JP2010273452A - 被電力供給装置、電力供給装置システム、消磁防止制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】充電台の電子機器が持ち上げられて磁束が徐々に無くなっていく状況になったとしても、電子機器内部の永久磁石部品が消磁されないようにする。
【解決手段】被充電機器には、２次コイルとともに補助コイルを備える。２次コイルが発生する磁束が時間経過に応じて減少していく状態であると判定されているときには、２次コイルにて発生している磁束についての、規定量の磁束に対する不足分を求める。この不足分の磁束が補助コイルにより発生するようにして、補助コイルを駆動する。
【選択図】図３

Description

本発明は、非接触充電動作中に生じ得る、内部の永久磁石デバイスの消磁を防止する制御動作を実行するようにされた被電力供給装置、及び電力供給装置システムと、これらの装置、システムにおける消磁防止制御方法に関する。

非接触で電子機器（２次電池）に充電する技術が以前から知られている。
このような非接触充電は、例えば充電台に１次コイルを備え、電子機器側に２次コイルを備える。充電時には、充電台のしかるべき定位置に電子機器を置くようにして、１次コイルを駆動する。これにより、１次コイルと２次コイルとの間で誘導起電力が発生する。電子機器側では、この誘導起電力を利用して２次電池への充電を行う。

特許文献１には、非接触充電装置として、充電動作を終了させるのにあたって、充電電流を徐々に減少させていくことで、短時間で充電が完了し、且つ、過充電が生じないようにした構成が記載されている。

特開昭４９−１１３１３６号公報

現状における電子機器として、例えばデジタルカメラ、ビデオカメラなどの撮像装置の充電に応用する場合を考えてみる。
例えばこれらの撮像装置は、フォーカス調整やズームなどのレンズ駆動などのために、ＭＲセンサ、ホール素子、モータなど、永久磁石を用いたデバイスを内蔵しているのが通常である。また、表示パネルの開閉検出や反転検出に永久磁石、ＧＭＲセンサなどを用いることも行われている。さらに、機種によっては、磁気記録が行われる記録メディアを内部に装填しているものもある。
このように、現在における電子機器は、上記撮像装置に代表されるように、永久磁石を用いた何らかのデバイス、記録メディア等を少なからず有している場合が多い。

上記の特許文献１では、充電中において充電電流を徐々に減少させているが、これは即ち、１次コイルと２次コイルの間に発生している交流磁束が徐々に減少していくことを意味している。このようにして徐々に減少する磁束は、消磁の作用を有する。従って、特許文献１による非接触充電を行うと、徐々に減少する磁界の影響で、電子機器内のデバイスにおける永久磁石が消磁されてしまうことになる。これらの永久磁石が消磁されてしまえば、例えば、レンズ駆動、表示パネルの開閉、反転検出が適正に行われなくなる、また、記録メディアに記録されたデータが消去される、などの不具合を招くことになる。
このことからすれば、例えば上記特許文献１に記載された充電の構成は、多くの永久磁石部品を内部に備える現在の多くの電子機器に応用するべきではない、ということになる。

しかし、実用上のことを考慮すると、特許文献１に記載された充電の構成を採用しなくとも、高い可能性で、磁束が徐々に弱まるようにして充電が終了する状況が発生し得る。このような状況が発生する典型的な事例としては、充電中の状態においてユーザが充電台に載せられていた電子機器を手に持って、充電台から離していってしまう、という場合を挙げることができる。
非接触充電では、電子機器が単に位置決めされた状態で充電台に対して載置させるような態様とされていることが多く、通常、ユーザは、いつでも充電台の上に載っている電子機器を持ち上げることはできる。とはいえ、このような電子機器の扱いができないようにしてしまうと、かえって不便になってしまうので好ましくない。

消磁への対策としては、例えば電子機器内部の消磁されたくない部品を物理的に磁気シールドすることが考えられるが、電子機器の軽量小型化の妨げになったり、内部部品のレイアウトの自由度が低くなったりするので現実的ではない。

本願発明としては、上記したように、例えば充電台の電子機器（被電力供給装置）が持ち上げられるなどして、充電中において磁束が徐々に弱まるようにして充電が終了する状況になったとしても、電子機器（被電力供給装置）内部の永久磁石部品が消磁されないようにすることを、その課題とする。

そこで本発明は上記した課題を考慮して、被電力供給装置として次のように構成する。
上記電力供給装置の１次コイルとの結合により規定量の誘導起電力が発生するようにして設けられる２次コイルと、補助コイルと、上記１次コイルからの誘導起電力に応じて上記２次コイルにて発生する磁束量を検出する磁束量検出手段と、上記磁束量検出手段により検出される磁束が時間経過に応じて減少していく、磁束減少状態であるか否かを判定する状態判定手段と、上記状態判定手段により上記減少状態であることが判定されることに応じて、上記電磁束量検出手段により検出される現在の上記磁束量についての、上記規定量の誘導起電力に応じて２次コイルにて得られるとされる上記磁束量に対する不足分を算出する不足磁束量算出手段と、上記不足磁束量算出手段により算出される磁束が上記補助コイルにより発生するようにして上記補助コイルを駆動する補助コイル駆動手段とを備えることとした。

また、電力供給装置システムとして次のように構成することとした。
つまり、電力供給装置と、この電力供給装置からの電力供給を受ける被電力供給装置とから成り、上記電力供給装置において、１次コイルと、上記電力供給装置において、上記１次コイルを駆動する１次コイル駆動手段と、上記電力供給装置において、補助コイルと、上記被電力供給装置において、上記１次コイルとの結合により規定量の誘導起電力が発生するようにして設けられる、上記２次コイルと、上記被電力供給装置において、上記電力供給装置に対して無線によりデータを送信する被電力供給装置側通信手段と、上記電力供給装置において、上記被電力供給装置から無線により送信されるデータを受信する電力供給装置側通信手段と、上記被電力供給装置において、上記１次コイルからの誘導起電力に応じて上記２次コイルにて発生する電流値又は電圧値を検出する電流／電圧検出手段と、
上記被電力供給装置又は電力供給装置において、上記電流／電圧検出手段により検出された電流値又は電圧値に基づいて、上記１次コイルからの誘導起電力に応じて上記２次コイルにて発生する磁束が時間経過に応じて減少していく、磁束減少状態であるか否かを判定する状態判定手段と、上記被電力供給装置又は電力供給装置において、上記状態判定手段により上記減少状態であることが判定されることに応じて、上記電磁束量検出手段により検出される現在の上記磁束量についての、上記規定量の誘導起電力に応じて２次コイルにて得られるとされる上記磁束量に対する不足分を算出する不足磁束量算出手段と、上記被電力供給装置又は電力供給装置において、上記不足磁束量算出手段により算出される磁束が上記補助コイルにより発生するようにして上記補助コイルを駆動する補助コイル駆動手段とを備えることとした。

上記各構成によっては、非接触で電力供給が行われる被電力供給装置において、２次コイルが発生する磁束が時間経過に応じて減少していく状態であると判定されているときには、２次コイルにて発生している磁束についての、規定量の磁束に対する不足分を求める。そして、この不足分の磁束が補助コイルにより発生するようにして、補助コイルを駆動する。
これにより、実際には１次コイルにより誘起される２次コイルの磁束成分が減少しているとしても、その減少分が補助コイルにて発生している磁束により補填され、見かけ上は、２次コイルにて発生している磁束が規定量のまま減少しない状態を維持できる。これにより、２次コイルが発生する磁束が時間経過に応じて減少していくことによる交流消磁が行われることが防止される。

このようにして、本発明は、例えばシールドなどを施すことなく、電子機器などとしての被電力供給装置において備えられる永久磁石部品が交流消磁されてしまうことを有効に防止できる。

第１実施形態に対応する非接触充電装置システムとしての充電台及び被充電機器を、１次コイル、２次コイル、及び補助コイルの位置関係例とともに示す図である。 第１実施形態に対応する、充電台と被充電機器の各システム構成例を示す図である。 第１実施形態の被充電機器が実行する消磁防止制御のための処理例を示すフローチャートである。 消磁防止制御中において発生する磁束の状態を説明するための図である。 消磁防止制御の動作を説明するものとして、１次コイル由来で２次側に発生する電流と、補助コイルにて流れる電流とを、２次コイル電流の検出タイミングによる時間経過とともに示す図である。 消磁防止制御の動作を説明するものとして、１次コイル由来で２次側に発生する電流と、補助コイルにて流れる電流との変化を、制御の終了時点まで、時間経過とともに示す図である。 補助コイルについての、１次コイルと２次コイルに対する位置関係の態様例を示す図である。 第２実施形態に対応する、充電台と被充電機器の各システム構成例を示す図である。 第２実施形態の被充電機器が実行する消磁防止制御のための処理例を示すフローチャートである。 交流消磁の原理を説明するための図である。 電子機器（縦型ビデオカメラ）についての磁気デバイスの実装例を示す図である。 電子機器（横型ビデオカメラ）についての磁気デバイスの実装例を示す図である。

以下、本願発明を実施するための形態（以下、実施形態という）について、下記の順により説明する。

＜１．消磁の原理＞
＜２．非接触充電における消磁の問題＞
＜３．電子機器における永久磁石部品の実際例＞
＜４．非接触充電装置システム（第１実施形態）＞
［４−１．ハードウェア構成］
［４−２．システム構成］
［４−３．アルゴリズム］
＜５．コイル配置態様例＞
＜６．非接触充電装置システム（第２実施形態）＞
［６−１．システム構成］
［６−２．アルゴリズム］

＜１．消磁の原理＞

先ず、図１０により交流消磁の原理について説明する。
図１０（ａ）は、コイルに流す交流電流量の振幅[mA]を時間経過とともに示している。ここで示されている交流電流は、その開始時点であるＡ点付近では振幅が最大で、時間が経過するに従って徐々に小さくなり、最終的に、開始時点から或る時間を経過したＢ点に至って０となるように変化している。

このような交流電流がコイルに流れることにより、その極性に応じて、コイルに発生する磁束も極性を反転させるようにして変化する。また、時間経過に応じて振幅が減少していくのにしたがって、コイルに発生する磁束も減少していく。即ち、図１０（ａ）に示す交流電流によっては、コイルに発生する磁束は、Ａ点付近で最大の状態から、その交流周期に応じて極性を反転させながら徐々に減少していき、最終的にＢ点にて０となる。
ここで、コイルにて発生する磁界内に磁性体が存在しているとする。この磁性体は、図１０（ａ）に示す交流電流に応じて発生する磁束により、その極性に応じて着磁することになる。つまり、交流周期に応じて磁化の方向が反転するようにして着磁する状態変化を示す。例えば、Ａ点の近傍での交流電流のピーク値が得られているときには、例えば図１０（ｂ）に示すようにして、磁性体の分子磁石が、１つの極に揃うようにして磁化された状態、即ち着磁した状態が得られる。しかし、これとともに、時間経過に従ってコイルに発生する磁束が減少していくことに応じて、磁化により生じる磁力も小さくなっていく。そして、最終的に磁束が０となるＢ点に至ったときには、図１０（ｃ）に示すようにして分子磁石ごとの極性の向きはばらばらの状態になる。つまり、磁性体としては磁力を有していない状態となる。
このようにして、徐々に磁束が減少する交流磁界によっては、磁性体が磁化していない状態とすることができる。これが交流消磁といわれる。

＜２．非接触充電における消磁の問題＞

例えば充電台（充電器）と２次電池を内蔵する電子機器とを、物理的に接続しない状態で充電を行う非接触充電は、これまでにもいくつかの電子機器で広く採用されている。
非接触充電は、充電台に１次コイルを設け、電子機器側に２次コイルを設けるようにしたうえで、充電台に対して電子機器をしかるべき位置状態により載せるようにする。この状態で充電台側で１次コイルに交流電流を流すことで、磁気結合によって電子機器側の２次コイルにも交流電流が流れ誘導起電力が発生する。電子機器側では、この誘導起電力を例えば直流化するなどして２次電池に対して充電を行う。

このような非接触充電では、電子機器について、単に位置決めされた状態で充電台に対して載置させるような態様とすることが多い。これは、別の見方をすれば、充電動作中において、いつでも、ユーザが電子機器を持ち上げて充電台から離すことができる、ということを意味する。

充電中においては、充電台側では１次コイルに対して規定量の電流を流し、１次コイルにおいて一定の磁束を発生させている。しかし、この充電中において上記のようにして電子機器が持ち上げられる場合、電子機器内の２次コイルからみた場合には、電子機器が持ち上げられて充電台、つまり１次コイルから離れていくのに従って、誘導起電力も小さくなっていくことになる。このとき、２次コイルにおいては、図１０にて説明したのと同様に、時間経過に従って、２次コイルに流れる電流が０になるまで徐々に減少し、これに応じて磁束も０になるまで徐々に減少していく状態が生じていることになる。

ここで電子機器が内部に何らかの永久磁石を有するデバイスを備えていたとすると、これらの永久磁石を有するデバイスは、２次コイルにて発生する磁界内に存在していることになる。従って、充電動作中に電子機器が持ち上げられたときには、電子機器内の永久磁石部品が消磁する可能性があることになる。
このような永久磁石を有するデバイスが消磁してしまうと、当然、そのデバイスは適切に動作できなくなる、という不具合を生じることになる。

＜３．電子機器における永久磁石部品の実際例＞

近年では多くの電子機器においてセンサなどに永久磁石を有するデバイスが多数実装されている傾向にある。このような永久磁石を有するデバイスを備える電子機器の具体例として、図１１，図１２にビデオカメラを示しておく。
また、これらの図に示されるビデオカメラは、それぞれ、内部に２次コイルを備えるものとしている。つまり、非接触充電により内蔵の２次電池（図示せず）に充電できるように構成されているものとする。なお、２次電池は、本体内部に内蔵される態様の他、外付けの態様で電子機器の本体に取り付けられる態様の場合もある。

先ず、図１１のビデオカメラ１００は、いわゆる縦型のものであり、図１１（ａ）に側面図を示し、図１１（ｂ）に正面図を示す。
この図のビデオカメラ１００は、本体上部においてレンズ部１０１が設けられている。ビデオカメラ１００内部において、このレンズ部１０１の周辺には、例えばフォーカスレンズやズームレンズ、またホール素子を備えて成る絞りなど光学系の駆動のために、ＭＲセンサ(磁気センサ、磁気抵抗素子)１０２，１０３を有している。また、レンズ駆動モータ１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃを有している。また、パネル状の表示部１０７の開閉、正転／反転状態を検知するために、ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）センサ１０５も有することとしている。これらのＭＲセンサ１０２，１０３，レンズ駆動モータ１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ、及びＧＭＲ（Giant Magneto Resistive effect）センサ１０５は、何れも永久磁石を有して構成されるデバイスである。なお、レンズ駆動モータに採用されるデバイスとしては、例えばDCモータ、ステッピングモータ、リニアモータなどとなる。
さらにその場合には、記録媒体として磁気記録媒体１０６を内蔵している例を示している。ここでの磁気記録媒体１０６としては、例えばＭＲＡＭ（磁気抵抗メモリ：Magneto resistive Random Access Memory）であるとか、Magnetic Race-track Memoryなどを挙げることができる。あるいは、磁気テープ、フロッピーディスク（登録商標）、光磁気ディスクなども磁気記録媒体として挙げられる。

また、この図では、下側本体内部において、正面から見て左側面の内壁側において２次コイル２２が配されていることとしている。この２次コイル２２は基板２１に対して取り付けられており、例えば、この基板２１が、本体内部において固定されることで図示する２次コイル２２の位置状態が得られているものである。この２次コイル２２の配置の場合、非接触充電を行う際には、ビデオカメラ１００の本体左側面を下側にして充電台の上に載せることになる。

このようにして、ビデオカメラ１００においては多くの永久磁石を有するデバイス、また、磁気記録媒体を備えている。これらのデバイスや磁気記録媒体は、２次コイル２２との距離に差はあるものの、同じビデオカメラ１００の本体内にあるために、いずれにせよ、２次コイルの磁束による磁界の影響を受けやすい。従って、例えば充電動作中においてビデオカメラ１００が持ち上げられて充電台から離されていくことによっては、これらのデバイス、磁気記録媒体１０６が消磁される、あるいは磁力が弱まる可能性がある。
ちなみに、この例では、２次コイル２２の磁束が通過する経路において配置されている磁気記録媒体１０６が最も影響を受けやすい。

例えば、光学系の駆動に関するＭＲセンサやレンズ駆動モータにおける永久磁石部品が消磁されると、ホール素子での制御による適正な絞り調整、フォーカス制御、ズーム調整などが行えなくなる可能性がある。例えば絞りなどの調整に際してホール素子での検出が不適切になると、高輝度の被写体を撮影した場合にサチュレーションが起きたまま補正されない画になる。
また、表示部に関連するＧＭＲセンサにおける永久磁石部品が消磁されると、表示部を開いても電源がオンにならなかったり（表示部を開くと電源がオンとなる仕様の場合）、表示が開始されなかったりするなどの不具合が生じる。また、表示部を回転して向きを反転させたとしても、これに応じて表示画像の走査が切り替わらないなどの不具合を生じる。
さらに、記録媒体として上記のようにしてＭＲＡＭなどを採用していれば、これらの記録媒体に記録されたデータが消去されたりでたらめに書き換えられたりする可能性がでてくる。

また、図１２には、いわゆる横型のビデオカメラ２００を示している。図１２（ａ）は、左側面図であり、図１２（ｂ）は平面図である。
先ず、この場合には、２次コイル２２は、ビデオカメラ２００の本体の底面の内壁側に配置される。この２次コイル２２も、基板２１に取り付けられた状態となっている。この基板２１が、本体内部において固定されている。
また、この場合にも、レンズ部２０１に対応する光学系を駆動するために、ＭＲセンサ２０２ａ，２０２ｂ，レンズ駆動モータ２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄが備えられている。また、左側面に設けられるパネル状の表示部２０８の開閉、正転／反転を検知するためのＧＭＲセンサ２０５も備えられている。
また、この場合には、本体右側面において、記録媒体として、磁気記録媒体であるＨＤＤ（Hard Disc Drive）を備えている。

この図１２に示されるビデオカメラ２００としても、図１１と同様に、各種の永久磁石を有するデバイスを備えている。従って、充電動作中に持ち上げられることによっては、永久磁石部品が消磁される可能性があることになる。
特に、この横型のビデオカメラ２００においては、ほとんどのデバイスが、２次コイル２２を磁束が貫通する経路と非常に近いために、２次コイル２２の磁界の影響はより強いと考えられる。

現状において、電子機器内に備えられる可能性のある、永久磁石を備えるデバイスとして、上記図１１，図１２に示した以外のものについての例を挙げておく。
スピントランジスタ、アクチュエーター、アンジュレーター、ウィグラー、自由電子レーザ、アナログポインティングデバイス、光アイソレーター、マイクロアクチュエーター、マイクロセンサ、強磁性半導体のデバイス、磁場でレーザの進行方向を制御する磁気光デバイス、半導体スピンエレクトロニクスデバイス、ホールICを用いた回転デバイス（JOG機構）、光バッファメモリ、ディスク状ナノ磁石を使用したデバイス、半導体電界吸収型光変調器、ボックス回転型多元対向スパッタ装置などである。

上記の交流消磁の問題を解決するには、例えば、永久磁石を有するデバイスに対して、例えば軟磁性体などにより、物理的な磁気シールドを施すようにすることが考えられる。しかし、磁気シールドを施せば、それだけデバイスとシールドから成る部分のサイズが大きくなり、機器の小型軽量化や設計自由度の妨げであるとか、コストアップなどを生じる。
そこで、本実施形態としては以降説明するようにして、非接触充電を行う場合の電子機器における永久磁石部品の消磁を防止する。

＜４．非接触充電装置システム（第１実施形態）＞
［４−１．ハードウェア構成］

図１は、第１の実施形態に対応する非接触充電装置システムのハードウェア構成例を示している。本実施形態の充電装置システムは、充電台(充電器：電力供給装置)１と、充電台１からの電力を受電する電子機器である被充電機器２（被電力供給装置）とから成る。
なお、ここで図示している被充電機器２は、デジタルカメラとされているが、先の図１１，図１２においてビデオカメラ１００，２００を例としてあげていることからも理解されるように、デジタルカメラに限定されるべきものではない。例えば本体内部において永久磁石部品を備えるものであれば、本実施形態の充電装置システムの構成は有用に適用できる。

充電台１は、例えば商用交流電源を入力して充電電力を被充電機器２側に供給する。
被充電機器２は、内蔵の２次電池の電力により動作するもので、充電台１から供給される充電電力を受けて、内蔵若しくは外付けの２次電池に対して充電を行うことができる。

先ず、充電台１においては、その筐体１ａの上面部の所定位置において、その内壁にほぼ接するようにして１次コイル１２を配置するようにしている。なお、この場合の１次コイル１２は基板１１上に設けられており、実際には、この基板１１が筐体１ａ内部で位置決め固定されていることにより、１次コイル１２が図示する位置にて配置されるようになっている。
また、ここでは図示していないが、充電台１内部においては、商用交流電源を電力源として１次コイルに流すべき電流を生成するための電源回路、また、ＣＰＵなどを備えて内部制御を実行する制御部等を備える。

被充電機器２においては、筐体２ａ内部の底面部の所定位置において２次コイル２２が設けられている。この２次コイル２２は、被充電機器２が充電台１における適正位置に載せられた状態のときに、充電台１側に設けられる１次コイル１２とちょうど対向する位置となるように設けられる。これにより、１次コイルとの間での誘導起電力ができるだけ効率よく発生されるようにしている。

そのうえで、本実施形態においては、被充電機器２側において、２次コイル２２の直下に対して、この２次コイル２２と対向するようにして、補助コイル２３を設けることとしている。この場合、補助コイル２３は、発生した磁束が、補助コイル２３にも貫通するようにして配置されている状態である。
なお、この場合には、基板２１に対して２次コイル２２を取り付け、さらにその上側に補助コイル２３を取り付けるようにしている。そして、この基板２１を上下逆向きにして、被充電機器２の底面内壁部に対して、位置決め固定するようにしている。なお、この図では、基板２１をビスにより固定している態様としているが、他の態様による固定がおこなわれてよい。
また、本実施形態において、１次コイル１２、２次コイル２２、及び補助コイル２３についての形状は、例えば巻き線型であってもよいし、シート型であってもよい。

先ず、非接触充電を行うにあたっては、充電台１の電源をオンとした状態で、この充電台１の規定の位置に対して、被充電機器２を配置する。なお、このとき、被充電機器２は、例えば物理的な位置決め機構などにより位置決めされていてもよいが、あくまでも非接触充電であるから、充電台１側との電気的な物理的接続はされていない。

本実施形態の場合、上記のようにして充電台１に被充電機器２が配置されると、充電台１は、このことを検知するようになっており、１次コイル１２に対して充電のための規定量の交流電流を流す動作を開始させる。これにより、以降、１次コイル１２にて交流磁束が発生することになり、２次コイル２２にも誘導起電力が発生する。つまり、１次コイル１２から２次コイル２２経由で、充電台１から被充電機器２側に電力伝送が行われる。このとき、充電台１に被充電機器２が適正状態で配置されていれば、２次コイル２２においては、上記１次コイル１２に流される規定量の電流に応じて決まる規定量の磁束と、この磁束に応じた電流・電圧が発生する。

被充電機器２側では、２次コイルに発生した誘導起電力から例えば定電流化された充電電力を生成し、２次電池に供給する。つまり、２次電池に対する充電を行う。

また、詳細な制御については後述するが、充電中において例えば被充電機器２をユーザが持ち上げるなどしたことに応じて、２次コイル２２に流れる電流（交流磁束）が徐々に減少していく状態となったときには、被充電機器２は、補助コイル２２にコイル電流を流す。このときに補助コイル２２に対しては、２次コイル２２の磁束と同位相であり、かつ、２次コイル２２における磁束の減少分が補填されるようにしてコイル電流を流す。
これにより、被充電機器２が充電台１から離れていくのにかかわらず、被充電機器２においては、充電台１に適正にセットされているときと同じ磁束を維持することになる。そして、最終的には、１次コイル１２から伝送される電力が０となった後のしかるべきタイミング、例えば一次コイルからの送電が完全に完了していると認識できたタイミングで、補助コイル２２に流す電流を停止させるようにする。これにより、本実施形態では、被充電機器２側にて磁束が徐々に減少しないことになり、結果として、被充電機器２内の永久磁石部品が消磁されることを防止できる。

［４−２．システム構成］

図２は、上記した消磁防止のための制御(消磁防止制御)に対応した、被充電機器２のシステム構成例を示している。なお、この図においては充電台１についても示されている。
先ず、充電台１においては、制御部１３と１次コイル１２が示されている。この制御部１３は、１次コイル１２に対して電流を流すための制御を実行する部位として示されている。また、ここでの制御部１３は、例えば商用交流電源ＡＣから１次コイル１２に流すべきコイル電流を生成するための電源回路なども含んでいる。

被充電機器２においては、２次コイル２２及び補助コイル２３とともに、第１電源制御部２４、第２電源制御部２５、実効値算出器２６、微分器２７、比較器２８、補助コイル電流算出部２９、デジタル可変抵抗３０、充電回路３１、２次電池３２を備えるものとしている。

充電回路３１は、２次コイル２２にて得られている誘導起電力を入力して充電電流を生成し、２次電池３２に供給する。これにより２次電池３２に対する充電が行われる。また、この場合の第２電源制御部２５は、例えば２次電池３２の両端電圧などに基づいて、２次電池３２の充電量を検知することが可能とされている。第２電源制御部２５は、２次電池３２が満充電の状態になったことを検知したことに応じて、２次コイル２２に対する通電を遮断し、駆動を停止する。これにより、満充電の状態の２次電池３２に対してさらに充電が行われてしまうことを防止している。

この場合の被充電機器２は、電源制御部として、第１電源制御部２４と第２電源制御部２５との２つを備えている。
消磁防止制御に際して、主たる制御は第１電源制御部２４が実行する。第１電源制御部２４は、消磁防止制御のために、２次コイル２２に流れる電流若しくは電圧を検出することとしている。なお、説明の便宜上、以降においては、第１電源制御部２４は２次コイル２２に流れる電流値を検出するものとする。
また、ここで、検出される電流は、以降の説明から理解されるように、消磁防止制御において、１次コイル１２との結合によってコイル２２に発生する磁束成分の減少を補助コイルにより補うために用いられる。従って、ここでの電流値の検出は、１次コイル由来（１次コイル１２との結合による）の２次コイル２２にて発生する磁束成分量を検出しているものと見ることができる。

第２電源制御部２５は、２次コイル２２と補助コイル２３の駆動を制御する。例えばこの場合の第２電源制御部２５は、第１電源制御部２４の命令に応じて、２次コイル２２と補助コイル２３に対するコイル電流の通電、遮断(停止)を制御することができる。

第１電源制御部２４は、実効値算出器２６、微分器２７、及び比較器２８を利用して、２次コイル２２に流れる電流量が時間経過に応じて減少している状態について判定を行う。つまり、２次コイル２２において、１次コイル１２からの誘導起電力に応じて発生している磁束が減少している状態について判定する。これは即ち、例えばユーザが被充電機器２を持ち上げるなどして、被充電機器２が充電台１から離れていく過程にある状況を検知することを意味する。

第１電源制御部２４は、１次コイル１２からの誘導起電力に応じて発生している磁束が減少している状態であることを判定すると、以降、自身が検出している２次コイル２２の電流量に基づいて、補助コイル電流算出部２９により、補助コイル２３に流すべき電流値を算出させる。このときに補助コイル電流算出部２９が算出することとなる電流値は、正常な充電動作が行われているときに２次コイル２２にて得られるべき規定量の磁束に対する不足分に対応した磁束を発生させるべきものとなる。このとき、２次コイル２２の磁束は、時間経過に応じて減少している。従って、補助コイル電流算出部２９が算出する電流値は、時間経過に応じて増加していくものとなる。

デジタル可変抵抗３０は、例えば実際には、補助コイル２３に流すべき電流の経路に挿入されていることで、その抵抗値が可変されることによって、補助コイル２３に流すべき電流量が可変されるようになっている。
補助コイル電流算出部２９は、算出した電流値が補助コイル２２に流れるようにしてデジタル可変抵抗３０の抵抗値を変更設定する。上記のようにして、補助コイル電流算出部２９が算出する電流値は、時間経過に応じて増加するものなので、デジタル可変抵抗３０の抵抗値は、時間経過に従って小さくなっていくようにして可変される。この結果、補助コイル２３に流れる電流は、時間経過に従って増加していくことになり、補助コイル２３にて発生する磁束により、２次コイル２２の磁束(時間経過に応じて減少)の不足分が補填されることになる。つまり、２次側（被充電機器２）においては、正常な充電が行われているときと同じ磁束量が継続的に維持される。

なお、上記した被充電機器２側のシステム構成において、第１電源制御部２４と第２電源制御部２５は、実際のハードウェア構成においては、１つのデバイスとされていてもよい。図２では、説明の便宜のために、機能に応じて２つの電源制御部に分けて示している。
また、上記第１電源制御部２４及び第２電源制御部２５は、例えばプログラムを実行するＣＰＵを備えるマイクロコンピュータなどとして構成することができる。また、実効値算出器２６、微分器２７、比較器２８、及び補助コイル電流算出部２９の各々については、ハードウェアにより構成されてもよいし、上記電源制御部と同様に、プログラムを実行するＣＰＵにより実現される機能として構成されてもよい。

また、実際に、被充電機器２において２次コイル電流（又は電圧）を、どの部位に流れる電流から検出するのかについては、下記の態様を挙げることができる。
２次コイル２２を実装したモジュールで２次コイル２２に流れる電流を検出する。
２次コイル２２で発生した誘導起電力による電圧もしくは電流の値を電源制御部（ＩＣ）で取得する。本実施形態としては、この態様を採るものとしている。
２次コイル２２で発生した誘導起電力を２次電池３２に伝送する経路の電流を検出する。
２次コイル２２で発生した誘導起電力を２次電池３２に伝送する経路において、２次電池３２の端子にて得られる誘導起電力由来の電流を検出する。
２次電池３２の内部に実装されたクーロンカウンターを用いて誘導起電力由来の電流を検出する。

［４−３．アルゴリズム］

上記構成による第１実施形態としての非接触充電装置システムにおける、被充電機器２の消磁防止制御のアルゴリズム例について、図３のフローチャートを参照して説明する。
なお、この図に示す手順は、第１電源制御部２４、実効値算出器２６、微分器２７、比較器２８、補助コイル電流算出部２９が適宜実行するものとしてみることができる。また、上記各部位に対応するハードウェアが実際にはマイクロコンピュータなどとして構成される場合には、ＣＰＵがプログラムを実行することにより得られる処理としてみることができる。

第１電源制御部２４は、ステップＳ１０１において、現在において充電中であるか否かについて判別している。ステップＳ１０１において、充電中であるとして肯定の判別結果が得られたのであれば、ステップＳ１０２に進むが、否定の判別結果が得られたのであれば、この図に示す消磁防止制御の処理を抜け、例えば一定時間後に、ステップＳ１０１の処理に戻る。

ステップＳ１０２においては、２次コイル２２に流れている電流の実効値（２次コイル電流実効値Ie）を算出する。このためには、先ず、第１電源制御部２４により２次コイル２２に流れている電流値を検知するようにして、この検知される２次コイルの電流値を実効値算出器２６に出力する。実効値算出器２６は、入力される電流値から、例えば演算によって、その実効値を求めていく。このようにして求められる実効値が２次コイル電流実効値Ieとなる。
なお、ここで、２次コイル２２に流れる電流について、その実効値を求めることとしているのは、充電動作中において２次コイル２２に流れる電流は交流であることによる。実効値を求めることで、実際に有効な電力に対応した正確な２次コイルの電流量が得られる。なお、２次コイル電流実効値Ieは、例えば２次コイル電流の最大値から求めることができる。

ステップＳ１０２の手順を実行した後は、ステップＳ１０３以降の手順と、ステップＳ１０８以降の手順とが併行して実行される。

ステップＳ１０３においては、上記ステップＳ１０２により算出された２次コイル電流実効値Ieについての、時間Δｔにおける実効値の変化量ΔIeを算出する。このためには、実効値算出器２６により求められた２次コイル電流実効値Ieを微分器２７が入力して微分演算を行う。

上記実効値変化量ΔIeは、２次コイル電流の時間経過に応じた増減の程度を表すものとなる。
例えば充電動作中において充電台１に対して被充電機器２が適正に配置されたままの状態であれば、実効値変化量ΔIeは、０近傍の値を維持することになる。これに対して、被充電機器２が持ち上げられて充電台１から徐々に離れていくことに応じては、徐々に誘導起電力が弱まっていくことになるので、２次コイル電流は単位時間においてあきらかに減少していくことになる。このとき、実効値変化量ΔIeは、例えば交流消磁が発生し得る状態に対応した一定以下の負の値を取ることになる。
そこで、ステップＳ１０４においては、第１電源制御部２４が、実効値変化量ΔIeと予め設定された閾値thとについて、
ΔIe < th
が成立するか否かについて判別する。このためには、先ず、比較器２８が微分器２７から実効値変化量ΔIeを入力し、この入力した実効値変化量ΔIeと閾値thとを比較して、ΔIeが閾値thよりも小さいときに、このことを示す信号を出力する。第１電源制御部２４は、比較器２８から取り込んだ信号に基づいて、ΔIe < thが成立しているか否かについての判別を行う。
ここで、比較器２８に設定される閾値thは、負の値であり、例えば上記した被充電機器２が持ち上げられて充電台１から徐々に離れていく状態に対応して得られるとする単位時間あたりの２次コイル電流の減少量に基づいて設定されるものである。
従って、ステップＳ１０４においては、時間経過に応じて、徐々に、２次コイルの電流が減少している状態にあるか否かについて判別していることになる。

ステップＳ１０４において否定の判別結果が得られた場合には、現在、２次コイル電流は、減少傾向ではないことになる。この場合には、ステップＳ１０２の処理に戻る。
これに対して、ステップＳ１０４において肯定の判別結果が得られた場合には、現在、２次コイル電流が減少している状態であり、従って、このままでは、２次コイルの磁束も減少して最終的には０になる可能性があることになる。そこで、この場合には、ステップＳ１０５の消磁防止のための処理手順に移行する。

ステップＳ１０５においては、先ず、第１電源制御部２４が不足電流値Ishを算出したうえで、この不足電流値Ishを補助コイル電流算出部２９に通知する。
ここでの不足電流値Ishとは、現在において実際に２次コイル２２にて得られている電流量についての、正常時において２次コイル２２にて得られるとする規定の電流量に対する不足分をいう。ここでの正常時に対応する状態とは、例えば、１次コイル１２に対して充電のための規定量の交流電流が正常に流されており、かつ、充電台１に対して被充電機器２が適正位置に配置されていることで、１次コイル１２と２次コイル２２との位置関係が適正を保っているような状態をいう。

この不足分電流値Ishは、下記のようにして求めることができる。
例えば、第１電源制御部２４は、予め上記正常時に対応して２次コイル２２にて得られるべき、２次コイル電流実効値を保持しておく。そして、この保持している電流値と、現時点において求められている最新の２次コイル電流実効値Ieとの差分を求めることとすればよい。
若しくは、第１電源制御部２４は前回のステップＳ１０５〜Ｓ１０７の処理を実行したことによって得られた２次コイル電流実効値Ieを保持しておくこととする。そのうえで、この保持した過去の２次コイル電流実効値Ieと、現時点において求められている最新の２次コイル電流実効値Ieとの差分を求めるようにしてもよい。

上記ステップＳ１０５により不足分電流値Ｉshの通知を受けた補助コイル電流算出部２９は、ステップＳ１０６により、通知された不足分電流値Ｉshに対応して補助コイル２３に流すべき電流値（補助コイル電流値Id：実効値）を算出する。
ここで、不足分電流値Ｉshは、必ずしも補助コイル電流値Idと一致しない。これは、例えば２次コイル２２と補助コイル２３の巻数などの条件が同じであるとは限らないからである。
補助コイル２３は、１次コイル１２からの誘導起電力により２次コイル２３において生じる、１次コイル由来の磁束の減少分（不足分）を補填するだけの磁束を生成するためのものである。従って、補助コイル電流算出部２９は、不足分電流値Ｉshを利用したうえで、例えば上記巻き数などの既知の項を含む所定の演算式により、上記不足分に応じた磁束を発生させることのできる補助コイル電流値Idを求めることになる。

次に、補助コイル電流算出部２９は、ステップＳ１０７において、上記ステップＳ１０６により求めた補助コイル電流値Idが実際に補助コイル２３に流れるように、デジタル可変抵抗３０の抵抗値を可変する制御を実行する。

ステップＳ１０７の処理を実行した後は、ステップＳ１０２に戻る。例えば充電台１から被充電機器２が徐々に離れていくことで、２次コイル電流実効値Ieが徐々に減少している期間においては、ステップＳ１０４にて肯定の判別結果が得られることとなって、ステップＳ１０５〜ステップＳ１０７の手順が繰り返されることになる。この結果、徐々に２次コイル電流実効値Ieが減少していくのに応じて、補助コイル電流値Idは、増加していくように制御されることになる。

図４は、上記ステップＳ１０５〜Ｓ１０７の処理が実行されているときの磁束の状態を示している。
この図においては、図１に示した配置にならって、１次コイル１２、２次コイル２２、及び補助コイル２３が示されている。例えば被充電機器２が充電台１から離れていくときには、２次コイル２２及び補助コイル２３側と、１次コイル１２との間隔が離れていくことになる。なお、図１に示した１次コイル１２、２次コイル２２、及び補助コイル２３の配置構成の場合においては、２次コイル２２と補助コイル２３は、同じ被充電機器２において固定的に設けられているから、両者が離れていくことはない。

この図において、１次コイル由来で発生している磁束(交流磁束)については実線で示している。この１次コイル由来の磁束は、例えば被充電機器２が充電台１から離れていくのに応じて、つまり、２次コイル２２及び補助コイル２３に対する１次コイル１２の距離が離れていくのに応じて、減少していくものとなる。これに対して、破線で示す補助コイル２３から発生する磁束(交流磁束である)は、１次コイル由来の磁束と同位相とされたうえで、上記１次コイル由来の磁束の減少分に応じて増加していくものとなる。
被充電機器２側においては、このような１次コイル由来の磁束と、補助コイル由来の磁束が、同じ位相で２次コイル２２を貫通することになる。この結果、被充電機器２側では、充電台１から離れていくのにかかわらず、正常な充電動作時において得られる正規量と同等の磁束が維持される。

説明を図３に戻す。
ステップＳ１０８〜Ｓ１１２の処理について説明する。このステップＳ１０８〜Ｓ１１２は、ステップＳ１０３〜Ｓ１０７と併行して実行される処理であり、被充電機器２側から見た充電台１（１次コイル１２）からの電力伝送が停止したことに応じて、被充電機器２側における受電動作を停止させるための処理となる。
なお、ステップＳ１０８〜Ｓ１１２の処理は第１電源制御部２４が実行するものとしてみることができる。

ステップＳ１０８においては、ステップＳ１０２にて算出された２次コイル電流実効値Ieについて、補助コイル２３に由来する電流I2と同等になったか否かについて判別する。
ここで、消磁防止制御実行中の２次コイル電流は、図５，図６により後述するように、１次コイル１２由来の電流I1と補助コイル２３由来の電流I2とを合成したものとなる。ステップＳ１０８において肯定の判別結果が得られる場合、即ち、実際に検出される２次コイル電流実効値Ieが、補助コイル２３に由来する電流I2になったということは、２次コイル電流実効値Ieに含まれる１次コイル１２由来の電流I1の成分は０になったことを意味する。そして、電流I1が０であるということは、２次コイル２２側から見れば、１次コイル１２からの誘導起電力が全く得られていない状態であることになる。これは、例えば充電台１から被充電機器２が徐々に離れていくような状況との対応では、１次コイル１２が２次コイル２２と全く結合できなくなった程度にまで、相互の距離が離れた状態になったことに相当する。

ステップＳ１０８において否定の判別結果が得られた場合には、ステップＳ１０２に戻る。これに対して、ステップＳ１０８において肯定の判別結果が得られた場合には、ステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０９においては、後述する図６の待機期間Twに相当する計時時間Ｔが設定されるタイマが動作中であるか否かについて判別し、タイマが動作中であるとして肯定の判別結果が得られたのであれば、ステップＳ１１０をスキップしてステップＳ１１１に進む。これに対して、ステップＳ１０９において否定の判別結果が得られたのであれば、ステップＳ１１０により、タイマについて、例えばリセットを行ったうえでカウントを開始させてステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１１１においては、計時時間Ｔが経過したか否かについての判別を行う。ここで否定の判別結果が得られた場合には、ステップＳ１１２によりタイマのカウントを停止させ、さらにステップＳ１０２の処理を経て新たに２次コイル電流実効値Ieを求めたうえで、ステップＳ１０８に戻る。

これに対して、ステップＳ１１１において肯定の判別結果が得られた場合には、ステップＳ１１３に進む。ステップＳ１１３において、第１電源制御部２４は、２次コイル２２と補助コイル２３への通電の停止を、第２電源制御部２５に対して指示する。これに応じて、第２電源制御部２５は、２次コイル２２と補助コイル２３に対する通電を停止させる。これにより、以降、充電回路３１に対しては電力は供給されないことになり、２次電池３２への充電が停止されることになる。

なお、図３に示す処理として、ステップＳ１０２〜Ｓ１０７までのループ処理と、ステップＳ１０２〜Ｓ１１２までのループ処理を実行する実際のタイミングとしては、予め定めた、一定の時間間隔ごとに実行させるようにすればよい。この時間間隔としては、例えば100msなどの、予め設定した時間長に基づくものとすることが考えられる。また、例えば撮像装置などでは、各種のタイミング制御に、ビデオ信号におけるV（垂直）若しくはH(水平)の同期タイミングを利用することができるので、例えば５Vであるとか、V同期に基づいたタイミングとすることも考えられる。

上記図３に示した処理によって得られる動作について、図５及び図６を参照して説明する。
先ず、図５においては、１次コイル２由来で２次側に得られる電流、つまり、１次コイルの誘導起電力によって２次側にて得られる電流成分である電流I1と、補助コイル２３の誘導起電力によって２次側にて得られる電流成分である電流I2とを、時間経過とともに示している。
ここでは、ステップＳ１０２に応じた２次コイル電流の検出（２次コイル電流実効値Ieの算出）、及びこれに応じたステップＳ１０３〜Ｓ１０７の処理は、上記したように、一定時間間隔ごとに実行されるものであり、その時間間隔についてはΔｔにより表している。

ここで、例えばこれまで正常に充電台１から被充電機器２に対して充電が行われていた状態から、被充電機器２が充電台１から離されていく状態になったとする。すると、時間経過に応じては、電流I1が減少していくことになる。

図５においては、時刻ｔの直前までは、２次コイル電流は、１次コイル由来の電流成分のみとされている。そのうえで、時刻ｔの検出タイミングにおいて、２次コイル電流が減少している。これに応じて、ステップＳ１０４によりΔIe < thであるとして判別される。これに応じて、図示するようにしてステップＳ１０５により、不足分電流値Ish1が求められることになる。次に、ステップＳ１０６，Ｓ１０７が実行されることで、時刻ｔ直後においては、不足分電流値Ish1に応じて求められた補助コイル電流Idにより補助コイル２３が駆動される。この結果、図示するようにして、２次側電流としては、１次コイル由来の電流I1に、不足分電流値Ish1と同等の補助コイル由来の電流I2が足し合わされたものとなる。この状態では、２次コイル電流（Ie）は、飽和レベルIA(絶対値)と同等となる。

次に、この時刻ｔから次のステップＳ１０２〜Ｓ１０７が実行される処理タイミング（即ちステップＳ１０２が実行されてから、次のステップＳ１０２が実行されるタイミングまでに相当する時間間隔）に相当するΔｔの期間においても、被充電機器２が充電台１から離されていく状態が継続されているものとする。このため、１次コイル由来の電流I1の成分の電流値は、徐々に減少していくものとなる。
従って、時刻ｔからΔｔを経過した、時刻ｔ＋ΔｔのタイミングのステップＳ１０２においては、２次コイル電流（Ie）は、上記の電流I1の減少分だけ、飽和レベルIAから減少した値が検出されることになる。これにより、時刻ｔ＋ΔｔのステップＳ１０４においても肯定の判別結果が得られる。これに応じて、ステップＳ１０５により、図示するようにして新たに不足分電流値Ish2が求められ、ステップステップＳ１０６、Ｓ１０７により新たに求めた補助コイル電流Idにより補助コイル２３を駆動する。この結果、補助コイル由来の電流I2は、図示するようにして前回の時刻ｔのときよりも増加することになる。

上記のようにして時刻ｔ＋Δｔにおいては、補助コイル由来の電流I2が増加されることで、２次コイル電流(Ie)としては、再び、飽和レベルIAと同等となるようにされるが、次の検出処理タイミングである時刻ｔ＋2ΔｔまでのΔｔの期間においても、１次コイル由来の電流I1については、１次コイル１２と２次コイル２２との距離が拡大しているのに応じて減少する。従って、時刻ｔ＋2Δｔに対応して実行されるステップＳ１０２〜Ｓ１０７によっても、新たに不足分電流値Ish2が求められ、この分、電流I2を増加させて、２次コイル電流(Ie)を飽和レベルIAにまで引き上げるようにされる。

このようにして、本実施形態においては、図３のステップＳ１０２〜Ｓ１０７の処理によって、１次コイル由来の電流I1の成分が時間経過に応じて徐々に減少していくのに応じて、補助コイル由来の電流I2を増加させていくように制御することが可能となっていることが理解される。

次に、図６は、図３に示す消磁防止制御が開始されてから終了するまでの１次コイル由来の電流I1と補助コイル由来の電流I2とについての時間経過に応じた変化を示している。

例えば充電台１から被充電機器２が離されていくなどすれば、時間経過に応じて１次コイル由来の電流I1が減少していく。そして、これによってステップＳ１０４にて、２次コイル電流実効値Ieの減少(ΔIe < th)が判定される。そして、２次コイル電流実効値Ieが減少していると判定される限りは、図５により説明したように、ステップＳ１０５〜ステップＳ１０７の処理によって、補助コイル由来の電流I2を増加させるという制御がΔｔごとのタイミングで実行される。
上記図５に示したΔｔごとの短時間の動作を、より長期の時間幅によりみたばあいには、図６において待機期間Ｔｗの前の期間において示される電流I1,I2が得られることになる。
つまり、ステップＳ１０４において肯定の判別結果が得られ、ステップＳ１０５〜ステップＳ１０７の処理が繰り返される結果として、図示するようにして、図６に示すようにして、時間経過に応じて、１次コイル由来の電流I1が減少するのに対して、補助コイル由来の電流I2は徐々に増加していく動作が得られる。
そして、このような時間幅で観察した場合には、同時刻における電流I1と電流I2は、待機期間Ｔwに至るまでの期間においては、IA＝I1＋I2が成立するものとしてみてよい。つまり、２次側において得られる誘起電流については、電流I1の減少に関わらず、飽和状態にほぼ相当するIAで維持される。

続いて、図６における待機期間Ｔwの開始タイミングは、ステップＳ１０８において２次コイル電流実効値Ieが０となったことが判別されて、ステップＳ１１０によりタイマのカウントが開始されるときに対応する。ステップＳ１１０によりスタートするタイマは、この待機期間Ｔwに対応する時間をカウントする。
ステップＳ１０８〜Ｓ１１３の処理によっては、ステップＳ１０８にて、一旦、２次コイル電流実効値Ieが０になったと検知されても、待機期間Ｔwに相当する計時時間Ｔが経過するまでの間に、再度、２次コイル電流実効値Ieが０より大きな絶対値に復帰したときには、また、計時時間Ｔのカウントが停止されるようになっている。本実施形態では、２次コイル電流実効値Ieが０を維持している状態で計時時間Ｔが経過した場合にのみ、ステップＳ１１３により通電（駆動）停止を行うようにしている。

実際において、ステップＳ１０８にて２次コイル電流実効値Ieが０になったと検知されても、これが瞬時的なものであり、実際には、その後においても、２次コイル電流実効値Ieが０より大きな値に復帰した状態となる可能性は当然のこととしてあるものと考えられる。そこで、本実施形態では、上記のようにして、２次コイル電流実効値Ieが０を維持している状態で計時時間Ｔが経過したとして、完全に２次コイル電流実効値Ieが０になったとみなしてよい状態になったことを以て、２次コイル２２と補助コイル２３への通電を停止させることとしているものである。

図６においては、計時時間Ｔをカウントしている期間が、待機期間Ｔwに相当する。この待機期間Ｔwにおいては、ステップＳ１０３〜Ｓ１０７の処理も併行して実行されているために、補助コイル電流値Idに対応する電流I2のみによって、IAで示される電流量をまかなっている状態となる。

そして、待機期間Twの終了時点が、ステップＳ１１１にて肯定の判別結果が得られるタイミングとなる。そして、待機期間Twが終了して減衰期間Teが開始されるタイミングは、ステップＳ１１３により２次コイル２２と補助コイル２３への通電を停止させたタイミングに相当する。例えば、２次コイル２２と補助コイル２３への通電を停止させるには、２次コイル２２と補助コイル２３のそれぞれに接続されている駆動回路の動作を停止させる。この駆動回路は、例えば実際には、ＩＣ(Integrated Circuit)などとされるが、これらの駆動回路を停止させたとしても、回路の時定数などにより電流Iｄが瞬時的に停止することはなく、或る時間幅をもって０に減衰していく。この駆動回路の停止から実際に電流Idが０にまで減衰する期間が減衰期間Teとなる。

これまでの説明から理解されるように、電流I1の時間経過に応じた減少に対して、電流I2を増加させていく動作により、被充電機器２の内部における永久磁石部品の消磁は防止される。しかし、例えば、２次コイル２２と補助コイル２３への通電の遮断に応じて，図６の電流I2も瞬断されるようにして停止したとすると、逆に、金属を帯磁させる可能性がでてくる。そこで、本実施形態では、例えば駆動回路の時定数を利用することで、電流Ｉ2が瞬断することなく時間幅をもって減衰するようにし、かつ、その時間幅としては、交流消磁も消磁させない程度に短い減衰期間Teを設定することとしたものである。
このようにして、本実施形態においては、消磁防止とともに、補助コイル電流の停止に伴って生じ得る帯磁も防止している。

＜５．コイル配置態様例＞

図７は、１次コイル１２、２次コイル２２、及び補助コイル２３の配置位置関係についての態様例のバリエーションを示している。
先ず、図７（ａ）は、第１実施形態に対応する図１と同様となる。つまり、充電台１側に１次コイル１２を配置し、被充電機器２において、充電台１にセット（配置）された状態では、１次コイル１２と２次コイル２２の間に補助コイル２３が位置するようにして、２次コイル２２及び補助コイル２３を配置する。

図７（ｂ）は、充電台１側に１次コイル１２が配置され、被充電機器２側において２次コイル２２と補助コイル２３が配置される点では図７（ａ）と同様となっている。
ただし、２次コイル２２と補助コイル２３の位置関係が図７（ａ）とは逆になる。つまり、図７（ｂ）においては、被充電機器２において、充電台１にセットされた状態では、１次コイル１２と補助コイル２３との間に２次コイル２２が位置するようにして、２次コイル２２及び補助コイル２３が配置される態様となっている。

図７（ｃ）では、補助コイル２３を１次側の充電台１側に設けている。この場合、被充電機器２側は２次コイル２２のみとなる。また、この場合には、充電台１に対して被充電機器２がセットされた状態では、１次コイル１２と２次コイル２２との間に補助コイル２３が位置するようにして配置される態様である。

図７（ｄ）も、補助コイル２３を１次側の充電台１側に設けているが、この場合には、充電台１に対して被充電機器２がセットされた状態では、補助コイル２３と２次コイル２２との間に１次コイル１２が位置するようにして配置される態様である。

＜６．非接触充電装置システム（第２実施形態）＞
［６−１．システム構成］

次に、第２実施形態として、上記図７（ｃ）若しくは図７（ｄ）に示したようにして、補助コイル２３が充電台１側に設けられる場合の非接触充電装置システムの構成について説明する。

図８は、第２実施形態としての非接触充電装置システムを形成する、充電台１と被充電機器２の内部システム構成例を示している。
先ず、充電台１においては、１次コイル１２とともに、補助コイル２３が備えられる。また、充電台１においては、制御部１３に加えて、補助コイル電流算出部２９、デジタル可変抵抗３０、通信部１４が備えられる。
通信部１４は、被充電機器２の通信部３３との間で無線通信を行うために設けられる。この通信部１４と、通信部３３との無線通信方式は特に限定されないが、例えば電波による通信などを採用できる。

被充電機器２は、図２の第１実施形態の場合と同様に、第１電源制御部２４、第２電源制御部２５、実効値算出器２６、微分器２７、比較器２８を備えるとともに、上記した通信部３３を備える。また、図２の第１実施形態において備えられていた補助コイル電流算出部２９、デジタル可変抵抗３０は、補助コイル２３が充電台１側に設けられたことに応じて、上記のように充電台１側に対して設けられる。

［６−２．アルゴリズム］

図９は、上記図８に示した第２の実施形態としての被充電機器２と充電台１との間で実行される処理手順例を示している。
先ず、被充電機器２が実行する処理として、ステップＳ２０１、Ｓ２０２の処理は、先の第１実施形態に対応する図３のステップＳ１０１，Ｓ１０２と同様となる。
また、図９におけるステップＳ２０３〜Ｓ２０５の処理も、図３のステップＳ１０３〜Ｓ１０５と同様となる。ただし、ステップＳ２０５の不足分電流値Ishの通知は、第１電源制御部２４が通信部３３に不足分電流値Ishのデータを転送し、この不足分電流値Ishのデータを通信部３３により、充電台1側に対して送信させる。

また、被充電機器２の処理として、ステップＳ２０６〜Ｓ２０９の処理は、図３のステップＳ１０８〜Ｓ１１１と同様となる。

そのうえで、ステップＳ２０９において肯定の判別結果が得られた場合、第１電源制御部２４は、先ず、ステップＳ２１１により、通信部３３を制御して、充電台１に対して、充電を停止すべきことを通知する。次に、ステップＳ２１２により、２次コイル２２への通電を停止させる制御を実行する。

充電台１においては、先ず、制御部１３は、ステップＳ３０１において、上記ステップＳ２１１により送信されてくる充電停止の通知が受信されることを待機する。また、ステップＳ３０２において、ステップＳ２０５により送信されてくる不足分電流値Ishの通知データが受信されるのを待機する。

ここで、例えば不足分電流値Ishの通知データが通信部１４にて受信されて制御部１３にて受け取られると、ステップＳ３０２において肯定の判別結果が得られることになり、ステップＳ３０３に進む。

ステップＳ３０３においては、制御部１３が受け取った不足分電流値Ishのデータを補助コイル電流算出部２９に出力し、補助コイル電流値Idの算出を命令する。これにより、補助コイル電流算出部２９は、補助コイル電流値Idを算出する。次に、補助コイル電流算出部２９は、ステップＳ３０４として、図３のステップＳ１０７と同様に、求めた補助コイル電流値Idが補助コイル２３に流れるように、デジタル可変抵抗３０を可変する制御を行う。ステップＳ３０４の処理の後はステップＳ２０２に戻る。

また、充電台１の通信部１４にて、ステップＳ２１１により送信された充電停止の通知が受信されて制御部１３にて受け取られると、ステップＳ３０１において肯定の判別結果が得られ、ステップＳ３０５に進む。

ステップＳ３０５は、ステップＳ３０１に対応する充電停止の通知の受信に応答する動作として、制御部１３が補助コイル２３への通電を停止させる。また、この場合には、１次コイル１２についても通電を停止させることとしている。

ここで、被充電機器２がステップＳ２１１により充電停止の通知を送信したタイミングから、この通知が充電台１にて受信され、これに応じてステップＳ３０１として肯定の判別結果が得られ、さらにステップＳ３０５よる補助コイル２３と一次コイル１２への通電が停止されるまでの所要時間は、既知の値として予め把握できる。そこで、例えば被充電機器２においては、ステップＳ２１１による通知の送信を実行してから、ステップＳ２１２の２次コイル２２への通電停止の処理を開始するまでの時間について、上記の所要時間に応じて設定する。これにより、被充電機器２側でのステップＳ２１２による２次コイルへの通電停止のタイミングと、充電台１側でのステップＳ３０５による補助コイル２３と一次コイル１２への通電停止のタイミングとを一致させることができる。
図８の例のようにして補助コイル２３が充電台１側に備えられる構成では、より万全に消磁が防止されるようにするためには、充電台１側の補助コイル２３及び一次コイル１２と、被充電機器２側の２次コイル２２とを同時のタイミングで通電を停止させることが好ましい。本実施形態では、上記のようにしてステップＳ２１２と、ステップＳ３０５の処理タイミングを一致させることができるので、万全な消磁防止効果を得ることができる。

また、図８の例のようにして、補助コイル２３を充電台１側に備える構成では、２次コイル２２と補助コイル２３とがそれぞれ異なる装置に備えられている。このために、例えば、補助コイル２３と一次コイル１２による、２次コイル２２側への電力伝送が飽和状態よりも大きくなって過剰供給となる可能性がある。
そこで、図８の例では、このような過剰供給を防止する構成を与えるようにしてもよい。このための構成としては、例えば、被充電機器２において微分器２７が算出した実効値変化量ΔIe（Ｓ２０３）について、ステップＳ２０４にて閾値ｔｈ以上であると判別された場合には、閾値ｔｈとの差分に基づいて、例えば過剰の電力供給分に相当する過剰分の電流値（過剰電流値）を求めるようにする。そして、この過剰電流値を充電台１側に通知する。充電台１では、過剰電流値の通知を受信したときには、通知された過剰電流値に基づいて、ステップＳ３０３により、現在の補助コイル電流値Idから過剰分の電流値を減算するようにして補助コイル電流値Idを算出する。これによって、例えば適度に飽和レベルIAが保たれ、過剰供給が防止される。

また、図８の例のようにして、補助コイル２３を充電台１側に備える場合には、実効値算出部２６、微分器２７、比較器２８の全て、もしくは、微分器２７と比較器２８、若しくは比較器２８のみを、充電台１側に設けることができる。例えば、実効値算出部２６、微分器２７、比較器２８の全てを充電台１側に設けた場合には、第１電源制御部２４が検出した２次コイル２２の電流値若しくは電圧値のデータを、通信部３３により、充電台１側に送信して通知するように構成すればよい。

また、これまでの説明においては、非接触充電の動作中に際して充電器と被充電機器とが徐々に離されていく状態、つまり、２次コイル２２に誘起して発生する磁束が時間経過に応じて減少していく状態の例として、充電台に置かれていた被充電機器を意図的にユーザが持ち上げるという状況を挙げている。しかし、非接触充電の動作中に際して充電器と被充電機器とが徐々に離されていく状態は、これ以外の場合にも生じ得る。例えば、充電台が不安定な状態で設置されているところに被充電機器を置いたために、被充電機器が徐々に充電台からずり落ちていくような場合である。これまでの説明から理解できるように、本実施形態の消磁防止制御であれば、このような状況にも対応して消磁防止を行える。

また、これまでの説明では補助コイルは１つのみとされているが、例えば複数が設けられるようにしてもよい。複数を設ける場合については、例えば充電台と被充電機器とに、それぞれ必要数の補助コイルを設けるようにすることができる。

また、消磁防止制御を実行していない正常な充電動作中においては、１次コイルとともに補助コイルも受電用コイルとして利用して、１次コイル電流と補助コイル電流とにより２次電池に対する充電を行うようにしてもよい。このような構成により、補助コイルを用いた急速充電が可能になる。

また、先にも述べたように、本願発明に基づいた消磁防止の構成は、被充電機器についての具体的な特定は特にないものであって、内部に永久磁石を有するデバイスを備える電子機器全般、また、磁気記録媒体が装填、内蔵される電子機器全般について有効に動作する。
また、この場合には、非接触充電を例に挙げているが、充電に限定されることなく、無線で電力供給を行うようにされた装置システム、また、電力供給を受ける電子機器に対して、本願発明は適用されるべきものである。

また、本願発明は被電力供給装置として一般の電子機器以外にも適用できるものであり、例えば電気自動車、ハイブリッド車などの自動車が実装する２次電池への非接触充電にも応用できる。つまり、この場合の充電施設としては、地面などに一次コイルを設置する。そして、この１次コイルが設定されているところにまで、自動車を運転して移動させて停止させておき、この停止させた状態で、１次コイルと、自動車側に備えられる２次コイルとの間で誘導起電力を生じさせて２次電池への充電を行う。充電を解除するときには、そのまま自動車を運転してその場から離れる、というものである。
このような充電施設（電力供給装置）を利用する際には、充電場所から自動車を移動させるときに、自動車が搭載する永久磁石部品について消磁が発生する可能性がある。そこで、例えば自動車（被電力供給装置）側に補助コイルを設ける、若しくは充電施設側に補助コイルを設けることとして、本願発明の消磁制御を適用すれば、自動車の永久磁石部品の消磁が防止される。

１ 充電台、２ 被充電機器、１２ １次コイル、１３ 制御部、２２ ２次コイル、２３ 補助コイル、２４ 第１電源制御部、２５ 第２電源制御部、２６ 実効値算出器、２７ 微分器、２８ 比較器、２９ 補助コイル電流算出部、３０ デジタル可変抵抗、３１ 充電回路、３２ ２次電池、１４・３３ 通信部

Claims (16)

1. 電力供給装置の１次コイルとの結合により規定量の誘導起電力が発生するようにして設けられる２次コイルと、
   補助コイルと、
   上記１次コイルからの誘導起電力に応じて上記２次コイルにて発生する磁束量を検出する磁束量検出手段と、
   上記磁束量検出手段により検出される磁束が時間経過に応じて減少していく、磁束減少状態であるか否かを判定する状態判定手段と、
   上記状態判定手段により上記減少状態であることが判定されることに応じて、上記電磁束量検出手段により検出される現在の上記磁束量についての、上記規定量の誘導起電力に応じて２次コイルにて得られるとされる上記磁束量に対する不足分を算出する不足磁束量算出手段と、
   上記不足磁束量算出手段により算出される磁束が上記補助コイルにより発生するようにして上記補助コイルを駆動する補助コイル駆動手段と、
   を備える被電力供給装置。
2. 上記磁束量検出手段は、
   検出すべき磁束量に相当するものとして、上記２次コイルに流れる電流値又は電圧値を検出し、
   上記状態判定手段は、上記磁束量に相当するものとして検出される上記電流値又は電圧値が時間経過に応じて減少していく状態であるか否かに基づいて、上記磁束減少状態か否かについて判定する、
   請求項１に記載の被電力供給装置。
3. 上記磁束量検出手段は、
   上記磁束量に相当するものとして検出される上記電流値又は電圧値について、その実効値を得る、
   請求項２に記載の被電力供給装置。
4. 上記状態判定手段は、
   上記磁束量に相当するものとして検出される上記電流値又は電圧値について微分演算を実行し、この微分演算により得られる微分値について、負の所定値以下であるか否かについて判別することにより、上記磁束減少状態か否かについて判定する、
   請求項２又は請求項３に記載の被電力供給装置。
5. 上記不足磁束量算出手段は、
   現在において、２次コイルにて得られている電流値についての、上記正規量の誘導起電力に応じて２次コイルにて得られるとされる規定電流値に対する不足分を求めるとともに、
   求められた上記規定電流値に対する不足分に基づいて補助コイルに流すべき電流値を求める補助コイル電流値設定手段をさらに備え、
   上記補助コイル駆動手段は、
   上記補助コイル電流値設定手段により求められた電流値が上記補助コイルに流れるように制御する、
   請求項１乃至請求項４に記載の被電力供給装置。
6. 上記磁束量検出手段により磁束がないものとの検出される状態が一定時間経過してから、上記補助コイルに対する通電を停止させる通電停止制御手段をさらに備える、
   請求項１乃至請求項５に記載の被電力供給装置。
7. 上記２次コイルにて発生する誘導起電力を利用して、２次電池に対して充電を行う充電手段を備える、
   請求項１乃至請求項６に記載の被電力供給装置。
8. 電力供給装置と、この電力供給装置からの電力供給を受ける被電力供給装置とから成り、
   上記電力供給装置において、１次コイルと、
   上記電力供給装置において、上記１次コイルを駆動する１次コイル駆動手段と、
   上記電力供給装置において、補助コイルと、
   上記被電力供給装置において、上記１次コイルとの結合により規定量の誘導起電力が発生するようにして設けられる、上記２次コイルと、
   上記被電力供給装置において、上記電力供給装置に対して無線によりデータを送信する被電力供給装置側通信手段と、
   上記電力供給装置において、上記被電力供給装置から無線により送信されるデータを受信する電力供給装置側通信手段と、
   上記被電力供給装置において、上記１次コイルからの誘導起電力に応じて上記２次コイルにて発生する電流値又は電圧値を検出する電流／電圧検出手段と、
   上記被電力供給装置又は電力供給装置において、上記電流／電圧検出手段により検出された電流値又は電圧値に基づいて、上記１次コイルからの誘導起電力に応じて上記２次コイルにて発生する磁束が時間経過に応じて減少していく、磁束減少状態であるか否かを判定する状態判定手段と、
   上記被電力供給装置又は電力供給装置において、上記状態判定手段により上記減少状態であることが判定されることに応じて、上記電磁束量検出手段により検出される現在の上記磁束量についての、上記規定量の誘導起電力に応じて２次コイルにて得られるとされる上記磁束量に対する不足分を算出する不足磁束量算出手段と、
   上記被電力供給装置又は電力供給装置において、上記不足磁束量算出手段により算出される磁束が上記補助コイルにより発生するようにして上記補助コイルを駆動する補助コイル駆動手段と、
   を備える電力供給装置システム。
9. 上記磁束量検出手段は、
   検出すべき磁束量に相当するものとして、上記２次コイルに流れる電流値又は電圧値を検出し、
   上記状態判定手段は、上記磁束量に相当するものとして検出される上記電流値又は電圧値が時間経過に応じて減少していく状態であるか否かに基づいて、上記磁束減少状態か否かについて判定する、
   請求項８に記載の電力供給装置システム。
10. 上記磁束量検出手段は、
    上記磁束量に相当するものとして検出される上記電流値又は電圧値について、その実効値を得る、
    請求項９に記載の電力供給装置システム。
11. 上記状態判定手段は、
    上記磁束量に相当するものとして検出される上記電流値又は電圧値について微分演算を実行し、この微分演算により得られる微分値について、負の所定値以下であるか否かについて判別することにより、上記磁束減少状態か否かについて判定する、
    請求項９又は請求項１０に記載の電力供給装置システム。
12. 上記不足磁束量算出手段は、
    現在において、２次コイルにて得られている電流値についての、上記正規量の誘導起電力に応じて２次コイルにて得られるとされる規定電流値に対する不足分を求めるとともに、
    求められた上記規定電流値に対する不足分に基づいて補助コイルに流すべき電流値を求める補助コイル電流値設定手段をさらに備え、
    上記補助コイル駆動手段は、
    上記補助コイル電流値設定手段により求められた電流値が上記補助コイルに流れるように制御する、
    請求項８乃至請求項１１に記載の電力供給装置システム。
13. 上記磁束量検出手段により磁束がないものとの検出される状態が一定時間経過してから、上記補助コイルに対する通電を停止させる通電停止制御手段をさらに備える、
    請求項８乃至請求項１２に記載の電力供給装置システム。
14. 上記２次コイルにて発生する誘導起電力を利用して、２次電池に対して充電を行う充電手段を備える、
    請求項８乃至請求項１３に記載の電力供給装置システム。
15. 上記電力供給装置の１次コイルとの結合により規定量の誘導起電力が発生するようにして設けられる２次コイルにて発生する磁束量を検出する磁束量検出手順と、
    上記磁束量検出手順により検出される磁束が時間経過に応じて減少していく、磁束減少状態であるか否かを判定する状態判定手順と、
    上記状態判定手順により上記減少状態であることが判定されることに応じて、上記電磁束量検出手段により検出される現在の上記磁束量についての、上記規定量の誘導起電力に応じて２次コイルにて得られるとされる上記磁束量に対する不足分を算出する不足磁束量算出手順と、
    補助コイルにて、上記不足磁束量算出手順により算出される磁束が発生するようにして上記補助コイルを駆動する補助コイル駆動手順と、
    を実行する消磁防止制御方法。
16. 電力供給装置と、この電力供給装置からの電力供給を受ける被電力供給装置とから成る電力供給装置システムにおける消磁防止制御方法であって、
    上記電力供給装置においては、１次コイルと、
    上記電力供給装置においては、上記１次コイルを駆動する１次コイル駆動手段と、
    上記電力供給装置においては、補助コイルと、
    上記被電力供給装置においては、上記１次コイルとの結合により規定量の誘導起電力が発生するようにして設けられる、上記２次コイルを備えたうえで、
    上記被電力供給装置において、上記電力供給装置に対して無線によりデータを送信する被電力供給装置側通信手順と、
    上記電力供給装置において、上記被電力供給装置から無線により送信されるデータを受信する電力供給装置側通信手順と、
    上記被電力供給装置において、上記１次コイルからの誘導起電力に応じて上記２次コイルにて発生する電流値又は電圧値を検出する電流／電圧検出手順と、
    上記被電力供給装置又は電力供給装置において、上記電流／電圧検出手順により検出された電流値又は電圧値に基づいて、上記１次コイルからの誘導起電力に応じて上記２次コイルにて発生する磁束が時間経過に応じて減少していく、磁束減少状態であるか否かを判定する状態判定手順と、
    上記被電力供給装置又は電力供給装置において、上記状態判定手順により上記減少状態であることが判定されることに応じて、上記電磁束量検出手順により検出される現在の上記磁束量についての、上記規定量の誘導起電力に応じて２次コイルにて得られるとされる上記磁束量に対する不足分を算出する不足磁束量算出手順と、
    上記被電力供給装置又は電力供給装置において、上記不足磁束量算出手順により算出される磁束が上記補助コイルにより発生するようにして上記補助コイルを駆動する補助コイル駆動手順と、
    を実行する消磁防止制御方法。

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