JP4996722B2 - 電力伝送システム及び送電装置 - Google Patents

Description

本開示は、無線電力伝送に関する。

送電コイルと受電コイルを使用して非接触で電力を伝送する無線電力伝送技術は、その利便性により様々な機器に採用されている。このような無線電力伝送技術において、コイル近傍に存在する金属に誤って給電することにより金属が熱を生じるという問題があった。この問題を解決する手段として、金属が近接した場合に送電装置において使用する共振回路の共振周波数が変動する現象を利用した異物検出技術が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２０００−１３４８３０ 特開２００６−２３０１２９

しかしながら、特許文献１、２に開示される技術では、送電コイルの近傍でのみしか異物を検出できないという問題があった。

上記の問題を解決するために、本開示の一実施形態は、送電コイル近傍のみならず、広範囲の異物を検出できる無線電力伝送装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本開示の一実施形態に係る送電装置は、受電コイルを備える受電装置に対して、送電コイルを用いて非接触で電力を送る送電装置であって、周波数が可変であって、第１交流信号を出力可能な電圧源と、第１周波数から第２周波数までの範囲で、前記電圧源が出力する第１交流信号の周波数を変化させる電源制御部と、第１共振周波数で共振し、前記第１交流信号を受けて磁界を生成する送電コイルと、前記電圧源と前記送電コイルとの間での前記第１交流信号の電圧反射率、電流反射率、電力反射率のうち少なくとも１つの第１反射率を、前記第１周波数から前記第２周波数までの範囲で複数測定するための第１測定部と、前記磁界によって前記受電コイルを介して生成される第２交流信号の電圧反射率、電流反射率、電力反射率のうち少なくとも１つの第２反射率が極小点となる第２ピーキング周波数に関する情報を受信する受信部と、前記第１反射率が極小となる第１ピーキング周波数と、前記第２ピーキング周波数とを用いて、前記送電コイルと前記受電コイルとの間にある異物を検出することを特徴とする。

本開示の一実施形態によれば、広範囲の異物を検出できる。

第１の実施形態の電力伝送システムを示す図。 第１の実施形態の電力伝送システムの変形例を示す図。 第１の実施形態の電力伝送システムを示す図。 第１反射率の周波数特性を示す模式図。 シミュレーションの仮定を示す図。 第１、２反射率の周波数特性のシミュレーション結果を示す図。 第１、２ピーキング周波数と異物距離の関係のシミュレーション結果を示す図。 第２の実施形態の電力伝送システムを示す図。 電力伝送効率の周波数特性のシミュレーション結果を示す図。 第１、３ピーキング周波数と異物距離の関係のシミュレーション結果を示す図。 変形例１の電力伝送システムを示す図。 負荷部の抵抗値と電力伝送効率の周波数特性の関係を示す図。 第１反射率の周波数特性のシミュレーション結果を示す図。 第１、２反射率の周波数特性のシミュレーション結果を示す図。 コイル間結合係数と第１反射率の関係を示す図。 コイル間結合係数と正規化ピーク間差分周波数の関係を示す図。 変形例３の電力伝送システムを示す図。 第１反射率の周波数特性を示す模式図。 異物検出部の状態遷移図。 異物検出部の状態遷移図。 第１実施形態等に係る異物検出部の動作を示すフローチャート図。 第２実施形態等に係る異物検出部の動作を示すフローチャート図。

以下、本発明の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る電力伝送システム１０を示す図である。電力伝送システム１０は、送電装置１００と、受電装置２００とを備える。送電装置１００は、送電コイル１１０を用いて、非接触（無線）で電力を受電装置２００へ送る。受電装置２００は、受電コイル２１０を用いて、非接触で電力を送電装置１００から受ける。電力の伝送に使用する周波数は、１０ｋＨｚ〜数十ＭＨｚまでの広範囲の中から選択でき、これに限られない。

送電装置１００は、少なくとも１個の送電コイル１１０と、異物の有無を判断する異物検出部３００とを備える。受電装置２００は、少なくとも１個の受電コイル２１０を備える。送電コイル１１０と受電コイル２１０との間には、異物が存在しうる。異物とは、送電コイル１１０と受電コイル２１０との間に存在する電力伝送効率を劣化しうる物体であれば良く、主に金属であって、磁性体を含んでも良い。異物検出部３００は、図１では送電装置１００に備えられるが、受電装置２００に備えられても良く、送電装置１００又は受電装置２００とは別個の装置であっても良い。

送電コイル１１０と受電コイル２１０は、それぞれ、共振し、共振周波数を有する。送電コイル１１０と受電コイル２１０は、自己共振コイルであってもよく、接続された共振回路とともに共振するものであってもよい。送電コイル１１０と受電コイル２１０の共振周波数は、同一である方が電力の伝送効率は高いが、相違しても良い。

図２に示す通り、送電装置１００は、複数（ｎ個：ｎは２以上の整数）の送電コイル１１０と複数の異物検出部３００を備えていても良い。受電装置２００は、複数の受電コイル２１０（ｍ個：ｍは２以上の整数）と複数の異物検出部３００を備えていても良い。各異物検出部３００は、１度の異物検出で、１つの送電コイル１１０と、１つの受電コイル２１０との間に異物があるか否かを検出する。送電コイル１１０がｎ個、受電コイル２１０がｍ個ある場合は、１つの異物検出部３００がｎ×ｍ回の異物検出を行っても良く、複数の異物検出部３００が同時に複数個所の異物検出を行っても良い。

図３は、電力伝送システム１０の構成例（詳細）を示す図である。送電装置１００は、送電コイル１１０と、電圧源１２０と、電源制御部１３０と、第１共振回路１４０と、第１測定部１５０と、第１通信部１６０と、異物検出部３００とを備える。

電圧源１２０は、周波数が可変な第１交流信号を出力する。電源制御部１３０は、ある周波数の範囲（第１周波数から第２周波数まで）で、電圧源１２０が出力する第１交流信号の周波数を変化させる。

第１共振回路１４０と送電コイル１１０は、一体となって、第１共振周波数で共振する。第１共振回路１４０は、送電コイル１１０と一体となって共振しうるものであればどのようなものであってもよく、例えば、電圧源１２０と送電コイル１１０とを結ぶ線に、直列に接続されるＬとＣであっても良い。送電コイル１１０は、第１交流信号を受けて磁界を生成する。第１共振回路１４０と送電コイル１１０との共振の強さを示すＱ値は、高ければ送電コイル１１０と受電コイル２１０の距離が長くても高い電力伝送効率を達成できるが、Ｑ値の高い共振回路の設計は困難であるため、適用されるアプリケーションの使用環境等に応じて適宜Ｑ値が決定される。

第１測定部１５０は、電圧源１２０と送電コイル１１０との間での第１交流信号の電圧反射率、電流反射率、電力反射率のうち少なくとも１つの第１反射率を、ある周波数の範囲（第１周波数から第２周波数まで）で複数測定する。第１測定部１５０は、第１反射率の周波数特性を測定する。第１測定部１５０は、電圧源１２０から出力された電力（入力電力）等と、送電コイル１１０から反射された電力（反射電力）等を除算する事で、反射率を計算してもよい。第１測定部１５０は、入力電力と、反射電力とを、方向性結合器によって、分離してもよい。

第１通信部１６０は、送電装置１００から受電装置２００（第２通信部）へ、送電の開始を通知する信号、異物検出の開始を通知する信号、受電装置２００で測定されたパラメータを要求する信号などの制御信号を送信する。第１通信部１６０は、第２通信部から、送電を要求する制御信号や、受電装置２００で測定されたパラメータなどを受信する。

受電装置２００は、受電コイル２１０と、第２共振回路２２０と、第２測定部２３０と、負荷部２４０と、第２通信部２５０を備える。

受電コイル２１０は、送電コイル１１０が生成した磁界を受けて、第２交流信号を生成する。受電コイル２１０と第２共振回路２２０は、一体となって、第２共振周波数で共振する。第２共振回路２２０は、受電コイル２１０と一体となって共振しうるものであればどのようなものであってもよく、例えば、受電コイル２１０と負荷部２４０とを結ぶ線に、直列に接続されるＬとＣであっても良い。受電コイル２１０と第２共振回路２２０との共振の強さを示すＱ値は、高いほど電力の伝送効率が高い。受電コイル２１０と第２共振回路２２０との共振の強さを示すＱ値は、適用されるアプリケーションの使用環境等に応じて適宜Ｑ値が決定される。

第２測定部２３０は、受電コイル２１０と負荷部２４０との間での第２交流信号の電圧反射率、電流反射率、電力反射率のうち少なくとも１つの第２反射率を、ある周波数の範囲（第１周波数から第２周波数まで）で複数測定する。第２測定部２３０は、第２反射率の周波数特性を測定する。第２測定部２３０は、受電コイル２１０から出力された電力（入力電力）等と、負荷部２４０で反射された電力（反射電力）等を除算する事で、反射率を計算してもよい。第２測定部２３０は、入力電力と、反射電力とを、方向性結合器によって、分離してもよい。

負荷部２４０は、電力供給を受ける機器等である。負荷部２４０は、携帯電話やノートパソコン等の充電池など非接触で電源供給を受ける機器であればどのようなものであっても良い。

第２通信部２５０は、異物検出部３００（第１通信部１６０）へ、送電を要求する制御信号や、受電装置２００で測定されたパラメータ（第２反射率の周波数特性、第２ピーキング周波数）を送信する。第２通信部２５０は、送電装置１００（第１通信部１６０）から、制御信号などを受信する。

異物検出部３００（図３の例では送電装置１００に備えられる）は、送電コイル１１０と、受電コイル２１０との間に存在する異物を検出する。異物検出部３００は、第１反射率が極小となる周波数（第１ピーキング周波数）と、第２反射率が極小となる周波数（第２ピーキング周波数）とを用いて、異物の有無を検出する。

＜通常動作＞ 送電装置１００は、電圧源１２０が出力する第１交流信号の周波数と、送電コイル１１０（送電コイル１１０と第１共振回路１４０）の第１共振周波数とを一致させることで、送電コイル１１０に大きな電流を流し、受電装置２００へ電力を伝送する。異物と受電装置２００とが存在しない場合、第１反射率が極小となる周波数（第１ピーキング周波数）が、第１共振周波数と一致する。電源制御部１３０は、電力伝送時、電圧源１２０の出力する交流信号の周波数を第１ピーキング周波数に制御する。なお、第１交流信号の周波数と第１共振周波数が一致しない場合、送電コイル１１０に電流が流れず、インピーダンス不整合により電流の大部分は反射される。

＜異物検出動作＞ 以下では、異物検出部３００が、異物を検出する方法について説明する。

図４は、送電コイル１１０と受電コイル２１０との間の異物の有無、異物の位置に応じた、第１反射率の周波数特性の模式図である。第１状態の「異物なし」、第２状態の「異物あり（１）」、第３状態の「異物あり（２）」のそれぞれの状態に応じた、第１反射率の周波数特性及び第１ピーキング周波数を示す。

図４に示すとおり、送電コイル１１０と受電コイル２１０との間に異物が存在する場合、第１ピーキング周波数が高くシフトする。異物が送電コイル１１０に近いほど、第１ピーキング周波数はより高くシフトする。第１ピーキング周波数のシフト量は、送電コイル１１０と異物との間の距離に反比例し、異物の大きさに正比例する。

第１ピーキング周波数のシフト量が送電コイル１１０と異物との間の距離に反比例するため、異物検出部３００は、通常（異物なし）時の第１ピーキング周波数と、異物検出時の第１ピーキング周波数との差分から、異物の有無を検出できる。また、第１ピーキング周波数との差分から異物への影響度を推測することが可能となる。異物の大きさが自明である場合はこの差分から異物の位置を特定できる。なお、異物検出部３００は、図示しない記憶部を内蔵しており、通常（異物なし）時の第１ピーキング周波数を記憶する。

異物が有る時に第１ピーキング周波数が高くシフトする理由は、異物が（送電コイル１１０の近傍に）存在することで、送電コイル１１０のインダクタンスが減少することにある。送電コイル１１０で生成された磁束の放射面を遮るように異物が挿入された場合、送電コイル１１０で生成された磁束が異物を鎖交する。この鎖交した磁束により異物に渦電流が発生し、その渦電流は鎖交した磁束を打ち消す方向に磁束を発生させる。そのため、送電コイル１１０の磁束が減少させ、送電コイル１１０のインダクタンスを減少させる。ここで、送電コイル１１０及び第１共振回路１４０（あるいは自己共振コイル）の共振周波数は以下の式で表わされる。

数１において、送電コイル１１０のインダクタンスＬが減少するため、ｆ_０は高くなる。そのため、異物が近接した場合に送電コイル１１０の反射率のピーキング周波数が高くシフトする。異物に流れる渦電流が大きいほど送電コイル１１０より生じた磁束を打ち消す効果が大きくなり、送電コイル１１０のインダクタンスの減少量も大きくなる。よって、異物の距離が近く、大きさが大きいほどインダクタンスの減少量も大きく、ピーキング周波数も高くなる。これより、異物がある場合とない場合の第一ピーキング周波数の差分から、伝送中の異物の影響度を推定することができ、差分が大きいほど発熱しやすく、電力伝送効率を劣化させやすい異物であると判断できる。なお、ピーキング周波数がシフトする現象は送電コイル１１０のみならず、受電コイル２１０でも起こる。そのため、受電装置２００での第２反射率の第２ピーキング周波数のシフト量を用いて、受電コイル２１０近傍の異物を検出、その影響度を特定できる。

送電装置１００が第１測定部１５０を、並びに受電装置２００が第２測定部２３０を備えることで、送電コイル１１０及び受電コイル２１０の反射率のピーキング周波数を測定できる。そのため、異物検出部３００は、第１及び第２ピーキング周波数のシフト量によって広範囲の異物を検出し、異物の影響度を特定できる。

図５は、電磁界解析シミュレーションの仮定を示す図である。第１及び第２ピーキング周波数のシフト量を、電磁界解析結果を以下で説明する。図５の例では、送電側は、電圧源１２０と、中心軸が同一である第１ループと送電コイル１１０とを備える。電圧源１２０は第１ループに接続される。受電側は、中心軸が同一である受電コイル２１０と第２ループと、負荷部２４０を備える。負荷部２４０は第２ループに接続される。送電コイル１１０と受電コイル２１０との間隔は６０ｃｍである。異物は、送電コイル１１０及び受電コイル２１０の中心軸に垂直な金属平面であって、送電コイル１１０からｘｃｍ（ｘは、０より大きく６０より小さい実数）離れている。第１ループと、第１ループと送電コイル１１０との間の空間とが第１共振回路１４０に対応する。第２ループと、受電コイル２１０と第２ループとの間の空間とが第２共振回路２２０に対応する。

図６は、（ａ）送電側（送電コイル１１０）の第１反射率の周波数特性、及び（ｂ）受電側（受電コイル２１０）の第２反射率の周波数特性を示す図である。図６（ａ）では、異物がない場合を細点線と四角とで、異物（金属平面）が送電コイル１１０から４ｃｍ（＝ｘ）の場合を細実線で、６ｃｍの場合を細点線で、１０ｃｍの場合を太点線で、２０ｃｍの場合を太実線で示す。図６（ｂ）では、異物がない場合を細点線と四角とで、異物（金属平面）が受電コイル２１０から４ｃｍ（＝６０−ｘ）の場合を細実線で、６ｃｍの場合を細点線で、１０ｃｍの場合を太点線で、２０ｃｍの場合を太実線で示す。

送電コイル１１０に異物が近くなるほど、送電装置１００で測定される第１反射率の第１ピーキング周波数が高くなる。受電コイル２１０に異物が近くなるほど、受電装置２００で測定される受電コイル２１０の第２反射率の第２ピーキング周波数が高くなる。

図７は、第１、第２ピーキング周波数を縦軸に、異物と送電コイル１１０間の距離（ｘｃｍ）を横軸にプロットしたときの特性を示す図である。異物有り時の第１ピーキング周波数を実線で、異物有り時の第２ピーキング周波数を点線で、異物なし時の第１ピーキング周波数を四角で示す。

第１測定部１５０及び第２測定部２３０は、０．０１ＭＨｚオーダーのピーク周波数の差異を測定できる。異物検出部３００は、第１及び第２ピーク周波数のシフト量を用いる事で、送電コイル１１０から異物が０〜２０ｃｍ離れているとき、受電コイル２１０から異物が０〜２０ｃｍ離れているとき、異物を検出できる。異物検出部３００は、第１又は第２ピーク周波数のシフト量が、閾値（例えば、０．０１ＭＨｚ）以上である場合に、異物有りと判定できる。異物検出部３００は、第１又は第２ピーク周波数のシフト量の大きさから、電力伝送時における異物の影響度を特定できる。

なお、図５の例では、異物検出部３００は、異物が送電コイル１１０からも受電コイル２１０からも２０ｃｍ以上離れている場合（送電コイル１１０と受電コイル２１０の中間に異物が存在する場合）、第１及び第２ピーク周波数のシフト量のみを用いるだけでは、異物を検出できない。

しかしながら、異物検出部３００は、第１反射率又は第２反射率の変動度合いを用いて、送電コイル１１０と受電コイル２１０の中間に挿入される異物を検出できる。異物検出部３００は、第１又は２反射率が所定期間内に閾値以上増減した場合に、送電コイル１１０と受電コイル２１０の中間に異物が挿入されたと判定できる。

電力伝送時に使用する周波数は、送電装置１００及び受電装置２００での反射率が極小になる周波数、もしくは電力伝送効率が極大となる周波数である。異物が電力伝送中に送電コイル１１０もしくは受電コイル２１０の近傍に挿入された場合、第１又は第２ピーキング周波数がシフトするため、第１又は第２反射率が増減する。異物検出部３００は、第１又は第２反射率が所定期間以内に閾値以上増減した場合は、異物が挿入されたと判定することで、異物の挿入を瞬時に検出できる。閾値は、反射率の極小点の反射率を基に決定されれば良く、例えば、反射率の極小値の半値（＋３ｄＢ）であってもよい。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、第１実施形態と比較して、受電コイル２１０によって生成される第２交流信号の反射率を測定する第２測定部２３０の変わりに、負荷部２４０で消費される電力を測定する第３測定部２３１を備える点が相違する。

図８は、第２の実施形態に係る電力伝送システム１１である。第１の実施形態と同様である構成（電圧源１２０、電源制御部１３０、第１測定部１５０、第１共振回路１４０、送電コイル１１０、第１通信部１６０、受電コイル２１０、負荷部２４０、第２通信部２５０）とその動作については、同一名称、同一番号を付して説明を省略する。

第３測定部２３１は、第２交流信号が負荷部２４０へ消費される電力（第２電力：負荷部２４０へ供給される電力）を、ある周波数の範囲（第１周波数から第２周波数まで）で複数測定する。第３測定部２３１は、第２電力の周波数特性を測定する。

異物検出部３００（図８の例では送電装置１０１に備えられる）は、送電コイル１１０と、受電コイル２１０との間に存在する異物を検出する。異物検出部３００は、第１反射率が極小となる周波数（第１ピーキング周波数）と、電力伝送効率が極大となる周波数（第３ピーキング周波数）とを用いて、異物の有無を検出し、影響度を特定する。電力伝送効率は、負荷部２４０へ供給される電力（第２電力）を、送電コイル１１０で送る電力（第１電力）で除算する事で求められる。

図９は、電力伝送効率の周波数特性を示す図である。この電力伝送効率の周波数特性は、図５に示す仮定の元、電磁界解析によって求められた。図９では、異物がない場合を細点線と四角とで、異物（金属平面）が送電コイル１１０から３０ｃｍ（＝ｘ）の場合を細実線で、異物が受電コイル２１０から１０ｃｍ（＝６０−ｘ）の場合を細点線で、８ｃｍの場合を太実線で、６ｃｍの場合を太点線で、４ｃｍの場合を太実線と丸とで示す。図６（ｂ）に示す第２反射率の第２ピーキング周波数と同様に、第３ピーキング周波数は、高くシフトする。

図１０は、第１、第３ピーキング周波数を縦軸に、異物と送電コイル１１０間の距離（ｘｃｍ）を横軸にプロットしたときの特性を示す図である。異物有り時の第１ピーキング周波数を実線で、異物有り時の第３ピーキング周波数を点線で、異物なし時の第１ピーキング周波数を四角で示す。

異物検出部３００は、第１の実施形態と同様に、第１及び第３ピーク周波数のシフト量を用いる事で、送電コイル１１０から異物が０〜２０ｃｍ離れているとき、受電コイル２１０から異物が０〜２０ｃｍ離れているとき、異物を検出できる。異物検出部３００は、第１又は第３ピーク周波数のシフト量が、閾値（例えば、０．０１ＭＨｚ）以上である場合に、異物有りと判定できる。異物検出部３００は、第１又は第３ピーク周波数のシフト量の大きさから、電力伝送時における異物の影響度を特定できる。

ここでいう電力伝送効率とは、以下の式で表現される。

ここで、Ｐ_ｒは受電装置２００の負荷部２４０へ供給される第２電力、Ｐ_ｔは送電コイル１１０から出力される第１電力、Ｐ_ｉｎは電圧源１２０が出力する電力、Ｐ_{ｒｅｔｕｒｎ}は送電コイル１１０からの反射電力を示す。

（第１及び第２の実施形態の変形例１）
図１１は、第１及び第２の実施形態の変形例１に係る電力伝送システム１２を示す図である。変形例１に係る電力伝送システム１２は、第１及び第２の実施形態と比較して、さらに負荷制御部２６０を備える。負荷制御部２６０は、負荷部２４０の抵抗値を制御又は測定できる。

図１２は、負荷部２４０の抵抗値と、電力伝送効率の周波数特性ηとの関係を示す図である。負荷部２４０の抵抗値が１Ω、１０Ω、１００Ω、１ｋΩ、１０ｋΩのそれぞれの場合で、電力伝送効率の周波数特性及び第３ピーキング周波数は変化する。また、負荷部２４０の抵抗値の変化に応じて、第１及び第２反射率の周波数特性、並びに、第１及び第２ピーキング周波数も変化する。そのため、通常（異物なし）時の第１〜３ピーキング周波数の測定時と、異物検出時の第１〜３ピーキング周波数の測定時とで、負荷部２４０の抵抗値が異なる場合、異物検出部３００は、第１〜３ピーキング周波数のシフトが、送電コイル１１０と受電コイル２１０との間に異物が挿入されたために生じたのか、負荷部２４０の抵抗値が変化したために生じたのか切り分ける事ができない。そこで、負荷制御部２６０は、通常（異物なし）時の第１〜３ピーキング周波数の測定時と、異物検出時の第１〜３ピーキング周波数の測定時について、負荷部２４０の抵抗値を一定値に制御する。

このようにすることで、異物検出部３００は、第１〜３ピーキング周波数のシフト量を用いて、異物の検出及び異物の影響度特定を正確に行うことができる。

負荷制御部２６０は、負荷部２４０の両端を短絡（負荷部２４０の抵抗値を０に制御）することで、第２反射率の周波数特性のピークを鋭くし、第２ピーキング周波数の高精度な測定を実現できる。一方、負荷制御部２６０は、負荷部２４０の抵抗値を所定値に制御することで、第２反射率の周波数特性のピークをなまらせ、周波数可変の電圧源１２０の周波数分解能が低い場合であってもピークを検出でき、また処理負荷を低減する事ができる。

さらに、第２の実施形態において、異物検出部３００は、第１ピーキング周波数と第３ピーキング周波数と、負荷制御部２６０によって測定された負荷部２４０の抵抗値についての情報とを用いて異物を検出することができる。

異物検出部３００は、負荷部２４０の抵抗値が変動した場合における電力伝送効率の変動の仕方を記憶しておくことで、電力伝送中の電力伝送効率の変動が、負荷部２４０の抵抗値の変動によるものか、送電コイル１１０と受電コイル２１０との間に異物が挿入されたことによるものかを切り分けることができる。

異物検出部３００は、電力伝送中の電力伝送効率の変動（劣化）が、負荷部２４０の抵抗値の変動によるものではないと判定した場合に、異物が挿入されたと判定するため、正確に異物を検出できる。異物検出部３００は、送電コイル１１０及び受電コイル２１０の中間に位置する異物についても検出することができる。

送電装置１００及び受電装置２００の位置関係が変動する場合は、異物検出部３００は、さらに、送電コイル１１０と受電コイル２１０との間の結合係数についての情報（動的な測定結果）を用いる事で、正確に異物を検出できる。なお、送電コイル１１０と受電コイル２１０との間の結合係数から、理論的な電力伝送効率を算出できる。

電力伝送を開始する前より存在する異物を検出する場合には、送電装置１００及び受電装置２００の位置関係についての情報（動的な測定結果）又は送電コイル１１０と受電コイル２１０との間の結合係数についての情報（動的な測定結果）を用いることで、異物検出部３００は、送電コイル１１０及び受電コイル２１０のＱ値と送電装置１００及び受電装置２００の位置関係等から求められる理論的な電力伝送効率と、実測した電力伝送効率とを比較すること、電力伝送を開始する前より存在する異物を検出できる。

（第１及び第２の実施形態の変形例２）
第１及び第２の実施形態の変形例２に係る電力伝送システム１３は、第１及び第２の実施形態と比較して、異物検出部３００が、第１反射率の周波数特性の極小点（第１ピーキング周波数）の数、又は第２反射率の周波数特性の極小点（第２ピーキング周波数）の数をさらに用いて、異物検出する点が相違する。

図１３は、送電コイル１１０と受電コイル２１０との間の距離（送受電コイル２１０間距離）が２０ｃｍと６０ｃｍとにおける第１反射率の周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。送受電コイル２１０間距離が２０ｃｍを実線で、６０ｃｍを点線で示す。送受電コイル２１０間距離が２０ｃｍの場合、第１反射率の周波数特性は２つのピーク（第１ピーキング周波数）を有する。これは、第２反射率の周波数特性であっても同様である。

図１４は、送受電コイル２１０間距離が２０ｃｍの場合に、送電コイル１１０からｘｃｍの距離に異物（金属平面）を挿入したときの第１、２反射率の周波数特性のシミュレーション結果を示す図である。図１４（ａ）は、異物がない場合を細点線と四角で、送電コイル１１０から異物が４ｃｍの場合を細実線で、５ｃｍの場合を細点線で、１０ｃｍの場合を太実線で、１５ｃｍの場合を太点線で示す。図１４（ｂ）は、異物がない場合を細点線と四角で、送電コイル１１０から異物が４ｃｍの場合を細実線で、５ｃｍの場合を細点線で、１０ｃｍの場合を太実線で、１５ｃｍの場合を太点線で示す。

送電コイル１１０近傍に異物が存在する場合は、第１ピーキング周波数の数は１つであり、第１ピーキング周波数は高くなる。送電装置１００から離れた場所に異物が存在する場合は、第１ピーキング周波数の数は２つであり、それらは送電コイル１１０固有の２つの共振周波数に近づく。送電コイル１１０と受電コイル２１０の中間に異物が存在する場合は、第１ピーキング周波数は２つであるものの、異物がない場合と比較して第１ピーキング周波数の値が異なる。これらは、受電コイル２１０についても同様である。

上記を踏まえ、第１実施形態に係る異物検出部３００は、以下の手順で異物を検出することができる。第１に、異物検出部３００は、第１、２ピーキング周波数の数をカウントする。第２に、異物検出部３００は、第１ピーキング周波数の数と第２ピーキング周波数の数について、一方が１つで他方が２つの場合に異物が存在すると判定する。第３に、異物検出部３００は、第１ピーキング周波数の数又は第２ピーキング周波数の数が２つの場合に、少なくとも一方がコイル固有の共振周波数と一致する場合に異物が存在すると判定する。このようにすることで、異物検出部３００は、簡便に、異物を検出できる。

さらに、第１ピーキング周波数の数又は第２ピーキング周波数が２つである場合、送電装置１００又は受電装置２００は、送電コイル１１０と受電コイル２１０との間の結合係数を測定することができる。

図１５は、等価回路シミュレータを用いて送電コイル１１０と受電コイル２１０のコイル間結合係数を変えて第１反射率を計算した結果を示す図である。送電コイル１１０と受電コイル２１０との間の結合係数ｋが大きいほど、２つの第１ピーキング周波数の差Δｆが大きくなる傾向にある。

図１６は、正規化Δｆとコイル間結合係数の関係を示す図である。正規化Δｆとは、２つの第１ピーキング周波数の差Δｆを送電コイル１１０固有の共振周波数で割った値である。正規化Δｆとコイル間結合係数との関係には正比例の関係がある。

この関係を用いて、送電装置１００又は受電装置２００は、送電コイル１１０と受電コイル２１０との間の結合係数を測定することができる。そして、送電コイル１１０と受電コイル２１０との間の結合係数から、理論的な電力伝送効率を算出することができる。理論的な電力伝送効率を算出できれば、第１、第２の実施形態の変形例１にて説明した通り、異物検出部３００は、電力伝送中の電力伝送効率の変動から正確に異物を検出できる。ただし、送電コイル１１０と受電コイル２１０間の結合度を測定する期間は、送電コイル１１０と受電コイル２１０との間に異物が存在しないことが求められる。

（第１及び第２の実施形態の変形例３）
図１７は、第１及び第２の実施形態の変形例３に係る電力伝送システム１４を示す図である。変形例３に係る電力伝送システム１４は、第１及び第２の実施形態と比較して、送電装置１００がさらに第１整合回路１７０を備え、受電装置２００がさらに第２整合回路２７０を備える。第１整合回路１７０は、電圧源１２０と送電コイル１１０との間でインピーダンス整合を取る。第２整合回路２７０は、受電コイル２１０と負荷部２４０との間でインピーダンス整合を取る。このように、送電装置１００と受電装置２００との間でインピーダンス整合をとることで、電力伝送効率を向上できる。

以下では、送電装置１００が、電圧源１２０と、電圧源１２０と接続された第１ループと、第１ループと電磁的に結合された送電コイル１１０（自己共振コイル）とを備え、受電装置２００が、受電コイル２１０（自己共振コイル）と、受電コイル２１０と電磁的に結合された第２ループと、第２ループに接続された負荷部２４０を備える例を考える。この場合、第１ループと送電コイル１１０間の結合、及び受電コイル２１０と第２ループ間の結合を変えることでインピーダンス整合をとることができる。

図１８は、第１ループと送電コイル１１０間の距離に応じた第１ピーキング周波数の模式図を示す。第１ループと送電コイル１１０間の距離が短い（第１ループと送電コイル１１０間の結合が大きい）場合の第１ピーキング周波数は、第１ループと送電コイル１１０間の距離が長い（第１ループと送電コイル１１０間の結合が小さい）場合の第１ピーキング周波数よりも、高い。インピーダンス整合を取るために第１ループと送電コイル１１０間の距離（結合）を変化させると、第１ピーキング周波数も変化する。なお、この第１ループと送電コイル１１０を用いた構成においては、送電コイル１１０と第１ループを合わせて共振回路を成す。異物がない状態での反射率の極小値により求めた第１ピーキング周波数がこの構成における第１共振周波数である。第一共振周波数は、第１ループと送電コイル１１０間の結合の大小により変化する。

そこで、まず、送電装置１００及び受電装置２００が互いに影響しない場所に存在しているときに、送電装置１００の第１整合回路１７０は、第１反射率が極小となるように第１ループと送電コイル１１０間の距離を調整してインピーダンス整合をとる。また、受電装置２００の第２整合回路２７０は、第２反射率が極小となるように受電コイル２１０と第２ループとの間の距離を調整してインピーダンス整合をとる。その後、異物検出部３００は、第１ピーキング周波数、及び第２若しくは第３ピーキング周波数のシフト量を用いて、異物の有無を判断することで、正確な検出が可能となる
さらに、送電装置１００及び受電装置２００が互いに影響する場所に存在しているときに、送電装置１００の第１整合回路１７０は、第１反射率が極小となるように第１ループと送電コイル１１０間の距離を調整してインピーダンス整合をとる。また、受電装置２００の第２整合回路２７０は、第２反射率が極小となるように受電コイル２１０と第２ループとの間の距離を調整してインピーダンス整合をとる。その後、異物検出部３００は、第１ピーキング周波数、及び第２若しくは第３ピーキング周波数のシフト量を用いて、異物の有無を判断することで、より正確な検出が可能となる。

なお、第１整合回路１７０及び第２整合回路２７０は、インピーダンス整合をとれる機構をもっていればどのようなものであっても良く、自己共振コイルとループに限られない。第１整合回路１７０及び第２整合回路２７０は、電圧源１２０と送電コイル１１０とを結ぶ線又は受電コイル２１０と負荷部２４０とを結ぶ線に、並列に接続されるＬとＣであっても良い。この第１整合回路１７０及び第２整合回路２７０は、インピーダンス整合時に共振周波数が変動する電力伝送システムにおいて同様に適用できる。

＜異物検出部３００の動作モード＞
第１、第２の実施形態及びその変形例等で説明した異物検出部３００の動作モードについて説明する。図１９は、異物検出部３００の状態遷移の第１例を示す図である。異物検出部３００は、「待機状態」、「異物検出状態」、「送電状態」の３状態を持つ。

まず、異物検出部３００は、電力伝送システム１０〜１３で電力伝送が行われていない場合、「待機状態」である。次に、送電装置１００（第１通信部１６０）が受電装置２００やその他の装置から送電要求を受信した場合、異物検出部３００は、「異物検出状態」へ移行する。異物検出部３００は、「異物検出状態」で、前述のいずれかの方法で、送電コイル１１０と受電コイル２１０との間に存在しうる異物の検出を試みる。

「異物検出状態」で異物が検出された場合、異物検出部３００は、第１通信部１６０を用いて「送電エラー」を受電装置２００に伝送し、「待機状態」へ遷移する。このとき、送電装置１００は、受電装置２００へ電力伝送を行わない。

「異物検出状態」で異物が検出されない場合、異物検出部３００は、「送電状態」へ移行する。異物検出部３００は、「送電状態」で、所定期間が経過した場合（定期的）に、「異物検出状態」へ移行して異物がないことを確認する。この所定時間は、アプリケーションや送電装置１００の出力電力などによって異なり、一般的には異物の発熱を防ぐため、十分小さい値が設定される。

異物検出部３００は、「送電状態」でも第１、２反射率、電力伝送効率などの測定を常時（定期的に）継続する事によって、第１、２反射率、電力伝送効率が所定期間内に閾値を超えて変動した場合に異物の挿入を検出できる。このようにすることで、電力伝送中に、送電コイル１１０と受電コイル２１０間に異物が挿入された場合に、即座に異物を検出することが可能となり、異物への誤給電を最小限にとどめることができる。

異物検出部３００は、「送電状態」で、電力伝送効率の劣化やピーキング周波数のシフトなどによって異物を検出した場合、「異物検出状態」へ移行する。送電装置１００（第１通信部１６０）が受電装置２００やその他の装置から送電終了要求を受信した場合、異物検出部３００は、「待機状態」へ移行する。

図２０は、異物検出部３００の状態遷移の第２例を示す図である。異物検出部３００は、「待機状態」、「異物検出状態」、「送電状態」、「異物検出時送電状態」の４状態を持つ。図２０では、図１９と異なり、「異物検出状態」で異物が検出された場合であっても、送電装置１００は、受電装置２００へ送電を行う。

図２０では、「異物検出状態」で異物が検出された場合、異物検出部３００は、「異物検出時送電状態」へ移行する。異物検出部３００は、「異物検出時送電状態」で、送電装置１００の出力電力を低減しながら電力を伝送しても良く、異物が検出されていない他の送電コイル１１０を用いて電力を伝送しても良く、異物へ誤給電を行わないように磁束を制御して電力伝送を行っても良い。

＜第１実施形態及びその変形例に係る異物検出部３００の動作フロー＞
図２１は、第１実施形態及びその変形例に係る異物検出部３００の「異物検出状態」での動作フローを示すフローチャートである。

まず、電源制御部１３０は、異物を検出するための試し送電時に用いる電圧源１２０の出力電力をＰ_０と設定する（ステップＳ１０１）。異物に対する過大な誤給電を防止するため、電源制御部１３０は、出力電力Ｐ_０を小さな値とする。

次に、電源制御部１３０は、電圧源１２０が出力する第１交流信号の周波数ｆを周波数ｆ_１に設定する（ステップＳ１０２）。

次に、電圧源１２０は、出力電力Ｐ_０、周波数ｆの交流信号を出力する（ステップＳ１０３）。

次に、第１測定部１５０は、第１反射率を測定し、内蔵する記憶部に記憶する（ステップＳ１０４Ａ）。

また、第２測定部２３０は、第２反射率を測定し、内蔵する記憶部に記憶する（ステップＳ１０４Ｂ）。

次に、電源制御部１３０は、電圧源１２０が出力する第１交流信号の周波数ｆをｆ_１＋Δｆに設定する（ステップＳ１０５）。

ｆがｆ_２より小さいである場合（ステップＳ１０６の“いいえ”）、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５が繰り返される。

ｆがｆ_２以上である場合（ステップＳ１０６の“いいえ”）、異物検出部３００は、第１通信部１６０を介して、受電装置２００の第２測定部２３０の測定結果（第２反射率の周波数特性又は第２ピーキング周波数）を要求及び取得する（ステップＳ１０７）。また、異物検出部３００は、第１測定部１５０の測定結果（第１反射率の周波数特性又は第１ピーキング周波数）を取得する。なお、第１、２反射率の周波数特性から、第１、２ピーキング周波数を特定する処理は、第１、２測定部が行っても良く、異物検出部３００が行っても良い。ただし、極小点における反射率と、極小点の周波数よりも高い周波数領域での反射率の第１最大値と、極小点の周波数よりも低い周波数領域の第２最大値とを比較して、第１最大値と極小点における反射率との差、及び第２最大値と極小点における反射率との差とが、閾値を超えない場合は、ピーキング周波数ではないと判定する。なお、この閾値は、極小点における反射率に基づいて決定され、例えば極小となる反射率の半値（＋３ｄＢ）を用いてもよい。

次に、異物検出部３００は、第１ピーキング周波数の数と、第２ピーキング周波数の数をカウントする（ステップＳ１０８）
第１ピーキング周波数の数と、第２ピーキング周波数の数とが異なっている場合（ステップＳ１０９の“いいえ”）、異物検出部３００は、異物有りと判定する（ステップＳ１１４）。

第１ピーキング周波数の数と、第２ピーキング周波数の数とが同一の場合（ステップＳ１０９の“はい”）、次に、異物検出部３００は、第１ピーキング周波数と、第２ピーキング周波数とが等しいか否か判定する（ステップＳ１１０）。

第１ピーキング周波数と、第２ピーキング周波数とが相違する場合（ステップＳ１１０の“いいえ”）、異物検出部３００は、異物有りと判定する（ステップＳ１１４）。

第１ピーキング周波数と、第２ピーキング周波数とが等しい場合（ステップＳ１１０の“はい”）であって、第１ピーキング周波数の数が１つの場合（ステップＳ１１１の“１つ”）、異物検出部３００は、異物無しと判定する（ステップＳ１１３）。

第１ピーキング周波数と、第２ピーキング周波数とが等しい場合（ステップＳ１１０の“はい”）であって、第１ピーキング周波数の数が３以上の場合、異物検出部３００は、エラーとなる。

第１ピーキング周波数と、第２ピーキング周波数とが等しい場合（ステップＳ１１０の“はい”）であって、第１ピーキング周波数の数が２つの場合（ステップＳ１１１の“２つ”）、次に、異物検出部３００は、２つの第１ピーキング周波数の双方ともに送電コイル１１０の第１共振周波数と異なるかを判定する（ステップＳ１１２）。

第１ピーキング周波数のいずれか一方が送電コイル１１０の第１共振周波数と等しい場合（ステップＳ１１２の“いいえ”）、異物検出部３００は、異物有りと判定する（ステップＳ１１４）。

第１ピーキング周波数の双方ともに送電コイル１１０の第１共振周波数とは異なる場合（ステップＳ１１２の“はい”）、異物検出部３００は、異物無しと判定する（ステップＳ１１３）。

このようにすることで、異物検出装置は、正確かつ簡便に、異物検出を行うことができる。異物検出装置は、送電コイル近傍のみならず、広範囲の異物を検出できる。

＜第２実施形態及びその変形例に係る異物検出部３００の動作フロー＞
図２２は、第２実施形態及びその変形例に係る異物検出部３００の「異物検出状態」での動作フローを示すフローチャートである。なお、ステップＳ１０１〜Ｓ１０７は、図２１と同様であるため、説明を省略する。なお、ステップＳ１０４Ｃは、第３測定部が負荷部への供給電力を測定する点で相違するが、その点については、前述の通りである。

ｆ_１がｆ_２以上である場合（ステップＳ１０６の“はい”）、異物検出部３００は、第１通信部１６０を介して、受電装置２００の第３測定部２３１の測定結果（負荷部への供給電力の周波数特性）を要求及び取得する（ステップＳ１０７）。また、異物検出部３００は、電圧源１２０の出力電力Ｐ_０と、第１測定部１５０の測定結果（第１反射率の周波数特性）を取得する（ステップＳ１０７）。

次に、異物検出部３００は、第２電力の周波数特性と、電圧源１２０の出力電力Ｐ_０と、第１反射率（電力反射率）の周波数特性とを用いて、電力伝送効率の周波数特性を算出する（ステップＳ１０８）。そして、異物検出部３００は、第１ピーキング周波数と、第３ピーキング周波数とを特定する。

次に、異物検出部３００は、第１ピーキング周波数の数をカウントする（ステップＳ１０９）。

第１ピーキング周波数の数が１つの場合（ステップＳ１１０の“１つ”）であって、第１ピーキング周波数が送電コイル１１０の第１共振周波数よりも大きい場合（ステップＳ１１１の“はい”）、又は第３ピーキング周波数が送電コイル１１０の第１共振周波数よりも大きい場合（ステップＳ１１２の“はい”）、異物検出部３００は、異物有りと判定する（ステップＳ１１５）。

第１ピーキング周波数の数が１つの場合（ステップＳ１１０の“１つ”）であって、第１ピーキング周波数が送電コイル１１０の第１共振周波数以下であり（ステップＳ１１１の“いいえ”）、かつ、第３ピーキング周波数が送電コイル１１０の第１共振周波数以下である（ステップＳ１１２の“いいえ”）場合、異物検出部３００は、異物無しと判定する（ステップＳ１１４）。

第１ピーキング周波数の数が３つ以上の場合、異物検出部３００は、エラーとなる。

第１ピーキング周波数の数が２つの場合（ステップＳ１１０の“２つ”）であって、２つの第１ピーキング周波数の双方ともに送電コイル１１０の第１共振周波数と異なる場合（ステップＳ１１３の“はい”）、異物検出部３００は、異物なしと判定する（ステップＳ１１４）。

第１ピーキング周波数の数が２つの場合（ステップＳ１１０の“２つ”）であって、２つの第１ピーキング周波数の一方が送電コイル１１０の第１共振周波数と等しい場合（ステップＳ１１３の“いいえ”）、異物検出部３００は、異物有りと判定する（ステップＳ１１５）。

このようにすることで、異物検出装置は、正確かつ簡便に、異物検出を行うことができる。異物検出装置は、送電コイル近傍のみならず、広範囲の異物を検出できる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１０、１１、１２、１３・・・電力伝送システム
１００、１０１、１０２、１０３・・・送電装置
１１０・・・送電コイル
１２０・・・電圧源
１３０・・・電源制御部
１４０・・・第１共振回路
１５０・・・第１測定部
１６０・・・第１通信部
２００、２０１、２０２、２０３・・・受電装置
２１０・・・受電コイル
２２０・・・第２共振回路
２３０・・・第２測定部
２３１・・・第３測定部
２４０・・・負荷部
２５０・・・第２通信部
２６０・・・負荷制御部
３００・・・異物検出部

Claims (11)

1. 送電コイルを用いて非接触で電力を送る送電装置と、前記送電装置から受電コイルを用いて非接触で電力を受ける受電装置と、を前記送電コイルと前記受電コイルとの間にある異物を検出する異物検出部と備える電力伝送システムであって、
   前記送電装置は、
   周波数が可変であって、第１交流信号を出力可能な電圧源と、
   第１周波数から第２周波数までの範囲で、前記電圧源が出力する第１交流信号の周波数を変化させる電源制御部と、
   第１共振周波数で共振し、前記第１交流信号を受けて磁界を生成する送電コイルと、
   前記電圧源と前記送電コイルとの間での前記第１交流信号の電圧反射率、電流反射率、電力反射率のうち少なくとも１つの第１反射率を、前記第１周波数から前記第２周波数までの範囲で複数測定するための第１測定部とを備え、
   前記受電装置は、
   第２共振周波数で共振し、前記送電コイルによって発生された磁界を受けて第２交流信号を生成する受電コイルと、
   負荷部に流れる前記第２交流信号は、前記受電コイルと前記負荷部との間での前記第２交流信号の電圧反射率、電流反射率、電力反射率のうち少なくとも１つの第２反射率を、前記第１周波数から前記第２周波数までの範囲で複数測定するための第２測定部２３０とを備え、
   前記異物検出部は、前記第１反射率が極小となる第１ピーキング周波数と、前記第２反射率が極小となる第２ピーキング周波数とを用いて、異物を検出することを特徴とする電力伝送システム。
2. 送電コイルを用いて非接触で電力を送る送電装置と、前記送電装置から受電コイルを用いて非接触で電力を受ける受電装置と、前記送電コイルと前記受電コイルとの間にある異物を検出する異物検出部とを備える電力伝送システムであって、
   前記送電装置は、
   周波数が可変であって、第１交流信号を出力可能な電圧源と、
   第１周波数から第２周波数までの範囲で、前記電圧源が出力する第１交流信号の周波数を変化させる電源制御部と、
   第１共振周波数で共振し、前記第１交流信号を受けて磁界を生成する送電コイルと、
   前記電圧源と前記送電コイルとの間での前記第１交流信号の電圧反射率、電流反射率、電力反射率のうち少なくとも１つの第１反射率と、前記送電コイルで送る第１電力とを、前記第１周波数から前記第２周波数までの範囲で複数測定するための第１測定部とを備え、
   前記受電装置は、
   第２共振周波数で共振し、前記送電コイルによって発生された磁界を受けて第２交流信号を生成する受電コイルと、
   前記第２交流信号は負荷部に供給される第２電力を、前記第１周波数から前記第２周波数までの範囲で複数測定するための第２測定部とを備え、
   前記異物検出部は、前記第１反射率が極小となる第１ピーキング周波数と、前記第１電力と前記第２電力から定まる伝送効率が極大となる第３ピーキング周波数とを用いて、異物を検出することを特徴とする電力伝送システム。
3. 前記受電装置は、前記第２交流信号が流れる前記負荷部の抵抗値を制御する負荷制御部をさらに備え、
   前記異物検出部は、前記負荷制御部によって制御された前記負荷部の抵抗値をさらに用いて、異物を検出することを特徴とする請求項２に記載の電力伝送システム。
4. 前記受電装置は、
   前記第１測定部と前記第２測定部の測定期間中、前記第２交流信号が流れる前記負荷部の抵抗値を一定値に制御する負荷制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力伝送システム。
5. 前記異物検出部は、前記第１ピーキング周波数が、前記第１共振周波数よりも大きい場合は、異物があると検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力伝送システム。
6. 前記異物検出部は、前記第２ピーキング周波数が、前記第２共振周波数よりも大きい場合は、異物があると検出することを特徴とする請求項１に記載の電力伝送システム。
7. 前記異物検出部は、前記第３ピーキング周波数が、前記第２共振周波数よりも大きい場合は、異物があると検出することを特徴とする請求項２に記載の電力伝送システム。
8. 前記異物検出部は、前記第１周波数から前記第２周波数までの範囲で、前記第１反射率の極小点の数をさらに用いて、異物を検出することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の電力伝送システム。
9. 前記送電装置は、前記電圧源と前記送電コイルとの間でインピーダンス整合を取る第１整合回路をさらに備え、
   前記受電装置は、前記受電コイルと前記負荷部との間でインピーダンス整合を取る第２整合回路をさらに備え、
   前記第１測定部及び前記第２測定部は、前記第１整合回路及び前記第２整合回路がインピーダンス整合を取った後に、測定を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の電力伝送システム。
10. 受電コイルを備える受電装置に対して、送電コイルを用いて非接触で電力を送る送電装置であって、
    周波数が可変であって、第１交流信号を出力可能な電圧源と、
    第１周波数から第２周波数までの範囲で、前記電圧源が出力する第１交流信号の周波数を変化させる電源制御部と、
    第１共振周波数で共振し、前記第１交流信号を受けて磁界を生成する送電コイルと、
    前記電圧源と前記送電コイルとの間での前記第１交流信号の電圧反射率、電流反射率、電力反射率のうち少なくとも１つの第１反射率を、前記第１周波数から前記第２周波数までの範囲で複数測定するための第１測定部と、
    前記磁界によって前記受電コイルを介して生成される第２交流信号の電圧反射率、電流反射率、電力反射率のうち少なくとも１つの第２反射率が極小点となる第２ピーキング周波数に関する情報を受信する受信部と、
    前記第１反射率が極小となる第１ピーキング周波数と、前記第２ピーキング周波数とを用いて、前記送電コイルと前記受電コイルとの間にある異物を検出する送電装置。
11. 受電コイルを備える受電装置に対して、送電コイルを用いて非接触で電力を送る送電装置であって、
    周波数が可変であって、第１交流信号を出力可能な電圧源と、
    第１周波数から第２周波数までの範囲で、前記電圧源が出力する第１交流信号の周波数を変化させる電源制御部と、
    第１共振周波数で共振し、前記第１交流信号を受けて磁界を生成する送電コイルと、
    前記電圧源と前記送電コイルとの間での前記第１交流信号の電圧反射率、電流反射率、電力反射率のうち少なくとも１つの第１反射率と、前記送電コイルで送る第１電力とを、前記第１周波数から前記第２周波数までの範囲で複数測定するための第１測定部と、
    前記磁界によって前記受電コイルを介して生成される第２交流信号の第２電力に関する情報を受信する受信部と、
    前記第１反射率が極小となる第１ピーキング周波数と、前記第１電力と前記第２電力から定まる伝送効率が極大となる第３ピーキング周波数とを用いて、前記送電コイルと前記受電コイルとの間にある異物を検出する送電装置。

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