JP7056900B2

JP7056900B2 - Wireless power transfer system

Info

Publication number: JP7056900B2
Application number: JP2017128993A
Authority: JP
Inventors: 隆国道関; 亜実田中; 久西川; 毅西橋
Original assignee: Ritsumeikan Trust
Current assignee: Ritsumeikan Trust
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2022-04-19
Anticipated expiration: 2037-06-30
Also published as: JP2019013100A

Description

本発明は、ワイヤレス給電システムに関する。 The present invention relates to a wireless power transfer system.

特許文献１は、電波防護指針を遵守しつつ、開空間無線電力配電方式で、大電力を必要とするアクチュエータなどの無線機器に電力を供給する無線電力配電システムを開示している。 Patent Document 1 discloses a wireless power distribution system that supplies power to wireless devices such as actuators that require a large amount of power in an open space wireless power distribution system while observing radio wave protection guidelines.

特許文献１に記載のシステムは、室内空間に人が存在すれば、人体に影響を与えるおそれのない小電力の波動を室内空間に送信し、室内空間に人が存在しなければ、大電力の波動を室内空間に送信する。 The system described in Patent Document 1 transmits a wave of low power that does not affect the human body if a person is present in the interior space, and if there is no person in the interior space, the system of high power is transmitted. The wave motion is transmitted to the indoor space.

特開２０１０－２３３４３０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-233430

特許文献１に記載のシステムは、人体に影響を与えることを回避しつつ、人体とは異なる位置にある無線機器に電力を供給するものにすぎない。すなわち、特許文献１のシステムは、人体を避けて、大電力を伝送するという発想である。 The system described in Patent Document 1 merely supplies electric power to a wireless device located at a position different from the human body while avoiding affecting the human body. That is, the system of Patent Document 1 is an idea of transmitting a large amount of electric power while avoiding the human body.

一方、本開示は、特許文献１の発想とは逆に、ウェアラブル機器を装着した人体に向けて、積極的に電力を伝送するという新規な着想に基づくものである。 On the other hand, the present disclosure is based on a new idea of positively transmitting electric power to a human body equipped with a wearable device, contrary to the idea of Patent Document 1.

本開示の一つの側面は、電磁波によってワイヤレス電力伝送をする電力伝送器と、電磁波によってワイヤレス給電されるウェアラブル機器を装着した人体と前記電力伝送器との間の距離を測定する距離センサと、前記人体と前記電力伝送器との間の距離に応じて、前記電力伝送器から伝送される電磁波の強度を、前記ウェアラブル機器を装着した前記人体に不要な生体作用を及ぼさない程度に調整するコントローラと、を備え、前記ウェアラブル機器は、前記人体に不要な生体作用を及ぼさない程度以下の電磁波強度で給電可能な機器であり、前記電力伝送器は、前記ウェアラブル機器を装着した前記人体に不要な生体作用を及ぼさずに、前記人体に装着された前記ウェアラブル機器に対してワイヤレス給電するワイヤレス給電システムである。 One aspect of the present disclosure is a power transmitter that transmits wireless power by electromagnetic waves, a distance sensor that measures the distance between a human body equipped with a wearable device wirelessly powered by electromagnetic waves, and the power transmitter, and the above. With a controller that adjusts the intensity of electromagnetic waves transmitted from the power transmitter according to the distance between the human body and the power transmitter to the extent that it does not exert unnecessary biological effects on the human body equipped with the wearable device. The wearable device is a device capable of supplying power with an electromagnetic wave intensity equal to or lower than that that does not exert an unnecessary biological action on the human body, and the power transmitter is a living body unnecessary for the human body equipped with the wearable device. It is a wireless power supply system that wirelessly supplies power to the wearable device mounted on the human body without exerting any action.

本開示の他の側面は、複数の方向に電磁波を放射して、ワイヤレス電力伝送をする電力伝送器と、複数の方向において、人体と前記電力伝送器との間の距離を測定する距離センサと、前記距離センサによって測定された複数の方向における距離に応じて、前記電力伝送器から伝送される電磁波の方向毎の強度を、電磁波によってワイヤレス給電されるウェアラブル機器を装着した人体に不要な生体作用を及ぼさない程度に調整するコントローラと、を備え、前記ウェアラブル機器は、前記人体に不要な生体作用を及ぼさない程度以下の電磁波強度で給電可能な機器であり、前記電力伝送器は、前記ウェアラブル機器を装着した前記人体に不要な生体作用を及ぼさずに、前記人体に装着された前記ウェアラブル機器に対してワイヤレス給電するワイヤレス給電システムである。 Another aspect of the present disclosure is a power transmitter that radiates electromagnetic waves in multiple directions to transmit wireless power, and a distance sensor that measures the distance between the human body and the power transmitter in multiple directions. , Unnecessary biological action on the human body wearing a wearable device that wirelessly feeds the intensity of the electromagnetic wave transmitted from the power transmitter in each direction according to the distance in a plurality of directions measured by the distance sensor. The wearable device is a device capable of supplying power with an electromagnetic wave intensity of not more than a level that does not exert unnecessary biological effects on the human body, and the power transmitter is the wearable device. This is a wireless power transfer system that wirelessly supplies power to the wearable device mounted on the human body without exerting unnecessary biological actions on the human body.

図１は、ワイヤレス給電システムの回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a wireless power transfer system. 図２は、距離センサから距離センサ測定対象物までの距離と、距離センサの出力値と、の関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the distance from the distance sensor to the object to be measured by the distance sensor and the output value of the distance sensor. 図３Ａは、テーブルの例を示す図である。FIG. 3A is a diagram showing an example of a table. 図３Ｃは、距離センサ出力値と送電電力設定値との関係を示すグラフである。FIG. 3C is a graph showing the relationship between the distance sensor output value and the transmitted power set value. 図３Ｃは、受電電力と距離との関係を示すグラフである。FIG. 3C is a graph showing the relationship between the received power and the distance. 図４Ａは、ワイヤレス給電システムを備えるマイクロフォンの斜視図である。FIG. 4A is a perspective view of a microphone including a wireless power transfer system. 図４Ｂは、ワイヤレス給電システムを備えるマイクロフォンの断面図である。FIG. 4B is a cross-sectional view of a microphone comprising a wireless power transfer system. 図５Ａは、ワイヤレス給電システムの変形例を示す回路図である。FIG. 5A is a circuit diagram showing a modified example of the wireless power feeding system. 図５Ｂは、ワイヤレス給電システムの変形例を示す回路図である。FIG. 5B is a circuit diagram showing a modified example of the wireless power feeding system.

［１．ワイヤレス給電システムの概要］ [1. Overview of wireless power transfer system]

（１）実施形態に係るワイヤレス給電システムは、電磁波によってワイヤレス電力伝送をする電力伝送器を備える。ワイヤレス電力伝送とは、非接触で電力を伝送する方式である。電力伝送器は、電力伝送のため、電磁波を放射する。電磁波の周波数は、特に限定されないが、例えば、３００ＭＨｚから３ＴＨｚの範囲内の周波数である。３００ＭＨｚから３ＴＨｚの周波数は、マイクロ波と呼ばれる。 (1) The wireless power supply system according to the embodiment includes a power transmitter that transmits wireless power by electromagnetic waves. Wireless power transmission is a method of transmitting power in a non-contact manner. The power transmitter emits electromagnetic waves for power transmission. The frequency of the electromagnetic wave is not particularly limited, but is, for example, a frequency in the range of 300 MHz to 3 THz. Frequencies from 300 MHz to 3 THz are called microwaves.

実施形態に係るワイヤレス給電システムは、距離センサを備える。距離センサは、電磁波によってワイヤレス給電されるウェアラブル機器を装着した人体と、前記電力伝送器と、の間の距離を測定する。距離センサは、例えば、超音波、電波、又は光を出射し、距離測定の対象物からの反射に基づいて、距離を測定するものである。距離測定方式は、三角測量方式であってもよいし、出射した光等が反射して戻るまでの時間で距離を求める方式であってもよい。また、距離センサは、例えば、人体と電力伝送器とが撮影された画像から、人体と電力伝送器との間の距離を計算するものであってもよい。このように、距離の測定方式は、特に限定されるものではなく、距離が測定できればどのような方式であってもよい。 The wireless power transfer system according to the embodiment includes a distance sensor. The distance sensor measures the distance between a human body equipped with a wearable device wirelessly powered by electromagnetic waves and the power transmitter. The distance sensor emits, for example, ultrasonic waves, radio waves, or light, and measures the distance based on the reflection from the object for distance measurement. The distance measurement method may be a triangulation method or a method of obtaining the distance based on the time required for the emitted light or the like to be reflected and returned. Further, the distance sensor may calculate, for example, the distance between the human body and the power transmitter from an image taken by the human body and the power transmitter. As described above, the distance measuring method is not particularly limited, and any method may be used as long as the distance can be measured.

人体と電力伝送器との間の距離は、人体に装着されたウェアラブル機器と電力伝送器との間の距離として測定されてもよい。距離センサは、電力伝送器の近傍に設けられていてもよいし、電力伝送器とは離れて設けられていてもよい。距離センサは、人体に設けられていてもよいし、人体の近傍に設けられていてもよいし、人体から離れて設けられていてもよい。距離センサは、人体及び電力伝送器のいずれかも離れた位置に設けられていてもよい。 The distance between the human body and the power transmitter may be measured as the distance between the wearable device mounted on the human body and the power transmitter. The distance sensor may be provided in the vicinity of the power transmitter or may be provided away from the power transmitter. The distance sensor may be provided on the human body, may be provided near the human body, or may be provided away from the human body. The distance sensor may be provided at a distance from either the human body or the power transmitter.

距離センサが、超音波、電波、又は光等の送信素子と、超音波、電波、又は光等を受信素子と、を有する場合、送信素子及び受信素子のいずれか一方が、人体（又はウェアラブル機器）側に設けられ、他方が電力伝送器側に設けられていてもよい。 When the distance sensor has a transmitting element such as ultrasonic waves, radio waves, or light and a receiving element such as ultrasonic waves, radio waves, or light, either the transmitting element or the receiving element is a human body (or a wearable device). ) May be provided, and the other may be provided on the power transmitter side.

ウェアラブル機器は、人体に装着される装置をいう。ウェアラブル機器は、ワイヤレス給電された電力によって動作するものであればよく、その種類は特に限定されない。ウェアラブル機器は、人体の外部に装着されてもよいし、人体の内部に装着されてもよい。ウェアラブル機器は、人体のどの部位に装着されていてもよく、例えば、手、足、胴体、頭部のいずれであってもよい。 A wearable device is a device worn on the human body. The wearable device may be any device that operates by wirelessly supplied electric power, and the type thereof is not particularly limited. The wearable device may be mounted on the outside of the human body or may be mounted on the inside of the human body. The wearable device may be attached to any part of the human body, for example, the hands, feet, torso, or head.

実施形態に係るワイヤレス給電システムは、コントローラを備える。コントローラは、例えば、コンピュータプログラムを実行するコンピュータによって構成される。コントローラは、ハードウェアロジックで動作するものであってもよい。 The wireless power transfer system according to the embodiment includes a controller. The controller is composed of, for example, a computer that executes a computer program. The controller may operate on hardware logic.

コントローラは、電力伝送器から伝送される電磁波の強度を調整する。電力伝送器は、人体に装着されたウェアラブル機器へ電磁波を放射するが、電磁波の強度は、人体と電力伝送器との間の距離に応じて、ウェアラブル機器を装着した人体に不要な生体作用を及ぼさない程度に調整される。したがって、人体へ向けて電磁波を照射しても、人体に不要な生体作用を及ぼすことを防止できる。なお、電力伝送器から伝送される電磁波の強度は、例えば、送電電力の大きさ［Ｗ］にて表される。電力伝送器から伝送される電磁波は、電磁波の伝搬距離の２乗に比例して減衰する。したがって、例えば、伝搬中に減衰して人体に到達した電磁波が、人体に不要な生体作用に及ぼさない程度の大きさになるように送電電力を調整することで、電磁波の人体への影響を避けることができる。 The controller adjusts the intensity of the electromagnetic waves transmitted from the power transmitter. The power transmitter radiates electromagnetic waves to the wearable device attached to the human body, but the intensity of the electromagnetic wave causes unnecessary biological effects on the human body wearing the wearable device depending on the distance between the human body and the power transmitter. It is adjusted to the extent that it does not reach. Therefore, even if the electromagnetic wave is irradiated to the human body, it is possible to prevent the human body from exerting an unnecessary biological action. The intensity of the electromagnetic wave transmitted from the power transmitter is represented by, for example, the magnitude [W] of the transmitted power. The electromagnetic wave transmitted from the power transmitter is attenuated in proportion to the square of the propagation distance of the electromagnetic wave. Therefore, for example, by adjusting the transmitted power so that the electromagnetic wave that is attenuated during propagation and reaches the human body does not affect the biological action that is unnecessary for the human body, the influence of the electromagnetic wave on the human body is avoided. be able to.

「人体に不要な生体作用を及ぼさない程度」とは、電磁波防護のための規制・基準によって、人体への安全性が認められている範囲をいう。「人体に不要な生体作用を及ぼさない程度」における人体は、例えば、健常者の人体である。「人体に不要な生体作用を及ぼさない程度」における人体は、ペースメーカ使用者など特殊な状況に置かれている人の人体を含まない。 "To the extent that it does not exert unnecessary biological effects on the human body" means the range in which safety to the human body is recognized by the regulations and standards for electromagnetic wave protection. The human body "to the extent that it does not exert unnecessary biological effects on the human body" is, for example, the human body of a healthy person. The human body "to the extent that it does not exert unnecessary biological effects on the human body" does not include the human body of a person who is placed in a special situation such as a pacemaker user.

電磁波防護のための規制・基準は、国・地域ごとに設けられているが、実施形態に係るワイヤレス給電システムが、使用される国・地域又は使用が想定される国・地域における規制・基準が適用される。 Regulations / standards for electromagnetic wave protection are set for each country / region, but the regulations / standards in the country / region where the wireless power transfer system according to the embodiment is used or the country / region where the use is expected are Applies.

例えば、日本では、総務省（旧郵政省）が、電波の人体への影響に関して、平成２年６月２５日に電気通信技術審議会から諮問第３８号「電波利用における人体の防護指針」（昭和６３年６月２７日諮問）について答申を受けている。この答申では、人体に影響を及ぼさない電波の強さの指針値等（電波防護指針）が示されている。電波防護指針は、電波利用において人体が電磁界にさらされるとき、その電磁界が人体に不要な生体作用を及ぼさない安全な状況であるために推奨される指針である。なお、電波防護指針は、１０ｋＨｚから３００ＧＨｚまでの周波数の電波を対象とする。 For example, in Japan, the Ministry of Internal Affairs and Communications (formerly the Ministry of Posts and Telecommunications) consulted with the Telecommunications Technology Council on June 25, 1990 regarding the effects of radio waves on the human body, No. 38, "Guidelines for the Protection of the Human Body in the Use of Radio Waves" ( We have received a report on (consultation on June 27, 1988). In this report, guideline values for the strength of radio waves that do not affect the human body (radio wave protection guidelines) are shown. The radio wave protection guideline is a recommended guideline because when the human body is exposed to an electromagnetic field in the use of radio waves, the electromagnetic field does not exert unnecessary biological effects on the human body in a safe situation. The radio wave protection guideline targets radio waves with frequencies from 10 kHz to 300 GHz.

電波防護指針における管理指針は、管理指針を防護指針の主旨が生かされ電磁環境が管理されている状況を対象とする条件Ｐと、防護指針及び電波利用の状況が認識されていない状況を対象とする条件Ｇとに区分されている。条件Ｇに該当する場合の電磁界強度（６分間平均値）の指針値は、例えば周波数１．５ＧＨｚ－３００ＧＨｚにおいて、電界強度の実効値が６１．４［Ｖ／ｍ］である。 The management guideline in the radio wave protection guideline covers the condition P that targets the situation where the electromagnetic environment is managed by making the best use of the purpose of the protection guideline, and the situation where the protection guideline and the situation of radio wave use are not recognized. It is classified into the condition G to be used. The guideline value of the electromagnetic field strength (mean value for 6 minutes) when the condition G is satisfied is, for example, at a frequency of 1.5 GHz to 300 GHz, the effective value of the electric field strength is 61.4 [V / m].

実施形態において、ウェアラブル機器は、人体に不要な生体作用を及ぼさない程度以下の電磁波強度で給電可能な機器である。したがって、人体に不要な生体作用を及ぼさない程度以下の小さな電力が電力伝送器から伝送されても、ウェアラブル機器は給電を受けて、動作可能である。 In the embodiment, the wearable device is a device capable of supplying power with an electromagnetic wave intensity of not more than a degree that does not exert an unnecessary biological action on the human body. Therefore, even if a small amount of electric power that does not exert an unnecessary biological action on the human body is transmitted from the power transmitter, the wearable device can receive power and operate.

実施形態において、電力伝送器は、ウェアラブル機器を装着した人体に不要な生体作用を及ぼさずに、人体に装着されたウェアラブル機器に対してワイヤレス給電する。 In the embodiment, the power transmitter wirelessly supplies power to the wearable device attached to the human body without exerting an unnecessary biological action on the human body attached to the wearable device.

（２）距離センサは、電力伝送器の近傍に配置されているのが好ましい。距離センサは、電力伝送器による電磁波の放射方向における距離を測定するように設けられているのが好ましい。距離センサが、電力伝送器による電磁波の放射方向における距離を測定することで、そのように測定された距離を、人体と電力伝送器との間の距離として扱うことができ、距離の測定精度が高まる。 (2) The distance sensor is preferably arranged in the vicinity of the power transmitter. The distance sensor is preferably provided so as to measure the distance in the radiation direction of the electromagnetic wave by the power transmitter. By measuring the distance in the radiation direction of the electromagnetic wave by the power transmitter, the distance sensor can treat the measured distance as the distance between the human body and the power transmitter, and the measurement accuracy of the distance can be improved. It will increase.

（３）電力伝送器は、人の近傍で使用される装置に設けられているのが好ましい。この場合、電力伝送器を人の近傍に設置できるため、送電電力を小さくすることができる。なお、距離センサも、人の近傍で使用される装置に設けることができる。人の近傍で使用される装置は、例えば、マイクロフォン、スピーカー、ディスプレイ、照明、スマートフォン、タブレット、コンピュータ、又はその他の電気・電子機器である。人の近傍で使用される装置は、機械的な装置であってもよいし、家具のように人が使用する道具であってもよい。なお、電力伝送装置及び距離センサの少なくともいずれか一方は、壁、天井、床、窓等の建物や車両の構成材に取り付けられていてもよい。 (3) The power transmitter is preferably provided in a device used in the vicinity of a person. In this case, since the power transmitter can be installed near a person, the transmitted power can be reduced. The distance sensor can also be provided in a device used in the vicinity of a person. Devices used in the vicinity of humans are, for example, microphones, speakers, displays, lights, smartphones, tablets, computers, or other electrical and electronic devices. The device used in the vicinity of a person may be a mechanical device or a tool used by a person such as furniture. At least one of the power transmission device and the distance sensor may be attached to a building or vehicle component such as a wall, a ceiling, a floor, or a window.

（４）人の近傍で使用される装置は、マイクロフォンであるのが好ましい。マイクロフォンの使用者は、マイクロフォンに近づいて発生するため、マイクロフォンに電力伝送器が設けられていると、電力伝送器を人に近い配置にすることができる。なお、マイクロフォンは、例えば、手持ち式のハンドマイクであってもよいし、マイクスタンドに支持されたマイクであってもよい。 (4) The device used in the vicinity of a person is preferably a microphone. Since the microphone user generates the power closer to the microphone, if the microphone is provided with a power transmitter, the power transmitter can be arranged close to a person. The microphone may be, for example, a handheld handheld microphone or a microphone supported by a microphone stand.

また、電力伝送器が設けられる装置は、マイクロフォンのように人に向けて使用される装置であるのが好ましい。人に向けて使用される装置において人に向けられる方向に合わせて電力伝送器による電波の放射方向を設定しておくことで、電波を確実に人体方向へ放射させることができる。なお、人に向けて使用される装置としては、例えば、照明、スピーカー、ディスプレイ、スマートフォン、タブレットなどがある。 Further, the device provided with the power transmitter is preferably a device used toward a person such as a microphone. By setting the radiation direction of the radio wave by the power transmitter according to the direction toward the person in the device used toward the person, the radio wave can be surely radiated toward the human body. In addition, as a device used for a person, for example, a lighting, a speaker, a display, a smartphone, a tablet and the like.

（５）マイクロフォンは、特定の方向への集音指向性を有するのが好ましい。電力伝送器は、前記特定の方向へ電磁波を放射するよう設けられているのが好ましい。マイクロフォンが集音のために指向する方向は、一般に、人がいる方向であるから、マイクロフォンが集音のために指向する特定の方向へ電磁波を放射することで、人体（特に、人体の頭部）へ装着されたウェアラブル機器への電力伝送効率が高まる。 (5) The microphone preferably has a sound collecting directivity in a specific direction. The power transmitter is preferably provided so as to radiate an electromagnetic wave in the specific direction. Since the direction in which the microphone points for sound collection is generally the direction in which a person is present, the human body (particularly the head of the human body) can be obtained by radiating electromagnetic waves in a specific direction in which the microphone points for sound collection. ) Increases power transmission efficiency to wearable devices attached to it.

距離センサは、前記マイクロフォンに設けられ、前記特定の方向における距離を測定するように設けられているのが好ましい。この場合、人体（特に、人体の頭部）までの距離を精度よく測定することができる。 The distance sensor is preferably provided on the microphone so as to measure the distance in the specific direction. In this case, the distance to the human body (particularly, the head of the human body) can be measured accurately.

（６）電力伝送器は、人体に対抗するように配置されるグランド体と、グランド体から立設され、先端が側方へ向くように屈曲したモノポールアンテナと、を備えるのが好ましい。モノポールアンテナを利用することで、例えば、ダイポールアンテナと比べて、アンテナサイズを小さくすることができる。モノポールアンテナは、ポール状のアンテナ素子の径外方向に電波を放射するが、屈曲させておくことで、人体と反対方向に放射された電波を、グランド体によって反射させ、人体に向かわせることができる。この結果、電力伝送効率が高まる。 (6) The power transmitter preferably includes a ground body arranged so as to oppose the human body, and a monopole antenna which is erected from the ground body and bent so that the tip faces sideways. By using a monopole antenna, the antenna size can be made smaller than that of a dipole antenna, for example. A monopole antenna radiates radio waves in the out-of-diameter direction of a pole-shaped antenna element, but by bending it, the radio waves radiated in the direction opposite to the human body are reflected by the ground body and directed toward the human body. Can be done. As a result, the power transmission efficiency is improved.

（７）コントローラは、人体と電力伝送器との間の距離が所定値よりも大きい場合又は人体を検出できない場合には、電力伝送器から伝送される電磁波の強度を所定値以下に調整するか、又は、電力伝送器からのワイヤレス電力伝送を停止させるのが好ましい。この場合、無駄な電力伝送を防止できる。 (7) If the distance between the human body and the power transmitter is larger than the predetermined value or the human body cannot be detected, does the controller adjust the intensity of the electromagnetic wave transmitted from the power transmitter to the predetermined value or less? Or, it is preferable to stop the wireless power transmission from the power transmitter. In this case, useless power transmission can be prevented.

（８）ワイヤレス給電システムは、人体が前記電力伝送器に近接するのを防止する近接防止体を更に備えることができる。この場合、人体が電力伝送器に近づきすぎるのを防止できる。 (8) The wireless power feeding system may further include a proximity preventive body that prevents the human body from approaching the power transmitter. In this case, it is possible to prevent the human body from getting too close to the power transmitter.

（９）近接防止体は、人体と電力伝送器との間の距離が、電力伝送器から伝送される電磁波の強度が調整される設定範囲の下限値未満にならないよう設けることができる。この場合、人体と電力伝送器との間の距離が、設定範囲の下限値未満になることを、近接防止体によって防止できる。 (9) The proximity prevention body can be provided so that the distance between the human body and the power transmitter does not fall below the lower limit of the set range in which the intensity of the electromagnetic wave transmitted from the power transmitter is adjusted. In this case, the proximity preventive body can prevent the distance between the human body and the power transmitter from becoming less than the lower limit of the set range.

（１０）近接防止体は、人体と電力伝送器との間の距離が、距離センサの測定範囲における下限値未満にならないように設けることができる。この場合、人体と電力伝送器との間の距離が、距離センサの測定範囲の下限値未満になることを、近接防止体によって防止できる。 (10) The proximity prevention body can be provided so that the distance between the human body and the power transmitter does not fall below the lower limit value in the measurement range of the distance sensor. In this case, the proximity preventive body can prevent the distance between the human body and the power transmitter from becoming less than the lower limit of the measurement range of the distance sensor.

（１１）他の実施形態に係るワイヤレス伝送システムは、複数の方向に電磁波を放射して、ワイヤレス電力伝送をする電力伝送器と、複数の方向において、人体と前記電力伝送器との間の距離を測定する距離センサと、前記距離センサによって測定された複数の方向における距離に応じて、前記電力伝送器から伝送される電磁波の方向毎の強度を、電磁波によってワイヤレス給電されるウェアラブル機器を装着した人体に不要な生体作用を及ぼさない程度に調整するコントローラと、を備える。前記ウェアラブル機器は、前記人体に不要な生体作用を及ぼさない程度以下の電磁波強度で給電可能な機器である。前記電力伝送器は、前記ウェアラブル機器を装着した前記人体に不要な生体作用を及ぼさずに、前記人体に装着された前記ウェアラブル機器に対してワイヤレス給電する。この場合、方向に応じて、電力伝送器から伝送される電磁波の強度が調整される。 (11) The wireless transmission system according to another embodiment is a power transmitter that radiates electromagnetic waves in a plurality of directions to transmit wireless power, and a distance between a human body and the power transmitter in a plurality of directions. A wearable device that wirelessly feeds the intensity of the electromagnetic wave transmitted from the power transmitter in each direction according to the distance in a plurality of directions measured by the distance sensor and the distance sensor is attached. It is equipped with a controller that adjusts to the extent that it does not exert unnecessary biological effects on the human body. The wearable device is a device capable of supplying power with an electromagnetic wave intensity of not more than a degree that does not exert an unnecessary biological action on the human body. The power transmitter wirelessly supplies power to the wearable device mounted on the human body without exerting an unnecessary biological action on the human body equipped with the wearable device. In this case, the intensity of the electromagnetic wave transmitted from the power transmitter is adjusted according to the direction.

［２．ワイヤレス給電システムの例］ [2. Example of wireless power transfer system]

図１に示すワイヤレス給電システム１０は、人体Ｈに装着されたウェアラブル機器７０に対し、マイクロ波によってワイヤレス給電する。実施形態において、ウェアラブル機器７０は、ｍＷ級のウェアラブル機器である。ｍＷ級のウェアラブル機器とは、１ｍＷ以上１Ｗ未満の受電電力で動作する機器である。ｍＷ級のウェラブル機器は、１００ｍＷ以下の受電電力で動作する機器であってもよい。１００ｍＷ以下の受電電力で動作する機器は、例えば、ＬＥＤである。ＬＥＤには、１００ｍＷ以下の電力でも動作（点灯）することができるものがある。また、時計などの多くのウェアラブル機器は、１００ｍＷ以下の電力で動作することができる。ｍＷ級のウェラブル機器は、１０ｍＷ以下の受電電力で動作する機器であってもよい。多くの半導体集積回路は、そのような低電力でも動作可能である。 The wireless power supply system 10 shown in FIG. 1 wirelessly supplies power to the wearable device 70 mounted on the human body H by microwaves. In the embodiment, the wearable device 70 is a mW class wearable device. The mW class wearable device is a device that operates with a received power of 1 mW or more and less than 1 W. The mW class wearable device may be a device that operates with a received power of 100 mW or less. A device that operates with a received power of 100 mW or less is, for example, an LED. Some LEDs can operate (light up) even with a power of 100 mW or less. In addition, many wearable devices such as watches can operate with a power of 100 mW or less. The mW class wearable device may be a device that operates with a received power of 10 mW or less. Many semiconductor integrated circuits can operate at such low power.

ワイヤレス給電システム１０は、ワイヤレス電力伝送器２０を備える。以下では、ワイヤレス電力伝送器２０を、単に、伝送器２０という。伝送器２０は、マイクロ波（例えば、２．４５ＧＨｚの周波数）を送信する。伝送器２０は、比較的、小電力の伝送用である。伝送器２０の送電電力は、例えば、５０ｄＢｍＷ（１００Ｗ）以下であり、より好ましくは、４５ｄＢｍＷ以下であり、さらに好ましくは、４０ｄＢｍＷ（１０Ｗ）以下である。送電電力が小さいため、伝送器２０を、人体Ｈの近傍に設置することが可能である。 The wireless power transfer system 10 includes a wireless power transmitter 20. Hereinafter, the wireless power transmitter 20 is simply referred to as a transmitter 20. The transmitter 20 transmits microwaves (eg, a frequency of 2.45 GHz). The transmitter 20 is for transmission of relatively low power. The transmission power of the transmitter 20 is, for example, 50 dBmW (100 W) or less, more preferably 45 dBmW or less, and further preferably 40 dBmW (10 W) or less. Since the transmitted power is small, the transmitter 20 can be installed in the vicinity of the human body H.

伝送器２０は、例えば、発振器２１と、アンプ２２，２３と、アンテナ２４と、を備える。実施形態において、アンプ２２，２３は、プリアンプ２２と、パワーアンプ２３と、を備える。パワーアンプ２３の出力は、アンテナ２４に接続されている。アンテナ２４は、電力伝送のための電波を放射する。なお、図示の例では、電波の周波数は、２．４５ＧＨｚとする。 The transmitter 20 includes, for example, an oscillator 21, amplifiers 22 and 23, and an antenna 24. In the embodiment, the amplifiers 22 and 23 include a preamplifier 22 and a power amplifier 23. The output of the power amplifier 23 is connected to the antenna 24. The antenna 24 radiates radio waves for power transmission. In the illustrated example, the frequency of the radio wave is 2.45 GHz.

ワイヤレス給電システム１０は、コントローラ４０を備える。コントローラ４０は、デジタルアナログコンバータ６０を介して、プリアンプ２２に接続されている。コントローラ４０は、プリアンプ２２のバイアス電圧を制御することで、アンテナ２４から放射される電波の送電電力を調整する。なお、コントローラ４０は、パワーアンプ２３のバイアス電圧を制御することで、送電電力を調整してもよい。 The wireless power transfer system 10 includes a controller 40. The controller 40 is connected to the preamplifier 22 via the digital-to-analog converter 60. The controller 40 adjusts the transmission power of the radio wave radiated from the antenna 24 by controlling the bias voltage of the preamplifier 22. The controller 40 may adjust the transmitted power by controlling the bias voltage of the power amplifier 23.

コントローラ４０は、プロセッサ４１とメモリ４２とを備えるコンピュータを有する。プロセッサ４１は、メモリ４２に格納されたコンピュータプログラム４４を実行する。コンピュータプログラ４４は、コンピュータをコントローラ４０として機能させるためのものである。 The controller 40 has a computer including a processor 41 and a memory 42. The processor 41 executes the computer program 44 stored in the memory 42. The computer program 44 is for making the computer function as the controller 40.

ワイヤレス給電システム１０は、距離センサ３０を備える。図示の距離センサ３０は、光学的に距離を測定する。距離センサ３０は、距離の測定対象である人体Ｈへ向けて光を照射する光源３１と、人体Ｈから反射した光を受光する受光素子３２と、を備える。受光素子は、距離センサ３０と人体Ｈまでの距離Ｄに応じた出力値を出力する。出力値は、アナログデジタルコンバータ５０を介して、コントローラ４０に与えられる。 The wireless power transfer system 10 includes a distance sensor 30. The illustrated distance sensor 30 optically measures the distance. The distance sensor 30 includes a light source 31 that irradiates light toward the human body H, which is a distance measurement target, and a light receiving element 32 that receives light reflected from the human body H. The light receiving element outputs an output value corresponding to the distance D to the distance sensor 30 and the human body H. The output value is given to the controller 40 via the analog-to-digital converter 50.

実施形態において、距離センサ３０が測定した人体Ｈまでの距離Ｄが、人体Ｈと伝送器２０との間の距離にほぼ等しくなるように、距離センサ３０は、伝送器２０の近傍に設置されている。したがって、コントローラ４０は、距離センサ３０が測定した距離Ｄを、人体Ｈと伝送器２０との距離として扱うことができる。なお、距離センサ３０と伝送器２０とが異なる位置にある場合には、距離センサ３０と伝送器２０との間の距離と距離センサ３０が測定した人体までの距離Ｄとから、人体Ｈと伝送器２０との間の距離を求めればよい。 In the embodiment, the distance sensor 30 is installed in the vicinity of the transmitter 20 so that the distance D to the human body H measured by the distance sensor 30 is substantially equal to the distance between the human body H and the transmitter 20. There is. Therefore, the controller 40 can treat the distance D measured by the distance sensor 30 as the distance between the human body H and the transmitter 20. When the distance sensor 30 and the transmitter 20 are located at different positions, the distance between the distance sensor 30 and the transmitter 20 and the distance D to the human body measured by the distance sensor 30 are used to transmit to the human body H. The distance to the vessel 20 may be obtained.

図２は、実際の測定距離Ｄに応じた距離センサ４０の出力の大きさを示している。実施形態において、距離センサ４０の出力は、距離Ｄが大きくなるほど小さくなる。したがって、距離センサ４０の出力に基づいて、距離Ｄを求めることができる。ただし、距離センサ４０には、測定範囲があり、測定範囲における下限値Ｄ１よりも小さい範囲（測定範囲外）Ｅ２においては、距離センサ４０からの出力値は、信頼できない。したがって、実際の距離Ｄが下限値Ｄ１よりも小さいときにおける距離センサ４０の出力から距離Ｄを求めようとしても、正しい距離は得られない。なお、下限値Ｄ１は、例えば、５ｃｍである。 FIG. 2 shows the magnitude of the output of the distance sensor 40 according to the actual measurement distance D. In the embodiment, the output of the distance sensor 40 decreases as the distance D increases. Therefore, the distance D can be obtained based on the output of the distance sensor 40. However, the distance sensor 40 has a measurement range, and the output value from the distance sensor 40 is unreliable in a range (outside the measurement range) E2 smaller than the lower limit value D1 in the measurement range. Therefore, even if the distance D is obtained from the output of the distance sensor 40 when the actual distance D is smaller than the lower limit value D1, the correct distance cannot be obtained. The lower limit value D1 is, for example, 5 cm.

コントローラ４０のメモリ４２には、テーブル４３が格納されている。コントローラ４３は、距離センサ出力（距離Ｄ）に基づきテーブル４３を参照し、伝送器２０の送電電力を、距離センサ出力（距離Ｄ）に応じて決定する。図３Ａは、テーブル４３の例を示している。テーブル４３には、距離センサの出力値が０．５［Ｖ］（距離Ｄが６０ｃｍ程度に相当）から３．０［Ｖ］（距離Ｄが７ｃｍ程度に相当）までの範囲において、対応する送電電力設定値（アンプ２２のバイアス電圧）が設定されている。テーブル４３では、距離Ｄが大きいほど、送信設定電力設定値が大きくなって、送電電力が大きくなり、距離Ｄが小さいほど、送電電力設定値が小さくなって、送電電力が小さくなる。 The table 43 is stored in the memory 42 of the controller 40. The controller 43 refers to the table 43 based on the distance sensor output (distance D), and determines the transmission power of the transmitter 20 according to the distance sensor output (distance D). FIG. 3A shows an example of the table 43. The table 43 shows the corresponding power transmission in the range of the output value of the distance sensor from 0.5 [V] (distance D corresponds to about 60 cm) to 3.0 [V] (distance D corresponds to about 7 cm). The power setting value (bias voltage of the amplifier 22) is set. In Table 43, the larger the distance D, the larger the transmission set power set value and the larger the transmitted power, and the smaller the distance D, the smaller the transmitted power set value and the smaller the transmitted power.

実施形態においては、コントローラ４０は、距離センサ出力（距離Ｄ）が、テーブル４３に設定された設定範囲Ｅ１（３．０［Ｖ］（７ｃｍ程度）～０．５［Ｖ］（６０ｃｍ程度））外にあるときには、送電電力を０にする（伝送器２０からの伝送を停止）。なお、コントローラ４０は、距離Ｄが、設定範囲外Ｅ２，Ｅ３にあるときには、送電電力を比較的小さい所定値以下に調整してもよい。設定範囲Ｅ１の下限Ｄ２を下回る範囲Ｅ２では、送電電力を０又は比較的小さくすることで、人体への影響を抑えることができる。一方、距離Ｄが大きくなると、電力の減衰が大きくなり、ウェアラブル機器７０による受電が困難になる。したがって、設定範囲Ｅ１の上限Ｄ３を上回る範囲Ｅ３でも、送電電力を０又は比較的小さくすることで、無駄な送電を防止できる。 In the embodiment, the controller 40 has a distance sensor output (distance D) set in a setting range E1 (3.0 [V] (about 7 cm) to 0.5 [V] (about 60 cm)) set in the table 43. When it is outside, the transmission power is set to 0 (transmission from the transmitter 20 is stopped). When the distance D is outside the set range E2 and E3, the controller 40 may adjust the transmitted power to a relatively small predetermined value or less. In the range E2 below the lower limit D2 of the set range E1, the influence on the human body can be suppressed by reducing the transmitted power to 0 or relatively small. On the other hand, when the distance D becomes large, the attenuation of electric power becomes large, and it becomes difficult for the wearable device 70 to receive power. Therefore, even in the range E3 that exceeds the upper limit D3 of the set range E1, the power transmission can be reduced to 0 or relatively small to prevent unnecessary power transmission.

図３Ｂに示すように、コントローラ４０は、設定範囲Ｅ１内においては、距離センサ出力が示す距離Ｄに応じて、送電電力を、例えば、１８ｄＢｍから３８ｄＢｍ程度の範囲内で調整する。送電電力の調整範囲は、例えば、１０ｄＢｍ（１０ｍＷ）から５０ｄＢｍ（１００Ｗ）の範囲であってもよい。送電電力の調整範囲の下限は、１５ｄＢｍであってもよいし、２０ｄＢｍであってもよい。送電電力の調整範囲の上限は、４５ｄＢｍであってもよいし、４０ｄＢｍであってもよい。 As shown in FIG. 3B, in the setting range E1, the controller 40 adjusts the transmitted power within a range of, for example, about 18 dBm to 38 dBm according to the distance D indicated by the distance sensor output. The adjustment range of the transmitted power may be, for example, in the range of 10 dBm (10 mW) to 50 dBm (100 W). The lower limit of the adjustment range of the transmitted power may be 15 dBm or 20 dBm. The upper limit of the adjustment range of the transmitted power may be 45 dBm or 40 dBm.

同じ送電電力のときに、距離Ｄが小さくなると、人体Ｈ（ウェアラブル機器７０）の位置での受電電力は大きくなり、電波防護指針において、人体に不要な生体作用を及ぼさない安全な電界強度である６１．４［Ｖ／ｍ］を上回るおそれがある。一方、距離Ｄが大きくなると、距離Ｄの２乗に反比例して受電電力が小さくなるため、人体への影響がないとしても、ウェアラブル機器７０が動作するために必要な電力が得られないおそれがある。 When the distance D becomes smaller for the same transmitted power, the received power at the position of the human body H (wearable device 70) becomes larger, and it is a safe electric field strength that does not exert unnecessary biological action on the human body in the radio wave protection guideline. It may exceed 61.4 [V / m]. On the other hand, when the distance D becomes large, the received power becomes small in inverse proportion to the square of the distance D, so that even if there is no influence on the human body, there is a possibility that the power required for the wearable device 70 to operate cannot be obtained. be.

そこで、コントローラ４０は、距離Ｄが大きくなるほど送電電力を大きくし、距離Ｄが小さくなるほど送電電力を小さくすべく、距離Ｄに応じて送電電力を決定する。決定される送電電力は、距離Ｄによる電波強度の減衰を考慮して、人体Ｈにおいて、不要な生体作用を及ぼさない安全な電界強度となり、かつ、ウェアラブル機器７０が動作するために必要な受電電力となる大きさである。 Therefore, the controller 40 determines the transmitted power according to the distance D so that the transmitted power increases as the distance D increases and the transmitted power decreases as the distance D decreases. The determined transmitted power has a safe electric field strength that does not exert unnecessary biological action on the human body H in consideration of the attenuation of the radio wave intensity due to the distance D, and the received power required for the wearable device 70 to operate. It is the size that becomes.

図３Ｂは、図３Ａのテーブル４３に従って調整される送電電力の大きさを示している。設定範囲Ｅ１内においては、距離Ｄが小さくなるほど、送電電力を弱くして、人体に与える影響を抑え、距離Ｄが大きくなるほど、送電電力を大きくする。ただし、距離Ｄが、設定範囲Ｅ１の上限（所定値）Ｄ３よりも大きくなった場合は、送電電力が０になる。また、距離Ｄが、設定範囲Ｅ１の下限Ｄ２よりも小さくなった場合も、送電電力が０になる。 FIG. 3B shows the magnitude of the transmitted power adjusted according to the table 43 of FIG. 3A. Within the set range E1, the smaller the distance D, the weaker the transmitted power to suppress the influence on the human body, and the larger the distance D, the larger the transmitted power. However, when the distance D becomes larger than the upper limit (predetermined value) D3 of the set range E1, the transmitted power becomes 0. Further, when the distance D becomes smaller than the lower limit D2 of the set range E1, the transmitted power becomes 0.

図３Ｃは、伝送器２０からの送電電力を、伝送器２０から距離Ｄの位置においてダイポールアンテナで受電した電力値を示している。図３において”with power control”が、テーブル４３に従って送電電力が調整された場合を示し、”without power control”が、送信電力を調整しなかった場合を示している。”without power control”の場合、距離Ｄが小さくなると、受電電力が大きくなるのに対して、”with power control”の場合、距離にかかわらず受電電力は、３ｄＢｍである。電波防護指針に規定する電磁界強度の指針値６１．４［Ｖ／ｍ］は、ダイポールアンテナで受電した場合の電力にして、約３ｄＢｍに相当する。このように、送電電力を調整することにより、防護指針によって人体に不要な生体作用を及ぼさない程度とされているレベルまで受電電力を抑えることができている。 FIG. 3C shows the power value of the power transmitted from the transmitter 20 received by the dipole antenna at a position D from the transmitter 20. In FIG. 3, "with power control" shows the case where the transmitted power is adjusted according to the table 43, and "without power control" shows the case where the transmitted power is not adjusted. In the case of "without power control", the received power increases as the distance D decreases, whereas in the case of "with power control", the received power is 3 dBm regardless of the distance. The guideline value of 61.4 [V / m] of the electromagnetic field strength specified in the radio wave protection guideline corresponds to about 3 dBm in terms of the power when the power is received by the dipole antenna. In this way, by adjusting the transmitted power, it is possible to suppress the received power to a level that does not exert unnecessary biological effects on the human body according to the protection guidelines.

なお、コントローラ４０は、テーブル４３を利用することなく、距離センサ出力から送電電力を算出するための計算式に基づいて、送電電力を決定してもよい。 The controller 40 may determine the transmitted power based on the calculation formula for calculating the transmitted power from the distance sensor output without using the table 43.

図４Ａ及び図４Ｂは、ワイヤレス給電システム１０を備えたマイクロフォン１００を示している。マイクロフォン１００は、人に向けて使用される装置であるとともに、人の近傍に設置される装置であるため、効率的に電力を伝送することができる。 4A and 4B show a microphone 100 with a wireless power transfer system 10. Since the microphone 100 is a device used for a person and a device installed in the vicinity of the person, electric power can be efficiently transmitted.

図示のマイクロフォン１００は、ハンドマイクであり、手持ち部分となるマイク本体の上部に設けられた集音ヘッド１１０を備える。集音ヘッド１１０は、マイク本体の長手方向Ｌに長い楕円体形状である。図４Ｂには、マイクロフォン１００において、マイク本体の長手方向沿った方向Ｌを示している。以下では、この方向Ｌに沿って、集音ヘッド１１０側の向きを上方といい、その反対側の向きを下方という。 The illustrated microphone 100 is a handheld microphone, and includes a sound collecting head 110 provided on the upper part of the microphone main body, which is a handheld portion. The sound collecting head 110 has an ellipsoidal shape that is long in the longitudinal direction L of the microphone body. FIG. 4B shows the direction L of the microphone 100 along the longitudinal direction of the microphone body. In the following, along this direction L, the direction on the sound collecting head 110 side is referred to as upward, and the direction on the opposite side is referred to as downward.

マイクロフォン１００は、上方が人に向けられるため、上方を中心とした集音指向性を有する。集音ヘッド１１０は、上方への指向性を有する集音ユニット１２０を備える。集音ユニット１２０は、音を電気信号に変換するための素子を有する。 Since the microphone 100 is directed upward toward a person, the microphone 100 has a sound collecting directivity centered on the upper side. The sound collecting head 110 includes a sound collecting unit 120 having an upward directivity. The sound collecting unit 120 has an element for converting sound into an electric signal.

集音ヘッド１１０は、その内部に、板状のグランド体１１２を有する。グランド体１１２は、その一面が、上方を向いており、人体Ｈに対抗する。なお、集音ユニット１２０は、集音ヘッド１１０内において、グランド体１１２よりも下方に設けられている。 The sound collecting head 110 has a plate-shaped ground body 112 inside thereof. One side of the ground body 112 faces upward and opposes the human body H. The sound collecting unit 120 is provided in the sound collecting head 110 below the ground body 112.

集音ヘッド１１０内には、グランド体１１２から上方へ立設されたモノポールアンテナ２４を備える。アンテナ２４は、その長手方向中途部において、側方に向くように屈曲している。ここで、側方とは、方向Ｌに対して完全に直交する方向である必要はなく、方向Ｌに対して完全に直交する方向に対してやや上方の向きや、やや下方の向きを含む。モノポールアンテナ２４から放射された電波は、上方に向かうものＭ１以外に、下方にむかうものＭ２もあるが、下方へ向かう電波Ｍ２は、グランド体１１２によって、上方へ反射させることができる。したがって、伝送器２０から放射される電波は、上方への指向性を有し、上方の人体Ｈへ効率的に電力を伝送できる。また、モノポールアンテナ２４を屈曲させることで、集音ヘッド１１０の大型化を抑制しつつ、集音ヘッド１１０内にアンテナ２４を収納させることができる。 The sound collecting head 110 includes a monopole antenna 24 erected upward from the ground body 112. The antenna 24 is bent so as to face sideways in the middle of the longitudinal direction. Here, the lateral direction does not have to be a direction completely orthogonal to the direction L, and includes a direction slightly upward and a direction slightly downward with respect to a direction completely orthogonal to the direction L. The radio wave radiated from the monopole antenna 24 is not only the upward one M1 but also the downward one M2, but the downward radio wave M2 can be reflected upward by the ground body 112. Therefore, the radio wave radiated from the transmitter 20 has an upward directivity and can efficiently transmit electric power to the upper human body H. Further, by bending the monopole antenna 24, the antenna 24 can be housed in the sound collecting head 110 while suppressing the increase in size of the sound collecting head 110.

距離センサ３０は、集音ヘッド１１０内において、上方にある人体との距離を測定するように設けられている。図４Ａに示すように、グランド体１１２には、距離センサ３０のための２つの貫通孔１１２ａ，１１２ｂが形成されている。一方の貫通孔１１２ａは、光源３１から照射された光が上方へ透過するためのものであり、他方の貫通孔１１２ｂは、上方の人体Ｈにおいて反射した光が受光素子３２に到達するためのものである。光源３１及び受光素子３２を、グランド体１１２よりも下方に設けることで、電波の放射への影響を抑えることができる。 The distance sensor 30 is provided in the sound collecting head 110 so as to measure the distance to the human body above. As shown in FIG. 4A, the ground body 112 is formed with two through holes 112a and 112b for the distance sensor 30. One through hole 112a is for transmitting the light emitted from the light source 31 upward, and the other through hole 112b is for allowing the light reflected by the upper human body H to reach the light receiving element 32. Is. By providing the light source 31 and the light receiving element 32 below the ground body 112, the influence on the radiation of radio waves can be suppressed.

集音ヘッド１１０の少なくともグランド体１１２よりも上方側は、誘電体であって、光透過性の材料からなるカバー１１１によって覆われている。カバー１１１は、例えば、透明又は半透明の樹脂製である。カバー１１１が誘電体であることで、電波の放射への影響を回避でき、透明又は半透明であることで、距離センサ３０からの光及び反射光の透過を許容することができる。なお、カバー１１１は、音の通過を容易にするため、貫通孔を有していてもよい。カバー１１１は、その上端１１１ａが、距離センサ３０から、間隔Ｄ２又はＤ２よりも大きい位置になるように形成されている。このため、人体Ｈは、マイクロフォン１００に接触するまで近接しても、方向Ｌにおいて、距離センサ３０との距離がＤ２以下になることはない。このように、カバー１１１は、人体Ｈが距離センサ３０に近接するのを防止する近接防止体になっている。 At least above the ground body 112 of the sound collecting head 110 is a dielectric and is covered with a cover 111 made of a light-transmitting material. The cover 111 is made of, for example, a transparent or translucent resin. Since the cover 111 is a dielectric, the influence on the radiation of radio waves can be avoided, and when it is transparent or translucent, it is possible to allow the transmission of light and reflected light from the distance sensor 30. The cover 111 may have a through hole in order to facilitate the passage of sound. The cover 111 is formed so that its upper end 111a is located at a position larger than the distance D2 or D2 from the distance sensor 30. Therefore, even if the human body H approaches the microphone 100 until it comes into contact with the microphone 100, the distance from the distance sensor 30 does not become D2 or less in the direction L. As described above, the cover 111 is a proximity prevention body that prevents the human body H from approaching the distance sensor 30.

距離Ｄ２は、距離センサ３０の測定範囲の下限Ｄ１よりも大きいため、距離Ｄ２の位置にあるカバー（近接防止体）１１１により、人体Ｈと伝送器２０との間の距離が、距離センサ３０の測定範囲の下限Ｄ１未満となることが防止される。距離Ｄが、距離センサ３０の測定範囲の下限Ｄ１未満になると、距離センサ３０の出力は信頼できなくなるが、実施形態によれば、信頼できない値が距離センサ３０から出力されるのを防止できる。 Since the distance D2 is larger than the lower limit D1 of the measurement range of the distance sensor 30, the distance between the human body H and the transmitter 20 is determined by the cover (proximity prevention body) 111 at the position of the distance D2. It is prevented that the measurement range is less than the lower limit D1. When the distance D becomes less than the lower limit D1 of the measurement range of the distance sensor 30, the output of the distance sensor 30 becomes unreliable, but according to the embodiment, it is possible to prevent an unreliable value from being output from the distance sensor 30.

また、距離Ｄ２は、送電電力の強度が調整される設定範囲Ｅ１の下限値でもあるため、距離Ｄ２の位置（又は距離Ｄ２よりも大きい位置）にあるカバー（近接防止体）１１１により、距離センサ３０から出力される距離Ｄが、設定範囲Ｅ１の下限値Ｄ２未満になることが防止される。 Further, since the distance D2 is also the lower limit value of the setting range E1 in which the intensity of the transmitted power is adjusted, the distance sensor is provided by the cover (proximity prevention body) 111 at the position of the distance D2 (or the position larger than the distance D2). It is prevented that the distance D output from 30 becomes less than the lower limit value D2 of the setting range E1.

図４Ａ及び図４Ｂに示すマイクロフォン１００を、人の声の集音のために設置すると、必然的に、集音ヘッド１１０の上方は、人体（特に、頭部）Ｈに向けられるため、集音ヘッド１１０内に設けられた伝送器２０は、人体の頭部に装着されたウェアラブル機器への電力伝送を効率的に行える。また、集音ヘッド１１１内に設けられた距離センサ３０は、人体の頭部までの距離を測定することができる。 When the microphone 100 shown in FIGS. 4A and 4B is installed for collecting the sound of a human voice, the upper part of the sound collecting head 110 is inevitably directed toward the human body (particularly the head) H, so that the sound is collected. The transmitter 20 provided in the head 110 can efficiently transmit power to a wearable device mounted on the head of a human body. Further, the distance sensor 30 provided in the sound collecting head 111 can measure the distance to the head of the human body.

［３．ワイヤレス給電システムの変形例］ [3. Modification example of wireless power transfer system]

図５Ａ及び図５Ｂは、ワイヤレス給電システム１０の変形例を示している。変形例に係るワイヤレス給電システム１０において、電力伝送器２０は、複数の方向Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２に向けられた複数のアンテナ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを備える。各アンテナ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、それぞれ、Ｙ１，Ｘ２，Ｙ２，Ｘ１方向への指向性を有し、各方向Ｙ１，Ｘ２，Ｙ２，Ｘ１へ電波を放射することができる。 5A and 5B show modifications of the wireless power transfer system 10. In the wireless power transfer system 10 according to the modification, the power transmitter 20 includes a plurality of antennas 24a, 24b, 24c, 24d directed to a plurality of directions X1, X2, Y1, Y2. Each of the antennas 24a, 24b, 24c, and 24d has directivity in the Y1, X2, Y2, and X1 directions, respectively, and can radiate radio waves in each direction, Y1, X2, Y2, and X1.

変形例に係るワイヤレス給電システム１０において、距離センサは、Ｙ１，Ｘ２，Ｙ２，Ｘ１方向それぞれの方向において、人体Ｈとの間の距離Ｄを測定する複数のセンサ素子３０ａ，３０ｂ，２０ｃ，３０ｄを備える。 In the wireless power feeding system 10 according to the modified example, the distance sensor includes a plurality of sensor elements 30a, 30b, 20c, 30d for measuring the distance D from the human body H in each of the Y1, X2, Y2, and X1 directions. Be prepared.

図５Ｂに示すように、コントローラ４０には、各センサ素子３０ａ，３０ｂ，２０ｃ，３０ｄが与えられる。コントローラ４０は、センサ素子出力に基づき、人体Ｈが存在する方位と距離Ｄとを特定する。コントローラ４０は、プリアンプ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを制御して、送信される電波の電力（振幅）を調整し、必要であれば、電波の位相も調整することで、各アンテナ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄから放射される電波の指向性及び送電電力を調整する。コントローラ４０は、人体Ｈが存在する方位と距離Ｄとに基づいた制御を行うことにより、電波の放射方向及び送電電力を、人体Ｈが存在する方位と距離Ｄとに応じた適切なものにすることができる。 As shown in FIG. 5B, the controller 40 is provided with the sensor elements 30a, 30b, 20c, and 30d. The controller 40 identifies the direction in which the human body H exists and the distance D based on the sensor element output. The controller 40 controls the preamplifiers 22a, 22b, 22c, 22d to adjust the power (amplitude) of the transmitted radio wave, and if necessary, also adjusts the phase of the radio wave to adjust the respective antennas 24a, 24b, Adjust the directivity and transmission power of the radio waves radiated from 24c and 24d. The controller 40 performs control based on the direction in which the human body H exists and the distance D, so that the radiation direction of the radio wave and the transmitted power are appropriate according to the direction in which the human body H exists and the distance D. be able to.

すなわち、変形例に係るワイヤレス給電システム１０も、ウェアラブル機器を装着した人体Ｈに不要な生体作用を及ぼさずに、人体Ｈに装着されたウェアラブル機器７０に対してワイヤレス給電することができる。 That is, the wireless power supply system 10 according to the modified example can also wirelessly supply power to the wearable device 70 mounted on the human body H without exerting an unnecessary biological action on the human body H equipped with the wearable device.

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible.

１０ワイヤレス給電システム
２０ワイヤレス電力伝送器
２１発振器
２２プリアンプ
２３パワーアンプ
２４アンテナ
３０距離センサ
３１光源
３２受光素子
４０コントローラ
４１プロセッサ
４２メモリ
４３テーブル
４４プログラム
５０ＡＤＣ
６０ＤＡＺＣ
１００マイクロフォン
１１０集音ヘッド
１１１カバー
１１２グランド体
１１２ａ貫通孔
１１２ｂ貫通孔 10 Wireless power transfer system 20 Wireless power transfer device 21 Oscillator 22 Preamplifier 23 Power amplifier 24 Antenna 30 Distance sensor 31 Light source 32 Light receiving element 40 Controller 41 Processor 42 Memory 43 Table 44 Program 50 ADC
60 DAZC
100 Microphone 110 Sound collecting head 111 Cover 112 Ground body 112a Through hole 112b Through hole

Claims

A device installed away from the human body and provided with a power transmitter that transmits wireless power to a wearable device mounted on the human body by electromagnetic waves.
A distance sensor provided in the device provided with the power transmitter, and a distance sensor provided in the device.
It is provided with a controller that adjusts the intensity of electromagnetic waves transmitted from the power transmitter according to the distance measured by the distance sensor to the extent that it does not exert unnecessary biological effects on the human body equipped with the wearable device. ,
The wearable device is a device that is wirelessly powered by an electromagnetic wave from the power transmitter and is capable of being powered and operated with an electromagnetic wave intensity equal to or lower than that that does not exert unnecessary biological effects on the human body.
The power transmitter is configured such that the electromagnetic wave radiated from the power transmitter has directivity in a specific direction.
The distance sensor emits ultrasonic waves, radio waves, or light for measuring the distance to the human body in the specific direction in the specific direction, and the ultrasonic waves, radio waves, or light from the object for distance measurement. A wireless device provided in the vicinity of the power transmitter in the device to receive a reflection of light and, based on the reflection, measure the distance between the object and the power transmitter in the particular direction. Power supply system.

The wireless power supply system according to claim 1, wherein the device including the power transmitter is a microphone including the power transmitter.

The wireless power feeding system according to claim 2, wherein the microphone has a sound collection directivity in the specific direction.

The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the power transmitter includes an antenna that radiates the electromagnetic wave and a ground body that reflects the electromagnetic wave radiated from the antenna in the specific direction. Wireless power transfer system.

The wireless power feeding system according to claim 4, wherein the antenna is a monopole antenna.

The wireless power feeding system according to claim 5, wherein the monopole antenna is erected from the ground body and bent so that the tip thereof faces sideways.

When the distance between the human body and the power transmitter is larger than a predetermined value or the human body cannot be detected, the controller adjusts the intensity of the electromagnetic wave transmitted from the power transmitter to a predetermined value or less. The wireless power supply system according to any one of claims 1 to 6, wherein the wireless power transmission from the power transmitter is stopped.

A device installed away from the human body and provided with a power transmitter that transmits wireless power to a wearable device mounted on the human body by electromagnetic waves.
A distance sensor for measuring the distance to the human body, which is provided in the device provided with the power transmitter, and a distance sensor.
A controller that adjusts the intensity of electromagnetic waves transmitted from the power transmitter according to the distance measured by the distance sensor to the extent that it does not exert unnecessary biological effects on the human body equipped with the wearable device. ,
The wearable device is a device that is wirelessly powered by an electromagnetic wave from the power transmitter and is capable of being powered and operated with an electromagnetic wave intensity equal to or lower than that that does not exert unnecessary biological effects on the human body.
A wireless power transfer system provided in the device provided with the power transmitter and further comprising a cover covering the power transmitter and the distance sensor to prevent the human body from approaching the power transmitter.

The cover is provided in claim 8 so that the distance between the human body and the power transmitter does not fall below the lower limit of the set range in which the intensity of the electromagnetic wave transmitted from the power transmitter is adjusted. The wireless power transfer system described.

The wireless power feeding system according to claim 8 or 9, wherein the cover is provided so that the distance between the human body and the power transmitter does not fall below a lower limit value in the measurement range of the distance sensor.

A wireless power transfer system installed away from the human body
A power transmitter that radiates electromagnetic waves in multiple directions and wirelessly transmits power to the wearable device attached to the human body by electromagnetic waves.
A distance sensor that measures distance in multiple directions,
According to the distances in a plurality of directions measured by the distance sensor, the intensity of each direction of the electromagnetic wave transmitted from the power transmitter is applied to the human body wearing a wearable device wirelessly supplied by the electromagnetic wave. Equipped with a controller that adjusts to the extent that it does not reach
The wearable device is a device that is wirelessly powered by an electromagnetic wave from the power transmitter and is capable of being powered and operated with an electromagnetic wave intensity equal to or lower than that that does not exert unnecessary biological effects on the human body.
The power transmitter is configured such that the electromagnetic wave radiated from the power transmitter has directivity in each of the plurality of directions.
The distance sensor emits ultrasonic waves, radio waves, or light for measuring the distance to the human body in each of the plurality of directions, and the ultrasonic waves from the object for distance measurement in each of the plurality of directions. Provided in the vicinity of the power transmitter so as to receive the radio wave or the reflection of the light and measure the distance between the object and the power transmitter in each of the plurality of directions based on the reflection. Have been
Wireless power transfer system.