(57)【要約】【課題】送電側から受電側に給電が行われない場合に、２次側のバッテリーを利用しなくても、送電側と受電側との間に存在する金属異物の検出を行い、かつ検出精度を向上させる。【解決手段】２次側コイルを含む共振回路と、この共振回路のＱ値を測定する検知部と、２次側コイルが１次側コイルより受電した電力から、検知部においてＱ値の測定時に消費する分の電力を充電する蓄電部と、１次側コイルからの送電が停止している間に、蓄電部に充電された電力を用いて検知部を動作させる制御部と、を備える。【選択図】図６
2013017336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次側コイルを含む共振回路と、
前記共振回路のＱ値を測定する検知部と、
前記２次側コイルが１次側コイルより受電した電力から、前記検知部において前記Ｑ値の測定時に消費する分の電力を充電する蓄電部と、
前記１次側コイルからの送電が停止している間に、前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させる制御部と、を備える
検知装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記検知部を動作させ、前記共振回路のＱ値を測定して前記２次側コイルと外部との電磁結合状態を検知する
請求項１に記載の検知装置。
【請求項３】
前記１次側コイルより受電した電力の前記蓄電部への供給又は停止を切り替える第１切替部と、
前記蓄電部と負荷との間に設けられ、前記蓄電部と前記負荷との接続又は切断を切り替える第２切替部と、
前記共振回路と前記検知部との接続又は切断を切り替える第３切替部と、を更に備え、
前記制御部は、
第１切替部を切り替えて前記２次側コイルからの電力を前記蓄電部に供給して、前記蓄電部に充電し、
前記検知部において前記Ｑ値の測定時に消費する分の電力を前記蓄電部へ充電した後、前記１次側コイルからの送電が停止している間に、前記第２切替部を切り替えて前記蓄電部と前記負荷を切り離し、かつ前記第３切替部を切り替えて前記共振回路と前記検知部を接続し、前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させ、前記共振回路のＱ値を測定するべく制御する
請求項２に記載の検知装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記Ｑ値の測定が初回であるか否かを判定し、前記Ｑ値の測定が初回である場合、複数の周波数の測定用信号についてＱ値を測定し、測定した複数のＱ値のうち最大のＱ値と閾値を比較し、その比較結果に基づいて前記２次側コイルと外部との電磁結合状態を検知する
請求項３に記載の検知装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記Ｑ値の測定が２回目以降である場合、前回のＱ値の測定で最大のＱ値が得られた周波数の測定用信号を用いてＱ値を測定し、今回測定したＱ値と閾値を比較し、その比較結果に基づいて前記２次側コイルと外部との電磁結合状態を検知する
請求項４に記載の検知装置。
【請求項６】
前記制御部は、
２回目以降のＱ値の測定において得られたＱ値と、前回のＱ値の測定で得た最大のＱ値を比較し、今回測定したＱ値が前回測定したＱ値の所定範囲内にあるかどうかを判定し、所定範囲内にない場合は、複数の周波数の測定用信号についてＱ値を測定し、測定した複数のＱ値のうち最大のＱ値と閾値を比較し、その比較結果に基づいて前記２次側コイルと外部との電磁結合状態を検知する
請求項５に記載の検知装置。
【請求項７】
前記蓄電部で充電する電力は、前記検知部が一つの周波数の測定用信号を用いてＱ値の測定を行える電力であり、前記制御部は、前記充電と前記Ｑ値の測定を交互に繰り返すべく、前記第１切替部、第２切替部並びに第３切替部の切り替えを制御する
請求項３に記載の検知装置。
【請求項８】
前記蓄電部は、キャパシタ又は小型の二次電池である
請求項１に記載の検知装置。
【請求項９】
２次側コイルと、
前記２次側コイルを含む共振回路と、
前記共振回路のＱ値を測定する検知部と、
前記２次側コイルが１次側コイルより受電した電力から、前記検知部において前記Ｑ値の測定時に消費する分の電力を充電する蓄電部と、
前記１次側コイルからの送電が停止している間に、前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させる制御部と、を備える
受電装置。
【請求項１０】
２次側コイルに送電する１次側コイルと、
前記１次側コイルに交流信号を供給する送電部と、
前記２次側コイルを搭載する受電装置から送信される、前記受電装置のＱ値に基づく電磁結合状態を示す信号に基づいて、前記送電部による前記交流信号の供給を制御する制御部と、を備える
送電装置。
【請求項１１】
電力を無線により送電する送電装置と、該送電装置からの電力を受電する受電装置を含んで構成され、
前記受電装置は、
２次側コイルを含む共振回路と、
前記共振回路のＱ値を測定する検知部と、
前記２次側コイルが１次側コイルより受電した電力から、前記検知部において前記Ｑ値の測定時に消費する分の電力を充電する蓄電部と、
前記１次側コイルからの送電が停止している間に、前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させる制御部と、
を備え、
前記送電装置は、
前記受電装置の２次側コイルに送電する１次側コイルと、
前記１次側コイルに交流信号を供給する送電部と、
前記受電装置から送信される、前記受電装置のＱ値に基づく電磁結合状態を示す信号に基づいて、前記送電部による前記交流信号の供給を制御する制御部と、
を備える
非接触電力伝送システム。
【請求項１２】
非接触電力伝送システムの受電装置が備える共振回路の２次側コイルを通じて送電装置の１次側コイルより受電した電力から、前記受電装置の検知部においてＱ値の測定時に消費する分の電力を、前記受電装置の蓄電部に充電すること、
前記１次側コイルからの送電が停止している間に、前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させ、前記共振回路のＱ値を求めるのに必要な物理量を取得すること、
前記非接触電力伝送システムの前記受電装置又は前記送電装置により、前記Ｑ値を求めるのに必要な物理量から前記Ｑ値を計算すること、
を含む検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、金属等の導体の存在を検知する検知装置、受電装置、送電装置、非接触電力伝送システム及び検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ワイヤレスで、すなわち非接触で電力を供給する非接触電力伝送システムの開発が盛んに行われている。非接触電力伝送を実現する方式として注目を集めているのが磁界共鳴方式である。磁界共鳴方式は、送信側コイルと受信側コイルとの磁界結合を利用して電力伝送を行う。積極的に共振現象を利用することで、給電元と給電先とで共有する磁束が少なくてもよいという特徴を持つ。
【０００３】
既に広く知られている電磁誘導方式では、送電側と受電側の結合度が非常に高く、高効率での給電が可能である。しかし、結合係数を高く保つ必要があるため、送電側と受電側の距離を離した場合や位置ずれがある場合に送電側と受電側のコイル間の電力伝送効率（以下、「コイル間効率」という。）が大きく劣化してしまう。一方、磁界共鳴方式は結合係数が小さくてもＱ値(Quality factor)が高ければコイル間効率が劣化しないという特徴を持っている。すなわち送電側コイルと受電側コイルの軸合わせが不要で、送電側と受電側の位置や距離の自由度が高いというメリットがある。Ｑ値は、送電側又は受電側のコイルを有する回路の、エネルギーの保持と損失の関係を表す（共振回路の共振の強さを示す）指標である。
【０００４】
非接触電力伝送システムにおいてもっとも重要な要素の一つが、金属異物の発熱対策である。電磁誘導方式又は磁界共鳴方式に限らず非接触で給電を行う際、送電側と受電側の間に金属が存在する場合に渦電流が発生し、金属が発熱してしまう恐れがある。この発熱を抑えるために、金属異物を検知する数多くの手法が提案されている。例えば光センサあるいは温度センサを用いる手法が知られている。しかしながら、センサを用いた検知方法では、磁界共鳴方式のように給電範囲が広い場合にコストがかかる。また例えば温度センサであれば、温度センサの出力結果がその周囲の熱伝導率に依存するため、送信側及び受信側の機器にデザイン制約を加えることにもなる。
【０００５】
そこで、送電側と受電側の間に金属異物が入ったときのパラメータ（電流、電圧等）の変化を見て、金属異物の有無を判断する手法が提案されている。このような手法であれば、デザイン制約等を課す必要がなくコストを抑えることができる。例えば、特許文献１では送電側と受電側の通信の際の変調度合いによって金属異物を検出する方法、特許文献２では渦電流損によって金属異物を検出する方法（ＤＣ−ＤＣ効率による異物検知）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２０６２３１号公報
【特許文献２】特開２００１−２７５２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１，２により提案された手法は、受電側の金属筺体の影響が加味されていない。一般的な携帯機器への充電を考えた場合、携帯機器に何らかの金属（金属筐体、金属部品等）が使われている可能性が高く、パラメータの変化が「金属筺体等の影響によるもの」か、あるいは「金属異物が混入したことによるもの」なのかの切り分けが困難である。特許文献２を例に挙げると、渦電流損が携帯機器の金属筺体で発生しているのか、それとも送電側と受電側との間に金属異物が混入して発生しているのかがわからない。このように、特許文献１，２で提案された手法は、金属異物を精度よく検知できていると言えるものではなかった。
【０００８】
また、通常、携帯機器は非接触で受電した電力を充電するバッテリーと、該バッテリーを適切に制御する制御回路を有している。しかし、携帯機器においてバッテリーに充電された電力を電源として使用しつつ金属異物を検知する検知回路を動作させる場合、携帯機器は、バッテリーを適切に制御しながら検知回路の制御を行うことが求められ、制御に係る負荷が大きくなる。
また、バッテリーの残容量がない場合、携帯機器は送電側との間に存在する金属異物を検知することができない。金属異物の検知を行うことができなければ、安全が確保されないので送電側からの電力伝送は行われず、バッテリーを充電することができない。
【０００９】
本開示は、上記の状況を考慮してなされたものであり、受電側のシステム（制御）に負荷をかけることなく、送電側と受電側との間に存在する金属異物の検出を行い、かつ検出精度を向上させる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の一側面は、非接触電力伝送システムの受電装置が備える共振回路の２次側コイルを通じて送電装置の１次側コイルより受電した電力から、前記受電装置の検知部においてＱ値の測定時に消費する分の電力を、前記受電装置の蓄電部に充電し、１次側コイルからの送電が停止している間に、蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させ、共振回路のＱ値を求めるのに必要な物理量を測定する。そして、非接触電力伝送システムの受電装置又は送電装置により、上記Ｑ値を求めるのに必要な物理量からＱ値を計算し、計算したＱ値に基づいて２次側コイルと外部との電磁結合状態を検知する。
【００１１】
本開示の一側面によれば、受電装置（２次側）の検知部においてＱ値の測定時に消費する分の電力が、受電装置の蓄電部に充電される。送電装置（１次側）から受電装置に給電が行われないときでも、蓄電部に受電した電力を用いて、受電装置が備える共振回路のＱ値を測定して２次側コイルと外部との電磁結合状態を検知し、送電側と受電側との間に存在する金属異物の検出を行える。かつ、２次側のＱ値を測定することにより、２次側コイルを備える機器の影響が抑えられる。
【発明の効果】
【００１２】
本開示によれば、送電側から受電側に給電が行われないときでも、蓄電部に蓄えられたＱ値の測定時に消費する分の電力を利用して、受電側のシステムと金属異物検知の回路を切り離して、送電側と受電側との間に存在する金属異物の検出を行うことができる。さらに、送電側から受電側に給電が行われないときに２次側のＱ値を測定して金属異物の検出を行うので、給電による影響を受けず、検出精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】直列並列回路のＱ値を変えたときのゲインの周波数特性の一例を示すグラフである。
【図２】Ｓ値（結合係数×Ｑ値）とコイル間効率の関係を示すグラフである。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、金属の位置を変えて１次側Ｑ値を測定したときの測定条件を説明する模式図である。
【図４】本開示の第１の実施形態例に係る、非接触電力伝送システムに用いられる送電装置の概要を示す回路図である。
【図５】本開示の第１の実施形態例に係る、送電装置（１次側）の内部構成例を示すブロック図である。
【図６】本開示の第１の実施形態例に係る、受電装置（２次側）の内部構成例を示すブロック図である。
【図７】キャパシタ充電による第１レギュレータの入力端電圧の降下の様子を示す波形図である。
【図８】本開示の第１の実施形態例に係る、非接触電力伝送システムの給電時における処理を示すフローチャートである。
【図９】１次側（送電装置）において周波数スイープを反映したＱ値計算を行う場合の処理を示すフローチャートである。
【図１０】本開示の第１の実施形態例に係る、非接触電力伝送システムにおける動作タイミングチャートである。
【図１１】複数の周波数とＱ値をプロットしたグラフである。
【図１２】２次側（受電装置）において周波数スイープを反映したＱ値計算を行う場合の処理を示すフローチャートである。
【図１３】１次側（送電装置）においてＱ値計算を行う場合の処理を示すフローチャートである。
【図１４】２次側（受電装置）においてＱ値計算を行う場合の処理を示すフローチャートである。
【図１５】（ａ）,（ｂ）は、非接触電力伝送システムに用いられる共振回路の他の例を示す回路図である。
【図１６】本開示の第２の実施形態例に係る、直列共振回路におけるインピーダンスの周波数特性を示すグラフである。
【図１７】本開示の第２の実施形態例に係る、並列共振回路におけるインピーダンスの周波数特性を示すグラフである。
【図１８】本開示の第３の実施形態例に係る、インピーダンスの実部成分と虚部成分の比からＱ値を計算するための回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示を実施するための形態の例について、添付図面を参照しながら説明する。説明は下記の順序で行う。なお、各図において共通の構成要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
１．第１の実施形態（第１〜第３切替部：給電時の回路とＱ値測定時の回路を切り替える例）
２．第２の実施形態（演算処理部：半値幅法によりＱ値を計算した例）
３．第３の実施形態（演算処理部：インピーダンスの実部成分と虚部成分の比からＱ値を計算した例）
４．その他（種々の変形例）
【００１５】
＜１．第１の実施形態＞
［導入説明］
本発明者らは、まず、上記課題を解決するため、受電側（２次側）のＱ値の変化を用いて金属異物を検出することを検討した。金属異物とは、送電側（１次側）と受電側の間に存在する金属などの導体を指す。そして、本明細書でいう導体には、広義の導体すなわち半導体も含まれる。
【００１６】
Ｑ値は、エネルギーの保持と損失の関係を表す指標であり、一般的に共振回路の共振のピークの鋭さ（共振の強さ）を表す値として用いられる。コイルとキャパシタ（「コンデンサ」とも呼ばれる）を用いた直列共振回路の場合、Ｑ値は、一般に式（１）で表される。ここで、Ｒは直列共振回路の抵抗値、Ｌはインダクタンス値、Ｃは静電容量値である。
【数１】
2013017336.tif 000003
【００１７】
図１は、直列並列回路のＱ値を変えたときのゲインの周波数特性の一例を示すグラフである
一例としてＱ値を５〜１００の間で変化させたとき、Ｑ値の値が高いほどゲインの周波数特性のピークの鋭さが増している。さらに式（１）に示す抵抗値Ｒやインダクタンス値Ｌは、金属異物が近づくことや金属異物に発生する渦電流の影響により変化することが知られており、すなわち該当コイルの周りの金属異物の影響によって共振回路のＱ値や共振周波数が大きく変化する。
【００１８】
次に、磁界共鳴方式の非接触電力伝送システムにおける１次側と２次側のコイル間の電力伝送効率（コイル間効率）について説明する。
【００１９】
コイル間効率の理論最大値ηｍａｘは、式（２）で示されることが知られている。
【数２】
2013017336.tif 000004
ここで、Ｓ及びＱは以下の式で表される。
【数３】
2013017336.tif 000005
【数４】
2013017336.tif 000006
【００２０】
Ｑは非接触電力伝送システム全体のＱ値、Ｑ１は１次側のＱ値、Ｑ２は２次側のＱ値を示す。すなわち磁界共鳴方式において、コイル間効率ηｍａｘは、１次側コイルと２次側コイルの電磁結合の度合いである結合係数ｋと、それぞれ無負荷の共振回路のＱ値である１次側のＱ値（Ｑ１）と、２次側のＱ値（Ｑ２）から理論的に一意に求められる。ゆえに結合係数ｋが低くても送電側と受電側の双方のＱ値が高ければ、高効率での電力伝送が可能である。
【００２１】
Ｓ値（結合係数×Ｑ値）とコイル間効率ηｒｆの関係を、図２に示す。
【００２２】
磁界共鳴方式では、結合係数ｋが低くても、１次側及び２次側の共振回路のＱ値を高くして、１次側コイルと２次側コイルの配置の自由度を高めるようにしている。一例として、１次側コイルと２次側コイルの結合係数ｋを０．５以下、１次側コイル又は２次側コイルの少なくとも一方のＱ値を１００以上として設計している。後述する第２及び第３の実施形態でも同様である。
【００２３】
磁界共鳴方式においては、ある程度の高いＱ値を持つコイルを用いて給電することにより、１次側コイルと２次側コイルの配置の自由度を向上させることができる。しかし、前述の一般的な共振回路と同じく、金属の影響によってＱ値や共振周波数が大きく変化してしまう。
【００２４】
図３（ａ）〜（ｃ）に、金属の位置を変えて１次側Ｑ値を測定したときの測定条件を示す。
測定には、１次側コイル１に、複数の細い銅線を縒りあわせた導線であるリッツ線（線径φ１．０ｍｍ）を巻いた１５０ｍｍ（縦）×１９０ｍｍ（横）のスパイラルコイルを用いた。また、２次側に、金属筐体に見立てた５０ｍｍ（縦）×６０ｍｍ（横）×０．０５ｍｍ（厚さ）の金属片６を用いた。金属片６には、アルミウムとステンレスの２種類を用意した。そして、（１）金属片６が１次側コイル１の中央にある場合（図３（ａ））、（２）中央から横方向にシフト（移動）した場所にある場合（図３（ｂ））、（３）１次側コイル１の端にある場合（図３（ｃ））の３か所で測定を行った。
【００２５】
金属の位置ごとの１次側のＱ値の測定結果を、表１に示す。
【表１】
2013017336.tif 000007
【００２６】
この表１に示す測定結果より、１次側から見た金属片６の位置や金属の材質によっても１次側のＱ値が大きく変動することが確認できる。前述の式（１）〜式（３）より、１次側のＱ値はコイル間効率（渦電流損）に大きく影響することから、コイル間効率の低下（渦電流損増大）は、小さな金属異物よりも金属筺体の影響度合いのばらつきが支配的であり、小さな金属異物の検出が難しいことがわかる。すなわち、１次側のＱ値は、様々な２次側（筺体が搭載する金属の位置も異なると思われる）を想定した場合、大きく変動するため異物が混入したことによってＱ値が変化したのか、２次側についている金属筺体の影響なのかを判別することができない。
【００２７】
一方、２次側コイルから見ると、２次側コイルと金属筺体の位置関係は全く変化せず、１次側コイルと２次側コイルの位置関係にも相関がない。すなわち、２次側コイルも金属筺体の影響を受けてＱ値が低下しているものの、１次側コイルの付近に大きな金属異物が存在しなければ、位置関係や効率によらず２次側のＱ値は一定である。
【００２８】
一般的に受電側の機器は、携帯電話機やデジタルスチルカメラ等の携帯機器が想定され、強度を保つため或いはその他の機能（通話、撮影など）が主たる目的のため、機器本体から金属を除くことは難しい。しかし、１次側コイルについては主たる目的が充電となる可能性があるため、送電側の機器本体は金属の影響を排除した構成にできる可能性がある。そのような場合には、２次側のＱ値は各々が一定の値を持ち、２次側に金属異物が近づくことのみによって大きく変化する。
【００２９】
金属異物によって２次側のＱ値がどの程度変化するか測定した結果を、表２に示す。
【表２】
2013017336.tif 000008
【００３０】
表２は、４０ｍｍ×５０ｍｍかつ内径２０ｍｍ×３０ｍｍのコイルに対し、１０ｍｍ角及び１．０ｍｍ厚の鉄を近づけたときの２次側のＱ値の変化量を測定したものである。“Ｌｓ値”はコイルのインダクタンス値、“Ｒｓ値”は共振回路の周波数ｆにおける実効抵抗値、“変化量”は鉄が存在しないときのＱ値を基準にした変化量を表している。鉄の位置によってＱ値の変化量が異なるが、鉄が存在しないときと比較すると少なくとも２５％のＱ値の変化量（低下）はある（金属位置が中央のとき）。
【００３１】
このように２次側のＱ値の変化を、金属異物の検知に利用できる可能性がある。つまり、Ｑ値の変化量に対して閾値を設定することにより金属異物の検知が可能になると考えられる。しかしながら、［発明が解決しようとする課題］において説明したように、送電側から受電した電力を使用してＱ値を測定した場合、送電側から受電した電力の影響でＱ値を正確に測定できない恐れがあるなどの問題がある。Ｑ値の変化を金属異物の検知に利用するためには、測定方法の工夫が必要である。以下、本開示によるＱ値の測定方法について説明する。
【００３２】
［Ｑ値測定の原理］
Ｑ値測定の原理について、図４を参照して説明する。
図４は、本開示の第１の実施形態例に係る、非接触電力伝送システムに用いられる送電装置の概要を示す回路図である。この図４に示した送電装置１０の回路は、１次側のＱ値の測定原理を表した最も基本的な回路構成（磁界結合の場合）の一例である。直列共振回路を備える回路を示したものであるが、共振回路の機能を備えていれば詳細な構成は種々の形態が考えられる。この共振回路のＱ値測定は、測定器（ＬＣＲメータ）でも用いられている手法である。なお、図４に示した回路は、送電装置（１次側）の共振回路の例であるが、この測定原理は受電装置（２次側）の共振回路でも同様である。
【００３３】
送電装置１０の１次側コイル１５の近くに例えば金属片があると、磁力線が金属片を通過して金属片に渦電流が発生する。これは１次側コイル１５からみると、金属片と１次側コイル１５が電磁的に結合して、１次側コイル１５に実抵抗負荷がついたように見え、１次側のＱ値を変化させる。このＱ値を測定することで、１次側コイル１５の近くにある金属異物（電磁結合している状態）の検知につなげる。
【００３４】
本例の送電装置１０は、交流信号（正弦波）を発生させる交流電源１２及び抵抗素子１３を含む信号源１１と、キャパシタ１４と、１次側コイル１５（送電コイル、コイルの一例）を備える。抵抗素子１３は、交流電源１２の内部抵抗（出力インピーダンス）を図示化したものである。信号源１１に対しキャパシタ１４と１次側コイル１５が直列共振回路（共振回路の一例）を形成するように接続されている。そして、測定したい周波数において共振するように、キャパシタ１４のキャパシタンスの値（Ｃ値）、及び１次側コイル１５のインダクタンスの値（Ｌ値）が調整されている。信号源１１とキャパシタ１４を含む送電部は、負荷変調方式などを利用して１次側コイル１５を通じて外部へ非接触で電力を伝送する。
【００３５】
直列共振回路を構成する１次側コイル１５とキャパシタ１４間の電圧をＶ１（共振回路に掛かる電圧の一例）、１次側コイル１５両端の電圧をＶ２とすると、直列共振回路のＱ値は、式（５）で表される。
【数５】
2013017336.tif 000009
ｒｓ：周波数ｆにおける実効抵抗値
【００３６】
電圧Ｖ１がＱ倍されて電圧Ｖ２が得られる。１次側コイル１５に金属片が近づくと実効抵抗値ｒｓが大きくなり、Ｑ値が下がる。このように金属片が１次側コイル１５に近づくと、測定されるＱ値（電磁結合している状態）が変化するので、この変化を検知することにより、１次側コイル１５の近くにある金属片を検知できる。
【００３７】
上記測定原理を受電装置（２次側）に適用することにより、受電装置においてもＱ値の測定を行うことができる。しかしながら、Ｑ値測定の際に給電が行われていると、送電側から出た磁界で受電装置のコイルに大電力が発生してしまい、電圧Ｖ２が正常に測定されなくなるといった問題がある。そのため、正確なＱ値が得られなくなり、精度よく金属異物を検知できなくなる恐れがある。
【００３８】
上記の不都合を解消するには測定時に給電を止める必要があるが，給電をバッテリーうと２次側のＱ値を測定するための回路を稼働させる大型のバッテリーが不可欠となる。また他の解決策として受電装置にバッテリーを積むことになると、製品寿バッテリー響や、例えば携帯機器のバッテリーの充電容量が空になったときにすぐに充電したい場合などに金属異物検出を実施できないという問題が生じる。
【００３９】
そこで、本発明者らは、１次側から供給された電力を利用して２次側でＱ値測定を行うが、１次側から受電している時には２次側でＱ値測定を行わないバッテリーレスの電磁結合状態検知技術を発明した。
【００４０】
［第１の実施形態の構成］
（送電装置の構成例）
本開示の第１の実施形態例に係る送電装置（１次側）の構成例を説明する。
図５は、本開示の第１の実施形態例に係る、送電装置の内部構成例を示すブロック図である。このブロック図で示される検知回路により、金属等の導体（金属異物）を検知する。検知回路が設けられた送電装置は、電磁結合状態検知装置の一例である。
【００４１】
本例の検知回路は、整流部２１Ａ，２１Ｂと、アナログ−デジタル変換器（以下、「ＡＤＣ」という）２２Ａ，２２Ｂと、メイン制御部２３を備える。
【００４２】
整流部２１Ａは、１次側コイル１５とキャパシタ１４との間から入力される交流信号（交流電圧）を直流信号（直流電圧）に変換して出力する。同様に整流部２１Ｂは、信号源２とキャパシタ５の間から入力される交流信号（交流電圧）を直流信号（直流電圧）に変換する。変換された各直流信号はそれぞれ、ＡＤＣ２２Ａ，２２Ｂへ入力される。
【００４３】
ＡＤＣ２２Ａ，２２Ｂの各々は、整流部２１Ａ，２１Ｂから入力されるアナログの直流信号をデジタルの直流信号に変換して、メイン制御部２３へ出力する。
【００４４】
メイン制御部２３は、制御部の一例であり、例えばＭＰＵ（Micro-Processing Unit）から構成され送電装置１０全体の制御を行う。このメイン制御部２３は、演算処理部２３Ａと判定部２３Ｂとしての機能を備える。
【００４５】
演算処理部２３Ａは、所定の演算処理を行うブロックであり、本例では、ＡＤＣ２２Ａ，２２Ｂより入力される直流信号から電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の比、すなわちＱ値を計算し、計算の結果を判定部２３Ｂへ出力する。また、演算処理部２３Ａは、受電側（２次側）より金属異物の検知に係わる情報（電圧値などの物理量）を取得し、該情報に基づいて２次側のＱ値を計算することもできる。
【００４６】
判定部２３Ｂは、演算処理部２３Ａから入力される計算の結果を、不揮発性のメモリ２４に保存されている閾値と比較し、比較の結果に基づいて金属異物が近くにあるか否かを判定する。また、判定部２３Ｂは、上記受電側のＱ値と閾値を比較し、金属異物が近くにあるか否かを判定することもできる。
【００４７】
メモリ２４は、２次側コイルの近傍に何もない又は２次側コイルに何も置かれていない状態で予め測定された１次側Ｑ値の閾値（Ｒｅｆ_Ｑ１）を保存している。また、メモリ２４は、受電側（２次側）より取得した２次側Ｑ値の閾値（Ｑ_Ｍａｘ）も保存する。
【００４８】
通信制御部２５は、１次側通信部の一例であり、後述する受電装置の通信制御部との間で通信を行う。例えば受電装置の２次側コイルを含む共振回路のＱ値や電圧Ｖ１、電圧Ｖ２等を受信するなど、金属異物の検知に係わる情報の送受信を行う。また、メイン制御部２３の制御に従い信号源２に交流電圧の発生及び停止を指示したりする。受電装置との通信における通信規格としては、例えばＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等を使用することができる。なお、１次側コイル１５と受電装置の２次側コイルを介して情報を伝送する構成としてもよい。また、通信制御部２５を介さず、メイン制御部２３から信号源２へ直接指示を出すようにしてもよい。
【００４９】
入力部２６は、ユーザ操作に応じた入力信号を生成し、メイン制御部２３に出力する。
【００５０】
なお、本例では、送電装置１０に検知回路を内蔵し、１次側のＱ値に基づく金属異物の検知と、２次側のＱ値に基づく金属異物の検知が可能な構成として説明している。これに限らず、送電装置１０が、少なくとも演算処理及び判定処理を行うメイン制御部２３と、通信制御部２５を備え、受電装置のＱ値から金属異物を検知する機能を備えるものであればよい。
【００５１】
（受電装置の構成例）
次に、本開示の第１の実施形態例に係る受電装置（２次側）の構成例を説明する。
図６は、携帯機器等に適用される、受電装置の内部構成例を示すブロック図である。このブロック図で示される検知回路により、金属異物を検知する。検知回路が設けられた受電装置は、電磁結合状態検知装置の一例である。検知回路は、検知部の一例であり、
【００５２】
本例の受電装置３０は、２次側コイル３１と、該２次側コイル３１と並列に接続されたキャパシタ３２を備え、並列接続したコイル３１とキャパシタ３２の一端がキャパシタ３３の一端に接続し、キャパシタ３３の他端が整流部３４の一の入力端に接続している。また、並列接続した２次側コイル３１とキャパシタ３２の他端が整流部３４の他の入力端に接続している。
また、整流部３４の一の出力端が第２スイッチ３９を介して第１レギュレータ３６の入力端に接続し、第１レギュレータ３６の出力端は負荷に接続し、整流部３４の他の出力端がグラウンド端子に接続している。整流部３４の一の出力端には、第２レギュレータ３７も接続している。
さらに、キャパシタ３５と第１スイッチ３８が直列に接続され、キャパシタ３５の一端が整流部３４の一の出力端に接続し、第１スイッチ３８の一端が整流部３４の他の出力端に接続している。
【００５３】
第１レギュレータ３６は、出力する電圧や電流を常に一定に保つように制御しており、一例として５Ｖの電圧を負荷へ供給する。同様に第２レギュレータ３７は、一例として３Ｖの電圧を各スイッチを含む各ブロックへ供給する。
【００５４】
キャパシタ３３の他端には、第３スイッチ４０が接続しており、該第３スイッチ４０、抵抗素子５２及び増幅器５１を介して、交流電源５０（発振回路）と接続している。また、キャパシタ３３の他端には、第３スイッチ４１を介して増幅器４４Ａの入力端が接続している。一方、キャパシタ３３の一端には、第３スイッチ４２を介して増幅器４４Ｂの入力端が接続している。また並列接続した２次側コイル３１とキャパシタ３２の他端が、第３スイッチ４３を介してグラウンド端子に接続している。
【００５５】
第１スイッチ３８（第１切替部の一例），第２スイッチ３９（第２切替部の一例），第３スイッチ４０〜４３（第３切替部の一例）は、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子が適用される。
【００５６】
増幅器４４Ａの出力端は、エンベロープ検出部４５Ａと接続している。エンベロープ検出部４５Ａは、キャパシタ３３の他端から第３スイッチ４１及び増幅器４４Ａを経由して入力される交流信号（電圧Ｖ１に対応）の包絡線を検波し、検波信号をアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）４６Ａに供給する。
【００５７】
一方、増幅器４４Ｂの出力端は、エンベロープ検出部４５Ｂと接続している。エンベロープ検出部４５Ｂは、キャパシタ３３の一端から第３スイッチ４２及び増幅器４４Ｂを経由して入力される交流信号（電圧Ｖ２に対応）の包絡線を検波し、検波信号をアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）４６Ｂに供給する。
【００５８】
ＡＤＣ４６Ａ，４６Ｂの各々は、エンベロープ検出部４５Ａ，４５Ｂから入力されるアナログの検波信号をデジタルの検波信号に変換して、メイン制御部４７へ出力する。
【００５９】
メイン制御部４７は、制御部の一例であり、例えばＭＰＵ（Micro-Processing Unit）から構成され受電装置３０全体の制御を行う。このメイン制御部４７は、演算処理部４７Ａと判定部４７Ｂとしての機能を備える。メイン制御部４７は、第２レギュレータ３７から供給される電力を利用して各スイッチ（ＭＯＳＦＥＴのゲート端子）に駆動信号を供給し、オン／オフを制御する（スイッチ切替え機能）。
【００６０】
演算処理部４７Ａは、所定の演算処理を行うブロックであり、ＡＤＣ４６Ａ，４６Ｂより入力される検波信号から電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の比、すなわちＱ値を計算し、計算の結果を判定部４７Ｂへ出力する。また、演算処理部４７Ａは、設定に応じて、入力された検波信号の情報（電圧値など）を送電側（１次側）へ送信することもできる。また、金属異物の検知処理のときに周波数スイープ処理を実施する（スイープ処理機能）。
【００６１】
判定部４７Ｂは、演算処理部４７Ａから入力されるＱ値を、不揮発性のメモリ４８に保存されている閾値と比較し、比較の結果に基づいて金属異物が近くにあるか否かを判定する。後述するように、測定した情報を送電装置１０へ送信し、送電装置１０で２次側Ｑ値の計算及び金属異物の有無を判定することも可能である。
【００６２】
メモリ４８は、２次側コイル３１の近傍に何もない又は２次側コイル３１に何も置かれていない状態で予め測定された、Ｑ値と比較する閾値を保存する。
【００６３】
増幅器４４Ａ，４４Ｂ、その後段のエンベロープ検出部４５Ａ，４５Ｂ、ＡＤＣ４６Ａ，４６Ｂ、メイン制御部４７（演算処理部４７Ａ，判定部４７Ｂ）、メモリ４８は、検知回路を構成する要素の一例である。
【００６４】
通信制御部４９は、２次側通信部の一例であり、送電装置１０の通信制御部２５との間で通信を行う。例えば受電装置３０の２次側コイル３１を含む共振回路のＱ値や電圧Ｖ１、電圧Ｖ２等を送信するなど、金属異物の検知に係わる情報の送受信を行う。通信制御部４９に適用される通信規格は、送電装置１０の通信制御部２５に適用される通信規格と同様である。なお、２次側コイル３１と送電装置１０の１次側コイル１５を介して情報を伝送する構成としてもよい。
【００６５】
交流電源５０は、メイン制御部４７の制御信号に基づいてＱ値測定時に交流電圧（正弦波）を発生させ、増幅器５１及び抵抗素子５２を介してキャパシタ３３の他端に供給する。
【００６６】
入力部５３は、ユーザ操作に応じた入力信号を生成し、メイン制御部４７に出力する。
【００６７】
［受電装置の動作］
上述のように構成された受電装置３０の検知回路は、３つのスイッチ群、すなわち第１スイッチ３８、第２スイッチ３９、第３スイッチ４０〜４３のオン／オフが切り替えられることにより制御される。以下、各スイッチの切り替えに注目して受電装置３０の動作を説明する。
【００６８】
まず２次側コイル３１により送電装置１０から受電した電力を、整流部３４の後段に設けられたキャパシタ３５（蓄電部の一例）に充電する。キャパシタに充電された電力で動作できる電流値及び時間は式（６）で決まる。
【００６９】
【数６】
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【００７０】
ここで、Ｃはキャパシタの静電容量値、Ｖはキャパシタの電圧値、ｉはキャパシタの電流値、ｔは時間を表す。すなわち１０μＦのキャパシタにチャージした電圧値が例えば９Ｖから４Ｖに変化するとき、５０ｍＡの電流を１ｍｓｅｃ流すことが可能である。キャパシタの静電容量値が大きければより大きな電流を流すか、または電流を流す時間を延ばすことが可能である。
【００７１】
ただし、整流部３４の後段に静電容量値の大きなキャパシタ３５を入れると、受電装置３０と外部装置との通信の際に不具合が発生することも考えられるため、第１スイッチ３８で制御することが望ましい。すなわちＱ値測定の際にのみ第１スイッチ３８のドレイン−ソース間を導通し、キャパシタ３５を接続することによってその悪影響を無くすようにする。
【００７２】
図７は、実際にキャパシタ３５に充電した電圧（第１レギュレータ３６の入力端電圧）が降下していく様子を観測した波形図である。
本来、送電装置１０のキャリア信号が止まると第１レギュレータ３６の入力端電圧は０に落ちるはずであるが、キャパシタ３５に蓄積された電荷により電圧降下が緩やかになっていることが確認できる。図７の例では、約１．８ｍｓのキャリア停止期間で、第１レギュレータ３６の入力端電圧が９．５Ｖから８．５Ｖへ徐々に降下している。
【００７３】
よって、検知部の消費電流がある程度小さい、かつＱ値測定の時間が短ければ、送電装置１０からキャリア信号を止めている間にＱ値を測定することは可能である。なお、送電装置１０から出力するキャリア信号を止める際（Ｑ値測定時）には、確実に検知部から負荷を電気的に切り離す必要がある。例えば第２スイッチ３９にＰチャネルＭＯＳＦＥＴを用い、受電装置３０にキャリア信号が入力するとオフになる制御や、第１レギュレータ３６のイネーブル機能を用いて制御すればよい。それ以外のキャパシタ３５に充電しているときや、通信制御部４９を通じて通信を行っているときは、検知回路から負荷を切り離さなくても問題ない。
【００７４】
Ｑ値測定の際には、上述した測定器（ＬＣＲメータ）の手法と同じくキャパシタ３３の両端の電圧値を測定する。具体的にはキャリア信号を止めたタイミングで第３スイッチ４０〜４３をオンし、交流電源５０から出力された正弦波を整流したキャパシタ３３の一端及び他端に検出される２つの電圧波形よりＱ値を算出する。算出したＱ値と予め設定した閾値を比較することにより、金属異物の検知を行う。
【００７５】
［非接触電力伝送システムの全体制御］
次に、本開示の第１の実施形態に係る非接触電力伝送システムの全体制御処理を説明する。
【００７６】
図８は、送電装置１０（図５参照）と受電装置３０（図６参照）を備えて構成される非接触電力伝送システムの給電時における処理を示すフローチャートである。
まず送電装置１０（１次側）を起動し、受電装置３０（２次側）を送電装置１０の近くに置くと、送電装置１０と受電装置３０の間でネゴシエーションを行う。送電装置１０と受電装置３０が相互に認識した後に給電を開始する。送電装置１０又は受電装置３０は、給電開始に際してＱ値測定を行うが、そのＱ値測定の回数が初回であるか否かを判定する（ステップＳ１）。
【００７７】
一例として、送電装置１０又は受電装置３０の電源が入った直後であれば、各々の装置は、初回のＱ値測定であると判定する。あるいは、ネゴシエーションの結果、送電装置１０は、受電装置３０のＩＤ情報（識別情報）から当該受電装置３０が初めての通信相手であるとき、初回のＱ値測定であると判定する。または、送電装置１０は、ネゴシエーション時に、受電装置３０が計算したＱ値測定回数の結果を当該受電装置３０から受信し、Ｑ値測定の回数を把握するようにしてもよい。
【００７８】
さらに他の例として、前回のＱ値測定からの経過時間により判断するようにしてもよい。送電装置１０（及び受電装置３０）は、図示しない時計部を有し、Ｑ値測定を行ったとき、測定したＱ値を測定時刻と対応づけてメモリ２４（及びメモリ４８）へ記憶する。そして、前回のＱ値測定時刻と今回のＱ値測定時刻を比較して、所定値を超える時間差があれば初回のＱ値測定であると判断する。Ｑ値測定回数は、例えば周波数スイープを伴うＱ値測定を初回とし、これを基準に回数を計算する。なお、前回のＱ値測定時に時計部のタイマー機能を起動し、タイマーの経過時間を元に判断するようにしてもよい。
【００７９】
そして、初回のＱ値測定である場合は、受電装置３０は、交流電源５０が出力する測定用のテスト信号（正弦波）に複数の周波数を用い（スイープ測定）、得られた複数の２次側Ｑ値のうち最も大きいＱ値を得る（ステップＳ２）。Ｑ値が最も大きいときのテスト信号の周波数をメモリに保存しておく。ステップＳ２の処理の詳細については後述する。
【００８０】
Ｑ値を測定するためには共振周波数の正弦波を受電装置３０へ入力する必要がある。しかし、受電装置３０の部品品質のばらつきや、実装時のコイルと装置内金属（例えば筐体）との位置関係のばらつき、２次側コイル３１の周りの環境、金属異物の混入等でも共振周波数は変化する。そのため共振周波数のずれを考慮し、ある程度の適切なレンジ（測定範囲）で異なる複数の周波数を用いて測定（周波数スイープ）することにより、共振周波数を探す必要がある。この周波数スイープに関しては、非接触電力伝送システム全体で考えると、初回のＱ値測定では必ず必要であるが、２回目以降は省くことも可能である。２回目以降のＱ値測定において周波数スイープを省略できる例としては、送電装置１０と受電装置３０の位置関係が、初回のＱ値測定時と大きく変化していない場合がある。
【００８１】
一方、ステップＳ１の判定処理において初回のＱ値測定ではない場合、受電装置３０は、１回目のＱ値測定で求められた周波数のテスト信号を用いてＱ値を得る（ステップＳ３）。ステップＳ３の処理の詳細については後述する。
【００８２】
送電装置１０又は受電装置３０は、２次側Ｑ値に基づいて金属異物が存在する可能性があるか否かを判定する（ステップＳ４）。金属異物が存在する可能性がない場合はステップＳ６へ進む。
【００８３】
一方、ステップＳ４の判定処理で金属異物が存在する可能性がある場合は、ステップＳ２へ進み、受電装置３０は、テスト信号の周波数スイープを行い、複数の２次側Ｑ値のうち最も大きなＱ値を得る。
【００８４】
ステップＳ２の処理が終了後、送電装置１０又は受電装置３０は、計算により得られた２次側Ｑ値に基づいて金属異物の有無を判定する（ステップＳ５）。金属異物がある場合は、終了処理ということで給電の強制終了やユーザへの警告を行う。給電の強制処理としては、送電装置１０が送電を停止するか、あるいは送電装置が送電を行ったとしても受電装置３０が受電を停止する方法がある。
【００８５】
上述したステップＳ２〜Ｓ５におけるＱ値測定は、蓄電部（キャパシタ３５）に充電した電力を利用して行う。例えば周波数スイープの場合、一周波数のテスト信号についてＱ値（すなわち電圧Ｖ１，Ｖ２）を測定できるだけの電荷をキャパシタ３５に充電した後に、Ｑ値測定を行い、再度充電を行い、次の周波数のテスト信号についてＱ値を測定することを繰り返す。
【００８６】
そして、ステップＳ５において金属異物がない場合は、送電装置１０から受電装置３０へ所定の時間の給電を行う（ステップＳ６）。
【００８７】
最後に、受電装置３０は、図示しないバッテリー等（負荷）が満充電されたか否かを判定し、その結果を送電装置１０へ通信する（ステップＳ７）。満充電された場合は、充電処理を終了し、満充電されていない場合は、ステップＳ１へ移行して上記処理を繰り返す。なお、満充電か否かの判定及び通信は、給電中に行ってもよい。
【００８８】
このように、初回のＱ値測定のみ周波数スイープを行い、２回目以降は初回で最適とされた周波数のテスト信号のみでＱ値測定を行えばよい。ただし、２回目以降で金属異物が存在する可能性があるという判定がなされた場合に、１次側コイルと２次側コイルの位置関係が変化したことによる周波数ずれの可能性があるため、再度周波数をスイープして判定を行う。周波数をスイープしても金属異物があると判定された場合は、給電の強制終了やユーザへの警告を行う。この手法によりＱ値測定の時間を大幅に減らすことができる。
【００８９】
［１次側で周波数スイープを伴うＱ値計算を行う例］
次に、１次側でステップ２の周波数スイープを伴うＱ値計算を行う場合の処理を説明する。周波数スイープを行うので、初回のＱ値測定であると判定されていることが前提である。本処理は、送電装置１０が初回のＱ値測定であると判定した場合、あるいは受電装置３０が初回のＱ値測定であると判定してその結果を送電装置１０へ送信した場合などが考えられる。
【００９０】
図９は、１次側（送電装置１０）において周波数スイープを反映したＱ値計算を行う場合の処理を示すフローチャートである。
まず、送電装置１０のメイン制御部２３は、受電装置３０のメイン制御部４７とのネゴシエーションが終了後、１次側コイル１５から電磁波を出力させて受電装置３０への送電処理（キャリア信号の送信）を開始する（ステップＳ１１）。受電装置３０のメイン制御部４７は、送電装置１０が出力する電磁波を２次側コイル３１より受信して受電処理を開始する（ステップＳ１２）。
【００９１】
送電処理を開始すると、送電装置１０のメイン制御部２３は、通信制御部２５を通じて第１回Ｑ値測定コマンドを受電装置３０へ送信する（ステップＳ１３）。受電装置３０のメイン制御部４７は、通信制御部４９を通じて第１回Ｑ値測定コマンドを送電装置１０から受信する（ステップＳ１４）。
【００９２】
図１０は、本開示の第１の実施形態例に係る、非接触電力伝送システムにおける動作タイミングチャートである。
本実施形態では、Ｑ値測定処理を行うための「Ｑ値測定期間（６１−１，６１−２，６１−３）」と、電力供給など（Ｑ値測定以外）の処理を行うための「電力供給期間（６２）」が交互に設定されている。送電装置１０と受電装置３０の通信が確立したときに、送電装置１０のメイン制御部２３が、上記ステップＳ１３における第１回Ｑ値測定コマンドを発行する。第１回Ｑ値測定コマンドは、一例として第１回Ｑ値測定期間６１−１の先頭で送信される。第１回Ｑ値測定期間は、「充電」、「周波数ｆ１でＱ値測定」、「充電」、「周波数ｆ２でＱ値測定」、・・・、「周波数ｆｎ−１でＱ値測定」、「充電」、「周波数ｆｎでＱ値測定」、「充電」、「１次側に通信」の複数の期間に分けられている。
【００９３】
受電装置３０のメイン制御部４７は、これらの複数の期間に対応して、第１スイッチ３８、第２スイッチ３９及び第３スイッチ４０〜４３のオン／オフを切り替える。以下は、第１スイッチ３８、第２スイッチ３９及び第３スイッチ４０〜４３の主な切り替えタイミングである。
１）第１スイッチ３８は、Ｑ値測定期間にオンし（キャパシタ３５を充電）、それ以外の期間（電力供給期間）ではオフする。
２）第２スイッチ３９は、Ｑ値測定期間にオフし、それ以外の期間（電力供給期間）ではオンする。
３）第３スイッチ４０〜４３は、Ｑ値測定期間（特に電圧Ｖ１，Ｖ２検出時）にオンし、それ以外の期間ではオフする。
【００９４】
受電装置３０のメイン制御部４７は、第１回Ｑ値測定コマンドを受信すると、第１スイッチ３８をオンし、整流部３４とキャパシタ３５を電気的に接続して１次側から受電した電力を充電する。このとき、第２スイッチ３９をオフし、キャパシタ３５から第１レギュレータ３６すなわち負荷を切り離す（ステップＳ１５）。
【００９５】
続いて、受電装置３０の交流電源５０は、メイン制御部４７の制御により測定用のテスト信号（正弦波）を出力する。このときのテスト信号の周波数Ｆｒｅｑは初期値ｆ１に設定する（ステップＳ１６）。
【００９６】
送電装置１０のメイン制御部２３は、受電装置３０への送電（キャリア信号の送信）を停止する（ステップＳ１７）。ステップＳ１３の送電開始からステップＳ１７の送電停止までの待ち時間は、少なくともキャパシタ３５に所要の電力（一周波数でのＱ値測定に必要な電力）が充電されるのに要する時間と同じかそれ以上である。
【００９７】
受電装置３０のメイン制御部４７は、送電装置１０から送電が停止されたことにより、受電を停止する（ステップＳ１８）。
【００９８】
ここで、メイン制御部４７は、第３スイッチ４０〜４３をオンする（ステップＳ１９）。第３スイッチ４０がオンすることにより、交流電源５０で発生した周波数ｆ１のテスト信号を、第３スイッチ４０を通じてキャパシタ３３の他端に供給する。また、第３スイッチ４１をオンすることによりキャパシタ３３の他端と増幅器４４Ａの入力端を導通し、第３スイッチ４２をオンすることによりキャパシタ３３の一端と増幅器４４Ｂの入力端を導通させる。
【００９９】
そして、メイン制御部４７は、増幅器４４Ａ、エンベロープ検出部４５Ａ及びＡＤＣ４６Ａにより、キャパシタ３３の他端の電圧Ｖ１を検出し、メモリ４８に記録する。同様に、増幅器４４Ｂ、エンベロープ検出部４５Ｂ及びＡＤＣ４６Ｂにより、キャパシタ３３の一端の電圧Ｖ２を検出し、メモリ４８に記録する（ステップＳ２０）。
【０１００】
テスト信号の周波数がｆ１のときの電圧Ｖ１，Ｖ２を取得した後、メイン制御部４７は、第３スイッチ４０〜４３をオフする（ステップＳ２１）。
【０１０１】
ここで、送電装置１０のメイン制御部２３は、受電装置３０への送電を再び開始する（ステップＳ２２）。ステップＳ１７の送電停止からステップＳ２２の送電開始までの待ち時間は、少なくとも電圧Ｖ１，Ｖ２を検出及び記録するのに要する時間と同じかそれ以上である。そして、送電装置１０のメイン制御部２３は、ステップＳ２２で受電装置３０への送電を再開した後、キャパシタ３５の充電の待ち時間が経過した後にステップＳ１７へ移行し、送電を再び停止する。ステップＳ２２の送電開始からステップＳ１７の送電停止までの待ち時間は、少なくともキャパシタ３５に所要の電力が充電されるのに要する時間と同じかそれ以上である。
【０１０２】
受電装置３０のメイン制御部４７は、送電装置１０の送電が再開されたことを受けて送電装置１０からの受電を開始し、キャパシタ３５を充電する（ステップＳ２３）。キャパシタ３５の充電の待ち時間に、受電装置３０の交流電源５０は、メイン制御部４７の制御に従って次の周波数Ｆｒｅｑのテスト信号を出力する（ステップＳ２４）。このときのテスト信号の周波数Ｆｒｅｑをｆ２とする。
【０１０３】
受電装置３０のメイン制御部４７は、ステップＳ２４の処理が終了後、キャパシタ３５の充電の待ち時間が経過した後にステップＳ１８へ移行し、送電装置１０から送電が停止されたことにより、受電を停止する。そして、ステップＳ１９以降の処理を継続し、周波数ｆ２のテスト信号でＱ値測定を行い、電圧Ｖ１，Ｖ２を取得する。
【０１０４】
ステップＳ１８の受電停止からステップＳ２３の受電開始までの間（ステップＳ１９〜Ｓ２１）では、検知回路の各ブロックはキャパシタ３５に充電された電力だけで動作する。
【０１０５】
受電装置３０のメイン制御部４７は、複数の周波数のテスト信号ごとに電圧Ｖ１，Ｖ２を取得する処理（周波数スイープ）が終了したら、第１スイッチ３８をオフし、キャパシタ３５を検知回路から切り離す（ステップＳ２５）。続いて、受電装置３０のメイン制御部４７は、交流電源５０を制御してテスト信号の出力を停止する（ステップＳ２６）。
【０１０６】
そして、受電装置３０のメイン制御部４７は、送電装置１０からの第１回Ｑ値測定コマンドに対する応答を行う。応答として、メモリ４８に保存されている金属異物の判定に使用する閾値、複数の周波数のテスト信号を用いて得た測定データ群（Ｆｒｅｑ、Ｖ１，Ｖ２）を、通信制御部４９を通じて送電装置１０へ返信する（ステップＳ２７）。
【０１０７】
なお、図９に示すフローチャートでは、キャパシタ３５を充電中に第２スイッチ３９をオフし、キャパシタ３５から第１レギュレータ３６（負荷）を切り離す（ステップＳ１５参照）ようにしたが、キャパシタ３５を充電中に負荷に給電を行ってもよい。給電（キャパシタ３５への充電）を停止するのは少なくともＱ値測定時（特に電圧Ｖ１，Ｖ２検出時）であればよく、通信及びキャパシタ３５に充電している間は、給電を継続しても停止してもいずれでもよい。このことは、以下に説明する他のフローチャート（図１２、図１３、図１４）でも同様である。
【０１０８】
ステップＳ２７の処理後、送電装置１０は、受電装置３０から閾値と測定データ群（Ｆｒｅｑ、Ｖ１，Ｖ２）を受信し、メモリ２４に保存する（ステップＳ２８）。
【０１０９】
そして、送電装置１０の演算処理部２３Ａが、式（５）に基づいて、受電装置３０から受信したテスト信号の周波数Ｆｒｅｑごとの電圧Ｖ１，Ｖ２より２次側のＱ値を計算し、周波数とＱ値のテーブルを作成してメモリ２４へ保存する。テスト信号の周波数とＱ値の関係をグラフ化すると、図１１のように表すことができる。最も大きい２次側のＱ値（Ｑ_Ｍａｘ）を決定する（ステップＳ２９）。図１１の例では、Ｑ値の周波数特性曲線の極大値付近における、周波数ｆ０のときのＱ値がＱ_Ｍａｘになる。
【０１１０】
次に、送電装置１０の判定部２３Ｂは、Ｑ_Ｍａｘとメモリ２４に保存してある閾値を比較し、Ｑ_Ｍａｘが閾値より低いか否かを判定する（ステップＳ３０）。
【０１１１】
ステップＳ３０の判定処理において、Ｑ_Ｍａｘが閾値より低い場合は、判定部２３Ｂは、金属異物が有ると判定し（図８のステップＳ５）、終了処理を行う。一方、Ｑ_Ｍａｘが閾値より低くはない場合は、判定部２３Ｂは、金属異物は無いと判定し（図８のステップＳ５）、ステップＳ６へ移行する。
【０１１２】
表２に示した測定結果の場合、金属異物が無いときと有るときで少なくとも２５％のＱ値の変化量がある。そこで、一例として異物金属があるときのＱ値から２５％差し引いた値を閾値としてもよい。この数値は一例であり、受電装置の構造、環境、検知対象の金属異物の大きさや種類などによりＱ値の変化量は異なるので、測定対象に応じて適宜設定することが望ましい。
【０１１３】
［２次側で周波数スイープを反映したＱ値計算を行う例］
次に、２次側でステップ２の周波数スイープを伴うＱ値計算を行う場合の処理を説明する。周波数スイープを行うので、図９のフローチャートと同様に、初回のＱ値測定であるという前提である。
【０１１４】
図１２は、２次側（受電装置３０）において周波数スイープを反映したＱ値計算を行う場合の処理を示すフローチャートである。
図１２のステップＳ４１〜Ｓ５６の処理は、図９のステップＳ１１〜Ｓ２６の処理と同じであるので、説明を割愛する。
【０１１５】
ステップＳ５６においてテスト信号の出力が停止後、受電装置３０の演算処理部４７Ａは、式（５）に基づいて、テスト信号の周波数Ｒｒｅｑごとの電圧Ｖ１，Ｖ２より２次側のＱ値を計算し、周波数とＱ値のテーブルを作成してメモリ４８へ保存する。そして、最も大きい２次側のＱ値（Ｑ_Ｍａｘ）を決定する（ステップＳ５７）。
【０１１６】
次に、受電装置３０の判定部４７Ｂは、Ｑ_Ｍａｘとメモリ４８に保存してある閾値を比較し、Ｑ_Ｍａｘが閾値より低いか否かを判定する（ステップＳ５８）。
【０１１７】
ステップＳ５８の判定処理において、Ｑ_Ｍａｘが閾値より低い場合は、判定部４７Ｂは、金属異物が有ると判定する。一方、Ｑ_Ｍａｘが閾値より低くはない場合は、判定部４７Ｂは、金属異物は無いと判定する。
【０１１８】
そして、受電装置３０のメイン制御部４７は、送電装置１０からの第１回Ｑ値測定コマンドに対する応答を行う。応答として、上記異物金属の判定結果を、通信制御部４９を通じて送電装置１０へ返信する（ステップＳ５９）。
【０１１９】
送電装置１０は、受電装置３０から異物金属の判定結果を受信する（ステップＳ６０）。
【０１２０】
そして、送電装置１０の判定部２３Ｂが、受電装置３０から受信した異物金属の判定結果を利用して、金属異物の有無を判定する（ステップＳ６１）。
【０１２１】
ステップＳ６１の判定処理において、判定部２３Ｂは、受信した判定の結果が金属異物有りの場合（図８のステップＳ５）、終了処理を行う。一方、受信した判定の結果が金属異物無しの場合（図８のステップＳ５）、ステップＳ６へ移行する。
【０１２２】
上述のとおり、送電装置１０（１次側）でＱ値計算する場合も受電装置３０（２次側）でＱ値計算する場合のいずれも、測定したＱ値と比較するための閾値は受電装置３０が持っている。送電装置１０で計算を行う場合には電圧値と同時に閾値を通信で送る。なぜなら受電装置３０は様々な機器が想定され、機器によっても閾値が異なることが予想されるためである。
【０１２３】
図９に示したように、送電装置１０（１次側）でＱ値の計算及び金属異物判定を行う場合は、受電装置３０（２次側）に演算処理部と判定部のハードウェアを持つ必要がないという利点がある。例えば、受電装置３０として用いられる携帯機器の小型化や軽量化、コスト削減が期待できる。
一方、図１２に示したように、受電装置３０（２次側）でＱ値の計算及び金属異物判定を行う場合は、受電装置３０（２次側）に演算処理部と判定部のハードウェアを持つ必要がある。ただし、金属異物有り又は金属異物無しという判定結果の情報を送電装置１０（１次側）へ送るだけなので、情報量が少なく、通信時間の短縮が期待できる。
【０１２４】
［１次側で２回目以降のＱ値計算を行う例］
次に、１次側で２回目以降のＱ値計算を行う場合の処理を説明する。この例では、周波数スイープを行った後の２回目のＱ値測定を行う場合について説明するが、３回目以降のＱ値測定においても同様である。
【０１２５】
図１３は、１次側（送電装置）においてＱ値計算を行う場合の処理を示すフローチャートである。
図１３のステップＳ７１〜Ｓ８５の処理は、図９のステップＳ１１〜Ｓ２６（ステップＳ２４を除く）の処理に対応しており、以下では図９と図１３の間で異なる点を中心に説明する。
【０１２６】
ステップＳ７１，Ｓ７２により送電処理を開始すると、送電装置１０のメイン制御部２３は、通信制御部２５を通じて第２回Ｑ値測定コマンドを受電装置３０へ送信する（ステップＳ７３）。受電装置３０のメイン制御部４７は、通信制御部４９を通じて第２回Ｑ値測定コマンドを送電装置１０から受信する（ステップＳ７４）。
【０１２７】
第２回Ｑ値測定コマンドは、一例として第２回Ｑ値測定期間６１−２（図１０参照）の先頭で送信される。第２回Ｑ値測定期間は、「充電」、「周波数ｆ０でＱ値測定」、「充電」、「１次側に通信」の４つの期間に分けられている。受電装置３０のメイン制御部４７は、これらの４つの期間に対応して、第１スイッチ３８、第２スイッチ３９及び第３スイッチ４０〜４３のオン／オフを切り替える。
【０１２８】
受電装置３０のメイン制御部４７は、第２回Ｑ値測定コマンドを受信すると、第１スイッチ３８をオンし、検知回路にキャパシタ３５を接続して充電する。このとき、第２スイッチ３９をオフし、第１レギュレータ３６すなわち負荷をキャパシタ３５から切り離す（ステップＳ７５）。
【０１２９】
続いて、受電装置３０の交流電源５０は、メイン制御部４７の制御により測定用のテスト信号（正弦波）を出力する。このときのテスト信号の周波数Ｆｒｅｑは、前回の周波数スイープ処理で最も大きなＱ値（Ｑ_Ｍａｘ）が得られたときの周波数ｆ０（≒共振周波数）に設定する（ステップＳ７６）。
【０１３０】
送電装置１０のメイン制御部２３は、受電装置３０への送電（キャリア信号の送信）を停止する（ステップＳ７７）。ステップＳ７３の送電開始からステップＳ７７の送電停止までの待ち時間は、少なくともキャパシタ３５に所要の電力（一周波数でのＱ値測定に必要な電力）が充電されるのに要する時間と同じかそれ以上である。
【０１３１】
受電装置３０のメイン制御部４７は、送電装置１０から送電が停止されたことにより、受電を停止する（ステップＳ７８）。
【０１３２】
ここで、メイン制御部４７は、第３スイッチ４０〜４３をオンする（ステップＳ７９）。そして、メイン制御部４７は、キャパシタ３３の他端の電圧Ｖ１を検出し、メモリ４８に記録し、同様に、キャパシタ３３の一端の電圧Ｖ２を検出し、メモリ４８に記録する（ステップＳ８０）。テスト信号の周波数がｆ０のときの電圧Ｖ１，Ｖ２を取得した後、メイン制御部４７は、第３スイッチ４０〜４３をオフする（ステップＳ８１）。
【０１３３】
ここで、送電装置１０のメイン制御部２３は、受電装置３０への送電を再び開始する（ステップＳ８２）。ステップＳ７７の送電停止からステップＳ８２の送電開始までの待ち時間は、少なくとも電圧Ｖ１，Ｖ２を検出及び記録するのに要する時間と同じかそれ以上である。図９では、受電装置３０への送電を再開した後、キャパシタ３５の充電の待ち時間が経過した後に再び送電を停止するが、本例は、テスト信号の周波数がｆ０のときの測定データが取得できればよいので、再度の送電停止はしない。
【０１３４】
受電装置３０のメイン制御部４７は、送電装置１０の送電が再開されたことを受けて送電装置１０からの受電を開始し、キャパシタ３５を充電する（ステップＳ８３）。
図９では、キャパシタ３５の充電の待ち時間に、次の周波数Ｆｒｅｑ（ｆ２）のテスト信号を出力（ステップＳ２４参照）するが、本例では行わない。
【０１３５】
受電装置３０のメイン制御部４７は、テスト信号の周波数がｆ０のときの電圧Ｖ１，Ｖ２を取得する処理が終了したら、第１スイッチ３８をオフし、キャパシタ３５を検知回路から切り離す（ステップＳ８４）。続いて、受電装置３０のメイン制御部４７は、交流電源５０を制御してテスト信号の出力を停止する（ステップＳ８５）。
【０１３６】
そして、受電装置３０のメイン制御部４７は、送電装置１０からの第２回Ｑ値測定コマンドに対する応答を行う。応答として、メモリ４８に保存されている金属異物の判定に使用する閾値、テスト信号の周波数がｆ０のときの測定データ群（ｆ０、Ｖ１，Ｖ２）を、通信制御部４９を通じて送電装置１０へ返信する（ステップＳ８６）。
【０１３７】
送電装置１０は、受電装置３０から閾値と測定データ群（ｆ０、Ｖ１，Ｖ２）を受信し、メモリ２４に保存する（ステップＳ８７）。
【０１３８】
そして、送電装置１０の演算処理部２３Ａが、式（５）に基づいて、受電装置３０から受信した周波数ｆ０のテスト信号のときに得られた電圧Ｖ１，Ｖ２より２次側のＱ値を計算する（ステップＳ８８）。
【０１３９】
次に、送電装置１０の判定部２３Ｂは、計算した２次側のＱ値とメモリ２４に保存してある周波数スイープ時のＱ_Ｍａｘを比較し、Ｑ値がＱ_Ｍａｘの所定の範囲内にあるかどうかを判定する。具体例としては、Ｑ値がＱ_ＭａｘよりＸ％低いか否かを判定する（ステップＳ８９）。つまり、前回の周波数スイープ時のＱ_Ｍａｘを標準Ｑ値として利用し、金属異物の検知を行う。
【０１４０】
ステップＳ８９の判定処理において、Ｑ値がＱ_ＭａｘよりＸ％以上低い場合は、判定部２３Ｂは、金属異物の可能性が有ると判定し（図８のステップＳ４）、ステップＳ２へ移行する。一方、Ｑ値がＱ_ＭａｘよりＸ％低くはない場合は、判定部２３Ｂは、金属異物は無いと判定し（図８のステップＳ４）、ステップＳ６へ移行する。
【０１４１】
上記判定処理において、Ｑ値がＱ_ＭａｘよりＸ％以上低い場合に、金属異物の“可能性”が有ると判定する理由は、既述したように、１次側コイルと２次側コイルの位置関係が変化したことによる周波数ずれの可能性があるからであるつまり、２回目のＱ値測定の際に、１回目のＱ値測定（周波数スイープ）により求めた共振周波数ｆ０とずれている可能性がある。したがって、１回目Ｑ値測定（周波数スイープ）で得られた共振周波数ｆ０のときのＱ値（Ｑ_Ｍａｘ）と、当該共振周波数ｆ０を用いた２回目Ｑ値測定では、Ｑ値の値が大きく異なる可能性もある。よって、２回目Ｑ値測定においてＱ値がＱ_ＭａｘよりＸ％以上低い場合には、金属異物の“可能性”が有ると判定して、ステップＳ２へ移行して再度周波数スイープ処理を行い、より確実な金属異物の判定を行う。
【０１４２】
［２次側で２回目以降のＱ値計算を行う例］
次に、２次側で２回目以降のＱ値計算を行う場合の処理を説明する。この例では、周波数スイープを行った後の２回目のＱ値測定の場合について説明する。
【０１４３】
図１４は、２次側（受電装置）においてＱ値計算を行う場合の処理を示すフローチャートである。
図１４のステップＳ９１〜Ｓ１０５の処理は、図１３のステップＳ７１〜Ｓ８５の処理と同じであるので、説明を割愛する。
【０１４４】
ステップＳ１０５においてテスト信号の出力が停止後、受電装置３０の演算処理部４７Ａは、式（５）に基づいて、周波数ｆ０のテスト信号のときに得られた電圧Ｖ１，Ｖ２より２次側のＱ値を計算する（ステップＳ１０６）。
【０１４５】
次に、受電装置３０の判定部４７Ｂは、計算した２次側のＱ値とメモリ４８に保存してある前回の周波数スイープ時のＱ_Ｍａｘ（標準Ｑ値）を比較し、Ｑ値がＱ_ＭａｘよりＸ％低いか否かを判定する（ステップＳ１０７）。
【０１４６】
ステップＳ５８の判定処理において、Ｑ値がＱ_ＭａｘよりＸ％以上低い場合は、判定部４７Ｂは、金属異物の可能性が有ると判定する。一方、Ｑ値がＱ_ＭａｘよりＸ％低くはない場合は、判定部４７Ｂは、金属異物は無いと判定する。
【０１４７】
そして、受電装置３０のメイン制御部４７は、送電装置１０からの第２回Ｑ値測定コマンドに対する応答を行う。応答として、上記異物金属の判定結果を、通信制御部４９を通じて送電装置１０へ返信する（ステップＳ１０８）。
【０１４８】
送電装置１０は、受電装置３０から異物金属の判定結果を受信する（ステップＳ１０９）。
【０１４９】
そして、送電装置１０の判定部２３Ｂが、受電装置３０から受信した異物金属の判定結果を利用して、金属異物の有無を判定する（ステップＳ１１０）。
【０１５０】
ステップＳ１１０の判定処理において、判定部２３Ｂは、受信した判定の結果が金属異物の可能性有りの場合（図８のステップＳ４）、ステップＳ２へ移行する。一方、受信した判定の結果が金属異物無しの場合（図８のステップＳ４）、ステップＳ６へ移行する。
【０１５１】
図１３及び図１４に示すように、１回目のＱ値測定（金属異物の判定処理）で求められた周波数ｆ０とＱ値を用い、２回目以降のＱ値測定に使うことによって、給電時間に対する異物検出のためのＱ値測定時間を短縮することができる（図１０参照）。
【０１５２】
上述した第１の実施形態によれば、２次側のＱ値を異物検出に使用することにより、２次側（携帯機器等）の金属筺体の影響が排除される。それゆえ、従来のＤＣ−ＤＣ効率による異物検知等と比較して、金属異物の検出精度を向上させることが可能となる。
また、Ｑ値を測定する都度、キャパシタを充電し、その電力で検出回路を駆動することによって、１次側から２次側に給電が行われない場合に、２次側のバッテリーを利用しなくても、Ｑ値の測定を行うことができる。したがって、２次側に異物金属検知のための大型のバッテリーやその電力を制御するための複雑な回路を必要とせず、携帯機器等の小型化や軽量化、コスト削減が期待できる。
また、給電とＱ値測定において第３スイッチ４０〜４３を適宜切り替えることにより、Ｑ値測定に使用する２次側の交流電源が出力する測定用信号（正弦波信号）と、１次側から給電された給電信号とが干渉することを防止して、精度の高いＱ値を計算することができる。
【０１５３】
本実施形態では、Ｑ値測定時に消費される分の電荷を蓄積する蓄電部にキャパシタを利用したが、キャパシタ以外の蓄電手段、例えば小型の二次電池でもよい。
【０１５４】
［他の共振回路の例］
なお、本実施形態では、送電装置１０が直列共振回路を備える例を説明したが、共振回路としてその他の共振回路を用いてもよい。図１５（ａ）,（ｂ）にそれぞれ例を示す。図１５（ａ）の例では、キャパシタ１４Ｂと１次側コイル１５の並列共振回路に対し、キャパシタ１４Ａを直列に接続して共振回路を構成している。また、図１５（ｂ）の例では、キャパシタ１４Ａと１次側コイル１５の直列共振回路に対し、キャパシタ１４Ｂを並列に接続して共振回路を構成している。検知部は、図１５（ａ）,（ｂ）に示す共振回路に得られる、１次側コイル１５及びキャパシタ１４Ａ間の電圧Ｖ１と、１次側コイル１５両端の電圧Ｖ２を利用して、１次側Ｑ値を計算する。以上、説明した直列共振回路及びその他の共振回路は、一例であり、共振回路の構成をこれらの例に限定するものではない。受電装置３０においても送電装置１０と同様に、種々の共振回路を適用できる。図６では、図１５（ａ）に示す共振回路が適用されている。
【０１５５】
＜２．第２の実施形態＞
第１の実施形態例では、演算処理部２３Ａ，４７Ａは、直列共振回路の１次側コイルとキャパシタ間の電圧Ｖ１、送電コイル両端の電圧Ｖ２からＱ値を求めているが、第２の実施形態例では、半値幅法によりＱ値を求める。
【０１５６】
半値幅法では、直列共振回路を構成した場合において、図１６のグラフに示すように共振周波数ｆ０でのインピーダンス（Ｚpeak）の絶対値に対して√２倍のインピーダンスとなる帯域（周波数ｆ１〜ｆ２）より、式（７）で求められる。
【数７】
2013017336.tif 000011
【０１５７】
また、並列共振回路を構成した場合では、図１７のグラフに示すように共振周波数ｆ０でのインピーダンス（Ｚpeak）の絶対値に対して１／√２倍のインピーダンスとなる帯域（周波数ｆ１〜ｆ２）より、式（７）で求められる。
【０１５８】
＜３．第３の実施形態＞
第３の実施形態例は、第１及び第２の実施形態例と異なり、演算処理部２３Ａ，４７Ａが、共振回路のインピーダンスの実部成分と虚部成分の比からＱ値を計算する例である。本例では、自動平衡ブリッジ回路及びベクトル比検出器を用いてインピーダンスの実部成分と虚部成分を求める。
【０１５９】
図１８は、第３の実施形態例に係る、インピーダンスの実部成分と虚部成分の比からＱ値を計算するための自動平衡ブリッジの回路図である。
図１８に示す自動平衡ブリッジ回路７０は一般によく知られた反転増幅回路と同様の構成である。反転増幅器６３の反転入力端子（−）にコイル７２を接続し、非反転入力端子（＋）をグラウンドに接続する。そして帰還抵抗素子７４によって反転増幅器７３の出力端子より反転入力端子（−）に負帰還をかける。また、コイル７２に交流信号を入力する交流電源７１の出力（電圧Ｖ１）と、反転増幅器７３の出力（電圧Ｖ２）をベクトル比検出器７５に入力する。コイル７２は、図５の１次側コイル１５又は図６の２次側コイル３１に対応する。
【０１６０】
この自動平衡ブリッジ回路７０は、負帰還の作用によって常に反転入力端子（−）の電圧がゼロになるように動作する。また、交流電源７１にからコイル７２に流れた電流は、反転増幅器７３の入力インピーダンスが大きいことから、ほぼ全てが帰還抵抗素子７４に流れ込む。その結果、コイル７２にかかる電圧は交流電源７１の電圧Ｖ１と同じになると共に、反転増幅器７３の出力電圧はコイル７２を流れる電流Ｉと帰還抵抗値Ｒｓの積になる。この帰還抵抗値Ｒｓは、既知のリファレンス抵抗値である。したがって、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２を検出してその比をとればインピーダンスが求まる。ベクトル比検出器７５は、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２を複素数として求めるため、交流電源７１の位相情報（一点鎖線）を利用する。
【０１６１】
本例では、このような自動平衡ブリッジ回路７０及びベクトル比検出器７５などを用いて共振回路のインピーダンスＺＬの実部成分ＲＬ、虚部成分ＸＬを求め、その比からＱ値を求める。下記の式（８）及び式（９）は、Ｑ値を求める過程を表した計算式である。
【数８】
2013017336.tif 000012
【数９】
2013017336.tif 000013
【０１６２】
＜４．その他＞
なお、上述した第１〜第３の実施形態例では、磁界共鳴方式の非接触電力伝送システムを想定して説明をした。しかし、本開示は、送電側から受電側に給電が行われないときでも、送電側と受電側との間に存在する金属異物の検出を行い、かつ検出精度を向上させるものである。したがって、磁界共鳴方式に限定されるものではなく、結合係数ｋを高くしてＱ値を低く抑えた電磁誘導方式にも適用可能である。
【０１６３】
また、受電装置が送電部を有し、２次側コイルを介して送電装置へ非接触で電力を伝送するようにしてもよいし、送電装置が負荷を備え、送電コイルを介して受電装置から非接触で電力の供給を受けるようにしてもよい。
【０１６４】
なお、上述した第１〜第３の実施形態例では、共振周波数におけるＱ値を測定しているが、Ｑ値を測定する周波数は共振周波数と必ずしも一致していなくてもよい。共振周波数から許容できる範囲にずれた周波数を用いてＱ値を測定した場合でも、本開示の技術を利用することにより、送電側と受電側との間に存在する金属異物の検出精度を向上させることは可能である。
【０１６５】
また、１次側コイル又は２次側コイルに、金属などの導体が近づくことでＱ値だけでなく、Ｌ値が変化し共振周波数がずれることになるが、そのＬ値の変化による共振周波数のずれ量とＱ値を併用して、電磁結合している状態を検知してもよい。
【０１６６】
また、１次側コイルと２次側コイル間に金属異物が挟まれたときに結合係数ｋ値も変化するが、電磁結合している状態を検知するのに、結合係数ｋ値とＱ値の変化を併用してもよい。
【０１６７】
また、本開示の第１〜第３の実施形態例では、１次側コイル及び２次側コイルとしてコアを有していないコイルの例を説明したが、磁性体を有したコアに巻きつけられた構造のコイルを採用してもよい。
【０１６８】
さらにまた、本開示の第１〜第３の実施形態例では、２次側の携帯機器に携帯電話機を適用した例を説明したが、この例に限定されることなく、携帯音楽プレーヤ、デジタルスチルカメラ等、電力を必要とする種々の携帯機器に適用できる。
【０１６９】
なお、本開示は以下のような構成も取ることができる。
（１）
２次側コイルを含む共振回路と、
前記共振回路のＱ値を測定する検知部と、
前記２次側コイルが１次側コイルより受電した電力から、前記検知部において前記Ｑ値の測定時に消費する分の電力を充電する蓄電部と、
前記１次側コイルからの送電が停止している間に、前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させる制御部と、を備える
検知装置。
（２）
前記制御部は、前記検知部を動作させ、前記共振回路のＱ値を測定して前記２次側コイルと外部との電磁結合状態を検知する
前記（１）に記載の検知装置。
（３）
前記１次側コイルより受電した電力の前記蓄電部への供給又は停止を切り替える第１切替部と、
前記蓄電部と負荷との間に設けられ、前記蓄電部と前記負荷との接続又は切断を切り替える第２切替部と、
前記共振回路と前記検知部との接続又は切断を切り替える第３切替部と、を更に備え、
前記制御部は、
第１切替部を切り替えて前記２次側コイルからの電力を前記蓄電部に供給して、前記蓄電部に充電し、
前記検知部において前記Ｑ値の測定時に消費する分の電力を前記蓄電部へ充電した後、前記１次側コイルからの送電が停止している間に、前記第２切替部を切り替えて前記蓄電部と前記負荷を切り離し、かつ前記第３切替部を切り替えて前記共振回路と前記検知部を接続し、前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させ、前記共振回路のＱ値を測定するべく制御する
前記（２）に記載の検知装置。
（４）
前記制御部は、
前記Ｑ値の測定が初回であるか否かを判定し、前記Ｑ値の測定が初回である場合、複数の周波数の測定用信号についてＱ値を測定し、測定した複数のＱ値のうち最大のＱ値と閾値を比較し、その比較結果に基づいて前記２次側コイルと外部との電磁結合状態を検知する
前記（３）に記載の検知装置。
（５）
前記制御部は、
前記Ｑ値の測定が２回目以降である場合、前回のＱ値の測定で最大のＱ値が得られた周波数の測定用信号を用いてＱ値を測定し、今回測定したＱ値と閾値を比較し、その比較結果に基づいて前記２次側コイルと外部との電磁結合状態を検知する
前記（４）に記載の検知装置。
（６）
前記制御部は、
２回目以降のＱ値の測定において得られたＱ値と、前回のＱ値の測定で得た最大のＱ値を比較し、今回測定したＱ値が前回測定したＱ値の所定範囲内にあるかどうかを判定し、所定範囲内にない場合は、複数の周波数の測定用信号についてＱ値を測定し、測定した複数のＱ値のうち最大のＱ値と閾値を比較し、その比較結果に基づいて前記２次側コイルと外部との電磁結合状態を検知する
前記（５）に記載の検知装置。
（７）
前記蓄電部で充電する電力は、前記検知部が一つの周波数の測定用信号を用いてＱ値の測定を行える電力であり、前記制御部は、前記充電と前記Ｑ値の測定を交互に繰り返すべく、前記第１切替部、第２切替部並びに第３切替部の切り替えを制御する
前記（３）に記載の検知装置。
（８）
前記蓄電部は、キャパシタ又は小型の二次電池である
前記（１）に記載の検知装置。
（９）
２次側コイルと、
前記２次側コイルを含む共振回路と、
前記共振回路のＱ値を測定する検知部と、
前記２次側コイルが１次側コイルより受電した電力から、前記検知部において前記Ｑ値の測定時に消費する分の電力を充電する蓄電部と、
前記１次側コイルからの送電が停止している間に、前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させる制御部と、を備える
受電装置。
（１０）
２次側コイルに送電する１次側コイルと、
前記１次側コイルに交流信号を供給する送電部と、
前記２次側コイルを搭載する受電装置から送信される、前記受電装置のＱ値に基づく電磁結合状態を示す信号に基づいて、前記送電部による前記交流信号の供給を制御する制御部と、を備える
送電装置。
（１１）
電力を無線により送電する送電装置と、該送電装置からの電力を受電する受電装置を含んで構成され、
前記受電装置は、
２次側コイルを含む共振回路と、
前記共振回路のＱ値を測定する検知部と、
前記２次側コイルが１次側コイルより受電した電力から、前記検知部において前記Ｑ値の測定時に消費する分の電力を充電する蓄電部と、
前記１次側コイルからの送電が停止している間に、前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させる制御部と、
を備え、
前記送電装置は、
前記受電装置の２次側コイルに送電する１次側コイルと、
前記１次側コイルに交流信号を供給する送電部と、
前記受電装置から送信される、前記受電装置のＱ値に基づく電磁結合状態を示す信号に基づいて、前記送電部による前記交流信号の供給を制御する制御部と、
を備える
非接触電力伝送システム。
（１２）
非接触電力伝送システムの受電装置が備える共振回路の２次側コイルを通じて送電装置の１次側コイルより受電した電力から、前記受電装置の検知部においてＱ値の測定時に消費する分の電力を、前記受電装置の蓄電部に充電すること、
前記１次側コイルからの送電が停止している間に、前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させ、前記共振回路のＱ値を求めるのに必要な物理量を取得すること、
前記非接触電力伝送システムの前記受電装置又は前記送電装置により、前記Ｑ値を求めるのに必要な物理量から前記Ｑ値を計算すること、
を含む検知方法。
【０１７０】
上述した一実施の形態例における一連の処理は、ハードウェアにより実行することができるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種の機能を実行するためのプログラムをインストールしたコンピュータにより、実行可能である。例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに所望のソフトウェアを構成するプログラムをインストールして実行させればよい。
【０１７１】
また、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体を、システムあるいは装置に供給してもよい。また、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ等の制御装置）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、機能が実現されることは言うまでもない。
【０１７２】
この場合のプログラムコードを供給するための記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【０１７３】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した実施の形態の機能が実現される。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部又は全部を行う。その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【０１７４】
また、本明細書において、時系列的な処理を記述する処理ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）をも含むものである。
【０１７５】
以上、本開示は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の変形例、応用例を取り得ることは勿論である。
すなわち、上述した各実施形態の例は、本開示の好適な具体例であるため、技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかしながら、本開示の技術範囲は、各説明において特に本開示を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。例えば、以下の説明で挙げる使用材料とその使用量、処理時間、処理順序および各パラメータの数値的条件等は好適例に過ぎず、また説明に用いた各図における寸法、形状および配置関係も概略的なものである。
【符号の説明】
【０１７６】
１０…送電装置、１１…信号源、１２…交流電源、１３…抵抗素子、１４…キャパシタ、１５…１次側コイル、２３…メイン制御部、２３Ａ…演算処理部、２３Ｂ…判定部、２４…メモリ、２５…通信制御部、３１…２次側コイル、３２，３３…キャパシタ、３４…整流部、３５…キャパシタ、３７…第２レギュレータ、３８…第１スイッチ、３９…第２スイッチ、４０〜４３…第３スイッチ、４５Ａ，４５Ｂ…エンベロープ検出部、４７…メイン制御部、４７Ａ…演算処理部、４７Ｂ…判定部、４８…メモリ、４９…通信制御部、５０…交流電源
【図１】
2013017336.tif 000014
【図２】
2013017336.tif 000015
【図３】
2013017336.tif 000016
【図４】
2013017336.tif 000017
【図５】
2013017336.tif 000018
【図６】
2013017336.tif 000019
【図７】
2013017336.tif 000020
【図８】
2013017336.tif 000021
【図９】
2013017336.tif 000022
【図１０】
2013017336.tif 000023
【図１１】
2013017336.tif 000024
【図１２】
2013017336.tif 000025
【図１３】
2013017336.tif 000026
【図１４】
2013017336.tif 000027
【図１５】
2013017336.tif 000028
【図１６】
2013017336.tif 000029
【図１７】
2013017336.tif 000030
【図１８】
2013017336.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】平成24年1月23日(2012.1.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次側コイルを含む共振回路と、
前記共振回路のＱ値を測定する検知部と、
前記２次側コイルが１次側コイルより受電した電力から、前記検知部において前記Ｑ値の測定時に消費する分の電力を充電する蓄電部と、
前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させる制御部と、を備える
検知装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記検知部を動作させ、前記共振回路のＱ値を測定して前記２次側コイルと外部との電磁結合状態を検知する
請求項１に記載の検知装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記１次側コイルからの送電が停止している間に、前記検知部を動作させる制御を行う
前記請求項２に記載の検知装置。
【請求項４】
前記１次側コイルより受電した電力の前記蓄電部への供給又は停止を切り替える第１切替部と、
前記蓄電部と負荷との間に設けられ、前記蓄電部と前記負荷との接続又は切断を切り替える第２切替部と、
前記共振回路と前記検知部との接続又は切断を切り替える第３切替部と、を更に備え、
前記制御部は、
第１切替部を切り替えて前記２次側コイルからの電力を前記蓄電部に供給して、前記蓄電部に充電し、
前記検知部において前記Ｑ値の測定時に消費する分の電力を前記蓄電部へ充電した後、前記１次側コイルからの送電が停止している間に、前記第２切替部を切り替えて前記蓄電部と前記負荷を切り離し、かつ前記第３切替部を切り替えて前記共振回路と前記検知部を接続し、前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させ、前記共振回路のＱ値を測定するべく制御する
請求項３に記載の検知装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記Ｑ値の測定が初回であるか否かを判定し、前記Ｑ値の測定が初回である場合、複数の周波数の測定用信号についてＱ値を測定し、測定した複数のＱ値のうち最大のＱ値と閾値を比較し、その比較結果に基づいて前記２次側コイルと外部との電磁結合状態を検知する
請求項４に記載の検知装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記Ｑ値の測定が２回目以降である場合、前回のＱ値の測定で最大のＱ値が得られた周波数の測定用信号を用いてＱ値を測定し、今回測定したＱ値と閾値を比較し、その比較結果に基づいて前記２次側コイルと外部との電磁結合状態を検知する
請求項５に記載の検知装置。
【請求項７】
前記制御部は、
２回目以降のＱ値の測定において得られたＱ値と、前回のＱ値の測定で得た最大のＱ値を比較し、今回測定したＱ値が前回測定したＱ値の所定範囲内にあるかどうかを判定し、所定範囲内にない場合は、複数の周波数の測定用信号についてＱ値を測定し、測定した複数のＱ値のうち最大のＱ値と閾値を比較し、その比較結果に基づいて前記２次側コイルと外部との電磁結合状態を検知する
請求項６に記載の検知装置。
【請求項８】
前記蓄電部で充電する電力は、前記検知部が一つの周波数の測定用信号を用いてＱ値の測定を行える電力であり、前記制御部は、前記充電と前記Ｑ値の測定を交互に繰り返すべく、前記第１切替部、第２切替部並びに第３切替部の切り替えを制御する
請求項４に記載の検知装置。
【請求項９】
前記蓄電部は、キャパシタ又は小型の二次電池である
請求項１に記載の検知装置。
【請求項１０】
２次側コイルと、
前記２次側コイルを含む共振回路と、
前記共振回路のＱ値を測定する検知部と、
前記２次側コイルが１次側コイルより受電した電力から、前記検知部において前記Ｑ値の測定時に消費する分の電力を充電する蓄電部と、
前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させる制御部と、を備える
受電装置。
【請求項１１】
２次側コイルに送電する１次側コイルと、
前記１次側コイルに交流信号を供給する送電部と、
前記２次側コイルを搭載する受電装置から送信される、前記受電装置のＱ値に基づく電磁結合状態を示す信号に基づいて、前記送電部による前記交流信号の供給を制御する制御部と、を備える
送電装置。
【請求項１２】
電力を無線により送電する送電装置と、該送電装置からの電力を受電する受電装置を含んで構成され、
前記受電装置は、
２次側コイルを含む共振回路と、
前記共振回路のＱ値を測定する検知部と、
前記２次側コイルが１次側コイルより受電した電力から、前記検知部において前記Ｑ値の測定時に消費する分の電力を充電する蓄電部と、
前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させる制御部と、
を備え、
前記送電装置は、
前記受電装置の２次側コイルに送電する１次側コイルと、
前記１次側コイルに交流信号を供給する送電部と、
前記受電装置から送信される、前記受電装置のＱ値に基づく電磁結合状態を示す信号に基づいて、前記送電部による前記交流信号の供給を制御する制御部と、
を備える
非接触電力伝送システム。
【請求項１３】
非接触電力伝送システムの受電装置が備える共振回路の２次側コイルを通じて送電装置の１次側コイルより受電した電力から、前記受電装置の検知部においてＱ値の測定時に消費する分の電力を、前記受電装置の蓄電部に充電すること、
前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させ、前記共振回路のＱ値を求めるのに必要な物理量を取得すること、
前記非接触電力伝送システムの前記受電装置又は前記送電装置により、前記Ｑ値を求めるのに必要な物理量から前記Ｑ値を計算すること、  を含む検知方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本開示の一側面は、非接触電力伝送システムの受電装置が備える共振回路の２次側コイルを通じて送電装置の１次側コイルより受電した電力から、前記受電装置の検知部においてＱ値の測定時に消費する分の電力を、前記受電装置の蓄電部に充電し、蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させ、共振回路のＱ値を求めるのに必要な物理量を測定する。そして、非接触電力伝送システムの受電装置又は送電装置により、上記Ｑ値を求めるのに必要な物理量からＱ値を計算し、計算したＱ値に基づいて２次側コイルと外部との電磁結合状態を検知する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６９】
なお、本開示は以下のような構成も取ることができる。
（１）
２次側コイルを含む共振回路と、
前記共振回路のＱ値を測定する検知部と、
前記２次側コイルが１次側コイルより受電した電力から、前記検知部において前記Ｑ値の測定時に消費する分の電力を充電する蓄電部と、
前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させる制御部と、を備える
検知装置。
（２）
前記制御部は、前記検知部を動作させ、前記共振回路のＱ値を測定して前記２次側コイルと外部との電磁結合状態を検知する
前記（１）に記載の検知装置。
（３）
前記制御部は、前記１次側コイルからの送電が停止している間に、前記検知部を動作させる制御を行う
前記（１）又は（２）に記載の検知装置。
（４）
前記１次側コイルより受電した電力の前記蓄電部への供給又は停止を切り替える第１切替部と、
前記蓄電部と負荷との間に設けられ、前記蓄電部と前記負荷との接続又は切断を切り替える第２切替部と、
前記共振回路と前記検知部との接続又は切断を切り替える第３切替部と、を更に備え、
前記制御部は、
第１切替部を切り替えて前記２次側コイルからの電力を前記蓄電部に供給して、前記蓄電部に充電し、
前記検知部において前記Ｑ値の測定時に消費する分の電力を前記蓄電部へ充電した後、前記１次側コイルからの送電が停止している間に、前記第２切替部を切り替えて前記蓄電部と前記負荷を切り離し、かつ前記第３切替部を切り替えて前記共振回路と前記検知部を接続し、前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させ、前記共振回路のＱ値を測定するべく制御する
前記（１）〜（３）のいずれかに記載の検知装置。
（５）
前記制御部は、
前記Ｑ値の測定が初回であるか否かを判定し、前記Ｑ値の測定が初回である場合、複数の周波数の測定用信号についてＱ値を測定し、測定した複数のＱ値のうち最大のＱ値と閾値を比較し、その比較結果に基づいて前記２次側コイルと外部との電磁結合状態を検知する
前記（１）〜（４）のいずれかに記載の検知装置。
（６）
前記制御部は、
前記Ｑ値の測定が２回目以降である場合、前回のＱ値の測定で最大のＱ値が得られた周波数の測定用信号を用いてＱ値を測定し、今回測定したＱ値と閾値を比較し、その比較結果に基づいて前記２次側コイルと外部との電磁結合状態を検知する
前記（１）〜（５）のいずれかに記載の検知装置。
（７）
前記制御部は、
２回目以降のＱ値の測定において得られたＱ値と、前回のＱ値の測定で得た最大のＱ値を比較し、今回測定したＱ値が前回測定したＱ値の所定範囲内にあるかどうかを判定し、所定範囲内にない場合は、複数の周波数の測定用信号についてＱ値を測定し、測定した複数のＱ値のうち最大のＱ値と閾値を比較し、その比較結果に基づいて前記２次側コイルと外部との電磁結合状態を検知する
前記（１）〜（４），（６）のいずれかに記載の検知装置。
（８）
前記蓄電部で充電する電力は、前記検知部が一つの周波数の測定用信号を用いてＱ値の測定を行える電力であり、前記制御部は、前記充電と前記Ｑ値の測定を交互に繰り返すべく、前記第１切替部、第２切替部並びに第３切替部の切り替えを制御する
前記（１）〜（７）のいずれかに記載の検知装置。
（９）
前記蓄電部は、キャパシタ又は小型の二次電池である
前記（１）〜（８）のいずれかに記載の検知装置。
（１０）
２次側コイルと、
前記２次側コイルを含む共振回路と、
前記共振回路のＱ値を測定する検知部と、
前記２次側コイルが１次側コイルより受電した電力から、前記検知部において前記Ｑ値の測定時に消費する分の電力を充電する蓄電部と、
前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させる制御部と、を備える
受電装置。
（１１）
２次側コイルに送電する１次側コイルと、
前記１次側コイルに交流信号を供給する送電部と、
前記２次側コイルを搭載する受電装置から送信される、前記受電装置のＱ値に基づく電磁結合状態を示す信号に基づいて、前記送電部による前記交流信号の供給を制御する制御部と、を備える
送電装置。
（１２）
電力を無線により送電する送電装置と、該送電装置からの電力を受電する受電装置を含んで構成され、
前記受電装置は、
２次側コイルを含む共振回路と、
前記共振回路のＱ値を測定する検知部と、
前記２次側コイルが１次側コイルより受電した電力から、前記検知部において前記Ｑ値の測定時に消費する分の電力を充電する蓄電部と、
前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させる制御部と、
を備え、
前記送電装置は、
前記受電装置の２次側コイルに送電する１次側コイルと、
前記１次側コイルに交流信号を供給する送電部と、
前記受電装置から送信される、前記受電装置のＱ値に基づく電磁結合状態を示す信号に基づいて、前記送電部による前記交流信号の供給を制御する制御部と、を備える
非接触電力伝送システム。
（１３）
非接触電力伝送システムの受電装置が備える共振回路の２次側コイルを通じて送電装置の１次側コイルより受電した電力から、前記受電装置の検知部においてＱ値の測定時に消費する分の電力を、前記受電装置の蓄電部に充電すること、
前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させ、前記共振回路のＱ値を求めるのに必要な物理量を取得すること、
前記非接触電力伝送システムの前記受電装置又は前記送電装置により、前記Ｑ値を求めるのに必要な物理量から前記Ｑ値を計算すること、
を含む検知方法。
【手続補正書】
【提出日】平成24年6月22日(2012.6.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次側コイルを含む共振回路と、
前記共振回路のＱ値を測定する検知部と、
前記２次側コイルが１次側コイルより受電した電力から、前記検知部において前記Ｑ値の測定時に消費する分の電力を充電する蓄電部と、
前記１次側コイルからの送電が停止している間に、前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させる制御部と、を備える
検知装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記検知部を動作させ、前記共振回路のＱ値を測定して前記２次側コイルと外部との電磁結合状態を検知する
請求項１に記載の検知装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記１次側コイルからの送電が停止している間に、前記検知部を動作させる制御を行う
前記請求項２に記載の検知装置。
【請求項４】
前記１次側コイルより受電した電力の前記蓄電部への供給又は停止を切り替える第１切替部と、
前記蓄電部と負荷との間に設けられ、前記蓄電部と前記負荷との接続又は切断を切り替える第２切替部と、
前記共振回路と前記検知部との接続又は切断を切り替える第３切替部と、を更に備え、
前記制御部は、
第１切替部を切り替えて前記２次側コイルからの電力を前記蓄電部に供給して、前記蓄電部に充電し、
前記検知部において前記Ｑ値の測定時に消費する分の電力を前記蓄電部へ充電した後、前記１次側コイルからの送電が停止している間に、前記第２切替部を切り替えて前記蓄電部と前記負荷を切り離し、かつ前記第３切替部を切り替えて前記共振回路と前記検知部を接続し、前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させ、前記共振回路のＱ値を測定するべく制御する
請求項３に記載の検知装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記Ｑ値の測定が初回であるか否かを判定し、前記Ｑ値の測定が初回である場合、複数の周波数の測定用信号についてＱ値を測定し、測定した複数のＱ値のうち最大のＱ値と閾値を比較し、その比較結果に基づいて前記２次側コイルと外部との電磁結合状態を検知する
請求項４に記載の検知装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記Ｑ値の測定が２回目以降である場合、前回のＱ値の測定で最大のＱ値が得られた周波数の測定用信号を用いてＱ値を測定し、今回測定したＱ値と閾値を比較し、その比較結果に基づいて前記２次側コイルと外部との電磁結合状態を検知する
請求項５に記載の検知装置。
【請求項７】
前記制御部は、
２回目以降のＱ値の測定において得られたＱ値と、前回のＱ値の測定で得た最大のＱ値を比較し、今回測定したＱ値が前回測定したＱ値の所定範囲内にあるかどうかを判定し、所定範囲内にない場合は、複数の周波数の測定用信号についてＱ値を測定し、測定した複数のＱ値のうち最大のＱ値と閾値を比較し、その比較結果に基づいて前記２次側コイルと外部との電磁結合状態を検知する
請求項６に記載の検知装置。
【請求項８】
前記蓄電部で充電する電力は、前記検知部が一つの周波数の測定用信号を用いてＱ値の測定を行える電力であり、前記制御部は、前記充電と前記Ｑ値の測定を交互に繰り返すべく、前記第１切替部、第２切替部並びに第３切替部の切り替えを制御する
請求項４に記載の検知装置。
【請求項９】
前記蓄電部は、キャパシタ又は小型の二次電池である
請求項１に記載の検知装置。
【請求項１０】
２次側コイルと、
前記２次側コイルを含む共振回路と、
前記共振回路のＱ値を測定する検知部と、
前記２次側コイルが１次側コイルより受電した電力から、前記検知部において前記Ｑ値の測定時に消費する分の電力を充電する蓄電部と、
前記１次側コイルからの送電が停止している間に、前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させる制御部と、を備える
受電装置。
【請求項１１】
電力を無線により送電する送電装置と、該送電装置からの電力を受電する受電装置を含んで構成され、
前記受電装置は、
２次側コイルを含む共振回路と、
前記共振回路のＱ値を測定する検知部と、
前記２次側コイルが１次側コイルより受電した電力から、前記検知部において前記Ｑ値の測定時に消費する分の電力を充電する蓄電部と、
前記１次側コイルからの送電が停止している間に、前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させる制御部と、
を備える
非接触電力伝送システム。
【請求項１２】
非接触電力伝送システムの受電装置が備える共振回路の２次側コイルを通じて送電装置の１次側コイルより受電した電力から、前記受電装置の検知部においてＱ値の測定時に消費する分の電力を、前記受電装置の蓄電部に充電すること、
前記１次側コイルからの送電が停止している間に、前記蓄電部に充電された電力を用いて前記検知部を動作させ、前記共振回路のＱ値を求めるのに必要な物理量を取得すること、
前記非接触電力伝送システムの前記受電装置又は前記送電装置により、前記Ｑ値を求めるのに必要な物理量から前記Ｑ値を計算すること、
を含む検知方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本開示は、金属等の導体の存在を検知する検知装置、受電装置、非接触電力伝送システム及び検知方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
（受電装置の構成例）
次に、本開示の第１の実施形態例に係る受電装置（２次側）の構成例を説明する。
図６は、携帯機器等に適用される、受電装置の内部構成例を示すブロック図である。このブロック図で示される検知回路により、金属異物を検知する。検知回路が設けられた受電装置は、電磁結合状態検知装置の一例である。検知回路は、検知部の一例である。