JP2013135518A - 検知装置、検知システム、送電装置、非接触電力伝送システム及び検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非接触電力伝送システムにおいて金属異物の検出精度を向上させる。
【解決手段】励信用コイル４５から電磁波を出力し、励振用コイル４５から出力された電磁波の磁界を検出する検出用コイル５１が該磁界に応じて発生させる磁束を読取り用コイル６１により読み取る。そして、検出用コイル５１で発生した磁束に応じて該読取り用コイル６１に得られる電圧の振動の時間的推移に基づき検出用コイル５１のＱ値を、Ｑ値測定部１６により測定する。
【選択図】図２

Description

本開示は、金属等の導体の存在を検知する検知装置、検知システム、送電装置、非接触電力伝送システム及び検知方法に関する。

近年、非接触で電力を供給（ワイヤレス給電）する非接触電力伝送システムの開発が盛んに行われている。ワイヤレス給電を実現する方式としては大きく２種類の手法が存在する。

一つは既に広く知られている電磁誘導方式であり、電磁誘導方式では、送電側と受電側の結合度が非常に高く、高効率での給電が可能である。しかし、送電側と受電側との間の結合係数を高く保つ必要があるため、送電側と受電側の距離を離した場合や位置ずれがある場合には、送電側と受電側のコイル間の電力伝送効率（以下、「コイル間効率」という。）が大きく劣化してしまう。

もう一つは磁界共鳴方式と呼ばれる手法であり、積極的に共振現象を利用することで給電元と給電先とで共有する磁束が少なくてもよいという特徴を持つ。磁界共鳴方式は、結合係数が小さくてもＱ値(Quality factor)が高ければコイル間効率が劣化しない。Ｑ値は、送電側又は受電側のコイルを有する回路の、エネルギーの保持と損失の関係を表す（共振回路の共振の強さを示す）指標である。すなわち送電側コイルと受電側コイルの軸合わせが不要で、送電側と受電側の位置や距離の自由度が高いという利点がある。

非接触電力伝送システムにおいて重要な要素の一つに、金属異物の発熱対策がある。電磁誘導方式又は磁界共鳴方式に限らず非接触で給電を行う際、送電側と受電側の間に金属が存在するとその金属に渦電流が発生し、金属を発熱させてしまう恐れがある。この発熱対策として、金属異物を検知する数多くの手法が提案されている。例えば光センサあるいは温度センサを用いる手法が知られている。しかしながら、センサを用いた検知方法では、磁界共鳴方式のように給電範囲が広い場合にコストがかかる。また例えば温度センサであれば、温度センサの出力結果がその周囲の熱伝導率に依存するため、送電側及び受電側の機器にデザイン制約を加えることにもなる。

そこで、送電側と受電側の間に金属異物が入ったときのパラメータ（電流、電圧等）の変化を見て、金属異物の有無を判断する手法が提案されている。このような手法であれば、デザイン制約等を課す必要がなくコストを抑えることができる。例えば、特許文献１では送電側と受電側の通信の際の変調度合い（振幅及び位相の変化情報）によって金属異物を検出する方法、また特許文献２では渦電流損によって金属異物を検出する方法（ＤＣ−ＤＣ効率による異物検知）が提案されている。

特開２００８−２０６２３１号公報 特開２００１−２７５２８０号公報

しかしながら、特許文献１，２により提案された手法は、受電側の金属筺体の影響が加味されていない。一般的な携帯機器への充電を考えた場合、携帯機器に何らかの金属（金属筐体、金属部品等）が使われている可能性が高く、パラメータの変化が「金属筺体等の影響によるもの」か、あるいは「金属異物が混入したことによるもの」なのかの切り分けが困難である。特許文献２を例に挙げると、渦電流損が携帯機器の金属筺体で発生しているのか、それとも送電側と受電側との間に金属異物が混入して発生しているのかがわからない。このように、特許文献１，２で提案された手法は、金属異物を精度よく検知できているとは言えなかった。

本開示は、上記の状況を考慮してなされたものであり、受電側の近く、もしくは送電側と受電側との間に存在する金属異物の検出精度を、簡単な構成で向上させるものである。

本開示の一側面は、励信用コイルから電磁波を出力し、励振用コイルから出力された電磁波の磁界を検出する検出用コイルが該磁界に応じて発生させる磁束を読取り用コイルにより読み取る。そして、検出用コイルで発生した磁束に応じて該読取り用コイルに得られる電圧の振動の時間的推移に基づき検出用コイルのＱ値を、Ｑ値測定部により測定する。

本開示の一側面によれば、励振用コイルから出力された磁界を受ける検出用コイルが該磁界に応じて発生させる磁束が読取り用コイルにより検知される。読取り用コイルはその検知した磁束に応じて電圧を発生する。そして、Ｑ値測定部により、読取り用コイルから得られる電圧の振動の時間的推移に基づき検出用コイルのＱ値が測定される。したがって、検出用コイルを備える側（例えば、携帯端末装置）にＱ値測定回路を備える必要がない。

本開示によれば、検出側の近く、もしくは励振側（例えば送電側）と検出側（例えば受電側）との間に存在する金属異物の検出精度を、簡単な構成で向上させることができる。

Ｑ値測定により金属異物を検知する非接触電力伝送システムの一例を示す概略回路図である。 本開示の第１の実施形態に係る検知システムの構成例を示す概略回路図である。 図２に示すマイコンの内部構成例を示すブロック図である。 検知システムをモデル化した概略回路図である。 金属異物がないときの検出側のＱ値が１００のとき各部に得られた電圧波形の一例であり、Ａは励振用コイルの振幅電圧、Ｂは検出用コイルの振幅電圧、Ｃは読取り用コイルの振幅電圧の時間推移の一例である。 金属異物がないときの検出側のＱ値が２００のとき各部に得られた電圧波形の一例であり、Ａは励振用コイルの振幅電圧、Ｂは検出用コイルの振幅電圧、Ｃは読取り用コイルの振幅電圧の時間推移の一例である。 本開示の第２の実施形態に係る非接触電力伝送システムの構成例を示す概略回路図である。 本開示の第３の実施形態に係る非接触電力伝送システムの構成例を示す概略回路図である。 本開示の第４の実施形態に係る非接触電力伝送システム（ワイヤレス給電マットと携帯機器）の構成例を示す概略回路図である。 図９の非接触電力伝送システム（ワイヤレス給電マットと携帯機器）に組み込まれた検知システム（異物検知装置と検出用回路）の構成例を示す概略回路図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示を実施するための形態の例について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

なお、説明は以下の順序で行う。
１．導入説明
２．第１の実施形態（検知システム：励振用コイル、検出用コイル及び読取りコイル）
３．第２の実施形態（検知システム：非接触電力伝送システムに適用した例）
４．第３の実施形態（送電装置：送電コイルと読取り用コイルを共通とした例）
５．第４の実施形態（検知システム：ワイヤレス給電パッド及び携帯機器と検知システムを別システムにした例）
６．その他

＜１．導入説明＞
［Ｑ値測定による金属異物検知］
送電側と受電側との間に存在する金属異物を高精度に検出するため、外部と電磁的に結合するコイルを含む回路のＱ値（Quality factor）を測定し、Ｑ値の測定結果に基づいてコイルの近くの金属異物の有無を判定する方法が考えられる。これは金属が接近すると共振回路のＱ値が低下することを利用したものである。
Ｑ値は、エネルギーの保持と損失の関係を表す指標であり、一般的に共振回路の共振のピークの鋭さ（共振の強さ）を表す値として用いられる。
金属異物は、送電側と受電側の間に存在する金属などの導体や意図しないコイルを含む回路が対象となる。本明細書でいう導体には、広義の導体すなわち半導体も含まれる。以下、金属などの導体やコイルを含む回路を検知することを、「導体等を検知する」ともいう。

共振回路のＱ値を測定する方法を用いて高精度な金属異物の検知を行うには、充電対象の機器が乗せられる送電側（１次側）の共振回路ではなく、充電対象機器が乗る受電側（２次側）の共振回路のＱ値を測定することが望ましい。これは以下の理由による。

（１）送電側の共振回路のＱ値は、受電装置が近傍に置かれると筺体金属の影響で低下してしまう。よってＱ値低下の要因が異物金属による影響か受電装置の筺体金属の影響かを識別できない。
（２）受電側の共振回路のＱ値は、筺体が非金属である送電装置が近傍に置かれても変化が無い。
（３）送電側の共振回路に比べて受電側の共振回路は携帯機器などに内蔵されていて小さい。よって物理的な大きさ、高い磁束密度より、受電側共振回路に異物金属が与える影響が大きい。

以下、Ｑ値測定により金属異物を検知する非接触電力伝送システムの一例を説明する。
図１に示した非接触電力伝送システムは、送電装置１０と受電装置２０を備えて構成される。この図１に示した回路は、Ｑ値測定による金属異物検知の概要を説明するための概略的なものである。

送電装置１０は、交流信号を発生させる信号発生器１２及び抵抗素子１３を含む信号源１１と、コンデンサ（キャパシタとも呼ばれる）１４と、送電コイル１５（１次側コイル）を備えている。抵抗素子１３は、信号発生器１２の内部抵抗（出力インピーダンス）を図示化したものである。
本例では、信号源１１に対しコンデンサ１４と送電コイル１５が直列共振回路を形成するように接続されている。そして、給電したい周波数において共振するように、コンデンサ１４のキャパシタンス（静電容量とも呼ばれる）の値（Ｃ値）、及び送電コイル１５のインダクタンスの値（Ｌ値）が調整されている。信号源１１とコンデンサ１４を含んで送電部が構成され、送電部から供給される送電信号が送電コイル１５を通じて無線により非接触で外部へ伝送される。

受電装置２０は、送電装置１０から非接触により受電する受電部と、送電装置１０との間にある金属異物を検知するためのＱ値測定部の２つの機能に分けられる。
受電部は、受電コイル２１と、その受電コイル２１と共振回路を構成するコンデンサ２２と、交流信号を直流信号に変換する整流回路２３と、図示しないバッテリー（２次電池）及び充電部等の負荷２４とを備えている。整流回路２３は、整流処理に加えて平滑処理をするように構成してもよい。
本例の受電部は、受電コイル２１とコンデンサ２２が直列共振回路を形成するように接続され、給電周波数において共振するように、受電コイル２１のインダクタンスの値（Ｌ値）、及びコンデンサ２２のキャパシタンスの値（Ｃ値）が調整されている。受電部は、受電コイル２１を通じて外部から非接触で電力の供給を受ける。

Ｑ値測定部は、Ｑ値測定用コイル３１と、そのＱ値測定用コイル３１と共振回路を構成するコンデンサ３２と、Ｑ値測定回路３３と、負荷２４と並列に接続されたコンデンサ３４を備える。
本例のＱ値測定部は、Ｑ値測定用コイル３１とコンデンサ３２が直列共振回路を形成するように接続され、Ｑ値測定周波数において共振するように、Ｑ値測定用コイル３１のインダクタンスの値（Ｌ値）、及びコンデンサ３２のキャパシタンスの値（Ｃ値）が調整されている。その直列共振回路がＱ値測定回路３３に接続されている。Ｑ値測定回路３３の電源には、コンデンサ３４に充電された電力を利用する。Ｑ値測定回路３３による共振回路のＱ値測定は、測定器（ＬＣＲメータ）でも用いられている手法である。

Ｑ値測定用コイル３１とコンデンサ３２間の電圧をＶ１、Ｑ値測定用コイル３１両端の電圧をＶ２とすると、直列共振回路のＱ値は、式（１）で表される。Ｒは、周波数ｆにおける直列抵抗値である。電圧Ｖ２≫電圧Ｖ１のとき式を近似して表すことができる。

電圧Ｖ１が約Ｑ倍されて電圧Ｖ２が得られる。式（１）に示す直流抵抗値Ｒやインダクタンス値Ｌは金属が近づくことや、金属に発生する渦電流の影響により変化することが知られている。例えば、コイル３１に金属片が近づくと実効抵抗値Ｒが大きくなり、Ｑ値が下がる。すなわちコイル３１の周りに存在する金属の影響によって共振回路のＱ値や共振周波数は大きく変化するので、この変化を検知することにより、コイル３１の近くに存在する金属片を検知できる。本開示では、このＱ値測定を１次側と２次側の間に挿入された金属異物の検知に適用することができる。

上述したＱ値の変化を用いて金属異物を検出することにより、電磁誘導方式又は磁界共鳴方式によらず高精度で金属異物を取り除くことが可能である。特に受電側（２次側）の機器内に設けられたコイルのＱ値は、受電側の機器の金属筐体と該コイルとの位置関係がほぼ固定であるため、コイルに対する金属筐体の影響を取り除くことができ、金属異物に対して感度のよいパラメータとなり得る。つまり、受電側の共振回路のＱ値は、金属異物を高精度に検知するのに適している。

なお、Ｑ値測定時には、受電装置５０の負荷をスイッチなどを用いて切り離し、受電装置５０の負荷を可能な限り軽くして、無負荷Ｑに近い状態で測定することが望ましい。スイッチは、例えば整流回路２３と負荷２４の間に設けるとよい。

ところが、受電側の共振回路のＱ値を測定するには、
（１）受電側機器にＱ値測定回路を持つ必要がある。
（２）Ｑ値測定時には測定信号に対して妨害波となる送電信号を停止させる必要があり、測定期間中、受電側機器は電力の供給を受けずに自力で動作する機構が必要となる。

この解決方法として、以下の２つの方法が考えられる。
（Ａ）受電側機器がＱ値測定に必要な電源（電池）を持つ。
（Ｂ）受電側機器がＱ値測定用のコンデンサ（例えば図１のコンデンサ３４）又は２次電池を持ち、「コンデンサへの給電→給電停止→コンデンサからの電源供給を受けてのＱ値測定」という動作を（必要なら繰り返し）行うことで測定する。

上記（Ａ）の方法では、受電側機器に２次電池が必須となる。また，２次電池が完全に放電した状態ではＱ値測定回路３３が働かないという不都合がある。
上記（Ｂ）の方法では、送電側・受電側ともに動作が煩雑であり、処理に労力を要する。この様に、受電側にＱ値測定用のハードウェア、測定値処理用のソフトウェアが必要となり、小さな筺体、低スペックのマイクロコンピュータしか持たない携帯機器には不向きである．

［本開示の概要］
そこで、本開示では、励振用コイルから出力された電磁波の磁界を検出する検出用コイルが該磁界に応じて発生させる磁束を読取り用コイルにより読み取り、その磁束に応じて読み取り用コイルに得られる電圧の振動の時間的推移に基づき検出用コイルのＱ値を測定する金属異物の検知方法を提案する。

ここに、スピーカと音叉とマイクロホンがあると想定する。スピーカから音を出して音叉にエネルギーを与え、音叉が出力する音をマイクロホンで集音する実験を行う。高いＱ値を持つ音叉では振動が長時間持続して音が鳴り続けるが、低いＱ値を持つ音叉では振動は短時間で鳴り止んでしまう。共振回路（共振器）はこれと同様の特性を持っている。本開示は、共振器の持つこの特性を利用して電気的にＱ値を測定するものである。検出用コイルに対し磁界によりエネルギーを与えた後に、その振動の様子を読取りコイルを用いてやはり磁気的に非接触に観測し、検出用コイルのＱ値を測定する。

＜２．第１の実施形態＞
［検知システムの構成例］
上述した金属異物の検知方法を実現する検知システムについて説明する。
図２は、本開示の第１の実施形態に係る検知システムの構成例を示す概略回路図である。この図２に示した回路は、本開示のＱ値測定による金属異物検知の概要を説明するための基本構成であるが、この例に限られるものではない。

本実施形態の検知システム４０は、励振側と検出側の２つに分けられる。
励振側は、励振部とＱ値測定部を備えて構成される。励振部は、交流信号を発生させる信号発生器４２及び抵抗素子４３を含む信号源４１と、コンデンサ４４と、信号発生器４２で発生した交流信号により励振される励振用コイル４５を備えている。抵抗素子４３は、信号発生器４２の内部抵抗（出力インピーダンス）を図示化したものである。
これら励振側の各部は、出力や定格などの違いはあるが図１に示した送電装置１０の信号発生器１２及び抵抗素子１３を含む信号源１１と、コンデンサ１４と、励振用コイル１５と同様の機能を有し、そして図１と同様の接続構成である。

検出側は、少なくとも励振用コイル４５から出力された磁界により励振される検出用コイル５１とコンデンサ５２から構成される共振器を備える。ただし、検出用コイル５１内における線間容量や、励振用コイル４５と検出用コイル５１との間の容量等から構成される寄生容量成分を用いる場合、コンデンサ５２は不要である。検知システム４０は、検出用コイル５１が発生する磁束に基づいてＱ値を測定する。

さらに励振側は、Ｑ値測定部として、検出側の検出用コイル５１が発生する磁束を検出する読取り用コイル６１と、アナログ−デジタル変換器（以下、ＡＤＣと称する）６２と、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと称する）６３を有する。ＡＤＣ６２は、磁束の変化に応じて読取り用コイル６１に発生する電流を取り込み、アナログ／デジタル変換して読取り用コイル６１の両端に掛かる電圧を演算する。ＡＤＣ６２でデジタル信号に変換された電圧信号がマイクロコンピュータ（以下、マイコンと称する）６３に入力される。マイコン６３は、信号源４１の動作を制御するなど、励振側全体を制御する演算処理装置である。マイコン６３の詳細は後述する。
なお、励振側は、信号源４１、ＡＤＣ６２やマイコン６３などの各部に電力を供給する電源部４６を有する。

以下、マイコン６３の金属異物の検知に関わる構成及び動作について説明する。
図３は、マイコン６３の内部構成例を示すブロック図である。
本実施形態のマイコン６３は、Ｑ値測定部６３Ａと、判定部６３Ｂと、メモリ６３Ｃと、制御部６３Ｄを備えて構成される。

Ｑ値測定部６３Ａは、Ｑ値測定部の一例であり、ＡＤＣ６２からデジタルの電圧信号が入力され、その電圧信号を用いて後述する演算によってＱ値を求め、求めたＱ値を判定部６３Ｂへ出力する。ＡＤＣ６２から入力される電圧信号の振幅すなわち振動は、検出用コイル５１が出力する磁束に応じて時間的に推移（減衰）する。Ｑ値測定部６３Ａでは、この電圧信号の振動の時間的推移に基づいてＱ値を計算する。

判定部６３Ｂは、判定部の一例であり、Ｑ値測定部６３Ａにより求められたＱ値を、予め設定された基準値と比較することにより、検出用コイル５１の近くに金属異物が存在するか否かを判定し、判定結果を制御部６３Ｄへ出力する。このように検出用コイル５１のＱ値と基準値を比較することにより、検出用コイル５１と励振用コイル４５の電磁結合している状態を推定できる。よって、基準値を適切な値に設定することにより、励振側（例えば送電装置の送電コイル）と検出側（例えば受電装置の受電コイル）との間における金属異物の有無を判定することできる。

メモリ６３Ｃは、不揮発性の記憶部の一例であり、検出用コイル５１の近傍に何もない、もしくは検出用コイル５１と励振用コイル４５との間に何も存在しない状態で予め設定された周波数毎の検出用コイル５１のＱ値の基準値を保存している。また、検出側（例えば送電装置）ごとに割り当てられたＩＤ番号（識別情報）や、励振側（例えば受電装置）から取得したＩＤ番号等を保存していてもよい。

制御部６３Ｄは、制御部の一例であり、判定部６３Ｂから入力される判定結果に基づいて励振側（例えば送電装置）や非接触電力伝送の制御を行う。判定部６３Ｂが検出用コイル５１と励振用コイル４５の間に金属異物５５が存在すると判定した場合、制御部６３Ｄは、例えば送電装置に停止信号を送り、送電装置の信号源からの送電信号の出力を停止させる制御を行う。
なお、Ｑ値測定部６３Ａ、判定部６３Ｂ、制御部６３Ｄを１つのマイコン６３に格納した例を示したが、これらのうち１以上の組み合わせを他の演算処理装置に格納して分散処理を行う構成としてもよい。

上記構成において、励振側の信号発生器４２において電磁波の一例としてバースト波が生成され、そのバースト波に応じた電磁波が励振用コイル４５から外部へ送信されることにより、検出側の検出用コイル５１を含む回路にエネルギーが与えられる。励振側のバースト波の送信を停止後、検出用コイル５１はバースト波による磁界を検出し、検出した磁界に応じて磁束を発生させる。
検出用コイル５１が発生させた磁束の振動（磁束の変化）は、読取り用コイル６１により検出され、その振動に応じた電圧信号がＡＤＣ６２へ入力される。読取り用コイル６１から入力された電圧信号は、ＡＤＣ６２においてアナログからデジタルの電圧信号に変換され、マイコン６３へ入力される。
マイコン６３のＱ値測定部６３Ａにおいて、ＡＤＣ６２から入力された電圧信号の振動の時間的推移が解析されて検出用コイル５１のＱ値が計算される。
そして、判定部６３Ｂにおいて、そのＱ値とメモリ６３Ｃに保存された基準値が比較され、検出用コイル５１の近くにすなわち検出用コイル５１と励振用コイル４５の間に金属異物があるか否かの判定が行われる。例えば、Ｑ値が基準値以上のときは金属異物なし、Ｑ値が基準値未満のときは金属異物ありと判定される。

［シミュレーション結果］
次に、本開示の第１の実施形態における検知システムについてシミュレーションを実行して得られた結果を説明する。
図４は、検知システムをモデル化した概略回路図である。
励振側は、励振用コイル７３と抵抗素子７２、コンデンサ７４を閉回路に接続して共振回路を構成している。この共振回路の抵抗素子７２とコンデンサ７４の接続中点と信号発生器７１の一端をスイッチＳＷを介して接続し、また励振用コイル７３とコンデンサ７４の接続中点と信号発生器７１の他端を接続するとともに接地する。
また電圧信号の振動を読み取るための読取り用コイル７８と抵抗素子７９で閉回路を構成し、読取り用コイル７８と抵抗素子７９の接続中点を接地する。

検出側は、検出用コイル７５と抵抗素子７６、そしてコンデンサ７７で閉回路に接続して共振回路を構成している。

励振用コイル７３のインダクタンスをＬｓ［Ｈ］、コンデンサ７４のキャパシタンスをＣｓ［Ｆ］とし、抵抗素子７２の抵抗値Ｒを√（Ｌｓ／Ｃｓ）／Ｑｓに設定している。Ｑｓは共振回路のＱ値である。
検出用コイル７５のインダクタンスをＬｄ［Ｈ］、コンデンサ７７のキャパシタンスをＣｄ［Ｆ］とし、抵抗素子７６の抵抗値Ｒを√（Ｌｄ／Ｃｄ）／Ｑｄに設定している。Ｑｄは共振回路のＱ値である。
信号発生器７１は、振幅が１Ｖ、周波数が１０ＭＨｚの正弦波信号を生成する。スイッチＳＷは、切替信号（パルス信号）により例えば１μｓｅｃの期間オンする動作を２００μｓｅｃの周期で行う。励信用コイル７３の共振回路を励振するのに１μｓｅｃ、また周期を２００μｓｅｃとしたが、この例に限られない。
励振用コイル７３と検出用コイル７５、及び検出用コイル７５と読取り用コイル７８の結合係数ｋはともに０．１である。

上記構成及び設定において、信号発生器７１から出力される正弦波信号に対し、スイッチＳＷを上記周期で切り替えてバースト波を生成し、励振用コイル７３を含む共振回路へ供給する。そして、励振用コイル７３により、検出用コイル７５と抵抗素子７６とコンデンサ７７から構成される検出側共振回路へエネルギーを与える。
励振側のバースト波を停止後、読取り用コイル７８により検出側の共振回路の振動を検知し、Ｑ値を測定する。

なお、本シミュレーションでは、コンデンサ７４は未使用としている。実使用においても信号発生器で発生するバースト波の出力が大きく、バースト波発生時に検出側の検出用コイルを十分に励振することが可能であれば、必ずしも励振側にコンデンサ（例えばコンデンサ４４，７４）を設ける必要はない。すなわち、最初から励振側にコンデンサを用いず、励信用コイルのみで励振してもよい。また、励振時にコンデンサ７４を使用する場合、励振後にコンデンサ７４を切り離すことで共振回路を構成しない様にすることが望ましい。また、信号発生器７１とコンデンサ７４の間にスイッチＳＷを設けているが、スイッチＳＷをコンデンサ７４と抵抗素子７２の間に接続することにより、バースト波の発生と並行して断続的に共振回路が構成されない状態にすることができる。

図５は、金属異物がないときの検出側のＱ値が１００のとき各部に得られた電圧波形の一例であり、Ａは励振用コイル７３の振幅電圧［Ｖ］、Ｂは検出用コイル７５の振幅電圧［Ｖ］、Ｃは読取り用コイル７８の振幅電圧［ｍＶ］の時間推移の一例である。図５Ａ〜図５Ｃともに横軸は、時間［μｓｅｃ］を表している。
図５Ａに示すように、スイッチＳＷがオンしている０〜１μｓｅｃの期間は励振用コイル７３にバースト波が供給されているので、励振用コイル７３の振幅電圧の波形は、振幅１Ｖ、周波数１０ＭＨｚで振動している。そして、スイッチＳＷがオフした１μｓｅｃ直後は共振回路により励振用コイル７３の振幅信号が増幅されるが、その後は急激に減衰しゼロに近い値になる。

図５Ｂに示すように、検出用コイル７５の振幅電圧の波形は、検出用コイル７５が励振中の０〜１μｓｅｃの期間は振幅が大きくなっているが、１μｓｅｃ後は励振が停止し、減衰している。

図５Ｃに示すように、検知用コイル７８の振幅電圧の波形は、検出用コイル７５が励振中の０〜１μｓｅｃの期間は振幅が大きくなっているが、１μｓｅｃ後は励振が停止し、検出用コイル７５の場合と同様に減衰している。

ここで、励振側から検出側に伝送される送電信号の周波数をｆ、図５Ｃの読取り用コイル７８の振幅電圧の波形上の計測点ｍ１（時間ｔ_１）における読取り用コイル７８に得られた電圧の値をＶ_１、同様に計測点ｍ１から時間経過後の計測点ｍ２（時間ｔ_２）における読取り用コイル７８に得られた電圧の値をＶ_２とおく。このときの読取り用コイル７８のＱ値は、次式により求められる。

以下、読取り用コイルに得られる電圧の時間応答波形の２つの時刻における振幅（電圧値）からＱ値を求める式の導出過程を簡単に説明する。
まず励振側から検出側に与えるエネルギーを式（３）とする。

次に、パワーを考えるが、振動項は簡単のために以降省略し、式（４）とする。式（４）は包絡線項のみを表している。

ここで、パワーＰは「単位時間に使用されるエネルギー」であるので、パワーＰを式（６）のように表すことができる。

Ｑ値を「共振系の内部エネルギー／１周期の間に共振系が失うエネルギー」と定義すると、先の式（６）で示したパワーＰから以下の式を導くことができる。

さらに、式（９）より式（１０）〜（１２）が導かれる。

［Ｑ値計算結果］
図５Ｃの計測点ｍ１（ｔ_１＝２．０２３μｓｅｃ，Ｖ_１＝０．１９４ｍＶ）、ｍ２（ｔ_２＝７．０２５μｓｅｃ，Ｖ_２＝０．０４０ｍＶ）のデータを上述式に適用して読取り用コイル７８のＱ値を計算すると、以下のとおりになる。

解析の結果、Ｑ値＝９９．５２という値が得られ、金属異物がない場合として設定したＱ値（＝１００）に近い値が得られ、高い精度でＱ値を求められることがわかった。
したがって、本開示による励振用コイルから出力された電磁波の磁界を受ける検出用コイルが該磁界に応じて発生させる磁束を、読取り用コイルにより検知してＱ値測定に利用する方法は、高い精度で金属異物の検知が可能である。

図６は、金属異物がないときの検出側のＱ値が２００のとき各部に得られた電圧波形の一例であり、Ａは励振用コイルの振幅電圧、Ｂは検出用コイルの振幅電圧、Ｃは読取り用コイルの振幅電圧の時間推移の一例である。

図６Ａに示すように、励振用コイル７３の振幅電圧の波形は、図５Ａの場合と同じである。
図６Ｂ，図６Ｃに示すように、検出用コイル７５の振幅電圧の波形と読取り用コイル７８の振幅電圧の波形は、図５Ａの場合と似た形状で減衰しているが、Ｑ値が２００と高いために減衰の進行が遅い。

上記のＱ＝１００の場合と同様に、図６Ｃの計測点ｍ１，ｍ２（ｔ_１＝２．０２３μｓｅｃ，Ｖ_１＝０．２４６ｍＶ）、ｍ２（ｔ_２＝７．０２５μｓｅｃ，Ｖ_２＝０．１１１ｍＶ）のデータを上述式に適用して読取り用コイル７８のＱ値を計算すると、以下のとおりになる。

解析の結果、Ｑ値＝１９７．４６という値が得られ、金属異物がない場合として設定したＱ値（＝２００）に近い値が得られ、設定したＱ値に関係なく、高い精度でＱ値を求められることがわかった。

上述した第１の実施形態に係る検知システムによれば、励振用コイルから出力された電磁波の磁界に応じて検出用コイルが発生させる磁束を読取り用コイルで検知し、その磁束に応じて読取り用コイルに得られる電圧の振動の時間的推移を解析して検出用コイルのＱ値を測定する。したがって、検出側にＱ値測定用のハードウェアや、測定値処理用のソフトウェアを設けることなく、金属異物の有無を非接触で高精度に検知することができる。
また、読取り用コイルを励振側に配置した場合、Ｑ値測定に要する電源を励振用の電源と共用できる。それゆえ、検出側には、Ｑ値測定回路や自力動作に必要な電池等が不要になるという効果がある。

ところで、本開示の検知システムは、基本的に３つのコイルを使用して構成される。
（１）励振用コイル
（２）検出用コイル
（３）読取り用コイル
この検知システムを、非接触電力伝送システムなどへ応用するに当たって幾つかの形態が考えられる。
ここで、非接触電力伝送システムの電力伝送に用いられるコイルを、（４）送電コイル、（５）受電コイルとすると、以下のような組み合わせが考えられる。
・励振用コイル（１）と送電コイル（４）を兼用する
・検出用コイル（２）と受電コイル（５）を兼用する
・励振用コイル（１）と読取り用コイル（３）を兼用する
・上記の兼用する場合／兼用しない場合の複数の組み合わせ（例えば（４）（１）（３）の兼用など）
以降では、本開示の検知システムを非接触電力伝送システムに適用した幾つかの具体例を説明する。

＜３．第２の実施形態＞
［非接触電力伝送システムの構成例］
図７は、本開示の検知システムを適用した非接触電力伝送システムの構成例を示す概略回路図である。図７において、図１及び図２と実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

図７に示す非接触電力伝送システムの送電装置１０Ａは、図１に示した送電装置１０に、受電コイル２１（２次側コイル）が送電コイル１５（１次側コイル）から受ける磁界に応じて発生させる磁束を検知するための読取り用コイル６１を更に備える。また、受電装置２０Ａは、図１に示した送電装置２０からＱ値測定機能を削除した構成となっている。受電コイル２１を含む共振回路は、送電コイル１５から出力された送電信号の磁界と共鳴し、その共鳴に応じて磁束を発生させる。本実施形態では、送電装置１０Ａにおいて励振用コイルと送電コイルを兼用し、受電装置２０Ａにおいて検出用コイルと受電コイルを兼用している。

このような構成の非接触電力伝送システムにおいて、マイコン１６の制御の下、信号発生器４２でバースト波が生成され、そのバースト波に応じた電磁波が送電コイル１５（兼励振用コイル）から外部へ送信される。送電装置１０Ａのバースト波の送信を停止後、受電コイル２１（兼検出用コイル）はバースト波による磁界を検出し、検出した磁界に応じて磁束を発生させる。
そして、受電装置２０Ａの受電コイル２１から出力された磁束の変化に応じて読取り用コイル６１に発生する電圧がＡＤＣ６２に入力され、アナログからデジタルの信号に変換される。ＡＤＣ６２の機能は、ＡＤＣ６２と同じである。
そして、デジタル信号に変換された電圧信号が送電装置１０Ａ全体を制御するマイコン１６に入力され、Ｑ値測定及び金属異物の判定が行われる。マイコン１６の構成及び機能は、マイコン６３と同様である。

電源部１７は、電源部４６と同様の機能を有しかつ大出力であり、信号源１１、ＡＤＣ６２やマイコン６３など送電装置１０Ａ内の各部に電力を供給する。

なお、図７に示した例では、送電装置１０Ａ及び受電装置２０Ａともにコイルとコンデンサからなる直列共振回路を備える構成を有しているが、共振回路の機能を備えていれば詳細な構成は種々の形態が考えられる。例えば、コイルとコンデンサの直列接続、並列接続、あるいは直列接続と並列接続の組み合わせなど種々の構成を採りうる。

第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、受電装置（検出側）にＱ値測定用のハードウェアや、測定値処理用のソフトウェアを設けることなく、受電装置の受電コイルを含む回路のＱ値を非接触で測定することができる。それゆえ、受電装置の近くにすなわち受電装置と送電装置の間に金属異物があるか否かの判定を非接触で高精度に行うことができる。特に、部品を搭載するスペースの小さな筐体や処理能力の低い演算処理装置しか持たない受電装置（携帯機器）に適用すると効果的である。
また、第１の実施形態と同様に、読取り用コイルを送電装置（励振側）に配置した場合、非接触電力伝送用の電源を用いて送電コイルの励振、並びにＡＤＣ及びマイコンでのＱ値測定を行うことができる。それゆえ、受電装置（検出側）には、Ｑ値測定回路や自力動作に必要な電池等が不要になるという効果がある。

＜４．第３の実施形態＞
第３の実施形態は、第２の実施形態の送電装置１０Ａ（図７参照）における送電コイル１５と読取り用コイル６１を共用した例である。

図８は、本開示の第３の実施形態に係る非接触電力伝送システムの構成例を示す概略回路図である。
図８に示す送電装置１０Ｂでは、送電コイル１５を用いて送電コイルと読取り用コイルを共用するためにスイッチ８３（切替え部の一例）を設けている。マイコン１６の制御部からの切替信号によって、送電コイル１５に接続する回路を送電部側とＱ値測定部側とで切り替える。なお、スイッチ８３は、一例としてトランジスタやＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子を適用することができる。

また、緩衝増幅器８１を設け、スイッチ８３を介して送電コイル１５の両端と緩衝増幅器８１の正負の入力端子を接続し、緩衝増幅器８１の出力をＡＤＣ６２へ出力する。これにより、緩衝増幅器８１によりインピーダンス変換を行っている。緩衝増幅器８１の電源は、電源部１７から供給する。
また、送電コイル１５を用いて送電コイルと検知用コイルを共用する場合、送電中はマイコン１６によりスイッチ８３が切り替えられコンデンサ１４と送電コイル１５が接続する。またＱ値測定中は、マイコン１６によりスイッチ８３が切り替えられ送電コイル１５と緩衝増幅器８１が接続する。

第３の実施形態によれば、一つのコイルを送電コイルと検知用コイルとして共用するので、コイルの個数が一つ減って送電装置が小型化・薄型化される。

＜５．第４の実施形態＞
本実施形態は、非接触電力伝送システムに、検知システムが別システムとして設けられた例である。受電装置において受電用の共振回路とは別に金属検知用のコイルを含む回路を持ち、その回路のＱ値を測定してもよい。なお、その金属検知用の回路に入力される信号の周波数は、受電用の共振回路の共振周波数と異なっていてもよい。以下、受電側に受電用の共振回路とは別に金属検知用のコイル（検出用コイル）を持ち、また送電側に異物検知装置を本体システムとは別システムで持つ例を説明する。

図９は、本開示の第４の実施形態に係る非接触電力伝送システムの構成例を示す概略回路図である。
図９に示すワイヤレス給電マット９０は、充電装置として用いられる平板状の外観形状であり、第２及び第３の実施形態に係る送電装置（図７,図８参照）に対応するものである。また、ワイヤレス給電マット９０は、薄い板状の載置部を備え、載置部に置かれた携帯機器１１０などの受電装置の位置を特定し、商用電源などから電源の供給を受けて載置部に置かれた携帯機器１１０に非接触で給電する。ワイヤレス給電マット９０内の異物検知装置１００は、例えば第１の実施形態に係る励振側の励振機能とＱ値測定機能を備え、ワイヤレス給電マット９０本体のシステムとは別に設計されたものである。
また携帯機器１１０においても、受電コイル２１を含む共振回路とは別に検出用コイルを備える金属検出用回路１２０が設けられている。

図１０は、本開示の第４の実施形態における異物検知装置と金属検出用回路の構成例を示すブロック図である。
本実施形態の異物検知装置１００は、励振用コイル４５を含む励振部、検出用コイル５１を含むＱ値測定部を備えて構成されている。
励振部は、交流信号を発生させる信号発生器４２及び抵抗素子４３を含む信号源４１と、コンデンサ４４と、励振用コイル４５を備えている。異物検知装置１００は、給電を行わないので送電コイル１５を含む送信部と比較して低出力の回路構成である。
またＱ値測定部は、検出用コイル５１が励振用コイル４５から受ける磁界に応じて発生させる磁束を検知するための読取り用コイル６１と、ＡＤＣ６２と、マイコン６３を備える。
端子１０１，１０２は、ワイヤレス給電マット９０本体と接続している。信号源４１やマイコン６３、ＡＤＣ６２等は、端子１０２を介してワイヤレス給電マット９０本体の電源部１７と接続し、電源の供給を受けている。

携帯機器１１０の金属検出用回路１２０は、一例として検出用コイル５１の閉回路から構成される。この金属検出用回路１２０は、電源が要らないので薄型化してシート状に形成して、例えば携帯機器１１０の筐体の裏面に貼り付けるなどすることができる。勿論、金属検出用回路１２０を携帯機器１１０の内部に設けてもよい。

異物検知装置１００と金属検出用回路１２０からなる検知システムにおいて、携帯機器１１０の検出用コイル５１からの磁束の変化に応じて読取り用コイル６１に発生する電圧がＡＤＣ６２に入力され、アナログからデジタルの信号に変換される。
そして、デジタル信号に変換された電圧信号が異物検知装置１００全体を制御するマイコン６３に入力される。マイコン６３は、端子１０１を介してワイヤレス給電マット９０本体のマイコン１６と接続している。マイコン１６は、マイコン６３と連携してワイヤレス給電マット９０全体の制御を行う。例えば、マイコン６３がＱ値測定の結果、金属異物ありと判定した場合、その判定結果をマイコン１６に送信する。そして、マイコン１６がワイヤレス給電マット９０の送電を停止する等の制御を行う。

第４の実施形態によれば、異物検知装置に励振機能とＱ値測定機能を搭載し、ワイヤレス給電マット本体のシステムとは別に設計することにより、異物検知装置の後付けや異物検知装置全体を取り替える等が可能である。また、異物検知装置を金属検出用回路と同様にシート状に形成して、ワイヤレス給電マット本体の任意の場所に貼り付けてもよい。
また、異物検知装置は、Ｑ値測定機能のみを有し、励振機能は送電コイル１５を含む共振回路と信号源１１を含む送電部を利用して実現する構成としてもよい。
その他、本実施形態は、第１及び第２の実施形態と同様の作用、効果を奏することは勿論である。

＜５．その他＞
上述した第１〜第４の実施形態において、励振側（送電装置）の共振回路は、励振後（バースト波発生後）に切り離すことが望ましい。それにより、励振側の共振回路と受電側（送電装置）の共振回路が相互に作用し合って観測波形へ影響する現象を防止できる。ゆえに、検知用コイルで観測される波形に乱れが少なくなり、Ｑ値の測定が容易となるとともに、Ｑ値の精度が向上する。実現手法としては、共振回路にトランジスタやＭＯＳＦＥＴ等のスイッチを接続し、マイコンの制御の下でスイッチを切り替えてコンデンサを切り離す等が考えられる。例えば、図２及び図４に示した回路の場合、コンデンサと直列にスイッチを接続し、励振後にスイッチをオフして回路からコンデンサを切り離す。

また第１〜第４の実施形態において、信号発生器で発生する電磁波の一例としてバースト波を挙げたが、単一のパルス波（孤立波）を用いてＱ値測定を行うようにしてもよい。

また第１〜第４の実施形態において、アナログ−デジタル変換器に対し読取り用コイルに得られたアナログの電圧信号を入力していたが、この例に限らない。Ｑ値検知時（振幅測定時）に、予め包絡線検波を行ってからアナログ−デジタル変換器に入力してもよい。

また、上記包絡線を検波する場合に信号処理（ソフトウェア）により求めてもよいが、ハードウェアを用いてもよい。

上述した第２〜第４の実施形態では、本開示の検知装置を電磁共鳴方式の非接触電力伝送システムに適用したが、電磁誘導方式の非接触電力伝送システムにも適用して高精度な金属異物の検出を行うことが可能である。

なお、本開示は以下のような構成も取ることができる。
（１）
励振用コイルから出力された電磁波の磁界を検出する検出用コイルが該磁界に応じて発生させる磁束を読み取る読取り用コイルと、
前記検出用コイルで発生した磁束に応じて該読取り用コイルに得られる電圧の振動の時間的推移に基づき前記検出用コイルのＱ値を測定するＱ値測定部と、
を備える検知装置。
（２）
前記Ｑ値測定部は、前記読取り用コイルに得られる前記電圧の第１の時間における電圧値と第１の時間から所定時間経過後の第２の時間における電圧値に基づいて、前記検出用コイルのＱ値を測定する
前記（１）に記載の検知装置。
（３）
前記電磁波の周波数をｆ、前記第１の時間（ｔ_１）における電圧値をＶ_１、前記第２の時間（ｔ_２）における電圧値をＶ_２としたとき、前記Ｑ値は次式により求められる
Ｑ＝πｆ・（ｔ_２−ｔ_１）／ｌｎ（Ｖ_１／Ｖ_２）
前記（２）に記載の検知装置。
（４）
前記Ｑ値測定部により測定されたＱ値を、予め設定された基準値と比較することにより、前記励振用コイルと前記検出用コイルとの電磁結合状態を判定する判定部を、さらに備える
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の検知装置。
（５）
前記判定部が判定する前記励振用コイルと前記検出用コイルとの電磁結合状態とは、２つのコイルの間における導体又は任意のコイルを含む回路の存在の有無である
前記（４）に記載の検知装置。
（６）
前記励振用コイルを備える
前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の検知装置。
（７）
前記励振用コイルと前記読取り用コイルを兼用する一つのコイルと、
前記コイルを前記励振用コイルとして使用する形態及び前記読取り用コイルとして使用する形態を切り替える切替え部、を備え、
前記コイルから電磁波を出力するときは前記切替え部を切り替えて前記コイルを前記励振用コイルとして使用し、
前記検出用コイルが発生させる磁束を非接触で読み取るときは前記切替え部を切り替えて前記コイルを前記読取り用コイルとして使用する
前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の検知装置。
（８）
前記読取り用コイルは、前記励振用コイルを含む共振回路から出力された電磁波の磁界と共鳴する前記検出用コイルを含む共振回路が該共鳴に応じて発生させる磁束を検知する
前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の検知装置。
（９）
励振用コイルから出力された電磁波の磁界を検出する検出用コイルと、
前記検出用コイルが該磁界に応じて発生させる磁束を読み取る読取り用コイルと、
前記検出用コイルで発生した磁束に応じて該読取り用コイルに得られる電圧の振動の時間的推移に基づき前記検出用コイルのＱ値を測定するＱ値測定部と、
を備える検知システム。
（１０）
前記励振用コイルを備える
前記（９）に記載の検知システム。
（１１）
前記励振用コイルと前記読取り用コイルを兼用する一つのコイルと、
前記コイルを前記励振用コイルとして使用する形態及び前記読取り用コイルとして使用する形態を切り替える切替え部、を備え、
前記コイルから電磁波を出力するときは前記切替え部を切り替えて前記コイルを前記励振用コイルとして使用し、
前記検出用コイルが発生させる磁束を非接触で読み取るときは前記切替え部を切り替えて前記コイルを前記読取り用コイルとして使用する
前記（９）又は（１０）に記載の検知装置。
（１２）
非接触電力伝送に用いられる送電信号を無線により外部へ出力する送電コイルと、
前記送電コイルへ送電信号を供給する送電部と、
前記送電コイルから出力された電磁波の磁界を検出する検出用コイルが該磁界に応じて発生させる磁束を読み取る読取り用コイルと、
前記検出用コイルで発生した磁束に応じて該読取り用コイルに得られる電圧の振動の時間的推移に基づき前記検出用コイルのＱ値を測定するＱ値測定部と、
を備える送電装置。
（１３）
励振用コイル、をさらに備え、
前記検出用コイルは、前記励振用コイルから出力された前記電磁波の磁界を検出する
前記（１２）に記載の送電装置。
（１４）
前記送電コイルと前記励振用コイル、又は前記励振用コイルと前記読取り用コイル、又は前記送電コイルと前記励振用コイルと前記読取り用コイルを一つのコイルで兼用する
前記（１２）又は（１３）に記載の送電装置。
（１５）
送電装置と、該送電装置から無線により伝送された電力を受電する受電装置を含んで構成され、
前記送電装置は、
非接触電力伝送に用いられる送電信号を無線により外部へ出力する送電コイルと、
前記送電コイルへ送電信号を供給する送電部と、
前記送電コイルから出力された電磁波の磁界を検出する検出用コイルが該磁界に応じて発生させる磁束を読み取る読取り用コイルと、
前記検出用コイルで発生した磁束に応じて該読取り用コイルに得られる電圧の振動の時間的推移に基づき前記検出用コイルのＱ値を測定するＱ値測定部と、
を備え、
前記受電装置は、
前記送電装置から出力された前記送電信号の受信に用いられる受電コイルと、
前記送電装置から出力された電磁波の磁界を受けて、該磁界に応じて磁束を発生させる検出用コイル
を少なくとも備える
非接触電力伝送システム。
（１６）
励振用コイル、をさらに備え、
前記検出用コイルは、前記励振用コイルから出力された前記電磁波の磁界を検出する
前記（１５）に記載の非接触電力伝送システム。
（１７）
前記送電装置において、前記送電コイルと前記励振用コイル、又は前記励振用コイルと前記読取り用コイル、又は前記送電コイルと前記励振用コイルと前記読取り用コイルを一つのコイルで兼用し、
前記受電装置において、前記受電コイルと前記検出用コイルを一つのコイルで兼用する
前記（１５）又は（１６）に記載の非接触電力伝送システム。
（１８）
励振用コイルから電磁波を出力することと、
読取り用コイルにより、前記励振用コイルから出力された電磁波の磁界を検出する検出用コイルが該磁界に応じて発生させる磁束を読み取ることと、
Ｑ値測定部により、前記検出用コイルで発生した磁束に応じて該読取り用コイルに得られる電圧の振動の時間的推移に基づき前記検出用コイルのＱ値を測定すること
を含む検知方法。

なお、上述した各実施形態例における一連の処理は、ハードウェアにより実行することができるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種の機能を実行するためのプログラムをインストールしたコンピュータにより、実行可能である。例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに所望のソフトウェアを構成するプログラムをインストールして実行させればよい。

また、上述した各実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体を、システムあるいは装置に供給してもよい。また、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ等の制御装置）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、機能が実現されることは言うまでもない。

この場合のプログラムコードを供給するための記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した実施の形態の機能が実現される。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部又は全部を行う。その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

また、本明細書において、時系列的な処理を記述する処理ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）をも含むものである。

以上、本開示は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の変形例、応用例を取り得ることは勿論である。
すなわち、上述した各実施形態の例は、本開示の好適な具体例であるため、技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかしながら、本開示の技術範囲は、各説明において特に本開示を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。例えば、以下の説明で挙げる使用材料とその使用量、処理時間、処理順序および各パラメータの数値的条件等は好適例に過ぎず、また説明に用いた各図における寸法、形状および配置関係も概略的なものである。

１０，１０Ａ，１０Ｂ…送電装置、１１…信号源、１２…信号発生器、１４…コンデンサ、１５…送電コイル、１６…マイコン、１７…電源部、２０，２０Ａ，２０Ｂ…受電装置、２１…受電コイル、２２…コンデンサ、２３…整流回路、２４…負荷、
４０…検知システム、４１…信号源、４２…信号発生器、４４…コンデンサ、４５…励振用コイル、４６…電源部、
５１…検出用コイル、５２…コンデンサ、６１…検知用コイル、６２…ＡＤＣ、６３…マイコン、６３Ａ…Ｑ値測定部、６３Ｂ…判定部、６３Ｃ…メモリ、６３Ｄ…制御部、
８１…緩衝増幅器、８３…スイッチ、
９０…ワイヤレス給電マット、１００…異物検知装置、１０１，１０２…端子、１１０…携帯機器、１２０…金属検出用回路

Claims (18)

1. 励振用コイルから出力された電磁波の磁界を検出する検出用コイルが該磁界に応じて発生させる磁束を読み取る読取り用コイルと、
   前記検出用コイルで発生した磁束に応じて該読取り用コイルに得られる電圧の振動の時間的推移に基づき前記検出用コイルのＱ値を測定するＱ値測定部と、
   を備える検知装置。
2. 前記Ｑ値測定部は、前記読取り用コイルに得られる前記電圧の第１の時間における電圧値と第１の時間から所定時間経過後の第２の時間における電圧値に基づいて、前記検出用コイルのＱ値を測定する
   請求項１に記載の検知装置。
3. 前記電磁波の周波数をｆ、前記第１の時間（ｔ_１）における電圧値をＶ_１、前記第２の時間（ｔ_２）における電圧値をＶ_２としたとき、前記Ｑ値は次式により求められる
   Ｑ＝πｆ・（ｔ_２−ｔ_１）／ｌｎ（Ｖ_１／Ｖ_２）
   請求項２に記載の検知装置。
4. 前記Ｑ値測定部により測定されたＱ値を、予め設定された基準値と比較することにより、前記励振用コイルと前記検出用コイルとの電磁結合状態を判定する判定部を、さらに備える
   請求項３に記載の検知装置。
5. 前記判定部が判定する前記励振用コイルと前記検出用コイルとの電磁結合状態とは、２つのコイルの間における導体又は任意のコイルを含む回路の存在の有無である
   請求項４に記載の検知装置。
6. 前記励振用コイルを備える
   請求項１に記載の検知装置。
7. 前記励振用コイルと前記読取り用コイルを兼用する一つのコイルと、
   前記コイルを前記励振用コイルとして使用する形態及び前記読取り用コイルとして使用する形態を切り替える切替え部、を備え、
   前記コイルから電磁波を出力するときは前記切替え部を切り替えて前記コイルを前記励振用コイルとして使用し、
   前記検出用コイルが発生させる磁束を非接触で読み取るときは前記切替え部を切り替えて前記コイルを前記読取り用コイルとして使用する
   請求項６に記載の検知装置。
8. 前記読取り用コイルは、前記励振用コイルを含む共振回路から出力された電磁波の磁界と共鳴する前記検出用コイルを含む共振回路が該共鳴に応じて発生させる磁束を検知する
   請求項１に記載の検知装置。
9. 励振用コイルから出力された電磁波の磁界を検出する検出用コイルと、
   前記検出用コイルが該磁界に応じて発生させる磁束を読み取る読取り用コイルと、
   前記検出用コイルで発生した磁束に応じて該読取り用コイルに得られる電圧の振動の時間的推移に基づき前記検出用コイルのＱ値を測定するＱ値測定部と、
   を備える検知システム。
10. 前記励振用コイルを備える
    請求項９に記載の検知システム。
11. 前記励振用コイルと前記読取り用コイルを兼用する一つのコイルと、
    前記コイルを前記励振用コイルとして使用する形態及び前記読取り用コイルとして使用する形態を切り替える切替え部、を備え、
    前記コイルから電磁波を出力するときは前記切替え部を切り替えて前記コイルを前記励振用コイルとして使用し、
    前記検出用コイルが発生させる磁束を非接触で読み取るときは前記切替え部を切り替えて前記コイルを前記読取り用コイルとして使用する
    請求項１０に記載の検知装置。
12. 非接触電力伝送に用いられる送電信号を無線により外部へ出力する送電コイルと、
    前記送電コイルへ送電信号を供給する送電部と、
    前記送電コイルから出力された電磁波の磁界を検出する検出用コイルが該磁界に応じて発生させる磁束を読み取る読取り用コイルと、
    前記検出用コイルで発生した磁束に応じて該読取り用コイルに得られる電圧の振動の時間的推移に基づき前記検出用コイルのＱ値を測定するＱ値測定部と、
    を備える送電装置。
13. 励振用コイル、をさらに備え、
    前記検出用コイルは、前記励振用コイルから出力された前記電磁波の磁界を検出する
    請求項１２に記載の送電装置。
14. 前記送電コイルと前記励振用コイル、又は前記励振用コイルと前記読取り用コイル、又は前記送電コイルと前記励振用コイルと前記読取り用コイルを一つのコイルで兼用する
    請求項１３に記載の送電装置。
15. 送電装置と、該送電装置から無線により伝送された電力を受電する受電装置を含んで構成され、
    前記送電装置は、
    非接触電力伝送に用いられる送電信号を無線により外部へ出力する送電コイルと、
    前記送電コイルへ送電信号を供給する送電部と、
    前記送電コイルから出力された電磁波の磁界を検出する検出用コイルが該磁界に応じて発生させる磁束を読み取る読取り用コイルと、
    前記検出用コイルで発生した磁束に応じて該読取り用コイルに得られる電圧の振動の時間的推移に基づき前記検出用コイルのＱ値を測定するＱ値測定部と、
    を備え、
    前記受電装置は、
    前記送電装置から出力された前記送電信号の受信に用いられる受電コイルと、
    前記送電装置から出力された電磁波の磁界を受けて、該磁界に応じて磁束を発生させる検出用コイル
    を少なくとも備える
    非接触電力伝送システム。
16. 励振用コイル、をさらに備え、
    前記検出用コイルは、前記励振用コイルから出力された前記電磁波の磁界を検出する
    請求項１５に記載の非接触電力伝送システム。
17. 前記送電装置において、前記送電コイルと前記励振用コイル、又は前記励振用コイルと前記読取り用コイル、又は前記送電コイルと前記励振用コイルと前記読取り用コイルを一つのコイルで兼用し、
    前記受電装置において、前記受電コイルと前記検出用コイルを一つのコイルで兼用する
    請求項１６に記載の非接触電力伝送システム。
18. 励振用コイルから電磁波を出力することと、
    読取り用コイルにより、前記励振用コイルから出力された電磁波の磁界を検出する検出用コイルが該磁界に応じて発生させる磁束を読み取ることと、
    Ｑ値測定部により、前記検出用コイルで発生した磁束に応じて該読取り用コイルに得られる電圧の振動の時間的推移に基づき前記検出用コイルのＱ値を測定すること
    を含む検知方法。