KR101937732B1 - 무선 급전 시스템 및 무선 급전 방법 - Google Patents

무선 급전 시스템 및 무선 급전 방법 Download PDF

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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

본 발명의 목적은 수전측의 급전 이용자에게 있어서 보다 편의성이 높은 급전 시스템, 급전 방법을 제공한다. 본 발명의 목적은 급전을 행하는 측(송전측)의 급전 제공자(사업자)에게 있어서도, 전력을 허비하지 않고 공급할 수 있는 급전 시스템, 급전 방법을 제공한다.
수전체에 무선에 의해 전력을 공급하는 급전 장치는, 전력을 공급하는 수전체의 위치 및 공명 주파수를 검출하고, 이 정보에 근거하여, 수전체에 송신하는 전력 신호의 주파수를 제어한다. 전력 전송 효율이 높은 최적의 주파수로 수전체에 전력 신호를 송신함으로써 효율이 좋은 급전 서비스를 할 수 있다.

Description

무선 급전 시스템 및 무선 급전 방법{WIRELESS POWER FEEDING SYSTEM AND WIRELESS POWER FEEDING METHOD}
본 발명은, 무선 급전 시스템, 및 무선 급전 방법에 관한 것이다.
근년, 전기를 원동력으로 하는 전자 디바이스는, 휴대 전화, 노트형 퍼스널 컴퓨터 등의 모바일 기기로 대표되는 것처럼, 휴대하여 이용하는 것이 많다.
또한, 환경 면에 있어서도 깨끗하고 안전하다는 관점에서, 전기를 원동력으로 한 자전거나 자동차 등의 이동 수단이 개발되고 있다.
이와 같이 휴대처에서, 또는 이동하면서 이용하는 전자 기기나 이동 수단에 서는, 각 호에 배전되어 있는 상용 전원으로부터 항상 유선으로 전력을 공급받는 것은 어렵다. 따라서, 휴대용 전자 기기나 이동 수단은, 미리 상용 전원으로부터 전력을 충전한 배터리를 탑재해, 이 배터리에 의해서 전력을 공급받음으로써 동작하고 있다.
따라서 전자 기기의 동작 시간은 배터리의 축전량에 의해서 제한되고, 이용자는 연속하여 장시간 이용하기 위해서는, 예비 배터리를 준비하거나, 이동처에서 배터리를 재충전할 수 있는 상용 전원을 찾을 필요가 있었다.
그 때문에, 상용 전원이 없는 경우에도 배터리로의 급전을 행할 수 있도록, 비접촉 방식에 의한 급전 시스템이 제안되어, 장애물의 과제 등도 고려한, 보다 고효율의 급전 시스템이 연구되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본국 특개 2010-119246호 공보
그러나, 비접촉 방식에 의한 급전 시스템에서는, 비접촉이기 때문에 전력을 받는 쪽(수신측)인 급전 이용자의 특정이나 관리, 수전체로의 전력의 공급량의 제어 등이 어렵다고 하는 과제가 있다.
따라서, 수전측의 급전 이용자에 있어서 보다 편리성이 높은 급전 시스템, 급전 방법을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
급전을 행하는 쪽(송전측)의 급전 제공자(사업자)에게 있어서도, 전력을 허비하지 않고 수전체에 공급할 수 있는 급전 시스템, 급전 방법을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
수전측의 급전 이용자의 특정이나 관리, 수전체로의 전력의 공급량의 적정한 제어를 행함으로써, 이용자 및 제공자 양쪽에 있어서 효율이 좋은 급전 서비스를 할 수 있는 급전 시스템, 급전 방법을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
급전 장치는, 수전체 고유의 공명 주파수를 검출하고, 이 정보에 근거하여, 수전체에 송신하는 전력 신호의 주파수를 제어한다.
또한, 급전 장치는 수전체의 식별 정보를 수신함으로써, 수전체를 식별하고 관리할 수도 있다.
무선 급전의 일례로 안테나를 이용한 급전 방법이 있다. 어떤 정해진 안테나 형상에 대해서는, 급전 장치에서 수전체로 급전되는 전력의 전송 효율은, 송신하는 전력 신호의 주파수, 급전 장치와 수전체 사이의 거리, 및 수전체가 고유하게 가지는 공명 주파수 등에 의존한다.
또한, 본 명세서에서, 급전 장치와 수전체 사이의 거리란, 급전 장치에 형성된 안테나와 수전체의 안테나와의 최단 거리이다.
송신하는 전력 신호의 주파수를 어떤 임의의 고정값(f0)으로 한 경우, 급전 장치에서 수전체로 급전되는 전력의 전송 효율은, 급전 장치와 수전체 사이의 어떤 거리(dMAX(0))에서 최대값을 나타낸다.
또한, 급전 장치에서 수전체로 급전되는 전력의 전송 효율이 최대값을 나타내는 거리(dMAX)는, 송신하는 전력 신호의 주파수(f)의 값에 따라 다르며, 각각의 전력 신호의 주파수(f)에서 고유의 거리(dMAX)를 갖는다.
따라서, 급전 장치와 수전체 사이의 거리를 임의의 고정값(d0)으로 한 경우, 급전 장치에서 수전체로 급전되는 전력의 전송 효율이 최대값을 나타내는 송신하는 전력 신호의 주파수(fMAX(0))를 결정할 수 있다.
본 명세서에서, 급전 장치와 수전체 사이의 거리(da)에 대해, 전력의 전송 효율이 최대가 되는 fMAX(a)를 공명 주파수로서 정의한다.
급전 장치가 송신하는 전력을 Pa, 수전 장치가 수신하는 전력을 Pb로 한 경우, 이상적인 전력 전송 효율은 Pb/Pa×100이 된다. 또한, Pb는 수전 장치의 부하를 Rb, 수전 장치가 수신한 신호의 전압 진폭을 Vb로 하면, 이상적으로는 Vb 2/Rb에 비례한다. 또한, Pa는 급전 장치의 부하를 Ra, 급전 장치가 송신하는 신호의 전압 진폭을 Va로 하면, 이상적으로는 Va 2/Ra에 비례한다. 따라서, 전력 전송 효율 Pb/Pa×100은 Vb 2×Ra/Va 2×Rb에 비례한다. 통상, 급전 장치의 부하(Ra) 및 수전 장치의 부하(Rb)는 정해진 값이기 때문에, Vb가 크면, 전력 전송 효율은 커진다. 그리고, Vb가 최대일 때는, 전력의 전송 효율이 최대가 된다. 상기와 같이, 본 명세서에서는 전력의 전송 효율이 최대가 될 때의 주파수를 fmax라고 정의하고 있으므로, 그 때는 Vb가 최대가 된다.
본 명세서에 개시하는 무선 급전 방법에서, 급전 장치는 수전체에서 송신된 주파수가 다른 복수의 신호를 수신한다. 그리고, 급전 장치는 수신한 주파수가 다른 복수의 신호의 각각의 강도를 검지하고, 강도가 큰 주파수를 판별한다.
여기서, 강도가 큰 주파수란, 전압 진폭이 큰 주파수와 치환할 수 있다. 즉, 강도가 가장 큰 주파수는, 가장 전압 진폭이 큰 주파수가 되며, 이 주파수가 공명 주파수라는 것이 된다.
또한, 급전 장치는, 수신한 주파수가 다른 복수의 신호로부터, 각 주파수의 강도를 판별함과 동시에, 주파수와 강도로부터, 수전체의 위치도 파악할 수 있다. 수전체의 위치란, 급전 장치와 수전체와의 거리라고 바꾸어 말할 수 있다.
급전 장치가 공명 주파수를 파악하면, 급전 장치는 수전체에, 그 공명 주파수로 전력 신호를 송신한다.
급전 장치는, 전력 전송 효율이 높은 최적의 주파수로 수전체에 전력 신호를 송신함으로써, 전력을 허비하지 않고 수전체에 공급할 수 있다.
수전체 및 급전 장치는 서로로부터 발신되는 전자파를 송수신하는 송수신 회로부와 송수신하는 전자파의 전기 신호를 처리하는 신호 처리 회로부를 가지며, 수전체의 신호 처리 회로부는, 급전 장치로부터 수전하는 전력을 제어하는 수전 제어 기능을 갖추고, 급전 장치의 신호 처리 회로부는, 급전 장치와 수전체와의 거리 및 공명 주파수를 파악하기 위한 기능인 위치 및 공명 주파수 검출 기능과, 수전체에 송신하는 전력을 제어하기 위한 기능인 송전 제어 기능을 갖춘다.
수전체는 수전 장치부와 전원 부하부를 가지며, 수전 장치부의 축전부에 축전된 전력을 이용해 전원 부하부를 동작시킬 수 있다. 본 명세서에서 수전체는, 수전한 전력을 원동력으로 하여 동작하는 물체를 가리키며, 휴대 전화 등의 휴대용 전자 디바이스나, 전력을 이용하여 전동기에 의해 움직이는 이동 수단(자동차, 원동기가 부착된 자전거, 항공기, 선박, 철도 차량) 등을 포함한다.
본 명세서에 개시하는 급전 시스템의 일 형태는, 급전 장치와 수전 장치부를 포함하는 수전체를 가지며, 급전 장치는 전자파를 송수신하는 급전 장치용 송수신 회로부와, 급전 장치용 송수신 회로부가 송수신하는 전자파의 전기 신호를 처리하는 급전 장치용 신호 처리 회로부와, 수전체에 송신하는 전력을 공급하는 전원부가 형성되고, 급전 장치용 신호 처리 회로부는 수전체의 위치 및 공명 주파수를 검출하는 위치 및 공명 주파수 검출 기능과 수전체에 송신하는 전력을 제어하는 송전 제어 기능을 가지며, 수전 장치부는 전자파를 송수신하는 수전 장치부용 송수신 회로부와, 수전 장치부용 송수신 회로부가 송수신하는 전자파의 전기 신호를 처리하는 수전 장치부용 신호 처리 회로부와, 급전 장치에서 송신된 전력을 축적하여, 전원 부하부가 소비하는 전력을 공급하는 2차 전지를 포함하는 축전부가 형성되고, 수전 장치부용 송수신 회로부는 급전 장치로부터 수전하는 전력을 제어하는 수전 제어 기능을 가진다.
본 명세서에 개시하는 급전 시스템의 다른 일 형태는, 급전 장치와, 수전 장치부를 포함하는 수전체를 가지며, 급전 장치는 전자파를 송수신하는 급전 장치용 송수신 회로부와, 급전 장치용 송수신 회로부가 송수신하는 전자파의 전기 신호를 처리하는 급전 장치용 신호 처리 회로부와, 수전체에 송신하는 전력을 공급하는 전원부가 형성되고, 급전 장치용 신호 처리 회로부는 수전체의 위치 및 공명 주파수를 검출하는 위치 및 공명 주파수 검출 기능과 수전체에 송신하는 전력을 제어하는 송전 제어 기능을 가지며, 수전 장치부는 전자파를 송수신하는 수전 장치부용 송수신 회로부와, 수전 장치부용 송수신 회로부가 송수신하는 전자파의 전기 신호를 처리하는 수전 장치부용 신호 처리 회로부와, 급전 장치로부터 송신된 전력을 축적하고, 전원 부하부가 소비하는 전력을 공급하는 2차 전지를 포함하는 축전부와, 2차 전지의 전압, 전류, 또는 전압 및 전류를 검출하는 검출부가 형성되고, 수전 장치부용 송수신 회로부는 급전 장치로부터 수전하는 전력을 제어하는 수전 제어 기능을 가진다.
상기 구성에서, 급전 장치용 송수신 회로부와 수전 장치부용 송수신 회로부는 각각, 안테나 회로, 정류 회로, 변조 회로, 복조 회로, 발진 회로 및 전원 회로를 포함하는 구성으로 할 수 있다.
상기 구성에서, 수전체는, 수전 장치부용 신호 처리 회로부에 의해 읽어내는 식별 정보를 기억하는 메모리부를 가지며, 급전 장치용 신호 처리 회로부는 식별 정보를 식별하는 식별 기능을 갖는 구성으로 할 수 있다.
본 명세서에 개시하는 급전 방법의 일 형태는, 급전 장치가 수전체로부터의 위치 및 공명 주파수 검출용 신호를 수신하고, 수전체의 위치 및 공명 주파수를 검출하는 제 1 단계와, 급전 장치가 수전체의 위치 및 공명 주파수에 근거하여 송신하는 전력 신호의 주파수를 조정해 수전체에 전력을 송신하는 제 2 단계와, 수전체가 송신된 전력을 수전하여, 축전부의 2차 전지에 축적하는 제 3 단계를 갖는다.
수전체는, 위치 및 공명 주파수 검출용 신호로서, 주파수가 다른 복수의 신호를 송신하고, 급전 장치는 이 주파수가 다른 복수의 신호를 수신하여, 주파수가 다른 복수의 신호 각각의 강도를 검지해서 수전체의 위치 및 공명 주파수를 검출할 수 있다.
또한, 수전체는, 2차 전지의 전압, 전류, 또는 전압 및 전류를 검출하고, 이 검출 정보에 따라, 급전 장치에 급전 요구 신호 또는 수전 종료 신호를 송신하는 구성으로 해도 좋다.
또한, 상기 구성에서, 수전체의 위치 및 공명 주파수를 검출하는 제 1 단계의 앞에, 수전체의 식별 정보를 급전 장치가 인식하는 단계를 행해도 좋다.
급전 장치와 수전체와의 급전에서, 수전체의 위치 및 공명 주파수 정보에 근거하여 전력 전송 효율이 높은 최적의 주파수로 수전체에 전력 신호를 송신하기 때문에, 전력을 허비하지 않고 수전체에 공급할 수 있다.
따라서, 급전 이용자에 있어서 보다 편리성이 높은 급전 시스템, 급전 방법을 제공할 수 있다.
급전을 행하는 측(송전측)의 급전 제공자(사업자)에게 있어서, 전력을 허비하지 않고 수전체에 공급할 수 있는 급전 시스템, 급전 방식을 제공할 수 있다.
수전측의 급전 이용자의 특정이나 관리, 수전체로의 전력의 공급량의 적정한 제어를 행함으로써, 이용자 및 제공자 양쪽에 있어서 효율이 좋은 급전 서비스를 할 수 있는 급전 시스템, 급전 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 무선 급전 시스템 및 무선 급전 방법의 일 형태를 설명하는 도면.
도 2는 무선 급전 시스템 및 무선 급전 방법의 일 형태를 설명하는 도면.
도 3은 무선 급전 시스템 및 무선 급전 방법의 일 형태를 설명하는 도면.
도 4는 무선 급전 시스템 및 무선 급전 방법의 일 형태를 설명하는 도면.
도 5는 무선 급전 시스템 및 무선 급전 방법의 일 형태를 설명하는 도면.
도 6은 무선 급전 시스템 및 무선 급전 방법의 일 형태를 설명하는 도면.
도 7은 무선 급전 시스템 및 무선 급전 방법의 일 형태를 설명하는 도면.
도 8(A)와 도 8(B)는 무선 급전 시스템 및 무선 급전 방법의 일 형태를 설명하는 도면.
도 9는 무선 급전 시스템 및 무선 급전 방법의 일 형태를 설명하는 도면.
도 10은 수전체의 일 형태를 설명하는 도면.
도 11은 전력 전송 거리와 전력 전송 효율의 관계를 설명하는 도면.
이하에서는, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 이용하여 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 그 형태 및 자세한 사항을 다양하게 변경할 수 있는 것은, 당업자이면 용이하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명은 이하에 도시한 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다.
또한, 제 1, 제 2, 또는 제 3으로서 붙여지는 서수사는 편의상 이용하는 것이고, 공정순 또는 적층순을 나타내는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에서 발명을 특정하기 위한 사항으로서 고유의 명칭을 도시하는 것은 아니다.
（실시형태 1）
본 실시형태에서는, 무선 급전 시스템 및 무선 급전 방법의 일 형태를 도 1 내지 도 4를 이용하여 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 실시형태의 무선 급전 시스템을 구성하는 급전 장치 및 수전체의 구성 요소를 기능마다 다른 블록으로서 도시하고 있다. 그러나, 구성 요소와 기능은 반드시 일대일의 관계로 한정되지 않고, 복수의 구성 요소와 복수의 기능이 관계하여 급전 시스템으로서 동작하는 일도 있다.
도 2에서 도시한 무선 급전 시스템에서는, 급전 장치(20)와 수전체(10)는 무선(전자파)에 의해 신호를 송수신하고, 급전 장치(20)에서 수전체(10)에 비접촉으로 전력을 공급한다.
급전 장치(20)는, 전자파를 송수신하는 송수신 회로부(210), 송수신하는 전자파의 전기 신호를 처리하는 신호 처리 회로부(220), 및 수전체(10)에 송신하는 전력을 공급하는 전원부(230)를 갖는다.
또한, 송수신 회로부(210)의 보다 상세한 구체예를 도 3에 도시한다. 도 3에서, 송수신 회로부(210)는, 안테나 회로(211), 정류 회로(212), 변조 회로(213), 복조 회로(214), 발진 회로(215), 및 전원 회로(216)를 포함한다.
안테나 회로(211)에 의해 수신된 전자파(신호)는, 안테나 회로(211)에 의해 전기 신호로 변환되어, 정류 회로(212)에서 정류된다. 정류된 신호는, 복조 회로(214)에서 복조된 후, 신호처리 회로부(220)에 보내진다. 한편, 신호 처리 회로부(220)에서 생성된 송신용 신호는, 전원 회로(216) 및 발진 회로(215)에서 생성된 일정 주파수의 신호에 따라, 변조 회로(213)가 안테나 회로(211)에 전압을 인가함으로써, 안테나 회로(211)에서 전자파(신호)가 수전체(10)에 송신된다. 또한, 발진 회로(215)가 발신한 신호의 주파수는 전원 회로(216)에 의해 조정된다.
송신용 신호가 송신용 전력 신호인 경우, 신호 처리 회로부(220)는 전원부(230)에서 전력을 얻는다. 전원부(230)는, 수전체(10)에 전력을 공급하기 위해, 전력 공급망이나 발전 시스템과 접속되어 있다.
수전체(10)는 수전 장치부(100)와 전원 부하부(150)를 가지며, 수전 장치부(100)는, 전자파를 송수신하는 송수신 회로부(110), 송수신하는 전자파의 전기 신호를 처리하는 신호 처리 회로부(120), 메모리부(140), 급전 장치(20)에서 송신된 전력을 축적하는 2차 전지(131)를 포함하는 축전부(130)를 갖는다. 또한, 메모리부(140)는 필요에 따라 제공하면 좋고, 메모리부(140)에는 수전체(10)의 식별 정보 등을 기억해 둘 수 있다.
또한, 송수신 회로부(110)의 보다 상세한 구체예를 도 3에 도시한다. 도 3에서, 송수신 회로부(110)는, 안테나 회로(111), 정류 회로(112), 변조 회로(113), 복조 회로(114), 발진 회로(115), 및 전원 회로(116)를 포함한다.
안테나 회로(111)에 의해 수신된 전자파(신호)는, 안테나 회로(111)에 의해 전기 신호로 전환되어, 정류 회로(112)에서 정류된다. 정류된 신호는, 복조 회로(114)에서 복조된 후, 신호 처리 회로부(120)에 보내진다. 한편, 신호 처리 회로부(120)에서 생성된 송신용 신호는, 발진 회로(115)에서 생성된 일정 주파수의 신호에 따라, 변조 회로(113)가 안테나 회로(111)에 전압을 인가함으로써, 안테나 회로(111)에서 전자파(신호)가 급전 장치(20)에 송신된다. 또한 발진 회로(115)가 발신한 신호의 주파수는 전원 회로(116)에 의해 조정된다.
수신된 전자파가 수신용 전자파인 경우, 안테나 회로(111)에 의해 전기 신호로 변환되어, 정류 회로(112)에 의해 정류된 후, 신호 처리 회로부(120)를 거쳐 축전부(130)의 2차 전지(131)에 전력(전기 에너지)으로서 축적된다.
2차 전지(131)는 축전 수단이고, 예를 들어, 납 축전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 등을 이용할 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3에 도시한 블록도에서, DC-DC 컨버터를 적절히 형성할 수 있다. 또한, 축전부(130)에, 전원 회로나, 2차 전지(131)의 과충전을 방지하도록 이 전원 회로의 동작을 제어하는 과충전 제어 회로를 적절히 형성해도 좋고, 전원 회로에 의해, 2차 전지(131)에 축적된 전력(전기 에너지)을 정전압화하여 전원 부하부(150)에 공급할 수 있다.
변조 회로(113), 변조 회로(213)에서 이용되는 변조 방식에는, 진폭 변조, 주파수 변조, 위상 변조 등, 다양한 방식을 이용할 수 있다.
축전부(130)는 방전 제어 회로를 가지고 있어도 좋다. 방전 제어 회로는 전원 부하부(150)로의 전력의 공급 또는 공급하는 전력의 전력량을 제어하는 기능을 가지고 있다. 방전 제어 회로를 형성함으로써, 필요한 때에 전력을 공급하는 것이나, 공급하는 전력량을 조정할 수 있다.
도 2 및 도 3(및 도 6)에서는 도시하고 있지 않지만, 수전 장치부(100)는 수전 장치부(100)에 공급하는 전원을 생성하기 위한 전원 회로 및 용량을 갖는다. 송수신 회로부(110)에서, 안테나 회로(111)가 수신한 신호에서 전원이 생성된다. 전원의 생성에는 정류 회로가 사용된다. 생성된 전원은 송수신 회로부(110), 신호 처리 회로부(120) 및 메모리부(140)에 공급된다. 또한, 축전부(130)가 갖는 2차 전지(131)에 전력이 축전되어 있는 경우는, 2차 전지(131)의 전력이 송수신 회로부(110), 신호 처리 회로부(120) 및 메모리부(140) 등에 공급되도록 되어 있어도 좋다. 2차 전지(131)에서 전력을 공급하는 구성으로 하는 경우는, 상기 수전 장치부(100)에 공급하는 전원을 생성하기 위한 전원 회로 및 용량은 형성하지 않아도 좋다.
급전 장치(20)의 신호 처리 회로부(220)는 수전체(10)와의 거리 및 수전체(10)의 공명 주파수를 검출하기 위한 위치 및 공명 주파수 검출 기능(223)과, 수전체(10)에 송신하는 전력을 제어하는 송전 제어 기능(222)을 갖추고 있다.
한편, 수전체(10)의 신호 처리 회로부(120)는 급전 장치(20)에서 수전하는 전력을 제어하는 수전 제어 기능(122)을 갖추고 있다.
수전체(10)에 무선에 의해 전력을 공급하는 급전 장치(20)는 전력을 공급하는 수전체(10)의 위치 및 공명 주파수를 검출하고, 이 정보에 근거하여, 수전체(10)에 송신하는 전력 신호의 주파수를 제어한다.
또한, 본 명세서에서, 급전 장치(20)과 수전체(10) 사이의 거리는 급전 장치(20)에 형성되는 안테나와 수전체(10)의 안테나와의 최단 거리이다. 도 4에 수전체(10)가 갖는 수전체용 안테나(117)와 급전 장치(20)가 갖는 급전 장치용 안테나(217)가 거리(d)에서 급전을 행하는 예를 도시한다. 도 4에서, 수전체용 안테나(117)와 급전 장치용 안테나(217)와의 거리(d)를 갖고 배치되어, 자계(300)를 형성함으로써 급전을 행하고 있다. 도 4는 안테나로서 코일 안테나를 이용해서, 전자 유도 방식으로 급전을 행하는 예이고, 본 명세서에 개시된 발명에서 적용할 수 있는 안테나 형상 및 전자파의 전송 방식의 일 형태다.
본 명세서에서, 급전용 전자파의 주파수에 특별히 한정은 없고, 전력을 송신할 수 있는 주파수이면 어느 대역이어도 관계없다. 급전용의 전자파의 주파수는, 예를 들어, 135kHz의 LF대(장파) 이어도 좋고, 13.56MHz의 HF대 이어도 좋고, 900MHz~1GHz의 UHF대 이어도 좋고, 2.45GHz의 마이크로파대 이어도 좋다.
본 명세서에서, 각 신호(식별 정보 등을 송신하는 전기 신호, 위치 및 공명주파수 검출용 신호 등)으로서 이용하는 전자파의 주파수는, 급전용 전자파와 같은 대역의 주파수여도 좋고, 다른 대역의 주파수여도 좋다. 또한, 다른 대역의 주파수를 이용하는 경우는, 각각의 주파수에 대응된 안테나를 갖추고 있는 것이 바람직하다.
본 명세서에서, 전자파의 전송 방식은 전계 결합 방식, 전자 유도 방식, 공명 방식, 마이크로파 방식 등 다양한 종류가 있는데, 적절히 선택하면 좋다. 다만, 비나 진흙 등의, 수분을 포함한 이물에 의한 에너지의 손실을 막기 위해서는, 주파수가 낮은 대역, 구체적으로는, 단파인 3MHz~30MHz, 중파인 300kHz~3MHz, 장파인 30kHz~300kHz, 및 초장파인 3kHz~30kHz의 주파수를 이용한 전자 유도 방식, 공명 방식을 이용하는 것이 바람직하다.
무선 급전의 한 예에 안테나를 이용한 급전 방법이 있다. 어떤 정해진 안테나 형상에 대해서는, 급전 장치(20)에서 수전체(10)에 급전되는 전력의 전송 효율은, 송신하는 전력 신호의 주파수, 급전 장치(20)와 수전체(10) 사이의 거리, 및 수전체(10)가 고유하게 갖는 공명 주파수 등에 의존한다.
송신하는 전력 신호의 주파수를 어느 임의의 고정값(fo)으로 한 경우, 급전 장치에서 수전체로 급전되는 전력의 전송 효율은, 급전 장치와 수전체와의 사이에 있는 거리(ｄＭＡＸ(0))에서 최대값을 나타낸다.
또한, 급전 장치에서 수전체로 급전되는 전력의 전송 효율이 최대값을 나타낸 거리(ｄＭＡＸ)는, 송신하는 전력신호의 주파수(f)의 값에 의해 다르고, 각각의 전력신호의 주파수(f)에서 고유의 거리(ｄＭＡＸ)를 갖는다.
도 11은, 도 4에서 도시한 것처럼 2개의 동일 형상의 안테나를 서로 대립시켜, 한쪽의 안테나에서 전압진폭(Ｖａ)이 있는 주파수(f)의 신호를 송신하고, 다른 한쪽의 안테나가 수신한 진폭(Ｖｂ)을 측정한다는 것을, 한쪽의 안테나에서 송신된 신호의 주파수, 및 2개의 동일형상의 안테나 간의 전송 거리(d)를 바꾸어 실험을 행한 결과이다. 구체적으로는, 주파수(f)는 12.06MHz, 12.56MHz, 13.06MHz, 13.36MHz, 13.56MHz, 13.86MHz, 14.06MHz 및 14.56MHz와 조건을 바꾸어 행하고, 전송 거리(d)는, 10mm, 20mm, 30mm, 35mm, 40mm, 45mm, 50mm, 55mm, 60mm, 65mm, 70mm, 75mm, 80mm, 85mm, 90mm, 95mm, 100mm, 105mm, 110mm, 120mm, 130mm, 140mm 및 150mm과 조건을 바꾸어 행하고 있다. 또한, 실험에 이용한 안테나는 코일 모양 안테나로, 크기는 72mm×42mm, 감은 횟수는 4번, 선 폭은 0.5mm, 선 간은 0.5mm, 인덕턴스는 대략 2.6μＨ, 기생 용량은 대략 4pF, 저항은 대략 1Ω 이다. 또한 도 11에서 전송 효율은, 한쪽의 안테나에서 어떤 전압 진폭(Ｖａ)의 신호를 출력하여 다른 한쪽의 안테나로 수신했을 때에, 다른 쪽의 안테나의 2단자 간에 발생하는 전압을 (Ｖｂ)로 한 경우의 Ｖｂ／Ｖａ이다.
도 11에 도시한 것처럼, 어느 주파수(f)에서도 전송 효율은 어떤 전송 거리에서 최대값을 갖는 것처럼 변화하고 있다(예를 들어, 주파수가 13.56MHz인 경우, 전송거리가 대략 80mm에서 전송 효율이 최대가 된다). 그러나, 전송 효율이 최대값을 나타내는 전송 거리의 값도 포함하여, 전송 거리에 대한 전송 효율의 변화는 각 주파수(f)에 따라 다르고, 전송 거리가 같아도, 주파수(f)에 따라 전송 효율은 다르다.
따라서, 급전 장치(20)와 수전체(10) 사이의 거리를 임의의 고정값(ｄ0)으로 한 경우, 급전 장치(20)에서 수전체(10)로 급전되는 전력의 전송 효율이 최대값을 나타내는 송신한 전력 신호의 주파수(ｆＭＡＸ(0))를 결정할 수 있다.
전력 전송 효율이 높은 최적의 주파수로 수전체에 전력 신호를 송신함으로써, 전력을 허비하지 않고 수전체에 공급할 수 있다.
도 1에 무선 급전 방법의 일 형태를 플로 차트로서 도시한다. 또한 급전 장치(K)는 도 2 및 도 3에서 급전 장치(20), 수전체(J)는 도 2 및 도 3에서 수전체(10)에 상당한다.
우선, 수전체(J)에서 위치 및 공명 주파수 검출용 신호를 급전 장치(K)에 송신한다(JB1: 위치 및 공명주파수 검출용 신호 송신). 위치 및 공명 주파수 검출용 신호로서는 주파수가 다른 복수의 신호를 이용하여 위치 및 공명 주파수 검출용 신호로 할 수 있다. 급전 장치(K)가 수전체(J)의 위치 및 공명 주파수 검출용 신호를 수신하고(KB1: 위치 및 공명 주파수 검출용 신호 수신), 이 수신한 주파수가 다른 복수의 전기 신호의 강도나 시간에 따라 수전체(J)와의 위치 및 공명주파수를 검출(KB2: 위치 및 공명 주파수 검출)한다(B: 위치 및 공명 주파수 검출 단계). 급전 장치(K)와 수전체(J)와의 위치 관계를 파악함으로써 급전 장치(K)와 수전체(J)와의 거리를 검출할 수 있다.
급전 장치(K)는, 이 검출을 행하기 위한 정보(도 11과 같은 공명 주파수에서 전송 효율과 전송 거리의 관계 등)를 사전에 급전 장치(K) 내의 메모리부에 기억해두어도 좋고, 검출을 행할 때, 다른 관리 서버 등에 통신하여, 이 서버로부터의 정보를 바탕으로 검출을 행해도 좋다.
또한, 급전 장치(K)와 수전체(J)의 통신은, 급전 장치(K)에서 개시해도 좋다. 예를 들어, 급전 장치(K)가 수전체(J)의 위치 및 공명 주파수 정보를 질문하는 신호를 송신하여 통신을 개시해도 좋다.
급전 장치(K)는 수전체(J)와의 거리 및 수전체(J)의 공명주파수에 근거하여 송전하는 전력 신호의 주파수를, 전력 전송 효율이 최대가 되도록 조정한다(KC1: 송전 주파수 조정). 전력 전송 효율이 높은 최적의 주파수로 수전체에 전력 신호를 송신함으로써, 전력을 허비하지 않고 수전체에 공급할 수 있다. 따라서, 급전 장치(K)에도 수전체(J)에 있어서도, 효율이 좋고 편리성이 높은 급전을 행할 수 있다.
급전 장치(K)는 수전체(J)에 송전 개시 신호를 송신하고(KC2: 송전 개시 신호 송신), 수전체(J)는 송전 개시 신호를 수신하여(JD1 송전 개시 신호 송신), 수전 준비가 완료되면 수전 개시 신호를 송신한다(JD2: 수전 개시 신호 송신). 급전 장치(K)는, 수전체(J)로부터의 수전 개시 신호를 수신하고(KC3: 수전개시 신호 수신), 송전을 개시한다(KC4: 송전 개시). 급전 장치(K)에 의한 송전에 의해, 수전체(J)는 수전을 개시한다(JD3: 수전 개시).
급전 장치(K)는, 송전 제어 기능(222)에 의해, 적정한 송전량을 송신하면, 수전체(J)에 송전 종료 신호를 송신한다(KC5: 송전 종료 신호 송신). 수전체(J)는 급전 장치(K)에서 송전 종료 신호를 수신(JD4: 송전 종료 신호 수신)하면, 급전 장치(K)에 수전 종료 신호를 송신(JD5: 수전 종료 신호 송신)하여, 수전을 종료한다(JD6: 수전 종료) (D: 수전 제어 단계). 급전 장치(K)도, 수전체(J)에서 수전 종료 신호를 수신하고(KC6: 수전 종료 신호 수신), 송전을 종료한다(KC7: 송전 종료)(C: 송전 제어 단계).
또한, 급전 장치(K)에서, 송전 개시 또는 종료는, 송전 개시 신호의 송신 또는 송전 종료 신호의 송신과 동시여도 좋다. 수전의 개시 또는 종료도, 수전 개시 신호의 송신 또는 수전 종료 신호의 송신과 동시여도 좋다. 또한, 송전과 수전은 연동하여 발생하기 때문에, 급전 장치(K)가 송전을 개시함과 동시에 수전체(J)의 수전을 개시하고, 급전 장치(K)가 송전을 종료함과 동시에 수전체(J)의 수전을 종료할 수도 있다. 도 1에서는, 급전 장치(K)가 급전의 종료를 수전체(J)에 송신하여 송전을 종료하는 예인데, 수전체(J)가 급전 장치(K)에 급전의 종료를 요구하여 급전 장치(K)의 송전을 종료할 수도 있다.
결과, 수전 장치부(100)의 축전부(130) 내의 2차 전지(131)에 축적된 전력을 이용하여 전원 부하부(150)를 동작시킬 수 있다. 본 명세서에서 수전체는, 수전된 전력을 원동력으로서 동작하는 물체를 가리키고, 휴대전화, 노트형 퍼스널 컴퓨터, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라 등의 카메라, 디지털 포토 프레임, 휴대형 게임기, 휴대정보단말, 전자사전 등의 휴대용 전자 디바이스나, 전력을 이용하여 전동기에 의해 움직이는 이동 수단(자동차(자동 이륜차, 삼륜 이상의 자동차), 전동 어시스트 자전거를 포함한 원동기가 부착된 자전거, 항공기, 선박, 철도차량) 등을 포함한다.
도 10에 수전체의 예로서 휴대정보단말(PDA)을 도시한다. 도 10에 도시한 수전체(10)는, 케이스(50)에 표시 패널(51)을 갖춘 휴대정보단말이다. 케이스(50)에서 표시 패널(51)의 아래에는, 수전 장치부(100)와 전원 부하부(150)가 형성되어 있고, 수전 장치부(100)는, 안테나 회로(111), 정류 회로(112), 변조 회로(113), 복조 회로(114), 발진 회로(115) 등을 포함하는 송수신 회로부(110), 신호 처리 회로부(120), 메모리부(140), 2차 전지(131)를 포함하는 축전부(130)를 가지고 있다. 송수신 회로부(110)에서 수신된 전자파는 신호처리 회로부(120)를 거쳐 축전부(130) 내의 2차 전지(131)에 축적된다. 2차 전지(131) 내에 축적된 전력을 전원부하부(150)에 공급하는 것에 의해, 전원 부하부(150) 내에 형성된 반도체 집적회로 등을 구동하여 표시 패널(51)에 표시를 행하고, 수전체(10)를 휴대정보단말로서 동작시킬 수 있다.
따라서, 본 실시형태에서 급전 시스템, 급전 방법에 의해 수전체의 이용자는 보다 높은 편리성 및 높은 부가가치를 얻을 수 있다.
급전을 행하는 측의 사업자로서는, 효율이 좋은 다양한 서비스를 할 수 있는 급전 시스템, 급전 방법을 제공할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는, 무선 급전 시스템 및 무선 급전 방법의 다른 일 형태를 도 5 및 도 6을 이용하여 설명한다.
도 6은 본 실시형태에서 무선 급전 시스템을 구성하는 급전 장치 및 수전체의 구성 요소를 기능마다 다른 블록으로서 도시하고 있다. 도 6은 실시형태 1에 도시한 도 2의 무선 급전 시스템에서, 축전부(130)의 2차 전지(131)의 전력 축적량을 검출하는 검출부(전압/전류 검출부(160))를 형성한 예이고, 실시형태 1과 동일 부분 또는 같은 기능을 갖는 부분은, 실시형태 1과 같고, 반복 설명은 생략한다. 또한 같은 개소의 상세한 설명은 생략한다.
전압/전류 검출부(160)는, 축전부(130)의 2차 전지(131)의 전압, 전류, 또는 전압 및 전류를 검출함으로써 2차 전지(131)의 축전량을 파악하고, 그 정보를 신호 처리 회로부(120)에 보냄으로써, 신호 처리 회로부(120)는 수전의 제어를 행한다.
도 5에 무선 급전 방법의 일 형태를 플로 차트로서 도시한다. 또한 급전 장치(K)는 도 6에서 급전 장치(20), 수전체(J)는 도 6에서 수전체(10)에 상당한다.
위치 및 공명 주파수 검출 단계는 실시형태 1의 도 1과 같기 때문에 생략한다.
송전 제어 단계 및 수전 제어 단계에 대해서 설명한다.
급전 장치(K)는 수전체(J)와의 거리 및 수전체(J)의 공명 주파수에 근거하여 송전하는 전력 신호의 주파수를, 전력 전송 효율이 최대가 되도록 조정한다(KC1: 송전 주파수 조정). 전력 전송 효율이 높은 최적의 주파수로 수전체(J)에 전력 신호를 송신함으로써, 전력을 허비하지 않고 수전체에 공급할 수 있다. 따라서, 급전 장치(K)에도 수전체(J)에 있어서도, 효율이 좋고 편리성이 높은 급전을 행할 수 있다.
급전 장치(K)는 수전체(J)에 송전 개시 신호를 송신하고(KC2: 송전 개시 신호 송신), 수전체(J)는 송전 개시 신호를 수신하여(JD1: 송전 개시 신호 수신), 수전 준비가 완료되면 수전 개시 신호를 송신한다(JD2: 수신 개시 신호 송신). 급전 장치(K)는 수전체(J)에서의 수전 개시 신호를 수신하고(KC3: 수전 개시 신호 수신), 송전을 개시한다(KC4: 송전 개시). 급전 장치(K)에 의한 송전에 의해, 수전체(J)는 수전을 개시한다(JD3: 수전 개시).
본 실시형태에서는, 급전의 제어를, 전압/전류 검출부(160)에 의한 2차 전지(131)의 축전량의 검출 정보도 이용하는 예이다. 수전체(J)의 수전이 개시와 동시에 전압/전류 검출부(160)에 의해, 2차 전지(131)의 전압, 전류, 또는 전압 및 전류를 검출한다(JD7: 전압/전류 검출).
전압/전류 검출부(160)는, 2차 전지(131)의 전압, 전류, 또는 전압 및 전류를 검출함으로써 2차 전지(131)의 축전량을 파악하고, 2차 전지가 축전할 수 있는 축전량을 넘었다고 판단되면, 급전 장치(K)에 수전 종료 신호를 송신한다(JD5: 수전 종료 신호 송신).
급전 장치(K)는, 수전체(J)로부터의 수전 종료 신호를 수신(KC6: 수전 종료 신호 수신)함으로써, 수전체(J)에 송전 종료 신호를 송신하여(KC5: 송전 종료 신호 송신) 송전을 종료한다(KC7: 송전 종료). 수전체(J)도 급전 장치(K)에서 송전 종료 신호를 수신하여(JD4: 송전 종료 신호 수신) 수전을 종료한다(JD6: 수전 종료).
이와 같이, 수전체(J)가 급전 장치(K)에 급전의 종료를 요구하여 급전 장치(K)의 송전을 종료할 수도 있다.
급전 장치와 수전체와의 급전에서, 수전체의 위치 및 공명 주파수 정보에 근거하여 전력 전송 효율이 높은 최적의 주파수로 수전체에 전력 신호를 송신하기 때문에, 전력을 허비하지 않고 수전체에 공급할 수 있다.
또 2차 전지의 축전량을 파악함으로써, 보다 이용자의 요구에 맞는 적정한 송전을 행할 수 있다. 따라서, 과잉 송전에 의해 발생하는 전력의 낭비나, 축전량 이상의 전력 공급에 의한 2차 전지(131)의 열화를 저감할 수 있다. 따라서, 급전 장치에도 수전체에 있어서도, 효율이 좋고 편리성이 높은 급전을 행할 수 있다.
따라서, 이용자 및 제공자 양쪽에서 효율이 좋은 급전 서비스를 할 수 있는 급전 시스템, 급전 방법을 제공할 수 있다.
본 실시형태는, 다른 실시형태에 기재한 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는, 무선 급전 시스템 및 무선 급전 방법의 다른 일 형태를 도 7 및 도 8(A)와 도 8(B)를 이용해서 설명한다.
본 실시형태는, 실시형태 1 또는 실시형태 2에서, 위치 및 공명 주파수 검출 단계 전에 수전체의 식별 정보를 인식하는 단계를 더한 예이다. 실시형태 1 또는 실시형태 2와 동일 부분 또는 같은 기능을 갖는 부분은, 실시형태 1 또는 실시형태 2와 같고, 반복 설명은 생략한다. 또한 같은 부분의 상세한 설명은 생략한다.
식별 정보는 수전체에서 메모리부에 기억해 둘 수 있다. 또한, 급전 장치에서 신호 처리 회로부에, 이 식별 정보를 식별하는 식별 기능을 갖춘다.
도 7에 본 실시형태의 무선 급전 방법을 플로 차트로서 도시한다. 또한 급전 장치(K)는 도 2 및 도 3에서 급전 장치(20), 수전체(J)는 도 2 및 도 3의 수전체(10)에 상당한다.
우선, 수전체(J)에서 식별 정보가 급전 장치(K)에 송신되고(JA1: 식별 정보 송신), 급전 장치(K)가 수전체(J)의 식별 정보를 수신한다(KA1: 인식 정보 수신). 급전 장치(K)는 수신한 인식 정보를 조회, 조합하여(KA2: 식별 정보 조회·조합), 수전체(J)를 식별한다(A: 식별 정보 인식 단계). 이하는 도 1, 또는 도 5의 급전 방법과 마찬가지로 다음의 단계로 진행하여 급전을 행한다.
급전 장치(K)는, 이 식별을 행하기 위한 정보를 사전에 급전 장치(K) 내의 메모리부에 기억해 두어도 좋고, 식별을 행할 때, 다른 관리 서버 등에 통신하여, 이 서버로부터의 정보를 바탕으로 식별을 행해도 좋다. 또한, 급전 장치(K)와 수전체(J)와의 통신은, 급전 장치(K)에서 개시해도 좋다. 예를 들어, 급전 장치(K)가 수전체(J)의 식별 정보를 취득하고 있고, 이 식별 정보의 수전체(J)를 특정(수색)하기 위해, 수전체(J)에 식별 정보를 질문하는 신호를 송신하여 통신을 개시해도 좋다.
급전 장치(K)는, 수전체(J)의 식별 정보에 의해 송전하는 전력 신호의 강도를 조정할 수 있다. 예를 들어, 식별 정보에서 수전체(J)의 2차 전지(131)의 축적 가능한 전력량을 판독하여 고려함으로써, 송전하는 전자파의 강도나 주파수, 송전 시간 등을 제어할 수 있다.
또한, 도 8(A)와 같이 수전체(J)가 급전 장치(K)에 급전의 개시를 요구하여 급전 장치(K)의 송전을 개시할 수도 있다. 도 8(A)은 식별 정보 인식 단계를 도시하고 있고, 우선 수전체(J)가 급전을 요구하는 신호를 급전 장치(K)로 송신한다(JA2: 급전 요구 신호 송신). 수전체(J)의 급전 요구 신호를 수신 가능한 위치에 배치된 급전 장치(K)가 수신하고(KA3: 급전 요구 신호 수신), 이 급전 요구 신호를 받아, 수전체(J)의 식별 정보를 질문하는 신호를 수전체(J)에 송신한다(KA4: 식별 정보 질문 신호 송신). 수전체(J)는 급전 장치(K)에서의 식별 정보 질문 신호를 수신하여(JA3: 식별 정보 질문 신호 수신), 수전체(J)의 식별 정보를 급전 장치(K)에 송신한다(JA1: 식별 정보 송신). 이하는 도 1 또는 도 5의 급전 방법과 마찬가지로 다음 단계로 진행하여 급전을 행한다.
수전체(J)에서의 급전 요구 신호의 발신은, 이용자가 수전체의 2차 전지의 축전량을 고려하여 조작해도 좋고, 2차 전지(131)의 축전량에 따라 자동적으로 발신하도록 설정해도 좋다.
예를 들어, 도 8(B)에 도시한 것처럼, 전압/전류 검출부(160)에서, 2차 전지(131)의 전압, 전류, 또는 전압 및 전류를 검출하여(JA4: 전압/전류 검출), 2차 전지(131)의 축전량이 일정의 축전량을　밑돈다고 판단되면, 급전 장치(K)로 급전 요구 신호를 송신한다(JA2: 급전 요구 신호 송신). 이하는 도 8(A), 및 도 1 또는 도 5의 급전 방법과 마찬가지로 다음 단계로 진행해 급전을 행한다.
급전 장치와 수전체와의 급전에서, 수전체의 위치 및 공명 주파수 정보에 근거해 전력 전송 효율이 높은 최적의 주파수로 수전체에 전력 신호를 송신하기 때문에, 전력을 허비하지 않고 수전체에 공급할 수 있다.
또, 수전체(J)의 고유 정보나 2차 전지의 축전량을 파악함으로써, 보다 이용자의 요구에 맞는 적정한 송전을 행할 수 있다. 따라서,　과잉 송전에 의해 발생하는 전력의 낭비나, 축전량 이상의 전력 공급에 의한 2차 전지(131)의 열화를 저감할 수 있다. 따라서, 급전 장치(K)에도 수전체(J)에 있어서도, 효율이 좋고 편리성이 높은 급전을 행할 수 있다.
또한, 개인 정보 등의 고유정보를 포함한 식별 정보는, 급전할 때마다 수시로 갱신하고, 급전을 위한 인식 단계가 종료되면 불필요한 식별 정보는 급전 장치 내에서 삭제하고, 식별 정보를 송신할 때에는 통신을 암호화하는 등의 보안면을 고려한 대책을 행하는 것이 바람직하다.
따라서, 이용자 및 제공자 양쪽에서 효율 좋은 급전 서비스를 할 수 있는 급전 시스템, 급전 방법을 제공할 수 있다.
본 실시형태는, 다른 실시형태에 기재한 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 4)
본 실시형태에서는, 무선 급전 시스템 및 무선 급전 방법의 다른 일 형태를, 도 9를 이용하여 설명한다.
본 명세서에서 급전 시스템　및 급전 방법은, 복수의 급전 장치 및 수전체에도 적용할 수 있다. 본 실시형태에서는 실시형태 1 내지 3의 어느 쪽에 나타낸 급전 시스템 및 급전 방법을 복수의 급전 장치 및 수전체에 적용하는 예이고, 실시형태 1 내지 3 어느 쪽과 동일 부분 또는 같은 기능을 갖는 부분은 실시형태 1 내지 3의 어느 쪽과 마찬가지이므로, 반복 설명은 생략한다. 또한 같은 부분의 상세한 설명은 생략한다.
예를 들어, 같은 급전 장치에서 복수의 수전체에 급전을 행하는 경우, 각각의 수전체의 위치 및 공명주파수를 파악하여, 전력의 전송 효율이 최적이 되도록 송신하는 전력 신호의 주파수를 제어할 수 있다. 도 9는, 복수의 수전체(Ja10a), 수전체(Jb10b), 수전체(Jc10c) 각각에 급전을 행하는 예이다.
수전체(Ja10a), 수전체(Jb10b), 수전체(Jc10c)는 각각 급전 장치(K20)로부터 다른 거리를 갖는 위치에 배치되어 있고, 각각 고유의 공명 주파수를 가지고 있다.
급전 장치(K20)는, 우선 수전체(Ja10a), 수전체(Jb10b), 수전체(Jc10c)의 위치 및 공명주파수 정보를 취득하고, 그 정보에 근거하여 각각에서 전력의 전송 효율이 최적이 되도록 송신하는 전력 신호의 주파수f(d(Ja)), f(d(Jb)), f(d(Jc))를 결정하여, 급전을 행한다.
수전체의 위치 및 공명주파수 정보에 근거하여 전력 전송 효율이 높은 최적의 주파수로 수전체에 전력 신호를 송신하기 때문에, 전력을 허비하지 않고 수전체에 공급할 수 있다.
도 9에서는 급전 장치를 단수(單數) 이용하는 경우를 도시하는데, 급전 장치를 복수(複數) 사용해도 좋다. 급전 장치가 복수여도, 급전을 행하는 급전 장치와 수전체에서, 거리 및 공명 주파수의 정보를 파악하고,　이 정보에 근거하여 높은 전송 효율이 되도록 송신하는 전기 신호 주파수의 최적화를 행하여 급전을 행할 수 있다.
또한, 이와 같이 급전 장치의 통신 가능 범위 내에 복수의 수전체가 존재하는 경우, 실시형태 3에서 나타낸 것처럼 수전체의 식별 정보를 이용해서 특정의 수전체만에 송전을 행할 수도 있다.
식별 정보를 파악하여 급전을 행하기 때문에, 대상이 되는 수전체의 관리를 정확히 실시할 수 있고,　상금 등의 당선자나 계약자로의 서비스 등을 효율적으로 행할 수 있다.
또한, 실시형태 3에서도 나타낸 것과 같이, 개인 정보 등의 고유 정보를 포함하는 식별 정보는, 급전할　때마다 수시로 갱신하고, 급전을 위한 인식 단계가 종료되면 불필요한 식별 정보는 급전 장치 내에서 삭제하고, 식별 정보를 송신할 때는 통신을 암호화하는 등 보안 측면을 고려한 대책을 행하는 것이 바람직하다.
본 실시형태는, 다른 실시형태에 기재한 구성과 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
본 출원은 전문이 참조로서 본 명세서에 통합되고, 2010년 7월 28일 일본 특허청에 출원된, 일련 번호가 2010-169648인 일본 특허 출원에 기초한다.
10: 수전체 20: 급전 장치
50: 케이스 51: 표시 패널
100: 수전 장치부 110: 송/수신 회로부
111: 안테나 회로 112: 정류 회로
113: 변조 회로 114: 복조 회로
115: 발진 회로 116: 전원 회로
117: 수전체용 안테나 120: 신호 처리 회로부
122: 수전 제어 기능 130: 축전부
131: 2차 전지 140: 메모리부
150: 전원 부하부 160: 전압/전류 검출부
210: 송/수신 회로부 211: 안테나 회로
212: 전류 회로 213: 변조 회로
214: 복조 회로 215: 발진 회로
216: 전원 회로 217: 급전 장치용 안테나
220: 신호 처리 회로부 222: 송전 제어 기능
223: 위치 및 공명 주파수 검출 기능
230: 전원부 300: 자계

Claims (16)

  1. 무선 수전체로서,
    하우징;
    표시 패널;
    송수신 회로부;
    신호 처리 회로부; 및
    2차 전지를 포함하는 축전부를 포함하고,
    상기 송수신 회로부, 상기 신호 처리 회로부, 및 상기 축전부는 상기 하우징 내에 제공되고,
    상기 무선 수전체는
    상기 무선 수전체의 공명 주파수가 검출되도록 다른 주파수를 각각 가지는 복수의 신호를 포함하는 검출용 신호를 급전 장치에 송신하고,
    상기 검출용 신호로부터 결정된 상기 무선 수전체의 상기 공명 주파수로 조정된 주파수를 가지는 전력 신호를 수신하고,
    상기 축전부의 상기 2차 전지에서 상기 전력 신호에 의해 송신된 전력을 축적하고,
    상기 무선 수전체의 상기 공명 주파수는 상기 복수의 신호의 상기 주파수 중 하나인, 무선 수전체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    전압/전류 검출부를 더 포함하고,
    상기 무선 수전체는 상기 2차 전지로부터 출력된, 검출 전압, 검출 전류, 또는 검출 전류 및 전압에 따라, 급전의 시작 또는 종료를 요구하는 신호를 더 송신하는, 무선 수전체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    메모리를 더 포함하고,
    상기 무선 수전체는 상기 메모리에 축적된 식별 정보를 더 송신하는, 무선 수전체.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 수전체는 상기 공명 주파수를 변경하지 않고 그 기능을 수행하는, 무선 수전체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 수전체는 휴대용 전자 기기, 휴대 전화, 노트형 퍼스널 컴퓨터, 디지털 카메라 또는 디지털 비디오 카메라를 포함하는 카메라, 디지털 포토 프레임, 휴대형 게임기, 휴대정보단말(PDA), 및 전자 서적(electronic book)을 포함하는 카테고리, 및 전동기에 의해 움직이는 이동 수단, 자동차, 전동 어시스트 자전거를 포함하는 원동기가 부착된 자전거, 항공기, 선박, 및 철도 차량을 포함하는 카테고리 중 하나인, 무선 수전체.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
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