(57)【要約】  非接触送電装置における充電効率を向上させる。非接触送電装置１００は、磁気的結合によって充電パッドの近傍に配置される充電対象機器に非接触にて送電する。この非接触送電装置１００は、電力増幅を行うアンプと、共振容量１２１および送電コイル１２３によって構成される直列共振回路と、前記充電パッドの近傍に配置された充電対象でない非充電対象機器を検出する異物検出部と、を有する。異物検出部は、ピックアップコイル１２４、バンドパスフィルタ１３６〜１３８、検波回路１３３〜１３５、および制御回路１３２によって構成される。異物検出部は、送電の際に前記充電パッドの近傍に配置される機器から送電コイル１２３との磁気的結合で放射される信号成分より非充電対象機器であるＩＣカード１２７を検出する。
2017126656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気的結合によって充電パッドの近傍に配置される充電対象機器に非接触にて送電する非接触送電装置であって、
電力増幅を行うアンプと、
共振容量および送電コイルによって構成される直列共振回路と、
前記充電パッドの近傍に配置された充電対象でない非充電対象機器を検出する異物検出部と、
を有し、
前記異物検出部は、送電の際に前記充電パッドの近傍に配置される機器から前記送電コイルとの磁気的結合で放射される信号成分より前記非充電対象機器を検出する、非接触送電装置。
【請求項２】
請求項１記載の非接触送電装置において、
前記異物検出部は、
前記充電パッドの近傍に配置された機器から放射される信号成分を検出する信号検出部と、
前記信号検出部が検出した前記信号成分のうち、設定された周波数の信号を通過させる第１のフィルタ部と、
前記第１のフィルタ部を通過した信号を検波して信号レベルを検出する検波回路と、
前記検波回路が検出した信号レベルから前記充電パッドの近傍に充電対象でない前記非充電対象機器が配置されているか否かを判定する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記検波回路が検出した信号レベルと設定しきい値とを比較し、信号レベルが前記設定しきい値の範囲外であると判定した際に、前記充電パッドの近傍に前記非充電対象機器が配置されたと判定する、非接触送電装置。
【請求項３】
請求項２記載の非接触送電装置において、
前記第１のフィルタ部は、少なくとも基本波、２次高調波、および３次高調波の信号成分をそれぞれ通過させるバンドパスフィルタであり、
前記検波回路は、少なくとも前記バンドパスフィルタを通過した基本波、２次高調波、および３次高調波の信号レベルを検出する、非接触送電装置。
【請求項４】
請求項２記載の非接触送電装置において、
前記第１のフィルタ部は、少なくとも基本波および２次高調波の信号成分をそれぞれ通過させるバンドパスフィルタであり、
前記検波回路は、少なくとも前記バンドパスフィルタを通過した基本波および２次高調波の信号レベルを検出する、非接触送電装置。
【請求項５】
請求項２記載の非接触送電装置において、
前記信号検出部が検出した信号をフィルタリングする第２のフィルタ部と、
前記第２のフィルタ部によってフィルタリングされた信号を、ある中間周波信号に変換する信号変換部と、
を有し、
前記第１のフィルタ部は、前記信号変換部から出力される中間周波信号のうち、設定された周波数の信号を通過させ、
前記検波回路は、前記第１のフィルタ部を通過した信号を検波して信号レベルを検出する、非接触送電装置。
【請求項６】
請求項２記載の非接触送電装置において、
前記信号検出部は、巻き数が１ターンのコイルからなり、
前記コイルは、前記充電パッドに設けられた前記送電コイルの外周部を囲むように設けられている、非接触送電装置。
【請求項７】
請求項５記載の非接触送電装置において、
入力された複数の信号から１つの信号を選択して出力するスイッチ部を有し、
前記信号検出部は、複数のコイルよりなり、
前記スイッチ部は、制御信号に基づいて、複数の前記コイルが検出した信号成分から１つの信号成分を選択して前記第２のフィルタ部に出力し、
前記制御部は、複数の前記コイルが検出した信号成分が順次前記第２のフィルタ部に出力されるように前記制御信号を生成する、非接触送電装置。
【請求項８】
請求項１記載の非接触送電装置において、
前記アンプは、Ｅ級スイッチングアンプである、非接触送電装置。
【請求項９】
請求項２記載の非接触送電装置において、
前記アンプから出力される信号をフィルタリングする第３のフィルタ部を有し、
前記第３のフィルタ部は、３次、７次、または１１次のローパスフィルタよりなる、非接触送電装置。
【請求項１０】
請求項２記載の非接触送電装置において、
前記充電対象機器との通信を行う通信部を有し、
前記通信部は、前記充電対象機器から前記充電対象機器の受電電力を取得し、
前記制御部は、前記通信部が取得した前記受電電力と前記非接触送電装置が前記充電対象機器に対して送電している送電電力との差を算出し、その算出結果が設定しきい値以上である場合に前記充電パッドの近傍に非充電対象機器が配置されていると判定する、非接触送電装置。
【請求項１１】
請求項２記載の非接触送電装置において、
前記充電対象機器との通信を行う通信部を有し、
前記制御部は、前記検波回路が検波する際に、前記通信部から前記充電対象機器に対して前記充電対象機器の充電動作を停止させる制御信号を出力する、非接触送電装置。
【請求項１２】
請求項２記載の非接触送電装置において、
前記充電対象機器との通信を行う通信部を有し、
前記通信部は、前記充電対象機器から送信される応答信号を受信し、
前記制御部は、前記通信部が受信した応答信号によって前記充電対象機器が前記充電パッドの近傍に配置されているか否かを判定し、
前記応答信号は、前記充電対象機器の充電を開始する際に送電される電力の強弱に合わせて生成される信号である、非接触送電装置。
【請求項１３】
磁気的結合によって充電パッドの近傍に配置される充電対象機器に非接触にて送電する非接触送電装置であって、
電力増幅を行うアンプと、
共振容量および送電コイルによって構成される直列共振回路と、
前記アンプに流れる電流値を測定する電流検出部と、
制御部からの調整信号に基づいて、前記アンプに印加する電源電圧を調整する可変電源部と、
を有し、
前記制御部は、ある間隔毎に前記調整信号を出力して前記可変電源部から出力される電源電圧の電圧レベルを設定された値まで変化させ、前記電源電圧が変化した際に前記電流検出部が検出する電流値の変化から前記充電パッドの近傍に非充電対象機器が配置されているか否かを判定する、非接触送電装置。
【請求項１４】
磁気的結合によって充電パッドの近傍に配置される充電対象機器に非接触にて送電する非接触送電装置であって、
電力増幅を行うアンプと、
共振容量および送電コイルによって構成される直列共振回路と、
調整信号に基づいて、前記アンプに印加する電源電圧を調整する可変電源部と、
前記調整信号を制御する制御部と、
前記充電対象機器との通信を行う通信部と、
を有し、
前記通信部は、前記充電対象機器から送信される応答信号を受信し、
前記制御部は、前記通信部が受信した応答信号によって前記充電対象機器が前記充電パッドの近傍に配置されているか否かを判定し、
前記応答信号は、前記充電対象機器の充電を開始する際に、送電された充電開始信号のオン／オフの信号タイミングを合わせて生成される信号である、非接触送電装置。
【請求項１５】
複数の充電対象機器に非接触にて電力を送電する非接触送電装置であって、
前記充電対象機器に送電する電力を生成する電源部と、
前記電源部の動作を制御する制御部と、
前記充電対象機器との通信を行う通信部と、
を有し、
前記制御部は、前記通信部により充電する前記充電対象機器と通信を行い、充電する前記充電対象機器の台数を検出して、検出した前記充電対象機器の台数が予め設定された設定充電台数以下であるか否かを判定し、検出した前記充電対象機器の台数が前記設定充電台数よりも多いと判定すると前記設定充電台数と同じ台数の前記充電対象機器を優先して充電するように制御する、非接触送電装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の非接触送電装置において、
前記制御部は、検出した前記充電対象機器の台数が前記設定充電台数よりも多いと判定した際に前記通信部により優先して充電する前記充電対象機器に対して充電動作を開始させる制御信号を送信し、充電しない前記充電対象機器に対して充電動作を停止させる制御信号を出力する、非接触送電装置。
【請求項１７】
請求項１５記載の非接触送電装置において、
前記制御部は、検出した前記充電対象機器の台数が前記設定充電台数よりも多いと判定した際に、前記充電対象機器に割り付けられた充電の優先度を示す優先情報に基づいて、優先して充電する充電対象機器を判定し、
前記優先情報は、前記通信部による通信により前記充電対象機器から取得する、非接触送電装置。
【請求項１８】
請求項１５記載の非接触送電装置において、
前記制御部は、優先された前記前記充電対象機器の充電が終了すると、充電されていない前記充電対象機器に対して充電動作を開始させる制御信号を送信して、前記充電対象機器を充電するように制御する、非接触送電装置。
【請求項１９】
請求項１５記載の非接触送電装置において、
検出した前記充電対象機器の機器情報を表示する表示部と、
前記表示部に表示される機器情報を選択する選択部と、
を有し、
前記制御部は、前記選択部により選択された機器情報に対応する充電対象機器を優先的に充電するように制御する、非接触送電装置。
【請求項２０】
請求項１９記載の非接触送電装置において、
前記制御部は、前記選択部により選択された機器情報に対して充電動作を開始させる制御信号を送信し、充電しない前記充電対象機器に対して充電動作を停止させる制御信号を送信する、非接触送電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触送電装置に関し、特に、携帯端末など小型携帯機器などのバッテリに非接触により充電を行う非接触充電に有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
コイルの共振を用いた非接触給電システムとして、特にコイルのＱ値を高くすることによって送受電コイル間の伝送距離を大きくしながら、送受信間のコイルの位置ずれに強いといった特長を有する非接触給電方式の検討が行われている。【０００３】
しかし、充電距離が大きくなり位置ずれに強くなると、今度は、周囲の金属の影響や他の無線機器などへの干渉対策が必要となる。このため、非接触給電装置においては異物に対する検出感度や精度向上が求められている。【０００４】
この種の非接触給電装置による異物検出技術としては、例えば特許文献１が知られている。この特許文献１には、外部に所定の電力を出力する給電手段と、外部装置と共振を行うための共振手段の状態が第１の状態である場合に検出される前記所定の電力の反射を示す第１の値と、前記第１の値が検出された後に前記共振手段の状態が第２の状態から前記第１の状態に変更された場合に検出される所定の電力の反射を示す第２の値とを用いて、異物を検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１６２５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１では、送電電力の反射波の検出にＣＭ型のＶＳＷＲ計が用いられている。しかしながら、ＣＭ型のＶＳＷＲ計は、送電アンプから送電コイルに給電される高周波電流をクランプするトロイダルコアなど比較的大きな部品が必要である。そのため、小型化に適さないという課題がある。【０００７】
また、上述したようにトロイダルコアによって高周波電流をクランプするため、該トロイダルコアによる抵抗損失が発生してしまい、効率が低下してしまうという問題がある。さらに、反射波検出に用いているＣＭ型のＶＳＷＲ計は、検波感度が小さく、異物検出精度が不十分であるという課題を有している。【０００８】
本発明の目的は、非接触送電装置における充電効率を向上させることのできる技術を提供することにある。【０００９】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。【００１１】
すなわち、代表的な非接触送電装置は、磁気的結合によって充電パッドの近傍に配置される充電対象機器に非接触にて送電する。この非接触送電装置は、電力増幅を行うアンプと、共振容量および送電コイルによって構成される直列共振回路と、充電パッド近傍に配置された充電対象でない非充電対象機器を検出する異物検出部と、を有する。この異物検出部は、充電パッドの近傍に配置される機器から放射される信号成分から非充電対象機器を検出する。【００１２】
特に、異物検出部は、信号検出部、第１のフィルタ部、検波回路、および制御部を有する。信号検出部は、充電パッドに載置される機器から放射される信号成分を検出する。第１のフィルタ部は、信号検出部が検出した信号成分のうち、設定された周波数の信号を通過させる。【００１３】
検波回路は、第１のフィルタ部を通過した信号を検波して信号レベルを検出する。制御部は、検波回路が検出した信号レベルから充電パッドに充電対象でない非充電対象機器が搭載されているか否かを判定する。【００１４】
また、制御部は、検波回路が検出した信号レベルと設定しきい値とを比較し、信号レベルが設定しきい値の範囲外であると判定した際に、充電パッドの近傍に非充電対象機器が配置されていると判定する。【００１５】
ここで、本願で用いられる用語について定義する。磁気的結合により非接触で電力を送電する装置を非接触送電装置とし、その非接触送電装置により充電される機器を充電対象機器と呼ぶ。また、該非接触送電装置と異なる方式の非接触充電機器や元々非接触充電機能を持たないＩＣカードや端末装置等の無線機器や電子機器を非対象充電機器と定義する。また、非接触送電装置と充電対象機器を合わせたものを非接触給電装置と呼ぶこととする。【００１６】
なお、非接触送電装置と充電対象機器との非接触による伝送距離は磁気的結合が可能な範囲であり、一例として送電周波数に６．７８ＭＨｚを用いた場合の距離は数ｃｍ程度である。【００１７】
また、代表的な非接触送電装置は、複数の充電対象機器に非接触にて電力を送電する。この非接触送電装置は、電源部、制御部、および通信部を有する。電源部は、充電対象機器に送電する電力を生成する。制御部は、電源部の動作を制御する。通信部は、充電対象機器との通信を行う。【００１８】
特に、制御部は、通信部により充電する充電対象機器と通信を行い、充電する充電対象機器の台数を検出して、検出した充電対象機器の台数が予め設定された設定充電台数以下であるか否かを判定し、検出した充電対象機器の台数が設定充電台数よりも多いと判定すると、設定充電台数と同じ台数の充電対象機器を優先して充電するように制御する。
【発明の効果】
【００１９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。【００２０】
非接触送電装置による充電効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態１による非接触送電装置における構成の一例を示す説明図である。
【図２】図１の非接触送電装置による充電シーケンスの一例を示すフローチャートである。
【図３】図１の非接触送電装置が有する電界効果トランジスタに流れる電流値およびピックアップコイルが検出する基本波／高調波の一例を示す説明図である。
【図４】図１の送電コイルを用いた際の電界効果トランジスタの電源電圧に対する電流の測定結果の一例を示す説明図である。
【図５】実施の形態２による非接触送電装置における構成の一例を示す説明図である。
【図６】実施の形態３による非接触送電装置における構成の一例を示す説明図である。
【図７】実施の形態４による２つの非接触送電装置および２つの携帯端末による充電の一例を示す説明図である。
【図８】図７の携帯端末と非接触送電装置とのデータ通信および非接触送電装置からの送電電力のタイミングの一例を示した説明図である。
【図９】実施の形態５による非接触送電装置における構成の一例を示す説明図である。
【図１０】図９の非接触送電装置における他の構成例を示す説明図である。
【図１１】図９の非接触送電装置による使用の一例を示す説明図である。
【図１２】図９の非接触送電装置による給電可能台数を超えた際の携帯端末の選択処理の一例を示したフローチャートである。
【図１３】図１１の非接触送電装置による携帯端末の登録の一例を示す説明図である。
【図１４】図９の非接触送電装置による充電動作の一例を示す説明図である
【図１５】図９の非接触送電装置による充電動作の一例を示す説明図である。
【図１６】図１１の非接触送電装置が有する表示部による充電情報の表示の一例を示した説明図である。
【図１７】図１６に続く充電情報の表示の一例を示した説明図である。
【図１８】図１５の続きを示す説明図である。
【図１９】図１１の非接触送電装置が有する表示部による受電装置の給電が完了した際の充電情報の表示の一例を示した説明図である。
【図２０】図１９に続く充電情報の表示例を示した説明図である。
【図２１】図９の非接触送電装置による充電動作の他の例を示す説明図である。
【図２２】図１１の非接触送電装置が有する表示部による優先的に給電する受電装置を選択した際における充電情報の表示例を示した説明図である。
【図２３】図２２に続く表示例を示した説明図である。
【図２４】図２１の続きを示す説明図である。
【図２５】図１１の非接触送電装置が有する表示部による受電装置の充電が完了した際における充電情報の表示例を示した説明図である。
【図２６】図２５に続く充電情報の表示例を示した説明図である。
【図２７】図９の非接触送電装置による充電動作のさらに他の例を示す説明図である。
【図２８】図１１の非接触送電装置が有する表示部による受電装置に給電されている際の充電情報の表示例を示した説明図である。
【図２９】図２８に続く充電情報の表示例を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００２３】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【００２４】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００２５】
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２６】
また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２７】
以下、実施の形態を詳細に説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
〈概要〉
本実施の形態１によれば、非接触送電装置は、無線通信による受電電力と送電電力差による検出、送電アンプの電源電圧を変えたときの受電端末の整流回路からの基本波および高調波レベルおよび送電アンプの電流値を計測する。
【００２９】
〈非接触送電装置の構成例〉
図１は、本実施の形態１による非接触送電装置１００における構成の一例を示す説明図である。
【００３０】
非接触送電装置１００は、図１に示すように、電流値検出器１０１、可変電圧電源１０２、電界効果トランジスタ１０４、チョークコイル１０５、静電容量１１１，１１３，１１４，１１６、インダクタ１１２，１１５、共振容量１２１、送電コイル１２３、ピックアップコイル１２４、通信回路１３１、制御回路１３２、検波回路１３３，１３４，１３５、およびバンドパスフィルタ１３６，１３７，１３８を有する。
【００３１】
電界効果トランジスタ１０４のドレインには、チョークコイル１０５を介して電流値検出器１０１、および可変電圧電源１０２が接続されている。電界効果トランジスタ１０４のドレイン−ソース間には、静電容量１１１が並列に接続されており、該電界効果トランジスタ１０４のドレインには、インダクタ１１２と静電容量１１３とが接続されている。
【００３２】
また、電界効果トランジスタ１０４、チョークコイル１０５、静電容量１１１、インダクタ１１２、および静電容量１１３によって、Ｅ級のスイッチングアンプが構成されている。
【００３３】
さらに、Ｅ級のスイッチングアンプの出力には、静電容量１１４、インダクタ１１５、および静電容量１１６から構成されるローパスフィルタが接続されている。このローパスフィルタは、第３のフィルタ部となる。
【００３４】
静電容量１１４、インダクタ１１５、および静電容量１１６から構成されるローパスフィルタには、共振容量１２１が接続されており、該共振容量１２１には、送電コイル１２３が接続されている。また、共振容量１２１および送電コイル１２３によって直列共振回路が構成されている。なお、共振容量１２１は、送電コイル１２３と送電周波数によって共振するように値を選んでいる。
【００３５】
送電コイル１２３およびピックアップコイル１２４は、図示しない充電パッドの表面あるいは充電パッドに埋め込まれるようにそれぞれ設けられている。充電パッドは、無接点の四角形状のパッドであり、例えば携帯端末１２５を該充電パッドに搭載することによって充電が行われる。
【００３６】
送電コイル１２３は、充電パッドの外周部近傍に設けられており、ピックアップコイル１２４は、送電コイル１２３よりも内側に設けられており、例えば充電パッドの中心部近傍、言い換えれば送電コイル１２３の中心部近傍に設けられている。
【００３７】
信号検出部であるピックアップコイル１２４の出力部は、第１のフィルタ部となるバンドパスフィルタ１３６，１３７，１３８が並列にそれぞれ接続されている。バンドパスフィルタ１３６，１３７，１３８は、送電周波数をＭＨｚ帯として、例えば、６.７８ＭＨｚとした場合、基本波の６.７８ＭＨｚ、２倍高調波の１３．５６ＭＨｚ、および３倍高調波の２０．３４ＭＨｚの周波数をそれぞれ通過させる。
【００３８】
バンドパスフィルタ１３６，１３７，１３８を通過した信号は、検波回路１３３，１３４，１３５に入力されてそれぞれ検波されて検波電圧に変換される。これら検波回路１３３，１３４，１３５によって検波された検波電圧は、制御回路１３２にそれぞれ入力される。ピックアップコイル１２４、バンドパスフィルタ１３６〜１３８、検波回路１３３〜１３５、および制御回路１３２によって異物検出部が構成されている。
【００３９】
ここで、図１に示す携帯端末１２５は、非接触送電装置１００の充電対象機器であり、例えばスマートフォンなどの携帯電話やタブレットなどの携帯型電子機器からなる。同じく図１に示すＩＣカード１２７は、充電対象機器ではなく、誤って充電パッドの近傍に配置された機器、すなわち非充電対象機器であり、異物であることを示している。
【００４０】
充電対象機器である携帯端末１２５は、通信回路１２６が備えられている。通信回路１２６は、非接触送電装置１００が有する通信回路１３１と通信を行う。通信回路１３１は、通信部となる。通信回路１２６と通信回路１３１との通信は、例えば充電対象機器であるか否かの認証や充電制御などに用いられる。
【００４１】
電流検出部である電流値検出器１０１は、給電中に電界効果トランジスタ１０４に流れる電流を計測する。可変電源部である可変電圧電源１０２は、制御信号に基づいて、任意の電圧レベルの電源電圧を出力する。制御回路１３２は、電流値検出器１０１の計測結果や通信回路１２６を介し、現在、携帯端末１２５が受電している電力量などの受電の状態を受信し、その結果に基づいて、上述した制御信号を生成して可変電圧電源１０２に出力する。
【００４２】
〈Ｅ級スイッチングアンプの動作例〉
続いて、上述した電界効果トランジスタ１０４、チョークコイル１０５、電流値検出器１０１、可変電圧電源１０２、静電容量１１１、インダクタ１１２、  および静電容量１１３によって構成されるＥ級のスイッチングアンプの動作について説明する。
【００４３】
送電周波数として６．７８ＭＨｚとした場合、チョークコイル１０５は、６．７８ＭＨｚにてインピーダンスがかなり高くなるように値を選んである。そのため、チョークコイル１０５には、ほぼ一定の値の高周波電流が流れる。
【００４４】
ここで、電界効果トランジスタ１０４のゲートを送電周波数にてオン／オフするドライブ信号１０３を印加する。このドライブ信号１０３は、制御回路１３２から出力される。
【００４５】
電界効果トランジスタがオン状態のとき、静電容量１１１は、ショート状態になるため、インダクタ１１２と静電容量１１３とによる共振回路を構成する。電界効果トランジスタ１０４がオフ状態のときは、静電容量１１１、インダクタ１１２および静電容量１１３による共振回路を形成する。
【００４６】
このとき、インダクタ１１２と静電容量１１３との共振回路による共振周波数と、静電容量１１１、インダクタ１１２、および静電容量１１３の共振回路による共振周波数とは、静電容量１１１の有り、なしによって若干値が異なる。
【００４７】
しかし、送電周波数がこれらの共振周波数の間にあるように、静電容量１１１、インダクタ１１２、および静電容量１１３の値を選ぶことによって、Ｅ級スイッチングアンプからは高効率で送電電力が出力される。
【００４８】
また、Ｅ級スイッチングアンプの出力電力は、電界効果トランジスタ１０４のドレインに加える電源電圧を高くすると送電の振幅が大きくなり送電電力は高くなるので、電源電圧により調整が可能となる。
【００４９】
〈Ｅ級スイッチングアンプのフィルタ回路について〉
ここで、静電容量１１４、インダクタ１１５、および静電容量１１６によって構成されるローパスフィルタについて説明する。
【００５０】
静電容量１１４、インダクタ１１５、および静電容量１１６によって構成されるフィルタ回路は、３次のローパスフィルタとなっている。これは、後段に接続される送電コイル１２３が共振容量１２１と直列共振回路となっているためであり、もし、携帯端末１２５がない場合、送電コイル１２３および共振容量１２１は、直列共振によりショート状態となる。
【００５１】
そのため、フィルタ回路は、静電容量１１４およびインダクタ１１５による並列回路となり、さらに、これらの共振周波数は、送電周波数に近い値で設計されるため、送電アンプである電界効果トランジスタ１０４の負荷のインピーダンスは高くなる。これによって、充電対象機器となる携帯端末１２５がない場合には、電界効果トランジスタ１０４に不要な過電流が流れないようにしている。
【００５２】
以上のような３次のローパスフィルタは、送電コイル側が低いインピーダンスの場合は、電界効果トランジスタ１０４の負荷としてはインピーダンスが高くなる。一方、送電コイル側が高いインピーダンスの場合には、インダクタ１１５と静電容量１１６とによる直列回路によってインピーダンスが下がる。
【００５３】
このため、３次のローパスフィルタは、負荷のインピーダンス値を反転させる働きを持っていること分かる。以上は、３次のローパスフィルタであったが、３次のローパスフィルタを２段接続した５次のローパスフィルタでは、インピーダンスの反転が元に戻る。
【００５４】
この場合、携帯端末１２５がない場合、電界効果トランジスタ１０４の出力の負荷インピーダンスが下がるので、該電界効果トランジスタ１０４には過電流か流れて、動作としては不安定となる。
【００５５】
このことから、フィルタ回路には、３次、７次、または１１次のローパスフィルタを用いることによって、充電対象機器の携帯端末１２５がない場合に、電界効果トランジスタ１０４の過電流が流れない構成とすることができる。
【００５６】
〈充電のシーケンス〉
次に、非接触送電装置１００による充電のシーケンスについて説明する。
【００５７】
図２は、図１の非接触送電装置１００による充電シーケンスの一例を示すフローチャートである。この図２は、携帯端末１２５の充電中における異物のシーケンスについて示したものである。
【００５８】
まず、制御回路１３２は、電界効果トランジスタ１０４にドライブ信号１０３を出力してＥ級アンプを動作させ、送電コイル１２３に充電対象機器である携帯端末１２５の通信回路１２６がオンとなる程度の弱い電力の送電を開始する（ステップＳ１０１）。
【００５９】
制御回路１３２は、携帯端末１２５との通信が開始されたか否かの判定を行う（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２の処理において、充電対象機器の携帯端末１２５が充電パッドの近傍に配置されると、送電電力を受電した電力によって該携帯端末１２５の通信回路１２６がオンとなり、通信が開始される。また、携帯端末１２５との通信が開始されない場合、すなわち携帯端末１２５が充電パッドの近傍に置かれていない場合には、ステップＳ１０１の処理に戻る。
【００６０】
続いて、携帯端末１２５との通信が開始されると、該携帯端末１２５の充電を開始せずに送電を開始する（ステップＳ１０３）。そして、その時の電界効果トランジスタ１０４に流れる電流および各高調波の計測を行う（ステップＳ１０４）。電流値は、上述のように電流値検出器１０１によって測定され、各高調波は、検波回路１３３〜１３５によって測定される。
【００６１】
制御回路１３２は、計測した電流および各高調波の値がそれぞれ定められた設定しきい値の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５の処理において、計測した電流および各高調波の値がそれぞれ定められた設定しきい値の範囲内であった場合、制御回路１３２は、携帯端末１２５の充電を開始する（ステップＳ１０７）。
【００６２】
また、ステップＳ１０５の処理にて、計測した電流および各高調波の値がそれぞれ設定しきい値の範囲内を超える場合、制御回路１３２は、アラートを出力して送電をストップして携帯端末１２５の充電動作を停止させる（ステップＳ１０６）。
【００６３】
ここで、上記の設定しきい値の判定について一例を示すと、２倍の高調波レベルが設定しきい値よりも高い場合や、基本波レベルが設定しきい値よりも高い場合、あるいはアンプの電流が設定しきい値範囲よりも高い場合、ＩＣカード１２７などの異物が近傍に置かれている可能性が高いと考えられるので、送電をストップするなどの対応を図る。
【００６４】
このステップＳ１０６の処理では、制御回路１３２は、アラートとして、例えば異物を検出したことを示すメッセージ情報を通信回路１３１から送信する。携帯端末１２５の通信回路１２６は、通信回路１３１から送信されたメッセージ情報を受信すると、該携帯端末１２５が有するモニタなどにメッセージを表示する。このとき、警告音などを出力するようにしてもよい。
【００６５】
ステップＳ１０７の処理において、携帯端末１２５の充電が開始されると、制御回路１３２は、可変電圧電源１０２に制御信号を出力して、ある一定間隔にて電界効果トランジスタ１０４における電源電圧の電圧レベルを上下させて、電界効果トランジスタ１０４に流れる電流値を計測する（ステップＳ１０８）。
【００６６】
そして、制御回路１３２は、測定した電流値がそれぞれ定められた設定しきい値の範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１０９）。電流値が設定しきい値の範囲内を超える場合、制御回路１３２は、アラートを出して送電をストップする（ステップＳ１１０）。あるいは、携帯端末１２５の充電動作を停止して（ステップＳ１１１）、ステップＳ１０４の処理に戻り電流値と各高調波の値を再度測定し直してもよい。
【００６７】
ここで、上記の設定しきい値の判定について一例を示すと、電源電圧増加に対するアンプの電流変化量が設定しきい値よりも少ない場合は、充電中にＩＣカード１２７などの異物が近傍に置かれた可能性が高いと考えられるので送電をストップするなどの対応を図る。
【００６８】
また、ステップＳ１０９の処理において、計測した電流値が設定しきい値以下であれば、携帯端末１２５の充電が完了するまで充電を続ける（ステップＳ１１２）。
【００６９】
以上の動作により、充電対象機器を検出してから充電が完了するまでの異物検知を含めた充電動作が終了となる。
【００７０】
ここで、ステップＳ１０８の処理では、ある一定間隔にて電界効果トランジスタ１０４の電源電圧の電圧レベルを上下させて、電界効果トランジスタ１０４に流れる電流値を計測していたが、これに加えて、携帯端末１２５の受電電力と非接触送電装置１００が送信する送電電力との差を比較し、この差がある設定しきい値以上であると、異物があると検出するようにしてもよい。この送電電力との差の比較は、ステップＳ１０８の処理の代わりもしくは並行して行うようにしてもよいし、さらに、ステップＳ１０８にて高調波レベルの計測を行ってもよい。
【００７１】
また、受電電力は、携帯端末１２５が有する図示しない受電電力計測部によって計測され、計測された受電電力は、携帯端末１２５の通信回路１２６から通信回路１３１に送信される。
【００７２】
そして、受電電力を受け取った制御回路１３２は、受電電力と送電電力との差を算出して、その差が設定しきい値以上であるか否かを判定する。この受電電力と送電電力との差による異物検出技術については、例えば金属異物などの検出に有効であり、後述にて詳しく説明する。
【００７３】
〈非接触送電装置の異物検出動作例〉
続いて、図１の非接触送電装置１００の異物検出動作について説明する。
【００７４】
ここでは、非接触送電装置１００による送電が開始されるまでの動作および図１のＩＣカード１２７などの異物を検出する動作につい説明する。
【００７５】
まず、非接触送電装置１００は、通信回路１３１によって携帯端末１２５の通信回路１２６との通信を行うことによって、充電対象機器である携帯端末１２５か否かの認証を行った後、充電を開始する。
【００７６】
この時、携帯端末１２５が有する図示しない整流回路からは、受電周波数の高調波成分が同じく携帯端末１２５が有する図示しない受電コイルから逆に放射される。受電コイルは、送電コイル１２３から送電された信号を受信する。整流回路は、受電コイルが受電した信号を整流して直流電圧に変換する。
【００７７】
ピックアップコイル１２４は、放射された高調波成分を検出して、検出した該高調波成分をバンドパスフィルタ１３６〜１３８に入力する。バンドパスフィルタ１３６は、ピックアップコイル１２４が検出した高調波成分から基本波を分離する。バンドパスフィルタ１３７は、検出した高調波成分から２倍の高調波成分を分離する。バンドパスフィルタ１３８は、検出した高調波成分から３倍の高調波成分を分離する。
【００７８】
そして、バンドパスフィルタ１３６〜１３８により、基本波、２倍の高調波成分、および３倍の高調波成分に分離された信号は、検波回路１３３〜１３５によってそれぞれ検波される。
【００７９】
このとき、異物であるＩＣカード１２７などが誤って送電コイル１２３、すなわち充電パッド上の近傍に置かれた場合には、該ＩＣカード１２７からも高調波成分が発生し、その高調波成分がピックアップコイル１２４により検出される。
【００８０】
ＩＣカード１２７などが誤って充電パッド上の近傍に置かれて、その高調波成分を検出した場合、制御回路１３２は、通信回路１３１によって携帯端末１２５の通信回路１２６を介して携帯端末１２５に搭載されたバッテリへの充電動作を一時的にオフ状態とするコマンドを出力する。
【００８１】
これにより、携帯端末１２５の整流回路に流れる電流が減ることから、高調波の発生レベルが小さくなるので、ＩＣカード１２７などの異物が誤って置かれていた際に発生する該ＩＣカード１２７からの高調波を検出しやすくすることができる。これにより、ＩＣカード１２７など異物の検出精度を向上させることができる。
【００８２】
なお、携帯端末１２５のバッテリへの充電をオフ状態とする動作は、携帯端末１２５が充電パッドに置かれて認証が完了して充電が開始される時や、あるいは携帯端末１２５の充電中に定期的に充電をオフ状態としてもよい。
【００８３】
また、異物の検出は、電界効果トランジスタ１０４に流れる電流値によっても検出される。
【００８４】
例えば、ＩＣカード１２７などの異物が置かれた場合、ＩＣカード１２７の受電アンテナには、送電電力により起電力が発生して該ＩＣカード側の回路に電流が流れる、そのため、電界効果トランジスタ１０４に流れる電流も変化することから、その変化量も測定して異物検出を行う。
【００８５】
具体的には、携帯端末１２５の充電中に、制御回路１３２が定期的に可変電圧電源１０２の電源電圧を上下させるように制御信号を出力する。そのときに電界効果トランジスタ１０４に流れる電流を電流値検出器１０１によって計測する。
【００８６】
この時の電圧変化時の電流変化量がある一定値以下となると、ＩＣカード１２７などによる異物によって送電電力の一部が消費されている可能性が考えられる。この電圧変化時の電流変化量の関係については後で詳しく説明するが、電圧変化に対する電流変化量が、充電対象機器のみのときとＩＣカード１２７などの異物があった場合に異なるためである。その際、制御回路１３２は、異物を検出したと判定して、通信回路１３１によって携帯端末１２５の通信回路１２６を介して携帯端末１２５に搭載されたバッテリへの充電動作を一時的にオフ状態とするコマンドを出力する。
【００８７】
以上、携帯端末１２５のバッテリへの充電をオフ状態として高調波レベルを検知する技術に加えて、充電中に送電アンプである電界効果トランジスタ１０４の電源電圧を変化したときの該電界効果トランジスタ１０４に流れる電流の変化を検出する技術を用いることで、ＩＣカード１２７などの異物検出精度をより向上させることができる。
【００８８】
なお、本実施の形態では、上述した高調波レベルを検知する技術と電流の変化を検出する技術とを用いた場合について記載したが、いずれか１つの技術を用いた場合であっても、高精度な異物検出を行うことのできる非接触送電装置１００を実現することができる。
【００８９】
〈異物検出技術について〉
続いて、図１の非接触送電装置１００による異物検出技術について説明する。
【００９０】
送電周波数が６．７８ＭＨｚ帯の非接触給電を考えた場合、１００ｋＨｚ帯の非接触給電に見られるような表皮効果による金属発熱はほとんどない。むしろ、コイルの磁界の変化を遮ることによる共振周波数ずれによる効率劣化や、共振周波数が比較的近い１３．６ＭＨｚ帯のＩＣカードと結合することでＩＣカードが発熱して故障するなど他の無線機器への干渉が考えられる。
【００９１】
金属異物による共振周波数ずれについては、受電側の機器で受電される電力値データを無線通信により非接触送電装置１００に伝送し、送電電力と送信された受電電力値とを比較し、送電と受電の電力差がある値以上であると、金属異物による共振周波数ずれが発生しているものと推定できるので、金属異物の検出は行うことが可能である。
【００９２】
しかし、ＩＣカードなど共振周波数が近い機器に対しては、ある程度検出感度を高くしておかないと機器を壊してしまう恐れがある。一方、ＩＣカードなどでは、該ＩＣカードが有する受電用のアンテナにて受電した電力をダイオードなどによる整流回路によって整流することで動作電源としているが、整流の際には、ダイオードの非線形特性により、高調波成分が発生する。
【００９３】
この高調波の場合は、特に２倍高調波や３倍の高調波成分が高く発生する。このとき、受電側の機器により、整流回路に用いられるダイオードの電流容量が異なることなどから特性が異なるため、高調波レベルの発生にも差が発生する。
【００９４】
また、ＩＣカードの場合、その動作周波数は、１３．５６ＭＨｚであるため、２倍の高調波は、２７．１２ＭＨｚ、３倍の高調波は、４０．６８ＭＨｚとなる。一方、送電周波数が６．７８ＭＨｚの場合、２倍の高調波は１３．５６ＭＨｚ、３倍は２０．３４ＭＨｚとなる。
【００９５】
ここで、６．７８ＭＨｚの３倍は、２０．３４ＭＨｚであるが、動作周波数として１３．５６ＭＨｚを用いるＩＣカードでは、発生しない周波数である。
【００９６】
以上のことから、受電側の機器からの高調波をピックアップするピックアップコイル１２４を設けるとともに、バンドパスフィルタ１３６〜１３８により各高調波成分を分離して、その後、検波回路１３３〜１３５により検波することで各高調波レベルを検出することができる。
【００９７】
〈高調波検出技術例〉
続いて、図１の非接触送電装置１００における高調波検出の具体的な検討技術について説明する。
【００９８】
図３は、図１の非接触送電装置１００が有する電界効果トランジスタ１０４に流れる電流値およびピックアップコイル１２４が検出する基本波／高調波の一例を示す説明図である。
【００９９】
この図３は、図１の送電コイル１２３の略中心にピックアップコイル１２４を実装した際に、該ピックアップコイル１２４の５ｍｍ程度上方の位置に受電機器である携帯端末１２５を置いた場合の測定結果の一例を示している。
【０１００】
また、異物としては、ＩＳＯ（International Organization for Standardization）／ＩＥＣ（International Electrotechnical Commission）１８０９２規格のＴｙｐｅＡおよびＦｅｌｉＣａ（登録商標）のＩＣカードについても同様に計測を行っている。ＴｙｐｅＡは、例えばｔａｓｐｏや住民基本台帳カードなどに用いられているＩＣカードである。
【０１０１】
なお、測定に用いた送電コイル１２３は、縦１２.５ｃｍ程度、横１４.８ｃｍ程度であり、巻き数は、５ターンである。また、ピックアップコイル１２４は、直径２０ｍｍ程度であり、巻き数は、３ターンである。
【０１０２】
図３に示すように、ＦｅｌｉＣａについては、送電アンプ、すなわち電界効果トランジスタ１０４に流れる電流が小さいにもかかわらず、特に２倍の高調波レベルが高いことから、ＦｅｌｉＣａにて発生する高調波のうち、２倍の高調波の検出と送電アンプに流れる電流値とを検出することで検出が可能と考えられる。
【０１０３】
一方、ＴｙｐｅＡは、２倍および３倍の高調波レベルは比較的低い値であり、受電端末、すなわち携帯端末１２５との識別は難しいと考えられる。一方、基本波レベルと送電アンプの電流については、受電端末とＴｙｐｅＡとで差がみられる。このことから、これら基本波レベルおよび送電アンプの電流の値によって検出可能と考えられる。
【０１０４】
ただし、これらは単独にて存在した場合であるため、例えば、充電対象機器と非充電対象機器のＩＣカードが同時に置かれた場合、受電対象機器は、様々な充電の仕様が存在すると考えられることから、充電対象機器が無線充電されているときにＩＣカードの検出は難しいと考えられる。
【０１０５】
このため、高調波検出のときは、前述したように非接触送電装置１００から充電対象機器側、すなわち携帯端末１２５に対して受電動作を一旦停止するように制御するコマンドを送信して充電動作を停止させた後に、高調波および送電アンプの電流を計測する。
【０１０６】
なお、図３の結果からも分かるように、３次高調波を検出しなくても異物の判定は、２次高調波まで検出すれば判定は可能であることが分かる。
【０１０７】
また、もう１つの精度向上技術である電界効果トランジスタ１０４の送電電圧を制御して送電電力を変えた場合の該電界効果トランジスタ１０４に流れる電流値を検出する技術について検討する。
【０１０８】
図４は、図１の送電コイル１２３を用いた際の電界効果トランジスタ１０４の電源電圧に対する電流の測定結果の一例を示す説明図である。この図４における送電コイル１２３およびピックアップコイル１２４の測定条件は、図３と同様である。
【０１０９】
また、受電端末である携帯端末１２５は、図３と同様に送電コイル１２３の５ｍｍ程度上方に置き、該受電端末の隣には、異物としてＴｙｐｅＡタイプのＩＣカードがあった場合とない場合の電流値を測定したものである。
【０１１０】
図４において、受電端末のみの場合は、送電電圧を上げて送電電力を高くすると送電アンプである電界効果トランジスタ１０４に流れる電流が小さくなることが分かる。これは、受電端末が有する整流回路の後段に接続されるＤＣ−ＤＣコンバータは、受電側の負荷が一定となるように、負荷に対して出力電圧を一定にするよう動作する。
【０１１１】
そのため、送電電力を高くすると、受電側電力が過剰となるため、ＤＣ−ＤＣコンバータの入力抵抗が大きくなることで、送電アンプに流れる電流が小さくなるからである。これに対し、ＩＣカードなどの異物は、伝送周波数が異なるため回路としては動作せず、また、ＩＣカードの受電アンテナであるコイルに接続される整流回路に付加された過入力時の保護用ダイオードなどに電流が流れるので、送電電力が大きくなるにしたがって、送電アンプに流れる電流は増加する。
【０１１２】
図において、電源電圧を４.５Ｖ程度から８Ｖ程度まで増やした場合、受電端末のみの場合は、アンプに流れる電流が１１０ｍＡ程度減少するのに対し、受電端末に加えＩＣカードがある場合、アンプに流れる電流の減少が９５ｍＡ程度とＩＣカードがある場合の変化量が小さくなることが分かる。
【０１１３】
このため、充電中に送電電圧を変えたときの送電アンプの消費電流の変化を見れば、送電中であっても異物検知を可能にすることができる。
【０１１４】
ここで、ＩＣカードにて消費される電流は、送電コイル１２３に受電端末のみを載せた場合の送電アンプの電流と、受電端末およびＴｙｐAを載せた場合の電流特性との差となる。
【０１１５】
以上により、受電端末が充電中の時でも充電動作を停止しなくともＩＣカード１２７などの異物の検知精度を向上させることができる。また、トロイダルコアが不要となるため、そこでの損失がなく低損失な非接触送電装置１００を実現することができる。さらに、トロイダルコアなどの大型の電子部品が不要となり、非接触送電装置１００を小型化することができる。
【０１１６】
なお、以上は、非充電対象機器がＩＣカード１２７の場合であるが、例えばＩＣカード機能を搭載した非接触充電に対応していない携帯端末などについても、非充電対象機器となる。この場合、ＩＣカード機能を搭載しているので、携帯電話は、ＩＣカード１２７と同様の回路構成を有する。そのため、上記した携帯電話なども、ＩＣカード１２７と同様に、異物検出を行うことができる。
【０１１７】
（実施の形態２）
〈概要〉
前記実施の形態１の図１におけるピックアップコイルは、例えば巻き数が３ターン程度を想定していたが、本実施の形態２では、巻き数が１ターンのピックアップコイルを用いた場合について説明する。
【０１１８】
〈非接触送電装置の構成例および動作〉
図５は、本実施の形態２による非接触送電装置１００における構成の一例を示す説明図である。
【０１１９】
図５において、前記実施の形態１の図１と同様の動作を行うものは同じ符号を付し、説明を省略する。
【０１２０】
図５の非接触送電装置１００が前記実施の形態１の図１と異なる点は、発振器２０２、可変分周回路２０３、ミキサ回路２０５、およびローパスフィルタ２０６が新たに追加されているところである。
【０１２１】
さらに、バンドパスフィルタ２０４、および検波回路２０１が、それぞれ１つになっている点である。また、ピックアップコイル１２４は、送電コイル１２３の外周側に設けられており、巻き数は、１ターンである。ローパスフィルタ２０６は、第２のフィルタ部である。また、発振器２０２、可変分周回路２０３、およびミキサ回路２０５によって信号変換部が構成される。
【０１２２】
ピックアップコイル１２４の一端には、ローパスフィルタ２０６の入力部が接続され、該ローパスフィルタ２０６の出力部には、ミキサ回路２０５が接続されている。また、ミキサ回路２０５には、可変分周回路２０３の出力部、およびバンドパスフィルタ２０４の入力部がそれぞれ接続されている。
【０１２３】
発振器２０２は、クロック信号を生成する。発振器２０２が生成したクロック信号は、可変分周回路２０３に入力される。可変分周回路２０３は、クロック信号を分周して出力する。可変分周回路２０３は、クロック信号を分周する。可変分周回路２０３は、制御回路１３２から出力される分周制御信号に基づいて、分周比が任意に設定される。
【０１２４】
ピックアップコイル１２４が検出した高調波成分は、ローパスフィルタ２０６によってフィルタリングされた後、ミキサ回路２０５において、ローカル信号によりある一定の中間周波信号に変換される。ローカル信号は、発振器２０２が生成するクロック信号を可変分周回路２０３が分周した信号である。
【０１２５】
ミキサ回路２０５によって変換された中間周波信号は、バンドパスフィルタ２０４を介し、検波回路２０１により検波される。これによって、ピックアップコイル１２４がピックアップした高調波をミキサ回路２０５によって、略一定の周波数に変換することができるので、３倍以上の高調波であっても検出することができる。
【０１２６】
以上により、巻き数が１ターンのピックアップコイル１２４を送電コイル１２３よりも外側に設けることにより、より広い範囲において高調波を検出することができる。
【０１２７】
（実施の形態３）
〈概要〉
本実施の形態３においては、複数のピックアップコイルを備え、これらのピックアップコイルから高調波の測定に最適なピックアップコイルを選択する技術について説明する。
【０１２８】
この構成によって、充電対象機器の携帯端末および異物の検出範囲を広げることができる。また。携帯端末が充電エリアのどのあたりに置かれているか推測も可能とすることができる。
【０１２９】
なお、ピックアップコイルは、送電コイルとの結合度が低くて検出レベルが小さくとも検出できるので、複数のピックアップコイルを備えた場合であっても損失は小さい。
【０１３０】
〈非接触送電装置の構成例および動作〉
図６は、本実施の形態３による非接触送電装置１００における構成の一例を示す説明図である。図６において、前記実施の形態２の図５と同様の動作を行うものは同じ符号を付し、説明を省略する。
【０１３１】
図６の非接触送電装置１００が図５の非接触送電装置１００と異なるところは、４つのピックアップコイル３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄおよびスイッチ回路３０４が新たに設けられている点である。
【０１３２】
なお、図６では、４つのピックアップコイルを設けた構成としたが、該ピックアップコイルの数は、これに制限されるものではなく、例えば５以上であってもよい。
【０１３３】
送電コイル１２３よりも内側の左側には、ピックアップコイル３０１ａおよびピックアップコイル３０１ｃが上下方向にそれぞれ配置されている。また、送電コイル１２３よりも内側の右には、ピックアップコイル３０１ｂおよびピックアップコイル３０１ｄが上下方向にそれぞれ配置されている。
【０１３４】
各々のピックアップコイル３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄは、スイッチ回路３０４にそれぞれ接続されている。スイッチ回路３０４は、制御回路１３２から出力されるスイッチ制御信号に基づいて、ピックアップコイル３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄのうち、いずれか１つのピックアップコイルを選択してローパスフィルタ２０６に接続する。
【０１３５】
制御回路１３２は、スイッチ制御信号によって、ローパスフィルタ２０６に接続するピックアップコイルを順次切り替える。スイッチ回路３０４によって選択されたピックアップコイルよりピックアップされた高調波は、図５と同様に、ローパスフィルタ２０６、ミキサ回路２０５、およびバンドパスフィルタ２０４を介して検波回路２０１により検波される。
【０１３６】
そして、制御回路１３２は、検波回路２０１が検出した検波電圧を比較して、最も大きい検波電圧を検出したピックアップコイルを判定することができる。これにより、制御回路１３２は、ピックアップコイルの判定結果から非充電対象機器のＩＣカード１２７が充電パッドのどの位置にあるのかを推測することも可能となる。同様に、充電パッドの置かれた携帯端末１２５の位置についても推測することができる。
【０１３７】
以上により、複数のピックアップコイルを設けた構成とすることによって、異物の検出精度を、より向上させることができる。また、充電パッドの置かれた携帯端末１２５や非充電対象機器であるＩＣカード１２７の位置についても推測することができる。
【０１３８】
（実施の形態４）
〈概要〉
本実施の形態４では、複数の非接触送電装置および複数の携帯端末を有する場合に、正しい組み合わせの充電（以下、正規充電という）が行われているかを知らせる技術について説明する。
【０１３９】
〈充電例〉
図７は、本実施の形態４による２つの非接触送電装置１００ａ，１００ｂおよび２つの携帯端末１２５ａ，１２５ｂによる充電の一例を示す説明図である。
【０１４０】
この図７は、２つの非接触送電装置１００ａ，１００ｂによって、２つの携帯端末１２５ａ，１２５ｂをそれぞれ充電する場合を示したものである。携帯端末１２５ａは、非接触送電装置１００ａによって充電される機器であり、携帯端末１２５ｂは、非接触送電装置１００ｂによって充電される機器である。また、非接触送電装置１００ａ，１００ｂにおける構成は、前記実施の形態１の図１と同様であるので、説明は省略する。
【０１４１】
図７において、正しい組み合わせである携帯端末１２５ａを非接触送電装置１００ａにて充電、すなわち正規充電しようとしたとき、携帯端末１２５ａと非接触送電装置１００ａとは、双方で無線データ通信を行い、相手の機器を認証して制御のためのデータ通信ができるようになる。
【０１４２】
携帯端末１２５ａと非接触送電装置１００ａとが認証を行った後、携帯端末１２５ａを非接触送電装置１００ｂに置いた場合、携帯端末１２５ａと非接触送電装置１００ｂとの間では、認証が行われていないため、携帯端末１２５ａに対して正しく充電がなされない。この場合には、充電がなされないことを示すアラートが携帯端末１２５ａが有するディスプレイなどに表示されることによって判別することができる。
【０１４３】
しかし、携帯端末１２５ａと非接触送電装置１００ａとの認証および携帯端末１２５ｂと非接触送電装置１００ｂとの認証がそれぞれ確立された後、携帯端末１２５ｂが誤って非接触送電装置１００ａに置かれた場合には、双方で充電が可能な状態となり、充電が開始されることになる。
【０１４４】
これによって、携帯端末１２５ａは、非接触送電装置１００ｂによって充電され、携帯端末１２５ｂは、非接触送電装置１００ａによって充電される状態が発生してしまう。この状態において、携帯端末１２５ａの充電が完了すると、非接触送電装置１００ｂは、充電の完了を知ることができず、充電を継続する。その一方で、非接触送電装置１００ａにおいては、携帯端末１２５ｂの充電が完了していなくて、充電を終了してしまう。
【０１４５】
このような不具合が生じないようにするために、充電対象機器である携帯端末と非接触送電装置との認証が終了した後、それぞれの携帯端末に相手側の機器の名称などを表示するようにすることで、正しい組み合わせによって充電がされているかを知ることが可能となる。
【０１４６】
非接触送電装置１００ａの制御回路１３２は、携帯端末１２５ａとの認証が終了すると、例えば認証した携帯端末１２５ａの機器名称の情報を通信回路１３１から該携帯端末１２５ａに送信する。
【０１４７】
携帯端末１２５ａは、受信した機器名称などの情報を該携帯端末１２５ａが有する図示しないモニタなどに表示する。非接触送電装置１００ｂおよび携帯端末１２５ｂについても同様の動作を行うものとする。これによって、ユーザは、目視によって正規充電が行われていることを確認することができる。
【０１４８】
また、図７に示すように、携帯端末１２５ａ，１２５ｂおよび非接触送電装置１００ａ，１００ｂに、例えばＬＥＤ９０１などの簡易な発光部を装着するようにしてもよい。そして、ＬＥＤ９０１を同時に点滅させたり、呼応させるように点滅させることで、ユーザは正しい携帯端末と非接触送電装置との組み合わせを知ることができる。
【０１４９】
〈正規充電の判定例〉
続いて、正規充電されているかを判定する技術について説明する。
【０１５０】
図８は、図７の携帯端末１２５ａと非接触送電装置１００ａとのデータ通信および非接触送電装置からの送電電力のタイミングの一例を示した説明図である。なお、図８では、携帯端末１２５ａおよび非接触送電装置１００ａの例について示しているが、携帯端末１２５ｂおよび非接触送電装置１００ｂについても同様である。
【０１５１】
以下に説明する処理は、図１に示す制御回路１３２が主体となって動作する。
【０１５２】
まず、非接触送電装置１００ａが充電を開始する時には、携帯端末１２５ａと非接触送電装置１００ａとの間にてデータ通信による認証が行われる。ここで認証が確立されると、非接触送電装置１００ａと携帯端末１２５ａとの間で情報の受け渡しが可能となる。非接触送電装置１００ａと携帯端末１２５ａとの通信は、前記実施の形態１の図１における通信回路１３１と通信回路１２６とによって行われる。
【０１５３】
認証が確立した後、非接触送電装置１００ａは、設定されたタイミングによって送電の入り切りを行う。送電の入り切りは、図８に示したように複数回行ってもよいし、あるいは、送電の強弱を変えて行ってもよい。
【０１５４】
非接触送電装置１００ａの制御回路１３２は、送電の期間と合わせて、開始と終了のタイミングの情報をデータ通信により送る。携帯端末１２５ａは、そのタイミングに合わせて、適正に受電できたかを確認する。この確認結果は、非接触送電装置１００ａにも送信される。
【０１５５】
あるいは非接触送電装置１００ａが送電の入り切りを行った際に、受電装置側の携帯端末１２５ａにて送電を受けたタイミングにて応答信号を非接触送電装置１００ａに返すようにしてもよい。
【０１５６】
制御回路１３２は、応答信号が送電の入り切りのタイミングに応じて返信されているか否かを判定し、応答信号のタイミングが正しければ、認証した携帯端末１２５ａが正しく充電パッドの近傍に置かれていると判定する。
【０１５７】
また、非接触送電装置１００ａが送電の強さの情報を送信して、受電装置側の携帯端末１２５ａにて受電された電力の強さを計測して、受電する電力の強さが目標値となるように送電の強さを適切に制御するようにしてもよい。
【０１５８】
以上により、非正規充電を低減することができる。また、適切な電力にて送受電を行うことができるので、効率よく短時間で充電を完了することが可能となる。
【０１５９】
（実施の形態５）
〈概要〉
本実施の形態５では、非接触送電装置１００が複数の受電装置３５０に対して送電を行う場合について説明する。
【０１６０】
〈非接触送電装置の構成例〉
図９は、本実施の形態５による非接触送電装置１００における構成の一例を示す説明図である。
【０１６１】
なお、この図９では、非接触送電装置１００が２つの受電装置に給電が可能であり、該非接触送電装置１００によって、２つの受電装置３５０，３５１に給電する例を示している。
【０１６２】
非接触送電装置１００は、図９に示すように、電流値検出器１０１、可変電圧電源１０２、電界効果トランジスタ１０４、チョークコイル１０５、静電容量１１１，１１３，１１４，１１６、インダクタ１１２，１１５、共振容量１２１、送電コイル１２３、通信回路１３１、および制御回路１３２を有する。
【０１６３】
また、電流値検出器１０１、可変電圧電源１０２、電界効果トランジスタ１０４、チョークコイル１０５、静電容量１１１，１１３，１１４，１１６、インダクタ１１２，１１５、共振容量１２１、送電コイル１２３、およびピックアップコイル１２４により、電源部が構成される。
【０１６４】
図９に示す非接触送電装置１００が、前記実施の形態１の図１に示す非接触送電装置１００と異なる点は、図１に示すピックアップコイル１２４、検波回路１３３，１３４，１３５、およびバンドパスフィルタ１３６，１３７，１３８を有していないところである。その他の構成については、図１の非接触送電装置１００と同様であるので説明は省略する。
【０１６５】
受電装置３５０は、図１に示す充電対象機器である携帯端末１２５などが有するものである。受電装置３５０は、図示するように、通信回路１２６、制御回路３５２、および電源回路３５３を有する。
【０１６６】
通信回路１２６は、図１において説明したように、非接触送電装置１００が有する通信回路１３１と通信を行う。制御回路３５２は、通信回路１２６を通じて充電対象機器であるか否かの認証や後述する電源回路３５３の充電制御などを行う。
【０１６７】
電源回路３５３は、非接触送電装置１００から送電された信号を整流して直流電圧に変換して該携帯端末１２５が有する図示しないバッテリの充電電源として供給する。
【０１６８】
ここでは、受電装置３５０について説明したが、受電装置３５１についても受電装置３５０と同様に、通信回路１２６、制御回路３５２、および電源回路３５３を有する構成からなる。
【０１６９】
〈充電動作例〉
続いて、非接触送電装置１００による充電動作について説明する。
【０１７０】
まず、受電装置３５０が非接触送電装置１００の通信回路１３１の通信範囲内に入ると該受電装置３５０の制御回路３５２は、通信回路１２６を通じて、非接触送電装置１００の通信回路１３１を通じて制御回路１３２とデータ通信を行う。
【０１７１】
ここで、受電装置３５０、すなわち携帯端末１２５は、充電が必要な状態であるとする。その情報を通信により受電装置３５０から得た送電装置１は、該受電装置２に対して給電を行う。
【０１７２】
通信回路１３１は、例えば時分割などにより複数の通信回路と通信することが可能であり、通信回路１２６と通信中の状態であっても、他の受電装置との通信を行うことができる。例えば、通信回路１２６と通信中に、通信回路１３１の通信範囲内に新たに受電装置３５１が入ってきた際に、受電装置３５１の通信回路１２６との通信が可能となる。
【０１７３】
上述したように、非接触送電装置１００は、２つの受電装置に電力をそれぞれ給電することができるので、受電装置３５１の通信回路１２６を通じた通信によって受電装置３５１の充電が必要と判断された場合、非接触送電装置１００は、受電装置３５１に対しても給電を行う。
【０１７４】
ここで、非接触送電装置１００は、受電装置３５０および受電装置３５１に対して、略同時に給電を行ってもよいし、時分割にて、受電装置３５０と受電装置３５１とに対して給電を切り替えて行うようにしてもよい。
【０１７５】
図１０は、図９の非接触送電装置１００における他の構成例を示す説明図である。
【０１７６】
図１０においては、２つの受電装置３５０，３５１に対して時分割にて通信を行うのではなく、２つの受電装置３５０，３５１に対して略同時に通信を行い、２つの受電装置３５０，３５１に略同時に給電を行うことのできる例を示している。
【０１７７】
この場合、非接触送電装置１００は、２つの送電部１４０，１４１を有する。これら送電部１４０，１４１の構成は、図９の非接触送電装置１００とそれぞれ同様の構成からなる。
【０１７８】
すなわち、送電部１４０，１４１は、電流値検出器１０１、可変電圧電源１０２、電界効果トランジスタ１０４、チョークコイル１０５、静電容量１１１，１１３，１１４，１１６、インダクタ１１２，１１５、共振容量１２１、送電コイル１２３、通信回路１３１、および制御回路１３２をそれぞれ有する。
【０１７９】
このように、２つの送電部１４０，１４１をそれぞれ設けることにより、２つの受電装置３５０，３５１に対して略同時に通信を行うことが可能となり、それに加えて、２つの受電装置３５０，３５１に対して、略同時に給電を行うことができる。なお、非接触送電装置１００における送電部の数は、特に制限なく、例えば３つ以上の送電部を有する構成であってもよい。
【０１８０】
送電部１４０，１４１がそれぞれ有する通信回路１３１を通じて非接触送電装置１００の制御回路１３２とそれぞれ通信することによって、受電装置３５０，３５１の充電状況をそれぞれ確認し、必要であれば受電装置３５０，３５１に給電を行うことができる。
【０１８１】
このような構成にすることで、上述したように受電装置３５０，３５１に対して略同時に給電を行うことができる。また、それぞれの受電装置３５０，３５１に応じた給電を個別に行うことができる。これにより、短時間で効率よく充電を行うことができる。なお、送電部１４０，１４１は、図示しない制御部によって給電動作が制御される。
【０１８２】
図１１は、図９の非接触送電装置１００による使用の一例を示す説明図である。
【０１８３】
この図１１において、非接触送電装置１００は、２台の充電対象機器を給電することができるものであり、該非接触送電装置１００に対して、給電可能台数を上回る３台の充電対象機器である携帯端末１２５ａ〜１２５ｃが充電を要求している場合について示している。また、携帯端末１２５ａ〜１２５ｃには、図９の受電装置３５０をそれぞれ有しているものとする。
【０１８４】
非接触送電装置１００において、充電の際に携帯端末１２５を載置する給電パッド３５５の表面には、例えばタッチパネルや液晶ディスプレイなどの表示部３５６が設けられている。
【０１８５】
ここで、充電対象機器である携帯端末１２５については、携帯電話やスマートフォン、タブレットなどの通信機器以外であってもよく、例えばスマートウォッチ、補聴器などの医療サポート機器、工具や充電池など、特に限定はない。
【０１８６】
上述したように、図１１に示す非接触送電装置１００は、２台の携帯端末に給電をすることができる。例えば給電パッド３５５に携帯端末１２５ａおよび携帯端末１２５ｂが載置されると、非接触送電装置１００は、携帯端末１２５ａおよび携帯端末１２５ｂとの通信を行うことにより、携帯端末１２５ａ，１２５ｂにそれぞれ給電が可能な状態となる。
【０１８７】
その後、それに加えて携帯端末１２５ｃが充電のために給電パッド３５５に載置されると、非接触送電装置１００は、携帯端末１２５ｃと通信することにより、該携帯端末１２５ｃの充電が必要な状態であることを把握する。
【０１８８】
しかし、すでに非接触送電装置１００の給電可能な台数を越えているため、携帯端末１２５ｃには給電ができない。そこで、非接触送電装置１００は、どの携帯端末に給電するかを選択する選択処理を行う。
【０１８９】
〈充電対象機器の選択処理例〉
図１２は、図９の非接触送電装置１００による給電可能台数を超えた際の携帯端末の選択処理の一例を示したフローチャートである。
【０１９０】
まず、非接触送電装置１００の制御回路１３２は、給電パッド３５５に載置された携帯端末１２５の台数を検出する（ステップＳ２０１）。これは、制御回路１３２が携帯端末１２５の受電装置３５０がそれぞれ有する制御回路３５２と通信して、非接触送電装置１００と携帯端末１２５との認証を行うことにより、検出される。
【０１９１】
制御回路１３２は、ステップＳ２０１の処理における検出結果から給電可能な台数であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２の処理にて、給電パッド３５５に載置された携帯端末１２５の台数が予め設定された給電可能な台数である場合には、処理が終了となる。
【０１９２】
一方、ステップＳ２０２の処理において、給電可能な台数を超えている場合には、給電可能な台数の携帯端末、この場合、２台の携帯端末を選択して、残り１台の携帯端末については充電をオフする（ステップＳ２０３）。携帯端末１２５の充電オフは、例えば制御回路１３２が充電オフの対象となる携帯端末１２５の制御回路３５２に対して、充電動作をオフさせる制御信号を送信する。
【０１９３】
〈優先充電例〉
ここで、給電可能な台数を超えている際に、選択した携帯端末の給電動作の例について説明する。
【０１９４】
給電する携帯端末の選択は、携帯端末の優先順位などに基づいて判定する。例えば携帯端末１２５ａ〜１２５ｃが有するバッテリの残量が少ないものから優先的に充電を行うものとする。
【０１９５】
バッテリの残量は、例えば通信回路１３１および通信回路１２６を通じて、制御回路１３２が携帯端末１２５ａ〜１２５ｃの制御回路３５２に対してそれぞれバッテリ残量を問い合わせることによって確認することができる。よって、携帯端末１２５ａ〜１２５ｃのうち、最もバッテリ残量の多い携帯端末の充電が中止される。
【０１９６】
あるいは、バッテリ残量ではなく、バッテリの充電時間によって給電する携帯端末を選択するようにしてもよい。例えば通信回路１３１および通信回路１２６を通じて、制御回路１３２が各制御回路３５２からバッテリの充電終了時間の情報を収集する。
【０１９７】
制御回路１３２は、収集した結果に基づいて、携帯端末１２５ａ〜１２５ｃのうち、最も充電時間の短い携帯端末の充電を中止する。すなわち、バッテリの充電時間が長い携帯端末を優先する。
【０１９８】
また、優先順位の高い携帯端末の充電が終了すると、制御回路１３２は、充電が終了した受電装置３５０の充電動作を終了させた後、充電されていない残りの携帯端末に対して給電処理を開始する。
【０１９９】
この場合、制御回路１３２は、優先順位の高い携帯端末の充電が終了した受電装置３５０の制御回路３５２に対して充電動作を終了させる制御信号を送信する。また、充電されていない残りの携帯端末が有する受電装置３５０の制御回路３５２に対しては、充電動作を開始させる制御信号を送信する。
【０２００】
ここで、表示部３５６には、各携帯端末１２５ａ〜１２５ｃにおけるバッテリの電力残量や、該バッテリの充電に必要な時間などを表示するようにしてもよい。また、充電中には、どの携帯端末に対して給電を行っているのかなどを示す情報を表示するようにしてもよい。これにより、ユーザが希望する携帯端末に対して給電されているかを容易に確認することができる。
【０２０１】
また、バッテリ残量が少ないものからではなく、バッテリ残量の多い携帯端末を優先して給電するようにしてもよい。もしくは充電時間の短いものから給電するようにしてもよい。
【０２０２】
このような優先順位とすることによって、早期に携帯端末の充電を完了させることができるので、短時間で携帯端末を使用可能な状態にすることができる。
【０２０３】
また、充電対象機器をクラス分けして、クラス分けに基づいた優先順位に従って充電するようにしてもよい。充電対象機器には、優先順位を示すクラスがそれぞれ割り当てられている。
【０２０４】
非接触送電装置１００は、通信によって優先順位を示すクラスの情報を各々の充電対象機器から得ることにより、非接触送電装置１００がどの充電対象機器に対して給電を行うかをクラスの情報に基づいて決める。
【０２０５】
例えば、携帯電話はクラス１、スマートウォッチはクラス２、ゲーム機はクラス３などと充電対象機器の種別毎にクラス分けを行い、クラスの数字の小さいほうを優先順位が高い機器とすることが考えられる。
【０２０６】
充電対象機器のクラスの設定は、最初に非接触送電装置１００が充電対象機器を認証した際にユーザが設定するようにしてもよい。あるいは、予め充電対象機器に対してクラスが割り当てられていてもよい。
【０２０７】
そして、どの充電対象機器が給電中であるかを表示部３５６に表示することにより、ユーザは、希望の機器に給電されているかを容易に確認することができる。
【０２０８】
図１３は、図１１の非接触送電装置１００による携帯端末１２５の登録の一例を示す説明図である。以下の処理は、非接触送電装置１００が有する制御回路１３２が主体となって行われる処理である。
【０２０９】
この図１３は、非接触送電装置１００が携帯端末１２５を初めて認識した際に、該携帯端末１２５を登録する際の例を示したものである。
【０２１０】
給電パッド３５５に携帯端末１２５が載置されると、非接触送電装置１００および携帯端末１２５の受電装置３５０は、通信回路１３１，１２６を通じて通信を開始し、携帯端末１２５が充電対象機器であるか否かの認証を行う。
【０２１１】
この際、携帯端末１２５の認証が初めてであると判定されると、該携帯端末１２５の登録処理を実行する。
【０２１２】
まず、非接触送電装置１００の制御回路１３２および受電装置３５０の制御回路３５２は、通信回路１３１，１２６による通信にて双方の機器の情報をそれぞれ送信する。
ここで、携帯端末１２５は、図１３の右上方に示すように、スマートフォンとする。また、スマートフォンの右側には、該スマートフォンの表示部に表示される情報４００の一例を示している。この情報４００は、スマートフォンから送信される機器の情報などである。給電パッド３５５に載置されたスマートフォンは、○○社製スマーフォンであり、型式はxxx-yyy、機器ＩＤは、www-zzzであることを示している。
【０２１３】
さらに、スマートフォンの表示部に表示される情報４００には、該スマートフォンに対する充電の優先順位のクラスを設定できる項目が表示される。ユーザは、スマートフォンの表示部に表示されるソフトウェアキーなどからクラスを入力することによって、充電の優先順位のクラスを任意に設定することができる。図１３の情報４００では、ユーザが充電の優先順位クラスを“１”に設定した例を示している。
【０２１４】
ユーザが設定した優先順位クラスのデータは、受電装置３５０の制御回路３５２が有する図示しないメモリなどに格納されるとともに、通信回路１３１，１２６を通じて非接触送電装置１００の制御回路１３２に送信される。制御回路１３２は、該制御回路１３２が有する図示しないメモリなどに受信した優先順位クラスのデータを情報４００に紐付けて格納する。
【０２１５】
図１３の例では、ユーザが優先順位クラスを設定する例を示したが、上述したように予め携帯端末１２５の受電装置３５０に充電の優先順位クラスが割り付けられている場合には、それを表示するだけでもよい。あるいは、予め設定された優先順位クラスをユーザが任意に変更できるようにしてもよい。
【０２１６】
この場合、優先順位クラスのデータは、例えば受電装置３５０の制御回路３５２が有する図示しないメモリなどに格納される。あるいは受電装置３５０に優先順位クラスのデータを格納するメモリを新たに設けるようにしてもよい。
【０２１７】
初回の通信時に携帯端末の機器ＩＤに紐付けて情報４００を登録することにより、２回目以降に携帯端末を充電する際には、その充電端末の機器ＩＤを確認することによって、非接触送電装置１００が携帯端末の優先順位クラスを認識することができる。また、優先順位クラスを含む機器の情報を携帯端末、図１３の例ではスマートフォンの表示部に表示することが可能となる。
【０２１８】
上述した情報４００は、スマートフォン側に表示するのではなく、例えば非接触送電装置１００に表示させるようにしてもよい。その場合、非接触送電装置１００には、認識したスマートフォンなどの充電対象機器の情報を表示する表示部およびタッチ操作などの何らかの入力方法によって、該充電対象機器の優先順位クラスを設定できるものを備えていればよい。
【０２１９】
〈充電動作例〉
図１４は、図９の非接触送電装置１００による充電動作の一例を示す説明図である
この図１４では、図９の非接触送電装置１００により、３台の携帯端末１２５を充電する際の動作を示したものである。
【０２２０】
図１４に示すグラフにおいて、縦軸は、非接触送電装置１００から３つの携帯端末に送る電力の合計を示しており、該非接触送電装置１００から３つの携帯端末の受電装置に送る最大の電力は、ｍａｘにて示した電力である。横軸は、時間の推移を示す。
【０２２１】
ここでは、説明のし易さから時間ｍの単位によって送電動作を行う例を示している。ここで、第１の携帯端末が有する受電装置ａを充電するために必要な電力はα、第２の携帯端末が有する受電装置ｂを充電するために必要な電力はβであり、第３の携帯端末が有する受電装置ｃを充電するために必要な電力は、γとする。
【０２２２】
α＋βがｍａｘより小さい場合には、非接触送電装置１００から送ることができる電力の範囲であるため、α＋βの電力を送電する。電力γが必要な受電装置ｃが追加され、α＋β＋γの合計がｍａｘより大きくなった場合には、非接触送電装置１００から必要な電力を送ることができない。
【０２２３】
そのため、受電装置ｃの充電動作を停止させて受電ができないようにして、受電装置ａおよび受電装置ｂに電力を送るようにする。受電装置ｃの停止は、例えば制御回路１３２が受電装置ｃに対して受電装置ｃの動作を停止させる制御信号を送信することによって行われる。
【０２２４】
そして、受電装置ｂの充電が完了して電力βが不要になり、α＋γがｍａｘより小さくなった場合には、受電装置ａおよび受電装置ｃに対して電力α＋γを送電する。さらに、受電装置ａの充電が終了した後は、受電装置ｃのみに対して充電を行う。
【０２２５】
このような制御を行うことによって、非接触送電装置１００の送電可能な範囲にて、多数の携帯端末に対して効率よく充電を行うことが可能となる。
【０２２６】
図１５は、図９の非接触送電装置１００による充電動作の一例を示す説明図である。
【０２２７】
この図１５の場合には、非接触送電装置１００が３台までの携帯端末の充電を行うことができるものであり、３台の携帯端末に対して給電を行う場合を示したている。図中の受電装置ａ〜ｃは、３台の携帯端末がそれぞれ有する受電装置である。
【０２２８】
図１５のグラフにおいて、横軸は、充電動作の時間経緯を示しており、縦軸は、受電電力の大きさを示している。ここで、各受電装置ａ〜ｃの受電電力は、それぞれの受電装置ａ〜ｃに対して最も効率が高い電力にて給電していることを示しているものとする。
【０２２９】
この場合、充電動作としては、当初は、図１５の左側に示すように、受電装置ａおよび受電装置ｂに対して時分割により給電を行っており、その後、第３の新たな受電装置ｃによる充電が加わった場合を示している。
【０２３０】
ここで、受電装置ａは、最も受電電力が大きく、受電装置ｂは、受電電力が最も小さく、受電装置ｃは、受電電力が受電装置ａよりも小さく、受電装置ｃよりも大きいものとする。
【０２３１】
また、受電装置ａ〜ｃの給電時間は、それぞれ時間ｍである。この時間ｍの中において、非接触送電装置１００は、受電装置ａ，ｂ，ｃと通信を行い、それぞれの受電装置ａ，ｂ，ｃを切り替えながら、同等の時間ずつ、すなわち時間ｍずつ充電が行われている例を示している。
【０２３２】
図１６は、図１１の非接触送電装置１００が有する表示部３５６による充電情報の表示の一例を示した説明図である。
【０２３３】
この図１６は、図１５の左側に示す時間帯において非接触送電装置１００が有する表示部３５６に表示される充電情報の表示例を示している。
【０２３４】
図１５の左側に示す時間帯では、受電装置ａおよび受電装置ｂに給電が行われており、表示部３５６には、充電情報として、図１６に示すように、受電装置ａ、すなわち第２の携帯端末における充電完了までの時間および受電装置ａ，ｂに対して給電されているか否かを示すｏｎ／ｏｆｆの情報が表示される。
【０２３５】
図１６では、第１の携帯端末、すなわち受電装置ａの充電完了までの時間が６０分であり、第２の携帯端末、すなわち受電装置ｂの充電完了までの時間が３０分であることを示している。
【０２３６】
また、それぞれの受電装置ａ，ｂには、給電されていることを示す“ｏｎ”が表示されている。その他にも、例えば携帯端末１２５のバッテリの充電の残量を表示するようにしてもよい。
【０２３７】
続いて、図１５の右側に示すように、第３の携帯端末、すなわち受電装置ｃが新たに追加されると、非接触送電装置１００は、受電装置ｃと通信を行い、給電が必要であることを把握すると、受電装置ａ，ｂと同じように時間ｍにて給電を開始する。
【０２３８】
図１７は、図１６に続く充電情報の表示の一例を示した説明図であり、３つ目の携帯端末の充電が開始された際における表示部３５６による充電情報の表示例を示したものである。
【０２３９】
表示部３５６には、図示するように、３つ目の受電装置ｃ、すなわち第３の携帯端末の給電が開始されると、受電装置ｃの充電完了までの時間である１５分とともに給電されていることを示す“ｏｎ”が表示される。
【０２４０】
ここで、第４の携帯端末、すなわち受電装置ｄが追加された際には、非接触送電装置１００の給電可能台数を超えるために、該受電装置ｄについては、給電されず、表示部３５６には、図１７に示すように、受電装置ｄに給電されていないことを示す“ｏｆｆ”が表示される。
【０２４１】
図１８は、図１５の続きを示す説明図である。
【０２４２】
この図１８の左側においては、受電装置ｃへの給電完了して受電装置ｄの給電が開始されたところを示している。
【０２４３】
また、図１９は、図１１の非接触送電装置１００が有する表示部３５６による受電装置ｃの給電が完了した際の充電情報の表示の一例を示した説明図である。図２０は、図１９に続く充電情報の表示例を示した説明図である。
【０２４４】
受電装置ｃの給電が完了すると、非接触送電装置１００は、受電装置ａ，ｂ，ｄに給電が可能となる。そこで、受電装置ｃの給電が完了すると、受電装置ｄの給電が開始される。
【０２４５】
受電装置ｃの給電が完了する際、表示部３５６の表示は、図１９に示すように、受電装置ｃの充電残り時間が“０”分となり、給電状態もｏｎからｏｆｆに遷移したことを示す“ｏｎ→ｏｆｆ”が表示される。
【０２４６】
その後、受電装置ｄに対する給電が開始されると、表示部３５６の表示は、図２０に示すように、受電装置ｄの充電残り時間が“１０”分、および給電がｏｆｆからｏｎに遷移したことを示す“ｏｆｆ→ｏｎ”が表示される。
【０２４７】
このように、充電する携帯端末の数が非接触送電装置１００の給電台数を上回っていても、効率よく、すべての受電装置に対して給電を行うことができる。
【０２４８】
図２１は、図９の非接触送電装置１００による充電動作の他の例を示す説明図である。
【０２４９】
図２１では、３つの携帯端末のうち、ユーザが任意の受電装置、すなわち任意の携帯端末を選択して、選択した携帯端末に優先的に充電を行う例を示したものである。
【０２５０】
図では、３つの携帯端末にそれぞれ充電が必要な状態、すなわち３つの携帯端末がそれぞれ有する受電装置ａ，ｂ，ｃに給電が必要な状態であり、それぞれの受電装置ａ〜ｃに対して同じ時間ｍ分だけ、給電が行われている状態を示している。
【０２５１】
ここで、ユーザが、たとえば表示部３５６の表示をタッチするなどして、受電装置ｂを優先的に充電することを選択したとする。この場合、表示部３５６は、タッチパネルであり、選択部となる。
【０２５２】
非接触送電装置１００の制御回路１３２は、優先的に充電することが選択されていない受電装置ａ，ｃに対して、該受電装置ａ，ｃの動作を停止させる制御信号を送信する。これにより、受電装置ａ，ｃの充電動作は停止し、受電装置ｂに対してのみ連続的に給電が行われることになる。
【０２５３】
図２２は、図１１の非接触送電装置１００が有する表示部３５６による優先的に給電する受電装置を選択した際における充電情報の表示例を示した説明図である。図２３は、図２２に続く表示例を示した説明図である。
【０２５４】
ユーザにより、優先的に給電する受電装置である受電装置ｂが選択されると、表示部３５６には、受電装置ｂが選択されてことを示す表示がなされる。図２２では、優先的に選択されたことを示すため、受電装置ｂのＮｏ．が（２）と表示された例を示している。
【０２５５】
その後、表示部３５６は、図２３に示すように、受電装置ｂに給電していることを示す“ｏｎ”、および残りの受電装置ａ，ｃの給電が停止していることを示す“ｏｆｆ”がそれぞれ表示される。
【０２５６】
図２４は、図２１の続きを示す説明図である。図２５は、図１１の非接触送電装置１００が有する表示部３５６による受電装置ｂの充電が完了した際における充電情報の表示例を示した説明図である。図２６は、図２５に続く充電情報の表示例を示した説明図である。
【０２５７】
図２４の左側に示すように、ユーザによって選択された受電装置ｂの充電が完了すると、表示部３５６には、図２５に示すように、受電装置ｂの充電時間が“０”分、給電状態がｏｎからｏｆｆに遷移したことを示す“ｏｎ→ｏｆｆ”が表示される。
【０２５８】
受電装置ｂの充電が完了した際、制御回路１３２は、受電装置ａ，ｂに対して充電動作を開始させる制御信号を出力する。これを受けて、受電装置ａ，ｂは、充電動作を開始する。
【０２５９】
受電装置ｂの充電が完了して、受電装置ａ，ｂの充電動作が開始すると、表示部３５６の表示は、図２６に示すように、受電装置ｂは“ｏｆｆ”、受電装置ａ，ｃの給電は、それぞれ“ｏｎ”となり、受電装置ａ，ｃの充電完了までの時間がそれぞれ表示される。
【０２６０】
ここでは、ユーザが優先的に給電する受電装置、すなわち携帯端末を選択する例を示したが、ユーザによる受電装置の選択はなくてもよい。例えば給電パッド３５５に載置された順番などによって給電する優先順位を決定するようにしてもよい。給電パッド３５５に載置された順番は、例えば非接触送電装置１００と受電装置との認証の順番などによって制御回路１３２が判定する。
【０２６１】
図２７は、図９の非接触送電装置１００による充電動作のさらに他の例を示す説明図である。この図２７は、２つの受電装置ａ，ｂに給電する際の充電動作について示したものである。
【０２６２】
図２７の左側は、２つの携帯端末、すなわち２つの携帯端末がそれぞれ有する受電装置ａ，ｂに優先順位がなく、給電が行われている場合を示している。また、図２７の右側は、ユーザの選択によって受電装置ａの給電が優先的に行われている場合を示している。
【０２６３】
図２８は、図１１の非接触送電装置１００が有する表示部３５６による受電装置ａ，ｂに給電されている際の充電情報の表示例を示した説明図である。図２９は、図２８に続く充電情報の表示例を示した説明図である。
【０２６４】
受電装置ａ，ｂに優先順位がない場合、図２７の左側に示すように、受電装置ａ，ｂは、それぞれ同じ時間ｍにて給電が行われている。その際、表示部３５６には、図２８に示すように、受電装置ａの充電完了時間である“６０”分、受電装置ｂの充電完了時間である“３０”分、受電装置ａの給電状態である“ｏｎ”、および受電装置ｂの給電状態である“ｏｎ”が表示されている。
【０２６５】
その後、ユーザにより受電装置ａの給電を優先的に行うように選択されると、受電装置ａの給電は、時間ｍよりも長い時間である時間ｎにて給電が行われる。よって、ここでは、選択された受電装置のみに対して給電するのではなく、選択されていない受電装置の給電を行いながら、選択された給電装置の給電時間を長くする。その結果、選択された給電装置が優先的に給電されることになる。
【０２６６】
ユーザにより優先的に給電する受電装置ａが選択されると、表示部３５６には、受電装置ａが選択されてことを示す表示がなされる。図２９では、優先的に選択されたことを示すため、受電装置ａのＮｏ．が（１）と表示された例を示している。
【０２６７】
図２３では、受電装置ａに対する給電時間が時間ｍよりも長い時間ｎとなったために、受電装置ａにおける充電完了時間が図２８の“６０”分から“４０”分に短縮されたことを示す表示がなされている例を示している。
【０２６８】
また、ユーザにより、受電装置ａの充電完了時間を設定できるようにしてもよい。例えば優先的に給電する受電装置ａを選択した際に、ユーザが所望する充電完了時間を入力する。この入力は、例えば表示部３５６に表示される図示しないソフトウェアキーなどから入力する。
【０２６９】
制御回路１３２は、表示部３５６のソフトウェアキーから入力された充電完了時間に基づいて給電時間ｎを算出する。そして、算出した給電時間ｎによって優先的に給電する受電装置の給電を行う。制御回路１３２では、受電電力と充電完了までの時間から、必要な給電時間ｎを求めることができる。
【０２７０】
ユーザが所望する充電完了時間の入力は、ソフトウェアキー以外であってもよく、例えば充電完了の時間(分数)を、給電パッド３５５に設けられた図示しないボタンなどによって入力するようにしてもよい。
【０２７１】
ボタンによるアップ／ダウンの操作にて入力することにより、ユーザの指定する時間で充電を完了するように指定することができる。
【０２７２】
なお、ここまでの説明では、受電装置の制限を台数としたが、この制限は必ずしも台数である必要はなく、例えば複数の受電装置を充電するために必要な電力の合計が、非接触送電装置１００の送電電力の最大定格を超えた場合などに上述した充電動作を適用するようにしてもよい。
【０２７３】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０２７４】
なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【０２７５】
また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。
【０２７６】
〈付記〉
その他、実施の形態に記載された内容の一部を以下に記載する。
（１）複数の充電対象機器に非接触にて電力を送電する非接触送電装置であって、該非接触送電装置は、充電対象機器に送電する電力を生成する電源部と、該電源部の動作を制御する制御部と、充電対象機器との通信を行う通信部と、を有し、制御部は、通信部により充電する充電対象機器と通信を行い、充電する充電対象機器の台数を検出して、検出した充電対象機器の台数が予め設定された設定充電台数以下であるか否かを判定し、検出した充電対象機器の台数が設定充電台数よりも多いと判定すると、設定充電台数と同じ台数の充電対象機器を優先して充電するように制御する。
（２）（１）の非接触送電装置において、制御部は、検出した充電対象機器の台数が設定充電台数よりも多いと判定した際に、充電対象機器のバッテリ残量が多いあるいはバッテリ残量が少ない充電対象機器を優先して充電し、バッテリ残量は、通信部が検出した充電対象機器との通信により取得する。
（３）（１）の非接触送電装置において、制御部は、検出した充電対象機器の台数が設定充電台数よりも多いと判定した際に、充電時間の長いあるいは充電時間の短い充電対象機器を優先して充電し、充電時間は、通信部が検出した充電対象機器との通信により取得する。
（４）（１）の非接触送電装置において、制御部は、優先された充電対象機器の充電が終了すると、充電されていない充電対象機器に対して充電動作を開始させる制御信号を送信して、充電対象機器を充電するように制御する。
【符号の説明】
【０２７７】
１００  非接触送電装置
１００ａ  非接触送電装置
１００ｂ  非接触送電装置
１０１  電流値検出器
１０２  可変電圧電源
１０４  電界効果トランジスタ
１０５  チョークコイル
１１１  静電容量
１１２  インダクタ
１１３  静電容量
１１４  静電容量
１１５  インダクタ
１１６  静電容量
１２１  共振容量
１２３  送電コイル
１２４  ピックアップコイル
１２５  携帯端末
１２５ａ  携帯端末
１２５ｂ  携帯端末
１２５ｃ  携帯端末
１２６  通信回路
１２７  ＩＣカード
１３１  通信回路
１３２  制御回路
１３３  検波回路
１３６  バンドパスフィルタ
１３７  バンドパスフィルタ
１３８  バンドパスフィルタ
１４０  送電部
１４１  送電部
２０１  検波回路
２０２  発振器
２０３  可変分周回路
２０４  バンドパスフィルタ
２０５  ミキサ回路
２０６  ローパスフィルタ
３０１ａ  ピックアップコイル
３０１ｂ  ピックアップコイル
３０１ｃ  ピックアップコイル
３０１ｄ  ピックアップコイル
３０４  スイッチ回路
３５０  受電装置
３５１  受電装置
３５２  制御回路
３５３  電源回路
３５５  給電パッド
３５６  表示部
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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