(57)【要約】【課題】送電電極または受電電極の周囲の電界の漏洩を抑制する。【解決手段】電極ユニットは、電界結合方式の無線電力伝送システムにおける送電装置または受電装置に用いられる。前記電極ユニットは、電力伝送時に第１の電圧が印加される第１の電極と、電力伝送時に前記第１の電圧とは逆の位相の第２の電圧が印加される第２の電極と、前記第１および第２の電極から離間して配置され、電力伝送時に前記第１および第２の電圧の振幅よりも小さい振幅の第３の電圧を帯びる第３の電極と、を備える。前記第１および第２の電極は、電極配置面に沿って配置される。前記電極配置面に垂直な方向から見て、前記第３の電極の少なくとも一部は、前記第１および第２の電極に重ならない位置にある。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界結合方式の無線電力伝送システムにおける送電装置または受電装置に用いられる電極ユニットであって、
電力伝送時に第１の電圧が印加される第１の電極と、
電力伝送時に前記第１の電圧とは位相が９０度よりも大きく２７０度未満の値だけ異なる第２の電圧が印加される第２の電極と、
前記第１および第２の電極から離間して配置され、電力伝送時に前記第１および第２の電圧の振幅よりも小さい振幅の第３の電圧を帯びる第３の電極と、
を備え、
前記第１および第２の電極は、電極配置面に沿って配置され、
前記電極配置面に垂直な方向から見て、前記第３の電極の少なくとも一部は、前記第１および第２の電極に重ならない位置にある、
電極ユニット。
【請求項２】
前記電極配置面に垂直な方向から見て、前記第３の電極のうち、前記第１および第２の電極に重ならない部分の面積は、前記第３の電極のうち、前記第１および第２の電極に重なる部分の面積よりも大きい、請求項１に記載の電極ユニット。
【請求項３】
前記電極配置面に垂直な方向から見て、前記第３の電極の全体は、前記第１および第２の電極に重ならない、請求項１または２に記載の電極ユニット。
【請求項４】
前記第３の電極の前記少なくとも一部は、前記第１および第２の電極の少なくとも一方と同一平面上にある、請求項１から３のいずれかに記載の電極ユニット。
【請求項５】
前記第１および第２の電極、ならびに前記第３の電極の前記少なくとも一部は、同一の方向に延びた構造を有している、請求項１から４のいずれかに記載の電極ユニット。
【請求項６】
前記第３の電極の前記少なくとも一部の幅は、前記第１および第２の電極の各々の幅よりも小さい、
請求項５に記載の電極ユニット。
【請求項７】
前記電極配置面に垂直な方向から見て、前記第３の電極の面積は、前記第１および第２の電極の各々の面積よりも小さい、請求項１から６のいずれかに記載の電極ユニット。
【請求項８】
前記第３の電極は、電力伝送時に前記第１および第２の電極と対向する他の電極の対と、前記第１および第２の電極の対との間の領域以外の領域に配置されている、請求項１から７のいずれかに記載の電極ユニット。
【請求項９】
シート状構造体を備え、
前記第１から第３の電極は、前記シート状構造体の内部にある、
請求項１から８のいずれかに記載の電極ユニット。
【請求項１０】
前記シート状構造体は、複数の層を有する積層構造体であり、
前記第１から第３の電極の少なくとも２つは、前記複数の層のうちの異なる層に位置している、
請求項９に記載の電極ユニット。
【請求項１１】
前記第３の電極は、前記第１の電極に近接する第１の部分と、前記第２の電極に近接する第２の部分とを含み、
前記電極配置面に垂直な方向から見たとき、前記第１および第２の電極は、前記第１の部分と前記第２の部分との間にある、
請求項１から９のいずれかに記載の電極ユニット。
【請求項１２】
電力伝送時において、前記第３の電極は、前記電極ユニットが設けられる送電装置または受電装置におけるグラウンド端子に接続され、
前記第３の電極と前記グラウンド端子との導通によって前記第３の電極への前記第３の電圧の供給が実現される、請求項１から１１のいずれかに記載の電極ユニット。
【請求項１３】
前記第１および第２の電極、ならびに前記第３の電極の前記少なくとも一部は、同一の方向に延びた構造を有し、
前記第３の電極において、前記グラウンド端子に接続される部位から、前記第３の電極の前記少なくとも一部の末端までの長さは、伝送される電力の周波数に対応する波長の１／４未満である、
請求項１２に記載の電極ユニット。
【請求項１４】
前記第３の電極は、前記第１の部分と前記第２の部分とを繋ぐ第３の部分をさらに含む、請求項１１に記載の電極ユニット。
【請求項１５】
前記第３の電極への前記第３の電圧の供給は、前記第１および第３の部分と前記第１の電極との電磁結合、ならびに前記第２および第３の部分と前記第２の電極との電磁結合によって実現される、請求項１４に記載の電極ユニット。
【請求項１６】
前記第１および第２の電極、ならびに前記第３の電極における前記第１および第２の部分は、同一の方向に延びており、
前記第３の部分は、前記第１の部分の一端と、前記第２の部分の一端とを繋ぎ、
前記電極配置面に垂直な方向から見て、前記第１および第２の電極は、前記第１から第３の部分によって規定される領域の内側に位置している、
請求項１４または１５に記載の電極ユニット。
【請求項１７】
前記第１および第２の電極、ならびに前記第３の電極における前記第１および第２の部分は、同一の方向に延びた構造を有し、
前記第３の部分は、前記第１および第２の電極の背面側において、前記第１の部分の両端以外の部位と、前記第２の部分の両端以外の部位とを繋いでいる、
請求項１４または１５に記載の電極ユニット。
【請求項１８】
前記第３の電極は、前記第１および第２の電極の間に位置する、
請求項１から１７のいずれかに記載の電極ユニット。
【請求項１９】
前記第１および第２の電極の一方は、並列する２つの部分に分割されており、
前記２つの部分の間に、前記第１および第２の電極の他方が配置され、
前記２つの部分には同一の位相の電圧が印加される、
請求項１から１８のいずれかに記載の電極ユニット。
【請求項２０】
請求項１から１９のいずれかに記載の電極ユニットと、
前記電極ユニットにおける前記第１および第２の電極に交流電力を供給する送電回路と、
を備える送電装置。
【請求項２１】
請求項１から１９のいずれかに記載の電極ユニットと、
前記電極ユニットにおける前記第１および第２の電極が受け取った交流電力を、直流電力または他の交流電力に変換して負荷に供給する受電回路と、
を備える受電装置。
【請求項２２】
前記第３の電極の少なくとも一部は、前記受電装置の筐体に配置されている、請求項２１に記載の受電装置。
【請求項２３】
前記移動体の周囲のセンシング対象から、電磁場または超音波を利用して情報を取得するセンシングデバイスを含む電子機器をさらに備える、請求項２１または２２に記載の受電装置。
【請求項２４】
前記センシングデバイスは、前記電極配置面に垂直な方向から見て前記第１および第２の電極の間に位置する、請求項２３に記載の受電装置。
【請求項２５】
前記センシングデバイスは、可視域または赤外域の光を利用して前記センシング対象から前記情報を取得する、請求項２３または２４に記載の受電装置。
【請求項２６】
前記センシングデバイスは、撮像素子である、請求項２５に記載の受電装置。
【請求項２７】
前記センシング対象は、一次元または二次元のコードを含むマークであり、
前記センシングデバイスは、前記マークを撮像することにより、前記コードに記録された情報を読み取る、
請求項２６に記載の受電装置。
【請求項２８】
前記コードは位置情報を含み、
前記センシングデバイスは、前記コードを読み取ることにより、前記コードの前記位置情報を取得する
請求項２７に記載の受電装置。
【請求項２９】
前記センシング対象は、人または他の障害物であり、
前記センシングデバイスは、前記光を利用して前記人または前記他の障害物の存在を検知する、請求項２５または２６に記載の受電装置。
【請求項３０】
送電電極ユニットを備える送電装置と、
受電電極ユニットを備える受電装置と、
を備える無線電力伝送システムであって、
前記送電電極ユニットおよび前記受電電極ユニットの少なくとも一方は、請求項１から１９のいずれかに記載の電極ユニットである、
無線電力伝送システム。
【請求項３１】
前記送電電極ユニットおよび前記受電電極ユニットの各々は、請求項１から１９のいずれかに記載の電極ユニットであり、
電力伝送時において、前記送電電極ユニットにおける前記第３の電極と、前記受電電極ユニットにおける前記第３の電極との間のキャパシタンスは、前記送電電極ユニットにおける前記第１および第２の電極と、前記受電電極ユニットにおける前記第１および第２の電極との間のキャパシタンスの各々よりも小さい、
請求項３０に記載の無線電力伝送システム。
【請求項３２】
前記送電電極ユニットおよび前記受電電極ユニットの各々は、請求項１から２１のいずれかに記載の電極ユニットであり、
前記送電電極ユニットにおける前記第１および第２の電極と、前記受電電極ユニットにおける前記第１および第２の電極とが対向する状態において、前記送電電極ユニットにおける前記第３の電極と、前記受電電極ユニットにおける前記第３の電極とは対向しない、請求項３０または３１に記載の無線電力伝送システム。
【請求項３３】
請求項２１から２９のいずれかに記載の受電装置と、
前記受電装置が受け取った電力によって動作する負荷と、
を備える移動体。
【請求項３４】
請求項３３に記載の移動体と、請求項２０に記載の送電装置とを備える無線電力伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電極ユニット、送電装置、受電装置、電子機器、移動体、および無線電力伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機および電気自動車などの移動性を伴う機器に、無線すなわち非接触で電力を伝送する無線電力伝送技術の開発が進められている。無線電力伝送技術には、電磁誘導方式および電界結合方式などの方式がある。このうち、電界結合方式による無線電力伝送システムは、一対の送電電極と一対の受電電極とが対向した状態で、一対の送電電極から一対の受電電極に無線で交流電力が伝送される。このような電界結合方式による無線電力伝送システムは、例えば路面または床面に設けられた一対の送電電極から負荷に電力を伝送する用途で用いられる。特許文献１および２は、そのような電界結合方式による無線電力伝送システムの一例を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１９３６９２号公報
【特許文献２】特開２０１２−１７５８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電界結合方式による無線電力伝送では、一対の送電電極または一対の受電電極の周囲で電界の漏洩が生じ、周辺の電子機器の誤動作などを引き起こす可能性がある。本開示は、送電電極または受電電極の周囲の電界の漏洩を抑制できる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る電極ユニットは、
電界結合方式の無線電力伝送システムにおける送電装置または受電装置に用いられる電極ユニットであって、
電力伝送時に第１の電圧が印加される第１の電極と、
電力伝送時に前記第１の電圧とは位相が９０度よりも大きく２７０度未満の値だけ異なる第２の電圧が印加される第２の電極と、
前記第１および第２の電極から離間して配置され、電力伝送時に前記第１および第２の電圧の振幅よりも小さい振幅の第３の電圧を帯びる第３の電極と、
を備え、
前記第１および第２の電極は、電極配置面に沿って配置され、
前記電極配置面に垂直な方向から見て、前記第３の電極の少なくとも一部は、前記第１および第２の電極に重ならない位置にある。
【０００６】
上記の包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または記録媒体で実現されてもよい。あるいは、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の技術によれば、送電電極または受電電極の周囲の電界の漏洩を抑制し、周辺の電子機器の誤動作などのリスクを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、電界結合方式による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２】図２は、図１に示す無線電力伝送システムの概略的な構成を示す図である。
【図３】図３は、電力伝送時に送電電極１２０ａ、１２０ｂの周囲に形成される電界の分布の一例を示す図である。
【図４】図４は、本開示の実施形態１における無線電力伝送システムを模式的に示す図である。
【図５】図５は、図４に示す無線電力伝送システムの概略的な構成を示す図である。
【図６】図６は、第３の電極の第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂが接地される構成の例を模式的に示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂが互いに接続された構成の例を模式的に示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂが互いに接続された構成の他の例を模式的に示す図である。
【図８】図８は、比較例の構成を模式的に示す図である。
【図９】図９は、実施形態の構成を模式的に示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、図８に示す比較例における電界分布を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図９に示す実施形態における電界分布を示す図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、第３の電極５２０が、送電電極１２０ａ、１２０ｂと同一平面上にある例を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、第３の電極５２０が、送電電極１２０ａ、１２０ｂのいずれとも同一平面上にない例を示す図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、第３の電極５２０の厚さが、電極１２０ａ、１２０ｂの厚さよりも厚い例を示す図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、第３の電極５２０が比較的大きく、送電電極１２０ａ、１２０ｂの表面に垂直な方向から見たときに、第３の電極５２０の一部が送電電極１２０ａに重なる例を示す図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、一方の送電電極１２０ａの近傍にのみ第３の電極５２０が配置された例を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂの両方の近傍に第３の電極５２０が配置された例を示す図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、一方の受電電極２２０ａの近傍にのみ第３の電極５２０が配置された例を示す図である。
【図１２Ｄ】図１２Ｄは、一対の受電電極２２０ａ、２２０ｂの両方の近傍に第３の電極５２０が配置された例を示す図である。
【図１２Ｅ】図１２Ｅは、一方の送電電極１２０ｂの近傍、および一方の受電電極２２０ａの近傍のそれぞれに、第３の電極５２０が配置された例を示す図である。
【図１２Ｆ】図１２Ｆは、一方の送電電極１２０ｂの近傍、および一方の受電電極２２０ｂの近傍のそれぞれに、第３の電極５２０が配置された例を示す図である。
【図１２Ｇ】図１２Ｇは、送電電極１２０ａ、１２０ｂの両方の近傍、および一方の受電電極２２０ａの両方の近傍に、第３の電極５２０が配置された例を示す図である。
【図１２Ｈ】図１２Ｈは、送電電極１２０ａ、１２０ｂの両方の近傍、および受電電極２２０ａ、２２０ｂの両方の近傍に、第３の電極５２０が配置された例を示す図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、第１の送電電極１２０ａが、２つの部分に分割された例を示す断面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、第１の送電電極１２０ａが、２つの部分に分割された例を示す上面図である。
【図１４】図１４は、実施形態１の無線電力伝送システムにおける電力伝送に関する構成を概略的に示すブロック図である。
【図１５】図１５は、無線電力伝送システムのより詳細な構成例を示す回路図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、送電回路１１０の構成例を模式的に示す図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、受電回路２１０の構成例を模式的に示す図である。
【図１７】図１７は、実施形態１の変形例を示すブロック図である。
【図１８】図１８は、本開示の他の実施形態における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、および第３の電極５２０の配置を模式的に示す斜視図である。
【図１９】図１９は、本開示のさらに他の実施形態における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、および第３の電極５２０の配置を模式的に示す斜視図である。
【図２０】図２０は、本開示のさらに他の実施形態における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、および第３の電極５２０の配置を模式的に示す断面図である。
【図２１】図２１は、床面に位置検出用の複数のマークが配置された工場の例を示す図である。
【図２２】図２２は、電力伝送と情報の読み取りとを同時に行う移動体システムの一例を模式的に示す図である。
【図２３】図２３は、実施形態２におけるシステムの構成例を示すブロック図である。
【図２４Ａ】図２４Ａは、電子機器を備えたシステムの構成および配置の例を模式的に示す断面図である。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、電子機器を備えたシステムの構成および配置の他の例を模式的に示す断面図である。
【図２５】図２５は、図２４Ａの構成の変形例を示す図である。
【図２６Ａ】図２６Ａは、受電電極における透明領域の構成の例を示す図である。
【図２６Ｂ】図２６Ｂは、受電電極における透明領域の構成の他の例を示す図である。
【図２７】図２７は、遮蔽部材が、開口を有するシールドを含む構成の例を示す図である。
【図２８】図２８は、シールドの他の例を示す図である。
【図２９】図２９は、図２７に示す構成の変形例を示す図である。
【図３０】図３０は、図２８に示す構成の他の変形例を示す図である。
【図３１】図３１は、人を検知するセンサを備える移動体の例を示す図である。
【図３２】図３２は、センサの概略的な構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（本開示の基礎となった知見）
本開示の実施形態を説明する前に、本開示の基礎となった知見を説明する。
【００１０】
図１は、電界結合方式による無線電力伝送システムの一例を模式的に示す図である。「電界結合方式」とは、複数の送電電極を含む送電電極群と複数の受電電極を含む受電電極群との間の電界結合（以下、「容量結合」とも称する）により、送電電極群から受電電極群に無線で電力が伝送される伝送方式をいう。図示されている無線電力伝送システムは、例えば工場内で物品の搬送に用いられる無人搬送車（ＡＧＶ）などの搬送ロボット１０に無線で電力を伝送するシステムである。このシステムでは、床面３０に平板状の一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂが配置されている。搬送ロボット１０は、一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂに対向する一対の受電電極を備えている。搬送ロボット１０は、送電電極１２０ａ、１２０ｂから伝送された交流電力を、一対の受電電極によって受け取る。受け取った電力は、搬送ロボット１０が有するモータ、二次電池、または蓄電用のキャパシタなどの負荷に供給される。これにより、搬送ロボット１０の駆動または充電が行われる。
【００１１】
図１には、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ方向を示すＸＹＺ座標が示されている。以下の説明では、図示されているＸＹＺ座標を用いる。送電電極１２０ａ、１２０ｂが延びる方向をＹ方向、送電電極１２０ａ、１２０ｂの表面に垂直な方向をＺ方向、Ｙ方向およびＺ方向に垂直な方向をＸ方向とする。Ｘ方向は、送電電極１２０ａ、１２０ｂが並ぶ方向である。なお、本願の図面に示される構造物の向きは、説明のわかりやすさを考慮して設定されており、本開示の実施形態が現実に実施されるときの向きをなんら制限するものではない。また、図面に示されている構造物の全体または一部分の形状および大きさも、現実の形状および大きさを制限するものではない。
【００１２】
図２は、図１に示す無線電力伝送システムの概略的な構成を示す図である。この無線電力伝送システムは、送電装置１００と、搬送ロボット１０とを備えている。送電装置１００は、一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂと、送電電極１２０ａ、１２０ｂに交流電力を供給する送電回路１１０とを備えている。送電回路１１０は、例えば、インバータ回路を含む交流出力回路である。送電回路１１０は、不図示の直流電源から供給された直流電力を、交流電力に変換して一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂに出力する。交流変換後の電力を送電電極に印加する前段に、インピーダンス不整合を低減する整合回路が挿入されてもよい。
【００１３】
搬送ロボット１０は、受電装置２００と、負荷３３０とを備えている。受電装置２００は、一対の受電電極２２０ａ、２２０ｂと、受電電極２２０ａ、２２０ｂが受け取った交流電力を負荷３３０が要求する電力に変換して負荷３３０に供給する受電回路２１０とを備えている。受電回路２１０は、例えば整流回路または周波数変換回路等の各種の回路を含み得る。受電電極が受電した電力を整流回路に出力する前段に、インピーダンス不整合を低減する整合回路が挿入されてもよい。
【００１４】
負荷３３０は、例えばモータ、蓄電用のキャパシタ、または二次電池などの、電力を消費または蓄積する機器である。一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂと、一対の受電電極２２０ａ、２２０ｂとの間の電界結合により、両者が対向した状態で電力が無線で伝送される。伝送された電力は、負荷３３０に供給される。
【００１５】
各送電電極は、床面に平行ではなく床面に交差して配置されることもある。例えば、壁などに配置される場合には、各送電電極は、床面にほぼ垂直に配置され得る。移動体における各受電電極も、送電電極に対向するように、床面に交差して配置され得る。このように、受電電極の配置は、送電電極の配置に応じて決定される。
【００１６】
このような電界結合方式の無線電力伝送システムにおいては、一般に、対向する送電電極と受電電極との間の容量が小さい。このため、大きい電力を伝送する場合には、送電電極１２０ａ、１２０ｂに高い電圧が印加される。その場合、送電電極１２０ａ、１２０ｂおよび受電電極２２０ａ、２２０ｂの周囲に漏洩する電界の強度も高くなる。
【００１７】
図３は、電力伝送時に送電電極１２０ａ、１２０ｂの周囲に形成される電界の分布の一例を示す図である。図３において、電界強度が高い領域ほど濃く描かれている。電子機器への電磁ノイズ等の影響を小さくするためには、各電極の周囲に分布する電界強度が高い領域の範囲を狭くすることが求められる。例えば、各電極から所定の距離だけ離れた位置における電界強度を、電子機器の定めるイミュニティ基準値を超えないようにすることが求められる。また、生体安全性を考慮して、国際非電離放射線防護委員会（ＩＣＮＩＲＰ）が定める基準値を目標として、漏洩電界強度を低減する必要が発生する場合もある。
【００１８】
本発明者は、以上の考察に基づき、以下に説明する本開示の各態様を想到するに至った。
【００１９】
本開示の一態様に係る電極ユニットは、
電界結合方式の無線電力伝送システムにおける送電装置または受電装置に用いられる電極ユニットであって、
電力伝送時に第１の電圧が印加される第１の電極と、
電力伝送時に前記第１の電圧とは位相が９０度よりも大きく２７０度未満の値だけ異なる第２の電圧が印加される第２の電極と、
前記第１および第２の電極から離間して配置され、電力伝送時に前記第１および第２の電圧の振幅よりも小さい振幅の第３の電圧を帯びる第３の電極と、
を備え、
前記第１および第２の電極は、電極配置面に沿って配置され、
前記電極配置面に垂直な方向から見て、前記第３の電極の少なくとも一部は、前記第１および第２の電極に重ならない位置にある。
【００２０】
複数の第１の電極および複数の第２の電極は、ある面に沿って配列されている。その面を「電極配置面」と称する。電極配置面は、厳密な平面に限らず、曲面であってもよい。全ての電極が同一平面上にある必要はなく、電極配置面に沿ってこれらの電極が並んでいればよい。
【００２１】
上記態様によれば、前記電極ユニットは、前記第１および第２の電極から離間して配置され、電力伝送時に前記第１および第２の電圧の振幅よりも小さい振幅の第３の電圧を帯びる第３の電極を備える。そして、前記電極配置面に垂直な方向から見て、前記第３の電極の少なくとも一部は、前記第１および第２の電極に重ならない位置にある。
【００２２】
このような構成により、第１および第２の電極の少なくとも一方の近傍、特に側方の漏洩電界が低減する。これにより、例えば、周辺の機器の誤動作のリスクを低減することができる。
【００２３】
第３の電極を、第１および第２の電極の両方の近傍に配置した場合には、第１および第２の電極の両方の近傍における電界強度を低減できる。このため、上記のリスクをさらに低減させることができる。
【００２４】
上記の電極ユニットは、送電装置および受電装置の一方または両方に搭載され得る。送電装置および受電装置の両方が第３の電極を備えていれば、特に高い効果を得ることができる。
【００２５】
上記の電極ユニットが送電装置に搭載される形態では、第１および第２の電極は、交流電力を出力する送電回路に接続される。送電回路は、例えばインバータ回路を備え、第１および第２の電極に交流電力を供給する。送電回路により、第１の電極には第１の電圧が印加され、第２の電極には第１の電圧の逆の位相の第２の電圧が印加される。ここで「逆の位相」とは、９０度よりも大きく２７０度未満の値だけ異なる位相を意味する。第２の電圧の振幅は、典型的には第１の電圧の振幅とほぼ等しい。
【００２６】
他方、電極ユニットが受電装置に搭載される形態では、第１および第２の電極は、これらに対向する送電装置における一対の送電電極から交流電力を受け取る。このとき、第１の電極には第１の電圧が印加され、第２の電極には第１の電圧の逆の位相の第２の電圧が印加される。この場合も、第２の電圧の振幅は、典型的には第１の電圧の振幅とほぼ等しい。
【００２７】
第１および第２の電極に交流電圧が印加されると、それらの近傍に位置する第３の電極にも電位変動が生じ得る。また、第３の電極は外部電位と接続しうる。この結果として第３の電極は第３の電圧を帯びている。第３の電極の電位変動は、第１および第２の電極の電位振幅よりも弱く、結果として第１および第２の電極から生じる周辺への電界漏洩分布を側面方向に広がりにくくする。このため、特に側面方向への漏洩電界を抑制することができる。
【００２８】
電力伝送時に第３の電極が第３の電圧を帯びるようにするためには、例えば以下の２通りの構成が考えられる。第１の構成では、第３の電極が送電装置または受電装置の筐体または回路に設けられているグラウンド端子に接続される。第３の電極とグラウンド端子との導通によって第３の電極への第３の電圧の供給が実現される。第２の構成では、第３の電極が、第１の電極に近接する第１の部分と、第２の電極に近接する第２の部分と、第１の部分および第２の部分を繋ぐ第３の部分とを含む。第２の構成においては、第１の部分および第２の部分と第１の電極との電磁結合、ならびに第２および第３の部分と第２の電極との電磁結合によって第３の電極への第３の電圧の供給が実現される。
【００２９】
ある実施形態においては、前記電極配置面に垂直な方向から見て、前記第３の電極のうち、前記第１および第２の電極に重ならない部分の面積は、前記第３の電極のうち、前記第１および第２の電極に重なる部分の面積よりも大きい。他の実施形態では、前記電極配置面に垂直な方向から見て、前記第３の電極の全体は、前記第１および第２の電極に重ならない。このような構成によれば、送電側の第１および第２の電極と、これらに対向する受電側の第１および第２の電極との間に第３の電極が位置することによる不要な結合を抑えることができる。これにより、伝送エネルギのロスを抑制しながら、第１の電極または第２の電極の側方の漏洩電界を効果的に抑制することができる。
【００３０】
本明細書において、送電装置に搭載される電極ユニットを「送電電極ユニット」と称し、受電装置に搭載される電極ユニットを「受電電極ユニット」と称することがある。電極ユニットが送電装置に搭載される場合、第１の電極および第２の電極の各々を送電電極と呼ぶ。電極ユニットが受電装置に搭載される場合、第１の電極および第２の電極の各々を受電電極と呼ぶ。電力伝送時には一対の送電電極と一対の受電電極とが対向する。これらの間の電界結合によって一対の送電電極から一対の受電電極へ電力が伝送される。
【００３１】
送電電極ユニットおよび受電電極ユニットの各々において、第１の電極および第２の電極の一方は、並列する２つの部分に分割されていてもよい。その場合、当該２つの部分の間に、第１の電極および第２の電極の他方が配置される。当該２つの部分には同一の位相の電圧が印加される。このような構成によれば、第１の電極と第２の電極との境界上の漏洩電界を抑制する効果も得ることができる。ある例では、当該２つの部分、および第１および第２の電極の他方は、同一の方向に延びた構造を有する。当該２つの部分の幅は、例えば前記第２の電極の幅の半分に近い値に設定され得る。例えば、当該２つの部分の幅は、前記第２の電極の幅の０．４倍以上０．６倍以下に設定され得る。このように、第１および第２の電極の一方が２つの部分に分割された構成では、電力伝送に寄与する電極が実質的に３つ存在することになる。このような構成に言及するときには、それらの３つの電極を「一組の電極」と称することがある。
【００３２】
電極ユニットは、シート状構造体を備えていてもよい。第１から第３の電極は、シート状構造体の内部にあってもよい。ある実施形態では、シート状構造体に含まれる基板に形成された導電体パターンを第１から第３の電極として用いてもよい。シート状構造体は、例えば、複数の層を有する積層構造体であってもよい。ある例では、第１から第３の電極の少なくとも２つは、複数の層のうちの異なる層に位置する。このような構成は、例えば、第１から第３の電極とは別に、漏洩電界を抑制するための導電体からなるシールドを配置する場合に採用され易い。そのようなシールドは、例えば、送電装置と受電装置との間において、第１の電極と第２の電極との隙間を覆うように配置され得る。その場合、シールドは、第１および第２の電極とは異なる層に配置される。第３の電極も、例えばシールドと同じ層に配置することができる。第１および第２の電極が異なる層に配置されていてもよい。
【００３３】
本開示のある実施形態における送電装置は、上記の電極ユニットと、電極ユニットにおける第１および第２の電極に交流電力を供給する送電回路とを備える。
【００３４】
本開示の他の実施形態における受電装置は、上記の電極ユニットと、電極ユニットにおける第１および第２の電極が受け取った交流電力を、直流電力または他の交流電力に変換して負荷に供給する受電回路とを備える。
【００３５】
本開示のさらに他の実施形態における無線電力伝送システムは、送電電極ユニットを備える送電装置と、受電電極ユニットを備える受電装置とを備える。送電電極ユニットおよび受電電極ユニットの少なくとも一方は、前述の電極ユニットと同等の構成を備える。
【００３６】
受電装置は、例えば移動体に搭載され得る。本開示における「移動体」は、前述の搬送ロボットのような車両に限定されず、電力によって駆動される任意の可動物体を意味する。移動体には、例えば、電気モータおよび１以上の車輪を備える電動車両が含まれる。そのような車両は、例えば、前述の搬送ロボットなどの無人搬送車（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｇｕｉｄｅｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＡＧＶ）、電気自動車（ＥＶ）、電動カート、電動車椅子であり得る。本開示における「移動体」には、車輪を有しない可動物体も含まれる。例えば、二足歩行ロボット、マルチコプターなどの無人航空機（Ｕｎｍａｎｎｅｄ  Ａｅｒｉａｌ  Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＵＡＶ、所謂ドローン）、有人の電動航空機、およびエレベータも、「移動体」に含まれる。
【００３７】
本開示の他の実施形態における電子機器は、上記の受電装置を備えた移動体に搭載される。受電装置は、送電装置から無線で伝送された電力を受け取って負荷に供給する。電子機器は、センシングデバイスを備える。センシングデバイスは、移動体の周囲のセンシング対象から、電磁場または超音波を利用して情報を取得する。電子機器は、遮蔽部材をさらに備えていてもよい。遮蔽部材は、センシング対象からセンシングデバイスへの電磁場または超音波の伝搬を妨げることなく、送電装置から受電装置への電力伝送時に発生する漏洩電磁界を遮蔽する。
【００３８】
「センシングデバイス」は、例えば撮像素子、人検知センサ、障害物検知センサ、ＲＦＩＤリーダ、無線通信器、超音波センサ、温度センサなどの、任意の電子デバイスであり得る。センシングデバイスは、例えば、紫外線、可視光、赤外線、テラヘルツ波、もしくはマイクロ波などの電磁波、または電磁誘導を利用して移動体の周囲のセンシング対象から情報を取得することができる。つまり、センシングデバイスは、電磁場を利用して周囲の環境をセンシングすることができる。センシングデバイスは、電磁場に限らず、超音波などの他の物理的変化を利用して移動体の周囲をセンシングしてもよい。
【００３９】
「センシング対象」（以下、「対象物」と称することもある。）は、例えば、前述の一次元または二次元のコードを含むマークであり得る。センシングデバイスは、例えば一次元または二次元に配列された複数の光電変換素子を備える撮像素子、またはバーコードリーダーであり得る。これらのセンサは、マークを撮像することにより、コードに記録された情報を取得することができる。コードは、例えば位置情報を含み得る。その場合、センシングデバイスは、コードを読み取ることにより、当該コードの位置情報を取得することができる。これにより、移動体の位置を認識することができる。
【００４０】
「センシング対象」は、人または他の障害物（例えば、動物、他の移動体、または一時的に配置された物体）であってもよい。その場合、センシングデバイスは、例えばレーダー、ライダー（ＬＩＤＡＲ）、赤外線センサ、撮像素子、または超音波センサなどのセンサであり得る。これらのセンサは、電磁波または超音波を利用して周辺の人または他の障害物の存在を検知することができる。移動体は、センサの出力に基づいて、種々の動作を実行できる。例えば、送電電極の近くに人または他の物体が存在することを検知すると、移動体は、伝送される電力を低減したり停止したりするように送電装置に指示することができる。
【００４１】
なお、センシング対象からセンシングデバイスに伝搬する電磁場または超音波は、遮蔽部材を通過する際に、若干減衰してもよい。本明細書においては、遮蔽部材が当該電磁場または超音波のエネルギの過半数を通過させる場合は、それらの「伝搬を妨げない」ことに該当する。また、遮蔽するノイズ周波数帯域の電磁成分エネルギの抑圧度と比して、センシングする当該電磁場または超音波のエネルギの減衰度が低い場合に本発明の機能を果たすことが可能である。
【００４２】
遮蔽部材は、センシングデバイスを完全に包囲していてもよいし、電磁ノイズの影響が少ない場合は部分的に包囲していてもよい。遮蔽部材の材料は、電力伝送に使用される周波数およびセンシングの態様に応じて適宜選択される。
【００４３】
センシングデバイスが光を利用してセンシング対象から情報を取得する場合、遮蔽部材は、透明導電部材を含み得る。透明導電部材は、センシング対象からセンシングデバイスに入射する光の経路上に配置され得る。透明導電部材は、光を透過させるが、電力伝送に起因して生じる比較的低周波の電磁場を遮蔽する。これにより、センシングに影響を及ぼすことなく、各電極の周囲の電磁場によるセンシングデバイスへの影響を緩和できる。遮蔽部材は、当該透明導電部材と、透明ではない一般的な導電部材とでセンシングデバイスを包囲していてもよい。
【００４４】
本明細書において「光」とは、可視光（波長がおよそ４００ｎｍから７００ｎｍの電磁波）に限定されず、紫外線（波長がおよそ１０ｎｍから４００ｎｍの電磁波）および赤外線（波長がおよそ７００ｎｍから２５００ｎｍの電磁波）を含む。紫外線を「紫外域の光」または「紫外光」と称し、可視光を「可視域の光」と称し、赤外線を「赤外域の光」または「赤外光」と称することもある。
【００４５】
センシングデバイスが電磁波を利用してセンシング対象から情報を取得する形態では、遮蔽部材は、少なくとも１つの開口をもつシールドを含んでいてもよい。そのようなシールドは、センシング対象からセンシングデバイスへの電磁波の伝搬経路上に配置され得る。シールドは、少なくとも表面が導電性を有する。シールドは接地され得る。このような態様では、センシングデバイスは、送電装置から受電装置に伝送される電力の周波数ｆ１よりも高い最低周波数ｆｍをもつ帯域の電磁波を利用してセンシング対象から情報を取得する。シールドにおける各開口の径は、センシングに用いられる電磁波の波長の半分よりも大きく、電力伝送に用いられる周波数の電磁波の波長の半分よりも小さい値に設定される。言い換えれば、シールドにおける各開口の径は、真空中の光速度をｃとして、ｃ／（２ｆｍ）よりも大きく、ｃ／（２ｆ１）よりも小さい値に設定され得る。これにより、シールドは、センシングに利用される比較的高い周波数の電磁波を通過させるが、電力伝送に起因する比較的低い周波数の電磁波を遮蔽することができる。
【００４６】
センシング対象は、例えば隣り合う２つの送電電極の間に配置され得る。２つの送電電極の間に配置された一次元または二次元のコードを含むマーク、またはＲＦタグなどの通信器がセンシング対象になり得る。その場合、遮蔽部材は、当該マークまたは通信器からセンシングデバイスに向かう光または電波などの電磁波の経路に、前述の透明導電部材、または少なくとも１つの開口を有するシールドを備え得る。
【００４７】
センシング対象は、いずれかの送電電極の上に位置していてもよい。その場合、複数の送電電極と複数の受電電極とが対向した状態で、センシング対象に重なる受電電極の部分は光透過性を有する材料で構成され得る。センシングデバイスは、受電電極の光透過性を有する部分を通過したセンシング対象からの光を検出して情報を取得することができる。
【００４８】
以下、本開示の実施形態をより具体的に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明および実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。以下の説明において、同一または類似する機能を有する構成要素については、同じ参照符号を付している。
【００４９】
（実施形態１）
図４は、本開示の実施形態１における無線電力伝送システムを模式的に示す図である。図４に示すシステムでは、図１に示すシステムと同様、床面の下または上に配置された一対の送電電極を有する送電装置から、一対の受電電極を有する搬送ロボット１０に無線で電力が伝送される。一対の送電電極は、第１の送電電極１２０ａおよび第２の送電電極１２０ｂである。第２の送電電極１２０ｂは、第１の送電電極１２０ａから、第１の送電電極１２０ａの表面に沿った第１の方向（この例ではＸ方向）に離間して配置されている。
【００５０】
送電電極１２０ａ、１２０ｂは、床面に沿って平行に延びている。送電電極１２０ａ、１２０ｂは、ほぼ同一平面上に配置されている。送電電極１２０ａ、１２０ｂの上を、搬送ロボット１０が電力を受け取りながら移動することができる。
【００５１】
本実施形態では、図１に示す構成とは異なり、第１の電極１２０ａおよび第２の電極１２０ｂのそれぞれから、隙間を隔てて第３の電極が配置されている。第３の電極は、第１の電極１２０ａに近接する第１の部分５２０ａと、第２の電極１２０ｂに近接する第２の部分５２０ｂとを含む。以下の説明において、第３の電極における第１の部分５２０ａと第２の部分５２０ｂとを区別せずに、それぞれを「第３の電極５２０」と称することがある。
【００５２】
第３の電極の第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂは、送電電極１２０ａ、１２０ｂが延びる方向と同一の方向に延びている。第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂの幅（Ｘ方向の寸法）は、送電電極１２０ａ、１２０ｂの各々の幅よりも小さい。第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂの幅は小さくてもよく、例えば、送電電極１２０ａ、１２０ｂの各々の幅の１２％未満であってもよい。また、送電電極１２０ａ、１２０ｂに平行な平面に垂直な方法から見たとき、第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂの各々の面積は、送電電極１２０ａ、１２０ｂの各々の面積よりも小さい。第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂの各々の面積は小さくてもよく、例えば、送電電極１２０ａ、１２０ｂの各々の面積の１２％未満であってもよい。なお、第３の電極の各部分の幅または面積は、第１の電極１２０ａおよび第２の電極１２０ｂの各々の幅または面積よりも大きくてもよい。
【００５３】
図５は、図４に示す無線電力伝送システムの概略的な構成を示す図である。図５は、第３の電極の第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂが追加された点を除けば、図２に示す構成と同様である。
【００５４】
本実施形態における送電装置１００は、電極ユニット５００と、送電回路１１０とを備える。電極ユニット５００は、一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂと、第３の電極（第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂを含む。）とを備える。送電回路１１０は、送電電極１２０ａ、１２０ｂに交流電力を供給する。送電回路１１０は、例えば、インバータ回路を含む交流出力回路である。送電回路１１０は、不図示の直流電源から供給された直流電力を、交流電力に変換して一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂに出力する。搬送ロボット１０は、図２に示す搬送ロボット１０と同じ構成を備える。
【００５５】
このような構成により、搬送ロボット１０は、送電電極１２０ａ、１２０ｂに沿って移動しながら、無線で電力を受け取ることができる。搬送ロボット１０は、送電電極１２０ａ、１２０ｂと受電電極２２０ａ、２２０ｂとが近接して対向した状態を保ちながら、送電電極１２０ａ、１２０ｂが延びる方向（図１におけるＹ方向）に移動する。これにより、搬送ロボット１０は、例えばキャパシタ等の蓄電器を充電しながら移動することができる。
【００５６】
電力伝送時において、第１の送電電極１２０ａには第１の電圧が印加され、第２の送電電極１２０ｂには、第１の電圧とは逆の位相の第２の電圧が印加される。ここで逆の位相とは、９０度より大きく２７０度未満の位相差を有することを意味する。典型的には、第２の電圧の位相は、第１の電圧の位相から１８０度異なる。ただし、両者の位相差が１８０度からずれていても電力伝送は可能である。第２の電圧の振幅は第１の電圧の振幅とほぼ等しい。厳密には、第１および第２の電圧は、伝送周波数の成分だけでなく、他の複数の周波数の成分を含む場合がある。その場合、上記の位相に関する条件が成立するのは、共に伝送周波数の成分についてである。ここで「伝送周波数」とは、送電電極１２０ａ、１２０ｂに接続されたインバータ回路のスイッチング周波数を意味する。
【００５７】
第３の電極における第１の部分５２０ａは、電力伝送時に、第１の電圧よりも低振幅な電圧を帯びる。他方、第３の電極における第２の部分５２０ｂは、電力伝送時に、第２の電圧より低振幅な電圧を帯びる。すなわち、第３の電極の第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂが帯びる電圧の振幅は、いずれも第１および第２の電圧の振幅よりも小さい。ここで「電圧」とは、基準電位に対する電位を意味する。基準電位は、典型的にはグラウンド電位である。
【００５８】
電力伝送時に第３の電極における第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂが上記のような電圧を帯びるようにするためには、大別して２つの方法がある。第１の方法は、第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂを接地することである。第２の方法は、第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂを互いに接続することである。
【００５９】
図６は、第３の電極の第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂが接地される構成の例を模式的に示す図である。この例では、第３の電極の第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂは、送電回路１１０におけるグラウンド端子にそれぞれ接続されている。電力伝送時には、送電回路１１０におけるインバータ回路Ｉｎｖから送電電極１２０ａ、１２０ｂに交流電圧が印加される。一方、第３の電極の第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂにの電位は第３の電圧で固定されるその結果、送電電極１２０ａ、１２０ｂの側方における漏洩電界の強度が低減する。
【００６０】
この例においては、第３の電極は第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂのみを含む。第１の送電電極１２０ａ、第２の送電電極１２０ｂ、第３の電極の第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂは、同一の方向に延びた構造を有している。第３の電極において、グラウンド端子に接続される部位である第１の部分５２０ａの一端および第２の部分５２０ｂから、それぞれの他端までの長さは、例えば、伝送される電力の周波数に対応する波長の１／４未満に設定され得る。これは、第３電極がアンテナとして機能して不要な放射を行うことを避けるためである。
【００６１】
図７Ａおよび図７Ｂは、第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂが互いに接続された構成の例を模式的に示す図である。これらの例では、第３の電極は、第１の部分５２０ａと第２の部分５２０ｂとを繋ぐ第３の部分５２０ｃをさらに含む。第３の電極への第３の電圧の供給は、第１の部分５２０ａおよび第３の部分５２０ｃと第１の送電電極１２０ａとの電磁結合、ならびに第２の部分５２０ｂおよび第３の部分５２０ｃと第２の電極１２０ｂとの電磁結合によって実現される。
【００６２】
図７Ａの例では、第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂは、送電電極１２０ａ、１２０ｂが延びる方向と同じ方向に延びている。図７Ａの例では、第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂの長さは、送電電極１２０ａ、１２０ｂの長さよりも僅かに長く設定される。これは、第３の部分５２０ｃで、第１の部分５２０ａの一端と、第２の部分５２０ｂの一端とを繋ぐためである。図示しない別の例では、第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂは、Ｘ方向への電界漏洩を抑圧する必要がある部位に限定して配置されていてもよい。その場合、第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂの長さを送電電極１２０ａ、１２０ｂよりも短く設定しても構わない。ＸＹ面に垂直な方向から見たとき、送電電極１２０ａ、１２０ｂは、第１の部分５２０ａ、第２の部分５２０ｂ、および第３の部分５２０ｃによって規定される領域の内側に位置している。ここで、第１の部分５２０ａ、第２の部分５２０ｂ、および第３の部分５２０ｃによって規定される領域とは、これらの部分によって包囲される領域を指す。
【００６３】
図７Ｂの例では、第３の部分５２０ｃは、第１の送電電極１２０ａおよび第２の送電電極１２０ｂの背面側において、第１の部分５２０ａの両端以外の部位と、第２の部分の両端以外の部位とを繋いでいる。「背面側」とは、電力伝送時に受電電極２２０ａ、２２０ｂが位置する側の反対の側を意味する。第３の部分５２０ｃは、図示されるように、第１の部分５２０ａの中央部と、第２の部分５２０ｂの中央部とを繋いでいてもよいし、他の部位同士を繋いでいてもよい。また、複数本の第３の部分５２０ｃが第１の部分５２０ａと第２の部分５２０ｂを接続しても構わない。
【００６４】
図７Ａおよび図７Ｂに示す構成においては、送電電極１２０ａ、１２０ｂに交流電圧が印加されると、第３の電極の各部位と送電電極１２０ａ、１２０ｂとの間で容量結合が生じる。具体的には、第３の部分５２０ｃのうち第１の送電電極１２０ａに近い部分および第１の部分５２０ａは、第１の送電電極１２０ａと結合する。他方、第３の部分５２０ｃのうち第２の送電電極１２０ｂに近い部分および第２の部分５２０ｂは、第２の送電電極１２０ｂと結合する。一方で、第３の電極５２０は、第３の部分５２０ｃを介して強制的に導電接続されているため、強制的に電位が固定される。その結果、送電電極１２０ａ、１２０ｂの周辺に、低振幅な第３の電位を伴う第３の電極が出現した効果を発現する。すなわち、Ｘ軸方向への漏洩電界の強度が急激に低減する。
【００６５】
図７Ａおよび図７Ｂに示す構成においては、第３の電極は、第１の送電電極１２０ａと第３の電極との結合容量が、第２の送電電極１２０ｂと第３の電極との結合容量に近くなるように設計され得る。例えば、これらの２つの結合容量が一致するように第３の電極は設計され得る。そのような構成により、効果的に漏洩電界を抑制できる。
【００６６】
本発明者らは、本実施形態の構成、および第３の電極を設けない比較例の構成の双方について、電磁界解析を行い、本実施形態の効果を検証した。以下、図８から図１０Ｂを参照しながら、解析結果を説明する。
【００６７】
図８は、比較例の構成を模式的に示す図である。比較例では、従来の電界結合方式の無線電力伝送システムと同様、第３の電極は設けられていない。図９は、本実施形態の構成を模式的に示す図である。実施形態では、一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂの両側に、第３の電極（第１の部分５２０ａおよび第２の部分５２０ｂ）が配置されている。第３の電極は接地されている。図８および図９の各例において、送電電極１２０ａ、１２０ｂに交流電力を入力し、切断面Ｃにおける電界強度の分布を計算した。
【００６８】
解析に用いたパラメータは以下のとおりである。
・送電電極１２０ａ、１２０ｂの幅：ｗ１＝１５０ｍｍ
・送電電極１２０ａ、１２０ｂの間のギャップ：ｇ１＝２５ｍｍ
・入力電力Ｐ＝１ｋＷ
・第３の電極の部分５２０ａ、５２０ｂの幅：ｗ２＝１８ｍｍ
・送電電極１２０ａ、１２０ｂと第３の電極との間のギャップ：ｇ２＝２ｍｍ
【００６９】
図８の比較例においては、送電電極１２０ａ、１２０ｂは、ＡＢＳ樹脂製のシート状構造体の内部にあるものとした。図９の実施形態においては、送電電極１２０ａ、１２０ｂおよび第３の電極の部分５２０ａ、５２０ｂが、同じＡＢＳ樹脂製のシート状構造体の内部にあるものとした。シート状構造体の幅（Ｘ方向の寸法）は、４００ｍｍとした。
【００７０】
図１０Ａおよび図１０Ｂは、解析結果を示す図である。図１０Ａは、図８に示す比較例における電界分布を示している。図１０Ｂは、図９に示す実施形態における電界分布を示している。これらの図において、網掛けは、電界強度がＩＣＮＩＲＰが定める基準値を超過する領域を示している。電界強度が高い領域ほど濃く描かれている。図１０Ａ、１０Ｂからわかるように、実施形態の構成においては、送電電極１２０ａ、１２０ｂの側方の漏洩電界が低減できていることがわかる。本解析においては、送電電極１２０ａの端部から電界強度が基準値以下になる位置までの距離が、２６７．５ｍｍから１６７．５ｍｍへと、約３７％縮小した。このように、第３の電極を設けることにより、漏洩電界の強度が大きく低下することが確認できた。
【００７１】
本発明者らは、第３の電極の幅、および第３の電極と各送電電極とのギャップの大きさ等のパラメータを変えて同様の解析を行ったところ、いずれの例も上記と同様の効果が確認できた。第３の電極の幅は小さくても十分な効果が得られることが確認された。例えば、上記実施例においてｗ２を１８ｍｍから０．５ｍｍに減じた場合でも、送電電極１２０ａの端部から電界強度が基準値以下になる位置までの距離は１．４ｃｍしか増加せず本願の効果が確認された。
【００７２】
以上のように、本実施形態によれば、送電電極１２０ａ、１２０ｂの両側に第３の電極が配置される。これにより、送電電極１２０ａ、１２０ｂの両側の領域における漏洩電界が抑制される。
【００７３】
本実施形態では、送電電極１２０ａ、１２０ｂの両方の近傍に第３の電極が設けられているが、送電電極１２０ａ、１２０ｂの一方の近傍にのみ第３の電極を設けてもよい。そのような構成においては、送電電極１２０ａ、１２０ｂの一方の周囲の漏洩電界を抑制できる。
【００７４】
第３の電極は、受電装置２００における受電電極２２０ａ、２２０ｂの少なくとも一方の近傍に配置してもよい。そのような構成であっても、電力伝送時の漏洩電界を抑制することができる。
【００７５】
第３の電極の大きさ、形状、および位置に関しては、様々な変形が可能である。以下、いくつかの変形例を説明する。
【００７６】
図１１Ａから図１１Ｄは、第３の電極５２０が第１の送電電極１２０ａの近傍にのみ設けられている例を示している。図１１Ａは、第３の電極５２０が、送電電極１２０ａ、１２０ｂと同一平面上にある例を示している。図１１Ｂは、第３の電極５２０が、送電電極１２０ａ、１２０ｂのいずれとも同一平面上にない例を示している。図１１Ｃは、第３の電極５２０の厚さが、電極１２０ａ、１２０ｂの厚さよりも厚い例を示している。図１１Ｄは、第３の電極５２０が比較的大きく、送電電極１２０ａ、１２０ｂの表面に垂直な方向から見たときに、第３の電極５２０の一部が送電電極１２０ａに重なる例を示している。
【００７７】
これらの例のように、第３の電極５２０は多様な構造をとり得る。これらの変形例は、第２の送電電極１２０ｂの近傍に第３の電極５２０を配置する場合、および受電電極２２０ａ、２２０ｂの近傍に第３の電極５２０を配置する場合にも同様に適用できる。
【００７８】
図１２Ａから図１２Ｈは、第３の電極５２０の配置の類型を示している。図１２Ａは、一方の送電電極１２０ａの近傍にのみ第３の電極５２０が配置された例を示している。図１２Ｂは、一対の送電電極１２０ａ、１２０ｂの両方の近傍に第３の電極５２０が配置された例を示している。図１２Ｃは、一方の受電電極２２０ａの近傍にのみ第３の電極５２０が配置された例を示している。図１２Ｄは、一対の受電電極２２０ａ、２２０ｂの両方の近傍に第３の電極５２０が配置された例を示している。図１２Ｅは、一方の送電電極１２０ｂの近傍、および一方の受電電極２２０ａの近傍のそれぞれに、第３の電極５２０が配置された例を示している。図１２Ｆは、一方の送電電極１２０ｂの近傍、および一方の受電電極２２０ｂの近傍のそれぞれに、第３の電極５２０が配置された例を示している。図１２Ｇは、送電電極１２０ａ、１２０ｂの両方の近傍、および一方の受電電極２２０ａの両方の近傍に、第３の電極５２０が配置された例を示している。図１２Ｈは、送電電極１２０ａ、１２０ｂの両方の近傍、および受電電極２２０ａ、２２０ｂの両方の近傍に、第３の電極５２０が配置された例を示している。
【００７９】
このように、第３の電極５２０の配置には様々な態様が可能である。図１２Ｅから図１２Ｈに示す例では、送電装置および受電装置の両方に第３の電極５２０が設けられている。送電側の第３の電極５２０、および受電側の第３の電極５２０は、互いに対向しない位置に配置されている。電力伝送時において、送電側の第３の電極５２０と、受電側の第３の電極５２０との間の容量は、送電電極１２０ａ、１２０ｂと、受電電極２２０ａ、２２０ｂとの間の容量の各々よりも小さい。送電電極１２０ａ、１２０ｂと受電電極２２０ａ、２２０ｂに関しては、互いに対向させることで結合容量が生じ、電力伝送に寄与する。これに対し、送電側の第３の電極５２０と受電側の第３の電極５２０とは、電力伝送に寄与しないので、互いに対向させる必要はない。むしろ２つの第３の電極５２０を対向させると、不要な結合が生じ、それらの間に不要な電界が発生する。よって、前述の各例では、送電側の第３の電極５２０と受電側の第３の電極５２０とが対向しないように配置されている。
【００８０】
図１３Ａは、他の変形例を示す断面図である。図１３Ｂは、本変形例を示す上面図である。この例では、第１の送電電極１２０ａが並列して延びる２つの部分に分割されており、当該２つの部分の間に、第２の送電電極１２０ｂが配置されている。第１の送電電極１２０ａの２つの部分のそれぞれの幅は、第２の送電電極１２０ｂの幅の半分である。第１の送電電極１２０ａの２つの部分には、インバータ回路から同位相同振幅の交流電圧が印加される。この構成によれば、第１の送電電極１２０ａの２つの部分と、第２の送電電極１２０ｂとの境界上の領域で、電界がキャンセルされるため、高さ方向（図１３Ａにおける縦方向）の漏洩電界も同時に抑制することができる。
【００８１】
図１３Ａ、１３Ｂに示す構成では、受電装置における第１の電極も、同様に２つの部分に分割され、それらの間に第２の電極が位置する。送電装置における第１の電極１２０ａの２つの部分と、第２の電極１２０ｂとを「一組の送電電極」と称する。受電装置における第１の電極の２つの部分と、第２の電極１２０ｂとを「一組の受電電極」と称する。一組の送電電極と一組の受電電極とが対向した状態で電力が伝送される。
【００８２】
図１３Ａ、１３Ｂに示す構成において、第３の電極５２０は、第１の送電電極１２０ａにおける２つの部分の両側に位置している。このような配置に限定されず、第３の電極５２０は、当該２つの部分の片側に配置されていてもよい。また、第３の電極を送電回路１１０のグラウンド端子に接続する代わりに、図７Ｂの構成と同様の構成を採用してもよい。
【００８３】
第１の電極１２０ａに代えて、第２の電極１２０ｂを並列する２つの部分に分割し、それらの間に第１の電極１２０ａを配置してもよい。また、分割される電極の各部分の幅は、分割されない電極の幅の半分とは異なっていてもよい。分割される電極の各部分の幅は、例えば、分割されない電極の幅の０．４倍以上０．６倍以下に設定され得るが、この範囲外の値に設定されてもよい。
【００８４】
次に、本実施形態の無線電力伝送システムにおける電力伝送に関する構成をより詳細に説明する。なお、以下に説明するシステムの構成は一例であり、要求される機能および性能に応じて、適宜変更してもよい。
【００８５】
図１４は、本実施形態の無線電力伝送システムにおける電力伝送に関する構成を概略的に示すブロック図である。送電装置１００は、外部の電源３１０から供給される電力を、電力伝送用の交流電力に変換する送電回路１１０と、交流電力を送電する２つの送電電極１２０ａ、１２０ｂと、第３の電極５２０と、送電回路１１０と送電電極１２０ａ、１２０ｂとの間に接続された整合回路１８０とを備える。本実施形態では、送電回路１１０は、整合回路１８０を介して第１および第２の送電電極１２０ａ、１２０ｂに電気的に接続され、第１および第２の送電電極１２０ａ、１２０ｂに交流電力を出力する。搬送ロボット１０は、受電装置２００と、負荷３３０とを備える。
【００８６】
受電装置２００は、２つの送電電極１２０ａ、１２０ｂと容量結合して電力を受け取る２つの受電電極２２０ａ、２２０ｂと、第３の電極５２０と、２つの受電電極２２０ａ、２２０ｂに接続された整合回路２８０と、整合回路２８０に接続され、受け取った交流電力を直流電力に変換して出力する受電回路２１０とを有する。第１の受電電極２２０ａは、第１の送電電極１２０ａと対向したときに、第１の送電電極１２０ａとの間に容量結合を形成する。第２の受電電極２２０ｂは、第２の送電電極１２０ｂと対向したときに、前記第２の送電電極との間に容量結合を形成する。これらの２つの容量結合を介して交流電力が送電装置１００から受電装置２００に非接触で伝送される。
【００８７】
本実施形態における搬送ロボット１０の筐体、送電電極１２０ａ、１２０ｂ、および受電電極２２０ａ、２２０ｂのそれぞれのサイズは、特に限定されないが、例えば以下のサイズに設定され得る。送電電極１２０ａ、１２０ｂ、第３の電極５２０の長さ（Ｙ方向のサイズ）は、例えば５０ｃｍ〜２０ｍの範囲内に設定され得る。送電電極１２０ａ、１２０ｂのそれぞれの幅（Ｘ方向のサイズ）は、例えば５ｃｍ〜２ｍの範囲内に設定され得る。各第３の電極５２０の幅は、例えば０．５ｍｍ〜２００ｍｍの範囲内に設定され得る。搬送ロボット１０の筐体の進行方向および横方向におけるそれぞれのサイズは、例えば、２０ｃｍ〜５ｍの範囲内に設定され得る。受電電極２２０ａの長さ（進行方向におけるサイズ）は、例えば５ｃｍ〜２ｍの範囲内に設定され得る。受電電極２２０ａの幅（横方向におけるサイズ）は、例えば２ｃｍ〜２ｍの範囲内に設定され得る。送電電極間のギャップ、および受電電極間のギャップは、例えば１ｍｍ〜４０ｃｍの範囲内に設定され得る。但し、これらの数値範囲に限定されない。
【００８８】
負荷３３０は、例えば駆動用の電気モータおよび蓄電用のキャパシタまたは二次電池を含み得る。負荷３３０は、受電回路２１０から出力された直流電力によって駆動または充電される。
【００８９】
電気モータは、直流モータ、永久磁石同期モータ、誘導モータ、ステッピングモータ、リラクタンスモータなどの、任意のモータであり得る。モータは、シャフトおよびギア等を介して搬送ロボット１０の車輪を回転させ、搬送ロボット１０を移動させる。モータの種類に応じて、受電回路２１０は、整流回路、インバータ回路、インバータ制御回路などの、各種の回路を含み得る。受電回路２１０は、交流モータを駆動するために、受電したエネルギ（電力）の周波数（伝送周波数）を、モータを駆動するための周波数に直接変換するコンバータ回路を含んでいてもよい。
【００９０】
キャパシタは、例えば電気二重層キャパシタまたはリチウムイオンキャパシタなどの、高容量かつ低抵抗のキャパシタであり得る。このようなキャパシタを蓄電器として用いることにより、バッテリ（二次電池）を用いた場合よりも、急速な充電が可能である。なお、キャパシタに代えて、二次電池（例えば、リチウムイオン電池等）を用いてもよい。その場合、充電に要する時間は増加するが、より多くのエネルギを蓄えることができる。移動体１０は、キャパシタまたは二次電池に蓄えられた電力によってモータを駆動して移動する。
【００９１】
移動体１０が移動すると、キャパシタまたは二次電池の蓄電量（充電量）が低下する。このため、移動を継続するためには、再充電が必要になる。そこで、搬送ロボット１０は、移動中に充電量が所定の閾値を下回ると、送電装置１００の近傍まで移動し、充電を行う。送電装置１００は、工場内の複数の箇所に設置され得る。
【００９２】
図１５は、無線電力伝送システムのより詳細な構成例を示す回路図である。図示される例では、送電装置１００における整合回路１８０は、送電回路１１０に接続された直列共振回路１３０ｓと、送電電極１２０ａ、１２０ｂに接続され、直列共振回路１３０ｓと誘導結合する並列共振回路１４０ｐとを有する。整合回路１８０は、送電回路１１０のインピーダンスと送電電極１２０ａ、１２０ｂのインピーダンスとを整合させる機能を有する。送電装置１００における直列共振回路１３０ｓは、第１のコイルＬ１と第１のキャパシタＣ１とが直列に接続された構成を有する。送電装置１００における並列共振回路１４０ｐは、第２のコイルＬ２と第２のキャパシタＣ２とが並列に接続された構成を有する。第１のコイルＬ１と第２のコイルＬ２とは、所定の結合係数で結合する変圧器を構成する。第１のコイルＬ１と第２のコイルＬ２との巻数比は、所望の変圧比（昇圧比または降圧比）を実現する値に設定される。
【００９３】
受電装置２００における整合回路２８０は、受電電極２２０ａ、２２０ｂに接続された並列共振回路２３０ｐと、受電回路２１０に接続され、並列共振回路２３０ｐと誘導結合する直列共振回路２４０ｓとを有する。整合回路２８０は、受電電極２２０ａ、２２０ｂのインピーダンスと、受電回路２１０のインピーダンスとを整合させる機能を有する。並列共振回路２３０ｐは、第３のコイルＬ３と第３のキャパシタＣ３とが並列に接続された構成を有する。受電装置２００における直列共振回路２４０ｓは、第４のコイルＬ４と第４のキャパシタＣ４とが直列に接続された構成を有する。第３のコイルＬ３と第４のコイルＬ４とは、所定の結合係数で結合する変圧器を構成する。第３のコイルＬ３と第４のコイルＬ４との巻数比は、所望の変圧比を実現する値に設定される。
【００９４】
なお、整合回路１８０、２８０の構成は、図１５に示す構成に限定されない。例えば、直列共振回路１３０ｓ、２４０ｓのそれぞれに代えて、並列共振回路を設けてもよい。また、並列共振回路１４０ｐ、２３０ｐのそれぞれに代えて、直列共振回路を設けてもよい。さらには、整合回路１８０、２８０の一方または両方を省略してもよい。整合回路１８０を省略する場合、送電回路１１０と送電電極１２０ａ、１２０ｂとが直接接続される。整合回路２８０を省略する場合、受電回路２１０と受電電極２２０ａ、２２０ｂとが直接接続される。本明細書においては、整合回路１８０を設けた構成も、送電回路１１０と送電電極１２０ａ、１２０ｂとが電気的に接続された構成に該当する。同様に、整合回路２８０を設けた構成も、受電回路２１０と受電電極２２０ａ、２２０ｂとが電気的に接続された構成に該当する。
【００９５】
図１６Ａは、送電回路１１０の構成例を模式的に示す図である。この例では、送電回路１１０は、４つのスイッチング素子（例えばＩＧＢＴまたはＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタ）を含むフルブリッジ型のインバータ回路と、制御回路１１２とを有する。制御回路１１２は、各スイッチング素子のオン（導通）およびオフ（非導通）の状態を制御する制御信号を出力するゲートドライバと、ゲートドライバに制御信号を出力させるマイクロコントローラ（マイコン）等のプロセッサとを有する。図示されるフルブリッジ型のインバータ回路の代わりに、ハーフブリッジ型のインバータ回路、または、Ｅ級などの他の発振回路を用いてもよい。送電回路１１０は、通信用の変復調回路や電圧・電流などを測定する各種センサを有していてもよい。通信用の変復調回路を有する場合、交流電力に重畳してデータを受電装置２００に送信することができる。電源３１０が交流電源の場合、送電回路１１０は、入力された交流電力を、周波数または電圧の異なる他の形態の交流電力に変換する。
【００９６】
なお、本開示は、電力伝送の目的ではなく、データを送信する目的で微弱な交流信号（例えばパルス信号）を受電装置２００に送信する形態も含まれる。そのような形態でも、微弱な電力が伝送されるといえるため、微弱な交流信号（例えばパルス信号）を伝送することも、「送電」または「電力伝送」の概念に含まれる。また、そのような微弱な交流信号も、「交流電力」の概念に含まれる。
【００９７】
図１６Ｂは、受電回路２１０の構成例を模式的に示す図である。この例では、受電回路２１０は、ダイオードブリッジと平滑コンデンサとを含む全波整流回路である。受電回路２１０は、他の整流器の構成を有していてもよい。受電回路２１０は、整流回路の他にも、定電圧・定電流制御回路、通信用の変復調回路などの各種の回路を含んでいてもよい。受電回路２１０は、受け取った交流エネルギを負荷３３０が利用可能な直流エネルギに変換する。直列共振回路２４０ｓから出力される電圧および電流などを測定する各種のセンサが受電回路２１０に含まれていてもよい。
【００９８】
共振回路１３０ｓ、１４０ｐ、２３０ｐ、２４０ｓにおける各コイルは、例えば、回路基板上に形成された平面コイルもしくは積層コイル、または、銅線、リッツ線、もしくはツイスト線などを用いた巻き線コイルであり得る。共振回路１３０ｓ、１４０ｐ、２３０ｐ、２４０ｓにおける各キャパシタには、例えばチップ形状またはリード形状を有するあらゆるタイプのキャパシタを利用できる。空気を介した２配線間の容量を各キャパシタとして機能させることも可能である。各コイルが有する自己共振特性をこれらのキャパシタの代わりに用いてもよい。
【００９９】
電源３１０は、例えば、商用電源、一次電池、二次電池、太陽電池、燃料電池、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）電源、高容量のキャパシタ（例えば電気二重層キャパシタ）、商用電源に接続された電圧変換器などの任意の電源であってよい。本実施形態では電源３１０は直流電源であるが、交流電源であってもよい。
【０１００】
共振回路１３０ｓ、１４０ｐ、２３０ｐ、２４０ｓの共振周波数ｆ０は、典型的には、電力伝送時の伝送周波数ｆ１に一致するように設定される。共振回路１３０ｓ、１４０ｐ、２３０ｐ、２４０ｓの各々の共振周波数ｆ０は、伝送周波数ｆ１に厳密に一致していなくてもよい。各々の共振周波数ｆ０は、例えば、伝送周波数ｆ１の５０〜１５０％程度の範囲内の値に設定されていてもよい。電力伝送の周波数ｆ１は、例えば５０Ｈｚ〜３００ＧＨｚ、より好ましくは２０ｋＨｚ〜１０ＧＨｚ、さらに好ましくは７９ｋＨｚ〜２０ＭＨｚ、さらに好ましくは７９ｋＨｚ〜７ＭＨｚに設定され得る。
【０１０１】
本実施形態では、送電電極１２０ａ、１２０ｂと受電電極２２０ａ、２２０ｂとの間は空隙であり、その距離は比較的長い（例えば、１０ｍｍ程度）。そのため、電極間のキャパシタンスＣｍ１、Ｃｍ２は非常に小さく、送電電極１２０ａ、１２０ｂ、および受電電極２２０ａ、２２０ｂのインピーダンスは非常に高い（例えば、数ｋΩ程度）。これに対し、送電回路１１０および受電回路２１０のインピーダンスは、例えば数Ω程度と低い。本実施形態では、送電電極１２０ａ、１２０ｂ、および受電電極２２０ａ、２２０ｂに近い側に並列共振回路１４０ｐ、２３０ｐがそれぞれ配置され、送電回路１１０および受電回路２１０に近い側に直列共振回路１３０ｓ、２４０ｓがそれぞれ配置される。このような構成により、インピーダンスの整合を容易に行うことができる。直列共振回路は、共振時にインピーダンスがゼロ（０）になるため、低い入出力インピーダンスの外部回路との整合に適している。一方、並列共振回路は、共振時にインピーダンスが無限大になるため、高い入出力インピーダンスの外部回路との整合に適している。よって、図１５に示す構成のように、低い入力インピーダンスの電源回路側との接続点に直列共振回路を配置し、高い出力インピーダンスの電極側との接続点に並列共振回路を配置することにより、インピーダンス整合を容易に実現することができる。同様に、電極側に並列共振回路を配置し、負荷側に直列共振回路を配置することにより、受電装置２００におけるインピーダンス整合を好適に実現することができる。
【０１０２】
なお、送電電極１２０ａ、１２０ｂと受電電極２２０ａ、２２０ｂとの間の距離を短くしたり、間に誘電体を配置したりした構成では、電極のインピーダンスが低くなる。その場合には、上記のような非対称な共振回路の構成にする必要はない。また、インピーダンス整合の問題がない場合は、整合回路１８０、２８０自体を省略してもよい。
【０１０３】
図１４の例では、第３の電極５２０は、受電装置２００の内部、すなわち搬送ロボット１０の内部に配置されている。このような構造に限らず、第３の電極５２０は、受電装置２００の外部、あるいは搬送ロボット１０の外部に配置されていてもよい。例えば、受電装置２００の筐体の外側に第３の電極５２０が形成されていてもよい。
【０１０４】
図１７は、搬送ロボット１０の筐体の外壁面の底部に第３の電極５２０が配置されている例を示す図である。このように、第３の電極５２０は、受電装置２００を搭載する機器（この例では搬送ロボット１０）の筐体の外側に配置されていてもよい。このような構成によれば、筐体の内部に第３の電極５２０を配置するスペースがない場合でも、第３の電極５２０による漏洩電界抑制の効果を得ることができる。
【０１０５】
なお、これまでの説明では、搬送ロボット１０が受電装置２００を内蔵するものとしたが、搬送ロボット１０自体が受電装置に該当すると解釈してもよい。さらに言えば、受電用の「電極ユニット」を備える任意の機器を「受電装置」と呼ぶことができる。したがって、「受電装置の筐体」は、搬送ロボット１０などの機器の内部の筐体だけでなく、当該機器自体の筐体をも意味する。第３の電極の少なくとも一部は、受電装置の筐体に配置されていてもよい。
【０１０６】
図１８および図１９は、本開示の他の変形例における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、および第３の電極５２０の配置を模式的に示す斜視図である。図１８の例では、送電電極１２０ａ、１２０ｂは、横にやや長い矩形形状を有している。図１９の例では、送電電極１２０ａ、１２０ｂは、楕円の一部のような形状を有している。このように、送電電極１２０ａ、１２０ｂは、必ずしもストライプ状に延びた形状を有している必要はない。第３の電極５２０は、これらの電極１２０ａ、１２０ｂの両側に近接して配置され得る。
【０１０７】
図２０は、本開示のさらに他の変形例における送電電極１２０ａ、１２０ｂ、および第３の電極５２０の配置を模式的に示す断面図である。図２０の例では、送電電極１２０ａ、１２０ｂの表面が同一平面上にない。このように、送電電極１２０ａ、１２０ｂの表面は同一平面上になくてもよい。図２０のような構成も、第１の送電電極１２０ａの表面に沿った方向に離間して第２の送電電極１２０ｂが配置された構成に該当する。
【０１０８】
なお、各送電電極および各受電電極の表面は、完全に平面的な形状を有している必要はなく、例えば湾曲した形状または凹凸を含む形状を有していてもよい。そのような表面も、概略的に平面的であれば、「平面状の表面」に該当する。また、各送電電極は、路面に対して傾斜していてもよい。
【０１０９】
（実施形態２）
次に、搬送ロボット１０が電子機器を備える実施形態を説明する。
【０１１０】
搬送ロボット１０には、様々な電子機器が搭載され得る。例えば、周囲にいる人、動物、または他の移動体などの可動物体を検知するセンサが搭載され得る。あるいは、床面に配置された位置検出用のマークを読み取るセンサなどの電子機器が搭載され得る。
【０１１１】
図２１は、床面に位置検出用の複数のマークが配置された工場の例を示す図である。この例では、床面の複数の箇所に、例えばＱＲコード（登録商標）などの二次元コードを含むマーク５０が付されている。搬送ロボット１０は、筐体の底面に、マーク５０を読み取る撮像素子（すなわちイメージセンサ）を備えている。マーク５０の二次元コードは、その位置の座標を示している。搬送ロボット１０は、撮像素子によってマーク５０を撮像することにより、そのマーク５０に記録された位置情報を取得する。これにより、搬送ロボット１０は自己の位置を認識することができる。
【０１１２】
この例では、マーク５０は二次元コードを含むが、一次元のコード（例えば、バーコード）を含んでいてもよい。あるいは、マーク５０に代えて、ＲＦタグが設けられていてもよい。その場合には、搬送ロボット１０は、ＲＦタグとの間で電波または電磁誘導による通信を行うアンテナおよび通信器などの電子機器を備える。ＲＦタグを用いることにより、二次元コードを用いる場合よりも多くの情報を搬送ロボット１０に提供することができる。
【０１１３】
図２１に示すような移動体システムでは、搬送ロボット１０は、情報の読み取りのために、マーク５０の位置で一旦停止するか、減速することになる。そのタイミングで電力伝送を併せて行うことができれば効率的である。そこで、本発明者らは、電力伝送と情報の読み取りとを同時に行うことができる移動体システムを検討した。
【０１１４】
図２２は、電力伝送と情報の読み取りとを同時に行う移動体システムの一例を模式的に示す図である。このシステムでは、床面に敷設された一対の送電電極１２０の間に複数のマーク５０が配置されている。搬送ロボット１０の底面には、撮像素子が配置されている。送電電極１２０から受電電極２２０に電力が伝送されている状態で、撮像素子は、マーク５０に記録された情報の読み取りを行う。
【０１１５】
このようなシステムでは、撮像素子への漏洩電界の影響が無視できない。特に、大きい電力を伝送する場合には、各送電電極１２０に高い電圧を印加することになる。その場合、送電電極１２０および受電電極２２０から周辺の空間に漏洩する電界が強くなり得る。その結果、撮像素子の動作に影響が及ぶ可能性が否定できない。
【０１１６】
この課題は、撮像素子に限らず、他のセンシングデバイスにおいても同様に生じ得る。例えば、受電電極群の近傍に、人検知センサ、障害物検知センサ、ＲＦＩＤリーダ、無線通信器、または超音波センサといったセンシングデバイスが配置される場合も同様の課題が生じ得る。上述するセンシングデバイスを駆動したり、得られた情報を判断するなどの電子回路が電子機器に搭載される場合もある。これらの電子回路に対する干渉も課題となる。
【０１１７】
本実施形態では、移動体に搭載される電子機器の近傍に、前述の第３の電極が配置される。例えば、移動体における一対の受電電極の間に第３の電極が配置される。電子機器は、電極配置面に垂直な方向から見て２つの受電電極の間に配置される。このような構成により、電子機器におけるセンシングデバイスへの漏洩電界の影響を抑制することができる。
【０１１８】
図２３は、本実施形態におけるシステムの構成例を示すブロック図である。本実施形態では、搬送ロボット１０における受電装置２００は、一対の受電電極２２０および受電回路２１０に加えて、マーク５０に記録された情報を読み取る電子機器２９０と、一対の受電電極２２０の間に２つの第３の電極５２０を備える。送電装置１００は、送電回路１１０と、一対の送電電極１２０とを備える。本実施形態では、送電装置１００には第３の電極が配置されていないが、一対の送電電極１２０の近傍にも第３の電極を配置してもよい。
【０１１９】
図２４Ａは、電子機器２９０の構成および配置の例を模式的に示す断面図である。本実施形態における電子機器２９０は、撮像素子２９２と、撮像素子２９２を制御する制御回路２９４と、撮像素子２９２および制御回路２９４を収容する導電部材２９６とを備える。図２４では省略されているが、電子機器２９０は、撮像素子２９２の受光面２９３に像を形成するレンズなどの光学系も備え得る。
【０１２０】
導電部材２９６は、制御回路２９４および撮像素子２９２を支持する底部と、筒状の側部とを有する。導電部材２９６は透光性を有しない通常の導電性材料で構成することができる。導電部材２９６は、撮像素子２９２および制御回路２９４を包囲している。
【０１２１】
本実施形態では、各送電電極１２０および各受電電極２２０の表面は平面状であり、床面にほぼ平行である。２つの送電電極１２０は、床面上に配置されている。２つの受電電極２２０および２つの第３の電極５２０は、床面にほぼ平行な同一平面上に位置する。センシング対象であるマーク５０は、隣り合う２つの送電電極１２０の間に位置している。
【０１２２】
各電極に垂直な方向から見たとき、撮像素子２９２の受光面２９３の中心は、隣り合う２つの受電電極２２０の間の間隙に重なる位置にある。すなわち、撮像素子２９２は、その受光面２９３が受電電極２２０のいずれとも対向せず、床面に面するように配置される。受光面２９３の中心のＸ座標は、２つの受電電極２２０の間の間隙の中心のＸ座標に一致していてもよいし、若干ずれていてもよい。受光面２９３と床面との間に透明部材が位置していてもよい。
【０１２３】
撮像素子２９２がマーク５０を撮像するとき、視認対象のマーク５０から撮像素子２９２の受光面２９３に光が入射する。他方、電力伝送に起因して各電極の周囲に発生する漏洩電界は、２つの第３の電極５２０によって低減される。このため、撮像素子２９２への電磁ノイズの影響を低減することができる。また、本実施形態では、導電部材２９６が配置されているので、撮像素子２９２への電磁ノイズの影響をさらに低減することができる。
【０１２４】
なお、撮像素子２９２の受光面２９３と床面との間に透明導電部材が位置していてもよい。そのような透明導電部材が設けられている場合、各電極からの漏洩電界をさらに抑制することができる。
【０１２５】
透明導電部材は、透光性（すなわち、可視光を透過させる特性）および導電性を有する材料によって構成される。例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）、またはＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（ポリチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物）などの透明導電性材料を用いることができる。
【０１２６】
導電部材２９６は、透光性を有しない一般的な導電体で形成することができる。例えば、アルミニウム、鉄、銅、または合金などの任意の導電性材料を使用することができる。なお、導電部材２９６も透明導電性材料で構成してもよい。
【０１２７】
撮像素子２９２は、制御回路２９４の指示に従い、マーク５０を撮像して画像データを生成する。制御回路２９４は、生成された画像データから、二次元コードを読み取り、当該コードが示す位置などの情報を取得する。取得した位置情報は、例えば不図示の制御装置に送られ、搬送ロボット１０の走行制御などに利用され得る。
【０１２８】
図２４Ｂは、電子機器２９０を備えた無線電力伝送システムの他の例を示す図である。この例では、各送電電極および各受電電極が複数の部分に分割されている。２つの部分に分割された第１の送電電極１２０ａと、２つの部分に分割された第２の送電電極１２０ｂとが、Ｘ方向に交互に配列されている。同様に、２つの部分に分割された第１の受電電極２２０ａと、２つの部分に分割された第２の受電電極２２０ｂとが、Ｘ方向に交互に配列されている。第１の送電電極１２０ａの２つの部分には、同位相の第１の交流電圧が印加される。第２の送電電極１２０ｂの２つの部分には、第１の電圧とは逆の位相の第２の交流電圧が印加される。送電電極群および受電電極群の各々について、中央部における電極間隔は、外側の電極間隔よりも広い。送電電極群の内側の２つの電極１２０ａ、１２０ｂの間に、マーク５０が配置されている。受電電極群の内側の２つの電極２２０ａ、２２０ｂの間に、２つの第３の電極５２０が配置されている。
【０１２９】
このような構成によれば、第１の送電電極１２０ａの２つの部分と、第２の送電電極１２０ｂの２つの部分との境界上の領域で、電界がキャンセルされる。同様に、第１の受電電極２２０ａの２つの部分と、第２の受電電極２２０ｂの２つの部分との境界上の領域で、電界がキャンセルされる。このため、高さ方向（図２４Ｂにおける縦方向）の漏洩電界も同時に抑制することができる。このように、第３の電極５２０を配置するだけでなく、各電極を分割した構成を採用することにより、漏洩電界をさらに抑制することができる。
【０１３０】
図２４Ａおよび図２４Ｂに示す例では、センシング対象のマーク５０は、隣り合う２つの送電電極の間に配置されているが、他の位置に配置されていてもよい。例えば、いずれかの送電電極１２０の上に配置されていてもよい。
【０１３１】
図２５は、マーク５０が一方の送電電極１２０の上に配置された例を示す断面図である。図２６Ａは、図２５における２つの受電電極２２０を、その表面に垂直な方向から見た図である。この例では、マーク５０が配置された送電電極１２０に対向する受電電極２２０は、透明領域２２２を有している。透明領域２２２は、複数の受電電極２２０が複数の送電電極１２０にそれぞれ対向した状態において、マーク５０の直上に位置する。撮像素子２９２の受光面２９３は、透明領域２２２を通過したマーク５０からの光を受ける位置に配置されている。
【０１３２】
図２５に示す電子機器２９０は、導電部材２９６と、透明導電部材２９７とを含む遮蔽部材２９５を備える。導電部材２９６は、制御回路２９４および撮像素子２９２を支持する底部と、筒状の側部とを有する。透明導電部材２９７は、板状、膜状、またはフィルム状の構造を備える。透明導電部材２９７は、透明導電板、透明導電膜、または透明導電フィルムと呼ぶこともできる。透明導電部材２９７は、導電部材２９６に接着されている。透明導電部材２９７および導電部材２９６は、撮像素子２９２および制御回路２９４を包囲している。
【０１３３】
撮像素子２９２がマーク５０を撮像するとき、視認対象のマーク５０から撮像素子２９２の受光面２９３に向かう光の経路上に透明導電部材２９７が位置する。このため、光は透明導電部材２９７を通過して撮像素子２９２に入射する。他方、電力伝送に起因して各電極の周囲に発生する漏洩電界は、第３の電極５２０、透明導電部材２９７および導電部材２９６によって遮蔽される。このため、電力伝送に起因する電磁ノイズの影響を低減することができる。
【０１３４】
透明領域２２２は、例えば空孔または透明導電部材であり得る。透明領域２２２は、受電電極２２０の一部を切除することによって形成され得る。透明領域２２２は、受電電極２２０の一部を切除した後、その空孔を透明導電性材料で充填することによって形成してもよい。透明領域２２２の形状および大きさは、マーク５０からの光が撮像素子２９２に入射する限り、任意に設定してよい。例えば、図２６Ｂに示すように、複数の透明領域２２２がＹ方向に並んでいてもよい。また、受電電極２２０の全体が透明導電性材料で形成されていてもよい。
【０１３５】
透明導電部材２９７に代えて、１つ以上の開口を有する導電体（本明細書において「シールド」と称する）を備えていてもよい。シールドはグラウンドに接続（すなわち接地）され得る。シールドにおける各開口の大きさおよび配置は、センシング対象であるマーク５０からの光を透過させ、かつ、電力伝送に起因して生じる漏洩電磁界を遮蔽するように設定される。
【０１３６】
図２７は、遮蔽部材２９５が、１つの開口２９９を有するシールド２９８を含む構成の例を模式的に示す断面図である。シールド２９８は、導電性材料で形成されている。開口２９９は、マーク５０から撮像素子２９２への光の経路上に位置する。マーク５０からの光は、開口２９９およびレンズ２９１を通過し、撮像素子２９２によって検出される。なお、図２７では、第３の電極の図示は省略されている。
【０１３７】
開口２９９の径は、マーク５０からの光を通過させ、かつ受電電極２２０の周囲の漏洩電界を遮蔽するサイズに設定される。具体的には、開口２９９の径は、撮像素子２９２による撮像に影響を与えず、電力伝送に使用される周波数の電磁波の波長の半分よりも小さい値に設定され得る。ここで、開口２９９の「径」とは、シールド２９８の表面に平行なあらゆる方向のうち、開口２９９の大きさが最大になる方向における開口２９９の大きさを意味する。例えば、開口２９９の平面形状が四角形である場合、長い方の対角線の長さが開口２９９の径に該当する。開口２９９の形状が楕円である場合は、長軸の長さが開口２９９の径に該当する。
【０１３８】
電力伝送に使用される周波数（以下、「伝送周波数」と称する）が例えば５００ＭＨｚの場合、当該周波数の電磁波の空気中での波長は、およそ６０ｃｍである。よってこの場合には、開口２９９の径は、３０ｃｍ未満に設定され得る。開口２９９の径は、伝送周波数に応じて適切な値に設定される。開口２９９のサイズが小さいほど、開口２９９を通過する電磁波の強度は低下する。このため、開口２９９のサイズは、撮像に用いられる光の通過に必要な面積を確保した上で、伝送周波数の電磁波を遮断し得るサイズに設定される。
【０１３９】
図２７に示す例において、シールド２９８は、電子機器２９０または搬送ロボット１０の筐体によって実現されていてもよい。また、シールド２９８は複数の開口を有していてもよい。
【０１４０】
図２８は、シールド２９８の他の例を示す図である。この例では、シールド２９８は、複数の開口２９９を有している。複数の開口２９９は、二次元的に配列されている。複数の開口２９９は、一次元的に配列されていてもよい。全ての開口２９９が同じ形状およびサイズを有していなくてもよい。各開口２９９の径は、センシング対象からの光を通過させ、かつ伝送周波数の電磁波を遮断する値に設定され得る。
【０１４１】
シールド２９８を用いた構成は、光以外の電磁波を利用してセンシング対象から情報を取得する用途にも利用され得る。例えば、ＲＦ−ＩＤまたは無線ＬＡＮを利用して通信を行うシステムに適用してもよい。さらには、超音波素子を利用したセンサにシールド２９８を用いた構成を適用してもよい。
【０１４２】
一例として、伝送周波数が５００ｋＨｚである場合を想定する。ＲＦ−ＩＤについて、例えば９００ＭＨｚ帯の電磁波が使用されるとすると、これらの周波数帯は、伝送周波数よりも高い。無線ＬＡＮについても、例えば２．４ＧＨｚ帯または５ＧＨｚ帯の電磁波が使用されるとすると、これらの周波数帯は、伝送周波数よりも高い。したがって、複数の開口をもつシールドによって電力伝送に起因する電磁ノイズを抑制しながらも、通信用の電磁波を通過させることができる。
【０１４３】
超音波素子を利用したセンシングデバイスについても同様に、超音波は通過させるが、電力伝送に起因する電磁波を遮蔽するシールドを用いることで、電磁ノイズの影響を抑制することができる。
【０１４４】
いずれの構成についても、シールド２９８の各開口は、アンテナまたは音波発生源を伝送周波数の電磁波に曝さずに、センシングに用いる電磁波または音波を通過させる大きさに設定され得る。
【０１４５】
図２９は、図２７に示す構成の変形例を示す図である。この変形例では、電子機器は、マーク５０からの光を反射させ、撮像素子２９２に入射させるミラー２８９を備えている。図示されるように、対象物からの光または電磁波の経路は直線に限らず、ミラー２８９などの反射体によって経路が変化してもよい。この例において、開口２９９を有するシールド２９８の代わりに透明導電部材を配置してもよい。
【０１４６】
図３０は、図２７に示す構成の他の変形例を示す図である。この変形例では、開口２９９を有するシールド２９８が、ミラー２８９と撮像素子２９２との間に配置されている。このように、シールド２９８の開口２９９の位置は、マーク５０から撮像素子２９２に入射する光の経路上であればどの位置でもよい。この例においても、開口２９９を有するシールド２９８の代わりに透明導電部材を配置してもよい。
【０１４７】
図２９に示す構成と図３０に示す構成とを組み合わせてもよい。例えば、センシング対象と反射体との間に第１の遮蔽部材を配置し、反射体とセンシングデバイスとの間に第２の遮蔽部材を配置してもよい。反射体を設けない構成においても、２つ以上の遮蔽部材を直列に設けてもよい。そのような構成によれば、電力伝送に起因する電磁ノイズの影響をさらに低減することができる。
【０１４８】
次に、マーク５０とは異なる対象物をセンシングする移動体の例を説明する。
【０１４９】
図３１は、人を検知するセンサを備える搬送ロボット１０の例を示す図である。この搬送ロボット１０は、人検知センサとして機能する電子機器２９０を備えている。この例では電子機器２９０の位置は搬送ロボット１０の前方であるが、電子機器２９０の位置は任意である。
【０１５０】
図３１は、電子機器２９０の概略的な構成を示す図である。電子機器２９０は、センシングデバイスである撮像素子２９２と、筐体として機能する導電部材２９６と、透明導電部材２９７とを備えている。透明導電部材２９７と撮像素子２９２との間にレンズなどの光学系が配置されていてもよい。
【０１５１】
この例では、電力伝送が行われている最中に人が送電電極１２０の近傍に近づくと、搬送ロボット１０は、当該人を検知し、送電装置に送電の停止または電力の低減を指示する。導電部材２９６および透明導電部材２９７が設けられているため、電極からの電磁ノイズの影響が低減し、人の検知精度が向上する。電子機器２９０の近傍には少なくとも１つの第３の電極が設けられる。この第３の電極によって送電電極または受電電極から発生する電界の影響を低減できる。第３の電極だけでも十分な電界抑制効果が得られる場合は、透明導電部材２９７を省略してもよい。
【０１５２】
なお、透明導電部材２９７に代えて、１つ以上の開口を有する前述のシールドが配置されていてもよい。また、撮像素子２９２に代えて、他の種類の光検出器が配置されていてもよい。
【０１５３】
以上の実施形態において、送電側の電極ユニットに関して行った説明は、矛盾がない限り、受電側の電極ユニットにもそのまま適用できる。同様に、受電側の電極ユニットに関して行った説明は、矛盾がない限り、送電側の電極にユニットにもそのまま適用できる。
【０１５４】
本開示の実施形態における無線電力伝送システムは、前述のように、工場内における物品の搬送用のシステムとして利用され得る。搬送ロボット１０は、物品を積載する荷台を有し、工場内を自律的に移動して物品を必要な場所に搬送する台車として機能する。しかし、本開示における無線電力伝送システムおよび移動体は、このような用途に限らず、他の様々な用途に利用され得る。例えば、移動体は、ＡＧＶに限らず、他の産業機械、サービスロボット、電気自動車、フォークリフト、マルチコプター（ドローン）、エレベータ等であってもよい。無線電力伝送システムは、工場内に限らず、例えば、店舗、病院、家庭、道路、滑走路その他のあらゆる場所で利用され得る。
【０１５５】
以上のように、本開示は、以下の項目に記載の電極ユニット、送電装置、受電装置、電子機器、移動体、および無線電力伝送システムを含む。
【０１５６】
［項目１］
電界結合方式の無線電力伝送システムにおける送電装置または受電装置に用いられる電極ユニットであって、
電力伝送時に第１の電圧が印加される第１の電極と、
電力伝送時に前記第１の電圧とは位相が９０度よりも大きく２７０度未満の値だけ異なる第２の電圧が印加される第２の電極と、
前記第１および第２の電極から離間して配置され、電力伝送時に前記第１および第２の電圧の振幅よりも小さい振幅の第３の電圧を帯びる第３の電極と、
を備え、
前記第１および第２の電極は、電極配置面に沿って配置され、
前記電極配置面に垂直な方向から見て、前記第３の電極の少なくとも一部は、前記第１および第２の電極に重ならない位置にある、
電極ユニット。
【０１５７】
［項目２］
前記電極配置面に垂直な方向から見て、前記第３の電極のうち、前記第１および第２の電極に重ならない部分の面積は、前記第３の電極のうち、前記第１および第２の電極に重なる部分の面積よりも大きい、項目１に記載の電極ユニット。
【０１５８】
［項目３］
前記電極配置面に垂直な方向から見て、前記第３の電極の全体は、前記第１および第２の電極に重ならない、項目１または２に記載の電極ユニット。
【０１５９】
［項目４］
前記第３の電極の前記少なくとも一部は、前記第１および第２の電極の少なくとも一方と同一平面上にある、項目１から３のいずれかに記載の電極ユニット。
【０１６０】
［項目５］
前記第１および第２の電極、ならびに前記第３の電極の前記少なくとも一部は、同一の方向に延びた構造を有している、項目１から４のいずれかに記載の電極ユニット。
【０１６１】
［項目６］
前記第３の電極の前記少なくとも一部の幅は、前記第１および第２の電極の各々の幅よりも小さい、
項目５に記載の電極ユニット。
【０１６２】
［項目７］
前記電極配置面に垂直な方向から見て、前記第３の電極の面積は、前記第１および第２の電極の各々の面積よりも小さい、項目１から６のいずれかに記載の電極ユニット。
【０１６３】
［項目８］
前記第３の電極は、電力伝送時に前記第１および第２の電極と対向する他の電極の対と、前記第１および第２の電極の対との間の領域以外の領域に配置されている、項目１から７のいずれかに記載の電極ユニット。
【０１６４】
［項目９］
シート状構造体を備え、
前記第１から第３の電極は、前記シート状構造体の内部にある、
項目１から８のいずれかに記載の電極ユニット。
【０１６５】
［項目１０］
前記シート状構造体は、複数の層を有する積層構造体であり、
前記第１から第３の電極の少なくとも２つは、前記複数の層のうちの異なる層に位置している、
項目９に記載の電極ユニット。
【０１６６】
［項目１１］
前記第３の電極は、前記第１の電極に近接する第１の部分と、前記第２の電極に近接する第２の部分とを含み、
前記電極配置面に垂直な方向から見たとき、前記第１および第２の電極は、前記第１の部分と前記第２の部分との間にある、
項目１から９のいずれかに記載の電極ユニット。
【０１６７】
［項目１２］
電力伝送時において、前記第３の電極は、前記電極ユニットが設けられる送電装置または受電装置におけるグラウンド端子に接続され、
前記第３の電極と前記グラウンド端子との導通によって前記第３の電極への前記第３の電圧の供給が実現される、項目１から１１のいずれかに記載の電極ユニット。
【０１６８】
［項目１３］
前記第１および第２の電極、ならびに前記第３の電極の前記少なくとも一部は、同一の方向に延びた構造を有し、
前記第３の電極において、前記グラウンド端子に接続される部位から、前記第３の電極の前記少なくとも一部の末端までの長さは、伝送される電力の周波数に対応する波長の１／４未満である、
項目１２に記載の電極ユニット。
【０１６９】
［項目１４］
前記第３の電極は、前記第１の部分と前記第２の部分とを繋ぐ第３の部分をさらに含む、項目１１に記載の電極ユニット。
【０１７０】
［項目１５］
前記第３の電極への前記第３の電圧の供給は、前記第１および第３の部分と前記第１の電極との電磁結合、ならびに前記第２および第３の部分と前記第２の電極との電磁結合によって実現される、項目１４に記載の電極ユニット。
【０１７１】
［項目１６］
前記第１および第２の電極、ならびに前記第３の電極における前記第１および第２の部分は、同一の方向に延びており、
前記第３の部分は、前記第１の部分の一端と、前記第２の部分の一端とを繋ぎ、
前記電極配置面に垂直な方向から見て、前記第１および第２の電極は、前記第１から第３の部分によって規定される領域の内側に位置している、
項目１４または１５に記載の電極ユニット。
【０１７２】
［項目１７］
前記第１および第２の電極、ならびに前記第３の電極における前記第１および第２の部分は、同一の方向に延びた構造を有し、
前記第３の部分は、前記第１および第２の電極の背面側において、前記第１の部分の両端以外の部位と、前記第２の部分の両端以外の部位とを繋いでいる、
項目１４または１５に記載の電極ユニット。
【０１７３】
［項目１８］
前記第３の電極は、前記第１および第２の電極の間に位置する、
項目１から１７のいずれかに記載の電極ユニット。
【０１７４】
［項目１９］
前記第１および第２の電極の一方は、並列する２つの部分に分割されており、
前記２つの部分の間に、前記第１および第２の電極の他方が配置され、
前記２つの部分には同一の位相の電圧が印加される、
項目１から１８のいずれかに記載の電極ユニット。
【０１７５】
［項目２０］
項目１から１９のいずれかに記載の電極ユニットと、
前記電極ユニットにおける前記第１および第２の電極に交流電力を供給する送電回路と、
を備える送電装置。
【０１７６】
［項目２１］
項目１から１９のいずれかに記載の電極ユニットと、
前記電極ユニットにおける前記第１および第２の電極が受け取った交流電力を、直流電力または他の交流電力に変換して負荷に供給する受電回路と、
を備える受電装置。
【０１７７】
［項目２２］
前記第３の電極の少なくとも一部は、前記受電装置の筐体に配置されている、項目２１に記載の受電装置。
【０１７８】
［項目２３］
前記移動体の周囲のセンシング対象から、電磁場または超音波を利用して情報を取得するセンシングデバイスを含む電子機器をさらに備える、項目２１または２２に記載の受電装置。
【０１７９】
［項目２４］
前記センシングデバイスは、前記電極配置面に垂直な方向から見て前記第１および第２の電極の間に位置する、項目２３に記載の受電装置。
【０１８０】
［項目２５］
前記センシングデバイスは、可視域または赤外域の光を利用して前記センシング対象から前記情報を取得する、項目２３または２４に記載の受電装置。
【０１８１】
［項目２６］
前記センシングデバイスは、撮像素子である、項目２５に記載の受電装置。
【０１８２】
［項目２７］
前記センシング対象は、一次元または二次元のコードを含むマークであり、
前記センシングデバイスは、前記マークを撮像することにより、前記コードに記録された情報を読み取る、
項目２６に記載の受電装置。
【０１８３】
［項目２８］
前記コードは位置情報を含み、
前記センシングデバイスは、前記コードを読み取ることにより、前記コードの前記位置情報を取得する
項目２７に記載の受電装置。
【０１８４】
［項目２９］
前記センシング対象は、人または他の障害物であり、
前記センシングデバイスは、前記光を利用して前記人または前記他の障害物の存在を検知する、項目２５または２６に記載の受電装置。
【０１８５】
［項目３０］
送電電極ユニットを備える送電装置と、
受電電極ユニットを備える受電装置と、
を備える無線電力伝送システムであって、
前記送電電極ユニットおよび前記受電電極ユニットの少なくとも一方は、項目１から１９のいずれかに記載の電極ユニットである、
無線電力伝送システム。
【０１８６】
［項目３１］
前記送電電極ユニットおよび前記受電電極ユニットの各々は、項目１から１９のいずれかに記載の電極ユニットであり、
電力伝送時において、前記送電電極ユニットにおける前記第３の電極と、前記受電電極ユニットにおける前記第３の電極との間のキャパシタンスは、前記送電電極ユニットにおける前記第１および第２の電極と、前記受電電極ユニットにおける前記第１および第２の電極との間のキャパシタンスの各々よりも小さい、
項目３０に記載の無線電力伝送システム。
【０１８７】
［項目３２］
前記送電電極ユニットおよび前記受電電極ユニットの各々は、項目１から２１のいずれかに記載の電極ユニットであり、
前記送電電極ユニットにおける前記第１および第２の電極と、前記受電電極ユニットにおける前記第１および第２の電極とが対向する状態において、前記送電電極ユニットにおける前記第３の電極と、前記受電電極ユニットにおける前記第３の電極とは対向しない、項目３０または３１に記載の無線電力伝送システム。
【０１８８】
［項目３３］
項目２１から２９のいずれかに記載の受電装置と、
前記受電装置が受け取った電力によって動作する負荷と、
を備える移動体。
【０１８９】
［項目３４］
項目３３に記載の移動体と、項目２０に記載の送電装置とを備える無線電力伝送システム。
【産業上の利用可能性】
【０１９０】
本開示の技術は、電力によって駆動される任意の機器に利用できる。例えば、電気自動車（ＥＶ）、工場で用いられる無人搬送車（ＡＧＶ）、または無人航空機（ＵＡＶ）などの移動体に利用され得る。
【符号の説明】
【０１９１】
１０    搬送ロボット
３０    路面
１００  送電装置
１１０  送電回路
１２０ａ、１２０ｂ  送電電極
１３０ｓ  直列共振回路
１４０ｐ  並列共振回路
１８０  整合回路
２００  受電装置
２１０  受電回路
２２０ａ、２２０ｂ  受電電極
２３０ｐ  並列共振回路
２４０ｓ  直列共振回路
２８０  整合回路
３１０  電源
３３０  負荷
５００  電極ユニット
５２０  第３の電極
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１２Ｆ】
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【図１２Ｇ】
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【図１２Ｈ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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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２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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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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