(57)【要約】      （修正有）【課題】受電器と給電器との位置合わせ及び受電器と給電器との間の異物検出を行え、効率よく給電を行えると共に比較的製造コストの低い非接触充電システムを提供する。【解決手段】非接触充電システム１は、赤外線型近接センサー２２を有する給電器２と、この給電器２に給電可能に載置された際に赤外線型近接センサー２２と対向し、赤外線型近接センサー２２から照射される赤外光を反射するシート状のマーカー３２を有する受電器３とを備える。給電器２が赤外線型近接センサー２２の受光レベルにより電力送信の可否を制御する制御部２３を有し、マーカー３２の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が１０μｍ以上１５０μｍ以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線型近接センサーを有する給電器と、
この給電器に給電可能に載置された際に上記赤外線型近接センサーと対向し、上記赤外線型近接センサーから照射される赤外光を反射するシート状のマーカーを有する受電器と
を備え、
上記給電器が上記赤外線型近接センサーの受光レベルにより電力送信の可否を制御する制御部を有し、
上記マーカーの表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が１０μｍ以上１５０μｍ以下である非接触充電システム。
【請求項２】
上記制御部の電力送信を行う上記赤外線型近接センサーの受光レベルが、照射する赤外光強度の１０％以上７０％以下である請求項１に記載の非接触充電システム。
【請求項３】
上記マーカーの赤外光透過率が５％未満である請求項１又は請求項２に記載の非接触充電システム。
【請求項４】
上記マーカーが円形状である請求項１、請求項２又は請求項３に記載の非接触充電システム。
【請求項５】
２対の上記赤外線型近接センサー及び上記マーカーを有する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の非接触充電システム。
【請求項６】
赤外線型近接センサーと、
上記赤外線型近接センサーの受光レベルにより電力送信の可否を制御する制御部と
を備え、
上記制御部の電力送信を行う上記赤外線型近接センサーの受光レベルが、照射する赤外光強度の１０％以上７０％以下である給電器。
【請求項７】
赤外光を反射するシート状のマーカーを有し、
上記マーカーの表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が１０μｍ以上１５０μｍ以下である受電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触充電システム、給電器及び受電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電磁誘導現象を利用した非接触式の充電システムが知られている。非接触充電システムを用いると、充電を行う際にコードを機器のソケットに嵌合する煩わしさが低減され、頻繁にコードを抜き差しすることによるソケットの破損等が抑止できる。このため、このような非接触充電システムは、近年、携帯電話のほか、腕時計型や指輪型等のウエアラブルデバイスなどの携帯機器の充電装置として普及しつつある。
【０００３】
非接触充電システムは、一般に一次側コイルを有する給電器と、二次側コイルを有する受電器とから構成される。この非接触充電システムでは、一次側コイルと対向する位置に二次側コイルが配置されるように給電器に受電器を載置し、一次側コイルに電流を流すことで生じる磁界により二次側コイルに電流を発生させるものである。従って、受電器を給電器に載置する際に、給電効率を確保するため受電器の二次側コイルが給電器の一次側コイルと重なるように位置合わせする必要がある。
【０００４】
受電器と給電器との位置合わせを確実に行うには、受電器と給電器との間に嵌合構造を設け、受電器と給電器とを物理的に嵌合させることで位置合わせする方法が考えられる。しかし、この方法は、充電を行う際にコードを機器のソケットに嵌合する煩わしさが低減されるという非接触充電システムの利点を相殺するものである。上記非接触充電システムの利点を活かしつつ位置合わせを行う方法として、例えば永久磁石を用いた方法が提案されている（特開２０１２−９５４５６号公報参照）。
【０００５】
この従来の非接触充電システムでは、受電器及び給電器のコイル中央にそれぞれ永久磁石を配設し、受電器を給電器に配置する際に上記永久磁石の互いに引きつけ合う力により受電器を移動させ、一次側コイルと二次側コイルとが重なるように位置合わせを行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−９５４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、受電器となる携帯機器の重さは大きくなる傾向にあり、この従来の非接触充電システムでは、受電器を移動させるため永久磁石には強い磁力が必要となる。コイルの中央にこのような磁力の強い永久磁石を配設すると、その磁力により給電効率が低下し易い。この給電効率の低下は、受電器が載置された後に永久磁石の磁力のコイルへの影響を低減する構成とすることで抑止することもできるが、磁力の強い永久磁石のコストが高いことと相まってこの従来の非接触充電システムは、製造コストが高い。
【０００８】
また、受電器と給電器との間に金属等の異物が挟まると一次側コイルが発する磁界のエネルギーが異物の発熱に使われるため、受電器への給電効率が低下する。近年、特に１０Ｗクラスの給電を行う非接触充電システムでは、この異物の発熱により受電器や給電器が破損するおそれもある。このため、非接触充電システムには異物を検出し給電を止める制御が求められるが、上記従来の非接触充電システムでは永久磁石による位置合わせ機構とは別にこの制御機構を設ける必要があり、さらに非接触充電システムの製造コストを押し上げる。
【０００９】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、受電器と給電器との位置合わせ及び受電器と給電器との間の異物検出を行え、効率よく給電を行えると共に比較的製造コストの低い非接触充電システムと、この非接触充電システムに用いることのできる給電器及び受電器とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る非接触充電システムは、赤外線型近接センサーを有する給電器と、この給電器に給電可能に載置された際に上記赤外線型近接センサーと対向し、上記赤外線型近接センサーから照射される赤外光を反射するシート状のマーカーを有する受電器とを備え、上記給電器が上記赤外線型近接センサーの受光レベルにより電力送信の可否を制御する制御部を有し、上記マーカーの表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が１０μｍ以上１５０μｍ以下である。
【００１１】
上記課題を解決するためになされた本発明の別の一態様に係る給電器は、赤外線型近接センサーと、上記赤外線型近接センサーの受光レベルにより電力送信の可否を制御する制御部とを備え、上記制御部の電力送信を行う上記赤外線型近接センサーの受光レベルが、照射する赤外光強度の１０％以上７０％以下である。
【００１２】
上記課題を解決するためになされた本発明のさらに別の一態様に係る受電器は、赤外光を反射するシート状のマーカーを有し、上記マーカーの表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が１０μｍ以上１５０μｍ以下である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の非接触充電システムは、受電器と給電器との位置合わせ及び受電器と給電器との間の異物検出を行え、効率よく給電を行えると共に比較的製造コストが低い。また、本発明の給電器及び受電器は、本発明の非接触充電システムに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の一態様に係る非接触充電システムの模式的側面図である。
【図２】図２は、図１の非接触充電システムの給電器の模式的上面図である。
【図３】図３は、図１の非接触充電システムの受電器の模式的下面図である。
【図４】図４は、図１とは異なる非接触充電システムの模式的側面図である。
【図５】図５は、図４の非接触充電システムの受電器の模式的下面図である。
【図６】図６は、図４の非接触充電システムの受電器の載置例を示す模式的上面図である。
【図７】図７は、図３及び図５とは異なる受電器の模式的側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［本発明の実施形態の説明］
本発明の一態様に係る非接触充電システムは、赤外線型近接センサーを有する給電器と、この給電器に給電可能に載置された際に上記赤外線型近接センサーと対向し、上記赤外線型近接センサーから照射される赤外光を反射するシート状のマーカーを有する受電器とを備え、上記給電器が上記赤外線型近接センサーの受光レベルにより電力送信の可否を制御する制御部を有し、上記マーカーの表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が１０μｍ以上１５０μｍ以下である。
【００１６】
当該非接触充電システムは、給電器が赤外線型近接センサーを有するので、赤外光の反射の有無により物体が近接していることを検知できる。また、当該非接触充電システムは、受電器が赤外光を反射するマーカーを有し、受電器が給電器に給電可能に載置された際に上記マーカーが上記赤外線型近接センサーと対向する。上記マーカーは表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が上記範囲内であるので、赤外光が乱反射され、赤外線型近接センサーへ反射する赤外光の割合が減少する。このため、上記マーカーから反射される赤外光は、金属等の異物から反射される赤外光よりも弱い。従って、上記給電器の制御部は、上記赤外線型近接センサーの受光レベルにより、異物を挟むことなく上記マーカーが上記赤外線型近接センサーと対向しているか否か、すなわち受電器が給電器に給電可能に載置されているか否かを判断できる。以上から、当該非接触充電システムは、制御部が受光レベルにより電力送信の可否を制御することで、効率よく給電を行うことができる。また、当該非接触充電システムの位置合わせ及び異物検出機構は、赤外線型近接センサー及びマーカーで構成できるので、永久磁石等により構成する場合に比べ製造コストが低い。
【００１７】
上記制御部の電力送信を行う上記赤外線型近接センサーの受光レベルとしては、照射する赤外光強度の１０％以上７０％以下が好ましい。上記受光レベルを上記上限以下とすることで、マーカーからの赤外光の反射と、受電器の筐体や異物からの赤外光の反射との識別精度を高められる。また、上記受光レベルを上記下限以上とすることで、受電器の筐体が黒色である場合であってもマーカーからの赤外光の反射と、受電器の筐体からの赤外光の反射とを識別できるので、効率よく給電を行うことができる。
【００１８】
上記マーカーの赤外光透過率としては、５％未満が好ましい。上記マーカーの赤外光透過率を上記上限未満とすることで、マーカーの裏面に接する受電器の筐体からの反射を抑止できるので、受電器の筐体や異物からの赤外光の反射との識別精度を高められる。
【００１９】
上記マーカーが円形状であることが好ましい。上記マーカーを円形状とすることで、位置合わせ誤差による給電効率の低下を抑止できる。
【００２０】
当該非接触充電システムが、２対の上記赤外線型近接センサー及び上記マーカーを有するとよい。２対の赤外線型近接センサー及びマーカーを有することで、位置合わせの精度を向上できる。
【００２１】
上記課題を解決するためになされた本発明の別の一態様に係る給電器は、赤外線型近接センサーと、上記赤外線型近接センサーの受光レベルにより電力送信の可否を制御する制御部とを備え、上記制御部の電力送信を行う上記赤外線型近接センサーの受光レベルが、照射する赤外光強度の１０％以上７０％以下である。
【００２２】
当該給電器は赤外線型近接センサーを有するので、赤外光の反射の有無により物体が近接していることを検知できる。また、当該給電器は上記範囲内の受光レベルである場合に上記制御部が電力送信を行う。このため、受電器の筐体や異物からの赤外光の反射を精度よく識別でき、効率よく給電を行うことができる。
【００２３】
上記課題を解決するためになされた本発明のさらに別の一態様に係る受電器は、赤外光を反射するシート状のマーカーを有し、上記マーカーの表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が１０μｍ以上１５０μｍ以下である。
【００２４】
当該受電器は、赤外光を反射するマーカーを有し、その表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が上記範囲内であるので、赤外光が乱反射され、正反射する赤外光の割合が減少する。このため、上記マーカーから正反射される赤外光は、金属等の異物から正反射される赤外光よりも弱い。従って、当該受電器は、上記マーカーから正反射する赤外光の強度を用いて、位置合わせ情報及び異物の存在を検出できる。
【００２５】
ここで、「算術平均粗さＲａ」とは、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１：２００１に準じてカットオフ値（λｃ）２．５ｍｍ、評価長さ（ｌ）１２．５ｍｍで測定される値を意味する。
【００２６】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明に係る非接触充電システム及びこれに用いる給電器と受電器との一実施形態について図面を参照しつつ詳説する。
【００２７】
［第一実施形態］
図１に示す非接触充電システム１は、それ自体が本発明の別の一態様に係る給電器２と受電器３とを備える。
【００２８】
＜給電器＞
当該給電器２は、図１及び図２に示すように、給電器筐体２０と、この給電器筐体２０の内部に格納される一次側コイル２１と、赤外線型近接センサー２２と、制御部２３とを主に備える。
【００２９】
（給電器筐体）
給電器筐体２０の形状は上部に受電器３を載置できる限り特に限定されないが、例えば図１及び図２に示すように内部に空間を有する一定厚みの直方体状とできる。
【００３０】
給電器筐体２０の大きさは特に限定されず、受電器３が搭載される充電対象物の大きさに合わせて適宜設計することができる。例えば充電対象物が携帯電話である場合、給電器筐体２０の上面は、短辺が５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下、長辺が１００ｍｍ以上１５０ｍｍ以下の長方形とできる。また、給電器筐体２０の高さは、１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下とできる。
【００３１】
給電器筐体２０の材質としては、絶縁性を有し、かつ磁性を有しないものであれば特に限定されないが、例えば樹脂を主成分とする板材を用いることができる。また、導電性及び磁性が付与されない範囲で、給電器筐体２０は樹脂以外の成分を含んでもよい。なお、「主成分」とは、例えば５０質量％以上含まれる成分をいう。
【００３２】
また、給電器筐体２０は、受電器３のマーカー３２と給電器２の赤外線型近接センサー２２とを対向させ易いように上面に受電器３を載置すべき場所をガイドするガイド線２０ａを有するとよい。ガイド線２０ａの形状は、特に限定されないが、例えば図２には、ガイド線２０ａとして受電器３が搭載される充電対象物の外周を示す線を示している。充電対象物の外周がこのガイド線２０ａと重なるように充電対象物を給電器筐体２０の上面に載置することで、受電器３のマーカー３２と給電器２の赤外線型近接センサー２２とを容易に対向させることができる。
【００３３】
（一次側コイル）
一次側コイル２１は、電流を流すことで磁界を発生し、受電器３の二次側コイル３１に給電するためのコイルである。
【００３４】
一次側コイル２１の平面視形状としては、特に限定されないが、図２に示すように渦巻き状とするとよい。一次側コイル２１の平面視形状を渦巻き状とすることで小さい厚みでコイルの巻き数を増やすことができる。また、一次側コイル２１の平面視形状を渦巻き状とすることで、１対の赤外線型近接センサー２２及びマーカー３２であっても位置合わせ精度を向上できる。
【００３５】
一次側コイル２１の平面視での大きさは、給電器筐体２０や発生すべき磁界の大きさにより適宜決定されるが、例えば渦巻き状の外周の直径が１５ｍｍ以上１００ｍｍ以下とできる。上記外周の直径が上記下限未満であると、位置合わせ誤差による給電効率の低下率が大きくなるおそれがある。逆に、上記外周の直径が上記上限を超えると、給電器筐体２０への格納が困難となるおそれがある。
【００３６】
（赤外線型近接センサー）
赤外線型近接センサー２２は、赤外線を発する発光素子２２ａと、上記発光素子２２ａの近傍に配設され、光を受けとって電気信号に変換する受光素子２２ｂとを備える。赤外線近接センサーは、発光素子２２ａから発した赤外線が物体に当たった反射光を受光素子２２ｂで受光することで、物体が近い距離にあることを検知することができる。また、赤外線型近接センサーは、仕組みが単純で、制御し易く、部品が安価である。また、光は拡散するため、高い軸調整精度が必要とされず、当該非接触充電システム１の製造コストを低減できる。
【００３７】
赤外線型近接センサー２２は、上記発光素子２２ａ及び受光素子２２ｂが給電器筐体２０の上面に露出するように配設される。なお、上記発光素子２２ａとしては、レーザーダイオードや発光ダイオード等が挙げられる。また、上記受光素子２２ｂとしては、フォトダイオード等が挙げられる。
【００３８】
赤外線型近接センサー２２が使用する赤外線の波長は、部品のコスト及び感度の観点から１μｍ以上３μｍ以下が好ましい。
【００３９】
図２に示すように１個の赤外線型近接センサー２２により位置合わせを行う場合、赤外線型近接センサー２２は一次側コイル２１の重心位置付近、図２に示すように一次側コイル２１が渦巻き状である場合であれば、その中心位置付近に配設するとよい。１個の赤外線型近接センサー２２により位置合わせを行う場合、受電器３のマーカー３２と赤外線型近接センサー２２とを重なるように配設した状態で受電器３がマーカー３２を中心に回転させ得るが、このように回転した状態であっても一次側コイル２１と二次側コイル３１とが重ならない部分の面積が増加することを抑止できる。従って、給電効率が低下し難い。
【００４０】
（制御部）
制御部２３は、上記赤外線型近接センサー２２の受光レベルにより電力送信の可否を制御する。ここで、「受光レベル」とは受光素子２２ｂが変換した電気信号の強さから逆算される受光した光の強度を意味する。また、「電力送信の可否」とは、一次側コイル２１に通電するか否かを意味する。この制御部２３は、例えばマイコンにより構成することができる。
【００４１】
上記制御部２３の電力送信を行う上記赤外線型近接センサー２２の受光レベルの下限としては、照射する赤外光強度の１０％が好ましく、２０％がより好ましい。一方、上記制御部２３の電力送信を行う受光レベルの上限としては、７０％が好ましく、５０％がより好ましい。上記制御部２３の電力送信を行う受光レベルが上記下限未満であると、受電器３の筐体が黒色である場合、筐体からの反射と受電器３のマーカー３２からの反射との識別が困難となり、位置合わせの精度が不十分となるおそれがある。逆に、上記制御部２３の電力送信を行う受光レベルが上記上限を超えると、黒色以外の受電器３の筐体や異物からの反射と受電器３のマーカー３２からの反射との識別が困難となり、位置合わせの精度が不十分となるおそれがある。
【００４２】
＜受電器＞
当該受電器３は、図３に示すように、受電器筐体３０と、この受電器筐体３０の内部に格納される二次側コイル３１と、マーカー３２とを主に備える。
【００４３】
（受電器筐体）
当該受電器３は、携帯電話のほか、腕時計型や指輪型等のウエアラブルデバイスなどの携帯機器に内蔵されるものであり、受電器筐体３０は当該受電器３を内蔵する携帯機器の筐体と兼ねることができる。
【００４４】
受電器筐体３０の大きさは、携帯機器の筐体の大きさにより決まる。また、受電器筐体３０の材質としては、絶縁性を有し、かつ磁性を有しないものであれば特に限定されず、例えば樹脂を主成分とする板材を用いることができる。
【００４５】
（二次側コイル）
二次側コイル３１は、給電器２の一次側コイル２１に電流を流すことで生じる磁界により電流が発生する。発生した電流は充電電池等（不図示）に蓄えられる。
【００４６】
二次側コイル３１の形状及び大きさは、一次側コイル２１と同様とすることが好ましい。二次側コイル３１の形状及び大きさを一次側コイル２１と同様とすることで、給電効率が高められる。
【００４７】
（マーカー）
マーカー３２は、シート状であり、受電器筐体３０の下面（当該受電器３が当該給電器２に給電可能に載置された際に当該給電器２に接する面）に配設される。上記マーカー３２は、当該受電器３が当該給電器２に給電可能に載置された際に上記赤外線型近接センサー２２と対向し、上記赤外線型近接センサー２２から照射される赤外光を反射する。
【００４８】
マーカー３２はシート状であるので、マーカー３２の配設は、例えば携帯機器の筐体への接着剤等による貼付により行うことができる。つまり、当該受電器３は、既存の携帯機器に対しても給電器２に給電可能に載置された際に上記赤外線型近接センサー２２と対向するようにマーカー３２を貼付することで当該受電器３を構成できる。
【００４９】
マーカー３２の平面視形状としては、特に限定されないが、図２に示すように円形状が好ましい。上記マーカー３２を円形状とすることで、位置合わせ誤差による給電効率の低下を抑止できる。
【００５０】
マーカー３２は、受電器３が給電器２に給電可能に載置された際に赤外線型近接センサー２２とマーカー３２とが対向するように配設されるが、マーカー３２の配設位置としては、マーカー３２の重心と二次側コイル３１の重心とが略一致する位置とすることが好ましい。例えば、図２に示すように平面視でマーカー３２が円形状であり、二次側コイル３１が渦巻き状である場合は、その中心が略一致するとよい。１個のマーカー３２により位置合わせを行う場合、給電器２の赤外線型近接センサー２２とマーカー３２とを重なるように配設した状態で受電器３がマーカー３２を中心に回転し得るが、そのような場合であっても一次側コイル２１と二次側コイル３１とが重ならない部分の面積が増加することを抑止できる。従って、給電効率が低下し難い。
【００５１】
マーカー３２の平面視での面積は許容される位置合わせ誤差にもよるが、マーカー３２の平面視での面積の下限としては、２ｍｍ２が好ましく、４ｍｍ２がより好ましい。一方、上記マーカー３２の平面視での面積の上限としては、１０ｍｍ２が好ましく、８ｍｍ２がより好ましい。上記マーカー３２の平面視での面積が上記下限未満であると、許容される位置合わせ誤差が小さくなり過ぎるため、受電器３を給電可能に載置することが困難となるおそれがある。逆に、上記マーカー３２の平面視での面積が上記上限を超えると、位置合わせ誤差が大きい状態で受電器３を載置しても、給電器２の制御部２３が給電可能と判断するため、給電効率を十分に高められないおそれがある。
【００５２】
上記マーカー３２の平均厚さの下限としては、０．５ｍｍが好ましく、１ｍｍがより好ましい。一方、上記マーカー３２の平均厚さの上限としては、３ｍｍが好ましく、２．５ｍｍがより好ましい。上記マーカー３２の平均厚さが上記下限未満であると、マーカー３２の強度が不足し、マーカー３２の受電器筐体３０への固定が困難となるおそれがある。逆に、上記マーカー３２の平均厚さが上記上限を超えると、給電器２に載置した際のマーカー３２の厚みで受電器３が給電器２に密着せず、給電効率が低下するおそれや、マーカー３２が傾斜するため反射した赤外光が赤外線型近接センサー２２に十分に届かないおそれがある。
【００５３】
上記マーカー３２の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）の下限としては、１０μｍであり、２５μｍがより好ましく、５０μｍがさらに好ましい。一方、上記マーカー３２の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）の上限としては、１５０μｍであり、１００μｍがより好ましい。上記マーカー３２の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が上記下限未満であると、赤外光がマーカー３２の表面で正反射され易くなるため、赤外線型近接センサー２２へ反射する赤外光の割合が増加する。このため、マーカー３２からの赤外光の反射と、受電器筐体３０や異物からの赤外光の反射との識別精度が低下するおそれがある。逆に、上記マーカー３２の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が上記上限を超えると、赤外光がマーカー３２の表面で乱反射され易くなるため、赤外線型近接センサー２２へ反射する赤外光の割合が減少する。このため、受電器３の筐体が黒色である場合、マーカー３２からの赤外光の反射と、受電器筐体３０からの赤外光の反射との識別精度が低下するおそれがある。
【００５４】
上記マーカー３２の赤外光透過率は、５％未満が好ましく、３％未満がより好ましい。上記マーカー３２の赤外光透過率が上記上限以上であると、マーカー３２の裏面に接する受電器筐体３０から反射する赤外光が無視できなくなり、マーカー３２からの赤外光の反射と、受電器筐体３０からの赤外光の反射との識別精度が低下するおそれがある。一方、上記マーカー３２の赤外光透過率の下限は特に限定されず、０％であってもよい。
【００５５】
＜非接触充電システムの動作＞
当該非接触充電システム１の動作について説明する。当該非接触充電システム１では、給電器２の制御部２３が赤外線型近接センサー２２の受光レベルにより電力送信の可否を制御する。具体的には、上記制御部２３は受光レベルが一定値以下（例えば１０％未満）となる場合及び受光レベルが比較的高い（例えば７０％超となる）場合に電力送信を行わず、受光レベルが比較的低い（例えば１０％以上７０％以下となる）場合に電力送信を行う。以下に具体的な状況における制御部２３の電力送信の可否の制御について説明する。
【００５６】
受電器３が給電器２に載置されていない場合、給電器２の赤外線型近接センサー２２は反射光を捉えないので、受光レベルがほぼ０となる。この場合、制御部２３は電力送信を行わない。つまり、制御部２３は、一次側コイル２１に通電しない。
【００５７】
受電器３が給電器２に給電可能に載置された場合、受電器３のマーカー３２が給電器２の赤外線型近接センサー２２と対向する。上記マーカー３２は表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が上述の範囲内であるので、赤外光が乱反射され、赤外線型近接センサー２２へ反射する赤外光の割合は比較的低い。この場合、受光レベルが比較的低くなるので、制御部２３は電力送信を行う。つまり、制御部２３は、一次側コイル２１に通電する。
【００５８】
受電器３が給電器２に載置されているが、位置ずれを起こしている場合、赤外線型近接センサー２２の赤外光は受電器筐体３０に照射される。ここで、受電器筐体３０が黒色である場合、赤外光はほとんど吸収され、赤外線型近接センサー２２では反射光がほとんど検知されない。一方、受電器筐体３０が黒色以外である場合、赤外光はほとんど正反射され、赤外線型近接センサー２２は、比較的高い反射光を検知する。このように位置ずれを生じている場合、受光レベルが一定値以下であるか、又は受光レベルが非常に高くなるかのいずれかであり、制御部２３は電力送信を行わない。つまり、制御部２３は、一次側コイル２１に通電しない。
【００５９】
受電器３と給電器２との間に金属等の異物が挟まっている場合、赤外線型近接センサー２２の赤外光は、異物によりほとんど正反射され、赤外線型近接センサー２２は、比較的高い反射光を検知する。この場合、受光レベルが非常に高くなるので、制御部２３は電力送信を行わない。つまり、制御部２３は、一次側コイル２１に通電しない。
【００６０】
以上説明したように、当該非接触充電システム１では受電器３が給電器２に給電可能に載置された場合に電力送信が行われ、受電器３と給電器２とが位置ずれしている場合や受電器３と給電器２との間に金属等の異物が挟まっている場合には、電力送信が行われない。従って、当該非接触充電システム１は、効率よく給電を行うことができる。
【００６１】
＜利点＞
当該非接触充電システム１は、給電器２が赤外線型近接センサー２２を有するので、赤外光の反射の有無により物体が近接していることを検知できる。また、当該非接触充電システム１は、受電器３が赤外光を反射するマーカー３２を有し、受電器３が給電器２に給電可能に載置された際に上記マーカー３２が上記赤外線型近接センサー２２と対向する。上記マーカー３２は表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が上記範囲内であるので、赤外光が乱反射され、赤外線型近接センサー２２へ反射する赤外光の割合が減少する。このため、上記マーカー３２から反射される赤外光は、金属等の異物から反射される赤外光よりも弱い。従って、上記給電器２の制御部２３は、上記赤外線型近接センサー２２の受光レベルにより、異物を挟むことなく上記マーカー３２が上記赤外線型近接センサー２２と対向しているか否か、すなわち受電器３が給電器２に給電可能に載置されているか否かを判断できる。以上から、当該非接触充電システム１は、制御部２３が受光レベルにより電力送信の可否を制御することで、効率よく給電を行うことができる。また、当該非接触充電システム１の位置合わせ及び異物検出機構は、赤外線型近接センサー２２及びマーカー３２で構成できるので、永久磁石等により構成する場合に比べ製造コストが低い。
【００６２】
［第二実施形態］
図４に示す非接触充電システム４は、それ自体が本発明の別の一態様に係る給電器５と受電器６とを備える。
【００６３】
＜給電器及び受電器＞
当該給電器５は、給電器筐体５０と、この給電器筐体５０の内部に格納される一次側コイル５１と、２個の赤外線型近接センサー５２と、制御部５３とを主に備える。また、当該受電器６は、受電器筐体６０と、この受電器筐体６０の内部に格納される二次側コイル６１と、２個のマーカー６２とを主に備える。
【００６４】
給電器筐体５０及び受電器筐体６０は、第一実施形態の給電器筐体２０及び受電器筐体３０と同様であるので説明を省略する。
【００６５】
一次側コイル５１及び二次側コイル６１は、第一実施形態の一次側コイル２１及び二次側コイル３１と同様であるが、第二実施形態では、一次側コイル５１（不図示）及び二次側コイル６１（図５）として平面視形状が長方形状の場合を示している。
【００６６】
当該非接触充電システム４は、２対の赤外線型近接センサー５２及びマーカー６２を有する。上記マーカー６２は、図５に示すように二次側コイル６１の外側に、二次側コイル６１の重心を挟んで対称位置に配設するとよい。このようにマーカー６２を配設することで、二次側コイル６１の内側に配設される場合に比べ、二次側コイル６１を一次側コイル５１に対して平行に支持し易い。このため、給電効率の低下を抑止できる。
【００６７】
また、上記赤外線型近接センサー５２は、受電器６が給電器５に給電可能に載置された際に上記赤外線型近接センサー５２と上記マーカー６２とが対向するように配設される。
【００６８】
個々の赤外線型近接センサー５２及びマーカー６２は、第一実施形態の赤外線型近接センサー２２及びマーカー３２と同様であるので、説明を省略する。
【００６９】
制御部５３は、２個の上記赤外線型近接センサー５２の受光レベルにより電力送信の可否を制御する。制御部５３は、第一実施形態の制御部２３と同様に構成できるので説明を省略する。
【００７０】
＜非接触充電システムの動作＞
当該非接触充電システム４では、給電器５の制御部５３が２個の赤外線型近接センサー５２の受光レベルにより電力送信の可否を制御する。具体的には、上記制御部５３は少なくとも１個の赤外線型近接センサー５２の受光レベルが一定値以下となる場合及び受光レベルが比較的高い場合に電力送信を行わず、２個の赤外線型近接センサー５２の受光レベルが比較的低い場合に電力送信を行う。
【００７１】
具体的な状況における制御部２３の電力送信の可否の制御は第一実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００７２】
なお、当該非接触充電システム４では、１個の赤外線型近接センサー５２の受光レベルは比較的低いが、他の赤外線型近接センサー５２の受光レベルが一定値以下又は比較的高いということが起こり得る。他の赤外線型近接センサー５２の受光レベルが一定値以下である場合は、１対の赤外線型近接センサー５２及びマーカー６２は対向しているが、他の赤外線型近接センサー５２及びマーカー６２は対向していないことを意味する。これは、図６に示すように、上記対向しているマーカー６２を中心に受電器６が回転して載置されている状態にあり、一次側コイル５１と二次側コイル６１との重なりが不十分である状態を意味する。また、他の赤外線型近接センサー５２の受光レベルが比較的高い場合は、金属等の異物の一部が受電器６と給電器５との間に挟まっており、一方の赤外線型近接センサー５２の赤外光のみが異物によりほとんど正反射され、比較的高い反射光を検知した状態を意味する。従って、上記制御部５３は少なくとも１個の赤外線型近接センサー５２の受光レベルが一定値以下となる場合及び受光レベルが比較的高い場合には、電力送信を行わない。
【００７３】
＜利点＞
当該非接触充電システム４は、２対の赤外線型近接センサー５２及びマーカー６２を有するので、受電器６を給電器５に載置する際、２対のマーカー６２を結ぶ方向と、２対の赤外線型近接センサー５２を結ぶ方向が一致するように位置合わせを制御できる。従って、一次側コイル５１及び二次側コイル６１の向きも考慮して位置合わせできるので、位置合わせの精度を向上できる。
【００７４】
［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００７５】
上記実施形態では、図７に示すように受電器７が受電器筐体７０にマーカー７２を配設する凹部７０ａを有してもよい。このように受電器７にマーカー７２を配設する凹部７０ａを設けることで、マーカー７２が受電器７の受電器筐体７０から突出することを抑止できる。このため、受電器７を給電器に給電可能に載置する際に、受電器７がマーカー７２により浮き上がることを抑止でき、給電効率の低下を抑止できる。
【００７６】
上記実施形態では、非接触充電システムが１対又は２対の赤外線型近接センサー及びマーカーを有する場合を説明したが、３対以上の赤外線型近接センサー及びマーカーを有する非接触充電システムも本発明の意図するところである。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上のように、本発明の本発明の非接触充電システムは、受電器と給電器との位置合わせ及び受電器と給電器との間の異物検出を行え、効率よく給電を行えると共に比較的製造コストが低い。また、本発明の給電器及び受電器は、当該非接触充電システムに用いることができる。
【符号の説明】
【００７８】
１、４  非接触充電システム
２、５  給電器
２０、５０  給電器筐体
２０ａ  ガイド線
２１、５１  一次側コイル
２２、５２  赤外線型近接センサー
２２ａ  発光素子
２２ｂ  受光素子
２３、５３  制御部
３、６、７  受電器
３０、６０、７０  受電器筐体
７０ａ  凹部
３１、６１  二次側コイル
３２、６２、７２  マーカー
【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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