多数デバイスへ同時給電可能な，電磁理論的に安全かつ高効率なユビキタス無線給電技術

无处不在的无线电力传输技术，从电磁理论来看安全高效，可以同时为多个设备供电

• 批准号: 22K17867
• 负责人: 白井 僚
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K17867/
• 关键词: 無線給電; 磁界結合; 水中無線給電; 電磁理論; 磁界; 金属異物検知

本研究は，多数の機器への同時給電に最適な給電方式を提案し，またその安全性を電磁理論に基づき解明することを主たる目的とする．そこで本年度は特に「送電コイルと受電コイル間の磁界結合が極小時に無線給電が可能な手法について，検討を進めた．以下詳述する．通常の無線給電回路では，1つの送電回路が一つの受電回路に対して，磁界を通じて電力伝送する，1対1の無線給電を行うのが一般的である．一方で本研究では，一つの無線送電回路が不特定多数の受電回路に対して無線給電を行う，1対多の無線給電回路を検討する．したがって，送電回路は必ずしも受電回路の近傍には設置されない．また給電可能範囲を広げるため，送電回路の磁界生成用コイルは，受電回路のコイルよりも大きくなる．こうした条件下においては，送電コイルと受電コイル間の磁界結合が非常に微弱になる．磁界結合の度合いは，結合係数というパラメータによってあらわされる．従来研究における1対1の無線給電では，結合係数が概ね0.1以上となるケースが多かった．一方1対多の無線給電を行う場合，結合係数が0.01よりも小さい場合において無線給電が可能である必要があることが，研究により明らかになった．また，このような場合において，受電コイルを流れる電流を適切にスイッチングすることで，低結合係数であっても，効率よくエネルギーを受電する手法を提案した．本研究で提案した手法を実機評価したところ，結合係数が0.008以下の場合であっても，小規模集積回路や，センシング回路などを動作させるのに十分な電力が得られることが明らかになった．

This study は, most の machine へ の way and give the optimal な electric に to electricity を proposal し, ま た そ の security を に electromagnetic theory づ き interpret す る こ と を main た る purpose と す る. そ こ で は に especially this year "sending コ イ ル と by electric コ イ ル の magnetic boundary between combining が more hours に wireless to electricity が likely な gimmick に つ い て, beg を into 検 め た. The following detailed す る. の wireless usually give electric circuit で は, 1 つ の electric transmission circuit が a つ の by electric circuit に し seaborne て, magnetic boundary を tong じ て power 伝 send す る, Polices 1 の wireless to electric line を う の が general で あ る. One party で this study で は, a つ の wireless transmission circuit が not qualified majority の by electric circuit に し seaborne て wireless to electric line を う, 1 more seaborne の wireless to electric circuit を beg す 検 る. し た が っ て, Power circuit は will ず し も by electric circuit の nearly alongside に は set さ れ な い. ま た to electricity may fan 囲 を hiroo げ る た め, sending circuit magnetic の world generated using コ イ ル は, the electric circuit の コ イ ル よ り も big き く な る. こ う し た conditions に お い て は, Sending コ イ ル と by electric コ イ ル の magnetic boundary between combining が very faint に に な る. Magnetic industry combining の degrees or い は, combining coefficient と い う パ ラ メ ー タ に よ っ て あ ら わ さ れ る. 従 to study に お け る polices 1 の to power wirelessly で は, combination coefficients are ね が above 0.1 と な る ケ ー ス が more か っ た. One more than 1 polices の wireless to electric line を う occasions, Combination coefficient が 0.01 よ り も small さ い occasions に お い て wireless to electrical が may で あ る necessary が あ る こ と が, research に よ り Ming ら か に な っ た. ま た, こ の よ う な occasions に お い て, by electric コ イ ル を flow れ る current を appropriate に ス イ ッ チ ン グ す る こ と で, low coefficient of combination で あ っ て も, Working rate よ く エ ネ ル ギ ー を by electric す る technique proposed を し た. This study proposed で し た gimmick を be machine evaluation 価 し た と こ ろ, combining coefficient が 0.008 following の occasions で あ っ て も, small-scale integrated circuit や, セ ン シ ン グ loop な ど を action さ せ る の に very な power が must ら れ る こ と が Ming ら か に な っ た.

项目成果

Toward Instant 3D Modeling: Highly Parallelizable Shape Reproduction Method for Soft Object Containing Numerous Tiny Position Trackers

迈向即时 3D 建模：包含大量微小位置跟踪器的软物体的高度并行化形状再现方法

• DOI: 10.1145/3581754.3584151
• 发表时间: 2023
• 期刊: Companion Proceedings of the 28th International Conference on Intelligent User Interfaces
• 作者: Harimaya Minoru;Shirai Ryo;Hashimoto Masanori
• 通讯作者: Hashimoto Masanori

360 度視野角を有する水中3D ディスプレイの実現に向けたmm^3級画素ドットへの無線給電・通信手法

mm^3级像素点无线供电及通信方法实现水下360度视角3D显示

• 发表时间: 2023
• 作者: Minoru Harimaya;Ryo Shirai;Masanori Hashimoto;稲森 康太，白井 僚，橋本 昌宜
• 通讯作者: 稲森 康太，白井 僚，橋本 昌宜

磁性体金属異物に対してロバストな直流磁界を用いた位置推定手法

利用强直流磁场对磁性金属异物进行位置估计的方法

• 发表时间: 2022
• 作者: Harimaya Minoru;Shirai Ryo;Hashimoto Masanori;福ケ迫遼太，福島慶大，木村侑希大，白井僚，橋本昌宜;田中稔久，白井僚，橋本昌宜
• 通讯作者: 田中稔久，白井僚，橋本昌宜

コイル間磁界結合が極小時に高効率無線給電を実現する電流チョッパ制御技術

当前的斩波控制技术可在线圈之间的磁场耦合最小时实现高效的无线电力传输

• 发表时间: 2022
• 作者: Harimaya Minoru;Shirai Ryo;Hashimoto Masanori;福ケ迫遼太，福島慶大，木村侑希大，白井僚，橋本昌宜
• 通讯作者: 福ケ迫遼太，福島慶大，木村侑希大，白井僚，橋本昌宜

360 度視野角を有する水中 3D ディスプレイの実現に向けたmm^3級画素ドットへの無線給電・制御技術

mm^3级像素点无线供电及控制技术，实现水下360度可视角度3D显示

• 发表时间: 2022
• 作者: Minoru Harimaya;Ryo Shirai;Masanori Hashimoto;稲森 康太，白井 僚，橋本 昌宜;稲森 康太，白井 僚，橋本 昌宜
• 通讯作者: 稲森 康太，白井 僚，橋本 昌宜