(57)【要約】  一の実施形態によれば、制御装置は、複数の送電コイルに電磁界を生成させることにより非接触で電力を送信する少なくとも一つ以上の送電回路を制御する。制御装置は、前記複数の送電コイルのうち少なくとも二つについて、これらの送電コイルに流れる複素電流と、これらの送電コイルの巻数とに基づいて、前記送電回路がこれらの送電コイルへ出力する電流の位相を制御する制御部を含む。
2016536951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送電コイルに電磁界を生成させることにより非接触で電力を送信する少なくとも一つ以上の送電回路を制御する制御装置であって、
前記複数の送電コイルのうち少なくとも二つについて、これらの送電コイルに流れる複素電流と、これらの送電コイルの巻数とに基づいて、前記送電回路がこれらの送電コイルへ出力する電流の位相を制御する制御部
を備える制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記複数の送電コイルのうち少なくとも二つについて、前記複素電流に前記送電コイルの巻数を乗じた電流巻数積を算出し、算出した複数の電流巻数積の合成値の大きさを抑制するように、前記送電回路が前記複数の送電コイルへ出力する電流の位相を制御する
請求項１に制御装置。
【請求項３】
前記送電コイル毎に、該送電コイルから電磁界を観測する観測点までの伝送距離が記憶されている記憶部を更に備え、
前記制御部は、前記送電コイル毎に、該送電コイルに対応する伝送距離を前記記憶部から取得し、前記複数の電流巻数積それぞれを、対応する前記伝送距離のＮ乗（Ｎは予め設定された数）で除算した複数の距離電流巻数積を算出し、算出した複数の距離電流巻数積の合成値の大きさを抑制するように、前記送電回路が前記複数の送電コイルへ出力する電流の位相を制御する
請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記記憶部では、前記送電コイル毎に、該送電コイルから電磁界を観測する複数の観測点までの複数の伝送距離が記憶されており、
前記制御部は、前記複数の距離電流巻数積を前記複数の観測点で算出し、前記複数の観測点それぞれについて、前記合成値の大きさを抑制するように、前記送電回路が前記複数の送電コイルへ出力する電流の位相を制御する
請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記Ｎの値は、２または３である
請求項３または４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、更に、送電コイルの面積にも基づいて、前記送電回路が前記複数の送電コイルへ出力する電流の位相を制御する
請求項１から５のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記複数の送電コイルの中で最大の巻数である送電コイルから電力を伝送させる送電回路の送電電力が最大となるときの該送電コイルの電流振幅に応じて閾値を設定する電流閾値設定部を備え、
前記合成値の大きさを前記電流閾値設定部が設定した閾値以下になるように制御する
請求項２から６のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項８】
前記送電回路の消費電力と前記送電コイルに流れる電流の振幅との対応関係が予め記憶されている記憶部を更に備え、
前記制御部は、前記複数の送電回路が検知した前記複数の送電回路の消費電力を取得し、取得した前記複数の送電回路の消費電力を前記記憶部に記憶されている前記対応関係と比較することにより、前記複数の送電コイルに流れる電流の振幅を設定する電流振幅設定部を備える
請求項１から７のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項９】
前記複数の送電コイルそれぞれに対向して配置される複数の受電器の受電電力の値を通信により取得する通信部と、
前記送電コイルに対向して配置される受電器の受電電力と前記送電コイルの電流振幅との対応関係が予め記憶されている記憶部と、
を更に備え、
前記制御部は、前記通信部が取得した複数の受電器の受電電力の値を前記記憶部に記憶された前記関係に適用することにより、前記複数の送電コイルに流れる電流の振幅を設定する電流振幅設定部を備える
請求項１から７のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記合成値の大きさが、閾値以下または最小となるように、前記複数の送電コイルの電流位相を設定する電流位相設定部を備える
請求項２から７のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記複数の送電コイルに流れる電流の位相を、第１の相対位相と、前記第１の相対位相に対して逆位相の第２の相対位相のいずれかに設定する電流位相設定部を備える
請求項１から１０のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１２】
前記電流位相設定部は、互いに隣り合う送電コイルのうち、一方の送電コイルの位相を前記第１の相対位相に設定し、他方の送電コイルの位相を前記第２の相対位相に設定する
請求項１１に記載の制御装置。
【請求項１３】
前記制御部は、前記複数の送電コイルについて、前記複素電流に前記送電コイルの巻数を乗じた電流巻数積を算出し、該算出した複数の電流巻数積のうち最も大きな電流巻数積に対応する電流位相に対して所定の角度を割り当て、前記複数の電流巻数積のうち２番目に大きな電流巻数積に対応する電流位相に対してこの所定の角度とは１８０度異なる位相を割り当て、以降、電流巻数積の大きい順に、電流位相が既に割り当てられた送電コイルについての電流巻数積のベクトル合成値の位相とは１８０度異なる位相を電流位相それぞれに割り当てる
請求項１から１０のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記電流位相設定部が設定した位相に応じて前記送電回路が出力する電流の位相を制御する制御信号を生成し、該生成した制御信号を前記送電回路へ出力する電流位相制御部を更に備える
請求項１０から１３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１５】
前記制御部は、所定の時間間隔毎に、前記電流の位相を制御する
請求項１から１３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１６】
前記送電コイルの電流振幅と、前記送電コイルに流れる電流の高調波成分が前記送電コイルから所定の距離離れた地点に生成する磁界強度または電界強度との対応関係が記憶されている電流振幅高調波対応記憶部を更に備え、
前記制御部は、前記送電コイルそれぞれについて、前記送電コイルの電流振幅に対応する磁界強度または電界強度を前記電流振幅高調波対応記憶部から読み出し、読み出した複数の磁界強度または電界強度の合成値の大きさを抑制するように前記送電回路が前記複数の送電コイルへ出力する電流の位相を制御する請求項１に記載の制御装置。
【請求項１７】
複数の送電コイルと、
複数の送電コイルに電磁界を生成させることにより非接触で電力を送信する少なくとも一つ以上の送電回路と、
前記複数の送電コイルのうち少なくとも二つについて、これらの送電コイルに流れる複素電流と、これらの送電コイルの巻数とに基づいて、前記送電回路がこれらの送電コイルへ出力する電流の位相を制御する制御部と、
を備える送電装置。
【請求項１８】
前記送電コイルに流れる電流によって生成される該送電コイルを貫く磁界の向きが互いに平行になるように前記複数の送電コイルが配置されている
請求項１７に記載の送電装置。
【請求項１９】
前記送電コイルのうちの一つの一端と前記送電回路のうちの一つの第１出力が接続され、かつこの送電コイルの他端とこの送電回路の第２出力とが接続された第１の接続状態と、この送電コイルの一端とこの送電回路の第２出力とが接続され、かつこの送電コイルの他端とこの送電回路の第１出力とが接続された第２の接続状態と、を切り替える接続切り替え回路を更に備える請求項１７または１８に記載の送電装置。
【請求項２０】
複数の送電コイルに電磁界を生成させることにより非接触で電力を送信する少なくとも一つ以上の送電回路を制御する制御装置であって、
前記複数の送電コイルのうち少なくとも二つについて、これらの送電コイルに流れる複素電流と、これらの送電コイルの巻数とに基づいて、これらの送電コイルに電流を出力する前記送電回路のインバータ回路のスイッチングタイミングを制御する制御部
を備える制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、制御装置および送電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁界を用いて、非接触で受電装置に対して電力を伝送する無線電力伝送装置が知られている。この無線電力伝送装置において、無線周波数によって低減の要否は変わるが、漏洩電磁界が他の電子機器へ影響を与える可能性があるため、無線電力伝送装置の周囲へ漏洩する電磁界強度（以下、漏洩電磁界強度という）の低減が必要となる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２００９／１２２３５５号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一の実施形態によれば、制御装置は、複数の送電コイルに電磁界を生成させることにより非接触で電力を送信する少なくとも一つ以上の送電回路を制御する。制御装置は、前記複数の送電コイルのうち少なくとも二つについて、これらの送電コイルに流れる複素電流と、これらの送電コイルの巻数とに基づいて、前記送電回路がこれらの送電コイルへ出力する電流の位相を制御する制御部を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】第１の実施形態における無線電力伝送システム１の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】第１の実施形態における送電装置１０の構成を示す概略ブロック図である。
【図３】第１の実施形態における受電装置２０の構成の一例を示す概略ブロック図である。
【図４】第１の実施形態において、位相制御をすることで磁界が小さくなることを定量的に説明する図である。
【図５】第１の実施形態において、送電コイルの電流位相を設定する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図６】送電コイルと受電器の配置の第１の例である。
【図７】送電コイルと受電器の配置の第２の例である。
【図８】送電コイルと受電器の配置の第３の例である。
【図９】送電コイル形状の構成例である。
【図１０】送電コイルの変形例である。
【図１１】第２の実施形態における送電装置１２の構成を示す概略ブロック図である。
【図１２】第３の実施形態における送電装置１３の構成を示す概略ブロック図である。
【図１３】第３の実施形態における制御部１１２ｃの構成を示す概略ブロック図である。
【図１４】電流位相制御部９０５が送電回路１０４−ｉへ供給する制御信号の波形の一例である。
【図１５】第３の実施形態の変形例において、送電コイルの電流位相を設定する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１６】第４の実施形態に係る送電コイルの配置を説明する図である。
【図１７】第４の実施形態の第１の変形例に係る送電コイルの配置を説明する図である。
【図１８】第４の実施形態の第２の変形例に係る送電コイルの配置の第２の変形例である。
【図１９】第５の実施形態における送電器１５０１の構成を示す概略ブロック図である。
【図２０】第５の実施形態における送電器１５０１の第１の接続状態を示す概略ブロック図である。
【図２１】第５の実施形態における送電器１５０１の第２の接続状態を示す概略ブロック図である。
【図２２】第６の実施形態に係る送電コイル１６０１−１〜１６０１−４の配置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態における無線電力伝送システム１の構成を示す概略ブロック図である。無線電力伝送システム１は、送電装置１０及び受電装置２０を備える。
送電装置１０は、電磁界を生成させて非接触で電力を受電装置２０へ伝送する。伝送方式は、例えば電磁誘導方式または磁界共振（磁界共鳴）方式である。電磁誘導方式は、二つのコイルの一方に電流を流しエネルギーを磁界に変換して他方のコイルに起電力を発生させる方式である。電磁誘導方式は、磁界共鳴（磁界共振）方式と呼ばれることもある。
コイルの共振周波数を伝送周波数に用い、高効率伝送を行う特徴がある。なお、コイルとコンデンサを組み合わせ、共振周波数を調整することも行われる。
【０００７】
受電装置２０は、送電装置１０が無線で伝送した電力を受け取る。ここで、送電装置１０は、送電器１０１−１、１０１−２、…、１０１−Ｍ（Ｍは２以上の整数）を備える。
また受電装置２０は、受電器２０１−１、２０１−２、…、２０１−Ｍ（Ｍは２以上の整数）を備える。
【０００８】
送電器と受電器とは、一例として１対１に対応しており、送電器１０１−ｉそれぞれ（ｉは１からＭまでの整数）は、対応する受電器２０１−ｉに対して磁界を生成させて非接触で電力を伝送する。例えば、送電器１０１−１は、受電器２０１−１に対して磁界を生成させて非接触で電力を伝送する。例えば、送電器１０１−２は、受電器２０１−２に対して磁界を生成させて非接触で電力を伝送する。例えば、送電器１０１−Ｍは、受電器２０１−Ｍに対して磁界を生成させて非接触で電力を伝送する。
【０００９】
図２は、第１の実施形態における送電装置１０の構成を示す概略ブロック図である。送電装置１０は、送電器１０１−１、１０１−２、…、１０１−ＭのＭ個の送電器１０１−ｉ、及びこれらのＭ個の送電器１０１−ｉそれぞれと電気的に接続された制御装置１１０を備える。以下、送電器１０１−１、１０１−２、…、１０１−Ｍを総称して、送電器１０１ともいう。
【００１０】
本実施形態における、制御装置１１０は、送電器１０１−ｉが備える送電コイル１０３−ｉに流れる電流位相を制御することで、送電装置１０全体が漏洩磁界を観測する観測点に生じる磁界を低減することができる。以下に具体的に説明する。
【００１１】
まず各構成要素を説明する。
送電器１０１−ｉそれぞれは、送電コイル１０３−ｉと、この送電コイルの両端と電気的に接続され後述する制御装置１１０の制御部１１２と電気的に接続された送電回路１０４−ｉとを備える。
【００１２】
また、制御装置１１０は、通信部１１１と、通信部１１１と電気的に接続され送電回路１０４−ｉそれぞれと電気的に接続された制御部１１２と、を備える。ここで、制御部１１２は一例として、電子回路で構成されている。
【００１３】
送電コイル１０３−１、１０３−２、…、１０３−Ｍの巻数は、同一でもよいし、異なっていても良い。ここで、送電コイル１０３−ｉは、導線を用いて構成しても良いし、リッツ線を用いて構成しても良い。また、送電コイル１０３−ｉの形状は、長方形、円形、ひし形など、任意の形状で構わない。さらに、送電コイル１０３−ｉのインダクタンス値を増加させるために、フェライトをコイルの近傍に配置しても良い。送電コイル１０３−ｉには、無線電力伝送用に用いられる任意のコイルを利用できる。
【００１４】
送電回路１０４−ｉは、送電コイル１０３−ｉの両端に電圧を印加することで、送電コイル１０３−ｉへ高周波の電流を供給するように構成される。これにより、送電回路１０４−ｉは、送電コイル１０３−ｉに磁界を生成させて非接触で電力を受電装置２０１−ｉへ送信させる。
【００１５】
ここで、全ての送電回路１０４−ｉから出力される電流の周波数は同一である。また、送電回路１０４−ｉから出力され、送電コイル１０３−ｉに流れる電流の振幅は、電力送信相手の受電器の状態に応じて決定される。また、送電回路１０４−ｉから出力され送電コイル１０３−ｉに流れる電流の位相（以下、電流位相ともいう）は、制御装置１１０の制御部１１２によって所望の値に制御される。なお、送電回路は定電圧源であって、負荷によって決まる高周波電流を送電コイルへ供給するように構成されても良い。
【００１６】
送電回路１０４−ｉは例えば、送電コイル１０３−ｉに流れる電流の値を検出し、この電流の値を示す電流信号ＳＩ−ｉを制御装置１１０の制御部１１２へ出力する。
【００１７】
送電回路１０４−ｉは例えば、制御装置１１０の制御部１１２から出力された制御信号Ｓ−ｉを取得し、この制御信号Ｓ−ｉに応じた位相の電流が電流送電コイル１０３−ｉに流れるように送電コイル１０３−ｉの両端にかかる電圧を制御する。ここで、制御信号は、送電回路１０４−ｉが出力する電流の位相を制御する信号である。
【００１８】
続いて、制御装置１１０の各部について説明する。
通信部１１１は、例えば無線により受電器２０１−ｉそれぞれと通信可能である。無線は、例えば無線ＬＡＮである。
【００１９】
続いて、制御部１１２の具体的な処理について説明する。
制御部１１２は、複数の送電コイル１０３−ｉのうち少なくとも二つについて、これらの送電コイル１０３−ｉに流れる複素電流と、これらの送電コイル１０３−ｉの巻数とに基づいて、送電回路１０４−ｉがこれらの送電コイル１０３−ｉへ出力する電流の位相を制御する。例えば、制御部１１２は、前記複数の送電コイルのうち少なくとも二つについて、これらの送電コイルに流れる複素電流と、これらの送電コイルの巻数とに基づいて、これらの送電コイルに電流を出力する送電回路１０４−ｉのインバータ回路のスイッチングタイミングを制御する。具体的には、例えば、制御部１１２は、送電回路１０４−ｉそれぞれから出力された電流信号ＳＩ−ｉを受信する。制御部１１２は例えば、予め送電コイル１０３−ｉそれぞれの巻数を保持する。
【００２０】
そして制御部１１２は例えば、送電器１０１−ｉ毎に、電流信号ＳＩ−ｉが示す送電コイル１０３−ｉに流れる複素電流と、予め保持する送電コイル１０３−ｉの巻数との積である電流巻数積を算出する。制御部１１２は例えば、算出した複数の電流巻数積の合成値の大きさを抑制するように、送電回路１０４−ｉが複数の送電コイル１０３−ｉへ出力する電流の位相を制御する。この決定の処理の詳細は後述する。制御部１１２は例えば、送電コイル１０３−ｉが出力する電流の位相をこの決定した電流の位相に制御するための制御信号Ｓ−ｉを送電回路１０４−ｉへ出力する。
【００２１】
なお、電流振幅については、受電器の状態に応じて決定されるため、この制御部１１２では電流振幅の制御は不要である。
【００２２】
以上のように送電装置１０は構成される。以下に、本実施形態の送電装置１０において、送電装置１０から生じる漏洩磁界が低減される理由について説明する。
【００２３】
送電コイル１０３−ｉから生じる磁界の振幅は、送電コイル１０３−ｉに流れる電流振幅と巻数の積に比例する。ここで、ｉ番目の送電コイル１０３−ｉに流れる電流をＩｉとする。なお、電流Ｉｉは複素電流である。ｉ番目の送電コイル１０３−ｉの巻数をＮｉとする。
【００２４】
また、送電コイル１０３−ｉから生じる磁界の位相は、送電コイル１０３−ｉに流れる電流位相に対応する。ここで対応とは、電流の位相が１０度変われば、磁界の位相も、同じように、１０度変化することを意味している。
【００２５】
この結果、ｉ番目の送電コイル１０３−ｉからの磁界の振幅は電流Ｉｉと巻数Ｎｉの積である電流巻数積ＩｉＮｉの振幅に比例し、ｉ番目の送電コイル１０３−ｉからの磁界の位相は電流巻数積ＩｉＮｉの位相に対応する。送電コイル１０３−ｉがＭ個ある場合、Ｍ個の送電コイル１０３−ｉからの合成磁界の振幅は、電流巻数積を複素平面におけるベクトルとして表したときにそれらＭ個のベクトルを全てベクトル合成して得られる合成ベクトルの振幅に比例する。
【００２６】
このように、送電装置１０全体が漏洩磁界を観測する観測点に生じる磁界は、送電コイル１０３−ｉそれぞれに流れる各電流の振幅及び位相と、送電コイル１０３−ｉそれぞれの巻数に依存する。
【００２７】
本実施形態における制御部１１２は、一例として全ての送電コイルについて、この電流巻数積を算出する。制御部１１２は例えば、複数の電流巻数積の合成値の大きさＡが予め設定された閾値以下となるように、各送電回路１０４−ｉが各送電コイル１０３−ｉへ出力する電流Ｉｉ（ｉ＝１〜Ｍ）の位相を制御する。ここで、合成値は、複数の電流巻数積を複素平面上でベクトルで表したときに、各ベクトルをベクトル合成して得られた合成べクトルを表す。また合成値の大きさＡは、この合成べクトルの振幅を表す。
【００２８】
ここで、合成処理の詳細について説明する。合成値の大きさＡは例えば、次の式（１）に従って算出される。
【００２９】
【数１】
2016536951.tif 000003
【００３０】
ここで、Ｉｉは電流位相が制御されたあとの複素電流を示している。本実施形態において、制御部１１２は一例として、上記のように算出される合成値の大きさＡを、予め設定された閾値以下となるように電流位相を決定する。なお、電流位相は絶対的な値ではなく、相対位相として決定されればよい。
【００３１】
ここで、予め設定された閾値とは、例えば、複数の送電コイルからの合成磁界を予め決められている磁界強度以下にしたい場合には、この予め決められている磁界強度を生じさせる１回巻きコイルに流れる電流振幅の値である。このように閾値を設定すれば、制御部１１２は、複数の送電コイルからの合成磁界を所望の値以下に抑圧することが可能となる。
【００３２】
具体的な一例として、制御部１１２は以下のようにして電流位相を決定する。前提として、各電流巻数積は閾値以下である。例えば、制御部１１２は、複数の送電コイルについて、複素電流に送電コイルの巻数を乗じた電流巻数積を算出する。例えば、まず、制御部１１２は、算出した複数の電流巻数積のうち最も大きな電流巻数積に対応する電流位相に対して、所定の角度（例えば、０度）を割り当てる。次に、制御部１１２は、算出した複数の電流巻数積のうち２番目に大きな電流巻数積に対応する電流位相に対して、この所定の角度とは１８０度異なる位相を割り当てる。以降、電流巻数積の大きい順に、制御部１１２は、電流位相が既に割り当てられた送電コイルについての電流巻き数積のベクトル合成値の位相とは１８０度異なる位相を電流位相それぞれに割り当てる。これにより、制御部１１２は各電流巻数積の合成値の大きさを閾値以下にすることができる。
【００３３】
なお、複数の送電コイル１０３−ｉが離れて配置された場合においては、特定の観測点までの距離が、送電コイル１０３−ｉ毎に異なる。特定の観測点での磁界の位相は、送電コイル１０３−ｉからの距離の違いによっても変わってくる。本実施形態においては一例として、送電コイル１０３−ｉ間の配置間隔を所定値分の１（ここでは、一例として１００分の１）波長以下とする。これにより、距離の差による位相変化を無視することができる。ここで、波長とは、送電コイル１０３−ｉに流れる電流の周波数ｆに対応する波長λ（＝ｃ／ｆ、但しｃは光速）である。
【００３４】
なお、１００分の１波長でなくても、５０分の１波長や、２０分の１波長といった距離で配置しても、距離の違いによる位相の変化は小さいため、磁界の抑圧効果が得られる。
【００３５】
図３は、第１の実施形態における受電装置２０の構成の一例を示す概略ブロック図である。受電装置２０は、受電器２０１−１、２０１−２、…、２０１−ＭのＭ個の受電器２０１−ｉを備える。
【００３６】
ここで、各受電器２０１−ｉは、受電コイル２０３−ｉと、この受電コイル２０３−ｉの両端と電気的に接続された受電回路２０４−ｉを備える。
更に、各受電器２０１−ｉは、受電回路２０４−ｉと電気的に接続された通信部２０５―ｉ、及び受電回路２０４−ｉと電気的に接続された二次電池２０６−１を備える。
【００３７】
各通信部２０５−ｉは、送電装置１０の通信部２０５と無線で通信可能である。
【００３８】
受電回路２０４−ｉそれぞれは、受電コイル２０３−ｉに生じた電流を二次電池２０６−ｉに供給する。これにより、二次電池２０６−ｉは、この供給された電流を用いて充電する。
【００３９】
図４は、第１の実施形態において、位相制御をすることで磁界が小さくなることを定量的に説明する図である。ここでは一例として、送電コイル１０３−ｉの数Ｍを３としている。
【００４０】
１番目の送電コイル１０３−１は、巻数１、電流振幅２Ａ、電流巻数積は２Ａとなる。
２番目の送電コイル１０３−２は、巻数２、電流振幅１Ａ、電流巻数積は２Ａとなる。
３番目の送電コイル１０３−３は、巻数１、電流振幅１Ａ、電流巻数積は１Ａとなる。
電流位相の制御がない場合には、磁界がどのような位相関係で合成されるかどうか分からない。仮に同位相で合成されたとすると、電流巻数積５Ａに対応する磁界強度になってしまう。
【００４１】
ここで一例として、閾値を１Ａとして以下、説明する。図４に示すように、制御部１１２は、１番目の送電コイル１０３−１の電流位相を０度、２番目の送電コイル１０３−２の電流位相を１８０度、３番目の送電コイル１０３−３の電流位相を０度になるよう制御する。この場合、電流巻数積のベクトル合成後の振幅は１Ａで閾値以下の値となり、磁界強度を所望の値以下に抑圧することができる。
【００４２】
図５は、第１の実施形態において、送電コイルの電流位相を設定する処理の流れの一例を示すフローチャートである。受電器の増減に応じて、送電コイルに流れる電流が変化する。このため、本フローチャートにおいて制御部１１２は、受電器の増減に応じて、各送電コイル１０３−ｉの電流位相を再度設定し、設定した電流位相になるよう各送電回路１０４−ｉを制御する。これにより、制御部１１２は、受電器の増減に対して、位相制御を適切に設定することができる。
【００４３】
（ステップＳ１０１）まず、制御部１１２は、受電器数が増加したか否か判定する。最初は受電器数が０なので、例えば受電器が１つ置かれた場合、制御部１１２は、受電器数が増加したと判定する。受電器数が増加したと判定した場合（ＹＥＳ）、制御部１１２はステップＳ１０２へ進む。一方、受電器数が増加していないと判定した場合（ＮＯ）、制御部１１２はそのまま待機する。なお、制御部１１２は、受電器数を保持する。
【００４４】
ここで、制御部１１２は、増加判定の方法として任意の方法を用いて良い。例えば、新たに追加で置かれた受電器２０１−ｉに対応する送電コイル１０３−ｉを、ユーザが手動で設定しても良い。具体的には例えば送電装置１０が入力部を更に備え、入力部がユーザによる、新たに追加で置かれた受電器２０１−ｉに対応する送電コイル１０３−ｉを指定する入力を受け付け、受け付けた入力を示す入力情報を制御部１１２へ出力してもよい。そして、制御部１１２がその入力情報を受け付けた場合、制御部１１２は受電器数が増加したと判定してもよい。
【００４５】
あるいは、制御部１１２は、通信部１１１を用いて受電器数の増加の判定をしても良い。
具体的には例えば、受電器２０１−ｉが新たに置かれてその受電器２０１−ｉが備える受電コイル２０３−ｉに流れる電流を検知した場合、受電器２０１−ｉが備える通信部２０５−ｉが受電器２０１−ｉが追加された旨を送電装置１０へ無線送信してもよい。その場合、受電器２０１−ｉの制御部１１２は、通信部１１１がその受電器２０１−ｉが追加された旨を受信した場合、受電器数が増加したと判定してもよい。
【００４６】
あるいは、制御部１１２は、間欠的に送電回路１０４−ｉを動作させ、追加の受電器がある場合と受電器がない場合との間における送電コイル１０３−ｉに流れる電流または送電回路１０４−ｉの消費電力の違いから、受電器数が増加したか否か判定しても良い。
ここで、ある受電器２０１−ｉがある場合、その受電器２０１−ｉに非接触で電力を伝送する送電コイル１０４−ｉに電流が流れる。一方、その受電器２０１−ｉがない場合、その受電器２０１−ｉに非接触で電力を伝送する送電コイル１０４−ｉにわずかに電流が流れる。
【００４７】
そこで、例えば、制御部１１２は、ある時刻ｔで送電回路１０４−ｉを動作させたときに送電コイル１０３−ｉに所定の検出閾値未満の電流が流れ、かつ次に時刻ｔ＋ａ（ａは正の数）で送電回路１０４−ｉを動作させたときに送電コイル１０３−ｉに所定の検出閾値以上の電流が流れた場合に、受電器数が増加したと判定してもよい。
【００４８】
なお、受電器が無い場合に、送電コイル１０３−ｉに流れる電流が小さくなるように設計しておけば、受電器がない状態での漏洩電磁界を小さくすることもできる。
【００４９】
（ステップＳ１０２）次に、制御部１１２は、全ての送電器１０１−ｉの電力伝送を一旦停止する。但し、ステップＳ１０１で受電器の数が０個から１個に増えた場合には、何もしない。一方、後述のステップＳ１１２の判定結果でステップＳ１０２へ戻った場合、全ての送電器１０１−ｉの電力伝送を一旦停止する。
【００５０】
（ステップＳ１０３）次に、制御部１１２は、受電器の数を数えるための変数ｋ＝１と設定する。
【００５１】
（ステップＳ１０４）次に、制御部１１２は、ｋ番目の送電器１０１−ｋにｋ番目の受電器２０１−ｋのみへ、第１の相対位相で電力伝送させる。この段階では、送電コイル１０３−ｋの相対位相の設定がまだできていない。ここでは、ｋ番目の受電器２０１−ｋのみへの電力伝送なので、１つの送電コイル１０３−ｋのみからの漏洩電磁界に制限するので、観測点における漏洩磁界強度は所定の規制値以下である。また、第１の相対位相は、任意の値でよい。ここでは、複数の送電コイル１０３−ｉで同時に電力伝送しないので、任意の第１の相対位相でよい。
【００５２】
（ステップＳ１０５）次に、制御部１１２は、ｋ番目の受電器２０１−ｋに対応する送電コイル１０３−ｋの電流振幅を設定する。ここで、電流振幅は受電器の状態に応じて変ってくるので、受電器の状態を踏まえて設定する必要がある。なお、送電回路１０４−ｋが送電コイル１０３−ｋに流れる電流の振幅を直接測定し、制御部１１２は、測定した振幅を上記電流振幅として設定としても良い。
【００５３】
または、送電器１０１−ｋの消費電力と送電コイル１０３−ｋの電流振幅の対応関係を予め測定しておき、制御部１１２は、例えば予め送電器１０１−ｋの消費電力と送電コイル１０３−ｋの電流振幅との対応関係を保持してもよい。この対応関係は、数式として与えられてもよいし、テーブルで与えられてもよい。そして、制御部１１２は、送電器１０１−ｋの消費電力を取得し、取得した送電器１０１−ｋの消費電力を上記対応関係に適用することで、電流振幅を取得してもよい。そして、制御部１１２は、取得した電流振幅を送電コイル１０３−ｋの電流振幅として設定しても良い。この場合には、直流の消費電力を測定すればよいので、測定コストを小さくすることができる。
【００５４】
または、ｋ番目の受電器２０１−ｋの受電電力と送電コイル１０１−ｋの電流振幅の対応関係を予め測定しておき、制御部１１２は、例えばｋ番目の受電器２０１−ｋの受電電力と送電コイル１０１−ｋの電流振幅の対応関係を保持してもよい。この対応関係は、数式として与えられてもよいし、テーブルで与えられてもよい。そして、通信部１１１が無線通信によりｋ番目の受電器２０１−ｋから受電器２０１−ｋの受電電力を受信してもよい。そして、制御部１１２は、例えば、通信部１１１が受信した受電器２０１−ｋの受電電力を上記対応関係に適用することで、電流振幅を取得してもよい。そして、制御部１１２は、取得した電流振幅を送電コイル１０３−ｋの電流振幅として設定としても良い。
【００５５】
以上説明した方法以外でも、制御部１１２は、任意の方法で、送電コイル１０３−ｋに流れる電流振幅を設定さえすればよい。
【００５６】
（ステップＳ１０６）次に、制御部１１２は、現在の変数ｋの値と保持している受電器数とが等しいか否か判定する。変数ｋの値が受電器数と等しくない場合（ＮＯ）、制御部１１２はステップＳ１０７に進む。これにより、制御部１１２は、ステップＳ１０７で、変数ｋの値を１つ増加させ、ステップＳ１０４及びステップＳ１０５の処理を繰り返す。
一方、変数ｋの数が受電器の数と同一となった場合（ＹＥＳ）、制御部１１２はステップＳ１０８へ進む。
【００５７】
（ステップＳ１０７）ステップＳ１０６で変数ｋの値が受電器数と等しくない場合、制御部１１２は、変数ｋの値を１つ増加させ、ステップＳ１０４に戻る。
【００５８】
（ステップＳ１０８）次に、制御部１１２は、設定したｋ個の送電コイル１０３−ｉの電流振幅値を用いて、ｋ個の送電コイル１０３−ｉの電流位相を設定する。設定の仕方は、上述しているので省略する。なお、変数ｋの値は、ステップＳ１０６で設定しているように、受電器数に等しい。
【００５９】
（ステップＳ１０９）次に、制御部１１２は、ｋ個の受電器２０１−ｉへ、ステップＳ１０８で設定した相対位相となるようにｋ個の送電コイル１０３−ｉの電流位相を制御して、同時に電力伝送を行うようｋ個の送電回路１０４−ｉを制御する。これにより、制御部１１２は、ｋ個の送電コイル１０３−ｉ全体が生成する合成漏洩電磁界を低減することができる。
【００６０】
（ステップＳ１１０）次に、制御部１１２は、受電器数に増減があるか否か判定する。
制御部１１２は、受電器数に増減がない場合（ＮＯ）、ステップＳ１１１に進む。一方、制御部１１２は、受電器数に増減がある場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１１２に進む。
【００６１】
（ステップＳ１１１）ステップＳ１１０で受電器数に増減がない場合、制御部１１２は、ｋ個の受電器２０１−ｉへの電力伝送を継続する。
【００６２】
（ステップＳ１１２）ステップＳ１１０で受電器数に増減がある場合、制御部１１２は、受電器数が０か否か判定する。制御部１１２は、受電器数が０の場合（ＹＥＳ）、電力伝送を終了する。そして、制御部１１２は、再開のために、ステップＳ１０１の処理へ戻る。一方、制御部１１２は、受電器数が０ではない場合（ＮＯ）、ステップＳ１０２へ戻る。そして、制御部１１２は、ステップＳ１０３から、上述したステップを再度繰り返す。
【００６３】
以上、本フローチャートの処理によって、制御部１１２は、受電器数の増減があった場合でも、適切に、送電コイル１０３−ｉそれぞれの電流位相を制御することができる。
【００６４】
図６は、送電コイルと受電器の配置の第１の例である。図６は、送電器数Ｍ及び受電器数Ｍが４の場合である。送電コイル５０２Ａ、５０２Ｂ、５０２Ｃ、５０２Ｄが全て同一であり、送電コイルを含む平面である送電コイル面がｘｙ平面と平行になり、かつｘ軸と平行な方向に沿って一列となるように配置された送電装置５０１の構成例である。なお、受電器側もコイルを含む構成となるが、図では省略している。
【００６５】
送電コイルを同一形状に構成すると、それぞれの送電コイルからの漏洩電磁界は個々の送電コイルを基準として同一ベクトル方向に発生する。更に、それぞれの送電コイル面がｘｙ平面と平行になっているため、複数の送電コイルからの漏洩電磁界のベクトル方向が同一となる。この結果、制御部１１２が送電コイルの電流位相を制御する結果、電磁界の打消しが有効に働き、漏洩電磁界強度を低減することができる。
【００６６】
このように、送電コイルを１つの送電装置に内蔵し、また、水平に配置した構成例においては、送電装置の上に受電コイルをのせて受電器への電力伝送が可能であって、効果的に漏洩電磁界強度を低減することができる。
【００６７】
図７は、送電コイルと受電器の配置の第２の例である。図６とは異なり、送電コイル６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃ、６０２Ｄを、ｘｚ平面に平行な平面に配置され、かつｘ軸ｋ方向に沿って一列に配置された送電装置６０１の構成例である。送電コイル６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃ、６０２Ｄは、それぞれ受電器６０３Ａ、６０３Ｂ、６０３Ｃ、６０３Ｄのｙ軸の負側の面を介して電力伝送する。なお、受電器側もコイルを含む構成となるが、図では省略している。
【００６８】
図８は、送電コイルと受電器の配置の第３の例である。図８は、送電装置７０１の構成は図６と同一であるが、受電器が受電器７０３Ａ、７０３Ｂの２つの場合である。この場合には、２つの送電コイル７０２Ａ、７０２Ｃのみが漏洩電磁界の波源となるので、制御部１１２は受電器が存在する２つの送電コイル７０２Ａ、７０２Ｃの電流位相を制御すれば良い。
【００６９】
図９は、送電コイル形状の構成例である。図９（Ａ）に示すように、本実施形態では一例として、送電コイル１０３−ｉは、平面形状の１巻きコイル８０１である。なお、図９（Ｂ）に示すように、送電コイル１０３−ｉは、平面形状の１巻きコイル８０１の途中を折り曲げた折り曲げコイル８０２でも良い。
【００７０】
なお、巻数は複数回巻きでもよい。このような立体コイルの場合でも、これまでの説明と同様に、制御部１１２は、漏洩電磁界強度を低減することができる。なお、送電コイルに流れる電流によって生成されるこの送電コイルを貫く磁界の向きが互いに平行になるように複数の送電コイル１０３−ｉが配置されている場合には、観測点に送電コイル１０３−ｉそれぞれが生成する漏洩電磁界のベクトルの向きが互いに同じとなる。このため、制御部１１２は、電流位相を制御することで、送電コイル１０３−ｉに流れる電流によって生成される漏洩電磁界が互いに打消しあうようにすることができ、漏洩電磁界強度の低減効果を大きくすることができる。
【００７１】
＜第１の実施形態の効果＞
以上、第１の実施形態において、制御部１１２は、複数の送電コイル１０３−ｉのうち少なくとも二つについて、送電コイル１０３−ｉに流れる複素電流と、送電コイル１０３−ｉの巻数とに基づいて、送電回路１０４−ｉがこれらの送電コイル１０３−ｉへ出力する電流の位相を制御する。
【００７２】
具体的には例えば、制御部１１２は、これらの送電コイルの複素電流にこれらの送電コイルの巻数を乗じた電流巻数積を算出し、算出した複数の電流巻数積の合成値の大きさを抑制するように、前記送電回路がこれらの送電コイルへ出力する電流の位相を制御する。
【００７３】
これにより、制御部１１２は、電流位相を制御することで、送電コイル１０３−ｉに流れる電流によって生成される漏洩電磁界が互いに打消しあうようにすることができ、送電装置１０が生成する漏洩電磁界強度を低減することができる。
なお、電流位相のみの制御であるので、送電器と受電器間の電力伝送における、受電電力、伝送効率などは何ら変化無く実施可能である。
【００７４】
図１０は、送電コイルの変形例である。図１０には、変形例における送電装置１１の構成を示す概略ブロック図である。図２に示す第１の実施形態の送電装置と比べて、変形例における送電装置１１は、送電コイル１０１−１が方形状の送電コイル１０１Ｂ−１に、送電コイル１０１−２がひし形状の送電コイル１０１Ｂ−２に、送電コイル１０１−Ｍが円形状の送電コイル１０１Ｂ−Ｍに変更されたものになっている。これに伴い、送電器１０１−ｉそれぞれが送電器１０１Ｂ−ｉに変更されている。
【００７５】
図１０に示すように、送電コイル１０３Ｂ−ｉは、方形コイル、ひし形コイル、円形コイルなど、任意のコイル形状で構成して良い。また、図１０に示すように、複数の送電コイルは異なる巻数で構成されて良い。
【００７６】
図１０のような構成においては、送電コイル１０３Ｂ−１、送電コイル１０３Ｂ−２、送電コイル１０３Ｂ−Ｍを貫く磁界の向きは、個々の送電コイルを基準として同一である。具体的には、送電コイル１０１Ｂ−ｉ面に垂直方向になる。更に、送電コイルそれぞれから生じる磁界の向きが互いに同じになるように複数の送電コイル１０１Ｂ−ｉが配置されている。この結果、送電コイル１０１Ｂ−ｉそれぞれの形状が異なっても、送電コイル１０１Ｂ−ｉそれぞれから生じる電界または磁界の向きが同一となる。このため、制御部１１２が電流位相を制御することにより、観測点における漏洩電磁界強度を低減することができる。
【００７７】
このように、送電コイルそれぞれから生じる磁界の向きが個々の送電コイルを基準として同一であり、送電コイルそれぞれから生じる磁界の向きが互いに同じになるように複数の送電コイルが配置されている。これにより、観測点における電界または磁界の向きが同じになる。このため、制御部１１２が電流位相を制御することにより、観測点における漏洩電磁界強度を低減することができる。
【００７８】
＜第２の実施形態＞
続いて、第２の実施形態について説明する。
第１の実施形態では、制御部１１２が、複数の送電コイルについて算出された送電コイルの電流振幅と送電コイルの巻数である電流巻数積の合成値の大きさが予め設定された閾値以下になるように、各送電コイルの電流位相を制御した。
【００７９】
それに対し、第２の実施形態では、制御回路が、複数の送電コイルについて算出された送電コイルの電流振幅と送電コイルの巻数である電流巻数積を伝送距離のＮ乗（Ｎは予め設定された数）で除算した距離電流巻数積の合成値の大きさが予め設定された閾値以下になるように、各送電コイルの電流位相を制御する。これにより、送電コイルの配置間隔が、所定の距離（例えば、１００分の１波長）に比べて広い場合に、制御部１１２が、効果的に漏洩電磁界を低減することができる。以下に、詳細に説明する。
【００８０】
図１１は、第２の実施形態における送電装置１２の構成を示す概略ブロック図である。
なお、図２と共通する要素には同一の符号を付し、その具体的な説明を省略する。第２の実施形態における送電装置１２の構成は、第１の実施形態における送電装置１０の構成に対して、制御装置１１０が制御装置１１０ｂに変更されたものになっている。
【００８１】
第２の実施形態における制御装置１１０ｂは、第１の実施形態における制御装置１１０に比べて、記憶部１１３が追加され、制御部１１２が制御部１１２ｂに変更されたものになっている。
【００８２】
記憶部１１３には、送電コイル１０３−ｉ毎に、この送電コイル１０３−ｉから漏洩電磁界を観測する複数の観測点までの複数の伝送距離が記憶されている。
【００８３】
制御部１１２ｂは、送電コイル１０３−ｉ毎に、この送電コイル１０３−ｉに対応する伝送距離を記憶部１１３から取得し、複数の電流巻数積それぞれを、対応する伝送距離のＮ乗（Ｎは予め設定された数）で除算した複数の距離電流巻数積を算出する。そして、制御部１１２ｂは、算出した複数の距離電流巻数積の合成値の大きさが予め設定された閾値以下となるように、送電コイル１０３−ｉに流れる電流の位相を制御する。
【００８４】
具体的には例えば、制御部１１２ｂは、送電コイルの電流振幅と送電コイルの巻数である電流巻数積を伝送距離のＮ乗で除算した距離電流巻数積を全ての送電コイル１０３−ｉについて算出する。そして、制御部１１２ｂは、算出された距離電流巻数積の合成値の大きさを予め設定された閾値以下となるように、送電コイル１０３−ｉに流れる電流の位相を制御する。
【００８５】
ここで、送電コイル１０３−ｉからの漏洩電磁界は、観測点までの距離のＮ乗に反比例して減衰する特徴がある。例えば、送電コイル１０３−ｉがループアンテナの場合には、漏洩磁界は距離の３乗に反比例して減衰する。よって漏洩磁界を低減する場合、Ｎの値は例えば３である。一方、漏洩電界は、距離の２乗に比例して減衰する。よって漏洩電界を低減する場合、Ｎの値は例えば２である。
【００８６】
ここで、ループアンテナが、送電装置１２に内蔵されている場合、送電装置１２の筐体の影響によって、減衰具合が変化する場合がある。その場合には、あらかじめ距離特性を測定しておき、距離の何乗に反比例して減衰するか把握しておけばよい。また、電界、磁界の両者では、減衰の仕方が一般に異なる。そこで、例えば送電装置１２の設計者または製造者が、低減したい電磁界成分に応じて、Ｎの値を決定してもよい。電界と磁界の両方を低減したい場合には、両者の減衰の仕方を踏まえて、例えば送電装置１２の設計者または製造者が適切なＮの値を設定してもよい。
【００８７】
送電コイル１０３−ｉの配置間隔が送電コイルに流れる電流の周波数ｆに対応する波長λ（＝ｃ／ｆ、ｃは光速）の６分の１以下の場合、送電コイルから観測点までの距離減衰量は全ての送電コイルでほぼ同一とみなせる。波長の６分の１以下としている理由は、電流振幅と巻き数が同じで、位相が１８０度異なる二つの送電コイルがあった場合を想定した場合、配置間隔が６分の１波長となると、漏えい電磁界の打消し効果が弱くなり、一方の送電コイルのみが存在する場合の漏えい電磁界強度と同一になると見積もられるからである。
一方、送電コイルの配置間隔が波長の６分の１を超える場合、送電コイルから観測点までの距離減衰は、送電コイル毎に異なってしまう。そのため、電磁界の低減効果が小さくなってしまう新たな課題がある。
【００８８】
それに対し、本実施形態においては、電流巻数積を伝送距離のＮ乗で除算した距離電流巻数積を採用することで距離減衰を考慮でき、制御部１１２ｂは、漏洩電磁界が打消し合うように、送電コイルの電流位相を制御する。これにより、送電コイル１０３−ｉ毎に観測点までの距離減衰が異なっても、磁界または電界の距離減衰を考慮して観測点で電界または磁界の打消し量が大きくなるようにすることができるので、漏洩電磁界を効果的に低減することができる。
【００８９】
一方、送電コイル１０３−ｉに流れる電流位相しか制御しないので、送電器と受電器間の電力伝送については、何ら影響なく実施することが可能となる。
【００９０】
なお、観測点が複数ある場合には、制御部１１２ｂは、複数の距離電流巻数積をこの複数の観測点で算出し、この複数の観測点それぞれについて、複数の電流巻数積それぞれを、対応する伝送距離のＮ乗（Ｎは予め設定された数）で除算した複数の距離電流巻数積を算出し、算出した複数の距離電流巻数積を合成して得られる合成値の振幅が予め設定された閾値以下となるように、送電コイル１０３−ｉに流れる電流の位相を制御してもよい。
【００９１】
また、送電コイル１０３−ｉ間に間隔があるので、距離減衰だけではなく、電磁界の位相回転量も異なってくる。より磁界の打消し効果を得るために、制御部１１２ｂは、伝送距離の差に相当する位相回転量だけ伝送距離が長い方の送電コイル１０３−ｉの電流位相を遅らせてもよい。
【００９２】
例えば、制御部１１２ｂは、複数の伝送距離の中のどれか１つを基準として、この伝送距離については位相回転量を与えない。基準の伝送距離に対して、伝送距離が０．１波長だけ長い送電コイル１０３−ｉがあったとする。この場合、制御部１１２ｂは、０．１波長に相当する位相回転量だけこの送電コイル１０３−ｉに流れる電流の位相を遅らせる。
【００９３】
具体的には、制御部１１２ｂは、−２πｄ／λをこの送電コイル１０３−ｉに流れる電流の位相に加算する。ここで、πは円周率、ｄは伝送距離の差、λはコイルに流れる電流の周波数での自由空間波長である。なお、伝送距離の差は、基準距離に対して長い場合に正の値、短い場合に負の値とする。この例では、制御部１１２ｂは、−０．２πをこの送電コイル１０３−ｉに流れる電流の位相に加算する。これにより、伝送距離が０．１波長だけ長くても、電流位相が予め０．１波長分遅れているので、観測点における磁界の位相は、基準の伝送距離だけ伝送した磁界の位相と同じになる。このように、制御部１１２ｂは、電流位相を伝送距離が長い分に相当する位相だけ遅らせることで、観測点における磁界の位相を所望の値にすることができるので、磁界同士の打消し量を大きくすることができる。
【００９４】
このように、制御部１１２ｂは、送電コイル１０３−ｉ間で伝送距離の違いによって送電コイル１０３−ｉ間で観測点までの位相回転量が異なっても、観測点における電界または磁界の位相が所望の位相になるように送電コイル１０３−ｉに流れる電流位相を制御すれば、漏洩電磁界の低減効果をさらに高くする効果が得られる。
【００９５】
＜第２の実施形態の効果＞
以上説明したように、第２の実施形態の送電装置１２において、記憶部１１３には、送電コイル１０３−ｉ毎に、この送電コイル１０３−ｉから漏洩電磁界を観測する観測点までの伝送距離が記憶されている。そして、制御部１１２ｂは、送電コイル毎１０３−ｉに、この送電コイル１０３−ｉに対応する伝送距離を記憶部１１３から取得し、複数の電流巻数積それぞれを、対応する伝送距離のＮ乗（Ｎは予め設定された数）で除算した複数の距離電流巻数積を算出する。そして、制御部１１２ｂは、算出した複数の距離電流巻数積の合成値の大きさを抑制するように、送電コイル１０３−ｉに流れる電流の位相を制御する。
【００９６】
これにより、送電コイル１０３−ｉ毎に観測点までの距離減衰が異なっても、磁界または電界の距離減衰を考慮して観測点で電界または磁界の打消し量が大きくなるようにすることができるので、漏洩電磁界を効果的に低減することができる。
【００９７】
なお、閾値については、距離減衰を含めた値とすればよい。伝送距離を変えながら、距離電流巻数積と漏洩電磁界の関係を予め測定しておき、予め決められた磁界強度を生じさせる距離電流巻数積の振幅値を、この閾値とすればよい。この結果、この予め決められた磁界強度まで、漏洩磁界強度を低減することが可能となる。
【００９８】
＜第３の実施形態＞
続いて、第３の実施形態について説明する。第１の実施形態では、制御部は、複数の電流巻数積の合成値の大きさが予め設定された閾値以下となるように、送電コイルに流れる電流の位相を制御した。
それに対し、第３の実施形態では、制御部は一例として複数の電流巻数積の合成値の大きさが最小となるように、送電コイルに流れる電流の位相を制御する。
【００９９】
図１２は、第３の実施形態における送電装置１３の構成を示す概略ブロック図である。
なお、図２と共通する要素には同一の符号を付し、その具体的な説明を省略する。第３の実施形態における送電装置１３の構成は、第１の実施形態における送電装置１０の構成に対して、制御装置１１０が制御装置１１０ｃに変更されたものになっている。
【０１００】
第３の実施形態における制御装置１１０ｃは、第１の実施形態における制御装置１１０に比べて、記憶部１１３が追加され、制御部１１２が制御部１１２ｃに変更されたものになっている。
【０１０１】
送電回路１０４−ｉは、送電コイル１０３−ｉに流れる電流の電流振幅を測定し、測定した電流振幅を示す電流信号ＳＩ−ｉを制御部１１２ｃの後述する電流振幅設定部９０２へ出力する。
【０１０２】
図１３は、第３の実施形態における制御部１１２ｃの構成を示す概略ブロック図である。制御部１１２ｃは、送電回路１０４−ｉそれぞれと電気的に接続された電流振幅設定部９０２と、電流振幅設定部９０２と電気的に接続された電流閾値設定部９０３と、を備える。更に、制御部１１２ｃは、電流閾値設定部９０３と電気的に接続された電流位相設定部９０４と、電流位相設定部９０４と電気的に接続され送電回路１０４−ｉそれぞれと電気的に接続された電流位相制御部９０５と、を備える。
【０１０３】
電流振幅設定部９０２は、送電コイル１０３−ｉに流れる電流振幅を設定する。既に説明したように、電流振幅設定部９０２は、測定された送電コイル１０３−ｉに流れる電流値を測定し、測定して得られた測定値を電流振幅に設定しても良いし、送電回路１０４−ｉの消費電力から電流振幅を設定しても良いし、受電器２０１−ｉでの受電電力から電流振幅を設定しても良い。
【０１０４】
（測定値を電流振幅に設定する具体例）
このうち、測定値を電流振幅に設定する具体例は、以下の通りである。例えば、電流振幅設定部９０２は、送電回路１０４−ｉそれぞれから電流信号ＳＩ−ｉを取得することで、複数の送電コイル１０３−ｉに流れる電流について測定された電流振幅を取得し、取得した電流振幅を、対応する複数の送電コイル１０３−ｉに流れる電流の振幅に設定してもよい。
【０１０５】
（送電回路１０４−ｉの消費電力から電流振幅を設定する具体例）
続いて、送電回路１０４−ｉの消費電力から電流振幅を設定する具体例は、以下の通りである。この場合、記憶部１１３には例えば、送電回路の消費電力と送電コイルに流れる電流の振幅との対応関係が予め記憶されていてもよい。
その場合、送電回路１０４−ｉは、送電回路１０４−ｉの消費電力を検出し、検出した消費電力を示す消費電力信号を制御部１１２ｃの後述する電流振幅設定部９０２へ出力してもよい。
【０１０６】
更にその場合、電流振幅設定部９０２は、送電回路１０４−ｉそれぞれからこの消費電力を取得し、取得した複数の送電回路の消費電力を記憶部１１３に記憶されている対応関係と比較して、複数の送電コイル１０３−ｉの電流の振幅を取得してもよい。そして、電流振幅設定部９０２は、この取得した電流の振幅を複数の送電コイル１０３−ｉに流れる電流の振幅として設定してもよい。
【０１０７】
（受電器２０１−ｉでの受電電力から電流振幅を設定する具体例）
続いて、受電器２０１−ｉでの受電電力から電流振幅を設定する具体例は、以下の通りである。通信部１１１は例えば、複数の送電コイルそれぞれに対向して配置される複数の受電器の受電電力の値を通信により取得してもよい。その場合、記憶部１１３には、送電コイル１０３−ｉに対向して配置される受電器２０１−ｉの受電電力と送電コイル１０３−ｉの電流振幅との対応関係が予め記憶されていてもよい。そして制御部１１２ｃは、通信部１１１が取得した複数の受電器の受電電力の値を記憶部１１３に記憶された対応関係に適用して、複数の送電コイル１０３−ｉに流れる電流の振幅を設定してもよい。
【０１０８】
電流閾値設定部９０３は、電流巻数積の合成値の大きさに対する閾値を設定する。先に説明した方法以外に、電流閾値設定部９０３は、複数の送電コイル１０３−ｉの中で最大の巻数である送電コイルから電力を伝送させる送電回路の送電電力が最大となるときの送電コイルの電流振幅に応じて上記閾値を設定してもよい。具体的には例えば、電流閾値設定部９０３は、複数の送電コイル１０３−ｉの中で最大の巻数である送電コイルから電力を伝送させる送電回路の送電電力が最大となるときのこの送電コイルの電流振幅を上記閾値に設定してもよい。この場合には、電流閾値設定部９０３は、最大巻数の送電器の漏洩電磁界の値以下に、複数同時に電力伝送した場合の漏洩電磁界を制限することができる。
【０１０９】
また、送電器１０１−ｉが全て同一に構成される場合には、一つの送電器１０１−ｉの最大出力時の送電コイル１０３−ｉに流れる電流を上記閾値としても良い。この場合には、電流閾値設定部９０３は、複数同時に電力伝送した場合の漏洩電磁界を、一つの送電器の時の漏洩電磁界以下の値に制御することが可能となる。
【０１１０】
電流位相設定部９０４は、電流振幅設定部９０２で設定された送電コイル１０３−ｉの電流振幅に基づき、送電コイル１０３−ｉの電流位相を制御する。具体的には例えば、電流位相設定部９０４は、電流巻数積の合成値の大きさを、閾値以下となるように、複数の送電コイル１０３−ｉの電流位相を制御する。
【０１１１】
ここで本実施形態では一例として、電流位相設定部９０４は一例として、の合成値の大きさが、上記閾値以下であって、かつ最小となるように、複数の送電コイル１０３−ｉの電流位相を設定する。このように、電流巻数積の合成値の大きさを最少化することで、漏洩電磁界の低減効果を最大化することができる。
【０１１２】
具体的には例えば、電流位相設定部９０４は、二つの電流巻数積をベクトル合成するときに、二つの電流巻数積の位相差を１０度刻みで変更する毎に、電流巻数積の合成値の大きさを算出する。そして、電流位相設定部９０４は例えば、算出した複数の合成値の大きさのうち、閾値以下かつ最も小さい値に電流位相を設定する。
【０１１３】
＜電流位相設定部９０４の第１の変形例＞
電流位相設定部９０４の第１の変形例として、電流位相設定部９０４は電流位相の値を０度と１８０度の２値のみに設定する方法でもよい。なお、電流位相は相対的な値なので、例えば２０度と２００度との組や、５０度と２３０度との組などでも良い。このように、電流位相設定部９０４は、複数の送電コイル１０３−ｉに流れる電流の位相を、第１の相対位相と、第１の相対位相に対して逆位相の第２の相対位相のいずれかに設定する。ここで逆位相とは、位相が１８０度異なることである。
これにより、２つの位相しか有さないので、電流位相を制御する方法が簡易になる効果がある。一方、２値しか有しないが、互いに位相が１８０度異なるので、漏洩電磁界強度は十分低減できる効果がある。
【０１１４】
＜電流位相設定部９０４の第２の変形例＞
電流位相設定部９０４の第２の変形例を以下に説明する。はじめに、電流位相設定部９０４は例えば、送電コイル１０３−ｉに対して、送電コイル１０３−ｉに流れる電流振幅が大きいものから順番に番号を付与してもよい。次に、電流位相設定部９０４は例えば、この番号が１番の送電コイル１０３−ｉの電流振幅の位相を第１の相対位相としてもよい。次に、電流位相設定部９０４は例えば、この番号が２番の電流振幅の位相を第２の相対位相としてもよい。すなわち、電流位相設定部９０４は、これら送電コイル１０３−ｉに流れる電流振幅を大きいものから順番に並べた場合に、順番が隣接する送電コイルのうち、一方の送電コイルの位相を第１の相対位相に設定し、他方の送電コイルの位相を第１の相対位相に対して逆位相の上記第２の相対位相に設定する。
電流位相設定部９０４は例えば、この番号が３番以降の対象の送電コイルの相対位相を、対象の送電コイルの番号より小さい番号の電流巻数積の合成値の相対位相に対して逆位相に設定してもよい。このような簡単なアルゴリズムにより、ベクトル合成後の電流振幅を小さくすることが可能となる。
【０１１５】
＜電流位相設定部９０４の第３の変形例＞
電流位相設定部９０４の第３の変形例を以下に説明する。電流位相設定部９０４は例えば、第１の相対位相と、第１の相対位相に対して逆位相となる（位相が１８０度異なる）第２の相対位相を、複数の送電コイル１０３−ｉのうち端に配置されている送電コイル１０３−ｉから順番に交互に割り当ててもよい。このように電流位相設定部９０４が電流位相を設定することで、隣り合う送電コイル１０３−ｉからの漏洩電磁界が打消し合う関係になる。
【０１１６】
なお、これに限らず、電流位相設定部９０４は、互いに隣り合う送電コイル１０３−ｉのうち、一方の送電コイルの位相を第１の相対位相に設定し、他方の送電コイルの位相を第１の相対位相に対して逆位相の上記第２の相対位相に設定してもよい。このように電流位相設定部９０４が電流位相を設定することで、隣り合う送電コイル１０３−ｉからの漏洩電磁界が打消し合う関係になる。
【０１１７】
また、この場合、送電コイル同士の配置間隔がより小さい方が、送電コイル１０３−ｉから観測点までの伝送距離の違いが小さくなるため、観測点に生成される複数の漏洩電磁界の間で距離減衰及び位相の違いが小さくなるので、漏洩電磁界強度の低減効果を高くすることができる。
【０１１８】
ここで、複数の送電器１０１−ｉが直線上に配列された場合は、電流位相設定部９０４は、端から順番に、第１の相対位相と第１の相対位相とは逆位相の第２の相対位相を交互に設定してもよい。
【０１１９】
送電器がｘｙ平面上に、ｘ軸方向にＸ個の素子、ｙ軸方向にＹ個の素子配列されている場合にも同様に、電流位相設定部９０４は、ｘ軸方向に隣り合う送電コイルの位相差、及びｙ軸方向に隣り合う送電コイルの位相差が１８０度になるように設定してもよい。
【０１２０】
送電器がｘｙｚ空間上に、ｘ軸方向にＸ個の素子、ｙ軸方向にＹ個の素子、ｚ軸方向にＺ個の素子配置されている場合も同様に、ｘ軸方向に隣り合う送電コイルの位相差、ｙ軸方向に隣り合う送電コイルの位相差、及びｚ軸方向に隣り合う送電コイルの位相差が１８０度になるように設定してもよい。
【０１２１】
＜電流位相設定部９０４の第４の変形例＞
電流位相設定部９０４の第４の変形例を以下説明する。第４の変形例において、送電コイルに流れる電流に高調波成分を有する場合に、制御部１１２ｃは、その高調波成分によって生成される漏洩電磁界強度を低減することができる。
【０１２２】
本変形例において、送電コイル１０３−ｉに流れる電流の高調波成分に起因する磁界を低減する場合の処理例について説明する。ここでは、一例として、送電コイル１０３−ｉの巻数が全て１であることを前提とする。送電装置１３は、送電コイルの電流振幅と、その送電コイルに流れる電流の高調波成分（例えば、２倍の高調波）が、当該送電コイルから所定の距離離れた地点に生成する磁界強度（または電界強度）との対応関係が記憶されている電流振幅高調波対応記憶部を更に備える。
【０１２３】
電流位相設定部９０４は例えば、複数の送電コイル１０３−ｉそれぞれの電流振幅を取得する。そして、電流位相設定部９０４は例えば、送電コイル１０３−ｉそれぞれについて、取得した送電コイル１０３−ｉの電流振幅に対応する磁界強度（または電界強度）を読み出す。
【０１２４】
そして、電流位相制御部９０５は、例えば、読み出した複数の磁界強度（または電界強度）の合成値の大きさを抑制するように送電回路１０４−ｉが複数の送電コイル１０３−ｉへ出力する電流の位相を制御する。その際、電流位相制御部９０５は、例えば、この合成値の大きさが、予め設定された第２閾値以下となるように、送電回路１０４−ｉが複数の送電コイル１０３−ｉへ出力する電流の位相を制御する。これにより、制御部１１２ｃは、高調波成分によって生成される漏洩電磁界強度を低減することができる。
【０１２５】
なお、複数の送電コイル１０３−ｉ中に巻数が異なる送電コイルがある場合に、以下のようにして、送電コイル１０３−ｉに流れる電流の高調波成分に起因する磁界を低減してもよい。その場合、電流振幅高調波対応記憶部には、送電コイル１０３−ｉの電流振幅と、この送電コイル１０３−ｉの巻数と、この送電コイル１０３−ｉに流れる電流の高調波成分が、当該送電コイル１０３−ｉから所定の距離離れた地点に生成する磁界強度との対応関係が記憶されていてもよい。
【０１２６】
その場合、電流位相設定部９０４は、例えば、複数の送電コイルそれぞれの電流振幅を取得してもよい。そして電流位相設定部９０４は、例えば、送電コイルそれぞれについて、取得した送電コイルの電流振幅とこの送電コイルの巻数の組に対応する磁界強度を読み出してもよい。
【０１２７】
そして、電流位相制御部９０５は、例えば、読み出した複数の磁界強度の合成値の大きさを抑制するように送電回路１０４−ｉが複数の送電コイル１０３−ｉへ出力する電流の位相を制御してもよい。その際、電流位相制御部９０５は、例えば、この合成値の大きさが、予め設定された第３閾値以下となるように、送電回路１０４−ｉが複数の送電コイル１０３−ｉへ出力する電流の位相を制御してもよい。これにより、制御部１１２ｃは、高調波成分によって生成される漏洩磁界強度を低減することができる。
【０１２８】
電流位相制御部９０５は、電流位相設定部９０４が設定した位相に応じて制御信号Ｓ−１、Ｓ−２、…、Ｓ−Ｍを生成し、この生成した制御信号Ｓ−１、Ｓ−２、…、Ｓ−Ｍと同期した電流を対応する送電コイル１０３−１〜１０３−Ｍに供給する送電回路１０４−１〜１０４−Ｍに対してこの制御信号を出力する。
【０１２９】
具体的には例えば、電流位相制御部９０５は、送電回路１０４−ｉそれぞれへ対応する送電コイル１０３−ｉそれぞれに流れる電流と同一の周期を有する制御信号であって、送電回路１０４−ｉに対して、電流位相設定部９０４で設定された位相に応じた時間差でハイレベルとローレベルが切り替わる制御信号を供給する。
【０１３０】
図１４は、電流位相制御部９０５が二つの送電回路へ供給する二つの制御信号の波形の一例である。図１４の横軸は時間で、縦軸は電圧である。図１４は、０度の相対位相と、１８０度の相対位相の２つの電流位相に制御する場合における第１の相対位相制御用制御信号の波形１００１と、第２の相対位相制御用制御信号の波形とが示されている。第１の相対位相制御用制御信号と、第２の相対位相制御用制御信号とは、周期が同じで位相が１８０度ずれている。
【０１３１】
図１４の例の場合、例えば、第１の相対位相制御用制御信号は、送電回路１０４−１へ供給され、第２の相対位相制御用制御信号は、送電回路１０４−２へ供給される。そして送電回路１０４−１は一例として、第１の相対位相制御用制御信号と同じ周期かつ同じ位相の電流を送電コイル１０３−１へ供給する。そのとき、送電回路１０４−２は一例として、第２の相対位相制御用制御信号と同じ周期かつ同じ位相の電流を送電コイル１０３−２へ供給する。これにより、送電コイル１０３−１の電流と送電コイル１０３−２の電流とでは、周期が同じで位相が反転することになり、観測点における電磁界も位相が反転するので互いに打消しあう。
【０１３２】
この例は、送電回路１０４−ｉが電流位相制御部９０５から入力された制御信号に応じて動作するインバータ回路の場合に有効である。送電回路１０４−ｉから送電コイル１０３−ｉに供給される高周波電流の位相は、電流位相制御部９０５から送電回路１０４−ｉに供給される制御信号の位相と同期する。その結果、電流位相制御部９０５は、高周波電流の位相を電流位相設定部９０４で設定された電流位相に制御することができる。
【０１３３】
この例においては、送電回路１０４−ｉへ制御信号の供給が必要であり、電流位相制御部９０５はその位相のみを制御しているので、送電回路１０４−ｉの動作自体に何ら変化を与えない。従って、電流位相制御部９０５は、送電コイル１０３−ｉに流れる電流位相のみしか変化させないので、送電器自体の送電電力、及び伝送効率に変化を与えない利点がある。
【０１３４】
以上、電流位相制御部９０５は、このような簡単な制御で、送電コイル１０３−ｉに流れる電流位相を制御することができ、観測点における漏洩電磁界を打消すことができる。
【０１３５】
以上、第３の実施形態において、電流位相設定部９０４は、合成値の大きさが、上記閾値以下であって、かつ最小となるように、複数の送電コイルの電流位相を設定する。そして、電流位相制御部９０５は、電流位相設定部９０４が設定した位相に応じて上記送電回路１０４−ｉが出力する電流の位相を制御する制御信号を生成し、この生成した制御信号を上記送電回路１０４−ｉへ出力する。
【０１３６】
これにより、送電回路１０４−ｉから送電コイル１０３−ｉに供給される高周波電流の位相は、電流位相制御部９０５から送電回路１０４−ｉに供給される制御信号の位相と同期する。このため、電流位相制御部９０５は、高周波電流の位相を電流位相設定部９０４で設定された電流位相に制御することができる。その結果、電流位相制御部９０５は、観測点における漏洩電磁界の打消し効果を最大にすることができる。
【０１３７】
＜第３の実施形態の変形例＞
第３の実施形態の変形例として、制御部１１２ｃの変形例を説明する。ここでの制御部１１２ｃは、複数の送電コイル１０３−ｉ間の電流位相差を設定した後、予め設定された所定時間経過後に、複数の送電コイル１０３−ｉの電流位相を再設定する。すなわち、制御部１１２ｃは、所定の時間間隔毎に、上記電流の位相を制御する。このように制御部１１２ｃは電流位相を再設定することで、時間的に受電器への伝送電力が変化する場合でも、漏洩電磁界強度を低減することが可能となる。一般に、受電器へ伝送した電力が２次電池へ充電される場合を考えると、充電電力は時間と共に変化するので、このような場合に対応できる。
【０１３８】
図１５は、第３の実施形態の変形例において、送電コイルの電流位相を設定する処理の流れの一例を示すフローチャートである。ステップＳ２０１からステップＳ２１２は、図５のステップＳ１０１からステップＳ１１２と同一なので、説明を省略する。
【０１３９】
（ステップＳ２１３）制御部１１２ｃは、電力伝送後、所定の時間が経過したか否か判定する。所定の時間が経過した場合（ＹＥＳ）、制御部１１２ｃはステップＳ２０２へ戻る。一方、所定の時間が経過していない場合（ＮＯ）、制御部１１２ｃはステップＳ２１０へ戻る。
【０１４０】
このステップＳ２１３の処理を加えることによって、受電器数に変化が無くても、制御部１１２ｃは、時間的に変化する送電コイル１０３−ｉの電流振幅に対応して、電流位相を制御することができる。
【０１４１】
なお、所定の時間とは、受電器への供給電力の時間変化と、これに対応する送電コイルに流れる電流振幅の時間変化をあらかじめ測定しておき、この電流振幅の時間変化量が所定の量以上となる時間に対して、十分短い時間であればよい。なお、二次電池への充電を想定した場合でも、二次電池の容量や性能に応じて変化するので、あらかじめ測定しておく必要がある。
【０１４２】
例えば、送電コイル１０３−ｉに流れる電流の振幅が変わると、合成値の大きさが大きくなる場合があり、その場合に合成値の大きさが閾値を超える可能性がある。それに対し、第３の実施形態の変形例では、電流振幅の時間変化量が所定の量以上となる時間に対して十分短い時間経過後に、複数の送電コイル１０３−ｉ間の電流位相差を再設定することで、合成値の大きさが閾値を超えないようにすることができる。
【０１４３】
＜電流振幅が時間変化した場合の変形例＞
電流振幅が時間変化した場合でも、漏洩電磁界を低減する方法の変形例について、以下具体的に説明する。受電器２０１−ｉが備える二次電池への充電を想定して、時間が経過するにつれて、送電コイル１０３−ｉに流れる電流振幅が減少する場合で説明する。
【０１４４】
例えば、記憶部１３には、二次電池の現在の充電量と所定の時間後の送電コイルの電流振幅の予測値とが関連付けて記憶されていることを前提とする。この前提で、例えば、送電装置１３の通信部１１１は、受電器２０１−ｉが備える二次電池の現在の充電量を無線通信により取得する。電流位相設定部９０４は例えば、通信部１１１が取得した２次電池の現在の充電量から、所定の時間後の送電コイルの電流振幅を予測する。具体的には例えば、電流位相設定部９０４は、取得した二次電池の現在の充電量に対応する、所定の時間後の送電コイルの電流振幅の予測値を記憶部１３から取得する。
【０１４５】
電流位相設定部９０４は、現在の送電コイルに流れる電流振幅を用いて、電流巻数積の第１の合成値を生成する。それと共に、電流位相設定部９０４は、取得した所定の時間後の送電コイルの電流振幅の予測値を用いて、電流巻数積の第２合成値を生成する。そして、第１の合成値及び第２の合成値が両方とも所定の閾値以下となるように、送電コイル１０３−ｉの電流位相を設定する。電流位相設定部９０４は、このように電流位相を設定することで、所定の時間後においても、漏洩電磁界強度を予め設定された規制値以下にすることができる。
【０１４６】
＜第４の実施形態＞
続いて、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態における送電装置は、第１の実施形態における送電装置１０に比べて、送電コイルの配置が異なっている。
【０１４７】
図１６は、第４の実施形態に係る送電コイルの配置を説明する図である。図１６において、送電コイルが２次元平面上に配置された場合の例である。図１６の例では、ｙ軸正側においてｘ軸方向に４個並んだ送電コイル１２０２Ａ、１２０２Ｂ、１２０２Ｃ、１２０２Ｄと、ｙ軸負側においてｘ軸方向に４個並んだ送電コイル１２０２Ｅ、１２０２Ｆ、１２０２Ｇ、１２０２Ｈとから構成される。このように送電コイルは２列に分かれて合計８個並んでいる。また、本実施形態では、ｙ軸正側の４つの送電コイルが一つの筐体１２０１Ａに内蔵され、ｙ軸負側の４つの送電コイルが一つの筐体１２０１Ｂに内蔵されている。
【０１４８】
図１７は、送電コイルの配置の第１の変形例である。同様に送電コイルが２次元的に配置された場合である。図１７の例では、ｚ軸負側においてｘ軸方向に４個並んだ送電コイル１３０２Ａ、１３０２Ｂ、１３０２Ｃ、１３０２Ｄと、ｚ軸正側においてｘ軸方向に４個並んだ送電コイル１３０２Ｅ、１３０２Ｆ、１３０２Ｇ、１３０２Ｈとから構成される。このように送電コイルは２列に分かれて合計８個並んでいる。この第１の変形例は、ｚ軸負側の４つの送電コイル１３０２Ａ、１３０２Ｂ、１３０２Ｃ、１３０２Ｄが一つの筐体１３０１Ａに内蔵され、ｚ軸正側の４つの送電コイル１３０２Ｅ、１３０２Ｆ、１３０２Ｇ、１３０２Ｈが一つの筐体１３０１Ｂに内蔵されている。
【０１４９】
図１８は、第４の実施形態の第２の変形例に係る送電コイルの配置の第２の変形例である。ｘ軸方向に送電コイルが４個並んだ列がｙ軸方向に２列、ｚ軸方向に２列あり、合計１６個の送電コイルから構成されている。この第２の変形例は、四つの送電コイルの組がそれぞれ筐体１４０１Ａ、１４０１Ｂ、１４０１Ｃ、１４０１Ｄに内蔵されている。
【０１５０】
＜第５の実施形態＞
続いて、第５の実施形態について説明する。第５の実施形態における送電装置１０は、第１の実施形態における送電装置１０に比べて、送電器１０１−１〜１０１−Ｍが送電器１５０１−１〜１５０１−Ｍに変更されている。以下、送電器１５０１−１〜１５０１−Ｍを送電器１５０１と総称する。
【０１５１】
図１９は、第５の実施形態における送電器１５０１の構成を示す概略ブロック図である。送電器１５０１は、少なくとも、送電コイル１５０２と、送電回路１５０４と、接続切り替え回路１５０３とを備える。
【０１５２】
接続切り替え回路１５０３は、送電コイル１５０２の一端に接続された第１のコイル端子１５０５と、送電コイル１５０２の他端に接続された第２のコイル端子１５０６を備える。
更に、接続切り替え回路１５０３は、送電回路１５０４の第１出力に接続された第１の回路端子１５０７と、送電回路１５０４の第２出力に接続された第２の回路端子１５０８とを備える。
【０１５３】
続いて、図２０及び図２１を用いて、送電器１５０１の第１の接続状態と第２の接続状態について説明する。図２０は、第５の実施形態における送電器１５０１の第１の接続状態を示す概略ブロック図である。図２１は、第５の実施形態における送電器１５０１の第２の接続状態を示す概略ブロック図である。
【０１５４】
接続切り替え回路１５０３は、図２０に示すように、第１のコイル端子１５０５と第１の回路端子１５０７とが接続され、かつ第２のコイル端子１５０６と第２の回路端子１５０８とが接続された第１の接続状態を有する。すなわち、第１の接続状態は、送電コイル１５０２の一端と送電回路１５０４の第１出力が接続され、かつ送電コイル１５０２の他端と送電回路１５０４の第２出力とが接続された状態である。
【０１５５】
一方、接続切り替え回路１５０３は、図２１に示すように、第１のコイル端子１５０５と第２の回路端子１５０８とが接続され、かつ第２のコイル端子１５０６と第１の回路端子１５０７とが接続された第２の接続状態とを有する。すなわち、第２の接続状態は、送電コイル１５０２の一端と送電回路１５０４の第２出力とが接続され、かつ送電コイル１５０２の他端と送電回路１５０４の第１出力とが接続された状態である。
【０１５６】
接続切り替え回路１５０３は、制御部１１２からの制御信号Ｓ−ｉに基づいて、第１の接続状態と第２の接続状態とを切り替える。具体的には例えば、接続切り替え回路１５０３は、制御信号Ｓ−ｉがハイレベルの場合、第１の接続状態にし、制御信号Ｓ−ｉがローレベルの場合、第２の接続状態にする。
【０１５７】
このように、接続切り替え回路１５０３が接続状態の切り替えを行うと、送電コイル１５０２の電流位相を第１の電流位相と、第１の電流位相に対して逆位相の第２の電流位相の２通りに実現することができる。従って、送電回路１５０４が出力する電流位相を同一としたまま、送電コイル１５０２に流れる電流位相を０度と１８０度の２通りに制御することができる。この場合には、送電回路１５０４から送電コイル１５０２への供給電圧を全ての送電回路１５０４で共通化することができる。
【０１５８】
＜第６の実施形態＞
続いて、第６の実施形態について説明する。第６の実施形態における送電装置１０は、第１の実施形態における送電装置１０に比べて、同一形状の複数の送電コイル１６０１−ｉを含み、複数の送電コイル１６０１−ｉに流れる電流が同一である複数の送電器を備える。更に、第６の実施形態における送電装置１０において、複数の送電コイル１６０１−ｉが、１次元の直線上、あるいは、２次元の平面上、あるいは、３次元の立体空間内に同一間隔で、かつ、送電コイルに流れる電流によって生成されるこの送電コイルを貫く磁界の向きが互いに平行になるように配置されている。更に、隣接して配置される複数の送電コイルの巻き方向は、互いに異なる。
【０１５９】
複数の送電コイルが同一で、流れる電流振幅が同一である場合、隣り合う送電コイルの電流位相を同一にすると、漏洩電磁界を打消す効果が最大となる。一方、電流振幅が異なる場合でも、漏洩電磁界の打消し効果はある程度得られる。
【０１６０】
図２２は、第６の実施形態に係る送電コイル１６０１−１〜１６０１−４の配置を説明する図である。図２２は、４つの送電コイルから構成された場合の例であるが、左端から、ｘｙ平面に向かって左巻き１６０１−１、ｘｙ平面に向かって右巻き１６０１−２、ｘｙ平面に向かって左巻き１６０１−３、ｘｙ平面に向かって右巻き１６０１−４の順番になっており、隣接する送電コイルの巻き方向は、お互いに異なっている。
【０１６１】
以上、第６の実施形態において、送電装置１０は、複数の送電コイルと、複数の送電コイルに電磁界を生成させて非接触で電力を送信させる少なくとも一つ以上の送電回路と、を備える。そして、この複数の送電コイルが、１次元の直線上、あるいは、２次元の平面上、あるいは、３次元の立体空間内に同一間隔で、かつ、送電コイルに流れる電流によって生成されるこの送電コイルを貫く磁界の向きが互いに平行になるように配置され、かつ隣接して配置される二つの送電コイルの巻き方向が互いに異なる。
【０１６２】
このように、隣り合う二つの送電コイルの巻き方向をお互いに異なるようにすることで、送電装置１０は、この二つの送電コイルに流れる電流が観測点に生成する電界または磁界の位相を互いに逆位相になるようにすることができる。このため、その観測点に生成する二つの電界または磁界が互いに打消しあうので、送電装置１０は、その観測点における漏洩電磁界を低減することができる。
【０１６３】
なお、送電コイルに流れる電流が所定の閾値以下のものについては、制御部１１２は、電流巻数積を算出しなくてもよい。その場合、予め設定された閾値を、全ての電流巻数積を合成する場合よりも小さい第３閾値に設定してもよい。これにより、制御部１２１は、送電コイル１６０１−ｉに流れる電流が所定の閾値を超えるものだけを対象として、電流巻数積を算出してもよい。そして、制御部１２１は、算出した電流巻数積の合成値の大きさが第３閾値よりも小さくなるように、送電コイル１６０１−ｉそれぞれの電流位相を制御してもよい。
【０１６４】
このように、制御部１２１は、複数の送電コイルのうち少なくとも二つについて、これらの送電コイルに流れる電流の値と、これらの送電コイルの巻数との積である電流巻数積を算出し、算出した複数の電流巻数積に基づいて、この送電回路がこれらの送電コイルへ出力する電流の位相を制御してもよい。
【０１６５】
なお、各実施形態において、各送電コイルに流れる電流の周波数は一例として、同じであると説明したが、所定の範囲内で周波数のずれがあってもよい。
【０１６６】
また、各実施形態において、送電回路が１対１で対応する送電コイルに電流を出力することで、この送電コイルに磁界を生成させて非接触で電力を送信させたが、これに限ったものではない。一つの任意の送電回路が全ての送電コイルに電流を出力してもよいし、複数の送電回路が分担して全ての送電コイルに電流を出力してもよい。このことから、少なくとも一つ以上の送電回路が、複数の送電コイルに磁界を生成させて非接触で電力を送信してもよい。
【０１６７】
また、各実施形態において、送電コイルに流れる電流によって生成されるこの送電コイルを貫く磁界の向きが互いに平行になるように複数の送電コイルが配置されているとしたが、これに限ったものではない。送電コイルに流れる電流によって生成されるこの送電コイルを貫く磁界の向きが互いに平行でなくてもよい。その場合、観測点における磁界または電界の向きが互いに異なるので、制御部は、空間的に磁界または電界をベクトル合成した合成磁界または合成電界の強度が所定の閾値以下になるように制御してもよい。
【０１６８】
また、各実施形態において、送電コイルはコアに巻かれていてもよい。
【０１６９】
また、観測点で観測される磁界は、送電コイルの面積に比例する。このため、制御部は、送電コイルに流れる複素電流と送電コイルの巻数に加えて、更に送電コイルの面積にも基づいて、送電回路が複数の送電コイルへ出力する電流の位相を制御してもよい。具体的には例えば、制御部は、複数の送電コイルのうち少なくとも二つについて、複素電流に巻数及び送電コイルの面積を乗じた第２の電流巻数積を算出してもよい。そして、制御部は、算出した複数の第２の電流巻数積の合成値の大きさを抑制するように、送電回路が複数の送電コイルへ出力する電流の位相を制御してもよい。
【０１７０】
また、複数の装置を備えるシステムが、各実施形態の制御装置の各処理を、それらの複数の装置で分散して処理してもよい。
また、各実施形態の制御装置の各処理を実行するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、制御装置に係る上述した種々の処理を行ってもよい。
【０１７１】
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【０１７２】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【０１７３】
以上、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【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（Ａ）】
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【図９（Ｂ）】
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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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【国際調査報告】
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