(57)【要約】【課題】  受電装置が伝播シート上の任意の場所に配置されても、電力を効率良く送り届けることが可能な電力伝送装置を提供する。【解決手段】  上記の目的を達成するために、本発明の電力伝送装置は、電磁場の変化により電力を伝達する電力伝送装置であって、平板状の導体板と、前記導体板と略平行に配置され、前記導体板を含む平面への外郭線の正射影が前記導体板の占める領域に含まれ、メッシュ間隔が前記電磁場の波長より短い平板メッシュ形状のメッシュ導体と、前記メッシュ導体の第１の端部に一端が接続される第１の移相器と、前記メッシュ導体の第２の端部に第１の端子が接続される第２の移相器と、前記第２の移相器の第２の端子と前記導体板の間に電磁波を出力する送電部とを備えることを特徴とする電力伝送装置を提供する。【選択図】      図１３
2016101053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁場の変化により電力を伝達する電力伝送装置であって、
平板状の導体板と、
前記導体板と略平行に配置され、前記導体板を含む平面への外郭線の正射影が前記導体板の占める領域に含まれ、メッシュ間隔が前記電磁場の波長より短い平板メッシュ形状のメッシュ導体と、
前記メッシュ導体の第１の端部に一端が接続される第１の移相器と、
前記メッシュ導体の第２の端部に第１の端子が接続される第２の移相器と、
前記第２の移相器の第２の端子と前記導体板の間に電磁波を出力する送電部とを備えることを特徴とする電力伝送装置。
【請求項２】
前記メッシュ導体の表面から電力を受電する受電装置が発信する受電電力値を受信する通信部と、
前記第１および第２の移相器の少なくとも一方の位相を変化して前記受電電力値が最大となる様に制御する制御部とを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の電力伝送装置。
【請求項３】
前記メッシュ導体の表面から電力を受電して充電池を充電する複数の受電装置が発信する、受電電力値と前記充電池の充電残量と前記受電装置の識別符号とを受信する通信部と、
前記受電電力値と前記充電残量と前記識別符号とを関連づけて記憶するメモリと、
前記メモリに記憶した情報を含む所定の条件に従って、前記第１および第２の移相器の少なくとも一方の位相を設定する制御部とを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の電力伝送装置。
【請求項４】
前記所定の条件は、前記充電残量が最少である前記識別符号に対応する前記受電装置の受電電力値が最大となることであることを特徴とする請求項３に記載の電力伝送装置。
【請求項５】
前記メッシュ導体の表面から電力を受電して充電池を充電する複数の受電装置が発信する、受電電力値と受電装置の識別符号とを受信する送電側通信部と、
前記受電電力値と前記識別符号と前記受信を行った時刻とを関連づけて記憶するメモリと、
前記メモリに記憶した情報を含む所定の条件に従って、前記第１および第２の移相器の少なくとも一方の位相を設定する制御部とを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の電力伝送装置。
【請求項６】
前記所定の条件は、前記時刻が最もあとに関連づけられた前記識別符号に対応する前記受電装置の受電電力値を最大とすることであることを特徴とする請求項５に記載の電力伝送装置。
【請求項７】
請求項２に記載の電力伝送装置と、
前記受電装置とを備えることを特徴とする電力伝送システム。
【請求項８】
請求項３乃至請求項６のいずれかに記載の電力伝送装置と、
前記複数の受電装置とを備えることを特徴とする電力伝送システム。
【請求項９】
請求項２に記載の電力伝送装置において、前記電力伝送装置は、受電装置が発信する受電電力値を受信し、前記電力伝送装置は前記受電電力値が最大となる様に前記第１および第２の移相器の少なくとも一方の位相を設定することを特徴とする電力伝送装置の電力伝送方法。
【請求項１０】
請求項３に記載の電力伝送装置において、前記電力伝送装置は、充電池と充電器を持つ受電装置が発信する受電電力値と前記充電池の充電残量と受電装置の識別符号とを受信し、
前記電力伝送装置は前記受電電力値と前記充電残量と前記識別符号とを関連づけて記憶し、
前記記憶した情報を含む所定の条件に従って、前記第１および第２の移相器の少なくとも一方の位相を設定することを特徴とする電力伝送装置の電力伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力伝送装置、電力伝送システム、及び電力伝送方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電磁波伝播シートを用いて電磁波を伝送し、通信信号や電力を伝送する技術が実用化されている。
【０００３】
特許文献１及び非特許文献１には、電磁波伝播シート（以下、伝播シート）上に置いた受電装置に対して電磁波の信号を伝達する信号伝達装置が示され、同じ構成でマイクロ波を伝送して受電装置に電力供給することも示されている。
【０００４】
この伝播シートは、図１に示すように、上側の導電メッシュ２１１の下に絶縁体２３１、板状の導体板２２１の順に配置される構成となっている。そして、電力伝送装置は、導電メッシュ２１１及び導体板２２１の間にマイクロ波などの電磁波を印加して、伝播シートに信号または電力を伝播する。そして、図２に示すように導電メッシュ２１１の表面に受電アンテナを備える受電装置が近接配置されることで、受電装置は伝播シートに伝播する電磁波の信号または電力を受電することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許４６５０９０６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】篠田裕之ら、「表面マイクロ波を用いた信号と電力の同時伝送法(ユビキタス・センサネットワークを支える理論、および一般)」、社団法人電子情報通信学会技術研究報告 Vol.107, No.53(20070517) pp.115-118
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の伝播シートを用いた電力伝送装置には、次のような課題がある。
【０００８】
図３に示すように伝播シートの高周波発生回路が接続される側と反対の端面を、整合終端を接続するか電波吸収体で覆うなどしない場合は、高周波発生回路から伝播シートに入力された電磁波は、Ｘ方向に伝播して伝播シート端面で反射する。そのため、伝播シート内に定在波が生じる。尚、ここでは簡単のため、伝播シートのＹ方向の幅は半波長より短いとしてＹ方向の定在波は考慮しない。
【０００９】
この結果、図３に定在波を模式的に示すように、伝播シートのＸ方向の位置によって、電界強度の大きい位置と小さい位置とが生じる。そのため、伝播シート上に受電装置が配置される位置によっては、受電電力が小さくなってしまう問題がある。
【００１０】
尚、伝播シートの高周波回路が接続される側と反対の端面を、整合終端又は電波吸収体で覆うことで、伝播シート内の定在波を抑制することは可能である。しかし、この場合は伝播シートを伝わる電力の多くが、整合終端又は電波吸収体に吸収されてしまうため、受電装置に対する電力の伝送効率が著しく劣化してしまう問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、上記課題を解決するために、受電装置が伝播シート上の任意の場所に配置されても、電力伝送装置が電力または信号を効率良く送り届けるための技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明の電力伝送装置は、電磁場の変化により電力を伝達する電力伝送装置であって、平板状の導体板と、前記導体板と略平行に配置され、前記導体板を含む平面への外郭線の正射影が前記導体板の占める領域に含まれ、メッシュ間隔が前記電磁場の波長より短い平板メッシュ形状のメッシュ導体と、前記メッシュ導体の第１の端部に一端が接続される第１の移相器と、前記メッシュ導体の第２の端部に第１の端子が接続される第２の移相器と、前記第２の移相器の第２の端子と前記導体板の間に電磁波を出力する送電部とを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、受電装置が伝播シート上の任意の場所に配置されても、電力伝送装置は電力を効率良く送り届けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】関連する技術を示す図である。
【図２】関連する技術を示す図である。
【図３】関連する技術を示す図である。
【図４】第１の実施形態の構成例を示す図である。
【図５Ａ】第１の実施形態の原理を説明する図である。
【図５Ｂ】第１の実施形態の原理を説明する図である。
【図６】第１の実施形態の動作を説明する図である。
【図７】第２の実施形態の構成例を示す図である。
【図８】第２の実施形態の動作を説明する図である。
【図９】第３の実施形態の構成例を示す図である。
【図１０】第３の実施形態の動作を説明する図である。
【図１１】第３の実施形態の動作を説明する図である。
【図１２】第３の実施形態の動作を説明する図である。
【図１３】第４の実施形態の構成例を示す図である。
【図１４】第１の実施形態の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１の実施形態］
以下、図面を参照しつつ本発明の第１の実施形態を説明する。
［構成の説明］
図４は、第1の実施形態の構成例である。
【００１６】
図４を参照すると、本発明の第１の実施形態は、ワイヤレスで電力を送電する送電装置１０１と、その電力を受け取る受電装置１２１から構成されている。
【００１７】
送電装置１０１は送電部１０２、送電制御部１０３、および送電側通信部１０４で構成される。
【００１８】
そして、送電部１０２は高周波発生回路１０５と送電シート１０６から構成される。高周波発生回路１０５は電磁波を発生する回路であり、高周波発生回路１０５は電磁波を送電シート１０６に出力する。また、送電シート１０６は電磁波をシート全体に伝播する。この送電シート１０６には、関連する技術として図１に示した伝播シート２０１を用いる。
【００１９】
ここで、伝播シート２０１の一例を示す。送電する電磁波の周波数は2.4GHzとして、導電メッシュ２１１のメッシュ間隔（図中ｄ）およびメッシュ導体幅（図中ｗ）は、それぞれd=4mm、w＝1mmである。そして、導電メッシュ２１１の厚さは9μm、導体板２２１の厚さは9μmである。また、絶縁体２３１の材質はポリプロピレンであり、厚さは１mmである。
【００２０】
送電シート１０６を伝播する電磁波は、送電シート１０６の上に置かれた受電装置１２１の受電アンテナ１２６（後述）によって取り出される。
【００２１】
また、送電制御部１０３は、反射位相切替回路１０７と制御回路１０８およびメモリ１０９から構成される。そして、反射位相切替回路１０７は、図２に示す送電シート２０１の高周波発生回路と接続されている側と反対側の端面において、導電メッシュ２１１と導体板２２１の間に接続される移相器である。この移相器は、制御信号の指示に応じて異なる長さの伝送線路を切替えて電気長を切替える回路、若しくは制御信号の指示に応じて負荷リアクタンスを変化させる回路等で実現される、一般的な移相器である。
【００２２】
尚、反射位相切替回路１０７の片端は、導体板２２１と接続せずに開放端としても良いが、動作の安定性の点で導体板２２１と接続する方が好ましい。
【００２３】
更に、制御回路１０８はＣＰＵ（Central Processing Unit；中央処理装置）であり、送電側通信部１０４が受電装置１２１から受信する受電電力値を伝える信号に基づいて、反射位相切替回路１０７を制御する。また、メモリ１０９は記憶素子である。
【００２４】
次に、送電側通信部１０４は、送電側通信機１１０とアンテナ１１１から構成される。アンテナ１１１は受電装置１２１と電波を送受信するアンテナである。
【００２５】
また、送電側通信機１１０はアンテナ１１１を介して、受電装置１２１と電波で通信するための通信機である。ここで、アンテナ１１１と、受電装置１２１のアンテナ１３２（後述）との通信は、送電シート１０６上に信号を伝播することでも、送電シート１０６とは無関係に空間を経由する電波で通信することでも良い。
【００２６】
一方、受電装置１２１は受電部１２２、受電制御部１２３、充電部１２４、および受電側通信部１２５から構成される。
【００２７】
受電部１２２は、受電アンテナ１２６と整流回路１２７と電圧変換回路１２８から構成される。受電アンテナ１２６は、送電シート１０６から送出される電磁波を受け取り、高周波電流を生成して、高周波電流は整流回路１２７へ送られる。アンテナには電界型と磁界型があり、受電アンテナとしてはどちらの種類のアンテナも用いることが出来るが、本実施形態では、受電アンテナ１２６は電界型アンテナであるダイポールアンテナとする。
【００２８】
この受電アンテナ１２６は、送電シート１０６の電界強度が大きい位置に置いた場合に、受電アンテナ１２６の受電効率が高くなり、受電装置１２１の受電電力が大きくなる。尚、受電アンテナ１２６で用いるダイポールアンテナの素子の電気長は、半波長が好適であるが、これより小さくても大きくても受電は可能である。
【００２９】
更に、整流回路１２７は受電アンテナ１２６から送られる高周波電流を、直流に変換する回路である。また、電圧変換回路１２８は整流回路１２７で直流となった電流を、充電制御回路１２９（後述）の入力に適した電圧に変換する回路である。更に、電圧変換回路１２８は受電電力の値を検知する機能をもつ。そして、電圧変換回路１２８は電圧変換した電流を充電部１２４の充電制御回路１２９へ出力する。
【００３０】
この充電部１２４は充電制御回路１２９とバッテリ１３０で構成される。充電制御回路１２９は入力許容電力の状況と電池の充電状態とを参照して、適切な充電条件で充電する回路である。この充電制御回路１２９は一般的に数多くの方法が実用化されており、ここでの説明は省略する。また、バッテリ１３０はリチウムイオン電池やニッケル水素電池などの充電池である。
【００３１】
更に、受電制御部１２３はＣＰＵであり、受電装置１２１全体を制御する。
【００３２】
そして、受電側通信部１２５は、受電側通信機１３１とアンテナ１３２から構成される。受電側通信機１３１はアンテナ１３２を介して、送電装置１０１と電波で通信するための通信機である。また、アンテナ１３２は送電装置１０１のアンテナ１１１と電波を送受信するためのアンテナである。
［動作の説明］
次に、本実施形態の動作原理について図５および図４を参照して詳細に説明する。
【００３３】
送電装置１０１の高周波発生回路１０５が発生した電磁波は、送電シート１０６の第１の端面からＸ方向に伝播して送電シート１０６の第２の端面で反射するため、送電シート１０６上には定在波が生じる。図５（Ａ）に示すように、受電装置１２１の受電アンテナ１２６が送電シート上の電界強度の小さい場所（図中の送電シート１０６における着色の無い部分）に置かれると、受電装置１２１の受電電力は小さくなる。
【００３４】
この状態では、電力の伝送効率が悪く、受電装置１２１はバッテリの充電に長時間を要する。受電装置１２１の受電電力を増大して、充電時間を短縮するには、受電アンテナ１２６の置かれている位置の電界強度が大きくなれば良い。
【００３５】
これは、送電シート１０６の第２の端面に接続された反射位相切替回路１０７によって第２の端面での反射波の位相を調整することで実現可能である。図５（Ｂ）は、送電シート１０６の第２の端面での反射波の位相を、図５（Ａ）に対して９０度シフトさせた場合の電界強度の分布を模式的に示した図である。このとき、送電シート１０６上の電界強度の分布は、図５（Ａ）とは強弱が逆の分布となる（定在波の腹と節の位置が逆転する）。つまり、送電シート１０６の第２の端面での反射波の位相のシフト量を0度から180度まで変えることで定在波の腹の位置、即ち電界強度が最大の位置をＸ方向の任意の位置に移動させることが可能となる。
【００３６】
このようにすることで、送電シート１０６の上の任意の位置に置かれた受電アンテナ１２６は、送電シート１０６の上の電界強度最大位置で受電することが可能となる。
【００３７】
以上が、本実施形態の動作原理である。
【００３８】
次に、具体的な動作について図６のフローチャートと図４を用いて説明する。
【００３９】
送電シート１０６の上に受電装置１２１が置かれると、受電アンテナ１２６は送電シート１０６から電力を受電する（Ｓ１０１）。そして、受電した電力は整流回路１２７、電圧変換回路１２８に伝送される。受電制御部１２３は電圧変換回路１２８から受電電力の値を取得して信号化し（Ｓ１０２）、受電制御部１２３は信号を受電側通信機１３１へ送る（Ｓ１０３）。受電側通信機１３１はアンテナ１３２を経由して、送電装置１０１に向けて信号を電波として送信する（Ｓ１０４）。
【００４０】
そして、送電装置１０１はアンテナ１１１で受電電力値を伝える信号を受信し、この受電電力値を伝える信号はアンテナ１１１から制御回路１０８に伝達される（Ｓ１０５）。制御回路１０８はメモリ１０９に、その時点の反射位相切替回路１０７の位相条件と、ステップＳ１０５で受信した受電電力値とを関連づけて記憶する（Ｓ１０６）。
【００４１】
次いで、制御回路１０８は予めメモリ１０９に記憶されている反射位相切替回路１０７の位相条件の内、全部の条件を試したかどうかを判断する（Ｓ１０７）。ステップＳ１０７の判断で全部の条件を試していなければ（Ｓ１０７でNo）、次の位相条件に切換える（Ｓ１０８）。そして、ステップＳ１０１に戻り受電アンテナ１２６は送電シート１０６から電力を受電する。
【００４２】
ステップＳ１０７の判断で全部の条件を試していれば（Ｓ１０７でYes）、制御回路１０８はメモリ１０９に記憶された情報の内、最大受電電力を実現する位相条件を選択し、制御回路１０８は反射位相切替回路１０７を切換える（Ｓ１０９）。そして、受電装置１２１は充電を継続し、やがて充電を完了する（Ｓ１１０）。尚、充電の進行状況は受電装置１２１の充電制御回路１２９が認識し、充電完了の指示も充電制御回路１２９が行う。
【００４３】
このようにして、受電装置１２１が送電シート１０６の上の任意の場所に配置されても、送電装置１０１は受電装置１２１に対して電力を効率良く送り届けることが可能となる。
［第２の実施形態］
［構成の説明］
次に、本発明の第２の実施形態について図面を参照して説明する。
【００４４】
図７は、第２の実施形態の構成を示す図である。
【００４５】
図７の構成は、第1の実施形態の説明で用いた図４に示した構成とほぼ同一である。
【００４６】
第１の実施形態の構成と異なるのは、受電装置が送電シート１０６の上に複数台（ｎ台とする）置かれることが異なる。そこで、第２の実施形態の構成では、ｎ台の受電装置を受電装置１５１−１、１５１−２、…、１５１−ｎとする。受電装置１５１−１、１５１−２、…、１５１−ｎの構成は、いずれも図４の受電装置１２１と同一である。図７にはｎ台の受電装置の１台を代表して、受電装置１５１として示す。
［動作の説明］
次に、具体的な動作について図８のフローチャートと図７を参照して説明する。
【００４７】
送電シート１０６の上に複数の受電装置１５１−１、１５１−２、…、１５１−ｎが置かれる場合を想定する。また、これらｎ台の受電装置の内の１台を代表して受電装置１５１と表記して動作を説明する。
【００４８】
受電装置１５１が送電シート１０６に置かれると、受電アンテナ１２６は送電シート１０６から電力を受電する（Ｓ２０１）。そして、受電した電力は整流回路１２７で直流となり、電圧変換回路１２８に伝送される。続いて、受電制御部１２３は電圧変換回路１２８から受電電力の値を検知する（Ｓ２０２）。一方、受電制御部１２３は、充電制御回路１２９からバッテリ１３０のバッテリ残量を検知する（Ｓ２０３）。
【００４９】
次いで、受電制御部１２３はステップＳ２０２で検知した受電電力の値と、ステップＳ２０３で検知したバッテリ残量と、受電装置１５１に予め与えられた固有の受電装置識別符号（以下、受電装置ＩＤ）を含む、受電装置情報信号を生成する（Ｓ２０４）。そして、受電制御部１２３はステップＳ２０４で生成した受電装置情報信号を受電側通信機１３１に送る（Ｓ２０５）。続いて、受電側通信機１３１はステップＳ２０５で送られた受電装置情報信号を、アンテナ１３２から電波として送電装置１０１に向けて送信する（Ｓ２０６）。
【００５０】
そして、送電装置１０１はアンテナ１１１で受電装置情報信号を受信し、この受電装置情報信号はアンテナ１１１から制御回路１０８に伝達される（Ｓ２０７）。
【００５１】
制御回路１０８はステップＳ２０７で伝達された、受電装置情報信号から受電装置１５１−１、１５１−２、…、１５１−ｎのn台全てのバッテリ残量と受電装置ＩＤの情報を関連づけて抽出する。ここで関連づけられたｎ台全てのバッテリ残量と受電装置ＩＤの情報を、メモリ１０９に記憶する（Ｓ２０８）。
【００５２】
次いで、制御回路１０８はステップＳ２０８でメモリに記憶したｎ台の情報の内、最もバッテリ残量が少ない受電装置（ここでは受電装置１５１−１とする）の受電装置ＩＤを選択する（Ｓ２０９）。続いて、送電制御部１０３は、ステップＳ２０９で選択した受電装置ＩＤに対応する受電装置１５１−１が最大電力で受電するように、反射位相切替回路１０７を切替えて送電し、受電装置１５１−１はバッテリ１３０の充電を行う（Ｓ２１０）。
【００５３】
このステップＳ２１０は、第１の実施形態で示した図４の受電装置１２１を充電する際に説明した、図６のフローチャートのステップＳ１０１からステップＳ１０９と同じ動作を行って実現される。尚、この図６のフローチャートに示す受電電力値は、ここでは受電装置１５１−１の受電装置ＩＤと共に送電装置１０１が受信する受電電力値である。
【００５４】
また、ステップＳ２１０で、受電装置１５１−１を最適位相条件で充電を行っている間、受電装置１５１−１以外の（n-1）台についても最適条件では無いが充電を行っている。やがて受電装置１５１−１のバッテリ１３０の充電が完了する（Ｓ２１１）。
【００５５】
受電装置１５１−１のバッテリ１３０が満充電状態になると、充電制御回路１２９は充電完了を伝える信号を受電制御部１２３に発信する（Ｓ２１２）。受電制御部１２３は、ステップＳ２１２で得た充電完了を伝える信号と受電装置ＩＤとを含む充電完了信号を生成する（Ｓ２１３）。次いで、受電制御部１２３は充電完了信号を受電側通信機１３１へ送り、受電側通信機１３１はアンテナ１３２から充電完了信号を送信する（Ｓ２１４）。
【００５６】
次に、送電装置１０１は充電完了信号を受信し、送電側通信部１０４は充電完了信号を制御回路１０８に伝える（Ｓ２１５）。そして、制御回路１０８は充電完了信号を受信すると、メモリ１０９に記憶している情報をリセットする（Ｓ２１６）。ステップＳ２１６を完了するとステップＳ２０１に戻り、改めてｎ台全てのバッテリ残量を認識する（Ｓ２０１）。
【００５７】
以上の様にして、送電装置１０１は、送電シート１０６の上の任意の場所に置かれた複数の受電装置を、バッテリ残量が少ない受電装置から順に、最適な送電条件で充電するので、送電装置１０１は複数の受電装置を効率良く充電する事が可能となる。
［第３の実施形態］
［構成の説明］
次に、本発明の第３の実施形態について図面を参照して説明する。
【００５８】
図９は本発明の第３の実施形態の構成を示す図である。
第３の実施形態の構成は、本発明の第２の実施形態で示した図７の構成とは、送電装置１０１の送電制御部１０３の構成が異なる。図９に示す本実施形態の構成図では、送電装置を送電装置１６１と記し、送電装置１６１の送電制御部を送電制御部１１４と記す。
【００５９】
本実施形態の送電制御部１１４は反射位相切替回路１０７、制御回路１０８、メモリ１０９、および時計回路１１３から構成されている。ここで、送電制御部１１４が第２の実施形態で用いた図７に示した送電制御部１０３と異なる点は、時計回路１１３が追加され制御回路１０８に接続されていることである。この時計回路１１３は計時機能をもつ電子回路である。
【００６０】
尚、第３の実施形態においても、第２の実施形態と同様にｎ台の受電装置が送電シート１０６の上に置かれる。そして、ｎ台の受電装置を受電装置１５１−１、１５１−２、…、１５１−ｎとする。受電装置１５１−１、１５１−２、…、１５１−ｎの構成は、いずれも図４の受電装置１２１と同一である。図９にはｎ台の受電装置の１台を代表して、受電装置１５１として示す。
［動作の説明］
次に、第３の実施形態の動作について図１０、図１１、図１２および図９を参照して説明する。
【００６１】
送電シート１０６の上に複数の受電装置１５１−１、１５１−２、…、１５１−ｎが時間差をもって置かれる場合を想定する。また、これらｎ台の受電装置の内の１台を代表して受電装置１５１と表記する。
【００６２】
本実施形態の送電装置１６１は、送電シート１０６の上に時間的に後に置かれた受電装置が最も充電を必要としていると考え、後に置かれた受電装置を優先して充電するものである。以下にその具体的な動作を、受電装置１５１と送電装置１６１に分けて説明する。
【００６３】
図１０は受電装置１５１の動作を示すフローチャートである。
【００６４】
受電装置１５１が送電シート１０６に置かれると、受電アンテナ１２６は送電シート１０６から電力を受電する（Ｓ３０１）。そして、受電した電力は整流回路１２７で直流となり、電圧変換回路１２８に伝送される。続いて、受電制御部１２３は電圧変換回路１２８から受電電力の値を検知する（Ｓ３０２）。
【００６５】
次いで、受電制御部１２３はステップＳ３０２で検知した受電電力の値と、受電装置ＩＤを含む受電装置情報信号を生成する（Ｓ３０３）。そして、受電制御部１２３はステップＳ３０３で生成した受電装置情報信号を受電側通信機１３１に送る（Ｓ３０４）。続いて、受電側通信機１３１はステップＳ３０４で送られた受電装置情報信号を、アンテナ１３２から電波として送電装置１６１に向けて送信する（Ｓ３０５）。
【００６６】
以上が、本実施形態の受電装置１５１の動作である。
【００６７】
次に、送電装置１６１の動作について説明する。
【００６８】
図１１は送電装置１６１の動作を、また図１２は送電装置１６１と受電装置１５１の動作を示すフローチャートである。図１１のフローチャートに示す動作と、図１２のフローチャートに示す動作は独立並行して実行される。
【００６９】
図１１において、送電装置１６１は動作を開始すると、制御回路１０８は、送電側通信部１０４で受電装置情報信号を受信したかどうかを判断する（Ｓ４０１）。ステップＳ４０１で送電側通信部１０４は受電装置情報信号を受信していない、と制御回路１０８が判断すると（Ｓ４０１でNo）、ステップＳ４０１に戻る。
【００７０】
ステップＳ４０１で送電側通信部１０４は受電装置情報信号を受信した、と制御回路１０８が判断すると（Ｓ４０１でYes）、受電装置情報信号は制御回路１０８に送られ、制御回路１０８は時計回路１１３の時刻情報を参照する（Ｓ４０２）。そして制御回路１０８は、ステップＳ４０２で参照した時刻と、ステップＳ４０２で送られた受電装置情報信号から抽出した受電装置ＩＤとを関連づけてメモリ１０９に記憶する（Ｓ４０３）。ステップＳ４０３の処理の後、ステップＳ４０１に戻る。送電シート１０６の上にｎ台が置かれれば、メモリ１０９にはｎ台分の情報が記憶される。
【００７１】
次に、送電装置１６１と受電装置１５１の動作を図１２を参照して説明する。
【００７２】
送電装置１６１が動作を開始すると、制御回路１０８は、メモリ１０９を参照して充電対象となる受電装置ＩＤがあるかどうかを判断する（Ｓ５０１）。ステップＳ５０１で充電対象となる受電装置ＩＤがないと制御回路１０８が判断すると（Ｓ５０１でNo）、ステップＳ５０１に戻る。ステップＳ５０１で充電対象となる受電装置ＩＤがあると制御回路１０８が判断すると（Ｓ５０１でYes）、ステップＳ５０２にすすむ。
【００７３】
ステップＳ５０２で、制御回路１０８はメモリ１０９に記憶する最も新しい時刻に関連づけられた受電装置ＩＤ（受電装置１５１−１の受電装置ＩＤとする）をもつ受電装置１５１−１が最大電力で受電するように、反射位相切替回路１０７を切替えて送電する。そして、受電装置１５１−１はバッテリ１３０の充電を行う（Ｓ５０２）。
【００７４】
このステップＳ５０２は、第１の実施形態で示した図４の受電装置１２１を充電する際に説明した、図６のフローチャートのステップＳ１０１からステップＳ１０９と同じ動作を行って実現される。尚、この図６のフローチャートに示す受電電力値は、ここでは受電装置１５１−１の受電装置ＩＤと共に送電装置１６１が受信する受電電力値である。
【００７５】
このようにして、送電装置１６１は、受電装置１５１−１を最適位相条件で充電を行い、やがて受電装置１５１−１のバッテリ１３０の充電が完了する（Ｓ５０３）。バッテリ１３０が満充電状態になると、充電制御回路１２９は充電完了を伝える信号を受電制御部１２３に発信する（Ｓ５０４）。受電制御部１２３は、ステップＳ５０４で得た充電完了を伝える信号と受電装置ＩＤとを含む充電完了信号を生成する（Ｓ５０５）。次いで、受電制御部１２３は充電完了信号を受電側通信機１３１へ送り、受電側通信機１３１はアンテナ１３２から充電完了信号を送信する（Ｓ５０６）。
【００７６】
次に、送電装置１６１は充電完了信号を受信し、送電装置１６１は充電完了信号を制御回路１０８に伝える（Ｓ５０７）。
【００７７】
ステップＳ５０７で制御回路１０８が受電装置１５１−１の充電完了信号を受信すると、制御回路１０８は受電装置１５１−１を充電対象から除外することをメモリ１０９に記憶する（Ｓ５０８）。このようにすることで、受電装置１５１−１は、再度送電シート１０６に置かれて、制御回路１０８が受電装置１５１−１を新たな時刻情報と関連づけるまで、充電対象から除外される。
【００７８】
そして、ステップＳ５０８の処理を終えると、制御回路１０８はメモリ１０９を参照して、充電対象となっている受電装置ＩＤがあるかどうかを判断する（Ｓ５０９）。ステップＳ５０９の判断で、制御回路１０８が充電対象の受電装置ＩＤがあると判断すれば（Ｓ５０９でYes）、ステップＳ５０２に戻る。また、ステップＳ５０９の判断で、制御回路１０８が充電対象の受電装置ＩＤが無いと判断すれば（Ｓ５０９でNo）、ステップＳ５０１に戻る。
【００７９】
以上の様にして、送電装置１６１は送電シート１０６に最後に置かれた受電装置から、最初に置かれた受電装置に向かって順番に、最適な送電条件で充電を行う事ができる。従って、送電装置１６１は送電シート１０６の上の任意の場所に置かれた複数の受電装置の充電を効率良く行う事が可能となる。
［第４の実施形態］
次に、第４の実施形態について図１３を参照して説明する。
【００８０】
本実施形態の電力伝送装置５００は、電磁場の変化により電力を伝達する電力伝送装置であって、平板状の導体板５０２を備える。そして、電力伝送装置５００は、前記導体板５０２と略平行に配置され、前記導体板５０２を含む平面への外郭線の正射影が前記導体板５０２の占める領域に含まれ、メッシュ間隔が前記電磁場の波長より短い平板メッシュ形状のメッシュ導体５０１を備える。また、電力装置５００は、前記メッシュ導体５０１の第１の端部５０４に一端が接続される第１の移相器５０６と、前記メッシュ導体５０１の第２の端部５０３に第１の端子５０８が接続される第２の移相器５０７とを備える。更に、電力伝送装置５００は、前記第２の移相器５０７の第２の端子５０９と前記導体板５０２の間に電磁波を出力する送電部５０５とを備える。
【００８１】
このようにして、電力伝送装置５００はメッシュ導体５０１の上の任意の場所に対して、電力を効率良く送ることができる。
【００８２】
尚、図１３に示す第４の実施形態の構成における、メッシュ導体５０１の端部５０４と接続していない第１の移相器５０６の一端は、どこにも接続されない開放端であるが、導体板５０２と接続しても良い。この場合、メッシュ導体５０１の端部５０４と接続していない第1の移相器５０６の一端は短絡端となるが、第４の実施形態と同等の効果を得ることができる。
【００８３】
また、図１３に示す第４の実施形態の構成では、メッシュ導体５０１の端部５０３と送電部５０５との間に第２の移相器５０７が接続されている。ここで、第２の移相器５０７の位相変化量をゼロに固定する場合を考える。この場合、第２の移相器５０７は送電部５０５の第２の移相器５０７側の一端と端部５０３とを直結していることと同じである。従って、送電部５０５、第２の移相器５０７、メッシュ導体５０１および第１の移相器５０６の接続関係は、第１の実施形態の構成である図４における高周波発生回路１０５、送電シート１０６および反射位相切替回路１０７の接続関係と同等となる。
【００８４】
また、図１３に示す第４の実施形態の構成において、第１の移相器５０６による電磁場の位相変化量を０度に固定する場合、つまりメッシュ導体端部５０４が開放状態となる場合を考える。この場合、送電部５０５、第２の移相器５０７、メッシュ導体５０１および第１の移相器５０６の接続関係は、第１の実施形態の変形例として示した図１４における高周波発生回路１０５、移相器１１２、送電シート１０６の接続関係と同等になる。
【００８５】
更に、図１３に示す第１の移相器５０６と第２の移相器５０７の両方の位相を変化させることでも、電力装置５００はメッシュ導体５０１の上の任意の場所に対して電力を効率良く送る事が可能である。
【００８６】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上記実施形態に限定されるものではなく、次のように拡張または変形できる。
【００８７】
本発明の各実施形態では電力を伝送する電力伝送装置として説明したが、電力に限らず高周波信号の伝送装置として用いることが出来る事は当然である。
【００８８】
更に、第１の実施形態における送電シート１０６として用いた、図１および図２の伝播シート２０１における導電メッシュ２１１のメッシュの穴は矩形であるが、矩形以外の円形やその他の形状としても良い。或いは、導電メッシュ２１１に代えて、図２のＸ軸方向に対して周期的なストライプ状の導体形状としても良い。この際、メッシュ或いはストライプの繰返し周期は、電磁波の波長より短いこととする。
【００８９】
また、第1の実施形態においては、制御回路１０８が送電シート１０６に生じる定在波の状態を、送電シート１０６に伝播する電磁波の反射位相を切替えることにより制御するが、別の方法も考えられる。例えば、図１３に示すように、移相器１１２を送電部１０２の高周波発生回路１０５と送電シート１０６の間に接続する。そして、高周波発生回路１０５が送電シート１０６に出力する電磁波の位相を、制御回路１０８が調整することでも定在波の状態を変えることが可能であり、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９０】
更なる変形として、図１３において移相器１１２が高周波発生回路１０５と送電シート１０６との間に接続されるのではなく、移相器１１２が高周波発生回路１０５の構成要素である高周波増幅器の前段に挿入されることとする。このようにしても第１の実施形態と同様の効果を得ることが出来る。
【００９１】
或いは、第２の実施形態においては、ステップＳ２０９において制御回路１０８はｎ台の受電装置の内、最もバッテリ残量が少ない受電装置を選択した。しかし、満充電となった受電装置を1台でも早く要求する場合には、制御回路１０８は複数の受電装置の内、最もバッテリ残量が多い受電装置を選択することも出来る。このように、ステップＳ２０９で充電する受電装置を選択する条件は、メモリに記憶した情報に基づく予め決めた任意の条件としても良い。
【００９２】
更に、実施形態３で説明した図９において、時計回路１１３は送電装置１６１に備えられるが、受電装置１５１に時計回路が搭載されている場合は、送電装置１６１の時計回路１１３の代わりに受電装置１５１に搭載されている時計回路を利用しても良い。その場合、受電装置１５１は受電装置情報として受電装置ＩＤ、受電電力値、電子機器のバッテリ残量等とともに時刻情報を送電装置に向けて送信し、この時刻情報を送電装置１６１の制御回路１０８が利用する。このようにしても、実施形態３の動作と同じ効果が得られる。
【００９３】
また、送電装置１６１は時計回路１１３に代えて、標準電波を受信することによって時刻情報を得るなど、外部から時刻情報を得る様にしても良い。
【００９４】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【００９５】
（付記１）
電磁場の変化により電力を伝達する電力伝送装置であって、
平板状の導体板と、
前記導体板と略平行に配置され、前記導体板を含む平面への外郭線の正射影が前記導体板の占める領域に含まれ、メッシュ間隔が前記電磁場の波長より短い平板メッシュ形状のメッシュ導体と、
前記メッシュ導体の第１の端部に一端が接続される第１の移相器と、
前記メッシュ導体の第２の端部に第１の端子が接続される第２の移相器と、
前記第２の移相器の第２の端子と前記導体板の間に電磁波を出力する送電部とを備えることを特徴とする電力伝送装置。
【００９６】
（付記２）
前記メッシュ導体の表面から電力を受電する受電装置が発信する受電電力値を受信する通信部と、
前記第１および第２の移相器の少なくとも一方の位相を変化して前記受電電力値が最大となる様に制御する制御部とを更に備えることを特徴とする付記１に記載の電力伝送装置。
【００９７】
（付記３）
前記メッシュ導体の表面から電力を受電して充電池を充電する複数の受電装置が発信する、受電電力値と前記充電池の充電残量と前記受電装置の識別符号とを受信する通信部と、
前記受電電力値と前記充電残量と前記識別符号とを関連づけて記憶するメモリと、
前記メモリに記憶した情報を含む所定の条件に従って、前記第１および第２の移相器の少なくとも一方の位相を設定する制御部とを更に備えることを特徴とする付記１に記載の電力伝送装置。
【００９８】
（付記４）
前記所定の条件は、前記充電残量が最少である前記識別符号に対応する前記受電装置の受電電力値が最大となることであることを特徴とする付記３に記載の電力伝送装置。
【００９９】
（付記５）
前記メッシュ導体の表面から電力を受電して充電池を充電する複数の受電装置が発信する、受電電力値と受電装置の識別符号とを受信する送電側通信部と、
前記受電電力値と前記識別符号と前記受信を行った時刻とを関連づけて記憶するメモリと、
前記メモリに記憶した情報を含む所定の条件に従って、前記第１および第２の移相器の少なくとも一方の位相を設定する制御部とを更に備えることを特徴とする付記１に記載の電力伝送装置。
【０１００】
（付記６）
前記所定の条件は、前記時刻が最もあとに関連づけられた前記識別符号に対応する前記受電装置の受電電力値を最大とすることであることを特徴とする付記５に記載の電力伝送装置。
【０１０１】
（付記７）
付記２に記載の電力伝送装置と、
前記受電装置とを備えることを特徴とする電力伝送システム。
【０１０２】
（付記８）
付記３乃至付記６のいずれかに記載の電力伝送装置と、
前記複数の受電装置とを備えることを特徴とする電力伝送システム。
【０１０３】
（付記９）
付記２に記載の電力伝送装置において、前記電力伝送装置は、受電装置が発信する受電電力値を受信し、前記電力伝送装置は前記受電電力値が最大となる様に前記第１および第２の移相器の少なくとも一方の位相を設定することを特徴とする電力伝送装置の電力伝送方法。
【０１０４】
（付記１０）
付記３に記載の電力伝送装置において、前記電力伝送装置は、充電池と充電器を持つ受電装置が発信する受電電力値と前記充電池の充電残量と受電装置の識別符号とを受信し、
前記電力伝送装置は前記受電電力値と前記充電残量と前記識別符号とを関連づけて記憶し、
前記記憶した情報を含む所定の条件に従って、前記第１および第２の移相器の少なくとも一方の位相を設定することを特徴とする電力伝送装置の電力伝送方法。
【０１０５】
（付記１１）
前記所定の条件は、前記充電残量が最少である前記識別符号に対応する前記受電装置の受電電力値を最大とすることであることを特徴とする付記１０に記載の電力伝送装置の電力伝送方法。
【０１０６】
（付記１２）
付記５に記載の電力伝送装置において、前記電力装置は、充電池と充電器を持つ複数の受電装置が発信する受電電力値と受電装置の識別符号とを受信し、
前記電力伝送装置は前記受電電力値と前記識別符号と前記受信を行った時刻とを関連づけて記憶し、
前記記憶した情報を含む所定の条件に従って、前記第１および第２の移相器の少なくとも一方の位相を設定することを特徴とする電力伝送装置の電力伝送方法。
【０１０７】
（付記１３）
前記所定の条件は、前記時刻が最もあとの前記識別符号に対応する前記受電装置の受電電力値を最大とすることであることを特徴とする付記１２に記載の電力伝送装置の電力伝送方法。
【符号の説明】
【０１０８】
１０１  送電装置
１０２  送電部
１０３  送電制御部
１０４  送電側通信部
１０５  高周波発生回路
１０６  送電シート
１０７  反射位相切替回路
１０８  制御回路
１０９  メモリ
１１０  送電側通信機
１１１  アンテナ
１１３  時計回路
１１４  送電制御部
１２１  受電装置
１２２  受電部
１２３  受電制御部
１２４  充電部
１２５  受電側通信部
１２６  受電アンテナ
１２７  整流回路
１２８  電圧変換回路
１２９  充電制御回路
１３０  バッテリ
１３１  受電側通信機
１３２  アンテナ
１５１  受電装置
１６１  送電装置
２０１  伝播シート
２１１  導電メッシュ
２２１  導体板
２３１  絶縁体
５０１  メッシュ導体
５０２  導体板
５０３  端部
５０４  端部
５０５  送電部
５０６  第１の移相器
５０７  第２の移相器
５０８  第１の端子
５０９  第２の端子
【図１】
2016101053.tif 000003
【図２】
2016101053.tif 000004
【図３】
2016101053.tif 000005
【図４】
2016101053.tif 000006
【図５Ａ】
2016101053.tif 000007
【図５Ｂ】
2016101053.tif 000008
【図６】
2016101053.tif 000009
【図７】
2016101053.tif 000010
【図８】
2016101053.tif 000011
【図９】
2016101053.tif 000012
【図１０】
2016101053.tif 000013
【図１１】
2016101053.tif 000014
【図１２】
2016101053.tif 000015
【図１３】
2016101053.tif 000016
【図１４】
2016101053.tif 000017