(57)【要約】【課題】適正で効率的な処理シーケンスを実現できる送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置及び電子機器等を提供すること。【解決手段】無接点電力伝送システムの送電装置に設けられる送電制御装置は、送電装置を制御する制御部を含み、制御部は、無接点電力伝送のネゴシエーション処理を行うネゴシエーション処理部と、前記ネゴシエーション処理の結果に基づいて、無接点電力伝送のセットアップ処理を行うセットアップ処理部とを含み、セットアップ処理の後に、送電装置から受電装置への通常送電を開始する。【選択図】図３
2010035408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムにおける送電制御装置であって、
送電制御装置の制御を行う制御部を含み、
前記制御部は、
無接点電力伝送のネゴシエーション処理を行うネゴシエーション処理部と、
前記ネゴシエーション処理の結果に基づいて、無接点電力伝送のセットアップ処理を行うセットアップ処理部とを含み、
前記セットアップ処理の後に、前記送電装置から前記受電装置への通常送電を開始することを特徴とする送電制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御部は、
前記セットアップ処理の後に、無接点電力伝送のコマンド処理を行うコマンド処理部をさらに含み、
前記コマンド処理により前記送電装置から前記受電装置への通常送電を開始することを特徴とする送電制御装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記コマンド処理は、前記ネゴシエーション処理及び前記セットアップ処理のうちの少なくとも１つにより、対応が可能になったことが確認されたコマンドの発行及び前記コマンドの実行の少なくとも１つを行う処理であることを特徴とする送電制御装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記コマンドは、前記通常送電を開始するコマンド、前記負荷が有するバッテリの満充電を検出するコマンド、及び前記バッテリの再充電が必要か否かを確認するコマンドのうちの少なくとも１つであることを特徴とする送電制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記ネゴシエーション処理は、
前記送電装置と前記受電装置との間で情報の通信が可能か否かの確認処理、通信した情報が妥当か否かの確認処理、受電装置側の負荷状態が適正か否かの確認処理、前記送電装置と前記受電装置との間における規格情報又はコイル情報の照合処理、及び負荷状態検出方式を示す前記送電装置のシステム情報と前記受電装置のシステム情報の照合処理のうちの少なくとも１つであることを特徴とする送電制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記セットアップ処理は、
前記ネゴシエーション処理の結果に基づいて前記電力の伝送条件を設定する処理、及び前記送電装置と前記受電装置の間の対応機能について情報交換を行う処理のうちの少なくとも１つであることを特徴とする送電制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記セットアップ処理部は、
前記受電装置が無接点電力伝送の伝送条件情報を送信した場合に、前記伝送条件情報を受信して、無接点電力伝送の伝送条件を設定することを特徴とする送電制御装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、
前記制御部は、
前記送電装置から前記受電装置への通常送電を開始した後、前記受電装置から送電停止要求があった場合に、通常送電を停止することを特徴とする送電制御装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかにおいて、
前記制御部は、
前記送電装置から前記受電装置への通常送電を開始した後、前記受電装置の前記負荷が有するバッテリの満充電が検出された場合に、通常送電を停止することを特徴とする送電制御装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記制御部は、
満充電検出により通常送電を停止した場合に、満充電検出後の待機フェーズに移行することを特徴とする送電制御装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記制御部は、
前記満充電検出後の待機フェーズにおいて、前記バッテリの再充電確認を行うことを特徴とする送電制御装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記制御部は、
前記満充電検出後の待機フェーズでは、再充電確認フラグをクリアせずにセット状態に維持することを特徴とする送電制御装置。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２のいずれかにおいて、
前記制御部は、
前記満充電検出後の待機フェーズにおいて受電側電子機器の取り去りが検出された場合には、取り去り検出後の待機フェーズに移行することを特徴とする送電制御装置。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記制御部は、
前記取り去り検出後の待機フェーズにおいて、前記受電側電子機器の着地が検出された場合に、前記ネゴシエーション処理のフェーズに移行することを特徴とする送電制御装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれかに記載の送電制御装置と、
交流電圧を生成して前記１次コイルに供給する送電部とを含むことを特徴とする送電装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の送電装置を含むことを特徴とする電子機器。
【請求項１７】
１次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムにおける受電制御装置であって、
受電制御装置の制御を行う制御部を含み、
前記制御部は、
無接点電力伝送のネゴシエーション処理を行うネゴシエーション処理部と、
前記ネゴシエーション処理の結果に基づいて、無接点電力伝送のセットアップ処理を行うセットアップ処理部とを含み、
前記セットアップ処理の後に、前記送電装置から前記受電装置への通常送電が開始した場合に、前記負荷に対する電力供給を開始することを特徴とする受電制御装置。
【請求項１８】
請求項１７において、
前記制御部は、
前記セットアップ処理の後に、無接点電力伝送のコマンド処理を行うコマンド処理部をさらに含み、
前記コマンド処理により前記送電装置から前記受電装置への通常送電が開始した場合に、前記負荷に対する電力供給を開始することを特徴とする受電制御装置。
【請求項１９】
請求項１８において、
前記コマンド処理は、前記ネゴシエーション処理及び前記セットアップ処理のうちの少なくとも１つにより、対応が可能になったことが確認されたコマンドの発行及び前記コマンドの実行の少なくとも１つを行う処理であることを特徴とする受電制御装置。
【請求項２０】
請求項１９において、
前記コマンドは、前記通常送電を開始するコマンド、前記負荷が有するバッテリの満充電を検出するコマンド、及び前記バッテリの再充電が必要か否かを確認するコマンドのうちの少なくとも１つであることを特徴とする受電制御装置。
【請求項２１】
請求項１７乃至２０のいずれかにおいて、
前記ネゴシエーション処理は、
前記送電装置と前記受電装置との間で情報の通信が可能か否かの確認処理、通信した情報が妥当か否かの確認処理、受電装置側の負荷状態が適正か否かの確認処理、前記送電装置と前記受電装置との間における規格情報又はコイル情報の照合処理、及び負荷状態検出方式を示す前記送電装置のシステム情報と前記受電装置のシステム情報の照合処理のうちの少なくとも１つであることを特徴とする受電制御装置。
【請求項２２】
請求項１７乃至２１のいずれかにおいて、
前記セットアップ処理は、
前記ネゴシエーション処理の結果に基づいて前記電力の伝送条件を設定する処理、及び前記送電装置と前記受電装置の間の対応機能について情報交換を行う処理のうちの少なくとも１つであることを特徴とする受電制御装置。
【請求項２３】
請求項１７乃至２２のいずれかに記載の受電制御装置と、
前記２次コイルの誘起電圧を直流電圧に変換する受電部とを含むことを特徴とする受電装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の受電装置と、
前記受電装置により電力が供給される負荷とを含むことを特徴とする電子機器。
【請求項２５】
１次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムにおける送電制御方法であって、
無接点電力伝送のネゴシエーション処理を行い、
前記ネゴシエーション処理の結果に基づいて、無接点電力伝送のセットアップ処理を行い、
前記セットアップ処理の後に、前記送電装置から前記受電装置への通常送電を開始することを特徴とする送電制御方法。
【請求項２６】
請求項２５において、
前記セットアップ処理の後に、無接点電力伝送のコマンド処理を行い、
前記コマンド処理により前記通常送電を開始することを特徴とする送電制御方法。
【請求項２７】
請求項２６において、
前記コマンド処理は、前記ネゴシエーション処理及び前記セットアップ処理のうちの少なくとも１つにより、対応が可能になったことが確認されたコマンドの発行及び前記コマンドの実行の少なくとも１つを行う処理であることを特徴とする送電制御方法。
【請求項２８】
請求項２７において、
前記コマンドは、前記通常送電を開始するコマンド、前記負荷が有するバッテリの満充電を検出するコマンド、及び前記バッテリの再充電が必要か否かを確認するコマンドのうちの少なくとも１つであることを特徴とする送電制御方法。
【請求項２９】
請求項２５乃至２８のいずれかにおいて、
前記ネゴシエーション処理は、
前記送電装置と前記受電装置との間で情報の通信が可能か否かの確認処理、通信した情報が妥当か否かの確認処理、受電装置側の負荷状態が適正か否かの確認処理、前記送電装置と前記受電装置との間における規格情報又はコイル情報の照合処理、及び負荷状態検出方式を示す前記送電装置のシステム情報と前記受電装置のシステム情報の照合処理のうちの少なくとも１つであることを特徴とする送電制御方法。
【請求項３０】
請求項２５乃至２９のいずれかにおいて、
前記セットアップ処理は、
前記ネゴシエーション処理の結果に基づいて前記電力の伝送条件を設定する処理、及び前記送電装置と前記受電装置の間の対応機能について情報交換を行う処理のうちの少なくとも１つであることを特徴とする送電制御方法。
【請求項３１】
１次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムにおける受電制御方法であって、
無接点電力伝送のネゴシエーション処理を行い、
前記ネゴシエーション処理の結果に基づいて、無接点電力伝送のセットアップ処理を行い、
前記セットアップ処理の後に、前記送電装置から前記受電装置への通常送電が開始した場合に、前記負荷に対する電力供給を開始することを特徴とする受電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置、電子機器、送電制御方法、及び受電制御方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電磁誘導を利用し、金属部分の接点がなくても電力伝送を可能にする無接点電力伝送（非接触電力伝送）が脚光を浴びている、この無接点電力伝送の適用例として、携帯電話機や家庭用機器（例えば電話機の子機）の充電などが提案されている。
【０００３】
このような無接点電力伝送の従来技術として特許文献１がある。この特許文献１では、受電装置（２次側）と送電装置（１次側）との間で認証コードを送受信することでＩＤ認証を実現し、異物等の挿入を検出している。また特許文献２には、電気機器を家庭で同時に使用した場合にブレーカが落ちてしまう事態を防止するために、電気機器の使用電力情報を収集し、許容電力量の範囲内で電力を供給できるか否かを判断し、電力供給が可能と判断された電気機器の電力消費を許可する電力供給制御システムが開示されている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１の従来技術では、送電装置は、受電装置から受信した装置ＩＤが適正なＩＤであるか否かしか判断しておらず、複数種類の受電装置が混在する場合には、適正な無接点電力伝送を実現できないという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−６０９０９号公報
【特許文献２】特開平１０−９４１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の通り、従来技術においては、送電装置は受電装置から受信した装置ＩＤが適正なＩＤであるか否かしか判断していないため、受電装置の機能等の判断を行っていない。そこで、適正な無接点電力伝送を実現できないという課題があった。
【０００７】
本発明の幾つかの態様によれば、適正で効率的な処理シーケンスを実現できる送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置、電子機器、送電制御方法、及び受電制御方法を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、１次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記送電装置に設けられる送電制御装置であって、送電制御装置の制御を行う制御部を含み、前記制御部は、無接点電力伝送のネゴシエーション処理を行うネゴシエーション処理部と、前記ネゴシエーション処理の結果に基づいて、無接点電力伝送のセットアップ処理を行うセットアップ処理部とを含み、前記セットアップ処理の後に、前記送電装置から前記受電装置への通常送電を開始する送電制御装置に関係する。
【０００９】
本発明によれば、無接点電力伝送のネゴシエーション処理が実行されて、各種設定が行われ、その後に、ネゴシエーション処理の結果に基づいてセットアップ処理が実行されて、各種セットアップが行われる。そして送電装置から受電装置への通常送電が開始する。このようにすれば、例えば適正な無接点電力伝送を実現するための最低限の基本的な設定についてはネゴシエーション処理において行い、機器毎等に異なるセットアップ情報の設定についてはセットアップ処理において行うことができる。従って、適正で効率的な処理シーケンスを実現できる送電制御装置の提供が可能になる。
【００１０】
また本発明では、前記制御部は、前記セットアップ処理の後に、無接点電力伝送のコマンド処理を行うコマンド処理部を含み、前記コマンド処理により前記送電装置から前記受電装置への通常送電を開始してもよい。
【００１１】
このようにすれば、セットアップ処理により、機器毎等に異なる各種のセットアップ情報の設定が行われた後に、無接点電力伝送のために必要な各種コマンドを実行して、通常送電等を開始できるようになる。
【００１２】
また本発明では、前記コマンド処理部は、前記セットアップ処理の後に、通常送電開始コマンドの処理を行ってもよい。
【００１３】
このようにすれば、通常送電開始コマンドを用いた通常送電の開始を実現できる。
【００１４】
また本発明では、前記コマンド処理部は、前記セットアップ処理の後に、前記受電装置の前記負荷が有するバッテリの満充電検出コマンドの処理、又は前記バッテリの再充電確認コマンドの処理を行ってもよい。
【００１５】
このようにすれば、満充電検出コマンドを用いた満充電の通知や、再充電確認コマンドを用いた満充電検出後の再充電の確認を実現できる。
【００１６】
また本発明では、前記ネゴシエーション処理部は、前記受電装置との間で情報の通信が可能か否かの確認処理と、通信した情報が妥当か否かの確認処理を行ってもよい。
【００１７】
このようにすれば、受電装置との間での情報通信が可能か否かや、通信した情報が妥当か否かを、セットアップ処理よりも前の早い段階で実行されるネゴシエーション処理において確認できるようになる。
【００１８】
また本発明では、前記ネゴシエーション処理部は、前記ネゴシエーション処理において、受電側の負荷状態が適正か否かの確認処理を行ってよい。
【００１９】
このようにすれば、セットアップ処理が行われる前に受電側の負荷状態を確認できるようになる。
【００２０】
また本発明では、前記ネゴシエーション処理部は、前記受電装置との間で、規格情報、コイル情報、負荷状態検出方式を示すシステム情報の照合処理を行ってもよい。
【００２１】
このようにすれば、受電側の規格／コイル／システム情報と送電側の規格／コイル／システム情報との照合処理の判定結果に基づいて種々の処理を行うことが可能になる。
【００２２】
また本発明では、前記セットアップ処理部は、前記ネゴシエーション処理の結果に基づいて、無接点電力伝送の伝送条件を設定してもよい。
【００２３】
このようにすれば、機器毎等に異なる伝送条件をセットアップ処理で設定して、無接点電力伝送を行うことが可能になる。
【００２４】
また本発明では、前記セットアップ処理部は、前記受電装置が無接点電力伝送の伝送条件情報を送信した場合に、前記伝送条件情報を受信して、無接点電力伝送の伝送条件を設定してもよい。
【００２５】
このようにすれば、受電側からの伝送条件情報に基づいて無接点電力伝送の伝送条件を設定できるため、例えば１次側と２次側の様々な組み合わせにおいても、適正な伝送条件を設定できる。
【００２６】
また本発明では、前記セットアップ処理部は、対応機能についての情報交換処理を行ってもよい。
【００２７】
このようにすれば、アプリケーションや機器毎に異なる対応機能の情報を交換できるようになる。
【００２８】
また本発明では、前記制御部は、前記送電装置から前記受電装置への通常送電を開始した後、前記受電装置から送電停止要求があった場合に、通常送電を停止してもよい。
【００２９】
このようにすれば受電装置からの送電停止要求で通常送電を停止できる。
【００３０】
また本発明では、前記制御部は、前記送電装置から前記受電装置への通常送電を開始した後、前記受電装置の前記負荷が有するバッテリの満充電が検出された場合に、通常送電を停止してもよい。
【００３１】
このようにすれば、満充電検出後に受電側への通常送電が停止するため、満充電検出後に無駄な電力が消費されてしまう事態を防止できる。
【００３２】
また本発明では、前記制御部は、満充電検出により通常送電を停止した場合に、満充電検出後の待機フェーズに移行してもよい。
【００３３】
このようにすれば、満充電検出後に送電側を待機状態に移行させることができる。
【００３４】
また本発明では、前記制御部は、前記満充電検出後の待機フェーズにおいて、前記バッテリの再充電確認を行ってもよい。
【００３５】
このようにすれば、満充電検出後にバッテリの再充電を随時確認できるようになる。
【００３６】
また本発明では、前記制御部は、前記満充電検出後の待機フェーズでは、再充電確認フラグをクリアせずにセット状態に維持してもよい。
【００３７】
このようにすれば、セット状態に維持された再充電確認フラグを用いて、再充電確認コマンドを実行できるようになる。
【００３８】
また本発明では、前記制御部は、前記満充電検出後の待機フェーズにおいて受電側電子機器の取り去りが検出された場合には、取り去り検出後の待機フェーズに移行してもよい。
【００３９】
このようにすれば、満充電検出後に受電側電子機器が取り去られた場合に、受電側電子機器が着地されるのを待つ取り去り検出後の待機フェーズに移行できる。
【００４０】
また本発明では、前記制御部は、前記取り去り検出後の待機フェーズにおいて、前記受電側電子機器の着地が検出された場合に、前記ネゴシエーション処理のフェーズに移行してもよい。
【００４１】
このようにすれば、取り去り検出後の待機フェーズにおいて着地が検出されると、ネゴシエーション処理、セットアップ処理等を経て、通常送電を開始できるようになる。
【００４２】
また本発明は、上記のいずれかに記載の送電制御装置と、交流電圧を生成して前記１次コイルに供給する送電部とを含む送電装置に関係する。
【００４３】
また本発明は、上記に記載の送電装置を含む電子機器に関係する。
【００４４】
また本発明は、１次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムの前記受電装置に設けられる受電制御装置であって、受電制御装置の制御を行う制御部を含み、前記制御部は、無接点電力伝送のネゴシエーション処理を行うネゴシエーション処理部と、前記ネゴシエーション処理の結果に基づいて、無接点電力伝送のセットアップ処理を行うセットアップ処理部とを含み、前記セットアップ処理の後に、前記送電装置から前記受電装置への通常送電が開始した場合に、前記負荷に対する電力供給を開始する受電制御装置に関係する。
【００４５】
本発明によれば、無接点電力伝送のネゴシエーション処理が実行されて各種設定が行われ、その後に、ネゴシエーション処理の結果に基づいてセットアップ処理が実行されて、各種セットアップが行われる。そして負荷への電力供給が開始する。このようにすれば、例えば適正な無接点電力伝送を実現するための最低限の基本的な設定についてはネゴシエーション処理において行い、機器毎等に異なるセットアップ情報の設定についてはセットアップ処理において行うことができる。従って、適正で効率的な処理シーケンスを実現できる受電制御装置の提供が可能になる。
【００４６】
また本発明では、前記制御部は、前記セットアップ処理の後に、無接点電力伝送のコマンド処理を行うコマンド処理部を含み、前記コマンド処理により前記送電装置から前記受電装置への通常送電が開始した場合に、前記負荷に対する電力供給を開始してもよい。
【００４７】
このようにすれば、セットアップ処理により、機器毎等に異なる各種のセットアップ情報の設定が行われた後に、無接点電力伝送のために必要な各種コマンドを実行できるようになる。
【００４８】
また本発明では、前記コマンド処理部は、前記セットアップ処理の後に、通常送電開始コマンドの処理を行ってもよい。
【００４９】
このようにすれば、通常送電開始コマンドを用いた通常送電の開始を実現できる。
【００５０】
また本発明では、前記コマンド処理部は、前記セットアップ処理の後に、前記受電装置の前記負荷が有するバッテリの満充電検出コマンドの処理、又は前記バッテリの再充電確認コマンドの処理を行ってもよい。
【００５１】
このようにすれば、満充電検出コマンドを用いた満充電の通知や、再充電確認コマンドを用いた満充電検出後の再充電の確認を実現できる。
【００５２】
また本発明では、前記ネゴシエーション処理部は、前記受電装置との間で情報の通信が可能か否かの確認処理と、通信した情報が妥当か否かの確認処理を行ってもよい。
【００５３】
このようにすれば、送電装置との間での情報通信が可能か否かや、通信した情報が妥当か否かを、セットアップ処理よりも前の早い段階で実行されるネゴシエーション処理において確認できるようになる。
【００５４】
また本発明では、前記ネゴシエーション処理部は、前記送電装置との間で、規格情報、コイル情報、負荷状態検出方式を示すシステム情報の照合処理を行ってもよい。
【００５５】
このようにすれば、受電側の規格／コイル／システム情報と送電側の規格／コイル／システム情報との照合処理の判定結果に基づいて種々の処理を行うことが可能になる。
【００５６】
また本発明では、前記セットアップ処理部は、前記ネゴシエーション処理の結果に基づいて、無接点電力伝送の伝送条件情報を前記送電装置に送信してもよい。
【００５７】
このようにすれば、機器毎等に異なる伝送条件をセットアップ処理で設定して、無接点電力伝送を行うことが可能になる。
【００５８】
また本発明では、前記セットアップ処理部は、対応機能についての情報交換処理を行ってもよい。
【００５９】
このようにすれば、アプリケーションや機器毎に異なる対応機能の情報を交換できるようになる。
【００６０】
また本発明は、上記のいずれかに記載の受電制御装置と、前記２次コイルの誘起電圧を直流電圧に変換する受電部とを含む受電装置に関係する。
【００６１】
また本発明は、上記に記載の受電装置と、前記受電装置により電力が供給される負荷とを含む電子機器に関係する。
【００６２】
また本発明は、１次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムにおける送電制御方法であって、無接点電力伝送のネゴシエーション処理を行い、前記ネゴシエーション処理の結果に基づいて、無接点電力伝送のセットアップ処理を行い、前記セットアップ処理の後に、前記送電装置から前記受電装置への通常送電を開始する送電制御方法に関係する。
【００６３】
また本発明では、１次コイルと２次コイルを電磁的に結合させて送電装置から受電装置に対して電力を伝送し、前記受電装置の負荷に対して電力を供給する無接点電力伝送システムにおける受電制御方法であって、無接点電力伝送のネゴシエーション処理を行い、前記ネゴシエーション処理の結果に基づいて、無接点電力伝送のセットアップ処理を行い、前記セットアップ処理の後に、前記送電装置から前記受電装置への通常送電が開始した場合に、前記負荷に対する電力供給を開始する受電制御方法に関係する。
【００６４】
前記ネゴシエーション処理は、前記送電装置と前記受電装置との間で情報の通信が可能か否かの確認処理、通信した情報が妥当か否かの確認処理、受電装置側の負荷状態が適正か否かの確認処理、前記送電装置と前記受電装置との間における規格情報又はコイル情報の照合処理、及び負荷状態検出方式を示す前記送電装置のシステム情報と前記受電装置のシステム情報の照合処理のうちの少なくとも１つであることを特徴とする。
【００６５】
また、前記セットアップ処理は、前記ネゴシエーション処理の結果に基づいて前記電力の伝送条件を設定する処理、及び前記送電装置と前記受電装置の間の対応機能について情報交換を行う処理のうちの少なくとも１つであることを特徴とする。
【００６６】
以上のネゴシエーション処理及びセットアップ処理を行うことにより、適正で効率的な処理シーケンスを実現することができる。
【００６７】
また、前記コマンド処理は、前記ネゴシエーション処理及び前記セットアップ処理のうちの少なくとも１つにより、対応が可能になったことが確認されたコマンドの発行及び前記コマンドの実行の少なくとも１つを行う処理であることを特徴とする。
【００６８】
また、前記コマンドは、前記通常送電を開始するコマンド、前記負荷が有するバッテリの満充電を検出するコマンド、及び前記バッテリの再充電が必要か否かを確認するコマンドのうちの少なくとも１つであることを特徴とする。
【００６９】
前記ネゴシエーション処理、前記セットアップ処理に加え、前記コマンド処理を行うことにより、さらに適正で効率的な処理シーケンスを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）は無接点電力伝送の説明図。
【図２】本実施形態の送電装置、送電制御装置、受電装置、受電制御装置の構成例。
【図３】本実施形態の無接点電力伝送の処理シーケンスの説明図。
【図４】本実施形態の無接点電力伝送の処理シーケンスの説明図。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｃ）はネゴシエーションフレームのフォーマット例。
【図６】１次コイルに対して複数の２次コイルを対応させる手法の説明図。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は本実施形態の動作の説明図。
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は本実施形態の動作の説明図。
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は本実施形態の動作の説明図。
【図１０】図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は本実施形態の動作の説明図。
【図１１】図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は本実施形態の動作の説明図。
【図１２】本実施形態の送電装置、送電制御装置、受電装置、受電制御装置の詳細な構成例。
【図１３】図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）は周波数変調、負荷変調によるデータ転送の説明図。
【図１４】本実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図１５】本実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図１６】図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）はコイルパラメータの説明図。
【図１７】図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）はコイルパラメータの説明図。
【発明を実施するための形態】
【００７１】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００７２】
１．電子機器
図１（Ａ）に本実施形態の無接点電力伝送手法が適用される電子機器の例を示す。電子機器の１つである充電器５００（クレードル）は送電装置１０を有する。また電子機器の１つである携帯電話機５１０は受電装置４０を有する。また携帯電話機５１０は、ＬＣＤなどの表示部５１２、ボタン等で構成される操作部５１４、マイク５１６（音入力部）、スピーカ５１８（音出力部）、アンテナ５２０を有する。
【００７３】
充電器５００にはＡＣアダプタ５０２を介して電力が供給され、この電力が、無接点電力伝送により送電装置１０から受電装置４０に送電される。これにより、携帯電話機５１０のバッテリを充電したり、携帯電話機５１０内のデバイスを動作させることができる。
【００７４】
なお本実施形態が適用される電子機器は携帯電話機５１０に限定されない。例えば腕時計、コードレス電話器、シェーバー、電動歯ブラシ、リストコンピュータ、ハンディターミナル、携帯情報端末、電動自転車、或いはＩＣカードなどの種々の電子機器に適用できる。
【００７５】
図１（Ｂ）に模式的に示すように、送電装置１０から受電装置４０への電力伝送は、送電装置１０側に設けられた１次コイルＬ１（送電コイル）と、受電装置４０側に設けられた２次コイルＬ２（受電コイル）を電磁的に結合させて電力伝送トランスを形成することで実現される。これにより非接触での電力伝送が可能になる。
【００７６】
なお、図１（Ｂ）では１次コイルＬ１、２次コイルＬ２は、平面上でスパイラル状にコイル線を巻くことで形成された例えば空芯の平面コイルになっている。しかしながら、本実施形態のコイルはこれに限定されず、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２を電磁的に結合させて電力を伝送できるものであれば、その形状・構造等は問わない。
【００７７】
例えば図１（Ｃ）では、磁性体コアに対してＸ軸回りでコイル線をスパイラル状に巻くことで１次コイルＬ１が形成されている。携帯電話機５１０に設けられた２次コイルＬ２も同様である。本実施形態では図１（Ｃ）のようなコイルにも適用可能である。なお図１（Ｃ）の場合に、１次コイルＬ１や２次コイルＬ２として、Ｘ軸回りにコイル線を巻いたコイルに加えて、Ｙ軸周りにコイル線を巻いたコイルを組み合わせてもよい。
【００７８】
２．送電装置、受電装置
図２に本実施形態の送電装置１０、送電制御装置２０、受電装置４０、受電制御装置５０の構成例を示す。図１（Ａ）の充電器５００などの送電側の電子機器は、図２の送電装置１０を含む。また携帯電話機５１０などの受電側の電子機器は、受電装置４０と負荷９０（本負荷）を含むことができる。そして図２の構成により、例えば１次コイルＬ１と２次コイルＬ２を電磁的に結合させて送電装置１０から受電装置４０に対して電力を伝送し、負荷９０に対して電力を供給する無接点電力伝送（非接触電力伝送）システムが実現される。
【００７９】
送電装置１０（送電モジュール、１次モジュール）は、１次コイルＬ１、送電部１２、送電制御装置２０を含むことができる。なお送電装置１０や送電制御装置２０は図２の構成に限定されず、その構成要素の一部（例えば１次コイル）を省略したり、他の構成要素（例えば波形モニタ回路）を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。
【００８０】
送電部１２は、交流電圧を生成して１次コイルＬ１に供給する。具体的には、電力伝送時には所定周波数の交流電圧を生成し、データ転送時にはデータに応じて周波数が異なる交流電圧を生成して、１次コイルＬ１に供給する。この送電部１２は、例えば、１次コイルＬ１の一端を駆動する第１の送電ドライバと、１次コイルＬ１の他端を駆動する第２の送電ドライバと、１次コイルＬ１と共に共振回路を構成する少なくとも１つのコンデンサを含むことができる。そして送電部１２が含む第１、第２の送電ドライバの各々は、例えばパワーＭＯＳトランジスタにより構成されるインバータ回路（バッファ回路）であり、送電制御装置２０により制御される。
【００８１】
１次コイルＬ１（送電側コイル）は、２次コイルＬ２（受電側コイル）と電磁結合して電力伝送用トランスを形成する。例えば電力伝送が必要なときには、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すように、充電器５００の上に携帯電話機５１０を置き、１次コイルＬ１の磁束が２次コイルＬ２を通るような状態にする。一方、電力伝送が不要なときには、充電器５００と携帯電話機５１０を物理的に離して、１次コイルＬ１の磁束が２次コイルＬ２を通らないような状態にする。
【００８２】
送電制御装置２０は、送電装置１０の各種制御を行う装置であり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。この送電制御装置２０は、制御部２２、記憶部２３、負荷状態検出回路３０を含むことができる。なお、これらの構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加するなどの変形実施も可能である。
【００８３】
制御部２２（送電側）は送電装置１０や送電制御装置２０の制御を行うものである。この制御部２２は、例えばゲートアレイなどのＡＳＩＣ回路により実現したり、マイクロコンピュータ及びマイクロコンピュータ上で動作するプログラムなどにより実現できる。この制御部２２は、送電部１２を用いた送電の制御を行ったり、記憶部２３の記憶制御を行ったり、負荷状態検出回路３０を制御する。具体的には、電力伝送、負荷状態検出（データ検出、異物検出、取り去り検出等）、周波数変調などに必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。
【００８４】
記憶部２３（レジスタ部）は各種の情報を記憶するものであり、例えば、ＲＡＭやＤフリップフロップ、或いはフラッシュメモリやマスクＲＯＭなどの不揮発性メモリにより実現できる。
【００８５】
負荷状態検出回路３０（波形検出回路）は受電側（受電装置又は異物）の負荷状態を検出する。この負荷状態の検出は、１次コイルＬ１の誘起電圧信号（コイル端信号）の波形変化を検出することで実現できる。例えば受電側（２次側）の負荷状態（負荷電流）が変化すると、誘起電圧信号の波形が変化する。負荷状態検出回路３０は、このような波形の変化を検出して、検出結果（検出結果情報）を制御部２２に出力する。そして制御部２２は、負荷状態検出回路３０での負荷状態の検出情報に基づいて、受電側（２次側）の負荷状態（負荷変動、負荷の高低）を判定する。
【００８６】
受電装置４０（受電モジュール、２次モジュール）は、２次コイルＬ２、受電部４２、給電制御部４８、受電制御装置５０を含むことができる。なお受電装置４０や受電制御装置５０は図２の構成に限定されず、その構成要素の一部（例えば２次コイル）を省略したり、他の構成要素（例えば負荷変調部）を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。
【００８７】
受電部４２は、２次コイルＬ２の交流の誘起電圧を直流電圧に変換する。この変換は受電部４２が有する整流回路などにより実現できる。
【００８８】
給電制御部４８は負荷９０への電力の給電を制御する。即ち負荷９０への電力の給電をオンにしたり、オフにする制御を行う。具体的には、受電部４２（整流回路）からの直流電圧のレベルを調整して、電源電圧を生成して、負荷９０に供給し、負荷９０のバッテリ９４を充電する。なお負荷９０はバッテリ９４を含まないものであってもよい。
【００８９】
受電制御装置５０は、受電装置４０の各種制御を行う装置であり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。この受電制御装置５０は、２次コイルＬ２の誘起電圧から生成される電源電圧により動作することができる。また受電制御装置５０は、制御部５２、記憶部５３を含むことができる。
【００９０】
制御部５２（受電側）は受電装置４０や受電制御装置５０の制御を行うものである。この制御部５２は、例えばゲートアレイなどのＡＳＩＣ回路により実現したり、マイクロコンピュータ及びマイクロコンピュータ上で動作するプログラムなどにより実現できる。この制御部５２は、給電制御部４８の制御を行ったり、記憶部５３の記憶制御を行う。具体的には、位置検出、周波数検出、負荷変調、或いは満充電検出などに必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。
【００９１】
記憶部５３（レジスタ部）は各種の情報を記憶するものであり、例えばＲＡＭやＤフリップフロップ、或いはフラッシュメモリやマスクＲＯＭなどの不揮発性メモリにより実現できる。
【００９２】
そして本実施形態では、送電側の制御部２２は、ネゴシエーション処理部３７、セットアップ処理部３８、コマンド処理部３９を含む。また受電側の制御部５２も、ネゴシエーション処理部６７、セットアップ処理部６８、コマンド処理部６９を含む。なおコマンド処理部３９、６９を設けない構成としてもよい。
【００９３】
ネゴシエーション処理部３７、６７は、無接点電力伝送のネゴシエーション処理を行う。即ち、送電側と受電側の間で、無接点電力伝送の基本的な設定（規格、コイル、システム、安全機能等）についての情報交換を行う。そしてセットアップ処理部３８、６８は、ネゴシエーション処理の結果に基づいて、無接点電力伝送のセットアップ処理を行う。即ちネゴシエーション処理により無接点電力伝送の基本的な設定が行われた後、送電側と受電側との間で、機器やアプリケーション毎に異なるセットアップ情報の情報交換を行う。そしてコマンド処理部３９、６９は、セットアップ処理の後に、無接点電力伝送のコマンド処理を行う。即ち、基本的なコマンドやセットアップ処理で対応可能になったコマンドの発行や実行などを行う。なお制御部２２は、セットアップ処理の後に、コマンド処理を経ることなく、通常送電を開始してもよい。例えば明示的なコマンドの発行がなくても、セットアップ処理の後に通常送電を開始してもよい。
【００９４】
具体的には送電側のネゴシエーション処理部３７は、受電装置４０との間で情報の通信が可能か否かの確認処理や、通信した情報が妥当か否かの確認処理や、受電側の負荷状態が適正か否かの確認処理を行う。即ち、受電側から適正に情報を受信できたか否かや、受電側から受信した情報が想定される適正な情報であるか否かや、受電側は異物ではなく適正な受電装置（負荷）であるか否かを、このネゴシエーション処理において確認する。なお受電側の負荷状態が適正か否かの確認処理をネゴシエーション処理において行わないようにしてもよい。
【００９５】
更に具体的には、ネゴシエーション処理部３７は、受電装置４０との間で、規格情報やコイル情報や負荷状態検出方式を示すシステム情報の照合処理を行う。即ち受電側から受信した規格／コイル／システム情報を、送電側の規格／コイル／システム情報と照合し、規格／コイル／システムが適合（一致）しているか否かを確認する。
【００９６】
このように本実施形態におけるネゴシエーション処理は、送電装置と受電装置との間で情報の通信が可能か否かの確認処理、通信した情報が妥当か否かの確認処理、受電装置側の負荷状態が適正か否かの確認処理、送電装置と受電装置との間における規格情報又はコイル情報の照合処理、及び負荷状態検出方式を示す送電装置のシステム情報と受電装置のシステム情報の照合処理等の少なくとも１つである。
【００９７】
セットアップ処理部３８は、ネゴシエーション処理の結果に基づいて、無接点電力伝送の伝送条件を設定する。具体的には、受電装置４０が無接点電力伝送の伝送条件情報を送信した場合に、その伝送条件情報を受信して、無接点電力伝送の伝送条件を設定する。即ち、受電装置４０が、コイルの駆動電圧や駆動周波数等の通常送電に必要な伝送条件情報を送信すると、その伝送条件情報に基づいて、駆動電圧や駆動周波数等の伝送条件を設定する。また、受電装置４０との間で、機器やアプリケーション毎に異なるセットアップ情報の情報交換を行う。
【００９８】
このように本実施形態におけるセットアップ処理は、ネゴシエーション処理の結果に基づいて電力の伝送条件を設定する処理、及び送電装置と受電装置の間の対応機能について情報交換を行う処理等の少なくとも１つである。
【００９９】
コマンド処理部３９は、セットアップ処理の後に、例えば、通常送電開始コマンドや、バッテリ９４の満充電検出コマンド（満充電通知コマンド）や、バッテリ９４の再充電確認コマンドなどの各種コマンドの処理を行う。即ち、これらのコマンドの発行や実行を行う。なおコマンドとしては少なくとも通常送電開始コマンドが用意されていればよく、その他のコマンドはオプションのコマンドとして扱うことができる。
【０１００】
本実施形態におけるコマンド処理は、前記ネゴシエーション処理および前記セットアップ処理のうちの少なくとも１つにより、対応が可能になったことが確認されたコマンドの発行及びコマンドの実行の少なくとも１つを行う処理である。
【０１０１】
また、コマンドは、通常送電を開始するコマンド、負荷が有するバッテリの満充電を検出するコマンド、及びバッテリの再充電が必要か否かを確認するコマンド等の少なくとも１つである。
【０１０２】
制御部２２は、送電装置１０から受電装置４０への通常送電を開始した後に、受電装置４０から送電停止要求があった場合に、通常送電を開始する。例えば通常送電開始後にバッテリ９４の満充電が検出された場合に、通常送電を停止する。具体的には、受電側がバッテリ９４の満充電を検出して満充電検出コマンドを送信し、その満充電検出コマンドを受信すると、通常送電開始コマンドで開始した通常送電を停止する。
【０１０３】
そして制御部２２は、満充電検出により通常送電を停止した場合には、満充電検出後の待機フェーズに移行する。即ちバッテリ９４の満充電が検出された後、バッテリ９４の再充電が必要になるまで待機する。この時、受電装置４０は、送電側からの通常送電が停止したことで、電源電圧が供給されなくなり、リセット状態になる。
【０１０４】
そして制御部２２は、満充電検出後の待機フェーズにおいて、バッテリの再充電確認を行う。即ち、例えば所定期間毎に仮送電を行って受電装置４０のリセット状態を解除し、再充電確認コマンドを発行して、バッテリ９４の再充電が必要か否かを確認する。この時、満充電検出後の待機フェーズでは、再充電確認フラグをクリアせずにセット状態に維持する。即ち、再充電確認フラグをセット状態にすることで、ネゴシエーションフェーズ、セットアップフェーズの後のコマンド分岐において、再充電確認コマンドを実行できるようになる。
【０１０５】
一方、制御部２２は、満充電検出後の待機フェーズにおいて受電側電子機器の取り去りが検出されると、取り去り検出後の待機フェーズに移行し、この場合には、再充電確認フラグをクリアする。そして取り去り検出後の待機フェーズにおいて、受電側の電子機器の着地（充電器への電子機器の設置）が検出されると、ネゴシエーション処理のフェーズに移行する。そして例えばセットアップ処理等のフェーズを経て、通常送電が開始される。
【０１０６】
受電側のネゴシエーション処理部６７は、送電装置１０との間で情報の通信が可能か否かの確認処理や、通信した情報が妥当か否かの確認処理を行う。具体的には、規格情報、コイル情報、負荷状態検出方式を示すシステム情報の照合処理を行う。即ち、規格／コイル／システム情報を送電側に送信し、送電側から規格／コイル／システム情報を受信すると、送電側の規格／コイル／システム情報と受電側の規格／コイル／システムとが適合（一致）しているか否かを確認する。
【０１０７】
セットアップ処理部６８は、ネゴシエーション処理の結果に基づいて、無接点電力伝送の伝送条件情報を送電装置１０に送信する。即ち、コイルの駆動電圧や駆動周波数等の通常送電に必要な伝送条件情報を送信する。また、送電装置１０との間で、機器やアプリケーション毎に異なるセットアップ情報の情報交換を行う。
【０１０８】
コマンド処理部６９は、セットアップ処理の後に、通常送電開始コマンドや、バッテリ９４の満充電検出コマンドや、バッテリ９４の再充電確認コマンドなどの各種コマンドの処理を行う。即ち、これらのコマンドの発行や実行を行う。なお制御部５２は、セットアップ処理の後に、送電装置１０から受電装置４０への通常送電が開始した場合に、コマンド処理を経ることなく、負荷９０に対する電力供給を開始してもよい。例えば明示的なコマンドの発行がなくても、セットアップ処理の後に負荷９０への電力供給を開始してもよい。
【０１０９】
３．無接点電力伝送の処理シーケンス
図３に、本実施形態により実現される無接点電力伝送の処理シーケンスの概略を模式的に示す。
【０１１０】
この処理シーケンスでは、リセット状態の後に、待機フェーズに移行する。ここで、リセット状態では、送電側（１次）や受電側（２次）が保持していた各種フラグはクリアされる。ここでフラグは、送電装置や受電装置の状態（送電状態、満充電状態、再充電確認状態等）を表すものであり、これらの装置の記憶部（レジスタ）に保持される。
【０１１１】
待機フェーズでは、送電側（１次）は、受電側（２次）の停止時（送電停止時）の最終状態を保持する。例えばバッテリの満充電が検出されると、送電側及び受電側は満充電検出後の待機フェーズに移行する。この場合、バッテリ電圧の低下を検出して、再充電を行う必要があるため、送電側は、送電停止の要因が満充電検出であることを記憶する。具体的には、再充電確認フラグをクリアせずにセット状態に維持し、再充電が必要か否かを定期的に確認する。
【０１１２】
なお待機フェーズでは、送電側から受電側への送電が停止するため、受電側は電源電圧が供給されずに停止状態になるが、送電側は、電源電圧が供給されて動作状態になっている。このように待機フェーズで受電側が動作を停止することで低消費電力化が図れ、この時に送電側が各種状態のフラグをクリアせずに保持することで、送電側は、待機フェーズの後、そのフラグを利用して各種処理を実行できる。
【０１１３】
送電側や受電側は、待機フェーズの後にネゴシエーションフェーズに移行する。このネゴシエーションフェーズでは、規格／コイル／システムの一致確認や、安全上の情報交換などが行われるネゴシエーション処理が実行される。具体的には、送電側と受電側は、規格／コイル／システム情報の情報交換を行い、規格／コイル／システムがお互いに適合するか否かを確認する。また例えば受電側が送電側に、異物検出等のための安全しきい値情報を送信し、安全上の情報交換を行う。このネゴシエーション処理では、送電側と受電側の間で情報の通信が可能か否かの確認や、通信した情報が妥当か否かの確認や、受電側の負荷状態の適否（異物の非検出）の確認等が行われることになる。
【０１１４】
ネゴシエーション処理において、規格／コイル／システムが不一致であると判定されたり、異物が検出されたり、機器の取り去りが検出されたり、タイムアウトエラーになると、リセット状態に移行し、各種フラグがクリアされる。一方、通信エラー等の場合には例えば待機フェーズに移行し、フラグのクリアは行われない。
【０１１５】
送電側や受電側は、ネゴシエーションフェーズの後、セットアップフェーズに移行する。このセットアップフェーズでは、対応機能の情報やアプリケーション別の設定情報などのセットアップ情報が転送されるセットアップ処理が実行される。例えばネゴシエーション処理の結果に基づいて、無接点電力伝送の伝送条件の設定が行われる。具体的には、受電側が、コイルの駆動電圧や駆動周波数等の伝送条件情報を送電側に送信すると、送電側は、受信した伝送条件情報に基づいてコイルの駆動電圧や駆動周波数等の通常送電のための伝送条件を設定する。また、対応機能についての情報交換や、上位のアプリケーション毎に異なる設定情報の交換も、このセットアップ処理で行われる。具体的には、コマンドフェーズにおいて送電側、受電側が発行・実行可能なコマンドの種類や、定期認証機能等の付加的な対応機能についての情報交換は、このセットアップ処理において実行される。これにより、電子機器の種類（携帯電話機、オーディオ機器等）や機種などのアプリケーションに応じて異なる設定情報の交換が可能になる。
【０１１６】
セットアップ処理において、機器の取り去りが検出されたり、タイムアウトエラーになると、リセット状態に移行する。一方、通信エラー等の場合には待機フェーズに移行する。
【０１１７】
送電側や受電側は、セットアップフェーズの後、コマンドフェーズに移行する。このコマンドフェーズでは、セットアップ処理で得た情報に基づいてコマンド処理が行われる。即ち、対応コマンド（対応可能であることがセットアップ処理で確認されたコマンド）の発行又は実行が行われる。コマンド処理で実行されるコマンドとしては、例えば、通常送電（充電）開始コマンド、満充電検出（通知）コマンド、再充電確認コマンド、受電側割り込みコマンド、送電停止要求コマンドなどが考えられる。
【０１１８】
例えば、ネゴシエーション処理、セットアップ処理により通常送電の準備が整い、送電側が通常送電（充電）開始コマンドを受電側に送信（発行）し、それを受信した受電側が応答コマンドを送電側に送信すると、通常送電が開始する。そして通常送電の開始後、受電側において満充電が検出されると、受電側は満充電検出コマンドを送電側に送信する。
【０１１９】
この満充電検出のように伝送継続が必要ない場合には、満充電検出後の待機フェーズに移行する。そして、再度、ネゴシエーション処理、セットアップ処理を経て、送電側は再充電確認コマンドを受電側に送信する。これにより受電側は、バッテリ電圧をチェックして、再充電が必要か否かを判定する。そして再充電が必要な場合には、再充電確認フラグがリセットされ、送電側が通常送電開始コマンドを発行することで、通常送電が再開される。一方、再充電が必要ではない場合には、再充電確認フラグがセット状態に維持されて、満充電検出後の待機フェーズに戻る。
【０１２０】
なおコマンド処理において、何らかの異常が検出されたり、異物が検出されたり、取り去りが検出されるとリセット状態に移行する。
【０１２１】
図４を用いて本実施形態の処理シーケンスについて更に具体的に説明する。Ｆ１に示す取り去り検出後の待機フェーズでは、例えばｋ１秒に１回の着地検出が行われる。そしてＦ２に示すように電子機器の着地（設置）が検出されると、ネゴシエーション処理、セットアップ処理が実行される。そしてＦ３に示すようにネゴシエーション処理、セットアップ処理が正常に終了し、コマンド処理において通常送電開始コマンドが発行されると、通常送電が開始し、電子機器の充電が開始する。そしてＦ４に示すように満充電が検出されると、電子機器のＬＥＤが消灯し、Ｆ５に示すように満充電検出後の待機フェーズに移行する。
【０１２２】
満充電検出後の待機フェーズでは、例えばｋ３秒に１回の取り去り検出が行われると共にｋ３×ｊ秒に１回の再充電確認が行われる。そして満充電検出後の待機フェーズにおいて、Ｆ６に示すように電子機器の取り去りが検出されると、取り去り検出後の待機フェーズに移行する。一方、満充電検出後の待機フェーズにおいて、Ｆ７に示すように再充電確認により再充電が必要であると判定されると、ネゴシエーション処理、セットアップ処理が行われて、通常送電が再開され、バッテリの再充電が行われる。なお、Ｆ８に示すように通常送電中に電子機器の取り去りが検出されると、取り去り検出後の待機フェーズに移行する。
【０１２３】
図５（Ａ）に、ネゴシエーション処理において転送されるネゴシエーションフレームのフォーマット例を示す。このネゴシエーションフレームは、先頭フィールドと情報フィールドと最終フィールドを有する。そして情報フィールドは一致コードとハード情報コードにより構成される。
【０１２４】
図５（Ｂ）に一致コードのフォーマット例を示す。一致コードは、コマンドＩＤと規格コードと拡張コードとコイルコードにより構成される。
【０１２５】
コマンドＩＤは、一致コードであることを表すＩＤである。規格コードは規格のバージョンを表すコードである。拡張コードは、ＩＤコード体系を表すコードである。例えば拡張コード管理台帳等によりコード長の管理が行われる。
【０１２６】
コイルコードはコイル情報を表すコードであり、例えば区分コードとコイルＩＤ（コイル識別情報）により構成される。区分コードは、コイルＩＤの管理者を指定するために使用される。コイルＩＤは１次コイル（１次コイルユニット）に対して管理者が付与するＩＤである。即ち送電側のみならず、受電側においても、コイルＩＤとして送電側の１次コイルのＩＤが付与される。なお拡張コードに基づいてコイルＩＤの定義が変化する。例えば拡張コードが第１の設定である場合には、コイルコードは区分コードとコイルＩＤに区分されて設定され、拡張コードが第２の設定である場合には、コイルコードは区分コードとコイルＩＤに区分されずに設定される。
【０１２７】
図５（Ｃ）にハード情報コードのフォーマット例を示す。ハード情報コードは、システムコードと異物しきい値により構成される。システムコードはシステム情報を示すものであり、具体的には、送電側や受電側での負荷状態の検出方式を示す情報である。ここで負荷状態の検出方式としては、パルス幅検出方式（位相検出方式）、電流検出方式、ピーク電圧検出方式、或いはこれらの方式を組み合わせた方式などがある。システムコードは、送電側や受電側が、これらの方式のいずれを採用しているのかを示すコードになる。
【０１２８】
異物しきい値は、安全上のしきい値情報である。この異物しきい値は、例えば受電側が記憶しており、通常送電開始前に受電側から送電側に送信される。そして送電側は、この異物しきい値に基づいて、通常送電開始前の異物検出である１次異物検出を行う。例えば受電側の負荷状態をパルス幅検出方式で検出する場合には、異物しきい値として、パルス幅のカウント値のしきい値が受電側から送電側に送信され、送電側はこのカウント値のしきい値に基づいて、パルス幅検出方式による１次異物検出を行う。
【０１２９】
以上の本実施形態の処理シーケンスによれば、例えば規格／コイル／システムの適合性の判断や、安全上の最低限の情報交換は、ネゴシエーション処理において行われる。そして、このネゴシエーション処理において、通信が可能な事や通信情報の妥当性が判断されると共に、受電側の負荷状態の適否が判断される。
【０１３０】
そしてセットアップ処理においては、通常送電のために必要な伝送条件の設定等が実行される。例えばコイルの駆動電圧や駆動周波数が設定される。また、付加的な対応機能の情報交換や、より上位のアプリケーション毎に必要な設定情報の交換が、セットアップ処理において実行される。
【０１３１】
そして、このようなセットアップ処理、ネゴシエーション処理を経た後に、コマンドフェーズに移行して、コマンド処理が行われる。即ちネゴシエーション処理において対応可能になったことが確認されたコマンドの発行や実行がコマンド処理において行われる。
【０１３２】
このようにすれば、システムの適合性や安全性の確保に必要な最低限の情報交換はネゴシエーション処理において実行されると共に、アプリケーション毎に異なるセットアップ情報の交換はセットアップ処理において実行される。従って、送電側と受電側が適合していない場合には、ネゴシエーション処理において除外されるため、情報量が多いセットアップ情報については転送しなくても済むようになる。これにより、ネゴシエーション処理では最小限の情報だけを転送すれば済み、転送情報量を少なくできるため、短期間でネゴシエーションフェーズを終了でき、処理を効率化できる。
【０１３３】
また、送電側及び受電側の各機器は、ネゴシエーション処理により、最低限の無接点電力伝送が可能になり、機器毎の機能拡張は、セットアップ情報の交換で実現できる。従って、各機器は、ネゴシエーション処理で無接点電力伝送のシステムに必要な最小限の設定を行い、セットアップ処理でシステムの最適化が可能になるため、柔軟なシステム構築を実現できる。
【０１３４】
また送電側は、受電側からしきい値情報やシステム情報を受信し、受信したしきい値情報やシステム情報を設定するだけで、無接点電力伝送や異物検出を実現できるため、送電側の処理を簡素化できる。この場合に、受電側が、適正な組み合わせのコイル情報としきい値情報を送電側に送信することで、適正且つ安全な無接点電力伝送を実現できる。
【０１３５】
４．コイル情報の送受信
さて、無接点電力伝送が普及すると、受電側の２次コイルとして様々なタイプのものが市場に出回ることが予想される。即ち、受電側である携帯電話機等の電気機器の外形・サイズは様々であるため、これに応じて、電子機器の受電装置に内蔵される２次コイルの外形・サイズも様々なものになる。また各電子機器が必要とする無接点電力伝送の電力量（ワット数）や出力電圧も様々であるため、これに応じて２次コイルのインダクタンス等も様々なものになる。
【０１３６】
一方、無接点電力伝送では１次コイルと２次コイルの形状・サイズ等が完全に適合していなくても、電力が伝送されてしまうという事態が起こる。この点、有線のケーブルを用いた充電では、ケーブルのコネクタの形状等を工夫することで、このような事態を防止できるが、無接点電力伝送ではこのような工夫を施すことが難しい。
【０１３７】
この場合に、特開２００６−６０９０９号公報のように、受電装置の装置ＩＤを送電装置に送信し、この装置ＩＤを用いて送電装置がＩＤ認証を行う比較例の手法も考えられる。
【０１３８】
しかしながら、この比較例の手法は、１つの１次コイルに対して複数の２次コイルを対応させる場合については想定していない。従って、様々なタイプの２次コイルが市場に出回った場合に、これに対応することが難しい。即ち、１つの１次コイルで複数の２次コイルに対応しようとすると、送電側は複数の装置ＩＤを記憶しなければならなくなり、管理が複雑になる。
【０１３９】
そこで本実施形態では、送電側の記憶部２３が送電側コイル情報を記憶すると共に受電側の記憶部５３が受電側コイル情報を記憶し、これらのコイル情報を送受信する手法を採用している。このような手法を採用することで、様々なタイプの２次コイルが出現した場合にも、それほど管理が複雑になることなく、これに対応できるようになる。
【０１４０】
具体的には図６において、１次コイルＸ（広義には第１のタイプの１次コイル）に対しては、適正な組み合わせのコイルとして、２次コイルＸＡ、ＸＢ、ＸＣ（広義には第１〜第Ｎのタイプの２次コイル）が対応している。即ち１次コイルＸと、２次コイルＸＡ、ＸＢ又はＸＣとを組み合わせは適正な組み合わせであり、この組み合わせによれば、適正な無接点電力伝送が実現されることが保証されている。同様に、１次コイルＹに対しては２次コイルＹＡ、ＹＢ、ＹＣが対応している。
【０１４１】
そして図６では、２次コイルに対しては、２次コイル自体のＩＤではなくて、その２次コイルに対応する１次コイルのＩＤを付与している。例えば１次コイルＸのコイルＩＤがＣＩＤ＝ＩＤＸであったとする。すると、１次コイルＸに属する２次コイルＸＡ、ＸＢ、ＸＣに対しては、１次コイルＸのＩＤであるＩＤＸが付与される。同様に、１次コイルＹのコイルＩＤがＣＩＤ＝ＩＤＹであったとすると、１次コイルＹに属する２次コイルＹＡ、ＹＢ、ＹＣに対しては、１次コイルＹのＩＤであるＩＤＹが付与される。
【０１４２】
即ち、１次コイルＸを有する送電装置１０は、送電側コイル情報として、１次コイルＸのコイルＩＤであるＩＤＸを記憶する。また、２次コイルＸＡを有する受電装置４０も、受電側コイル情報として、対応する１次コイルＸのコイルＩＤであるＩＤＸを記憶する。
【０１４３】
そして、例えば受電装置４０は、通常送電開始前に、受電側コイル情報として、１次コイルＸのコイルＩＤであるＩＤＸを送電装置１０に送信する。すると、送電装置１０は、送電側コイル情報であるＩＤＸと、受電装置４０から受信した受電側コイル情報であるＩＤＸとの一致判定を行う。そして一致した場合に、通常送電を開始する。
【０１４４】
例えば、２次コイルＹＡを有する受電装置４０が、１次コイルＸを有する送電装置１０に対して、受電側コイル情報であるＩＤＹを送信したとする。この場合には、送電側コイル情報であるＩＤＸと、受電側コイル情報であるＩＤＹは一致しないため、通常送電等は行われないことになる。即ち受電装置４０は、その２次コイルが、コイルＸＡ、ＸＢ、ＸＣ（第１〜第Ｎのタイプのコイル）のいずれかである場合に、受電側コイル情報として、１次コイルＸのコイルＩＤであるＩＤＸ（第１のタイプの１次コイルの識別情報）を送信する。
【０１４５】
このように図６では、２次コイルの各々に対して、自身が属する１次コイルのコイルＩＤが付与されている。従って、自身の１次コイルのＩＤだけを記憶しておくだけで済み、２次コイルのＩＤを記憶しておく必要がないため、管理等を簡素化できる。また例えば１次コイルＸと２次コイルＹＡというような不適合な組み合わせでは、コイルＩＤが一致しないため、通常送電は行われないようになる。従って、様々なタイプの２次コイルが出現した場合にも、適正な無接点電力伝送を実現できる。
【０１４６】
なお、送電側が複数の送電側コイル情報を記憶してもよい。例えば図６において、送電側がコイルＸとコイルＹの両方に対応可能である場合には、送電側コイル情報として、１次コイルＸのコイル情報であるＩＤＸと、２次コイルＹのコイル情報であるＩＤＹを記憶する。そして例えば受電装置４０から、コイルＸＡのコイル情報であるＩＤＸが送られてきた場合には、送電装置１０は、複数の送電側コイル情報であるＩＤＸ、ＩＤＹのうち、受電側コイル情報に適合するコイル情報であるＩＤＸを受電装置４０に送信する。一方、受電装置４０から、コイルＹＡのコイル情報であるＩＤＹが送られてきた場合には、送電装置１０は、ＩＤＸ、ＩＤＹのうち、受電側コイル情報に適合するコイル情報であるＩＤＹを受電装置４０に送信する。このようにすれば、１次側と２次側のコイル適合のバリエーションを増やすことができ、より柔軟なシステム構築が可能になる。
【０１４７】
５．動作
次に本実施形態の動作について図７（Ａ）〜図１１（Ｃ）を用いて詳細に説明する。
【０１４８】
まず図７（Ａ）に示すように送電装置１０は、通常送電を開始する前に、仮送電（位置検出用送電）を開始する。この仮送電により、受電装置４０に対して電源電圧が供給されて、受電装置４０のパワーオンが行われる。そして受電装置４０は、例えば１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の位置関係が適正か否かを判定する。具体的には１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の位置関係が例えば図１（Ｂ）のような関係になっているか否かを判定する。
【０１４９】
図７（Ｂ）に示すように、Ｌ１とＬ２の位置関係が適正であると判定されると、受電装置４０（ネゴシエーション処理部６７）は、ネゴシエーションフレームを作成して、送電装置１０に送信する。このネゴシエーションフレームは、例えば規格／コイル／システム情報や、しきい値情報を含む。
【０１５０】
送電装置１０（ネゴシエーション処理部３７）は、受電装置４０からネゴシエーションフレームを受信すると、受信したネゴシエーションフレームに含まれる受電側の規格／コイル／システム情報と、記憶部２３に記憶される送電側の規格／コイル／システム情報を照合する。即ち通信が可能であるか否かの確認処理や、通信情報の妥当性の確認処理を行う。また、受電装置４０から受信したしきい値情報を、受電側の負荷状態を検出するためのしきい値情報として設定する。
【０１５１】
次に図７（Ｃ）に示すように、送電装置１０は、受電装置４０から受信したしきい値情報に基づいて、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の間に異物が挿入されていないかを検出する。即ち受電側の負荷状態が適正か否かを確認する。そして図８（Ａ）に示すように、規格／コイル／システム情報が適合（一致）し、異物も検出されなかったと判定された場合には、送電装置１０は、送電側の規格／コイル／システム情報を含むネゴシエーションフレームを作成して、受電装置４０に送信する。
【０１５２】
すると受電装置４０は、受電側の規格／コイル／システム情報と、受信したネゴシエーションフレームの規格／コイル／システム情報とを照合する。そして図８（Ｂ）に示すように、受電装置４０（セットアップ処理部６８）は、セットアップフレームを作成して、送電装置１０に送信する。このセットアップフレームは、例えばコイルの駆動電圧や駆動周波数等の伝送条件情報や、受電側が対応している機能（コマンド等）を示す対応機能情報などを含む。
【０１５３】
送電装置１０（セットアップ処理部３８）は、セットアップフレームを受信すると、受電側から受信した伝送条件情報に基づいて、通常送電の伝送条件を設定する。また、受信した受電側の対応機能情報に基づいて、送電側と受電側で対応機能が適合するか否かを判定する。そして図８（Ｃ）に示すように、送電側の対応機能情報を含むセットアップフレームを作成して、受電装置４０に送信する。すると、受電側は、受信した送電側の対応機能情報に基づいて、送電側と受電側で対応機能が適合するか否かを判定する。
【０１５４】
次に図９（Ａ）に示すように、セットアップ処理の結果に基づいてコマンド処理が行われる。即ち送電装置１０（コマンド処理部３９）、受電装置４０（コマンド処理部６９）は、対応するコマンドの発行又は実行を行う。
【０１５５】
例えば通常送電（充電）を行う場合には図９（Ｂ）に示すように、受電装置４０がスタートフレームを送電装置１０に送信する。すると図９（Ｃ）に示すように、送電装置１０は通常送電開始コマンド（充電開始コマンド）を発行して受電装置４０に送信し、受電装置４０は通常送電開始コマンドの応答コマンドを送電装置１０に送信する。これにより、送電装置１０、受電装置４０による通常送電についてのコマンド処理が実行される。
【０１５６】
具体的には、まず、図１０（Ａ）に示すように送電装置１０は、受電装置４０への通常送電を開始する。この場合に、コイルの駆動電圧や駆動周波数としては、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）のセットアップフレームで設定されたものを用いる。
【０１５７】
図１０（Ｂ）に示すように、受電装置４０は、通常送電の開始後にバッテリ９４の満充電が検出されると、満充電の検出を通知するための満充電検出コマンドを送電装置１０に発行する。具体的には満充電検出コマンドを含むセーブフレームを作成して送電装置１０に送信する。これにより送電装置１０は、受電装置４０への送電を停止して、満充電検出後の待機フェーズに移行する。この待機フェーズは、バッテリ９４の再充電が必要か否かを所定期間毎に確認するフェーズである。
【０１５８】
図１０（Ｃ）に示すように、送電装置１０は、再充電の必要性を確認する場合には、再充電確認フラグを１にセットする。即ち満充電検出後の待機フェーズでは、再充電確認フラグをクリアせずにセット状態に維持する。そして受電装置４０への仮送電を開始して、ネゴシエーション処理、セットアップ処理、コマンド処理を行う。
【０１５９】
そして図１１（Ａ）に示すように、コマンド処理でのコマンド分岐により、送電装置１０は、再充電確認コマンドを発行して受電装置４０に送信する。これにより、受電装置４０はバッテリ９４のバッテリ電圧（充電電圧）を確認する。そして再充電が必要であると判断した場合には、充電開始コマンドを送信する。すると送電装置１０は、再充電確認フラグを０にリセットして、ネゴシエーション処理、セットアップ処理、コマンド処理の後に、通常送電を開始する。
【０１６０】
なお、図１１（Ｂ）に示すように、満充電検出後の待機フェーズにおいて受電側の電子機器の取り去りが検出されると、受電装置４０への送電が停止されて、取り去り検出後の待機フェーズに移行する。この場合には再充電確認フラグは０にリセットされて、リセット状態に移行する。
【０１６１】
そして図１１（Ｃ）に示すように、取り去り検出後の待機フェーズにおいて、受電側の電子機器の着地が検出されると、ネゴシエーション処理のフェーズに移行する。そしてセットアップ処理、コマンド処理を経て、例えば通常送電が開始される。これにより、着地した電子機器のバッテリ９４の充電が開始する。
【０１６２】
図７（Ａ）〜図１１（Ｃ）に示すように、本実施形態では、ネゴシエーション処理の後にセットアップ処理が行われ、その後にコマンド処理が行われるというようにシーケンス処理が実行される。このようにすれば、システムの適合性や安全性の確保に必要な最低限の情報の交換は、ネゴシエーション処理において実行し、アプリケーションや機器毎に異なるセットアップ情報の交換は、セットアップ処理において実行できる。従って、汎用性が高く処理を効率化できる無接点電力伝送システムの提供が可能になる。また、ネゴシエーション処理で最小限の設定を行い、セットアップ処理でシステムの最適化が可能になるため、柔軟なシステム構築を実現できる。
【０１６３】
６．詳細な構成例
図１２に本実施形態の詳細な構成例を示す。なお以下では図２で説明した構成要素については同符号を付し、適宜、その説明については省略する。
【０１６４】
波形モニタ回路１４（整流回路）は、１次コイルＬ１のコイル端信号ＣＳＧに基づいて、波形モニタ用の誘起電圧信号ＰＨＩＮを生成する。例えば１次コイルＬ１の誘起電圧信号であるコイル端信号ＣＳＧは、送電制御装置２０のＩＣの最大定格電圧を超えてしまったり、負の電圧になったりする。波形モニタ回路１４は、このようなコイル端信号ＣＳＧを受け、送電制御装置２０の負荷状態検出回路３０により波形検出が可能な信号である波形モニタ用の誘起電圧信号ＰＨＩＮを生成して、送電制御装置２０の例えば波形モニタ用端子に出力する。表示部１６は、無接点電力伝送システムの各種状態（電力伝送中、ＩＤ認証等）を、色や画像などを用いて表示する。
【０１６５】
発振回路２４は１次側のクロックを生成する。駆動クロック生成回路２５は、駆動周波数を規定する駆動クロックを生成する。ドライバ制御回路２６は、駆動クロック生成回路２５からの駆動クロックや制御部２２からの周波数設定信号などに基づいて、所望の周波数の制御信号を生成し、送電部１２の第１、第２の送電ドライバに出力して、第１、第２の送電ドライバを制御する。
【０１６６】
負荷状態検出回路３０は、誘起電圧信号ＰＨＩＮを波形整形し、波形整形信号を生成する。例えば信号ＰＨＩＮが所与のしきい値電圧を超えた場合にアクティブ（例えばＨレベル）になる方形波（矩形波）の波形整形信号（パルス信号）を生成する。そして負荷状態検出回路３０は、波形整形信号と駆動クロックに基づいて、波形整形信号のパルス幅情報（パルス幅期間）を検出する。具体的には、波形整形信号と、駆動クロック生成回路２５からの駆動クロックを受け、波形整形信号のパルス幅情報を検出することで、誘起電圧信号ＰＨＩＮのパルス幅情報を検出する。
【０１６７】
なお負荷状態検出回路３０としては、パルス幅検出手法（位相検出手法）には限定されず、電流検出手法やピーク電圧検出手法などの種々の手法を採用できる。
【０１６８】
制御部２２（送電制御装置）は、負荷状態検出回路３０での検出結果に基づいて、受電側（２次側）の負荷状態（負荷変動、負荷の高低）を判断する。例えば制御部２２は、負荷状態検出回路３０（パルス幅検出回路）で検出されたパルス幅情報に基づいて、受電側の負荷状態を判断し、例えばデータ（負荷）検出、異物（金属）検出、取り去り（着脱）検出などを行う。即ち、誘起電圧信号のパルス幅情報であるパルス幅期間は、受電側の負荷状態の変化に応じて変化する。制御部２２は、このパルス幅期間（パルス幅期間の計測により得られたカウント値）に基づいて受電側の負荷変動を検知できる。
【０１６９】
受電部４２は、２次コイルＬ２の交流の誘起電圧を直流電圧に変換する。この変換は受電部４２が有する整流回路４３により行われる。
【０１７０】
負荷変調部４６は負荷変調処理を行う。具体的には受電装置４０から送電装置１０に所望のデータを送信する場合に、送信データに応じて負荷変調部４６（２次側）での負荷を可変に変化させて、１次コイルＬ１の誘起電圧の信号波形を変化させる。このために負荷変調部４６は、ノードＮＢ３、ＮＢ４の間に直列に設けられた抵抗ＲＢ３、トランジスタＴＢ３（Ｎ型のＣＭＯＳトランジスタ）を含む。このトランジスタＴＢ３は受電制御装置５０の制御部５２からの信号Ｐ３Ｑによりオン・オフ制御される。そしてトランジスタＴＢ３をオン・オフ制御して負荷変調を行う際には、給電制御部４８のトランジスタＴＢ２はオフにされ、負荷９０が受電装置４０に電気的に接続されない状態になる。
【０１７１】
給電制御部４８は負荷９０への電力の給電を制御する。レギュレータ４９は、整流回路４３での変換で得られた直流電圧ＶＤＣの電圧レベルを調整して、電源電圧ＶＤ５（例えば５Ｖ）を生成する。受電制御装置５０は、例えばこの電源電圧ＶＤ５が供給されて動作する。
【０１７２】
トランジスタＴＢ２（Ｐ型のＣＭＯＳトランジスタ、給電トランジスタ）は、受電制御装置５０の制御部５２からの信号Ｐ１Ｑにより制御される。具体的にはトランジスタＴＢ２は、ネゴシエーション処理やセットアップ処理の間はオフになり、通常送電開始後はオンになる。
【０１７３】
位置検出回路５６は、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の位置関係が適正であるかを判断する。発振回路５８は２次側のクロックを生成する。周波数検出回路６０は、信号ＣＣＭＰＩの周波数（ｆ１、ｆ２）を検出する。満充電検出回路６２は、負荷９０のバッテリ９４（２次電池）が、満充電状態（充電状態）になったか否かを検出する。
【０１７４】
負荷９０は、バッテリ９４の充電制御等を行う充電制御装置９２を含むことができる。この充電制御装置９２（充電制御ＩＣ）は集積回路装置などにより実現できる。なお、スマートバッテリのように、バッテリ９４自体に充電制御装置９２の機能を持たせてもよい。
【０１７５】
図１２では、送電側から受電側へのデータ通信は周波数変調により実現し、受電側から送電側へのデータ通信は負荷変調により実現している。
【０１７６】
具体的には図１３（Ａ）に示すように、送電部１２は、例えばデータ「１」を受電側に対して送信する場合には、周波数ｆ１の交流電圧を生成し、データ「０」を送信する場合には、周波数ｆ２の交流電圧を生成する。そして受電側の周波数検出回路６０が、この周波数の変化を検出することで、データ「１」、「０」を判別する。これにより、送電側から受電側への周波数変調によるデータ通信が実現される。
【０１７７】
一方、受電側の負荷変調部４６は、送信するデータに応じて受電側の負荷を可変に変化させて、図１３（Ｂ）に示すように１次コイルＬ１の誘起電圧の信号波形を変化させる。例えばデータ「１」を送電側に対して送信する場合には、受電側を高負荷状態にし、データ「０」を送信する場合には、受電側を低負荷状態にする。そして送電側の負荷状態検出回路３０が、この受電側の負荷状態の変化を検出することで、データ「１」、「０」を判別する。これにより、受電側から送電側への負荷変調によるデータ通信が実現される。
【０１７８】
なお図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）では送電側から受電側へのデータ通信を周波数変調により実現し、受電側から送電側へのデータ通信を負荷変調により実現しているが、これ以外の変調方式や他の方式を採用してもよい。
【０１７９】
７．動作
次に、送電側と受電側の動作の詳細について図１４、図１５のフローチャートを用いて説明する。
【０１８０】
送電側は、電源投入されてパワーオンすると、例えばｋ１秒のウェイト後に（ステップＳ１）、通常送電開始前の仮送電を行う（ステップＳ２）。この仮送電は、着地検出、位置検出等のための一時的な電力伝送である。即ち、図４のＦ２のように電子機器が充電器に対して置かれたか否か、置かれた場合には適正な位置に置かれたか否かを検出するための電力伝送を行う。この仮送電における駆動周波数（駆動クロック生成回路からの駆動クロックの周波数）は例えばｆ１に設定される。
【０１８１】
送電側からの仮送電により、受電側がパワーオンして（ステップＳ２２）、受電制御装置５０のリセットが解除される。すると受電制御装置５０は、図１２の信号Ｐ１ＱをＨレベルに設定し、これにより給電制御部４８のトランジスタＴＢ２がオフになり（ステップＳ２３）、負荷９０との間の電気的な接続が遮断される。
【０１８２】
次に受電側は、位置検出回路５６を用いて、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の位置関係（位置レベル）が適正か否かを判断する（ステップＳ２４）。そして位置関係が適正ではない場合には、例えばｋ２秒の期間の間、ウェイトする（ステップＳ２１）。
【０１８３】
一方、位置関係が適正である場合には、受電側は、ネゴシエーションフレームを生成して送電側に送信する（ステップＳ２５）。具体的には図１３（Ｂ）で説明した負荷変調によりネゴシエーションフレームを送信する。このネゴシエーションフレームは、例えば受電側の記憶部５３に記憶された規格情報、コイル情報などの一致コードやシステム情報（負荷状態検出方式）、しきい値情報（負荷状態検出用のしきい値）などのハード情報を含む。
【０１８４】
送電側は、ネゴシエーションフレームを受信すると（ステップＳ４）、ネゴシエーションフレームの検証を行う（ステップＳ５）。具体的には、送電側の記憶部２３に記憶された規格／コイル／システム情報と、受電側から受信した規格／コイル／システム情報とが一致するか否かを判断する。そして、適正なネゴシエーションフレームであると判定されると、異物検出を行う（ステップＳ６）。
【０１８５】
具体的には、送電側は、駆動周波数を異物検出用周波数ｆ３に設定する。そして受電側から受信したしきい値情報（安全しきい値情報）に基づいて、通常送電開始前の１次異物検出を行い、受電側の負荷状態が適正か否かを判断する。例えば異物検出イネーブル信号をアクティブにして、負荷状態検出回路３０に対して異物検出の開始を指示する。この異物検出は、例えば負荷状態検出回路３０からの負荷状態検出情報（パルス幅情報）と、受電側から受信した負荷状態検出用のしきい値（ＭＥＴＡ）とを比較することで実現される。そして送電側は、異物検出期間が終了すると、駆動周波数を通常送電用周波数ｆ１に戻す。
【０１８６】
なお、送電側は、ステップＳ５でネゴシエーションフレームが適正ではないと判断されたり、ステップＳ６で異物が検出されたと判断されると、送電を停止して、ステップＳ１に戻る。
【０１８７】
次に、送電側はネゴシエーションフレームを作成して受電側に送信する（ステップＳ７）。このネゴシエーションフレームは、例えば送電側の記憶部２３に記憶された規格情報、コイル情報、システム情報を含む。
【０１８８】
受電側は、ネゴシエーションフレームを受信すると（ステップＳ２６）、ネゴシエーションフレームの検証を行う（ステップＳ２７）。具体的には、受電側の記憶部５３に記憶された規格／コイル／システム情報と、送電側から受信した規格／コイル／システム情報とが一致するか否かを判断する。そして、適正なネゴシエーションフレームであると判定されると、セットアップフレームを生成して、送電側に送信する（ステップＳ２８）。このセットアップフレームは、伝送条件情報や対応機能情報などのパラメータデータを含む。ここで伝送条件情報は、１次コイルの駆動電圧や駆動周波数などである。また対応機能情報は、アプリケーション毎に付加された機能を表す情報などである。なおセットアップフレームが適正でない場合にはステップＳ２１に戻る。
【０１８９】
送電側は、セットアップフレームを受信すると（ステップＳ８）、セットアップフレームの検証を行う（ステップＳ９）。そして受電側からのセットアップフレームが適正である場合には、送電側のセットアップフレームを作成して、受電側に送信する（ステップＳ１０）。一方、セットアップフレームが適正ではない場合には、送電を停止してステップＳ１に戻る。
【０１９０】
受電側は、セットアップフレームを受信すると（ステップＳ２９）、セットアップフレームの検証を行う（ステップＳ３０）。そしてセットアップフレームが適正である場合には、スタートフレームを作成して、送電側に送信する（ステップＳ３１）。一方、セットアップフレームが適正ではない場合にはステップＳ２１に戻る。
【０１９１】
スタートフレームが送信されると、送電側及び受電側はコマンド分岐に移行する（ステップＳ４１、Ｓ６１）。即ち、コマンド判定が行われて、各種フラグに応じたコマンドの処理に分岐する。
【０１９２】
具体的には、優先的な処理が必要なコマンド（例えば割り込みコマンド等）が存在しない場合には、送電側は、通常送電（充電）の開始コマンドを受電側に送信する（ステップＳ４２）。受電側は、通常送電開始コマンドを受信すると（ステップＳ６２）、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の位置関係が適正か否かを判断し（ステップＳ６３）、適正である場合には応答コマンドを送電側に送信する（ステップＳ６４）。
【０１９３】
送電側は、応答コマンドを受信すると（ステップＳ４３）、各種パラメータを通常送電用パラメータに切り替える（ステップＳ４４）。具体的には、伝送条件などのパラメータを、セットアップ処理で設定されたパラメータに切り替える。そして、定期認証をオンにして（ステップＳ４５）、通常送電を開始する（ステップＳ４６）。
【０１９４】
受電側は、応答コマンドを送信すると（ステップＳ６４）、給電制御部４８のトランジスタＴＢ２をオンにして（ステップＳ６５）、負荷９０への電力供給を開始する。また定期認証をオンにして、定期的な負荷変調を行う（ステップＳ６６）。具体的には、負荷変調部４６のトランジスタＴＢ３を、定期認証期間において所定のパターンでオン・オフする。
【０１９５】
送電側は、通常送電が開始した後、定期的な負荷変調による定期認証期間において、大面積の金属異物等による乗っ取り状態の検出を行う（ステップＳ４７）。また取り去り検出、異物検出を行う（ステップＳ４８、Ｓ４９）。定期認証において乗っ取りが検出されたり、取り去りや異物が検出されると、送電を停止してステップＳ１に戻る。
【０１９６】
受電側は、通常送電が開始した後、バッテリ９４が満充電になったか否かを検出する（ステップＳ６７）。そして満充電が検出されると、トランジスタＴＢ２をオフにして（ステップＳ６８）、負荷９０への電力供給を停止する。また定期認証をオフにする（ステップＳ６９）。そして、満充電の検出を通知する満充電検出コマンド（セーブフレーム）を送電側に送信し（ステップＳ７０）、ｋ４秒のウェイト期間の後（ステップＳ７１）、ステップＳ７０の処理を繰り返す。
【０１９７】
送電側は、満充電検出コマンド（セーブフレーム）を受信すると、定期認証をオフにして、送電を停止する（ステップＳ５１、Ｓ５２）。そして満充電検出後の待機フェーズに移行する（ステップＳ５３）。
【０１９８】
この満充電検出後の待機フェーズでは、例えばｋ３秒に１回、取り去り検出を行う（ステップＳ５４）。そして、取り去りが検出されると再充電確認フラグを０にリセットし（ステップＳ５７）、送電を停止してステップＳ１に戻る。
【０１９９】
また満充電検出後の待機フェーズでは、例えばｋ３×ｊ秒に１回、再充電の確認を行い、再充電確認フラグを１にセットし（ステップＳ５５、Ｓ５６）、送電を停止してステップＳ１に戻る。そしてこの場合には、ネゴシエーション処理、セットアップ処理が行われ、ステップＳ４１のコマンド分岐において、再充電確認フラグが１であるため、再充電確認コマンドの処理に移行することになる。
【０２００】
８．コイルパラメータ
図１６（Ａ）において、コイルの特性を表すコイルパラメータとしては、コイルの内径、外径、コイル面積などがある。ここでは、１次コイルについては、コイルパラメータが固定された１つのコイルを用意し、２次コイルについては、コイルパラメータが異なる様々なコイルを用意して、測定を行っている。
【０２０１】
例えば図１６（Ｂ）は、同一出力電圧になるようにインダクタンスを調整した場合の、パルス幅検出のカウント値と出力電流（負荷）の関係を示す測定値である。Ｇ１は、２次コイルのコイル面積が小さい場合の測定値であり、Ｇ２は、コイル面積が大きい場合の測定値である。図１７（Ａ）は、同一外径の２次コイルでインダクタンスを調整した場合の、パルス幅検出のカウント値と出力電流の関係を示す測定値である。Ｇ３は、２次コイルのコイル面積が小さい場合の測定値であり、Ｇ５は、コイル面積が大きい場合の測定値であり、Ｇ４は、コイル面積が中間の場合の測定値である。
【０２０２】
図１６（Ｂ）、図１７（Ａ）に示すように、２次コイルのコイル面積が小さい場合には、負荷変動に対するパルス幅検出のカウント値の変動幅が小さくなる。従って、例えば電子機器のサイズ等に応じて、２次コイルのコイル面積を変更する場合には、図１６（Ｂ）、図１７（Ａ）のカウント値の変動特性を考慮して、しきい値等を設定すればよい。
【０２０３】
図１７（Ｂ）は、同一外径の２次コイルでのインダクタンスと出力電圧の関係を示す図である。図１７（Ｂ）に示すように、インダクタンスを変化させることで、出力電圧（負荷への供給電圧ＶＯＵＴ）を様々に変化させることができ、コイルの出力バリエーションを増やすことができる。
【０２０４】
以上のように、２次コイルのコイルパラメータに応じてしきい値や出力電圧の特性が変化する。従って例えば図６に示すように、１つの１次コイルに対して、コイルパラメータ異なる複数の２次コイルを対応させる場合には、受電側から送電側に、コイルパラメータに応じたしきい値や出力電圧の情報を送信することで、最適に調整された無接点電力伝送の実現が可能になる。
【０２０５】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。また送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置の構成・動作や、ネゴシーエーション・セットアップ・コマンド処理の手法、コイル情報の照合手法、負荷状態の検出手法等も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０２０６】
Ｌ１  １次コイル、Ｌ２  ２次コイル、
１０  送電装置、１２  送電部、１４  波形モニタ回路、１６  表示部、
２０  送電制御装置、２２  制御部（送電側）、２３  記憶部、２４  発振回路、
２５  駆動クロック生成回路、２６  ドライバ制御回路、３０  負荷状態検出回路、
３７  ネゴシエーション処理部、３８  セットアップ処理部、３９  コマンド処理部、
４０  受電装置、４２  受電部、４３  整流回路、４６  負荷変調部、
４８  給電制御部、５０  受電制御装置、５２  制御部（受電側）、５３  記憶部、
５６  位置検出回路、５８  発振回路、６０  周波数検出回路、６２  満充電検出回路、６７  ネゴシエーション処理部、６８  セットアップ処理部、６９  コマンド処理部、
９０  負荷、９２  充電制御装置、９４  バッテリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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