(57)【要約】【課題】無線電力伝送の継続を実現させる。【解決手段】本発明の一態様としての送電装置は、第1アンテナを用いて受電装置と通信を行う第1通信手段と、電源部により生成された電力を前記受電装置に伝送する第2アンテナと、前記第2アンテナを用いて前記受電装置と通信を行う第2通信手段と、前記制御手段は、前記受電装置への電力伝送が行われている間、前記第1通信手段または前記第2通信手段を用いて、前記受電装置と伝送制御情報を通信し、前記伝送制御情報に基づいて前記受電装置への電力伝送を制御する。前記制御手段は、前記第1および第2通信手段の第1および第2通信品質に応じて、前記第1通信手段および前記第2通信手段のいずれかを選択して前記伝送制御情報を通信する。【選択図】図３
2014050271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1アンテナと、
前記第1アンテナを用いて受電装置と通信を行う第1通信手段と、
電力を生成する電源部と、
前記電源部により生成された電力を前記受電装置に伝送する第2アンテナと、
前記第2アンテナを用いて前記受電装置と通信を行う第2通信手段と、
前記第1通信手段の第1通信品質と、前記第2通信手段の第2通信品質を測定する測定手段と、
前記受電装置への電力伝送が行われている間、前記第1通信手段または前記第2通信手段を用いて、前記受電装置と伝送制御情報を通信し、前記伝送制御情報に基づいて前記受電装置への電力伝送を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第1通信品質および前記第2通信品質に応じて、前記第1通信手段および前記第2通信手段のいずれかを選択して前記伝送制御情報を通信する
送電装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第1通信品質が第1基準以上のときは、前記第2通信品質の値に関わらず、前記第1通信手段を選択する
請求項1に記載の送電装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第1通信品質が前記第1基準以上から前記第1基準未満に変化し、かつ前記第2通信品質が第2基準以上のときは、前記第1通信手段から前記第2通信手段に切り換える
請求項2に記載の送電装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記電力伝送の開始前に、前記第1通信手段または第2通信手段を用いて、前記伝送制御情報を前記受電装置と通信し、
前記伝送制御情報は複数種類の情報を含み、
前記制御手段は、前記電力伝送の開始前において、前記第1通信品質が第1基準以上および前記第2通信品質が第2基準以上のときは、通信する情報の種類に応じて、前記第1および第2通信手段間を切り換える
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の送電装置。
【請求項５】
前記伝送制御情報は、
送電装置および前記受電装置の少なくとも一方における、電圧情報、電流情報および電力情報のいずれか1つを含む電力関連情報と、
前記送電装置および前記受電装置の少なくとも一方に関する認証情報と、
前記送電装置および前記受電装置の少なくとも一方に関する温度情報と、
前記受電装置の負荷情報と、
前記送電装置または前記受電装置で発生した異常を通知する異常情報と、
前記送電装置および前記受電装置間の通信タイミング情報と、
前記送電装置および前記受電装置間で通信するデータの種類情報と、
前記データを通信するデータ周期情報と
のうちの少なくとも1つを含む
請求項4に記載の送電装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第1通信手段を前記第2通信手段に切り換えた場合、通信する伝送制御情報の情報量を低減させる
請求項1ないし5のいずれか一項に記載の送電装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記第2通信手段を前記第1通信手段に切り換えた場合、通信する伝送制御情報の情報量を増加させる
請求項1ないし6のいずれか一項に記載の送電装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記第2通信手段で前記受電装置から異常通知信号が受信された場合に、前記電力伝送を停止させる
請求項1ないし7のいずれか一項に記載の送電装置。
【請求項９】
前記第2アンテナはコイルである
請求項1ないし8のいずれか一項に記載の送電装置。
【請求項１０】
第1アンテナと、
前記第1アンテナを用いて送電装置と通信する第1通信手段と、
前記送電装置から電力を受電する第2アンテナと、
前記第2アンテナで受電された電力を消費する負荷と、
前記第2アンテナを用いて前記送電装置と通信を行う第2通信手段と、
前記第1通信手段の第1通信品質と、前記第2通信手段の第2通信品質を測定する測定手段と、
前記送電装置から電力伝送が行われている間、前記第1通信手段または前記第2通信手段を用いて、前記送電装置と伝送制御情報を通信し、前記伝送制御情報に基づいて、前記電力伝送を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第1通信品質および前記第2通信品質に応じて、前記第1通信手段および前記第2通信手段のいずれかを選択して前記伝送制御情報を通信する
受電装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記第1通信品質が第1基準以上のときは、前記第2通信品質の値に関わらず、前記第1通信手段を選択する
請求項10に記載の受電装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記第1通信品質が前記第1基準以上から前記第1基準未満に変化し、かつ前記第2通信品質が第2基準以上のときは、前記第1通信手段から前記第2通信手段に切り換える
請求項11に記載の受電装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記送電装置による電力伝送の開始前に、前記第1通信手段または第2通信手段を用いて、前記伝送制御情報を前記送電装置と通信し、
前記伝送制御情報は複数種類の情報を含み、
前記制御手段は、前記電力伝送の開始前において、前記第1通信品質が第1基準以上および前記第2通信品質が第2基準以上のときは、通信する情報の種類に応じて、前記第1および第2通信手段間を切り換える
請求項10ないし12のいずれか一項に記載の受電装置。
【請求項１４】
前記伝送制御情報は、
送電装置および前記受電装置の少なくとも一方における、電圧情報、電流情報および電力情報のいずれか1つを含む電力関連情報と、
前記送電装置および前記受電装置の少なくとも一方に関する認証情報と、
前記送電装置および前記受電装置の少なくとも一方に関する温度情報と、
前記受電装置の負荷情報と、
前記送電装置または前記受電装置で発生した異常を通知する異常情報と、
前記送電装置および前記受電装置間の通信タイミング情報と、
前記送電装置および前記受電装置間で通信するデータの種類情報と、
前記データを通信するデータ周期情報と
のうちの少なくとも1つを含む
請求項10ないし13のいずれか一項に記載の受電装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、前記第1通信手段を前記第2通信手段に切り換えた場合、通信する伝送制御情報の情報量を低減させる
請求項10ないし14のいずれか一項に記載の受電装置。
【請求項１６】
前記制御手段は、前記第2通信手段を前記第1通信手段に切り換えた場合、通信する伝送制御情報の情報量を増加させる
請求項10ないし15のいずれか一項に記載の受電装置。
【請求項１７】
前記負荷への前記電力の供給を監視する保護回路をさらに備え、
前記保護回路は、異常を検出したとき、前記負荷への電力供給を遮断する
請求項10ないし16のいずれか一項に記載の受電装置。
【請求項１８】
前記第2通信手段は、前記保護回路により前記異常が検出された場合に、異常通知信号を前記送電装置に送信する
請求項17に記載の受電装置。
【請求項１９】
前記第2アンテナはコイルである
請求項10ないし18のいずれか一項に記載の受電装置。
【請求項２０】
送電装置と受電装置とを備えた無線電力伝送システムであって、
前記送電装置は、
第1送電側アンテナと、
前記第1送電側アンテナを用いて受電装置と通信を行う第1送電側通信手段と、
電力を生成する電源部と、
前記電源部により生成された電力を前記受電装置に伝送する第2送電側アンテナと、
前記第2送電側アンテナを用いて前記受電装置と通信を行う第2送電側通信手段と、
を備え、
前記受電装置は、
第1受電側アンテナと、
前記第1受電側アンテナを用いて前記第1送電側通信手段と通信する第1受電側通信手段と、
前記第2送電側アンテナから送電される電力を受電する第2受電側アンテナと、
前記第2受電側アンテナで受電された電力を消費する負荷と、
前記第2受電側アンテナを用いて前記第2送電側通信手段と通信を行う第2受電側通信手段と、
を備え、
前記送電装置は、
前記第1送電側通信手段および前記第1受電側通信手段間の第1通信品質と、前記第2送電側通信手段および前記第2受電側通信手段間の第2通信品質を測定する測定手段と、
前記受電装置へ電力伝送が行われている間、前記第1送電側通信手段または前記第2送電側通信手段を用いて、前記受電装置と伝送制御情報を通信し、前記伝送制御情報に基づいて前記受電装置への電力伝送を制御する制御手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記第1通信品質および前記第2通信品質に応じて、前記第1送電側通信手段および前記第2送電側通信手段のいずれかを選択する
無線電力伝送システム。
【請求項２１】
前記制御手段は、前記第1通信品質が第1基準以上のときは、前記第2通信品質の値に関わらず、前記第1送電側通信手段を選択する
請求項20に記載の無線電力伝送システム。
【請求項２２】
前記制御手段は、前記第1通信品質が前記第1基準以上から前記第1基準未満に変化し、かつ前記第2通信品質が第2基準以上のときは、前記第1送電側通信手段から前記第2送電側通信手段に切り換える
請求項21に記載の無線電力伝送システム。
【請求項２３】
前記受電装置は、前記負荷への前記電力の供給を監視する保護回路をさらに備え、
前記第2受電側通信手段は、前記保護回路により異常が検出された場合、異常通知信号を前記送電装置に送信し、
前記送電装置は、前記第2送電側通信手段で前記異常通知信号が受信された場合、前記電力伝送を停止する
請求項20ないし22のいずれか一項に記載の無線電力伝送システム。
【請求項２４】
送電装置と受電装置とを備えた無線電力伝送システムであって、
前記送電装置は、
第1送電側アンテナと、
前記第1送電側アンテナを用いて受電装置と通信を行う第1送電側通信手段と、
電力を生成する電源部と、
前記電源部により生成された電力を前記受電装置に伝送する第2送電側アンテナと、
前記第2送電側アンテナを用いて前記受電装置と通信を行う第2送電側通信手段と、
を備え、
前記受電装置は、
第1受電側アンテナと、
前記第1受電側アンテナを用いて前記第1送電側通信手段と通信する第1受電側通信手段と、
前記第2送電側アンテナから送電される電力を受電する第2受電側アンテナと、
前記第2受電側アンテナで受電された電力を消費する負荷と、
前記第2受電側アンテナを用いて前記第2送電側通信手段と通信を行う第2受電側通信手段と、
を備え、
前記受電装置は、
前記第1送電側通信手段および前記第1受電側通信手段間の第1通信品質と、前記第2送電側通信手段および前記第2受電側通信手段間の第2通信品質を測定する測定手段と、
前記送電装置から電力伝送が行われている間、前記第1受電側通信手段または前記第2受電側通信手段を用いて、前記送電装置と伝送制御情報を通信し、前記伝送制御情報に基づいて前記電力伝送を制御する制御手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記第1通信品質および前記第2通信品質に応じて、前記第1受電側通信手段および前記第2受電側通信手段のいずれかを選択する
無線電力伝送システム。
【請求項２５】
前記制御手段は、前記第1通信品質が第1基準以上のときは、前記第2通信品質の値に関わらず、前記第1受電側通信手段を選択する
請求項24に記載の無線電力伝送システム。
【請求項２６】
前記制御手段は、前記第1通信品質が前記第1基準以上から前記第1基準未満に変化し、かつ前記第2通信品質が第2基準以上のときは、前記第1受電側通信手段から前記第2受電側通信手段に切り換える
請求項25に記載の無線電力伝送システム。
【請求項２７】
前記受電装置は、前記負荷への前記電力の供給を監視する保護回路をさらに備え、
前記第2受電側通信手段は、前記保護回路により異常が検出された場合、異常通知信号を前記送電装置に送信し、
前記送電装置は、前記第2送電側通信手段で前記異常通知信号が受信された場合、前記電力伝送を停止する
請求項24ないし26のいずれか一項に記載の無線電力伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は、送電装置、受電装置および無線電力伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信機器は故障などによる長期的な通信途絶や、干渉や雑音などによる一時的な通信途絶が生じる。無線電力伝送装置では無線電力伝送制御用に無線通信器を持つが、この無線通信器が途絶した場合は安全性確保のため送電を停止する必要があった。これに対し、通信を高信頼化する技術として通信手段を二重化する方法は広く知られている。また、無線電力伝送装置においては高信頼化技術ではないものの、通信手段を2つもち、その内1つは電力伝送用のコイル間で通信を行うコイル間通信を用いている方法が知られている。無線電力伝送装置ではコイル間通信を利用することで通信手段を複数備える場合に省スペース化が可能である。
【０００３】
しかし従来例である後者の方法では、コンテンツ用の無線通信器の初期設定の送受（無線LANであればSSIDなどの送受）をコイル間通信で行う構成であり、無線電力伝送の伝送制御の通信はコイル間通信で行われる。特に無線電力伝送中にコイル間通信を行う際に例えばRFIDなどに用いられる負荷変調を適用した場合、受電側の負荷インピーダンスが変化するため電力伝送効率が劣化してしまう。また、コイル間通信の送受信部が故障した場合は電力伝送が停止してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許登録第3651612号
【特許文献２】特開2011-45190号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように従来の無線電力伝送装置においては、通信途絶時に無線電力伝送が停止する、または無線電力伝送の制御時に電力伝送効率が劣化してしまうという問題があった。
【０００６】
この発明の一側面は、無線電力伝送の継続を実現させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様としての送電装置は、第1アンテナと、第1通信手段と、電源部と、第2アンテナと、第2通信手段と、測定手段と、制御手段とを備える。
【０００８】
前記第1通信手段は、前記第1アンテナを用いて受電装置と通信を行う。
【０００９】
前記電源部は、電力を生成する。
【００１０】
前記第2アンテナは、前記電源部により生成された電力を前記受電装置に伝送する。
【００１１】
前記第2通信手段は、前記第2アンテナを用いて前記受電装置と通信を行う。
【００１２】
前記測定手段は、前記第1通信手段の第1通信品質と、前記第2通信手段の第2通信品質を測定する。
【００１３】
前記制御手段は、前記受電装置への電力伝送が行われている間、前記第1通信手段または前記第2通信手段を用いて、前記受電装置と伝送制御情報を通信し、前記伝送制御情報に基づいて前記受電装置への電力伝送を制御する。
【００１４】
前記制御手段は、前記第1通信品質および前記第2通信品質に応じて、前記第1通信手段および前記第2通信手段のいずれかを選択して前記伝送制御情報を通信する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態が適用される無線電力伝送システムの一例1を示す図。
【図２】本発明の実施形態が適用される無線電力伝送システムの一例2を示す図。
【図３】本発明の実施形態の無線電力伝送用送電装置の第一の構成例を示す図。
【図４】本発明の実施形態の無線電力伝送用送電装置における制御手順一覧を示す図。
【図５】本発明の実施形態の無線電力伝送用送電装置の第一の動作例における状態遷移図。
【図６】本発明の実施形態の無線電力伝送送電装置における通常モードの起動時のフローチャート1。
【図７】本発明の実施形態の無線電力伝送送電装置における通常モードの起動時のフローチャート2。
【図８】本発明の実施形態の無線電力伝送送電装置における通常モードの送電中のフローチャート。
【図９】本発明の実施形態の無線電力伝送送電装置における途絶1モードの起動時のフローチャート。
【図１０】本発明の実施形態の無線電力伝送送電装置における通信タイミング、データ周期、データ種類の一例を示す図。
【図１１】本発明の実施形態の無線電力伝送送電装置における複数データ種類送信時の無線電力伝送及び無線通信の混在方法の一例を示す図。
【図１２】本発明の実施形態の無線電力伝送送電装置における途絶1モードの送電中のフローチャート。
【図１３】本発明の実施形態の無線電力伝送送電装置における送電中の途絶1モードへの遷移方法の一例を示す図。
【図１４】本発明の実施形態の無線電力伝送送電装置における途絶2モードの起動時のフローチャート。
【図１５】本発明の実施形態の無線電力伝送送電装置における途絶2モードの送電中のフローチャート。
【図１６】本発明の実施形態の無線電力伝送送電装置における全途絶モードの起動時及び送電中のフローチャート。
【図１７】本発明の実施形態の無線電力伝送送電装置における通信途絶時のフローチャート。
【図１８】本発明の実施形態の無線電力伝送送電装置における緊急信号の受信方法の一例を示す図。
【図１９】本発明の実施形態の無線電力伝送送電装置における受電装置保護回路動作による送電停止が可能な無線電力伝送システムの一例を示す図。
【図２０】本発明の実施形態の無線電力伝送送電装置における第二の構成例1を示す図。
【図２１】本発明の実施形態の無線電力伝送送電装置における第二の構成例2を示す図。
【図２２】本発明の実施形態の無線電力伝送送電装置における第二の構成例3を示す図。
【図２３】本発明の実施形態の無線電力伝送送電装置における第二の構成例4を示す図。
【図２４】本発明の実施形態の無線電力伝送受電装置の第一の構成例を示す図。
【図２５】本発明の実施形態の無線電力伝送システムの第一の構成例を示す図。
【図２６】本発明の実施形態の無線電力伝送システムの第一の動作例における通常モードの起動時のフローチャート及び通信手順を示す図。
【図２７】本発明の実施形態の無線電力伝送システムの第一の動作例における通常モードの送電中のフローチャート及び通信手順を示す図。
【図２８】本発明の実施形態の無線電力伝送システムの第一の動作例における途絶1モードの起動時のフローチャート及び通信手順を示す図。
【図２９】本発明の実施形態の無線電力伝送システムの第一の動作例における途絶1モードの送電中のフローチャート及び通信手順を示す図。
【図３０】本発明の実施形態の無線電力伝送システムの第一の動作例における途絶2モードの起動時のフローチャート及び通信手順を示す図。
【図３１】本発明の実施形態の無線電力伝送システムの第一の動作例における途絶2モードの送電中のフローチャート及び通信手順を示す図。
【図３２】本発明の実施形態の無線電力伝送システムの第一の動作例における全途絶モードの起動時及び送電中のフローチャート及び通信手順を示す図。
【図３３】本発明の実施形態の無線電力伝送システムの第二の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本実施の形態について詳細に説明する。
【００１７】
（図1、図2：本発明の実施形態を適用する無線電力伝送システムの一例）
図1は本発明の実施形態が適用される無線電力伝送システムの一例を示している。図1によると本発明の実施形態は送電装置11から少なくとも1つも受電装置21へ電力を無線により非接触で供給するシステムにおいて適用される。送電装置11は通信用アンテナ12と電力伝送用アンテナ13（図中のコイル、以下電力伝送用コイルと記述）を有し、受電装置21でも同様に通信用アンテナ22と電力伝送用アンテナ23を有する。電力伝送用コイル13、23を用いたコイル間通信が行われる。電力伝送は送電装置11から受電装置21方向への1方向であるのに対し、通信は双方向で行われる。なお、送電装置11及び受電装置21はそれぞれ1つであるが、送電装置が複数でも、受電装置が複数でも両方が複数の場合でも同様に適用が可能である。なお、図では電力伝送が送電装置11から受電装置21への片方向のみ記述されているが双方向でも同様に適用可能である。また電力伝送用コイルを使ったコイル間通信の方向も図では双方向であるものの、例えば受電装置から送電装置方向への片方向のみでも十分適用可能である。
【００１８】
図2は、本発明の実施形態が適用される無線電力伝送システムの別例を示している。図2の左図では、送電装置11が電源制御装置14に接続されている。電源制御装置14は例えば宅内であれば配線用遮断器などのような電源を含む制御装置全体を示す。電源制御装置14に通信用アンテナ12を持つ。図2の右図は1台の電源制御装置14に複数の送電装置11が接続され、各受電装置21へ電力供給を行う構成である。電源制御装置14は複数の受電装置21と無線通信により接続され、送電装置11から出力する電力などをコントロールする構成である。図1の例と同様に、コイル13、23間では電力の授受及び無線通信を行う。通信は双方向でも片方向でもよく、電力は片方向でも双方向でも同様に適用可能である。
【００１９】
本発明の実施形態が適用される無線電力伝送システムでは、無線通信を用いた伝送制御や機器の破壊などの安全性が損なわれる場合の安全性維持制御が行われる。この伝送制御とは、受電装置の負荷が要求する電力・電圧・電流に合わせるための制御であり、その際にやり取りする伝送制御情報として下記の情報が考えられる。
【００２０】
・  各測定点での電力・電流・電圧情報
・  各測定点での周波数情報
・  整流器もしくはインバータのスイッチング速度
・  負荷の抵抗値情報
・  負荷の要求電力・電流・電圧情報
・  負荷がバッテリーの場合は充電情報
【００２１】
無線電力伝送装置では電源、インバータ、コイル、整流器、負荷などの複数のブロックから構成されているが、各ブロックの必要な箇所で電力・電流・電圧情報をモニタしている。上記の「各測定点」とは、各ブロックもしくはブロック間で測定されている箇所を指している。この伝送制御情報の内、送電前にやり取りする情報を送電前情報、送電中にやり取りする情報を電力伝送情報と定義する。
【００２２】
安全性維持制御で用いられる安全制御情報は下記に挙げられる。
【００２３】
・  各測定点での温度情報
・  各測定点での電力・電流・電圧情報
・  負荷がバッテリーの場合は充電情報
・  認証情報
【００２４】
なお、制御に用いる情報は上記のみに限られず、安全性を維持するための制御に用いられる情報であればいかなる情報も適用可能である。なお、安全制御情報も上記伝送制御情報に含めて定義してもよい。
【００２５】
（図3：本発明の実施形態の無線電力伝送用送電装置の第一の構成例）
図3は本発明の実施形態の無線電力伝送用送電装置の第一の構成例を示す。図3によると送電装置において、電源である電源部31と、所定の電力・電流・電圧及び周波数に変換するインバータ32と、電力伝送用アンテナ33と、電力伝送の制御を行う制御部34と、制御部34において電力伝送の制御に必要なパラメータを収集するために用いられる通信用アンテナ35と、前記通信用アンテナ35と接続された通信手段1と、前記電力伝送用アンテナと接続された通信手段2から構成される。制御部34は通信手段1もしくは通信手段2の少なくともいずれか1つの通信手段を選択して電力伝送の制御に必要なパラメータを受電装置とやり取りする。制御部34は、通信手段1と受電装置間の通信品質（第1通信品質）、および通信手段2と受電装置間の通信品質（第2通信品質）を測定する測定手段を含む。第1通信品質が第1基準未満のとき通信手段1と受電装置間の通信は途絶状態、第1基準以上のときは非途絶状態と判断する。第2通信品質が第2基準未満のとき通信手段2と受電装置間の通信は途絶状態、第2基準以上のとき非途絶状態と判断する。
【００２６】
図3の左図と右図の違いは、通信手段2が電力伝送用アンテナ33に接続されているか、それともインバータ32に接続されているかの違いにある。通信手段2は、RFIDや電動歯ブラシなどの小電力向けの無線電力伝送装置で用いられる負荷変調（バックスキャッタ変調）を適用できるが、この場合、負荷変調を行うための負荷変調回路はインバータの前後どちらに接続しても良い。。また、負荷変調の適用にかかわらず、インバータ32のスイッチング制御部と負荷変調回路を直接接続してインバータのスイッチを用いて信号を生成することも可能である。
【００２７】
（図4、図5：本発明の実施形態の無線電力伝送用送電装置の第一の動作例）
まず、図4に本発明の実施形態の無線電力伝送用送電装置における制御項目一覧を示す。本発明の実施形態の無線電力伝送用送電装置は図4に示す項目の内いくつかの制御項目を実施する必要がある。例えば、ユーザーが受電装置を送電可能範囲に設置することで送電を開始するシステムの場合は位置検出や位置合わせはユーザーが行うため不要となる。なお、これらの制御項目を実施する順番は適用するアプリケーションやシステムによって柔軟に変更できる。
【００２８】
第一の構成例における本発明の実施形態の第一の動作例について説明する。第一の動作例では、図5に示すような状態のいずれかに遷移し、各状態で動作手順が異なる。図5を書き出すと、
・  状態1（通常モード）：     通信手段1＝非途絶   通信手段2＝非途絶
・  状態2（途絶1モード）：    通信手段1＝途絶     通信手段2＝非途絶
・  状態3（途絶2モード）：    通信手段1＝非途絶   通信手段2＝途絶
・  状態4（全途絶モード）：   通信手段1＝途絶     通信手段2＝途絶
となる。それぞれの状態においての動作手順を図に示す。
【００２９】
（図6：通常モード（状態1）における起動時のフローチャート）
図6に通常モードにおける無線電力伝送の起動時におけるフローチャートの一例を示す。図6のフローを順に説明する。なお図6では装置検出⇒装置認証⇒位置合わせ⇒送電準備が実施されているが、その他に送電必要性判断や異物検出／異物除去、負荷情報収集などを実施してもよい。また、図6の手順は入れ替えてもよい。例えば、位置合わせと装置認証を入れ替えた手順にしてもよい。
【００３０】
最初の手順として受電装置を探すための装置検出が行われる（S101）。装置検出は通信手段1を用いてもよく、通信手段2を用いてもよい。通信手段1によって装置検出を行う利点として、ターゲットとなる受電装置を通信手段2と比べて比較的広範囲に検出できる点が挙げられる。ただし、そのためには通信手段1を常に電力を供給する必要があり、消費電力が増加するという欠点がある。また、通信手段2によって装置検出を行う利点として、特に受電装置側の消費電力を低減できる点が挙げられる。しかし、前述したように通信手段2は通信可能範囲がきわめて狭いため、装置検出可能範囲が狭いという欠点がある。受電装置が見つかれば（S102のYes）、次の手順にうつり、見つからなければ（S102のNo）装置検出を繰り返す。この装置検出は常時行っても、定期的に行ってもよい。定期的に行う場合は常時検出を行う場合に比べて低消費電力化できる。なお、装置検出は通信手段1及び通信手段2以外の手段で検出してもよい。例えば、センサやカメラ、別途通信機器を用いてもよい。
【００３１】
装置検出で受電装置が検出されると、受電装置が盗電などを目的とした悪意のある装置や異物ではないかを判断するために装置の認証を行う（S103）。この装置認証は通信手段2を用いることで、通信可能範囲が限定的であるという利点により秘匿性の高い認証が可能となる。装置認証に成功すると（S104のYes）、次の手順にうつり、失敗すると（S104のNo）、エラー状態に遷移する。なお装置認証の1度失敗でエラー状態に遷移するのではなく、複数回連続して失敗した場合にエラー状態に遷移してもよい。なお、装置認証は装置検出と同時に行ってもよく、また装置検出前に行ってもよい。
【００３２】
装置認証が終了すると位置合わせを行う（S105）。位置合わせは、電力伝送効率を改善するため送電装置と受電装置の位置関係を修正する手順である。通信手段2において取得される電力伝送特性を位置合わせに用いる場合は通信手段2を使うことが好ましいが、通信手段1でも実現可能である。なお、通信手段1または2を用いた位置合わせは、不要な場合もあり得る。例えば、送電装置本体に明示的に受電装置の設置位置がマーキングされており、その中にユーザーが受電装置を配置するような構成である場合、通信が不要であり、かつ位置合わせをユーザーが行うこととなる。また位置合わせは、図7のようにその前段の装置検出及び装置認証と順番を入れ替えてもよい。位置合わせに成功した場合は（S106のYes）、次の手順にうつり、位置合わせに失敗した場合は（S106のNo）エラー状態に遷移する。なお、失敗と判断する方法として、位置合わせを開始してからの時間長を閾値として、一定時間以上位置合わせを成功できなければ失敗と判断する方法が適用できるが、これ以外の判断方法を用いてもよい。また、位置合わせは通信手段1及び2を用いて行う方法もあるが、センサやカメラ、別途通信機器などを用いてもよく、いかなる方法でも適用可能である。また、この位置合わせ時に送電開始時に必要なキャリブレーションを行うことも可能である。
【００３３】
位置合わせが終了すると、次は送電準備として送電開始時に必要な送電前情報及び安全制御情報をやり取りする（S107）。ここでは通信手段1を用いて伝送される。一般的に通信手段1は通信手段2に比べて伝送レートが高いため、通信手段1を使うことで通信手段2を使用するよりも早く送電開始にうつることができる。
【００３４】
送電前情報と安全制御情報のやり取りが終了すると、送電開始通知を送信して（S108）、電力伝送を開始する（S109）。この送電開始通知は通信手段1を用いても、通信手段2を用いてもよい。また、送電開始通知を省いて電力伝送を開始してもよい。
【００３５】
なお、図4の位置検出・位置合わせや異物検出は、通信手段2であるコイル間通信の特性や、電力伝送時の伝送特性を利用した方法を用いてもよい。例えば位置合わせに用いた場合は、電力、電圧、電流、周波数特性のいずれかを使って送受電間の電力伝送用コイルの結合強度を推定することで位置を検出し、結合強度が最大もしくは最適値となるように位置を合わせる方法を用いることができる。また、送電可能となる結合強度が自明の場合、送電可能な結合強度を閾値として、結合強度が閾値以上となるように位置を合わせる方法も適用可能である。
【００３６】
（図8：通常モード（状態1）における送電中のフローチャート）
図8に通常モードにおける無線電力伝送の送電中におけるフローチャートを示す。図8のフローを順に説明する。
【００３７】
無線電力伝送中には定期的、または突発的に伝送状態の確認や安全制御、バッテリーへの充電制御のために電力伝送情報や安全制御情報の無線通信が行われる（S201）。これは通信手段1を利用して行われる。送電中は、通信手段2において特に負荷変調を用いた通信を行うと電力伝送効率の劣化を招くため通信手段1を用いるのが好ましい。このとき送電を停止する必要がある場合や（S202のYes）、なんらかのエラーが生じた場合は、送電停止通知を送付して送電を止める（S203）。
【００３８】
（図9、図10：途絶1モード（状態2）における起動時のフローチャート）
図9に途絶1モードにおける無線電力伝送の起動時におけるフローチャートを示す。途絶1モードとは、通信手段1が短期的または長期的に通信が途絶した状態である。ここで、通信が途絶していると判断する手法は、通信のタイムアウト及びデータロスが生じた回数をカウントして、カウント回数を閾値判定する方法などが挙げられる。より具体的に言えば、連続して数回タイムアウト及びデータロスが生じれば途絶と判断する方法や、タイムアウト及びデータロス回数の上限を設定して一定時間内で上限を超えたら途絶と判断する方法などが挙げられる。なお、途絶の判断方法は上記に挙げた方法以外でも逸脱しない範囲内で様々な方法が適用可能である。なお、通信手段1が途絶しているか否かは、通信手段1で無線接続及び通信を行って初めて判断ができる。そのため、途絶1モードへは通信手段1を用いる最初の段階で遷移することとなる。
【００３９】
途絶1モードでは、通常モードと同じ手順で送電開始まで制御が実行されるが、通常モードにおいて通信手段1でやり取りしていたすべての情報を通信手段2で行う点が異なる。
【００４０】
まず、装置検出（S301）では通信部2を用いた検出方法でも、センサやカメラ、別途通信機器などを用いてもよく、通信手段1での検出以外のいかなる方法でも適用可能である。受電装置が見つかれば（S302のYes）、次の手順にうつり、見つからなければ（S302のNo）装置検出を繰り返す。
【００４１】
次に、装置認証（S303）は通常モードと同様に通信手段2を用いて行われる。装置認証に成功すると（S304のYes）次の手順にうつり、失敗すると（S304のNo）エラー状態に遷移する。なお装置認証の1度失敗でエラー状態に遷移するのではなく、複数回連続して失敗した場合にエラー状態に遷移してもよい。なお、装置認証は装置検出と同時に行ってもよく、また装置検出前に行ってもよい。
【００４２】
装置認証が終了すると位置合わせを行う（S305）。通信手段2において取得される電力伝送特性を位置合わせに用いる場合は通信手段2を使うことが好ましいが、センサやカメラ、通信機器などの通信手段1以外の機器を用いたいかなる方法でも適用可能である。なお、通信手段2やその他の機器を用いた位置合わせは不要な場合もあり得る。例えば、送電装置本体に明示的に受電装置の設置位置がマーキングされており、その中にユーザーが受電装置を配置するような構成である場合、通信が不要であり、かつ位置合わせをユーザーが行うこととなる。また、位置合わせはその前段の装置検出及び装置認証と順番を入れ替えてもよい。また、この位置合わせ時に送電開始時に必要なキャリブレーションを行うことも可能である。
【００４３】
位置合わせが終了すると（S306のYes）、次は送電準備のため送電開始時に必要な送電前情報及び安全制御情報をやり取りする（S307）。これらの情報は通信手段2を用いて伝送される。このとき、通信手段1が途絶していることを通知する情報と、無線電力伝送とコイル間通信を共用に使用するための基本情報を事前にやり取りしておく。前記基本情報は下記の数点が挙げられる。
【００４４】
・  通信タイミング
・  データ種類
・  データ周期
【００４５】
通信タイミングは、例えば時分割で無線電力伝送とコイル間通信を共用化する場合に、無線電力伝送とコイル間通信の分離のために必要である。
【００４６】
図10に例えば時分割で無線電力伝送とコイル間通信を共用化した場合の通信手順について示している。図10より、通信タイミングとは無線電力伝送が開始してから初回のコイル間通信を実施するための期間を示す。この通信タイミングにより送受電装置両方とも各自でコイル間通信による送受信モードに移行する。この通信タイミングは例えば無線電力伝送開始からコイル間通信までに経過するクロック数を用いることで実現できるが、ほかの方法を用いてもよい。通信タイミングを事前にやり取りしておくことで、送受電装置両方で各々の判断においてコイル間通信を実現することが可能である。なお、図10では無線電力伝送からコイル間通信に移行する場合や、コイル間通信から無線電力伝送へ移行する場合は、機器の破壊等を防止するためにそれぞれマージン期間を有するが、マージン期間を省略してもよい。
【００４７】
通信タイミングにより初回のコイル間通信を実施できるが、事前にやり取りしたデータ種類及びデータ周期によってコイル間通信を周期的に実施する。データ周期はデータ種類によって異なる場合があり、その際は複数のデータ種類を混在させて送信する必要がある。図10では1種類のデータ種類をデータ周期に応じて送信している。図11に複数種類のデータ種類を各データ周期に応じて送信している場合の送信方法一例を示す。
【００４８】
異なる通信タイミング及びデータ周期の複数種類のデータ種類を同時に送信する場合、図11のように各データ種類のデータ周期に応じて通信を行う必要がある。図11では記載されていないが、ある瞬間で複数のデータ種類から同一のタイミングで発呼があった場合は同時に送信する。上記の方法は一例であり、例えば通信タイミングが同一の場合は各データ周期の最小公倍数のデータ周期を基準として複数種類のデータ種類を扱ってもよい。その場合は、同一タイミングで複数のデータ種類から発呼されることを許容する必要がある。また、図11のように無線電力伝送とコイル間通信を時分割で行う場合は、無線電力伝送の伝送効率を改善するためにはコイル間通信の頻度を低減する必要がある。そのため、可能な限り同一タイミングで複数のデータ種類を発呼するほうが良い。そのため、通信タイミング及びデータ周期を基に、もっともコイル間通信の頻度が小さい方法をとるほうが好ましい。
【００４９】
データの種類やデータ周期に関する情報は、途絶1モードにおいて非常に重要なパラメータである。例えば、通常モードにおけるデータの種類として送電前情報と安全制御情報が含まれる。途絶1モードでは起動時にデータ種類を指定し、送電中には指定された情報のみやり取りする（すなわち通信する情報量を減らす。逆に通常モードのときは増やす）ことで、通信に用いるリソースを最小限にでき、電力伝送効率の劣化を最小限にしつつ電力伝送制御を実施できる。なお、途絶1モードで使用するデータ種類として、例えば、各測定点での電力・電流・電圧情報と、負荷の抵抗値情報もしくは負荷がバッテリーの場合は充電情報などが含まれるが、この限りではない。ただし、可能な限り通信する情報を省くことで電力伝送効率を改善できる。さらに、このときにデータ周期もやり取りする。基本的にはいかなる制御もある特定の周期によって行われ、制御に関する通信もその周期に基づいて周期的に行われる。特に無線電力伝送装置の場合は、送電装置から必要なデータを要求し、受電装置がそれに応じたデータを返送するが、そのときもある一定の周期で実施される。このとき送電装置から発呼されるデータの周期及びデータの種類を送電開始前にやり取りすることで、送電装置からのデータ要求を行わずに受電装置から制御に必要なデータを取得することができる。言い換えれば、受電装置からの片方向の周期的なデータの送信により無線電力伝送の伝送制御を実現できる。これにより、通信に必要なリソースを低減でき、電力伝送効率を改善することができる。
【００５０】
送電前情報と安全制御情報のやり取りが終了すると、送電開始通知を送信して（S308）、電力伝送を開始する（S309）。この送電開始通知も通信手段2を用いて行われる。また、送電開始通知を省いて電力伝送を開始してもよい。
【００５１】
なお、図9及び他の例では時分割によって無線電力伝送とコイル間通信を実現しているが、時分割以外の様々な方法が適用可能である。例えば周波数分割などの方法を用いれば無線電力伝送の伝送効率を低下させずにコイル間通信を実現可能である。また、負荷変調通信を適用した場合でも、無線電力伝送を実行中に通信可能な構成をとることもできる。上記は逸脱しない範囲内で様々な方法が適用可能である。
【００５２】
（図12、図13：途絶1モード（状態2）における送電中のフローチャート）
図12に途絶1モードにおける無線電力伝送の送電中におけるフローチャートを示す。通常モードにおける送電中のフローチャートとはほぼ同一であり、通信手段2を用いてすべての通信が行われることが特徴である。また、異なる点としては、通信手段1の復旧が検出された場合は（S401のYes）、通信手段1へ切り替えて通常モードに遷移する点が挙げられる。電力伝送情報及び安全制御情報をやり取りする際は（S402）、前述したように送電開始前にやり取りされたデータ種類及びデータ周期に基づいて情報のやりとりが行われる。ステップS403、S404の処理は、図8の通常モードのステップS202、S203と同様である。
【００５３】
また、送電中に別の状態から途絶1モードに遷移した場合の手順一例を図13に示す。送電中に通信手段1が途絶した場合は（S501のYes）、通信手段1の途絶は送電装置単体でも判断可能であるため、まず安全のため送電を停止する（S502）。その後、通信手段2を用いて送電前情報や安全制御情報のやり取りを行う（S503）。この時、送電前情報には通信タイミング、データ種類、データ周期を含む。送電前情報のやり取り後に途絶1モードに遷移し（S504）、送電開始通知を送信して（S505）、送電を開始するが、その際は事前にやり取りされた通信タイミング、データ種類、データ周期情報を基に伝送制御が実行される。なお上記は一例であり、逸脱しない範囲内で他の方法も実現可能である。なお、通信手段2としてコイル間通信を行う場合に、例えば周波数分割などの無線電力伝送を継続しつつコイル間通信が実現可能である方法を用いる場合はステップS502で送電を停止せず、無線電力伝送を継続しながらステップS503の送電前情報及び安全制御情報をやり取りしてもよい。
【００５４】
（図14：途絶2モード（状態3）における起動時のフローチャート）
図14に途絶2モードにおける無線電力伝送の起動時におけるフローチャートを示す。途絶2モードとは、通信手段2が短期的または長期的に通信が途絶した状態である。ここで、通信が途絶していると判断する手法は、通信のタイムアウト及びデータロスが生じた回数をカウントして、カウント回数を閾値判定する方法などが挙げられる。より具体的に言えば、連続して数回タイムアウト及びデータロスが生じれば途絶と判断する方法や、タイムアウト及びデータロス回数の上限を設定して一定時間内で上限を超えたら途絶と判断する方法などが挙げられる。なお、途絶の判断方法は上記に挙げた方法以外でも逸脱しない範囲内で様々な方法が適用可能である。
【００５５】
最初の手順として受電装置を探すための装置検出が行われる（S601）。装置検出は通信手段1を用いても、センサやカメラ、別途通信機器を用いてもよい。受電装置が見つかれば（S602のYes）、次の手順にうつり、見つからなければ（S602のNo）装置検出を繰り返す。この装置検出は常時行っても、定期的に行ってもよい。定期的に行う場合は常時検出を行う場合に比べて低消費電力化できる。
【００５６】
装置検出で受電装置が検出されると、受電装置が盗電などを目的とした悪意のある装置や異物ではないかを判断するために装置の認証を行う（S603）。この装置認証は通信手段1を用いて行われる。通信手段2を用いる場合は通信可能範囲が通信手段1に比べて広いため、盗聴や乗っ取りの危険性がある。そのため必要に応じて強固なセキュリティ対策を講じてもよい。なお装置認証の1度失敗でエラー状態に遷移するのではなく、複数回連続して失敗した場合にエラー状態に遷移してもよい。また、装置認証は装置検出と同時に行ってもよく、また装置検出前に行ってもよい。
【００５７】
なお、通信手段2が途絶しているか否かは、装置検出に通信手段2を用いない限り装置認証の際に通信手段2で通信を行って初めて判断ができる。そのため、途絶2モードへは通信手段2を用いる最初の段階で遷移することとなる。
【００５８】
装置認証が終了すると（S604のYes）、位置合わせを行う（S605）。位置合わせは、通信手段1を用いてもよく、センサやカメラ、別途通信機器などの通信手段2以外を用いたいかなる方法でも適用可能である。なお、位置合わせは、適用するアプリケーションによっては不要な場合もあり得る。例えば、送電装置本体に明示的に受電装置の設置位置がマーキングされており、その中にユーザーが受電装置を配置するような構成である場合、通信が不要であり、かつ位置合わせをユーザーが行うこととなる。また、この位置合わせ時に送電開始時に必要なキャリブレーションを行うことも可能である。
【００５９】
位置合わせが終了すると（S606のYes）、次は送電開始時に必要な送電前情報及び安全制御情報をやり取りする（S607）。ここでは通信手段1を用いて伝送される。このとき途絶2モードでは、通信手段2が途絶していることを受電装置に通知する情報も追加してもよい。
【００６０】
送電前情報と安全制御情報のやり取りが終了すると、通信手段1を用いて送電開始通知を送信して（S608）、電力伝送を開始する（S609）。また、送電開始通知を省いて電力伝送を開始してもよい。
【００６１】
（図15：途絶2モード（状態3）における送電中のフローチャート）
図15に途絶2モードにおける無線電力伝送の送電中におけるフローチャートを示す。通常モードにおける送電中のフローチャートとはほぼ同一である。通信手段2の復旧が検出された場合は（S701のYes）、通常モードに遷移するが、通信手段の切り替えは行われないので、大きな変更は起こらない。ステップS702、S703、S704の処理は、図8の通常モードのステップS201、S202、S203の処理と同様である。
【００６２】
（図16：全途絶モードにおける起動時・送電時の動作）
通信手段1及び通信手段2両方が途絶している場合は、全途絶モードに遷移する。この全途絶モードでは起動時及び送電中に関わらず、送電不可能状態（S801）として、無線電力伝送を行わない。このモードでは、制御部において通信手段1及び通信手段2の両方で通信復旧の確認を繰り返し行い（S802、S803、S804）、いずれかもしくは両方復旧した場合に、各モード（途絶2、通常、途絶1）に遷移して起動処理もしくは送電を行う。
【００６３】
（図17：途絶1モード、途絶2モード、全途絶モードにおける通信手段1、通信手段2途絶時の通信復旧までのフローチャート）
途絶1モード、途絶2モード、全途絶モードにおいて、現在通信途絶中の通信手段1及び通信手段2において、通信復旧までのフローチャートを図17に示す。通信手段1及び通信手段2でそれぞれフローは一緒である。
【００６４】
通信手段1及び通信手段2において通信が途絶している場合、周期的に通信の復旧を確認する必要がある。そのため、時間経過をカウントして（S901）、一定時間経過した後に（S901のYes)、接続要求を行う（S902）。接続要求とは、例えば通信手段1としてBluetoothを用いた場合は、Page Scan、Inquiry Scan、Page、Inquiryを、無線LANを用いる場合はSSIDの確認後の認証キーのやり取りなど行うことを指す。接続に成功した場合は（S903のYes）、通信の信頼性確認のために通信確認を行う(S904)。接続に失敗した場合は（S903のNo）、再度次の時間経過まで通信途絶状態で待機する。なお、通信手段2が途絶している場合は、接続要求を行わずに次のフローである通信確認を最初に行ってもよい。
【００６５】
接続に成功した場合の通信確認方法は、実際に通信手段1及び通信手段2を用いてデータ通信を数回行い、通信成功回数をカウントする方法が挙げられる。通信成功回数が閾値以上であれば通信の信頼性を確保できたと判断して（S905のYes）、通信手段1及び通信手段2が復旧したと判断する。ここで、複数回通信を行う理由として、1度だけであれば偶然通信が成功した場合でも通信復旧と判断してしまい、実際には干渉やノイズのために非常に不安定な通信環境となっている可能性もある。この状態を避けるためにある閾値を設けて判断する。この閾値は適用するシステムによってそれぞれ任意に設定可能である。なお、通信の信頼性確認の方法は上記が好ましいが、これに限らず他の方法でも適用可能である。
【００６６】
（図18、図19：緊急停止時の通信手段2の動作例）
本発明の実施形態の無線電力伝送送電装置において、受電装置が発熱や機器の破壊、過電圧、過電流などの送電を即時緊急停止する必要がある状態になった場合、緊急停止することを通知するために無線通信を行う必要がある。このとき、例えば無線LANやBluetoothなどの一般的な通信規格を用いた通信手段1を用いて通知する場合、各プロトコルでの処理やMACレイヤなどのアクセス制御部の処理によって遅延が生じるため、緊急停止までに許容される遅延時間を満足するのは非常に困難である。そこで、本提案では即時緊急停止が必要な場合は、通信手段2が途絶していない限り通常モード及び途絶1モードのいずれの場合でも通信手段2を用いて緊急停止信号をやり取りする。通信手段2を用いる場合はフレームの構成を変更することが容易であり、例えば図18のようにフレームのプリアンブル部を通信手段2で通常用いるプリアンブル部とは異なるコードを使用した緊急停止用プリアンブルを使用することで、プリアンブル部を受信したときに送電を停止することが可能である。さらに、緊急停止用プリアンブルは送電が停止するまでデータ部を含まずに繰り返し送信することで、緊急停止用プリアンブルの受信成功確率を改善できる。
【００６７】
また、緊急停止用プリアンブルを用いるのではなく、図19のような無線電力伝送システムにおいて受電装置に備えられている保護回路42の動作を送電装置で読み取ることで緊急停止信号を受信したとしてもよい。受電装置では負荷41に対しての過電流、過電圧防止のため保護回路42を備えている場合がある。この保護回路42は負荷41を開放状態にして負荷41に対して電力を供給しないようにするなどの動作が行われる。このとき、送電装置側からみた受電装置の負荷インピーダンスの著しい変動が生じ、送電装置における電圧及び電流の特徴的な変化が現れる。送電装置における電圧及び電流変動を検出することで、受電装置の保護回路42が動作したことが判断できる。本発明の実施形態における通信手段2はコイル間通信であり、コイル間通信は電圧及び電流の変化を媒介として通信する方法である。そのため、本提案の通信手段2に接続された送電装置側の制御部34において受電装置の保護回路動作を検出することが可能であり、保護回路42が動作したことを検出した場合は送電を停止することができる。なお、保護回路動作時の送電装置側での電圧及び電流の変化は回路トポロジによって異なるため、各トポロジに応じて保護回路動作の最適な判断方法を選択する必要がある。
【００６８】
（図20、図21、図22、図23：本発明の実施形態の無線電力伝送用送電装置の第二の構成例）
図20〜図23に本発明の実施形態の無線電力伝送用送電装置の第二の構成例を示す。まず図20に示す無線電力伝送用送電装置は1つの制御部51・通信手段1・通信用アンテナ52と、複数の送電部からなる。送電部は、電源部61・インバータ62・通信手段2・電力伝送用アンテナ63から構成される。図20では電源部61が各送電部に設けられているが、電源部は1つとして構成してもよい。このような構成は、例えば電気自動車を大型の駐車場で無線充電するような利用シーンにおいて、中央のサーバーで集中管理をするシステムにおいて適用される。このとき、送電側の集中管理されるサーバーの通信手段1と受電装置の通信手段1は1対多の関係で通信が接続される。この利点としては、送電側の通信手段1の台数を削減することによるコスト低減や、ブロードキャストパケットを利用することによる無線リソースの高効率化が挙げられる。
【００６９】
図21に示す無線電力伝送用送信装置の構成は、1つの制御部71と、電源部81・インバータ82・通信手段1・通信手段2・通信用アンテナ83・電力伝送用アンテナ84から構成される送電部が複数存在する場合である。この構成は、図20の構成と比較して、通信手段1及び通信用アンテナ83が各送電部に1つずつ存在する点が異なる。この構成では通信手段1が各受電装置の通信手段1と1対1で接続する。図20では、1対多のネットワークトポロジにより通信容量を上限とした接続台数の制限が生じるが、図21の構成では、接続台数は1対1であるため問題ない。ただし、1対1のシステムが複数存在するため、それらは互いに干渉源となりうる。
【００７０】
図22に示す無線電力伝送用送電装置は、1つの電源部91・電源部91から出力される電力を複数の送電部に分配する電力分配部92・制御部93・通信手段1・通信用アンテナ94と、複数の送電部から成る。送電部は、インバータ101・通信手段2・電力伝送用アンテナ102から構成される。電源部91から出力される電力は電力分配部92を通して複数の送電部の各インバータ101に入力される。制御部103は電源部91もしくは電力分配部92のいずれか1つもしくは両方と接続され、各送電部への電力供給量の調整を行う。なお、図22の構成では送電部に1つインバータが配置されているが、インバータは電源部と電力分配部の間に設置することで、インバータ数を減らすことも可能である。
【００７１】
図23に示す無線電力伝送用送信装置の構成は図22の構成において、通信手段1及び通信用アンテナ94を各送電部に1つずつ配置した構成である。図23では、図22の構成に比べて各送電部での制御を高速で行うことができる点が利点である。なお、図23の構成では送電部に1つインバータが配置されているが、インバータは電源部と電力分配部の間に設置することで、インバータ数を減らすことも可能である。
【００７２】
（本発明の実施形態の無線電力伝送用送電装置の第二の動作例）
本発明の実施形態の無線電力伝送用送電装置の第二の構成例における第二の動作例を示す。第二の構成例においても、第一の動作例と同様に図5に規定している4つの状態においてそれぞれ異なる制御フローが適用される。各フローの動作も第一の動作例と同様のため割愛する。第二の構成例では、複数の受電装置に対して送電可能な構成であること、または商業施設などでの利用が想定されるため、通信手段1及び通信手段2において課金情報や、供給電力量情報をやり取りする点が第一の動作例とは異なる点である。
【００７３】
例えば通常モードの場合は図6のフローにおいて各種設定が行われ、送電開始通知の前に課金情報や供給電力量情報をやり取りする。通常モード及び途絶2モードであれば通信手段1を用いてこれらの情報がやり取りされるが、途絶1モードの場合は通信手段2を用いてこれらの情報がやり取りされる。また、通常モードでも特に課金情報は秘匿性の高い通信手段を利用する必要があるため、通信手段2を用いてもよい。
【００７４】
（図24：本発明の実施形態の無線電力伝送用受電装置の第一の構成例）
図24は本発明の実施形態の無線電力伝送用受電装置の第一の構成例を示す。図24によると受電装置において、無線により電力が供給される負荷41と、負荷へ供給される電力を監視して過電圧・過電流を防止する保護回路42と、整流器46と、電力伝送用アンテナ43と、電力伝送の制御を行う制御部44と、制御部において電力伝送の制御に必要なパラメータを収集するために用いられる通信用アンテナ45と、前記通信用アンテナ45と接続された通信手段1と、前記電力伝送用アンテナ43と接続された通信手段2から構成される。制御部44は通信手段1もしくは通信手段2の少なくともいずれか1つの通信手段を選択して電力伝送の制御に必要なパラメータを送電装置とやり取りする。制御部44は、通信手段1と送電装置間の通信品質（第1通信品質）、および通信手段2と送電装置間の通信品質（第2通信品質）を測定する測定手段を含む。第1通信品質が第1基準未満のとき通信手段1と送電装置間の通信は途絶状態、第1基準以上のときは非途絶状態と判断する。第2通信品質が第2基準未満のとき通信手段2と送電装置間の通信は途絶状態、第2基準以上のとき非途絶状態と判断する。
【００７５】
図24の左図と右図の違いは、通信手段2が電力伝送用アンテナ43に接続されているか、それとも整流器46に接続されているかの違いにある。通信手段2は、RFIDや電動歯ブラシなどの小電力向けの無線電力伝送装置で用いられる負荷変調（バックスキャッタ変調）を適用できるが、この場合、負荷変調を行うための負荷変調回路は整流器の前後どちらに接続しても良い。また、図24には記述していないが整流器46と保護回路42間にコンバータを接続してもよく、通信手段2はコンバータの前後でも接続可能である。
【００７６】
（本発明の実施形態の無線電力伝送用受電装置の第一の動作例）
第一の構成例における本発明の実施形態の第一の動作例について説明する。第一の動作例では、送電装置の第一の動作例と同様に図4に示すような状態のいずれかに遷移し、各状態で動作手順が異なる。図4を書き出すと、
・  状態1（通常モード）：     通信手段1＝非途絶   通信手段2＝非途絶
・  状態2（途絶1モード）：    通信手段1＝途絶     通信手段2＝非途絶
・  状態3（途絶2モード）：    通信手段1＝非途絶   通信手段2＝途絶
・  状態4（全途絶モード）：   通信手段1＝途絶     通信手段2＝途絶
となる。それぞれの状態における動作手順も送電装置の第一の動作例と同一であるため割愛する。
【００７７】
（緊急停止時の通信手段2の動作例）
本発明の実施形態の無線電力伝送受電装置において、受電装置が発熱や機器の破壊、過電圧、過電流などの送電を即時緊急停止する必要がある状態になった場合、緊急停止することを通知するために無線通信を行う必要がある。このとき、例えば無線LANやBluetoothなどの一般的な通信規格を用いた通信手段1を用いて通知する場合、各プロトコルでの処理やMACレイヤなどのアクセス制御部の処理によって遅延が生じるため、緊急停止までに許容される遅延時間を満足するのは非常に困難である。そこで、本提案では即時緊急停止が必要な場合は、通信手段2が途絶していない限り通常モード及び途絶1モードのいずれの場合でも通信手段2を用いて緊急停止信号をやり取りする。通信手段2を用いる場合はフレームの構成を変更することが容易であり、例えば図18のようにフレームのプリアンブル部を通信手段2で通常用いるプリアンブル部とは異なるコードを使用した緊急停止用プリアンブルを使用することで、プリアンブル部を受信したときに送電を停止することが可能である。さらに、緊急停止用プリアンブルは送電が停止するまでデータ部を含まずに繰り返し送信することで、緊急停止用プリアンブルの受信成功確率を改善できる。
【００７８】
また、緊急停止用プリアンブルを用いるのではなく、図19のような無線電力伝送システムにおいて受電装置に備えられている保護回路42を動作させて緊急停止信号を送信してもよい。受電装置の保護回路42は負荷41を開放状態にして負荷41に対して電力を供給しないようにするなどの動作が行われる。このとき、送電装置側からみた受電装置の負荷インピーダンスの著しい変動が生じ、送電装置における電圧及び電流の特徴的な変化が現れる。送電装置における電圧及び電流変動を検出することで、受電装置の保護回路42が動作したことが判断できる。本発明の実施形態における通信手段2はコイル間通信であり、コイル間通信は電圧及び電流の変化を媒介として通信する方法である。そのため、本提案の通信手段2に接続された制御部34において受電装置の保護回路動作を検出することが可能であり、保護回路42が動作したことを検出した場合は送電を停止することができる。
【００７９】
なお、保護回路動作時の送電装置側での電圧及び電流の変化は回路トポロジによって異なるため、各トポロジに応じて保護回路動作の最適な判断方法を選択する必要がある。なお、この場合の保護回路動作の送電装置側での電圧及び電流変化を測定する箇所としては、電力伝送用アンテナとインバータの間か、電力分配部とインバータの間か、電源部とインバータの間が挙げられる。ただし、上記以外の箇所でも保護回路動作が送電装置において読み取れる箇所であればどこでもよい。
【００８０】
（図25：本発明の実施形態の無線電力伝送システムの第一の構成例）
図25に本発明の実施形態の無線電力伝送システムの第一の構成例を示す。図25によると、本発明の実施形態の無線電力伝送システムは送電装置と受電装置とを備える。送電装置は、電源である電源部31と、所定の電力・電流・電圧及び周波数に変換するインバータ32と、送電側電力伝送用アンテナ33と、電力伝送の制御を行う制御部34と、制御部34において電力伝送の制御に必要なパラメータを収集するために用いられる送電側通信用アンテナ35と、前記送電側通信用アンテナ35と接続された送電側通信手段1と、前記送電側電力伝送用アンテナと接続された送電側通信手段2から構成される。受電装置は、無線により電力が供給される負荷41と、負荷41へ供給される電力を監視して過電圧・過電流を防止する保護回路42と、整流器46と、受電側電力伝送用アンテナ43と、電力伝送の制御を行う受電側制御部44と、受電側制御部44において電力伝送の制御に必要なパラメータを収集するために用いられる受電側通信用アンテナ45と、前記受電側通信用アンテナと接続された受電側通信手段1と、前記受電側電力伝送用アンテナと接続された受電側通信手段2から構成される。
【００８１】
送電側制御部34は送電側通信手段1もしくは送電側通信手段2の内、少なくともいずれか1つの通信手段を選択して無線電力伝送の制御に必要なパラメータを受電装置とやり取りする。受電側制御部44も同様に受電側通信手段1もしくは受電側通信手段2の内、少なくともいずれか1つの通信手段を選択して無線電力伝送の制御に必要なパラメータを送電装置とやり取りする。送電側通信手段2及び受電側通信手段2は、RFIDや電動歯ブラシなどの小電力向けの無線電力伝送装置で用いられる負荷変調（バックスキャッタ変調）を適用できるが、この場合送電装置ではインバータの前後どちらでも適用は可能であり、受電装置ではコンバータの前後でも接続可能である。また、送電装置では負荷変調の適用にかかわらず、インバータと直接接続してインバータのスイッチを用いて信号を生成することも可能である。受電装置では整流器41と保護回路42間にコンバータを接続してもよい。
【００８２】
本発明の実施形態の無線電力伝送システムの第一の構成例では、送電装置の送電側制御部34がマスターとなり、無線電力伝送の各種制御や送電側及び受電側通信手段1、2が途絶した場合の制御を執り行う。受電装置の受電側制御部44はスレーブとなり、送電側制御部34の指令を受けて動作する。
【００８３】
（図4，図5：本発明の実施形態の無線電力伝送システムの第一の動作例）
まず、図4に本発明の実施形態の無線電力伝送システムにおける制御項目一覧を示す。本発明の実施形態の無線電力伝送システムは図4に示す項目の内いくつかの制御項目を実施する必要がある。例えば、ユーザーが受電装置を送電可能範囲に設置することで送電を開始するシステムの場合は位置検出や位置合わせはユーザーが行うため不要となる。なお、これらの制御項目を実施する順番は適用するアプリケーションやシステムによって柔軟に変更できる。
【００８４】
本発明の実施形態の無線電力伝送システムの第一の構成例における本発明の実施形態の第一の動作例について説明する。第一の動作例では、図5に示すような状態のいずれかに遷移し、各状態で動作手順が異なる。図5を書き出すと、
・  状態1（通常モード）：     通信手段1＝非途絶   通信手段2＝非途絶
・  状態2（途絶1モード）：    通信手段1＝途絶     通信手段2＝非途絶
・  状態3（途絶2モード）：    通信手段1＝非途絶   通信手段2＝途絶
・  状態4（全途絶モード）：   通信手段1＝途絶     通信手段2＝途絶
となる。それぞれの状態においての動作手順を以下図に示す。
【００８５】
（図26：本発明の実施形態の無線電力伝送システムの通常モード（状態1）における起動時のフローチャート及び通信手順）
図26に本発明の無線電力伝送システムの通常モードにおける無線電力伝送の起動時のフローチャート及び通信手順の一例を示す。図26のフローを順に説明する。なお図26では装置検出⇒装置認証⇒位置合わせ⇒送電準備が実施されているが、その他に送電必要性判断や異物検出／異物除去、負荷情報収集などを実施してもよい。また、図26の手順は入れ替えてもよい。例えば、位置合わせと装置認証を入れ替えた手順にしてもよい。なお、以降は送電側通信手段1及び受電側通信手段1を両方指すか、もしくは特別区別しない場合は通信手段1と記し、送電側通信手段2及び受電側通信手段2を両方指すか、もしくは特別区別しない場合は通信手段2と記すこととする。
【００８６】
最初の手順として受電装置を探すための装置検出が行われる(S1001)。装置検出は通信手段1を用いてもよく、通信手段2を用いてもよい。通信手段1によって装置検出を行う利点として、ターゲットとなる受電装置を通信手段2と比べて比較的広範囲に検出できる点が挙げられる。ただし、そのためには通信手段1を常に電力を供給する必要があり、消費電力が増加するという欠点がある。また、通信手段2によって装置検出を行う利点として、特に受電装置側の消費電力を低減できる点が挙げられる。しかし、前述したように通信手段2は通信可能範囲がきわめて狭いため、装置検出可能範囲が狭いという欠点がある。受電装置が見つかれば(S1002のYes)、次の手順にうつり、見つからなければ（S1002のNo）装置検出を繰り返す。この装置検出は常時行っても、定期的に行ってもよい。定期的に行う場合は常時検出を行う場合に比べて低消費電力化できる。なお、装置検出は通信手段1及び通信手段2以外の手段で検出してもよい。例えば、センサやカメラ、別途通信機器を用いてもよい。図26では通信手段1を用いた場合の装置検出の一例を示しており、通信手段1を用いる場合は受電装置で通信手段1ビーコン情報を送信し、送電装置の送電側通信手段1で通信手段1ビーコン情報を受信した場合に装置を検出したと判断することができる。例えば送電側通信手段1及び受電側通信手段1として無線LANを用いた場合はビーコン信号に該当し、受信したビーコンからSSIDを読み取り、無線電力伝送システム用のSSIDだった場合に次の状態に遷移する。
【００８７】
装置検出で受電装置が検出されると、受電装置を盗電などを目的とした悪意のある装置や異物ではないかを判断するために装置の認証を行う（S1003）。この装置認証は通信手段2を用いることで、通信可能範囲が限定的であるという利点により秘匿性の高い認証が可能となる。装置認証に成功すると（S1004のYes）、次の手順にうつり、失敗すると（S1004のNo）、エラー状態に遷移する。なお装置認証の1度失敗でエラー状態に遷移するのではなく、複数回連続して失敗した場合にエラー状態に遷移してもよい。なお、装置認証は装置検出と同時に行ってもよく、また装置検出前に行ってもよい。図26では、装置検出のため送電装置からID要求を送信し、受電装置からその返答としてIDを送信している。
【００８８】
装置認証が終了すると位置合わせを行う（S1005）。位置合わせは、電力伝送効率を改善するため送電装置と受電装置の位置関係を修正する手順である。通信手段2において取得される電力伝送特性を位置合わせに用いる場合は通信手段2を使うことが好ましいが、通信手段1でも実現可能である。なお、位置合わせは、適用するアプリケーションによっては不要な場合もあり得る。例えば、送電装置本体に明示的に受電装置の設置位置がマーキングされており、その中にユーザーが受電装置を配置するような構成である場合、通信が不要であり、かつ位置合わせをユーザーが行うこととなる。また位置合わせは、その前段の装置検出及び装置認証と順番を入れ替えてもよい。位置合わせに成功した場合は次の手順にうつり、位置合わせに失敗した場合はエラー状態に遷移する。なお、失敗と判断する方法として、位置合わせを開始してからの時間長を閾値として、一定時間以上位置合わせを成功できなければ失敗と判断する方法が適用できるが、これ以外の判断方法を用いてもよい。また、位置合わせは通信手段1及び2を用いて行う方法もあるが、センサやカメラ、別途通信機器などを用いてもよく、いかなる方法でも適用可能である。また、この位置合わせ時に送電開始時に必要なキャリブレーションを行うことも可能である。図26を見るとこの位置合わせを行う場合にやり取りする情報としては、コイル位置情報や移動方向情報、位置合わせ完了通知などが含まれている。
【００８９】
位置合わせが終了すると（S1006のYes）、次は送電準備として送電開始時に必要な送電前情報及び安全制御情報をやり取りする（S1007）。ここでは通信手段1を用いて伝送される。一般的に通信手段1は通信手段2に比べて伝送レートが高いため、通信手段1を使うことで通信手段2を使用するよりも早く送電開始にうつることができる。
【００９０】
送電前情報と安全制御情報のやり取りが終了すると、送電開始通知を送信して（S1008）、電力伝送を開始する（S1009）。この送電開始通知は通信手段1を用いても、通信手段2を用いてもよい。また、送電開始通知を省いて電力伝送を開始してもよい。
【００９１】
なお、図4の位置検出・位置合わせや異物検出は、通信手段2であるコイル間通信の特性や、電力伝送時の伝送特性を利用した方法を用いてもよい。例えば位置合わせに用いた場合は、電力、電圧、電流、周波数特性のいずれかを使って送受電間の電力伝送用コイルの結合強度を推定することで位置を検出し、結合強度が最大となるように位置を合わせる方法を用いることができる。また、送電可能となる結合強度が自明の場合、送電可能な結合強度を閾値として、結合強度が閾値以上となるように位置を合わせる方法も適用可能である。
【００９２】
（図27：本発明の実施形態の無線電力伝送システムの通常モード（状態1）における送電中のフローチャート及び通信手順）
図27に通常モードにおける無線電力伝送の送電中におけるフローチャート及び通信手順を示す。図27のフローを順に説明する。
【００９３】
無線電力伝送中には定期的、または突発的に伝送状態の確認や安全制御、バッテリーへの充電制御のために無線通信が行われる（S2001）、これは通信手段1を利用して行われる。送電中は、特に通信手段2において特に負荷変調を用いた通信を行うと電力伝送効率の劣化を招くため通信手段1を用いるのが好ましい。このとき送電を停止する必要がある場合や（S2002のYes）、なんらかのエラーが生じた場合は、送電停止通知を送付して（S2003）、送電を止める。なお、事前に通信タイミング、データ種類、データ周期をやり取りしている場合は、図27に示すような送電装置からの要求を送信せずに、受信装置から定期的に情報を一方的に送信しても良い。
【００９４】
（図28：本発明の実施形態の無線電力伝送システムの途絶1モード（状態2）における起動時のフローチャート及び通信手順）
図28に本発明の実施形態の無線電力伝送システムの途絶1モードにおける無線電力伝送の起動時におけるフローチャート及び通信手順を示す。途絶1モードとは、通信手段1が短期的または長期的に通信が途絶した状態である。ここで、通信が途絶していると判断する手法は、通信のタイムアウト及びデータロスが生じた回数をカウントして、カウント回数を閾値判定する方法などが挙げられる。より具体的に言えば、連続して数回タイムアウト及びデータロスが生じれば途絶と判断する方法や、タイムアウト及びデータロス回数の上限を設定して一定時間内で上限を超えたら途絶と判断する方法などが挙げられる。なお、途絶の判断方法は上記に挙げた方法以外でも逸脱しない範囲内で様々な方法が適用可能である。なお、通信手段1が途絶しているか否かは、通信手段1で無線接続及び通信を行って初めて判断ができる。そのため、途絶1モードへは通信手段1を用いる最初の段階で遷移することとなる。
【００９５】
途絶1モードでは、通常モードと同じ手順で送電開始まで制御が実行されるが、通常モードにおいて通信手段1でやり取りしていたすべての情報を通信手段2で行う点が異なる。
【００９６】
まず、装置検出（S3001）では通信部2を用いた検出方法でも、センサやカメラ、別途通信機器などを用いてもよく、通信手段1での検出以外のいかなる方法でも適用可能である。受電装置が見つかれば（S3002のYes）、次の手順にうつり、見つからなければ（S3002のNo）、装置検出を繰り返す。
【００９７】
次に、装置認証（S3003）は通常モードと同様に通信手段2を用いて行われる。装置認証に成功すると（S3004のYes）、次の手順にうつり、失敗すると（S3004のNo）、エラー状態に遷移する。なお装置認証の1度失敗でエラー状態に遷移するのではなく、複数回連続して失敗した場合にエラー状態に遷移してもよい。なお、装置認証は装置検出と同時に行ってもよく、また装置検出前に行ってもよい。
【００９８】
装置認証が終了すると位置合わせを行う（S3005）。通信手段2において取得される電力伝送特性を位置合わせに用いる場合は通信手段2を使うことが好ましいが、センサやカメラ、別途通信機器などの通信手段1以外を用いたいかなる方法でも適用可能である。なお、位置合わせは、適用するアプリケーションによっては不要な場合もあり得る。例えば、送電装置本体に明示的に受電装置の設置位置がマーキングされており、その中にユーザーが受電装置を配置するような構成である場合、通信が不要であり、かつ位置合わせをユーザーが行うこととなる。また、位置合わせはその前段の装置検出及び装置認証と順番を入れ替えてもよい。また、この位置合わせ時に送電開始時に必要なキャリブレーションを行うことも可能である。
【００９９】
位置合わせが終了すると（S3006のYes）、次は送電準備のため送電開始時に必要な送電前情報及び安全制御情報をやり取りする（S3007）。ここでは通信手段2を用いて伝送される。このとき、通信手段1が途絶していることを通知する情報と、無線電力伝送とコイル間通信を共用に使用するための基本情報を事前にやり取りしておく。前記基本情報は下記の数点が挙げられる。
【０１００】
・  通信タイミング
・  データ種類
・  データ周期
【０１０１】
通信タイミングは、例えば時分割で無線電力伝送とコイル間通信を共用化する場合に、無線電力伝送とコイル間通信の分離のために必要である。
【０１０２】
図10に例えば時分割で無線電力伝送とコイル間通信を共用化した場合の通信手順について示している。図10より、通信タイミングとは無線電力伝送が開始してから初回のコイル間通信を実施するための期間を示す。この通信タイミングにより送受電装置両方とも各自でコイル間通信による送受信モードに移行する。この通信タイミングは例えば無線電力伝送開始からコイル間通信までに経過するクロック数を用いることで実現できるが、ほかの方法を用いてもよい。通信タイミングを事前にやり取りしておくことで、送受電装置両方で各々の判断においてコイル間通信を実現することが可能である。なお、図10では無線電力伝送からコイル間通信に移行する場合や、コイル間通信から無線電力伝送へ移行する場合は、機器の破壊等を防止するためにそれぞれマージン期間を有するが、マージン期間を省略してもよい。
【０１０３】
通信タイミングにより初回のコイル間通信を実施できるが、事前にやり取りしたデータ種類及びデータ周期によってコイル間通信を周期的に実施する。データ周期はデータ種類によって異なる場合があり、その際は複数のデータ種類を混在させて送信する必要がある。図10では1種類のデータ種類をデータ周期に応じて送信している。図11に複数種類のデータ種類を各データ周期に応じて送信している場合の送信方法一例を示す。
【０１０４】
異なる通信タイミング及びデータ周期の複数種類のデータ種類を同時に送信する場合、図11のように各データ種類のデータ周期に応じて通信を行う必要がある。図11では記載されていないが、ある瞬間で複数のデータ種類から同一のタイミングで発呼があった場合は同時に送信する。上記の方法は一例であり、例えば通信タイミングが同一の場合は各データ周期の最小公倍数のデータ周期を基準として複数種類のデータ種類を扱ってもよい。その場合は、同一タイミングで複数のデータ種類から発呼されることを許容する必要がある。また、図11のように無線電力伝送とコイル間通信を時分割で行う場合は、無線電力伝送の伝送効率を改善するためにはコイル間通信の頻度を低減する必要がある。そのため、可能な限り同一タイミングで複数のデータ種類を発呼するほうが良い。そのため、通信タイミング及びデータ周期を基に、もっともコイル間通信の頻度が小さい方法をとるほうが好ましい。
【０１０５】
なお、通信タイミングや発呼タイミングの決定は送電装置の送電側制御部34によって行われ、送電側制御部34によって決定した通信タイミングおよび発呼タイミングを受電装置に通知し、その情報を元に受電装置が動作する事となる。
【０１０６】
データの種類やデータ周期に関する情報は、途絶1モードにおいて非常に重要なパラメータである。例えば、通常モードにおけるデータの種類として送電前情報と安全制御情報が含まれる。途絶1モードでは起動時にデータ種類を指定し、送電中には指定された情報のみやり取りすることで、通信に用いるリソースを最小限にでき、電力伝送効率の劣化を最小限にしつつ電力伝送制御を実施できる。なお、途絶1モードで使用するデータ種類として、例えば、各測定点での電力・電流・電圧情報と、負荷の抵抗値情報もしくは負荷がバッテリーの場合は充電情報などが含まれるが、この限りではない。ただし、可能な限り通信する情報を省くことで電力伝送効率を改善できる。さらに、このときにデータ周期もやり取りする。基本的にはいかなる制御もある特定の周期によって行われ、制御に関する通信もその周期に基づいて周期的に行われる。特に無線電力伝送装置の場合は、送電装置から必要なデータを要求し、受電装置がそれに応じたデータを返送するが、そのときもある一定の周期で実施される。このとき送電装置から発呼されるデータの周期及びデータの種類を送電開始前にやり取りすることで、送電装置からのデータ要求を行わずに受電装置から制御に必要なデータを取得することができる。言い換えれば、受電装置からの片方向の周期的なデータの送信により無線電力伝送の伝送制御を実現できる。これにより、通信に必要なリソースを低減でき、電力伝送効率を改善することができる。
【０１０７】
送電前情報と安全制御情報のやり取りが終了すると、送電開始通知を送信して（S3008）、電力伝送を開始する（S3009）。この送電開始通知も通信手段2を用いて行われる。また、送電開始通知を省いて電力伝送を開始してもよい。
【０１０８】
なお、図28及び他の例では時分割によって無線電力伝送とコイル間通信を実現しているが、時分割以外の様々な方法が適用可能である。例えば周波数分割などの方法を用いれば無線電力伝送の伝送効率を低下させずにコイル間通信を実現可能である。また、負荷変調通信を適用した場合でも、無線電力伝送を実行中に通信可能な構成をとることもできる。上記は逸脱しない範囲内で様々な方法が適用可能である。
【０１０９】
（図29：本発明の実施形態の無線電力伝送システムの途絶1モード（状態2）における送電中のフローチャート及び通信手順）
図29に途絶1モードにおける無線電力伝送の送電中におけるフローチャート及び通信手順を示す。通常モードにおける送電中のフローチャートとはほぼ同一であり、通信手段2を用いてすべての通信が行われることが特徴である。また、異なる点としては、通信手段1の復旧が検出された場合は（S4001のYes）、通信手段1へ切り替えて通常モードに遷移する点が挙げられる。通信手段1の通信復旧を確認するため、通信手段1確認情報を送電装置から送信し、その応答の是非によって通信復旧の判断を行う。電力伝送情報及び安全制御情報をやり取りする際は（S4002）、前述したように送電開始前にやり取りされたデータ種類及びデータ周期に基づいて情報のやりとりが行われる。ステップS4003、S4004の処理は、図27の通常モードのステップS2002、S2003の処理と同様である。なお、図29では電力伝送情報及び安全制御情報のやり取り（S4002）する際に、送電装置から電力伝送情報・安全制御情報要求を出して、受電装置から対応する情報がフィードバックされている。しかし、この情報のやり取りは主に固定のデータ周期で通信が実施されるため、事前にデータ種類及びデータ周期をやり取りしている場合は、送電装置から電力伝送情報・安全制御情報要求を出さずに、スレーブである受電装置が送電装置に制御されることなく、事前にやり取りしたデータ種類及びデータ周期を基に、対応するデータ（この場合は）を送信しても良い。これにより送電中の通信手段２による通信機会を削減することができ、電力伝送効率の劣化を改善することができる。
【０１１０】
また、送電中に別の状態から途絶1モードに遷移した場合の一例を図13に示す。送電中に通信手段1が途絶した場合は（S501のYes）、通信手段1の途絶は送電装置単体でも判断可能であるため、まず安全のため送電を停止する（S502）。その後、通信手段2を用いて送電前情報や安全制御情報のやり取りを行う（S503）。この時、送電前情報には通信タイミング、データ種類、データ周期を含む。送電前情報のやり取り後に途絶1モードに遷移して（S504）、送電開始通知を送信して（S505）、送電を開始するが、その際は事前にやり取りされた通信タイミング、データ種類、データ周期情報を基に伝送制御が実行される。なお上記は一例であり、逸脱しない範囲内で他の方法も実現可能である。なお、通信手段2としてコイル間通信を行う場合に、例えば周波数分割などの無線電力伝送を継続しつつコイル間通信が実現可能である方法を用いる場合は送電を停止せず、無線電力伝送を継続しながら送電前情報及び安全制御情報をやり取りしてもよい。
【０１１１】
（図30：本発明の実施形態の無線電力伝送システムの途絶2モード（状態3）における起動時のフローチャート及び通信手順）
図30に途絶2モードにおける無線電力伝送の起動時におけるフローチャート及び通信手順を示す。途絶2モードとは、通信手段2が短期的または長期的に通信が途絶した状態である。ここで、通信が途絶していると判断する手法は、通信のタイムアウト及びデータロスが生じた回数をカウントして、カウント回数を閾値判定する方法などが挙げられる。より具体的に言えば、連続して数回タイムアウト及びデータロスが生じれば途絶と判断する方法や、タイムアウト及びデータロス回数の上限を設定して一定時間内で上限を超えたら途絶と判断する方法などが挙げられる。なお、途絶の判断方法は上記に挙げた方法以外でも逸脱しない範囲内で様々な方法が適用可能である。
【０１１２】
最初の手順として受電装置を探すための装置検出（S6001）が行われる。装置検出は通信手段1を用いても、センサやカメラ、別途通信機器を用いてもよい。受電装置が見つかれば（S6002のYes）、次の手順にうつり、見つからなければ（S6002のNo）、装置検出を繰り返す。この装置検出は常時行っても、定期的に行ってもよい。定期的に行う場合は常時検出を行う場合に比べて低消費電力化できる。
【０１１３】
装置検出で受電装置が検出されると、受電装置を盗電などを目的とした悪意のある装置や異物ではないかを判断するために装置の認証を行う（S6003）。この装置認証は通信手段1を用いて行われる。通信手段2を用いる場合は通信可能範囲が通信手段1に比べて広いため、盗聴や乗っ取りの危険性がある。そのため必要に応じて強固なセキュリティ対策を講じてもよい。なお装置認証の1度失敗でエラー状態に遷移するのではなく、複数回連続して失敗した場合にエラー状態に遷移してもよい。また、装置認証は装置検出と同時に行ってもよく、また装置検出前に行ってもよい。
【０１１４】
なお、通信手段2が途絶しているか否かは、装置検出に通信手段2を用いない限り装置認証の際に通信手段2で通信を行って初めて判断ができる。そのため、途絶2モードへは通信手段2を用いる最初の段階で遷移することとなる。
【０１１５】
装置認証が終了すると（S6004のYes）、位置合わせを行う（S6005）。位置合わせは、通信手段1を用いてもよく、センサやカメラ、別途通信機器などの通信手段2以外を用いたいかなる方法でも適用可能である。なお、位置合わせは、適用するアプリケーションによっては不要な場合もあり得る。例えば、送電装置本体に明示的に受電装置の設置位置がマーキングされており、その中にユーザーが受電装置を配置するような構成である場合、通信が不要であり、かつ位置合わせをユーザーが行うこととなる。また、この位置合わせ時に送電開始時に必要なキャリブレーションを行うことも可能である。
【０１１６】
位置合わせが終了すると（S6006のYes）、次は送電開始時に必要な送電前情報及び安全制御情報をやり取りする（S6007）。ここでは通信手段1を用いて伝送される。このとき途絶2モードでは、通信手段2が途絶していることを受電装置に通知する情報も追加してもよい。
【０１１７】
送電前情報と安全制御情報のやり取りが終了すると、通信手段1を用いて送電開始通知を送信して（S6008）、電力伝送を開始する（S6009）。また、送電開始通知を省いて電力伝送を開始してもよい。
【０１１８】
（図31：本発明の実施形態の無線電力伝送システムの途絶2モード（状態3）における送電中のフローチャート及び通信手順）
図31に途絶2モードにおける無線電力伝送の送電中におけるフローチャート及び通信手順を示す。通常モードにおける送電中のフローチャートとはほぼ同一である。通信手段2の復旧が検出された場合は（S7001のYes）、通常モードに遷移するが、通信手段の切り替えは行われないので、大きな変更は起こらない。ステップS7002、S7003、S7004の処理は、図27の通常モードのステップS2001、S2002、S2003の処理と同様である。
【０１１９】
なお、途絶2モードでも途絶1モードのように電力制御時に送電装置からの電力伝送情報・安全制御情報要求を省略することも可能であるが、途絶1モードのように電力伝送効率改善効果は得られない。
【０１２０】
（図32：本発明の実施形態の無線電力伝送システムの全途絶モードにおける起動時・送電時の動作）
通信手段1及び通信手段2両方が途絶している場合は、全途絶モードに遷移する。この全途絶モードでは起動時及び送電中に関わらず、送電不可能状態（S8001）として、無線電力伝送を行わない。このモードでは、制御部において通信手段1及び通信手段2の両方で通信復旧の確認を繰り返し行い（S8002、S8003、S8004）、いずれかもしくは両方復旧した場合に各モードに遷移して起動処理もしくは送電を行う。
【０１２１】
（本発明の実施形態の無線電力伝送システムにおける緊急停止時の通信手段2の動作例）
本発明の実施形態の無線電力伝送受電装置において、受電装置が発熱や機器の破壊、過電圧、過電流などの送電を即時緊急停止する必要がある状態になった場合、緊急停止することを通知するために無線通信を行う必要がある。このとき、例えば無線LANやBluetoothなどの一般的な通信規格を用いた通信手段1を用いて通知する場合、各プロトコルでの処理やMACレイヤなどのアクセス制御部の処理によって遅延が生じるため、緊急停止までに許容される遅延時間を満足するのは非常に困難である。そこで、本提案では即時緊急停止が必要な場合は、通信手段2が途絶していない限り通常モード及び途絶1モードのいずれの場合でも通信手段2を用いて緊急停止信号をやり取りする。通信手段2を用いる場合はフレームの構成を変更することが容易であり、例えば図18のようにフレームのプリアンブル部を通常通信手段2で用いるプリアンブル部とは異なるコードを使用した緊急停止用プリアンブルを使用することで、プリアンブル部を受信したときに送電を停止することが可能である。さらに、緊急停止用プリアンブルは送電が停止するまでデータ部を含まずに繰り返し送信することで、緊急停止用プリアンブルの受信成功確率を改善できる。
【０１２２】
また、緊急停止用プリアンブルを用いるのではなく、図25のような無線電力伝送システムにおいて受電装置に備えられている保護回路42を動作させて緊急停止信号を送信してもよい。受電装置の保護回路42は負荷を開放状態にして負荷に対して電力を供給しないようにするなどの動作が行われる。このとき、送電装置側からみた受電装置の負荷インピーダンスの著しい変動が生じ、送電装置における電圧及び電流の特徴的な変化が現れる。送電装置における電圧及び電流変動を検出することで、受電装置の保護回路42が動作したことが判断できる。本発明の実施形態における通信手段2はコイル間通信であり、コイル間通信は電圧及び電流の変化を媒介として通信する方法である。そのため、本提案の通信手段2に接続された制御部34において受電装置の保護回路動作を検出することが可能であり、保護回路42が動作したことを検出した場合は送電を停止することができる。
【０１２３】
なお、保護回路動作時の送電装置側での電圧及び電流の変化は回路トポロジによって異なるため、各トポロジに応じて保護回路動作の最適な判断方法を選択する必要がある。なお、この場合の保護回路動作の送電装置側での電圧及び電流変化を測定する箇所としては、電力伝送用アンテナとインバータの間か、電力分配部とインバータの間か、電源部とインバータの間が挙げられる。ただし、上記以外の箇所でも保護回路動作が送電装置において読み取れる箇所であればどこでもよい。
【０１２４】
（図33：本発明の実施形態の無線電力伝送システムの第二の構成例）
図33に本発明の実施形態の無線電力伝送システムの第二の構成例を示す。第一の構成例である図25と比べると、送電装置及び受電装置の構成要素に変更はなく、マスターとスレーブの位置が異なるのみである。本発明の実施形態の無線電力伝送システムの第二の構成例では、受電装置の受電側制御部44がマスターとなり、無線電力伝送の各種制御や送電側及び受電側通信手段1、2が途絶した場合の制御を執り行う点が異なる。第二の構成例では、送電装置の送電側制御部34はスレーブとなり、受電側制御部44の指令を受けて動作する。
【０１２５】
（本発明の実施形態の無線電力伝送システムの第二の動作例）
本発明の無線電力伝送システムにおける第二の動作例や各モードにおけるフローチャートについては第一の動作例とほぼ同様であり、すべての制御や通信の開始がマスターである受電装置の受電側制御部44において行われる点が異なる。つまり各図の通信手順の矢印が逆になるのみであるため説明は割愛する。
【０１２６】
各実施形態は、無線電力伝送技術に幅広く適用可能であり、また無線通信に関する高信頼化技術として無線通信器に適用可能である。
【０１２７】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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