(57)【要約】【課題】装置間の距離を高精度に推定できるようにした距離推定装置を提供する。【解決手段】マスタは伝送線路４に通電すると電流振幅分布が当該伝送線路４中にて連続的に変化する。スレーブは伝送線路４に生じる所定領域Ｒ１〜Ｒ３の電流振幅に応じて受電する。このとき電源回路３ｆの充電部１２はスレーブが受電する信号を充電する。制御部１９は、充電部１２の充電状態に応じてマスタスレーブ間の距離を推定する。【選択図】図３
2016223942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電装置（２）は送電線路（４）に通電すると電流振幅分布が当該送電線路の中にて連続的に変化するように構成され、受電装置（１０１、１０２、…、１１０）は前記送電線路に生じる所定領域（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）の電流振幅に応じて受電するように構成され、
前記受電装置により受電された受電信号を充電する充電部（１２）と、
前記充電部の充電状態に応じて前記送電装置及び前記受電装置間の距離を推定する推定部（１９、２ａ）と、
を備える距離推定装置。
【請求項２】
請求項１記載の距離推定装置において、
前記送電線路は当該送電線路の全体においてその領域と電流振幅とが１対１で設定される距離推定装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の距離推定装置において、
前記送電線路は端部が結合されループ状に形成された一対のツイスト線（４）により一方向に延設するように構成される距離推定装置。
【請求項４】
請求項３記載の距離推定装置において、
前記送電装置は交流電力を前記送電線路に通電し、前記受電装置は前記一対のツイスト線の隣接する撚部の間に生じる磁束を鎖交するように構成された開口アンテナ（３ｇ）を備える距離推定装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の距離推定装置において、
前記推定部による距離推定結果に応じて前記受電装置に識別符号を割付ける割付部（３ａ、２ａ）をさらに備える距離推定装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の距離推定装置において、
前記充電部が前記受電信号を所定値まで充電するまでの時間を計測する時間計測部（１９）をさらに備え、
前記推定部は、前記時間計測部による時間計測結果に応じて前記送電装置及び前記受電装置間の距離を推定する距離推定装置。
【請求項７】
請求項１から５の何れか一項に記載の距離推定装置において、
前記充電部が前記受電信号を予め定められた所定時間中に充電した充電状態を計測する状態計測部（１９）をさらに備え、
前記推定部は、前記状態計測部により計測された充電結果に応じて前記送電装置及び前記受電装置間の距離を推定する距離推定装置。
【請求項８】
請求項１から６の何れか一項に記載の距離推定装置において、
複数の前記受電装置が互いに異なる領域における前記送電線路の電流振幅に応じて受電するように構成され、
前記推定部は、前記送電装置と前記複数の受電装置との間の距離を推定する距離推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電装置及び受電装置間の距離を推定する距離推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電波発信機が電波を発信し電波受信機がこの電波を受信するときに、電波の信号強度が距離の２乗に比例して減衰する原理を利用し、電波発信機および電波受信機間の距離を測定する技術が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８５２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明者らは、例えば送電装置がハーネス等の送電線路に交流電力を通電することで当該送電経路中にて電流振幅分布を連続的に変化させ、受電装置がこの送電線路の所定領域に電界／磁界結合して受電する技術を開発している。しかしながら、これらの送電装置及び受電装置間の距離を推定する技術は確立されておらず、特許文献１記載の技術を適用しても装置間の距離を高精度に推定することはできない。
【０００５】
本発明の目的は、送電装置及び受電装置間の距離を極力高精度に推定できるようにした距離推定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、送電装置は送電線路に交流電力を通電することで電流振幅分布が当該送電線路の途中にて連続的に変化する。受電装置は送電線路に生じる所定領域の電流振幅に応じて受電する。このとき、充電部は受電装置が受電する受電信号を充電する。推定部は、充電部の充電状態に応じて送電装置及び受電装置間の距離を推定する。
【０００７】
送電線路の途中では電流振幅分布が連続的に変化するため、充電部の充電状態は送電線路の何れの領域から受電したかに応じて異なる。したがって、推定部が充電部の充電状態に応じて送電装置及び受電装置間の距離を推定することで距離を高精度に推定できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態について電気的構成例を概略的に示すブロック図
【図２】伝送線路と受電アンテナとの関係の一例を概略的に示す図
【図３】整流回路の構成例を概略的に示す回路図
【図４】領域に応じて変化する給電電流分布を表す図
【図５】充放電の基本動作を概略的に示すタイミングチャート
【図６】伝送線路の電流振幅が比較的低い領域における電圧の上昇勾配を概略的に示すタイミングチャート
【図７】伝送線路の電流振幅が比較的高い領域における電圧の上昇勾配を概略的に示すタイミングチャート
【図８】第２実施形態について充電状態の計測動作を概略的に示すタイミングチャート
【図９】計測動作を説明するフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、距離推定装置の幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。各実施形態間で同一又は類似の構成については、その前の実施形態に付した符号と同一の符号を付し後の実施形態では必要に応じて説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１〜図７は、第１実施形態の説明図を示す。図１に示すように、無線給電システム１は、マスタ（送電装置相当）２及び１又は複数（Ｎ個：Ｎ≧１）のスレーブ（受電装置相当）１０１、１０２、…、１１０が伝送線路４を通じて電界／磁界により結合されることによって構成される。マスタ２にはバッテリ（図示せず：電力供給源）が接続されており、このバッテリの電力を用いて複数のスレーブ１０１〜１１０に伝送線路４を通じて電力を供給し、スレーブ１０１〜１１０は各時供給された電力に応じて動作する。これらのスレーブ１０１〜１１０には、それぞれ例えばセンサ、アクチュエータ、制御ＩＣなどを備える負荷２０１〜２１０が接続されており、それぞれ負荷２０１〜２１０に電力を供給する。無線給電システム１は電力線給電システムと同義である。
【００１１】
マスタ２は、スレーブ１０１…１１０との間の通信やその他の機能の制御を主体的に行う制御回路２ａ、高周波電力発生回路２ｂ、変復調回路２ｃ、重畳／分離回路２ｄ、整合回路２ｅ、記憶部２ｆを機器本体（マスタ本体）２ｇに内蔵し、当該機器本体２ｇから伝送線路（送電線路相当）４を接続して構成される。制御回路２ａは例えばマイクロコンピュータを主として構成される。高周波電力発生回路２ｂは、制御回路２ａの制御に応じて所定周波数の高周波信号（搬送波信号）を生成し、電力信号として重畳／分離回路２ｄに出力する。変復調回路２ｃは、マスタ側の通信データを変調し重畳／分離回路２ｄに信号を出力するブロックであり、マスタ２側の制御回路２ａから出力されるデータでキャリアを変調し、データ変調信号として重畳／分離回路２ｄに出力する。ここで高周波電力発生回路２ｂにより出力される高周波信号（搬送波信号）は、変復調回路２ｃにより出力されるデータ変調信号とその周波数帯が互いに異なるように予め設定されている。
【００１２】
重畳／分離回路２ｄは、これらの搬送波信号およびデータ変調信号を合成し整合回路２ｅに出力する。整合回路２ｅは、データ変調信号が重畳した搬送波信号を伝送線路４に送出する。整合回路２ｅは機器本体２ｇと伝送線路４との間のインピーダンスを整合する。制御回路２ａは変復調回路２ｃに制御線を接続し、これにより変復調回路２ｃのデータ変復調方式、データ通信周波数を制御可能になっている。
【００１３】
図２は伝送線路４の一部構造を模式的に示している。伝送線路４は例えば車両内に設置されるもので撚り対線（ツイステッドペアケーブル）を用いて構成される。図２に一部を示すように、伝送線路４は、一対の送電線５，６を互いに対向して撚り合わせて形成される一対のツイスト線を所定方向（一方向：例えばＸ方向）に所定長（数ｍ程度）延設して配置される。なお、この所定方向とは曲折、屈曲する方向を含んでいていても良い。
【００１４】
また伝送線路４は端部が結合された一対のツイスト線によりループ状に構成される。伝送線路４は、送電線５，６が撚り合されてなる撚部７を備えると共に、隣接する撚部７間に開口８を備える。全ての隣接する撚部７間の開口８のうち、特定の撚部７ａ間の開口８ａ（以下特定開口８ａと称す）は他の撚部７間又は撚部７と７ａと間の開口８より大きく形成されている。
【００１５】
この特定開口８ａの周辺にはスレーブ１０１〜１１０の開口アンテナ３ｇが設置されている。開口アンテナ３ｇは、開口９を備えたループ状のコイルにより構成され、伝送線路４の撚部７ａ間の特定開口８ａから生じる磁束を受電アンテナ３ｇの開口９に鎖交する。これにより、開口アンテナ３ｇは伝送線路４から電磁誘導現象に応じて受電できる。ここで、例えば特定開口８ａの面と開口アンテナ３ｇの開口９の面とが並行に配置されていても良いし、例えば開口アンテナ３ｇの開口９が特定開口８ａと例えば対向するように設置されていても良い。図１にＸＹ平面を示すようにＸＹ方向に離間して配置されていても、図２に示すようにＸＹ方向の同一領域に設置されていても良い。開口アンテナ３ｇの開口９が特定開口８ａと対向するように設置されていると、開口アンテナ３ｇに鎖交する磁束をより多くすることができ、伝送効率を高めることができる。
【００１６】
さて、図１に示すように、スレーブ１０１〜１１０は、それぞれ同様の機能ブロックを備え、それぞれ、制御回路（割付部相当）３ａ、変復調回路３ｃ、重畳／分離回路３ｄ、整合回路３ｅ、電源回路３ｆ、及び、記憶部３ｈを内蔵する。整合回路３ｅには開口アンテナ３ｇが接続されている。
【００１７】
整合回路３ｅは、例えば開口アンテナ３ｇに並列または直列接続されたコンデンサを具備するマッチング回路であり、開口アンテナ３ｇとのインピーダンス整合を図るように構成される。この整合回路３ｅは開口アンテナ３ｇを通じて信号を受信すると重畳／分離回路３ｄに出力する。
【００１８】
重畳／分離回路３ｄは、搬送波信号およびデータ変調信号に分離し、搬送波信号を電力交流信号として電源回路３ｆに出力しデータ変調信号を変復調回路３ｃに出力する。電源回路３ｆは、電力交流信号を整流、平滑化した動作用の安定化電源電力を変復調回路３ｃ、制御回路３ａや、それぞれの負荷２０１〜２１０に供給する。
【００１９】
図３は電源回路３ｆの主な構成を示している。この図３に示すように、電源回路３ｆは、整流部１０、平滑部１１、充電部１２、充電切替部１３、安定化電源部１４、閾値生成部１５、補正部１６、放電切替部１７、比較部１８、及び、時間計測部及び推定部としての制御部１９を備える。整流部１０は、重畳／分離回路３ｄにより分離された電力交流信号を全波又は半波整流し平滑部１１に出力する。図３に示すように、例えば整流部１０が入力端子２０及び２１間に接続されたダイオードＤ１により構成されている場合には半波整流することになる。平滑部１１は整流部１０による整流出力を平滑化する。例えば図３に示すように、平滑部１１が入力端子２０及び２１間に接続されたコンデンサＣ１により構成される場合には、整流部１０の整流出力を直流化することになる。そして安定化電源部１４は、この整流、平滑化された電圧を入力して安定化電源電圧を生成し、当該安定化した直流電源電圧Ｖｏを、出力端子２２及び２３を通じて前記した変復調回路３ｃ及び制御回路３ａや、それぞれの負荷２０１〜２１０に供給する。
【００２０】
平滑部１１により平滑化された電圧Ｖ１は充電切替部１３を通じて充電部１２に入力される。充電部１２は、例えばコンデンサＣ２を用いて構成され、充電切替部１３は、複数の抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４と複数のスイッチＳ１〜Ｓ４とをそれぞれ直列接続してアレイ化した抵抗アレイにより構成される。これらの抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４はこの抵抗値が互いに異なるように予め調整されている。
【００２１】
補正部１６は、複数のスイッチＳ１〜Ｓ４を独立してオンオフ切換可能に構成される。例えば、補正部１６がスイッチＳ１をオンすると共にスイッチＳ２〜Ｓ４をオフするときには、充電部１２は抵抗Ｒ１１を通じて電圧Ｖ１をコンデンサＣ２に充電する。また、補正部１６がスイッチＳ１〜Ｓ３をオフすると共にスイッチＳ４をオンするときには、充電部１２は抵抗Ｒ１４を通じて電圧Ｖ１をコンデンサＣ２に充電する。
【００２２】
補正部１６は、充電部１２の充電速度（充電時の時定数）を補正するために設けられる。例えば図３に示すように、充電切替部１３の抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４が複数並列接続されていると、補正部１６は複数のスイッチＳ１〜Ｓ４のオンオフ状態を切り替えることで充電部１２の充電速度（充電時の時定数）を補正できる。
【００２３】
放電切替部１７はスイッチＳ５を用いて構成され、充電部１２の充電電圧を放電切替可能にしている。放電切替部１７は例えばコンデンサＣ２の両端子に並列接続されたスイッチＳ５により構成される。制御部１９は、放電切替部１７による放電を制御可能になっている。制御部１９が放電切替部１７に放電指令すると、充電部１２の充電電圧は放電切替部１７のスイッチＳ５を通じて放電される。
【００２４】
閾値生成部１５は閾値Ｖthを生成する。比較部１８は、例えばコンパレータ（図示せず）により構成され、充電部１２に充電される充電電圧（受電信号相当）を閾値Ｖthと比較し、この比較結果を制御部１９に出力する。比較部１８は、充電切替部１３と充電部１２との共通接続ノードの電圧Ｖｃｈと閾値Ｖthとを比較し、この比較結果を制御部１９に出力する。
【００２５】
制御部１９は記憶部３ｈ（図１参照）を接続して構成される。記憶部３ｈは、例えばレジスタ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、又はＥＥＰＲＯＭなどによる各種メモリにより構成され、予め定められたパラメータ（例えば、閾値Ｖthに達するまでの時間）に応じて距離を算出する関係式、又は、前記のパラメータと距離との関係性を記憶するＬＵＴ（ルックアップテーブル）などによる記憶領域を備える。制御部１９は、この記憶部３ｈの記憶内容と比較部１８の比較結果に基づいてマスタ２とスレーブ１０１〜１１０との間の距離を推定するが、この動作は後述する。制御部１９は、マスタスレーブ間の距離の推定結果を制御回路３ａに出力する。制御回路３ａは、この距離推定結果に基づいてスレーブ１０１〜１１０の識別符号の割付けを行い記憶部３ｈに記憶させると共に、この距離推定結果を仮の識別符号とし、この割付結果をマスタ２への送信用データとする。
【００２６】
他方、変復調回路３ｃは、電源回路３ｆから供給された安定化電力によって動作し、重畳／分離回路３ｄから送信されたデータ変調信号を復調し、この復調データを制御回路３ａに出力する。制御回路３ａは、電源回路３ｆから供給された電力により動作し、変復調回路３ｃによる復調データを受信する。これにより、マスタ２からスレーブ１０１〜１１０にデータを送信できる。
【００２７】
逆に、スレーブ１１０からマスタ２に割付結果をデータ送信するときには次のように動作する。スレーブ１１０の制御回路３ａは、変復調回路３ｃによりデータを変調し、このデータ変調信号を重畳／分離回路３ｄに送信する。重畳／分離回路３ｄは、搬送波信号に変復調回路３ｃのデータ変調信号を重畳し整合回路３ｅに出力する。整合回路３ｅは、変調信号が重畳された搬送波信号を伝送線路４に出力し、伝送線路４は電波信号として出力する。
【００２８】
マスタ２は、伝送線路４を通じてこの信号を受信すると整合回路２ｅを通じて受信し、重畳／分離回路２ｄに出力する。重畳／分離回路２ｄは、スレーブ１０１〜１１０によるデータ変調信号をフィルタにより分離し、変復調回路２ｃに出力する。変復調回路２ｃは、キャリアを用いてデータを復調し制御回路２ａに出力する。これにより、マスタ２はスレーブ１０１〜１１０の仮の識別符号が付加された割付結果をデータ受信できる。
【００２９】
マスタ２は、データ受信した仮の識別符号と共に割付結果を記憶部２ｆに記憶させることでスレーブ１０１〜１１０を割付結果と対応させることができる。
上記構成における距離の推定方法についてその一例を詳述する。まず、伝送線路４が通電する電流振幅分布について図４を参照して説明する。高周波電力発生回路２ｂが重畳／分離回路２ｄを通じて伝送線路４に搬送波信号による交流電力を出力すると、伝送線路４には定在波を生じる。この定在波は伝送線路４の中において電流振幅分布が連続的に変化し、各スレーブ１０１〜１１０は伝送線路４に生じる所定領域Ｒ１〜Ｒ３の電流振幅に応じて受電することになる。
【００３０】
この図４に示す例は、電流振幅の値が伝送線路４の全体において領域Ｒ１〜Ｒ３に１対１で対応して決定される例を示し、マスタ２から伝送線路４の端部に向けて電流振幅が単調増加する線路の電流振幅分布を示している。なお、電流振幅分布が伝送線路４の領域に応じて最小値と最大値との間を連続的に変化していれば、どのような分布の線路を適用しても良い。このとき、電流振幅は伝送線路４の領域に応じて連続的に大きく変化する（領域Ｒ１〜Ｒ３参照）。例えば領域Ｒ１では電流振幅が比較的低くなるのに対し領域Ｒ３では電流振幅が比較的高くなる。
【００３１】
伝送線路４は電力を外部に放射するときに主に特定開口８ａから交流電力を放射する。開口アンテナ３ｇは、伝送線路４の交流磁場による磁束を開口９に鎖交することで起電力を生じて受電できる。この起電力は重畳／分離回路３ｄを通じて電源回路３ｆに出力される。電源回路３ｆは、整流部１０により整流し平滑部１１により平滑して電圧Ｖ１を出力する。制御部１９がスイッチＳ５をオフすると共に補正部１６がスイッチＳ１をオンするとスイッチＳ１を通じて充電部１２に充電電流が流れ込む（図５のｔ０）。
【００３２】
スレーブ１０１〜１１０は伝送線路４に生じる電流振幅に応じて開口アンテナ３ｇ開口アンテナ３ｇにより受電するため、電源回路３ｆに電圧Ｖ１を入力し充電部１２がこの電圧Ｖ１に応じた電流を充電する（図５のｔ０〜ｔ２）。この間、電圧Ｖchが閾値Ｖthを超えると、比較部１８の出力は「Ｌ」から「Ｈ」に変化する（図５のｔ１）。制御部１９は、比較部１８の比較結果に基づいて、比較部１８の出力が「Ｌ」に保持されている時間ｔ０〜ｔ１を計測する。
【００３３】
このとき、領域Ｒ１に設置されたスレーブ１０１は、伝送線路４に生じる比較的低い電流振幅に応じて開口アンテナ３ｇにより受電するため、電源回路３ｆに入力される電圧振幅も比較的低くなる。図６に示すように、電圧Ｖ１が比較的低い電圧Ｖ１Ｌとなるため、電圧Ｖchの上昇勾配も小さくなる。この結果、充電部が電圧Ｖ１を充電開始してから閾値Ｖthに達するまでの時間ｔａは比較的長くなる。
【００３４】
他方、領域Ｒ２に設置されたスレーブ１０２は、伝送線路４に生じる比較的高い電流振幅に応じて開口アンテナ３ｇにより受電するため、電源回路３ｆに入力される電圧振幅も比較的高くなる。図７に示すように、電圧Ｖ１が比較的高い電圧Ｖ１Ｈとなるため、電圧Ｖchの上昇勾配が大きくなる。この結果、充電部１２が電圧Ｖ１を充電開始してから閾値Ｖthに達するまでの時間ｔｂは比較的短くなる。
【００３５】
これにより、複数のスレーブ１０１、１０２、…、１１０間で閾値Ｖthが予め同一電圧に設定されているとき、充電部１２が電圧Ｖ１を充電開始してから電圧Ｖchが閾値Ｖthに達するまでの時間は、領域Ｒ１に設置されたスレーブ１０１と領域Ｒ２に設置されたスレーブ１０２との間で異なることになる。
【００３６】
前述したように、記憶部３ｈには、パラメータ（例えば時間）と距離との関係が予め関係式又はルックアップテーブル（ＬＵＴ）として記憶されている。領域Ｒ１に設置されたスレーブ１０１内では、電圧Ｖchが閾値Ｖthに達する充電時間がｔaと比較的大きくなる。このため、電流振幅分布が図５に示すように予め定められているときには、制御部１９はマスタスレーブ間の距離を比較的近い距離と推定できる。
【００３７】
また、領域Ｒ２に設置されたスレーブ１０２内では、電圧Ｖchが閾値Ｖthに達する充電時間がｔbと比較的短くなる。このため、制御部１９はマスタスレーブ間の距離を比較的遠い距離と推定する。したがって、充電時間ｔａ、ｔｂに応じてマスタスレーブ間の距離を高精度に推定できる。
【００３８】
制御回路３ａは、この距離推定結果に基づいてスレーブ１０１〜１１０の識別符号の割付けを行い記憶部３ｈに記憶させると共に、この距離推定結果を仮の識別符号としこの割付結果をマスタ２への送信用データとする。距離推定結果を仮の識別符号とすることにより、他のスレーブとの間の識別符号の競合を極力防止できる。
【００３９】
＜まとめ＞
例えば、特許文献１の技術では、受電電界強度に基づいて目標物まで測距しているが、この技術では伝送線路として空間を対象としているため受電電力強度にばらつきを生じ、精度の高い測距ができないという問題を生じる。
【００４０】
本実施形態によれば、マスタ２が伝送線路４に交流電力を通電することで電流振幅分布が当該伝送線路４中にて連続的に変化する場合、スレーブ１０１、１０２、…、１１０は伝送線路４に生じる所定領域の電流振幅に応じて受電することになる。このとき、充電部１２はスレーブ１０１、１０２、…、１１０がそれぞれ受電する信号を充電する。スレーブ１０１、１０２、…、１１０の制御部１９は、それぞれ、充電部１２の充電状態に応じてマスタ２及びスレーブ１０１、１０２、…、１１０間の距離をそれぞれ推定する。
【００４１】
伝送線路４の途中では電流振幅分布が連続的に変化するため、充電部１２の充電状態は、伝送線路４の何れの領域から受電したかに応じて異なる。したがって、制御部１９が充電部１２の充電状態に応じてマスタ２及びスレーブ１０１、１０２、…、１１０間の距離を推定することで距離を高精度に推定できる。制御部１９が、充電部１２に充電される時間計測結果に応じて距離を推定しているため距離を高精度に特定できる。
【００４２】
（第２実施形態）
図８および図９は第２実施形態の追加説明図を示す。第２実施形態は、充電部が受電信号を予め定められた所定時間中に充電した充電状態を計測する状態計測部を備え、状態計測部により計測された充電結果に応じて送電装置及び受電装置間の距離を推定するところに特徴を備える。
【００４３】
記憶部３ｈには、パラメータ（例えば電圧Ｖch）と距離との関係が予め関係式又はルックアップテーブル（ＬＵＴ）として記憶されている。本実施形態では、図３に示す制御部１９が状態計測部として用いられる。
【００４４】
図８は動作タイミングチャートを概略的に示している。本実施形態では、制御部１９がスイッチＳ１をオンしている期間を予め定められた所定期間として固定し、その期間の経過タイミングにおいてスイッチＳ１をオフすると共にスイッチＳ５をオンすることで充電部１２の充電電圧を放電する。この充放電制御を複数回繰り返す（図８の全期間ｔ２１〜ｔ２８）。
【００４５】
そして、制御部１９は、所定期間の経過タイミングにて充電部１２の充電状態を計測させるため、比較部１８の動作制御信号をアクティブとし、このタイミングにおいて比較部に電圧Ｖchと閾値（所定値相当）Ｖthとを比較させる（図８の比較部１８の動作参照）。このとき、スレーブ１０１、１０２、…、１１０が設置されている領域の伝送線路４の電流振幅が一定であれば電圧Ｖ１の大きさもほとんど変化しない。このため、充電部１２がコンデンサＣ２に電圧Ｖ１を充電したときには、どの期間においても同一の電圧Ｖchを充電できる（図８の全期間ｔ２１〜ｔ２８）。
【００４６】
本実施形態では、制御部１９は、これらの全期間ｔ２１〜ｔ２８中において閾値生成部１５が生成する閾値Ｖthを変動制御する。また、閾値生成部１５は例えばＮビットのディジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）により構成され、制御部１９の制御により下限値Ｖdac_lowから上限値Ｖdac_highの電圧の範囲で閾値Ｖthを変化させ、制御部１９が比較器１８を動作させる。制御アルゴリズムを図９に示す。まず、制御部１９の内部の変数ＣＯＵＮＴ、Vth_high、Vth_lowに対し、変数ＣＯＵＮＴ＝０、変数Ｖth_high＝Ｖdac_high、変数Ｖth_low＝Ｖdac_lowにセットする（図９のＴ１）。制御部１９は、所定期間の間、スイッチＳ１をオンしてコンデンサＣ２を充電した後、スイッチＳ１をオフして、電圧を保持する。
【００４７】
制御部１９は、期間ｔ２１〜ｔ２２において閾値Ｖth＝（Ｖth_high−Ｖth_low)／２に制御する（図９のＴ２）。比較部１８がこの閾値Ｖthと電圧Ｖchとを比較する（図９のＴ３）。このとき、閾値Ｖthが電圧Ｖchを下回っているとき、比較部１８は「Ｈ」を出力する（図８のタイミングｔ２２の比較部１８の出力参照）。この後、制御部１９は下限値Ｖth_low＝Ｖthに設定し（図９のＴ４）、変数ＣＯＵＮＴを１増加させ（図９のＴ６）、スイッチＳ５をオンしてコンデンサＣ２の電荷を放電する。変数ＣＯＵＮＴ＝Ｎ−１の上限を満たすまで繰り返す（図９のＴ７）が、初期期間では変数ＣＯＵＮＴがＮ−１になっていないため、ステップＴ２に戻って処理を繰り返す（図９のＴ７でＮＯ）。
【００４８】
さらに、制御部１９は、期間ｔ２２〜ｔ２３において閾値Ｖth＝（Ｖth_high−Ｖth_low)／２に制御し、比較部１８がこの閾値Ｖthと電圧Ｖchとを比較する。このとき、閾値Ｖthが電圧Ｖchを上回っていると、比較部１８は「Ｌ」を出力する（図８の期間ｔ２２〜ｔ２３の比較部１８の出力参照）。制御部１９は、上限値Ｖth_high＝Ｖthに設定し（図９のＴ５）、変数ＣＯＵＮＴを１増加させる（図９のＴ６）。この後も、制御部１９は、変数ＣＯＵＮＴがＮ−１に到達するまで、閾値生成部１５により生成される閾値Ｖthを変化させ、この動作を繰り返す（図８の期間ｔ２４〜ｔ２８）。これにより、いわゆる二分探索法を用いて電圧Ｖchに一致するように閾値Ｖthを収束させることができ（図８の期間ｔ２７〜ｔ２８参照）、電圧Ｖ１＝Ｖth＝Ｖchの値を算出できる。
【００４９】
このとき、領域Ｒ１に設置されたスレーブ１０１は、伝送線路４に生じる比較的低い電流振幅に応じて開口アンテナ３ｇを通じて受電する。このため、電源回路３ｆに入力される電圧振幅も比較的低くなる。図６に示すように電圧Ｖ１は比較的低い電圧Ｖ１Ｌとなるため電圧Ｖchも比較的小さくなる。
【００５０】
他方、領域Ｒ２に設置されたスレーブ１０２は、伝送線路４に生じる比較的高い電流振幅に応じて開口アンテナ３ｇを通じて受電する。このため、電源回路３ｆに入力される電圧振幅も比較的高くなる。図７に示すように、電圧Ｖ１は比較的高い電圧Ｖ１Ｈとなるため電圧Ｖchも比較的大きくなる。
【００５１】
本実施形態の手法を用いると、各スレーブ１０１、１０２、…、１１０において前述したように二分探索法を用いて電圧Ｖchを収束させて算出できる。前述したように、記憶部３ｈには、パラメータ（例えば電圧Ｖch）と距離との関係が予め関係式又はルックアップテーブル（ＬＵＴ）として記憶されている。領域Ｒ１に設置されたスレーブ１０１内では、電圧Ｖchが比較的小さく検出される。このため、電流振幅分布が図５に示すように予め定められているときには、制御部１９はマスタスレーブ間を比較的近い距離であると推定できる。
【００５２】
また、領域Ｒ２に設置されたスレーブ１０２内では、電圧Ｖchが比較的大きく検出される。このため、制御部１９はマスタスレーブ間を比較的遠い距離であると推定できる。したがって、電圧Ｖchの検出結果に応じてマスタスレーブ間の距離を高精度に推定できる。
【００５３】
本実施形態によれば、制御部１９は予め定められた所定時間中に充電部１２で充電された電圧Ｖch（充電状態相当）に基づいて距離を推定するため、マスタスレーブ間の距離を高精度に推定できる。本実施形態では、制御部１９に時間計測器（例えばカウンタ等）を設ける必要がなくなる。
本実施形態においては、閾値Ｖthが各スレーブ１０１、１０２、…、１１０間で同一電圧に設定されていなくても良い。
【００５４】
（他の実施形態）
本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の構成を組み合わせたり、これらの１又は複数の実施形態を組み合わせた形態について様々な変形を行ったり拡張することもできる。例えば、以下に示す変形又は拡張することができる。
【００５５】
伝送線路４は、その一部（端部）に抵抗器又は短絡線路などにより構成された終端器を接続して構成しても良い。
第１実施形態では、スレーブ１０１、１０２、…、１１０の制御部１９が距離推定処理を行う形態を示したが、例えば電圧Ｖchの充電状態の情報、又は／及び、電圧Ｖchが閾値Ｖthに達するまでの時間ｔａ、ｔｂ等、をスレーブ１０１、１０２、…、１１０からマスタ２にデータ送信し、マスタ２の制御回路２ａ等がこのうちの少なくとも一つ以上の情報に基づいてマスタスレーブ間の距離を推定するようにしても良い。
【００５６】
第２実施形態でも、スレーブ１０１、１０２、…、１１０の制御部１９が距離推定処理を行う形態を示したが、例えば電圧Ｖchの充電状態の情報、又は／及び、二分探索法による閾値Ｖthの算出結果等、をスレーブ１０１、１０２、…、１１０がマスタ２にデータ送信し、マスタ２の制御回路２ａ等がこのうちの少なくとも一つ以上の情報に基づいてマスタスレーブ間の距離を推定するようにしても良い。
【００５７】
識別符号の割付処理は、マスタ２側（例えば制御回路２ａ等：割付部相当）で行っても、スレーブ１０１、１０２、…、１１０側（例えば制御回路３ａ等：割付部相当）で行っても良い。
距離推定処理を行う際には、安定化電源の出力から負荷２０１〜２１０を切り離し、既知のインピーダンスを持つ負荷（たとえば抵抗）を接続した状態で、マスタスレーブ間の距離を推定するようにしても良い。
【００５８】
距離推定処理に基づいてスレーブ１０１、１０２、…、１１０に識別符号の割付処理をしなくてもよければ、マスタ２の変復調回路２ｃ及び重畳／分離回路２ｄ、並びに、スレーブ１０１、１０２、…、１１０の変復調回路３ｃ及び重畳／分離回路３ｄ等を省き、マスタスレーブ間でデータ通信しない形態に適用しても良い。また各実施形態の構成は適宜組み合わせて適用できる。
【符号の説明】
【００５９】
図面中、２はマスタ（送電装置）、２ａは制御回路（推定部、割付部）、３ｇは開口アンテナ、４は伝送線路（送電線路、一対のツイスト線）、１２は充電部、１９は制御部（推定部）、１０１、１０２、…、１１０はスレーブ（受電装置）、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は領域（所定領域）、を示す。
【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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