(57)【要約】【課題】異物の誤検出を抑制させることを目的とする。【解決手段】電子機器に非接触により給電を行う給電手段と、前記電子機器と非接触により通信を行う通信手段と、前記給電手段と前記通信手段とを制御する制御手段と、を有する給電装置であって、前記制御手段は、前記電子機器に給電するときに前記通信手段による通信と前記給電手段による給電とを交互に行い、通信の前後における給電での整合状態に基づいて異物を検出するように制御することを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器に非接触により給電を行う給電手段と、
前記電子機器と非接触により通信を行う通信手段と、
前記給電手段と前記通信手段とを制御する制御手段と、を有する給電装置であって、
前記制御手段は、
前記電子機器に給電するときに前記通信手段による通信と前記給電手段による給電とを交互に行い、通信の前後における給電での整合状態に基づいて異物を検出するように制御することを特徴とする給電装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記通信の後の給電における給電出力を、前記通信の前の給電における給電出力と同一になるように制御し、前記給電出力が同一であるときの前記通信の前後における給電での整合状態に基づいて異物を検出するように制御することを特徴とする請求項１に記載の給電装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記通信の直後の第１所定期間の給電における給電出力を、前記通信の直前の第２所定期間の給電における給電出力と同一になるように制御し、前記第１所定期間における給電での整合状態と、前記第２所定期間における給電での整合状態とに基づいて異物を検出するように制御することを特徴とする請求項１または２に記載の給電装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記第１所定期間が経過した後に給電出力を変更するように制御することを特徴とする請求項３に記載の給電装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記同一になるように制御する給電出力の大きさに応じて前記第１所定期間の長さを設定するように制御することを特徴とする請求項３または４に記載の給電装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記給電手段により最初の給電における給電出力を予め決められた初期値に設定し、前記最初の給電を経て次の給電における前記第１所定期間の給電出力を前記初期値と同一になるように制御することを特徴とする請求項３ないし５の何れか１項に記載の給電装置。
【請求項７】
前記制御手段は、
前記通信手段により通信している通信期間では整合状態に基づいた異物の検出を停止するように制御することを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項に記載の給電装置。
【請求項８】
前記制御手段は、
前記通信手段により通信している通信期間でも整合状態に基づいた異物の検出をするように制御することを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項に記載の給電装置。
【請求項９】
前記制御手段は、
前記通信の前後における給電での整合状態の変化が第１閾値以上である場合、または、前記通信期間での整合状態の変化が第２閾値以上である場合に、異物を検出するように制御し、
前記第２閾値は、前記第１閾値よりも大きい値であることを特徴とする請求項８に記載の給電装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、
前記給電手段により給電している給電期間でも整合状態に基づいた異物の検出をするように制御することを特徴とする請求項１ないし９の何れか１項に記載の給電装置。
【請求項１１】
前記整合状態は、反射電力に関する値、インピーダンスの値、および、電圧定在波比の値のうち少なくとも何れか一つの情報であることを特徴とする請求項１ないし１０の何れか１項に記載の給電装置。
【請求項１２】
電子機器に非接触により給電を行う給電手段と、
前記電子機器と非接触により通信を行う通信手段と、
前記給電手段と前記通信手段とを制御する制御手段と、を有する給電装置の制御方法であって、
前記制御手段は、
前記電子機器に給電するときに前記通信手段による通信と前記給電手段による給電とを交互に行い、通信の前後における給電での整合状態に基づいて異物を検出するように制御することを特徴とする給電装置の制御方法。
【請求項１３】
コンピュータを請求項１ないし１１の何れか１項に記載の制御手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給電装置、制御方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コネクタで物理的に接続することなく非接触で電力を出力するための１次コイルをアンテナとして持つ給電装置と、給電装置から供給される電力を非接触で受けるための２次コイルをアンテナとして持つ電子機器とを含む給電システムが知られている。
このようなシステムにおいて、給電装置の１次コイルと電子機器の２次コイルとの間に意図しない物体が存在する場合に、その物体を異物として検出する技術がある（特許文献１）。異物を検出することで、金属物や受電非対応な電子機器に意図しない電力が加わることを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−６２８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１に開示された従来技術では、給電装置の送電部付近でのインピーダンスの変化を利用することで給電対象ではない異物が近傍にあるか否かを判断している。しかしながら、同一のアンテナで通信と給電とを行う場合、通信中はインピーダンスの変化が給電時よりも変動が大きいことがあるために異物を誤検出してしまう虞がある。
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、給電装置と電子機器との通信中において異物の誤検出を抑制させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、電子機器に非接触により給電を行う給電手段と、前記電子機器と非接触により通信を行う通信手段と、前記給電手段と前記通信手段とを制御する制御手段と、を有する給電装置であって、前記制御手段は、前記電子機器に給電するときに前記通信手段による通信と前記給電手段による給電とを交互に行い、通信の前後における給電での整合状態に基づいて異物を検出するように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、給電装置と電子機器との通信中において異物の誤検出を抑制させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】給電システムの構成の一例を示す図である。
【図２】給電装置および電子機器の構成の一例を示す図である。
【図３】異物検出の処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】異物検出の処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】電力レベルの時間変化の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、給電システム１００の構成の一例を示す図である。
給電システム１００は給電装置２００と電子機器３００とを有する。
給電装置２００は非接触で電子機器３００に対して給電と通信とを行う。給電装置２００は電子機器３００が所定の範囲内に存在しているか否かを検出するために、微弱な電力を一定間隔で出力する。給電装置２００と電子機器３００との間の距離が所定の範囲内である場合、給電装置２００は給電アンテナを介して非接触により通信を行い、電子機器３００が受電可能な機器であるか否かを判定する。給電装置２００は電子機器３００が受電可能な機器であると判定すると、給電アンテナを介して給電出力を開始して電子機器３００に電力を供給する。このとき、給電装置２００は電子機器３００に対し、通信と給電とを時分割で交互に行う。なお、上述した所定の範囲とは、電子機器３００が給電装置２００と通信を行うことができる範囲である。
【０００９】
電子機器３００は給電装置２００の給電対象となる機器である。電子機器３００は２次電池から供給される電力によって動作する。電子機器３００は撮像装置や再生装置であってもよく、携帯電話やスマートフォンのような通信装置であってもよい。また、電子機器３００は電池を含む電池パックであってもよい。また、電子機器３００は２次電池を有しておらず、受電した電力のみで動作するマウスやスピーカであってもよい。
電子機器３００は受電アンテナを介して給電装置２００から出力される電力を非接触で受け付ける。
図１は、給電装置２００に異物Ａが近接した状態を示している。給電装置２００に異物Ａが近接すると、給電装置２００は後述する方法で異物Ａを検出して、給電出力を弱めたり、給電出力を停止したりして、異物Ａに給電出力が伝わらないように制御する。
【００１０】
図２は、給電装置２００および電子機器３００の構成の一例を示す図である。
給電装置２００は発振器２０１、電力送信回路２０２、整合検出回路２０３、整合回路２０４、ＣＰＵ２０５、変復調回路２０６を有する。また、給電装置２００は、タイマー２０７、給電アンテナ２０８、ＲＯＭ２０９、ＲＡＭ２１０、変換部２１１、記録部２１２、表示部２１３、操作部２１４を有する。また、記録部２１２は記録媒体２１２ａを有する。ここで、発振器２０１、電力送信回路２０２、整合検出回路２０３、整合回路２０４、変復調回路２０６および給電アンテナ２０８は、給電手段あるいは通信手段の一例に対応する。また、ＣＰＵ２０５は制御手段の一例に対応する。
【００１１】
発振器２０１は、水晶振動子や水晶発振機等であり、予め定められた周波数で発振し、高周波信号を生成する。生成された高周波信号は、電力送信回路２０２へ供給され、ＡＣ電源から変換部２１１を介して供給される電力を基に増幅され、電子機器３００に供給するための高周波電力となる。
電力送信回路２０２は、変換部２１１から供給される電力と、発振器２０１によって発振される周波数に応じて、給電アンテナ２０８を介して電子機器３００に供給するための電力を生成する。電力送信回路２０２は、内部にＦＥＴ等を有し、発振器２０１によって発振される周波数に応じて、電子機器３００に供給するための電力を生成する。生成させる電力の制御は、例えば内部にＦＥＴを有する場合はＦＥＴのソース・ドレインの端子間に流れる電流を制御することにより行われる。なお、電力送信回路２０２によって生成された電力は、整合検出回路２０３と整合回路２０４を介して、給電アンテナ２０８に供給される。
ここで、電力送信回路２０２によって生成される電力には第１の電力と第２の電力とがある。第１の電力は通信電力であって、給電装置２００が電子機器３００を制御するためのコマンドを電子機器３００に送信するための電力である。第２の電力は給電電力であって、第１の電力よりも大きい電力である。例えば、第１の電力は１Ｗ以下の電力であり、第２の電力は１Ｗ〜１０Ｗまでの電力である。なお、給電装置２００が第１の電力を電子機器３００に供給している場合、給電装置２００はコマンドを電子機器３００に送信することができる。一方、給電装置２００が第２の電力を電子機器３００に供給している場合、給電装置２００はコマンドを電子機器３００に送信することができない。
【００１２】
また、第１の電力は、給電装置２００のＣＰＵ２０５が電子機器３００以外の機器に対してもコマンドを送信できるように設定することができる。ＣＰＵ２０５は、電子機器３００に供給する電力を第１の電力および第２の電力の何れか一つに切り替えるように電力送信回路２０２を制御する。
【００１３】
整合検出回路２０３は、電力送信回路２０２で生成した電力の進行波と給電アンテナ２０８からの反射波の電圧を測定して電圧定在波比を検出する。ここで、電圧定在波比（ＶＳＷＲ：Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  Ｒａｔｉｏ）とは、進行波と反射波の電圧関係を示す数値であり、以下の式で表される。
【００１４】
【数１】
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【００１５】
なお、Ｚ：アンテナ側インピーダンス、Ｚｏ：整合検出回路側インピーダンス、Ｖｆ：進行波の振幅電圧、Ｖｒ：反射波の振幅電圧である。
ここで、ＶＳＷＲを検出することにより、インピーダンスのマッチングがとれているか否かを判定することができる。インピーダンスのマッチングがとれた状態では反射波の振幅電圧が０（ゼロ）となり、Ｚ＝ＺｏであるためにＶＳＷＲが１となる。
ＣＰＵ２０５は整合検出回路２０３が検出した反射波の振幅電圧Ｖｒを整合状態として検出し、整合状態に応じて異物Ａを検出する。例えば、ＣＰＵ２０５は反射波の振幅電圧Ｖｒが１Ｖ以上の場合には異物Ａが近傍に存在すると判定する。ここで、異物Ａとは、給電対象ではない電子機器や金属やＩＤカード等であって、給電装置２００からの給電出力によって意図しない影響を受けてしまう物をいう。なお、ＣＰＵ２０５が検出する整合状態は、反射波の振幅電圧Ｖｒに限られず、整合検出回路２０３が検出するＶＳＷＲの値や給電アンテナ２０８のインピーダンスの値であってもよい。ＣＰＵ２０５は整合状態に応じて異物Ａを検出し、異物Ａが存在する場合には電力送信回路２０２を制御することで給電出力を弱めたり、停止したりする。
【００１６】
整合回路２０４は可変コンデンサ、可変コイル、可変抵抗等の素子で構成される。整合回路２０４はこれらの素子に応じて整合検出回路２０３側と給電アンテナ２０８との間のインピーダンスのマッチングを行う。
また、整合回路２０４は発振器２０１によって発振される周波数に応じて、給電アンテナ２０８と、ＣＰＵ２０５により選択された給電対象となる電子機器３００が有する受電アンテナ３０１との間で共振を行うための共振回路として機能する。ここで、給電装置２００と電子機器３００とが共振を行うための周波数を、以下では共振周波数ｆという。
共振周波数ｆとインダクタンスＬとキャパシタンスＣとの関係は以下の式で表される。
【００１７】
【数２】
2018137942.tif 000004
【００１８】
なお、Ｌは整合回路２０４のインダクタンス、Ｃは整合回路２０４のキャパシタンスである。整合回路２０４のインダクタンスとは整合回路２０４の可変コイル以外に給電アンテナ２０８等のインダクタンス成分も含んだインダクタンスをいう。また、キャパシタンスも同様に整合回路２０４の可変コンデンサ以外の給電アンテナ２０８等のキャパシタンス成分を含んだキャパシタンスをいう。なお、整合回路２０４は可変コンデンサ以外に更にコンデンサを有していてもよく、可変コイル以外に更にコイルを有していてもよく、可変抵抗以外に更に抵抗を有していてもよい。また、整合回路２０４は可変コンデンサ、可変コイル、可変抵抗の全てを有していなくてもよい。
【００１９】
ＣＰＵ２０５は整合回路２０４の可変コンデンサや可変コイルの値を制御することによって、発振器２０１によって発振される周波数で共振を調整する。更に、ＣＰＵ２０５は整合回路２０４の可変コンデンサや可変コイルを制御し、整合検出回路２０３側と給電アンテナ２０８側とのインピーダンスをマッチングした状態となるように制御する。
なお、共振周波数ｆは、商用周波数である５０／６０Ｈｚであってもよく、１０〜数百ｋＨｚであってもよく、１０ＭＨｚ前後の周波数であってもよい。
【００２０】
ＣＰＵ２０５はＡＣ電源と給電装置２００とが接続されている場合、ＡＣ電源から変換部２１１を介して供給される電力によって給電装置２００の各部を制御する。ＣＰＵ２０５はＲＯＭ２０９に記憶されているコンピュータプログラムを実行することによって、給電装置２００の各部の動作を制御する。また、ＣＰＵ２０５は電力送信回路２０２を制御することにより電子機器３００に供給する電力を制御する。また、ＣＰＵ２０５は変復調回路２０６を制御することによりコマンドを電子機器３００に送信する。
【００２１】
変復調回路２０６は電子機器３００を制御するためのコマンドを電子機器３００に送信するために、予め定められたプロトコルに応じて、電力送信回路２０２によって生成された電力の変調を行う。予め定められたプロトコルとは、例えば、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等のＩＳＯ／ＩＥＣ  １８０９２規格に準拠した通信プロトコルである。電力送信回路２０２によって発生された電力は変復調回路２０６によって、電子機器３００と通信を行うためのコマンドとしてパルス信号に変換され、ＣＰＵ２０５からの指示に応じて給電アンテナ２０８を介して電子機器３００に送信される。また、予め定められたプロトコルは、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）の規格と互換性がある通信プロトコルであってもよい。
【００２２】
電子機器３００に送信されたパルス信号は電子機器３００により解析されることによって「１」の情報と「０」の情報とを含むビットデータとして検出される。なお、コマンドには宛先を識別するための識別情報およびコマンドによって指示される動作を示すコマンドコード等が含まれる。ＣＰＵ２０５はコマンドに含まれる識別情報を変更するように変復調回路２０６を制御することによって、電子機器３００だけにコマンドを送信したり、電子機器３００および電子機器３００以外の機器に対してもコマンドを送信したりすることもできる。
【００２３】
変復調回路２０６は電力送信回路２０２によって生成された電力を、振幅変位を利用したＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調によってパルス信号に変換する。ＡＳＫ変調は振幅変位を利用した変調であり、ＩＣカードと、ＩＣカードと非接触により通信を行うカードリーダとの通信等で用いられる。変復調回路２０６は変復調回路２０６に含まれるアナログ乗算器や負荷抵抗をスイッチングさせることにより電力送信回路２０２によって生成された電力の振幅を変更することによってパルス信号に変更する。変復調回路２０６によって変更されたパルス信号は給電アンテナ２０８に供給され、コマンドとして電子機器３００に送信される。変復調回路２０６はＣＰＵ２０５により所定の符合化方式による符合化されたデータを変調する。
【００２４】
また、変復調回路２０６は整合回路２０４において検出される給電アンテナ２０８に流れる電流の変化に応じて、電子機器３００に送信したコマンドに対する電子機器３００からのレスポンスを復調する。すなわち、変復調回路２０６は負荷変調方式によって電子機器３００に送信したコマンドに対するレスポンスを電子機器３００から受信することができる。変復調回路２０６は電子機器３００から受信したレスポンスを復調してＣＰＵ２０５に送信する。
【００２５】
タイマー２０７は現在の時刻や各部で行われる動作や処理に関する時間を計測する。また、タイマー２０７によって計測される時間に対する閾値はＲＯＭ２０９に予め記憶されている。
給電アンテナ２０８は電力送信回路２０２により生成された電力を外部に出力するためのアンテナである。給電アンテナ２０８は電子機器３００に電力を供給したり、コマンドを送信したりする。また、給電アンテナ２０８は電子機器３００からコマンドを受信したり、電子機器３００に送信したコマンドに対するレスポンスや電子機器３００から送信された情報を受信したりする。
【００２６】
ＲＯＭ２０９は不揮発性メモリであって、給電装置２００の各部の動作を制御するコンピュータプログラムおよび各部の動作に関するパラメータ等の情報を記憶する。また、ＲＯＭ２０９は表示部２１３に表示させるための映像データを記憶している。
ＲＡＭ２１０は書き換え可能な揮発性メモリであって、一時的に給電装置２００の各部の動作を制御するコンピュータプログラム、各部の動作に関するパラメータ等の情報、変復調回路２０６によって電子機器３００から受信された情報等を記憶する。
【００２７】
変換部２１１はＡＣ電源と給電装置２００とが接続されている場合、ＡＣ電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換し、変換した直流電圧を適切な電圧値に変換して、ＣＰＵ２０５や電力送信回路２０２を含む給電装置２００全体に供給する。
記録部２１２は映像データや音声データ等のデータを記録媒体２１２ａから読み出し、ＲＡＭ２１０や表示部２１３に供給する。記録媒体２１２ａはハードディスクやメモリカード等であって、給電装置２００に内蔵されていても、給電装置２００に着脱可能であってもよい。
【００２８】
表示部２１３は記録部２１２によって記録媒体２１２ａから読み出される映像データ、ＲＡＭ２１０から供給される映像データ、ＲＯＭ２０９から供給される映像データ等の何れか一つの映像データを表示する。表示部２１３は記録媒体２１２ａから読み出された映像データやＲＯＭ２０９に予め記憶されているアイコンやメニュー画面等を表示することもできる。
操作部２１４は給電装置２００を操作するためのユーザインターフェースを提供する。操作部２１４は、給電装置２００を操作するための電源ボタン、給電装置２００の動作モードを切り換えるモード切換ボタン、給電装置２００の設定を変更するための設定変更ボタン等を有する。各ボタンはスイッチ、タッチパネル等により構成される。ＣＰＵ２０５は操作部２１４を介して入力されたユーザの指示に基づいて給電装置２００を制御する。なお、操作部２１４は不図示のリモートコントローラであってもよく、この場合にはＣＰＵ２０５はリモートコントローラから受信したリモコン信号に基づいて給電装置２００を制御する。
【００２９】
また、給電装置２００は、更に不図示のスピーカ部を有していてもよい。不図示のスピーカ部は、記録部２１２によって記録媒体２１２ａから読み出される音声データ、ＲＯＭ２０９から供給される音声データ、ＲＡＭ２１０から供給される音声データ等の何れか一つの音声データを出力する。
【００３０】
電子機器３００は受電アンテナ３０１等を有する。受電アンテナ３０１は給電装置２００から供給される電力を受け取るためのアンテナである。また、電子機器３００は、給電装置２００と同様に、整合回路、整流平滑回路、ＣＰＵ等を有している。
【００３１】
なお、上述した給電システム１００は、給電装置２００が電磁界結合によって電子機器３００に対して非接触で電力を供給するシステムにも適用できる。
また、上述した給電システム１００は、給電アンテナ２０８として電極を給電装置２００に設け、受電アンテナ３０１として電極を電子機器３００に設けることにより、給電装置２００が電界結合により電力を電子機器３００に供給するシステムにも適用できる。
また、上述した給電システム１００は、給電装置２００が電磁誘導によって非接触で電子機器３００に電力を供給するシステムにも適用できる。
【００３２】
また、上述した、給電アンテナ２０８および受電アンテナ３０１は、ヘリカルアンテナであってもよく、スパイラルアンテナであってもよく、メアンダラインアンテナ等の平面状のアンテナであってもよい。
また、上述した給電システム１００では、給電装置２００が電子機器３００に対して非接触で電力を送信し、電子機器３００が給電装置２００から非接触で電力を受電するとしたが、「非接触」を「無線」や「無接点」と言い換えてもよい。
【００３３】
（給電装置による異物検出）
図３は、給電装置２００による異物検出の処理の一例を示すフローチャートである。図３のフローチャートは、ＣＰＵ２０５がＲＯＭ２０９に記憶されたプログラムを読み出して、ＲＡＭ２１０に展開することにより実現される。
ここで、給電装置２００が通信と給電とを交互に行いながら電子機器３００に給電する場合、通信中では負荷変動が大きくなる影響によって、異物の存在に関わらず整合状態が大きく変化してしまう。したがって、通信中では異物を誤検出してしまう虞がある。本実施形態の給電装置２００は、通信中であっても近接する異物Ａの誤検出を抑制させるために、通信の前後における給電での整合状態に基づいて異物Ａを検出するように制御する。以下、具体的に、異物Ａの誤検出を抑制させることができる処理について説明する。なお、以下では、整合状態として反射電力に関する値である反射波の振幅電圧Ｖｒを用いる場合を例にして説明する。
【００３４】
Ｓ３０１では、給電装置２００のＣＰＵ２０５は機器の近接を検出したか否かを判定する。具体的に、ＣＰＵ２０５は電力送信回路２０２を制御して、第１の電力よりも微弱な電力を給電アンテナ２０８から一定間隔で出力して、整合検出回路２０３のＶＳＷＲの値の変化に基づいて機器が近接しているか否かを判定する。なお、ＣＰＵ２０５は電力送信回路２０２を制御して給電アンテナ２０８から出力する電力を第１の電力である通信電力に設定して出力し、変復調回路２０６を制御してコマンドを重畳してもよい。そして、ＣＰＵ２０５はコマンドに対するレスポンスを検出することで機器の近接を検出してもよい。ＣＰＵ２０５は機器の近接を検出したと判定した場合にはＳ３０２に進み、機器の近接を検出していないと判定した場合には機器の近接を検出したと判定するまでＳ３０１で待機する。
【００３５】
Ｓ３０２では、ＣＰＵ２０５は検出した機器と所定の通信プロトコルで通信を行う。具体的に、ＣＰＵ２０５は電力送信回路２０２を制御して給電アンテナ２０８から出力する電力を第１の電力である通信電力に設定して出力し、変復調回路２０６を制御してコマンドを重畳する。ＣＰＵ２０５は検出した機器から給電アンテナ２０８を介して受信したアナログ信号を変復調回路２０６によりデジタル化することでレスポンスを解析する。ＣＰＵ２０５はレスポンスを解析することで検出した機器が給電対象となる電子機器３００であるか否かの情報を取得することができる。その後、ＣＰＵ２０５はＳ３０３に進む。
【００３６】
Ｓ３０３では、ＣＰＵ２０５は検出した機器との間で認証が成功したか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵ２０５はＳ３０２で取得した情報に基づいて機器が給電対象となる電子機器３００であるか否かを判断し、判断結果に応じて認証が成功したか否かを判定する。ＣＰＵ２０５は機器が給電対象となる電子機器３００であると判断した場合には認証が成功したと判定してＳ３０４に進む。一方、ＣＰＵ２０５は機器が給電対象となる電子機器ではないと判断した場合には認証が成功していないと判定してフローチャートを終了する。
なお、認証が成功していないと判定してフローチャートを終了する場合、ＣＰＵ２０５は検出した機器との間で給電することなく通信のみを行うことができる。また、ＣＰＵ２０５は検出した機器を異物と判定して、表示部２１３に異物Ａが存在する旨を表示してもよい。
【００３７】
Ｓ３０４では、ＣＰＵ２０５は電子機器３００に給電するために、電力送信回路２０２を制御して、給電アンテナ２０８から出力する電力を第２の電力である給電電力に設定して出力する。具体的には、ＣＰＵ２０５は認証が成功した直後の給電電力として予め記憶された初期値、ここでは給電電力Ｎ（０）を出力する。この初期値は、例えばＲＯＭ２０９に予め記憶されている。その後、ＣＰＵ２０５はＳ３０５に進む。
Ｓ３０５では、ＣＰＵ２０５は給電中において近接される異物Ａの検出を開始する。具体的には、ＣＰＵ２０５は整合検出回路２０３の反射波の振幅電圧Ｖｒに基づいて給電中において近接する異物Ａの検出を開始する。その後、ＣＰＵ２０５はＳ３０６に進む。
【００３８】
Ｓ３０６では、ＣＰＵ２０５はメインの異物検出の処理を行う。メインの異物検出の処理とは、給電中において近接する異物Ａが検出する処理である。このメインの異物検出の処理を、図４のフローチャートを参照して説明する。
Ｓ４０１では、ＣＰＵ２０５は整合検出回路２０３からの反射波の振幅電圧Ｖｒを測定値ｉとして検出する。その後、ＣＰＵ２０５はＳ４０２に進む。
Ｓ４０２では、ＣＰＵ２０５は測定値ｉを検出してから一定期間後に、再び整合検出回路２０３からの反射波の振幅電圧Ｖｒを測定値ｉ＋１として検出する。このように、ＣＰＵ２０５は給電中において異なるタイミングで反射波の振幅電圧Ｖｒを測定値として検出する。その後、ＣＰＵ２０５はＳ４０３に進む。
【００３９】
Ｓ４０３では、ＣＰＵ２０５は反射波の振幅電圧Ｖｒの測定値ｉと測定値ｉ＋１との差分から差分値を算出する。その後、ＣＰＵ２０５はＳ４０４に進む。
Ｓ４０４では、ＣＰＵ２０５は算出した差分値に基づいて異物Ａが存在するか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵ２０５は算出した差分値が閾値（例えば１Ｖ）以上であるか否かを判定する。閾値は、例えばＲＯＭ２０９に予め記憶されている。異物Ａが近接すると振幅電圧Ｖｒが変化するため、ＣＰＵ２０５は差分値が閾値以上である場合には異物Ａが存在すると判定して、図３のフローチャートのＳ３１８に進む。一方、ＣＰＵ２０５は差分値が閾値未満の場合には異物Ａが存在しないと判定してＳ４０５に進む。
【００４０】
Ｓ４０５では、ＣＰＵ２０５は給電期間が終了したか否を判定する。具体的には、ＣＰＵ２０５は電力送信回路２０２の電力を第２の電力に切り替えたときにタイマー２０７を設定することでカウントを開始させ、タイマー２０７のカウント値が給電期間を経過したか否かを判定する。給電期間の値は、例えばＲＯＭ２０９に予め記憶されている。ただし、給電期間の値は、電力送信回路２０２から供給する電力の大きさに応じて可変であってもよい。ＣＰＵ２０５は給電期間が終了したと判定した場合にはＳ４０６に進む。一方、ＣＰＵ２０５は給電期間が終了していないと判定した場合にはＳ４０１に戻り、再び反射波の振幅電圧Ｖｒを測定値ｉとして検出する。ＣＰＵ２０５はＳ４０１からＳ４０４までの処理を給電期間が終了するまで繰り返し行う。
【００４１】
給電期間が終了した後、ＣＰＵ２０５は通信を開始する前に給電の後処理としてＳ４０６からＳ４０９までを実行する。
Ｓ４０６では、ＣＰＵ２０５は給電電力として設定していた給電電力Ｎ（０）の電力値を給電電力Ｎ−１として記憶する。すなわち、給電期間が既に終了しているために、ＣＰＵ２０５は給電期間において設定していた給電電力が１つ前の給電電力であることを示すために給電電力Ｎ−１として記憶する。ＣＰＵ２０５は給電電力Ｎ−１を、例えばＲＡＭ２１０に記憶する。その後、ＣＰＵ２０５はＳ４０７に進む。
【００４２】
Ｓ４０７では、ＣＰＵ２０５は電力送信回路２０２を制御して給電出力を停止する。なお、ＣＰＵ２０５は電力の出力を全て停止するのでなく第１の電力である通信電力に設定して出力してもよい。その後、ＣＰＵ２０５はＳ４０８に進む。
Ｓ４０８では、ＣＰＵ２０５は整合検出回路２０３で検出した反射波の振幅電圧Ｖｒの測定値のうち、測定値ｉ＋１を測定値ｉ−１として記憶する。すなわち、給電期間が既に終了しているために、ＣＰＵ２０５はＳ４０３において最後に検出した反射波の振幅電圧Ｖｒの測定値ｉ＋１を過去の測定値であることを示すために測定値ｉ−１として記憶する。ＣＰＵ２０５は測定値ｉ−１を、例えばＲＡＭ２１０に記憶する。その後、ＣＰＵ２０５はＳ４０９に進む。
【００４３】
Ｓ４０９では、ＣＰＵ２０５は反射波の振幅電圧Ｖｒの測定番号をｉに設定する。すなわち、ＣＰＵ２０５は測定番号を現在の測定番号を意味するｉに戻すことで、次の測定値の検出に備える。その後、ＣＰＵ２０５はメインの異物検出の処理を終了して、図３のフローチャートのＳ３０７に進む。
【００４４】
Ｓ３０７では、ＣＰＵ２０５は第１の電力である通信電力に設定する前に、給電期間が終了したことに伴い異物検出の処理を停止する。例えば、ＣＰＵ２０５は整合検出回路２０３で検出した反射波の振幅電圧Ｖｒを測定値として検出しない、あるいは、測定値を記憶しないようにする。このように、異物検出の処理を停止するのは、電子機器３００との通信中では負荷変動が大きくなる影響によって反射波の振幅電圧Ｖｒが大きく変化してしまい、異物Ａを誤検出してしまう虞があるためである。その後、ＣＰＵ２０５はＳ３０８に進む。
Ｓ３０８では、ＣＰＵ２０５は第１の電力である通信電力に設定して出力し、給電アンテナ２０８を介して電子機器３００と通信を行う。このとき、ＣＰＵ２０５は電子機器３００の状態情報を受信する。状態情報とは、例えば、電子機器３００が必要な電力情報、および、電子機器３００が備える２次電池の残量情報等である。その後、ＣＰＵ２０５はＳ３０９に進む。
【００４５】
Ｓ３０９では、ＣＰＵ２０５は受信した電子機器３００の状態情報に基づいて給電を継続するか否かを判定する。例えば、ＣＰＵ２０５は受信した状態情報に必要電力がゼロである旨を示す情報が含まれている場合には、給電を継続しないと判定する。一方、ＣＰＵ２０５は受信した状態情報に必要電力がゼロではない旨を示す情報が含まれている場合には、給電を継続すると判定する。ＣＰＵ２０５は給電を継続しないと判定した場合にはフローチャートを終了する。一方、ＣＰＵ２０５は給電を継続すると判定した場合にはＳ３１０に進む。
【００４６】
Ｓ３１０では、ＣＰＵ２０５は新たに給電を開始する。具体的には、ＣＰＵ２０５は電力送信回路２０２を制御して、給電アンテナ２０８から出力する電力を第２の電力である給電電力に設定して出力する。このとき、ＣＰＵ２０５は所定期間だけ、通信の前の給電における電力、すなわちＳ４０６において記憶した給電電力Ｎ−１に設定して出力する。すなわち、ＣＰＵ２０５は通信の前後における給電の電力レベルが同一になるように制御する。このように、出力する電力を給電電力Ｎ−１にすることで、通信の前の給電において測定値ｉ−１として検出したときの測定条件と同一にすることができる。その後、ＣＰＵ２０５はＳ３１１に進む。
【００４７】
Ｓ３１１では、ＣＰＵ２０５は異物Ａの検出を再開する。具体的には、ＣＰＵ２０５は整合検出回路２０３からの反射波の振幅電圧Ｖｒの検出を開始する。その後、ＣＰＵ２０５はＳ３１２に進む。
Ｓ３１２では、ＣＰＵ２０５は整合検出回路２０３からの反射波の振幅電圧Ｖｒを測定値ｉとして検出する。その後、ＣＰＵ２０５はＳ３１３に進む。
Ｓ３１３では、ＣＰＵ２０５は検出した測定値ｉと、通信する前の給電において検出した測定値ｉ−１との差分から差分値を算出する。具体的には、ＣＰＵ２０５はＳ４０８において記憶した測定値ｉ−１を読み出し、読み出した測定値ｉ−１と、Ｓ３１２で検出した測定値ｉとの差分から差分値を算出する。ここで、Ｓ３１０において測定値ｉと測定値ｉ−１とを検出したときの測定条件を同一にしているために、Ｓ３０８の通信中に異物Ａが近接していなければ、反射波の振幅電圧Ｖｒとしての測定値ｉは測定値ｉ−１と同じ値となる。一方、Ｓ３０８の通信中に異物Ａが近接していると、反射波の振幅電圧Ｖｒとしての測定値ｉは測定値ｉ−１と異なる値となり、通信中において異物Ａが近接したと推定できる。このように、負荷変動が大きくなる通信中では反射波の振幅電圧Ｖｒを測定値として検出せず、通信の前後の給電での反射波の振幅電圧Ｖｒを測定値として検出して、測定値の変化に基づいて異物Ａが近接したかを判定する。
【００４８】
Ｓ３１４では、ＣＰＵ２０５は算出した差分値に基づいて異物Ａが存在するか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵ２０５は算出した差分値が閾値（例えば１Ｖ）以上であるか否かを判定する。この閾値は、第１閾値の一例に対応し、例えばＲＯＭ２０９に予め記憶されている。ＣＰＵ２０５は差分値が閾値以上である場合には通信中において異物Ａが近接したと判定してＳ３１８に進む。一方、ＣＰＵ２０５は差分値が閾値未満の場合には通信中において異物Ａが近接していないと判定してＳ３１５に進む。
【００４９】
Ｓ３１５では、ＣＰＵ２０５は反射波の振幅電圧Ｖｒの測定番号をｉに設定する。このように測定番号をｉに戻すのは、Ｓ３１１からＳ３１４までが通信中における異物検出の処理であったのに対してＳ３１５以降が新たな給電における異物検出の処理のためである。
Ｓ３１６では、ＣＰＵ２０５は電力送信回路２０２を制御して、給電アンテナ２０８から出力する電力を給電電力Ｎ−１から給電電力Ｎに設定して出力する。具体的には、ＣＰＵ２０５はＳ３０８において受信した電子機器３００の状態情報に基づいて給電電力Ｎを設定する。例えば、状態情報に１Ｗの電力が更に必要である旨を示す情報が含まれている場合、ＣＰＵ２０５は給電電力Ｎ−１よりも１Ｗ分、大きい電力を出力するように電力送信回路２０２を制御する。その後、ＣＰＵ２０５は給電におけるメインの異物検出の処理であるＳ３１７に進む。
Ｓ３１７のメインの検出処理は、図４のフローチャートに示すメインの異物検出の処理と同様である。
【００５０】
Ｓ３１８では、ＣＰＵ２０５は電力送信回路２０２を制御して、給電電力の出力を停止する。ここでは、Ｓ４０４およびＳ３１４において、異物Ａがあると判定されていることから、給電電力の出力を停止することで異物Ａに電力が加わることを防止する。
Ｓ３１９では、ＣＰＵ２０５は異物Ａがある旨を報知する。具体的には、ＣＰＵ２０５は表示部２１３に異物Ａがある旨を表示したり、給電が停止している旨を表示したりする。したがって、ユーザは給電装置２００からの報知により、給電装置２００に近接させた機器が受電非対応な機器であることや、金属物を近接させたことで給電が停止していること等を認識することができる。
その後、図３のフローチャートの異物検出の処理を終了する。
【００５１】
（電力レベルの時間変化）
次に、給電装置２００が出力する電力レベルの時間変化について説明する。
図５は、給電装置２００が出力する電力レベルの時間変化の一例を示す図である。縦軸が電力レベルであり、横軸が時間経過である。ここでは、通信期間、給電期間、および、通信前後の所定期間も示している。
図５に示すように、最初は通信期間であるために電力レベルが第１の電力である通信電力となる。この通信期間は、Ｓ３０２の通信処理の期間に相当する。
次は、給電期間であるために電力レベルが第２の電力である給電電力となる。この給電期間は最初の給電期間であり、Ｓ３０４において初期値の電力が出力される。
次は、給電期間から再び通信期間に移行する前の期間（通信前の所定期間）であり、反射波の振幅電圧Ｖｒを測定値ｉ＋１として測定する測定期間である。この測定期間は、Ｓ４０２を実行する期間に相当し、通信の直前の第２所定期間の一例に対応する。
【００５２】
次は、再び通信期間であるために電力レベルが第１の電力である通信電力となる。この通信期間は、Ｓ３０８の通信処理の期間に相当する。
次は、通信期間から再び給電期間に移行した後の期間（通信後の所定期間）であり、電力レベルが第２の電力の給電電力として、通信前の給電期間における電力レベルと同一の値である。この期間は、Ｓ３１０からＳ３１４までの期間に相当し、通信中において異物Ａを検出する期間である。また、この期間は、通信の直後の第１所定期間の一例に対応する。
次は、所定期間後の給電期間であり、電力レベルが通信期間において電子機器３００が要求した電力レベルに上昇している。この期間は、Ｓ３１６を実行する期間に相当する。
【００５３】
次は、給電期間から再び通信期間に移行する前の期間（通信前の所定期間）であり、反射波の振幅電圧Ｖｒを測定値ｉ＋１として測定する測定期間である。
以降も同様に、給電装置２００は電子機器３００を給電する場合に、給電と通信とを交互に繰り返す。また、給電装置２００は通信後の所定時間と通信前の給電期間とで電力レベルが同一になるように制御して通信中において近接する異物Ａを検出する。
【００５４】
以上のように本実施形態では、通信中は整合状態が大きく変化してしまい異物を誤検出してしまう虞がある点に着目し、通信中での整合状態ではなく通信の前後における給電での整合状態に基づいて異物を検出する。給電時の整合状態は通信時の整合状態よりも安定していることから、通信の前後における給電での整合状態に基づいて異物を検出することで通信中であっても異物の誤検出を抑制させることができ、精度の高い検出が可能である。
【００５５】
また、本実施形態では、通信の後の給電における給電出力を、通信の前の給電における給電出力と同一になるように制御し、給電出力が同一であるときの通信の前後における給電での整合状態に基づいて異物を検出する。このように、通信の前後の給電における給電出力を同一にすることで、通信の前後の給電における測定条件を同一にすることができる。したがって、通信の後の給電での整合状態は、通信の前の給電での整合状態との間での測定条件の相違による影響が排除されているために、異物による影響が反映された整合状態を取得することができる。
【００５６】
なお、本実施形態では、通信の前後の給電において反射波の振幅電圧Ｖｒを測定する回数が１回である場合について説明したが、この場合に限られず、複数回であってもよい。複数回の場合、ＣＰＵ２０５は複数の測定値の平均値を算出し、通信の前後の給電における平均値同士の差分を差分値として算出してもよい。
また、本実施形態において、ＣＰＵ２０５は図５に示す通信後の所定期間の長さを、給電出力の大きさに応じて設定してもよい。このように通信後の所定期間の長さを変えるのは、給電出力の大きさに応じて給電出力が安定する時間が異なるためである。例えば、ＣＰＵ２０５は、給電出力が大きいほど、所定期間を長くすることができる。このとき、ＣＰＵ２０５は所定期間を長くすることに応じて反射波の振幅電圧Ｖｒを測定する回数を増やしてもよい。この場合、ＣＰＵ２０５は測定値のうち最大と最小とを除いた測定値の平均値を測定値として検出することができる。
また、本実施形態において、ＣＰＵ２０５は図５に示す通信前の所定期間と、通信後の所定期間とを同じ期間（あるいは同じ測定回数）になるように設定しているが、異なっていてもよい。
【００５７】
また、本実施形態では、通信中に異物検出の処理を停止する場合について説明したが、この場合に限られず、通信中であっても異物検出の処理を実行してもよい。この場合、ＣＰＵ２０５は通信中であっても図４のフローチャートのＳ４０１からＳ４０４までの処理のように、異なるタイミングで算出した測定値の差分値に基づいて異物を検出することができる。ただし、上述したように、通信中では負荷変動が大きくなる影響によって、異物Ａを誤検出してしまう虞がある。したがって、ＣＰＵ２０５は、差分値と比較する閾値を給電中に用いる閾値よりも大きい閾値（例えば２．５Ｖ）に設定して、異物を誤検出しないようにする。この閾値は、第２閾値の一例に対応し、第１閾値よりも絶対値が大きい値である。したがって、検出率は低くなるものの通信中であっても誤検出をしないように異物Ａを検出することができる。
【００５８】
以上、本発明を上述した実施形態と共に説明したが、本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
＜他の実施形態＞
本発明は、上述の実施例の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１００：給電システム  ２００：給電装置  ２０２：電力送信回路  ２０３：整合検出回路  ２０４：整合回路  ２０５：ＣＰＵ  ２０８：給電アンテナ  ３００：電子機器  Ａ：異物
【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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