(57)【要約】【課題】非接触電力伝送を用いつつも、製造コストの低減及び小型化を容易に図ることができる照明システムを提供すること。【解決手段】電力送信部から電力を供給して受動照明装置を駆動させ、前記受動照明装置の点灯輝度を可変する照明システムであって、前記電力送信部は、外部電源に接続された電力制御回路、前記電力制御回路から送出される高周波出力電力を電磁波電力に変換して前記受動照明装置に無線送信する少なくとも１つの電力送信コイル、前記電力制御回路から前記電力送信コイルに向かう進行波を検出する進行波検出回路を有し、前記受動照明装置は、前記電力送信コイルから無線伝送される前記電磁波電力を受信して駆動電力に変換する少なくとも１つの電力受信コイル、及び前記電力受信コイルを介して供給される前記駆動電力に応じて発光する発光装置を有し、前記電力制御回路は、前記進行波の電力値に基づいて前記高周波出力電力の電力値を制御すること。【選択図】図１
2014093250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力送信部から電力を供給して受動照明装置を駆動させ、前記受動照明装置の点灯輝度を可変する照明システムであって、
前記電力送信部は、外部電源に接続された電力制御回路、前記電力制御回路から送出される高周波出力電力を電磁波電力に変換して前記受動照明装置に無線送信する少なくとも１つの電力送信コイル、前記電力制御回路から前記電力送信コイルに向かう進行波を検出する進行波検出回路を有し、
前記受動照明装置は、前記電力送信コイルから無線伝送される前記電磁波電力を受信して駆動電力に変換する少なくとも１つの電力受信コイル、及び前記電力受信コイルを介して供給される前記駆動電力に応じて発光する発光装置を有し、
前記電力制御回路は、前記進行波の電力値に基づいて前記高周波出力電力の電力値を制御することを特徴とする照明システム。
【請求項２】
前記電力制御回路は、前記高周波出力電力を送出する電力出力アンプ、及び前記進行波検出回路から供給される前記進行波の電力値を前記電力出力アンプにフィードバックするためのレベル可変回路を備え、検出された前記進行波の電力値が所要の値になるようにフィードバック制御することを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記受動照明装置は、能動素子、能動制御素子及び電力送信部へのフィードバック信号経路を有さないことを特徴とする請求項１又は２に記載の照明システム。
【請求項４】
前記電力送信部は、前記受動照明装置の点灯輝度を所望の値に設定するための信号を前記電力制御回路に供給する送信電力設定部を更に有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項５】
前記レベル可変回路は、前記進行波検出回路から検出した前記進行波の電力値と前記送信電力設定手段から供給された送信レベル値を比較して所定の制御電圧を生成する制御電圧生成回路、前記制御電圧に応じて前記電力出力アンプから送出される前記高周波出力電力を制御する高周波出力電力制御回路を含むことを特徴とする請求項４に記載の照明システム。
【請求項６】
前記レベル可変回路は、前記進行波検出回路から検出した前記進行波の電力値と前記送信電力設定手段から供給された送信レベル値を比較して所定の制御電圧を生成する制御電圧生成回路、前記電力出力アンプの入力部に配置され、前記制御電圧に応じて前記電力出力アンプへの入力信号レベルを制御する減衰器を含むことを特徴とする請求項４に記載の照明システム。
【請求項７】
前記電力制御回路は、前記電力制御回路から前記電力送信コイルへの電力伝送における反射係数又は順方向伝達係数に基づき前記高周波出力電力の電力値を補正すること特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項８】
前記電力送信コイルは、前記電力受信コイルと磁気結合する際の送信周波数における、前記電力制御回路と前記受動照明装置に結合した前記電力送信コイルとのインピーダンス整合を行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項９】
前記電力送信コイルは、前記送信周波数で共振することにより、インピーダンス整合を行うことを特徴とする請求項７に記載の照明システム。
【請求項１０】
前記送信周波数は、可変であることを特徴とする請求項８又は９に記載の照明システム。
【請求項１１】
前記進行波検出回路は、互いに異なる前記送信周波数ごとに前記進行波の電力値を検出し、
前記電力送信コイルは、前記進行波の電力値が最も高い値の際の前記送信周波数を優先的に使用することを特徴とする請求項１０に記載の照明システム。
【請求項１２】
前記電力送信部から前記受動照明装置への前記電磁波電力の送信は、間欠的に行われることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１３】
前記電力送信コイルは、前記電力受信コイルに比して、少なくとも１つの幅方向の長さが大なることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１４】
前記電力受信コイルは、前記電力送信コイルの開口内に収まることを特徴とする請求項１３に記載の照明システム。
【請求項１５】
前記電力送信コイルは、一方の幅方向の長さが他方の幅方向の長さの３倍以上であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１６】
前記電力送信コイル及び前記電力受信コイルの外形は長方形であり、
前記電力送信コイルの短辺の長さは、前記電力受信コイルの短辺の長さの１．０〜１．２倍であることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１７】
前記発光装置は、互いに異なる色によって発光する複数の半導体発光素子を含むとともに、前記複数の半導体発光素子のそれぞれに独立して接続した複数の前記電力受信コイルを有し、
前記電力送信部は、前記半導体発光素子の発光色に応じて前記送信周波数を変化させて前記受動照明装置に前記電磁波電力を送信することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項１８】
前記電力送信部は、前記複数の半導体発光素子のそれぞれに接続した複数の前記電力受信コイルごとに対応した複数の前記電力送信コイルを有することを特徴とする請求項１７に記載の照明システム。
【請求項１９】
前記複数の電力送信コイルのそれぞれは、一方の幅方向の長さが他方の幅方向の長さの３倍以上であり、
幅方向の短い部分が平行となるように並設されていることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の照明システム。
【請求項２０】
前記複数の電力送信コイルは、前記電力受信コイルと対向する方向において積層されていることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の照明システム。
【請求項２１】
前記電力送信部は、前記複数の半導体発光素子のそれぞれに接続した複数の前記電力受信コイルに対して共通する１つの前記電力送信コイルを有することを特徴とする請求項１７に記載の照明システム。
【請求項２２】
前記電力送信コイルは、前記半導体発光素子の発光色に応じて異なる前記送信周波数の全てに共振することを特徴とする請求項２１に記載の照明システム。
【請求項２３】
前記電力送信コイルは、前記半導体発光素子の発光色に応じて異なる前記送信周波数の全てを含む範囲で共振することを特徴とする請求項２２に記載の照明システム。
【請求項２４】
前記電力送信部は、前記送信周波数を切り換えて時分割して前記電磁波電力を送信することを特徴とする請求項２１乃至２３のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項２５】
前記複数の半導体発光素子のそれぞれに接続した複数の前記電力受信コイルは、前記送信周波数に共振することを特徴とする請求項１７乃至２４のいずれか１項に記載の照明システム。
【請求項２６】
前記複数の電力受信コイルの共振周波数は、前記半導体発光素子の発光色ごとに異なることを特徴とする請求項２５に記載の照明システム。
【請求項２７】
前記複数の電力受信コイルのインダクタンスは、前記発光装置のインピーダンスに応じて設定されることを特徴とする請求項１６乃至２６のいずれか１項に記載の照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触電力伝送によって照明装置への電力供給を行う照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電力供給配線を使用することなく、電源に対して非接触の状態にて給電を行う非接触電力伝送（すなわち、ワイヤレス給電）が実用化されている。例えば、特許文献１には、非接触電力電送を実現するための非接触電力伝送装置が開示されている。当該非接触電力伝送装置は、一次コイル、二次コイル、第１のコンデンサ、第２のコンデンサ、部分共振インバータ回路、及び負荷を有している。ここで、第１のコンデンサは、一次コイルに並列又は直列に接続され、第２のコンデンサは、二次コイルに接続されている。また、部分共振インバータ回路は、一次コイルと第１のコンデンサとの共振作用による自由振動を利用する。更に、負荷は、二次コイルの出力側に配置されている。
【０００３】
また、このような非接触電力伝送装置の応用例として、特許文献２には、車両への搭載が開示されている。特許文献２における車両は、送電ユニットから送信される電力を受信する受電ユニット、当該受電ユニットにおいて受信した電磁波電力を直流電力に変換する整流回路、複数のスイッチからなる充電リレー、及び充電リレーを介して供給される直流電力を充電する充電装置を有している。すなわち、特許文献２における車両は、送電ユニットから非接触電力伝送によって供給される電力を充電装置に充電し、当該充電装置に充電された電力を使用して車両の駆動及び制御を行っている。
【０００４】
そして、照明装置の分野においては、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ（Electro Luminescence）、ＯＥＬ：Organic Electro Luminescence）、又は無機エレクトロルミネッセンス等の軽量化及び薄型化がなされた面発光パネルの開発にともない、このような薄型照明にも非接触電力伝送による電力供給技術を用いた照明装置の研究がなされている。この理由としては、発光源である面発光パネルの軽量化及び薄型化にともない、コイル等の受電ユニットを搭載するスペースの確保及び当該受電ユニットの搭載後における照明装置自体の軽量化の実現がなされているからである。このような軽量化及び薄型化された面発光パネルとして、特許文献３には、有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ発光パネルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１０１５７８号公報
【特許文献２】特開２０１２−６０８０７号公報
【特許文献３】特開２０１１−１８４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された非接触電力伝送装置においては、コンデンサを介して電力を電力送信側の１次コイルに供給し、この際のインダクタンス値の変化をコイル間の電圧を検出する等の方式で検知し、１次コイルに供給する電圧の振幅又は周波数を変えている。この際にコンデンサを経由したコイルの両端の電圧を検出するため、１次コイルと２次コイルの間隔の変化に対する検出感度が上がるものの、検出した電圧に対して非線形となる補正を行うが、変化値に対する補償を正確に行うことが難しいため正確な電力値に制御することは難しい。
【０００７】
また、特許文献２に開示された車両においては、進行波を検出して初期の送信電力を制御し、送信側のマッチングを調整することにより送信状態を変える制御を行っている。このような場合には、電源装置が送り出す電力を初期値から変えずにマッチングを取るため２次コイル側が受信する電力が変化する。特に、初期の送信側から見たマッチング状態によってマッチング調整後の電力値が変化するため、正確な電力値を装置に送信することができない。そして、マッチング調整回路を有するが、高耐圧か大電流を流す素子のインピーダンスを可変するため回路規模が大きくなる。
【０００８】
更に、非接触電力伝送においては、送信用のコイルと受信用のコイルとの距離の変化又は相対的な位置関係の変化により、伝送される電力の電力値が変化してしまう。このため、上述した照明装置のような充電装置を搭載しない機器においては、伝送される電力の電力値の変化に起因して、照明装置から放射される光の輝度及び色度等の特性が変化してしまう。このような問題を解決する方法として、発光源となる有機ＥＬパネルに対して電力制御回路を接続し、常に所望の電力を有機ＥＬパネルに供給する方法がある。
【０００９】
しかしながら、上述した照明装置における非接触電力伝送においては、電力の送信側及び受信側（照明装置側）の両方に電力制御回路が設けられて冗長性が増すことになる。また、照明装置の点灯状態を変更する場合には、点灯状態に応じた制御信号を照明装置側に送信する必要があるため、送信回路及び受信回路を有する無線通信回路及びその他機器、又は専用の配線を用いた有線通信回路及びその他の機器を搭載しなければならず、照明装置自体の小型化が困難となり、且つその製造コストも増大してしまう。
【００１０】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、非接触電力伝送を用いつつも、製造コストの低減及び小型化を容易に図ることができ、明るさを可変できる照明システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した目的を達成するため、本発明の照明システムは、  電力送信部から電力を供給して受動照明装置を駆動させ、前記受動照明装置の点灯輝度を可変する照明システムであって、前記電力送信部は、外部電源に接続された電力制御回路、前記電力制御回路から送出される高周波出力電力を電磁波電力に変換して前記受動照明装置に無線送信する少なくとも１つの電力送信コイル、前記電力制御回路から前記電力送信コイルに向かう進行波を検出する進行波検出回路を有し、前記受動照明装置は、前記電力送信コイルから無線伝送される前記電磁波電力を受信して駆動電力に変換する少なくとも１つの電力受信コイル、及び前記電力受信コイルを介して供給される前記駆動電力に応じて発光する発光装置を有し、前記電力制御回路は、前記進行波の電力値に基づいて前記高周波出力電力の電力値を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、受動照明装置側に電力制御回路を設けることなく、受動照明装置の発光装置に所望の駆動電力を的確に供給することができる。また、この際に受動照明装置側から電力送信部に対して電力制御用のフィードバック信号を送信するためのフィードバック信号経路又は信号伝達用の通信手段が不要となる。これにより、本発明の発光システムにおいては、非接触電力伝送を用いつつも、製造コストの低減及び小型化を容易に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１に係る照明システムのブロック図である。
【図２】実施例１に係る照明システムの部分的な回路図である。
【図３】実施例１に係る照明システムの構成部材である有機ＥＬパネルの斜視図である。
【図４】実施例に係る照明システムの構成部材である有機ＥＬパネルの断面図である。
【図５】実施例１に係る受動照明装置を天井に取り付けた状態の斜視図である。
【図６】図５における受動照明装置を取り付けた状態の断面図である。
【図７】電力送信コイルと電力受信コイルとの配置関係を説明するための平面図である。
【図８】実施例１に係る照明システムから進行波検出回路を除いた状態を簡略化して記載した回路図である。
【図９】図８に示す回路図において、電力送信コイル及び電力受信コイルの結合状態及び純抵抗分を等価回路して示した回路図である。
【図１０】図８に示す回路図において、２ポート回路網を想定した状態を簡略化して記載した回路図である。
【図１１】コイル間距離による受動照明装置が受信する電力値の変動を示すグラフである。
【図１２】実施例１の変形例に係る照明システムの部分的な回路図である。
【図１３】実施例１の変形例に係る電力送信コイルと電力受信コイルとの配置関係を説明するための平面図である。
【図１４】実施例１の変形例に係るレベル可変回路を備える電力制御回路のブロック図である。
【図１５】実施例２に係る照明システムのブロック図である。
【図１６】実施例２に係る照明システムの部分的な回路図である。
【図１７】実施例２に係る電力送信コイルと電力受信コイルとの配置関係を説明するための平面図である。
【図１８】実施例２の変形例に係る照明システムの部分的な回路図である。
【図１９】実施例２の変形例に係る電力送信コイルと電力受信コイルとの配置関係を説明するための平面図である。
【図２０】実施例２の変形例に係る照明システムの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について、各実施例及び各変形例に基づき詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、各実施例及び各変形例の説明に用いる図面は、いずれも本発明による照明システム及びその構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っており、各構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。更に、各実施例及び各変形例で用いる様々な数値は、いずれも一例を示すものであり、必要に応じて様々に変更することが可能である。
【実施例１】
【００１５】
＜照明システムの構成＞
先ず、図１及び図２を参照しつつ、本発明の実施例に係る照明システムの全体構成及び各構成部材について説明する。図１は、実施例１に係る照明システム１のブロック図である。図２は、実施例１に係る照明システム１の部分的な回路図である。
【００１６】
図１に示すように、実施例１に係る照明システム１は、外部に設けられた高周波信号源Ｖａｃ及び直流電源Ｖｄｃに接続された電力送信部２、及び電力送信部２から供給される電磁波電力により所望の光を照射する受動照明装置３から構成されている。そして、電力送信部２は、電力制御回路４、進行波検出回路５、整合回路６、電力送信コイル７、送信電力設定部８、及び受動照明接触センサ９を有している。一方、受動照明装置３は、電力受信コイル１０、整流回路１１、及び有機ＥＬパネル１２を有している。
【００１７】
また、図１に示すように、電力送信部２の電力制御回路４は、高周波信号源Ｖａｃに接続した電力出力アンプ１３、直流電源Ｖｄｃに接続された供給電力制御回路１４、及び進行波検出回路５の出力信号（進行波の電力値を示す信号）と送信電力レベル設定部８から供給される送信レベル値に応じて所望の制御電圧を生成する制御電圧生成回路１５を備えている。より具体的には、電力出力アンプ１３には、高周波信号源Ｖａｃの高周波信号及び供給電力制御回路１４の後述する直流の供給電力が入力され、当該高周波信号が当該供給電力によって増幅又は減衰され、当該増幅又は減衰後の高周波信号（すなわち、高周波出力電力）が進行波検出回路５に供給される。
【００１８】
制御電圧生成回路１５は、進行波検出回路５において検出された進行波の電力値と、送信電力レベル設定部８から供給される送信レベル値とを比較し、差分となる差分出圧を生成し、当該差分電圧を制御電圧として供給電力制御回路１４に供給する。制御電圧生成回路１５は、例えば、集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）から構成されてもよく、差動増幅回路のようなアナログ回路から構成されてもよい。更に、制御電圧生成回路１５は、マイクロプロセッサ等によって制御されていてもよい。
【００１９】
供給電力制御回路１４は、制御電圧生成回路１５から供給される制御電圧、及び直流電源Ｖｄｃから供給される直流電力に基づいて所望の供給電力を生成し、電力出力アンプ１３に供給する。すなわち、供給電力制御回路１４は、供給電力によって高周波信号源Ｖａｃから供給される高周波信号を調整し、所望の高周波出力電力が電力出力アンプ１３から出力されるように制御している。
【００２０】
以上のことから、電力出力アンプ１３から出力される高周波出力電力に起因する電力が、進行波検出回路５、制御電圧生成回路１５、及び供給電力制御回路１４を経由して電力出力アンプ１３に入力されるため、供給電力制御回路１４及び制御電圧生成回路１５がレベル可変回路１６として機能している。すなわち、電力制御回路４は、進行波の電力値が所要の値になるように、進行波の電力値を用いてフィードバック制御をしている。なお、図示していないが、電力制御回路４は、電力出力アンプ１３、供給電力制御回路１４、及び制御電圧生成回路１５の動作を制御するための中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）を含んでいる。
【００２１】
ここで、電力出力アンプ１３から出力される高周波出力電力は、電力送信コイル７を経由して電力受信コイル１０に伝送される電磁波電力と、電力制御回路４から電力送信コイル７までの間のインピーダンス不整合による反射波電力とに分けられる。すなわち、電力出力アンプ１３から高周波出力電力を出力しても、電力受信コイル１０に伝送される電磁波電力は、高周波出力電力から反射波電力を差し引いた電力となる。そして、電力受信コイル１０を介して有機ＥＬパネル１２に供給される電力は、伝送路理論で用いられる進行波であると見なすことができ、電力制御回路４から電力送信コイル７までの間のインピーダンス不整合による反射波電力は反射波と見なすことができる。
【００２２】
このようなことを考慮すると、進行波検出回路５は、電力出力アンプ１３から出力される高周波出力電力を整合回路６に供給しつつ、電力制御回路４から電力送信コイル７に向かう進行波を検出し、当該検出した進行波の電力値に係る出力信号を制御電圧生成回路１５に供給している。すなわち、進行波検出回路５は、電力受信コイル１０に供給されることになる電力値を検出し、当該電力値に応じた出力信号を制御電圧生成回路１５に供給していることになる。
【００２３】
整合回路６は、電力送信部２と受動照明装置３とのインピーダンス整合を確保するため回路である。具体的な回路構成として、図２に示すように、整合回路６は、２つのコンデンサＣ１、Ｃ２の直列接続からなる直列回路から構成されている。より具体的な接続関係として、コンデンサＣ１の一端が進行波検出回路５に接続され、コンデンサＣ１の他端がコンデンサＣ２及び電力送信コイル７に接続されている。一方、コンデンサＣ２については、その一端がコンデンサＣ１及び電力送信コイル７に接続され、他端が接地電位（すなわち、グランド電位）に接続されている。実施例１においては、コンデンサＣ１の容量は０．００５８μＦ（マイクロファラッド）であり、コンデンサＣ２の容量は０．０４９μＦであるが、これに限定されることなく、他の構成部材（電力送信コイル、電力受信コイル、有機ＥＬパネル等）の特性に応じて適宜変更することができる。実施例１におけるコンデンサＣ１、Ｃ２は、他の構成部材の特性に応じて予め設定され、その容量を可変することができないコンデンサである。これは、コンデンサＣ１、Ｃ２のコスト低減及び小型化を図るためである。なお、整合回路６は、上述した構成に限定されることはなく、可変コンデンサを用いてもよい。
【００２４】
また、整合回路６は、電力送信部２と受動照明装置３とのインピーダンス整合を確保することができれば、上述したような２つのコンデンサＣ１、Ｃ２の直列回路から構成されず、コンデンサ、抵抗、若しくはコイル、又はこれらを組み合わせた回路から構成されていてもよい。
【００２５】
更に、整合回路６は、変圧器を用いて広帯域に対応する構成としてもよい。これにより、高周波信号源Ｖａｃの周波数変動及び電力の伝送効率の急峻な変動による影響を防止することができる。
【００２６】
電力送信コイル７は、電力出力アンプ１３から出力された高周波出力電力を電力受信コイル１０に向かって伝送するためのコイルである。具体的な接続関係としては、図２に示すように、電力送信コイル７の一端が整合回路６を構成するコンデンサＣ１及びコンデンサＣ２に接続され、他端が接地電位に接続されている。実施例１においては、電力送信コイル７の半径は１１ｃｍであり、電力送信コイル７の巻数は８ターンであり、電力送信コイル７のインダクタンスは３０．２μＨ（マイクロヘンリー）であるが、これに限定されることなく、他の構成部材（整合回路、電力受信コイル、有機ＥＬパネル等）の特性に応じて適宜選択することができる。また、整合回路６の回路構成は、この接続形式に限らず、コンデンサ及びコイルを任意に組み合わせることで実現できる。
【００２７】
送信電力設定部８は、受動照明装置３のオンオフ及び輝度調整を行うために電力送信部２の外部に設けられたリモコン１７から供給される外部電力設定信号に基づき、受動照明装置３の点灯輝度を所望の値に設定するための送信レベル値を生成する。すなわち、実施例１における送信電力設定部８は、電力送信部２の外部から供給される外部信号を、電力送信部２の内部において使用できる内部信号に変換する変換回路として機能している。ここで、外部電力設定信号とは、照明システム１の使用者がリモコン１７の表示指示に従って選択した受動照明装置３の状態（すなわち、オフ状態、点灯輝度が相互に異なる複数のオン状態）を表す信号であり、デジタル信号、又はＤ／Ａ変換若しくはＰＷＭ変換されたアナログ電圧信号である。そして、送信電力設定部８は、生成した送信レベル値を制御電圧生成回路１５に供給する。
【００２８】
なお、送信電力設定部８は、上述したような変換回路に限定されることなく、電力送信部２の外部から供給される信号をそのまま電力送信部２の内部において使用する場合には、単なる外部入力端子又は回路上のノードであってもよい。
【００２９】
受動照明接触センサ９は、受動照明装置３が所定の場所（例えば、後述する天井）に設置された場合に、当該受動照明装置３の設置を検知するセンサである。そして、受動照明接触センサ９は、受動照明装置３の接触を検知すると接触検知信号を生成し、当該接触検知信号を電力制御回路４に供給する。ここで、電力制御回路４は、当該接触検知信号を受信した場合のみ動作するように構成されており、受動照明装置３が所定の場所に設置されることで、電力制御回路４が動作して、最終的に受動照明装置３への電力給電がなされることになる。
【００３０】
電力受信コイル１０は、電力送信コイル７から伝送される電磁波電力を高周波駆動電力に変換して整流回路１１に供給するためのコイルである。ここで高周波駆動電力とは、有機ＥＬパネル１２を駆動（すなわち、光を放射）させるために用いられる電力である。実施例１においては、電力受信コイル１０の半径は１０ｃｍであり、電力送信コイル７の巻数は７ターンであり、電力受信コイル１０のインダクタンスは１９．８μＨであるが、これに限定されることなく、他の構成部材（整合回路、電力受信コイル、有機ＥＬパネル等）の特性に応じて適宜変更することができる。
【００３１】
整流回路１１は、電力受信コイル１０から供給される高周波駆動電力を整流し、直流の駆動電力に変換するための回路である。また、整流回路１１は、変換した直流の駆動電流を有機ＥＬパネル１２に供給し、有機ＥＬパネル１２を駆動させる。なお、有機ＥＬパネル１２が高周波駆動電力に対応可能であれば、整流回路１１を設ける必要はない。
【００３２】
有機ＥＬパネル１２は、整流回路１１から供給される直流の駆動電流に応じて発光し、所望の光を照射する一般的な面発光パネルである。図３及び図４を参照しつつ、有機ＥＬパネル１２を詳細に説明する。ここで、図３は、実施例１に係る有機ＥＬパネル１２の斜視図であり、図４は実施例１に係る有機ＥＬパネル１２の断面図である。
【００３３】
図３に示すように、有機ＥＬパネル１２は、透明基板２１、有機ＥＬ素子２２、光拡散部２３、及び封止部２４から構成されている。また、有機ＥＬ素子２２は、発光色が赤色である有機ＥＬ素子２２Ｒ、発光色が緑色である有機ＥＬ素子２２Ｇ、発光色が青色である有機ＥＬ素子２２Ｂの３種類に分類される。
【００３４】
実施例１において、透明基板２１は、ガラス製の基板である。なお、透明基板２１は、可視光を透過する特性を有する基板であればよく、例えば、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート又はポリスルホン等の透明な樹脂；セラミックスなどから構成されてもよい。
【００３５】
より具体的な有機ＥＬパネル１２の構成として、透明基板２１の有機ＥＬ素子形成面２１ａ上には、有機ＥＬ素子２２Ｒ、有機ＥＬ素子２２Ｇ、及び有機ＥＬ素子２２Ｂが各々複数個ずつ、隣接する素子同士が互いに離間してストライプ状に並設されている。これらの有機ＥＬ素子は、有機ＥＬ素子２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂの順序で繰り返して並置されている。このような構成により、有機ＥＬ素子２２Ｒから放射される赤色の光、有機ＥＬ素子２２Ｇから放射される緑色の光、及び有機ＥＬ素子２２Ｂから放射される青色の光を合成し、有機ＥＬパネル１２から全体的に均一色の合成光を放射することになる。なお、各色の光を放射する有機ＥＬ素子２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂのそれぞれの個数は１個ずつであってもよいが、発光面の拡大化及び有機ＥＬパネル１２の高輝度化及び良好な光の混合を図る場合には、多くの有機ＥＬ素子２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂを並置することが好ましい。なお、実施例１において、有機ＥＬ素子２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂは、空隙２８によって分断されているが、空隙２８の代わりに、樹脂等による隔壁（図示せず）を設けて各素子を分断してもよい。
【００３６】
図４に示すように、発光色が赤色である有機ＥＬ素子２２Ｒは、透明基板２１上に形成された陽極（透明電極）２５Ｒ、陽極２５Ｒ上に形成された有機層２６Ｒ、及び有機層２６Ｒ上に形成された陰極（金属電極）２７Ｒから構成されている。同様に、発光色が緑色である有機ＥＬ素子２２Ｇは、透明基板２１上に形成された陽極（透明電極）２５Ｇ、陽極２５Ｇ上に形成された有機層２６Ｇ、有機層２６Ｇ上に形成された陰極（金属電極）２７Ｇから構成され、発光色が青色である有機ＥＬ素子２２Ｂは、透明基板２１上に形成された陽極（透明電極）２５Ｂ、陽極２５Ｂ上に形成された有機層２６Ｂ、有機層２６Ｂ上に形成された陰極（金属電極）２７Ｂから構成されている。なお、陽極２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂのいずれかを指定しない場合には単に陽極２５と称し、有機層２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂのいずれかを指定しない場合には単に有機層２６と称し、陰極２７Ｒ、２７Ｇ、２７Ｂのいずれかを指定しない場合には単に陰極２７と称する場合がある。すなわち、実施例１において、透明基板２１上には、各有機ＥＬ素子２２を構成する陽極２５、有機層２６及び陰極２７が順次積層されている。
【００３７】
また、陽極２５、有機層２６及び陰極２７の平面形状（すなわち、面積）は略同一である。従って、陽極２５、有機層２６及び陰極２７の側面は同一平面であり、有機ＥＬ素子２２の形状は、直方体である。
【００３８】
実施例１においては、陽極２５は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）から構成されている。このため、陽極２５は、有機層２６に正孔を注入する機能を有し、且つ有機層２６からの発光に対して透光性を備えている。すなわち、陽極２５は、透明電極として機能する。陽極２５の形成は、スパッタリング法や真空蒸着法等により行われる。陽極２５の表面には、陽極２５上の不純物除去や、イオン化ポテンシャルの調整による正孔注入性向上の点から、紫外線照射やオゾン処理をしてから有機層２６を形成することが好ましい。
【００３９】
なお、陽極２５は、インジウム錫酸化物から構成されていることに限定されることなく、有機層２６に正孔を注入する機能を有し、且つ有機層２６からの発光に対して透光性を備えていれば、例えば、インジウム亜鉛酸化物等の金属酸化物、アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、白金等の金属、ヨウ化銅等のハロゲン化金属、カーボンブラック、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリピロール等の導電性高分子等から構成されてもよい。また、陽極２５は、有機ＥＬ素子２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ毎に異なる材料から構成されてもよい。
【００４０】
図５において図示されていないが、有機ＥＬ素子は、更に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層及び／又は電子注入層を有していてもよい。その場合、陽極２５側から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層の順に積層された構造を有していることが好ましい。なお、このような積層構造の場合、有機層２６は正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層から構成されてもよく、これらの一部の層から構成されてもよい。すなわち、各層の材料に有機材料を用いるか否かによって、有機層２６を構成する層が異なってくる。
【００４１】
上記正孔注入層及び正孔輸送層は、正孔輸送性の材料から形成されることが好ましく、芳香族アミン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ベンジルフェニル誘導体、フルオレン基で３級アミンを連結した化合物、ヒドラゾン誘導体、シラザン誘導体、シラナミン誘導体、ホスファミン誘導体、キナクリドン誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリピロール誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリチエニレンビニレン誘導体、ポリキノリン誘導体、ポリキノキサリン誘導体、カーボン等が挙げられる。また、電子輸送層は、電子輸送性の材料から形成されることが好ましく、例えば、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体、１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリンの金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルビフェニル誘導体、シロール誘導体、３−ヒドロキシフラボン金属錯体、５−ヒドロキシフラボン金属錯体、ベンズオキサゾール金属錯体、ベンゾチアゾール金属錯体、トリスベンズイミダゾリルベンゼン、キノキサリン化合物、フェナントロリン誘導体、２−ｔ−ブチル−９，１０−Ｎ，Ｎ’−ジシアノアントラキノンジイミン、ｎ型水素化非晶質炭化シリコン、ｎ型硫化亜鉛、ｎ型セレン化亜鉛などが挙げられる。電子注入層は、仕事関数の低い金属からなることが好ましい。例としては、ナトリウムやセシウム等のアルカリ金属、バリウムやカルシウムなどのアルカリ土類金属などが挙げられる。
【００４２】
上記発光層に用いられる発光材料としては、以下のものが挙げられる。赤色発光を与える発光材料としては、例えば、ＤＣＭ（４−（ｄｉｃｙａｎｏｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）−２−ｍｅｔｈｙｌ−６−（ｐ−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｓｔｙｒｙｌ）−４Ｈ−ｐｙｒａｎ）系化合物、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導体、アザベンゾチオキサンテン等が挙げられる。また、緑色発光を与える発光材料としては、例えば、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、Ａｌ（Ｃ9Ｈ6ＮＯ）3等のアルミニウム錯体等が挙げられる。更に、青色発光を与える発光材料としては、例えば、ナフタレン、ペリレン、ピレン、アントラセン、クマリン、ｐ−ビス（２−フェニルエテニル）ベンゼン及びそれらの誘導体等が挙げられる。なお、上述した発光材料は、いずれか１種類のみを用いてもよく、２種類以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
【００４３】
実施例１においては、陰極２７は、透光性を有する必要がないため、アルミニウムから構成されている。すなわち、陰極２７は金属電極である。陰極２７の形成は、スパッタリング法や真空蒸着法等により行われる。なお、陰極２７は、アルミニウムに限定されること無く、例えば、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、銀等の金属又はそれらの合金等が用いられる。具体例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、アルミニウム−リチウム合金等の低仕事関数の合金電極等が挙げられる。また、陰極２７は、有機ＥＬ素子２２Ｒ、２２Ｂ、２２Ｇ毎に異なる材料から構成されてもよい。
【００４４】
図３及び図４に示すように、光拡散部２３は、透明基板２１の有機ＥＬ素子非形成面２１ｂの全面を覆うように形成されている。光拡散部２３は、有機ＥＬ素子２２から放射される各色の光を拡散させ、均一に混色させる効果がある。このような効果により、ガラス基板である透明基板２１と光拡散部２３とからなる部材は、全体が単一の光源として機能する。実施例１において、光拡散部２３は透明樹脂に微粒子を分散したフィルムから構成されている。なお、光拡散部２３は、このフィルムに限定されることなく、例えば、基板表面を粗面化することによっても形成できる。
【００４５】
上述したように、透明基板２１は各有機ＥＬ素子２２から放射された各色の光を透過する特性を備えている。このため、図４に示すように、各有機ＥＬ素子２２から放射された光は、透明基板２１及び光拡散部２３を透過して、有機ＥＬ面発光パネル２から外部へ放射される。
【００４６】
図３及び図４に示すように、封止部２４は、各有機ＥＬ素子２２を覆い、各有機ＥＬ素子２２の発光材料が大気によって酸化劣化すること等を防止する機能がある。また、封止部２４は空隙２８を充填し、透明基板２１の有機ＥＬ素子形成面２１ａが露出しないように形成されている。実施例１において、封止部２４は、透光性を備えるエポキシ樹脂である。なお、封止部２４は、エポキシ樹脂以外にもシリコーン樹脂等の透光性を備える他の透明樹脂であってもよい。
【００４７】
また、封止部２４は、上述したような樹脂から構成されていることに限定されることはない。例えば、封止部２４は、複数の有機ＥＬ素子２２を全体的に覆うようなプラスチック等の透光性部材であってもよい。このような場合には、空隙２８は、封止部２４によって充填されることがない。
【００４８】
実施例１においては、ボトムエミッションタイプの有機ＥＬパネル１２を用いたが、トップエミッションタイプの有機ＥＬパネルを用いてもよい。この場合には、複数の有機ＥＬ素子２２を支持する透明基板２１に代えて不透明な各種の支持基板を用いることができるが、この場合、陰極はＩＴＯ等の透明電極にすることが好ましい。また、上述した実施例１においては、有機ＥＬ素子２２ごとに発光色の異なる有機層２６が用いられていたが、全ての有機ＥＬ素子２２の有機層２６が、赤色光用の発光材料、緑色光用の発光材料、及び青色光用の発光材料が均一に分散された高分子分散型のＥＬ材料から構成されてもよい。また、赤色光用の発光材料からなる層、緑色光用の発光材料からなる層、及び青色光用の発光材料からなる層を積層した積層型の有機ＥＬ素子を用いてもよい。更に、本発明に係る面発光体２は、有機ＥＬパネル１２から構成されることに限定されることなく、比較的に小型且つ軽量であれば、他の種類の面発光パネルから構成されていてもよい。
【００４９】
なお、図２に示すように、整流回路１１及び有機ＥＬパネル１２は、受動照明装置３の負荷Ｚ１を構成する。実施例１においては、負荷Ｚ１の点灯時の動作インピーダンスは１０Ωとなったが、有機ＥＬ素子２２の寸法や種類により、この値は変わる。
【００５０】
上述したように、実施例１の受動照明装置３は能動素子及び能動制御素子を有していない。すなわち、受動照明装置３は、電力送信部２から送信される電磁波電力に応じて光を照射するだけであり、受動照明装置３側における電力値の調整は行われていない。また、受動照明装置３側における実際の電力値が測定されこともなく、当該実際の電力値を利用して電磁波電力が制御されることもない。すなわち、受動照明装置３は、電力送信部２へのフィードバック信号経路を有していない。
【００５１】
実施例１の照明システム１においては、高周波信号源Ｖａｃから１００ｋＨｚの高周波信号が供給され、電力送信コイル７と電力受信コイル１０との電力伝送の送信周波数は１００ｋＨｚとなる。一方、電力送信コイル７とコンデンサＣ２とによって共振可能な回路が形成されているものの、その共振周波数は３０４ｋＨｚであるため、電力送信コイル７は送信周波数１００ｋＨｚに共振していない。また、電力受信コイル１０にはコンデンサが接続されていないことから共振回路が構成されておらず、電力受信コイル１０は送信周波数１００ｋＨｚに共振していないため、実施例１の構成は従来の共振型の非接触電力伝送の構成とは異なる。
【００５２】
また、実施例１の照明システム１においては、電力送信部２の外部に設けられたリモコン１７から供給される外部電力設定信号に応じて、電磁波電力の電力値を変化させ、更には受動照明装置３の点灯輝度を可変することができる。すなわち、照明システム１の使用状況に応じて、受動照明装置３の点灯輝度を所望の値に変化することができる。
【００５３】
＜受動照明装置の取り付け＞
次に、図５乃至図７を参照しつつ、受動照明装置３の取り付け、及び電力送信コイル７と電力受信コイル１０の関係を詳細に説明する。図５は、受動照明装置３を天井に取り付けた状態の斜視図である。図６は、図５における受動照明装置３を取り付けた状態の断面図である。図７は、電力送信コイル７と電力受信コイル１０との配置関係を説明するための平面図である。なお、図５乃至図７においては、受動照明装置３の発光面の長辺方向をＸ方向、短辺方向をＹ方向、高さ方向をＺ方向と定義している。
【００５４】
図５及び図６から分かるように、受動照明装置３は、電力送信コイル７によって囲まれた領域内に、電力受信コイル１０が位置するように天井３１に設置される。より具体的な説明として、先ず、天井３１には、開口部を備える天井板３２、天井板３２の開口部に取り付けられ、受動照明装置３の一部を覆うように収納することができる空間を備える照明収納部３３、及び照明収納部３３内に設けられた可動天井板３４が配設されている。また、照明収納部３３内には、受動照明接触センサ９が配設されている。
【００５５】
一方、受動照明装置３は、電力受信コイル１０、整流回路１１（図５及び図６には図示せず）、及び有機ＥＬパネル１２を収納する筐体３５を備えている。筐体３５は、Ｚ方向において、一端側に有機ＥＬパネル１２を嵌め込むための開口部３５ａを備えており、他端側に照明収納部３３に嵌め込まれるための凸部３５ｂを備えている。また、筐体３５において、当該凸部３５ｂの内部には、空洞３５ｃが形成され、当該空洞３５ｃ内に電力受信コイル１０が収納されている。
【００５６】
受動照明装置３を天井に取り付ける際には、受動照明装置３の筐体３５の凸部３５ｂを照明収納部３３内の可動天井板３４に接触させつつ、受動照明装置３を更に＋Ｚ方向に押し上げる。これによって可動天井板３４が、＋Ｚ方向に押し上げられる。受動照明装置３の筐体３５の凸部３５ｂを照明収納部３３内に完全に嵌め込むと、可動天井板３４が受動照明接触センサ９に接触し、受動照明接触センサ９が受動照明装置３の取り付け（すなわち、接触）を検知することになる。受験照明接触センサ８が受動照明装置３を検知することで、接触検知信号が生成され、当該接触検知信号が電力制御回路４に供給されることになる。なお、照明収納部３３には、ストッパ機構（図示せず）が設けられており、受動照明装置３の取り付けられた状態が維持されることになる。
【００５７】
図７に示すように、実施例１における電力送信コイル７及び電力受信コイル１０は、ＸＹ平面において、円形の形状を有している。また、ＸＹ平面において、電力受信コイル１０の直径は、電力送信コイル７の直径よりも小さい。更に、電力送信コイル７及び電力受信コイル１０を同一の平面（ＸＹ平面）に照射した場合に、電力受信コイル１０は電力送信コイル７の開口内からはみ出すことがないように配置されている。すなわち、電力受信コイル１０の開口面の全体が、電力送信コイル７の開口面に対向していることになる。ここで、ＸＹ平面において、電力送信コイル７の中心と電力受信コイル１０の中心とが完全に一致している必要はなく、上述したような位置関係を保持することができれば、有機ＥＬパネルの駆動に十分な電力の伝送を行うことができる。
【００５８】
実施例１においては、上述したように、電力送信コイル７の半径が１１ｃｍであり、電力受信コイル１０の半径が１０ｃｍであり、これらの半径比率が１．１倍であったが、電力受信コイル１０が電力送信コイル７の開口からはみ出る可能性を低減させるうえでは、当該半径比率を大きくすることが好ましい。しかしながら、当該半径比率を３倍以上に設定すると、電力送信コイル７と電力受信コイル１０との結合係数が低下することになり、実用的な伝送効率を得ることが困難になる。従って、電力送信コイル７及び電力受信コイル１０のＸＹ平面の形状が円である場合には、半径比率を３倍以内にすることが好ましい。
【００５９】
なお、図５及び図６においては、天井３１に１個の受動照明装置３が取り付けられていたが、天井３１に複数の受動照明装置３を並置して取り付けることができるように、照明収納部３３及び電力送信コイル７（すなわち、電力送信部２）を複数配置してもよい。また、電力送信コイル７の開口内に受動照明装置３が収まるように、受動照明装置３の寸法を調整してもよい。このような場合には、目視することができる受動照明装置３の取り付け位置を調整することで、電力受信コイル１０を電力送信コイル７に対向することができるため、受動照明装置３自体の取り付けを容易に行うことができる。
【００６０】
＜進行波の検出＞
先ず、実施例１に係る照明システム１において進行波を検出する理由及びその効果について、図８を参照しつつ説明する。図８は、実施例１に係る照明システム１から進行波検出回路５を除いた状態を簡略化して記載した回路図である。
【００６１】
図８から分かるように、電力制御回路４から出力される高周波出力電力Ｐａは、電力制御回路４から見た整合回路６に対する進行波電力Ｐｔと、反射波電力Ｐｒとの和であり、以下の数式（１）で表すことができる。
Ｐａ＝Ｐｔ＋Ｐｒ          （１）
【００６２】
ここで、整合回路６、電力送信コイル７及び電力受信コイル１０におけるコイルの鉄損等による電力損失が無いものと仮定すると、負荷Ｚ１（整流回路１１及び有機ＥＬパネル１２）における駆動電力Ｐｔ１は進行波電力Ｐｔと等しくなる。従って、数式（１）は以下の数式（２）として表すことができる。
Ｐａ＝Ｐｔ１＋Ｐｒ          （２）
【００６３】
数式（２）から、負荷Ｚ１において消費される駆動電力Ｐｔ１は、以下の数式（３）によって表すことができる。
Ｐｔ１＝Ｐａ−Ｐｒ          （３）
【００６４】
受動照明装置３の負荷Ｚ１において消費される駆動電力Ｐｔ１は、数式（３）によって電力制御回路４から出力される高周波出力電力Ｐａと反射波電力Ｐｒとの差から算出される。
【００６５】
従来の方式では、電力制御回路４から出力される高周波出力電力Ｐａは、電力出力アンプ１３に対して直流電源Ｖｄｃから供給される供給電力と、電力出力アンプ１３における電力変換効率（すなわち、供給電力制御回路１４から入力される供給電力）とから算出することで、所望の電力値に制御していた。
【００６６】
一方、反射波電力Ｐｒは、電力送信コイル７と電力受信コイル１０との距離に応じて変化する。従って、電力出力アンプ１３から出力される高周波出力電力Ｐａを制御したとしても、反射波電力Ｐｒが変化してしまい、受動照明装置３の負荷Ｚ１で消費される駆動電力Ｐｔ１を制御することができなかった。
【００６７】
しなしながら、駆動電力Ｐｔ１が進行波電力Ｐｔと等しい場合には、進行波電力Ｐｔを検出し、当該進行波電力Ｐｔの電力値が所望の電力値になるように高周波出力電力Ｐａを制御することによって、受動照明装置３の負荷Ｚ１で消費される駆動電力Ｐｔ１の電力値を所望の値にすることができる。このような制御により、有機ＥＬパネル１２から出射される光を所望の明るさにすることが可能となる。
【００６８】
以上のような考えに基づき、実施例１の照明システム１においては、進行波検出回路５を電力制御回路４と整合回路６との間に配置し、進行波検出回路５によって検出された進行波の電力値を電力制御回路４にフィードバックするような構成を採用している。なお、進行波検出回路５は、整合回路６と電力送信コイル７との間に配置されてもよい。このような場合であっても、進行波電力Ｐｔを検出することができ、駆動電力Ｐｔ１の制御を行うことができる。
【００６９】
上述したような進行波の電力値をフィードバックし、進行波の電力値のみを用いて高周波出力電力Ｐａを所望の電力値に制御する場合には、整合回路６、電力送信コイル７及び電力受信コイル１０における電力損失が無いこと（すなわち、Ｐｔ１＝Ｐｔであること）が前提となる。しかしながら、整合回路６、電力送信コイル７及び電力受信コイル１０における電力損失を完全になくすことはできず、特に、コストの低い部品を使用する場合や、電力送信コイル７と電力受信コイル１０との距離を大きくする場合には、電力損失の影響が大きくなる。このような場合には、電力制御回路４から電力送信コイル７への電力伝送における反射係数又は順方向伝達係数に基づいて進行波電力Ｐｔを補正し、当該補正値を用いて電力制御回路４から出力される高周波出力電力Ｐａを調整することが好ましい。
【００７０】
以下において、図９及び図１０を参照しつつ、当該補正について説明する。ここで、図９は、図８に示す回路図において、電力送信コイル７及び電力受信コイル１０の結合状態及び純抵抗分を等価回路して示した回路図である。また、図１０は、実施例１に係る照明システム１から進行波検出回路５を除くとともに、整合回路６、電力送信コイル７及び電力受信コイル１０から２ポート回路網を想定した状態を簡略化して記載した回路図である。すなわち、整合回路６、電力送信コイル７及び電力受信コイル１０からなる２ポート回路網に、電力送信部２の電力制御回路４からの入力及び受動照明装置３の負荷Ｚ１からの入力があることを想定する。図１０において、２ポート回路網をする理由としては、電力送信コイル７及び電力受信コイル１０の電力損失、並びに反射係数及び順方向伝達係数の説明の便宜のためであり、当該２ポート回路網における補正を実施例１のような１ポート回路網に適用し、駆動電力Ｐｔ１をより高精度に制御するためである。
【００７１】
先ず、図９を参照しつつ、反射係数及び順方向伝達係数による補正により、駆動電力Ｐｔ１をより高精度に制御することができる理由を説明する。図９において、電力送信コイル７が純抵抗分Ｒａ１及びインダクタンスＬａ１によって表され、電力受信コイル１０が純抵抗分Ｒａ２及びインダクタンスＬａ２によって表され、電力送信コイル７と電力受信コイル１０との結合状態が純抵抗分Ｒｂ及びインダクタンスＬｂによって表されている。これらのコイルの等価パラメータは、電力送信コイル７と電力受信コイル１０との結合係数ｋに起因して変化する。ここで、結合係数ｋは、電力送信コイル７と電力受信コイル１０との結合度合いを表す係数であって、以下の数式（４）を満たしている。
０≦ｋ≦１          （４）
【００７２】
ここで、電力送信コイル７と電力受信コイル１０との距離が大きくなると、結合係数ｋは減少する。また、電力送信コイル７と電力受信コイル１０との結合状態の純抵抗分Ｒｂ及びインダクタンスＬｂは、結合係数ｋに比例する。一方、電力送信コイル７の純抵抗分Ｒａ１及びインダクタンスＬａ１、並びに電力受信コイル１０の純抵抗分Ｒａ２及びインダクタンスＬａ２は、（１−ｋ）に比例する。以上のことから、電力送信コイル７と電力受信コイル１０との距離が増大すると、純抵抗分Ｒｂ及びインダクタンスＬｂは単調に減少し、純抵抗分Ｒａ１、Ｒａ２及びインダクタンスＬａ１、Ｌａ２は単調に増加する。換言すれば、電力送信コイル７と電力受信コイル１０との距離が小さい場合には、純抵抗分Ｒｂ及びインダクタンスＬｂは小さくなり、純抵抗分Ｒａ１、Ｒａ２及びインダクタンスＬａ１、Ｌａ２は大きくなるが、電力送信コイル７と電力受信コイル１０との距離が大きい場合には、純抵抗分Ｒｂ及びインダクタンスＬｂは大きく、純抵抗分Ｒａ１、Ｒａ２及びインダクタンスＬａ１、Ｌａ２は小さくなる。
【００７３】
整合回路６は、電力送信コイル７と電力受信コイル１０との距離が小さい場合であって、インダクタンスＬａ１、Ｌａ２の値が小さい場合に、良好な整合を取ることが可能になる。従って、電力送信コイル７と電力受信コイル１０との距離が大きくなるにつれ、インダクタンスＬａ１、Ｌａ２の値が大きくなり、インピーダンス不整合状態となって反射係数が大きくなってしまう。ここで、電力送信コイル７及び電力受信コイル１０における電力損失は、電力送信コイル７と電力受信コイル１０との距離が大きくなることによってインダクタンスＬｂの値が小さくなり、インダクタンスＬａ２よりもインダクタンスＬｂの値が小さくなることで純抵抗分Ｒｂにおける消費電力量が増加することが主な原因である。以上のことから、純抵抗分Ｒｂで消費される電力が増加すると、電力制御回路４から出力される高周波出力電力Ｐａを効率良く負荷Ｚ１に供給することができなくなり、駆動電力Ｐｔ１の制御精度が低下することになる。しかしながら、結合係数ｋと反射係数との関係は、結合係数ｋと純抵抗分Ｒｂとの関係と同様に増減する傾向があるため、純抵抗分Ｒｂにおける電力消費を考慮することに代えて、反射係数を用いてフィードバックする進行波電力Ｐｔを補正することによって駆動電力Ｐｔ１を良好に制御することが可能になる。また、反射係数と順方向伝達関数との間には、特定の関係が存在するため、当該特定の関係を考慮することで、反射係数に代えて順方向伝達関数による補正が有効となる。
【００７４】
次に、図１０を参照しつつ、反射係数及び順方向伝達係数について説明する。図１０に示すような、整合回路６、電力送信コイル７、及び電力受信コイル１０から２ポート回路網４０を想定すると、電力制御回路４と負荷Ｚ１との間の電力関係には、以下の数式（５）、（６）が成立することになる。
ａ１・Ｓ１１＋ａ２・Ｓ１２＝ｂ１          （５）
ａ１・Ｓ２１＋ａ２・Ｓ２２＝ｂ２          （６）
【００７５】
ここで、ａ１は電力制御回路４から供給される入力波の電気量、ａ２は負荷Ｚ１から供給される入力波の電気量、ｂ１は反射波の電気量、ｂ２は負荷Ｚ１側のポートにおける進行波の電気量を表し、いずれの電気量も複素数である。また、その単位は（Ｖ／Ω1/2）又は（Ａ・Ω1/2）である。そして、電力制御回路４側のポートにおける進行波の電気量を表すｂ２’も、複素数であり、その単位は（Ｖ／Ω1/2）である。更に、Ｓ１１は電力制御回路４側のポートにおける反射係数であり、Ｓ１２は電力制御回路４側のポートにおける順方向伝達係数であり、Ｓ２１は負荷Ｚ１側のポートにおける順方向伝達係数であり、Ｓ２２は負荷Ｚ１側のポートにおける反射係数である。
【００７６】
実施例１においては、負荷Ｚ１は整流回路１１及び有機ＥＬパネル１２から構成されているため、負荷Ｚ１から２ポート回路網４０への供給される電力は存在せず、ａ２＝０となる。以上のことから、電力制御回路４側のポートにおける反射係数Ｓ１１、及び順方向伝達係数Ｓ２１は、以下の数式（７）、（８）によって表すことができる。
Ｓ１１＝（ｂ１／ａ１）          （７）
Ｓ２１＝（ｂ２／ａ１）          （８）
【００７７】
ここで、２ポート回路網４０における電力損失がほとんどない場合を想定すると、ｂ２≒ｂ２’となり、順方向伝達係数Ｓ２１は、以下の数式（９）によって表される。
Ｓ２１≒（ｂ２’／ａ１）          （９）
【００７８】
更に、数式（７）及び数式（９）について、図９における高周波出力電力Ｐａ、進行波電力Ｐｔ、及び反射波電力Ｐｒを用いて表すと、数式（７）は以下の数式（１０）、数式（９）は以下の数式（１１）として表すことができる。
｜Ｓ１１｜＝（Ｐｒ／Ｐａ）1/2          （１０）
｜Ｓ２１｜≒（Ｐｔ／Ｐａ）1/2          （１１）
【００７９】
次に、上述した反射係数Ｓ１１及び順方向伝達係数Ｓ１を用いた、進行波電力Ｐｔの補正方法を説明する。先ず、電力送信コイル７と電力受信コイル１０との結合係数ｋが増加すると、電力送信コイル７及び電力受信コイル１０における電力損失と、反射係数Ｓ１１とは減少する傾向にあるが、電力送信コイル７及び電力受信コイル１０における電力損失に対しては、反射係数の２乗との相関性が強い。従って、進行波電力Ｐｔの補正係数ｃは、以下の数式（１２）又は（１３）によって表すことができる。
ｃ＝１＋ｄ・｜Ｓ１１｜          （１２）
ｃ＝１＋ｄ・｜Ｓ１１｜2          （１３）
【００８０】
ここでｄは、電力送信コイル７と電力受信コイル１０との位置関係に起因する係数である。特に、数式（１３）によって示される補正係数ｃを用いて進行波電力Ｐｔを補正することが好ましい。従って、進行波検出回路５によって検出される進行波電力Ｐｔに数式（１３）を乗じた値が、所望の電力値となるようにフィードバック制御を行うことがより好ましくなる。なお、実施例１においては、当該係数ｄを最適化し、０．１６とした。
【００８１】
また、電力制御回路４の出力端から見た整合回路６又は電力送信コイル７側における反射波電力Ｐｒを測定し、反射係数Ｓ１１を算出して進行波電力Ｐｔを補正してもよい。具体的には、数式（１２）、（１３）内の反射係数Ｓ１１、及び高周波出力電力Ｐａを反射波電力Ｐｒ及び進行波電力Ｐｔに置き換えると、以下の数式（１４）、（１５）を導くことができる。
ｃ＝１＋ｄ・（Ｐｒ／（Ｐｔ＋Ｐｒ））1/2          （１４）
ｃ＝１＋ｄ・（Ｐｒ／（Ｐｔ＋Ｐｒ））          （１５）
【００８２】
従って、進行波検出回路５によって検出される進行波電力Ｐｔに数式（１４）又は数式（１５）を乗じた値が、所望の電力値となるようにフィードバック制御を行ってもよい。
【００８３】
次に、順方向伝達係数Ｓ２１を用いて補正をする場合を説明する。非接触電力伝送においては送受信用のコイルの損失が少なくなるように設定されるため、反射係数Ｓ１１と順方向伝達係数Ｓ２１の間には、以下の数式（１６）が成立する。
｜Ｓ１１｜2＋｜Ｓ２１｜2≒１          （１６）
【００８４】
上記数式（１６）が成立するため、順方向伝達係数Ｓ２１も結合係数ｋに起因する増減をなし、順方向伝達係数Ｓ２１を用いて進行波電力Ｐｔの補正を行うことが可能になる。具体的には、結合係数ｋの増加に対して、順方向伝達係数Ｓ２１も増加する傾向があるため、電力送信コイル７及び電力受信コイル１０における電力損失とは逆の傾向を示すことになる。従って、順方向伝達係数Ｓ２１を用いて表される補正係数ｅは、順方向伝達係数Ｓ２１の増加に対して減少するような関数となり、以下の数式（１７）又は数式（１８）によって示すことができる。
ｅ＝ｆ・（１−ｇ・｜Ｓ２１｜2）          （１７）
ｅ＝１／（ｈ＋（１＋ｉ・｜Ｓ２１｜2）          （１８）
【００８５】
ここで、ｆ、ｇ、ｈ、ｉは、実測値から求められた任意の近似定数である。以上のことから、進行波検出回路５によって検出される進行波電力Ｐｔに数式（１７）又は数式（１８）を乗じた値が、所望の電力値となるようにフィードバック制御を行ってもよい。また、数式（１７）及び数式（１８）を数式（１４）、（１５）と同様に、反射波電力Ｐｒ及び進行波電力Ｐｔによって表してもよい。すなわち、補正係数ｅを以下の数式（１９）、（２０）によって表してもよい。
ｅ＝ｆ・（１−ｇ・（Ｐｒ／（Ｐｔ＋Ｐｒ）））          （１９）
ｅ＝１／（ｈ＋（１＋ｉ・（Ｐｒ／（Ｐｔ＋Ｐｒ）））          （２０）
【００８６】
なお、上記説明においては、反射波電力を検出することを説明したが、当該反射波電力の検出は、進行波検出回路５に当該反射波を検出する機能を付加してもよい。また、電力制御回路４内のＣＰＵ等の演算回路が、電力出力アンプ１３から出力される高周波出力電力Ｐａと、進行波検出回路５によって検出される進行波電力Ｐｔとから反射波電力Ｐｒを演算してもよい。更には、電力制御回路４と進行波検出回路５との間、又は進行波検出回路５と整合回路６との間等の電力送信部２内に、別個の反射波検出回路を設けてもよい。
【００８７】
また、順方向伝達係数Ｓ２１を算出する際には、高周波出力電力Ｐａを測定せずに、反射波が発生しない場合（すなわち、高周波出力電力Ｐａのすべてが進行波電力Ｐｔとなる場合）を想定して予め算出した電力値を用いてもよい。より具体的には、制御電圧生成回路１５が生成した制御電圧に対して、反射波が発生しない場合における電力出力アンプ１３の出力を予め電力制御回路４内に記憶させてもよい。このような場合における予め算出した電力は、擬似的な進行波電力であって、高周波出力電力Ｐａに等しくなるため、以下において擬似進行波電力Ｐａ’と称する。そして、実際に想定される進行波電力をＰｔ’とすると、順方向伝達係数Ｓ２１は、以下の数式（２１）によって示される。
｜Ｓ２１｜2＝Ｐｔ’／Ｐａ’          （２１）
【００８８】
従って、数式（２１）によって算出される順方向伝達係数Ｓ２１を用いて、進行波電力Ｐｔの補正を行ってもよい。ここで、制御電圧生成回路１５が生成する制御電圧は、これに相当するデジタルデータに置き換えることができ、或いはデジタル化して離散値として制御してもよい。このような高周波出力電力Ｐａを測定せずに順方向伝達係数Ｓ２１を算出する方法においては、上述したような反射波検出回路が不要となり、電力送信部２のコストの低減及び小型化を図ることができる。
【００８９】
更に、上述した実施例１の照明システム１では、送信周波数が常に１００ｋＨｚとしたが、高周波信号源Ｖａｃを制御することによって送信周波数を変更可能（可変）としてもよい。このような場合には、進行波検出回路５は、送信周波数ごとに進行波の電力値を検出し、当該電力値を電力制御回路４にフィードバックしてもよい。そして、電力伝送を複数の送信周波数にて行う場合、電力送信部２は、高周波出力電力を一定の値にした場合に進行波の電力値の最も高い値の際の送信周波数を優先的に使用するようにしてもよい。
【００９０】
次に、図１１を参照しつつ、進行波電力Ｐｔを検出した値によってフィードバックせずに高周波出力電力Ｐａを一定とする場合、進行波電力Ｐｔを検出した値によってフィードバックして高周波出力電力Ｐａを制御する場合、進行波電力Ｐｔを検出した値によってフィードバックする際に反射係数による補正を行う場合における、コイル間距離に対する受動照明装置３の受信する電力値（すなわち、駆動電力Ｐｔ１の電力値）の変動について説明する。図１１の横軸は電力送信コイル７と電力受信コイル１０との距離（センチメートル：ｃｍ）あり、縦軸は受動照明装置３の受信電力比である。また、図１１においては、コイル間距離が０．５ｃｍにおける受動照明装置３の受信電力を基準として、他のコイル間距離における受信電力比を算出している。
【００９１】
図１１に示すように、進行波電力Ｐｔを検出した値によってフィードバックせずに高周波出力電力Ｐａを一定として電力伝送を行うと、コイル間距離の増加とともに受動照明装置３の受信する電力が減少することが分かった。特に、コイル間距離が４ｃｍなると、受信電力比が５０％も低下し、コイル間距離の変動によって電力を安定して供給できないことがわかった。一方、進行波電力Ｐｔを検出した値によってフィードバックして高周波出力電力Ｐａを制御する場合には、コイル間距離が増加しても、受動照明装置３の受信電力比の低下は抑制されていることが分かった。具体的には、コイル間距離が４ｃｍになっても、受信電力比は−１０％程度であった。そして、進行波電力Ｐｔを検出した値によってフィードバックを行う際に反射係数による補正を行うと、受信電力比は概ね一定であった。以上のことから、実施例１のような進行波電力Ｐｔによるフィードバック制御、及び反射係数による進行波電力Ｐｔの補正が非常に有効であることが分かった。従って、実施例１における進行波電力Ｐｔを検出した値によってフィードバックして高周波出力電力Ｐａを制御する照明システム１、又は進行波電力Ｐｔを検出した値によってフィードバックを行う際に反射係数による補正を行う照明システム１においては、コイル間距離が変動しても安定した電力供給を行える。
【００９２】
＜実施例１の効果＞
実施例１における照明システム１において、電力送信部３は、高周波信号源Ｖａｃに接続された電力制御回路４、電力制御回路４から送出される高周波出力電力を電磁波電力に変換して受動照明装置３に無線送信する電力送信コイル７、電力制御回路４から電力送信コイル７に向かう進行波を検出する進行波検出回路５を有している。また、受動照明装置３は、電力送信コイル７から無線伝送される電磁波電力を受信して駆動電力に変換する電力受信コイル１０、及び電力受信コイル１０を介して供給される駆動電力に応じて発光する有機ＥＬパネル１２を有している。そして、実施例１における照明システム１において、電力制御回路４は、進行波の電力値に基づいて高周波出力電力の電力値を制御している。このように、電力制御回路４と進行波検出回路５によるフィードバック制御により、有機ＥＬパネル１２に供給すべき所望の駆動電力を的確に制御することができる。すなわち、実施例１の照明システム１においては、受動照明装置３側に電力制御回路を設けることなく、有機ＥＬパネル１２に所望の駆動電力を的確に供給することができるため、非接触電力伝送を用いつつも、製造コストの低減及び小型化を容易に図ることができる。
【００９３】
また、実施例１において、電力制御回路４と進行波検出回路５によるフィードバック制御は、反射係数又は順方向伝達係数による補正がなされるため、電力送信コイル７及び電力受信コイル１０等における電力ロスの変動による駆動電力の変動を抑制することができる。
【００９４】
＜変形例＞
上述した照明システム１の構造は一例に過ぎず、各種の構成部材の構造及び形状は、本発明の要旨を変更しない範囲において任意に変更することが可能である。以下において、照明システム及びその構成部材の変形例を説明する。
【００９５】
（電力受信コイル及び電力送信コイル）
上述した実施例１に係る受動照明装置３において、電力受信コイル１０が共振しないような回路構成が採用されていたが、電力受信コイル１０が共振してもよい。このような共振する回路構成が採用された受動照明装置３’について、図１２を参照しつつ説明する。なお、図１２は、照明システム１’の部分的な回路図であり、上述した照明システム１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００９６】
図１２に示すように、受動照明装置３’は、電力受信コイル１０、負荷Ｚ１（整流回路１１及び有機ＥＬパネル１２）、及び電力受信コイル１０に並列接続されたコンデンサＣ３から構成されている。すなわち、受動照明装置３’は、電力受信コイル１０とコンデンサＣ３とからなる並列共振回路５１を有している。そして、並列共振回路５１は、電磁波電力の送信周波数１００ｋＨｚに共振するように構成されている。このような並列共振回路５１を構成することにより、電磁波電力の受信を効率よく行うことが可能になる。なお、電力受信コイル１０の共振については、上述したような並列共振回路５１に限られず、例えば、電力受信コイル１０とコンデンサＣ３とを直列に接続した直列共振回路であってもよい。
【００９７】
また、上述した実施例１において、電力送信部２の電力送信コイル７は、電磁波電力の送信周波数１００ｋＨｚに共振していなかったが、コンデンサＣ２の容量を変更し、電磁波電力の送信周波数１００ｋＨｚに共振させてもよい。この際、コンデンサＣ２を適切な容量を備えるコンデンサに取り替えてもよく、コンデンサＣ２自体を容量可変素子としてもよい。このような共振構造の場合には、電力送信コイル７は、電磁波電力の送信周波数１００ｋＨｚに共振することにより、電力制御回路４とのインピーダンス整合を実現している。なお、電力送信コイル７とコンデンサＣ２とによる共振回路は、並列共振回路に限られず、直列共振回路であってもよい。
【００９８】
次に、図１３を参照しつつ、電力送信コイル及び電力受信コイルの形状の変形例について説明する。上述した実施例１においては、コイルの形状がＸＹ平面における形状が円形であったが、例えば正方形、長方形、その他の角形、楕円等であっても良い。図１３は、ＸＹ平面における形状が略長方形の電力送信コイル７’及び電力受信コイル１０’のＸＹ平面図である。
【００９９】
図１３に示すように、電力受信コイル１０’を電力送信コイル７’と同一面に投影した場合、電力受信コイル１０’は電力送信コイル７’に囲まれるように配置されている。すなわち、電力受信コイル１０’は、電力送信コイル７’の開口内に収まるような寸法を有している。換言すれば、電力送信コイル７’の長辺Ｘ１は電力受信コイル１０’の長辺Ｘ２よりも長く、電力送信コイル７’の短辺Ｙ１は電力受信コイル１０’の短辺Ｙ２よりも長くなっている。
【０１００】
ここで、電力送信コイル７’と電力受信コイル１０’との間の電力の伝送効率を向上させるためには、電力送信コイル７’と電力受信コイル１０’との結合係数ｋを大きくする必要がある。そして、電力送信コイル７’と電力受信コイル１０’との結合係数ｋは、両コイルの結合度を示す係数であり、電力送信コイル７’の自己インダクタンスＬ１、並びに電力受信コイル１０’の自己インダクタンスＬ２及び相互インダクタンスＬｍにより、以下の数式（２２）によって表される。
ｋ＝Ｌｍ／（Ｌ１・Ｌ２）1/2          （２２）
【０１０１】
従って、電力送信コイル７’と電力受信コイル１０’との間の電力の伝送効率を向上させるためには、電力受信コイル１０’の相互インダクタンスＬｍを大きくすればよい。電力受信コイル１０’の相互インダクタンスＬｍは、ノイマンの公式から以下の数式（２３）によって表すことができる。
Ｌｍ＝μ０／（４π）∬１／ｒ・ｄｓ１・ｄｓ２          （２３）
【０１０２】
数式（２３）は、相互インダクタンスＬｍは、電力送信コイル７’及び電力受信コイル１０’の微少線分同士の内積を微少積分の距離で割ったものの和として求めることを意味している。従って、コイルの全周に亘って両コイル間の距離が近くなると相互インダクタンスＬｍが大きくなり、電力送信コイル７’と電力受信コイル１０’との結合係数ｋが大きくなる。具体的には、電力送信コイル７’と電力受信コイル１０’とを同一の寸法にすることにより、結合係数ｋが最大値（ｋ＝１）に近づくことになる。換言すると、コイルの寸法又は形状が全く異なる場合には、結合係数ｋが小さくなり、電力送信コイル７’と電力受信コイル１０’との間の電力の伝送効率が低下することになる。
【０１０３】
以上のことから、電力送信コイル７’のみを無作為に大きくすると、電力の伝送効率の低下を招くため、電力送信コイル７’と電力受信コイル１０’とを同一の寸法にすることが好ましい。しかしながら、受動照明装置３の取付自由度を考慮すると、電力送信コイル７’を極力大きくすることが好ましい。本変形例においては、このような問題点を解消するため、電力送信コイル７’の長辺Ｘ１を電力受信コイル１０’の長辺Ｘ２よりも長くし、電力送信コイル７’の短辺Ｙ１を電力受信コイル１０’の短辺Ｙ２と概ね同一であるようにしている。
【０１０４】
より具体的には、電力の伝送効率を考慮すると、電力送信コイル７’の短辺Ｙ１は、電力受信コイル１０’の短辺Ｙ２の１．０倍から１．２倍であることが好ましい。また、受動照明装置３の取付自由度を考慮すると、電力送信コイル７’の長辺Ｘ１は、短辺Ｙ１の３倍以上であることが好ましい。
【０１０５】
（レベル可変回路）
上述した実施例１に係る電力送信部２の電力制御回路４においては、供給電力制御回路１４及び制御電圧生成回路１５からレベル可変回路１６が構成されていたが、レベル可変回路１６の構成はこれに限定されることはなく、他の回路構成によりレベル可変回路を構成することができる。このような他の回路構成によるレベル可変回路１６’について、図１４を参照しつつ説明する。ここで、図１４は、レベル可変回路１６’を備える電力制御回路４’のブロック図である。なお、上述した実施例１と同一の構成については、同一の符号を付し、その説明は省略する。
【０１０６】
図１４に示すように、電力制御回路４’は、制御電圧生成回路１５及び減衰器５２からなるレベル可変回路１６’を備えている。制御電圧生成回路１５は、進行波検出回路５から供給される進行波の電力値と送信電力設定部８から供給される送信レベル値の差分に応じて制御電圧を生成し、当該制御電圧を減衰器５２に供給する。減衰器５２は、高周波信号源Ｖａｃと電力出力アンプ１３との間に設けられ、高周波信号源Ｖａｃから供給される高周波信号を当該制御電圧に応じて減衰し、減衰後の高周波信号を電力出力アンプ１３に供給する。すなわち、レベル可変回路１６’は、上述した実施例１のレベル可変回路１６’とは異なり、電力アンプ１２に供給される高周波信号の信号レベルを制御する回路である。
【０１０７】
なお、減衰器５２は、ゲイン可変アンプであってもよく、更には減衰量を可変又は切り換えることができるような構造を有していてもよい。
【０１０８】
（その他）
上述した実施例１の照明システム１において、天井３１の照明収納部３３に取り付けられた受動照明装置３から光を放射させる場合、電力送信部２から受動照明装置３への電磁波電力の給電は、受動照明装置３から光を放射させる期間において、常に電力出力アンプ１３から高周波出力電力を出力していた。しかしながら、電力出力アンプ１３から高周波出力電力を間欠的に出力してもよい。このような場合には、高周波出力電力の出力時間のデューティ比を変化させることにより、有機ＥＬパネル１２への駆動電力の電力値を制御し、有機ＥＬパネル１２から放射される光の輝度を調整してもよい。
【０１０９】
また、整合回路６と電力送信コイル７との間には、高周波電力（高周波出力電力として出力される前の状態の高周波の電力）に高調波を減衰させるために、低域濾波器を配置してもよい。
【実施例２】
【０１１０】
上述した実施例１の受動照明装置３においては、有機ＥＬパネル１２に対して１つの電力受信コイル１０が設けられていため、有機ＥＬ素子２２ごとに電力値を独立して制御することができない。しかしながら、有機ＥＬ素子２２ごとに独立した電力受信コイルを設けることで、有機ＥＬ素子２２ごとに電力値を独立して制御し、有機ＥＬパネル１２から出射される光の色度及び輝度等を変化させてもよい。すなわち、照明システムは、調色及び調光を可能とするような構成を有していてもよい。このような照明システム１０１を実施例２として、図１５乃至図１７を参照しつつ詳細に説明する。
【０１１１】
図１５は、実施例２に係る照明システム１０１のブロック図である。図１６は、図２と同様にして示す、実施例２に係る照明システム１０１の部分的な回路図である。図１７は、実施例２に係る照明システム１０１における、電力送信コイルと電力受信コイルとの位置関係を示す平面図である。
【０１１２】
図１５及び図１６から分かるように、実施例２に係る照明システム１０１は、外部に設けられた高周波信号源Ｖａｃ及び直流電源Ｖｄｃに接続された電力送信部１０２、及び電力送信部１０２から供給される電磁波電力により所望の光を照射する受動照明装置１０３から構成されている。そして、電力送信部１０２は、電力制御回路１０４、進行波検出回路１０５、コンデンサＣ１０１、Ｃ１０２からなる整合回路１０６、電力送信コイル１０７、送信電力設定部１０８、及び受動照明接触センサ１０９を有している。一方、受動照明装置１０３は、３つの電力受信コイル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ（以下において、いずれかを指定しない場合には電力受信コイル１１０とも称する）、整流回路１１１Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ（以下において、いずれかを指定しない場合には整流回路１１１とも称する）、及び有機ＥＬパネル１１２を有している。ここで、実施例２の電力送信部１０２、及びその構成部材は、実施例１の電力送信部２及びその構成部材と同様の構成であるため、同一構成についての説明は省略する。
【０１１３】
電力送信コイル１０９は、電力送信コイル１０７から伝送される電磁波電力を高周波駆動電力に変換して整流回路１１１に供給するためのコイルである。また、整流回路１１１は、実施例１の整流回路１１と同様に、電力受信コイル１１０から供給される高周波駆動電力を直流の駆動電力に変換するための回路である。更に、有機ＥＬパネル１１２は、実施例１の有機ＥＬパネル１２と同様に、整流回路１１１から供給される直流の駆動電流に応じて発光し、所望の光を照射する一般的な面発光パネルである。具体的な構成は、実施例１の有機ＥＬパネル１２と同一であるため、その説明は省略する。
【０１１４】
図１６に示すように、実施例２の照明システム１０１においては、１つの電力送信コイル１０７に対して３つの電力受信コイル１１０、１１０Ｇ、１１０Ｂが設けられている。そして、各電力受信コイル１１０は、整流回路１１１を介して有機ＥＬパネル１１２に接続されている。より具体的には、電力受信コイル１１０Ｒは整流回路１１１Ｒを介して赤色光を出射する有機ＥＬ素子１２２Ｒに接続され、電力受信コイル１１０Ｇは整流回路１１１Ｇを介して緑色光を出射する有機ＥＬ素子１２２Ｇに接続され、電力受信コイル１１０Ｂは整流回路１１１Ｂを介して青色光を出射する有機ＥＬ素子１２２Ｂに接続されている。
【０１１５】
また、各電力受信コイル１１０は、電磁波電力の送信周波数に共振するように、コンデンサＣ１０３Ｒ、Ｃ１０３Ｇ、Ｃ１０３Ｂのいずれかが並列に接続されている。より具体的には、電力受信コイル１１０ＲとコンデンサＣ１０３Ｒとが並列に接続されて並列共振回路１５１Ｒを形成し、電力受信コイル１１０ＧとコンデンサＣ１０３Ｇとが並列に接続されて並列共振回路１５１Ｇが形成され、電力受信コイル１１０ＢとコンデンサＣ１０３Ｂとが並列に接続されて並列共振回路１５１Ｂが形成されている。
【０１１６】
実施例２においては、電力受信コイル１１０Ｒ、１０９Ｇのインダクタンスを２．０２μＨとし、電力受信コイル１１０Ｂのインダクタンスを０．８μＨとし、コンデンサＣ１０３Ｒの容量を１．２７μＦとし、コンデンサＣ１０３Ｇの容量を１．９８μＦとし、コンデンサＣ１０３Ｂの容量を２．２μＦとした。一方、電力送信コイル１０７のインダクタンスは、０．７μＨとした。また、負荷は、整流回路１１１Ｒと有機ＥＬ素子１２２Ｒ、整流回路１１１Ｇと有機ＥＬ素子１２２Ｇ、整流回路１１１Ｂと有機ＥＬ素子１２２Ｂからなる。なお、電力受信コイル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂのインダクタンスは、発光装置である有機ＥＬパネル１１２のそれぞれの有機ＥＬ発光素子の点灯時のインピーダンスに応じて設定されることになる。
【０１１７】
実施例２においては、上述した電力受信コイル１１０のインダクタンス及びコンデンサＣ１０３Ｒ、Ｃ１０３Ｇ、Ｃ１０３Ｂの容量から、並列共振回路１５１Ｒの共振周波数は８０ｋＨｚであり、並列共振回路１５１Ｇの共振周波数は１００ｋＨｚであり、並列共振回路１５１Ｂの共振周波数は１２０ｋＨｚとなる。一方、電力送信部１０２から伝送される電磁波電力の送信周波数は、電力送信部１０２に接続された高周波信号源Ｖａｃによって時分割で変更可能となっている。具体的には、有機ＥＬ素子１２２Ｒの駆動電力を送信する場合の送信周波数は８０ｋＨｚとなり、有機ＥＬ素子１２２Ｇの駆動電力を送信する場合の送信周波数は１００ｋＨｚとなり、有機ＥＬ素子１２２Ｂの駆動電力を送信する場合の送信周波数は１２０ｋＨｚとなる。以上のことから、有機ＥＬ素子１２２ごとに異なる送信周波数によって電力伝送が行われ、各有機ＥＬ素子１２２に駆動電力が供給されることになる。
【０１１８】
ここで、実施例１における電力送信コイル７と同様に、実施例２の電力送信コイル１０７も、送信周波数８０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、１２０ｋＨｚのいずれにも共振していないが、コンデンサＣ１０３の容量を調整して送信周波数に共振させてもよい。より具体的には、電力送信コイル１０７は、送信周波数８０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、１２０ｋＨｚのそれぞれに共振するように調整されてもよい。このような場合、例えば、コンデンサＣ１０３が可変コンデンサとなり、送信周波数に応じてコンデンサＣ１０３の容量が変化することになる。また、電力送信コイル１０７は、送信周波数８０ｋＨｚ〜１２０ｋＨｚの範囲内おいて、共振するように調整されてもよい。
【０１１９】
次に、図１７を参照しつつ、電力送信コイル１０７と電力受信コイル１１０との位置関係を説明する。図１７に示すように、電力送信コイル１０７及び電力受信コイル１１０は、長方形の平面形状を有している。また、３つの電力受信コイル１１０は、各短辺同士が対向するように、Ｘ方向において並置されている。また、電力送信コイル１０７と電力受信コイル１１０とを同一平面上に投影した平面（ＸＹ平面）においては、電力送信コイル１０７の開口内に３つの電力受信コイル１１０が位置することになる。
【０１２０】
電力送信コイル１０７と電力受信コイル１１０との寸法関係において、電力送信コイル１０７の短辺Ｘ１０１が電力受信コイル１１０の短辺Ｘ１０２よりも大きく、電力送信コイル１０７の長辺Ｙ１０１が電力受信コイル１１０の長辺Ｙ１０２と概ね同一である。ここで、電力送信コイル１０７の長辺Ｙ１０１は、電力受信コイル１１０の長辺の１．０倍から１．２倍の長さであることが好ましい。また、電力送信コイル１０７の短辺Ｘ１０１は、長辺Ｙ１０１の３倍以上であることが好ましい。これらの理由は、上述した実施例１の変形例に係る理由と同一であり、電力の伝送効率及び受動照明装置１０３の取付自由度を考慮するためである。
【０１２１】
上述したような実施例２に係る照明システム１０１においては、送信周波数を変更することで、各有機ＥＬ素子１２２に駆動電力を供給するため、送信部１０２の進行波検出回路１０５は、送信周波数ごとに進行波を検出し、当該進行波の電力値を電力制御回路１０４にフィードバックする。すなわち、電力制御回路１０４は、送信周波数ごと（すなわち、有機ＥＬ素子１２２への電力伝送ごと）に当該進行波の電力値のフィードバックを行い、送信周波数ごと（すなわち、有機ＥＬ素子１２２への電力伝送ごと）に高周波出力電力を調整して駆動電力を制御する。
【０１２２】
なお、電力送信部１０２から受動照明装置１０３への電磁波電力の給電は、受動照明装置１０３から光を放射させる期間において常に行ってもよく、給電時間のデューティ比を変化させることにより、有機ＥＬパネル１１２への駆動電力の電力値を制御し、有機ＥＬパネル１１２から放射される光の輝度を調整してもよい。
【０１２３】
＜実施例２の効果＞
実施例２に係る照明システム１０１においても、電力制御回路１０４と進行波検出回路１０５によるフィードバック制御により、有機ＥＬパネル１１２に供給すべき所望の駆動電力を的確に制御することができる。すなわち、実施例２の照明システム１０１においても、受動照明装置１０３側に電力制御回路を設けることなく、有機ＥＬパネル１１２に所望の駆動電力を的確に供給することができるため、非接触電力伝送を用いつつも、製造コストの低減及び小型化を容易に図ることができる。
【０１２４】
また、実施例２に係る照明システム１０１においては、有機ＥＬ素子１２２Ｒ、１２２Ｇ、１２２Ｂごとに専用の電力受信コイル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂが設けられているため、有機ＥＬ素子１２２Ｒ、１２２Ｇ、１２２Ｂごとに異なる駆動電力を供給することができる。これにより、有機ＥＬパネル１１２における赤色光、緑色光、及び青色光の合成比率を変化させることが可能となり、有機ＥＬパネル１１２から放射される合成白色光又は有色光の色、色度、及び輝度等の発光特性を制御することが可能になる。
【０１２５】
＜変形例＞
上述した照明システム１０１の構造は一例に過ぎず、各種の構成部材の構造及び形状は、本発明の要旨を変更しない範囲において任意に変更することが可能である。以下において、照明システム及びその構成部材の変形例を説明する。
【０１２６】
上述した実施例２においては、電力送信部１０２内には、１つの電力送信コイル１０７が設けられるとともに、その電力送信コイル１０７は電磁波電力の送信周波数に共振していなかったが、３個の電力受信コイル１１０に対応して３個の電力送信コイルを電力送信部１０２内に設けとともに、当該３個の電力送信コイルのそれぞれを、電磁波電力の送信周波数に共振させてもよい。このような構成を有する照明システム１０１’を変形例として、図１８及び図１９を参照しつつ説明する。ここで、図１８は、本変形例に係る照明システム１０１’の部分的な回路図である。また、図１９は、本変形例に係る照明システム１０１’における、電力送信コイルと電力受信コイルとの位置関係を示す平面図である。なお、本変形例は、上述した実施例２に係る照明システム１０１と電力送信コイルの構成のみが異なるため、その他の同一の構成については、同一の符号付し或いは図面に記載せず、その説明は省略する。
【０１２７】
図１８に示すように、本変形例に係る照明システム１０１’の電力送信部１０２’は、３つの電力送信コイル１０７Ｒ、１０７Ｇ、１０７Ｂを有している。電力送信コイル１０７Ｒ、１０７Ｇ、１０７Ｂは、整合回路１０６に接続されている。また、電力送信コイル１０７Ｒ、１０７Ｇ、１０７Ｂのそれぞれには、コンデンサＣ２０１Ｒ、２０１Ｇ、２０１Ｂのいずれかが並列に接続されている。より具体的には、電力受信コイル１０７ＲとコンデンサＣ２０１Ｒとが並列に接続されて並列共振回路２５１Ｒを形成し、電力受信コイル１０７ＧとコンデンサＣ２０１Ｇとが並列に接続されて並列共振回路２５１Ｇが形成され、電力受信コイル１０７ＢとコンデンサＣ２０１Ｂとが並列に接続されて並列共振回路２５１Ｂが形成されている。
【０１２８】
本変形例においては、並列共振回路２５１Ｒの共振周波数は８０ｋＨｚであり、並列共振回路２５１Ｇの共振周波数は１００ｋＨｚであり、並列共振回路２５１Ｂの共振周波数は１２０ｋＨｚである。また、受動照明装置１０３の並列共振回路１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂにおける共振周波数は、上述した実施例２と同一であり、並列共振回路１５１Ｒの共振周波数は８０ｋＨｚであり、並列共振回路１５１Ｇの共振周波数は１００ｋＨｚであり、並列共振回路１５１Ｂの共振周波数は１２０ｋＨｚである。以上のことから、有機ＥＬ素子１２２Ｒに駆動電力を供給する際は、電力送信コイル１０７Ｒと電力受信コイル１１０Ｒを用い、送信周波数８０ｋＨｚにて電磁波電力の伝送を行う。また、有機ＥＬ素子１２２Ｇに駆動電力を供給する際は、電力送信コイル１０７Ｇと電力受信コイル１１０Ｇを用い、送信周波数１００ｋＨｚにて電磁波電力の伝送を行う。更に、有機ＥＬ素子１２２Ｂに駆動電力を供給する際は、電力送信コイル１０７Ｂと電力受信コイル１１０Ｂを用い、送信周波数１２０ｋＨｚにて電磁波電力の伝送を行う。
【０１２９】
以上のような構成から、本変形例に係る照明システム１０１’においては、送信周波数を時分割する必要がなくなり、有機ＥＬ素子１２２Ｒ、１２２Ｇ、１２２Ｂに対して同時に駆動電力を供給することが可能になる。
【０１３０】
次に、図１９を参照しつつ、電力送信コイル１０７Ｒ、１０７Ｇ、１０７Ｂと電力受信コイル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂとの位置関係を説明する。図１９に示すように、電力送信コイル１０７Ｒ、１０７Ｇ、１０７Ｂ及び電力受信コイル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは、長方形の平面形状を有している。また、電力送信コイル１０７Ｒ、１０７Ｇ、１０７Ｂ同士は、互いの長辺を対向して並置されている。同様に、電力受信コイル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ同士も、互いの長辺を対向して並置されている。更に、電力送信コイル１０７Ｒ、１０７Ｇ、１０７Ｂと電力受信コイル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂとを同一平面上に投影した平面（ＸＹ平面）においては、電力送信コイル１０７Ｒの開口内に電力受信コイル１１０Ｒが位置し、電力送信コイル１０７Ｇの開口内に電力受信コイル１１０Ｇが位置し、電力送信コイル１０７Ｂの開口内に電力受信コイル１１０Ｂが位置している。すなわち、有機ＥＬ素子１２２Ｒの電力供給に必要な電力送信コイル１０７Ｒと電力受信コイル１１０Ｒとが対向し、有機ＥＬ素子１２２Ｇの電力供給に必要な電力送信コイル１０７Ｇと電力受信コイル１１０Ｇとが対向し、有機ＥＬ素子１２２Ｂの電力供給に必要な電力送信コイル１０７Ｂと電力受信コイル１１０Ｂとが対向している。
【０１３１】
電力送信コイル１０７Ｒ、１０７Ｇ、１０７Ｂと電力受信コイル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂとの寸法関係において、電力送信コイル１０７Ｒ、１０７Ｇ、１０７Ｂの短辺Ｘ２０１が電力受信コイル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの短辺Ｘ２０２よりも大きく、電力送信コイル１０７Ｒ、１０７Ｇ、１０７Ｂの長辺Ｙ２０１が電力受信コイル１１０Ｒ、１０９Ｇ、１０９Ｂの長辺Ｙ２０２と概ね同一である。ここで、電力送信コイル１０７Ｒ、１０７Ｇ、１０７Ｂの長辺Ｙ２０１は、電力受信コイル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの長辺の１．０倍から１．２倍の長さであることが好ましい。また、電力送信コイル１０７Ｒ、１０７Ｇ、１０７Ｂの短辺Ｘ２０１は、長辺Ｙ２０１の３倍以上であることが好ましい。これらの理由は、上述した実施例１の変形例に係る理由と同一であり、電力の伝送効率及び受動照明装置１０３の取付自由度を考慮するためである。
【０１３２】
なお、図１９においては電力送信コイル１０７Ｒ、１０７Ｇ、１０７ＢをＸＹ平面内において並置していたが、このような配置に限定されることはない。例えば、図２０に示すように、電力送信コイル１０７Ｒ、１０７Ｇ、１０７ＢをＺ方向（すなわち、電力受信コイル１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂと対向する方向）において積層してもよい。ここで、図２０は、図６と同様にして示す、本変形例に係る照明システム１０１’の断面図である。なお、天井部分の部材については図６と同一であるため、同一の符号を付している。
【０１３３】
図２０において示すコイルの配置関係であっても、有機ＥＬ素子１２２ごとに電磁波電力の送信周波数が異なるため、他の送信周波数に係る電磁波電力の影響を受けることがない。このような場合には、各有機ＥＬ素子１２２に係るコイル同士を対向させる必要がなくなるため、受動照明装置１０３の取り付けが容易になる。
【符号の説明】
【０１３４】
１、１’、１０１、１０１’    照明システム
２、１０２、１０２’    電力送信部
３、３’、１０３    受動照明装置
４、４’、１０４    電力制御回路
５、１０５    進行波検出回路
６、１０６    整合回路
７、７’、１０７    電力送信コイル
８、１０８    送信電力設定部
９、１０９    受動照明接触センサ
１０、１０’、１１０、１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ    電力受信コイル
１１、１１１    整流回路
１２、１１２    有機ＥＬパネル
１３、１１３    電力出力アンプ
１４、１１４    供給電力制御回路
１５、１１５    制御電圧生成回路
１６、１６’、１１６    レベル可変回路
２１    透明基板
２１ａ    有機ＥＬ素子形成面
２１ｂ    有機ＥＬ素子非形成面
２２、２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ、１２２、１２２Ｒ、１２２Ｇ、１２２Ｂ    有機ＥＬ素子
２３    光拡散部
２４    封止部
２５、２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂ    陽極
２６、２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂ    有機層
２７、２７Ｒ、２７Ｇ、２７Ｂ    陰極
２８    空隙
３１    天井
３２    天井板
３３    照明収納部
３４    可動天井板
３５    筐体
３５ａ    開口部
３５ｂ    凸部
３５ｃ    空洞
４０    ２ポート回路網
５１、１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｇ    並列共振回路
５２    減衰器
Ｖａｃ    高周波信号源
Ｖｄｃ    直流電源
Ｐａ    高周波出力電力
Ｐｔ    進行波電力
Ｐｒ    反射波電力
Ｐｔ１    駆動電力
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ１０１、Ｃ１０２、Ｃ１０３Ｒ、Ｃ１０３Ｇ、Ｃ１０３Ｂ    コンデンサ
Ｒａ１、Ｒａ２、Ｒｂ    純抵抗分
Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌｂ    インダクタンス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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