專利名稱：移動體、無線供電系統(tǒng)及無線供電方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用電動機推進且能夠以無線的方式對二次電池進行充電的移 動體。再者，本發(fā)明還涉及一種包括上述移動體及以無線的方式對上述移動體供應電力的 供電裝置的無線供電系統(tǒng)。此外，本發(fā)明還涉及一種該無線供電系統(tǒng)中的無線通信方法。
背景技術：
近年來，因全球變暖等的環(huán)境問題更嚴重而節(jié)省能量的技術、創(chuàng)造能量的技術、儲 存能量的技術受到注目。特別是，具有二次電池的移動體，具體的是，不論是兩輪、四輪，使 用儲存在二次電池的電力并由電動機推進的移動體諸如摩托化自行車、電動汽車等不但利 用儲存能量的技術，而且可以抑制二氧化碳的排出量，從而對這種移動體積極地進行技術 開發(fā)。目前，使用在一般家庭廣泛使用的家用交流電源作為供電裝置或利用具備急速充 電器等的供電裝置的公用供電設備來可以進行上述移動體所具有的二次電池的充電。在任 何情況下，在進行充電時，一般地使用通過將插頭插入到插座形成電連接的連接器。當使用該連接器對二次電池進行充電時，通過使插頭一側的導體和插座一側的導 體接觸，形成移動體和供電裝置之間的電連接。因此，每次進行充電需要插上或拔下插頭， 而且有因反復充電而發(fā)生連接器的退化的憂慮。此外，電動汽車等的較大的移動體在進行 充電時需要大電力。由此，因為觸電、水分等所引起的漏電帶來大影響且處理連接器需要密 切注意，所以在安全面上有問題。近年來，為了避免這些連接器所引起的問題，正在對以無線的方式從供電裝置向 移動體供應電力的無線供電系統(tǒng)進行研究開發(fā)(例如，下述專利文獻1)。通過利用無線供 電系統(tǒng)，即使不使用連接器也可以對二次電池進行充電。[專利文獻1]日本專利申請公開2004-2^425號公報在上述無線供電系統(tǒng)中，移動體的天線接收從供電裝置的天線發(fā)送的電波而將它 轉換為電能，并儲存在二次電池。這種將電波的能量轉換為電能時的轉換效率顯著地受到 供電裝置的天線與移動體的天線之間的位置關系的影響。也就是說，供電裝置的天線位置 和移動體的天線位置之間的偏差越大，越降低轉換效率且不高效地進行二次電池的充電。 然而，雖然取決于設置天線的位置，但是移動體的操縱者通常難以在操縱移動體時準確地 把握移動體的天線與供電裝置的天線之間的位置關系。此外，在很多情況下，從供電裝置的天線輸出大致一定且具有大電力的電波。因 此，當天線之間的位置關系錯開而充電的轉換效率降低時，不但浪費電力，而且沒有轉換為 電能的大電力的電波釋放到周圍。因為即使人體等的生物體被照射所釋放的電波，也其大 部分被吸收而成為熱，所以認為沒有問題。但是，電波對生物體造成的影響的大部分還不清 楚。由此，將釋放到周圍的電波的強度抑制得低。

發(fā)明內容
鑒于上述課題，本發(fā)明的目的之一是提供一種移動體結構，其中可以減少以無線 的方式從供電裝置對移動體供應電力時的電力浪費。本發(fā)明的目的之一是提供一種移動體 結構，其中可以將釋放到周圍的電波的強度抑制得低。本發(fā)明的目的之一是提供一種無線供電系統(tǒng)及無線供電方法，其中可以減少以無線的 方式從供電裝置向移動體供應電力時的電力浪費。本發(fā)明的目的之一是提供一種無線供電系統(tǒng) 及無線供電方法，其中可以將在進行充電時從供電裝置釋放到周圍的電波的強度抑制得低。為了解決上述各種問題，在本發(fā)明的一個方式中，在對移動體供應電力之前從供 電裝置輸出用來進行天線的對準的電波。換言之，在本發(fā)明的一個方式中，從供電裝置通過 兩個階段輸出電波。第一階段的電波的輸出是為了對供電裝置及移動體分別具有的天線的 對準而進行的。第二階段的電波的輸出是為了從供電裝置向移動體供應電力而進行的。當供電裝置輸出第一階段的電波時，移動體接收該電波并將它轉換為電信號。該 電信號的強度包括供電裝置和移動體分別具有的天線的距離、方向等的位置關系作為信 息。因此，通過使用該電信號，把握上述天線的位置關系，從而可以改變移動體或供電裝置 的位置或方向以使它們成為最適合于供應電力的位置關系。另外，對在第一階段輸出的電波只要具有能夠把握供電裝置的天線與移動體的天 線之間的位置關系的程度的強度，即可。由此，可以將在第一階段中輸出的電波的強度抑制 得低于用來對移動體供應電力的電波的強度。此外，本說明書所示的移動體是指利用儲存在二次電池的電力并由電動機推進的 移動單元。在其范疇內包括自行車(自動二輪車、三輪以上的汽車)、包括電動輔助自行車 的摩托化自行車、飛機、船舶、鐵路車廂等。具體而言，根據(jù)本發(fā)明的一個方式的移動體包括使用從供電裝置依次發(fā)送的第 一電波和第二電波分別生成第一電信號及第二電信號的天線電路；使用所述第一電信號抽 出所述供電裝置與移動體之間的位置關系作為信息的信號處理電路；使用所述第二電信號 儲存電能的二次電池；以及從所述二次電池被供應所述電能的電動機。此外，具體而言，根據(jù)本發(fā)明的一個方式的無線供電系統(tǒng)，包括具有第一天線電 路的供電裝置；以及移動體，其中，所述移動體包括使用從所述第一天線電路依次發(fā)送的 第一電波及第二電波分別生成第一電信號及第二電信號的第二天線電路；使用所述第一電 信號抽出與所述供電裝置之間的位置關系作為信息的信號處理電路；使用所述第二電信號 儲存電能的二次電池；以及從所述二次電池被供應所述電能的電動機。此外，具體而言，根據(jù)本發(fā)明的一個方式的無線供電方法，包括如下步驟從供電 裝置所具有的第一天線電路發(fā)送第一電波；移動體所具有的第二天線電路使用所述第一電 波生成第一電信號；所述移動體所具有的信號處理電路使用所述第一電信號來抽出所述供 電裝置與所述移動體之間的位置關系作為信息；根據(jù)上述位置關系判斷是否從所述第一天 線電路發(fā)送第二電波；當從所述第一天線電路發(fā)送所述第二電波時，所述第二天線電路使 用所述第二電波生成第二電信號；使用所述第二電信號將電能儲存在所述移動體所具有的 二次電池；以及從所述二次電池向所述移動體所具有的電動機供應所述電能。注意，移動體的操縱者或管理供電裝置的操作的人可以根據(jù)由信號處理電路抽出 的供電裝置與移動體之間的位置關系的信息人工判斷是否開始二次電池的充電?；蛘?，也可以在移動體所具有的信號處理電路中判斷是否開始二次電池的充電，利用電波將其判斷 結果傳送到供電裝置作為信號?；蛘?，也可以利用電波將供電裝置與移動體之間的位置關 系的信息直接從移動體傳送到供電裝置作為信號，且在供電裝置一側判斷是否開始二次電 池的充電。根據(jù)本發(fā)明的一個方式，可以容易使供電裝置及移動體分別具有的天線的位置關 系最適化，所以可以抑制在充電時產(chǎn)生的電力浪費。此外，將不利用于充電而從供電裝置釋 放的電波的強度抑制得低。


圖1是示出移動體及無線供電系統(tǒng)的結構的圖；圖2是示出移動體及無線供電系統(tǒng)的結構的圖；圖3是示出移動體及供電裝置的工作的步驟的流程圖；圖4是示出移動體及供電裝置的工作的步驟的流程圖；圖5是示出移動體及無線供電系統(tǒng)的結構的圖；圖6是示出移動體及無線供電系統(tǒng)的結構的圖；圖7是示出移動體及無線供電系統(tǒng)的結構的圖；圖8A至8C是示出移動體接近供電裝置用天線電路的情況的圖；圖9A和9B是供電裝置用天線和移動體用天線相鄰的情況的圖；圖1OA和1OB是天線電路的電路圖；圖1lA至1lC是示出天線的形狀的圖；圖12A和12B是供電裝置及移動體的圖；圖13A和13B是移動體的圖；圖14A和14B是整流電路的圖；圖15A至15D是示出晶體管的結構的圖。
具體實施例方式下面，關于本發(fā)明的實施方式將參照附圖給予詳細說明。但是，本發(fā)明不局限于下 面的說明，所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實，就是其方式和詳細 內容可以被變換為各種各樣的形式而不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍。因此，本發(fā)明不應該 被解釋為僅限定在本實施方式所記載的內容中。實施方式1圖1的框圖示出根據(jù)本發(fā)明的一個方式的移動體及使用上述移動體和供電裝置 的無線供電系統(tǒng)的結構作為一例。另外，雖然在框圖中，按照其功能分類移動體或供電裝置 中的結構要素而示出為彼此獨立的方框，但是，實際上的結構要素難以按照其功能完全劃 分，且一個結構要素可能會涉及多個功能。在圖1中，移動體100包括受電裝置部101、電源負荷部110。受電裝置部101至 少包括移動體用天線電路102、信號處理電路103、二次電池104。此外，電源負荷部110至 少包括電動機111。注意，二次電池104是蓄電單元，例如，在其范疇內包括鉛蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。此外，供電裝置200包括供電裝置用天線電路201、信號處理電路202。信號處理 電路202控制供電裝置用天線電路201的工作。也就是說，可以控制從供電裝置用天線電 路201發(fā)送的電波的強度、頻率等。供電裝置200在對移動體100供應電力之前，為了對移動體100和供電裝置200進 行對準，從供電裝置用天線電路201發(fā)送對準用電波作為測試信號。在移動體100中，移動 體用天線電路102接收上述測試信號，然后將它轉換為電信號并傳送到信號處理電路103。所接收的測試信號的強度根據(jù)移動體用天線電路102和供電裝置用天線電路201 之間的距離、方向等位置關系不同。在信號處理電路103中，根據(jù)所接收的測試信號的強 度，抽出移動體用天線電路102與供電裝置用天線電路201之間的位置關系作為信息。而且，所接收的測試信號的強度充分高是指電波被轉換為電信號時的能量的轉換 效率充分高。因此，判斷移動體用天線電路102與供電裝置用天線電路201之間的位置關 系處于適合于開始充電的狀態(tài)。與此相反，所接收的測試信號的強度不充分是指電波被轉換為電信號時的能量的 轉換效率低。因此，判斷移動體用天線電路102與供電裝置用天線電路201之間的位置關 系不處于適合于開始充電的狀態(tài)。注意，設計者可以適當?shù)卦O定判斷移動體用天線電路102與供電裝置用天線電路 201之間的位置關系是否處于適合于開始充電的狀態(tài)的基準。此外，移動體100的操縱者或管理供電裝置200的操縱的人可以根據(jù)由信號處理 電路103抽出的上述位置關系的信息人工判斷是否開始二次電池104的充電。通過從供電裝置200的供電裝置用天線電路201發(fā)送充電用電波，進行二次電池 104的充電。在移動體100中，移動體用天線電路102接收上述充電用電波，且將它轉換為 電信號而傳送到信號處理電路103。而且，該電信號從信號處理電路103傳送到二次電池 104，然后儲存在二次電池104作為電能。電動機111通過將儲存在二次電池104的電能轉換為機械能，使移動體100推進。另外，當因測試信號的強度不充分而不能開始充電時，通過改變移動體100或供 電裝置200的位置或方向，修改移動體用天線電路102與供電裝置用天線電路201之間的 位置關系?；蛘?，也可以通過不使移動體100或供電裝置200移動，直接改變移動體用天線 電路102或供電裝置用天線電路201的位置或方向，謀求修改位置關系。而且，在修改位置 關系之后，再次利用測試信號判斷移動體用天線電路102與供電裝置用天線電路201之間 的位置關系是否處于適合于開始充電的狀態(tài)。作為測試信號發(fā)送的電波具有可以把握供電裝置用天線電路201與移動體用天 線電路102之間的位置關系的程度的強度，即可。因此，可以將上述電波的強度抑制得低于 充電用電波的強度。另外，當發(fā)送測試信號多次來進行對準時，所發(fā)送的各測試信號的強度不一定必 須相同。例如，也可以每次進行對準降低下一次發(fā)送的測試信號的強度?；蛘?，也可以在供 電裝置用天線電路201與移動體用天線電路102之間的位置關系不優(yōu)良而完全不能接收首 先發(fā)送的測試信號時，下次發(fā)送強度高的測試信號。此外，在本發(fā)明的一個方式中，對于充電用電波的頻率沒有特別的限制，只要具有
9能夠傳送電力的頻率就可以采用任何頻帶。例如，充電用電波可以為135kHz的LF帶(長 波)、13. 56MHz 的 HF 帶、900MHz 至 IGHz 的 UHF 帶或 2. 45GHz 的微波帶。此外，用作測試信號的電波可以具有與充電用電波相同的頻帶的頻率或與其不同 的頻帶的頻率。另外，作為電波的傳送方式，有各種種類諸如電磁耦合方式、電磁感應方式、共振 方式、微波方式等而適當?shù)剡x擇即可。然而，為了抑制雨、泥等的含水的異物所引起的能 量的損失，在本發(fā)明的一個方式中優(yōu)選使用電磁感應方式、共振方式，其中利用頻率低的 頻帶，具體而言，其頻率為短波的3MHz至30MHz、中波的300kHz至3MHz、長波的30kHz至 300kHz及超長波的3kHz至30kHz。在本發(fā)明的一個方式中，可以根據(jù)測試信號的強度抽出移動體用天線電路102與 供電裝置用天線電路201之間的位置關系的信息。而且，上述位置關系的信息有助于移動 體100的操縱者在操縱移動體100時進行的移動體100和供電裝置200的對準?；蛘?，有 助于管理供電裝置200的人在操縱供電裝置200時進行的移動體100和供電裝置200的對 準。由此，移動體100和供電裝置200的對準變容易，所以可以抑制在充電時產(chǎn)生的電力浪 費。此外，可以將不利用于充電而從供電裝置200釋放到周圍的電波的強度抑制得低。實施方式2在本實施方式中說明根據(jù)本發(fā)明的一個方式的移動體及使用上述移動體及供電 裝置的無線供電系統(tǒng)的更詳細的結構。圖2的框圖示出根據(jù)本發(fā)明的一個方式的移動體及使用上述移動體和供電裝置 的無線供電系統(tǒng)的結構作為一例。在圖2中，與圖1同樣，移動體100包括受電裝置部101 和電源負荷部110。受電裝置部101至少包括移動體用天線電路102、信號處理電路103、二次電池 104、整流電路105、調制電路106、電源電路107。電源負荷部110至少包括電動機111、其工作被電動機111控制的驅動部112。
此外，供電裝置200至少包括供電裝置用天線電路201、信號處理電路202、整流電 路203、調制電路204、解調電路205、振蕩電路206。接著，參照圖3所示的流程圖說明圖2所示的移動體100和供電裝置200的工作?？梢酝ㄟ^劃分進行移動體100和供電裝置200的對準的第一階段和進行充電的第 二階段，說明圖2所示的移動體100和供電裝置200的工作。首先，在第一階段中，從供電裝置用天線電路201發(fā)送對準用電波作為測試信號 (A01 測試信號的發(fā)送)。具體而言，信號處理電路202生成對準所需要的信號。該信號包 括電波的強度、頻率等的信息。而且，通過調制電路204根據(jù)該信號及在振蕩電路206生成 的頻率一定的信號對供電裝置用天線電路201施加電壓，從供電裝置用天線電路201發(fā)送 對準用電波作為測試信號。從供電裝置用天線電路201發(fā)送的測試信號被移動體100所具有的移動體用天線 電路102接收(B01 測試信號的接收)。所接收的測試信號在移動體用天線電路102被轉 換為電信號，并在整流電路105中被整流，然后傳送到信號處理電路103。所接收的測試信號的強度根據(jù)移動體用天線電路102和供電裝置用天線電路201 之間的距離、方向等位置關系不同。在信號處理電路103中，根據(jù)從整流電路105被發(fā)送的電信號中的與測試信號的強度有關的數(shù)據(jù)，抽出移動體用天線電路102與供電裝置用天線 電路201之間的位置關系作為信息。而且，在信號處理電路103中，根據(jù)所接收的測試信號的強度，判斷移動體用天 線電路102和供電裝置用天線電路201之間的位置關系是否處于適合于開始充電的狀態(tài) (B02 是否處于適合于開始充電的狀態(tài)的判斷)。所接收的測試信號的強度不充分是指電波被轉換為電信號時的能量的轉換效率 低。因此，判斷移動體用天線電路102與供電裝置用天線電路201之間的位置關系不處于 適合于開始充電的狀態(tài)。而且，在不適合于開始充電的狀態(tài)下，通過改變移動體100或供電 裝置200的位置或方向，修改移動體用天線電路102與供電裝置用天線電路201之間的位 置關系(B03 天線電路之間的位置關系的修改)?；蛘撸部梢酝ㄟ^不使移動體100或供電 裝置200移動，直接改變移動體用天線電路102或供電裝置用天線電路201的位置或方向， 謀求修改位置關系。而且，在修改位置關系之后，再次反復進行(A01 測試信號的發(fā)送)至 (B02 是否處于適合于開始充電的狀態(tài)的判斷)的步驟來進行對準。所接收的測試信號的強度充分高是指電波被轉換為電信號時的能量的轉換效率 充分高。因此，判斷移動體用天線電路102與供電裝置用天線電路201之間的位置關系處 于適合于開始充電的狀態(tài)。在判斷處于適合于開始充電的狀態(tài)的情況下，對準結束且充電的準備完成。于是， 信號處理電路103生成用來對供電裝置200通知準備完成的信號。然后，通過調制電路106 根據(jù)該信號對移動體用天線電路102施加電壓，從移動體用天線電路102發(fā)送通知準備完 成的信號作為電波(B04 通知準備完成的信號的發(fā)送)。然后，在供電裝置200的供電裝置用天線電路201中接收通知準備完成的信號作 為信息(A02:通知準備完成的信號的接收)。所接收的信號在供電裝置用天線電路201中 轉換為電信號，且在整流電路203中被整流。被整流的信號在解調電路205中被解調，然后 傳送到信號處理電路202。在信號處理電路202接收通知準備完成的信號(解調的信號) 之后，移動體100和供電裝置200的工作從第一階段進到第二階段。在第二階段中，從供電裝置用天線電路201發(fā)送充電用電波(A03 充電用電波的 發(fā)送)。具體而言，信號處理電路202生成充電所需要的信號。該信號包括電波的強度、頻 率等的信息。而且，通過調制電路204根據(jù)該信號及在振蕩電路206生成的頻率一定的信 號對供電裝置用天線電路201施加電壓，從供電裝置用天線電路201發(fā)送充電用電波。從供電裝置用天線電路201發(fā)送的充電用電波在移動體100所具有的移動體用天 線電路102被接收。所接收的充電用電波在移動體用天線電路102中被轉換為電信號，并 在整流電路105中被整流，然后傳送到信號處理電路103。而且，將該電信號從信號處理電 路103傳送到二次電池104，并儲存在二次電池104中。當二次電池104的充電完成時(B05 充電的完成)，在信號處理電路103中，生成 用來對供電裝置200通知充電的完成的信號。而且，通過調制電路106根據(jù)該信號對移動 體用天線電路102施加交流電壓，從移動體用天線電路102發(fā)送通知充電完成的信號作為 電波(B06 通知充電完成的信號的發(fā)送)。而且，在供電裝置200的供電裝置用天線電路201中接收通知充電完成的信號作 為信息(A04 通知充電完成的信號的接收)。所接收的信號在供電裝置用天線電路201中被轉換為電信號，并在整流電路203中被整流。被整流的信號在解調電路205中被調制，然 后傳送到信號處理電路202。在信號處理電路202接收通知充電完成的信號(解調的信號) 之后，信號處理電路202對振蕩電路206及調制電路204發(fā)送用來停止發(fā)送電波的信號，來 停止發(fā)送充電用電波(A05:充電用電波的發(fā)送的停止)。儲存在二次電池104的電能在電源電路107恒電壓化而供應到電動機111。電動 機111將被供應的電能轉換為機械能來使驅動部112開動。注意，雖然在本實施方式中，在移動體100所具有的信號處理電路103中判斷是否 開始二次電池104的充電，且利用電波將其判斷結果傳送到供電裝置200作為信號，但是本 發(fā)明的一個方式不局限于這種結構。例如，也可以利用電波將供電裝置200與移動體100 之間的位置關系的信息從移動體100直接傳送到供電裝置200作為信號，且在供電裝置200 一側判斷是否開始二次電池104的充電。在此情況下，也可以通過移動供電裝置200的移 動，修改位置關系?；蛘撸部梢詮墓╇娧b置200向移動體100傳送要求修改位置關系的信 號，并通過移動體100的移動修改位置關系。而且，因為不需要將通知充電的準備完成的信 號從移動體100傳送到供電裝置200，所以在(B02 是否處于適合于開始充電的狀態(tài)的判 斷)之后可以直接進到(A03:充電用電波的發(fā)送)。此外，作為在調制電路106或調制電路204中使用的調制的方式，可以使用各種方 式諸如振幅調制、頻率調制、相位調制等。此外，也可以通過調制電路106根據(jù)通知充電的準備完成的信號或通知充電的準 備完成的信號對移動體用天線電路102施加交流電壓，對從供電裝置用天線電路201發(fā)送 的載流子(載波)進行調制，從而將該信號從移動體100發(fā)送到供電裝置200。另外，也可以在第一階段中，為了對供電裝置200指示測試信號的發(fā)送，在移動體 100所具有的受電裝置部101設置振蕩電路，從移動體100發(fā)送起始信號。在此情況下，振 蕩電路也可以與調制電路106電連接，即可。圖4示出從移動體100發(fā)送起始信號的流程 圖。在圖4所示的流程圖中，信號處理電路103生成起始信號。該信號包括電波的強度、 頻率等的信息。而且，通過調制電路106根據(jù)該信號及在振蕩電路中生成的頻率一定的信 號，對移動體用天線電路102施加電壓，來從移動體用天線電路102發(fā)送起始信號作為電波 (B00 指示測試信號的發(fā)送的起始信號的發(fā)送)。然后，在供電裝置200的供電裝置用天線電路201中接收起始信號(A00 起始信 號的接收)。所接收的信號在供電裝置用天線電路201中被轉換為電信號，且在整流電路 203中被整流。被整流的信號在解調電路205中被解調，然后傳送到信號處理電路202。信號處理電路202當接收起始信號時生成對準所需要的信號。該信號包括電波的 強度、頻率等的信息。而且，通過調制電路204根據(jù)該信號及在振蕩電路206生成的頻率一 定的信號對供電裝置用天線電路201施加電壓，從供電裝置用天線電路201發(fā)送對準用電 波作為測試信號(A01 測試信號的發(fā)送)。然后，由于(A01 測試信號的發(fā)送)之后的步驟 與圖3所示的流程圖相同，因此可以參照上述記載。此外，圖2所示的移動體100中的受電裝置部101也可以包括解調電路。圖5的 框圖示出移動體100包括解調電路108時的移動體及使用上述移動體和供電裝置的無線供 電系統(tǒng)的結構作為一例。在圖5中，只有移動體100中的受電裝置部101包括解調電路108 的點與圖2的結構不同。
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可以與圖2所示情況同樣地根據(jù)圖3及圖4所示的流程圖說明圖5所示的移動體 100及供電裝置200的工作。但是，在根據(jù)圖4所示的流程圖的情況下，預先在移動體100 所具有的受電裝置部101設置振蕩電路，且使振蕩電路與調制電路106電連接，即可。另外， 在圖5所示的情況中，當在移動體用天線電路102中接收測試信號時(B01 測試信號的接 收)，所接收的測試信號在移動體用天線電路102中被轉換為電信號，且在整流電路105中 被整流，然后在解調電路108中被解調。而且，被解調的測試信號傳送到信號處理電路103。當被解調的測試信號的強度不充分時，信號處理電路103不能根據(jù)該測試信號進 行信號處理。因此，不能進到下一次步驟，即生成用來對供電裝置200通知準備完成的信 號。此外，當解調的測試信號的強度充分高時，根據(jù)該測試信號進行信號處理。因此，可以 進到下一次工序，即生成用來對供電裝置200通知準備完成的信號。也就是說，決定信號處 理電路103是否能夠根據(jù)被解調的測試信號的強度進行信號處理，由此可以判斷是否處于 適合于開始充電的狀態(tài)(B02 是否處于適合于開始充電的狀態(tài)的判斷)。而且，在不適合于開始充電的狀態(tài)下，通過改變移動體100或供電裝置200的位置 或方向，修改移動體用天線電路102與供電裝置用天線電路201之間的位置關系(B03 天 線電路之間的位置關系的修改)?；蛘?，也可以通過不使移動體100或供電裝置200移動， 直接改變移動體用天線電路102或供電裝置用天線電路201的位置或方向，謀求修改位置 關系。而且，在修改位置關系之后，再次反復進行(A01 測試信號的發(fā)送)至(B02 是否處 于適合于開始充電的狀態(tài)的判斷)的步驟來進行對準。此外，在適合于開始充電的情況下，信號處理電路103生成用來對供電裝置200通 知準備的完成的信號。而且，通過調制電路106根據(jù)該信號對移動體用天線電路102施加 交流電壓，從移動體用天線電路102發(fā)送通知準備完成的信號作為電波(B04 通知準備完 成的信號的發(fā)送)。然后，由于(B04:通知準備完成的信號的發(fā)送)之后的步驟與圖3或圖 4所示的流程圖相同，因此可以參照上述記載。但是，在圖5所示的情況下，也可以充電用電波在移動體用天線電路102中被轉換 為電信號，且在整流電路105中被整流，然后不通過解調電路108地傳送到信號處理電路 103。此外，圖2所示的移動體100除了電動機111之外還可以使用內燃機作為原動機。 圖6的框圖示出移動體100具有內燃機時的移動體及使用上述移動體及供電裝置的無線供 電系統(tǒng)的結構作為一例。在圖6的工作中，可以與圖2及圖5同樣地根據(jù)圖3及圖4所示的流程圖進行說 明。但是，當根據(jù)圖4所示的流程圖進行說明時，可以在移動體100所具有的受電裝置部 101中設置振蕩電路，且振蕩電路電連接到調制電路106。在圖6中，只有如下點與圖2不同移動體100在電源負荷部110包括內燃機113 ； 電動機111和內燃機113用作原動機114。而且，儲存在二次電池104的電能在電源電路 107中恒電壓化，而供應到電動機111和內燃機113。電動機111將被供應的電能轉換為機械能，來使驅動部112工作。此外，內燃機 113使用被供應的電能進行火花塞的點火來開動并使驅動部112工作。此外，圖2所示的移動體100的電源負荷部110也可以包括輸出裝置。圖7的框 圖示出移動體100的電源負荷部110包括輸出裝置115的情況下的移動體及使用上述移動體及供電裝置的無線供電系統(tǒng)的結構作為一例。在圖7中，只有移動體100中的電源負荷部110包括輸出裝置115和輸入裝置116 的點與圖2不同。輸出裝置115是用來將在信號處理電路103中從測試信號抽出的信息輸 出到外部的裝置，例如，在其范疇內包括顯示器、燈、揚聲器等。輸入裝置116是用來對移動 體100從外部輸入信息的裝置，例如，在其范疇內包括方向盤、制動器、加速器、開關等。在圖7的工作中，也可以與圖2、圖5及圖6的情況同樣地根據(jù)圖3及圖4所示的 流程圖進行說明。但是，當根據(jù)圖4所示的流程圖進行說明時，可以在移動體100所具有的 受電裝置部101中設置振蕩電路，且振蕩電路電連接到調制電路106。在圖3或圖4所示的流程圖中，當移動體用天線電路102與供電裝置用天線電路 201之間的位置關系判斷是否處于適合于開始充電的狀態(tài)時(B02 是否處于適合于開始充 電的狀態(tài)的判斷)，可以使用輸出裝置115輸出判斷的結果作為信息?；蛘撸部梢允褂幂?出裝置115輸出在移動體100中接收的測試信號的相對強度作為信息，且操縱者判斷是否 處于適合于開始充電的狀態(tài)。移動體100的操縱者可以使用使用輸出裝置115輸出的信息來知道移動體100與 供電裝置200之間的位置關系，或是否需要修改上述位置關系。而且，當修改位置關系時，移動體100的操縱者從輸入裝置116對移動體100輸入 用來改變移動體100的位置或方向的信息。然后，通過根據(jù)從輸入裝置116輸入的信息控 制驅動部112的工作，改變移動體100或移動體用天線電路102的方向或位置。當不需要修改位置關系時，可以從輸入裝置116到移動體100輸入進到下一次的 步驟的指示作為信息。另外，輸出裝置115也可以輸出在從對準開始到對移動體100的電力傳送結束的 一系列步驟中，工作進到哪一個階段的信息。注意，在圖2、圖5、圖6、圖7所示的框圖中，適當?shù)卦O置有控制電源電路107的工 作的過充電控制電路以防止DC-DC轉換器、二次電池104的過充電。在本發(fā)明的一個方式中，可以根據(jù)測試信號的強度抽出移動體用天線電路102與 供電裝置用天線電路201之間的位置關系的信息。而且，上述位置關系的信息有助于移動 體100的操縱者在操縱移動體100時進行的移動體100和供電裝置200的對準，或有助于 管理供電裝置200的操作的人在操作供電裝置200時進行的移動體100和供電裝置200的 對準。由此，移動體100和供電裝置200的對準變容易，所以可以抑制在充電時產(chǎn)生的電力 浪費。此外，可以將不利用于充電而從供電裝置200釋放到周圍的電波的強度抑制得低。本實施方式可以與上述實施方式適當?shù)亟M合而實施。實施方式3在本實施方式中說明移動體所具有的移動體用天線電路與供電裝置所具有的供 電裝置用天線電路之間的位置關系。圖8A示出移動體中的一種的四輪汽車300接近供電裝置所具有的供電裝置用天 線電路301的情況。汽車300根據(jù)箭頭所示的方向接近供電裝置用天線電路301。汽車300的底部設置有移動體用天線電路302。為了明確顯示汽車300中的移動 體用天線電路302的位置，圖8B示出只表示輪廓的汽車300、設置在汽車300的底部的移動 體用天線電路302。
設置在汽車300的底部的移動體用天線電路302通過汽車300根據(jù)箭頭所示的方 向前進，最后如圖8C所示那樣地與供電裝置用天線電路301相鄰。注意，根據(jù)設置供電裝置用天線電路301和移動體用天線電路302的部分而情況 不同，但是汽車300的操縱者從汽車300的駕駛座位準確地把握上述天線電路的位置關系， 并對上述天線電路進行對準以可以確保高轉換效率經(jīng)常是很困難的。但是，在本發(fā)明的一 個方式中，可以利用在上述天線電路之間收發(fā)的測試信號，來即使不能通過目視直接確認 也可以把握位置關系。由此可以容易進行對準。此外，如本實施方式那樣，當在汽車300的底部設置有移動體用天線電路302，且 在汽車300移動的道路等的面上設置有供電裝置用天線電路301時，在上述天線電路之間 常時設置一定間隔。因此，作為上述天線電路的對準，在汽車300移動的面(道路等)中， 僅使供電裝置用天線電路301移動，即可?；蛘?，在與汽車300移動的面平行的面(汽車的 底面等)中，僅使移動體用天線電路302移動，即可。而且，將電波所具有的能量轉換為電能時的轉換效率大幅度地受到供電裝置用天 線電路301和移動體用天線電路302的距離、方向等的位置關系的影響，但是在圖8A至8C 中，上述天線電路的方向被固定。因此，在圖8A至8C中，對上述天線電路進行對準以使供 電裝置用天線電路301和移動體用天線電路302之間的距離變更短。圖9A示出供電裝置用天線電路301所具有的供電裝置用天線303和移動體用天 線電路302所具有的移動體用天線304相鄰的情況。注意，在圖9A中，從供電裝置用天線 303發(fā)送測試信號作為電波。為了高效地接收從供電裝置用天線303發(fā)送的電波，移動體用天線304優(yōu)選設置 在最適區(qū)305中。因為如果移動體用天線304設置在最適區(qū)305中，則轉換效率也提高，所 以移動體用天線304可以接收強度高的測試信號。與此相反，因為如果如圖9A所示那樣地 移動體用天線304不設置在最適區(qū)305中，則轉換效率低，所以移動體用天線304不能接收 強度高的測試信號。圖9B示出移動體用天線304設置在最適區(qū)305中的情況。注意，在圖9B中，從供 電裝置用天線303發(fā)送充電用電波。因為如果移動體用天線304如圖9B所示那樣地設置在最適區(qū)305中，則轉換效率 提高，所以可以抑制充電時的電力浪費。設計者可以適當?shù)卦O定最適區(qū)305的范圍。例如，在使用電磁耦合方式收發(fā)電波 的情況下，當在供電裝置用天線303中流過交流電流時，供電裝置用天線303和移動體用天 線304電磁耦合而在移動體用天線304中產(chǎn)生感應電動勢。因此，通過將在供電裝置用天 線303中產(chǎn)生的磁通量最大的區(qū)域設定為最適區(qū)305，可以增大在移動體用天線304產(chǎn)生的 感應電動勢，而提高轉換效率。本實施方式可以與上述實施方式適當?shù)亟M合而實施。實施方式4在本實施方式中，說明移動體用天線電路和供電裝置用天線電路的結構。用于移動體用天線電路和供電裝置用天線電路的天線電路可以由使用天線和電 容器的LC電路構成。圖IOA示出天線電路的一例的電路圖。圖IOA所示的天線電路使用具有天線401和電容器402的并聯(lián)LC電路。具體而
15言，天線401所具有的一對端子分別連接到天線電路所具有的輸入端子403、輸入端子404。 此外，電容器402所具有的一對電極分別連接到天線電路所具有的輸入端子403、輸入端子 404。對天線電路所具有的輸入端子403和輸入端子404之間施加交流電壓。此外，輸 入端子404連接到提供有接地電位等的固定電位的節(jié)點。注意，在本說明書中，連接是指電連接，并相當于能夠供應或傳送電流、電壓或電 位的狀態(tài)。因此，連接狀態(tài)不一定必須是指直接連接的狀態(tài)，而在其范疇內還包括以能夠供 應或傳送電流或電位的方式通過布線、電阻、二極管、晶體管等的電路元件間接地連接的狀 態(tài)。此外，圖IOB所示的天線電路使用具有天線401及電容器402的串聯(lián)LC電路。具 體而言，電容器402所具有的一對電極中的一方連接到天線401的一方電極，而另一方連接 到天線電路所具有的輸入端子403。另外，天線401的另一方電極連接到天線電路所具有的 輸入端子404。對天線電路所具有的輸入端子403和輸入端子404之間施加交流電壓。此外，輸 入端子404連接到提供有接地電位等的固定電位的節(jié)點。此外，雖然圖IOA和圖IOB例示天線401為線圈狀的情況，但是在本發(fā)明中可以使 用的天線的形狀不局限于此。天線401的形狀只要是能夠以無線的方式收發(fā)信號的形狀， 且根據(jù)電波的波長、傳送方式適當?shù)剡x擇，即可。例如，當以微波方式收發(fā)信號時，通過實現(xiàn)天線電路與電路部之間的阻抗匹配，可 以抑制反射所引起的電力損失，來可以提高電力傳送效率。相當于阻抗的虛數(shù)部的電抗根 據(jù)天線電路所具有的電容器的電容值改變。因此，為了提高電力傳送效率，優(yōu)選使電容器的 電容值最適化并實現(xiàn)阻抗匹配。此外，當采用電磁感應方式收發(fā)信號時，通過使天線電路所具有的電容器的電容 值最適化，可以提高電力傳送效率。圖IlA至IlC例示天線的形狀。圖IlA所示的天線具有在矩形狀的平板設置有開 口部的結構。此外，圖IlB所示的天線具有將導體410成形為旋渦狀的結構。另外，在圖 IlC所示的天線中，平板狀的平板元件411和平板元件412在其間夾有成形為環(huán)狀的布線 413聯(lián)結。注意，天線電路除了在供電點連接到供電線的線圈之外，例如還可以如增益天線 那樣地包括沒有物理地連接到供電線的用于電波的收發(fā)的線圈。通過采用上述結構，可以 延長通信距離。本實施方式可以與上述實施方式適當?shù)亟M合而實施。實施方式5在本實施方式中，說明當使用汽車等的與軌條無關地移動的移動體時，容易進行 對準的供電裝置的結構。圖12A示出移動體中的一種的四輪汽車500接近供電裝置所具有的供電裝置用天 線電路501的情況。汽車500根據(jù)箭頭所示的方向接近供電裝置用天線電路501。汽車500的驅動部包括使用來自電動機的機械能工作的驅動輪504。而且，通過驅 動輪504進行旋轉運動，可以使汽車500推進。在本實施方式中，如圖12A所示，在供電裝置中設置用來固定驅動輪504的旋轉軸的方向的導軌503以控制推進汽車的方向。因此， 驅動輪504沿著延伸設置有導軌503的方向旋轉地移動。在汽車500的底部設置有移動體用天線電路502。而且，設置在汽車500的底部的 移動體用天線電路502通過汽車500根據(jù)箭頭方向前進，最后如圖12B所示那樣地處于與 供電裝置用天線電路501相鄰的狀態(tài)。如本實施方式，通過使用導軌503，只有在延伸設置有導軌503的方向上對供電裝 置用天線電路501和移動體用天線電路502進行對準，即可。因此，可以更容易進行對準。本實施方式可以與上述實施方式適當?shù)亟M合而實施。實施方式6在根據(jù)本發(fā)明的一個方式的移動體的范疇內包括利用儲存在二次電池的電力并 使用電動機推進的移動單元諸如汽車(自動二輪車、三輪以上的汽車)、包括電動輔助自行 車的摩托化自行車、飛機、船舶、鐵路車廂等。圖13A示出本發(fā)明的移動體中之一種的摩托艇1301的結構。圖13A例示摩托艇 1301的艇體側部具備移動體用天線電路1302的情況。例如，可以將用來進行摩托艇1301 的充電的供電裝置設置在用來在港灣中將船舶拴上的系留設備。而且，在系留設備中，通過 將供電裝置用天線電路1303設置在岸壁等的提壩，可以在將摩托艇1301拴上時抑制電力 浪費并進行充電。如果可以以無線的方式進行充電，則不需要每次進行充電將二次電池從 摩托艇1301卸下。圖13B示出本發(fā)明的移動體中之一種的電動輪椅1311的結構。圖1 例示電動 輪椅1311的底部具備移動體用天線電路1312。用來進行電動輪椅1311的充電的供電裝 置所具有的供電裝置用天線電路1313可以設置在裝載有電動輪椅1311的道路等的面。而 且，可以當電動輪椅停止時，抑制電力的浪費并進行充電。如果可以以無線的方式進行充 電，則不需要每次進行充電將二次電池從電動輪椅1311卸下。此外，因為可以將不被利用 于充電而從供電裝置釋放到周圍的電波的強度抑制得低，所以利用者在坐著電動輪椅1311 時也減輕進行電動輪椅1311的充電時的泄漏電波所導致的健康損害。在本實施方式可以與上述實施方式適當?shù)亟M合而實施。實施方式7在本實施方式中，說明用于移動體的整流電路的結構和移動體的各種電路所具有 的晶體管的結構。圖14A示出整流電路中之一種的半波整流電路的一例。圖14A所示的整流電路包 括晶體管800和電容元件803。晶體管800的源電極和漏電極中的任一方連接到輸入端子 801，另一方連接到輸出端子802。晶體管800所具有的柵電極連接到輸入端子801。電容 元件803所具有的一對電極中的一方連接到輸出端子802，另一方連接到接地(GND)。圖14B示出整流電路中之一種的半波兩倍壓整流電路(half-wave voltage doubler rectifier circuit)的一例。圖14B所示的整流電路包括晶體管810、晶體管814、 電容元件813。晶體管810的源電極及漏電極中的任一方連接到輸入端子811，另一方連接 到輸出端子812。晶體管810所具有的柵電極連接到輸入端子811。晶體管814的源電極 和漏電極中的任一方連接到輸入端子811，另一方連接到接地(GND)。晶體管814所具有的 柵電極連接到接地(GND)。電容元件813所具有的一對電極中的一方連接到輸出端子812，另一方連接到接地(GND)。注意，移動體所具有的整流電路不局限于圖14A和14B所示的結構。例如，既可 以使用半波四倍壓整流電路(half-wave voltage quadrupler rectifier circuit)、半 波六倍壓整、流電路(half-wave voltage sextupler rectifier circuit)等的半波兩倍 壓整流電路之外的半波倍壓整流電路，又可以使用全波整流電路(all-wave rectifier circuit)0此外，在將在電路圖上獨立的結構要素圖示為它們彼此連接的情況下，在實際上 也有時有一個導電膜具有多個結構要素的功能的情況，例如布線的一部分還用作電極的情 況等。在本說明書中的連接的范疇內包括一個導電膜具有多個結構要素的功能的情況。此外，晶體管所具有的源電極及漏電極根據(jù)晶體管的極性及供應到各電極的電位 的高低差互相替換其名稱。一般地，在η溝道型晶體管中，被供應低電位的電極稱為源電 極，而被供應高電位的電極稱為漏電極。此外，在P溝道型晶體管中，被供應低電位的電極 稱為漏電極，而被供應高電位的電極稱為源電極。雖然在本說明書中，有時為方便起見假設 使源電極和漏電極固定而說明晶體管的連接關系，但是在實際上根據(jù)上述電位的關系替換 源電極和漏電極的名稱。接著，說明用于整流電路、電源電路、信號處理電路、調制電路、解調電路、選擇電 路等的晶體管結構。雖然在本說明的一個方式中，對于用于上述電路的晶體管的結構沒有 特別的限制，但是優(yōu)選使用能夠控制高耐壓、大電流的晶體管。此外，在使用移動體的環(huán)境 下的溫度范圍寬的情況下，優(yōu)選使用不容易受到溫度影響而產(chǎn)生特性變化的晶體管。作為滿足上述必要條件的晶體管的一例，可舉出將具有比硅半導體高的帶隙及比 硅低的本征載流子濃度的碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)等的化合物半導體、由氧化鋅(SiO) 等的金屬氧化物構成的氧化物半導體等用作半導體材料的晶體管。其中，氧化物半導體具 有如下優(yōu)點可以通過濺射法、濕法(印刷法等)制造，且具有量產(chǎn)性優(yōu)良等。此外，除非使 用碳化硅、氮化鎵的單晶，否則不能夠得到充分的特性。為了得到充分的特性的工藝溫度大 致為1500°C，氮化鎵的工藝溫度大致為1100°C，但是氧化物半導體的成膜溫度較低，即為 300°C至500°C (最高為700°C左右)，所以也可以在使用單晶硅等的半導體材料的集成電路 上層疊使用氧化物半導體的半導體元件。此外，可以對應于襯底的大型化。由此，在上述寬 帶隙半導體中，氧化物半導體特別具有量產(chǎn)性高的優(yōu)點。此外，也可以通過450°C至800°C 的熱處理，容易得到具有更優(yōu)良的性能(例如，場效應遷移率)的結晶氧化物半導體。成為電子給體(供體)的水分或氫等的雜質減少而實現(xiàn)高純度化的氧化物半導 體(purified OS)是i型半導體(本征半導體)或是無限趨近于i型的半導體。因此，特 別的是，使用上述氧化物半導體的晶體管具有截止電流或泄漏電流顯著低的特性。具體而 言，利用二次離子質譜分析法(SIMS Secondary Ion Mass Spectrometry)測量出的高純度 化的氧化物半導體所包含的氫濃度為5X1019/cm3以下，優(yōu)選為5X1018/cm3以下，更優(yōu)選為 5X IO1Vcm3以下，進一步優(yōu)選為IX IOlfVcm3以下。此外，可以利用霍爾效應測量來測量出的 氧化物半導體膜的載流子密度低于1 X IO1Vcm3,優(yōu)選低于1 X IO1Vcm3,更優(yōu)選低于1 X IO11/ cm3。另外，氧化物半導體的帶隙是^^以上，優(yōu)選是2. kV以上，更優(yōu)選是3eV以上。通過 使用水分或氫等的雜質濃度充分地降低而高純度化的氧化物半導體膜，可以降低晶體管的 截止電流、泄漏電流。
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在此，提到氧化物半導體膜中的氫濃度的分析。使用SIMS測量氧化物半導體膜中 及導電膜中的氫濃度。已知的是，在SIMS中，由于其原理而難以獲得樣品表面附近或與材 質不同的膜之間的疊層界面附近的準確數(shù)據(jù)。因此，當使用SIMS來分析膜中的厚度方向上 的氫濃度分布時，采用在對象的膜所存在的范圍中沒有值的極端變動而可以獲得大致一定 的值的區(qū)域中的平均值作為氫濃度。另外，當成為測量對象的膜的厚度小時，有時因受到相 鄰的膜內的氫濃度的影響而找不到可以獲得大致一定的值的區(qū)域。此時，采用該膜所存在 的區(qū)域中的氫濃度的最大值或最小值作為該膜中的氫濃度。再者，當在存在有該膜的區(qū)域 中不存在具有最大值的山形峰值、具有最小值的谷形峰值時，采用拐點的值作為氫濃度。具體而言，根據(jù)各種試驗可以證明將高純度化了的氧化物半導體膜用作激活層的 晶體管的截止電流低。例如，溝道寬度為1Χ106μπι，溝道長度為ΙΟμπι的元件也可以在源 電極和漏電極之間的電壓(漏電壓)為IV至IOV的范圍內得到截止電流(將柵電極和源 電極之間的電壓設定為OV以下時的漏電流)為半導體參數(shù)分析儀的測量界限以下，即為 IXlO-13A以下的特性。在此情況下，可知相當于用晶體管的溝道寬度除截止電流的數(shù)值的 截止電流密度為ΙΟΟζΑ/μπι以下。此外，在使用連接電容元件和晶體管(柵極絕緣膜的厚度 為IOOnm)并由該晶體管控制流入到電容元件或從電容元件流出的電荷的電路的試驗中， 在作為該晶體管將高純度化了的氧化物半導體膜用于溝道形成區(qū)的情況下，當根據(jù)電容元 件的每單位時間的電荷量的推移測量該晶體管的截止電流密度時，可知當晶體管的源電極 和漏電極之間的電壓為3V時，可以得到更低的截止電流密度，S卩ΙΟζΑ/μπι至ΙΟΟζΑ/μπι。 因此，可以根據(jù)源電極和漏電極之間的電壓，將作為激活層使用高純度化了的氧化物半導 體膜的晶體管的截止電流密度設定為IOOzA/μ m以下，優(yōu)選設定為IOzA/μ m以下，更優(yōu)選 設定為ΙζΑ/μπι以下。由此，作為激活層使用高純度化了的氧化物半導體膜的晶體管的截 止電流比使用具有晶性的硅的晶體管顯著地低。優(yōu)選將在溝道形成區(qū)具有上述氧化物半導體的晶體管用作調制電路的開關元件 等的作為其特性要求低的截止電流的元件。此外，在使用高純度化了的氧化物半導體的晶體管中，幾乎不呈現(xiàn)截止電流的溫 度依賴性。這原因是因在氧化物半導體中去除成為電子給體(供體)的雜質而氧化物半 導體高純度化，從而導電型無限趨近于本征型，且費米能級位置于禁帶的中央部。此外，這 原因還是氧化物半導體的能隙為3eV以上，熱激發(fā)載流子極少。此外，源電極及漏電極處 于簡并態(tài)的情況也成為不呈現(xiàn)溫度依賴性的原因。由于晶體管主要因從處于簡并態(tài)的源電 極注入到氧化物半導體的載流子而工作，且載流子密度沒有溫度依賴性，因此可以說明不 呈現(xiàn)截止電流的溫度依賴性的情況。注意，作為氧化物半導體，可以使用四元金屬氧化物的In-Sn-Ga-ai-Ο類氧化 物半導體；三元金屬氧化物的h-Ga-Si-O類氧化物半導體、h-Sn-ai-Ο類氧化物半導體、 In-Al-Zn-O類氧化物半導體、Sn-Ga-Zn-O類氧化物半導體、Al-Ga-Zn-O類氧化物半導體、 Sn-Al-Si-O類氧化物半導體；二元金屬氧化物的h-Ζη-Ο類氧化物半導體、Sn-Si-O類氧化 物半導體、Al-Zn-O類氧化物半導體、Zn-Mg-O類氧化物半導體、Sn-Mg-O類氧化物半導體、 In-Mg-O類氧化物半導體、In-Ga-O類氧化物半導體；以及類氧化物半導體、Sn-O類氧 化物半導體、Zn-O類氧化物半導體等。另外，在本說明書中，例如，In-Sn-Ga-ai-Ο類氧化物 半導體是指具有銦(In)、錫(Sn)、鎵(Ga)、鋅(Zn)的金屬氧化物，而對其化學計量組成比沒有特別的限制。此外，上述氧化物半導體也可以包含硅。或者，可以以化學式InM03(Zri0)m(m > 0)表示氧化物半導體。在此，M示出選自 feu Al、Mn及Co中之一種或多種金屬元素。接著，圖15A至15D示出形成在使用硅的晶體管上的使用氧化物半導體的晶體管 的結構。另外，硅既可以是薄膜的半導體，又可以是塊狀的半導體襯底。在本實施方式中， 作為例子舉出在使用SOI (Silicon on hsulator ；絕緣體上硅)襯底形成的晶體管上形成 有使用氧化物半導體的晶體管的情況而說明其結構。在圖15A中包括使用SOI襯底形成的晶體管601和晶體管602。而且，在晶體管 601和晶體管602上形成有使用氧化物半導體膜的溝道蝕刻結構的底柵型晶體管610。晶體管610包括柵電極611 ；柵電極611上的柵極絕緣膜612 ；在柵極絕緣膜612 上與柵電極611重疊的氧化物半導體膜613 ；以及形成在氧化物半導體膜613上的一對源 電極614或漏電極615。再者，晶體管610也可以包括形成在氧化物半導體膜613上的絕緣 膜616作為其結構要素。晶體管610具有氧化物半導體膜613的一部分在源電極614和漏 電極615之間露出的溝道蝕刻結構。另外，晶體管610還可以在絕緣膜616上包括背柵電極。與氧化物半導體膜613 的溝道形成區(qū)重疊地形成背柵電極。背柵電極既可以處于電絕緣的浮置狀態(tài)，又可以處于 被施加電位的狀態(tài)。在后一種情況下，對背柵電極既可以施加有與柵電極611相同水平的 電位，又可以施加有接地電位等的固定電位。通過控制對背柵電極施加的電位的水平，可以 控制晶體管610的閾值電壓。在圖15B中，包括使用SOI襯底形成的晶體管601、晶體管602。而且，在晶體管 601、晶體管602上形成有使用氧化物半導體膜的溝道保護結構的底柵型晶體管620。晶體管620包括柵電極631 ；柵電極631上的柵極絕緣膜632 ；在柵極絕緣膜632 上與柵電極631重疊的氧化物半導體膜633 ；在與柵電極631重疊的位置上形成在島狀的 氧化物半導體膜633上的溝道保護膜634 ；以及形成在氧化物半導體膜633上的源電極 635、漏電極636。再者，晶體管620也可以包括形成在源電極635、漏電極636上的絕緣膜 637作為結構要素。通過設置溝道保護膜634，可以防止成為氧化物半導體膜633的溝道形成區(qū)的部 分在后面的工序中受到的損壞(蝕刻時的等離子體及蝕刻劑所引起的膜厚度的減少等)。 因此，可以提高晶體管的可靠性。通過將含氧的無機材料用于溝道保護膜634，即使因用來減少水分或氫的加熱處 理而在氧化物半導體膜633中產(chǎn)生氧缺陷，也可以具有對氧化物半導體膜633的至少與溝 道保護膜634接觸的區(qū)域供應氧，從而減少成為供體的氧的缺陷來實現(xiàn)滿足化學計量組成 比的結構。因此可以使溝道形成區(qū)i型化或實際上的i型化，并減輕氧缺陷所引起的晶體 管的電特性的不均勻，來可以實現(xiàn)提高電特性。另外，晶體管620還可以在絕緣膜637上包括背柵電極。與氧化物半導體膜633 的溝道形成區(qū)重疊地形成背柵電極。背柵電極既可以處于電絕緣的浮置狀態(tài)，又可以處于 被施加電位的狀態(tài)。在后一種情況下，對背柵電極既可以施加有與柵電極631相同水平的 電位，又可以施加有接地電位等的固定電位。通過控制對背柵電極施加的電位的水平，可以 控制晶體管620的閾值電壓。
在圖15C中，包括使用SOI襯底形成的晶體管601、晶體管602。而且，在晶體管 601、晶體管602上形成有使用氧化物半導體膜的底接觸型晶體管640。晶體管640包括柵電極641 ；柵電極641上的柵極絕緣膜642 ；柵極絕緣膜642 上的源電極643、漏電極644 ；以及與柵電極641重疊的氧化物半導體膜645。再者，晶體管 640也可以包括形成在氧化物半導體膜645上的絕緣膜646作為其結構要素。另外，晶體管640還可以在絕緣膜646上包括背柵電極。與氧化物半導體膜645 的溝道形成區(qū)重疊地形成背柵電極。背柵電極既可以處于電絕緣的浮置狀態(tài)，又可以處于 被施加電位的狀態(tài)。在后一種情況下，對背柵電極既可以施加有與柵電極641相同水平的 電位，又可以施加有接地電位等的固定電位。通過控制對背柵電極施加的電位的水平，可以 控制晶體管640的閾值電壓。在圖15D中，包括使用SOI襯底形成的晶體管601、晶體管602。而且，在晶體管 601、晶體管602上形成有使用氧化物半導體膜的頂柵型晶體管650。晶體管650包括源電極651 ；漏電極652 ；形成在源電極651、漏電極652上的氧 化物半導體膜653 ；氧化物半導體膜653上的柵極絕緣膜654 ；以及在柵極絕緣膜6M上與 氧化物半導體膜653重疊的柵電極655。再者，晶體管650也可以包括形成在柵電極655上 的絕緣膜656作為其結構要素。注意，在附圖中，將上述所有的晶體管表示為單柵結構，也可以采用具有電連接的 多個柵電極，即具有多個溝道形成區(qū)的多柵結構的晶體管。本實施方式可以與上述實施方式組合而實施。
權利要求
1.一種移動體，包括構成為分別使用從供電裝置依次發(fā)送的第一電波和第二電波來生成第一電信號及第 二電信號的天線電路；構成為使用所述第一電信號抽出所述天線電路與所述供電裝置之間的位置關系的信 息的信號處理電路；構成為使用所述第二電信號儲存電能的二次電池；以及 構成為從所述二次電池接收所述電能的電動機。
2.根據(jù)權利要求1所述的移動體，其中所述天線電路包括含有螺旋狀的導體的天線及電容器。
3.根據(jù)權利要求1所述的移動體，還包括構成為生成具有一定頻率的信號的振蕩電路；以及構成為根據(jù)起始信號及所述具有一定頻率的信號對所述天線電路施加電壓的調制電路，其中在所述信號處理電路中生成所述起始信號。
4.根據(jù)權利要求1所述的移動體，其中所述天線電路構成為對所述供電裝置發(fā)送根據(jù)起始信號生成的第三電波。
5.根據(jù)權利要求1所述的移動體，還包括 構成為輸出所述抽出信息的輸出裝置。
6.根據(jù)權利要求1所述的移動體，其中所述移動體是選自汽車、摩托化自行車、飛機、船舶、鐵路車廂的組中之一。
7.—種移動體，包括構成為分別使用從供電裝置依次發(fā)送的第一電波及第二電波來生成第一電信號及第 二電信號的天線電路；構成為使用所述第一電信號抽出所述天線電路與所述供電裝置之間的位置關系的信 息的信號處理電路，所述信號處理電路構成為根據(jù)所述信息生成用來對所述供電裝置指示 發(fā)送所述第二電波的第三電信號；構成為使用所述第二電信號儲存電能的二次電池；以及 構成為從所述二次電池接收所述電能的電動機， 其中，所述天線電路構成為使用所述第三電信號生成第三電波。
8.根據(jù)權利要求7所述的移動體，其中所述天線電路包括含有螺旋狀的導體的天線及電容器。
9.根據(jù)權利要求7所述的移動體，還包括構成為生成具有一定頻率的信號的振蕩電路；以及構成為根據(jù)起始信號及所述具有一定頻率的信號對所述天線電路施加電壓的調制電路，其中在所述信號處理電路中生成所述起始信號。
10.根據(jù)權利要求7所述的移動體，其中所述天線電路構成為對所述供電裝置發(fā)送根據(jù)起始信號生成的第四電波。
11.根據(jù)權利要求7所述的移動體，還包括構成為輸出所述抽出信息的輸出裝置。
12.根據(jù)權利要求7所述的移動體，其中所述移動體是選自汽車、摩托化自行車、飛機、船舶、鐵路車廂的組中之一。
13.一種無線供電系統(tǒng)，包括含有第一天線電路的供電裝置；以及 移動體，其中，所述移動體包括構成為分別使用從所述第一天線電路依次發(fā)送的第一電波及第二電波來生成第一電 信號及第二電信號的第二天線電路；構成為使用所述第一電信號抽出所述第一天線電路與所述第二天線電路之間的位置 關系的信息的信號處理電路；構成為使用所述第二電信號儲存電能的二次電池；以及 構成為從所述二次電池接收所述電能的電動機。
14.根據(jù)權利要求13所述的無線供電系統(tǒng)，其中所述第一天線電路或所述第二天線電路包括含有螺旋狀的導體的天線及電容器。
15.一種無線供電系統(tǒng)，包括含有第一天線電路的供電裝置；以及 移動體，其中，所述移動體包括構成為分別使用從所述第一天線電路依次發(fā)送的第一電波及第二電波來生成第一電 信號及第二電信號的第二天線電路；構成為使用所述第一電信號抽出所述第一天線電路與所述第二天線電路之間的位置 關系的信息的信號處理電路，所述信號處理電路構成為根據(jù)所述信息生成用來對所述供電 裝置指示發(fā)送所述第二電波的第三電信號；構成為使用所述第二電信號儲存電能的二次電池；以及構成為從所述二次電池接收所述電能的電動機，并且，所述第二天線電路構成為使用所述第三電信號生成第三電波。
16.根據(jù)權利要求15所述的無線供電系統(tǒng)，其中所述第一天線電路或所述第二天線電路包括含有螺旋狀的導體的天線及電容器。
17.一種無線供電方法，包括如下步驟在移動體中，將從供電裝置發(fā)送的第一電波轉換為電信號；從所述電信號抽出所述供電裝置的天線電路與所述移動體的天線電路之間的位置關 系的信息；在根據(jù)所述信息修改所述位置關系之后，從所述供電裝置發(fā)送第二電波；以及 使用所述第二電波對所述移動體的二次電池進行充電。
18.根據(jù)權利要求17所述的無線供電方法，還包括如下步驟 在所述移動體的信號處理電路中生成起始信號；在所述移動體的振蕩電路中生成具有一定頻率的信號；以及在調制電路中根據(jù)所述起始信號及所述具有一定頻率的信號對所述天線電路施加電壓。
19.根據(jù)權利要求17所述的無線供電方法，還包括如下步驟 利用所述天線電路對所述供電裝置發(fā)送根據(jù)起始信號生成的第三電波。
20.根據(jù)權利要求17所述的無線供電方法，還包括如下步驟 在所述移動體中利用輸出裝置輸出所述抽出信息。
21.根據(jù)權利要求17所述的無線供電方法，其中所述移動體是選自汽車、摩托化自行車、飛機、船舶、鐵路車廂的組中之一。
22.一種無線供電方法，包括如下步驟在移動體中，將從供電裝置發(fā)送的第一電波轉換為電信號；從所述電信號抽出所述供電裝置的天線電路與所述移動體的天線電路之間的位置關 系的信息；在通過根據(jù)所述信息改變所述移動體的位置或方向，修改所述位置關系之后，從所述 供電裝置發(fā)送第二電波；以及使用所述第二電波對所述移動體的二次電池進行充電。
23.根據(jù)權利要求22所述的無線供電方法，還包括如下步驟 在所述移動體的信號處理電路中生成起始信號；在所述移動體的振蕩電路中生成具有一定頻率的信號；以及在調制電路中根據(jù)所述起始信號及所述具有一定頻率的信號對所述天線電路施加電壓。
24.根據(jù)權利要求22所述的無線供電方法，還包括如下步驟利用所述天線電路對所述供電裝置發(fā)送根據(jù)起始信號生成的第三電波。
25.根據(jù)權利要求22所述的無線供電方法，還包括如下步驟 在所述移動體中利用輸出裝置輸出所述抽出信息。
26.根據(jù)權利要求22所述的無線供電方法，還包括如下步驟所述移動體是選自汽車、摩托化自行車、飛機、船舶、鐵路車廂的組中之一。
27.一種無線供電方法，包括如下步驟在移動體中，將從供電裝置發(fā)送的第一電波轉換為電信號；從所述電信號抽出所述供電裝置的天線電路與所述移動體的天線電路之間的位置關 系的信息；在通過根據(jù)所述信息改變所述供電裝置的位置或方向，修改所述位置關系之后，從所 述供電裝置發(fā)送第二電波；以及使用所述第二電波對所述移動體的二次電池進行充電。
28.根據(jù)權利要求27所述的無線供電方法，還包括如下步驟 在所述移動體的信號處理電路中生成起始信號；在所述移動體的振蕩電路中生成具有一定頻率的信號；以及在調制電路中根據(jù)所述起始信號及所述具有一定頻率的信號對所述天線電路施加電壓。
29.根據(jù)權利要求27所述的無線供電方法，還包括如下步驟利用所述天線電路對所述供電裝置發(fā)送根據(jù)起始信號生成的第三電波。
30.根據(jù)權利要求27所述的無線供電方法，還包括如下步驟 在所述移動體中利用輸出裝置輸出所述抽出信息。
31.根據(jù)權利要求27所述的無線供電方法，還包括如下步驟所述移動體是選自汽車、摩托化自行車、飛機、船舶、鐵路車廂的組中之一。
全文摘要
本發(fā)明的目的之一是提供可以減少以無線的方式從供電裝置向移動體供應電力時的電力浪費的移動體的結構。此外，本發(fā)明的目的之一是提供能夠將釋放到周圍的電波的強度抑制得低的移動體的結構。在對移動體供應電力之前，從供電裝置輸出用來進行天線的對準的電波。換言之，從供電裝置通過兩個階段輸出電波。第一階段的電波的輸出是為了對供電裝置及移動體分別具有的天線的對準而進行的。第二階段的電波的輸出是為了從供電裝置向移動體供應電力而進行的。
文檔編號H02J7/00GK102148538SQ201110034698
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月31日 優(yōu)先權日2010年2月5日
發(fā)明者小山潤, 山崎舜平, 鹽野入豐 申請人:株式會社半導體能源研究所