JPWO2012111271A1 - 送電装置、受電装置及び送電方法 - Google Patents

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Abstract

送電の周波数として複数の送電装置及び受電装置が主に同じ周波数を利用する無線電力伝送システムにおいて、受電装置が送電を要求する電力さえも残していない場合でも電力伝送を開始できる送電装置を提供する。この送電装置（３００）は、サブ送電モードと、サブ送電モード時に伝送される電力より大きい電力を伝送するメイン送電モードとを有する。送電部（３１０）は、無線により電力伝送を行う。送電制御部（３２０）は、サブ送電モードとして、少なくとも、受信装置が電力要求通知を送信するのに必要な電力がランダム時間間隔空けて電力伝送されるように、送電部（３１０）により電力伝送される電力及び伝送タイミングを制御する。送電制御部（３２０）は、通信部（３５０）が受電装置から送信される電力要求通知を取得した場合にメイン送電モードに切り替える。

Description

本発明は、非接触電力伝送を行う送電装置、受電装置及び送電方法に関する。
近年、非接触電力伝送技術は、ＩＣ（Integrated Circuit）カードや電子マネーシステムなどで広く普及している。
また、非接触電力伝送技術に比べ遠距離伝送が可能な無線電力伝送方式の研究が、盛んに行われている。無線電力伝送方式は、大別して、電磁誘導を利用する方式（電磁誘導方式）、電波を利用する方式（電波伝送方式）、磁場共鳴を利用する方式（磁場共鳴方式）の３方式がある。
電磁誘導方式は、２つのコイルを用い、送電側コイルが発生させた磁場により、受電側のコイルに生じる誘導電流を利用し、電力の伝送を実現する。一般的に、電磁誘導方式は、伝送可能な距離が短い。
電波伝送方式は、空間を伝播する電磁波をアンテナ（レクテナ：rectenna（rectifying antenna））で受電し、電磁波のエネルギーを電力として取得する。電波伝送方式は、空間を伝播する電磁波が余り強いエネルギーを持たないため、伝送できる電力も小さい。
磁場共鳴方式は、２つのコイルを用い、磁場(もしくは電場)により電磁気的に結合した共振器間の共鳴現象を利用し、離れた回路間で電力の伝送を実現する。磁場共鳴方式は、結合強度とコイルのＱ値を高めることで、電磁誘導方式に比べ伝送距離を延ばすことができ、伝送可能な電力も比較的大きい。
従来技術として、特許文献１は、無線電力伝送方式として、電力を必要とする機器が、送電可能な機器に対して、電力を要求する信号（電力要求通知信号）を伝送し、送電可能な機器が、電力伝送を行う方法を開示している。また、特許文献１は、複数の送電可能な機器間が、時分割もしくは周波数分割を行うことにより、干渉を低減する方法についても開示している。
特開２００９−２６８３１０号公報
しかしながら、周波数分割を利用する特許文献１の技術は、電力を必要とする機器が、電力要求通知信号を伝送するには充分でない状態にまで電力を消耗している場合、電力要求通知信号が伝送されない。そのため、送電可能な機器は、電力を必要とする機器に対して、送電することが難しい。
また、送電装置及び受電装置が複数存在する無線電力伝送システムにおいて、送電の周波数として複数の送電装置及び受電装置が主に同じ周波数を利用し時分割送電を行う場合、距離が離れており干渉を起こさない受電装置に対しても、時分割送電が行われるため、非効率であった。
本発明の目的は、送電の周波数として複数の送電装置及び受電装置が主に同じ周波数を利用する無線電力伝送システムにおいて、受電装置が、送電を要求する電力さえも残していない場合でも、電力伝送を開始できる送電装置、受電装置及び送電方法を提供することである。
本発明の送電装置は、サブ送電モードと、前記サブ送電モード時に伝送される電力より大きい電力を伝送するメイン送電モードとを有し、送電の周波数として複数の送電装置及び受電装置が主に同じ周波数を利用して受電装置に電力伝送する送電装置であって、無線により電力伝送を行う送電部と、前記受電装置から送信される電力要求通知を取得する通信部と、前記サブ送電モードとして、少なくとも、前記受電装置が、前記電力要求通知を送信するのに必要な電力が、ランダム時間間隔空けて電力伝送されるように、前記送電部により電力伝送される電力及び伝送タイミングを制御し、前記通信部が、前記電力要求通知を取得した場合に、前記メイン送電モードに切り替える送電制御部と、を具備する。
本発明の受電装置は、メイン送電モードと、前記メイン送電モード時に伝送される電力より小さい電力を伝送するサブ送電モードとを有する送電装置から、送電の周波数として複数の送電装置及び受電装置が主に同じ周波数を利用して電力伝送される電力を受電する受電装置であって、前記送電装置から無線により電力伝送される電力を受電する受電部と、前記受電部における受電状態を監視し、前記受電状態の変化に基づいて、干渉の発生を検出する受信レベル判定部と、電力要求通知、前記受電状態、又は、前記干渉の発生を示す干渉検出通知を、前記送電装置に通知する通信部と、を具備する。
本発明の送電方法は、サブ送電モードと、前記サブ送電モード時に伝送される電力より大きい電力を伝送するメイン送電モードとを有する送電装置から、送電の周波数として複数の送電装置及び受電装置が主に同じ周波数を利用して受電装置に電力伝送する送電方法であって、無線により電力伝送を行うステップと、前記受電装置から送信される電力要求通知を取得するステップと、前記サブ送電モードとして、少なくとも、前記受電装置が、前記電力要求通知を送信するのに必要な電力が、ランダム時間間隔空けて電力伝送されるように、電力伝送される電力及び伝送タイミングを制御するステップと、前記電力要求通知を取得した場合に、前記メイン送電モードに切り替えるステップと、を具備する。
本発明によれば、送電の周波数として複数の送電装置及び受電装置が主に同じ周波数を利用する無線電力伝送システムにおいて、受電装置が、送電を要求する電力さえも残していない場合においても、電力伝送を開始することができる。
本発明の一実施の形態における無線電力伝送システムの概念を示す図 上記実施の形態に係る受電装置の構成の一例を示す図 上記実施の形態に係る送電装置の構成の一例を示す図 単独モードのシーケンスの一例を示す図 混成モードのシーケンスの一例を示す図 複合モードにおける無線電力伝送システムの構成例を示す図 複合モードのシーケンスの一例を示す図 最適な送電装置と出力レベルの組み合わせの一例を示す図 上記実施の形態に係る受電装置の処理を示すフローチャート 上記実施の形態に係る送電装置の処理を示すフローチャート 上記実施の形態に係る送電装置の処理を示すフローチャート 受電装置管理部によって記録された情報テーブルの一例を示す図 送電方式の決定方法を説明するためのフローチャート 送電装置＃Ａ、＃Ｂの出力レベルの調整方法を説明するためのフローチャート 送電装置＃Ａ、＃Ｂの出力レベルの調整方法を説明するための図 複合モードにおける送電装置の出力調整処理を示すフローチャート 上記実施の形態に係る送電装置及び受電装置間の情報通信に用いるパケット構成を示す図
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（一実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における無線電力伝送システムの概要を示す図である。
図１における無線電力伝送システムは、例えば、送電の周波数として複数の送電装置１０１〜１０３及び受電装置１０４、１０５が主に同じ同一周波数の磁場共鳴を用いて、無線電力伝送を実現する一例である。なお、図１の無線電力伝送システムは、３つの送電装置と２つの受電装置を有するが、無線電力伝送システムが有する送電装置及び受電装置の数は、これに限らない。
図２は、本実施の形態に係る受電装置の構成の一例を示すブロック図である。図２の受電装置２００は、図１の受電装置１０４、１０５に適用される。
図２において、本実施の形態に係る受電装置２００は、受電処理部２１０及び受電制御部２２０を有する。そして、受電処理部２１０は、受電部２１１、レギュレート整流部２１２、及び、負荷／充電部２１３を有する。また、受電制御部２２０は、受信レベル判定部２２１、制御部２２２、機器認証部２２３、及び、通信部２２４を有する。
受電部２１１は、アンテナを介して、後述の送電装置からの電力伝送を受電し、受電した電力をレギュレート整流部２１２へ供給する。
レギュレート整流部２１２は、受電部２１１から供給された電力を整流し、安定化させた後、制御部２２２により指示された供給先に、電力を供給する。レギュレート整流部２１２は、例えば、ブリッジ型整流回路と電圧レギュレートＩＣ（Integrated Circuit）などを組み合わせて構成できる。
負荷／充電部２１３は、レギュレート整流部２１２から電力の供給を受け、受電制御部２２０、もしくは受電装置２００と接続された機器へ電力供給する。負荷／充電部２１３は、例えば、２次電池やコンデンサ、電子機器である。
受信レベル判定部２２１は、レギュレート整流部２１２から供給される電力の状態に基づいて、受電状態を監視する。例えば、受信レベル判定部２２１は、レギュレート整流部２１２から出力された電力を一時的にコンデンサに蓄電し、その受信レベル（電位）を特定することにより、受電状態を監視することができる。受信レベル判定部２２１は、受信レベルが変化した場合、干渉が発生したと判定し、干渉検出通知を制御部２２２へ通知する。
制御部２２２は、機器認証部２２３に電力伝送の要求処理を依頼する。本実施の形態では、電力伝送の要求処理として、制御部２２２が、認証処理を依頼する場合を例に説明する。また、制御部２２２は、受信レベル判定部２２１から、受信レベルの変化、つまり、干渉を検出したことの通知（以下、干渉検出通知という）を受け取ると、干渉検出通知の送信を通信部２２４に依頼する。そして、制御部２２２は、後述の各送電装置から電力の試送を受電し、その受信レベルの情報の送信を通信部２２４に依頼する。なお、制御部２２２の動作の詳細は、後述する。
なお、受電装置＃１に電力が残っていない場合、レギュレート整流部２１２は、電力伝送で受電した電力を、受電制御部２２０のみへ供給するように、初期状態として設定しておく。これにより、受電装置＃１に電力が残っていない場合においても、サブ送電モードの送電装置＃１から、不定期に送電される電力伝送により受電した電力を用いて、受電装置＃１は、確実に電力要求通知を通知することができる。したがって、この場合においても、送電装置＃１は、受電装置＃１に対して電力伝送を開始することが可能となる。なお、電力伝送が開始された後は、制御部２２２は、レギュレート整流部２１２に対し、電力の供給先を指示する。
機器認証部２２３は、制御部２２２から、電力伝送の要求処理として、認証処理依頼を受けると、通信部２２４を介して、送電装置との間で認証処理を行う。機器認証部２２３は、制御部２２２から認証処理の依頼を受けると、通信部２２４に、電力要求通知として、認証要求通知の送信を依頼する。そして、当該認証要求通知に対する認証完了通知を受け取り、認証が成功すると、電力要求が受理されたとして、受電開始を制御部２２２へ通知する。
通信部２２４は、制御部２２２から干渉検出通知の送信を依頼されると、当該干渉検出通知を後述の送電装置に送信する。また、通信部２２４は、制御部２２２から受信レベルの情報の送信を依頼されると、当該受信レベルの情報を受信レベル通知として、後述の送電装置に送信する。また、通信部２２４は、機器認証部２２３から認証処理を依頼されると、認証要求通知を後述の送電装置に送信する。また、通信部２２４は、後述の送電装置から、認証完了通知を受け取ると、認証完了通知を機器認証部２２３に通知する。通信部２２４は、例えば、特定小電力無線や、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ、無線ＬＡＮ、赤外線通信、Ｚｉｇｂｅｅなどを利用して、後述の送電装置と通信を行う。
図３は、本実施の形態に係る送電装置の構成の一例を示すブロック図である。図３の送電装置３００は、図１の送電装置１０１〜１０３に適用される。
本実施の形態に係る送電装置３００は、動作モードとして、メイン送電モードとサブ送電モードとを有する。ここで、メイン送電モード及びサブ送電モードは、ともに受電装置に電力伝送を行うが、メイン送電モードは、サブ送電モード時に送電される電力より大きい電力を電力伝送するモードである。また、サブ送電モードは、受電装置が送電を要求する電力さえも残していない場合においても、サブ送電モードで送電された電力を受電することにより、少なくとも電力伝送を要求することができるだけの電力を送電するモードである。
なお、電力値は、出力レベルと送電期間との乗算により決定される。以下では、メイン送電モード時、サブ送電モード時に設定される送電期間は、それぞれ、メイン送電期間、サブ送電期間という。ここで、メイン送電期間は、サブ送電期間よりも長く、メイン送電モード時に送電される電力（以下、メイン電力という）は、サブ送電モード時に送電される電力（以下、サブ電力という）より大きい。
送電装置３００は、送電部３１０、送電制御部３２０、決定部３３０、機器認証部３４０、及び、通信部３５０を有する。決定部３３０は、機器間関係判定部３３１、及び、受電装置管理部３３２を有する。
送電部３１０は、送電制御部３２０によって、電力伝送する電力及び送電タイミングが制御され、図示しない受電装置に対して電力伝送を行う。
送電制御部３２０は、送電部３１０により電力伝送される電力及び伝送タイミングを制御することにより、メイン送電モードと、サブ送電モードとを切り替える。送電制御部３２０は、サブ送電モード時に、送電部３１０から、少なくとも、受電装置が、電力要求通知を送信するのに必要な電力が電力伝送されるように、サブ電力（すなわち、サブ送電期間）を制御する。また、送電制御部３２０は、サブ送電モード時に、サブ電力が、ランダム時間間隔空けて電力伝送がされるように伝送タイミングを制御する。
また、送電制御部３２０は、メイン送電モード時に、決定部３３０の決定結果に基づいて、送電部３１０に伝送開始を指示する。具体的には、送電制御部３２０は、上記決定結果に基づいて、電力伝送の伝送タイミング及びメイン電力（すなわち、メイン送電期間）を制御して、送電部３１０に伝送開始を指示する。
また、送電制御部３２０は、通信部３５０から、各受電装置からの干渉検出結果の通知を受けると、サブ送電モードに切り替える。そして、送電制御部３２０は、電力試送通知が他の送電装置からの電力試送通知と重ならないように、電力試送通知の送信タイミングを制御する。例えば、送電制御部３２０は、ランダム時間間隔空けて送信されるように、電力試送通知の送信タイミングを制御する。そして、その後、送電制御部３２０は、電力の試送としてサブ電力を電力伝送する。
機器間関係判定部３３１は、通信部３５０から、各受電装置からの受信レベル通知を受けると、受電装置と送電装置間の受信レベルの情報を、受電装置管理部３３２へ通知する。
また、機器間関係判定部３３１は、機器認証部３４０が、上述の受電装置を認証した場合、もしくは、通信部３５０が、干渉検出通知を受け取った場合、送電方式を決定する。なお、送電方式の決定方法については、後述する。そして、機器間関係判定部３３１は、決定した送電方式を、送電制御部３２０に通知する。
受電装置管理部３３２は、機器間関係判定部３３１から通知された各受電装置の受信レベルを記録する。そして、受電装置管理部３３２は、機器間関係判定部３３１からの問い合わせに応じて、記録した各受電装置の受信レベルの情報を、機器間関係判定部３３１へ提供する。
機器認証部３４０は、通信部３５０から、上述の受電装置から、電力要求通知としての認証要求通知を受け取ると、通信部３５０を介して、当該受電装置との間で認証処理を行う。例えば、機器認証部３４０は、無線電力伝送システムにおいて予め登録された登録情報と、認証処理依頼に含まれる認証情報とを照合し、照合が一致した場合、認証成功と判定する。登録情報及び認証情報は、例えば、受電装置ＩＤ（IDentification）等である。機器認証部３４０は、認証が成功すると、機器間関係判定部３３１及び通信部３５０へ認証完了通知を通知する。一方、機器認証部３４０は、認証が失敗すると、以後処理を行わず、処理を終了する。
通信部３５０は、上述の受電装置から通知される認証要求通知又は干渉検出結果を取得する。通信部３５０は、例えば、特定小電力無線や、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ、無線ＬＡＮ、赤外線通信、Ｚｉｇｂｅｅなどを利用して、上述の受電装置と通信を行う。通信部３５０は、取得した認証要求通知を機器認証部３４０に通知する。また、通信部３５０は、取得した干渉検出結果を機器間関係判定部３３１に通知する。
また、通信部３５０は、機器認証部３４０から通知された認証完了通知を、上述の受電装置２００に送信する。また、通信部３５０は、干渉検出結果を取得した場合、電力試送通知を、上述の受電装置２００に送信する。
このようにして、受電装置２００は、送電装置３００から伝送された電力を受電し、整流、およびレギュレートし、負荷／充電部２１３へ電力を供給する。また、受電装置２００は、送電装置３００に認証要求通知を送信し、送電装置３００から電力伝送を受ける。
また、受電装置２００は、受信レベルが大きく変化した場合に、干渉検出通知を送電装置３００に送信することで、電力伝送を受ける送電装置３００を切り替える。
そして、送電装置３００は、サブ送電モードの場合、ランダム時間隔毎に、サブ電力を電力伝送する。また、送電装置３００は、受電装置２００から、電力要求通知としての認証要求通知を受けると、認証処理を行う。そして、認証処理の結果、電力伝送可能であれば、送電装置３００は、メイン送電モードに移行して、認証した受電装置に対して、メイン電力の電力伝送を開始する。更に、送電装置３００は、干渉検出通知を受信した場合、サブ送電モードに移行して、適切な送電装置３００が電力伝送するように、送電装置３００を決定する。
次に、本実施の形態に係る送電装置と受電装置間の情報通信及び電力伝送のシーケンスについて説明する。
なお、本実施の形態に係る無線電力伝送システムは、送電方式として、単独モード、混成モード、複合モードを有する。
単独モードは、送電装置と受電装置が１対１に電力伝送するモードである。
混成モードは、ある受電装置に対して複数の送電装置から電力伝送を行うモードである。
複合モードは、メイン送電モード時の第１の送電装置の出力レベルと第２の送電装置の出力レベルとの組み合わせを複数決定し、決定した複数の組み合わせから、組み合わせを順次変更して電力伝送するモードである。すなわち、複合モードは、複数の送電装置から複数の受電装置に対して、出力レベルを時間経過とともに動的に制御して電力伝送する。
以下では、単独モード、混成モード、複合モードの電力伝送処理シーケンスについて、それぞれ説明する。
始めに、単独モードのシーケンスについて説明する。単独モードは、送電装置と受電装置が１対１に電力伝送するモードである。
図４は、単独モードのシーケンスの一例を示す。以下では、無線電力伝送システムにおいて、送電装置＃１と受電装置＃１とを１台ずつ存在する場合を例に説明する。
送電装置＃１は、サブ送電モードで、ランダム時間間隔ごとに、サブ電力の電力伝送を繰り返し行う（シーケンスＳ４０１）。
受電装置＃１は、送電装置＃１からのサブ電力の電力伝送を検出すると、電力要求通知としての認証要求通知を送電装置＃１に送信する（シーケンスＳ４０２）。
送電装置＃１は、受電装置＃１から認証要求通知を受け取ると、受電装置＃１に対する認証処理を実施する。そして、送電装置＃１は、受電装置＃１が、電力伝送が可能な受電装置であることを確認すると、電力要求を受理したとして、認証完了通知を受電装置＃１に送信する（シーケンスＳ４０３）。
そして、送電装置＃１は、認証完了通知の送信後、サブ送電モードからメイン送電モードに移行し、受電装置＃１に対してメイン電力の電力伝送を開始する（シーケンスＳ４０４）。
送電装置＃１と受電装置＃１とが、以上のような処理を実施することにより、電力伝送が実現される。なお、図４に示すように、サブ送電モードにおいて、送電装置＃１から電力伝送されるサブ送電期間は、メイン送電モードにおいて、送電装置＃１からメイン電力が電力伝送されるメイン送電期間に比べ、短い時間である。
以上の処理を行うことにより、単独モードにおいて、受電装置＃１は、サブ送電モードの送電装置＃１から不定期に電力伝送されるサブ電力を受電することにより、電力が残っていない場合においても、電力要求通知を通知することができる。そして、受電装置＃１は、電力要求を受理した送電装置＃１から電力伝送される電力を受電し、充電することができる。
次に、混成モードのシーケンスについて説明する。混成モードは、ある受電装置に対して複数の送電装置から電力伝送を行うモードである。
図５は、混成モードのシーケンスの一例を示す。なお、図５において、図４と同一のシーケンスには、同一の符号を付して、説明を省略する。以下では、無線電力伝送システムにおいて、送電装置＃１、＃２、及び、受電装置＃１が存在する場合を例に説明する。
なお、図５のシーケンスは、受電装置＃１において、より高効率で電力伝送を受電できるように、受電装置＃１に送電する送電装置が、送電装置＃１から送電装置＃２に切り替えられる場合の例である。
ここで、送電装置＃２は、上述の送電装置＃１と同様に、サブ送電モードで、ランダム時間間隔でサブ電力の電力伝送を繰り返し行っている（シーケンスＳ５０５）。
メイン送電モードの送電装置＃１は、受電装置＃１に対してメイン電力の電力伝送を行っているものとする。送電装置＃１がメイン電力の電力伝送を行っている間に、受電装置＃１及び送電装置＃１の近くで、サブ送電モードの送電装置＃２が、サブ電力の電力伝送を行った場合、受電装置＃１は、干渉が発生する。そして、この干渉の発生により、受電装置＃１は、得られる電力が変化する。
受電装置＃１は、受電状態を監視して、受電状態の変化を検出すると、干渉の発生を検出したと判定する。そして、受電装置＃１は、干渉の発生を検出すると、干渉検出通知を送電装置＃１及び送電装置＃２に送信する（シーケンスＳ５０６）。
干渉検出通知を受け取った送電装置＃１及び送電装置＃２は、サブ送電モードに移行し、それぞれランダム時間隔を空けて、電力試送通知を受電装置＃１に送信する（シーケンスＳ５０７、Ｓ５１０）。そして、送電装置＃１及び送電装置＃２は、その後、サブ電力の電力伝送（電力の試送）を実施する（シーケンスＳ５０８、Ｓ５１１）。
受電装置＃１は、各送電装置からの電力伝送の受信レベルと、各送電装置のＩＤとを対応付けた受信レベル通知を生成し、受信レベル通知を送電装置＃１及び送電装置＃２に送信する（シーケンスＳ５０９、Ｓ５１２）。なお、受電装置＃１は、各送電装置のＩＤを、電力試送通知で受け取っている。
送電装置＃２は、各送電装置からの電力の試送に対する受信レベルに基づいて、最適な送電装置の決定処理を実施し、受電装置＃１へ決定した送電装置を示す送電方式通知を送信する（シーケンスＳ５１３）。
送電方式通知には、メイン送電モードでの送電方式及び最適な送電装置の情報が含まれている。以下では、送電方式通知に、最適な送電装置の情報として、送電装置＃２が含まれているとして説明する。
受電装置＃１は、送電装置＃２から受け取った送電方式通知に従い、最適な送電装置＃２へ、電力要求通知としての認証要求通知を送信する（シーケンスＳ５１４）。
送電装置＃２は、受電装置＃１から認証要求通知を受け取ると、認証処理を実施し、受電装置＃１が、電力伝送が可能な受電装置であることが確認できると、認証完了通知を受電装置＃１に対して送信する（シーケンスＳ５１５）。
送電装置＃２は、認証完了通知の送信後、受電装置＃１に対してメイン電力の電力伝送を開始する（シーケンスＳ５１６）。
以上の処理を行うことにより、混成モードにおいて、受電装置＃１は、最適な送電装置＃２から電力を受電することができる。
なお、受電装置が複数の送電装置の送電範囲を移動する場合においても、上記手順により、受電装置は、最適な送電装置から、電力を受け取ることが可能である。
このように、混成モードは、受電装置における干渉検出をトリガとして、各送電装置をメイン送電モードからサブ送電モードに切り替え、複数の送電装置は、電力の試送としてサブ電力を電力伝送する。そして、複数の送電装置から試送された電力の受信レベルに基づいて、混成モードは、最適な送電装置を決定する。これにより、ある受電装置に対して電力伝送を行う最適な送電装置が、複数の送電装置から設定されるので、伝送効率の低下を抑えることができる。
次に、複合モードのシーケンスについて説明する。複合モードは、メイン送電モード時の第１の送電装置の出力レベルと第２の送電装置の出力レベルとが対応付けられた複数の組み合わせから、組み合わせを順次変更して電力伝送するモードである。以下では、無線電力伝送システムにおいて、送電装置＃１、＃２、及び、受電装置＃１、＃２、＃３が存在する場合を例に説明する。
図６は、複合モードにおける無線電力伝送システムの構成例を示す図である。
図６Ａにおいて、受電装置＃３（６０４）は、送電装置＃１（６００）、送電装置＃２（６０１）の双方の送電可能範囲内に設置されている。ここで、送電可能範囲（６０７）は、送電装置＃１（６００）の電力伝送可能な範囲を示す。また、送電可能範囲（６０５）は、送電装置＃２（６０１）の電力伝送可能な範囲を示す。
更に、受電装置＃１（６０２）は、送電装置＃１（６００）と受電装置＃３（６０４）間の距離とほぼ同じだけ、送電装置＃１（６００）から離れた位置に配置されている。
また、受電装置＃２（６０３）は、送電装置＃２（６０１）と受電装置＃３（６０４）間の距離とほぼ同じだけ、送電装置＃２（６０１）から離れた場所に配置されている。
この場合、送電装置＃１（６００）、送電装置＃２（６０１）が、同時に電力伝送を行うと、受電装置＃３（６０４）では、干渉が発生し、電力が伝送されにくい状態が発生する。
これを解決するためには、送電装置＃１（６００）、送電装置＃２（６０１）のいずれかの電力を抑える方法が考えられる。しかし、送電装置＃１（６００）、送電装置＃２（６０１）のいずれかの電力が抑えられたままでは、受電装置＃１（６０２）もしくは受電装置＃２（６０３）への電力伝送が停止してしまう。
そこで、複合モードは、例えば、図６Ｂと図６Ｃの実線の状態を交互に繰り返すことで、断続的に、全ての受電装置＃１（６０２）、＃２（６０３）、＃３（６０４）へメイン電力の電力伝送を実現する。なお、図６Ｂにおいて、送電可能範囲（６０６）は、出力レベル変更後の送電装置＃２（６０１）の電力伝送可能な範囲を示す。送電可能範囲（６０６）は、送電可能範囲（６０５）に比べ、送電可能範囲が狭い。また、図６Ｃにおいて、送電可能範囲（６０８）は、出力レベル変更後の送電装置＃１（６００）の電力伝送可能な範囲を示す。送電可能範囲（６０８）は、送電可能範囲（６０７）に比べ、送電可能範囲が狭い。
図７は、複合モードのシーケンスの一例を示す。なお、図７は、受電装置＃１（６０２）及び受電装置＃２（６０３）の記載を省略している。また、図７において、図４及び図５と同一のシーケンスには、同一の符号を付して、説明を省略する。
シーケンスＳ５１２完了後、送電装置＃２は、各送電装置からのサブ電力（電力の試送）に対する受信レベルに基づいて、最適な送電装置と出力レベルの組み合わせを決定する。
図８は、最適な送電装置と出力レベルの組み合わせの一例を示す。図８は、最適な送電装置として、送電装置＃１、＃２が決定され、かつ、送電装置＃１、＃２の出力レベルが２組み（セット＃１、＃２）決定された例である。Ｐ１は、送電可能範囲（６０５、６０７）を実現する出力レベルであり、Ｐ２は、送電可能範囲（６０６、６０８）を実現する出力レベルである。
そして、送電装置＃２は、受電装置＃３へ決定した送電装置を示す送電方式通知を送信する（シーケンスＳ５１３）。この際、送電装置＃２は、受電装置＃３に、２種類以上の送電装置が記載されている送電方式通知を送信する。
受電装置＃３は、送電装置通知に２種類以上の送電装置が記載されている場合、図６Ｂ、図６Ｃのように、２種類以上の送電装置からの送電を受けることになる。具体的には、メイン送電期間である第１期間では、受電装置＃３が、図６Ｂに示すように、送電装置＃１（６００）からの送電を受ける。一方、メイン送電期間であり、第１期間とは異なる第２期間では、受電装置＃３が、図６Ｃに示すように、送電装置＃２（６０１）からの送電を受ける。
そのため、受電装置＃３は、シーケンスＳ５１３において、送電装置として、送電装置＃１及び送電装置＃２が通知された場合、認証を取っていない送電装置＃２に対して認証要求通知を送信する（シーケンスＳ５１４）。
送電装置＃２は、受電装置＃３に対して認証完了通知を送信する（シーケンスＳ５１５）。
その後、送電装置＃２は、受電装置＃３に対してメイン電力の電力伝送を開始する（シーケンスＳ５１６）。
そして、送電装置＃２は、一定時間後、送電切替通知を受電装置＃３及び送電装置＃１に送信する（シーケンスＳ７１７）。
送電装置＃１は、送電切替通知を受け取ると、受電装置＃３へメイン電力の電力伝送を開始する（シーケンスＳ７１８）。
以降、本実施の形態は、シーケンスＳ７１７、Ｓ７１８を繰り返し、送電装置＃１と送電装置＃２とが交互に受電装置＃３へメイン電力の電力伝送を実施する。
以上の処理を行うことにより、複合モードは、メイン送電モード時の第１の送電装置の出力レベルと第２の送電装置の出力レベルとの組み合わせを複数決定し、決定した複数の組み合わせから、組み合わせを順次変更して電力伝送する。これにより、複合モードは、受電装置が複数ある場合においても、干渉を抑えつつ、電力伝送することができる。
従来技術における送電の周波数として複数の送電装置及び受電装置が主に同じ周波数を利用したシステム全体で時分割制御を行って送電する無線電力伝送システムは、非効率であった。その理由は、送電装置及び受電装置が複数存在する場合、干渉を起こさない受電装置に対しても、時分割制御が行われるためである。これに対し、本実施の形態における複合モードは、効率の低下を抑制しつつ、無線電力伝送システム内の複数の受電装置に対して、電力伝送できる。
図９〜図１１は、以上のシーケンスを実現する受電装置、および送電装置の処理を示すフローチャートである。
図９は、受電装置２００の処理を示すフローチャートである。
受電部２１１が、サブ送電モードの送電装置から不定期送電を受け取るところから処理が始まる。
制御部２２２は、送電装置に対して、電力要求通知として、認証要求通知を送信する（ステップＳ９０１）。具体的には、制御部２２２は、機器認証部２２３に認証要求を依頼し、通信部２２４は、送電装置に対して認証要求通知を送信する。
制御部２２２は、認証完了通知を受信するまで待機する（ステップＳ９０２）。
その後、制御部２２２は、送電装置より認証完了通知を受信し、メイン送電モードによる電力送電の受電を開始する（ステップＳ９０３）。
制御部２２２は、受信レベル判定部２２１から受信状態（受電した電力の受信レベル）を取得する（ステップＳ９０４）。
制御部２２２は、初回の受信レベルの取得時のみ、受信レベルの情報を受信レベル通知として送電装置に送信する（ステップＳ９０５）。具体的には、制御部２２２は、受信レベルの情報の送信を通信部２２４に依頼する。通信部２２４は、受信レベルの情報を受信レベル通知として送電装置に送信する。
制御部２２２は、前回の受信レベルと今回新たに取得した受信レベルとを比較する（ステップＳ９０６）。そして、制御部２２２は、前回の受信レベルと今回の受信レベルとの間に、大きな変化がなければ（ステップＳ９０７：ＮＯ）、今回の受信レベルの情報を、次回の比較のために格納する（ステップＳ９０８）。
一方、制御部２２２は、前回の受信レベルと今回の受信レベルとの間に大きな変化がある場合（ステップＳ９０７：ＹＥＳ）、ステップＳ９０９の処理を実行する。
制御部２２２は、送電装置より通知された送電方式が複合モードの場合（ステップＳ９０９：ＹＥＳ）、送電装置が切り替わったと判断し、ステップＳ９０４へ処理を移す。一方、制御部２２２は、送電方式が複合モードでなければ（ステップＳ９０９：ＮＯ）、干渉が発生した、もしくは周辺環境が変化したと判定し、干渉検出通知を送電装置へ送信する（ステップＳ９１０）。具体的には、制御部２２２は、干渉検出通知の送信を通信部２２４に依頼し、通信部２２４は、干渉検出通知を送電装置に送信する。
制御部２２２は、決められたタイムアウト時間内（ステップＳ９１１：ＮＯ）に、各送電装置からの電力試送通知を受信する（ステップＳ９１２）。そして、制御部２２２は、電力試送通知の受信ごとに、受信レベル判定部２２１から、受信レベルの情報を取得する（ステップＳ９１３）。そして、制御部２２２は、受信レベルの情報を受信レベル通知として送電装置へ送信する（ステップＳ９１４）。具体的には、制御部２２２は、受信レベルの情報の送信を通信部２２４に依頼し、通信部２２４は、受信レベルの情報を受信レベル通知として送電装置に送信する。
制御部２２２は、タイムアウト後（ステップＳ９１１：ＹＥＳ）は、送電装置から、次にどの送電装置から電力が送電されるのかを示す送電方式通知を受信する（ステップＳ９１５）。
制御部２２２は、送電方式通知の内容に基づき、電力伝送を行う送電装置に対して認証要求通知を送信する（ステップＳ９０１）。
以降、制御部２２２は、ステップＳ９０１〜Ｓ９１５の処理を繰り返す。
次に、送電装置の処理について説明する。図１０及び図１１は、送電装置の処理を示すフローチャートである。
図１０Ａは、サブ送電モード時に、ランダム時間隔でサブ電力を送電（不定期送電）する送電装置の処理を示すフローチャートである。
送電制御部３２０は、前回の起動時に設定されたタイマーの割り込みにより処理を開始する。
送電制御部３２０は、現在の送電状態を取得し（ステップＳ１００１）、自装置が、送電中か否か確認する（ステップＳ１００２）。
送電制御部３２０は、自装置が、送電中でない場合（ステップＳ１００２：ＮＯ）、ステップＳ１００３を実施する。一方、送電装置は、送電中の場合（ステップＳ１００２：ＹＥＳ）、ステップＳ１００５を実施する。
送電制御部３２０は、送電部３１０にサブ電力の電力伝送（送電）を指示し、送電部３１０は、サブ電力の電力伝送を実施する（ステップＳ１００３）。
送電制御部３２０は、ステップＳ１００３において、受電装置に対して電力伝送を実施した場合、受電装置から、電力要求通知としての認証要求通知を受け取るため、一定時間のタイムアウトを待つ（ステップＳ１００４）。
送電制御部３２０は、タイムアウト後（ステップＳ１００４：ＹＥＳ）、次回起動時間をランダムに決定する（ステップＳ１００５）。
送電制御部３２０は、タイマーに次回起動時間を設定する（ステップＳ１００６）。
送電装置は、ステップＳ１００１〜Ｓ１００６の処理を繰り返すことにより、ランダム時間隔で、サブ電力の電力伝送（不定期送電）を実現する。
図１０Ｂは、受電装置が送電装置に対して、電力要求通知としての認証要求通知を送信した場合の送電装置の処理を示すフローチャートである。
機器認証部３４０は、受電装置から認証要求通知を受信すると、認証要求通知に含まれる情報から、電力伝送が可能であるかの判定のため認証処理を実施する（ステップＳ１００７）。
機器認証部３４０は、認証処理が失敗した場合（ステップＳ１００８：ＮＯ）、送信装置は、処理を終了する。一方、機器認証部３４０は、認証処理が成功した場合（ステップＳ１００８：ＹＥＳ）、送信装置は、ステップＳ１００９を実施する。
通信部３５０は、受電装置に対して認証完了通知を送信する（ステップＳ１００９）。
送電制御部３２０は、送電部３１０に送電開始を指示して、送電部３１０は、受電装置に対して送電を開始する（ステップＳ１０１０）。
送電装置は、ステップＳ１００７〜Ｓ１０１０の処理を行うことにより、受電装置に対して認証完了通知を送信し、送電を開始する。
図１１Ａは、受電装置から発信された干渉検出通知を受けた場合の送電装置の処理を示すフローチャートである。
送電装置は、各送電装置と受電装置間の受信レベル情報を取得するために、電力試送通知受信割り込みを許可する（ステップＳ１１０１）。これにより、送電装置は、サブ送電モードに移行する。
送電制御部３２０は、電力試送を行うタイミングが他の送電装置と重ならないように、ランダム時間、待機する（ステップＳ１１０２）。
通信部３５０は、ランダム時間経過後、電力試送通知を送信する（ステップＳ１１０３）。
送電部３１０は、サブ電力の電力伝送（電力の試送）を実施する（ステップＳ１１０４）。
通信部３５０は、受信レベルの情報を受電装置から取得する（ステップＳ１１０５）。
送電装置は、一定時間のタイムアウトを待ち（ステップＳ１１０６）、電力試送通知受信割り込みを禁止する（ステップＳ１１０７）。これにより、送電装置は、メイン送電モードに移行する。
決定部３３０は、受電装置に対する送電方式を決定する（ステップＳ１１０８）。
通信部３５０は、受電装置に対して、決定した送電方式の情報を示す送電方式通知を送信する（ステップＳ１１０９）。
送電装置は、ステップＳ１１０１〜Ｓ１１０９の処理を行うことにより、受電装置に対する送電方式を決定する。
また、図１１Ｂは、他の送電装置からの電力試送に対する受信レベル情報を受けた場合の送電装置の処理を示すフローチャートである。
機器間関係判定部３３１は、受信レベル通知を受信し、受信レベルの情報を取得する（ステップＳ１１１０）。ここで、受信レベル情報は、他の送電装置より発信された電力試送通知を受け、受電装置が応答として送信する情報である。
機器間関係判定部３３１は、取得した受信レベル情報を、受電装置管理部３３２に通知するとともに（ステップＳ１１１１）、ＤＢ（Data Base）を更新する（ステップＳ１１１２）。
送電装置は、ステップＳ１１１０〜Ｓ１１１２の一連の処理を行うことで、他の送電装置と受電装置間の受信レベル情報を取得する。
次に、図１２、図１３及び図１４を用いて、複合モードにおける送電方式の決定方法について説明する。
図１２Ａは、送電装置３００の受電装置管理部３３２によって記録された情報テーブルの一例を示す図である。なお、図１２Ａは、受電装置管理部３３２が、受電装置＃１、＃２、＃３、＃４、＃５及び送電装置＃１、＃２、＃３、＃４、＃５、＃６間の受信レベルをテーブルとして記憶している例である。当該テーブルにおいて、数字「０〜５」は、受信レベルを示している。なお、６段階の受信レベル「０〜５」のうち、値が大きいほど、受信レベルが高い状態を示している。例えば、受電装置＃１において、送電装置＃１からの受信レベルは、「１」である。
次に、複合モードにおける、決定部３３０の送電方式の決定方法について説明する。
図１３は、送電方式の決定方法を説明するためのフローチャートである。
各送電装置は、送電装置ごとに全ての受電装置の受信レベルの合計を求める（ステップＳ１３０１）。図１２Ｂは、図１２Ａのテーブルに対して、送電装置ごとに受信レベルの合計を追記した例である。例えば、図１２Ａにおいて、送電装置＃１の合計「７」は、各受電装置が送電装置＃１から送電される電力を受信した受信レベルの合計値である。
ここで、決定部３３０は、受信レベルの合計が最大の送電装置を、送電装置＃Ａに設定する（ステップＳ１３０２）。
図１２Ｂの例において、受信レベルの合計値が最大の送電装置は、送電装置＃５である。したがって、この場合、決定部３３０は、送電装置＃５を送電装置＃Ａに設定する。
次に、決定部３３０は、送電装置＃Ａは、全ての受電装置に対して電力伝送できるかを確認する。ここで、送電装置＃Ａが、全ての受電装置に対して電力伝送可能であるかを確認するためには、例えば、図１２Ａにおいて、送電装置＃Ａからの電力伝送に対する全ての受電装置の受信レベルが、「１」以上であることを確認すればよい。
そして、全ての受電装置へ電力伝送が可能な場合（ステップＳ１３０３：ＹＥＳ）、決定部３３０は、ステップＳ１３０４を実施する。一方、全ての受電装置へ電力伝送ができない場合（ステップＳ１３０３：ＮＯ）、決定部３３０は、ステップＳ１３０５を実施する。
そして、ステップＳ１３０４において、決定部３３０は、送電装置＃Ａのみを用いると決定する。
また、ステップＳ１３０５において、決定部３３０は、ステップＳ１３０１で求めた受信レベルの合計値を参照し、送電装置＃Ａの次に受信レベルの合計値が大きな送電装置を送電装置＃Ｂとして設定する（ステップＳ１３０５）。
そして、ステップＳ１３０６において、決定部３３０は、送電装置＃Ａと送電装置＃Ｂを併用し、全ての受電装置に対して電力伝送が可能かを確認する。そして、全ての受電装置へ電力伝送ができない場合（ステップＳ１３０６：ＮＯ）、決定部３３０は、ステップＳ１３０７に進む。決定部３３０は、ステップＳ１３０１で求めた合計値を参照し、送電装置＃Ｂの次に合計が大きな送電装置を改めて送電装置＃Ｂに設定する（ステップＳ１３０７）。
一方、決定部３３０は、全ての受電装置へ電力伝送が可能な場合（ステップＳ１３０６：ＹＥＳ）、ステップＳ１３０８を実施する。
図１２Ｂの例では、送電装置＃５が送電装置＃Ａに該当し、次に受信レベルの合計値が大きい送電装置＃３が送電装置＃Ｂに該当する。しかし、送電装置＃５及び送電装置＃３からの受電装置＃５に対する受信レベルは、ともに「０」である。したがって、送電装置＃５と送電装置＃３の組み合わせでは、受電装置＃５に対して電力伝送ができない。
このように、送電装置＃５と送電装置＃３の組み合わせが、全ての受電装置への電力伝送ができない場合、決定部３３０は、送電装置＃３の次に受信レベルの合計が大きい送電装置＃２又は送電装置＃６を、送電装置＃Ｂに設定する。しかし、送電装置＃５と送電装置＃２の組み合わせは、受電装置＃５に対して電力伝送ができない。一方、送電装置＃５と送電装置＃６の組み合わせは、全ての受電装置に対して電力伝送することができる。そのため、決定部３３０は、送電装置＃６を送電装置＃Ｂに設定する。
このような処理を繰り返すことにより、決定部３３０は、受信レベルの合計値が最大の送電装置＃５と組み合わせた場合に、全ての受電装置に対して電力伝送ができる送電装置を決定する。
そして、ステップＳ１３０８において、決定部３３０は、送電装置＃Ａと送電装置＃Ｂの両方から電力伝送を実施した際に、干渉が起こるか否かを確認する。例えば、決定部３３０は、図１２Ｂのテーブルを利用し、干渉が起こるか否かを確認する。送電装置＃Ａ、＃Ｂが、送電装置＃５、＃６の場合、本実施の形態は、図１２Ｂのテーブルの送電装置＃５と送電装置＃６の列上で、受電装置毎に受信レベルを比較する。すなわち、決定部３３０は、各受電装置において、併用する送電装置＃Ａ、＃Ｂから送電される電力を受電した受信レベルが大きく異なるか否か確認する。そして、決定部３３０は、受信レベルが大きく異なるか否か確認することにより、干渉が発生するか否か確認する。具体的には、決定部３３０は、受信レベルが大きく異ならない場合、干渉が発生すると判定し、受信レベルが大きく異なる場合、干渉が発生しないと判定する。
そして、受信レベルが大きく異なる場合（ステップＳ１３０８：ＹＥＳ）、つまり、干渉が発生しないと判定された場合、決定部３３０は、送電装置＃Ａと送電装置＃Ｂをそのまま利用すると決定する（ステップＳ１３０９）。
一方、受信レベルが大きく異ならない場合（ステップＳ１３０８：ＮＯ）、つまり、干渉が発生する判定された場合、決定部３３０は、図１４に示すフロー「２」に移行する。フロー「２」は、送電装置＃Ａと送電装置＃Ｂの出力レベルを調整する。
図１２Ｂの例では、受電装置＃２において、送電装置＃５、＃６から送電される電力を受電した受信レベルは、同じレベルとなっており、受信レベルが大きく異なっていない（ステップＳ１３０８：ＮＯ）。そのため、この場合、決定部３３０は、図１４のフロー「２」に移行する。フロー「２」は、送電装置＃Ａ、＃Ｂの出力レベルの調整方法するフローである。
図１４は、送電装置＃Ａ、＃Ｂの出力レベルの調整方法を説明するためのフローチャートである。決定部３３０は、送電装置＃Ａと送電装置＃Ｂについて電力伝送の出力レベルを下げることで、両方の送電装置を同時に利用できるか否かの判定を行う。
決定部３３０は、ステップＳ１４０１〜Ｓ１４１０において、各受電装置の受信レベルをｉ、ｋだけ減算しながら、各状態において，ステップＳ１４０４、Ｓ１４０５の判定を実施する。決定部３３０は、これらステップにより、送電装置の電力伝送出力レベルを下げた場合を想定する。
そして、決定部３３０は、調整後の各受電装置の受信レベルから、全ての受電装置へ電力伝送が可能であるか否かを判定する。具体的には、決定部３３０は、調整後の各受電装置の受信レベルに「０」がないか確認し、「０」がない場合、全ての受電装置へ電力伝送が可能であると判定する（ステップＳ１４０４：ＹＥＳ）。そして、全ての受電装置への電力伝送が可能であれば（ステップＳ１４０４：ＹＥＳ）、決定部３３０は、ステップＳ１４０５を実施する。一方、全ての受電装置への電力伝送が不可能であれば（ステップＳ１４０４：ＮＯ）、決定部３３０は、ステップＳ１４０６〜Ｓ１４１０にて、各受電装置の受信レベルを更に下げ、ステップＳ１４０１に戻る。
決定部３３０は、各受電装置において、送電装置＃Ａと送電装置＃Ｂからの受信レベルが大きく異なるか否か判定する（ステップＳ１４０５）。すなわち、決定部３３０は、想定している受電装置の受信レベルにて送電装置からの電力伝送が干渉しないか確認する（ステップＳ１４０５）。
受信レベルが異なり、干渉が起こらないと判断された場合（ステップＳ１４０５：ＮＯ）、決定部３３０は、送電装置として想定した出力レベルの送電装置＃Ａと送電装置＃Ｂを利用すると決定を行う（ステップＳ１４１１）。
例えば、図１５Ｂは、図１５Ａの送電装置＃５のレベルを「１」下げた状態である。この場合、ステップＳ１４０４で判断される「全ての受電装置へ電力伝送を可能である」という条件は、満たされる。しかし、受電装置＃２での受信レベルは、２つの送電装置で大差なく、ステップＳ１４０５で判断される「各受電装置において併用する送電装置からの受信レベルが異なる」という条件が満たされず、干渉が起こる可能性がある。したがって、図１５Ｂの状態は、これら２つの条件を満たしていない。
また、図１５Ｃの状態は、送電装置＃６の出力レベルを「１」下げた想定を行った状態である。この場合では、ステップＳ１４０４で判断される条件は満たされるが、ステップＳ１４０５で判断される条件は満たされない。
このため、送電装置＃５、＃６の組み合わせは、２台の送電装置の出力レベルをどのように調整しても、干渉を防ぎながら、全ての受電装置へ電力伝送を実施することは困難であると判定できる。このように、送電装置＃５、＃６の出力レベルをできるだけ下げた場合において、ステップＳ１４０５で判断される条件は満たされない場合（ステップＳ１４０８：ＹＥＳ）、本実施の形態は、図１６のフロー「３」に移行する。フロー「３」は、出力調整処理を実施するフローである。
図１６は、複合モードにおける送電装置の出力調整処理を示すフローチャートである。なお、図１６において、図１４と同一のシーケンスには、同一の符号を付して、説明を省略する。決定部３３０は、例えば、図８に示すように、送電装置＃Ａの出力レベルと送電装置＃Ｂの出力レベルとが対応付けられた複数の組み合わせから、組み合わせを順次変更して電力伝送する。
すなわち、図１６は、図６Ｂ、図６Ｃの状態を実現するために、各送電装置の決定部３３０が、どの程度出力レベルを下げることで、干渉を防ぎながら電力伝送が可能になるかを判定する処理を示すフローチャートである。
図１４で示した処理と同様に、決定部３３０は、送電装置が出力レベルを下げた状態を想定し、想定した状態で干渉が起こらないレベルを判定する。
ステップＳ１４０１〜Ｓ１４１０において、決定部３３０は、まず送電装置＃Ｂ（送電装置＃６）の出力レベルを減算した場合に、干渉が起こらない各送電装置での出力レベルを求めている。これに対し、ステップＳ１５１１〜Ｓ１５２２において、決定部３３０は、送電装置＃Ａ（送電装置＃５）の出力レベルを減算した場合に、干渉が起こらない各送電装置の出力レベルを求めている。
具体的には、決定部３３０は、一方の送電装置＃５の出力レベルを下げる想定を行い、送電装置＃５と送電装置＃６を同時に出力しても、各受電装置において受信レベルが大きな差を持つ値を検索する。例えば、図１５Ａに対して、送電装置＃６の出力レベルを下げずに、送電装置＃５の出力レベルを「３」下げることで、送電装置＃５と送電装置＃６の間の干渉はほぼ解消される。
次に、決定部３３０は、他方の送電装置＃６の出力レベルを下げる想定を行い、送電装置＃５と送電装置＃６を同時に出力しても、各受電装置において受信レベルが大きな差を持つ値を検索する。例えば、図１５Ａに対して、送電装置＃５の出力レベルを下げずに、送電装置＃６の出力レベルを「３」下げることで送電装置＃５と送電装置＃６の間の干渉はほぼ解消される。
すなわち、ステップＳ１４０１〜Ｓ１４１０において、決定部３３０は、送電装置＃Ａの出力レベルは下げずそのまま用いた場合に、干渉が発生しない送電装置＃Ｂの出力レベルを決定する。これに対し、ステップＳ１５１１〜Ｓ１５２０において、決定部３３０は、送電装置＃Ｂの出力レベルは下げずそのまま用いた場合に、干渉が発生しない送電装置＃Ａの出力レベルを決定する。そして、ステップＳ１５２１、Ｓ１５２２において、決定部３３０は、干渉の発生を抑えることができる、送電装置＃Ａと送電装置＃Ｂの出力レベルの組み合わせを複数決定する。
そして、送電装置は、複合モードにおいて、この複数の組み合わせの送電装置の出力レベルを交互に切り替えて、電力伝送を繰り返すことにより、干渉なく全ての受電装置へ電力の伝送を可能とする。
このようにして、本実施の形態は、送電装置＃５の出力レベルを下げず、送電装置＃６の出力レベルを「３」下げた状態と、送電装置＃６の出力レベルを下げず、送電装置＃５の出力レベルを「３」下げた状態とを導出する。そして、本実施の形態は、複合モードにおいて、これら２組の状態を交互に作りだすことにより、干渉なく、全ての受電装置へ電力伝送することできるようになる。
次に、各情報通信で交信される情報について説明する。
図１７Ａは、情報通信で交信されるパケット１７００の構成を示す。
パケット１７００は、先頭からスタートコード１７０１、宛先アドレス１７０２、コード１７０３、データ１７０４、及び、ストップコード１７０５から構成される。
スタートコード１７０１は、特定のコードであり、パケットの先頭を表す。通信部２２４、３５０は、スタートコード１７０１を検出することで、パケットを受信したことを検出する。
宛先アドレス１７０２は、当該パケットの送信対象の機器を識別するアドレスを格納する。特定の機器に対する送信でなく、ブロードキャストとして送信する場合、宛先アドレスは、０で埋める。
コード１７０３は、各通信の命令の種類（意図）を示す。図１７Ｂは、各通信の命令の種類とコードとの対応関係を示す図である。コード１７０３には、図１７Ｂのコード１７０６が記載される。
データ１７０４は、当該パケットによって伝達する内容である。データ１７０４は、可変長とする。
ストップコード１７０５は、特定のコードであり、パケット１７００の終端を示す。
次に、図１７Ｃから図１７Ｈは、各情報通信のパケット１７００の内部構成例を示す。パケット１７００の基本構成は、前述の通りであり、差分は、以下の通りである。
図１７Ｃは、認証要求通知を行う際の情報通信のパケット構成例である。この場合、コード１７０３は、０ｘ０１である。
宛先アドレス１７０２は、受電装置がブロードキャストの場合、０埋めする。受電装置は、特定の送電装置に送信する場合、宛先アドレス１７０２に送電装置のアドレスを付与し、データ１７０４に自装置のアドレスを格納し送信する。
図１７Ｄは、認証完了通知を行う際の情報通信のパケット構成例である。この場合、コード１７０３は、０ｘ０２である。
送電装置は、宛先アドレス１７０２に認証した受電装置のアドレスを付与し、データ１７０４には何も付与せずに送信する。
図１７Ｅは、干渉検出通知又は送電切替通知を行う際の情報通信のパケット構成例である。この場合、コード１７０３は、０ｘ０４又は０ｘ４０である。
受電装置は、干渉検出通知をブロードキャストにて送信するため、宛先アドレス１７０２には０を格納し、データ１７０４には何も付与せずに送信する。
図１７Ｆは、電力試送通知を行う際の情報通信のパケット構成例である。この場合、コード１７０３は、０ｘ０８である。
送電装置は、干渉検出通知を受け取った後、ランダム時間隔をあけてこの電力試送通知を送信し、その後電力伝送を一定時間行う。なお、送電装置は、電力試送通知をブロードキャストにて送信するため、宛先アドレス１７０２には０を格納し、データ１７０４には自装置のアドレスを格納し送信する。
図１７Ｇは、受信レベル通知を行う際の情報通信のパケット構成例である。この場合、コード１７０３は、０ｘ１０である。
受電装置は、干渉検出通知を送電装置に送信した後、送電装置からの電力試送を受け取り、その後の電力伝送時の受信レベルを受信レベル通知にて通知する。受電装置は、電力試送通知にデータとして格納された送電装置アドレス１７０７と、受信レベル判定部２２１にて判定された受信レベル１７０８をデータ１７０４として格納する。更に、受電装置は、宛先アドレス１７０２にブロードキャストのため０埋めし、パケット１７００を受信レベル通知として送信する。
図１７Ｈは、送電方式通知を行う際の情報通信のパケット構成例である。この場合、コード１７０３は、０ｘ２０である。
送電装置は、送電方式を変更した際に受電装置に対して送電方式通知を通知する。送電装置は、宛先アドレス１７０２に対象受電装置のアドレスを格納し、送電方式を表すコード１７０９と対象受電装置へ電力伝送を行う送電装置アドレス１７１０をデータとして格納し、送電方式通知として送信する。この際、複数の送電装置から電力伝送を受け取る場合、送電装置は、送電装置の数に併せて複数の送電装置アドレス１７１０をデータ領域に格納する。
図１７Ｉは、送電方式を表すコードを示すテーブル１７１１である。上述したように、本実施の形態は、送電方式として、単独モード、混成モード、複合モードを有する。例えば、単独モードは、コード０ｘ０１により指定される。
以上のように、本実施の形態に係る送電装置３００は、動作モードとして、受電装置に電力伝送するメイン送電モードと、メイン送電モード時に送電される電力より小さい電力を電力伝送するサブ送電モードとを有する。そして、送電制御部３２０は、サブ送電モード時に、ランダム時間間隔空けて電力伝送がされるように、電力伝送の送電タイミングを制御する。これにより、受電装置２００は、受電装置２００に充分な電力が残っていない場合、サブ送電モード時に送電された電力を用いて、電力要求通知信号を通知することができる。このため、送電装置３００は、効率よく、電力伝送を開始できる（単独モード）。そして、本実施の形態に係る送電装置３００は、送電の周波数として複数の送電装置及び受電装置が主に同じ周波数の磁場共鳴を利用しながらも、同時に複数の送電装置３００から電力伝送することができる。また、単一周波数を利用した送電装置３００は、サブ送電モード時に、ランダム時間間隔空けて、不定期に電力伝送するため、干渉を低減することができる。
また、本実施の形態に係る受電装置２００において、受信レベル判定部２２１は、受電状態を監視し、受電状態の変化に基づいて、干渉の発生を検出する。そして、通信部２２４は、受電状態又は干渉の発生を示す干渉検出結果を、送電装置３００に通知する。そして、本実施の形態に係る送電装置３００において、送電制御部３２０は、干渉検出通知をトリガとして、動作モードを前記メイン送電モードからサブ送電モードに切り替える。そして、決定部３３０は、受電装置２００へ電力伝送する送電装置を決定した後、動作モードをサブ送電モードからメイン送電モードに切り替える。これにより、受電装置２００は、干渉を軽減して、最適な送電装置３００から電力を受電することができる（混成モード）。
また、本実施の形態に係る送電装置３００において、決定部３３０は、自装置と他の送電装置との間の受電状態を示す受信レベルに基づいて、受電装置２００へ電力伝送する第１及び第２の送電装置と、これら送電装置の出力レベルを決定する。例えば、決定部３３０は、自装置と他の送電装置との間の受電状態を示す受信レベルに基づいて、第１の送電装置の出力レベルと第２の送電装置の出力レベルとの組み合わせを複数決定する。そして、送電制御部３２０は、決定した複数の組み合わせから１組みずつ順次選択し、選択した組み合わせに応じて、第１及び第２の送電装置の出力レベルを切り替える（複合モード）。これにより、受電装置２００及び他の受電装置は、電力伝送される電力を受電することができ、伝送効率の低下を抑えることができる。
また、以上の説明では、受信レベル判定部２２１は、レギュレート整流部２１２から供給される電力の状態に基づいて、受電状態を監視したが、これに限らない。受信レベル判定部２２１は、レギュレート整流部２１２から供給される電力に代えて、受電装置で必要とする電力量に対して、電力試送時にどの程度の電力を得られたかの割合に基づいて、受電状態を監視するようにしてもよい。
また、どの送電装置からも満足な電力伝送が得られない送電装置は、送電方式の決定アルゴリズムの計算から除外することで、システム全体の効率を向上可能である。
また、以上の説明では、複合モードにより、送電装置の出力レベルの変化を受電装置の受信レベルを下げることで仮想的に実現し、判定に利用したが、これに限らない。例えば、送電装置は、実際に、様々な出力レベルを送電し、受電装置から通知される受信レベルの結果を利用して、送電方式を決定するようにしてもよい。
また、以上の説明では、複合モードは、２つの送電装置を連携させて、２つの送電装置の出力レベルの組み合わせを２組決定する例について説明したが、これに限らない。複合モードは、３つ以上の送電装置の出力レベルを組み合わせて、異なる組み合わせを順次切り替えるようにしてもよい。
また、以上の説明では、送電制御部３２０が、２つの送電装置の出力レベルの組み合わせを、時系列に交互に切り替える場合について説明した。なお、送電制御部３２０は、充電器に必要な電力量に基づいて、時系列に交互に切り替える時間間隔又は切り替えタイミングを変更するようにしてもよい。これにより、本実施の形態は、更に効果的な電力伝送が可能になる。
２０１１年２月１７日出願の特願２０１１−０３１８６７の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明に係る送電装置等は、送電の周波数として複数の送電装置及び受電装置が主に同じ周波数を利用する無線電力伝送システムにおいて、受電装置が、送電を要求する電力さえも残していない場合でも、電力伝送を開始できる。そのため、本発明に係る送電装置等は、モバイル端末の充電システム等として有用である。また、本発明に係る送電装置等は、家電機器や電気自動車、電気自転車の充電システム等の用途にも応用できる。
１０１〜１０３、３００ 送電装置
１０４、１０５、２００ 受電装置
２１０ 受電処理部
２１１ 受電部
２１２ レギュレート整流部
２１３ 負荷／充電部
２２０ 受電制御部
２２１ 受信レベル判定部
２２２ 制御部
２２３ 機器認証部
２２４、３５０ 通信部
３１０ 送電部
３２０ 送電制御部
３３０ 決定部
３３１ 機器間関係判定部
３３２ 受電装置管理部
３４０ 機器認証部

Claims (7)

  1. サブ送電モードと、前記サブ送電モード時に伝送される電力より大きい電力を伝送するメイン送電モードとを有し、送電の周波数として複数の送電装置及び受電装置が主に同じ周波数を利用して受電装置に電力伝送する送電装置であって、
    無線により電力伝送を行う送電部と、
    前記受電装置から送信される電力要求通知を取得する通信部と、
    前記サブ送電モードとして、少なくとも、前記受電装置が、前記電力要求通知を送信するのに必要な電力が、ランダム時間間隔空けて電力伝送されるように、前記送電部により電力伝送される電力及び伝送タイミングを制御し、前記通信部が、前記電力要求通知を取得した場合に、前記メイン送電モードに切り替える送電制御部と、
    を具備する送電装置。
  2. 前記通信部は、前記メイン送電モード時に、受電した第１の受電装置から通知される、干渉の発生を示す干渉検出通知を取得し、前記サブ送電モード時に、前記第１の受電装置と自装置及び他の送電装置との間の受電状態を示す第１及び第２の受信レベルの情報を取得し、
    前記送電装置は、前記第１及び第２の受信レベルに基づいて、前記第１の受電装置へ電力伝送する第１の送電装置を決定する決定部、を更に具備し、
    前記送電制御部は、前記干渉検出通知をトリガとして、前記メイン送電モードから前記サブ送電モードに切り替え、前記決定部が、前記第１の受電装置へ電力伝送する送電装置を決定した後、前記サブ送電モードから前記メイン送電モードに切り替える、
    請求項１に記載の送電装置。
  3. 前記通信部は、第２の受電装置と前記自装置及び前記他の送電装置との間の受電状態を示す第３及び第４の受信レベルの情報を更に取得し、
    前記決定部は、前記第１、第２、第３、及び第４の受信レベルに基づいて、前記メイン送電モード時に、前記第１の受電装置へ電力伝送する第１及び第２の送電装置と、前記第１及び第２の送電装置の出力レベルを決定し、
    前記送電制御部は、決定された前記出力レベルに基づいて、前記送電部により電力伝送される前記電力を制御する、
    請求項２に記載の送電装置。
  4. 前記決定部は、前記第１、第２、第３、及び第４の受信レベルに基づいて、前記第１の送電装置の出力レベルと前記第２の送電装置の出力レベルとの組み合わせを複数決定し、
    前記送電制御部は、前記複数の組み合わせから１組みずつ順次選択し、選択した前記組み合わせに応じて、前記第１及び第２の送電装置の出力レベルを切り替える、
    請求項３に記載の送電装置。
  5. 前記決定部は、前記第１の受電装置及び前記第２の受電装置において、干渉が発生しないように、前記第１及び第２の送電装置の出力レベルの組み合わせを決定する、
    請求項３に記載の送電装置。
  6. メイン送電モードと、前記メイン送電モード時に伝送される電力より小さい電力を伝送するサブ送電モードとを有する送電装置から、送電の周波数として複数の送電装置及び受電装置が主に同じ周波数を利用して電力伝送される電力を受電する受電装置であって、
    前記送電装置から無線により電力伝送される電力を受電する受電部と、
    前記受電部における受電状態を監視し、前記受電状態の変化に基づいて、干渉の発生を検出する受信レベル判定部と、
    電力要求通知、前記受電状態、又は、前記干渉の発生を示す干渉検出通知を、前記送電装置に通知する通信部と、
    を具備する受電装置。
  7. サブ送電モードと、前記サブ送電モード時に伝送される電力より大きい電力を伝送するメイン送電モードとを有する送電装置から、送電の周波数として複数の送電装置及び受電装置が主に同じ周波数を利用して受電装置に電力伝送する送電方法であって、
    無線により電力伝送を行うステップと、
    前記受電装置から送信される電力要求通知を取得するステップと、
    前記サブ送電モードとして、少なくとも、前記受電装置が、前記電力要求通知を送信するのに必要な電力が、ランダム時間間隔空けて電力伝送されるように、電力伝送される電力及び伝送タイミングを制御するステップと、
    前記電力要求通知を取得した場合に、前記メイン送電モードに切り替えるステップと、
    を具備する送電方法。
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