(57)【要約】  効率的に送電することのできる無線給電システム、送電器、及び、送電方法を提供する。  一次側共振コイルを有する送電器と、磁界共鳴又は電界共鳴で一次側共振コイルから受電する二次側共振コイルとを有する複数の受電器とを含む無線給電システムであって、送電器は、送電器と各受電器との初期状態での結合度合に基づき、複数の受電器を複数の第１グループに分け、第１グループ毎にすべての受電器を充電する充電時間を求めるとともに、すべての第１グループの充電時間の第１総充電時間を求め、受電器に結合度合を初期状態での結合度合以上に設定させ、設定された結合度合に基づき、複数の受電器を複数の第２グループに再グループ分けし、第２グループ毎にすべての受電器を充電する充電時間を求めるとともに、すべての第２グループの第２総充電時間を求め、第２総充電時間が第１総充電時間以下である場合に、送電器が送電を開始する。
2016147312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次側共振コイルを有する送電器と、
前記一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルとを有する複数の受電器と
を含む無線給電システムであって、
前記送電器は、
前記送電器と各受電器との初期状態での結合度合に基づき、前記複数の受電器を複数の第１グループに分け、
前記第１グループ毎にすべての前記受電器を充電するのに要する充電時間を求めるとともに、すべての前記第１グループの前記充電時間を合計して第１総充電時間を求め、
前記受電器に前記結合度合を前記初期状態での結合度合以上に設定させ、
前記設定された結合度合に基づき、前記複数の受電器を複数の第２グループに再グループ分けし、
前記第２グループ毎にすべての前記受電器を充電するのに要する充電時間を求めるとともに、すべての前記第２グループの前記充電時間を合計して第２総充電時間を求め、
前記第２総充電時間が前記第１総充電時間以下である場合に、前記送電器が送電を開始する、無線給電システム。
【請求項２】
前記送電器は、各受電器の受電電力に基づいて前記結合度合を求める、請求項１記載の無線給電システム。
【請求項３】
前記受電器は、前記送電器との結合度合を調整する調整部をさらに有し、
前記送電器は、前記調整部を調整させることによって前記結合度合を前記初期状態での結合度合以上に設定させる、請求項１又は２記載の無線給電システム。
【請求項４】
前記送電器は、前記結合度合が最大になるように前記調整部を調整する、請求項３記載の無線給電システム。
【請求項５】
前記調整部は、前記受電器に対して前記二次側共振コイルの角度を調整する、請求項３又は４記載の無線給電システム。
【請求項６】
前記送電器は、
前記結合度合を所定範囲毎に区切ることによってグループ分けを行っており、
前記第２総充電時間が前記第１総充電時間より長い場合に、前記複数の第２グループのうち、１つ下の第２グループに移動するための前記結合度合の変動量が最小の第２グループを前記１つ下の第２グループに移動させることにより、前記複数の第２グループの数よりも少ない複数の第３グループを生成し、
すべての前記第３グループの充電時間を合計して第３総充電時間を求め、前記第３総充電時間が前記第１総充電時間以下である場合に、前記送電器が送電を開始する、請求項１乃至５のいずれか一項記載の無線給電システム。
【請求項７】
前記送電器は、前記第２総充電時間が前記第１総充電時間より長く、かつ、前記第２グループの数が前記第１グループの数よりも多い場合には、前記初期状態での結合度合以上で、前記設定された結合度合以下の結合度合によって得られる第３グループであって、前記第１グループの数と等しい数の第３グループのうち、総充電時間が最短の第３グループにグループ分けを行い、前記送電器が送電を開始する、請求項１乃至５のいずれか一項記載の無線給電システム。
【請求項８】
前記送電器は、前記第２総充電時間が前記第１総充電時間より長い場合には、前記初期状態での結合度合以上で、前記設定された結合度合以下の結合度合によって得られる第３グループであって、平均結合度合が最大になる第３グループにグループ分けを行い、前記送電器が送電を開始する、請求項１乃至５のいずれか一項記載の無線給電システム。
【請求項９】
前記送電器は、前記第３総充電時間が前記第１総充電時間より長く、かつ、前記第３グループの数が前記第１グループの数よりも多い場合には、前記初期状態での結合度合以上で、前記設定された結合度合以下の結合度合によって得られる第４グループであって、前記第１グループの数と等しい数の第４グループのうち、総充電時間が最短の第４グループにグループ分けを行い、前記送電器が送電を開始する、請求項６記載の無線給電システム。
【請求項１０】
前記送電器は、前記第３総充電時間が前記第１総充電時間より長い場合には、前記初期状態での結合度合以上で、前記設定された結合度合以下の結合度合によって得られる第４グループであって、平均結合度合が最大になる第４グループにグループ分けを行い、前記送電器が送電を開始する、請求項６記載の無線給電システム。
【請求項１１】
前記受電器は、前記二次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴で電力を受電する共振コイル、又は、前記二次側共振コイルから電磁誘導で電力を受電する誘導コイルをさらに有する、請求項１０記載の無線給電システム。
【請求項１２】
一次側共振コイルを含み、前記一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルとを有する複数の受電器に送電を行う、送電器であって、
前記送電器と各受電器との初期状態での結合度合に基づき、前記複数の受電器を複数の第１グループに分け、
前記第１グループ毎にすべての前記受電器を充電するのに要する充電時間を求めるとともに、すべての前記第１グループの前記充電時間を合計して第１総充電時間を求め、
前記受電器に前記結合度合を前記初期状態での結合度合以上に設定させ、
前記設定された結合度合に基づき、前記複数の受電器を複数の第２グループに再グループ分けし、
前記第２グループ毎にすべての前記受電器を充電するのに要する充電時間を求めるとともに、すべての前記第２グループの前記充電時間を合計して第２総充電時間を求め、
前記第２総充電時間が前記第１総充電時間以下である場合に、前記送電器が送電を開始する、送電器。
【請求項１３】
一次側共振コイルを有する送電器と、
前記一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルと、前記送電器との結合度合を調整する調整部とを有する複数の受電器と
を含む無線給電システムにおける送電方法であって、
前記送電器が、
前記送電器と各受電器との初期状態での結合度合に基づき、前記複数の受電器を複数の第１グループに分け、
前記第１グループ毎にすべての前記受電器を充電するのに要する充電時間を求めるとともに、すべての前記第１グループの前記充電時間を合計して第１総充電時間を求め、
前記調整部を調整して前記結合度合を前記初期状態での結合度合以上に設定し、
前記設定された結合度合に基づき、前記複数の受電器を複数の第２グループに再グループ分けし、
前記第２グループ毎にすべての前記受電器を充電するのに要する充電時間を求めるとともに、すべての前記第２グループの前記充電時間を合計して第２総充電時間を求め、
前記第２総充電時間が前記第１総充電時間以下である場合に、送電を開始する、送電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線給電システム、送電器、及び、送電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、送信する電力を受信する１または２以上の受電装置と通信を行う送電側通信部と、１または２以上の前記受電装置へ非接触式に電力を送信する送電部とを備える、送電装置がある。前記送電部から前記受電装置への電力の送信を、所定の期間ごとに複数の分割期間に分割し、１または２以上の前記受電装置をいずれかの前記分割期間に割り当てる割り当て部と、前記割り当て部における割り当て結果に基づいて、１または２以上の前記受電装置に対して、前記分割期間ごとに選択的に電力を送信させる電力送信制御部とをさらに備える（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６８３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の送電装置と受電装置を含むシステムでは、送電装置と受電装置の結合係数を受電装置の種類等に応じた固定値に設定している。【０００５】
しかしながら、結合係数は、送電装置と受電装置の位置関係等によって変化するため、従来のシステムでは、送電器から受電装置に効率的に送電することは困難である。【０００６】
そこで、効率的に送電することのできる無線給電システム、送電器、及び、送電方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施の形態の無線給電システムは、一次側共振コイルを有する送電器と、前記一次側共振コイルとの間で生じる磁界共鳴又は電界共鳴によって前記一次側共振コイルから電力を受電する二次側共振コイルとを有する複数の受電器とを含む無線給電システムであって、前記送電器は、前記送電器と各受電器との初期状態での結合度合に基づき、前記複数の受電器を複数の第１グループに分け、前記第１グループ毎にすべての前記受電器を充電するのに要する充電時間を求めるとともに、すべての前記第１グループの前記充電時間を合計して第１総充電時間を求め、前記受電器に前記結合度合を前記初期状態での結合度合以上に設定させ、前記設定された結合度合に基づき、前記複数の受電器を複数の第２グループに再グループ分けし、前記第２グループ毎にすべての前記受電器を充電するのに要する充電時間を求めるとともに、すべての前記第２グループの前記充電時間を合計して第２充電時間を求め、前記第２充電時間が前記第１充電時間以下である場合に、前記送電器が送電を開始する。
【発明の効果】
【０００８】
効率的に送電することのできる無線給電システム、送電器、及び、送電方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】有線電力伝送システムの一例を模式的に示す図である。
【図１Ｂ】無線電力伝送システムの一例を模式的に示す図である。
【図２Ａ】二次元無線電力伝送システムの一例を模式的に示す図である。
【図２Ｂ】三次元無線送電方法の一例を模式的に示す図である。
【図３】無線電力伝送システムの一例を概略的に示すブロック図である。
【図４Ａ】図３の無線電力伝送システムにおける伝送コイルの変形例を説明するための図(その１)である。
【図４Ｂ】図３の無線電力伝送システムにおける伝送コイルの変形例を説明するための図(その２)である。
【図４Ｃ】図３の無線電力伝送システムにおける伝送コイルの変形例を説明するための図(その３)である。
【図５Ａ】独立共振コイルの例を示す回路図(その１)である。
【図５Ｂ】独立共振コイルの例を示す回路図(その２)である。
【図５Ｃ】独立共振コイルの例を示す回路図(その３)である。
【図５Ｄ】独立共振コイルの例を示す回路図(その４)である。
【図６Ａ】負荷または電源に接続された共振コイルの例を示す回路図(その１)である。
【図６Ｂ】負荷または電源に接続された共振コイルの例を示す回路図(その２)である。
【図６Ｃ】負荷または電源に接続された共振コイルの例を示す回路図(その３)である。
【図６Ｄ】負荷または電源に接続された共振コイルの例を示す回路図(その４)である。
【図７Ａ】複数の送電器による磁界の制御例を説明するための図(その１)である。
【図７Ｂ】複数の送電器による磁界の制御例を説明するための図(その２)である。
【図７Ｃ】複数の送電器による磁界の制御例を説明するための図(その３)である。
【図８Ａ】複数の受電器に対する無線電力伝送を説明するための図(その１)である。
【図８Ｂ】複数の受電器に対する無線電力伝送を説明するための図(その２)である。
【図８Ｃ】複数の受電器に対する無線電力伝送を説明するための図(その３)である。
【図９Ａ】複数の受電器に対する二次元の無線送電方法の一例を説明するための図(その１)である。
【図９Ｂ】複数の受電器に対する二次元の無線送電方法の一例を説明するための図(その２)である。
【図１０Ａ】複数の受電器に対する三次元の無線送電方法の一例を説明するための図(その１)である。
【図１０Ｂ】複数の受電器に対する三次元の無線送電方法の一例を説明するための図(その２)である。
【図１０Ｃ】複数の受電器に対する三次元の無線送電方法の一例を説明するための図(その３)である。
【図１１Ａ】複数の受電器に対する三次元の無線送電方法の一例を説明するための図(その４)である。
【図１１Ｂ】複数の受電器に対する三次元の無線送電方法の一例を説明するための図(その５)である。
【図１１Ｃ】複数の受電器に対する三次元の無線送電方法の一例を説明するための図(その６)である。
【図１２】本実施形態の無線送電方法における評価指標を説明するための図である。
【図１３Ａ】無線送電方法の第１の例を説明するための図(その１)である。
【図１３Ｂ】無線送電方法の第１の例を説明するための図(その２)である。
【図１４Ａ】無線送電方法の第１の例を説明するための図(その３)である。
【図１４Ｂ】無線送電方法の第１の例を説明するための図(その４)である。
【図１５Ａ】無線送電方法の第２の例を説明するための図(その１)である。
【図１５Ｂ】無線送電方法の第２の例を説明するための図(その２)である。
【図１６Ａ】無線送電方法の第２の例を説明するための図(その３)である。
【図１６Ｂ】無線送電方法の第２の例を説明するための図(その４)である。
【図１７】実施の形態の無線給電システムを示す図である。
【図１８】受電器を示す図である。
【図１９】実施の形態の無線送電方法によるグループ分けを説明する図である。
【図２０】送電器の制御内容を示すフローチャートである。
【図２１】送電器の制御内容を示すフローチャートである。
【図２２】グループ分けに用いるデータを示す図である。
【図２３】受電器の制御内容を示すフローチャートである。
【図２４】実施の形態の第１変形例による送電器の制御内容を示すフローチャートである。
【図２５】実施の形態の第２変形例による送電器の制御内容を示すフローチャートである。
【図２６】実施の形態の送電方法によるグループ分けの一例を示す図である。
【図２７】実施の形態の送電方法によるグループ分けの一例を示す図である。
【図２８】図２４の処理によってグループ分けをやり直す際におけるすべての分け方を示す図である。
【図２９】実施の形態の送電方法によるグループ分けの一例を示す図である。
【図３０】実施の形態の変形例による受電器を示す図である。
【図３１】実施の形態の変形例による受電器を示す図である。
【図３２】実施の形態の変形例による無線給電システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の無線給電システム、送電器、及び、送電方法を適用した実施の形態について説明する。
【００１１】
＜実施の形態＞
実施の形態の無線給電システム、送電器、及び、送電方法を詳述する前に、関連技術の無線電力伝送システムを、図１〜図１１Ｃを参照して説明する。無線電力伝送システムは、複数の送電器及び受電器を含む。
【００１２】
図１Ａは、有線電力伝送(ワイヤー接続給電)システムの一例を模式的に示す図であり、図１Ｂは、無線電力伝送(ワイヤレス給電)システムの一例を模式的に示す図である。図１Ａ及び図１Ｂにおいて、参照符号２Ａ１〜２Ｃ１は、それぞれ受電器を示す。
【００１３】
ここで、受電器２Ａ１は、例えば、必要電力が１０Ｗのタブレットコンピュータ(タブレット)を示し、受電器２Ｂ１は、例えば、必要電力が５０Ｗのノートパソコンを示し、受電器２Ｃ１は、例えば、必要電力が２．５Ｗのスマートフォンを示す。なお、必要電力は、例えば、それぞれの受電器２Ａ１〜２Ｃ１における充電池(二次電池)を充電するために必要とされる電力である。
【００１４】
図１Ａに示されるように、通常、タブレット２Ａ１やスマートフォン２Ｃ１の二次電池を充電する場合、例えば、パソコン(Personal Computer)のＵＳＢ(Universal Serial Bus)端子(または、専用電源等)３Ａに対して電源ケーブル４Ａ、４Ｃを介して接続する。また、ノートパソコン２Ｂ１の二次電池を充電する場合、例えば、専用の電源装置(AC-DC Converter)３Ｂに対して電源ケーブル４Ｂを介して接続する。
【００１５】
すなわち、図１Ａに示されるように、携帯可能な受電器２Ａ１〜２Ｃ１であっても、一般的に、電源ケーブル４Ａ〜４Ｃを使用してＵＳＢ端子３Ａや電源装置３Ｂからワイヤー接続給電(有線電力伝送)を行っている。
【００１６】
ところで、近年、電磁誘導に代表される非接触給電技術の進歩により、例えば、シェーバーや電動歯ブラシ等でワイヤレス給電(無線電力伝送)が実用化されている。そこで、図１Ｂに示されるように、例えば、送電器１Ａ１から、タブレット２Ａ１、ノートパソコン２Ｂ１及びスマートフォン２Ｃ１に対して無線電力伝送することが考えられている。
【００１７】
図２Ａは、二次元無線電力伝送(二次元ワイヤレス給電)システムの一例を模式的に示す図であり、例えば、上述したシェーバーや電動歯ブラシ等と同様に、電磁誘導により無線電力伝送を行う様子を示している。
【００１８】
図２Ａに示されるように、電磁誘導を利用して無線電力伝送を行う場合には、非接触給電であっても送電距離が短いために、送電器１Ａ２にほぼ接触している受電器だけが給電可能である。
【００１９】
すなわち、送電器(受電台)１Ａ２上に置かれた受電器(ノートパソコン)２Ｂ２に対しては給電することができても、受電台１Ａ２から離れたノートパソコン２Ｂ３に対しては給電することは困難である。このように、図２Ａに示す無線電力伝送システムは、受電台１Ａ２上の自由な配置を可能とする二次元的なワイヤレス給電システムである。
【００２０】
図２Ｂは、三次元無線電力伝送(三次元ワイヤレス給電)システムの一例を模式的に示す図であり、例えば、磁界共鳴または電界共鳴を利用して無線電力伝送を行う様子を示している。図２Ｂに示されるように、磁界共鳴または電界共鳴を利用して無線電力伝送を行う場合には、送電器１Ａ２から所定範囲内(図２Ｂにおける破線の内側)に存在する複数の受電器に対して給電することが可能である。
【００２１】
すなわち、送電器１Ａ３から所定範囲内のタブレット２Ａ２、２Ａ３、ノートパソコン２Ｂ２、２Ｂ３及びスマートフォン２Ｃ２に対して無線電力伝送することが可能である。なお、図２Ｂでは、１つの送電器１Ａ３のみ描かれているが、複数の送電器により、様々な角度及び位置の複数の受電器に対して、磁界共鳴または電界共鳴を利用して無線電力伝送を行うようになっている。
【００２２】
このように、図２Ｂに示す無線電力伝送システムは、例えば、磁界共鳴を利用することにより、電磁誘導を利用したものに比べて遠方の空間においても高い送電効率を得ることができる三次元的なワイヤレス給電システムである。
【００２３】
図３は、無線電力伝送(三次元ワイヤレス給電)システムの一例を概略的に示すブロック図である。図３において、参照符号１は一次側(送電側：送電器)を示し、２は二次側(受電側：受電器)を示す。
【００２４】
図３に示されるように、送電器１は、ワイヤレス送電部１１、電源部１２、制御部１３及び通信部１４を含む。また、受電器２は、受電部２１、整流部２２、制御部２３及び通信部２４を含む。
【００２５】
ワイヤレス送電部１１は、第１コイル(電力供給コイル)１１ｂ及び第２コイル(一次側共振コイル)１１ａを含み、また、受電部２１は、第３コイル(二次側共振コイル)２１ａ及び第４コイル(電力取出コイル)２１ｂを含む。
【００２６】
図３に示されるように、送電器１と受電器２は、一次側共振コイル１１ａと二次側共振コイル２１ａの間の磁界共鳴(電界共鳴)により、送電器１から受電器２へエネルギー(電力)の伝送を行う。なお、一次側共振コイル１１ａから二次側共振コイル２１ａへの電力伝送は、磁界共鳴だけでなく電界共鳴等も可能であるが、以下の説明では、主として磁界共鳴を例として説明する。
【００２７】
送電器１と受電器２は、通信部１４と通信部２４により、通信を行う。ここで、送電器１の一次側共振コイル１１ａと受電器２の二次側共振コイル２１ａによる電力の伝送距離(電力伝送範囲)は、送電器１の通信部１４と受電器２の通信部２４による通信距離(通信範囲)よりも短く設定される。
【００２８】
また、一次側共振コイル１１ａ及び２１ａによる電力伝送は、通信部１４及び２４による通信とは独立した方式(Out-band通信)になっている。具体的に、一次側共振コイル１１ａ及び２１ａによる電力伝送は、例えば、６．７８ＭＨｚの周波数帯域を使用し、通信部１４及び２４による通信は、例えば、２．４ＧＨｚの周波数帯域を使用する。
【００２９】
この通信部１４及び２４による通信としては、例えば、IEEE 802.11bに準拠するＤＳＳＳ方式の無線ＬＡＮやブルートゥース(Bluetooth（登録商標）)を利用することができる。
【００３０】
なお、上述した無線電力伝送システムは、例えば、使用する周波数の波長程度の距離の近傍界(near field)において、送電器１の一次側共振コイル１１ａと、受電器２の二次側共振コイル２１ａによる磁界共鳴または電界共鳴を利用して電力の伝送を行う。従って、電力伝送範囲(送電圏)は、電力伝送に使用する周波数に従って変化する。
【００３１】
電源部１２は、電力供給コイル(第１コイル)１１ｂに対して電力を供給する高周波電源部である。電力供給コイル１１ｂは、その電力供給コイル１１ｂの至近に配設された一次側共振コイル１１ａに対して電磁誘導を利用して電力を供給する。
一次側共振コイル１１ａは、二次側共振コイル２１ａとの間に磁場共鳴を生じさせる共振周波数により、二次側共振コイル２１ａ(受電器２)に電力を伝送する。
【００３２】
二次側共振コイル２１ａは、その二次側共振コイル２１ａの至近に配設された電力取出コイル(第４コイル)２１ｂに対して電磁誘導を利用して電力を供給する。電力取出コイル２１ｂには整流部２２が接続され、所定の電力が取り出される。なお、整流部２２からの電力は、例えば、バッテリ(負荷)２５におけるバッテリの充電、或いは、受電器２の回路に対する電源出力等として利用される。
【００３３】
ここで、送電器１の電源部１２は、制御部１３により制御され、また、受電器２の整流部２２は、制御部２３により制御される。そして、制御部１３及び制御部２３は、通信部１４及び２４を介して接続され、送電器１から受電器２への電力伝送を好ましい状態で行うことができるように、様々な制御を行うようになっている。
【００３４】
図４Ａ〜図４Ｃは、図３の無線電力伝送システムにおける伝送コイルの変形例を説明するための図である。ここで、図４Ａ及び図４Ｂは、３コイル構成の例を示し、図４Ｃは、２コイル構成の例を示す。
【００３５】
すなわち、図３に示す無線電力伝送システムでは、ワイヤレス送電部１１が第１コイル１１ｂ及び第２コイル１１ａを含み、受電部２１が第３コイル２１ａ及び第４コイルを含んでいる。
【００３６】
これに対して、図４Ａの例では、受電部２１を１つのコイル(受電共振コイル：ＬＣ共振器)２１ａとし、図４Ｂの例では、ワイヤレス送電部１１を１つのコイル(一次側共振コイル：ＬＣ共振器)１１ａとしている。
【００３７】
さらに、図４Ｃの例では、受電部２１を１つの二次側共振コイル２１ａに設定すると共に、ワイヤレス送電部１１を１つの一次側共振コイル１１ａとしている。なお、図４Ａ〜図４Ｃは、単なる例であり、様々に変形することができるのはいうまでもない。
【００３８】
図５Ａ〜図５Ｄは、独立共振コイル(二次側共振コイル２１ａ)の例を示す回路図であり、図６Ａ〜図６Ｄは、負荷または電源に接続された共振コイル(二次側共振コイル２１ａ)の例を示す回路図である。
【００３９】
ここで、図５Ａ〜図５Ｄは、図３及び図４Ｂにおける二次側共振コイル２１ａに対応し、図６Ａ〜図６Ｄは、図４Ａ及び図４Ｃにおける二次側共振コイル２１ａに対応する。
【００４０】
図５Ａ及び図６Ａに示す例は、二次側共振コイル２１ａを、直列接続されたコイル(Ｌ)２１１、容量(Ｃ)２１２及びスイッチ２１３としたもので、通常時はスイッチ２１３をオフしておく。図５Ｂ及び図６Ｂに示す例は、二次側共振コイル２１ａを、直列接続されたコイル(Ｌ)２１１及び容量(Ｃ)２１２と、容量２１２に並列に接続されたスイッチ２１３としたもので、通常時はスイッチ２１３をオンしておく。
【００４１】
図５Ｃ及び図６Ｃに示す例は、図５Ｂ及び図６Ｂの二次側共振コイル２１ａにおいて、容量２１２と並列に、直列接続されたスイッチ２１３及び抵抗(Ｒ)２１４を設けたもので、通常時はスイッチ２１３をオンしておく。
【００４２】
図５Ｄ及び図６Ｄに示す例は、図５Ｂ及び図６Ｂの二次側共振コイル２１ａにおいて、容量２１２と並列に、直列接続されたスイッチ２１３及び他の容量(Ｃ')２１５を設けたもので、通常時はスイッチ２１３をオンしておく。
【００４３】
上述した各二次側共振コイル２１ａにおいて、通常時に二次側共振コイル２１ａが動作しないように、スイッチ２１３をオフまたはオンに設定するようになっている。これは、例えば、不使用の受電器２や故障した受電器２に対して電力が伝送されて発熱等が生じるのを避けるためである。
【００４４】
以上において、送電器１の一次側共振コイル１１ａも図５Ａ〜図５Ｄ及び図６Ａ〜図６Ｄと同様にすることもできるが、送電器１の一次側共振コイル１１ａとしては、通常時に動作するようにして、電源部１２の出力でオン／オフ制御してもよい。この場合、一次側共振コイル１１ａは、図５Ａ及び図６Ａにおいて、スイッチ２１３を短絡したものになる。
【００４５】
以上により、複数の受電器２が存在する場合、送電器１から送電を行う所定の受電器２の二次側共振コイル２１ａのみを選択して動作可能な状態とすることにより、その選択された受電器２に対する電力の伝送(時分割電力伝送)を行うことが可能になる。
【００４６】
図７Ａ〜図７Ｃは、複数の送電器による磁界の制御例を説明するための図である。図７Ａ〜図７Ｃにおいて、参照符号１Ａ及び１Ｂは送電器を示し、２は受電器を示す。
【００４７】
図７Ａに示されるように、送電器１Ａの磁界共鳴に使用する送電用の一次側共振コイル１１ａＡと送電器１Ｂの磁界共鳴に使用する送電用の一次側共振コイル１１ａＢは、例えば、直交するように配設されている。
【００４８】
また、受電器２の磁界共鳴に使用する受電用の二次側共振コイル２１ａは、一次側共振コイル１１ａＡ及び１１ａＢにより囲まれた個所で異なる角度(平行にならない角度)に配置されている。
【００４９】
ここで、一次側共振コイル(ＬＣ共振器)１１ａＡ及び１１ａＢは、１つの送電器に設けることも可能である。すなわち、１つの送電器１が複数のワイヤレス送電部１１を含んでいてもよい。
【００５０】
図７Ｂは、一次側共振コイル１１ａＡ及び１１ａＢが同じ位相の磁界を出力している様子を示し、図７Ｃは、一次側共振コイル１１ａＡ及び１１ａＢが逆の位相の磁界を出力している様子を示す。
【００５１】
例えば、２個の直交する一次側共振コイル１１ａＡ及び１１ａＢが同相出力の場合と逆相出力の場合を比較すると、合成磁界は９０°回転した関係となり、それぞれの受電器２(二次側共振コイル２１ａ)の向きに合わせた送電を行う。
【００５２】
このように、複数の送電器１により、任意の位置及び姿勢(角度)の受電器２に対して電力を伝送する場合、送電器１の一次側共振コイル１１ａＡ、１１ａＢに発生させる磁界は様々に変化することが分かる。
【００５３】
上述した無線電力伝送システムは、複数の送電器と、少なくとも１つの受電器とを含み、受電器の位置(Ｘ,Ｙ,Ｚ)及び姿勢(θX,θY,θZ)に応じて、その複数の送電器間の出力(強度及び位相)を調整する。
【００５４】
なお、三次元空間に関しても、例えば、実際の三次元空間における３個以上の送電器を用いて、それぞれの出力位相差及び出力強度比を調整することで、三次元空間上の任意の方向に磁界(電界)の向きを調整することが可能になることが理解されるであろう。
【００５５】
図８Ａ〜図８Ｃは、複数の受電器に対する無線電力伝送を説明するための図である。なお、図８Ａ〜図８Ｃでは、説明を簡略化するために、１つの送電器１Ａ及び２つの受電器(携帯電話)２Ａ、２Ａ'のみ示しているが、送電器の数及び受電器の数や種類等は様々に変化し得るのはいうまでもない。すなわち、図８Ａに示されるように、１つの送電器１Ａにより、２つの受電器２Ａ、２Ａ'に対するワイヤレス給電を行う場合を想定する。
【００５６】
まず、時分割電力伝送によりワイヤレス給電を行うときは、図８Ｂの左側図に示されるように、一方の受電器２Ａだけに給電した後、図８Ｂの右側図に示されるように、他方の受電器２Ａだけに給電する。なお、受電器の数がさらに多い場合も同様であり、時分割的に給電する受電器を順番に切り替えてワイヤレス給電を行う。
【００５７】
すなわち、時分割電力伝送は、複数の受電器がある場合、給電する対象となる受電器を順次選択することにより、ある瞬間には常に送電器に対して１つの受電器が対応することになる。このときの制御は、例えば、送電器と受電器が１対１の場合と同様とすることができる。ただし、時分割した結果、給電(満充電)に要する時間は、受電器の数だけの時間となるため、受電器が２台であれば１台のときの２倍の時間を要することになる。
【００５８】
次に、同時電力伝送によりワイヤレス給電を行うときは、図８Ｃに示されるように、１つの送電器１Ａにより、２つの受電器２Ａ、２Ａ'の両方に給電する。なお、受電器の数がさらに多い場合も同様であり、それら複数の受電器に対して同時にワイヤレス給電を行う。
【００５９】
この同時電力伝送は、例えば、２台の受電器がある場合にはその２台の受電器を同時に給電するため、給電に要する時間は、同時給電される受電器の数に関わらず、１台分でよいため、ユーザメリットを考えると望ましい給電方法(無線送電方法)と言える。
【００６０】
ただし、複数の受電器を同時給電(同時電力伝送)するには、受電器が１台のときとは異なる制御を行うことになる。
【００６１】
図９Ａ及び図９Ｂは、複数の受電器に対する二次元の無線送電方法の一例を説明するための図である。ここで、図９Ａは、例えば、磁界共鳴を利用して、１つの送電器１Ａにより、必要電力が異なる２つの受電器２Ａ、２Ｂにワイヤレス給電する様子を示す。また、図９Ｂにおいて、参照符号ＬＬ０は全体送電効率を示し、ＬＬＡは携帯電話２Ａの受電電力を示し、ＬＬＢはノートパソコン２Ｂの受電電力を示す。
【００６２】
なお、受電器２Ａは、例えば、必要電力が５Ｗの携帯電話を示し、受電器２Ｂは、例えば、必要電力が５０Ｗのノートパソコンを示す。また、説明を簡略化するために、携帯電話２ＡのＬＣ共振器(受電部)及びノートパソコン２ＢのＬＣ共振器は、同じ仕様のものとする。
【００６３】
ところで、二次元無線電力伝送システムにおいて、複数の受電器への同時ワイヤレス給電を行う場合それぞれの受電器における受電電力量が異なる場合が有り得る。例えば、図９Ａに示されるように、必要電力が５Ｗの携帯電話と必要電力が５０Ｗのノートパソコン、或いは、同じ種類の受電器であっても、バッテリ残量によっては、必要電力が異なるケースも考えられる。
【００６４】
これらの状況において、例えば、二次元無線電力伝送システムでは、送電器１Ａ上に置かれる受電器２Ａ、２Ｂの距離や姿勢の条件には大きな差がないと考えられるため、同じ仕様の受電コイルが搭載されている場合には、電力は等しく分配されることとなる。
【００６５】
そのため、図９Ａに示されるように、必要電力が１０倍異なる受電器２Ａと２Ｂであっても、例えば、５５Ｗの必要電力に相当する出力を送電器１Ａから出力した場合、受電器２Ａ、２Ｂ側では、それぞれ２７．５Ｗずつの電力を受電する結果となる。
【００６６】
すなわち、携帯電話２Ａ及びノートパソコン２Ｂは、例えば、図５Ａに示す二次側共振コイル２１ａを有し、そのコイル２１１のインダクタンス及び容量２１２のキャパシタンスは、同じ値である。
【００６７】
具体的に、携帯電話２Ａの受電共振コイルにおけるインダクタンスをＬＡ、キャパシタンスをＣＡとし、ノートパソコン２Ｂの受電共振コイルにおけるインダクタンスをＬＢ、キャパシタンスをＣＢとする。このとき、参照符号ＰＰ０で示されるように、そのままの状態(共振点ずらさない状態)では、Ｌ0Ｃ0＝ＬAＣA＝ＬBＣBが成立する。
【００６８】
そのため、例えば、送電器１Ａからの送電電力が６８．７５Ｗで送電効率が８０％だと仮定すると、携帯電話２Ａ及びノートパソコン２Ｂは、両方とも２７．５Ｗの電力を受け取ることになる。
【００６９】
しかしながら、携帯電話２Ａの必要電力は５Ｗで、ノートパソコン２Ｂの必要電力は５０Ｗであるため、携帯電話２Ａの受電共振コイルによる共振点をずらして受電効率を低下させるように制御する。
【００７０】
例えば、図９Ｂの矢印ＭＡに示されるように、携帯電話２Ａの受電共振コイルにおける容量のキャパシタンスＣAを、受電効率が最大となる受電共振コイルの共振点からずらすために、小さく(または、大きく)なるように制御する。
【００７１】
すなわち、図９Ｂの矢印ＭＡのように、共振条件を意図的にずらす(キャパシタンスＣAをずらす)ことでＱ値を低下させ、携帯電話２Ａの受電電力ＬＬＡは、共振点(Ｐ０)の２７．５Ｗから次第に減少して、例えば、必要電力は５Ｗに設定することができる。
【００７２】
このとき、携帯電話２Ａが受電しなくなった電力は、そのほとんどがノートパソコン２Ｂの受電電力となる。すなわち、ノートパソコン２Ｂの受電電力ＬＬＢは、携帯電話２Ａの受電電力ＬＬＡの低下に応じて上昇し、無線電力伝送システムにおける全体送電効率ＬＬ０は、ほとんど低下しないことが分かる。
【００７３】
このように、共振条件を変えることで、具体的には、受電器２Ａの共振用コンデンサ(容量)２１２の容量値(キャパシタンスＣA)を変化させることで、結合が調整され、結果として、受電電力を所望の配分比に制御することが可能となる。
【００７４】
ここで、重要なこととして、共振条件を可変した受電器２Ａの効率は低下していても、システム全体の送受電効率はほぼ一定を保っており、受電器２Ａに到達していた電力を減らした分、受電器２Ｂへの電力が増加する。その結果、受電器２Ａ、２Ｂの一方だけの単体給電時と比べても、ほぼ同じ効率で全体(両方の受電器２Ａ、２Ｂ)に送電しつつ受電電力を所望の比に分配(配分)できることがわかる。
【００７５】
次に、三次元無線送電方法について説明する。図１０Ａ〜図１１Ｃは、複数(２つ)の受電器に対する三次元の無線送電方法の一例を説明するための図である。なお、図１０Ａ〜図１１Ｃでは、説明を簡略化するために、１つの送電器１Ａ及び２つの受電器２Ａ、２Ｂを示しているが、複数の送電器及び３つ以上の受電器であっても同様である。
【００７６】
ここで、図１０Ａ〜図１０Ｃは、送電器１Ａから２つの受電器２Ａ、２Ｂまでの距離が３００ｍｍの場合を示し、図１１Ａ〜図１１Ｃは、送電器１Ａから２つの受電器２Ａ、２Ｂまでの距離が５００ｍｍの場合を示す。
【００７７】
図１０Ｂ及び図１１Ｂにおいて、参照符号ＬＡは、受電器２Ａの受電効率、ＬＢは、受電器２Ｂの受電効率、ＰＭは、送電器１Ａの出力可能な送電電力(最大送電出力)を示し、ＲＰは、必要送電電力、そして、ＴＰは、全体の受電効率(全体効率)を示す。
【００７８】
また、参照符号Ｐ０は、受電器２Ａ、２Ｂの必要電力の比が１：１の送電(９Ｗ：９Ｗ)の場合を示し、Ｐ１は、受電器２Ａ、２Ｂの必要電力の比が２：１の送電(１２Ｗ：６Ｗ)の場合を示す。なお、図１０Ｂ及び図１１Ｂは、電力比１：１を『１．００』に規格化して示す図である。
【００７９】
すなわち、２つの受電器２Ａ、２Ｂへ伝送する電力を１８Ｗとし、受電器２Ａ及び２Ｂの必要電力が両方とも９Ｗの場合と、受電器２Ａの必要電力が１２Ｗで受電器２Ｂの必要電力が６Ｗの場合とを考える。なお、送電器１Ａの最大送電出力は、例えば、送電器の仕様や電波法の規定等により５０Ｗに制限されているものとする。
【００８０】
図１０Ａ〜図１０Ｃを参照して、送電器１Ａと２つの受電器２Ａ、２Ｂまでの距離が３００ｍｍの場合(比較的に近い場合)を考察する。まず、同時給電を行う受電器２Ａ及び２Ｂの必要電力が両方とも９Ｗの場合、すなわち、電力比１：１の送電(９Ｗ：９Ｗ)の場合、受電器２Ａ、２Ｂの受電効率は、例えば、両方とも３０．１％(全体効率(ＴＰ)が６０．２％)であるとする。
【００８１】
このとき、図１０ＢのＰ０及び図１０Ｃに示されるように、送電器１Ａの送電出力を２９．９Ｗとすることにより、受電器２Ａ及び２Ｂは、それぞれ２９．９×０．３０１≒９Ｗの電力を受電することができる。
【００８２】
次に、受電器２Ａの必要電力が１２Ｗで受電器２Ｂの必要電力が６Ｗの場合、すなわち、電力比２：１の送電(１２Ｗ：６Ｗ)の場合、図９Ａ及び図９Ｂを参照して説明したのと同様に、受電器２Ｂの受電共振コイルによる共振点をずらす。
【００８３】
すなわち、受電器２Ｂの受電共振コイルによる共振点をずらし、受電器２Ｂの受電効率を低下(受電器２Ａの受電効率を上昇)させるようにして電力配分比を制御し、受電器２Ａ及び２Ｂに対して同時給電を行う。
【００８４】
具体的に、図１０ＢのＰ１及び図１０Ｃに示されるように、受電器２Ｂの受電共振コイルの共振点をずらすことにより、受電器２Ａの受電効率を３９．５％とし、受電器２Ｂの受電効率を１９．７％とする。このとき、全体効率(ＴＰ)は、５９．２％となる。
【００８５】
そして、図１０Ｃに示されるように、送電器１Ａの送電出力を３０．４Ｗとすることにより、受電器２Ａは、３０．４×０．３９５≒１２Ｗの電力を受電することができ、受電器２Ｂは、３０．４×０．１９７≒６Ｗの電力を受電することができる。
【００８６】
ここで、送電器１Ａと２つの受電器２Ａ、２Ｂまでの距離が３００ｍｍの場合、送電器１Ａの必要送電電力ＲＰは、電力比１：１の送電(２９．９Ｗ)及び電力比２：１の送電(３０．４Ｗ)の両方とも、最大送電出力の５０Ｗよりも小さい。
【００８７】
さらに、全体効率ＴＰは、電力比１：１の送電(６０．２％)及び電力比２：１の送電(５９．２％)でほぼ一定である。従って、電器１Ａと２つの受電器２Ａ、２Ｂまでの距離が３００ｍｍの場合(比較的に近い場合)には、電力比１：１の送電及び電力比２：１の送電の両方とも、同時給電により実現することができる。
【００８８】
次に、図１１Ａ〜図１１Ｃを参照して、送電器１Ａと２つの受電器２Ａ、２Ｂまでの距離が５００ｍｍの場合(比較的に遠い場合)を考察する。まず、同時給電を行う受電器２Ａ及び２Ｂの必要電力が両方とも９Ｗの場合、すなわち、電力比１：１の送電(９Ｗ：９Ｗ)の場合、受電器２Ａ、２Ｂの受電効率は、例えば、両方とも１８．２％(全体効率(ＴＰ)が３６．４％)であるとする。
【００８９】
このとき、図１１ＢのＰ０及び図１１Ｃに示されるように、送電器１Ａの送電出力を４９．５Ｗとすることにより、受電器２Ａ及び２Ｂは、それぞれ４９．５×０．１８２≒９Ｗの電力を受電することができる。この場合、送電器１Ａの必要送電電力ＲＰ(４９．５Ｗ)は、最大送電出力の５０Ｗよりも小さいため、受電器２Ａ及び２Ｂに対する同時給電を行うことができる。
【００９０】
次に、受電器２Ａの必要電力が１２Ｗで受電器２Ｂの必要電力が６Ｗ(電力比２：１)の場合、上述したように、受電器２Ｂの受電共振コイルによる共振点をずらし、受電器２Ｂの受電効率を低下(受電器２Ａの受電効率を上昇)させるように、電力配分比を制御する。
【００９１】
具体的に、図１１ＢのＰ１及び図１１Ｃに示されるように、受電器２Ｂの受電共振コイルの共振点をずらすことにより、受電器２Ａの受電効率を２１．２％とし、受電器２Ｂの受電効率を１０．６％とする。このとき、全体効率(ＴＰ)は、３１．８％となる。
【００９２】
しかしながら、受電器２Ａの受電電力を１２Ｗ(≒５６．６×０．２１２)とするには、送電器１Ａの必要送電電力ＲＰは５６．６Ｗとなり、最大送電出力の５０Ｗよりも大きくなってしまう。従って、２つの受電器２Ａ及び２Ｂに対して同時給電することは困難となる。
【００９３】
なお、送電器１Ａの送電出力が、例えば、送電器の仕様や電波法の規定等により５０Ｗに制限されていない場合、送電器１Ａは、５６．６Ｗの必要送電電力ＲＰを許容できる大きさまで増大させることが求められる。
【００９４】
以下、無線給電システム、送電器、及び、送電方法の実施の形態を、添付図面を参照して詳述する。ここで、本実施の形態は、少なくとも１つの送電器により複数の受電器に対する無線電力伝送を行う無線電力伝送システムに適用することができる。
【００９５】
なお、以下の説明は、主として、磁界共鳴(磁界共振)を利用して１つの送電器で複数(２〜５個)の受電器に無線電力伝送を行う例を説明するが、本実施の形態は、図７Ａ〜図７Ｃを参照して説明したように、２個以上の送電器により電力伝送を行ってもよい。さらに、本実施の形態は、磁界共鳴ではなく、電界共鳴(電界共振)を利用した無線電力伝送システムに対しても同様に適用することができる。
【００９６】
本実施の形態の無線給電システム、送電器、及び、送電方法において、無線電力伝送(ワイヤレス給電)の評価指標としてｋＱ(ｋＱ値)を適用する。
ここで、ｋ(ｋ値)は、電磁界の結合の程度を示し、その値が大きいほど、結合の程度が大きいことを示す。ｋ値は結合係数の一例である。また、Ｑ(Ｑ値)は、電磁界の損失の程度を示し、その値が大きいほど、損失の程度が小さいことを示す。
【００９７】
すなわち、ｋＱは、次の式(１)により表される。ここで、Ｑtは、送電器のＱ値を示し、Ｑrは、受電器のＱ値を示す。
【００９８】
【数１】
2016147312.tif 000003
また、ｋは、次の式(２)により表される。ここで、Ｍtrは、送電器と受電器の間の相互インダクタンスを示し、Ｌtは、送電器の自己インダクタンス、そして、Ｌrは、受電器の自己インダクタンスを示す。
【００９９】
【数２】
2016147312.tif 000004
さらに、Ｑは、次の式(３)により表される。ここで、ωは、角振動数を示し、Ｒtは、送電器の共振コイルの損失、そして、Ｒrは、受電器の共振コイルの損失を示す。
【０１００】
【数３】
2016147312.tif 000005
図１２は、本実施形態の無線送電方法における評価指標を説明するための図であり、１つの送電器と１つの受電器におけるｋＱ値(ｋとＱの積)と理想効率の関係を示すものである。
【０１０１】
図１２において、横軸は、ｋＱ値を示し、縦軸は、効率（受電効率）を示す。すなわち、本実施の形態では、例えば、図１２のような特性の１つの送電器と１つの受電器におけるｋＱ値を、少なくとも１つの送電器と少なくとも２つ(複数)の受電器の電力伝送に適用する。
【０１０２】
例えば、ワイヤレス給電システムの設計において、伝送効率を判断する指標として、ｋＱ値が考えられる。ここで、図１２に示されるように、例えば、送電：受電＝１：１のワイヤレス給電では、効率とｋＱ値には理論的な関係が確立されており、ｋＱ値を評価することで、理論的な最大の受電効率が推定可能となる。
【０１０３】
図１３Ａ〜図１４Ｂは、無線送電方法の第１の例を説明するための図であり、第１の例の三次元無線送電方法における無線送電方法を説明するためのものである。
【０１０４】
なお、図１３Ａ〜図１４Ｂでは、説明を簡略化するために、１つの送電器１Ａ及び２つの受電器２Ａ、２Ｂを示しているが、複数の送電器及び３つ以上の受電器であっても同様である。
【０１０５】
ここで、図１３Ａ及び図１３Ｂは、送電器１Ａから２つの受電器２Ａ、２Ｂまでの距離が３００ｍｍの場合を示し、前述した図１０Ａ及び図１０Ｂに対応する。また、図１４Ａ及び図１４Ｂは、送電器１Ａから２つの受電器２Ａ、２Ｂまでの距離が５００ｍｍの場合を示し、前述した図１１Ａ及び図１１Ｂに対応する。
【０１０６】
図１３Ｂ及び図１４Ｂにおいて、参照符号ＬＡは、受電器２Ａの受電効率、ＬＢは、受電器２Ｂの受電効率、ＰＭは、送電器１Ａの最大送電出力を示し、ＲＰは、必要送電電力、そして、ＴＰは、全体効率を示す。
【０１０７】
また、参照符号Ｐ０は、受電器２Ａ、２Ｂの必要電力の比が１：１の送電(９Ｗ：９Ｗ)の場合を示し、Ｐ１は、受電器２Ａ、２Ｂの必要電力の比が２：１の送電(１２Ｗ：６Ｗ)の場合を示す。なお、図１３Ｂ及び図１４Ｂは、電力比１：１を『１．００』に規格化して示す図である。
【０１０８】
ここで、図１３Ａ及び図１３Ｂは、前述した図１０Ａ及び図１０Ｂに対応し、図１４Ａ及び図１４Ｂは、前述した図１１Ａ及び図１１Ｂに対応するので、重複する説明は省略する。
【０１０９】
まず、図１３Ａ及び図１３Ｂのように、送電器１Ａから２つの受電器２Ａ、２Ｂまでの距離が３００ｍｍの場合、ｋ値及びＱ値は、ｋ＝０．００６５、及び、Ｑ＝５１０となる。このとき、ｋＱ値は、ｋＱ＝０．００６５×５１０＝３．４として求められる。
【０１１０】
次に、図１４Ａ及び図１４Ｂのように、送電器１Ａから２つの受電器２Ａ、２Ｂまでの距離が５００ｍｍの場合、ｋ値及びＱ値は、ｋ＝０．００２９、及び、Ｑ＝５１０となる。
【０１１１】
すなわち、ｋ値は、送電器１Ａから受電器２Ａ、２Ｂまでの距離が３００ｍｍから５００ｍｍへ長くなるので、磁界(電磁界)の結合の程度は小さく、０．００６５から０．００２９へ小さくなる。なお、Ｑ値は、磁界(電磁界)の損失の程度は変化しないので、５１０のままである。
【０１１２】
従って、図１４Ａ及び図１４Ｂのように、送電器１Ａから２つの受電器２Ａ、２Ｂまでの距離が５００ｍｍの場合、ｋＱ値は、ｋＱ＝０．００２９×５１０＝１．５として求められる。
【０１１３】
図１５Ａ〜図１６Ｂは、無線送電方法を説明するための図である。ここで、図１５Ａ及び図１５Ｂと、図１６Ａ及び図１６Ｂは、両方とも送電器１Ａから２つの受電器２Ａ、２Ｂまでの距離が３００ｍｍの場合を示しているが、Ｑ値が異なる場合を示している。なお、図１５Ｂ及び図１６Ｂは、電力比１：１を『１．００』に規格化して示す図である。
【０１１４】
まず、図１５Ａ及び図１５Ｂでは、受電器２Ａ、２Ｂにおける受電共振コイルの自己インダクタンス(Ｌr)が大きく、ｋ値及びＱ値は、ｋ＝０．０２６、及び、Ｑ＝６００となる。このとき、ｋＱ値は、ｋＱ＝０．０２６×６００＝１５．３として求められる。
【０１１５】
また、図１６Ａ及び図１６Ｂでは、受電器２Ａ、２Ｂにおける受電共振コイルの自己インダクタンス(Ｌr)が小さく、ｋ値及びＱ値は、ｋ＝０．００６５、及び、Ｑ＝１６０となる。このとき、ｋＱ値は、ｋＱ＝０．００６５×１６０＝１．１として求められる。
【０１１６】
なお、ｋ値は、例えば、送電器１Ａと受電器２Ａ又は２Ｂとの間における仕様情報、及び、送電器１Ａと受電器２Ａ又は２Ｂとの間における相対位置関係に基づいて算出することができ、また、Ｑ値は、それぞれの受電器により予め規定されている。
【０１１７】
図１７は、実施の形態の無線給電システム１００を示す図である。
【０１１８】
無線給電システム１００は、１つの送電器１と、複数の受電器２Ａ、２Ｂとを含む。図１７には、２つの受電器２Ａ、２Ｂを示すが、受電器２Ａ、２Ｂと同様の受電器がさらに多く含まれうる。なお、以下では、受電器２Ａ、２Ｂ、及びその他の受電器を特に区別しない場合には、単に受電器２と称す。
【０１１９】
送電器１は、ワイヤレス送電部１１、電源部１２、制御部１３、通信部１４、及び記憶部１５を含む。
【０１２０】
電源部１２は、高周波の電力を発生するもので、例えば、前述した図３における電源部１２に相当し、固有の電源インピーダンスを有する。例えば、出力インピーダンスが５０Ωに整合された定電圧電源や、高い出力インピーダンスのＨｉ−ＺΩ電源(定電流電源)などである。なお、電源部１２は、それぞれ外部電源１０から電力の供給を受け取る。
【０１２１】
制御部１３は、送電部１１を制御し、通信部１４は、各送電器及び受電器間の通信を可能とするものであり、例えば、IEEE 802.11bに準拠するＤＳＳＳ方式の無線ＬＡＮやBluetooth（登録商標）を利用することができる。通信部１４には、アンテナ１４Ａが接続されている。
【０１２２】
制御部１３としては、例えば、ＣＰＵ(Central Processing Unit)チップを用いることができる。制御部１３は、グループ化部１３Ａ、充電時間計算部１３Ｂ、及び調整制御部１３Ｃを有する。
【０１２３】
グループ化部１３Ａは、複数の受電器２のｋＱ値に基づいてグループ分けする処理を行う。
【０１２４】
充電時間計算部１３Ｂは、受電器２の定格出力（定格容量（Ｗｈ (Watt Hour））及びｋ値を用いて、充電に必要な時間（充電時間）を計算する。ｋ値とＱ値が分かれば、受電器２の受電効率を求めることができる。各受電器２のＱ値は、通信によって送電器１に送られるため、充電時間計算部１３Ｂは、受電器２の定格出力及びｋ値を用いて充電時間を計算することができる。また、充電時間計算部１３Ｂは、各グループに含まれる１又は複数の受電器２の充電時間の合計を表す総充電時間を計算する。
【０１２５】
調整制御部１３Ｃは、通信部１４を介して、受電器２に調整部２７を調整する指令を送信する。
【０１２６】
ワイヤレス送電部１１は、磁界共鳴であればコイルに相当し、電源部１２から供給される高周波電力を磁界に変換する。
【０１２７】
受電器２Ａ、２Ｂは、それぞれ、受電部２１Ａ、２１Ｂ、整流部２２Ａ、２２Ｂ、制御部２３Ａ、２３Ｂ、通信部２４Ａ、２４Ｂ、バッテリ２５Ａ、２５Ｂ、記憶部２６Ａ、２６Ｂ、及び調整部２７Ａ、２７Ｂを含む。
【０１２８】
制御部２３Ａ、２３Ｂは、受電器２Ａ、２Ｂを制御する装置であり、例えば、ＣＰＵチップを用いることができる。
【０１２９】
通信部２４Ａ、２４Ｂは、送電器１と受電器２Ａ、２Ｂとの間の無線通信を実現する装置であり、前述したように、例えば、無線ＬＡＮやブルートゥース(Bluetooth（登録商標）)で通信を行う通信回路を用いることができる。通信部２４Ａ、２４Ｂには、それぞれ、アンテナ２４Ａ１、２４Ｂ１が接続されている。
【０１３０】
受電部２１Ａ、２１Ｂは、二次側共振コイル２１ａを含み、無線で伝達された電力を電流に変換する。整流部２２Ａ、２２Ｂは、受電部２１Ａ、２１Ｂから得られた交流電流をバッテリ充電や機器本体で使用可能なように直流電流に変換する。
【０１３１】
記憶部２６Ａ、２６Ｂは、受電器２Ａ、２Ｂの必要電力を表す情報、又は、グループ分けに関する情報等を記憶するメモリである。記憶部２６Ａ、２６Ｂは、制御部２３Ａ、２３Ｂとして用いられるＣＰＵチップの内部メモリであってもよい。なお、必要電力とは、受電器２Ａ、２Ｂを充電するのに必要とされる電力である。
【０１３２】
調整部２７Ａ、２７Ｂは、それぞれ、受電器２Ａ、２Ｂに対する受電部２１Ａ、２１Ｂの角度を調整する。すなわち、二次側共振コイル２１ａの角度を調整する。調整部２７Ａ、２７Ｂは、モータ等の駆動部を内蔵し、受電部２１Ａ、２１Ｂを保持しており、駆動部を駆動することにより、受電器２Ａ、２Ｂに対する受電部２１Ａ、２１Ｂの角度を調整する。
【０１３３】
調整部２７Ａ、２７Ｂは、送電器１の制御部１３から通信部１４、アンテナ１４Ａ、アンテナ２４Ａ１、２４Ｂ１、通信部２４Ａ、２４Ｂを介して、受電器２Ａ、２Ｂの制御部２３Ａ、２３Ｂが受信する制御信号によって角度が調整される。なお、調整部２７Ａ、２７Ｂの具体的な構成については、図18を用いて後述する。
【０１３４】
上述したように、送電器１及び受電器２Ａ、２Ｂは、それぞれの通信部１４、２４Ａ、２４Ｂを介して通信を行う。
【０１３５】
ここで、送電器１の通信部１４と、受電器２Ａ、２Ｂの通信部２４Ａ、２４Ｂとを介して行う通信により、受電器２Ａ、２Ｂの受電電力を表すデータ等を送電器１に送信する。また、ｋ値の調整のために調整部２７Ａ、２７Ｂを調整する制御信号、ｋ値に基づくグループ分けを表す指令、受電のオン／オフの指令等の各種信号の通信を行う。
【０１３６】
具体的に、例えば、送電器１の通信部１４と、受電器２Ａ、２Ｂの通信部２４Ａ、２４Ｂとを介して、それぞれの受電器２Ａ、２ＢにおけるＱ値を、無線電力伝送の制御を行う送電器１に通信で伝える。
【０１３７】
なお、ワイヤレス送電部１１と、受電部２１Ａまたは２１Ｂとの間における電力の伝送方式は、磁界共鳴を利用した方式に限定されるものではなく、例えば、電界共鳴、電磁誘導、又は電界誘導を利用した方式を用いてもよい。
【０１３８】
図１８は、受電器２を示す図である。図１８に示す受電器２は、一例として、スマートフォン端末機であり、ディスプレイ及びタッチパネルが設けられる側とは反対側にカメラ２９が設けられている（図１８（Ｂ）参照）。
【０１３９】
受電器２は、二次側共振コイル２１ａの角度を受電器２に対して調整するための調整部２７を有する。調整部２７は、矩形環状の二次側共振コイル２１ａの角度を受電器２に対して調整するヒンジ機構２８と、ヒンジ機構２８を駆動するモータ２８Ａとを有する。
【０１４０】
調整部２７は、図１８（Ａ）に示すように二次側共振コイル２１ａが受電器２に収納された状態から、図１８（Ｃ）に示すように二次側共振コイル２１ａが受電器２に対して起立した状態にまで回動自在に二次側共振コイル２１ａの角度を調整することができる。
【０１４１】
受電器２は、送電器１から通信部１４を介して送信される調整制御信号を通信部２４で受信すると、調整部２７を駆動する。
【０１４２】
次に、受電器が３つ以上ある場合において、ｋＱ値に基づいてグループ分けする場合を説明する。図１９は、実施の形態の無線送電方法によるグループ分けを説明する図である。なお、図１９では、１つの送電器１Ａと、６個の受電器２Ａ〜２Ｆを例として示しているが、これは単なる例であり、様々な場合があり得るのはいうまでもない。
【０１４３】
図１９に示されるように、実施の形態の無線送電方法では、例えば、６個の受電器２Ａ〜２ＦのｋＱ値を評価し、ｋＱ値によりグループ分けを行う。まず、全ての受電器２Ａ〜２Ｆを、それぞれ単体評価する。
【０１４４】
例えば、受電器２ＡのｋＱ値を評価するときには、受電器２Ａの受電のみをオンにして、他の受電器２Ｂ〜２Ｆの受電をオフにする。例えば、図５Ａの二次側共振コイル２１ａにおけるスイッチ２１３をオフにする。そして、受電器２Ａの受電電力に基づいてｋ値を測定し、受電器２ＡのＱ値と掛け合わせてｋＱ値を導出する。受電器２Ｂ〜２Ｆについても同様に、測定対象の受電のみをオンにして、その他の受電をオフにすることによってｋ値を求め、ｋＱ値を導出する。
【０１４５】
図１９では、一例として、受電器２Ｂ、２Ｃ、及び２ＦがグループＧＰ１に分けられ、受電器２Ａ、２Ｄ、及び２Ｅが１つのグループＧＰ２に分けられている。
【０１４６】
図２０及び図２１は、送電器１の制御内容を示すフローチャートである。図２２は、グループ分けに用いるデータを示す図である。ここでは、図１７に示す無線給電システムにおいて、送電器１から受電器２Ａ、２Ｂに電力を送電する際の送電器１の内部における制御処理について説明する。図１７には、２つの受電器２Ａ、２Ｂを示すが、実際には、受電器２Ａ、２Ｂと同様の受電器がさらに多く存在しうる。
【０１４７】
以下、受電器２Ａ、２Ｂ、又はその他の同様の受電器を区別せずに、受電器２と称す。受電器２は、調整部２７Ａ、２７Ｂと同様の調整部２７を有することとして説明を行う。
【０１４８】
送電器１は、テスト送電を行うために各受電器２に所定の電力を送電し、各受電器２と通信を行う（ステップＡａ）。この結果、各受電器２は、受電電力と定格出力を表すデータを送信器１に送信する（ステップＢａ）。
【０１４９】
送電器１は、各受電器２のｋ値の初期値ｋ０と総充電時間の初期値Ｔ０を算出し、ｋ０Ｑ値によるグループ分けを行う（ステップＳ１）。
【０１５０】
ここでは、一例として、ｋＡＱ値を受電効率に変換してグループ分けを行う。図２２に示すように、受電効率η（％）が９０≦η＜１００、８０≦η＜９０、７０≦η＜８０、６０≦η＜７０、５０≦η＜６０、４０≦η＜５０、３０≦η＜４０、２０≦η＜３０、１０≦η＜２０、０≦η＜1０のグループＧ１〜Ｇ１０に分ける。すなわち、受電効率を１０％毎に区切り、１０個のグループに分けられるようにする。
【０１５１】
なお、ｋＱ値を受電効率ηに変換する式は次式（４）である。このため、ｋ０Ｑ値によるグループ分けを行う際には、式（４）を用いてｋＱ値を受電効率ηに変換してグループ分けを行えばよい。
【０１５２】
【数４】
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送電器１は、受電器２の調整部２７を調整してｋ値を最大値に変更する変更通知を受電器２に送信する（ステップＳ２、ステップＡｂ）。この結果、各受電器２は、調整部２７を駆動して二次側共振コイル２１ａの角度を調整し、送電器１から受電する電力が最大になる角度を求める。
【０１５３】
各受電器２は、受電する電力が最大になる角度を求めると、調整部２７を受電する電力が最大になる角度に設定し、設定が完了したことを表す信号を送電器１に送信する（ステップＢｂ）。
【０１５４】
送電器１は、各受電器２からステップＢｂによる信号を受信すると、各受電器２のｋ値の最大値ｋＡと総充電時間ＴＡを算出し、ｋＡＱ値によるグループ分けを行う（ステップＳ３）。すなわち、ｋＡＱ値に対応する受電効率を用いて、再度グループ分けを行う。
【０１５５】
送電器１は、総充電時間Ｔ０とＴＡについて、Ｔ０≧ＴＡが成立するかどうかを判定する（ステップＳ４）。
【０１５６】
送電器１は、Ｔ０≧ＴＡが成立すれば（Ｓ４：ＹＥＳ）、送電を行う１つのグループを選択し、選択したグループ内の受電器２に送電する電力を設定する（ステップＳ５）。
【０１５７】
また、このとき、送電器１は、選択したグループの受電器２に、ｋ値を最大値に変更する指令を送信し（ステップＡｃ）、受電器２からｋ値を最大値に変更したことを表す信号を受信する（ステップＢｃ）。
【０１５８】
ここで、ステップＳ５で選択するグループは、ｋＱ値の大きいグループ、又は、受電器２の数が多いグループ等が好ましい。ここでは、一例として、ｋＱ値が最も大きいグループを選択することとする。
【０１５９】
また、ステップＳ５で設定する電力は、選択したグループに含まれる受電器２の受電効率と、定格出力とを用いて求めればよい。
【０１６０】
送電器１は、ステップＳ５で選択したグループ以外のグループの受電器２に電力を送電しないようにするために、ステップＳ５で選択したグループ以外のグループの受電器２の受電をオフにする（ステップＳ６、ステップＡｄ）。
【０１６１】
受電をオフにするには、二次側共振コイル２１ａを含むＬＣ共振回路をオフにすればよいため、例えば、二次側共振コイル２１ａが図５Ａに示す回路構成を有する場合には、スイッチ２１３をオフにすればよい。
【０１６２】
なお、ステップＳ６及びステップＡｄでは、ステップＳ５で選択したグループの受電器２の受電をオンにする。例えば、二次側共振コイル２１ａが図５Ａに示す回路構成を有する場合には、スイッチ２１３をオンにすればよい。
【０１６３】
送電器１は、ステップＳ５で選択したグループの受電器２から受電をオンにしたことを表す信号と、ステップＳ５で選択したグループ以外のグループの受電器２から受電をオフにしたことを表す信号とを受信すると（ステップＢｄ）、送電を開始する（ステップＳ７）。
【０１６４】
送電器１は、ステップＳ５で選択したグループの受電器２の中で、充電が完了した受電器２があるかどうかを判定する（ステップＳ８）。送電器１は、充電が完了した受電器２から充電完了通知を受信した（ステップＢｅ）ときに、充電が完了した受電器２がある（Ｓ８：ＹＥＳ）と判定すればよい。
【０１６５】
なお、ステップＳ８の処理は、充電が完了した受電器２がある（Ｓ８：ＹＥＳ）と判定するまで繰り返し実行する。また、送電器１は、充電が完了した受電器２がある（Ｓ８：ＹＥＳ）と判定すると、フローをステップＳ９に進行させる。
【０１６６】
送電器１は、送電を一旦停止する（ステップＳ９）。送電しているグループの中に、充電が完了した受電器２があるため、送電電力を再設定する必要があるからである。
【０１６７】
送電器１は、充電が完了した受電器２の受電をオフにする（ステップＳ１０、ステップＡｅ）。
【０１６８】
送電器１は、すべての受電器２の充電が完了したかどうかを判定する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１の処理は、例えば、ステップＳ５で選択したグループに含まれるすべての受電器２のＩＤ(Identification)を用いて判定すればよい。
【０１６９】
送電器１は、すべての受電器２の充電が完了していない（Ｓ１１：ＮＯ）と判定すると、送電電力を再設定する（ステップＳ１２）。送電器１は、選択したグループに残っている受電器２の受電効率と、定格出力とを用いて送電電力を再設定すればよい。
【０１７０】
ステップＳ１２の処理が終了すると、フローはステップＳ７にリターンする。この結果、ステップＳ１１において、送電器１がすべての受電器２の充電が完了した（Ｓ１１：ＹＥＳ）と判定するまで、ステップＳ７〜Ｓ１２の処理が繰り返し行われる。
【０１７１】
送電器１は、すべての受電器２の充電が完了した（Ｓ１１：ＹＥＳ）と判定すると、すべてのグループの充電が完了したかどうかを判定する（ステップＳ１３）。グループ毎に順番に充電を行うためである。
【０１７２】
送電器１は、すべてのグループの充電が完了していない（Ｓ１３：ＮＯ）と判定すると、未充電のグループのうちの１つのグループを選択し、選択したグループの受電器２の受電をオンにする（ステップＳ１４）。これにより、選択したグループの受電器２に、送電器１から受電をオンにする指令が送信される（ステップＡｆ）。
【０１７３】
送電器１は、選択したグループ内の受電器２に送電する電力を設定する（ステップＳ１５）。
【０１７４】
また、このとき、送電器１は、選択したグループの受電器２に、ｋ値を最大値に変更する指令を送信し（ステップＡｃ）、受電器２からｋ値を最大値に変更したことを表す信号を受信する（ステップＢｃ）。
【０１７５】
送信器１は、ステップＳ１５の処理が終了すると、フローをステップＳ７にリターンし、送電を開始する。
【０１７６】
この結果、すべてのグループについて充電が行われ、送電器１がすべてのグループの充電が完了した（Ｓ１３：ＹＥＳ）と判定すると、一連の処理が終了する（エンド）。
【０１７７】
また、送信器１は、ステップＳ４において、総充電時間Ｔ０とＴＡについて、Ｔ０≧ＴＡが成立しない（Ｓ４：ＮＯ）と判定すると、ステップＳ３でｋＡＱ値によるグループ分けで得られたすべてのグループについて、受電効率が１つ下のレベルのグループに移動させるためにｋ値を最大値ｋＡから変化させる変化量Δｋをグループ毎に求める（ステップＳ１６）。
【０１７８】
このとき、最大値ｋＡで得られる最大の受電効率を１つ下のレベルのグループの上限値に変更する受電効率の変化分を、式（４）を用いて、最大値ｋＡから変化させる変化量Δｋに換算して求めればよい。
【０１７９】
例えば、図２２に示すグループＧ１に含まれる受電器２については、グループＧ２に含まれるようにするために、ｋ値の最大値ｋＡから低下させる変化量Δｋを求める。より具体的には、ｋ値の最大値ｋＡであるときの受電効率が９２％である受電器２については、グループＧ２の上限値である９０％未満まで受電効率を低下させるために必要なｋ値の変化量Δｋを求める。
【０１８０】
送電器１は、すべてのグループのすべての受電器２について、ｋ値の変化量Δｋを求め、グループ毎の合計値を計算する。なお、ｋ値と受電効率とは、線形的に変化すると考えてよいため、ｋ値の変化量Δｋは、例えば、ｋ値の初期値ｋ０及び初期値ｋ０のときの受電効率と、ｋ値の最大値ｋＡ及び最大値ｋＡのときの受電効率とを用いて、補間することによって求めればよい。
【０１８１】
送電器１は、ステップＳ１６で求めたｋ値の変化量Δｋのグループ毎の平均値が最小のグループを選択し、選択したグループの受電器２のｋ値を変更する（ステップＳ１７）。
【０１８２】
このとき、送電器１は、選択したグループの受電器２に、ｋ値を最大値ｋＡから変化量Δｋだけ低下させたｋ値に変更する指令を送信し（ステップＡｃ）、受電器２からｋ値を変更したことを表す信号を受信する（ステップＢｃ）。
【０１８３】
なお、選択したグループに複数の受電器２がある場合は、各受電器２についてステップＳ１７及びＡｃの処理を行い、その結果、各受電器２からｋ値を変更したことを表す信号を受信する（ステップＢｃ）。
【０１８４】
この結果、グループの数が減らされることになる。総充電時間の短縮を図るためにグループ数を減らすのである。なお、ステップＳ１７において、変化量Δｋのグループ毎の平均値が最小のグループが複数ある場合は、該当するすべてのグループについてｋ値を変更してもよいし、該当するグループのうちの少なくとも１つについてｋ値を変更してもよい。
【０１８５】
送電器１は、各受電器２からステップＢｃによる信号を受信すると、各受電器２のｋ値を最大値ｋＡから変化量Δｋだけ低下させたｋ値に変更させた後の総充電時間ＴＢを算出する（ステップＳ１８）。
【０１８６】
送電器１は、総充電時間Ｔ０とＴＢについて、Ｔ０≧ＴＢが成立するかどうかを判定する（ステップＳ１９）。
【０１８７】
送電器１は、Ｔ０≧ＴＢが成立しない（Ｓ１９：ＮＯ）場合は、フローをステップＳ１６にリターンさせる。
【０１８８】
そして、送電器１は、すべてのグループについて、受電効率が２つ下のレベルのグループに移動させるためにｋ値を最大値ｋＡから変化させる変化量Δｋの平均値をグループ毎に求める（ステップＳ１６）。このとき、受電効率が２つ下のグループの上限値まで低下させるために最大値ｋＡから変化させる変化量Δｋを求めればよい。
【０１８９】
このように、Ｔ０≧ＴＢが成立せずに（Ｓ１９：ＮＯ）、フローがステップＳ１６にリターンされた場合には、ステップＳ１６〜Ｓ１９のループを辿る毎に、ステップＳ１６で低下させるレベルを１つずつ増やして行けばよい。
【０１９０】
すなわち、送電器１は、ステップＳ１６〜Ｓ１９のループが２週目のときには、受電効率がレベルが２つ下のグループに移動させるためにｋ値を変化させる変化量Δｋをグループ毎に求める。また、送電器１は、ステップＳ１６〜Ｓ１９のループが３週目のときには、受電効率のレベルが３つ下のグループに移動させるためにｋ値を変化させる変化量Δｋをグループ毎に求めればよく、ループを辿る回数が増える毎に、１つずつグループのレベルを下げて行けばよい。
【０１９１】
このようにして、Ｔ０≧ＴＢが成立する（Ｓ１９：ＹＥＳ）まで、ステップＳ１６〜Ｓ１９の処理が繰り返し行われる。
【０１９２】
送電器１は、Ｔ０≧ＴＢが成立する（Ｓ１９：ＹＥＳ）と判定すると、フローをステップＳ５に進行させる。その後、送電器１は、ステップＳ５以下の処理を実行する。
【０１９３】
図２３は、受電器２の制御内容を示すフローチャートである。
【０１９４】
受電器２は、送電器１から受電が可能なエリアに入ると、受電を行い、送信器１と通信を行う（ステップＳ３１）。このとき、受電器２は、送電器１からテスト送電用の所定の電力を受電し（ステップＡａ）、充電電力を測定する。
【０１９５】
例えば、受電器２の利用者が受電器２の受電をオンにした状態で送電器１に近づけることにより、ステップＳ３１の処理が行われる。
【０１９６】
受電器２は、受電電力と定格出力を表すデータを送信器１に送信する（ステップＳ３２、ステップＢａ）。
【０１９７】
受電器２は、送電器１からｋ値の変更通知を受信したかどうかを判定する（ステップＳ３３）。ステップＳ３３の処理は、ｋ値の変更通知を受信するまで繰り返し行われる。
【０１９８】
このとき、受電器２には、調整部２７を調整してｋ値を最大値に変更する変更通知が送電器１から送信される（ステップＡｂ）。受電器２は、変更通知を受信（Ｓ３３：ＹＥＳ）したと判定した場合は、ｋ値を最大値ｋＡに変更する（ステップＳ３４）。変更通知を受信した受電器２は、調整部２７を調整して受電電力が最大になる調整部２７の角度を探索し、最大の受電電力を与える角度に設定する。最大の受電電力を与える角度は、ｋ値が最大値ｋＡになる角度だからである。
【０１９９】
受電器２は、最大値ｋＡへの設定が完了すると、設定が完了したことを表す信号を送電器へ送る（ステップＳ３５、ステップＢｂ）。
【０２００】
受電器２は、送電器１からｋ値を変更する指令を受信したかどうかを判定する（ステップＳ３６）。ステップＳ３６の処理を行うのは、送電器１がステップＳ５又はＳ１７の処理を行う場合である。
【０２０１】
従って、受電器２は、ステップＳ３６において、送電器１のステップＳ５又はＳ１７の処理によるｋ値を変更する指令（ステップＡｃ）を受信したかどうかを判定する。送電器１がステップＳ５の処理を行う場合は、ステップＳ３６で受電器２が受信する指令は、ｋ値を最大値ｋＡに設定する指令である。また、送電器１がステップＳ１７の処理を行う場合は、ステップＳ３６で受電器２が受信する指令は、ｋ値を最大値ｋＡから変化量Δｋだけ低下させたｋ値に設定する指令である。
【０２０２】
受電器２は、ｋ値を変更する指令を受信した（Ｓ３６：ＹＥＳ）と判定すると、指令に従いｋ値を変更する（ステップＳ３７）。そして、受電器２は、ｋ値を変更したことを表す信号を送電器１に送信する（ステップＢｃ）。受電器２は、ステップＳ３７の処理を完了すると、フローをステップＳ３８に進める。
【０２０３】
また、受電器２は、ステップＳ３６において、ｋ値を変更する指令を受信していない（Ｓ３６：ＮＯ）と判定すると、フローをステップＳ３８に進行させる。なお、送電器１からｋ値を変更する指令を受信しない（Ｓ３６：ＮＯ）場合は、グループ分けが完了した場合である。
【０２０４】
受電器２は、自己がｋ値の変更対象になっているかどうかを判定する（ステップＳ３８）。より具体的には、受信器２は、受電対象のグループに含まれているかどうかを判定する。
【０２０５】
受電対象になっているかどうかは、ステップＡｄの処理による受電をオフにする指令、又は、ステップＡｆの処理による受電をオンにする指令のいずれを受信したかで判定すればよい。
【０２０６】
受電器２は、受電をオフにする指令を受信した場合は、受電対象でない（Ｓ３８：ＮＯ）と判定し、受電をオフにする（ステップＳ３９）。例えば、例えば、二次側共振コイル２１ａが図５Ａに示す回路構成を有する場合には、スイッチ２１３をオフにすればよい。受電器２は、受電をオフにしたことを表す信号を送電器１に送信する（ステップＢｄ）。
【０２０７】
なお、受電器２は、受電をオフにする（ステップＳ３９）と、フローをステップＳ３８にリターンする。受電対象になる場合に備えるためである。
【０２０８】
受電器２は、受電をオンにする指令を受信した場合は、受電対象である（Ｓ３８：ＹＥＳ）と判定し、受電をオンにする（ステップＳ４０）。例えば、例えば、二次側共振コイル２１ａが図５Ａに示す回路構成を有する場合には、スイッチ２１３をオンにすればよい。受電器２は、受電をオンにしたことを表す信号を送電器１に送信する（ステップＢｄ）。
【０２０９】
ステップＢｄによる受電をオフにした信号と、受電をオンにした信号とをすべての受電器２から送電器１が受信すると、送電器１が送電を開始し、受電をオンにした受電器２の充電が行われる。
【０２１０】
受電器２は、充電が完了したかどうかを判定する（ステップＳ４１）。充電の完了は、自己の定格出力と、単位時間あたりの受電量と、充電が開始されてからの経過時間とに基づいて判定すればよい。受電器２は、充電が完了していない（Ｓ４１：ＮＯ）と判定すると、受電器２の制御周期毎に、ステップＳ４１の処理を繰り返し行う。
【０２１１】
受電器２は、充電が完了した（Ｓ４１：ＹＥＳ）と判定すると、充電が完了したことを表す通知信号を送電器１へ送信する（ステップＳ４２、ステップＢｅ）。この結果、受電器２は送電器１によって受電がオフにされる（ステップＡｅ）。
【０２１２】
受電器２は、送電器１から受電をオフにする指令（ステップＡｅ）を受信すると、受電をオフにする（ステップＳ４３）。
【０２１３】
以上により、受電器２の充電が完了する。受電器２は、自己が受電対象になるまでステップＳ３８の処理を繰り返し実行する。受電器２がステップＳ３８の処理を繰り返し実行している間に、送電器１は、ステップＳ７〜Ｓ１５の処理を繰り返すことにより、すべての受電器２が充電される。
【０２１４】
以上より、実施の形態によれば、ｋＱ値に基づくグループ分けを行うことにより、すべての受電器２を充電するための総充電時間の短縮化を図ることができる。
【０２１５】
従って、実施の形態によれば、効率的に送電することのできる無線給電システム、送電器、及び、送電方法を提供することができる。
【０２１６】
なお、図２３に示す送電器１の処理の代わりに、図２４又は図２５に示す処理を行ってもよい。
【０２１７】
図２４は、実施の形態の第１変形例による送電器１の制御内容を示すフローチャートである。図２３の処理は、ステップＳ３の最大値ｋＡによるグループ分けで、グループの数がステップＳ１でグループ分けされた際の初期のグループの数よりも増えて、かつ、ステップＳ４でＴ０≧ＴＡが成立しないと判定した場合に行えばよい処理である。
【０２１８】
まず、送電器１は、ステップＳ１のグループ分けで得られた初期のグループ数をＮとする（ステップＳ２０）。
【０２１９】
送電器１は、すべての受電器２をＮ個のグループに分ける複数通りの分け方の中で、すべての受電器２のｋ値（ｋＢ）がｋ０≦ｋＢ≦ｋＡを満たす分け方によって得られるグループ毎の充電時間の総充電時間ＴＢを求める（ステップＳ２１）。
【０２２０】
ここで、総充電時間ＴＢは、ｋ０≦ｋＢ≦ｋＡを満たすグループへの分け方が複数通りある場合に、各分け方によって得られるグループ毎の充電時間を求め、各分け方で得られるすべてのグループの充電時間の総和として求める。従って、ｋ０≦ｋＢ≦ｋＡを満たすグループの分け方の数と等しい数の総充電時間ＴＢが求められる。
【０２２１】
送電器１は、総充電時間ＴＢが最小になるグループ分けは１通りであるかどうかを判定する（ステップＳ２２）。
【０２２２】
送電器１は、グループ分けは１通りである（Ｓ２２：ＹＥＳ）場合は、すべての受電器２のｋ値を、各受電器２のために求められたｋＢに変更する（ステップＳ２３）。このとき、送電器１は、各グループの受電器２に、ｋ値をｋＢに変更する指令を送信する（ステップＡｃ）。
【０２２３】
なお、各受電器２のｋ値（ｋＢ）は、すべて異なる可能性があるため、ｋ値（ｋＢ）は、ステップＳ２１で受電器２毎に求められ、ステップＳ２３で設定される。
【０２２４】
送電器１は、総充電時間ＴＢが最小になるグループ分けが１通りではない（Ｓ２２：ＮＯ）と判定した場合は、総充電時間ＴＢが最小になる複数のグループ分けのうち、ｋ値（ｋＢ）の平均値が最も大きいグループ分けを選択する（ステップＳ２４）。
【０２２５】
送電器１は、ステップＳ２４の処理が終了すると、フローをステップＳ２３に進行させ、すべての受電器２のｋ値を、ステップＳ２４で選択したグループ分けによるｋ値（ｋＢ）に変更する（ステップＳ２３）。
【０２２６】
以上、ｋＱ値に基づくグループ分けを行うことにより、すべての受電器２を充電するための総充電時間の短縮化を図ることができる。
【０２２７】
従って、実施の形態によれば、効率的に送電することのできる無線給電システム、送電器、及び、送電方法を提供することができる。
【０２２８】
また、ここでは、図２４に示す処理を図２３の処理の代わりに実行する形態について説明したが、図２４に示す処理は、例えば、図２１に示すステップＳ１９でＮＯと判定された場合に行ってもよい。
【０２２９】
図２５は、実施の形態の第２変形例による送電器１の制御内容を示すフローチャートである。図２５の処理は、ステップＳ４でＴ０≧ＴＡが成立しないと判定した場合に、図２３に示す処理の代わりに行うことのできる処理である。
【０２３０】
送電器１は、すべての受電器２を複数のグループに分ける複数の分け方の中で、すべての受電器２のｋ値（ｋＢ）がｋ０≦ｋＢ≦ｋＡを満たす分け方によるグループ毎の充電時間の総充電時間ＴＢと受電効率の平均値ＰＢを求める（ステップＳ２５）。
【０２３１】
受電器１は、最適化手法を用いて、ステップＳ２５で求めたグループの分け方において、Ｔ０≧ＴＢが成立する分け方であって、平均値ＰＢが最大になる分け方を求める（ステップＳ２６）。
【０２３２】
ここで、最適化手法によるグループ分けとしては、例えば、メタヒューリスティクス（最適化手法）を用いたグループ分けを行えばよい。メタヒューリスティクスによるステップは、次の１から５のようになる。
【０２３３】
１．初期値ｋ０と最大値ｋＡより、その受電器２が属することが可能なグループが決まる。
【０２３４】
２．すべての分け方によるグループ分けを行った場合の総充電時間を算出する。
【０２３５】
３．総充電時間が最短の分け方を選出する。
【０２３６】
４．総充電時間が最短の分け方が１つの場合は、その分け方が解となる。
【０２３７】
５．総充電時間が最短の組み合わせが２つ以上ある場合は、受電効率（平均値）が高いグループを比較し、受電効率が最も高いグループが存在する組み合わせが解となる。または、受電効率が最も高いグループに属する受電器２の数が一番多い組み合わせを解としてもよい。
【０２３８】
送電器１は、ステップＳ２６の処理が終了すると、すべての受電器２のｋ値を、ステップＳ２６で選択したグループの分け方によるｋ値（ｋＢ）に変更する（ステップＳ２７）。このとき、送電器１は、各グループの受電器２に、ｋ値をｋＢに変更する指令を送信する（ステップＡｃ）。
【０２３９】
以上、ｋＱ値に基づくグループ分けを行うことにより、すべての受電器２を充電するための総充電時間の短縮化を図ることができる。
【０２４０】
従って、実施の形態によれば、効率的に送電することのできる無線給電システム、送電器、及び、送電方法を提供することができる。
【０２４１】
また、ここでは、図２５に示す処理を図２３の処理の代わりに実行する形態について説明したが、図２５に示す処理は、例えば、図２１に示すステップＳ１９でＮＯと判定された場合に行ってもよい。
【０２４２】
図２６は、実施の形態の送電方法によるグループ分けの一例を示す図である。以下で説明するグループ分けは、送電器１（図１７参照）が実行する処理である。また、ここでは６つの受電器２（図１７参照）のそれぞれの受電効率と充電時間を[1]〜[6]で示す。
【０２４３】
また、グループＧ２は受電効率が８０％以上で９０％未満の受電器２を割り当てるグループであり、グループＧ４は受電効率が６０％以上で７０％未満の受電器２を割り当てるグループであり、グループＧ６は受電効率が４０％以上で５０％未満の受電器２を割り当てるグループであることとする。
【０２４４】
まず、送電器１は、各受電器２のｋ値の初期値ｋ０と総充電時間の初期値Ｔ０を算出し、ｋ０Ｑ値によるグループ分けを行う。これは、図２０に示すステップＳ１の処理であり、ｋ値の初期値ｋ０と総充電時間の初期値Ｔ０とに基づく初期状態でのグループ分けが行われる。なお、グループ分けには、図２２に示すデータを用いる。
【０２４５】
図２６では、[1]と[2]の受電器２がグループＧ２に分けられる。[1]の受電器２の受電効率と充電時間は、８９％と１０秒（ｓ）であり、[2]の受電器２の受電効率と充電時間は、８０％と１０秒（ｓ）である。
【０２４６】
また、[3]と[4]の受電器２がグループＧ４に分けられる。[3]の受電器２の受電効率と充電時間は、６９％と１０秒（ｓ）であり、[4]の受電器２の受電効率と充電時間は、６０％と１０秒（ｓ）である。
【０２４７】
また、[5]と[6]の受電器２がグループＧ６に分けられる。[5]の受電器２の受電効率と充電時間は、４８％と１０秒（ｓ）であり、[6]の受電器２の受電効率と充電時間は、４０％と１０秒（ｓ）である。
【０２４８】
以上のような初期状態でのグループ分けによるグループＧ２の充電時間は１０秒（ｓ）、グループＧ４の充電時間は１０秒（ｓ）、グループＧ６の充電時間は１０秒（ｓ）である。各グループでは同時に充電を行うため、各グループの充電時間は、グループ内における最長の充電時間によって決まるからである。
【０２４９】
従って、初期状態でのグループ分けによるグループＧ２、Ｇ４、Ｇ６の総充電時間は３０秒（ｓ）である。
【０２５０】
次に、受電器２が調整部２７を調整してｋ値を最大値に変更し、送電器１は、最大値ｋＡと総充電時間ＴＡを算出して再度グループ分けを行う。これは、図２０に示すステップＳ２、Ｓ３の処理である。
【０２５１】
ここで、ｋ値が最大値ｋＡに変更されると、[1]の受電器２の受電効率と充電時間は、８９％と１０秒（ｓ）であり、[2]の受電器２の受電効率と充電時間は、８０％と１０秒（ｓ）であり、[1]と[2]の受電器２の受電効率と充電時間は、初期状態と変わっていない。これは、初期状態において、最大値ｋＡが得られていたことを意味する。
【０２５２】
また、[3]の受電器２の受電効率と充電時間は、８０％と１０秒（ｓ）になっており、受電効率が増大している。
【０２５３】
また、[4]、[5]、[6]の受電器２の受電効率と充電時間は、すべて６０％と１０秒（ｓ）になっており、受電効率が増大している。
【０２５４】
この結果、最大値ｋＡによるグループ分けでは、[1]、[2]、[3]の受電器２がグループＧ２に分けられ、[4]、[5]、[6]の受電器２がグループＧ４に分けられる。また、各受電器２の充電時間は、すべて１０秒である。
【０２５５】
以上のような最大値ｋＡによるグループ分けによるグループＧ２の充電時間は１０秒（ｓ）、グループＧ４の充電時間は１０秒（ｓ）である。
【０２５６】
従って、最大値ｋＡによるグループ分けによるグループＧ２とＧ４の総充電時間ＴＡは２０秒（ｓ）である。
【０２５７】
このように、総充電時間は、ｋ値を初期値ｋ０から最大値ｋＡに増大させることにより、初期値Ｔ０（３０秒）から総充電時間ＴＡ（２０秒）まで短縮化されたことになる。
【０２５８】
図２７は、実施の形態の送電方法によるグループ分けの一例を示す図である。
【０２５９】
まず、送電器１は、各受電器２のｋ値の初期値ｋ０と総充電時間の初期値Ｔ０を算出し、ｋ０Ｑ値によるグループ分けを行う。これは、図２０に示すステップＳ１の処理であり、ｋ値の初期値ｋ０と総充電時間の初期値Ｔ０とに基づく初期状態でのグループ分けが行われる。なお、グループ分けには、図２２に示すデータを用いる。
【０２６０】
図２７では、[1]、[2]、[3]の受電器２がグループＧ３に分けられる。[1]の受電器２の受電効率と充電時間は、７０％と１０秒（ｓ）であり、[2]の受電器２の受電効率と充電時間は、７０％と９秒（ｓ）であり、[3]の受電器２の受電効率と充電時間は、７０％と８秒（ｓ）である。
【０２６１】
また、[4]、[5]、[6]の受電器２がグループＧ６に分けられる。[4]の受電器２の受電効率と充電時間は、４０％と１０秒（ｓ）であり、[5]の受電器２の受電効率と充電時間は、４０％と７秒（ｓ）であり、[6]の受電器２の受電効率と充電時間は、４９％と７秒（ｓ）である。
【０２６２】
以上のような初期状態でのグループ分けによるグループＧ３の充電時間は１０秒（ｓ）、グループＧ６の充電時間は１０秒（ｓ）である。各グループでは同時に充電を行うため、グループＧ３の充電時間は、充電時間が最長の[1]の充電時間によって決まり、グループＧ６の充電時間は、充電時間が最長の[4]の充電時間によって決まるからである。
【０２６３】
従って、初期状態でのグループ分けによるグループＧ３及びＧ６の総充電時間は２０秒（ｓ）である。
【０２６４】
次に、受電器２が調整部２７を調整してｋ値を最大値に変更し、送電器１は、最大値ｋＡと総充電時間ＴＡを算出して再度グループ分けを行う。これは、図２０に示すステップＳ２、Ｓ３の処理である。
【０２６５】
ここで、ｋ値が最大値ｋＡに変更されると、[1]の受電器２の受電効率と充電時間は、８０％と１０秒（ｓ）であり、[2]の受電器２の受電効率と充電時間は、８０％と９秒（ｓ）であり、[3]の受電器２の受電効率と充電時間は、７０％と８秒（ｓ）である。
【０２６６】
また、[4]の受電器２の受電効率と充電時間は、７０％と１０秒（ｓ）になっており、[5]の受電器２の受電効率と充電時間は、５０％と７秒（ｓ）になっている。
【０２６７】
また、[6]の受電器２の受電効率と充電時間は、８０％と７秒（ｓ）になっている。
【０２６８】
この結果、最大値ｋＡによるグループ分けでは、[1]、[2]、[6]の受電器２がグループＧ２に分けられ、[3]、[4]の受電器２がグループＧ３に分けられ、[5]の受電器２がグループＧ５に分けられる。
【０２６９】
以上のような最大値ｋＡによるグループ分けによるグループＧ２の充電時間は１０秒（ｓ）、グループＧ３の充電時間は１０秒（ｓ）、グループＧ５の充電時間は７秒（ｓ）である。各グループの充電時間は、最長の充電時間によって決まるからである。
【０２７０】
従って、最大値ｋＡによるグループ分けによるグループＧ２、Ｇ３、Ｇ５の総充電時間ＴＡは２７秒（ｓ）である。
【０２７１】
図２７に示すケースでは、総充電時間は、ｋ値を初期値ｋ０から最大値ｋＡに増大させることにより、初期値Ｔ０（２０秒）から総充電時間ＴＡ（２７秒）に延びている。これは、図２０に示すステップＳ４でＮＯと判定される場合である。
【０２７２】
このような場合には、例えば、図２３に示す処理を実行して、グループの数を初期状態のグループ数に戻すことによって総充電時間を短縮化することができる。図２４に示す処理を実行した結果、[1]の受電器２の受電効率と充電時間は、７９％と１０秒（ｓ）であり、[2]の受電器２の受電効率と充電時間は、７９％と９秒（ｓ）であり、[3]の受電器２の受電効率と充電時間は、７０％と８秒（ｓ）である。
【０２７３】
また、[4]の受電器２の受電効率と充電時間は、７０％と１０秒（ｓ）になっており、[5]の受電器２の受電効率と充電時間は、５０％と７秒（ｓ）になっている。
【０２７４】
また、[6]の受電器２の受電効率と充電時間は、７９％と７秒（ｓ）になっている。
【０２７５】
この結果、図２４に示す処理によるグループ分けでは、[1]、[2]、[3]、[4]、[6]の受電器２がグループＧ３に分けられ、[5]の受電器２がグループＧ５に分けられる。
【０２７６】
以上のようなグループ分けによるグループＧ３の充電時間は１０秒（ｓ）、グループＧ５の充電時間は７秒（ｓ）である。
【０２７７】
従って、図２４に示す処理によるグループ分けによるグループＧ３及びＧ５の総充電時間は１７秒（ｓ）である。
【０２７８】
このように、総充電時間は、図２４に示す処理によるグループ分けを行うことにより、初期値Ｔ０（２０秒）から１７秒まで短縮化されたことになる。
【０２７９】
なお、図２７に示す最大値ｋＡによるグループ分けから図２４に示す処理によるグループ分けを行う処理は、最大値ｋＡによるグループ分けから図２１に示す処理によるグループ分けを行う処理として捉えることもできる。
【０２８０】
図２８は、図２７の最大値ｋＡによるグループ分けから、図２４の処理によってグループ分けをやり直す際におけるすべての分け方を示す図である。
【０２８１】
図２７に示すように、最大値ｋＡにおける[1]、[2]、[3]、[4]、[5]、[6]の６個の受電器２の受電効率は、それぞれ、８０％、８０％、７０％、７０％、５０％、８０％である。
【０２８２】
６個の受電器２は、３つのグループに分けられているため、図２４の処理によって初期状態のグループ数である２つのグループに戻すためにｋ値を変更する組み合わせを考える。
【０２８３】
最大値ｋＡによる上述のような受電効率の[1]、[2]、[3]、[4]、[5]、[6]の６個の受電器２を２つのグループ１と２に分ける分け方は、図２８に示すＮｏ．１〜Ｎｏ．３１の３１通りの組み合わせが考えられる。
【０２８４】
３１通りの組み合わせの中で、６個の受電器２のうちのいずれか１又は複数の受電器２のｋ値を変更することにより、２つのグループに分けることができるのは、Ｎｏ．５、Ｎｏ．１９、Ｎｏ．２１、Ｎｏ．２２の４つである。これら４つは成立可能であるため○印で示す。成立不可能な組み合わせには×印を示す。
【０２８５】
Ｎｏ．５、Ｎｏ．１９、Ｎｏ．２１、Ｎｏ．２２をそれぞれ実現するために、ステップＳ２１の処理で総充電時間ＴＢを求めると、それぞれ、１７秒、２０秒、１７秒、２０秒になる。
【０２８６】
従って、総充電時間ＴＢが最短の組み合わせはＮｏ．５とＮｏ．２１の２つがあり、ステップＳ２２の処理はＮＯとなる。
【０２８７】
そして、ステップＳ２３で、Ｎｏ．５とＮｏ．２１の２つの組み合わせのうち、ｋＢＱが大きい方を選択することになる。
【０２８８】
ここで、Ｎｏ．５の組み合わせは、[4]の受電器２のみのｋ値を調整すればよく、より具体的には[4]の受電器２の受電効率を８０％から７９％に低下させればよい。
【０２８９】
これに対して、Ｎｏ．２１の組み合わせは、[4]と[5]の受電器２のｋ値を調整する必要があり、より具体的には[4]と[5]の受電器２の受電効率を８０％から７９％に低下させる必要がある。
【０２９０】
このため、ステップＳ２３では、Ｎｏ．５とＮｏ．２１の２つの組み合わせのうち、ｋＢＱがより大きいＮｏ．５の組み合わせを選択することになる。
【０２９１】
図２９は、実施の形態の送電方法によるグループ分けの一例を示す図である。
【０２９２】
まず、送電器１は、各受電器２のｋ値の初期値ｋ０と総充電時間の初期値Ｔ０を算出し、ｋ０Ｑ値によるグループ分けを行う。これは、図２０に示すステップＳ１の処理であり、ｋ値の初期値ｋ０と総充電時間の初期値Ｔ０とに基づく初期状態でのグループ分けが行われる。なお、グループ分けには、図２２に示すデータを用いる。
【０２９３】
図２９では、[1]、[2]、[3]の受電器２がグループＧ３に分けられる。[1]の受電器２の受電効率と充電時間は、７０％と１０秒（ｓ）であり、[2]の受電器２の受電効率と充電時間は、７０％と９秒（ｓ）であり、[3]の受電器２の受電効率と充電時間は、７０％と８秒（ｓ）である。
【０２９４】
また、[4]、[5]、[6]の受電器２がグループＧ６に分けられる。[4]の受電器２の受電効率と充電時間は、４０％と１０秒（ｓ）であり、[5]の受電器２の受電効率と充電時間は、４０％と７秒（ｓ）であり、[6]の受電器２の受電効率と充電時間は、４５％と７秒（ｓ）である。
【０２９５】
以上のような初期状態でのグループ分けによるグループＧ３の充電時間は１０秒（ｓ）、グループＧ６の充電時間は１０秒（ｓ）である。
【０２９６】
従って、初期状態でのグループ分けによるグループＧ３及びＧ６の総充電時間は２０秒（ｓ）である。
【０２９７】
次に、受電器２が調整部２７を調整してｋ値を最大値に変更し、送電器１は、最大値ｋＡと総充電時間ＴＡを算出して再度グループ分けを行う。これは、図２０に示すステップＳ２、Ｓ３の処理である。
【０２９８】
ここで、ｋ値が最大値ｋＡに変更されると、[1]の受電器２の受電効率と充電時間は、８０％と１０秒（ｓ）であり、[2]の受電器２の受電効率と充電時間は、８０％と９秒（ｓ）であり、[3]の受電器２の受電効率と充電時間は、７１％と８秒（ｓ）である。
【０２９９】
また、[4]の受電器２の受電効率と充電時間は、７０％と１０秒（ｓ）になっており、[5]の受電器２の受電効率と充電時間は、５０％と７秒（ｓ）になっている。
【０３００】
また、[6]の受電器２の受電効率と充電時間は、８０％と７秒（ｓ）になっている。
【０３０１】
この結果、最大値ｋＡによるグループ分けでは、[1]、[2]、[6]の受電器２がグループＧ２に分けられ、[3]、[4]の受電器２がグループＧ３に分けられ、[5]の受電器２がグループＧ５に分けられる。
【０３０２】
以上のような最大値ｋＡによるグループ分けによるグループＧ２の充電時間は１０秒（ｓ）、グループＧ３の充電時間は１０秒（ｓ）、グループＧ５の充電時間は７秒（ｓ）である。各グループの充電時間は、最長の充電時間によって決まるからである。
【０３０３】
従って、最大値ｋＡによるグループ分けによるグループＧ２、Ｇ３、Ｇ５の総充電時間ＴＡは２７秒（ｓ）である。
【０３０４】
図２９に示すケースでは、総充電時間は、ｋ値を初期値ｋ０から最大値ｋＡに増大させることにより、初期値Ｔ０（２０秒）から総充電時間ＴＡ（２７秒）に延びている。これは、図２０に示すステップＳ４でＮＯと判定される場合である。
【０３０５】
このような場合には、図２４に示す最適化処理によるグループ分けを行うことにより、[1]の受電器２の受電効率と充電時間は、７９％と１０秒（ｓ）であり、[2]の受電器２の受電効率と充電時間は、７９％と９秒（ｓ）であり、[3]の受電器２の受電効率と充電時間は、７１％と８秒（ｓ）である。
【０３０６】
また、[4]の受電器２の受電効率と充電時間は、７０％と１０秒（ｓ）になっており、[5]の受電器２の受電効率と充電時間は、５０％と７秒（ｓ）になっている。
【０３０７】
また、[6]の受電器２の受電効率と充電時間は、７９％と７秒（ｓ）になっている。
【０３０８】
この結果、図２４に示す最適化処理によるグループ分けでは、[1]、[2]、[3]、[4]、[6]の受電器２がグループＧ３に分けられ、[5]の受電器２がグループＧ５に分けられる。
【０３０９】
以上のような最適化処理によるグループ分けによるグループＧ３の充電時間は１０秒（ｓ）、グループＧ５の充電時間は７秒（ｓ）である。
【０３１０】
従って、最適化によるグループ分けによるグループＧ３及びＧ５の総充電時間は１７秒（ｓ）である。
【０３１１】
このように、総充電時間は、最適化によるグループ分けを行うことにより、初期値Ｔ０（２０秒）から１７秒まで短縮化されたことになる。
【０３１２】
図３０は、実施の形態の変形例による受電器２を示す図である。
【０３１３】
図３０に示す受電器２は、図１８に示す受電器２に、電力取出コイル２１ｂを追加した構成を有する。電力取出コイル２１ｂは、二次側共振コイル２１ａが送電器１の一次側共振コイル１１ａから磁界共鳴によって受電した電力を電磁誘導によって受電する。従って、図３０では、二次側共振コイル２１ａは中継コイルとして機能する。なお、電磁誘導コイルとしての電力取出コイル２１ｂの代わりに、二次側共振コイル２１ａと同様に磁界共鳴によって受電する共振コイルを用いてもよい。
【０３１４】
図３０に示す受電器２は、中継コイルとして機能する二次側共振コイル２１ａを用いることにより、送電器１から送電される電力を受電器２でより受電しやすくなる。
【０３１５】
図３１は、実施の形態の変形例による受電器２を示す図である。
【０３１６】
図３１に示す受電器２は、図１８に示す受電器２の二次側共振コイル２１ａを内蔵型にして、調整部２７を省いた構成を有するスマートフォン端末機である。図１８に示す受電器２は、送電器１からｋ値の調整制御信号を受信すると、調整制御信号による調整量を受電器２の三次元的な角度値に変換し、ディスプレイ２９Ａに角度の調整量を表示する。
【０３１７】
図３１では、ディスプレイ２９Ａに「あと５度、右を下げる方向に傾けて下さい」とのメッセージが表示される。受電器２の利用者は、ディスプレイ２９Ａに表示されるメッセージに従って、受電器２の角度を調整する。これにより、ｋ値が増大され、受電器２の受電効率が増大される。図３１に示すような受電器２を図１８に示す受電器２の代わりに用いて、図２０、２１、２３、２４、２５に示すようなｋ値の調整を行ってもよい。
【０３１８】
図３２は、実施の形態の変形例による無線給電システム１００Ａを示す図である。
【０３１９】
無線給電システム１００Ａは、図１７に示す無線給電システム１００の送電器１に、調整部１６を追加した構成を有する。調整部１６は、送電器１に対して、一次側共振コイル１１ａの角度を調整するために設けられている。
【０３２０】
送電器１と受電器２Ａ、２Ｂとの間の結合係数（ｋ値）を調整する際に、受電器２Ａ、２Ｂの調整部２７を調整することに加えて、又は、受電器２Ａ、２Ｂの調整部２７を調整することの代わりに、送電器１の調整部１６を調整してもよい。
【０３２１】
以上、本発明の例示的な実施の形態の無線給電システム、送電器、及び、送電方法について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０３２２】
１  送電器
１Ａ〜１Ｄ、１Ａ１〜１Ａ３  送電器
２  受電器
２Ａ〜２Ｆ、２Ａ１〜２Ａ３、２Ｂ１〜２Ｂ３、２Ｃ１、２Ｃ２  受電器
１０Ａ、１０Ｂ  外部電源
１１  ワイヤレス送電部
１１ａ、１１ａＡ、１１ａＢ、１１ａ１、１１ａ２  一次側共振コイル
１１ｂ  電力供給コイル
１２、１２Ａ、１２Ｂ  高周波電源部
１３  送電制御部
１４  通信回路部
２１、２１Ａ、２１Ｂ  ワイヤレス受電部
２１ａ  二次側共振コイル
２１ｂ  電力取出コイル
２２、２２Ａ、２２Ｂ  整流部
２３、２３Ａ、２３Ｂ  受電制御部
２４  通信回路部
２５、２５Ａ、２５Ｂ  バッテリ
１００  無線給電システム
【図１Ａ】
2016147312.tif 000007
【図１Ｂ】
2016147312.tif 000008
【図２Ａ】
2016147312.tif 000009
【図２Ｂ】
2016147312.tif 000010
【図３】
2016147312.tif 000011
【図４Ａ】
2016147312.tif 000012
【図４Ｂ】
2016147312.tif 000013
【図４Ｃ】
2016147312.tif 000014
【図５Ａ】
2016147312.tif 000015
【図５Ｂ】
2016147312.tif 000016
【図５Ｃ】
2016147312.tif 000017
【図５Ｄ】
2016147312.tif 000018
【図６Ａ】
2016147312.tif 000019
【図６Ｂ】
2016147312.tif 000020
【図６Ｃ】
2016147312.tif 000021
【図６Ｄ】
2016147312.tif 000022
【図７Ａ】
2016147312.tif 000023
【図７Ｂ】
2016147312.tif 000024
【図７Ｃ】
2016147312.tif 000025
【図８Ａ】
2016147312.tif 000026
【図８Ｂ】
2016147312.tif 000027
【図８Ｃ】
2016147312.tif 000028
【図９Ａ】
2016147312.tif 000029
【図９Ｂ】
2016147312.tif 000030
【図１０Ａ】
2016147312.tif 000031
【図１０Ｂ】
2016147312.tif 000032
【図１０Ｃ】
2016147312.tif 000033
【図１１Ａ】
2016147312.tif 000034
【図１１Ｂ】
2016147312.tif 000035
【図１１Ｃ】
2016147312.tif 000036
【図１２】
2016147312.tif 000037
【図１３Ａ】
2016147312.tif 000038
【図１３Ｂ】
2016147312.tif 000039
【図１４Ａ】
2016147312.tif 000040
【図１４Ｂ】
2016147312.tif 000041
【図１５Ａ】
2016147312.tif 000042
【図１５Ｂ】
2016147312.tif 000043
【図１６Ａ】
2016147312.tif 000044
【図１６Ｂ】
2016147312.tif 000045
【図１７】
2016147312.tif 000046
【図１８】
2016147312.tif 000047
【図１９】
2016147312.tif 000048
【図２０】
2016147312.tif 000049
【図２１】
2016147312.tif 000050
【図２２】
2016147312.tif 000051
【図２３】
2016147312.tif 000052
【図２４】
2016147312.tif 000053
【図２５】
2016147312.tif 000054
【図２６】
2016147312.tif 000055
【図２７】
2016147312.tif 000056
【図２８】
2016147312.tif 000057
【図２９】
2016147312.tif 000058
【図３０】
2016147312.tif 000059
【図３１】
2016147312.tif 000060
【図３２】
2016147312.tif 000061
【国際調査報告】
2016147312.tif 000062
2016147312.tif 000063