光無線給電技術の基礎と研究動向、今後の応用展望

通信は無線化が進んでおり、機器に残る配線である給電も無線化にすることで社会の大きな変革を期待できる。光無線給電は、電磁波を用いた無線給電に比べて小型で長距離給電可能、電磁波ノイズがないという優位性を持つ。このため、体内インプラント機器、多数の小型IoT端末、情報機器、家電、ドローン、ロボットやEVなどの移動体、水中応用、宇宙用途への適用も期待できる。一方で、レーザ光源と太陽電池という確立技術により構成可能できるものの、最近注目が始まった分野であり、研究開発組織や成果実績はまだまだ不十分であり、これから実用化に向けての取り組みが急速に活発化すると考えている。 　光無線給電の優位性と課題、講師研究室や国内外における光無線給電システムの研究状況など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. 無線通信の拡がり
      2. 無線通信の優位性と課題
   2. 残された有線:給電
      1. 無線給電の意義
      2. バッテリーは?
      3. エネルギーハーベスティングは?
      4. 無線給電の特徴
2. 無線給電技術
   1. 無線給電の種類
      1. 電磁誘導方式
      2. 磁界共鳴方式
      3. 電界利用方式
      4. マイクロ波方式
      5. 超音波方式
   2. 無線給電の課題
      1. 給電距離
      2. 高強度電磁波の制約
      3. 無線給電は構成複雑
      4. 無線給電の適用範囲
3. 光無線給電の基本
   1. 光で給電
      1. 光エネルギーを電気エネルギーへ
      2. 太陽光・室内照明発電との違い
   2. 光ビームを用いる光無線給電
      1. 光ビームで無線給電
      2. 光無線給電の適用範囲
      3. 光無線給電は新技術か?
4. 光無線給電の基本原理
   1. 太陽光とレーザ光の違い
      1. スペクトル幅
      2. 太陽光/単色光の太陽電池照射
   2. 太陽電池の特徴
      1. 電気特性
      2. 太陽電池の効率
      3. 太陽電池の種類
      4. 太陽電池の動向
      5. 単色光照射の効率
      6. 単色光照射用の事例
   3. 光源の特徴
      1. 光源の種類と特徴
      2. 高出力光源
      3. レーザの効率
      4. ビーム特性
      5. LED は光無線給電に使えるか?
   4. 光無線給電の効率
      1. 現状の効率と今後の期待
      2. 低温システムにおける効率
5. 光無線給電システムの構築
   1. 光無線給電の構成
      1. これまでの光無線給電の経緯
      2. 基本構成と特徴、特性
   2. 光無線給電の様々な構成
      1. システム構成用の機能要素
         • 均一照射
         • ビーム制御
         • 対象検知など
   3. 光無線給電の研究開発事例
      1. 体内埋め込み機器
      2. IoT端末
      3. 情報端末
      4. 移動体
         • EV
         • AGV
         • ドローン応用
      5. 水中応用
      6. 宇宙応用
   4. 光ファイバを用いる光給電
      1. 光ファイバで給電
      2. 光ファイバ給電の特性
      3. 光ファイバ給電の適用範囲と事例
   5. 光無線給電の安全性
      1. 最大露光許容量とレーザクラス分け
      2. 安全性確保の方策
6. まとめ
   1. 講演のまとめ
   2. 光無線給電を扱う学会・団体
• 質疑応答