(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定まった複数の駆動パターンに従って一又は複数の駆動機器を駆動制御する制御装置と、
指向性アンテナを有するとともに該指向性アンテナを介して所定の無線給電を可能とするように形成された第１無線機と、
前記第１無線機から送出される、前記所定の無線給電のための給電電波を受信し、該給電電波の電力により駆動可能に形成された第２無線機と、
前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆動機器が駆動制御されている状態において、該複数の駆動パターンのそれぞれに応じて前記第１無線機から前記第２無線機への前記所定の無線給電に関し該第１無線機の指向性アンテナに適用される、指向性に関する駆動時指向性情報を格納する指向性情報格納部と、
前記複数の駆動パターンのうち前記制御装置が前記一又は複数の駆動機器に適用している駆動パターンである対象駆動パターンを、該制御装置から取得する取得部と、
前記指向性情報格納部に格納されている前記駆動時指向性情報の中から、前記取得部によって取得された前記対象駆動パターンに応じた対象駆動時指向性情報を選択し、該選択した対象駆動時指向性情報を前記第１無線機の前記指向性アンテナに適用して、該第１無線機から前記第２無線機への前記所定の無線給電を実行する実行部と、
を備える、
無線給電制御システム。
【請求項２】
前記取得部は、前記対象駆動パターンに加えて、前記制御装置によって前記一又は複数の駆動機器における前記対象駆動パターンの実行タイミングに関する情報を取得し、
前記実行部は、前記実行タイミングに基づいて、前記対象駆動時指向性情報が適用された前記第１無線機の前記指向性アンテナを介した前記所定の無線給電を実行する、
請求項１に記載の無線給電制御システム。
【請求項３】
前記第１無線機は、前記給電電波とともに、前記第２無線機に対する所定の制御信号を送信するように形成され、
前記第２無線機は、前記第１無線機からの前記給電電波と前記所定の制御信号に基づいて、制御結果に関する信号を該第１無線機に送信するように形成され、
前記給電電波及び前記所定の制御信号の送信時と、前記制御結果に関する信号の受信時において、前記指向性アンテナには同一の前記対象駆動時指向性情報が適用される、
請求項１又は請求項２に記載の無線給電制御システム。
【請求項４】
前記対象駆動時指向性情報は、前記対象駆動パターンが実行されている実行期間に設定されている複数の制御タイミングのそれぞれにおいて、前記第２無線機における受信信号強度が最大となるか、又は、所定の受信信号強度範囲に収まるように設定された、前記第１無線機の指向性アンテナに適用される指向性に関する情報である、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の無線給電制御システム。
【請求項５】
前記第２無線機は、前記制御装置によって駆動制御される前記駆動機器上に配置され、前記対象駆動パターンに従って該駆動機器が移動されることで、該第２無線機の前記第１無線機に対する相対位置が変化し、
前記対象駆動時指向性情報は、前記第２無線機と前記第１無線機との相対位置が変化する状況において生成される、
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の無線給電制御システム。
【請求項６】
前記第１無線機と前記第２無線機との間の位置は不変である、
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の無線給電制御システム。
【請求項７】
前記無線給電制御システムは、前記第２無線機を複数備え、
前記複数の第２無線機のそれぞれは、前記第１無線機に対して択一的に前記所定の無線給電が可能となるよう構成され、
前記指向性情報格納部は、
前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆動機器が駆動制御されている状態において、該複数の駆動パターンのそれぞれに応じて前記第１無線機から前記複数の第２無線機のそれぞれへの前記所定の無線給電に関し該第１無線機の指向性アンテナに適用される、該複数の第２無線機のそれぞれに対応する前記駆動時指向性情報を格納し、
前記実行部は、
前記指向性情報格納部に格納されている前記駆動時指向性情報の中から、前記取得部によって取得された前記対象駆動パターンに応じた、前記複数の第２無線機のそれぞれに対応する対象駆動時指向性情報を選択し、該選択した対象駆動時指向性情報に従って前記第１無線機における前記複数の第２無線機それぞれへの前記所定の無線給電を実行する、
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の無線給電制御システム。
【請求項８】
前記無線給電制御システムは、前記第２無線機を複数備え、
前記複数の第２無線機を含む第２無線機群は、前記第１無線機に対して前記所定の無線給電が可能となるよう構成され、
前記指向性情報格納部は、
前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆動機器が駆動制御されている状態において、該複数の駆動パターンのそれぞれに応じて前記第１無線機から前記第２無線機群への前記所定の無線給電に関し該第１無線機の指向性アンテナに適用される、該第２無線機群に対応する前記駆動時指向性情報を格納し、
前記実行部は、
前記指向性情報格納部に格納されている前記駆動時指向性情報の中から、前記取得部によって取得された前記対象駆動パターンに応じた、前記第２無線機群に対応する対象駆動時指向性情報を選択し、該選択した対象駆動時指向性情報に従って前記第１無線機における前記第２無線機群への前記所定の無線給電を実行する、
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の無線給電制御システム。
【請求項９】
前記第２無線機は、所定の環境パラメータを計測するように前記給電電波の電力により駆動されるセンサを備えたセンサ付無線機である、
請求項１から請求項８の何れか１項に記載の無線給電制御システム。
【請求項１０】
前記指向性アンテナは、フェーズドアレイアンテナである、
請求項１から請求項９の何れか１項に記載の無線給電制御システム。
【請求項１１】
制御装置により予め定まった複数の駆動パターンに従って一又は複数の駆動機器を駆動制御される所定環境下で、指向性アンテナを介して第２無線機への所定の無線給電が可能となるように構成された第１無線機による該所定の無線給電を制御する無線給電制御装置であって、
前記第２無線機は、前記第１無線機から送出される、前記所定の無線給電のための給電電波を受信し、該給電電波の電力により駆動可能に形成され、
前記無線給電制御装置は、
前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆動機器が駆動制御されている状態において、該複数の駆動パターンのそれぞれに応じて前記第１無線機から前記第２無線機への前記所定の無線給電に関し該第１無線機の指向性アンテナに適用される、指向性に関する駆動時指向性情報を格納する指向性情報格納部と、
前記複数の駆動パターンのうち前記制御装置が前記一又は複数の駆動機器に適用している駆動パターンである対象駆動パターンを、該制御装置から取得する取得部と、
前記指向性情報格納部に格納されている前記駆動時指向性情報の中から、前記取得部によって取得された前記対象駆動パターンに応じた対象駆動時指向性情報を選択し、該選択した対象駆動時指向性情報を前記第１無線機の前記指向性アンテナに適用して、該第１無線機から前記第２無線機への前記所定の無線給電を実行する実行部と、
を備える、
無線給電制御装置。
【請求項１２】
前記無線給電制御装置は、前記第１無線機内に含まれて構成される、
請求項１１に記載の無線給電制御装置。
【請求項１３】
制御装置により予め定まった複数の駆動パターンに従って一又は複数の駆動機器が駆動制御される所定環境下で、指向性アンテナを介して第２無線機への所定の無線給電が可能となるように構成された第１無線機による該所定の無線給電を制御する無線給電制御方法であって、
前記第２無線機は、前記第１無線機から送出される、前記所定の無線給電のための給電電波を受信し、該給電電波の電力により駆動可能に形成され、
前記無線給電制御方法は、
前記複数の駆動パターンのうち前記制御装置が前記一又は複数の駆動機器に適用している駆動パターンである対象駆動パターンを、該制御装置から取得する取得ステップと、
前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆動機器が駆動制御されている状態において、該複数の駆動パターンのそれぞれに応じて前記第１無線機から前記第２無線機への前記所定の無線給電に関し該第１無線機の指向性アンテナに適用される、指向性に関する駆動時指向性情報の中から、前記取得ステップで取得された前記対象駆動パターンに応じた対象駆動時指向性情報を選択する選択ステップと、
前記選択ステップで選択された対象駆動時指向性情報を前記第１無線機の前記指向性アンテナに適用して、該第１無線機から前記第２無線機への前記所定の無線給電を実行する実行ステップと、
を含む無線給電制御方法。
【請求項１４】
制御装置により予め定まった複数の駆動パターンに従って一又は複数の駆動機器が駆動制御される所定環境下で、指向性アンテナを介して第２無線機への所定の無線給電が可能となるように構成された第１無線機による該所定の無線給電制御で、該指向性アンテナに適用される指向性情報を生成する指向性情報生成方法であって、
前記第２無線機は、前記第１無線機から送出される、前記所定の無線給電のための給電電波を受信し、該給電電波の電力により駆動可能に形成され、
前記指向性情報生成方法は、
前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆動機器が駆動制御されている状態において、前記第１無線機から前記第２無線機に対して、該駆動パターンが実行されている実行期間に設定されている複数の制御タイミングで試験電波を送信する試験電波送信ステップと、
前記試験電波送信ステップで前記第１無線機から送信される前記試験電波を、前記第２無線機で受信した際の該試験電波の受信信号強度を計測する受信信号強度計測ステップと、
前記複数の制御タイミングのそれぞれにおいて前記受信信号強度計測ステップで計測された受信信号強度が最大となるか、又は、所定の受信信号強度範囲に収まるように、前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆動機器が駆動制御されている状態において、前記第１無線機から前記第２無線機への前記所定の
無線給電に関し該第１無線機の指向性アンテナに適用される、指向性に関する駆動時指向性情報を、該複数の駆動パターンのそれぞれに応じて生成する生成ステップと、
を含む指向性情報生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指向性アンテナを有する第１無線機と、そこからの給電電波により駆動される第２無線機との間の無線給電を制御する無線給電制御システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯用電子デバイスや、可動電子デバイスなどの給電方法として、電波が有する電力を利用した無線給電が着目されている。この無線給電方式では、電力供給源と電力供給先とを給電のために有線で接続する必要がなくなるため、ユーザの利便性が向上する。一方で、無線電波の電力はその送信距離が長くなるほど減衰し効率的な電力送信が困難となり、またそれを補うように高出力の電波送信を行うと周辺の電子機器等への影響が避けられない。そこで、特許文献１には、フェーズドアレイアンテナを用いた給電電波の送信技術が開示されている。当該技術では、給電電波を送信する無線機と給電電波を受信する無線機とで電波の位相を調整することで、効率的な給電が見込まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１３−５３８５４８号公報
【特許文献２】特許第５３６６０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
昨今、ＦＡ（ファクトリオートメーション）の分野でも、制御装置による駆動機器への制御信号の伝送や、各種センサで計測された計測データの制御装置への収集のための伝送等に無線通信を活用しようとする流れが高まっている。従来では、これらの信号やデータは、通信の安定性等を考慮して有線通信が広く活用されてきたが、有線通信の場合、製造ラインの設計が大幅に制限されてしまう。そこで、無線通信を活用することで、製造ラインの設計の自由度が高まるだけではなく、伝送ケーブルが不要となることで製造ラインや製造装置の保守性も高まるものと考えられる。
【０００５】
このように無線通信を最大限に活用しようとする場合、駆動機器やセンサ等を駆動するための給電も無線化するのが好ましい。なお、電池等のようにバッテリを内蔵することでも無線通信を好適に活用することもできるが、バッテリの蓄電容量は有限であるため、何らかのメンテナンス上の制限が生じ得る。しかし、給電電波による無線給電を行おうとする場合、その給電電波の送受信は、外乱、特に給電電波を送受信する無線機間に存在する稼働物体の影響によりフェージングの影響を受けやすい。ＦＡ分野は、無線給電が行われる無線機間の空間で製造ロボットのアーム等の駆動機器が駆動されたり、無線機自体が移動物体上に配置されることで無線機間の空間が変動し、当該空間に様々な物体が出入りしたりすることで、フェージングが生じやすい環境が形成されているとも言える。このようなフェージングが生じやすい環境下においては、安定した無線給電のためにフェーズドアレイアンテナ等のように指向性を有する通信アンテナの利用が好ましいが、それであっても無線機間の空間における物体の動作に起因するフェージングの影響により、好適な無線給電を実現することが困難とされる。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、ＦＡ分野等での無線給電制御システムにおいて、指向性アンテナを利用するとともに、無線機間でのフェージングの影響を可及的に抑制し、無線機間の無線給電を好適に行う技術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】
本発明においては、上記課題を解決するために、ＦＡ分野においては、制御装置による一又は複数の駆動機器の駆動制御は、予め定まっている複数の駆動パターンに従う傾向があることに着目した。すなわち、本願発明者は、フェージングの原因ともなる駆動機器の駆動制御のパターンが予め定まっていれば、そのフェージングの状況もある程度は事前に把握可能と考えられ、それに応じて指向性アンテナの指向性を制御することで、無線機間の無線給電を安定して行うことが可能になるものと考えた。
【０００８】
詳細には、本発明は、予め定まった複数の駆動パターンに従って一又は複数の駆動機器を駆動制御する制御装置と、指向性アンテナを有するとともに該指向性アンテナを介して所定の無線給電を可能とするように形成された第１無線機と、前記第１無線機から送出される、前記所定の無線給電のための給電電波を受信し、該給電電波の電力により駆動可能に形成された第２無線機と、前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆動機器が駆動制御されている状態において、該複数の駆動パターンのそれぞれに応じて前記第１無線機から前記第２無線機への前記所定の無線給電に関し該第１無線機の指向性アンテナに適用される、指向性に関する駆動時指向性情報を格納する指向性情報格納部と、前記複数の駆動パターンのうち前記制御装置が前記一又は複数の駆動機器に適用している駆動パターンである対象駆動パターンを、該制御装置から取得する取得部と、前記指向性情報格納部に格納されている前記駆動時指向性情報の中から、前記取得部によって取得された前記対象駆動パターンに応じた対象駆動時指向性情報を選択し、該選択した対象駆動時指向性情報を前記第１無線機の前記指向性アンテナに適用して、該第１無線機から前記第２無線機への前記所定の無線給電を実行する実行部と、を備える。
【０００９】
本発明に係る無線給電制御システムは、指向性アンテナを有する第１無線機と、第１無線機からの給電電波により駆動される第２無線機との間の無線給電に関する制御を行うシステムである。指向性アンテナとしては、従来技術に係る様々な指向性を制御可能なアンテナを採用でき、例えば、フェーズドアレイアンテナを例示できる。このような指向性アンテナにおいては、特定の方向において電波の放射強度や受信感度が高くなるが、一方で、その特定方向から外れれば、全方位アンテナと比べて好適な無線伝送が困難となりやすい。そこで、第１無線機から第２無線機への好適な無線給電を実現するために、第１無線機の指向性アンテナの指向性が制御される。
【００１０】
第１無線機が電気的に接続される制御装置は、一又は複数の駆動機器の駆動制御を行う装置であり、その駆動制御は予め設定された複数の駆動パターンに従って行われる。したがって、制御装置が複数の駆動パターンを利用して駆動機器を駆動制御する場合、第１無線機と第２無線機は、当該駆動機器がこの複数の駆動パターンに従って駆動制御される環境下において無線給電を行うことになる。その結果、各駆動パターンに起因して生じるフェージングが、第１無線機から第２無線機への無線給電に作用することになる。
【００１１】
ここで、制御装置が駆動機器を利用するための複数の駆動パターンは予め定められているものであるから、各駆動パターンに起因して生じるフェージングにはある程度の再現性が認められると考えられる。そのため、第１無線機から第２無線機への無線給電に対するフェージングの作用についても、制御装置によって実行される駆動パターンに大きく依存するものと考えられる。そこで、制御装置により駆動パターンのそれぞれに従って駆動機器が駆動制御されている状態（以下、「パターン駆動制御状態」ともいう）においてその駆動パターンに起因して生じるフェージングを考慮して設定された、指向性アンテナに適用される駆動時指向性情報であって、第１無線機から第２無線機への好適な無線給電を可
能とする駆動時指向性情報を、指向性情報格納部は各駆動パターンに応じて格納する。
【００１２】
すなわち、制御装置による駆動機器の駆動制御内容は予め定まった駆動パターンに従っていることに着目し、指向性情報格納部は、その駆動パターンに応じた指向性アンテナに適用される駆動時指向性情報を格納する。このことは、換言すれば、指向性情報格納部は、制御装置が駆動パターンに従って駆動機器を駆動制御している限りにおいて、第１無線機から第２無線機への無線給電を好適に行うための指向性に関する情報である駆動時指向性情報を、駆動パターンごとに格納していることになる。この駆動時指向性情報は、駆動パターンが決定したときに、予め実験的に当該駆動パターンに従って駆動機器を駆動制御することで得ることができる。
【００１３】
そこで、取得部は、パターン駆動制御状態においてその時点で行われている駆動パターンである対象駆動パターンを取得する。そして、実行部は、対象駆動パターンに対応している駆動時指向性情報である対象駆動時指向性情報を、指向性情報格納部が格納している駆動時指向性情報の中から選択し、それを当該パターン駆動制御状態における第１無線機から第２無線機への無線給電に適用する。この結果、そのパターン駆動制御状態において生じるフェージングの、無線機間の無線給電への影響を可及的に抑制することが可能となり、以て好適な無線給電が実現し得る。
【００１４】
なお、指向性情報格納部に格納される駆動時指向性情報は、少なくとも第１無線機から第２無線機へ給電電波を送信する場合に指向性アンテナに適用されればよい。したがって、第１無線機から第２無線機へ給電電波以外の信号を送信する場合にも、駆動時指向性情報を指向性アンテナに適用してもよく、また、給電電波による無線給電を受けた第２無線機が第１無線機に何らかの信号を送信する場合に、当該信号の受信のために、駆動時指向性情報を指向性アンテナに適用してもよい。このような駆動時指向性情報の適用例として、上記無線給電システムにおいて、前記第１無線機は、前記給電電波とともに、前記第２無線機に対する所定の制御信号を送信するように形成され、前記第２無線機は、前記第１無線機からの前記給電電波と前記所定の制御信号に基づいて、制御結果に関する信号を該第１無線機に送信するように形成されてもよい。そして、この場合、前記給電電波及び前記所定の制御信号の送信時と、前記制御結果に関する信号の受信時において、前記指向性アンテナには同一の前記対象駆動時指向性情報が適用されてもよい。このような適用形態は、無線機間の無線通信に作用するフェージングが無線通信方向にかかわらず同一視できる場合に有用である。
【００１５】
ここで、上記の無線給電制御システムにおいて、前記取得部は、前記対象駆動パターンに加えて、前記制御装置によって前記一又は複数の駆動機器における前記対象駆動パターンの実行タイミングに関する情報を取得し、前記実行部は、前記実行タイミングに基づいて、前記対象駆動時指向性情報が適用された前記第１無線機の前記指向性アンテナを介した前記所定の無線給電を実行してもよい。このように取得部が更に実行タイミングに関する情報を取得することで、実行部による、対象駆動時指向性情報を適用した第１無線機を介した、第２無線機との無線通信において、好適な無線給電のために必要とされる指向性情報を適時、指向性アンテナに適用した上で無線給電が行われることになり、無線給電効率の向上が図られる。
【００１６】
また、上述までの無線給電制御システムにおいて、前記対象駆動時指向性情報は、前記対象駆動パターンが実行されている実行期間に設定されている複数の制御タイミングのそれぞれにおいて、前記第２無線機における受信信号強度が最大となるか、又は、所定の受信信号強度範囲に収まるように設定された、前記第１無線機の指向性アンテナに適用される指向性に関する情報であってもよい。なお、当該所定の受信信号強度範囲とは、第１無線機から第２無線機への好適な無線給電を実現するために必要とされる受信信号強度の範
囲である。したがって、このように対象駆動時指向性情報が設定されることで、実行部により当該対象駆動時指向性情報が適用された指向性アンテナを用いた第１無線機から第２無線機への無線給電は、効率的に実行されることになる。
【００１７】
また、上述までの無線給電制御システムにおいて、前記第２無線機は、前記制御装置によって駆動制御される前記駆動機器上に配置され、前記対象駆動パターンに従って該駆動機器が移動されることで、該第２無線機の前記第１無線機に対する相対位置が変化してもよい。この場合、前記対象駆動時指向性情報は、前記第２無線機と前記第１無線機との相対位置が変化する状況において生成される。このように第２無線機自体が、制御装置によって駆動制御される駆動機器、すなわち駆動パターンに従って駆動制御される駆動機器上に配置される形態では、第１無線機と第２無線機との間の空間は、駆動パターンに依存する形で変動し、両無線機間での無線給電はフェージングの影響を受けやすい。一方で、このように駆動制御される駆動機器上には、無線給電により駆動電力を得る第２無線機が配置されることで、システム設計の自由度を高めることができる。したがって、当該形態においては、本願発明を好適に適用できる。
【００１８】
一方で、本願発明は、上述までの無線給電制御システムにおいて、前記第１無線機と前記第２無線機との間の位置は不変である形態を排除するものではない。このように無線機同士が動かない形態であっても、その周囲で駆動機器が駆動パターンに従って駆動制御されることで、フェージングが無線機間の無線給電に作用する場合があるため、本願発明を好適に適用できる。
【００１９】
また、上述までの無線給電制御システムにおいて、複数の前記第２無線機が備えられてもよい。このように複数の第２無線機が備えられる場合、本発明に係る無線給電制御システムとして、以下に示す２つの形態を例示できる。第１の形態としては、前記複数の第２無線機のそれぞれは、前記第１無線機に対して択一的に前記所定の無線給電が可能となるよう構成される。そして、前記指向性情報格納部は、前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆動機器が駆動制御されている状態において、該複数の駆動パターンのそれぞれに応じて前記第１無線機から前記複数の第２無線機のそれぞれへの前記所定の無線給電に関し該第１無線機の指向性アンテナに適用される、該複数の第２無線機のそれぞれに対応する前記駆動時指向性情報を格納する。その上で、前記実行部は、前記指向性情報格納部に格納されている前記駆動時指向性情報の中から、前記取得部によって取得された前記対象駆動パターンに応じた、前記複数の第２無線機のそれぞれに対応する対象駆動時指向性情報を選択し、該選択した対象駆動時指向性情報に従って前記第１無線機における前記複数の第２無線機それぞれへの前記所定の無線給電を実行する。すなわち、この第１の形態では、第１無線機が複数の第２無線機のそれぞれへ無線給電する際に、無線給電のそれぞれに応じた、指向性アンテナへの対象駆動時指向性情報の適用が行われることになる。これにより、各第２無線機への無線給電を好適なものとすることができる。
【００２０】
次に、第２の形態としては、前記複数の第２無線機を含む第２無線機群は、前記第１無線機に対して前記所定の無線給電が可能となるよう構成される。そして、前記指向性情報格納部は、前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆動機器が駆動制御されている状態において、該複数の駆動パターンのそれぞれに応じて前記第１無線機から前記第２無線機群への前記所定の無線給電に関し該第１無線機の指向性アンテナに適用される、該第２無線機群に対応する前記駆動時指向性情報を格納する。その上で、前記実行部は、前記指向性情報格納部に格納されている前記駆動時指向性情報の中から、前記取得部によって取得された前記対象駆動パターンに応じた、前記第２無線機群に対応する対象駆動時指向性情報を選択し、該選択した対象駆動時指向性情報に従って前記第１無線機における前記第２無線機群への前記所定の無線給電を実行する。
なお、第２無線機群への所定の無線給電において、第１無線機は第２無線機のそれぞれと択一的に無線給電を行ってもよく、又は、複数の第２無線機へ同時に無線給電を行ってもよい。この第２の形態では、第１無線機が複数の第２無線機で形成される第２無線機群へ無線給電をする際に、該第２無線機群への無線給電に応じた、指向性アンテナへの対象駆動時指向性情報の適用が行われることになる。すなわち、第２無線機群への無線給電においては、指向性アンテナに適用される対象駆動時指向性情報は、共通の指向性情報となる。したがって、第１無線機が、複数の第２無線機へ無線給電する際に、各第２無線機への無線給電に応じて適用される指向性情報を変更する必要がなくなり、制御を簡便にした上で各第２無線機への無線給電を好適なものとすることができる。
【００２１】
ここで、上述までの無線給電制御システムにおいて、前記第２無線機は、所定の環境パラメータを計測するように前記給電電波の電力により駆動されるセンサを備えたセンサ付無線機であってもよい。この場合、本願発明により、第１無線機から、第２無線機自体及びセンサを駆動するための電力を効率的に無線給電することができる。
【００２２】
また、本発明を、無線給電制御装置の側面から捉えることもできる。すなわち、本発明は、制御装置により予め定まった複数の駆動パターンに従って一又は複数の駆動機器を駆動制御される所定環境下で、指向性アンテナを介して第２無線機への所定の無線給電が可能となるように構成された第１無線機による該所定の無線給電を制御する無線給電制御装置であって、前記第２無線機は、前記第１無線機から送出される、前記所定の無線給電のための給電電波を受信し、該給電電波の電力により駆動可能に形成される。そして、前記無線給電制御装置は、前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆動機器が駆動制御されている状態において、該複数の駆動パターンのそれぞれに応じて前記第１無線機から前記第２無線機への前記所定の無線給電に関し該第１無線機の指向性アンテナに適用される、指向性に関する駆動時指向性情報を格納する指向性情報格納部と、前記複数の駆動パターンのうち前記制御装置が前記一又は複数の駆動機器に適用している駆動パターンである対象駆動パターンを、該制御装置から取得する取得部と、前記指向性情報格納部に格納されている前記駆動時指向性情報の中から、前記取得部によって取得された前記対象駆動パターンに応じた対象駆動時指向性情報を選択し、該選択した対象駆動時指向性情報を前記第１無線機の前記指向性アンテナに適用して、該第１無線機から前記第２無線機への前記所定の無線給電を実行する実行部と、を備える。これにより、無線機間でのフェージングの影響を可及的に抑制し、第２無線機への無線給電を好適に行うことが可能である。なお、上述の無線給電制御システムに関し開示された本願発明の技術思想は、技術的な齟齬が生じない限りにおいて、当該無線給電制御装置にも適用できる。また、上記無線給電制御装置は、前記第１無線機内に含まれて構成されてもよい。
【００２３】
ここで、本発明を、無線給電制御方法の側面から捉えることもできる。すなわち、本発明は、制御装置により予め定まった複数の駆動パターンに従って一又は複数の駆動機器が駆動制御される所定環境下で、指向性アンテナを介して第２無線機への所定の無線給電が可能となるように構成された第１無線機による該所定の無線給電を制御する無線給電制御方法であって、そこでは、前記第２無線機は、前記第１無線機から送出される、前記所定の無線給電のための給電電波を受信し、該給電電波の電力により駆動可能に形成される。そして、前記無線給電制御方法は、前記複数の駆動パターンのうち前記制御装置が前記一又は複数の駆動機器に適用している駆動パターンである対象駆動パターンを、該制御装置から取得する取得ステップと、前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆動機器が駆動制御されている状態において、該複数の駆動パターンのそれぞれに応じて前記第１無線機から前記第２無線機への前記所定の無線給電に関し該第１無線機の指向性アンテナに適用される、指向性に関する駆動時指向性情報の中から、前記取得ステップで取得された前記対象駆動パターンに応じた対象駆動時指向性情
報を選択する選択ステップと、前記選択ステップで選択された対象駆動時指向性情報を前記第１無線機の前記指向性アンテナに適用して、該第１無線機から前記第２無線機への前記所定の無線給電を実行する実行ステップと、を含む。これにより、無線機間でのフェージングの影響を可及的に抑制し、第２無線機への無線給電を好適に行うことが可能である。なお、上述の無線給電制御システムに関し開示された本願発明の技術思想は、技術的な齟齬が生じない限りにおいて、当該無線給電制御方法にも適用できる。
【００２４】
更に、本願発明を、指向性情報の生成方法の側面から捉えることもできる。すなわち、本発明は、制御装置により予め定まった複数の駆動パターンに従って一又は複数の駆動機器が駆動制御される所定環境下で、指向性アンテナを介して第２無線機への所定の無線給電が可能となるように構成された第１無線機による該所定の無線給電制御で、該指向性アンテナに適用される指向性情報を生成する指向性情報生成方法であって、そこでは、前記第２無線機は、前記第１無線機から送出される、前記所定の無線給電のための給電電波を受信し、該給電電波の電力により駆動可能に形成される。そして、前記指向性情報生成方法は、前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆動機器が駆動制御されている状態において、前記第１無線機から前記第２無線機に対して、該駆動パターンが実行されている実行期間に設定されている複数の制御タイミングで試験電波を送信する試験電波送信ステップと、前記試験電波送信ステップで前記第１無線機から送信される前記試験電波を、前記第２無線機で受信した際の該試験電波の受信信号強度を計測する受信信号強度計測ステップと、前記複数の制御タイミングのそれぞれにおいて前記受信信号強度計測ステップで計測された受信信号強度が最大となるか、又は、所定の受信信号強度範囲に収まるように、前記制御装置によって前記複数の駆動パターンのそれぞれに従って前記一又は複数の駆動機器が駆動制御されている状態において、前記第１無線機から前記第２無線機への前記所定の無線給電に関し該第１無線機の指向性アンテナに適用される、指向性に関する駆動時指向性情報を、該複数の駆動パターンのそれぞれに応じて生成する生成ステップと、を含む。これにより、無線機間でのフェージングの影響を可及的に抑制し、第２無線機への無線給電を好適なものとする指向性情報を生成することができる。
【発明の効果】
【００２５】
無線給電制御システムにおいて、指向性アンテナを利用するとともに、無線機間でのフェージングの影響を可及的に抑制し、無線機間の無線給電を好適に行う技術を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る無線給電制御システムの概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す無線給電制御システムに含まれる無線機１の機能ブロック図である。
【図３】図１に示す無線給電制御システムに含まれる無線機２ａの機能ブロック図である。
【図４】図１に示す無線給電制御システムにおいて無線機１と無線機２ａとの間で行われる、指向性情報を生成するための処理のフローチャートである。
【図５】図４に示す指向性情報生成処理による指向性情報の生成形態を説明するための図である。
【図６】図１に示す無線給電制御システムに含まれる無線機１が備える指向性情報に関するデータベースの概略構造を示す図である。
【図７】図１に示す無線給電制御システムにおいて無線機２ａで計測された温度情報を無線機１へ送信するための、無線機１から無線機２ａへの給電を行う処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図面を参照して本発明に係る無線給電制御システム（以下、単に「システム」と称する場合もある）１００、および当該システムに含まれる無線機１、無線機２ａ、２ｂについて説明する。なお、以下の実施形態の構成は例示であり、本発明はこの実施の形態の構成に限定されるものではない。
【００２８】
図１は、工場等のＦＡ（ファクトリーオートメーション）分野で使用されるシステム１００の概略構成、およびそこに含まれる制御装置５の駆動制御対象であるロボット３ａ、３ｂ、モータ４の配置を示す図である。詳細には、システム１００には、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）等の制御装置５が含まれており、当該制御装置５によって、ロボット３ａ、３ｂ及びモータ４が、所定の駆動パターンに従って駆動制御される。なお、制御装置５によるロボット３ａ等の駆動制御そのものについては、従来技術であり、また本願発明の中核をなすものではないため、その詳細な説明は省略する。
【００２９】
ここで、制御装置５には、無線機１が電気的に有線で接続されている。なお、制御装置５と無線機１との間の接続は、無線によって実現されてもよい。この無線機１は、指向性アンテナであるフェーズドアレイアンテナを有している。フェーズドアレイアンテナは、従来技術によるアンテナであるが、簡潔に言えば、アンテナアレイのそれぞれのアンテナ素子に加える信号の位相を少しずつ変えることで電波を送る方向を任意に変え、逆に、特定の方向からの電波に対する受信感度を高くすることを可能とする指向性の制御機能を有する。したがって、無線機１のフェーズドアレイアンテナは、特定の方向への電波の送出、及び特定の方向からの電波の受信を、他方向と比べて感度良く実行できるアンテナであり、この特定の方向を任意に制御することが可能である。本願発明では、フェーズドアレイアンテナにおける当該特定の方向の制御を、フェーズドアレイアンテナにおける指向性の制御と称する。
【００３０】
このようにフェーズドアレイアンテナの指向性が制御されることで、フェーズドアレイアンテナを有する無線機１は、そのシステム１００が配置される工場内において無線通信を行う相手方の無線機に対して効率的に電波を届け、また、相手方の無線機から効率的に電波を受け取ることが可能となる。そして、本実施例では、無線機１の相手方となる無線機として、無線機２ａ及び無線機２ｂがシステム１００内に配置されている。無線機２ａ及び無線機２ｂのそれぞれは、異なる位置に配置されており、マイクロ波の電磁エネルギーを直流電流に整流変換するレクテナシステムを有している。無線機２ａ及び無線機２ｂが接続される、このレクテナシステム内のアンテナは、上記フェーズドアレイアンテナと異なり指向性を有するアンテナでなくともよい。そして、無線機２ａ及び無線機２ｂにおいては、自己の駆動電力、及び自己に付随する要素（例えば、後述するセンサ等）の駆動電力は、このレクテナシステムを介して無線機１からの給電電波を介した無線給電によって賄われる。そのため無線機２ａ及び無線機２ｂが、上記の無線機１から無線給電を受ける場合、無線機１のフェーズドアレイアンテナにおける指向性は、無線機２ａへの無線給電と無線機２ｂへの無線給電とでそれぞれ独立して制御されることで、それぞれの無線給電を効率的に行うことができる。なお、図１においては、無線機１が無線機２ａへ無線給電を行う場合のフェーズドアレイアンテナの指向性はＤａで示され、無線機１が無線機２ｂへ無線給電を行う場合のフェーズドアレイアンテナの指向性はＤｂで示されており、フェーズドアレイアンテナは任意の二次元方向に対し指向性を変更できる。
【００３１】
また、無線機２ａ、２ｂには、その外部環境パラメータ（温度、湿度、加速度等）を計測するためのセンサが搭載されている。そして、その搭載されたセンサの駆動電力は、上記の通り、無線機１からの給電電波によって賄われる。そして、このセンサによって計測された情報（計測情報）は、無線機２ａ、２ｂから無線機１へ送信されるが、その送信のための駆動電力も無線機１からの給電電波によって賄われる。なお、無線機１に送信され
た計測情報はそこで集約され、制御装置５における所定の処理に供されることになる。ここで、無線機２ａ、２ｂに搭載されるセンサとしては、例えば、磁気センサ、光電センサ、温度センサ、湿度センサ、照度センサ、フローセンサ、圧力センサ、地温センサ、パーティクルセンサ等の物理系センサや、ＣＯ２センサ、ｐＨセンサ、ＥＣセンサ、土壌水分センサ等の化学系センサがある。本実施の形態では、説明を簡便にするために、無線機２ａ、２ｂには、それぞれが配置された位置における外部温度を計測するための温度センサのみが搭載されているものとする。
【００３２】
このように構成されるシステム１００においては、制御装置５により工場での製品製造のためにロボット３ａ、３ｂ、モータ４が所定の駆動パターンで駆動制御されている状態（以下、「パターン駆動制御状態」ともいう）において、無線機２ａ、２ｂがそれぞれ設置されている場所で温度センサによって計測された温度情報が無線通信によって無線機１へと伝送されてくる。しかし、無線機２ａ、２ｂは、その駆動電力を無線機１からの給電電波に頼っているため、無線機１から無線機２ａ、２ｂに給電電波とともに計測指示信号が送信され、それに呼応する形で無線機２ａ、２ｂでのセンサによる温度計測およびその送信が行われる。すなわち、無線機２ａ、２ｂは、自己の判断により計測及び送信に関する処理は行わず、無線機１からの無線給電をトリガとしてこれらの処理が実行されるように構成されている。このような構成は、公知のＲＦＩＤ(Radio Frequency Identifier)等に搭載されるパッシブタイプの情報伝送構成と同等であるので、その詳細な説明は割愛する。また、別法として、無線機２a、２ｂがセミパッシグタイプの情報伝送構成と同等で
あってもよい。この場合、無線機２a、２ｂは独自に予め決められたタイミングで温度計
測し、その計測情報をメモリに一時保存しておくことができる。そして、無線機１は必要に応じて、無線機２a、２ｂのメモリに保存された計測情報を無線機１に送信するように
要求信号を送信する。
【００３３】
また、本実施例においては、制御装置５は、ロボット３ａ、３ｂ、モータ４に対して、所定の駆動パターンとして以下の３つの駆動パターンを適用するものとする。例えば、駆動パターン１として、モータ４を停止した状態で、ロボット３ａに動作Ａ１を実行させ、ロボット３ｂには動作Ｂ１を実行させる。更に、駆動パターン２として、ロボット３ａに動作Ａ２を実行させ、ロボット３ｂには動作Ｂ２を実行させ、モータ４に動作Ｃ２を実行される。更に、駆動パターン３として、ロボット３ａを停止した状態で、ロボット３ｂに動作Ｂ３を実行させ、モータ４には動作Ｃ３を実行させる。なお、駆動パターンの種類については、後述の図６にも開示されている。
【００３４】
ここで、無線機１、無線機２ａ、２ｂとの間の無線給電は、特に無線機１が有するフェーズドアレイアンテナの指向性により、比較的安定に行うことができる。そのため、無線機２ａ、２ｂへの効率的な給電及びそこで計測された温度情報の無線機１側への効率的な伝送が期待できる。一方で、ＦＡ環境に置かれたシステム１００では、制御装置５からの制御指示に従い、ロボット３ａ、３ｂがそのアーム等を動かし、また、モータ４の駆動によりその駆動対象（例えば、工作機械のテーブル等）が移動されたりする。ここで、ロボット３ａ等やモータ４の駆動対象等のボディは金属で形成されている場合が多い。そして、そのような金属ボディを有する物体が、システム１００が配置されている空間を動くと、無線機１から無線機２ａ、２ｂへの無線給電に対してフェージングが作用することになり、安定的な無線給電が阻害される恐れがある。無線機１がフェーズドアレイアンテナを利用して無線給電を行っている場合であっても、ロボット３ａ等の駆動に起因して生じるフェージングが作用する恐れはあり、逆にフェーズドアレイアンテナの場合、その設定された指向性故にフェージングが作用してしまうと、想定していた指向性の効果を十分に享受できず無線給電の効率が大きく低下する可能性がある。
【００３５】
そこで、本願発明に係るシステム１００では、このようなフェージングによる無線機間
の無線給電の効率低下を可及的に抑制するために、フェージングの原因となっている制御装置５によるロボット３ａ等の制御駆動に応じて、無線機１のフェーズドアレイアンテナの指向性を制御する構成を採用した。具体的には、無線機１及び無線機２ａ、２ｂを、それぞれ図２、図３に示すように構成した。無線機１及び無線機２ａ、２ｂは、内部に演算装置、メモリ等を有し、無線通信機能だけではなく、当該演算装置により所定の制御プログラムが実行されることで様々な機能が発揮される。そして、図２、図３は、無線機１、無線機２ａ、２ｂの有する機能をイメージ化した機能ブロック図である。なお、無線機２ａと無線機２ｂは、基本的には同様の機能を有しているため、本実施例では、図３には代表的に無線機２ａの機能ブロック図を示している。
【００３６】
先ず、無線機１は、機能部として、制御部１０、通信部１１、指向性情報格納部１２、計測情報格納部１３を有している。以下に、無線機１が有する各機能部について説明する。制御部１０は、無線機１における様々な制御を司る機能部であるが、特に、取得部１０１、実行部１０２、駆動時指向性情報生成部１０３を有している。取得部１０１は、無線機１と電気的に接続されている制御装置５から、制御装置５がロボット３ａ等に適用している駆動パターンに関する情報を取得する機能部である。本実施例においては、上記の通り、駆動パターン１〜３の３つの予め決められている駆動パターンに従って、ロボット３ａ等が駆動制御され、パターン駆動制御状態が形成されることになる。なお、取得部１０１は、駆動パターンの他に、制御装置５によって当該駆動パターンが実行される実行タイミングに関する情報も取得する。当該実行タイミングに関する情報としては、制御装置５によって当該駆動パターンが実行開始される開始タイミング情報等が例示できる。
【００３７】
また、実行部１０２は、後述の指向性情報格納部１２から、取得部１０１によって取得された駆動パターンに基づいてフェーズドアレイアンテナに適用する駆動時指向性情報を選択し、それを踏まえて当該フェーズドアレイアンテナの指向性を制御した上で、無線機１から無線機２ａ等へ、無線給電のための給電電波の送信、及び無線機２ａ等での温度計測のための計測指示信号の送信を司る機能部である。更に、実行部１０２は、当該計測指示信号に従って計測された温度情報を、同様にフェーズドアレイアンテナの指向性を制御した上で、無線機２ａ等から受信する機能部でもある。駆動時指向性情報は、ロボット３ａ等がパターン駆動制御状態におかれているときに、無線機１のフェーズドアレイアンテナに設定される指向性に関する情報であり、各駆動パターンの実行時においても無線機１から無線機２ａ等への無線給電が好適に実現できるようにフェーズドアレイアンテナの指向性を決定するものである。したがって、実行部１０２は、取得された駆動パターンが異なると、原則としてフェーズドアレイアンテナに適用する駆動時指向性情報は異なることになる。更に、駆動時指向性情報生成部１０３は、指向性情報格納部１２に格納され、実行部１０２によって利用される駆動時指向性情報を、無線給電先の無線機２ａ等とともに生成する機能部である。当該駆動時指向性情報の具体的な生成態様については、後述する。
【００３８】
また、通信部１１は、無線機１の外部との通信、すなわち情報の送受信を行う機能部である。具体的には、通信部１１は、制御部１０と相互作用するように形成される。その結果、通信部１１は、取得部１０１による駆動パターンに関する情報の受信や、実行部１０２で選択された駆動時指向性情報を適用した無線機２ａ等への無線給電や、駆動時指向性情報生成部１０３による情報生成時の無線機２ａ等との無線通信等を司る。指向性情報格納部１２は、パターン駆動制御状態においてフェーズドアレイアンテナに適用される駆動時指向性情報をメモリに格納する機能部であり、計測情報格納部１３は、無線給電された無線機２ａ等で計測指示信号に従って計測され伝送されてきた温度情報を通信部１１で受信した後に、メモリに格納する機能部である。この温度情報の受信時にも、フェーズドアレイアンテナに対して指向性情報格納部１２によって格納されていた駆動時指向性情報が適用されることになる。
【００３９】
次に、無線機２ａの機能部について図３に基づいて説明する。無線機２ａは、機能部として制御部２０、通信部２１、計測情報記録部２４を有するとともに、本実施例の場合は、温度計測のためのセンサ２２が搭載されている。以下に、無線機２ａが有する各機能部について説明する。制御部２０は、無線機２ａにおける様々な制御を司る機能部であるが、特に、送信情報生成部２０１、駆動時指向性情報生成部２０２、電力制御部２０３、計測制御部２０４を有している。この送信情報生成部２０１は、センサ２ａによって計測された温度情報を含む送信情報を生成する機能部である。また、駆動時指向性情報生成部２０２は、無線機１において実行部１０２によって利用される駆動時指向性情報を、無線機１とともに生成する機能部である。
【００４０】
また、電力制御部２０３は、無線機１から送信される給電電波を、レクテナシステムに通して得られる電力を、無線機２ａ自体の駆動およびセンサ２２の駆動等に利用するために、当該電力の分配等を制御する機能部である。無線機２ａ等においては電力を蓄電するバッテリやキャパシタ等の二次電池が搭載されていないため、この電力制御部２０３によって分配される電力が、無線機２ａ等内で行われる各処理の源となる。このような態様に代えて無線機２ａ等に二次電池を搭載し、給電電波から得られる電力の一部又は全部を蓄えるようにしてもよい。この場合、二次電池に蓄えられた電力により、無線機２ａ自体の駆動およびセンサ２２の駆動等が行われる。いずれにせよ、電力制御部２０３は無線機１からの給電電波の電気エネルギーを無線機２ａ等内で使用するための機能部である。
【００４１】
次に、計測制御部２０４は、電力制御部２０３によりセンサ駆動に必要な電力が分配されるときに、無線機１からの指示に従いセンサ２２を起動し温度情報の計測を実行させる機能部である。または別法の形態として、計測制御部２０４は、独自に予め指定された時間ごとにセンサ２２を起動して、温度情報の計測を行うように構成されてもよい。これにより計測された温度情報が、計測情報記録部２４によって随時メモリ内に格納されていく。この計測情報記録部２４は制御部２０と相互作用するように形成され、制御部２０からの指示に従い、記録された計測情報が制御部２０に引き渡されて、送信情報生成部２０１による送信情報の生成が行われることになる。また、通信部２１は、制御部２０と相互作用するように形成される。その結果、通信部２１は、無線機１からの給電電波の受信、送信情報生成部２０１が生成した送信情報の送信、駆動時指向性情報生成部２０２による情報生成時の無線機１との無線通信等を司る。
【００４２】
＜駆動時指向性情報生成処理＞
このように構成される無線機１と無線機２ａにおいて、フェージングに影響されにくい無線機１から無線機２ａへの効率的な無線給電を実現する処理について説明する。無線機１から無線機２ａへ無線給電が行われる場合、上記の通り、制御装置５によってロボット３ａ等が所定の駆動パターンに従って駆動されることに起因するフェージングの影響を受け、その無線給電の効率が低下する可能性がある。ここで、本願発明に係るシステム１００では、制御装置５によって行わる駆動パターンに従った駆動制御では、ロボット３ａ等も予め定まった動作内容で駆動制御が行われることに着目した。このような駆動パターンに従った駆動制御の場合、それに起因して生じるフェージングの影響も概ね再現性があると考えることができる。そこで、工場で製品の製造のために実際にロボット３ａ等が駆動制御される前に、試験的に、制御装置５によってロボット３ａ等を同じ動作内容で駆動させ、その際のフェージングの、無線機１から無線機２ａへの無線給電への影響を計測する。そして、その影響を考慮して、効率的な無線給電が可能となるように、駆動パターンに応じたフェーズドアレイアンテナに適用される指向性情報である駆動時指向性情報を生成することとした。
【００４３】
当該駆動時指向性情報を生成するための処理の流れを図４のフローチャートに示してい
る。この指向性情報生成処理は、無線機１の駆動時指向性情報生成部１０３と無線機２ａの駆動時指向性情報生成部２０２とが協働して実行される。以下に、当該指向性情報生成処理について説明する。先ずＳ１０１では、無線機１から制御装置５に対して、駆動時指向性情報を生成するために、制御装置５がロボット３ａ等に対して実行される複数の駆動パターン（本実施例の場合は駆動パターン１〜３の３つ）を順次実行するよう要求を出す。これにより、制御装置５は駆動パターン１から順に各駆動パターンに従ってロボット３ａ等を駆動制御することになり、無線機１から無線機２ａへの無線給電が、ロボット３ａ等のパターン駆動制御状態下に置かれることになる。
【００４４】
そして、次にＳ１０２では、フェーズドアレイアンテナにおいて設定し得る指向性ごとに、無線機１と無線機２ａの間で以下の処理（１）、（２）が行われる。先ず、無線機１側では、Ｎ番目の駆動パターンに関するパターン駆動制御状態の下、無線機１から無線機２ａに対して試験給電電波を複数の制御タイミングで送信する（処理（１））。ここで、各制御タイミングは、後述するように無線給電時のフェーズドアレイアンテナの指向性を制御するためのタイミングであり、そのタイミング間隔を細かくするほど当該指向性の細やかな制御が可能となる。なお、このタイミング間隔は、パターン駆動制御状態下での指向性の変化に対して十分に短い間隔、すなわち駆動パターンに従った駆動制御に起因するフェージングの、指向性への作用を十分に把握できる程度に短い間隔とする。
【００４５】
一方で、無線機２ａ側では、無線機１から送信された試験給電電波を受信すると、それに呼応する形で無線機１に対して返信電波を送信し、その返信電波を無線機１が受信する。この無線機１による返信電波の受信に関し、フェーズドアレイアンテナにおいて設定し得る指向性ごとに、現時点の駆動パターンの実行期間において返信電波の受信信号強度を計測していく（処理（２））。このように無線機１側で受信信号強度を測定するのは、レクテナシステムを搭載する無線機２ａ側では、電波の受信信号強度を計測するのが困難な場合があるからである。無線機１における返信電波の受信信号強度と、無線機２ａにおける試験給電電波の受信信号強度とは強い相関を有しているため、無線機１側で測定された受信信号強度は、無線機２ａ側で測定される試験給電電波の受信信号強度とみなすことができる。したがって、フェーズドアレイアンテナにおいて指向性がｐｑ通り設定可能とすれば、無線機２ａは、所定の制御タイミングでは、無線機１から送信される試験給電電波に対してｐｑ通りの指向性に応じた返信電波を返信し、そして、無線機１はｐｑ通りの指向性に応じた返信電波の受信信号強度を計測する。そして、全指向性での試験給電電波の送信とそれに対応する返信電波の受信信号強度の計測が終了すると、Ｓ１０２の処理を終了しＳ１０３へ進む。なお、無線機２ａ側で直接、試験給電電波の受信信号強度を計測可能な場合には、無線機１から送信される指向性に応じた試験給電電波の受信信号強度を計測し、その計測結果を無線機１側に送信するようにしてもよい。
【００４６】
Ｓ１０３では、Ｓ１０１で駆動時指向性情報の生成のために実行する駆動パターンの順番を示すＮをインクリメントする。そして、Ｓ１０４では、駆動時指向性情報の生成のために、制御装置５により全ての駆動パターンに従ったロボット３ａ等の駆動制御が終了したか否かが判定される。Ｓ１０４で肯定判定されるとＳ１０５へ進み、否定判定されるとＳ１０１以降の処理が再び繰り返される。
【００４７】
そして、Ｓ１０５では、上記のＳ１０２で計測された受信信号強度の計測結果に基づいて、各駆動パターンに応じた駆動時指向性情報が生成される。当該生成は、無線機１の駆動時指向性情報生成部１０３によって実行される。この駆動時指向性情報の生成について、図５に基づいて説明する。なお、当該説明を簡便にするために、本実施例では、無線機１のフェーズドアレイアンテナで設定可能な指向性は３通りあるものとする。図５は、ある特定の駆動パターン（例えば、駆動パターン１）に従った駆動制御が行われた際に、Ｓ１０２で計測された受信信号強度の時間推移を示している。詳細には、図５の上段は、下
段の一部の期間（制御タイミングｔ１〜ｔ３の期間）を拡大したものであり、フェーズドアレイアンテナに設定される３つの指向性に応じた受信信号強度の時間推移がＬ１、Ｌ２、Ｌ３で示されている。
【００４８】
本実施例では、図５に示すように、駆動パターン１の実行時の各制御タイミングｔ１、ｔ２、ｔ３、・・・において、特定の指向性の場合に受信信号強度が常に好適に高い状態を維持していない。これは駆動パターン１の実行に起因したフェージングの影響を受けて、特定の指向性が常に好適な受信信号強度の状態を担保できないことを表している。そこで本実施例では、駆動パターン１が行われている期間での各制御タイミングにおいて、受信信号強度が最大となる指向性をそれぞれ選択し、その選択された指向性を時系列に並べることで駆動パターン１に対応する、駆動時指向性情報として生成する。例えば、図５に示す駆動パターン１の例では、制御タイミングｔ１では線Ｌ１で示される指向性が選択され、制御タイミングｔ２では線Ｌ２で示される指向性が選択され、制御タイミングｔ３では線Ｌ３で示される指向性が選択され、以降各制御タイミングにおいて受信信号強度が最大となる指向性が順次選択される。そして、その選択された指向性が時系列に順に並べられて、当該駆動パターン１に対応する駆動時指向性情報（すなわち、Ｌ１（ｔ１）、Ｌ２（ｔ２）、Ｌ３（ｔ３）、・・・という順に形成される情報）が生成される。なお、この駆動時指向性情報に従った受信信号強度の時間推移が、図５において線Ｌ０で示される。この線Ｌ０に従う駆動時指向性情報は、各制御タイミングでフェーズドアレイアンテナの指向性を適切に制御すれば、駆動パターン１に起因したフェージングの影響を抑制した無線給電を可能とするものである。
【００４９】
この駆動時指向性情報の生成は、残りの駆動パターン２、３に対しても同様に行われる。そして、Ｓ１０５で生成された、各駆動パターンに応じた駆動時指向性情報が、Ｓ１０６で指向性情報格納部１２によってメモリ内に格納される。このとき、図６に示すように、各駆動パターンと駆動時指向性情報とが紐付けられた状態で格納される。本実施例では、駆動パターン１には駆動時指向性情報Ｓ１（図５において線Ｌ０の受信信号強度推移を実現可能な、各制御タイミングにおける指向性を時系列に並べた情報）が紐付けられ、駆動パターン２、３には、それぞれ駆動時指向性情報Ｓ２、Ｓ３がそれぞれ紐付けられている。
【００５０】
なお、上記のＳ１０５での駆動時指向性情報の生成では、各制御タイミングにおいて受信信号強度が最大となる指向性が選択され、それが時系列に並べられた。この態様に代えて、駆動パターンの実行期間において受信信号強度が所定の範囲に収まるように、各制御タイミングでの指向性を選択してもよい。このように駆動時指向性情報を生成することで無線機２ａでの受信信号強度の変動を抑制でき、無線機１から給電電波を送信したときに、駆動パターンに起因したフェージングの影響を抑制した無線給電を可能とし、以て安定した供給電力により無線機２ａ及びそのセンサ２２を駆動することができる。
【００５１】
また、上記の駆動時指向性情報は、無線機１から無線機２ａへ送信された試験給電電波に基づいて生成されたものであるから、厳密には、無線機１からの電波送信時に好適に利用され得るものである。しかし、多くの場合において、無線機１から無線機２ａへの電波送信時のフェーズドアレイアンテナの指向性と、無線機２ａから無線機１への電波送信時のフェーズドアレイアンテナの指向性は同一視できる。そこで、その点を踏まえ上記の指向性情報生成処理によって得られた各駆動パターンに対応した駆動時指向性情報は、無線機２ａから無線機１への電波送信時にもフェーズドアレイアンテナに適用してもよい。
【００５２】
なお、無線機２ｂについては、無線機１に対する相対位置が無線機２ａと異なるため、無線機１から無線機２ｂへの無線給電のための駆動時指向性情報は、別途生成する必要がある。なお、この生成においては、実質的に無線機２ａの場合と同じように生成すればよ
い。
【００５３】
＜計測情報伝送処理＞
無線機１が、図４に示す指向性情報生成処理によって生成された駆動時指向性情報を有することで、制御装置５がロボット３ａ等を駆動パターン１〜３に従って駆動制御している状態において、各駆動パターンに起因したフェージングの作用を抑制した状態で無線機１から無線機２ａへの無線給電が実現可能となる。そこで、その無線給電の一態様である給電処理について、図７に基づいて説明する。当該給電処理は、無線機１において実行され、無線機１から無線機２ａへ給電を行うとともに無線機２ａに搭載されたセンサ２２による温度情報の計測及びその送信を実行させる処理である。
【００５４】
先ずＳ２０１では、取得部１０１によって現時点で制御装置５によって実行されている駆動パターンが取得される。その後、Ｓ２０２では、Ｓ２０１で取得された駆動パターンに対応する駆動時指向性情報が、指向性情報格納部１２によって格納されている情報の中から選択される。例えば、取得された駆動パターンが、駆動パターン１である場合にはＳ１で示される駆動時指向性情報が選択され、駆動パターン２である場合にはＳ２で示される駆動時指向性情報が選択され、駆動パターン３である場合にはＳ３で示される駆動時指向性情報が選択される。
【００５５】
そして、Ｓ２０３では、実行部１０２により、選択された駆動時指向性情報における制御タイミングと、制御装置５による駆動パターンに従ったロボット３ａ等の駆動制御との時間軸を合わせた状態で、当該駆動時指向性情報に含まれている指向性情報をフェーズドアレイアンテナに適用し、その指向性を制御する。そして、その指向性の制御が行われている状態で、無線機１から無線機２ａに向かって、給電電波とともに無線機２ａのセンサに温度情報の計測及びその送信を実行させる計測指示信号を送信する。
【００５６】
なお、無線機１での制御タイミングと、制御装置５による駆動制御との時間軸の同期化については、様々な公知の技術を利用できる。例えば、Ｓ２０１の処理において、取得部１０１が、制御装置から駆動パターンとともに同期信号を無線機１から取得し、その同期信号における駆動パターンの実行開始タイミングにおいて、Ｓ２０３の処理を開始するようにしてもよい。また、別法として、取得部１０１は、制御装置５から駆動パターンを取得した後の所定時間経過時に、Ｓ２０３の処理を開始するように決定しておいてもよい。制御装置５側では、当該所定時間経過時に当該駆動パターンを実行するようにプログラムされることで、指向性情報の上記制御を伴った無線機１での無線通信制御と、制御装置５による駆動制御とが好適に同期化される。
【００５７】
Ｓ２０３の処理により給電電波が送信されると、無線機２ａ側ではフェージングの作用を抑制した状態で電力が供給され、更に受信した計測指示信号によりセンサ２２が起動され、温度情報の計測およびその送信が行われる。その結果、無線機１は温度情報を無線機２ａから受信する（Ｓ２０４の処理）。このような指向性制御を伴う無線給電を無線機２ａに対して行うことで、制御装置５による駆動パターンに起因したフェージングの影響を受けにくい状態で、無線機２ａは無線給電され、結果として、センサ２２が確実に起動され、以て、無線機１は無線機２ａから温度情報を確実に受信でき、安定した情報収集が可能となる。特に、本実施例では、無線機１から無線機２ａに給電電波が送信されるとき、及び無線機２ａから無線機１が温度情報を受信するときに、フェーズドアレイアンテナに上記選択された駆動時指向性情報が適用されている。そのため、制御装置５による駆動パターンに起因したフェージングの影響を好適に回避して、レクテナを有する無線機２ａを利用した確実な情報収集が実現される。
【００５８】
また、無線機１から無線機２ｂへの無線給電にも、図７に示す給電処理は適用される。
また、無線機２ａと無線機２ｂが比較的近接して配置されている場合等には、無線機１から無線機２ａ、無線機２ｂのそれぞれへの無線給電において適用される駆動時指向性情報を共通の指向性情報としてもよい。すなわち、無線機２ａと無線機２ｂとからなる無線機群において、両無線機が近接していると無線機１に対する相対位置に大きな差が生じない場合があり、無線機間でのフェージングの影響も同一視し得る。そのような場合には、無線機１のフェーズドアレイアンテナに適用される指向性情報を、無線機１から無線機群に属する各無線機への無線給電において共通のものとすることで、給電処理の負担を軽減することができる。なお、共通の駆動時指向性情報が適用される場合において、無線機１から無線機２ａへの無線給電と、無線機１から無線機２ｂへの無線給電とは、択一的に行われてもよく、又は同時に行われてもよい。
【００５９】
＜変形例＞
上記の実施例では、無線機２ａの位置は不変とされているが、それに代えて、制御装置５による駆動パターンに従って駆動制御されるモータ等によって、無線機２ａが移動するように構成されてもよい。このような形態では、無線機１に対する無線機２ａの相対位置は、制御装置５による駆動パターンの時間軸と連動している。上記の指向性情報生成処理によって生成される駆動時指向性情報は、駆動パターンにおける所定の制御タイミングで好適な指向性を選択することで形成されることから、このような形態においても当該駆動時指向性情報をフェーズドアレイアンテナに適用することで、無線機１から無線機２ａへの無線給電を、駆動パターンに起因するフェージングの影響から保護することができ、好適な無線給電を実現することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１、２ａ、２ｂ・・・・無線機
３・・・・ロボット
４・・・・モータ
５・・・・制御装置
１００・・・・無線給電制御システム（システム）
【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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