光無線給電技術の基礎と課題及び最新動向/展望

通信は無線が標準となってきたため、機器に残る配線である給電も無線にすることで、機器を新たな視点でとらえた社会の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、電磁波漏洩がないという優位性を持つ。一方で、レーザ光源と太陽電池という既存の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されていない。　無線給電の意義、光無線給電の優位性と課題、講師研究室におけるデバイスおよび光無線給電システムの研究状況および関連の最新動向を解説する。また、2019年4月に開催された世界初の本領域の国際会議 (OPWT2019) の会議報告概要も報告する。

無線化社会の期待
1. 無線化が進展:通信
  1. 無線通信は進展
  2. 通信からみる無線の優位性と課題
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. 無線給電の動向
無線給電の動向
1. 無線給電技術
  1. 各種の無線給電方式の特徴
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
光無線給電とは
1. 光を用いた給電
  1. 光エネルギーの利用
  2. 太陽光発電は光無線給電?
  3. 室内光発電は?
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. 光ファイバ給電の事例
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. 太陽光は広いスペクトル
  3. レーザ光は狭いスペクトル
  4. 光の太陽電池への照射
  5. LED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. 太陽電池の効率の基本
  4. 太陽電池の種類
  5. 太陽電池の動向
3. 光源の基本
  1. 光源の種類
  2. 高出力半導体レーザ
  3. 面発光レーザの特徴と応用
  4. 面発光レーザにおける高出力化
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
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
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
5. 光給電国際会議 (OWPT2019) の概要報告
まとめ

光無線給電技術の基礎と課題及び最新動向/展望

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