JP2010119684A

JP2010119684A - 電力供給装置

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Publication number: JP2010119684A
Application number: JP2008297042A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Iwasako; 洋志祝迫; Hideji Miyahara; 秀治宮原; Ken Sato; 憲佐藤; Naoki Yoshida; 直樹吉田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2008-11-20
Filing date: 2008-11-20
Publication date: 2010-06-03
Anticipated expiration: 2028-11-20
Also published as: JP5174628B2

Abstract

【課題】給電対象の装置に対して非接触にて給電を行う際の給電効率の低下を防ぐことが可能な電力供給装置を提供する。
【解決手段】本発明の電力供給装置は、被検者の体内に配置される給電対象の装置に対して非接触にて給電を行う電力供給装置であって、被検者の体外の周囲に配置されるコイルと、コイルに対して直列接続されているコンデンサと、コイルを駆動することにより、コイルから磁界を発生させる駆動部と、を有し、駆動部は、コイルから発せられる磁界の共振周波数が給電対象の装置に設けられた共振回路における所定の共振周波数から外れたことを検知した際に、磁界の共振周波数を所定の共振周波数に一致させるための制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力供給装置に関し、特に、給電対象の装置に対して非接触にて給電可能な電力供給装置に関するものである。

医療分野において用いられる被検体内導入装置の種類の１つとして、被検者が嚥下することにより体腔内に配置され、蠕動運動に伴って該体腔内を順次移動しつつ被写体の像を撮像し、撮像した該被写体の像を撮像信号として外部に無線伝送可能なカプセル型内視鏡がある。

また、電磁誘導現象を利用することにより、前述したカプセル型内視鏡の各部の駆動に必要な電力を供給するためのものとして、例えば特許文献１のエネルギー供給装置が提案されている。

特許文献１のエネルギー供給装置は、被検者の体に巻かれて設置された３軸の一次コイルから発せられる磁界により、該被検者の体内に滞留する機器に備えられた二次コイルに電気的エネルギーを誘起させる、という構成を有している。
特許４０８９７７８号公報

しかし、特許文献１のエネルギー供給装置は、一次コイルを被検者の体に巻いて設置する構成を具備することから、該一次コイルの形状の変化に応じてインダクタンスが変化し易い構成を具備するものであるともいえる。そして、特許文献１のエネルギー供給装置によれば、一次コイルにおけるインダクタンスが変化し易い構成を具備することから、該一次コイルに対して直列接続されたコンデンサとの共振状態が解消してしまう状況が多発し、結果的に、所望のエネルギーを供給する際の供給効率が低下してしまう、という課題が生じている。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、給電対象の装置に対して非接触にて給電を行う際の給電効率の低下を防ぐことが可能な電力供給装置を提供することを目的としている。

本発明における電力供給装置は、被検者の体内に配置される給電対象の装置に対して非接触にて給電を行う電力供給装置であって、前記被検者の体外の周囲に配置されるコイルと、前記コイルに対して直列接続されているコンデンサと、前記コイルを駆動することにより、前記コイルから磁界を発生させる駆動部と、を有し、前記駆動部は、前記コイルから発せられる磁界の共振周波数が前記給電対象の装置に設けられた共振回路における所定の共振周波数から外れたことを検知した際に、前記磁界の共振周波数を該所定の共振周波数に一致させるための制御を行うことを特徴とする。

本発明における電力供給装置によると、給電対象の装置に対して非接触にて給電を行う際の給電効率の低下を防ぐことが可能である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

図１から図５は、本発明の実施形態に係るものである。図１は、本発明の実施形態に係る電力供給装置の要部の構成を示す図である。図２は、本発明の実施形態の第１の変形例に係る電力供給装置の要部の構成を示す図である。図３は、本発明の実施形態の第２の変形例に係る電力供給装置の要部の構成を示す図である。図４は、本発明の実施形態の第３の変形例に係る電力供給装置の要部の構成を示す図である。図５は、本発明の実施形態の第４の変形例に係る電力供給装置の要部の構成を示す図である。

電力供給装置１は、給電対象の装置に対して非接触にて給電可能な構成を有している。具体的には、電力供給装置１は、図１に示すように、被検者の体外の周囲に配置されるコイル２と、コイル２の一端側に対して直列接続されている共振用のコンデンサ３と、コイル２の他端側に配置されるコイル長調整部材４と、コイル２とコイル長調整部材４とを電気的に接続する導線部材５と、コイル２を駆動する駆動部６と、駆動部６に対して電源を供給する電源部７と、を有している。

コイル２は、一端側がコンデンサ３を介して駆動部６に接続されているとともに、他端側が導線部材５及びコイル長調整部材４を介して駆動部６に接続されている。

導体であるコイル長調整部材４は、コイル２とは別体に形成されている。また、コイル長調整部材４の一端側は、例えば図１に示すように、コイル２のコイル径と略同一の径を具備し、かつ、中心軸がコイル２の中心軸と一致する円形形状の導線として形成されている。また、コイル長調整部材４の他端側は、駆動部６に接続されている。

導線部材５は、コイル２の他端側とコイル長調整部材４の一端側とを電気的に接続する。また、導線部材５は、駆動部６の制御に応じ、コイル長調整部材４の一端側における円形形状の導線上に沿って移動可能であるとともに、自身の長さをコイル２の長さ方向に対して可変可能に構成されている。すなわち、導線部材５は、コイル２の他端側とコイル長調整部材４の一端側との間を短絡しつつ電気的に接続する。

駆動部６は、コンデンサ３と、コイル長調整部材４の他端側とに対して接続されている。また、駆動部６は、コイル２とコンデンサ３との共振状態が解除されたことを検知した際に、導線部材５によるコイル２の短絡位置を変化させることにより、コイル２のコイル長の調整を行う。

そして、以上に述べたような構成によれば、駆動部６と、コンデンサ３と、コイル２と、導線部材５と、コイル長調整部材４とからなる直列回路が形成される。

次に、電力供給装置１の作用について説明を行う。

術者等は、コイル２を被検者の体外の周囲に配置するとともに、カプセル型内視鏡等の給電対象の装置を該被検者の体内に配置する。なお、給電対象の装置は、自身の外部から供給される磁界に応じた電圧（電流）を発生可能なコイルを含む共振回路を具備するものであれば、カプセル型内視鏡以外の他の装置であっても良い。

一方、被検者の体外の周囲にコイル２が配置された状態において電源部７がオンされると、コイル２を駆動するための駆動電流（高周波電流）が駆動部６から出力される。これにより、給電対象の装置に設けられた共振回路における所定の共振周波数と一致する周波数の磁界（高周波磁界）であり、かつ、コイル２の中心軸方向に沿った磁界が電力供給装置１から発せられる。

駆動部６は、電源部７がオンされた後、自身がコイル２に供給している駆動電流及び駆動電圧を随時監視する。

その後、被検者の体位の変化に応じてコイル２が変形し、コイル２のインダクタンスが変化することにより、コイル２とコンデンサ３との共振状態が解除される。これにより、共振状態から外れた磁界が電力供給装置１から発せられてしまう。

このとき、駆動部６は、コイル２に供給している駆動電流の急激な低下または駆動電圧の急激な上昇を検知することにより、コイル２とコンデンサ３との共振状態が解除され、共振状態から外れた磁界が発せられているとみなす。そして、駆動部６は、コイル２とコンデンサ３との共振状態が解除されたことを検知すると、コイル２とコンデンサ３との共振状態を復帰させるための制御として、導線部材５によるコイル２の短絡位置を変化させる制御を行う。

導線部材５は、駆動部６の制御に応じ、コイル長調整部材４の一端側における円形形状の導線上に沿って移動しつつ自身の長さを変化させる。

駆動部６は、導線部材５によるコイル２の短絡位置を変化させつつ、コイル２に供給している駆動電流または駆動電圧を随時監視する。そして、駆動部６は、監視結果に基づき、駆動電流の出力値が急激に低下する以前の状態に戻ったこと、または、駆動電圧の出力値が急激に上昇する以前の状態に戻ったことを検知すると、導線部材５によるコイル２の短絡位置を固定するための制御を行う。

そして、以上に述べたような制御を駆動部６が行うことにより、コイル２とコンデンサ３との共振状態を復帰可能なインダクタンスとなるようにコイル２のコイル長が調整され、前述の所定の共振周波数における共振駆動に基づいた磁界が再度電力供給装置１から発せられる。

なお、駆動部６は、コイル２とコンデンサ３との共振状態が解除されたか否かを、コイル２に供給している駆動電流または駆動電圧の変化により検知するものに限らず、例えば図示しない磁界センサを用いて得られる、コイル２の磁束密度の変化により検知するものであっても良い。また、駆動部６は、コイル２とコンデンサ３との共振状態が解除されたか否かを、コイル２に供給している駆動電流または駆動電圧の変化により検知するものに限らず、例えば図示しないＬＣメーターを用いて得られる、コイル２のインダクタンスの変化により検知するものであっても良い。

以上に述べたように、本実施形態の電力供給装置１によれば、被検者の体位の変化に応じてコイル２が変形し、コイル２とコンデンサ３との共振状態が解除された場合であっても、コイル２のインダクタンスを適宜調整することにより、コイル２とコンデンサ３との共振状態を速やかに復帰させることができる。すなわち、本実施形態の電力供給装置１によれば、給電対象の装置に対して非接触にて給電を行う際の給電効率の低下を防ぐことができる。

ところで、本実施形態の電力供給装置１は、前述の効果と略同様の効果を得るために、例えば、図２に示すような電力供給装置１Ａとして構成されるものであっても良い。

なお、以降においては、電力供給装置１と同様の構成または作用についての詳細な説明を適宜省略するとともに、電力供給装置１と異なる構成及び作用についての説明を主に行うものとする。

電力供給装置１Ａは、給電対象の装置に対して非接触にて給電可能な構成を有している。具体的には、電力供給装置１Ａは、図２に示すように、被検者の体外の周囲に配置されるコイル２Ａと、コイル２Ａの一端側に対して直列接続されている共振用のコンデンサ３と、コイル２Ａの他端側に配置されるスイッチ群１１Ａと、コイル２Ａを駆動する駆動部６と、駆動部６に対して電源を供給する電源部７と、を有している。

コイル２Ａは、一端側がコンデンサ３を介して駆動部６に接続されているとともに、他端側が駆動部６に直接接続されている。

スイッチ群１１Ａは、図２に示すような、コイル２Ａの他端側における最端部の導線と、該最端部から一巻き分内側の導線との間を電気的に接続可能な複数のスイッチにより構成されている。また、スイッチ群１１Ａは、駆動部６の制御に応じて各スイッチのオンオフを切り替え可能な構成を具備している。

次に、電力供給装置１Ａの作用について説明を行う。

術者等は、コイル２Ａを被検者の体外の周囲に配置するとともに、カプセル型内視鏡等の給電対象の装置を該被検者の体内に配置する。なお、このような初期状態において、スイッチ群１１Ａは、全てオフされているものとする。

一方、被検者の体外の周囲にコイル２Ａが配置された状態において電源部７がオンされると、コイル２Ａを駆動するための駆動電流（高周波電流）が駆動部６から出力される。これにより、給電対象の装置に設けられた共振回路における所定の共振周波数と一致する周波数の磁界（高周波磁界）であり、かつ、コイル２Ａの中心軸方向に沿った磁界が電力供給装置１Ａから発せられる。

その後、被検者の体位の変化に応じてコイル２Ａが変形し、コイル２Ａのインダクタンスが変化することにより、コイル２Ａとコンデンサ３との共振状態が解除される。これにより、共振状態から外れた磁界が電力供給装置１Ａから発せられてしまう。

このとき、駆動部６は、コイル２Ａに供給している駆動電流の急激な低下または駆動電圧の急激な上昇を検知することにより、コイル２Ａとコンデンサ３との共振状態が解除され、共振状態から外れた磁界が発せられているとみなす。そして、駆動部６は、コイル２Ａとコンデンサ３との共振状態が解除されたことを検知すると、コイル２Ａとコンデンサ３との共振状態を復帰させるための制御として、スイッチ群１１Ａが具備する各スイッチのうち、いずれか一のスイッチをオンさせるための制御を行う。

駆動部６は、スイッチ群１１Ａにおいてオンさせるスイッチを順番に切り替えつつ、コイル２Ａに供給している駆動電流または駆動電圧を随時監視する。そして、駆動部６は、監視結果に基づき、駆動電流の出力値が急激に低下する以前の状態に戻ったこと、または、駆動電圧の出力値が急激に上昇する以前の状態に戻ったことを検知すると、スイッチ群１１Ａにおける各スイッチのオンオフ状態を固定するための制御を行う。

そして、以上に述べたような制御を駆動部６が行うことにより、コイル２Ａとコンデンサ３との共振状態を復帰可能なインダクタンスとなるようにコイル２Ａのコイル長が調整され、前述の所定の共振周波数における共振駆動に基づいた磁界が再度電力供給装置１Ａから発せられる。

以上に述べたように、本実施形態の第１の変形例に係る電力供給装置１Ａによれば、被検者の体位の変化に応じてコイル２Ａが変形し、コイル２Ａとコンデンサ３との共振状態が解除された場合であっても、コイル２Ａのインダクタンスを適宜調整することにより、コイル２Ａとコンデンサ３との共振状態を速やかに復帰させることができる。すなわち、本実施形態の第１の変形例に係る電力供給装置１Ａによれば、給電対象の装置に対して非接触にて給電を行う際の給電効率の低下を防ぐことができる。

ところで、本実施形態の電力供給装置１は、前述の効果と略同様の効果を得るために、例えば、図３に示すような電力供給装置１Ｂとして構成されるものであっても良い。

電力供給装置１Ｂは、給電対象の装置に対して非接触にて給電可能な構成を有している。具体的には、電力供給装置１Ｂは、図３に示すように、被検者の体外の周囲に配置されるコイル２Ｂと、コイル２Ｂの一端側に対して直列接続されている共振用のコンデンサ３と、コイル２Ｂを構成する導線同士を電気的に接続可能なスイッチ群１１Ｂと、コイル２Ｂを駆動する駆動部６と、駆動部６に対して電源を供給する電源部７と、を有している。

コイル２Ｂは、一端側がコンデンサ３を介して駆動部６に接続されているとともに、他端側が駆動部６に直接接続されている。

スイッチ群１１Ｂは、図３に示すような、コイル２Ｂの一端側から他端側にかけて設けられた、コイル２Ｂの巻き数と略同数または同数のスイッチにより構成されている。また、スイッチ群１１Ｂは、駆動部６の制御に応じて各スイッチのオンオフを切り替え可能な構成を具備している。

次に、電力供給装置１Ｂの作用について説明を行う。

術者等は、コイル２Ｂを被検者の体外の周囲に配置するとともに、カプセル型内視鏡等の給電対象の装置を該被検者の体内に配置する。なお、このような初期状態において、スイッチ群１１Ｂは、全てオフされているものとする。

一方、被検者の体外の周囲にコイル２Ｂが配置された状態において電源部７がオンされると、コイル２Ｂを駆動するための駆動電流（高周波電流）が駆動部６から出力される。これにより、給電対象の装置に設けられた共振回路における所定の共振周波数と一致する周波数の磁界（高周波磁界）であり、かつ、コイル２Ｂの中心軸方向に沿った磁界が電力供給装置１Ｂから発せられる。

その後、被検者の体位の変化に応じてコイル２Ｂが変形し、コイル２Ｂのインダクタンスが変化することにより、コイル２Ｂとコンデンサ３との共振状態が解除される。これにより、共振状態から外れた磁界が電力供給装置１Ｂから発せられてしまう。

このとき、駆動部６は、コイル２Ｂに供給している駆動電流の急激な低下または駆動電圧の急激な上昇を検知することにより、コイル２Ｂとコンデンサ３との共振状態が解除され、共振状態から外れた磁界が発せられているとみなす。そして、駆動部６は、コイル２Ｂとコンデンサ３との共振状態が解除されたことを検知すると、コイル２Ｂとコンデンサ３との共振状態を復帰させるための制御として、スイッチ群１１Ｂが具備する各スイッチのうち、一または複数のスイッチをオンさせるための制御を行う。

駆動部６は、スイッチ群１１Ｂにおいてオンさせるスイッチを順番に切り替えつつ、コイル２Ｂに供給している駆動電流または駆動電圧を随時監視する。そして、駆動部６は、監視結果に基づき、駆動電流の出力値が急激に低下する以前の状態に戻ったこと、または、駆動電圧の出力値が急激に上昇する以前の状態に戻ったことを検知すると、スイッチ群１１Ｂにおける各スイッチのオンオフ状態を固定するための制御を行う。

そして、以上に述べたような制御を駆動部６が行うことにより、コイル２Ｂとコンデンサ３との共振状態を復帰可能なインダクタンスとなるようにコイル２Ｂのコイル長が調整され、前述の所定の共振周波数における共振駆動に基づいた磁界が再度電力供給装置１Ｂから発せられる。

以上に述べたように、本実施形態の第２の変形例に係る電力供給装置１Ｂによれば、被検者の体位の変化に応じてコイル２Ｂが変形し、コイル２Ｂとコンデンサ３との共振状態が解除された場合であっても、コイル２Ｂのインダクタンスを適宜調整することにより、コイル２Ｂとコンデンサ３との共振状態を速やかに復帰させることができる。すなわち、本実施形態の第２の変形例に係る電力供給装置１Ｂによれば、給電対象の装置に対して非接触にて給電を行う際の給電効率の低下を防ぐことができる。

また、本実施形態の第２の変形例に係る電力供給装置１Ｂによれば、スイッチ群１１Ｂにおける各スイッチのオンオフ状態を、例えば一つおき等の所定のパターンに応じて切り替えることにより、給電範囲を狭めることなくコイル２Ｂのインダクタンスを調整することができる。

ところで、本実施形態の電力供給装置１は、前述の効果と略同様の効果を得るために、例えば、図４に示すような電力供給装置１Ｃとして構成されるものであっても良い。

電力供給装置１Ｃは、給電対象の装置に対して非接触にて給電可能な構成を有している。具体的には、電力供給装置１Ｃは、図４に示すように、被検者の体外の周囲に配置されるコイル２Ｃと、コイル２Ｃの一端側に対して直列接続されている共振用のコンデンサ３と、コイル２Ｃの他端側に接続されているインダクタンス調整部１２と、コイル２Ｃを駆動する駆動部６と、駆動部６に対して電源を供給する電源部７と、を有している。

コイル２Ｃは、一端側がコンデンサ３を介して駆動部６に接続されているとともに、他端側がインダクタンス調整部１２を介して駆動部６に接続されている。

インダクタンス調整部１２は、図４に示すように、複数の補助コイル１２ａが直並列に接続された構成を具備している。また、複数の補助コイル１２ａの一つ一つに対し、補助コイル１２ａそれぞれにおける電気的な導通状態を切り替えるためのスイッチ１２ｂが並列接続されている。

次に、電力供給装置１Ｃの作用について説明を行う。

術者等は、コイル２Ｃを被検者の体外の周囲に配置するとともに、カプセル型内視鏡等の給電対象の装置を該被検者の体内に配置する。なお、このような初期状態において、スイッチ１２ｂが全てオンされることにより、複数の補助コイル１２ａのいずれにも電流が流れていないものとする。

一方、被検者の体外の周囲にコイル２Ｃが配置された状態において電源部７がオンされると、コイル２Ｃを駆動するための駆動電流（高周波電流）が駆動部６から出力される。これにより、給電対象の装置に設けられた共振回路における所定の共振周波数と一致する周波数の磁界（高周波磁界）であり、かつ、コイル２Ｃの中心軸方向に沿った磁界が電力供給装置１Ｃから発せられる。

その後、被検者の体位の変化に応じてコイル２Ｃが変形し、コイル２Ｃのインダクタンスが変化することにより、コイル２Ｃとコンデンサ３との共振状態が解除される。これにより、共振状態から外れた磁界が電力供給装置１Ｃから発せられてしまう。

このとき、駆動部６は、コイル２Ｃに供給している駆動電流の急激な低下または駆動電圧の急激な上昇を検知することにより、コイル２Ｃとコンデンサ３との共振状態が解除され、共振状態から外れた磁界が発せられているとみなす。そして、駆動部６は、コイル２Ｃとコンデンサ３との共振状態が解除されたことを検知すると、コイル２Ｃとコンデンサ３との共振状態を復帰させるための制御として、各スイッチ１２ｂのうち、一または複数のスイッチをオフさせるための制御を行う。

一方、インダクタンス調整部１２においては、オフされたスイッチ１２ｂに対応する補助コイル１２ａに電流が流れる。

駆動部６は、オフさせるスイッチを各スイッチ１２ｂの中から順番に切り替えつつ、コイル２Ｃに供給している駆動電流または駆動電圧を随時監視する。そして、駆動部６は、監視結果に基づき、駆動電流の出力値が急激に低下する以前の状態に戻ったこと、または、駆動電圧の出力値が急激に上昇する以前の状態に戻ったことを検知すると、各スイッチ１２ｂのオンオフ状態を固定するための制御を行う。

そして、以上に述べたような制御を駆動部６が行うことにより、コイル２Ｃとコンデンサ３との共振状態を復帰可能なインダクタンスとするための調整がインダクタンス調整部１２において行われ、前述の所定の共振周波数における共振駆動に基づいた磁界が再度電力供給装置１Ｃから発せられる。

以上に述べたように、本実施形態の第３の変形例に係る電力供給装置１Ｃによれば、被検者の体位の変化に応じてコイル２Ｃが変形し、コイル２Ｃとコンデンサ３との共振状態が解除された場合であっても、コイル２Ｃのインダクタンスの変化量に応じてインダクタンス調整部１２のインダクタンスを適宜調整することにより、コイル２Ｃとコンデンサ３との共振状態を速やかに復帰させることができる。すなわち、本実施形態の第３の変形例に係る電力供給装置１Ｃによれば、給電対象の装置に対して非接触にて給電を行う際の給電効率の低下を防ぐことができる。

ところで、本実施形態の電力供給装置１は、前述の効果と略同様の効果を得るために、例えば、図５に示すような電力供給装置１Ｄとして構成されるものであっても良い。

電力供給装置１Ｄは、給電対象の装置に対して非接触にて給電可能な構成を有している。具体的には、電力供給装置１Ｄは、図５に示すように、被検者の体外の周囲に配置されるコイル２Ｄと、コイル２Ｄの一端側に対して直列接続されている共振用のコンデンサ３と、コイル２Ｄの他端側に接続されているキャパシタンス調整部１３と、コイル２Ｄの他端側に接続されているバイパスライン１４と、コイル２Ｄを駆動する駆動部６と、駆動部６に対して電源を供給する電源部７と、を有している。

コイル２Ｄは、一端側がコンデンサ３を介して駆動部６に接続されているとともに、他端側がキャパシタンス調整部１３及びバイパスライン１４を介して駆動部６に接続されている。

キャパシタンス調整部１３は、図５に示すように、コイル２Ｄの他端側と駆動部６との間に設けられているとともに、複数の補助コンデンサ１３ａが並列に接続された構成を具備している。また、複数の補助コンデンサ１３ａの一つ一つに対し、補助コンデンサ１３ａそれぞれにおける電気的な導通状態を切り替えるためのスイッチ１３ｂが直列接続されている。

バイパスライン１４は、コイル２Ｄの他端側と駆動部６との間を、キャパシタンス調整部１３を迂回しつつ接続している。また、バイパスライン１４の途中に設けられたスイッチ１４ｂは、駆動部６の制御に応じてオンオフを切り替え可能な構成を有している。

次に、電力供給装置１Ｄの作用について説明を行う。

術者等は、コイル２Ｄを被検者の体外の周囲に配置するとともに、カプセル型内視鏡等の給電対象の装置を該被検者の体内に配置する。なお、このような初期状態において、スイッチ１３ｂが全てオフされることにより、複数の補助コンデンサ１３ａのいずれにも電流が流れておらず、かつ、スイッチ１４ｂがオンされることにより、バイパスライン１４に電流が流れているものとする。

一方、被検者の体外の周囲にコイル２Ｄが配置された状態において電源部７がオンされると、コイル２Ｄを駆動するための駆動電流（高周波電流）が駆動部６から出力される。これにより、給電対象の装置に設けられた共振回路における所定の共振周波数と一致する周波数の磁界（高周波磁界）であり、かつ、コイル２Ｄの中心軸方向に沿った磁界が電力供給装置１Ｄから発せられる。

その後、被検者の体位の変化に応じてコイル２Ｄが変形し、コイル２Ｄのインダクタンスが変化することにより、コイル２Ｄとコンデンサ３との共振状態が解除される。これにより、共振状態から外れた磁界が電力供給装置１Ｄから発せられてしまう。

このとき、駆動部６は、コイル２Ｄに供給している駆動電流の急激な低下または駆動電圧の急激な上昇を検知することにより、コイル２Ｄとコンデンサ３との共振状態が解除され、共振状態から外れた磁界が発せられているとみなす。そして、駆動部６は、コイル２Ｄとコンデンサ３との共振状態が解除されたことを検知すると、コイル２Ｄとコンデンサ３との共振状態を復帰させるための制御として、スイッチ１４ｂをオフさせるとともに、各スイッチ１３ｂのうちの一または複数のスイッチをオンさせるための制御を行う。

一方、キャパシタンス調整部１３においては、オンされたスイッチ１３ｂに対応する補助コンデンサ１３ａに電流が流れる。

駆動部６は、スイッチ１４ｂをオフしたまま、オンさせるスイッチを各スイッチ１３ｂの中から順番に切り替えつつ、コイル２Ｄに供給している駆動電流または駆動電圧を随時監視する。そして、駆動部６は、監視結果に基づき、駆動電流の出力値が急激に低下する以前の状態に戻ったこと、または、駆動電圧の出力値が急激に上昇する以前の状態に戻ったことを検知すると、スイッチ１４ｂをオフに固定し、かつ、各スイッチ１３ｂのオンオフ状態を固定するための制御を行う。

そして、以上に述べたような制御を駆動部６が行うことにより、コイル２Ｄとコンデンサ３との共振状態を復帰可能なキャパシタンスとするための調整がキャパシタンス調整部１３において行われ、前述の所定の共振周波数における共振駆動に基づいた磁界が再度電力供給装置１Ｄから発せられる。

なお、電力供給装置１Ｄによれば、キャパシタンス調整部１３における各補助コンデンサ１３ａのキャパシタンスを、例えばＣ、Ｃ／２、Ｃ／４、Ｃ／８、・・・というように、公比１／２の幾何級数的に設定することにより、キャパシタンス調整部１３を構成する補助コンデンサ１３ａ（及びスイッチ１３ｂ）の総数を極力減らすことができる。

また、電力供給装置１Ｄが具備するキャパシタンス調整部１３は、電力供給装置１、電力供給装置１Ａ、電力供給装置１Ｂまたは電力供給装置１Ｃの構成と組み合わせて使用されるものであっても良い。

以上に述べたように、本実施形態の第４の変形例に係る電力供給装置１Ｄによれば、被検者の体位の変化に応じてコイル２Ｄが変形し、コイル２Ｄとコンデンサ３との共振状態が解除された場合であっても、コイル２Ｄのインダクタンスの変化量に応じてキャパシタンス調整部１３のキャパシタンスを適宜調整することにより、コイル２Ｄとコンデンサ３との共振状態を速やかに復帰させることができる。すなわち、本実施形態の第４の変形例に係る電力供給装置１Ｄによれば、給電対象の装置に対して非接触にて給電を行う際の給電効率の低下を防ぐことができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。

本発明の実施形態に係る電力供給装置の要部の構成を示す図。本発明の実施形態の第１の変形例に係る電力供給装置の要部の構成を示す図。本発明の実施形態の第２の変形例に係る電力供給装置の要部の構成を示す図。本発明の実施形態の第３の変形例に係る電力供給装置の要部の構成を示す図。本発明の実施形態の第４の変形例に係る電力供給装置の要部の構成を示す図。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ・・・電力供給装置
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ・・・コイル
３・・・コンデンサ
４・・・コイル長調整部材
５・・・導線部材
６・・・駆動部
７・・・電源部
１１Ａ，１１Ｂ・・・スイッチ群
１２・・・インダクタンス調整部
１３・・・キャパシタンス調整部
１４・・・バイパスライン

Claims

被検者の体内に配置される給電対象の装置に対して非接触にて給電を行う電力供給装置であって、
前記被検者の体外の周囲に配置されるコイルと、
前記コイルに対して直列接続されているコンデンサと、
前記コイルを駆動することにより、前記コイルから磁界を発生させる駆動部と、
を有し、
前記駆動部は、前記コイルから発せられる磁界の共振周波数が前記給電対象の装置に設けられた共振回路における所定の共振周波数から外れたことを検知した際に、前記磁界の共振周波数を該所定の共振周波数に一致させるための制御を行うことを特徴とする電力供給装置。
前記駆動部は、前記コイルから発せられる磁界の共振周波数が前記所定の共振周波数から外れたことを検知した際に、前記コイルのインダクタンスを変化させることにより、前記磁界の共振周波数を前記所定の共振周波数に一致させることを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
前記コイルとは別体に形成されるコイル長調整部材と、
前記コイルと前記コイル長調整部材との間を短絡しつつ電気的に接続する導線部材と、
をさらに有し、
前記駆動部は、前記コイルから発せられる磁界の共振周波数が前記所定の共振周波数から外れたことを検知した際に、前記導線部材による短絡位置を変化させつつ前記コイルのコイル長を調整することにより、前記磁界の共振周波数を前記所定の共振周波数に一致させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力供給装置。
前記コイルと前記駆動部との間に設けられるインダクタンス調整部をさらに有し、
前記駆動部は、前記コイルから発せられる磁界の共振周波数が前記所定の共振周波数から外れたことを検知した際に、前記コイルのインダクタンスの変化量に応じて前記インダクタンス調整部のインダクタンスを調整することにより、前記磁界の共振周波数を前記所定の共振周波数に一致させることを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
前記コイルと前記駆動部との間に設けられるキャパシタンス調整部をさらに有し、
前記駆動部は、前記コイルから発せられる磁界の共振周波数が前記所定の共振周波数から外れたことを検知した際に、前記コイルのインダクタンスの変化量に応じて前記キャパシタンス調整部のキャパシタンスを調整することにより、前記磁界の共振周波数を前記所定の共振周波数に一致させることを特徴とする請求項１に記載の電力供給装置。
前記駆動部は、前記コイルに供給している駆動電流の急激な低下、または、前記コイルに供給している駆動電圧の急激な上昇を検知した場合に、前記コイルから発せられる磁界の共振周波数が前記所定の共振周波数から外れたとみなすことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の電力供給装置。