｓ４１４において、送電装置１０は、他の送電装置１０の共振周波数を考慮することなく、共振周波数を決定する。送電装置１０は、具体的には、受電装置２０が要求する共振周波数を、自装置が使用する共振周波数として決定する。
次に、Ｓ４１５において、送電装置１０は、送電対象の受電装置２０への給電を開始する（送電処理）。このとき、送電装置１０は、Ｓ４１３又はＳ４１４において決定された共振周波数を使用して、送電を行う。

次に、Ｓ４１６において、送電装置１０は、受電装置から電力伝送終了通知を受信したか否かを確認する。なお、電力伝送終了通知は、データ送受信処理（図７）のＳ２０７において送信される。Ｓ４１６において、送電装置１０は、電力伝送終了通知を受信しない場合には（Ｓ４１６でＮＯ）、受電装置２０への給電を継続する。Ｓ４１６において、送電装置１０は、電力伝送終了通知を受信した場合には（Ｓ４５１６でＹＥＳ）、Ｓ４１７において、受電装置２０への給電を終了する。
以上の処理において、送電装置１０は、Ｓ４１５において給電を開始、Ｓ４１７において給電を終了する。したがって、これに対応し、共振周波数通知処理（図８）において、Ｓ４１５及びＳ４１７それぞれに対応するタイミングにおいて、送電装置１０は、内部状態が更新される（Ｓ３０２でＹＥＳ）。したがって、送電装置１０は、Ｓ４１５及びＳ４１７それぞれに対応するタイミングにおいて、共振周波数情報を更新し、更新後の共振周波数情報を含むＡＲＱ信号を送信する（Ｓ３０３）。

次に、共振周波数通知処理、ＡＲＱ信号受信処理及び送電処理を、図１３に示す例を参照しつつ、より具体的に説明する。図１３は、３つの送電装置１０の配置関係の一例を示す図である。
このように、３つの送電装置１０（送電装置ＢＡ５１０、送電装置ＢＢ５１１及び送電装置ＢＣ５１２）が近接して配置され、送電装置ＢＡ５１０、送電装置ＢＢ５１１及び送電装置ＢＣ５１２の通信エリア４０及び給電エリア３０に重なりが生じているとする。

そして、送電装置ＢＡ５１０は、関連付け期間において、受電装置２０（受電装置ＤＡ５１３）を送電対象として決定し、共振周波数ｆａにより、受電装置ＤＡ５１３に対して給電を開始する。
さらに、送電装置ＢＡ５１０による受電装置ＤＡ５１３に対する送電中において、受電装置２０（受電装置ＤＢ５１４）が送電装置ＢＡ５１０、送電装置ＢＢ５１１及び送電装置ＢＣ５１２の給電エリア３０内に持ち込まれたとする。さらに、送電装置ＢＢ５１１が受電装置ＤＢ５１４を送電対象として決定したとする。

この場合に、送電装置ＢＢ５１１が共振周波数ｆａに近い又は同一の周波数で送電を開始すると、送電装置ＢＢ５１１からの電力が受電装置ＤＡ５１３に対しても供給される可能性がある。一方で、送電装置ＢＡ５１０からの電力が受電装置ＤＢ５１４に対しても供給される可能性がある。このように、送電装置ＢＡ５１０が送電対象としない受電装置への給電が行われてしまう。
そこで、本実施形態にかかる無線給電システムにおいては、このような場合において、受電装置ＤＡ５１３及び受電装置ＤＢ５１４への給電に対し、異なる共振周波数を利用するための処理を行う。

具体的には、すべての送電装置１０（送電装置ＢＡ５１０、送電装置ＢＢ５１１及び送電装置ＢＣ５１２）は、共振周波数通知処理（図８）において、自装置が使用中の共振周波数を他の送電装置１０に通知する。また、すべての送電装置１０は、ＡＲＱ信号受信処理（図９）において、他の送電装置１０が使用中の共振周波数情報を受信する。
送電装置ＢＡ５１０は、第１の送電処理（図１１）を実行し、共振周波数ｆａを使用して受電装置ＤＡ５１３への送電を開始する（Ｓ４０１）。その後、送電装置ＢＡ５１０は、受電装置ＤＡ５１３から電力伝送終了通知を受信するまで送電を継続し、電力伝送終了通知を受信すると、送電を終了する（Ｓ４０３）。
これに対応し、送電装置ＢＡ５１０は、共振周波数通知処理において、Ｓ４０１に対応するタイミングにおいて、共振周波数ｆａを示す共振周波数情報を送信する。また、送電装置ＢＡ５１０は、共振周波数通知処理において、Ｓ４０６に対応するタイミングにおいて、デフォルト値を示す共振周波数情報を送信する。

また、新たに送電を開始する送電装置ＢＢ５１１は、第２の送電処理（図１２）を実行する。なお、このとき、送電装置ＢＡ５１０は、受電装置ＤＡ５１３に対する送電中である。この場合、送電装置ＢＢ５１１のリストテーブル６０１には、送電装置ＢＡ５１０の発送元アドレスと、使用中の共振周波数ｆａが格納されている（Ｓ４１２でＹＥＳ）。したがって、送電装置ＢＢ５１１は、共振周波数ｆａと異なる共振周波数ｆｂを、自装置が使用する共振周波数として決定する（Ｓ４１３）。
そして、送電装置ＢＢ５１１は、共振周波数ｆｂを使用して、受電装置ＤＢ５１４への送電を開始する（Ｓ４１５）。その後、送電装置ＢＢ５１１は、受電装置ＤＢ５１４から電力伝送終了通知を受信するまで送電を継続し、電力伝送終了通知を受信すると、送電を終了する（Ｓ４１７）。

これに対応し、送電装置ＢＢ５１１は、共振周波数通知処理において、Ｓ４１５に対応するタイミングにおいて、共振周波数ｆｂを示す共振周波数情報を送信する。また、送電装置ＢＢ５１１は、共振周波数通知処理において、Ｓ４１７に対応するタイミングにおいて、デフォルト値を示す共振周波数情報を送信する。
このように、本実施形態にかかる無線給電システムは、送電装置が使用中の共振周波数情報を各送電装置１０が共有することにより、受電装置２０への意図しない給電が行われるのを回避することができる。

第１の実施形態にかかる無線給電システムの変更例としては、受電装置２０は、送電装置１０と同様にＡＲＱ信号を受信し、リストテーブル６０１に格納してもよい。なお、この場合は、受電装置２０は、ＲＡＭ２１３又はＨＤＤ２１４等の記憶部にリストテーブル６０１を記憶しておく。そして、受電装置２０は、ＡＲＱ信号受信処理（図９）を実行し、さらに、使用中の共振周波数に基づいて、受電処理に使用する共振周波数を決定する（共振周波数決定処理）。そして、受電装置２０は、決定した共振周波数以外の共振周波数を使用した受電処理は実行しないこととする。
また、受電装置２０は、決定した共振周波数を送電装置１０に対して希望周波数として通知してもよい。このように、送電装置１０だけでなく、受電装置２０も、送電装置１０が使用中の共振周波数情報を共有することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態にかかる無線給電システムにおいては、２つの送電装置１０間で、付加情報を交換し合う。この点で、第２の実施形態にかかる無線給電システムは、各送電装置１０が一方的に付加情報３２１１を含むＡＲＱ信号を送信する第１の実施形態にかかる無線給電システムと異なっている。
本実施形態にかかる無線給電システムにおいては、ある送電装置１０は、他の一の送電装置１０の関連付け期間において、受電装置２０のように振る舞うことにより、付加情報の交換を完了する。

図１４は、送電装置１０による、ＡＲＱ信号送信処理を示すフローチャートである。Ｓ５０１において、送電装置１０は、ＡＲＱ信号の送信を開始する。次に、Ｓ５０２において、送電装置１０は、他の送電装置１０からのＡＲＳ信号の送信を待つ。Ｓ５０２において、ＡＲＳ信号を受信した場合（Ｓ５０２でＹＥＳ）、送電装置１０は、処理をＳ５０３へ進める。Ｓ５０２において、ＡＲＳ信号を受信しない場合（Ｓ５０２でＮＯ）、送電装置１０は、継続してＡＲＳ信号の受信を待つ。
Ｓ５０３において、送電装置１０は、Ｓ５０２において受信したＡＲＳ信号に基づいて、他の送電装置１０における状態更新の有無を判定する。具体的には、送電装置１０は、ＡＲＳ信号に含まれる発信元アドレス３１３及び付加情報３２１１に更新がないかどうかを判定する。

Ｓ５０３において、更新がある場合には（Ｓ５０３でＹＥＳ）、Ｓ５０４において、送電装置１０は、リストテーブル６０１に登録されている情報とＡＲＳ信号に含まれる情報との差分に基づいて、リストテーブル６０１を更新する。Ｓ５０３において、更新がない場合には（Ｓ５０３でＮＯ）、送電装置１０は、処理をＳ５０５へ進める。
Ｓ５０５において、送電装置１０は、自装置の内部状態の更新の有無を判定する。Ｓ５０５において、更新がある場合には（Ｓ５０５でＹＥＳ）、送電装置１０は、処理をＳ５０６へ進める。Ｓ５０５において、更新がない場合には（Ｓ５０５でＮＯ）、送電装置１０は、処理をＳ５０２へ戻し、ＡＲＳ信号の受信を待つ。Ｓ５０６において、送電装置１０は、付加情報３２１１の内容を更新してＡＲＱ信号の発信を継続する。

図１５は、送電装置１０による、ＡＲＱ信号受信処理を示すフローチャートである。ＡＲＱ信号受信処理において、送電装置１０は、他の送電装置１０がＡＲＱ信号送信処理（図１４）において送信したＡＲＱ信号を受信する。Ｓ５０７において、送電装置１０は、ＡＲＱ信号の受信を開始する。Ｓ５０８において、送電装置１０は、他の送電装置１０からのＡＲＱ信号の受信を待つ。
Ｓ５０８において、ＡＲＱ信号を受信した場合には（Ｓ５０８でＹＥＳ）、送電装置１０は、処理をＳ５０９へ進める。Ｓ５０８において、ＡＲＱ信号を受信しない場合には（Ｓ５０８でＮＯ）、送電装置１０は、継続してＡＲＱ信号の受信を待つ。

Ｓ５０９において、送電装置１０は、Ｓ５０８において受信したＡＲＱ信号に基づいて、他の送電装置１０における状態更新の有無を判定する。具体的には、送電装置１０は、ＡＲＱ信号に含まれる発信元アドレス３１３及び付加情報３２１１に更新がないかどうかを判定する。
Ｓ５０９において、更新がある場合には（Ｓ５０９でＹＥＳ）、Ｓ５１０において、送電装置１０は、リストテーブル６０１に登録されている情報とＡＲＱ信号に含まれる情報との差分に基づいて、リストテーブル６０１を更新する。Ｓ５０９において、更新がない場合には（Ｓ５０９でＮＯ）、送電装置１０は、処理をＳ５１１へ進める。

Ｓ５１１において、送電装置１０は、自装置の内部状態の更新の有無を判定する。Ｓ５１１において、更新がある場合には（Ｓ５１１でＹＥＳ）、送電装置１０は、処理をＳ５１２へ進める。Ｓ５１１において、更新がない場合には（Ｓ５１１でＮＯ）、送電装置１０は、処理をＳ５０８へ戻し、ＡＲＳ信号の受信を待つ。Ｓ５１２において、送電装置１０は、付加情報３２１１の内容を更新してＡＲＳ信号をＡＲＱ信号のレスポンスとして送信する。
例えば、図１３に示す例においては、送電装置ＢＡ５１０、送電装置ＢＢ５１１及び送電装置ＢＣ５１２のそれぞれが、ＡＲＱ信号送信処理（図１４）及びＡＲＱ信号受信処理（図１５）を実行する。

このように、第２の実施形態にかかる無線給電システムにおいては、送電装置１０間において、共振周波数情報を互いに確認した上で共有することができる。これにより、送電装置１０は、受電装置２０への意図しない給電が行われるのを回避することができる。
なお、第２の実施形態にかかる無線給電システムのこれ以外の構成及び処理は、第１の実施形態にかかる無線給電システムの構成及び処理と同様である。

（第３の実施形態）
第３の実施形態にかかる無線給電システムにおいては、各送電装置１０は、伝搬距離算出回路１３６により算出された自装置と他の送電装置１０との間の距離に基づいて、送電対象の受電装置２０への送電に使用する共振周波数を決定する。
第３の実施形態にかかる各送電装置１０は、リストテーブル６０１のパラメータ６０３において、共振周波数情報とともに、各送電装置１０との間の距離を示す距離情報を格納している。リストテーブル６０１はさらに、他の送電装置１０の給電エリアを示す給電エリア情報が各送電装置１０のアドレス（６０２）に対応付けて格納されている。なお、送電装置１０は、例えば、ＡＲＱ信号に自装置の給電エリア情報を付与することとする。そして、各送電装置１０は、他の送電装置１０から給電エリア情報を取得し、これをリストテーブル６０１に登録する。

図１６は、第３の実施形態にかかる送電装置１０による、第２の送信処理を示すフローチャートである。Ｓ６０１において、送電装置１０は、送電対象の受電装置２０との間で給電シーケンスを開始する。次に、Ｓ６０２において、送電装置１０は、送電装置１０は、給電シーケンス過程での共振周波数調整において、リストテーブル６０１に基づいて、送電中の他の送電装置１０の有無を判定する。
Ｓ６０２において、他の送電装置１０が存在する場合には（Ｓ６０２でＹＥＳ）、送電装置１０は、処理をＳ６０３へ進める。Ｓ６０２において、他の送電装置１０が存在しない場合には（Ｓ６０２でＮＯ）、送電装置１０は、処理をＳ６０４へ進める。

Ｓ６０３において、送電装置１０は、伝搬距離算出回路１３６により算出された他の送電装置１０との間の距離を特定する（距離特定処理）。そして、送電装置１０は、リストテーブル６０１に格納されている他の送電装置１０の給電エリア情報に基づいて、自装置の給電エリアと他の送電装置１０の給電エリアとの重なりが存在するか否かを判定する。
Ｓ６０３において、重なりが存在する場合には（Ｓ６０３でＹＥＳ）、送電装置１０は、処理をＳ６０５へ進める。Ｓ６０５において、送電装置１０は、重なりが存在する他の送電装置１０が使用している共振周波数に基づいて、自装置が使用する共振周波数を決定し（共振周波数決定処理）、処理をＳ６０６へ進める。
Ｓ６０４において、重なりが存在しない場合には（Ｓ６０３でＮＯ）、送電装置１０は、処理をＳ６０４へ進める。Ｓ６０４において、送電装置１０は、他の送電装置１０の共振周波数を考慮することなく、共振周波数を決定し、処理をＳ６０６へ進める。なお、Ｓ６０６〜Ｓ６０８の処理は、第１の実施形態において説明した第２の送信処理（図１２）のＳ４１５〜Ｓ４１７の処理と同様である。

次に、第２の送電処理を、図１７に示す例を参照しつつ、より具体的に説明する。図１７は、３つの送電装置１０の配置関係の一例を示す図である。このように、３つの送電装置１０のうち、送電装置ＢＢ５１１の給電エリアと、送電装置ＢＣ５１２の給電エリアとの間に重なりが存在しているものとする。
一方で、送電装置ＢＡ５１０の給電エリアは、送電装置ＢＢ５１１の給電エリア及び送電装置ＢＣ５１２の給電エリアのいずれとも重なりが生じていないものとする。ただし、送電装置ＢＡ５１０、送電装置ＢＢ５１１及び送電装置ＢＣ５１２の通信エリアは、互いに重なりが生じているものとする。

上述の通り、送電装置ＢＡ５１０の給電エリアと、送電装置ＢＢ５１１の給電エリアに重なりは生じていない。このため、送電装置ＢＡ５１０による受電装置ＤＡ５１３への給電中に、送電装置ＢＢ５１１が新たに受電装置ＤＢ５１４への送電を開始する場合において、送電装置ＢＢ５１１は、送電装置ＢＡ５１０が使用している共振周波数を使用することができる。
具体的には、第２の送電処理（図１４）において、送電装置ＢＢ５１１は、受電装置ＤＢ５１４への給電を開始する。そして、Ｓ６０１において、送電装置ＢＢ５１１は、受電装置ＤＢ５１４と給電シーケンスを開始する。そして、Ｓ６０３において、送電装置ＢＢ５１１は、リストテーブル６０１を参照する。

このとき、送電装置ＢＢ５１１のリストテーブル６０１には、送電装置ＢＡ５１０及び送電装置ＢＣ５１２の給電可能エリア情報が格納されている。さらに、リストテーブル６０１には送電装置ＢＡ５１０と自装置との間の距離ＡＢを示す距離情報と、送電装置ＢＣ５１２と自装置との間の距離ＢＣを示す距離情報とが格納されている。
送電装置ＢＢ５１１は、リストテーブル６０１に格納されているこれらの情報に基づいて、送電装置ＢＡ５１０の給電エリアと、自装置（送電装置ＢＢ５１１）の給電エリアとの重なりの有無を判定する。

図１７に示す例においては、重なりが存在しないため（Ｓ６０３でＮＯ）、送電装置ＢＢ５１１は、送電装置ＢＡ５１０が使用する共振周波数ｆａを考慮することなく、自装置が使用する共振周波数を決定する（Ｓ６０４）。これにより、例えば、送電装置ＢＢ５１１は、共振周波数をｆａと決定することも可能である。
一方、例えば、図１３に示す配置状態においては、送電装置ＢＢ５１１の給電エリアは、送電装置ＢＡ５１０の給電エリアと重なりが生じている（Ｓ６０３でＹＥＳ）。このため、送電装置ＢＢ５１１は、送電装置ＢＡ５１０が使用中の共振周波数ｆａに基づいて、自装置が使用する共振周波数を決定する（Ｓ６０５）。具体的には、送電装置ＢＢ５１１は、共振周波数ｆａと異なる共振周波数ｆｂを自装置が使用する共振周波数として決定する。

このように、第３の実施形態にかかる無線給電システムにおいては、各送電装置１０は、他の送電装置１０の給電エリアと自装置の給電エリアとの重なりの有無に基づいて、共振周波数を決定することができる。これにより、受電装置２０への意図しない給電が行われるのを回避することができる。
なお、第３の実施形態にかかる無線給電システムのこれ以外の構成及び処理は、他の実施形態にかかる無線給電システムの構成及び処理と同様である。

第３の実施形態にかかる無線給電システムの変更例としては、送電装置１０は、他の送電装置１０との間の距離に替えて、各送電装置１０の存在する位置を示す位置情報をリストテーブル６０１に格納することとしてもよい。
図１７に示す例においては、各送電装置１０のリストテーブル６０１には、送電装置ＢＡ５１０の位置情報（ｘＡ、ｙＡ、ｚＡ）、送電装置ＢＢ５１１の位置情報（ｘＢ、ｙＢ、ｚＢ）及び送電装置ＢＣ５１２の位置情報（ｘＣ、ｙＣ、ｚＣ）が格納されている。
この場合には、各送電装置１０は、第２の送電処理（図１６）のＳ６０３において、各送電装置１０の位置情報に基づいて、自装置と他の送電装置１０との間の距離を算出する。そして、送電装置１０は、算出した距離と、給電エリアとに基づいて、他の送電装置１０の給電エリアと自装置の給電エリアとの間の重なりの有無を判定する。

＜その他の実施形態＞
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給する。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

以上、上述した各実施形態によれば、簡単な処理により、送電対象とする受電装置への適切な送電を実現することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

Claims (9)

1. 受電装置に送電する送電装置であって、
   無線により送電を行う送電手段と、
   送電中の他の送電装置から、送電に使用している共振周波数情報を受信する受信手段と、
   前記共振周波数情報に基づいて、前記送電手段が送電に使用する共振周波数を決定する共振周波数決定手段と
   を有することを特徴とする送電装置。
2. 前記送電手段が前記送電を開始した場合に、前記送電手段が使用する前記共振周波数を示す共振周波数情報を送信する送信手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の送電装置。
3. 前記送電装置と前記他の送電装置の間の距離を特定する距離特定手段と、
   前記送電装置及び前記他の送電装置それぞれの給電可能エリアを記憶する記憶手段と
   をさらに有し、
   前記共振周波数決定手段は、前記距離及び前記給電可能エリアに基づいて、前記共振周波数を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の送電装置。
4. 前記送電装置及び前記他の送電装置それぞれの位置情報と、前記送電装置及び前記他の送電装置それぞれの給電可能エリアとを記憶する記憶手段をさらに有し、
   前記共振周波数決定手段は、前記位置情報及び前記給電可能エリアに基づいて、前記共振周波数を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の送電装置。
5. 送電装置から電力を受電する受電装置であって、
   無線により電力の供給を受ける受電手段と、
   １又は複数の送電装置から、前記送電装置が送電に使用している共振周波数情報を受信する受信手段と、
   前記共振周波数情報に基づいて、前記受電手段が受電に使用する共振周波数を決定する共振周波数決定手段と
   を有することを特徴とする受電装置。
6. 受電装置に送電する送電装置が実行する送電方法であって、
   無線により送電を行う送電ステップと、
   送電中の他の送電装置から、送電に使用している共振周波数情報を受信する受信ステップと、
   前記共振周波数情報に基づいて、送電に使用する共振周波数を決定する共振周波数決定ステップと
   を含むことを特徴とする送電方法。
7. 送電装置から電力を受電する受電装置が実行する受電方法であって、
   無線により電力の供給を受ける受電ステップと、
   １又は複数の送電装置から、前記送電装置が送電に使用している共振周波数情報を受信する受信ステップと、
   前記共振周波数情報に基づいて、受電に使用する共振周波数を決定する共振周波数決定ステップと
   を含むことを特徴とする受電方法。
8. コンピュータを、
   送電中の送電装置から、送電に使用している共振周波数情報を受信する受信手段と、
   前記共振周波数情報に基づいて、送電手段が送電に使用する共振周波数を決定する共振周波数決定手段と
   して機能させるためのプログラム。
9. コンピュータを、
   送電装置から、前記送電装置が送電に使用している共振周波数情報を受信する受信手段と、
   前記共振周波数情報に基づいて、受電手段が受電に使用する共振周波数を決定する共振周波数決定手段と
   して機能させるためのプログラム。

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