JP6691805B2

JP6691805B2 - ワイヤレス給電システム

Info

Publication number: JP6691805B2
Application number: JP2016075429A
Authority: JP
Inventors: 貴之杉本; 山本　裕治; 裕治山本; 山根　俊博; 俊博山根; 慧古川; 寛之木原
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2016-04-04
Filing date: 2016-04-04
Publication date: 2020-05-13
Anticipated expiration: 2036-04-04
Also published as: JP2017188995A

Description

本発明は、ワイヤレス給電システムに関する。

近年、スマートフォン、タブレット端末などの携帯情報端末が急速に普及しており、人間の様々なライフスタイルを実現可能としている。
ただし、これらの携帯情報端末の電源は電池であるため、その電池の充電をし忘れることにより携帯情報端末が使用不能になる場合がある。そこで、所定の範囲にある携帯情報端末に対してワイヤレスで電力を伝送するワイヤレス給電システムに注目が集まっている（例えば、特許文献１参照）。特に、携帯情報端末を業務で利用する会社の割合は年々増加しているため、会社のオフィス内でのワイヤレス給電システムの適用が求められている。

ところで、会社において、携帯情報端末の利用頻度は従業員によって異なる。例えば、携帯情報端末の利用頻度は、オフィス内で仕事をする従業員よりも外出先で仕事をする従業員（例えば営業担当者等）の方が高い。すなわち、外出先で仕事をする従業員の携帯情報端末の方がオフィス内で仕事をする従業員の携帯情報端末より電池の消耗が速い。

特開２０１１−１９２９１号公報

しかしながら、ワイヤレス給電システムにより伝送可能な電力容量には限りがあるため、すべての携帯情報端末を充電することは困難である。そのため、外出先で仕事をする従業員の携帯情報端末の電池が十分に充電されずに、外出先で電池切れになってしまう場合がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、携帯情報端末の電池が切れることを抑制することができるワイヤレス給電システムを提供することである。

本発明の一態様は、ユーザが所有する携帯情報端末と無線通信することで、前記携帯情報端末の位置情報と前記携帯情報端末の電池の電池残量値と、前記ユーザのスケジュールと、を前記携帯情報端末毎に取得する取得部と、前記電池残量値と前記スケジュールとに基づいて、前記携帯情報端末の優先度を設定する優先度設定部と、前記優先度の高い前記携帯情報端末の前記位置情報を出力する出力部と、前記出力部により出力された前記位置情報の前記携帯情報端末に電力を送電する送電装置と、を備え、前記スケジュールは、在席時間を含み、前記優先度設定部は、前記電池残量値と前記在席時間との乗算値が小さい前記携帯情報端末ほど、前記優先度を高く設定する、ワイヤレス給電システムである。

また、本発明の一態様は、上述のワイヤレス給電システムであって、前記出力部は、前記優先度が最も高い前記携帯情報端末から低い前記携帯情報端末の順に前記位置情報を出力する。

また、本発明の一態様は、上述のワイヤレス給電システムであって、前記出力部は、出力した前記位置情報を有する前記携帯情報端末の電池残量値が所定の閾値を超えた場合には、次に優先度が高い前記携帯情報端末の前記位置情報を出力する。

また、本発明の一態様は、上述のワイヤレス給電システムであって、各前記携帯情報端末に電力を送電する送電時間を前記優先度に応じて設定する送電時間設定部と、をさらに備え、前記出力部は、前記優先度の高い前記携帯情報端末の前記位置情報と、前記携帯情報端末の前記送電時間とを前記送電装置に出力し、前記送電装置は、前記位置情報の前記携帯情報端末に対して前記送電時間のみ電力を送電する。

以上説明したように、本発明によれば、携帯情報端末の電池が切れることを抑制することができるワイヤレス給電システムを提供することができる。

本実施形態におけるワイヤレス給電システム１の概略構成の一例を示す図である。本実施形態における無線電力給電管理サーバ４の概略構成の一例を示す図である。本実施形態における無線電力給電管理サーバ４の優先度の設定方法を説明する図である。本実施形態における無線電力給電管理サーバ４の処理の流れの流れを示す図である。本実施形態における送電時間を説明する図である。

本実施形態のワイヤレス給電システムは、ユーザが所有する携帯情報端末と無線通信することで取得した携帯情報端末の電池残量値と、前記ユーザのスケジュールとに基づいて、携帯情報端末毎に優先度を設定し、その優先度の高い携帯情報端末から順に電力を送電する。

図１は、本実施形態におけるワイヤレス給電システム１の概略構成の一例を示す図である。本実施形態におけるワイヤレス給電システム１は、所定の範囲にある携帯情報端末２に対してワイヤレスで電力を伝送するシステムであって、例えば、オフィスに導入される。

図１は、本実施形態におけるワイヤレス給電システム１の一例を示す概略図である。ワイヤレス給電システム１は、アクセスポイント３、無線電力給電管理サーバ４及び送電装置５を備える。

本実施形態では、携帯情報端末２は、オフィスの中に存在し、無線ＬＡＮ機能を有する機器である。また、携帯情報端末２は、オフィス内にいる従業員（ユーザ）の携帯情報端末である場合を例として、ワイヤレス給電システム１について説明する。携帯情報端末２は、例えば、携帯電話、スマートフォン、ノートパソコン、タブレット端末である。なお、本実施形態では、オフィス内に４つの携帯情報端末２（携帯情報端末２Ａ〜２Ｄ）がある場合について、説明する。

通信回線１０は、アクセスポイント３と無線電力給電管理サーバ４との間で情報を伝達する。また、通信回線１０は、無線電力給電管理サーバ４と送電装置５との間で情報を伝達する。通信回線１０は、有線通信の伝送路であってもよく、無線通信の伝送路であってもよく、それらの組み合わせであってもよい。通信回線１０は、インターネット、専用回線、無線通信網又はそれらの組み合わせであってもよい。無線通信網における通信方式は、３Ｇ方式、ＬＴＥ方式、４Ｇ方式などの移動体通信方式であってもよく、ＷｉＦｉ（登録商標）のような無線ＬＡＮ方式、ＷｉＭＡＸ（登録商標）のような無線ＭＡＮ方式、無線ＷＡＮ方式などの無線データ通信方式であってもよい。

携帯情報端末２Ａ〜２Ｄのぞれぞれは、アクセスポイント３及び通信回線１０を介して、通信回線１０に接続された無線電力給電管理サーバ４と情報を送受する。例えば、携帯情報端末２Ａ〜２Ｄのそれぞれの通信方式は、３Ｇ方式、ＬＴＥ方式、４Ｇ方式などの移動体通信方式でもよいし、無線ＬＡＮ方式、無線ＭＡＮ方式、無線ＷＡＮ方式などの無線データ通信方式でもよいし、その両方でもよい。

アクセスポイント３は、例えばオフィス内に設けられている。アクセスポイント３は、１以上の中継装置の一例である。

無線電力給電管理サーバ４は、アクセスポイント３から、アクセスポイント３の通信圏内に存在している携帯情報端末２Ａ〜２Ｄのそれぞれの位置情報及び状態情報を取得する。状態情報は、各携帯情報端末２Ａ〜２Ｄに内蔵されている電池の残量値（以下、「電池残量値」という。）の情報及び、各携帯情報端末２Ａ〜２Ｄのユーザのスケジュールの情報である。例えば、電池残量値は、ＳＯＣ（State Of Charge）である。例えば、ユーザのスケジュールは、オフィス内に在席する在席時間や営業先などに外出する外出時間を含む。なお、例えば、携帯情報端末２Ａ〜２Ｄには、アクセスポイント３を介して無線電力給電管理サーバ４に、位置情報及び状態情報を送信可能なアプリケーションがインストールされている。

図２は、本実施形態における無線電力給電管理サーバ４の概略構成の一例を示す図である。
無線電力給電管理サーバ４は、取得部４１、格納部４２、優先度設定部４３及び出力部４４を備える。
取得部４１は、複数の携帯情報端末２の位置情報及び状態情報を、携帯情報端末２毎に取得する。本実施形態では、取得部４１は、携帯情報端末２Ａ〜２Ｄのそれぞれの位置情報及び状態情報を取得し、取得した位置情報及び状態情報を携帯情報端末２毎に格納部４２に格納する。

優先度設定部４３は、格納部４２に格納されている状態情報である電池残量値とスケジュールとに基づいて、携帯情報端末２Ａ〜２Ｄの優先度を設定する。例えば、優先度設定部４３は、電池残量値と在席時間との乗算値が小さい携帯情報端末２ほど、優先度を高く設定する。すなわち、優先度設定部４３は、在席時間が短く、且つ電池の残量が少ない携帯情報端末２の優先度をより高く設定する。この優先度とは、複数の携帯情報端末２の中で、どの携帯情報端末２を優先的に充電させるかを決定するための優先度である。すなわち、優先度の高い携帯情報端末２から電力が送電されることで、優先度の高い携帯情報端末２から充電される。

図３は、無線電力給電管理サーバ４の格納部４２に格納されている情報の一例を、テーブル形式で示す図である。
格納部４２は、識別情報、位置情報、電池残量値、在席時間、電池残量値×在席時間及び優先度を互いに対応づけて格納している。識別情報のフィールドは、携帯情報端末２を一意に特定するための識別情報が格納される。この識別情報は、携帯情報端末２から取得してもよいし、無線電力給電管理サーバ４が割り当ててもよい。本実施形態では、０００１が携帯情報端末２Ａ、０００２が携帯情報端末２Ｂ、０００３が携帯情報端末２Ｃ、０００４が携帯情報端末２Ｄを示す。

位置情報のフィールドには、携帯情報端末２Ａ〜２Ｄのぞれぞれの位置を示す情報が格納される。本実施形態では、Ｈ１が携帯情報端末２Ａの位置、Ｈ２が携帯情報端末２Ｂの位置、Ｈ３が携帯情報端末２Ｃの位置、Ｈ４が携帯情報端末２Ｄの位置を示す。
電池残量値のフィールドには、携帯情報端末２Ａ〜２Ｄのぞれぞれの電池の電池残量値を示す情報が格納される。本実施形態では、携帯情報端末２Ａの電池残量値が３０％、携帯情報端末２Ｂの電池残量値が４０％、携帯情報端末２Ｃの電池残量値が６０％、携帯情報端末２Ｄの電池残量値が２０％である。

在席時間のフィールドには、携帯情報端末２Ａ〜２Ｄのぞれぞれのユーザが所定の時間帯にオフィスに在席する在席時間が格納されている。本実施形態では、携帯情報端末２Ａのユーザの在席時間が５０分、携帯情報端末２Ｂのユーザの在席時間が５０分、携帯情報端末２Ｃのユーザの在席時間が６０分、携帯情報端末２Ｄのユーザの在席時間が７０分である。

電池残量値×在席時間のフィールドには、携帯情報端末２Ａ〜２Ｄのぞれぞれの電池残量値と在席時間との乗算値が格納される。この乗算値は、優先度設定部４３により算出される。本実施形態では、携帯情報端末２Ａの電池残量値×在席時間が１５００、携帯情報端末２Ｂの電池残量値×在席時間が２０００、携帯情報端末２Ｃの電池残量値×在席時間が３６００、携帯情報端末２Ｄの電池残量値×在席時間が１４００である。

優先度のフィールドには、携帯情報端末２Ａ〜２Ｄの中でどの携帯情報端末を優先的に充電するかを示す優先度が格納される。この優先度は、優先度設定部４３により設定される。なお、本実施形態では、優先度の値が小さい方が、優先度が高いとする。したがって、図３に示す例では、優先度が高い順として、携帯情報端末２Ｄ、携帯情報端末２Ａ、携帯情報端末２Ｂ、携帯情報端末２Ｃとなる。

出力部４４は、優先度の高い携帯情報端末２の位置情報を通信回線１０を介して送電装置５に出力する。例えば、出力部４４は、優先度が最も高い携帯情報端末２から低い携帯情報端末２の順に、その携帯情報端末２の位置情報を出力する。本実施形態では、出力部４４は、携帯情報端末２Ｄ、携帯情報端末２Ａ、携帯情報端末２Ｂ、携帯情報端末２Ｃの順に、その携帯情報端末２の位置情報を送電装置５に出力する。なお、次の携帯情報端末２の位置情報を出力するタイミングは、任意に設定し得るが、例えば、出力部４４は、出力した位置情報の携帯情報端末２の電池残量値が所定の閾値を超えた場合には、次に優先度が高い携帯情報端末２の位置情報を出力する。例えば、出力部４４は、携帯情報端末２Ｄの位置情報Ｈ４を送電装置５に出力し、携帯情報端末２Ｄの電池残量値が閾値を超えた場合には、携帯情報端末２Ａの位置情報Ｈ１を送電装置５に出力する。この閾値は、例えば、電池の満充電を示す値である。

例えば、送電装置５は、公知のワイヤレス給電の技術を用いることにより、出力部４４により出力された位置情報の携帯情報端末２に電力を送電する。例えば、本実施形態において、送電装置５をオフィスの天井又は床下に複数設け、出力部４４から出力された位置情報の携帯情報端末２に最も近い送電装置５からその携帯情報端末２に電力を送電する。これにより、携帯情報端末２は、送電装置５により無線で電力が送電されことで充電される。また、送電装置５は、送電する電力の指向性を制御可能な装置であってもよい。

以下に、本実施形態における無線電力給電管理サーバ４の処理の流れについて、説明する。なお、無線電力給電管理サーバ４は、以下に示す処理（ステップＳ１０１〜ステップＳ１０７）を所定時間毎に行ってもよいし、予め設定された時間に行ってもよい。図４は、本実施形態における無線電力給電管理サーバ４の処理の流れの流れを示す図である。

取得部４１は、携帯情報端末２Ａ〜２Ｄのぞれぞれの位置情報及び状態情報を取得する（ステップＳ１０１）。優先度設定部４３は、取得部４１が取得した状態情報に基づいて、携帯情報端末２Ａ〜２Ｄの優先度を設定する。例えば、優先度設定部４３は、取得部４１が取得した状態情報である電池残量値と在席時間との乗算値が小さい携帯情報端末２ほど、優先度を高く設定する（ステップＳ１０２）。

出力部４４は、優先度設定部４３により優先度が設定された携帯情報端末２Ａ〜２Ｄのうち、優先度の高い携帯情報端末２の位置情報を通信回線１０を介して送電装置５に出力する（ステップＳ１０３）。送電装置５は、出力部４４により出力された位置情報の携帯情報端末２に電力を送電する。これにより、優先度が高い携帯情報端末２（例えば、携帯情報端末Ｄ）が充電される。

出力部４４は、出力した位置情報を有する携帯情報端末Ｄの電池残量値が閾値を超えた場合には（ステップＳ１０４）、次に優先度が高い携帯情報端末Ａの位置情報を出力する（ステップＳ１０５）。これにより、優先度が次に高い携帯情報端末２Ａが充電される。なお、無線電力給電管理サーバ４は、携帯情報端末Ｄからの電池残量値を一定周期毎に取得し、その取得した電池残量値と閾値とを比較することで携帯情報端末Ｄの電池残量値が閾値を超えたことを判定してもよいし、携帯情報端末Ｄが自装置の電池残量値と閾値とを比較し、その比較結果に基づいて携帯情報端末Ｄの電池残量値が閾値を超えたことを判定してもよい。

また、無線電力給電管理サーバ４は、出力部４４により出力された位置情報の携帯情報端末Ａの電池残量値が閾値を超えた場合には（ステップＳ１０６）、次に優先度が高い携帯情報端末２の位置情報があるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。出力部４４は、次に優先度が高い携帯情報端末２の位置情報がある場合には、その位置情報を送電装置５に出力する（ステップＳ１０５）。ただし、出力部４４は、次に優先度が高い携帯情報端末２の位置情報がない場合には、その位置情報を送電装置５に出力しない（ステップＳ１０５）。例えば、無線電力給電管理サーバ４は、優先度が最も低い携帯情報端末２Ｃに対する充電が完了した場合には、携帯情報端末２に対して電力を送電することを停止させる。

上述の実施形態において、ワイヤレス給電システム１は、ユーザが所有する携帯情報端末２と無線通信することで、各携帯情報端末２の位置情報と状態情報とを取得する取得部４１と、その状態情報に基づいて、各携帯情報端末の優先度を設定する優先度設定部４３と、設定された優先度の高い携帯情報端末２の位置情報を出力する出力部４４と、出力部４４により出力された位置情報の携帯情報端末２に電力を送電する送電装置５と、を備える。これにより、従業員による携帯情報端末２の充電し忘れによる携帯情報端末２の電池が切れを抑制することができる。また、電池残量値及び従業員のスケジュールに基づいて優先度が設定され、その優先度に応じて無線で充電する携帯情報端末２が決定される。これにより、例えば、外出先で仕事をする従業員の携帯情報端末２を優先的に充電することが可能になり、外出先等で携帯情報端末２の電池が切れることを抑制することができる。

なお、上述の実施形態において、無線電力給電管理サーバ４は、各携帯情報端末２に電力を送電する送電時間を優先度に応じて設定する送電時間設定部と、をさらに備えてもよい。図５は、本実施形態における送電時間を説明する図である。

図５に示すように、例えば、１サイクルの送電時間を６０秒として、その送電時間を優先度に応じて各携帯情報端末２に割り当てる。この場合には、優先度が高い携帯情報端末２ほど、長い送電時間が割り当てられる。ここで、送電時間が割り当てられる携帯情報端末２は、オフィス内に存在するすべての携帯情報端末２ではなく、任意の携帯情報端末２のみに割り当ててもよい。例えば、最も高い優先度から所定の優先度までの携帯情報端末２にのみに充電を行うために、最も高い優先度から所定の優先度までの携帯情報端末２にのみ送電時間を割り当ててもよい。

そして、出力部４４は、優先度の高い携帯情報端末２の位置情報と、携帯情報端末２の送電時間とを送電装置５に出力する。なお、出力部４４は、上記１サイクルにおける電力の送電を繰り返し行ってもよい。送電装置５は、出力部４４から出力された位置情報の携帯情報端末２に対して送電時間のみ電力を送電する。なお、１サイクルの送電時間は、任意に設定可能であり、例えば、電池残量値、スケジュール、オフィス内に存在する携帯情報端末２の数等に応じて設定可能である。

また、上述の実施形態において、出力部４４は、複数の位置情報のうち、最も高い優先度から所定の優先度までの携帯情報端末２の位置情報を、優先度が高い順に送電装置５に出力してもよい。

また、上述の実施形態において、無線電力給電管理サーバ４は、各携帯情報端末２から事前にスケジュールの情報を取得してもよい。この場合に、無線電力給電管理サーバ４は、そのスケジュールに基づいて、無線で送電装置５から携帯情報端末２に電力を送電させる時間帯にオフィス内に存在する携帯情報端末２を抽出する。なお、無線で送電装置５から携帯情報端末２に電力を送電させる時間帯は、予め設定される。そして、無線電力給電管理サーバ４は、実際に無線で送電装置５から携帯情報端末２に電力を送電させる時間帯になった場合には、事前に抽出した携帯情報端末２がオフィス内に存在するか否かを位置情報に基づいて判定してもよい。そして、無線電力給電管理サーバ４の優先度設定部４３は、オフィス内に存在すると判定された携帯情報端末２にのみ優先度を設定する。これにより、オフィス内に存在する携帯情報端末２にのみ充電することができ、無駄な電力を送電することを防止することができる。

また、上述の実施形態において、無線電力給電管理サーバ４は、オフィスの入退出エリアに設けられた認証装置における従業員の入退出情報に基づいて、事前に抽出した携帯情報端末２がオフィス内に存在するか否かを判定してもよい。

また、上述の実施形態において、優先度設定部４３は、格納部４２に格納されている状態情報である電池残量値と外出時間とを用いて、携帯情報端末２の優先度を設定してもよい。例えば、優先度設定部４３は、ユーザの外出する時間帯が早く、且つ電池の残量が少ない携帯情報端末２の優先度をより高く設定する。

また、上述した実施形態におけるワイヤレス給電システム１をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は上述の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１ワイヤレス給電システム
３アクセスポイント
４無線電力給電管理サーバ
５送電装置
４１取得部
４２格納部
４３優先度設定部
４４出力部

Claims

ユーザが所有する携帯情報端末と無線通信することで、前記携帯情報端末の位置情報と、前記携帯情報端末の電池の電池残量値と、前記ユーザのスケジュールと、を前記携帯情報端末毎に取得する取得部と、
前記電池残量値と前記スケジュールとに基づいて、前記携帯情報端末の優先度を設定する優先度設定部と、
前記優先度の高い前記携帯情報端末の前記位置情報を出力する出力部と、
前記出力部により出力された前記位置情報の前記携帯情報端末に電力を送電する送電装置と、
を備え、
前記スケジュールは、在席時間を含み、
前記優先度設定部は、前記電池残量値と前記在席時間との乗算値が小さい前記携帯情報端末ほど、前記優先度を高く設定する、
ワイヤレス給電システム。
前記出力部は、前記優先度が最も高い前記携帯情報端末から低い前記携帯情報端末の順に前記位置情報を出力する請求項１に記載のワイヤレス給電システム。
前記出力部は、出力した前記位置情報を有する前記携帯情報端末の電池残量値が所定の閾値を超えた場合には、次に優先度が高い前記携帯情報端末の前記位置情報を出力する請求項２にワイヤレス給電システム。
各前記携帯情報端末に電力を送電する送電時間を前記優先度に応じて設定する送電時間設定部と、
をさらに備え、
前記出力部は、前記優先度の高い前記携帯情報端末の前記位置情報と、前記携帯情報端末の前記送電時間とを前記送電装置に出力し、
前記送電装置は、前記位置情報の前記携帯情報端末に対して前記送電時間のみ電力を送電する請求項１に記載のワイヤレス給電システム。