JP6715989B2 - 受電装置 - Google Patents

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Description

本発明は、無線にて電力を受ける受電装置と、当該受電装置を用いた無線給電システム、
及び無線給電方法に関する。
電磁誘導方式を利用して給電装置から受電装置に無線で電力を供給する無線給電の技術は
、以前から研究が進められており、実用化にまで至っている。近年は、電磁誘導方式の場
合よりも長い伝送距離での電力の伝送が可能である、電磁共鳴（電磁界共振結合）方式を
利用した無線給電の技術に注目が集まっている。電磁共鳴方式は、電磁誘導方式とは異な
り、伝送距離が数ｍ程度でも高い電力伝送効率を維持することができ、なおかつ、給電装
置のアンテナと受電装置のアンテナの位置ずれによる、電力損失を小さく抑えることがで
きる。
下記の特許文献１及び非特許文献１には、電磁共鳴方式を採用した無線給電の技術につい
て開示されている。
特許文献１及び非特許文献１に記載されている電磁共鳴方式の無線給電では、給電装置と
受電装置のそれぞれが、アンテナを２つ有している。具体的には、電力源から接点を介し
て電力が与えられる励振用アンテナと、上記励振用アンテナと電磁誘導により結合する共
鳴用アンテナとを、給電装置が有する。さらに、負荷に接点を介して電力を与える受電用
アンテナと、上記励振用アンテナと電磁誘導により結合する共鳴用アンテナとを、受電装
置が有する。そして、給電装置の共鳴用アンテナと、受電装置の共鳴用アンテナとが、磁
界共鳴または電界共鳴により結合することで、給電装置から受電装置へ無線にて電力の供
給を行う。
特開２０１０−２１９８３８号公報
Ａｎｄｒｅ Ｋｕｒｓ，ｅｔ ａｌ．，"Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｖｉａ Ｓｔｒｏｎｇｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅｓ"，Ｓｃｉｅｎｃｅ，６ Ｊｕｌｙ ２００７，ｖｏｌ．３１７，ｐ８３−ｐ８６．
ところで、電磁共鳴方式では、上述したように伝送距離が長く、共鳴用アンテナ間の位置
ずれの許容範囲が広い。よって、電磁共鳴方式では、給電装置と受電装置の間の位置関係
における制約が電磁誘導方式の場合よりも小さく、そのことは、複数の受電装置へ電力の
供給を行う上で有利に働く。しかし、受電装置が複数になると、給電装置と受電装置の共
振周波数が合致していたとしても、給電装置から複数の受電装置のそれぞれに送られる総
電力の電力伝送効率は、複数の受電装置の共鳴用アンテナが干渉し合うために、給電装置
と受電装置が一対一である場合に比べて低くなる。また、充電が完了して電力の供給が不
要となった受電装置においても、受電用アンテナに接続された回路素子や配線などが充放
電することで、電力が消費される。そして、給電装置から、充電が完了した受電装置への
電力の供給が停止されないことにより、充電中の受電装置に供給される電力の電力伝送効
率は低いままとなる。
電力伝送効率を高めるためには、複数の受電装置のうち、充電が完了した受電装置におい
て、共鳴用アンテナが有するコイルの一対の給電点を、スイッチにより短絡させることが
有効な方法の一つである。コイルの一対の給電点が短絡されると、給電装置の共鳴用アン
テナと当該受電装置の共鳴用アンテナの間に形成されていた磁界共鳴または電界共鳴によ
る結合を、解除させることができる。そのため、充電が完了した受電装置により、給電装
置と他の受電装置との間の磁界共鳴または電界共鳴による結合が阻害されにくくなり、電
力電送効率を高めることができる。
しかし、この方法では、共鳴用アンテナに、短絡を行うためのスイッチや、当該スイッチ
のオンまたはオフを選択するための配線、回路素子などを設ける必要があり、共鳴用アン
テナ全体の抵抗が大きくなる。そして、電磁共鳴方式では、共鳴用アンテナ全体の抵抗が
増大することでＱ値が下がると電力伝送効率が低下するため、上記方法は好ましいとは言
えない。
上述したような技術的背景のもと、本発明は、Ｑ値の低下を抑えつつ、給電装置からの電
力の供給を停止することができる受電装置の提供を、課題の一つとする。また、本発明は
、当該受電装置を用いた、電力伝送効率の高い無線給電システム、または無線給電方法の
提案を、課題の一とする。
本発明の一態様では、受電装置が有する整流回路を用いて、受電装置の受電用アンテナが
有するアンテナ素子の一対の給電点を短絡させる。具体的に、上記整流回路は、上記一対
の給電点を電気的に接続するための単数または複数のスイッチを有する。単数または複数
のスイッチのいずれかを導通状態（オン）とすることで、アンテナ素子の一対の給電点を
短絡させることができる。また、上記整流回路では、給電装置の交流電源が生成する交流
電圧に合わせて、上記単数または複数のスイッチを導通状態（オン）または非導通状態（
オフ）とすることで、アンテナ素子のいずれか一方の給電点の電位を、整流回路から出力
する。
具体的に、本発明の一態様に係る受電装置は、給電装置が有するアンテナとの間で磁界共
鳴または電界共鳴（以下、まとめて共鳴とする）による結合が形成される第１アンテナと
、第１アンテナとの間で電磁誘導による結合が形成される第２アンテナと、複数のスイッ
チを有し、なおかつ、上記複数のスイッチがオンまたはオフになることにより、第２アン
テナから与えられる電圧を整流して出力する第１の動作を行うか、或いは第２アンテナが
有するアンテナ素子の一対の給電点を短絡させる第２の動作を行う整流回路と、整流回路
から出力された電圧が与えられる負荷と、整流回路の第１の動作及び第２の動作において
、複数のスイッチのオンまたはオフを選択する信号を生成する制御回路と、を有する。
また、本発明の一態様に係る受電装置は、給電装置で生成される交流電圧の周期を情報と
して含む信号を、無線で受け取る受信回路を有していても良い。受信回路には、アンテナ
、整流回路、復調回路などが含まれる。交流電圧の周期を情報として含む信号を用いるこ
とで、制御回路は、上記第１の動作において、給電装置で生成される交流電圧の周期に合
うように、整流回路が有する複数のスイッチのオンまたはオフを選択する信号を生成する
。
また、本発明の一態様に係る受電装置は、負荷として、二次電池やキャパシタなどの蓄電
装置が用いられていても良い。そして、蓄電装置への充電が行われている間、整流回路が
第１の動作を行うよう、制御回路は、複数のスイッチのオンまたはオフを選択する信号を
生成する。また、蓄電装置への充電が行われない間、整流回路が第２の動作を行うよう、
制御回路は、複数のスイッチのオンまたはオフを選択する信号を生成する。
本発明の一態様に係る受電装置では、受電用アンテナが有するアンテナ素子の一対の給電
点を短絡させる。上記構成により、受電用アンテナに接続された回路素子や配線などへの
電力の供給が停止されるため、受電装置の共鳴用アンテナは、給電装置の共鳴用アンテナ
から電力を実質的に受け取らなくなる。したがって、本発明の一態様に係る受電装置では
、共鳴用アンテナが有するアンテナ素子の一対の給電点を短絡させなくとも、給電装置か
らの電力の供給を停止することができる。そして、本発明の一態様に係る無線給電システ
ム、または無線給電方法では、給電装置から、充電の完了した受電装置への電力の供給が
停止されることで、給電装置から他の受電装置への電力伝送効率を高めることができる。
本発明の一態様では、上記構成により、Ｑ値の低下を抑えつつ、給電装置からの電力の供
給を停止することができる受電装置を提供できる。また、本発明の一態様では、当該受電
装置を用いた、電力伝送効率の高い無線給電システム、または無線給電方法を提供するこ
とができる。
無線給電システムの構成を示す図。 無線給電システムの構成を示す図。 タイミングチャート。 無線給電システムの動作を示す概念図。 受電装置の構成を示す図。 実験の条件を説明する図。 電力伝送損失と周波数ｆの関係を示す図。 受電装置の構成を示す図。 給電装置の構成を示す図。 タイミングチャート。 無線給電の様子を示す図。
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）
図１に、本発明の一態様に係る無線給電システムの一例を示す。図１に示す無線給電シス
テムは、受電装置１００と、給電装置２００とを有する。
受電装置１００は、共鳴用アンテナ１０１と、受電用アンテナ１０２と、整流回路１０３
と、制御回路１０４と、負荷１０５と、受信回路１０６とを有する。また、給電装置２０
０は、共鳴用アンテナ２０１と、励振用アンテナ２０２と、交流電源２０３と、制御回路
２０４と、送信回路２０５とを有する。
まず、給電装置２００の具体的な構成について、説明する。
共鳴用アンテナ２０１は、インダクターであるアンテナ素子２０６と、上記アンテナ素子
２０６に内在する容量とを有する。また、アンテナ素子２０６に内在する上記容量に加え
て、共鳴用アンテナ２０１の共振周波数を調整するために、別途、容量素子をアンテナ素
子２０６に接続しても良い。図１では、アンテナ素子２０６に内在する上記容量と、共振
周波数を調整するための容量素子とを併せて、容量素子２０７として示す。図１において
共鳴用アンテナ２０１は、アンテナ素子２０６と容量素子２０７とが接続された等価回路
で示される。
アンテナ素子２０６は、渦巻き状、ループ状、螺旋状などの形状を有する導体を用いるこ
とができる。共鳴用アンテナ２０１は、受電装置１００の共鳴用アンテナ１０１と、共振
周波数が揃うように、アンテナ素子２０６のインダクタンス値と容量素子２０７の容量値
を設定する。上記構成により、共鳴用アンテナ２０１は、共鳴用アンテナ１０１との間に
おいて、共鳴による結合を形成することができる。なお、共鳴による結合とは、共鳴によ
り無線で電力または信号の授受が行われる状態を意味する。
励振用アンテナ２０２は、インダクターであるアンテナ素子２０８を有する。アンテナ素
子２０８は、容量が内在していても良いし、別途、容量素子が接続されていても良い。図
１では、上記アンテナ素子２０８に内在する容量と、共振周波数を調整するための容量素
子とを併せて、容量素子２０９として示す。図１において励振用アンテナ２０２は、アン
テナ素子２０８と容量素子２０９とが接続された等価回路で示される。
また、アンテナ素子２０８は、アンテナ素子２０６と同様に、渦巻き状、ループ状、螺旋
状などの形状を有する導体を用いることができる。ただし、励振用アンテナ２０２は、励
振用アンテナ２０２から出力される磁束のうち、共鳴用アンテナ２０１に鎖交し、共鳴用
アンテナ２０１における誘導起電力に寄与する磁束、すなわち主磁束が大きくなるように
、アンテナ素子２０８の径などの形状と、アンテナ素子２０６とアンテナ素子２０８の位
置関係とを設定する。具体的には、アンテナ素子２０６とアンテナ素子２０８間の距離よ
りも、アンテナ素子２０８の径を大きくすることが、共鳴用アンテナ２０１と励振用アン
テナ２０２間の電力伝送効率を高める上で、望ましい。上記構成により、励振用アンテナ
２０２は、共鳴用アンテナ２０１との間において、電磁誘導による結合を形成することが
できる。なお、電磁誘導による結合とは、電磁誘導により無線で電力または信号の授受が
行われる状態を意味する。
交流電源２０３は、励振用アンテナ２０２に交流電圧を供給する機能を有している。そし
て、交流電源２０３から励振用アンテナ２０２に供給される交流電圧の周期は、制御回路
２０４により制御される。送信回路２０５は、上記周期を情報として含む信号が制御回路
２０４から与えられると、受電装置１００に上記信号を無線で送る機能を有する。具体的
に、送信回路２０５は、変調回路などを有し、励振用アンテナ２０２に印加される交流電
圧に変調をかけることで、周期を情報として含む信号を、励振用アンテナ２０２から発信
される電波に乗せる機能を有する。
次いで、受電装置１００の具体的な構成について、説明する。
共鳴用アンテナ１０１は、インダクターであるアンテナ素子１０７と、上記アンテナ素子
１０７に内在する容量とを有する。また、アンテナ素子１０７に内在する上記容量に加え
て、共鳴用アンテナ１０１の共振周波数を調整するために、別途、容量素子をアンテナ素
子１０７に接続しても良い。図１では、アンテナ素子１０７に内在する上記容量と、共振
周波数を調整するための容量素子とを併せて、容量素子１０８として示す。図１において
共鳴用アンテナ１０１は、アンテナ素子１０７と容量素子１０８とが接続された等価回路
で示される。
アンテナ素子１０７は、渦巻き状、ループ状、螺旋状などの形状を有する導体を用いるこ
とができる。共鳴用アンテナ１０１は、給電装置２００が有する共鳴用アンテナ２０１と
、共振周波数が揃うように、アンテナ素子１０７のインダクタンス値と容量素子１０８の
容量値を設定する。共鳴用アンテナ１０１は、共鳴用アンテナ２０１との間において、共
鳴による結合を形成することができる。
受電用アンテナ１０２は、インダクターであるアンテナ素子１０９を有する。アンテナ素
子１０９は、アンテナ素子１０７と同様に、容量が内在していても良いし、別途、容量素
子が接続されていても良い。また、アンテナ素子１０９は、アンテナ素子１０７と同様に
、渦巻き状、ループ状、螺旋状などの形状を有する導体を用いることができる。ただし、
受電用アンテナ１０２は、共鳴用アンテナ１０１から出力される磁束のうち、受電用アン
テナ１０２に鎖交し、受電用アンテナ１０２における誘導起電力に寄与する磁束、すなわ
ち主磁束が大きくなるように、アンテナ素子１０９の径などの形状と、アンテナ素子１０
７とアンテナ素子１０９の位置関係とを設定する。具体的には、アンテナ素子１０７とア
ンテナ素子１０９間の距離よりも、アンテナ素子１０９の径を大きくすることが、共鳴用
アンテナ１０１と受電用アンテナ１０２間の電力伝送効率を高める上で、望ましい。上記
構成により、受電用アンテナ１０２は、共鳴用アンテナ１０１との間において、電磁誘導
による結合を形成することができる。
受電用アンテナ１０２が有する給電点Ａ１及び給電点Ａ２は、整流回路１０３が有する入
力端子Ｂ１及び入力端子Ｂ２に、それぞれ接続されている。よって、給電点Ａ１の電位は
、入力端子Ｂ１に与えられ、給電点Ａ２の電位は、入力端子Ｂ２に与えられる。
なお、本明細書において接続とは、接点を介した電気的な接続を意味しており、電流、電
圧または電位が、接点を介して供給可能、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。
また、整流回路１０３は複数のスイッチを有する。具体的に、図１では、整流回路１０３
がスイッチ１１０とスイッチ１１１とを有する場合を例示している。また、図１において
整流回路１０３は、容量素子１１２を有する。なお、整流回路１０３は、必要に応じて、
トランジスタ、ダイオード、抵抗素子、容量素子、インダクターなどのその他の回路素子
を、さらに有していても良い。
スイッチ１１０は、整流回路１０３が有する入力端子Ｂ１と出力端子Ｃ１の接続を制御す
る機能を有する。すなわち、スイッチ１１０においてオンであることが選択されると、ス
イッチ１１０を介して、入力端子Ｂ１に与えられた給電点Ａ１の電位が、出力端子Ｃ１に
与えられる。スイッチ１１０においてオフであることが選択されると、入力端子Ｂ１に与
えられた給電点Ａ１の電位は、出力端子Ｃ１に与えられない。
また、スイッチ１１１は、整流回路１０３が有する入力端子Ｂ２と出力端子Ｃ１の接続を
制御する機能を有する。すなわち、スイッチ１１１においてオンであることが選択される
と、スイッチ１１１を介して、入力端子Ｂ２に与えられた給電点Ａ２の電位が、出力端子
Ｃ１に与えられる。スイッチ１１１においてオフであることが選択されると、スイッチ１
１１を介して、入力端子Ｂ２に与えられた給電点Ａ２の電位は、出力端子Ｃ１に与えられ
ない。
そして、本発明の一態様において、整流回路１０３は、上記複数のスイッチのオンまたは
オフの選択により、２つの動作を行うことができる。
まず、第１の動作では、スイッチ１１０及びスイッチ１１１の一方をオン、他方をオフと
する動作を交互に繰り返すことで、給電点Ａ１及び給電点Ａ２の間に与えられる交流電圧
を整流する。スイッチ１１０及びスイッチ１１１のオンとオフの切り替えのタイミングは
、給電点Ａ１及び給電点Ａ２の間に与えられる交流電圧の周期に合わせて行われる。交流
電圧を整流することで得られる直流電圧は、出力端子Ｃ１と出力端子Ｃ２の間に与えられ
る。
容量素子１１２が有する一対の電極は、一方が出力端子Ｃ１に接続され、他方が出力端子
Ｃ２に接続されている。また、出力端子Ｃ２は、グラウンドなどの基準電位が与えられて
おり、出力端子Ｃ１と出力端子Ｃ２の電位差は、容量素子１１２により平滑化される。よ
って、平滑化された出力端子Ｃ１と出力端子Ｃ２の電位差が、直流電圧として負荷１０５
に与えられる。
また、第２の動作では、スイッチ１１０及びスイッチ１１１を共にオンとすることで、給
電点Ａ１と給電点Ａ２を短絡させる。給電点Ａ１と給電点Ａ２が短絡すると、給電点Ａ１
と給電点Ａ２の電位は共に、出力端子Ｃ２に与えられる基準電位にほぼ等しくなる。よっ
て、本発明の一態様では、整流回路１０３において第２の動作が行われることで、受電用
アンテナ１０２に接続された整流回路１０３、負荷１０５、及びその他の回路素子や配線
などへの電力の供給を停止することができる。それにより、受電装置１００の共鳴用アン
テナ１０１と、給電装置２００の共鳴用アンテナ２０１との共鳴による結合が実質的に生
じなくなる。
そして、整流回路１０３が有する複数のスイッチの制御は、制御回路１０４から送られて
くる、オンまたはオフを選択する信号に従って行われる。従って、制御回路１０４により
、整流回路１０３が有する複数のスイッチの制御が行われることで、整流回路１０３にお
いて第１の動作が行われるか、第２の動作が行われるかが選択される。具体的に、給電装
置２００から受電装置１００への無線給電が行われる場合に、制御回路１０４からの信号
に従い、整流回路１０３において上記第１の動作が行われる。また、給電装置２００から
受電装置１００への無線給電が停止される場合に、制御回路１０４からの信号に従い、整
流回路１０３において上記第２の動作が行われる。
なお、制御回路１０４において、複数のスイッチを制御するための上記信号の生成は、入
力装置などから入力される命令に従って行われても良いし、負荷１０５からの信号に従っ
て行われても良い。入力装置からの命令の入力は、人為的に行われても良いし、他の電子
機器と受電装置１００との間の距離を感知する機構を入力装置に持たせ、上記距離に従っ
て行われても良い。
受信回路１０６は、送信回路２０５から送られてきた、周期を情報として含む信号を受信
する。具体的に、受信回路１０６は、復調回路などを有し、受電用アンテナ１０２で受信
した交流電圧から、周期を情報として含む信号を抽出する機能を有する。
そして、受信回路１０６において受信された上記信号は、制御回路１０４に与えられる。
制御回路１０４では、上述した第１の動作において、交流電圧を整流する際に、受信回路
１０６からの信号を用いて、スイッチ１１０及びスイッチ１１１のオンとオフの切り替え
のタイミングを定める。
なお、図１では、電力の供給を行うためのアンテナ群、すなわち、励振用アンテナ２０２
、共鳴用アンテナ２０１、共鳴用アンテナ１０１、及び受電用アンテナ１０２を介して、
送信回路２０５と受信回路１０６の間における信号の授受が行われる場合を例示している
。しかし、本発明の一態様では、送信回路２０５と受信回路１０６の間における信号の授
受を、電力の供給を行うためのアンテナ群とは異なるアンテナ群を用いることで、行って
も良い。
図２に、電力の供給を行うためのアンテナ群とは異なるアンテナ群を用い、送信回路２０
５と受信回路１０６の間における信号の授受を行う場合の、本発明の一態様に係る無線給
電システムの一例を示す。図２に示す無線給電システムの場合、送信回路２０５に接続さ
れたアンテナ２１０と、受信回路１０６に接続されたアンテナ１１３とが追加されている
点において、図１に示す無線給電システムと異なる。
そして、図２では、送信回路２０５が変調回路に加えて、発振回路を少なくとも有する。
送信回路２０５において、発振回路から出力される交流電圧に変調回路が変調をかけるこ
とで、周期を情報として含む信号が、アンテナ２１０から出力される電波に乗せられる。
当該電波をアンテナ１１３が受信すると、当該電波の受信により生成された交流電圧が、
受信回路１０６に送られる。図２における受信回路１０６は、図１の場合と同様に、復調
回路などを有する。そして、受信回路１０６では、アンテナ１１３から送られる交流電圧
から、周期を情報として含む信号を抽出する機能を有する。
なお、図２において、アンテナ２１０とアンテナ１１３は、単数のアンテナをそれぞれ有
していても良いし、複数のアンテナをそれぞれ有していても良い。
また、アンテナ２１０により、受電装置１００の共鳴用アンテナ１０１と、給電装置２０
０の共鳴用アンテナ２０１との間の搬送波に変調をかけることで、送信回路２０５から受
信回路１０６への信号の送信を行うようにしても良い。この場合、受電用アンテナ１０２
から受信回路１０６に信号が送られるため、アンテナ１１３は不要となる。
また、本発明の一態様では、送信回路２０５から受信回路１０６への信号の送信方式には
、既存の通信規格に沿った通信方式、例えば赤外線通信方式、近距離無線通信方式などを
用いることができる。
図１及び図２において例示した、本発明の一態様に係る無線給電システムでは、給電装置
２００において、励振用アンテナ２０２を設けることで、共鳴用アンテナ２０１と交流電
源２０３とを、非接触の構成にしている。上記構成により、給電装置２００においては、
交流電源２０３の内部抵抗から共鳴用アンテナ２０１を電気的に切り離すことができる。
また、受電装置１００において、受電用アンテナ１０２を設けることで、共鳴用アンテナ
１０１と整流回路１０３や負荷１０５とを、非接触の構成にしている。上記構成により、
受電装置１００においては、整流回路１０３や負荷１０５の内部抵抗から共鳴用アンテナ
１０１を電気的に切り離すことができる。よって、共鳴用アンテナ２０１を交流電源２０
３に接続する場合や、共鳴用アンテナ１０１を整流回路１０３や負荷１０５に接続する場
合に比べて、共鳴用アンテナ２０１と、共鳴用アンテナ１０１のＱ値を高め、それにより
、電力伝送効率を高めることができる。
次いで、図１に示す無線給電システムを例に挙げて、本発明の一態様に係る受電装置１０
０の、第１の動作と第２の動作について、具体的に説明する。
まず、給電装置２００において、交流電源２０３から交流電圧が出力されると、励振用ア
ンテナ２０２と共鳴用アンテナ２０１の間の電磁誘導による結合を介して、上記電力は無
線で共鳴用アンテナ２０１に供給される。そして、共鳴用アンテナ２０１に与えられた上
記電力は、共鳴用アンテナ２０１と共鳴用アンテナ１０１の間の共鳴による結合を介して
、無線で共鳴用アンテナ１０１に供給される。また、共鳴用アンテナ１０１に与えられた
上記電力は、共鳴用アンテナ１０１と受電用アンテナ１０２の間の電磁誘導による結合を
介して受電用アンテナ１０２に与えられる。
受電装置１００の整流回路１０３において第１の動作が行われている場合、図３（Ａ）に
示すタイミングチャートに従って、スイッチ１１０及びスイッチ１１１は動作を行う。図
３（Ａ）では、受電用アンテナ１０２において、給電点Ａ２における電位を基準としたと
きの、給電点Ａ１と給電点Ａ２の電位差を、電圧Ｖｐとして示している。
図３（Ａ）に示すタイミングチャートに従うと、電圧Ｖｐがローレベルの場合、すなわち
、給電点Ａ２の電位が給電点Ａ１の電位よりも高い場合に、スイッチ１１０はオフ、スイ
ッチ１１１はオンである。よって、より高い電位である給電点Ａ２の電位が、スイッチ１
１１を介して出力端子Ｃ１に与えられる。また、図３（Ａ）に示すタイミングチャートに
従うと、電圧Ｖｐがハイレベルの場合、すなわち、給電点Ａ１の電位が給電点Ａ２の電位
よりも高い場合に、スイッチ１１０はオン、スイッチ１１１はオフである。よって、より
高い電位である給電点Ａ１の電位が、スイッチ１１０を介して出力端子Ｃ１に与えられる
。
上記第１の動作により、出力端子Ｃ１には出力端子Ｃ２よりも高い電位が与えられる。す
なわち、上記第１の動作により、給電点Ａ１と給電点Ａ２の間に印加される交流の電圧Ｖ
ｐが整流され、出力端子Ｃ１及び出力端子Ｃ２間に印加されることとなる。出力端子Ｃ１
及び出力端子Ｃ２間に印加された直流電圧は、負荷１０５に供給される。
上記第１の動作において、スイッチ１１０及びスイッチ１１１のオンとオフの切り替えの
タイミングは、給電装置２００の交流電源２０３において出力される交流電圧の周期に従
って、制御回路１０４において定めることができる。
上述した第１の動作を行った場合の、無線給電システムにおける電力の流れを、図４（Ａ
）に模式的に示す。なお、図４（Ａ）では、整流回路１０３が有するスイッチ１１０及び
スイッチ１１１を、単極双投型である一のスイッチとして図示している。図４（Ａ）に示
すように、整流回路１０３が第１の動作を行っている場合、給電装置２００から無線で送
られてきた電力は、負荷１０５に供給される。
なお、上記第１の動作において、整流回路１０３において交流電圧が整流されているかど
うかを確認するために、整流回路１０３から出力される電圧をモニターするための機構を
、受電装置１００が有していても良い。この場合、例えば、整流回路１０３から出力され
る電圧値をアナログデジタル変換するためのアナログデジタルコンバータを、受電装置１
００に設ければよい。そして、制御回路１０４において、アナログデジタルコンバータに
よりデジタル化された実測の電圧値と、基準となる電圧値との比較を行うことで、スイッ
チ１１０及びスイッチ１１１の動作が、給電装置２００から与えられる交流電圧の周期に
同期しているかどうかを判断することができる。そして、スイッチ１１０及びスイッチ１
１１の動作が、交流電圧の周期に同期していないと判断された場合、交流電圧の周期に同
期するように、スイッチ１１０及びスイッチ１１１のオンとオフの切り替えのタイミング
を、制御回路１０４において調整すればよい。
また、本発明の一態様では、整流回路１０３において、スイッチ１１０及びスイッチ１１
１のいずれか一方をオンにする期間の長さを調整することで、整流回路１０３から出力さ
れる電圧の高さを制御することができる。そして、例えば、負荷１０５が有するインピー
ダンスの変化に合わせて、上記電圧の高さの制御を行うようにしても良い。
次いで、受電装置１００の整流回路１０３において第２の動作が行われている場合、図３
（Ｂ）に示すタイミングチャートに従って、スイッチ１１０及びスイッチ１１１は動作を
行う。図３（Ｂ）では、図３（Ａ）と同様に、受電用アンテナ１０２において、給電点Ａ
２における電位を基準としたときの、給電点Ａ１と給電点Ａ２の電位差を、電圧Ｖｐとし
て示している。
図３（Ｂ）に示すタイミングチャートに従うと、スイッチ１１０及びスイッチ１１１は共
にオンの状態を維持する。よって、上記第２の動作により、給電点Ａ１と給電点Ａ２は短
絡されるので、電圧Ｖｐは０にほぼ等しくなる。そして、受電用アンテナ１０２に接続さ
れた回路素子や配線、具体的には、整流回路１０３が有する容量素子１１２、負荷１０５
を構成する回路素子、整流回路１０３や負荷１０５に設けられた配線などへの、電力の供
給が停止される。そのため、受電装置１００の共鳴用アンテナ１０１は、給電装置２００
の共鳴用アンテナ２０１から電力を実質的に受け取らなくなる。
上述した第２の動作を行った場合の、無線給電システムにおける電力の流れを、図４（Ｂ
）に模式的に示す。なお、図４（Ｂ）では、整流回路１０３において、受電用アンテナ１
０２が有するアンテナ素子１０９の一対の給電点が、配線により接続されている様子を図
示している。図４（Ｂ）に示すように、整流回路１０３が第２の動作を行っている場合、
受電装置１００の共鳴用アンテナ１０１と、給電装置２００の共鳴用アンテナ２０１との
共鳴による結合が実質的に生じなくなる。よって、給電装置２００から無線で送られてき
た電力は、負荷１０５に供給されない。
したがって、本発明の一態様では、受電装置１００において、共鳴用アンテナ１０１が有
するアンテナ素子１０７の一対の給電点を短絡させなくとも、給電装置２００からの電力
の供給を停止することができる。そして、給電装置２００から、充電の完了した受電装置
１００への電力の供給が停止されることで、給電装置２００から他の受電装置への電力伝
送効率を高めることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、負荷１０５として、蓄電装置を用いた場合の、受電装置１００の構成
について説明する。
図５に、本発明の一態様に係る受電装置１００の構成を示す。図５に示す受電装置１００
は、図１及び図２に示す受電装置１００と、負荷１０５の構成が異なる。図５では、負荷
１０５が、蓄電装置１１４と、充電制御回路１１５とを有する。なお、負荷１０５が、蓄
電装置１１４及び充電制御回路１１５に加えて、別の負荷を有していても良い。
整流回路１０３から送られてきた電圧を用いて、蓄電装置１１４に電流が供給されること
により、蓄電装置１１４に電荷が蓄積し、電力が蓄電装置１１４に蓄えられる。蓄電装置
１１４は、少なくとも一対の入力端子を有しており、一方の入力端子から電荷が供給され
、他方の入力端子にはグラウンドなどの基準電位が与えられている。充電が完了して、蓄
電装置１１４に十分に電荷が蓄えられた状態、すなわち満充電の状態になると、入力端子
間における電圧が所定の値Ｖｏｓに達する。
なお、満充電の状態か否かの判断は、実施者によって異なることも想定される。電圧Ｖｏ
ｓの値は、実施者によって適宜設定すればよい。
蓄電装置１１４には、二次電池やキャパシタなどを用いることができる。二次電池として
、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
等を用いることができる。また、キャパシタとして、例えば、電気二重層キャパシタや、
一対の電極のいずれか一方が電気二重層を構成し、他方が酸化還元反応を使用したハイブ
リッドキャパシタを用いることができる。ハイブリッドキャパシタには、例えば、正極が
電気二重層を構成し、負極がリチウムイオン二次電池を構成している、リチウムイオンキ
ャパシタが含まれる。
充電制御回路１１５は、蓄電装置１１４が満充電となった後も、蓄電装置１１４への充電
が行われる状態、すなわち過充電の状態を防ぐ機能を有する。具体的に、充電制御回路１
１５は、上記一対の入力端子間の電圧が所定の値Ｖｏｓに達すると、蓄電装置１１４が満
充電の状態であると判断し、蓄電装置１１４への電流の供給を停止する。
そして、本発明の一態様では、蓄電装置１１４が満充電の状態であるという情報を用いて
、整流回路１０３を第１の動作から第２の動作に切り替えることができる。具体的には、
充電制御回路１１５において、蓄電装置１１４が満充電の状態であるという情報を、制御
回路１０４に通知する。制御回路１０４では、上記情報が通知されると、整流回路１０３
が第１の動作から第２の動作に切り替わるよう、スイッチ１１０及びスイッチ１１１の動
作を制御する信号を生成する。そして、整流回路１０３において第２の動作が行われると
、受電装置１００の共鳴用アンテナ１０１は、給電装置２００の共鳴用アンテナ２０１か
ら電力を実質的に受け取らなくなる。
したがって、本発明の一態様では、受電装置１００において、共鳴用アンテナ１０１が有
するアンテナ素子１０７の一対の給電点を短絡させなくとも、給電装置２００からの電力
の供給を停止することができる。よって、充電が完了して電力の供給が不要となった受電
装置１００において、受電用アンテナ１０２に接続された回路素子や配線などが充放電す
ることで、電力が消費されるのを防ぐことができる。そして、給電装置２００から、充電
が完了した受電装置１００への電力の供給が停止されることで、充電中の他の受電装置に
供給される電力の電力伝送効率を高めることができる。
なお、負荷１０５は、整流回路１０３から出力された電力を、蓄電装置１１４の充電に適
した電圧または電流を有する電力に変換するための電力変換回路を有していても良い。電
力変換回路として、ＤＣＤＣコンバータなどを用いることができる。
また、図５に示す受電装置１００では、図１に示す無線給電システムのように、受信回路
１０６が、電力の供給を行うためのアンテナ群を介して、送信回路２０５から、周期を情
報として含む信号を受け取る形態を有していても良い。或いは、図５に示す受電装置１０
０では、図２に示す無線給電システムのように、受信回路１０６が、電力の供給を行うた
めのアンテナ群とは異なるアンテナ群を介して、送信回路２０５から、周期を情報として
含む信号を受け取る形態を有していても良い。或いは、一部のアンテナが、電力の供給を
行うためのアンテナ群と、信号の授受を行うためのアンテナ群の両方に、属していても良
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）
本発明者は、給電装置から受電装置への無線給電における、電力伝送損失について調べた
。本実施の形態では、その結果について説明する。
電力伝送損失は、互いに異なる３つの条件を用いて調べた。第１の条件では、図６（Ａ）
に示すように、給電装置３０１と、受電装置３０３とを用いた。受電装置３０３は、整流
回路において第１の動作が行われているものとする。そして、第１の条件では、給電装置
３０１から出力される電波が受信可能な範囲内に、受電装置３０３を配置する。
第２の条件では、図６（Ｂ）に示すように、給電装置３０１と、受電装置３０３及び受電
装置３０４とを用いた。受電装置３０３及び受電装置３０４は、共に、整流回路において
第１の動作が行われているものとする。そして、第２の条件では、給電装置３０１から出
力される電波が受信可能な範囲内に、受電装置３０３及び受電装置３０４を配置する。
第３の条件では、図６（Ｃ）に示すように、給電装置３０１と、受電装置３０３及び受電
装置３０４とを用いた。受電装置３０３は、整流回路において第１の動作が行われている
ものとする。受電装置３０４は、整流回路において第２の動作が行われているものとする
。そして、第３の条件では、給電装置３０１から出力される電波が受信可能な範囲内に、
受電装置３０３及び受電装置３０４を配置する。
そして、第１の条件乃至第３の条件では、給電装置３０１の交流電源３０２から出力され
る交流電圧の周波数ｆを、１１．５６ＭＨｚから１５．５６ＭＨｚまで変化させ、給電装
置３０１から受電装置３０３への無線給電における電力伝送損失を調べた。
図７に、周波数ｆ（ＭＨｚ）に対する、電力伝送損失（ｄＢ）の測定値を示す。図７にお
いて、パターン１で示される実線は、条件１における周波数ｆ（ＭＨｚ）と電力伝送損失
（ｄＢ）の関係を示している。パターン２で示される実線は、条件２における周波数ｆ（
ＭＨｚ）と電力伝送損失（ｄＢ）の関係を示している。パターン３で示される実線は、条
件３における周波数ｆ（ＭＨｚ）と電力伝送損失（ｄＢ）の関係を示している。
図７では、周波数ｆが１３．５６ＭＨｚである場合に、条件１の電力伝送損失（パターン
１で示す実線）と、条件３の電力伝送損失（パターン３で示す実線）とが、ほぼ同等の値
を示している。よって、給電装置３０１から出力される電波が受信可能な範囲内に、整流
回路において第２の動作が行われている受電装置３０４が存在する場合としない場合とで
、給電装置３０１から受電装置３０３への電力伝送効率は、大きく変わらないことが、証
明された。
また、図７では、周波数ｆが１３．５６ＭＨｚである場合に、条件２の電力伝送損失（パ
ターン２で示す実線）が、他の条件の場合よりも低い値を示している。よって、給電装置
３０１から出力される電波が受信可能な範囲内に、整流回路において第１の動作が行われ
ている受電装置３０４が存在すると、給電装置３０１から受電装置３０３への電力伝送効
率が大きく低下することが、証明された。
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４）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る受電装置１００と、給電装置２００の、より具
体的な構成について説明する。
図８に、受電装置１００の具体的な構成の一例を示す。受電装置１００は、共鳴用アンテ
ナ１０１と、受電用アンテナ１０２と、整流回路１０３と、制御回路１０４と、負荷１０
５と、受信回路１０６とを有する。
共鳴用アンテナ１０１は、アンテナ素子１０７と容量素子１０８とが接続された等価回路
で示される。
受電用アンテナ１０２が有する給電点Ａ１及び給電点Ａ２は、整流回路１０３が有する入
力端子Ｂ１及び入力端子Ｂ２に、それぞれ接続されている。よって、給電点Ａ１の電位は
、入力端子Ｂ１に与えられ、給電点Ａ２の電位は、入力端子Ｂ２に与えられる。
また、整流回路１０３は、スイッチ１１０として機能するトランジスタ１１０ｔと、スイ
ッチ１１１として機能するトランジスタ１１１ｔとを有する。また、図８において整流回
路１０３は、容量素子１１２を有する。
図８では、スイッチ１１０として一のトランジスタ１１０ｔを用いる場合を例示している
が、スイッチ１１０として複数のトランジスタを用いても良いし、トランジスタ以外の回
路素子を用いても良い。また、図８では、スイッチ１１１として一のトランジスタ１１１
ｔを用いる場合を例示しているが、スイッチ１１１として複数のトランジスタを用いても
良いし、トランジスタ以外の回路素子を用いても良い。
トランジスタ１１０ｔが有するソース端子またはドレイン端子は、一方が入力端子Ｂ１に
接続され、他方が出力端子Ｃ１に接続されている。トランジスタ１１１ｔが有するソース
端子またはドレイン端子は、一方が入力端子Ｂ２に接続され、他方が出力端子Ｃ１に接続
されている。
なお、トランジスタのソース端子とは、活性層の一部であるソース領域、或いは活性層に
接続されたソース電極を意味する。同様に、トランジスタのドレイン端子とは、活性層の
一部であるドレイン領域、或いは活性層に接続されたドレイン電極を意味する。
そして、制御回路１０４は、トランジスタ１１０ｔが有するゲート電極への電位の供給と
、トランジスタ１１１ｔが有するゲート電極への電位の供給とを行う。よって、制御回路
１０４から、トランジスタ１１０ｔが有するゲート電極と、トランジスタ１１１ｔが有す
るゲート電極とに与えられる電位に従って、整流回路１０３は、第１の動作と第２の動作
のいずれかを行うことができる。
容量素子１１２が有する一対の電極は、一方が出力端子Ｃ１に接続され、他方が出力端子
Ｃ２に接続されている。また、出力端子Ｃ２は、グラウンドなどの基準電位が与えられて
おり、出力端子Ｃ１と出力端子Ｃ２の電位差は、容量素子１１２により平滑化される。よ
って、平滑化された出力端子Ｃ１と出力端子Ｃ２の電位差が、直流電圧として負荷１０５
に与えられる。
次いで、図９に、給電装置２００の具体的な構成の一例を示す。給電装置２００は、共鳴
用アンテナ２０１と、励振用アンテナ２０２と、交流電源２０３と、制御回路２０４と、
送信回路２０５とを有する。
共鳴用アンテナ２０１は、アンテナ素子２０６と容量素子２０７とが接続された等価回路
で示される。励振用アンテナ２０２は、アンテナ素子２０８と容量素子２０９とが接続さ
れた等価回路で示される。
交流電源２０３は、スイッチとして機能するトランジスタ２１１ｔ、トランジスタ２１２
ｔ、トランジスタ２１３ｔ、及びトランジスタ２１４ｔと、直流電源２１５とを有する。
トランジスタ２１１ｔが有するソース端子またはドレイン端子は、一方に直流電源２１５
からの電圧が与えられ、他方は交流電源２０３の出力端子Ｄ２に接続されている。直流電
源２１５からの電位は、グラウンドなどの基準電位よりも高いものとする。トランジスタ
２１２ｔが有するソース端子またはドレイン端子は、一方が交流電源２０３の出力端子Ｄ
１に接続されており、他方にグラウンドなどの基準電位が与えられている。トランジスタ
２１３ｔが有するソース端子またはドレイン端子は、一方が交流電源２０３の出力端子Ｄ
２に接続されており、他方にグラウンドなどの基準電位が与えられている。トランジスタ
２１４ｔが有するソース端子またはドレイン端子は、一方に直流電源２１５からの電位が
与えられ、他方は交流電源２０３の出力端子Ｄ１に接続されている。
そして、制御回路２０４は、トランジスタ２１１ｔ、トランジスタ２１２ｔ、トランジス
タ２１３ｔ、及びトランジスタ２１４ｔがそれぞれ有するゲート電極への、電位の供給を
行う。トランジスタ２１１ｔ、トランジスタ２１２ｔ、トランジスタ２１３ｔ、及びトラ
ンジスタ２１４ｔがそれぞれオンまたはオフになることで、直流電源２１５からの電位と
基準電位とが、交互に出力端子Ｄ１と出力端子Ｄ２に与えられ、出力端子Ｄ１と出力端子
Ｄ２の間に交流電圧が印加される。そして、当該交流電圧は、励振用アンテナ２０２に供
給される。
そして、制御回路２０４が上記ゲート電極に与える電位を制御することで、交流電源２０
３から励振用アンテナ２０２に供給される交流電圧の周期が、制御される。
次いで、図８に示した受電装置１００及び図９に示した給電装置２００の動作の一例につ
いて、図１０に示すタイミングチャートを用いて説明する。ただし、図１０では、トラン
ジスタ１１０ｔ及びトランジスタ１１１ｔと、トランジスタ２１１ｔ乃至トランジスタ２
１４ｔとが、全てｎチャネル型である場合を例に挙げて説明する。
受電装置１００の整流回路１０３において第１の動作が行われている場合、図１０（Ａ）
に示すタイミングチャートに従って、トランジスタ１１０ｔ及びトランジスタ１１１ｔと
、トランジスタ２１１ｔ乃至トランジスタ２１４ｔとは、動作を行う。図１０（Ａ）では
、受電用アンテナ１０２において、給電点Ａ２における電位を基準としたときの、給電点
Ａ１と給電点Ａ２の電位差を、電圧Ｖｐとして示している。
図１０（Ａ）に示すタイミングチャートに従うと、トランジスタ２１１ｔ及びトランジス
タ２１２ｔのゲート電極に与えられる電位がハイレベルである場合に、トランジスタ２１
３ｔ及びトランジスタ２１４ｔのゲート電極に与えられる電位がローレベルとなる。すな
わち、トランジスタ２１１ｔ及びトランジスタ２１２ｔがオンである場合に、トランジス
タ２１３ｔ及びトランジスタ２１４ｔがオフとなる。
上記動作により、出力端子Ｄ１に基準電位が与えられ、出力端子Ｄ２に直流電源２１５か
らの電位が与えられる。よって、出力端子Ｄ２における電位を基準としたときの、出力端
子Ｄ１と出力端子Ｄ２の間の電圧は、ローレベルとなる。そして、出力端子Ｄ１と出力端
子Ｄ２の間の電圧が励振用アンテナ２０２、共鳴用アンテナ２０１、共鳴用アンテナ１０
１、及び受電用アンテナ１０２を介して、給電点Ａ１と給電点Ａ２に与えられるため、電
圧Ｖｐはローレベルとなる。
また、図１０（Ａ）に示すタイミングチャートに従うと、トランジスタ２１１ｔ及びトラ
ンジスタ２１２ｔのゲート電極に与えられる電位がローレベルである場合に、トランジス
タ２１３ｔ及びトランジスタ２１４ｔのゲート電極に与えられる電位がハイレベルとなる
。すなわち、トランジスタ２１１ｔ及びトランジスタ２１２ｔがオフである場合に、トラ
ンジスタ２１３ｔ及びトランジスタ２１４ｔがオンとなる。
上記動作により、出力端子Ｄ１に直流電源２１５からの電位が与えられ、基準電位が出力
端子Ｄ２に与えられる。よって、出力端子Ｄ２における電位を基準としたときの、出力端
子Ｄ１と出力端子Ｄ２の間の電圧は、ハイレベルとなる。そして、出力端子Ｄ１と出力端
子Ｄ２の間の電圧が励振用アンテナ２０２、共鳴用アンテナ２０１、共鳴用アンテナ１０
１、及び受電用アンテナ１０２を介して、給電点Ａ１と給電点Ａ２に与えられるため、電
圧Ｖｐはハイレベルとなる。
そして、図１０（Ａ）に示すタイミングチャートに従うと、電圧Ｖｐがローレベルの場合
、すなわち、給電点Ａ２の電位が給電点Ａ１の電位よりも高い場合に、トランジスタ１１
０ｔのゲート電極に与えられる電位がローレベル、トランジスタ１１１ｔのゲート電極に
与えられる電位がハイレベルとなる。すなわち、トランジスタ１１０ｔはオフ、トランジ
スタ１１１ｔはオンとなる。よって、より高い電位である給電点Ａ２の電位が、トランジ
スタ１１１ｔを介して出力端子Ｃ１に与えられる。
また、図１０（Ａ）に示すタイミングチャートに従うと、電圧Ｖｐがハイレベルの場合、
すなわち、給電点Ａ１の電位が給電点Ａ２の電位よりも高い場合に、トランジスタ１１０
ｔのゲート電極に与えられる電位がハイレベル、トランジスタ１１１ｔのゲート電極に与
えられる電位がローレベルとなる。すなわち、トランジスタ１１０ｔはオン、トランジス
タ１１１ｔはオフとなる。よって、より高い電位である給電点Ａ１の電位が、トランジス
タ１１０ｔを介して出力端子Ｃ１に与えられる。
上記第１の動作により、出力端子Ｃ１には出力端子Ｃ２よりも高い電位が与えられる。す
なわち、上記第１の動作により、給電点Ａ１と給電点Ａ２の間に印加される交流の電圧Ｖ
ｐが整流され、出力端子Ｃ１及び出力端子Ｃ２間に印加されることとなる。出力端子Ｃ１
及び出力端子Ｃ２間に印加された直流電圧は、負荷１０５に供給される。
上記第１の動作において、トランジスタ１１０ｔ及びトランジスタ１１１ｔのオンとオフ
の切り替えのタイミングは、給電装置２００の交流電源２０３において出力される交流電
圧の周期に従って、制御回路１０４において定めることができる。
また、受電装置１００の整流回路１０３において第２の動作が行われている場合、図１０
（Ｂ）に示すタイミングチャートに従って、トランジスタ１１０ｔ及びトランジスタ１１
１ｔと、トランジスタ２１１ｔ乃至トランジスタ２１４ｔとは、動作を行う。図１０（Ｂ
）でも、受電用アンテナ１０２において、給電点Ａ２における電位を基準としたときの、
給電点Ａ１と給電点Ａ２の電位差を、電圧Ｖｐとして示している。
第１の動作の場合と第２の動作の場合とで、給電装置２００におけるトランジスタ２１１
ｔ乃至トランジスタ２１４ｔの動作は、同じである。よって、図１０（Ｂ）に示すタイミ
ングチャートに従い、トランジスタ２１１ｔ乃至トランジスタ２１４ｔが動作を行うこと
で、出力端子Ｄ１と出力端子Ｄ２の間に、ローレベルの電圧とハイレベルの電圧とが交互
に与えられる。
そして、図１０（Ｂ）に示すタイミングチャートに従うと、トランジスタ１１０ｔ及びト
ランジスタ１１１ｔのゲート電極に与えられる電位は、連続してハイレベルである。すな
わち、トランジスタ１１０ｔ及びトランジスタ１１１ｔは連続してオンとなる。よって、
給電点Ａ１と給電点Ａ２は短絡されるので、電圧Ｖｐは０にほぼ等しくなる。そして、出
力端子Ｄ１と出力端子Ｄ２の間にローレベルの電圧とハイレベルの電圧とが交互に与えら
れていても、受電用アンテナ１０２に接続された回路素子や配線、具体的には、整流回路
１０３が有する容量素子１１２、負荷１０５を構成する回路素子、整流回路１０３や負荷
１０５に設けられた配線などへの、電力の供給は停止される。そのため、受電装置１００
の共鳴用アンテナ１０１は、給電装置２００の共鳴用アンテナ２０１から電力を実質的に
受け取らなくなる。
したがって、本発明の一態様では、受電装置１００において、共鳴用アンテナ１０１が有
するアンテナ素子１０７の一対の給電点を短絡させなくとも、給電装置２００からの電力
の供給を停止することができる。そして、給電装置２００から、充電の完了した受電装置
１００への電力の供給が停止されることで、給電装置２００から他の受電装置への電力伝
送効率を高めることができる。
なお、図８に示す受電装置１００及び図９に示す給電装置２００では、図１に示す無線給
電システムのように、受信回路１０６が、電力の供給を行うためのアンテナ群を介して、
送信回路２０５から、周期を情報として含む信号を受け取る形態を有していても良い。或
いは、図８に示す受電装置１００及び図９に示す給電装置２００では、図２に示す無線給
電システムのように、受信回路１０６が、電力の供給を行うためのアンテナ群とは異なる
アンテナ群を介して、送信回路２０５から、周期を情報として含む信号を受け取る形態を
有していても良い。或いは、一部のアンテナが、電力の供給を行うためのアンテナ群と、
信号の授受を行うためのアンテナ群の両方に、属していても良い。
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５）
本発明の一態様に係る受電装置は、外部からの電力の供給を無線で受けられる電子機器で
ある。本発明の一態様に係る受電装置の具体例として、表示装置、ノート型パーソナルコ
ンピュータ、記録媒体を備えた画像再生装置（代表的にはＤＶＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅ
ｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを
有する装置）、携帯電話、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、電子書籍、ビデオカメラ、デ
ジタルスチルカメラなどのカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレ
イ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、デジタルオーディオプ
レイヤー等）、複写機、ファクシミリ、プリンター、プリンター複合機、現金自動預け入
れ払い機（ＡＴＭ）、自動販売機などが挙げられる。
また、本発明の一態様に係る受電装置は、電力を用いて電動機により推進する移動体であ
っても良い。上記移動体には、自動車（自動二輪車、三輪以上の普通自動車）、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
。
本実施の形態では、外部からの電力の供給を無線で受けられる複数の移動体に、給電装置
から無線給電を行う場合について説明する。
まず、図１１（Ａ）に示すように、電磁共鳴方式を用いた無線給電により、給電装置５０
０から、普通自動車５０１、普通自動車５０２、及び電動車いす５０３に電力を供給する
。普通自動車５０１、普通自動車５０２、及び電動車いす５０３には、それぞれ負荷とし
て蓄電装置及び充電制御回路が設けられている。給電装置５００から供給された電力の一
部は、普通自動車５０１、普通自動車５０２、及び電動車いす５０３がそれぞれ有する蓄
電装置に蓄えられる。
図１１（Ａ）に示すように、無線給電による電力の供給が行われている間、普通自動車５
０１、普通自動車５０２、及び電動車いす５０３が有する整流回路は、第１の動作を行う
。
そして、例えば、電動車いす５０３が有する蓄電装置が満充電になると、電動車いす５０
３が有する整流回路の動作は、充電制御回路からの信号に従って、第１の動作から第２の
動作に切り換わる。そして、給電装置５００から充電の完了した電動車いす５０３への、
電力の供給が停止することで、給電装置５００から普通自動車５０１及び普通自動車５０
２への電力伝送効率が高まる（図１１（Ｂ）参照）。
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。
１００ 受電装置
１０１ 共鳴用アンテナ
１０２ 受電用アンテナ
１０３ 整流回路
１０４ 制御回路
１０５ 負荷
１０６ 受信回路
１０７ アンテナ素子
１０８ 容量素子
１０９ アンテナ素子
１１０ スイッチ
１１０ｔ トランジスタ
１１１ スイッチ
１１１ｔ トランジスタ
１１２ 容量素子
１１３ アンテナ
１１４ 蓄電装置
１１５ 充電制御回路
２００ 給電装置
２０１ 共鳴用アンテナ
２０２ 励振用アンテナ
２０３ 交流電源
２０４ 制御回路
２０５ 送信回路
２０６ アンテナ素子
２０７ 容量素子
２０８ アンテナ素子
２０９ 容量素子
２１０ アンテナ
２１１ｔ トランジスタ
２１２ｔ トランジスタ
２１３ｔ トランジスタ
２１４ｔ トランジスタ
２１５ 直流電源
３０１ 給電装置
３０２ 交流電源
３０３ 受電装置
３０４ 受電装置
５００ 給電装置
５０１ 普通自動車
５０２ 普通自動車

Claims (1)

  1. 給電装置が有するアンテナとの間で共鳴による結合を形成する機能を有する第１アンテナと、
    前記第１アンテナとの間で電磁誘導による結合を形成する機能を有する第２アンテナと、
    前記第１アンテナ及び前記第２アンテナを介して前記給電装置から与えられる交流電圧を整流して直流電圧を生成する第１の機能と、前記第２アンテナが有するアンテナ素子の一対の給電点を短絡させる第２の機能と、を有する整流回路と、
    前記交流電圧から周期の情報を含む第１信号を抽出する機能を有する受信回路と、
    制御回路と、を有し、
    前記制御回路は、前記整流回路における前記第１の機能と前記第２の機能とを選択する機能を有する受電装置。
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