WO2013145279A1 - 送電装置及び送受電システム - Google Patents

Abstract

　送電装置は、無線送電を行う送電部と、前記送電部の送電可能範囲より広い範囲内で無線通信を行う通信部と、前記送電部の無線送電の電力を制御する送電制御回路とを有し、前記送電制御回路は、前記送電部が第１の電力で送電したとき（Ｓ５０１）に閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した（Ｓ５０２）受電装置の数と、前記送電部が送電しないとき（Ｓ５０４）又は前記第１の電力より小さい第２の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した（Ｓ５０５）受電装置の数とに応じて、前記送電部の無線送電の電力を制御する（Ｓ５０８）。

Description

送電装置及び送受電システム

　本発明は、送電装置及び送受電システムに関する。

　電磁誘導に代表される非接触給電技術が研究されている。非接触給電技術は、シェーバーや電動歯ブラシ等で使われている。近年、磁界共鳴技術の発表を一つのきっかけとして、再び非接触給電について盛んに研究されるようになってきている。

　また、無線方式により送電アンテナから受電アンテナに電力を伝送する無線給電システムにおいて、受電アンテナの配置状態に係る情報を検出する検出部と、送電アンテナの複数の送電コイルを個別に駆動する複数の駆動部と、少なくとも受電アンテナの配置状態に係る情報に基づいて、駆動部を介して送電コイルに流れる電流を制御する制御部とを備える無線給電システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

　また、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個の送電回路と、このＮ個の送電回路を制御する制御手段とを備え、送電回路は、直列に接続されたキャパシタと送電コイルとからなる送電側ＬＣタンク回路と、この送電側ＬＣタンク回路に電力を供給する発振回路とを有し、Ｎ個の送電回路の送電コイルは、マトリクス状に配置され、制御手段は、Ｎ個の送電回路の送電コイルのうち少なくとも２個の送電コイルから到達する磁場の変化の位相が受電回路の受電コイルにおいて揃うように、Ｎ個の送電回路の各発振回路が発生する信号の位相を制御する非接触送電装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００８－２８３７８９号公報 特開２０１１－１９９９７５号公報

　本発明の目的は、受電装置の数に応じて無線送電の電力を制御することができる受電装置及び送受電システムを提供することである。

　送電装置は、無線送電を行う送電部と、前記送電部の送電可能範囲より広い範囲内で無線通信を行う通信部と、前記送電部の無線送電の電力を制御する送電制御回路とを有し、前記送電制御回路は、前記送電部が第１の電力で送電したときに閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数と、前記送電部が送電しないとき又は前記第１の電力より小さい第２の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数とに応じて、前記送電部の無線送電の電力を制御する。

　送電可能範囲内の受電装置の数を検出し、その数に応じて適切な電力で無線送電することができる。

図１は、第１の実施形態による送受電システムの構成例を示す図である。 図２は、送電装置及び受電装置の構成例を示す図である。 図３は、２個の送電装置及び２個の受電装置を有する送受電システムの構成例を示す図である。 図４Ａは、第２の送電装置の送電可能範囲内に存在する受電装置の数を検出する方法を説明するための図である。 図４Ｂは、第２の送電装置の送電可能範囲内に存在する受電装置の数を検出する方法を説明するための図である。 図４Ｃは、第２の送電装置の送電可能範囲内に存在する受電装置の数を検出する方法を説明するための図である。 図５は、第２の送電装置の処理例を示すフローチャートである。 図６は、第２の実施形態による送受電システムの構成例を示す図である。 図７は、図６の送受電システムの処理例を示すシーケンスフロー図である。 図８は、図６の送受電システムの処理例を示すシーケンスフロー図である。 図９は、図６の送受電システムの処理例を示すシーケンスフロー図である。 図１０は、図６の送受電システムの処理例を示すシーケンスフロー図である。 図１１は、第３の実施形態による第１の送電装置の送電例を示すタイムチャートである。 図１２は、第４の実施形態による第１の送電装置及び第２の送電装置の送電例を示すタイムチャートである。 図１３Ａは、第５の実施形態による第１の送電装置及び第２の送電装置の処理例を示す図である。 図１３Ｂは、第５の実施形態による第１の送電装置及び第２の送電装置の処理例を示す図である。 図１４Ａは、第５の実施形態による第１の送電装置及び第２の送電装置の処理例を示す図である。 図１４Ｂは、第５の実施形態による第１の送電装置及び第２の送電装置の処理例を示す図である。

（第１の実施形態）
　図１は、第１の実施形態による送受電システムの構成例を示す図である。送受電システムは、例えば、１個の送電装置１０１と、複数個の受電装置１０２を有する。送電装置１０１は、複数の受電装置１０２に無線送電することができる。複数の受電装置１０２は、例えばパーソナルコンピュータ、携帯端末又は携帯電話等であり、送電装置１０１から無線受電し、内蔵のバッテリに充電することができる。これにより、送電装置１０１は、複数の受電装置１０２を同時に充電することができる。この際、送電装置１０１は、受電する受電装置１０２の数が少ないときには比較的小さな電力で無線送電し、充電する受電装置１０２の数が多いときには比較的大きな電力で無線送電する必要がある。受電装置１０２の数が少ないのに、送電装置１０１が必要以上に大きな電力で無線送電すると、受電装置１０２が過剰に受電し、許容値を超える熱が発生する問題が生じる。したがって、送電装置１０１は、送電可能範囲内に存在する受電装置の数に応じて、無線送電の電力を制御する必要がある。

　図２は、送電装置１０１及び受電装置１０２の構成例を示す図である。送電装置１０１は、高周波電源回路２０１、送電用コイル２０２、送電用ＬＣ共振器２０３、送電制御回路２０４及び通信部２０５を有する。受電装置１０２は、受電用ＬＣ共振器２１１、受電用コイル２１２、受電回路２１３、バッテリ２１４、通信部２１５及び受電制御回路２１６を有する。ＬＣ共振器２０３及び２１１は、コイル（インダクタ）及び容量の直列接続回路であり、その共振周波数は１／｛２×π×√（Ｌ×Ｃ）｝である。ここで、Ｌはインダクタンスであり、Ｃは容量値である。送電装置１０１は、受電装置１０２に対して無線送電を行うことができる。高周波電源回路２０１は、発振器、アンプ及び整合回路を有し、高周波数の電圧を送電用コイル２０２に印加する。すると、送電用コイル２０２には、磁界が発生し、電磁誘導２２１により、送電用ＬＣ共振器２０３に電流が流れる。高周波電源回路２０１により印加される電圧の周波数が１／｛２×π×√（Ｌ×Ｃ）｝の共振周波数であるので、送電用ＬＣ共振器２０３は共振状態になる。送電用ＬＣ共振器２０３には磁界が発生し、１／｛２×π×√（Ｌ×Ｃ）｝の共振周波数の磁界共鳴２２２により、受電用ＬＣ共振器２１１に電流が流れ、受電用ＬＣ共振器２１１は共振状態になる。すると、受電用ＬＣ共振器２１１には磁界が発生し、電磁誘導２２３により、受電用コイル２１２に電流が流れる。受電回路２１３は、整流回路を有し、受電用コイル２１２に発生する電圧を整流し、その整流した電圧をバッテリ２１４に供給する。バッテリ２１４は、その供給された電圧により充電される。送電装置１０１は、磁界共鳴２２２により、受電装置１０２に対して無線送電し、受電装置１０２のバッテリ２１４を充電することができる。

　送電装置１０１の通信部２０５及び受電装置１０２の通信部２１５は、コイル２０２，２１２及びＬＣ共振器２０３，２１１による送受電とは異なる方式より、無線通信を行うための通信部であり、相互に送受信を行うことができる。送電制御回路２０４は、通信部２０５に接続され、高周波電源回路２０１の制御を行う。受電制御回路２１６は、通信部２１５に接続され、受電回路２１３の制御を行う。

　ここで、送電用コイル２０２は、電磁誘導２２１により、送電用ＬＣ共振器２０３に無線送電する。次に、送電用ＬＣ共振器２０３は、磁界共鳴２２２により、受電用ＬＣ共振器２１１に無線送電する。次に、受電用ＬＣ共振器２１１は、電磁誘導２２３により、受電用コイル２１２に無線送電する。これにより、送電装置１０１は、受電装置１０２に対して、磁界共鳴２２２により無線送電することができる。

　なお、送電装置１０１は、受電装置１０２に対して、磁界共鳴２２２に限定されず、種々の無線送電を行うことができる。無線送電は、上記の磁界共鳴２２２の他、電磁誘導、電界誘導、電界共鳴、マイクロ波送電又はレーザ送電を含む。電磁誘導の場合には、例えば、ＬＣ共振器２０３及び２１１を削除すればよい。その場合、送電装置１０１の送電用コイル２０２は、電磁誘導により、受電装置１０２の受電用コイル２１２に無線送電することができる。また、電界誘導又は電界共鳴の場合には、アンテナ等を用いて、送電装置１０１から受電装置１０２に無線送信すればよい。以下、送電装置１０１が磁界共鳴２２２により受電装置１０２に無線送電する場合を例に説明する。

　図３は、２個の送電装置１０１ａ，１０１ｂ及び２個の受電装置１０２ａ，１０２ｂを有する送受電システムの構成例を示す図である。送電装置１０１ａ及び１０１ｂは、図２の送電装置１０１と同じ構成を有する。受電装置１０２ａ及び１０２ｂは、図２の受電装置１０２と同じ構成を有する。

　第１の送電可能範囲３０１ａは、第１の送電装置１０１ａの送電部（送電用コイル２０２及び送電用ＬＣ共振器２０３を含む）が無線送電可能な範囲である。第１の送信可能範囲３０２ａは、第１の送電装置１０１ａの通信部２０５が無線送信可能な範囲であり、第１の送電可能範囲３０１ａより広い。

　第２の送電可能範囲３０１ｂは、第２の送電装置１０１ｂの送電部（送電用コイル２０２及び送電用ＬＣ共振器２０３を含む）が無線送電可能な範囲である。第２の送信可能範囲３０２ｂは、第２の送電装置１０１ｂの通信部２０５が無線送信可能な範囲であり、第２の送電可能範囲３０１ｂより広い。

　例えば、送電装置１０１ａ及び１０１ｂの送電部が磁界共鳴方式の送電部の場合には、送電可能範囲３０１ａ及び３０１ｂは約数十ｃｍである。また、送電装置１０１ａ及び１０１ｂの通信部２０５がＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の通信方式の場合には、送信可能範囲３０２ａ及び３０２ｂは約数ｍである。

　第１の送電装置１０１ａは、第１の送電可能範囲３０１ａ内の第１の受電装置１０２ａに送電することができ、第１の送電可能範囲３０１ａ外の第２の受電装置１０２ｂには送電することができない。第２の送電装置１０１ｂは、第２の送電可能範囲３０１ｂ内の第２の受電装置１０２ｂに送電することができ、第２の送電可能範囲３０１ｂ外の第１の受電装置１０２ａには送電することができない。

　また、第１の送電装置１０１ａは、第１の送信可能範囲３０２ａ内の第１の受電装置１０２ａ及び第２の受電装置１０２ｂに送信することができ、第１の送信可能範囲３０２ａ外の受電装置には送信することができない。第２の送電装置１０１ｂは、第２の送信可能範囲３０２ｂ内の第１の受電装置１０２ａ及び第２の受電装置１０２ｂに送信することができ、第２の送信可能範囲３０２ｂ外の受電装置には送信することができない。

　以上のように、第１の送電装置１０１ａの送電対象は第１の受電装置１０２ａのみであり、第２の送電装置１０１ｂの送電対象は第２の受電装置１０２ｂのみである。

　これに対し、第１の送電装置１０１ａの送信対象は第１の受電装置１０２ａ及び第２の受電装置１０２ｂであり、第２の送電装置１０１ｂの送信対象は第１の受電装置１０２ａ及び第２の受電装置１０２ｂである。

　第１の送信可能範囲３０２ａは第１の送電可能範囲３０１ａより広く、第２の送信可能範囲３０２ｂは第２の送電可能範囲３０１ｂより広い。そのため、送電装置１０１の送電対象である受電装置１０２の数と、送電装置１０１の送信対象である受電装置１０２の数とは一致しない。したがって、送電装置１０１ａ及び１０１ｂは、通信部２０５の無線通信のみによって、送電可能範囲３０１ａ及び３０１ｂ内の受電装置の数を検出することは容易ではない。以下、送電装置１０１ａ及び１０１ｂが、送電可能範囲３０１ａ及び３０１ｂ内の受電装置１０２の数を検出し、その検出した受電装置１０２の数に応じて適切な電力の送電を行う方法を説明する。

　図４Ａ～図４Ｃは第２の送電装置１０１ｂの送電可能範囲内に存在する受電装置の数を検出する方法を説明するための図であり、図５は第２の送電装置１０１ｂの処理例を示すフローチャートである。図４Ａ～図４Ｃにおいて、第１の送電装置１０１ａが第１の受電装置１０２ａに送電しているときに、第２の送電装置１０１ｂが第２の送電可能範囲３０１ｂ内に存在する受電装置の数を検出する方法を説明する。なお、第１の受電装置１０２ａ及び第２の受電装置１０２ｂは、第２の送電装置１０１ｂの第２の送信可能範囲３０２ｂ内に存在する。

　まず、ステップＳ５０１では、図４Ａに示すように、第２の送電装置１０１ｂの送電部（送電用コイル２０２及び送電用ＬＣ共振器２０３を含む）は、送電制御回路２０４の制御により、正式な送電を行う前に第１の電力でテスト送電を開始する。

　次に、ステップＳ５０２では、第２の送電装置１０１ｂは、上記のテスト送電中に、受電中の受電装置を検出する。具体的には、第２の送電装置１０１ｂの通信部２０５は、受電中の受電装置を検出するために受電装置検出通知を送信する。第２の受電装置１０２ｂは、第２の送電装置１０１ｂの第２の送電可能範囲３０１ｂ内に存在するので、第２の送電装置１０１ｂから受電している。第２の受電装置１０２ｂの通信部２１５は、閾値以上の電力を受電しているので、上記の受電装置検出通知を第２の送電装置１０１ｂから受信すると、受電している旨を第２の送電装置１０１ｂに送信する。

　これに対し、第１の受電装置１０２ａは、第２の送電装置１０１ｂの第２の送電可能範囲３０１ｂ外に位置するため、第２の送電装置１０１ｂからは受電しないが、第１の送電装置１０１ａから受電している。そのため、第１の受電装置１０２ａの通信部２１５も、閾値以上の電力を受電しているので、上記の受電装置検出通知を第２の送電装置１０１ｂから受信すると、受電している旨を第２の送電装置１０１ｂに送信する。

　したがって、第２の送電装置１０１ｂは、第１の受電装置１０２ａ及び第２の受電装置１０２ｂから受電している旨を受信し、受電中の受電装置が２個の受電装置１０２ａ及び１０２ｂであることを検出する。

　次に、ステップＳ５０３では、第２の送電装置１０１ｂは、受電装置から受電中である旨を１個以上受信した場合にはステップＳ５０４に進み、受電装置から受電中である旨を１個も受信しない場合には、受電中の受電装置が存在しないので、ステップＳ５１１に進む。

　次に、ステップＳ５０４では、図４Ｂに示すように、第２の送電装置１０１ｂの送電部（送電用コイル２０２及び送電用ＬＣ共振器２０３を含む）は、送電制御回路２０４の制御により、上記のテスト送電を停止し、送電を行わない状態にする。

　次に、ステップＳ５０５では、第２の送電装置１０１ｂは、上記のテスト送電停止の後、受電中の受電装置を検出する。具体的には、第２の送電装置１０１ｂの通信部２０５は、受電中の受電装置を検出するために受電装置検出通知を送信する。第２の受電装置１０２ｂは、受電しない状態になり、閾値以上の電力を受電していないので、上記の受電装置検出通知が送信されても、受電している旨を送信しない。

　これに対し、第１の受電装置１０２ａは、第１の送電装置１０１ａから受電し、閾値以上の電力を受電しているので、上記の受電装置検出通知を受信すると、受電している旨を第２の送電装置１０１ｂに送信する。

　したがって、第２の送電装置１０１ｂは、第１の受電装置１０２ａのみから受電している旨を受信し、受電中の受電装置が１個の受電装置１０２ａであることを検出する。

　次に、ステップＳ５０６では、第２の送電装置１０１ｂは、ステップＳ５０２で検出した受電装置の数とステップＳ５０５で検出した受電装置の数が同じか否かをチェックする。同じでない場合にはステップＳ５０７へ進み、同じ場合には、第２の送電装置１０１ｂの第２の送電可能範囲３０１ｂ内に受電装置が存在しないことを意味するので、ステップＳ５１１に進む。

　次に、ステップＳ５０７では、図４Ｃに示すように、第２の送電装置１０１ｂは、ステップＳ５０２で応答のあった受電装置の数から、ステップＳ５０５で応答のあった受電装置の数を減算することにより、無応答に変化した受電装置の数を検出する。すなわち、第２の送電装置１０１ｂの送電制御回路２０４は、ステップＳ５０２で検出された受電装置１０２ａ及び１０２ｂの数である２個から、ステップＳ５０５で検出された受電装置１０２ａの数である１個を減算することにより、自己の第２の送電可能範囲３０１ｂ内に存在する受電装置の数が第２の受電装置１０２ｂの１個であることを検出できる。

　次に、ステップＳ５０８及びＳ５０９では、第２の送電装置１０１ｂの送電部（送電用コイル２０２及び送電用ＬＣ共振器２０３を含む）は、送電制御回路２０４が高周波電源回路２０１内のアンプのゲインを制御することにより、ステップＳ５０７で検出された受電装置１０２ｂの数である１個に適する電力で送電を行う。これにより、第２の送電装置１０１ｂから第２の受電装置１０２ｂに適切な電力が送電され、第２の受電装置１０２ｂの過剰受電を防止し、異常発熱を防止することができる。

　次に、ステップＳ５１０では、第２の受電装置１０２ｂの通信部２１５は、充電を完了すると、受電完了通知を第２の送電装置１０１ｂに送信する。第２の送電装置１０１ｂの通信部２０５は、第２の受電装置１０２ｂから受電完了通知を受信すると、ステップＳ５１１へ進む。

　ステップＳ５１１では、第２の送電装置１０１ｂの送電部（送電用コイル２０２及び送電用ＬＣ共振器２０３を含む）は、送電制御回路２０４の制御により、送電を停止する。

　上記では第２の送電装置１０１ｂの処理を例に説明したが、その他の送電装置１０１ａを含むすべての送電装置１０１の処理は、第２の送電装置１０１ｂの処理と同様である。

　以上のように、まず、ステップＳ５０２で、送電装置１０１の送電制御回路２０４は、送電部が第１の電力で送電したときに閾値以上の電力の受電をしている受電装置１０２から受電している旨の応答を通信部２０５が受信した受電装置１０２の数を検出する。その後、ステップＳ５０５で、送電装置１０１の送電制御回路２０４は、送電部が送電しないときに閾値以上の電力の受電をしている受電装置１０２から受電している旨の応答を通信部２０５が受信した受電装置１０２の数を検出する。その後、ステップＳ５０７では、送電装置１０１の送電制御回路２０４は、ステップＳ５０２で検出した受電装置１０２の数とステップＳ５０５で検出した受電装置の数に応じて、送電部の送電可能範囲内に存在する受電装置１０２の数を検出する。その後、ステップＳ５０８では、送電装置１０１の送電制御回路２０４は、ステップＳ５０７で検出された受電装置１０２の数に応じて、送電部の無線送電の電力を制御する。

　なお、ステップＳ５０１及びＳ５０２の処理と、ステップＳ５０４及びＳ５０５の処理の順番を逆にしてもよい。すなわち、まずステップＳ５０４の処理を行い、次にステップＳ５０５の処理を行い、次にステップＳ５０１の処理を行い、次にステップＳ５０２の処理を行い、その後、ステップＳ５０７以降の処理を行うようにしてもよい。

　すなわち、まず、ステップＳ５０５のように、送電装置１０１の送電制御回路２０４は、送電部が送電しないときに閾値以上の電力の受電をしている受電装置１０２から受電している旨の応答を通信部２０５が受信した受電装置１０２の数を検出する。その後、ステップＳ５０２のように、送電装置１０１の送電制御回路２０４は、送電部が第１の電力で送電したときに閾値以上の電力の受電をしている受電装置１０２から受電している旨の応答を通信部２０５が受信した受電装置１０２の数を検出する。その後、ステップＳ５０７では、送電装置１０１の送電制御回路２０４は、ステップＳ５０２で検出した受電装置１０２の数とステップＳ５０５で検出した受電装置の数に応じて、送電部の送電可能範囲内に存在する受電装置１０２の数を検出する。その後、ステップＳ５０８では、送電装置１０１の送電制御回路２０４は、ステップＳ５０７で検出された受電装置１０２の数に応じて、送電部の無線送電の電力を制御する。

　また、ステップＳ５０４では、送電を停止する例を示したが、ステップＳ５０１のテスト送電の第１の電力より小さい第２の電力（極小電力を含む）で送電するようにしてもよい。

　すなわち、ステップＳ５０２では、送電装置１０１の送電制御回路２０４は、送電部が第１の電力で送電したときに閾値以上の電力の受電をしている受電装置１０２から受電している旨の応答を通信部２０５が受信した受電装置の数を検出する。また、ステップＳ５０４及びＳ５０５と同様に、送電装置１０１の送電制御回路２０４は、送電部が第１の電力より小さい第２の電力で送電したときに閾値以上の電力の受電をしている受電装置１０２から受電している旨の応答を通信部２０５が受信した受電装置１０２の数を検出する。その後、ステップＳ５０８では、送電装置１０１の送電制御回路２０４は、ステップＳ５０７で検出した受電装置の数に応じて、送電部の無線送電の電力を制御する。この場合も、上記のように、ステップＳ５０２とＳ５０５の処理の順番は、逆でもよい。

　以上のように、受電装置１０２がノート型パーソナルコンピュータ又は携帯端末等である場合には、受電装置１０２が移動可能である。本実施形態によれば、送電装置１０１の送電可能範囲内の受電装置１０２の数が変わる場合にも、自己の送電可能範囲内の受電装置１０２の数を検出し、その数に応じて適切な電力で無線送電することができる。

（第２の実施形態）
　図６は、第２の実施形態による送受電システムの構成例を示す図である。送受電システムは、２個の送電装置１０１ａ，１０１ｂ及び４個の受電装置１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄを有する。第１の送電可能範囲３０１ａは、第１の送電装置１０１ａの送電部が送電可能な範囲であり、第１の受電装置１０２ａ及び第２の受電装置１０２ｂが存在する。第２の送電可能範囲３０１ｂは、第２の送電装置１０１ｂの送電部が送電可能な範囲であり、第３の受電装置１０２ｃ及び第４の受電装置１０２ｄが存在する。

　第１の送信可能範囲３０２ａは、第１の送電装置１０１ａの通信部２０５が送信可能な範囲であり、第１の送電可能範囲３０１ａより広く、第１の受電装置１０２ａ、第２の受電装置１０２ｂ、第３の受電装置１０２ｃ及び第４の受電装置１０２ｄが存在する。第２の送信可能範囲３０２ｂは、第２の送電装置１０１ｂの通信部２０５が送信可能な範囲であり、第２の送電可能範囲３０１ｂより広く、第１の受電装置１０２ａ、第２の受電装置１０２ｂ、第３の受電装置１０２ｃ及び第４の受電装置１０２ｄが存在する。

　図７～図１０は、図６の送受電システムの処理例を示すシーケンスフロー図である。まず、図７において、ステップ７０１では、第１の送電装置１０１ａは、充電処理の開始を指示する。

　次に、ステップ７０２では、図５のステップＳ５０１に対応し、第１の送電装置１０１ａの送電部は、第１の電力でテスト送電を開始する。第１の受電装置１０２ａ及び第２の受電装置１０２ｂは、第１の送電装置１０１ａの第１の送電可能範囲３０１ａ内に位置するので、ステップ７０３及び７０４で、第１の送電装置１０１ａからの受電を開始し、その受電により電源が投入される。

　これに対し、第３の受電装置１０２ｃ及び第４の受電装置１０２ｄは、第１の送電装置１０１ａの第１の送電可能範囲３０１ａ外に位置するので、受電をせず、電源が投入されない。

　次に、ステップ７０５では、図５のステップＳ５０２に対応し、第１の送電装置１０１ａの通信部２０５は、受電中の受電装置を検出するために受電装置検出通知を送信する。

　すると、ステップ７０６では、第１の受電装置１０２ａは、受電中であるので、上記の受電装置検出通知を第１の送電装置１０１ａから受信すると、受電中である旨を第１の送電装置１０１ａに応答送信する。ステップ７０７では、第２の受電装置１０２ｂも、受電中であるので、上記の受電装置検出通知を第１の送電装置１０１ａから受信すると、受電中である旨を第１の送電装置１０１ａに応答送信する。

　これに対し、ステップ７０８では、第３の受電装置１０２ｃは、受電中でないので、上記の受電装置検出通知が送信されても、応答しない。ステップ７０９では、第４の受電装置１０２ｄも、受電中でないので、上記の受電装置検出通知が送信されても、応答しない。

　次に、ステップ７１０では、第１の送電装置１０１ａの送電制御回路２０４は、ステップ７０６及び７０７で応答があった第１の受電装置１０２ａ及び第２の受電装置１０２ｂの情報を記憶部７１１に記憶する。

　次に、ステップ７１２では、図５のステップＳ５０４に対応し、第１の送電装置１０１ａの送電部は、テスト送電を停止する。すると、ステップ７１３では、第１の受電装置１０２ａは、受電を停止し、電源が切断される。ステップ７１４では、第２の受電装置１０２ｂも、受電を停止し、電源が切断される。

　次に、ステップ７１５では、図５のステップＳ５０５に対応し、第１の送電装置１０１ａの通信部２０５は、受電中の受電装置を検出するために受電装置検出通知を送信する。

　すると、図８に示すように、ステップ８０１では、第１の受電装置１０２ａは、受電中でないので、上記の受電装置検出通知が送信されても、応答しない。ステップ８０２では、第２の受電装置１０２ｂも、受電中でないので、上記の受電装置検出通知が送信されても、応答しない。ステップ８０３では、第３の受電装置１０２ｃも、受電中でないので、上記の受電装置検出通知が送信されても、応答しない。ステップ８０４では、第４の受電装置１０２ｄも、受電中でないので、上記の受電装置検出通知が送信されても、応答しない。

　次に、ステップ８０５では、第１の送電装置１０１ａの送電制御回路２０４は、応答があった受電装置の情報を記憶部７１１から削除する処理を行う。しかし、ステップ８０５では、応答があった受電装置が存在しないので、第１の送電装置１０１ａの送電制御回路２０４は、記憶部７１１の情報の削除を行わない。

　次に、ステップ８０６では、図５のステップＳ５０７に対応し、第１の送電装置１０１ａの送電制御回路２０４は、記憶部７１１に記憶されている第１の受電装置１０２ａ及び第２の受電装置１０２ｂの２個の受電装置が自己の第１の送電可能範囲３０１ａ内に存在することを検出する。

　次に、ステップ８０７では、図５のステップＳ５０８に対応し、第１の送電装置１０１ａの送電制御回路２０４は、ステップ８０６で検出された受電装置の数に適した電力になるように、高周波電源回路２０１内のアンプのゲインを設定する。

　次に、ステップ８０８では、図５のステップＳ５０９に対応し、第１の送電装置１０１ａの送電部は、上記の設定された適切な電力での送電を開始する。すると、ステップ８０９では、第１の受電装置１０２ａは、適切な電力で受電し、電源が投入される。ステップ８１０では、第２の受電装置１０２ｂも、適切な電力で受電し、電源が投入される。

　これに対し、第３の受電装置１０２ｃ及び第４の受電装置１０２ｄは、第１の送電装置１０１ａの第１の送電可能範囲３０１ａ外に位置するので、受電しない。

　次に、図９に示すように、ステップ９０１では、第２の送電装置１０１ｂは、充電処理の開始を指示する。

　次に、ステップ９０２では、図５のステップＳ５０１に対応し、第２の送電装置１０１ｂの送電部は、第１の電力でテスト送電を開始する。第３の受電装置１０２ｃ及び第４の受電装置１０２ｄは、第２の送電装置１０１ｂの第２の送電可能範囲３０１ｂ内に位置するので、ステップ９０３及び９０４で、第２の送電装置１０１ｂからの受電を開始し、その受電により電源が投入される。

　次に、ステップ９０５では、図５のステップＳ５０２に対応し、第２の送電装置１０１ｂの通信部２０５は、受電中の受電装置を検出するために受電装置検出通知を送信する。

　すると、ステップ９０６では、第１の受電装置１０２ａは、第１の送電装置１０１ａから受電中であるので、上記の受電装置検出通知を第２の送電装置１０１ｂから受信すると、受電中である旨を第２の送電装置１０１ｂに応答送信する。ステップ９０７では、第２の受電装置１０２ｂも、第１の送電装置１０１ａから受電中であるので、上記の受電装置検出通知を第２の送電装置１０１ｂから受信すると、受電中である旨を第２の送電装置１０１ｂに応答送信する。

　これに対し、ステップ９０８では、第３の受電装置１０２ｃは、第２の送電装置１０１ｂから受電中であるので、上記の受電装置検出通知を第２の送電装置１０１ｂから受信すると、受電中である旨を第２の送電装置１０１ｂに応答送信する。ステップ９０９では、第４の受電装置１０２ｄも、第２の送電装置１０１ｂから受電中であるので、上記の受電装置検出通知を第２の送電装置１０１ｂから受信すると、受電中である旨を第２の送電装置１０１ｂに応答送信する。

　次に、ステップ９１０では、第２の送電装置１０１ｂの送電制御回路２０４は、ステップ９０６～９０９で応答があった第１の受電装置１０２ａ～第４の受電装置１０２ｄの情報を記憶部９１１に記憶する。

　次に、ステップ９１２では、図５のステップＳ５０４に対応し、第２の送電装置１０１ｂの送電部は、テスト送電を停止する。すると、ステップ９１３では、第３の受電装置１０２ｃは、受電を停止し、電源が切断される。ステップ９１４では、第４の受電装置１０２ｄも、受電を停止し、電源が切断される。

　次に、ステップ９１５では、図５のステップＳ５０５に対応し、第２の送電装置１０１ｂの通信部２０５は、受電中の受電装置を検出するために受電装置検出通知を送信する。

　すると、図１０に示すように、ステップ１００１では、第１の受電装置１０２ａは、第１の送電装置１０１ａから受電中であるので、上記の受電装置検出通知を第２の送電装置１０１ｂから受信すると、受電中である旨を第２の送電装置１０１ｂに応答送信する。ステップ１００２では、第２の受電装置１０２ｂも、第１の送電装置１０１ａから受電中であるので、上記の受電装置検出通知を第２の送電装置１０１ｂから受信すると、受電中である旨を第２の送電装置１０１ｂに応答送信する。

　これに対し、ステップ１００３では、第３の受電装置１０２ｃは、受電中でないので、上記の受電装置検出通知が送信されても、応答しない。ステップ１００４では、第４の受電装置１０２ｄも、受電中でないので、上記の受電装置検出通知が送信されても、応答しない。

　次に、ステップ１００５では、第２の送電装置１０１ｂの送電制御回路２０４は、ステップ１００１及び１００２で応答があった第１の受電装置１０２ａ及び第２の受電装置１０２ｂの情報を記憶部９１１から削除する。これにより、記憶部９１１には、第３の受電装置１０２ｃ及び第４の受電装置１０２ｄの情報が残る。

　次に、ステップ１００６では、図５のステップＳ５０７に対応し、第２の送電装置１０１ｂの送電制御回路２０４は、記憶部９１１に記憶されている第３の受電装置１０２ｃ及び第４の受電装置１０２ｄの２個の受電装置が自己の第２の送電可能範囲３０１ｂ内に存在することを検出する。

　次に、ステップ１００７では、図５のステップＳ５０８に対応し、第２の送電装置１０１ｂの送電制御回路２０４は、ステップ１００６で検出された受電装置の数に適した電力になるように、高周波電源回路２０１内のアンプのゲインを設定する。

　次に、ステップ１００８では、図５のステップＳ５０９に対応し、第２の送電装置１０１ｂの送電部は、上記の設定された適切な電力での送電を開始する。すると、ステップ１００９では、第３の受電装置１０２ｃは、適切な電力で受電し、電源が投入される。ステップ１０１０では、第４の受電装置１０２ｄも、適切な電力で受電し、電源が投入される。

　以上のように、本実施形態によれば、第１の送電装置１０１ａは、第１の送電可能範囲３０１ａ内の２個の受電装置１０２ａ及び１０２ｂに適した電力で送電することができる。第２の送電装置１０１ｂは、第２の送電可能範囲３０１ｂ内の２個の受電装置１０２ｃ及び１０２ｄに適した電力で送電することができる。

（第３の実施形態）
　図１１は、第３の実施形態による第１の送電装置１０１ａの送電例を示すタイムチャートである。以下、本実施形態が第１及び第２の実施形態と異なる点を説明する。第１の送電装置１０１ａは、図５のステップＳ５０１～Ｓ５０９の処理を一定の周期で定期的に行う。これにより、図１１に示すように、第１の送電装置１０１ａは、ステップＳ５０４の送電停止が定期的に行われる。

　すなわち、第１の送電装置１０１ａの送電制御回路２０４は、ステップＳ５０１で送電部が第１の電力で送電したときにステップＳ５０２で通信部２０５が受信した受電装置１０２の数と、ステップＳ５０４で送電部が送電しないときにステップＳ５０５で通信部２０５が受信した受電装置１０２の数とに応じて、ステップＳ５０８で送電部の無線送電の電力を制御する処理を定期的に行う。

　受電装置１０２は、充電中に移動させられたり、増やされることが想定される。本実施形態では、第１の送電装置１０１ａは、第１の送電可能範囲３０１ａ内に存在する受電装置１０２の数を定期的に検出して送電電力を制御するので、第１の送電可能範囲３０１ａ内の受電装置１０２の数が変化しても、適切な電力で送電を行うことができる。

　なお、偶発的に近くにある第１の送電装置１０１ａ及び第２の送電装置１０１ｂが同時に充電処理を開始してしまった場合、第１の送電装置１０１ａ及び第２の送電装置１０１ｂが同じ周期で定期的に上記の電力制御処理を行うと、第１の送電装置１０１ａは、第１の送電可能範囲３０１ａ内に第１の受電装置１０２ａ～第４の受電装置１０２ｄが存在すると誤って検出し、第２の送電装置１０１ｂも、第２の送電可能範囲３０１ｂ内に第１の受電装置１０２ａ～第４の受電装置１０２ｄが存在すると誤って検出してしまう。そこで、そのような偶発的な場合でも対応可能な実施形態を後述の第４の実施形態で説明する。

（第４の実施形態）
　図１２は、第４の実施形態による第１の送電装置１０１ａ及び第２の送電装置１０１ｂの送電例を示すタイムチャートである。以下、本実施形態が第３の実施形態と異なる点を説明する。第２の送電装置１０１ｂは、第３の実施形態の第１の送電装置１０１ａと同様に、図５のステップＳ５０１～Ｓ５０９の処理を一定の周期で定期的に行う。これにより、図１２に示すように、第２の送電装置１０１ｂは、ステップＳ５０４の送電停止が一定の周期で定期的に行われる。

　これに対し、第１の送電装置１０１ａは、図５のステップＳ５０１～Ｓ５０９の処理をランダムの周期で複数回行う。これにより、図１２に示すように、第１の送電装置１０１ａは、ステップＳ５０４の送電停止がランダムの周期で複数回行われる。

　すなわち、第１の送電装置１０１ａの送電制御回路２０４は、ステップＳ５０１で送電部が第１の電力で送電したときにステップＳ５０２で通信部２０５が受信した受電装置１０２の数と、ステップＳ５０４で送電部が送電しないときにステップＳ５０５で通信部２０５が受信した受電装置１０２の数とに応じて、ステップＳ５０８で送電部の無線送電の電力を制御する処理をランダムの周期で複数回行う。

　本実施形態によれば、偶発的に近くにある第１の送電装置１０１ａ及び第２の送電装置１０１ｂが同時に充電処理を開始してしまった場合でも、第１の送電装置１０１ａ及び第２の送電装置１０１ｂは、２回目以降の電力制御処理を異なるタイミングで行うので、正しい電力制御を行うことができる。すなわち、第１の送電装置１０１ａは、第１の送電可能範囲３０１ａ内に第１の受電装置１０２ａ及び第２の受電装置１０２ｂが存在すると正しい検出を行い、第２の送電装置１０１ｂも、第２の送電可能範囲３０１ｂ内に第３の受電装置１０２ｃ及び第４の受電装置１０２ｄが存在すると正しい検出を行い、適切な電力で送信することができる。

（第５の実施形態）
　図１３Ａ、図１３Ｂ、図１４Ａ及び図１４Ｂは、第５の実施形態による第１の送電装置１０１ａ及び第２の送電装置１０１ｂの処理例を示す図である。

　図１３Ａでは、第１の送電装置１０１ａは、第２の送電装置１０１ｂの第２の送信可能範囲３０２ｂ外に位置し、第２の送電装置１０１ｂは、第１の送電装置１０１ａの第１の送信可能範囲３０２ａ外に位置する。

　第１の送電装置１０１ａの通信部２０５が送電装置検出通知を送信すると、第１の送信可能範囲３０２ａ内に第２の送電装置１０１ｂが存在しないので、第２の送電装置１０１ｂの通信部２０５は、第１の送電装置１０１ａから送電装置検出通知を受信できず、その応答を行わない。第１の送電装置１０１ａの送電制御回路２０４は、通信部２０５が上記の応答を受信しないので、第１の送信可能範囲３０２ａ内に第２の送電装置１０１ｂが存在しないことを検出できる。

　同様に、第２の送電装置１０１ｂの通信部２０５が送電装置検出通知を送信すると、第２の送信可能範囲３０２ｂ内に第１の送電装置１０１ａが存在しないので、第１の送電装置１０１ａの通信部２０５は、第２の送電装置１０１ｂから送電装置検出通知を受信できず、その応答を行わない。第２の送電装置１０１ｂの送電制御回路２０４は、通信部２０５が上記の応答を受信しないので、第２の送信可能範囲３０２ｂ内に第１の送電装置１０１ａが存在しないことを検出できる。

　図１３Ｂは、図１３Ａの状態における第１の送電装置１０１ａ及び第２の送電装置１０１ｂの送電例を示すタイムチャートである。図１３Ａの場合、第１の送電装置１０１ａは、第２の送信可能範囲３０２ｂ内に存在しないので、当然、第２の送電可能範囲３０１ｂ内にも存在しない。同様に、第２の送電装置１０１ｂは、第１の送信可能範囲３０２ａ内に存在しないので、当然、第１の送電可能範囲３０１ａ内にも存在しない。

　この場合、第１の送電装置１０１ａ及び第２の送電装置１０１ｂは、図１１と同様に、電力制御処理を定期的に行うため、定期的な送電１３０１が行われる。第１の送電装置１０１ａ及び第２の送電装置１０１ｂは、相互に位置が離れているので、同じタイミングで電力制御処理を行っても、正しい電力制御処理を行うことができる。

　図１４Ａでは、第１の送電装置１０１ａは、第２の送電装置１０１ｂの第２の送信可能範囲３０２ｂ内に位置し、第２の送電装置１０１ｂは、第１の送電装置１０１ａの第１の送信可能範囲３０２ａ内に位置する。

　第１の送電装置１０１ａの通信部２０５が送電装置検出通知を送信すると、第１の送信可能範囲３０２ａ内に第２の送電装置１０１ｂが存在するので、第２の送電装置１０１ｂの通信部２０５は、第１の送電装置１０１ａから送電装置検出通知を受信し、その応答を送信する。第１の送電装置１０１ａの送電制御回路２０４は、通信部２０５が上記の応答を受信するので、第１の送信可能範囲３０２ａ内に第２の送電装置１０１ｂが存在することを検出できる。

　同様に、第２の送電装置１０１ｂの通信部２０５が送電装置検出通知を送信すると、第２の送信可能範囲３０２ｂ内に第１の送電装置１０１ａが存在するので、第１の送電装置１０１ａの通信部２０５は、第２の送電装置１０１ｂから送電装置検出通知を受信し、その応答を送信する。第２の送電装置１０１ｂの送電制御回路２０４は、通信部２０５が上記の応答を受信するので、第２の送信可能範囲３０２ｂ内に第１の送電装置１０１ａが存在することを検出できる。

　図１４Ｂは、図１４Ａの状態における第１の送電装置１０１ａ及び第２の送電装置１０１ｂの送電例を示すタイムチャートである。図１４Ａの場合、第１の送電装置１０１ａは、第２の送信可能範囲３０２ｂ内に存在するので、第２の送電可能範囲３０１ｂ内にも存在する可能性がある。同様に、第２の送電装置１０１ｂは、第１の送信可能範囲３０２ａ内に存在するので、第１の送電可能範囲３０１ａ内にも存在する可能性がある。

　この場合、第１の送電装置１０１ａは、図１１と同様に、第１の周期で電力制御処理を定期的に行うため、第１の周期の定期的な送電１３０１が行われる。第２の送電装置１０１ｂは、図１１と同様に、上記の第１の周期とは異なる第２の周期で電力制御処理を定期的に行うため、第２の周期の定期的な送電１３０２が行われる。

　すなわち、送電装置１０１の送電制御回路２０４は、通信部２０５の送信可能範囲内に他の送電装置１０１が存在する旨を通信部２０５が受信したときには定期的に行う電力制御処理の周期を、上記の他の送電装置１０１が定期的に行う電力制御処理の周期と異ならせる。

　第１の送電装置１０１ａ及び第２の送電装置１０１ｂは、相互に位置が近いので、定期的行う周期を異ならせることにより、少なくとも２回目以降の電力制御処理のタイミングをずらし、正しい電力制御処理を行うことができる。

　第１～第５の実施形態によれば、送電装置１０１は、送電可能範囲内に存在する受電装置１０２の数を検出し、その数に応じて適切な電力で無線送電することができる。これにより、送電装置１０１が過度な電力を送電し、受電装置１０２に異常過熱が発生してしまうような問題を防止することができ、無駄な送電損失を防止することができる。

　なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

　送電可能範囲内の受電装置の数を検出し、その数に応じて適切な電力で無線送電することができる。

Claims (10)

1. 　無線送電を行う送電部と、
   　前記送電部の送電可能範囲より広い範囲内で無線通信を行う通信部と、
   　前記送電部の無線送電の電力を制御する送電制御回路とを有し、
   　前記送電制御回路は、前記送電部が第１の電力で送電したときに閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数と、前記送電部が送電しないとき又は前記第１の電力より小さい第２の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数とに応じて、前記送電部の無線送電の電力を制御することを特徴とする送電装置。
2. 　前記送電制御回路は、前記送電部が前記第１の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数と、前記送電部が送電しないとき又は前記第２の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数とに応じて、前記送電部の送電可能範囲内に存在する受電装置の数を検出し、前記検出された受電装置の数に応じて前記送電部の無線送電の電力を制御することを特徴とする請求項１記載の送電装置。
3. 　前記送電制御回路は、前記送電部が前記第１の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数と、前記送電部が送電しないときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数とに応じて、前記送電部の無線送電の電力を制御することを特徴とする請求項１記載の送電装置。
4. 　前記送電制御回路は、前記送電部が前記第１の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数と、前記送電部が前記第２の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数とに応じて、前記送電部の無線送電の電力を制御することを特徴とする請求項１記載の送電装置。
5. 　前記送電制御回路は、まず、前記送電部が前記第１の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数を検出し、その後、前記送電部が送電しないとき又は前記第２の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数を検出し、前記検出の結果に応じて、前記送電部の無線送電の電力を制御することを特徴とする請求項１記載の送電装置。
6. 　前記送電制御回路は、まず、前記送電部が送電しないとき又は前記第２の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数を検出し、その後、前記送電部が前記第１の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数を検出し、前記検出の結果に応じて、前記送電部の無線送電の電力を制御することを特徴とする請求項１記載の送電装置。
7. 　前記送電制御回路は、前記送電部が第１の電力で送電したときに前記通信部が受信した受電装置の数と、前記送電部が送電しないとき又は前記第２の電力で送電したときに前記通信部が受信した受電装置の数とに応じて、前記送電部の無線送電の電力を制御する処理を定期的に行うことを特徴とする請求項１記載の送電装置。
8. 　前記送電制御回路は、前記送電部が第１の電力で送電したときに前記通信部が受信した受電装置の数と、前記送電部が送電しないとき又は前記第２の電力で送電したときに前記通信部が受信した受電装置の数とに応じて、前記送電部の無線送電の電力を制御する処理をランダムの周期で複数回行うことを特徴とする請求項１記載の送電装置。
9. 　前記送電制御回路は、前記通信部の送信可能範囲内に他の送電装置が存在する旨を前記通信部が受信したときには前記定期的に行う処理の周期を、前記他の送電装置が定期的に行う処理の周期と異ならせることを特徴とする請求項７記載の送電装置。
10. 　送電装置と、
    　受電装置とを有し、
    　前記送電装置は、
    　無線送電を行う送電部と、
    　前記送電部の送電可能範囲より広い範囲内で無線通信を行う通信部と、
    　前記送電部の無線送電の電力を制御する送電制御回路とを有し、
    　前記送電制御回路は、前記送電部が第１の電力で送電したときに閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数と、前記送電部が送電しないとき又は前記第１の電力より小さい第２の電力で送電したときに前記閾値以上の電力の受電をしている受電装置から受電している旨の応答を前記通信部が受信した受電装置の数とに応じて、前記送電部の無線送電の電力を制御し、
    　前記受電装置は、
    　前記閾値以上の電力の受電をしているときには受電している旨を前記送電装置に送信する通信部を有することを特徴とする送受電システム。

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