JP2016226241A - 給電装置および給電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁界共鳴方式を用いて給電を行う場合にも、受電装置が複数の給電アンテナ部のうちのいずれの給電アンテナ部の近傍に配置されているかが判断された状態で、電力を供給することが可能な給電装置を提供する。
【解決手段】この給電装置１００は、電源部１と、給電アンテナ部３ａ〜３ｄと、電源部１と給電アンテナ部３ａ〜３ｄとの間にそれぞれ設けられ、給電アンテナ部３ａ〜３ｄから受電装置２００または３００に供給される電力に対してそれぞれ変調信号Ｍを重畳する信号重畳部５と、受電装置２００または３００から、変調信号Ｍに応じた応答情報を取得する給電側通信部６とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、給電装置および給電方法に関し、特に、複数の給電アンテナ部を備える給電装置、および、複数の給電アンテナ部から給電を行う給電方法に関する。

従来、複数の給電アンテナ部を備える給電装置、および、複数の給電アンテナ部から給電を行う給電方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、複数の送電コイルを備えた無接点電力伝送装置が開示されている。この無接点電力伝送装置には、複数の送電コイルと、受電コイルと、スイッチ手段と、複数のホール素子と、電力伝送回路とが設けられている。また、ホール素子は、複数の送電コイルの近傍にそれぞれ配置されており、送電コイルの近傍における受電コイルの有無を検出するように構成されている。そして、この無接点電力伝送装置は、ホール素子が受電コイルを検出した場合に、スイッチ手段により、電力伝送回路と、受電コイルに対応する送電コイルとを接続するように構成されている。その後、この無接点電力伝送装置は、送電コイルから受電コイルに、電磁誘導方式を用いて、交流電力を供給するように構成されている。これにより、上記特許文献１の無接点電力伝送装置は、受電コイルが複数の送電コイルのうちのいずれの送電コイルの近傍に配置されているかが判断された状態で、電磁誘導方式を用いて、電力を供給することが可能である。

また、従来、磁界共鳴方式を用いて給電アンテナ部から受電装置に電力を供給するように構成されている給電装置が知られている。

この磁界共鳴方式を用いる給電装置は、電磁誘導方式を用いる上記特許文献１の無接点電力伝送装置に比べて、給電範囲を大きくすることが可能である。すなわち、この磁界共鳴方式を用いる給電装置は、給電アンテナ部と受電装置との間の距離を比較的大きくした状態で、給電アンテナ部から受電装置に電力を供給させることが可能である。

特開２０１１―１３０５６９号公報

ここで、上記特許文献１の無接点電力伝送装置の給電範囲を大きくするために、上記特許文献１の無接点電力伝送装置に、磁界共鳴方式を用いるための構成を適用することが考えられる。しかしながら、この構成では、給電範囲が、ホール素子により受電装置が検出される範囲よりも大きくなる場合があると考えられる。この場合、この無接点電力伝送装置では、給電範囲内に受電装置を配置した場合でも、ホール素子により受電装置が検出される範囲外に受電装置が配置された場合には、受電装置が検出されないという不都合がある。したがって、上記特許文献１の無接点電力伝送装置では、磁界共鳴方式を用いて給電を行う場合に、受電装置が複数の送電コイル（給電アンテナ部）のうちのいずれの給電アンテナ部の近傍に配置されているかが判断された状態で、電力を供給することが困難であるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、磁界共鳴方式を用いて給電を行う場合にも、受電装置が複数の給電アンテナ部のうちのいずれの給電アンテナ部の近傍に配置されているかが判断された状態で、電力を供給することが可能な給電装置および給電方法を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による給電装置は、電源部と、電源部から供給された電力を、外部受電装置に供給する複数の給電アンテナ部と、電源部と複数の給電アンテナ部との間にそれぞれ設けられ、複数の給電アンテナ部から外部受電装置に供給される電力に対してそれぞれ変調信号を重畳する信号重畳部と、外部受電装置から、変調信号に応じた応答情報を取得する情報取得部とを備える。

この発明の第１の局面による給電装置では、上記のように、給電装置に、複数の給電アンテナ部から外部受電装置に供給される電力に対してそれぞれ変調信号を重畳する信号重畳部と、外部受電装置から、変調信号に応じた応答情報を取得する情報取得部とを備える。これにより、比較的離れた位置に配置されている受電装置に、電力と共に変調信号を伝達することができる。その結果、変調信号に応じた応答情報に基づいて、外部受電装置が複数の給電アンテナ部のうちのいずれの給電アンテナ部の近傍に配置されているかを判断するように構成することができる。その結果、電磁誘導方式に比べて給電範囲が大きい磁界共鳴方式を用いて給電を行う場合にも、外部受電装置が複数の給電アンテナ部のうちのいずれの給電アンテナ部の近傍に配置されているかが判断された状態で、電力を供給することができる。また、信号重畳部を、外部受電装置に供給される電力に対して変調信号を重畳するように構成することにより、電力に変調信号を重畳しないで給電するとともに、給電する期間とは別の期間に変調信号に相当する信号を外部受電装置に伝達する場合と異なり、給電を継続しながら、変調信号を外部受電装置に伝達することができる。そして、信号重畳部を、外部受電装置に供給される電力に対して変調信号を重畳するように構成することにより、給電アンテナ部を用いて変調信号を外部受電装置に伝達することができるので、信号を伝達するための専用のアンテナを別途設ける必要がない。その結果、信号を伝達するための専用のアンテナを別途設ける必要がない分、給電装置が大型化するのを抑制することができる。

上記第１の局面による給電装置では、好ましくは、信号重畳部は、複数の給電アンテナ部に、時分割された期間に電力に対して変調信号を重畳するように構成されている。このように構成すれば、応答情報を取得した時期に基づいて、時分割された期間のうちのいずれの期間に変調信号を重畳したかを判断することができるので、電力に重畳された変調信号が、複数の給電アンテナ部のうちのいずれの給電アンテナ部から外部受電装置に供給された変調信号であるかを、容易に、判断することができる。

上記第１の局面による給電装置では、好ましくは、信号重畳部は、複数の給電アンテナ部に、互いに異なる種類の変調信号を電力に対して重畳するように構成されている。このように構成すれば、応答情報が、変調信号のうちのいずれの種類の変調信号に応じた情報であるかを判断することができるので、電力に重畳された変調信号が、複数の給電アンテナ部のうちのいずれの給電アンテナ部から外部受電装置に供給された変調信号であるかを、より容易に、判断することができる。

上記第１の局面による給電装置では、好ましくは、複数の給電アンテナ部は、外部受電装置に電力を供給する際における最適な電力供給量が、互いに異なる複数のアンテナコイルを含み、応答情報は、外部受電装置が要求する電力量の情報を含み、応答情報に基づいて、複数のアンテナコイルのうち、外部受電装置が要求する電力量の情報に対応する最適な電力供給量を有するアンテナコイルがいずれのアンテナコイルであるかを判断する制御部をさらに備える。このように構成すれば、複数のアンテナコイルのうち、外部受電装置に対して最適なアンテナコイルを判断することができる。なお、本願明細書では、最適な電力供給量とは、最も給電効率が大きい状態で給電することが可能な電力供給量を意味するものとして記載している。

上記第１の局面による給電装置では、好ましくは、情報取得部は、応答情報を、外部受電装置から無線通信により取得するように構成されている通信部を含む。このように構成すれば、無線通信により容易に応答情報を取得することができる。

上記第１の局面による給電装置では、好ましくは、情報取得部は、外部受電装置により電力に対する負荷が変調されることにより生成された応答情報を、給電アンテナ部を介して取得して、取得した応答情報を復調する復調部を含む。このように構成すれば、給電アンテナ部を無線通信するための手段として用いることができるので、給電アンテナ部とは、別個に無線通信用のアンテナを設ける必要がない。その結果、給電アンテナ部とは、別個に無線通信用のアンテナを設ける必要がない分、給電装置が大型化するのを抑制することができる。

この場合、好ましくは、情報取得部および信号重畳部は、信号重畳部が電力に対して変調信号を重畳する期間と、情報取得部が応答情報を取得する期間とが、重複しないように動作するように構成されている。このように構成すれば、応答情報を取得して復調する際に、応答情報に変調信号が混入するのを抑制することができる。

上記第１の局面による給電装置では、好ましくは、信号重畳部は、電力の振幅を変調するように構成されている、振幅変調回路または振幅偏移変調回路のうちのいずれか一方を含む。このように構成すれば、給電アンテナ部から受電装置に伝達される電力に対して、容易に、変調信号を重畳させることができる。

上記第１の局面による給電装置では、好ましくは、複数の給電アンテナ部は、それぞれ、所定の共振周波数を有する共振回路を含み、信号重畳部は、共振回路の共振周波数を、所定の期間、所定の共振周波数から変更することにより、変調信号を前記電力に対して重畳するように構成されている。このように構成すれば、信号重畳部を、共振回路の整合回路の一部を用いて構成することができるので、整合回路とは別個に信号重畳部を設ける場合に比べて、信号重畳部および共振回路の構成が複雑化するのを抑制することができる。

上記第１の局面による給電装置では、好ましくは、複数の給電アンテナ部のインピーダンスを検出するインピーダンス検出部をさらに備え、信号重畳部は、インピーダンス検出部により検出された給電アンテナ部のインピーダンスが変化したことに基づいて、電力に対して変調信号を重畳するように構成されている。このように構成すれば、給電アンテナ部のインピーダンスは、外部受電装置等のインピーダンスを変化させる物体の接近、または、物体が遠ざかることに起因して変化するので、給電アンテナ部の近傍に外部受電装置が配置された時点、または、給電アンテナ部の近傍から外部受電装置が遠ざけられた時点に応じて、信号重畳部により、電力に対して変調信号を重畳させることができる。その結果、不要に信号重畳部を動作させる必要がなくなるので、不要な信号重畳部の動作がなくなる分、信号重畳部の負担を軽減させることができる。

この発明の第２の局面による給電方法は、複数の給電アンテナ部から受電装置に電力を供給するステップと、電力に対して変調信号を重畳するステップと、変調信号に応じた応答情報を受電装置から取得するステップとを備える。

この発明の第２の局面による給電方法では、上記のように、電力に対して変調信号を重畳するステップと、変調信号に応じた応答情報を受電装置から取得するステップとを備えることにより、第２の局面による給電方法においても、磁界共鳴方式を用いて給電を行う場合にも、受電装置が複数の給電アンテナ部のうちのいずれの給電アンテナ部の近傍に配置されているかが判断された状態で、電力を供給することができる。

上記第２の局面による給電方法では、好ましくは、変調信号に応じて、受電装置の電力に対する負荷を変調することにより、応答情報を生成するステップをさらに備える。このように構成すれば、負荷を変調することにより、容易に、給電アンテナ部を介して給電装置に伝達可能な変調信号に応じた応答情報を生成することができる。

本発明によれば、上記のように、磁界共鳴方式を用いて給電を行う場合にも、受電装置が複数の給電アンテナ部のうちのいずれの給電アンテナ部の近傍に配置されているかが判断された状態で、電力を供給することができる。

本発明の第１実施形態による給電装置および受電装置の全体構成を示したブロック図である。 本発明の第１実施形態による給電装置の変調信号の重畳に関する構成を示したブロック図である。 本発明の第１実施形態による給電装置の変調信号の重畳および応答情報の取得に関するタイミングチャートを示した図である。 本発明の第１実施形態による受電装置の構成を示したブロック図（１）である。 本発明の第１実施形態による受電装置の構成を示したブロック図（２）である。 本発明の第１実施形態による給電装置の変調信号の重畳制御処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施形態による給電装置および受電装置の全体構成を示したブロック図である。 本発明の第２実施形態による給電装置の変調信号の重畳および応答情報の取得に関するタイミングチャートを示した図である。 本発明の第２実施形態による受電装置の構成を示したブロック図である。 本発明の第１実施形態による給電装置の変調信号の重畳制御処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１実施形態による受電装置の応答情報の生成制御処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第３実施形態による給電装置および受電装置の全体構成を示したブロック図である。 本発明の第４実施形態による給電装置の変調信号の重畳に関する構成を示したブロック図である。 本発明の第１〜第４実施形態の変形例による受電装置の構成を示したブロック図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１〜図５を参照して、本発明の第１実施形態による給電装置１００の構成について説明する。第１実施形態による給電装置１００は、給電装置１００の近傍に配置された受電装置（たとえば、受電装置２００および３００）に対して、給電装置１００と受電装置２００および３００との間に配線および接点等を設けずに、磁気共鳴方式を用いて、（非接触給電装置または非接点給電装置として）電力を供給するように構成されている。なお、給電装置１００と受電装置２００および３００とは、給電装置１００から受電装置２００および３００に給電を行う給電システムとして機能することが可能である。

（給電装置の全体構成）
図１に示すように、給電装置１００には、電源部１と、電力分配部２と、給電アンテナ部３ａ〜３ｄと、ケーブル４と、信号重畳部５と、給電側制御部６と、インピーダンス検出部７と、給電側通信部８とが設けられている。なお、給電側通信部８は、本発明の「情報取得部」の一例である。

ここで、第１実施形態では、給電アンテナ部３ａ〜３ｄは、電源部１から供給された電力を、受電装置２００および３００に供給するように構成されている。また、信号重畳部５は、電源部１と給電アンテナ部３ａ（給電アンテナ部３ｂ〜３ｄ）との間に設けられている。そして、信号重畳部５は、給電アンテナ部３ａ〜３ｄから受電装置２００および３００に供給される電力に対してそれぞれ変調信号Ｍを重畳するように構成されている。また、給電側通信部８は、受電装置２００および３００から変調信号Ｍに応じた応答情報を取得するように構成されている。また、給電側制御部６は、給電側通信部８を介して取得した応答情報に基づいて、電力に重畳された変調信号Ｍが、給電アンテナ部３ａ〜３ｄのうちのいずれの給電アンテナ部から受電装置２００または３００に供給された変調信号Ｍであるかを判断するように構成されている。

（給電装置の各部の構成）
電源部１は、図１に示すように、駆動部１１と、整合部１２とを含み、給電アンテナ部３ａ〜３ｄ側（受電装置２００側）に電力を供給するように構成されている。

駆動部１１は、ゲートドライブ回路および複数のスイッチング素子などを含む。駆動部１１は、たとえば、外部電源部（図示せず）またはバッテリ（図示せず）に接続されている。そして、駆動部１１は、給電側制御部６からの指令に基づいて、ゲートドライブ回路により複数のスイッチング素子を駆動周波数により駆動させるように構成されている。これにより、駆動部１１は、外部電源部またはバッテリから供給される電力を、駆動周波数の交流の電力に変換して、電力分配部２に出力するように構成されている。なお、駆動周波数は、給電アンテナ部３ａ〜３ｄの共振周波数、および、受電装置２００および３００の受電アンテナ部２０１の共振周波数と略等しい大きさに設定されている。また、駆動周波数（共振周波数）は、たとえば、規格等（Ａ４ＷＰ等）により定められた周波数に設定されている。

整合部１２は、駆動部１１の出力インピーダンスを電力分配部２の１次側のインピーダンスに整合させるように構成されている。すなわち、整合部１２は、駆動部１１の出力インピーダンスを、電力分配部２の１次巻線２１ａ〜２４ａのインピーダンスの合計値に整合させるように構成されている。

具体的には、整合部１２は、たとえば、トランスを含む。そして、整合部１２は、整合部１２のトランスに巻回されている１次巻線および２次巻線の巻線比が、駆動部１１の出力インピーダンスと１次巻線２１ａ〜２４ａのインピーダンスの合計値とのインピーダンス整合比に対応するように構成されている。

電力分配部２は、１次巻線２１ａ〜２４ａが互いに直列に接続され、１次巻線２１ａ（１次巻線２２ａ〜２４ａ）と２次巻線２１ｂ（２次巻線２２ｂ〜２４ｂ）とが絶縁された複数のトランス２１〜２４（変成器）からなる。

図１では、電力分配部２の分配数を４として、１次巻線２１ａおよび２次巻線２１ｂを含むトランス２１と、１次巻線２２ａおよび２次巻線２２ｂを含むトランス２２と、１次巻線２３ａおよび２次巻線２３ｂを含むトランス２３と、１次巻線２４ａおよび２次巻線２４ｂを含むトランス２４とを含む電力分配部２を示している。

また、２次巻線２１ｂ〜２４ｂは、１次巻線２１ａ〜２４ａに対応するようにそれぞれ並列的に設けられている。また、２次巻線２１ｂ〜２４ｂ同士は、互いに絶縁されており、たとえば、スター結線するように構成されている。そして、２次巻線２１ｂは、給電アンテナ部３ａに接続されており、２次巻線２２ｂは、給電アンテナ部３ｂに接続されており、２次巻線２３ｂは、給電アンテナ部３ｃに接続されており、２次巻線２４ｂは、給電アンテナ部３ｄに接続されている。

また、１次巻線２１ａ〜２４ａと電源部１とは、直列に接続されているので、受電装置２００および３００が配置されていない給電アンテナ部（図１の場合、給電アンテナ３ｃおよび３ｄ）に対応する１次巻線２３ａおよび２４ａに流れる電流の大きさと、受電装置２００が配置されている給電アンテナ部（図１の場合、給電アンテナ３ａおよび３ｂ）に対応する１次巻線２１ａおよび２２ａに流れる電流の大きさとが等しくなる。この場合、給電アンテナ３ａ〜３ｄのうちの一部のみに受電装置２００および３００が配置された場合でも、１次巻線２１ａ〜２４ａのいずれかに過度に電流が流れるのを抑制することが可能になる。

給電アンテナ部３ａは、図２に示すように、アンテナコイル３１と整合回路３２と含み、所定の共振周波数を有する共振回路として構成されている。

アンテナコイル３１は、線材やプリント基板のパターンなどにより形成されたコイルからなり、電源部１側から供給される電力により給電磁界を発生させるように構成されている。そして、アンテナコイル３１は、受電装置２００および３００の受信アンテナ部２０１（受電アンテナコイル２１１、図４参照）と電磁界結合するように構成されている。

整合回路３２は、共振コンデンサ（図示せず）などの集中定数素子を含み、アンテナコイル３１のインピーダンスをケーブル４の特性インピーダンスに整合させるように構成されている。

給電アンテナ部３ｂ〜３ｄは、給電アンテナ部３ａと同様に構成されている。

ケーブル４は、図１に示すように、電力分配部２と、給電アンテナ部３ａ〜３ｄとの間にそれぞれ設けられている。そして、ケーブル４は、所定の特性インピーダンスを有するように構成されている。たとえば、ケーブル４は、同軸ケーブルや、並行フィーダなどにより構成されている。

〈変調信号の重畳に関する構成〉
ここで、第１実施形態では、信号重畳部５は、電力の振幅を変調するように構成されている。たとえば、図２に示すように、信号重畳部５は、振幅変調回路または振幅偏移変調回路（ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調回路）からなる変調回路５１ａ〜５１ｄと、変換制御部５２とを含む。変調回路５１ａは、トランス２１と給電アンテナ部３ａとの間に配置されており、変調回路５１ｂは、トランス２２と給電アンテナ部３ｂとの間に配置されており、変調回路５１ｃは、トランス２３と給電アンテナ部３ｃとの間に配置されており、変調回路５１ｄは、トランス２４と給電アンテナ部３ｄとの間に配置されている。

変換制御部５２は、給電側制御部６に接続されており、給電側制御部６からの指令に基づいて、変調回路５１ａ〜５１ｄの動作を制御するように構成されている。具体的には、変換制御部５２は、給電側制御部６からの指令に基づいて、選択信号ｈ１〜ｈ４を生成して、変調回路５１ａ〜５１ｄに伝達するように構成されている。

なお、変換制御部５２は、選択信号ｈ１が生成された場合には、選択信号ｈ１を変調回路５１ａに、選択信号ｈ２が生成された場合には、選択信号ｈ２を変調回路５１ｂに、選択信号ｈ３が生成された場合には、選択信号ｈ３を変調回路５１ｃに、選択信号ｈ４が生成された場合には、選択信号ｈ４を変調回路５１ｄに、伝達するように構成されている。

変調回路５１ａ〜５１ｄは、それぞれ、ゲイン制御信号変換部５３とアンプ５４とを含む。ゲイン制御信号変換部５３は、変換制御部５２から取得した選択信号ｈ１（選択信号ｈ２〜ｈ４）を、アンプ５４のゲインを変化させるためのゲイン制御信号（たとえば、パルス状の変調信号Ｍ）に変換して、アンプ５４に入力するように構成されている。

アンプ５４は、入力側が電力分配部２に、出力側が給電アンテナ部３ａ（３ｂ〜３ｄ）に接続されるように配置されている。そして、アンプ５４は、ゲイン制御信号変換部５３から取得したゲイン制御信号に応じて、電力分配部２から供給される電力（電圧値または電流値）に対するゲイン（利得）を変化させるように構成されている。

たとえば、アンプ５４は、図３に示すように、ゲイン制御信号が与えられた期間に対応する期間Ｔ１（所定の期間）に、ゲインを小さくして、電力分配部２から供給される給電電力を小さくする（変調させる）ように構成されている。そして、アンプ５４は、期間Ｔ１の間、変調された電力を給電アンテナ部３ａ側に出力するように構成されている。すなわち、アンプ５４は、電力にゲイン制御信号（変調信号Ｍ）を重畳するように構成されている。

そして、給電アンテナ部３ａは、電力に変調信号Ｍが重畳された状態で、受電装置２００に電力を供給（給電）するように構成されている。なお、図３では、給電アンテナ部３ａおよび３ｂの電力に対して変調信号Ｍが重畳される様子を示しているが、給電アンテナ部３ｃおよび３ｄも、選択信号を取得した期間に応じて、電力に対して変調信号Ｍが重畳される。

ここで、第１実施形態では、図３に示すように、信号重畳部５は、給電アンテナ部３ａ〜３ｄのそれぞれに対応させるように、時分割された期間（期間Ｔ１１〜Ｔ１４）に電力に対して変調信号Ｍを重畳するように構成されている。

具体的には、給電側制御部６は、インピーダンスの変化を検出した後、期間Ｔ１１のうちの期間Ｔ１に、選択信号ｈ１を生成するように変調制御部５２を制御する。次に、給電側制御部６は、期間Ｔ１１のうちの期間Ｔ２に、給電側通信部８を介して、応答情報を取得したか否かを判断する。そして、給電側制御部６は、期間Ｔ１２〜Ｔ１４についても同様に、期間Ｔ１に、選択信号ｈ２〜ｈ４を生成するように変調制御部５２を制御する。次に、給電側制御部６は、期間Ｔ２に、給電側通信部８を介して、応答情報を取得したか否かを判断する。図３の左側に示す例では、期間Ｔ１１に応答情報を取得して、期間Ｔ１２〜Ｔ１４には応答情報を取得しなかった場合を示している。この場合、給電側通信部８は、給電アンテナ部３ａに、応答情報を送信した受電装置２００（または応答情報を送信した受電装置３００）が配置されており、応答情報を送信した受電装置２００（または応答情報を送信した受電装置３００）に対して給電が行われていると判断する。なお、この構成による制御処理の詳細は、図５のフローチャートを用いて、後述する。

また、図３の右側に示すように、給電側制御部６は、給電中において、インピーダンスの変化をさらに検出した場合、信号重畳部５により変調信号Ｍを重畳させるように構成されている。たとえば、図３の右側に示す例では、期間Ｔ１１およびＴ１２に応答情報を取得して、期間Ｔ１３およびＴ１４には応答情報を取得しなかった場合を示している。この場合、受電装置２００が給電アンテナ部３ｂに追加して配置されたことを示している。そして、給電側通信部８は、給電アンテナ部３ａおよび３ｂに、応答情報を送信した受電装置２００（または応答情報を送信した受電装置３００）が配置されており、応答情報を送信した受電装置２００（または応答情報を送信した受電装置３００）に対して給電が行われていると判断する。なお、ここで、給電側制御部６を、期間Ｔ１１の応答情報が取得しなかった場合でも、給電中においては、給電アンテナ部３ａに、応答情報を送信した受電装置２００が配置されているという給電開始時に行った判断を維持するように構成してもよい。

〈インピーダンスの検出に関する構成〉
ここで、第１実施形態では、図１に示すように、インピーダンス検出部７は、給電アンテナ部３ａ〜３ｄのインピーダンスを検出するように構成されている。そして、信号重畳部５は、インピーダンス検出部７により検出された給電アンテナ部３ａ〜３ｄのインピーダンスが変化したことに基づいて、電力に対して変調信号Ｍを重畳するように構成されている。

具体的には、インピーダンス検出部７は、電力分配部２の１次側（１次巻線２１ａ）および電源部１に接続されている。すなわち、インピーダンス検出部７は、ノード９におけるインピーダンスを検出するように構成されている。そして、インピーダンス検出部７は、たとえば、インピーダンスの値の変化量（またはインピーダンスの値）を給電側制御部６に伝達するように構成されている。

ここで、給電アンテナ部３ａ〜３ｄのいずれかに受電装置２００または３００が接近した場合、あるいは、受電装置２００または３００が給電アンテナ部３ａ〜３ｄのいずれかに配置された状態から遠ざけられた場合には、アンテナコイル３１のインピーダンスが変化する。その結果、ノード９においてもインピーダンスが変化する。そして、給電装置１００（給電側制御部６）は、インピーダンス検出部７からのインピーダンスが変化したことを示す検出結果に基づいて、給電アンテナ部３ａ〜３ｄのいずれかに受電装置２００または３００が接近したか、あるいは、受電装置２００または３００が給電アンテナ部３ａ〜３ｄのいずれかに配置された状態から遠ざけられたかのどちらかが生じたことを検出することが可能になる。

そして、給電側制御部６は、インピーダンス検出部７からインピーダンスが変化したことを示す検出結果を取得した後、信号重畳部５の変調制御部５２に、選択信号ｈ１〜ｈ４を生成することを指令する制御信号を伝達するように構成されている。

また、給電側制御部６は、インピーダンス検出部７からインピーダンスが変化したことを示す検出結果を取得する以前に、いずれの受電装置に対しても給電を行っていない場合には、上記の検出結果を取得したことに応じて給電を開始するように構成されている。また、給電側制御部６は、給電中の場合でも、インピーダンス検出部７からインピーダンスが変化したことを示す検出結果が取得されない場合には、次にインピーダンス検出部７からインピーダンスが変化したことを示す検出結果が取得されるまで、選択信号ｈ１〜ｈ４を生成する制御信号は、変調制御部５２に伝達しない制御を行う。

〈応答情報の取得に関する構成〉
給電側通信部８は、無線通信用のアンテナ（図示せず）を含み、所定の規格（たとえば、Ａ４ＷＰ規格）に基づいた受電装置２００または３００の情報を、受電装置２００または３００から無線通信（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ規格に基づいた無線通信）により取得するように構成されている。

具体的には、図１に示すように、給電側通信部８は、受電装置２００の受電側通信部２０２から、無線通信により、変調信号Ｍに応じた応答情報、および、受電装置２００の情報を取得するように構成されている。また、給電側通信部８は、受電装置３００の受電側通信部３０３から、無線通信により、応答情報を含む受電装置３００の情報を取得するように構成されている。

たとえば、給電側通信部８は、変調信号Ｍに応じた応答情報、受電電圧情報、受電装置２００および３００の受電に関する特性の情報（たとえば、目標電圧値の情報、上限電圧値の情報）、および、消費電流の情報などを取得するように構成されている。

ここで、受電電圧情報、受電装置２００および３００の受電に関する特性の情報、および、消費電流の情報は、所定の規格（たとえば、Ａ４ＷＰ規格）に基づく情報である。なお、受電電圧情報、受電装置２００および３００の受電に関する特性の情報、および、消費電流の情報は、本発明の「所定の規格に基づいた外部受電装置の情報」の一例である。

なお、給電側制御部６は、後述するように受電装置３００からは、応答情報を、受電電圧情報に含んだ状態で取得するように構成されている。

〈受電装置の構成〉
次に、図４および図５を参照して、受電装置２００および３００の構成について説明する。なお、受電装置３００は、受電装置２００と同様の符号が付されているものに関しては同様に構成されているものとして、説明を省略する。

受電装置２００は、たとえば、携帯電話機（スマートフォン）からなる。受電装置２００には、受電アンテナ部２０１と、受電側通信部２０２と、整流回路２０３と、電源回路２０４と、負荷回路２０５と、受電側制御部２０６と、変調信号検出部２０７とが設けられている。

受電アンテナ部２０１は、受電アンテナコイル２１１および整合回路２１２を含む。受電アンテナコイル２１１は、アンテナコイル３１と電磁界結合するように構成されている。整合回路２１２は、電源回路２０４側と受電アンテナコイル２１１とのインピーダンスを整合する。また、整合回路２１２は、受電アンテナ部２０１が、給電アンテナ部３ａ〜３ｄの共振周波数と略同一の共振周波数を有する共振回路となるように、共振コンデンサ等を含んでいる。そして、受電アンテナ部２０１は、受電アンテナコイル２１１とアンテナコイル３１とが電磁界結合することにより、給電装置１００から電力を受電するように構成されている。

整流回路２０３は、複数のダイオードなどを含み、受電アンテナ２０１が受電した交流の電流を、直流の電流に変換するように構成されている。また、電源回路２０４は、ＤＣ／ＤＣコンバータおよび平滑回路などを含み、整流回路２０３からの電力の電圧を、負荷回路２０５の駆動に適した所定の電圧に変換するように構成されている。そして、電源回路２０４は、変換した電力を、負荷回路２０５など、受電装置２００の各部に供給するように構成されている。

負荷回路２０５は、たとえば、２次電池や、受電装置２００の各種機能（たとえば、スマートフォンとしての機能）を発揮するために電力を消費する回路として構成されている。

受電側制御部２０６は、受電装置２００の全体の制御を行うように構成されている。そして、受電側制御部２０６は、変調信号検出部２０７から検出信号に基づいて、受電側通信部２０２を介して、給電装置１００（給電側通信部８）に、応答情報を伝達するように構成されている。また、受電側制御部２０６は、受電電圧情報、受電装置２００の受電に関する特性の情報、および、消費電流の情報も同様に、受電側通信部２０２を介して、給電装置１００に伝達するように構成されている。

変調信号検出部２０７は、包絡線検波部２７１と、電圧比較部２７２とを含む。包絡線検波部２７１は、整流回路２０３と電源回路２０４との間の配線に接続されている。

包絡線検波部２７１は、検波回路を含み、整流回路２０３から電源回路２０４に供給される電力（たとえば、電圧値）の波形の包絡線を検波するように構成されている。包絡線検波部２７１は、電圧値の情報を、電圧比較部２７２に伝達するように構成されている。

電圧比較部２７２には、変調信号Ｍが含まれていることに起因する電圧値の低下を検出することが可能なしきい値電圧が、参照電圧として入力されている。そして、電圧比較部２７２は、包絡線検波部２７１から取得した電圧値の情報が、参照電圧よりも小さくなった場合には、受電側制御部２０６に、変調信号Ｍを検出したことを示す検出信号を伝達するように構成されている。

受電装置３００は、図５に示すように、受電側制御部３０１と、受電電圧検出部３０２と、受電側通信部３０３とを含む。

受電電圧検出部３０２は、整流回路２０３と電源回路２０４との間の電圧値を検出するように構成されている。そして、受電電圧検出部３０２は、検出した電圧値（受電電圧情報）を受電側制御部３０１に伝達するように構成されている。ここで、変調信号Ｍが重畳された電力を受電した場合には、受電電圧情報に、電圧値の変調の情報が含まれる。したがって、受電電圧情報には、変調信号Ｍに応じた応答情報が含まれることになる。

受電側制御部３０１は、応答情報を含む受電電圧情報、受電装置３００の受電に関する特性の情報、および、消費電流の情報を、受電側通信部３０３を介して、給電装置１００（給電側通信部８）に伝達するように構成されている。

（変調信号の重畳制御処理）
次に、図３および図６を参照して、第１実施形態の給電装置１００による変調信号Ｍの重畳制御処理フローについて説明する。以下の制御処理は、信号重畳部５（変調制御部５２）および給電側制御部６により実行される。

ここで、第１実施形態では、信号重畳部５により、インピーダンス検出部７により検出された給電アンテナ部３ａ〜３ｄのインピーダンスが変化したことに基づいて、電力の供給が開始されるとともに、電力に対して変調信号Ｍが重畳される。

具体的には、ステップＳ１において、インピーダンス検出用のビーコン電力（短期間供給される電力）が給電アンテナ部３ａ〜３ｄのそれぞれから供給（放出）される。その後、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２において、インピーダンス検出部７からインピーダンスが変化したことを示す検出結果を取得したか否かが判断される。インピーダンスが変化したことを示す検出結果を取得した場合には、ステップＳ３に進み、インピーダンスが変化したことを示す検出結果を取得していない場合には、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ３において、給電用の電力の供給が開始される。すなわち、電源部１の駆動部１１を駆動させて、電力分配部２および給電アンテナ部３ａ〜３ｄ側に電力が供給される。その後、ステップＳ４に進む。

ここで、第１実施形態の給電装置１００によるステップＳ４〜Ｓ１３は、信号重畳部５により、給電アンテナ部３ａ〜３ｄのそれぞれに対応させるように、時分割された期間Ｔ１１〜Ｔ１４（図３参照）に、順次、選択信号ｈｉ（選択信号ｈ１〜ｈ４）を変調回路５３に伝達して、変調信号Ｍ（ゲイン制御信号）を電力に重畳するためのループを構成する。

まず、ステップＳ４において、選択信号ｈｉにおけるｉが１として設定される。その後、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５において、選択信号ｈｉが変調回路５１ａ〜５１ｄのいずれかに伝達され、受電装置２００に供給される電力に対して、変調信号Ｍの重畳が開始される。たとえば、ｉが１として設定されている場合には、変調制御部５２から、選択信号ｈ１が変調回路５１ａに伝達され、給電アンテナ部３ａに変調信号Ｍが重畳された電力が供給される。その後、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６において、期間Ｔ１（図３参照）の経過が待たれる。すなわち、期間Ｔ１の間、電力に対して変調信号Ｍが重畳された状態が維持される。その後、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７において、選択信号ｈｉを変調回路５３に伝達するのが停止され、受電装置２００に供給される電力に対して、変調信号Ｍが重畳されるのが停止される。その後、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８において、期間Ｔ２（図３参照）の経過が待たれる。すなわち、期間Ｔ２は、応答情報を取得するための期間であり、期間Ｔ２には、給電アンテナ部３ａ〜３ｄのいずれからの電力に対しても変調信号Ｍが重畳されない状態が維持される。その後、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９において、期間Ｔ２に、応答情報を取得したか否かが判断される。期間Ｔ２に、応答情報を取得した場合には、ステップＳ１０に進み、期間Ｔ２に、応答情報を取得しなかった場合には、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ１０において、応答情報と給電アンテナ部３ａ〜３ｄとの対応付けが行われる。すなわち、応答情報を生成した受電装置２００または３００と、ｉに対応する給電アンテナ部３ａ〜３ｄのうちのいずれかとの対応づけが行われる。たとえば、ｉが１の場合には、給電アンテナ部３ａから供給される電力のみに変調信号Ｍが重畳されているので、応答情報を出力した受電装置２００または３００には、給電アンテナ部３ａから給電が行われていると判断される。その後、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ９において応答情報を取得しなかった場合に進む、ステップＳ１１において、ｉに対応する給電アンテナ部（給電アンテナ部３ａ〜３ｄのうちのいずれか）の近傍には、受電装置が配置されておらず、ｉに対応する給電アンテナ部から受電装置２００および３００には、給電が行われていないと判断する。その後、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２において、ｉが４であるか否かが判断される。ｉが４である場合、ステップＳ１４に進み、ｉが４でない（ｉが１〜３のいずれかである）場合、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３において、ｉに１が加えられる。その後、ステップＳ５に戻る。

ステップＳ１２においてｉが４である場合に進むステップＳ１４において、受電装置２００または３００に給電が行われているか否かが判断される。すなわち、ステップＳ５〜Ｓ１３のループにおいて、給電アンテナ部３ａ〜３ｄのうちのいずれかから受電装置２００または３００に給電が行われていると判断された場合には、ステップＳ１５に進む。また、給電アンテナ部３ａ〜３ｄのうちのいずれからも受電装置２００または３００に給電が行われていないと判断された場合には、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１５において、インピーダンス検出部７からインピーダンスが変化したことを示す検出結果を取得したか否かが判断される。インピーダンスが変化したことを示す検出結果を取得した場合には、ステップＳ４に進み、インピーダンスが変化したことを示す検出結果を取得していない場合には、ステップＳ１４に戻る。すなわち、この場合における、インピーダンスが変化したことを示す検出結果を取得することは、給電中の受電装置２００および３００のいずれかが給電アンテナ部３ａ〜３ｄの近傍から遠ざけられたか、または、新たな受電装置２００または３００が接近したことを示している。

ステップＳ１４において給電アンテナ部３ａ〜３ｄのうちのいずれからも受電装置２００に給電が行われていないと判断された場合に進む、ステップＳ１６において、給電用の電力の供給が停止される。すなわち、給電アンテナ部３ａ〜３ｄのいずれの近傍にも受電装置２００が配置されていない場合には、給電が終了される。その後、ステップＳ１に戻る。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、給電装置１００に、給電アンテナ部３ａ〜３ｄから受電装置２００および３００に供給される電力に対してそれぞれ変調信号Ｍを重畳する信号重畳部５と、受電装置１００から、変調信号Ｍに応じた応答情報を取得する給電側通信部８とを設ける。これにより、比較的離れた位置に配置されている受電装置２００および３００に、電力と共に変調信号Ｍを伝達することができる。その結果、変調信号Ｍに応じた応答情報に基づいて、受電装置２００または３００が給電アンテナ部３ａ〜３ｄのうちのいずれの給電アンテナ部の近傍に配置されているかを判断することができる。その結果、電磁誘導方式に比べて給電範囲が大きい磁界共鳴方式を用いて給電を行う場合にも、受電装置２００および３００が給電アンテナ部３ａ〜３ｄのうちのいずれの給電アンテナ部の近傍に配置されているかが判断された状態で、電力を供給することができる。また、信号重畳部５を受電装置２００および３００に伝達される電力に対して変調信号Ｍを重畳するように構成することにより、給電を継続しながら、給電側通信部８により、受電装置２００および３００からの応答情報を取得することができる。また、信号重畳部５を、受電装置２００および３００に供給される電力に対して変調信号Ｍを重畳するように構成することにより、電力に変調信号Ｍを重畳しないで給電するとともに、給電する期間とは別の期間に変調信号Ｍに相当する信号を受電装置２００および３００に伝達する場合と異なり、給電を継続しながら、変調信号Ｍを受電装置２００および３００に伝達することができる。そして、信号重畳部５を、受電装置２００および３００に供給される電力に対して変調信号Ｍを重畳するように構成することにより、給電アンテナ部３ａ〜３ｄを用いて変調信号Ｍを受電装置２００および３００に伝達することができるので、信号を伝達するための専用のアンテナを別途設ける必要がない。その結果、信号を伝達するための専用のアンテナを別途設ける必要がない分、給電装置１００が大型化するのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、信号重畳部５を、給電アンテナ部３ａ〜３ｄのそれぞれに対応させるように、時分割された期間（期間Ｔ１１〜Ｔ１４）に電力に対して変調信号Ｍを重畳するように構成する。これにより、応答情報を取得した時期に基づいて、時分割された期間のうちのいずれの期間に変調信号Ｍを重畳したかを判断することができるので、電力に重畳された変調信号Ｍが、給電アンテナ部３ａ〜３ｄのうちのいずれの給電アンテナ部から受電装置２００または３００に供給された変調信号Ｍであるかを、容易に、判断することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、給電装置１００に、応答情報を、受電装置２００および３００から無線通信により取得する給電側通信部８を設ける。これにより、無線通信により、容易に、応答情報を取得することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、インピーダンス検出部７を、給電アンテナ部３ａ〜３ｄのインピーダンスを検出するように構成する。そして、信号重畳部５を、インピーダンス検出部７により検出された給電アンテナ部３ａ〜３ｄのインピーダンスが変化したことに基づいて、電力に対して変調信号Ｍを重畳するように構成する。これにより、給電アンテナ部３ａ〜３ｄのインピーダンスは、受電装置２００および３００等のインピーダンスを変化させる物体の接近、または、物体が遠ざかることに起因して変化するので、給電アンテナ部３ａ〜３ｄの近傍に受電装置２００および３００が配置された時点、または、給電アンテナ部３ａ〜３ｄの近傍から受電装置２００および３００が遠ざけられた時点に応じて、信号重畳部５により、電力に対して変調信号Ｍを重畳させることができる。その結果、不要に信号重畳部５を動作させる必要がなくなるので、不要な信号重畳部５の動作がなくなる分、信号重畳部５の負担を軽減させることができる。

［第２実施形態］
次に、図７〜図９を参照して、第２実施形態による給電装置４００の構成について説明する。第２実施形態による給電装置４００には、給電側通信部８が設けられていた第１実施形態の給電装置１００と異なり、復調部４０８が設けられている。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。

（第２実施形態による給電装置の構成）
図７に示すように、第２実施形態による給電装置４００には、信号重畳部４０５と、給電側制御部４０６と、復調部４０８とが設けられている。なお、復調部４０８は、本発明の「情報取得部」の一例である。

ここで、第２実施形態では、図８に示すように、信号重畳部４０５は、給電アンテナ部３ａ〜３ｄのそれぞれに対応させるように、互いに異なる種類の変調信号Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）を電力に対して重畳するように構成されている。具体的には、信号重畳部４０５は、給電アンテナ部３ａ〜３ｄのそれぞれに対応させるように、変調信号Ｍが重畳される時間（変調期間）が互いに異なる変調信号Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）を電力に対して重畳するように構成されている。

信号重畳部４０５は、図７示すように、変調制御部４５２を含む。変調制御部４５２は、図８に示すように、給電側制御部４０６からの指令により、変調期間Ｔ２１を有する選択信号ｈ１、変調期間Ｔ２２を有する選択信号ｈ２、変調期間Ｔ２３を有する選択信号ｈ３、変調期間Ｔ２４を有する選択信号ｈ４を生成するように構成されている。これにより、信号重畳部４０５は、変調期間Ｔ２１を有する選択信号ｈ１により変調信号Ｍ１を生成して、変調期間Ｔ２２を有する選択信号ｈ２により変調信号Ｍ２を生成して、変調期間Ｔ２３を有する選択信号ｈ３により変調信号Ｍ３を生成して、変調期間Ｔ２４を有する選択信号ｈ４により変調信号Ｍ４を生成する。たとえば、変調期間Ｔ２２は、変調期間Ｔ２１の２倍の長さの期間、変調期間Ｔ２３は、変調期間Ｔ２１の３倍の長さの期間、変調期間Ｔ２４は、変調期間Ｔ２１の４倍の長さの期間となるように設定されている。

なお、変調制御部４５２は、給電側制御部４０６からの指令により、期間Ｔ３１に、選択信号ｈ１〜ｈ４の生成の開始を同時に行うように構成されている。

また、第２実施形態では、給電側制御部４０６は、復調部４０８および信号重畳部４０６を制御して、信号重畳部４０６が電力に対して変調信号Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）を重畳する期間Ｔ３１と、復調部４０８が応答情報を取得する期間Ｔ３２とが、重複しないように動作するように構成されている。この構成による制御処理の詳細は、図１０のフローチャートを用いて後述する。

また、第２実施形態では、復調部４０８は、復調回路を含み、受電装置５００により電力に対する負荷が変調されることにより生成された応答情報を、給電アンテナ部３ａ〜３ｄのいずれかを介して取得して、取得した応答情報を復調するように構成されている。具体的には、復調部４０８は、ノード９に接続されており、インピーダンス（受電装置５００の負荷）の変化の情報を取得するように構成されている。

（第２実施形態による受電装置の構成）
図９に示すように、第２実施形態による受電装置５００は、受電側制御部５０１と、負荷変調回路５０２とを含み、変調信号Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）を取得した場合には、変調信号Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）に応じて電力に対する負荷を変調することにより、応答情報を生成するように構成されている。

具体的には、負荷変調回路５０２は、負荷５２１と、負荷制御部５２２と、スイッチ部５２３とを含む。スイッチ部５２３は、整流回路２０３および電源回路２０４と、負荷５２１との間に配置されており、整流回路２０３および電源回路２０４と、負荷５２１との間が導通する状態と、切断する状態とを切り替え可能に構成されている。

負荷制御部５２２は、受電側制御部５０１の指令に基づいて、スイッチ部５２３の動作を制御するように構成されている。受電側制御部５０１は、変調信号検出部２０７から変調信号Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）を検出したことを示す検出信号を取得した場合に、期間Ｔ２５の経過後、期間Ｔ２６（図８参照）の間に、スイッチ部５２３をオン（導通状態）にして、電力に対する負荷を増大させる制御を行うように構成されている。すなわち、受電側制御部５０１は、変調信号Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）を取得して期間Ｔ２５の経過後、期間Ｔ２６の間、電力に対する負荷を、増大させることを応答情報として、応答情報を、給電アンテナ部３ａ〜３ｄのいずれかを介して、給電装置４００に対して伝達するように構成されている。

そして、給電装置４００の復調部４０８は、電力の波形を、変調信号Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）に応じた復調を行うことにより、応答情報を取得するように構成されている。

また、第２実施形態による給電装置３００のその他の構成は、第１実施形態における給電装置１００と同様である。

（変調信号の重畳制御処理）
次に、図１０を参照して、第２実施形態の給電装置４００による変調信号Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）の重畳制御処理フローについて説明する。以下の制御処理は、信号重畳部４０５（変調制御部４５２）および給電側制御部４０６により実行される。なお、上記第１実施形態における処理（図６参照）と同一の処理については、同じ符号（ステップの符号）を付してその説明を省略する。

まず、ステップＳ１〜Ｓ３が実行される。その後、ステップＳ１０１に進む。

ここで、ステップＳ１０１〜Ｓ１０６は、信号重畳部４０５が電力に対して変調信号Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）を重畳する期間Ｔ３１（図８参照）に対応する。

まず、ステップＳ１０１において、選択信号ｈ１〜ｈ４の全てを変調回路５１ａ〜５１ｄに伝達して、給電アンテナ部３ａ〜３ｄの全てから同時に、変調信号Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）の重畳が開始される。その後、ステップＳ１０２に進む。

まず、ステップＳ１０２において、ｉが１として設定される。その後、ステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３において、期間Ｔ２１（図８参照）の経過が待たれる。すなわち、期間Ｔ２１の間、電力に対して変調信号Ｍが重畳された状態が維持される。その後、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４において、選択信号ｈｉを停止して、対応する変調信号Ｍの重畳を停止する。その後、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５において、ｉが４であるか否かが判断される。ｉが４である場合、ステップＳ１０７に進み、ｉが４でない（ｉが１〜３のいずれかである）場合、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６において、ｉに１が加えられる。その後、ステップＳ１０３に戻る。

ステップＳ１０７において、ｉが１として設定される。その後、ステップＳ１０８に進む。

ここで、ステップＳ１０８〜Ｓ１１３は、復調部４０８が応答情報を取得する期間Ｔ３２（図８参照）に対応する。

ステップＳ１０８において、期間Ｔ２１の経過が待たれる。その後、ステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０９において、応答情報を取得したか否かが判断される。応答情報を取得した場合には、ステップＳ１１０に進み、応答情報を取得しなかった場合には、ステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１１０において、応答情報と給電アンテナ部３ａ〜３ｄとの対応付けが行われる。すなわち、応答情報を生成した受電装置５００と、ｉに対応する給電アンテナ部３ａ〜３ｄのうちのいずれかとの対応づけが行われる。その後、ステップＳ１１２に進む。

ステップＳ１０９において応答情報を取得しなかった場合に進む、ステップＳ１１１において、ｉに対応する給電アンテナ部（給電アンテナ部３ａ〜３ｄのうちのいずれか）の近傍には、受電装置５００が載置されておらず、ｉに対応する給電アンテナ部から受電装置５００には、給電が行われていないと判断する。その後、ステップＳ１１２に進む。

ステップＳ１１２において、ｉが４であるか否かが判断される。ｉが４である場合、ステップＳ１４に進み、ｉが４でない（ｉが１〜３のいずれかである）場合、ステップＳ１１３に進む。

ステップＳ１１３において、ｉに１が加えられる。その後、ステップＳ１０８に戻る。

ステップＳ１１２においてｉが４である場合、ステップＳ１４〜Ｓ１６が実行される。

（応答情報の生成制御処理）
次に、図１１を参照して、第２実施形態の受電装置５００による応答情報の生成制御処理フローについて説明する。以下の制御処理は、受電側制御部５０１により実行される。

まず、ステップＳ２０１において、変調信号検出部２０７から変調信号を検出したことを示す検出信号を取得したか否かが判断される。変調信号を検出したことを示す検出信号を取得するまで、この判断は繰り返され、変調信号を検出したことを示す検出信号を取得した場合には、ステップＳ２０２に進む。

まず、ステップＳ２０２において、期間Ｔ２５の経過が待たれる（図８参照）。その後、ステップＳ２０３に進む。

まず、ステップＳ２０３において、期間Ｔ２６に、負荷変調回路５０２により電力に対する負荷を変調することにより、応答情報が生成される。その後、第２実施形態の受電装置５００による応答情報の生成制御処理は終了される。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記のように、信号重畳部４０５を、給電アンテナ部３ａ〜３ｄのそれぞれに対応させるように、互いに異なる種類の変調信号Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）を電力に対して重畳するように構成する。これにより、応答情報が、変調信号Ｍ１〜Ｍ４のうちのいずれの種類の変調信号Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）に応じた情報であるかを判断することができるので、電力に重畳された変調信号Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）が、給電アンテナ部３ａ〜３ｄのうちのいずれの給電アンテナ部から受電装置５００に供給された変調信号Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）であるかを、より容易に、判断することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、復調部４０８を、受電装置５００により電力に対する負荷が変調されることにより生成された応答情報を、給電アンテナ部３ａ〜３ｄを介して取得して、取得した応答情報を復調するように構成する。これにより、給電アンテナ部３ａ〜３ｄを無線通信するための手段として用いることができるので、給電アンテナ部３ａ〜３ｄとは、別個に無線通信用のアンテナを設ける必要がない。その結果、給電アンテナ部３ａ〜３ｄとは、別個に無線通信用のアンテナを設ける必要がない分、給電装置４００が大型化するのを抑制することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、復調部４０８および信号重畳部４０５を、信号重畳部４０５が電力に対して変調信号Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）を重畳する期間Ｔ３１と、復調部４０８が応答情報を取得する期間Ｔ３２とが、重複しないように動作するように構成する。これにより、応答情報を取得して復調する際に、応答情報に変調信号Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）が混入するのを抑制することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、変調信号Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）に応じて、受電装置５００の電力に対する負荷を変調することにより、応答情報を生成するステップを設ける。これにより、負荷を変調することにより、容易に、給電アンテナ部３ａ〜３ｄを介して給電装置４００に伝達可能な変調信号Ｍ（Ｍ１〜Ｍ４）に応じた応答情報を生成することができる。

また、第２実施形態による給電装置４００のその他の効果は、第１実施形態における給電装置１００と同様である。

［第３実施形態］
次に、図１２を参照して、第３実施形態による給電装置６００の構成について説明する。第３実施形態による給電装置６００は、給電アンテナ部３ａ〜３ｄがそれぞれ同様に構成されていた、第１実施形態による給電装置１００と異なり、受電装置（受電装置７００おまたは７１０）に電力を供給する際における最適な電力供給量が、互いに異なる複数のアンテナコイルを含む。なお、上記第１実施形態または上記第２実施形態と同一の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。

（第３実施形態による給電装置の構成）
図１２に示すように、第３実施形態による給電装置６００には、小型給電アンテナ部６０３ａと、中型給電アンテナ部６０３ｂと、大型給電アンテナ部６０３ｃと、信号重畳部６０５と、給電側制御部６０６と、報知部６０７とが設けられている。

ここで、第３実施形態では、小型給電アンテナ部６０３ａ、中型給電アンテナ部６０３ｂ、および、大型給電アンテナ部６０３ｃは、受電装置７００および７１０に電力を供給する際における最適な電力供給量が、互いに異なるアンテナコイル（アンテナコイル６３１ａ〜６３１ｃ）を含むように構成されている。

なお、本願明細書では、最適な電力供給量とは、最も給電効率が大きい状態で給電することが可能な電力供給量を意味するものとして記載している。

具体的には、小型給電アンテナ部６０３ａは、受電装置７００および７１０に電力を供給する際における最適な電力供給量が比較的小さい（たとえば、３Ｗ未満）アンテナコイル６３１ａを含む。また、中型給電アンテナ部６０３ｂは、受電装置７００および７１０に電力を供給する際における最適な電力供給量が中程度（たとえば、３Ｗ以上１０Ｗ未満）のアンテナコイル６３１ｂを含む。大型給電アンテナ部６０３ｃは、受電装置７００および７１０に電力を供給する際における最適な電力供給量が比較的大きい（たとえば、１０Ｗ以上）アンテナコイル６３１ｃを含む。

なお、アンテナコイル６３１ａ〜６３１ｃの最適な電力供給量は、コイル自体の大きさにより設定されていてもよいし、コイルの巻数や、巻線の太さなどにより設定されていてもよい。

ここで、第３実施形態では、応答情報は、受電装置７００または７１０が要求する電力量の情報を含む。そして、給電側制御部６０６は、応答情報に基づいて、アンテナコイル６３１ａ〜６３１ｃのうち、受電装置７００または７１０が要求する電力量の情報に対応する最適な電力供給量を有するアンテナコイルがいずれのアンテナコイル（アンテナコイル６３１ａ〜６３１ｃのうちのいずれか）であるかを判断するように構成されている。

具体的には、図１２に示すように、受電装置７００は、小型受電アンテナ部７０１と、受電側通信部７０２と、受電側制御部７０３とを含む。また、受電装置７００は、比較的小さい（たとえば、１Ｗ）消費電力を有する。そして、小型受電アンテナ部７０１は、１Ｗの消費電力に対応した電力（たとえば、１Ｗ）を受電する場合に、最も効率よく受電されるように構成されている。すなわち、この場合、小型受電アンテナ部７０１に適したアンテナコイルは、上記の小型給電アンテナ部６０３ａのアンテナコイル６３１ａである。

そして、受電装置７００の受電側制御部７０３は、受電側通信部７０２を介して、給電装置６００に、要求する電力量の情報（たとえば、１Ｗの電力を要求する情報）を伝達する。なお、１Ｗの電力を要求する情報は、電力量の値そのものに限らず、電圧値、電流値、または、電圧値および電流値の組み合わせの少なくともいずれかの情報を含んでいればよい。

そして、受電装置７１０は、中型受電アンテナ部７１１と、受電側通信部７１２と、受電側制御部７１３とを含む。また、受電装置７１０は、中程度（たとえば、５Ｗ）の消費電力を有する。この場合、中型受電アンテナ部７１１に適したアンテナコイルは、上記の中型給電アンテナ部６０３ｂのアンテナコイル６３１ｂである。

そして、受電装置７１０の受電側制御部７１３は、受電側通信部７１２を介して、給電装置６００に、要求する電力量の情報として（たとえば、５Ｗの電力を要求する情報）を伝達する。

給電側制御部６０６は、給電側通信部８を介して、受電装置７００および７１０から、要求する電力量の情報を含む応答情報を取得するように構成されている。そして、給電側制御部６０６は、第１実施形態による給電装置１００と同様に、受電装置７００および７１０がいずれかの給電アンテナ部の近傍に配置されているか（いずれの給電アンテナ部から給電が行われているか）を判断するように構成されている。

ここで、第３実施形態では、給電側制御部６０６は、受電装置７００および７１０が要求する電力量の情報に対応する最適な電力供給量を有するアンテナコイルがいずれのアンテナコイル（アンテナコイル６３１ａ〜６３１ｃ）であるかを判断するように構成されている。

ここで、報知部６０７は、音または光等を発するように構成されている。そして、給電側制御部６０６は、受電装置７００および７１０が、要求する電力量に対応する最適な電力供給量を有するアンテナコイルに配置されていない場合には、報知部６０７により、ユーザに対して、受電装置７００または７１０を現在配置されている給電アンテナ部（アンテナコイル）とは異なる給電アンテナ部の近傍に配置するように報知する制御を行うように構成されている。

たとえば、給電側制御部６０６は、消費電力が１Ｗの受電装置７００が、大型給電アンテナ部６０３ｃに配置されていると判断した場合には、報知部６０７により、ユーザに対して、受電装置７００を、小型給電アンテナ部６０３ａに配置するように報知する制御を行うように構成されている。

また、第３実施形態による給電装置６００のその他の構成は、第１実施形態における給電装置１００と同様である。

（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第３実施形態では、上記のように、小型給電アンテナ部６０３ａ、中型給電アンテナ部６０３ｂ、および、大型給電アンテナ部６０３ｃを、受電装置７００および７１０に電力を供給する際における最適な電力供給量が、互いに異なるアンテナコイル（アンテナコイル６３１ａ〜６３１ｃ）を含むように構成する。また、応答情報は、受電装置７００または７１０が要求する電力量の情報を含む。そして、給電側制御部６０６を、応答情報に基づいて、アンテナコイル６３１ａ〜６３１ｃのうち、受電装置７００または７１０が要求する電力量の情報に対応する最適な電力供給量を有するアンテナコイルがいずれのアンテナコイル（アンテナコイル６３１ａ〜６３１ｃのうちのいずれか）であるかを判断するように構成する。これにより、アンテナコイル６３１ａ〜６３１ｃのうち、受電装置７００および７１０に対して最適なアンテナコイルを判断することができる。

また、第３実施形態による給電装置６００のその他の効果は、第１実施形態における給電装置１００と同様である。

［第４実施形態］
次に、図３および図１３を参照して、第４実施形態による給電装置８００の構成について説明する。第４実施形態による給電装置８００は、振幅変調回路または振幅偏移変調回路により構成されている変調回路５１ａ〜５１ｄを用いて、変調信号Ｍを電力に重畳するように構成されていた、第１実施形態による給電装置１００の構成と異なり、共振回路８３０の共振周波数を、期間Ｔ１の間に、共振周波数ｆ１から共振周波数ｆ２に変更することにより、変調信号Ｍを電力に対して重畳するように構成されている。なお、上記第１実施形態〜上記第３実施形態と同一の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。

（第４実施形態による給電装置の構成）
図１３に示すように、第４実施形態による給電装置８００には、信号重畳回路８０５と、給電アンテナ部８０３ａ〜８０３ｄとが設けられている。

ここで、第４実施形態では、給電アンテナ部８０３ａ〜８０３ｄは、それぞれ、所定の共振周波数ｆ１を有する共振回路８３０を含み、信号重畳部８０５は、共振回路８３０の共振周波数を、期間Ｔ１の間、共振周波数ｆ１から共振周波数ｆ２に変更することにより、変調信号Ｍを電力に対して重畳するように構成されている。なお、共振周波数ｆ１は、本発明の「所定の共振周波数」の一例である。

具体的には、信号重畳回路８０５は、変調回路８５１と、変換制御部５２とを含む。変調回路８５１は、スイッチ部８５１ａと、コンデンサ８５１ｂとを含む。コンデンサ８５１ａは、整合回路８３２の共振コンデンサ８３２ａに対して並列に配置されている。そして、スイッチ部８５１ａは、変換制御部５２から選択信号ｈ１〜ｈ４を取得した場合には、コンデンサ８５１ｂと共振コンデンサ８３２ａとが切断される状態から並列に接続される状態に切り替えるように構成されている。

ここで、共振回路８３０は、アンテナコイル３１と、整合回路８３２と、変調回路８５１とからなる。そして、共振回路８３０は、変調回路８５１のコンデンサ８５１ｂと共振コンデンサ８３２ａとが切断される状態では、共振周波数ｆ１を有し、変調回路８５１のコンデンサ８５１ｂと共振コンデンサ８３２ａとが並列に接続される状態では、共振周波数ｆ２を有する。また、整合回路８３２は、共振コンデンサ８３２ａと集中定数素子８３２ｂとを含む。

そして、共振周波数ｆ１は、たとえば、所定の規格に基づいた値に設定されており、給電装置８００により給電を行う場合に、最も効率良く給電することが可能な共振周波数として設定されている。また、共振周波数ｆ２は、共振周波数ｆ１に比べて、給電効率が低下するように設定されている。これにより、図３に示すように、給電装置８００は、共振回路８３０の共振周波数が、期間Ｔ１、共振周波数ｆ１から共振周波数ｆ２に変更されることにより、期間Ｔ１では、給電電力が低下して、変調信号Ｍを電力に対して重畳されるように構成されている。

また、第４実施形態による給電装置８００のその他の構成は、第１実施形態における給電装置１００と同様である。

（第４実施形態の効果）
第４実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第４実施形態では、上記のように、給電アンテナ部８０３ａ〜８０３ｄに、それぞれ、所定の共振周波数ｆ１を有する共振回路８３０を設ける。また、信号重畳部８０５を、共振回路８３０の共振周波数が、期間Ｔ１の間、共振周波数ｆ１から共振周波数ｆ２に変更することにより、変調信号Ｍを電力に対して重畳するように構成する。これにより、信号重畳部８０５を、共振回路８３０の整合回路８３２の一部（共振コンデンサ８３２ａ）を用いて構成することができるので、整合回路８３２とは別個に信号重畳部８０５を設ける場合に比べて、信号重畳部８０５および共振回路８３０の構成が複雑化するのを抑制することができる。

また、第４実施形態による給電装置８００のその他の効果は、第１実施形態における給電装置１００と同様である。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１〜第４実施形態では、本発明の受電装置を、携帯電話（スマートフォン）に適用する例を示したが、本発明はこれに限らない。すなわち、受電装置を携帯電話以外に適用してもよい。たとえば、電気自動車などの輸送機器に適用してもよい。この場合、給電装置は、輸送機器のための給電ステーションとして構成されていてもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、給電装置を、給電アンテナ部を３つまたは４つ含むように構成する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、給電装置に、給電アンテナ部を２つまたは５つ以上含むように構成してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、受電装置から給電装置に応答情報とともに、応答情報以外の情報（受電電圧値など）を伝達するように構成する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、受電装置から給電装置に応答情報のみを伝達するように構成してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、給電装置を、電源部と給電アンテナ部との間に電力分配部を設けるように構成する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、給電アンテナ部ごとに、電源部（駆動部）を配置するように構成してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、電力分配部を、１次側が直列に接続され、２次側が並列に接続されたトランスを含むように構成する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、電力分配部を、１次側が並列に接続されるとともに、２次側が並列に接続されたトランスを含むように構成してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、インピーダンス検出部を、電力分配部の１次側に設ける例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、インピーダンス検出部を、電力分配部の２次側に、給電アンテナ部に対してそれぞれ設けてもよい。

また、上記第２実施形態では、復調部を、電力分配部の１次側に設ける例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、復調部を、電力分配部の２次側に、給電アンテナ部に対してそれぞれ設けてもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、給電装置を、変調信号として、電力の大きさを所定の期間小さくすることにより、電力に対して変調信号が重畳されるように構成したが、本発明はこれに限らない。たとえば、給電装置を、変調信号として、電力の大きさを所定の期間大きくすることにより、電力に対して変調信号が重畳されるように構成してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、受電装置の変調信号検出部を、整流回路と電源回路との間に接続するように構成する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、図１４の変形例に示すように、受電装置９００の変調信号検出部９０１を、整合回路２１２と整流回路２０３との間に接続するように構成してもよい。

ここで、図１４に示すように、第１〜第４実施形態の変形例による受電装置９００は、変調信号検出部９０１を含む。変調信号検出部９０１は、包絡線検出部９０２を含み、包絡線検出部９０２は、整合回路２１２と整流回路２０３との間に接続されている。そして、包絡線検出部９０２は、整合回路２１２から整流回路２０３に供給される交流の電力の包絡線を検波して、検波した結果を電圧比較部２７２に伝達するように構成されている。

また、第１〜第４実施形態では、説明の便宜上、本発明の制御部の処理を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部の処理動作を、イベントごとに処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。

１ 電源部
３ａ〜３ｄ、８０３ 給電アンテナ部
５、４０５、６０５、８０５ 信号重畳部
７ インピーダンス検出部
８ 給電側通信部（通信部、情報取得部）
３１、６３１ａ〜６３１ｃ アンテナコイル
５１ａ〜５１ｄ、８５１ 変調回路（振幅変調回路、振幅偏移変調回路）
１００、４００、６００、８００ 給電装置
２００、３００、５００、７００、７１０、９００ 受電装置（外部受電装置）
４０８ 復調部（情報取得部）
６０３ａ 小型給電アンテナ部（給電アンテナ部）
６０３ｂ 中型給電アンテナ部（給電アンテナ部）
６０３ｃ 大型給電アンテナ部（給電アンテナ部）
８３０ 共振回路

Claims (12)

1. 電源部と、
   前記電源部から供給された電力を、外部受電装置に供給する複数の給電アンテナ部と、
   前記電源部と前記複数の給電アンテナ部との間にそれぞれ設けられ、前記複数の給電アンテナ部から前記外部受電装置に供給される前記電力に対してそれぞれ変調信号を重畳する信号重畳部と、
   前記外部受電装置から、前記変調信号に応じた応答情報を取得する情報取得部とを備える、給電装置。
2. 前記信号重畳部は、前記複数の給電アンテナ部に、時分割された期間に前記電力に対して前記変調信号を重畳するように構成されている、請求項１に記載の給電装置。
3. 前記信号重畳部は、前記複数の給電アンテナ部に、互いに異なる種類の前記変調信号を前記電力に対して重畳するように構成されている、請求項１に記載の給電装置。
4. 前記複数の給電アンテナ部は、前記外部受電装置に前記電力を供給する際における最適な電力供給量が、互いに異なる複数のアンテナコイルを含み、
   前記応答情報は、前記外部受電装置が要求する電力量の情報を含み、
   前記応答情報に基づいて、前記複数のアンテナコイルのうち、前記外部受電装置が要求する電力量の情報に対応する前記最適な電力供給量を有する前記アンテナコイルがいずれの前記アンテナコイルであるかを判断する制御部をさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の給電装置。
5. 前記情報取得部は、前記応答情報を、前記外部受電装置から無線通信により取得するように構成されている通信部を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の給電装置。
6. 前記情報取得部は、前記外部受電装置により前記電力に対する負荷が変調されることにより生成された前記応答情報を、前記給電アンテナ部を介して取得して、取得した前記応答情報を復調する復調部を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の給電装置。
7. 前記情報取得部および前記信号重畳部は、前記信号重畳部が前記電力に対して前記変調信号を重畳する期間と、前記情報取得部が前記応答情報を取得する期間とが、重複しないように動作するように構成されている、請求項６に記載の給電装置。
8. 前記信号重畳部は、前記電力の振幅を変調するように構成されている、振幅変調回路または振幅偏移変調回路のうちのいずれか一方を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の給電装置。
9. 前記複数の給電アンテナ部は、それぞれ、所定の共振周波数を有する共振回路を含み、
   前記信号重畳部は、前記共振回路の共振周波数を、所定の期間、前記所定の共振周波数から変更することにより、前記変調信号を前記電力に対して重畳するように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の給電装置。
10. 前記複数の給電アンテナ部のインピーダンスを検出するインピーダンス検出部をさらに備え、
    前記信号重畳部は、前記インピーダンス検出部により検出された前記給電アンテナ部のインピーダンスが変化したことに基づいて、前記電力に対して前記変調信号を重畳するように構成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の給電装置。
11. 複数の給電アンテナ部から受電装置に電力を供給するステップと、
    前記電力に対して変調信号を重畳するステップと、
    前記変調信号に応じた応答情報を前記受電装置から取得するステップとを備える、給電方法。
12. 前記変調信号に応じて、前記受電装置の前記電力に対する負荷を変調することにより、前記応答情報を生成するステップをさらに備える、請求項１１に記載の給電方法。

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