JP2015092825A - 電力供給システム及び電力供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線信号による電力供給において、送電装置と受電装置の間の距離が変動しても、効率良く電力を供給する。【解決手段】無線信号を用いて電力を供給する送電装置と、送電装置から供給された電力を受信する受電装置との間の距離が変動しても、送電装置のＱ値を調整することで伝送効率を最適な状態とする。受電装置の共振回路のインピーダンスを一定周波数で変動させ、それにより生じる反射波を返信信号として送電装置で検出し、送電装置のＱ値を調節することで、伝送効率を最適な状態とする。【選択図】図１

Description

本発明は無線信号により電力の供給を行う送電装置、受電装置、及びそれらを用いた電力
供給方法に関する。

なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置
全般を指し、撮像装置、表示装置、電気光学装置、送電装置、受電装置、半導体回路及び
電子機器などは全て半導体装置である。

近年、情報通信技術の進歩により、さまざまな電子機器をコンピュータネットワークに接
続し、情報を自在にやりとりすることが可能で、様々なサービスを享受できるユビキタス
社会の実現が提唱されている。「ユビキタス」の語源は「あまねく存在する」という意味
のラテン語にあり、いつでもどこでもコンピュータを意識せず、コンピュータを利用した
情報処理が電子機器を通じて生活環境の中に自然に溶け込んでいるという意味で用いられ
ている。

電子機器を機能させるためには、電子機器に電力を供給する（以下、「送電」ともいう）
必要がある。携帯電話機などに代表される携帯型電子機器は、内蔵された蓄電池により電
力が供給されるが、蓄電池の充電は、電子機器を充電器にセットして、各戸に配電されて
いる商用電源から受電することで行われている。また、電子機器と充電器を接続するため
には接点を設ける必要があるが、接点不良による故障の解消や、防水機能を付与したデザ
インの作りやすさなどから、接点を必要としない無接点電力供給手段（ワイヤレス送電技
術ともいう）が注目されている。

無接点電力供給手段としては、電磁誘導方式、磁界共鳴方式、電界共鳴方式、電磁波（マ
イクロ波）方式などが検討されている。特に磁界共鳴方式は、装置構成がシンプルなこと
、送電側と受電側の位置を厳密に合わせる必要が無いこと、数メートルの距離で高効率な
送電が可能であること、という特徴を有している。

「ワイヤレス送電第二幕」、ＥＥＴＩＭＥＳ Ｊａｐａｎ、Ｎｏ．５１、２００９．１０、ｐ．２０−３３

磁界共鳴方式による送電は、送電装置と受電装置に、共振周波数が同じアンテナをそれぞ
れ用意し、送電側のアンテナに高周波電力を供給して磁界を発生させ、同じ共振周波数を
有する受電側のアンテナに共鳴現象により電力を供給する。

磁界共鳴方式による送電は、数メートルの距離で高効率な送電が可能であるが、送電側の
アンテナと受電側のアンテナの距離（送電距離）が変動すると、相互リアクタンスの変動
により伝送効率（送電装置が供給する電力に対する、受電装置が受け取る電力の割合）が
大きく低下してしまうという問題があった。

受電側に常に一定量の電力を供給するためには、低下した伝送効率に応じて、送電側の電
力供給量を増加させる必要があり、送電側の消費電力が増大してしまう。

伝送効率を改善するためには、相互リアクタンスの変動に伴い送電周波数を変化させる方
法や、送電側のアンテナのインダクタンスＬを調整する方法などがあるが、受電強度を検
出するための機構や、検出された受電強度を送電装置に返信するための通信手段を別途設
ける必要があり、回路構成が複雑になるといった問題があった。そのため、構成部品が増
え、生産性の向上やコストダウンが行いにくいという問題があった。

本発明の一態様では、消費電力が低減された電力供給装置を提供することを目的の一とす
る。

本発明の一態様では、生産性の良い電力供給装置を提供することを目的の一とする。

本明細書で開示する発明の一態様は、上記課題の少なくとも一つを解決する。

第１の周波数を有する無線信号を用いて電力を供給する送電装置と、送電装置から供給さ
れた電力を受信する受電装置の間の伝送効率を、送電装置のＱ値を調整することで最適な
状態とする。

受電装置の共振回路に変調回路を接続し、変調回路により共振回路のインピーダンスを第
２の周波数で変動させる。インピーダンスの変動により、送電装置に、第１の周波数と第
２の周波数が重畳された反射波が返信される。反射波の振幅の大きさは、送電装置と受電
装置の距離に反比例するため、送電装置が有する変調信号検出回路により、第２の周波数
の振幅成分を検出し、第２の周波数の振幅に応じて送電装置のＱ値を調整する。

第２の周波数は、送電装置が電力供給に用いる第１の周波数とは異なる周波数を用いる。
第２の周波数は、第１の周波数よりも小さい周波数であることが好ましい。送電装置で検
出される第２の周波数の振幅が大きいほど伝送効率がよく、小さいほど伝送効率が悪いと
いえる。

送電装置のＱ値は、Ｑ値の変更前後における、第２の周波数の振幅変化を見ながら適宜調
整する。Ｑ値を大きくした後に、送電装置で検出される第２の周波数の振幅が小さくなっ
た場合は、Ｑ値を小さくする。また、Ｑ値を小さくした後に、送電装置で検出される第２
の周波数の振幅が小さくなった場合は、Ｑ値を大きくする。

Ｑ値の変更は最大と最小の２段階で行っても良いが、５段階以上、好ましくは１０段階以
上に分けて行うと、伝送効率を精度よく調整できるため好ましい。また、ルックアップデ
ーブル等を用いて、送電装置で検出される第２の周波数の振幅の大きさによって、Ｑ値を
決める構成としても良い。

本発明の一態様によれば、消費電力が低減され、効率よく電力を伝送する電力供給装置を
提供することができる。

本発明の一態様によれば、構成部品が少なく、生産性の良い電力供給装置を提供すること
ができる。

送電装置と受電装置の構成例を説明する図。 送電装置の構成例を説明する図。 回路シミュレーションで用いた送電装置と受電装置の構成を説明する図。 回路シミュレーションの計算結果を説明する図。 送電装置で検出される電位変化を説明する図。 送電装置のＱ値調整方法の一例を説明するフローチャート。 送電装置と受電装置の利用形態の一例を説明する図。 送電装置と受電装置の利用形態の一例を説明する図。

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。

図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解を簡単にするため、実際
の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ず
しも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。なお、実施の形態を
説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付
し、その繰り返しの説明は省略する。

本明細書等において「電極」や「配線」の用語は、これらの構成要素を機能的に限定する
ものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、その逆
もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「配線」が
一体となって形成されている場合なども含む。

トランジスタは半導体素子の一種であり、電流や電圧の増幅や、導通または非導通を制御
するスイッチング動作などを実現することができる。本明細書におけるトランジスタは、
ＩＧＦＥＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉ
ｓｔｏｒ）や薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）
を含む。

本明細書等において、トランジスタのソースとドレインは、トランジスタの構造や動作条
件などによって互いに入れ替わるため、いずれがソースまたはドレインであるかを限定す
ることが困難である。このため、本明細書等においては、ソースやドレインの用語は、入
れ替えて用いることができるものとする。

本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」などの序数は、構成要素の混同を避け
るために付すものであり、数的に限定するものではない。

（実施の形態１）
本実施の形態では、図１乃至図５を用いて本発明の一形態について説明する。

図１（Ａ）に示す送電装置１００は、電源１０１、整合回路１０２、電力放射回路１０３
、変調信号検出回路１０４、抵抗素子１０９を有している。整合回路１０２は、電源１０
１に直列に接続する容量素子１０７と、電源１０１に並列に接続する容量素子１０８を有
している。

電源１０１は交流電力を発生し、整合回路１０２を介して電力放射回路１０３に交流電力
を供給する。電源１０１が供給する交流電力の周波数ｆ_Ｇは、特定の周波数に限定されず
、例えばサブミリ波である３００ＧＨｚ〜３ＴＨｚ、ミリ波である３０ＧＨｚ〜３００Ｇ
Ｈｚ、マイクロ波である３ＧＨｚ〜３０ＧＨｚ、極超短波である３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ
、超短波である３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ、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３
ｋＨｚ〜３０ｋＨｚのいずれかを用いることができる。

なお、電源１０１のインピーダンスと電力放射回路１０３のインピーダンスが異なると、
電源１０１から供給された交流電力の一部がインピーダンス差に応じて反射されるため、
交流電力を効率よく電力放射回路１０３に供給することができない。整合回路１０２は、
電源１０１のインピーダンスと電力放射回路１０３のインピーダンスをほぼ一致させ、電
源１０１から供給される交流電力を、効率よく電力放射回路１０３に伝える機能を有する
。

電力放射回路１０３は、送電アンテナ１０６と可変抵抗素子１０５を有し、電源１０１か
ら供給された周波数ｆ_Ｇの交流電力を、送電アンテナ１０６を介して外部の空間に放射す
る機能を有する。

抵抗素子１０９は、送電アンテナ１０６と電源１０１の間に直列に接続されている。変調
信号検出回路１０４は、抵抗素子１０９に並列に接続され、抵抗素子１０９の電位変動を
検出する機能を有する。

図１（Ｂ）に示す受電装置２００は、共振回路２０５、変調回路２０４、整流回路２０３
、レギュレーター２０２、論理回路２０１を有している。共振回路２０５は、受電アンテ
ナ２０６と、容量素子２０９を有している。また、共振回路２０５は、受電アンテナ２０
６のインダクタンスＬと、容量素子２０９のコンダクタンスＣの組み合わせにより決定さ
れる、共振周波数ｆ_Ｒを有する。

電力放射回路１０３から放射される交流電力の周波数ｆ_Ｇと、共振回路２０５が有する共
振周波数ｆ_Ｒを一致させることで、ファラデーの電磁誘導の法則により、共振回路２０５
に誘導起電力を生じさせ、送電装置１００から受電装置２００への電力供給を実現するこ
とができる。

変調回路２０４は、トランジスタ２０７と抵抗素子２０８を有し、共振回路２０５に並列
に接続されている。トランジスタ２０７に用いる半導体には、非晶質半導体、微結晶半導
体、多結晶半導体等を用いることができる。例えば、非晶質シリコンや、微結晶ゲルマニ
ウム等を用いることができる。また、酸化物半導体や、ＳｉＣ等の化合物半導体を用いる
こともできる。

整流回路２０３は、ダイオード２１４と容量素子２１０を有し、配線２１１と配線２１２
に接続されている。整流回路２０３は、共振回路２０５に誘起された交流電力を直流電力
に変換し、配線２１１と配線２１２に供給する機能を有する。レギュレーター２０２は配
線２１１と配線２１２に並列に接続され、配線２１１と配線２１２の間の電位差が一定以
上にならないように調節する機能を有する。レギュレーター２０２により、配線２１１と
配線２１２に接続されている論理回路２０１や、図示しない他の回路に過大な電圧が印加
されることを防ぐ。

論理回路２０１は、配線２１１と配線２１２に並列に接続され、変調回路２０４が有する
トランジスタ２０７のゲートに、配線２１３を介して接続されている。

本実施の形態では、送電アンテナ１０６及び受電アンテナ２０６の形状としてコイル状の
ものを示すが、アンテナの形状はこれに限定されず、電力の供給に用いる高周波の周波数
を考慮して適宜設定すれば良い。コイル状のアンテナ以外にも、モノポールアンテナ、ダ
イポールアンテナ、パッチアンテナなどを用いることができる。

電力の伝送効率は、ｋ値及びＱ値の積により決定される。ｋ値は、結合係数ｋとも呼ばれ
、送電アンテナ１０６と受電アンテナ２０６の結合の強さを表す指標であり、数式１によ
り表される。

Ｌ_Ｇは送電アンテナ１０６のインダクタンスであり、Ｌ_Ｒは受電アンテナ２０６のインダ
クタンスである。Ｍは相互インダクタンスである。結合係数ｋは、送電アンテナ１０６と
受電アンテナ２０６間の距離（アンテナ間距離）が広がるほど小さい値となる。

Ｑ値は送電アンテナ１０６が保持するエネルギーを表す指標であり、数式２により表され
る。

ｆ_Ｇは電力放射回路１０３から放射される交流電力の周波数であり、Ｌ_Ｇは送電アンテナ
１０６のインダクタンスであり、Ｒ_ｏｈｍは電力放射回路１０３の抵抗成分であり、Ｒ_ｒ
ａｄは放射に寄与する抵抗成分（放射抵抗）である。

送電アンテナ１０６と受電アンテナ２０６間の距離が広がると、結合係数ｋ（ｋ値）が著
しく小さくなるため、Ｑ値を大きくすることで伝送効率を高める必要がある。ここで、図
３及び図４を用いて、回路シミュレーションにより計算したＱ値を変化させたときの結合
係数ｋ（アンテナ間距離）と生成電圧の関係を説明する。回路シミュレーションは、ＳＩ
ＬＶＡＣＯ社のソフトウェア「ＳｍａｒｔＳｐｉｃｅ」を用いて行った。

図３（Ａ）は、計算時に仮定した送電装置１１００の回路構成を示している。送電装置１
１００は電源１１０１と、整合回路１１０２と、送電アンテナ１１０６を有している。図
３（Ｂ）は、計算時に仮定した受電装置１２００の回路構成を示している。受電装置１２
００は、受電アンテナ１２０６を有する共振回路１２０５と、整流回路１２０３を有して
いる。受電装置１２００は、共振回路１２０５に生じた誘導起電力を整流回路１２０３で
直流電力に変換し、配線１２１１と配線１２１２の間に設けられた負荷抵抗素子１２２０
に生成電圧Ｖ_Ｒとして出力する構成となっている。

電源１１０１のインピーダンスを５０Ωとし、電源１１０１から出力する交流電力を、周
波数１３．５６ＭＨｚ、振幅３Ｖとした。配線１２１１と配線１２１２の間の負荷抵抗素
子１２２０を８２０Ωとし、受電により配線１２１１と配線１２１２の間に生成される生
成電圧Ｖ_Ｒを計算した。

図４に、シミュレーション結果を示す。図４の横軸は結合係数ｋであり、アンテナ間距離
に相当する。結合係数は、アンテナ間距離が広がるほど小さい値となる。縦軸は生成電圧
Ｖ_Ｒであり、生成電圧Ｖ_Ｒの値が大きいほど伝送効率が良いことを示す。曲線１３０１は
、可変抵抗素子１１０５の値を１００Ωとした場合の結合係数ｋと生成電圧Ｖ_Ｒの関係を
示しており、曲線１３０２は、可変抵抗素子１１０５の値を１Ωとした場合の結合係数ｋ
と生成電圧Ｖ_Ｒの関係を示している。言い換えると、曲線１３０１はＱ値が小さい場合の
アンテナ間距離と伝送効率の関係を示しており、曲線１３０２はＱ値が大きい場合のアン
テナ間距離と伝送効率の関係を示している。

図４より、アンテナ間距離により、最適なＱ値があることがわかる。すなわち、送電装置
１００が有する電力放射回路１０３のＱ値を、アンテナ間距離に応じて適切な値とするこ
とで、伝送効率を改善し、消費電力の少ない送電を実現することができる。

一般に、送電装置と受電装置の距離を検出し、検出された距離に応じて出力電力やＱ値を
調整するためには、電力送電に用いる周波数とは異なる周波数の信号や、異なる通信手段
を用いる必要がある。このため、電力送電とは別に通信部を設ける必要があり、装置構成
が複雑になり、生産性の向上やコストダウンが行いにくかった。

本明細書に開示する構成を用いることで、簡易な回路構成により、電力放射回路１０３の
Ｑ値を精度良く調整することができるため、消費電力が少なく伝送効率の良い送電装置を
生産性良く作製することができる。すなわち、消費電力が少なく効率の良い電力供給を実
現することができる。

続いて、本明細書に開示する送電装置１００及び受電装置２００の動作について説明する
。本明細書に開示した送電装置１００及び受電装置２００は、受電装置２００が有する変
調回路２０４により、受電装置２００のインピーダンスを共振周波数ｆ_Ｒよりも低い周波
数ｆ_ａｎｓで変動させ、周波数ｆ_ａｎｓを有する反射波を返信信号として送電装置１００
に生じさせる構成を有する。

変調回路２０４によるインピーダンスの変調は、論理回路２０１により制御される。論理
回路２０１は、配線２１３を介してトランジスタ２０７をオン状態またはオフ状態とする
。トランジスタ２０７がオン状態となると、トランジスタ２０７のソースおよびドレイン
間が導通状態となり、変調回路２０４の内部抵抗が小さくなる。トランジスタ２０７がオ
フ状態となると、トランジスタ２０７のソースおよびドレイン間が絶縁状態となり、変調
回路２０４の内部抵抗が大きくなる。論理回路２０１によりトランジスタ２０７のオン状
態とオフ状態を切り替えることで、受電装置２００のインピーダンスを変動させることが
できる。

図５に、送電装置１００が有する抵抗素子１０９で検出される電位変化を示す。図５にお
いて、横軸は時間であり、縦軸は電位を示している。抵抗素子１０９では、電源１０１か
ら供給される交流電力１１１に、返信信号２２１が重畳した電位が検出される。返信信号
振幅Ｖ_ａｎｓは、返信信号２２１の電位振幅であり、ｋ値すなわちアンテナ間距離に応じ
て変動する。返信信号振幅Ｖ_ａｎｓは、ｋ値が大きくなる（アンテナ間距離が小さくなる
）と大きくなり、ｋ値が小さくなる（アンテナ間距離が大きくなる）と小さくなる。

返信信号振幅Ｖ_ａｎｓを、抵抗素子１０９に並列に接続された変調信号検出回路１０４で
検出し、返信信号振幅Ｖ_ａｎｓに応じて可変抵抗素子１０５の抵抗値を調整する。可変抵
抗素子１０５は、数式２におけるＲ_ｏｈｍに相当し、可変抵抗素子１０５の抵抗値を調整
することで、電力放射回路１０３のＱ値を最適なものとすることができる。なお、返信信
号振幅Ｖ_ａｎｓの最大値は、変調回路２０４が有する抵抗素子２０８の抵抗値により決定
することができる。

このようにして、アンテナ間距離に応じて最適なＱ値を送電装置１００に設定することが
できる。

図２は、送電装置１００とは異なる構成を有する、送電装置１２０及び送電装置１４０の
構成を示している。図２（Ａ）に示す送電装置１２０は、電力放射回路１３３が送電アン
テナ１０６に並列に接続するＱ値調整回路１２１を有している。Ｑ値調整回路１２１は、
トランジスタ１２２と抵抗素子１２３を有し、トランジスタ１２２のゲートは、変調信号
検出回路１０４に接続されている。変調信号検出回路１０４により、トランジスタ１２２
のゲート電圧を調整することで、Ｑ値調整回路１２１の内部抵抗を調節することができる
。すなわち、数式２におけるＲ_ｏｈｍを調節し、送電装置１２０のＱ値を変動させること
ができる。

図２（Ｂ）に示す送電装置１４０は、電力放射回路１５３が有する送電アンテナ１４６に
、インダクタンスを可変としたアンテナを用いる例である。変調信号検出回路１０４によ
り、送電アンテナ１４６のインダクタンスを変化させることで、Ｑ値を調整することがで
きる。ただし、送電アンテナのインダクタンスを変化させると、整合回路１０２の調整が
必要となる場合がある。また、アンテナの巻き数や大きさなどを変化させると、数式２に
おけるＲ_ｏｈｍやＲ_ｒａｄにも影響を与えてしまうため、図１（Ａ）や図２（Ａ）で例示
したように、Ｒ_ｏｈｍの値を変化させてＱ値を調整する方が好ましい。

また、複数の受電装置２００に送電する場合に、論理回路２０１及び変調回路２０４で生
成される返信信号の周波数を、受電装置２００毎に個別に設定することで、どの受電装置
２００に送電しているかを識別することもできる。

本実施の形態は、他の実施の形態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２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した送電装置１００による電力供給と、送電装置
１００のＱ値調整方法の一例について、図６のフローチャートを用いて説明する。

まず、送電装置１００が有する可変抵抗素子１０５の抵抗値を最小値にして、Ｑ値が最大
になるように設定する（処理３０１）。次に、電源１０１から電力放射回路１０３に電力
を供給し、送電を開始する（処理３０２）。次に、受電装置２００からの返信信号の有無
を、変調信号検出回路１０４により検出する（判断３０３）。返信信号が検出されない場
合は、受電装置２００が存在しないか、受電していない可能性が高いため、送電を停止す
る（処理３０４）。ただし、使用者の判断により送電し続けても構わない。返信信号が検
出された場合は、返信信号振幅Ｖ_ａｎｓを検出する（処理３０５）。

可変抵抗素子１０５の抵抗値は、変調信号検出回路１０４の出力に応じて複数の異なる抵
抗値を示すように機能させる。例えば、可変抵抗素子１０５の抵抗値を、変調信号検出回
路１０４の出力に応じて１０分割し、１１段階の抵抗値を示すように機能させてよいし、
特に分割せず、最小値と最大値の２段階の抵抗値を示すように機能させてもよい。可変抵
抗素子１０５の抵抗値の分割数に特段の制限はなく、分割数が多いほど、より精度良くＱ
値を設定することができる。可変抵抗素子１０５の抵抗値の分割数は、５分割以上が好ま
しく、１０分割以上とするとさらに好ましい。

返信信号振幅Ｖ_ａｎｓを検出した後、送電装置１００が有する可変抵抗素子１０５の抵抗
値を一段増加させて、Ｑ値を小さくする（処理３０６）。次に、返信信号振幅Ｖ_ａｎｓ１
を検出する（処理３０７）。

次に、返信信号振幅Ｖ_ａｎｓと返信信号振幅Ｖ_ａｎｓ１の大きさを比較する（判断３０８
）。返信信号振幅Ｖ_ａｎｓよりも返信信号振幅Ｖ_ａｎｓ１が大きければ、再度、処理３０
５から順番に処理を行う。返信信号振幅Ｖ_ａｎｓと返信信号振幅Ｖ_ａｎｓ１が同じ場合は
、判断３０３に戻って処理を続ける。返信信号振幅Ｖ_ａｎｓよりも返信信号振幅Ｖ_{ａｎｓ
１}が小さかった場合は、送電装置１００が有する可変抵抗素子１０５の抵抗値を一段減少
させて、Ｑ値を大きくする（処理３０９）。

次に、返信信号の有無を検出し（判断３１０）、返信信号が検出されない場合は送電を停
止する（処理３０４）。ただし、使用者の判断により送電し続けても構わない。返信信号
が検出された場合は、返信信号振幅Ｖ_ａｎｓを検出する（処理３１１）。次に、送電装置
１００が有する可変抵抗素子１０５の抵抗値を一段減少させ、Ｑ値を大きくする（処理３
１２）。次に、返信信号振幅Ｖ_ａｎｓ１を検出する（処理３１３）。

次に、返信信号振幅Ｖ_ａｎｓと返信信号振幅Ｖ_ａｎｓ１の大きさを比較する（判断３１４
）。返信信号振幅Ｖ_ａｎｓよりも返信信号振幅Ｖ_ａｎｓ１が大きければ、再度、処理３１
１から順番にＱ値を大きくする処理が行われる。返信信号振幅Ｖ_ａｎｓと返信信号振幅Ｖ
_ａｎｓ１が同じ場合は、判断３０３に戻って処理が続けられる。返信信号振幅Ｖ_ａｎｓよ
りも返信信号振幅Ｖ_ａｎｓ１が小さかった場合は、送電装置１００が有する可変抵抗素子
１０５の抵抗値を一段増加させ、Ｑ値を小さくする（処理３１５）。その後、判断３０３
に戻って処理が続けられる。

このようにして、返信信号振幅Ｖ_ａｎｓの大きさを検出することで、送電装置１００のＱ
値を調整し、効率よく電力を供給することができる。本実施の形態では、可変抵抗素子１
０５の抵抗値を一段ずつ増減させて説明したが、複数段ずつ増減させてもよい。また、ル
ックアップテーブルなどを用いて、返信信号振幅Ｖ_ａｎｓと返信信号振幅Ｖ_ａｎｓ１の電
位差に応じて、Ｑ値の変化量を決定してもよい。

本実施の形態は、他の実施の形態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）
本発明の一態様に係る移動体は、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、二次電池に蓄積された電
力を用いて電動機により推進する移動手段が、その範疇に含まれる。

図８（Ａ）に、本発明の移動体の一つであるモーターボート８３０１の構成を示す。図８
（Ａ）では、モーターボート８３０１が、受電装置８３０２を、その船体に備えている場
合を例示している。モーターボート８３０１の充電を行うための送電装置８３０３は、例
えば、港湾において船舶を係留させるための係留施設に設けることができる。そして、モ
ーターボート８３０１の係留中に充電を行うことができる。

上記実施の形態で開示した構成を用いることで、送電装置８３０３と受電装置８３０２が
離れた場所にあっても、効率よく電力を供給することができる。また、波などの影響によ
りモーターボート８３０１が揺れて、送電装置８３０３と受電装置８３０２との距離が変
化しても、効率よく電力を供給することができる。

図８（Ｂ）に、本発明の移動体の一つである電動車いす８３１１の構成を示す。図８（Ｂ
）では、電動車いす８３１１が、受電装置８３１２を、その背部に備えている場合を例示
している。そして、図８（Ｂ）では、電動車いす８３１１の充電を行うための送電装置８
３１３が、電動車いす８３１１が使用もしくは保管される施設内に設けられている場合を
例示している。

上記実施の形態で開示した構成を用いることで、送電装置８３１３と受電装置８３１２が
離れた場所にあっても、効率よく電力を供給することができる。また、送電装置８３１３
と受電装置８３１２との距離が変化しても、効率よく電力を供給することができる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態で示した送電装置の利用形態の一例について図７を用
いて説明する。

図７（Ａ）は、テーブル８１００に、送電装置８１１０を設ける例を示している。送電装
置は天板最上部に設ける必要はなく、天板内部や、下部に設けることができる。すなわち
、テーブル８１００の外観を損なうことなく送電装置を設けることができる。

テーブル８１００上に置かれたランプ８１２０は受電装置を有しており、送電装置８１１
０から伝送される電力を受電装置により受け取ることで、ランプを点灯させることができ
る。上記実施の形態で開示した構成を用いることで、送電装置８１１０から離れた場所に
おいても、効率よく電力を供給することができるため、電源コードを意識することなくラ
ンプ８１２０を点灯させることができる。また、送電装置８１１０とランプ８１２０との
距離が変化しても、効率よく電力を供給することができるため、任意の位置でランプ８１
２０を点灯させることができる。

また、送電装置８１１０は、受電装置を有する携帯電話８２１０が送電装置８１１０から
離れた場所にあっても、携帯電話８２１０に内蔵された蓄電池に充電することができる。
携帯電話８２１０に電気的な接点を設ける必要がないため、携帯電話８２１０に防水機能
等を付与し易くなる。また、送電装置８１１０と携帯電話８２１０との距離が変化しても
、効率よく電力を供給することができるため、任意の位置で携帯電話８２１０を充電する
ことができる。

図７（Ｂ）は、壁８３００に送電装置８３１０を配置する例を示している。送電装置は、
壁に限らず、床や天井の内部に設けることができるため、室内の外観を損なうことなく送
電装置８３１０を設けることができる。

壁８３６０に配置されたテレビ８３２０は受電装置を有しており、壁８３００に設けられ
た送電装置８３１０から伝送される電力を受電装置により受け取ることで、映像を表示さ
せることができる。上記実施の形態で開示した構成を用いることで、送電装置８３１０か
ら離れた場所においても、効率よく電力を供給することができる。
また、送電装置８３１０とテレビ８３２０との距離が変化しても、効率よく電力を供給す
ることができるため、任意の位置にテレビ８３２０を配置して、映像を表示させることが
できる。

床８３５０に配置されたノート型コンピュータ８３７０は受電装置を有しており、送電装
置８３１０から伝送される電力を受電装置により受け取ることで、ノート型コンピュータ
８３７０を動作させることができ、内蔵された蓄電池に充電することができる。上記実施
の形態で開示した構成を用いることで、送電装置８３１０から離れた場所においても、効
率よく電力を供給することができる。また、送電装置８３１０とノート型コンピュータ８
３７０との距離が変化しても、効率よく電力を供給することができるため、任意の位置で
ノート型コンピュータ８３７０を動作させることができる。

本実施の形態は、上記実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。

１００ 送電装置
１０１ 電源
１０２ 整合回路
１０３ 電力放射回路
１０４ 変調信号検出回路
１０５ 可変抵抗素子
１０６ 送電アンテナ
１０７ 容量素子
１０８ 容量素子
１０９ 抵抗素子
１１１ 交流電力
１２０ 送電装置
１２１ Ｑ値調整回路
１２２ トランジスタ
１２３ 抵抗素子
１３３ 電力放射回路
１４０ 送電装置
１４６ 送電アンテナ
１５３ 電力放射回路
２００ 受電装置
２０１ 論理回路
２０２ レギュレーター
２０３ 整流回路
２０４ 変調回路
２０５ 共振回路
２０６ 受電アンテナ
２０７ トランジスタ
２０８ 抵抗素子
２０９ 容量素子
２１０ 容量素子
２１１ 配線
２１２ 配線
２１３ 配線
２１４ ダイオード
２２１ 返信信号
３０１ 処理
３０２ 処理
３０３ 判断
３０４ 処理
３０５ 処理
３０６ 処理
３０７ 処理
３０８ 判断
３０９ 処理
３１０ 判断
３１１ 処理
３１２ 処理
３１３ 処理
３１４ 判断
３１５ 処理
１１００ 送電装置
１１０１ 電源
１１０２ 整合回路
１１０５ 可変抵抗素子
１１０６ 送電アンテナ
１２００ 受電装置
１２０３ 整流回路
１２０５ 共振回路
１２０６ 受電アンテナ
１２１１ 配線
１２１２ 配線
１２２０ 負荷抵抗素子
１３０１ 曲線
１３０２ 曲線
８１００ テーブル
８１１０ 送電装置
８１２０ ランプ
８２１０ 携帯電話
８３００ 壁
８３０１ モーターボート
８３０２ 受電装置
８３０３ 送電装置
８３１０ 送電装置
８３１１ 電動車いす
８３１２ 受電装置
８３１３ 送電装置
８３２０ テレビ
８３５０ 床
８３６０ 壁
８３７０ ノート型コンピュータ
Ｖ_Ｒ 生成電圧
Ｖ_ａｎｓ 返信信号振幅

Claims (3)

1. アンテナ及び可変抵抗素子を有する電力放射回路と、前記可変抵抗素子の抵抗値を変化させて、前記電力放射回路のＱ値を変化させる変調信号検出回路と、を有する送電装置と、
   共振回路と、トランジスタを有する変調回路と、論理回路と、を有する受電装置と、を有する電力供給システムであって、
   前記論理回路は、前記変調回路が有する前記トランジスタのゲートに接続され、前記トランジスタのスイッチング動作により、前記共振回路のインピーダンスが変化し、
   前記トランジスタは酸化物半導体を有することを特徴とする電力供給システム。
2. 第１の周波数を有する交流電力を供給する電源と、変調信号検出回路と、アンテナ及び可変抵抗素子を有する電力放射回路と、を有する送電装置と、
   共振回路と、変調回路と、を有する受電装置を用いた電力供給方法であって、
   前記変調回路により第２の周波数で前記共振回路のインピーダンスを変動させて、前記送電装置に前記第１の周波数及び前記第２の周波数を有する反射波を生じさせ、前記変調信号検出回路により前記第２の周波数の振幅を検出し、前記振幅の大きさにより前記可変抵抗素子の抵抗値を変化させ、
   前記変調回路はトランジスタを有し、
   前記トランジスタは酸化物半導体を有することを特徴とする電力供給方法。
3. 請求項２において、前記第１の周波数と前記第２の周波数は、異なる周波数であることを特徴とする電力供給方法。

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