(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電装置から無接点で電力を受電する受電装置に含まれる制御装置であって、
前記受電装置内の受電部が前記送電装置から受電した受電電力に基づいて、負荷に電力を供給する電力供給部を制御する制御部を含み、
前記受電部が、前記送電装置から、第１の送電周波数かつ第１のデューティの信号を受信した後に、前記送電装置から、前記第１の送電周波数とは異なる第２の送電周波数の信号、又は前記第１のデューティとは異なる第２のデューティの信号を受信した場合に、
前記制御部は、
前記第２の送電周波数の信号又は前記第２のデューティの信号を前記受電部が受信した受信期間の長さに基づいて、前記送電装置が発行した発行コマンドを特定し、前記受信期間の長さが第１の長さであると判定した場合には、前記発行コマンドが通常充電コマンドであると特定し、前記受信期間の長さが、前記第１の長さとは異なる第２の長さであると判定した場合には、前記発行コマンドが急速充電コマンドであると特定することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
送電装置から無接点で電力を受電する受電装置に含まれる制御装置であって、
前記受電装置内の受電部が前記送電装置から受電した受電電力に基づいて、負荷に電力を供給する電力供給部を制御する制御部を含み、
前記受電部が、前記送電装置から、第１の送電周波数かつ第１のデューティの信号を受信した後に、前記送電装置から、前記第１の送電周波数とは異なる第２の送電周波数の信号、又は前記第１のデューティとは異なる第２のデューティの信号を受信した場合に、
前記制御部は、
前記第２の送電周波数の信号又は前記第２のデューティの信号を前記受電部が受信した受信期間の長さに基づいて、前記送電装置が発行した発行コマンドを特定し、前記受信期間の長さが所与の長さであると判定した場合には、前記発行コマンドがオフスタートコマンドであると特定することを特徴とする制御装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記制御部は、
前記オフスタートコマンドを受信したと判定した場合に、バッテリーから放電された放電電力に基づいて電力供給対象に対して電力を供給する電力供給動作をオフにすることを特徴とする制御装置。
【請求項４】
送電装置から無接点で電力を受電する受電装置に含まれる制御装置であって、
前記受電装置内の受電部が前記送電装置から受電した受電電力に基づいて、負荷に電力を供給する電力供給部を制御する制御部を含み、
前記受電部が、前記送電装置から、第１の送電周波数かつ第１のデューティの信号を受信した後に、前記送電装置から、前記第１の送電周波数とは異なる第２の送電周波数の信号、又は前記第１のデューティとは異なる第２のデューティの信号を受信した場合に、
前記制御部は、
前記第２の送電周波数の信号又は前記第２のデューティの信号を前記受電部が受信した受信期間の長さに基づいて、前記送電装置が発行した発行コマンドを特定し、
前記制御部は、
前記受信期間の前の所与の期間における送電周波数をリファレンス送電周波数として測定し、前記リファレンス送電周波数に基づいて前記受信期間の長さを測定することを特徴とする制御装置。
【請求項５】
送電装置から無接点で電力を受電する受電装置に含まれる制御装置であって、
前記受電装置内の受電部が前記送電装置から受電した受電電力に基づいて、負荷に電力を供給する電力供給部を制御する制御部と、
負荷変調により前記送電装置に対して通信データを送信する通信部と、
を含み、
前記受電部が、前記送電装置から、第１の送電周波数かつ第１のデューティの信号を受信した後に、前記送電装置から、前記第１の送電周波数とは異なる第２の送電周波数の信号、又は前記第１のデューティとは異なる第２のデューティの信号を受信した場合に、
前記制御部は、
前記第２の送電周波数の信号又は前記第２のデューティの信号を前記受電部が受信した受信期間の長さに基づいて、前記送電装置が発行した発行コマンドを特定し、
前記制御部は、
前記通信部が前記負荷変調を開始してから所与のタイミングで前記送電装置が応答を行った場合に、前記受信期間の長さを測定することを特徴とする制御装置。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれかにおいて、
前記制御部は、
前記受信期間の長さが第１の長さであると判定した場合には、前記発行コマンドが第１のコマンドであると特定し、
前記受信期間の長さが、前記第１の長さとは異なる第２の長さであると判定した場合には、前記発行コマンドが、前記第１のコマンドと異なる第２のコマンドであると特定することを特徴とする制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記第２の送電周波数は、
前記第１の送電周波数よりも高い周波数であることを特徴とする制御装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、
発振信号を生成する発振回路を有し、
前記制御部は、
前記発振回路により生成された前記発振信号に基づいて前記受信期間の長さを測定することを特徴とする制御装置。
【請求項９】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
負荷変調により前記送電装置に対して通信データを送信する通信部を含み、
前記制御部は、
前記負荷変調により送信されたＩＤ認証情報に対して前記送電装置が応答を行った場合に、前記受信期間の長さに基づいて前記発行コマンドを特定し、
前記受電装置が前記発行コマンドを受信したことを示す確認情報を、前記負荷変調により前記通信部に送信させることを特徴とする制御装置。
【請求項１０】
受電装置へ無接点で電力を送電する送電装置に含まれる制御装置であって、
前記受電装置へ電力を送電する前記送電装置内の送電部を制御する制御部を含み、
前記制御部は、
前記受電装置に対して、第１の送電周波数で第１のデューティの信号を、前記送電部に送信させた後に、
前記受電装置に対して第１のコマンドを発行する場合には、前記第１の送電周波数とは異なる第２の送電周波数の信号、又は前記第１のデューティとは異なる第２のデューティの信号を、第１の長さの期間で、前記送電部に送信させ、
前記受電装置に対して、前記第１のコマンドと異なる第２のコマンドを発行する場合には、前記第２の送電周波数の信号、又は前記第２のデューティの信号を、前記第１の長さとは異なる第２の長さの期間で、前記送電部に送信させ、
前記制御部は、
前記受電装置が負荷変調を開始した後の所与のタイミングにおいて、送電周波数又はデューティを変化させることを特徴とする制御装置。
【請求項１１】
受電装置へ無接点で電力を送電する送電装置に含まれる制御装置であって、
前記受電装置へ電力を送電する前記送電装置内の送電部を制御する制御部を含み、
前記制御部は、
前記送電部を第１の周波数及び第１のデューティで駆動させた後に、
前記受電装置に対して第１のコマンドを発行する場合には、第１の長さの期間、前記送電部を前記第１の周波数と異なる第２の周波数、又は第１のデューティと異なる第２のデューティで、駆動させ、
前記受電装置に対して、前記第１のコマンドと異なる第２のコマンドを発行する場合には、前記第１の長さとは異なる第２の長さの期間、前記送電部を前記第２の周波数又は前記第２のデューティで駆動させ、
前記第１のコマンドは、通常充電コマンドであり、
前記第２のコマンドは、急速充電コマンドであることを特徴とする制御装置。
【請求項１２】
請求項１乃至９のいずれかに記載の制御装置を含むことを特徴とする受電装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の制御装置を含むことを特徴とする電子機器。
【請求項１４】
送電装置と受電装置とを含む電力伝送システムであって、
前記送電装置は、
前記受電装置に対して、第１の送電周波数かつ第１のデューティの信号を送信し、
前記受電装置に対して発行コマンドを通知する場合には、前記第１の送電周波数とは異なる第２の送電周波数の信号、又は前記第１のデューティとは異なる第２のデューティの信号を、前記発行コマンドに対応する長さの期間で送信し、
前記受電装置は、
前記送電装置から、前記第１の送電周波数かつ前記第１のデューティの信号を受信した後に、
前記送電装置から、前記第２の送電周波数の信号、又は前記第２のデューティの信号を受信し、
前記第２の送電周波数の信号又は前記第２のデューティの信号の受信期間の長さに基づいて、前記発行コマンドを特定し、
前記受電装置は、
前記受信期間の前の所与の期間における送電周波数をリファレンス送電周波数として測定し、前記リファレンス送電周波数に基づいて前記受信期間の長さを測定することを特徴とする電力伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、受電装置、電子機器及び電力伝送システム等に関係する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電磁誘導を利用し、金属部分の接点がなくても電力伝送を可能にする無接点電力伝送（非接触電力伝送）が脚光を浴びている。この無接点電力伝送の適用例として、家庭用機器や携帯端末や電気自動車などの電子機器の充電が提案されている。
【０００３】
また、無接点電力伝送を行う際には、例えば送電装置から受電装置へと制御命令（コマンド）等のデータを送信する必要がある。このように、無接点電力伝送を行う際に、送電装置と受電装置との間で各種データをやりとりする従来技術としては、例えば特許文献１や特許文献２において開示される技術がある。例えば特許文献１においては、送信するデータを複数のパケットに分割し、各パケットを物理エネルギーに重畳して送信する発明が開示されている。また、特許文献２においては、送電装置から受電装置へデータを送信する際に、送電側クロックの周波数を第１の周波数とすることによって、“１”のビットを送信し、送電側クロックの周波数を第２の周波数とすることによって、“０”のビットを送信する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０００／０５７５３１号
【特許文献２】特開２００８−２０６３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば前述した特許文献１や特許文献２の発明のように、パケットやビットを用いて送電装置から受電装置にデータを送信する方法においては、受電装置が受信した信号を解析して、送信されたデータの内容を特定する必要がある。そのため、受電装置内の回路規模が大きくなり、受電装置の製造コストが増大してしまう。
【０００６】
本発明の幾つかの態様によれば、無接点電力伝送システムにおいて、受電装置の回路規模の増大を抑制しつつ、送電装置が発行する発行コマンドを受電装置が正確に特定することができる制御装置、受電装置、電子機器及び電力伝送システム等を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、送電装置から無接点で電力を受電する受電装置に含まれる制御装置であって、前記受電装置内の受電部が前記送電装置から受電した受電電力に基づいて、負荷に電力を供給する電力供給部を制御する制御部を含み、前記受電部が、前記送電装置から、第１の送電周波数かつ第１のデューティの信号を受信した後に、前記送電装置から、前記第１の送電周波数とは異なる第２の送電周波数の信号、又は前記第１のデューティとは異なる第２のデューティの信号を受信した場合に、前記制御部は、前記第２の送電周波数の信号又は前記第２のデューティの信号を前記受電部が受信した受信期間の長さに基づいて、前記送電装置が発行した発行コマンドを特定する制御装置に関係する。
【０００８】
本発明の一態様では、第１の送電周波数で第１のデューティの信号を受信した後に、第１の送電周波数とは異なる第２の送電周波数の信号、又は第１のデューティとは異なる第２のデューティの信号を受信した受信期間の長さに基づいて、送電装置が発行する発行コマンドを特定する。
【０００９】
よって、無接点電力伝送システムにおいて、受電装置の回路規模の増大を抑制しつつ、送電装置が発行する発行コマンドを受電装置が正確に特定することが可能になる。
【００１０】
また、本発明の一態様では、前記制御部は、前記受信期間の長さが第１の長さであると判定した場合には、前記発行コマンドが第１のコマンドであると特定し、前記受信期間の長さが、前記第１の長さとは異なる第２の長さであると判定した場合には、前記発行コマンドが、前記第１のコマンドと異なる第２のコマンドであると特定してもよい。
【００１１】
これにより、複数の種類の発行コマンドのうち、受信した発行コマンドがどの種類の発行コマンドであるかを、受電装置が特定すること等が可能になる。
【００１２】
また、本発明の一態様では、前記第１のコマンドは、通常充電コマンドであり、前記第２のコマンドは、急速充電コマンドであってもよい。
【００１３】
これにより、受電装置が通常充電コマンドを受信した場合には、通常充電を行い、急速充電コマンドを受信した場合には、急速充電を行うこと等が可能になる。
【００１４】
また、本発明の一態様では、前記第２の送電周波数は、前記第１の送電周波数よりも高い周波数であってもよい。
【００１５】
これにより、第１の送電周波数よりも高い第２の送電周波数を検出することで、第１の送電周波数とは異なる第２の送電周波数で受電した期間を検出することが可能となり、受信期間の長さを検出すること等が可能になる。
【００１６】
また、本発明の一態様では、前記制御部は、前記受信期間の前の所与の期間における送電周波数をリファレンス送電周波数として測定し、前記リファレンス送電周波数に基づいて前記受信期間の長さを測定してもよい。
【００１７】
これにより、送電装置の発振回路により生成されるクロック信号、及び受電装置の発振回路により生成されるクロック信号の少なくとも一方にずれがある場合でも、第２の送電周波数の信号の受信期間の長さを正確に測定すること等が可能になる。
【００１８】
また、本発明の一態様では、前記制御部は、前記受信期間の長さが所与の長さであると判定した場合には、前記発行コマンドがオフスタートコマンドであると特定してもよい。
【００１９】
これにより、受電装置の電力供給対象への放電動作を送電装置が停止させること等が可能になる。
【００２０】
また、本発明の一態様では、前記制御部は、前記オフスタートコマンドを受信したと判定した場合に、バッテリーから放電された放電電力に基づいて電力供給対象に対して電力を供給する電力供給動作をオフにしてもよい。
【００２１】
これにより、手作業で放電部の電力供給動作をオフにするよりも、確実かつ効率的に放電部の電力供給動作をオフにすること等が可能になる。
【００２２】
また、本発明の一態様では、発振信号を生成する発振回路を有し、前記制御部は、前記発振回路により生成された前記発振信号に基づいて前記受信期間の長さを測定してもよい。
【００２３】
これにより、受電装置が、所与の送電周波数で送電された時の所与のクロック数に相当する２次側の発振信号のカウント値を求めることが可能になる。
【００２４】
また、本発明の一態様では、負荷変調により前記送電装置に対して通信データを送信する通信部を含み、前記制御部は、前記通信部が前記負荷変調を開始してから所与のタイミングで前記送電装置が応答を行った場合に、前記受信期間の長さを測定してもよい。
【００２５】
これにより、予め決められた所与のタイミングに、送電装置が適切な応答をしてきたか否かを、受電装置が判定すること等が可能になる。
【００２６】
また、本発明の一態様では、負荷変調により前記送電装置に対して通信データを送信する通信部を含み、前記制御部は、前記負荷変調により送信されたＩＤ認証情報に対して前記送電装置が応答を行った場合に、前記受信期間の長さに基づいて前記発行コマンドを特定し、前記受電装置が前記発行コマンドを受信したことを示す確認情報を、前記負荷変調により前記通信部に送信させてもよい。
【００２７】
これにより、受電装置が、送電装置の簡易的な認証処理を行うこと等が可能になる。
【００２８】
本発明の他の態様は、受電装置へ無接点で電力を送電する送電装置に含まれる制御装置であって、前記受電装置へ電力を送電する前記送電装置内の送電部を制御する制御部を含み、前記制御部は、前記受電装置に対して、第１の送電周波数で第１のデューティの信号を、前記送電部に送信させた後に、前記受電装置に対して第１のコマンドを発行する場合には、前記第１の送電周波数とは異なる第２の送電周波数の信号、又は前記第１のデューティとは異なる第２のデューティの信号を、第１の長さの期間で、前記送電部に送信させ、前記受電装置に対して、前記第１のコマンドと異なる第２のコマンドを発行する場合には、前記第２の送電周波数の信号、又は前記第２のデューティの信号を、前記第１の長さとは異なる第２の長さの期間で、前記送電部に送信させる制御装置に関係する。
【００２９】
これにより、例えば複数の種類の発行コマンドが用意されている場合に、送電装置が、第１の送電周波数とは異なる第２の送電周波数の信号、又は第１のデューティとは異なる第２のデューティの信号を送信する期間を調整して、異なる種類の発行コマンドを受電装置に通知すること等が可能になる。
【００３０】
また、本発明の他の態様では、前記制御部は、前記受電装置が負荷変調を開始した後の所与のタイミングにおいて、送電周波数又はデューティを変化させてもよい。
【００３１】
これにより、受電装置が、予め決められたタイミングに第２の送電周波数の信号、又は第２のデューティの信号の受信期間を測定すること等が可能になる。
【００３２】
また、本発明の他の態様では、受電装置へ無接点で電力を送電する送電装置に含まれる制御装置であって、前記受電装置へ電力を送電する前記送電装置内の送電部を制御する制御部を含み、前記制御部は、前記送電部を第１の周波数及び第１のデューティで駆動させた後に、前記受電装置に対して第１のコマンドを発行する場合には、第１の長さの期間、前記送電部を前記第１の周波数と異なる第２の周波数、又は第１のデューティと異なる第２のデューティで、駆動させ、前記受電装置に対して、前記第１のコマンドと異なる第２のコマンドを発行する場合には、前記第１の長さとは異なる第２の長さの期間、前記送電部を前記第２の周波数又は前記第２のデューティで駆動させる制御装置に関係する。
【００３３】
また、本発明の他の態様では、前記制御装置を含む受電装置に関係する。
【００３４】
また、本発明の他の態様では、前記制御装置を含む電子機器に関係する。
【００３５】
本発明の他の態様は、送電装置と受電装置とを含む電力伝送システムであって、前記送電装置は、前記受電装置に対して、第１の送電周波数かつ第１のデューティの信号を送信し、前記受電装置に対して発行コマンドを通知する場合には、前記第１の送電周波数とは異なる第２の送電周波数の信号、又は前記第１のデューティとは異なる第２のデューティの信号を、前記発行コマンドに対応する長さの期間で送信し、前記受電装置は、前記送電装置から、前記第１の送電周波数かつ前記第１のデューティの信号を受信した後に、前記送電装置から、前記第２の送電周波数の信号、又は前記第２のデューティの信号を受信し、前記第２の送電周波数の信号又は前記第２のデューティの信号の受信期間の長さに基づいて、前記発行コマンドを特定する電力伝送システムに関係する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１Ａ】本実施形態の無接点電力伝送システムの説明図。
【図１Ｂ】１次コイルと２次コイルの電力伝送トランスの説明図。
【図２】本実施形態の制御装置、送電装置、受電装置の構成例。
【図３】本実施形態の制御装置、送電装置、受電装置の詳細な構成例。
【図４】送電装置から受電装置へ発行コマンドを通知する処理の説明図。
【図５】受電装置の制御部の説明図。
【図６】第２送電周波数の信号の受信期間の特定処理の説明図。
【図７】送電周波数を特定するために用いる記憶データの説明図。
【図８】受信期間と発行コマンドに関する対応テーブルの説明図。
【図９】オフスタートコマンド受信時の処理の説明図。
【図１０】無接点電力伝送システムの動作シーケンスの一例の説明図。
【図１１】着地検出時の動作シーケンスを説明する信号波形図。
【図１２】取り去り時の動作シーケンスを説明する信号波形図。
【図１３】取り去り時の動作シーケンスを説明する信号波形図。
【図１４】負荷変調による通信手法の説明図。
【図１５】本実施形態の通信手法の説明図。
【図１６Ａ】通信データのフォーマットの説明図。
【図１６Ｂ】通信データのフォーマットの他の説明図。
【図１７】受電部、充電部の詳細な構成例。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本実施形態について説明する。なお、以下で説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００３８】
１．無接点電力伝送システム
図１Ａに本実施形態の無接点電力伝送システムの一例を示す。充電器５００（電子機器の１つ）は送電装置１０を有する。電子機器５１０は受電装置４０を有する。また電子機器５１０は、操作用のスイッチ部５１４（広義には操作部）やバッテリー９０を有する。なお図１Ａではバッテリー９０を模式的に示しているが、このバッテリー９０は実際には電子機器５１０に内蔵されている。図１Ａの送電装置１０と受電装置４０により本実施形態の無接点電力伝送システムが構成される。
【００３９】
充電器５００には、電源アダプター５０２を介して電力が供給され、この電力が、無接点電力伝送により送電装置１０から受電装置４０に送電される。これにより、電子機器５１０のバッテリー９０を充電し、電子機器５１０内のデバイスを動作させることができる。
【００４０】
なお充電器５００の電源は、ＵＳＢ（ＵＳＢケーブル）による電源であってもよい。また、本実施形態が適用される電子機器５１０としては種々の機器を想定できる。例えば補聴器、腕時計、生体情報の測定装置（脈波等を測定するウェアラブル機器）、携帯情報端末（スマートフォン、携帯電話機等）、コードレス電話器、シェーバー、電動歯ブラシ、リストコンピューター、ハンディターミナル、車載用機器、ハイブリッド車、電気自動車、電動バイク、或いは電動自転車などの種々の電子機器を想定できる。例えば本実施形態の制御装置（受電装置等）は、車、飛行機、バイク、自転車、或いは船舶等の種々の移動体に組み込むことができる。移動体は、例えばモーターやエンジン等の駆動機構、ハンドルや舵等の操舵機構、各種の電子機器（車載機器）を備えて、地上や空や海上を移動する機器・装置である。
【００４１】
図１Ｂに模式的に示すように、送電装置１０から受電装置４０への電力伝送は、送電側に設けられた１次コイルＬ１（送電コイル）と、受電側に設けられた２次コイルＬ２（受電コイル）を電磁的に結合させて電力伝送トランスを形成することなどで実現される。これにより非接触での電力伝送が可能になる。なお無接点電力伝送の方式としては、電磁誘導方式又は磁界共鳴方式等の種々の方式を採用できる。
【００４２】
２．送電装置、受電装置、制御装置の構成
図２に本実施形態の制御装置２０、５０及びこれを含む送電装置１０、受電装置４０の構成例を示す。なお、これらの各装置の構成は図２の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素（例えば報知部）を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。
【００４３】
図１Ａの充電器５００などの送電側の電子機器は送電装置１０を含む。また受電側の電子機器５１０は受電装置４０と負荷８０を含む。負荷８０は、バッテリー９０、電力供給対象１００を含むことができる。電力供給対象１００は、例えば処理部（ＤＳＰ等）などの各種のデバイスである。そして図２の構成により、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２を電磁的に結合させて送電装置１０から受電装置４０に対して電力を伝送する無接点電力伝送（非接触電力伝送）システムが実現される。
【００４４】
送電装置１０（送電モジュール、１次モジュール）は、１次コイルＬ１、送電部１２、制御装置２０、通信部３０を含み、受電装置４０へ無接点で電力を送電する。送電部１２は、電力伝送時において所定周波数の交流電圧を生成して、１次コイルＬ１に供給する。送電部１２は、１次コイルＬ１を駆動する送電ドライバーや、送電ドライバーに電源を供給する電源回路（例えば電源電圧制御部）や、１次コイルＬ１と共に共振回路を構成する少なくとも１つのキャパシター（コンデンサー）を含むことができる。
【００４５】
１次コイルＬ１（送電側コイル）は、２次コイルＬ２（受電側コイル）と電磁結合して電力伝送用トランスを形成する。例えば電力伝送が必要なときには、前述した図１Ａ、図１Ｂに示すように、充電器５００の上に電子機器５１０を置き、１次コイルＬ１の磁束が２次コイルＬ２を通るような状態にする。一方、電力伝送が不要なときには、充電器５００と電子機器５１０を物理的に離して、１次コイルＬ１の磁束が２次コイルＬ２を通らないような状態にする。
【００４６】
制御装置２０は、送電側の各種制御を行うものであり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。制御装置２０は、制御部２４と、通信部３０とを含む。また制御装置２０は、不図示の記憶部を含むことができる。なお送電部１２を制御装置２０に内蔵させるなどの変形実施も可能である。
【００４７】
制御部２４は、送電側の制御装置２０の各種の制御処理を実行する。例えば制御部２４は、受電装置４０に電力を送電する送電装置１０内の送電部１２や、通信部３０の制御を行う。具体的には制御部２４は、電力伝送、通信処理等に必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。この制御部２４は、例えばゲートアレイ等の自動配置配線手法で生成されたロジック回路や、或いはマイクロコンピューターなどの各種のプロセッサーにより実現できる。
【００４８】
通信部３０は、受電装置４０との間での通信データの通信処理を行う。例えば通信部３０は、受電装置４０からの通信データを検出して受信するための処理（通信処理）を行う。
【００４９】
受電装置４０（受電モジュール、２次モジュール）は、２次コイルＬ２、制御装置５０を含み、送電装置１０から無接点で電力を受電する。制御装置５０は、受電側の各種制御を行うものであり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。制御装置５０は、受電部５２、制御部５４、通信部４６（負荷変調部５６）、電力供給部５７を含む。また制御装置５０は、記憶部６２を含むことができる。なお、受電部５２と電力供給部５７を制御装置５０の外部に設けるなどの変形実施も可能である。
【００５０】
受電部５２は、送電装置１０からの電力を受電する。具体的には受電部５２は、２次コイルＬ２の交流の誘起電圧を直流の整流電圧（ＶＣＣ）に変換して、出力する。
【００５１】
電力供給部５７は、受電装置４０内の受電部５２が送電装置１０から受電した受電電力に基づいて、負荷８０に対して電力を供給する。例えば受電部５２が受電した電力を供給して、バッテリー９０を充電する。或いはバッテリー９０からの電力や、受電部５２が受電した電力を、電力供給対象１００に供給する。電力供給部５７は電力供給スイッチ４２を含む。電力供給スイッチ４２は、受電部５２が受電した電力を、負荷８０に供給するスイッチ（スイッチ素子、スイッチ回路）である。例えば電力供給スイッチ４２は、受電部５２が受電した電力を、負荷８０であるバッテリー９０に供給して、バッテリー９０を充電する。
【００５２】
制御部５４は、受電側の制御装置５０の各種の制御処理を実行する。例えば制御部５４は、通信部４６（負荷変調部５６）や電力供給部５７の制御を行う。また制御部５４は、受電部５２や記憶部６２の制御を行うこともできる。制御部５４は、例えばゲートアレイ等の自動配置配線手法で生成されたロジック回路や、或いはマイクロコンピューターなどの各種のプロセッサーにより実現できる。
【００５３】
通信部４６は、送電装置１０に対して通信データを送信する通信を行う。或いは送電装置１０から通信データを受信する通信を行ってもよい。例えば通信部４６が負荷変調部５６を有する場合には、通信部４６の通信は、例えば負荷変調部５６が負荷変調を行うことにより実現できる。例えば負荷変調部５６は電流源を有し、この電流源を用いて負荷変調を行う。但し、通信部４６の通信方式は負荷変調には限定されない。例えば通信部４６は、１次コイルＬ１、２次コイルＬ２を用いて負荷変調以外の方式で通信を行ってもよい。或いは、１次コイルＬ１、２次コイルＬ２とは別のコイルを設け、この別のコイルを用いて負荷変調やそれ以外の通信方式で通信を行ってもよい。或いはＲＦなどの近接無線通信で通信を行ってもよい。
【００５４】
記憶部６２は、各種の情報を記憶する。記憶部６２は例えば不揮発性メモリーにより実現できるが、これに限定されるものではない。例えば不揮発性メモリー以外のメモリー（例えばＲＯＭ）により記憶部６２を実現してもよい。或いは、ヒューズ素子を用いた回路等により記憶部６２を実現してもよい。
【００５５】
負荷８０は、バッテリー９０と、バッテリー９０の電力供給対象１００を含む。但し、これらのいずれか一方が設けられない変形実施も可能である。
【００５６】
バッテリー９０は例えば充電可能な二次電池であり、例えばリチウム電池（リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池等）、ニッケル電池（ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池等）などである。電力供給対象１００は、例えば、処理部（ＤＳＰ、マイコン）などのデバイス（集積回路装置）であり、受電装置４０を内蔵する電子機器５１０（図１Ａ）に設けられ、例えばバッテリー９０の電力供給対象となるデバイスである。なお、受電部５２が受電した電力を直接に電力供給対象１００に供給してもよい。
【００５７】
３．送電装置、受電装置、制御装置の詳細な構成例
図３に本実施形態の制御装置２０、５０及びこれを含む送電装置１０、受電装置４０の詳細な構成例を示す。なお図３において図２と同様の構成については詳細な説明を省略する。
【００５８】
図３では、送電部１２は、１次コイルＬ１の一端を駆動する第１の送電ドライバーＤＲ１と、１次コイルＬ１の他端を駆動する第２の送電ドライバーＤＲ２と、電源電圧制御部１４を含む。送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２の各々は、例えばパワーＭＯＳトランジスターにより構成されるインバーター回路（バッファー回路）などにより実現される。これらの送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２は、制御装置２０のドライバー制御回路２２により制御（駆動）される。即ち、制御部２４は、ドライバー制御回路２２を介して送電部１２を制御する。
【００５９】
電源電圧制御部１４は、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２の電源電圧ＶＤＲＶを制御する。例えば制御部２４は、受電側から受信した通信データ（送電電力設定用情報）に基づいて、電源電圧制御部１４を制御する。これにより、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給される電源電圧ＶＤＲＶが制御されて、例えば送電電力の可変制御等が実現される。この電源電圧制御部１４は、例えばＤＣＤＣコンバーターなどにより実現できる。例えば電源電圧制御部１４は、電源からの電源電圧（例えば５Ｖ）の昇圧動作を行って、送電ドライバー用の電源電圧ＶＤＲＶ（例えば６Ｖ〜１５Ｖ）を生成して、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給する。具体的には、送電装置１０から受電装置４０への送電電力を高くする場合には、電源電圧制御部１４は、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に供給する電源電圧ＶＤＲＶを高くし、送電電力を低くする場合には、電源電圧ＶＤＲＶを低くする。
【００６０】
報知部１６（表示部）は、無接点電力伝送システムの各種状態（電力伝送中、ＩＤ認証等）を、光や音や画像などを用いて報知（表示）するものであり、例えばＬＥＤやブザーやディスプレーなどにより実現できる。
【００６１】
送電側の制御装置２０は、ドライバー制御回路２２、制御部２４、通信部３０、クロック生成回路３７、発振回路３８を含む。ドライバー制御回路２２（プリドライバー）は、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２を制御する。例えばドライバー制御回路２２は、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２を構成するトランジスターのゲートに対して制御信号（駆動信号）を出力し、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２により１次コイルＬ１を駆動させる。発振回路３８は、例えば水晶発振回路などにより構成され、１次側のクロック信号を生成する。クロック生成回路３７は、送電周波数（駆動周波数）を規定する駆動クロック信号等を生成する。そしてドライバー制御回路２２は、この駆動クロック信号や制御部２４からの制御信号などに基づいて、所与の周波数（送電周波数）の制御信号を生成し、送電部１２の送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に出力して制御する。なお、本実施形態は図３に示す構成例に限定されず、例えば電源電圧制御部１４が制御装置２０に含まれるなどの種々の変形実施が可能である。
【００６２】
受電側の制御装置５０は、受電部５２、制御部５４、負荷変調部５６、電力供給部５７、不揮発性メモリー６２、検出部６４、発振回路４５を含む。
【００６３】
受電部５２は、複数のトランジスターやダイオードなどにより構成される整流回路５３を含む。整流回路５３は、２次コイルＬ２の交流の誘起電圧を直流の整流電圧ＶＣＣに変換して、出力する。
【００６４】
負荷変調部５６（広義には通信部）は負荷変調を行う。例えば負荷変調部５６は電流源ＩＳを有し、この電流源ＩＳを用いて負荷変調を行う。具体的には、負荷変調部５６は電流源ＩＳ（定電流源）とスイッチ素子ＳＷを有する。電流源ＩＳとスイッチ素子ＳＷは、例えば整流電圧ＶＣＣのノードＮＶＣとＧＮＤ（広義には低電位側電源）のノードとの間に直列に設けられる。そして、例えば制御部５４からの制御信号に基づいてスイッチ素子ＳＷがオン又はオフにされ、ノードＮＶＣからＧＮＤに流れる電流源ＩＳの電流（定電流）をオン又はオフにすることで、負荷変調が実現される。
【００６５】
なお、図３に示すように、ノードＮＶＣにはキャパシターＣＭの一端が接続される。このキャパシターＣＭは例えば制御装置５０の外付け部品として設けられる。またスイッチ素子ＳＷはＭＯＳのトランジスターなどにより実現できる。このスイッチ素子ＳＷは、電流源ＩＳの回路を構成するトランジスターとして設けられるものであってもよい。また負荷変調部５６は図３の構成に限定されず、例えば電流源ＩＳの代わりとして抵抗を用いるなどの種々の変形実施が可能である。
【００６６】
電力供給部５７は充電部５８と放電部６０を含む。充電部５８は、受電部５２が受電した電力に基づいて、バッテリー９０の充電（充電制御）を行う。例えば充電部５８は、受電部５２からの整流電圧ＶＣＣ（広義には直流電圧）に基づく電圧が供給されて、バッテリー９０を充電する。この充電部５８は、電力供給スイッチ４２とＣＣ充電回路５９を含むことができる。ＣＣ充電回路５９は、バッテリー９０のＣＣ（Constant-Current）充電を行う回路である。
【００６７】
放電部６０はバッテリー９０の放電動作を行う。例えば放電部６０は、バッテリー９０から放電された放電電力に基づいて電力供給対象１００に対して電力を供給する電力供給動作を行う。例えば放電部６０は、バッテリー９０からのバッテリー電圧ＶＢＡＴが供給され、出力電圧ＶＯＵＴを電力供給対象１００に供給する。この放電部６０はチャージポンプ回路６１を含むことができる。チャージポンプ回路６１は、バッテリー電圧ＶＢＡＴを降圧（例えば１／３降圧）して、出力電圧ＶＯＵＴ（ＶＢＡＴ／３）を電力供給対象１００に対して供給する。この放電部６０（チャージポンプ回路）は、例えばバッテリー電圧ＶＢＡＴを電源電圧として動作する。
【００６８】
不揮発性メモリー６２（広義には記憶部）は、各種の情報を記憶する不揮発性のメモリーデバイスである。この不揮発性メモリー６２は例えば受電装置４０のステータス情報等の各種の情報を記憶する。不揮発性メモリー６２としては、例えばＥＥＰＲＯＭなどを用いることができる。ＥＥＰＲＯＭとしては例えばＭＯＮＯＳ（Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon）型のメモリーを用いることができる。例えばＭＯＮＯＳ型のメモリーを用いたフラッシュメモリーを用いることができる。或いはＥＥＰＲＯＭとして、フローティングゲート型などの他のタイプのメモリーを用いてもよい。
【００６９】
検出部６４は各種の検出処理を行う。例えば検出部６４は、整流電圧ＶＣＣやバッテリー電圧ＶＢＡＴ等を監視して、各種の検出処理を実行する。具体的には検出部６４はＡ／Ｄ変換回路６５を有し、整流電圧ＶＣＣやバッテリー電圧ＶＢＡＴに基づく電圧や、不図示の温度検出部からの温度検出電圧などを、Ａ／Ｄ変換回路６５によりＡ／Ｄ変換し、得られたデジタルのＡ／Ｄ変換値を用いて検出処理を実行する。検出部６４が行う検出処理としては、過放電、過電圧、過電流、或いは温度異常（高温、低温）の検出処理を想定できる。
【００７０】
発振回路４５は、例えばコンデンサーと抵抗で構成されるＣＲ発振回路などであり、２次側のクロック信号（発振信号）を生成し、制御部５４に出力する。なお、発振回路４５は振動子（例えば制御装置５０の外部に設けられる水晶振動子等）を発振させる発振回路であってもよい。
【００７１】
そして図３では、負荷変調部５６は、受電部５２の出力電圧ＶＣＣが第１の電圧（ＶＳＴ）よりも高くなって着地が検出された場合に、負荷変調を開始し、取り去りが検出された場合に、負荷変調を停止する。具体的には負荷変調部５６は、図１Ａに示すように電子機器５１０の着地が検出された場合に、負荷変調を開始する。送電装置１０（制御部２４）は、例えば受電装置４０（負荷変調部５６）が負荷変調を開始したことを条件に、送電部１２による通常送電を開始させる。そして電子機器５１０の取り去りが検出された場合に、負荷変調部５６は負荷変調を停止する。送電装置１０（制御部２４）は、負荷変調が継続されている間は、送電部１２による通常送電を継続させる。即ち、負荷変調が非検出となった場合に、通常送電を停止させ、例えば着地検出用の間欠送電を送電部１２に行わせる。この場合に受電側の制御部５４は、受電部５２の出力電圧ＶＣＣに基づいて、着地検出、取り去り検出を行うことができる。
【００７２】
また図３では、図２に示す通信部４６が、負荷変調により通信データを送信する負荷変調部５６により実現されている。具体的には、負荷変調部５６は、送電装置１０（制御装置２０）に送信する通信データ（通信データのビット）の第１の論理レベル（例えば「１」）については、第１の負荷状態と第２の負荷状態で構成される負荷変調パターンが第１のパターン（第１のビットパターン）となる負荷変調を行う。一方、送電装置１０に送信する通信データ（通信データのビット）の第２の論理レベル（例えば「０」）については、負荷変調パターンが第１のパターンとは異なる第２のパターン（第２のビットパターン）となる負荷変調を行う。
【００７３】
一方、送電側の通信部３０は、負荷変調パターンが第１のパターンである場合には、第１の論理レベルの通信データであると判断し、負荷変調パターンが第２のパターンである場合には、第２の論理レベルの通信データであると判断する。
【００７４】
ここで第１のパターンは、例えば第１の負荷状態の期間の幅が第２のパターンに比べて長くなるパターンである。例えば通信部３０は、第１のパターンにおける第１の負荷状態の期間内に設定された第１のサンプリングポイントから、所与のサンプリング間隔で負荷変調パターンのサンプリングを行って、所与のビット数（例えば１６ビット、６４ビット）の通信データを取り込む。
【００７５】
このような負荷変調パターンを用いた手法によれば、負荷変調による負荷変動についての検出感度や検出のノイズ耐性の向上を図れる。これにより、通信開始電圧（負荷変調開始電圧）である第１の電圧を低い電圧に設定することが可能になる。この結果、広い距離範囲で着地を検出して、通信を開始し、バッテリー９０の充電のための制御（例えば送電電力制御）を送電側に行わせることが可能になる。
【００７６】
そして制御部５４（放電系の制御部）は、着地が検出された場合に、放電部６０の放電動作を停止する。即ち図１Ａにおいて電子機器５１０の着地が検出された場合に、放電部６０の放電動作（ＶＯＵＴの供給）を停止して、バッテリー９０の電力が電力供給対象１００に放電されないようにする。そして制御部５４は、取り去り期間（電子機器５１０が取り去られている期間）において、電力供給部５７の放電部６０に放電動作を行わせる。この放電動作により、バッテリー９０からの電力が放電部６０を介して電力供給対象１００に供給されるようになる。
【００７７】
４．本実施形態の手法
次に、本実施形態において、送電装置が発行した発行コマンドを、受電装置に送信し、受電装置が送信された発行コマンドを特定する処理について説明する。
【００７８】
本実施形態では、受電部５２は、送電装置１０から、第１の送電周波数ｆ１で第１のデューティの信号を受信した後に、送電装置１０から、第１の送電周波数ｆ１とは異なる第２の送電周波数ｆ２の信号、又は第１のデューティとは異なる第２のデューティの信号を受信する。そして、制御部５４は、第２の送電周波数ｆ２の信号又は第２のデューティの信号を受電部５２が受信した受信期間の長さに基づいて、送電装置１０が発行する発行コマンドを特定する。
【００７９】
ここで、第１の送電周波数ｆ１は、例えば通常時に送電装置１０が送電を行う際に用いる送電周波数である。そして、第１のデューティは、第１の送電周波数ｆ１の信号におけるデューティである。より具体的に説明すると、送電装置１０の制御部２４は、送電部１２に所与の送電周波数で送電を行わせるために、ドライバー制御回路２２に対して制御信号（例えばパルス信号）を出力する。例えば第１の送電周波数を実現するためには、制御部２４は、第１の制御信号をドライバー制御回路２２に対して出力する。この場合、第１のデューティは、第１の制御信号の１周期に対して、１周期の中で第１の制御信号がハイレベルになっている期間の割合である。より具体的に言えば、例えば第１の制御信号がパルス信号である場合には、第１のデューティは、そのパルス信号のパルス幅をパルス周期で割った値である。
【００８０】
また、第２の送電周波数ｆ２は、第１の送電周波数ｆ１とは異なる送電周波数であり、例えば送電装置１０が発行した発行コマンドを受電装置４０に通知する際に用いられる送電周波数である。例えば第２の送電周波数ｆ２は、第１の送電周波数ｆ１よりも高い周波数である。
【００８１】
同様に、第２のデューティは、第１のデューティとは異なるデューティであり、例えば送電装置１０が発行した発行コマンドを受電装置４０に通知する際に用いられるデューティである。例えば第２のデューティは、第１のデューティよりも小さい値である。なお、デューティを第１のデューティから第２のデューティに変えることは、送電周波数を第１の送電周波数ｆ１から第２の送電周波数ｆ２へ変える手段の一例である。ただし、本実施形態において送電周波数の変更方法は、これに限定されない。
【００８２】
また、受信期間は、第２の送電周波数ｆ２の信号又は第２のデューティの信号を受電部５２が受信した期間のことを言う。後述する図４の例においては、期間ＴＭＳが受信期間である。
【００８３】
さらに、発行コマンドは、送電装置１０が受電装置４０に対して制御指示等を通知するために発行するコマンドである。
【００８４】
そして、送電装置１０の制御部２４は、受電装置４０に対して、第１の送電周波数ｆ１で第１のデューティの信号を、送電部１２に送信させた後に、受電装置４０に対して第１のコマンドを発行する場合には、第２の送電周波数ｆ２の信号又は第２のデューティの信号を、第１の長さの期間で、送電部１２に送信させる。一方、制御部２４は、第１の送電周波数ｆ１で第１のデューティの信号を、送電部１２に送信させた後に、受電装置４０に対して、第１のコマンドと異なる第２のコマンドを発行する場合には、第２の送電周波数ｆ２の信号又は第２のデューティの信号を、第１の長さとは異なる第２の長さの期間で、送電部１２に送信させる。言い換えれば、送電装置１０の制御部２４は、送電部１２を第１の周波数及び第１のデューティで駆動させた後に、受電装置４０に対して第１のコマンドを発行する場合には、第１の長さの期間、送電部１２を第１の周波数と異なる第２の周波数、又は第１のデューティと異なる第２のデューティで、駆動させる。そして、制御部２４は、受電装置４０に対して、第１のコマンドと異なる第２のコマンドを発行する場合には、第１の長さとは異なる第２の長さの期間、送電部１２を第２の周波数又は第２のデューティで駆動させる。
【００８５】
これに対して、受電装置４０の制御部５４は、第２の送電周波数ｆ２の信号又は第２のデューティの信号の受信期間の長さが第１の長さであると判定した場合には、発行コマンドが第１のコマンドであると特定する。一方、制御部５４は、第２の送電周波数ｆ２の信号又は第２のデューティの信号の受信期間の長さが第２の長さであると判定した場合には、発行コマンドが第２のコマンドであると特定する。
【００８６】
このように本実施形態では、送電装置１０が通常の送電を行う際には、第１の送電周波数ｆ１で第１のデューティの信号を送信するが、送電装置１０が受電装置４０に対して発行コマンドを通知する際には、第２の送電周波数ｆ２の信号又は第２のデューティの信号を受電装置４０に送信する。そして、受電装置４０は、第２の送電周波数ｆ２の信号又は第２のデューティの信号の受信期間の長さに基づいて、発行コマンドを特定する。
【００８７】
本実施形態では、前述した特許文献１や特許文献２の発明のように、パケットやビットを用いて送電装置から受電装置に発行コマンドのデータを送信する通信方式を用いない。従って、本実施形態では、受電装置が受信したパケット等のデータを解析して、送信されたデータの内容を特定する必要がなく、受電装置が受信期間を特定するだけで発行コマンドを特定することができる。そのため、受電装置内の回路規模を小さくすることができ、受電装置の製造コストの増大も抑制できる。
【００８８】
このように本実施形態では、無接点電力伝送システムにおいて、受電装置４０の回路規模の増大を抑制しつつ、送電装置１０が発行する発行コマンドを受電装置４０が正確に特定することが可能になる。
【００８９】
また、例えば複数の種類の発行コマンドが用意されている場合に、送電装置１０が、第２の送電周波数ｆ２の信号又は第２のデューティの信号を送信する期間を調整することにより、異なる種類の発行コマンドを受電装置４０に通知すること等が可能になる。
【００９０】
そして、受電装置４０が、複数の種類の発行コマンドのうち、受信した発行コマンドがどの種類の発行コマンドであるかを特定すること等が可能になる。
【００９１】
例えば本実施形態では、複数の種類の発行コマンドとして、第１のコマンドと第２のコマンドの少なくとも２つの発行コマンドが用意されている。そして、例えば第１のコマンドは通常充電コマンドであり、第２のコマンドは急速充電コマンドである。通常充電コマンドとは、通常の充電を行うように受電装置４０に指示するコマンドである。また、急速充電コマンドとは、通常の充電よりも充電速度が速い急速充電を行うように、受電装置４０に指示するコマンドである。例えば、同一のバッテリー残量の場合に、急速充電は通常充電よりも、満充電になるまでの時間が短い充電手法である。例えばＣＣ充電では、通常充電コマンドは、第１の充電電流でバッテリーを充電させるコマンドであり、急速充電コマンドは、第１の充電電流よりも大きい第２の充電電流でバッテリーを充電させるコマンドである。
【００９２】
この場合には、第２の送電周波数ｆ２の信号又は第２のデューティの信号の受信期間が、第１の長さである場合に、受電装置４０の制御部５４は、充電部５８に通常充電を行わせ、受信期間が第２の長さである場合に、制御部５４は充電部５８に急速充電を行わせること等が可能になる。
【００９３】
ここで、図４を用いて具体例を説明する。図４は、受電装置４０の着地時において発行コマンドを送電装置１０から受電装置４０に通知する手法の一例を説明する図である。まず前述した図３に示すように、送電装置１０の制御部２４は、ドライバー制御回路２２に制御信号を出力する。そして、ドライバー制御回路２２は、第１の送電周波数ｆ１の制御信号を生成し、送電部１２の送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に出力する。これにより、送電部１２の１次コイルＬ１には、図４のＸ１に示すような駆動電圧が供給される。すると、送電装置１０から受電装置４０へ、第１の送電周波数ｆ１で送電が行われ、受電部５２の整流回路５３から出力される整流電圧が上昇する。なお、図４では、１次コイルＬ１に供給される駆動電圧の送電周波数が、第１の送電周波数である期間をＴｆ１で示し、第２の送電周波数である期間をＴｆ２で示している。
【００９４】
そして、図４のＸ２に示すように、整流電圧が第１の電圧（ＶＳＴ）を越えると、図４のＸ３に示すように、受電装置４０の負荷変調部５６が負荷変調を行って、送電装置１０に対して通信データを送信する。この際には、負荷変調部５６は、着地検出用のダミーデータ（図４のＤｕｍｍｙ）を送信した後に、送電装置１０を認証するためのＩＤ認証情報（ＩＤ情報、ＩＤコード）を送電側に送信する。図４の例では受電装置４０はＩＤ認証情報を２回送信する。
【００９５】
また、図４のＸ４に示すように、受電装置４０の制御部５４は、１回目のＩＤ通信期間内の所与の期間Ｔｒｅｆにおいて、リファレンス送電周波数の測定を行う。このリファレンス送電周波数は、第２の送電周波数ｆ２を測定するために基準として用いられる送電周波数である。例えば図４の例では、リファレンス送電周波数は第１の送電周波数ｆ１である。なお、リファレンス送電周波数の具体的な測定方法については後述する。
【００９６】
一方、送電装置１０の通信部３０は、受電装置４０から送信された１回目のＩＤ認証情報を受信する。次に、送電装置１０の制御部２４は、受電装置４０が負荷変調を開始した後の（送電装置１０が１回目のＩＤ認証情報を受信した後の）所与のタイミングにおいて、送電周波数又はデューティを変化させる。例えば、図４の例においては、送電装置１０の制御部２４は、受電装置４０が負荷変調を開始した後の所与のタイミングＸ５において、送電周波数を第１の送電周波数ｆ１から第２の送電周波数ｆ２に変化させる。図４の例において、所与のタイミングＸ５は、送電装置１０が１回目のＩＤ認証情報を受信した後のタイミングである。この際に、制御部２４は、ドライバー制御回路２２に、第２の送電周波数ｆ２の第２の制御信号を生成させ、送電部１２の送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２に出力させる。そして、制御部２４は、第２の送電周波数ｆ２の信号を送信する期間の長さを調整することで、受電装置４０に対して任意の発行コマンドを通知する。
【００９７】
また、この際に、図４のＸ５に示すように、送電装置１０の制御部２４は、２回目のＩＤ通信期間における応答期間ＴＲＳにおいて、送電周波数を第１の送電周波数ｆ１から第２の送電周波数ｆ２に変化させることで、ＩＤ認証情報による認証に対する応答を行う。
【００９８】
これにより、例えば送電装置１０が発行コマンドを通知すると共に、ＩＤ認証情報による認証に対する応答を行うこと等が可能になる。
【００９９】
これに対し、受電装置４０の制御部５４は、負荷変調部５６が負荷変調を開始してから所与のタイミング（図４のＸ５）で、送電装置１０が第２の送電周波数ｆ２の信号又は第２のデューティの信号による応答を行った場合に、図４のＸ６に示すように、受信期間ＴＭＳの長さを測定し、測定した長さに基づいて発行コマンドを特定する。
【０１００】
言い換えれば、制御部５４は、負荷変調により送信されたＩＤ認証情報に対して、送電装置１０が第２の送電周波数ｆ２の信号又は第２のデューティの信号による応答を行った場合に（図４のＸ５）、受信期間ＴＭＳの長さに基づいて発行コマンドを特定する。例えば送電装置１０が図４のＸ５に示すような応答を行った場合には、受電装置４０の制御部５４は、受電装置４０が適正な送電装置１０（充電器）に着地したと判断して、発行コマンドを特定する。一方、送電装置１０が図４の応答期間ＴＲＳ中も第１の送電周波数ｆ１による送電だけを行っている場合には、制御部５４は適正な応答が得られなかったと判定して、発行コマンドの特定を行わない。なお、受電装置４０における第２の送電周波数ｆ２の測定方法と、受信期間ＴＭＳの長さの特定方法については、後に詳述する。
【０１０１】
これにより、予め決められた所定のタイミングに、送電装置１０が適切な応答をしてきたか否かを、受電装置４０が判定することができ、送電装置１０の簡易的な認証処理を行うこと等が可能になる。さらに、送電装置１０が正常に応答してきた場合には、送電装置１０から送信された発行コマンドを特定すること等が可能になる。
【０１０２】
その後に、制御部５４は、受電装置４０が発行コマンドを受信したことを示す確認情報ＣＩを、負荷変調により負荷変調部５６に送信させる。
【０１０３】
さらに送電装置１０は、送電周波数を第２の送電周波数ｆ２に変更して発行コマンドを通知した後は（図４のＸ７）、再度、送電周波数を第１の送電周波数ｆ１に変更して、送電を行う。
【０１０４】
そして、受電装置４０の制御部５４は、特定した発行コマンドが通常充電コマンドであると判定した場合には、充電部５８に電力供給スイッチ４２をオンにするように指示し、バッテリー９０への通常充電を行わせる。同様にして、受電装置４０の制御部５４は、特定した発行コマンドが急速充電コマンドであると判定した場合には、充電部５８に電力供給スイッチ４２をオンにするように指示し、バッテリー９０への急速充電を行わせる。
【０１０５】
また、図４のＸ５のタイミングにおいて、送電装置１０から受電装置４０に対して、第２の送電周波数ｆ２の信号により適切な応答がなされなかった場合には、受電装置４０の制御部５４は、この送電装置１０を不正な送電装置であると判定する。そして、制御部５４は、充電部５８に電力供給スイッチ４２をオフにするように指示し、バッテリー９０に充電がされないように制御する。
【０１０６】
４．１．送電周波数の測定処理と発行コマンドの特定処理
次に、送電周波数の測定処理と、発行コマンドの特定処理の具体例について説明する。
【０１０７】
制御部５４は、図５に示すように、通信データ生成部４３を含み、通信データ生成部４３は送電周波数測定部４４を有する。そして、送電周波数測定部４４は、例えば図４に示す受信期間ＴＭＳの前の所与の期間Ｔｒｅｆにおける送電周波数をリファレンス送電周波数として測定する。前述したように、図４の例においては、第１の送電周波数ｆ１をリファレンス送電周波数として用いる。ただし、本実施形態はそれに限定されない。
【０１０８】
より具体的に説明すると、図５に示すように、受電部５２は、２次コイルＬ２のコイル端信号を、例えばヒステリシスタイプのコンパレーターを用いて整形することで、送電信号波形に対応する矩形波信号ＶＣＳを抽出して、通信データ生成部４３に供給する。そして、送電周波数測定部４４は、送電信号波形に対応する矩形波信号ＶＣＳの周期を、発振回路４５で生成されたクロック信号を用いてカウントすることで、リファレンス送電周波数を測定する。
【０１０９】
さらに送電周波数測定部４４は、測定したリファレンス送電周波数に基づいて、第２の送電周波数ｆ２の信号又は第２のデューティの信号の受信期間の長さを測定する。このことは、制御部５４が、発振回路４５により生成された発振信号（２次側のクロック信号）に基づいて、第２の送電周波数ｆ２の信号又は第２のデューティの信号の受信期間の長さを測定するとも言える。
【０１１０】
ここで、図６を用いて具体例を説明する。送電周波数測定部４４には、前述した送電信号波形に対応する矩形波信号ＶＣＳ（図５）と、受電装置４０の発振回路４５により生成される２次側のクロック信号とが入力される。そして、送電周波数測定部４４は、矩形波信号ＶＣＳの所与のクロック分の長さを、発振回路４５により生成される２次側のクロック信号を用いて測定する。例えば図６の例では、第１の送電周波数ｆ１の信号を受信して得られる矩形波信号ＶＣＳの３２クロック分の長さを、２次側のクロック信号のカウント値に換算して、２７２０カウント分であると求められている。
【０１１１】
言い換えれば、送電周波数測定部４４は、図４及び図６に示す所与の期間Ｔｒｅｆにおいて、矩形波信号ＶＣＳの所与のクロック分の長さに相当する２次側のクロック信号のカウント値を求める。ここでは、任意の送電周波数ｆｊの信号を受信して得られる矩形波信号ＶＣＳのｍクロック分（ｍは正の整数）の長さに相当する２次側のクロック信号のカウント値のことを、送電周波数ｆｊの単位時間２次側クロック換算値ｃｏｎｔｊ、ｍと呼ぶこととする。例えば図６の例においては、任意の送電周波数ｆｊが第１の送電周波数（リファレンス送電周波数）であり、ｍ＝３２である。そして、第１の送電周波数ｆ１の単位時間２次側クロック換算値ｃｏｎｔ１、３２が、２７２０であると求められている。
【０１１２】
また、図７の表に示すように、図３に示す不揮発性メモリー６２には、第１の送電周波数ｆ１（リファレンス送電周波数）の単位時間２次側クロック換算値ｃｏｎｔ１、３２と、第２の送電周波数ｆ２の単位時間２次側クロック換算値ｃｏｎｔ２、３２の差分値Δｃｏｎｔｆ２が予め記憶されている。従って、ｃｏｎｔ１、３２が分かれば、差分値Δｃｏｎｔｆ２を用いて、ｃｏｎｔ２、３２を算出することができる。例えば図７の例では、差分値Δｃｏｎｔｆ２＝２０であるため、ｃｏｎｔ２、３２＝２７００と求めることができる。
【０１１３】
次に、図６に示すように、ｃｏｎｔ１、３２とｃｏｎｔ２、３２を用いて、応答期間ＴＲＳ中における、第２の送電周波数ｆ２の信号の受信期間ＴＭＳの長さを特定する。送電周波数測定部４４は、応答期間ＴＲＳにおいても同様にして、単位時間２次側クロック換算値を順次求める。その結果、図６の例では、単位時間２次側クロック換算値が時系列順に２７２０、２７１５、２７００、２７００、２７００、２７０４、２７２０と求められている。この場合、単位時間２次側クロック換算値が、ｃｏｎｔ１、３２と同じ２７２０である期間は、第１の送電周波数ｆ１で送電されていると直ちに判定でき、ｃｏｎｔ２、３２と同じ２７００である期間は、第２の送電周波数ｆ２で送電されていると直ちに判定できる。
【０１１４】
しかし、単位時間２次側クロック換算値が２７１５である期間と、２７０４である期間は、ｃｏｎｔ１、３２及びｃｏｎｔ２、３２のいずれにも一致せず、途中で送電周波数が変化したと考えられる。そのため、このままでは第２の送電周波数ｆ２の信号の受信期間ＴＭＳを特定することができないようにも思われる。
【０１１５】
そこで、本実施形態では、図７の表に示すように不揮発性メモリー６２に、第２の送電周波数ｆ２に対する誤差許容範囲Δｔｊｕｄｇｅを記憶させておく。そして、送電周波数測定部４４は、求めた単位時間２次側クロック換算値が、（ｃｏｎｔ２、３２−Δｔｊｕｄｇｅ）以上で、（ｃｏｎｔ２、３２＋Δｔｊｕｄｇｅ）よりも小さい場合には、その期間が第２の送電周波数ｆ２で送電された期間であると判定する。そして、単位時間２次側クロック換算値が、（ｃｏｎｔ２、３２−Δｔｊｕｄｇｅ）よりも小さい場合、または（ｃｏｎｔ２、３２＋Δｔｊｕｄｇｅ）以上である場合には、その期間は第２の送電周波数ｆ２で送電された期間ではないと判定する。具体的に、図７の例では、Δｔｊｕｄｇｅ＝１３に設定されているため、単位時間２次側クロック換算値が２６８７〜２７１２の範囲に含まれる期間は、第２の送電周波数ｆ２で送電された期間であると判定する。従って、図６の例では、単位時間２次側クロック換算値が２７０４である期間を、第２の送電周波数ｆ２で送電された期間と判定し、単位時間２次側クロック換算値が２７１５である期間を、第２の送電周波数ｆ２で送電された期間ではないと判定する。よって、図６の例では、応答期間ＴＲＳに含まれるｃｏｎｔ２、３２の数が４つであると判定することができる。よって、図６の例では、応答期間ＴＲＳに含まれるｃｏｎｔ２、３２の数が４つであると判定できる。なお、応答期間ＴＲＳに含まれるｃｏｎｔ２、３２の数とは、応答期間ＴＲＳ中において、第２の送電周波数ｆ２で送電が行われたと判定される１次側の３２クロック分の単位期間の数のことである。
【０１１６】
次に、第２の送電周波数ｆ２の信号の受信期間ＴＭＳの長さを特定し、受信期間ＴＭＳに基づいて発行コマンドを特定する。本例では、例えば図８に示すような対応テーブルが不揮発性メモリー６２に記憶されている。図８の対応テーブルでは、応答期間ＴＲＳに含まれるｃｏｎｔ２、３２の数と、受信期間ＴＭＳと、発行コマンドの対応関係が設定されている。
【０１１７】
具体的に図８の例では、制御部５４が、応答期間ＴＲＳに含まれるｃｏｎｔ２、３２の数が０であると判定した場合には、応答期間ＴＲＳ中に第２の送電周波数ｆ２の信号が送信されなかったと判定し、発行コマンドが通知されなかったと判定する。また、制御部５４が、応答期間ＴＲＳに含まれるｃｏｎｔ２、３２の数が１〜３であると判定した場合には、第２の送電周波数ｆ２の信号の受信期間ＴＭＳが、第２の送電周波数ｆ２のクロック数で６４ｃｌｋ分の期間であると判定し、通常充電コマンドが通知されたと判定する。そして、制御部５４が、応答期間ＴＲＳに含まれるｃｏｎｔ２、３２の数が４〜６であると判定した場合には、第２の送電周波数ｆ２の信号の受信期間ＴＭＳが、第２の送電周波数ｆ２のクロック数で１６０ｃｌｋ分の期間であると判定し、急速充電コマンドが通知されたと判定する。さらに、制御部５４が、応答期間ＴＲＳに含まれるｃｏｎｔ２、３２の数が７〜８であると判定した場合には、第２の送電周波数ｆ２の信号の受信期間ＴＭＳが、第２の送電周波数ｆ２のクロック数で２５６ｃｌｋ分の期間であると判定し、後述するオフスタートコマンドが通知されたと判定する。従って、図６の例では、急速充電コマンドが通知されたと判定できる。
【０１１８】
以上をまとめると、送電周波数測定部４４は、発振回路４５により生成された２次側のクロック信号（発振信号）に基づいて、受信期間ＴＭＳの前の所与の期間Ｔｒｅｆにおける送電周波数をリファレンス送電周波数として測定する。そして、制御部５４は、生成された２次側のクロック信号と、測定したリファレンス送電周波数とに基づいて、第２の送電周波数ｆ２の信号又は第２のデューティの信号の受信期間ＴＭＳの長さを測定する。
【０１１９】
このように、発振回路４５を用いることにより、リファレンス送電周波数で送電された時の所与のクロック数（例えば３２ｃｌｋ）に対応する２次側の発振信号のカウント換算値（例えばｃｏｎｔ１、３２）を求めることが可能になる。さらに、第２の送電周波数ｆ２で送電された時の所与のクロック数（例えば３２ｃｌｋ）に対応する２次側の発振信号のカウント換算値（例えばｃｏｎｔ２、３２）を求めることが可能になる。
【０１２０】
また、リファレンス送電周波数を測定することにより、１次側の発振回路３８により生成されるクロック信号、及び２次側の発振回路４５により生成されるクロック信号の少なくとも一方にずれがある場合でも、第２の送電周波数ｆ２の信号の受信期間の長さを正確に測定すること等が可能になる。なお、以上の説明は、第２のデューティの信号についても同様である。また、前述した図７に示す各種パラメーター（Δｃｏｎｔｆ２、Δｔｊｕｄｇｅ等）は、前述した値には限定されない。さらに、不揮発性メモリー６２が、複数のΔｃｏｎｔｆ２や、複数のΔｔｊｕｄｇｅを記憶し、制御部５４が、複数のΔｃｏｎｔｆ２や複数のΔｔｊｕｄｇｅの中から使用する値を選択して用いても良い。
【０１２１】
４．２．オフスタートコマンド受信時の動作
また、制御部５４は、受信期間ＴＭＳの長さが所与の長さ（第３の長さ）であると判定した場合には、発行コマンドがオフスタートコマンドであると特定する。例えば、前述した図８の例では、制御部５４が、応答期間ＴＲＳに含まれるｃｏｎｔ２、３２の数が７〜８であると判定した場合に、第２の送電周波数ｆ２の信号の受信期間ＴＭＳが、第２の送電周波数ｆ２のクロック数で２５６ｃｌｋ分の期間であると判定し、オフスタートコマンドが通知されたと判定する。
【０１２２】
ここで、オフスタートコマンドとは、放電部６０から電力供給対象１００への電力供給動作を強制的にオフにするコマンドである。一般的な使用場面では、送電装置１０から受電装置４０を取り去った場合には、充電部５８が電力供給スイッチ４２をオフにして充電動作を停止し、放電部６０が電力供給対象１００への電力供給動作を開始する。しかし、商品の出荷時などには、出荷前の充電後に受電装置４０の電力供給動作をオフにしておく必要がある。
【０１２３】
そのため、制御部５４は、オフスタートコマンドを受信したと判定した場合に、放電部６０の電力供給動作をオフにする。
【０１２４】
これにより、手作業で放電部６０の電力供給動作をオフにするよりも、確実かつ効率的に放電部６０の電力供給動作をオフにすること等が可能になる。
【０１２５】
また、送電装置１０が受電装置４０の放電動作を停止させること等が可能になる。
【０１２６】
図９を用いて具体例を説明する。発行コマンドとしてオフスタートコマンドを受信した場合には、図９に示すように、受電装置４０は、ＩＣ番号（ＩＣＮ）やオフスタートのフラグ（ＯＦＳＴ）を送電側に送信する。フラグＯＦＳＴは、オフスタートモードに設定されていることを知らせる通知情報である。例えば、オフスタートモードに設定されていない場合には、フラグＯＦＳＴ＝０が送信され、オフスタートモードに設定されている場合には、フラグＯＦＳＴ＝１が送信される。これにより送電側は、オフスタートモードに設定されているかを認識できる。
【０１２７】
例えば製品の製造、出荷時において、受電装置を専用の充電器で充電して、動作モードを自動的にオフスタートモードに設定する。そして受電側からフラグＯＦＳＴ＝１を受信すると、報知部１６であるＬＥＤ等を点灯させる。こうすることで製造現場の作業者は、オフスタートモードに設定されたことを確認できる。
【０１２８】
５．無接点電力伝送システムの動作シーケンス
次に本実施形態の無接点電力伝送システムの全体の動作シーケンスの一例について説明する。図１０は動作シーケンスの概要を説明する図である。
【０１２９】
図１０のＡ１では、受電装置４０を有する電子機器５１０が、送電装置１０を有する充電器５００の上に置かれておらず、取り去り状態になっている。この場合にはスタンバイステートとなる。このスタンバイステートでは、送電装置１０の送電部１２は、着地検出のための間欠送電を行って、電子機器５１０の着地を検出する状態になる。またスタンバイステートでは、受電装置４０では、電力供給対象１００への放電動作がオンになっており、電力供給対象１００への電力供給がイネーブルになっている。これにより、処理部等の電力供給対象１００は、バッテリー９０からの電力が供給されて動作可能になる。
【０１３０】
図１０のＡ２に示すように、電子機器５１０が充電器５００の上に置かれ、着地が検出されると、通信チェック＆充電ステートになる。この通信チェック＆充電ステートでは、送電装置１０の送電部１２は、連続送電である通常送電を行う。この際に、電力伝送の状態などに応じて電力が可変に変化する電力制御を行いながら、通常送電を行う。またバッテリー９０の充電状態に基づく制御も行われる。電力伝送の状態は、例えば１次コイルＬ１、２次コイルＬ２の位置関係（コイル間距離等）などにより決まる状態であり、例えば受電部５２の整流電圧ＶＣＣなどの情報に基づいて判断できる。バッテリー９０の充電状態は、例えばバッテリー電圧ＶＢＡＴなどの情報に基づいて判断できる。
【０１３１】
また通信チェック＆充電ステートでは、受電装置４０の充電部５８の充電動作がオンになり、受電部５２が受電した電力に基づいてバッテリー９０の充電が行われる。また放電部６０の放電動作がオフになり、バッテリー９０からの電力が、電力供給対象１００に供給されなくなる。また通信チェック＆充電ステートでは、負荷変調部５６の負荷変調により、通信データが送電側に送信される。例えば送電電力設定用情報（ＶＣＣ等）や、充電状態情報（ＶＢＡＴや各種のステータスフラグ等）や、温度などの情報を含む通信データが、通常送電期間中の常時の負荷変調により、受電側から送電側に送信される。
【０１３２】
図１０のＡ３に示すように、バッテリー９０の満充電が検出されると、満充電スタンバイステートになる。この満充電スタンバイステートでは、送電部１２は、例えば取り去り検出のための間欠送電を行って、電子機器５１０の取り去りを検出する状態になる。また放電部６０の放電動作はオフのままとなり、電力供給対象１００への電力供給もディスエーブルのままとなる。
【０１３３】
そして、図１０のＡ４に示すように電子機器５１０の取り去りが検出されると、Ａ５に示すように電子機器５１０が使用状態になり、受電側の放電動作がオンになる。具体的には、放電部６０の放電動作がオフからオンに切り替わり、バッテリー９０からの電力が放電部６０を介して電力供給対象１００に供給される。これにより、バッテリー９０からの電力が供給されて、処理部等の電力供給対象１００が動作し、ユーザーが電子機器５１０を通常に使用できる状態となる。
【０１３４】
以上のように本実施形態では図１０のＡ１に示すように、電子機器５１０の着地が検出されると、通常送電が行われ、この通常送電期間において常時の負荷変調が行われる。また着地が検出されると、放電部６０の放電動作が停止する。そして、この常時の負荷変調では、送電側の電力制御のための情報や受電側のステータスを表す情報を含む通信データが、受電側から送電側に送信される。例えば電力制御のための情報（送電電力設定用情報）を通信することで、例えば１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の位置関係等に応じた最適な電力制御を実現できる。また受電側のステータスを表す情報を通信することで、最適で安全な充電環境を実現できる。そして本実施形態では、負荷変調が継続している間は、通常送電も継続され、放電部６０の放電動作もオフのままになる。
【０１３５】
また本実施形態では図１０のＡ３に示すように、バッテリー９０の満充電が検出されると、通常送電が停止し、取り去り検出用の間欠送電が行われる。そしてＡ４、Ａ５に示すように、取り去りが検出されて、取り去り期間になると、放電部６０の放電動作が行われる。これによりバッテリー９０からの電力が電力供給対象１００に供給されて、電子機器５１０の通常動作が可能になる。なお、着地検出や取り去り検出は、受電部５２の出力電圧ＶＣＣに基づいて行われる。
【０１３６】
このように本実施形態では、電子機器５１０のバッテリー９０の充電期間（通常送電期間）においては、電力供給対象１００への放電動作がオフになるため、充電期間において電力供給対象１００により無駄に電力が消費されてしまう事態を抑制できる。
【０１３７】
そして、電子機器５１０の取り去りが検出されると、通常送電から間欠送電に切り替わると共に、電力供給対象１００への放電動作がオンになる。このように放電動作がオンになることで、バッテリー９０からの電力が電力供給対象１００に供給されるようになり、処理部（ＤＳＰ）等の電力供給対象１００の通常動作が可能になる。このようにすることで、例えば電子機器５１０が充電器５００の上に置かれる充電期間においては動作しないようなタイプの電子機器５１０（例えば、補聴器、ウェアラブル機器等のユーザーが装着する電子機器）において、好適な無接点電力伝送の動作シーケンスを実現できる。
【０１３８】
図１１、図１２、図１３は本実施形態の無接点電力伝送システムの動作シーケンスの詳細を説明するための信号波形図である。
【０１３９】
図１１のＢ１は、図１０のＡ１のスタンバイステートであり、着地検出用の間欠送電が行われている。即ち、期間ＴＬ１の間隔毎に期間ＴＬ２の間隔の送電が行われる。ＴＬ１の間隔は例えば３秒であり、ＴＬ２の間隔は例えば５０ミリ秒である。そして図１１のＢ２、Ｂ３では、整流電圧ＶＣＣは電圧ＶＳＴ以下（第１の電圧以下）であるため、負荷変調による通信は行われない。
【０１４０】
一方、Ｂ４では整流電圧ＶＣＣが電圧ＶＳＴ（例えば４．５Ｖ）を超えたため、Ｂ５に示すように負荷変調部５６が負荷変調を開始する。即ち、Ｂ２、Ｂ３ではＬ１、Ｌ２のコイルが十分には電磁的結合状態になっていないが、Ｂ４ではＬ１、Ｌ２のコイルが図１Ｂに示すように適正な電磁的結合状態になっている。このため、整流電圧ＶＣＣが上昇して、電圧ＶＳＴを超え、Ｂ５に示すように負荷変調が開始する。そして、この負荷変調により、Ｂ６に示すような通信データが送電側に送信される。このＢ５の負荷変調は、Ｂ７に示す着地検出用の間欠送電により整流電圧ＶＣＣが上昇したことにより開始している。
【０１４１】
具体的には、受電側は、着地検出用のダミーデータ（例えば６４ビットの「０」）を送信する。送電側は、このダミーデータを検出（例えば８ビットの「０」の検出）することで、受電側の着地を検出して、Ｂ７に示すように通常送電（連続送電）を開始する。
【０１４２】
次に受電側は、ＩＤ認証情報や整流電圧ＶＣＣの情報を送信する。ＩＤ認証情報の送信に対して送電側が応答を行うことで、簡易的な認証処理が実現される。
【０１４３】
また送電側は、整流電圧ＶＣＣの情報である送電電力設定用情報を受信して、送電電力の制御を行う。この送電側の送電電力の制御により、Ｂ８に示すように整流電圧ＶＣＣが上昇する。そしてＢ９に示すように、ＶＣＣが電圧ＶＣＣＬ（第２の電圧）を超えると、バッテリー９０への充電が開始する。
【０１４４】
このように本実施形態では、負荷変調（通信）を開始する電圧ＶＳＴを低く設定できる。これにより送電側の駆動電圧が高く設定されることによる耐圧異常等の不具合の発生を抑制できる。そして、開始した負荷変調により、送電電力設定用情報（ＶＣＣ）を送電側に送信することで、送電側の送電電力の制御が行われ、この送電電力の制御により、Ｂ８に示すように整流電圧ＶＣＣが上昇する。そして、整流電圧ＶＣＣが上昇して、Ｂ９に示すように充電可能電圧である電圧ＶＣＣＬを超えると、バッテリー９０の充電が開始するようになる。従って、広い距離範囲での着地検出と、耐圧異常等の不具合の発生の抑制とを、両立して実現できるようになる。
【０１４５】
図１２のＣ１では、バッテリー９０の充電が行われる通常送電期間において、電子機器５１０が取り去られている。このＣ１の取り去りは、Ｃ２、Ｃ３に示すように、バッテリー９０の満充電前（満充電フラグ＝Ｌレベル）の取り去りである。
【０１４６】
このように電子機器５１０の取り去りが行われると、送電側の電力が受電側に伝達されなくなり、整流電圧ＶＣＣが低下する。そしてＣ４に示すように例えばＶＣＣ＜３．１Ｖになると、Ｃ５に示すように負荷変調部５６による負荷変調が停止する。負荷変調が停止すると、Ｃ６に示すように送電部１２による通常送電が停止する。
【０１４７】
また、整流電圧ＶＣＣが低下し、判定電圧である例えば３．１Ｖを下回ると、不図示の受電側のスタートキャパシターの放電が開始する。このスタートキャパシターは、受電側の放電動作の起動用（起動期間の計測用）のキャパシターであり、例えば受電側の制御装置５０の外付け部品として設けられる。そして、整流電圧ＶＣＣが判定電圧（３．１Ｖ）を下回ってから、起動期間ＴＳＴが経過すると、Ｃ８に示すように放電部６０の放電動作がオフからオンに切り替わり、バッテリー９０からの電力が電力供給対象１００に供給されるようになる。また送電部１２は、通常送電を停止した後、Ｃ９に示すように、着地検出用の間欠送電を行うようになる。
【０１４８】
なお本実施形態では受電側の制御部５４として、充電系の制御部と、放電系の制御部が設けられている。充電系の制御部は、受電部５２の整流電圧ＶＣＣ（出力電圧）による電源電圧が供給されて動作する。一方、放電系の制御部や放電部６０は、バッテリー電圧ＶＢＡＴによる電源電圧が供給されて動作する。そしてスタートキャパシターの充放電の制御や、放電部６０の放電動作の制御（オン・オフ制御）は、放電系の制御部が行うことになる。
【０１４９】
図１３のＤ１では、満充電フラグがアクティブレベルであるＨレベルになっており、バッテリー９０の満充電が検出されている。このように満充電が検出されると、Ｄ２に示すように満充電後の取り去り検出用の間欠送電が行われる。即ち、期間ＴＲ１の間隔毎に期間ＴＲ２の間隔の送電が行われる。ＴＲ１の間隔は例えば１．５秒であり、ＴＲ２の間隔は例えば５０ミリ秒である。取り去り検出用の間欠送電の期間ＴＲ１の間隔は、着地検出用の間欠送電の期間ＴＬ１の間隔に比べて、短くなっている。
【０１５０】
この取り去り検出用の間欠送電により、図１３のＤ３、Ｄ４に示すように整流電圧がＶＣＣ＞ＶＳＴとなり、Ｄ５、Ｄ６に示すように負荷変調が行われる。送電側は、この負荷変調（空の通信データ等）を検出することで、電子機器５１０が未だ取り去られていないことを検出できる。
【０１５１】
そして、前述のスタートキャパシターにより設定されるＤ７に示す起動期間ＴＳＴの間隔（例えば３秒より長い）に比べて、取り去り検出用の間欠送電の期間ＴＲ１の間隔（例えば１．５秒）は短い。従って、電子機器５１０が取り去られていない状態では、スタートキャパシターの電圧（充電電圧）は、放電動作オンのための閾値電圧ＶＴを下回らず、Ｄ８に示すように放電動作のオフからオンへの切り替わりは行われない。
【０１５２】
一方、Ｄ９では、電子機器５１０が取り去られている。そして、Ｄ４に示す取り去り検出用の間欠送電の期間ＴＲ２の終了後に、Ｄ１０に示すように、整流電圧ＶＣＣは判定電圧である３．１Ｖを下回るため、Ｄ７に示す起動期間ＴＳＴの計測がスタートする。そしてＤ１１では、スタートキャパシターの電圧が放電動作オンのための閾値電圧ＶＴを下回っており、起動期間ＴＳＴの経過が検出されている。これにより、放電部６０の放電動作がオフからオンに切り替わり、バッテリー９０からの電力が電力供給対象１００に供給されるようになる。またＤ１２に示すように、電子機器５１０の着地検出用の間欠送電が行われるようになる。
【０１５３】
以上のように本実施形態では、図１１のＢ５に示すように受電装置４０が負荷変調を開始したことを条件に、Ｂ７に示すように送電部１２による通常送電が開始する。そしてＢ５の負荷変調が継続されている間は、Ｂ７に示す通常送電は継続する。具体的には図１２のＣ５に示すように負荷変調が非検出となった場合に、Ｃ６に示すように送電部１２による通常送電が停止する。そしてＣ９に示すように送電部１２による着地検出用の間欠送電が行われるようになる。
【０１５４】
このように本実施形態では、負荷変調の開始を条件に通常送電を開始し、負荷変調が継続されている間は通常送電を継続し、負荷変調が非検出になると通常送電を停止するという動作シーケンスを採用している。このようにすれば、シンプルで簡素な動作シーケンスで、無接点電力伝送と、負荷変調による通信を実現できるようになる。また、通常送電期間中において、常時の負荷変調による通信を行うことで、電力伝送の状態等に応じた効率的な無接点電力伝送も実現できるようになる。
【０１５５】
６．受電装置から送電装置への通信手法
次に図１４を用いて、負荷変調による通信手法を説明する。例えば本実施形態では、受電装置４０が負荷変調を行うことにより、例えば前述したＩＤ認証情報や送電電力設定用情報等を送電装置１０の制御装置２０に送信し、送電装置１０の制御装置２０がこれらの情報を受信する。
【０１５６】
この場合、図１４に示すように、送電側では、送電ドライバーＤＲ１、ＤＲ２が、電源電圧制御部１４から供給された電源電圧ＶＤＲＶに基づいて動作して、１次コイルＬ１を駆動する。
【０１５７】
一方、受電側（２次側）では、２次コイルＬ２のコイル端電圧を受電部５２の整流回路５３が整流し、ノードＮＶＣに整流電圧ＶＣＣが出力される。なお、１次コイルＬ１とキャパシターＣＡ１により送電側の共振回路が構成され、２次コイルＬ２とキャパシターＣＡ２により受電側の共振回路が構成されている。
【０１５８】
受電側では、前述した図３に示す負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷをオン・オフさせることで、電流源ＩＳの電流ＩＤ２をノードＮＶＣからＧＮＤ側に間欠的に流して、受電側の負荷状態（受電側の電位）を変動させる。またこの際には、前述した図５に示す通信データ生成部４３が、測定された送電周波数に基づいて、通信データを送信するための制御信号ＣＳＷを生成して、負荷変調部５６に出力する。そして、制御信号ＣＳＷにより例えばスイッチ素子ＳＷのオン・オフ制御を行って、通信データに対応する負荷変調を負荷変調部５６に行わせる。
【０１５９】
送電側では、負荷変調による受電側の負荷状態の変動により、電源ラインに設けられたセンス抵抗ＲＣＳに流れる電流ＩＤ１が変動する。例えば送電側の電源（例えば図１Ａの電源アダプター５０２等の電源装置）と電源電圧制御部１４との間に、電源に流れる電流を検出するためのセンス抵抗ＲＣＳが設けられている。電源電圧制御部１４は、このセンス抵抗ＲＣＳを介して電源から電源電圧が供給される。そして負荷変調による受電側の負荷状態の変動により、電源からセンス抵抗ＲＣＳに流れる電流ＩＤ１が変動し、通信部３０が、この電流変動を検出する。そして通信部３０は、検出結果に基づいて、負荷変調により送信される通信データの検出処理を行う。
【０１６０】
また、負荷変調部５６は、例えば第１の負荷状態、第２の負荷状態というように、受電側の負荷状態（負荷変調による負荷）を変化させることで、負荷変調を行う。第１の負荷状態は、例えばスイッチ素子ＳＷがオンになる状態であり、受電側の負荷状態（負荷変調の負荷）が高負荷（インピーダンス小）になる状態である。第２の負荷状態は、例えばスイッチ素子ＳＷがオフになる状態であり、受電側の負荷状態（負荷変調の負荷）が低負荷（インピーダンス大）になる状態である。
【０１６１】
そして、例えば第１の負荷状態を、通信データの論理レベル「１」（第１の論理レベル）に対応させ、第２の負荷状態を、通信データの論理レベル「０」（第２の論理レベル）に対応させて、受電側から送電側への通信データの送信を行う。即ち、通信データのビットの論理レベルが「１」である場合には、スイッチ素子ＳＷをオンにし、通信データのビットの論理レベルが「０」である場合には、スイッチ素子ＳＷをオフにすることで、所定のビット数の通信データを送信する。
【０１６２】
また、本実施形態は前述した通信方式に限定されず、例えば図１５に示すように、通信データの各ビットの論理レベル「１」（データ１）と、論理レベル「０」（データ０）を、負荷変調パターンを用いて、受電側から送信し、送電側において検出してもよい。この場合、受電側の負荷変調部５６は、送電装置１０に送信する通信データの第１の論理レベル「１」については、負荷変調パターンが第１のパターンＰＴ１となる負荷変調を行う。一方、通信データの第２の論理レベル「０」については、負荷変調パターンが第１のパターンＰＴ１とは異なる第２のパターンＰＴ２となる負荷変調を行う。
【０１６３】
そして送電側の通信部３０（復調部）は、負荷変調パターンが第１のパターンＰＴ１である場合には、第１の論理レベル「１」の通信データであると判断する。一方、負荷変調パターンが第１のパターンＰＴ１とは異なる第２のパターンＰＴ２である場合には、第２の論理レベル「０」の通信データであると判断する。
【０１６４】
ここで負荷変調パターンは、第１の負荷状態と第２の負荷状態で構成されるパターンである。第１の負荷状態は、負荷変調部５６による受電側の負荷が、例えば高負荷になる状態である。具体的には、図１５において、第１の負荷状態の期間ＴＭ１は、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷがオンになって、電流源ＩＳの電流がノードＮＶＣからＧＮＤ側に流れる期間であり、第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２のＨレベル（ビット＝１）に対応する期間である。
【０１６５】
一方、第２の負荷状態は、負荷変調部５６による受電側の負荷が、例えば低負荷になる状態である。具体的には、図１５において第２の負荷状態の期間ＴＭ２は、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷがオフになる期間であり、第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２のＬレベル（ビット＝０）に対応する期間である。
【０１６６】
そして図１５において、第１のパターンＰＴ１は、第１の負荷状態の期間ＴＭ１の幅が第２のパターンＰＴ２に比べて長くなるパターンとなっている。このように第１の負荷状態の期間ＴＭ１の幅が、第２のパターンＰＴ２に比べて長い第１のパターンＰＴ１については、論理レベル「１」であると判断される。一方、第１の負荷状態の期間ＴＭ１の幅が、第１のパターンＰＴ１に比べて短い第２のパターンＰＴ２については、論理レベル「０」であると判断される。
【０１６７】
図１５に示すように、第１のパターンＰＴ１は、例えば（１１１０）のビットパターンに対応するパターンである。第２のパターンＰＴ２は、例えば（１０１０）のビットパターンに対応するパターンである。これらのビットパターンにおいて、ビット＝１は、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷがオンになる状態に対応し、ビット＝０は、負荷変調部５６のスイッチ素子ＳＷがオフになる状態に対応する。
【０１６８】
これにより、ノイズが多いような状況においても、通信データの適正な検出が可能になる。
【０１６９】
次に、図１６Ａ、図１６Ｂに、本実施形態で用いられる通信データのフォーマットの例を示す。
【０１７０】
図１６Ａでは、通信データは６４ビットで構成され、この６４ビットで１つのパケットが構成される。一番目の１６ビットは００００ｈとなっている。例えば受電側の負荷変調を検出して送電側が通常送電（或いは間欠送電）を開始する場合に、通信部３０の電流検出回路等が動作して、通信データを適正に検出できるようになるまでに、ある程度の時間が必要になる。このため、一番目の１６ビットには、ダミー（空）のデータである００００ｈを設定する。送電側は、この１番目の１６ビットの００００ｈの通信期間において、例えばビット同期のために必要な種々の処理を行うことになる。
【０１７１】
次の２番目の１６ビットには、データコードと、整流電圧（ＶＣＣ）の情報が設定される。データコードは、図１６Ｂに示すように、次の３番目の１６ビットで通信されるデータを特定するためのコードである。整流電圧（ＶＣＣ）は、送電装置１０の送電電力設定用情報として用いられる。
【０１７２】
３番目の１６ビットには、データコードでの設定に従って、温度、バッテリー電圧、バッテリー電流、ステータスフラグ、サイクル回数、ＩＣ番号・充電実行・オフスタート、或いはＩＤなどの情報が設定される。温度は例えばバッテリー温度などである。バッテリー電圧、バッテリー電流は、バッテリー９０の充電状態を表す情報である。ステータスフラグは、例えば温度エラー（高温異常、低温異常）、バッテリーエラー（１．０Ｖ以下のバッテリー電圧）、過電圧エラー、タイマーエラー、満充電（ノーマルエンド）などの受電側のステータスを表す情報である。サイクル回数（サイクルタイム）は充電回数を表す情報である。ＩＣ番号は、制御装置のＩＣを特定するための番号である。充電実行のフラグ（ＣＧＯ）は、認証した送電側が適正であり、送電側からの送電電力に基づいて充電を実行することを示すフラグである。４番目の１６ビットにはＣＲＣの情報が設定される。
【０１７３】
なお本実施形態の通信手法は、図１５〜図１６Ｂ等で説明した手法に限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば図１５では第１のパターンＰＴ１に論理レベル「１」を対応づけ、第２のパターンＰＴ２に論理レベル「０」を対応づけているが、この対応づけは逆であってもよい。また、図１５の第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２は負荷変調パターンの一例であり、本実施形態の負荷変調パターンはこれに限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば図１５では、第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２は同じ長さに設定されているが、異なる長さに設定してもよい。また図１５では、ビットパターン（１１１０）の第１のパターンＰＴ１と、ビットパターン（１０１０）の第２のパターンＰＴ２を用いているが、これらとは異なったビットパターンの第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２を採用してもよい。例えば第１、第２のパターンＰＴ１、ＰＴ２は、少なくとも第１の負荷状態の期間ＴＭ１（或いは第２の負荷状態の期間ＴＭ２）の長さが異なるパターンであればよく、図１５とは異なる種々のパターンを採用できる。また、通信データのフォーマットや通信処理も本実施形態で説明した手法に限定されず、種々の変形実施が可能である。
【０１７４】
７．受電部、充電部
図１７に、受電部５２、充電部５８等の詳細な構成例を示す。図１７に示すように、受電部５２の整流回路５３は、整流用のトランジスターＴＡ１、ＴＡ２、ＴＡ３、ＴＡ４と、これらのトランジスターＴＡ１〜ＴＡ４を制御する整流制御部５１を有する。トランジスターＴＡ１〜ＴＡ４の各々のドレイン・ソース間にはボディーダイオードが設けられている。整流制御部５１は、トランジスターＴＡ１〜ＴＡ４のゲートに対して制御信号を出力して、整流電圧ＶＣＣを生成するための整流制御を行う。
【０１７５】
整流電圧ＶＣＣのノードＮＶＣとＧＮＤのノードとの間には抵抗ＲＢ１、ＲＢ２が直列に設けられている。整流電圧ＶＣＣを、抵抗ＲＢ１、ＲＢ２で電圧分割した電圧ＡＣＨ１が、例えばＡ／Ｄ変換回路６５に入力される。これにより整流電圧ＶＣＣの監視が可能になり、ＶＣＣに基づく電力制御や、ＶＣＣに基づく通信開始や充電開始の制御を実現できる。
【０１７６】
レギュレーター６７は、整流電圧ＶＣＣの電圧調整（レギュレート）を行って、電圧ＶＤ５を出力する。この電圧ＶＤ５は、トランジスターＴＣ１を介して、充電部５８のＣＣ充電回路５９に供給される。トランジスターＴＣ１は、例えばバッテリー電圧ＶＢＡＴが所与の電圧を超える過電圧の検出時において、制御信号ＧＣ１に基づいてオフになる。なお制御装置５０の各回路（放電部６０等の放電系の回路を除く回路）は、この電圧ＶＤ５に基づく電圧（ＶＤ５をレギュレートした電圧等）を電源電圧として動作する。
【０１７７】
ＣＣ充電回路５９は、トランジスターＴＣ２と、演算増幅器ＯＰＣと、抵抗ＲＣ１と、電流源ＩＳＣを有する。演算増幅器ＯＰＣの仮想接地により、抵抗ＲＣ１の一端の電圧（非反転入力端子の電圧）と、外付け部品であるセンス抵抗ＲＳの他端の電圧ＶＣＳ２（反転入力端子の電圧）とが等しくなるように、トランジスターＴＣ２が制御される。信号ＩＣＤＡの制御により電流源ＩＳＣに流れる電流をＩＤＡとし、センス抵抗ＲＳに流れる電流をＩＲＳとする。すると、ＩＲＳ×ＲＳ＝ＩＤＡ×ＲＣ１となるように制御される。即ち、このＣＣ充電回路５９では、センス抵抗ＲＳに流れる電流ＩＲＳ（充電電流）が、信号ＩＣＤＡにより設定される一定の電流値になるように制御される。これにより、ＣＣ（Constant-Current）充電が可能になる。
【０１７８】
トランジスターＴＣ３は、ＣＣ充電回路５９の出力ノードと、バッテリー電圧ＶＢＡＴの供給ノードＮＢＡＴとの間に設けられる。Ｐ型のトランジスターＴＣ３のゲートには、Ｎ型のトランジスターＴＣ４のドレインが接続されており、トランジスターＴＣ４のゲートには、制御部５４からの充電の制御信号ＣＨＯＮが入力されている。また、トランジスターＴＣ３のゲートとノードＮＢＡＴの間には、プルアップ用の抵抗ＲＣ２が設けられ、トランジスターＴＣ４のゲートとＧＮＤ（低電位側電源）のノードの間には、プルダウン用の抵抗ＲＣ３が設けられている。トランジスターＴＣ３（ＴＣ４）により、図２の電力供給スイッチ４２が実現される。
【０１７９】
充電時には、制御部５４が、制御信号ＣＨＯＮをアクティブレベル（Ｈレベル）にする。これにより、Ｎ型のトランジスターＴＣ４がオンになって、Ｐ型のトランジスターＴＣ３のゲート電圧がＬレベルになる。この結果、トランジスターＴＣ３がオンになり、バッテリー９０の充電が行われるようになる。
【０１８０】
一方、制御部５４が、制御信号ＣＨＯＮを非アクティブレベル（Ｌレベル）にすると、Ｎ型のトランジスターＴＣ４がオフになる。そしてＰ型のトランジスターＴＣ３のゲート電圧が、抵抗ＲＣ２によりバッテリー電圧ＶＢＡＴにプルアップされることで、トランジスターＴＣ３がオフになり、バッテリー９０の充電が停止する。
【０１８１】
また、充電系の電源電圧が回路の動作下限電圧よりも低くなった場合には、トランジスターＴＣ４のゲート電圧が、抵抗ＲＣ３によりＧＮＤにプルダウンされることで、トランジスターＴＣ４がオフになる。そしてトランジスターＴＣ３のゲート電圧が、抵抗ＲＣ２によりバッテリー電圧ＶＢＡＴにプルアップされることで、トランジスターＴＣ３がオフになる。このようにすれば、例えば受電側が取り去られ、電源電圧が動作下限電圧よりも低くなった場合に、トランジスターＴＣ３がオフになることで、ＣＣ充電回路５９の出力ノードとバッテリー９０のノードＮＢＡＴとの間の経路が電気的に遮断される。これにより、電源電圧が動作下限電圧以下になった場合におけるバッテリー９０からの逆流が防止されるようになる。
【０１８２】
またノードＮＢＡＴとＧＮＤのノードとの間には抵抗ＲＣ４、ＲＣ５が直列に設けられており、バッテリー電圧ＶＢＡＴを、抵抗ＲＣ４、ＲＣ５で電圧分割した電圧ＡＣＨ２が、Ａ／Ｄ変換回路６５に入力される。これによりバッテリー電圧ＶＢＡＴの監視が可能になり、バッテリー９０の充電状態に応じた各種の制御を実現できる。またバッテリー９０の近くには、サーミスターＴＨ（広義には温度検出部）が設けられている。このサーミスターＴＨの一端の電圧ＲＣＴが制御装置５０に入力され、これによりバッテリー温度の測定が可能になる。
【０１８３】
以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、制御装置、受電装置、電子機器及び電力伝送システムの構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０１８４】
１０…送電装置、１２…送電部、１４…電源電圧制御部、１６…報知部、
２０…制御装置、２２…ドライバー制御回路、２４…制御部、３０…通信部、
３７…クロック生成回路、３８…発振回路、４０…受電装置、４２…電力供給スイッチ、
４３…通信データ生成部、４４…送電周波数測定部、４５…発振回路、４６…通信部、
５０…制御装置、５１…整流制御部、５２…受電部、５３…整流回路、５４…制御部、
５６…負荷変調部、５７…電力供給部、５８…充電部、５９…充電回路、６０…放電部、
６１…チャージポンプ回路、６２…記憶部、６２…不揮発性メモリー、６４…検出部、
６５…変換回路、６７…レギュレーター、８０…負荷、９０…バッテリー、
１００…電力供給対象、５００…充電器、５０２…電源アダプター、５１０…電子機器、
５１４…スイッチ部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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】
0006696221.tif 000008
【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】
0006696221.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0006696221.tif 000017
【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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