JP2012244778A - 非接触給電装置の金属異物検出方法、非接触給電装置、電気機器に設けられた受電装置及び非接触給電システム - Google Patents

Abstract

【課題】非接触給電装置の給電コイルの励磁周波数を変えることなく金属異物の検出ができ、しかも、安価に製造ができる非接触給電装置の金属異物検出方法、非接触給電装置、電気機器に設けられた受電装置及び非接触給電システムを提供する。
【解決手段】給電装置１に設けた金属検出回路３３から発振信号を機器Ｅの変調回路１６に送信する。機器Ｅの変調回路１６において、その発振信号から方形波パルス信号を生成するとともに、金属片の有無に基づいて方形波パルス信号の周期を変更させるようにし、その方形波パルス信号を被変調波信号に変調して金属検出回路３３に送信する。給電装置１の金属検出回路３３において、被変調波信号を復調して、その復調した復調信号、すなわち、方形波パルス信号の周期を計測して金属片の有無を判定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、非接触給電装置の金属異物検出方法、非接触給電装置、電気機器に設けられた受電装置及び非接触給電システムに関するものである。

近年、非接触給電技術を使った非接触給電システムが種々提案されている。特に、電磁誘導方式よる非接触給電システムにおいては、実用化が進んでいる。
電磁誘導方式よる非接触給電システムは、非接触給電装置の載置面に受電装置を備えた電気機器を載置する。この状態において、非接触給電装置は、備えている１次コイルを励磁させ、電磁誘導にて電気機器の受電装置に設けられた２次コイルを励磁給電する。２次コイルに発生した２次電力は、受電装置内おいて直流電源に変換される。そして、その直流電源は、電気機器の負荷の駆動電源として供給される。

ところで、この非接触給電装置には、金属異物を検知する金属検出装置を備え、その金属検出装置が金属異物を検出した時には給電を停止するようにしたものがある。これは、非接触給電装置と電気機器（受電装置）との間に金属異物が介在していると、給電中に金属異物が誘導加熱されるのを防止するためである。

非接触給電装置が備えた金属検出装置には、例えば、非接触給電装置の１次コイルを給電時とは相違する所定の周波数で励磁させる。そして、金属異物の有無によって所定の周波数で励磁されている１次コイルのインダクタンスが変化することが知られていて、その変化を利用して金属異物の有無を検出し給電を停止させるものがあった（特許文献１）。

特開２０００−２９５７９６号公報

しかしながら、上記金属検出装置においては、金属検出のために、非接触給電装置の１次コイルを給電時の励磁周波数とは相違する励磁周波数で励磁させている。そのため、１次コイルを励磁するための励磁周波数を複数設け、その都度、励磁周波数を切り替えなければなかった。そのため、１次コイルを励磁駆動させる回路が複雑となり、非接触給電装置が高価になる問題があった。

また、金属異物の有無を１次コイルのインダクタンスの変化、すなわち、１次コイルを含む発振回路の共振周波数の変化を検出しなければならないため、高速で信号処理するアンプやマイコンを必要とすることから、非接触給電装置をさらに高価なものにしていた。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、非接触給電装置の給電コイルの励磁周波数を変えることなく金属異物の検出ができ、しかも、安価に製造ができる非接触給電装置の金属異物検出方法を提供することにある。

さらに、この非接触給電装置の金属異物検出方法に使用される非接触給電装置、電気機器に設けられた受電装置及び非接触給電システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の非接触給電装置の金属異物検出方法は、電気機器に設けられた受電装置に対して、電磁誘導現象を利用して給電を行う非接触給電装置の金属異物検出方法であって、前記非接触給電装置から前記受電装置に発振信号を送信し、前記受電装置において、受信した前記発振信号から金属異物の有無による磁束変化に基づく変調波を検出し、前記変調波を非接触給電装置に送信するために、キャリア信号を前記変調波にて変調させて被変調波信号を生成して非接触給電装置に送信し、前記受電装置から送信された被変調波信号を受信し復調して、その復調信号に基づいて金属異物の有無を判定することを特徴とする。

また、上記構成において、前記変調波は、受信した前記発振信号から金属異物の有無による磁束変化に基づいて周期が変更される方形波パルス信号であって、前記被変調波信号は、前記キャリア信号の振幅を前記方形波パルス信号に比例して振幅変調させて生成したものであり、前記復調信号は、前記被変調波信号を包絡線検波によって生成された前記方形波パルス信号であることが好ましい。

また、上記構成において、前記キャリア信号は、前記非接触給電装置から前記受電装置に送信される前記発振信号であることが好ましい。
また、上記構成において、前記キャリア信号は、前記非接触給電装置の１次コイルから電磁誘導現象を利用して前記受電装置の２次コイルに給電される給電電流に基づく電磁波信号であり、被変調波信号は、前記電磁波信号に前記変調波を重畳した信号であることが好ましい。

上記課題を解決するために、本発明の非接触給電装置は、電気機器に設けられた受電装置に対して、電磁誘導現象を利用して給電を行う非接触給電装置であって、前記受電装置に発振信号を送信する発振回路部と、受信した前記発振信号から磁束変化に基づく変調波を検出した前記受電装置より、前記変調波に基づく被変調波信号を受信し検波をして、前記受電装置が検出した変調波に復調する検波回路部と、前記検波回路部が復調した前記変調波の周波数を検出する周波数検出回路部と、前記周波数検出回路部が検出した前記変調波の周波数に基づいて金属異物の判定を行う判定回路部とを備えることを特徴とする。

また、上記構成において、前記変調波は、受信した前記発振信号から金属異物の有無による磁束変化に基づいて周期が変更される方形波パルス信号であって、前記被変調波信号は、キャリア信号の振幅を前記方形波パルス信号に比例して振幅変調させて生成したものであり、前記検波回路部は、前記被変調波信号を包絡線検波によって前記方形波パルス信号を復調する回路であり、前記周波数検出回路部は、前記検波回路部が復調した前記方形波パルス信号の周期を検出する回路であり、前記判定回路部は、前記周波数検出回路部が検出した前記方形波パルス信号の周期に基づいて金属異物の判定を行うことが好ましい。

また、上記構成において、前記キャリア信号は、前記発振回路部が受電装置に送信する前記発振信号であることが好ましい。
上記課題を解決するために、本発明の電気機器に設けられた受電装置は、電磁誘導現象を利用して非接触給電装置から受電する電気機器に設けられた受電装置であって、前記非接触給電装置から送信される金属異物の有無を検出するための発振信号を受信する発振信号受信回路部と、前記発振信号受信回路部が受信した前記発振信号から金属異物の有無による磁束変化に基づく変調波を生成する変調波信号生成回路部と、前記変調波を非接触給電装置に送信するために、キャリア信号を前記変調波にて変調させて被変調波信号を生成する被変調波信号生成回路部とを備えたことを特徴とする。

また、上記構成において、前記変調波は、方形波パルス信号であり、前記変調波信号生成回路部は、前記方形波パルス信号を生成する回路であって、受信した前記発振信号の金属異物の有無による磁束変化に基づいて前記方形波パルス信号の周期を変更させるものであり、前記被変調波信号は、前記キャリア信号の振幅を前記方形波パルス信号に比例して振幅変調させて生成したものであり、前記被変調波信号生成回路部は、前記キャリア信号の振幅を前記方形波パルス信号に比例して振幅変調させて生成したものであることが好ましい。

また、上記構成において、前記キャリア信号は、前記非接触給電装置から前記発振信号受信回路部に送信される前記発振信号であることが好ましい。
上記課題を解決するために、本発明の非接触給電システムは、電気機器に設けられた受電装置と、電磁誘導現象を利用して前記受電装置に給電を行う非接触給電装置とからなる非接触給電システムであって、前記非接触給電装置は、一定周波数の発振信号を生成して前記受電装置に送信する発振回路部と、前記発振信号から磁束変化に基づく変調波を検出した前記受電装置より、前記変調波に基づく被変調波信号を受信し検波をして、前記受電装置が検出した変調波に復調する検波回路部と、前記検波回路部が復調した前記変調波の周波数を検出する周波数検出回路部と、前記周波数検出回路部が検出した前記変調波の周波数に基づいて金属異物の判定を行う判定回路部とを備え、前記受電装置は、前記非接触給電装置から送信される金属異物の有無を検出するための発振信号を受信する発振信号受信回路部と、前記発振信号受信回路部が受信した前記発振信号から金属異物の有無による磁束変化に基づく変調波を生成する変調波信号生成回路部と、前記変調波を非接触給電装置に送信するために、キャリア信号を前記変調波にて変調させて被変調波信号を生成する被変調波信号生成回路部とを備えたことを特徴とする。

また、上記構成において、前記変調波は、方形波パルス信号であり、前記受電装置の変調波信号生成回路部は、前記方形波パルス信号を生成する回路であって、受信した前記発振信号の金属異物の有無による磁束変化に基づいて前記方形波パルス信号の周期を変更させるものであり、前記被変調波信号は、前記キャリア信号の振幅を前記方形波パルス信号に比例して振幅変調させて生成し、前記受電装置の被変調波信号生成回路部は、前記キャリア信号の振幅を前記方形波パルス信号に比例して振幅変調させて生成したものであり、前記非接触給電装置の検波回路部は、前記被変調波信号を包絡線検波によって前記方形波パルス信号を復調する回路であり、前記非接触給電装置の周波数検出回路部は、前記検波回路部が復調した前記方形波パルス信号の周期を検出する回路であり、前記非接触給電装置の判定回路部は、前記周波数検出回路部が検出した前記方形波パルス信号の周期に基づいて金属異物の判定を行うことが好ましい。

また、上記構成において、前記キャリア信号は、前記非接触給電装置の発振回路部から前記受電装置の発振信号受信回路部に送信される前記発振信号であることが好ましい。

本発明によれば、非接触給電装置の給電コイルの励磁周波数を変えることなく金属異物の検出ができ、しかも、安価に製造することができる。

非接触給電システムを構成する給電装置と機器を示す全体斜視図。 給電装置と機器の構造を説明するための断面図。 給電装置と機器の電気ブロック回路図。 機器に設けた受電回路の電気ブロック回路図。 機器に設けた変調回路の電気ブロック回路図。 機器の変調回路を構成する整流回路部と変調回路部の電気回路図。 機器の変調回路を構成する変調波信号生成部の電気回路図。 給電装置に設けた給電回路及び金属検出回路の電気ブロック回路図。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は金属片のない場合の発振信号、方形波パルス信号、被変調波信号及び復調信号の波形図、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）は金属片のある場合の発振信号、方形波パルス信号、被変調波信号及び復調信号の波形図。

以下、本発明の非接触給電システムを具体化した実施形態を図面に従って説明する。
図１は、非接触給電装置（以下、単に給電装置という）１とその給電装置１から非接触給電される電気機器（以下、単に機器という）Ｅの全体斜視図を示す。給電装置１の筐体２は、上方が開口した四角形状の箱体３を有し、その開口した開口部を絶縁体（例えば、強化ガラス）よりなる天板４が閉塞することによって形成されている。そして、天板４の上面が、非接触給電をする機器Ｅを載置する載置面５となっている。筐体２内には、図２に示すように、天板４の裏面に１次コイルＬ１が配設されている。１次コイルＬ１は、本実施形態では１つであって、天板４の載置面５と平行に配置されている。

そして、載置面５に機器Ｅが載置された時、機器Ｅに設けられた２次コイルＬ２は、給電装置１の１次コイルＬ１の励磁による電磁誘導にて励磁給電される。電磁誘導にて受電装置を構成する２次コイルＬ２に誘起された２次電力は、機器Ｅに設けた受電装置を構成する受電回路１５（図３参照）に入力され、リップルのない直流電圧に変換されて、機器Ｅの負荷Ｚに供給される。

また、天板４の裏面には、１次コイルＬ１を囲むように給電側第１通信アンテナコイル（以下、給電側第１アンテナコイルという）６ａが配設されている。給電側第１アンテナコイル６ａは、機器Ｅに設けられた機器側第１通信アンテナコイル（以下、機器側第１アンテナコイルという）６ｂとの間で、無線通信にてデータ・情報の授受を行うようになっている。

詳述すると、載置面５に機器Ｅが載置された時、給電側第１アンテナコイル６ａは、機器側第１アンテナコイル６ｂとの間で、無線通信にてデータ・情報の授受を行うようになっている。

本実施形態では給電側第１アンテナコイル６ａは、機器側第１アンテナコイル６ｂから送信される給電装置１に対して給電が受けられる機器Ｅである旨の機器認証信号ＩＤを受信する。また、給電側第１アンテナコイル６ａは、機器側第１アンテナコイル６ｂから送信される給電装置１に対して給電を要求する旨の励磁要求信号ＲＱを受信する。

さらに、天板４の上面、すなわち、載置面５（天板４の裏面でもよい）には、給電側第２通信アンテナコイル（以下、給電側第２アンテナコイルという）７ａが形成されている。給電側第２アンテナコイル７ａは、公知に印刷配線技術で載置面５に形成されている。給電側第２アンテナコイル７ａは、機器Ｅに設けられた機器側第２通信アンテナコイル（以下、機器側第２アンテナコイルという）７ｂとの間で、無線通信にてデータ・情報の授受を行うようになっている。

詳述すると、載置面５に機器Ｅが載置された時、給電側第２アンテナコイル７ａは、機器側第２アンテナコイル７ｂとの間で、載置面５上に金属片（金属異物）８があるか否かを検出のための信号の授受を行うようになっている。

本実施形態では、給電側第２アンテナコイル７ａは、金属片８の検出のために発振回路部３３ａ（図８参照）が発振する発振信号Φｔ（図９参照）を機器側第２アンテナコイル７ｂに送信する。機器側第２アンテナコイル７ｂは、発振信号Φｔを受信し、その受信信号（発振信号Φｔ）を機器Ｅの変調回路１６（図３参照）にて変調し、その変調した被変調波信号Φｍ（図９参照）を給電側第２アンテナコイル７ａに送信するようになっている。

筐体２内の内底面には、プリント配線基板１０が配置され、その配線基板１０には電源回路３１が実装されている。また、配線基板１０には、載置面５に載置された機器Ｅに電磁誘導にて電力を給電する給電回路３２が実装されている。

また、配線基板１０には、載置面５に載置された金属片８を機器Ｅと協働して検出するための金属検出回路３３が実装されている。さらに、配線基板１０には、給電装置１を統括制御するマイクロコンピュータよりなるシステム制御部３４が実装されている。

次に、上記のように構成した給電装置１と機器Ｅの電気的構成を図３〜図８に従って説明する。
まず、機器Ｅの電気的構成について説明する。

（機器Ｅ）
機器Ｅは、図３に示すように給電装置１から２次電力を受電する受電装置としての受電回路１５と、受電回路１５が受電した２次電力で駆動する負荷Ｚ及び給電装置１に対して金属片検知のための被変調波信号Φｍを生成する変調回路１６を有している。

（受電回路１５）
受電回路１５は、２次コイルＬ２が２次電力を１次コイルＬ１から受電し、負荷Ｚに駆動電圧を供給するための回路であって、図４に示すように整流平滑回路部１５ａ、データ生成回路部１５ｂ及び送信回路部１５ｃを有している。

整流平滑回路部１５ａは、２次コイルＬ２と接続されている。整流平滑回路部１５ａは、給電装置１の１次コイルＬ１の励磁による電磁誘導にて２次コイルＬ２に励磁給電された２次電力をリップルのない直流電圧に変換し、その直流電圧を機器Ｅの負荷Ｚに供給する。

ここで、負荷Ｚは、２次コイルＬ２にて発生する２次電力で駆動する機器であればよい。例えば、整流した直流電源を使って該負荷Ｚを載置面５上で駆動する機器であったり、２次電力をそのまま交流電源として使って該負荷Ｚを載置面５上で駆動する機器であったりしてもよい。また、整流した直流電源を使って内蔵する充電池（２次電池）を充電する機器であってもよい。

また、整流平滑回路部１５ａは、整流した直流電源をデータ生成回路部１５ｂ及び送信回路部１５ｃの駆動源としても利用している。
データ生成回路部１５ｂは、機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを生成し送信回路部１５ｃに出力する回路である。機器認証信号ＩＤは、給電装置１に対して該給電装置１にて給電を受けられる機器Ｅである旨の認証信号である。励磁要求信号ＲＱは、給電装置１に対して給電を要求する要求信号である。

データ生成回路部１５ｂは、例えば、整流平滑回路部１５ａが直流電源を出力しているときや、機器Ｅに内蔵された２次電池等で駆動可能な状態のとき、機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを生成し送信回路部１５ｃに出力するようになっている。また、データ生成回路部１５ｂは、機器Ｅに設けられた例えば負荷Ｚを駆動させるための電源スイッチがオフのときには、機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを生成しない。

さらに、データ生成回路部１５ｂは、機器Ｅにマイクロコンピュータが設けられている場合、マイクロコンピュータの判断で給電を休止したいと判断したときには、機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを生成しないようになっている。

送信回路部１５ｃは、機器側第１アンテナコイル６ｂと接続されている。送信回路部１５ｃは、データ生成回路部１５ｂからの機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを入力し、機器側第１アンテナコイル６ｂを介して給電装置１に送信するようになっている。

（変調回路１６）
機器Ｅは、機器側第２アンテナコイル７ｂにて受信した給電装置１からの発振信号Φｔを変調する変調回路１６を有している。変調回路１６は、図５に示すように発振信号Φｔを整流する整流回路部１６ａと、整流回路部１６ａが整流した整流電流にて方形波パルス信号ＭＰを生成する変調波信号生成回路部１６ｂを有している。また、変調回路１６は、変調波信号生成回路部１６ｂが生成した方形波パルス信号ＭＰに基づいて発振信号Φｔを変調する変調回路部１６ｃを有している。

整流回路部１６ａは半波整流回路であって、図６に示すように、整流用ダイオードＤ０、充放電コンデンサＣ０及び抵抗Ｒ０を有している。整流用ダイオードＤ０のアノード端子は機器側第２アンテナコイル７ｂの正極端子ＰＴに接続され、整流用ダイオードＤ０のカソード端子は充放電コンデンサＣ０のプラス端子に接続されている。充放電コンデンサＣ０のマイナス端子は、機器側第２アンテナコイル７ｂの負極端子ＮＴに接続されている。抵抗Ｒ０は充放電コンデンサＣ０と並列に接続されている。整流回路部１６ａは、給電装置１の給電側第２アンテナコイル７ａから送信される発振信号Φｔを機器側第２アンテナコイル７ｂを介して受信する。整流回路部１６ａは、受信した発振信号Φｔを半波整流する。

なお、発振信号Φｔは、本実施形態では、図９に示すように振幅値及び周波数が一定の正弦波である。従って、機器側第２アンテナコイル７ｂが受信した発振信号Φｔが、整流用ダイオードＤ０にて半波整流されると、充放電コンデンサＣ０は、充放電を繰り返す。つまり、発振信号Φｔが正電位の時、充放電コンデンサＣ０は整流用ダイオードＤ０からの電流を充電する。そして、発振信号Φｔが負電位の時、充放電コンデンサＣ０が充電した電荷は、抵抗Ｒ０を介して放電されるようになっている。

ちなみに、発振信号Φｔの周波数が変化したとき、充放電コンデンサＣ０の充放電時間が変動することになる。
ここで、発振信号Φｔの周波数が変化する場合とは、機器Ｅが載置面５に載置され、給電側第２アンテナコイル７ａと機器側第２アンテナコイル７ｂとの間に、金属片８が介在している時に変動する。

つまり、金属片８が介在していない時、発振信号Φｔは、図９（ａ）に示すように、発振回路部３３ａが発振する周波数で給電側第２アンテナコイル７ａから送信されて機器側第２アンテナコイル７ｂにて受信される。一方、金属片８が介在している時、発振回路部３３ａから発振される発振信号Φｔは、図９（ｅ）に示すように、周波数が低くなって機器側第２アンテナコイル７ｂに受信される。

これは、金属片８が介在して発振信号Φｔの周波数が低くなることによって、充放電コンデンサＣ０の充放電時間（充放電の周期）が長くなることを意味する。つまり、金属片８が介在している時、金属片８が介在されていない時に比較して、充放電コンデンサＣ０の充電電圧波形の周期が長くなる。そして、この充放電コンデンサＣ０の充電電圧Ｖｔは変調波信号生成回路部１６ｂの電源電圧ＶＧとして印加される。

変調波信号生成回路部１６ｂは、図７に示すように、無安定マルチバイブレータ２０にて構成されている。無安定マルチバイブレータ２０は、２個のトランジスタＱ１，Ｑ２、２個のコンデンサＣ１，Ｃ２、４個の抵抗Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂとから構成される公知のマルチバイブレータである。

無安定マルチバイブレータ２０は、電源線２１に充放電コンデンサＣ０の充電電圧Ｖｔが電源電圧ＶＧとして印加されている。そして、本実施形態の無安定マルチバイブレータ２０は、トランジスタＱ１のコレクタ端子から方形波パルス信号ＭＰ（変調波）を変調回路部１６ｃに出力する。

つまり、無安定マルチバイブレータ２０は、トランジスタＱ１がオンした時、トランジスタＱ２のベース・エミッタ間の電位は閾値電圧（０．７ボルト）から電源電圧ＶＧを引いた値となり、トランジスタＱ２はオフする。そして、抵抗Ｒ１ｂを介してコンデンサＣ１に電流が流れ同コンデンサＣ１が充電されてトランジスタＱ２のベース・エミッタ間の電位が上昇する。やがって、トランジスタＱ２のベース・エミッタ間の電位が閾値を超えると、トランジスタＱ２はオンする。

このトランジスタＱ２のオンにともなって、トランジスタＱ１のベース・エミッタ間の電位は閾値電圧から電源電圧ＶＧを引いた値となり、トランジスタＱ１はオフする。そして、抵抗Ｒ２ｂを介してコンデンサＣ２に電流が流れ同コンデンサＣ２が充電されトランジスタＱ１のベース・エミッタ間の電位が上昇する。やがって、トランジスタＱ１のベース・エミッタ間の電位が閾値を超えると、トランジスタＱ１はオンし、トランジスタＱ２がオフする。

これを繰り返すことによって、無安定マルチバイブレータ２０は、トランジスタＱ１（トランジスタＱ２も同様）のコレクタ端子から方形波パルス信号ＭＰを出力し続ける。
このとき、本実施形態では、トランジスタＱ１（トランジスタＱ２も同様）のオフからオンになる時間は、トランジスタＱ１のベース・エミッタ間の電位が閾値を超える時間に依存する。言い換えれば、トランジスタＱ１のオフからオンになる時間は、抵抗Ｒ１ｂを介してコンデンサＣ１に充電する電源電圧ＶＧによって依存する。

ところで、無安定マルチバイブレータ２０は、充放電コンデンサＣ０の充電電圧Ｖｔを電源電圧ＶＧとしていることから、電源電圧波形の周期が変動する。これによって、トランジスタＱ１のコレクタから出力される方形波パルス信号ＭＰの周期Ｔｎは変動することになる。

つまり、無安定マルチバイブレータ２０は、金属片８が介在されてない場合、図９（ａ）に示す周波数の発振信号Φｔを受信するため、電源電圧波形の周期が短い電源電圧ＶＧが印加される。そのため、無安定マルチバイブレータ２０は、トランジスタＱ１，Ｑ２のベース・エミッタ間の電位が時間をかけないで閾値を超えるため、図９（ｂ）に示す周期Ｔｎの短い方形波パルス信号ＭＰを出力する。

一方、無安定マルチバイブレータ２０は、金属片８が介在されている場合、図９（ｅ）に示す周波数の低い発振信号Φｔを受信するため、電源電圧波形の周期が長い電源電圧ＶＧが印加される。そのため、無安定マルチバイブレータ２０は、トランジスタＱ１，Ｑ２のベース・エミッタ間の電位が時間をかけて閾値を超えるため、図９（ｆ）に示す周期Ｔｎの長い方形波パルス信号ＭＰを出力する。

換言すれば、金属片８が介在している時には、無安定マルチバイブレータ２０は、金属片８が介在されていない時に比較して、周期Ｔｎが長い方形波パルス信号ＭＰをトランジスタＱ１のコレクタ端子から出力する。

無安定マルチバイブレータ２０は、そのトランジスタＱ１のコレクタ端子から出力される方形波パルス信号ＭＰを変調回路部１６ｃに出力する。
変調回路部１６ｃは、図６に示すように、トランジスタＱ３とダイオードＤ１を有している。ダイオードＤ１は、アノード端子が整流回路部１６ａの整流用ダイオードＤ０のアノード端子に接続されるとともに正極端子ＰＴに接続され、カソード端子がトランジスタＱ３のコレクタ端子に接続されている。トランジスタＱ３は、そのベース端子が無安定マルチバイブレータ２０のトランジスタＱ１に接続され、エミッタ端子が接地されている。

トランジスタＱ３は、ベース端子に無安定マルチバイブレータ２０からの方形波パルス信号ＭＰが入力されることによって、オン・オフされる。
従って、トランジスタＱ３がオンされる時、整流用ダイオードＤ０を介して充放電コンデンサＣ０に充電される充電電流の一部が、ダイオードＤ１を介してトランジスタＱ３（変調回路部１６ｃ）に流れるようにしている。反対に、トランジスタＱ３がオフされる時、整流用ダイオードＤ０を介して充放電コンデンサＣ０に充電される充電電流が、トランジスタＱ３（変調回路部１６ｃ）に流れることなく、整流用ダイオードＤ０を介して充放電コンデンサＣ０に流れる。

その結果、トランジスタＱ３のオン・オフによって、発振信号Φｔに基づいて機器側第２アンテナコイル７ｂの両端子ＰＴ，ＮＴ間を流れる２次電流が変化されることになる。この２次電流の変化によって、機器側第２アンテナコイル７ｂが放射する磁束が変化し、その変化した磁束は給電側第２アンテナコイル７ａに電磁誘導として伝播し、給電側第２アンテナコイル７ａに流れる１次電流を変化させる。

つまり、トランジスタＱ３のオン・オフによって（方形波パルス信号ＭＰの周期Ｔｎによって）、機器側第２アンテナコイル７ｂの両端子ＰＴ，ＮＴ間を流れる電流（発振信号Φｔ）は振幅変調される。そして、その被変調波信号Φｍは、機器側第２アンテナコイル７ｂから給電側第２アンテナコイル７ａに送信される。

換言すると、機器側第２アンテナコイル７ｂが受信する発振信号Φｔはキャリア信号を構成する。一方、機器Ｅ内においてそのキャリア信号の周波数に基づいて生成された方形波パルス信号ＭＰは変調波を構成する。そして、そのキャリア信号（発振信号Φｔ）の振幅を、その変調波（方形波パルス信号ＭＰ）に比例して変調することによって、図９（ｃ）または（ｇ）に示す被変調波信号Φｍが生成される。

さらに、詳述すると、図９（ｂ）に示す方形波パルス信号ＭＰで変調することによって、図９（ｃ）に示す被変調波信号Φｍが生成される。一方、図９（ｆ）に示す方形波パルス信号ＭＰで変調することによって、図９（ｇ）に示す被変調波信号Φｍが生成される。

従って、被変調波信号Φｍの包絡線波形は、方形波パルス信号ＭＰ（変調波）の周期Ｔｎに相対した周期の波形になる。
（給電装置１）
図３において、給電装置１は、電源回路３１、給電回路３２及び金属検出回路３３及びシステム制御部３４を有している。

（電源回路３１）
電源回路３１は、整流回路及びＤＣ／ＤＣコンバータを有し、外部から商用電源を入力して整流回路にて整流する。電源回路３１は、整流した直流電圧をＤＣ／ＤＣコンバータにて所望の電圧に変換した後、その直流電圧を駆動電源としてシステム制御部３４、給電回路３２及び金属検出回路３３に出力する。

（給電回路３２）
給電回路３２は、図８に示すように、受信回路部３２ａ、信号抽出回路部３２ｂ及び励磁駆動回路部３２ｃを有している。

受信回路部３２ａは、給電側第１アンテナコイル６ａと接続されている。受信回路部３２ａは、載置面５に載置された機器Ｅの機器側第１アンテナコイル６ｂから送信された送信信号が給電側第１アンテナコイル６ａを介して受信される。受信回路部３２ａは受信した送信信号を信号抽出回路部３２ｂに出力する。

信号抽出回路部３２ｂは、送信信号から機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを抽出する。信号抽出回路部３２ｂは、送信信号から機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱの両信号を抽出した時、システム制御部３４に許可信号ＥＮを出力する。ちなみに、信号抽出回路部３２ｂは、機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱのいずれか一方しか抽出しなかった時、又は、両信号とも抽出しなかった時には、システム制御部３４に許可信号ＥＮを出力しない。

励磁駆動回路部３２ｃは、１次コイルＬ１と接続され、本実施形態では同１次コイルＬ１とでハーフブリッジ回路を構成している。従って、励磁駆動回路部３２ｃは、２個のＭＯＳトランジスタ等のスイッチングトランジスタを有している。

該２個のトランジスタのゲート端子には、オン・オフさせるためのパルス信号よりなる励磁信号ＰＳ１，ＰＳ２がそれぞれシステム制御部３４から入力されるようになっている。各トランジスタのゲート端子にそれぞれ入力される励磁信号ＰＳ１，ＰＳ２は、相補信号であって、一方のトランジスタがオンの時、他方のトランジスタがオフとなる。

詳述すると、載置面５に機器Ｅが載置され、信号抽出回路部３２ｂがシステム制御部３４に許可信号ＥＮを出力し続けている間、システム制御部３４は励磁信号ＰＳ１、ＰＳ２を出力し続ける。従って、この場合、励磁駆動回路部３２ｃは１次コイルＬ１を連続励磁駆動する。

また、載置面５に機器Ｅが載置されていない時、システム制御部３４は励磁信号ＰＳ１、ＰＳ２を所定の期間だけ間欠的に出力する。従って、この場合、励磁駆動回路部３２ｃは、一定の期間毎に１次コイルＬ１を間欠励磁駆動する。

この１次コイルＬ１の間欠励磁駆動は、載置面５に機器Ｅが載置された時に該機器Ｅの負荷Ｚを直ちに駆動できる２次電力ではなく、負荷Ｚの充電器を充電できる程度の２次電力が供給されるようしたものである。そして、その充電電圧に基づいて、給電装置１との間で無線通信を行うための機器Ｅのデータ生成回路部１５ｂ及び送信回路部１５ｃは駆動される。

また、この１次コイルＬ１の間欠励磁駆動は、載置面５に金属片８が載置されてもその金属片８を誘導加熱し高温にさせるものでもない。
また、励磁駆動回路部３２ｃは、信号抽出回路部３２ｂが許可信号ＥＮを出力していない時、載置面５に機器Ｅが載置されていない時と同様に、１次コイルＬ１は間欠励磁駆動する。

さらに、励磁駆動回路部３２ｃは、金属検出回路３３からの金属有り信号ＳＴの判定信号がシステム制御部３４に出力されている時、載置面５に機器Ｅが載置されていない時と同様に、１次コイルＬ１は間欠励磁駆動する。従って、載置面５に金属片８載置されていても、１次コイルＬ１は、間欠励磁駆動であるため、載置面５に載置されている金属片８を高温に誘導加熱することない。

（金属検出回路３３）
金属検出回路３３は、図８に示すように発振回路部３３ａ、検波回路部３３ｂ、周波数検知回路部３３ｃ及び判定回路部３３ｄを有している。

発振回路部３３ａは、本実施形態ではクラップ発振回路にて構成している。発振回路部３３ａは、前記励磁駆動回路部３２ｃの間欠励磁駆動と同期して発振動作する。そして、発振回路部３３ａは、図９（ａ）に示す振幅値及び周波数が一定の正弦波よりなる発振信号Φｔを給電側第２アンテナコイル７ａから載置面５に載置した機器Ｅの機器側第２アンテナコイル７ｂに向けて送信する。

発振回路部３３ａから発振される発振信号Φｔは、キャリア信号を構成するようになっている。つまり、機器Ｅは、その発振信号Φｔの周波数に基づいて方形波パルス信号ＭＰを生成し、キャリア信号の振幅をその方形波パルス信号ＭＰに比例して振幅変調させた被変調波信号Φｍを機器側第２アンテナコイル７ｂから送信させるようになっている。

そして、機器Ｅにおいて変調された図９（ｃ）又は（ｇ）に示す被変調波信号Φｍは、給電装置１の第２給電側第２アンテナコイル７ａに受信され、発振回路部３３ａを介して検波回路部３３ｂに出力される。

検波回路部３３ｂは、包絡線検波回路であって、発振回路部３３ａを介して入力された機器Ｅからの被変調波信号Φｍを検波する。検波回路部３３ｂは、被変調波信号Φｍから該被変調波信号Φｍの外側を包んだ包絡線波形信号（復調信号ＤＭＰ）、すなわち、方形波パルス信号ＭＰを復調する。検波回路部３３ｂは、復調した復調信号ＤＭＰ（方形波パルス信号ＭＰ）を周波数検知回路部３３ｃに出力する。

周波数検知回路部３３ｃは、復調信号ＤＭＰ（方形波パルス信号ＭＰ）の周波数を検出する回路である。周波数検知回路部３３ｃは、本実施形態では、方形波パルス信号ＭＰの立ち上がりと立ち下がりを検出し、その立ち上がりと立下りの時間を計時して方形波パルス信号ＭＰの周期を計測する回路である。そのために、周波数検知回路部３３ｃは、微分回路、整流回路及びタイマを備えている。

微分回路は、方形波パルス信号ＭＰの立ち上がりと立ち下がりを検出し、整流回路は微分回路にて微分された微分信号のうち負電位に立ち下がった微分信号を正電位の微分信号にし、タイマは整流回路から出力された微分信号と微分信号の間を計時する。

周波数検知回路部３３ｃは、タイマで計時した時間を方形波パルス信号ＭＰの周期Ｔｎとして判定回路部３３ｄに出力する。
判定回路部３３ｄは、周波数検知回路部３３ｃからの方形波パルス信号ＭＰの周期Ｔｎを入力し、その周期Ｔｎに基づいて金属片８の有無を判定する。判定回路部３３ｄは、同判定回路部３３ｄに内蔵されたメモリに予め記憶した基準周期Ｔｋと方形波パルス信号ＭＰの周期Ｔｎを比較することによって金属片の有無が判定される。

基準周期Ｔｋは、給電装置１の載置面５と機器Ｅとの間に金属片８が介在されていない状態で、機器Ｅからの被変調波信号Φｍを給電装置１が受信した時に、周波数検知回路部３３ｃが計時した方形波パルス信号ＭＰの周期Ｔｎを基準周期としている。

従って、給電装置１の載置面５に金属片８が介在されている状態では、発振信号Φｔの周波数も低くなり、方形波パルス信号ＭＰの周期Ｔｎも長くなる。その結果、判定回路部３３ｄは、周波数検知回路部３３ｃからの方形波パルス信号ＭＰの周期Ｔｎが基準周期Ｔｋを超える値になったとき、給電装置１の載置面５に金属片８があると判定する。また、判定回路部３３ｄは、周波数検知回路部３３ｃからの方形波パルス信号ＭＰの周期Ｔｎが基準周期Ｔｋ以下の値のときには、給電装置１の載置面５に金属片８がないと判定する。

判定回路部３３ｄは、給電装置１の載置面５に金属片８があると判定した時、金属有り信号ＳＴの判定信号をシステム制御部３４に出力する。また、判定回路部３３ｄは、給電装置１の載置面５に金属片８がないと判定した時、金属有り信号ＳＴの判定信号をシステム制御部３４に出力しない。

（システム制御部３４）
システム制御部３４は、信号抽出回路部３２ｂから許可信号ＥＮを入力すると、許可信号ＥＮに応答して、励磁駆動回路部３２ｃに対して励磁信号ＰＳ１，ＰＳ２を出力するようになっている。すなわち、信号抽出回路部３２ｂが機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱの両信号を抽出した時、システム制御部３４は、励磁駆動回路部３２ｃに励磁信号ＰＳ１，ＰＳ２を出力する。つまり、システム制御部３４は、１次コイルＬ１を連続励磁駆動させる。

また、システム制御部３４は、間欠的に励磁信号ＰＳ１，ＰＳ２を励磁駆動回路部３２ｃに出力するようになっている。すなわち、信号抽出回路部３２ｂが機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱのいずれか一方しか抽出しなかった時、又は、両信号とも抽出しなかった時には、システム制御部３４は、励磁駆動回路部３２ｃに励磁信号ＰＳ１，ＰＳ２を間欠的に出力する。つまり、システム制御部３４は、１次コイルＬ１を間欠励磁駆動させる。

さらに、システム制御部３４は、判定回路部３３ｄから金属有り信号ＳＴを入力すると、信号抽出回路部３２ｂからの許可信号ＥＮに応答して励磁駆動回路部３２ｃに連続的に出力していた励磁信号ＰＳ１，ＰＳ２を間欠的に出力させるようになっている。つまり、システム制御部３４は、１次コイルＬ１を間欠励磁駆動させる。

さらにまた、システム制御部３４は、間欠的に金属検出回路３３の発振回路部３３ａを発振動作させ、間欠的に発振信号Φｔを給電側第２アンテナコイル７ａから送信させるようにしている。

次に、上記のように構成した給電装置１の作用について説明する。
今、図示しない電源スイッチがオンされて、電源回路３１に商用電源が供給されると、電源回路３１は、直流電圧を駆動電源としてシステム制御部３４、給電回路３２及び金属検出回路３３に出力する。

システム制御部３４は、電源回路３１から駆動電源を入力すると、励磁駆動回路部３２ｃに励磁信号ＰＳ１，ＰＳ２を間欠的に出力する。励磁駆動回路部３２ｃは、この間欠的入力される励磁信号ＰＳ１，ＰＳ２に応答して１次コイルＬ１を間欠励磁駆動させる。これによって、給電装置１の載置面５に載置される機器Ｅを待つ。

また、システム制御部３４は、金属検出回路３３の発振回路部３３ａを間欠的に発振動作させる。従って、給電側第２アンテナコイル７ａから間欠的な発振信号Φｔが送信される。

そして、載置面５に機器Ｅが載置されると、機器Ｅの２次コイルＬ２は、１次コイルＬ１の間欠励磁駆動に基づく２次電力を受電する。機器Ｅは、この２次電力に基づいて、受電回路１５のデータ生成回路部１５ｂにおいて機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを作成し送信回路部１５ｃに出力する。送信回路部１５ｃは、この機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを機器側第１アンテナコイル６ｂから給電装置１の給電側第１アンテナコイル６ａに向けて送信する。

給電装置１は、信号抽出回路部３２ｂにおいて、受信回路部３２ａが給電側第１アンテナコイル６ａが受信した送信信号から機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを抽出する。信号抽出回路部３２ｂは、機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを抽出すると、システム制御部３４に許可信号ＥＮを出力する。

システム制御部３４は、許可信号ＥＮに応答して、励磁駆動回路部３２ｃに励磁信号ＰＳ１，ＰＳ２を連続出力する。励磁駆動回路部３２ｃは、この連続入力される励磁信号ＰＳ１，ＰＳ２に応答して１次コイルＬ１を連続励磁駆動させる。これによって、給電装置１の載置面５に載置された機器Ｅは、１次コイルＬ１の連続励磁駆動に基づく２次電力を２次コイルＬ２を介して受電する。

これによって、機器Ｅは、受電回路１５（整流平滑回路部１５ａ）から負荷Ｚに、同負荷Ｚを駆動させるための電源が供給されることになる。
一方、機器Ｅに設けた機器側第２アンテナコイル７ｂは、給電側第２アンテナコイル７ａから発振信号Φｔを受信する。機器側第２アンテナコイル７ｂは、この受信した発振信号Φｔを変調回路１６の整流回路部１６ａに出力し、同発振信号Φｔを半波整流する。

半波整流された発振信号Φｔは、整流回路部１６ａに設けた充放電コンデンサＣ０及び抵抗Ｒ０にて充放電されて、充放電コンデンサＣ０の充電電圧Ｖｔが電源電圧ＶＧとして変調波信号生成回路部１６ｂ（無安定マルチバイブレータ２０）に印加されている。

ここで、充放電コンデンサＣ０の充放電時間は、発振信号Φｔの周波数よって、すなわち、載置面５に金属片８が載置されているか否かによって変動する。
発振信号Φｔの周波数は、載置面５に金属片８が載置されていない場合、図９（ａ）になる。反対に、に金属片８が載置されている場合、図９（ｅ）になる。従って、載置面５に金属片８が載置されていない場合に比べて金属片８が載置されている方が、発振信号Φｔの周波数が低くなることから、充放電時間は長くなる。

その結果、変調波信号生成回路部１６ｂ（無安定マルチバイブレータ２０）から出力される方形波パルス信号ＭＰの周期Ｔｎは、載置面５に金属片８が載置されてない場合、図９（ｂ）になるのに対して、載置面５に金属片８が載置されている場合、図９（ｆ）になる。つまり、図９（ｂ）（ｆ）に示すように、載置面５に金属片８が載置されてない場合に比べて金属片８が載置されている方が、方形波パルス信号ＭＰの周期Ｔｎは長くなる。

この方形波パルス信号ＭＰは、変調回路部１６ｃのトランジスタＱ３のゲート端子に出力され、トランジスタＱ３をオン・オフさせる。このトランジスタＱ３のオン・オフ（方形波パルス信号ＭＰ）によって、機器側第２アンテナコイル７ｂに流れる電流（発振信号Φｔ）は振幅変調され、被変調波信号Φｍとなって機器側第２アンテナコイル７ｂから給電側第２アンテナコイル７ａに送信される。

このとき、載置面５に金属片８が載置されていない場合、図９（ｂ）に示す方形波パルス信号ＭＰの周期Ｔｎにあわせて、被変調波信号Φｍは図９（ｃ）に示す波形となる。一方、載置面５に金属片８が載置されている場合、図９（ｆ）に示す方形波パルス信号ＭＰの周期Ｔｎにあわせて、被変調波信号Φｍは図９（ｇ）に示す波形となる。

給電側第２アンテナコイル７ａは機器側第２アンテナコイル７ｂから送信される被変調波信号Φｍを受信する。給電側第２アンテナコイル７ａが受信した被変調波信号Φｍは、発振回路部３３ａを介して検波回路部３３ｂに出力される。

検波回路部３３ｂは、被変調波信号Φｍから該被変調波信号Φｍの外側を包んだ包絡線波形信号（復調信号ＤＭＰ）、すなわち、方形波パルス信号ＭＰを復調する。検波回路部３３ｂは、復調した復調信号ＤＭＰ（方形波パルス信号ＭＰ）を周波数検知回路部３３ｃに出力する。

従って、検波回路部３３ｂにて復調された復調信号ＤＭＰ（方形波パルス信号ＭＰ）の周期Ｔｎは、載置面５に金属片８が載置されてない場合、図９（ｄ）になるのに対して、載置面５に金属片８が載置されている場合、図９（ｈ）になる。つまり、図９（ｂ）（ｆ）に示すように、載置面５に金属片８が載置されてない場合に比べて金属片８が載置されている方が、復調信号ＤＭＰ（方形波パルス信号ＭＰ）の周期Ｔｎは長くなる。

検波回路部３３ｂは、復調した復調信号ＤＭＰ（方形波パルス信号ＭＰ）を周波数検知回路部３３ｃに出力する。
周波数検知回路部３３ｃは、復調信号ＤＭＰ（方形波パルス信号ＭＰ）の立ち上がりと立ち下がりを検出して、復調信号ＤＭＰ（方形波パルス信号ＭＰ）の周期Ｔｎを計時する。このとき、計時された復調信号ＤＭＰ（方形波パルス信号ＭＰ）の周期Ｔｎは、載置面５に金属片８が載置されてない場合に比べて金属片８が載置されている場合の方が長くなる。

周波数検知回路部３３ｃは、計時した復調信号ＤＭＰ（方形波パルス信号ＭＰ）の周期Ｔｎを判定回路部３３ｄに出力する。判定回路部３３ｄは、入力した復調信号ＤＭＰ（方形波パルス信号ＭＰ）の周期Ｔｎを入力し、その周期Ｔｎと基準周期Ｔｋとを比較する。

判定回路部３３ｄは、復調信号ＤＭＰ（方形波パルス信号ＭＰ）の周期Ｔｎが基準周期Ｔｋを超える時、給電装置１の載置面５に金属片８があると判定する。そして、判定回路部３３ｄは、給電装置１の載置面５に金属片８があるとして金属有り信号ＳＴの判定信号をシステム制御部３４に出力する。

また、判定回路部３３ｄは、方形波パルス信号ＭＰの周期Ｔｎが基準周期Ｔｋ以下の値のときには、給電装置１の載置面５に金属片８がないと判定する。そして、判定回路部３３ｄは、給電装置１の載置面５に金属片８がないとして金属有り信号ＳＴの判定信号をシステム制御部３４に出力しない。

システム制御部３４は、金属有り信号ＳＴを入力すると、励磁駆動回路部３２ｃへの励磁信号ＰＳ１，ＰＳ２の連続出力を間欠出力に切り替える。これによって、１次コイルＬ１は間欠励磁となるため、金属検出回路３３が検出した金属片８を誘導加熱させることはない。一方、システム制御部３４は、金属有り信号ＳＴが入力されていないとき、励磁駆動回路部３２ｃへの励磁信号ＰＳ１，ＰＳ２の連続出力を継続する。これによって、１次コイルＬ１は連続励磁を継続するため、機器Ｅの負荷Ｚには駆動電源が継続して供給される。

次に、上記のように構成した第１実施形態の効果を以下に記載する。
（１）上記実施形態によれば、給電装置１に設けた金属検出回路３３の発振回路部３３ａから発振信号Φｔを機器Ｅの変調回路１６に送信する。機器Ｅの変調回路１６において、その発振信号Φｔから方形波パルス信号ＭＰを生成する。このとき、変調回路１６は金属片８の有無に基づいて方形波パルス信号ＭＰの周期Ｔｎを変更させるようにし、その方形波パルス信号ＭＰを被変調波信号Φｍに変調して金属検出回路３３に送信した。

そして、給電装置１の金属検出回路３３において、被変調波信号Φｍを復調し、その復調した復調信号ＤＭＰ、すなわち、方形波パルス信号ＭＰの周期Ｔｎを計測して金属片８の有無を判定した。

従って、給電装置１は、給電のための１次コイルＬ１の励磁周波数を変えて金属片８検知のために使用することがない。その結果、１次コイルＬ１の励磁周波数を複数設け、その都度、励磁周波数を切り替えるための複雑で高価な制御回路が不要となり安価な非接触給電装置を実現させることができる。

また、機器Ｅからの被変調波信号Φｍを受信し、復調して周期Ｔｎを求めるだけなので、高速で信号処理する必要もなく安価な非接触給電装置を実現できる。
（２）上記実施形態によれば、金属片８の有無の情報、すなわち、方形波パルス信号を機器Ｅ側で生成するようにした。従って、その分だけ、給電装置１側の回路構成及び負荷の軽減でき、より安価な非接触給電装置を実現できる。

（３）上記実施形態によれば、被変調波信号Φｍを生成する際、キャリア信号として金属検出回路３３の発振回路部３３ａからの発振信号Φｔを利用したので、キャリア信号のための発振回路が省略することができる。

（４）上記実施形態によれば、被変調波信号Φｍは振幅変調であるため、他の周波数変調等に比べて、回路構成が簡単かつ安価に構成することができる。また、被変調波信号Φｍを復調する検波回路部３３ｂも簡単かつ安価に構成することができる。

（５）上記実施形態によれば、整流回路部１６ａの充放電コンデンサＣ０の充電電圧Ｖｔを電源電圧ＶＧとする変調波信号生成回路部１６ｂの無安定マルチバイブレータ２０に供給した。そして、金属片８の有無によって変動する電源電圧ＶＧによって無安定マルチバイブレータ２０の発振周期を変更させて、金属片８の有無に基づいて周期Ｔｎが変更される方形波パルス信号ＭＰを生成した。

従って、無安定マルチバイブレータ２０という簡単な回路構成で金属片８の有無のための変調波（方形波パルス信号ＭＰ）を生成することができる。
尚、上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。

（１）上記実施形態によれば、キャリア信号を給電装置１の発振回路部３３ａが送信した発振信号Φｔを利用したが、そのキャリア信号を機器Ｅ側で生成して実施してもよい。この場合、例えば、変調回路１６にキャリア信号用の発振回路を設け、その発振回路で生成したキャリア信号を方形波パルス信号（変調波）で変調させて被変調波信号を生成し、給電装置１に送信してもよい。

（２）上記実施形態によれば、被変調波信号Φｍを機器側第２アンテナコイル７ｂから給電側第２アンテナコイル７ａに送信した。これを、変調回路１６で生成した被変調波信号Φｍを、給電装置１の１次コイルＬ１から電磁誘導現象を利用して機器Ｅの２次コイルＬ２に給電される給電電流に基づく電磁波信号に重畳する。そして、その重畳した信号を１次コイルＬ１を介して受信し、金属検出回路３３の検波回路部３３ｂにてその重畳された信号から前記被変調波信号Φｍを復調するように実施してもよい。

（３）上記実施形態によれば、周波数検知回路部３３ｃは、方形波パルス信号ＭＰの立ち上がりと立ち下がりを検出し、その立ち上がりと立下りの時間を計時して方形波パルス信号ＭＰの周期Ｔｎを計測する回路であった。これを、非常に短い周期のサンプリング信号で方形波パルス信号ＭＰをサンプリングする。そして、方形波パルス信号ＭＰの高電位（ハイレベル）でのサンプリング数と低電位（ロウレベル）でのサンプリング数とから、方形波パルス信号ＭＰの周期Ｔｎを求めるようにしてもよい。

１…非接触給電装置（給電装置）、２…筺体、３…箱体、４…天板、５…載置面、６ａ…給電側第１アンテナコイル、７ａ…給電側第２アンテナコイル（被変調波信号受信回路部）、６ｂ…機器側第１アンテナコイル、７ｂ…機器側第２アンテナコイル（変調信号受信回路部）、８…金属片、１０…プリント配線基板、１５…受電回路（受電装置）、１５ａ…整流平滑回路部、１５ｂ…データ生成回路部、１５ｃ…送信回路部、１６…変調回路、１６ａ…整流回路部（発振信号受信回路部）、１６ｂ…変調波信号生成回路部、１６ｃ…変調回路部（被変調波信号生成回路部）、２０…無安定マルチバイブレータ（被変調波信号生成回路）、２１…電源線、３１…電源回路、３２…給電回路、３２ａ…受信回路部、３２ｂ…信号抽出回路部、３２ｃ…励磁駆動回路部、３３…金属検出回路、３３ａ…発振回路部、３３ｂ…検波回路部、３３ｃ…周波数検知回路部（周波数検出回路部）、３３ｄ…判定回路部、３４…システム制御部、Ｅ…電気機器（機器）、Ｚ…負荷、Ｌ１…１次コイル、Ｌ２…２次コイル（受電装置）、Ｄ０，Ｄ１…ダイオード、Ｃ０…充放電コンデンサ、Ｃ１，Ｃ２…コンデンサ、Ｑ１〜Ｑ３…トランジスタ、Ｒ０，Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ…抵抗、ＰＳ１，ＰＳ２…励磁信号、Φｔ…発振信号、Φｍ…被変調波信号、ＭＰ…方形波パルス信号、ＤＭＰ…復調信号、ＥＮ…許可信号、ＩＤ…機器認証信号、ＲＱ…励磁要求信号、Ｖｔ…充電電圧、ＶＧ…電源電圧、ＳＴ…金属有り信号、ＰＴ…正極端子、ＮＴ…負極端子、Ｔｎ…周期、Ｔｋ…基準周期。

Claims (13)

1. 電気機器に設けられた受電装置に対して、電磁誘導現象を利用して給電を行う非接触給電装置の金属異物検出方法であって、
   前記非接触給電装置から前記受電装置に発振信号を送信し、
   前記受電装置において、受信した前記発振信号から金属異物の有無による磁束変化に基づく変調波を検出し、前記変調波を非接触給電装置に送信するために、キャリア信号を前記変調波にて変調させて被変調波信号を生成して非接触給電装置に送信し、
   前記受電装置から送信された被変調波信号を受信し復調して、その復調信号に基づいて金属異物の有無を判定するようにしたことを特徴とする非接触給電装置の金属異物検出方法。
2. 請求項１に記載の非接触給電装置の金属異物検出方法において、
   前記変調波は、受信した前記発振信号から金属異物の有無による磁束変化に基づいて周期が変更される方形波パルス信号であって、
   前記被変調波信号は、前記キャリア信号の振幅を前記方形波パルス信号に比例して振幅変調させて生成したものであり、
   前記復調信号は、前記被変調波信号を包絡線検波によって生成された前記方形波パルス信号であることを特徴とする非接触給電装置の金属異物検出方法。
3. 請求項１又は２に記載の非接触給電装置の金属異物検出方法であって、
   前記キャリア信号は、前記非接触給電装置から前記受電装置に送信される前記発振信号であることを特徴とする非接触給電装置の金属異物検出方法。
4. 請求項１に記載の非接触給電装置の金属異物検出方法において、
   前記キャリア信号は、前記非接触給電装置の１次コイルから電磁誘導現象を利用して前記受電装置の２次コイルに給電される給電電流に基づく電磁波信号であり、
   被変調波信号は、前記電磁波信号に前記変調波を重畳した信号であることを特徴とする非接触給電装置の金属異物検出方法。
5. 電気機器に設けられた受電装置に対して、電磁誘導現象を利用して給電を行う非接触給電装置であって、
   前記受電装置に発振信号を送信する発振回路部と、
   受信した前記発振信号から磁束変化に基づく変調波を検出した前記受電装置より、前記変調波に基づく被変調波信号を受信し検波をして、前記受電装置が検出した変調波に復調する検波回路部と、
   前記検波回路部が復調した前記変調波の周波数を検出する周波数検出回路部と、
   前記周波数検出回路部が検出した前記変調波の周波数に基づいて金属異物の判定を行う判定回路部と
   を備えることを特徴とする非接触給電装置。
6. 請求項５に記載の非接触給電装置において、
   前記変調波は、受信した前記発振信号から金属異物の有無による磁束変化に基づいて周期が変更される方形波パルス信号であって、
   前記被変調波信号は、キャリア信号の振幅を前記方形波パルス信号に比例して振幅変調させて生成したものであり、
   前記検波回路部は、前記被変調波信号を包絡線検波によって前記方形波パルス信号を復調する回路であり、
   前記周波数検出回路部は、前記検波回路部が復調した前記方形波パルス信号の周期を検出する回路であり、
   前記判定回路部は、前記周波数検出回路部が検出した前記方形波パルス信号の周期に基づいて金属異物の判定を行うことを特徴とする非接触給電装置。
7. 請求項６に記載の非接触給電装置において、
   前記キャリア信号は、前記発振回路部が受電装置に送信する前記発振信号であることを特徴とする非接触給電装置。
8. 電磁誘導現象を利用して非接触給電装置から受電する電気機器に設けられた受電装置であって、
   前記非接触給電装置から送信される金属異物の有無を検出するための発振信号を受信する発振信号受信回路部と、
   前記発振信号受信回路部が受信した前記発振信号から金属異物の有無による磁束変化に基づく変調波を生成する変調波信号生成回路部と、
   前記変調波を非接触給電装置に送信するために、キャリア信号を前記変調波にて変調させて被変調波信号を生成する被変調波信号生成回路部と
   を備えたことを特徴とする電気機器に設けられた受電装置。
9. 請求項８に記載の電気機器に設けられた受電装置において、
   前記変調波は、方形波パルス信号であり、
   前記変調波信号生成回路部は、前記方形波パルス信号を生成する回路であって、受信した前記発振信号の金属異物の有無による磁束変化に基づいて前記方形波パルス信号の周期を変更させるものであり、
   前記被変調波信号は、前記キャリア信号の振幅を前記方形波パルス信号に比例して振幅変調させて生成したものであり、
   前記被変調波信号生成回路部は、前記キャリア信号の振幅を前記方形波パルス信号に比例して振幅変調させて生成したものであることを特徴とする電気機器に設けられた受電装置。
10. 請求項９に記載の電気機器に設けられた受電装置において、
    前記キャリア信号は、前記非接触給電装置から前記発振信号受信回路部に送信される前記発振信号であることを特徴とする電気機器に設けられた受電装置。
11. 電気機器に設けられた受電装置と、電磁誘導現象を利用して前記受電装置に給電を行う非接触給電装置とからなる非接触給電システムであって、
    前記非接触給電装置は、
    一定周波数の発振信号を生成して前記受電装置に送信する発振回路部と、
    前記発振信号から磁束変化に基づく変調波を検出した前記受電装置より、前記変調波に基づく被変調波信号を受信し検波をして、前記受電装置が検出した変調波に復調する検波回路部と、
    前記検波回路部が復調した前記変調波の周波数を検出する周波数検出回路部と、
    前記周波数検出回路部が検出した前記変調波の周波数に基づいて金属異物の判定を行う判定回路部と
    を備え、
    前記受電装置は、
    前記非接触給電装置から送信される金属異物の有無を検出するための発振信号を受信する発振信号受信回路部と、
    前記発振信号受信回路部が受信した前記発振信号から金属異物の有無による磁束変化に基づく変調波を生成する変調波信号生成回路部と、
    前記変調波を非接触給電装置に送信するために、キャリア信号を前記変調波にて変調させて被変調波信号を生成する被変調波信号生成回路部と
    を備えたことを特徴とする非接触給電システム。
12. 請求項１１に記載の非接触給電システムにおいて、
    前記変調波は、方形波パルス信号であり、
    前記受電装置の変調波信号生成回路部は、前記方形波パルス信号を生成する回路であって、受信した前記発振信号の金属異物の有無による磁束変化に基づいて前記方形波パルス信号の周期を変更させるものであり、
    前記被変調波信号は、前記キャリア信号の振幅を前記方形波パルス信号に比例して振幅変調させて生成し、
    前記受電装置の被変調波信号生成回路部は、前記キャリア信号の振幅を前記方形波パルス信号に比例して振幅変調させて生成したものであり、
    前記非接触給電装置の検波回路部は、前記被変調波信号を包絡線検波によって前記方形波パルス信号を復調する回路であり、
    前記非接触給電装置の周波数検出回路部は、前記検波回路部が復調した前記方形波パルス信号の周期を検出する回路であり、
    前記非接触給電装置の判定回路部は、前記周波数検出回路部が検出した前記方形波パルス信号の周期に基づいて金属異物の判定を行うことを特徴とする非接触給電システム。
13. 請求項１１又は１２に記載の非接触給電システムにおいて、
    前記キャリア信号は、前記非接触給電装置の発振回路部から前記受電装置の発振信号受信回路部に送信される前記発振信号であることを特徴とする電気機器に設けられたことを特徴とする非接触給電システム。

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