JP2015226335A - 無線電力伝送装置 - Google Patents

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ナムトゥン ブー
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Abstract

【課題】給電モジュールや受電モジュールの周辺の磁界強度の変化を測定する磁界検出器の検出精度を高めることができる無線電力伝送装置を提供する。【解決手段】給電モジュールと受電モジュールとの間で磁界を変化させて電力伝送を行う無線電力伝送装置であって、コイルと、前記コイルの少なくとも内周面を覆う磁性部材とを有し、前記受電モジュールとの間で磁界を変化させることによって、電力を前記受電モジュールに供給する前記給電モジュールと、磁界強度を検出する磁界検出器と、前記磁界検出器が検出した磁界強度の値に基づいて前記受電モジュールに対する電力供給をするか否かを判断し、前記電力供給をしないと判断したときに、前記給電モジュールに対する電力供給を停止する判断制御機器とを備え、前記磁界検出器を、前記コイルに近接配置する。【選択図】図１

Description

本発明は、給電モジュールと受電モジュールとの間で磁界を変化させて電力伝送を行う無線電力伝送装置に関する。
近年、ノート型ＰＣ、タブレット型ＰＣ、デジタルカメラ、携帯電話、携帯ゲーム機、イヤホン型音楽プレイヤー、無線式ヘッドセット、補聴器、レコーダーなど人が携帯しながら使用できる携帯型の電子機器が急速に普及してきている。そして、これらの携帯型の電子機器の多くには充電池が搭載されており、定期的な充電が必要とされる。この電子機器の充電池への充電作業を簡易にするために、給電モジュールと電子機器に搭載された受電モジュールとの間で無線による電力伝送を利用した給電技術（磁界を変化させて電力伝送を行う無線電力伝送技術）により、充電池を充電する機器が増えつつある。
無線電力伝送技術としては、コイル間の電磁誘導を利用して電力伝送を行う技術や（例えば、特許文献１参照）、給電装置（給電モジュール）及び受電装置（受電モジュール）が備える共振器（コイル）間の共振現象（磁界共鳴状態）を利用して磁場を結合させることにより電力伝送を行う技術が挙げられる（例えば、特許文献２参照）。
例えば、上記給電モジュール及び受電モジュールが備える共振器（コイル）間の共振現象（磁界共鳴状態）を利用して磁場を結合させることにより無線電力伝送をするときには、受電モジュールを給電モジュールに近づけて、給電モジュールから受電モジュールに対して給電できる距離（給電可能領域）になるように配置して使用する必要がある。
このような使用過程において、給電モジュールと受電モジュールとが給電可能領域内に配置され正常に無線電力伝送が行われている正常給電状態や、給電モジュールと受電モジュールとが給電可能領域内にない待機状態や、給電モジュールの近辺に金属の異物が置かれたりして正常な無線電力伝送が行われていない異常状態など、様々な状況が生じる。
そして、待機状態での省エネや異常状態での発熱の防止などを目的として、上記様々の状況に応じて、無線電力伝送による給電・遮断をすることが求められている。
そこで、本発明者らは、正常給電状態や、待機状態や、異常状態などの様々な状況に応じて、給電モジュールや受電モジュールの周辺の磁界強度が変化することに着目し、給電モジュールや受電モジュールの周辺の磁界強度の変化を検知して、正常給電状態や、待機状態や、異常状態などの様々な状況の変化を把握して、無線電力伝送による給電・遮断を行うことを想起した。
特許第４６２４７６８号公報 特開２０１３−２３９６９２号公報
もっとも、上記給電モジュールや受電モジュールの周辺の磁界強度の変化を測定する手段として、磁界検出器を用いた場合、磁界検出器の配置場所によっては磁界強度の検出精度が十分ではない場合がある。
そこで、本発明では、給電モジュールや受電モジュールの周辺の磁界強度の変化を測定する磁界検出器の検出精度を高めることができる無線電力伝送装置を提供する。
上記課題を解決するための発明の一つは、給電モジュールと受電モジュールとの間で磁界を変化させて電力伝送を行う無線電力伝送装置であって、
コイルと、前記コイルの少なくとも内周面を覆う磁性部材とを有し、前記受電モジュールとの間で磁界を変化させることによって、電力を前記受電モジュールに供給する前記給電モジュールと、
磁界強度を検出する磁界検出器と、
前記磁界検出器が検出した磁界強度の値に基づいて前記受電モジュールに対する電力供給をするか否かを判断し、前記電力供給をしないと判断したときに、前記給電モジュールに対する電力供給を停止する判断制御機器と、
を備え、
前記磁界検出器は、前記コイルに近接配置されることを特徴としている。
上記構成によれば、給電モジュールと受電モジュールとの間で無線電力伝送を行った場合における磁界強度の値と、無線電力伝送が行われていない場合における磁界強度の値との相違に基づいて電力供給をするか否かを判断することができる。これにより、無線電力伝送が行われていない場合に、電力供給をしないように設定することで、給電モジュールに対する電力供給を停止し、電力消費を抑制することができる。
また、磁界検出器を、給電モジュールが有するコイルに近接配置することにより、磁界検出器を給電モジュールが有するコイルに対して離れた位置に配置した場合よりも、磁界強度の検出感度を高めることができる。
また、本発明の一つは、前記磁界検出器が、前記コイルの内周面側に配置されることを特徴とする無線電力伝送装置である。
上記構成によれば、磁界検出器を、給電モジュールが有するコイルの内周面側に配置することにより、磁界強度の検出感度を高めるとともに、磁界検出器をコイルの内周側に収納することができ、無線電力伝送装置自体をコンパクト化することができる。
また、本発明の一つは、前記磁界検出器が、前記コイルの外周面側に配置されることを特徴とする無線電力伝送装置である。
上記構成によれば、磁界検出器を、給電モジュールが有するコイルの外周面側に配置することにより、磁界強度の検出感度をより高めることができる。
また、本発明の一つは、前記受電モジュールはコイルを有し、
前記磁界検出器は、前記給電モジュールが有するコイルと前記受電モジュールが有するコイルとが対向しない面よりも対向する面側に配置されることを特徴とする無線電力伝送装置である。
上記構成によれば、磁界検出器を、給電モジュールが有するコイルと受電モジュールが有するコイルとが対向しない面よりも対向する面側に配置することにより、給電モジュールが有するコイルと受電モジュールが有するコイルとが対向しない面側に配置した場合よりも、磁界強度の検出感度を高めることができる。
また、本発明の一つは、前記磁界検出器が、前記給電モジュールが有するコイルと前記受電モジュールが有するコイルとが対向する面に沿った位置に配置されることを特徴とする無線電力伝送装置である。
上記構成によれば、磁界検出器を給電モジュールが有するコイルと受電モジュールが有するコイルとが対向する面に沿った位置に配置することにより、磁界強度の検出感度をより高めることができる。
また、本発明の一つは、前記磁界検出器が、薄板状の半導体に対するホール効果を利用して磁界強度を検出する磁気ホールセンサであることを特徴とする無線電力伝送装置である。
上記の構成では、磁界検出器に磁気ホールセンサを使用することにより、精度よく磁界強度を検知することができるとともに、磁気ホールセンサが小型であるため無線電力伝送装置をコンパクトにすることができる。
また、前記磁気ホールセンサは、前記薄板状の半導体が、前記給電モジュールのコイルの中心軸方向に対して垂直方向になるように配置されていることを特徴とする無線電力伝送装置である。
上記構成によれば、磁気ホールセンサの薄板状の半導体を、給電モジュールのコイルの中心軸方向に対して垂直方向になるように配置することにより、磁界強度の検出感度を高めることができる。
また、本発明の一つは、前記磁界検出器が、コイルであることを特徴とする無線電力伝送装置である。
上記の構成では、磁界検出器にコイルを使用することにより、無線電力伝送装置の製造コストを安価にすることができる。また、コイルは、その大きさ（径、厚み、巻き数、コイルの線径等）をある程度変更できるので、当該無線電力伝送装置の大きさや空間に合わせて、コイルの大きさを調整することが可能である。
また、本発明の一つは、給電モジュールと受電モジュールとの間で磁界を変化させて電力伝送を行う無線電力伝送装置であって、
コイルを有する前記受電モジュールと、
コイルと、前記コイルの少なくとも内周面を覆う磁性部材とを有し、前記受電モジュールとの間で磁界を変化させることによって、電力を前記受電モジュールに供給する前記給電モジュールと、
磁界強度を検出する磁界検出器と、
前記磁界検出器が検出した磁界強度の値に基づいて前記受電モジュールに対する電力供給をするか否かを判断し、前記電力供給をしないと判断したときに、前記給電モジュールに対する電力供給を停止する判断制御機器と、
を備え、
前記磁界検出器は、前記給電モジュールが有するコイルと前記受電モジュールが有するコイルとが対向しない面よりも対向する面側に配置されることを特徴としている。
上記構成によれば、磁界検出器を、給電モジュールが有するコイルと受電モジュールが有するコイルとが対向しない面よりも対向する面側に配置することにより、給電モジュールが有するコイルと受電モジュールが有するコイルとが対向しない面側に配置した場合よりも、磁界強度の検出感度を高めることができる。
給電モジュールや受電モジュールの周辺の磁界強度の変化を測定する磁界検出器の検出精度を高めることができる無線電力伝送装置を提供することができる。
無線電力伝送装置のブロック図である。 無線電力伝送装置を等価回路で示した説明図である。 充電器が待機状態にあるときの説明図である。 充電器の近辺に金属異物が置かれた状態（異常状態）を示す説明図である。 判断制御機器が実行する給電動作フローを説明したフローチャートである。 測定実験で使用する無線電力伝送装置（待機状態）の説明図である。 測定実験で使用する無線電力伝送装置（正常充電状態）の説明図である。 測定実験で使用する無線電力伝送装置（異常状態）の説明図である。 磁気ホールセンサの配置位置を説明する説明図である。 磁気ホールセンサの配置位置を説明する説明図である。 磁気ホールセンサの縦向き・横向きを説明する説明図である。 測定実験１に係る測定結果を示す図である。 測定実験２に係る測定結果を示す図である。 測定実験３に係る測定結果を示す図である。 測定実験４に係る測定結果を示す図である。 測定実験４に係る測定結果を示す図である。 測定実験５に係る測定結果を示す図である。 測定実験６に係る測定結果を示す図である。
以下に本発明である無線電力伝送に用いる無線電力伝送装置１について説明する。
（実施形態）
本実施形態では、給電共振器２２を備えた給電モジュール２、及び、受電共振器３２を備えた受電モジュール３を主な構成要素とする無線電力伝送装置１について、給電モジュール２を搭載した充電器１０１、及び、受電モジュール３を搭載した無線式ヘッドセット１０２を例に説明する。なお、図１は、無線電力伝送装置１の構成を説明するブロック図である。図２は、給電モジュール２及び受電モジュール３を等価回路で示した説明図である。
（充電器１０１及び無線式ヘッドセット１０２の構成）
充電器１０１は、図１に示すように、給電コイル２１、給電共振器２２、及び、磁性部材２３を有した給電モジュール２、判断制御機器４、電源回路５、報知装置１２を備えている。また、無線式ヘッドセット１０２は、受電コイル３１、受電共振器３２、及び、磁性部材３３を有した受電モジュール３、イヤホンスピーカ部等の音響機器（図示せず）、被給電機器１０を備えている。
給電モジュール２の給電コイル２１には、外部の電源６から給電モジュール２に供給する電力の電源周波数を所定の値に設定する発振回路等（インバータ回路、スイッチング回路など）で構成された電源回路５が接続されている。また、給電共振器２２の内周側には、磁界強度を検出する磁界検出器１１が配置されており、この磁界検出器１１には、判断制御機器４が接続されている。判断制御機器４は、電源回路５と接続されている。また、判断制御機器４は、報知装置１２とも接続されている。
受電モジュール３の受電コイル３１には、受電された交流電力を整流化する安定回路７及び過充電を防止する充電回路８を介して二次電池９が接続されている。また、図１に示すように、安定回路７、充電回路８、及び、二次電池９は、受電共振器３２の内周側に配置されている。なお、本実施形態における安定回路７、充電回路８、及び、二次電池９は、図１に示すように、最終的な電力の給電先となる被給電機器１０であり、被給電機器１０は、受電モジュール３に接続された電力の給電先の機器全体の総称である。
給電コイル２１は、電源６から電源回路５を経由して得られた電力を電磁誘導によって給電共振器２２に供給する役割を果たす。この給電コイル２１は、図２に示すように、抵抗器Ｒ1、コイルＬ1、及び、コンデンサＣ1を要素とするＲＬＣ回路を構成している。なお、コイルＬ1部分には、ソレノイドコイルを使用している。また、給電コイル２１を構成する回路素子が有する合計のインピーダンスをＺ1としており、本実施形態では、給電コイル２１を構成する抵抗器Ｒ1、コイルＬ1、及び、コンデンサＣ1を要素とするＲＬＣ回路（回路素子）が有する合計のインピーダンスをＺ1とする。また、給電コイル２１に流れる電流をＩ1する。
受電コイル３１は、給電共振器２２から受電共振器３２に磁界エネルギーとして伝送された電力を電磁誘導によって受電し、安定回路７及び充電回路８を介して二次電池９に供給する役割を果たす。この受電コイル３１は、給電コイル２１同様に、図２に示すように、抵抗器Ｒ4、コイルＬ4、及び、コンデンサＣ4を要素とするＲＬＣ回路を構成している。なお、コイルＬ4部分には、ソレノイドコイルを使用している。また、受電コイル３１を構成する回路素子が有する合計のインピーダンスをＺ4としており、本実施形態では、受電コイル３１を構成する抵抗器Ｒ4、コイルＬ4、及び、コンデンサＣ4を要素とするＲＬＣ回路（回路素子）が有する合計のインピーダンスをＺ4とする。また、受電コイル３１に接続された被給電機器１０（安定回路７、充電回路８及び二次電池９）の合計のインピーダンスをＺLとする。また、受電コイル３１に流れる電流をＩ4する。なお、図２に示すように、受電コイル３１に接続された被給電機器１０（安定回路７、充電回路８及び二次電池９）の各負荷インピーダンスを合わせたものを便宜的に抵抗器ＲL（ＺLに相当）としている。
給電共振器２２は、図２に示すように、抵抗器Ｒ2、コイルＬ2、及び、コンデンサＣ2を要素とするＲＬＣ回路を構成している。また、受電共振器３２は、図２に示すように、抵抗器Ｒ3、コイルＬ3、及び、コンデンサＣ3を要素とするＲＬＣ回路を構成している。そして、給電共振器２２及び受電共振器３２は、それぞれ共振回路となり、磁界共鳴状態を創出する役割を果たす。ここで、磁界共鳴状態（共振現象）とは、２つ以上のコイルが共振周波数帯域において共振することをいう。また、給電共振器２２を構成する回路素子が有する合計のインピーダンスをＺ2とし、本実施形態では、給電共振器２２を構成する、抵抗器Ｒ2、コイルＬ2、及び、コンデンサＣ2を要素とするＲＬＣ回路（回路素子）が有する合計のインピーダンスをＺ2とする。また、受電共振器３２を構成する回路素子が有する合計のインピーダンスをＺ3とし、本実施形態では、受電共振器３２を構成する、抵抗器Ｒ3、コイルＬ3、及び、コンデンサＣ3を要素とするＲＬＣ回路（回路素子）が有する合計のインピーダンスをＺ3とする。また、給電共振器２２に流れる電流をＩ2とし、受電共振器３２に流れる電流をＩ3とする。
また、給電共振器２２、及び、受電共振器３２における共振回路としてのＲＬＣ回路では、インダクタンスをＬ、コンデンサ容量をＣとすると、（式１）によって定まるｆoが共振周波数となる。
・・・（式１）
また、給電共振器２２及び受電共振器３２には、ソレノイドコイルを使用している。また、給電共振器２２及び受電共振器３２における共振周波数は一致させている。なお、給電共振器２２及び受電共振器３２は、コイルを使用した共振器であれば、スパイラル型やソレノイド型などのコイルであってもよい。
また、図１に示すように、円筒状の磁性部材２３が、給電コイル２１、及び、給電共振器２２のソレノイドコイルの内周面全体を覆うように配置されている。同様に、円筒状の磁性部材３３が、受電共振器３２、及び、受電コイル３１のソレノイドコイルの内周面全体を覆うように配置されている。
磁性部材２３・３３は、磁性粉末が分散された樹脂により形成されている。この磁性部材２３・３３で使用する樹脂は、熱硬化性樹脂でも熱可塑性樹脂でもよく、特に限定されるものではない。例えば、熱硬化性樹脂であれば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ビニルエステル樹脂、シアノエステル樹脂、マレイミド樹脂、シリコン樹脂などが挙げられる。また、熱可塑性樹脂であれば、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂などが挙げられる。なお、本実施例では、エポキシ樹脂を主成分とした樹脂を用いている。
また、樹脂中に分散する磁性粉末には、軟磁性粉末を使用している。軟磁性粉末としては、特に限定されるものではないが、純Fe、Fe-Si、Fe−Al-Si(センダスト)、Fe-Ni(パーマロイ)、ソフトフェライト、Fe基アモルファス、Co基アモルファス、Fe-Co(パーメンジュール)などを用いることができる。
また、給電コイル２１と給電共振器２２との間の距離をｄ１２とし、給電共振器２２と受電共振器３２との間の距離をｄ２３とし、受電共振器３２と受電コイル３１との間の距離をｄ３４としている（図２参照）。
また、図２に示すように、給電コイル２１のコイルＬ1と給電共振器２２のコイルＬ2との間の相互インダクタンスをＭ12、給電共振器２２のコイルＬ2と受電共振器３２のコイルＬ3との間の相互インダクタンスをＭ23、受電共振器３２のコイルＬ3と受電コイル３１のコイルＬ4との間の相互インダクタンスをＭ34としている。また、給電モジュール２及び受電モジュール３において、コイルＬ1とコイルＬ2との間の結合係数をｋ12と表記し、コイルＬ2とコイルＬ3との間の結合係数をｋ23と表記し、コイルＬ3とコイルＬ4との間の結合係数をｋ34と表記する。
本実施形態では、給電モジュール２のソレノイドコイルを使用した給電コイル２１及び給電共振器２２のコイル内周面に沿った位置に磁界検出器１１を配置している。磁界検出器１１としては、磁気ホールセンサ１１Ａを使用しており、測定した電圧の変化を磁界強度の変化として測定することができる（測定された電圧は、磁界強度に対して比例関係にあるため）。なお、磁界検出器１１としては、コイル（例えばソレノイド状のコイル）を使用してもよい。なお、磁界検出器１１は、給電コイル２１及び給電共振器２２の外周面側に配置してもよい。
判断制御機器４は、例えば比較回路で構成されたり、マイクロコンピュータ・記憶装置等によって構成されており、磁界検出器１１が検出した電圧の値に基づいて、受電モジュールに対する電力供給の可否を判断する機能を有する（詳細は後述する）。そして、判断制御機器４は、電力供給をしないと判断したときに、給電モジュール２に対する電力供給を停止するように、電源回路５を制御する。具体的には、判断制御機器４が電力供給をしないと判断したときに、制御信号を送信して、電源回路５（スイッチング回路のＯＮ・ＯＦＦなど）を制御することにより給電モジュール２に対する電力供給を停止する。
また、判断制御機器４は、所定の時間間隔を空けて（この所定の時間間隔は、任意に設定可能なものである）、電源回路５に検出信号を送信する。この検出信号を受けて、電源回路５が、短期間給電モジュール２に対する電力供給を一時的に行う。これにより、一時的に給電モジュール２に電力が供給され、給電共振器２２の近辺に磁界が発生し、磁界検出器１１による磁界強度の検出が可能となる。
報知装置１２は、外部に無線電力伝送装置１の状態を報知するものであればよく、例えば、アラーム装置、ＬＥＤランプ、ディスプレイなどが挙げられる。判断制御機器４が、電力供給の異常であると判断したときに、報知装置１２によって、電力供給の異常を外部に報知する。例えば、アラーム装置であれば、警告音によって異常を報知し、ＬＥＤランプであれば、警告色を点灯、点滅させることにより異常を報知し、ディスプレイであれば、警告メッセージをディスプレイに表示することにより異常を報知する。
上記無線電力伝送装置１（給電モジュール２及び受電モジュール３）によれば、給電共振器２２と受電共振器３２との間に磁界共鳴状態（共振現象）を創出することができる。給電共振器２２及び受電共振器３２が共振した状態で磁界共鳴状態が創出されると、給電共振器２２から受電共振器３２に電力を磁界エネルギーとして伝送することが可能となり、給電モジュール２を備えた充電器１０１から、受電モジュール３を備えた無線式ヘッドセット１０２に電力が無線伝送され、無線式ヘッドセット１０２内に設けられた二次電池９が充電される。
（磁界強度の検出）
上記で説明したように、上記構成の無線電力伝送装置１では、給電共振器２２と受電共振器３２とが磁界共鳴状態を創出し、無線電力伝送が行われる。このように、磁界共鳴状態を創出し、無線電力伝送が行われる際には、給電モジュール２及び受電モジュール３の周辺の磁界強度が変化する。
そこで、給電モジュール２と受電モジュール３とが給電可能領域内に配置され正常に無線電力伝送が行われている正常給電状態や、給電モジュール２と受電モジュール３とが給電可能領域内にない待機状態や、給電モジュール２の近辺に金属の異物が置かれたりして正常な無線電力伝送が行われていない異常状態など、様々な状態における給電モジュール２及び受電モジュール３の周辺の磁界強度の相違に着目し、給電モジュール２及び受電モジュール３の周辺に磁界検出器１１を配置して、磁界強度を検出することにより、充電器１０１から無線式ヘッドセット１０２が備える二次電池９に対して正常充電が行われているのか（正常充電状態）、充電器１０１が待機状態にあるのか（待機状態）、充電器１０１から無線式ヘッドセット１０２が備える二次電池９に対しての充電に関して異常な状態が発生しているのかを判断させている（異常状態）。
例えば、図１に示すように、給電モジュール２の周辺（本実施形態では、給電共振器２２の内周側に磁界検出器１１を配置）に磁界検出器１１を配置し、充電器１０１から無線式ヘッドセット１０２が備える二次電池９に対して正常に充電（無線電力伝送）が行われているときの磁界強度の範囲（或いは閾値）を予め測定しておき、この範囲の磁界強度が磁界検出器１１によって検出された場合には、正常充電が行われていると判断する。また、図３に示すように、給電モジュール２の周辺（本実施形態では、給電共振器２２の内周側に磁界検出器１１を配置）に磁界検出器１１を配置し、充電器１０１から無線式ヘッドセット１０２が備える二次電池９に対しての充電（無線電力伝送）が行われず、待機状態にあるときの磁界強度の範囲を予め測定しておき、この範囲の磁界強度が磁界検出器１１によって検出された場合には、充電に対して待機状態であると判断する。
また、磁界検出器１１が検出した磁界強度が、正常充電を示す磁界強度でも待機状態を示す磁界強度でもない値を示す場合は、充電器１０１から無線式ヘッドセット１０２が備える二次電池９に対しての充電（無線電力伝送）に関して異常状態が発生していると判断する。例えば、図４に示すように、給電モジュール２の近辺に金属異物（例えば、硬貨、釘、クリップ、鍵など）が置かれたりすると、金属異物が磁場の影響を受け、渦電流が引き起こされてしまう。このように渦電流が引き起こされると金属異物や給電モジュール２に過剰な熱が生じてしまう場合があり、充電器１０１から無線式ヘッドセット１０２が備える二次電池９に対しての充電に関して異常な状態が発生していると判断すべきである。そこで、給電モジュール２の近辺に金属異物が置かれたりすると、金属異物によって給電モジュール２周辺の磁場が影響を受け、磁界強度が、待機状態に比べて弱まる傾向にあることを利用して、磁界検出器１１が検出した磁界強度が、正常充電を示す磁界強度でも待機状態を示す磁界強度でもない値を示す場合は、給電モジュール２の近辺に金属異物が置かれていると判断して、充電に関して異常状態が発生していると判断させる。なお、磁界強度を利用した状態判断は、上記例に限らず、正常充電状態や、待機状態や、異常状態を判断する閾値を予め設けることにより行ってもよい。
（無線電力伝送装置１の給電動作フロー）
上記無線電力伝送装置１の構成等を踏まえて、無線電力伝送装置１における給電動作について説明する。具体的には、無線電力伝送装置１において、主に判断制御機器４が実行する給電動作フロー（処理）を、図５を参照して説明する。なお、磁界検出器１１には、磁気ホールセンサ１１Ａを使用している。
まず、判断制御機器４は、初期化等の所定の起動処理を行う（Ｓ１）。
次に、判断制御機器４は、所定時間経過したか否かを判断する（Ｓ２）。所定時間経過していなければ（Ｓ２：ＮＯ）、所定時間経過するまで待機する。
一方、所定時間経過していれば（Ｓ２：ＹＥＳ）、電源回路５に検出信号を送信する（Ｓ３）。
ここで、Ｓ２、Ｓ３の処理では、所定の時間間隔を空けて（この所定の時間間隔は、任意に設定可能なものである）、電源回路５に検出信号を送信し、この検出信号を受けて、電源回路５が、短期間給電モジュール２に対する電力供給を一時的に行う。これにより、一時的に給電モジュール２に電力が供給され、給電共振器２２の近辺に磁界が発生し、磁気ホールセンサ１１Ａによる出力電圧（検出電圧）の検出が可能となる（磁界強度の検出が可能となる）。また、Ｓ２で設定する所定時間は、短すぎると、検出動作に要する消費電力が増大してしまい、逆に、長くすると、検出に対する時間的精度が低下してしまうので、この点を考慮して決定する必要がある。
次に、一時的に給電モジュール２に電力が供給され、給電共振器２２の近辺に磁界が発生するので、このときの磁気ホールセンサ１１Ａにおける検出電圧を測定する（Ｓ４）。
次に、判断制御機器４は、Ｓ４で測定された検出電圧が、待機状態における磁界強度を示す範囲内の値か否かを判断する（Ｓ５）。
そして、Ｓ４で測定された検出電圧が、待機状態における磁界強度を示す範囲内の値である場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、無線電力伝送装置１の状態を、待機状態と判断する（Ｓ６）。これは、図３に示すように、無線式ヘッドセット１０２が、充電器１０１の近く（充電可能範囲）に存在しない状態である。
そして、待機状態と判断した場合（Ｓ６）、判断制御機器４は、給電モジュール２に対する電力供給をＯＦＦにする（Ｓ７）。具体的には、判断制御機器４が、電源回路５に制御信号を送信して、電源回路５を制御することにより給電モジュール２に対する電力供給を停止する。これにより、待機状態における消費電力を抑制することができる。
一方、Ｓ４で測定された検出電圧が、待機状態における磁界強度を示す範囲内の値でない場合（Ｓ５：ＮＯ）、判断制御機器４は、Ｓ４で測定された検出電圧が、正常充電状態における磁界強度を示す範囲内の値か否かを判断する（Ｓ８）。
そして、Ｓ４で測定された検出電圧が、正常充電状態における磁界強度を示す範囲内の値である場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、無線電力伝送装置１の状態を、正常充電状態と判断する（Ｓ９）。これは、図１に示すように、無線式ヘッドセット１０２が、充電器１０１の近く（充電可能範囲）に存在する状態である。
そして、正常充電状態と判断した場合（Ｓ９）、判断制御機器４は、給電モジュール２に対する電力供給をＯＮにする（Ｓ１０）。具体的には、判断制御機器４が、電源回路５に制御信号を送信して、電源回路５を制御することにより給電モジュール２に対する電力供給を開始する。
一方、Ｓ４で測定された検出電圧が、正常充電状態における磁界強度を示す範囲内の値でない場合（Ｓ８：ＮＯ）、判断制御機器４は、無線電力伝送装置１の状態を、異常状態と判断する（Ｓ１１）。これは、図４に示すように、充電器１０１の近辺に金属異物が配置されていると推定するものである。
そして、異常状態と判断した場合（Ｓ１１）、判断制御機器４は、報知装置１２によって、電力供給の異常を外部に報知する報知処理を実行する（Ｓ１２）。例えば、報知装置１２が、アラーム装置であれば、警告音によって異常を報知し、ＬＥＤランプであれば、警告色を点灯、点滅させることにより異常を報知し、ディスプレイであれば、警告メッセージをディスプレイに表示することにより異常を報知する。
そして、Ｓ１２の報知処理の後、判断制御機器４は、給電モジュール２に対する電力供給をＯＦＦにする（Ｓ７）。
Ｓ７の処理又はＳ１０の処理が終了すると、Ｓ２の処理に戻る。これにより、所定時間間隔で、無線電力伝送装置１の状態が、待機状態であるのか、正常充電状態であるのか、異常状態であるのかを監視することができる。
（磁界強度の検出感度を高める構成）
次に、磁界強度の検出感度を高める構成について説明する。
上述したように、磁気ホールセンサ１１Ａなどで測定された出力電圧は、磁界強度に対して比例関係にあるため、測定した出力電圧の変化を磁界強度の変化として測定することができる。ここで、正常充電状態、待機状態、及び、異常状態における磁界強度、即ち、磁気ホールセンサ１１Ａなどの磁界検出器１１で測定される出力電圧は、高い方が検出し易く、検出精度が高い。仮に、磁気ホールセンサ１１Ａなどの磁界検出器１１をどの位置に配置するかによって、磁界検出器１１で測定される出力電圧が変わるとすれば、出力電圧が高くなる位置に磁気ホールセンサ１１Ａなどの磁界検出器を配置することが望まれる。そこで、以下の説明では、上記無線電力伝送装置１において、磁気ホールセンサ１１Ａなどの磁界検出器をどの位置に配置するのが良いかについて測定実験１〜６の結果に基づいて説明する。
（測定実験）
測定実験１〜６で使用する無線電力伝送装置１では、図６〜図８に示すように、給電コイル２１は、抵抗器Ｒ1、コイルＬ1、コンデンサＣ1を要素とするＲＬＣ回路を構成しており、コイルＬ1部分は、線径０．１２ｍｍの銅線材を使用し、コイル径を１１ｍｍφに設定している。また、給電共振器２２は、抵抗器Ｒ2、コイルＬ2、及び、コンデンサＣ2を要素とするＲＬＣ回路を構成しており、コイルＬ2部分は、線径０．１２ｍｍの銅線材を使用し、コイル径１１ｍｍφのソレノイド型のコイルを使用している。また、図７に示すように、受電共振器３２は、抵抗器Ｒ3、コイルＬ3、及び、コンデンサＣ3を要素とするＲＬＣ回路を構成しており、コイルＬ3部分は、線径０．１ｍｍの銅線材を使用し、コイル径９ｍｍφのソレノイド型のコイルを使用している。また、受電コイル３１は、抵抗器Ｒ4、コイルＬ4、コンデンサＣ4を要素とするＲＬＣ回路を構成しており、コイルＬ4部分は、線径０．１ｍｍの銅線材を使用し、コイル径を９ｍｍφに設定している。また、給電コイル２１及び給電共振器２２の内周側に、厚み４５０μｍの円筒状の磁性材２３を配置している。同様に、受電共振器３２及び受電コイル３１の内周側にも、厚み４５０μｍの円筒状の磁性材３３を配置している。そして、測定実験１〜７で使用する無線電力伝送装置１におけるＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4の値をそれぞれ、１．９Ω、２．５Ω、１．７Ω、２Ωに設定した。また、Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3、Ｌ4の値をそれぞれ、１２．５μＨ、１８．８μＨ、７μＨ、５．５μＨに設定した。また、Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3、Ｃ4の値をそれぞれ、２ｎＦ、１．３３ｎＦ、３．６ｎＦ、４．７ｎＦに設定した。また、給電共振器２２及び受電共振器３２における共振周波数は１ＭＨｚである。
また、図６に示すように、給電モジュール２では、給電コイル２１はコイル中心軸方向の厚みが３ｍｍのソレノイド形状にしている。また、給電共振器２２はコイル中心軸方向の厚みが３．５ｍｍのソレノイド形状にしている。そして、給電コイル２１と給電共振器２２との間の距離は、図６に示すように、コイル中心軸方向に３．５ｍｍになるように設定している。
また、図７に示すように、正常充電状態では、給電共振器２２と受電共振器３２との間の距離ｄ２３は、３ｍｍに設定する。
また、図８に示すように、異常状態を想定する際に使用する金属異物６０には、直径９ｍｍφ、厚み０．５ｍｍの円柱状の銅板、及び、直径１１．６ｍｍφ、厚み５．４ｍｍの円柱状の空気亜鉛電池（Zinc Air）を使用している。また、給電共振器２２と金属異物６０との間の距離ｄ２３は、３ｍｍに設定する。
（測定実験１）
測定実験１では、図６に示すように、待機状態、を想定した無線電力伝送装置１において、給電コイル２１及び給電共振器２２の内周側に、磁気ホールセンサ１１Ａ（Allegro Micro Systems製A1324LUA リニア型）を様々な位置に配置し、磁気ホールセンサ１１Ａに接続したオシロスコープ (エヌエフ回路設計ブロック社 GDS2064)によって、磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧を測定する。
磁気ホールセンサ１１Ａは、図６に示すように、縦幅３ｍｍ、横幅４ｍｍ、厚み１．５ｍｍの薄板形状をした磁界検出器で、薄板状の半導体を内包し、この薄板状の半導体に対するホール効果を利用して磁界強度を検出する。
具体的には、測定実験１では、待機状態（図６参照）を想定した無線電力伝送装置１において、横向きにした磁気ホールセンサ１１Ａ（図１１のＢ参照）を、コイル中心軸に沿って（図９のＡ参照）、給電コイル２１の外面側（２１Ａ）から受電共振器３２に移動させながら、磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧を測定する。即ち、磁気ホールセンサ１１Ａを、給電共振器２２が有するソレノイド状のコイルのコイル中心軸に沿って、給電時に給電共振器２２と受電共振器３２とが対向しない面側（２１Ａ参照）から、給電共振器２２と受電共振器３２とが対向する面側（対抗面側２２Ａ：図６参照）に移動させながら、磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧を測定する。その測定結果を図１２の丸（○）の測定値を結ぶ実線（中心）で示す。
また、測定実験１では、待機状態を想定した無線電力伝送装置１において、横向きにした磁気ホールセンサ１１Ａを、コイル中心軸からコイル内周面側に２．５ｍｍ離れた位置で（図９のＢ参照）、コイル中心軸方向に、給電コイル２１の外面側（２１Ａ）から給電共振器２２に移動させながら、磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧を測定する。即ち、磁気ホールセンサ１１Ａを、コイル中心軸からコイル内周面側に２．５ｍｍ離れた位置で、コイル中心軸方向に、給電時に給電共振器２２と受電共振器３２とが対向しない面側（２１Ａ参照）から、給電共振器２２と受電共振器３２とが対向する面側（対抗面側２２Ａ：図６参照）に移動させながら、磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧を測定する。その測定結果を図１２の三角（△）の測定値を結ぶ実線（中間）で示す。
更に、測定実験１では、待機状態を想定した無線電力伝送装置１において、横向きにした磁気ホールセンサ１１Ａを、給電共振器２２のコイル内周面に沿って（図９のＣ参照）、給電コイル２１の外面側（２１Ａ）から給電共振器２２に移動させながら、磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧を測定する。即ち、磁気ホールセンサ１１Ａを、給電共振器２２が有するソレノイド状のコイル内周面に沿って、給電時に給電共振器２２と受電共振器３２とが対向しない面側（２１Ａ参照）から、給電共振器２２と受電共振器３２とが対向する面側（対抗面側２２Ａ：図６参照）に移動させながら、磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧を測定する。その測定結果を図１２の四角（□）の測定値を結ぶ実線（内周側）で示す。
ここで、図１１のＢに示すように、横向きにした磁気ホールセンサ１１Ａとは、磁気ホールセンサ１１Ａが内包する薄板状の半導体の薄板面が、コイルの中心軸方向に対して垂直になるように配置することである。また、図１１のＡに示すように、縦向きにした磁気ホールセンサ１１Ａとは、磁気ホールセンサ１１Ａが内包する薄板状の半導体の薄板面が、コイルの中心軸方向になるように配置することである。
なお、図１２の測定結果における横軸ｈ（ｍｍ）は、図６〜図８に示すように、給電コイル２１の外面側（２１Ａ）を基準「０ｍｍ」とし、対抗面側２２Ａへのコイル中心軸方向の距離を示している。また、縦軸は、磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧Ｖp-p（ｍＶ）の値である。
図１２の測定結果を見てみると、図１２の丸（○）の測定値を結ぶ実線（中心）に示すように磁気ホールセンサ１１Ａをコイル中心軸に沿って移動させた場合よりも、図１２の三角（△）の測定値を結ぶ実線（中間）に示すように磁気ホールセンサ１１Ａを、コイル中心軸からコイル内周面側に２．５ｍｍ離れた位置でコイル中心軸に沿って移動させた場合の方が、磁気ホールセンサ１１Ａが測定した出力電圧は、高いことが分かる。更に、図１２の三角（△）の測定値を結ぶ実線（中間）に示すように磁気ホールセンサ１１Ａを、コイル中心軸からコイル内周面側に２．５ｍｍ離れた位置でコイル中心軸に沿って移動させた場合よりも、図１２の四角（□）の測定値を結ぶ実線（内周側）に示すように磁気ホールセンサ１１Ａを、給電共振器２２のコイル内周面に沿ってコイル中心軸方向へ移動させた場合の方が、磁気ホールセンサ１１Ａが測定した出力電圧は、高いことが分かる。即ち、磁気ホールセンサ１１Ａを、コイル中心軸よりも給電共振器２２のコイル内周面側に配置した場合の方が、磁気ホールセンサ１１Ａなどの磁界検出器で測定される出力電圧は、検出し易く、検出精度が高いことが分かる。
（測定実験２）
測定実験２では、図６に示すように、待機状態を想定した無線電力伝送装置１において、給電コイル２１及び給電共振器２２の外周側に、磁気ホールセンサ１１Ａ（Allegro Micro Systems製A1324LUA リニア型）を様々な位置に配置し、磁気ホールセンサ１１Ａに接続したオシロスコープ (エヌエフ回路設計ブロック社 GDS2064)によって、磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧を測定する。
測定実験２では、待機状態（図６参照）を想定した無線電力伝送装置１において、横向きにした磁気ホールセンサ１１Ａ（図１１のＢ参照）を、給電コイル２１及び給電共振器２２の外周面に沿って（図１０のＤ参照）、給電コイル２１の外面側（２１Ａ）から受電共振器３２に移動させながら、磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧を測定する。即ち、磁気ホールセンサ１１Ａを、給電コイル２１及び給電共振器２２が有するソレノイド状のコイルの外周面に沿って、給電時に給電共振器２２と受電共振器３２とが対向しない面側（２１Ａ参照）から、給電共振器２２と受電共振器３２とが対向する面側（対抗面側２２Ａ：図６参照）に移動させながら、磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧を測定する。その測定結果を図１３の丸（○）の測定値を結ぶ実線（外側（０ｍｍ））で示す。
また、測定実験２では、待機状態を想定した無線電力伝送装置１において、横向きにした磁気ホールセンサ１１Ａを、給電コイル２１及び給電共振器２２の外周面から外側に３ｍｍ離れた位置で（図１０のＥ参照）、給電コイル２１の外面側（２１Ａ）から給電共振器２２に移動させながら、磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧を測定する。即ち、磁気ホールセンサ１１Ａを、給電コイル２１及び給電共振器２２の外周面から外側に３ｍｍ離れた位置で、給電時に給電共振器２２と受電共振器３２とが対向しない面側（２１Ａ参照）から、給電共振器２２と受電共振器３２とが対向する面側（対抗面側２２Ａ：図６参照）に移動させながら、磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧を測定する。その測定結果を図１３の四角（□）の測定値を結ぶ実線（外側（３ｍｍ））で示す。
図１３の測定結果を見てみると、図１３の四角（□）の測定値を結ぶ実線（外側（３ｍｍ））に示すように磁気ホールセンサ１１Ａを、給電コイル２１及び給電共振器２２の外周面から外側に３ｍｍ離れた位置で移動させた場合よりも、磁気ホールセンサ１１Ａを、給電コイル２１及び給電共振器２２の外周面に沿って移動させた場合の方が、磁気ホールセンサ１１Ａが測定した出力電圧は、高いことが分かる。即ち、磁気ホールセンサ１１Ａを、給電コイル２１及び給電共振器２２のコイル外周面側に配置した場合の方が、磁気ホールセンサ１１Ａなどの磁界検出器で測定される出力電圧は、検出し易く、検出精度が高いことが分かる。
また、測定実験１及び測定実験２より、磁気ホールセンサ１１Ａなどの磁界検出器１１を、給電モジュール２が有する給電コイル２１及び給電共振器２２の内部側又は外部側のいずれに配置する場合であっても、磁気ホールセンサ１１Ａなどの磁界検出器１１を、給電モジュール２が有する給電コイル２１及び給電共振器２２に近接配置した場合の方が、磁気ホールセンサ１１Ａなどの磁界検出器１１を、給電モジュール２が有する給電コイル２１及び給電共振器２２に対して離れた位置に配置した場合よりも、磁界強度の検出感度を高めることができることが分かる。
（測定実験３）
測定実験３では、待機状態を想定した無線電力伝送装置１において、横向きにした磁気ホールセンサ１１Ａを、給電共振器２２のコイル内周面に沿って（図９のＣ参照）、給電コイル２１の外面側（２１Ａ）から給電共振器２２に移動させながら、磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧を測定する。その測定結果を図１４の四角（□）の測定値を結ぶ実線（内周側）で示す。
また、待機状態を想定した無線電力伝送装置１において、横向きにした磁気ホールセンサ１１Ａを、給電コイル２１及び給電共振器２２の外周面に沿って（図１０のＤ参照）、給電コイル２１の外面側（２１Ａ）から受電共振器３２に移動させながら、磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧を測定する。その測定結果を図１４の丸（○）の測定値を結ぶ実線（外周側）で示す。
図１４の測定結果を見てみると、磁気ホールセンサ１１Ａを、給電共振器２２のコイル内周面に沿った位置に配置させた場合よりも、磁気ホールセンサ１１Ａを、給電コイル２１及び給電共振器２２の外周面に沿った位置に配置させた場合の方が、磁気ホールセンサ１１Ａが測定した出力電圧は、高いことが分かる。即ち、磁気ホールセンサ１１Ａを、給電コイル２１及び給電共振器２２のコイル外周面側に配置した場合の方が、磁気ホールセンサ１１Ａを、給電コイル２１及び給電共振器２２のコイル内周面側に配置した場合よりも、磁気ホールセンサ１１Ａなどの磁界検出器１１で測定される出力電圧は、検出し易く、検出精度が高いことが分かる。
（測定実験４）
測定実験４では、図６〜図８に示すように、待機状態（図６参照）、正常充電状態（図７参照）及び、異常状態（図８参照）を想定した無線電力伝送装置１において、給電コイル２１及び給電共振器２２の内周側又は外周側に、磁気ホールセンサ１１Ａ（Allegro Micro Systems製A1324LUA リニア型）を様々な位置に配置し、磁気ホールセンサ１１Ａに接続したオシロスコープ (エヌエフ回路設計ブロック社 GDS2064)によって、磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧を測定する。
まず、待機状態、正常充電状態、及び、異常状態を想定した無線電力伝送装置１において、横向きにした磁気ホールセンサ１１Ａを、給電共振器２２のコイル内周面に沿って（図９のＣ参照）、給電コイル２１の外面側（２１Ａ）から受電共振器３２に移動させながら、磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧を測定する。即ち、磁気ホールセンサ１１Ａを、給電共振器２２が有するソレノイド状のコイル内周面に沿って、給電時に給電共振器２２と受電共振器３２とが対向しない面側（２１Ａ参照）から、給電共振器２２と受電共振器３２とが対向する面側（対抗面側２２Ａ：図６参照）に移動させながら、磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧を測定する。その測定結果を図１５に示す。なお、四角（□）の測定値を結ぶ実線は、待機状態における磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧である。また、三角（△）の測定値を結ぶ実線は、金属異物６０に空気亜鉛電池（Zinc Air）を使用した異常状態における磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧である。また、菱形（◇）の測定値を結ぶ実線は、金属異物６０に銅板を使用した異常状態における磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧である。また、丸（○）の測定値を結ぶ実線は、正常充電状態における磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧である。
次に、待機状態、正常充電状態、及び、異常状態を想定した無線電力伝送装置１において、横向きにした磁気ホールセンサ１１Ａを、給電コイル２１及び給電共振器２２の外周面に沿って（図１０のＤ参照）、給電コイル２１の外面側（２１Ａ）から受電共振器３２に移動させながら、磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧を測定する。即ち、磁気ホールセンサ１１Ａを、給電共振器２２が有するソレノイド状のコイル外周面に沿って、給電時に給電共振器２２と受電共振器３２とが対向しない面側（２１Ａ参照）から、給電共振器２２と受電共振器３２とが対向する面側（対抗面側２２Ａ：図６参照）に移動させながら、磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧を測定する。その測定結果を図１６に示す。なお、四角（□）の測定値を結ぶ実線は、待機状態における磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧である。また、三角（△）の測定値を結ぶ実線は、金属異物６０に空気亜鉛電池（Zinc Air）を使用した異常状態における磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧である。また、菱形（◇）の測定値を結ぶ実線は、金属異物６０に銅板を使用した異常状態における磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧である。また、丸（○）の測定値を結ぶ実線は、正常充電状態における磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧である。
図１５及び図１６の測定結果を見てみると、両方の測定結果とも、給電コイル２１の外面側２１Ａ（ｈ＝０ｍｍ）から給電共振器２２の対抗面側２２Ａ（ｈ＝１０ｍｍ）に、磁気ホールセンサ１１Ａを移動させるにつれて、磁気ホールセンサ１１Ａが測定した出力電圧が、高くなっていることが分かる。即ち、磁気ホールセンサ１１Ａを、給電コイル２１の外面側２１Ａよりも給電共振器２２の対抗面側２２Ａに配置した場合の方が、磁気ホールセンサ１１Ａなどの磁界検出器で測定される出力電圧は、検出し易く、検出精度が高いことが分かる。
なお、図１５及び図１６の測定結果では、磁気ホールセンサ１１Ａで測定される出力電圧は、ｈ＝１１ｍｍの場所、即ち、磁気ホールセンサ１１Ａが給電共振器２２の対抗面２２Ａを１ｍｍほど突出する場所が最高であった。従って、給電モジュール２の構成上可能であれば、出力電圧の検出精度を最も高めるために、磁気ホールセンサ１１Ａを給電共振器２２の対抗面２２Ａを少し突出する場所に配置してもよい。ただし、磁気ホールセンサ１１Ａを給電共振器２２のコイル内周面側に配置して、コンパクト化を図りたい意図からは、磁気ホールセンサ１１Ａを、給電共振器２２のコイル内周面側、且つ、給電共振器２２の対抗面２２Ａに沿った位置（ｈ＝１０ｍｍ）に配置するとよい。また、構成上可能であれば、磁気ホールセンサ１１Ａを、給電共振器２２のコイル外周面側、且つ、給電共振器２２の対抗面２２Ａに沿った位置（ｈ＝１０ｍｍ）に配置してもよい。
（測定実験５）
また、図１７に示す測定実験５では、測定実験４において（図１５参照）、待機状態、及び、正常充電状態を想定した無線電力伝送装置１において、横向きにした磁気ホールセンサ１１Ａを、給電共振器２２のコイル内周面に沿って、給電コイル２１の外面側（２１Ａ）から受電共振器３２に移動させながら測定した磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧に関して、待機状態での出力電圧から、正常充電状態での出力電圧を差し引いた値を、四角（□）の値を結ぶ実線（内周側）で示している。同様に、測定実験４において（図１６参照）、待機状態、及び、正常充電状態を想定した無線電力伝送装置１において、横向きにした磁気ホールセンサ１１Ａを、給電コイル２１及び給電共振器２２の外周面に沿って、給電コイル２１の外面側（２１Ａ）から受電共振器３２に移動させながら測定した磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧に関して、待機状態での出力電圧から、正常充電状態での出力電圧を差し引いた値を、三角（△）の値を結ぶ実線（外周側）で示している。同様に、待機状態、及び、正常充電状態を想定した無線電力伝送装置１において、横向きにした磁気ホールセンサ１１Ａを、コイル中心軸に沿って（図９のＡ参照）、給電コイル２１の外面側（２１Ａ）から受電共振器３２に移動させながら測定した磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧に関して、待機状態での出力電圧から、正常充電状態での出力電圧を差し引いた値を、丸（○）の値を結ぶ実線（中心）で示している。
図１７の結果を見てみると、磁気ホールセンサ１１Ａをコイル中心軸に沿った位置に配置させた場合よりも、磁気ホールセンサ１１Ａを給電共振器２２のコイル内周面に沿った位置に配置させた場合の方が、待機状態での出力電圧から正常充電状態での出力電圧を差し引いた値が大きくなることが分かる。更に、磁気ホールセンサ１１Ａを給電共振器２２のコイル内周面に沿った位置に配置させた場合よりも、磁気ホールセンサ１１Ａを給電共振器２２のコイル外周面に沿った位置に配置させた場合の方が、待機状態での出力電圧から正常充電状態での出力電圧を差し引いた値が大きくなることが分かる。このように、待機状態での出力電圧から、正常充電状態での出力電圧を差し引いた値が大きくなると、正常充電状態における出力電圧と待機状態における出力電圧との間に大きな差を設けることができるので、正常充電状態における出力電圧と待機状態における出力電圧との間の差が小さい場合に比べて、誤検出の可能性を防止することが可能となる。したがって、磁気ホールセンサ１１Ａなどの磁界検出器で測定される出力電圧は、検出し易く、検出精度が高くなると言える。
（測定実験６）
測定実験６では、待機状態（図６参照）を想定した無線電力伝送装置１において、コイル中心軸に沿って、磁気ホールセンサ１１Ａ（Allegro Micro Systems製A1324LUA リニア型）の向きを変えて、磁気ホールセンサ１１Ａに接続したオシロスコープ (エヌエフ回路設計ブロック社 GDS2064)によって、磁気ホールセンサ１１Ａの出力電圧を測定する。具体的には、磁気ホールセンサ１１Ａの向きは、上述したように、縦向き（図１１のＡ）、及び、横向き（図１１のＢ）にした場合について測定した。その測定結果を図１８に示す。なお、図１８では、磁気ホールセンサ１１Ａの向きを、縦向き（図１１のＡ）にした場合の測定結果を、四角（□）の測定値を結ぶ実線（縦）で示している。また、磁気ホールセンサ１１Ａの向きを、横向き（図１１のＢ）にした場合の測定結果を、菱形（◇）の測定値を結ぶ実線（横）で示している。
図１８の測定結果を見てみると、磁気ホールセンサ１１Ａを縦向きに配置した場合よりも、磁気ホールセンサ１１Ａを横向きに配置した場合の方が、磁気ホールセンサ１１Ａが測定した出力電圧は、高いことが分かる。即ち、磁気ホールセンサ１１Ａを縦向きに配置した場合よりも、磁気ホールセンサ１１Ａを横向きに配置した場合の方が、磁気ホールセンサ１１Ａなどの磁界検出器で測定される出力電圧は検出し易く、検出精度が高いことが分かる。
（効果）
上記構成によれば、給電モジュール２と受電モジュール３との間で無線電力伝送を行った場合における磁界強度の値と、無線電力伝送が行われていない場合における磁界強度の値との相違に基づいて電力供給をするか否かを判断することができる。これにより、無線電力伝送が行われていない場合に、電力供給をしないように設定することで、給電モジュールに対する電力供給を停止し、電力消費を抑制することができる。
また、磁界検出器１１を、給電モジュール２が有する給電コイル２１及び給電共振器２２に近接配置することにより、磁界検出器１１を給電モジュール２が有する給電コイル２１及び給電共振器２２に対して離れた位置に配置した場合よりも、磁界強度の検出感度を高めることができる。
また、磁界検出器１１を、給電モジュール２が有する給電コイル２１及び給電共振器２２の内周面側に配置することにより、磁界強度の検出感度を高めるとともに、磁界検出器１１を給電コイル２１及び給電共振器２２の内周側に収納することができ、無線電力伝送装置１自体をコンパクト化することができる。
また、磁界検出器１１を、給電モジュール２が有する給電コイル２１及び給電共振器２２の外周面側に配置することにより、磁界強度の検出感度をより高めることができる。
また、磁界検出器１１を、給電モジュール２が有する給電共振器２２と受電モジュール３が有する受電共振器３２とが対向しない面（２１Ａ参照）よりも対向する面側（対抗面側２２Ａ：図６参照）に配置することにより、給電共振器２２と受電共振器３２とが対向しない面（２１Ａ参照）側に配置した場合よりも、磁界強度の検出感度を高めることができる。
更に、磁界検出器１１を給電モジュール２が有する給電共振器２２と受電モジュール３が有する受電共振器３２とが対向する面（対抗面側２２Ａ：図６参照）に沿った位置に配置することにより、磁界強度の検出感度をより高めることができる。
また、磁界検出器１１に磁気ホールセンサ１１Ａを使用することにより、精度よく磁界強度を検知することができるとともに、磁気ホールセンサ１１Ａが小型であるため無線電力伝送装置１をコンパクトにすることができる。
また、磁気ホールセンサ１１Ａの薄板状の半導体を、コイル中心軸方向に対して垂直方向になるように配置することにより、磁界強度の検出感度を高めることができる。
また、磁界検出器１１にコイルを使用することにより、無線電力伝送装置１の製造コストを安価にすることができる。また、コイルは、その大きさ（径、厚み、巻き数、コイルの線径等）をある程度変更できるので、当該無線電力伝送装置１の大きさや空間に合わせて、コイルの大きさを調整することが可能である。
（その他の実施形態）
上記の説明では、充電器１０１及び無線式ヘッドセット１０２を例示して説明したが、充電池を備えた機器であれば、タブレット型ＰＣ、デジタルカメラ、携帯電話、イヤホン型音楽プレイヤー、補聴器、集音器などにも使用することができる。
また、上記では、被給電機器１０に二次電池９を含むものとして説明したが、これに限らず、被給電機器１０に直接電力を消費しながら可動する機器を採用してもよい。
また、上記説明では、給電モジュール２及び受電モジュール３が備える共振器（コイル）間の共振現象（磁界共鳴状態）を利用して磁場を結合させることにより電力伝送を行う無線電力伝送装置１を例示して説明したが、給電装置及び受電装置が備えるコイル間の共振及び電磁誘導を利用して電力伝送を行う無線電力伝送装置においても適用可能である。
また、上記説明では、給電モジュール２及び受電モジュール３を携帯型の電子機器に搭載した場合を想定して説明したが、用途はこれら小型なものに限らず、必要電力量に合わせて仕様を変更することにより、例えば、比較的大型な電気自動車（ＥＶ）における無線充電システムや、より小型な医療用の無線式胃カメラなどにも搭載することができる。
以上の詳細な説明では、本発明をより容易に理解できるように、特徴的部分を中心に説明したが、本発明は、以上の詳細な説明に記載する実施形態・実施例に限定されず、その他の実施形態・実施例にも適用することができ、その適用範囲は可能な限り広く解釈されるべきである。また、本明細書において用いた用語及び語法は、本発明を的確に説明するために用いたものであり、本発明の解釈を制限するために用いたものではない。また、当業者であれば、本明細書に記載された発明の概念から、本発明の概念に含まれる他の構成、システム、方法等を推考することは容易であると思われる。従って、請求の範囲の記載は、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で均等な構成を含むものであるとみなされるべきである。また、本発明の目的及び本発明の効果を充分に理解するために、すでに開示されている文献等を充分に参酌することが望まれる。
１ 無線電力伝送装置
２ 給電モジュール
３ 受電モジュール
４ 判断制御機器
５ 電源回路
６ 電源
７ 安定回路
８ 充電回路
９ 充電池
１０ 被給電機器
１１ 磁界検出器
１１Ａ 磁気ホールセンサ
１２ 報知装置
２１ 給電コイル
２２ 給電共振器
２３ 磁性部材
３１ 受電コイル
３２ 受電共振器
３３ 磁性部材
１０１ 充電器
１０２ 無線式ヘッドセット

Claims (9)

  1. 給電モジュールと受電モジュールとの間で磁界を変化させて電力伝送を行う無線電力伝送装置であって、
    コイルと、前記コイルの少なくとも内周面を覆う磁性部材とを有し、前記受電モジュールとの間で磁界を変化させることによって、電力を前記受電モジュールに供給する前記給電モジュールと、
    磁界強度を検出する磁界検出器と、
    前記磁界検出器が検出した磁界強度の値に基づいて前記受電モジュールに対する電力供給をするか否かを判断し、前記電力供給をしないと判断したときに、前記給電モジュールに対する電力供給を停止する判断制御機器と、
    を備え、
    前記磁界検出器は、前記コイルに近接配置されることを特徴とする無線電力伝送装置。
  2. 前記磁界検出器は、前記コイルの内周面側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の無線電力伝送装置。
  3. 前記磁界検出器は、前記コイルの外周面側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の無線電力伝送装置。
  4. 前記受電モジュールはコイルを有し、
    前記磁界検出器は、前記給電モジュールが有するコイルと前記受電モジュールが有するコイルとが対向しない面よりも対向する面側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の無線電力伝送装置。
  5. 前記磁界検出器は、前記給電モジュールが有するコイルと前記受電モジュールが有するコイルとが対向する面に沿った位置に配置されることを特徴とする請求項４に記載の無線電力伝送装置。
  6. 前記磁界検出器は、薄板状の半導体に対するホール効果を利用して磁界強度を検出する磁気ホールセンサであることを特徴とする請求項１に記載の無線電力伝送装置。
  7. 前記磁気ホールセンサは、前記薄板状の半導体が、前記給電モジュールのコイルの中心軸方向に対して垂直方向になるように配置されていることを特徴とする請求項６に記載の無線電力伝送装置。
  8. 前記磁界検出器は、コイルであることを特徴とする請求項１に記載の無線電力伝送装置。
  9. 給電モジュールと受電モジュールとの間で磁界を変化させて電力伝送を行う無線電力伝送装置であって、
    コイルを有する前記受電モジュールと、
    コイルと、前記コイルの少なくとも内周面を覆う磁性部材とを有し、前記受電モジュールとの間で磁界を変化させることによって、電力を前記受電モジュールに供給する前記給電モジュールと、
    磁界強度を検出する磁界検出器と、
    前記磁界検出器が検出した磁界強度の値に基づいて前記受電モジュールに対する電力供給をするか否かを判断し、前記電力供給をしないと判断したときに、前記給電モジュールに対する電力供給を停止する判断制御機器と、
    を備え、
    前記磁界検出器は、前記給電モジュールが有するコイルと前記受電モジュールが有するコイルとが対向しない面よりも対向する面側に配置されることを特徴とする無線電力伝送装置。
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