特許 7598466 無線給電システム、送電器、受電器、および無線給電システムの制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-03

(45)【発行日】2024-12-11

(54)【発明の名称】無線給電システム、送電器、受電器、および無線給電システムの制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/20 20160101AFI20241204BHJP

   H02J 50/40 20160101ALI20241204BHJP

   H02J 50/80 20160101ALI20241204BHJP

   H01Q 21/06 20060101ALI20241204BHJP

   H01Q 3/30 20060101ALI20241204BHJP

【ＦＩ】

H02J50/20

H02J50/40

H02J50/80

H01Q21/06

H01Q3/30

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023531376

(86)(22)【出願日】2022-02-16

(86)【国際出願番号】 JP2022006029

(87)【国際公開番号】W WO2023276247

(87)【国際公開日】2023-01-05

【審査請求日】2023-11-22

(31)【優先権主張番号】P 2021106310

(32)【優先日】2021-06-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005049

【氏名又は名称】シャープ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147304

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 知哉

(74)【代理人】

【識別番号】100148493

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 浩二

(72)【発明者】

【氏名】小林 洋和

【審査官】田中 慎太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１１６０６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０８２９６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０９８７７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ５０／２０

Ｈ０２Ｊ ５０／４０

Ｈ０２Ｊ ５０／８０

Ｈ０１Ｑ ２１／０６

Ｈ０１Ｑ ３／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マスタ送電器および前記マスタ送電器に制御されるスレーブ送電器を含む、複数の送電器と、
前記複数の送電器から送信された電波によって給電される受電器と、を備え、
前記複数の送電器のうちの第１送電器は、前記受電器、または前記複数の送電器における他の送電器それぞれから受信した信号に基づき、前記マスタ送電器となる送電器を判定する判定部を有する無線給電システムであって、
前記複数の送電器それぞれは、前記受電器から、前記受電器に送信した電波の受信強度を示す受信強度信号をそれぞれ受信しており、
前記第１送電器は、前記他の送電器それぞれから、前記受信強度の情報を含む通知信号を受信する送電器側信号受信部を備え、
前記第１送電器は、前記送電器側信号受信部によって受信した前記通知信号に基づき、前記判定部によって、前記他の送電器のうち最も電波の受信強度が大きくなる送電器を前記マスタ送電器と判定する無線給電システム。

【請求項2】

前記マスタ送電器は、前記受電器に送信する前記電波の位相を調整する位相調整部を備える請求項１に記載の無線給電システム。

【請求項3】

前記マスタ送電器は、前記スレーブ送電器に対して、前記受電器に送信する前記電波の位相を、前記位相調整部によって調整された電波の位相と同期させるように同期信号を送信する送電器側信号送信部を備える請求項２に記載の無線給電システム。

【請求項4】

前記複数の送電器から送信された前記電波によって前記受電器が給電されている間、前記マスタ送電器は、前記受電器に送信する前記電波の位相の調整を繰り返す請求項２または３に記載の無線給電システム。

【請求項5】

マスタ送電器および前記マスタ送電器に制御されるスレーブ送電器を含む複数の送電器から送信した電波によって受電器の給電を行う無線給電システムが備える送電器であって、
前記受電器、または前記複数の送電器における他の送電器から受信した信号に基づき、前記マスタ送電器となる送電器を判定する判定部を有する、送電器であって、
前記複数の送電器それぞれは、前記受電器から、前記受電器に送信した前記電波の受信強度を示す受信強度信号をそれぞれ受信しており、
前記送電器は、前記複数の送電器における前記他の送電器それぞれから、前記受信強度の情報を含む通知信号を受信する送電器側信号受信部を備え、
前記送電器側信号受信部によって受信した前記通知信号に基づき、前記判定部によって、前記他の送電器のうち最も電波の受信強度が大きくなる送電器を前記マスタ送電器と判定する送電器。

【請求項6】

マスタ送電器および前記マスタ送電器に制御されるスレーブ送電器を含む、複数の送電器と、前記複数の送電器から送信された電波によって給電される受電器と、を備え、
前記複数の送電器のうちの第１送電器は、前記受電器、または前記複数の送電器における他の送電器それぞれから受信した信号に基づき、前記マスタ送電器となる送電器を判定する無線給電システムの制御方法であって、
前記複数の送電器それぞれは、前記受電器から、前記受電器に送信した電波の受信強度を示す受信強度信号をそれぞれ受信しており、
前記第１送電器は、前記他の送電器それぞれから、前記受信強度の情報を含む通知信号を受信し、受信した前記通知信号に基づき、前記他の送電器のうち最も電波の受信強度が大きくなる送電器を前記マスタ送電器と判定する無線給電システムの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線給電システム、送電器、受電器、および無線給電システムの制御方法に関する。本願は、２０２１年６月２８日に日本に出願された特願２０２１－１０６３１０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、電磁波により電力をワイヤレスで受電器に送電する無線給電方法が開示されている。

【0003】

特許文献１に開示された無線給電方法では、マスタ送電部とスレーブ送電部とを含む複数の送電部を備えた無線給電システムにおいて、複数の送電部から一つの受電器に対して電力を送電する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６５０１８３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述した特許文献１は、マスタ送電部となる送電部が固定されているため、このマスタ送電部によって受電器を検出することができない場合は、受電器の給電を効率的に行うことができないという問題がある。

【0006】

本開示の目的は、適切に受電器の給電を行うことができる無線給電システム、送電器、受電器、および無線給電システムの制御方法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給電システムは、マスタ送電器および前記マスタ送電器に制御されるスレーブ送電器を含む、複数の送電器と、前記複数の送電器から送信された電波によって給電される受電器と、を備え、前記複数の送電器のうちの第１送電器は、前記受電器、または前記複数の送電器における他の送電器それぞれから受信した信号に基づき、前記マスタ送電器となる送電器を判定する判定部を有する。

【0008】

本開示の一態様に係る送電器は、マスタ送電器および前記マスタ送電器に制御されるスレーブ送電器を含む複数の送電器から送信した電波によって受電器の給電を行う無線給電システムが備える送電器であって、前記受電器、または前記複数の送電器における他の送電器から受信した信号に基づき、前記マスタ送電器となる送電器を判定する判定部を有する。

【0009】

本開示の一態様に係る受電器は、マスタ送電器および前記マスタ送電器に制御されるスレーブ送電器を含む複数の送電器から送信した電波によって受電器の給電を行う無線給電システムが備える受電器であって、前記複数の送電器それぞれから受信した電波のうち、最も強度が大きい電波の送信元となる送電器を前記マスタ送電器に決定する決定部と、前記決定部で決定した前記マスタ送電器の情報を含むマスタ決定信号を前記複数の送電器それぞれに送信する受電器側信号送信部と、を備える。

【0010】

本開示の一態様に係る無線給電システムの制御方法は、マスタ送電器および前記マスタ送電器に制御されるスレーブ送電器を含む、複数の送電器と、前記複数の送電器から送信された電波によって給電される受電器と、を備えた無線給電システムの制御方法であって、前記複数の送電器のうちの第１送電器は、前記受電器、または前記複数の送電器における他の送電器それぞれから受信した信号に基づき、前記マスタ送電器となる送電器を判定する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本開示の実施形態に係る無線給電システムの概略構成を示す斜視図である。

【図2】本開示の実施形態に係る無線給電システムの概略構成を示すブロック図である。

【図3】本開示の実施形態に係る無線給電システムにおける送電器の給電動作の一例を示すフローチャートである。

【図4】本開示の実施形態に係るマスタ送電器の動作処理の一例を示すフローチャートである。

【図5】本開示の実施形態に係るスレーブ送電器の動作処理の一例を示すフローチャートである。

【図6】本開示の実施形態に係る受電器の動作処理の一例を示すフローチャートである。

【図7】本開示の実施形態の変形例に係る無線給電システムの概略構成を示すブロック図である。

【図8】本開示の実施形態の変形例に係る無線給電システムにおける送電器の給電動作の一例を示すフローチャートである。

【図9】本開示の実施形態の変形例に係るマスタ送電器の動作処理の一例を示すフローチャートである。

【図10】本開示の実施形態の変形例に係るスレーブ送電器の動作処理の一例を示すフローチャートである。

【図11】本開示の実施形態の変形例に係る受電器の動作処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本開示の実施形態及び変形例を、図面を参照しながら説明する。なお、以下ではすべての図を通じて同一または相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、以下に説明する実施形態及び変形例は、本開示の一例に過ぎず、本開示は、実施形態及び変形例に限定されない。この実施形態及び変形例以外であっても、本開示の技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

【0013】

（実施形態）
実施形態に係る無線給電システム１００について、図１、２を参照して説明する。図１は、本開示の実施形態に係る無線給電システム１００の概略構成を示す斜視図である。図２は、本開示の実施形態に係る無線給電システム１００の概略構成を示すブロック図である。図２では説明の便宜上、１つの送電器１と受電器２との関係を例に挙げて無線給電システム１００の構成を示している。

【0014】

実施形態に係る無線給電システム１００は、給電エリア３０内において、複数の送電器１ａ～１ｆから放射されたマイクロ波（電波）により受電器２の給電を行うシステムである。無線給電システム１００は、給電エリア３０内に、複数、設けられた送電器１ａ～１ｆと、受電器２とを含む。複数の送電器１ａ～１ｆを特に区別して説明をする必要がない場合は、単に送電器１と称する場合がある。また、複数の送電器１ａ～１ｆでは、マスタ送電器として機能する送電器と、このマスタ送電器に制御されるスレーブ送電器として機能する送電器とを含む。なお、以下では説明の便宜上、マスタ送電器を送電器１ａ（第１送電器）とし、スレーブ送電器を送電器１ｂ～１ｆ（他の送電器）として説明する場合がある。

【0015】

給電対象となる受電器２としては、例えば、モバイル通信機器、工場内の移動ロボットなどが挙げられる。

【0016】

図１に示すように、複数の送電器１ａ～１ｆは、受電器２の移動の妨げにならないように、かつなるべく受電器２との通信が阻害されないように給電エリア３０の天井などに設けられている。そして、複数の送電器１ａ～１ｆそれぞれから放射したマイクロ波により受電器２の給電を行う。

【0017】

また、複数の送電器１ａ～１ｆは互いに通信可能に接続されている。本開示の実施形態では、送電器１ａ～１ｆそれぞれの間における信号の送受信は無線によって行われているが、これに限定されるものではない。例えば、複数の送電器１ａ～１ｆは互いに通信ケーブルを介して接続されており、この通信ケーブルを介して、信号を送受信する構成であってもよい。

【0018】

複数の送電器１ａ～１ｆのうち、いずれかの送電器１で受電器２を検出すると、マイクロ波の送信先となる受電器２の情報を含む信号を、他の送電器に送信する。受電器２の情報としては、受電器２を検出したことを示す情報、および受電器２の位置を示す情報を含む。受電器２の位置は、予め送電器１ａ～１ｆの配置位置が決まっている場合は、受電器２を検出した送電器１の配置位置を示す情報であってもよい。あるいは、送電器１がＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などの測位システムを有する場合は、その測位システムの測定結果を利用してもよい。受電器２を検出した送電器１は、ビームフォーミングなどの技術を用いて受電器２の位置をさらに特定するように構成されていてもよい。

【0019】

ところで、図１に示すように給電エリア３０内に壁などの障害物によって送電器１から受電器２へのマイクロ波の送信が阻害される場合がある。この受電器２へのマイクロ波の送信が阻害された送電器１が、マスタ送電器である場合、スレーブ送電器を制御して効率的に受電器２に対する給電を行うことが困難となる。そこで、無線給電システム１００では、複数の送電器１ａ～１ｆの中からマスタ送電器を適切に決定し受電器２の給電を行うことができるように構成されている。以下において、無線給電システム１００の構成について説明する。

【0020】

（送電器の構成）
まず、送電器１の構成について説明する。図２に示すように、送電器１は、マイクロ波発振器１１、移相器１２、送電アンテナ１３、送電器通信アンテナ１４、送電器制御部１５、および送電器記憶部１６を備える。

【0021】

マイクロ波発振器１１は、送電器制御部１５からの制御指示に基づき、受電器２に送電するマイクロ波を発生させる。移相器１２は、送電器制御部１５からの制御指示に基づき、マイクロ波発振器１１で発生させたマイクロ波の位相を変更させる。そして、位相を変更させたマイクロ波を、送電アンテナ１３を介して受電器２に送信する。

【0022】

なお、図２では、特に図示していないが送電アンテナ１３は、複数のアンテナ素子から構成され、アンテナ素子ごとに移相器１２が設けられている。また、送電アンテナ１３は、送電器制御部１５からの制御指示に応じて、向きを変更できるように構成されている。

【0023】

送電器通信アンテナ１４（送電器側信号受信部、送電器側信号送信部）は、受電器２または他の送電器との間で信号の送受信を行うためのアンテナである。より具体的には、送電器１は、受電器２と通信を確立し、信号を送受信できるように構成されている。また、送電器１（例えば、送電器１ａ）は、給電エリア３０内に設けられた他の送電器（例えば、送電器１ｂ～１ｆ）と通信を確立し、信号を送受信できるようにも構成されている。

【0024】

送電器制御部１５は、送電器１における各種処理を実施する演算処理装置（例えば、ＣＰＵ）である。送電器制御部１５は、マスタ判定部５１（判定部）および位相調整部５２を含む。送電器制御部１５が含むこれら各部は、例えば、ＣＰＵが送電器記憶部１６に格納されているプログラムを不図示のメモリに読み出し、実行することで実現できる。

【0025】

また、詳細は後述するが、送電器１が受電器２から受信する信号には、受電器２において受信したマイクロ波の受信強度を示す受信強度信号、およびマスタ送電器となる送電器の識別番号を含むマスタ決定信号等が挙げられる。

【0026】

マスタ判定部５１は、受電器２から受信したマスタ決定信号に基づき、送電器１がマスタ送電器か否か判定する。すなわち、マスタ判定部５１は、受電器２から受信したマスタ決定信号において、マスタ送電器となる送電器の識別番号が、送電器１において予め割り当てられている識別番号と一致するか否か確認する。そして、マスタ判定部５１は、マスタ送電器となる送電器の識別番号と、送電器１において割り当てられている識別番号とが一致する場合、送電器１がマスタ送電器であると判定する。逆に、マスタ送電器となる送電器の識別番号と、送電器１において割り当てられている識別番号とが一致しない場合、マスタ判定部５１は、送電器１がスレーブ送電器であると判定する。

【0027】

送電器１は、マスタ判定部５１によりマスタ送電器であると判定された場合、マスタ送電器として動作する。送電器１は、マスタ判定部５１によりスレーブ送電器であると判定された場合、スレーブ送電器として動作する。マスタ送電器およびスレーブ送電器の動作については後述する。

【0028】

位相調整部５２は、移相器１２を制御して、受電器２に送信するマイクロ波の位相の調整を行う。マスタ判定部５１によってマスタ送電器であると判定された場合、位相調整部５２は、受電器２から受信した受信強度信号に基づき、受電器２におけるマイクロ波の受信強度が最も高くなる、マイクロ波の位相を求める。そして、位相調整部５２は、受電器２に送信するマイクロ波の位相を、求めた位相に変更させるように移相器１２を制御する。また、位相調整部５２は、他の送電器から送信されるマイクロ波の位相を、この求めた位相に同期させる同期信号を、送電器通信アンテナ１４を介して他の送電器に送信する。これによって、送電器１から受電器２に送信するマイクロ波の位相と、他の送電器から受電器２に送信するマイクロ波の位相とを一致させることができる。

【0029】

送電器記憶部１６には、受電器２にマイクロ波を送信して、受電器２の給電を行うために必要な各種情報、および他の送電器と通信を確立するために必要な各種情報が記憶されている。また、送電器１に割り当てられている識別番号も記憶されている。

【0030】

（受電器の構成）
図２に示すように、受電器２は、受電アンテナ２１、受電部２２、整流回路２３、受電器通信アンテナ２４（受電器側信号送信部）、受電器制御部２５、および受電器記憶部２６を備える。

【0031】

受電器２では、受電部２２が受電アンテナ２１を介して、送電器１から送信されたマイクロ波を受信する。なお、図２では、特に図示していないが、受電アンテナ２１は、複数のアンテナ素子から構成されている。

【0032】

整流回路２３は、受電部２２で受信したマイクロ波のエネルギーを直流に変換する。受電器２は、この変換された直流を、不図示の充電池に供給して、充電池の充電を行う。あるいは、受電器２は、この変換された直流を不図示の電源部に供給する構成であってもよい。

【0033】

受電器通信アンテナ２４は、複数の送電器１ａ～１ｆそれぞれとの間で信号の送受信を行うためのアンテナである。受電器２は、複数の送電器１ａ～１ｆそれぞれと通信を確立し、信号を送受信できるように構成されている。

【0034】

受電器制御部２５は、受電器２における各種処理を実施する演算処理装置（例えば、ＣＰＵ）である。受電器制御部２５は、受信レベル算出部６０、電力算出部６１、およびマスタ決定部６２（決定部）を含む。受電器制御部２５が含むこれら各部は、例えば、ＣＰＵが受電器記憶部２６に格納されているプログラムを不図示のメモリに読み出し、実行することで実現できる。

【0035】

受信レベル算出部６０は、送電器１から送信されたマイクロ波のエネルギーの大きさ示す受信強度を算出する。受信レベル算出部６０は、受信強度を示す受信強度信号を、このマイクロ波の送信元となる送電器１に受電器通信アンテナ２４を介して送信するように制御する。

【0036】

電力算出部６１は、送電器１ａ～１ｆによる給電によって得られた電力量を算出する。すなわち、電力算出部６１は、受電部２２で受信したマイクロ波のエネルギーに基づき、送電器１ａ～１ｆそれぞれから送信されたマイクロ波を受信することで得られる電力量を算出する。電力算出部６１は、算出した電力量に基づき充電池が満充電となったか否か判定する。また、電力算出部６１は、充電池が満充電となったと判定した場合、その判定結果を示す満充電通知信号を、マスタ送電器となる送電器１に対して、受電器通信アンテナ２４を介して送信するように制御する。

【0037】

なお、電力算出部６１は、受電部で受信したマイクロ波のエネルギーに基づき電力量を算出する構成に限定されるものではない。例えば、電力算出部６１は、整流回路２３で変換された直流の電流値から電力量を算出する構成であってもよい。

【0038】

マスタ決定部６２は、送電器１ａ～１ｆそれぞれから受信したマイクロ波の受信強度に基づき、送電器１ａ～１ｆのうちのいずれをマスタ送電器とするか決定する。マスタ決定部６２は、所定期間の間で送電器１ａ～１ｆそれぞれから受信したマイクロ波のうち受信強度が最も大きいマイクロ波を送信した送電器１をマスタ送電器と決定する。

【0039】

受電器２では、マスタ決定部６２によりマスタ送電器を決定すると、マスタ送電器に決定された送電器１の識別番号を含むマスタ決定信号を、複数の送電器１ａ～１ｆそれぞれに送信する。送電器１は、このマスタ決定信号を受信することでマスタ送電器であるのかスレーブ送電器であるのか判定することができる。

【0040】

また、受電器２は、上記したように受電部２２で受信したマイクロ波の受信強度示す受信強度信号を送電器１に送信する構成となっている。そこで、マスタ送電器に決定された送電器１は、受電器２から受信した受信強度信号に基づき、受電器２で受信されるマイクロ波のエネルギーが最大となる、マイクロ波の位相を求めることができる。

【0041】

また、受電器２は、上記したように電力算出部６１により満充電となった旨の判定結果を示す満充電通知信号をマスタ送電器となる送電器１に送信する構成となっている。そこで、マスタ送電器に決定された送電器１は、受電器２から受信した満充電通知信号に基づき、受電器２の充電池が満充電となったことを把握することができる。

【0042】

受電器記憶部２６は、送電器１ａ～１ｆから受信したマイクロ波により給電するために必要な各種情報、および送電器１ａ～１ｆそれぞれと通信を確立するために必要な各種情報を記憶する。また、受電器記憶部２６は、各送電器１ａ～１ｆを区別することができるように、各送電器１ａ～１ｆを特定する識別番号も記憶している。

【0043】

（給電方法）
次に図３を参照して、実施形態に係る無線給電システム１００による給電方法について説明する。図３は、本開示の実施形態に係る無線給電システム１００における送電器１の給電動作の一例を示すフローチャートである。

【0044】

図３に示すように、まず、給電エリア３０内に設けられた送電器１ａ～１ｆそれぞれから間欠的にマイクロ波が放射される（ステップＳ１１）。そして、送電器１ａ～１ｆのうちのいずれかの送電器１が受電器２を検出すると、マイクロ波の送信先となる受電器２の情報を含む信号を、他の送電器に送信する。これによって、送電器１ａ～１ｆそれぞれは、受電器２に向けてマイクロ波を送信することができる。

【0045】

送電器１ａ～１ｆそれぞれから送信されたマイクロ波を受電器２が受信すると、受電器２は受信したマイクロ波のうちもっとも受信強度の大きいマイクロ波の送信元の送電器１をマスタ送電器に決定する。そして、マスタ送電器に決定した送電器１の識別番号を含むマスタ決定信号を、送電器１ａ～１ｆそれぞれに送信する。

【0046】

送電器１では、送電器制御部１５が送電器通信アンテナ１４を通じて受電器２からマスタ決定信号を受信したか判定する（ステップＳ１２）。

【0047】

受電器２からマスタ決定信号を受信したと判定した場合（ステップＳ１２において「ＹＥＳ」）、マスタ判定部５１は、受信したマスタ決定信号に基づき、送電器１がマスタ送電器か否か判定する（ステップＳ１３）。一方、受電器２からマスタ決定信号を受信していない間（ステップＳ１２において「ＮＯ」）、送電器１は、ステップＳ１１に戻って間欠送電を継続する。

【0048】

マスタ判定部５１がマスタ送電器であると判定した場合（ステップＳ１３において「ＹＥＳ」）、送電器１は、マスタ送電器として動作する（ステップＳ１４）。一方、ステップＳ１３において、マスタ判定部５１がマスタ送電器ではないと判定した場合（ステップＳ１３において「ＮＯ」）、送電器１はスレーブ送電器として動作する（ステップＳ１５）。

【0049】

（マスタ送電器の動作処理）
次に図４を参照して、マスタ送電器の動作処理について説明する。図４は本開示の実施形態に係るマスタ送電器の動作処理の一例を示すフローチャートである。

【0050】

上記したように、送電器１は、受電器２からマイクロ波の受信強度を示す受信強度信号を受信するように構成されている。

【0051】

そこで、マスタ送電器（送電器１ａ）は、送電器通信アンテナ１４を介して受電器２から受信強度信号を受信すると（ステップＳ２１）、受信強度が最大となるように位相調整部５２が、移相器１２を制御して受電器２に送信するマイクロ波の位相を調整する（ステップＳ２２）。

【0052】

また、マスタ送電器（送電器１ａ）では、送電器制御部１５がスレーブ送電器（送電器１ｂ～１ｆ）それぞれからスレーブ通知信号（通知信号）を受信したか判定する（ステップＳ２３）。なお、スレーブ通知信号は、スレーブ送電器それぞれがマイクロ波を送信している受電器２の情報を含む。マスタ送電器は、スレーブ送電器それぞれからこのスレーブ通知信号を受信することで、受電器２にマイクロ波を送信でき、かつ通信可能なスレーブ送信器を把握することができる。

【0053】

送電器制御部１５がスレーブ送電器それぞれからスレーブ通知信号を受信していると判定した場合（ステップＳ２３において「ＹＥＳ」）、スレーブ送電器それぞれに対して、受電器２に送信するマイクロ波の位相を一致させるように同期信号を送信する（ステップＳ２４）。

【0054】

次に、マスタ送電器は、調整した位相でマイクロ波を受電器２に向けて連続的に送信する。このようにして、マスタ送電器は受電器２への送電を開始する（ステップＳ２５）。

【0055】

一方、送電器制御部１５が、スレーブ送電器それぞれからスレーブ通知信号を受信していないと判定した場合（ステップＳ２３において「ＮＯ」）、ステップＳ２４を飛ばしてステップＳ２５へと進む。つまり、ステップＳ２３において「ＮＯ」の場合とは、マスタ送電器だけが受電器２にマイクロ波を送信できている状態である。このため、マスタ送電器は、ステップＳ２４におけるスレーブ送電器への同期信号の送信を行わずステップＳ２５に進む。

【0056】

マスタ送電器から受電器２へマイクロ波を送信している間、マスタ送電器では、送電器制御部１５が受電器２との通信が遮断されたか判定する（ステップＳ２６）。ここで、受電器２との通信が遮断される場合とは、例えば、受電器２が給電エリア３０外に移動した場合などが挙げられる。送電器制御部１５が受電器２との通信が遮断されたと判定した場合（ステップＳ２６において「ＹＥＳ」）、マスタ送電器は受電器２への送電を停止する。さらにまた、マスタ送電器は、スレーブ送電器それぞれに対して、受電器２への送電停止を指示する信号を送信する（ステップＳ２７）。スレーブ送電器それぞれは、マスタ送電器から受電器２への送電停止を指示する信号を受信すると、受電器２へのマイクロ波の送信を停止する。

【0057】

一方、マスタ送電器において送電器制御部１５が受電器２との通信が遮断されていないと判定した場合（ステップＳ２６において「ＮＯ」）、送電器制御部１５は受電器２から満充電通知信号を受信したか判定する（ステップＳ２８）。送電器制御部１５が受電器２から満充電通知信号を受信したと判定した場合（ステップＳ２８において「ＹＥＳ」）、ステップＳ２７に進む。一方、送電器制御部１５が受電器２から満充電通知信号を受信していないと判定した場合（ステップＳ２８において「ＮＯ」）、ステップＳ２２に戻って受電器２に送信するマイクロ波の位相の調整を行う。つまり、給電エリア３０内において受電器２が移動した場合、受電器２に対して送電器１ａ～１ｆそれぞれから送信されているマイクロ波の位相を調整しなおす必要がある。そこで、マスタ送電器は、ステップＳ２２に戻ってマイクロ波の位相の調整を行う。

【0058】

なお、ステップＳ２８において「ＮＯ」となる場合、次に進むステップは上記したステップＳ２２に限定されるものではない。例えば、無線給電システム１００は、一度、送電器１ａ～１ｆの中からマスタ送電器を決め、マスタ送電器から受電器２に送信するマイクロ波の位相が設定されると、マスタ送電器と受電器２との通信が遮断されるまでこの設定を維持する構成の場合、ステップＳ２８において「ＮＯ」となるときは、ステップＳ２６に戻って、処理を実行してもよい。

【0059】

また、無線給電システム１００が、受電器２の給電中において、送電器１ａ～１ｆの中から常に最適なマスタ送電器を決定する構成の場合、ステップＳ２８において「ＮＯ」となるときは、図３に示すステップＳ１３に戻ってもよい。

【0060】

（スレーブ送電器の動作処理）
次に図５を参照して、スレーブ送電器の動作処理について説明する。図５は本開示の実施形態に係るスレーブ送電器の動作処理の一例を示すフローチャートである。

【0061】

まず、スレーブ送電器は、スレーブ送電器であることを示すスレーブ通知信号をマスタ送電器に送信する（ステップＳ３１）。

【0062】

次に、スレーブ送電器は、受電器２への送電を開始する（ステップＳ３２）。このとき、マスタ送電器とは異なる位相で、スレーブ送電器からマイクロ波が受電器２に送信されると受電器２における給電効率が低下する。そこで、スレーブ送電器では、送電器制御部１５がマスタ送電器から同期信号を受信したか判定する（ステップＳ３３）。ここで、スレーブ送電器において、送電器制御部１５が同期信号を受信したと判定した場合（ステップＳ３３において「ＹＥＳ」）、位相調整部５２が、受電器２に送信するマイクロ波の位相を、受信した同期信号に基づき調整する（ステップＳ３４）。そして、スレーブ送電器は、調整した位相でマイクロ波を受電器２に送信する。

【0063】

受電器２の給電中において、送電器制御部１５が、受電器２への送電を中止するか否か判定する（ステップＳ３５）。具体的には、マスタ送電器から、受電器２への送電停止を指示する信号を受信した場合、送電器制御部１５は、受電器２への送電を中止すると判定する。

【0064】

また、ステップＳ３３において「ＮＯ」となる場合も、スレーブ送電器とマスタ送電器との通信が遮断されているとして、ステップＳ３５にすすみ、スレーブ送電器は、受電器２に対する送電を中止する。

【0065】

なお、ステップＳ３５において「ＮＯ」と判定された場合、すなわち、受電器２への送電を中止しない場合、スレーブ送電器はステップＳ３２に戻り、ステップＳ３２以降の処理を繰り返す。

【0066】

（受電器の動作処理）
次に図６を参照して、受電器２の動作処理について説明する。図６は本開示の実施形態に係る受電器２の動作処理の一例を示すフローチャートである。

【0067】

まず、受電器２は給電エリア３０内に移動すると、受電器制御部２５が送電器１ａ～１ｆそれぞれから放射されたマイクロ波の受信を検出したか判定する（ステップＳ４１）。受電器２は、マイクロ波の受信を検出するまでステップＳ４１の処理を繰り返す。

【0068】

一方、受電器制御部２５がマイクロ波の受信を検出したと判定した場合（ステップＳ４１において「ＹＥＳ」）、受信レベル算出部６０がマイクロ波の受信強度を算出する（ステップＳ４２）。ここで、受信レベル算出部６０は所定期間内で、送電器１ａ～１ｆそれぞれから受信したマイクロ波について受信強度を算出する。そして、マスタ決定部６２が、最も受信強度が大きいマイクロ波の送信元となる送電器１をマスタ送電器に決定する（ステップＳ４３）。

【0069】

そして受電器２は、送電器１ａ～１ｆそれぞれに対して、受信レベル算出部６０で算出した受信強度を示す受信強度信号と、マスタ決定部６２によってマスタ送電器に決定された送電器１ａの識別番号を示すマスタ決定信号とを送信する（ステップＳ４４）。その後、受電器２は、送電器１ａ～１ｆそれぞれからマイクロ波を受信する（ステップＳ４５）。

【0070】

なお、受電器２は、送電器１ａ～１ｆそれぞれからマイクロ波を受信して給電を行う給電期間において、受信レベル算出部６０が送電器１ａ～１ｆそれぞれから送信されたマイクロ波の受信強度を算出する。そして、受電器２は、この算出した受信強度を示す受信強度信号を、送電器１ａ～１ｆそれぞれに送信するように構成されている。ただしこの構成に限定されるものではない。例えば、給電期間において、受電器２は、少なくともマスタ送電器から送信されたマイクロ波の受信強度を算出し、受信強度信号をマスタ送電器だけに送信する構成であってもよい。

【0071】

次に、受電器２では、電力算出部６１が送電器１ａ～１ｆそれぞれから送信されたマイクロ波を受信することで得られる電力量を算出する。そして、電力算出部６１は、算出した電力量に基づき充電池が満充電となったか判定する（ステップＳ４６）。電力算出部６１が、充電池が満充電となったと判定した場合（ステップＳ４６において「ＹＥＳ」）、受電器２は、満充電通知信号をマスタ送電器（送電器１ａ）に送信する。一方、電力算出部６１が、充電池が満充電ではないと判定した場合（ステップＳ４６において「ＮＯ」）、ステップＳ４５に戻って受電器２は送電器１ａ～１ｆそれぞれからマイクロ波を受信し、給電を継続する。

【0072】

なお、受電器２は、給電期間においてマスタ送電器との通信が遮断された場合、あるいは、送電器１ａ～１ｆそれぞれから受信したマイクロ波から得られる電力量が所定の電力量よりも低下した場合、上記したステップＳ４１に戻って、新たなマスタ送電器を決定する構成であってもよい。

【0073】

以上のように、実施形態に係る無線給電システム１００では、受電器２がマスタ決定部６２を備えるため、受電器２は、通信可能な複数の送電器１ａ～１ｆのうち、適切な送電器１をマスタ送電器に決定することができる。

【0074】

また、送電器１がマスタ判定部５１を備えるため、受電器２から受信した信号に基づき送電器１はマスタ送電器であるか否か判定することができる。このため、マスタ送電器に設定されている送電器１が受電器２を検出することができず、マイクロ波を送信できない場合であっても、受電器２にマイクロ波を送信できる送電器１がマスタ送電器となるように切り替えることができる。したがって、無線給電システム１００は、適切に受電器２の給電を行うことができる。

【0075】

［実施形態の変形例］
次に、図７を参照して、本開示の実施形態の変形例に係る無線給電システム１００について説明する。図７は本開示の実施形態の変形例に係る無線給電システム１００の概略構成を示すブロック図である。図７に示すように、実施形態の変形例に係る無線給電システム１００は、実施形態に係る無線給電システム１００と比較して、受電器制御部２５がマスタ決定部６２を備えていない点で相違する。このため、実施形態の変形例に係る無線給電システム１００では、受電器２の回路構成を、実施形態の無線給電システム１００が備える受電器２よりも簡易なものとすることができる。

【0076】

また、送電器１においてマスタ判定部５１が他の送電器の中からマスタ送電器とする送電器を判定することができる点でも相違する。

【0077】

それ以外の点は、実施形態の変形例に係る無線給電システム１００は、実施形態に係る無線給電システム１００と同様となる。このため、同様な部材には同じ符号を付しその説明は省略する。

【0078】

すなわち、実施形態に係る無線給電システム１００では、受電器２がマスタ送電器を決定する構成であったのに対して、実施形態の変形例に係る無線給電システム１００では、送電器１が、他の送電器の中からマスタ送電器となる送電器を判定する構成となっている。

【0079】

以下において、実施形態の変形例に係る無線給電システム１００における給電方法について説明する。

【0080】

（給電方法）
次に図８を参照して、実施形態の変形例に係る無線給電システム１００による給電方法について説明する。図８は、本開示の実施形態の変形例に係る無線給電システム１００における送電器１の給電動作の一例を示すフローチャートである。

【0081】

まず、前提として、実施形態の変形例に係る無線給電システム１００では、送電器１ａ～１ｆのうちのいずれかがマスタ送電器として予め設定されている。なお、ここでは、説明の便宜上、予め送電器１ａがマスタ送電器として設定され、送電器１ｂ～１ｆそれぞれはスレーブ送電器として設定されているものとする。また、スレーブ送電器は、マイクロ波の送信先となる受電器２の情報、ならびに受電器２におけるマイクロ波の受信強度を示す受信強度信号を含むスレーブ通知信号（通知信号）を、マスタ送電器に対して送信するように構成されている。

【0082】

図８に示すように、送電器１は、マスタ送電器に予め設定されているか判定する（ステップＳ５１）。ステップＳ５１において「ＹＥＳ」の場合、送電器１は、マスタ送電器の動作処理を実行する。一方、ステップＳ５１において「ＮＯ」の場合、送電器１は、スレーブ送電器の動作処理を実施する。

【0083】

（マスタ送電器の動作処理）
次に、図９を参照してマスタ送電器の動作処理について説明する。図９は、本開示の実施形態の変形例に係るマスタ送電器の動作処理の一例を示すフローチャートである。

【0084】

図９に示すように、マスタ送電器（送電器１ａ）は間欠的にマイクロ波を放射する（ステップＳ５１）。

【0085】

ここで、マスタ送電器から放射されたマイクロ波を受電器２が受信すると、受電器２は受信したマイクロ波の受信強度を示す受信強度信号を、マスタ送電器に送信する。このため、マスタ送電器は、受電器２から送信された受信強度信号を、送電器通信アンテナ１４を介して受信することで、受電器２との通信が確立されたこと、ならびに受電器２におけるマイクロ波の受信強度を把握することができる。

【0086】

そこで、マスタ送電器では、マイクロ波を放射した後、送電器制御部１５が受電器２から受信強度信号を受信したか判定する（ステップＳ６２）。送電器制御部１５は、受電器２から受信強度信号を受信したと判定した場合（ステップＳ６２において「ＹＥＳ」）、位相調整部５２がこの信号に基づき、受電器２においてマイクロ波の受信強度が最も大きくなるように、マイクロ波の位相を調整する（ステップＳ６３）。

【0087】

次に、マスタ送電器では、送電器制御部１５がスレーブ送電器（送電器１ｂ～１ｆ）それぞれからスレーブ通知信号を受信したか判定する（ステップＳ６４）。

【0088】

スレーブ送電器それぞれからスレーブ通知信号を受信したと判定した場合（ステップＳ６４において「ＹＥＳ」）、送電器制御部１５は、マスタ送電器から受電器２に送信しているマイクロ波の位相と同期させるように、スレーブ送電器それぞれに同期信号を送信する（ステップＳ６５）。そして、マスタ送電器は、受電器２にマイクロ波を連続的に送信して送電を開始する（ステップＳ６６）。

【0089】

これ以降のステップＳ６７～ステップＳ６９の各処理は、図４に示すステップＳ２６～ステップＳ２８の各処理と同様であるため説明は省略する。なお、ステップＳ６９において、「ＮＯ」の場合、すなわち、送電器制御部１５が受電器２から満充電を示す信号を受信していないと判定した場合、ステップＳ６３に戻って、マスタ送電器は、受電器２に送信するマイクロ波の位相の調整を再度、繰り返す。このため、給電エリア３０内において受電器２が移動し、各送電器１ａ～１ｆそれぞれとの距離が変化したとしても、受電器２が受信するマイクロ波の受信強度が大きくなるようにマイクロ波の位相を調整することができる。

【0090】

一方、マスタ送電器において、送電器制御部１５が受電器２からマイクロ波の受信強度を示す信号を受信していないと判定した場合（ステップＳ６２において「ＮＯ」）、マスタ送電器と受電器２との間の通信は遮断されており、受電器２にマイクロ波を送信できない状態にあると判断する。そこで、ステップＳ６２において「ＮＯ」となる場合、送電器制御部１５は、スレーブ送電器それぞれからスレーブ通知信号を受信したか判定する（ステップＳ７０）。ここで、送電器制御部１５が、スレーブ送電器それぞれからスレーブ通知信号を受信していなと判定した場合（ステップＳ７０において「ＮＯ」）、マスタ送電器はスレーブ送電器それぞれとの通信も遮断されている状態にあると判断し、最初のステップＳ６１に戻って処理をやり直す。

【0091】

一方、マスタ送電器（送電器１ａ）において、送電器制御部１５が、スレーブ送電器それぞれからスレーブ通知信号を受信していると判定した場合（ステップＳ７０において「ＹＥＳ」）、マスタ判定部５１は、複数のスレーブ送電器（送電器１ｂ～１ｆ）の中からマスタ送電器となる送電器を決定する（ステップＳ７１）。具体的には、マスタ判定部５１は、スレーブ送電器それぞれから受信したスレーブ通知信号に基づき、スレーブ送電器の中から受電器２におけるマイクロ波の受信強度が最も大きくなる送電器をマスタ送電器と判定する。

【0092】

マスタ判定部５１がマスタ送電器となる送電器を決定すると、マスタ送電器は、マスタ送電器への動作切替えを指示する動作モード切替信号を、このマスタ送電器に決定された送電器に送信する（ステップＳ７２）。なお、この動作モード切替信号を受信した送電器は、マスタ送電器として上述した図９に示すマスタ送電器の動作処理を実施する。

【0093】

次に送電器制御部１５は、設定されている動作モードをマスタ送電器からスレーブ送電器に切り替える（ステップＳ７３）。そして、スレーブ送電器の動作処理を実施する（ステップＳ７４）。

【0094】

（スレーブ送電器の動作処理）
次に、図１０を参照して、図８のステップＳ５３または図９のステップＳ７４に示すスレーブ送電器の動作処理の詳細について説明する。図１０は、本開示の実施形態の変形例に係るスレーブ送電器の動作処理の一例を示すフローチャートである。

【0095】

スレーブ送電器は、間欠的にマイクロ波を放射する（ステップＳ８１）。ここで、スレーブ送電器から放射されたマイクロ波を受電器２が受信すると、受電器２は受信したマイクロ波の受信強度を示す受信強度信号を、スレーブ送電器に送信する。このため、スレーブ送電器は、受電器２から送信された受信強度信号を受信することで、受電器２との通信が確立されたこと、ならびに受電器２におけるマイクロ波の受信強度を把握することができる。

【0096】

そこで、スレーブ送電器では、マイクロ波を放射した後、送電器制御部１５が受電器２から受信強度信号を受信したか判定する（ステップＳ８２）。送電器制御部１５は、受電器２から受信強度信号を受信していると判定した場合（ステップＳ８２において「ＹＥＳ」）、マスタ送電器にスレーブ送電器であることを示すスレーブ通知信号を送信する（ステップＳ８３）。

【0097】

次に、スレーブ送電器では、送電器制御部１５がマスタ送電器から動作モード切替信号を受信したか否か判定する（ステップＳ８４）。ここで、送電器制御部１５が動作モード切替信号を受信したと判定した場合（ステップＳ８４において「ＹＥＳ」）、マスタ送電器であることを示す信号を、給電エリア３０内に設けられた他の送電器に送信し（ステップＳ８５）、マスタ送電器として動作処理を行う（ステップＳ８６）。

【0098】

一方、送電器制御部１５が動作モード切替信号を受信していないと判定した場合（ステップＳ８４において「ＮＯ」）、スレーブ送電器は受電器２への送電を開始する（ステップＳ８７）。そして、スレーブ送電器では、送電器制御部１５がマスタ送電器から同期信号を受信したと判定した場合（ステップＳ８８において「ＹＥＳ」）、同期信号に基づき位相調整部５２が移相器１２を制御して受電器２に送信するマイクロ波の位相を調整する（ステップＳ８９）。そして、スレーブ送電器は、位相が調整されたマイクロ波を受電器２に送信する。

【0099】

一方、送電器制御部１５がマスタ送電器から同期信号を受信していないと判定した場合（ステップＳ８８において「ＮＯ」）、位相を調整することなくそのまま、受電器２へのマイクロ波の送信を継続する。

【0100】

スレーブ送電器では、送電器制御部１５がマスタ送電器から送電中止を示す信号を受信したと判定した場合（ステップＳ９０において「ＹＥＳ」）、受電器２への送電を停止する。一方、送電器制御部１５がマスタ送電器から送電中止を示す信号を受信していないと判定している間は（ステップＳ９０において「ＮＯ」）、ステップＳ８７に戻って受電器２への送電を継続する。

【0101】

（受電器の動作処理）
次に図１１を参照して、受電器２の動作処理について説明する。図１１は本開示の実施形態の変形例に係る受電器２の動作処理の一例を示すフローチャートである。

【0102】

まず、受電器２は給電エリア３０内に移動すると、受電器制御部２５が送電器１ａ～１ｆそれぞれから放射されたマイクロ波の受信を検出したか判定する（ステップＳ１０１）。受電器２は、マイクロ波の受信を検出するまでステップＳ１０１の処理を繰り返す。

【0103】

一方、受電器制御部２５がマイクロ波の受信を検出したと判定した場合（ステップＳ１０１において「ＹＥＳ」）、受信レベル算出部６０が送電器１ａ～１ｆそれぞれから受信したマイクロ波の受信強度を算出する（ステップＳ１０２）。

【0104】

そして、受電器２は、送電器１ａ～１ｆそれぞれに対して、受信レベル算出部６０で算出した受信強度を示す受信強度信号を送信する（ステップＳ１０３）。これ以降のステップＳ１０４～Ｓ１０６の各処理は、図６に示すステップＳ４５～Ｓ４７の各処理と同様となるため、説明は省略する。

【0105】

以上のように、実施形態の変形例に係る無線給電システム１００では、送電器（送電器１ａ）がマスタ判定部５１を備えるため、受電器２との通信を確立することができない場合、他の送電器（送電器１ｂ～１ｆ）から受信したスレーブ通知信号に基づき、他の送電器の中からマスタ送電器を決定することができる。このため、マスタ送電器に設定されている送電器１が受電器２を検出することができず、マイクロ波を送信できない場合であっても、受電器２にマイクロ波を送信できる送電器１がマスタ送電器となるように切り替えることができる。したがって、無線給電システム１００は、適切に受電器２の給電を行うことができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】