多数IoT端末への遠隔からの順次光無線給電~光ビームにより離れた位置の端末を長期動作~

2025-10-28 東京科学大学

東京科学大学の宮本智之教授らは、世界初となる昼夜自動対応型LED光無線電力伝送(OWPT)システムを開発した。焦点可変液体レンズと画像処理AIを組み合わせ、複数のIoT端末を自動検知して順次給電する仕組みを実現。昼間はRGBカメラと深層学習による画像認識、夜間は赤外線照射とレトロリフレクターを利用して受電位置を高精度に追跡する。距離や受電パネルサイズに応じて光スポットをリアルタイム調整することで、最大5m先まで効率的に電力供給できた。レーザー方式より安全性が高く、人がいる空間でも運用可能である点が特徴。スマートホームや工場など、多数IoT機器の持続的電力供給インフラとしての応用が期待される。研究成果は米国光学会誌『Optics Express』に掲載。

多数IoT端末への遠隔からの順次光無線給電~光ビームにより離れた位置の端末を長期動作~
図2. 光無線給電システム。光源側から受光側まで。

<関連情報>

昼夜充電のデュアルモードを備えたIoT向け自動適応型光ワイヤレス電力伝送 Automatic and adaptive optical wireless power transmission for IoT with dual mode of day and night charging

Mingzhi Zhao and Tomoyuki Miyamoto
Optics Express  Published: October 24, 2025
DOI:https://doi.org/10.1364/OE.574553

Abstract

Optical wireless power transfer (OWPT) has emerged as a promising solution for efficient energy delivery. This study proposes an adaptive OWPT system capable of dynamically adjusting the beam spot size according to the distance and size of the optical receiver, enabling efficient energy concentration at distances of up to 5 m. Furthermore, the system incorporates optimized hybrid image processing techniques to enhance the localization accuracy of both the irradiation spot and optical receivers under varying lighting conditions, including both illuminated and unlit environments. Experimental results confirm that the system can stably power multiple receivers while seamlessly switching between bright and dark modes without interruption. The system consistently delivers reliable power across diverse scenarios, validating its adaptability and potential for scalable wireless power delivery in dynamic environments.

0402電気応用
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