JP7136561B2 - 電波送電システム、受電機及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、電波送電システム、受電機及び制御方法に関する。

従来、無線電力伝送の対象となる相手装置を特定する通信システムが知られている。例えば、特許文献１には、無線電力伝送の範囲と、制御信号の通信ができる範囲とが異なる給電装置において、無線電力伝送の対象となる相手装置を特定する通信システムが開示されている。

特開２０１４－２１２６０３号公報

無線電力伝送を行うシステムは、さらなる改善の余地がある。

本開示は、有用性を向上可能な電波送電システム、受電機及び制御方法を提供することを目的とする。

一態様の電波送電システムは、ビームフォーミングにより電波による送電を行う送電機と、電波による受電を行う受電機と、前記送電機の送電可能範囲で電波による通信を行う通信機と、を備える。前記受電機は、電波による通信により前記通信機から信号を受信すると、前記送電機に対して、前記ビームフォーミングの方向を規定する信号を送信する。

一態様の電波送電システムは、ビームフォーミングにより電波による送電を行うとともに、送電可能範囲で電波による通信を行う送電機と、電波による受電を行う受電機と、を備える。前記受電機は、電波による通信により前記送電機から信号を受信すると、前記送電機に対して、前記ビームフォーミングの方向を規定する信号を送信する。

一態様の受電機は、電波による受電を行う受電部と、電波による通信を行う通信部と、通信機からの信号を前記通信部において受信すると、ビームフォーミングの方向を規定する信号を前記通信部から送信させる、制御部とを備える。

一態様の制御方法は、電波による受電を行う受電機が実行する制御方法であって、通信部からの信号を受信するステップと、前記通信部からの信号を受信したことに応じて、ビームフォーミングの方向を規定する信号を送信するステップと、を含む。

本開示に係る電波送電システム、受電機及び制御方法によれば、有用性を向上可能である。

一実施形態に係る電波送電システムの概略構成を示す図である。 図１の電波送電システムの概略構成を示す機能ブロック図である。 図２の電波送電システムにおける送電処理の一例を示すシーケンス図である。 図２の受電機が実行する処理の一例を示すフローチャートである。 図２の通信機が実行する処理の一例を示すフローチャートである。 図２の送電機が実行する処理の一例を示すフローチャートである。 一実施形態に係る電波送電システムの概略構成を示す図である。 図７の電波送電システムにおける送電処理の一例を示すシーケンス図である。

以下、本開示に係る一実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、一実施形態に係る電波送電システム１の概略構成を示す図である。電波送電システム１は、電子機器と、通信機２００と、送電機３００とを備える。図１では、電子機器の一例として、携帯電話機１０を図示している。ただし、電子機器は、携帯電話機１０に限られず、ユーザが持ち運ぶことにより位置を移動させることが可能な任意の電子機器とすることができる。例えば、電子機器は、ラジオ又は電子辞書等であってもよい。

電子機器は、受電機を内部に収容している。一実施形態では、携帯電話機１０は、受電機を内部に収容している。電子機器は、例えば自機内の電池ホルダ内に、当該電池ホルダに収容可能な形状の受電機を収容していてよい。この場合、受電機は、外観が、例えば乾電池又はボタン型電池等の形状であってもよい。電子機器は、内部に収容する受電機から供給される電力によって駆動する。

図２は、電波送電システム１の概略構成を示す機能ブロック図である。電波送電システム１は、受電機１００と、通信機２００と、送電機３００とを有する。ここでは、説明を簡潔にするため、受電機１００、通信機２００及び送電機３００をそれぞれ１つずつ記載しているが、電波送電システム１は、受電機１００、通信機２００及び送電機３００をそれぞれ複数有していてもよい。

まず、電波送電システム１の概要について説明する。一実施形態において、送電機３００は電波による送電を行うことができる。送電機３００は、ビームフォーミングにより電波による送電を行ってよい。ビームフォーミングは、電波を特定の方向に集中させる、つまりビームを向ける機能である。受電機１００は、送電機３００からの電波を受信することにより、電波による受電を行うことができる。

一実施形態において、受電機１００は、通信機２００及び送電機３００と、電波による通信を行うことができる。通信機２００と送電機３００とは、互いに関連付けられている。通信機２００と送電機３００とが互いに関連付けられているとは、１組の通信機２００と送電機３００とが、電波送電の処理を実行する装置群として機能することを言う。関連付けられた通信機２００と送電機３００とは、具体的には、例えば、互いの機器を特定する固有の情報を記憶部に記憶している。機器を特定する固有の情報は、例えば、各機器に固有の識別情報であってよい。

また、受電機１００が、通信機２００及び送電機３００を関連付けてもよい。例えば、通信機２００の識別情報と、送電機３００の識別情報と、を関連付けて記憶した所定の管理サーバから、受電機１００が、関連付けに関する情報を取得してもよい。

また、受電機１００は、通信機２００及び送電機３００の両方と、同時に通信可能なとき、通信機２００の識別情報及び送電機３００の識別情報を取得し、通信機２００及び送電機３００とを関連付けてもよい。

互いに関連付けられた通信機２００と送電機３００とは、互いに近接する位置に配置されてよい。通信機２００と送電機３００とは、互いに隣接して配置されてよい。通信機２００は、少なくとも関連付けられた送電機３００による電波送電が可能な範囲で、電波による通信を行うことができる。つまり、通信機２００による通信可能範囲は、関連付けられた送電機３００による送電可能範囲をカバーする。通信機２００の通信可能範囲は、送電機３００の送電可能範囲をカバーし、かつ、送電機３００の送電可能範囲に近づくように設定されていてよい。

通信機２００は、一定間隔又は不定期の間隔で、所定の信号を送信する。通信機２００は、例えばビーコン信号を送信する。受電機１００は、通信機２００が送信するビーコン信号を受信すると、通信機２００に対し、電波による通信を用いて、認証を要求する信号（以下「認証要求信号」ともいう）を送信する。認証要求信号に基づいて受電機１００と通信機２００との間で認証が完了すると、受電機１００は、送電機３００に対し、電波による通信を用いて、送電を要求する信号（以下「送電要求信号」ともいう）を送信する。送電機３００は、送電要求信号に基づいて、電波による送電を行うことができる。

一実施形態において、受電機１００と、通信機２００と、送電機３００との間で送受信される信号は、同一の周波数帯に属していてよい。一実施形態において、通信機２００が送信するビーコン信号は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に沿ったものであってよい。一実施形態において、送電機３００は、電波による送電を行う前に、受電機１００との間で認証を行ってもよい。

次に、受電機１００、通信機２００及び送電機３００の構成の詳細と、受電機１００、通信機２００及び送電機３００が実行する処理の詳細について説明する。

受電機１００は、電波による受電を行う。一実施形態において、受電機１００は、送電機３００から無線電力を受電する。具体的には、受電機１００は、送電機３００から、電力供給のための電磁波を受信する。受電機１００は、受信した電磁波を直流電力に変換する。このようにして、受電機１００は、電波による受電を行うことができる。

受電機１００は、受電した電力を、自機を収容している電子機器（ここでは携帯電話機１０）に供給する。受電機１００は、正極端子と負極端子とを備える。正極端子は、電子機器の正極側の端子に接続される。負極端子は、電子機器の負極側の端子に接続される。受電機１００は、正極端子と負極端子とを介して、電子機器に電力を供給する。

受電機１００は、受電部１１０と、通信部１２０と、記憶部１３０と、制御部１４０と、蓄電部１５０とを備える。

受電部１１０は、無線電力を受電する。具体的には、受電部１１０は、制御部１４０の制御に基づき、外部から受信した電磁波に基づいて発電することにより、無線電力を受電する。受電部１１０は、発電した電力を、正極端子及び負極端子を介して、電子機器に供給する。正極端子と負極端子との間の電位差は、例えば電力が供給される電子機器に応じた電位差であってよい。

受電部１１０は、アンテナ１１１と整流回路１１２とを備える。アンテナ１１１は、送電機３００から、電磁波を受信する。整流回路１１２は、アンテナ１１１が受信した電磁波を直流電力に変換する。整流回路１１２は、変換後の直流電力を、正極端子及び負極端子を介して、電子機器に供給する。

通信部１２０は、制御部１４０の制御に基づき、外部の機器と無線通信を行う。通信部１２０は、例えば通信機２００及び送電機３００と、電波による通信を行う。なお、受電機１００は、通信部１２０の代わりに、アンテナ１１１を用いて無線通信を行ってもよい。通信部１２０は、例えば認証要求信号及び送電要求信号を送信する。

記憶部１３０は、半導体メモリ又は磁気メモリ等で構成されることができる。記憶部１３０は、各種情報や受電機１００を動作させるためのプログラム等を記憶する。記憶部１３０は、ワークメモリとしても機能してもよい。

制御部１４０は、受電機１００の各機能ブロックをはじめとして、受電機１００の全体を制御及び管理するプロセッサである。制御部１４０は、制御手順を規定したプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ又は各機能の処理に特化した専用のプロセッサで構成される。

蓄電部１５０は、受電機１００の正極端子及び負極端子と電気的に接続され、受電部１１０と電気的に接続される。蓄電部１５０は、受電部１１０が受電した電力のうち、電子機器に供給されなかった電力（以下「余剰電力」という）を蓄えることができる。蓄電部１５０が蓄電した電力は、例えば、受電機１００が送電機３００からの無線電力の供給を受けない場合に、正極端子及び負極端子を介して、電子機器に供給されてよい。

通信機２００は、電波による通信を行う。通信機２００は、対応付けられた送電機３００の送電可能範囲で電波による通信が可能であってよい。通信機２００は、例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）のアクセスポイントとして機能してよい。通信機２００は、例えばビーコン信号を送信してよい。

通信機２００は、通信部２２０と、記憶部２３０と、制御部２４０とを備える。

通信部２２０は、制御部２４０の制御に基づき、外部の機器と無線通信を行う。通信部２２０は、例えば受電機１００と、電波による通信を行う。通信部２２０は、例えば受電機１００から認証要求信号を受信する。通信部２２０は、例えばビーコン信号を送信する。

記憶部２３０は、半導体メモリ又は磁気メモリ等で構成されることができる。記憶部２３０は、各種情報や通信機２００を動作させるためのプログラム等を記憶する。記憶部２３０は、ワークメモリとしても機能してもよい。

制御部２４０は、通信機２００の各機能ブロックをはじめとして、通信機２００の全体を制御及び管理するプロセッサである。制御部２４０は、制御手順を規定したプログラムを実行するＣＰＵ等のプロセッサ又は各機能の処理に特化した専用のプロセッサで構成される。

送電機３００は、例えばホームゲートウェイ及び無線送電システム等であり、例えば屋内に設置される。送電機３００は、受電機１００に無線電力を送電する。具体的には、送電機３００は、電力供給のための電磁波を生成する。送電機３００は、生成した電磁波を、例えば同一屋内に設置される、電子機器内の受電機１００に対して送信する。送電機３００は、図１に示す例では、携帯電話機１０内の受電機１００に対して、電磁波を送信する。

送電機３００は、送電部３１０と、通信部３２０と、記憶部３３０と、制御部３４０と、蓄電部３５０とを備える。

送電部３１０は、無線電力を送電する。具体的には、送電部３１０は、制御部３４０の制御に基づき、例えば配電設備等の電源から供給された電力を、電磁波として出力することにより、無線電力を送電する。

送電部３１０は、アンテナ３１１と発振器３１２とを備える。発振器３１２は、電源から供給された電力に基づき、アンテナ３１１から電磁波を送信することにより、無線電力を送電する。

通信部３２０は、制御部３４０の制御に基づき、外部の機器と無線通信を行う。一実施形態では、通信部３２０は、受電機１００と通信する。送電機３００は、通信部３２０の代わりに、アンテナ３１１を用いて無線通信を行ってもよい。通信部３２０は、例えば受電機１００から送信される送電要求信号等を受信する。

記憶部３３０は、半導体メモリ又は磁気メモリ等で構成されることができる。記憶部３３０は、各種情報や送電機３００を動作させるためのプログラム等を記憶する。記憶部３３０は、ワークメモリとしても機能してもよい。

制御部３４０は、送電機３００の各機能ブロックをはじめとして、送電機３００の全体を制御及び管理するプロセッサである。制御部３４０は、制御手順を規定したプログラムを実行するＣＰＵ等のプロセッサ又は各機能の処理に特化した専用のプロセッサで構成される。

蓄電部３５０は、電源から供給される電力を蓄えることができる。

次に、一実施形態に係る電波送電システム１における電波送電処理について説明する。図３は、電波送電システム１における電波送電処理の一例を示すシーケンス図である。図３に示す通信機２００と送電機３００とは、互いに関連付けられている。

電波送電システム１において、通信機２００は、一定間隔又は不定期の間隔で、ビーコン信号を送信する（ステップＳ１０１）。

携帯電話機１０のユーザが、携帯電話機１０を持ち運ぶことにより、携帯電話機１０に収容されている受電機１００が通信機２００の通信可能範囲に入ると、受電機１００は、通信機２００が送信したビーコン信号を受信する。

受電機１００は、通信機２００が送信したビーコン信号を受信すると、認証要求信号を送信する（ステップＳ１０２）。

通信機２００は、認証要求信号を受信すると、認証処理を実行する（ステップＳ１０３）。

ここで、認証処理の詳細について説明する。認証処理を行うにあたり、例えば通信機２００の記憶部２３０には、予め所定の受電機１００に関する情報が記憶されている。受電機１００に関する情報は、例えば受電機１００に固有の識別情報であってよい。通信機２００の記憶部２３０には、例えば通信機２００に対応付けられた送電機３００からの電波送電を認められた受電機１００の識別情報が、予め電波送電を行う事業者等により登録されることにより、記憶されている。

受電機１００が送信する認証要求信号には、当該受電機１００の識別情報が含まれる。通信機２００は、認証要求信号を受信すると、記憶部２３０を参照し、認証要求信号に含まれる識別情報が、記憶部２３０に予め記憶された識別情報のいずれかと一致するか否かを判定する。通信機２００は、認証要求信号に含まれる識別情報が、記憶部２３０に予め記憶された識別情報のいずれかと一致する場合、認証要求信号を送信した受電機１００が予め登録された受電機１００であると判定し、認証が成功したと判定する。通信機２００は、認証要求信号に含まれる識別情報が、記憶部２３０に予め記憶された識別情報のいずれとも一致しない場合、認証要求信号を送信した受電機１００が予め登録された受電機１００でないと判定し、認証が失敗したと判定する。このようにして、通信機２００により、認証処理が行われ、認証が成功したか失敗したかが判定される。

通信機２００は、認証処理を実行すると、認証処理の結果として、認証応答信号を受電機１００に送信する（ステップＳ１０４）。認証応答信号は、例えば認証が成功したか失敗したかを通知する情報を含んでよい。認証応答信号は、例えば、認証が成功したと判定された場合にのみ、認証が成功したことを通知する信号として、受電機１００に送信されてもよい。

受電機１００は、通信機２００からの認証応答信号を受信すると、送電要求信号を送信する（ステップＳ１０５）。受電機１００は、例えば通信機２００における認証が成功した場合にのみ、送電要求信号を送信してもよい。送電要求信号は、後述する、ビームフォーミングの方向を規定する信号としても機能する。

送電機３００は、受電機１００から送電要求信号を受信すると、認証情報を要求する信号（以下「認証情報要求信号」ともいう）を、受電機１００に送信する（ステップＳ１０６）。

受電機１００は、認証情報要求信号を受信したことに応じて、認証情報を含む信号（以下「認証情報信号」ともいう）を、送電機３００に送信する（ステップＳ１０７）。認証情報信号は、送電機３００により実行される認証処理のために必要な、受電機１００に関する情報を含む。認証情報信号は、例えば、受電機１００の識別情報を含む。

送電機３００は、認証情報信号を受信すると、認証処理を実行する（ステップＳ１０８）。送電機３００が実行する認証処理は、ステップＳ１０３で通信機２００が実行する認証処理と同様の処理であってよい。例えば、送電機３００の記憶部３３０には、予め所定の受電機１００の識別情報が記憶されており、送電機３００は、認証情報信号を受信すると、記憶部３３０を参照して、認証情報信号に含まれる識別情報が、記憶部３３０に予め記憶された識別情報のいずれかと一致するか否かを判定することによって、認証を行ってよい。このように認証を行う場合、認証が成功しない受電機１００に対して、無線電力が送電されない。そのため、例えば所定のユーザのみが無線電力の供給サービスを受けることができる場合に、無線電力の供給サービスを受けることができないユーザの受電機１００に無線電力が送電されることを防止できる。

送電機３００は、認証が成功したと判定した場合、無線電力の送電を行うにあたり、ビームフォーミングの方向を決定する（ステップＳ１０９）。送電機３００は、受電機１００からの送電要求信号を、ビームフォーミングの方向を規定する信号として用いることができる。例えば、送電機３００は、アンテナ３１１により受信した送電要求信号が到来した方向を分析してもよい。送電機３００は、送電要求信号が到来した方向を、ビームフォーミングの方向として決定することができる。

送電機３００は、ステップＳ１０９で決定したビームフォーミングの方向に、無線電力を送電する（ステップＳ１１０）。受電機１００は、送電機３００から受信した電磁波に基づいて発電することにより、無線電力を受電できる。

次に、受電機１００が実行する処理の一例について、図４のフローチャートを参照して説明する。受電機１００は、例えば定期的に図４に示すフローを実行してよい。受電機１００は、例えば受電機１００の蓄電部１５０の蓄電量が所定量よりも少なくなった場合に、図４に示すフローを実行してもよい。図４のフローの開始時点において、受電機１００は、通信機２００の通信可能範囲外に位置するとする。

受電機１００は、ビーコン信号を受信しているか否かを判定する（ステップＳ２０１）。

受電機１００は、通信機２００の通信可能範囲外に位置する場合、通信機２００からのビーコン信号を受信できない。受電機１００は、このようにビーコン信号を受信していないと判定した場合（ステップＳ２０１のＮｏ）、ステップＳ２０１を繰り返す。

受電機１００は、例えば移動等により、通信機２００の通信可能範囲内に入った場合、通信機２００からのビーコン信号を受信する。受電機１００は、このようにビーコン信号を受信したと判定した場合（ステップＳ２０１のＹｅｓ）、認証要求信号を送信する（ステップＳ２０２）。

通信機２００は、認証要求信号に基づいて認証処理を実行し、認証応答信号を送信する。受電機１００は、通信機２００が送信した認証応答信号を受信する（ステップＳ２０３）。

受電機１００は、認証応答信号に基づき、認証が成功したか否かを判定する（ステップＳ２０４）。

受電機１００は、認証応答信号に基づき、認証が失敗したと判定した場合（ステップＳ２０４のＮｏ）、このフローを終了する。この場合、受電機１００は、認証に失敗した通信機２００に対応付けられた送電機３００に対する送電要求を行わない。また、この場合、受電機１００は、再び図４のフローをスタートから実行し、認証に失敗した通信機２００以外の通信機２００からのビーコン信号を受信したか否かを判定してよい。

受電機１００は、認証応答信号に基づき、認証が成功したと判定した場合（ステップＳ２０４のＹｅｓ）、送電要求信号を送信する（ステップＳ２０５）。

送電機３００は、送電要求信号に基づいて、認証情報要求信号を送信する。受電機１００は、送電機３００が送信した認証情報要求信号を受信する（ステップＳ２０６）。

受電機１００は、認証情報要求信号を受信したことに応じて、認証情報信号を送電機３００に送信する（ステップＳ２０７）。

送電機３００は、認証情報信号に基づいて認証が成功すると、無線電力を送電する。受電機１００は、送電機３００からの無線電力を受電する（ステップＳ２０８）

受電機１００は、通信機２００との認証が成功した場合、一定間隔又は不定期の間隔で、継続して送電要求信号を送信してよい。送電機３００は、継続して送信される送電要求信号に基づき、ビームフォーミングの方向を都度決定してよい。送電機３００は、決定したビームフォーミングの方向に、無線電力を送電する。送電要求信号は、ビームフォーミングの方向を規定する信号としても用いられるため、このように受電機１００が送電要求信号を送信し続けることにより、受電機１００の位置が移動したとしても、送電機３００は、送電要求信号に基づいて決定したビームフォーミングの方向に無線電力を送電することにより、受電機１００が存在する方向に無線電力を送電しやすくなる。

なお、送電機３００は、受電機１００の認証が成功した場合、受電機１００が送電機３００の送電可能範囲内に存在する間は、繰り返し送電要求信号を受信しても、当該送電要求信号に基づいて再度認証処理を行うことなく、当該送電要求信号を、専らビームフォーミングの方向を規定する信号として用いてよい。これにより、認証が成功した受電機１００については、再度の認証処理を行うという不要な処理を省略することができる。

受電機１００は、通信機２００における認証に成功した後、継続して送電要求信号を送信する場合、通信機２００からのビーコン信号を受信したかを継続して判定してもよい。受電機１００は、ビーコン信号を受信しなくなったと判定した場合、すなわちビーコン信号の検出がされなくなった場合、送電要求信号の送信を停止してよい。受電機１００においてビーコン信号の検出がされなくなった場合、受電機１００は、通信機２００の通信可能範囲外に移動した可能性が想定される。通信機２００の通信可能範囲は、関連付けられた送電機３００による送電可能範囲をカバーするため、受電機１００が通信機２００の通信範囲外に移動したことは、送電機３００による送電可能範囲外に移動したことを意味する。そのため、受電機１００は、ビーコン信号を受信しなくなった場合に送電要求信号を送信し続けても、送電機３００からの送電を受けられないことが想定される。そこで、このように、受電機１００がビーコン信号を受信しなくなった場合に送電要求信号の送信を停止することにより、送電を受けられない可能性がある送電機３００に対する送電要求信号の送信を停止することができ、送電要求信号の送信による不要な電力消費を抑えることができる。

次に、通信機２００が実行する処理の一例について、図５のフローチャートを参照して説明する。

通信機２００は、一定間隔又は不定期の間隔でビーコン信号を送信する（ステップＳ３０１）。

通信機２００は、受電機１００からの認証要求信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ３０２）。

通信機２００は、受電機１００からの認証要求信号を受信していないと判定した場合（ステップＳ３０２のＮｏ）、ステップＳ３０１に移行する。通信機２００は、ステップＳ３０２において、受電機１００からの認証要求信号を受信したと判定するまで、ステップＳ３０１とステップＳ３０２とを繰り返す。

通信機２００は、受電機１００からの認証要求信号を受信したと判定した場合（ステップＳ３０２のＹｅｓ）、受電機１００から受信した認証要求信号に含まれる識別情報を用いて、認証処理を実行する（ステップＳ３０３）。

通信機２００は、ステップＳ３０３で実行した認証処理の結果としての認証応答信号を、受電機１００に送信する（ステップＳ３０４）。

通信機２００は、図５のフローを繰り返し実行してよい。

次に、送電機３００が実行する処理の一例について、図６のフローチャートを参照して説明する。

送電機３００は、受電機１００からの送電要求信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ４０１）。

送電機３００は、受電機１００からの送電要求信号を受信していないと判定した場合（ステップＳ４０１のＮｏ）、受電機１００からの送電要求信号を受信したと判定するまで、ステップＳ４０１を繰り返す。

送電機３００は、受電機１００からの送電要求信号を受信したと判定した場合（ステップＳ４０１のＹｅｓ）、送電要求信号を送信した受電機１００に対し、認証情報要求信号を送信する（ステップＳ４０２）。

受電機１００は、認証情報要求信号に基づいて、認証情報信号を送信する。送電機３００は、受電機１００が送信した認証情報信号を受信する（ステップＳ４０３）。

送電機３００は、受電機１００から受信した認証情報信号に含まれる識別情報を用いて、認証処理を実行する（ステップＳ４０４）。

送電機３００は、ステップＳ４０４の認証処理において、認証が成功したか否かを判定する（ステップＳ４０５）。

送電機３００は、認証が失敗したと判定した場合（ステップＳ４０５のＮｏ）、無線電力を送電することなく、このフローを終了する。この場合、送電機３００は、認証が失敗したことを示す信号を、受電機１００に送信してもよい。

送電機３００は、認証が成功したと判定した場合（ステップＳ４０５のＹｅｓ）、送電要求信号に基づき、ビームフォーミングの方向を決定する（ステップＳ４０６）。

送電機３００は、ステップＳ４０６で決定したビームフォーミングの方向に、無線電力を送電する（ステップＳ４０７）。

このように、一実施形態に係る電波送電システム１では、通信機２００がビーコン信号を送信する。受電機１００は、通信機２００からのビーコン信号を受信すると、送電要求信号を送信する。送電機３００は、送電要求信号に基づき、受電機１００に無線電力を送電する。通信機２００の通信可能範囲は、送電機３００の送電可能範囲をカバーするため、受電機１００は、通信機２００のビーコン信号を受信していなければ、送電機３００の送電可能範囲外に位置していることとなる。そのため、受電機１００は、通信機２００のビーコン信号を受信できない範囲に位置するときに送電要求信号を送信しても、無線電力の送電を受けることはできない。これに対し、上記実施形態で説明したように、受電機１００が通信機２００からのビーコン信号を受信した場合に、送電要求信号を送信する場合、受電機１００は、送電機３００からの無線電力の供給を受け得る。そのため、電波送電システム１によれば、受電機１００が、送電機３００の送電可能範囲外で給電要求信号を送信することを防止できる。そのため、受電機１００が不要な送電要求信号を送信することによる電力消費を抑えることができる。このようにして、電波送電システム１によれば、受電機１００の電力消費を抑えることができるため、受電機１００を搭載した電子機器のユーザにとって、有用性が高まる。

上記実施形態では、受電機１００と通信機２００との間、及び、受電機１００と送電機３００との間で認証が行われると説明したが、認証は、必ずしも行われなくてもよい。例えば、受電機１００と通信機２００との間で認証が行われない場合、受電機１００は、通信機２００からビーコン信号を受信すると、送電要求信号を送信してもよい。例えば、受電機１００と送電機３００との間で認証が行われない場合、送電機３００は、受電機１００から送電要求信号を受信すると、当該受電機１００に対し、無線電力の送電を行う。この方法は、例えば、送電機３００を公共の場所に設置させ、送電機３００によって任意の電子機器に電力を供給する場合等に使用することができる。

電波送電システム１において、通信機２００と送電機３００とが互いに無線による通信を行い、認証処理の結果を共有してもよい。この場合、通信機２００と送電機３００とは、その双方が受電機１００の認証を行う必要がなく、例えば通信機２００のみが認証を行い、認証結果を、送電機３００に送信することにより、送電機３００と共有することができる。

電波送電システムは、必ずしも受電機１００と、通信機２００と、送電機３００とを備えていなくてもよい。図７は、一実施形態に係る電波送電システム２の概略構成を示す図である。図７に示す電波送電システム２は、受電機１００を内部に備える携帯電話機１０と、送電機４００とを備える。

電波送電システム２の携帯電話機１０が備える受電機１００は、図１の電波送電システム１が備える受電機１００と同様の構成及び機能を有するため、ここでは詳細な説明を省略する。

電波送電システム２が備える送電機４００は、図１の電波送電システム１が備える通信機２００と送電機３００との双方の機能を有する。例えば、送電機４００は、例えば、一定間隔又は不定期の間隔で、ビーコン信号を送信する。送電機４００は、例えば、受電機１００から受信した認証要求信号に基づいて、認証処理を実行する。送電機４００は、例えば、受電機１００から受信した送電要求信号に基づいて、ビームフォーミングの方向を決定し、電波による送電を行う。送電機４００は、電波送電が可能な範囲で、電波による通信を行うことができる。つまり、送電機４００による通信可能範囲は、自身の送電可能範囲をカバーする。

送電機４００は、通信機２００と、送電機３００の機能を有する送電モジュールと、が接続されて実現されてもよい。

図８は、図７の電波送電システム２における送電処理の一例を示すシーケンス図である。

電波送電システム２において、送電機４００は、一定間隔又は不定期の間隔で、ビーコン信号を送信する（ステップＳ５０１）。

携帯電話機１０のユーザが、携帯電話機１０を持ち運ぶことにより、携帯電話機１０に収容されている受電機１００が送電機４００の通信可能範囲に入ると、受電機１００は、送電機４００が送信したビーコン信号を受信する。

受電機１００は、送電機４００が送信したビーコン信号を受信すると、認証要求信号を送信する（ステップＳ５０２）。

送電機４００は、認証要求信号を受信すると、認証処理を実行する（ステップＳ５０３）。認証処理の詳細は、例えば図３のステップＳ１０３で説明した内容と同じであってよい。

送電機４００は、認証処理を実行すると、認証処理の結果として、認証応答信号を受電機１００に送信する（ステップＳ５０４）。送電機４００は、認証が成功したと判定した場合にのみ、認証応答信号を送信してもよい。

受電機１００は、送電機４００からの認証応答信号を受信すると、認証が成功していた場合、送電要求信号を送信する（ステップＳ５０５）。

送電機４００は、受電機１００から送電要求信号を受信すると、ビームフォーミングの方向を決定する（ステップＳ５０６）。例えば、送電機４００は、送電要求信号が到来した方向を分析してもよい。送電機４００は、送電要求信号を、ビームフォーミングの方向を規定する信号として用いて、送電要求信号が到来した方向を、ビームフォーミングの方向として決定する。

送電機４００は、ステップＳ５０６で決定したビームフォーミングの方向に、無線電力を送電する（ステップＳ５０７）。受電機１００は、送電機４００から受信した電磁波に基づいて発電することにより、無線電力を受電できる。

このように、電波送電システム２によっても、電波送電システム１と同様の理由で、受電機１００が、送電機４００の送電可能範囲外で給電要求信号を送信することを防止できる。そのため、受電機１００が不要な送電要求信号を送信することによる電力消費を抑えることができる。このようにして、電波送電システム２によっても、受電機１００の電力消費を抑えることができるため、受電機１００を搭載した電子機器のユーザにとって、有用性が高まる。

電波送電システム２においても、受電機１００は、ビーコン信号を受信しなくなったと判定した場合、送電要求信号の送信を停止してよい。受電機１００がビーコン信号を受信しなくなった場合に送電要求信号の送信を停止することにより、送電を受けられない可能性がある送電機４００に対する送電要求信号の送信を停止することができ、送電要求信号の送信による不要な電力消費を抑えることができる。

図８のフローにおいて、送電機４００は、ステップＳ５０３で認証処理を実行した後、認証応答信号を受電機１００に送信しなくてもよい。この場合、送電機４００は、認証が成功したと判定した場合に、ステップＳ５０６でビームフォーミングの方向を決定してよい。この場合、ビームフォーミングの方向は、ステップＳ５０２における認証要求信号に基づいて決定されてよい。すなわち、認証要求信号が、ビームフォーミングの方向を規定する信号として使用される。例えば、送電機４００は、アンテナ３１１により受信した認証要求信号が到来した方向を分析してもよい。送電機４００は、認証要求信号が到来した方向を、ビームフォーミングの方向として決定する。これにより、電波送電システム２は、ステップＳ５０４における送電機４００からの認証応答信号の送信と、ステップＳ５０５における受電機からの送電要求信号の送信とを省略することができる。

本開示を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

１、２ 電波送電システム
１０ 携帯電話機
１００ 受電機
１１０ 受電部
１１１ アンテナ
１１２ 整流回路
１２０ 通信部
１３０ 記憶部
１４０ 制御部
１５０ 蓄電部
２００ 通信機
２２０ 通信部
２３０ 記憶部
２４０ 制御部
３００、４００ 送電機
３１０ 送電部
３１１ アンテナ
３１２ 発振器
３２０ 通信部
３３０ 記憶部
３４０ 制御部
３５０ 蓄電部

Claims (12)

1. ビームフォーミングにより電波による送電を行う送電機と、
   電波による受電を行う受電機と、
   前記送電機の送電可能範囲で電波による通信を行う通信機と、
   を備え、
   前記受電機は、電波による通信により前記通信機からビーコン信号を受信すると、前記送電機による送電可能範囲内であると判定し、前記送電機に対して、前記ビームフォーミングの方向を規定する信号を送信する、
   電波送電システム。
2. 前記受電機は、前記ビーコン信号が検出されなくなると、前記送電機による送電可能範囲外であると判定し、前記ビームフォーミングの方向を規定する信号の送信を停止する、
   請求項１に記載の電波送電システム。
3. 前記受電機は、前記通信機との間で認証が成功すると、前記ビームフォーミングの方向を規定する信号を送信する、請求項１又は請求項２に記載の電波送電システム。
4. ビームフォーミングにより電波による送電を行うとともに、送電可能範囲で電波による通信を行う送電機と、
   電波による受電を行う受電機と、
   を備え、
   前記受電機は、電波による通信により前記送電機からビーコン信号を受信すると、前記送電機に対して、前記ビームフォーミングの方向を規定する信号を送信する、
   電波送電システム。
5. 前記受電機は、前記ビーコン信号が検出されなくなると、前記ビームフォーミングの方向を規定する信号の送信を停止する、
   請求項４に記載の電波送電システム。
6. 前記送電機は、前記受電機との間で認証が成功すると、前記受電機に対し、前記電波による送電を行う、請求項４又は請求項５に記載の電波送電システム。
7. 前記送電機は、前記ビームフォーミングの方向を規定する信号に基づき、前記受電機に対し、前記電波による送電を行う、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の電波送電システム。
8. 前記受電機が受信する前記ビーコン信号と、前記ビームフォーミングの方向を規定する信号とは、同一の周波数帯に属する、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の電波送電システム。
9. 前記ビーコン信号は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に沿ったものである、請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の電波送電システム。
10. 電波による受電を行う受電部と、
    電波による通信を行う通信部と、
    通信機からのビーコン信号を前記通信部において受信すると、送電機による送電可能範囲内であると判定し、ビームフォーミングの方向を規定する信号を前記通信部から送信させる、制御部と
    を備える、受電機。
11. 前記受電部は、受信した電磁波に基づいて発電することにより、前記電波による受電を行う、請求項１０に記載の受電機。
12. 電波による受電を行う受電機が実行する制御方法であって、
    通信機からのビーコン信号を受信するステップと、
    前記通信機からの前記ビーコン信号を受信したことに応じて、送電機による送電可能範囲内であると判定し、ビームフォーミングの方向を規定する信号を送信するステップと、
    を含む、制御方法。

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