光無線給電技術の基礎と最新動向

機器の動作には、情報とエネルギーが必要である。情報の通信は無線が標準となったため、機器に残る配線の給電も無線にすることで、システムや機器構成および適用シーンなど機器を新たな視点でとらえた大きな変革を期待できる。光無線給電は、既存の無線給電に比べて小型で長距離給電可能、電磁ノイズがないなどの優位性を持つ。一方で、レーザ光源と太陽電池という既存デバイスで構成する方式にもかかわらず、これまでにほとんど検討が進んでいなかった。 　本セミナーでは、無線給電の価値、光無線給電の特徴・特性・課題、講師研究室におけるデバイス・光無線給電システムの研究状況、および、国内外の本分野に関わる取組の最新動向を解説する。

1. 無線化社会の期待
   1. 無線化が進展:通信
      1. 無線通信はまだまだ拡大
      2. 無線通信技術はますます進展
      3. 民生機器は無線通信
      4. 産業機器も無線通信
      5. 無線通信の優位性と課題
   2. 残された有線:給電
      1. 無線給電で真の無線化へ
      2. バッテリーは?
      3. ハーベスティングは?
      4. 無線給電は?
      5. 無線給電の最新事例
      6. 真の無線化で進化する機器・生活・社会
2. 無線給電の動向
   1. 無線給電技術
      1. 各種の無線給電方式
      2. 電磁誘導方式
      3. 磁界共鳴方式 (MIT発明)
      4. マイクロ波伝送方式
      5. 環境電波受信方式
      6. 超音波方式
   2. これまでの無線給電の課題
      1. 電磁波の人体作用と機器干渉
      2. 無線給電の構成は複雑
      3. 無線給電の適用条件範囲
3. 光無線給電とは
   1. 光を用いた給電
      1. 通信と給電/有線と無線
      2. 光エネルギーを電気エネルギーに
      3. 太陽光発電は光無線給電?
      4. 室内利用の太陽電池発電
   2. 光ビームを用いる光無線給電
      1. 光ビームで機器に無線給電
      2. 光無線給電の適用範囲
      3. 光無線給電は新しい技術か?
   3. 光ファイバを利用する光給電
      1. 光ファイバを利用した光給電
      2. 光ファイバ給電の特徴
      3. 光ファイバ給電の適用範囲
      4. 光ファイバ給電の事例
4. 光無線給電に関する基本原理
   1. 太陽光とレーザ光の違い
      1. 太陽電池への光照射
      2. 黒体放射
      3. 太陽光は広いスペクトル
      4. レーザの発振波長
      5. レーザ光は狭いスペクトル
      6. 光の太陽電池への照射
      7. LED光は光無線給電に使えるか?
   2. 太陽電池の基本
      1. pn接合から電気を取り出す
      2. 太陽電池の基本動作
      3. 太陽電池のI – V特性
      4. 太陽電池の効率の基本
      5. 太陽電池の種類
      6. 太陽電池の発展の現状
   3. 光源の基本
      1. 光源の種類
      2. 高出力半導体レーザ
      3. 面発光レーザ
      4. 面発光レーザの特徴と応用
      5. 面発光レーザの高出力化
5. 光無線給電の効率
   1. 光無線給電の給電効率
      1. 給電効率は何が決めるか
   2. 光無線給電に適した太陽電池
      1. 太陽光照射の理論効率
      2. 複数材料による太陽電池
      3. 太陽電池の単色光化効率
      4. 光無線給電に適した波長
      5. 光無線給電に適した太陽電池構成
   3. 半導体レーザの効率
      1. 半導体レーザの損失とその解析
      2. 半導体レーザの効率の進展
      3. 半導体レーザ・LEDの効率
      4. 面発光レーザの効率改善研究
   4. 光無線給電の効率
      1. 現状の給電効率の予測値
      2. 将来の給電効率の期待
      3. 伝送路が損失を持つ場合の給電効率
6. 光無線給電の構築と課題
   1. 光無線給電の構成
      1. 光無線給電システムの構成
      2. 光無線給電プロトタイプ
   2. 光無線給電における課題
      1. 光源デバイス構成法
      2. 太陽電池の種類の影響
      3. LEDによる光無線給電
      4. ビーム偏向時の光パターン変形
      5. 機器の位置検出技術
   3. 光無線給電の安全性
      1. レーザ光のクラス分け
      2. 安全性確保の方策
      3. LEDの安全性
7. 光無線給電の研究開発動向
   1. 光無線給電の研究事例
   2. 光無線給電の事業化例
   3. 光無線給電に関する特許情報
   4. 光無線給電を扱う学会・業界団体
8. まとめ
• 質疑応答