(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を受け取って少なくとも磁界を発生する複数の送電側素子と、
複数の前記送電側素子が発生する磁界によって電力を出力する複数の受電側素子と、
複数の前記送電側素子が発生する起電力を検出して、検出した前記起電力に対応する信号を出力する検出素子と、
複数の前記送電側素子に前記電力が供給されている状態で、前記検出素子から受け取った信号の大きさに基づいて、前記送電側素子と前記受電側素子との距離を示す情報を求める処理装置と、
を含み、
複数の前記送電側素子と複数の前記受電側素子との中で組となる素子の結合度は、他の組となる素子とは距離に対して異なる分布であり、かつそれぞれの前記組となる素子の結合度が特定の距離で一致する、位置検出装置。
【請求項２】
前記複数の送電側素子は、磁界を発生する第１送電側素子及び第２送電側素子であり、
前記複数の受電側素子は、第１送電側素子及び第２送電側素子が発生した磁界によって電力を出力する第１受電側素子及び第２受電側素子であり、
前記第１送電側素子と前記第１受電側素子とが第１の前記組となり、
前記第２送電側素子と前記第２受電側素子とが第２の前記組となる、請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記第１送電側素子、前記第１受電側素子、前記第２送電側素子及び前記第２受電側素子はコイルであり、
前記第１送電側素子と前記第２送電側素子とが異なる角度で配置され、
前記第１受電側素子と前記第２受電側素子とが異なる角度で配置される、請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記第１送電側素子、前記第１受電側素子、前記第２送電側素子及び前記第２受電側素子は、多層基板内の配線パターンである、請求項３に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記複数の送電側素子は、磁界を発生する第１送電側素子と、電界を発生する第３送電側素子であり、
前記複数の受電側素子は、磁界を発生する第１受電側素子と、電界を発生する第３受電側素子であり、
前記第１送電側素子と前記第１受電側素子とが第１の前記組となり、
前記第３送電側素子と前記第３受電側素子とが第２の前記組となり、
前記検出素子は、複数の前記送電側素子を流れる電流を検出して、検出した前記電流に対応する信号を求める、
請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記第１送電側素子及び前記第１受電側素子はコイルであり、
前記第３送電側素子及び前記第３受電側素子は金属板であり、
前記第１送電側素子と前記第３送電側素子との組が平行に配置され、
前記第１受電側素子と前記第３受電側素子との組が平行に配置される、請求項５に記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記第１送電側素子、前記第１受電側素子、前記第３送電側素子及び前記第３受電側素子は、多層基板内の配線パターンである、請求項６に記載の位置検出装置。
【請求項８】
複数の前記第１送電側素子を有し、
前記第１受電側素子とそれぞれの前記第１送電側素子とで構成される、複数の第１の前記組は、それぞれ結合度が異なり、
さらに、複数の前記第１送電側素子から１つを選択するスイッチを有し、
前記処理装置は、前記第１送電側素子と前記第１受電側素子との距離を示す情報に基づいて前記スイッチを動作させ、複数の前記第１送電側素子から１つを選択する、請求項２から請求項７のいずれか１項に記載の位置検出装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の位置検出装置と、
複数の前記送電側素子に電力を供給する電源と、
を含む、電力伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力を送る送電回路と、送電回路からの電力を受け取る受電回路との距離を判定する位置検出装置及び電力伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星機器内の基板間信号伝送に非接触コネクタを適用することは、振動耐性の向上、接続基板数の増加、バックプレーン設計コスト低減等の効果が期待できる。しかしながら、完全なコネクタレスを実現するためには、給電部についても無線化する必要がある。また、基板間電力伝送を実現するにあたっては、バックプレーン側の送電部の配置がすべてのスロットで共通である必要がある一方、受電部の位置は部品配置及び配線の制約から、ある程度自由に変更できることが求められる。近年注目されている共鳴方式の無線電力伝送は、従来から利用されている電磁誘導方式では難しかった数ｃｍ以上の距離で実用的な伝送効率を得ることができ、基板間電力伝送への適用が可能である。【０００３】
共鳴方式は位置ずれに弱く、設計した伝送距離からずれた場合に伝送効率が顕著な影響を受ける、という課題がある。こうした課題を解決する方法の１つに、送受電間の距離を検出し送電側のパラメータを調整する方法がある。送受電コイル間の距離を測定する方法としては、ＰＳＤ（Position  Sensitive  Detector）と略称される光位置センサのように光の反射を利用する方法、超音波の反射時間から算出する方法等が一般的に用いられる。しかし、衛星内機器に用いられる部品は、宇宙空間特有の高い放射線にさらされる環境下で用いられるので、極めて高い信頼性を必要とする。このために、一般的な民生用部品を衛星内機器に適用することが困難であることが多い。前述の方法は、計測のために専用のデバイスを用いており、衛星内機器への適用が難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１８８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
こうした課題を解決する手法としては、無線電力伝送に用いるコイル自体を距離測定に利用する方法が考えられる。共鳴方式の無線電力伝送を基板間電力伝送に適用するにあたっては、伝送効率の距離依存性を解消するためのパラメータ調整に必要となる、送電回路と受電回路との距離を測定する必要がある。特に衛星用途では特殊なセンサー部品等を用いずに距離測定を実現することが望ましく、無線電力伝送に用いるコイル自体をセンサーとして用いる方法が考えられる。【０００６】
特許文献１には、直交する３軸の送信コイルと、ＸＹ平面上で位置をずらして配置された複数の受信コイルから構成され、各送信コイルからの磁気信号を受信し受信強度分布を解析することで位置を同定する方法が開示されている。同手法では、受信コイルを配置したＸＹ平面からの距離測定に受信強度分布の半値帯域幅を用いることで、受信強度の絶対値に依存しない距離測定を可能にしている。【０００７】
特許文献１の方法は、ＸＹ平面上でずらして配置した複数の受信コイルの受信強度から位置を同定する。特許文献１の方法は、受信コイルからの測定に受信電力分布の半値帯域幅を用いているので、送信電力に依存せず距離の同定が可能である。一方で、受信電力分布の半値帯域幅の計測には、多数の受信コイルを広範囲に配置する必要があり、非接触コネクタが設置されるような基板間の狭い場所への適用が難しい。【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、設置場所が大きくなることを抑制できる位置検出装置及び電力伝送装置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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る位置検出装置は、電力を受け取って少なくとも磁界を発生する複数の送電側素子と、複数の送電側素子が発生する磁界によって電力を出力する複数の受電側素子と、複数の送電側素子が発生する起電力を検出して、検出した起電力に対応する信号を出力する検出素子と、複数の送電側素子に電力が供給されている状態で、検出素子から受け取った信号の大きさに基づいて、送電側素子と受電側素子との距離を示す情報を求める処理装置と、を含む。本発明に係る位置検出装置は、複数の送電側素子と複数の受電側素子との中で組となる素子の結合度は、他の組となる素子とは距離に対して異なる分布であり、かつそれぞれの組となる素子の結合度が特定の距離で一致する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る位置検出装置は、設置場所が大きくなることを抑制できる位置検出装置及び電力伝送装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る位置検出装置を示す図
【図２】実施の形態１に係る位置検出装置の回路図
【図３】実施の形態１に係る位置検出装置が有する要素の位置関係を示す図
【図４】実施の形態１に係る送電回路と受電回路との間の距離と、相互インダクタンスとの関係を示す図
【図５】実施の形態１に係る第１コイルの巻き数と、オフセット量と、一辺の長さと、特定の距離との関係を示す図
【図６】実施の形態１に係る第１コイルの巻き数と、オフセット量と、一辺の長さと、特定の距離との関係を示す図
【図７】実施の形態１に係る第１コイルの巻き数と、オフセット量と、一辺の長さと、特定の距離との関係を示す図
【図８】実施の形態１に係る処理装置の構成例を示す図
【図９】実施の形態１に係る位置検出装置の処理装置が実行する処理の一例を示すフローチャート
【図１０】実施の形態２に係る位置検出装置を示す図
【図１１】実施の形態２に係る位置検出装置が有する送電回路の回路図
【図１２】実施の形態２に係る位置検出装置が有する要素の位置関係を示す図
【図１３】実施の形態２に係る送電回路と受電回路との間の距離と、相互インダクタンスとの関係を示す図
【図１４】実施の形態２に係る処理装置の構成例を示す図
【図１５】実施の形態２に係る位置検出装置の処理装置が実行する処理の一例を示すフローチャート
【図１６】実施の形態３に係る位置検出装置を示す図
【図１７】実施の形態３に係る位置検出装置の等価回路を示す図
【図１８】実施の形態３に係る位置検出装置の各素子間の結合度の分布を表す図
【図１９】実施の形態３に係る処理装置の構成例を示す図
【図２０】実施の形態３に係る位置検出装置の処理装置が実行する処理の一例を示すフローチャート
【図２１】実施の形態４に係る位置検出装置を示す図
【図２２】実施の形態４に係る位置検出装置が有する送電回路の回路図
【図２３】実施の形態４に係る位置検出装置の各素子間の結合度の分布を表す図
【図２４】実施の形態４に係る処理装置の構成例を示す図
【図２５】実施の形態４に係る位置検出装置の処理装置が実行する処理の一例を示すフローチャート
【図２６】実施の形態５に係る多層基板を示す図
【図２７】実施の形態５に係る多層基板の各層を示す図
【図２８】実施の形態５に係る多層基板を示す図
【図２９】実施の形態５に係る多層基板を表面側から見た図
【図３０】実施の形態５に係る多層基板を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態に係る位置検出装置及び電力伝送装置を図面に基づいて詳細に説明する。以下に説明する実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る位置検出装置１を示す図である。図２は、実施の形態１に係る位置検出装置１の回路図である。図３は、実施の形態１に係る位置検出装置１が有する要素の位置関係を示す図である。
【００１４】
位置検出装置１は、送電側の結合素子群１１と、受電側の結合素子群１２と、検出コイル１０３，１０４と、処理装置１０６と、を含む。位置検出装置１は、送電側の結合素子群１１から受電側の結合素子群１２に電力が伝送されているときに、送電側の結合素子群１１と受電側の結合素子群１２との距離を示す情報を求めて出力する装置である。すなわち、位置検出装置１は、送電側の結合素子群１１と受電側の結合素子群１２との距離を示す情報を求める機能と、送電側の結合素子群１１から受電側の結合素子群１２に電力を伝送する機能とを有する。位置検出装置１は、電力伝送装置でもある。以下において、位置検出装置１を電力伝送装置１と称することもある。電力伝送装置１は、無線で電力を伝送する。
【００１５】
送電側の結合素子群１１は、複数の送電側素子である第１送電側素子１０１と第２送電側素子１０２とを含む。以下の説明において、送電側の結合素子群１１を適宜、送電回路１１と称する。第１送電側素子１０１と第２送電側素子１０２は、電力を受け取って少なくとも磁界を発生する。実施の形態１において、第１送電側素子１０１及び第２送電側素子１０２はコイルである。以下において、第１送電側素子１０１を適宜、第１コイル１０１と称し、第２送電側素子１０２を適宜、第２コイル１０２と称する。
【００１６】
送電回路１１は、複数の送電側素子が発生する起電力を検出して、検出した起電力に対応する信号を出力する検出素子を含む。実施の形態１において、検出コイル１０３と検出コイル１０４とが検出素子に対応する。検出コイル１０３は、第１コイル１０１の起電力を検出し、検出した起電力に対応する信号、詳細には電気信号を出力する。検出コイル１０４は、第２コイル１０２の起電力を検出し、検出した起電力に対応する信号、詳細には電気信号を出力する。
【００１７】
第１コイル１０１は、１辺の長さがａの正方形となっている。第２コイル１０２は、１辺の長さがｂの正方形となっている。第１コイル１０１と第２コイル１０２とは、図２に示されるように、電気的に直列に接続される。電気的に直列に接続された第１コイル１０１と第２コイル１０２とは、給電部１０５から電力が供給される。給電部１０５は、交流電力を送電回路１１に供給する交流電源である。
【００１８】
実施の形態１において、第１コイル１０１と第２コイル１０２とは組み合わされる。第１コイル１０１は、第２コイル１０２の内側に配置される。第１コイル１０１と第２コイル１０２との配置は、この配置には限定されず、第２コイル１０２が第１コイル１０１の内側に配置されてもよいし、第１コイル１０１の１辺が第２コイル１０２の内側に、かつ第２コイル１０２の１辺が第１コイル１０１の内側に配置されてもよい。
【００１９】
第１コイル１０１と第２コイル１０２とは、異なる角度で配置される。第１コイル１０１と第２コイル１０２とが異なる角度で配置されるとは、第１コイル１０１と第２コイル１０２とが組み合わされた状態で、図３に示される第１コイル１０１の軸Ｚ１の一部と第２コイル１０２の軸Ｚ２の一部とを一致させた場合に、軸Ｚ１と軸Ｚ２とが角度を有することを意味する。実施の形態１において、軸Ｚ１は第１コイル１０１を構成する導線で囲まれた平面の図心を通り、かつこの面と直交する。軸Ｚ２は第２コイル１０２を構成する導線で囲まれた平面の図心を通り、かつこの面と直交する。第１コイル１０１と第２コイル１０２とが異なる角度で配置されるとは、第１コイル１０１を構成する導線で囲まれた平面と、第２コイル１０２を構成する導線で囲まれた平面とが平行でない状態であるともいえる。
【００２０】
実施の形態１において、第１コイル１０１と第２コイル１０２とは、直交している。詳細には、軸Ｚ１の一部と軸Ｚ２の一部とを一致させた場合に軸Ｚ１と軸Ｚ２とが直交する、すなわち第１コイル１０１を構成する導線で囲まれた平面と第２コイル１０２を構成する導線で囲まれた平面とが直交する。実施の形態１において、第１コイル１０１と第２コイル１０２とが直交する方が、電力伝送装置１の送電効率が高くなるので好ましいが、電力伝送装置１の送電効率が許容できる範囲で、第１コイル１０１と第２コイル１０２とは直交している状態からずれてもよい。
【００２１】
図３に示されるように、第１コイル１０１は、第２コイル１０２の中心位置からオフセットして配置されている。第１コイル１０１のオフセット量はｘ１と定義される。第２コイル１０２の中心位置は、第１コイル１０１の１辺と向かい合う第２コイル１０２の１辺の中央である。第２コイル１０２の中心位置は、第１コイル１０１の１辺と向かい合う第２コイル１０２の１辺の両端から、それぞれｂ／２ずつ離れた位置である。
【００２２】
図３に示されるように、第１コイル１０１は、第２コイル１０２の１辺と向かい合う１辺の中央が、第２コイル１０２の位置に配置される。このような配置によって、第１コイル１０１は、第２コイル１０２を構成する導線で囲まれた平面を基準として、第１側と第２側とにそれぞれａ／２ずつ突出する。第１コイル１０１は、第２コイル１０２の位置に配置される部分が、第２コイル１０２の１辺と向かい合う１辺の中央でなくてもよい。
【００２３】
実施の形態１において、第１コイル１０１の形状と第２コイル１０２の形状とをともに正方形としたが、正方形には限定されない。第１コイル１０１の形状と第２コイル１０２の形状とは、長方形、円形又は楕円等、他の形状であってもよい。
【００２４】
前述した検出コイル１０３及び１０４は、第１コイル１０１及び第２コイル１０２に影響を与えない程度の結合度で、それぞれが第１コイル１０１及び第２コイル１０２に対して結合されている。結合度とは、素子同士が電磁気的に結合する場合の結合の程度を表す尺度である。
【００２５】
図１に示されるように、受電側の結合素子群１２は、複数の受電側素子である第１受電側素子１０１ｒと第２受電側素子１０２ｒとを含む。以下の説明において、受電側の結合素子群１２を適宜、受電回路１２と称する。第１受電側素子１０１ｒ及び第２受電側素子１０２ｒは、送電回路１１の第１送電側素子１０１及び第２送電側素子１０２が発生する磁界によって電力を出力する。第１受電側素子１０１ｒ及び第２受電側素子１０２ｒは、発生した電力を受電部１０７に供給する。受電部１０７は、ＡＣ／ＤＣ（Alternative  Current／Direct  Current）コンバータ、ＡＣ／ＡＣコンバータ、変圧器等であるが、これらに限定されない。
【００２６】
実施の形態１において、第１受電側素子１０１ｒ及び第２受電側素子１０２ｒはコイルである。以下において、第１受電側素子１０１ｒを適宜、第１コイル１０１ｒと称し、第２受電側素子１０２ｒを適宜、第２コイル１０２ｒと称する。
【００２７】
図１及び図３に示されるように、受電回路１２の第１コイル１０１ｒ及び第２コイル１０２ｒは、送電回路１１の第１コイル１０１及び第２コイル１０２と同様の構造及び配置となっている。したがって、送電回路１１の第１コイル１０１及び第２コイル１０２で説明した内容は、受電回路１２の第１コイル１０１ｒ及び第２コイル１０２ｒにも適用される。
【００２８】
図２に示されるように、受電回路１２は、送電回路１１と同様に第１コイル１０１ｒと第２コイル１０２ｒとが電気的に直列に接続されている。図３に示されるように、受電回路１２の第１コイル１０１ｒは、第２コイル１０２ｒの中心位置からオフセットして配置されている。オフセット量はｘ２と定義される。受電回路１２のオフセット量ｘ２は、送電回路１１のオフセット量ｘ１と同じ値であってもよいし、異なっていてもよい。
【００２９】
図１に示されるように、送電回路１１の第１コイル１０１が発生する磁束は、受電回路１２の第２コイル１０２ｒを貫かないため、互いに結合しない。同様に、送電回路１１の第２コイル１０２が発生する磁束は、受電回路１２の第１コイル１０１を貫かないため、互いに結合しない。したがって、送電回路１１と受電回路１２のトータルの相互インダクタンスは、第１コイル１０１及び１０１ｒ同士の相互インダクタンスＭ４２と、第２コイル１０２及び１０２ｒ同士の相互インダクタンスＭ３１との和で表される。
【００３０】
送電回路１１の第１コイル１０１及び受電回路１２の第１コイル１０１ｒは、複数の送電側素子である第１コイル１０１及び第２コイル１０２と、複数の受電側素子である第１コイル１０１ｒ及び第２コイル１０２ｒとの中で、組となる。送電回路１１の第２コイル１０２及び受電回路１２の第２コイル１０２ｒも同様である。送電回路１１の第１コイル１０１及び受電回路１２の第１コイル１０１ｒは、第１の組となり、送電回路１１の第２コイル１０２及び受電回路１２の第２コイル１０２ｒは第２の組となる。
【００３１】
第１コイル１０１及び１０１ｒ同士の相互インダクタンスＭ４２は、第１コイル１０１及び１０１ｒの結合度を表す。また、第２コイル１０２及び１０２ｒ同士の相互インダクタンスＭ３１は、第２コイル１０２及び１０２ｒの結合度を表す。
【００３２】
図４は、実施の形態１に係る送電回路１１と受電回路１２との間の距離ｄと、相互インダクタンスＭとの関係を示す図である。送電回路１１と受電回路１２との間の距離ｄは、送電回路１１の第２コイル１０２の軸Ｚ２と受電回路１２の第２コイル１０２ｒの軸Ｚ２との距離とするが、この距離には限定されない。
【００３３】
図４に示されるように、組となる第１コイル１０１及び１０１ｒ同士の相互インダクタンスＭ４２と、他の組となる第２コイル１０２及び１０２ｒ同士の相互インダクタンスＭ３１とは、距離ｄに対して異なる分布となる。オフセット量ｘ１，ｘ２、第１コイル１０１，１０１ｒの寸法及び第２コイル１０２，１０２ｒの寸法を調整することで、図４に示されるように、特定の距離ｄｅで、相互インダクタンスＭ４２と相互インダクタンスＭ３１との大小関係が反転する特性を得ることができる。このような特性が得られると、第１コイル１０１及び１０１ｒ同士の相互インダクタンスＭ４２と、第２コイル１０２及び１０２ｒ同士の相互インダクタンスＭ３１とは、特定の距離ｄｅで一致する。相互インダクタンスＭ４２と相互インダクタンスＭ３１との差の絶対値は｜Ｍ４２）−Ｍ３１｜で示される実線のように変化する。
【００３４】
特定の距離ｄｅは、相互インダクタンスＭ４２と相互インダクタンスＭ３１との大小関係が反転する位置の距離である。特定の距離ｄｅは、例えば、送電回路１１から受電回路１２への電力の伝送効率が最も高くなる大きさに予め設定される。特定の距離ｄｅは、送電回路１１及び受電回路１２の第１コイル１０１及び第２コイル１０２の巻き数、組み合わされる第１コイル１０１及び第２コイル１０２の位置関係、送電回路１１と受電回路１２との位置関係等を調整することによって設定される。
【００３５】
図５から図７は、実施の形態１に係る第１コイル１０１及び１０１ｒの巻き数Ｎと、オフセット量ｘ１及びｘ２と、一辺の長さａと、特定の距離ｄｅとの関係を示す図である。第１コイル１０１及び１０１ｒの巻き数Ｎは、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３の順に大きくなる。オフセット量ｘ１及びｘ２が０である場合、第１コイル１０１及び１０１ｒの位置は、第２コイル１０２及び１０２ｒの中心位置である。オフセット量ｘ１及びｘ２が正である場合、オフセット量ｘ１及びｘ２の絶対値が増加するとともに第１コイル１０１と１０１ｒとの距離が大きくなる。オフセット量ｘ１及びｘ２が負である場合、オフセット量ｘ１及びｘ２の絶対値が増加するとともに第１コイル１０１と１０１ｒとの距離が小さくなる。第１コイル１０１及び１０１ｒの一辺の長さａは、ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５の順に大きくなる。特定の距離ｄｅは、ｄｅ１，ｄｅ２，ｄｅ３，ｄｅ４，ｄｅ５の順に大きくなる。
【００３６】
図５に示されるように、例えば、第１コイル１０１及び１０１ｒの巻き数Ｎ＝Ｎ１で第１コイル１０１及び１０１ｒの一辺の長さａがａ１である場合、特定の距離ｄｅは、オフセット量ｘ１及びｘ２の増加とともに大きくなる。図６に示されるように、第１コイル１０１及び１０１ｒの巻き数Ｎ＝Ｎ２で第１コイル１０１及び１０１ｒの一辺の長さａがａ２である場合、特定の距離ｄｅは、オフセット量ｘ１及びｘ２が増加するとともに大きくなる。図７に示されるように、例えば、第１コイル１０１及び１０１ｒの巻き数Ｎ＝Ｎ３で第１コイル１０１及び１０１ｒの一辺の長さａがａ５である場合、特定の距離ｄｅは、オフセット量ｘ１及びｘ２の減少とともに大きくなる。
【００３７】
例えば、第１コイル１０１及び１０１ｒの巻き数Ｎ＝Ｎ１で第１コイル１０１及び１０１ｒの一辺の長さａがａ１である場合、オフセット量ｘ１及びｘ２をｘｃとすれば、特定の距離ｄｅをｄｅ２とすることができる。このように、第１コイル１０１及び１０１ｒの巻き数Ｎと、第１コイル１０１及び１０１ｒの一辺の長さａと、オフセット量ｘ１及びｘ２との少なくとも１つが変更されることにより、特定の距離ｄｅが変更される。
【００３８】
位置検出装置１において、送電中に検出コイル１０３及び１０４に発生する電圧は、相互インダクタンスＭ４２及び相互インダクタンスＭ３１に比例する。送電回路１１と受電回路１２との間の距離ｄが判定境界１２１を示す特定の距離ｄｅよりも小さい場合、検出コイル１０３は、検出コイル１０４よりも大きい電圧を出力する。送電回路１１と受電回路１２との間の距離ｄが特定の距離ｄｅよりも大きい場合、検出コイル１０４は、検出コイル１０３よりも大きい電圧を出力する。送電回路１１と受電回路１２との間の距離ｄが特定の距離ｄｅに等しい場合、検出コイル１０３及び検出コイル１０４は、同じ大きさの電圧を出力する。
【００３９】
処理装置１０６は、送電回路１１の第１コイル１０１及び第２コイル１０２に電力が供給されている状態で、検出コイル１０３及び１０４から受け取った信号、すなわち電圧の大きさに基づいて、送電回路１１と受電回路１２との距離ｄを示す情報を出力する。詳細には、処理装置１０６は、検出コイル１０３の電圧と検出コイル１０４の電圧とを比較する。
【００４０】
処理装置１０６は、検出コイル１０３の電圧の方が検出コイル１０４の電圧よりも大きい場合、送電回路１１と受電回路１２との間の距離ｄが特定の距離ｄｅよりも小さいことを示す情報を出力する。処理装置１０６は、検出コイル１０４の電圧の方が検出コイル１０３の電圧よりも大きい場合、送電回路１１と受電回路１２との間の距離ｄが特定の距離ｄｅよりも大きいことを示す情報を出力する。処理装置１０６は、検出コイル１０３の電圧と検出コイル１０４の電圧とが等しい場合、送電回路１１と受電回路１２との間の距離ｄが特定の距離ｄｅであることを示す情報を出力する。このように、送電回路１１と受電回路１２との距離ｄを示す情報は、距離ｄが特定の距離ｄｅよりも大きいか、小さいか、及び距離ｄが特定の距離ｄｅに等しいかを示す情報である。
【００４１】
位置検出装置１は、第１コイル１０１と第２コイル１０２とを電気的に直列に接続した送電回路１１及び第１コイル１０１ｒと第２コイル１０２ｒとを電気的に直列に接続した受電回路１２について、第１コイル１０１及び第２コイル１０２に対してそれぞれ設けた検出コイル１０３及び１０４から出力される電圧を単純比較することにより、予め設定された判定境界１２１での特定の距離ｄｅよりも近いか遠いか、等距離なのかを判定できる。また、電力の伝送に用いる第１コイル１０１、第２コイル１０２、第１コイル１０１ｒ及び第２コイル１０２ｒ自体を、距離を測定するための検出器として利用できることから、専用のデバイスを不要とすることができる。
【００４２】
図８は、実施の形態１に係る処理装置１０６の構成例を示す図である。処理装置１０６は、プロセッサ１１０、メモリ１１１、比較器１１２及び検波回路１１３，１１４を有している。検波回路１１３は、検出コイル１０３に接続されている。検波回路１１４は、検出コイル１０４に接続されている。処理装置１０６の機能はプロセッサ１１０によって実現される。プロセッサ１１０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit：中央処理装置）、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、又はＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）ともいう。
【００４３】
処理装置１０６の機能は、ソフトウェア及びファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ１１１に記憶される。プロセッサ１１０は、メモリ１１１に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、処理装置１０６の機能を実現する。これらのプログラムは、処理装置１０６が実行する手順をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
【００４４】
メモリ１１１は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Erasable  Programmable  Read  Only  Memory）、及びＥＥＰＲＯＭ（Electrically  Erasable  Programmable  Read  Only  Memory）といった揮発性又は不揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、及びＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc）が該当する。
【００４５】
処理装置１０６の機能は、専用のハードウェアである処理回路によって実現されてもよい。この場合、処理回路は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。
【００４６】
検波回路１１３及び１１４は、検出コイル１０３及び１０４から出力される信号、詳細には電圧の振幅を検出し、検出した結果を振幅値として出力する。比較器１１２は、検波回路１１３及び１１４から出力される振幅値の大小を比較する。プロセッサ１１０は、比較器１１２の比較結果に基づいて、送電回路１１と受電回路１２との距離ｄを示す情報を求めて出力する。
【００４７】
図９は、実施の形態１に係る位置検出装置１の処理装置１０６が実行する処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１０１において、処理装置１０６の検波回路１１３は検出コイル１０３によって検出された電圧Ｖ１を取得し、比較器１１２に与える。検波回路１１４は検出コイル１０４によって検出された電圧Ｖ２を取得し、比較器１１２に与える。
【００４８】
ステップＳ１０２において、比較器１１２は電圧Ｖ１と電圧Ｖ２とを比較し、結果をプロセッサ１１０に与える。プロセッサ１１０は、電圧Ｖ１が電圧Ｖ２よりも大きい場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３において距離ｄは特定の距離ｄｅよりも小さいと判定し、結果を出力する。
【００４９】
ステップＳ１０２において、電圧Ｖ１が電圧Ｖ２よりも大きくない場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、プロセッサ１１０は、ステップＳ１０４において比較器１１２の比較結果を判定する。電圧Ｖ１が電圧Ｖ２よりも小さい場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、プロセッサ１１０は、ステップＳ１０５において距離ｄは特定の距離ｄｅよりも大きいと判定し、結果を出力する。ステップＳ１０４において、電圧Ｖ１が電圧Ｖ２よりも小さくない場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、電圧Ｖ１は電圧Ｖ２と等しい。この場合、プロセッサ１１０は、ステップＳ１０６において距離ｄは特定の距離ｄｅに等しいと判定し、結果を出力する。
【００５０】
処理装置１０６は、距離ｄが特定の距離ｄｅよりも大きい場合、及び距離ｄが特定の距離ｄｅよりも小さい場合に、送電のパラメータ、すなわち給電部１０５が送電回路１１に電力を供給する際のパラメータを調整して、実際の距離ｄにおける送電効率の低下を抑制する。送電のパラメータは、例えば、送電回路１１に供給される交流電力の周波数、電圧等が挙げられる。送電回路１１に供給される交流電力の周波数、電圧が調整される場合、給電部１０５は、交流電力を直流電力に変換するコンバータと、コンバータによって変換された直流電力を交流電力に変換するインバータとを有する。
【００５１】
以上、実施の形態１は、第１コイル１０１と第２コイル１０２とを電気的に直列に接続した送電回路１１及び第１コイル１０１ｒと第２コイル１０２ｒとを電気的に直列に接続した受電回路１２について、第１コイル１０１及び第２コイル１０２に対してそれぞれ設けた検出コイル１０３及び１０４から出力される電圧を比較する。このような処理により、実施の形態１は、送電回路１１と受電回路１２との距離ｄが、予め設定された特定の距離ｄｅよりも近いか遠いか、等距離なのかを簡易に判定できる。また、電力の伝送に用いられる第１コイル１０１、第２コイル１０２、第１コイル１０１ｒ及び第２コイル１０２ｒ自体を、距離を測定するための検出器として利用できることから、専用のデバイスを不要とすることができる。
【００５２】
さらに、送電回路１１の第１コイル１０１及び第２コイル１０２同士、受電回路１２の第１コイル１０１ｒ及び第２コイル１０２ｒ同士は近接して配置することが可能なので、送電回路１１と受電回路１２との距離ｄを検出するために広い設置場所を必要としない。このため、実施の形態１は、設置場所が大きくなることを抑制できる位置検出装置及び電力伝送装置を提供できる。
【００５３】
実施の形態１は、送電回路１１側で送電回路１１と受電回路１２との距離ｄに関する情報を求めたが、受電回路１２側で距離ｄに関する情報を求めてもよい。この場合、検出コイル１０３は受電回路１２の第１コイル１０１ｒの起電力を検出し、検出コイル１０４は受電回路１２の第２コイル１０２ｒの起電力を検出する。実施の形態１で説明した構成は、以下の実施の形態においても適宜適用できる。
【００５４】
実施の形態２．
図１０は、実施の形態２に係る位置検出装置１Ａを示す図である。図１１は、実施の形態２に係る位置検出装置１Ａが有する送電回路３１の回路図である。図１２は、実施の形態２に係る位置検出装置１Ａが有する要素の位置関係を示す図である。実施の形態２の位置検出装置１Ａは、実施の形態１の位置検出装置１と同様であるが、送電回路３１は複数の第１送電側素子として、複数の第１コイル１３１，１３２及び１３３を有する点が異なる。次においては、実施の形態１と共通する部分は適宜省略して説明する。位置検出装置１Ａは、送電機能も有しているので、電力伝送装置としても機能する。
【００５５】
図１０及び図１２に示されるように、送電回路３１は、複数の第１コイル１３１，１３２及び１３３と、第２コイル１０２と、それぞれの第１コイル１３１，１３２及び１３３の起電力を検出するための検出コイル１３４，１３５及び１３６と、第２コイル１０２の起電力を検出する検出コイル１０４とを含む。図１２に示されるように、第１コイル１３１と第１コイル１３２とは間隔ｘ３を空けて配置される。第１コイル１３２と第１コイル１３３とは、間隔ｘ４を空けて配置される。
【００５６】
図１１に示されるように、第１コイル１３１，１３２及び１３３は並列に接続されている。第２コイル１０２と、並列に接続された第１コイル１３１，１３２及び１３３とは直列に接続される。第１コイル１３１，１３２及び１３３の第２コイル１０２とは反対側には、スイッチ１３８が接続されている。スイッチ１３８は、第１コイル１３１，１３２及び１３３から１つを選択する。第２コイル１０２及びスイッチ１３８は、給電部１０５に接続される。スイッチ１３８によって第１コイル１３１，１３２及び１３３から１つが選択されると、選択されたものと第２コイル１０２とが直列接続される。すなわち、スイッチ１３８によって選択された第１コイルのみに、給電部１０５から電流が流れるようになっている。このようにして、給電部１０５は、スイッチ１３８を介して送電回路３１に電力を供給する。
【００５７】
処理装置１３７は、複数の第１コイル１３１，１３２及び１３３を切り替えるスイッチ１３８を制御する。また、処理装置１３７は、検出コイル１０４，１３４，１３５及び１３６に発生する電圧を監視する。
【００５８】
位置検出装置１Ａの送電回路３１は、複数の第１コイル１３１，１３２及び１３３を有している。実施の形態２において、送電回路３１は３個の第１コイル１３１，１３２及び１３３を有しているが、送電回路３１が有する第１コイルの数は複数であればよく、３個には限定されない。
【００５９】
受電回路１２の第１コイル１０１ｒと、送電回路３１のそれぞれの第１コイル１３１，１３２及び１３３とで、第１の組が複数構成される。詳細には、第１コイル１０１ｒ及び１３１の組と、第１コイル１０１ｒ及び１３２の組と、第１コイル１０１ｒ及び１３３の組とが構成される。
【００６０】
図１２に示されるように、送電回路３１と受電回路１２との距離をｄと定義する。また、図１０に示されるように、受電回路１２の第１コイル１０１ｒと送電回路３１の第１コイル１３１との結合度を表す相互インダクタンスをＭ４２（１）、受電回路１２の第１コイル１０１ｒと送電回路３１の第１コイル１３２との結合度を表す相互インダクタンスをＭ４２（２）、受電回路１２の第１コイル１０１ｒと送電回路３１の第１コイル１３３との結合度を表す相互インダクタンスをＭ４２（３）と定義する。相互インダクタンスＭ４２（１）と、相互インダクタンスＭ４２（２）と、相互インダクタンスＭ４２（３）とは異なる。
【００６１】
図１３は、実施の形態２に係る送電回路３１と受電回路１２との間の距離ｄと、相互インダクタンスＭとの関係を示す図である。相互インダクタンスＭ４２（１）と、相互インダクタンスＭ３１との差の絶対値は｜Ｍ４２（１）−Ｍ３１｜であり、相互インダクタンスＭ４２（２）と相互インダクタンスＭ３１との差の絶対値は｜Ｍ４２（２）−Ｍ３１｜であり、相互インダクタンスＭ４２（３）と相互インダクタンスＭ３１との差の絶対値は｜Ｍ４２（３）−Ｍ３１｜である。
【００６２】
第１コイル１３１，１３２及び１３３の配置、巻き数、及び寸法のうち少なくとも１つを調整することで、前述した相互インダクタンスの差の絶対値に関して、図１３に示すような関係を得ることができる。このような関係がある場合、検出コイル１０４，１３４，１３５及び１３６によって検出された起電力の大小関係に基づいて、３個の判定境界１４１，１４２及び１４３を定義することができる。起電力は、電圧である。特定の距離ｄ１は判定境界１４１を示し、特定の距離ｄ２は判定境界１４２を示し、特定の距離ｄ３は判定境界１４３を示す。
【００６３】
（１）判定境界１４１よりも距離ｄが小さい領域は、検出コイル１３４の電圧が検出コイル１０４より大きいことを意味する。相互インダクタンスＭ４２（１）は相互インダクタンスＭ３１よりも大きくなる。
（２）判定境界１４１よりも距離ｄが大きい領域は、検出コイル１３４の電圧が検出コイル１０４より小さいことを意味する。相互インダクタンスＭ４２（１）は相互インダクタンスＭ３１よりも小さくなる。
（３）判定境界１４２よりも距離ｄが小さい領域は、検出コイル１３５の電圧が検出コイル１０４より大きいことを意味する。相互インダクタンスＭ４２（２）は相互インダクタンスＭ３１よりも大きくなる。
（４）判定境界１４２よりも距離ｄが大きい領域は、検出コイル１３５の電圧が検出コイル１０４より小さいことを意味する。相互インダクタンスＭ４２（２）は相互インダクタンスＭ３１よりも小さくなる。
（５）判定境界１４３よりも距離ｄが小さい領域は、検出コイル１３６の電圧が検出コイル１０４より大きいことを意味する。相互インダクタンスＭ４２（３）は相互インダクタンスＭ３１よりも大きくなる。
（６）判定境界１４３よりも距離ｄが大きい領域は、検出コイル１３６の電圧が検出コイル１０４より小さいことを意味する。相互インダクタンスＭ４２（３）は相互インダクタンスＭ３１よりも小さくなる。
【００６４】
このような関係を用いることで、処理装置１３７は、送電回路３１と受電回路１２とが判定境界１４１，１４２及び１４３によって区切られる領域のどの位置にいるかを判定することが可能となる。
【００６５】
図１４は、実施の形態２に係る処理装置１３７の構成例を示す図である。処理装置１３７は、プロセッサ１５８と、メモリ１５９と、比較器１５５，１５６及び１５７と、検波回路１５１，１５２，１５３，１５４と、スイッチ駆動回路１６０とを有している。検波回路１５１は、検出コイル１０４に接続されている。検波回路１５２は、検出コイル１３４に接続されている。検波回路１５３は、検出コイル１３５に接続されている。検波回路１５４は、検出コイル１３６に接続されている。
【００６６】
検波回路１５１，１５２，１５３及び１５４は、検出コイル１０４，１３４，１３５及び１３６から出力される信号、詳細には電圧の振幅を検出し、検出した結果を振幅値として出力する。比較器１５５は、検波回路１５１及び１５２から出力される振幅値の大小を比較する。比較器１５６は、検波回路１５１及び１５３から出力される振幅値の大小を比較する。比較器１５６は、検波回路１５１及び１５４から出力される振幅値の大小を比較する。プロセッサ１５８は、比較器１５５，１５６及び１５７の比較結果に基づいて、送電回路３１と受電回路１２との距離ｄを示す情報を求める。そして、プロセッサ１５８は、求めた情報に基づき、スイッチ駆動回路１６０を介してスイッチ１３８を動作させ、複数の第１コイル１３１，１３２及び１３３から１つを選択する。
【００６７】
スイッチ１３８は、機械式のスイッチ、スイッチング素子等である。スイッチ１３８が機械式のスイッチである場合、スイッチ駆動回路１６０は、プロセッサ１５８からの指令に基づき、スイッチ１３８を動作させるためのアクチュエータを駆動する制御信号を生成してスイッチ１３８に供給する。スイッチ１３８がスイッチング素子である場合、スイッチ駆動回路１６０は、プロセッサ１５８からの指令に基づき、スイッチング素子をオン又はオフさせるための制御信号を生成してスイッチ１３８に供給する。
【００６８】
プロセッサ１５８は、実施の形態１で説明したプロセッサ１１０と同様である。また、メモリ１５９は、実施の形態１で説明したメモリ１１１と同様である。処理装置１３７の機能が記述されたプログラムをプロセッサ１５８が読み出して実行することによって処理装置１３７の機能が実現されること、専用のハードウェアである処理回路によって処理装置１３７の機能が実現されることは、実施の形態１と同様である。
【００６９】
図１５は、実施の形態２に係る位置検出装置１Ａの処理装置１３７が実行する処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ２０１において、プロセッサ１５８は、スイッチ駆動回路１６０にスイッチ１３８の接続先を第１コイル１３２とする制御信号を出力する。次に、ステップＳ２０２において、比較器１５６は、検出コイル１０４によって検出された第２コイル１０２の電圧Ｖ２と、検出コイル１３５によって検出された第１コイル１３２の電圧Ｖ４とを比較し、結果をプロセッサ１５８に与える。
【００７０】
電圧Ｖ２が電圧Ｖ４以上である場合（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）、プロセッサ１５８は、ステップＳ２０３において、スイッチ駆動回路１６０を介してスイッチ１３８の接続先を第１コイル１３１とする。その後、ステップＳ２０４において、比較器１５５は、検出コイル１０４によって検出された第２コイル１０２の電圧Ｖ２と、検出コイル１３４によって検出された第１コイル１３１の電圧Ｖ３とを比較し、結果をプロセッサ１５８に与える。
【００７１】
電圧Ｖ２が電圧Ｖ３以上である場合（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）、ステップＳ２０５において、プロセッサ１５８は送電回路３１と受電回路１２との間の距離がｄ１以上であると判定する。そして、プロセッサ１５８は、ステップＳ２０５において、スイッチ１３８によって第１コイル１３１が接続された状態を維持する。
【００７２】
電圧Ｖ２が電圧Ｖ３よりも小さい場合（ステップＳ２０４，Ｎｏ）、ステップＳ２０６において、プロセッサ１５８は、送電回路３１と受電回路１２との間の距離がｄ１よりも小さくｄ２以上であると判定する。そして、プロセッサ１５８は、ステップＳ２０６において、スイッチ駆動回路１６０を介してスイッチ１３８を動作させて、第２コイル１３２が接続された状態とする。
【００７３】
ステップＳ２０２に戻り、電圧Ｖ２が電圧Ｖ４よりも小さい場合（ステップＳ２０２，Ｎｏ）、プロセッサ１５８は、ステップＳ２０７において、スイッチ駆動回路１６０を介してスイッチ１３８の接続先を第１コイル１３３とする。その後、ステップＳ２０８において、比較器１５７は、検出コイル１０４によって検出された第２コイル１０２の電圧Ｖ２と、検出コイル１３６によって検出された第１コイル１３３の電圧Ｖ５とを比較し、結果をプロセッサ１５８に与える。
【００７４】
電圧Ｖ２が電圧Ｖ５以上である場合（ステップＳ２０８，Ｙｅｓ）、ステップＳ２０９において、プロセッサ１５８は、送電回路３１と受電回路１２との間の距離がｄ２よりも小さくｄ３以上であると判定する。この場合、プロセッサ１５８は、ステップＳ２０９において、スイッチ１３８によって第１コイル１３３が接続された状態を維持する。
【００７５】
電圧Ｖ２が電圧Ｖ５よりも小さい場合（ステップＳ２０８，Ｎｏ）、ステップＳ２１０において、プロセッサ１５８は、送電回路３１と受電回路１２との間の距離がｄ３よりも小さいと判定する。そして、プロセッサ１５８は、ステップＳ２１０において、スイッチ１３８によって第１コイル１３３が接続された状態を維持する。
【００７６】
電圧Ｖ２が電圧Ｖ４である場合、電圧Ｖ２が電圧Ｖ３である場合及び電圧Ｖ２が電圧Ｖ５である場合、距離ｄは、それぞれ距離ｄ１，ｄ２及びｄ３に等しい。実施の形態２では、電圧Ｖ２が電圧Ｖ４以上である場合、電圧Ｖ２が電圧Ｖ３以上である場合及び電圧Ｖ２が電圧Ｖ５以上である場合として扱っている。
【００７７】
実施の形態２において、処理装置１３７は、配置、巻き数及び寸法のうち少なくとも１つを異ならせた複数の第１コイル１３１，１３２及び１３３を、スイッチ１３８によって切り替えられるようにし、その起電力を第２コイル１０２の起電力と比較し大小関係を判定する。この処理によって、処理装置１３７は、送電回路３１と受電回路１２との間の距離ｄを簡易に判定することが可能となる。
【００７８】
距離の検出に用いられる第１コイル１３１，１３２及び１３３は、すべて第２コイル１０２の内部に組み込むことが可能なので、第１コイル１３１，１３２及び１３３を設置する際には大きい面積は不要である。このため、実施の形態２は、設置場所が大きくなることを抑制できる位置検出装置及び電力伝送装置を提供できる。さらに、処理装置１３７は、送電回路３１と受電回路１２との間の距離ｄの判定結果に基づいて、スイッチ１３８によって適切な給電経路を選択することが可能となる。
【００７９】
実施の形態２は、送電回路３１側に複数の第１コイル１３１，１３２及び１３３を配置して、送電回路３１と受電回路１２との距離ｄに関する情報を求めたが、受電回路１２側に複数の第１コイル１３１，１３２及び１３３を配置して、距離ｄに関する情報を求めてもよい。実施の形態２で説明した構成は、以下の実施の形態においても適宜適用できる。
【００８０】
実施の形態３．
図１６は、実施の形態３に係る位置検出装置１Ｂを示す図である。図１７は、実施の形態３に係る位置検出装置１Ｂの等価回路を示す図である。図１８は、実施の形態３に係る位置検出装置１Ｂの各素子間の結合度の分布を表す図である。
【００８１】
実施の形態３の位置検出装置１Ｂは、実施の形態１の位置検出装置１が有する第２コイル１０２の代わりに、電界を発生する第３送電側素子２１２及び２１３と、同じく電界を発生する第３受電側素子２１２及び２１３を有する点が異なる。位置検出装置１Ｂは、送電機能も有しているので、電力伝送装置としても機能する。次においては、実施の形態１と共通する部分は適宜省略して説明する。
【００８２】
送電回路４１は、第１送電側素子である第１コイル２０１と、第３送電側素子２１２及び２１３とを有する。第３送電側素子２１２及び２１３は電界を発生する素子であり、実施の形態３では一対の金属板である。第３送電側素子２１２及び２１３は電界を発生できればよく、金属板に限定されない。以下において、第３送電側素子２１２及び２１３を適宜、電極板２１２及び２１３と称する。
【００８３】
第１コイル２０１と電極板２１２及び２１３とは、距離ｘだけ離れて配置される。第１コイル２０１と電極板２１２及び２１３とは、対向して配置される。第１コイル２０１を構成する導線で囲まれた平面と、電極板２１２及び２１３とは平行になっているが、位置検出装置１Ｂの送電効率が許容できれば、平行でなくてもよい。受電回路４２でも同様である。
【００８４】
図１７に示されるように、第１コイル２０１と電極板２１２及び２１３とは電気的に並列に接続されている。図１６に示されるように、給電部２０５は、第１コイル２０１と電極板２１２及び２１３とに電力を供給する。送電回路４１は、検出素子として電流検出器２０３及び２０４を有する。電流検出器２０３は、第１コイル２０１を流れる電流を検出し、対応する信号を出力する。電流検出器２０４は、電極板２１２及び２１３を流れる電流を検出し、対応する信号を出力する。
【００８５】
電流検出器２０３及び２０４は、測定対象の導線を流れる電流に比例して発生する磁界を検出するコイル又はホール素子、導線の経路上に配置された微小抵抗に発生する電圧降下を測定する回路等が挙げられる。電流検出器２０３及び２０４は、これらに限定されない。処理装置２０６は、電流検出器２０３及び２０４の出力である電流値を取得し、取得した電流値の振幅の大きさを比較することで、送電回路４１と受電回路４２との距離ｄを示す情報を求めて出力する。距離ｄは、送電回路４１の電極板２１２及び２１３と、受電回路４２の電極板２１２及び２１３との距離である。
【００８６】
図１６に示すように、第１コイル２０１は、１辺が長さａの正方形のコイルであるが、第１コイル２０１はこれには限定されない。第１コイル２０１は、長方形、円形又は楕円形のコイルであってもよい。電極板２１２及び２１３は、長辺の長さがｈ、短辺の長さがｃの長方形の板である。電極板２１２と電極板２１３との間の距離をｇ、電極板２１２をｅ１、電極板２１３をｅ２と定義する。電極板２１２及び２１３の形状は、長方形以外であってもよい。
【００８７】
受電回路４２は、第１コイル２０１と第３受電側素子２１２及び２１３とを有する。受電回路４２は、送電回路４１と同一形状かつ同一構造となっている。以下において、第３受電側素子２１２及び２１３を適宜、電極板２１２及び２１３と称する。送電回路４１の電極板２１２及び２１３と区別するために、受電回路４２の電極板２１２をｅ３、電極板２１３をｅ４と定義する。受電回路４２は、電力を取り出すための受電部２０７と接続されている。
【００８８】
図１７において、ｅ１，ｅ２，ｅ３及びｅ４は、送電回路４１及び受電回路４２の電極板２１２及び２１３を示す。Ｃｓは、電極板ｅ１と電極板ｅ３との間の静電容量、及び電極板ｅ２と電極板ｅ４との間の静電容量を示す。Ｃｐは、電極板ｅ１と電極板ｅ２との間の静電容量、及び電極板ｅ３と電極板ｅ４との間の静電容量を示す。Ｃｘは、電極板ｅ１と電極板ｅ４との間の静電容量、及び電極板ｅ２と電極板ｅ３との間の静電容量を示す。
【００８９】
Ｌ１は、送電回路４１及び受電回路４２の第１コイル２０１を示す。送電回路４１の第１コイル２０１と受電回路４２の第１コイル２０１とは、磁界結合により結合して、電力を伝送する。送電回路４１の電極板２１２及び２１３と、受電回路４２の電極板２１２及び２１３とは電界結合により結合して電力を伝送する。このとき、磁界結合と電界結合とは距離に対して異なる分布を有する。また送電回路４１と受電回路４２とのトータルの結合度は、磁界結合と電界結合との和又は差によって表される。
【００９０】
したがって、実施の形態１と同様に、第１コイル２０１の寸法、電極板２１２及び２１３の寸法、第１コイル２０１と電極板２１２及び２１３との間の距離等を調整することで、図１８に示すように、特定の距離ｄｅで磁界結合と電界結合との大小関係が反転するような特性を得ることができる。この場合、電界結合の結合度ｋｃと磁界結合の結合度ｋｍとの差の絶対値は｜ｋｃ−ｋｍ｜で示される実線のように変化する。
【００９１】
位置検出装置１Ｂは、送電中に電流検出器２０３及び２０４で観測される電流量が、磁界結合の結合度ｋｍと、電界結合の結合度ｋｃとに比例する。したがって、送電回路４１と受電回路４２との間の距離ｄが判定境界１４１を表す特定の距離ｄｅよりも小さい場合には、電流検出器２０４よりも大きい電流が電流検出器２０３によって検出される。
【００９２】
処理装置２０６は、電流検出器２０３の電流値と電流検出器２０４の電流値とを比較する。そして、電流検出器２０３の電流値の方が電流検出器２０４の電流値よりも大きい場合には、処理装置２０６は、送電回路４１と受電回路４２との間の距離ｄは特定の距離ｄｅよりも小さいと判定する。処理装置２０６は、電流検出器２０４の電流値の方が電流検出器２０３の電流値よりも大きい場合には、送電回路４１と受電回路４２との間の距離ｄは特定の距離ｄｅより大きいと判定する。処理装置２０６は、電流検出器２０４の電流値と電流検出器２０３の電流値とが同一である場合には、送電回路４１と受電回路４２との間の距離ｄは特定の距離ｄｅに等しいと判定する。
【００９３】
図１９は、実施の形態３に係る処理装置２０６の構成例を示す図である。処理装置２０６は、実施の形態１の処理装置１０６と同様の構成である。処理装置２０６の検波回路２２３は電流検出器２０３に接続され、検波回路２２４は電流検出器２０４に接続されている。検波回路２２３及び２２４は、電流検出器２０３，２０４から出力される信号、詳細には電流の振幅を検出し、検出した結果を振幅値として出力する。比較器２２２は、検波回路２２３及び２２４から出力される振幅値の大小を比較する。プロセッサ２２０は、比較器２２２の比較結果に基づいて、送電回路４１と受電回路４２との距離ｄを示す情報を求めて出力する。
【００９４】
処理装置２０６のプロセッサ２２０は、実施の形態１で説明したプロセッサ１１０と同様である。また、処理装置２０６のメモリ２２１は、実施の形態１で説明したメモリ１１１と同様である。処理装置２０６の機能が記述されたプログラムをプロセッサ２２０が読み出して実行することによって処理装置２０６の機能が実現されること、専用のハードウェアである処理回路によって処理装置２０６の機能が実現されることは、実施の形態１と同様である。
【００９５】
図２０は、実施の形態３に係る位置検出装置１Ｂの処理装置２０６が実行する処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ３０１において、処理装置２０６の検波回路２２３は電流検出器２０３によって検出された電流値Ｉ１を取得し、比較器２２２に与える。検波回路２２４は電流検出器２０４によって検出された電流値Ｉ２を取得し、比較器２２２に与える。
【００９６】
ステップＳ３０２において、比較器２２２は電流値Ｉ１と電流値Ｉ２とを比較し、結果をプロセッサ２２０に与える。プロセッサ２２０は、電流値Ｉ１が電流値Ｉ２よりも大きい場合（ステップＳ３０２，Ｙｅｓ）、ステップＳ３０３において距離ｄは特定の距離ｄｅよりも小さいと判定し、結果を出力する。
【００９７】
ステップＳ３０２において、電流値Ｉ１が電流値Ｉ２よりも大きくない場合（ステップＳ３０２，Ｎｏ）、プロセッサ２２０は、ステップＳ３０４において比較器２２２の比較結果を判定する。電流値Ｉ１が電流値Ｉ２よりも小さい場合（ステップＳ３０４，Ｙｅｓ）、プロセッサ２２０は、ステップＳ３０５において距離ｄは特定の距離ｄｅよりも大きいと判定し、結果を出力する。ステップＳ３０４において、電流値Ｉ１が電流値Ｉ２よりも小さくない場合（ステップＳ３０４，Ｎｏ）、電流値Ｉ１は電流値Ｉ２と等しい。この場合、プロセッサ２２０は、ステップＳ３０６において距離ｄは特定の距離ｄｅに等しいと判定し、結果を出力する。
【００９８】
処理装置２０６は、距離ｄが特定の距離ｄｅよりも大きい場合、及び距離ｄが特定の距離ｄｅよりも小さい場合に、送電のパラメータを調整して、実際の距離ｄにおける送電効率の低下を抑制する。
【００９９】
実施の形態３においては、第１コイル２０１と電極板２１２及び２１３とを並列に接続した送電回路４１及び受電回路４２について、第１コイル２０１と電極板２１２及び２１３に対してそれぞれ設けた電流検出器２０３及び２０４から出力される電流値を比較する。このような処理により、送電回路４１と受電回路４２との距離ｄが、予め設定された特定の距離ｄｅよりも近いか遠いか、等距離なのかを簡易に判定できる。
【０１００】
実施の形態３は、第１コイル２０１と電極板２１２及び２１３とが平行に配置されるため、実施の形態１の構造と比較して、薄型の構造を実現することができる。その結果、実施の形態３は、実施の形態１よりも設置場所が大きくなることを抑制できる位置検出装置及び電力伝送装置を提供できる。
【０１０１】
実施の形態３は、送電回路４１側で送電回路４１と受電回路４２との距離ｄに関する情報を求めたが、受電回路４２側で距離ｄに関する情報を求めてもよい。実施の形態３で開示した構成は、以下の実施の形態においても適宜適用できる。
【０１０２】
実施の形態４．
図２１は、実施の形態４に係る位置検出装置１Ｃを示す図である。図２２は、実施の形態４に係る位置検出装置１Ｃが有する送電回路４３の回路図である。実施の形態４の位置検出装置１Ｃは、実施の形態３の位置検出装置１Ｂと同様であるが、送電回路４３は複数の第１送電側素子として、複数の第１コイル３３１，３３２及び３３３を有する点が異なる。位置検出装置１Ｃは、送電機能も有しているので、電力伝送装置としても機能する。次においては、実施の形態３と共通する部分は適宜省略して説明する。
【０１０３】
図２１に示されるように、送電回路４３は、第１送電側素子である複数の第１コイル３３１，３３２及び３３３と、第３送電側素子である電極板２１２及び２１３と、電流検出器３４１，３４２及び３４３と、電流検出器２０４とを含む。電流検出器３４１，３４２及び３４３は、それぞれの第１コイル３３１，３３２及び３３３を流れる電流を検出し、対応する信号を出力する検出器である。電流検出器２０４は、電極板２１２及び２１３を流れる電流を検出し、対応する信号を出力する検出器である。受電回路４２は、実施の形態３の受電回路４２と同様なので説明を省略する。
【０１０４】
図２１に示されるように、第１コイル３３３と電極板２１２及び２１３とは、距離ｘ４だけ離れて配置される。第１コイル３３２と電極板２１２及び２１３とは、距離ｘ５だけ離れて配置される。第１コイル３３１と電極板２１２及び２１３とは、距離ｘ６だけ離れて配置される。図２２に示されるように、第１コイル３３１，３３２及び３３３と電極板２１２及び２１３とは電気的に並列に接続されている。
【０１０５】
第１コイル３３１，３３２及び３３３を構成する導線で囲まれた平面と、電極板２１２及び２１３とは平行になっているが、位置検出装置１Ｃの送電効率が許容できれば、第１コイル３３１，３３２及び３３３を構成する導線で囲まれた平面の少なくとも１つと電極板２１２及び２１３とは平行でなくてもよい。受電回路４２においては、第１コイル２０１を構成する導線で囲まれた平面と、電極板２１２及び２１３とは平行になっているが、位置検出装置１Ｃの送電効率が許容できれば平行でなくてもよい。
【０１０６】
第１コイル３３１，３３２及び３３３の一端側には、スイッチ３３８が接続されている。スイッチ３３８は、第１コイル３３１，３３２及び３３３から１つを選択する。給電部２０５は、第１コイル３３１，３３２及び３３３と電極板２１２及び２１３とに接続されている。スイッチ３３８によって第１コイル３３１，３３２及び３３３から１つが選択されると、選択されたものと電極板２１２及び２１３とに、給電部２０５から電力が供給される。すなわち、スイッチ３３８は、給電部２０５から供給される電力の経路を変更することができる。このようにして、給電部２０５は、スイッチ３３８を介して送電回路４３に電力を供給する。
【０１０７】
処理装置３３７は、複数の第１コイル３３１，３３２及び３３３を切り替えるスイッチ３３８を制御する。また、処理装置３３７は、電流検出器３４１，３４２及び３４３によって検出される電流値から送電回路４３と受電回路４２との距離ｄを示す情報を求め、距離ｄがどの程度の大きさであるかの判定を行う。距離ｄは、送電回路４３の電極板２１２及び２１３と、受電回路４２の電極板２１２及び２１３との距離である。
【０１０８】
位置検出装置１Ｃの送電回路４３は、複数の第１コイル３３１，３３２及び３３３を有している。実施の形態４において、送電回路４３は３個の第１コイル３３１，３３２及び３３３を有しているが、送電回路４３が有する第１コイルの数は複数であればよく、３個には限定されない。
【０１０９】
受電回路４２の第１コイル２０１と、送電回路４３のそれぞれの第１コイル３３１，３３２及び３３３とで、第１の組が複数構成される。詳細には、第１コイル２０１及び３３１の組と、第１コイル２０１及び３３２の組と、第１コイル２０１及び３３３の組とが構成される。
【０１１０】
受電回路４２の第１コイル２０１と、送電回路４３の第１コイル３３１，３３２及び３３３とは磁界結合する。受電回路４２の電極板２１２及び２１３と送電回路４３の電極板２１２及び２１３とは電界結合する。
【０１１１】
図２１に示されるように、送電回路４３と受電回路４２との距離をｄ、受電回路４２の第１コイル２０１と送電回路４３の第１コイル３３１との磁界結合による結合度をｋｍ（１）、受電回路４２の第１コイル２０１と送電回路４３の第１コイル３３２との磁界結合による結合度をｋｍ（２）、受電回路４２の第１コイル２０１と送電回路４３の第１コイル３３３との磁界結合による結合度をｋｍ（３）と定義する。結合度ｋｍ（１）と、結合度ｋｍ（２）と、結合度ｋｍ（３）とは異なる。送電回路４３の電極板２１２及び２１３と、受電回路４２の電極板２１２及び２１３との電界結合による結合度をｋｃと定義する。
【０１１２】
図２３は、実施の形態４に係る位置検出装置１Ｃの各素子間の結合度の分布を表す図である。結合度ｋｍ（１）と、結合度ｋｃとの差の絶対値は｜ｋｍ（１）−ｋｃ｜であり、結合度ｋｍ（２）と結合度ｋｃとの差の絶対値は｜ｋｍ（２）−ｋｃ｜であり、結合度ｋｍ（３）と結合度ｋｃとの差の絶対値は｜ｋｍ（３）−ｋｃ｜である。
【０１１３】
第１コイル３３１，３３２及び３３３の配置、巻き数、及び寸法のうち少なくとも１つを調整することで、前述した結合度の差の絶対値に関して、図２３に示すような関係を得ることができる。このような関係がある場合、電流検出器２０４，３４１，３４２及び３４３によって検出された電流値の大小関係に基づいて、３個の判定境界３５１，３５２及び３５３を定義することができる。特定の距離ｄ１は判定境界３５１を示し、特定の距離ｄ２は判定境界３５２を示し、特定の距離ｄ３は判定境界３５３を示す。
【０１１４】
（１）判定境界３５１よりも距離ｄが小さい領域は、電流検出器３４１の電流値が電流検出器２０４より大きいことを意味する。結合度ｋｍ（１）は結合度ｋｃよりも大きくなる。
（２）判定境界３５１よりも距離ｄが大きい領域は、電流検出器３４１の電流値が電流検出器２０４より小さいことを意味する。結合度ｋｍ（１）は結合度ｋｃよりも小さくなる。
（３）判定境界３５２よりも距離ｄが小さい領域は、電流検出器３４２の電流値が電流検出器２０４より大きいことを意味する。結合度ｋｍ（２）は結合度ｋｃよりも大きくなる。
（４）判定境界３５２よりも距離ｄが大きい領域は、電流検出器３４２の電流値が電流検出器２０４より小さいことを意味する。結合度ｋｍ（２）は結合度ｋｃよりも小さくなる。
（５）判定境界３５３よりも距離ｄが小さい領域は、電流検出器３４３の電流値が電流検出器２０４より大きいことを意味する。結合度ｋｍ（３）は結合度ｋｃよりも大きくなる。
（６）判定境界３５３よりも距離ｄが大きい領域は、電流検出器３４３の電流値が電流検出器２０４より小さいことを意味する。結合度ｋｍ（３）は結合度ｋｃよりも小さくなる。
【０１１５】
このような関係を用いることで、処理装置３３７は、送電回路４３と受電回路４２とが判定境界３５１，３５２及び３５３によって区切られる領域のどの位置にいるかを判定することが可能となる。
【０１１６】
図２４は、実施の形態４に係る処理装置３３７の構成例を示す図である。処理装置３３７は、プロセッサ４５８と、メモリ４５９と、比較器４５５，４５６及び４５７と、検波回路４５１，４５２，４５３，４５４と、スイッチ駆動回路４６０とを有している。検波回路４５１は、電流検出器２０４に接続されている。検波回路４５２は、電流検出器３４１に接続されている。検波回路４５３は、電流検出器３４２に接続されている。検波回路４５４は、電流検出器３４３に接続されている。
【０１１７】
検波回路４５１，４５２，４５３及び４５４は、電流検出器２０４，３４１，３４２及び３４３から出力される信号、詳細には電流の振幅を検出し、検出した結果を振幅値として出力する。比較器４５５は、検波回路４５１及び４５２から出力される振幅値の大小を比較する。比較器４５６は、検波回路４５１及び４５３から出力される振幅値の大小を比較する。比較器４５７は、検波回路４５１及び４５４から出力される振幅値の大小を比較する。
【０１１８】
プロセッサ４５８は、比較器４５５，４５６及び４５７の比較結果に基づいて、送電回路４３と受電回路４２との距離ｄを示す情報を求める。そして、プロセッサ４５８は、求めた情報に基づき、スイッチ駆動回路４６０を介してスイッチ３３８を動作させ、複数の第１コイル３３１，３３２及び３３３から１つを選択する。
【０１１９】
スイッチ３３８及びスイッチ駆動回路４６０は、実施の形態２のスイッチ３３８及びスイッチ駆動回路１６０と同様なので、説明を省略する。
【０１２０】
プロセッサ４５８は、実施の形態１で説明したプロセッサ１１０と同様である。また、メモリ４５９は、実施の形態１で説明したメモリ１１１と同様である。処理装置３３７の機能が記述されたプログラムをプロセッサ４５８が読み出して実行することによって処理装置３３７の機能が実現されること、専用のハードウェアである処理回路によって処理装置３３７の機能が実現されることは、実施の形態１と同様である。
【０１２１】
図２５は、実施の形態４に係る位置検出装置１Ｃの処理装置３３７が実行する処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ４０１において、プロセッサ４５８は、スイッチ駆動回路４６０にスイッチ３３８の接続先を第１コイル３３２とする制御信号を出力する。次に、ステップＳ４０２において、比較器４５６は、電流検出器２０４によって検出された電極板２１２及び２１３を流れる電流の電流値Ｉ２と、電流検出器３４２によって検出された第１コイル３３２を流れる電流の電流値Ｉ４とを比較し、結果をプロセッサ４５８に与える。
【０１２２】
電流値Ｉ２が電流値Ｉ４以上である場合（ステップＳ４０２，Ｙｅｓ）、プロセッサ４５８は、ステップＳ４０３において、スイッチ駆動回路４６０を介してスイッチ３３８の接続先を第１コイル３３１とする。その後、ステップＳ４０４において、比較器４５５は、電流検出器２０４によって検出された電流値Ｉ２と、電流検出器３４１によって検出された第１コイル３３１を流れる電流の電流値Ｉ３とを比較し、結果をプロセッサ４５８に与える。
【０１２３】
電流値Ｉ２が電流値Ｉ３以上である場合（ステップＳ４０４，Ｙｅｓ）、ステップＳ４０５において、プロセッサ４５８は送電回路４３と受電回路４２との間の距離がｄ１以上であると判定する。そして、プロセッサ４５８は、ステップＳ４０５において、スイッチ３３８によって第１コイル３３１が接続された状態を維持する。
【０１２４】
電流値Ｉ２が電流値Ｉ３よりも小さい場合（ステップＳ４０４，Ｎｏ）、ステップＳ４０６において、プロセッサ４５８は、送電回路４３と受電回路４２との間の距離がｄ１よりも小さくｄ２以上であると判定する。そして、プロセッサ４５８は、ステップＳ４０６において、スイッチ駆動回路４６０を介してスイッチ３３８を動作させて、第２コイル３３２が接続された状態とする。
【０１２５】
ステップＳ４０２に戻り、電流値Ｉ２が電流値Ｉ４よりも小さい場合（ステップＳ４０２，Ｎｏ）、プロセッサ４５８は、ステップＳ４０７において、スイッチ駆動回路４６０を介してスイッチ３３８の接続先を第１コイル３３３とする。その後、ステップＳ４０８において、比較器４５７は、電流検出器２０４によって検出された電流値Ｉ２と、電流検出器３４３によって検出された第１コイル３３３を流れる電流の電流値Ｉ５とを比較し、結果をプロセッサ４５８に与える。
【０１２６】
電流値Ｉ２が電流値Ｉ５以上である場合（ステップＳ４０８，Ｙｅｓ）、ステップＳ４０９において、プロセッサ４５８は、送電回路４３と受電回路４２との間の距離がｄ２よりも小さくｄ３以上であると判定する。そして、プロセッサ４５８は、ステップＳ４０９において、スイッチ３３８によって第１コイル３３３が接続された状態を維持する。
【０１２７】
電流値Ｉ２が電流値Ｉ５よりも小さい場合（ステップＳ４０８，Ｎｏ）、ステップＳ４１０において、プロセッサ４５８は、送電回路４３と受電回路４２との間の距離がｄ３よりも小さいと判定する。そして、プロセッサ４５８は、ステップＳ４１０において、スイッチ３３８によって第１コイル３３３が接続された状態を維持する。
【０１２８】
電流値Ｉ２が電流値Ｉ４である場合、電流値Ｉ２が電流値Ｉ３である場合及び電流値Ｉ２が電流値Ｉ５である場合、距離ｄは、それぞれ距離ｄ１，ｄ２及びｄ３に等しい。実施の形態４では、電流値Ｉ２が電流値Ｉ４以上である場合、電流値Ｉ２が電流値Ｉ３以上である場合及び電流値Ｉ２が電流値Ｉ５以上である場合として扱っている。
【０１２９】
実施の形態４は、配置、巻き数及び寸法のうち少なくとも１つを異ならせた第１コイル３３１，３３２及び３３３をスイッチ３３８により切り替えられるようにし、その電流値を電極板２１２及び２１３の電流値と比較して大小関係を調べる。このような処理により、実施の形態４は、送電回路４３と受電回路４２との間の距離ｄを簡易に判定することが可能となる。実施の形態４は、送電回路４３と受電回路４２との間の距離ｄの判定結果に基づいて、スイッチ３３８によって適切な給電経路を選択することが可能となる。
【０１３０】
実施の形態４は、電極板２１２及び２１３と第１コイル３３１，３３２及び３３３とが対向して配置されるため、実施の形態２と比較して、より厚みの小さい位置検出装置１Ｃを提供できる。このように、実施の形態４は、実施の形態２よりも設置場所が大きくなることを抑制できる位置検出装置及び電力伝送装置を提供できる。電極板２１２及び２１３と、第１コイル３３１，３３２及び３３３とがすべて平行に配置されることで、すべて平行でない場合と比較して、さらに厚みの小さい位置検出装置１Ｃが提供される。
【０１３１】
実施の形態４は、送電回路４３側に複数の第１コイル３３１，３３２及び３３３を配置して、送電回路４３と受電回路４２との距離ｄに関する情報を求めたが、このようなものには限定されない。実施の形態４は、受電回路４２側に複数の第１コイル３３１，３３２及び３３３を配置して、距離ｄに関する情報を求めてもよい。
【０１３２】
実施の形態５．
実施の形態５は、実施の形態１に係る第１コイル１０１及び第２コイル１０２と、実施の形態３に係る第１コイル２０１及び電極板２１２，２１３と、実施の形態４に係る第１コイル３３１，３３２，３３３及び２０１及び電極板２１２，２１３とを、多層基板内の異なる層に配置される配線パターンとしたものである。
【０１３３】
図２６は、実施の形態５に係る多層基板８０を示す図である。図２７は、実施の形態５に係る多層基板８０の各層８１，８２及び８３を示す図である。多層基板８０は、第１層８１と、第２層８２と、第３層８３とを有する。第２層８２は、図２７に示されるように螺旋状の配線パターン１０２Ｐを有する。配線パターン１０２Ｐは、実施の形態１に係る位置検出装置１の第２コイル１０２に相当する。配線パターン１０２Ｐの両端部には、第１層８１を貫通するスルーホールＴＨ１，ＴＨ２が取り付けられている。スルーホールＴＨ１，ＴＨ２は、第１層８１の表面８１Ｐに露出して、配線又は端子と接続される。
【０１３４】
実施の形態５に係る位置検出装置１の第１コイル１０１は、第１層８１が有する配線パターン１０１ａ，１０１ｃ，１０１ｅと、第３層８３が有する配線パターン１０１ｂ，１０１ｄと、第１層８１、第２層８２及び第３層８３を貫通するスルーホールＴＨ３，ＴＨ４，ＴＨ５，ＴＨ６とで構成される。配線パターン１０１ａ，１０１ｃ，１０１ｅは第１層８１の表面８１Ｐに形成され、配線パターン１０１ｂ，１０１ｄは第３層８３の表面８３Ｐに形成される。
【０１３５】
第１層８１の表面８１Ｐに形成された配線パターン１０１ａの第１端は、スルーホールＴＨ３によって第３層８３の表面８３Ｐに形成された配線パターン１０１ｂの第１端と電気的に接続される。配線パターン１０１ｂの第２端は、スルーホールＴＨ４によって第１層８１の表面８１Ｐに形成された配線パターン１０１ｃの第１端と電気的に接続される。配線パターン１０１ｃの第２端は、スルーホールＴＨ５によって第３層８３の表面８３Ｐに形成された配線パターン１０１ｄの第１端と電気的に接続される。配線パターン１０１ｄの第２端は、スルーホールＴＨ６によって第１層８１の表面８１Ｐに形成された配線パターン１０１ｅの第１端と電気的に接続される。
【０１３６】
このような構造により、配線パターン１０１ａ−１０１ｅと、スルーホールＴＨ１−ＴＨ６によって１本の螺旋状の配線パターンが多層基板８０に形成される。この１本の配線パターンが、実施の形態１に係る位置検出装置１の第１コイル１０１に相当する。第１層８１の表面８１Ｐに形成された配線パターン１０１ａの第２端、及び第１層８１の表面８１Ｐに形成された配線パターン１０１ｅの第２端が、第１コイル１０１の端子となる。
【０１３７】
多層基板８０が、配線パターン１０１ａ−１０１ｅと、スルーホールＴＨ１−ＴＨ６によって得られる１本の螺旋状の配線パターンを、配線パターン１０２Ｐの内側又は外側に複数有することで、実施の形態２に係る位置検出装置１Ａの第１コイル１３１，１３２，１３３及び第２コイル１０２を有する多層基板８０とすることができる。
【０１３８】
図２８は、実施の形態５に係る多層基板９０を示す図である。図２９は、実施の形態５に係る多層基板９０を表面９１Ｐ側から見た図である。多層基板９０は、第１層９１及び第２層９２を有する。第１層９１は螺旋状の配線パターン２０１Ｐを有する。第２層９２は、多層基板９０の第１層９１の表面９１Ｐから見た形状が長方形の配線パターン２１２Ｐ及び２１３Ｐを有する。多層基板９０の第１層９１の表面９１Ｐから見ると、配線パターン２０１Ｐと、配線パターン２１２Ｐ及び２１３Ｐとは重なっている。
【０１３９】
第１層９１の表面９１Ｐに形成された配線パターン２０１Ｐは、実施の形態３に係る位置検出装置１Ｂの第１コイル２０１に相当する。第２層９２の表面９２Ｐに形成された配線パターン２１２Ｐ及び２１３Ｐは、実施の形態３に係る電極板２１２及び２１３に相当する。
【０１４０】
図３０は、実施の形態５に係る多層基板９０ａを示す図である。多層基板９０ａは、第１層９１ａ、第２層９２ａ、第３層９３ａ及び第４層９４ａを有する。第１層９１ａは螺旋状の配線パターン３３１Ｐを有する。第２層９２ａは螺旋状の配線パターン３３２Ｐを有する。第３層９３ａは螺旋状の配線パターン３３３Ｐを有する。配線パターン３３１Ｐ，３３２Ｐ及び３３３Ｐは、図２８に示される配線パターン２０１Ｐと同様の形状である。第４層９４ａは、多層基板９０ａの第１層９１ａの表面９１Ｐａから見た形状が長方形の配線パターン２１２Ｐ及び２１３Ｐを有する。多層基板９０の第１層９１の表面９１Ｐから見ると、配線パターン３３１Ｐ，３３２Ｐ及び３３３Ｐと、配線パターン２１２Ｐ及び２１３Ｐとは重なっている。
【０１４１】
第１層９１ａの表面９１Ｐａに形成された配線パターン３３１Ｐは、実施の形態４に係る位置検出装置１Ｃの第１コイル３３１に相当する。第２層９２ａの表面９２Ｐａに形成された配線パターン３３２Ｐは、実施の形態４に係る位置検出装置１Ｃの第１コイル３３２に相当する。第３層９３ａの表面９３Ｐａに形成された配線パターン３３３Ｐは、実施の形態４に係る位置検出装置１Ｃの第１コイル３３３に相当する。第４層９４ａの表面９４Ｐａに形成された配線パターン２１２Ｐ及び２１３Ｐは、実施の形態４に係る電極板２１２及び２１３に相当する。
【０１４２】
多層基板８０，９０又は９０ａが有する配線パターンによって、第１コイル１０１及び第２コイル１０２、第１コイル２０１及び電極板２１２，２１３と、又は第１コイル３３１，３３２，３３３及び２０１及び電極板２１２，２１３とが構成されることにより、位置検出装置１，１Ａ，１Ｂ又は１Ｃの寸法、特に厚みを小さくできる。
【０１４３】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略及び変更することも可能である。
【符号の説明】
【０１４４】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  位置検出装置、１１，３１，４１，４３  送電回路、１２，４２  受電回路、８０，９０，９０ａ  多層基板、１０１，１０１ｒ，２０１，１３１，１３２，１３３  第１コイル、１０２，１０２ｒ  第２コイル、１０３，１０４，１３４，１３５，１３６  検出コイル、１０５，２０５  給電部、１０６，２０６，１３７，３３７  処理装置、１０７，２０７  受電部、１３８，３３８  スイッチ、１５１，１５２，１５３，１５４  検波回路、２０３，２０４，３４１，３４２，３４３  電流検出器、２１２，２１３  電極板。
【要約】
位置検出装置は、電力を受け取って少なくとも磁界を発生する複数の送電側素子と、複数の送電側素子が発生する磁界によって電力を出力する複数の受電側素子と、複数の送電側素子が発生する起電力を検出して、検出した起電力に対応する信号を出力する検出素子と、複数の送電側素子に電力が供給されている状態で、検出素子から受け取った信号の大きさに基づいて、送電側素子と受電側素子との距離を示す情報を求める処理装置と、を含み、複数の送電側素子と複数の受電側素子との中で組となる素子の結合度は、他の組となる素子とは距離に対して異なる分布であり、かつそれぞれの組となる素子の結合度が特定の距離で一致する。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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