(57)【要約】【課題】安価で簡単な構成で金属異物を高感度高精度に検出ことができる非接触給電システム及び非接触給電システムの金属異物検出装置を提供する。【解決手段】給電装置の載置面に形成したスパイラル形状の金属検知アンテナコイルＡＴ２に発振回路７ａを接続した。発振回路７ａは、その構成部品の設計値を同発振回路７ａが安定した振幅の継続的発振を維持できる設計値ではなく、発振が開始できる直後から、安定した継続発振条件の手前までの値に設定した。従って、発振に関わる電磁気的パラメータの小さな変化で発振振幅の大きな変化を作ることができる。これによって、小さなあるいは薄い金属片が金属検知アンテナコイルＡＴ２近傍に置かれたことによってアンテナコイル部の小さな電磁気特性の変化が、発振回路７ａの発振の有無や発振信号Ｖｏの発振振幅の大きな変化に変換できる。その結果、金属異物検出装置７は小さな金属片の検出が可能となる。【選択図】図４
2012016125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次コイルと、前記１次コイルに高周波電流を流すための高周波インバータとで構成される給電装置と、
前記１次コイルに流れる電流により発生する交番磁界を介して誘導起電力を発生する２次コイルと、前記２次コイルで発生した起電力を利用して負荷に電力を供給する機器と、
で構成される非接触給電システムであって、
アンテナコイルと、
前記アンテナコイルに高周波電流を流す発振回路と、
前記発振回路及び前記アンテナコイルのいずれかで観測される電圧あるいは電流の変化を検出する検出回路と
で構成される金属異物検出装置が付加されており、
前記発振回路は、その構成部品の設計値を、同発振回路が発振が生じ始める直後の状態から、安定した継続発振条件の手前までの値に設定させており、
前記金属異物検出装置は、前記給電装置上に置かれた金属異物により、前記アンテナコイルの電気的特性が変化することを利用して前記発振回路の発振を停止または発振振幅の減衰を前記検出回路にて検知し、前記給電装置を制御することを特徴とする非接触給電システム。
【請求項２】
請求項１に記載の非接触給電システムにおいて、
前記アンテナコイルが、前記発振回路を構成する部品となっていることを特徴とする非接触給電システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の非接触給電システムにおいて、
前記アンテナコイルは、複数の小面積のコイルで構成されていることを特徴とする非接触給電システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１に記載の非接触給電システムにおいて、
前記アンテナコイルは、複数の小面積のコイルが並列接続されて構成されていることを特徴とする非接触給電システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１に記載の非接触給電システムにおいて、
前記金属異物検出装置が、給電装置側に設けられていることを特徴とする非接触給電システム。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１に記載の非接触給電システムにおいて、
前記金属異物検出装置が、前記機器側に設けられており、前記給電装置側に前記検出回路の信号を送信して、前記給電装置を制御することを特徴とする非接触給電システム。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１に記載の非接触給電システムにおいて、
前記機器側に前記アンテナコイルと前記発振回路が設けられ、前記給電装置側に前記検出回路が設けられており、
前記検出回路には、前記機器側の前記アンテナコイルからの信号を受信する受信アンテナコイルが設けられていることを特徴とする非接触給電システム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１に記載の非接触給電システムにおいて、
前記アンテナコイルが、前記給電装置の給電面及び機器側の受電面の少なくともいずれか一方のハウジングに配置されていることを特徴とする非接触給電システム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１に記載の非接触給電システムにおいて、
前記発振回路の発振周波数を、前記高周波インバータの発振周波数より高くしたことを特徴とする非接触給電システム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１に記載の非接触給電システムにおいて、
前記アンテナコイルが、スパイラル状となっていることを特徴とする非接触給電システム。
【請求項１１】
給電装置上に機器を配置した時、前記給電装置の１次コイルを励磁させ、電磁誘導にて載置した前記機器の２次コイルに２次電力を発生させ、該２次電力を前記機器の負荷に供給するようにした非接触給電システムの金属異物検出装置であって、
前記金属異物検出装置は、
アンテナコイルと、
前記アンテナコイルに高周波電流を流す発振回路と、
前記発振回路及びアンテナコイル部のいずれかで観測される電圧あるいは電流の変化を検出する検出回路と
から構成され、
前記発振回路は、その構成部品の設計値を、同発振回路が発振が生じ始める直後の状態から、安定した継続発振条件の手前までの値に設定されており、
前記給電装置上に置かれた金属異物により、前記アンテナコイルの電気的特性が変化することを利用して発振回路の発振を停止または発振振幅の減衰を前記検出回路が検知して、前記給電装置を制御することを特徴とする非接触給電システムの金属異物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触給電システム及び非接触給電システムの金属異物検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や家電機器等への非接触給電には、高周波の磁束による電磁誘導が利用される場合が多い。既に、実用化されている近接型の電磁誘導給電だけでなく、近年注目されている磁気共鳴式と呼ばれるある程度の離間した距離を給電する空間給電技術も同じ電磁誘導を利用している。
【０００３】
高周波の磁束は、金属異物にも誘導起電力を発生させ渦電流損による温度上昇をもたらす。金属異物が高温になった場合には、給電装置や機器のハウジングを変形させる原因になったり、人が誤って触ってしまった場合、やけどをしたりする虞がある。
【０００４】
この金属への誘導加熱を防ぐために発明が種々提案されている（例えば、特許文献１、及び特許文献２）。これらは、給電装置側の高周波インバータ回路が間欠的に発振して待機している。この待機時に金属異物が単独に置かれても、平均出力が極めて小さいために、温度上昇がほとんどなく安全である。
【０００５】
正しい機器が置かれた場合には、この間欠の発振期間に僅かな電力が１次コイルを通じて２次コイルに伝えられて、この電力を利用して２次側（機器側）は特別の信号を生成し、これを給電装置側のアンテナを通じて送り返す。この信号を検出することで、正規の機器が装着されたか否かを判断して高周波インバータを制御する。
【０００６】
すなわち、正しい機器かどうかの認証を行うため、金属異物のみが置かれた場合には間欠発振のままであり、安全というわけである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許３３９２１０３号公報
【特許文献２】特許３３０６６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、非接触給電装置に使用される金属異物検出装置おいては、金属異物が単独で置かれている場合の検出は勿論のこと、使用時に、電力用１次コイルと電力用２次コイルの隙間に挟まれる薄い金属片等の検出ができなくてはならない。
【０００９】
この挟まれる金属の検出方法として、給電部と機器間との信号送受信を利用し、信号が、挟まれた金属により減衰あるいは反射して送信側から受信側に届く信号レベルの低下を利用する方法が考えられる。これは、機器を認証するために行う送受信アンテナ間に金属異物が介在すると認証のための信号振幅が受信アンテナ側で通常より減衰する仕組みを利用して検出する。
【００１０】
また、この挟まれた金属異物の他の検出方法の例として、電力伝送のための給電コイルと受電コイルをそのまま使い、データ通信のために機器側から受電コイルの出力を変調することで、給電装置側の送電コイル端子にあらわれる電圧あるいは電流の変化を起こす方法が考えられる。これは、受電コイルと送電コイルの間に金属異物があると、このデータ通信が減衰するため、この仕組みで挟みこまれた金属を検知するものである。
【００１１】
しかし、これらの方法では、金属異物が小さいあるいは薄いと信号の減衰は小さく、異物がない場合の信号レベルのばらつきの範囲になってしまい、挟まれた金属異物の検知に限界があった。
【００１２】
近年の給電装置は高出力の機器に対応するために単位面積当たりの出力が大きくなる傾向にあり、より小さな薄い金属片の検出が益々必要となっている。通常、これに対応するには、高価で大がかりな専用の高感度高精度の金属検知センサを設けなければならず、給電システムの大型化やコストアップを招く。
【００１３】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、非接触給電システムにおいて、安価で簡単な構成で金属異物を高感度高精度に検出ことができる非接触給電システム及び非接触給電システムの金属異物検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、１次コイルと、前記１次コイルに高周波電流を流すための高周波インバータとで構成される給電装置と、前記１次コイルに流れる電流により発生する交番磁界を介して誘導起電力を発生する２次コイルと、前記２次コイルで発生した起電力を利用して負荷に電力を供給する機器とで構成される非接触給電システムであって、アンテナコイルと、前記アンテナコイルに高周波電流を流す発振回路と、前記発振回路及び前記アンテナコイルのいずれかで観測される電圧あるいは電流の変化を検出する検出回路とで構成される金属異物検出装置が付加されており、前記発振回路は、その構成部品の設計値を、同発振回路が発振が生じ始める直後の状態から、安定した継続発振条件の手前までの値に設定させており、前記金属異物検出装置は、前記給電装置上に置かれた金属異物により、前記アンテナコイルの電気的特性が変化することを利用して前記発振回路の発振を停止または発振振幅の減衰を前記検出回路にて検知し、前記給電装置を制御することを特徴とする。
【００１５】
前記発明の非接触給電システムにおいて、前記アンテナコイルが、前記発振回路を構成する部品となっていることを特徴とする。
前記発明の非接触給電システムにおいて、前記アンテナコイルは、複数の小面積のコイルで構成されていることを特徴とする。
【００１６】
前記発明の非接触給電システムにおいて、前記アンテナコイルは、複数の小面積のコイルが並列接続されて構成されていることを特徴とする。
前記発明の非接触給電システムにおいて、前記金属異物検出装置が、給電装置側に設けられていることを特徴とする。
【００１７】
前記発明の非接触給電システムにおいて、前記金属異物検出装置が、前記機器側に設けられており、前記給電装置側に前記検出回路の信号を送信して、前記給電装置を制御することを特徴とする。
【００１８】
前記発明の非接触給電システムにおいて、前記機器側に前記アンテナコイルと前記発振回路が設けられ、前記給電装置側に前記検出回路が設けられており、前記検出回路には、前記機器側の前記アンテナコイルからの信号を受信する受信アンテナコイルが設けられていることを特徴とする。
【００１９】
前記発明の非接触給電システムにおいて、前記アンテナコイルが、前記給電装置の給電面及び機器側の受電面の少なくともいずれか一方のハウジングに配置されていることを特徴とする。
【００２０】
前記発明の非接触給電システムにおいて、前記発振回路の発振周波数を、前記高周波インバータの発振周波数より高くしたことを特徴とする。
前記発明の非接触給電システムにおいて、前記アンテナコイルが、スパイラル状となっていることを特徴とする。
【００２１】
本発明は、給電装置上に機器を配置した時、前記給電装置の１次コイルを励磁させ、電磁誘導にて載置した前記機器の２次コイルに２次電力を発生させ、該２次電力を前記機器の負荷に供給するようにした非接触給電システムの金属異物検出装置であって、前記金属異物検出装置は、アンテナコイルと、前記アンテナコイルに高周波電流を流す発振回路と、
前記発振回路及びアンテナコイル部のいずれかで観測される電圧あるいは電流の変化を検出する検出回路とから構成され、前記発振回路は、その構成部品の設計値を、同発振回路が発振が生じ始める直後の状態から、安定した継続発振条件の手前までの値に設定されており、前記給電装置上に置かれた金属異物により、前記アンテナコイルの電気的特性が変化することを利用して発振回路の発振を停止または発振振幅の減衰を前記検出回路が検知して、前記給電装置を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、安価で簡単な構成で金属異物を高感度高精度に検出ことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】機器が載置された状態を示す給電装置の全体斜視図である。
【図２】１次コイル、金属検知アンテナコイルの配置位置を示す説明図である。
【図３】給電装置と機器の電気的構成を示す電気ブロック回路図である。
【図４】金属異物検出装置の発振回路図である。
【図５】（ａ）は給電装置に何も置かれていない状態を示す図、（ｂ）は給電装置に金属片のみが置かれた状態を示す図、（ｃ）は給電装置に機器のみが置かれた状態を示す図、（ｄ）は給電装置の載置面と機器Ｅの間に金属片が挟み込まれた状態を示す図、（ｅ）は機器から離れた位置に金属片が置かれた状態を示す図である。
【図６】発振回路の発振信号の各状態での出力波形図である。
【図７】別の発振条件における発振回路の検出信号の各状態での出力波形図である。
【図８】高周波インバータ回路図である。
【図９】第１励磁同期信号及び第２励磁同期信号の出力波形図である。
【図１０】高周波インバータ回路の出力波形図である。
【図１１】高周波インバータ回路の出力波形図である。
【図１２】第２実施形態の給電装置の全体斜視図である。
【図１３】第２実施形態の給電装置と機器の電気的構成を示す電気ブロック回路図である。
【図１４】第２実施形態の金属検知アンテナコイルの電気的構成を示す回路である。
【図１５】第２実施形態の別例を示す電気回路図である。
【図１６】第３実施形態の給電装置と機器の全体斜視図である。
【図１７】第３実施形態の給電装置と機器の電気的構成を示す電気ブロック回路図である。
【図１８】第４実施形態の給電モジュールの高周波インバータ回路である。
【図１９】第４実施形態の切替回路も説明数電気回路図周である。
【図２０】（ａ）は給電装置に何も置かれていない状態を示す図、（ｂ）は給電装置に金属片のみが置かれた状態を示す図、（ｃ）は給電装置に機器のみが置かれた状態を示す図、（ｄ）は給電装置の載置面と機器Ｅの間に金属片が挟み込まれた状態を示す図、（ｅ）は機器から離れた位置に金属片が置かれた状態を示す図、（ｆ）は給電装置の載置面と機器とが離間して給電される状態を示す図、（ｇ）は給電装置の載置面と金属片との離間した空間に金属片が置かれた状態を示す図である。
【図２１】発振回路の発振信号の各状態での出力波形図である。
【図２２】金属異物検出装置の別例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の非接触給電システムを給電装置に具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
図１は、給電装置１とその給電装置１から非接触給電される機器Ｅの全体斜視図を示す。給電装置１のハウジング２は、四角形状の底板３を有し、その底板３の四方から四角枠体４が上方に延出形成され、その四角枠体４によって上方に開口した開口部を強化ガラスよりなる天板５が閉塞することによって形成されている。そして、天板５の上面が、機器Ｅを載置する給電面としての載置面６となる。
【００２５】
底板３、四角枠体４、天板５で形成される空間（ハウジング２内）には、図２に示すように、１次コイルＬ１が配設されている。１次コイルＬ１は、本実施形態では１つであって、天板５の載置面６と平行に配置されている。そして、１次コイルＬ１は、天板５の下面に接触するくらいに近接した位置に配置固定されている。
【００２６】
１次コイルＬ１の下方位置の底板３には、１次コイルＬ１を励磁駆動制御するための給電モジュールＭが実装配置されている。給電モジュールＭは、１次コイルＬ１と接続され、１次コイルＬ１を励磁駆動し、載置面６に載置された機器Ｅに対して非接触給電をするようになっている。
【００２７】
また、図２に示すように、１次コイルＬ１の外側には、１次コイルＬ１を囲むように信号受信アンテナコイルＡＴ１が、配置固定されている。そして、載置面６に載置された機器Ｅと信号受信アンテナコイルＡＴ１を介して給電モジュールＭとの間で、無線通信にてデータ・情報の授受をそれぞれ行うようになっている。
【００２８】
また、図２に示すように、天板５の上面（載置面６）であって１次コイルＬ１と相対向する位置に、金属検知アンテナコイルＡＴ２が形成されている。金属検知アンテナコイルＡＴ２はスパイラル形状に形成され、公知の印刷配線技術で載置面６上に形成されている。
【００２９】
金属検知アンテナコイルＡＴ２は、ハウジング２内に設けた、金属異物検出装置７に接続され、金属異物検出装置７の一部を構成している。金属異物検出装置７は、金属検知アンテナコイルＡＴ２を介して、載置面６上の金属片８を検知するようになっている。そして、金属異物検出装置７は、載置面６上の金属片８を検出すると、金属有り信号ＳＴを給電モジュールＭに出力するようになっている。
【００３０】
また、ハウジング２内には、給電モジュールＭを統括制御するマイクロコンピュータよりなるシステム制御部９が実装されている。そして、信号受信アンテナコイルＡＴ１にて受信したデータ・情報は、給電モジュールＭを介してシステム制御部９に出力される。また、金属検知アンテナコイルＡＴ２にて検知し金属異物検出装置７から出力される金属有り信号ＳＴは、給電モジュールＭを介してシステム制御部９に出力される。
【００３１】
給電装置１の載置面６に載置される機器Ｅは、２次コイルＬ２を有している。機器Ｅの２次コイルＬ２は、図２に示すように、給電装置１の１次コイルＬ１の励磁を介して励磁給電され、その給電された２次電力を、機器Ｅの負荷Ｚに供給する。
【００３２】
また、図２に示すように、機器Ｅの２次コイルＬ２の外側には、当該２次コイルＬ２を囲むように送受信アンテナコイルＡＴ３が、巻回されている。そして、機器Ｅは、給電装置１の載置面６に載置したとき、その直下に位置する１次コイルＬ１を囲む信号受信アンテナコイルＡＴ１を介して該１次コイルＬ１を励磁駆動制御する給電モジュールＭとの間で、無線通信にてデータ・情報の授受を行うようになっている。
【００３３】
次に、給電装置１と機器Ｅの電気的構成を図３に従って説明する。
図３において、機器Ｅには、機器側送受信回路１０が備えられている。機器側送受信回路１０は、送受信アンテナコイルＡＴ３と接続されている。機器側送受信回路１０は給電装置１に対して該給電装置１にて給電を受けられる機器Ｅである旨の機器認証信号ＩＤ、及び、給電装置１に対して給電を要求する励磁要求信号ＲＱを生成する。そして、機器側送受信回路１０は、その生成した機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを、送受信アンテナコイルＡＴ３を介して給電装置１に送信するようになっている。
【００３４】
ここで、機器Ｅは、２次コイルＬ２に発生する２次電力にて駆動する機器であって、前記した機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを生成し、給電装置１に送信できる機器であればよい。従って、２次コイルＬ２に発生する２次電力を、整流回路にて整流し、その整流した直流電源を使って該機器Ｅを載置面６上で駆動する機器であったり、２次電力をそのまま交流電源として使って該機器を載置面６上で駆動する機器であったりしてもよい。また、２次コイルＬ２に発生する２次電力を、整流回路にて整流し、その整流した直流電源を使って内蔵する充電電池（２次電池）を充電する機器であってもよい。
【００３５】
尚、内蔵した２次電池（充電電池）を充電するための携帯電話、ノート型パソコン等の機器Ｅにおいては、機器側送受信回路１０に、その充電が完了した時、充電完了前まで送信していた機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱのうち、励磁要求信号ＲＱを消失させ機器認証信号ＩＤだけを送信させる機能を機器側送受信回路１０に持たせるようにしてもよい。
【００３６】
また、タイマを備えた機器Ｅにおいては、給電を受けてタイマでセットした時間だけ駆動し、セットした時間が経過した時、時間が経過する前まで送信していた機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱのうち、励磁要求信号ＲＱを消失させ機器認証信号ＩＤだけを送信させる機能を機器側送受信回路１０に持たせるようにしてもよい。
【００３７】
一方、図３において、１次コイルＬ１が接続された給電モジュールＭは、励磁要求受信回路１１、機器認証受信回路１２、励磁制御回路１３、高周波インバータ回路１４を備えている。
【００３８】
励磁要求受信回路１１は、給電モジュールＭの信号受信アンテナコイルＡＴ１と接続され、載置面６に載置された機器Ｅから送信された送信信号を、信号受信アンテナコイルＡＴ１を介して受信する。励磁要求受信回路１１は、受信した送信信号から給電を要求する励磁要求信号ＲＱを抽出する。そして、励磁要求受信回路１１は、送信信号から励磁要求信号ＲＱを抽出すると、その励磁要求信号ＲＱを励磁制御回路１３に出力するようになっている。
【００３９】
機器認証受信回路１２は、給電モジュールＭの信号受信アンテナコイルＡＴ１と接続され、載置面６に載置された機器Ｅからから送信された送信信号を、信号受信アンテナコイルＡＴ１を介して受信する。機器認証受信回路１２は、受信した送信信号から給電が受けられる機器Ｅである機器認証信号ＩＤを抽出する。そして、機器認証受信回路１２は、送信信号から機器認証信号ＩＤを抽出すると、その機器認証信号ＩＤを励磁制御回路１３に出力するようになっている。
【００４０】
また、励磁制御回路１３は、金属異物検出装置７と接続されている。金属異物検出装置７は、図４に示すように、金属検知アンテナコイルＡＴ２に対して高周波電流を流す発振回路７ａと、金属検知アンテナコイルＡＴ２の電圧あるいは電流（発振信号Ｖｏ）の変化を検出する検出回路７ｂとを備えている。そして、金属異物検出装置７は、金属検知アンテナコイルＡＴ２を介して載置面６に金属片８が載置されているかどうかを検知し、載置面６に金属片８が載置されていることを検知すると、検出回路７ｂから金属有り信号ＳＴを励磁制御回路１３に出力する。
【００４１】
発振回路７ａは、本実施形態では、図４に示すように、コルピッツ発振回路で構成され、金属検知アンテナコイルＡＴ２を同発振回路７ａのインダクタンスの構成部品の１つとして兼用している。
【００４２】
発振回路７ａは、バイポーラのトランジスタＱ１、金属検知アンテナコイルＡＴ２、第１〜第３コンデンサＣ１〜Ｃ３、第１及び第２抵抗Ｒ１，Ｒ２等で構成されている。
トランジスタＱ１は、そのコレクタ端子が金属検知アンテナコイルＡＴ２の一端に接続され、その金属検知アンテナコイルＡＴ２の他端は直流電源Ｂのプラス端子に接続されている。また、金属検知アンテナコイルＡＴ２の他端は、第１コンデンサＣ１を介してトランジスタＱ１のエミッタ端子に接続されている。さらに、トランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ端子間には、第２コンデンサＣ２が接続されている。
【００４３】
さらにまた、トランジスタＱ１のベース端子は、第３コンデンサＣ３と第１抵抗Ｒ１からなる並列回路を介して直流電源Ｂのプラス端子に接続されている。また、トランジスタＱ１のエミッタ端子は、第２抵抗Ｒ２を介して直流電源Ｂのマイナス端子に接続されている。そして、発振回路７ａは、トランジスタＱ１のコレクタ端子から発振回路７ａの発振信号Ｖｏを検出回路７ｂに出力する。
【００４４】
このように構成された発振回路７ａは、同発振回路７ａを構成する構成部品、即ち、トランジスタＱ１、金属検知アンテナコイルＡＴ２、第１〜第３コンデンサＣ１〜Ｃ３、第１及び第２抵抗Ｒ１，Ｒ２の回路定数が予め設定されていて、高感度に金属異物の検出ができる発振信号Ｖｏを出力するようになっている。
【００４５】
詳述すると、発振回路７ａを構成する構成部品の設計値が、同発振回路７ａを駆動させたときに発振が生じない限界値を超えて発振が生じ始める直後の設計値の状態から、発振振幅が同発振回路７ａの安定した最大振幅に落ち着く近傍の設計値の状態までの間に設定させている。
【００４６】
つまり、発振回路７ａが、安定した振幅の継続的発振を維持できる設計値ではなく、発振が開始できる直後から、安定した継続発振条件の手前までの値に設定した。その結果、発振に関わる電磁気的パラメータの小さな変化で発振信号Ｖｏの発振振幅の大きな変化を作ることができる。
【００４７】
言い換えれば、発振回路７ａの金属検知アンテナコイルＡＴ２が、給電装置１の載置面６上に置かれた金属片８により、その電気的特性が変化する。そして、この金属検知アンテナコイルＡＴ２の電気的特性が変化を利用して発振回路７ａの発振を停止または発振信号Ｖｏの発振振幅を大きく減衰させるようにしている。
【００４８】
因みに、給電装置１の載置面６は、図５（ａ）〜（ｅ）に示す場合が考えられる。
図５（ａ）は、給電装置１の載置面６に何も置かれていない状態を示す図である。
図５（ｂ）は、給電装置１の載置面６に金属片８のみが置かれた状態を示す図である。
【００４９】
図５（ｃ）は、給電装置１の載置面６に機器Ｅのみが置かれた状態を示す図である。
図５（ｄ）は、給電装置１の載置面６と機器Ｅとの間に金属片８が挟み込まれた状態を示す図である。
【００５０】
図５（ｅ）は、給電装置１の載置面６であって機器Ｅから離れた位置に金属片８が置かれた状態を示す図である。
この各状態において、図５（ａ）に示す載置面６に何も置かれていない状態では、図６の期間Ａ１に示すように、発振回路７ａの発振信号Ｖｏが最大振幅波形となる必要がある。その前提の上で、図５（ｂ）に示す状態では、図６の期間Ａ３に示すように、発振信号Ｖｏが、振幅がゼロとなり、図５（ｃ）に示す状態では、発振信号Ｖｏは、図６の期間Ａ２に示すように、何も置かれていない状態の最大振幅より僅かに小さくなった振幅波形となることが必要となる。
【００５１】
さらに、図５（ｄ）及び図５（ｅ）に示す状態では、図６の期間Ａ４に示すように、発振信号Ｖｏは、振幅がゼロとなることが必要である。
そこで、本実施形態では、上記したように、発振回路７ａを構成する構成部品の設計値について、構成部品の値や種類を変えて、意図的に発振がやっと始まる条件の近傍に設定することによって、発振回路７ａの発振信号Ｖｏを実現させている。
【００５２】
これによって、発振信号Ｖｏは、機器Ｅのみが置かれた場合には僅かに振幅が減衰することに対し、金属片８のみ、又は、金属片８が機器Ｅに挟まれた場合、若しくは機器Ｅの近傍に置かれた場合においては発振を停止させることができるようにした。
【００５３】
これは、機器Ｅと金属検知アンテナコイルＡＴ２間には、金属片８と金属検知アンテナコイルＡＴ２との距離が近くなっているため、この距離の少しの差異が発振の有無を左右したと考えられる。
【００５４】
言い換えれば、発振回路７ａは、距離に対して、高感度なセンサが可能ということであり、機器Ｅのハウジングの厚さより短い距離に置かれた密接されるような金属片８は検知が明確にできることになる。
【００５５】
そして、一定のハウジングの厚さを有する機器Ｅは、金属検知アンテナコイルＡＴ２に密接することはできないため、ハウジング内に２次コイルＬ２、金属及び磁性体を有する機器Ｅと金属片８との明確な検知が可能になったと考えられる。
【００５６】
結果的に、発振回路７ａの設計値をやっと発振ができる条件の近傍に選んだことで、金属検知アンテナコイルＡＴ２上方に置かれた近接した金属片８による電磁気特性の変化に対する極めて高感度の状態を作り出したと考えられる。
【００５７】
ところで、上記発振条件は、実際の回路では高周波動作に起因する、配線のインダクタンスやキャパシタンス、使用するトランジスタの増幅率に関わる特性が複雑に絡み合っている。そのため、本実施形態では、各構成部品のパラメータを実験等である範囲で振って、組み合わせて、安定した発振状態を確認して構成部品の設計値を設定するようにしている。
【００５８】
尚、発振回路７ａを構成する構成部品の設計値を、より少し安定発振の状態に近付けてもよい。
このようにすると、図５（ａ）〜（ｅ）の各状態において、図７に示す発振信号Ｖｏが得られ、金属片８のみ、または、金属片８が機器Ｅに挟まれた場合、もしくは機器Ｅの近傍に置かれた場合においては、発振停止とはいかなくても発振信号Ｖｏの振幅が大きな減衰を示すことが確認できた。
【００５９】
発振回路７ａから出力される発振信号Ｖｏは、検出回路７ｂに出力される。検出回路７ｂは、発振信号Ｖｏの振幅値が予め定めた基準値未満のとき、載置面６に金属片８のみが置かれている、又は、金属片８が機器Ｅに挟まれている、若しくは機器Ｅの近傍の載置面６に置かれるとして、金属有り信号ＳＴを出力する。検出回路７ｂ（金属異物検出装置７）は、この金属有り信号ＳＴを励磁制御回路１３に出力する。
【００６０】
反対に、検出回路７ｂ（金属異物検出装置７）は、発振信号Ｖｏの振幅値が予め定めた基準値以上のとき、載置面６に何も置かれていない又は載置面６に機器Ｅのみが置かれているとして、金属有り信号ＳＴを励磁制御回路１３に出力しない。
【００６１】
励磁制御回路１３は、その時々に出力される励磁要求受信回路１１からの励磁要求信号ＲＱ、機器認証受信回路１２からの機器認証信号ＩＤ及び金属異物検出装置７からの金属有り信号ＳＴを入力する。励磁制御回路１３は、その時々で入力される励磁要求信号ＲＱ、機器認証信号ＩＤ及び金属有り信号ＳＴを、システム制御部９に出力する。そして、励磁制御回路１３は、システム制御部９に励磁要求信号ＲＱ、機器認証信号ＩＤ及び金属有り信号ＳＴを出力することにより、システム制御部９から許可信号ＥＮを待つ。
【００６２】
システム制御部９は、（１）励磁要求信号ＲＱを入力している場合であって、（２）機器認証信号ＩＤを入力している場合には、給電モジュールＭに接続された１次コイルＬ１を給電のために励磁駆動させる許可信号ＥＮを励磁制御回路１３に出力する。励磁制御回路１３は、システム制御部９からの許可信号ＥＮを入力すると、給電のために１次コイルＬ１を励磁駆動させる駆動制御信号ＣＴを高周波インバータ回路１４に出力する。
【００６３】
尚、システム制御部９は、上記（１）（２）条件が成立していても、励磁制御回路１３を介して金属異物検出装置７から金属有り信号ＳＴが入力されたときには、許可信号ＥＮを出力しない。従って、励磁制御回路１３は、１次コイルＬ１の励磁駆動せるための駆動制御信号ＣＴを高周波インバータ回路１４に出力しないようになっている。
【００６４】
さらに、システム制御部９は、許可信号ＥＮを出力中に、励磁制御回路１３からの励磁要求信号ＲＱ及び機器認証信号ＩＤの少なくともいずれかが入力されなくなったときには、許可信号ＥＮを出力しない。従って、この場合にも、励磁制御回路１３は、駆動制御信号ＣＴを高周波インバータ回路１４に出力しない。
【００６５】
高周波インバータ回路１４は、該給電モジュールＭの１次コイルＬ１と接続されている。そして、高周波インバータ回路１４は、駆動制御信号ＣＴに基づいて１次コイルＬ１を励磁駆動させるようになっている。
【００６６】
詳述すると、高周波インバータ回路１４は、励磁制御回路１３から１次コイルＬ１を励磁駆動させるための駆動制御信号ＣＴを入力すると、給電のために１次コイルＬ１を励磁駆動させるようになっている。
【００６７】
従って、給電装置１にて給電が受けられる機器Ｅが載置面６に載置され、同機器Ｅから機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱが送信されている場合であって、載置面６に金属片８が無い場合には、１次コイルＬ１は、高周波インバータ回路１４にて給電のための励磁駆動が行われる。即ち、１次コイルＬ１は、非接触給電により機器Ｅに２次電力を供給すべく励磁駆動される。
【００６８】
図３に示すように、高周波インバータ回路１４は、高周波発振回路１４ａと励磁同期信号発生回路１４ｂを備えている。高周波発振回路１４ａは、１次コイルＬ１と接続され同１次コイルＬ１を励磁駆動する。
【００６９】
図８に高周波発振回路１４ａの回路構成を示す。
高周波発振回路１４ａは、ハーフブリッジ型の部分共振回路であって、給電装置１に設けられた電源電圧Ｇとグランド間に第４コンデンサＣ４と第５コンデンサＣ５を直列に接続した分圧回路が設けられている。この分圧回路に対して、第１パワートランジスタＱ１１と第２パワートランジスタＱ１２を直列に接続した直列回路なる駆動回路が並列に接続されている。また、第１パワートランジスタＱ１１と第２パワートランジスタＱ１２は、本実施形態では、ＭＯＳＦＥＴよりなり、そのソース・ドレイン間には、それぞれフライホイール用のダイオードＤ１，Ｄ２が接続されている。
【００７０】
そして、第４コンデンサＣ４と第５コンデンサＣ５の接続点（ノードＮ１）と、第１パワートランジスタＱ１１と第２パワートランジスタＱ１２の接続点（ノードＮ２）との間に、１次コイルＬ１が接続される。尚、１次コイルＬ１には、第６コンデンサＣ６が並列接続されている。
【００７１】
第１パワートランジスタＱ１１及び第２パワートランジスタＱ１２は、本実施形態では、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴよりなり、第１パワートランジスタＱ１１のゲート端子には第１アンド回路２１が接続され、第２パワートランジスタＱ１２のゲート端子には第２アンド回路２２が接続されている。
【００７２】
第１アンド回路２１は、２入力端子のアンド回路であって、一方の入力端子には、ハイ・ロー信号である第１励磁同期信号Ｖｓ１が入力されるようになっている。
詳述すると、第１励磁同期信号Ｖｓ１は、予め定められた周期Ｔｓ１のハイ・ロー信号であって、図９に示すように、ハイの時間ｔａ１がローの時間ｔｂ１より短く設定されている。そして、この第１励磁同期信号Ｖｓ１は、本実施形態では、システム制御部９に設けた信号生成回路（図示しない）から出力されている。
【００７３】
また、第１アンド回路２１の他方の入力端子には、第１オア回路２３からの第１出力信号Ｖｒｓ１が入力されるようになっている。
第１オア回路２３は、２入力端子のオア回路であって、一方の入力端子には、図１０に示すような、間欠的にハイ・レベルとなる間欠ハイ信号Ｖｓｔが入力されるようになっている。
【００７４】
詳述すると、間欠ハイ信号Ｖｓｔは、本実施形態は、図１０に示すように、第１励磁同期信号Ｖｓ１の周期Ｔｓ１より６倍長い周期Ｔｓｔ（＝６Ｔｓ１）であって、第１励磁同期信号Ｖｓ１がハイからローに立ち下がって後、ハイに立ち上がり、そのハイに立ち上がった後、２個目の第１励磁同期信号Ｖｓ１が立ち上がる直前にローに立ち下がる。そして、ローに立ち下がった後に出力される５個目の第１励磁同期信号Ｖｓ１が立ち下がった後に、次の間欠ハイ信号Ｖｓｔがハイに立ち上がるようになっている。ここで、間欠ハイ信号Ｖｓｔがハイ・レベルになっている時間をハイ時間ｔｘという。
【００７５】
そして、この間欠ハイ信号Ｖｓｔは、本実施形態では、システム制御部９に設けた信号生成回路（図示しない）から出力されている。
また、第１オア回路２３の他方の入力端子には、励磁同期信号発生回路１４ｂから図１１に示すような、インバータ制御信号Ｖｓｓが入力されるようになっている。
【００７６】
励磁同期信号発生回路１４ｂは、励磁制御回路１３からの駆動制御信号ＣＴを入力しているときに、給電のために１次コイルＬ１を励磁駆動させるためのハイ・レベルのインバータ制御信号Ｖｓｓを第１オア回路２３に出力するようになっている。
【００７７】
尚、励磁制御回路１３から駆動制御信号ＣＴが入力されていない時、励磁同期信号発生回路１４ｂはハイ・レベルのインバータ制御信号Ｖｓｓを出力しない。
例えば、載置面６に機器Ｅが載置されていない時（励磁要求信号ＲＱ及び機器認証信号ＩＤを受信していないとき）、励磁同期信号発生回路１４ｂは、ハイ・レベルのインバータ制御信号Ｖｓｓを第１オア回路２３に出力しない。そして、第１オア回路２３は、一方の入力端子から入力される周期Ｔｓｔごとにハイ時間ｔｘだけハイ・レベルとなる間欠ハイ信号Ｖｓｔを第１出力信号Ｖｒｓ１として次段の第１アンド回路２１に出力する。
【００７８】
従って、図１０に示すように、第１アンド回路２１は、この周期Ｔｓｔ毎にハイ時間ｔｘだけハイ・レベルとなる間欠ハイ信号Ｖｓｔが出力されている時、第１励磁同期信号Ｖｓ１を第１オンオフ信号Ｖｇ１として第１パワートランジスタＱ１１のゲートに出力する。その結果、第１パワートランジスタＱ１１は、このハイ・レベルとなる間欠ハイ信号Ｖｓｔが出力される間だけ、第１オンオフ信号Ｖｇ１（第１励磁同期信号Ｖｓ１）に応答して間欠的にオンすることになる。
【００７９】
因みに、金属片８が載置されておらず、上記（１）（２）条件が成立している場合、励磁同期信号発生回路１４ｂは、駆動制御信号ＣＴを入力して、ハイ・レベルのインバータ制御信号Ｖｓｓを第１オア回路２３に出力する。そして、第１オア回路２３は、このハイ・レベルのインバータ制御信号Ｖｓｓを第１出力信号Ｖｒｓ１として次段の第１アンド回路２１に出力する。
【００８０】
従って、図１１に示すように、第１アンド回路２１は、ハイ・レベルのインバータ制御信号Ｖｓｓが出力されている間、予め決められた周期Ｔｓ１で出力されている第１励磁同期信号Ｖｓ１を第１オンオフ信号Ｖｇ１として第１パワートランジスタＱ１１のゲートに出力する。その結果、第１パワートランジスタＱ１１は第１励磁同期信号Ｖｓ１で決まる周期Ｔｓ１でオンオフすることになる。
【００８１】
一方、第２パワートランジスタＱ１２のゲート端子には第２アンド回路２２が接続されている。第２アンド回路２２は、２入力端子のアンド回路であって、一方の入力端子には、ハイ・ロー信号である第２励磁同期信号Ｖｓ２が入力されるようになっている。
【００８２】
詳述すると、第２励磁同期信号Ｖｓ２は、予め定められた周期Ｔｓ２（＝Ｔｓ１）のハイ・ロー信号であって、図９に示すように、第１励磁同期信号Ｖｓ１の周期Ｔｓ１と同じ周期である。また、第２励磁同期信号Ｖｓ２は、第１励磁同期信号Ｖｓ１と同様に、ハイの時間ｔａ２（＝ｔａ１）がローの時間ｔｂ２（＝ｔｂ１）より短く設定されて、かつ、前記第１励磁同期信号Ｖｓ１と反転した関係にある。
【００８３】
すなわち、第１励磁同期信号Ｖｓ１がハイのとき、第２励磁同期信号Ｖｓ２はローであり、第１励磁同期信号Ｖｓ１がローのとき、第２励磁同期信号Ｖｓ２はハイである。
また、ここでは、第１及び第２励磁同期信号Ｖｓ１，Ｖｓ２は、ハイの時間ｔａ１，ｔａ２がローの時間ｔｂ１，ｔｂ２より短く設定されている。従って、第１励磁同期信号Ｖｓ１がハイからローに立ち下がって、第２励磁同期信号Ｖｓ２がローからハイに立ち上がるまでの間、及び、第２励磁同期信号Ｖｓ２がハイからローに立ち下がって、第１励磁同期信号Ｖｓ１がローからハイに立ち上がるまでの間、第１及び第２励磁同期信号Ｖｓ１，Ｖｓ２が、共にロー・レベルになるデッドタイムｔｄが設定されている。このデッドタイムｔｄを設けることによって、第１パワートランジスタＱ１１と第２パワートランジスタＱ１２のソフトスイッチングを可能にしている。
【００８４】
尚、この第２励磁同期信号Ｖｓ２は、本実施形態では、システム制御部９に設けた信号生成回路（図示しない）から出力されている。
また、第２アンド回路２２の他方の入力端子には、第２オア回路２４からの第２出力信号Ｖｒｓ２が入力されるようになっている。
【００８５】
第２オア回路２４は、２入力端子のオア回路であって、一方の入力端子には、前記した間欠ハイ信号Ｖｓｔが入力されるようになっている。また、第２オア回路２４の他方の入力端子には、同様に、励磁同期信号発生回路１４ｂから前記したインバータ制御信号Ｖｓｓが入力されるようになっている。
【００８６】
従って、第２オア回路２４は、励磁同期信号発生回路１４ｂが励磁制御回路１３から駆動制御信号ＣＴを入力しているとき（上記（１）（２）条件が成立しているとき）、ハイ・レベルのインバータ制御信号Ｖｓｓを入力するようになっている。
【００８７】
また、第２オア回路２４は、励磁同期信号発生回路１４ｂが励磁制御回路１３から駆動制御信号ＣＴを入力していないとき（上記（１）（２）条件が成立していないとき）、ハイ・レベルのインバータ制御信号Ｖｓｓが入力されないようになっている。
【００８８】
そして、第２オア回路２４は、一方の入力端子から入力される周期Ｔｓｔ毎にハイ時間ｔｘだけハイ・レベルとなる間欠ハイ信号Ｖｓｔを第２出力信号Ｖｒｓ２として次段の第２アンド回路２２に出力する。
【００８９】
従って、第２アンド回路２２は、この周期Ｔｓｔ毎にハイ時間ｔｘだけハイ・レベルの間欠ハイ信号Ｖｓｔを入力している時には、図１０に示すように、第２励磁同期信号Ｖｓ２を第２オンオフ信号Ｖｇ２として第２パワートランジスタＱ１２のゲートに出力する。その結果、第２パワートランジスタＱ１２は、周期Ｔｓｔの間隔で間欠ハイ信号Ｖｓｔがハイ・レベルのハイ時間ｔｘの間、第２オンオフ信号Ｖｇ２（第２励磁同期信号Ｖｓ２）に応答して間欠的にオンすることになる。
【００９０】
これによって、たとえば、載置面６に機器Ｅが載置されていない時（励磁要求信号ＲＱ及び機器認証信号ＩＤを受信していないとき）には、高周波発振回路１４ａの第１パワートランジスタＱ１１は、間欠ハイ信号Ｖｓｔで決まる第１励磁同期信号Ｖｓ１でオンオフし、第２パワートランジスタＱ１２は、間欠ハイ信号Ｖｓｔで決まる第２励磁同期信号Ｖｓ２でオンオフすることになる。
【００９１】
つまり、第１励磁同期信号Ｖｓ１と第２励磁同期信号Ｖｓ２は波形が反転した関係にあることから、第１パワートランジスタＱ１１と第２パワートランジスタＱ１２は交互に、しかも、間欠的にオンオフする。そして、この第１パワートランジスタＱ１１と第２パワートランジスタＱ１２の交互で、しかも、間欠的なオンオフによって、１次コイルＬ１は、間欠的に励磁駆動される。
【００９２】
従って、載置面６に機器Ｅが載置されていない待機状態においては、給電装置１の１次コイルＬ１は、連続励磁されているのではなく間欠的に励磁駆動されている。
因みに、金属片８が載置されておらず上記（１）（２）条件が成立している場合、励磁同期信号発生回路１４ｂは、ハイ・レベルのインバータ制御信号Ｖｓｓを第２オア回路２４に出力する。そして、第２オア回路２４は、このハイ・レベルのインバータ制御信号Ｖｓｓを第２出力信号Ｖｒｓ２として次段の第２アンド回路２２に出力する。
【００９３】
従って、第２アンド回路２２は、ハイ・レベルのインバータ制御信号Ｖｓｓが出力されている間、予め決められた周期Ｔｓ２の第２励磁同期信号Ｖｓ２を、図１１に示すように、第２オンオフ信号Ｖｇ２として第２パワートランジスタＱ１２のゲートに出力する。その結果、第２パワートランジスタＱ１２は第２励磁同期信号Ｖｓ２で決まる周期でオンオフすることになる。
【００９４】
これによって、金属片８が載置されておらず上記（１）（２）条件が成立している場合、ハイ・レベルのインバータ制御信号Ｖｓｓが出力されている間、第１パワートランジスタＱ１１は、第１励磁同期信号Ｖｓ１でオンオフし、第２パワートランジスタＱ１２は、第２励磁同期信号Ｖｓ２でオンオフすることになる。
【００９５】
つまり、（１）（２）条件が成立している間、第１及び第２オンオフ信号Ｖｇ１，Ｖｇ２として出力される第１及び第２励磁同期信号Ｖｓ１，Ｖｓ２は波形が反転した関係にある。そのため、高周波発振回路１４ａの第１パワートランジスタＱ１１と第２パワートランジスタＱ１２は、（１）（２）条件が成立している間、交互にオンオフする。
【００９６】
そして、第１パワートランジスタＱ１１と第２パワートランジスタＱ１２のソース・ドレイン間にそれぞれ励磁電圧ＶＤ１，ＶＤ２を発生させる。
従って、給電のために機器Ｅが載置面６に載置された時には、給電装置１の機器Ｅが載置された位置にある１次コイルＬ１は、連続的に励磁駆動される。
【００９７】
システム制御部９は、マイクロコンピュータを備え、給電モジュールＭと電気的に接続されている。システム制御部９は、前記したように、励磁制御回路１３から励磁要求信号ＲＱ、機器認証信号ＩＤ及び金属有り信号ＳＴを入力する。そして、システム制御部９は、励磁制御回路１３から励磁要求信号ＲＱ、機器認証信号ＩＤに基づいて給電を要求している機器Ｅが載置されているかどうかを判断する。
【００９８】
システム制御部９は、励磁制御回路１３から励磁要求信号ＲＱ及び機器認証信号ＩＤを入力したとき、励磁制御回路１３に許可信号ＥＮを出力する。つまり、システム制御部９は、給電を要求している機器Ｅが載置されたことを判断して、励磁制御回路１３に対して許可信号ＥＮを出力する。
【００９９】
また、システム制御部９は、励磁制御回路１３を介して金属異物検出装置７から出力された金属有り信号ＳＴに基づいて載置面６に金属片８が載置されていることを判断する。システム制御部９は、励磁制御回路１３から金属有り信号ＳＴを入力しているとき、励磁制御回路１３に許可信号ＥＮを出力しない。つまり、システム制御部９は、載置面６に金属片８が載置されていると判断して、励磁制御回路１３に許可信号ＥＮを出力しない。
【０１００】
従って、給電可能であって給電を要求している機器Ｅが給電装置１の載置面６に載置されていても、図５（ｄ）（ｅ）に示す状態で載置面６に金属片８が存在している場合には、システム制御部９は、許可信号ＥＮを出力しない。
【０１０１】
これは、金属片８の誘導加熱を防止するためである。
システム制御部９は、前記した第１励磁同期信号Ｖｓ１、第２励磁同期信号Ｖｓ２及び間欠ハイ信号Ｖｓｔを生成する図示しない信号発生回路を備えている。システム制御部９は、給電装置１の電源スイッチ（図示せず）をオンさせたとき、信号発生回路を駆動させ、第１励磁同期信号Ｖｓ１、第２励磁同期信号Ｖｓ２及び間欠ハイ信号Ｖｓｔを生成する。そして、システム制御部９は、生成した第１励磁同期信号Ｖｓ１、第２励磁同期信号Ｖｓ２及び間欠ハイ信号Ｖｓｔを、全ての給電モジュールＭの高周波インバータ回路１４に出力する。
【０１０２】
従って、給電モジュールＭは、許可信号ＥＮを入力していない状態（例えば待機状態）において、給電モジュールＭの高周波インバータ回路１４は、第１励磁同期信号Ｖｓ１、第２励磁同期信号Ｖｓ２及び間欠ハイ信号Ｖｓｔを入力し続けることから、給電装置１の１次コイルＬ１は、連続励磁されているのではなく間欠的に励磁駆動されている。
【０１０３】
次に、上記のように構成した給電装置１の作用について説明する。
今、図示しない電源スイッチがオンされて、給電装置１に電源が供給されると、システム制御部９は、高周波インバータ回路１４に対して、１次コイルＬ１を間欠的に励磁駆動させるための第１励磁同期信号Ｖｓ１、第２励磁同期信号Ｖｓ２及び間欠ハイ信号Ｖｓｔを出力する。
【０１０４】
これによって、給電モジュールＭの高周波インバータ回路１４は、１次コイルＬ１を間欠的に励磁する。そして、システム制御部９は、給電モジュールＭからの励磁要求信号ＲＱ及び機器認証信号ＩＤを待ち、給電モジュールＭからの励磁要求信号ＲＱ及び機器認証信号ＩＤが入力されるまで、１次コイルＬ１に対して間欠的に励磁を継続する。即ち、待機状態となる。
【０１０５】
やがて、機器Ｅが置かれると、機器Ｅは、給電装置１の１次コイルＬ１の間欠励磁によって僅かな２次給電電力を得て機器側送受信回路１０を働かせる。機器Ｅは、機器側送受信回路１０にて機器Ｅの機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを生成し送受信アンテナコイルＡＴ３を介して給電モジュールＭの信号受信アンテナコイルＡＴ１に向かって送信する。
【０１０６】
そして、信号受信アンテナコイルＡＴ１が機器Ｅから機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを受信し、励磁要求受信回路１１で励磁要求信号ＲＱが、機器認証受信回路１２で機器認証信号ＩＤが抽出され、励磁要求信号ＲＱ及び機器認証信号ＩＤが励磁制御回路１３を介してシステム制御部９に入力される。
【０１０７】
システム制御部９は、励磁制御回路１３から励磁要求信号ＲＱ及び機器認証信号ＩＤに基づいて給電を要求している機器Ｅが載置されたとして励磁制御回路１３に対して許可信号ＥＮを出力する。
【０１０８】
即ち、励磁制御回路１３は、許可信号ＥＮに応答して、高周波インバータ回路１４（励磁同期信号発生回路１４ｂ）に対して駆動制御信号ＣＴを出力する。これによって、励磁同期信号発生回路１４ｂからインバータ制御信号Ｖｓｓが出力され、１次コイルＬ１に対して連続励磁を開始する。
【０１０９】
連続励磁中、システム制御部９は、励磁要求信号ＲＱが消失したかどうかの判断をして、励磁要求信号ＲＱが消失しない場合、１次コイルＬ１に対して連続励磁を継続する。即ち、機器Ｅに対して給電を継続する。従って、機器Ｅは、給電装置１から非接触給電を受け、その給電電力にて負荷Ｚを駆動させる。
【０１１０】
ここで、機器Ｅが載置面６から取り外されたとき、又は、励磁要求信号ＲＱが消失したとき、システム制御部９、励磁要求信号ＲＱが消失したと判断して、給電モジュールＭに対して許可信号ＥＮの出力を停止する。
【０１１１】
そして、システム制御部９は、該給電モジュールＭからの新たな励磁要求信号ＲＱ及び機器認証信号ＩＤを待ち、給電モジュールＭからの励磁要求信号ＲＱ及び機器認証信号ＩＤが入力されるまで、１次コイルＬ１に対して間欠的に励磁を継続する。
【０１１２】
また、金属異物検出装置７は、給電装置１の図示しない電源スイッチがオンされたときからオフされるまでの間、発振回路７ａを発振動作させて、金属片８の検出を行う。
このとき、発振回路７ａは、同発振回路７ａを駆動させたときに発振が生じない限界値を超えて発振が生じ始める直後の設計値の状態から、発振振幅が同発振回路７ａの安定した最大振幅に落ち着く近傍の状態の間で発振する発振条件となるように、発振回路７ａを構成する構成部品の設計値を設定させた。
【０１１３】
即ち、構成部品の値や種類を変えて、図５（ａ）に示すように、載置面６に何も載置されていない状態において、発振がやっと始まる条件の近傍に設定することによって、図６の期間Ａ１で示すように、発振回路７ａの発振信号Ｖｏを実現させている。
【０１１４】
言い換えれば、金属片８によって金属検知アンテナコイルＡＴ２の電磁気特性が僅かに変化しても、発振回路７ａの発振信号Ｖｏの振幅が変動するようにした。
そして、図５（ｃ）に示す機器Ｅのみが置かれた場合には、図６の期間Ａ２で示すように、発振回路７ａの発振信号Ｖｏは、僅かに振幅が減衰するようにした。
【０１１５】
これに対して、図５（ｂ）に示す金属片８のみ置かれた場合には、金属片８によって金属検知アンテナコイルＡＴ２の電磁気特性は素早く変化し、図６の期間Ａ３で示すように、発振回路７ａの発振動作を停止させ、発振信号Ｖｏの出力を停止させるようにした。
【０１１６】
同様に、図５（ｄ）に示す金属片８が機器Ｅに挟まれた場合、または、図５（ｅ）に示す機器Ｅの近傍に置かれ場合には、金属片８によって金属検知アンテナコイルＡＴ２の電磁気特性が素早く変化し、図６の期間Ａ４で示すように、発振回路７ａの発振動作を停止させ、発振信号Ｖｏの出力を停止させるようにした。
【０１１７】
従って、発振回路７ａによって、給電装置１の載置面６に置かれた金属片８を高感度に検出することができる。
そして、金属異物検出装置７が金属片８を検出し金属有り信号ＳＴを出力すると、システム制御部９は、励磁制御回路１３を介して金属有り信号ＳＴが入力し、一定時間、図示しない報知ランプ又は報知ブザーを駆動しユーザのその旨を報知するとともに、当該給電モジュールＭに対して許可信号ＥＮの出力を停止する。
【０１１８】
以後、システム制御部９は、金属有り信号ＳＴが消失するまで、１次コイルＬ１に対して間欠的に励磁を行う。
従って、間欠励磁となって、金属片８が誘導加熱されるのを防止することができる。
【０１１９】
上記のように構成することによって、本実施形態では、以下の効果を有する。
（１）この実施形態では、発振回路７ａを構成するトランジスタＱ１、金属検知アンテナコイルＡＴ２、第１〜第３コンデンサＣ１〜Ｃ３、第１及び第２抵抗Ｒ１，Ｒ２等を、同発振回路７ａを駆動させたときに発振が生じない限界値を超えて発振が生じ始める直後の設計値の状態から、発振振幅が同発振回路７ａの安定した最大振幅に落ち着く近傍の状態の間で発振する発振条件となる設計値を設定させた。
【０１２０】
つまり、発振回路７ａが、安定した振幅の継続的発振を維持できる設計値ではなく、発振が開始できる直後から、安定した継続発振条件の手前までの値に設定したので、発振に関わる電磁気的パラメータの小さな変化で発振振幅の大きな変化を作ることができる。
【０１２１】
これによって、小さなあるいは薄い金属片８が金属検知アンテナコイルＡＴ２近傍に置かれたことによってアンテナコイル部の小さな電磁気特性の変化が、発振回路７ａの発振の有無や発振信号Ｖｏの発振振幅の大きな変化に変換できる。従って、金属異物検出装置７（発振回路７ａ）は高感度となり、より小さな金属片８の検出が可能となる。
【０１２２】
（２）この実施形態では、金属異物検出装置７を給電装置１側に設けたので、給電装置１の載置面６に置かれた場合、又は、機器Ｅとの間に挟まれた金属片８を検知できるとともに、給電装置１側で単独に金属片８の検知ができ、給電の制御が可能となる。
【０１２３】
（３）この実施形態では、給電装置１の載置面６に形成した金属検知アンテナコイルＡＴ２を、スパイラル形状にした。スパイラル形状にすることで、面方向に展開でき厚さを薄くできる。また、印刷配線等で簡単に形成でき、天板５の両面に形成でき、しかも、形も円形や方形状等様々な形が可能である。
【０１２４】
（４）この実施形態では、金属検知アンテナコイルＡＴ２が、金属異物検出装置７の発振回路７ａを構成する部品としたので、構成部品の低減を図ることができる。
（５）この実施形態では、金属片８に天板５の載置面６上に金属検知アンテナコイルＡＴ２を形成した、即ち、金属片８に最も近くなる位置に金属検知アンテナコイルＡＴ２を形成したので、金属検出感度をより高精度に上げることができる。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図１２、図１３、図１４に従って説明する。
【０１２５】
上記第１実施形態の給電装置１においては、給電装置１に設けた金属検知アンテナコイルＡＴ２は１つであった。本実施形態では、これを給電装置１に複数の金属検知アンテナコイルＡＴ２を設けた点に特徴を有している。
【０１２６】
尚、説明の便宜上、第１実施形態と共通の部分については、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
図１２において、給電装置１の載置面６には、複数個（図１２では２０個）の金属検知アンテナコイルＡＴ２が形成されている。本実施形態の金属検知アンテナコイルＡＴ２は、第１実施形態の金属検知アンテナコイルＡＴ２の２０分に１のサイズであって、載置面６に対し、Ｘ方向に５個、Ｙ方向に４個配列されるように形成されている。そして、各金属検知アンテナコイルＡＴ２はスパイラル形状に形成され、公知の印刷配線技術で載置面６上に形成されている。
【０１２７】
各金属検知アンテナコイルＡＴ２は、ハウジング２内に設けた、金属異物検出装置７に接続されている。そして、金属異物検出装置７は、図１３に示すように、各金属検知アンテナコイルＡＴ２を介して、載置面６に置かれた金属片８を検知するようになっている。
【０１２８】
金属異物検出装置７は、発振回路７ａと検出回路７ｂとから構成されている。発振回路７ａは、第１実施形態と同様に、コルピッツ発振回路にて構成されている。そして、図１４に示すように、各金属検知アンテナコイルＡＴ２は並列に接続され、その並列回路が発振回路７ａに接続されている。
【０１２９】
そして、このように、複数の金属検知アンテナコイルＡＴ２を接続した発振回路７ａは、第１実施形態と同様に、同発振回路７ａを駆動させたときに発振が生じない限界値を超えて発振が生じ始める直後の設計値の状態から、発振振幅が同発振回路７ａの安定した最大振幅に落ち着く近傍の状態の間で発振する発振条件となるように、発振回路７ａを構成する構成部品の設計値を設定させた。
【０１３０】
即ち、構成部品の値や種類を変えて、図５（ａ）に示すように、載置面６に何も載置されていない状態において、発振がやっと始まる条件の近傍に設定することによって、図６の期間Ａ１で示すように、発振回路７ａの発振信号Ｖｏを実現させた。
【０１３１】
また、図５（ｃ）に示す機器Ｅのみが置かれた場合には、図６の期間Ａ２で示すように、発振回路７ａの発振信号Ｖｏは、僅かに振幅が減衰する波形を実現させた。
これに対して、図５（ｂ）に示す金属片８のみ置かれた場合には、金属片８によって金属検知アンテナコイルＡＴ２の電磁気特性が素早く変化し、図６の期間Ａ３で示すように、発振回路７ａの発振動作を停止させ、発振信号Ｖｏの出力を停止させるようにした。
【０１３２】
同様に、図５（ｄ）に示す金属片８が機器Ｅに挟まれた場合、または、図５（ｅ）に示す機器Ｅの近傍に置かれ場合には、金属片８によって金属検知アンテナコイルＡＴ２の電磁気特性が素早く変化し、図６の期間Ａ４で示すように、発振回路７ａの発振動作を停止させ、発振信号Ｖｏの出力を停止させるようにした。
【０１３３】
上記のように構成することによって、本実施形態では、第１実施形態の効果に加えて、以下の効果を有する。
（１）この実施形態では、金属検知アンテナコイルＡＴ２を複数の小面積のアンテナコイルで構成したので、同じ広さの載置面６で、小面積の金属検知アンテナコイルＡＴ２を複数個配置することできる。従って、分解能が上がり、より小さな金属片８の検知が可能になる。
【０１３４】
また、１つの発振回路７ａに対し複数の金属検知アンテナコイルＡＴ２が並列に接続されていることで、検知感度の低下を抑制できるため、１つの発振回路７ａで広い面積の検知エリアを確保しつつ小さな金属片８の検出が可能となる。
【０１３５】
さらに、１つの発振回路７ａで広い面積の検知が可能になるので、省電力、省部品にできる。さらに、この複数のアンテナコイルを持つ１つの発振回路７ａを複数配置することで検知エリアが簡単に拡大でき、広い給電面に自在に対応できる。
【０１３６】
尚、この実施形態では、複数の金属検知アンテナコイルＡＴ２を並列接続し、その並列回路を１つの発振回路７ａに接続した。これを、図１５に示すように、複数の金属検知アンテナコイルＡＴ２を複数の組みに分け、各組ごとに１つの発振回路７ａと検出回路７ｂ（即ち、金属異物検出装置７）を設ける。そして、各組ごとにその組みに属する複数の金属検知アンテナコイルＡＴ２を並列接続し、その並列回路をその組の発振回路７ａに接続して実施してもよい。
【０１３７】
つまり、１つの発振回路７ａと検出回路７ｂ（即ち、金属異物検出装置７）を複数設けることで、検知エリアの拡大が容易にでき、広い載置面６に対して自在に対応できる。
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について、図１６、図１７に従って説明する。
【０１３８】
上記第１及び第２実施形態では、金属異物検出装置７を給電装置１側に設けた。本実施形態では、これを機器Ｅ側に設けた点に特徴を有している。
尚、説明の便宜上、第１実施形態と共通の部分については、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１３９】
図１６において、機器Ｅのハウジングの下面、即ち給電装置１の載置面６と当接する受電面には、金属検知アンテナコイルＡＴ２が複数個（この実施形態では４個）形成されている。金属検知アンテナコイルＡＴ２は、第１及び第２実施形態と同様に、スパイラル形状に形成され、公知の印刷配線技術で下面に形成されている。そして、本実施形態では、給電装置１の載置面６には、金属検知アンテナコイルＡＴ２が形成されないようになっている。
【０１４０】
また、機器Ｅ内には、発振回路７ａと検出回路７ｂからなる金属異物検出装置７が設けられている。そして、機器Ｅの下面に形成された複数の金属検知アンテナコイルＡＴ２は、並列に接続され、その並列回路が金属異物検出装置７の発振回路７ａに接続され、金属異物検出装置７の一部を構成している。そして、金属異物検出装置７は、金属検知アンテナコイルＡＴ２を介して、載置面６に載置された機器Ｅとの間に挟まれた金属片８を検知するようになっている。
【０１４１】
金属異物検出装置７の発振回路７ａは、第１実施形態と同様に、コルピッツ発振回路にて構成されている。そして、発振回路７ａは、第１実施形態と同様に、同発振回路７ａを駆動させたときに発振が生じない限界値を超えて発振が生じ始める直後の設計値の状態から、発振振幅が同発振回路７ａの安定した最大振幅に落ち着く近傍の状態の間で発振する発振条件となるように、発振回路７ａを構成する構成部品の設計値を設定させた。
【０１４２】
これによって、給電装置１の載置面６に機器Ｅを載置した場合であって、金属片８が該機器Ｅに挟まれた場合、または、該機器Ｅの近傍に置かれ場合には、金属片８によって、金属検知アンテナコイルＡＴ２の電磁気特性が素早く変化し、発振回路７ａの発振動作を停止させ、発振信号Ｖｏの出力を停止させる。
【０１４３】
従って、発振回路７ａによって、給電装置１の載置面６に置かれた金属片８を高感度に検出することができる。
発振回路７ａから出力される発振信号Ｖｏは、検出回路７ｂに出力される。検出回路７ｂは、発振信号Ｖｏの振幅値が予め定めた基準値未満のとき、金属片８が機器Ｅに挟まれている、又は、金属片８が機器Ｅの近傍の載置面６に置かれるとして、金属有り信号ＳＴを出力する。
【０１４４】
反対に、検出回路７ｂは、発振信号Ｖｏの振幅値が予め定めた基準値以上のとき、載置面６に機器Ｅのみが置かれているとして、金属有り信号ＳＴを出力しない。
検出回路７ｂは、この金属有り信号ＳＴを機器側送受信回路１０に出力する。そして、機器側送受信回路１０は、入力した金属有り信号ＳＴを、送受信アンテナコイルＡＴ３を介して給電装置１に送信するようになっている。
【０１４５】
尚、発振回路７ａの直流電源Ｂは、機器Ｅが間欠励磁している給電装置１の載置面６に載置されたとき、２次コイルＬ２に発生する２次電力にて充電される機器Ｅに内蔵した補助電源（２次電池）である。従って、機器Ｅが間欠励磁している給電装置１の載置面６に載置され、２次コイルＬ２に発生する２次電力にて充電される補助電源（２次電池）が充電されて、機器側送受信回路１０が駆動するとともに、発振回路７ａも発振動作を開始する。
【０１４６】
一方、給電装置１の給電モジュールＭには、金属信号受信回路７ｃが設けられている。金属信号受信回路７ｃは、給電モジュールＭの信号受信アンテナコイルＡＴ１と接続され、載置面６に載置された機器Ｅから送信された送信信号を受信し、その受信した送信信号から金属有り信号ＳＴを抽出する。そして、金属信号受信回路７ｃは、送信信号から金属有り信号ＳＴを抽出すると、その金属有り信号ＳＴを励磁制御回路１３に出力するようになっている。
【０１４７】
励磁制御回路１３は、金属有り信号ＳＴをシステム制御部９に出力する。システム制御部９は、金属有り信号ＳＴが入力されたときには、許可信号ＥＮを出力しない。従って、励磁制御回路１３は、給電のために１次コイルＬ１の励磁駆動せるための駆動制御信号ＣＴを高周波インバータ回路１４に出力しないようになっている。
【０１４８】
上記のように構成することによって、本実施形態では、以下の効果を有する。
（１）この実施形態では、機器Ｅ側に設けた金属異物検出装置７の発振回路７ａを構成する構成部品について、発振回路７ａが、安定した振幅の継続的発振を維持できる設計値ではなく、発振が開始できる直後から、安定した継続発振条件の手前までの値に設定したので、発振に関わる電磁気的パラメータの小さな変化で発振振幅の大きな変化を作ることができる。
【０１４９】
これによって、小さなあるいは薄い金属片８が金属検知アンテナコイルＡＴ２近傍に置かれたことによってアンテナコイル部の小さな電磁気特性の変化が、発振回路７ａの発振の有無や発振信号Ｖｏの発振振幅の大きな変化に変換できる。従って、金属異物検出装置７（発振回路７ａ）は高感度となり、より小さな金属片８の検出が可能となる。
【０１５０】
（２）この実施形態では、金属異物検出装置７を機器Ｅ側に設けた。従って、機器Ｅ側に検知機能があるため、機器Ｅ側近傍に付着し又は置かれた金属片８、あるいは、給電装置と機器との間に挟まれた金属片８の検知精度をより高くできる。
【０１５１】
（３）この実施形態では、機器Ｅのハウジングの下面に金属検知アンテナコイルＡＴ２を形成した、即ち、機器Ｅを載置面６に載置したときに金属片８に最も近くなる位置に金属検知アンテナコイルＡＴ２を形成したので、金属検出感度をより高精度に上げることができる。
（第４実施形態）
次に、第４実施形態について、図１８、図１９、図２０、図２１に従って説明する。
【０１５２】
上記第１及び第２実施形態では、金属異物検出装置７を給電装置１側に設け、第３実施形態では、金属異物検出装置７を機器Ｅ側に設けた。本実施形態では、これを給電装置１と機器Ｅとに分散させて設けた点に特徴を有している。
【０１５３】
尚、説明の便宜上、第１実施形態と共通の部分については、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
図１８において、機器Ｅのハウジングの下面、即ち給電装置１の載置面６と当接する受電面には、金属検知アンテナコイルＡＴ２が複数個（この実施形態では４個）形成されている。金属検知アンテナコイルＡＴ２は、第３実施形態と同様に、スパイラル形状に形成され、公知の印刷配線技術で下面に形成されている。金属検知アンテナコイルＡＴ２は、並列に接続さてその並列回路が、機器Ｅ内に設けた金属異物検出装置７を構成する発振回路７ａに接続されている。
【０１５４】
図１９に示す発振回路７ａは、第３実施形態と同様に、コルピッツ発振回路にて構成されている。そして、金属検知アンテナコイルＡＴ２を接続した発振回路７ａは、第３実施形態と同様に、同発振回路７ａを駆動させたときに発振が生じない限界値を超えて発振が生じ始める直後の設計値の状態から、発振振幅が同発振回路７ａの安定した最大振幅に落ち着く近傍の状態の間で発振する発振条件となるように、発振回路７ａを構成する構成部品の設計値を設定させた。
【０１５５】
これによって、給電装置１の載置面６に機器Ｅを載置した場合であって、金属片８が該機器Ｅに挟まれた場合、または、該機器Ｅの近傍に置かれ場合には、金属片８によって、金属検知アンテナコイルＡＴ２の電磁気特性が素早く変化し、発振回路７ａの発振動作を停止させ、発振信号Ｖｏの出力を停止させる。
【０１５６】
従って、発振回路７ａによって、給電装置１の載置面６に置かれた金属片８を高感度に検出することができる。
また、発振回路７ａの発振動作が停止したとき、機器側送受信回路１０は機器認証信号ＩＤの送信を停止するようになっている。
【０１５７】
尚、発振回路７ａの直流電源Ｂは、機器Ｅが間欠励磁している給電装置１の載置面６に載置されたとき、２次コイルＬ２に発生する２次電力にて充電される機器Ｅに内蔵された補助電源（２次電池）である。なお、補助電源は、コンデンサ等の蓄電デバイスであってもよい。従って、機器Ｅが間欠励磁している給電装置１の載置面６に載置され、２次コイルＬ２に発生する２次電力にて充電される補助電源（２次電池）が充電されて、機器側送受信回路１０が駆動するとともに、発振回路７ａも発振動作を開始する。このとき、補助電源（２次電池）が完全に充電されるまでは、機器側送受信回路１０及び発振回路７ａは、１次コイルＬ１の間欠励磁に同期して間欠動作を行う。
【０１５８】
一方、給電装置１の載置面６には、複数個（図１８では２０個）の受信アンテナコイルＡＴ４が形成されている。本実施形態の受信アンテナコイルＡＴ４は、載置面６に対し、Ｘ方向に５個、Ｙ方向に４個配列されるように形成されている。そして、各受信アンテナコイルＡＴ４はスパイラル形状に形成され、公知の印刷配線技術で載置面６上に形成されている。受信アンテナコイルＡＴ４は、給電装置１（ハウジング２）内に設けた金属異物検出装置７を構成する検出回路７ｂに接続されている。
【０１５９】
各受信アンテナコイルＡＴ４は、載置面６に置かれた機器Ｅに形成された各金属検知アンテナコイルＡＴ２が放す磁束変化を検知しその磁束変化に相対した電圧波形の検出信号を検出回路７ｂに出力する。
【０１６０】
つまり、機器Ｅを載置面６に置いた場合であって、金属片８が機器Ｅに挟まれている、又は、金属片８が機器Ｅの近傍に置かれる場合には、発振回路７ａは発振を停止し、又は、発振信号Ｖｏの振幅がゼロに近い振幅値まで減衰する。受信アンテナコイルＡＴ４は、この金属検知アンテナコイルＡＴ２からの磁束変化を検知し、規定値より小さな振幅値の検出信号を検出回路７ｂに出力することになる。その結果、検出回路７ｂは、受信アンテナコイルＡＴ４が受信した検知信号の振幅レベルから金属片８があることを検出して金属有り信号ＳＴを出力する。
【０１６１】
ここで、給電装置１と機器Ｅとの間において、図２０（ａ）〜（ｇ）に示す状態が考えられる。
図２０（ａ）は、給電装置１の載置面６に何も置かれていない状態を示す図である。
【０１６２】
図２０（ｂ）は、給電装置１の載置面６に金属片８のみが置かれた状態を示す図である。
図２０（ｃ）は、給電装置１の載置面６に機器Ｅのみが置かれた状態を示す図である。
【０１６３】
図２０（ｄ）は、給電装置１の載置面６と機器Ｅとの間に金属片８が挟み込まれた状態を示す図である。
図２０（ｅ）は、給電装置１の載置面６であって機器Ｅから離れた位置に金属片８が置かれた状態を示す図である。
【０１６４】
図２０（ｆ）は、給電装置１の載置面６と機器Ｅとが離間して給電される状態を示す図である。
図２０（ｇ）は、給電装置１の載置面６と金属片８とが離間し、その離間した空間若しくは近傍に金属片８が置かれた状態を示す図である。
【０１６５】
この各状態において、図２０（ａ）に示す載置面６に何も置かれていない状態では、図２１の期間Ａ１に示すように、機器側送受信回路１０及び発振回路７ａは２次コイルＬ２からの２次電力を受けないことから、機器側送受信回路１０は機器認証信号ＩＤを送信しないとともに、発振回路７ａは発振しない。その結果、金属検知アンテナコイルＡＴ２及び受信アンテナコイルＡＴ４の端子電圧はゼロとなる。また、機器Ｅから機器認証信号ＩＤが送信されていないことから、給電装置１（１次コイルＬ１）は間欠的な励磁を行う。
【０１６６】
また、図２０（ｂ）に示す給電装置１の載置面６に金属片８のみが置かれた状態では、図２１の期間Ａ３に示すように、機器側送受信回路１０及び発振回路７ａは２次コイルＬ２からの２次電力を受けないことから、機器側送受信回路１０は機器認証信号ＩＤを送信しないとともに、発振回路７ａは発振しない。その結果、金属検知アンテナコイルＡＴ２及び受信アンテナコイルＡＴ４の端子電圧はゼロとなる。また、機器Ｅから機器認証信号ＩＤが送信されていないことから、給電装置１（１次コイルＬ１）は、金属片８が誘導加熱されない程度の間欠励磁を行う。
【０１６７】
さらに、図２０（ｃ）に示す給電装置１の載置面６に機器Ｅのみが置かれた状態では、図２１の期間Ａ２に示すように、機器側送受信回路１０及び発振回路７ａは２次コイルＬ２からの２次電力を受け、機器Ｅ（機器側送受信回路１０）は機器認証信号ＩＤを送信し、発振回路７ａは最大振幅の連続発振となる。
【０１６８】
その結果、給電装置１側の受信アンテナコイルＡＴ４の端子電圧も最大振幅の連続発振信号となる。その結果、金属有り信号ＳＴは生成されず、給電装置１（１次コイルＬ１）も連続励磁となる。
【０１６９】
さらにまた、図２０（ｆ）に示す給電装置１の載置面６と機器Ｅとが離間して給電される状態では、図２１の期間Ａ５に示すように、機器側送受信回路１０及び発振回路７ａは２次コイルＬ２からの２次電力を受け、機器Ｅ（機器側送受信回路１０）は機器認証信号ＩＤを送信し、発振回路７ａは最大振幅の連続発振となる。
【０１７０】
その結果、給電装置１側の受信アンテナコイルＡＴ４の端子電圧も若干振幅が小さくなるものの連続発振信号となる。その結果、金属有り信号ＳＴは生成されず、給電装置１（１次コイルＬ１）も連続励磁となる。
【０１７１】
また、図２０（ｄ）（ｇ）に示す給電装置１の載置面６と機器Ｅとの間に金属片８が挟み込まれた状態では、図２１の期間Ａ６に示すように、機器Ｅから機器認証信号ＩＤが間欠的に送信されものの、発振回路７ａの発振信号Ｖｏもゼロに近い振幅値の間欠発振又は発振停止となる。
【０１７２】
その結果、金属有り信号ＳＴが生成され、給電装置１（１次コイルＬ１）は、金属片８が誘導加熱されない程度の間欠励磁となる。
また、図２０（ｄ）（ｇ）に示す給電装置１の載置面６と金属片８とが離間し、その離間した空間若しくは近傍に金属片８が置かれた状態では、図２１の期間Ａ６に示すように、機器Ｅから機器認証信号ＩＤが間欠的に送信されものの、発振回路７ａの発振信号Ｖｏもゼロに近い振幅値の間欠発振又は発振停止となる。また、この金属検知アンテナコイルＡＴ２からの磁束変化を検知する受信アンテナコイルＡＴ４の端子電圧は、介在する金属片８にて金属検知アンテナコイルＡＴ２からの電磁波が吸収され減衰される。
【０１７３】
その結果、金属有り信号ＳＴが生成され、給電装置１（１次コイルＬ１）は、金属片８が誘導加熱されない程度の間欠励磁となる。
上記のように構成することによって、本実施形態では、以下の効果を有する。
【０１７４】
（１）この実施形態によれば、金属異物検出装置７を、給電装置１側に金属検知アンテナコイルＡＴ２と発振回路７ａを機器Ｅ側に受信アンテナコイルＡＴ４と検出回路７ｂをそれぞれ分かれて配置した。
【０１７５】
従って、給電装置１と機器Ｅとに挟まれた金属異物の存在を、機器側の発振回路の停止又は減衰に加えて、給電装置１側に設けた受信アンテナコイルＡＴ４まで伝達する磁束の減衰を利用できるため、より小さな金属片８の検出が可能となる。
【０１７６】
また、磁気共鳴式や２次コイルＬ２や２次コイルＬ２に共振回路を持つ電磁誘導方式のように、１次コイルL１と２次コイルＬ２が数ｃｍ〜数十ｃｍ以上、離して給電する空間給電においても適応可能になる。
【０１７７】
尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、金属異物検出装置７の発振回路７ａをコルピッツ発振回路で構成したが、これに限定されるものではなく、例えば、ハートレー発振回路等、その他発振回路で実施してもよい。
【０１７８】
・上記各実施形態では、スパイラル状の金属検知アンテナコイルＡＴ２を方形状に形に形成したが、これに限定されるものではなく、例えば、円形状、楕円形状等、その他形状にて実施してもよい。
【０１７９】
・上記各実施形態では、金属異物検出装置７の発振回路７ａの発振周波数を特に限定をしなかった。これを、発振回路７ａ（発振信号Ｖｏ）の発振周波数を、給電のために１次コイルＬ１を励磁する高周波インバータ回路１４（高周波発振回路１４ａ）の発振周波数）より高くなるように設定して実施してもよい。
【０１８０】
これによって、金属検知アンテナコイルＡＴ２が励磁される周波数を、１次コイルＬ１が励磁される周波数より高くすることで、１次コイルＬ１の磁束の影響が低減され、検出精度を上げることができる。また、金属検知アンテナコイルＡＴ２の巻き数を少なく、又は、コイルの線長を短くできる。
【０１８１】
・上記第１実施形態及び第２実施形態では、給電装置１の載置面６に金属検知アンテナコイルＡＴ２を形成し、金属異物検出装置７を構成する発振回路７ａ及び検出回路７ｂをハウジング２内に設けた。これを、図２２に示すように、薄い絶縁性のフレキシブル基板３０（薄い硬質基板でもよい）の表面にスパイラル状の金属検知アンテナコイルＡＴ２を形成し、フレキシブル基板３０の表面一側に発振回路７ａ及び検出回路７ｂを実装した独立した金属異物検出装置７を形成する。そして、金属異物検出装置７に、給電装置１に対して信号線と電源線が接続できる配線をする。
【０１８２】
このように構成した金属異物検出装置７を、既存の給電装置の載置面に載せることで、既存の給電装置を金属検知機能付きの非接触給電システムとすることができる。
また、薄い絶縁性のフレキシブル基板（薄い硬質基板でもよい）の表面にスパイラル状の受信アンテナコイルＡＴ４を形成し、該基板の表面一側に検出回路７ｂを実装するとともに、検出回路７ｂが既存の給電装置１に対して信号線と電源線が接続できる配線をする。
【０１８３】
そして、該基板を既存の給電装置の載置面に載せることで、既存の給電装置を、第４実施形態と同様な金属検知機能付きの非接触給電システムとすることができる。
・上記各実施形態では、検出回路７ｂは、発振信号Ｖｏの振幅値の大きさで金属片８の有無を判断してきたが、検出回路７ｂを周波数の変化で金属片８の有無を判定するようにしてもよい。この場合、発振回路７ａは、該発振回路７ａの構成部品を、安定した発振周波数の継続的発振を維持できる設計値ではなく、周波数が不安定な状態から、安定した発振周波数の継続発振条件の手前までの値に設定する。そして、発振に関わる電磁気的パラメータの小さな変化で発振周波数の大きな変化を作る必要がある。
【０１８４】
・上記第１〜第３各実施形態では、給電装置１と機器Ｅのいずれか一方に金属検知アンテナコイルＡＴ２を形成し、その金属検知アンテナコイルＡＴ２を形成した方に発振回路７ａと検出回路７ｂを設けた。これを、給電装置１と機器Ｅの両方に金属検知アンテナコイルＡＴ２を形成するとともに、発振回路７ａと検出回路７ｂを設けて実施してもよい。この場合、より極め細かい高精度な検知ができる。
【０１８５】
・上記各実施形態では、金属検知アンテナコイルＡＴ２を、スパイラル状にしたが、ループ状、ヘリカル状等、それ以外の形状で形成してもよい。
【符号の説明】
【０１８６】
１…給電装置、２…ハウジング、５…天板、６…載置面、７…金属異物検出装置、７ａ…発振回路、７ｂ…検出回路、８…金属片、９…システム制御部、１０…機器側送受信回路、１１…励磁要求回路、１２…機器認証受信回路、１３…励磁制御回路、１４…高周波インバータ回路、１４ａ…高周波発振回路、１４ｂ…励磁同期信号発生回路、２１…第１アンド回路、２２…第２アンド回路、２３…第１オア回路、２４…第２オア回路、Ｅ…機器、Ｍ…給電モジュール、Ｚ…負荷、ＡＴ１…信号受信アンテナコイル、ＡＴ２…金属検知アンテナコイル、ＡＴ３…送受信アンテナコイル、ＡＴ４…受信アンテナコイル、Ｌ１…１次コイル、Ｌ２…２次コイル、ＣＴ…駆動制御信号、ＲＱ…励磁要求信号、ＩＤ…機器認証信号、ＥＮ…許可信号、Ｑ１…トランジスタ、Ｑ１１…第１パワートランジスタ、Ｑ１２…第２パワートランジスタ、Ｖｓ１…第１励磁同期信号、Ｖｓ２…第２励磁同期信号、Ｖｓｓ…インバータ制御信号、Ｖｓｔ…間欠ハイ信号、Ｓｉｎ１…変調信号、Ｓｉｎ２…ハイ・ロー信号、Ｓｉｎ３…ハイ・ロー信号、ＳＴ…金属有り信号、Ｖｇ１…第１オンオフ信号、Ｖｇ２…第２オンオフ信号。
【図１】
2012016125.tif 000003
【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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