JP2017108623A - 移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】給電装置から移動体に無線で電力を供給する際の、電力のロスを低減することが
できる、移動体の構造の提供を目的の一とする。また、四方に放射される電波の強度を低
く抑えることができる、移動体の構造の提供を目的の一とする。
【解決手段】給電装置から発信される電波を、複数のアンテナを有する移動体において受
信する。上記複数のアンテナの少なくとも一つは、移動体の、他のアンテナとは離れて設
置されている。そして、給電装置から発信される電波は、上記複数のアンテナの全てを用
いて受信され、電気エネルギーに変換される。もしくは、給電装置から発信される電波は
、上記複数のアンテナのうち、選択されたいずれか１つまたは複数のアンテナを用いて受
信され、電気エネルギーに変換される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動機により推進し、無線で二次電池の充電が可能な移動体に関する。さらに
、本発明は、上記移動体と、上記移動体へ無線で電力の供給を行う給電装置とを有する無
線給電システムに関する。また、当該無線給電システムにおける無線通信方法に関する。

近年、地球温暖化等の環境問題が深刻化しており、省エネルギー技術、創エネルギー技術
、畜エネルギー技術が注目を集めている。特に、二次電池を有する移動体、具体的には、
原動機付自転車、電気自動車などの、二輪、四輪を問わず、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体は、畜エネルギー技術を利用していることに加えて、
二酸化炭素の排出量を抑えられるため、技術開発が活発に進められている。

現在のところ、上記移動体が有する二次電池の充電は、一般家庭に広く普及している家庭
用交流電源を給電装置として用いるか、もしくは、急速充電器などの給電装置を備えた公
共用給電設備を利用することで、行うことができる。いずれの場合も、充電の際には、コ
ンセントにプラグを挿入することで電気的な接続を形成する接続器が、一般的に用いられ
ている。

この接続器を用いた二次電池の充電では、プラグ側の導体とコンセント側の導体を接触さ
せることで、移動体と給電装置の間の電気的な接続が形成される。そのため、充電の度に
プラグの抜き差しを行う手間がかかる上に、繰り返し充電を行うことによる接続器の劣化
が懸念される。また、電気自動車等の比較的大型の移動体では、充電に大電力が必要とな
る。よって、感電や、水分等による漏電の被害は甚大であり、接続器の取り扱い方には細
心の注意を必要とするため、安全面で問題がある。

これらの接続器に起因する問題を回避するために、近年では、給電装置から移動体へ無線
で電力を供給する、無線給電システムの研究開発が行われている（例えば、下記の特許文
献１）。無線給電システムを利用することで、接続器を用いなくとも、二次電池の充電を
行うことができる。

特開２００４−２２９４２５号公報

前述の無線給電システムでは、給電装置のアンテナから発信される電波を、移動体のアン
テナが受信して電気エネルギーに変換し、二次電池に蓄積する。この電波のエネルギーを
電気エネルギーに変換する際の変換効率は、給電装置のアンテナと移動体のアンテナの位
置関係に大きく左右される。すなわち、給電装置のアンテナの位置と、移動体のアンテナ
の位置が大きくずれるほど、変換効率が落ち、二次電池の充電が効率よく行われない。し
かし、アンテナの設置箇所にもよるが、移動体の操縦者が、移動体のアンテナと給電装置
のアンテナの位置関係を、移動体の操縦中に正確に把握することは、通常困難である。

また、給電装置のアンテナからは、概ね一定で、なおかつ大電力の電波が出力される場合
が多い。そのため、アンテナの位置関係がずれて充電の変換効率が落ちると、電力が無駄
になるだけではなく、電気エネルギーに変換されなかった大電力の電波が、四方に放射さ
れる。放射された電波が人体などの生体に照射されても、その大部分は吸収されて熱とな
るだけなので問題がないと考えられているが、電波の生体に与える影響は未解明な部分が
多い。よって、四方に放射される電波の強度は、低く抑えておくことが望ましい。

上述の課題に鑑み、本発明は、給電装置から移動体に無線で電力を供給する際の、電力の
ロスを低減することができる、移動体の構造の提供を目的の一とする。本発明は、四方に
放射される電波の強度を低く抑えることができる、移動体の構造の提供を目的の一とする
。

本発明は、給電装置から移動体に無線で電力を供給する際の、電力のロスを低減すること
ができる、無線給電システム及び無線給電方法の提供を目的の一とする。本発明は、充電
時において給電装置から四方に放射される電波の強度を低く抑えることができる、無線給
電システム及び無線給電方法の提供を目的の一とする。

上述の諸問題を解決するため、本発明の第１の構成では、給電装置から発信される電波を
、複数のアンテナを有する移動体において受信する。上記複数のアンテナの少なくとも一
つは、移動体の、他のアンテナとは離れて設置されている。そして、給電装置から発信さ
れる電波は、上記複数のアンテナを用いて受信され、電気エネルギーに変換される。

さらに、第１の構成では、移動体への電力の供給を行う前に、移動体と給電装置の位置を
合わせるための電波を、給電装置から発信する。すなわち、給電装置からの電波の発信は
、２段階に渡って行われる。１段階目の電波は、移動体と給電装置の位置を合わせるため
に発信する。２段階目の電波は、給電装置から移動体に電力を供給するために発信する。

給電装置から１段階目の電波が発信されると、移動体は該電波を受信し、電気信号に変換
する。該電気信号の強度には、給電装置と移動体がそれぞれ有するアンテナの距離、向き
などの位置関係が、情報として含まれている。よって、該電気信号を用いることで、上記
アンテナの位置関係を把握し、それにより、給電装置から移動体への電力の供給が効率よ
く行えるように、移動体と給電装置の位置関係を修正することができる。

なお、１段階目に出力される電波は、給電装置のアンテナと、移動体のアンテナの位置関
係を把握できる程度の強度であれば良い。よって、１段階目に出力される電波の強度は、
２段階目に出力される、移動体に電力を供給するための電波の強度よりも、低く抑えるこ
とができる。

または、上述の諸問題を解決するため、本発明の第２の構成では、給電装置から発信され
る電波を、移動体が有する複数のアンテナのうち、選択されたいずれか１つまたは複数の
アンテナにおいて受信し、電気エネルギーに変換する。上記複数のアンテナの少なくとも
一つは、移動体の、他のアンテナとは離れて設置されている。

さらに、第２の構成では、移動体への電力の供給を行う前に、複数のアンテナのうち、い
ずれのアンテナにおいて効率よく電波の受信を行うことができるのかを試すために、給電
装置から電波を発信する。すなわち、この場合も、給電装置からの電波の発信は、２段階
に渡って行われる。１段階目の電波は、アンテナの選択を行うために発信する。２段階目
の電波は、給電装置から移動体に電力を供給するために発信する。

給電装置から１段階目の電波が発信されると、移動体は該電波を複数のアンテナにおいて
順に受信し、電気信号に変換する。該電気信号の強度が高いほど、効率よく電波の受信が
行えることを意味する。よって、該電気信号を用いることで、給電装置から移動体への電
力の供給が効率よく行えるように、アンテナを選択することができる。

なお、１段階目に出力される電波は、アンテナの選択を行える程度の強度であれば良い。
よって、１段階目に出力される電波の強度は、２段階目に出力される、移動体に電力を供
給するための電波の強度よりも、低く抑えることができる。

または、上述の諸問題を解決するため、本発明の第３の構成では、複数のアンテナを有す
る給電装置から発信される電波を、移動体において受信する。上記複数のアンテナの少な
くとも一つは、給電装置の、他のアンテナとは離れて設置されている。そして、上記複数
のアンテナのいずれか１つまたは複数を選択し、選択されたアンテナを用いて給電装置か
ら電波を発信する。移動体は該電波を受信して、電気エネルギーに変換する。

給電装置が有する複数のアンテナのいずれか１つまたは複数を選択し、選択されたアンテ
ナを用いて給電装置から電波を発信する場合、移動体への電力の供給を行う前に、複数の
アンテナのうち、いずれのアンテナにおいて効率よく電波の供給を行うことができるのか
を試すために、複数のアンテナを順に用いて給電装置から電波を発信する。すなわち、給
電装置からの電波の発信は、２段階に渡って行われる。１段階目の電波は、アンテナの選
択を行うために発信する。２段階目の電波は、給電装置から移動体に電力を供給するため
に発信する。

給電装置から１段階目の電波が発信されると、移動体は該電波を受信し、電気信号に変換
する。該電気信号の強度が高いほど、効率よく電波の供給が行えることを意味する。よっ
て、該電気信号を用いることで、給電装置から移動体への電力の供給が効率よく行えるよ
うに、アンテナを選択することができる。

なお、１段階目に出力される電波は、アンテナの選択を行える程度の強度であれば良い。
よって、１段階目に出力される電波の強度は、２段階目に出力される、移動体に電力を供
給するための電波の強度よりも、低く抑えることができる。

なお、上記第２の構成と第３の構成における、移動体または給電装置におけるアンテナの
選択は、アンテナと給電線との接続によって行う。すなわち、アンテナと給電線とを接続
することで、当該アンテナを選択することができる。なお、アンテナは一対の給電点を有
しており、アンテナが給電線に接続された状態とは、一対の給電点が一対の給電線にそれ
ぞれ接続された状態を意味する。

また、本明細書において移動体とは、二次電池に蓄積された電力を用いて電動機により推
進する移動手段であり、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、鉄道車両などが、その範疇に含まれる。

なお、二次電池の充電を開始するか否かは、第１の電波を受信することで得られた第１の
電気信号の強度を基に、移動体の操縦者、或いは給電装置の操作を管理している者が、人
為的に判断することができる。或いは、移動体が有する信号処理回路において、二次電池
の充電を開始するか否かを判断し、その判断結果を給電装置に電波で信号として送るよう
にしても良い。或いは、第１の電気信号の強度の情報を、そのまま、移動体から給電装置
に電波で信号として送り、給電装置側で、二次電池の充電を開始するか否かを判断するよ
うにしても良い。

本発明は、上記第１の構成乃至第３の構成の、少なくともいずれか１つを用いる事で、上
記課題の一つを解決することができる。

具体的に、本発明の一態様に係る移動体は、給電装置から順次発信される第１の電波と第
２の電波から、それぞれ第１の電気信号と第２の電気信号を生成する複数のアンテナと、
前記第１の電気信号を用いて前記給電装置と移動体の位置関係を情報として抽出する信号
処理回路と、前記第２の電気信号を用いて電気エネルギーを蓄積する二次電池と、前記二
次電池から前記電気エネルギーが供給される電動機とを有するものである。

また、本発明の一態様に係る移動体は、給電装置から順次発信される第１の電波と第２の
電波から、それぞれ第１の電気信号と第２の電気信号を生成する複数のアンテナと、前記
第１の電気信号の強度を比較する信号処理回路と、前記第１の電気信号の強度に従って、
前記複数のアンテナの選択を行う選択回路と、前記複数のアンテナのうち、前記選択回路
によって選択されたアンテナにおいて生成された前記第２の電気信号を用いて、電気エネ
ルギーを蓄積する二次電池と、前記二次電池から前記電気エネルギーが供給される電動機
とを有するものである。

また、具体的に、本発明の一態様に係る無線給電システムは、第１のアンテナを有する給
電装置と、移動体とを有し、前記移動体は、前記第１のアンテナから順次発信される第１
の電波と第２の電波から、それぞれ第１の電気信号と第２の電気信号を生成する複数の第
２のアンテナと、前記第１の電気信号の強度を比較する信号処理回路と、前記第１の電気
信号の強度に従って、前記複数の第２のアンテナの選択を行う選択回路と、前記複数の第
２のアンテナのうち、前記選択回路によって選択された第２のアンテナにおいて生成され
た前記第２の電気信号を用いて、電気エネルギーを蓄積する二次電池と、前記二次電池か
ら前記電気エネルギーが供給される電動機とを有するものである。

また、具体的に、本発明の一態様に係る無線給電システムは、給電装置と、移動体とを有
し、前記給電装置は、第１の電波を発信する複数の第１のアンテナと、前記複数の第１の
アンテナの選択を行う選択回路とを有し、前記複数の第１のアンテナのうち、前記選択回
路によって選択された第１のアンテナから第２の電波が発信され、前記移動体は、前記第
１の電波と前記第２の電波から、それぞれ第１の電気信号と第２の電気信号を生成する第
２のアンテナと、前記第１の電気信号の強度を比較する信号処理回路と、前記第２の電気
信号を用いて、電気エネルギーを蓄積する二次電池と、前記二次電池から前記電気エネル
ギーが供給される電動機とを有し、前記選択回路による前記複数の第１のアンテナの選択
は、前記第１の電気信号の強度に従って行われるものである。

また、具体的に、本発明の一態様に係る無線給電方法は、給電装置から発信される第１の
電波から、移動体が有する複数のアンテナにおいて第１の電気信号をそれぞれ生成し、前
記第１の電気信号の強度に従って前記給電装置と移動体の位置関係を変更した後、前記給
電装置から発信される第２の電波から、前記複数のアンテナにおいて第２の電気信号を生
成し、前記第２の電気信号を用いて、二次電池に電気エネルギーを蓄積し、前記二次電池
に蓄積された前記電気エネルギーを電動機に供給するものである。

また、具体的に、本発明の一態様に係る無線給電方法は、給電装置から発信される第１の
電波から、移動体が有する複数のアンテナにおいて第１の電気信号をそれぞれ生成し、前
記第１の電気信号の強度に従って、前記複数のアンテナのいずれかのアンテナを選択し、
前記給電装置から発信される第２の電波から、前記選択されたアンテナにおいて第２の電
気信号を生成し、前記第２の電気信号を用いて、二次電池に電気エネルギーを蓄積し、前
記二次電池に蓄積された前記電気エネルギーを電動機に供給するものである。

また、具体的に、本発明の一態様に係る無線給電方法は、給電装置が有する複数の第１の
アンテナから第１の電波を発信し、移動体が有する第２のアンテナにおいて、前記第１の
電波から第１の電気信号を生成し、前記第１の電気信号の強度に従って、前記複数の第１
のアンテナのいずれかの第１のアンテナを選択し、前記選択された第１のアンテナから発
信される第２の電波から、前記第２のアンテナにおいて第２の電気信号を生成し、前記第
２の電気信号を用いて、二次電池に電気エネルギーを蓄積し、前記二次電池に蓄積された
前記電気エネルギーを電動機に供給するものである。

本発明の一態様により、給電装置から移動体への電力の供給が効率よく行えるようになり
、充電の際に生じる、電力のロスを抑えることができる。また、充電に利用されずに給電
装置から四方に放射される電波の強度を、低く抑えることができる。

移動体と、給電装置からなる無線給電システムの構成を示す図。 移動体と、給電装置からなる無線給電システムの構成を示す図。 移動体と、給電装置からなる無線給電システムの構成を示す図。 移動体と、給電装置からなる無線給電システムの構成を示す図。 移動体と、給電装置からなる無線給電システムの構成を示す図。 移動体と、給電装置からなる無線給電システムの構成を示す図。 移動体と給電装置の動作の手順を示すフローチャート。 移動体と給電装置の動作の手順を示すフローチャート。 移動体と給電装置の動作の手順を示すフローチャート。 移動体の構成を示す図。 移動体の構成を示す図。 移動体の構成を示す図。 アンテナ回路の回路図。 アンテナ回路の回路図。 アンテナ回路の回路図。 アンテナの形状を示す図。 移動体が給電装置用アンテナ回路に接近している様子を示す図。 給電装置用アンテナと移動体用アンテナとが隣接している様子を示す図。 給電装置と移動体の図。 移動体の図。 整流回路の図。 トランジスタの構造を示す図。

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、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び
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。したがって、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。

（実施の形態１）
本発明の第１の構成に係る移動体、及び上記移動体と給電装置を用いた無線給電システム
の構成を、図１にブロック図で一例として示す。なお、ブロック図では、移動体または給
電装置内の構成要素を機能ごとに分類し、互いに独立したブロックとして示しているが、
実際の構成要素は機能ごとに完全に切り分けることが難しく、一つの構成要素が複数の機
能に係わることもあり得る。

図１では、移動体１００が、受電装置部１０１と、電源負荷部１１０とを有する。受電装
置部１０１は、複数の移動体用アンテナ回路１０２と、信号処理回路１０３と、二次電池
１０４とを少なくとも有する。電源負荷部１１０は、少なくとも電動機１１１を有する。
移動体用アンテナ回路１０２の数は、複数であれば特に限定がない。図１では、移動体用
アンテナ回路１０２が、移動体用アンテナ回路１０２ａ〜移動体用アンテナ回路１０２ｃ
を含んでいる場合を例示している。

そして、複数の移動体用アンテナ回路１０２のうち、少なくとも一つは、移動体１００に
おいて他の移動体用アンテナ回路１０２と離れて設置されている。或いは、全ての移動体
用アンテナ回路１０２が、移動体１００において互いに離れて設置されていても良い。

なお、二次電池１０４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がその範疇に含まれる。

また、給電装置２００は、給電装置用アンテナ回路２０１と、信号処理回路２０２とを有
している。信号処理回路２０２は、給電装置用アンテナ回路２０１の動作を制御する。す
なわち、給電装置用アンテナ回路２０１から発信される電波の強度、周波数などを制御す
ることができる。

給電装置２００は、移動体１００への電力の供給を行う前に、移動体１００と給電装置２
００の位置合わせを行うために、給電装置用アンテナ回路２０１から、位置合わせ用の電
波をテスト信号として発信する。移動体１００は、上記テスト信号を移動体用アンテナ回
路１０２ａ〜移動体用アンテナ回路１０２ｃのいずれか、または全てにおいて受信し、電
気信号に変換して信号処理回路１０３に送る。

受信されたテスト信号の強度は、移動体用アンテナ回路１０２ａ〜移動体用アンテナ回路
１０２ｃと給電装置用アンテナ回路２０１の、距離、向きなどの位置関係によって異なる
。テスト信号として発信された電波は、間に電波の遮蔽物が存在しなければ、給電装置用
アンテナ回路２０１と最も距離が近く、なおかつ給電装置用アンテナ回路２０１と向きが
揃っている移動体用アンテナ回路１０２において、受信されやすく、得られる電気信号と
してのテスト信号の強度も高くなる。

信号処理回路１０３では、受信されたテスト信号の強度から、移動体用アンテナ回路１０
２ａ〜移動体用アンテナ回路１０２ｃと、給電装置用アンテナ回路２０１の位置関係を、
情報として抽出する。

そして、受信したテスト信号の強度が十分に高ければ、電波が電気信号に変換される際の
、エネルギーの変換効率が十分に高いということを意味する。よって、移動体用アンテナ
回路１０２ａ〜移動体用アンテナ回路１０２ｃと、給電装置用アンテナ回路２０１の位置
関係が、充電を開始するのに適した状態にあると判断される。

受信したテスト信号の強度が不十分ならば、電波が電気信号に変換される際の、エネルギ
ーの変換効率が低いということを意味する。よって、移動体用アンテナ回路１０２ａ〜移
動体用アンテナ回路１０２ｃと、給電装置用アンテナ回路２０１の位置関係が、充電を開
始するのに適した状態にないと判断される。

なお、移動体用アンテナ回路１０２と給電装置用アンテナ回路２０１の位置関係が、充電
を開始するのに適した状態にあるか否かの判断基準は、設計者が適宜設定することが可能
である。

また、二次電池１０４の充電を開始するか否かの判断は、信号処理回路１０３によって抽
出された上記位置関係の情報を基に、移動体１００の操縦者、或いは給電装置２００の操
作を管理している者が、人為的に判断することができる。

二次電池１０４の充電は、給電装置２００の給電装置用アンテナ回路２０１から、充電用
の電波を発信することで行われる。移動体１００は、上記充電用の電波を移動体用アンテ
ナ回路１０２において受信し、電気信号に変換して信号処理回路１０３に送る。そして、
該電気信号は、信号処理回路１０３から二次電池１０４に送られ、電気エネルギーとして
二次電池１０４に蓄積される。

電動機１１１は、二次電池１０４に蓄えられた電気エネルギーを機械エネルギーに変換す
ることで、移動体１００を推進させる。

なお、テスト信号の強度が不十分で充電を開始できない場合は、移動体１００もしくは給
電装置２００の、位置または向きを変えることで、移動体用アンテナ回路１０２ａ〜移動
体用アンテナ回路１０２ｃと給電装置用アンテナ回路２０１の位置関係を修正する。或い
は、移動体１００または給電装置２００を動かさずに、直接、移動体用アンテナ回路１０
２ａ〜移動体用アンテナ回路１０２ｃ、もしくは給電装置用アンテナ回路２０１の、位置
または向きを変えることで、位置関係の修正を図っても良い。そして、位置関係の修正を
行った後、再びテスト信号により、移動体用アンテナ回路１０２ａ〜移動体用アンテナ回
路１０２ｃと給電装置用アンテナ回路２０１の位置関係が、充電を開始するのに適した状
態にあるか否かを判断する。

テスト信号として発信される電波は、給電装置用アンテナ回路２０１と、移動体用アンテ
ナ回路１０２の位置関係を把握できる程度の強度であれば良い。よって、上記電波の強度
は、充電用の電波の強度よりも、十分低く抑えることができる。

なお、テスト信号を複数回発信させて位置合わせを行う場合、発信される各テスト信号の
強度は、必ずしも同じである必要はない。例えば、位置合わせを行う度ごとに、次に発信
されるテスト信号の強度を低くしていくようにしても良い。或いは、給電装置用アンテナ
回路２０１と、移動体用アンテナ回路１０２ａ〜移動体用アンテナ回路１０２ｃの位置関
係が悪く、最初に発信されたテスト信号が全く受信できなかった場合に、次に強度の高い
テスト信号を発信するようにしても良い。

また、本発明の一態様では、充電用の電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。充電用の電波は、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〜１Ｇ
ＨｚのＵＨＦ帯でも良いし、２．４５ＧＨｚのマイクロ波帯でもよい。

また、テスト信号として用いる電波には、充電用の電波と同じ帯域の周波数を有していて
も良いし、異なる帯域の周波数を有していても良い。

また、電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、本発明の一態様では、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。

本発明の第１の構成では、移動体１００が移動体用アンテナ回路１０２を複数有している
。そのため、移動体用アンテナ回路１０２の少なくとも一つが、給電装置２００から発信
された電波を受信できる範囲内に位置していれば、効率よく移動体１００への電力の供給
を行うことができる。よって、移動体用アンテナ回路１０２が単数である場合に比べて、
充電の際における移動体１００と給電装置２００の位置ずれに対する許容範囲を拡大する
ことができ、位置関係の情報の取得や、その修正を、容易に行うことができる。

本発明の第１の構成では、移動体用アンテナ回路１０２と給電装置用アンテナ回路２０１
の位置関係の情報を、テスト信号の強度から抽出することができる。そして、上記位置関
係の情報は、移動体１００の操縦者が、移動体１００の操縦中において、移動体１００と
給電装置２００の位置合わせをする際の、手助けとなる。もしくは、給電装置２００の操
作を管理している者が、給電装置２００の操作中において、移動体１００と給電装置２０
０の位置合わせをする際の、手助けとなる。よって、移動体１００と給電装置２００の位
置合わせが容易となり、充電の際に生じる電力のロスを抑えることができる。また、充電
に利用されずに給電装置２００から四方に放射される電波の強度を、低く抑えることがで
きる。

（実施の形態２）
本発明の第３の構成に係る移動体、及び上記移動体と給電装置を用いた無線給電システム
の構成を、図２にブロック図で一例として示す。

図２では、図１と同様に、移動体１００が、受電装置部１０１と、電源負荷部１１０とを
有する。受電装置部１０１は、移動体用アンテナ回路１０２と、信号処理回路１０３と、
二次電池１０４とを少なくとも有する。電源負荷部１１０は、少なくとも電動機１１１を
有する。

図２では、移動体用アンテナ回路１０２の数が単数である場合を例示しているが、図１と
同様に複数であっても良い。

また、給電装置２００は、複数の給電装置用アンテナ回路２０１と、信号処理回路２０２
と、選択回路２１０とを有している。給電装置用アンテナ回路２０１の数は、複数であれ
ば特に限定がない。図２では、給電装置用アンテナ回路２０１が、給電装置用アンテナ回
路２０１ａ〜給電装置用アンテナ回路２０１ｃを含んでいる場合を例示している。

そして、複数の給電装置用アンテナ回路２０１のうち、少なくとも一つは、給電装置２０
０において他の給電装置用アンテナ回路２０１と離れて設置されている。或いは、全ての
給電装置用アンテナ回路２０１が、給電装置２００において互いに離れて設置されていて
も良い。

選択回路２１０は、複数の給電装置用アンテナ回路２０１の、少なくとも１つまたは複数
を選択することができる。具体的に、給電装置２００における給電装置用アンテナ回路２
０１の選択は、給電装置用アンテナ回路２０１と給電線との接続によって行う。すなわち
、給電装置用アンテナ回路２０１と給電線とを接続することで、当該給電装置用アンテナ
回路２０１を選択することができる。なお、各給電装置用アンテナ回路２０１は一対の給
電点を有しており、給電装置用アンテナ回路２０１が給電線に接続された状態とは、一対
の給電点が一対の給電線にそれぞれ接続された状態を意味する。

信号処理回路２０２は、選択された給電装置用アンテナ回路２０１の動作を制御する。す
なわち、選択された給電装置用アンテナ回路２０１から発信される電波の強度、周波数な
どを制御することができる。

給電装置２００は、移動体１００への電力の供給を行う前に、複数の給電装置用アンテナ
回路２０１のうち、いずれの給電装置用アンテナ回路２０１を選択すれば効率よく移動体
１００への電波の供給を行うことができるのかを試すために、テスト信号としての電波を
発信する。移動体１００は、上記テスト信号を移動体用アンテナ回路１０２において受信
し、電気信号に変換して信号処理回路１０３に送る。

受信されたテスト信号の強度は、移動体用アンテナ回路１０２と、給電装置用アンテナ回
路２０１ａ〜給電装置用アンテナ回路２０１ｃの、距離、向きなどの位置関係によって異
なる。移動体用アンテナ回路１０２は、間に電波の遮蔽物が存在しなければ、移動体用ア
ンテナ回路１０２と最も距離が近く、なおかつ移動体用アンテナ回路１０２と向きが揃っ
ている給電装置用アンテナ回路２０１から発信されたテスト信号を、最も効率よく受信す
ることができる。

信号処理回路１０３では、受信されたテスト信号の強度から、移動体用アンテナ回路１０
２と、給電装置用アンテナ回路２０１ａ〜給電装置用アンテナ回路２０１ｃの位置関係を
、情報として抽出する。

そして、受信したテスト信号の強度が十分に高い場合、電波が電気信号に変換される際の
、エネルギーの変換効率が十分に高いということを意味する。よって、受信したテスト信
号の強度から、いずれの給電装置用アンテナ回路２０１を選択すれば、充電を開始するの
に適した状態を確保できるのかが、判断される。

なお、受信したテスト信号の強度が全て不十分ならば、電波が電気信号に変換される際の
、エネルギーの変換効率が、どの給電装置用アンテナ回路２０１を用いても低いというこ
とを意味する。よって、移動体用アンテナ回路１０２と、給電装置用アンテナ回路２０１
ａ〜給電装置用アンテナ回路２０１ｃの位置関係が、充電を開始するのに適した状態にな
いと判断される。この場合は、実施の形態１の場合と同様に、移動体用アンテナ回路１０
２と、給電装置用アンテナ回路２０１ａ〜給電装置用アンテナ回路２０１ｃの位置関係を
修正し、再びテスト信号の送信を行って、充電を開始するのに適した状態にあるか否かを
再度判断すれば良い。

また、二次電池１０４の充電を開始するか否かは、信号処理回路１０３によって抽出され
た上記テスト信号の強度の情報を基に、移動体１００の操縦者、或いは給電装置２００の
操作を管理している者が、人為的に判断することができる。充電を開始するのに適した状
態にあるか否かの判断基準は、設計者が適宜設定することが可能である。

そして、二次電池１０４の充電は、上記テスト信号の強度の情報を基に選択された給電装
置用アンテナ回路２０１から、充電用の電波を発信することで行われる。移動体１００は
、上記充電用の電波を移動体用アンテナ回路１０２において受信し、電気信号に変換して
信号処理回路１０３に送る。そして、該電気信号は、信号処理回路１０３から二次電池１
０４に送られ、電気エネルギーとして二次電池１０４に蓄積される。

電動機１１１は、二次電池１０４に蓄えられた電気エネルギーを機械エネルギーに変換す
ることで、移動体１００を推進させる。

テスト信号として発信される電波は、給電装置用アンテナ回路２０１の選択を行える程度
の強度であれば良い。よって、上記電波の強度は、充電用の電波の強度よりも、十分低く
抑えることができる。

また、本発明の第３の構成では、実施の形態１に示した第１の構成の場合と同様に、充電
用の電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。

また、テスト信号として用いる電波には、実施の形態１に示した第１の構成の場合と同様
に、充電用の電波と同じ帯域の周波数を有していても良いし、異なる帯域の周波数を有し
ていても良い。

また、実施の形態１に示した第１の構成の場合と同様に、電波の伝送方式は、適宜選択す
ればよい。

本発明の第３の構成では、給電装置２００が給電装置用アンテナ回路２０１を複数有して
いる。そのため、移動体１００が、給電装置用アンテナ回路２０１の少なくとも一つから
発信された電波を受信できる範囲内に位置していれば、効率よく移動体１００への電力の
供給を行うことができる。よって、給電装置用アンテナ回路２０１が単数である場合に比
べて、充電の際における移動体１００と給電装置２００の位置ずれに対する許容範囲を拡
大することができる。したがって、移動体１００と給電装置２００の位置合わせが容易と
なり、充電の際に生じる電力のロスを抑えることができる。また、充電に利用されずに給
電装置２００から四方に放射される電波の強度を、低く抑えることができる。

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。

（実施の形態３）
本発明の第２の構成に係る移動体、及び上記移動体と給電装置を用いた無線給電システム
の構成を、図３にブロック図で一例として示す。

図３では、図１と同様に、移動体１００が、受電装置部１０１と、電源負荷部１１０とを
有する。受電装置部１０１は、複数の移動体用アンテナ回路１０２と、信号処理回路１０
３と、二次電池１０４と、選択回路１２０とを少なくとも有する。電源負荷部１１０は、
少なくとも電動機１１１を有する。

移動体用アンテナ回路１０２の数は、複数であれば特に限定がない。図３では、移動体用
アンテナ回路１０２が、移動体用アンテナ回路１０２ａ〜移動体用アンテナ回路１０２ｃ
を含んでいる場合を例示している。そして、複数の移動体用アンテナ回路１０２のうち、
少なくとも一つは、移動体１００において他の移動体用アンテナ回路１０２と離れて設置
されている。或いは、全ての移動体用アンテナ回路１０２が、移動体１００において互い
に離れて設置されていても良い。

選択回路１２０は、複数の移動体用アンテナ回路１０２の、少なくとも１つまたは複数を
選択することができる。具体的に、移動体１００における移動体用アンテナ回路１０２の
選択は、移動体用アンテナ回路１０２と給電線との接続によって行う。すなわち、移動体
用アンテナ回路１０２と給電線とを接続することで、当該移動体用アンテナ回路１０２を
選択することができる。なお、各移動体用アンテナ回路１０２は一対の給電点を有してお
り、移動体用アンテナ回路１０２が給電線に接続された状態とは、一対の給電点が一対の
給電線にそれぞれ接続された状態を意味する。

また、給電装置２００は、給電装置用アンテナ回路２０１と、信号処理回路２０２とを有
している。信号処理回路２０２は、給電装置用アンテナ回路２０１の動作を制御する。す
なわち、給電装置用アンテナ回路２０１から発信される電波の強度、周波数などを制御す
ることができる。

なお、図３では、給電装置用アンテナ回路２０１の数が単数である場合を例示しているが
、図２と同様に複数であっても良い。ただし、給電装置用アンテナ回路２０１が複数であ
る場合、図２と同様に、給電装置用アンテナ回路２０１を選択するための選択回路２１０
を、給電装置２００に設ける。

給電装置２００は、移動体１００への電力の供給を行う前に、複数の移動体用アンテナ回
路１０２のうち、いずれの移動体用アンテナ回路１０２を選択すれば効率よく移動体１０
０への電波の供給を行うことができるのかを試すために、テスト信号としての電波を発信
する。移動体１００は、上記テスト信号を複数の移動体用アンテナ回路１０２において順
に受信し、電気信号に変換して信号処理回路１０３に送る。

受信されたテスト信号の強度は、移動体用アンテナ回路１０２ａ〜移動体用アンテナ回路
１０２ｃと、給電装置用アンテナ回路２０１の、距離、向きなどの位置関係によって異な
る。テスト信号として発信された電波は、間に電波の遮蔽物が存在しなければ、給電装置
用アンテナ回路２０１と最も距離が近く、なおかつ給電装置用アンテナ回路２０１と向き
が揃っている移動体用アンテナ回路１０２において、受信される。

信号処理回路１０３では、受信されたテスト信号の強度から、移動体用アンテナ回路１０
２ａ〜移動体用アンテナ回路１０２ｃと、給電装置用アンテナ回路２０１の位置関係を、
情報として抽出する。

そして、受信したテスト信号の強度が十分に高い場合、電波が電気信号に変換される際の
、エネルギーの変換効率が十分に高いということを意味する。よって、受信したテスト信
号の強度から、いずれの移動体用アンテナ回路１０２を選択すれば、充電を開始するのに
適した状態を確保できるのかが、判断される。

なお、受信したテスト信号の強度が全て不十分ならば、電波が電気信号に変換される際の
、エネルギーの変換効率が、どの移動体用アンテナ回路１０２を用いても低いということ
を意味する。よって、移動体用アンテナ回路１０２と、給電装置用アンテナ回路２０１の
位置関係が、充電を開始するのに適した状態にないと判断される。この場合は、実施の形
態１の場合と同様に、移動体用アンテナ回路１０２と、給電装置用アンテナ回路２０１の
位置関係を修正し、再びテスト信号の送信を行って、充電を開始するのに適した状態にあ
るか否かを再度判断すれば良い。

また、二次電池１０４の充電を開始するか否かは、信号処理回路１０３によって抽出され
た上記テスト信号の強度の情報を基に、移動体１００の操縦者、或いは給電装置２００の
操作を管理している者が、人為的に判断することができる。充電を開始するのに適した状
態にあるか否かの判断基準は、設計者が適宜設定することが可能である。

そして、二次電池１０４の充電は、給電装置用アンテナ回路２０１から、充電用の電波を
発信することで行われる。移動体１００は、充電用の電波を、上記テスト信号の強度の情
報を基に選択回路１２０によって選択された移動体用アンテナ回路１０２において受信し
、電気信号に変換して信号処理回路１０３に送る。そして、該電気信号は、信号処理回路
１０３から二次電池１０４に送られ、電気エネルギーとして二次電池１０４に蓄積される
。

電動機１１１は、二次電池１０４に蓄えられた電気エネルギーを機械エネルギーに変換す
ることで、移動体１００を推進させる。

テスト信号として発信される電波は、移動体用アンテナ回路１０２の選択を行える程度の
強度であれば良い。よって、上記電波の強度は、充電用の電波の強度よりも、十分低く抑
えることができる。

また、本発明の第２の構成では、実施の形態１に示した第１の構成の場合と同様に、充電
用の電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。

また、テスト信号として用いる電波は、実施の形態１の場合と同様に、充電用の電波と同
じ帯域の周波数を有していても良いし、異なる帯域の周波数を有していても良い。

また、本発明の第２の構成では、実施の形態１に示した第１の構成の場合と同様に、電波
の伝送方式は、適宜選択すればよい。

本発明の第２の構成では、移動体１００が移動体用アンテナ回路１０２を複数有している
。そのため、移動体用アンテナ回路１０２の少なくとも一つが、給電装置用アンテナ回路
２０１から発信された電波を受信できる範囲内に位置していれば、効率よく移動体１００
への電力の供給を行うことができる。よって、移動体用アンテナ回路１０２が単数である
場合に比べて、充電の際における移動体１００と給電装置２００の位置ずれに対する許容
範囲を拡大することができる。したがって、移動体１００と給電装置２００の位置合わせ
が容易となり、充電の際に生じる電力のロスを抑えることができる。また、充電に利用さ
れずに給電装置２００から四方に放射される電波の強度を、低く抑えることができる。

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。

（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１に示した移動体、及び上記移動体と給電装置を用いた無
線給電システムの、より詳細な構成について説明する。

図４に、本発明の一態様に係る移動体、及び上記移動体と給電装置を用いた無線給電シス
テムの構成を、ブロック図で一例として示す。図４では、図１と同様に、移動体１００が
、受電装置部１０１と、電源負荷部１１０とを有する。

受電装置部１０１は、複数の移動体用アンテナ回路１０２と、信号処理回路１０３と、二
次電池１０４と、整流回路１０５と、変調回路１０６と、電源回路１０７とを少なくとも
有する。電源負荷部１１０は、電動機１１１と、電動機１１１によってその動作が制御さ
れる駆動部１１２とを、少なくとも有する。

また、給電装置２００は、給電装置用アンテナ回路２０１と、信号処理回路２０２と、整
流回路２０３と、変調回路２０４と、復調回路２０５と、発振回路２０６とを、少なくと
も有している。

なお、図４に示すブロック図において、ＤＣ−ＤＣコンバータや、二次電池１０４の過充
電を防ぐように電源回路１０７の動作を制御する過充電制御回路が、適宜設けられていて
も良い。

次いで、図４に示した移動体１００と給電装置２００の動作について、図７に示したフロ
ーチャートを用いて説明する。図４に示した移動体１００と給電装置２００の動作は、移
動体１００と給電装置２００の位置合わせを行う第１段階と、充電を行う第２段階とに分
けて、説明することができる。

まず、第１段階では、位置合わせ用の電波がテスト信号として給電装置用アンテナ回路２
０１から発信される（Ａ０１：テスト信号の発信）。具体的には、信号処理回路２０２が
、位置合わせに必要な信号を生成する。当該信号は電波の強度、周波数等の情報を含んで
いる。そして、当該信号、および、発振回路２０６で生成された一定の周波数の信号に従
って、変調回路２０４が給電装置用アンテナ回路２０１に電圧を印加することで、給電装
置用アンテナ回路２０１から位置合わせ用の電波がテスト信号として発信される。

給電装置用アンテナ回路２０１から発信されたテスト信号は、移動体１００が有する複数
の移動体用アンテナ回路１０２において受信される（Ｂ０１：テスト信号の受信）。受信
されたテスト信号は、複数の各移動体用アンテナ回路１０２において電気信号に変換され
、整流回路１０５において整流された後、信号処理回路１０３に送られる。

受信されたテスト信号の強度は、複数の移動体用アンテナ回路１０２と給電装置用アンテ
ナ回路２０１の、距離、向きなどの位置関係によって異なる。信号処理回路１０３では、
整流回路１０５から送られてきたテスト信号の強度から、複数の移動体用アンテナ回路１
０２と給電装置用アンテナ回路２０１の位置関係を、情報として抽出する。

そして、信号処理回路１０３では、受信したテスト信号の強度から、複数の移動体用アン
テナ回路１０２と給電装置用アンテナ回路２０１の位置関係が、充電を開始するのに適し
た状態にあるか否かを判断する（Ｂ０２：充電を開始するのに適した状態か否かの判断）
。

受信したテスト信号の強度が不十分ならば、電波が電気信号に変換される際の、エネルギ
ーの変換効率が低いということを意味する。よって、複数の移動体用アンテナ回路１０２
と給電装置用アンテナ回路２０１の位置関係の状態が、充電を開始するのに適していない
と判断される。そして、適していない場合は、移動体１００もしくは給電装置２００の、
位置または向きを変えることで、複数の移動体用アンテナ回路１０２と給電装置用アンテ
ナ回路２０１の位置関係を修正する（Ｂ０３：アンテナ回路の位置関係の修正）。或いは
、移動体１００または給電装置２００を動かさずに、直接、複数の移動体用アンテナ回路
１０２もしくは給電装置用アンテナ回路２０１の、位置または向きを変えることで、位置
関係の修正を図っても良い。そして、位置関係の修正を行った後、再び、（Ａ０１：テス
ト信号の発信）から（Ｂ０２：充電を開始するのに適した状態か否かの判断）までの手順
を繰り返し、位置合わせを行う。

受信したテスト信号の強度が十分に高ければ、電波が電気信号に変換される際の、エネル
ギーの変換効率が十分に高いということを意味する。よって、複数の移動体用アンテナ回
路１０２と給電装置用アンテナ回路２０１の位置関係の状態が、充電を開始するのに適し
ていると判断される。

充電を開始するのに適していると判断された場合、位置合わせが終了し、充電の準備が完
了したことになる。すると、信号処理回路１０３は、準備完了を給電装置２００に通知す
るための信号を生成する。そして、該信号に従って、変調回路１０６が複数の移動体用ア
ンテナ回路１０２に電圧を印加することで、準備完了を通知する信号が、複数の移動体用
アンテナ回路１０２から発信される（Ｂ０４：準備完了を通知する信号の発信）。

そして、準備完了を通知する信号が、給電装置２００の給電装置用アンテナ回路２０１に
おいて受信される（Ａ０２：準備完了を通知する信号の受信）。受信された信号は、給電
装置用アンテナ回路２０１において電気信号に変換され、整流回路２０３において整流さ
れる。整流された信号は、復調回路２０５において復調された後、信号処理回路２０２に
送られる。信号処理回路２０２が準備完了を通知する信号を受け取ったら、移動体１００
と給電装置２００の動作は、第１段階から第２段階に移行する。

第２段階では、充電用の電波が給電装置用アンテナ回路２０１から発信される（Ａ０３：
充電用の電波の発信）。具体的には、信号処理回路２０２が、充電に必要な信号を生成す
る。当該信号は電波の強度、周波数等の情報を含んでいる。そして、当該信号、および、
発振回路２０６で生成された一定の周波数の信号に従って、変調回路２０４が給電装置用
アンテナ回路２０１に電圧を印加することで、充電用の電波が給電装置用アンテナ回路２
０１から発信される。

給電装置用アンテナ回路２０１から発信された充電用の電波は、移動体１００が有する複
数の移動体用アンテナ回路１０２において受信される。受信された充電用の電波は、複数
の移動体用アンテナ回路１０２において電気信号に変換され、整流回路１０５において整
流された後、信号処理回路１０３に送られる。そして、該電気信号は、信号処理回路１０
３から二次電池１０４に送られ、電気エネルギーとして二次電池１０４に蓄積される。

二次電池１０４の充電が完了すると（Ｂ０５：充電完了）、信号処理回路１０３において
、充電完了を給電装置２００に通知するための信号が生成される。そして、該信号に従っ
て、変調回路１０６が複数の移動体用アンテナ回路１０２に電圧を印加することで、充電
完了を通知する信号が、複数の移動体用アンテナ回路１０２から発信される（Ｂ０６：充
電完了を通知する信号の発信）。

そして、充電完了を通知する信号が、給電装置２００の給電装置用アンテナ回路２０１に
おいて受信される（Ａ０４：充電完了を通知する信号の受信）。受信された信号は、給電
装置用アンテナ回路２０１において電気信号に変換され、整流回路２０３において整流さ
れる。整流された信号は、復調回路２０５において復調された後、信号処理回路２０２に
送られる。信号処理回路２０２が充電完了を通知する信号を受け取ったら、信号処理回路
２０２は電波の発信を停止するための信号を発振回路２０６および変調回路２０４に送信
し、充電用の電波の発信を停止させる（Ａ０５：充電用の電波の発信終了）。

二次電池１０４に蓄えられた電気エネルギーは、電源回路１０７において定電圧化されて
電動機１１１に供給される。電動機１１１は、供給された電気エネルギーを機械エネルギ
ーに変換し、駆動部１１２を動かす。

なお、本実施の形態では、移動体１００が有する信号処理回路１０３において、二次電池
１０４の充電を開始するか否かを判断し、その判断結果を給電装置２００に電波で信号と
して送っているが、本発明の一態様はこの構成に限定されない。例えば、給電装置２００
と移動体１００の位置関係の情報を、そのまま、移動体１００から給電装置２００に電波
で信号として送り、給電装置２００側で、二次電池１０４の充電を開始するか否かを判断
するようにしても良い。この場合、給電装置２００の移動により位置関係の修正を行って
も良い。或いは、給電装置２００から移動体１００に位置関係の修正を要求する信号を送
り、移動体１００の移動により位置関係の修正を行っても良い。そして、充電の準備完了
を通知する信号を、移動体１００から給電装置２００に送る必要はないので、（Ｂ０２：
充電を開始するのに適した状態か否かの判断）の後は、直接、（Ａ０３：充電用の電波の
発信）に移行すればよい。

また、変調回路１０６または変調回路２０４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可能である。

また、移動体１００から給電装置２００への、充電の準備完了を通知する信号、または充
電完了を通知する信号の発信は、変調回路１０６が該信号に従って複数の移動体用アンテ
ナ回路１０２に電圧を印加することで、給電装置用アンテナ回路２０１から発信されるキ
ャリア（搬送波）に変調をかけることにより、行われる。または、給電装置用アンテナ回
路２０１からはキャリア（搬送波）を発信せずに、移動体１００が有する受電装置部１０
１に発振回路を設けて、当該信号、および、発振回路で生成された一定の周波数の信号に
従って、変調回路１０６が複数の移動体用アンテナ回路１０２に電圧を印加することで、
移動体１００から給電装置２００への信号の発信を行っても良い。

なお、第１段階の一番初めに、テスト信号の発信を給電装置２００に指示するために、移
動体１００が有する受電装置部１０１に発振回路を設けて、移動体１００からスタート信
号を発信するようにしても良い。この場合、発振回路は変調回路１０６と電気的に接続さ
れていれば良い。信号処理回路１０３が、電波の強度、周波数等の情報を含んでいるスタ
ート信号を生成すると、当該信号、および、発振回路で生成された一定の周波数の信号に
従って、変調回路１０６が移動体用アンテナ回路１０２に電圧を印加することで、移動体
用アンテナ回路１０２からスタート信号が電波として発信される。

そして、スタート信号が、給電装置２００の給電装置用アンテナ回路２０１において受信
される。受信された信号は、給電装置用アンテナ回路２０１において電気信号に変換され
、整流回路２０３において整流される。整流された信号は、復調回路２０５において復調
された後、信号処理回路２０２に送られる。

信号処理回路２０２は、スタート信号を受け取ると、位置合わせに必要な信号を生成する
。当該信号は電波の強度、周波数等の情報を含んでいる。そして、当該信号、および、発
振回路２０６で生成された一定の周波数の信号に従って、変調回路２０４が給電装置用ア
ンテナ回路２０１に電圧を印加することで、給電装置用アンテナ回路２０１から位置合わ
せ用の電波がテスト信号として発信される（Ａ０１：テスト信号の発信）。そして、（Ａ
０１：テスト信号の発信）以降の手順については、図７に示したフローチャートと同じで
あるので、上記記載を参照することができる。

本発明の一態様では、移動体１００が移動体用アンテナ回路１０２を複数有している。そ
のため、移動体用アンテナ回路１０２の少なくとも一つが、給電装置２００から発信され
た電波を受信できる範囲内に位置していれば、効率よく移動体１００への電力の供給を行
うことができる。よって、移動体用アンテナ回路１０２が単数である場合に比べて、充電
の際における移動体１００と給電装置２００の位置ずれに対する許容範囲を拡大すること
ができ、位置関係の情報の取得や、その修正を、容易に行うことができる。

本発明の一態様では、複数の移動体用アンテナ回路１０２と給電装置用アンテナ回路２０
１の位置関係の情報を、テスト信号の強度から抽出することができる。そして、上記位置
関係の情報は、移動体１００の操縦者が、移動体１００の操縦中において、移動体１００
と給電装置２００の位置合わせをする際の、手助けとなる。もしくは、給電装置２００の
操作を管理している者が、給電装置２００の操作中において、移動体１００と給電装置２
００の位置合わせをする際の、手助けとなる。よって、移動体１００と給電装置２００の
位置合わせが容易となり、充電の際に生じる電力のロスを抑えることができる。また、充
電に利用されずに給電装置２００から四方に放射される電波の強度を、低く抑えることが
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。

（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態２に示した移動体、及び上記移動体と給電装置を用いた無
線給電システムの、より詳細な構成について説明する。

図５に、本発明の一態様に係る移動体、及び上記移動体と給電装置を用いた無線給電シス
テムの構成を、ブロック図で一例として示す。図５では、図２と同様に、移動体１００が
、受電装置部１０１と、電源負荷部１１０とを有する。

受電装置部１０１は、移動体用アンテナ回路１０２と、信号処理回路１０３と、二次電池
１０４と、整流回路１０５と、変調回路１０６と、電源回路１０７とを少なくとも有する
。電源負荷部１１０は、電動機１１１と、電動機１１１によってその動作が制御される駆
動部１１２とを、少なくとも有する。

なお、図５では、移動体用アンテナ回路１０２の数が単数である場合を例示しているが、
図４と同様に複数であっても良い。

給電装置２００は、複数の給電装置用アンテナ回路２０１と、信号処理回路２０２と、整
流回路２０３と、変調回路２０４と、復調回路２０５と、発振回路２０６と、選択回路２
１０とを、少なくとも有している。

なお、図５に示すブロック図において、ＤＣ−ＤＣコンバータや、二次電池１０４の過充
電を防ぐように電源回路１０７の動作を制御する過充電制御回路が、適宜設けられていて
も良い。

次いで、図５に示した移動体１００と給電装置２００の動作について、図８に示したフロ
ーチャートを用いて説明する。図５に示した移動体１００と給電装置２００の動作は、給
電装置用アンテナ回路２０１の選択を行う第１段階と、充電を行う第２段階とに分けて、
説明することができる。

まず、第１段階では、選択回路２１０により、複数の給電装置用アンテナ回路２０１の一
つが選択される（Ｃ０１：給電装置用アンテナ回路の選択）。具体的に、給電装置用アン
テナ回路２０１の選択は、給電装置用アンテナ回路２０１と給電線との接続を、選択回路
２１０により制御することで行う。すなわち、給電装置用アンテナ回路２０１と給電線と
を接続することで、当該給電装置用アンテナ回路２０１を選択することができる。

そして、給電装置用アンテナ回路２０１から電波がテスト信号として発信される（Ｃ０２
：テスト信号の発信）。具体的には、信号処理回路２０２が、電波の強度、周波数等の情
報を含んでいる信号を生成する。そして、当該信号、および、発振回路２０６で生成され
た一定の周波数の信号に従って、変調回路２０４が給電装置用アンテナ回路２０１に電圧
を印加することで、給電装置用アンテナ回路２０１から電波がテスト信号として発信され
る。

選択された給電装置用アンテナ回路２０１から発信されたテスト信号は、移動体１００が
有する移動体用アンテナ回路１０２において受信される（Ｄ０１：テスト信号の受信）。
受信されたテスト信号は、移動体用アンテナ回路１０２において電気信号に変換され、整
流回路１０５において整流された後、信号処理回路１０３に送られる。

受信されたテスト信号の強度は、移動体用アンテナ回路１０２と給電装置用アンテナ回路
２０１の、距離、向きなどの位置関係によって異なる。信号処理回路１０３では、整流回
路１０５から送られてきたテスト信号の強度から、移動体用アンテナ回路１０２と選択さ
れた給電装置用アンテナ回路２０１の位置関係が、充電を開始するのに適した状態にある
か否かを判断する（Ｄ０２：充電を開始するのに適した状態か否かの判断）。

受信したテスト信号の強度が不十分ならば、電波が電気信号に変換される際の、エネルギ
ーの変換効率が低いということを意味する。よって、移動体用アンテナ回路１０２と選択
された給電装置用アンテナ回路２０１の位置関係の状態が、充電を開始するのに適してい
ないと判断される。

受信したテスト信号の強度が十分に高ければ、電波が電気信号に変換される際の、エネル
ギーの変換効率が十分に高いということを意味する。よって、移動体用アンテナ回路１０
２と複数の給電装置用アンテナ回路２０１の位置関係の状態が、充電を開始するのに適し
ていると判断される。

そして、信号処理回路１０３は、これらの判断結果を給電装置２００に通知するための信
号を生成する。そして、該信号に従って、変調回路１０６が移動体用アンテナ回路１０２
に電圧を印加することで、判断結果を通知する信号が、電波として移動体用アンテナ回路
１０２から発信される（Ｄ０３：結果を通知する信号の発信）。

そして、判断結果を通知する信号が、給電装置２００の選択された給電装置用アンテナ回
路２０１において受信される（Ｃ０３：結果を通知する信号の受信）。受信された信号は
、選択された給電装置用アンテナ回路２０１において電気信号に変換され、整流回路２０
３において整流される。なお、判断結果を通知する信号は、選択された給電装置用アンテ
ナ回路２０１以外の給電装置用アンテナ回路２０１において、受信されても良い。整流さ
れた信号は、復調回路２０５において復調された後、信号処理回路２０２に送られる。

先に行われた、充電を開始するのに適した状態にあるか否かの判断（Ｄ０２：充電を開始
するのに適した状態か否かの判断）において、適していないと判断されている場合、信号
処理回路２０２が判断結果を通知する信号を受け取ったら、選択回路２１０により給電装
置用アンテナ回路２０１の別の一つを選択し（Ｃ０１：給電装置用アンテナ回路の選択）
、再び（Ｃ０３：結果を通知する信号の受信）までの手順を繰り返す。

先に行われた、充電を開始するのに適した状態にあるか否かの判断（Ｄ０２：充電を開始
するのに適した状態か否かの判断）において、適していると判断されている場合、信号処
理回路２０２が判断結果を通知する信号を受け取ったら、移動体１００と給電装置２００
の動作は、第１段階から第２段階に移行する。

なお、充電を開始するのに適した状態にあるか否かの判断（Ｄ０２：充電を開始するのに
適した状態か否かの判断）において、適していると判断されている場合であっても、再び
（Ｃ０１：給電装置用アンテナ回路の選択）から（Ｃ０３：結果を通知する信号の受信）
までの手順を繰り返しても良い。そして、全ての給電装置用アンテナ回路２０１の中で、
どれが最も効率よく移動体１００への電波の供給を行うことができるのかを見極めるよう
にしても良い。或いは、効率よく移動体１００への電波の供給を行うことができる給電装
置用アンテナ回路２０１を、複数選出するようにしても良い。

第２段階では、第１段階において行われた、いずれの給電装置用アンテナ回路２０１を選
択すれば、充電を開始するのに適した状態を確保できるのかの判断に従い、選択された給
電装置用アンテナ回路２０１を用いて充電用の電波を発信する（Ｃ０４：充電用の電波の
発信）。具体的には、信号処理回路２０２が、電波の強度、周波数等の情報を含んでいる
信号を生成する。そして、当該信号、および、発振回路２０６で生成された一定の周波数
の信号に従って、変調回路２０４が選択された給電装置用アンテナ回路２０１に電圧を印
加することで、給電装置用アンテナ回路２０１から充電用の電波が発信される。

給電装置用アンテナ回路２０１から発信された充電用の電波は、移動体１００が有する移
動体用アンテナ回路１０２において受信される。受信された充電用の電波は、移動体用ア
ンテナ回路１０２において電気信号に変換され、整流回路１０５において整流された後、
信号処理回路１０３に送られる。そして、該電気信号は、信号処理回路１０３から二次電
池１０４に送られ、電気エネルギーとして二次電池１０４に蓄積される。

二次電池１０４の充電が完了すると（Ｄ０４：充電完了）、信号処理回路１０３において
、充電完了を給電装置２００に通知するための信号が生成される。そして、該信号に従っ
て、変調回路１０６が移動体用アンテナ回路１０２に電圧を印加することで、充電完了を
通知する信号が、電波として移動体用アンテナ回路１０２から発信される（Ｄ０５：充電
完了を通知する信号の発信）。

そして、充電完了を通知する信号が、給電装置２００の給電装置用アンテナ回路２０１に
おいて受信される（Ｃ０５：充電完了を通知する信号の受信）。なお、充電完了を通知す
る信号は、選択された給電装置用アンテナ回路２０１以外の給電装置用アンテナ回路２０
１において、受信されても良い。受信された信号は、給電装置用アンテナ回路２０１にお
いて電気信号に変換され、整流回路２０３において整流される。整流された信号は、復調
回路２０５において復調された後、信号処理回路２０２に送られる。信号処理回路２０２
が充電完了を通知する信号を受け取ったら、信号処理回路２０２は電波の発信を停止する
ための信号を発振回路２０６および変調回路２０４に送信し、充電用の電波の発信を停止
させる（Ｃ０６：充電用の電波の発信終了）。

二次電池１０４に蓄えられた電気エネルギーは、電源回路１０７において定電圧化されて
電動機１１１に供給される。電動機１１１は、供給された電気エネルギーを機械エネルギ
ーに変換し、駆動部１１２を動かす。

なお、本実施の形態では、移動体１００が有する信号処理回路１０３において、二次電池
１０４の充電を開始するか否かを判断し、その判断結果を給電装置２００に電波で信号と
して送っているが、本発明の一態様はこの構成に限定されない。例えば、受信したテスト
信号の強度の情報を、そのまま、移動体１００から給電装置２００に電波で信号として送
り、給電装置２００側で、二次電池１０４の充電を開始するか否かを判断するようにして
も良い。

また、変調回路１０６または変調回路２０４において用いられる変調の方式には、実施の
形態４の場合と同様に、様々な方式を用いることが可能である。

また、移動体１００から給電装置２００への、充電完了を通知する信号の発信は、変調回
路１０６が該信号に従って移動体用アンテナ回路１０２に電圧を印加することで、給電装
置用アンテナ回路２０１から発信されるキャリア（搬送波）に変調をかけることにより、
行われる。または、給電装置用アンテナ回路２０１からはキャリア（搬送波）を発信せず
に、移動体１００が有する受電装置部１０１に発振回路を設けて、当該信号、および、発
振回路で生成された一定の周波数の信号に従って、変調回路１０６が移動体用アンテナ回
路１０２に電圧を印加することで、移動体１００から給電装置２００への信号の発信を行
っても良い。

なお、第１段階の一番初めに、テスト信号の発信を給電装置２００に指示するために、移
動体１００が有する受電装置部１０１に発振回路を設けて、移動体１００からスタート信
号を発信するようにしても良い。この場合、発振回路は変調回路１０６と電気的に接続さ
れていれば良い。信号処理回路１０３が電波の強度、周波数等の情報を含んでいるスター
ト信号を生成すると、当該信号、および、発振回路で生成された一定の周波数の信号に従
って、変調回路１０６が移動体用アンテナ回路１０２に電圧を印加することで、移動体用
アンテナ回路１０２からスタート信号が電波として発信される。

そして、スタート信号が、給電装置２００の複数の給電装置用アンテナ回路２０１におい
て受信される。或いは、スタート信号が、複数の給電装置用アンテナ回路２０１のうち、
選択された給電装置用アンテナ回路２０１において受信されるようにしても良い。いずれ
にしても、受信された信号は、給電装置用アンテナ回路２０１において電気信号に変換さ
れ、整流回路２０３において整流される。整流された信号は、復調回路２０５において復
調された後、信号処理回路２０２に送られる。

信号処理回路２０２がスタート信号を受け取ると、選択回路２１０により、複数の給電装
置用アンテナ回路２０１の一つが選択される（Ｃ０１：給電装置用アンテナ回路の選択）
。そして、（Ｃ０１：給電装置用アンテナ回路の選択）以降の手順については、図８に示
したフローチャートと同じであるので、上記記載を参照することができる。

本発明の一態様では、給電装置２００が給電装置用アンテナ回路２０１を複数有している
。そのため、移動体１００が、給電装置用アンテナ回路２０１の少なくとも一つから発信
された電波を受信できる範囲内に位置していれば、効率よく移動体１００への電力の供給
を行うことができる。よって、給電装置用アンテナ回路２０１が単数である場合に比べて
、充電の際における移動体１００と給電装置２００の位置ずれに対する許容範囲を拡大す
ることができる。したがって、移動体１００と給電装置２００の位置合わせが容易となり
、充電の際に生じる電力のロスを抑えることができる。また、充電に利用されずに給電装
置２００から四方に放射される電波の強度を、低く抑えることができる。

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。

（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態３に示した移動体、及び上記移動体と給電装置を用いた無
線給電システムの、より詳細な構成について説明する。

図６に、本発明の一態様に係る移動体、及び上記移動体と給電装置を用いた無線給電シス
テムの構成を、ブロック図で一例として示す。図６では、図３と同様に、移動体１００が
、受電装置部１０１と、電源負荷部１１０とを有する。

受電装置部１０１は、複数の移動体用アンテナ回路１０２と、信号処理回路１０３と、二
次電池１０４と、整流回路１０５と、変調回路１０６と、電源回路１０７と、選択回路１
２０と、発振回路１２１とを少なくとも有する。電源負荷部１１０は、電動機１１１と、
電動機１１１によってその動作が制御される駆動部１１２とを、少なくとも有する。

給電装置２００は、給電装置用アンテナ回路２０１と、信号処理回路２０２と、整流回路
２０３と、変調回路２０４と、復調回路２０５と、発振回路２０６とを、少なくとも有し
ている。

なお、図６では、給電装置用アンテナ回路２０１の数が単数である場合を例示しているが
、図５と同様に複数であっても良い。ただし、給電装置用アンテナ回路２０１が複数であ
る場合、図５と同様に、給電装置用アンテナ回路２０１を選択するための選択回路２１０
を、給電装置２００に設ける。

なお、図６に示すブロック図において、ＤＣ−ＤＣコンバータや、二次電池１０４の過充
電を防ぐように電源回路１０７の動作を制御する過充電制御回路が、適宜設けられていて
も良い。

次いで、図６に示した移動体１００と給電装置２００の動作について、図９に示したフロ
ーチャートを用いて説明する。図６に示した移動体１００と給電装置２００の動作は、移
動体用アンテナ回路１０２の選択を行う第１段階と、充電を行う第２段階とに分けて、説
明することができる。

まず、第１段階では、選択回路１２０により、移動体用アンテナ回路１０２の一つが選択
される（Ｆ０１：移動体用アンテナ回路の選択）。具体的に、移動体用アンテナ回路１０
２の選択は、移動体用アンテナ回路１０２と給電線との接続を、選択回路１２０により制
御することで行う。すなわち、移動体用アンテナ回路１０２と給電線とを接続することで
、当該移動体用アンテナ回路１０２を選択することができる。

次いで、テスト信号の発信を給電装置２００に指示するために、移動体１００からスター
ト信号を発信する（Ｆ０２：スタート信号の発信）。具体的には、まず、信号処理回路１
０３が、電波の強度、周波数等の情報を含んでいるスタート信号を生成する。そして、当
該信号、および、発振回路１２１で生成された一定の周波数の信号に従って、変調回路１
０６が移動体用アンテナ回路１０２に電圧を印加することで、選択された移動体用アンテ
ナ回路１０２からスタート信号が電波として発信される。

そして、スタート信号が、給電装置２００の給電装置用アンテナ回路２０１において受信
される（Ｅ０１：スタート信号の受信）。受信された信号は、給電装置用アンテナ回路２
０１において電気信号に変換され、整流回路２０３において整流される。整流された信号
は、復調回路２０５において復調された後、信号処理回路２０２に送られる。

信号処理回路２０２がスタート信号を受け取ると、給電装置用アンテナ回路２０１から電
波がテスト信号として発信される（Ｅ０２：テスト信号の発信）。具体的には、信号処理
回路２０２が、電波の強度、周波数等の情報を含んでいる信号を生成する。そして、当該
信号、および、発振回路２０６で生成された一定の周波数の信号に従って、変調回路２０
４が給電装置用アンテナ回路２０１に電圧を印加することで、給電装置用アンテナ回路２
０１から電波がテスト信号として発信される。

給電装置用アンテナ回路２０１から発信されたテスト信号は、移動体１００が有する選択
された移動体用アンテナ回路１０２において受信される（Ｆ０３：テスト信号の受信）。
受信されたテスト信号は、選択された移動体用アンテナ回路１０２において電気信号に変
換され、整流回路１０５において整流された後、信号処理回路１０３に送られる。

受信されたテスト信号の強度は、移動体用アンテナ回路１０２と給電装置用アンテナ回路
２０１の、距離、向きなどの位置関係によって異なる。信号処理回路１０３では、整流回
路１０５から送られてきたテスト信号の強度から、選択された移動体用アンテナ回路１０
２と給電装置用アンテナ回路２０１の位置関係が、充電を開始するのに適した状態にある
か否かを判断する（Ｆ０４：充電を開始するのに適した状態か否かの判断）。

受信したテスト信号の強度が不十分ならば、電波が電気信号に変換される際の、エネルギ
ーの変換効率が低いということを意味する。よって、移動体用アンテナ回路１０２と給電
装置用アンテナ回路２０１の位置関係の状態が、充電を開始するのに適していないと判断
される。そして、適していない場合は、再び選択回路１２０により移動体用アンテナ回路
１０２の別の一つを選択し（Ｆ０１：移動体用アンテナ回路の選択）、（Ｆ０４：充電を
開始するのに適した状態か否かの判断）までの手順を繰り返す。

受信したテスト信号の強度が十分に高ければ、電波が電気信号に変換される際の、エネル
ギーの変換効率が十分に高いということを意味する。よって、移動体用アンテナ回路１０
２と給電装置用アンテナ回路２０１の位置関係の状態が、充電を開始するのに適している
と判断される。

充電を開始するのに適していると判断された場合、移動体用アンテナ回路１０２の選択が
終了し、充電の準備が完了したことになる。すると、信号処理回路１０３は、準備完了を
給電装置２００に通知するための信号を生成する。そして、該信号に従って、変調回路１
０６が選択された移動体用アンテナ回路１０２に電圧を印加することで、準備完了を通知
する信号が、電波として当該移動体用アンテナ回路１０２から発信される（Ｆ０５：準備
完了を通知する信号の発信）。

そして、準備完了を通知する信号が、給電装置２００の給電装置用アンテナ回路２０１に
おいて受信される（Ｅ０３：準備完了を通知する信号の受信）。受信された信号は、給電
装置用アンテナ回路２０１において電気信号に変換され、整流回路２０３において整流さ
れる。整流された信号は、復調回路２０５において復調された後、信号処理回路２０２に
送られる。信号処理回路２０２が準備完了を通知する信号を受け取ったら、移動体１００
と給電装置２００の動作は、第１段階から第２段階に移行する。

なお、適していると判断された場合であっても、再び選択回路１２０により移動体用アン
テナ回路１０２の別の一つを選択し（Ｆ０１：移動体用アンテナ回路の選択）、（Ｆ０４
：充電を開始するのに適した状態か否かの判断）までの手順を繰り返しても良い。そして
、全ての移動体用アンテナ回路１０２の中で、どれが最も効率よく移動体１００への電波
の供給を行うことができるのかを見極めるようにしても良い。或いは、効率よく移動体１
００への電波の供給を行うことができる移動体用アンテナ回路１０２を、複数選出するよ
うにしても良い。

第２段階では、第１段階において行われた、いずれの移動体用アンテナ回路１０２を選択
すれば、充電を開始するのに適した状態を確保できるのかの判断に従い、充電を開始する
。具体的には、信号処理回路２０２が、電波の強度、周波数等の情報を含んでいる信号を
生成する。そして、当該信号、および、発振回路２０６で生成された一定の周波数の信号
に従って、変調回路２０４が給電装置用アンテナ回路２０１に電圧を印加することで、給
電装置用アンテナ回路２０１から充電用の電波が発信される（Ｅ０４：充電用の電波の発
信）。

給電装置用アンテナ回路２０１から発信された充電用の電波は、移動体１００が有する選
択された移動体用アンテナ回路１０２において受信される。受信された充電用の電波は、
当該移動体用アンテナ回路１０２において電気信号に変換され、整流回路１０５において
整流された後、信号処理回路１０３に送られる。そして、該電気信号は、信号処理回路１
０３から二次電池１０４に送られ、電気エネルギーとして二次電池１０４に蓄積される。

二次電池１０４の充電が完了すると（Ｆ０６：充電完了）、信号処理回路１０３において
、充電完了を給電装置２００に通知するための信号が生成される。そして、該信号に従っ
て、変調回路１０６が選択された移動体用アンテナ回路１０２に電圧を印加することで、
充電完了を通知する信号が、電波として移動体用アンテナ回路１０２から発信される（Ｆ
０７：充電完了を通知する信号の発信）。なお、充電完了を通知する信号は、選択された
移動体用アンテナ回路１０２以外の移動体用アンテナ回路１０２から、発信されても良い
。

そして、充電完了を通知する信号が、給電装置２００の給電装置用アンテナ回路２０１に
おいて受信される（Ｅ０５：充電完了を通知する信号の受信）。受信された信号は、給電
装置用アンテナ回路２０１において電気信号に変換され、整流回路２０３において整流さ
れる。整流された信号は、復調回路２０５において復調された後、信号処理回路２０２に
送られる。信号処理回路２０２が充電完了を通知する信号を受け取ったら、信号処理回路
２０２は電波の発信を停止するための信号を発振回路２０６および変調回路２０４に送信
し、充電用の電波の発信を停止させる（Ｅ０６：充電用の電波の発信終了）。

二次電池１０４に蓄えられた電気エネルギーは、電源回路１０７において定電圧化されて
電動機１１１に供給される。電動機１１１は、供給された電気エネルギーを機械エネルギ
ーに変換し、駆動部１１２を動かす。

なお、本実施の形態では、移動体１００が有する信号処理回路１０３において、二次電池
１０４の充電を開始するか否かを判断し、その判断結果を給電装置２００に電波で信号と
して送っているが、本発明の一態様はこの構成に限定されない。例えば、受信したテスト
信号の強度の情報を、そのまま、移動体１００から給電装置２００に電波で信号として送
り、給電装置２００側で、二次電池１０４の充電を開始するか否かを判断するようにして
も良い。

また、変調回路１０６または変調回路２０４において用いられる変調の方式には、実施の
形態４の場合と同様に、様々な方式を用いることが可能である。

また、移動体１００から給電装置２００への、準備完了を通知する信号、或いは、充電完
了を通知する信号の発信は、変調回路１０６が該信号に従って移動体用アンテナ回路１０
２に電圧を印加することで、給電装置用アンテナ回路２０１から発信されるキャリア（搬
送波）に変調をかけることにより、行われる。または、給電装置用アンテナ回路２０１か
らはキャリア（搬送波）を発信せずに、移動体１００が有する受電装置部１０１に発振回
路を設けて、当該信号、および、発振回路で生成された一定の周波数の信号に従って、変
調回路１０６が移動体用アンテナ回路１０２に電圧を印加することで、移動体１００から
給電装置２００への信号の発信を行っても良い。

本発明の一態様では、移動体１００が移動体用アンテナ回路１０２を複数有している。そ
のため、移動体用アンテナ回路１０２の少なくとも一つが、給電装置用アンテナ回路２０
１から発信された電波を受信できる範囲内に位置していれば、効率よく移動体１００への
電力の供給を行うことができる。よって、移動体用アンテナ回路１０２が単数である場合
に比べて、充電の際における移動体１００と給電装置２００の位置ずれに対する許容範囲
を拡大することができる。したがって、移動体１００と給電装置２００の位置合わせが容
易となり、充電の際に生じる電力のロスを抑えることができる。また、充電に利用されず
に給電装置２００から四方に放射される電波の強度を、低く抑えることができる。

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。

（実施の形態７）
本実施の形態では、実施の形態１乃至実施の形態６とは異なる、移動体１００の構成例に
ついて説明する。

図１０に、図４に示す移動体１００において、受電装置部１０１に復調回路１０８を加え
た場合の構成を一例として示す。そして、図１０に示した移動体１００の動作は、図４の
場合と同様に、図７に示したフローチャートに従って説明することができる。ただし、最
初に移動体１００からスタート信号を発信する場合は、移動体１００が有する受電装置部
１０１に発振回路を設け、発振回路を変調回路１０６と電気的に接続させておけば良い。
なお、図１０の場合、移動体用アンテナ回路１０２においてテスト信号が受信されると（
Ｂ０１：テスト信号の受信）、受信されたテスト信号が、移動体用アンテナ回路１０２に
おいて電気信号に変換され、整流回路１０５において整流された後、復調回路１０８にお
いて復調される。そして、復調されたテスト信号が、信号処理回路１０３に送られる。

信号処理回路１０３は、復調されたテスト信号の強度が不十分だと、該テスト信号に従っ
て信号処理を行うことができない。よって、準備完了を給電装置２００に通知するための
信号を生成するという、次の手順に移ることができない。また、復調されたテスト信号の
強度が十分高いと、該テスト信号に従って信号処理が行われる。よって、準備完了を給電
装置２００に通知するための信号を生成するという、次の手順に移ることができる。すな
わち、復調されたテスト信号の強度に従って、信号処理回路１０３が信号処理を行えるか
否かが決まるため、それにより、充電を開始するのに適した状態にあるか否かを判断する
ことができる（Ｂ０２：充電を開始するのに適した状態か否かの判断）。

ただし、図１０の場合、充電用の電波が移動体用アンテナ回路１０２において電気信号に
変換され、整流回路１０５において整流された後、復調回路１０８を介さずに、信号処理
回路１０３に送られるようにしても良い。

また、図１０では、図４に示した移動体１００に復調回路１０８を追加した構成について
示したが、図５または図６に示した移動体１００に復調回路１０８を追加しても良い。

また、図１１に、図４に示す移動体１００において、電源負荷部１１０に燃焼機関１１３
を加えた場合の構成を、一例として示す。

図１１では、移動体１００が電源負荷部１１０に燃焼機関１１３を有しており、電動機１
１１と燃焼機関１１３が、原動機１１４として機能している点だけが、図４と異なってい
る。そして、二次電池１０４に蓄えられた電気エネルギーは、電源回路１０７において定
電圧化されて電動機１１１と燃焼機関１１３に供給される。

電動機１１１は、供給された電気エネルギーを機械エネルギーに変換し、駆動部１１２を
動かす。また、燃焼機関１１３では、供給された電気エネルギーによりプラグ点火が行わ
れることで始動し、駆動部１１２を動かす。

なお、図１１では、図４に示した移動体１００に燃焼機関１１３を追加した構成について
示したが、図５または図６に示した移動体１００に燃焼機関１１３を追加しても良い。

また、図１２に、図４に示す移動体１００において、電源負荷部１１０に出力装置１１５
及び入力装置１１６を加えた場合の構成を、一例として示す。

図１２では、移動体１００が電源負荷部１１０に出力装置１１５と入力装置１１６を有し
ている点だけが、図４と異なっている。出力装置１１５は、信号処理回路１０３において
テスト信号から抽出された情報を、外部に出力するための装置であり、例えば、ディスプ
レイ、ライト、スピーカーなどがその範疇に含まれる。入力装置１１６は、移動体１００
に外部から情報を入力するための装置であり、例えば、ハンドル、ブレーキ、アクセル、
スイッチなどが、その範疇に含まれる。

図７に示すフローチャートにおいて、充電を開始するのに適した状態にあるか否かが判断
されたら（Ｂ０２：充電を開始するのに適した状態か否かの判断）、判断の結果を情報と
して出力装置１１５から出力することができる。或いは、移動体１００において受信され
た、テスト信号の相対的な強度を、情報として出力装置１１５から出力し、充電を開始す
るのに適した状態にあるか否かの判断は、操縦者が行うようにしても良い。

移動体１００の操縦者は、出力装置１１５から出力された情報を用いて、移動体１００と
給電装置２００の位置関係、または上記位置関係の修正が必要か否かを、知ることができ
る。

そして、位置関係の修正を行う場合は、移動体１００の操縦者が、移動体１００の位置ま
たは向きを変更するための情報を、入力装置１１６から移動体１００に入力する。そして
、入力装置１１６から入力された情報に従い、駆動部１１２の動作が制御されることで、
移動体１００或いは移動体用アンテナ回路１０２の、向きまたは位置が変更される。

位置関係の修正を行う必要がない場合は、次の手順に移行する指示を、情報として入力装
置１１６から移動体１００に入力することができる。

なお、出力装置１１５は、位置合わせが開始されてから移動体１００への電力の伝送が終
了するまでの一連の流れの中で、作業がどの段階まで進んでいるかを情報として出力する
ことも可能である。

また、図１２では、図４に示した移動体１００に出力装置１１５及び入力装置１１６を追
加した構成について示したが、図５または図６に示した移動体１００に出力装置１１５及
び入力装置１１６を追加しても良い。

なお、図１１、図１２において、最初に移動体１００からスタート信号を発信する場合は
、移動体１００が有する受電装置部１０１に発振回路を設け、発振回路を変調回路１０６
に電気的に接続させておけば良い。

なお、図１０、図１１、図１２に示したブロック図において、ＤＣ−ＤＣコンバータや、
二次電池１０４の過充電を防ぐように電源回路１０７の動作を制御する過充電制御回路が
、適宜設けられていても良い。

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。

（実施の形態８）
本実施の形態では、移動体用アンテナ回路と、給電装置用アンテナ回路の構成について説
明する。

移動体用アンテナ回路と、給電装置用アンテナ回路に用いられているアンテナ回路は、ア
ンテナと、容量とを用いたＬＣ回路で構成することができる。

図１３（Ａ）に、アンテナ回路の一例を回路図で示す。図１３（Ａ）に示す複数の各アン
テナ回路４００は、アンテナ４０１と容量４０２とを有した並列ＬＣ回路を用いている。
そして、アンテナ回路４００どうしが、並列に接続されている。

具体的に、各アンテナ４０１が有する給電点Ａ１、給電点Ａ２は、入力端子４０３、入力
端子４０４に、それぞれ接続されている。また、容量４０２が有する一対の電極は、給電
点Ａ１、給電点Ａ２に、それぞれ接続されている。

各アンテナ回路４００は、入力端子４０３、入力端子４０４を介して、それぞれ給電線か
ら電位が与えられる。図１３（Ａ）では、入力端子４０３に給電線からグラウンドなどの
固定電位が与えられている場合を例示している。そして、入力端子４０３と入力端子４０
４の間には、交流の電圧が印加される。

なお、本明細書において接続とは電気的な接続を意味しており、電流、電圧または電位が
、供給可能、或いは伝送可能な状態に相当する。従って、接続している状態とは、直接接
続している状態を必ずしも指すわけではなく、電流、電圧または電位が、供給可能、或い
は伝送可能であるように、配線、抵抗、ダイオード、トランジスタなどの回路素子を介し
て間接的に接続している状態も、その範疇に含む。

図１３（Ｂ）に、アンテナ回路の別の一例を回路図で示す。図１３（Ｂ）に示す複数の各
アンテナ回路４１０は、アンテナ４１１と容量４１２とを有した直列ＬＣ回路を用いてい
る。そして、アンテナ回路４１０どうしが、並列に接続されている。

具体的に、各アンテナ４１１が有する給電点Ａ１は、入力端子４１３に接続されている。
また、容量４１２が有する一対の電極は、一方が給電点Ａ２に、他方が入力端子４１４に
接続されている。

各アンテナ回路４１０は、入力端子４１３、入力端子４１４を介して、それぞれ給電線か
ら電位が与えられる。図１３（Ｂ）では、入力端子４１３に給電線からグラウンドなどの
固定電位が与えられている場合を例示している。そして、入力端子４１３と入力端子４１
４の間には、交流の電圧が印加される。

図１３では、アンテナ回路ごとに独立した容量が設けられている場合を例示しているが、
本発明の一態様はこの構成に限定されない。複数のアンテナ回路が一の容量を共有してい
ても良い。

なお、複数のアンテナ回路のうち、１つまたは複数のアンテナ回路を選択する場合、複数
のアンテナ回路と給電線との接続は、選択回路で行う。

図１４（Ａ）に、複数のアンテナ回路と、選択回路の接続構成の一例を示す。図１３（Ａ
）の場合と同様に、図１４（Ａ）に示す複数の各アンテナ回路４００は、アンテナ４０１
と容量４０２とを有した並列ＬＣ回路を用いている。

そして、各アンテナ４０１が有する給電点Ａ１は、入力端子４０３に接続されている。容
量４０２が有する一対の電極は、給電点Ａ１、給電点Ａ２に、それぞれ接続されている。
選択回路４０５には、複数の各アンテナ４０１が有する給電点Ａ２と、入力端子４０４と
の接続をそれぞれ制御する複数のスイッチング素子４０６が設けられている。スイッチン
グ素子４０６のスイッチングにより、複数のアンテナ回路４００の選択が行われる。

対応するスイッチング素子４０６がオンになることで選択されたアンテナ回路４００は、
入力端子４０３、入力端子４０４を介して、それぞれ給電線から電位が与えられる。図１
４（Ａ）では、入力端子４０３に給電線からグラウンドなどの固定電位が与えられている
場合を例示している。そして、入力端子４０３と入力端子４０４の間には、交流の電圧が
印加される。

また、図１４（Ｂ）に、複数のアンテナ回路と、選択回路の接続構成の一例を示す。図１
３（Ｂ）の場合と同様に、図１４（Ｂ）に示す複数の各アンテナ回路４１０は、アンテナ
４１１と容量４１２とを有した直列ＬＣ回路を用いている。

そして、各アンテナ４１１が有する給電点Ａ１は、入力端子４１３に接続されている。容
量４１２が有する一対の電極は、一方が給電点Ａ２に、他方が選択回路４１５に、それぞ
れ接続されている。選択回路４１５には、各容量４１２が有する他方の電極と、入力端子
４１４との接続をそれぞれ制御する複数のスイッチング素子４１６が設けられている。ス
イッチング素子４１６のスイッチングにより、複数のアンテナ回路４１０の選択が行われ
る。

対応するスイッチング素子４１６がオンになることで選択されたアンテナ回路４１０は、
入力端子４１３、入力端子４１４を介して、それぞれ給電線から電位が与えられる。図１
４（Ｂ）では、入力端子４１３に給電線からグラウンドなどの固定電位が与えられている
場合を例示している。そして、入力端子４１３と入力端子４１４の間には、交流の電圧が
印加される。

なお、図１４では、アンテナ回路ごとに独立した容量が設けられている場合を例示してい
るが、本発明の一態様はこの構成に限定されない。選択回路を用いる場合においても、複
数のアンテナ回路が一の容量を共有していても良い。

図１５（Ａ）に、複数のアンテナ回路と、選択回路の接続構成の別の一例を示す。図１３
（Ａ）の場合と同様に、図１５（Ａ）に示す複数の各アンテナ回路４００は、並列ＬＣ回
路を用いている。

具体的に、図１５（Ａ）に示す複数の各アンテナ回路４００は、アンテナ４０１を有して
おり、なおかつ複数のアンテナ回路４００が、一の容量４０２を共有している。そして、
各アンテナ４０１が有する給電点Ａ１は、入力端子４０３に接続されている。容量４０２
が有する一対の電極は、入力端子４０３、入力端子４０４に、それぞれ接続されている。
選択回路４０５には、複数の各アンテナ４０１が有する給電点Ａ２と、入力端子４０４と
の接続をそれぞれ制御する複数のスイッチング素子４０６が設けられている。スイッチン
グ素子４０６のスイッチングにより、複数のアンテナ回路４００の選択が行われる。

対応するスイッチング素子４０６がオンになることで選択されたアンテナ回路４００は、
入力端子４０３、入力端子４０４を介して、それぞれ給電線から電位が与えられる。図１
５（Ａ）では、入力端子４０３に給電線からグラウンドなどの固定電位が与えられている
場合を例示している。そして、入力端子４０３と入力端子４０４の間には、交流の電圧が
印加される。

図１５（Ｂ）に、複数のアンテナ回路と、選択回路の接続構成の別の一例を示す。図１３
（Ｂ）の場合と同様に、図１５（Ｂ）に示す複数の各アンテナ回路４１０は、直列ＬＣ回
路を用いている。

具体的に、図１５（Ｂ）に示す複数の各アンテナ回路４１０は、アンテナ４１１を有して
おり、なおかつ複数のアンテナ回路４１０が、一の容量４１２を共有している。そして、
各アンテナ４１１が有する給電点Ａ１は、入力端子４１３に接続されている。容量４１２
が有する一対の電極は、一方が選択回路４１５に、他方が入力端子４１４に、それぞれ接
続されている。選択回路４１５には、容量４１２が有する一方の電極と、各アンテナ４１
１が有する給電点Ａ２との接続をそれぞれ制御する複数のスイッチング素子４１６が設け
られている。スイッチング素子４１６のスイッチングにより、複数のアンテナ回路４１０
の選択が行われる。

対応するスイッチング素子４１６がオンになることで選択されたアンテナ回路４１０は、
入力端子４１３、入力端子４１４を介して、それぞれ給電線から電位が与えられる。図１
５（Ｂ）では、入力端子４１３に給電線からグラウンドなどの固定電位が与えられている
場合を例示している。そして、入力端子４１３と入力端子４１４の間には、交流の電圧が
印加される。

なお、図１５に示すように、複数のアンテナ回路が一の容量を共有しており、なおかつ、
選択回路によってアンテナ回路の選択が行われる場合、選択されるアンテナ回路の数をあ
らかじめ固定しておくことが望ましい。さらに、アンテナの有するインダクタンス、容量
値は、同程度であることが望ましい。

また、図１３乃至図１５では、アンテナがコイル状である場合を例示しているが、本発明
で用いることができるアンテナの形状は、これに限定されない。アンテナの形状は、無線
で信号を送受信できるものであれば良く、電波の波長、伝送方式に合わせて適宜選択すれ
ば良い。

例えば、マイクロ波方式で信号の送受信を行う場合、アンテナ回路は回路部とインピーダ
ンスの整合を取ることで、反射による電力の損失を抑えることができ、電力伝送効率を高
めることができる。インピーダンスの虚数部に相当するリアクタンスは、アンテナ回路が
有する容量の容量値によって変わる。よって、電力伝送効率を高めるためには、容量の容
量値を最適化し、インピーダンスの整合を取るのが望ましい。

また、電磁誘導方式で信号の送受信を行う場合、アンテナ回路が有する容量の容量値を最
適化することで、電力伝送効率を向上させることができる。

図１６に、アンテナの形状を例示する。図１６（Ａ）に示すアンテナは、矩形状の平板に
開口部が設けられた構成を有している。また、図１６（Ｂ）に示すアンテナは、導体５１
０が渦巻状に成型された構成を有している。また、図１６（Ｃ）に示すアンテナは、平板
状のパッチ素子５１１とパッチ素子５１２とが、環状に成型された配線５１３を間に挟ん
で連結されている。

なお、アンテナ回路は、給電点において給電線に接続されたコイルの他に、例えば、ブー
スターアンテナのように、給電線に物理的に接続されていない電波の送受信用コイルを有
していても良く、上記構成により通信距離を伸ばすことができる。

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。

（実施の形態９）
本実施の形態では、移動体が有する移動体用アンテナ回路と、給電装置が有する給電装置
用アンテナ回路の位置関係について説明する。

図１７（Ａ）に、移動体の一つである四輪の自動車３００が、給電装置が有する給電装置
用アンテナ回路３０１に接近している様子を示す。自動車３００は、矢印で示す方向に従
って給電装置用アンテナ回路３０１に近づいている。

自動車３００は、その底部に移動体用アンテナ回路３０２ａ〜移動体用アンテナ回路３０
２ｃが設けられている。自動車３００における移動体用アンテナ回路３０２ａ〜移動体用
アンテナ回路３０２ｃの位置を明確にするために、図１７（Ｂ）に、輪郭だけ示した自動
車３００と、自動車３００の底部に設けられた移動体用アンテナ回路３０２ａ〜移動体用
アンテナ回路３０２ｃとを示す。

自動車３００の底部に設けられた移動体用アンテナ回路３０２ａ〜移動体用アンテナ回路
３０２ｃは、自動車３００が矢印の方向に従って進むことで、最終的には図１７（Ｃ）に
示すように、給電装置用アンテナ回路３０１に隣接した状態となる。

なお、給電装置用アンテナ回路３０１と移動体用アンテナ回路３０２ａ〜移動体用アンテ
ナ回路３０２ｃの設置箇所にもよるが、自動車３００の操縦者が、上記アンテナ回路の位
置関係を、自動車３００の運転席から正確に把握し、高い変換効率を確保できるように上
記アンテナ回路の位置合わせを行うことは、通常困難である。しかし、本発明の一態様で
は、上記アンテナ回路間において送受信されるテスト信号を用い、上記アンテナ回路を直
接目視で確認できなくても位置関係を把握することができるので、位置合わせを容易にす
ることができる。

また、移動体用アンテナ回路３０２ａ〜移動体用アンテナ回路３０２ｃの少なくとも一つ
が、給電装置用アンテナ回路３０１から発信された電波を受信できる範囲内に位置してい
れば、効率よく自動車３００への電力の供給を行うことができる。よって、移動体用アン
テナ回路が単数である場合に比べて、充電の際における自動車３００と給電装置用アンテ
ナ回路３０１の位置ずれに対する許容範囲を拡大することができ、位置関係の情報の取得
や、その修正を、容易に行うことができる。

また、本実施の形態のように、自動車３００の底部に移動体用アンテナ回路３０２ａ〜移
動体用アンテナ回路３０２ｃを設置し、自動車３００が移動する道路などの面上に給電装
置用アンテナ回路３０１を設置している場合、上記アンテナ回路間には常に一定の間隔が
設けられることになる。よって、上記アンテナ回路の位置合わせは、自動車３００が移動
する面（道路など）内において、給電装置用アンテナ回路３０１を移動させるだけで良い
。或いは、自動車３００が移動する面（道路など）と平行関係にある面（自動車の底面を
含む面）内において、移動体用アンテナ回路３０２ａ〜移動体用アンテナ回路３０２ｃを
移動させるだけで良い。

そして、電波の持つエネルギーを電気エネルギーに変換する際の変換効率は、給電装置用
アンテナ回路３０１と移動体用アンテナ回路３０２ａ〜移動体用アンテナ回路３０２ｃの
距離、向きなどの位置関係に大きく左右されるが、図１７の場合、上記アンテナ回路の向
きは固定されている。よって、図１７の場合、給電装置用アンテナ回路３０１と、移動体
用アンテナ回路３０２ａ〜移動体用アンテナ回路３０２ｃのいずれか一つとの距離がより
短くなるように、上記アンテナ回路の位置合わせを行えばよい。

図１８（Ａ）に、給電装置用アンテナ回路３０１が有する給電装置用アンテナ３０３と、
移動体用アンテナ回路３０２ａ〜移動体用アンテナ回路３０２ｃのいずれか一つが有する
移動体用アンテナ３０４とが、隣接している様子を示す。なお、図１８（Ａ）では、給電
装置用アンテナ３０３から、テスト信号が電波として発信されているものとする。

給電装置用アンテナ３０３から発信される電波を効率よく受信するためには、移動体用ア
ンテナ３０４が、最適エリア３０５内に収まるようにするのが望ましい。移動体用アンテ
ナ３０４が最適エリア３０５内に収まっていれば、変換効率が高まるので、移動体用アン
テナ３０４が強度の高いテスト信号を受信することができる。逆に、移動体用アンテナ３
０４が、図１８（Ａ）に示すように、最適エリア３０５内に収まっていなければ、変換効
率が低いので、移動体用アンテナ３０４が強度の高いテスト信号を受信することができな
い。

図１８（Ｂ）に、移動体用アンテナ３０４が、最適エリア３０５内に収まっている様子を
示す。なお、図１８（Ｂ）では、給電装置用アンテナ３０３から、充電用の電波が発信さ
れているものとする。

図１８（Ｂ）に示すように、移動体用アンテナ３０４が、最適エリア３０５内に収まって
いれば、変換効率が高まるので、充電の際の電力のロスを抑えることができる。

なお、最適エリア３０５の範囲は、設計者が適宜設定することができる。例えば、電磁結
合方式を用いて電波の送受信を行う場合を考える。給電装置用アンテナ３０３に交流の電
流が流れると、磁界が発生する。給電装置用アンテナ３０３の磁界が発生している領域に
移動体用アンテナ３０４が近づくと、電磁結合し、移動体用アンテナ３０４に誘導起電力
が生じる。一般的に、当該アンテナ間の距離が最も近い場合に、磁界の影響を最も強く受
けることができる。よって、給電装置用アンテナ３０３において生じる磁界が最も強くな
る領域（当該アンテナ間の距離が最も近くなる領域）を、最適エリア３０５に設定するこ
とで、移動体用アンテナ３０４において生じる誘導起電力を大きくし、変換効率を高める
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。

（実施の形態１０）
本実施の形態では、自動車などの、軌条によらずに移動する移動体を用いる場合において
、位置合わせを容易にすることができる給電装置の構成について説明する。

図１９（Ａ）に、移動体の一つである四輪の自動車５００が、給電装置が有する給電装置
用アンテナ回路５０１に接近している様子を示す。自動車５００は、矢印で示す方向に従
って給電装置用アンテナ回路５０１に近づいている。

自動車５００は、電動機からの機械エネルギーを用いて動作する駆動輪５０４を駆動部に
有する。そして、駆動輪５０４が回転運動することで、自動車５００を推進させることが
できる。本実施の形態では、図１９（Ａ）に示すように、自動車が推進する方向を制限す
るために、駆動輪５０４の回転軸の方向を固定するためのガイド５０３を、給電装置に設
ける。よって、駆動輪５０４は、ガイド５０３が延設されている方向に沿って、回転しな
がら移動する。

自動車５００は、その底部に複数の移動体用アンテナ回路５０２が設けられている。そし
て、自動車５００が矢印の方向に従って進むことで、最終的には図１９（Ｂ）に示すよう
に、自動車５００の底部に設けられた複数の移動体用アンテナ回路５０２の一つが、給電
装置用アンテナ回路５０１に隣接した状態となる。

本実施の形態のように、ガイド５０３を用いることで、ガイド５０３の延設されている方
向においてのみ、給電装置用アンテナ回路５０１と移動体用アンテナ回路５０２の位置合
わせを行えば良い。よって、位置合わせをさらに容易にすることができる。

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。

（実施の形態１１）
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２０（Ａ）に、本発明の移動体の一つであるモーターボート１３０１の構成を示す。図
２０（Ａ）では、モーターボート１３０１が、複数の移動体用アンテナ回路１３０２を、
その船体の側部に備えている場合を例示している。モーターボート１３０１の充電を行う
ための給電装置は、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、係留施設において、岸壁などの堤に給電装置用アンテナ回路１３０３
を設けることで、モーターボート１３０１の係留中に、電力のロスを抑えつつ、充電を行
うことができる。無線で充電を行うことができれば、充電の度に二次電池をモーターボー
ト１３０１から取り外す手間が省ける。

図２０（Ｂ）に、本発明の移動体の一つである電動車いす１３１１の構成を示す。図２０
（Ｂ）では、電動車いす１３１１が、複数の移動体用アンテナ回路１３１２を、その底部
と背部に備えている場合を例示している。そして、図２０（Ｂ）では、電動車いす１３１
１の充電を行うための給電装置が有する給電装置用アンテナ回路１３１３が、電動車いす
１３１１が載置されている道路などの面に、設けられている場合を例示している。図２０
（Ｂ）では、複数の移動体用アンテナ回路１３１２の向きが異なるように電動車いす１３
１１に設置されているため、異なる形態の給電装置でも充電を行うことができる。例えば
、壁面に給電装置用アンテナ回路が設けられている場合でも、電動車いす１３１１の背部
に備えられた移動体用アンテナ回路１３１２を用いる事で、充電を行うことが可能であり
、異なる形態の給電装置にも対応して、位置合わせを行うことができる。

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。

（実施の形態１２）
本実施の形態では、移動体に用いられる整流回路の構成と、移動体の各種回路が有するト
ランジスタの構成について説明する。

図２１（Ａ）に、整流回路の一つである、半波整流回路の一例を示す。図２１（Ａ）に示
す整流回路は、トランジスタ８００と、容量素子８０３とを有する。トランジスタ８００
のソース電極とドレイン電極は、いずれか一方が入力端子８０１に接続されており、他方
が出力端子８０２に接続されている。トランジスタ８００が有するゲート電極は、入力端
子８０１に接続されている。容量素子８０３が有する一対の電極は、一方が出力端子８０
２に接続され、他方がグラウンド（ＧＮＤ）に落とされている。

図２１（Ｂ）に、整流回路の一つである、半波２倍電圧整流回路の一例を示す。図２１（
Ｂ）に示す整流回路は、トランジスタ８１０と、トランジスタ８１４と、容量素子８１３
とを有する。トランジスタ８１０のソース電極とドレイン電極は、いずれか一方が入力端
子８１１に接続されており、他方が出力端子８１２に接続されている。トランジスタ８１
０が有するゲート電極は、入力端子８１１に接続されている。トランジスタ８１４のソー
ス電極とドレイン電極は、いずれか一方が入力端子８１１に接続されており、他方がグラ
ウンド（ＧＮＤ）に落とされている。トランジスタ８１４が有するゲート電極は、グラウ
ンド（ＧＮＤ）に落とされている。容量素子８１３が有する一対の電極は、一方が出力端
子８１２に接続され、他方がグラウンド（ＧＮＤ）に落とされている。

なお、移動体が有する整流回路は、図２１に示した構成に限定されない。例えば、半波４
倍電圧整流回路、半波６倍電圧整流回路などの半波２倍電圧整流回路以外の半波倍電圧整
流回路を用いていても良いし、全波整流回路を用いていても良い。

また、回路図上は独立している構成要素どうしが接続しているように図示されている場合
であっても、実際には、例えば配線の一部が電極としても機能する場合など、一の導電膜
が、複数の構成要素の機能を併せ持っているだけの場合もある。本明細書において接続と
は、このような、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合も、その範
疇に含める。

また、トランジスタが有するソース電極とドレイン電極は、トランジスタの極性及び各電
極に与えられる電位の高低差によって、その呼び方が入れ替わる。一般的に、ｎチャネル
型トランジスタでは、低い電位が与えられる電極がソース電極と呼ばれ、高い電位が与え
られる電極がドレイン電極と呼ばれる。また、ｐチャネル型トランジスタでは、低い電位
が与えられる電極がドレイン電極と呼ばれ、高い電位が与えられる電極がソース電極と呼
ばれる。本明細書では、便宜上、ソース電極とドレイン電極とが固定されているものと仮
定して、トランジスタの接続関係を説明する場合があるが、実際には上記電位の関係に従
ってソース電極とドレイン電極の呼び方が入れ替わる。

次いで、整流回路、電源回路、信号処理回路、変調回路、復調回路、選択回路などに用い
られるトランジスタの構成について説明する。本発明の一態様では、上記回路に用いられ
るトランジスタの構成に特に限定はないが、高耐圧、大電流を制御することができるトラ
ンジスタを用いるのが望ましい。また、移動体が使用される環境下における温度範囲が広
い場合には、温度によって特性に変化が生じにくいトランジスタを用いることが望ましい
。

上述した要件を満たすトランジスタの一例として、シリコン半導体よりもバンドギャップ
が広く、真性キャリア密度がシリコンよりも低い、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（
ＧａＮ）などの化合物半導体、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの金属酸化物でなる酸化物半導体
などを半導体材料として用いたトランジスタが挙げられる。この中でも酸化物半導体は、
スパッタリング法や湿式法（印刷法など）により作製可能であり、量産性に優れるといっ
た利点がある。また、炭化珪素や窒化ガリウムは単結晶としなければ十分な特性が得られ
ず、そのための炭化珪素のプロセス温度は約１５００℃、窒化ガリウムのプロセス温度は
約１１００℃であるが、酸化物半導体の成膜温度は、３００〜５００℃（最大でも７００
℃程度）と低く、単結晶シリコン等の半導体材料を用いた集積回路上に、酸化物半導体に
よる半導体素子を積層させることも可能である。また、基板の大型化にも対応が可能であ
る。よって、上述したワイドギャップ半導体の中でも、特に酸化物半導体は量産性が高い
というメリットを有する。また、より優れた性能（例えば電界効果移動度）を有する結晶
性の酸化物半導体も、４５０℃から８００℃の熱処理によって容易に得ることができる。

電子供与体（ドナー）となる水分または水素などの不純物が低減されて高純度化された酸
化物半導体（ｐｕｒｉｆｉｅｄ ＯＳ）は、ｉ型（真性半導体）又はｉ型に限りなく近い
。そのため、上記酸化物半導体を用いたトランジスタは、特にオフ電流またはリーク電流
が著しく低いという特性を有する。具体的に、高純度化された酸化物半導体は、二次イオ
ン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅ
ｔｒｙ）による水素濃度の測定値が、５×１０^１９／ｃｍ^３以下、好ましくは５×１０^１
８／ｃｍ^３以下、より好ましくは５×１０^１７／ｃｍ^３以下、さらに好ましくは１×１０
^１６／ｃｍ^３以下とする。また、ホール効果測定により測定できる酸化物半導体膜のキャ
リア密度は、１×１０^１４／ｃｍ^３未満、好ましくは１×１０^１２／ｃｍ^３未満、さらに
好ましくは１×１０^１１／ｃｍ^３未満とする。また、酸化物半導体のバンドギャップは、
２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上とする。水分または
水素などの不純物濃度が十分に低減されて高純度化された酸化物半導体膜を用いることに
より、トランジスタのオフ電流、リーク電流を下げることができる。

ここで、酸化物半導体膜中の、水素濃度の分析について触れておく。酸化物半導体膜中及
び導電膜中の水素濃度測定は、ＳＩＭＳで行う。ＳＩＭＳは、その原理上、試料表面近傍
や、材質が異なる膜との積層界面近傍のデータを正確に得ることが困難であることが知ら
れている。そこで、膜中における水素濃度の厚さ方向の分布をＳＩＭＳで分析する場合、
対象となる膜が存在する範囲において、値に極端な変動が無く、ほぼ一定の値が得られる
領域における平均値を、水素濃度として採用する。また、測定の対象となる膜の厚さが小
さい場合、隣接する膜内の水素濃度の影響を受けて、ほぼ一定の値が得られる領域を見い
だせない場合がある。この場合、当該膜が存在する領域における、水素濃度の極大値また
は極小値を、当該膜中の水素濃度として採用する。さらに、当該膜の存在する領域におい
て、極大値を有する山型のピーク、極小値を有する谷型のピークが存在しない場合、変曲
点の値を水素濃度として採用する。

具体的に、高純度化された酸化物半導体膜を活性層として用いたトランジスタのオフ電流
が低いことは、いろいろな実験により証明できる。例えば、チャネル幅が１×１０^６μｍ
でチャネル長が１０μｍの素子であっても、ソース電極とドレイン電極間の電圧（ドレイ
ン電圧）が１Ｖから１０Ｖの範囲において、オフ電流（ゲート電極とソース電極間の電圧
を０Ｖ以下としたときのドレイン電流）が、半導体パラメータアナライザの測定限界以下
、すなわち１×１０^−１３Ａ以下という特性を得ることができる。この場合、オフ電流を
トランジスタのチャネル幅で除した数値に相当するオフ電流密度は、１００ｚＡ／μｍ以
下であることが分かる。また、容量素子とトランジスタ（ゲート絶縁膜の厚さは１００ｎ
ｍ）とを接続して、容量素子に流入または流出する電荷を当該トランジスタで制御する回
路を用いた実験において、当該トランジスタとして高純度化された酸化物半導体膜をチャ
ネル形成領域に用いた場合、容量素子の単位時間あたりの電荷量の推移から当該トランジ
スタのオフ電流密度を測定したところ、トランジスタのソース電極とドレイン電極間の電
圧が３Ｖの場合に、１０ｚＡ／μｍ乃至１００ｚＡ／μｍという、さらに低いオフ電流密
度が得られることが分かった。したがって、高純度化された酸化物半導体膜を活性層とし
て用いたトランジスタのオフ電流密度を、ソース電極とドレイン電極間の電圧によっては
、１００ｚＡ／μｍ以下、好ましくは１０ｚＡ／μｍ以下、更に好ましくは１ｚＡ／μｍ
以下にすることができる。従って、高純度化された酸化物半導体膜を活性層として用いた
トランジスタは、オフ電流が、結晶性を有するシリコンを用いたトランジスタに比べて著
しく低い。

変調回路のスイッチング素子など、低いオフ電流がその特性に要求される素子には、上記
酸化物半導体をチャネル形成領域に有するトランジスタを用いることが、望ましい。

また、高純度化された酸化物半導体を用いたトランジスタは、オフ電流の温度依存性がほ
とんど現れない。これは、酸化物半導体中で電子供与体（ドナー）となる不純物を除去し
て、酸化物半導体が高純度化することによって、導電型が限りなく真性型に近づき、フェ
ルミ準位が禁制帯の中央に位置するためと言える。また、これは、酸化物半導体のエネル
ギーギャップが３ｅＶ以上であり、熱励起キャリアが極めて少ないことにも起因する。ま
た、ソース電極及びドレイン電極が縮退した状態にあることも、温度依存性が現れない要
因となっている。トランジスタの動作は、縮退したソース電極から酸化物半導体に注入さ
れたキャリアによるものがほとんどであり、キャリア密度には温度依存性がないことから
、オフ電流の温度依存性がみられないことを説明することができる。

なお、酸化物半導体は、四元系金属酸化物であるＩｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半
導体や、三元系金属酸化物であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚ
ｎ−Ｏ系酸化物半導体、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系
酸化物半導体、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半
導体や、二元系金属酸化物であるＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系酸化
物半導体、Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体、Ｚｎ−Ｍｇ−Ｏ系酸化物半導体、Ｓｎ−Ｍｇ
−Ｏ系酸化物半導体、Ｉｎ−Ｍｇ−Ｏ系酸化物半導体、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系酸化物半導体や
、Ｉｎ−Ｏ系酸化物半導体、Ｓｎ−Ｏ系酸化物半導体、Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体などを用
いることができる。なお、本明細書においては、例えば、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系
酸化物半導体とは、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）
を有する金属酸化物、という意味であり、その化学量論的組成比は特に問わない。また、
上記酸化物半導体は、珪素を含んでいてもよい。

或いは、酸化物半導体は、化学式ＩｎＭＯ_３（ＺｎＯ）_ｍ（ｍ＞０）で表記することがで
きる。ここで、Ｍは、Ｇａ、Ａｌ、ＭｎおよびＣｏから選ばれた一または複数の金属元素
を示す。

次いで、シリコンを用いたトランジスタ上に形成された、酸化物半導体を用いたトランジ
スタの構成を、図２２に示す。なお、シリコンは、薄膜の半導体膜であっても良いし、バ
ルクの半導体基板であっても良い。本実施の形態では、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ
Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用いて形成されたトランジスタ上に、酸化物半導体を用いた
トランジスタが形成されている場合を例に挙げて、その構成について説明する。

図２２（Ａ）では、ＳＯＩ基板を用いて形成されたトランジスタ６０１と、トランジスタ
６０２とを有している。そして、トランジスタ６０１と、トランジスタ６０２上に、酸化
物半導体膜を用いたチャネルエッチ構造の、ボトムゲート型のトランジスタ６１０が形成
されている。

トランジスタ６１０は、ゲート電極６１１と、ゲート電極６１１上のゲート絶縁膜６１２
と、ゲート絶縁膜６１２上においてゲート電極６１１と重なっている酸化物半導体膜６１
３と、酸化物半導体膜６１３上に形成された一対のソース電極６１４、ドレイン電極６１
５とを有する。さらに、トランジスタ６１０は、酸化物半導体膜６１３上に形成された絶
縁膜６１６を、その構成要素に含めても良い。トランジスタ６１０は、ソース電極６１４
とドレイン電極６１５の間において、酸化物半導体膜６１３の一部が露出したチャネルエ
ッチ構造である。

なお、トランジスタ６１０は、絶縁膜６１６上に、バックゲート電極をさらに有していて
も良い。バックゲート電極は、酸化物半導体膜６１３のチャネル形成領域と重なるように
形成する。バックゲート電極は、電気的に絶縁しているフローティングの状態であっても
良いし、電位が与えられる状態であっても良い。後者の場合、バックゲート電極には、ゲ
ート電極６１１と同じ高さの電位が与えられていても良いし、グラウンドなどの固定電位
が与えられていても良い。バックゲート電極に与える電位の高さを制御することで、トラ
ンジスタ６１０の閾値電圧を制御することができる。

図２２（Ｂ）では、ＳＯＩ基板を用いて形成されたトランジスタ６０１と、トランジスタ
６０２とを有している。そして、トランジスタ６０１と、トランジスタ６０２上に、酸化
物半導体膜を用いたチャネル保護構造の、ボトムゲート型のトランジスタ６２０が形成さ
れている。

トランジスタ６２０は、ゲート電極６３１と、ゲート電極６３１上のゲート絶縁膜６３２
と、ゲート絶縁膜６３２上においてゲート電極６３１と重なっている酸化物半導体膜６３
３と、ゲート電極６３１と重なる位置において島状の酸化物半導体膜６３３上に形成され
たチャネル保護膜６３４と、酸化物半導体膜６３３上に形成されたソース電極６３５、ド
レイン電極６３６と、を有する。さらに、トランジスタ６２０は、ソース電極６３５、ド
レイン電極６３６上に形成された絶縁膜６３７を、その構成要素に含めても良い。

チャネル保護膜６３４を設けることによって、酸化物半導体膜６３３のチャネル形成領域
となる部分に対する、後の工程時におけるダメージ（エッチング時のプラズマやエッチン
グ剤による膜減りなど）を防ぐことができる。従ってトランジスタの信頼性を向上させる
ことができる。

酸素を含む無機材料をチャネル保護膜６３４に用いることで、水分または水素を低減させ
るための加熱処理により酸化物半導体膜６３３中に酸素欠損が発生していたとしても、酸
化物半導体膜６３３の少なくともチャネル保護膜６３４と接する領域に酸素を供給し、ド
ナーとなる酸素欠損を低減して化学量論的組成比を満たす構成とすることが可能である。
よって、チャネル形成領域を、ｉ型化または実質的にｉ型化させることができ、酸素欠損
によるトランジスタの電気特性のばらつきを軽減し、電気特性の向上を実現することがで
きる。

なお、トランジスタ６２０は、絶縁膜６３７上に、バックゲート電極をさらに有していて
も良い。バックゲート電極は、酸化物半導体膜６３３のチャネル形成領域と重なるように
形成する。バックゲート電極は、電気的に絶縁しているフローティングの状態であっても
良いし、電位が与えられる状態であっても良い。後者の場合、バックゲート電極には、ゲ
ート電極６３１と同じ高さの電位が与えられていても良いし、グラウンドなどの固定電位
が与えられていても良い。バックゲート電極に与える電位の高さを制御することで、トラ
ンジスタ６２０の閾値電圧を制御することができる。

図２２（Ｃ）では、ＳＯＩ基板を用いて形成されたトランジスタ６０１と、トランジスタ
６０２とを有している。そして、トランジスタ６０１と、トランジスタ６０２上に、酸化
物半導体膜を用いたボトムコンタクト型のトランジスタ６４０が形成されている。

トランジスタ６４０は、ゲート電極６４１と、ゲート電極６４１上のゲート絶縁膜６４２
と、ゲート絶縁膜６４２上のソース電極６４３、ドレイン電極６４４と、ゲート電極６４
１と重なっている酸化物半導体膜６４５とを有する。さらに、トランジスタ６４０は、酸
化物半導体膜６４５上に形成された絶縁膜６４６を、その構成要素に含めても良い。

なお、トランジスタ６４０は、絶縁膜６４６上に、バックゲート電極をさらに有していて
も良い。バックゲート電極は、酸化物半導体膜６４５のチャネル形成領域と重なるように
形成する。バックゲート電極は、電気的に絶縁しているフローティングの状態であっても
良いし、電位が与えられる状態であっても良い。後者の場合、バックゲート電極には、ゲ
ート電極６４１と同じ高さの電位が与えられていても良いし、グラウンドなどの固定電位
が与えられていても良い。バックゲート電極に与える電位の高さを制御することで、トラ
ンジスタ６４０の閾値電圧を制御することができる。

図２２（Ｄ）では、ＳＯＩ基板を用いて形成されたトランジスタ６０１と、トランジスタ
６０２とを有している。そして、トランジスタ６０１と、トランジスタ６０２上に、酸化
物半導体膜を用いたトップゲート型のトランジスタ６５０が形成されている。

トランジスタ６５０は、ソース電極６５１、ドレイン電極６５２と、ソース電極６５１、
ドレイン電極６５２上に形成された酸化物半導体膜６５３と、酸化物半導体膜６５３上の
ゲート絶縁膜６５４と、ゲート絶縁膜６５４上において酸化物半導体膜６５３と重なって
いるゲート電極６５５とを有する。さらに、トランジスタ６５０は、ゲート電極６５５上
に形成された絶縁膜６５６を、その構成要素に含めても良い。

なお、上述した全てのトランジスタは、図面ではシングルゲート構造で示しているが、電
気的に接続された複数のゲート電極を有する、すなわち、チャネル形成領域を複数有する
、マルチゲート構造のトランジスタであっても良い。

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 移動体
１０１ 受電装置部
１０２ 移動体用アンテナ回路
１０２ａ 移動体用アンテナ回路
１０２ｂ 移動体用アンテナ回路
１０２ｃ 移動体用アンテナ回路
１０３ 信号処理回路
１０４ 二次電池
１０５ 整流回路
１０６ 変調回路
１０７ 電源回路
１０８ 復調回路
１１０ 電源負荷部
１１１ 電動機
１１２ 駆動部
１１３ 燃焼機関
１１４ 原動機
１１５ 出力装置
１１６ 入力装置
１２０ 選択回路
１２１ 発振回路
２００ 給電装置
２０１ 給電装置用アンテナ回路
２０１ａ 給電装置用アンテナ回路
２０１ｂ 給電装置用アンテナ回路
２０１ｃ 給電装置用アンテナ回路
２０２ 信号処理回路
２０３ 整流回路
２０４ 変調回路
２０５ 復調回路
２０６ 発振回路
２１０ 選択回路
３００ 自動車
３０１ 給電装置用アンテナ回路
３０２ａ 移動体用アンテナ回路
３０２ｂ 移動体用アンテナ回路
３０２ｃ 移動体用アンテナ回路
３０３ 給電装置用アンテナ
３０４ 移動体用アンテナ
３０５ 最適エリア
４００ アンテナ回路
４０１ アンテナ
４０２ 容量
４０３ 入力端子
４０４ 入力端子
４０５ 選択回路
４０６ スイッチング素子
４１０ アンテナ回路
４１１ アンテナ
４１２ 容量
４１３ 入力端子
４１４ 入力端子
４１５ 選択回路
４１６ スイッチング素子
５００ 自動車
５０１ 給電装置用アンテナ回路
５０２ 移動体用アンテナ回路
５０３ ガイド
５０４ 駆動輪
５１０ 導体
５１１ パッチ素子
５１２ パッチ素子
５１３ 配線
６０１ トランジスタ
６０２ トランジスタ
６１０ トランジスタ
６１１ ゲート電極
６１２ ゲート絶縁膜
６１３ 酸化物半導体膜
６１４ ソース電極
６１５ ドレイン電極
６１６ 絶縁膜
６２０ トランジスタ
６３１ ゲート電極
６３２ ゲート絶縁膜
６３３ 酸化物半導体膜
６３４ チャネル保護膜
６３５ ソース電極
６３６ ドレイン電極
６３７ 絶縁膜
６４０ トランジスタ
６４１ ゲート電極
６４２ ゲート絶縁膜
６４３ ソース電極
６４４ ドレイン電極
６４５ 酸化物半導体膜
６４６ 絶縁膜
６５０ トランジスタ
６５１ ソース電極
６５２ ドレイン電極
６５３ 酸化物半導体膜
６５４ ゲート絶縁膜
６５５ ゲート電極
６５６ 絶縁膜
８００ トランジスタ
８０１ 入力端子
８０２ 出力端子
８０３ 容量素子
８１０ トランジスタ
８１１ 入力端子
８１２ 出力端子
８１３ 容量素子
８１４ トランジスタ
１３０１ モーターボート
１３０２ 移動体用アンテナ回路
１３０３ 給電装置用アンテナ回路
１３１１ 電動車いす
１３１２ 移動体用アンテナ回路
１３１３ 給電装置用アンテナ回路

Claims (1)

1. 複数のアンテナと、
   信号処理回路と、
   二次電池と、
   電動機と、を有することを特徴とする移動体。

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