JP2013188072A - 金属検知方法及び金属検知装置、並びに、非接触給電装置の金属検知方法及び非接触給電装置 - Google Patents

金属検知方法及び金属検知装置、並びに、非接触給電装置の金属検知方法及び非接触給電装置 Download PDF

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Abstract

【課題】金属か非金属かを精度よく検知することのできる金属検知方法及び金属検知装置、並びに、非接触給電装置の金属検知方法及び非接触給電装置を提供する。
【解決手段】発振回路１０は、単一の基本周波数からなる正弦波を発振し、その発振電流Ｉｔにて金属検知コイルＬｓを励磁する。そして、金属検知コイルＬｓから、単一の基本周波数からなる正弦波の電磁波を放射する。ハイパスフィルタ回路１１ａは、発振電流Ｉｔを入力し、その発振電流Ｉｔの基本周波数成分の電流をカットし、基本周波数に対する高調波成分を抽出し、比較回路１２において金属の有無を判定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、金属検知方法及び金属検知装置、並びに、非接触給電装置の金属検知方法及び非接触給電装置に関するものである。
従来、電磁誘導方式の非接触電力伝達装置には、載置面に金属が載置された場合、電気機器の給電中に金属が誘導加熱してしまうのを防止するために金属検知装置を備えているものが種々提案されている。
例えば、特許文献１では、周波数追従回路であって、共振周波数を探索して、（１）何も置かれていない場合、（２）正規に受電回路が置かれている場合、（３）金属等の異物が置かれている場合を判断するものである。
また、特許文献２では、負荷変調によるコイル電圧の振幅の変化をモニタして金属等の異物検知を行うものであった。
さらに、特許文献３では、１次コイルへの印加信号の強度を２種類に変化させられるようにして、これを１次側で消費電力をモニタすることで異物の有無を確認するものであった。
特開２０００−２９５７９６号公報 特開２００８−２３７００６号公報 特表２０１１−５０７４８１号公報
しかしながら、特許文献１では、給電回路上と正規の受電回路の間に金属が挟み込まれている場合、正規の受電回路が配置された影響が強く金属の有無に対する判定が困難であった。つまり、正規の受電回路が置かれた際の周波数との差が小さく、挟み込まれた場合の検出が困難となる。
また、特許文献２では、負荷変調を前提としていることから、２次機器が必須であり、１次側に金属が載っているだけの状態では検知ができない。しかも、負荷変調による振幅変化によって金属検知を行おうとした場合、金属のサイズ及び厚さが微小であると、振幅値の変化量は小さく検出が困難になる。
また、特許文献３では、基本波の強度変化をモニタしているため、金属に対する変化量が微小であり、判定が困難となる問題があった。しかも、信号強度を２種類変化させるために、電源が２系統必要となることから、コスト及びサイズの面でデメリットとなる。
さらに、近年、非接触給電装置は、その普及が著しく、その給電対象物が広くなるとともに使用環境も広範囲となってきている。そのため、使用環境に左右されずに、上記の方法以外の精度の高い新たな方式の金属方法が望まれている。
また、非接触給電装置以外、例えば物体が金属か合成樹脂等の非金属かどうかを非接触にて検出する金属検出装置においても新たな方式の金属検知方法及びその検知装置が望まれている。
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、金属か非金属かを精度よく検知することのできる金属検知方法及び金属検知装置、並びに、非接触給電装置の金属検知方法及び非接触給電装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の金属検知方法は、載置面に区画形成された金属検知エリアに配置した金属検知コイルを励磁し、前記金属検知コイルから放射される電磁波を利用して、前記載置面上の金属の有無を検知する金属検知方法であって、単一の基本周波数からなる正弦波の発振電流にて前記金属検知コイルを励磁し、前記金属検知コイルから電磁波を放射し、前記金属検知コイルに流れる前記発振電流における前記基本周波数の変動の有無によって、金属の有無を検知するようにしたことを特徴とする。
また、上記構成において、前記発振電流における前記基本周波数の変動の有無は、前記基本周波数に対する高調波の有無であって、前記高調波が有る時、金属が有ると検知するようにしたことが好ましい。
上記課題を解決するために、本発明の金属検知装置は、載置面に区画形成された金属検知エリアに配置した金属検知コイルを励磁し、前記金属検知コイルから放射される電磁波を利用して、前記載置面上の金属の有無を検知する金属検知装置であって、単一の基本周波数からなる正弦波にて発振し、その単一の基本周波数からなる正弦波の発振電流にて前記金属検知コイルを励磁する発振回路と、前記発振電流を入力し、前記発振電流中の単一の基本周波数成分をカットし、前記基本周波数成分に対する高調波成分を検出し検出信号として出力する高調波レベル検出回路と、前記高調波レベル検出回路の検出信号の信号レベルと予め定めた基準値を比較し、比較結果に基づいて金属の有無を判定する比較回路と、前記比較回路が金属を検出した時、報知手段を駆動して金属を検出した旨を報知する処理回路とを備えたことを特徴とする。
また、上記構成において、前記高調波レベル検出回路は、前記発振電流において、前記基本周波数より高い周波数帯を濾波しその濾波信号を出力するフィルタ回路と、前記フィルタ回路からの濾波信号を増幅して検出信号として前記比較回路に出力する増幅回路とからなることが好ましい。
また、上記構成において、前記高調波レベル検出回路は、高速フーリエ変換回路であって、発振電流から高調波成分を抽出し、その抽出した高調波成分の検出レベルを検出信号として比較回路に出力することが好ましい。
また、上記構成において、前記報知手段は、表示ランプ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の金属検知方法は、載置面に区画形成された給電エリアに電気機器が載置され、その電気機器に設けた受電装置の２次コイルに対して、前記給電エリアに配置した１次コイルを励磁して電磁誘導を利用して給電を行う非接触給電装置の金属検知方法であって、前記載置面に区画形成された給電エリアに金属検知コイルを配置し、単一の基本周波数からなる正弦波の発振電流にて前記金属検知コイルを励磁して、前記金属検知コイルから電磁波を放射し、前記金属検知コイルに流れる前記発振電流における基本周波数の変動の有無によって、金属の有無を検知するようにしたことを特徴とする。
また、上記構成において、前記発振電流における前記基本周波数の変動の有無は、前記基本周波数に対する高調波の有無であって、前記高調波が有る時、金属が有ると検知するようにしたことが好ましい。
上記課題を解決するために、本発明の非接触給電装置は、載置面に区画形成された給電エリアに電気機器が載置され、その電気機器に設けた受電装置の２次コイルに対して、前記給電エリアに配置した１次コイルを励磁して電磁誘導を利用して給電を行う非接触給電装置であって、前記載置面に区画形成された給電エリアに配置した金属検知コイルと、
単一の周波数からなる正弦波にて発振し、その単一の基本周波数からなる正弦波の発振電流にて前記金属検知コイルを励磁する発振回路と、前記発振電流を入力し、前記発振電流中の単一の基本周波数成分をカットし、前記基本周波数成分に対する高調波成分を検出し検出信号として出力する高調波レベル検出回路と、前記高調波レベル検出回路の検出信号の信号レベルと予め定めた基準値を比較し、比較結果に基づいて金属の有無を判定する比較回路と、前記比較回路が金属を検出した時、前記１次コイルの給電のための励磁制御を停止させる制御回路とを備えたことを特徴とする。
また、上記構成において、前記高調波レベル検出回路は、前記発振電流において、前記基本周波数より高い周波数帯を濾波しその濾波信号を出力するフィルタ回路と、前記フィルタ回路からの濾波信号を増幅して検出信号として前記比較回路に出力する増幅回路とからなることが好ましい。
また、上記構成において、前記高調波レベル検出回路は、高速フーリエ変換回路であって、発振電流から高調波成分を抽出し、その抽出した高調波成分の検出レベルを検出信号として比較回路に出力することが好ましい。
また、上記構成において、前記載置面に区画形成された前記給電エリアは、複数区画形成され、その複数の区画形成された前記各給電エリアにそれぞれ前記１次コイル及び前記金属検知コイルが配置され、前記各給電エリアの前記金属検知コイルに対して、前記発振回路、前記高調波レベル検出回路及び前記比較回路からなる金属検知回路を有し、前記各金属検知回路は前記制御回路にて統括制御されることが好ましい。
また、上記構成において、金属の有無を報知する報知手段を備え、前記制御回路は、前記比較回路の検出結果に基づいて前記報知手段を駆動制御することが好ましい。
また、上記構成において、前記報知手段は、表示ランプ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の金属検知方法は、載置面に区画形成された給電エリアに電気機器が載置され、その電気機器に設けた受電装置の２次コイルに対して、前記給電エリアに配置した１次コイルを励磁して電磁誘導を利用して給電を行う非接触給電装置の金属検知方法であって、単一の基本周波数からなる正弦波の発振電流にて前記１次コイルを励磁して、前記１次コイルから電磁波を放射し、前記１次コイルに流れる前記発振電流における基本周波数の変動の有無によって、金属の有無を検知するようにしたことを特徴とする。
また、上記構成において、前記発振電流における前記基本周波数の変動の有無は、前記基本周波数に対する高調波の有無であって、前記高調波が有る時、金属が有ると検知するようにしたことが好ましい。
上記課題を解決するために、本発明の非接触給電装置は、載置面に区画形成された給電エリアに電気機器が載置され、その電気機器に設けた受電装置の２次コイルに対して、前記給電エリアに配置した１次コイルを励磁して電磁誘導を利用して給電を行う非接触給電装置であって、単一周波数の正弦波にて発振し、その単一の基本周波数からなる正弦波の発振電流にて前記１次コイルを励磁する励磁回路と、前記発振電流を入力し、前記発振電流中の単一の基本周波数成分をカットし、前記基本周波数成分に対する高調波成分を検出し検出信号として出力する高調波レベル検出回路と、前記高調波レベル検出回路の検出信号の信号レベルと予め定めた基準値を比較し、比較結果に基づいて金属の有無を判定する比較回路と、前記比較回路が金属を検出した時、報知手段を駆動して金属を検出した旨を報知する処理回路とを備えたことを特徴とする。
また、上記構成において、前記高調波レベル検出回路は、前記発振電流において、前記基本周波数より高い周波数帯を濾波しその濾波信号を出力するフィルタ回路と、前記フィルタ回路からの濾波信号を増幅して検出信号として前記比較回路に出力する増幅回路とからなることが好ましい。
また、上記構成において、前記高調波レベル検出回路は、高速フーリエ変換回路であって、発振電流から高調波成分を抽出し、その抽出した高調波成分の検出レベルを検出信号として比較回路に出力することが好ましい。
また、上記構成おいて、前記報知手段は、表示ランプ及びブザーの少なくともいずれか一方であることが好ましい。
本発明によれば、金属か非金属かを精度よく検知することができる。
第１実施形態の金属検知置を示す全体斜視図。 同じく金属検知装置の検知エリアとその検知エリアに設けた金属検知コイルを示す説明図。 同じく金属検知装置の電気ブロック回路図。 第２実施形態の非接触給電装置と電気機器を示す全体斜視図。 同じく給電エリアとその給電エリアに設けた１次コイル及び検知コイルの配列状態を示す説明図。 同じく非接触給電装置と電気機器の電気ブロック回路図。 同じく非接触給電装置とフルブリッジ回路の電気回路図。 第３実施形態の非接触給電装置と電気機器を示す全体斜視図。 同じく給電エリアとその給電エリアに設けた１次コイルの配列状態を示す説明図。 同じく非接触給電装置と電気機器の電気ブロック回路図。 第２実施形態の別例を示す非接触給電装置の電気回路図。 同じく第２実施形態の別例を示す非接触給電装置の電気回路図。 非接触給電装置の別例を示す全体斜視図。 同じく非接触給電装置と電気機器の電気ブロック回路図。
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態の金属検知装置を図面に従って説明する。
図１に示す金属検知装置１は、筐体２に設けた載置面３に載置された物体ＯＢが金属か合成樹脂等の非金属かどうか非接触にて検知するための検知装置である。金属検知装置１は、四角形の板状の筐体２を有し、その上面が平面であって物体ＯＢを載置する載置面３を形成している。載置面３は、１つの四角形状の検知エリアＡＲが区画形成されている。
筐体２内であって、区画形成された検知エリアＡＲに対応する位置に、図２に示すように、検知エリアＡＲの外形形状にあわせて四角形状に巻回された金属検知コイルＬｓが配置されている。検知エリアＡＲの金属検知コイルＬｓは、筐体２内に設けられた発振回路１０（図３参照）と接続されている。検知エリアＡＲの金属検知コイルＬｓは、発振回路１０にて励磁駆動される。そして、金属検知コイルＬｓが励磁駆動されることによって、検知エリアＡＲに載置された物体ＯＢが金属か非金属かどうか検知されるようになっている。
また、載置面３には、電源スイッチ６が設けられ、電源スイッチ６を操作することによって金属検知装置１を検知動作させることができる。また、載置面３には、表示ランプ７が設けられ、表示ランプ７によって検知結果が表示されるようになっている。
次に、金属検知装置１の電気的構成を説明する。
図３に示すように、金属検知装置１は、発振回路１０、高調波レベル検出回路１１、比較回路１２、処理回路１３を有している。
発振回路１０は、本実施形態では、コルピッツ発振回路で構成され、金属検知コイルＬｓを同発振回路１０の構成部品の１つとして兼用している。
発振回路１０は、バイポーラトランジスタＱ１、金属検知コイルＬｓ、第１〜第３コンデンサＣ１〜Ｃ３及び抵抗Ｒ等で構成されている。
バイポーラトランジスタＱ１は、そのコレクタ端子が金属検知コイルＬｓの一端に接続され、その金属検知コイルＬｓの他端は直流電圧Ｖｄｄのプラス端子に接続されている。また、金属検知コイルＬｓの他端は、第１コンデンサＣ１を介してバイポーラトランジスタＱ１のエミッタ端子に接続されている。さらに、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ・エミッタ端子間には、第２コンデンサＣ２が接続されている。
さらにまた、バイポーラトランジスタＱ１にベース端子は、第３コンデンサＣ３と抵抗Ｒからなる並列回路を介して直流電圧Ｖｄｄのプラス端子に接続されている。また、バイポーラトランジスタＱ１のエミッタ端子は、接地されている。
そして、発振回路１０は、同発振回路１０に直流電圧Ｖｄｄが印加されると、発振する。これによって、金属検知コイルＬｓは、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ端子から予め設定された単一の基本周波数からなる正弦波の発振電流Ｉｔが流れ、励磁駆動されるようになっている。そして、金属検知コイルＬｓは、単一の基本周波数からなる正弦波の電磁波を放射する。
詳述すると、発振回路１０が発振する単一の基本周波数は、同発振回路１０の構成部品によって予め設定されている。即ち、基本周波数は、発振回路１０のバイポーラトランジスタＱ１、金属検知コイルＬｓ、第１〜第３コンデンサＣ１〜Ｃ３及び抵抗Ｒの回路定数によって予め設定されている。
さらに詳述すると、基本周波数は、載置面３に非金属の物体ＯＢを載置した状態で、金属検知コイルＬｓと非金属の物体ＯＢとの間で共振、即ち整合（マッチング）する周波数であって、予め設定された周波数である。
従って、載置面３に非金属の物体ＯＢが載置された場合には、金属検知コイルＬｓが発振電流Ｉｔで励磁駆動されているとき、金属検知コイルＬｓと物体ＯＢは整合（マッチング）しているため、非金属の物体ＯＢから金属検知コイルＬｓへの反射波はない。その結果、金属検知コイルＬｓに流れる基本周波数からなる正弦波の発振電流Ｉｔは、歪まない。つまり、基本周波数からなる正弦波の発振電流Ｉｔは、その基本周波数が乱され歪むことに起因した、基本周波数より高い高調波（２倍波、３倍波、…、…）の成分を含まないことになる。
ちなみに、検知エリアＡＲに何も載置されていない時（非金属からなる物体ＯＢがないオープンの時）、金属検知コイルＬｓと空間的に結合される物体ＯＢが存在しないことによって、金属検知コイルＬｓへの反射波はない。その結果、同様に、金属検知コイルＬｓに流れる発振電流Ｉｔは、歪まないので基本周波数より高い高調波（２倍波、３倍波、…、…）の成分を含まないことになる。
また、載置面３に金属からなる物体ＯＢが載置された場合には、金属は金属検知コイルＬｓからの基本周波数からなる電磁波の磁気エネルギーを受け取り、金属に渦電流が発生する。この金属に発生する渦電流に伴う磁束の影響が、基本周波数を乱すノイズとなる。
つまり、空間に対して整合（マッチング）が取れていたが、金属の存在により整合がずれ金属検知コイルＬｓから放射されていた電磁波のエネルギーの一部が金属検知コイルＬｓに反射する。
これによって、金属検知コイルＬｓに流れる発振電流Ｉｔは、歪んで基本周波数が乱され、基本周波数より高い高調波（２倍波、３倍波、…、…）の成分を含むことになる。
この高調波成分は、基本周波数に対して、整数倍の高次の周波数（２倍波、３倍波、…、…）成分である。
高調波レベル検出回路１１は、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ端子と接続され、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ端子からの発振電流Ｉｔを入力するようになっている。高調波レベル検出回路１１は、ハイパスフィルタ回路１１ａと増幅回路１１ｂを有している。
ハイパスフィルタ回路１１ａは、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ端子からの発振電流Ｉｔを入力する。ハイパスフィルタ回路１１ａは、発振電流Ｉｔに含まれる基本周波数に電流成分をカットし、発振電流Ｉｔに含まれる基本周波数の高調波（２倍波、３倍波、…、…）の電流成分をフィルタリングし濾波信号ＳＨＦとして増幅回路１１ｂに出力する。
つまり、ハイパスフィルタ回路１１ａは、基本周波数成分以外の高調波（２倍波、３倍波、…、…）成分からなる濾波信号ＳＨＦを増幅回路１１ｂに出力する。
詳述すると、載置面３に何も存在していない場合には、発振電流Ｉｔはその基本周波数が歪まない。そのため、基本周波数成分以外の高調波成分を含まないことにないことから、発振電流Ｉｔはカットされ、濾波信号ＳＨＦは増幅回路１１ｂに出力されない。
同様に、載置面３に非金属の物体ＯＢが載置された場合には、発振電流Ｉｔは基本周波数が歪まない。そのため、基本周波数成分以外の高調波成分を含まないことにないことから、発振電流Ｉｔはカットされ、濾波信号ＳＨＦは増幅回路１１ｂに出力されない。
一方、載置面３に金属の物体ＯＢが載置された場合には、発振電流Ｉｔはその基本周波数が歪み、基本周波数成分以外の高調波（２倍波、３倍波、…、…）の成分が含まれる。そのため、ハイパスフィルタ回路１１ａは、その高調波（２倍波、３倍波、…、…）成分からなる濾波信号ＳＨＦを増幅回路１１ｂに出力する。
増幅回路１１ｂは、例えば、反転増幅回路、非反転増幅回路等の増幅回路であって、載置面３に金属の物体ＯＢが載置された場合における高調波（２倍波、３倍波、…、…）成分からなる濾波信号ＳＨＦを予め定めた増幅率にて増幅し、検出電圧Ｖｓとして次段の比較回路１２に出力する。
比較回路１２は、オペアンプよりなるコンパレータ回路１２ａと基準電圧生成回路１２ｂを有している。コンパレータ回路１２ａは、一方の入力端子に増幅回路１１ｂからの検出電圧Ｖｓを入力し、他方の入力端子には基準電圧生成回路１２ｂから基準電圧Ｖｋを入力する。
基準電圧Ｖｋは、載置面３に金属からなる物体ＯＢが載置された時において、ハイパスフィルタ回路１１ａが抽出した高調波成分からなる濾波信号ＳＨＦを増幅回路１１ｂが増幅した得た検出電圧Ｖｓを、検出できる電圧である。基準電圧Ｖｋは、予め実験、試験、計算等で設定した値である。
コンパレータ回路１２ａは、検出電圧Ｖｓと基準電圧Ｖｋを比較する。そして、コンパレータ回路１２ａは、検出電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｋ以上のとき、検知エリアＡＲに金属からなる物体ＯＢがあるとして、ハイ・レベルの判定信号ＳＧＪを処理回路１３に出力する。反対に、コンパレータ回路１２ａは、検出電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｋ未満のとき、検知エリアＡＲに金属からなる物体ＯＢがないとして、ロウ・レベルの判定信号ＳＧＪを処理回路１３に出力する。
処理回路１３は、マイクロコンピュータよりなり、コンパレータ回路１２ａがハイ・レベルの判定信号ＳＧＪを出力している時、載置面３に設けた表示ランプ７を赤色に点灯表示させる。これによって、載置面３に金属からなる物体ＯＢが載置されていることを視認することができる。
反対に、処理回路１３は、コンパレータ回路１２ａがロウ・レベルの判定信号ＳＧＪを出力している時、載置面３に設けた表示ランプ７を青色に点灯表示させる。これによって、載置面３に非金属からなる物体ＯＢが載置されていること、または、何も載置されていないことを視認することができる。
次に、上記のように構成した金属検知装置１の作用について説明する。
今、載置面３に何も存在しない状態で、載置面３設けた電源スイッチ６をオン操作すると、発振回路１０に直流電圧Ｖｄｄが印加され、発振回路１０は発振動作する。これによって、金属検知コイルＬｓは、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ端子から基本周波数からなる発振電流Ｉｔが流れ、励磁駆動されるようになっている。
このとき、載置面３に何も存在しないため、発振電流Ｉｔはその基本周波数が乱され歪むことはなく、基本周波数成分以外の高調波成分を含まない。これによって、ハイパスフィルタ回路１１ａにて、基本周波数成分の発振電流Ｉｔはカットされ、濾波信号ＳＨＦは増幅回路１１ｂに出力されない。
従って、増幅回路１１ｂは、基準電圧Ｖｋより低い検出電圧Ｖｓをコンパレータ回路１２ａに出力する。その結果、コンパレータ回路１２ａは、検知エリアＡＲに金属からなる物体ＯＢがないとして、ロウ・レベルの判定信号ＳＧＪを処理回路１３に出力する。そして、処理回路１３は、ロウ・レベルの判定信号ＳＧＪに応答して表示ランプ７を青色に点灯表示し、載置面３に何も存在していないことを視認することができる。
次に、載置面３に非金属からなる物体ＯＢが載置された場合について説明する。
この場合、載置面３に何も存在しない場合と同様に、発振電流Ｉｔはその基本周波数が乱されることはなく、基本周波数成分以外の高調波成分を含まない。これによって、ハイパスフィルタ回路１１ａにて、基本周波数成分の発振電流Ｉｔはカットされ、濾波信号ＳＨＦは増幅回路１１ｂに出力されない。
従って、同様に、処理回路１３は表示ランプ７を青色に点灯表示し、載置面３には非金属からなる物体ＯＢが載置されていることを視認することができる。
次に、載置面３に金属からなる物体ＯＢが載置された場合について説明する。
この場合、発振電流Ｉｔはその基本周波数が乱され歪み、基本周波数成分以外の高調波（２倍波、３倍波、…、…）成分が含まれる。これによって、ハイパスフィルタ回路１１ａにて、基本周波数成分以外の高調波（２倍波、３倍波、…、…）成分からなる濾波信号ＳＨＦが増幅回路１１ｂに出力される。その結果、コンパレータ回路１２ａは、基準電圧Ｖｋよりも大きな電圧値の検出電圧Ｖｓを増幅回路１１ｂから入力する。そして、コンパレータ回路１２ａは、検知エリアＡＲに金属からなる物体ＯＢが存在するとして、ハイ・レベルの判定信号ＳＧＪを処理回路１３に出力する。そして、処理回路１３は、ハイ・レベルの判定信号ＳＧＪに応答して表示ランプ７を赤色に点灯表示し、載置面３に金属からなる物体ＯＢが載置されていることを視認することができる。
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、発振回路１０にて、金属検知コイルＬｓを単一の基本周波数からなる正弦波の発振電流Ｉｔで励磁した。そして、金属検知コイルＬｓから、単一の基本周波数からなる正弦波の電磁波を放射すようにした。
また、金属検知コイルＬｓに流れる発振電流Ｉｔを入力し、その発振電流Ｉｔの基本周波数成分の電流をカットし、基本周波数に対する高調波をフィルタリングするハイパスフィルタ回路１１ａを設けた。
そして、この時に金属検知コイルＬｓに流れる発振電流Ｉｔの周波数の歪みの有無に基づいて金属からなる物体ＯＢの有無を判断した。
つまり、従来のように、発振電流Ｉｔの振幅値の大小によって物体ＯＢが金属か非金属どうかを判断するのに比べて、発振電流Ｉｔの周波数成分に基づいて金属か非金属かどうか判断する。従って、非常に、精度よく物体ＯＢが金属か非金属かどうかの検知を非常に高い精度で行うことができる。
（２）上記実施形態によれば、載置面３に表示ランプ７を設け、物体ＯＢが金属か非金属かどうかの検知結果を表示ランプ７の表示態様で視認できるようにしたので、即座に物体ＯＢが金属か非金属かの判断が可能となる。
（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した非接触給電装置の実施形態を図面に従って説明する。本実施形態は、第１実施形態の金属検知装置を非接触給電装置に具体化した点に特徴を有する。そのため、その特徴部分を詳細に説明し、第１実施形態と共通部分は、説明の便宜上、符号を同じにして説明する。
図４は、非接触給電装置（以下、給電装置という）２１とその給電装置２１から非接触給電される電気機器（以下、機器という）Ｅの全体斜視図を示す。
給電装置２１は、四角形の板状の筐体２２を有し、その上面が平面であって機器Ｅを載置する載置面２３を形成している。載置面２３は、１つの四角形状の給電エリアＡＲｚが区画形成されている。
筐体２２内であって、区画形成された給電エリアＡＲｚに対応する位置に、図５に示すように、給電エリアＡＲｚの外形形状にあわせて四角形状に巻回された１次コイルＬ１が配置されている。１次コイルＬ１は、筐体２２内に設けられた給電ユニット回路３４（図６参照）と接続され、同給電ユニット回路３４にて励磁駆動される。
そして、１次コイルＬ１は、励磁駆動して給電エリアＡＲｚに存在する機器Ｅの有無を検知するとともに、機器Ｅ内の２次コイルＬ２に対して電磁誘導を利用して非接触給電するようになっている。
また、給電エリアＡＲｚに対応する位置であって、１次コイルＬ１の内側には、１次コイルＬ１の外形形状にあわせて四角形状に巻回された金属検知コイルＬｓが配置されている。金属検知コイルＬｓは、筐体２２内に設けられた発振回路１０（図６参照）と接続されている。給電エリアＡＲｚの金属検知コイルＬｓは、発振回路１０にて励磁駆動される。そして、金属検知コイルＬｓが励磁駆動されることによって、給電エリアＡＲｚに載置された金属からなる物体ＯＢの有無が検知されるようになっている。
また、載置面２３には、電源スイッチ２６が設けられ、電源スイッチ２６を操作することによって非接触給電装置２１を非接触給電動作させることができる。また、載置面２３には、表示ランプ２７が設けられ、表示ランプ２７によって非接触給電装置２１の動作状態が表示されるようになっている。
次に、給電装置２１と機器Ｅの電気的構成を図６に従って説明する。
（機器Ｅ）
まず、機器Ｅについて説明する。図６において、機器Ｅは、給電装置２１から２次電力を受電する受電装置としての受電回路２８と負荷Ｚを有している。受電回路２８は、整流回路２８ａと通信回路２８ｂを有している。
整流回路２８ａは、共振コンデンサＣｘを介して２次コイルＬ２と接続されている。整流回路２８ａは、給電装置２１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する。そして、整流回路２８ａは、変換した直流電圧を機器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、整流回路２８ａが変換した直流電源を使って該負荷Ｚを載置面２３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２３上で駆動する機器であったりしてもよい。また、整流回路２８ａが変換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、整流回路２８ａが変換した直流電圧は、通信回路２８ｂの駆動源としても利用されている。通信回路２８ｂは、機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを生成し、２次コイルＬ２を介して給電装置２１に送信する回路である。機器認証信号ＩＤは、給電装置２１に対して該給電装置２１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２１に対して給電を要求する要求信号である。
また、通信回路２８ｂ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、通信回路２８ｂ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。
機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱは、複数ビットからなる２値化（ハイレベル・ロウレベル）された信号であって、その２値化された信号を、共振コンデンサＣｘと整流回路２８ａとを接続する受電線に出力する。受電線に２値化された信号が出力されると、駆動励磁されている１次コイルＬ１の励磁による電磁誘導にて２次コイルＬ２に流れる２次電流の振幅が２値化された信号に対応して変化する。
この２次電流の振幅変化よって、２次コイルＬ２が放射する磁束の振幅が変化し、その変化した磁束は１次コイルＬ１に電磁誘導として伝搬し、１次コイルＬ１に流れる１次電流の振幅を変化させる。
つまり、２値化された信号（機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱ）によって、２次コイルＬ２の両端子間を流れる２次電流は、振幅変調される。そして、その振幅変調された２次電流の磁束は、１次コイルＬ１に送信信号として伝搬される。
（給電装置２１）
次に、給電装置２１について説明する。図６に示すように、給電装置２１は、電源回路３１、システム制御回路３２、各種データを記憶する不揮発性メモリ３３及び給電ユニット回路３４を有している。
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Ｖｄｄを駆動電源としてシステム制御回路３２、不揮発性メモリ３３に出力する。また、電源回路３１は、直流電圧Ｖｄｄを駆動電源として給電ユニット回路３４に出力するようになっている。
システム制御回路３２は、マイクロコンピュータよりなり、給電ユニット回路３４を制御する。不揮発性メモリ３３は、システム制御回路３２が各種判定処理動作を行う際に使用する各種のデータを記憶している。
給電ユニット回路３４は、図６に示すように、システム制御回路３２との間でデータの授受を行い、システム制御回路３２にて制御されている。
給電ユニット回路３４は、フルブリッジ回路４１、ドライブ回路４２、１次電流検出回路４３、信号抽出回路４４及び金属検知回路４５を有している。
フルブリッジ回路４１は、公知のフルブリッジ回路であって、図７に示すように、４個のＮチャネルのＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄを有している。４個のＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄは、１次コイルＬ１と共振コンデンサＣからなる直列回路を挟んで、襷掛けに接続されたＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｄの組とＭＯＳトランジスタＱｂ，Ｑｃの組とに分かれる。そして、２つの組を交互にオン・オフさせることによって、１次コイルＬ１を励磁する。
ドライブ回路４２は、システム制御回路３２からの励磁制御信号ＣＴを入力し、各ＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄのゲート端子にそれぞれ出力する駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂ，ＰＳｃ，ＰＳｄを生成する。
そして、機器Ｅへの給電時には、システム制御回路３２からの励磁制御信号ＣＴに基づいて、ドライブ回路４２は、各組を交互にオン・オフ（フルブリッジ動作）させて、１次コイルＬ１を励磁する駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂ，ＰＳｃ，ＰＳｄを生成する。
ドライブ回路４２は、一方の組のＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｄのゲート端子に互いに同じパルス波形の駆動信号ＰＳａ，ＰＳｄをそれぞれ出力する。また、ドライブ回路４２は、他方の組のＭＯＳトランジスタＱｂ，Ｑｃのゲート端子に互いに同じパルス波形であって、駆動信号ＰＳａ，ＰＳｄと相補信号となる駆動信号ＰＳｂ，ＰＳｃをそれぞれ出力する。
従って、一方の組のＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｄと他方の組のＭＯＳトランジスタＱｂ，Ｑｃとが交互にオン・オフ（フルブリッジ動作）し、１次コイルＬ１を励磁する。
ちなみに、機器Ｅへの給電時には、ドライブ回路４２は、システム制御回路３２からの励磁制御信号ＣＴに基づいて、各組を交互にオン・オフ（フルブリッジ動作）させて、１次コイルＬ１を励磁する駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂ，ＰＳｃ，ＰＳｄを生成する。
また、待機時には、ドライブ回路４２は、システム制御回路３２からの励磁制御信号ＣＴに基づいて、フルブリッジ回路４１をフルブリッジ動作からハーフブリッジ動作に変更して１次コイルＬ１を励磁する駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂ，ＰＳｃ，ＰＳｄを生成する。
ハーフブリッジ動作は、一方の組のＭＯＳトランジスタＱｄをオン状態にし、他方の組のＭＯＳトランジスタＱｃをオフ状態した状態で、一方の組のＭＯＳトランジスタＱａと他方の組のＭＯＳトランジスタＱｂを交互にオン・オフさせる。
従って、ドライブ回路４２は、ＭＯＳトランジスタＱｄにハイ・レベルの駆動信号ＰＳｄを出力するとともに、ＭＯＳトランジスタＱｃにロウ・レベルの駆動信号ＰＳｃを生成し出力する。そして、ドライブ回路４２は、ＭＯＳトランジスタＱａとＭＯＳトランジスタＱｂが交互にオン・オフされるように、互いに相補関係となる駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂ生成しＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｂにそれぞれ出力する。
ここで、システム制御回路３２がフルブリッジ回路４１に対してフルブリッジ動作をさせるための励磁制御信号ＣＴを出力している時、ドライブ回路４２は、駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂ，ＰＳｃ，ＰＳｄを出力し続ける。従って、この場合、フルブリッジ回路４１は１次コイルＬ１を連続励磁駆動させる。
また、システム制御回路３２がフルブリッジ回路４１に対してハーフブリッジ動作をさせるための励磁制御信号ＣＴを出力している時、ドライブ回路４２は、駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂ，ＰＳｃ，ＰＳｄを所定の期間だけ間欠的に出力する。従って、この場合、フルブリッジ回路４１は、一定の期間毎に１次コイルＬ１を間欠励磁駆動させる。
この１次コイルＬ１の間欠励磁駆動は、載置面２３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、機器Ｅの通信回路２８ｂが駆動できる程度の２次電力が供給されるようしたものである。これによって、給電を受けるための給電装置２１との間で無線通信が可能となる。
１次電流検出回路４３は、１次コイルＬ１の一方の端子とフルブリッジ回路４１の間に設けられ、１次コイルＬ１に流れるその時々の１次電流を検出する。
信号抽出回路４４は、１次電流検出回路４３と接続されている。信号抽出回路４４は、１次コイルＬ１が励磁駆動されている間、１次電流検出回路４３からその時の１次コイルＬ１の１次電流を入力する。そして、信号抽出回路４４は、載置面２３に載置された機器Ｅの２次コイルＬ２から送信された振幅変調された送信信号を、１次電流検出回路４３を介して入力する。
信号抽出回路４４は、入力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４４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、システム制御回路３２に許可信号ＥＮを出力する。ちなみに、信号抽出回路４４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、システム制御回路３２に許可信号ＥＮを出力しない。
金属検知回路４５は、第１実施形態と同様の発振回路１０、高調波レベル検出回路１１、比較回路１２を有している。
発振回路１０は、コルピッツ発振回路で構成され、金属検知コイルＬｓを同発振回路１０の構成部品の１つとして兼用している。発振回路１０は、図３に示すように、バイポーラトランジスタＱ１、金属検知コイルＬｓ、第１〜第３コンデンサＣ１〜Ｃ３及び抵抗Ｒ等、第１実施形態と同じ回路構成にて形成されている。
そして、発振回路１０は、同発振回路１０に直流電圧Ｖｄｄが印加されると、発振する。これによって、金属検知コイルＬｓは、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ端子から予め設定された単一の基本周波数からなる正弦波の発振電流Ｉｔが流れ、励磁駆動されるようになっている。そして、金属検知コイルＬｓは、単一の基本周波数からなる正弦波の電磁波を放射する。
詳述すると、発振回路１０が発振する単一の基本周波数は、同発振回路１０の構成部品、即ち、バイポーラトランジスタＱ１、金属検知コイルＬｓ、第１〜第３コンデンサＣ１〜Ｃ３及び抵抗Ｒの回路定数によって予め設定されている。
そして、本実施形態の基本周波数は、載置面２３に機器Ｅが載置された時、機器Ｅの２次コイルＬ２との間で共振、即ち整合（マッチング）する周波数であって、予め設定された周波数である。
従って、載置面２３に機器Ｅが載置された場合には、発振回路１０と機器Ｅの２次コイルＬ２との間で整合が図られているため、機器Ｅから金属検知コイルＬｓへの反射波はない。その結果、金属検知コイルＬｓに流れる発振電流Ｉｔは歪まない。そのため、その基本周波数が乱されることはなく、基本周波数成分以外の高調波（２倍波、３倍波、…、…）成分を含まないことになる。
ちなみに、給電エリアＡＲｚに何も載置されていない時（機器Ｅがないオープンの時）、金属検知コイルＬｓと空間的に結合されるものが存在しないことによって、金属検知コイルＬｓへの反射波はない。その結果、同様に、金属検知コイルＬｓに流れる発振電流Ｉｔは歪むことはない、そのため、金属検知コイルＬｓは、基本周波数が乱されることはなく、基本周波数成分以外の高調波（２倍波、３倍波、…、…）成分を含まない。
また、載置面３に金属からなる物体ＯＢが載置された場合には、金属は金属検知コイルＬｓからの基本周波数からなる電磁波の磁気エネルギーを受け取り、金属に渦電流が発生する。この金属に発生する渦電流に伴う磁束の影響が、基本周波数を乱すノイズとなる。
つまり、空間に対して整合（マッチング）が取れていたが、金属の存在により整合がずれ、金属検知コイルＬｓから放射されていた電磁波のエネルギーの一部が金属検知コイルＬｓに反射する。
これによって、金属検知コイルＬｓに流れる発振電流Ｉｔは、歪み基本周波数が乱され、基本周波数成分以外の高調波（２倍波、３倍波、…、…）成分を含むことになる。
高調波レベル検出回路１１は、図３に示すように、ハイパスフィルタ回路１１ａと増幅回路１１ｂを有している。ハイパスフィルタ回路１１ａは、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ端子と接続され、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ端子からの発振電流Ｉｔを入力するようになっている。
ハイパスフィルタ回路１１ａは、発振電流Ｉｔに含まれる基本周波数に電流成分をカットし、発振電流Ｉｔに含まれる基本周波数の高調波の電流成分をフィルタリングして濾波信号ＳＨＦとして増幅回路１１ｂに出力する。
つまり、ハイパスフィルタ回路１１ａは、基本周波数成分以外の高調波成分からなる濾波信号ＳＨＦを増幅回路１１ｂに出力する。
詳述すると、載置面２３に何も存在していない場合には、発振電流Ｉｔはその基本周波数が乱され歪むことはなく、基本周波数成分以外の高調波成分を含まないことにないことから、発振電流Ｉｔはカットされ、濾波信号ＳＨＦが増幅回路１１ｂに出力されない。
同様に、載置面２３に機器Ｅが載置された場合には、発振電流Ｉｔは基本周波数が乱され歪むことはなく、基本周波数成分以外の高調波数成分を含まないことにないことから、発振電流Ｉｔはカットされ、濾波信号ＳＨＦが増幅回路１１ｂに出力されない。
一方、載置面２３に金属からなる物体ＯＢが載置された場合には、発振電流Ｉｔはその基本周波数が乱されて歪む。これによって、基本周波数成分以外の高調波成分が含まれることから、この高調波成分からなる濾波信号ＳＨＦが増幅回路１１ｂに出力される。
増幅回路１１ｂは、濾波信号ＳＨＦを予め定めた増幅率にて増幅し、検出電圧Ｖｓとして次段の比較回路１２のコンパレータ回路１２ａ（図３参照）に出力する。
比較回路１２のコンパレータ回路１２ａは、一方の入力端子に増幅回路１１ｂからの検出電圧Ｖｓを入力し、他方の入力端子には基準電圧生成回路１２ｂ（図３参照）から基準電圧Ｖｋを入力する。
基準電圧Ｖｋは、載置面３に金属からなる物体ＯＢが載置された時におけるこの高調波成分からなる濾波信号ＳＨＦを増幅回路１１ｂが増幅した検出電圧Ｖｓを検出できる電圧であって予め実験、試験、計算等で設定した値である。
比較回路１２のコンパレータ回路１２ａは、検出電圧Ｖｓと基準電圧Ｖｋを比較する。そして、比較回路１２は、検出電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｋ以上のとき、給電エリアＡＲｚに金属からなる物体ＯＢがあるとして、ハイ・レベルの判定信号ＳＧＪをシステム制御回路３２に出力する。反対に、比較回路１２は、検出電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｋ未満のとき、給電エリアＡＲｚに非金属からなる物体ＯＢあるとして、ロウ・レベルの判定信号ＳＧＪをシステム制御回路３２に出力する。
システム制御回路３２は、比較回路１２からハイ・レベルの判定信号ＳＧＪが出力されている時、１次コイルＬ１を励磁駆動させない励磁制御信号ＣＴを出力するとともに、載置面２３に設けた表示ランプ２７を赤色に点灯表示させる。これによって、載置面２３に金属からなる物体ＯＢが載置されていて１次コイルＬ１が励磁駆動さていないことを視認することができる。
反対に、システム制御回路３２は、比較回路１２からロウ・レベルの判定信号ＳＧＪが出力され、かつ、信号抽出回路４４から許可信号ＥＮが出力されている時、機器Ｅを給電するために１次コイルＬ１を連続励磁駆動させる励磁制御信号ＣＴを出力する。また、システム制御回路３２は、載置面２３に設けた表示ランプ２７を青色に点灯表示させる。これによって、載置面２３に載置された機器Ｅに対して給電中であることを視認することができる。
ちなみに、システム制御回路３２は、比較回路１２からロウ・レベルの判定信号ＳＧＪが出力されていて、信号抽出回路４４から許可信号ＥＮが入力されていない時、１次コイルＬ１を間欠励磁駆動させる励磁制御信号ＣＴを出力する。また、システム制御回路３２は、載置面２３に設けた表示ランプ２７を青色にて点滅表示させる。これによって、表示ランプ２７の青色の点滅表示にて、非接触給電装置２１が待機中であることを視認することができる。
次に、上記のように構成した非接触給電装置２１の作用について説明する。
今、載置面２３設けた電源スイッチ２６をオン操作すると、金属検知回路４５の発振回路１０に直流電圧Ｖｄｄが印加され、発振回路１０は発振動作する。これによって、金属検知コイルＬｓは、バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ端子から基本周波数からなる発振電流Ｉｔが流れ、励磁駆動される。そして、第１実施形態と同様に、金属検知回路４５において、給電エリアＡＲｚ上に載置される物体ＯＢが金属か非金属かどうか検出され、その検出結果がシステム制御回路３２に出力される。
そして、載置面２３に載置された物体ＯＢが金属である場合には、金属検知回路４５（比較回路１２）はハイ・レベルの判定信号ＳＧＪをシステム制御回路３２に出力する。システム制御回路３２は、ハイ・レベルの判定信号ＳＧＪに応答して１次コイルＬ１を励磁駆動させない励磁制御信号ＣＴを出力し、１次コイルＬ１を励磁駆動させない。また、システム制御回路３２は、載置面２３に設けた表示ランプ２７を赤色に点灯表示させる。
一方、載置面２３に金属からなる物体ＯＢが載置されていない場合、金属検知回路４５（比較回路１２）はロウ・レベルの判定信号ＳＧＪをシステム制御回路３２に出力する。システム制御回路３２は、ロウ・レベルの判定信号ＳＧＪに応答して１次コイルＬ１を間欠励磁駆動させるための励磁制御信号ＣＴを出力し、１次コイルＬ１を間欠励磁駆動させる。また、システム制御回路３２は、待機中であることを載置面２３に設けた表示ランプ２７を青色にて点滅表示する。
そして、信号抽出回路４４から許可信号ＥＮが出力された時、システム制御回路３２は、給電を要求している機器Ｅが給電エリアＡＲｚに載置されていると判断する。そして、システム制御回路３２は、１次コイルＬ１を連続励磁駆動させるための励磁制御信号ＣＴし、同１次コイルＬ１を機器Ｅを給電するために連続励磁駆動させる。また、システム制御回路３２は、載置面２３に設けた表示ランプ２７を青色に点灯表示させる。
次に、上記のように構成した第２実施形態は、第１実施形態の効果に加えて以下の効果を有する。
（１）上記実施形態によれば、金属検知回路４５が、発振電流Ｉｔの周波数の歪み（高調波成分）に基づいて、金属からなる物体ＯＢを検知した時、システム制御回路３２は機器Ｅへの給電を行わないようにした。従って、給電エリアＡＲｚに載置された金属からなる物体ＯＢが誘導加熱されるのを未然に防止できる。
（第３実施形態）
以下、本発明を具体化した非接触給電装置の実施形態を図面に従って説明する。本実施形態は、第２実施形態の給電装置２１の１次コイルＬ１と金属検知コイルＬｓを一体化して具体化した点に特徴を有する。詳述すると、本実施形態の給電装置２１は、１次コイルＬ１が金属検知コイルＬｓを兼用するため、第２実施形態の図５で示した金属検知コイルＬｓを省略した点に特徴を有する。そのため、その特徴部分を詳細に説明し、第１実施形態及び第２実施形態と共通部分は、説明の便宜上、符号を同じにして説明する。
図８に示すように、給電装置２１は、四角形の板状の筐体２２を有し、その上面が平面であって機器Ｅを載置する載置面２３を形成している。載置面２３は、１つの四角形状の給電エリアＡＲｚが区画形成されている。筐体２２内であって、区画形成された給電エリアＡＲｚに対応する位置に、図９に示すように、給電エリアＡＲｚの外形形状にあわせて四角形状に巻回された１次コイルＬ１が配置されている。１次コイルＬ１は、筐体２２内に設けられたＥ級増幅回路５０（図１０参照）と接続され、同Ｅ級増幅回路５０にて励磁駆動される。
また、載置面２３には、電源スイッチ２６が設けられ、電源スイッチ２６を操作することによって給電装置２１を非接触給電動作させることができる。また、載置面２３には、表示ランプ２７が設けられ、表示ランプ２７によって給電装置２１の動作状態が表示されるようになっている。さらに、載置面２３には、ブザーＢｚが設けられ、ブザーＢｚの駆動によって給電装置２１の動作状態が報知されるようになっている。
図１０は、本実施形態の給電装置２１の電気的構成を説明するための電気回路を示す。
処理回路１３は、Ｅ級増幅回路５０に接続され、Ｅ級増幅回路５０に対して、１次コイルＬ１に予め設定した単一の基本周波数からなる正弦波の発振電流Ｉｔを流すための、クロック信号ＣＬＫを出力する。
Ｅ級増幅回路５０は、公知の増幅回路であって、ＮチャネルＭＯＳトランジスタＱ１０、第４及び第５コンデンサＣ４，Ｃ５、第１及び第２インダクタンスコイルＬｘ１，Ｌｘ２、及び整合回路５１等で構成されている。
ＭＯＳトランジスタＱ１０は、そのドレイン端子が第１インダクタンスコイルＬｘ１を介して直流電圧Ｖｄｄのプラス端子に接続され、そのソース端子が接地されている。ＭＯＳトランジスタＱ１０のゲート端子は、処理回路１３に接続され、同処理回路１３からクロック信号ＣＬＫが入力されるようになっている。また、ドレイン端子とソース端子間には、第４コンデンサＣ４が接続されている。さらに、ＭＯＳトランジスタＱ１０のドレイン端子は、第５コンデンサＣ５、第２インダクタンスコイルＬｘ２、整合回路５１を介して１次コイルＬ１の一端と接続されている。なお、１次コイルＬ１の他端は接地されている。
そして、処理回路１３からクロック信号ＣＬＫが出力されると、Ｅ級増幅回路５０は、ＭＯＳトランジスタＱ１０がオン・オフする。これによって、第４及び第５コンデンサＣ４，Ｃ５が充放電を繰り返すとともに、第１及び第２インダクタンスコイルＬｘ１，Ｌｘ２にて１次コイルＬ１に流れる電流が電流制御される。そして、１次コイルＬ１には、単一の基本周波数からなる正弦波の１次電流（発振電流Ｉｔ）が供給される。そして、１次コイルＬ１は、単一の基本周波数からなる正弦波の１次電流（発振電流Ｉｔ）にて励磁駆動されると、単一の基本周波数からなる正弦波の電磁波を放射し電磁誘導にて機器Ｅの２次コイルＬ２に２次電力を給電する。
つまり、処理回路１３のクロック信号ＣＬＫのクロック周期によって、１次コイルＬ１を励磁駆動する正弦波の発振電流Ｉｔの基本周波数が決定される。
そして、本実施形態の基本周波数は、載置面２３に機器Ｅが載置された時、機器Ｅの２次コイルＬ２との間で共振、即ち整合（マッチング）する周波数であって、予め設定された周波数である。
従って、載置面２３に機器Ｅが載置された場合には、１次コイルＬ１と機器Ｅの２次コイルＬ２との間で整合が図られているため、機器Ｅから１次コイルＬ１への反射波はない。その結果、１次コイルＬ１に流れる発振電流Ｉｔは歪まない。そのため、その基本周波数が乱されることはなく、基本周波数成分以外の高調波（２倍波、３倍波、…、…）成分を含まないことになる。そして、給電効率の高い給電が行われる。
ちなみに、給電エリアＡＲｚに何も載置されていない時（機器Ｅがないオープンの時）、１次コイルＬ１と空間的に結合されるものが存在しないことによって、１次コイルＬ１への反射波はない。その結果、同様に、１次コイルＬ１に流れる発振電流Ｉｔは歪むことはない、そのため、１次コイルＬ１は、基本周波数が乱されることはなく、基本周波数成分以外の高調波（２倍波、３倍波、…、…）成分を含まない。
また、載置面３に金属からなる物体ＯＢが載置された場合には、金属は１次コイルＬ１からの基本周波数からなる電磁波の磁気エネルギーを受け取り、金属に渦電流が発生する。この金属に発生する渦電流に伴う磁束の影響が、基本周波数を乱すノイズとなる。
つまり、空間に対して整合（マッチング）が取れていたが、金属の存在により整合がずれ、１次コイルＬ１から放射されていた電磁波のエネルギーの一部が金属検知コイルＬｓに反射する。
これによって、１次コイルＬ１に流れる発振電流Ｉｔは、歪み基本周波数が乱され、基本周波数成分以外の高調波（２倍波、３倍波、…、…）成分を含むことになる。
１次コイルＬ１の一端には、高調波レベル検出回路１１は接続され、１次コイルＬ１に流れる発振電流Ｉｔを入力する。
高調波レベル検出回路１１は、ハイパスフィルタ回路１１ａと増幅回路１１ｂを有している。
ハイパスフィルタ回路１１ａは、発振電流Ｉｔに含まれる基本周波数に電流成分をカットし、発振電流Ｉｔに含まれる基本周波数の高調波の電流成分をフィルタリングして濾波信号ＳＨＦとして増幅回路１１ｂに出力する。
つまり、ハイパスフィルタ回路１１ａは、基本周波数成分以外の高調波成分からなる濾波信号ＳＨＦを増幅回路１１ｂに出力する。
詳述すると、載置面２３に何も存在していない場合には、発振電流Ｉｔはその基本周波数が乱され歪むことはなく、基本周波数成分以外の高調波成分を含まないことにないことから、発振電流Ｉｔはカットされ、濾波信号ＳＨＦが増幅回路１１ｂに出力されない。
同様に、載置面２３に機器Ｅが載置された場合には、発振電流Ｉｔは基本周波数が乱され歪むことはなく、基本周波数成分以外の高調波数成分を含まないことにないことから、発振電流Ｉｔはカットされ、濾波信号ＳＨＦが増幅回路１１ｂに出力されない。
一方、載置面２３に金属からなる物体ＯＢが載置された場合には、発振電流Ｉｔはその基本周波数が乱されて歪む。これによって、基本周波数成分以外の高調波成分が含まれることから、この高調波成分からなる濾波信号ＳＨＦが増幅回路１１ｂに出力される。
増幅回路１１ｂは、濾波信号ＳＨＦを予め定めた増幅率にて増幅し、検出電圧Ｖｓとして次段の比較回路１２のコンパレータ回路１２ａに出力する。
比較回路１２のコンパレータ回路１２ａは、一方の入力端子に増幅回路１１ｂからの検出電圧Ｖｓを入力し、他方の入力端子には基準電圧生成回路１２ｂから基準電圧Ｖｋを入力する。
基準電圧Ｖｋは、載置面３に金属からなる物体ＯＢが載置された時におけるこの高調波成分からなる濾波信号ＳＨＦを増幅回路１１ｂが増幅した検出電圧Ｖｓを検出できる電圧であって予め実験、試験、計算等で設定した値である。
比較回路１２のコンパレータ回路１２ａは、検出電圧Ｖｓと基準電圧Ｖｋを比較する。そして、比較回路１２は、検出電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｋ以上のとき、給電エリアＡＲｚに金属からなる物体ＯＢがあるとして、ハイ・レベルの判定信号ＳＧＪを処理回路１３に出力する。反対に、比較回路１２は、検出電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｋ未満のとき、給電エリアＡＲｚに非金属からなる物体ＯＢあるとして、ロウ・レベルの判定信号ＳＧＪを処理回路１３に出力する。
処理回路１３は、比較回路１２からハイ・レベルの判定信号ＳＧＪが出力されている時、載置面３に金属からなる物体ＯＢが載置されているとして、載置面２３に設けた表示ランプ２７を赤色に点灯表示させるとともに、ブザーＢｚを駆動させる。これによって、載置面２３に金属からなる物体ＯＢが載置されていることを視認することができるとともに、ブザーＢｚの鳴動によって確認できる。
反対に、処理回路１３は、比較回路１２からロウ・レベルの判定信号ＳＧＪが出力されている時、載置面３に金属からなる物体ＯＢが載置されていないとして、載置面２３に設けた表示ランプ２７を青色に点灯表示させる。また、このとき、処理回路１３は、ブザーＢｚを鳴動させない。これによって、載置面２３に載置面３に金属からなる物体ＯＢが載置されていないことを視認することがきるとともに、ブザーＢｚの鳴動しないことによって確認できる。
次に、上記のように構成した給電装置２１の作用について説明する。
今、載置面２３設けた電源スイッチ２６をオン操作すると、Ｅ級増幅回路５０に直流電圧Ｖｄｄが印加されとともに、処理回路１３から、Ｅ級増幅回路５０にクロック信号ＣＬＫが出力される。Ｅ級増幅回路５０は、クロック信号ＣＬＫに応答して１次コイルＬ１に、基本周波数からなる発振電流Ｉｔを流し、１次コイルＬ１を励磁駆動させる。
そして、載置面２３に金属からなる物体ＯＢが載置されていない場合、比較回路１２はロウ・レベルの判定信号ＳＧＪを処理回路１３に出力する。処理回路１３は、ロウ・レベルの判定信号ＳＧＪに応答して、載置面２３に設けた表示ランプ２７を青色にて点灯表示させる。また、このとき、処理回路１３は、ブザーＢｚを鳴動させない。
これによって、載置面２３に金属からなる物体ＯＢが載置されていないとして、機器Ｅを載置して給電可能な状態であると確認できる。そして、表示ランプ２７の青色表示を見て、載置面２３に機器Ｅを載置すれば給電が行われる。
このとき、１次コイルＬ１と機器Ｅの２次コイルＬ２は整合（マッチング）がとれているため、１次コイルＬ１への反射波はなく、表示ランプ２７は青色に点灯表示されているとともに、ブザーＢｚは鳴動しない。
一方、載置面２３に金属からなる物体ＯＢが載置されている場合には、比較回路１２はハイ・レベルの判定信号ＳＧＪを処理回路１３に出力する。処理回路１３は、ハイ・レベルの判定信号ＳＧＪに応答して、載置面２３に設けた表示ランプ２７を赤色に点灯表示させるとともに、ブザーＢｚを鳴動させる。
これによって、載置面２３に金属からなる物体ＯＢが載置されていると確認できる。そして、載置面２３に載置されている金属からなる物体ＯＢを除去する。金属からなる物体ＯＢを除去すると、処理回路１３は、載置面２３に設けた表示ランプ２７を青色にて点灯表示させるとともに、ブザーＢｚの鳴動を停止させる。
そして、このブザー音の停止を確認するとともに、表示ランプ２７の青色表示を見て、載置面２３に機器Ｅを載置すれば給電が行われる。
また、載置面２３に載置された機器Ｅを給電中に、同載置面２３に金属からなる物体ＯＢが載置された場合、処理回路１３は、載置面２３に設けた表示ランプ２７を赤色に点灯表示させるとともに、ブザーＢｚを鳴動させる。これによって、給電中に、載置面２３に金属からなる物体ＯＢが載置されたことを確認することができる。そして、載置面２３に載置されている金属からなる物体ＯＢを除去する。金属からなる物体ＯＢを除去すると、処理回路１３は、載置面２３に設けた表示ランプ２７を青色にて点灯表示させるとともに、ブザー音を停止させる。
そして、ブザー音の停止を確認するとともに、表示ランプ２７の青色表示を見て、載置面２３に機器Ｅを載置すれば正常の給電が再開される。
次に、上記のように構成した第３実施形態は、第１実施形態及び第２の実施形態の効果に加えて以下の効果を有する。
上記実施形態によれば、１次コイルＬ１にて金属検知コイルＬｓを兼用でき、回路規模を小型化でき、装置全体の構造も簡略化できる。
尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○上記第１及び第２実施形態では、発振回路１０として、コルピッツ発振回路にて実施した。これを、例えば、ハートレー発振回路、クランプ発振回路、フルブリッジ回路、電圧制御発振器（ＶＣＯ）等、要は単一の基本周波数からなる正弦波を発振できる発振回路で実施してもよい。
○上記第１〜第３実施形態では、ハイパスフィルタ回路１１ａは、基本周波数に対する高調波（２倍波、３倍波、…、…）の全ての電流成分をフィルタリングし濾波信号ＳＨＦとして出力した。これを、例えば、２倍波の高調波のみを濾波信号ＳＨＦとしてフィルタリングしたり、２倍波と３倍波を濾波信号ＳＨＦとしてフィルタリングするハイパスフィルタ回路にて実施してもよい。
○上記第１〜第３実施形態では、高調波レベル検出回路１１を、ハイパスフィルタ回路１１ａと増幅回路１１ｂにて実施した。これに替えて高調波レベル検出回路１１を、高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ回路）にて実施してもよい。この場合、高速フーリエ変換回路にて、発振電流Ｉｔから高調波成分を抽出し、その抽出した高調波成分の検出レベルを検出信号として比較回路に出力し、その検出レベルと予め定めた基準値と比較するようにする。
そして、検出レベルが基準値より大きい時、金属からなる物体ＯＢが検知エリアＡＲ又は給電エリアＡＲｚに載置されていることを判定することによって、第１〜第３実施形態と同様の金属検知ができる。
○上記第１及び第２実施形態では、発振回路１０が単一の基本周波数からなる正弦波の発振電流Ｉｔを金属検知コイルＬｓに流すことを前提としている。
しかしながら、厳密に発振回路１０が単一の基本周波数からなる正弦波の発振電流Ｉｔを金属検知コイルＬｓに流すことが精度上困難で、発振電流Ｉｔに高調波を含む場合が生じる。
このような場合、発振回路１０が、単一の基本周波数からなる正弦波の発振電流Ｉｔに高調波を含むことを前提として、金属の有無による反射波に基づく発振電流Ｉｔの高調波の変化に注目する方法も考慮する必要がある。
つまり、上記のように、単一の基本周波数からなる正弦波の発振電流Ｉｔに対する金属の有無による反射に基づく高調波成分（これをＮ倍波という。２倍波、３倍波、…）が発生する。
さらに加えて、単一の基本周波数からなる正弦波の発振電流Ｉｔに含まれる高調波に対する金属の有無による反射に基づく高調波成分（これをＭ倍波という。２倍波、３倍波、…）が発生する。
そこで、高調波レベル検出回路１１は、フィルタ回路においてＮ倍波高調波成分、若しくは、Ｎ倍波及びＭ倍波高調波成分（Ｎ，Ｍ＝２，３，４，…）の合成成分を取り出すフィルタ回路としてバンドパスフィルタ回路を設ける必要がある。
なお、このＮ倍波及びＭ倍波高調波成分（Ｎ，Ｍ＝２，３，４，…）の合成成分は、予め実験、シュミュレーション等で求め、バンドパスフィルタ回路のフィルタ係数を設定している。
また、金属の有無において、金属がない場合にくらべ、金属がある方が２倍波成分の信号が増加する場合のみならず、反対に減少する場合がある。この場合は、コンパレータ回路１２ａにおいて、増幅回路１１ｂの検出電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｋ以下になって、ロウ・レベルの判定信号ＳＧＪを出力した時、処理回路１３（システム制御回路３２）は、金属があると判断することになる。
なお、上記のことは、第３実施形態で示したＥ級増幅回路５０が、単一の基本周波数からなる正弦波の発振電流Ｉｔを１次コイルＬ１に流して実施する場合にも、応用して実施してもよいことは勿論である。
○上記第２実施形態では、発振回路１０は、第１実施形態の図３に示す回路で構成され、電源スイッチ２６のオン操作で直流電圧Ｖｄｄが印加されて、発振動作をするようにした。つまり、金属検知のタイミングは、電源スイッチ２６のオン操作で直流電圧Ｖｄｄが印加されることによって開始されるようにした。
これを、（１）機器Ｅが載置されることを検知してから該機器Ｅに給電を開始するまでの間、（２）機器Ｅへの給電中、（３）給電中に給電を短時間停止する間、のいずれかのタイミングで発振回路１０を発振動作させて金属検知を行ってもよい。
この場合、発振回路１０は、図１１又は図１２に示すように、システム制御回路３２からの指令信号ＣＴ１，ＣＴ２によって、直流電圧Ｖｄｄが印加されるタイミングが制御される。
図１１では、抵抗Ｒと第３コンデンサＣ３の並列回路と直流電圧Ｖｄｄのプラス端子との間に、ＮチャネルのＭＯＳトランジスタＱ１１を接続する。そして、システム制御回路３２からＭＯＳトランジスタＱ１１のゲートにハイ・レベルの指令信号ＣＴ１を出力することによって、上記のいずれかのタイミングで発振し金属検知を行うことができる。
図１２では、バイポーラトランジスタＱ１のエミッタ端子とグランドとの間に、ＮチャネルのＭＯＳトランジスタＱ１２を接続する。そして、システム制御回路３２からＭＯＳトランジスタＱ１２のゲートにハイ・レベルの指令信号ＣＴ２を出力することによって、同様に、上記のいずれかのタイミングで発振し金属検知を行うことができる。
○上記第２実施形態では、金属検知コイルＬｓを独立して設けたが、金属検知コイルＬｓを省略し、１次コイルＬ１にて兼用させるように実施してもよい。この場合、金属検知回路４５の発振回路１０が、フルブリッジ回路４１にて代用でき、１次電流検出回路４３からの１次電流の相対する検出信号が発振電流Ｉｔとして高調波レベル検出回路１１に出力されることになる。従って、非接触給電装置２１の回路規模を小型化できる。
○上記第２実施形態では、給電エリアＡＲｚが１つであって、その給電エリアＡＲｚに１つの１次コイルＬ１と１つの金属検知コイルＬｓを設けた非接触給電装置２１に具体化した。
これを、図１３に示すように、非接触給電装置２１の載置面２３に複数の給電エリアＡＲｚを形成する。そして、その各給電エリアＡＲｚに１次コイルＬ１と金属検知コイルＬｓをそれぞれ設け、どの給電エリアＡＲｚに機器Ｅを載置しても給電が可能な、所謂、フリーレイアウトの非接触給電装置２１に応用してもよい。
また、図１３に示す非接触給電装置２１では、１つのシステム制御回路３２が全ての給電ユニット回路３４を統括制御する構成にしているが、各給電ユニット回路３４に対して、個々にシステム制御回路３２を設けて実施してもよい。
このようなフリーレイアウトの非接触給電装置２１は、図１４に示すように、各給電エリアＡＲｚ毎に設けられた各給電ユニット回路３４が、１つのシステム制御回路３２にて統括制御されることによって、低コスト化、小型化を図ることができる。
勿論、このフリーレイアウトの非接触給電装置２１の場合においても、発振回路１０を、図１１又は図１２に示すように、システム制御回路３２からの指令信号ＣＴ１，ＣＴ２によって、金属検知タイミングを制御するようにしてもよい。
○上記第１及び第２実施形態では、報知手段として表示ランプ７，２７を用いたが、ブザーであってもよい。この場合、金属の有無によって、音色を替えて実施することが考えられる。
○上記第３実施形態では、報知手段として表示ランプ２７とブザーＢｚを用いたが、いずれか一方であってもよい。
１…金属検知装置、２…筐体、３…載置面、６…電源スイッチ、７…表示ランプ（報知手段）、１０…発振回路、１１…高調波レベル検出回路、１１ａ…ハイパスフィルタ回路（フィルタ回路）、１１ｂ…増幅回路、１２…比較回路、１２ａ…コンパレータ回路、１２ｂ…基準電圧生成回路、１３…処理回路、ＡＲ…検知エリア、Ｌｓ…金属検知コイル、Ｉｔ…発振電流、ＯＢ…物体、Ｖｓ…検出電圧（信号レベル）、Ｖｋ…基準電圧（基準値）、Ｖｄｄ…直流電圧、ＳＧＪ…判定信号、Ｑ１…バイポーラトランジスタ、Ｃ１〜Ｃ５…第１〜第５コンデンサ、ＳＨＦ…濾波信号、Ｒ…抵抗、２１…非接触給電装置、２２…筐体、２３…載置面、２６…電源スイッチ、２７…表示ランプ、２８…受電回路、２８ａ…整流回路、２８ｂ…通信回路、３１…電源回路、３２…システム制御回路、３３…不揮発性メモリ、３４…給電ユニット回路、４１…フルブリッジ回路、４２…ドライブ回路、４３…１次電流検出回路、４４…信号抽出回路、４５…金属検知回路、５０…Ｅ級増幅回路（励磁回路）、Ｅ…電気機器、ＡＲｚ…給電エリア、Ｃ，Ｃｘ…共振コンデンサ、Ｌ１…１次コイル、Ｌ２…２次コイル、Ｌｘ１，Ｌｘ２…第１、第２インダクタンスコイル、Ｑａ〜Ｑｄ，Ｑ１０，Ｑ１１，Ｑ１２…ＭＯＳトランジスタ、ＰＳａ〜ＰＳｄ…駆動信号、ＣＴ…励磁制御信号、ＣＴ１，ＣＴ２…指令信号、ＥＮ…許可信号、ＩＤ…機器認証信号、ＲＱ…励磁要求信号、Ｂｚ…ブザー（報知手段）、ＣＬＫ…クロック信号。

Claims (20)

  1. 載置面に区画形成された金属検知エリアに配置した金属検知コイルを励磁し、前記金属検知コイルから放射される電磁波を利用して、前記載置面上の金属の有無を検知する金属検知方法であって、
    単一の基本周波数からなる正弦波の発振電流にて前記金属検知コイルを励磁し、前記金属検知コイルから電磁波を放射し、
    前記金属検知コイルに流れる前記発振電流における前記基本周波数の変動の有無によって、金属の有無を検知するようにしたことを特徴とする金属検知方法。
  2. 請求項１に記載の金属検知方法において、
    前記発振電流における前記基本周波数の変動の有無は、前記基本周波数に対する高調波の有無であって、前記高調波が有る時、金属が有ると検知するようにしたことを特徴とする金属検知方法。
  3. 載置面に区画形成された金属検知エリアに配置した金属検知コイルを励磁し、前記金属検知コイルから放射される電磁波を利用して、前記載置面上の金属の有無を検知する金属検知装置であって、
    単一の基本周波数からなる正弦波にて発振し、その単一の基本周波数からなる正弦波の発振電流にて前記金属検知コイルを励磁する発振回路と、
    前記発振電流を入力し、前記発振電流中の単一の基本周波数成分をカットし、前記基本周波数成分に対する高調波成分を検出し検出信号として出力する高調波レベル検出回路と、
    前記高調波レベル検出回路の検出信号の信号レベルと予め定めた基準値を比較し、比較結果に基づいて金属の有無を判定する比較回路と、
    前記比較回路が金属を検出した時、報知手段を駆動して金属を検出した旨を報知する処理回路と
    を備えたことを特徴とする金属検知装置。
  4. 請求項３に記載の金属検知装置において、
    前記高調波レベル検出回路は、前記発振電流において、前記基本周波数より高い周波数帯を濾波しその濾波信号を出力するフィルタ回路と、前記フィルタ回路からの濾波信号を増幅して検出信号として前記比較回路に出力する増幅回路とからなることを特徴とする金属検知装置。
  5. 請求項３に記載の金属検知装置において、
    前記高調波レベル検出回路は、高速フーリエ変換回路であって、発振電流から高調波成分を抽出し、その抽出した高調波成分の検出レベルを検出信号として、比較回路に出力することを特徴とする金属検知装置。
  6. 請求項３〜５のいずれか１つに記載の金属検知装置において、
    前記報知手段は、表示ランプであることを特徴とする金属検知装置。
  7. 載置面に区画形成された給電エリアに電気機器が載置され、その電気機器に設けた受電装置の２次コイルに対して、前記給電エリアに配置した１次コイルを励磁して電磁誘導を利用して給電を行う非接触給電装置の金属検知方法であって、
    前記載置面に区画形成された給電エリアに金属検知コイルを配置し、
    単一の基本周波数からなる正弦波の発振電流にて前記金属検知コイルを励磁して、前記金属検知コイルから電磁波を放射し、
    前記金属検知コイルに流れる前記発振電流における基本周波数の変動の有無によって、金属の有無を検知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検知方法。
  8. 請求項７に記載の非接触給電装置の金属検知方法において、
    前記発振電流における前記基本周波数の変動の有無は、前記基本周波数に対する高調波の有無であって、前記高調波が有る時、金属が有ると検知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検知方法。
  9. 載置面に区画形成された給電エリアに電気機器が載置され、その電気機器に設けた受電装置の２次コイルに対して、前記給電エリアに配置した１次コイルを励磁して電磁誘導を利用して給電を行う非接触給電装置であって、
    前記載置面に区画形成された給電エリアに配置した金属検知コイルと、
    単一周波数の正弦波にて発振し、その単一の基本周波数からなる正弦波の発振電流にて前記金属検知コイルを励磁する発振回路と、
    前記発振電流を入力し、前記発振電流中の単一の基本周波数成分をカットし、前記基本周波数成分に対する高調波成分を検出し検出信号として出力する高調波レベル検出回路と、
    前記高調波レベル検出回路の検出信号の信号レベルと予め定めた基準値を比較し、比較結果に基づいて金属の有無を判定する比較回路と、
    前記比較回路が金属を検出した時、前記１次コイルの給電のための励磁制御を停止させる制御回路と
    を備えたことを特徴とする非接触給電装置。
  10. 請求項９に記載の非接触給電装置において、
    前記高調波レベル検出回路は、前記発振電流において、前記基本周波数より高い周波数帯を濾波しその濾波信号を出力するフィルタ回路と、前記フィルタ回路からの濾波信号を増幅して検出信号として前記比較回路に出力する増幅回路とからなることを特徴とする非接触給電装置。
  11. 請求項９に記載の非接触給電装置において、
    前記高調波レベル検出回路は、高速フーリエ変換回路であって、発振電流から高調波成分を抽出し、その抽出した高調波成分の検出レベルを検出信号として比較回路に出力することを特徴とする非接触給電装置。
  12. 請求項９〜１１のいずれか１つに記載の非接触給電装置において、
    前記載置面に区画形成された前記給電エリアは、複数区画形成され、その複数の区画形成された前記各給電エリアにそれぞれ前記１次コイル及び前記金属検知コイルが配置され、
    前記各給電エリアの前記金属検知コイルに対して、発振回路、前記高調波レベル検出回路及び比較回路からなる金属検知回路を有し、前記各金属検知回路は前記制御回路にて統括制御されることを特徴とする非接触給電装置。
  13. 請求項９〜１２のいずれか１つに記載の非接触給電装置において、
    金属の有無を報知する報知手段を備え、前記制御回路は、前記比較回路の検出結果に基づいて前記報知手段を駆動制御することを特徴とする非接触給電装置。
  14. 請求項１３に記載の非接触給電達装置において、
    前記報知手段は、表示ランプであることを特徴とする非接触給電装置。
  15. 載置面に区画形成された給電エリアに電気機器が載置され、その電気機器に設けた受電装置の２次コイルに対して、前記給電エリアに配置した１次コイルを励磁して電磁誘導を利用して給電を行う非接触給電装置の金属検知方法であって、
    単一の基本周波数からなる正弦波の発振電流にて前記１次コイルを励磁して、前記１次コイルから電磁波を放射し、
    前記１次コイルに流れる前記発振電流における基本周波数の変動の有無によって、金属の有無を検知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検知方法。
  16. 請求項１５に記載の非接触給電装置の金属検知方法において、
    前記発振電流における前記基本周波数の変動の有無は、前記基本周波数に対する高調波の有無であって、前記高調波が有る時、金属が有ると検知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検知方法。
  17. 載置面に区画形成された給電エリアに電気機器が載置され、その電気機器に設けた受電装置の２次コイルに対して、前記給電エリアに配置した１次コイルを励磁して電磁誘導を利用して給電を行う非接触給電装置であって、
    単一周波数の正弦波にて発振し、その単一の基本周波数からなる正弦波の発振電流にて前記１次コイルを励磁する励磁回路と、
    前記発振電流を入力し、前記発振電流中の単一の基本周波数成分をカットし、前記基本周波数成分に対する高調波成分を検出し検出信号として出力する高調波レベル検出回路と、
    前記高調波レベル検出回路の検出信号の信号レベルと予め定めた基準値を比較し、比較結果に基づいて金属の有無を判定する比較回路と、
    前記比較回路が金属を検出した時、報知手段を駆動して金属を検出した旨を報知する処理回路と
    を備えたことを特徴とする非接触給電装置。
  18. 請求項１７に記載の非接触給電装置において、
    前記高調波レベル検出回路は、前記発振電流において、前記基本周波数より高い周波数帯を濾波しその濾波信号を出力するフィルタ回路と、前記フィルタ回路からの濾波信号を増幅して検出信号として前記比較回路に出力する増幅回路とからなることを特徴とする非接触給電装置。
  19. 請求項１７に記載の非接触給電装置において、
    前記高調波レベル検出回路は、高速フーリエ変換回路であって、発振電流から高調波成分を抽出し、その抽出した高調波成分の検出レベルを検出信号として比較回路に出力することを特徴とする非接触給電装置。
  20. 請求項１７〜１９にいずれか１つに記載の非接触給電達装置において、
    前記報知手段は、表示ランプ及びブザーの少なくともいずれか一方であることを特徴とする非接触給電装置。
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