(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波エネルギーの供給を受け、前記高周波エネルギーを磁気結合により受信装置側コイルに伝送するコイルと、
前記コイルの両端面のうちの一方の端面である第1端面の一部と対向するように配置された金属板と、
前記金属板を移動させる金属板移動部と、
前記金属板を、前記コイルの自己キャパシタンスの値が最も大きくなる位置から自己インダクタンスの値が最も小さくなる位置に向かって、または自己インダクタンスの値が最も小さくなる位置から自己キャパシタンスの値が最も大きくなる位置へ向かって順に位置候補に移動させ、前記位置候補で前記コイルから高周波エネルギーを伝送して前記受信装置側コイルで受信された高周波エネルギーの受信電力の値を取得し、前記受信電力の値に基づいて、前記金属板を配置する位置候補を選択する制御部と
を備えた無線電力伝送装置。
【請求項２】
前記金属板は、前記第1端面より小さい面積を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の無線電力伝送装置。
【請求項３】
前記金属板移動部は、前記金属板を、前記第1端面に平行に移動させる
ことを特徴とする請求項1に記載の無線電力伝送装置。
【請求項４】
前記金属板移動部は、前記第1端面の中心から、前記第1端面の外周部までの範囲で前記金属板を移動させる
ことを特徴とする請求項3に記載の無線電力伝送装置。
【請求項５】
前記金属板移動部は、
一端が前記金属板に接続された接続線と、
前記接続線の他端を介して前記接続線を巻き取る巻き取り部と、を含む
ことを特徴とする請求項3に記載の無線電力伝送装置。
【請求項６】
前記金属板移動部は、
一端が前記金属板に接続されたアームと、
前記アームの他端を介して前記アームを、前記第1端面に平行な方向に回転させる回転部と、を含む
ことを特徴とする請求項3に記載の無線電力伝送装置。
【請求項７】
前記コイルは、中空部を有する中空コイルであり、
前記金属板は、前記コイルの中空部内に配置された
ことを特徴とする請求項1に記載の無線電力伝送装置。
【請求項８】
フィルムをさらに備え、
前記金属板はフィルムにプリントされた金属パターンであり、
前記金属板移動部は、前記フィルムを巻き取ることにより前記金属パターンを移動させる
ことを特徴とする請求項3に記載の無線電力伝送装置。
【請求項９】
前記フィルムには、複数の異なる形状の金属パターンがプリントされている
ことを特徴とする請求項8に記載の無線電力伝送装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記受信電力が所定の値を最初に超えた位置候補を選択する
請求項1ないし9のいずれか一項に記載の無線電力伝送装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記位置候補のうち、前記受信電力が最大となる位置候補を選択する
請求項1ないし9のいずれか一項に記載の無線電力伝送装置。
【請求項１２】
高周波エネルギーの供給を受け、前記高周波エネルギーを磁気結合により受信装置側コイルに伝送するコイルと、
前記コイルの側面の一部に対向配置された金属板と、
前記金属板を移動させる金属板移動部と、
前記金属板を、前記コイルの自己キャパシタンスの値が最も大きくなる位置から自己インダクタンスの値が最も小さくなる位置に向かって、または自己インダクタンスの値が最も小さくなる位置から自己キャパシタンスの値が最も大きくなる位置へ向かって順に位置候補に移動させ、前記位置候補で前記コイルから高周波エネルギーを伝送して前記受信装置側コイルで受信された高周波エネルギーの受信電力の値を取得し、前記受信電力の値に基づいて、前記金属板を配置する位置候補を選択する制御部と
を備えた無線電力伝送装置。
【請求項１３】
前記金属板移動部は、前記金属板を前記コイルの側面に平行な方向に移動させる
ことを特徴とする請求項12に記載の無線電力伝送装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記受信電力が所定の値を最初に超えた位置候補を選択する
請求項12ないし13のいずれか一項に記載の無線電力伝送装置。
【請求項１５】
前記制御部は、前記位置候補のうち、前記受信電力が最大となる位置候補を選択する
請求項12ないし13のいずれか一項に記載の無線電力伝送装置。
【請求項１６】
送信装置側コイルから磁気結合により高周波エネルギーを受信するコイルと、
前記コイルの両端面のうちの一方の端面である第1端面の一部と対向するように配置された金属板と、
前記金属板を移動させる金属板移動部と、
前記金属板を、前記コイルの自己キャパシタンスの値が最も大きくなる位置から自己インダクタンスの値が最も小さくなる位置に向かって、または自己インダクタンスの値が最も小さくなる位置から自己キャパシタンスの値が最も大きくなる位置へ向かって順に位置候補に移動させ、前記位置候補で前記送電側コイルから伝送されて前記コイルで受信される高周波エネルギーの受信電力の値を取得し、前記受信電力の値に基づいて前記金属板を配置する位置候補を選択する制御部と
を備えた無線電力受信装置。
【請求項１７】
前記金属板は、前記第1端面より小さい面積を有する
ことを特徴とする請求項16に記載の無線電力受信装置。
【請求項１８】
前記金属板移動部は、前記金属板を、前記第1端面に平行に移動させる
をさらに備えたことを特徴とする請求項16に記載の無線電力受信装置。
【請求項１９】
前記制御部は、前記受信電力が所定の値を最初に超えた位置候補を選択する
請求項16ないし18のいずれか一項に記載の無線電力受信装置。
【請求項２０】
前記制御部は、前記位置候補のうち、前記受信電力が最大となる位置候補を選択する
請求項16ないし18のいずれか一項に記載の無線電力受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無線電力伝送装置および無線電力受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴方式でコイルにより無線電力伝送する場合、製造ばらつきや近接する机などの外部環境によって、コイルの共振周波数が設計値からずれてしまうことがある。この結果、伝送効率が劣化してしまう。また、伝送したい周波数を変えたい場合に、コイルの共振周波数を可変したい要求がある。
【０００３】
コイルにキャパシタを取り付けて、このキャパシタの値を変えることでコイルの共振周波数を可変する方法が知られている。しかし、この方法では、キャパシタの寄生抵抗によってコイルでの損失が増えて、伝送効率が劣化する問題がある。
【０００４】
また、共振周波数調整量を多数可能にしようとすると、複数個のキャパシタおよび当該キャパシタの組み合わせを変えるための回路が必要となる。このため回路構成が複雑になり、回路の損失が増大する。この結果、伝送効率が劣化してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2009-106136号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、伝送効率の劣化を抑制しつつ、コイルの共振周波数を可変にすることを可能にしようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様としての無線電力伝送装置は、コイルと、金属板とを備える。
【０００８】
前記コイルは、高周波エネルギーの供給を受け、前記高周波エネルギーを磁気結合により受信装置側コイルに伝送する。
【０００９】
前記金属板は、前記コイルの両端面のうちの一方の端面である第1端面の一部と対向するように配置される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第1実施形態に係わる無線電力伝送システムのブロック図。
【図２】自己共振コイルと磁力線を説明する図。
【図３】自己インダクタンスが減少する金属板の置き方を説明する図。
【図４】自己キャパシタンスが増加する金属板の置き方を説明する図。
【図５】平面スパイラルコイルの中心に金属板を配置した状態を示す図。
【図６】平面スパイラルコイルの外周部上に金属板を配置した状態を示す図。
【図７】第2実施形態に係わる無線電力伝送システムのブロック図。
【図８】接続線の巻き取りにより金属板を移動させる巻き取り部を示す図。
【図９】平面スパイラルコイルの中空部に金属板を配置する例を示す斜視図。
【図１０】図9の構成の縦断面図。
【図１１】金属板をアーム回転により移動させる回転部を示す図。
【図１２】金属パターンを印刷したフィルムの例を示す図。
【図１３】表示装置に送電装置を内蔵した構成を示す図。
【図１４】第4実施形態に係る無線電力伝送システムのブロック図。
【図１５】図14のシステムにおいて金属板の位置を調整する手順を示したフローチャート。
【図１６】図15の手順の変更例を示すフローチャート。
【図１７】第5実施形態に係る無線電力伝送システムのブロック図。
【図１８】第6実施形態に係る無線電力伝送システムのブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本実施の形態について詳細に説明する。
【００１２】
（第1実施形態）
図1に第1実施形態に係る無線電力伝送システムを示す。
【００１３】
この無線電力伝送システムは、送電装置（無線電力伝送装置）101と、受電装置（無線電力受信装置）102とを有する。
【００１４】
送電装置101は、第1自己共振コイル103と、金属板104と、金属板移動部105とを備える。
【００１５】
金属板104は、第1自己共振コイル103の両端面のうちの一方の端面（第1端面）の一部と対向するように配置されている。ここで、コイルを軸に対して垂直に巻いた場合に、コイルの端部を通り該軸に垂直な面であって、コイルを含むコイルの内側の領域に一致する面を、該コイルの端面（あるいは端部面）と称する。金属板104は、たとえば当該一方の端面（第1端面）より小さい面積を有する。金属板104は、任意の形状をした金属である。例えば、銅板やアルミ板によって構成される。
【００１６】
金属板移動部105は、第1自己共振コイル103の当該一方の端面と平行な方向に金属板104を移動させる。つまり、金属板移動部105は、金属板104の位置を変えることができる。金属板104の位置に応じて、第1自己共振コイル103の共振周波数が可変にされる。
【００１７】
受電装置102は、第2自己共振コイル（受信装置側コイル）106を備える。
【００１８】
第1自己共振コイル103および第2自己共振コイル106は、自己インダクタンスと自己キャパシタンスとによって所定の周波数で共振するコイルである。第1自己共振コイル103および第2自己共振コイル106は、例えば巻き数がnのコイルである（nは1以上の整数）。
【００１９】
なお、第1自己共振コイル103、第2自己共振コイル106は、円筒形状に限られない。例えば、四角柱形状、スパイラルコイル等であってもよい。
【００２０】
送電装置101の第1自己共振コイル103は、図示しない高周波生成回路から、高周波の電力（エネルギー）の供給を受け、当該高周波エネルギーの一部を、磁気結合により第2自己共振コイル106に伝送する。
【００２１】
より詳細に、第1および第2自己共振コイル103，106の共振周波数に一致する高周波エネルギーを第1自己共振コイル103に供給することで、磁気共鳴により、当該高周波エネルギーの一部が、第2自己共振コイル106に伝送される。磁気共鳴を利用することで、高伝送効率が可能となる。
【００２２】
受電装置102では、第2自己共振コイル106の他に、整流回路、電子回路、充電可能な2次電池等の要素が設けられている。整流回路は、第2自己共振コイル106で受信された高周波エネルギーを直流に変換する。電子回路は、整流回路により生成された出力電流を利用して動作する。2次電池は、整流回路の出力電流により充電される。
【００２３】
なお、本実施形態では送電および受電用のコイルとして自己共振コイルを用いているが、磁気共鳴によらずに、通常のコイルによる磁気結合を利用して、電力伝送を行ってもよい。
【００２４】
以下、図2、図3および図4を用いて、金属板104の移動によって、共振周波数が可変される理由について説明する。すなわち、共振周波数の可変原理を説明する。
【００２５】
図2に、第1自己共振コイル103に高周波エネルギーを供給したときに発生する磁力線203の例を示す。
【００２６】
第1自己共振コイル103の自己インダクタンスをL、自己キャパシタンスをCとする。このとき、第1自己共振コイル103の共振周波数は、次式により表現される。
【００２７】
0005404573.tif 000002
この式から、自己インダクタンスL、または、自己キャパシタンスCを可変にできれば、共振周波数を可変にすることが可能である。
【００２８】
図3は、第1自己共振コイル103の磁力線303をさえぎるように金属板304を配置した例を示す。
【００２９】
このときには、金属板104の周囲の磁界を打ち消すように金属板には渦電流が生じ、第1自己共振コイル103のインダクタンスが減少する。この結果、第1自己共振コイル103の共振周波数は高くなる。
【００３０】
図4は、第1自己共振コイル103の端面の外周部上に金属板104を配置した例を示す。
【００３１】
このとき、金属板104は、磁力線をさえぎらないため、第1自己共振コイル103のインダクタンスの減少はない。一方、金属板104とコイルとの容量結合により、コイルの線間容量が増大する。すなわち、元々コイルの各線間に存在する容量に対し、金属板104とコイル103間の容量が加わる。この線間容量の増大は、自己キャパシタンスが増加したことと等価となる。この結果、第1自己共振コイル103の共振周波数は低くなる。
【００３２】
このように、金属板の位置を調整することで、第1自己共振コイル103の共振周波数を、高く、あるいは、低く変えることが可能となる。
【００３３】
本実施形態においては、金属板移動部105によって、金属板104の位置を可変にしているため、第1自己共振コイル103の共振周波数を高く、あるいは、低くすることが可能となる。
【００３４】
ここで金属板104の移動は、少なくとも第1自己共振コイル103の当該一方の端面の中心から、当該一方の端面の外周部までの範囲で行うことができるようにすることが好ましい。
【００３５】
図5に、第1自己共振コイル103の端面の中心に、金属板104を移動させた状態を示す。
【００３６】
図6に、第1自己共振コイル103の外周部上に金属板104を移動させた状態を示す。
【００３７】
このような範囲で金属板を移動することで、最大の自己インダクタンスの減少と、最大の自己キャパシタンスの増加の効果が得られる。つまり、最大の共振周波数可変幅が得られるようになる。
【００３８】
本実施形態では、金属板104の位置を可変にしているが、金属板移動部105を設けずに、金属板104を、所望の共振周波数が得られる位置に、固定的に配置することも可能である。
【００３９】
また本実施形態では、金属板104を、第1自己共振コイル103の両端面のうち、第2自己共振コイル106が存在する側の端面に近接して配置したが、反対側の端面に近接配置させることも可能である。
【００４０】
磁力線が通過する箇所であれば、第1自己共振コイル103の両端面の近傍以外でも、金属板を配置してもよい。この場合も、金属板により磁力線の一部が遮られ、インダクタンスを変更することが可能である。
【００４１】
また本実施形態では、送信側の第1自己共振コイル103に対し金属板を配置する例を示したが、受信側の第2自己共振コイルについても同様に、金属板を配置することが可能である。これにより、第2自己共振コイルの共振周波数を可変にできる。あるいは、第1自己共振コイルおよび第2自己共振コイルの両方にそれぞれ金属板を配置して、各々のコイルの共振周波数を可変にしてもよい。
【００４２】
また本実施形態では、コイル間で電力伝送（エネルギー伝送）を行う例を示したが、コイル間で無線通信用の信号（変調信号）を伝送してもよい。
【００４３】
以上、本実施形態によれば、第1自己共振コイル103による磁力線の一部を遮るように金属板104を配置して、第1自己共振コイル103の自己インダクタンスの調整するようにしたことにより、第1自己共振コイル103の共振周波数を、任意の値に設定することが可能になる。
【００４４】
また、第1自己共振コイル103の一端面に対向するように金属板104を配置したことにより、自己インダクタンスの減少と、自己キャパシタンスの増加を同時に行うことができる。また、送電装置の厚みの増大を最小化、つまり、薄型化が可能となる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、金属板の位置を移動する金属板移動部を設けたことにより、第1自己共振コイルの共振周波数を動的に高く、あるいは、低く変更することが可能となる。
【００４６】
また本実施形態によれば、従来に比べて伝送効率の劣化を極めて小さくすることができる。すなわち、金属板に発生する渦電流は伝送効率を劣化させるが、金属板104は空間を介して自己共振コイル103と結合をしているので、寄生抵抗の影響が小さい。したがって、従来技術のようなコイルにキャパシタを接続する場合に比べて、伝送効率の劣化を小さくすることができる。
【００４７】
（第2実施形態）
図7に第2実施形態にかかる無線電力伝送システムを示す。図1と同一名称の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００４８】
第1実施形態と異なり、金属板104は、第1自己共振コイル103の側面の一部と対向するように（たとえば平行に）、配置されている。このような配置では、磁力線は、金属板104によって遮られない、あるいはほとんど遮られない。したがって、金属板104と第1自己共振コイル103間の容量が、第1自己共振コイル103の共振周波数を決める支配的な要因となる。
【００４９】
金属板移動部105は、共振周波数を小さくするときは、形成される容量が大きくなるように金属板を移動させる。具体的に金属板104と、第1自己共振コイル103の対向する面積を大きくする。逆に、共振周波数を高くするときは、当該対向する面積が小さくなるように移動させる。
【００５０】
（第3実施形態）
本実施形態では、金属板移動部の構成を具体的に示す。
【００５１】
図8に、金属板移動部の第1の構成例を示す。
【００５２】
図8の金属板移動部は、接続線111，113と、巻き取り部112，114を含む。
【００５３】
接続線111，113は、糸やナイロンなどの絶縁体、誘電体で構成されている。接続線111，113の一端は、金属板104に固定（接続）されている。
【００５４】
巻き取り部112，114は、接続線111、113の他端に結合し、接続線111、113を、モータなどの駆動手段で、巻き取り可能に構成されている。
【００５５】
巻き取り部112，114は、コイル103を挟んで、対向するように配置されている。金属板104は、巻き取り部112，114間を、直線状に移動することができる。
【００５６】
巻き取り部112が接続線111を巻き取ることで、金属板104を巻き取り部112側に移動させることができる。巻き取り部114が、接続線113を巻き取ることで、金属板104を巻き取り部114側に、移動させることが可能になる。
【００５７】
図8の構成では、接続線111，113の巻き取り量の大小で、共振周波数の可変量を大小に変更できる。よって、共振周波数の可変量を容易に大きくしたり小さくしたりできる。
【００５８】
図8の構成例は、巻き取り部を2つ備えていたが、巻き取り部は1つのみでもよい。
【００５９】
図8では、第1自己共振コイルとして円形スパイラルコイルを用いた場合を示したが、方向スパイラルコイルを用いた場合を図9および図10に示す。図9は斜視図、図10はA-A線における断面図である。
【００６０】
この例では、金属板104は、第1自己共振コイル（平面スパイラルコイル）103aの中空部内（コイルの内側）に配置されている。これにより、大きな面積が必要な平面スパイラルコイルと金属板を含む部分を極めて薄くすることが可能となる。また巻き取り部112、114は、第1自己共振コイル103aと同じ高さに配置されている。これにより、装置全体の薄型化が可能になる。
【００６１】
なお図9の構成では、金属板104は、第1自己共振コイル103aの最外周上には移動できないため、自己キャパシタンスの調整可能な量は少なくなる。したがって、第1自己共振コイル103aの共振周波数の変更は、自己インダクタクタンスの調整が支配的となる。
【００６２】
図11に、金属板移動部の第2の構成例を示す。
【００６３】
図11の金属板移動部は、接続アーム121と、回転軸受122と、回転部123とを備える。
【００６４】
接続アーム121の一端は、金属板104に固定されている。
【００６５】
回転部123には回転軸受122が形成されている。接続アーム121の他端は、回転軸受122に嵌合されている。
【００６６】
回転部123は、接続アーム121の他端を支点に、接続アーム121を、図中矢印の方向に、すなわちコイル端面に平行な方向に、移動させる。これにより、金属板103は、接続アーム121の他端（回転軸受）を中心として、円弧状に移動させられる。
【００６７】
図9の構成では、回転量の大小で共振周波数の可変量の大小を変えられるので、共振周波数の可変量を容易に大きくしたり、小さくしたりできる。
【００６８】
図12に、金属板移動部の第3の構成例を示す。
【００６９】
この例では、巻き取り部131，132が、フィルム133の両端側からフィルム133の巻き取りを行う。フィルム133には金属パターン104a、104b、104cがプリントされている。第1自己共振コイルの図示は、簡単のため、省略している。
【００７０】
金属パターン104a、104b、104cはそれぞれ異なる形状を有する。最適な形状の金属パターンを選択するとともに、選択した金属パターンの位置を、フィルムの巻き取りにより調整することで、自己共振コイルの共振周波数を自由に変えることが可能となる。
【００７１】
図13に、送電装置を表示装置に組み込む際に、表示装置の筐体の厚さを薄くすることが可能な巻き取り部の配置例を示す。ここでは、図9の構成を含む送電装置を、表示装置に組み込む例が示されている。
【００７２】
表示装置141の筐体142に、送電装置が内蔵されている。表示装置141は、例えば液晶ディスプレイ装置である。
【００７３】
表示装置141の表示部143の裏側に、第1自己共振コイル（平面スパイラルコイル）103aと、金属板104が配置されている。平面スパイラルコイル103aと金属板104は同じ高さ（同一平面内）に配置される。
【００７４】
巻き取り部112、114は、筐体142内の外周部分に配置されている。筐体142内の外周部分は、表示部143とコイル103aが存在しないため、筐体142の中で最も厚みが確保できる部分である。厚みの必要な巻き取り部112、114を、表示部143と重ねないことで、筐体142の厚さを薄くすることが可能となる。
【００７５】
（第4実施形態）
図14に、第4実施形態に係る無線電力伝送システムを示す。
【００７６】
この無線電力伝送システムは、送電装置201と、この送電装置201から電力（エネルギー）が供給される受電装置202とを有する。送電装置201および受電装置202は、それぞれ無線通信機能を搭載している。
【００７７】
送電装置201は、第1自己共振コイル103、金属板104、金属板移動部105、制御回路208、無線回路207およびアンテナ206を備える。
【００７８】
受電装置202は、第2自己共振コイル106、受電電力測定装置210、制御回路211、無線回路212およびアンテナ213を備える。
【００７９】
第1自己共振コイル103、金属板104、金属板移動部105、第2自己共振コイル106は、第1実施形態（図1参照）と同様であるため、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００８０】
本実施形態は、送電装置201における金属板104の位置を、受電装置202での受電電力が最大となる、または所望の値を満たすように、調整することを特徴とする。
【００８１】
図15に、図14の無線電力伝送システムにおいて金属板104の位置を、高効率伝送可能な位置に調整する動作の流れを示す。
【００８２】
（ステップS101）送電装置201の制御回路208と、受電装置202の制御回路211間の情報のやり取りにより、位置調整モードに入る。
【００８３】
（ステップS102）金属板移動部105が、制御回路208の指示に従って、金属板104を移動させる。
【００８４】
（ステップS103）図示しない高周波エネルギー生成回路が、制御回路208の指示に従って、所定周波数の高周波エネルギーを第1自己共振コイル103に供給する。
【００８５】
第2自己共振コイル106が、第1自己共振コイル103との磁気結合により高周波エネルギーを受信する。受電電力測定部210は、第2自己共振コイル106で受信された高周波エネルギー（受電電力）を測定する。
【００８６】
受電装置202の制御回路211は、測定された受電電力の値を、無線回路212およびアンテナ213を介して、送電装置201に送信する。
【００８７】
送電装置201では、アンテナ206および無線回路207を介して、当該測定された受電電力の値が、制御回路208に受信される。
【００８８】
（ステップS104）送電装置201の制御回路208は、金属板の位置候補を全て試したか判断する。まだすべての位置候補を試していないときは、ステップS102に戻り、まだ試していない位置へ金属板を移動させる。すべての位置候補を試したときは、ステップS105に進む。
【００８９】
（ステップS105）送電装置201の制御回路208は、受電電力が最大となる金属板104の位置を選択し、選択した位置へ金属板104を移動することを金属板移動部105に指示する。金属板移動部105は、指示された位置に、金属板104を移動させる。
【００９０】
（ステップS106）送電装置201の制御回路208は、電力伝送の開始を決定し、図示しない高周波エネルギー生成回路に、電力伝送の開始を指示する。電力伝送の開始指示を受けた高周波エネルギー生成回路は、高周波エネルギーを第1自己共振コイル103に供給することにより、電力伝送を開始する。受電装置202では、伝送される電力を、たとえば図示しない2次電池に充電する。
【００９１】
以上のようなステップを経て、電力伝送を開始することで、高い受電電力が得ることが可能になる。言い換えれば、第1自己共振コイル103の共振周波数が最適化された状態で電力伝送が可能となる。
【００９２】
ステップS104，S105の処理を、以下のように変更してもよい。
【００９３】
すなわち、ステップS104では、受電電力が所望の値を満たしたか判断する。所望の値を満たしていない場合は、ステップS102に戻り、別の位置候補を試す。所望の値が満たされたとき、またはすべての位置候補が試されたとき、ステップS105に進む。
【００９４】
ステップS105では、所望の値が満たされたときは、所望の値が満たされた位置、所望の値が満たされなかったときは、最も受信電力の値が高かった位置に、金属板104を移動させる。
【００９５】
ここで、ステップS102において金属板を移動させる位置候補の決め方の例を、第1方法、第2方法、および第3方法として、3つ示す。
【００９６】
［第1方法］金属板の位置を、第1自己共振コイルの自己キャパシタンスの値が最も大きくなる位置から、最も自己インダクタンスの値が小さくなる位置へ向かって、順番に移動させる。
【００９７】
このように金属板の位置を移動させると、金属板の移動する距離を短くすることができるので、短時間で金属板の位置を調整したい場合に有効である。なお、金属板を、最も自己インダクタンスの値が小さくなる位置から、最も自己キャパシタンスの値が大きくなる位置へ向かって、順番に移動させても良い。
【００９８】
第1方法を用いる場合のステップS104では、全ての金属板の位置候補で受電電力を測定した場合は、ステップS105へ進み、そうでない場合にはステップS102に戻る。
【００９９】
［第2方法］金属板を、初期設定値の位置を基準に、移動させる。ここで、初期設定値とは、近接する机などの影響がない場合に、共振周波数が最適化される金属板の位置である。
【０１００】
まずは、金属板を初期設定値の位置へセットして、受電電力を測定する。次に、共振周波数が高くなる位置候補へ金属板を移動させた場合と、共振周波数が低くなる位置候補へと金属板を移動させた場合との2通りの位置候補で、受電電力を測定する。
【０１０１】
ステップS104では、これら3つの位置（初期設定値の位置、2つの位置候補）で測定された受電電力を比較する。
【０１０２】
3つの位置のうち、初期設定値の位置で測定された受電電力が最大値である場合には、ステップS105に進み、金属板の位置を、初期設定値の位置に決定する。
【０１０３】
3つの位置のうち、共振周波数が高くなる位置候補へ金属板を移動させたときの受電電力が最大の場合には、ステップS102へ戻り、さらに共振周波数が高くなるほうの位置候補へ金属板を移動させる。そして、再度のステップS104で、移動後の候補位置と、その1つ前の候補位置での受電電力を比較する。1つ前の候補位置での受信電力の方が大きいときは、ステップS105に進み、1つ前の候補位置に、金属板の位置を決定する。
【０１０４】
3つの位置のうち、共振周波数が低くなる位置候補へ金属板を移動させたときの受電電力が最大の場合には、ステップS102へ戻り、さらに共振周波数が低くなるほうの位置候補へ金属板を移動させる。そして、ステップS104で、移動後の候補位置と、その1つ前の候補位置での受電電力を比較する。1つ前の候補位置での受信電力の方が大きいときは、ステップS105に進み、1つ前の候補位置に、金属板の位置を決定する。
【０１０５】
［第3方法］金属板の位置を、過去に電力伝送に用いた位置を基準にして移動させる。第2方法では、初期設定値の位置を、基準に用いたが、この代わりに、第3方法では、過去に電力伝送に用いた位置を基準にすることだけ違う。その他は同一である。過去に電力伝送に用いた位置は、たとえば1回前に電力伝送に用いた位置でもよいし、過去に最も多く決定された位置でもよい。
【０１０６】
図16に、図15の動作フローの変更例を示す。この動作フローは、電力伝送中に、金属板の位置を移動させることを特徴とする。たとえば、本システムに近接する机などの配置状況が変わると、高効率電送可能な金属板の位置も変わり得る。この場合には、本フローに従って、金属板の位置を移動させることで、配置状況の変化にも拘わらず、高効率伝送を可能とする。
【０１０７】
本動作フローは、図15のフローに対し、ステップS107とステップS108が新たに追加されている。以下、図15に示される動作フローとの差違を中心に、説明する。
【０１０８】
ステップS107では、電力伝送開始から、一定時間経過後に、受電装置202の受電電力測定部210が、受電電力を測定する。測定された受電電力の値を、送電装置201の制御回路208に送信する。
【０１０９】
ステップS108では、送電装置201の制御回路208が、金属板104の位置の再調整が必要かどうか判断する。これは、測定された受電電力が、直前に行われたステップS105で位置が決定されたときの受信電力に比べて、増加したか、同一であるか、減少したかで判断する。ここで同一とは、当該位置が決定されたときの受信電力に対し、一定の範囲（誤差範囲）に収まることを意味する。増加とは、当該一定の範囲を超える増加を意味し、減少は、当該一定の範囲を下回る減少を意味する。
【０１１０】
測定された受電電力が、当該直前に位置が決定されたときの受信電力と同一のときは、金属板の位置の再調整は必要ないと判断する。この場合、ステップS106へ戻り、電力伝送を再度、開始する。
【０１１１】
測定された受電電力が、当該直前に位置が決定されたときの受信電力に比べて減少したときは、金属板の位置の再調整が必要であると判断する。この場合、ステップS101へ戻り、位置調整モードに進む。
【０１１２】
測定された受電電力が、当該直前に位置が決定されたときの受信電力に比べて増加したときは、2つの方法が可能である。
【０１１３】
1つ目の方法は、これまで大きい受電電力が得られたため、金属板の位置の再調整は必要ないと判断する。この場合、ステップS106へ戻り、電力伝送を開始する。
【０１１４】
2つ目の方法は、何らかの状況の変化によりさらに大きな受電電力が得られる可能性があるため、金属板の位置を再調整することを決定する。この場合、ステップS101へ戻り、位置調整モードに進む。
【０１１５】
以上、本フローの動作により、何らかの状況の変化により高効率電送可能な金属板の位置が変わった場合でも、金属板の位置を再調整して、高効率伝送を行うことが可能となる。
【０１１６】
本実施形態では、受電電力が最大となるように金属板の位置を決定する場合を説明したが、伝送効率を評価関数として、金属板の位置を決定しても良い。
【０１１７】
伝送効率は、第1自己共振コイルから送信した送信電力に対する、第2自己共振コイルでの受信電力の比である。この場合、送電装置側の制御回路は、受電装置から取得した受信電力の値を、送信電力の値で除算することで、伝送効率を計算すればよい。
【０１１８】
（第5実施形態）
図17に、第5実施形態に係る無線電力伝送システムを示す。
【０１１９】
このシステムは、受電装置302側に、金属板304および金属板移動部305を配置したことを特徴とする。金属板304および金属移動部305の構成は、これまでの実施形態で述べたものと同様である。送電装置301には、金属板および金属板移動部は設けられていない。
【０１２０】
図17の無線電力伝送システムにおいて、金属板304の位置を、高効率伝送可能な位置に調整する動作の流れは、基本的に図15または図16と同じである。異なる点は、ステップS102、S104で行う金属板の移動および位置決定を、受電装置302側で行うことのみである。したがって、当該動作の流れは自明であり、その説明を省略する。
【０１２１】
以上、本実施形態によれば、受電装置側に金属板を配置した場合であっても、第2自己共振コイルの共振周波数を適切に調整して、高効率な電力伝送が可能となる。
【０１２２】
（第6実施形態）
図18に、第6実施形態に係る無線電力伝送システムを示す。
【０１２３】
このシステムは、送電装置201および受電装置302の両方にそれぞれ、金属板および金属板移動部を配置したことを特徴とする。これ以外は、これまでの実施形態と同様である。
【０１２４】
図18の無線電力伝送システムにおいて金属板104、304の位置を、高効率伝送可能な位置に調整する動作の流れは、基本的に第4、第5実施形態を組み合わせに相当する。
【０１２５】
すなわち、まず金属板104，304のうちの一方、事前に定めた位置に固定した上、他方の金属板の位置を、図15の動作フローに従って決定する。
【０１２６】
次に、他方の金属板を決定された位置に固定した上、一方の金属板の位置を、図15の動作フローに従って決定する。
【０１２７】
以上、本実施形態によれば、受電装置および送電装置側の両方に金属板を配置したことにより、各自己共振コイルの共振周波数を同時に調整でき、高効率な電力伝送が可能となる。
【０１２８】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【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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【図１８】
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