(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を供給する電力供給部と、
前記電力供給部に接続された給電コイル及び給電共振コイルを有する給電共振器と、
前記給電共振コイルと同一の共振周波数を有する受電共振コイル及び受電コイルを有する受電共振器と、
前記受電共振器、及び、前記受電共振器が受電した前記電力が出力される電力受給部を有する作動が可能な作動機器と、を備え、
前記給電共振コイルのコイル面と前記受電共振コイルのコイル面同士が直交しないように対向配置した場合のコイル面同士の間の直線距離に対して、前記給電共振コイルと前記受電共振コイルとの間に所望の直線距離がある場合にのみ、前記共振周波数の帯域において、前記給電共振器に供給される電力に対する前記電力受給部に出力される電力の比率が所定の有効電力以上で送電される電力供給範囲を設定した場合、
前記給電コイルのコイル面と前記給電共振コイルのコイル面同士が直交しないように対向配置した場合のコイル面同士の間の直線距離、及び、前記受電共振コイルのコイル面と前記受電コイルのコイル面同士が直交しないように対向配置した場合のコイル面同士の間の直線距離は、前記設定された電力供給範囲を形成するように所定の直線距離に固定し、
前記電力受給部は、前記作動機器が前記電力供給範囲を外れたことを、受電した電力が前記所定の有効電力以上ではないことにより判断した場合に、前記作動機器の作動をストップさせる、ことを特徴とする無線電力供給システム。
【請求項２】
電力を供給する電力供給部と、
前記電力供給部に接続された給電コイル及び給電共振コイルを有する給電共振器と、
前記給電共振コイルと同一の共振周波数を有する受電共振コイル及び受電コイルを有する受電共振器と、
前記受電共振器、及び、前記受電共振器が受電した前記電力が出力される電力受給部を有する作動が可能な作動機器と、
を備えた無線電力供給システムの無線電力供給方法であって、
前記給電共振コイルのコイル面と前記受電共振コイルのコイル面同士が直交しないように対向配置した場合のコイル面同士の間の直線距離に対して、前記給電共振コイルと前記受電共振コイルとの間に所望の直線距離がある場合にのみ、前記共振周波数の帯域において、前記給電共振器に供給される電力に対する前記電力受給部に出力される電力の比率が所定の有効電力以上で送電される電力供給範囲を設定するステップと、
前記給電コイルのコイル面と前記給電共振コイルのコイル面同士が直交しないように対向配置した場合のコイル面同士の間の直線距離、及び、前記受電共振コイルのコイル面と前記受電コイルのコイル面同士が直交しないように対向配置した場合のコイル面同士の間の直線距離は、前記設定された電力供給範囲を形成するように所定の直線距離に固定するステップと、を経て設定し、
前記電力受給部は、前記作動機器が前記電力供給範囲を外れたことを、受電した電力が前記所定の有効電力以上ではないことにより判断した場合に、前記作動機器の作動をストップさせるステップを有する、ことを特徴とする無線電力供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁界共鳴状態を創出することにより非接触で電力を送電する無線電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線による電力供給技術としては、電磁誘導を利用した技術、電波を利用した技術が知られている。これに加えて、近年、磁界共鳴状態を利用した無線電力供給技術が提案されている。
【０００３】
この磁界共鳴状態（磁気共鳴、磁場共鳴、磁界共振とも言われる）を利用した電力供給技術は、共振する２つの共振器間で磁場を結合させることにより、エネルギー（電力）の送電を可能とする技術である。このような磁界共鳴状態を利用した無線電力供給技術によれば、電磁誘導を利用した無線電力供給技術に比べて、エネルギー（電力）の送電距離を長くすることができる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、送電共振コイルと受電共振コイルとの間の距離が変動した場合でも、送電共振コイルの共振周波数及び受電共振コイルの共振周波数を変更することにより、送電共振コイルと受電共振コイルとの間の結合強度を逐次変更して共鳴状態を維持することで送電装置から受電装置への電力の送電効率の低下を防止することができる無線電力供給システムが開示されている。また、特許文献２には、送電コイルと受電コイルとの結合強度を変化させることによって、装置全体の送電効率を高めることができる無線電力装置が開示されている。さらに、特許文献３には、給電コイルと給電コイルの間に給電側共鳴コイルと受電側共鳴コイルとを設けて非接触で電力を供給する給電システムにおいて、給電側共鳴コイルと受電側共鳴コイルの距離が変化しても電力供給効率を維持あるいは向上できる給電システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２３９７６９
【特許文献２】特開２０１０−２３９７７７
【特許文献３】特開２０１０−１２４５２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、近年において、各文献１〜３においても開示されているように、磁界共鳴状態を利用した無線電力供給技術が注目されており、この磁界共鳴状態を利用したさらなる電力供給システムが要望されている。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、従来とは全く異なる視点に立った磁界共鳴状態を利用した無線電力供給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】
【０００８】
上記課題を解決するための発明の一つは、電力を供給する電力供給部と、
前記電力供給部に接続された給電コイル及び給電共振コイルを有する給電共振器と、
前記給電共振コイルと同一の共振周波数を有する受電共振コイル及び受電コイルを有する受電共振器と、
前記受電共振器、及び、前記受電共振器が受電した前記電力が出力される電力受給部を有する作動が可能な作動機器と、を備え、
前記給電共振コイルのコイル面と前記受電共振コイルのコイル面同士が直交しないように対向配置した場合のコイル面同士の間の直線距離に対して、前記給電共振コイルと前記受電共振コイルとの間に所望の直線距離がある場合にのみ、前記共振周波数の帯域において、前記給電共振器に供給される電力に対する前記電力受給部に出力される電力の比率が所定の有効電力以上で送電される電力供給範囲を設定した場合、
前記給電コイルのコイル面と前記給電共振コイルのコイル面同士が直交しないように対向配置した場合のコイル面同士の間の直線距離、及び、前記受電共振コイルのコイル面と前記受電コイルのコイル面同士が直交しないように対向配置した場合のコイル面同士の間の直線距離は、前記設定された電力供給範囲を形成するように所定の直線距離に固定し、
前記電力受給部は、前記作動機器が前記電力供給範囲を外れたことを、受電した電力が前記所定の有効電力以上ではないことにより判断した場合に、前記作動機器の作動をストップさせる、ことを特徴とする無線電力供給システムである。
また、本発明の１つは、電力を供給する電力供給部と、
前記電力供給部に接続された給電コイル及び給電共振コイルを有する給電共振器と、
前記給電共振コイルと同一の共振周波数を有する受電共振コイル及び受電コイルを有する受電共振器と、
前記受電共振器、及び、前記受電共振器が受電した前記電力が出力される電力受給部を有する作動が可能な作動機器と、
を備えた無線電力供給システムの無線電力供給方法であって、
前記給電共振コイルのコイル面と前記受電共振コイルのコイル面同士が直交しないように対向配置した場合のコイル面同士の間の直線距離に対して、前記給電共振コイルと前記受電共振コイルとの間に所望の直線距離がある場合にのみ、前記共振周波数の帯域において、前記給電共振器に供給される電力に対する前記電力受給部に出力される電力の比率が所定の有効電力以上で送電される電力供給範囲を設定するステップと、
前記給電コイルのコイル面と前記給電共振コイルのコイル面同士が直交しないように対向配置した場合のコイル面同士の間の直線距離、及び、前記受電共振コイルのコイル面と前記受電コイルのコイル面同士が直交しないように対向配置した場合のコイル面同士の間の直線距離は、前記設定された電力供給範囲を形成するように所定の直線距離に固定するステップと、を経て設定し、
前記電力受給部は、前記作動機器が前記電力供給範囲を外れたことを、受電した電力が前記所定の有効電力以上ではないことにより判断した場合に、前記作動機器の作動をストップさせるステップを有する、ことを特徴とする無線電力供給方法である。
【０００９】
上記の構成によれば、給電共振器と受電共振器との位置関係を、給電共振器と受電共振器とを共振させることにより磁界エネルギーとして送電された電力が所定の有効電力以上となるように設定することにより、給電共振器と受電共振器とが上記位置関係に置かれたときにだけ、電力供給範囲として所定の有効電力を送電することができる。
【００１０】
また、上記課題を解決するための発明の一つは、電力を供給する電力供給部と、前記電力供給部から供給された前記電力を、磁界エネルギーとして送電する給電共振器と、前記給電共振器と同一の共振周波数を有し、前記給電共振器から送電された前記磁界エネルギーを電力として受電する受電共振器と、前記受電共振器が受電した前記電力が出力され、当該電力が所定の有効電力以上であるときに作動する電力受給部と、を備えた無線電力供給システムであって、前記給電共振器と前記受電共振器との位置関係は、前記共振周波数の帯域において、前記給電共振器に供給される電力に対する前記電力受給部に出力される電力の比率が前記有効電力以上となるように設定されていることを特徴としている。
【００１１】
上記の構成によれば、給電共振器及び受電共振器を共振周波数において同調させて、給電共振器と受電共振器との間に磁界共鳴状態を創出することによって、電力供給部から供給された電力を磁界エネルギーとして給電共振器から受電共振器へ無線により送電することができる。そして、電力受給部は、その送電された電力が所定の有効電力以上であるときに作動することができる。
【００１２】
そして、給電共振器と受電共振器との位置関係を、共振周波数の帯域において、給電共振器に供給される電力に対する電力受給部に出力される電力の比率が有効電力以上となるように設定することにより、当該位置関係では受電共振器は高効率で有効電力を受電することができる。一方で、受電共振器が当該位置関係を外れた位置に置かれた場合、受電共振器の受電効率は低下して所定の有効電力を受電することができない。こうすることにより、給電共振器と受電共振器とが上記位置関係に置かれたときにだけ、電力受給部が作動するのに必要な有効電力が当該電力受給部に出力されることになる。
【００１３】
また、上記課題を解決するための発明の一つは、上記無線電力供給システムにおいて、前記給電共振器は、前記電力供給部に接続された給電コイルと給電共振コイルとを有し、前記受電共振器は、前記電力受給部に接続された受電コイルと受電共振コイルとを有することを特徴としている。
【００１４】
上記の構成によれば、給電コイルと給電共振コイルとの間において、磁界共鳴状態を創出することなく電磁誘導を用いることにより、給電コイルから給電共振コイルに電力を送電することができる。また、同様に、受電共振コイルと受電コイルとの間において、磁界共鳴状態を創出することなく電磁誘導を用いることにより、受電共振コイルから受電コイルに電力を送電することができる。これにより、給電コイルと給電共振コイルとの間、及び、受電共振コイルと受電コイルとの間において共振周波数で同調させる必要がなくなるので設計の簡易化が図れる。
【００１５】
また、上記課題を解決するための発明の一つは、上記無線電力供給システムにおいて、前記給電コイルと前記給電共振コイルとの間の第１距離、及び、前記受電共振コイルと前記受電コイルとの間の第２距離の少なくとも一つを自由に設定可能なことを特徴としている。
【００１６】
上記の構成によれば、給電コイルと給電共振コイルとの間の第１距離、及び、受電共振コイルと受電コイルとの間の第２距離の少なくとも一つを所望の値に設定することにより、共振周波数の帯域において、給電共振コイルに供給される電力に対する電力受給部に出力される電力の比率が有効電力以上となる位置を自由に設定することができる。
【００１７】
また、上記課題を解決するための発明の一つは、給電共振器と受電共振器とを共振させることにより磁界エネルギーとして送電された電力が所定の有効電力以上となる前記給電共振器と前記受電共振器との位置関係を電力供給範囲としたことを特徴とする無線電力供給方法である。
【００１８】
上記の方法によれば、給電共振器と受電共振器との位置関係を、給電共振器と受電共振器とを共振させることにより磁界エネルギーとして送電された電力が所定の有効電力以上となるように設定することにより、給電共振器と受電共振器とが上記位置関係に置かれたときにだけ、電力供給範囲として所定の有効電力を送電することができる。
【発明の効果】
【００１９】
従来とは全く異なる視点に立った磁界共鳴状態を利用した無線電力供給システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る無線電力供給システムの説明図である。
【図２】実施例１に係る無線電力供給システムの概略構成図である。
【図３】給電共振コイルと受電共振コイルとの間の距離Ｃを変動させた場合における挿入損失の測定結果を示した図である。
【図４】給電共振コイルと受電共振コイルとの間の距離Ｃを変動させた場合の送電効率を、青色ＬＥＤの発光具合により説明した説明図である。
【図５】実施形態１に係る無線電力供給システムの説明図である。
【図６】実施例２に係る無線電力供給システムの概略構成図である。
【図７】給電コイルと給電共振コイルとの間の距離Ａ、及び、受電共振コイルと受電コイルとの間の距離Ｂを変えた場合における送電効率が最大となる距離Ｃについて説明した説明図である。
【図８】実施形態２に係る無線電力供給システムの説明図である。
【図９】実施形態３に係る無線電力供給システムの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
まず、以下に本発明に係る無線電力供給システム及び無線電力供給方法の概要を図１に基づいて説明する。
【００２２】
本発明に係る無線電力供給システム１０１は、図１に示すように、給電共振器１０２と受電共振器１０３とを共振させることにより磁界エネルギーとして送電された電力が所定の有効電力以上となる前記給電共振器１０２と前記受電共振器１０３との位置関係（距離Ｃ）を電力供給範囲Ｆとしている。
【００２３】
ここで、給電共振器１０２及び受電共振器１０３とは、例えば、コイルを使用した共振器で、スパイラル型やソレノイド型やループ型などのコイルが挙げられる。共振とは、給電共振器１０２及び受電共振器１０３が共振周波数において同調することをいう（例えば、交流電源１０６から、給電共振器１０２及び受電共振器１０３が有する共振周波数と同一の周波数の電力が出力されることにより実現される）。所定の有効電力とは、受電共振器１０３側で必要な電力のことをいい、要望の電力によって設定される値である（例えば、電力受給部１０９の可動に必要な電力）。給電共振器１０２と受電共振器１０３との位置関係とは、給電共振器１０２に使用されたコイルのコイル面と受電共振器１０３に使用されたコイルのコイル面同士が直交しないように対向配置した場合のコイル面同士の間の直線距離のことをいう（図１では、距離Ｃで表記）。電力供給範囲Ｆとは、所定の有効電力以上の電力が送電される範囲である（図１では、距離ＣがＹ〜Ｙ´を満たす範囲）。
【００２４】
これにより、給電共振器１０２と受電共振器１０３との位置関係を、給電共振器１０２と受電共振器１０３とを共振させることにより磁界エネルギーとして送電された電力が所定の有効電力以上となるように設定することにより、上記位置関係を保持した電力供給範囲Ｆだけに所定の有効電力を送電することができる。一方、受電共振器１０３が当該電力供給範囲Ｆを外れた場合には、電力は送電されない。
【００２５】
（実施例１）
次に、上記で説明した無線電力供給システム１０１を簡易な構成で実現した無線電力供給システム１について説明する。図２に示した無線電力供給システム１は、給電共振器２と受電共振器３とを含むシステムであり、給電共振器２から受電共振器３に電力を磁界エネルギーとして送電する。給電共振器２は、図２に示すように、その内部に給電コイル４と、給電共振コイル５とを有する。そして、給電コイル４は交流電源６（電力供給部）に接続されている。また、受電共振器３は、その内部に受電コイル７と、受電共振コイル８とを有する。そして、受電コイル７は青色ＬＥＤ９（電力受給部）に接続されている。
【００２６】
交流電源６は、給電共振コイル５及び受電共振コイル８の共振周波数と同一の周波数である１６ＭＨｚで電力を出力する。そのため、給電共振コイル５及び受電共振コイル８は、共振周波数である１６ＭＨｚで共振する。なお、本実施形態では、交流電源６から０．５Ｗの電力を出力する。
【００２７】
青色ＬＥＤ９は、主に窒化ガリウムを材料とする、青色の光を発光するダイオードである。この青色ＬＥＤ９は、発光に必要な有効電力である０．３５Ｗ以上の電力が入力された場合に青色に発光する。一方で、この青色ＬＥＤ９は、有効電力０．３５Ｗよりも少ない電力が入力された場合には発光しないように構成されている。
【００２８】
給電コイル４は、交流電源６から得られた電力を電磁誘導によって給電共振コイル５に供給する役割を果たす。この給電コイル４は、一辺２ｍｍの角形タイプの銅線材（絶縁被膜付）を１回巻にしたコイル径８０ｍｍφのコイルによって形成されている。
【００２９】
このように、給電コイル４を介し、電磁誘導によって給電共振コイル５に電力を送電させることにより、給電共振コイル５と他の回路との電気的な接続が不要となり、給電共振コイル５を任意に、かつ、高精度に設計することができるようになる。
【００３０】
受電コイル７は、給電共振コイル５から受電共振コイル８に磁界エネルギーとして送電された電力を電磁誘導によって青色ＬＥＤ９に出力する役割を果たす。この受電コイル７は、給電コイル４と同様に、一辺２ｍｍの角形タイプの銅線材（絶縁被膜付）を１回巻にしたコイル径８０ｍｍφのコイルによって形成されている。
【００３１】
そして、磁界共鳴状態下で受電共振コイル８に送電された電力は、受電共振コイル８から受電コイル７に電磁誘導によってエネルギーが移動する。受電コイル７は、青色ＬＥＤ９に電気的に接続されており、電磁誘導によって受電コイル７に移動したエネルギーは電力として青色ＬＥＤ９に出力される。
【００３２】
このように受電コイル７を介し、電磁誘導によって受電共振コイル８から青色ＬＥＤ９に電力を送電することで、受電共振コイル８と他の回路との電気的な接続が不要となり、受電共振コイル８を任意に、かつ、高精度に設計することができるようになる。
【００３３】
給電共振コイル５及び受電共振コイル８は、図２に示すように、それぞれＬＣ共振回路であり、磁界共鳴状態を創出する役割を果たす。なお、本実施形態では、ＬＣ共振回路のコンデンサ成分については素子によって実現しているが、コイルの両端を開放し、浮遊容量によって実現してもよい。このＬＣ共振回路では、インダクタンスをＬ、コンデンサ容量をＣとすると、（式１）によって定まるｆが共振周波数となる。
ｆ＝１／（２π√（ＬＣ））・・・（式１）
【００３４】
また、給電共振コイル５及び受電共振コイル８は、双方とも一辺２ｍｍの角形タイプの銅線材（絶縁被膜付）を３回巻にしたコイル内径１００ｍｍφ、コイル外径１２４ｍｍφのコイルによって形成されている。また、給電共振コイル５及び受電共振コイル８は、（式１）によって定まる共振周波数ｆを同一とする必要があるため、共振周波数を１６ＭＨｚとしている。なお、共振周波数を同一とするためには、必ずしも同一の形状である必要はない。
【００３５】
そして、本実施形態では、図２に示すように、給電コイル４の内径と給電共振コイル５の内径との間の距離を１０ｍｍとしたうえで同一の平面基板に給電共振器２としてプリント配置しているが、給電コイル４と給電共振コイル５との配置は、電磁誘導が発生可能な距離および配置であればよい。また、同様に、受電コイル７の内径と受電共振コイル８の内径との間の距離を１０ｍｍとしたうえで同一の平面基板に受電共振器３としてプリント配置しているが、受電コイル７と受電共振コイル８との配置は、電磁誘導が発生可能な距離および配置であればよい。
【００３６】
上記のように、給電共振コイル５の共振周波数と受電共振コイル８の共振周波数とを同一値とした場合、給電共振コイル５と受電共振コイル８との間に磁界共鳴状態を創出することができる。給電共振コイル５が共振した状態で磁界共鳴状態が創出されると、給電共振コイル５から受電共振コイル８に電力を磁界エネルギーとして送電することができる。
【００３７】
また、給電共振コイル５と受電共振コイル８との間の距離をＣとして、給電共振器２の給電共振コイル５と受電共振器３の受電共振コイル８との位置関係を、給電共振コイル５と受電共振コイル８との間の距離Ｃが、１００ｍｍとなるように配置している。
【００３８】
ここで、給電共振コイル５と受電共振コイル８との間の距離Ｃを、１００ｍｍとしている理由を以下に説明する。まず、図３及び図４を参照して、無線電力供給システム１において、給電コイル４と給電共振コイル５とを同一基板に固定し、受電共振コイル８と受電コイル７とを同一基板に固定したうえで、給電共振コイル５と受電共振コイル８との間の距離Ｃが変動した場合における送電効率の変化について説明する。なお、送電効率を計測するにあたって、給電コイル４には、交流電源６の代わりにネットワークアナライザ（アジレント・テクノロジー株式会社製）の出力端子を接続し、受電コイル７には、青色ＬＥＤ９の代わりにネットワークアナライザの入力端子を接続して、図３では、横軸を伝送周波数とし、縦軸を挿入損失『Ｓ２１』として測定した。また、図４では、グラフの横軸を距離Ｃとし、縦軸を送電効率として説明する。
【００３９】
ここで、送電効率とは、給電共振器に供給される電力に対する電力受給部に出力される電力の比率のことをいう。即ち、電力が、給電共振器から受電共振器に電送される際のエネルギー転送効率のことである。挿入損失『Ｓ２１』とは、出力端子から信号を入力したときの入力端子を通過する信号を表しており、デシベル表示され、数値が大きいほど送電効率が高いことを表す。即ち、挿入損失『Ｓ２１』が高いほど、給電共振器２に供給される電力に対する電力受給部としての青色ＬＥＤ９に出力される電力の比率（送電効率）が高くなることを意味する。
【００４０】
以下に、図３及び図４を参照して、給電共振コイル５と受電共振コイル８との間の距離Ｃを変動させた場合における挿入損失『Ｓ２１』及び送電効率の測定結果について説明する。図３（ａ）は、距離Ｃ＝３７ｍｍとした場合の挿入損失『Ｓ２１』の測定結果である。図３（ｂ）は、距離Ｃ＝５０ｍｍとした場合の挿入損失『Ｓ２１』の測定結果である。図３（ｃ）は、距離Ｃ＝７０ｍｍとした場合の挿入損失『Ｓ２１』の測定結果である。図３（ｄ）は、距離Ｃ＝１００ｍｍとした場合の挿入損失『Ｓ２１』の測定結果である。図３（ｅ）は、距離Ｃ＝１５０ｍｍとした場合の挿入損失『Ｓ２１』の測定結果である。図３（ｆ）は、距離Ｃ＝２００ｍｍとした場合の挿入損失『Ｓ２１』の測定結果である。
【００４１】
給電共振コイル５と受電共振コイル８との間の磁界共鳴状態において、伝送される磁界エネルギーがピークとなる伝送周波数（送電効率が最大となる伝送周波数）は、共振周波数近傍（本実施形態では１６ＭＨｚ）である。しかしながら、図３の（ａ）〜（ｃ）が示すように、給電共振コイル５と受電共振コイル８との間の距離Ｃがある程度近くなると（Ｃ＝３７ｍｍ、５０ｍｍ、７０ｍｍ）、『Ｓ２１』の値が最大となる伝送周波数に分離が確認され、共振周波数近傍では『Ｓ２１』の値が低くなる。即ち、給電共振コイル５と受電共振コイル８との間の距離Ｃがある程度近くなると、図４に示すように、共振周波数帯域では、送電効率が低下することがわかる。
【００４２】
一方、図３の（ｄ）が示すように、給電共振コイル５と受電共振コイル８との間の距離Ｃを１００ｍｍに設定すると（本実施形態）、共振周波数近傍で『Ｓ２１』の値が最大となる。即ち、給電共振コイル５と受電共振コイル８との間の距離Ｃを１００ｍｍに設定すると、図４に示すように、共振周波数（１６ＭＨｚ）帯域で、送電効率が最大となることがわかる（送電効率７４％）。
【００４３】
また、図３の（ｅ）（ｆ）が示すように、給電共振コイル５と受電共振コイル８との間の距離Ｃがある程度遠くなると（Ｃ＝１５０ｍｍ、２００ｍｍ）、『Ｓ２１』の値が最大となる伝送周波数に分離こそ見られないが、共振周波数近傍では『Ｓ２１』の値が低くなる。即ち、給電共振コイル５と受電共振コイル８との間の距離Ｃがある程度遠くなると、図４に示すように、共振周波数帯域では、送電効率が低下することがわかる。
【００４４】
以上のように、給電共振コイル５と受電共振コイル８との間の距離Ｃを１００ｍｍに設定しているのは、共振周波数（１６ＭＨｚ）の帯域において、給電共振コイル５と受電共振コイル８との間を青色ＬＥＤ９の発光に必要な有効電力が十分に送電されるように、送電効率を最大にするためである。
【００４５】
なお、本実施例では、距離Ｃを１００ｍｍに設定しているが、青色ＬＥＤ９の発光に必要な有効電力が０．３５Ｗであるため、距離Ｃは送電効率が７０％以上となる距離であればよい。具体的には、図４に示すように、距離Ｃが８８ｍｍ〜１０５ｍｍの間に設定されれば、共振周波数（１６ＭＨｚ）帯域において、送電効率が７０％以上となり青色ＬＥＤ９の発光に必要な０．３５Ｗ以上の有効電力が送電される。ここで、距離Ｃが８８ｍｍ〜１０５ｍｍの間を、青色ＬＥＤ９の発光に必要な０．３５Ｗ以上の有効電力が送電可能な電力供給範囲という。
【００４６】
（動作）
このように構成された無線電力供給システム１では、交流電源６から給電コイル４に供給された電力（０．５Ｗ）は、給電コイル４と給電共振コイル５との間の電磁誘導を経て、給電共振コイル５と受電共振コイル８との間の磁界共鳴状態を利用して送電効率７４％で送電されて、受電共振コイル８と受電コイル７との間の電磁誘導を経て、青色ＬＥＤ９の発光に必要な有効電力０．３５Ｗ以上の値で出力される。そして、有効電力を得た青色ＬＥＤ９は青色に発光する。
【００４７】
次に、図４を参照して、無線電力供給システム１において、給電共振コイル５と受電共振コイル８との間の距離Ｃを変動させた場合の送電効率の変化を、青色ＬＥＤ９の発光具合（動作）により比較して説明する。
【００４８】
なお、本実施例では、交流電源６は、給電共振コイル５及び受電共振コイル８の共振周波数と同一の周波数である１６ＭＨｚで０．５Ｗの電力を出力する。また、交流電源６から出力される電力が０．５Ｗであるため、有効電力０．３５Ｗ以上の青色ＬＥＤ９が青色に発光するためには、送電効率が７０％以上であることが必要であり、送電効率が７０％よりも少ない場合には発光しない。
【００４９】
（比較例１）
図４（ａ）に示すように、距離Ｃを２０ｍｍとすると、共振周波数（１６ＭＨｚ）帯域において、送電効率は約４％となり極めて低く、青色ＬＥＤ９は発光しない。
【００５０】
（比較例２）
次に、図４（ｂ）に示すように、距離Ｃを５０ｍｍとすると、共振周波数（１６ＭＨｚ）帯域において、送電効率は約３９％となるが、青色ＬＥＤ９の発光に必要な有効電力には達しないため発光しない。
【００５１】
（本実施例）
次に、図４（ｃ）に示すように、距離Ｃを１００ｍｍとすると、共振周波数（１６ＭＨｚ）帯域において、送電効率は約７４％と高くなり、青色ＬＥＤ９の発光に必要な有効電力に達したため、青色ＬＥＤ９が発光する。
【００５２】
（比較例３）
次に、図４（ｄ）に示すように、距離Ｃを１５０ｍｍとすると、共振周波数（１６ＭＨｚ）帯域において、送電効率は約２７％と低下して、青色ＬＥＤ９は発光しない。
【００５３】
このように図４のグラフを参照すると、距離Ｃが８８ｍｍ〜１０５ｍｍの間に設定された場合には（電力供給範囲）、共振周波数（１６ＭＨｚ）帯域において、送電効率が７０％以上（有効電力０．３５Ｗ以上）となり青色ＬＥＤ９が発光し、それ以外の値に距離Ｃが設定された場合には、送電効率が７０％未満（有効電力０．３５Ｗ未満）となり青色ＬＥＤ９は発光しないことがわかる。即ち、所定の有効電力以上の電力が送電される範囲である電力供給範囲が現実に存在し、その電力供給範囲の存在により本発明が十分に実現できることがわかる。
【００５４】
上記の無線電力供給システム１（無線電力供給方法）によれば、給電共振器２及び受電共振器３を共振周波数１６ＭＨｚにおいて同調させて、給電共振器２と受電共振器３との間に磁界共鳴状態を創出することによって、交流電源６から供給された電力（０．５Ｗ）を磁界エネルギーとして給電共振器２から受電共振器３へ無線により送電することができる。そして、青色ＬＥＤ９は、発光に必要な有効電力である０．３５Ｗ以上の電力が入力された場合に青色に発光し、有効電力０．３５Ｗよりも少ない電力が入力された場合には発光しないように構成されている。
【００５５】
そして、給電共振器２の給電共振コイル５と受電共振器３の受電共振コイル８との間の距離Ｃを、共振周波数１６ＭＨｚの帯域において、給電共振器２に供給される電力に対する青色ＬＥＤ９に出力される電力の比率（送電効率）が７０％以上、即ち、青色ＬＥＤ９の発光に必要な有効電力である０．３５Ｗ以上が出力される状態になるように、８８ｍｍ〜１０５ｍｍの間である１００ｍｍに設定している。こうすることにより、距離Ｃが約８８ｍｍ〜約１０５ｍｍの間に設定されている場合には、受電共振器３は有効電力０．３５Ｗ以上を受電して青色ＬＥＤ９に有効電力を出力して発光させることができる。一方で、距離Ｃが８８ｍｍ〜１０５ｍｍの間を外れた場合には、受電共振器３が受電する電力の送電効率は低下して青色ＬＥＤ９の発光に必要な有効電力を受電することができなくなる。このため、給電共振器２の給電共振コイル５と受電共振器３の受電共振コイル８とが位置関係、即ち、距離Ｃが８８ｍｍ〜１０５ｍｍの間に設定されたときにだけ、青色ＬＥＤ９が発光するのに必要な有効電力を出力させて青色ＬＥＤ９を発光させることができる。
【００５６】
即ち、給電共振器２の給電共振コイル５と受電共振器３の受電共振コイル８との位置関係を距離Ｃが８８ｍｍ〜１０５ｍｍの間に設定されるように配置することにより、給電共振コイル５と受電共振コイル８とを共振させることにより磁界エネルギーとして送電される電力を有効電力（０．３５Ｗ）以上とすることができる。このため、給電共振器２と受電共振器３とが上記位置関係に置かれたときにだけ、電力供給範囲として有効電力を送電することができる。
【００５７】
また、上記の構成によれば、給電コイル４と給電共振コイル５との間において、磁界共鳴状態を創出することなく電磁誘導を用いることにより、給電コイル４から給電共振コイル５に電力を送電することができる。また、同様に、受電共振コイル８と受電コイル７との間において、磁界共鳴状態を創出することなく電磁誘導を用いることにより、受電共振コイル８から受電コイル７に電力を送電することができる。これにより、給電コイル４と給電共振コイル５との間、及び、受電共振コイル８と受電コイル７との間において共振周波数で同調させる必要がなくなるので設計の簡易化が図れる。
【００５８】
（実施形態１）
具体例として、上記実施例１で説明した本発明に係る無線電力供給システムを実施形態１に係る無線電力供給システム２０１にあてはめて説明する。
【００５９】
図１及び図４に示すグラフより、給電共振器及び受電共振器を共振周波数において同調させて給電共振器と受電共振器との間が磁界共鳴状態にある場合において、給電共振器と受電共振器との間の距離を変化させた場合の送電効率を測定した場合、ピーク点を有する山なりの線を描くことがわかっている。即ち、給電共振器と受電共振器との間の距離をピーク点の位置に配置すると、送電効率が最大となる。また、給電共振器と受電共振器との間の距離がピーク点よりも近くなると、送電効率が低下することがわかる。また、給電共振器と受電共振器との間の距離がピーク点よりも離れると、送電効率が低下することがわかる。ここで、送電効率とは、給電共振器に供給される電力に対する受電共振器から出力される電力の比率のことをいう。
【００６０】
そして、実施形態１に係る無線電力供給システム２０１は、給電共振器と受電共振器との位置関係を変化させた場合に送電効率が変化することを利用した無線電力供給システムである。
【００６１】
（無線電力供給システム２０１の構成）
図５は、実施形態１に係る無線電力供給システム２０１の説明図である。図５に示した無線電力供給システム２０１は、オフィス２２０の壁に掛けられた送電装置２１０と、机２２１に置かれた携帯電話２１２などの受電装置から構成される。送電装置２１０は、交流電源２０６と給電共振器２０２を備え、給電共振器２０２は、交流電源２０６に接続された給電コイル２０４と給電共振コイル２０５から構成されている。また、携帯電話２１２などの受電装置は、電力受給部２０９と受電共振器２０３を備え、受電共振器２０３は電力受給部２０９に接続された受電コイル２０７と受電共振コイル２０８から構成されている。なお、図５に示すように、携帯電話２１２は、送電装置２１０から距離Ｘ"分離れて人間２２６が所持した状態から、送電装置２１０から距離Ｘ´分離れて机２２１の上に置かれた状態に移動されるものとして説明する。
【００６２】
給電コイル２０４は、交流電源２０６から得られた電力を電磁誘導によって給電共振コイル２０５に供給する役割を果たす。ここで、給電コイル２０４と給電共振コイル２０５との間の距離をＡとする。なお、給電コイル２０４と給電共振コイル２０５との配置は、電磁誘導が発生可能な距離および配置であればよい。
【００６３】
このように、給電コイル２０４を介し、電磁誘導によって給電共振コイル２０５に電力を送電させることにより、給電共振コイル２０５と他の回路との電気的な接続が不要となり、給電共振コイル２０５を任意に、かつ、高精度に設計することができるようになる。
【００６４】
受電コイル２０７は、給電共振コイル２０５から受電共振コイル２０８に磁界エネルギーとして送電された電力を電磁誘導によって電力受給部２０９に出力する役割を果たす。ここで、受電共振コイル２０８と受電コイル２０７との間の距離をＢとする。なお、受電コイル２０７と受電共振コイル２０８との配置は、電磁誘導が発生可能な距離および配置であればよい。
【００６５】
そして、磁界共鳴状態下で受電共振コイル２０８に送電された電力は、受電共振コイル２０８から受電コイル２０７に電磁誘導によってエネルギーが移動する。受電コイル２０７は、電力受給部２０９に電気的に接続されており、電磁誘導によって受電コイル２０７に移動したエネルギーは電力として電力受給部２０９に出力される。
【００６６】
このように受電コイル２０７を介し、電磁誘導によって受電共振コイル２０８から電力受給部２０９に電力を送電することで、受電共振コイル２０８と他の回路との電気的な接続が不要となり、受電共振コイル２０８を任意に、かつ、高精度に設計することができるようになる。
【００６７】
給電共振コイル２０５及び受電共振コイル２０８は、それぞれＬＣ共振回路であり、磁界共鳴状態を創出する役割を果たす。なお、本実施形態では、ＬＣ共振回路のコンデンサ成分については素子によって実現しているが、コイルの両端を開放し、浮遊容量によって実現してもよい。このＬＣ共振回路では、インダクタンスをＬ、コンデンサ容量をＣとすると、（式１）によって定まるｆが共振周波数となる。
【００６８】
また、給電共振コイル２０５及び受電共振コイル２０８は、（式１）によって定まる共振周波数ｆを同一とする必要がある。なお、共振周波数ｆを同一とするためには、必ずしも同一の形状である必要はない。
【００６９】
上記のように、給電共振コイル２０５の共振周波数と受電共振コイル２０８の共振周波数とを同一値とした場合、給電共振コイル２０５と受電共振コイル２０８との間に磁界共鳴状態を創出することができる。給電共振コイル２０５が共振した状態で磁界共鳴状態が創出されると、給電共振コイル２０５から受電共振コイル２０８に電力を磁界エネルギーとして送電することができる。
【００７０】
また、送電装置２１０の給電共振コイル２０５と携帯電話２１２の受電共振コイル２０８との間の距離をＣとして、図５に示すように、人間２２６が所持した携帯電話２１２（受電共振コイル２０８）は、送電装置２１０（給電共振コイル２０５）から距離Ｘ"分離れた位置にある。そして、机２２１の上に移動された携帯電話２１２（受電共振コイル２０８）は、送電装置２１０（給電共振コイル２０５）から距離Ｘ´分離れた位置にある。
【００７１】
交流電源２０６は、給電共振コイル２０５及び受電共振コイル２０８の共振周波数と同一の周波数で電力を出力する。
【００７２】
電力受給部２０９は、受電コイル２０７に接続された整流回路と、整流回路に接続された充電制御装置と、充電制御装置に接続されたバッテリを備えている。電力受給部２０９は、受電コイル２０７から送電された電力を整流回路及び充電制御装置を介してバッテリに蓄電する役割を果たす。なお、バッテリとしては、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池やその他の二次電池が挙げられる。また、充電制御装置は、バッテリの充電に必要な有効電力が入力された場合に充電するように制御する役割を果たす。故に、有効電力よりも少ない電力が入力された場合にはバッテリには充電されないように構成されている。なお、給電共振器２０２に供給される電力に対する受電共振器２０３から出力される電力の比率（送電効率）が７０％以上であればバッテリの充電に必要な有効電力が入力されるものとする（図５参照）。
【００７３】
（動作）
このように構成された無線電力供給システム２０１では、交流電源２０６から供給される電力が、給電コイル２０４と給電共振コイル２０５との間の電磁誘導、給電共振コイル２０５と受電共振コイル２０８との間の磁界共鳴状態を利用した送電、受電共振コイル２０８と受電コイル２０７との間の電磁誘導を経て、送電装置２１０の給電共振コイル２０５と受電共振コイル２０８との間の距離ＣがＸ'となるように机２２１の上に置かれた携帯電話２１２の電力受給部２０９に供給される。一方、送電装置２１０の給電共振コイル２０５と受電共振コイル２０８との間の距離ＣがＸ"となるように人間２２６が所持している場合は、携帯電話２１２には電力は供給されない。
【００７４】
このように机２２１の上に置かれた携帯電話２１２の電力受給部２０９のバッテリに充電がなされるのは、送電装置２１０の給電共振コイル２０５と受電共振コイル２０８との間の距離Ｃが、共振周波数の帯域において、携帯電話２１２のバッテリの充電に必要な有効電力を確保できるように送電効率７０％以上となる距離Ｘ'に設定されていることによるものである。なお、本実施形態では、距離Ｃ＝Ｘ'としているが、距離Ｃは送電効率が７０％以上となる距離であればよい。具体的には、図５に示すように、距離ＣがＹ〜Ｙ'の間に設定されれば、共振周波数帯域において、送電効率が７０％以上となり携帯電話のバッテリの充電に必要な有効電力が送電される。ここで、距離ＣがＹ〜Ｙ'の間を、電力受給部２０９のバッテリの充電に必要な有効電力が送電可能な電力供給範囲Ｆという。
【００７５】
一方、人間２２６が携帯電話２１２を所持している場合に、携帯電話２１２の電力受給部２０９のバッテリに充電がなされないのは、送電装置２１０の給電共振コイル２０５と携帯電話２１２の受電共振コイル２０８との間の距離Ｃが、共振周波数の帯域において、携帯電話２１２の電力受給部２０９のバッテリの充電に必要な有効電力を確保できない（送電効率７０％未満となる）距離Ｘ"に設定されていることによるものである。即ち、図５に示すように人間２２６が携帯電話２１２を所持している場合には、携帯電話２１２が電力供給範囲Ｆの外にあるので、携帯電話２１２のバッテリには充電がなされない。
【００７６】
これにより、携帯電話２１２が電力供給範囲Ｆ外にある場合は充電ができないが、携帯電話２１２が電力供給範囲Ｆ内に持ち込まれた場合には充電可能とすることができる。即ち、限られた範囲（電力供給範囲Ｆ）においてのみ携帯電話２１２のバッテリに充電ができることになる。
【００７７】
（無線電力供給方法）
これを、無線電力供給方法として説明すると、まず、送電装置２１０がオフィス２２０の壁に固定されているとして、電力供給範囲Ｆを、共振周波数の帯域において携帯電話２１２のバッテリの充電に必要な有効電力を確保できる送電効率７０％以上となるように距離Ｙ〜Ｙ'の範囲に設定する。そして、携帯電話２１２を、送電装置２１０の給電共振コイル２０５と携帯電話２１２の受電共振コイル２０８との間の距離Ｃが距離Ｙ〜Ｙ'の範囲（電力供給範囲Ｆ）内に入るように机２２１の上に移動させる。すると、交流電源２０６から供給される電力が、給電コイル２０４と給電共振コイル２０５との間の電磁誘導、給電共振コイル２０５と受電共振コイル２０８との間の磁界共鳴状態を利用した送電、受電共振コイル２０８と受電コイル２０７との間の電磁誘導を経て、受電コイル２０７から送電された電力が電力受給部２０９が備える整流回路及び充電制御装置を介してバッテリの充電に必要な有効電力としてバッテリに蓄電される。
【００７８】
上記の構成によれば、図５に示す電力供給範囲Ｆに携帯電話２１２などの受電装置が置かれた場合にだけ、電力受給部２０９が備えるバッテリに充電ができる。
【００７９】
（実施例２）
以下に、図６及び図７を参照して、実施例２に係る無線電力供給システム３０１を説明する。
【００８０】
ここでは、図６及び図７を参照して、無線電力供給システム３０１において給電コイル３０４と給電共振コイル３０５との間の距離Ａ、及び、受電共振コイル３０８と受電コイル３０７との間の距離Ｂの少なくとも一つを変えることにより、送電効率が最大となる給電共振コイル３０５と受電共振コイル３０８との間の距離Ｃを自由に設定することができることを説明する。
【００８１】
（無線電力供給システム３０１の構成）
図６に示した無線電力供給システム３０１は、給電共振器３０２と受電共振器３０３とを含むシステムであり、給電共振器３０２から受電共振器３０３に電力を磁界エネルギーとして送電する。給電共振器３０２は、図６に示すように、その内部に給電コイル３０４と、給電共振コイル３０５とを有する。また、受電共振器３０３は、その内部に受電コイル３０７と、受電共振コイル３０８とを有する。
【００８２】
給電コイル３０４及び受電コイル３０７は、線径１ｍｍφの円形の銅線材（絶縁被膜付）を１回巻にしたコイル径１００ｍｍφのコイルによって形成している。そして、給電コイル３０４には、交流電源の代わりにネットワークアナライザ３４０（アジレント・テクノロジー株式会社製）の出力端子３４１を接続し、受電コイル３０７には、ネットワークアナライザの入力端子３４２を接続している。
【００８３】
ネットワークアナライザ３４０は、任意の周波数で交流電力を出力端子３４１から給電コイル３０４に出力可能としている。また、ネットワークアナライザ３４０は、受電コイル３０７から入力端子３４２に入力された電力を測定可能としている。更に、ネットワークアナライザ３４０は、図７に示すような送電効率を測定可能としている。
【００８４】
給電共振コイル３０５及び受電共振コイル３０８は、それぞれＬＣ共振回路であり、給電共振コイル３０５及び受電共振コイル３０８は、線径１ｍｍφの円形の銅線材（絶縁被膜付）をソレノイド状に３回巻にしたコイル径１００ｍｍφのコイルによって形成されている。また、給電共振コイル３０５及び受電共振コイル３０８は、（式１）によって定まる共振周波数ｆを同一とする必要があるため、共振周波数を１５ＭＨｚとしている。
【００８５】
また、給電コイル３０４と給電共振コイル３０５との間の距離Ａとは、給電コイル３０４のコイル面と給電共振コイル３０５のコイル面同士が直交しないように対向配置した場合のコイル面同士の間の直線距離のことをいう。同様に、受電共振コイル３０８と受電コイル３０７との間の距離Ｂとは、受電コイル３０７のコイル面と受電共振コイル３０８のコイル面同士が直交しないように対向配置した場合のコイル面同士の間の直線距離のことをいう。また、給電共振コイル３０５と受電共振コイル３０８との間の距離Ｃとは、給電共振コイル３０５のコイル面と受電共振コイル３０８のコイル面同士が直交しないように対向配置した場合のコイル面同士の間の直線距離のことをいう
【００８６】
次に、上記無線電力供給システム３０１を使用して、給電コイル３０４と給電共振コイル３０５との間の距離Ａ、及び、受電共振コイル３０８と受電コイル３０７との間の距離Ｂを変えた場合における送電効率が最大となる給電共振コイル３０５と受電共振コイル３０８との間の距離Ｃについてのネットワークアナライザ３４０での測定結果を、図７を参照して説明する。なお、図７のグラフでは、横軸を距離Ｃとし、縦軸を送電効率としている。
【００８７】
図７のグラフに示す設計Ｉの折れ線は、給電コイル３０４と給電共振コイル３０５との間の距離Ａ、及び、受電共振コイル３０８と受電コイル３０７との間の距離Ｂをともに１ｍｍ（Ａ＝Ｂ＝１ｍｍ）に設定した場合において、給電共振コイル３０５と受電共振コイル３０８との間の距離Ｃを変動させた場合の送電効率をプロットしたものである。これによると、距離Ｃが２０ｍｍに設定された場合に送電効率が最大となることがわかる。
【００８８】
次に、設計IIの折れ線は、給電コイル３０４と給電共振コイル３０５との間の距離Ａ、及び、受電共振コイル３０８と受電コイル３０７との間の距離Ｂをともに７ｍｍ（Ａ＝Ｂ＝７ｍｍ）に設定した場合において、給電共振コイル３０５と受電共振コイル３０８との間の距離Ｃを変動させた場合の送電効率をプロットしたものである。これによると、距離Ｃが５０ｍｍに設定された場合に送電効率が最大となることがわかる。
【００８９】
次に、設計IIIの折れ線は、給電コイル３０４と給電共振コイル３０５との間の距離Ａ、及び、受電共振コイル３０８と受電コイル３０７との間の距離Ｂをともに１７ｍｍ（Ａ＝Ｂ＝１７ｍｍ）に設定した場合において、給電共振コイル３０５と受電共振コイル３０８との間の距離Ｃを変動させた場合の送電効率をプロットしたものである。これによると、距離Ｃが１００ｍｍに設定された場合に送電効率が最大となることがわかる。
【００９０】
以上により、給電コイル３０４と給電共振コイル３０５との間の距離Ａや受電共振コイル３０８と受電コイル３０７との間の距離Ｂを変えることにより、送電効率が最大となる給電共振コイル３０５と受電共振コイル３０８との間の距離Ｃが変わることがわかる。
【００９１】
（実施形態２）
上記実施例２に係る測定結果を踏まえて、実施形態２に係る無線電力供給システム４０１について説明する。実施形態２に係る無線電力供給システム４０１は、給電コイル４０４と給電共振コイル４０５との間の距離Ａ、及び、受電共振コイル４０８と受電コイル４０７との間の距離Ｂの少なくとも一つを変えることにより、送電効率が最大となる給電共振コイル４０５と受電共振コイル４０８との間の距離Ｃを自由に設定することができることを利用した無線電力供給システムである。なお、実施形態１と同様の構成は説明を省略する。
【００９２】
（無線電力供給システム４０１の構成）
図８は、実施形態２に係る無線電力供給システム４０１の説明図である。図８に示した無線電力供給システム４０１は、実施形態１同様に、オフィス４２０の壁に掛けられた送電装置４１０と、机４２１に置かれた携帯電話４１２などの受電装置から構成される。送電装置４１０は、交流電源４０６と給電共振器４０２と調整器４１８とを備え、給電共振器４０２は、交流電源４０６と接続された給電コイル４０４と給電共振コイル４０５を備えている。調整器４１８は、給電コイル４０４と給電共振コイル４０５との間の距離Ａを可変調整することが可能である。また、携帯電話４１２は、電力受給部４０９と受電共振器４０３を備え、受電共振器４０３は電力受給部４０９と接続された受電コイル４０７と受電共振コイル４０８から構成されている。
【００９３】
まず、図８（ａ）に示すように、給電共振器４０２と受電共振器４０３との位置関係を、調整器４１８により距離Ａ＝ａに可変調整して(距離Ｂは一定の値に固定されている)、送電効率が最大となる距離Ｃ＝ｃに設定した場合、図８に示す電力供給範囲Ｇでは、送電効率が携帯電話４１２の電力受給部４０９が備えるバッテリの充電に必要な有効電力以上となる。
【００９４】
上記の設定によれば、図８に示す電力供給範囲Ｇに携帯電話４１２などの受電装置が置かれた場合には、バッテリの充電が実効される。一方で、図８に示す電力供給範囲Ｇ以外の領域に携帯電話４１２などの受電装置が置かれた場合には、バッテリの充電は実行されない。
【００９５】
次に、図８（ｂ）に示すように、給電共振器４０２と受電共振器４０３との位置関係を、調整器４１８により距離Ａ＝ａ´に可変調整して(距離Ｂは一定の値に固定されている)、送電効率が最大となる距離Ｃ＝ｃ´に設定した場合、図８に示す電力供給範囲Ｈでは、送電効率が携帯電話４１２の電力受給部４０９が備えるバッテリの充電に必要な有効電力以上となる。
【００９６】
上記の設定によれば、図８に示す電力供給範囲Ｈに携帯電話４１２などの受電装置が置かれた場合には、バッテリの充電が実効される。一方で、図８に示す電力供給範囲Ｈ以外の領域に携帯電話４１２などの受電装置が置かれた場合には、バッテリの充電は実行されない。
【００９７】
更に、図８（ｃ）に示すように、給電共振器４０２と受電共振器４０３との位置関係を、調整器４１８により距離Ａ＝ａ"に可変調整して(距離Ｂは一定の値に固定されている)、送電効率が最大となる距離Ｃ＝ｃ"に設定した場合、図８に示す電力供給範囲Ｉでは、送電効率が携帯電話４１２の電力受給部４０９が備えるバッテリの充電に必要な有効電力以上となる。
【００９８】
上記の設定によれば、図８に示す電力供給範囲Ｉに携帯電話４１２などの受電装置が置かれた場合には、バッテリの充電が実効される。一方で、図８に示す電力供給範囲Ｉ以外の領域に携帯電話４１２などの受電装置が置かれた場合には、バッテリの充電は実行されない。
【００９９】
上記の無線電力供給システム４０１を使用すれば、給電コイル４０４と給電共振コイル４０５との間の距離Ａ、及び、受電共振コイル４０８と受電コイル４０７との間の距離Ｂの少なくとも一つを自由に設定することにより、共振周波数帯域において、送電効率がバッテリの充電に必要な有効電力以上となる電力供給範囲（例えば、電力供給範囲Ｇ、電力供給範囲Ｈ、電力供給範囲Ｉ）を自由に設定することができる。即ち、充電可能な電力供給範囲を自由に設定することができるようになる。
【０１００】
（実施形態３）
また、図９に示すように、オフィスに入場するための非接触型ＩＣカードに本発明に係る無線電力供給システム６０１を採用してもよい。具体的には、オフィス６３０のドア６３１の脇の壁にカードリーダ６１０（交流電源６０６に接続された給電共振器６０２を備える）を設置し、個人識別用のＩＣチップ６０９に接続された受電共振器６０３を備えたＩＣカード６１１を用意する。そして、図９に示すように、送電効率がＩＣチップ６０９の読み取りに必要な有効電力以上となる電力供給範囲Ｐを、ドア６３１の手前付近に設定する。
【０１０１】
上記構成によれば、ＩＣカード６１１をポケット６５０に入れたままの人が、電力供給範囲Ｐを通過した場合、ＩＣチップの読み取りが実効され、個人識別が完了したらドア６３１が自動的に開くようにすることができる。
【０１０２】
（その他の実施形態）
また、例えば、本発明に係る無線電力供給システムは、作業ロボットや電気自動車等の電力供給装置に適用することも可能である。作業ロボットに適用した場合、当該作業ロボットの作動に必要な有効電力以上となる電力供給範囲を作業領域と定めることにより、作業ロボットが当該作業領域を外れた場合の動作をストップさせることができる。これにより、作業ロボットが何らかの理由により作業領域を外れたとしても作業ロボットへの給電を止めて動作をストップさせることができるため、作業ロボットの安全性を高めることができる。
【０１０３】
また、実施形態１では、送電装置２１０側の給電共振コイル２０５の共振周波数と携帯電話２１２側の受電共振コイル２０８の共振周波数とを同一値とした場合に、給電共振コイル２０５から携帯電話２１２の受電共振コイル２０８に電力を磁界エネルギーとして送電することができるようにしているが、これに限らない。
【０１０４】
例えば、携帯電話が備える受電共振コイルの共振周波数を１５ＭＨｚとし、パーソナルコンピュータが備える受電共振コイルの共振周波数を１６ＭＨｚとし、タブレット方ＰＣが備える受電共振コイルの共振周波数を１４ＭＨｚとしてそれぞれ電力供給範囲Ｆに置く。そして、送電装置側には共振周波数が１４ＭＨｚ、１５ＭＨｚ、１６ＭＨｚの給電共振コイルを用意して、交流電源から給電共振コイルに送電される交流電源の送電周波数を１４ＭＨｚ、１５ＭＨｚ又は１６ＭＨｚに自由に変換することで、それぞれ共振する給電共振コイル及び受電共振コイルを介して個別に電力を磁界エネルギーとして送電することができるようにしてもよい。即ち、交流電源の送電周波数を１４ＭＨｚに設定して、共振周波数が１４ＭＨｚの給電共振コイルに電力を供給することで、共振周波数が１４ＭＨｚのタブレット方ＰＣが備える受電共振コイルにだけ電力が送電されることになる（共振周波数が一致しない携帯電話が備える受電共振コイルやパーソナルコンピュータが備える受電共振コイルには電力が送電されない）。同様に、交流電源の送電周波数を１５ＭＨｚに設定して、共振周波数が１５ＭＨｚの給電共振コイルに電力を供給することで、共振周波数が１５ＭＨｚの携帯電話が備える受電共振コイルにだけ電力が送電されることになる（共振周波数が一致しないパーソナルコンピュータが備える受電共振コイルやタブレットＰＣが備える受電共振コイルには電力が送電されない）。同様に、交流電源の送電周波数を１６ＭＨｚに設定して、共振周波数が１６ＭＨｚの給電共振コイルに電力を供給することで、共振周波数が１６ＭＨｚのパーソナルコンピュータが備える受電共振コイルにだけ電力が送電されることになる（共振周波数が一致しない携帯電話が備える受電共振コイルやタブレットＰＣが備える受電共振コイルには電力が送電されない）。
【０１０５】
この場合、送電装置側の送電周波数を変換することによって、電力供給範囲Ｆに置かれた携帯電話やパーソナルコンピュータやタブレットＰＣのうち所望のものに電力供給が可能となる。
【０１０６】
以上の詳細な説明では、本発明をより容易に理解できるように、特徴的部分を中心に説明したが、本発明は、以上の詳細な説明に記載する実施形態に限定されず、その他の実施形態にも適用することができ、その適用範囲は可能な限り広く解釈されるべきである。また、本明細書において用いた用語及び語法は、本発明を的確に説明するために用いたものであり、本発明の解釈を制限するために用いたものではない。また、当業者であれば、本明細書に記載された発明の概念から、本発明の概念に含まれる他の構成、システム、方法等を推考することは容易であると思われる。従って、請求の範囲の記載は、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で均等な構成を含むものであるとみなされるべきである。また、本発明の目的及び本発明の効果を充分に理解するために、すでに開示されている文献等を充分に参酌することが望まれる。
【符号の説明】
【０１０７】
１  無線電力供給システム
２  給電共振器
３  受電共振器
４  給電コイル
５  給電共振コイル
６  交流電源
７  受電コイル
８  受電共振コイル
９  青色ＬＥＤ
【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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