JP2020005468A - 無線給電装置及び無線給電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】物体が所定の範囲内にある場合、被給電物への電波による給電を停止することなく、当該物体の位置に到達する電波の強度を弱める無線給電装置を提供する。【解決手段】無線給電装置１００は、アレイアンテナ３と、被給電物１の位置又は方向を示す情報を予め記憶する記憶部１５と、所定の範囲Ａ内の環境情報を入力する環境情報入力部１３と、入力された環境情報に基づいて、所定の範囲Ａ内における物体５０の有無及び位置を検出する検出部１１と、検出部１１による検出結果に基づいて、検出された物体５０の方向に放射される電波の強度が、被給電物１に電波により電力を伝送する場合に比べて弱くなるように、アレイアンテナ３の指向性を制御する指向性制御部１０と、を備える。【選択図】図２

Description

本開示は、無線給電装置及び無線給電方法に関する。

特許文献１は、電磁波の到達範囲を示す電磁波供給範囲にエネルギーを波動として送信する波動送信装置と、波動送信装置のオン及びオフの制御、並びに出力レベルを制御する電源装置と、電磁波供給範囲を含む位置情報検知範囲を検知エリアとして当該検知エリアに人が存在するか否かを判定する位置判定装置と、を備える漏洩電磁波制御システムを開示している。当該電源装置は、位置判定装置の判定結果に応じて波動送信装置のオン又はオフを制御する。当該漏洩電磁波制御システムによると、位置情報検知範囲に人が入れば電源装置をオフして、人体に好ましくない影響を及ぼす漏洩電磁波が人に放射されることを防止できる。

特開２０１４−２１７０９３号公報

しかしながら、本件発明者は、位置情報検知範囲に人が入った場合に電源装置をオフにする従来の漏洩電磁波制御システムでは、次のような問題点が生じ得ることを見出した。すなわち、位置情報検知範囲に人が入った場合に電源装置をオフにすると、漏洩電磁波の人への放射は防止できるものの、漏洩電磁波制御システムは、エネルギーを送信することはできない。

本発明は、一態様では、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、物体が所定の範囲内にある場合、被給電物への電波による電力の伝送（給電）を停止することなく、当該物体の位置に到達する電波の強度を弱める無線給電装置及び無線給電方法を提供することにある。

本開示の第１の態様は、被給電物に電波により電力を伝送する無線給電装置を提供する。無線給電装置は、複数の素子アンテナを有するアレイアンテナと、被給電物の位置又は方向を示す情報を予め記憶する記憶部と、所定の範囲内の環境情報を入力する環境情報入力部と、入力された環境情報に基づいて、所定の範囲内における被給電物以外の物体の有無及び位置を検出する検出部と、前記検出部による検出結果に基づいて、検出された前記物体の方向に放射される電波の強度が、被給電物に電波により電力を伝送する場合に比べて弱くなるように、アレイアンテナの指向性を制御する指向性制御部と、を備える。

これにより、物体が所定の範囲内に入った場合、検出部が物体の位置を検出し、検出結果に基づいて、指向性制御部は、アレイアンテナの指向性を制御して、物体の方向に放射される電波の強度を弱めることができる。したがって、被給電物への給電を停止することなく、電波の放射が物体に与え得る影響を抑制することができる。

本開示の第１の態様において、指向性制御部は、検出された物体の方向に放射される電波の強度が極小となるようにアレイアンテナの指向性を制御するものであってもよい。

本開示の第１の態様において、指向性制御部は、検出された物体の方向に放射される電波の強度が所定の閾値未満になるようにアレイアンテナの指向性を制御するものであってもよい。

本開示の第１の態様において、指向性制御部は、電波の強度が最大となる方向が物体の方向に向かないようにアレイアンテナの指向性を制御するものであってもよい。

本開示の第１の態様において、アレイアンテナは、物体に備えられるビーコン発信機から電波により送信されたビーコン信号を受信してもよい。環境情報入力部は、ビーコン信号を受信するビーコン信号受信部を含んでもよい。検出部は、受信されたビーコン信号に基づいて、所定の範囲内における物体の有無及び位置を検出するものであってもよい。

本開示の第１の態様において、無線給電装置は、ビーコン発信機に送信するビーコン要求信号を生成するビーコン要求信号生成部を更に備えてもよい。アレイアンテナは、生成されたビーコン要求信号を電波によりビーコン発信機に送信するものであってもよい。ビーコン発信機は、ビーコン要求信号に応答してビーコン信号を電波により送信するものであってもよい。

本開示の第１の態様において、環境情報入力部は、所定の範囲内の画像を撮像して画像データを取得する撮像装置を含んでもよい。検出部は、取得された画像データに基づいて、所定の範囲内における物体の有無及び位置を検出するものであってもよい。

本開示の第１の態様において、無線給電装置は、被給電物の位置又は方向を示す情報を受け取る位置情報取得部を更に備えてもよい。記憶部は、位置情報取得部によって受け取った情報に基づいて、記憶された被給電物の位置又は方向を示す情報を更新するものであってもよい。

本開示の第２の態様は、複数の素子アンテナを有するアレイアンテナと、被給電物の位置又は方向を示す情報を予め記憶する記憶部と、所定の範囲内の環境情報を入力する環境情報入力部と、を備えた無線給電装置によって被給電物に電波により電力を伝送する無線給電方法を提供する。無線給電方法は、入力された環境情報に基づいて、所定の範囲内における被給電物以外の物体の有無を検出するステップと、入力された環境情報に基づいて、所定の範囲内における物体の位置を特定するステップと、特定された物体の位置の方向に放射される電波の強度が、被給電物に電波により電力を伝送する場合に比べて弱くなるように、アレイアンテナの指向性を制御するステップと、を含む。

本開示の第３の態様は、本開示の第１の態様の無線給電装置と、物体に備えられたビーコン発信機と、を備える無線給電システムを提供する。ビーコン発信機は、ビーコン信号を生成する制御部と、無線給電装置にビーコン信号を電波により送信するアンテナと、を備える。

本開示に係る無線給電装置及び無線給電方法によると、物体が所定の範囲内にある場合、被給電物への電波による給電を停止することなく、当該物体の位置に到達する電波の強度を弱めることができる。

本開示に係る無線給電装置の適用例を示す図 実施形態１に係る無線給電装置の構成例を示す図 実施形態１に係る無線給電装置の動作例を示すフローチャート アレイアンテナの指向性の一例を説明するための図 アレイアンテナの指向性の他の例を説明するための図 実施形態２に係る無線給電装置の構成例を示す 実施形態２に係る無線給電装置の動作例を示すフローチャート

以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係る無線給電装置の実施形態を説明する。各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付す。

§１ 適用例
まず、図１を用いて、本開示に係る無線給電装置１００が適用される場面の一例について説明する。本開示に係る無線給電装置１００は、例えば製造工場で用いられるセンサ１にマイクロ波により電力を伝送する無線給電装置に適用可能である。センサ１は、本開示の「被給電物」の一例である。マイクロ波は、本開示の「電波」の一例である。

図１に例示されているように、無線給電装置１００は、複数の素子アンテナ２を有するアレイアンテナ３と、所定の範囲Ａ内におけるビーコン発信機５１の存否及び位置に関する情報を入力するビーコン信号受信部１３と、を備える。ビーコン発信機５１は、例えば製造工場内で作業をする人５０が持つものである。ビーコン発信機５１の存否及び位置に関する情報は、本開示の「環境情報」の一例である。また、ビーコン信号受信部１３は、本開示の「環境情報入力部」の一例であり、人５０は、本開示の「物体」の一例である。

無線給電装置１００は、入力された情報に基づいて、所定の範囲Ａ内における人５０の有無及び位置を検出する人検出部１１と、人検出部１１による検出結果に基づいて、人５０の位置に到達するマイクロ波の強度を弱めるようにアレイアンテナ３の指向性を制御する指向性制御部１０と、を更に備える。人検出部１１は、本開示の「検出部」の一例である。

以上の構成により、例えば、ビーコン発信機５１を持った人５０が所定の範囲Ａ内に入った場合、人検出部１１が人５０の位置を検出し、指向性制御部１０は、検出結果に基づいて、人５０の位置に到達するマイクロ波の強度を弱めることができる。これにより、無線給電装置１００は、センサ１への給電を停止することなく、マイクロ波の放射が人５０に与え得る影響を、例えばマイクロ波の放射を受けることにより発生する熱による悪影響等を、抑制することができる。

§２ 実施形態１
＜２．１ 構成例＞
図２は、実施形態１に係る無線給電装置１００の構成例を示す図である。図２の例では、無線給電装置１００は、給電信号生成部４と、分配部５と、位相調整部６と、振幅調整部７と、Ｎ個の素子アンテナ２を有するアレイアンテナ３と、制御部９と、人検出部１１と、を備える。ここで、Ｎは、２以上の自然数である。

給電信号生成部４は、マイクロ波による給電信号を生成する。給電信号生成部４は、例えば、ガンダイオード等の半導体発振器、又はマグネトロン等のマイクロ波発振器である。

分配部５は、給電信号生成部４によって生成されたマイクロ波をＮ個のマイクロ波に分配する回路である。位相調整部６は、制御部９の指向性制御部１０による制御信号に基づいて、分配部５から入力されたＮ個のマイクロ波のそれぞれの位相を個別に調整して出力する回路である。例えば、位相調整部６は、分配部５から入力されたＮ個のマイクロ波のそれぞれに対応するＮ個の移相器からなる。

振幅調整部７は、制御部９の指向性制御部１０による制御信号に基づいて、位相調整部６から入力されたＮ個のマイクロ波の振幅を個別に調整して出力する回路である。振幅調整部７は、例えば、可変利得増幅器等の電力増幅器である。

なお、人検出部１１のビーコン要求信号生成部１２とアレイアンテナ３との間に、図示しない分配器、移相器、電力増幅器（ＰＡ）及びフィルタ等を設けてもよい。また、人検出部１１のビーコン信号受信部１３とアレイアンテナ３との間に、図示しない低雑音増幅器（ＬＮＡ）、フィルタ及び合成器等を設けてもよい。

人検出部１１は、ビーコン要求信号生成部１２と、ビーコン信号受信部１３と、検出情報処理部１４と、を備える。ビーコン要求信号生成部１２は、制御部９による制御信号に基づいて、対応するビーコン発信機５１に対して、アレイアンテナ３を介して電波によりビーコン要求信号を送信する。

ビーコン発信機５１は、無線給電装置１００から送信されたビーコン要求信号を受信するためのアンテナ５２と、受信したビーコン要求信号を処理し、対応するビーコン信号を生成する制御部５３と、を備える。ビーコン発信機５１は、アンテナ５２によって無線給電装置１００からのビーコン要求信号を受信すると、ビーコン要求信号に応答してビーコン信号を生成し、アンテナ５２によって無線給電装置１００に送信する。

無線給電装置１００の人検出部１１のビーコン信号受信部１３は、アレイアンテナ３を介してビーコン発信機５１からのビーコン信号を受信し、無線給電装置１００から所定の範囲内におけるビーコン発信機５１の有無を検出する回路である。

検出情報処理部１４は、人検出部１１の動作全体の制御を司るコントローラである。検出情報処理部１４は、例えばＭＣＵ、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等を含み、情報処理に応じて各構成要素の制御を行う。例えば、検出情報処理部１４は、ビーコン信号受信部１３が所定の範囲内にビーコン発信機５１があることを検出した場合、ビーコン信号を解析して、ビーコン信号を発信したビーコン発信機５１の位置を特定する。

検出情報処理部１４によって特定されたビーコン発信機５１の位置は、制御部９に送信される。制御部９は、入力されたビーコン発信機５１の位置に基づいて、指向性制御部１０によって、位相調整部６及び振幅調整部７を制御してアレイアンテナ３の指向性を制御する。

人検出部１１の構成は前述のものに限定されず、例えば、検出情報処理部１４が無線給電装置１００から所定の範囲内におけるビーコン発信機５１の有無を検出してもよい。

制御部９は、無線給電装置１００の動作全体の制御を司るコントローラであり、前述の制御以外にも様々な制御を行う。制御部９は、プログラムを実行することにより所定の機能を実現する汎用プロセッサを含む。

制御部９及び検出情報処理部１４は、別個の汎用プロセッサによって実現されてもよいし、同一の汎用プロセッサによって実現されてもよい。

また、制御部９は、被給電物１の位置又は方向を示す情報を予め記憶する記憶部１５を更に含む。記憶部１５は、種々の情報を記録する媒体であり、フラッシュメモリ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等の記憶デバイス単独で又はそれらを適宜組み合わせて実現される。

無線給電装置１００は、記憶された被給電物１の位置又は方向に基づいてアレイアンテナ３の指向性を制御し、マイクロ波を送信して被給電物１に適切に給電を行うことができる。

＜２．２ 動作例＞
図３は、実施形態１に係る無線給電装置１００の動作例を示すフローチャートである。図２及び図３を参照して、無線給電装置１００の動作例を説明する。なお、以下で説明する処理手順は一例に過ぎず、各処理は可能な限り変更されてよい。また、以下で説明する処理手順について、実施形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。

まず、制御部９は、ビーコン要求コマンドを生成し、人検出部１１のビーコン要求信号生成部１２に送信する（Ｓ１０１）。ビーコン要求コマンドを受信すると、ビーコン要求信号生成部１２は、対応するビーコン発信機５１を応答させるためのビーコン要求信号を生成する（Ｓ１０２）。

制御部９は、生成されたビーコン要求信号を、アレイアンテナ３から電波によって送信する（Ｓ１０３）。

ビーコン発信機５１は、無線給電装置１００から送信されたビーコン要求信号をアンテナ５２によって受信する。制御部５３は、ビーコン要求信号に応答してビーコン信号を生成し、アンテナ５２によって無線給電装置１００に送信する。

無線給電装置１００のビーコン信号受信部１３は、アレイアンテナ３を介して、ビーコン発信機５１からのビーコン信号を受信したか否かを判断する（Ｓ１０４）。受信した場合、ビーコン信号受信部１３は、所定の範囲内におけるビーコン発信機５１の有無を検出する（Ｓ１０５）。

ステップＳ１０４においてビーコン発信機５１からのビーコン信号を受信しなかった場合、又は、ステップＳ１０５において所定の範囲内にビーコン発信機５１が検出されなかった場合、ステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８において、無線給電装置１００は、給電信号生成部４を制御してマイクロ波を発生させ、アレイアンテナ３によってマイクロ波を送信して、被給電物１への給電を開始する。

図４は、所定の範囲Ａの中にビーコン発信機５１が、すなわち人５０が検出されなかった場合における、アレイアンテナ３によるマイクロ波の放射状況を示す模式図である。図４には、２つの被給電物１が示されている。図４に示すように、所定の範囲Ａの中にビーコン発信機５１が、すなわち人５０が検出されなかった場合、アレイアンテナ３の指向性は、マイクロ波によって両方の被給電物１を同時に給電できるように指向性制御部１０によって制御される。

再び図３のステップＳ１０５に戻り、所定の範囲内においてビーコン発信機５１が検出された場合、検出情報処理部１４は、ビーコン信号を解析して、ビーコン信号を発信したビーコン発信機５１の位置を特定する（Ｓ１０６）。

特定されたビーコン発信機５１の位置に基づいて、制御部９の指向性制御部１０は、位相調整部６及び振幅調整部７を制御し、特定されたビーコン発信機５１の位置が、干渉によりマイクロ波の強度がほぼ零になる点（「零点」、「ヌル点」又は「ヌル」と呼ばれる）となるようにアレイアンテナ３の指向性を制御する（Ｓ１０７）。言い換えれば、制御部９の指向性制御部１０は、特定されたビーコン発信機５１の方向に放射されるマイクロ波の強度が極小となるように、アレイアンテナ３の指向性を制御する。

次に、無線給電装置１００は、給電信号生成部４を制御してマイクロ波を発生させ、アレイアンテナ３によってマイクロ波を送信して、被給電物１への給電を開始する（Ｓ１０８）。

図５は、所定の範囲Ａの中にビーコン発信機５１が、すなわち人５０が検出された場合における、アレイアンテナ３によるマイクロ波の放射状況を示す模式図である。図５では、ビーコン発信機５１、すなわち人５０の方向にヌル点が形成されている。したがって、ビーコン発信機５１を持っている人５０に対してマイクロ波による影響が生じない。

給電開始から一定時間が経過すると（Ｓ１０９）、給電を一時的に中止する（Ｓ１１０）。そして、ビーコン発信機５１すなわち人５０が所定の範囲Ａの中に入っているか否かを確かめるため、再びＳ１０１に戻る。このようにして、Ｓ１０１〜Ｓ１１０を繰り返す。

なお、給電を一時的に中止した（Ｓ１１０）後、再び給電を開始する（Ｓ１０８）までの時間間隔は、例えば、一時的な中止により被給電物１（例えばセンサ）が電力不足により動作できなくなる等の影響が生じないように十分に短く設定される。

＜２．３ 作用・効果＞
以上のように、実施形態１に係る無線給電装置１００は、複数の素子アンテナ２を有するアレイアンテナ３と、被給電物１の位置又は方向を示す情報を予め記憶する記憶部１５と、所定の範囲Ａ内におけるビーコン発信機５１の存否及び位置に関する情報を入力するビーコン信号受信部１３と、入力された情報に基づいて、所定の範囲Ａ内における人５０の有無及び位置を検出する人検出部１１と、人検出部１１による検出結果に基づいて、検出された人５０の方向に放射されるマイクロ波の強度が、被給電物１にマイクロ波により電力を伝送する場合に比べて弱くなるように、アレイアンテナ３の指向性を制御する指向性制御部１０と、を備える。

無線給電装置１００は、人５０が有するビーコン発信機５１に送信するビーコン要求信号を生成するビーコン要求信号生成部１２を更に備える。アレイアンテナ３は、生成されたビーコン要求信号を電波によりビーコン発信機５１に送信し、かつ、ビーコン発信機５１から電波により送信されたビーコン信号を受信する。人検出部１１は、受信されたビーコン信号に基づいて、所定の範囲Ａ内における人５０の有無及び位置を検出する。

実施形態１に係る無線給電装置１００によると、ビーコン発信機５１を持った人５０が所定の範囲Ａ内に入った場合、人検出部１１が人５０の位置を検出し、検出結果に基づいて、指向性制御部１０は、アレイアンテナ３の指向性を制御して、人５０の位置に到達するマイクロ波の強度を弱めることができる。これにより、被給電物１への給電を停止することなく、マイクロ波の放射が人５０に与え得る影響を抑制することができる。

§３ 実施形態２
＜３．１ 構成例＞
図６は、実施形態２に係る無線給電装置２００の構成例を示す図である。実施形態１に係る無線給電装置１００がビーコン信号を用いて所定の範囲内における人５０の有無を検出するのに対し、実施形態２に係る無線給電装置２００は、カメラ２１５を用いて被給電物１を含む領域を撮像して画像データを取得し、画像データを解析することによって所定の範囲内における人５０の有無を検出する。

このように、無線給電装置２００は、被給電物１を含む領域を撮像して画像データを取得するカメラ２１５を備える。カメラ２１５は、例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳイメージセンサ等の画像センサを備え、可視光、紫外光、赤外光等を受けて撮像画像を形成できるカメラである。

実施形態１と異なり、実施形態２では、人検出部２１１は、カメラ２１５によって取得された画像データを入力する画像インタフェース（Ｉ／Ｆ）２１６と、入力された画像データを解析して所定の範囲内における人５０の有無及び人５０の位置を検出する画像処理部２１７とを備える。

画像Ｉ／Ｆ２１６は、例えば、ＵＳＢ、ＨＤＭＩ（登録商標）等の接続回路である。画像処理部２１７は、例えばＭＣＵ、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等を含み、画像処理等の制御を行う。

＜３．２ 動作例＞
図７は、実施形態２に係る無線給電装置２００の動作例を示すフローチャートである。図６及び図７を参照して、無線給電装置２００の動作例を説明する。

まず、カメラ２１５は、所定の範囲を撮像して画像データを取得する（Ｓ２０１）。取得された画像データは、人検出部２１１の画像Ｉ／Ｆ２１６を介して画像処理部２１７に入力される。

次に、画像処理部２１７は、入力された画像データを解析して、所定の範囲内における人５０の有無を検出する（Ｓ２０２、Ｓ２０３）。所定の範囲内において人５０が検出されなかった場合はステップＳ２０６に進み、検出された場合はステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０４において、画像処理部２１７は、画像データを解析して、人５０の位置を特定する。

特定された人５０の位置に基づいて、制御部９の指向性制御部１０は、位相調整部６及び振幅調整部７を制御してアレイアンテナ３の指向性を制御し、特定された人５０の方向にヌル点を形成する（Ｓ２０５）。

次に、無線給電装置２００は、給電信号生成部４を制御してマイクロ波を発生させ、アレイアンテナ３によってマイクロ波を送信して、被給電物１への給電を開始する（Ｓ２０６）。

給電開始から一定時間が経過すると（Ｓ２０７）、給電を一時的に中止する（Ｓ２０８）。そして、人５０が所定の範囲の中に入っているか否かを確かめるため、再びＳ２０１に戻る。このようにして、Ｓ２０１〜Ｓ２０８を繰り返す。

＜３．３ 作用・効果＞
以上のように、実施形態２に係る無線給電装置２００は、複数の素子アンテナ２を有するアレイアンテナ３と、所定の範囲Ａ内の画像を撮像して画像データを取得するカメラ２１５及び当該画像データを入力する画像Ｉ／Ｆ２１６と、画像データに基づいて、所定の範囲Ａ内における人５０の有無及び位置を検出する人検出部２１１と、人検出部２１１による検出結果に基づいて、人５０の方向に放射される電波の強度が、被給電物１にマイクロ波により電力を伝送する場合に比べて弱くなるように、アレイアンテナ３の指向性を制御する指向性制御部１０と、を備える。

これにより、無線給電装置２００は、被給電物１への給電を停止することなく、マイクロ波の放射が人５０に与え得る影響を抑制することができる。

§４ 変形例
以上、本開示の実施形態を詳細に説明した。しかしながら、上記の説明は本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができる。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記の実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記の実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。

＜４．１＞
上記の各実施形態では、制御部９の指向性制御部１０が、人５０又はビーコン発信機５１の方向にヌル点を形成するように、位相調整部６及び振幅調整部７を制御してアレイアンテナ３の指向性を制御することを説明した。しかしながら、指向性制御部１０による制御は、人５０又はビーコン発信機５１の方向にヌル点を形成することに限定されず、人５０に対するマイクロ波による影響を低減させるものであればよい。

例えば、指向性制御部１０は、人５０又はビーコン発信機５１の方向に放射される電波の強度が所定の閾値未満になるようにアレイアンテナ３の指向性を制御してもよい。あるいは、指向性制御部１０は、マイクロ波の強度が最大となる方向が人５０又はビーコン発信機５１の方向に向かないようにアレイアンテナ３の指向性を制御してもよい。

＜４．２＞
上記の各実施形態及び変形例では、人５０が持っているビーコン発信機５１から発信される電波を検出し、又は、人５０をカメラ２１５で撮像して検出し、検出結果に基づいてアレイアンテナ３の指向性を制御する無線給電装置１００、２００について説明した。しかしながら、検出対象は人５０に限定されず、マイクロ波の照射を受けることによって何らかの影響を生じ得る物体であってもよい。

例えば、検出対象は、動物、植物、電子機器等の物体であってもよい。この場合、ビーコン発信機５１は、これらの物体に取り付けられてもよい。これにより、例えば、マイクロ波の照射による動植物への熱による悪影響や、電子機器の誤作動を防止することができる。

＜４．３＞
上記の各実施形態及び変形例では、被給電物１にマイクロ波により電力を伝送する無線給電装置１００、２００について説明した。しかしながら、電力を伝送する手段はマイクロ波に限定されず、アンテナにより送受信可能であり、かつ電力を伝送できるものであればいかなる電磁波であってもよい。

＜４．４＞
上記の実施形態１では、（ｉ）被給電物１へのマイクロ波の送信、（ｉｉ）ビーコン発信機５１への電波の送信、及び（ｉｉｉ）ビーコン発信機５１からの電波の受信のすべてを、アレイアンテナ３を用いて行う無線給電装置１００について説明した。しかしながら、（ｉ）〜（ｉｉｉ）のすべてが同一のアレイアンテナ３を用いて行われなくてもよい。

例えば、（ｉ）被給電物１へのマイクロ波の送信のみがアレイアンテナ３を用いて行われ、（ｉｉ）ビーコン発信機５１への電波の送信と、（ｉｉｉ）ビーコン発信機５１からの電波の受信とは、アレイアンテナ３と異なるビーコン発信機５１用のアンテナを用いて行われてもよい。あるいは、アレイアンテナ３の素子アンテナ２の一部をビーコン発信機５１用のアンテナに置き換えてもよい。

＜４．５＞
上記の各実施形態では、無線給電装置１００、２００の動作は、被給電物１への給電を開始した後に一定時間が経過すると給電を一時的に中止する（Ｓ１１０、Ｓ２０８）ものであった。しかしながら、本開示に係る無線給電装置の動作は、給電を開始した後に給電を一時的に中止するステップを含むものに限定されず、例えば、給電を開始した後、給電を中止せずに、給電と人５０又はビーコン発信機５１の有無の検出とを同時に行い、所定の範囲Ａ内に人５０又はビーコン発信機５１が存在することを検出した場合に給電を一時的に中止するものであってもよい。

あるいは、給電を開始した後、給電と人５０又はビーコン発信機５１の有無の検出とを同時に行い、所定の範囲Ａ内に人５０又はビーコン発信機５１が存在することを検出した場合は、給電を中止することなく、アレイアンテナ３の指向性を制御して人５０又はビーコン発信機５１の方向にヌル点を形成するように動作してもよい。

＜４．６＞
上記の実施形態１では、無線給電装置１００の制御部９は、ビーコン要求コマンドを生成して人検出部１１のビーコン要求信号生成部１２に送信し（Ｓ１０１）、ビーコン要求信号生成部１２は、ビーコン要求信号を生成し（Ｓ１０２）、ビーコン要求信号は、アレイアンテナ３から電波によって送信される（Ｓ１０３）例について説明した。そして、ビーコン発信機５１は、無線給電装置１００から送信されたビーコン要求信号をアンテナ５２によって受信し、ビーコン要求信号に応答してビーコン信号を生成し、アンテナ５２によって無線給電装置１００に送信するものであった。

しかしながら、本開示に係る無線給電装置は、ビーコン要求信号の生成及び送信を行うものに限定されない。例えば、ビーコン発信機５１は、自発的に、すなわちビーコン要求信号を受信しなくても、一定間隔でビーコン信号を生成し、生成したビーコン信号をアンテナ５２によって無線給電装置１００に送信するものであってもよい。

＜４．７＞
上記の各実施形態では、被給電物１の位置又は方向を示す情報を予め記憶する記憶部１５について説明した。しかしながら、本開示に係る無線給電装置の記憶部１５に記憶される情報は、上記のものに限定されない。例えば、本開示に係る無線給電装置は、被給電物１の位置又は方向を示す情報を受け取る位置情報取得部を更に備え、受け取った情報により記憶部１５に記憶された情報を更新してもよい。

位置情報取得部は、例えば、使用者からの入力指示を受け付けるマウス、キーボード、タッチパネル、ボタン等の入力用インタフェースである。例えば、使用者が被給電物１の位置又は方向をキーボードを用いて入力し、入力された位置又は方向を示す情報が記憶部１５に記憶されてもよい。

あるいは、位置情報取得部は、上記のような手動の手段に限定されず、例えば、被給電物１の位置等を検出するセンサであってもよい。

また、被給電物１が電波を送信し、送信された電波を本開示に係る無線給電装置のアレイアンテナ３により受信し、位置情報取得部は、受信した電波に基づいて被給電物１の位置又は方向を示す情報を得るものであってもよい。

§５ 開示
本開示には以下の態様が含まれる。

被給電物（１）に電波により電力を伝送する無線給電装置（１００、２００）であって、
複数の素子アンテナ（２）を有するアレイアンテナ（３）と、
前記被給電物（１）の位置又は方向を示す情報を予め記憶する記憶部（１５）と、
所定の範囲（Ａ）内の環境情報を入力する環境情報入力部（１３、２１５）と、
入力された環境情報に基づいて、前記所定の範囲（Ａ）内における物体（５０）の有無及び位置を検出する検出部（１１、２１１）と、
前記検出部（１１、２１１）による検出結果に基づいて、検出された前記物体（５０）の方向に放射される電波の強度が、前記被給電物（１）に電波により電力を伝送する場合に比べて弱くなるように、前記アレイアンテナ（３）の指向性を制御する指向性制御部（１０）と、を備える
無線給電装置（１００、２００）。

前記指向性制御部（１０）は、検出された前記物体（５０）の方向に放射される電波の強度が極小となるように前記アレイアンテナ（３）の指向性を制御する、請求項１に記載の無線給電装置（１００、２００）。

前記指向性制御部は、検出された前記物体（５０）の方向に放射される電波の強度が所定の閾値未満になるように前記アレイアンテナ（３）の指向性を制御する、請求項１に記載の無線給電装置（１００、２００）。

前記指向性制御部は、電波の強度が最大となる方向が前記物体（５０）の方向に向かないように前記アレイアンテナ（３）の指向性を制御する、請求項１に記載の無線給電装置（１００、２００）。

前記アレイアンテナ（３）は、前記物体に備えられるビーコン発信機（５１）から電波により送信されたビーコン信号を受信し、
前記環境情報入力部は、前記ビーコン信号を受信するビーコン信号受信部（１３）を含み、
前記検出部（１１）は、受信された前記ビーコン信号に基づいて、前記所定の範囲（Ａ）内における前記物体（５０）の有無及び位置を検出する、請求項１〜４のいずれかに記載の無線給電装置（１００）。

前記ビーコン発信機（５１）に送信するビーコン要求信号を生成するビーコン要求信号生成部（１２）を更に備え、
前記アレイアンテナ（３）は、生成された前記ビーコン要求信号を電波により前記ビーコン発信機（５１）に送信し、
前記ビーコン発信機（５１）は、前記ビーコン要求信号に応答して前記ビーコン信号を電波により送信する、請求項５に記載の無線給電装置（１００）。

前記環境情報入力部は、前記所定の範囲（Ａ）内の画像を撮像して画像データを取得する撮像装置（２１５）を含み、
前記検出部（２１１）は、取得された画像データに基づいて、前記所定の範囲（Ａ）内における前記物体（５０）の有無及び位置を検出する、請求項１〜６のいずれかに記載の無線給電装置（２００）。

前記被給電物（１）の位置又は方向を示す情報を受け取る位置情報取得部を更に備え、
前記記憶部（１５）は、前記位置情報取得部によって受け取った情報に基づいて、記憶された前記被給電物（１）の位置又は方向を示す情報を更新する、請求項１〜７のいずれかに記載の無線給電装置（１００、２００）。

複数の素子アンテナ（２）を有するアレイアンテナ（３）と、被給電物（１）の位置又は方向を示す情報を予め記憶する記憶部（１５）と、所定の範囲（Ａ）内の環境情報を入力する環境情報入力部（１３、２１５）と、を備えた無線給電装置（１００、２００）によって前記被給電物（１）に電波により電力を伝送する無線給電方法であって、
入力された環境情報に基づいて、前記所定の範囲（Ａ）内における前記被給電物以外の物体（５０）の有無を検出するステップ（Ｓ１０５、Ｓ２０２）と、
入力された環境情報に基づいて、前記所定の範囲（Ａ）内における物体（５０）の位置を特定するステップ（Ｓ１０６、Ｓ２０４）と、
特定された前記物体５０）の位置の方向に放射される電波の強度が、前記被給電物（１）に電波により電力を伝送する場合に比べて弱くなるように、前記アレイアンテナ（３）の指向性を制御するステップ（Ｓ１０７、Ｓ２０５）と、を含む
無線給電方法。

請求項５に記載の無線給電装置（１００）と、前記物体（５０）に備えられたビーコン発信機（５１）と、を備える無線給電システムであって、
前記ビーコン発信機（５１）は、前記ビーコン信号を生成する制御部（５３）と、前記無線給電装置（１００）に前記ビーコン信号を電波により送信するアンテナ（５２）と、を備える
無線給電システム。

１ 被給電物
２ 素子アンテナ
３ アレイアンテナ
４ 給電信号生成部
５ 分配部
６ 位相調整部
７ 振幅調整部
９ 制御部
１０ 指向性制御部
１１ 人検出部（検出部）
１２ ビーコン要求信号生成部
１３ ビーコン信号受信部（環境情報入力部）
１４ 検出情報処理部
１５ 記憶部
５０ 人（物体）
５１ ビーコン発信機
５２ アンテナ
５３ 制御部
１００、２００ 無線給電装置
２１１ 人検出部（検出部）
２１５ カメラ（撮像装置）
２１６ 画像インタフェース
２１７ 画像処理部

Claims (10)

1. 被給電物に電波により電力を伝送する無線給電装置であって、
   複数の素子アンテナを有するアレイアンテナと、
   前記被給電物の位置又は方向を示す情報を予め記憶する記憶部と、
   所定の範囲内の環境情報を入力する環境情報入力部と、
   入力された環境情報に基づいて、前記所定の範囲内における前記被給電物以外の物体の有無及び位置を検出する検出部と、
   前記検出部による検出結果に基づいて、検出された前記物体の方向に放射される電波の強度が、前記被給電物に電波により電力を伝送する場合に比べて弱くなるように、前記アレイアンテナの指向性を制御する指向性制御部と、を備える
   無線給電装置。
2. 前記指向性制御部は、検出された前記物体の方向に放射される電波の強度が極小となるように前記アレイアンテナの指向性を制御する、請求項１に記載の無線給電装置。
3. 前記指向性制御部は、検出された前記物体の方向に放射される電波の強度が所定の閾値未満になるように前記アレイアンテナの指向性を制御する、請求項１に記載の無線給電装置。
4. 前記指向性制御部は、電波の強度が最大となる方向が検出された前記物体の方向に向かないように前記アレイアンテナの指向性を制御する、請求項１に記載の無線給電装置。
5. 前記アレイアンテナは、前記物体に備えられるビーコン発信機から電波により送信されたビーコン信号を受信し、
   前記環境情報入力部は、前記ビーコン信号を受信するビーコン信号受信部を含み、
   前記検出部は、受信された前記ビーコン信号に基づいて、前記所定の範囲内における前記物体の有無及び位置を検出する、請求項１〜４のいずれかに記載の無線給電装置。
6. 前記ビーコン発信機に送信するビーコン要求信号を生成するビーコン要求信号生成部を更に備え、
   前記アレイアンテナは、生成された前記ビーコン要求信号を電波により前記ビーコン発信機に送信し、
   前記ビーコン発信機は、前記ビーコン要求信号に応答して前記ビーコン信号を電波により送信する、請求項５に記載の無線給電装置。
7. 前記環境情報入力部は、前記所定の範囲内の画像を撮像して画像データを取得する撮像装置を含み、
   前記検出部は、取得された画像データに基づいて、前記所定の範囲内における前記物体の有無及び位置を検出する、請求項１〜６のいずれかに記載の無線給電装置。
8. 前記被給電物の位置又は方向を示す情報を受け取る位置情報取得部を更に備え、
   前記記憶部は、前記位置情報取得部によって受け取った情報に基づいて、記憶された前記被給電物の位置又は方向を示す情報を更新する、請求項１〜７のいずれかに記載の無線給電装置。
9. 複数の素子アンテナを有するアレイアンテナと、被給電物の位置又は方向を示す情報を予め記憶する記憶部と、所定の範囲内の環境情報を入力する環境情報入力部と、を備えた無線給電装置によって前記被給電物に電波により電力を伝送する無線給電方法であって、
   入力された環境情報に基づいて、前記所定の範囲内における前記被給電物以外の物体の有無を検出するステップと、
   入力された環境情報に基づいて、前記所定の範囲内における物体の位置を特定するステップと、
   特定された前記物体の位置の方向に放射される電波の強度が、前記被給電物に電波により電力を伝送する場合に比べて弱くなるように、前記アレイアンテナの指向性を制御するステップと、を含む
   無線給電方法。
10. 請求項５に記載の無線給電装置と、前記物体に備えられたビーコン発信機と、を備える無線給電システムであって、
    前記ビーコン発信機は、前記ビーコン信号を生成する制御部と、前記無線給電装置に前記ビーコン信号を電波により送信するアンテナと、を備える
    無線給電システム。

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