(57)【要約】  非接触給電装置は、第１コイルと、第１コイルと対向して配置された第２コイルと、検知部とを備える。検知部は、絶縁体と、送信主アンテナ部と、送信副アンテナ部と、送信回路と、受信主アンテナ部と、受信副アンテナ部と、受信回路と、を有する。
2014103316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１コイルと、
前記第１コイルと対向して配置された第２コイルと、
前記第１コイルと、前記第２コイルとの間に設置された板状の絶縁体と、
前記絶縁体の第１面に形成された直線状の送信主アンテナ部と、
前記絶縁体の前記第１面に形成され、前記送信主アンテナ部と交差し、かつ電気的に接続された送信副アンテナ部と、
前記送信主アンテナ部と電気的に接続され、信号を送信する送信回路と、
前記絶縁体の前記第１面の反対側の第２面に形成された直線状の受信主アンテナ部と、
前記絶縁体の前記第２面に形成され、前記受信主アンテナ部と交差し、かつ電気的に接続された受信副アンテナ部と、
前記受信主アンテナ部と電気的に接続された受信回路と、
を有する
検知部と、
を備え、
前記受信回路は、前記受信主アンテナ部と前記受信副アンテナ部により前記信号を受信し、受信した前記信号の特性の変化から、前記第１コイルと前記第２コイルとの間の前記絶縁体以外の物を検知する
非接触給電装置。
【請求項２】
前記送信主アンテナ部は、前記受信主アンテナ部と直交している
請求項１記載の非接触給電装置。
【請求項３】
前記送信副アンテナ部と、前記受信副アンテナ部は、直線状であり、
前記送信副アンテナ部は、前記送信主アンテナ部と直交しており、
前記受信副アンテナ部は、前記受信主アンテナ部と直交している、
請求項１記載の非接触給電装置。
【請求項４】
前記送信主アンテナ部と、前記送信副アンテナ部と、前記受信主アンテナ部と、前記受信副アンテナ部は複数のうちの１つであり、
前記送信副アンテナ部の各々は、隣接する前記送信主アンテナ部とは重なっておらず、
前記受信副アンテナ部の各々は、隣接する前記受信主アンテナ部とは重なっていない
請求項１記載の非接触給電装置。
【請求項５】
前記第１コイルから前記絶縁体を透視して見た場合に、
前記送信副アンテナ部は、前記受信主アンテナ部とは重なっておらず、
前記受信副アンテナ部は、前記送信主アンテナ部とは重なっていない
請求項４記載の非接触給電装置。
【請求項６】
前記信号の特性の変化は、前記送信副アンテナ部と前記受信副アンテナ部との共振周波数より高い周波数において検出される受信強度の変化である
請求項１記載の非接触給電装置。
【請求項７】
前記信号の特性の変化は、前記送信主アンテナ部と前記受信主アンテナ部との共振周波数より高い周波数において検出される受信強度の変化である
請求項１記載の非接触給電装置。
【請求項８】
前記送信主アンテナ部と、前記送信副アンテナ部と、前記受信主アンテナ部と、前記受信副アンテナ部はそれぞれ複数のうちの１つであり、前記送信回路は、複数の前記送信主アンテナ部へ順番に信号を送信し、前記送信主アンテナ部と、前記送信主アンテナ部に接続されている前記送信副アンテナ部とを通じて、前記信号を順番に出力し、
前記受信回路は、複数の前記受信主アンテナ部から順番に、前記受信主アンテナ部と、前記受信主アンテナ部に接続されている前記受信副アンテナ部により前記信号を受信する
請求項１に記載の非接触給電装置。
【請求項９】
前記送信副アンテナ部と、前記受信副アンテナ部は、円弧状である
請求項１に記載の非接触給電装置。
【請求項１０】
前記送信副アンテナ部と、前記受信副アンテナ部は複数のうちの１つであり、
隣接する前記送信副アンテナ部は、円弧の方向が互いに１８０°異なるように形成されており、
隣接する前記受信副アンテナ部は、円弧の方向が互いに１８０°異なるように形成されている
請求項９に記載の非接触給電装置。
【請求項１１】
前記送信副アンテナ部と、前記受信副アンテナ部は複数のうちの１つであり、
隣接する前記送信副アンテナ部は、線対称であり、
隣接する前記受信副アンテナ部は、線対称である
請求項１に記載の非接触給電装置。
【請求項１２】
前記送信副アンテナ部と、前記受信副アンテナ部は複数のうちの１つであり、
隣接する前記送信副アンテナ部は、お互いに非平行であり、
隣接する前記受信副アンテナ部は、お互いに非平行である
請求項１に記載の非接触給電装置。
【請求項１３】
前記送信副アンテナ部と、前記受信副アンテナ部は複数のうちの１つであり、
前記送信副アンテナ部と、前記受信副アンテナ部は、直線状であり、
前記送信副アンテナ部は、前記送信主アンテナ部に対し、４５°の方向に延びており、
前記受信副アンテナ部は、前記受信主アンテナ部対し、４５°の方向に延びている
請求項１に記載の非接触給電装置。
【請求項１４】
前記送信副アンテナ部と、前記受信副アンテナ部は複数のうちの１つであり、
前記第１コイルから前記絶縁体を透視して見た場合に、
隣接する前記送信副アンテナ部で囲まれた領域に、前記受信副アンテナ部の一部が入り込んでおり、隣接する前記受信副アンテナ部で囲まれた領域に、前記送信副アンテナ部の一部が入り込んでいる
請求項１に記載の非接触給電装置。
【請求項１５】
第１コイルと、
前記第１コイルと対向して配置された第２コイルと、
前記第１コイルと、前記第２コイルとの間に設置された板状の絶縁体と、
前記絶縁体の第１面に形成された直線状の送信主アンテナ部と、
前記絶縁体の前記第１面に形成され、前記送信主アンテナ部と交差し、かつ電気的に接続された送信副アンテナ部と、
前記送信主アンテナ部と電気的に接続され、信号を送信する送信回路と、
前記絶縁体の前記第１面の反対側の第２面に形成された直線状の受信主アンテナ部と、
前記絶縁体の前記第２面に形成され、前記受信主アンテナ部と交差し、かつ電気的に接続された受信副アンテナ部と、
前記受信主アンテナ部と電気的に接続された受信回路と、
を有する
検知部と、
を備え、
前記送信回路は、送信した前記信号の反射信号を受信し、受信した前記反射信号の特性の変化から、前記第１コイルと前記第２コイルとの間の前記絶縁体以外の物を検知する
非接触給電装置。
【請求項１６】
前記送信主アンテナ部は、前記受信主アンテナ部と直交している
請求項１５記載の非接触給電装置。
【請求項１７】
前記送信副アンテナ部と、前記受信副アンテナ部は、直線状であり、
前記送信副アンテナ部は、前記送信主アンテナ部と直交しており、
前記受信副アンテナ部は、前記受信主アンテナ部と直交している、
請求項１５記載の非接触給電装置。
【請求項１８】
前記送信主アンテナ部と、前記送信副アンテナ部と、前記受信主アンテナ部と、前記受信副アンテナ部は複数のうちの１つであり、
前記送信副アンテナ部の各々は、隣接する前記送信主アンテナ部とは重なっておらず、
前記受信副アンテナ部の各々は、隣接する前記受信主アンテナ部とは重なっていない
請求項１５記載の非接触給電装置。
【請求項１９】
前記第１コイルから前記絶縁体を透視して見た場合に、
前記送信副アンテナ部は、前記受信主アンテナ部とは重なっておらず、
前記受信副アンテナ部は、前記送信主アンテナ部とは重なっていない
請求項１８記載の非接触給電装置。
【請求項２０】
前記信号の特性の変化は、前記送信副アンテナ部と前記受信副アンテナ部との共振周波数より高い周波数において、検出される受信強度の変化である
請求項１５記載の非接触給電装置。
【請求項２１】
前記信号の特性の変化は、前記送信主アンテナ部と前記受信主アンテナ部との共振周波数より高い周波数において、検出される受信強度の変化である
請求項１５記載の非接触給電装置。
【請求項２２】
前記送信主アンテナ部と、前記送信副アンテナ部と、前記受信主アンテナ部と、前記受信副アンテナ部はそれぞれ複数のうちの１つであり、前記送信回路は、複数の前記送信主アンテナ部へ順番に信号を送信し、前記送信主アンテナ部と、前記送信主アンテナ部に接続されている前記送信副アンテナ部とを通じて、前記信号を順番に出力し、
前記送信回路は、送信した前記信号の反射信号を受信する
請求項１５に記載の非接触給電装置。
【請求項２３】
前記送信副アンテナ部と、前記受信副アンテナ部は、円弧状である
請求項１５に記載の非接触給電装置。
【請求項２４】
前記送信副アンテナ部と、前記受信副アンテナ部は複数のうちの１つであり、
隣接する前記送信副アンテナ部は、円弧の方向が互いに１８０°異なるように形成されており、
隣接する前記受信副アンテナ部は、円弧の方向が互いに１８０°異なるように形成されている
請求項２３に記載の非接触給電装置。
【請求項２５】
前記送信副アンテナ部と、前記受信副アンテナ部は複数のうちの１つであり、
隣接する前記送信副アンテナ部は、線対称であり、
隣接する前記受信副アンテナ部は、線対称である
請求項１５に記載の非接触給電装置。
【請求項２６】
前記送信副アンテナ部と、前記受信副アンテナ部は複数のうちの１つであり、
隣接する前記送信副アンテナ部は、お互いに非平行であり、
隣接する前記受信副アンテナ部は、お互いに非平行である
請求項１５に記載の非接触給電装置。
【請求項２７】
前記送信副アンテナ部と、前記受信副アンテナ部は複数のうちの１つであり、
前記送信副アンテナ部と、前記受信副アンテナ部は、直線状であり、
前記送信副アンテナ部は、前記送信主アンテナ部に対し、４５°の方向に延びており、
前記受信副アンテナ部は、前記受信主アンテナ部対し、４５°の方向に延びている
請求項１５に記載の非接触給電装置。
【請求項２８】
前記送信副アンテナ部と、前記受信副アンテナ部は複数のうちの１つであり、
前記第１コイルから前記絶縁体を透視して見た場合に、
隣接する前記送信副アンテナ部で囲まれた領域に、前記受信副アンテナ部の一部が入り込んでおり、隣接する前記受信副アンテナ部で囲まれた領域に、前記送信副アンテナ部の一部が入り込んでいる
請求項１５に記載の非接触給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術分野は、非接触で電力を伝送する非接触給電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、直接的な電気的接続ではなく、非接触（無接点）で電力を伝送する非接触給電装置（無接点電力伝送システム）が開発されている。【０００３】
図１９は、従来の非接触給電装置１００の要部回路図である。非接触給電装置１００は、受電装置１０１と、送電制御装置１１９と、送電装置１２０とを有する。【０００４】
非接触給電装置１００において、送電コイル１２３と受電コイル１２７との間に、金属異物１２９が挟まった状態で送電を継続すると、金属異物１２９にうず電流が流れ、発熱してしまう。そのため、送電コイル１２３と受電コイル１２７との間の金属異物１２９の有無を、信号処理により検出する方法が考案されている。以下にその詳細を説明する。【０００５】
受電装置１０１は、負荷変調トランジスタ１０３と、整流回路１０４と、給電制御トランジスタ１０５と、受電側制御回路１０７と、ロードロップアウト（ＬＤＯ）レギュレータ１０９と、受電コイル１２７とを有する。負荷変調トランジスタ１０３は、負荷変調を行う。給電制御トランジスタ１０５は、給電制御を行う。受電側制御回路１０７は、負荷変調トランジスタ１０３と給電制御トランジスタ１０５を制御する。【０００６】
ロードロップアウトレギュレータ１０９の入力端および出力端の電圧が、信号線１１１、１１３を経由して受電側制御回路１０７に入力される。受電側制御回路１０７はロードロップアウトレギュレータ１０９の両端電圧を測定することにより、負荷１１５の負荷状態を検出する。負荷１１５は、バッテリ１１７と充電制御装置１１６で構成されている。【０００７】
送電装置１２０は、送電コイル１２３と、送電部１２４とを有する。送電制御装置１１９は、波形検出回路１２１と、電圧検出回路１２２と、送電側制御回路１２５と、ドライバ制御回路１２６とを有する。【０００８】
送電制御装置１１９は、波形検出回路１２１によって送電コイル１２３の誘起電圧の振幅のピーク値を検出する。その結果、送電側制御回路１２５によって受電装置１０１の負荷変動が検出される。【０００９】
受電装置１０１は、通常送電中に負荷変調を行い、送電装置１２０に、受電コイル１２７から異物検出信号ＰＴ１を送信する。これに基づいて送電側制御回路１２５は、受電装置１０１の負荷の変化を測定し、異物検出信号ＰＴ１が受信できない場合に、金属異物１２９が存在すると判定して、通常送電を停止する。このような構成により、送電コイル１２３と受電コイル１２７との間の金属異物１２９が検出される。【００１０】
上記の先行技術文献としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−２０６２３１号公報
【発明の概要】
【００１２】
非接触給電装置は、第１コイルと、第１コイルと対向して配置された第２コイルと、検知部とを備える。検知部は、絶縁体と、送信主アンテナ部と、送信副アンテナ部と、送信回路と、受信主アンテナ部と、受信副アンテナ部と、受信回路と、を有する。絶縁体は、第１コイルと、第２コイルとの間に設置されている。送信主アンテナ部は、絶縁体の第１面に直線状に形成されている。送信副アンテナ部は、絶縁体の第１面に形成され、送信主アンテナ部と交差し、かつ電気的に接続されている。送信回路は、送信主アンテナ部と電気的に接続され、信号を送信する。受信主アンテナ部は、絶縁体の第１面の反対側の第２面に直線状に形成されている。受信副アンテナ部は、絶縁体の第２面に形成され、受信主アンテナ部と交差し、かつ電気的に接続されている。受信回路は、受信主アンテナ部と電気的に接続されている。受信回路は、受信主アンテナ部と受信副アンテナ部により信号を受信し、受信した信号の特性の変化から、第１コイルと第２コイルとの間の絶縁体以外の物を検知する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本実施の形態１における非接触給電装置の分解斜視図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本実施の形態１における非接触給電装置の受信アンテナの説明図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本実施の形態１における非接触給電装置の送信アンテナの説明図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本実施の形態１における非接触給電装置の検知部の上面図である。
【図３】図３は、本実施の形態１における非接触給電装置の周波数特性図である。
【図４】図４は、金属異物が存在する場合の、本実施の形態１における非接触給電装置の検知部の上面図である。
【図５】図５は、本実施の形態１における非接触給電装置の周波数特性図である。
【図６】図６は、指が接近した場合の、本実施の形態１における非接触給電装置の検知部の上面図である。
【図７】図７は、本実施の形態１における非接触給電装置の周波数特性図である。
【図８】図８は、本実施の形態３における非接触給電装置の分解斜視図である。
【図９】図９は、本実施の形態３における非接触給電装置の検知部の上面図である。
【図１０】図１０は、本実施の形態３における非接触給電装置の周波数特性図である。
【図１１】図１１は、金属異物が存在する場合の、本実施の形態３における非接触給電装置の検知部の上面図である。
【図１２】図１２は、本実施の形態３における非接触給電装置の周波数特性図である。
【図１３】図１３は、指が接近した場合の、本実施の形態３における非接触給電装置の検知部の上面図である。
【図１４】図１４は、本実施の形態３における非接触給電装置の周波数特性図である。
【図１５】図１５は、本実施の形態４における非接触給電装置の検知部の上面図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、本実施の形態４における副アンテナ部の形状を説明する図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、本実施の形態４における他の副アンテナ部の形状を説明する図である。
【図１６Ｃ】図１６Ｃは、図２Ｃに示す副アンテナ部の形状を説明する図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、異物が存在する場合の、図１６Ａに示す副アンテナ部の説明図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、異物が存在する場合の、図１６Ｂに示す副アンテナ部の説明図である。
【図１７Ｃ】図１７Ｃは、異物が存在する場合の、図１６Ｃに示す副アンテナ部の説明図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、本実施の形態５における副アンテナ部の形状を説明する図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、本実施の形態５における他の副アンテナ部の形状を説明する図である。
【図１８Ｃ】図１８Ｃは、本実施の形態５におけるさらに他の副アンテナ部の形状を説明する図である。
【図１９】図１９は、従来の非接触給電装置の要部回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
従来の非接触給電装置１００では、異物検出信号ＰＴ１により異物１２９の挿入を検出しているので、異物１２９が金属である必要がある。例えば送電コイル１２３と受電コイル１２７との間に指などの生体が存在する場合は、異物検出信号ＰＴ１が指を透過してしまう。そのため指などの生体が存在する場合、異物として検出できない。
【００１５】
（実施の形態１）
以下、本実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態における非接触給電装置１１の分解斜視図である。図２Ａは、本実施の形態における非接触給電装置１１の受信アンテナ２３の説明図である。図２Ｂは、本実施の形態における非接触給電装置１１の送信アンテナ４１の説明図である。図２Ｃは、本実施の形態における非接触給電装置１１の検知部１７の上面図である。図２Ａ〜図２Ｃは、第１コイル１３から絶縁体１９を透視して検知部１７を見た図である。
【００１６】
非接触給電装置１１は、第１コイル１３（受電コイル）と、第１コイル１３と対向して配置された第２コイル１５（送電コイル）と、検知部１７とを備える。検知部１７は、絶縁体１９と、送信主アンテナ部４３と、送信副アンテナ部４５と、送信回路２１と、受信主アンテナ部２７と、受信副アンテナ部２９と、受信回路２５と、を有する。絶縁体１９は、第１コイル１３と、第２コイル１５との間に設置されている。送信主アンテナ部４３は、絶縁体１９の第１面（裏面）に直線状に形成されている。送信副アンテナ部４５は、絶縁体１９の第１面に形成され、送信主アンテナ部４３と交差し、かつ電気的に接続されている。送信回路２１は、送信主アンテナ部４３と電気的に接続され、信号を送信主アンテナ部４３に送信する。受信主アンテナ部２７は、絶縁体１９の第１面の反対側の第２面（表面）に直線状に形成されている。受信副アンテナ部２９は、絶縁体１９の第２面に形成され、受信主アンテナ部２７と交差し、かつ電気的に接続されている。受信回路２５は、受信主アンテナ部２７と電気的に接続されている。受信回路２５は、受信主アンテナ部２７と受信副アンテナ部２９により信号を受信し、受信した信号の特性の変化から、第１コイル１３と第２コイル１５との間の絶縁体１９以外の物を検知する。
【００１７】
以下、具体的に本実施の形態における非接触給電装置１１の構成、動作について説明する。図１において、受電用の第１コイル１３は、例えば樹脂製の第１保持体３１にらせん状の溝を設け、溝の中にリッツ線を挿入し、らせんコイルを形成することで構成されている。第１コイル１３は、受電回路３３と電気的に接続されている。受電回路３３は、第１コイル１３からの電力を負荷（図示せず）に適した電力に変換して出力する。なお、負荷としては、電力を消費するものに限定されず、電力を蓄える２次電池等であってもよい。
【００１８】
第１コイル１３に対向して第２コイル１５が配置されている。第２コイル１５は、樹脂製の第２保持体３４に設けた溝にリッツ線を挿入し、らせんコイルを形成することで構成されている。第２コイル１５は、送電回路３５と電気的に接続されている。送電回路３５は、第２コイル１５から第１コイル１３へ伝送する電力を生成する。送電回路３５は、系統電源から、電力伝送を行うための交流波形に変換する機能を有する。
【００１９】
なお、図１の破線の両矢印３０に示すように、受電回路３３と送電回路３５との間は、無線で情報が伝達される。これにより、受電回路３３は、送電回路３５へ、例えば、送電要求や、受電回路３３の電圧や電流などの情報を出力する。そして、送電回路３５が、受電回路３３へ、送電の開始や停止を知らせる。これらの情報のやり取りはデータ信号にて行われる。
【００２０】
第１コイル１３と第２コイル１５との間には、絶縁体１９が配置されている。すなわち、第１コイル１３は、絶縁体１９を介して、第２コイル１５の上方に配置されている。第２コイル１５は、例えば床の上に設置される。
【００２１】
検知部１７は、板状の絶縁体１９と、絶縁体１９の第１面（裏面）に設けられた送信アンテナ４１と、絶縁体１９の第２面（表面）に設けられた受信アンテナ２３と、送信回路２１と、受信回路２５と、を有する。
【００２２】
本実施の形態では、絶縁体１９として、ガラスエポキシ系プリント基板が用いられている。そして、受信アンテナ２３と送信アンテナ４１は、電極パターンにより形成されている。しかし、受信アンテナ２３と送信アンテナ４１は電極パターンに限らず、例えば金属ワイヤなどでもよい。但し、薄型化のために、電極パターンが好ましい。
【００２３】
受信アンテナ２３は、直線状の受信主アンテナ部２７と、複数の受信副アンテナ部２９で構成されている。複数の受信主アンテナ部２７は、お互いに平行に形成されている。それぞれの受信主アンテナ部２７に、複数の受信副アンテナ部２９が交差し、かつ電気的に接続されている。受信副アンテナ部２９は、受信主アンテナ部２７の長さよりも短く、隣接する受信主アンテナ部２７とは重ならないように形成されている。受信主アンテナ部２７は、受信回路２５と電気的に接続されている。なお、本実施の形態１では、受信主アンテナ部２７と受信副アンテナ部２９とは、垂直に交差している。
【００２４】
送信アンテナ４１は、直線状の送信主アンテナ部４３と、複数の送信副アンテナ部４５で構成されている。複数の送信主アンテナ部４３は、お互いに平行に形成されている。それぞれの送信主アンテナ部４３に、複数の送信副アンテナ部４５が交差し、かつ電気的に接続されている。送信副アンテナ部４５は、送信主アンテナ部４３の長さよりも短く、隣接する送信主アンテナ部４３とは重ならないように形成されている。送信主アンテナ部４３は、送信回路２１と電気的に接続されている。なお、本実施の形態１では、送信主アンテナ部４３と送信副アンテナ部４５とは、垂直に交差している。
【００２５】
接続端３９が、絶縁体１９の一辺の第１面（裏面）と第２面（表面）に形成されている。第１面の接続端３９は、導電性物質が充填されたスルーホールにより第２面の接続端３９に電気的に接続されている。受信主アンテナ部２７の一端は、絶縁体１９の第２面（表面）の接続端３９に接続されている。受信回路２５は、配線により第１面（裏面）の接続端３９に電気的に接続されている。ここで、受信回路２５は、絶縁体１９の第２面（表面）の接続端３９に接続してもよい。ただし、絶縁体１９の表面に配線を出さないようにするために、絶縁体１９の第１面に接続するのが好ましい。
【００２６】
また、本実施の形態では、送信主アンテナ部４３と受信主アンテナ部２７における電界結合の影響を低減するために、送信主アンテナ部４３と、受信主アンテナ部２７は、お互いに平行にならないように形成されている。具体的には、本実施の形態では、電界結合の影響が最小となるように、送信主アンテナ部４３と、受信主アンテナ部２７は、お互いに直交するように形成されている。
【００２７】
送信回路２１は、送電回路３５と電気的に接続されている。送電回路３５は、例えば送電を開始する前に、検知開始信号Ｔｘを送信回路２１へ出力する。これに基づいて、送信回路２１は、送信アンテナ４１に所定の信号を出力する。ここで、信号とは、例えば、送信アンテナ４１の近傍（絶縁体１９の裏面を含む）に形成される電磁界である。
【００２８】
受信回路２５は送電回路３５と電気的に接続されている。受信回路２５は、送信回路２１により送信アンテナ４１を介して出力された信号を、受信アンテナ２３で受信し、受信強度の変化から異物の有無を判断する。受信アンテナは、例えば、電磁界の変化を信号として受信する。このとき、受信強度は、電磁界強度を指す。そして、受信回路２５は、その結果を送電回路３５へ出力する。送電回路３５は、受信回路２５からの結果に応じて、送電の制御を行なう。
【００２９】
次に、検知部１７の構成について、図２Ｃを参照して、詳細に説明する。図２Ｃは、本実施の形態１における非接触給電装置１１の検知部１７の上面図である。絶縁体１９の上面の受信アンテナ２３を実線で、絶縁体１９の下面の送信アンテナ４１を破線で示している。
【００３０】
図２Ｃに示すように、絶縁体１９を上面から見たとき（すなわち第１コイル１３から見たとき）、受信副アンテナ部２９と送信副アンテナ部４５とは、お互いに重ならず、直交するように形成されている。
【００３１】
なお、受信副アンテナ部２９と送信副アンテナ部４５が重なっていても、異物を検知できる。しかし、受信副アンテナ部２９と送信副アンテナ部４５が重なっていると、重なった箇所の電界結合が強くなる。そのため、検知部１７に異物が存在している場合、信号特性の変化（感度）が小さくなる。また、異物が受信副アンテナ部２９と送信副アンテナ部４５をまたぐように存在していると、信号特性の変化を検出できる十分な感度が得られる。よって、受信副アンテナ部２９と送信副アンテナ部４５は、重ならないように、互いに近づけて形成するのが好ましい。
【００３２】
次に、本実施の形態における周波数特性を図３により説明する。図３は、本実施の形態１における非接触給電装置１１の周波数特性図である。なお、図３において、横軸は周波数、縦軸は受信強度を示している。
【００３３】
図３に示すように、受信強度の周波数特性には、２つの共振周波数が存在する。本実施の形態では、この２つの共振周波数を用いて、異物が検知される。なお、ｆ２よりさらに高い周波数において、受信強度が小さい共振周波数が存在している。しかし、ｆ２より高い共振周波数では、受信強度が小さいために、異物に対する信号特性の感度が非常に小さくなる。従って、本実施の形態１では、受信回路２５に内蔵したフィルタ回路（図示せず）により高周波帯域をカットしている。
【００３４】
図３に示すように、主要な２つの共振周波数が存在する理由は、送信アンテナ４１と受信アンテナ２３がそれぞれ、主アンテナ部２７、４３と、副アンテナ部２９、４５を有するためである。なお、主アンテナ部２７、４３とは、受信主アンテナ部２７と、送信主アンテナ部４３とを示している。また、副アンテナ部２９、４５とは、受信副アンテナ部２９と、送信副アンテナ部４５とを示している。
【００３５】
副アンテナ部２９、４５の共振周波数ｆ１は、主アンテナ部２７、４３の共振周波数ｆ２より低い。これは、次の理由による。主アンテナ部２７、４３は、複数の副アンテナ部２９、４５と交差しているため、主アンテナ部２７、４３と副アンテナ部２９、４５との間で電界ベクトルが打ち消し合い、主アンテナ部２７、４３の容量成分が小さくなる。その結果、共振周波数ｆ２が高くなる。一方、副アンテナ部２９、４５は、絶縁体１９の両面での電界結合が強いので、容量成分が大きくなる。その結果、共振周波数ｆ１が低くなる。以上のことから、副アンテナ部２９、４５の共振周波数ｆ１は、主アンテナ部２７、４３の共振周波数ｆ２より低い。
【００３６】
なお、本実施の形態では、図３に示すように、副アンテナ部２９、４５の受信強度Ｌ１が、主アンテナ部２７，４３の受信強度Ｌ２より大きい。しかし、この大小関係は、送信アンテナ４１と受信アンテナ２３との距離、および絶縁体１９の厚みなどによって、逆になる場合もある。
【００３７】
次に、小さい金属異物４７が検知部１７に存在する場合について図４、図５を参照しながら説明する。図４は、金属異物４７が存在する場合の、非接触給電装置１１の検知部１７の上面図である。図５は、本実施の形態における非接触給電装置１１の周波数特性図である。なお、図５において、横軸は周波数、縦軸は受信強度を示している。また、実線は金属異物４７が存在する場合の周波数特性を、破線は異物が存在しない場合の周波数特性を示している。従って、図５の破線は、図３の実線と同じ周波数特性を示している。
【００３８】
ここで、金属異物４７とは、２ｃｍ〜３ｃｍ角程度よりも小さい異物を想定している。本実施の形態では、金属異物４７として１ｃｍ角程度の銅板が存在する例を示す。なお、金属異物４７の形状は四角形状だけでなく、多角形状、円板形状、球状、棒状などでもよい。
【００３９】
送電回路３５は、電力伝送を開始する前に、送信回路２１に対して検知開始信号Ｔｘを出力する。送信回路２１は、検知開始信号Ｔｘを受信すると、送信アンテナ４１の送信主アンテナ部４３へ、共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２を含む信号を出力する。これにより、送信アンテナ４１から、共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２を含む信号が出力される。
【００４０】
送信アンテナ４１から出力された信号は、受信アンテナ２３で受信され、受信回路２５へ出力される。受信回路２５は金属異物４７が存在していないときの周波数（第１検出周波数ｆ１ｅ）における受信強度Ｌ１ｅの値を記憶している。受信回路２５は、記憶している第１検出周波数ｆ１ｅでの受信強度（信号特性）と、現在受信している信号の第１検出周波数ｆ１ｅでの受信強度を比較する。なお、この比較の動作として、受信強度Ｌ１ｅの値に相当する基準電圧を、例えば抵抗分割における抵抗値として記憶するようにし、コンパレータによるアナログ回路で比較してもよい。あるいは、受信強度Ｌ１ｅの値をメモリに記憶し、マイクロコンピュータのソフトウエアによりデジタル回路で比較してもよい。
【００４１】
金属異物４７が存在しない場合、受信強度Ｌ１ｅは変化しない。この場合、受信回路２５は金属異物４７が存在しない旨の信号を送電回路３５へ出力する。
【００４２】
一方、金属異物４７が存在していると、金属異物４７と重なる箇所の送信副アンテナ部４５と受信副アンテナ部２９との電界結合が強くなり、容量成分が増加する。
【００４３】
金属異物４７は約１ｃｍ角と小さいため、主アンテナ部２７、４３における電界結合にはほとんど影響しない。そのため、図５に示すように、主アンテナ部２７、４３における共振周波数ｆ２での受信強度Ｌ２はほとんど変化しない。しかし、副アンテナ部２９、４５では、送信副アンテナ部４５と受信副アンテナ部２９との電界結合が強くなる。その結果、容量成分が増加するので、副アンテナ部２９、４５における共振周波数ｆ１が、図５の矢印５０に示すように低くなる。同時に、受信強度Ｌ１が僅かに大きくなる。従って、このような変化を検出することにより金属異物４７の存在を検知できる。しかし、図５に示すような周波数特性を全て測定するためには複雑な回路が必要になる。そこで、本実施の形態では、信号特性の変化として、副アンテナ部２９、４５の第１検出周波数ｆ１ｅにおける受信強度の変化を検出している。
【００４４】
以下に検出方法の詳細を述べる。第１検出周波数ｆ１ｅでの受信強度が、受信回路２５に内蔵されているメモリ（図示せず）に予め記憶されている。本実施の形態では、第１検出周波数ｆ１ｅとして、共振周波数ｆ１より高い周波数を設定している。
【００４５】
図５の実線と破線とを比べると、共振周波数ｆ１近傍における受信強度の変化が大きいことがわかる。しかし、図５において、共振周波数ｆ１より僅かに低いＡ点では実線と破線が重なっている。すなわち、Ａ点における周波数の受信強度は、金属異物４７の有無で、ほとんど変化しない。そのため、Ａ点における周波数では、金属異物４７が存在するかどうかを判別できない。従って、仮に、共振周波数ｆ１以下の周波数を第１検出周波数ｆ１ｅにすると、共振周波数ｆ１の揺らぎ等により、第１検出周波数ｆ１ｅがＡ点になる場合があるので、金属異物４７を検知できない可能性がある。従って、本実施の形態においては、第１検出周波数ｆ１ｅを予め共振周波数ｆ１より高い周波数としている。これにより、共振周波数ｆ１が多少変動しても、Ａ点に至る可能性を低減できる。図５において、第１検出周波数ｆ１ｅでの受信強度の変化の差を両矢印７０で示している。
【００４６】
ただし、第１検出周波数ｆ１ｅをＡ点より低い周波数で、共振周波数ｆ１が多少変動してもＡ点に至らない周波数としてもよい。但し、この場合、図５から明らかなように、第１検出周波数ｆ１ｅがｆ１の周波数より低くなるほど、受信強度が急激に小さくなるので、異物検知感度が低下する。従って、第１検出周波数ｆ１ｅは、共振周波数ｆ１より高い周波数とするのが望ましい。
【００４７】
また、図５に示すように、第１検出周波数ｆ１ｅは、共振周波数ｆ１より高すぎると、金属異物４７の存在による受信強度の変化が非常に小さくなる。そのため、金属異物４７を検知できる感度が得られる範囲で、共振周波数ｆ１より高い周波数として、第１検出周波数ｆ１ｅを決定すればよい。
【００４８】
本実施の形態によれば、受信回路２５は、第１検出周波数ｆ１ｅにおける受信強度の変化を検出するだけでよい。具体的には、受信回路２５は、第１検出周波数ｆ１ｅにおける受信強度Ｌ１ｋを検出し、メモリに記憶されている受信強度Ｌ１ｅと異なっていれば、金属異物４７が存在していると判断する。その結果、簡単な回路構成で金属異物４７を検知できる。
【００４９】
このようにして、受信回路２５は、第１検出周波数ｆ１ｅにおいて、受信強度の変化を検知した場合、送電回路３５へ異物信号Ｅｒを発信する。送電回路３５は、異物信号Ｅｒを受信すると、送電を開始せず、警告を発する。これにより、送電前に金属異物４７を検知できる。そのため、金属異物４７による発熱を防止できる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、受信強度Ｌ１の変化により金属異物４７の存在を判断しているが、共振周波数ｆ１の変化で判断してもよい。
【００５１】
また、受信強度Ｌ１の変化は、金属異物４７の大きさや、副アンテナ部２９、４５の間隔などによって変わる。従って、受信強度Ｌ１の変化量と金属異物４７の大きさとの相関を予め求めておくことにより、金属異物４７の大きさがわかる。さらに、検出したい金属異物４７の大きさに応じて、副アンテナ部２９、４５の間隔を決めてもよい。
【００５２】
次に、生体が検知部１７に接近した場合の非接触給電装置１１の動作について図６、図７を参照して説明する。図６は、指４９が接近した場合の、非接触給電装置１１の検知部１７の上面図である。図７は、本実施の形態における非接触給電装置１１の周波数特性図である。図７において、横軸は周波数、縦軸は受信強度を示している。実線は指４９が接近した場合の周波数特性を、破線は指４９が接近していない場合の周波数特性を示している。従って、図７の破線が図３の実線と同じ周波数特性を示している。
【００５３】
送電回路３５は、送信回路２１に対し生体検知のために、検知開始信号Ｔｘを出力する。送信回路２１は、検知開始信号Ｔｘを受信し、共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２を含む信号を送信アンテナ４１から出力する。
【００５４】
この信号は、受信アンテナ２３により検出され、受信回路２５に出力される。受信回路２５は検出された信号特性から生体の有無を判断する。
【００５５】
指４９は人体を介して接地されているので、指４９が受信アンテナ２３に近づくにつれて、指４９の先端と受信アンテナ２３との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化は、副アンテナ部２９、４５よりも、主アンテナ部２７、４３の信号特性により大きな変化をもたらす。これは、主アンテナ部２７、４３が副アンテナ部２９、４５より長いために、その面積が大きいためである。
【００５６】
静電容量が変化すると、図７の矢印５２に示すように、主アンテナ部２７、４３の共振周波数ｆ２は指４９の接近により低くなり、受信アンテナ２３の受信強度Ｌ２は上昇する。従って、この信号特性の変化を検出することにより、指４９の接近を判断できる。しかし、図７のような周波数特性を全て測定するには回路が複雑になる。そのために、本実施の形態では、信号特性の変化として、主アンテナ部２７、４３の第２検出周波数ｆ２ｅにおける受信強度の変化を検出している。
【００５７】
以下に検出方法の詳細を述べる。第２検出周波数ｆ２ｅでの受信強度が、受信回路２５に内蔵されているメモリ（図示せず）に予め記憶されている。本実施の形態では、第２検出周波数ｆ２ｅとして、共振周波数ｆ２より高い周波数を設定している。
【００５８】
図７の実線と破線とを比べると、共振周波数ｆ２近傍における受信強度の変化が大きいことがわかる。しかし、図７において、共振周波数ｆ２より低いＢ点では実線と破線が重なっている。すなわち、Ｂ点における周波数の受信強度は、指４９の有無で、ほとんど変化しない。そのため、Ｂ点における周波数では、指４９が存在するかどうかを判別できない。従って、仮に、共振周波数ｆ２以下の周波数を第２検出周波数ｆ２ｅとすると、共振周波数ｆ２の揺らぎ等により、第２検出周波数ｆ２ｅがＢ点になる場合があるので、指４９を検知できない可能性がある。従って、本実施の形態においては、第２検出周波数ｆ２ｅを予め共振周波数ｆ２より高い周波数としている。これにより、共振周波数ｆ２が多少変動しても、Ｂ点に至る可能性を低減できる。図７において、第２検出周波数ｆ２ｅでの受信強度の変化の差を両矢印７２で示している。
【００５９】
ただし、第２検出周波数ｆ２ｅをＢ点より低い周波数で、共振周波数ｆ２が多少変動してもＢ点に至らない周波数としてもよい。但し、この場合、図７から明らかなように、第２検出周波数ｆ２ｅがＢ点の周波数より低くなるほど、実線と破線との差、すなわち図７の両矢印７２で示した幅（感度）も小さくなる。従って、第２検出周波数ｆ２ｅは、共振周波数ｆ２より高い周波数とするのが望ましい。
【００６０】
また、図７に示すように、第２検出周波数ｆ２ｅは、共振周波数ｆ２より高すぎると、受信強度が急激に小さくなる。そのため、指４９を検知できる受信強度が得られる範囲で、共振周波数ｆ２より高い周波数として、第２検出周波数ｆ２ｅを決定すればよい。
【００６１】
本実施の形態によれば、第２検出周波数ｆ２ｅにおける受信強度の変化を検出するだけでよい。具体的には、受信回路２５は、第２検出周波数ｆ２ｅにおける受信強度Ｌ２ｋを検出し、メモリに記憶されている受信強度Ｌ２ｅと異なっていれば、指４９が接近していると判断する。その結果、簡単な回路構成で指４９を検知できる。
【００６２】
このようにして、受信回路２５は、第２検出周波数ｆ２ｅにおいて、受信強度の変化を検知した場合、送電回路３５へ異物信号Ｅｒを発信する。送電回路３５は、異物信号Ｅｒを受信すると、送電を開始せず、指４９が接近しているという警告を発する。
【００６３】
一方、共振周波数ｆ２における受信強度が変化していなければ、受信回路２５は、指４９が接近していないと判断し、送電回路３５へ通知する。送電回路３５は、検知部１７には指４９が接近していないと判断し、送電を開始する。
【００６４】
なお、ここでは受信強度Ｌ２の変化で指４９の接近を判断しているが、共振周波数ｆ２の変化で判断してもよい。
【００６５】
また、指４９と検知部１７との距離に従って、受信強度が変化する。そのため、指４９がどこまで接近すれば送電を行わないかを予め決定しておき、その距離における受信強度Ｌ２ｋを求めておいてもよい。
【００６６】
また、ここでは、第２検出周波数ｆ２ｅにおいて、指４９（生体）を検知する例について述べたが、これは、指４９だけでなく大きな金属異物も同様にして検知できる。すなわち、例えば、小さな金属異物４７よりも大きい金属異物が存在する場合や、主アンテナ部２７、４３の電極間隔より大きい金属異物が存在する場合は、主アンテナ部２７、４３による電界結合の変化が副アンテナ部２９、４５における電界結合の変化に比べて支配的となる。そのため、受信強度の周波数特性における、大きな金属異物の挿入時の変化は、図７のようになる。従って、指４９を検知する動作と同様の動作で、大きな金属異物が検知できる。ここで、指４９も大きな金属異物も、図７に示す受信強度の周波数特性の変化を示すため、両者の感度が同じになる場合では、両者を区別して検知することは困難となる。しかし、送電回路３５は、指４９あるいは大きな金属異物が存在すれば送電を開始しないため、両者を区別する必要性は低い。
【００６７】
以上のように、副アンテナ部２９、４５における電界結合は、小さい金属異物４７により、主に変化する。そのため、受信アンテナ２３で受信した信号特性の受信副アンテナ部２９における共振周波数ｆ１と受信強度Ｌ１が変化する。この際、受信主アンテナ部２７における共振周波数ｆ２と受信強度Ｌ２はほとんど変化しない。
【００６８】
また、主アンテナ部２７、４３における電界結合は、大きな金属異物、または生体の接近により主に変化する。そのため、受信アンテナ２３で受信した信号特性の受信主アンテナ部２７における共振周波数ｆ２と受信強度Ｌ２が主に変化する。ゆえに、本実施の形態によれば、金属異物と生体の両方を高精度に検知できる。
【００６９】
なお、異物によっては、受信主アンテナ部２７と受信副アンテナ部２９の両方の受信強度が変化する場合がある。この場合は、第１検出周波数ｆ１ｅでの受信強度と、第２検出周波数ｆ２ｅでの受信強度とを検知すればよい。
【００７０】
また、本実施の形態では、異物検知を送電開始前に実施しているが、送電中に行ってもよい。但し、異物検知のための信号特性が電力伝送による電磁波の影響を受ける場合は、異物判断の閾値（受信強度Ｌ１ｋや受信強度Ｌ２ｋ）を変更する必要がある。さらに、検知精度を上げるために、送信アンテナ４１と送信回路２１は、共振周波数ｆ１、ｆ２が電力伝送を行う周波数から離れるように設計されているのが好ましい。また、受信回路２５は共振周波数ｆ１近傍から共振周波数ｆ２近傍までの範囲以外を減衰させるフィルタ回路を備えているのが好ましい。
【００７１】
また、本実施の形態では、異物検知を１回だけ行ったが、複数回行ってもよい。これにより、異物検知の精度がさらに向上する。また、異物を複数回検知することで得られた感度を積算して、異物の有無を判断してもよい。これにより、感度が低い場合でも、高精度に異物を検知できる。
【００７２】
また、異物検知を複数回行い、信号特性の変化が異物の検知レベル（例えば受信強度Ｌ２ｋ）に近づいていれば、指４９などの異物が検知部１７へ接近していると判断してもよい。具体的には、受信回路２５は複数回、異物を検知し、受信強度の変化量から、異物と検知部１７との距離の変化を求める。そして、受信回路２５は、受信強度が異物の検知レベル（例えば受信強度Ｌ２ｋ）まで近づいていれば、異物が接近していると判断し、送電を開始しない。このような構成とすることで、異物の接近を予測できるので検知の精度が向上する。そのため、送電開始前に異物を１回だけ検知する場合に比べ、送電開始直後に異物が混入する可能性を低減できる。
【００７３】
また、本実施の形態では、プリント基板からなる絶縁体１９の両面に電極パターンにより受信アンテナ２３と送信アンテナ４１を形成している。しかし、本実施の形態は、これに限定されない。例えば絶縁体１９をセラミック基板として、その両面に電極パターンを印刷形成することにより、受信アンテナ２３と送信アンテナ４１を構成してもよい。この場合、ガラスエポキシ系のプリント基板に比べて、セラミック基板の絶縁体１９への耐衝撃力が小さくなる可能性がある。しかし、セラミック基板の熱膨張係数はプリント基板より小さいので、周囲温度が変化しても電極パターンの温度によるずれが発生しにくくなる。そのため、異物が精度よく検知される。
【００７４】
さらに、検知部１７を、下部電極と、絶縁層と、上部電極からなる積層構造としてもよい。この場合、例えば、下部電極を送信アンテナ４１、絶縁層を絶縁体１９、上部電極を受信アンテナ２３とすることができる。これにより、絶縁体１９の厚みを薄くできるので、異物検知の感度が向上する。なお、積層構造は樹脂を用いた積層構成でもセラミックスを用いた積層構成でもよい。また、絶縁体１９が、積層構造であってもよい。
【００７５】
また、本実施の形態では、主アンテナ部２７、４３と副アンテナ部２９、４５とが垂直に交差しているが、本実施の形態はこの構成に限定されない。副アンテナ部２９、４５同士が重ならないように、直角以外の角度で主アンテナ部２７、４３と副アンテナ部２９、４５とが交差してもよい。また、主アンテナ部２７、４３を対称軸として、副アンテナ部２９、４５をＶ字型にしてもよい。但し、これらの構成では、交差する角度によっては金属異物４７の検知感度が低下する可能性がある。そのために、検知したい感度が得られる範囲で適宜角度を決定すればよい。
【００７６】
本実施の形態では、受信主アンテナ部２７と送信主アンテナ部４３が絶縁体１９を介して互いに直角になるように形成されている。しかし、本実施の形態は、これに限定されず、直角以外の角度でもよい。但し、直角以外の角度にすると、両者間の電界結合の影響が大きくなり、角度が０°（平行）になると、その影響が最大となる。その結果、異物検知の感度が低下する。従って、受信主アンテナ部２７と送信主アンテナ部４３が直角になるように形成するのが好ましい。
【００７７】
また、受信主アンテナ部２７と送信主アンテナ部４３との間の電界結合の影響が問題にならないように、両者の間隔を広げて平行に配置してもよい。この場合、上記のように感度が小さくなるが、異物検知は可能である。この構成にすることにより、受信アンテナ２３と送信アンテナ４１を絶縁体１９の同一面（片面）上に形成できる。そのため、検知部１７の構造が簡単になる。また、絶縁体１９の両面において、受信主アンテナ部２７と送信主アンテナ部４３を平行に設けてもよい。
【００７８】
また、本実施の形態では、それぞれ複数の受信主アンテナ部２７と送信主アンテナ部４３を形成している。しかし、一方、または双方が単数であってもよい。これにより、アンテナ部の構成が簡単になる。但し、この場合、異物を検知できる領域が狭くなり、異物検知の感度が低下する。そのため、金属異物４７を第１コイル１３、または第２コイル１５に設置して送電し、発熱する位置を求めて、その位置に受信主アンテナ部２７と送信主アンテナ部４３を配置してもよい。
【００７９】
（実施の形態２）
本実施の形態２の非接触給電装置１１の構成は、実施の形態１と同じであるが、動作が異なる。送信回路２１は、送信アンテナ４１の複数の送信主アンテナ部４３と、複数の送信副アンテナ部４５から順番に信号を出力する。受信回路２５は、受信アンテナ２３の複数の受信主アンテナ部２７と複数の受信副アンテナ部２９により信号を順次受信する。これにより、異物の位置を検知できるようにした点が実施の形態１と異なる。
【００８０】
上記の動作により、ユーザは、異物の位置を認識できるので、異物を確実に除去できる。以下、本実施の形態の詳細について説明する。まず、送信回路２１は、各送信主アンテナ部４３に対して、順番に信号を出力する。すなわち、送信回路２１は、複数の送信主アンテナ部４３へ同時に信号を出力するのではなく、予め決定された順番に従って、信号を出力する。例えば、送信回路２１は、図２Ｃの一番奥の送信主アンテナ部４３から一番手前の送信主アンテナ部４３へ順番に信号を出力する。ここで一番奥とは、接続端３９に最も近い箇所であり、一番手前とは接続端３９から最も離れている箇所である。
【００８１】
送信主アンテナ部４３は送信副アンテナ部４５と接続されているので、送信主アンテナ部４３に送られた信号は送信副アンテナ部４５からも出力される。ここでは、まず一番奥の送信主アンテナ部４３と、それに接続されている送信副アンテナ部４５から信号が出力される。
【００８２】
受信回路２５は、まず図２Ｃの一番右の受信主アンテナ部２７と、それに接続されている受信副アンテナ部２９が得た信号を受信する。ここで右とは送信主アンテナ部４３と受信主アンテナ部２７からの配線が延伸されている方向であり、左とは右の反対側である。
【００８３】
次に、受信回路２５は、実施の形態１で説明した受信強度の変化を判断する。もし、受信強度の変化があれば、受信回路２５は、異物（金属異物４７または指４９など）が図２Ｃの検知部１７の右奥付近に存在すると判断する。そして、受信回路２５は、異物が存在することと、異物の位置の情報を含んだ異物信号Ｅｒｐを送電回路３５へ出力する。
【００８４】
一方、受信強度に変化がなければ、受信回路２５は、右奥付近に異物が存在しないことと、位置情報を含んだ信号Ｅｒｎを送電回路３５へ送信する。
【００８５】
次に、受信回路２５は、右から２番目の受信主アンテナ部２７と、それに接続されている受信副アンテナ部２９が得た信号を受信する。そして、上記と同様にして異物の有無を判断し、異物の有無と位置情報を異物信号Ｅｒｐあるいは信号Ｅｒｎとして送電回路３５へ送信する。
【００８６】
このように、受信回路２５は、上記と同様の動作を、一番左の受信主アンテナ部２７と、それに接続されている受信副アンテナ部２９まで繰り返す。
【００８７】
そして、次に、送電回路３５は、送信回路２１に対し、奥から２番目の送信主アンテナ部４３と、それに接続されている送信副アンテナ部４５から信号を出力するように検知開始信号Ｔｘを出力する。これにより、送信回路２１は、奥から２番目の送信主アンテナ部４３と、それに接続されている送信副アンテナ部４５から信号を出力する。
【００８８】
そして、受信回路２５は上記と同様に、一番右から一番左までの受信主アンテナ部２７と、それに接続されている受信副アンテナ部２９の信号を受信し、異物判断の有無と位置情報を異物信号Ｅｒｐあるいは信号Ｅｒｎとして送電回路３５へ送信する。
【００８９】
このような動作により、奥から２番目の送信主アンテナ部４３と、それに接続されている送信副アンテナ部４５の近傍の異物が検知される。
【００９０】
以上のようにして、最後に、送信回路２１は、一番手前の送信アンテナ４１から信号を出力し、受信回路２５が一番左の受信アンテナ２３から信号を得て、異物信号Ｅｒｐあるいは信号Ｅｒｎを送電回路３５へ出力することにより、異物検知動作が終了する。要するに、送電回路３５は、送信回路２１と受信回路２５により絶縁体１９をスキャンすることにより、異物を検知する。
【００９１】
こうして得られた異物信号Ｅｒｐと信号Ｅｒｎに基づき、送電回路３５は異物が存在すれば送電を開始せず、警告とともに、異物の位置を発信する。なお、異物が検知されなければ、送電回路３５は送電を開始する。これにより、ユーザは小さな異物であっても、その位置がわかるので、確実に異物を除去できる。また、複数の異物が存在している場合でも、ユーザは、それぞれの位置がわかる。さらに、大きな金属異物が存在する場合、異物信号Ｅｒｐがスキャン中に複数回、連続して得られるので、その大きさを検知できる。
【００９２】
また、上記動作では、スキャンがすべて終了した後に、送電回路３５が、送電するかどうかを決定している。しかし、スキャンを１回あるいは複数回実施した後、送電回路３５が、送電するかどうかを決定してもよい。
【００９３】
以上の構成、動作により、異物の位置がわかるので、大きな非接触給電装置１１でも、小さな異物がどこにあるかがわかる。その結果、確実に異物を除去できる。
【００９４】
（実施の形態３）
図８は、本実施の形態３における非接触給電装置５１１の分解斜視図である。図９は、本実施の形態３における非接触給電装置５１１の検知部５１７の上面図である。本実施の形態３において、実施の形態１と同じ構成には同じ符号を付してその説明を省略する。図８、図９が、図１、図２Ｃと異なる点は、送信回路５２１と受信回路５２５の構成である。
【００９５】
以下に本実施の形態３の構成、動作について説明する。送信回路５２１は、実施の形態１と同様に、信号を送信アンテナ４１から受信アンテナ２３へ送信する機能に加え、受信アンテナ２３および受信回路５２５からの、信号の反射を受信し、信号特性の変化から異物検知を行う。なお、本実施の形態３では、信号特性の変化とは、送信アンテナ４１から受信アンテナ２３へ信号を送信した場合の、反射波の影響による送信電力の変化である。なお、送信電力の変化は、信号特性の変化、すなわち、受信強度の変化と関連している。
【００９６】
送信回路５２１には、反射された信号に基づく送信電力の変化を検出するための電力検出回路（図示せず）と、異物検知用のマイクロコンピュータ（図示せず）が内蔵されている。また、図８、図９に示すように、送信回路５２１と送電回路３５は双方向に情報を送受信できる。詳細には、送電回路３５から送信回路５２１へ、検知開始信号Ｔｘが出力され、送信回路５２１から送電回路３５へ、異物信号Ｅｒが出力される。
【００９７】
次に、受信回路５２５について説明する。受信主アンテナ部２７の一端が配線により、インダクタ（図示せず）を介してグランドに接続されている。そのため、受信回路５２５は、受信アンテナ２３と共に、信号を反射する。受信回路５２５は、図１のように異物を検知して異物信号Ｅｒを送電回路３５へ出力する機能はない。ゆえに、図８、図９に示すように、受信回路５２５と送電回路３５とは、信号を送受信しない。上記以外の構成は図１、図２Ａ〜２Ｃと同じである。
【００９８】
次に、本実施の形態３における受信アンテナ２３と受信回路５２５から反射された信号の受信強度における周波数特性を図１０を参照して説明する。図１０は、本実施の形態３における非接触給電装置５１１の周波数特性図である。なお、図１０において、横軸は周波数、縦軸は受信強度を示している。
【００９９】
図１０の受信強度の周波数特性には、図３と同様に、異物検知に利用される２つの共振周波数が存在する。但し、その波形は反射波であるため、図３の上下を逆転した形状となる。すなわち、２つの共振周波数ｆ１、ｆ２において、他の周波数帯域より小さな受信強度Ｌ１、Ｌ２が存在している。なお、ｆ２より高い周波数においても共振周波数は存在するが、異物に対する感度が非常に小さい。従って、本実施の形態３では、図１０に示すように、２つの共振周波数ｆ１、ｆ２の近傍のみの受信強度の変化から異物を検知している。このように、主要な２つの共振周波数を有する理由は、実施の形態１と同じである。また、受信強度Ｌ１、Ｌ２の大小関係は、送信アンテナ４１と受信アンテナ２３との距離や、絶縁体１９の厚みなどにより、逆になる場合もある。
【０１００】
次に、非接触給電装置５１１の動作について説明する。図１１は、小さい金属異物４７が存在する場合の、非接触給電装置５１１の検知部５１７の上面図である。図１２は、本実施の形態における非接触給電装置５１１の周波数特性図である。図１２において、横軸は周波数、縦軸は受信強度を示している。また、実線は金属異物４７が存在する場合の周波数特性を、破線は金属異物４７が存在しない場合の周波数特性を示している。従って、図１２の破線は、図１０の実線と同じ周波数特性を示している。
【０１０１】
送電回路３５は、電力伝送を開始する前に、送信回路５２１に対して検知開始信号Ｔｘを出力する。送信回路５２１は、検知開始信号Ｔｘを受信すると、送信アンテナ４１の送信主アンテナ部４３へ、共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２を含む信号を出力する。これにより、送信アンテナ４１から、共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２を含む信号が出力される。
【０１０２】
こうして出力された信号は、その一部が受信アンテナ２３と受信回路５２５のインダクタ、および送信アンテナ４１と受信アンテナ２３との間の容量成分により反射される。この反射波により、送信電力が変化する。送信回路５２１に内蔵されたマイクロコンピュータは、送信電力の変化を電力検出回路で検出し、信号特性の変化、すなわち受信強度の変化に換算する。
【０１０３】
ここで、送信回路５２１は、金属異物４７が存在していない場合の第１検出周波数ｆ１ｅにおける受信強度Ｌ１ｅの値を記憶している。第１検出周波数ｆ１ｅは、実施の形態１で述べたように共振周波数ｆ１より高い周波数である。送信回路５２１は、記憶している第１検出周波数ｆ１ｅでの受信強度Ｌ１ｅと、第１検出周波数ｆ１ｅでの現在の受信強度Ｌ１ｋを比較する。もし、金属異物４７が存在していなければ、受信強度は変化しないので、受信回路５２５は金属異物４７が存在しないという信号を送電回路３５へ出力する。送電回路３５は、金属異物４７が存在しないという信号を受信する。
【０１０４】
一方、金属異物４７が存在していると、金属異物４７と重なる送信副アンテナ部４５と受信副アンテナ部２９との電界結合が強くなり、容量成分が増加する。
【０１０５】
金属異物４７は約１ｃｍ角と小さいため、実施の形態１で述べたように、主アンテナ部２７、４３における共振周波数ｆ２での受信強度Ｌ２はほとんど変化しない。しかし、副アンテナ部２９、４５における共振周波数ｆ１が、図１２の矢印５４に示すように低くなり、受信強度Ｌ１も僅かに小さくなる。このような変化を簡単な回路構成で検出するために、本実施の形態３においても、実施の形態１と同様に、副アンテナ部２９、４５における共振周波数ｆ１より高い第１検出周波数ｆ１ｅにおける受信強度の変化を検出するのが好ましい。これにより、共振周波数ｆ１が多少変動しても、Ｃ点に至る可能性を低減できる。ここでＣ点とは、図１２において、実線と破線が重なっている点であり、金属異物４７の有無で、受信強度がほとんど変化しない点である。図１２において、第１検出周波数ｆ１ｅでの受信強度の変化の差を両矢印７４で示している。
【０１０６】
なお、本実施の形態３においても、実施の形態１と同様に、Ｃ点より低い周波数で、共振周波数ｆ１が揺らいでもＣ点に至らない周波数を第１検出周波数ｆ１ｅとして設定してもよい。但し、図１２から明らかなように、第１検出周波数ｆ１ｅが共振周波数ｆ１の周波数より低くなるほど、異物検知感度が急激に小さくなる。従って、第１検出周波数ｆ１ｅを予め共振周波数ｆ１より高い周波数として決定する構成が望ましい。
【０１０７】
また、図１２に示すように、第１検出周波数ｆ１ｅが、共振周波数ｆ１より高すぎると、異物検知感度が小さくなる。そのために、金属異物４７を検知できる感度が得られる範囲で、予め共振周波数ｆ１より高い周波数として第１検出周波数ｆ１ｅを決定するのが好ましい。
【０１０８】
上記の構成により、第１検出周波数ｆ１ｅにおける反射波の送信電力の変化、すなわち受信強度の変化を求めるだけで金属異物４７の有無が判定できる。具体的には、送信回路５２１は、第１検出周波数ｆ１ｅにおける反射波の受信強度Ｌ１ｋを求め、メモリに記憶されている受信強度Ｌ１ｅと異なっていれば、金属異物４７が存在していると判断する。その結果、簡単な回路構成で金属異物４７を検知できる。
【０１０９】
このようにして、送信回路５２１は、第１検出周波数ｆ１ｅにおいて、受信強度の変化を検知した場合、送電回路３５へ異物信号Ｅｒを発信する。送電回路３５は、異物信号Ｅｒを受信すると、送電を開始せず、警告を発する。これにより、送電前に金属異物４７を検知できる。そのために、金属異物４７による発熱を防止できる。
【０１１０】
なお、本実施の形態３では、受信強度Ｌ１の変化により金属異物４７の有無を判断しているが、これは共振周波数ｆ１の変化で検知してもよい。
【０１１１】
また、受信強度Ｌ１の変化は金属異物４７の大きさと、副アンテナ部２９、４５の間隔によって変わる。従って、受信強度Ｌ１の変化量と金属異物４７の大きさとの相関を予め求めておくことにより、金属異物４７の大きさがわかる。さらに、検出したい金属異物４７の大きさに応じて、副アンテナ部２９、４５の間隔を決めてもよい。
【０１１２】
次に、生体が検知部５１７に接近した場合の非接触給電装置５１１の動作について図面を参照して説明する。図１３は、指４９が接近した場合の、非接触給電装置５１１の検知部５１７の上面図である。図１４は、本実施の形態３における非接触給電装置５１１の周波数特性図である。図１４において、横軸は周波数、縦軸は受信強度を示している。実線は指４９が接近した場合の周波数特性を、破線は指４９が接近していない場合の周波数特性を示している。従って、図１４の破線が図１０の実線と同じ周波数特性を示している。
【０１１３】
送信アンテナ４１から出力された共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２を含む信号は、その一部が反射され、送信回路５２１は、その反射波を受信強度（信号特性）の変化に換算する。送信回路５２１は受信強度から生体の有無を判断する。
【０１１４】
指４９は、人体を介して接地されているので、副アンテナ部２９、４５よりも、主アンテナ部２７、４３の信号特性により大きな変化をもたらす。
【０１１５】
指４９が受信アンテナ２３に近づくにつれて、実施の形態１と同様の理由により、主アンテナ部２７、４３の共振周波数ｆ２は低くなる。また、図１４における周波数特性は、図７の周波数特性を上下逆転させた特性となるので、指４９の接近により送信アンテナ４１の受信強度Ｌ２は低下する。従って、このような信号特性の変化を検出することで、指４９の接近を判断できる。このような変化を簡単な回路構成で検出するために、本実施の形態３においても、実施の形態１と同様に、主アンテナ部２７、４３における共振周波数ｆ２より高い第２検出周波数ｆ２ｅにおける受信強度の変化を検出するのが好ましい。これにより、共振周波数ｆ２が多少変動しても、Ｄ点に至る可能性を低減できる。ここでＤ点とは、図１４において、実線と破線が重なっている点であり、指４９の有無で、受信強度がほとんど変化しない点である。図１４において、第２検出周波数ｆ２ｅでの受信強度の変化の差を両矢印７６で示している。
【０１１６】
なお、本実施の形態３においても、実施の形態１と同様に、Ｄ点より低い周波数で、共振周波数ｆ２が揺らいでもＤ点に至らない周波数を第２検出周波数ｆ２ｅとして決定してもよい。但し、図１４の破線から明らかなように、第２検出周波数ｆ２ｅがＤ点の周波数より低くなるほど、異物検知感度は急激に小さくなる。従って、第２検出周波数ｆ２ｅの揺らぎによる異物検知の感度誤差が大きくなる。そのため、第２検出周波数ｆ２ｅを予め共振周波数ｆ２より高い周波数として設定する方が好ましい。
【０１１７】
また、第２検出周波数ｆ２ｅは、共振周波数ｆ２より高すぎると異物検知感度が小さくなる。そのために、金属異物４７を検知できる感度が得られる範囲で、共振周波数ｆ２より高い周波数として第２検出周波数ｆ２ｅを設定するのが好ましい。
【０１１８】
本実施の形態によれば、送信回路５２１は、第２検出周波数ｆ２ｅにおける反射波の送信電力の変化、すなわち受信強度の変化を検出するだけでよい。具体的には、送信回路５２１は、第２検出周波数ｆ２ｅにおける反射波の受信強度Ｌ２ｋを検出し、メモリに記憶されている受信強度Ｌ２ｅと異なっていれば、指４９が接近されていると判断する。その結果、簡単な回路構成で指４９を検知できる。
【０１１９】
このようにして、送信回路５２１は、第２検出周波数ｆ２ｅにおける受信強度Ｌ２ｋまでの変化を求め、指４９が接近していれば、送電回路３５へ異物信号Ｅｒを送信する。これにより、送電回路３５は送電前に指４９が接近しているという警告を発することができる。
【０１２０】
一方、共振周波数ｆ２における受信強度Ｌ２が変化していなければ、送信回路５２１は、指４９が接近していないと判断し、送電回路３５へ通知する。送電回路３５は、検知部５１７に指４９が接近していないと判断し、送電を開始する。
【０１２１】
なお、ここでは受信強度Ｌ２の変化で指４９の接近を判断しているが、共振周波数ｆ２の変化で判断してもよい。
【０１２２】
また、指４９と検知部５１７との距離に従って、受信強度が変化する。それゆえ、指４９がどこまで接近すれば送電を行わないかを予め決定しておき、その距離における受信強度Ｌ２ｋを求めておいてもよい。
【０１２３】
また、実施の形態１で述べたように、第２検出周波数ｆ２ｅにおいて、指４９だけでなく大きな金属異物も同様に検知できる。すなわち、大きな金属異物の挿入時における受信強度Ｌ２の変化は図１４のようになる。そのため、指４９を検知する動作と同様の動作で、大きな金属異物の検知も可能である。
【０１２４】
本実施の形態によれば、小さい金属異物４７が第１コイル１３と第２コイル１５の間に存在する場合、副アンテナ部２９，４５における電界結合が主に変化する。そのために、送信アンテナ４１で受信した反射信号特性の送信副アンテナ部４５における共振周波数ｆ１と受信強度Ｌ１が主に変化する。この際、送信主アンテナ部４３における共振周波数ｆ２と受信強度Ｌ２はほとんど変化しない。
【０１２５】
また、大きな金属異物や生体が第１コイル１３と第２コイル１５の間に存在する場合、主アンテナ部２７，４３における電界結合の影響が大きくなる。そのために、送信アンテナ４１で受信した反射信号特性の送信主アンテナ部４３における共振周波数ｆ２と受信強度Ｌ２が大きく変化する。ゆえに、金属異物と生体の両方を高精度に検知できる。
【０１２６】
なお、本実施の形態３の構成において、実施の形態２と同様に、送信アンテナ４１の複数の送信主アンテナ部４３と、複数の送信副アンテナ部４５から順番に信号を出力してもよい。そして、受信アンテナ２３および受信回路５２５からの、信号の反射を送信回路５２１により順次受信してもよい。
【０１２７】
また、アンテナ上に異物が置かれていると、電界結合が生じ、送信アンテナ４１のインピーダンスが変化する。そのため、送信回路５２１から出力された信号は送信アンテナ４１で反射される。したがって、送信アンテナ４１からの、信号の反射を送信回路５２１により受信してもよい。
【０１２８】
（実施の形態４）
図１５は、本実施の形態４における非接触給電装置の検知部６１７の上面図である。図１６Ａは、本実施の形態４における受信副アンテナ部３２９と送信副アンテナ部３４５の形状を説明する図である。図１６Ｂは、本実施の形態４における受信副アンテナ部４２９と送信副アンテナ部４４５の形状を説明する図である。図１６Ｃは、図２Ｃおよび図９に示す副アンテナ部２９、４５の形状を説明する図である。図１６Ａ〜１６Ｃにおいて、太実線は受信主アンテナ部２７と受信副アンテナ部２９、３２９、４２９を、太破線は送信主アンテナ部４３と送信副アンテナ部４５、３４５、４４５を、それぞれ示している。
【０１２９】
本実施の形態４と実施の形態１は、受信副アンテナ部２９、３２９、４２９の形状が異なる。また、送信副アンテナ部４５、３４５、４４５の形状も異なる。その他の構成は、実施の形態１と同じであるので、その詳細な説明を省略する。
【０１３０】
図１５、図１６Ａにおいて、受信副アンテナ部３２９と送信副アンテナ部３４５は、いずれも円弧状に形成されている。そして、同一の受信主アンテナ部２７に接続された、隣接する受信副アンテナ部３２９は、円弧の方向が互いに１８０°異なっている。言い換えれば、２つの切れ目部分を有する１つの円形状に形成された複数の受信副アンテナ部３２９が受信主アンテナ部２７に接続されている。
【０１３１】
同様に同一の送信主アンテナ部４３に接続された、隣接する送信副アンテナ部３４５は、円弧の方向が互いに１８０°異なっている。言い換えれば、２つの切れ目部分を有する１つの円形状に形成された複数の送信副アンテナ部３４５が送信主アンテナ部４３に接続されている。
【０１３２】
受信副アンテナ部３２９と送信副アンテナ部３４５における切れ目部分は、電力伝送時に発生する電極パターンのうず電流を低減するために設けられている。すなわち、切れ目部分が無く円形状の場合、電力伝送時に副アンテナ部でうず電流が流れる。それにより、受信副アンテナ部３２９と送信副アンテナ部３４５が発熱するので、電力伝送効率が低下する。ゆえに、受信副アンテナ部３２９と、送信副アンテナ部３４５は、それぞれ円弧状に形成するのが好ましい。
【０１３３】
そして、送信主アンテナ部４３は受信主アンテナ部２７と直交するように構成されている。また、受信副アンテナ部３２９と送信副アンテナ部３４５の形状は同じであるので、受信副アンテナ部３２９と送信副アンテナ部３４５を構成する切れ目部分を有する１つの円形状が、絶縁体１９の対角線方向に交互に配置されている。
【０１３４】
また、受信副アンテナ部３２９と、隣接する送信副アンテナ部３４５とは互いに重なっていない。さらに、受信副アンテナ部３２９は、図１６Ａに示した一点鎖線を中心線として、隣接する受信副アンテナ部３２９に対し線対称である。また、送信副アンテナ部３４５は、図１６Ａに示した一点鎖線を中心線として、隣接する送信副アンテナ部３４５に対し線対称である。
【０１３５】
本実施の形態において、指４９が存在する場合の検知は、主アンテナ部２７、４３により行われる。それゆえ、この場合の検知動作は実施の形態１と同様である。
【０１３６】
また、小さな金属異物４７も実施の形態１と同様の方法で検知されるが、検知の精度が異なる。以下に本実施の形態４の特徴について説明する。
【０１３７】
図１６Ｃは、実施の形態１の図２Ｃに示す副アンテナ部２９、４５の一部拡大図である。図１６Ｃに示すように、副アンテナ部２９、４５が線状で、隣接する副アンテナ部２９、４５と平行な場合、受信副アンテナ部２９と送信副アンテナ部４５が接近している箇所は、細点線２０３で示すように、副アンテナ部２９（あるいは副アンテナ部４５）の端部に限定される。
【０１３８】
一方、図１６Ａの細点線２０１で示すように、受信副アンテナ部３２９と送信副アンテナ部３４５が接近している箇所は、円弧状に沿って形成されている。
【０１３９】
従って、図１６Ａの方が図１６Ｃよりも受信副アンテナ部と送信副アンテナ部が接近している箇所が長い。ここで、実施の形態１で述べたように、金属異物４７の検知は、受信副アンテナ部と送信副アンテナ部との電界結合の変化による。そのため、受信副アンテナ部と送信副アンテナ部が接近している部分が長いほど、電界結合の変化が大きくなり、小さな金属異物４７を検知できる領域が広くなる。そのため、図１６Ａの方が図１６Ｃよりも小さな金属異物４７を検出する精度が向上する。
【０１４０】
なお、本実施の形態４において、受信副アンテナ部３２９と送信副アンテナ部３４５を円弧状としたが、この円弧とは、円における円弧に限定されず、楕円の円弧でもよい。従って、受信副アンテナ部３２９と送信副アンテナ部３４５が楕円形状の一部でもよい。この場合も、うず電流低減のために、切れ目部分を形成した方が良い。また、隣接する受信副アンテナ部３２９と送信副アンテナ部３４５が重ならないようにした方が良い。
【０１４１】
なお、受信副アンテナ部３２９と送信副アンテナ部３４５の形状は、図１６Ｂに示すような形状でもよい。図１６Ｂにおいて、太実線は受信主アンテナ部２７と受信副アンテナ部４２９を示しており、太破線は送信主アンテナ部４３と送信副アンテナ部４４５を示している。図１６Ｂの形状は、以下の条件を満たしている。まず、受信副アンテナ部４２９と、送信副アンテナ部４４５は、線状である。また、受信副アンテナ部４２９と、隣接する送信副アンテナ部４４５とは互いに重なっていない。さらに、隣接する受信副アンテナ部４２９は、お互いに非平行であり、線対称性を有している。さらに、隣接する送信副アンテナ部４４５は、お互いに非平行であり、線対称性を有している。なお、線対称性とは、図１６Ｂの一点鎖線に対する線対称性を示している。
【０１４２】
図１６Ｂの細点線２０２で示すように、受信副アンテナ部４２９と送信副アンテナ部４４５が接近している部分は、近接した線状に沿って形成されている。従って、図１６Ｂの方が図１６Ｃよりも受信副アンテナ部と送信副アンテナ部が接近している箇所が長い。そのため、図１６Ｂの方が図１６Ｃよりも電界結合の変化が大きくなり、小さな金属異物４７を高精度に検知できる。
【０１４３】
なお、図１６Ｂでは、受信副アンテナ部４２９が、受信主アンテナ部２７対し、４５°の方向に形成されている。また、送信副アンテナ部４４５が、送信主アンテナ部４３に対し、４５°の方向に形成されている。しかし、この角度は、非平行であればよく、４５°に限定されない。但し、４５°にすることにより、受信副アンテナ部４２９と送信副アンテナ部４４５が接近している部分が長くなるので、４５°が望ましい。
【０１４４】
また、本実施の形態４では、特徴となる構成を実施の形態１に適用した場合について説明したが、実施の形態２、３に適用してもよい。
【０１４５】
（実施の形態５）
図１７Ａは、異物が存在する場合の、図１６Ａに示す受信副アンテナ部３２９と送信副アンテナ部３４５の説明図である。図１７Ｂは、異物が存在する場合の、図１６Ｂに示す受信副アンテナ部４２９と送信副アンテナ部４４５の説明図である。図１７Ｃは、異物が存在する場合の、図１６Ｃに示す受信副アンテナ部２９と、送信副アンテナ部４５の説明図である。図１８Ａは、本実施の形態５における副アンテナ部６２９、６４５の形状を説明する図である。図１８Ｂは、本実施の形態５における他の副アンテナ部７２９、７４５の形状を説明する図である。図１８Ｃは、本実施の形態５におけるさらに他の副アンテナ部８２９、８４５の形状を説明する図である。本実施の形態５と実施の形態４は、受信副アンテナ部と送信副アンテナ部の形状が異なる。
【０１４６】
本実施の形態５では、隣接する送信副アンテナ部６４５、７４５、８４５に囲まれた領域を第１領域５１と定義する。また、隣接する受信副アンテナ部６２９、７２９、８２９に囲まれた領域を第２領域５３と定義する。そして、受信副アンテナ部６２９、７２９、８２９の一部は、第１領域５１へ入り込んでいる。また、送信副アンテナ部６４５、７４５、８４５の一部は、第２領域５３へ入り込んでいる。
【０１４７】
以下、本実施の形態５の構成について詳細に説明する。例えば図１７Ａの一点鎖線６０に示す部分に微小な異物が存在するとする。この場合、一点鎖線の円は送信主アンテナ部４３の一部と重なっているが、送信副アンテナ部３４５と受信副アンテナ部３２９とのいずれにも重なっていない。
【０１４８】
また、例えば図１７Ａの一点鎖線６１に示す部分に微小な異物が存在するとする。この場合、一点鎖線の円は受信主アンテナ部２７の一部と重なっているが、送信副アンテナ部３４５と受信副アンテナ部３２９とのいずれにも重なっていない。このような状況では、送信アンテナと受信アンテナとの結合がほとんど変わらないので、感度が小さくなる。
【０１４９】
これを改善するために、図１８Ａでは、受信副アンテナ部６２９の一部が、第１領域５１に入り込んでいる。また、送信副アンテナ部６４５の一部が、第２領域５３へ入り込んでいる。ゆえに、微小な異物でも検出できる。
【０１５０】
これは、図１８Ｂ、図１８Ｃにおいても同様である。すなわち、図１７Ｂ、図１７Ｃにおいて、第１領域５１と第２領域５３には、送信副アンテナ部４５、４４５と受信副アンテナ部２９、４２９のいずれも入り込んでいない。そのため、この箇所の感度は小さい。
【０１５１】
これに対し、図１８Ｂでは、受信副アンテナ部７２９の一部が、第１領域５１に入り込んでいる。また、送信副アンテナ部７４５の一部が、第２領域５３へ入り込んでいる。そのため、図１８Ａと同様に、微小な異物を検出できる。
【０１５２】
また、図１８Ｃでは、受信副アンテナ部８２９の一部が、第１領域５１に入り込んでいる。また、送信副アンテナ部８４５の一部が、第２領域５３へ入り込んでいる。そのため、図１８Ａと同様に、微小な異物を検出できる。
【０１５３】
なお、微小な異物を検知する方法は、実施の形態１〜３と同様である。
【０１５４】
以上の構成により、受信主アンテナ部しか存在しない領域や、送信主アンテナ部しか存在しない領域が減少する。そのため、受信主アンテナ部と送信副アンテナ部が形成されている領域、あるいは、送信主アンテナ部と受信副アンテナ部が形成されている領域に微小な異物が存在する確率が高くなる。そのため、微小な異物でも検出できる。
【０１５５】
なお、微小な異物を検出するために、図２Ｃにおける主アンテナ部２７、４３と副アンテナ部２９、４５の間隔を狭くしてもよい。しかし、電極の間隔を狭くすると、アンテナ部分を構成する金属の総面積が増加する。その結果、アンテナ部分の金属に流れるうず電流が増し、発熱量が増える。そのため、本実施の形態５の構成とする方が望ましい。
【０１５６】
なお、本実施の形態１〜５では、検知部１７、５１７、６１７の絶縁体１９の第１面（裏面）に送信アンテナ４１を、第２面（表面）に受信アンテナ２３を形成した。しかし、これは逆であってもよい。
【０１５７】
また、実施の形態１〜５では、第１コイル１３を受電コイル、第２コイル１５を送電コイルとした。しかし、これは逆であってもよい。
【０１５８】
また、実施の形態１〜５では、第１コイル１３を第１保持体３１の下側、第２コイル１５を第２保持体３４の上側に設けた。しかし、これは、例えば第１コイル１３が壁面に配され、第２コイル１５が第１コイル１３と対向するような構成でもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】
本実施の形態による非接触給電装置は、金属異物や生体を高精度に検出することができるので、非接触で電力を伝送する非接触給電装置等として有用である。
【符号の説明】
【０１６０】
１１，５１１  非接触給電装置
１３  第１コイル
１５  第２コイル
１７，５１７，６１７  検知部
１９  絶縁体
２１，５２１  送信回路
２３  受信アンテナ
２５，５２５  受信回路
２７  受信主アンテナ部
２９，３２９，４２９，６２９，７２９，８２９  受信副アンテナ部
３０，７０，７２，７４，７６，  両矢印
４１  送信アンテナ
４３  送信主アンテナ部
４５，３４５，４４５，６４５，７４５，８４５  送信副アンテナ部
４７  金属異物
４９  指
５０，５２，５４，５６  矢印
６０，６１  一点鎖線
２０１，２０２，２０３  細点線
【図１】
2014103316.tif 000003
【図２Ａ】
2014103316.tif 000004
【図２Ｂ】
2014103316.tif 000005
【図２Ｃ】
2014103316.tif 000006
【図３】
2014103316.tif 000007
【図４】
2014103316.tif 000008
【図５】
2014103316.tif 000009
【図６】
2014103316.tif 000010
【図７】
2014103316.tif 000011
【図８】
2014103316.tif 000012
【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１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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