(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に液体が注入された筐体と、
前記筐体の内部において、前記液体と接触するように配置された２つの金属板と、
前記２つの金属板のそれぞれを電極として前記液体に電流を放射する電源とを備え、
２つの電極のそれぞれが前記液体と接触するように、前記筐体の内部に装着される機能モジュールに、前記電源から前記液体を解して電力を供給し、
前記２つの金属板の一方から他方へ前記液体が流動できるように、前記機能モジュールが装着される
電力伝送装置。
【請求項２】
複数の前記機能モジュールが着脱可能である
請求項１に記載の電力伝送装置。
【請求項３】
前記電源が前記液体に直流の電流を放射する
請求項１に記載の電力伝送装置。
【請求項４】
前記電源が前記液体に交流の電流を放射する
請求項１に記載の電力伝送装置。
【請求項５】
内部に液体が注入された筐体と、
前記筐体の内部において、前記液体と接触するように配置された２つの金属板と、
前記２つの金属板のそれぞれを電極として前記液体に電流を放射する電源とを有する電力伝送装置から電力の供給を受ける機能モジュールであって、
板状の本体の表面と裏面のそれぞれに配置される電極を備え、
前記本体の表面積が前記筐体の断面積より小さい
機能モジュール。
【請求項６】
前記本体の表面と裏面に配置された電極を覆う封止材が設けられている
請求項５に記載の機能モジュール。
【請求項７】
前記電力の供給を受けて所定の処理を実行するための電気的負荷と、
前記電気的負荷の消費電力に応じて、前記電気的負荷に安定的に電力を供給する電力変換回路とをさらに備える
請求項５に記載の機能モジュール。
【請求項８】
前記本体の表面と裏面に、それぞれ複数の電極が配置され、
前記複数の電極のそれぞれに対応する前記電気的負荷および前記電力変換回路が設けられた
請求項７に記載の機能モジュール。
【請求項９】
前記電力変換回路には、
前記本体の表面と裏面に配置された電極から供給される電流を整流するダイオードブリッジが設けられている
請求項７に記載の機能モジュール。
【請求項１０】
前記本体の表面と裏面に配置された電極が、前記液体の容積に対応する面積とされる
請求項５に記載の機能モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力伝送装置および機能モジュールに関し、特に、簡単な構成で効率よく無線により電力を供給でき、かつ装置の設計の自由度を高めることができるようにする電力伝送装置および機能モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
データ通信線の無線化には多種多様な選択肢があり、様々な応用例もあるが、電力線の無線化については選択肢が少ない。
【０００３】
従来、電力を無線化して送受信する場合、とり得る方法としては、主に電磁波を用いる方法および電磁誘導を用いる方法の２つに大別される。
【０００４】
しかしながら、電磁波を用いる場合には変換効率を大きくすることが難しいと言う問題がある。また、電磁誘導を用いる場合には変換効率を大きくすることは可能であるが距離が少し離れると変換効率が急激に悪くなるという問題があった。
【０００５】
そこで、導電性液体で満たされた水槽を絶縁材からなるプリント基板により２室に区画しプリント基板の表裏両面に電源電極を形成した電子部品への電源供給を、水槽の２室の導電性液体を介して行うことも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１８３２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術では、プリント基板により、導電性液体を完全に分離する必要があり、装置の設計などに制約が生じてコスト高になるなどの可能性がある。また、プリント基板により、導電性液体を完全に分離するため、プリント基板の着脱が難しい。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で効率よく無線により電力を供給でき、かつ装置の設計の自由度を高めることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の側面は、内部に液体が注入された筐体と、前記筐体の内部において、前記液体と接触するように配置された２つの金属板と、前記２つの金属板のそれぞれを電極として前記液体に電流を放射する電源とを備え、２つの電極のそれぞれが前記液体と接触するように、前記筐体の内部に装着される機能モジュールに、前記電源から前記液体を解して電力を供給し、前記２つの金属板の一方から他方へ前記液体が流動できるように、前記機能モジュールが装着される電力伝送装置である。
【００１０】
複数の前記機能モジュールが着脱可能であるようにすることができる。
【００１１】
前記電源が前記液体に直流の電流を放射するようにすることができる。
【００１２】
前記電源が前記液体に交流の電流を放射するようにすることができる。
【００１３】
本発明の第１の側面においては、筐体の内部に液体が注入され、前記筐体の内部において、前記液体と接触するように２つの金属板が配置され、前記２つの金属板のそれぞれを電極として前記液体に電流が放射され、２つの電極のそれぞれが前記液体と接触するように、前記筐体の内部に装着される機能モジュールに、前記電源から前記液体を解して電力が供給され、前記２つの金属板の一方から他方へ前記液体が流動できるように、前記機能モジュールが装着される。
【００１４】
本発明の第２の側面は、内部に液体が注入された筐体と、前記筐体の内部において、前記液体と接触するように配置された２つの金属板と、前記２つの金属板のそれぞれを電極として前記液体に電流を放射する電源とを有する電力伝送装置から電力の供給を受ける機能モジュールであって、板状の本体の表面と裏面のそれぞれに配置される電極を備え前記本体の表面積が前記筐体の断面積より小さい機能モジュールである。
【００１５】
前記本体の表面と裏面に配置された電極を覆う封止材が設けられているようにすることができる。
【００１６】
前記電力の供給を受けて所定の処理を実行するための電気的負荷と、前記電気的負荷の消費電力に応じて、前記電気的負荷に安定的に電力を供給する電力変換回路とをさらに備えるようにすることができる。
【００１７】
前記本体の表面と裏面に、それぞれ複数の電極が配置され、前記複数の電極のそれぞれに対応する前記電気的負荷および前記電力変換回路が設けられるようにすることができる。
【００１８】
前記電力変換回路には、前記本体の表面と裏面に配置された電極から供給される電流を整流するダイオードブリッジが設けられているようにすることができる。
【００１９】
前記本体の表面と裏面に配置された電極が、前記液体の容積に対応する面積とされるようにすることができる。
【００２０】
本発明の第２の側面においては、電力伝送装置から電力の供給を受け、板状の本体の表面と裏面のそれぞれに電極が配置され、前記本体の表面積が前記筐体の断面積より小さく構成される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、簡単な構成で効率よく無線により電力を供給でき、かつ装置の設計の自由度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、明細書または図面に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、明細書または図面に記載されていることを確認するためのものである。従って、明細書または図面中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
【００２３】
本発明の第１の側面の電力伝送装置は、内部に液体（例えば、図１の水溶液５４）が注入された筐体（例えば、図１の筐体５０）と、前記筐体の内部において、前記液体と接触するように配置された２つの金属板（例えば、図１の金属板５１と金属板５２）と、前記２つの金属板のそれぞれを電極として前記液体に電流を放射する電源（例えば、図１の電源モジュール５５）とを備え、２つの電極（例えば、図３の金属板７１と金属板７２）のそれぞれが前記液体と接触するように、前記筐体の内部に装着される機能モジュール（例えば、図２の機能モジュール７０）に、前記電源から前記液体を解して電力を供給し、前記２つの金属板の一方から他方へ前記液体が流動できるように、前記機能モジュールが装着される。
【００２４】
本発明の第２の側面の機能モジュールは、内部に液体（例えば、図１の水溶液５４）が注入された筐体（例えば、図１の筐体５０）と、前記筐体の内部において、前記液体と接触するように配置された２つの金属板（例えば、図１の金属板５１と金属板５２）と、前記２つの金属板のそれぞれを電極として前記液体に電流を放射する電源（例えば、図１の電源モジュール５５）とを有する電力伝送装置から電力の供給を受ける機能モジュールであって、板状の本体（例えば、図３の本体７３）の表面と裏面のそれぞれに配置される電極（例えば、図３の金属板７１と金属板７２）を備え、前記本体の表面積が前記筐体の断面積より小さい。
【００２５】
この機能モジュールは、前記本体の表面と裏面に配置された電極を覆う封止材（例えば、図４の封止材８１と８２）が設けられているようにすることができる。
【００２６】
この機能モジュールは、前記電力の供給を受けて所定の処理を実行するための電気的負荷（例えば、図８の負荷１０２）と、前記電気的負荷の消費電力に応じて、前記電気的負荷に安定的に電力を供給する電力変換回路とをさらに備えるようにすることができる。
【００２７】
この機能モジュールは、前記本体の表面と裏面に、それぞれ複数の電極が配置され、前記複数の電極のそれぞれに対応する前記電気的負荷および前記電力変換回路が設けられる（例えば、図１１のように構成された）ようにすることができる。
【００２８】
この機能モジュールは、前記本体の表面と裏面に配置された電極が、前記液体の容積に対応する面積とされる（例えば、図１０のように構成される）ようにすることができる。
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００３０】
図１は、本発明の一実施の形態に係る電力伝送装置１０の筐体５０の構成を示す斜視図である。筐体５０は、例えば、プラスチックまたは金属等により構成され、その内部の空間には水溶液５４が充填されるようになされている。
【００３１】
筐体５０の内側に設けられた金属板５１および金属板５２は、筐体５０と電気的に絶縁した状態で配置される。すなわち、金属板５１および金属板５２の間では、筐体５０を介しての電気の導通がないようになされている。なお、金属板５１および金属板５２は、筐体５０の一部として構成されるようにしてもよい。
【００３２】
また、筐体５０の内部または外部には金属板５１または金属板５２と接続された電源モジュール５５が配置される。図１の例では、筐体５０の外部に電源モジュール５５が配置されている。電源モジュール５５には、例えば、電力を供給するための端子などが設けられており、一方の端子が金属板５１に接続され、他方の端子が金属板５２に接続されるようになされている。
【００３３】
この電源モジュール５５は、金属板５１または金属板５２に直流電流または交流電流を付加するようになされている。また、電源モジュール５５には、例えば、電力伝送装置１０を起動させるための電源ボタンなど、各種の操作インタフェースが必要に応じて設けられる。また、例えば、CPU、メモリなどを含む信号処理回路などが電源モジュール５５に含まれるようにしてもよい。
【００３４】
筐体５０の内部の空間であって、水溶液５４が充填される空間には、電力の供給を受ける機能モジュールが、後述するように配置されるようになされている。すなわち、電源モジュール５５により発生させられた電力は、筐体５０の内部の機能モジュールに供給され、機能モジュールは、電力の供給を受けて所定の処理を実行するようになされている。
【００３５】
なお、ここでは、筐体５０の内部に水溶液５４が充填されると説明したが、水溶液５４は、例えば、真水であってもよく、要は導電性のある液体であればよい。
【００３６】
図２は、筐体５０の内部の空間に配置される機能モジュールの構成を示す斜視図である。同図に示されるように、機能モジュール７０は、本体７３を、金属板７１と金属板７２により挟むようにして構成される。本体７３には、後述するように、電力変換回路、信号処理LSIなどが配置され、電力変換回路が金属板７１と金属板７２に接続されるようになされている。
【００３７】
図３は、機能モジュール７０を図２の面Aで切断した場合の断面図である。同図に示されるように、金属板７１と金属板７２は、互いに接触しないように配置され、本体７３の内部の電力変換回路などに接続されるようになされている。
【００３８】
図４は、機能モジュール７０の別の構成例を示す断面図であって、図３に対応する断面図である。図４の例では、金属板７１を覆うように封止材８１−１が設けられており、金属板７２を覆うように封止材８１−２が設けられている。また、封止材８１−１と封止材８１−２の間には、それぞれ封止材８２−１と封止材８２−２が設けられている。ここで、封止材８１−１と封止材８１−２は同じ材質で構成され、また、封止材８２−１と封止材８２−２は同じ材質で構成され、両者を特に区別する必要がない場合、それぞれ単に、封止材８１、封止材８２と称することとする。
【００３９】
封止材８１および封止材８２は、例えば、ユーザが機能モジュール７０を手で扱う場合、金属板７１と金属板７２に直接触れて感電することを防止するために設けられるものであり、例えば、絶縁物質により構成される。
【００４０】
例えば、封止材８１のみにより機能モジュール７０を覆うようにすると、封止材８１を介して微弱な電流が流れることにより、金属板７１と金属板７２が導通してしまうおそれがあるので、封止材８１−１と封止材８１−２の間に、それぞれ封止材８２−１と封止材８２−２を挿入する。このようにすることで、封止材を介して微弱な電流が流れて金属板７１と金属板７２が導通してしまうことを抑止することができる。
【００４１】
なお、機能モジュール７０に効率よく電力を供給し、かつ封止材を介して微弱な電流が流れて金属板７１と金属板７２が導通してしまうことを抑止するためには、封止材８１の誘電率を水溶液５４の誘電率とほぼ等しくし、封止材８２の誘電率と、封止材８１の誘電率の差分の絶対値ができるだけ大きい値となるように、封止材８２と封止材８１とが構成されることが望ましい。
【００４２】
図５は、電力伝送装置１０に機能モジュールを装着した場合の例を示す図である。同図においては、電力伝送装置１０に機能モジュール７０−１と機能モジュール７０−２が装着されている。なお、機能モジュール７０−１と機能モジュール７０−２は、それぞれ図２乃至図４を参照して上述した機能モジュール７０と同様に構成されているものとする。
【００４３】
図５において、機能モジュール７０−１は、その断面の一方が、図中筐体５０の紙面奥行方向の前側の断面に当接するように装着され、他方の断面は、図中筐体５０の紙面奥行方向の後側の断面に当接しないように装着されている。また、機能モジュール７０−２は、その断面の一方が、図中筐体５０の紙面奥行方向の後側の断面に当接するように装着され、他方の断面は、図中筐体５０の紙面奥行方向の前側の断面に当接しないように装着されている。
【００４４】
すなわち、筐体５０の内部の水溶液５４は、機能モジュール７０−１または機能モジュール７０−２により分離されることなく、筐体５０の内部の空間はどこでも同質の水溶液５４により満たされていることになる。換言すれば、機能モジュール７０が装着された状態であっても、水溶液５４を筐体５０の内部において金属板５１から金属板５２まで自由に流動させることができる。
【００４５】
このように構成される本発明の電力伝送装置１０においては、例えば、板状に構成される本体７３並びに金属板７１および金属板７２が、筐体５０の内部の水溶液５４に浸るような大きさであれば、どのような大きさであってもよい。例えば、本体７３（または金属板７１および金属板７２）の表面積が筐体５０の断面積より小さくなるように機能モジュール７０を構成すればよい。
【００４６】
従って、本発明の電力伝送装置１０においては、機能モジュール７０の形状、筐体５０の形状などの自由度が高く、例えば、多彩なデザインを採用することができ、コストを抑制することもできる。さらに、機能モジュール７０の着脱も容易になる。
【００４７】
図５に示されるように、機能モジュールが装着された電力伝送装置１０においては、図６に示されるように電力の伝送（機能モジュールへの電力の供給）が行われる。図６においては、電力の伝送経路が図中の矢印で表示されている。
【００４８】
図６の例において、電源モジュール５５は、直流の電流を発生するものとし、電源モジュール５５の「−」側の端子が金属板５１に接続され、電源モジュール５５の「＋」側の端子が金属板５２に接続されるものとする。
【００４９】
電源モジュール５５の「−」側の端子から供給される直流の電流は、金属板５１から水溶液５４を介して機能モジュール７０−１の金属板７１（図中左側の金属板）に流れる。そして、電流は、機能モジュール７０−１の金属板７２（図中右側の金属板）から水溶液５４を介して機能モジュール７０−２の金属板７１（図中左側の金属板）に流れる。さらに、電流は、機能モジュール７０−２の金属板７２（図中右側の金属板）から水溶液５４を介して金属板５２に流れて、電源モジュール５５の「＋」側の端子へと至ることになる。ここでの電流は、電子の流れであるとする。
【００５０】
上述したように、筐体５０の内部の水溶液５４は、機能モジュール７０−１または機能モジュール７０−２により分離されることなく、筐体５０の内部の空間はどこでも同質の水溶液５４により満たされているので、例えば、微弱な電流が金属板５１から水溶液５４を介して機能モジュール７０−２の金属板７１に直接流れることもあり得る。しかし、後述するように、機能モジュール７０には、抵抗値が充分に小さいLSIなどが負荷として設けられるので、結果として金属板５１から水溶液５４を介して機能モジュール７０−２の金属板７１に至るまでの電気的経路の抵抗値の方が、金属板５１から水溶液５４を介して機能モジュール７０−１の金属板７１、機能モジュール７０−１の金属板７２から水溶液５４を介して機能モジュール７０−２の金属板７１に至るまでの電気的経路の抵抗値より大きくなる。
【００５１】
従って、本発明では、機能モジュールが装着された電力伝送装置１０における電力の伝送は、図６を参照して上述したように、金属板５１、機能モジュール７０−１、機能モジュール７０−２、・・・と順番に行われるものとしてよい。
【００５２】
なお、ここでは、直流の電流により機能モジュール７０に電力が供給される場合の例について説明したが、電源モジュール５５が交流の電流を発生するようにすれば、交流の電流により機能モジュール７０に電力が供給されるようにすることも可能である。
【００５３】
図７は、図５に示される電力伝送装置１０の等価回路の例を示す図である。同図に示されるように、筐体の金属板（金属板５１または金属板５２）と、機能モジュールの金属板（金属板７１または金属板７２）とは水溶液を介して接続されて直接接触せずに、無線により電力が供給されるようになされている。なお、機能モジュール７０−１と機能モジュール７０−２の金属板同士も水溶液を介して接続されて直接接触せずに、無線により電力が供給されるようになされている。換言すれば、電源モジュール５５から供給される電力は筐体の金属板、機能モジュールの金属板および水溶液で構成されるコンデンサを介して伝送され、電力が無線給電されることになる。
【００５４】
また、図７の例では、機能モジュール７０−１および機能モジュール７０−２には、電力変換回路１０１と負荷１０２が設けられている。電力変換回路１０１は、金属板７１から供給される電力を負荷１０２が必要とする電力レベルに変換するためのものとされ、負荷１０２は、例えば、各種の信号処理を行うLSI（large-scale integration）などの電子回路とされる。
【００５５】
すなわち、電力伝送装置１０に機能モジュール７０を装着することで、機能モジュール７０に電力が供給されて各種の信号処理などが実行されるようにすることができる。
【００５６】
図８は、機能モジュール７０の構成例を示すブロック図である。機能モジュール７０の本体７３には、電力変換回路１０１と負荷１０２が設けられており、金属板７１および金属板７２は、それぞれ電力変換回路１０１のスイッチングレギュレータ１２１に接続される。電力変換回路１０１は、可変容量コンデンサ１２２の容量を調節するコントローラ１２３、昇圧・降圧を行なうスイッチングレギュレータ１２１、および可変容量コンデンサ１２２により構成されている。コントローラ１２３は、負荷１０２の消費電力に応じて、負荷１０２に安定的に電力を供給するように、可変容量コンデンサ１２２の容量を調節し、また、金属板７１および金属板７２における異常電圧・電流レベルの発生を抑止するように、スイッチングレギュレータ１２１を制御する。
【００５７】
機能モジュール７０を、図８に示されるように構成することで、信号処理LSIなどの負荷１０２に安定的に電力を供給することが可能となる。
【００５８】
しかしながら、図８の例の場合、機能モジュール７０の極性を考慮して電力伝送装置１０に機能モジュール７０を装着する必要がある。例えば、機能モジュール７０の金属板７１と金属板７２のそれぞれを、図５または図６の図中左右いずれの方向に向けるかを正しく見極めて機能モジュール７０を装着しなければ、負荷１０２に安定的に電力を供給することができない。筐体５０の金属板５１および金属板５２の極性と、機能モジュール７０の金属板７１と金属板７２の極性を対応させる必要があるからである。
【００５９】
例えば、機能モジュール７０にダイオードブリッジを組み込むことにより、筐体５０の金属板５１および金属板５２の極性と、機能モジュール７０の金属板７１と金属板７２の極性を対応させなくても負荷１０２に安定的に電力を供給することが可能となる。
【００６０】
図９は、機能モジュール７０の別の構成例を示すブロック図である。同図の例では、電力変換回路１０１に、ダイオードブリッジ１２５が設けられている。ダイオードブリッジ１２５は、金属板７１と金属板７２から供給される電流を整流してスイッチングレギュレータ１２１に供給するようになされている。図９のその他の構成は、図８の場合と同様である。ダイオードブリッジ１２５により電流が整流されることで、筐体５０の金属板５１および金属板５２の極性と、機能モジュール７０の金属板７１と金属板７２の極性を対応させなくても負荷１０２に安定的に電力を供給することが可能となる。
【００６１】
機能モジュール７０を、図９に示されるように構成することで、機能モジュール７０の極性を考慮して電力伝送装置１０に機能モジュール７０を装着する必要がなくなり、例えば、機能モジュール７０の金属板７１と金属板７２のそれぞれを、図５または図６の図中左右いずれの方向に向けて機能モジュール７０を装着しても、負荷１０２に安定的に電力を供給することができる。
【００６２】
図１０は、電力伝送装置１０の別の構成を示す斜視図である。同図は、図５に対応する斜視図とされる。
【００６３】
図１０の例では、筐体５０の内部に、水溶液５４が図中ハッチングで示される位置までしか満たされていない。すなわち、図１０の例の場合、水溶液５４の容量が図５の場合の約半分とされている。また、図１０の場合、筐体５０の金属板（金属板５１および金属板５２）、機能モジュール７０の金属板（金属板７１および金属板７２）の面積が、それぞれ図５の場合の約半分とされている。すなわち、図１０の例の場合、水溶液５４の容量が減り、筐体５０の内部において水溶液５４で満たされる空間の高さが変わったことにより、筐体５０の金属板、および機能モジュール７０の金属板の高さ（図中上下方向の長さ）を図５の場合より短くしても電力の伝送効率に影響しない。
【００６４】
電力伝送装置１０を、図１０のように構成すれば、図５の場合と比較して単位時間あたりに伝送可能な電力量はやや小さくなるものの、例えば、装置を軽量化したり、装置の製造コストを削減することができる。
【００６５】
なお、図１０の場合も、図５の場合と同様に、筐体５０の内部の水溶液５４は、機能モジュール７０−１または機能モジュール７０−２により分離されることなく、筐体５０の内部の水溶液５４は、どこでも同質とされる。
【００６６】
図１１と図１２は、電力伝送装置１０に装着される機能モジュールの別の構成例を示す図である。図１１は、機能モジュール１７０を一側面から見た図であり、図１２は、機能モジュール１７０を図１１に示される面の裏側の側面から見た図である。
【００６７】
この機能モジュール１７０は、図２の機能モジュール７０の場合と異なり、本体１７３に複数の電力変換回路と複数の信号処理LSI（負荷）が設けられている。この機能モジュール１７０は、図２の機能モジュール７０の場合と異なり、本体１７３の両面を覆う金属板が設けられておらず、本体１７３より面積の小さい金属板が複数設けられている。
【００６８】
図１１に示されるように、この機能モジュール１７０の一側面には、金属板１７１−１、金属板１８１−１、金属板１７１−２、および金属板１８１−２が設けられている。そして、図１２に示されるように、この機能モジュール１７０の裏側の側面には、金属板１７１−１に対応する金属板１７２−１、金属板１８１−１に対応する金属板１８２−１、金属板１７１−２に対応する金属板１７２−２、および金属板１８１−２に対応する金属板１８２−２が設けられている。
【００６９】
また、図１１に示されるように、この機能モジュール１７０には、金属板１７１−１に接続される電力変換回路２０１−１、金属板１８１−１に接続される電力変換回路２１１−１、および金属板１７１−２と金属板１８１−２に接続される電力変換回路２０１−２が設けられている。図１２に示されるように、金属板１７２−１は、ビア１９２により電力変換回路２０１−１に接続され、金属板１８２−１は、ビア１９３により電力変換回路２１１−１に接続され、金属板１７２−２と金属板１８２−２は、ビア１９１により電力変換回路２０１−２に接続される。
【００７０】
さらに、図１１に示されるように、電力変換回路２０１−１と電力変換回路２１１−１は、信号処理LSI２０２−１に電力を供給するようになされており、電力変換回路２０１−２は、信号処理LSI２０２−２に電力を供給するようになされている。
【００７１】
なお、電力変換回路２０１−１、電力変換回路２１１−１、および電力変換回路２０１−２は、それぞれ図８または図９に示される電力変換回路１０１と同様に構成されているものとする。
【００７２】
機能モジュール１７０も、図５を参照して上述した場合と同様に、電力伝送装置１０に装着されて電力の供給を受けるが、図１１と図１２に示される機能モジュール１７０の場合、信号処理LSIが配置された近くに複数の電力変換回路と金属板が配置されるので、例えば、信号処理LSI２０２−１または信号処理LSI２０２−２のそれぞれが必要とする電力を、それぞれ局所的に供給することができ、機能モジュール１７０全体としての消費電力を削減することができる。
【００７３】
このように、本発明によれば、電磁波または電磁誘導などを用いることなく、無線で電力を供給できるので、変換効率が著しく低下するなどの問題がなく、大電力を効率よく伝送することが可能となる。また、本発明によれば、水溶液５４が注入された筐体５０の内部に機能モジュール７０を配置するだけで電力を無線で伝送できるので、装置の設計の自由度を高めることができる。
【００７４】
以上においては、本発明による電力の伝送について説明したが、本発明により信号を伝送することも可能である。すなわち、本発明の電力伝送装置１０を、機能モジュール７０に電力を伝送するとともに、信号を伝送するための装置として用いることも可能である。
【００７５】
図１３は、本発明の電力伝送装置１０により、機能モジュール７０に信号を伝送する場合の、機能モジュール７０の構成例を示すブロック図である。同図は、図８に対応する図であり、図８に対応するブロックにはそれぞれ同一の符号が付されている。
【００７６】
図１３の例では、図８の場合と異なり、負荷３０２の一部としてRF信号処理回路３４１が設けられている。RF信号処理回路３４１は、水溶液５４を介した無線通信を行うための機能ブロックとされる。また、図１３の例では、図８の場合と異なり、RF信号処理回路３４１と、金属板７１または金属板７２とを接続するカップリングコンデンサ３４２、またはカップリングコンデンサ３４３が設けられている。
【００７７】
図１３の構成の場合、金属板７１または金属板７２は、それぞれ電力を伝送するための導電体として用いられるとともに、無線により信号の送受信を行うためのアンテナとしても用いられることになる。電力を伝送するために金属板７１または金属板７２に流れる電流と、金属板７１または金属板７２を介して送受信される信号による電流とを重畳するために、カップリングコンデンサ３４２、またはカップリングコンデンサ３４３が設けられている。
【００７８】
すなわち、金属板７１および金属板７２は、それぞれ電力変換回路３０１に接続されるとともに、カップリングコンデンサ３４２、およびカップリングコンデンサ３４３を介してRF信号処理回路３４１に接続されている。
【００７９】
図１３の、その他の部分の構成は、図８の場合と同様なので、詳細な説明は省略する。
【００８０】
なお、図１３の機能モジュールにおいて、図９を参照して上述した場合と同様に、電力変換回路３０１にダイオードブリッジが設けられるようにすることも可能である。
【００８１】
図１４は、図１３に示される機能モジュール７０を、電力伝送装置１０の筐体５０の内部に配置する場合の例を示す図である。
【００８２】
図１４の例では、筐体５０の内部に水溶液５４がハッチングで示される位置まで満たされており、機能モジュール７０−１乃至機能モジュール７０−３が筐体５０の内部に配置されている。なお、図１４の場合も、図１０の場合と同様に、筐体５０の内部の水溶液５４は、機能モジュール７０−１乃至機能モジュール７０−３により分離されることなく、筐体５０の内部の水溶液５４は、どこでも同質とされる。
【００８３】
また、図１４の場合、電力伝送装置１０により、機能モジュール７０に信号を伝送するので、例えば、電源モジュール５５に、図１３のRF信号処理回路３４１と同様の機能を有する通信処理回路が設けられているものとする。
【００８４】
図１４に示される電力伝送装置１０において、無線により信号を伝送する場合、水溶液５４を媒体とした無線通信が行われることになるが、機能モジュール７０−１乃至機能モジュール７０−３の間で送受信される信号は、必ず隣り合う機能モジュールとの間で送受信されることになる。すなわち、機能モジュール７０−１乃至機能モジュール７０−３の間で送受信される信号は、矢印３１または矢印３２で示されるように伝送され、矢印３３で示されるように伝送されることはない。
【００８５】
上述したように、筐体５０の内部は、機能モジュール７０−１乃至機能モジュール７０−３により分離されることなく、同質の水溶液５４により満たされているので、例えば、微弱な電流が機能モジュール７０−１の金属板から水溶液５４を介して機能モジュール７０−３の金属板に直接流れることもあり得る。
【００８６】
しかし、機能モジュール７０−１乃至機能モジュール７０−３には、それぞれ抵抗値が充分に小さいLSIなどが負荷として設けられるので、結果として機能モジュール７０−１の金属板から水溶液５４を介して機能モジュール７０−３の金属板に至るまでの電気的経路の抵抗値の方が、機能モジュール７０−１の金属板から水溶液５４を介して機能モジュール７０−２の金属板に至るまでの電気的経路の抵抗値より大きくなる。
【００８７】
このため、途中の機能モジュール（図１４の例では、機能モジュール７０−２）を飛び越えた通信が行われることはない。
【００８８】
また、電力伝送装置１０の金属板５１または金属板５２から送信（または受信）される信号も、機能モジュール７０−１または機能モジュール７０−３により受信（または送信）されることになる。
【００８９】
従って、本発明では、機能モジュールが装着された電力伝送装置１０における信号の伝送は、途中の機能モジュールを飛び越えた通信が行われることはなく、例えば、金属板５１、機能モジュール７０−１、機能モジュール７０−２、・・・と順番に行われるものとしてよい。
【００９０】
このように、本発明による信号の伝送においては、直近に配置された機能モジュールに順番に信号が伝送されるので、混信を抑止することが可能となる。
【００９１】
図１５は、図１３に示されるRF信号処理回路３４１の詳細な構成例を示すブロック図である。
【００９２】
同図に示される送受信切り替えスイッチ４００は、機能モジュール７０が信号を送信する場合、送信部４０１から供給される信号を、カップリングコンデンサ３４２、またはカップリングコンデンサ３４３に出力し、機能モジュール７０が信号を受信する場合、カップリングコンデンサ３４２、またはカップリングコンデンサ３４３から供給される信号を等価器４０２に出力するように、信号の送受信の経路の切り替えを行う。
【００９３】
図１５の送信部４０１は、図１６に示されるように構成される。すなわち、フィルタ４２１乃至符号化器４２３により送信部４０１が構成されている。
【００９４】
符号化器４２３は、例えば、負荷３０２の信号処理LSIが生成した送信データに対して、インタリーブ、誤り訂正符号の付加、コード多重の符号化、拡散符号化などの処理を施した後、IQシンボルに変換してそのIQシンボルを９０度の位相差で出力する。符号化器４２３は、例えば、ベースバンド信号をマンチェスター符号化し、ベースバンド信号２ビットがマンチェスター符号化された信号を１つの送信IQシンボルに変換する。
【００９５】
I信号(またはQ信号)として送信される信号は、図１７に示されるようにマッピングされる。図１７の例では、ベースバンド信号の「１」は、信号のレベルが「H」「L」と変化する２ビットの信号としてマンチェスター符号化されIチャネル（ch）のシンボル「１」にマッピングされ、ベースバンド信号の「０」は、信号のレベルが「L」「H」と変化する２ビットの信号としてIチャネル（ch）のシンボル「０」にマッピングされている。同様に、２ビットの信号がQチャネルのシンボル「１」またはシンボル「０」にもマッピングされるが、Qチャンネルの信号（Q信号）は、Iチャンネルの信号（I信号）と９０度の位相差が付けられている。
【００９６】
図１６に戻って、加算器４２２は、符号価器４２３から供給されるIQシンボルの加算を行う。
【００９７】
なお、例えば、電磁波を媒体とした無線通信を行う場合、符号価器４２３から供給されるI信号とQ信号のそれぞれに対して搬送波のミキシングを行う必要があるが、本発明では、水溶液を媒体として無線通信が行われるので、搬送波のミキシングが不要になる。
【００９８】
フィルタ４２１は、加算器４２２の処理を経て出力される信号の高調波信号を抑えるフィルタリング処理を施すようになされており、フィルタ４２１の処理を経て出力される信号が送受信切り替えスイッチ４００に出力されることになる。
【００９９】
図１５の等価器４０２は、送受信切り換えスイッチ４００から供給される信号の高周波成分にゲインを乗じるようになされている。等価器４０２は、例えば、送受信切り換えスイッチ４００から供給される信号の伝送路に対して逆の周波数特性を掛けてデジタル信号を整形する。
【０１００】
なお、例えば、電磁波を媒体とした無線通信を行う場合、送受信切り換えスイッチ４００から供給される信号から搬送波を分離する処理を行う必要があるが、本発明では、水溶液を媒体として無線通信が行われるので、搬送波の分離が不要になる。
【０１０１】
図１５の受信部４０３は、図１８に示されるように構成される。すなわち、７段シフトレジスタ４４１乃至復号器４４３により受信部４０３が構成される。
【０１０２】
図１５の同期部４０４は、図１９に示されるように構成される。すなわち、４乗部４６１および位相同期部４６２により同期部４０４が構成される。
【０１０３】
同期部４０４の４乗部４６１は、等価器４０２から供給されるデジタル信号の周波数を４倍に変換し、所定の基準信号以下の周波数の信号を遮断するハイパスフィルタを介して位相同期部４６２に出力する。これにより、ベースバンド信号の４倍の周波数で「H」レベルと「Lレベル」に振幅する信号が生成されることになる。位相同期部４６２は、図示せぬ発振器から供給されるベースバンド信号のクロックの４倍の周波数の信号を、４乗部４６１から供給される信号と同期させることで同期信号を生成する。なお、同期部４０４は、例えば、信号処理LSIなどから供給される制御信号に基づいて動作するようになされている。
【０１０４】
例えば、図２０に示されるようなベースバンド信号に対して、そのベースバンド信号のクロックの４倍の周波数の同期信号が同期部４０４により生成されることになる。
【０１０５】
なお、図２０は、縦軸は信号のレベル、横軸は時間とされ、図中縦方向に３つの信号が並べられて示されており、それらの３つの信号の周波数の違いを説明する図である。すなわち、図２０には、図中上側から、送受信されるベースバンド信号（例えば、負荷３０２の信号処理LSIが生成した送信データ）、ベースバンド信号のクロック、および同期部４０４が生成する同期信号が並べられて示されている。
【０１０６】
同期部４０４から出力される同期信号は、図１８の７段シフトレジスタ４４１に供給される。７段シフトレジスタ４４１は、同期信号に基づいて、等価器４０２から供給されるデジタル信号を７ビット分ラッチする。
【０１０７】
相関計算部４４２は、７段シフトレジスタ４４１にラッチされた７ビット分のデジタル信号の相関を演算し、演算結果に基づいてIQシンボルを特定し、I信号とQ信号を復号器４４３に出力する。
【０１０８】
本来、ベースバンド信号２ビット分の情報であるIQシンボルを特定するためには、８（＝２（ビット）×４（同期信号））ビット分のシフトレジスタが必要であるが、本発明では、相関計算部４４２により相関を演算するため、７段（７ビットの）シフトレジスタ４４１を用いることができる。
【０１０９】
復号器４４３は、相関計算部４４２から供給されるI信号とQ信号に基づいて２ビット分のベースバンド信号を生成し、シリアルに並べ替えて受信データとして信号処理LSIなどに出力する。これにより、符号化されていたベースバンド信号が受信部４０３により復号されることになる。
【０１１０】
このようにして、RF信号処理回路３４１は、水溶液５４を介した電気的信号の送受信である無線通信を行うようになされている。このように、無線通信を行うことにより、上述したように、混信を抑止することが可能となり、また、搬送波のミキシングまたは搬送波の分離が不要となるので、例えば装置の製造コストを抑止することも可能となり、さらに、データの符号化、復号の処理が行われることにより、電力の伝送とともに、電気的信号の伝送がなされても、例えば、電気的信号が歪んで受信できなくなってしまうことが抑止される。その結果、簡単な構成で精度の高い無線通信を実現することができる。
【０１１１】
図２１は、電力伝送装置１０により、機能モジュール７０に信号を伝送した場合の信号の透過量を調べた実験結果を示している。同図は、横軸が周波数とされ、縦軸が透過量の値（デシベル）とされ、水溶液５４として水を用い、２つの機能モジュール７０を数センチ離して配置した場合の実験結果であり、送受信されるベースバンド信号の周波数の変化に対応する透過量の値が波形４９１で示されている。
【０１１２】
本発明の電力伝送装置１０により機能モジュール７０に信号を伝送する場合、波形４９１において振幅がないなだらかな部分である７００MHz乃至３GHzの周波数の信号を送受信することが好ましい。上述の周波数帯の信号を送受信すれば、安定した電気的信号の伝送が期待できるからである。
【０１１３】
次に、図２２のフローチャートを参照して、機能モジュール７０の通信処理について説明する。この処理は、機能モジュール７０が、電源モジュール５５、または他の機能モジュール７０との間で通信をするとき実行される。
【０１１４】
ステップＳ１１において、機能モジュール７０の信号処理ＬＳＩは、モードを判定する。ここでは、送信モードと受信モードのいずれかのモードであると判定される。これから信号の送信が行われる場合、ステップＳ１１では、送信モードであると判定され、処理は、ステップＳ１２に進む。
【０１１５】
ステップＳ１２において、図２３を参照して後述する送信処理が実行される。ここで、図２３のフローチャートを参照して、図２２のステップＳ１２の送信処理の詳細について説明する。
【０１１６】
ステップＳ３１において、機能モジュール７０の信号処理ＬＳＩは、送信部４０１から供給される信号を、カップリングコンデンサ３４２、またはカップリングコンデンサ３４３に出力するように、送受信切り替えスイッチ４００を切り換える。
【０１１７】
ステップＳ３２において、送信部４０１の符号化器４２３は、送信すべきデータを符号化する。このとき、例えば、信号処理LSIが生成した送信データに対して、インタリーブ、誤り訂正符号の付加、コード多重の符号化、拡散符号化などの処理が施された後、IQシンボルに変換されてそのIQシンボルが９０度の位相差で出力される。
【０１１８】
ステップＳ３３において、加算器４２２が、符号価器４２３から供給されるIQシンボルの加算を行い、フィルタ４２１は、加算器４２２の処理を経て出力される信号の高調波信号を抑えるフィルタリング処理を施して、信号が送信される。
【０１１９】
ステップＳ３４において、信号処理ＬＳＩは、送信が完了したか否かを判定する。まだ、送信すべきデータがある場合、ステップＳ３４では、送信が完了していないと判定され、処理は、ステップＳ３２に戻り、それ以後の処理が繰り返し実行される。
【０１２０】
一方、ステップＳ３４において送信が完了したと判定された場合、送信処理は終了される。
【０１２１】
図２２に戻って、これから信号の受信が行われる場合、ステップＳ１１では、受信モードであると判定され、処理は、ステップＳ１３に進む。
【０１２２】
ステップＳ１３において、図２４を参照して後述する受信処理が実行される。ここで、図２４のフローチャートを参照して、図２２のステップＳ１３の受信処理の詳細について説明する。
【０１２３】
ステップＳ５１において、機能モジュール７０の信号処理ＬＳＩは、カップリングコンデンサ３４２、またはカップリングコンデンサ３４３から供給される信号を等価器４０２に出力するように、送受信切り替えスイッチ４００を切り換える。これにより、受信部４０３が、同期部４０４から出力される同期信号に基づいて、等価器４０２から供給されるデジタル信号を７段シフトレジスタ４４１にラッチする。
【０１２４】
ステップＳ５２において、相関計算部４４２は、７段シフトレジスタ４４１にラッチされた７ビット分のデジタル信号の相関を演算して、演算結果に基づいてIQシンボルを特定し、I信号とQ信号を復号器４４３に出力する。
【０１２５】
ステップＳ５３において、復号器４４３は、相関計算部４４２から供給されるI信号とQ信号に基づいて２ビット分のベースバンド信号を復号し、受信データとして信号処理LSIに出力する。
【０１２６】
ステップＳ５４において、信号処理ＬＳＩは、受信が完了したか否かを判定する。まだ、受信すべきデータがある場合、ステップＳ５４では、受信が完了していないと判定され、処理は、ステップＳ５２に戻り、それ以後の処理が繰り返し実行される。
【０１２７】
一方、ステップＳ５４において受信が完了したと判定された場合、受信処理は終了される。また、これに伴って、図２２の通信処理も終了する。
【０１２８】
このようにして、機能モジュール７０による通信処理が実行される。
【０１２９】
次に、図２５のフローチャートを参照して、電力伝送装置１０において、機能モジュール７０に電力を伝送するとともに、機能モジュール７０との通信を行う場合の、電力供給通信処理について説明する。この処理は、例えば、電力伝送装置１０に機能モジュール７０が装着されたとき実行され、いまの場合、例えば、電力伝送装置１０の電源モジュール５５に、図１３のRF信号処理回路３４１と同様の機能を有する通信処理回路が設けられているものとする。
【０１３０】
ステップＳ１０１において、電力伝送装置１０の電源モジュール５５は、電源がONされたか否かを判定し、電源がONされるまで待機する。ステップＳ１０１において、電源がONされたと判定された場合、処理は、ステップＳ１０２に進む。
【０１３１】
ステップＳ１０２において、電源モジュール５５の通信処理回路は、図２６を参照して後述する通信処理を実行する。ここで、図２６のフローチャートを参照して、図２５のステップＳ１０２の通信処理の詳細について説明する。
【０１３２】
ステップＳ１２１において、電源モジュール５５の通信処理回路は、機能モジュール７０にリクエストを送信する。ここで、リクエストは、電源モジュール５５が、現在、電力伝送装置１０に装着されている機能モジュール７０の数、消費電力などに関する情報を取得するために、機能モジュール７０に対して情報の送信を要求するものである。
【０１３３】
なお、ステップＳ１２１でのリクエストの送信は、電源モジュール５５の通信処理回路の処理によって図１６と図１７を参照して上述したように、データが符号化されて送信されるものとする。
【０１３４】
ステップＳ１２１で送信されたリクエストは、機能モジュール７０のRF信号処理回路３４１により受信されて解析され、RF信号処理回路３４１がリクエストに対応する応答の情報を送信する。なお、機能モジュール７０から送信されてくる応答には、それぞれ自分の消費電力を表す情報が含まれている。例えば、機能モジュール７０−１から送信されてくる応答には、機能モジュール７０−１を特定するIDと、機能モジュール７０−１の負荷３０２の最大消費電力の値を表す情報が含まれており、機能モジュール７０−２から送信されてくる応答には、機能モジュール７０−２を特定するIDと、機能モジュール７０−２の負荷３０２の最大消費電力の値を表す情報が含まれている。
【０１３５】
ステップＳ１２２において、電源モジュール５５の通信処理回路は、機能モジュール７０からの応答があったか否かを判定する。ステップＳ１２２において、応答があったと判定された場合、処理は、ステップＳ１２３に進む。
【０１３６】
なお、機能モジュール７０から受信された応答のデータは、電源モジュール５５の通信処理回路の処理によって図１８乃至図２０を参照して上述したように復号されて、この後の処理に用いられるものとする。
【０１３７】
ステップＳ１２３において、電源モジュール５５の通信処理回路は、装着フラグをONに設定する。ステップＳ１２４において、電源モジュール５５の通信処理回路は、受信した応答を解析し、機能モジュール７０の消費電力に関する情報などを取得する。
【０１３８】
ここで、装着フラグは、例えば、機能モジュール７０が装着されたことを表すフラグとされ、機能モジュール７０が装着されている場合、装着フラグはONとなり、機能モジュール７０が装着されていない場合、装着フラグはOFFとなる。電力伝送装置１０に複数の機能モジュール７０が装着されている場合、装着フラグがONに設定されるとともに、装着されている機能モジュール７０の数も合わせてカウントされ、通信処理回路の内部のメモリなどに記憶される。また、電力伝送装置１０に複数の機能モジュール７０が装着されている場合、機能モジュールの消費電力に関する情報が、個々の機能モジュールを特定するIDなどに対応付けられて通信処理回路の内部のメモリなどに記憶される。
【０１３９】
一方、ステップＳ１２２において、応答がなかったと判定された場合、処理は、ステップＳ１２５に進む。
【０１４０】
ステップＳ１２５において、電源モジュール５５の通信処理回路は、装着フラグをOFFに設定する。
【０１４１】
図２５に戻って、ステップＳ１０２の処理の後、処理は、ステップＳ１０３に進み、電源モジュール５５の通信処理回路は、機能モジュール７０が装着されているか否かを判定する。ステップＳ１０２（図２６を参照して上述した通信処理）において、装着フラグがONとされている場合、ステップＳ１０３では、機能モジュール７０が装着されていると判定され、処理は、ステップＳ１０４に進む。
【０１４２】
ステップＳ１０４において、電源モジュール５５の通信処理回路は、ステップＳ１０２の処理により得られた情報に基づいて、装着されている機能モジュール７０の数を特定する。
【０１４３】
ステップＳ１０５において、電源モジュール５５の通信処理回路は、ステップＳ１０２の処理により取得された情報に基づいて、装着されている機能モジュール７０の起動順序を特定する。
【０１４４】
ステップＳ１０４の処理により、機能モジュールが複数装着されていると特定された場合、ステップＳ１０５において、複数の機能モジュールの起動順序が特定される。これにより、消費電力が大きい機能モジュールから順に起動されるように起動順序が設定される。
【０１４５】
ステップＳ１０６において、電源モジュール５５の通信処理回路は、ステップＳ１０５の処理で特定された起動順序に従って、機能モジュール７０に電力を供給する。このとき、例えば、筐体５０の金属板５１と金属板５２により電力が供給されるとともに、起動順序に対応する特定の機能モジュールの起動を指令する信号が筐体５０の金属板５１と金属板５２から送信される。このとき送信される、起動順序に対応する特定の機能モジュールの起動を指令する信号は、図１４を参照して上述したように伝送され、その指令を受信すべき機能モジュールにより受信される。そして、機能モジュールの起動を指令する信号を受信した機能モジュールは、電力変換回路３０１を起動させて負荷３０２による電力の消費を開始する。
【０１４６】
ステップＳ１０７において、電源モジュール５５の通信処理回路は、異常が検出されたか否かを判定する。ここでは、装着されている機能モジュールがそれぞれ正常に動作しているか否か（異常か）が検出されるものとし、異常の検出は、例えば、機能モジュール７０のRF信号処理回路３４１との間で定期的に送受信される情報などに基づいて行われるようにしてもよいし、機能モジュール７０の消費電力の変化などに基づいて行われるようにしてもよい。
【０１４７】
ステップＳ１０７において、異常が検出されたと判定された場合、処理は、ステップＳ１０８に進み、数秒間待機することになる。その後、処理は、ステップＳ１０２に進み、それ以後の処理が繰り返し実行される。
【０１４８】
ステップＳ１０７において、異常が検出されなかったと判定された場合、処理は、ステップＳ１０９に進み、電源モジュール５５の電源がOFFされたか否かが判定される。
【０１４９】
ステップＳ１０９において、電源がOFFされていないと判定された場合、処理は、ステップＳ１０６に戻る。ステップＳ１０９において電源がOFFされたと判定された場合、処理は終了する。
【０１５０】
なお、ステップＳ１０３において、機能モジュール７０が装着されていないと判定された場合、ステップＳ１０４乃至Ｓ１０９の処理はスキップされて処理が終了する。
【０１５１】
このようにして、電力供給通信処理が行われる。このようにすることで、装着された機能モジュールに電力を供給することもできるし、また、電力伝送装置から機能モジュールへの通信または機能モジュール同士の通信を行うこともできる。
【０１５２】
例えば、入力画像を高画質化して出力する画像処理装置に、本発明の電力伝送装置１０と機能モジュール７０を適用した場合、着脱可能な機能モジュール７０−１を、電力伝送装置１０に装着するだけで、自動的に電力が供給され、必要な情報の通信が行われて、機能モジュール７０−１の信号処理ＬＳＩにより入力画像のノイズが除去されて高画質化された画像が出力される。そして、さらに機能モジュール７０−２を電力伝送装置１０に装着すると、やはり自動的に電力が供給され、必要な情報の通信が行われて、機能モジュール７０−２の信号処理ＬＳＩにより入力画像の画素の補間処理が行われてさらに高画質化された画像が出力されるようにすることができる。
【０１５３】
ここでは、電力伝送装置１０により、機能モジュール７０に電力とともに信号が伝送される場合の例について説明したが、機能モジュール７０に信号のみが伝送されるようにすることも可能である。
【０１５４】
例えば、ケーブル、バッテリなどにより機能モジュール７０に電力を供給するようにし、水溶液５４を媒体とした無線通信のみが電力伝送装置１０の筐体５０の内部で行われるようにしてもよい。すなわち、本発明の電力伝送装置１０において、機能モジュール７０への電力の伝送は別ルートで行うようにし、機能モジュール７０と筐体５０との間の通信、または複数の機能モジュール７０間の通信などが行われるようにしてもよい。
【０１５５】
すなわち、本発明の電力伝送装置１０が、電力を伝送するものとして用いられるのではなく、水溶液５４を媒体とした無線通信を行うための通信装置として用いられるようにすることも可能である。従って、本発明の電力伝送装置１０は、通信装置と言い換えることもできる。
【０１５６】
この場合、水溶液を媒体として無線通信が行われるので、やはり搬送波が不要となるが、電力を別ルートで供給するようにすれば、さらに送信部４０１の符号化の処理、受信部４０３の復号の処理も不要となる。
【０１５７】
電力を別ルートで供給するようにすれば、例えば、ベースバンドのデジタル信号（パルス）を直接送受信するようにすることも可能となる。また、上述したように、直近に配置された機能モジュールに順番に信号が伝送されるので、やはり混信を抑止することが可能となる。
【０１５８】
また、本発明の通信装置（電力伝送装置１０）は、例えば、電子機器の筐体内で行われる無線通信において問題となる、マルチパスの問題を解決する。
【０１５９】
従来、例えば、映像信号に代表される高速大容量通信を、定常性のマルチパス環境で行なうと一般的な復号ではマルチパスによって発生する直流オフセット等によって信号が損失し通信が行なえないという問題があった。ここでの定常性のマルチパスとは、無線通信する送信器と受信器とが金属で覆われた環境にて発生するものであり、この様な環境としては、例えば、電子機器内において無線通信を行なう場合が挙げられる。
【０１６０】
すなわち、電子機器の筐体内部など、金属で覆われた狭い空間内で無線通信を行うと、送信信号が電子機器などの筐体内で幾重にも反射して受信信号の波形が崩れてしまうという問題がある。このため、従来は、電子機器などの筐体内で部品（機能モジュールなど）同士を無線通信させる構成を採用することは難しかった。
【０１６１】
例えば、電子機器の筐体内においてASK(Amplitude Shift Keying)変調を用いた無線通信を行なった場合に，定常性のマルチパス信号がどのようなものになるかを説明する。
【０１６２】
筐体内で放射された電波には、筐体の中に存在する白色ノイズ(例えば、熱雑音)や有色ノイズ(例えば、他のLSIから放射されるノイズ)、または筐体内の壁面や基板で反射若しくは回折した信号が足し合わされるので、この電波を受信すると、送信した本来の信号形状は再現されず、歪んだ波形となる。特に、送信した信号電力と同じ大きさで受信点に入る反射波による劣化は深刻なものである。
【０１６３】
反射波は受信すべき信号の波形と同じであるが、受信すべき信号と経路が異なる(従って、伝送にかかる時間がずれた)信号と言える。その反射波が受信点において受信すべき本来の信号に重なると、波形が歪み、混信が起こり、復号が困難になる。
【０１６４】
図２７乃至図３０は、筐体内外でASK変調された電波を放射した場合の受信波形であって、オシロスコープにより観察された受信波形を示したものである。図２７ａおよび図２７ｂは、それぞれ電波による信号の伝送速度が２５０kbpsの場合の、筐体の外部での受信波形および筐体の内部での受信波形を示している。図２８ａおよび図２８ｂは、それぞれ電波による信号の伝送速度が５００kbpsの場合の、筐体の外部での受信波形および筐体の内部での受信波形を示している。同様に、図２９ａおよび図２９ｂ、並びに図３０ａおよび図３０ｂは、それぞれ電波による信号の伝送速度が１Mbpsの場合、並びに電波による信号の伝送速度が２Mbpsの場合に対応するものである。
【０１６５】
ASK変調方式では、信号が有るか無いかによりベースバンド信号の「１」か「０」かを表す変調方式であるので、伝送速度が速くなるに従って、本来なら「０」として判定（復号）されるべき信号区間に反射波が重なって波形が崩れ、「1」と判定される可能性が高くなってしまう。
【０１６６】
例えば、図２７ａまたは図２８ａに示される受信波形が筐体内部の反射波によって歪むと、図２７ｂまたは図２８ｂに示される波形となるが、図２７ｂまたは図２８ｂの受信波形であれば、ベースバンド信号の「０」に対応する信号区間と、ベースバンド信号の「１」に対応する信号区間は、ほぼ明確に区別できる。しかしながら、図２９ａに示される受信波形が筐体内部の反射波によって歪むと、図２９ｂに示される波形となり、図２９ｂの受信波形では、ベースバンド信号の「０」に対応する信号区間と、ベースバンド信号の「１」に対応する信号区間とを明確に区別し難くなっている。さらに、図３０ａに示される受信波形が筐体内部の反射波によって歪むと、図３０ｂに示される波形となるが、図３０ｂの受信波形では、ベースバンド信号の「０」に対応する信号区間と、ベースバンド信号の「１」に対応する信号区間とを区別することが難しい。
【０１６７】
このように、信号の伝送速度によって、受信波形における反射波の影響が大きく異なり、また、信号の伝送速度が高いほど、反射波によって通信の品質が大きく劣化することになる。
【０１６８】
図３１ａは、所定の伝送速度でASK変調された電波を放射した場合の送信波形であって、オシロスコープにより観察された送信波形を示したものである。図３１ｂは、図３１ａに示される電波が筐体内で受信された場合の受信波形であって、オシロスコープにより観察された受信波形を示したものである。図３１ｂの波形は、筐体内で発生した反射波の影響により波形が歪んでいる。
【０１６９】
図３２ａは、図３１ａに示される送信波形について、所定の時間間隔内の波形を１４波の波形の包絡線の位相を揃えて重ねたものである。また、図３２ｂは、図３１ｂに示される受信波形について、図３２ａと同じ所定の時間間隔内の波形を１４波の波形の包絡線の位相を揃えて重ねたものである。
【０１７０】
図３２ｂに示される波形には、図３２ａに示される波形と同様の振幅の形状が見られる。すなわち、筐体内で発生する反射波による受信波形の劣化は、時間に対してほぼ一定であり受信波形に対して反射波が影響を及ぼす時間は短いことが分かる。
【０１７１】
このように、受信すべき電波（本来の信号）と、その電波とは異なる経路で伝送されてくる反射波とが重なり合って形成される信号波は、マルチパス波とも称され、上述したように、マルチパス波による影響は、送信信号の速度が上がるにつれてより深刻なものとなる。また、上述したように、電子機器の筐体内などで発生するマルチパスによる受信波形の劣化は時間に対してほぼ一定であり、受信波形においてマルチパス波が影響を及ぼす時間は短いことが分かっており、電子機器の筐体内などの環境は、定常性のマルチパスの環境ということができる。
【０１７２】
この様な定常性のマルチパスの環境において、通信品質の改善を試みる方法には、次のような方式がある。
【０１７３】
例えば、変復調にOFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数多重）を用いることにより、通信品質の改善を図ることが考えられる。しかし、OFDMは一般に高速フーリエ変換を行なう必要があり、消費電力の増大が問題になる。
【０１７４】
また、例えば、SS（Spread Spectrum：スペクトラム拡散）とレイク受信を用いることにより、通信品質の改善を図ることも考えられる。しかし、SSは、送信信号よりも高速な信号処理が必要であり、例えば、映像信号の伝送のような広帯域の通信には適さない。
【０１７５】
また、例えば、マルチアンテナを用いることにより、通信品質の改善を図ることも考えられる。しかし、マルチアンテナの効果を得るためには、アンテナの間隔を十分に離す必要があり、例えば、電子機器筐体内の基板上でマルチアンテナを実現する場合、配置場所の限られてしまい、装置が大型化してしまったり、設計の自由度が制限されてしまう。
【０１７６】
さらに、電波吸収体を用いることにより、通信品質の改善を図る方式も考えられる。例えば、筐体内に、フェライトやウレタンなどを材料として構成される板状の電波吸収体を筐体の内壁に適宜貼り付けるなどすれば、筐体内での反射波の発生を抑制することができる。
【０１７７】
しかし、本発明のように、筐体内に水溶液を注入し、その水溶液を媒体とした無線通信を行うようにすれば、電波吸収体などを設けることなく反射波の発生を抑制することができる。
【０１７８】
水溶液によって電波の波長が短縮され、波長に対する筐体の大きさが十分大きくなるので、定常性のマルチパスの反射波の伝送距離が長くなり、その結果、反射波が十分減衰するからである。また、水溶液自体に少量の電波吸収を行なう性質があるので、伝送距離が長くなるほど、電波の減衰が大きくなり、その結果、伝送距離の長い定常性のマルチパスの反射波は、本来の経路で受信される電波より大きく減衰して、受信波形に与える影響が小さくなるからである。
【０１７９】
また、本発明の通信装置においては、OFDMやＳＳなどの変調方式を採用する必要がないので、広帯域の無線通信を低コストで実現することも可能となる。
【０１８０】
従って、本発明によれば、例えば、機能モジュールの通信のための配線等の制約がなくなり、機能モジュールの搭載位置を自由に調節することも可能となる。その結果、設計の自由度の向上、製造コストの上昇の抑制とともに、広帯域の無線通信におけるマルチパスの影響の排除を実現することができる。
【０１８１】
なお、本明細書において上述した一連の処理を実行するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１８２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電力伝送装置の構成例を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る機能モジュールの構成例を示す斜視図である。
【図３】図２の機能モジュールの断面図である。
【図４】機能モジュールの別の構成例を示す断面図である。
【図５】図１の電力伝送装置に機能モジュールが装着された場合の例を示す図である。
【図６】図５における電力の伝送経路を説明する図である。
【図７】図５に示される電力伝送装置の等価回路の例を示す図である。
【図８】機能モジュールの構成例を示すブロック図である。
【図９】機能モジュールの別の構成例を示すブロック図である。
【図１０】電力伝送装置の別の構成例を示す斜視図である。
【図１１】機能モジュールのさらに別の構成例を示す図である。
【図１２】図１１機能モジュールを裏側の側面からみた図である。
【図１３】機能モジュールのさらに別の構成例を示すブロック図である。
【図１４】図１３の機能モジュールを用いて行われる通信の経路を説明する図である。
【図１５】図１３のRF信号処理回路の構成例を示すブロック図である。
【図１６】図１５の送信部の構成例を示すブロック図である。
【図１７】IQシンボルの構成を説明する図である。
【図１８】図１５の受信部の構成例を示すブロック図である。
【図１９】図１５の同期部の構成例を示すブロック図である。
【図２０】ベースバンド信号、クロック信号、および同期信号について説明する図である。
【図２１】本発明の電力伝送装置により、機能モジュールに信号を伝送した場合の信号の透過量を調べた実験結果を示す図である。
【図２２】機能モジュールの通信処理を説明するフローチャートである。
【図２３】送信処理を説明するフローチャートである。
【図２４】受信処理を説明するフローチャートである。
【図２５】電力供給通信処理を説明するフローチャートである。
【図２６】通信処理を説明するフローチャートである。
【図２７】筐体内外でASK変調された電波を放射した場合の受信波形を示す図である。
【図２８】筐体内外でASK変調された電波を放射した場合の受信波形を示す図である。
【図２９】筐体内外でASK変調された電波を放射した場合の受信波形を示す図である。
【図３０】筐体内外でASK変調された電波を放射した場合の受信波形を示す図である。
【図３１】所定の伝送速度でASK変調された電波を放射した場合の送信波形と受信波形を示す図である。
【図３２】図３１の波形について、所定の時間間隔内の波形を１４波の波形の包絡線の位相を揃えて重ねたものである。
【符号の説明】
【０１８３】
１０  電力伝送装置，  ５０  筐体，  ５１，５２  金属板，  ５４  水溶液，  ５５  電源モジュール，  ７０  機能モジュール，  ７１，７２  金属板，  ７３  本体，  ８１  封止材，  ８２  封止材，  １０１  電力変換回路，  １０２  負荷，  １２１  スイッチングレギュレータ，  １２２  可変容量コンデンサ，  １２３  コントローラ，  １２５  ダイオードブリッジ，  ３４１  RF信号処理回路，  ３４１，３４２  カップリングコンデンサ，  ４００  送受信切り替えスイッチ，  ４０１  送信部，  ４０２  等価器，  ４０３  受信部，  ４２１  フィルタ，  ４２２  加算器，  ４２３  符号化器，  ４４１  ７段シフトレジスタ，  ４４２  相関計算部，  ４４３  復号器，  ４６１  ４乗部，  ４６２  位相同期部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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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２４】
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【図２５】
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【図２６】
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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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