特許 7572585 給電中継装置、電力供給システム及び装着装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-15

(45)【発行日】2024-10-23

(54)【発明の名称】給電中継装置、電力供給システム及び装着装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 1/00 20060101AFI20241016BHJP

   H02J 50/20 20160101ALI20241016BHJP

   H02J 50/40 20160101ALI20241016BHJP

   H02J 50/80 20160101ALI20241016BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20241016BHJP

【ＦＩ】

H02J1/00 303

H02J50/20

H02J50/40

H02J50/80

H02J7/00 A

H02J7/00 301D

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2024082441

(22)【出願日】2024-05-21

【審査請求日】2024-05-21

【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３年度 国立研究開発法人情報通信研究機構「革新的情報通信技術研究開発委託研究／完全ワイヤレス社会実現を目指したワイヤレス電力伝送の高周波化および通信との融合技術」（ＪＰＪ０１２３６８Ｃ０２４０１）、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】501440684

【氏名又は名称】ソフトバンク株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098626

【弁理士】

【氏名又は名称】黒田 壽

(74)【代理人】

【識別番号】100128691

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 弘通

(72)【発明者】

【氏名】平川 昂

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 直輝

(72)【発明者】

【氏名】中本 悠太

【審査官】高野 誠治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１３７３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１３２４１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／１３７３４８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－０１６６５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１２０７２６６４（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ １／００

Ｈ０２Ｊ ５０／２０

Ｈ０２Ｊ ５０／４０

Ｈ０２Ｊ ５０／８０

Ｈ０２Ｊ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電力供給を中継する給電中継装置であって、
有線電源からケーブルを介して直流電力が入力される一又は複数の有線電力入力部と、送電装置から電波による無線電力伝送を受けた無線電源からケーブルを介して直流電力が入力される一又は複数の無線電力入力部と、を有する複数の電力入力部と、
前記複数の電力入力部の少なくとも一つの電力入力部の入力電力で充電可能な電池と、
一又は複数の電力出力部と、
前記複数の電力入力部の少なくとも一つの電力入力部の入力電力を前記一又は複数の電力出力部から出力するパススルー回路部と、
を備える、ことを特徴とする給電中継装置。

【請求項2】

請求項１の給電中継装置において、
前記複数の電力入力部は、環境発電装置から直流電力が入力される一又複数の環境発電入力部を含む、ことを特徴とする給電中継装置。

【請求項3】

請求項１の給電中継装置において、
前記無線電源は、前記送電装置から送信された無線電力伝送の電波を受信するアンテナに接続され前記アンテナが受信した受信信号を整流して直流電力を出力する整流回路を備える、
ことを特徴とする給電中継装置。

【請求項4】

請求項１の給電中継装置において、
送電装置から電波による無線電力伝送を受ける一又は複数の無線電源を備え、
前記無線電源は、前記送電装置から送信された無線電力伝送の電波を受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナが受信した前記電波の受信信号を整流して直流電力を出力する複数の整流回路と、を有する、
ことを特徴とする給電中継装置。

【請求項5】

請求項１の給電中継装置において、
前記一の有線電力入力部の入力電力と前記一の無線電力入力部の入力電力とを切り替える入力切替部と、
前記入力切替部で切り替えられた切り替え後の直流電力の経路について、前記複数の電力出力部に向けて供給するパススルー経路と前記電池に向けて供給する充電経路とを制御する経路制御回路部と、
前記入力電力による前記電池の充電を制御する充電制御回路部と、
前記パススルー経路に供給された電力の電圧を所定の出力電圧に変換し、電圧変換後の電力を前記複数の電力出力部に分配するＤＣ電圧変換／分配部と、
を備える、
ことを特徴とする給電中継装置。

【請求項6】

請求項１の給電中継装置において、
前記一の無線電力入力部の入力電力の電圧を前記一の有線電力入力部の入力電力と同じ電圧に変換する入力電圧変換回路部と、
前記一の有線電力入力部の入力電力と前記一の無線電力入力部の電圧変換後の入力電力とを合成する入力合成部と、
前記入力合成部で合成された合成後の直流電力の経路について、前記複数の電力出力部に向けて供給するパススルー経路と前記電池に向けて供給する充電経路とを制御する経路制御回路部と、
前記入力電力による前記電池の充電を制御する充電制御回路部と、
前記パススルー経路に供給された電力の電圧を所定の出力電圧に変換し、電圧変換後の電力を前記複数の電力出力部に分配するＤＣ電圧変換／分配部と、
を備える、
ことを特徴とする給電中継装置。

【請求項7】

請求項１の給電中継装置において、
前記複数の電力入力部にそれぞれ接続される複数組のプラス入力部及びマイナス入力部と、１組のプラス出力部及びマイナス出力部と、を有する直流接続回路部と、
前記直流接続回路部から出力された直流電力の経路について、前記複数の電力出力部に向けて供給するパススルー経路と前記電池に向けて供給する充電経路とを制御する経路制御回路部と、
前記入力電力による前記電池の充電を制御する充電制御回路部と、
前記パススルー経路に供給された電力の電圧を所定の出力電圧に変換し、電圧変換後の電力を前記複数の電力出力部に分配するＤＣ電圧変換／分配部と、
を備える、
ことを特徴とする給電中継装置。

【請求項8】

請求項７の給電中継装置において、
前記経路制御回路部は、前記複数の電力出力部のいずれかに給電対象が接続されている場合に、前記直流接続回路部から出力された直流電力の経路を、前記複数の電力出力部に向けて供給するパススルー経路に切り替える、
ことを特徴とする給電中継装置。

【請求項9】

請求項１の給電中継装置において、
前記複数の電力入力部にそれぞれ接続される複数組のプラス入力部及びマイナス入力部と、１組のプラス出力部及びマイナス出力部と、を有する直流接続回路部と、
前記直流接続回路部から出力された直流電力の経路について前記複数の電力出力部に向けて供給するパススルー経路と前記電池に向けて供給する充電経路とを制御し、前記入力電力による前記電池の充電を制御する充電制御回路部と、
前記パススルー経路に供給された電力の電圧を所定の出力電圧に変換し、電圧変換後の電力を前記複数の電力出力部に分配するＤＣ電圧変換／分配部と、
を備える、
ことを特徴とする給電中継装置。

【請求項10】

請求項９の給電中継装置において、
前記充電制御回路部は、前記複数の電力出力部のいずれかに給電対象が接続されている場合に、前記直流接続回路部から出力された直流電力の経路を、前記複数の電力出力部に向けて供給するパススルー経路に切り替える、
ことを特徴とする給電中継装置。

【請求項11】

請求項７乃至１０のいずれかの給電中継装置において、
送電装置から電波による無線電力伝送を受ける一又は複数の無線電源と、一又は複数の環境発電装置とを備え、
前記無線電源は、前記無線電力伝送の送電装置から送信された電波を受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナが受信した前記電波の受信信号を整流して直流電力を出力する複数の整流回路と、を有する、
ことを特徴とする給電中継装置。

【請求項12】

請求項７乃至１０のいずれかの給電中継装置において、
前記直流接続回路部の後段回路として、ＤＣ電圧変換回路及びＭＰＰＴ（最大電力点追従）制御回路を有する、
ことを特徴とする給電中継装置。

【請求項13】

請求項７乃至１０のいずれかの給電中継装置において、
前記複数の電力入力部のそれぞれと前記直流接続回路部との間に、ＤＣ電圧変換回路及びＭＰＰＴ（最大電力点追従）制御回路を有する、
ことを特徴とする給電中継装置。

【請求項14】

請求項７乃至１０のいずれかの給電中継装置において、
前記直流接続回路部は、前記プラス入力部及び前記マイナス入力部と前記プラス出力部及び前記マイナス出力部との間の接続状態を切り替えるようにオン・オフ制御可能な複数のスイッチを有する、
ことを特徴とする給電中継装置。

【請求項15】

請求項１乃至１０のいずれかの給電中継装置において、
前記無線電力伝送の送電装置との間で情報を送受信するための通信部を備える、
ことを特徴とする給電中継装置。

【請求項16】

請求項１５の給電中継装置において、
給電対象の複数の状態のそれぞれにおける電力消費の情報を取得し、前記無線電力伝送の送電装置に送信する、
ことを特徴とする給電中継装置。

【請求項17】

請求項１乃至１０のいずれかの給電中継装置において、
当該給電中継装置は、充電可能な電池を内蔵した給電対象が着脱可能に装着される装着装置である、
ことを特徴とする給電中継装置。

【請求項18】

電力供給システムであって、
請求項１乃至１０のいずれかの給電中継装置と、
一又は複数の有線電源と、
一又は複数の無線電力伝送の無線電源と、
を備える、ことを特徴とする電力供給システム。

【請求項19】

移動通信の端末装置が着脱可能に装着される、又は、前記端末装置に接続される周辺機器が着脱可能に装着される装着装置であって、
有線電源からケーブルを介して直流電力が入力される一又は複数の有線電力入力部と、送電装置から電波による無線電力伝送を受けた無線電源からケーブルを介して直流電力が入力される一又は複数の無線電力入力部と、を有する複数の電力入力部と、
前記複数の電力入力部の少なくとも一つの電力入力部の入力電力で充電可能な電池と、
一又は複数の電力出力部と、
前記複数の電力入力部の少なくとも一つの電力入力部の入力電力を前記一又は複数の電力出力部から出力するパススルー回路部と、
を備える、ことを特徴とする装着装置。

【請求項20】

請求項１９の装着装置において、
当該装着装置は、ケース、カバー又はスタンドである、
ことを特徴とする装着装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線電力伝送による無線給電を中継する給電中継装置、電力供給システム及び端末ケースに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、無線フレームに設定された複数の無線リソースの少なくとも一部を用いて基地局と端末装置との間で通信を行う通信システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、非特許文献１には、移動通信システムの基地局であるｇＮＢとＩｏＴデバイスであるタグとの間で無線通信を行うことが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１７／１６４２２０号

【非特許文献】

【0004】

【文献】３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ Ｍｅｅｔｉｎｇ ＃９８－ｅ ＲＰ－２２２９１８，Ｅ－ｍｅｅｔｉｎｇ，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ １２ｔｈ－１６ｔｈ，２０２２，"Ｖｉｅｗｓ ｏｎ Ａｍｂｉｅｎｔ ＩｏＴ"

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来の通信システムの基地局に接続して通信する対象装置として、内蔵電池から供給される電力を主に利用する端末装置がある。この端末装置では、内蔵電池の残量が少なくなったときに内蔵電池を充電する煩雑な作業が必要である。また、内蔵電池ではなく有線接続の電源ラインから供給される電力を利用する端末装置は、そのような電源ラインを利用可能な場所での使用に制限される。このように基地局に接続して通信を行う様々な端末装置への給電をまかなうことができるような給電インフラが未整備である。

【0006】

第５世代及びその後の次世代の移動通信システムでは、基地局に接続して通信する端末装置（例えば、ユーザ装置、センサ、ＩｏＴデバイス、タグ）が急増してくるのが予想され、膨大なトラフィックを捌く通信インフラの整備が進められている。しかしながら、上記通信を行う膨大な数の対象装置への給電をまかなうことができる給電インフラは未整備のままである。

【0007】

上記給電インフラでは、給電対象の対象装置の構成を変更することなく、対象装置への給電を安定して行いたい、という課題がある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係る装置は、電力供給を中継する給電中継装置である。この給電中継装置は、有線電源から直流電力が入力される一又は複数の有線電力入力部と無線電力伝送の無線電源から直流電力が入力される一又は複数の無線電力入力部とを有する複数の電力入力部と、前記複数の電力入力部の少なくとも一つの電力入力部の入力電力で充電可能な電池と、一又は複数の電力出力部と、前記複数の電力入力部の少なくとも一つの電力入力部の入力電力を前記一又は複数の電力出力部から出力するパススルー回路部と、を備える。

【0009】

前記給電中継装置において、前記複数の電力入力部は、環境発電装置から直流電力が入力される一又複数の環境発電入力部を含んでもよい。

【0010】

前記給電中継装置において、無線電力伝送の電波を受信するアンテナに接続される一又は複数の整流回路を備えてもよい。

【0011】

前記給電中継装置において、一又は複数の無線電力伝送の無線電源を備え、前記無線電力伝送の無線電源は、無線電力伝送の電波を受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナのそれぞれに対応するように設けられた複数の整流回路と、を有してもよい。

【0012】

前記給電中継装置において、前記一の有線電力入力部の入力電力と前記一の無線電力入力部の入力電力とを切り替える入力切替部と、前記入力切替部で切り替えられた切り替え後の直流電力の経路について、前記複数の電力出力部に向けて供給するパススルー経路と前記電池に向けて供給する充電経路とを制御する経路制御回路部と、前記入力電力による前記電池の充電を制御する充電制御回路部と、前記パススルー経路に供給された電力の電圧を所定の出力電圧に変換し、電圧変換後の電力を前記複数の電力出力部に分配するＤＣ電圧変換／分配部と、を備えてもよい。

【0013】

前記給電中継装置において、前記一の無線電力入力部の入力電力の電圧を前記一の有線電力入力部の入力電力と同じ電圧に変換する入力電圧変換回路部と、前記一の有線電力入力部の入力電力と前記一の無線電力入力部の電圧変換後の入力電力とを合成する入力合成部と、前記入力合成部で合成された合成後の直流電力の経路について、前記複数の電力出力部に向けて供給するパススルー経路と前記電池に向けて供給する充電経路とを制御する経路制御回路部と、前記入力電力による前記電池の充電を制御する充電制御回路部と、前記パススルー経路に供給された電力の電圧を所定の出力電圧に変換し、電圧変換後の電力を前記複数の電力出力部に分配するＤＣ電圧変換／分配部と、を備えてもよい。

【0014】

前記給電中継装置において、前記複数の電力入力部にそれぞれ接続される複数組のプラス入力部及びマイナス入力部と、１組のプラス出力部及びマイナス出力部と、を有する直流接続回路部と、前記直流接続回路部から出力された直流電力の経路について、前記複数の電力出力部に向けて供給するパススルー経路と前記電池に向けて供給する充電経路とを制御する経路制御回路部と、前記入力電力による前記電池の充電を制御する充電制御回路部と、前記パススルー経路に供給された電力の電圧を所定の出力電圧に変換し、電圧変換後の電力を前記複数の電力出力部に分配するＤＣ電圧変換／分配部と、を備えてもよい。

【0015】

ここで、前記経路制御回路部は、前記複数の電力出力部のいずれかに給電対象装置が接続されている場合に、前記直流接続回路部から出力された直流電力の経路を、前記複数の電力出力部に向けて供給するパススルー経路に切り替えてもよい。

【0016】

前記給電中継装置において、前記複数の電力入力部にそれぞれ接続される複数組のプラス入力部及びマイナス入力部と、１組のプラス出力部及びマイナス出力部と、を有する直流接続回路部と、前記直流接続回路部から出力された直流電力の経路について前記複数の電力出力部に向けて供給するパススルー経路と前記電池に向けて供給する充電経路とを制御し、前記入力電力による前記電池の充電を制御する充電制御回路部と、前記パススルー経路に供給された電力の電圧を所定の出力電圧に変換し、電圧変換後の電力を前記複数の電力出力部に分配するＤＣ電圧変換／分配部と、を備えてもよい。

【0017】

ここで、前記充電制御回路部は、前記複数の電力出力部のいずれかに給電対象装置が接続されている場合に、前記直流接続回路部から出力された直流電力の経路を、前記複数の電力出力部に向けて供給するパススルー経路に切り替えてもよい。

【0018】

前記給電中継装置において、一又は複数の無線電力伝送の無線電源と、一又は複数の環境発電装置とを備え、前記無線電力伝送の無線電源は、無線電力伝送の電波を受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナのそれぞれに対応するように設けられた複数の整流回路と、を有してもよい。

【0019】

前記給電中継装置において、前記直流接続回路部の後段回路として、ＤＣ電圧変換回路及びＭＰＰＴ（最大電力点追従）制御回路を有してもよい。

【0020】

前記給電中継装置において、前記複数の電力入力部のそれぞれと前記直流接続回路部との間に、ＤＣ電圧変換回路及びＭＰＰＴ（最大電力点追従）制御回路を有してもよい。

【0021】

前記給電中継装置において、前記直流接続回路部は、前記プラス入力部及び前記マイナス入力部と前記プラス出力部及び前記マイナス出力部との間の接続状態を切り替えるようにオン・オフ制御可能な複数のスイッチを有してもよい。

【0022】

前記給電中継装置において、無線電力伝送の送電装置との間で情報を送受信するための通信部を備えてもよい。ここで、前記給電中継装置は、給電対象装置の複数の状態のそれぞれにおける電力消費の情報を取得し、前記無線電力伝送の送電装置に送信してもよい。

【0023】

前記給電中継装置は、充電可能な電池を内蔵した端末装置を着脱可能な端末ケース又は充電ケースであってもよい。ここで、端末装置は、移動通信システムの移動局装置であってもよいし、他の装置から無線又は有線の近距離通信を介して受信した音楽、音声などを出力する音出力装置（例えば、イヤホン、ヘッドホンなど）であってもよい。

【0024】

本発明の他の態様に係る給電システムは、前記いずれかの給電中継装置と、一又は複数の有線電源と、一又は複数の無線電力伝送の無線電源と、を備える。

【0025】

本発明の更に他の態様に係る装置は、移動通信の端末装置が着脱可能に装着される、又は、前記端末装置に接続される周辺機器が着脱可能に装着される装着装置である。この装着装置は、有線電源から直流電力が入力される一又は複数の有線電力入力部と無線電力伝送の無線電源から直流電力が入力される一又は複数の無線電力入力部とを有する複数の電力入力部と、前記複数の電力入力部の少なくとも一つの電力入力部の入力電力で充電可能な電池と、一又は複数の電力出力部と、前記複数の電力入力部の少なくとも一つの電力入力部の入力電力を前記一又は複数の電力出力部から出力するパススルー回路部と、を備える。

【0026】

前記装着装置は、例えば、端末装置又は周辺機器が着脱可能に装着されるケース、カバー又はスタンドであってもよい。

【0027】

また、前記制御に用いられるプログラムの一部又は全部は、機械学習によって作成された学習済モデルであってもよい。

【発明の効果】

【0028】

本発明によれば、給電対象装置の構成を変更することなく、給電対象装置への給電を安定して行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】図１は、実施形態に係る電力供給システムの全体構成の一例を示す説明図である。

【図2】図２は、実施形態に係る給電中継装置の一構成例を示す説明図である。

【図3】図３は、実施形態に係る給電中継装置の他の構成例を示す説明図である。

【図4】図４は、実施形態に係る給電中継装置の更に他の構成例を示す説明図である。

【図5】図５は、実施形態に係る給電中継装置を適用した端末ケースの構成例を示す説明図である。

【図6】図６は、実施形態に係る給電中継装置をストラップ疑似アンテナと組み合わせた端末ケースの構成例を示す説明図である。

【図7】図７は、実施形態に係る平面レクテナアレイを有する給電中継装置を適用した端末ケースの構成例を示す説明図である。

【図8】図８は、実施形態に係る入力切替型の給電中継装置の構成例を示すブロック図である。

【図9】図９は、実施形態に係る並列入力型の給電中継装置の構成例を示すブロック図である。

【図10】図１０は、実施形態に係るマルチ入力ポート型の給電中継装置の構成例を示すブロック図である。

【図11】図１１は、実施形態に係るレクテナアレイを有するマルチ入力ポート型の給電中継装置の構成例を示すブロック図である。

【図12】図１２は、実施形態に係る給電中継装置における充電制御回路の変形例を示す説明図である。

【図13】図１３は、実施形態に係る給電中継装置におけるＤＣ変換後付け型のＤＣ接続回路の構成例を示す説明図である。

【図14】図１４は、実施形態に係る給電中継装置における個別ＤＣ変換型のＤＣ接続回路の構成例を示す説明図である。

【図15】図１５は、実施形態に係る給電中継装置におけるＤＣ接続回路に適用可能なスイッチング回路を用いた多元接続器の一例を示す回路図である。

【図16】図１６は、実施形態に係る無線通信部を有する給電中継装置の構成例を示す説明図である。

【図17】図１７は、実施形態に係る給電中継装置から給電する給電対象の状態変化の一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
本書に記載された実施形態に係るシステムは、有線電力入力部（有線入力ポート）と無線電力入力部（無線入力ポート）とを含む複数の電力入力部から入力された複数の入力電力を切り替えて又は合成して内蔵電池の充電に用いることができるとともに、内蔵電池を迂回するパススルー機能により出力ポート（給電ポート）から出力することができる給電中継装置を備え、給電対象装置の構成を変更することなく、給電対象装置への給電を安定して行うことができる。特に、本実施形態に係る給電中継装置を備える受電装置及び電力供給システムは、様々な場所への設置が予想される膨大な数のＩｏＴデバイスへの給電をまかなうことができるＩｏＴ用受電システムとしての用途に適する。

【0031】

図１は、本実施形態に係る電力供給システム１０の構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の電力供給システム１０は、複数の直流電力源２０と給電中継装置３０とを備える。複数の直流電力源２０は、ケーブルなどを介して直流電力を供給する一又は複数の有線電源２１と、一又は複数の無線電源である無線電力伝送（ＷＰＴ）の受電装置（以下「ＷＰＴ受電装置」ともいう。）２２と、を含む。直流電力源２０から直流電力が供給されるケーブルは、例えば、ＵＳＢ、Ｔｙｐｅ－Ｃ等のインターフェースのケーブルであってもよい。複数の直流電力源２０は、一又は複数の環境発電装置を含んでもよいし、一又は複数の光発電装置（例えば、太陽光発電システムの発電装置）を含んでもよい。環境発電装置及び光発電装置は、無線電源に含めてもよい。

【0032】

電力供給システム１０が複数のＷＰＴ受電装置２２を備える場合、複数のＷＰＴ受電装置２２はそれぞれ、互いに異なる周波数帯の電波（例えば、ミリ波、マイクロ波）を用いたビームを受信して直流電力を出力するものであってもよい。例えば、複数のＷＰＴ受電装置２２は、ミリ波のビームを受信して直流電力を出力する第１のＷＰＴ受電装置と、マイクロ波のビームを受信して直流電力を出力する第２のＷＰＴ受電装置とを含んでもよい。

【0033】

図１において、無線電力伝送（ＷＰＴ）システムは、送電信号の電波を送信する送電装置８０と、送電装置８０から送信された電波を受信して直流の電力を出力するＷＰＴ受電装置（直流電力源）２２とを備える。無線電力伝送の電波は例えばマイクロ波又はミリ波である。

【0034】

送電装置８０は、複数のアンテナ素子（以下「アンテナ」ともいう。）が２次元的に配列したアレーアンテナからなるアンテナ装置８１を有する。送電装置８０のアレーアンテナは複数のアンテナが１次元的に又は３次元的に配置されたものであってもよい。

【0035】

ＷＰＴ受電装置２２は、複数のアンテナ２２１ａが２次元配列したアレーアンテナからなるアンテナ装置２２１を有する。ＷＰＴ受電装置２２のアレーアンテナは複数のアンテナ２２１ａが１次元に又は３次元に配置されたものであってもよい。また、ＷＰＴ受電装置２２は、アンテナ装置２２１の複数のアンテナ２２１ａに対応するように設けられた複数の整流回路（直流電力源）からなる整流回路群２２２を有する。１組のアンテナ２２１ａと整流回路との組み合わせはレクテナとも呼ばれる。

【0036】

環境発電装置は、例えば、熱発電装置、振動発電装置及び電波発電装置の少なくとも一つである。熱発電装置は、例えば、周辺環境に発生している様々な熱の微弱エネルギーを電力に変換して出力することができる発電装置である。振動発電装置は、例えば、周辺環境に発生している様々な振動の微弱エネルギーを電力に変換して出力することができる発電装置である。電波発電装置は、例えば、周辺環境に発生している様々な通信や放送などの電波の微弱エネルギーを電力に変換して出力することができる発電装置である。

【0037】

図１において、給電中継装置３０は、バッテリー（電池）３０１と、複数の電力入力部（入力ポート）３０２，３０３と、一又は複数の電力出力部（以下、「出力ポート」又は「給電ポート」ともいう。）３０５と、を備える。複数の電力入力部は、有線電源２１から直流電力が入力される一又は複数の有線電力入力部（以下「有線ポート」ともいう。）３０２と、無線電力伝送（ＷＰＴ）のＷＰＴ受電装置２２などの無線電源等から直流電力が入力される一又は複数の無線電力入力部（以下「無線ポート」ともいう。）３０３と、を含む。出力ポート３０５から出力された直流電力は、給電対象（例えば充電対象）９０の入力ポート（例えば充電ポート）９０２に供給することができる。なお、出力ポート（給電ポート）３０５からの給電は無線給電又は有線給電のどちらでもよい。

【0038】

バッテリー３０１は、複数の電力入力部の少なくとも一つの電力入力部（例えば、有線ポート３０２、無線ポート３０３又はその両方）の入力電力で充電することができる。更に、給電中継装置３０は、複数の電力入力部から入力された直流電力のパススルー機能を有する。例えば、給電中継装置３０は、複数の電力入力部の少なくとも一つの電力入力部の入力電力を、バッテリー３０１を迂回して一又は複数の電力出力部（出力ポート）３０５から出力するパススルー回路部を備える。なお、給電中継装置３０は、バッテリー３０１から出力される直流電力を電力出力部３０５から出力する機能を備えてもよい。

【0039】

図２は、実施形態に係る給電中継装置３０の一構成例を示す説明図である。図２は給電中継装置３０の基本構成の一例を示す。図２において、給電中継装置３０は、装置本体３００と、装置本体３００に設けられた一又は複数のバッテリー３０１と、一つの有線ポート３０２と、一の無線ポート３０３と、一つの出力ポート（給電ポート）３０５と、を備える。更に、給電中継装置３０は、有線ポート３０２、無線ポート３０３又はその両方から入力された直流の入力電力を、バッテリー３０１を介さずに出力ポート３０５から出力するパススルー機能を有する。例えば、給電中継装置３０は、有線ポート３０２、無線ポート３０３又はその両方から入力された直流の入力電力を、バッテリー３０１を迂回して出力ポート３０５から出力するパススルー回路部を備える。

【0040】

なお、図２において、給電中継装置３０は、バッテリー３０１から出力される直流電力を出力ポート３０５から出力する機能を備えてもよい。また、図２において、給電中継装置３０は、電力入力部として、有線ポート３０２を備えず、無線ポート３０３のみを備えてもよい。

【0041】

図３は、実施形態に係る給電中継装置３０の他の構成例を示す説明図である。図３は、図２の基本構成を拡張した給電中継装置３０の構成の一例を示す。図３において、給電中継装置３０は、装置本体３００と、装置本体３００に設けられた一又は複数のバッテリー３０１と、少なくとも一つ以上（図３の例ではｍ個）の無線ポート３０３（１）～３０３（ｍ）と、少なくとも一つ以上（図３の例ではｋ個）の出力ポート（給電ポート）３０５（１）～３０５（ｋ）と、を備える。給電中継装置３０は、図３に例示するように、無線ポート３０３（１）～３０３（ｍ）とは別に、任意の数（図３の例ではｌ（小文字英数字のエル）個）の有線ポート３０２（１）～３０２（ｌ）と、環境発電装置（以下「ハーベスタ」ともいう。）から直流電力が入力される任意の数（図３の例ではｎ個）の環境発電入力部（以下「ハーベスタポート」ともいう。）３０４（１）～３０４（ｎ）と、を備えてもよい。

【0042】

給電中継装置３０は、無線ポート３０３（１）～３０３（ｍ）の少なくとも一つから入力された直流の入力電力を、バッテリー３０１を介さずに出力ポート３０５（１）～３０５（ｋ）の少なくとも一つから出力するパススルー機能を有する。例えば、給電中継装置３０は、無線ポート３０３（１）～３０３（ｍ）の少なくとも一つから入力された直流の入力電力を、バッテリー３０１を迂回して出力ポート３０５（１）～３０５（ｋ）の少なくとも一つから出力するパススルー回路部を備える。

【0043】

給電中継装置３０は、有線ポート３０２（１）～３０２（ｌ）、無線ポート３０３（１）～３０３（ｍ）及びハーベスタポート３０４（１）～３０４（ｎ）を備える場合、それらの複数の入力ポートの少なくとも一つから入力された直流の入力電力を、バッテリー３０１を介さずに出力ポート３０５（１）～３０５（ｋ）の少なくとも一つから出力するパススルー機能を有してもよい。例えば、給電中継装置３０は、上記少なくとも一つの入力ポートから入力された直流の入力電力を、バッテリー３０１を迂回して出力ポート３０５（１）～３０５（ｋ）の少なくとも一つから出力するパススルー回路部を備えてもよい。

【0044】

なお、図３において、給電中継装置３０は、バッテリー３０１から出力される直流電力を出力ポート３０５から出力する機能を備えてもよい。また、給電中継装置３０は、有線ポート３０２（１）～３０２（ｌ）、無線ポート３０３（１）～３０３（ｍ）及びハーベスタポート３０４（１）～３０４（ｎ）を備える場合、それらの複数の入力ポートから入力された複数の直流電力を統合する回路、前記複数の直流電力を分配する回路、又は、その統合及び分配を行う回路を備えてもよい。

【0045】

図４は、実施形態に係る給電中継装置３０の更に他の構成例を示す説明図である。図４は、装置内部に無線電力伝送用の受電回路（レクテナアレイ）３１４を有する給電中継装置３０の構成の一例を示す。なお、図４において、図３と共通する構成については同じ符号を付し、説明を省略する。

【0046】

図４において、受電回路（レクテナアレイ）３１０は、複数のアンテナが２次元配列したアレーアンテナからなるアンテナ装置３１１と、ＲＦ合成回路３１２と、整流回路群３１４とを有する。ＲＦ合成回路３１２は、アンテナ装置３１１の複数のアンテナで受信した高周波の受信信号を合成処理して複数（図４の例ではｍ個）の無線電力伝送（ＷＰＴ）の高周波（ＲＦ）受信信号を出力する。整流回路群３１４は、ＲＦ合成回路３１２から出力された複数（ｍ個）のＲＦ受信信号を整流して複数の直流電力を出力する複数の整流回路３１３（１）～３１３（ｍ）を有する。複数の整流回路３１３（１）～３１３（ｍ）から出力された複数の直流電力はそれぞれ対応する複数の無線ポート３０３（１）～３０３（ｍ）に入力される。

【0047】

図５は、実施形態に係る給電中継装置を適用した端末ケース３１の構成例を示す説明図である。なお、図５において、前述の図１～図４と共通する構成については同じ符号を付し、説明を省略する。図５は、前述の実施形態の給電中継装置３０としての機能を有する端末ケース３１の構成の一例を示す。端末ケース３１は、充電可能なバッテリーを内蔵した端末装置を着脱可能な装着装置である。ここで、着脱可能な端末装置は、例えば、移動通信システムの移動局装置（例えば、携帯電話、ＵＥ等）、又は、上記移動局装置等の他の装置から無線又は有線の近距離通信を介して受信した音楽、音声などを出力する音出力装置（例えば、イヤホン、ヘッドホンなど）である。上記装着装置は、ケース、カバー又はスタンドであってもよい。

【0048】

図５において、端末ケース３１は、バッテリー３０１と有線ポート３０２と無線ポート３０３と出力ポート（給電ポート）３０５とを備える。有線ポート３０２に接続される直流電源からのケーブルは、例えば、ＵＳＢ、Ｔｙｐｅ－Ｃ等のインターフェースのケーブルであってもよい。更に、端末ケース３１は、バッテリー３０１の入力側の前段回路に設けられた直流電圧変換部（ＤＣ／ＤＣ）３２１と、バッテリー３０１の出力側の後段回路に設けられた直流電圧変換部（ＤＣ／ＤＣ）３２２と、を備える。直流電圧変換部（ＤＣ／ＤＣ）３２１は、有線ポート３０２から入力された直流入力の電圧ａ［Ｖ］をバッテリー３０１の充電に適する所定の電圧ｂ［Ｖ］に変換する。直流電圧変換部（ＤＣ／ＤＣ）３２２は、バッテリー３０１の出力電圧ｃ［Ｖ］を給電対象に適する所定の電圧ｄ［Ｖ］に変換する。

【0049】

また、端末ケース３１は、有線ポート３０２から入力された直流の入力電力を、バッテリー３０１を介さずに出力ポート３０５から出力するためのパススルー回路部を有する。図５において、パススルー回路部は、例えば、バッテリー３０１を迂回するため迂回回路３２３と、スイッチ３２４とを用いて構成される。スイッチ３２４は、バッテリー３０１から出力された出力電力と、迂回回路３２３で迂回された入力電力とを切り替えて、出力ポート（給電ポート）３０５に供給する。

【0050】

なお、図５において、無線ポート３０３から入力された直流電力は、有線ポート３０２から入力された直流電力と合成して直流電圧変換部（ＤＣ／ＤＣ）３２１及びパススルー回路部３２３，３２４に供給してもよい。また、無線ポート３０３から入力された直流電力と、有線ポート３０２から入力された直流電力とを切り替えて、直流電圧変換部（ＤＣ／ＤＣ）３２１及びパススルー回路部３２３，３２４に供給してもよい。

【0051】

図６は、実施形態に係る給電中継装置をストラップ擬態アンテナ４０と組み合わせた端末ケース３２の構成例を示す説明図である。図６は、前述の実施形態の給電中継装置３０としての機能を有する端末ケース３２の構成の他の例を示す。なお、図６において、前述の図１～図５と共通する構成については同じ符号を付し、説明を省略する。

【0052】

図６において、端末ケース３２は、バッテリー３０１と有線ポート３０２と無線ポート３０３と出力ポート（給電ポート）３０５とを備える。更に、端末ケース３２は、無線電力伝送（ＷＰＴ）用の受電回路を構成する整流回路３１３を備える。整流回路３１３は、端末ケースのストラップとして兼用されるケーブル４００を介して、無線電力伝送（ＷＰＴ）用のアンテナ装置として機能するストラップ擬態アンテナ４０に接続される。ストラップ擬態アンテナ４０は、リング状のアンテナ４０１とアンテナ保持部４０２とを有する。アンテナ保持部４０２の内部は、前述のＲＦ合成回路等が設けられている。ストラップ擬態アンテナ４０から出力された無線電力伝送（ＷＰＴ）の高周波（ＲＦ）受信信号は、ケーブル４００を介して、端末ケース３２の整流回路３１５に入力される。整流回路３１３から出力された直流電力は無線ポート３０３に入力される。

【0053】

図７は、実施形態に係る平面レクテナアレイを有する給電中継装置を適用した端末ケース３３の構成例を示す説明図である。図７は、前述の実施形態の給電中継装置３０としての機能を有する端末ケース３３の構成の更に他の例を示す。なお、図７において、前述の図１～図６と共通する構成については同じ符号を付し、説明を省略する。

【0054】

図７において、端末ケース３３は、バッテリー３０１と有線ポート３０２と無線ポート３０３と出力ポート（給電ポート）３０５とを備える。更に、端末ケース３２は、ケース外壁面又はケース内部に、無線電力伝送（ＷＰＴ）用の受電回路を構成する平面レクテナアレイを備える。平面レクテナアレイは、複数の平面アンテナ素子３１１ａがアンテナ基板３１１ｂに配置された無線電力伝送（ＷＰＴ）用のアンテナ装置３１１と、アンテナ装置３１１から出力された複数（ｍ個）のＲＦ受信信号を整流して複数の直流電力を出力する複数の整流回路３１３（１）～３１３（ｍ）とを有する。複数の整流回路３１３（１）～３１３（ｍ）から出力された直流電力は合成されて無線ポート３０３に入力される。なお、図７において、端末ケース３３は、整流回路と同数の無線ポート３０３（１）～３０３（ｍ）を備え、複数の整流回路３１３（１）～３１３（ｍ）のそれぞれから出力された直流電力は、無線ポート３０３（１）～３０３（ｍ）のそれぞれに個別入力されてもよい。

【0055】

図８は、実施形態に係る入力切替型の給電中継装置３０の構成例を示すブロック図である。図８は、有線ポート３０２からの直流電力と無線ポート３０３からの直流電力とを切り替えて入力する給電中継装置３０の構成の一例を示す。なお、図８において、前述の図１～図７と共通する構成については同じ符号を付し、説明を省略する。

【0056】

図８において、給電中継装置３０の無線ポート３０３には、外部の直流接続回路部（以下「ＤＣ接続回路」ともいう。）４１で合成されて出力された直通電力が入力される。ＤＣ接続回路４１は、複数の電力入力部にそれぞれ接続される複数組のプラス入力部及びマイナス入力部と、１組のプラス出力部及びマイナス出力部と、を有する。図８の例では、ＤＣ接続回路４１の複数組のプラス入力部及びマイナス入力部に、無線電力伝送の無線電源としての受電回路（レクテナアレイ）４２と、複数のハーベスタ（環境発電装置）４３（１）～４３（ｎ）が接続されている。

【0057】

受電回路（レクテナアレイ）４２は、複数のアンテナが配列したアレーアンテナからなるアンテナ装置４２１と、ＲＦ合成回路４２２と、複数の整流回路４２３（１）～４２３（ｍ）とを有する。ＲＦ合成回路４２２は、アンテナ装置４２１の複数のアンテナで受信した高周波の受信信号を合成処理して複数（図８の例ではｍ個）の無線電力伝送（ＷＰＴ）の高周波（ＲＦ）受信信号を出力する。複数の整流回路４２３（１）～４２３（ｍ）は、ＲＦ合成回路４２２から出力された複数（ｍ個）のＲＦ受信信号を整流して複数の直流電力を出力する。複数の整流回路４２３（１）～４２３（ｍ）から出力された複数の直流電力はＤＣ接続回路４１に入力される。

【0058】

ＤＣ接続回路４１は、受電回路（レクテナアレイ）４２の複数の整流回路３１３（１）～３１３（ｍ）から出力された複数の直流電力及び複数のハーベスタ（環境発電装置）４３（１）～４３（ｎ）から出力された複数の直流電力のうち、いずれか単体の直流電力を出力することができる。また、ＤＣ接続回路４１は、受電回路（レクテナアレイ）４２の複数の整流回路３１３（１）～３１３（ｍ）から出力された複数の直流電力及び複数のハーベスタ（環境発電装置）４３（１）～４３（ｎ）から出力された複数の直流電力について、任意の直流電力を組み合わせて合成した直流電力を出力することができる。また、ＤＣ接続回路４１を制御することにより、ＤＣ接続回路４１から出力する単体の直流電力を切り替えたり、ＤＣ接続回路４１が合成する複数の直流電力の組み合わせを変更したりすることができる。ＤＣ接続回路４１から出力される単一の直流電力は、無線ポート３０３に入力される。

【0059】

図８において、給電中継装置３０の装置本体３００は、入力切替部（以下「有線／無線スイッチャー」ともいう。）３３０と、経路制御回路部（以下「バッテリー充電・パススルー制御回路」ともいう。）３３５と、ＤＣ電圧変換／分配部（以下「直流変換／分配回路」ともいう。）３４０と、充電制御回路部（以下「充電制御回路」ともいう。）３４５と、を備える。

【0060】

有線／無線スイッチャー３３０は、給電に利用する入力ポートを切り替える機能を有し、有線ポート（有線電力入力部）３０１の入力電力と無線ポート（無線電力入力部）３０２の入力電力とを切り替える。有線／無線スイッチャー３３０は、入力電力などを利用して制御してもよい。

【0061】

バッテリー充電・パススルー制御回路３３５は、有線／無線スイッチャー３３０で切り替えられた切り替え後の直流電力の経路について、複数の給電ポート（電力出力部）に向けて供給するパススルー経路とバッテリー３０１に向けて供給する充電経路との間で切り替えるように制御する。

【0062】

直流変換／分配回路３４０は、前記パススルー経路に供給された電力の電圧を所定の出力電圧に変換し、電圧変換後の電力を複数の給電ポート（電力出力部）３０５（１）～３０５（ｋ）に分配して供給する。

【0063】

充電制御回路３４５は、バッテリー充電・パススルー制御回路３３５から充電経路を介して供給された入力電力によるバッテリー３０１の充電を制御する。

【0064】

図８において、バッテリー充電・パススルー制御回路３３５は、給電ポート３０５（１）～３０５（ｋ）への給電対象の接続を検知し、パススルー経路と充電経路とを切り替える機能を有してもよい。例えば、給電ポート３０５（１）～３０５（ｋ）のいずれかに給電対象が接続されていることを検知したとき、入力された直流電力の供給経路をパススルー経路に切り替え、給電ポート３０５（１）～３０５（ｋ）のいずれにも給電対象が接続されていないことを検知したとき、入力された直流電力の供給経路を充電経路に切り替えるように制御してもよい。なお、給電ポート３０５（１）～３０５（ｋ）からの給電は無線給電又は有線給電のどちらでもよい。

【0065】

図９は、実施形態に係る並列入力型の給電中継装置３０の構成例を示すブロック図である。図９は、有線ポート３０２からの直流電力と無線ポート３０３からの直流電力とを合成して入力する給電中継装置３０の構成の一例を示す。なお、図９において、前述の図１～図８と共通する構成については同じ符号を付し、説明を省略する。

【0066】

図９において、給電中継装置３０の装置本体３００は、入力電圧変換回路部（以下「ＤＣ－ＤＣ変換回路」ともいう。）３５０と、入力合成部３５５と、経路制御回路部（以下「バッテリー充電・パススルー制御回路」ともいう。）３３５と、ＤＣ電圧変換／分配部（以下「直流変換／分配回路」ともいう。）３４０と、充電制御回路部（以下「充電制御回路」ともいう。）３４５と、を備える。

【0067】

ＤＣ－ＤＣ変換回路３５０は、無線ポート（無線電力入力部）３０２の入力電力の電圧を有線ポート（有線電力入力部）の入力電力と同じ電圧に変換する。

【0068】

入力合成部３５５は、有線ポート（有線電力入力部）の入力電力と無線ポート（無線電力入力部）３０２の電圧変換後の入力電力とを合成する。

【0069】

バッテリー充電・パススルー制御回路３３５は、入力合成部３５５で合成された後の直流電力の経路について、複数の給電ポート（電力出力部）に向けて供給するパススルー経路とバッテリー３０１に向けて供給する充電経路との間で切り替えるように制御する。

【0070】

直流変換／分配回路３４０は、前記パススルー経路に供給された電力の電圧を所定の出力電圧に変換し、電圧変換後の電力を複数の給電ポート（電力出力部）３０５（１）～３０５（ｋ）に分配して供給する。

【0071】

充電制御回路３４５は、バッテリー充電・パススルー制御回路３３５から充電経路を介して供給された入力電力によるバッテリー３０１の充電を制御する。

【0072】

図１０は、実施形態に係るマルチ入力ポート型の給電中継装置３０の構成例を示すブロック図である。図１０は、ＤＣ接続回路（直流接続回路部）３６０を内蔵する給電中継装置３０の構成の一例を示す。なお、図１０において、前述の図１～図９と共通する構成については同じ符号を付し、説明を省略する。

【0073】

図１０において、給電中継装置３０の装置本体３００は、ＤＣ接続回路（直流接続回路部）３６０と、経路制御回路部（以下「バッテリー充電・パススルー制御回路」ともいう。）３３５と、ＤＣ電圧変換／分配部（以下「直流変換／分配回路」ともいう。）３４０と、充電制御回路部（以下「充電制御回路」ともいう。）３４５と、を備える。バッテリー充電・パススルー制御回路３３５には、装置内部のＤＣ接続回路３６０で合成されて出力された直通電力が入力される。

【0074】

ＤＣ接続回路３６０は、複数の電力入力部にそれぞれ接続される複数組のプラス入力部及びマイナス入力部と、１組のプラス出力部及びマイナス出力部と、を有する。図１０の例では、ＤＣ接続回路３６０の複数組のプラス入力部及びマイナス入力部に、複数の有線電源から直流電力が入力される複数の有線ポート３０２（１）～３０２（ｌ）と、無線電力伝送の無線電源としての受電回路（レクテナアレイ）４２の複数の整流回路４２３（１）～４２３（ｍ）から直流電力が入力される複数の無線ポート３０３（１）～３０３（ｍ）と、複数のハーベスタ（環境発電装置）４３（１）～４３（ｎ）から直流電力が入力されるハーベスタポート３０４（１）～３０４（ｎ）が接続されている。

【0075】

ＤＣ接続回路３６０は、複数の有線ポート３０２（１）～３０２（ｌ）から入力された複数の直流電力、受電回路（レクテナアレイ）４２の複数の整流回路４２３（１）～４２３（ｍ）から出力された複数の直流電力及び複数のハーベスタ（環境発電装置）４３（１）～４３（ｎ）から出力された複数の直流電力のうち、いずれか単体の直流電力を出力することができる。また、ＤＣ接続回路３６０は、複数の有線ポート３０２（１）～３０２（ｌ）から入力された複数の直流電力、受電回路（レクテナアレイ）４２の複数の整流回路４２３（１）～４２３（ｍ）から出力された複数の直流電力及び複数のハーベスタ（環境発電装置）４３（１）～４３（ｎ）から出力された複数の直流電力について、任意の直流電力を組み合わせて合成した直流電力を出力することができる。また、ＤＣ接続回路３６０を制御することにより、ＤＣ接続回路３６０から出力する単体の直流電力を切り替えたり、ＤＣ接続回路３６０が合成する複数の直流電力の組み合わせを変更したりすることができる。ＤＣ接続回路３６０から出力される単一の直流電力は、バッテリー充電・パススルー制御回路３３５に入力される。

【0076】

図１１は、実施形態に係る受電回路（レクテナアレイ）３６５を有するマルチ入力ポート型の給電中継装置３０の構成例を示すブロック図である。図１１は、ＤＣ接続回路（直流接続回路部）３６０と、受電回路（レクテナアレイ）３６５及び複数のハーベスタ（環境発電装置）３７０（１）～３７０（ｎ）とを内蔵する給電中継装置３０の構成の一例を示す。なお、図１１において、前述の図１～図１０と共通する構成については同じ符号を付し、説明を省略する。

【0077】

図１１において、給電中継装置３０の装置本体３００は、受電回路（レクテナアレイ）３６５と、複数のハーベスタ（環境発電装置）３７０（１）～３７０（ｎ）と、ＤＣ接続回路（直流接続回路部）３６０と、経路制御回路部（以下「バッテリー充電・パススルー制御回路」ともいう。）３３５と、ＤＣ電圧変換／分配部（以下「直流変換／分配回路」ともいう。）３４０と、充電制御回路部（以下「充電制御回路」ともいう。）３４５と、を備える。

【0078】

受電回路（レクテナアレイ）３６５は、複数のアンテナが配列したアレーアンテナからなるアンテナ装置３６６と、ＲＦ合成回路３６７と、複数の整流回路３６８（１）～３６８（ｍ）とを有する。ＲＦ合成回路３６７は、アンテナ装置３６６の複数のアンテナで受信した高周波の受信信号を合成処理して複数（図１１の例ではｍ個）の無線電力伝送（ＷＰＴ）の高周波（ＲＦ）受信信号を出力する。複数の整流回路３６８（１）～３６８（ｍ）は、ＲＦ合成回路３６７から出力された複数（ｍ個）のＲＦ受信信号を整流して複数の直流電力を出力する。複数の整流回路３６８（１）～３６８（ｍ）から出力された複数の直流電力はＤＣ接続回路３６０に入力される。

【0079】

ＤＣ接続回路３６０は、複数の電力入力部にそれぞれ接続される複数組のプラス入力部及びマイナス入力部と、１組のプラス出力部及びマイナス出力部と、を有する。図１１の例では、ＤＣ接続回路３６０の複数組のプラス入力部及びマイナス入力部に、複数の有線電源から直流電力が入力される複数の有線ポート３０２（１）～３０２（ｌ）と、内蔵の受電回路（レクテナアレイ）３６５の複数の整流回路３６８（１）～３６８（ｍ）から直流電力が入力される複数の無線ポート３０３（１）～３０３（ｍ）と、内蔵の複数のハーベスタ（環境発電装置）３７０（１）～３７０（ｎ）から直流電力が入力されるハーベスタポート３０４（１）～３０４（ｎ）が接続されている。

【0080】

ＤＣ接続回路３６０は、複数の有線ポート３０２（１）～３０２（ｌ）から入力された複数の直流電力、受電回路（レクテナアレイ）３６５の複数の整流回路３６８（１）～３６８（ｍ）から出力された複数の直流電力及び複数のハーベスタ（環境発電装置）３７０（１）～３７０（ｎ）から出力された複数の直流電力のうち、いずれか単体の直流電力を出力することができる。また、ＤＣ接続回路３６０は、複数の有線ポート３０２（１）～３０２（ｌ）から入力された複数の直流電力、受電回路（レクテナアレイ）３６５の複数の整流回路３６８（１）～３６８（ｍ）から出力された複数の直流電力及び複数のハーベスタ（環境発電装置）３７０（１）～３７０（ｎ）から出力された複数の直流電力について、任意の直流電力を組み合わせて合成した直流電力を出力することができる。また、ＤＣ接続回路３６０を制御することにより、ＤＣ接続回路３６０から出力する単体の直流電力を切り替えたり、ＤＣ接続回路３６０が合成する複数の直流電力の組み合わせを変更したりすることができる。ＤＣ接続回路３６０から出力される単一の直流電力は、バッテリー充電・パススルー制御回路３３５に入力される。

【0081】

図１２は、実施形態に係る給電中継装置３０における充電制御回路３４６の変形例を示す説明図である。図１２は、前述の図８～図１１の給電中継装置３０において、バッテリー充電・パススルー制御回路３３５の機能を持たせた充電制御回路３４６を備える構成例を示す。図１２において、充電制御回路３４６は、有線／無線スイッチャー３３０等から出力された直流電力の経路について、複数の給電ポート（電力出力部）に向けて供給するパススルー経路とバッテリー３０１に向けて供給する充電経路との間で切り替えるように制御する。更に、充電制御回路３４６は、充電経路を介して供給された入力電力によるバッテリー３０１の充電を制御する。図１２の充電制御回路３４６を用いる場合は、バッテリー充電・パススルー制御回路３３５を設ける必要がない。

【0082】

図１２において、充電制御回路３４６は、給電ポート３０５（１）～３０５（ｋ）への給電対象の接続を検知し、パススルー経路と充電経路とを切り替える機能を有してもよい。例えば、給電ポート３０５（１）～３０５（ｋ）のいずれかに給電対象が接続されていることを検知したとき、入力された直流電力の供給経路をパススルー経路に切り替え、給電ポート３０５（１）～３０５（ｋ）のいずれにも給電対象が接続されていないことを検知したとき、入力された直流電力の供給経路を充電経路に切り替えるように制御してもよい。なお、給電ポート３０５（１）～３０５（ｋ）からの給電は無線給電又は有線給電のどちらでもよい。

【0083】

図１３は、実施形態に係る給電中継装置３０におけるＤＣ変換後付け型のＤＣ接続回路の構成例を示す説明図である。前述の図８～図１２の給電中継装置３０におけるＤＣ接続回路（直流接続回路部）４１，３６０の後段回路として、ＤＣ－ＤＣ変換器（ＤＣ電圧変換回路）及びＭＰＰＴ（最大電力点追従）制御回路を有してもよい。例えば、図１３において、前述の有線ポート３０２、無線ポート３０３及びハーベスタポート３０４を含む複数の入力ポート（電力入力部）３０６（１）～３０６（ｎ）が接続されるＤＣ接続回路（直流接続回路部）３６０の後段回路として、ＤＣ－ＤＣ変換器（ＤＣ電圧変換回路）３７５及びＭＰＰＴ（最大電力点追従）制御回路３８０を有してもよい。

【0084】

図１４は、実施形態に係る給電中継装置における個別ＤＣ変換型のＤＣ接続回路の構成例を示す説明図である。前述の図８～図１２の給電中継装置３０における複数の入力ポート（電力入力部）のそれぞれとＤＣ接続回路（直流接続回路部）４１，３６０との間に、ＤＣ－ＤＣ変換器（ＤＣ電圧変換回路）及びＭＰＰＴ（最大電力点追従）制御回路を有してもよい。例えば、図１４において、前述の直流ポート、無線ポート及びハーベスタポートを含む複数の入力ポート３０６（１）～３０６（ｎ）のそれぞれとＤＣ接続回路（直流接続回路部）３６０との間に、ＤＣ－ＤＣ変換器（ＤＣ電圧変換回路）３７５（１）～３７５（ｎ）及びＭＰＰＴ（最大電力点追従）制御回路３８０（１）～３８０（ｎ）を有してもよい。

【0085】

図１５は、実施形態に係る給電中継装置におけるＤＣ接続回路３６０に適用可能なスイッチング回路を用いた多元接続器の一例を示す回路図である。図１５において、ＤＣ接続回路３６０を構成するスイッチング回路の各スイッチは、制御部でオン・オフ制御することができる。図１５において、スイッチング回路のプラス入力の複数の第１接続線３６１のそれぞれには、複数の入力ポート３０６（１）～３０６（４）のプラス出力端子に個別接続される。また、スイッチング回路のマイナス入力の複数の第２接続線３６２には、複数の入力ポート３０６（１）～３０６（４）ののマイナス出力端子に個別接続される。図１５のスイッチング回路を用いて構成したＤＣ接続回路３６０は、前述の複数の有線ポート、複数の無線ポート及び複数のハーベスタポートを含む複数の入力ポートから入力される複数の直流電力を切り替え、合成及びその両方を行って出力する多元接続器（Ｍｕｌｔｉ ｓｗｉｔｃｈｅｒ）として適する。

【0086】

図１６は、実施形態に係る無線通信部３０７を有する給電中継装置（例えば、充電ケース）３０の構成例を示す説明図である。前述の図１～図１５の給電中継装置３０のそれぞれにおいて、装置本体３００に、無線電力伝送（ＷＰＴ）システムの送電信号の電波を送信する送電装置８０と通信可能な無線通信部３０７を備えてもよい。送電装置８０と給電中継装置３０の無線通信部３０７との間の通信方式は、各種世代の移動通信システムの各種の無線通信方式であってもよいし、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の近距離無線方式であってもよい。また、無線通信用のアンテナは、無線電力伝送（ＷＰＴ）用のアンテナを共用してもよいし、無線電力伝送（ＷＰＴ）用のアンテナとは別に設けてもよい。

【0087】

給電中継装置（例えば、充電ケース）３０の無線通信部３０７による通信機能により、給電中継装置３０と送電装置８０との間で給電対象の電力消費情報などを共有してもよく、共有した情報を利用して電力伝送装置（例えば、送電装置、受電装置）や給電対象の動作制御を行ってもよい。

【0088】

例えば、図１７に示すように給電中継装置３０から給電される複数の給電対象は、始動、動作、スリープ、停止などの複数の状態において、消費エネルギーＵ_{ｓｔａｒｔ}［Ｊ］，Ｕ_ｏｐｅ［Ｊ］，Ｕ_{ｓｌｅｅｐ}［Ｊ］、持続時間Ｔ_{ｓｔａｒｔ}［ｓ］，Ｔ_ｏｐｅ［ｓ］，Ｔ_{ｓｌｅｅｐ}［ｓ］、動作の繰り返し回数ｎ［回］、スリープの繰り返し回数ｎ－１［回］、停止から再始動までの時間Ｔ_ｓｔｏｐ［ｓ］、及び、最低保証時間が互いに異なる。これらの複数の給電対象の消費エネルギー、持続時間、繰り返し回数等の情報を、給電中継装置３０と送電装置８０との間の通信で共有し、送電装置８０の送電動作プランを制御することにより、複数の給電対象の全体の消費電力を調整することができる。

【0089】

以上、本実施形態によれば、給電中継装置３０に給電対象を接続することにより、有線電力入力部（有線入力ポート）３０２と無線電力入力部（無線入力ポート）３０２とを含む複数の電力入力部から入力された複数の入力電力を切り替えて又は合成して給電対象に電力を供給することができる。また、前記複数の入力電力を切り替えて又は合成して内蔵バッテリー３０１を効率的に充電することができるので、給電対象への給電に用いることができる内蔵バッテリー３０１の残量低下を抑制できる。しかも、内蔵バッテリー３０１を迂回するパススルー機能により内蔵バッテリー３０１の充電中においても給電対象に直流電力を給電することができる。よって、給電対象の構成を変更することなく、給電対象への給電を安定して行うことができる。

【0090】

また、本発明は、給電対象の構成を変更することなく、給電対象への給電を安定して行うことができる給電中継装置及び電力供給システムを提供できるため、持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「産業と技術革新の基盤をつくろう」の達成に貢献できる。

【0091】

なお、本明細書で説明された処理工程並びに装置及びシステムの構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。

【0092】

ハードウェア実装については、実体（例えば、給電中継装置、端末ケース、スイッチング回路、直流電力源、受電装置、送電装置、発電装置、整流回路、電源回路、各種無線通信装置、基地局装置（ｅＮｏｄｅＢ、ｇＮｏｄｅＢ）、端末装置、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。

【0093】

また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、上記構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された上記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。

【0094】

また、前記媒体は非一時的な記録媒体であってもよい。また、前記プログラムのコードは、コンピュータ、プロセッサ、又は他のデバイス若しくは装置機械で読み込んで実行可能であればよく、その形式は特定の形式に限定されない。例えば、前記プログラムのコードは、ソースコード、オブジェクトコード及びバイナリコードのいずれでもよく、また、それらのコードの２以上が混在したものであってもよい。

【0095】

また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。

【符号の説明】

【0096】

１０ ：電力供給システム
２０ ：直流電力源
２１ ：有線電源
２２ ：ＷＰＴ受電装置
３０ ：給電中継装置
３１、３２，３３ ：端末ケース
４０ ：ストラップ擬態アンテナ
４１ ：ＤＣ接続回路
８０ ：送電装置
８１ ：アンテナ装置
２２１ ：アンテナ装置
２２１ａ ：アンテナ
２２２ ：整流回路群
３００ ：装置本体
３０１ ：バッテリー
３０２ ：有線ポート
３０３ ：無線ポート
３０４ ：ハーベスタポート
３０５ ：電力出力部（出力ポート，給電ポート）
３０６ ：入力ポート
３０７ ：無線通信部
３１１ ：アンテナ装置
３１１ａ ：平面アンテナ素子
３１１ｂ ：アンテナ基板
３１２ ：ＲＦ合成回路
３１３ ：整流回路
３１４ ：整流回路群
３１５ ：整流回路
３２３ ：迂回回路
３２４ ：スイッチ
３３０ ：無線スイッチャー
３３５ ：パススルー制御回路
３４０ ：分配回路
３４５，２４６ ：充電制御回路
３５０ ：ＤＣ－ＤＣ変換回路
３５５ ：入力合成部
３６０ ：ＤＣ接続回路
３６６ ：アンテナ装置
３６７ ：ＲＦ合成回路
３６８ ：整流回路
３８０ ：制御回路
４００ ：ケーブル
４０１ ：アンテナ
４０２ ：アンテナ保持部
４２１ ：アンテナ装置
４２２ ：ＲＦ合成回路
４２３ ：整流回路

【要約】

【課題】給電対象の構成を変更することなく、給電対象への給電を安定して行うことができる給電中継装置を提供する。
【解決手段】給電中継装置は、有線電源から直流電力が入力される一又は複数の有線電力入力部と無線電力伝送の無線電源から直流電力が入力される一又は複数の無線電力入力部とを有する複数の電力入力部と、前記複数の電力入力部の少なくとも一つの電力入力部の入力電力で充電可能な電池と、一又は複数の電力出力部と、前記複数の電力入力部の少なくとも一つの電力入力部の入力電力を前記一又は複数の電力出力部から出力するパススルー回路部と、を備える。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】