特開 2024-108658 無線送電方法、及び、無線送電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024108658

(43)【公開日】2024-08-13

(54)【発明の名称】無線送電方法、及び、無線送電装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/70 20160101AFI20240805BHJP

   H02J 50/20 20160101ALI20240805BHJP

   H04B 5/48 20240101ALI20240805BHJP

【ＦＩ】

H02J50/70

H02J50/20

H04B5/02

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023013126

(22)【出願日】2023-01-31

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和４年度、国立研究開発法人科学技術振興機構、ＳＩＰ第２期事業「分散アンテナ協調制御方式」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】313005318

【氏名又は名称】パナソニックコネクト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 勇気

(72)【発明者】

【氏名】小柳 芳雄

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 浩

(72)【発明者】

【氏名】濱政 光

【テーマコード（参考）】

5K012

【Ｆターム（参考）】

5K012AB05

5K012AC08

5K012AC10

5K012AE01

5K012AE12

5K012AE13

(57)【要約】

【課題】無線送電に関し、無線通信との共存と、給電効率の向上とを実現する。
【解決手段】空間に電波を送出することにより電力を伝送する無線送電方法において、空間において他の電波が伝送されていない状態が少なくとも第１の期間継続した場合、第２の期間待機した後、電波を空間に送出する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

空間に電波を送出することにより電力を伝送する無線送電方法であって、
前記空間において他の電波が伝送されていない状態が少なくとも第１の期間継続した場合、第２の期間待機した後、前記電波を前記空間に送出する、
無線送電方法。

【請求項2】

前記電波は、第３の期間送出される、
請求項１に記載の無線送電方法。

【請求項3】

前記第１の期間、前記第２の期間、及び、前記第３の期間は、予め定められた期間である、
請求項２に記載の無線送電方法。

【請求項4】

前記第１の期間は、前記第２の期間よりも長い、
請求項３記載の無線送電方法。

【請求項5】

前記第３の期間は、前記第１の期間又は前記第２の期間よりも長い、
請求項３に記載の無線送電方法。

【請求項6】

前記電波と、前記他の電波とは、共通の周波数帯のものである、
請求項１から５のいずれか１項に記載の無線送電方法。

【請求項7】

前記周波数帯は、９２０ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯、又は、５．７ＧＨｚ帯である、
請求項６に記載の無線送電方法。

【請求項8】

空間に電波を送出することにより電力を伝送する無線送電装置であって、
前記空間において他の電波が伝送されているか否かを監視する監視部と、
前記他の電波が伝送されていない状態が少なくとも第１の期間継続した場合、第２の期間待機した後、前記電波の送出を決定する制御部と、
前記制御部の決定に基づいて、所定のアンテナから前記電波を送出する送信部と、を備える、
無線送電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、無線送電方法、及び、無線送電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

非特許文献１に記載されるように、電波を用いて電力を伝送する空間伝送型ワイヤレス電力伝送システムが検討されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】情報通信審議会 情報通信技術分科会 陸上無線通信委員会 ～空間伝送型ワイヤレス電力伝送システム作業班～ 報告書（案）概要、［ｏｎｌｉｎｅ］、令和２年５月、［令和５年１月１３日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：https://www.soumu.go.jp/main_content/000694293.pdf＞

【非特許文献2】ＡＲＩＢ ＳＴＤ－Ｔ１０７「特定小電力無線局９２０ＭＨｚ帯移動体識別用無線設備」

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６－６０３１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

電波を用いて電力を伝送する無線送電は、データを送信又は受信する無線通信およびＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）等の既存システムとの共存と、給電効率の向上とが求められるが、従来の検討では不十分である。

【0006】

本開示の目的は、無線送電に関し、無線通信との共存と、給電効率の向上とを実現する技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様に係る無線送電方法は、空間に電波を送出することにより電力を伝送する無線送電方法であって、前記空間において他の電波が伝送されていない状態が少なくとも第１の期間継続した場合、第２の期間待機した後、前記電波を前記空間に送出する。

【0008】

本開示の一態様に係る無線送電装置は、空間に電波を送出することにより電力を伝送する無線送電装置であって、前記空間において他の電波が伝送されているか否かを監視する監視部と、前記他の電波が伝送されていない状態が少なくとも第１の期間継続した場合、第２の期間待機した後、前記電波の送出を決定する制御部と、前記制御部の決定に基づいて、所定のアンテナから前記電波を送出する送信部と、を備える。

【0009】

なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム又は記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、無線送電に関し、無線通信との共存と、給電効率の向上とを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施の形態に係る無線給電システムの一例を示すブロック図

【図2】従来のキャリアセンスを説明するための図

【図3】本実施の形態に係る無線送電装置の構成例を示すブロック図

【図4】本実施の形態に係る無線送電方法に関する状態遷移を説明するための図

【図5】本実施の形態に係る無線送電方法の一例を示すフローチャート

【図6】従来のキャリアセンスを行う無線給電システムの動作の第１例を示す図

【図7】本実施の形態の無線送電方法を行う無線給電システムの動作の第１例を示す図

【図8】従来のキャリアセンスを行う無線給電システムの動作の第２例を示す図

【図9】本実施の形態の無線送電方法を行う無線給電システムの動作の第２例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を適宜参照して、本開示の実施の形態について、詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、すでによく知られた事項の詳細説明及び実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の記載の主題を限定することは意図されていない。

【0013】

（本実施の形態）
＜無線給電システム＞
図１は、本実施の形態に係る無線給電システム１の一例を示すブロック図である。

【0014】

無線給電システム１は、電波を用いて電力を伝送するシステムであり、図１に示すように、少なくとも１つの無線送電装置１０と、少なくとも１つの無線受電装置２０とを含む。

【0015】

無線送電装置１０は、無線受電装置２０に電力を伝送するための電波を送信する。無線受電装置２０は、無線送電装置１０から送信された電波を受信することにより電力を得る。以下、無線送電装置１０が電力を伝送するための電波を送信することを無線送電と称し、無線受電装置２０が無線送電装置１０から送信された電波を受信することを無線受電と称する場合がある。

【0016】

無線送電装置１０は、無線送電機能のみを有する装置であってよく、ＲＦＩＤ質問器のような通信機能を有する装置であってもよい。無線受電装置２０は、センサ端末、表示端末、アクチュエータ、充電器、受電器、照明、スピーカ、およびそれらを統合したものであってよい。

【0017】

電力伝送用の電波は、マイクロ波であってよい。また、当該電力伝送用の電波の周波数帯（キャリア）は、９２０ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯、又は、５．７ＧＨｚ帯であってよい。無線送電装置１０と無線受電装置２０とは、共通の周波数帯を使用するように設定されてよい。

【0018】

マイクロ波を用いて無線給電を行う場合、無線給電システム１の近傍に存在する無線通信システムへの影響を軽減するために、キャリアセンスを行って干渉を回避することが考えられる。図２は、従来のキャリアセンスを説明するための図である。なお、図２において、横軸ｔは経過時間を示す。

【0019】

従来の無線給電方法は、図２に示すように、所定期間待機した後、無線送電を行うチャネルにおいて他の電波が伝送されているか否かを確認するキャリアセンス（ＣＳ）を所定期間実行し、そのキャリアセンスにおいて他の電波が伝送されていないことを確認した場合、無線送電を開始する（非特許文献２参照）。

【0020】

しかし、従来の無線給電方法は、複数の無線送電装置が近傍に存在する場合、ある無線送電装置が無線送電を行っている間、他の無線送電装置はキャリアセンスを継続するため、無線送電を行うことができない。すなわち、データを送信又は受信する無線通信と異なり、エネルギーを伝送する無線給電システム同士は、複数波の干渉によるデメリットを有しないにも関わらず、従来の無線給電方法は、ある無線送電装置が無線送電を行っている間、他の無線送電装置が無線送電を行わないため、無線給電システム全体における給電効率の低下を招く。

【0021】

また、無線給電はエネルギーを伝送するため、無線通信と比較して、長時間チャネルを使用する傾向にある。したがって、複数の無線送電装置が存在する場合、ある無線送電装置が無線送電を終えた後、他の無線送電装置が遅延なく無線送電を行うこととなり、無線通信システムがチャネルを使用できる期間の比率が極めて小さくなってしまう。これを回避するために、無線送電装置のキャリアセンスの期間を、無線通信システムのキャリアセンスの期間よりも長くすることが考えられるが、その場合、無線送電装置がチャネルを使用できる確率が低くなり、給電効率の低下を招く。

【0022】

特許文献１に示されている従来の技術においては、自システムが使用しようとする周波数以外の同期信号を用いて、複数のＲＦＩＤリーダを同期動作する。しかし、当該技術においては同じ周波数帯を利用する未知の無線通信システムと連携した動作をする事ができず、互いに干渉を与えることとなる。さらに、自システムが無線通信に使用する周波数の他に同期信号のための周波数を必要とするため、占有する周波数帯域幅が増加するという問題がある。

【0023】

そこで、本実施の形態では、無線通信システムへの影響も考慮しつつ、単一の周波数を用いて給電効率の向上を実現するための技術について説明する。

【0024】

＜無線送電装置の構成＞
図３は、本実施の形態に係る無線送電装置１０の構成例を示すブロック図である。

【0025】

図３に示すように、無線送電装置１０は、制御部１１と、監視部１２と、送信部１３と、アンテナ１４とを備える。

【0026】

制御部１１は、無線送電装置１０が有する機能を実現するための処理を行う。当該処理の詳細については後述する（図５参照）。なお、制御部１１は、プロセッサ、コントローラ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、又は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等によって構成されてよい。また、制御部１１は、データを記憶可能なメモリを含んでもよい。また、無線送電装置１０はＳＤＲ（Software Defined Radio）等によって構成されてもよく、その場合、制御部１１はソフトウェアによって実装されてもよい。

【0027】

監視部１２は、無線送電を行おうとするチャネルの状態を監視する。例えば、監視部１２は、チャネルにおいて他の電波が伝送されているか否かを監視し、その監視結果を示すチャネル状態情報を生成する。監視するチャネルには、無線送電を行おうとするチャネルのほか、無線送電が干渉を与える別のチャネルが含まれてよい。監視部１２は、生成したチャネル状態情報を制御部１１に提供してよい。他の電波は、他の無線送電装置１０が送出する無線送電であってもよいし、無線通信システムが送出する無線通信であってもよいし、それ以外の電波であってもよい。

【0028】

９２０ＭＨｚ帯のキャリアを使用する無線システムの例として、デジタルＭＣＡ中継局及び移動局、高度ＭＣＡ移動局、携帯電話（ＬＴＥ）基地局及び移動局、ＲＦＩＤ、電波天文等が挙げられる。ＲＦＩＤの例として、構内無線（パッシブタグ１Ｗ）、特定小電力（パッシブタグ２５０ｍＷ）、テレメータ用、テレコントロール用及びデータ伝送用無線設備（アクティブタグ）等が挙げられる。

【0029】

２．４ＧＨｚ帯のキャリアを使用する無線システムの例として、無線ＬＡＮシステム、移動体識別（構内無線局又は特定小電力無線局）、無人移動体高速伝送システム（ロボット無線システム）、移動体衛星無線システム（Ｎ－ＳＴＡＲ）、移動体衛星無線システム（グローバルスター）、放送事業者用無線局（ＦＰＵ）、電波天文、アマチュア無線等が挙げられる。

【0030】

５．７ＧＨｚ帯のキャリアを使用する無線システムの例として、無線ＬＡＮシステム、ＤＳＲＣ（狭域通信）システム、放送業務用ＳＴＬ／ＴＴＬシステム、放送事業用ＦＰＵ／ＴＳＬシステム、無人移動体高速伝送システム（ロボット無線システム）、気象レーダー、電波天文、アマチュア無線等が挙げられる。

【0031】

送信部１３は、制御部１１の決定又は指示に基づいて、アンテナ１４から無線送電を行う。

【0032】

アンテナ１４は、無線送電に係る電波を空間に送出する。図３では、アンテナ１４は１つであるが、アンテナ１４は複数であってもよい。また、アンテナ１４が複数の場合、送信部１３は、複数のアンテナ１４を使用して、ビームフォーミング等による無線送電を行ってもよい。

【0033】

なお、図２に示す無線送電装置１０は、無線送電とキャリアの状態監視とを１つのアンテナ１４で行う構成であるが、無線送電装置１０は、無線送電用のアンテナ１４と、チャネルの状態監視用のアンテナとを別々に備える構成であってもよい。

【0034】

また、監視部１２及び／又は送信部１３の機能の少なくとも一部は、制御部１１に含まれてもよく、監視部１２の機能の少なくとも一部は、送信部１３に含まれてもよい。

【0035】

＜無線送電方法＞
図４は、本実施の形態に係る無線送電方法に関する状態遷移を説明するための図である。図４において横軸ｔは時間経過を示す。図５は、本実施の形態に係る無線送電方法の一例を示すフローチャートである。次に、図４及び図５を参照して、無線送電装置１０が行う無線送電方法に関する処理について説明する。

【0036】

制御部１１は、監視タイマＴｍを初期化（Ｔｍ＝０）する（Ｓ１０１）。監視タイマＴｍの値は、時間経過とともに増加する。

【0037】

制御部１１は、監視部１２からチャネル状態情報を取得し、無線送電を行うチャネルがクリアされているか否かを判定する（Ｓ１０２）。チャネルがクリアされているとは、チャネルにおいて他の電波が伝送されていない状態であることを示し、チャネルがクリアされていないとは、チャネルにおいて他の電波が伝送されている状態であることを示す。

【0038】

チャネルがクリアされていないと判定した場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、制御部１１は、処理をステップＳ１０１に戻す。すなわち、チャネルがクリアされるまで、監視タイマＴｍは開始されず、監視タイマＴｍの値は増加しない。

【0039】

チャネルがクリアされていると判定した場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、制御部１１は、監視タイマＴｍがチャネルクリア期間Ｔｃｓ以上（Ｔｍ≧Ｔｃｓ）であるか否かを判定する（Ｓ１０３）。

【0040】

監視タイマＴｍがチャネルクリア期間Ｔｃｓ未満（Ｔｍ＜Ｔｃｓ）である場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、制御部１１は、処理をステップＳ１０２に戻す。

【0041】

監視タイマＴｍがチャネルクリア期間Ｔｃｓ以上（Ｔｍ≧Ｔｃｓ）である場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、制御部１１は、次のステップＳ１０４の処理に進む。すなわち、制御部１１は、チャネルがクリアされている状態がチャネルクリア期間Ｔｃｓ以上継続するまで、次のステップＳ１０４に処理を進めない。また、制御部１１は、チャネルがクリアされている状態がチャネルクリア期間Ｔｃｓ以上継続するまでに、当該チャネルにおいて他の電波の伝送を検出した場合（つまりステップＳ１０２がＮＯとなった場合）、処理をステップＳ１０１に戻し、監視タイマＴｍを初期化する。

【0042】

ステップＳ１０４として、制御部１１は、待機期間Ｔｗｔ、無線送電を開始せずに、待機する（Ｓ１０４）。制御部１１は、この待機期間Ｔｗｔでは、監視部１２からチャネル状態情報を取得しなくてもよい。すなわち、制御部１１は、この待機期間Ｔｗｔでは、チャネルがクリアされているか否かの判定を行わなくてもよい。

【0043】

制御部１１は、待機期間Ｔｗｔ、待機した後、送信部１３に対して、無線送電期間Ｔｔｘ、無線送電を行うよう指示する（Ｓ１０５）。送信部１３は、当該指示を受領し、無線送電期間Ｔｔｘ、アンテナ１４から無線送電を行う。そして、処理は、ステップＳ１０１に戻る。無線送電を行っている間、制御部１１は、監視部１２からチャネルの状態情報を取得しなくてもよい。

【0044】

＜動作例＞
次に、各無線送電装置１０が上述した図５に示す処理を行った場合の動作例について説明する。

【0045】

図６及び図７は、１０台の無線送電装置を低密度で配置した無線給電システムにおける動作例を説明するための図である。図６は、従来のキャリアセンスを行う無線給電システムの動作例を示す。図７は、本実施の形態の無線送電方法を行う無線給電システム１の動作例を示す。低密度は、例えば、１００００平方メートルの領域内に１０台の無線送電装置を分散配置した程度の密度であってよい。

【0046】

図６及び図７において、上段グラフ１０１、１０３は、各無線送電装置が無線送電を行っている期間を示し、縦軸の数字は無線送電装置の識別番号を示し、横軸は経過時間（ｍｓ）を示す。上段グラフ１０１、１０３の各グラフ線は、識別番号の無線送電装置が無線送電を行っているか否かを示し、グラフ線が上方にある期間は無線送電が行われている期間を示し、グラフ線が下方にある期間は無線送電が行われてない期間を示す。

【0047】

図６及び図７において、下段グラフ１０２、１０４は、各経過時間において無線送電を行っている無線送電装置の数を示し、縦軸は無線送電を行っている無線送電装置の数を示し、横軸は経過時間（ｍｓ）を示す。

【0048】

従来のキャリアセンスを行う無線給電システムでは、図６の上段グラフ１０１に示すように、比較的距離が離れている無線送電装置同士は同時に無線送電を行うことができるものの、比較的距離が近い無線送電装置同士はキャリアセンスにより一方しか無線送電を行うことができない。そのため、図６の下段グラフ１０２に示すように、常時、２～４台の無線送電装置が無線送電を行い、チャネルに空き時間が生じない。よって、無線通信システムが無線通信を行う余地がない。

【0049】

これに対して、本実施の形態の無線送電方法を行う無線給電システム１では、各無線送電装置１０が図５に示す処理を行うことにより、図７の上段グラフ１０３に示すように、各無線送電装置１０の（チャネルクリア期間Ｔｃｓ＋待機期間Ｔｗｔ）のタイミングが同期し、かつ、無線送電のタイミングも同期するようになる。そのため、図７の上段グラフ１０３及び下段グラフ１０４に示すように、同期した（チャネルクリア時間Ｔｃｓ＋待機期間Ｔｗｔ）において、チャネルに空き時間が生じる。なお、（チャネルクリア期間Ｔｃｓ＋待機期間Ｔｗｔ）は、非送電期間と称されてもよい。よって、無線通信システムは、このチャネルの空き時間を利用して、無線通信を行うことができる。

【0050】

さらに、図７の下段グラフ１０４に示すように、無線送電期間Ｔｔｘにおいて、１０台の無線送電装置１０が同時に無線送電を行うようになる。したがって、従来のキャリアセンスを行う無線給電システムと比較して、給電効率が向上する。

【0051】

図８及び図９は、１０台の無線送電装置を高密度で配置した無線給電システム１の動作例を説明するための図である。図８は、従来のキャリアセンスを行う無線給電システムの動作例を示す。図９は、本実施の形態の無線送電方法を行う無線給電システム１の動作例を示す。高密度は、例えば、１００平方メートルの領域内に１０台の無線送電装置を分散配置した程度の密度であってよい。

【0052】

図８及び図９に示す上段グラフ１０５、１０７及び下段グラフ１０６、１０８の見方は、図６及び図７に示す上段グラフ１０１、１０３及び下段グラフ１０２、１０４の見方と同じである。よって、ここではグラフの説明を省略する。

【0053】

従来のキャリアセンスを行う無線給電システムでは、図８の上段グラフ１０５に示すように、ある特定の無線送電装置が無線送電を行い、他の無線送電装置はキャリアセンスにより無線送電を行わなくなる。そのため、図８の下段グラフ１０６に示すように、常時、約１台の無線送電装置が無線送電を行い、キャリアに空き時間が生じない。よって、無線通信システムが無線通信を行う余地がない。

【0054】

これに対して、本実施の形態の無線送電方法を行う無線給電システム１では、各無線送電装置１０が図５に示す処理を行うことにより、図９の上段グラフ１０７に示すように、各無線送電装置１０の（チャネルクリア期間Ｔｃｓ＋待機期間Ｔｗｔ）（つまり非送電期間）が同期し、かつ、無線送電のタイミングも同期するようになる。そのため、図９の上段グラフ１０７及び下段グラフ１０８に示すように、同期した待機期間Ｔｗｔにおいて、チャネルに空き時間が生じる。よって、無線通信システムは、このチャネルの空き時間を利用して、無線通信を行うことができる。

【0055】

さらに、図９の下段グラフ１０８に示すように、無線送電期間Ｔｔｘにおいて、１０台の無線送電装置１０が同時に無線送電を行うようになる。したがって、従来のキャリアセンスを行う無線給電システムと比較して、給電効率が向上する。

【0056】

また、図６の上段グラフ１０１より、相対的に離隔距離の大きい無線送電装置同士は互いの受信電力値がキャリアセンスの閾値を下回ることから、互いに存在を認識することがなく、同時に無線送電を行う可能性がある。これはＣＳＭＡ／ＣＡにおける隠れ端末問題と同様に電波干渉の原因となる。一方、図７の上段グラフ１０３においては、同様に互いに直接認識できない無線送電装置１０が存在するものの、中継を繰り返すことで自律的に各無線送電装置１０が同期して動作することが可能となっている。

【0057】

さらに、図７の上段グラフ１０３と図９の上段グラフ１０７との対比が示すように、無線送電装置１０が高密度に配置された無線給電システム１では、無線送電装置１０が低密度に配置された無線給電システム１と比較して、より短時間で無線送電のタイミングが同期する。よって、給電効率がさらに向上する。

【0058】

＜無線送電のタイミングが同期する理由＞
図４及び図５に示すように、各無線送電装置１０は、他の電波が伝送されていない期間がチャネルクリア期間Ｔｃｓ継続した場合、待機期間Ｔｗｔ待機し、無線送電を開始する。待機期間Ｔｗｔを設ける理由は、各無線送電装置１０の監視タイマの精度のばらつきを吸収し、２台以上の無線送電装置１０が存在する場合の同期動作を確実にするためである。以下、具体例を挙げて説明する。

【0059】

もし待機期間Ｔｗｔを設けない場合、チャネルクリア期間Ｔｃｓ継続後、直ちに無線送電が開始される。この場合において、もし第１の無線送電装置の監視タイマが第２の無線送電装置の監視タイマよりも少しカウントが速いという精度のばらつきがあるとすると、第１の無線送電装置が少し先に無線送電を開始し、第２の無線送電装置は、チャネルクリア監視中にその第１の無線送電装置が送出した無線送電を検出し、無線送電を開始できなくなる。そこで、本実施の形態では、待機期間Ｔｗｔを設けることにより、このような問題が発生することを回避している。これにより、図７又は図９のグラフに示すように、各無線送電装置１０の送信開始タイミングが自動的に同期すると共に当該待機期間Ｔｗｔによって各無線送電装置１０の監視タイマの精度のばらつきが吸収され、その結果、各無線送電装置１０の無線送電期間Ｔｔｘを同期させることができる。

【0060】

チャネルクリア期間Ｔｃｓは、予め定められた期間であってよい。チャネルクリア期間Ｔｃｓは、例えば、５００ｍｓ以上であってよい。チャネルクリア期間Ｔｃｓは、第１の期間と読み替えられてもよい。待機期間Ｔｗｔは、予め定められた期間であってよい。待機期間Ｔｗｔは、例えば、０ｍｓより大きくかつ５０ｍｓ以下であってよい。待機期間Ｔｗｔは、第２の期間と読み替えられてもよい。無線送電期間Ｔｔｘは、予め定められた期間であってよい。無線送電期間Ｔｔｘは、例えば、２０００ｍｓ以上かつ２５００ｍｓ以下であってよい。無線送電期間Ｔｔｘは、第３の期間と読み替えられてもよい。各無線送電装置１０には、上記した予め定められたチャネルクリア期間Ｔｃｓ、待機期間Ｔｗｔ、及び、無線送電期間Ｔｔｘが設定されてよい。これにより、複数の無線送電装置１０に共通のチャネルクリア期間Ｔｃｓ、待機期間Ｔｗｔ及び無線送電期間Ｔｔｘが設定されるので、図７又は図９に示すように、複数の無線送電装置１０の待機期間Ｔｗｔ及び無線送電期間Ｔｔｘが同期するようになる。

【0061】

チャネルクリア期間Ｔｃｓは、待機期間Ｔｗｔよりも長くてよい。これにより、他の無線通信の存在を検出する確率が向上する。

【0062】

無線送電期間Ｔｔｘは、チャネルクリア期間Ｔｃｓ又は待機期間Ｔｗｔよりも長くてよい。これにより、無線送電期間Ｔｔｘが十分に確保され、給電効率が向上する。

【0063】

無線受電装置２０は、複数の無線送電装置１０から無線送電を受電することにより、１台の無線送電装置１０から無線送電を受電するよりも、大きな電力を得ることができる。本実施の形態に係る無線給電システム１は、図７又は図９に示すように、複数の無線送電装置１０が共通の期間に無線送電を行うことができるので、無線受電装置２０は、大きな電力を得ることができる。よって、給電効率が向上する。

【0064】

＜無線給電システムの適用例＞
本実施の形態に係る無線給電システム１は、９２０ＭＨｚ帯を使用するにあたり、無線送電装置１０の無線送電の出力を、特定小電力無線局に適合するように低減して運用する構成であってもよい。これにより、無線使用に係る免許の申請及び登録が不要となり、より多様なシーンで無線給電システム１を利用できるようになる。本実施の形態においてはチャネルの監視を行うことにより、例えば構内無線局等の優先的に利用されるべき無線通信システムに影響を与えることなく、無線給電システム１を運用可能となる。また、１台あたりの無線送電装置１０の無線送電の出力を特定小電力無線局に適合するように低減しても、本実施の形態に係る無線給電システム１は、図７又は図８に示すように、複数の無線送電装置１０が同期して無線送電を行うことができるので、無線受電装置２０が十分な電力を得られるシステムを実現できる。

【0065】

例えば、本実施の形態に係る免許不要の無線給電システム１を物流トラックに適用してもよい。この場合、無線給電システム１は、トラックが運搬している荷物に取り付けられたセンサ端末等への給電と、トラックの車室内アクセサリへの給電と、トラックのタイヤ内に設置されたセンサ端末等への給電とを行ってよい。

【0066】

（本開示のまとめ）
以上の実施の形態の記載により、下記の技術が開示される。

【0067】

＜技術１＞
本開示に係る、空間に電波を送出することにより電力を伝送する無線送電方法は、前記空間において他の電波が伝送されていない状態が少なくとも第１の期間（例えばチャネルクリア期間Ｔｃｓ）継続した場合、第２の期間（例えば待機期間Ｔｗｔ）待機した後、前記電波を前記空間に送出する。
これにより、図７又は図９に例示するように、第２の期間及び電波の送出タイミングが同期するので、データを送信又は受信する無線通信との共存と、給電効率の向上とを実現できる。

【0068】

＜技術２＞
技術１に記載の無線送電方法において、前記電波は、第３の期間（例えば無線送電期間Ｔｔｘ）送出されてよい。
これにより、図７又は図９に例示するように、電波は、第３の期間にて同期して送出されるので、給電効率が向上する。

【0069】

＜技術３＞
技術２に記載の無線送電方法において、前記第１の期間、前記第２の期間は、及び、第３の期間は、予め定められた期間であってよい。
これにより、複数の無線送電装置１０に共通の第１の期間、第２の期間及び第３の期間が設定され、図７又は図９に例示するように、第２の期間及び第３の期間を同期させることができる。

【0070】

＜技術４＞
技術１から３のいずれか１項に記載の無線送電方法において、前記第１の期間は、前記第２の期間よりも長くてよい。
これにより、第１の期間と第２の期間とのバランスを適切に設定できる。

【0071】

＜技術５＞
技術４に記載の無線送電方法において、前記第３の期間は、前記第１の期間又は前記第２の期間よりも長くてよい。
これにより、送電用の電波を送出する第３の期間が十分に確保されるので、給電効率が向上する。

【0072】

＜技術６＞
技術１から５のいずれか１項に記載の無線送電方法において、前記電波と、前記他の電波とは、共通の周波数帯のものであってよい。
これにより、送電用の電波と他の電波とが、共通の周波数帯において干渉することを防止できる。

【0073】

＜技術７＞
技術６に記載の無線送電方法において、前記周波数帯は、９２０ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯、又は、５．７ＧＨｚ帯であってよい。
これにより、送電用の電波と他の電波とが、共通の９２０ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯、又は、５．７ＧＨｚ帯において干渉することを防止できる。

【0074】

＜技術８＞
本開示に係る、空間に電波を送出することにより電力を伝送する無線送電装置１０は、前記空間において他の電波が伝送されているか否かを監視する監視部１２と、前記他の電波が伝送されていない状態が少なくとも第１の期間（例えばチャネルクリア期間Ｔｃｓ）継続した場合、第２の期間（例えば待機期間Ｔｗｔ）待機した後、前記電波の送出を決定する制御部１１と、前記制御部の決定に基づいて、所定のアンテナ１４から前記電波を送出する送信部１３と、を備える。
これにより、図７又は図９に例示するように、第２の期間及び電波の送出タイミングが同期するので、データを送信又は受信する無線通信との共存と、給電効率の向上とを実現できる。

【0075】

以上、添付図面を参照しながら実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても本開示の技術的範囲に属すると了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0076】

本開示の技術は、電波を用いて電力を伝送する技術に有用である。

【符号の説明】

【0077】

１ 無線給電システム
１０ 無線送電装置
１１ 制御部
１２ 監視部
１３ 送信部
１４ アンテナ
２０ 無線受電装置
１０１、１０３、１０５、１０７ 上段グラフ
１０２、１０４、１０６、１０８ 下段グラフ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【手続補正書】

【提出日】2024-08-02

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

空間に電波を送出することにより電力を伝送する無線送電方法であって、
前記空間において他の電波が伝送されていないチャネルクリア状態を検出してから、少なくとも所定の第１の期間、前記チャネルクリア状態が継続した場合、第２の期間待機した後、前記電波を前記空間に送出する、
無線送電方法。

【請求項2】

前記電波は、第３の期間送出される、
請求項１に記載の無線送電方法。

【請求項3】

前記第１の期間、前記第２の期間、及び、前記第３の期間は、予め定められた期間である、
請求項２に記載の無線送電方法。

【請求項4】

前記第１の期間は、前記第２の期間よりも長い、
請求項３記載の無線送電方法。

【請求項5】

前記第３の期間は、前記第１の期間又は前記第２の期間よりも長い、
請求項３に記載の無線送電方法。

【請求項6】

前記電波と、前記他の電波とは、共通の周波数帯のものである、
請求項１から５のいずれか１項に記載の無線送電方法。

【請求項7】

前記周波数帯は、９２０ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯、又は、５．７ＧＨｚ帯である、
請求項６に記載の無線送電方法。

【請求項8】

空間に電波を送出することにより電力を伝送する無線送電装置であって、
前記空間において他の電波が伝送されているか否かを監視する監視部と、
前記他の電波が伝送されていないチャネルクリア状態を検出してから、少なくとも所定の第１の期間、前記チャネルクリア状態が継続した場合、第２の期間待機した後、前記電波の送出を決定する制御部と、
前記制御部の決定に基づいて、所定のアンテナから前記電波を送出する送信部と、を備える、
無線送電装置。