CN106160268B - 异物检测装置、无线送电装置以及无线电力传送系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种异物检测装置、无线送电装置以及无线电力传送系统。异物检测装置具备：第1线圈；第2线圈；第3线圈；以及异物检测装置。异物检测装置将具有第1预定波形的第1检测信号输出到第1线圈的第1端子，且将具有第2预定波形的第2检测信号输出到第3线圈的第5端子，生成跨第1线圈与第3线圈之间的合成磁场，第2预定波形的极性相对于第1预定波形的极性反转，并且，测定与因有无异物而产生的所述合成磁场的变化对应的第1线圈和第3线圈中的任一方的线圈的阻抗值的变化量，在所述阻抗值的变化量超过了预定值时，判断为在第2线圈上存在异物。

Description

异物检测装置、无线送电装置以及无线电力传送系统

技术领域

本公开涉及对例如存在于无线电力传送系统中的无线送电装置附近的金属、人体、动物等异物进行检测的异物检测装置。本公开还涉及具备这样的异物检测装置的无线送电装置和无线电力传送系统。

背景技术

以移动电话为首的各种移动设备正在普及。移动设备的功耗量正随着功能和性能的提高以及内容的多样化而持续增大。移动设备利用预先决定的容量的电池而进行工作，因此，若功耗量增大，则该设备的工作时间会变短。作为用于弥补电池容量的限制的技术，无线电力传送系统正受到关注。无线电力传送系统通过无线送电装置(以下，简称为“送电装置”)中的送电线圈与无线受电装置(以下，简称为“受电装置”)中的受电线圈之间的电磁感应而以无线方式从送电装置向受电装置传送电力。尤其是，使用了谐振型的送电线圈和受电线圈的无线电力传送系统，即使在送电线圈和受电线圈的位置彼此错开时也能维持高传送效率。因此，期待在各种领域中应用谐振型的无线电力传送系统。通过使送电线圈大型化或者构成多个送电线圈的阵列，能够扩大可充电的区域。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4525710号公报

专利文献2：日本特许第4780447号公报

专利文献3：日本特开2011-234496号公报

发明内容

在无线电力传送系统中，渴求以高精度在大范围内检测位于送电线圈或受电线圈附近的金属等异物。

为了实现上述目的，本公开的一技术方案的异物检测装置具备：第1线圈，其是具有第1端子和第2端子的卷绕的第1导线；第2线圈，其是与上述第1线圈相邻地配置、且具有第3端子和第4端子的卷绕的第2导线；第3线圈，其是在上述第2线圈的与上述第1线圈相邻的一侧的相反侧与上述第2线圈相邻地配置、且具有第5端子和第6端子的卷绕的第3导线，从上述第5端子向上述第6端子的卷绕方向与从上述第1端子向上述第2端子的卷绕方向相同；以及异物检测电路，其将具有第1预定波形的第1检测信号输出到上述第1线圈的上述第1端子，且将具有第2预定波形的第2检测信号向上述第3线圈的上述第5端子，生成跨上述第1线圈与上述第3线圈之间的合成磁场，上述第2预定波形的极性相对于上述第1预定波形的极性反转，并且，该异物检测电路测定与因有无异物而产生的上述合成磁场的变化对应的上述第1线圈和上述第3线圈中的任一方的线圈的阻抗值的变化量，在上述阻抗值的变化量超过了预定值时，判断为在上述第2线圈上存在异物。上述第2端子、上述第4端子以及上述第6端子的电位与上述异物检测电路的基准电位相同。

本公开的另一技术方案的异物检测装置具备：第1线圈，其是具有第1端子和第2端子的卷绕的第1导线；第2线圈，其是与上述第1线圈相邻地配置、且具有第3端子和第4端子的卷绕的第2导线；第3线圈，其在上述第2线圈的与上述第1线圈相邻的一侧的相反侧与上述第2线圈相邻地配置、且具有第5端子和第6端子的卷绕的第3导线，从上述第5端子向上述第6端子的卷绕方向与从上述第1端子向上述第2端子的卷绕方向相同；异物检测电路，其输出具有第1预定波形的第1检测信号；以及移相器，其将上述输出的第1检测信号变换为具有第2预定波形的第2检测信号，并将该第2检测信号输出到上述第3线圈的上述第5端子，上述第2预定波形的极性相对于上述第1预定波形的极性反转。上述异物检测电路将上述第1检测信号输出到上述第1线圈的上述第1端子和上述移相器输出，生成跨上述第1线圈与上述第3线圈之间的合成磁场，并且，测定与因有无异物而产生的上述合成磁场的变化对应的上述第1线圈和上述第3线圈的合成后的阻抗值的变化量，在上述阻抗值的变化量超过了预定值时，判断为在上述第2线圈之上存在异物。上述第2端子、上述第4端子以及上述第6端子的电位与上述异物检测电路的基准电位相同。

本公开的又一技术方案的异物检测装置具备：导线卷绕而成的第1线圈；导线卷绕而成的第2线圈，其与上述第1线圈相邻地配置；导线卷绕而成的的第3线圈，其相对于上述第2线圈在与上述第1线圈相反的方向与上述第2线圈相邻地配置；以及异物检测电路，其将具有第1预定波形的第1检测信号输出到上述第1线圈，将具有第2预定波形的第2检测信号输出到上述第3线圈，使在上述第1线圈中流动的基于上述第1检测信号的电流和在上述第3线圈中流动的基于上述第2检测信号的电流中的一方顺时针流动，使另一方逆时针流动，生成跨上述第1线圈与上述第3线圈之间的合成磁场，并且，测定与因有无异物而产生的上述合成磁场的变化对应的上述第1线圈和上述第3线圈的合成后的阻抗值的变化量，在上述阻抗值的变化量超过了预定值时，判断为在上述第2线圈之上存在异物。

这些统括的或具体的技术方案可以由系统、方法、集成电路、计算机程序或者记录介质实现。或者，也可以由系统、装置、方法、集成电路、计算机程序以及记录介质的任意组合实现。

根据本公开的一技术方案，能够在比以往更广的范围内以高精度检测异物。

附图说明

图1是示意性示出第1实施方式的异物检测装置的图。

图2是示意性示出图1的A1-A1’线处的检测线圈11a～11c的截面以及所生成的磁场的图。

图3是示意性示出第1实施方式的第1变形例的异物检测装置的图。

图4是示意性示出第1实施方式的第2变形例异物检测装置的图。

图5是示出第1实施方式的异物检测装置的工作的图。

图6A是示出第1实施方式的实际安装例的异物检测装置的检测线圈11a～11c的俯视图。

图6B是示出比较例的异物检测装置的检测线圈11a的俯视图。

图6C是示出由图6A和图6B所示的异物20引起的Q的变化率的距离依存性的图表。

图7A是示出第1实施方式的另一实际安装例的异物检测装置的检测线圈11a～11c的俯视图。

图7B是示出使反相的电流在相邻的两个检测线圈中流动的结构例的图。

图7C是示出图7A、图7B、图6B的各结构中的异物20对电感的影响的图表。

图8是示出第1实施方式的第3变形例的异物检测装置的图。

图9是示出第1实施方式的第4变形例的异物检测装置的图。

图10是示出第2实施方式的无线电力传送系统的框图。

图11A是示出图10的送电装置30的一部分的图。

图11B是示出图11A的A2-A2’线处的检测线圈11a-11c和送电线圈31a-31c的截面的图。

图12A是示出第2实施方式的第1变形例的无线电力传送系统的检测线圈11a～11i和送电线圈31的配置的图。

图12B是示出图12A的A3-A3’线处的检测线圈11a～11i和送电线圈31的截面的图。

图13是示出第2实施方式的送电装置的工作的图。

图14是示出第3实施方式的无线电力传送系统的框图。

图15是示出图14所示的送电装置的一部分的图。

图16是示出第3实施方式的第1变形例的无线电力传送系统的送电装置的一部分的图。

图17是示出第3实施方式的第2变形例的无线电力传送系统的送电装置的一部分的图。

图18是示出第3实施方式的第3变形例的无线电力传送系统的送电装置的一部分的图。

图19是示出第3实施方式的第4变形例的无线电力传送系统的送电装置的一部分的图。

图20是示出第2实施方式和第3实施方式的送电装置的工作的图。

图21是示出在进行送电之前检测异物且在进行送电的期间也检测异物的送电装置的工作的图。

图22是示出在送电装置上放置有具备受电装置的智能手机的状态的图。

图23是示出具备无线电力系统的停车场的图。

图24是示出以非接触方式从墙壁向在医院等中使用的机器人传送电力的无线电力传送系统的结构例的图。

图25是示出专利文献1的异物检测装置的检测线圈111的俯视图。

图26是示出图25的A11-A11’线处的检测线圈111的截面以及所生成的磁场的图。

图27A是示出图25所示的检测线圈111与金属异物的位置关系的图。

图27B是示出图25所示的检测线圈111的Q值的变化率的距离依存性的图。

图28是示出专利文献2的异物检测装置的检测线圈111a和111b的俯视图。

图29是示出图28的A12-A12’线处的检测线圈111a和111b的截面以及所生成的磁场的图。

标号说明

10、10a～10c：异物检测电路

11a～11i：检测线圈

12：移相器

20：异物

30、30a～30f：送电装置

31a～31d：送电线圈

32a～32d：送电电路

33：通信电路

34、34a：控制电路

35、35a～35c：开关电路

4：壳体

40：受电装置

41：受电线圈

42：受电电路

43：通信电路

44：控制电路

45：负载

5：磁性体基板

61：送电装置

62：智能手机

71：送电装置

71a：送电线圈

72：智能手机

72a：受电线圈

80：墙壁

81：直流电源

82：送电装置

83：控制电路

84：送电电路

85：送电线圈

86：异物检测电路

87：检测线圈

90：机器人

91：受电装置

92：受电线圈

93：受电电路

94：二次电池

95：驱动用电动马达

96：车轮

100、100a～100d：异物检测装置

111、111a：检测线圈

120：异物

具体实施方式

(成为了本公开的基础的见解)

关于“背景技术”一栏中记载的无线电力传送系统，本申请的发明人发现了存在能够以高精度检测异物的范围不够大这一问题。以下，对该问题进行详细说明。

首先，对“异物”的定义进行说明。在本公开中，“异物”是指在位于无线电力传送系统中的送电线圈或受电线圈附近时会因在送电线圈与受电线圈之间传送的电力而发热的物体。这样的物体例如可以是金属、人体或动物。

在无线电力传送系统中，若在传送电力的空间中存在异物，则该异物发热的危险性升高。在此，考虑异物是金属的情况。在以无线方式从送电线圈向受电线圈传送电力时，会因在送电线圈中流动的电流而在其周围产生磁场。在异物的表面上会因该产生的磁场而流动涡电流，从而导致异物发热。该发热可能会引起数十度以上的温度上升。

在无线充电联盟(Wireless Power Consortium：WPC)所制定的Qi标准中，规定了允许的温度上升的上限。在进行遵循Qi标准的无线电力传送的设备中，要求不超过该温度上升的上限。因此，在以无线方式进行送电的过程中，希望使得异物不会混入到送电线圈与受电线圈之间。为了进一步提高安全性，希望在开始送电之前检测送电线圈附近的异物。在进行了这样的检测工作的基础上，若仅在未检测到异物的情况下移向送电工作，则能够预先消除发热的危险性。

另一方面，存在想要扩大能够对智能手机等设备进行充电的区域的迫切期望。例如，存在想要通过扩大送电线圈等来扩大送电线圈能够送电的范围的迫切期望。伴随这样的迫切期望，希望扩大能够以高精度检测异物的范围。

尤其是，在车辆内的座间储物箱之下配置送电装置的充电系统中，送电线圈与智能手机等设备的距离有时会变大。要求即使送电线圈与受电设备的高度方向的距离变大，也以高精度进行异物的检测。

专利文献1公开了一种将一个线圈既用作送电线圈又用作检测线圈的系统。专利文献1的系统向检测线圈发送脉冲信号，并检测由其反射波引起的检测线圈的电压的变化，从而判别有无异物。

专利文献2公开了一种为了扩大能够检测异物的范围而并列配置两个以上的检测线圈的技术。专利文献2公开了：为了进行异物的检测，向在轴向上并列的发送线圈(即检测线圈)和接收线圈供给彼此反相的电流。专利文献2还公开了：通过这样的结构，使得从发送线圈发送出的信号不直接被接收线圈接收，而是以高灵敏度接收来自异物的反射波，从而进行异物的检测。

专利文献3公开了一种不是与检测异物的检测线圈相关而是与无线电力传送系统的送电线圈相关的技术。在专利文献3的系统中，使用将相邻的两个送电线圈的导线(以下，也称为“绕组线”)连接而得到的送电线圈单元。该送电线圈单元构成为从两个线圈产生的磁场的相位彼此相反。专利文献3还公开了：通过这样的结构，能够降低送电时在送电线圈单元的远方产生的电磁场的泄漏。

本申请的发明人对从专利文献1和专利文献2所公开的检测线圈产生的磁场分布进行了解析，结果发现，在这些检测线圈中，难以扩大能够以高精度检测异物的范围。以下，对该问题进行详细说明。

首先，对专利文献1进行说明。

专利文献1中的检测线圈是在与通过检测线圈的绕组线的中心的轴垂直的平面上卷绕绕组线而得到的平面线圈。

图25是示意性示出专利文献1所公开的异物检测装置的检测线圈111和位于该检测线圈111之上的异物120的俯视图。在图25中，为了简化附图，仅示出了检测线圈111的绕组线中的最外周部分和最内周部分。实际上，在最外周部分与最内周部分之间卷绕有多圈绕组线。在本公开中，关于图示检测线圈的其他附图也是同样的。

图26是示意性示出图25的A11-A11’线处的检测线圈111和异物120的截面以及检测线圈111周边的磁场分布的图。图26示出了从异物120侧观察时在检测线圈111的绕组线内逆时针流动有信号电流的状态。此外，在本公开中，将从异物或受电线圈侧观察时的顺时针称为“顺时针”，将从异物或受电线圈观察时的逆时针称为“逆时针”。

存在于检测线圈111附近的异物120(例如金属片)与检测线圈111周围产生的磁场相互作用，使在检测线圈111中流动的信号电流的频率和/或振幅变化。通过检测该变化，能够检测异物120。能够利用检测线圈111检测异物120的范围大致被限定为卷绕有检测线圈111的绕组线的范围之上。虽然在检测线圈111的绕组线的中心部的正上方容易检测异物120，但若远离绕组线，则异物120的检测灵敏度会急剧降低。

图27A和图27B是用于说明表示上述现象的实验结果的图。如图27A所示，在检测线圈111的轴上配置金属异物120，在使形成有检测线圈111的绕组线的面(称为“线圈面”)与异物120的距离h变化的同时，测定了Q值的变化率。Q值的变化率是表示相对于不存在异物120时的Q值的值，Q值以何种程度变化的量。在本实验中，作为一例，使用了直径为56mm的圆形的检测线圈111和由厚度为1mm且一边的长度为20mm的立方体的铁板形成的异物120。

从图27B可知，线圈111的Q值(＝2πfL/R，f：频率，L：电感，R：电阻)的变化率在距离h为9mm以上时降低至大约10％以下，灵敏度显著降低。根据该结果可知，在专利文献1的结构中，在远离线圈面的位置处，磁场的强度显著较低。在专利文献1的结构中，难以增大能够以高精度检测异物的高度方向上的距离。

接着，对专利文献2进行说明。

专利文献2所公开的平面柔性天线具有在横向上排列有多个检测线圈组的结构，该检测线圈组具有在轴向上并列配置的多个平面线圈。通过这样的结构，能够扩大能够检测异物的范围。在此，各检测线圈组所包含的多个平面线圈并联连接。因此，能够合成而认为是一个线圈。为了简化，在以下的说明中，将检测线圈组当作一个检测线圈来处理。

图28是示意性示出专利文献2所公开的平面柔性天线的多个检测线圈中的相邻的两个检测线圈111a、111b的俯视图。图28示出了异物120位于检测线圈111a的中心部之上的状况。

图29是示意性示出图28的A12-A12’线处的检测线圈111a、111b和异物120的截面以及检测线圈111a周边的磁场分布的图。在此，由于在检测线圈111a上存在异物，所以仅向检测线圈111a输入检测信号。这样，在专利文献2的结构中，同时仅向一个检测线圈(组)输入检测信号。

如图29所示，即使在使用了两个检测线圈111a、111b的情况下，磁场分布也与图25所示的检测线圈为一个的情况下的磁场分布是同样的。由此，在专利文献2的结构中，也无法在远离线圈面的位置处使磁场足够强。在这样的结构中，难以增大能够以高精度检测异物的高度方向上的距离。

这样，本申请的发明人发现了如下的新问题：即使使用如专利文献2公开的排列有多个检测线圈(组)的异物检测装置，在检测线圈与异物的距离大的情况下，也无法以高精度检测异物。

由上述考察可知，在专利文献1和专利文献2的结构中，难以增大能够以高精度检测异物的距离。尤其是，难以增大高度方向上的距离。

另一方面，专利文献3公开了无线电力传送系统所使用的送电线圈，而非检测异物的检测线圈。使用构成为将相邻的两个送电线圈的导线连接而使得产生的磁场相位相反的送电线圈单元。使用这样的送电线圈单元的目的在于减少送电时在送电线圈单元的远方产生的电磁场的泄漏。

在无线电力传送系统中，要求在将送电线圈与受电线圈的间隔保持为一定的距离的状态下，尽量不使从送电线圈产生的磁场不变化，向受电线圈稳定地输送电力。

送电时的功率例如为1W～50kW左右。若在送电期间有异物侵入到两个线圈之间，则异物可能会发热。

另一方面，在异物检测工作时从检测线圈发送的信号的功率例如为10mW～100mW左右。从检测线圈发送的信号的功率与送电时的功率相比非常小(例如为送电时的功率的大约千分之一以下)。由此，在异物检测工作时，不存在由异物的发热引起的危险性。在送电线圈与检测线圈中，由于目的不同，所以输出的电力当然大不相同。例如，若不检测异物就进行送电，则如上所述，异物可能会发热。在专利文献3中，不存在在线圈上检测与线圈隔开距离的异物这一着眼点。

如上所述，在无线电力传送系统中，要求扩大能够以高精度检测异物的距离。通过以上的考察，本申请的发明人想到了以下公开的各技术方案。

本公开的一技术方案的异物检测装置具备：

第1线圈，其是具有第1端子和第2端子的卷绕的第1导线；

第2线圈，其是与上述第1线圈相邻地配置、且具有第3端子和第4端子的卷绕的第2导线；

第3线圈，其是在上述第2线圈的与上述第1线圈相邻的一侧的相反侧与上述第2线圈相邻地配置、且具有第5端子和第6端子的卷绕的第3导线，从上述第5端子向上述第6端子的卷绕方向与从上述第1端子向上述第2端子的卷绕方向相同；以及

异物检测电路，其将具有第1预定波形的第1检测信号输出到上述第1线圈的上述第1端子，且将具有第2预定波形的第2检测信号输出到上述第3线圈的上述第5端子，生成跨上述第1线圈与上述第3线圈之间的合成磁场，上述第2预定波形的极性相对于上述第1预定波形的极性反转，并且，该异物检测电路测定与因有无异物而产生的上述合成磁场的变化对应的上述第1线圈和上述第3线圈中的任一方的线圈的阻抗值的变化量，在上述阻抗值的变化量超过了预定值时，判断为在上述第2线圈上存在异物，

上述第2端子、上述第4端子以及上述第6端子的电位与上述异物检测电路的基准电位相同。

根据上述技术方案，

异物检测装置具备：第1线圈，其是具有第1端子和第2端子的卷绕的第1导线；第2线圈，其是与上述第1线圈相邻地配置、且具有第3端子和第4端子的卷绕的第2导线；第3线圈，其是在上述第2线圈的与上述第1线圈相邻的一侧的相反侧与上述第2线圈相邻地配置、且具有第5端子和第6端子的卷绕的第3导线，从上述第5端子向上述第6端子的卷绕方向与从上述第1端子向上述第2端子的卷绕方向相同；以及异物检测电路。并且，异物检测电路将具有第1预定波形的第1检测信号输出到上述第1线圈的上述第1端子，且将具有第2预定波形的第2检测信号输出到上述第3线圈的上述第5端子，生成跨上述第1线圈与上述第3线圈之间的合成磁场，上述第2预定波形的极性相对于上述第1预定波形的极性反转。

由此，位于一个检测线圈的两侧的两个检测线圈之间的磁场耦合。因此，能够增强在相邻的三个检测线圈的中央的检测线圈上在远离的位置产生的磁场。

并且，测定与因有无异物而产生的上述合成磁场的变化对应的上述第1线圈和上述第3线圈的合成后的阻抗值的变化量。并且，在上述阻抗值的变化量超过了预定值时，判断为在上述第2线圈上存在异物。

由此，不仅能够配置多个线圈来扩大检测异物的范围，还能够增强中央的检测线圈的上侧的磁场而以高精度检测位于中央的检测线圈的上侧的异物。

其结果，能够扩大能够以高精度检测异物的范围(尤其是高度方向上的范围)。

而且，由于能够使用通用的检测线圈，所以能够抑制部件数、尺寸以及制造成本的增大。

在此，“阻抗值的变化量”是指相对于在第1线圈～第3线圈附近不存在异物时所检测出的阻抗值的变化量。即，在第1线圈和第3线圈附近不存在异物时的阻抗值与当前的阻抗值之差是“阻抗值的变化量”。“测定阻抗值的变化量”不仅是指直接测定阻抗值的变化量，还泛指测定根据阻抗的变化而变化的其他物理量的变化量。通过这些物理量的测定，能够间接测定阻抗的变动。在根据阻抗的变化而变化的物理量中，可以包括第1线圈和第3线圈中的至少一方的线圈的电压值、电流值、电压或电流的频率、电感值、耦合系数或者Q值等。测定第1检测信号和第2检测信号的至少一方的反射信号，或者将第1检测信号和第2检测信号的反射信号合成后的信号的频率和/或振幅等变化量，也属于“测定阻抗的变化量”。这些定义也同样适用于以下的公开内容。

以下，对本公开的更具体的实施方式进行说明。在以下的说明中，根据需要而使用图中的XYZ坐标。

(实施方式1)

图1是示意性示出第1实施方式的异物检测装置100的图。异物检测装置100具备包括检测线圈11a～11c的多个检测线圈和检测异物的异物检测电路10。以下，有时将检测线圈简称为“线圈”。检测线圈11a～11c在同一平面上沿着一个方向接近排列。图1示出了在与检测线圈11b对向的位置存在异物20的状况。异物检测电路10使彼此反相的电流同时在两个检测线圈11a、11c中流动。基于由此得到的反射信号来检测异物20。

虽然在图1中示出了三个检测线圈11a～11c，但实际上可排列更多的检测线圈。各线圈在卷绕的导线的两端具有两个端子。一方的端子与异物检测电路10的基准电位为相同电位，另一方的端子连接于异物检测电路10的输出端子。在此，“基准电位”是指成为异物检测电路10所输出的检测信号的基准的电位，典型地是接地电位。异物检测电路10的“输出端子”是指输出用于检测异物的检测信号的端子。以下，虽然设为基准电位是接地电位，但基准电位可以是任意的电位。

异物检测电路10在某一定时使相位彼此反转的电流在与从多个检测线圈选择出的一个检测线圈的两侧相邻的两个检测线圈中流动。在本实施方式中，通过相位反转的检测信号S1和S2来实现上述工作。图1示出了向第1线圈11a和第3线圈11c分别发送第1检测信号S1和第2检测信号S2的状况。在另一定时向与不同于第2线圈11b的另一检测线圈(例如第3线圈11c)的两侧相邻的两个检测线圈(第2线圈11b和未图示的第4线圈)分别发送检测信号S1和S2。这样，异物检测电路10在依次切换检测信号S1和S2的发送目的地的两个线圈的同时进行异物检测工作。由此，能够在配置有多个检测线圈的区域整体中进行异物检测。以下，为了简化，仅着眼于图1所示的三个检测线圈11a～11c来对更具体的结构和工作进行说明。

检测线圈11a～11c分别是具有两个端子的卷绕的导线。第1线圈11a具有第1端子T1和第2端子T2。第2线圈11b具有第3端子T3和第4端子T4。第3线圈11c具有第5端子T5和第6端子T6。第1端子T1、第3端子T3以及第5端子T5是位于绕组线的外侧的外侧端子。第2端子T2、第4端子T4以及第6端子T6是位于绕组线的内侧的内侧端子。在图1中用箭头示出了各导线的卷绕方向。本实施方式中的卷绕方向是从外侧端子T1、T3和T5分别朝向内侧端子T2、T4和T6的方向，并且是顺时针的方向。但是，本公开不限于这样的卷绕方向。

外侧端子T1、T3和T5与异物检测电路10的输出端子连接，接收异物检测电路10所输出的检测信号。但是，在图1所示的定时下，检测线圈11b的外侧端子T3不与异物检测电路10连接，检测信号仅被输入到端子T1和T5。内侧端子T2、T4和T6与地线连接。外侧端子T1、T3和T5可以配置于从绕组线的外侧的部分到异物检测电路10之间的任意位置。内侧端子可以配置于从绕组线的内侧的部分到地线之间的任意位置。外侧端子和内侧端子分别也可以是与异物检测电路10直接连接的接点和与地线直接连接的接点。在该情况下，与图1所示的例子不同，有时不能清楚地看到端子。在以下的说明所参照的附图中，有时省略表示端子的“●”记号的记载。

各外侧端子及各内侧端子与异物检测电路10及地线的连接关系也可以与前述的关系相反。即，也可以是各外侧端子与地线连接，各内侧端子与异物检测电路10的输出端子连接。根据各线圈的导线的卷绕方法，也存在不清楚两个端子中的哪一个为外侧哪一个为内侧的形态。本公开也包含这种形态。

异物检测电路10向检测线圈11a～11c中的位于中央的检测线圈11b的两侧的两个检测线圈11a和11c分别发送(在本公开中，也表述为“输出”)第1检测信号S1和第2检测信号S2。异物检测电路10接收通过检测信号S1和S2分别被两个检测线圈11a和11c反射而产生的反射信号。基于反射信号来判断检测线圈11b的上侧有无异物。第1检测信号S1具有预定的波形，第2检测信号S2具有使该波形的极性反转而得到的波形。因此，当由第1检测信号S1和第2检测信号S2的一方引起的电流在包含检测线圈11a～11c的面上顺时针流动时，由第1检测信号S1和第2检测信号S2的另一方引起的电流在包含检测线圈11a～11c的面上逆时针流动。即，在两个检测线圈11a和11c中流动方向彼此相反的电流。

检测信号S1和S2例如分别可以是交流信号或脉冲信号。脉冲信号既可以是单极性，也可以是双极性。如图1所示，在检测信号S1和S2是正弦波的情况下，异物检测电路10例如生成彼此具有180度的相位差的检测信号S1和S2。

图2是示意性示出图1的A1-A1’线处的检测线圈11a～11c和异物20的截面以及所生成的磁场的图。异物检测电路10通过观测来自检测线圈11a与11c的反射信号而判断有无接近检测线圈11b的异物20。如图2所示，检测线圈11a和11c通过从异物检测电路10输出的检测信号S1和S2而在其附近形成磁场。在某一瞬间，在检测线圈11a中流动逆时针的电流，在检测线圈11c中流动顺时针的电流。由此，在检测线圈11a的+X侧(右侧)的导线与检测线圈11c的-X侧(左侧)的导线中流动相同的+Y方向的电流。由此，生成跨两个线圈11a与11c之间的合成磁场。该合成磁场形成为将夹在两个线圈11a与11c之间的线圈11b包围。此时，若异物20存在于检测线圈11b的上侧(+Z侧)，则磁场的一部分会被遮挡而使反射信号产生变化。当异物20在检测线圈11a与11c之间产生电容时，检测线圈11a与11c的电感会因电容而变化。反射信号的频率也会根据该变化而变化。若检测线圈11a和11c的电感降低，则反射信号的频率增大。反之，若检测线圈11a和11c的电感增大，则反射信号的频率降低。在异物20因感应电流而被加热时，检测信号S1和S2的能量被消耗，反射信号的振幅减少。检测反射信号的变化通过直接测定反射信号或者测定发送出的检测信号与接收到的反射信号的合成信号来加以检测。

反射信号的合成信号例如可以是表示从异物检测电路10输出的检测信号S1的反射信号与检测信号S2的反射信号的差量的信号(称作“差信号”)。由于检测信号S2是使检测信号S1的极性反转而得到的信号，所以该差信号具有各反射信号的振幅的大约2倍的振幅。通过这样取两个反射信号的差量，能够提高检测的灵敏度。异物检测电路10例如在输出检测信号S1的端子与输出检测信号S2的端子之间读取两个反射信号。由此，测定检测信号S1的反射信号与检测信号S2的反射信号的信号差。根据这样的结构，也具有阻抗、振幅、频率等的测定电路为一个即可的优点。

异物检测电路10例如以如下方式来判断有无异物20。首先，预先测定在检测线圈11a～11c的附近不存在异物20时的反射信号或合成信号的频率和/或振幅，将其值作为基准值而存储于存储器。当检测到具有与该基准值不同的频率和/或振幅的反射信号或合成信号时，判断为存在异物20。

在此，虽然说明了基于接收到的反射信号或合成信号的频率和/或振幅的变化来判断有无异物的情况，但如前所述，也可以基于根据阻抗的变化而变化的其他物理量的变化来判断有无异物。这一点也同样适用于以下公开的其他技术方案。

图1所示的异物检测装置100构成为在夹着一个线圈11b而配置于其两侧的两个检测线圈11a和11c中流动相反方向的电流。为此，异物检测电路10生成极性彼此反转的两个检测信号S1和S2。另一方面，如参照图3和图4在以下所说明那样，也可以使用仅生成一个检测信号的异物检测电路10a来实现同样的工作。由异物检测电路10a生成的检测信号与前述的检测信号同样，例如是交流信号或脉冲信号。

图3是示意性示出第1实施方式的第1变形例的异物检测装置100a的图。图3所示的异物检测装置100a还具备至少一个移相器12。在图3所示的例子中，移相器12连接在检测线圈11c的第5端子T5与异物检测电路10a之间。检测线圈11a～11c在一个面上具有卷绕方向相同的导线。异物检测电路10a生成第1检测信号S1，并将其发送给第1线圈11a和移相器12。移相器12生成使第1检测信号S1的极性反转而得到的第2检测信号S2，并将其发送给检测线圈11c的第5端子T5。这样，异物检测电路10a经由移相器12将第2检测信号S2输出到第5端子T5。该结构在由异物检测电路10a生成的检测信号S1是在各周期的前半段和后半段具有反转的波形的周期性信号(例如，正弦波等交流信号)时有效。由此，能够将相对于由异物检测电路10a生成的检测信号S1相位实质上相反的(即，相位错开大约180度)的检测信号S2输入到检测线圈11c。根据图3所示的异物检测装置100a，将从异物检测电路10a发送的检测信号S1分配为两个信号，将通过移相器12使相位延迟了大约180度的检测信号S2发送给检测线圈11c。由于在两个检测线圈11a和11c中流动方向彼此相反的电流，所以在检测线圈11a与11c之间形成与图2所示的合成磁场同样的合成磁场。异物检测电路10a通过前述处理，能够检测存在于检测线圈11b的上侧的异物。此外，移相器12也可以不与第3线圈11c的端子T5连接而与第1线圈11a的端子T1连接。在内侧端子T2和T6与异物检测电路10a的输出端子连接的形态中，移相器12与内侧端子T2和T6的一方连接。

图4是示意性示出第1实施方式的第2变形例的异物检测装置100b的图。配置于检测线圈11b的两侧的两个检测线圈11a和11c在一个面上具有卷绕方向彼此不同的导线。即，从端子T1向端子T2的卷绕方向与从端子T5向端子T6的卷绕方向相反。异物检测电路10a生成一个检测信号S1，并将其输出到检测线圈11a的第1端子T1和检测线圈11c的第5端子T5。根据图4所示的异物检测装置100b，将从异物检测电路10a发送出的检测信号S1分配为两个信号，向检测线圈11a和11c发送相同的检测信号。由于检测线圈11a和11c在一个面上具有卷绕方向不同的绕组线，所述在相邻的两个检测线圈11a与11c中流动方向彼此相反的电流。由此，在检测线圈11a与11c之间生成与图2所示的合成磁场同样的合成磁场。异物检测电路10a通过前述处理，能够检测存在于检测线圈11b的上侧的异物。此外，检测信号S1也可以不向外侧端子T1和T5发送而向内侧端子T2和T6发送。

根据在图3和图4中分别示出的异物检测装置100a和100b，异物检测电路10a构成为输出一个检测信号即可。因此，具有能够简化电路的优点。根据图3的异物检测装置100a，由于能够由相同的部件构成多个检测线圈11a～11c，所以能够抑制制造成本。另一方面，根据图4的异物检测装置100b，不使用移相器12就能够使方向彼此相反的电流在两个检测线圈11a和11c中流动。在准备卷绕方向不同的多个检测线圈要比准备移相器12更廉价的情况下，通过图4的结构，能够将制造成本抑制得更低。

接着，参照图5对本实施方式的异物检测装置的工作的一例进行说明。在以下的说明中，虽然设想图1的结构，但在图3和图4的结构中也能够应用同样的工作。

首先，开始异物检测装置的工作(步骤S1)。例如，进行装置(IC、存储器等)的初始化等工作。之后，执行异物检测处理(步骤S2)。在异物检测处理中，首先，异物检测电路10将第1检测信号和第2检测信号分别发送给第1线圈11a和第3线圈11c(步骤S11)。在此，在图3所示的结构中，第2检测信号经由移相器12被发送给第3线圈11c。在图4所示的结构中，第1检测信号和第2检测信号是相同的信号。在第1线圈11a中流动的电流和在第2线圈11c中流动的电流的一方顺时针流动，另一方逆时针流动。由此，产生跨第1线圈11a与第3线圈11c之间的合成磁场。合成磁场因有无异物而变化。由此，第1检测信号和第2检测信号的反射信号根据由有无异物引起的合成磁场的变化而变化。

接着，异物检测电路10检测因有无异物而变化的反射信号的变化(步骤S12)。

接着，异物检测电路10判定与因有无异物而产生的合成磁场的变化对应的反射信号的变化量是否超过了预定的阈值(步骤S13)。在此，反射信号的变化量是指在检测线圈11a～11c附近不存在异物时的反射信号的频率或振幅等的值与异物检测电路10所检测到的反射信号的频率或振幅等的值之差。异物检测电路10在反射信号的变化量超过了预定的阈值时，判断为在第2线圈11b的上侧存在异物(步骤S14)，否则判断为不存在异物(步骤S15)。在判断为存在异物的情况下，异物检测电路10反复执行步骤S11～S14的工作，直至判断为不存在异物。

在反射信号的变化量未超过预定的阈值时，异物检测电路10输出表示不存在异物的信号(步骤S3)。在异物检测装置是无线电力传送系统的一部分的情况下，该信号例如可发送给该系统中的送电装置。送电装置接收该信号而进行例如开始送电工作等工作。表示不存在异物的信号能够与送电装置无关地被发送给需要有无异物的信息的任意设备。

接着，参照图6A～图6C对本实施方式的异物检测装置的效果进行说明。

图6A是示意性示出图4所示的异物检测装置100b的实际安装例中的检测线圈11a～11c的俯视图。检测线圈11a的导线的从外侧端子向内侧端子的卷绕方向与检测线圈11c的导线的从外侧端子向内侧端子的卷绕方向彼此相反。各线圈的外周的直径为56mm。检测线圈11a和11c各自的导线的圈数为12圈。检测线圈11a～11c以中心间隔58mm配置成一列。检测线圈11b具有与检测线圈11a相同的形状。其卷绕方向也与检测线圈11a的卷绕方向相同。在检测线圈11b的中心的位置配置有形状为20×20×1[mm]的立方体的包含铁的异物20。在使检测线圈11b的上表面与异物20a的下表面的距离变化的同时，测定了Q值的变化率。检测线圈11a和11c的供电点连接于输出一个检测信号S1的异物检测电路。检测线圈11a与11c以使得在两个检测线圈11a和11c中流动方向彼此相反的电流的方式接线于异物检测电路。

图6B是示出比较例中的异物检测装置的检测线圈11a的俯视图。该异物检测装置仅包括图6A所示的多个检测线圈中的检测线圈11a。在检测线圈11a的中心的位置配置有形状为20×20×1[mm]的立方体的包含铁的异物20。在使检测线圈11a的上表面与异物20a的下表面的距离变化的同时，测定了Q值的变化率。检测线圈11a的供电点连接于输出一个检测信号S1的异物检测电路。

图6C是示出图6A和图6B的各结构中的由异物20引起的Q值(＝2πfL/R，f：频率，L：电感，R：电阻)的变化率的距离依存性的图表。针对图6A所示的检测线圈11a和11c，测定了不存在异物20时的Q值(根据合成阻抗算出的Q值：Q1)，并计算了相对于不存在异物时的Q值(Q01)的变化率ΔQ1。同样，针对图6B所示的检测线圈11a，测定了不存在异物20时的Q值(Q2)，并计算了相对于不存在异物时的Q值(Q02)的变化率ΔQ2。Q值的变化率ΔQ1以及ΔQ2由以下式子表示。

ΔQ1＝(Q1-Q01)/Q01×100[％] (图6A)

ΔQ2＝(Q2-Q02)/Q02×100[％] (图6B)

可知，在线圈面与异物之间的距离为大约10mm以上的情况下，图6A的实施例中的Q值的变化率ΔQ1比图6B的比较例中的变化率ΔQ2大。另外，即使线圈面与异物之间的距离超过10mm，也不存在变化率的下跌。即，在实施例的结构中，与使用了单一的检测线圈11a的结构相比，能够得到更稳定的输出。这是因为，如图2所示，通过由两个检测线圈11a和11c生成跨检测线圈11a与11c之间的合成磁场，检测线圈11b的上侧的磁场被增强。

向两个检测线圈11a和11c分别输入的检测信号可以是在各周期的前半段和后半段具有反转的波形的周期性信号(例如，正弦波等交流信号)。此时，在检测线圈11a与11c中流动相位实质上相反的检测信号或电流。由此，能够以高精度检测存在于检测线圈11b的上侧的异物。在此，“相位实质上相反”是指在检测线圈11a和11c中分别流动的两个检测信号或两个电流的相位差处于能够检测夹在检测线圈11a与11c之间的检测线圈11b的上侧的异物20的范围内。虽然只要两个电流的相位差是180度±90度就能够得到效果，但更优选的相位差的范围是180度±45度。

此外，作为以相反相位对两个检测线圈供电时的研究事项，例如可举出以下事项。

(a)是使两个检测线圈的导线的卷绕方向为相同方向还是使其为相反方向，

(b)从外侧端子和内侧端子中的哪个端子输入检测信号，

(c)在使用一个检测信号的情况下，是否使用移相器，

(d)在使用两个检测信号的情况下，是否使这些信号的相位错开大约180度。

通过单独研究或者组合研究这些事项，能够使相位相反的电流在两个检测线圈中流动。

如上所述，根据本实施方式中的异物检测装置，能够在抑制部件数、尺寸以及制造成本的增大的同时，更可靠地检测与位于两个检测线圈之间的检测线圈分离的异物。

接着，对关于会给检测灵敏度带来影响的电感的研究结果进行说明。

图7A是示出本实施方式的另一实施例的结构的图。图7B是示出向相邻的两个检测线圈11a和11b输出相位相反的检测信号的比较例的图。在这些例子中，各检测线圈的结构也与图6A所示的检测线圈11a的结构相同。图7C是输出图7A、图7B以及图6B的各结构中的不存在异物时的电感的值的测定结果的图。

在图7A和图7B的例子中，检测线圈11a～11c各自的导线的从外侧端子向内侧端子的卷绕方向(图中箭头所示的方向)都相同。在图7A的实施例中，从异物检测电路输出的一个检测信号分开向检测线圈11a的内侧端子(或外侧端子)和检测线圈11c的外侧端子(或内侧端子)输入。其结果，在检测线圈11a和11c中流动彼此反相的检测信号(即反相的电流)。当在检测线圈11a和11c中的一方流动着顺时针的电流时，在另一方流动逆时针的电流。由此，生成跨检测线圈11a与检测线圈11c之间的合成磁场。

另一方面，在图7B的例子中，与上述同样的关系对于相邻的两个检测线圈11a和11b成立。即，从异物检测电路输出的一个检测信号分开向检测线圈11a的内侧端子(或外侧端子)和检测线圈11b的外侧端子(或内侧端子)输入。其结果，在检测线圈11a和11b中流动彼此反相的检测信号(即反相的电流)。当在相邻的检测线圈11a和11b中的一方流动着顺时针的电流时，在另一方流动逆时针的电流。由此，生成跨检测线圈11a与检测线圈11b之间的合成磁场。

在图7A和图7B的例子中，测定了流动彼此反相的电流的两个检测线圈中的一方的线圈的电感的值。在图6B的例子中，测定了检测线圈11a的电感的值。

如图7C所示，图7A的例子中的电感与图7B的例子中的电感大致相等，都为图6B的例子中的电感的大约一半的值。

若检测线圈的电感变化，则检测信号的频率变化。具体而言，电感越大，则频率越降低。在图6A或图7A的结构中，虽然能够提高检测线圈的上侧的检测灵敏度，但位于相邻的两个检测线圈之间的上方的异物的检测灵敏度比较低。

因此，在位于相邻的两个检测线圈之间的上方的异物的检测中，利用图7B所示的以相反相位向相邻的两个线圈供电的结构是有效的。通过将图6A或图7A的结构与图7B的结构进行组合，能够实现位于与线圈面平行的平面上的异物的可靠检测。在这样的结构中，切换两个检测方法来检测异物。在该情况下，希望在两个检测方法中检测信号的频率相同或相近。由此，能够使用同一异物检测电路，从而能够实现部件个数的削减和检测电路的简化。

为了在两个检测方法中使检测信号的频率接近，希望两个检测方法中的电感相近。如图7C所示，在图7A和图7B的例子中，电感呈现非常相近的值。由此，能够将本实施方式中的异物检测装置与图7B所示的异物检测装置容易地组合。通过这样并用两个异物检测方法，能够在包含相邻的两个检测线圈之间的上方的区域和各检测线圈的中心部之上的区域在内的异物有可能发热的整个区域中检测异物。

如第2和第3实施方式中所说明那样，本实施方式的异物检测装置能够应用于具备一个或多个送电线圈(例如，送电线圈的阵列或者大型的送电线圈)的无线送电装置或无线电力传送系统。由此，可起到能够在送电前或送电中可靠地检测异物这一优异的效果。

以上，虽然对具有三个检测线圈的异物检测装置进行了说明，但如前所述，异物检测装置还可以具有更多的检测线圈。以下，参照图8和图9，对具有四个检测线圈的异物检测装置的例子进行说明。

图8是示意性示出第1实施方式的第3变形例的异物检测装置100c的图。该异物检测装置100c具备四个检测线圈11a～11d、异物检测电路10b以及开关13a、13b。四个检测线圈11a～11d在一个面上彼此接近而沿着一个方向排列。各线圈的从外侧端子向内侧端子的卷绕方向相同(在图8中为顺时针)。异物检测装置100c在某一定时使方向彼此相反的电流在检测线圈11a～11d中的隔着一个线圈而配置的两个检测线圈(检测线圈11a、11c或检测线圈11b、11d)中流动。

检测线圈11a和11b的外侧端子连接于开关13b。检测线圈11c和11d的外侧端子连接于开关13a。开关13a经由移相器12连接于异物检测电路10b。开关13b直接连接于异物检测电路10b。

异物检测电路10b与图3和图4所示的异物检测电路10a同样地生成一个检测信号S1，而且控制开关13a和13b。例如，在通过开关13b将检测线圈11a与异物检测电路10b连接时，进行控制以通过开关13a将检测线圈11c与异物检测电路10b连接。反之，在通过开关13b将检测线圈11b与异物检测电路10b连接时，进行控制以通过开关13a将检测线圈11d与异物检测电路10b连接。在此，向检测线圈11c或11d输入的检测信号S2通过移相器12而相对于向检测线圈11a或11b输入的检测信号S1成为实质上相反的相位(例如相位差为大约180度)。因此，在向检测线圈11a和11c供电时，能够以高精度检测检测线圈11b的上侧的异物。在向检测线圈11b和11d供电时，能够以高精度检测检测线圈11c的上侧的异物。

图9是示意性示出第1实施方式的第4变形例的异物检测装置100d的图。该异物检测装置100d具备四个检测线圈11a～11d、异物检测电路10c以及开关13a、13b。在该变形例中，在不设置移相器12而是使异物检测电路10c输出两个检测信号S1和S2这一点上与第3变形例不同。除此之外与第3变形例相同。

异物检测电路10c与图1所示的异物检测电路10同样地生成两个检测信号S1和S2，而且控制开关13a和13b。例如，在通过开关13b将检测线圈11a与异物检测电路10c连接时，进行控制以通过开关13a将检测线圈11c与异物检测电路10c连接。反之，在通过开关13b将检测线圈11b与异物检测电路10c连接时，进行控制以通过开关13a将检测线圈11d与异物检测电路10c连接。向检测线圈11a或11b输入的检测信号S2是相对于向检测线圈11c或11d输入的检测信号S1相位实质上相反(例如相位差为大约180度)的信号。因此，在向检测线圈11a和11c供电时，能够以高精度检测线圈11b的上侧的异物。在向检测线圈11b和11d供电时，能够以高精度检测检测线圈11c的上侧的异物。

根据图8以及图9所示的异物检测装置，通过使用四个以上的检测线圈和至少两个开关，能够以简易的结构高灵敏度地检测多个检测线圈的上侧的异物。

至此，虽然举出一维配置多个检测线圈的例子而进行了说明，但对于二维配置的多个检测线圈当然也可获得同样的效果。

在异物检测装置具备五个以上的检测线圈的情况下，通过增加与开关连接的检测线圈的个数，也能够将异物检测电路选择性地与多个检测线圈中的隔着一个线圈而配置的两个检测线圈连接。另外，也可以取代上述方法而根据需要使异物检测装置具备三个以上的开关。

图8和图9的异物检测装置中的多个检测线圈11a～11d的卷绕方向虽然全部相同，但不限于这样的结构。例如，也可以使一部分检测线圈的卷绕方向与其他检测线圈的卷绕方向相反。在该情况下，通过对卷绕方向彼此相反的两个检测线圈提供同一检测信号，能够使方向彼此相反的电流在这些检测线圈中流动。为了实现该目的，能够将图1(异物检测电路输出具有彼此反转的极性的多个检测信号)、图3(使用移相器)以及图4(使卷绕方向相反)所示的结构适当组合来加以利用。

(实施方式2)

图10是示出第2实施方式的无线电力传送系统的框图。该无线电力传送系统包括送电装置30和受电装置40。送电装置30具备异物检测电路10、检测线圈11a～11c、送电线圈31a～31c、送电电路32a～32c、通信电路33以及控制电路34。送电电路32a～32c分别连接于检测线圈31a～31c，产生高频电力并输出。送电装置30的控制电路34连接于异物检测电路10、送电电路32a～32c以及通信电路33连接，对这些电路进行控制。受电装置40具备受电线圈41、受电电路42、通信电路43、控制电路44以及负载45。受电装置40的控制电路44控制受电电路42和通信电路43。送电装置30具备图1所示的异物检测装置(包括异物检测电路10和检测线圈11a～11c)。由此，能够检测送电线圈31b的上侧的异物。

各送电线圈和各检测线圈例如可以是形成于基板的薄型的平面线圈。可通过一层导电体图案或层叠的多层导电体图案而形成于基板。也可以使用采用了铜线、利兹线、绞合线等的绕组线线圈。

送电电路32a～32c例如可以是全桥型的逆变器、或者D级或E级等的振荡电路。送电电路32a～32c连接于未图示的直流电源，将从直流电源输入的直流电力变换为交流电力并输出。该交流电力由从多个送电线圈31a～31c中选择出的至少一个送电线圈输出到空间。

控制电路34是控制送电装置30整体的工作的处理器。送电电路34例如可由CPU(Central Processing Unit：中央存储单元)与储存有计算机程序的存储器的组合实现，或者由微型计算机(microcomputer)等集成电路实现。

异物检测电路10进行在实施方式1中说明的用于检测异物的工作。异物检测电路10例如可由微型计算机、脉冲产生器、测定电路、开关电路等多个构成要素的组合来实现。测定电路测定随着电路上的电压、电流、频率、电感这样的阻抗的变化而变动的物理量。

通信电路33与受电装置40中的通信电路43进行通信，例如接收受电装置200的负载45的阻抗等信息。该信息被发送给控制电路43，用于传送频率和传送功率的控制等。

受电电路220可以包括整流电路、频率变换电路、恒压恒流控制电路、通信用的调制解调电路等各种电路。将接受的高频的交流电力变换为负载45可利用的直流电力或低频的交流电力。也可以设置测定从受电线圈41输出的电压、电流等的各种传感器。

图11A是示意性示出图10所示的送电装置30的一部分的图。图11A示出了检测线圈11a～11c与送电线圈31a～31c的XY面上的位置关系。图11B是示出图11A的A2-A2’线处的检测线圈11a～11c和送电线圈31a～31c的截面的图。如图11B所示，检测线圈11a～11c和送电线圈31a～31c设置在磁性体基板5上。送电装置30设置在壳体(罩)4内。壳体4由塑料等能够使电磁场穿过的材料构成。

为了简化附图，在图11A中省略了磁性体基板5、壳体4以及其他电路的记载，在图11B中省略了送电装置30内的各电路的记载。在该送电装置30中，在送电线圈31a～31c的外周的外侧分别设置有检测线圈11a～11c。即，与一个送电线圈对应地设置有一个检测线圈。由此，能够可靠地在送电线圈31a～31c的上侧检测有可能发热的异物20。通过将检测线圈11a～11c和送电线圈31a～31c配置在同一个面上，具有能够实现送电装置30自身的薄型化的效果。而且，根据图11A的结构，通过分开设置送电线圈与检测线圈，也具有能够与送电工作相独立地检测异物20这一效果。因此，即使在送电期间内也能够检测异物20。

从异物检测电路10输出的检测信号S1和S2的频率既可以与所输送的电力的频率相同，也可以不同。在电力的频率例如为100kHz～200kHz时，检测信号S1和S2的频率可以是相同或更高的频率(例如100kHz～2MHz)。

在图11A和图11B的结构中，检测线圈11a～11c和送电线圈31a～31c配置在同一个面上。但是，不限于这样的结构。检测线圈11a～11c也可以分别设置在送电线圈31a～31c之上(例如，送电线圈31a～31c与壳体4之间)。根据这样的结构，具有异物检测的灵敏度提高这一优点。另外，检测线圈11a～11c也可以分别设置在送电线圈31a～31c之下(例如，送电线圈31a与磁性体基板5之间)。由此，具有送电线圈31a～31c传送无线电力的效率提高这一优点。

图10～图11B中，虽然作为一个例子而示出了具备三个送电线圈31a～31c的送电装置的例子，但不限于此，送电装置也可以具备四个以上的送电线圈。

图12A以及图12B是示出第2实施方式的变形例的送电装置30a中的检测线圈11a～11i和送电线圈31的配置的图。图12A示出了检测线圈11a～11i与送电线圈31的XY面上的位置关系。图12B是示出图12A的A3-A3’线处的检测线圈11a～11i和送电线圈31的截面的图。为了简化附图，在图12A中省略了磁性体基板5、壳体4以及其他电路，在图12B中省略了送电装置内的各电路。

图12A和图12B示出了在一个大型的送电线圈31之上配置有更小的多个检测线圈11a～11i的例子。在该例子中，检测线圈11a～11i在送电线圈31的上方配置在与送电线圈31平行的一个面上。这样，通过二维排列比送电线圈31小的多个检测线圈11a～11i，具有能够以高精度检测比送电线圈31更小型的异物20这一效果。而且，根据图12A和图12B的结构，由于与图10同样地分开设置送电线圈和检测线圈，所以能够与送电工作相独立地检测异物20。即，具有即使在送电期间内也能够检测异物20这一效果。

在本实施方式中，虽然沿着送电装置的壳体4的上表面设置有多个检测线圈，但不限于这样的例子。多个检测线圈可以设置于由送电线圈产生的磁场所通过的任意场所。例如，也可以在包围送电线圈的曲面上的任意场所配置有多个检测线圈。

如上所述，根据本实施方式的送电装置，通过在进行送电的过程中也进行异物的检测，具有能够防止危险于未然这一效果。以下，参照图13，对本实施方式中的送电装置的工作的一个例子进行说明。

首先，开始送电装置的工作(步骤S21)。例如，进行电源接入后的装置(IC、存储器等)的初始化等工作。之后，在输送电力(步骤S24～S25)的期间，执行异物检测处理(步骤S22)。在异物检测处理中，首先，异物检测电路10发送检测信号(步骤S31)。接着，通过在实施方式1中说明的方法来检测反射信号的变化(步骤S32)。接着，判定反射信号的变化量是否超过了预定的阈值(步骤S33)。在该判定为“是”的情况下，判定为存在异物(步骤S35)。在该情况下，停止送电(步骤S23)，并结束送电装置的工作(步骤S27)。在步骤S33的判定为“否”的情况下，判定为不存在异物(步骤S34)。在该情况下，反复进行步骤S31～S34，直至在异物检测处理(步骤S22)的步骤S33中判定为存在异物为止(即，直至检测到异物的侵入并停止送电为止)。但是，当并列进行的送电工作在步骤S26中完成而切断了送电装置的电源等情况下，送电装置的工作结束(步骤S27)。在步骤S34中判定为不存在异物之后，也可以不立即返回步骤S31而在等待了预先设定的预定时间之后再发送检测信号。由此，能够抑制不必要的功耗。

此外，在送电结束后再次判定为不存在异物而开始送电的情况下，也可以从异物检测电路10与多个检测线圈电连接的状态切换为送电电路与送电线圈电连接的状态而开始送电。这样的控制由图10所示的控制电路34进行。

另外，在判定为不存在异物而开始送电的情况下，也可以使用相邻配置的两个送电线圈来进行送电。由此，具有能够向比一个送电线圈更大型的受电线圈进行送电这一效果。在该情况下，在两个送电线圈中流动的交流电力的方向是相同方向即可。

(实施方式3)

图14是示出第3实施方式中的无线电力传送系统的框图。该无线电力传送系统包括送电装置30a和受电装置40。送电装置30b具备异物检测电路10、送电线圈31a～31c、送电电路32a～32c、通信电路33、控制电路34a以及开关电路35。控制电路34a控制异物检测电路10、送电电路32a～32c、通信电路33以及开关电路35。受电装置40具有与图10所示的受电装置40相同的结构。送电装置30b使送电线圈31a～31c也作为图10所示的检测线圈11a～11c来进行工作。即，送电线圈31a～31c既用于送电也用于检测异物。开关电路35将多个送电电路32a～32c中的至少一方与多个送电线圈31a～31c中的至少一方连接，或者将异物检测电路10与多个送电线圈31a～31c中的两个送电线圈31a、31c连接。在将多个送电电路32a～32c中的至少一方与多个送电线圈31a～31c中的至少一方连接时，能够从送电装置30b向受电装置40输送电力。在将异物检测电路10与多个送电线圈31a～31c中的两个送电线圈31a、31c连接时，能够检测夹在上述两个线圈之间的送电线圈31b的上侧的异物。由此，能够削减图10所示的检测线圈11a～11c，因此，通过部件件数的削减，具有成本降低的效果。而且，由于能够共用作为比较大型的部件的线圈，所以能够实现送电装置的小型化、轻量化以及薄型化。其结果，也具有设计的幅度变宽这一效果。

图15是示出图14所示的送电装置30b的一部分的图。图15示出了送电线圈31a与31b的XY面上的位置关系。为了简化附图，在图15中省略了送电线圈31a～31c、送电电路32a～32c、开关电路35以及异物检测电路10以外的结构要素的记载。多个送电线圈31a～31c在一个面上具有卷绕方向相同的绕组线，彼此接近而配置。异物检测电路10产生具有预定波形的检测信号S1和S2。在检测信号S1和S2例如是正弦波的情况下，异物检测电路10例如以使得彼此具有180度的相位差的方式产生检测信号S1和S2。通过使从异物检测电路10发送出的两个检测信号的相位差为180度，能够在两个送电线圈31a与31c之间形成合成磁场，从而进行存在于线圈31b的上侧的异物的检测。

开关电路35包括开关35a和35c。开关35a将送电线圈31a与送电电路32a或异物检测电路10连接。开关35a在异物检测时将送电线圈31a与异物检测电路10连接，在送电时将送电线圈31a与送电电路32a连接。开关35c也是同样，在异物检测时将送电线圈31c与异物检测电路10连接，在送电时将送电线圈31c与送电电路32c连接。通过这样的结构，能够将送电线圈31a与31c既用于送电又用于检测异物。这样，根据图14和图15所示的结构，能够由单一的部件构成检测线圈和送电线圈。因此，具有能够将送电装置和无线电力传送系统的制造成本抑制得低这一效果。

在将送电线圈31a～31c用于检测异物的结构中，也能够实施前述的多种多样的变形。例如，为了使方向相反的电流在两个送电线圈31a和31c中流动，也可以如图3或图4的异物检测装置那样使用产生一个检测信号的异物检测电路10a。

图16是示出第3实施方式的第1变形例的无线电力传送系统的送电装置30c的一部分的图。该送电装置30c具备四个送电线圈31a～31d。送电线圈31a～31d在一个面上具有卷绕方向相同的导线。送电线圈31a和31b连接于开关13b，送电线圈31c和31d连接于开关13a。在进行异物检测时，送电线圈31a、31c或者送电线圈31b、31d经由开关13a、13b与异物检测电路10连接。异物检测的工作与图9中的工作是同样的。关于与送电工作的共用化，则与图15的结构是同样的。根据图16的结构，能够由单一的部件构成检测线圈和送电线圈。因此，具有能够将送电装置和无线电力传送系统的制造成本抑制得低这一效果。

图17是示出第3实施方式的第2变形例的无线电力传送系统的送电装置30d的一部分的图。图17所示的异物检测电路10a和移相器12与图4所示的异物检测电路10a和移相器12同样地构成。送电线圈31a～31c在一个面上具有卷绕方向相同的绕组线。异物检测电路10a生成一个检测信号S1，并将其直接发送给送电线圈31a。而且，经由移相器12将极性反转后的第2检测信号S2发送给送电线圈31c。根据图17所示的送电装置30d，将从异物检测电路10a发送出的检测信号分配为两个信号，将通过移相器12使相位延迟了180度的检测信号S2输入到送电线圈31c。由此，在两个送电线圈31a与31c中流动方向彼此相反的电流。在送电线圈31a与31c之间形成合成磁场，能够检测存在于送电线圈31b的上侧的异物。

图18是示出第3实施方式的第3变形例的无线电力传送系统中的送电装置30e的一部分的图。图18所示的异物检测电路10与图1所示的异物检测电路10同样地构成。送电线圈31a～31d在一个面上具有卷绕方向相同的绕组线。异物检测电路10例如以使得彼此具有180度的相位差的方式产生检测信号S1和S2。开关13c具有将送电线圈31a～31d中的两个线圈与异物检测电路10连接的功能。由此，例如，在检测送电线圈31b的上侧的异物时，开关13c将送电线圈31a和送电线圈31c与异物检测电路10连接。另外，在检测送电线圈31c的上侧的异物时，开关13c将送电线圈31b和送电线圈31d与异物检测电路10连接。而且，在检测送电线圈31a与31b之间的异物时，开关13c将送电线圈31a和送电线圈31b与异物检测电路10连接。根据本结构，能够以简单的结构将本实施方式中的异物检测方法与图7B所示的异物检测方法容易地组合。通过并用这两种异物检测方法，能够在包括两个相邻的检测线圈之间和一个检测线圈的中心在内的异物有可能发热的所有区域中检测异物。

图19是示出第3实施方式的第4变形例的无线电力传送系统的送电装置30f的一部分的图。除了异物检测电路10a输出单一的检测信号S1这一点和设置有移相器12这一点之外，图19所示的结构与图18所示的结构是同样的。移相器12将使从异物检测电路10a输出的第1检测信号S1的极性反转而得到的第2检测信号经由开关13c发送给送电线圈31a或31b。从异物检测电路10a向送电线圈31c或31d发送第1检测信号S1。通过这样的结构，也能够实现与图18同样的效果。

根据图17的送电装置，能够使从异物检测电路10a输出的检测信号为一个，具有能够简化电路的优点。另外，根据图15～图19的送电装置，能够与图14的送电装置30b同样地将送电线圈31a～31d既用于送电又用于检测异物。因此，能够由单一的部件构成检测线圈和送电线圈，能够将送电装置或无线电力传送系统的制造成本抑制得低。

在送电装置具备五个以上的送电线圈的情况下，通过增加与开关连接的送电线圈的个数，也能够将异物检测电路选择性地与隔着一个送电线圈而配置的两个送电线圈连接。例如，可以利用第1开关来切换具有第1卷绕方向的送电线圈，并利用第2开关来切换具有第2卷绕方向的送电线圈。也可以取代上述方法而根据需要使送电装置具备三个以上的开关。

在第2实施方式和第3实施方式的送电装置中，通过使用本公开的异物检测装置来检测异物，具有防止危险于未然这一效果。以下，参照图20对用于实现该效果的工作的一个例子进行说明。

在开始送电装置的工作(步骤S41)之后，执行异物检测处理(步骤S42)。图20所示的异物检测处理与图5所示的异物检测处理(步骤S2)是同样的。

在该异物检测处理中，首先，异物检测电路10将检测信号发送给两个线圈(步骤S51)。接着，通过在实施方式1中说明的方法来进行反射信号的变化的检测(步骤S52)和反射信号的变化量是否超过了预定的阈值的判定(步骤S53)。

在判定为不存在异物的情况(步骤S55)下，开始送电(步骤S43)，并且持续送电直至结束送电装置的工作为止(步骤S43～S46)。另一方面，在判定为存在异物的情况(步骤S54)下，反复执行步骤S51～S54，直至在步骤S55中判定为不存在异物为止。但是，在中途切断了送电装置的电源等情况下，立即结束。

也可以构成为，在持续进行异物检测处理(步骤S42)直至预先设定的预定时间之后仍然存在异物的情况下，将送电装置的电源切断。由此，能够抑制不必要的功耗。

如上所述，通过使用具备异物检测装置的送电装置在送电开始前进行异物的检测，能够防止发热等危险于未然。

在送电装置中，也可以在进行送电前进行异物检测处理，且在进行送电的过程中也进行异物检测处理。这样一来，可进一步得到防止危险于未然这一效果。以下，参照图21对这样的工作的一例进行说明。

在开始送电装置的工作(步骤S21)之后，在送电前进行异物检测处理(步骤S61；与图20的步骤S42是同样的)。在确认了不存在异物之后，开始送电(步骤S24)，并且进行送电期间的异物检测处理(步骤S22；与图13的步骤S22是同样的)。图21中的步骤S21～S27的工作分别与图13中的步骤S21～S27是同样的。图21中的步骤S61的工作与图20的步骤S42是同样的。由此，省略这些步骤的说明。

根据图21所示的送电处理，由于能够在送电前检测异物并且在送电中也检测出异物的混入而停止送电，所以可得到安全性进一步变高这一效果。

(其他变形例)

在附图中，虽然作为检测线圈和送电线圈而示出了圆形或四边形的线圈，但不限于此。例如，也可以是正方形、长方形、长圆、椭圆以及其他的线圈形状。

在第2和第3实施方式中，虽然作为例子而举出了送电装置和受电装置具备通信电路的结构，但不限于此。也可以构成为送电装置和受电装置中的一方具备发送电路，另一方具备接收电路，从而进行单向的通信。由此，电路结构被简化，所以具有削减成本的效果。在输送、接收预先决定的值的电力的情况下，无需通信，也可以构成为不包括通信电路。由此，通过削减通信电路，具有削减成本的效果。

在第2和第3实施方式中，虽然在送电装置30、30a、30b中示出了通信电路33与送电线圈31a～31c连接并且使用送电线圈31a～31c来进行通信的结构，但不限于此。例如，也可以构成为通信电路33与其他天线或其他线圈连接。另外，在受电装置40中也是同样，虽然示出了使用受电线圈41来进行通信的结构，但不限于此。例如，也可以构成为通信电路43与其他天线或者其他线圈连接。

在第2和第3实施方式中，虽然说明了每个送电线圈31a～31c分别连接有送电电路32a～32c的例子，但不限于此。也可以构成为一个送电电路连接于所有送电线圈31a～31c。由此，能够减少送电电路的个数，实现成本的削减。也可以构成为一个送电电路经由开关选择性地与送电线圈31a～31c中的一方连接。由此，能够仅向需要送电的送电线圈供给电力，能量的浪费减少而实现传送效率的提高。

在第2和第3实施方式中，磁性体基板5具有比配置检测线圈11a～11c和送电线圈31a～31c配置的区域大的面积。由此，能够减少配置于线圈的下侧的金属等(例如金属制的桌子的上板)对检测线圈11a～11c和送电线圈31a～31c的影响。在图11A和图11B中，虽然说明了使用一个大面积的磁性体基板5的例子，但不限于此。例如，也可以按送电线圈和检测线圈的每个组而设置单独的磁性体基板。由此，能够减少不必要的部位的磁性体，能够减少部件成本。

(其他实施方式)

本公开的技术不限于上述实施方式，能够进行多种多样的变形。以下，对具备上述异物检测装置的无线送电装置以及具备无线送电装置和无线受电装置的无线电力传送系统的其他实施方式的例子进行说明。

图22是示出在送电装置61之上放置有具备受电装置的智能手机62的状态的图。送电装置61具备上述的任一异物检测装置。在开始送电之前，异物检测装置判断送电装置61上有无异物。其结果，在判断为在送电装置61上不存在异物的情况下，送电装置61内的送电电路以无线方式向智能手机62内的受电装置输送交流电力。送电装置61与智能手机62内的受电装置构成了无线电力传送系统。

由此，由于在开始送电之前检测异物，所以能够防止异物发热的危险性于未然。

另外，在送电装置61中，在进行送电的过程中，也能够使用上述异物检测装置进行异物的检测，从而防止危险于未然。

图23是示出具备无线电力系统的停车场的图。车辆72具备具有受电线圈72a的受电装置。在与道路大致垂直地立起的例如作为车挡的墙中设置有送电装置71。送电装置71具备上述的任一异物检测装置。送电线圈71a埋入道路，通过电缆与送电装置71连接。

在送电装置71开始进行送电前，上述异物检测装置判断送电线圈71a上有无异物。在判断为送电线圈71a上不存在异物，而且车辆72内的受电线圈72a与送电线圈71a的对位已完成的情况下，经由电缆从送电装置71向送电线圈71a输送高频电力。然后，以无线方式从送电线圈71a向受电线圈72a输送高频电力。

由此，由于在开始送电之前检测异物，所以能够防止异物发热的危险性于未然。

另外，在送电装置71中，在进行送电的过程中，也能够使用上述异物检测装置进行异物的检测，从而防止危险于未然。

图24是示出以非接触方式从墙壁80向在医院等中使用的机器人90传送电力的无线电力传送系统的结构例的图。在该例子中，在墙壁80埋入有直流电源81和送电装置82。送电装置82例如具备控制电路83、送电电路84、送电线圈85、异物检测电路86以及检测线圈87。送电装置82例如能够与图10所示的送电装置30同样地构成。机器人90具备包括受电线圈92和受电电路93的受电装置91。受电装置91能够与图10所示的受电装置40同样地构成。机器人90还具备二次电池94、驱动用电动马达95以及用于移动的多个车轮96。

根据这样的系统，例如以非接触方式从墙壁80向医院内的机器人90传送电力，能够不借助人的手而自动进行充电。

由此，由于在开始送电之前检测异物，所以能够防止异物的发热的危险性于未然。

另外，在送电装置80中，在进行送电的过程中，也能够使用异物检测装置进行异物的检测，从而防止危险于未然。

在此公开的实施方式在所有方面都是例示，而并非意在进行限定。本公开的范围不是由以上的说明来决定，而是由权利要求书来决定，意在包含包括与权利要求书同等的含义以及范围内的变形的全部技术方案。

本公开包括以下的项目所记载的异物检测装置、无线送电装置以及无线电力传送系统。

[项目1]

一种异物检测装置，具备：

第1线圈，其是具有第1端子和第2端子的卷绕的第1导线；

第2线圈，其是与上述第1线圈相邻地配置、且具有第3端子和第4端子的卷绕的第2导线；

第3线圈，其是在上述第2线圈的与上述第1线圈相邻的一侧的相反侧与上述第2线圈相邻地配置、且具有第5端子和第6端子的卷绕的第3导线，从上述第5端子向上述第6端子的卷绕方向与从上述第1端子向上述第2端子的卷绕方向相同；以及

异物检测电路，其将具有第1预定波形的第1检测信号输出到上述第1线圈的上述第1端子，且将具有第2预定波形的第2检测信号输出到上述第3线圈的上述第5端子，生成跨上述第1线圈与上述第3线圈之间的合成磁场，上述第2预定波形的极性相对于上述第1预定波形的极性反转，并且，该异物检测电路测定与因有无异物而产生的上述合成磁场的变化对应的上述第1线圈和上述第3线圈中的任一方的线圈的阻抗值的变化量，在上述阻抗值的变化量超过了预定值时，判断为在上述第2线圈上存在异物，

上述第2端子、上述第4端子以及上述第6端子的电位与上述异物检测电路的基准电位相同。

根据上述技术方案，

异物检测装置具备：第1线圈，其是具有第1端子和第2端子的卷绕的第1导线；第2线圈，其是与上述第1线圈相邻地配置、且具有第3端子和第4端子的卷绕的第2导线；第3线圈，其是在上述第2线圈的与上述第1线圈相邻的一侧的相反侧与上述第2线圈相邻地配置、且具有第5端子和第6端子的卷绕的第3导线，从上述第5端子向上述第6端子的卷绕方向与从上述第1端子向上述第2端子的卷绕方向相同；以及异物检测电路。并且，异物检测电路将具有第1预定波形的第1检测信号输出到上述第1线圈的上述第1端子，且将具有第2预定波形的第2检测信号输出到上述第3线圈的上述第5端子，生成跨上述第1线圈与上述第3线圈之间的合成磁场，上述第2预定波形的极性相对于上述第1预定波形的极性反转。

由此，位于一个检测线圈的两侧的两个检测线圈之间的磁场耦合。因此，能够在相邻的三个检测线圈的中央的检测线圈上增强在分离的位置产生的磁场。

并且，测定与因有无异物而产生的上述合成磁场的变化对应的上述第1线圈或上述第3线圈的合成后的阻抗值的变化量。并且，在上述阻抗值的变化量超过了预定值时，判断为在上述第2线圈上存在异物。

由此，不仅能够配置多个线圈来扩大检测异物的范围，还能够增强中央的检测线圈的上侧的磁场而以高精度检测位于中央的检测线圈的上侧的异物。

其结果，能够扩大可以高精度检测异物的范围(尤其是高度方向的范围)。

而且，由于能够使用通用的检测线圈，所以能够抑制部件数、尺寸以及制造成本的增大。

[项目2]

根据项目1所述的异物检测装置，

上述第1端子、上述第3端子以及上述第5端子分别是配置于上述第1线圈、上述第3线圈以及上述第5线圈的外侧的外侧端子和配置于上述第1线圈、上述第3线圈以及上述第5线圈的内侧的内侧端子中的一方的端子，

上述第2端子、上述第4端子以及上述第6端子分别是上述第1线圈、上述第2线圈以及上述第3线圈的上述外侧端子和上述内侧端子中的另一方的端子。

[项目3]

根据项目1或2所述的异物检测装置，

上述第2线圈的上述第2导线的从上述第3端子向上述第4端子的卷绕方向与上述第1线圈的上述第1导线的从上述第1端子向上述第2端子的卷绕方向相同。

[项目4]

根据项目1所述的异物检测装置，

上述异物检测电路测定与因有无异物而产生的上述合成磁场的变化对应的阻抗值的变化量即通过上述第1线圈和上述第3线圈的连接而生成的阻抗值的变化量，在上述阻抗值的变化量超过了预定值时，判断为在上述第2线圈上存在异物。

根据上述技术方案，

通过在从异物检测电路输出的第1检测信号与第2检测信号的端子间读取反射信号，从而根据两个检测信号之差来测定第1线圈和第3线圈的合成后的阻抗值。由于第2检测信号是使第1检测信号反转而得到的信号，所以通过取差量能够在端子间读取反射信号，能够提高灵敏度。灵敏度提高是因为可得到第1检测信号和第2检测信号的振幅的大约两倍的振幅。也具有阻抗、振幅、频率等的测定电路为一个即可的优点。

[项目5]

根据项目1～4中任一项所述的异物检测装置，

上述第1线圈、上述第2线圈以及上述第3线圈分别在与各线圈的轴垂直的方向上排列。

根据上述技术方案，

通过将第1线圈～第3线圈分别在与各线圈的轴垂直的方向上配置成一列，从第1线圈和第3线圈放出的磁场分布变得均匀，能够以高精度检测异物。

[项目6]

根据项目1～5中任一项所述的异物检测装置，

上述第1检测信号和上述第2检测信号是交流信号或脉冲信号。

根据上述技术方案，

作为第1检测信号和第2检测信号而使用交流信号的情况比较适合异物的侵入多的情况和/或长时间使用的情况。在交流信号的情况下，由于电力慢慢变动，所以在连续长时间使用的情况下，能够减少对第1线圈和第2线圈的负担。另外，作为第1检测信号和第2检测信号而使用脉冲信号的情况比较适合异物的侵入少的情况。在脉冲信号的情况下，容易形成间歇信号，能够削减功耗而进行异物的检测。

[项目7]

根据项目1～6中任一项所述的异物检测装置，

上述异物检测电路将上述第1检测信号和上述第2检测信号分别同时输出到上述第1线圈和上述第3线圈输出。

根据上述技术方案，

由于第1检测信号和第2检测信号的相位不存在偏差，所以从第1线圈和第2线圈放出的磁场分布变得均匀，能够以高精度检测异物。

[项目8]

根据项目1～7中任一项所述的异物检测装置，还具备：

上述第1线圈、上述第2线圈以及上述第3线圈以外的一个以上的线圈，其具有与上述第1线圈和上述第3线圈相同的构造；以及

至少一个开关，其进行上述第1线圈、上述第2线圈、上述第3线圈以及上述一个以上的线圈中的上述第1线圈及上述第3线圈与上述异物检测电路之间的电连接，

上述异物检测电路在输出上述第1检测信号和上述第2检测信号之前，使用上述至少一个开关从上述第1线圈、上述第2线圈、上述第3线圈以及上述一个以上的线圈中选择上述第1线圈和上述第3线圈，作为以一个线圈为中心而配置于两侧的两个线圈。

根据上述技术方案，

由于配置四个以上的线圈，能够从四个以上的线圈中自由选择第1线圈和第3线圈的组合，所以能够进一步扩大检测异物的范围。

[项目9]

一种无线送电装置，具备：

项目1～8中任一项所述的异物检测装置；

送电线圈；以及

送电电路，其向上述送电线圈输送高频电力。

根据上述技术方案，

由于具备能够扩大能够以高精度检测异物的范围的本公开的异物检测装置，所以能够扩大送电电路输送高频电力的范围。

另外，在第1线圈及第3线圈与送电线圈是各自独立的线圈的情况下，即使在输送高频电力时也能够检测异物的侵入，所以能够防止异物的发热。

[项目10]

根据项目9所述的无线送电装置，

具备在内部配置有上述送电线圈的壳体，

上述第1线圈和上述第3线圈各自的外周比上述送电线圈的外周小，

上述第1线圈和上述第3线圈配置在上述壳体的主面与上述送电线圈之间。

根据上述技术方案，

由于第1线圈和第3线圈各自的外周比送电线圈的外周小，所以也能够检测与送电线圈相比相对较小的异物。

[项目11]

根据项目9所述的无线送电装置，

将上述第1线圈和上述第3线圈中的至少一方兼用作上述送电线圈。

根据上述技术方案，

由于将第1线圈和第3线圈中的至少一方兼用作送电线圈，所以能够削减成本。另外，能够实现装置的薄型化、轻量化。

[项目12]

根据项目9～11中任一项所述的无线送电装置，

上述第1检测信号的功率和上述第2检测信号的功率比上述高频电力的功率小。

根据上述技术方案，

由于在异物检测电路判断为在由第1线圈和第3线圈形成的磁场内不存在异物之后使送电电路输送高频电力，所以能够安全地进行送电。

[项目13]

根据项目9～12中任一项所述的无线送电装置，

还具备控制电路，该控制电路在上述异物检测电路判断为在由上述第1线圈和上述第3线圈形成的磁场内不存在异物之后，使上述送电电路输送上述高频电力。

[项目14]

根据项目9～13中任一项所记载的无线送电装置，

上述第2线圈被用作上述送电线圈。

[项目15]

一种无线电力传送系统，具备：

项目9～14中任一项所述的无线送电装置；以及

无线受电装置。

[项目16]

一种异物检测装置，具备：

第1线圈，其是具有第1端子和第2端子的卷绕的第1导线；

第2线圈，其是与上述第1线圈相邻地配置、且具有第3端子和第4端子的卷绕的第2导线；

第3线圈，其是在上述第2线圈的与上述第1线圈相邻的一侧的相反侧与上述第2线圈相邻地配置、且具有第5端子和第6端子的卷绕的第3导线，从上述第5端子向上述第6端子的卷绕方向与从上述第1端子向上述第2端子的卷绕方向相同；

异物检测电路，其输出具有第1预定波形的第1检测信号；以及

移相器，其将上述输出的第1检测信号变换为具有第2预定波形的第2检测信号，并将该第2检测信号输出到上述第3线圈的上述第5端子，上述第2预定波形的极性相对于上述第1预定波形的极性反转，

上述异物检测电路将上述第1检测信号输出到上述第1线圈的上述第1端子和上述移相器，生成跨上述第1线圈与上述第3线圈之间的合成磁场，并且，测定与因有无异物而产生的上述合成磁场的变化对应的上述第1线圈与上述第3线圈的合成后的阻抗值的变化量，在上述阻抗值的变化量超过了预定值时，判断为在上述第2线圈之上存在异物，

上述第2端子、上述第4端子以及上述第6端子的电位与上述异物检测电路的基准电位相同。

根据上述技术方案，

异物检测装置具备：第1线圈，其是具有第1端子和第2端子的卷绕的第1导线；第2线圈，其是与上述第1线圈相邻地配置、且具有第3端子和第4端子的卷绕的第2导线；第3线圈，其是在上述第2线圈的与上述第1线圈相邻的一侧的相反侧与上述第2线圈相邻地配置、且具有第5端子和第6端子的卷绕的第3导线，从上述第5端子向上述第6端子的卷绕方向与从上述第1端子向上述第2端子的卷绕方向相同；异物检测电路；以及移相器。

异物检测电路输出具有第1预定波形的第1检测信号。移相器将上述输出的第1检测信号变换为具有第2预定波形的第2检测信号，并将该第2检测信号输出到上述第3线圈的上述第5端子，上述第2波形的极性相对于上述第1预定波形的极性反转。由此，上述异物检测电路将上述第1检测信号输出到上述第1线圈的上述第1端子和上述移相器输出，生成跨上述第1线圈与上述第3线圈之间的合成磁场。

然后，测定与因有无异物而产生的上述合成磁场的变化对应的上述第1线圈与上述第3线圈的合成后的阻抗值的变化量。在上述阻抗值的变化量超过了预定值时，判断为在上述第2线圈之上存在异物。

根据上述技术方案，

通过移相器，异物检测电路仅通过输出一个第1检测信号就能够也生成第2检测信号。因此，无需在异物检测电路设置生成第2检测信号的电路，所以能够减轻负担。

[项目17]

根据项目16所述的异物检测装置，

上述第1端子、上述第3端子以及上述第5端子分别是配置于上述第1线圈、上述第3线圈以及上述第5线圈的外侧的外侧端子和配置于上述第1线圈、上述第3线圈以及上述第5线圈的内侧的内侧端子中的一方的端子，

上述第2端子、上述第4端子以及上述第6端子分别是上述第1线圈、上述第2线圈以及上述第3线圈的上述外侧端子和上述内侧端子中的另一方的端子。

[项目18]

根据项目16或17所述的异物检测装置，

上述第2线圈的上述第2导线的从上述第3端子向上述第4端子的卷绕方向与上述第1线圈的上述第1导线的从上述第1端子向上述第2端子的卷绕方向相同。

[项目19]

根据项目16～18中任一项所述的异物检测装置，

上述第1线圈、上述第2线圈以及上述第3线圈分别在与各线圈的轴垂直的方向上排列。

根据上述技术方案，

通过将第1线圈～第3线圈分别在与各线圈的轴垂直的方向上配置成一列，从第1线圈和第2线圈放出的磁场分布变得均匀，能够以高精度检测异物。

[项目20]

根据项目16～19中任一项所述的异物检测装置，

上述第1检测信号和上述第2检测信号是交流信号或脉冲信号。

根据上述技术方案，

作为第1检测信号和第2检测信号而使用交流信号的情况比较适合异物的侵入多的情况和/或长时间使用的情况。在交流信号的情况下，由于电力慢慢变动，所以在连续长时间使用的情况下，能够减少对第1线圈和第2线圈的负担。另外，作为第1检测信号和第2检测信号而使用脉冲信号的情况比较适合异物的侵入少的情况。在脉冲信号的情况下，容易形成间歇信号，能够减少功耗而进行异物检测。

[项目21]

一种无线送电装置，具备：

项目16～20中任一项所述的异物检测装置；

送电线圈；以及

送电电路，其向上述送电线圈输送高频电力。

根据上述技术方案，

由于具备能够扩大能够以高精度检测异物的范围的本公开的异物检测装置，所以能够扩大送电电路输送高频电力的范围。

另外，在第1线圈和第3线圈与送电线圈是各自独立的线圈的情况下，即使在输送高频电力时也能够检测异物的侵入，所以能够防止异物的发热。

[项目22]

根据项目21所述的无线送电装置，

具备在内部配置有上述送电线圈的壳体，

上述第1线圈和上述第3线圈各自的外周比上述送电线圈的外周小，

上述第1线圈和上述第3线圈配置在上述壳体的主面与上述送电线圈之间。

根据上述技术方案，

由于第1线圈和第2线圈各自的外周比送电线圈的外周小，所以也能够检测与送电线圈相比相对较小的异物。

[项目23]

根据项目21所述的无线送电装置，

将上述第1线圈和上述第3线圈中的至少一方兼用作上述送电线圈。

根据上述技术方案，

由于将第1线圈和第3线圈中的至少一方兼用作送电线圈，所以能够削减成本。另外，能够实现装置的薄型化、轻量化。

[项目24]

根据项目21～23中任一项所述的无线送电装置，

上述第1检测信号的功率和上述第2检测信号的功率比上述高频电力的功率小。

根据上述技术方案，

由于在异物检测电路判断为在由第1线圈和第3线圈形成的磁场内不存在异物之后使送电电路输送高频电力，所以能够安全地进行送电。

[项目25]

根据项目21～24中任一项所述的无线送电装置，

还具备控制电路，该控制电路在上述异物检测电路判断为在由上述第1线圈和上述第3线圈形成的磁场内不存在异物之后，使上述送电电路输送上述高频电力。

[项目26]

根据项目21～25中任一项所述的无线送电装置，

上述第2线圈被用作上述送电线圈。

[项目27]

一种无线电力传送系统，具备：

项目21～26中任一项所述的无线送电装置；以及

无线受电装置。

[项目28]

一种异物检测装置，具备：

导线卷绕而成的第1线圈；

导线卷绕而成的第2线圈，其与上述第1线圈相邻地配置；

导线卷绕而成的第3线圈，其相对于上述第2线圈在与上述第1线圈相反的方向与上述第2线圈相邻地配置；以及

异物检测电路，其将具有第1预定波形的第1检测信号输出到上述第1线圈，将具有第2预定波形的第2检测信号输出到上述第3线圈，使在上述第1线圈中流动的基于上述第1检测信号的电流和在上述第3线圈中流动的基于上述第2检测信号的电流中的一方顺时针流动，使另一方逆时针流动，生成跨上述第1线圈与上述第3线圈之间的合成磁场，并且，测定与因有无异物而产生的上述合成磁场的变化对应的上述第1线圈与上述第3线圈的合成后的阻抗值的变化量，在上述阻抗值的变化量超过了预定值时，判断为在上述第2线圈之上存在异物。

产业上的可利用性

本公开的异物检测装置、无线送电装置以及无线电力传送系统对于在以无线方式向移动设备和EV车辆等的受电装置输送电力时检测送电线圈或受电线圈附近的异物的用途是有用的。

Claims (28)

1.一种异物检测装置，具备：

第1线圈，其是具有第1端子和第2端子的卷绕的第1导线；

第2线圈，其是与所述第1线圈相邻地配置、且具有第3端子和第4端子的卷绕的第2导线；

第3线圈，其是在所述第2线圈的与所述第1线圈相邻的一侧的相反侧与所述第2线圈相邻地配置、且具有第5端子和第6端子的卷绕的第3导线，从所述第5端子向所述第6端子的卷绕方向与从所述第1端子向所述第2端子的卷绕方向相同；以及

异物检测电路，其将具有第1预定波形的第1检测信号输出到所述第1线圈的所述第1端子，且将具有第2预定波形的第2检测信号输出到所述第3线圈的所述第5端子，生成跨所述第1线圈与所述第3线圈之间的合成磁场，所述第2预定波形的极性相对于所述第1预定波形的极性反转，并且，该异物检测电路测定与因有无异物而产生的所述合成磁场的变化对应的所述第1线圈和所述第3线圈中的任一方的线圈的阻抗值的变化量，在所述阻抗值的变化量超过了预定值时，判断为在所述第2线圈上存在异物，

所述第2端子、所述第4端子以及所述第6端子的电位与所述异物检测电路的基准电位相同。

2.根据权利要求1所述的异物检测装置，

所述第1端子、所述第3端子以及所述第5端子分别是配置于所述第1线圈、所述第2线圈以及所述第3线圈的外侧的外侧端子和配置于所述第1线圈、所述第2线圈以及所述第3线圈的内侧的内侧端子中的任一方的端子，

所述第2端子、所述第4端子以及所述第6端子分别是所述第1线圈、所述第2线圈以及所述第3线圈的所述外侧端子和所述内侧端子中的另一方的端子。

3.根据权利要求1所述的异物检测装置，

所述第2线圈的所述第2导线的从所述第3端子向所述第4端子的卷绕方向与所述第1线圈的所述第1导线的从所述第1端子向所述第2端子的卷绕方向相同。

4.根据权利要求1所述的异物检测装置，

所述异物检测电路测定与因有无异物而产生的所述合成磁场的变化对应的阻抗值的变化量即通过所述第1线圈和所述第3线圈的连接而生成的阻抗值的变化量，在所述阻抗值的变化量超过了预定值时，判断为在所述第2线圈上存在异物。

5.根据权利要求1所述的异物检测装置，

所述第1线圈、所述第2线圈以及所述第3线圈分别在与各线圈的轴垂直的方向上排列。

6.根据权利要求1所述的异物检测装置，

所述第1检测信号和所述第2检测信号是交流信号或脉冲信号。

7.根据权利要求1所述的异物检测装置，

所述异物检测电路将所述第1检测信号和所述第2检测信号分别同时输出到所述第1线圈和所述第3线圈。

8.根据权利要求1所述的异物检测装置，还具备：

所述第1线圈、所述第2线圈以及所述第3线圈以外的一个以上的线圈，其具有与所述第1线圈和所述第3线圈相同的构造；以及

至少一个开关，其进行所述第1线圈、所述第2线圈、所述第3线圈以及所述一个以上的线圈中的所述第1线圈及所述第3线圈与所述异物检测电路之间的电连接，

所述异物检测电路在输出所述第1检测信号和所述第2检测信号之前，使用所述至少一个开关从所述第1线圈、所述第2线圈、所述第3线圈以及所述一个以上的线圈之中选择所述第1线圈和所述第3线圈，作为以一个线圈为中心而配置于两侧的两个线圈。

9.一种无线送电装置，具备：

权利要求1所述的异物检测装置；

送电线圈；以及

送电电路，其向所述送电线圈输送高频电力。

10.根据权利要求9所述的无线送电装置，

具备在内部配置有所述送电线圈的壳体，

所述第1线圈和所述第3线圈各自的外周比所述送电线圈的外周小，

所述第1线圈和所述第3线圈配置在所述壳体的主面与所述送电线圈之间。

11.根据权利要求9所述的无线送电装置，

将所述第1线圈和所述第3线圈中的至少一方兼用作所述送电线圈。

12.根据权利要求9所述的无线送电装置，

所述第1检测信号的功率和所述第2检测信号的功率比所述高频电力的功率小。

13.根据权利要求9所述的无线送电装置，

还具备控制电路，该控制电路在所述异物检测电路判断为在由所述第1线圈和所述第3线圈形成的磁场内不存在异物之后，使所述送电电路输送所述高频电力。

14.根据权利要求9所述的无线送电装置，

所述第2线圈被用作所述送电线圈。

15.一种无线电力传送系统，具备：

权利要求9所述的无线送电装置；以及

无线受电装置。

16.一种异物检测装置，具备：

第1线圈，其是具有第1端子和第2端子的卷绕的第1导线；

第2线圈，其是与所述第1线圈相邻地配置、且具有第3端子和第4端子的卷绕的第2导线；

第3线圈，其是在所述第2线圈的与所述第1线圈相邻的一侧的相反侧与所述第2线圈相邻地配置、且具有第5端子和第6端子的卷绕的第3导线，从所述第5端子向所述第6端子的卷绕方向与从所述第1端子向所述第2端子的卷绕方向相同；

异物检测电路，其输出具有第1预定波形的第1检测信号；以及

移相器，其将所述输出的第1检测信号变换为具有第2预定波形的第2检测信号，并将该第2检测信号输出到所述第3线圈的所述第5端子，所述第2预定波形的极性相对于所述第1预定波形的极性反转，

所述异物检测电路将所述第1检测信号输出到所述第1线圈的所述第1端子和所述移相器，生成跨所述第1线圈与所述第3线圈之间的合成磁场，并且，测定与因有无异物而产生的所述合成磁场的变化对应的所述第1线圈与所述第3线圈的合成后的阻抗值的变化量，在所述阻抗值的变化量超过了预定值时，判断为在所述第2线圈之上存在异物，

所述第2端子、所述第4端子以及所述第6端子的电位与所述异物检测电路的基准电位相同。

17.根据权利要求16所述的异物检测装置，

所述第1端子、所述第3端子以及所述第5端子分别是配置于所述第1线圈、所述第2线圈以及所述第3线圈的外侧的外侧端子和配置于所述第1线圈、所述第2线圈以及所述第3线圈的内侧的内侧端子中的任一方的端子，

所述第2端子、所述第4端子以及所述第6端子分别是所述第1线圈、所述第2线圈以及所述第3线圈的所述外侧端子和所述内侧端子中的另一方的端子。

18.根据权利要求16所述的异物检测装置，

所述第2线圈的所述第2导线的从所述第3端子向所述第4端子的卷绕方向与所述第1线圈的所述第1导线的从所述第1端子向所述第2端子的卷绕方向相同。

19.根据权利要求16所述的异物检测装置，

所述第1线圈、所述第2线圈以及所述第3线圈分别在与各线圈的轴垂直的方向上排列。

20.根据权利要求16所述的异物检测装置，

所述第1检测信号和所述第2检测信号是交流信号或脉冲信号。

21.一种无线送电装置，具备：

权利要求16所述的异物检测装置；

送电线圈；以及

送电电路，其向所述送电线圈输送高频电力。

22.根据权利要求21所述的无线送电装置，

具备在内部配置有所述送电线圈的壳体，

所述第1线圈和所述第3线圈各自的外周比所述送电线圈的外周小，

所述第1线圈和所述第3线圈配置在所述壳体的主面与所述送电线圈之间。

23.根据权利要求21所述的无线送电装置，

将所述第1线圈和所述第3线圈中的至少一方兼用作所述送电线圈。

24.根据权利要求21所述的无线送电装置，

所述第1检测信号的功率和所述第2检测信号的功率比所述高频电力的功率小。

25.根据权利要求21所述的无线送电装置，

还具备控制电路，该控制电路在所述异物检测电路判断为在由所述第1线圈和所述第3线圈形成的磁场内不存在异物之后，使所述送电电路输送所述高频电力。

26.根据权利要求21所述的无线送电装置，

所述第2线圈被用作所述送电线圈。

27.一种无线电力传送系统，具备：

权利要求21所述的无线送电装置；以及

无线受电装置。

28.一种异物检测装置，具备：

导线卷绕而成的第1线圈；

导线卷绕而成的第2线圈，其与所述第1线圈相邻地配置；

导线卷绕而成的第3线圈，其相对于所述第2线圈在与所述第1线圈相反的方向与所述第2线圈相邻地配置；以及

异物检测电路，其将具有第1预定波形的第1检测信号输出到所述第1线圈，将具有第2预定波形的第2检测信号输出到所述第3线圈，使在所述第1线圈中流动的基于所述第1检测信号的电流和在所述第3线圈中流动的基于所述第2检测信号的电流中的一方顺时针流动，使另一方逆时针流动，生成跨所述第1线圈与所述第3线圈之间的合成磁场，并且，测定与因有无异物而产生的所述合成磁场的变化对应的所述第1线圈与所述第3线圈的合成后的阻抗值的变化量，在所述阻抗值的变化量超过了预定值时，判断为在所述第2线圈之上存在异物。

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