(57)【要約】【課題】汎用性の高い送電制御装置、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２０は、送電制御装置２０の制御を行う制御部２２を含む。制御部２２は、送電装置１０と受電装置４０との間での通信方式及び通信パラメータの少なくとも一方である通信条件を、受電装置４０との間での情報交換により設定する通信条件設定部３４と、設定された通信条件を用いて、送電装置１０と受電装置４０との間での通信処理を行う通信処理部３６を含む。【選択図】図５
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【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、
前記送電装置と前記受電装置との間での通信方式及び通信パラメータの少なくとも一方である通信条件を、前記受電装置との間での情報交換により設定する通信条件設定部と、
設定された前記通信条件を用いて、前記送電装置と前記受電装置との間での通信処理を行う通信処理部とを含む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、
前記通信処理部は、
前記通信条件を用いて、前記送電装置と前記受電装置との間での通常送電開始後の通信処理を行う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、
前記通信処理部は、
通常送電開始前は、初期通信条件を用いて、前記送電装置と前記受電装置との間での通信処理を行い、
前記通信条件設定部は、
前記初期通信条件を用いた通常送電開始前の通信処理により前記受電装置との間で情報交換を行うことで、通常送電開始後の通信処理に用いられる前記通信条件を設定することを特徴とする送電制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記通信条件設定部は、
前記送電装置から前記受電装置への通信が周波数変調により行われる場合に、前記通信条件の前記通信パラメータとして、前記周波数変調における周波数を設定す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、
前記通信条件設定部は、
前記受電装置から前記送電装置への通信が負荷変調により行われる場合に、前記通信条件の前記通信パラメータとして、前記負荷変調におけるしきい値を設定す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、
前記通信条件設定部は、
前記受電装置から前記送電装置に対して通常送電開始後に定期認証が行われる場合に、前記通信条件の前記通信パラメータとして、定期認証用のしきい値を設定す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、
前記通信条件設定部は、
前記受電装置から通信条件情報を受信することで、前記通信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７において、
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を含み、
前記通信条件設定部は、
前記セットアップ処理により前記受電装置から前記通信条件情報を受信することを特徴とする送電制御装置。
【請求項９】
請求項８において、
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うことを特徴とする送電制御装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９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１１】
請求項１０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１２】
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、
前記送電装置と前記受電装置との間での通信方式及び通信パラメータの少なくとも一方である通信条件を、前記送電装置との間での情報交換により設定する通信条件設定部と、
設定された前記通信条件を用いて、前記送電装置と前記受電装置との間での通信処理を行う通信処理部とを含むことを特徴とする受電制御装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記通信処理部は、
前記通信条件を用いて、前記送電装置と前記受電装置との間での通常送電開始後の通信処理を行うことを特徴とする受電制御装置。
【請求項１４】
請求項１２又は１３において、
前記通信処理部は、
通常送電開始前は、初期通信条件を用いて、前記送電装置と前記受電装置との間での通信処理を行い、
前記通信条件設定部は、
通常送電開始前の通信処理により前記送電装置との間で情報交換を行うことで、通常送電開始後の通信処理に用いられる前記通信条件を設定することを特徴とする受電制御装置。
【請求項１５】
請求項１２乃至１４のいずれかにおいて、
前記通信条件設定部は、
前記送電装置に通信条件情報を送信することで、前記通信条件を設定することを特徴とする受電制御装置。
【請求項１６】
請求項１５において、
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を含み、
前記通信条件設定部は、
前記セットアップ処理により前記送電装置に前記通信条件情報を送信することを特徴とする受電制御装置。
【請求項１７】
請求項１２乃至１６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１８】
請求項１７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。
【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、受電装置及び電子機器等に関する。
【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。
【０００４】
しかしながら、特許文献１の従来技術では、送電装置と受電装置とが１対１で対応している場合しか想定していなかった。即ち、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、様々なタイプの受電装置に対応する場合については想定していなかった。
【特許文献１】特開２００６−６０９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の幾つかの態様によれば、汎用性の高い送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置及び電子機器を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、前記送電装置と前記受電装置との間での通信方式及び通信パラメータの少なくとも一方である通信条件を、前記受電装置との間での情報交換により設定する通信条件設定部と、設定された前記通信条件を用いて、前記送電装置と前記受電装置との間での通信処理を行う通信処理部とを含む送電制御装置に関係する。
【０００７】
本発明によれば、通信方式及び通信パラメータの少なくとも一方である通信条件が、受電装置との間での情報交換により設定される。そしてこの通信条件を用いて、送電装置と受電装置との間での通信処理が行われる。このようにすれば、受電装置に応じて通信条件を異ならせることが可能になるため、送電制御装置の汎用性の向上等を図れる。
【０００８】
また本発明では、前記通信処理部は、前記通信条件を用いて、前記送電装置と前記受電装置との間での通常送電開始後の通信処理を行ってもよい。
【０００９】
このようにすれば、受電装置との間での情報交換により設定された通信条件を用いて、通常送電開始後の通信処理が行われる。従って、通常送電の期間に応じた最適な通信条件での通信が可能になる。
【００１０】
また本発明では、前記通信処理部は、通常送電開始前は、初期通信条件を用いて、前記送電装置と前記受電装置との間での通信処理を行い、前記通信条件設定部は、前記初期通信条件を用いた通常送電開始前の通信処理により前記受電装置との間で情報交換を行うことで、通常送電開始後の通信処理に用いられる前記通信条件を設定してもよい。
【００１１】
このようにすれば、通常送電開始前に、初期通信条件での通信により情報交換を行って、通常送電開始後の通信条件を設定し、この通信条件を用いて通常送電開始後の通信を実現できる。従って、通常送電開始前の期間と通常送電開始後の期間の各期間に応じた最適な通信条件での通信が可能になり、通信品質等を図れる。
【００１２】
また本発明では、前記通信条件設定部は、前記送電装置から前記受電装置への通信が周波数変調により行われる場合に、前記通信条件の前記通信パラメータとして、前記周波数変調における周波数を設定してもよい。
【００１３】
このようにすれば、受電装置との間での情報交換により、通信パラメータとして、周波数変調における周波数を設定し、設定された周波数を用いて、周波数変調による通信を実現できるようになる。
【００１４】
また本発明では、前記通信条件設定部は、前記受電装置から前記送電装置への通信が負荷変調により行われる場合に、前記通信条件の前記通信パラメータとして、前記負荷変調におけるしきい値を設定してもよい。
【００１５】
このようにすれば、受電装置との間での情報交換により、通信パラメータとして、負荷変調におけるしきい値を設定し、設定されたしきい値を用いて、負荷変調による通信が可能になる。
【００１６】
また本発明では、前記通信条件設定部は、前記受電装置から前記送電装置に対して通常送電開始後に定期認証が行われる場合に、前記通信条件の前記通信パラメータとして、定期認証用のしきい値を設定してもよい。
【００１７】
このようにすれば、受電装置との間での情報交換により、通信パラメータとして、定期認証におけるしきい値を設定し、設定されたしきい値を用いて、通常送電開始後の定期認証が可能になる。
【００１８】
また本発明では、前記通信条件設定部は、前記受電装置から通信条件情報を受信することで、前記通信条件を設定してもよい。
【００１９】
このようにすれば、受電装置からの通信条件情報に応じた通信が可能になり、様々なタイプの受電装置への対応等が容易になる。
【００２０】
また本発明では、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を含み、前記通信条件設定部は、前記セットアップ処理により前記受電装置から前記通信条件情報を受信してもよい。
【００２１】
このようにすれば、セットアップ処理を有効活用して通信条件を設定できるようになる。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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送電装置に関係する。
【００２５】
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。
【００２６】
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、前記送電装置と前記受電装置との間での通信方式及び通信パラメータの少なくとも一方である通信条件を、前記送電装置との間での情報交換により設定する通信条件設定部と、設定された前記通信条件を用いて、前記送電装置と前記受電装置との間での通信処理を行う通信処理部とを含む受電制御装置に関係する。
【００２７】
本発明によれば、通信方式及び通信パラメータの少なくとも一方である通信条件が、送電装置との間での情報交換により設定される。そしてこの通信条件を用いて、送電装置と受電装置との間での通信処理が行われる。このようにすれば、受電制御装置の汎用性の向上等を図れる。
【００２８】
また本発明では、前記通信処理部は、前記通信条件を用いて、前記送電装置と前記受電装置との間での通常送電開始後の通信処理を行ってもよい。
【００２９】
このようにすれば、送電装置との間での情報交換により設定された通信条件を用いて、通常送電開始後の通信処理が行われる。従って、通常送電の期間に応じた最適な通信条件での通信が可能になる。
【００３０】
また本発明では、前記通信処理部は、通常送電開始前は、初期通信条件を用いて、前記送電装置と前記受電装置との間での通信処理を行い、前記通信条件設定部は、通常送電開始前の通信処理により前記送電装置との間で情報交換を行うことで、通常送電開始後の通信処理に用いられる前記通信条件を設定してもよい。
【００３１】
このようにすれば、通常送電開始前に、初期通信条件での通信により情報交換を行って、通常送電開始後の通信条件を設定し、この通信条件を用いて通常送電開始後の通信を実現できる。従って、通常送電開始前の期間と通常送電開始後の期間の各期間に応じた最適な通信条件での通信が可能になり、通信品質等を図れる。
【００３２】
また本発明では、前記通信条件設定部は、前記送電装置に通信条件情報を送信することで、前記通信条件を設定してもよい。
【００３３】
このようにすれば、送電装置に送信した通信条件情報に応じた通信が可能になる。
【００３４】
また本発明では、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を含み、前記通信条件設定部は、前記セットアップ処理により前記送電装置に前記通信条件情報を送信してもよい。
【００３５】
このようにすれば、セットアップ処理を有効活用して通信条件を設定できるようになる。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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、検出回路２９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。
【００５０】
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、検出回路２９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。
【００５１】
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。
【００５２】
検出回路２９は、受電装置４０が送信したデータを検出するための処理を行う。例えば受電装置４０が負荷変調によりデータを送信する場合には、受電側（受電装置又は異物）の負荷状態を検出することで、送信されたデータを検出する。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。検出回路２９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、検出回路２９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）を判定して、データ検出を実現する。或いは、負荷状態の変化を検出することで、異物検出や取り去り検出等を実現してもよい。
【００５３】
なお、送電側でのデータ検出手法は、このような負荷状態を検出する手法に限定されず、様々な非接触方式の検出手法を適用できる。例えば送電側と受電側にＲＦ−ＩＤタグを設けて、これらのＲＦ−ＩＤタグを用いて、受電側からデータを受信してもよい。或いは、これらのＲＦ−ＩＤタグを用いて、受電側にデータを送信してもよい。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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、検出回路５９を含むことができる。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
検出回路５９は、送電装置１０が送信したデータを検出するための処理を行う。例えば送電装置１０が周波数変調でデータを送信する場合には、その周波数の変化を検出することで、データを検出する。
【００６１】
なお受電側のデータ検出手法は、このような周波数変化を検出する手法に限定されず、様々な非接触方式の検出手法を適用できる。例えば、前述のようにＲＦ−ＩＤタグを用いてデータを検出して受信してもよい。
【００６２】
そして本実施形態では、送電側の制御部２２は、通信条件設定部３４、通信処理部３６を含む。また受電側の制御部５２も、通信条件設定部６４、通信処理部６６を含む。
【００６３】
送電側の通信条件設定部３４は、受電装置４０との間での情報交換により通信条件を設定する。例えば受電装置４０から通信条件情報を受信することで、通信条件を設定する。具体的には、後述するセットアップ処理により受電装置４０から通信条件情報を受信して、通信条件を設定する。
【００６４】
また受電側の通信条件設定部６４は、送電装置１０との間での情報交換により通信条件を設定する。例えば送電装置１０に通信条件情報を送信することで、前記通信条件を設定する。具体的には、後述するセットアップ処理により送電装置１０に通信条件情報を送信して、通信条件を設定する。
【００６５】
このようにすれば、受電側の通信条件情報を用いて、送電装置１０と受電装置４０との間での通信条件を設定できる。従って、受電側の状況に合わせて通信条件を設定できるため、様々なタイプの受電装置に対応できるようになる。なお本実施形態は、受電装置４０から送電装置１０に通信条件情報（伝送条件情報）を送信する場合には限定されず、送電装置１０から受電装置４０に通信条件情報を送信する変形実施も可能である。
【００６６】
ここで通信条件は、送電装置１０と受電装置４０との間での通信方式や、その通信パラメータである。ここで通信方式としては、周波数変調や負荷変調などの各種の変調方式や、変調方式以外の通信方式を想定できる。例えばＲＦ−ＩＤタグを用いた通信方式でもよい。また通信パラメータは、これらの通信方式で用いられるパラメータであり、例えば周波数変調の場合には、周波数変調に用いられる周波数であり、負荷変調の場合には、負荷変動を検出するためのしきい値などである。
【００６７】
例えば通信条件設定部３４は、送電装置１０から受電装置４０への通信が周波数変調により行われる場合には、通信条件の通信パラメータとして、周波数変調における周波数（ｆ２）を設定する。また受電装置４０から送電装置１０への通信が負荷変調により行われる場合に、通信条件の通信パラメータとして、負荷変調におけるしきい値（ＳＩＧＨ、ＳＩＧＨ２）を設定する。また受電装置４０から送電装置１０に対して、通常送電開始後に、いわゆる乗っ取り検出のための定期認証が行われる場合には、通信条件の通信パラメータとして、定期認証用のしきい値（ＬＥＶＬ、ＬＥＶＨ）を設定する。なお、通常送電開始後に異物検出が行われる場合に、通常送電開始後の異物検出用のしきい値を設定してもよい。
【００６８】
そして通信処理部３６、６６は、通信条件設定部３４、６４により設定された通信条件（通信方式、通信パラメータ）を用いて、送電装置１０と受電装置４０との間での通信処理を行う。例えば送電装置１０から受電装置４０にデータを送信する処理や、受電装置４０から送電装置１０にデータを送信する処理を行う。
【００６９】
例えば、送電装置１０から受電装置４０へのデータ送信の通信方式として、周波数変調方式が設定されたとする。この場合には送電装置１０は、通信パラメータとして設定された周波数（ｆ１、ｆ２）を用いた周波数変調により、受電装置４０にデータを送信する。そして受電装置４０は、通信パラメータとして設定された周波数（ｆ１、ｆ２）を用いて、送電装置１０が送信したデータを復調することで、データを受信する。
【００７０】
一方、受電装置４０から送電装置１０へのデータ送信の通信方式として、負荷変調方式が設定されたとする。この場合には受電装置４０は、負荷変調用の通信パラメータを用いた負荷変調により、送電装置１０にデータを送信する。そして送電装置１０は、通信パラメータとして設定されたしきい値（ＳＩＧＨ、ＳＩＧＨ２）を用いて、受電装置４０が送信したデータを検出することで、データを受信する。
【００７１】
例えば、これまでの無接点電力伝送システムでは、送電装置と受電装置とが１対１で対応している場合しか想定していなかった。従って、電力仕様が異なる複数種類の受電装置に対応できるマルチ電力対応システムを実現することができなかった。
【００７２】
これに対して本実施形態では、送電側と受電側の間での情報交換により通信条件を設定し、設定された通信条件を用いて送電側と受電側との間での情報通信が行われる。従って、電力仕様が異なる複数種類の受電装置にも対応できるようになり、マルチ電力対応システムを実現できる。
【００７３】
例えば受電装置４０が０．５ワットの無接点電力伝送に対応した装置である場合には、受電装置４０（記憶部５３）は０．５ワットの電力伝送に最適な通信条件情報を保持している。従って、送電側は、この通信条件情報を受電装置４０から受信し、受信した通信条件情報に基づき通信条件を設定して通信処理を行えば、０．５ワットの無接点電力伝送に最適な通信条件での通信が可能になり、通信の品質や信頼性を向上できる。
【００７４】
また例えば受電装置４０が１５ワットの無接点電力伝送に対応した装置である場合には、受電装置４０は１５ワットの電力伝送に最適な通信条件情報を保持している。従って、送電側は、この通信条件情報を受電装置４０から受信し、受信した通信条件情報に基づき通信条件を設定して通信処理を行えば、１５ワットの無接点電力伝送に最適な通信条件での通信が可能になる。従って、０．５ワットと１５ワットの両方に対応できるため、汎用性を向上でき、マルチ電力対応システムの実現等が可能になる。
【００７５】
また通信処理部３６、６６は、通信条件設定部３４、６４により設定された通信条件を用いて、送電装置１０と受電装置４０との間での通常送電開始後の通信処理（例えば充電期間での通信処理）を行う。具体的には、通信処理部３６、６６は、通常送電開始前は、初期通信条件（デフォルトの通信条件）を用いて、送電装置１０と受電装置４０との間での通信処理を行う。即ち、初期通信条件として設定された初期通信方式及び初期通信パラメータの少なくとも一方を用いて通信処理を行う。
【００７６】
そして送電側の通信条件設定部３４は、初期通信条件を用いた通常送電開始前の通信処理により受電装置４０と情報交換を行うことで、通常送電開始後の通信処理に用いられる通信条件を設定する。例えば受電装置４０から通信条件情報（例えば後述するセットアップフレーム）を受信することで、通常送電開始後の通信条件を設定する。
【００７７】
また受電側の通信条件設定部６４は、初期通信条件を用いた通常送電開始前の通信処理により送電装置１０と情報交換を行うことで、通常送電開始後の通信処理に用いられる通信条件を設定する。例えば送電装置１０に通信条件情報（例えば後述するセットアップフレーム）を送信することで、通常送電開始後の通信条件を設定する。
【００７８】
このようにすれば、通常送電開始前に、初期通信条件での通信により情報交換を行って、通常送電開始後の通信条件を設定し、この通信条件を用いて通常送電開始後の通信を実現できる。従って、通常送電開始前の期間と通常送電開始後の期間の各期間に応じた最適な通信条件での通信が可能になり、通信品質を向上できる。例えば、通常送電開始前は、初期通信条件により、低電力の仮送電を行いながら情報（ネゴシエーション・セットアップ情報）の通信を行い、通常送電開始後は、電力仕様が異なる複数種類の受電装置に対応した電力で送電を行いながら情報の通信を行う場合がある。この場合に、通常送電開始前の仮送電期間と通常送電期間とで、通信条件を異ならせることで、通信エラーやＥＭＩノイズを低減でき、通信品質を向上できる。
【００７９】
なお、通信パラメータのみならず、通信方式を通常送電開始前と通常送電開始後で異ならせてもよい。即ち、通常送電開始前は第１の通信方式で通信を行い、通常送電開始後は第２の通信方式で通信を行う。例えば通常送電開始前は、ＲＦ−ＩＤタグを用いた通信方式で情報の通信を行い、通常送電開始後は、負荷変調や周波数変調を用いた通信方式で通信を行う。或いは、通常送電開始前は、負荷変調の検出方式として振幅検出方式（ピーク検出方式）を用い、通常送電開始後は、負荷変調の検出方式としてパルス幅検出方式（位相検出方式）を用いる。このように通信方式自体についても、通常送電開始前と通常送電開始後とで異ならせることで、マルチ電力対応システムの場合にも、通常送電開始前と通常送電開始後の各期間に最適な通信方式での通信が可能になる。
【００８０】
また本実施形態では、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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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や通信条件を設定する。
【００８５】
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。
【００８６】
また受電装置４０が通信条件情報を送信した場合に、その通信条件情報を受信して、通信条件を設定する。即ち、受電装置４０が、通信方式（ｍｅｔｈｏｄ）や通信パラメータ（ｆ２、ＳＩＧＨ２）などを指定する通信条件情報を送信すると、その通信条件情報に基づいて、通信条件を設定する。なおセットアップ処理部３８は、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も行う。
【００８７】
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や、通信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。
【００８８】
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。
【００８９】
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や通信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、通信方式や通信パラメータ等の通信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。
【００９０】
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や、通信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。
【００９１】
３．動作
次に本実施形態の動作について図３（Ａ）〜図５（Ｃ）を用いて詳細に説明する。
【００９２】
まず図３（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。この場合の仮送電は、例えば記憶部２３に予め設定されている初期伝送条件の駆動電圧（ＶＦの初期値であるＶＦ０）、駆動周波数（ｆ１の初期値であるｆ０１）を用いて行われる。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。
【００９３】
図３（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。即ち受電側の記憶部５３に記憶される規格／コイル／システム情報やしきい値情報に基づいてネゴシエーションフレームが作成されて、送電側に送信される。この場合のネゴシエーションフレームの通信は、デフォルト値として設定された初期通信条件の通信方式（例えば周波数変調、負荷変調）、通信パラメータ（ｆ２の初期値であるｆ０２、データ検出用しきい値の初期値であるＳＩＧＨ）を用いて行われる。
【００９４】
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。そして送電装置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。
【００９５】
そして規格／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、図３（Ｃ）に示すように、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。即ち送電側の記憶部２３に記憶される規格／コイル／システム情報に基づいてネゴシエーションフレームが作成されて、受電側に送信される。この場合のネゴシエーションフレームの通信は、初期通信条件の通信方式、通信パラメータを用いて行われる。
【００９６】
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４（Ａ）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、通信方式（ｍｅｔｈｏｄ）や通信パラメータ（ｆ２、ＳＩＧＨ２）などの通信条件情報や、コイルの駆動電圧（ＶＦ）や駆動周波数（ｆ１）などの伝送条件情報や、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。即ち受電側の記憶部５３に記憶される通信条件情報や伝送条件情報に基づいてセットアップフレームが作成されて、送電側に送信される。この場合のセットアップフレームの通信は、初期通信条件の通信方式、通信パラメータを用いて行われる。
【００９７】
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、セットアップフレームに含まれる通信条件情報、伝送条件情報に基づいて、通常送電開始後の通信条件、伝送条件を設定する。また、受信した受電側対応機能情報と、送電側の記憶部２３に記憶される送電側対応機能情報に基づいて、使用機能（通信機能、定期認証機能）を設定する。即ち受電側と送電側の双方が対応できる機能が、使用機能として設定される。
【００９８】
そして図４（Ｂ）に示すように、送電装置１０は、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。この場合のセットアップフレームの通信は、初期通信条件の通信方式、通信パラメータを用いて行われる。そして、受電側は、受信した送電側の対応機能情報に基づいて使用機能を設定する。
【００９９】
次に図４（Ｃ）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。
【０１００】
例えば通常送電（充電）を行う場合には、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、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。なお、この場合の通常送電は、図４（Ａ）のセットアップ処理で設定された伝送条件の駆動電圧（ＶＦ）、駆動周波数を用いて行われる。これにより、マルチ電力伝送対応システムを実現できる。
【０１０１】
そしてこのように通常送電開始後は、通信条件が、初期通信条件から、図４（Ａ）で設定された通信条件に切り替わる。そして図５（Ｂ）に示すように、通常送電開始後の通信は、セットアップ処理で設定された通信条件を用いて行われる。
【０１０２】
なお図５（Ｃ）に示すように、送電側のホスト２と通信を行うためのホストＩ／Ｆ（インターフェース）２７を送電制御装置２０に設け、受電側のホスト４と通信を行うためのホストＩ／Ｆ５７を受電制御装置５０に設けてもよい。ここで、ホスト２は、送電側機器（充電器等）に搭載されるＣＰＵ等であり、ホスト４は、受電側機器（携帯電話機、携帯型電子機器等）に搭載されるＣＰＵ、アプリケーションプロセッサ等である。また、ホスト２、４とホストＩ／Ｆ２７、５７との間の通信方式は、例えばＩ２Ｃ（Inter Integrated Circuit）により実現できる。但し通信方式はＩ２Ｃには限定されず、Ｉ２Ｃと同様の思想に基づく通信方式や、通常のシリアルインターフェースやパラレルインターフェースの通信方式であってもよい。
【０１０３】
図５（Ｃ）に示すように、送電側と受電側にホストＩ／Ｆ２７、５７を設けることで、送電側、受電側のホスト２、４の間での通信が可能になる。即ち、これまでの無接点電力伝送システムでは、送電側と受電側の間でＩＤ認証情報しか通信できなかった。これに対して、図５（Ｃ）の構成によれば、例えばアプリケーションデータを、無接点電力伝送を利用して、充電器などの送電側機器と携帯電話機などの受電側機器との間で通信することが可能になる。従って、充電期間等を有効活用して機器間でデータを通信することが可能になるため、ユーザの利便性を大幅に向上できる。
【０１０４】
そして図５（Ｃ）では、通常送電開始後に、ホスト２やホスト４が通信の割り込み要求を行った場合に、送電制御装置２０や受電制御装置５０は通信モードに移行する。具体的には、このような通信の割り込み要求が行われると、給電制御部４８が負荷９０への電力供給を停止して（電力供給用トランジスタをオフにする）、通信モードに移行する。そして通信モードに移行した後は、ホスト２とホスト４が任意の通信プロトコルで通信を行い、その後、例えばホスト２が通常送電開始コマンドを発行すると、通信モードから通常送電モード（充電モード）に戻る。
【０１０５】
このような通信モードにおいて、上位のアプリケーションデータをホスト２、４の間で通信する場合には、例えば通信条件を初期通信条件（通常送電開始前の仮送電期間における通信条件）に設定してもよい。また無接点電力伝送の伝送条件を初期伝送条件に設定してもよい。即ち、コマンド（通信割り込み要求、満充電検出、再充電確認等のコマンド）については、通常送電期間において通信されるため、セットアップ処理で設定された通信条件、伝送条件を使用して通信することが望ましい。一方、アプリケーションデータを通信する通信モードでは、負荷９０への電力供給を停止できるため、セットアップ処理で設定された通信条件、伝送条件を必ずしも使用しなくてもよいため、より安全で確実な通信が可能なデフォルト設定の通信条件、伝送条件を使用する。即ち、通信モードでは、送電の伝送効率よりも通信の信頼性を優先した仮送電期間での通信条件や伝送条件に使用する。例えば駆動周波数を低くしたり、駆動電圧を低くする。このようにすることで、データ転送エラー等が低減され、通信の信頼性を向上することが可能になる。
【０１０６】
４．無接点電力伝送の処理シーケンス
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
そして、現在、無接点電力伝送については、各メーカ毎に個別の方式で実現されているのが現状である。
【０１０９】
しかしながら、無接点電力伝送の普及を図り、それに伴う安全性を確保するためには、汎用性の高い無接点電力伝送の処理シーケンスを実現することが望ましい。
【０１１０】
図６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。
【０１１１】
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、これらの装置のレジスタ部に保持される。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。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、通常送電開始後の受電側の負荷状態検出用のしきい値情報（例えばデータ通信用・異物検出用のしきい値情報）や、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、通信機能、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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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、通信コマンド、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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
図７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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
なお、ネゴシエーションフェーズで転送されるシステム情報は、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。システム情報は、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情報になる。
【０１２５】
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。このように本実施形態では、通常送電開始前の受電側の負荷状態を検出するためのしきい値情報は、ネゴシエーション処理において受電側が送電側に送信する。一方、通常送電開始後の受電側の負荷状態を検出するためのしきい値情報は、例えばセットアップ処理において受電側が送電側に送信する。
【０１２６】
図８に、セットアップ処理において転送されるセットアップフレームの例を示す。図８に示すように受電側が送信するセットアップフレームでは、セットアップであることを示すコマンドの後に、通信方式（ｍｅｔｈｏｄ）、伝送条件（ＶＦ、ｆ１）、通信パラメータ（ｆ２、ＳＩＧＨ２、ＬＥＶＬ、ＬＥＶＨ）の情報が設定される。また過負荷検出や取り去り検出などの異物検知しきい値（ＭＥＴＵＰ、ＬＥＶＥ）や、受電側の対応機能（Ｆｕｎｃｔｉｏｎ、Ｆｕｎｃｔｉｏｎ２）の情報が設定される。また送電側が送信するセットアップフレームでは、セットアップであることを示すコマンドの後に、送電側の対応機能（Ｆｕｎｃｔｉｏｎ、Ｆｕｎｃｔｉｏｎ２）の情報が設定される。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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、通常送電開始後の負荷状態の検出用のしきい値情報の転送や、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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
５．詳細な構成例
図９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。
【０１３４】
波形モニタ回路１４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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
図９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。
【０１４６】
具体的には図１０（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。
【０１４７】
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１０（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。
【０１４８】
なお図１０（Ａ）、図１０（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。
【０１４９】
６．詳細な動作例
次に、送電側と受電側の動作の詳細について図１１、図１２のフローチャートを用いて説明する。
【０１５０】
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７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（ｆ０１）に設定される。
【０１５１】
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９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。
【０１５２】
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）。
【０１５３】
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１０（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。
【０１５４】
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）。
【０１５５】
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、駆動周波数を周波数ｆ１（ｆ０１）に戻す。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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、通信条件情報や伝送条件情報や対応機能情報などを含む。ここで通信条件情報は通信方式や通信パラメータなどである。また伝送条件情報は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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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）。
【０１６３】
送電側は、応答コマンドを受信すると（ステップＳ４３）、伝送条件や通信条件を通常送電用の条件に切り替える（ステップＳ４４）。具体的には、セットアップ処理で設定された伝送条件や通信条件に切り替える。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）。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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）。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
本実施形態では、図１１のステップＳ８、Ｓ２８に示すように、受電側から送電側に対してセットアップフレームにより通信条件情報や伝送条件情報が送信される。そして図１２のステップＳ４４に示すように、通常送電開始後は、このセットアップフレームの通信条件情報や伝送条件情報に基づき通信条件や伝送条件が設定されて、送電側と受電側と間での通信や、無接点電力伝送の電力制御が実現される。
【０１７１】
７．通信方式
本実施形態では、通信条件を切り替えることで、通常送電開始前と通常送電開始後とで通信方式を異ならせることができる。この場合の切り替え対象となる通信方式としては、様々な方式を想定できる。以下では、切り替え対象となる通信方式の例について説明する。
【０１７２】
図１３（Ａ）に負荷状態検出回路３０の構成例を示す。この負荷状態検出回路３０は第１、第２の負荷状態検出回路３１、３４を含む。
【０１７３】
第１の負荷状態検出回路３１は、波形整形回路３２とパルス幅検出回路３３を含み、第１の通信方式（第１のパルス幅検出方式）により、パルス幅情報（ＰＷＱ１）を検出し、制御部２２に出力する。例えば駆動クロック生成回路２５が出力する駆動クロックＤＲＣＫのエッジタイミング（例えば立ち上がりタイミング）と、波形モニタ回路１４が出力する誘起電圧信号ＰＨＩＮ１（コイル端信号ＣＳＧ）が立ち上がって所与のしきい値電圧ＶＴＬを上回るタイミングとの間の期間であるパルス幅期間ＸＴＰＷ１を計測する。
【０１７４】
第２の負荷状態検出回路３４は、波形整形回路３５とパルス幅検出回路３６を含み、第２の通信方式（第２のパルス幅検出方式）により、パルス幅情報（ＰＷＱ２）を検出し、制御部２２に出力する。例えば駆動クロックＤＲＣＫのエッジタイミング（例えば立ち下がりタイミング）と、誘起電圧信号ＰＨＩＮ２（コイル端信号ＣＳＧ）が立ち下がって所与のしきい値電圧ＶＴＨを下回るタイミングとの間の期間であるパルス幅期間ＸＴＰＷ２を計測する。
【０１７５】
例えば図１３（Ｂ）に、受電側（２次側）の負荷が低い場合（負荷電流が小さい場合）のコイル端信号ＣＳＧの信号波形例を示し、図１３（Ｃ）に、受電側の負荷が高い場合（負荷電流が大きい場合）のコイル端信号ＣＳＧの信号波形例を示す。図１３（Ｂ）、図１３（Ｃ）に示すように、受電側の負荷が高くなるにつれて、コイル端信号ＣＳＧの波形が歪む。
【０１７６】
そして、第１の通信方式では、図１３（Ｃ）に示すように、コイル端信号ＣＳＧの立ち上がりの際のパルス幅期間ＸＴＰＷ１を検出して、このパルス幅期間ＸＴＰＷ１をパルス幅検出用の第１のしきい値と比較することで、負荷変動を検出する。また第２の通信方式では、コイル端信号ＣＳＧの立ち下がりの際のパルス幅期間ＸＴＰＷ２を検出して、このパルス幅期間ＸＴＰＷ１をパルス幅検出用の第２のしきい値と比較することで、負荷変動を検出する。第１の通信方式は、第２の通信方式に比べて、電源電圧変動等に対するパルス幅検出のバラツキは少ないという利点はあるが、負荷変動に対する感度が低いという問題点がある。一方、第１の通信方式による通信時に駆動周波数をコイル共振周波数に近づければ、負荷変動に対する波形の歪みが大きくなるため、第１の通信方式には、負荷変動に対する感度を高くできるという利点がある。
【０１７７】
従って、通常送電開始前の期間と通常送電開始後の期間の一方の期間では、第１の通信方式を使用し、他方の期間では第２の通信方式を採用すれば、各期間に最適な通信方式を採用して、通信品質を向上できる。
【０１７８】
なお、通信方式としては様々な方式を想定できる。例えば図１４（Ａ）に、電流検出により負荷状態を検出する第３の通信方式の例を示す。図１４（Ａ）では負荷状態検出回路３０が電流／電圧変換回路６１０と増幅回路６２０を含む。抵抗ＲＩＶにより構成される電流／電圧変換回路６１０は、コイル端に流れる電流を検出して電圧に変換する。そして変換された電圧が増幅回路６２０により増幅され、増幅後の信号に基づいて受電側の負荷状態が検出される。具体的にはコイル端電流とコイル端電圧の位相差を比較することで、受電側の負荷状態を検出できる。
【０１７９】
また図１４（Ｂ）に、振幅検出により負荷状態を検出する第４の通信方式の例を示す。図１４（Ｂ）では、負荷状態検出回路３０が、ピークホールド回路６３０（振幅検出回路）とＡ／Ｄ変換回路６４０を含む。ピークホールド回路６３０は、波形モニタ回路１４からの誘起電圧信号ＰＨＩＮのピークホールドを行い、ピーク電圧（広義には振幅情報）を検出する。そしてＡ／Ｄ変換回路６４０は、検出されたピーク電圧をデジタルデータに変換する。制御部２２は、このデジタルデータに基づいて、受電側の負荷状態を判断する。例えば、ピーク電圧（振幅）が小さい場合には受電側は低負荷であると判断し、ピーク電圧が大きい場合には受電側は高負荷であると判断する。
【０１８０】
本実施形態では、通常送電開始前の期間と通常送電開始後の期間の一方の期間では、図１３（Ａ）〜図１４（Ｂ）で説明した第１〜第４の通信方式のうちのいずれかの通信方式を使用し、他方の期間では、第１〜第４の通信方式のうちの他の通信方式を使用できる。このようにすれば、各期間に最適な通信方式を採用でき、通信の品質や信頼性を向上できる。
【０１８１】
８．定期認証
次に定期認証について説明する。定期認証は、通常送電期間の各定期認証期間において、受電側の負荷を間欠的に変動させ、その間欠的な負荷変動を送電側において検出することで、いわゆる異物による乗っ取り状態を検出するものである。
【０１８２】
即ち、ネゴシエーション処理やセットアップ処理が完了して通常送電（本格送電）が開始した後、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の間に、例えば大面積の金属異物が挿入される場合がある。小中程度の面積の金属異物は、１次コイルＬ１の誘起電圧信号をモニタすることで検出できる。しかしながら、大面積の金属異物が挿入されると、その金属異物は、送電側にとって本負荷と同じ負荷のように見えてしまう。従って、ネゴシエーション処理等が完了していることからも、送電側は、その金属異物を負荷と見なして、送電を続行し、送電側からの送電エネルギーがその金属異物において消費され続けてしまう。これにより、金属異物が高温度になってしまうなどの問題が生じる。このように、大面積の金属の異物等が本来の受電側の機器に取って代わってしまい、その異物に電力が送電され続ける現象を、本実施形態では「乗っ取り状態」と呼ぶこととする。
【０１８３】
このような乗っ取り状態を検出するために、図１５では、定期認証期間ＴＡにおいて受電側の負荷を間欠的に変動させる。具体的には負荷変調信号Ｐ３Ｑを間欠的に変化させて、負荷変調部４６のトランジスタＴＢ３を間欠的にオン・オフさせる。そしてトランジスタＴＢ３がオンになると受電側が相対的に高負荷（インピーダンス小）になり、トランジスタＴＢ３がオフになると受電側が相対的に低負荷（高インピーダンス大）になる。送電側の負荷状態検出回路３０は、この受電側の間欠的な負荷変動を検出する。例えば、コイル端信号のパルス幅期間の変化を検出することで、受電側の負荷変動を検出する。例えばしきい値ＬＥＶＬ、ＬＥＶＨを用いて、低負荷状態と高負荷状態を判定する。
【０１８４】
そして定期認証に使用されるしきい値ＬＥＶＬ、ＬＥＶＨの最適値は、受電装置の電力仕様に応じて異なった値になる可能性がある。従って、マルチ電力伝送システムを実現するためには、これらのしきい値ＬＥＶＬ、ＬＥＶＨを受電装置に応じて可変に制御できることが望ましい。
【０１８５】
この点、本実施形態では、図８で説明したように、セットアップ処理時に、定期認証に使用されるしきい値ＬＥＶＬ、ＬＥＶＨが受電側から送電側に送信される。そして送電側は、これらのしきい値ＬＥＶＬ、ＬＥＶＨを用いて定期認証の判定処理を行う。従って、受電装置の電力仕様に応じた最適なしきい値ＬＥＶＬ、ＬＥＶＨを用いて、定期認証の判定処理を行うことができ、マルチ電力伝送システムにおける定期認証の実現が可能になる。
【０１８６】
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、通信条件の設定手法、ネゴシーエーション・セットアップ・コマンド処理の手法等も、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。
【図面の簡単な説明】
【０１８７】
【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】図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は本実施形態の動作の説明図。
【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は本実施形態の動作の説明図。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は本実施形態の動作の説明図。
【図６】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７】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８】セットアップフレームの例。
【図９】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１０】図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は周波数変調、負荷変調によるデータ転送の説明図。
【図１１】本実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図１２】本実施形態の動作を説明するためのフローチャート。
【図１３】図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）は第１、第２の通信方式の説明図。
【図１４】図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は第３、第４の通信方式の説明図。
【図１５】定期認証の説明図。
【符号の説明】
【０１８８】
Ｌ１  １次コイル、Ｌ２  ２次コイル、
２  ホスト、４  ホスト、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、
２７  ホストＩ／Ｆ、２９  検出回路、３０  負荷状態検出回路、３４  通信条件設定部、
３６  通信処理部、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、５７  ホストＩ／Ｆ、５８  発振回路、
６０  周波数検出回路、６２  満充電検出回路、６４  通信条件設定部、
６６  通信処理部、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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