JP2021129457A - 送電装置、受電装置、それらの制御方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】送電を停止した状態での送電コイルの送電波形に基づくＱ値を用いた異物検出のためのより適切な制御方法を提供する。
【解決手段】送電装置において、制御部は、送電コイルを介して受電装置に無線で送電を行い、時間領域において送電コイルのＱ値を測定し、時間領域において測定されたＱ値と、受電装置から取得された情報に基づくＱ値の基準値とに基づいて、受電装置とは異なる物体（異物）の存否を判定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、無線電力伝送技術に関する。

無線電力伝送システムの技術開発は広く行われている。特許文献１には、無線充電規格の標準化団体Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ（ＷＰＣ）が策定する規格（ＷＰＣ規格）に準拠した送電装置および受電装置が開示されている。さらに、特許文献１には、送受電装置の近傍に異物が存在する場合に当該異物を検出し送受電を制限する異物検出方法が開示されている。

また、特許文献２には、無線電力伝送システムのコイルのＱ値（Ｑｕａｌｉｔｙ ｆａｃｔｏｒ）の測定方法が開示されている。さらに、特許文献２には、無線電力伝送システムの送電コイルにある期間高周波信号を印加し、送電コイル内部の電圧の時間変化からＱ値を測定し、当該Ｑ値の変化によって異物を検出する技術が開示されている。

特開２０１７―７００７４号公報 特開２０１７−０２２９９９号公報

特許文献２に開示されているような送電コイル内部の電圧の時間変化からＱ値を測定することによって異物を検出する技術について、より適切に行う方法が、これまでに提案されていなかった。

本発明は上記課題に鑑みてなされてものであり、送電を停止した状態での前記送電コイルの送電波形に基づくＱ値を用いた異物検出のためのより適切な制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための一手段として、本発明の送電装置は以下の構成を有する。すなわち、
送電装置であって、
送電コイルを介して受電装置に無線で送電を行う送電手段と、
送電を停止した状態での送電波形に基づくＱ値を測定する測定手段と、
前記受電装置から情報を取得する取得手段と、
前記測定手段により測定された送電波形に基づくＱ値と、前記取得手段により取得された情報に基づくＱ値の基準値とに基づいて、前記受電装置とは異なる物体の存否を判定する判定手段と、を有する。

本発明によれば、送電を停止した状態での前記送電コイルの送電波形に基づくＱ値を用いた異物検出のためのより適切な制御方法が提供される。

無線電力伝送システムの構成例を示す図である。 受電装置の構成例を示すブロック図である。 送電装置の構成例を示すブロック図である。 送電装置の制御部の機能構成例を示すブロック図である。 （ａ）は従来技術における送電装置と受電装置の動作を説明するシーケンス図であり、（ｂ）は実施形態における送電装置と受電装置の動作を説明するシーケンス図である。 第三異物検出方法をＷＰＣ規格に適用した場合の基準Ｑ値の作成処理を示すフローチャートである。 第三異物検出方法をＷＰＣ規格に適用した場合の別の基準Ｑ値の別の作成処理を示すフローチャートである。 Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理フローチャートである。 時間領域におけるＱ値（第二Ｑ値）の測定処理を示すフローチャートである。 第三異物検出処理における閾値の概念図である。 ＦＯＤ Ｓｔａｔｕｓパケットのフレームフォーマットである。 時間領域におけるＱ値の測定方法を説明するための概念図である。 パワーロス手法による異物検出の概念図である。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

［実施形態１］
（システムの構成）
図１は、本実施形態による無線電力伝送システムの構成例を示す図である。本システムは、一例において、受電装置１０２と送電装置１００を含んで構成される。受電装置１０２と送電装置１００は、ＷＰＣ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）規格に準拠しているものとする。受電装置１０２は、送電装置１００から受電して内蔵バッテリに充電を行う電子機器である。また、受電装置１０２は、他の装置（カメラ、スマートフォン、タブレットＰＣ、ラップトップ、自動車、ロボット、医療機器、プリンター）に内蔵される構成であってもよい。送電装置１００は、カメラ、スマートフォン、タブレットＰＣ、ラップトップ、自動車、ロボット、医療機器、プリンターであってもよい。

送電装置１００は、例えば自身に載置された受電装置１０２に対して無線で送電する電子機器である。送電装置１００は送電コイル（送電アンテナ）１０１（後述する図３の送電コイル３０４に対応）を介して受電装置１０２へ無線で電力を送電する。図１では、導電性の異物１０３が、送電コイル１０１から送電される無線電力が影響を及ぼす範囲（ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｖｏｌｕｍｅ）に存在していることを示している。また、矢印１０４は、受電装置１０２が送電装置１００上を移動することを示しており、移動の前後で送電コイル１０１と受電装置１０２の受電コイル（受電アンテナ）の位置関係は変化している。

（装置の構成）
図２は、受電装置１０２の構成例を示すブロック図である。制御部２００は、受電装置１０２全体を制御する。制御部２００の一例は１つ以上のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。受電コイル２０１は、送電装置１００の送電コイル３０４（図３）から電力を受電する。整流部２０２は、受電コイル２０１を介して受電した送電コイル３０４（図３）からの交流電圧および交流電流を直流電圧および直流電流に変換する。電圧制御部２０３は、整流部２０２から入力される直流電圧のレベルを、制御部２００および充電部２０５などが動作する直流電圧のレベルに変換する。電圧制御部２０３はまた、変換されたレベルの電圧を充電部２０５へ供給する。充電部２０５は、バッテリ２０６を充電する。通信部２０４は、送電装置１００の通信部３０５（図３）との間で、ＷＰＣ規格に基づいた無線充電の制御通信を行う。この制御通信は、受電コイル２０１で受電した交流電圧および交流電流を負荷変調することにより実現される。

図３は、送電装置１００の構成例を示すブロック図である、制御部３００は、送電装置１００全体を制御する。制御部３００の一例は１つ以上のＣＰＵである。電源部３０２は、各機能ブロックに電源を供給する。電源部３０２は、例えば、商用電源又はバッテリである。バッテリには、商用電源から供給される電力が蓄電されうる。送電部３０３は、電源部３０２から入力される直流又は交流電力を、無線電力伝送に用いる周波数帯の交流電力に変換し、その交流電力を送電コイル３０４へ入力することによって、受電装置１０２に受電させるための電磁波を発生させる。例えば、送電部３０３は、電源部３０２により供給される直流電圧を、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒ）を使用したハーフブリッジ又はフルブリッジ構成のスイッチング回路で交流電圧に変換する。この場合、送電部３０３はＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを制御するゲ−トドライバを含む。

また、送電部３０３は、送電コイル３０４に入力する電圧（送電電圧）又は電流（送電電流）、又はその両方または周波数を調節することにより、出力させる電磁波の強度を制御する。送電電圧又は送電電流を大きくすると電磁波の強度が強くなり、送電電圧又は送電電流を小さくすると電磁波の強度が弱くなる。また、送電部３０３は、制御部３００の指示に基づいて、送電コイル３０４が開始又は停止されるように、送電部３０３を制御し交流電力の出力制御を行う。また、送電部３０３はＷＰＣ規格に対応した受電装置１０２の充電部２０５（図２）に１５ワット（Ｗ）の電力を出力するだけの電力を供給する能力があるものとする。

通信部３０５は、送電コイル３０４を介して、受電装置１０２との間で、ＷＰＣ規格に基づく送電制御のための通信を行う。通信部３０５は、送電部３０３から出力される交流電圧および交流電流を周波数変調（ＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ））し、受電装置１０２へ情報を伝送する。また、通信部３０５は、受電装置１０２の通信部２０４（図２）において変調された交流電圧および交流電流を復調して、受電装置１０２が送信した情報を取得する。すなわち、通信部３０５で行う通信は、送電部３０３から送電される電磁波に信号が重畳されて行われる。また、通信部３０５は、送電コイル３０４とは異なるコイル（もしくはアンテナ）を用いたＷＰＣ規格とは異なる規格による通信で受電装置１０２と通信を行ってもよいし、複数の通信を選択的に用いて受電装置１０２と通信を行ってもよい。

メモリ３０６は、制御プログラムを記憶するほかに、送電装置１００及び受電装置１０２の状態なども記憶しうる。例えば、送電装置１００の状態は制御部３００により取得され、受電装置１０２の状態は制御部２００（図２）により取得され、通信部３０５を介して受信されうる。

図４は、本実施形態の送電装置１００の制御部３００の機能構成を示すブロック図である。第一Ｑ値測定部４００は、後述するような、周波数領域におけるＱ値の測定（第一Ｑ値測定）を行う。第二Ｑ値測定部４０１は、後述するような、時間領域におけるＱ値の測定（第二Ｑ値測定）を行う。Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理部４０２は、後述するような、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔの取得およびＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブの作成処理を行う。第一異物検出処理部４０３は、第一Ｑ値測定部４００により測定された第一Ｑ値に基づく異物検出処理（第一異物検出処理）を行う。第二異物検出処理部４０４は、後述するパワーロス手法に基づく異物検出処理（第二異物検出処理）を行う。第三異物検出処理部４０５は、第二Ｑ値測定部４０１により測定された第二Ｑ値に基づく異物検出処理（第三異物検出処理）を行う。送電制御部４０６は、送電部３０３（図３）の送電開始、送電停止、送電電力の増減に関する処理を行う。図４に示す各処理部は、それぞれが独立したプログラムとして構成され、イベント処理等によりプログラム間の同期をとりながら並行して動作しうる。なお、異物とは、例えば金属片等の導電性部材であり、受電装置とは異なる物体である。また、異物検出処理とは、受電装置と異なる物体の存否を判定する処理である。

次に、ＷＰＣ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）規格で規定されている異物検出方法として、周波数領域で測定されたＱ値に基づく異物検出方法（第一異物検出方法）と、パワーロス手法に基づく異物検出方法（第二異物検出方法）について説明する。以下、送電装置１００と受電装置１０２を例に説明する。

（異物検出方法）
（１）周波数領域で測定されたＱ値に基づく異物検出方法（第一異物検出方法）
まず、送電装置１００は、異物の影響によって変化するＱ値を、周波数領域において測定する（第一Ｑ値測定）。本測定は、送電装置１００がＡｎａｌｏｇ Ｐｉｎｇを送電してから、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇを送電するまでに実施される（図５（ａ）の第一Ｑ値測定（Ｆ５０１）を参照）。具体的には、Ｑ値を測定する為に、送電部３０３は送電コイル３０４が出力する無線電力の周波数を掃引し、第一Ｑ値測定部４００は送電コイルと直列（または並列）に接続される共振コンデンサ（図示しない）の端部の電圧値を測定する。そして、第一Ｑ値測定部４００は、当該電圧値がピークとなる共振周波数を探索し、ピークの電圧値（共振周波数で測定される）から３ｄＢ下がった電圧値を示す周波数と当該共振周波数から、送電コイル３０４のＱ値を算出する。

また、別の方法でＱ値を測定してもよい。例えば、送電部３０３は送電コイル３０４が出力する無線電力の周波数を掃引し、第一Ｑ値測定部４００は送電コイル３０４と直列に接続される共振コンデンサ（図示しない）の端部の電圧値を測定して、当該電圧値がピークとなる共振周波数を探索する。そして、第一Ｑ値測定部４００は、当該共振周波数において当該共振コンデンサの両端の電圧値を測定し、当該両端の電圧値の比から送電コイル３０４のＱ値を算出する。

送電コイル３０４のＱ値を算出した後、送電装置１００の第一異物検出処理部４０３は、通信部３０５を介して、異物検出の判断基準となるＱ値を受電装置１０２から取得する。具体的には、第一異物検出処理部４０３は、ＷＰＣ規格で規定された、送電コイル上に受電装置が置かれた場合の送電コイルのＱ値（第一の特性値）を、受電装置１０２から基準値として受信する。当該Ｑ値は、受電装置１０２から受信されるＦＯＤ（Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｏｂｊｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ） Ｓｔａｔｕｓパケットに格納されている。第一異物検出処理部４０３は、ＦＯＤ Ｓｔａｔｕｓパケットに格納されているＱ値から、送電装置１００上に受電装置１０２が置かれた場合の、送電コイル３０４のＱ値を類推する。当該類推したＱ値を、本実施形態では、第一基準Ｑ値と表現する。なお、ＦＯＤ Ｓｔａｔｕｓパケットに格納するＱ値（後述するＱ１に対応）は、あらかじめ受電装置１０２の不揮発メモリ（図示しない）に記憶されうるものとする。

そして、送電装置１００の第一異物検出処理部４０３は、第一基準Ｑ値と、第一Ｑ値測定部４００により測定されたＱ値を比較し、比較結果に基づいて異物の有無を判定する。具体的には、第一異物検出処理部４０３は、第一基準Ｑ値に対して、ａ％（第一の割合）低下したＱ値を閾値として、測定されたＱ値が当該閾値より低ければ、異物がある可能性が高いと判定し、そうでない場合は異物がない可能性が高いと判定する。

（２）パワーロス手法に基づく異物検出方法（第二異物検出方法）
続いて、ＷＰＣ規格で規定されているパワーロス手法に基づく異物検出方法について、図１２を参照して説明する。図１２は、パワーロス手法による異物検出の概念図であり、横軸は送電装置１００の送電電力、縦軸は受電装置１０２の受電電力を示す。なお、送電装置１００の送電部３０３よる送電電力の制御は、送電制御部４０６により行われる。

まず、送電装置１００の送電部３０３は、受電装置１０２に対してＤｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇを送電し、通信部３０５は、受電装置１０２における受電電力値Ｐｒ１（Ｌｉｇｈｔ Ｌｏａｄという）を、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ１）で受信する。なお、以降の説明では、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ１）をＲＰ１と表現する。このとき、受電装置１０２は、受電電力を負荷（充電部２０５とバッテリ２０６など）に供給しない。そして送電装置１００の制御部３００は、当該Ｐｒ１とその時の送電電力値Ｐｔ１の関係（作成した点１２００）をメモリ３０６に記憶する。これにより、送電装置１００は、送電電力としてＰｔ１を送電したときの、送電装置１００と受電装置１０２間の電力損失量がＰｔ１−Ｐｒ１（Ｐｌｏｓｓ１）であることを認識することができる。

次に、送電装置１００の通信部３０５は、受電装置１０２における受電電力値Ｐｒ２（Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ Ｌｏａｄという）の値を、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ２）で受電装置１０２から受信する。なお、以降の説明では、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ２）をＲＰ２と表現する。このとき、受電装置１０２は、受電電力を負荷に供給している。そして送電装置１００の制御部３００は、当該Ｐｒ２とその時の送電電力値Ｐｔ２の関係（作成した点１２０１）をメモリ３０６に記憶する。これにより、送電装置１００は、送電電力としてＰｔ２を送電したときの、送電装置と受電装置間の電力損失量はＰｔ２−Ｐｒ２（Ｐｌｏｓｓ２）であることを認識することができる。

そして送電装置１００のＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理部４０２は、点１２００と点１２０１を直線補間し直線１２０２を作成する。直線１２０２は、送電装置１００と受電装置１０２の周辺に異物が存在しない状態における、送電電力と受電電力の関係を示している。よって、送電装置１００は、送電電力値と直線１２０２から、異物がない可能性が高い状態における受電電力を予想することができる。例えば、送電電力値がＰｔ３の場合は、直線１２０２上における、送電電力値がＰｔ３に対応する点１２０３から、受電電力値はＰｒ３であると予想することができる。

ここで、送電装置１００の送電部３０３がＰｔ３の送電電力で受電装置１０２に対して送電した場合に、通信部３０５が受電装置１０２から受電電力値Ｐｒ３’という値を受信したとする。送電装置１００の第二異物検出処理部４０４は、異物が存在しない状態における受電電力値Ｐｒ３から、実際に受電装置１０２から受信した受電電力値Ｐｒ３’を引いた値Ｐｒ３−Ｐｒ３’（＝Ｐｌｏｓｓ＿ＦＯ）を算出する。このＰｌｏｓｓ＿ＦＯは、送電装置１００と受電装置１０２間に異物が存在する場合に、その異物で消費される電力損失と考えることができる。よって、第二異物検出処理部４０４は、異物で消費されたであろう電力Ｐｌｏｓｓ＿ＦＯがあらかじめ決められた閾値を超えた場合に、異物が存在すると判断することができる。当該閾値は、点１２００と点１２０１の関係に基づいて導出され得る。

あるいは送電装置１００の第二異物検出処理部４０４は、事前に、異物が存在しない状態における受電電力値Ｐｒ３から、送電装置１００と受電装置１０２間の電力損失量Ｐｔ３−Ｐｒ３（Ｐｌｏｓｓ３）を求めておく。そして次に、第二異物検出処理部４０４は、異物が存在する状態において受電装置１０２から受信した受電電力値Ｐｒ３’から、異物が存在する状態での送電装置１００と受電装置１０２間の電力損失量Ｐｔ３−Ｐｒ３’（Ｐｌｏｓｓ３’）を求める。そして、第二異物検出処理部４０４は、Ｐｌｏｓｓ３’−Ｐｌｏｓｓ３ （＝Ｐｌｏｓｓ＿ＦＯ）により、異物で消費されたであろう電力Ｐｌｏｓｓ＿ＦＯを求めてもよい。

以上述べたように、異物で消費されたであろう電力Ｐｌｏｓｓ＿ＦＯの求め方としては、Ｐｒ３−Ｐｒ３’（＝Ｐｌｏｓｓ＿ＦＯ）として求めてもよいし、Ｐｌｏｓｓ３’−Ｐｌｏｓｓ３ （＝Ｐｌｏｓｓ＿ＦＯ）として求めてもよい。

Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理部４０２により直線１２０２が取得したのち、送電装置１００の第二異物検出処理部４０４は、通信部３０５を介して、受電装置１０２から定期的に現在の受電電力値（例えば上記のＰｒ３’）を受信する。受電装置１０２が定期的に送信する現在の受電電力値は、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ０）として送電装置１００に送信される。送電装置１００の第二異物検出処理部４０４は、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ０）に格納されている受電電力値と、直線１２０２に基づいて異物検出を行う。なお、以降の説明では、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ０）をＲＰ０と表現する。

なお、送電装置１００と受電装置１０２の周辺に異物が存在しない状態における送電電力と受電電力の関係である直線１２０２を取得するための点１２００および点１２０１を、本実施形態ではＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔと表現する。また、少なくとも２つのＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを補間して取得される線分（直線１２０２）をＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブと表現する。Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ ＰｏｉｎｔおよびＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブ（第二の基準）は、第二異物検出処理部４０４による異物検出処理のために使用される。

（時間領域におけるＱ値測定方法）
次に、時間領域におけるＱ値の測定方法について、図１１を参照して説明する。図１１は、時間領域におけるＱ値の測定（第二Ｑ値測定）の方法を説明するための概念図である。当該説明は、特許文献２で開示されている技術に基づく。本実施形態では、第二Ｑ値に基づく異物検出方法を第三異物検出方法と表現する。第二Ｑ値測定は第二Ｑ値測定部４０１により行われる。また、送電装置１００の送電部３０３よる送電電力の制御は、送電制御部４０６により行われる。

図１１（ａ）における波形１１００は、送電装置１００の送電コイル３０４もしくは共振コンデンサ（図示しない）の端部に印可される高周波電圧の値（以降、単に送電コイルの電圧値と言う）の時間経過を示しており、横軸は時間、縦軸は電圧値である。時間Ｔ_０において高周波電圧の印加（送電）は停止される。点１１０１は、高周波電圧の包絡線（送電波形）上の一点であり、時間Ｔ_１における高周波電圧である。図中の（Ｔ_１、Ａ_１）は、時間Ｔ_１における電圧値がＡ_１であることを示す。同様に、点１１０２は、高周波電圧の包絡線（送電波形）上の一点であり、時間Ｔ_２における高周波電圧である。図中の（Ｔ_２、Ａ_２）は、時間Ｔ_２における電圧値がＡ_２であることを示す。ここでいう送電波形は、送電コイルに印加される電圧の時間に対する波形である。なお、送電波形は、送電コイルに流れる電流の時間に対する波形でもよい。

Ｑ値測定は、時間Ｔ_０以降の電圧値の時間変化に基づいて実施される。具体的には、Ｑ値は、電圧値の包絡線である点１１０１および点１１０２の時間、電圧値、および、高周波電圧の周波数ｆ（以降、動作周波数という）に基づいて、（式１）により算出される

次に、本実施形態で送電装置１００が時間領域でＱ値を測定するための処理について図１１（ｂ）を参照して説明する。波形１１０３は、送電コイル３０４に印加される高周波電圧の値を示しており、その周波数はＷＰＣ規格で使用される１１０ｋＨｚから１４８．５ｋＨｚの間である。また、点１１０４および点１１０５は、電圧値の包絡線の一部である。送電装置１００の送電部３０３は、時間Ｔ_０からＴ_５の区間、送電を停止する。送電装置１００の第二Ｑ値測定部４０１は、時間Ｔ_３における電圧値Ａ_３（点１１０４）、時間Ｔ４における電圧値Ａ_４（点１１０４）および高周波電圧の動作周波数と（式１）に基づいて、Ｑ値を測定する。なお、送電装置１００の送電部３０３は、時間Ｔ_５において送電を再開する。このように、第二Ｑ値測定は、送電装置１００が送電を瞬断し時間経過と電圧値および動作周波数に基づいてＱ値を測定することにより実現される。

（送電装置および受電装置の動作（従来技術））
従来技術における送電装置１００と受電装置１０２の動作について図５（ａ）を参照して説明する。図５（ａ）は、従来技術における送電装置１００と受電装置１０２の動作を説明するシーケンス図である。図５（ａ）の説明では、送電装置１００と受電装置１０２はそれぞれ、ＷＰＣ規格ｖ１．２．３に準拠した送電装置および受電装置であるとする。

送電装置１００は送電コイル３０４の近傍に存在する物体を検出する為にＡｎａｌｏｇ Ｐｉｎｇを送電する（Ｆ５００）。Ａｎａｌｏｇ Ｐｉｎｇはパルス状の電力で、物体を検出するための電力である。また、受電装置１０２がＡｎａｌｏｇ Ｐｉｎｇを受電したとしても、受電装置１０２の制御部２００を起動することができないほど微小な電力である。送電装置１００は、送電コイル３０４の近傍に存在する物体に起因する送電コイル３０４内部の電圧値の共振周波数のシフトや、送電コイル３０４を流れる電圧値・電流値の変化によって物体を検出する。送電装置１００は、Ａｎａｌｏｇ Ｐｉｎｇにより物体を検出すると、前述した第一Ｑ値測定により送電コイルのＱ値を測定する（Ｆ５０１）。送電装置１００は、第一Ｑ値測定につづいて、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇの送電を開始する（Ｆ５０２）。Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇは受電装置１０２の制御部２００を起動させるための電力で、Ａｎａｌｏｇ Ｐｉｎｇよりも大きい電力である。また、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇは以後連続的に送電される。すなわち、送電装置１００は、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇの送電を開始してから（Ｆ５０２）、受電装置１０２からＥＰＴ（Ｅｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）パケットを受信するまで（Ｆ５２２）、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇ以上の電力を送電し続ける。

受電装置１０２は、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇを受電して起動すると、受電したＤｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇの電圧値を格納したパケットであるＳｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈを送電装置１００に送信する。続いて受電装置１０２は、受電装置１０２が準拠しているＷＰＣ規格のバージョン情報やデバイス識別情報を含むＩＤを格納したパケットを送信する（Ｆ５０４）。さらに受電装置１０２は、電圧制御部２０３が負荷（充電部２０５）へ供給する電力の最大値等を含む情報を含むＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎパケットを送電装置１００に送信する（Ｆ５０５）。送電装置１００は、ＩＤおよびＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎパケットを受信することによって、受電装置１０２がＷＰＣ規格 ｖ１．２以降の拡張プロトコル（後述するＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎを含む）に対応していると判断すると、ＡＣＫで応答する（Ｆ５０６）。

受電装置１０２はＡＣＫを受信すると、送受電する電力の交渉などを行うＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズに遷移する。まず受電装置１０２は、送電装置１００に対してＦＯＤ Ｓｔａｔｕｓパケットを送信する（Ｆ５０７）。本実施形態では当該ＦＯＤ ＳｔａｔｕｓパケットをＦＯＤ（Ｑ１）と表現する。送電装置１００は、受信したＦＯＤ（Ｑ１）に格納されているＱ値（周波数領域で測定されたＱ値）と第一Ｑ値測定で測定したＱ値に基づいて、第一異物検出方法により異物検出を行い、異物がない可能性が高いと判定したことを示すＡＣＫを受電装置１０２に送信する（Ｆ５０８）。

受電装置１０２はＡＣＫを受信すると、受電装置１０２が受電を要求する電力値の最大値であるＧｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｏｗｅｒ（ＧＰ）の交渉を行う。具体的には、Ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｏｗｅｒは、送電装置１００との間で合意された、受電装置１０２の負荷電力（バッテリ２０６が消費する電力）を示す。当該交渉は、ＷＰＣ規格で規定されているＳｐｅｃｉｆｉｃ Ｒｅｑｕｅｓｔの内、受電装置１０２が要求するＧｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｏｗｅｒの値を格納したパケットを送電装置１００に送信することにより実現される（Ｆ５０９）。本実施形態では当該パケットをＳＲＱ（ＧＰ）と表現する。

送電装置１００は自身の送電能力等を考慮して、ＳＲＱ（ＧＰ）に応答する。送電装置１００は、Ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｏｗｅｒを受け入れられると判断し、当該要求を受入れたことを示すＡＣＫを送信する（Ｆ５１０）。本実施形態では、受電装置１０２がＳＲＱ（ＧＰ）でＧｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｏｗｅｒとして１５ワットを要求したとする。

受電装置１０２は、Ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｏｗｅｒを含む複数のパラメータの交渉が終了すると、Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｒｅｑｕｅｓｔの内、交渉の終了（Ｅｎｄ Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ）を要求するＳＲＱ（ＥＮ）を送電装置に送信する（Ｆ５１１）。送電装置１００は、ＳＲＱ（ＥＮ）に対してＡＣＫを送信し（Ｆ５１２）、Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎを終了し、Ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｏｗｅｒで定められた電力の送受電を行うＰｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズに遷移する。

続いて、送電装置１００は、上述したパワーロス手法に基づく異物検出（第二異物検出方法）を実施する（Ｆ５１３〜Ｆ５２１）。まず、送電装置１００は、ＲＰ１（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ１））を受電装置１０２から受信する（Ｆ５１３）。送電装置１００は、ＲＰ１に格納されている受電電力値とその時の送電装置１００の送電電力値を、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔ（図１２の点１２００に対応）として受け入れることを示すＡＣＫを受電装置に送信する（Ｆ５１４）。

ＡＣＫを受信後、受電装置１０２は、送電装置１００に対して受電電圧（または受電電流、受電電力）の増減を送電装置１００に要求するＣｏｎｔｒｏｌ Ｅｒｒｏｒ（以後、ＣＥと表現する）を送電装置１００に送信する。ＣＥには符号および数値が格納され、符号がプラスであれば、電力を上げることを、マイナスであれば電力を下げることを、数値がゼロであれば電力の維持を要求することを意味する。ここでは受電装置１０２は、電力を上げることを示すＣＥ（＋）を送電装置１００に送信する（Ｆ５１５）。

送電装置１００はＣＥ（＋）を受信すると、送電部３０３の設定値を変更し送電電力を上げる（Ｆ５１６）。受電装置１０２は、ＣＥ（＋）に応答して受電電力が上昇すると、受電した電力を負荷（充電部２０５やバッテリ２０６）に供給し、ＲＰ２（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ２））を送電装置１００に送信する（Ｆ５１７）。送電装置１００は、ＲＰ２に格納されている受電電力値とその時の送電装置１００の送電電力値を、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔ（図１２の点１２０１に対応）として受け入れることを示すＡＣＫを受電装置に送信する（Ｆ５１８）。この時点で送電装置は２つのＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔ（図１２の点１２００と点１２０１）を作成（取得）しているため、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブ（図２の直線１２０２に対応）を作成（導出）することができる。

送電装置１００および受電装置１０２は、Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズに遷移しており、送電装置１００は、受電装置１０２がＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズで交渉した最大１５ワットを受電可能な電力を送電している。受電装置１０２は、送電装置１００に対して、ＣＥおよび現在の受電電力値を格納したＲＰ０（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ０））を送電装置１００に定期的に送信する（Ｆ５１９、Ｆ５２０）。

送電装置１００は、受電装置１０２からＲＰ０を受信すると、上述の第二異物検出方法に基づいて異物検出を行う。送電装置１００は、異物検出の結果、異物がない可能性が高いと判定した場合、ＡＣＫを受電装置１０２に送信する（Ｆ５２１）。

受電装置１０２は、バッテリ２０６への充電が終了すると、送電装置１００に対して送電を停止することを要求するＥＰＴ（Ｅｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）パケットを送信する（Ｆ５２２）。以上がＷＰＣ規格ｖ１．２．３に準拠した送電装置１００および受電装置１０２の制御の流れである。

（第一異物検出方法および第二異物検出方法に関する課題）
図５（ａ）に示したシーケンス図には異物検出における課題がある。例えば、第一異物検出方法についていえば、送電装置１００が第一Ｑ値測定（Ｆ５０１）を実施してから、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを取得するまで（例えばＦ５１４でＡＣＫを送信するまで）に異物１０３がＯｐｅｒａｔｉｎｇ Ｖｏｌｕｍｅ（送電装置１００により送電される無線電力が影響を及ぼす範囲）におかれた場合、異物１０３を検出することができない。なぜなら、第一異物検出方法では、第一Ｑ値測定（Ｆ５０１）を実施した時点の異物の有無のみを、ＦＯＤ（Ｑ１）を受信した時点で判定するからである。

また、第二異物検出方法についていえば、送電装置１００がＦ５１４でＡＣＫを送信することで最初のＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔ（点１２００）を取得してから、Ｆ５１８でＡＣＫを送信することで次のＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔ（点１２０１）とＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブ（直線１２０２）を作成するまでに異物１０３がＯｐｅｒａｔｉｎｇ Ｖｏｌｕｍｅにおかれた場合も異物１０３を検出することができない。例えば、受電装置１０２がＦ５１５でＣＥ（＋）を送信した直後にＯｐｅｒａｔｉｎｇ Ｖｏｌｕｍｅに異物が置かれた場合を考える。受電装置１０２はＦ５１７でＰＲ２を送信するが、この時点でＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔデータは作成できていないので、第二異物検出処理にもとづいて異物を検出することはできない。当然ながら、第一異物検出処理も行われない。

さらには、送電装置１００は、異物が存在する状態でＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを取得するため、正確に第二異物検出処理を行うことが不可能になる。図１２を参照して具体的に説明すると、この時は異物が存在するので、送電装置１００の送電電力は受電装置１０２に対する送電電力（Ｐｔ２）に異物で消費される電力が加算された値であるＰｔ２’（≠Ｐｔ２）となる。よって送電装置１００は、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔとして点１２０４を作成（取得）して、記憶する。その結果、送電装置１００はＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブとして直線１２０６を作成する。本来Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブは異物がない状態で作成されるべきだが、直線１２０６は、異物がある可能性が高い状態で作成されたＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブであるため、もはや第二異物検出方法において正確な異物検出が不可能である。

また、送電装置１００が第一Ｑ値測定（Ｆ５０１）を実施してからＦ５１４でＡＣＫを送信することで最初のＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔ（点１２００）を作成するまでに異物１０３がＯｐｅｒａｔｉｎｇ Ｖｏｌｕｍｅにおかれた場合も、第二異物検出方法において正確な異物検出は不可能である。なぜなら、点１２００は異物がある可能性が高い状態で作成されたＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔだからである。

（第三異物検出方法をＷＰＣ規格に適用した場合の動作説明）
周波数領域において測定されたＱ値（第一Ｑ値）に基づく異物検出（第一異物検出方法）は、測定のたびに共振周波数を探すために周波数を掃引しなければならない。送電装置１００がＤｉｇｉｔａｌ ＰｉｎｇやＰｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズのなど比較的大きな電力を送電中に、第一異物検出方法を行い、周波数を掃引することは、送電部３０３のスイッチングノイズの増大の原因となり好ましくない。

一方で、時間領域において測定されたＱ値（第二Ｑ値）に基づく異物検出（第三異物検出方法）は、単一の周波数で実施可能であり、周波数を掃引する必要が無い。そのため、Ｄｉｇｉｔａｌ ＰｉｎｇやＰｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズの送電時の動作周波数で実施可能であり、スイッチングノイズへの影響が少ないというメリットがある。以下では、第三異物検出方法をＷＰＣ規格に適用した場合の動作について説明する。

（１）基準作成処理
第二Ｑ値に基づく第三異物検出方法をＷＰＣ規格に適用する場合に、異物の有無を判定するための基準Ｑ値を作成する必要がある。そこではじめに、第三異物検出方法における基準Ｑ値の作成処理について、図６Ａを参照して説明する。図６Ａは、送電装置１００により実行される第三異物検出方法のための基準Ｑ値作成処理のフローチャートである。

送電装置１００の送電部３０３はＡｎａｌｏｇ Ｐｉｎｇを送電する（Ｓ６００）。第一異物検出処理部４０３により、当該Ａｎａｌｏｇ ＰｉｎｇによってＯｐｅｒａｔｉｎｇ Ｖｏｌｕｍｅに物体があることが検出されると、第一Ｑ値測定部４００は、第一Ｑ値測定を行う（Ｓ６０１）。そして、第一Ｑ値測定の直後に、送電装置１００の第二Ｑ値測定部４０１は、第二Ｑ値測定を行う（Ｓ６０２）。ここで、「直後」とは第一Ｑ値測定（Ｓ６０１）と第二Ｑ値測定（Ｓ６０２）の間に他の処理を行わないことを意味する。直後としたのは、第一Ｑ値測定（Ｓ６０１）の状況とほぼ同じ状況で第二Ｑ値測定を行うためである。このため、Ｓ６０２の第二Ｑ値測定は、Ｓ６０１の直前であってもよい。

ここで、第二Ｑ値測定の処理について、図８と図１１を参照して説明する。図８は、送電装置１００により実行される第二Ｑ値測定処理のフローチャートである。図８において、送電制御部４０６は、まず送電部３０３による送電を一旦停止する（Ｓ８００）。そして、第二Ｑ値測定部４０１は、時間Ｔ_３において送電コイル３０４の電圧値Ａ_３を測定し（Ｓ８０１）、一定時間経過後のＴ_４で送電コイル３０４の電圧値Ａ_４を測定する（Ｓ８０２）。次に第二Ｑ値測定部４０１は、上記の（式１）に基づいて、送電電力（波形１１０３）の動作周波数と、時間および電圧値からＱ値を算出する（Ｓ８０３）。そして、送電制御部４０６は送電を再開するよう制御する（Ｓ８０４）。

図６Ａの説明に戻り、第二Ｑ値測定部４０１が第二Ｑ値の測定を終了すると、送電部３０３はＤｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇを送電する（Ｓ６０３）。通信部３０５は、受電装置１０２から送信されたＳｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈを受信すると（Ｓ６０４でＹＥＳ）、受電装置からＩＤおよびＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎパケットを受信する（Ｓ６０５、Ｓ６０６）。ここで制御部３００は、ＩＤ内に格納されている、受電装置１０２が準拠しているＷＰＣ規格バージョンに基づいて、受電装置１０２がＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎに対応しているかを判断する。受電装置１０２がＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎに対応していれば（Ｓ６０７でＹＥＳ）、通信部３０５はＡＣＫを送信する（Ｓ６０８）。

続いて通信部３０５は、受電装置１０２からＦＯＤ（Ｑ１）を受信する（Ｓ６０９）。そして、第一異物検出処理部４０３は、ＦＯＤ（Ｑ１）に格納されているＱ値に基づいて、第一異物検出における基準Ｑ値（第一基準Ｑ値）を決定する。そして、第一異物検出処理部４０３は、当該第一基準Ｑ値とＳ６０１で測定した第一Ｑ値を比較し、測定した第一Ｑ値が閾値以内かどうかを判定する。ここで、「閾値以内」とは、第一基準Ｑ値に対してａ％低下したＱ値を閾値とした場合に、測定した第一Ｑ値が当該閾値より高いこと（つまり、第一Ｑ値が第一基準Ｑ値と閾値の間であること）を示す。測定した第一Ｑ値が閾値以内であれば（Ｓ６１０でＹＥＳ）、第一異物検出処理部４０３は、第一異物検出処理の結果、異物がない可能性が高いと判断し、通信部３０５を介してＡＣＫを受電装置に送信する（Ｓ６１１）。

この時点で、送電装置１００は、Ｓ６０１の第一Ｑ値測定時にＯｐｅｒａｔｉｎｇ Ｖｏｌｕｍｅに異物は存在しないと判定するので、Ｓ６０１の直後にＳ６０２で実施した第二Ｑ値測定時も異物が存在する可能性は極めて低い。よって、第三異物検出処理部４０５は、Ｓ６０２で測定した第二Ｑ値を第三異物検出処理における基準Ｑ値（第三基準Ｑ値）に決定（設定）する（Ｓ６１２）。続いて、通信部３０５は、受電装置１０２からＳＲＱ（ＥＮ）を受信し（Ｓ６１３）、ＡＣＫを送信して（Ｓ６１４）、送電装置１００は、Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズを終了する。

以上のように送電装置１００は、第一異物検出処理の結果、閾値以内（異物がない可能性が高い）と判定した場合に、第三異物検出処理のための基準Ｑ値（第三基準Ｑ値）を決定（設定）した。こうすることで、第三異物検出処理をＷＰＣの動作に適用した場合に、好適な制御が実現できる。また、第三異物検出方法における異物の有無を判定するための第三基準Ｑ値をＷＰＣ規格のシーケンスの中で作成することができる。さらに、第三異物検出処理における第三基準Ｑ値を異物がない可能性が高い状態で決定することができるので、第三異物検出処理に基づいてより精度の高い異物検出を行うことが可能となる。

Ｓ６０４において、送電装置１００の通信部３０５がＳｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ を受信しなければ（Ｓ６０４でＮＯ）、送電部３０３はＤｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇを停止し、再びＡｎａｌｏｇ Ｐｉｎｇを送電する（Ｓ６００）。

また、Ｓ６１０において、送電装置１００の第一異物検出処理部４０３が、測定した第一Ｑ値が閾値以内ではない（異物がある可能性が高い）と判断した場合は（Ｓ６１０でＮＯ）、図示しない通知手段でユーザにエラー通知を行い（Ｓ６１６）処理を終了する。このようにすることで、異物がある可能性が高い状態で第三異物検出処理の基準Ｑ値（第三基準Ｑ値）を決定し、第三異物検出処理が正確に行えないという不具合を回避することができる。

さらに、Ｓ６０７において、受電装置１０２がＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎに対応していない場合は（Ｓ６０７でＮＯ）、第三異物検出処理部４０５は、第三基準Ｑ値を作成せず、送電装置１００は、制御部３００による制御によりＰｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズへ遷移して、送電部３０３は受電装置１０２に送電する（Ｓ６１５）。さらにＧｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｏｗｅｒを５ワットに制限してもよい。つまり、送電装置１００は、受電装置１０２がＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ機能を持たず、Ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｏｗｅｒが５ワットであるＷＰＣ規格で規定されたＢａｓｅｌｉｎｅ Ｐｏｗｅｒ Ｐｒｏｆｉｌｅにのみ準拠していると捉えて、制御を行ってもよい。この場合は、送電装置１００は第三異物検出処理を行わない。なぜなら、受電装置１０２がＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎに対応していない場合は、受電装置１０２はＦＯＤ（Ｑ１）を送信する機能を持たず、第一異物検出処理の機能を持たない為、送電装置１００は、異物がない可能性が高い状態で第三基準Ｑ値を決定できるという確証が得られないからである。こうすることで、異物がある可能性が高い状態で第三基準Ｑ値を決定し、第三異物検出処理が正確に行えないという不具合を回避することができる。

また、送電装置１００の制御部３００は、受電装置１０２が「Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎに対応していない」ことを、Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎパケットに格納されているＮｅｇ ｂｉｔで判断してもよい。Ｎｅｇ ｂｉｔが「１」であれば、送電装置１００の通信部３０５はＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎパケットに対してＡＣＫで応答することで、受電装置１０２をＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズに遷移させ、自身もＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズに遷移する。また、Ｎｅｇ ｂｉｔが「０」であれば、送電装置１００はＰｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズに遷移する。このようにすることでも上記と同様の効果が得られる。

（第三異物検出を行う場合のＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理）
次に、Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズが終了した後のＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理について説明する。まず、第三異物検出処理について図９を参照して説明する。図９は第三異物検出処理における閾値の概念図である。閾値９０１は、第三異物検出処理における基準Ｑ値（第三基準Ｑ値９００）に対して、ａ％低下したＱ値を示す。第三異物検出処理部４０５は、測定した第二Ｑ値が第三基準Ｑ値９００と閾値９０１の間である範囲Ａにあれば、異物がない可能性が高いと判断し、測定した第二Ｑ値が閾値９０１以下であれば、異物がある可能性が高いと判断する。

図７は、Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズが終了した後に送電装置１００により実行されるＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理フローチャートである。送電装置１００の通信部３０５が受電装置１０２から送信されるＲＰ１を受信すると（Ｓ７００）、第二Ｑ値測定部４０１は速やかに第二Ｑ値測定を行う（Ｓ７０１）。第二Ｑ値測定の処理は図８に示した通りである。測定された第二Ｑ値が閾値９０１以内であれば（図９を参照）、受電装置１０２がＰＲ１に格納されている受電電力を測定した時点で、Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｖｏｌｕｍｅに異物がある可能性は低い。なぜなら、ＲＰ１に格納される受電電力はＲＰ１を送信する直前に測定され、速やかにＲＰ１で送信されるからである。よって、この場合、第三異物検出処理部４０５は、ＲＰ１を受信してＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成するときに異物は存在していないと判定し（Ｓ７０２でＹＥＳ）、通信部３０５はＲＰ１に対してＡＣＫで応答する（Ｓ７０３）。ＡＣＫ応答後、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理部４０２は、ＲＰ１に相当するＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成する。送電装置１００は、続くＲＰ２を受信した際も同様の処理を行う。すなわち、ＲＰ２が受信されると（Ｓ７０４）、第二Ｑ値測定部４０１は、速やかに第二Ｑ値測定を行う（Ｓ７０５）。第三異物検出処理部４０５は、測定した第二Ｑ値が閾値９０１以内であれば、ＲＰ２を受信してＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成するときに異物は存在していないと判定し（Ｓ７０６でＹＥＳ）、通信部３０５はＲＰ２に対してＡＣＫで応答する（Ｓ７０７）。ＡＣＫ応答後、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理部４０２は、ＲＰ２に相当するＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成する。

Ｓ７０２またはＳ７０６で、第三異物検出処理部４０５が、異物がある可能性が高いと判定した場合は（Ｓ７０２でＮＯ、Ｓ７０６でＮＯ）、通信部３０５は、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成しないことを示すＮＡＫを送信し（Ｓ７０８）、処理を終了する。

このように、本実施形態における送電装置１００は、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成する度に第三異物検出処理を行い、異物がない可能性が高いと判断した場合にＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成する。一方、送電装置１００は、異物がある可能性が高いと判断した場合にはＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成しない。そうすることで、異物がある可能性が高い状態でＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ ＰｏｉｎｔおよびＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブを作成することが原因で、第ニ異物検出処理が正確に行えないという課題を解決することができる。

また、第二異物検出処理の課題として、送電装置１００が第一Ｑ値測定（Ｓ５０１）を実施してから、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成するまで（例えばＳ５１４でＡＣＫを送信するまで）に異物１０３がＯｐｅｒａｔｉｎｇ Ｖｏｌｕｍｅに おかれた場合、異物を検出することができないという課題があった。図７の処理により、送電装置１００は、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成するときに第三異物検出処理に基づく異物検出を行うので、このような課題は解決され、前述のような場合であっても異物を検出することができる。

（本実施形態における送電装置および受電装置の動作）
本実施形態における送電装置１００と受電装置１０２の動作について図５（ｂ）を参照して説明する。図５（ｂ）は、本実施形態における送電装置１００と受電装置１０２の動作を説明するシーケンス図である。なお、図５（ａ）と同じ構成に関しては同じ符号を付与することにより説明を省略する。

送電装置１００は、第一Ｑ値測定（Ｆ５０１）の後、速やかに第二Ｑ値測定を実施する（Ｆ５２３）。そして、送電装置１００は、ＦＯＤ（Ｑ１）（Ｆ５０７）に対してＡＣＫを送信（Ｆ５０８）した時点で、Ｆ５２３で測定した第二Ｑ値を第三異物検出処理における基準Ｑ値（第三基準Ｑ値）とすることを決定する。ここで、図示はしないが、第二Ｑ値測定（Ｆ５２３）の後から受電装置１０２がＲＰ１を送信するまで（Ｆ５１３）の間にＯｐｅｒａｔｉｎｇ Ｖｏｌｕｍｅに異物が置かれたとする。送電装置１００は、Ｆ５２４において第二Ｑ値測定を実施し、第三基準Ｑ値と比較して異物検出を行い、異物の有無を検出することができる（Ｓ７０１、Ｓ７０２の処理に対応）。送電装置１００は異物を検出した場合、送電装置１００は、ＲＰ１に対してＮＡＫを送信する（Ｆ５２５）。受電装置１０２は、ＮＡＫを受信すると（Ｆ５２５）、ＲＰ１を再送する（Ｆ５２６）。送電装置１００は、ＲＰ１を受信すると再び第二Ｑ値測定を実施し（Ｆ５２７）、異物が取り除かれていない場合は（異物が依然として存在する場合）、再度ＮＡＫを送信する（Ｆ５２８）。送電装置１００によるＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔの作成が行われないため、受電装置１０２はＥＰＴを送信する（Ｆ５２２）。

このように、本実施形態における送電装置１００は、第二Ｑ値測定（Ｆ５２３）の後から、受電装置１０２がＲＰ１を送信するまで（Ｆ５１３）の間にＯｐｅｒａｔｉｎｇ Ｖｏｌｕｍｅに異物が置かれた場合であっても、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成する前に異物を検出することができる。

また、図は示さないが、送電装置１００がＲＰ１に対してＡＣＫを送信してから、ＰＲ２を受信するまでに異物がＯｐｅｒａｔｉｎｇ Ｖｏｌｕｍｅに置かれた場合であっても同様に、ＲＰ２に対する応答を送信する前に第二Ｑ値測定を実施する。これにより、送電装置１００は、ＲＰ２に対するＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成する前に異物を検出することができる。

また、本実施形態における送電装置１００は、受電装置１０２を起動させ、比較的大きな電力を開始してからは、第一Ｑ値測定（第一異物検出処理）は行わず、第二Ｑ値測定（第三異物検出処理）によってＱ値に基づく異物検出を行う。これにより、送電装置１００は、大きな電力を送電中に動作周波数を掃引する必要がなく、低ノイズな制御が可能となる。また、送電装置１００は、動作周波数を掃引する場合には、動作周波数を切り替えた際に周波数が安定するまでの待ち時間が必要になるが、第二Ｑ値測定は固定周波数のため当該待ち時間が必要なく、高速動作が可能となる。

［変形例１］
実施形態１では、送電装置１００が第二Ｑ値測定（Ｓ６０２）の結果を第三異物検出処理における基準Ｑ値（第三基準Ｑ値）とした。変形例１では、送電装置１００が受電装置１０２から受信した情報を元に、第三基準Ｑ値を決定する構成について説明する。なお、本変形例で説明する送電装置１００は、本変形例に特徴的な構成以外は、実施形態１で説明済みのいずれの構成であってもよい。

図６Ｂは、送電装置１００により実行される第三異物検出方法のための別の基準Ｑ値作成処理のフローチャートである。なお、既に説明した構成に関しては、同一の符号を付与することにより説明を省略する。受電装置１０２は、ＦＯＤ（Ｑ１）に対してＡＣＫを受信した場合に、ＷＰＣ規格で規定された送電コイル上に受電装置が置かれた状態で、第二Ｑ値測定方法で測定された送電コイルのＱ値（第二の特性値）を、基準値としてＦＯＤ Ｓｔａｔｕｓパケットに格納して送信する。当該ＦＯＤ Ｓｔａｔｕｓパケットを本実施形態ではＦＯＤ（Ｑ２）と表現する。なお、ＦＯＤ Ｓｔａｔｕｓパケットに格納するＱ値（Ｑ２）は、あらかじめ受電装置１０２の不揮発メモリ（図示しない）に記憶されうるものとする。なお、第二の特性値は、異物がない状態で第二Ｑ値測定方法により測定された送電コイルのＱ値である。

送電装置１００は、ＦＯＤ（Ｑ１）を受信して、異物がない可能性が高いと判断した後に、ＦＯＤ（Ｑ２）を受信する（Ｓ６１７）。送電装置１００は、ＦＯＤ（Ｑ２）を受信すると、当該パケットに格納されているＱ値から、送電装置１００自身に受電装置１０２が置かれた場合の自身の送電コイルのＱ値を類推する。そして、送電装置１００は、当該類推したＱ値を、第三異物検出処理の基準Ｑ値（第三基準Ｑ値）に決定（設定）する（Ｓ６２０）。そして、送電装置１００は、Ｓ６０２で測定した第二Ｑ値と、第三基準Ｑ値を、上述の手法で比較し（図９を参照）、閾値以内であれば（Ｓ６１８でＹＥＳ）、ＡＣＫを送信する（Ｓ６１９）。また、送電装置１００は、測定した第二Ｑ値が閾値以内でないと判定した場合は（Ｓ６１８でＮＯ）、ユーザに対してエラー通知を行い（Ｓ６１６）、処理を終了する。第三基準Ｑ値が決定した後は、送電装置１００は、上述した図７のフローに基づいて動作する。なお、送電装置１００は、受信したＦＯＤ（Ｑ２）に格納されているＱ値を、第三異物検出処理の基準Ｑ値（第三基準Ｑ値）として決定（設定）してもよい。

図１０に、ＷＰＣ規格で規定されているＦＯＤ Ｓｔａｔｕｓパケットのフレームフォーマットを示す。Ｂａｎｋ１のｂｉｔ０〜１はｍｏｄｅ（１０００）であり、ＦＯＤ Ｓｔａｔｕｓパケットの種別を指定することができる。本実施形態のＦＯＤ（Ｑ２）を例えばｍｏｄｅ２進数で「１０」（１０進数で「２」）とすることで、ＦＯＤ（Ｑ１）のｍｏｄｅ「００」と区別することができる。また、第一Ｑ値と第二Ｑ値は同じＱ値であっても、測定方法が異なるため、両者が一致する保証はない。よって、同じＱ値であっても、測定方法ごとにＱ値を送電装置１００に送信する（ＦＯＤ（Ｑ１）およびＦＯＤ（Ｑ２））ことにより、どちらか片方しか送信しない場合と比較して、より正確に各測定方法に基づいた異物検出処理を行うことが可能となる。

また、本変形例の構成であっても、既に述べた効果と同様の効果があることは明らかである。さらに本変形例では、ＦＯＤ（Ｑ１）、ＦＯＤ（Ｑ２）に格納されているＱ値と、第一Ｑ値測定、第二Ｑ値測定に基づいて、２種類の異物検出処理を行うようにした。そして、双方の異物検出処理で異物がない可能性が高いと判定しない限り、エラー通知後に終了（エラー終了）するようにした。それにより、一つの異物検出処理に基づいて異物検出を行う場合と比較して、異物検出の精度をより高めることが可能となる。

また、本変形例では、２種類の異物検出処理で異物がない可能性が高いと判定しない限り、エラー終了するようにした。エラー終了に替えて、受電装置１０２の負荷電力（負荷が消費する電力）であり、送電装置１００との間で合意された電力値を制限する構成でもよい。特に、上述の第二異物検出処理のＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブを作成することなく、合意された電力値を５ワット以下に制限する構成でもよい。そのようにしてもすでに述べた効果と同様の効果をえることができる。

また、本変形例では、受電装置１０２がＦＯＤ（Ｑ１）とＦＯＤ（Ｑ２）を個別に送信する構成とした。しなしながら、第一Ｑ値測定と第二Ｑ値測定で測定方法は異なるが、両者で測定したＱ値が一致する保証がある場合は、受電装置１０２はＦＯＤ（Ｑ２）を送信せず、ＦＯＤ（Ｑ１）だけを送信し、送電装置１００はＦＯＤ（Ｑ１）に基づいて第一異物検出処理と第三異物検出処理を実施してもよい。そうする事で、受電装置１０２は、ＦＯＤ（Ｑ２）を送信する必要がなく、処理を高速化することができる。

［変形例２］
本変形例では、図６Ａと図６ＢにおけるＳ６０２において複数の周波数で第二Ｑ値測定を行う場合について説明する。なお、本変形例で説明する送電装置１００は、本変形例に特徴的な構成以外は、実施形態１および変形例１で説明したいずれの構成であってもよい。

例えば、図６Ａと図６ＢにおけるＳ６０２において、１１０ｋＨｚから１４８．５ｋＨｚの周波数範囲の内、動作周波数が１１０ｋＨｚ、１２５ｋＨｚ、１４５ｋＨｚの３点で、送電装置１００は、第二Ｑ値測定を行い、３点の測定値を周波数に対して補間する。一例としては、動作周波数が１００ｋＨｚの時のＱ値が８７、１２５ｋＨｚの時のＱ値が８４、１４５ＫＨｚの時のＱ値が８０だった時に、横軸に周波数、縦軸にＱ値をプロットする。そして、３点の周波数とＱ値を参考に、１００ｋＨｚから１２５ｋＨｚ間、１２５ｋＨｚから１４５ｋＨｚ間、１４５ｋＨｚから１４８．５ｋＨｚ間のＱ値を線形補間する。送電装置１００は、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成する際の第二Ｑ値測定（Ｓ７０１、Ｓ７０５）を行ったときの動作周波数に対応するＱ値を、当該補完したデータから取得し、取得したＱ値を、第三異物検出処理の基準Ｑ値（第三基準Ｑ値）として決定する。そして、送電装置１００は、第二Ｑ値測定の結果と第三基準Ｑ値に基づいて第三異物検出処理を行う。

こうすることで、すでに述べた効果に加え、動作周波数が逐次変化する可能性があるＷＰＣ規格において、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成する度に動作周波数を考慮した第三異物検出処理が可能となる。これはＱ値が１１０ｋＨｚから１４８．５ｋＨｚの間で無視できない周波数特性を持つ場合に、より正確な異物検出が可能になるという効果がある。

［変形例３］
上述の実施形態１、変形例１、および変形例２では、受電装置１０２から送信されたＲＰ１およびＲＰ２に対する送電装置１００の処理について説明した。変形例３では、受電装置１０２から送信されたＲＰ０に対する送電装置１００の処理について説明する。なお、本変形例で説明する送電装置１００は、本変形例に特徴的な構成以外は、実施形態１、変形例１および２に説明したいずれの構成であってもよい。

送電装置１００は、ＲＰ０を受信した際に、第二異物検出処理と第三異物検出処理を実施する。送電装置１００は、第二異物検出処理と第三異物検出処理の結果に基づいて、ＲＰ０に応答する。当該結果と応答の関係について説明する。

第二異物検出処理と第三異物検出処理の結果が両方とも「異物がない可能性が高い」の場合、送電装置１００は、ＲＰ０に対して異物がない可能性が高いことを示すＡＣＫで応答する。一方、第二異物検出処理の結果が「異物がない可能性が高い」で第三異物検出処理の結果が「異物がある可能性が高い」の場合、第二異物検出処理の結果が「異物がある可能性が高い」で第三異物検出処理の結果が「異物がない可能性が高い」の場合、および第二異物検出処理の結果が「異物がある可能性が高い」で第三異物検出処理の結果が「異物がある可能性が高い」の場合、はいずれも、送電装置１００は、異物がある可能性が高いことを示すＮＡＫで応答する。

また、送電装置１００は、ＮＡＫを送信することに替えて、受電装置１０２の負荷に供給する電力を下げさせるためのデータを、受電装置１０２に送信してもよい。具体的には、送電装置１００は、受電装置１０２が上記のＧｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｏｗｅｒに関する再交渉（Ｒｅ−Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ）を行う能力があると判断した場合は、ＡＣＫ、ＮＡＫとデータ長は同じであるが、異なるパターンでＲＰ０に応答し、受電装置１０２に当該Ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｏｗｅｒに関する再交渉（Ｒｅ−Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ）を行わせてもよい。また、送電装置１００は、ＲＰ０に対して当該異なるパターンで応答した後、かつ、受電装置１０２が再交渉の要求を行う前に、交渉可能なＧｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｏｗｅｒの最大値を受電装置に通知してもよい。また、当該交渉可能なＧｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｏｗｅｒの最大値は、５ワットに制限してもよい。また、送電装置１００は、受電装置１０２が当該Ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｐｏｗｅｒに関する再交渉（Ｒｅ−Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ）を行う能力がないと判断した場合は、ＮＡＫを送信後、送電電力を５ワットに低減する、もしくは停止するなどしてもよい。

以上のように実施形態１、変形例１および変形例２で説明した送電装置１００の構成に、変形例３の構成を加えることで、これまで説明した効果に加え、第二異物検出を実施中に第三異物検出を行うことが可能となる。また、送電装置１００は、２つの異物検出処理の結果、少なくともいずれかが異物がある可能性が高いと判断した場合に、送電電力を制限するようにした。こうすることで、より安全な無線電力伝送システムを実現することが可能となる。

［変形例４］
実施形態１、変形例１、変形例２および変形例３では、異物によるＱ値の変化と、当該変化に対する送電装置１００の処理について説明した。しかしＱ値の変化は、図１の矢印１０４に示すように、受電装置１０２が送電装置１００上を移動し移動の前後で送電装置１００と受電装置１０２の位置関係が変化した場合にも起こりうる。本変形例では、このような受電装置１０２の移動を考慮した構成について説明する。なお、本変形例で説明する送電装置は、本変形例に特徴的な構成以外は、先に説明したいずれの構成であってもよい。

実施形態１、変形例１、変形例２および変形例３では、第三異物検出のための閾値は一つであった。送電装置１００は、第三基準Ｑ値に対して、ａ％低下したＱ値を閾値（図９における閾値９０１）として、実測した第二Ｑ値が当該閾値より低ければ、異物がある可能性が高いと判定し、そうでない場合は異物がない可能性が高いと判定した。本変形例では、第三異物検出の閾値を複数もつ構成について説明する。

具体的には、第三基準Ｑ値に対してｂ％（ａ＞ｂ）（第二の割合）低下したＱ値を第二閾値として定義する。定義した２つの閾値に基づいて、送電装置１００は以下の判定と対応を行う。なお、本変形例では、第三基準Ｑ値に対してａ％低下したＱ値である閾値を、第一閾値と表現する。
・送電装置１００は、第二Ｑ値測定で測定されたＱ値が、第三基準Ｑ値と第二閾値との間である場合は、異物も受電装置の移動もない可能性が高いと判定し、ＡＣＫを送信する
・送電装置１００は、第二Ｑ値測定で測定したＱ値が、第一閾値と第二閾値との間である場合は、異物はない可能性が高いが受電装置が移動した可能性は高いと判定する。送電装置１００は、まだＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成していなければＡＣＫを送信する。すでに Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成済みであれば、送電装置１００は、受電装置１０２に再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ（Ｒｅ−Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）をさせる。
・送電装置１００は、第二Ｑ値測定で測定したＱ値が、第一閾値より小さい場合は、異物がある可能性が高いと判定し、ＮＡＫを送信する。

本変形例におけるＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理について、図７を参照して説明する。Ｓ７０２において、第三異物検出処理部４０５は、Ｓ７０１で測定した第二Ｑ値が、第三基準Ｑ値と第二閾値との間である場合（第三基準Ｑ値と第三基準Ｑ値からｂ％低下したＱ値の間である場合）は、異物も受電装置１０２の移動もない可能性が高いと判定し、通信部３０５はＡＣＫを送信する（Ｓ７０２でＹＥＳ、Ｓ７０３）。一方、第三異物検出処理部４０５は、Ｓ７０１で測定した第二Ｑ値が、第一閾値より小さい場合（第三基準Ｑ値からａ％低下したＱ値より小さい場合）は、異物がある可能性が高いと判定し、通信部３０５は、ＮＡＫを送信する（Ｓ７０２でＮＯ、Ｓ７０８）。また、Ｓ７０２において、第三異物検出処理部４０５は、Ｓ７０１で測定した第二Ｑ値が、第一閾値と第二閾値との間である場合（第三基準Ｑ値からｂ％低下したＱ値と第三基準Ｑ値からａ％低下したＱ値の間である場合）は、異物はない可能性が高いが受電装置１０２が移動した可能性は高いと判定する。Ｓ７０２の時点ではＲＰ１に相当する最初のＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔは作成されていないので、送電装置１００の通信部３０５は、ＡＣＫを送信する（Ｓ７０２でＹＥＳ、Ｓ７０３）。

また、Ｓ７０６において、第三異物検出処理部４０５は、Ｓ７０５で測定した第二Ｑ値が、第三基準Ｑ値と第二閾値との間である場合、異物も受電装置１０２の移動もない可能性が高いと判定し、通信部３０５は、ＡＣＫを送信する（Ｓ７０６でＹＥＳ、Ｓ７０７）。一方、Ｓ７０６において、第三異物検出処理部４０５は、Ｓ７０５で測定した第二Ｑ値が第一閾値より小さい場合が、異物がある可能性が高いと判定し、通信部３０５は、ＮＡＫを送信する（Ｓ７０６でＮＯ、Ｓ７０８）。また、Ｓ７０６において、第三異物検出処理部４０５は、Ｓ７０５で測定した第二Ｑ値が、第一閾値と第二閾値との間である場合は、異物はない可能性が高いが受電装置１０２が移動した可能性は高いと判定する。送電装置１００は、Ｓ７０３でＡＣＫを送信した時点で、ＲＰ１に対する最初のＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔが作成されているので、送電装置１００はＲＰ１に関して、受電装置１０２に再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎを実施させる。受電装置１０２に再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎを実施させる手段としては、送電装置１００の通信部３０５が、ＡＣＫ、ＮＡＫとデータ長は同じであるが異なるパターンで、Ｓ７０４で受信したＲＰ２に応答するなどがある。

このように、ＲＰ２への応答としてＡＣＫ、ＮＡＫとデータ長は同じであるが異なるパターンを受信した受電装置１０２は、ＲＰ２の再送を行わず、再度ＲＰ１を送信する。受電装置１０２が再度ＲＰ１を送信することは、送電装置１００がＳ７０３ですでに作成したＲＰ１に対するＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを無効もしくは破棄して、新たにＲＰ１に対するＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成することを意味する。送電装置１００の通信部３０５が、当該ＡＣＫ、ＮＡＫとデータ長は同じであるが異なるパターンを送信後、一定時間以内にＲＰ１を受信した場合、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理部４０７は、すでに作成したＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ ＰｏｉｎｔＲＰ１を無効もしくは破棄する。そして、第三異物検出処理部４０５は、第三異物検出処理の基準Ｑ値（第三基準Ｑ値）を、Ｓ７０５において測定された第二Ｑ値に更新する。その後、処理は、Ｓ７０１（第二Ｑ値測定処理）に戻る。そして、第三異物検出処理部４０５は、Ｓ７０１で測定した第二Ｑ値と、当該更新された第三基準Ｑ値に基づく第一閾値と第二閾値とを比較する。第三異物検出処理部４０５は、測定した第二Ｑ値が第三基準Ｑ値と第二閾値との間である場合、異物も受電装置１０２の移動もない可能性が高いと判定し、通信部３０５は、ＡＣＫを送信する。以降はすでに説明した手順にしたがって、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理部４０７は、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブを作成し、第二異物検出処理部４０４は、第二異物検出処理を行う。

本変形例で説明した再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理の効果について、図１２を用いて説明する。送電装置１００はＲＰ１に対するＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔである点１２００を作成済みであるとする。送電装置１００は、受電装置１０２からＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔである点１２０４に相当するＲＰ２を受信した直後の第三異物検出処理において（Ｓ７０５、Ｓ７０６）、異物はない可能性が高いが受電装置１０２が移動した可能性は高いと判定する。送電装置１００は、ＲＰ２に対してＡＣＫを送信した場合は、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブとしてすでに説明した直線１２０６を作成することになり正確なＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブが得られず、正確な異物検出は不可能になる。よって送電装置１００は、ＲＰ２に対して、ＡＣＫ、ＮＡＫとデータ長は同じであるが異なるパターンで応答し、受電装置１０２に再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎを実施させる。そして送電装置１００は、点１２０７に相当するＲＰ１を受信したときに、すでに作成したＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔである点１２００を無効もしくは破棄し、新たに点１２０７をＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔとして受け入れる。そして、ＲＰ２に相当するＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔである点１２０４を受け入れたときに、受電装置１０２が移動した場合のＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブとして直線１２０８を作成し、以降は直線１２０８に基づいて第二異物検出処理を実施する。なお、送電装置１００は、受電装置１０２が移動した判定したとしても、最初のＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔ（点１２００）が作成されていない場合は、ＲＰ１を受信したときに、点１２０７に相当するＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを受け入れる。

このように、本変形例によれば、送電装置１００は、第三異物検出処理におけるＱ値に基づいて、Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｖｏｌｕｍｅに異物が存在するのか、それとも受電装置１０２が移動したのかを判定した。そして、受電装置１０２が移動しており、かつすでにＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔが作成されている場合は、送電装置１００は、受電装置１０２に再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎを実施させるようにした。これにより、すでに説明した効果に加え、受電装置１０２の移動によるＱ値の変化も考慮した、より正確な第二異物検出処理が可能となる。

また、上記例では、送電装置１００は、ＡＣＫ、ＮＡＫとデータ長は同じであるが異なるパターンを送信することで、受電装置１０２に再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎを実施させ、新たにＲＰ１を受信した時点で、すでに作成したＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを無効もしくは破棄するようにした。これに替えて、ＡＣＫ、ＮＡＫとデータ長は同じであるが異なるパターンを送信した時点で、すでに作成したＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを無効もしくは破棄するようにしても同様の効果が得られる。

また、上記例では、送電装置１００は、第二Ｑ値測定で測定した第二Ｑ値が、第一閾値と第二閾値との間である場合（第三基準Ｑ値からｂ％低下したＱ値と第三基準Ｑ値からａ％低下したＱ値の間である場合）は、異物はない可能性が高いが受電装置１０２が移動した可能性は高いと判定した。そして、すでにＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成済みであれば、送電装置１００は、受電装置１０２に再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎをさせるために、ＡＣＫ、ＮＡＫとデータ長は同じであるが異なるパターンを送信するようにした。ここで、送電装置１００は、さらに受電装置１０２が再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎに対応しているか（ＡＣＫ、ＮＡＫとデータ長は同じであるが異なるパターンを理解できるか）を判定し、対応していると判定した場合に、ＡＣＫ、ＮＡＫとデータ長は同じであるが異なるパターンを送信するようにしてもよい。

ここでいう「再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎに対応しているか」とは、受電装置１０２が、ＡＣＫ、ＮＡＫとデータ長は同じであるが異なるパターンを受信した場合に、ＲＰ２ではなくＲＰ１を送信すべきと判断する機能を有するかとも言い換えることができる。また、例えば、受電装置１０２が送信するＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎパケットの予約（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）領域に再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎに対応しているかどうかを示すビットを設けてもよい。例えば、ＷＰＣ規格ｖ１．２．３のＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎパケットで予約領域となっているＢａｎｋ２のｂｉｔ５を再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎに対応しているかどうかを示すビットとしてもよい。具体的には、受電装置１０２は、再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎに対応していれば「１」を、そうでなければ（対応していいなければ）「０」を当該パケットに格納する。これにより、送電装置１００は、当該パケットを受信することで、受電装置１０２が再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎに対応しているかを判断することができる。

また、ＷＰＣ規格ｖ１．２．３では、送電装置は、すでにＲＰ１を受信している状態で、再度ＰＲ１を受信した場合は、再度受信したＲＰ１に対してＮＡＫを送信する規定がある。しかし、本変形例における送電装置１００は、受電装置１０２が再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎに対応しており、受電装置１０２に再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎを実施させた場合には、再度受信したＲＰ１に対して、第二Ｑ値測定と第三異物検出処理に基づいてＡＣＫもしくはＮＡＫを送信するようにしてもよい。そして、受電装置１０２が再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎに対応していない場合は、送電装置１００は、再度受信したＲＰ１に対してＮＡＫを送信するようにしてもよい。このようにすることで、これまで説明した効果に加えて、後方互換性を確保することが可能となる。

また、本変形例では、第二Ｑ値測定で測定された第二Ｑ値が、第一閾値と第二閾値との間である場合（第三基準Ｑ値からｂ％低下したＱ値と第三基準Ｑ値からａ％低下したＱ値の間である場合）であり、かつ、すでに Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成済みであれば、送電装置１００は受電装置１０２に再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ（Ｒｅ−Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）をさせるようにした。そして、すでにＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔを作成済みである例として、ＲＰ２を受信したとき（すでにＲＰ１に相当するＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ Ｐｏｉｎｔがある）について説明した。当該処理は、ＲＰ０を受信したときに適用されてもよい。具体的には、受電装置１０２がＲＰ１を送信し、ＡＣＫを受信したのちに、ＲＰ２を送信する前にＰＲ０を送信した場合や、送電装置１００がすでにＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎカーブを作成済みで、第二異物検出処理を行っている場合が考えられる。それらの場合も、送電装置１００は、受電装置１０２の移動を第三異物検出処理に基づいて検出し、再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎを行うようにすることで、上記と同様の効果を得ることができる。

また、本変形例では第三異物検出処理のみで前記再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎの必要性を判断した。しかしこれは、第二異物検出処理の結果との組み合わせで判断してもよい。具体的には、送電装置１００は前記ＲＰ０を受信したときに、第二異物検出の結果異物がない可能性が高いが、第三異物検出処理の結果、第二Ｑ値が第二閾値よりも小さい場合は、再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎが必要と判定してもよい。そして、送電装置１００は受電装置１０２にすでに説明した再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎさせるための処理を実施してもよい。

また、送電装置１００は第二異物検出の結果異物がある可能性が高いと判断した場合は、第三異物検出処理の結果によらず、前記ＲＰ０に対してＮＡＫで応答してもよい。また、送電装置１００は前記ＲＰ０を受信したときに、第二異物検出の結果異物がない可能性が高く、第三異物検出処理の結果第二Ｑ値が第二閾値よりも大きい場合は、異物がない可能性が高くかつ再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎも必要ないと判定し、前記ＲＰ０に対してＡＣＫで応答してもよい。以上のような構成とすることで、送電装置１００は第二異物検出処理と第三異物検出処理の双方の結果に基づいた制御が可能となる。

（その他の実施形態）
実施形態１および変形例１〜変形例４では、第一Ｑ値測定後に第二Ｑ値測定を行うようにしたが、これは第二Ｑ値測定が先であっても同様の効果が得られる。また、第二Ｑ値測定は、ＲＰ１、ＲＰ２を受信した後に実施するようにしたが、これはＲＰ１、ＲＰ２の測定前に実施しても同様の効果を得ることができる。また、第三異物検出処理のための第三基準Ｑ値は、測定可能な電気特性であればよく、第二Ｑ値そのものではなくてもよい。例えば、点１１０４と点１１０５の時間と電圧値の傾き（Ａ_４−Ａ_３／Ｔ_４−Ｔ_３）であってもよい。この場合は、送電装置１００は、第二Ｑ値測定において、Ｑ値ではなく、時間と電圧値の傾きを算出する。この場合は、閾値９０１はＱ値ではなく、時間と電圧値の傾きでもいい。また、第二基準Ｑ値に替えて、送電コイルと受電コイル間の結合の強さを表す結合係数が用いられてもよい。この場合は、送電装置１００は、第二Ｑ値測定において、Ｑ値ではなく結合係数を算出する。この場合は、閾値９０１はＱ値ではなく、結合係数でもいい。いずれの構成でも、すでに述べた効果と同等の効果が得られる。

また、Ｑ値ではなく、時間差と、電流値の差あるいは電流値の比率とに基づいて、第三異物検出処理が行われてもよい。また、時間差と、電圧値の比率とに基づいて、第三異物検出処理が行われてもよい。

また、受電装置１０２は、ＦＯＤ（Ｑ２）を送電装置に送信する際に、Ｑ値をＦＯＤ Ｓｔａｔｕｓパケットに格納して送信したが、これに加えて第二Ｑ値を測定した周波数を送電装置１００に送信してもよい。また、第二Ｑ値と周波数は、複数の第二Ｑ値とそれらを測定した複数の周波数の組であってもよい。受電装置１０２は、第二Ｑ値と周波数を同一パケット内に格納してもよいし、別のパケットで送信してもよい。受電装置１０２は、別のパケットで送信する際は、ＦＯＤ Ｓｔａｔｕｓ Ｐａｃｋｅｔ内のｍｏｄｅを「１１（２進）」として、前記の周波数に関する情報を送信してもよい。また、当該周波数に関する情報は、受電装置１０２の負荷に供給する電圧値と電流値およびそれらから算出される値（インピーダンス、負荷抵抗、電力）であってもよい。

また、実施形態１および変形例１〜変形例４では第二Ｑ値測定は送電コイルの電圧値を測定する構成としたが、これは電流値であってもよい。また、最初の第二Ｑ値測定（Ｓ６０２）はＤｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇの送電を開始（Ｓ６０３）する前に実施するものとして説明したが、これは第二Ｑ値測定（Ｓ６０２）をＤｉｇｉｔａｌ Ｐｉｎｇの送電を開始（Ｓ６０３）した後に実施してもよい。

また、実施形態１および変形例１〜変形例４では、最初の第二Ｑ値測定をＳｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈを受信した直後に実施してもよい。こうすることで、前記Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｖｏｌｕｍｅに受電装置が存在する状態に限って第二Ｑ値測定を行うため、異物のみがある状態で第二Ｑ値測定を行うという無駄を防止することができる。

また、実施形態１および変形例１〜変形例４の送電装置１００は、第三異物検出処理に基づいて前記ＣＥ（＋）を受信したときの処理を規定してもよい。具体的には、第三異物検出の結果異物が存在する可能性が高い、もしくは受電装置１０２に再Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎを実施させると判定した場合は、ＣＥ（＋）に対して送電部３０３の設定値を変更し送電電力を上げる処理を行わないようにしてもよい。さらに、送電装置１００はＣＥ（＋）を受信する度に第二Ｑ値測定と第三異物検出処理を実施してもよい。そのようにすることで、従来はＲＰ０、ＲＰ１およびＰＲ２を受信したサイクルでのみ実施していた異物検出を、より短いサイクルで実施することが可能となる。

また、実施形態１および変形例１〜変形例４では、第三異物検出処理の閾値は、第一異物検出処理の閾値と異なる別個のものとして説明した。しかし第三異物検出処理の閾値は、第一異物検出処理の閾値と同一であってもよく、第一異物検出処理の閾値を流用してもよい。

また、実施形態１および変形例１〜変形例４では、第二Ｑ値測定の際に送電装置１００は送電を一旦停止するものとして説明したが、これは送電電力を制限する構成でもよい。具体的には送電電力をゼロでない任意の値に下げてもよい。

［その他の実施形態］
また、本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

具体的には、図５のフローチャ−トで示される処理の少なくとも一部がハードウェアにより実現されてもよい。ハードウェアにより実現する場合、例えば、所定のコンパイラを用いることで、各ステップを実現するためのプログラムからＦＰＧＡ上に自動的に専用回路を生成すればよい。ＦＰＧＡとは、Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略である。また、ＦＰＧＡと同様にしてＧａｔｅ Ａｒｒａｙ回路を形成し、ハードウェアとして実現するようにしてもよい。

１００ 送電装置、１０２ 受電装置、３０３ 送電部、３０４ 送電コイル、
４０１ 第二Ｑ値測定部、４０３ 第三異物検出処理部

Claims (13)

1. 送電装置であって、
   送電コイルを介して受電装置に無線で送電を行う送電手段と、
   送電を停止した状態での送電波形に基づくＱ値を測定する測定手段と、
   前記受電装置から情報を取得する取得手段と、
   前記測定手段により測定された送電波形に基づくＱ値と、前記取得手段により取得された情報に基づくＱ値の基準値とに基づいて、前記受電装置とは異なる物体の存否を判定する判定手段と、を有する
   ことを特徴とする送電装置。
2. 前記基準値は、ＷＰＣ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）規格で定められたＦＯＤ（Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｏｂｊｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ） Ｓｔａｔｕｓパケットを介して、前記受電装置から取得される情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項１に記載の送電装置。
3. 前記測定手段は、周波数を変化させて前記送電コイルのＱ値を測定し、
   前記判定手段は、前記周波数を変化させて測定されたＱ値に基づいて前記受電装置とは異なる物体の存否を判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の送電装置。
4. 前記判定手段は、前記周波数を変化させて測定されたＱ値と、他の基準値に基づいて前記受電装置とは異なる物体の存否を判定することを特徴とする請求項３に記載の送電装置。
5. 前記他の基準値は、前記受電装置から取得した情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項４に記載の送電装置。
6. 前記他の基準値は、ＷＰＣ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）規格で定められたＦＯＤ（Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｏｂｊｅｃｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ） Ｓｔａｔｕｓパケットを介して、前記受電装置から取得される情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項５に記載の送電装置。
7. 前記送電波形は、前記送電コイルに印可される送電電圧の時間に対する波形であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の送電装置。
8. 前記送電波形は、前記送電コイルに流れる送電電流の時間に対する波形であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の送電装置。
9. 受電装置であって、
   送電を停止した状態での送電コイルの送電波形に基づく前記送電コイルのＱ値に基づいて、前記受電装置とは異なる物体の存否の判定を行う送電装置から、無線で受電を行う受電手段と、
   前記送電装置に、前記判定に用いられるＱ値の基準値に係る情報を送信する送信手段と、を有する
   ことを特徴とする受電装置。
10. 送電コイルを介して受電装置に無線で送電を行う送電装置の制御方法であって、
    送電を停止した状態での送電波形に基づくＱ値を測定する測定工程と、
    前記受電装置から情報を取得する取得工程と、
    前記測定工程において測定された送電波形に基づくＱ値と、前記取得工程において取得された情報に基づくＱ値の基準値とに基づいて、前記受電装置とは異なる物体の存否を判定する判定工程と、を有する
    ことを特徴とする送電装置の制御方法。
11. 受電装置の制御方法であって、
    送電を停止した状態での送電コイルの送電波形に基づく前記送電コイルのＱ値に基づいて、前記受電装置とは異なる物体の存否の判定を行う送電装置から、無線で受電を行う受電工程と、
    前記送電装置に、前記判定に用いられるＱ値の基準値に係る情報を送信する送信工程と、を有する
    ことを特徴とする受電装置の制御方法。
12. コンピュータを、請求項１から８のいずれか１項に記載の送電装置として機能させるためのプログラム。
13. コンピュータを、請求項９に記載の受電装置として機能させるためのプログラム。

Images