專利名稱:無線電力傳送裝置和無線電力傳送系統的制作方法
技術領域:
一個實施例涉及無線電カ(radio power)傳送裝置和無線電カ傳送系統,并且例如涉及使用共振線圈(resonance coil)的無線通信。
背景技術:
當使用電カ發送線圈進行無線通信吋,假定使用負載調制方案或反向散射(backscattering)方案,其能夠進行用于RFID(射頻識別)等的無電源的驅動。當在常規RFID中執行反向散射時,根據線圈之間的耦合使得調制方案或頻率可變。 然而,當上述現有技術被應用于磁共振型無線電カ傳送吋,由于當信息傳送開始時傳送特性不能確定,因此通過負載調制或反向散射獲得的信號可能會顯著衰減。
發明內容
根據本發明的ー個方面,提供一種無線電カ傳送裝置,包括電カ發送線圈,被配置為被提供信號并通過磁耦合將所述信號傳送到無線電カ接收裝置上的電カ接收線圈;頻帶信號生成単元,被配置為生成具有允許傳送頻帶的頻帶信號并將所述頻帶信號提供給所述電カ發送線圈作為所述信號;反射信號測量單元,被配置為測量來自所述電カ發送線圈的頻帶信號的反射信號;振蕩器,被配置為生成具有可控的振蕩頻率的載波信號;以及通信控制單元,被配置為基于所述反射信號的頻率特性確定發送頻率并執行控制以使得通過調制所述發送頻率的載波信號而生成的發送信號被提供給所述電カ發送線圈作為所述信號。根據本發明的另ー個方面,提供一種無線電カ傳送系統,包括上述無線電カ傳送裝置;以及無線電カ接收裝置,其中所述無線電カ接收裝置包括所述電カ接收線圈;電力接收解調単元,被配置為對由所述電カ接收線圈獲得的發送信號進行解調;以及電カ接收調制單元,被配置為對由所述電カ接收線圈獲得的載波信號進行負載調制。
圖I包括圖UA)和圖1(B),是根據一個實施例的無線電カ傳送裝置的示意圖;圖2包括圖2(A)和圖2(B),是根據實施例的無線電カ接收裝置的示意圖;圖3是根據實施例的另ー無線電カ傳送裝置的示意圖;圖4是根據實施例的另ー無線電カ接收裝置的示意圖;圖5是圖示圖2中的無線電カ傳送裝置的第一配置示例的示圖;圖6是圖示發送信號、接收信號和反射信號的示例的示圖;圖7包括圖7(A)和圖7(B),是圖示當電カ發送線圈和電カ接收線圈具有相同的共振頻率時以及當這些線圈具有不同的共振頻率時的反射信號頻譜和接收信號頻譜的示圖;圖8是圖示圖2中的無線電カ傳送裝置的第二配置示例的示圖9是圖示圖2中的無線電カ傳送裝置的第三配置示例的示圖;圖10是根據一個實施例的無線電カ傳送系統的配置圖;圖11是圖示磁共振型無線電カ傳送的詳細配置示例的示圖;圖12是圖示磁共振型無線電カ傳送的另ー詳細配置示例的示圖;圖13是圖示圖2中的無線電カ傳送裝置的第四配置示例的示圖;以及圖14是圖示反射信號的上升延遲(rising delay)特性的示圖。
具體實施例方式根據ー個實施例,提供了一種無線電カ傳送裝置,包括電カ發送線圈、頻帶信號(band signal)生成単元、反射信號測量單元、振蕩器和通信控制單元。對電カ發送線圈提供信號,并且電カ發送線圈通過磁耦合將該信號傳送到無線電カ接收裝置上的電カ接收線圏。頻帶信號生成単元生成具有允許傳送頻帶的頻帶信號并將頻帶信號提供給電カ發送線圈作為該信號。反射信號測量單元測量來自電カ發送線圈的頻帶信號的反射信號。振蕩器生成具有可控的振蕩頻率的載波信號。通信控制單元基于反射信號的頻率特性確定發送頻率并執行控制以使得通過調制發送頻率的載波信號而生成的發送信號被提供給電カ發送線圈作為該信號。下文中,將參考附圖詳細說明本實施例。圖I(A)和圖I(B)示出了根據本實施例的無線電カ傳送裝置的示意圖。圖I (A)中的無線電カ傳送裝置能夠執行無線電カ傳送和無線通信兩者。圖I(A)中的無線電カ傳送裝置設有執行無線電力傳送的電カ傳送単元11、執行無線通信的無線通信単元12和作為電カ傳送/傳送天線的共振線圈(電カ發送線圈)13。作為共享無線電カ傳送和無線通信的方法,以時分(time-division)為基礎利用開關14來共享天線13。圖I (B)中的無線電カ傳送裝置與圖I (A) —祥也能夠執行無線電力傳送和無線通信兩者,并且設有電カ傳送単元21、無線通信単元22和共享線圈23。與圖I(A)不同的是,作為共享天線的方法,該無線電カ傳送裝置同時執行無線電カ傳送和無線通信。可以應用各種允許同時傳送的共享方法,例如使用共振線圈23的共振頻率來進行無線電カ傳送并使用共振頻率的整數倍來進行無線通信從而實現頻分(frequency division)的方法。圖2㈧和2(B)示出了根據本實施例的無線電カ接收裝置的示意圖。
圖2(A)中的無線電カ接收裝置能夠執行無線電カ接收和無線通信兩者。該配置對應于圖I(A)中的無線電カ傳送裝置的配置。在圖2(A)中,無線電カ接收裝置設有執行無線電力接收的電力接收單元101、執行無線通信的無線通信単元102和作為電カ接收/接收天線的共振線圈(電カ接收線圈)103。作為共享天線以進行電カ接收和無線通信的方法,以時分為基礎利用開關104來共享天線103。圖2(B)中的無線電カ接收裝置被用作圖I(B)中的無線電カ傳送裝置的對應部分。與圖2(A) —祥,該無線電カ接收裝置能夠執行電カ接收和無線通信兩者并且設有電カ接收單元201、無線通信単元202和共享線圈203。作為天線共享方法,該無線電カ接收裝置同時執行電カ接收和無線通信。這可以與圖I(B)中的無線電カ傳送裝置的情況ー樣通過頻分手段等來實現。圖3示出了根據本實施例的無線電カ傳送裝置的另ー配置示例。該無線電カ傳送裝置由無線通信単元31和共振線圈32構成,并且不設有任何電力傳送單元。由于本實施例的主要特征在于無線通信単元,因此本實施例可以通過圖I (A)、圖I(B)和圖3的模式中的任何一種中的無線電カ傳送裝置來實現。無線電カ接收裝置可以類似地配置為沒有電カ接收單元,如圖4所示。圖5示出了圖3中的無線電カ傳送裝置的第一配置示例。圖5中的無線電カ傳送裝置包括電カ發送線圈41、生成可控振蕩頻率的載波信號的振蕩器42、生成允許傳送頻帶的頻帶信號的頻帶信號生成単元43、調制單元44、測量來自電カ發送線圈41的反射信號的反射測量單元46、解調單元45、開關51和控制這些單元的通信控制單元47。電カ發送線圈41是自共振線圈或者與附加到其上的電容器共振的線圈。線圈形狀是任意的。開關51選擇性地將電カ發送線圈41連接到頻帶信號生成単元43和通信控制單 元47。調制單元44根據預定調制方案對信息信號進行調制并且生成已調制的信號。頻帶信號生成単元43根據已調制的信號生成具有允許傳送帶寬的發送信號(頻帶信號)。頻帶信號的示例在圖6的左上部示出。生成頻帶信號的方法的示例包括頻率掃描(frequency sweeping)、擴展頻譜(spread spectrum)和通過使已調制的信號或高頻帶信號通過帶通濾波器來生成頻帶信號的方法。只要能夠生成頻帶信號,可以使用任何方法。對于發送信號的調制方案優選地是使得信號能夠很容易地被解調的調制方案,例如基于頻帶信號的OOK (On-Off-Keying, ニ進制啟閉鍵控),但是只要是使用頻帶的調制方案,就可以使用任何調制方案。圖6示出了作為發送信號執行OOK時的頻帶信號的變化。將參考圖6說明使用OOK的頻帶信號的通信方法。所生成的發送信號被提供給電カ發送線圈41。在這種情況下,開關51連接到頻帶信號生成単元43。發送信號通過磁共振被傳送到無線電カ接收裝置上的電カ接收線圈。無線電カ接收裝置對接收的信號整流并解調以提取信息。這種情況下接收側的操作被示出在圖6的右側。當使用除了 OOK以外的調制方案時,信號可以在不整流的情況下受到解調處理。這里,提供給電カ發送線圈41的頻帶信號的一部分被反射并輸入到反射測量單元46。該情形在圖6的左下部示出。反射測量單元46基于反射信號獲取反射特性(頻率特性和相位特性)并且將該特性反饋至通信控制單元47。通信控制單元47利用該頻率特性等估計發送和接收之間的傳送特性,并且確定用于發送到接收裝置的載波頻率(發送頻率)和用于接收裝置中的反向散射方案/負載調制方案的載波頻率。當所生成的信號頻譜不像例如使用擴頻碼的擴譜那樣恒定吋,難以獲得反射信號的精確頻率特性。在這種情況下,發送信號可以被從頻帶信號生成単元反饋回通信控制單元47以便獲得正確的反射信號頻譜。通信控制單元47控制振蕩器42以便生成所確定的發送頻率的載波信號并且利用發送頻率的載波信號生成發送信號。例如,通過利用發送信息調制該載波信號來生成發送信號。這種情況下的開關51被改變到通信控制單元47。所生成的發送信號被提供給電カ發送線圈41。提供給電カ發送線圈41的發送信號通過磁耦合被傳送到接收側。這使得能夠增大每頻率的發送電力,并且與使用頻帶信號來發送信號的情況相比,還能夠延長傳送距離。S卩,由于每頻率的電カ増大,因此能夠提高接收信噪比。因而,即使當傳送距離較大時,也可以進行無線通信。當無線電カ傳送裝置接收來自無線電カ接收裝置的信號時,振蕩器42根據在通信控制單元47中確定的反向散射方案/負載調制方案來生成具有載波頻率的載波信號并從電カ發送線圈41傳送載波信號。無線電カ接收裝置利用諸如反向散射方案/負載調制方案之類的調制方案調制載波信號并返回已調制的信號。反向散射方案/負載調制方案是 這樣ー種調制方案,其中無線電カ接收裝置改變其負載并且從而生成具有改變的幅度或相位的反射信號(相位調制信號或幅度調制信號)。“負載調制”和“反向散射”原本是不同的術語(即,負載調制指改變負載的調制方案,而反向散射指讀取反射),但是由于在本說明書中,被說明為反向散射方案的方案指通過改變負載(=負載調制)而讀取反射變化的方案,因此反向散射方案指類似于負載調制的調制方案。反射信號經由電カ發送線圈41和反射測量單元46被解調單元45接收,被解調單元45解調并且信息被獲取。將利用圖7說明利用由反射測量單元46測得的頻帶信號的反射的傳送特性來確定用于發送的發送頻率和確定用于來自無線電カ接收裝置的接收的載波頻率的方法。圖7示出了當電カ發送線圈和電カ接收線圈具有相同的共振頻率時(圖7(A))以及當這些線圈具有不同的共振頻率時(圖7(B)),在電カ發送線圈中觀測的反射信號的頻譜和無線電カ接收裝置中的接收信號的頻譜。這里,具有相同共振頻率可以指差異落在某ー范圍(例如,帶寬的1% )內的情況。如圖7㈧所示,當電カ發送線圈和電カ接收線圈具有相同共振頻率時,反射信號頻譜的最小值(局部最小值)的數目變為I。在這種情況下,接收側的接收信號頻譜在反射信號頻譜具有最小值的頻率處具有最大值。另ー方面,如圖7(B)所示,當電カ發送線圈和電カ接收線圈具有不同的共振頻率時,反射信號頻譜在電カ發送線圈的共振頻率處和電カ接收線圈的共振頻率處具有兩個最小值。在接收側,接收信號頻譜示出了在反射信號頻譜示出最小值的這兩個頻率處的最大值。S卩,很明顯可以從電カ傳送側上反射信號頻譜的最小值判斷接收信號頻譜變為最大值處的頻率。因而,與來自電カ發送線圈的反射信號頻譜的最小值相對應的頻率可以被當作用于傳送/接收的載波頻率的候選頻率。然而,當共振頻率不同時,可能難以從反射信號中判斷在與最小值相對應的兩個頻率中的哪ー頻率處、接收信號頻譜具有較高的増益。因而,信號被在候選頻率中的任何ー個頻率上傳送,并且如果沒有從無線電カ接收裝置接收到確認響應(ACK),則改變候選頻率,然而如果在改變后的候選頻率處接收到ACK,則選擇改變后的候選頻率,從而能夠可靠地執行通信。
這里,如上所述,無線電カ傳送裝置從無線電カ接收裝置接收的信號是根據諸如反向散射方案/負載調制方案之類的調制方案調制的信號。為了提高根據反向散射方案或負載調制方案接收的信號的信噪比,需要適當地選擇從電カ發送線圈傳送的載波的頻率。例如,當電カ發送線圈的共振頻率與載波頻率匹配時,能夠最優地獲得反射信號的幅度,并且因此能夠以高的信噪比接收信號。當電カ發送線圈的共振頻率與載波頻率不匹配時,不能像預期那樣獲得通過改變負載而由無線電カ接收裝置生成的反射信號的幅度變化,并且信噪比惡化。因而,需要適當地選擇從電カ發送線圈傳送的載波的頻率。例如,可以選擇具有較高信噪比的候選頻率。 這里,在通信控制單元47也利用所確定的發送頻率的載波信號生成發送信號并發送發送信號的同時,反射測量單元46可以測量來自電カ發送線圈41的反射。通過判斷傳送特性針對閾值的變化來檢測傳送特性(頻率特性)的變化。作為在檢測傳送特性的變化時反射幅度的閾值,還可以使用通過向變化之前的反射幅度加上3dB而獲得的值。當檢測到傳送特性的變化時,利用頻帶信號生成単元43通過信號傳送再次測量反射的傳送特性,以獲得傳送和接收之間的傳送路徑信息(見圖7)。隨后再次確定發送頻率。在這種情況下,用于接收的載波頻率可能被再次確定。在前述配置示例中,利用頻帶信號執行測量并且隨后利用所確定的發送頻率進行發送,但是發送可以總是利用頻帶信號執行。在這種情況下,可以從圖5的配置中去除開關51,將電カ發送線圈41與頻帶信號生成単元43連接到一起并且去除電カ發送線圈41和通信控制單元47之間的通信線。圖8示出了這種情況下的配置。此外,在第一配置示例中,頻帶信號承載要通知給無線電カ接收裝置的信息,但是這并不是必需的,也可以使用用于測量目的而不承載信息的頻帶信號。此外,當以所確定的發送頻率進行發送時,利用例如多級(multi-level)調制能夠增大發送信息的量。圖9示出了當使用多級調制時的第三配置示例。添加了多級調制單元53。多級調制単元53根據傳送特性改變調制方案,從而能夠獲得速率匹配的效果。對于這里執行的多級調制,應用了幅度調制、相位調制和幅度相位調制中的任何ー種。開關被用于選擇性地將多級調制單元53和調制單元44連接到通信控制單元47。其余的配置和操作與圖5中的類似,因此將省略其說明。多級調制単元53的功能可以被結合在圖5的配置中的通信控制單元中。圖10示出了根據該實施例的電カ傳送系統。該傳送系統設有無線電カ傳送裝置和無線電カ接收裝置。無線電カ傳送裝置具有類似于圖8的配置。無線電カ接收裝置設有作為共振線圈的電カ接收線圈61、對從電力接收線圈61獲得的信號進行整流的整流器62、電カ接收調制単元63、對從無線電カ傳送裝置接收的信號進行解調的電力接收解調単元64和電カ接收通信控制器65。電カ接收調制単元63使用反向散射方案/負載調制方案,該方案通過改變負載來生成無線電カ傳送裝置的電カ發送線圈41中的有意的反射(intentional reflection)。電カ接收調制単元63根據該方案調制來自無線電カ傳送裝置的載波信號并從而發送信息。即,根據反向散射方案/負載調制方案,通過改變負載能夠改變反射信號的幅度和相位并且利用改變后的幅度和相位能夠執行調制。在這種情況下,可以通過提供要改變的多個負載并且改變無線電カ傳送裝置的電カ發送線圈中的反射信號的幅度和相位來實現多級ASK和多級PSK或QAM調制。然而,當執行多級調制時,這受限于可以改變的負載的數目,并且由于像傳送距離之類的因素,對于在電カ發送線圈中觀測到的反射信號的幅度和相位可能無法獲得期望的變化。為此,當執行多級調制時,需要確保實現了阻抗匹配并且電力發送線圈和電力接收線圈之間的耦合系數是確定的。或者,需要在執行多級調制之前基于通過電カ發送線圈獲取的反射信號預先確定可用來獲得期望的幅度和相位變化的負載。在下面的說明中假定這樣ー種情況,其中無線電カ傳送裝置設有圖I(A)或圖I⑶中的電カ傳送単元以執行無線電カ傳送(高頻電カ傳送)以及通信。類似地,將說明無線電カ接收裝置還設有圖2(A)或圖2(B)中的電カ接收單元的情況。在這種情況下,無線通信単元被用于交換必要的控制信息以開始無線電カ傳送。無線電カ傳送裝置開始無線電カ傳送所需要的信息的示例在下面示出。S卩,信息 被交換直到電カ傳送開始,并且電カ傳送在交換信息之后開始。(I)無線電カ接收裝置的確認/認證(2)無線電カ接收裝置所要求的電カ(3)安全控制信息(4)傳送效率信息(5)阻抗信息這里,阻抗匹配在實現高效電カ傳送中變得最重要,并且通過前述的反射頻率特性(見圖7)可以獲得阻抗匹配所必需的信息。電カ發送線圈和電カ接收線圈之間的耦合可以根據該反射頻率特性的兩個峰值頻率之間的差來估計。已知被稱為“磁共振型”的無線電力傳送方案通過與共振器間耦合帶通濾波器(inter-resonator coupling band pass filter)基本相同的等效電路來表不(參考文獻 I :Ikuo Awai 人,“Comparative studies on resonator used for resonance typewireless power transmission”,IEICE WPT 2010-01)。前述的反射的兩個最小值出現在在共振器間耦合帶通濾波器中所見的被稱為“磁墻”(magnetic wall)和“電墻”(electricwall)的兩個共振模式中(參考文獻 2 :Yoshio Kobayashi 等人,“Microwave dielectricfilter”,由電子、信息和通信工程師協會(The Institute of Electronics, Informationand Communication Engineers)在2007年3月30日匯編)。對于共振器間稱合帶通濾波器,在兩個共振模式和線圈間耦合系數“k”之間成立以下等式。
「wl I J high J lowk = —f~—
J high + J low其中“flOT”和“fhigh”分別表示兩個峰值頻率的低峰值頻率和高峰值頻率。因此,通過根據反射頻率特性測量兩個峰值頻率并使用該等式,能夠估計耦合系數。此外,當耦合的強度是不證自明的或者是可估計的時,電カ傳送側和電カ接收側之間的阻抗匹配可以利用共振器間耦合帶通濾波器的匹配理論來實現。為此,例如,當設計具有最平坦特性的濾波器(巴特沃斯濾波器)時的匹配理論可以用作用于磁共振型無線電力傳送的匹配方法(參考文獻2)。本說明書可應用的磁共振型無線電カ傳送可以一般地由電カ發送線圈和與其電磁耦合的回路構成,如圖11所示,并且通過改變該回路和線圈之間的耦合系數(=實質上等同于改變回路和線圈之間的距離)來調節阻杭。圖12示出了圖11中的配置的等效電路。在上述配置中,假定電カ發送回路和電カ發送線圈之間的耦合為“kl”(互感“Ml”)并且電カ接收回路和電カ接收線圈之間的耦合為“k2”(互感“M2”),則圖12中所示的電カ發送回路和電カ接收回路的等效電路部分作為對稱T形阻抗轉換単元工作,并且ー般地被稱為“K反相器”(在濾波器理論中)。這表明通過改變“kl” (或“Ml”)和“k2” (或“M2”)能夠調節阻杭。例如,當假定電カ發送線圈的電感為“Lcoill”、電導為“Ccoill”、電壓源可具有的負載為“R1”、電カ接收線圈的電感為“Lcoil2”、電導為“Ccoil2”且負載電阻為“R2”吋,阻抗匹配可以利用由下式表示的被稱為“外部k”的參數來實現(參考文獻2)。電カ發送裝置外部
權利要求
1.一種無線電カ傳送裝置,包括 電カ發送線圈,被配置為被提供信號并通過磁耦合將所述信號傳送到無線電力接收裝置上的電カ接收線圈; 頻帶信號生成単元,被配置為生成具有允許傳送頻帶的頻帶信號并將所述頻帶信號提供給所述電カ發送線圈作為所述信號; 反射信號測量單元,被配置為測量來自所述電カ發送線圈的頻帶信號的反射信號;振蕩器,被配置為生成具有可控的振蕩頻率的載波信號;以及通信控制單元,被配置為基于所述反射信號的頻率特性確定發送頻率并執行控制以使得通過調制所述發送頻率的載波信號而生成的發送信號被提供給所述電カ發送線圈作為所述信號。
2.如權利要求I所述的無線電カ傳送裝置,其中所述通信控制單元基于所述反射信號的頻率特性確定要發送給所述無線電カ接收裝置的用于負載調制的載波信號的頻率,并且 所確定的頻率的載波信號被提供給所述電カ發送線圈。
3.如權利要求I所述的無線電カ傳送裝置,其中所述發送頻率是所述反射信號的幅度變為局部最小值處的頻率。
4.如權利要求2所述的無線電カ傳送裝置,其中所述載波信號的頻率是所述反射信號的幅度變為局部最小值處的頻率。
5.如權利要求I所述的無線電カ傳送裝置,其中所述發送信號是通過對所述發送頻率的載波信號進行多級調制而生成的。
6.如權利要求2所述的無線電カ傳送裝置,還包括符號周期控制單元,被配置為基于所述頻率特性確定所述載波信號的符號周期, 其中所述通信控制單元執行控制以使得所述載波信號以所述符號周期被傳送。
7.如權利要求I所述的無線電カ傳送裝置,還包括電カ傳送単元,被配置為生成電カ信號并將所述電カ信號給所述電カ發送線圈, 其中所述電カ發送線圈通過磁耦合將所述電カ信號傳送到所述電カ接收線圈,并且利用所述電カ發送線圈和所述電カ接收線圈之間的耦合系數執行與所述無線電カ接收裝置的阻抗匹配,其中所述耦合系數是基于所述頻率特性確定的。
8.一種無線電カ傳送系統,包括 根據權利要求2所述的無線電カ傳送裝置;以及 無線電カ接收裝置, 其中所述無線電カ接收裝置包括 所述電カ接收線圈; 電カ接收解調単元,被配置為對由所述電カ接收線圈獲得的發送信號進行解調;以及 電カ接收調制単元,被配置為對由所述電カ接收線圈獲得的載波信號進行負載調制。
9.如權利要求8所述的無線電カ傳送系統,其中所述電カ接收調制単元根據相位調制、幅度調制、頻率調制和正交相位幅度調制中的任何ー種來執行調制。
10.如權利要求8所述的無線電カ傳送系統, 其中所述無線電カ傳送裝置還包括電カ傳送単元,被配置為生成電カ信號并將所述電力信號給所述電カ發送線圈,所述電カ發送線圈通過磁耦合將所述電カ信號傳送到所述電カ接收線圏, 所述無線電カ接收裝置還包括電カ接收單元,被配置為使用由所述電カ接收線圈接收的電カ信號,并且 在所述無線電カ傳送裝置和所述無線電カ接收裝置之間通過時分或頻分復用執行電力傳送和信號通信兩者。
全文摘要
本發明公開了無線電力傳送裝置和無線電力傳送系統。該無線電力傳送裝置包括電力發送線圈、頻帶信號生成單元、反射信號測量單元、振蕩器和通信控制單元。線圈被提供信號并通過磁耦合將該信號傳送到無線電力接收裝置上的電力接收線圈。生成單元生成具有允許傳送頻帶的頻帶信號并將頻帶信號提供給電力發送線圈。反射信號測量單元測量來自電力發送線圈的頻帶信號的反射信號。振蕩器生成具有可控的振蕩頻率的載波信號。通信控制單元基于反射信號的頻率特性確定發送頻率并執行控制以使得通過調制發送頻率的載波信號而生成的發送信號被提供給電力發送線圈。
文檔編號H02J17/00GK102694422SQ20121005917
公開日2012年9月26日 申請日期2012年3月8日 優先權日2011年3月22日
發明者佐方連, 出口典孝, 工藤浩喜, 莊木裕樹, 竹田大輔 申請人:株式會社東芝