WO2014162766A1 - 無線電力伝送装置、無線電力伝送装置の供給電力制御方法、及び、無線電力伝送装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

　電力伝送効率を維持しつつ、給電装置が備えるコイルの共振周波数、及び／又は、受電装置が備えるコイルの共振周波数を調整することにより、供給する電力を制御することができる無線電力伝送装置、供給電力制御方法、及び、無線電力伝送装置の製造方法を提供する。　給電共振器２２を備えた給電モジュール２から、受電共振器３２を備えた受電モジュール３に対して磁界を変化させて電力を供給する無線電力伝送装置１の供給電力制御方法として、給電共振器２２及び受電共振器３２の少なくとも一方が有する共振周波数を調整することにより、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値を設定して、被給電機器１０に供給する電力を制御する。

Description

無線電力伝送装置、無線電力伝送装置の供給電力制御方法、及び、無線電力伝送装置の製造方法

　本発明は、無線電力伝送する電力の調整が可能な、無線電力伝送装置、無線電力伝送装置の供給電力制御方法、及び、無線電力伝送装置の製造方法に関する。

　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、給電装置と電子機器に搭載された受電装置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。

　例えば、無線電力伝送技術としては、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技術や（例えば、特許文献１参照）、給電装置及び受電装置が備える共振器（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）。

　このような無線電力伝送技術を用いて給電装置及び受電装置を設計する際には、無線電力伝送するときの電力損失を小さくするために、給電装置に供給される電力に対する受電装置が受電する電力の比率である電力伝送効率を高めることが求められる。

　そして、上記のような無線電力伝送技術を用いた給電装置及び受電装置では、給電装置が備えるコイルの共振周波数と、受電装置が備えるコイルの共振周波数と一致させることにより、電力伝送効率の最大化を図れることが一般的に知られており、電力伝送効率の最大化を求めて、給電装置が備えるコイルの共振周波数と、受電装置が備えるコイルの共振周波数とを一致させるように設計されるのが一般的である。

特許第４６２４７６８号公報 特開２０１０－２３９７６９号公報

　もっとも、給電装置が備えるコイルの共振周波数と、受電装置が備えるコイルの共振周波数とを一致させるには、給電装置及び受電装置が備えるコイルやコンデンサなどの容量を所定の値に決める必要がある。

　一方で、給電装置及び受電装置が備えるコイルやコンデンサなどの容量は、給電先の充電池などの被給電機器に給電する電力などを決めるパラメータでもあるため、コイルやコンデンサなどの容量は調整できることが望ましい。

　そこで、本発明の目的は、電力伝送効率を維持しつつ、給電装置及び受電装置が備えるコイルやコンデンサなどの容量、即ち、給電装置が備えるコイルの共振周波数、及び／又は、受電装置が備えるコイルの共振周波数を調整可能として、給電装置が備えるコイルの共振周波数、及び／又は、受電装置が備えるコイルの共振周波数を調整することにより、供給する電力を制御することができる無線電力伝送装置、供給電力制御方法、及び、無線電力伝送装置の製造方法を提供することにある。

　上記課題を解決するための発明の一つは、給電共振器を備えた給電モジュールから、受電共振器を備えた受電モジュールに対して磁界を変化させて電力を供給する無線電力伝送装置の供給電力制御方法であって、
　前記給電共振器及び前記受電共振器の少なくとも一方が有する共振周波数を調整することにより、当該無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値を設定して前記供給する電力を制御することを特徴としている。

　上記方法によれば、給電共振器及び受電共振器の少なくとも一方が有する共振周波数を変えることによって、無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値を設定して供給する電力を調整することができる。

　上記課題を解決するための発明の一つは、給電共振器を備えた給電モジュールから、受電共振器を備えた受電モジュールに対して磁界を変化させて電力を供給する無線電力伝送装置の供給電力制御方法であって、
　前記給電共振器が有する共振周波数及び前記受電共振器が有する共振周波数を一致させた場合における、前記給電モジュールに供給する電力の駆動周波数に対する伝送特性の値、又は、前記給電共振器と前記受電共振器との間の結合係数の値を、電力伝送効率を規定する基準値とし、
　当該基準値を含む所望の範囲で、前記給電共振器及び前記受電共振器の少なくとも一方が有する共振周波数を調整することにより、当該無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値を設定して前記供給する電力を制御することを特徴としている。

　上記方法によれば、給電共振器が有する共振周波数、及び、受電共振器が有する共振周波数を一致させた場合における、前記給電モジュールに供給する電力の駆動周波数に対する伝送特性の値、又は、給電共振器と受電共振器との間の結合係数の値を、電力伝送効率（給電モジュールに供給される電力に対する受電モジュールが受電する電力の比率）を規定する基準値とし、この基準値を目安として、基準値を含む所望の範囲を設定して、基準値を含む所望の範囲内で、給電共振器及び受電共振器の少なくとも一方が有する共振周波数を変えられるようにする。そして、給電共振器及び受電共振器の少なくとも一方が有する共振周波数を変えることによって、電力伝送効率を維持しつつ、無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値を設定して供給する電力を調整することができる。

　また、上記課題を解決するための発明の一つは、上記無線電力伝送装置の供給電力制御方法において、少なくとも給電コイル及び給電共振器を備えた給電モジュールから、少なくとも受電共振器及び受電コイルを備えた受電モジュールに対して共振現象によって電力を供給することを特徴としている。

　上記方法によれば、給電コイル及び給電共振器を備えた給電モジュールから、受電共振器及び受電コイルを備えた受電モジュールに対して共振現象によって電力を供給する無線電力伝送装置であっても、給電共振器が有する共振周波数、及び、受電共振器が有する共振周波数を一致させた場合における、前記給電モジュールに供給する電力の駆動周波数に対する伝送特性の値、又は、給電共振器と受電共振器との間の結合係数の値を、電力伝送効率を規定する基準値とし、この基準値を目安として、基準値を含む所望の範囲を設定して、基準値を含む所望の範囲内で、給電共振器及び受電共振器の少なくとも一方が有する共振周波数を変えられるようにする。そして、給電共振器及び受電共振器の少なくとも一方が有する共振周波数を変えることによって、電力伝送効率を維持しつつ、無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値を設定して供給する電力を調整することができる。

　また、上記課題を解決するための発明の一つは、上記無線電力伝送装置の供給電力制御方法において、前記給電モジュールに供給する電力の駆動周波数に対する伝送特性の値が、前記給電モジュール及び受電モジュールにおける共振周波数よりも低い駆動周波数帯域及び前記共振周波数よりも高い駆動周波数帯域にそれぞれピークを有する双峰性の特性を有するように、前記給電モジュール及び前記受電モジュールを構成する可変可能なパラメータを設定し、前記給電モジュールに供給する電力の前記駆動周波数を、前記給電モジュール及び受電モジュールにおける前記共振周波数よりも低い駆動周波数帯域に現れる伝送特性のピーク値に対応する帯域に設定することにより、
　前記給電共振器が有する共振周波数は、前記給電共振器が有する共振周波数が大きくなるにつれて、当該無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が小さくなる特性に基づき調整されることを特徴としている。

　上記方法によれば、駆動周波数に対する伝送特性の値が双峰性の特性を有するようにしたうえで、給電モジュールに供給する電力の駆動周波数を、給電モジュール及び受電モジュールにおける共振周波数よりも低い駆動周波数帯域に現れる伝送特性のピーク値に対応する帯域に設定することにより、給電共振器が有する共振周波数を大きくするにつれて、無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が小さくなる特性にすることができる。
　これにより、給電共振器が有する共振周波数が大きくなるにつれて、無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が小さくなる特性に基づき無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値を設定し、もって供給する電力を調整することができる。

　また、上記課題を解決するための発明の一つは、上記無線電力伝送装置の供給電力制御方法において、前記給電モジュールに供給する電力の駆動周波数に対する伝送特性の値が、前記給電モジュール及び受電モジュールにおける共振周波数よりも低い駆動周波数帯域及び前記共振周波数よりも高い駆動周波数帯域にそれぞれピークを有する双峰性の特性を有するように、前記給電モジュール及び前記受電モジュールを構成する可変可能なパラメータを設定し、前記給電モジュールに供給する電力の前記駆動周波数を、前記給電モジュール及び受電モジュールにおける前記共振周波数よりも低い駆動周波数帯域に現れる伝送特性のピーク値に対応する帯域に設定することにより、
　前記受電共振器が有する共振周波数は、前記受電共振器が有する共振周波数が大きくなるにつれて、当該無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が大きくなる特性に基づき調整されることを特徴としている。

　上記方法によれば、駆動周波数に対する伝送特性の値が双峰性の特性を有するようにしたうえで、給電モジュールに供給する電力の駆動周波数を、給電モジュール及び受電モジュールにおける共振周波数よりも低い駆動周波数帯域に現れる伝送特性のピーク値に対応する帯域に設定することにより、受電共振器が有する共振周波数を大きくするにつれて、無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が大きくなる特性にすることができる。
　これにより、受電共振器が有する共振周波数が大きくなるにつれて、無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が小さくなる特性に基づき無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値を設定し、もって供給する電力を調整することができる。

　また、上記課題を解決するための発明の一つは、上記無線電力伝送装置の供給電力制御方法において、前記給電モジュールに供給する電力の駆動周波数に対する伝送特性の値が、前記給電モジュール及び受電モジュールにおける共振周波数よりも低い駆動周波数帯域及び前記共振周波数よりも高い駆動周波数帯域にそれぞれピークを有する双峰性の特性を有するように、前記給電モジュール及び前記受電モジュールを構成する可変可能なパラメータを設定し、前記給電モジュールに供給する電力の前記駆動周波数を、前記給電モジュール及び受電モジュールにおける前記共振周波数よりも高い駆動周波数帯域に現れる伝送特性のピーク値に対応する帯域に設定することにより、
　前記給電共振器が有する共振周波数は、前記給電共振器が有する共振周波数が大きくなるにつれて、当該無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が大きくなる特性に基づき調整されることを特徴としている。

　上記方法によれば、駆動周波数に対する伝送特性の値が双峰性の特性を有するようにしたうえで、給電モジュールに供給する電力の駆動周波数を、給電モジュール及び受電モジュールにおける共振周波数よりも高い駆動周波数帯域に現れる伝送特性のピーク値に対応する帯域に設定することにより、給電共振器が有する共振周波数を大きくするにつれて、無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が大きくなる特性にすることができる。
　これにより、給電共振器が有する共振周波数が大きくなるにつれて、無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が大きくなる特性に基づき無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値を設定し、もって供給する電力を調整することができる。

　また、上記課題を解決するための発明の一つは、上記無線電力伝送装置の供給電力制御方法において、前記給電モジュールに供給する電力の駆動周波数に対する伝送特性の値が、前記給電モジュール及び受電モジュールにおける共振周波数よりも低い駆動周波数帯域及び前記共振周波数よりも高い駆動周波数帯域にそれぞれピークを有する双峰性の特性を有するように、前記給電モジュール及び前記受電モジュールを構成する可変可能なパラメータを設定し、前記給電モジュールに供給する電力の前記駆動周波数を、前記給電モジュール及び受電モジュールにおける前記共振周波数よりも高い駆動周波数帯域に現れる伝送特性のピーク値に対応する帯域に設定することにより、
　前記受電共振器が有する共振周波数は、前記受電共振器が有する共振周波数が大きくなるにつれて、当該無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が小さくなる特性に基づき調整されることを特徴としている。

　上記方法によれば、駆動周波数に対する伝送特性の値が双峰性の特性を有するようにしたうえで、給電モジュールに供給する電力の駆動周波数を、給電モジュール及び受電モジュールにおける共振周波数よりも高い駆動周波数帯域に現れる伝送特性のピーク値に対応する帯域に設定することにより、受電共振器が有する共振周波数を大きくするにつれて、無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が小さくなる特性にすることができる。
　これにより、受電共振器が有する共振周波数が大きくなるにつれて、無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が小さくなる特性に基づき無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値を設定し、もって供給する電力を調整することができる。

　また、上記課題を解決するための発明の一つは、上記無線電力伝送装置の供給電力制御方法において、前記給電共振器及び前記受電共振器はコンデンサを備え、前記給電共振器及び前記受電共振器が有する共振周波数は、それぞれの前記コンデンサの容量を変えることにより調整されることを特徴としている。

　上記方法によれば、給電共振器及び受電共振器が有する共振周波数を、コンデンサの容量を変えることにより調整することができる。

　また、上記課題を解決するための発明の一つは、上記に記載の供給電力制御方法により調整された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、無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値を設定することによる、無線電力伝送を行う際に供給する電力の調整を、新たな機器を設けずに実現することができる。即ち、無線電力伝送装置の部品点数を増やさずに、給電する電力の制御が可能となる。

　また、上記課題を解決するための発明の一つは、　給電共振器を備えた給電モジュールから、受電共振器を備えた受電モジュールに対して磁界を変化させて電力を供給する無線電力伝送装置の製造方法であって、
　前記給電共振器が有する共振周波数及び前記受電共振器が有する共振周波数を一致させた場合における、前記給電モジュールに供給する電力の駆動周波数に対する伝送特性の値、又は、前記給電共振器と前記受電共振器との間の結合係数の値を、電力伝送効率を規定する基準値とし、
　当該基準値を含む所望の範囲で、前記給電共振器及び前記受電共振器の少なくとも一方が有する共振周波数を調整することにより、当該無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値を設定して前記供給する電力を制御する工程を含むことを特徴としている。

　上記方法によれば、無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値を設定することによる、無線電力伝送を行う際に供給する電力の調整を、新たな機器を設けずに可能な無線電力伝送装置を製造することができる。即ち、無線電力伝送装置の部品点数を増やさずに、給電する電力の制御が可能な無線電力伝送装置を製造することができる。

　電力伝送効率を維持しつつ、給電装置及び受電装置が備えるコイルやコンデンサなどの容量、即ち、給電装置が備えるコイルの共振周波数、及び／又は、受電装置が備えるコイルの共振周波数を調整可能として、給電装置が備えるコイルの共振周波数、及び／又は、受電装置が備えるコイルの共振周波数を調整することにより、供給する電力を制御することができる無線電力伝送装置、供給電力制御方法、及び、無線電力伝送装置の製造方法を提供することができる。

無線電力伝送装置の概略説明図である。 無線電力伝送装置の等価回路の説明図である。 駆動周波数に対する伝送特性『Ｓ２１』の関係を示したグラフである。 実施例１に係る測定結果を示す表である。 （Ａ）実施例１に係る受電共振器が有する共振周波数に対する伝送特性『Ｓ２１』のグラフである。（Ｂ）実施例１に係る受電共振器が有する共振周波数に対する入力インピーダンスＺ_inのグラフである。 実施例２に係る測定結果を示す表である。 （Ａ）実施例２に係る給電共振器が有する共振周波数に対する伝送特性『Ｓ２１』のグラフである。（Ｂ）実施例２に係る給電共振器が有する共振周波数に対する入力インピーダンスＺ_inのグラフである。 無線電力伝送装置の製造方法を説明する説明図である。 無線電力伝送装置を含む無線式ヘッドセット及び充電器の設計方法を説明したフローチャートである。

　以下に本発明に係る無線電力伝送装置、供給電力制御方法、及び、無線電力伝送装置の製造方法の実施形態について説明する。

　（実施形態）
　まず、無線電力伝送装置の供給電力制御方法、及び、無線電力伝送装置の製造方法を説明する前に、供給電力制御方法又は製造方法によって設計・製造される無線電力伝送装置１について説明する。

　（無線電力伝送装置１の構成）
　無線電力伝送装置１は、図１に示すように、給電コイル２１及び給電共振器２２を備える給電モジュール２と、受電コイル３１及び受電共振器３２を備える受電モジュール３とを備えている。そして、給電モジュール２の給電コイル２１に、給電モジュール２に供給する電力の駆動周波数を所定の値に設定した発振回路を備えた交流電源６を接続し、受電モジュール３の受電コイル３１に、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を介して充電池９を接続している。なお、電力の給電先となる安定回路７、充電回路８、及び、充電池９は、被給電機器１０に相当する。

　給電コイル２１は、交流電源６から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部分は、銅線材（絶縁被膜付）を使用して、コイル径を１５ｍｍφに設定している。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、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としている。また、給電コイル２１に流れる電流をＩ₁する。なお、電流Ｉ₁は、無線電力伝送装置１に入力される入力電流Ｉ_inと同義である。

　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を介して充電池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部分は、銅線材（絶縁被膜付）を使用して、コイル径１５ｍｍφに設定している。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、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、図２では、受電コイル３１に接続された安定回路７、充電回路８及び充電池９（被給電機器１０）の負荷インピーダンスをＺ_Lとしている。また、受電コイル３１に流れる電流をＩ₄する。なお、被給電機器１０の合計のインピーダンスをＺ_Lとしているが、便宜的にＲ_Lと置き換えてもよい。

　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ｆが共振周波数となる。
　

　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（式１）

　また、給電共振器２２は、銅線材（絶縁被膜付）により構成したコイル径１５ｍｍφのソレノイド型のコイルを使用している。また、受電共振器３２は、銅線材（絶縁被膜付）により構成したコイル径１５ｍｍφのソレノイド型のコイルを使用している。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、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１参照）。

　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、無線電力伝送装置１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。

　なお、給電コイル２１のＲＬＣ回路のＲ₁、Ｌ₁、Ｃ₁、給電共振器２２のＲＬＣ回路のＲ₂、Ｌ₂、Ｃ₂、受電共振器３２のＲＬＣ回路のＲ₃、Ｌ₃、Ｃ₃、受電コイル３１のＲＬＣ回路のＲ₄、Ｌ₄、Ｃ₄における抵抗値、インダクタンス、コンデンサ容量、及び、結合係数ｋ₁₂、ｋ₂₃、ｋ₃₄は、設計・製造段階等で変更可能なパラメータとして、後述する（式３）の関係式を満たすように設定されていることが望ましい。

　上記無線電力伝送装置１によれば、給電共振器２２と受電共振器３２とを共振させた場合、給電共振器２２と受電共振器３２との間に磁界共鳴状態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できる。

　（供給電力制御方法）
　上記無線電力伝送装置１の構成を踏まえて、無線電力伝送装置１が供給する電力を調整する供給電力制御方法について説明する。

　まず、上記構成による無線電力伝送装置１（安定回路７、充電回路８及び充電池９含む）の回路図を示すと図１の下図のようになる。これは、無線電力伝送装置１全体を一つの入力インピーダンスＺ_inに置き換えて示したものである。これによると、無線電力伝送装置１から被給電機器１０に給電される電力を制御するには、交流電源６が一般的に使用される定電圧電源だとすると電圧Ｖ_inは一定に保持されるため、電流Ｉ_inの値を制御する必要があることがわかる。

　そして、この電流Ｉ_inを電圧Ｖ_in及び入力インピーダンスＺ_inを踏まえた関係式で表すと（式２）のように示せる。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（式２）

　（式２）より、入力インピーダンスＺ_inの値を大きくすれば、電流Ｉ_inの値を小さくすることができ、入力インピーダンスＺ_inの値を小さくすれば、電流Ｉ_inの値を大きくすることができることがわかる。

　そこで、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inをより詳細に表すために、無線電力伝送装置１の構成を等価回路によって表すと図２に示すようになる。そして、図２の等価回路より、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inは、（式３）のように表記することができる。
　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（式３）

　そして、本実施形態における無線電力伝送装置１の給電コイル２１、給電共振器２２、受電共振器３２、及び、受電コイル３１におけるインピーダンスＺ₁、Ｚ₂、Ｚ₃、Ｚ₄、Ｚ_Lは、それぞれ（式４）のように表記することができる。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（式４）

　次に、（式３）に（式４）を導入すると、（式５）のようになる。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（式５）

　そうすると、上記（式５）における、給電コイル２１のＲＬＣ回路のＲ₁、Ｌ₁、Ｃ₁、給電共振器２２のＲＬＣ回路のＲ₂、Ｌ₂、Ｃ₂、受電共振器３２のＲＬＣ回路のＲ₃、Ｌ₃、Ｃ₃、受電コイル３１のＲＬＣ回路のＲ₄、Ｌ₄、Ｃ₄における抵抗値、インダクタンス、コンデンサ容量、及び、結合係数ｋ₁₂、ｋ₂₃、ｋ₃₄を設計・製造段階等で変更可能なパラメータとして、上記（式５）の関係式から導出される無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値を調整して、電流Ｉ_inの値を変えて、無線電力伝送装置１から被給電機器１０に給電される電力を制御することができることがわかる。

　上記のような無線電力伝送装置１では、給電共振器２２が有する共振周波数と、受電共振器３２が有する共振周波数とを一致させることにより、無線電力伝送における電力伝送効率の最大化を図れることが一般的に知られており、電力伝送効率の最大化を求めて給電共振器２２が有する共振周波数と受電共振器３２が有する共振周波数とを一致させるのが一般的である。ここで、電力伝送効率とは、給電モジュール２に供給される電力に対する、受電モジュール３が受電する電力の比率のことをいう。

　そうすると、給電共振器２２が有する共振周波数と、受電共振器３２が有する共振周波数とを一致させるために、給電共振器２２が有するＲＬＣ回路（共振回路）のインダクタンス、及び、コンデンサ容量と、受電共振器３２が有するＲＬＣ回路（共振回路）のインダクタンス、及び、コンデンサ容量とを所定の値に設定しなければならなくなる（式１参照）。これは、無線電力伝送装置１を設計するにあたり、給電共振器２２及び受電共振器３２が備えるＲＬＣ回路（共振回路）のインダクタンス、及び、コンデンサ容量が制限されてしまうことを意味する。また、給電共振器２２及び受電共振器３２が備えるＲＬＣ回路（共振回路）のインダクタンス、及び、コンデンサ容量は、給電先の充電池９などの被給電機器１０に給電する電力を決めるパラメータでもあるため、コイルのインダクタンスやコンデンサ容量は調整できることが望ましい。

　（共振周波数による電力制御）
　本実施形態では、給電共振器２２が有する共振周波数と、受電共振器３２が有する共振周波数とを一致させた場合の電力伝送効率を維持しつつ、給電共振器２２及び受電共振器３２が備えるＲＬＣ回路（共振回路）のインダクタンス、及び、コンデンサ容量を調整可能とするために、給電共振器２２が有する共振周波数と、受電共振器３２が有する共振周波数とを一致させた場合における、給電モジュール２に供給する電力の駆動周波数に対する伝送特性の値『Ｓ２１』、又は、給電共振器２２と受電共振器３２との間の結合係数ｋ₂₃の値を、電力伝送効率を規定する基準値とし、更に、当該基準値を含む所望の範囲を設定し、当該基準値を含む所望の範囲内で、給電共振器２２及び受電共振器３２が有する共振周波数を変更可能とすることにより、給電共振器２２及び受電共振器３２が備えるＲＬＣ回路（共振回路）のインダクタンス、及び、コンデンサ容量を調整可能にする。そして、給電共振器２２及び／又は受電共振器３２が有する共振周波数を調整することにより、電力伝送効率を維持しつつ、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスの値を調整して被給電機器１０に供給する電力を制御する。

　以下に、受電共振器３２が有する共振周波数を変えた場合における被給電機器１０に供給する電力の制御方法を実施例１、また、給電共振器２２が有する共振周波数を変えた場合における被給電機器１０に供給する電力の制御方法を実施例２として説明する。

　（実施例１）
　実施例１で使用する無線電力伝送装置１は、Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄の値をそれぞれ、０．５Ω、０．５Ω、０．５Ω、０．５Ωに設定した。また、Ｌ₁、Ｌ₂、Ｌ₃、Ｌ₄の値をそれぞれ、４．５μＨ、４．５μＨ、４．５μＨ、４．５μＨに設定した。また、結合係数ｋ₁₂、ｋ₃₄をそれぞれ、０．１８９、０．１８９に設定した。また、給電共振器２２における共振周波数を１．００３ＭＨｚに設定（固定）した。そして、上記無線電力伝送装置１をネットワークアナライザ（本実施形態では、アジレント・テクノロジー株式会社製のＥ５０６１Ｂを使用）に接続して、受電共振器３２が有する共振周波数を変えた場合における、給電共振器２２と受電共振器３２との間の結合係数ｋ₂₃、無線電力伝送装置１を双峰性の同相共振モードに設定したときの伝送特性『Ｓ２１』（詳細は後述する）と入力インピーダンスＺ_in、無線電力伝送装置１を双峰性の逆相共振モードに設定したときの伝送特性『Ｓ２１』（詳細は後述する）と入力インピーダンスＺ_inを測定する。

　また、本測定実験においては、無線電力伝送装置１に供給する電力の駆動周波数に対する無線電力伝送装置１の伝送特性『Ｓ２１』が、双峰性の性質を有するもので測定している。

　ここで、伝送特性『Ｓ２１』とは、ネットワークアナライザに無線電力伝送装置１を接続して計測される信号を表しており、デシベル表示され、数値が大きいほど電力伝送効率が高いことを意味する。そして、無線電力伝送装置１に供給する電力の駆動周波数に対する無線電力伝送装置１の伝送特性『Ｓ２１』は、給電共振器２２及び受電共振器３２の間の磁界による結びつき度合い（磁界結合）の強度により、単峰性の性質を有するものと双峰性の性質を有するものに分かれる。そして、単峰性とは、駆動周波数に対する伝送特性『Ｓ２１』のピークが一つで、そのピークが共振周波数帯域(ｆo）において現れるものをいう（図３の破線５１参照）。一方、双峰性とは、駆動周波数に対する伝送特性『Ｓ２１』のピークが二つあり、その二つのピークが共振周波数よりも低い駆動周波数帯域(fL)と共振周波数よりも高い駆動周波数帯域(fH)において現れるものをいう（図３の実線５２参照）。更に詳細に双峰性を定義すると、上記ネットワークアナライザに無線電力伝送装置１を接続して計測される反射特性『Ｓ１１』が二つのピークを有する状態をいう。従って、駆動周波数に対する伝送特性『Ｓ２１』のピークが一見して一つに見えたとしても、計測されている反射特性『Ｓ１１』が二つのピークを有する場合には、双峰性の性質を有するものとする。

　上記単峰性の性質を有する無線電力伝送装置１においては、図３の破線５１に示すように、駆動周波数が共振周波数ｆ₀で伝送特性『Ｓ２１』が最大化する（電力伝送効率が最大化する）。

　一方、双峰性の性質を有する無線電力伝送装置１では、図３の実線５２に示すように、伝送特性『Ｓ２１』は、共振周波数ｆoよりも低い駆動周波数帯域(fL)と共振周波数ｆoよりも高い駆動周波数帯域(fH)において最大化する。

　なお、一般的に、給電共振器と受電共振器との間の距離が同じであれば、双峰性における伝送特性『Ｓ２１』の最大値（fL又はfHでの伝送特性『Ｓ２１』の値）は、単峰性における伝送特性『Ｓ２１』の最大値(ｆ0での伝送特性『Ｓ２１』の値)よりも低い値になる（図３のグラフ参照）。

　具体的には、双峰性における低周波側のピーク付近の周波数fLに、給電モジュール２に供給する交流電力の駆動周波数を設定した場合（同相共振モード）、給電共振器２２及び受電共振器３２が同位相で共振状態となり、給電共振器２２に流れる電流の向きと受電共振器３２に流れる電流の向きとが同じ向きになる。その結果、図３のグラフに示すように、電力伝送効率の最大化を目的にした一般的な無線電力伝送装置における伝送特性『Ｓ２１』（破線５１）には及ばないが、駆動周波数を給電モジュール２が備える給電共振器２２及び受電モジュール３が備える受電共振器３２が有する共振周波数と一致させない場合でも、伝送特性『Ｓ２１』の値を比較的高い値にすることができる。ここで、給電モジュール２におけるコイル（給電共振器２２）に流れる電流の向きと受電モジュール３におけるコイル（受電共振器３２）に流れる電流の向きとが同じ向きとなる共振状態を同相共振モードと呼ぶことにする。

　また、上記同相共振モードでは、給電共振器２２の外周側に発生する磁界と受電共振器３２の外周側に発生する磁界とが打ち消し合うことにより、給電共振器２２及び受電共振器３２の外周側に、磁界による影響が低減されて、給電共振器２２及び受電共振器３２の外周側以外の磁界強度（例えば、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側の磁界強度）よりも小さな磁界強度を有する磁界空間を形成することができる。そして、この磁界空間に磁界の影響を低減させたい安定回路７や充電回路８や充電池９などを収納した場合、安定回路７や充電回路８や充電池９などに対して、磁界に起因する渦電流の発生を低減・防止して、発熱による悪影響を抑制することが可能となる。

　一方、双峰性における高周波側のピーク付近の周波数fHに、給電モジュール２に供給する交流電力の駆動周波数を設定した場合（逆相共振モード）、給電共振器２２及び受電共振器３２が逆位相で共振状態となり、給電共振器２２に流れる電流の向きと受電共振器３２に流れる電流の向きとが逆向きになる。その結果、図３のグラフに示すように、電力伝送効率の最大化を目的にした一般的な無線電力伝送装置における伝送特性『Ｓ２１』（破線５１）には及ばないが、駆動周波数を給電モジュール２が備える給電共振器２２及び受電モジュール３が備える受電共振器３２が有する共振周波数と一致させない場合でも、伝送特性『Ｓ２１』の値を比較的高い値にすることができる。ここで、給電モジュール２におけるコイル（給電共振器２２）に流れる電流の向きと受電モジュール３におけるコイル（受電共振器３２）に流れる電流の向きとが逆向きとなる共振状態を逆相共振モードと呼ぶことにする。

　また、上記逆相共振モードでは、給電共振器２２の内周側に発生する磁界と受電共振器３２の内周側に発生する磁界とが打ち消し合うことにより、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に、磁界による影響が低減されて、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側以外の磁界強度（例えば、給電共振器２２及び受電共振器３２の外周側の磁界強度）よりも小さな磁界強度を有する磁界空間を形成することができる。そして、この磁界空間に磁界の影響を低減させたい安定回路７や充電回路８や充電池９などを収納した場合、安定回路７や充電回路８や充電池９などに対して、磁界に起因する渦電流の発生を低減・防止して、発熱による悪影響を抑制することが可能となる。また、この逆相共振モードにより形成される磁界空間は、給電共振器２２及び受電共振器３２の内周側に形成されるので、この空間に安定回路７や充電回路８や充電池９などの電子部品を組み込むことにより無線電力伝送装置１自体のコンパクト化・設計自由度の向上が実現される。

　なお、本実施例では、無線電力伝送装置１の伝送特性『Ｓ２１』が双峰性の性質を有するように、給電コイル２１のＲＬＣ回路のＲ₁、Ｌ₁、Ｃ₁、給電共振器２２のＲＬＣ回路のＲ₂、Ｌ₂、Ｃ₂、受電共振器３２のＲＬＣ回路のＲ₃、Ｌ₃、Ｃ₃、受電コイル３１のＲＬＣ回路のＲ₄、Ｌ₄、Ｃ₄における抵抗値、インダクタンス、コンデンサ容量、及び、結合係数ｋ₁₂、ｋ₂₃、ｋ₃₄などの給電モジュール２及び受電モジュール３を構成する変更可能なパラメータを設定している。

　上記のようにして、給電共振器２２が有する共振周波数を１．００３ＭＨｚに設定したうえで、受電共振器３２が有する共振周波数を変えた場合における、無線電力伝送装置１を双峰性の同相共振モードに設定したときの伝送特性『Ｓ２１』と入力インピーダンスＺ_in、無線電力伝送装置１を双峰性の逆相共振モードに設定したときの伝送特性『Ｓ２１』と入力インピーダンスＺ_inを測定する。また、結合係数ｋ₂₃は、無線電力伝送装置１に供給する電力の駆動周波数に対する無線電力伝送装置１の伝送特性『Ｓ２１』が、双峰性の性質を有する場合、（式６）によって求められる。なお、結合係数ｋ₂₃は、給電共振器２２と受電共振器３２との結合の強さを表す指標である。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（式６）

　以上を踏まえて、実施例１に係る測定結果を図４に示す。また、図５（Ａ）に、給電共振器２２が有する共振周波数を１．００３ＭＨｚに設定したうえで、受電共振器３２が有する共振周波数（横軸）を変えた場合における、無線電力伝送装置１を双峰性の同相共振モードに設定したときの伝送特性『Ｓ２１』（縦軸：◆印）、及び、無線電力伝送装置１を双峰性の逆相共振モードに設定したときの伝送特性『Ｓ２１』（縦軸：■印）をグラフ化した。また、図５（Ｂ）に、給電共振器２２が有する共振周波数を１．００３ＭＨｚに設定したうえで、受電共振器３２が有する共振周波数（横軸）を変えた場合における、無線電力伝送装置１を双峰性の同相共振モードに設定したときの入力インピーダンスＺ_in（縦軸：◆印）、及び、無線電力伝送装置１を双峰性の逆相共振モードに設定したときの入力インピーダンスＺ_in（縦軸：■印）をグラフ化した。

　（伝送特性『Ｓ２１』を基準値に設定した場合：同相共振モード）
　まず、伝送特性『Ｓ２１』を基準値に設定し、同相共振モードにした場合について説明する。まず、給電共振器２２が有する共振周波数、及び、受電共振器３２が有する共振周波数を１．００３ＭＨｚで一致させた場合における、無線電力伝送装置１を双峰性の同相共振モードに設定したときの伝送特性（図４のＳ２１(ｄＢ)＠ｆＬ参照）の値である－５．７６ｄＢを基準値とする。なお、図４及び図５（Ａ）から、給電共振器２２が有する共振周波数、及び、受電共振器３２が有する共振周波数を１．００３ＭＨｚで一致させた場合に、伝送特性の値が最も高くなり、電力伝送効率が最も良くなることが分かる。
　次に、－５．７６ｄＢの基準値を含む所望の伝送特性の範囲を設定する（この所望の伝送特性の値は、被給電機器１０の仕様等により自由に設定可能な値である）。これは、許容する電力伝送効率の範囲を設定することになる。本実施形態では、充電池９に給電する際の電力伝送効率に問題ない値として、－６．１０ｄＢを下限値とする。よって、基準値を含む所望の伝送特性の範囲は、－６．１０～－５．７６ｄＢに設定される。
　そして、基準値を含む所望の伝送特性の範囲が、－６．１０～－５．７６ｄＢに設定されると、図４の「Ｓ２１(ｄＢ)＠ｆＬ」の項目と、「受電共振器(ＭＨｚ)」の項目を参照して、受電共振器３２の共振周波数の可変範囲は、０．９７８～１．０７６ＭＨｚの範囲に決定されることになる。これにより、受電共振器３２が有する共振周波数が、０．９７８～１．０７６ＭＨｚの範囲内に納まる範囲で、受電共振器３２が備えるＲＬＣ回路（共振回路）のインダクタンス、及び、コンデンサ容量を調整可能とすることができる。

　また、上記のように無線電力伝送装置１を双峰性の同相共振モードに設定し、給電共振器２２における共振周波数を１．００３ＭＨｚに固定したうえで、受電共振器３２の共振周波数を大きくすると、図４の「｜Ｚ_in｜(Ω)＠ｆＬ」の項目、及び、図５（Ｂ）の◆印に示すように、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が大きくなる特性があることが分かる。

　従って、上記のように受電共振器３２が有する共振周波数が大きくなるにつれて、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が大きくなる特性に基づき、０．９７８～１．０７６ＭＨｚの範囲で受電共振器３２が有する共振周波数を調整することにより、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値を調整して、電流Ｉ_inの値を変えて、無線電力伝送装置１から被給電機器１０に給電される電力を制御することができることがわかる。例えば、受電共振器３２が有する共振周波数を０．９７８ＭＨｚにした場合よりも１．０７６ＭＨｚにした場合の方が、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値は大きくなり、電流Ｉ_inの値は小さくなり、無線電力伝送装置１から被給電機器１０に給電される電力を小さくすることができる。

　（伝送特性『Ｓ２１』を基準値に設定した場合：逆相共振モード）
　次に、伝送特性『Ｓ２１』を基準値に設定し、逆相共振モードにした場合について説明する。まず、給電共振器２２が有する共振周波数、及び、受電共振器３２が有する共振周波数を１．００３ＭＨｚで一致させた場合における、無線電力伝送装置１を双峰性の逆相共振モードに設定したときの伝送特性（図４のＳ２１(ｄＢ)＠ｆＨ参照）の値である－８．９９ｄＢを基準値とする。
　次に、－８．９９ｄＢの基準値を含む所望の伝送特性の範囲を設定する（この所望の伝送特性の値は、被給電機器１０の仕様等により自由に設定可能な値である）。これは、許容する電力伝送効率の範囲を設定することになる。本実施形態では、例えば、充電池９に給電する際の電力伝送効率に問題ない値として、－９．４２ｄＢを下限値とする。よって、基準値を含む所望の伝送特性の範囲は、－９．４２～－８．９９ｄＢに設定される。
　そして、基準値を含む所望の伝送特性の範囲が、－９．４２～－８．９９ｄＢに設定されると、図４の「Ｓ２１(ｄＢ)＠ｆＨ」の項目と、「受電共振器(ＭＨｚ)」の項目を参照して、受電共振器３２の共振周波数の可変範囲は、０．９７８～１．０３４ＭＨｚの範囲に決定されることになる。これにより、受電共振器３２が有する共振周波数が、０．９７８～１．０３４ＭＨｚの範囲内に納まる範囲で、受電共振器３２が備えるＲＬＣ回路（共振回路）のインダクタンス、及び、コンデンサ容量を調整可能とすることができる。

　また、上記のように無線電力伝送装置１を双峰性の逆相共振モードに設定し、給電共振器２２における共振周波数を１．００３ＭＨｚに固定したうえで、受電共振器３２の共振周波数を大きくすると、図４の「｜Ｚ_in｜(Ω)＠ｆＨ」の項目、及び、図５（Ｂ）の■印に示すように、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が小さくなる特性があることが分かる。

　従って、上記のように受電共振器３２が有する共振周波数が大きくなるにつれて、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が小さくなる特性に基づき、０．９７８～１．０３４ＭＨｚの範囲で受電共振器３２が有する共振周波数を調整することにより、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値を調整して、電流Ｉ_inの値を変えて、無線電力伝送装置１から被給電機器１０に給電される電力を制御することができることがわかる。例えば、受電共振器３２が有する共振周波数を０．９７８ＭＨｚにした場合よりも１．０３４ＭＨｚにした場合の方が、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値は小さくなり、電流Ｉ_inの値は大きくなり、無線電力伝送装置１から被給電機器１０に給電される電力を大きくすることができる。

　（結合係数ｋ₂₃を基準値に設定した場合）
　次に、結合係数ｋ₂₃を基準値に設定した場合について説明する。まず、給電共振器２２が有する共振周波数、及び、受電共振器３２が有する共振周波数を１．００３ＭＨｚで一致させた場合における、給電共振器２２と受電共振器３２との間の結合係数ｋ₂₃（図４の結合係数ｋ₂₃参照）の値である０．１８９を基準値とする。
　次に、０．１８９の基準値を含む所望の結合係数ｋ₂₃の範囲を設定する（この所望の結合係数ｋ₂₃の値は、被給電機器１０の仕様等により自由に設定可能な値である）。これは、許容する電力伝送効率の範囲を設定することになる。本実施形態では、充電池９に給電する際の電力伝送効率に問題ない値として、基準値を含む所望の結合係数ｋ₂₃の範囲を、０．１８７を下限値とし、０．１９４を上限値とする。
　そして、基準値を含む所望の結合係数ｋ₂₃の範囲が、０．１８７～０．１９４に設定されると、図４の「結合係数ｋ₂₃」の項目と、「受電共振器(ＭＨｚ)」の項目を参照して、受電共振器３２の共振周波数の可変範囲は、０．９５７～１．０３４ＭＨｚの範囲に決定されることになる。これにより、受電共振器３２が有する共振周波数が、０．９５７～１．０３４ＭＨｚの範囲内に納まる範囲で、受電共振器３２が備えるＲＬＣ回路（共振回路）のインダクタンス、及び、コンデンサ容量を調整可能とすることができる。

　また、無線電力伝送装置１を双峰性の同相共振モードに設定し、給電共振器２２における共振周波数を１．００３ＭＨｚに固定したうえで、受電共振器３２の共振周波数を大きくすると、図４の「｜Ｚ_in｜(Ω)＠ｆＬ」の項目、及び、図５（Ｂ）の◆印に示すように、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が大きくなる特性があることが分かる。

　従って、上記のように受電共振器３２が有する共振周波数が大きくなるにつれて、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が大きくなる特性に基づき、０．９５７～１．０３４ＭＨｚの範囲で受電共振器３２が有する共振周波数を調整することにより、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値を調整して、電流Ｉ_inの値を変えて、無線電力伝送装置１から被給電機器１０に給電される電力を制御することができることがわかる。例えば、受電共振器３２が有する共振周波数を０．９５７ＭＨｚにした場合よりも１．０３４ＭＨｚにした場合の方が、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値は大きくなり、電流Ｉ_inの値は小さくなり、無線電力伝送装置１から被給電機器１０に給電される電力を小さくすることができる。

　一方、無線電力伝送装置１を双峰性の逆相共振モードに設定し、給電共振器２２における共振周波数を１．００３ＭＨｚに固定したうえで、受電共振器３２の共振周波数を大きくすると、図４の「｜Ｚ_in｜(Ω)＠ｆＨ」の項目、及び、図５（Ｂ）の■印に示すように、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が小さくなる特性があることが分かる。

　従って、上記のように受電共振器３２が有する共振周波数が大きくなるにつれて、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が小さくなる特性に基づき、０．９５７～１．０３４ＭＨｚの範囲で受電共振器３２が有する共振周波数を調整することにより、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値を調整して、電流Ｉ_inの値を変えて、無線電力伝送装置１から被給電機器１０に給電される電力を制御することができることがわかる。例えば、受電共振器３２が有する共振周波数を０．９５７ＭＨｚにした場合よりも１．０３４ＭＨｚにした場合の方が、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値は小さくなり、電流Ｉ_inの値は大きくなり、無線電力伝送装置１から被給電機器１０に給電される電力を大きくすることができる。

　なお、上記のように給電モジュール２に供給する電力の駆動周波数に対する伝送特性の値『Ｓ２１』、又は、給電共振器２２と受電共振器３２との間の結合係数ｋ₂₃の値を、電力伝送効率を規定する基準値としているが、どちらを基準値とするかは、無線電力伝送装置１の設計段階で自由に選択できるものである。

　（実施例２）
　本実施例２で使用する無線電力伝送装置１は、実施例１で使用したものと同じである。本実施例２では、受電共振器３２における共振周波数を１．００３ＭＨｚに設定（固定）した。そして、実施例１同様に、無線電力伝送装置１をネットワークアナライザに接続して、給電共振器２２が有する共振周波数を変えた場合における、給電共振器２２と受電共振器３２との間の結合係数ｋ₂₃、無線電力伝送装置１を双峰性の同相共振モードに設定したときの伝送特性『Ｓ２１』と入力インピーダンスＺ_in、無線電力伝送装置１を双峰性の逆相共振モードに設定したときの伝送特性『Ｓ２１』と入力インピーダンスＺ_inを測定する。

　実施例２に係る測定結果を図６に示す。また、図７（Ａ）に、受電共振器３２が有する共振周波数を１．００３ＭＨｚに設定（固定）したうえで、給電共振器２２が有する共振周波数（横軸）を変えた場合における、無線電力伝送装置１を双峰性の同相共振モードに設定したときの伝送特性『Ｓ２１』（縦軸：◆印）、及び、無線電力伝送装置１を双峰性の逆相共振モードに設定したときの伝送特性『Ｓ２１』（縦軸：■印）をグラフ化した。また、図７（Ｂ）に、受電共振器３２が有する共振周波数を１．００３ＭＨｚに設定したうえで、給電共振器２２が有する共振周波数（横軸）を変えた場合における、無線電力伝送装置１を双峰性の同相共振モードに設定したときの入力インピーダンスＺ_in（縦軸：◆印）、及び、無線電力伝送装置１を双峰性の逆相共振モードに設定したときの入力インピーダンスＺ_in（縦軸：■印）をグラフ化した。

　（伝送特性『Ｓ２１』を基準値に設定した場合：同相共振モード）
　まず、伝送特性『Ｓ２１』を基準値に設定し、同相共振モードにした場合について説明する。給電共振器２２が有する共振周波数、及び、受電共振器３２が有する共振周波数を１．００３ＭＨｚで一致させた場合における、無線電力伝送装置１を双峰性の同相共振モードに設定したときの伝送特性（図６のＳ２１(ｄＢ)＠ｆＬ参照）の値である－５．９３ｄＢを基準値とする。なお、図６及び図７（Ａ）から、給電共振器２２が有する共振周波数、及び、受電共振器３２が有する共振周波数を１．００３ＭＨｚで一致させた場合に、伝送特性の値が最も高くなり、電力伝送効率が最も良くなることが分かる。
　次に、－５．９３ｄＢの基準値を含む所望の伝送特性の範囲を設定する（この所望の伝送特性の値は、被給電機器１０の仕様等により自由に設定可能な値である）。これは、許容する電力伝送効率の範囲を設定することになる。本実施形態では、充電池９に給電する際の電力伝送効率に問題ない値として、－６．３４ｄＢを下限値とする。よって、基準値を含む所望の伝送特性の範囲は、－６．３４～－５．９３ｄＢに設定される。
　そして、基準値を含む所望の伝送特性の範囲が、－６．３４～－５．９３ｄＢに設定されると、図６の「Ｓ２１(ｄＢ)＠ｆＬ」の項目と、「給電共振器(ＭＨｚ)」の項目を参照して、給電共振器２２の共振周波数の可変範囲は、０．９５７～１．０５６ＭＨｚの範囲に決定されることになる。これにより、給電共振器２２が有する共振周波数が、０．９５７～１．０５６ＭＨｚの範囲内に納まる範囲で、給電共振器２２が備えるＲＬＣ回路（共振回路）のインダクタンス、及び、コンデンサ容量を調整可能とすることができる。

　また、上記のように無線電力伝送装置１を双峰性の同相共振モードに設定し、受電共振器３２における共振周波数を１．００３ＭＨｚに固定したうえで、給電共振器２２の共振周波数を大きくすると、図６の「｜Ｚ_in｜(Ω)＠ｆＬ」の項目、及び、図７（Ｂ）の◆印に示すように、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が小さくなる特性があることが分かる。

　従って、上記のように給電共振器２２が有する共振周波数が大きくなるにつれて、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が小さくなる特性に基づき、０．９５７～１．０５６ＭＨｚの範囲で給電共振器２２が有する共振周波数を調整することにより、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値を調整して、電流Ｉ_inの値を変えて、無線電力伝送装置１から被給電機器１０に給電される電力を制御することができることがわかる。例えば、給電共振器２２が有する共振周波数を０．９５７ＭＨｚにした場合よりも１．０５６ＭＨｚにした場合の方が、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値は小さくなり、電流Ｉ_inの値は大きくなり、無線電力伝送装置１から被給電機器１０に給電される電力を大きくすることができる。

　（伝送特性『Ｓ２１』を基準値に設定した場合：逆相共振モード）
　次に、伝送特性『Ｓ２１』を基準値に設定し、逆相共振モードにした場合について説明する。まず、給電共振器２２が有する共振周波数、及び、受電共振器３２が有する共振周波数を１．００３ＭＨｚで一致させた場合における、無線電力伝送装置１を双峰性の逆相共振モードに設定したときの伝送特性（図６のＳ２１(ｄＢ)＠ｆＨ参照）の値である－９．４６ｄＢを基準値とする。
　次に、－９．４６ｄＢの基準値を含む所望の伝送特性の範囲を設定する（この所望の伝送特性の値は、被給電機器１０の仕様等により自由に設定可能な値である）。これは、許容する電力伝送効率の範囲を設定することになる。本実施形態では、例えば、充電池９に給電する際の電力伝送効率に問題ない値として、－９．７６ｄＢを下限値とする。よって、基準値を含む所望の伝送特性の範囲は、－９．７６～－９．４６ｄＢに設定される。
　そして、基準値を含む所望の伝送特性の範囲が、－９．７６～－９．４６ｄＢに設定されると、図６の「Ｓ２１(ｄＢ)＠ｆＨ」の項目と、「給電共振器(ＭＨｚ)」の項目を参照して、給電共振器２２の共振周波数の可変範囲は、０．９７８～１．０５６ＭＨｚの範囲に決定されることになる。これにより、給電共振器２２が有する共振周波数が、０．９７８～１．０５６ＭＨｚの範囲内に納まる範囲で、給電共振器２２が備えるＲＬＣ回路（共振回路）のインダクタンス、及び、コンデンサ容量を調整可能とすることができる。

　また、上記のように無線電力伝送装置１を双峰性の逆相共振モードに設定し、受電共振器３２における共振周波数を１．００３ＭＨｚに固定したうえで、給電共振器２２の共振周波数を大きくすると、図６の「｜Ｚ_in｜(Ω)＠ｆＨ」の項目、及び、図７（Ｂ）の■印に示すように、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が大きくなる特性があることが分かる。

　従って、上記のように給電共振器２２が有する共振周波数が大きくなるにつれて、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が大きくなる特性に基づき、０．９７８～１．０５６ＭＨｚの範囲で給電共振器２２が有する共振周波数を調整することにより、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値を調整して、電流Ｉ_inの値を変えて、無線電力伝送装置１から被給電機器１０に給電される電力を制御することができることがわかる。例えば、給電共振器２２が有する共振周波数を０．９７８ＭＨｚにした場合よりも１．０５６ＭＨｚにした場合の方が、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値は大きくなり、電流Ｉ_inの値は小さくなり、無線電力伝送装置１から被給電機器１０に給電される電力を小さくすることができる。

　（結合係数ｋ₂₃を基準値に設定した場合）
　次に、結合係数ｋ₂₃を基準値に設定した場合について説明する。まず、給電共振器２２が有する共振周波数、及び、受電共振器３２が有する共振周波数を１．００３ＭＨｚで一致させた場合における、給電共振器２２と受電共振器３２との間の結合係数ｋ₂₃（図６の結合係数ｋ₂₃参照）の値である０．１８８を基準値とする。
　次に、０．１８８の基準値を含む所望の結合係数ｋ₂₃の範囲を設定する（この所望の結合係数ｋ₂₃の値は、被給電機器１０の仕様等により自由に設定可能な値である）。これは、許容する電力伝送効率の範囲を設定することになる。本実施形態では、充電池９に給電する際の電力伝送効率に問題ない値として、基準値を含む所望の結合係数ｋ₂₃の範囲を、０．１８７を下限値とし、０．１９４を上限値とする。
　そして、基準値を含む所望の結合係数ｋ₂₃の範囲が、０．１８７～０．１９４に設定されると、図６の「結合係数ｋ₂₃」の項目と、「給電共振器(ＭＨｚ)」の項目を参照して、給電共振器２２の共振周波数の可変範囲は、０．９５７～１．０５６ＭＨｚの範囲に決定されることになる。これにより、給電共振器２２が有する共振周波数が、０．９５７～１．０５６ＭＨｚの範囲内に納まる範囲で、給電共振器２２が備えるＲＬＣ回路（共振回路）のインダクタンス、及び、コンデンサ容量を調整可能とすることができる。

　また、無線電力伝送装置１を双峰性の同相共振モードに設定し、受電共振器３２における共振周波数を１．００３ＭＨｚに固定したうえで、給電共振器２２の共振周波数を大きくすると、図６の「｜Ｚ_in｜(Ω)＠ｆＬ」の項目、及び、図７（Ｂ）の◆印に示すように、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が小さくなる特性があることが分かる。

　従って、上記のように給電共振器２２が有する共振周波数が大きくなるにつれて、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が小さくなる特性に基づき、０．９５７～１．０５６ＭＨｚの範囲で給電共振器２２が有する共振周波数を調整することにより、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値を調整して、電流Ｉ_inの値を変えて、無線電力伝送装置１から被給電機器１０に給電される電力を制御することができることがわかる。例えば、給電共振器２２が有する共振周波数を０．９５７ＭＨｚにした場合よりも１．０５６ＭＨｚにした場合の方が、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値は小さくなり、電流Ｉ_inの値は大きくなり、無線電力伝送装置１から被給電機器１０に給電される電力を大きくすることができる。

　一方、無線電力伝送装置１を双峰性の逆相共振モードに設定し、受電共振器３２における共振周波数を１．００３ＭＨｚに固定したうえで、給電共振器２２の共振周波数を大きくすると、図６の「｜Ｚ_in｜(Ω)＠ｆＨ」の項目、及び、図７（Ｂ）の■印に示すように、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が大きくなる特性があることが分かる。

　従って、上記のように給電共振器２２が有する共振周波数が大きくなるにつれて、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が大きくなる特性に基づき、０．９５７～１．０５６ＭＨｚの範囲で給電共振器２２が有する共振周波数を調整することにより、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値を調整して、電流Ｉ_inの値を変えて、無線電力伝送装置１から被給電機器１０に給電される電力を制御することができることがわかる。例えば、給電共振器２２が有する共振周波数を０．９５７ＭＨｚにした場合よりも１．０５６ＭＨｚにした場合の方が、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値は大きくなり、電流Ｉ_inの値は小さくなり、無線電力伝送装置１から被給電機器１０に給電される電力を小さくすることができる。

　以上に説明したように、上記方法によれば、給電共振器２２及び受電共振器３２の少なくとも一方が有する共振周波数を変えることによって、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値を設定して供給する電力を調整することができる。

　また、上記方法によれば、給電共振器２２が有する共振周波数、及び、受電共振器３２が有する共振周波数を一致させた場合における、給電モジュール２に供給する電力の駆動周波数に対する伝送特性の値、又は、給電共振器２２と受電共振器３２との間の結合係数ｋ₂₃の値を、電力伝送効率を規定する基準値とし、この基準値を目安として、基準値を含む所望の範囲を設定して、基準値を含む所望の範囲内で、給電共振器２２及び受電共振器３２の少なくとも一方が有する共振周波数を変えられるようにすることができる。そして、給電共振器２２及び受電共振器３２の少なくとも一方が有する共振周波数を変えることによって、電力伝送効率を維持しつつ、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値を設定して供給する電力を調整することができる。

　また、上記方法によれば、給電コイル２１及び給電共振器２２を備えた給電モジュール２から、受電共振器３２及び受電コイル３１を備えた受電モジュール３に対して共振現象によって電力を供給する無線電力伝送装置１であっても、給電共振器２２が有する共振周波数、及び、受電共振器３２が有する共振周波数を一致させた場合における、給電モジュール２に供給する電力の駆動周波数に対する伝送特性の値、又は、給電共振器２２と受電共振器３２との間の結合係数ｋ₂₃の値を、電力伝送効率を規定する基準値とし、この基準値を目安として、基準値を含む所望の範囲を設定して、基準値を含む所望の範囲内で、給電共振器２２及び受電共振器３２の少なくとも一方が有する共振周波数を変えられるようにすることができる。そして、給電共振器２２及び受電共振器３２の少なくとも一方が有する共振周波数を変えることによって、電力伝送効率を維持しつつ、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値を設定して供給する電力を調整することができる。

　また、上記方法によれば、給電共振器２２及び受電共振器３２が有する共振周波数は、それぞれが備えるコンデンサの容量を変えることにより調整することができる。
　なお、給電共振器２２及び受電共振器３２が有する共振周波数は、それぞれが備えるコイルのインダクタンスを変えることにより調整することも可能である。

　（製造方法）
　次に、無線電力伝送装置１を製造する一工程である、設計方法（設計工程）について、図８及び図９を参照して説明する。本説明では、無線電力伝送装置１を搭載する携帯機器としてイヤホンスピーカ部２００ａを備えた無線式ヘッドセット２００、及び、充電器２０１を例にして説明する（図８参照）。

　本設計方法で設計される無線電力伝送装置１は、図８に示す無線式ヘッドセット２００及び充電器２０１に、それぞれ受電モジュール３（受電コイル３１・受電共振器３２）及び給電モジュール２（給電コイル２１・給電共振器２２）として搭載されている。また、図８では、説明の都合上、安定回路７、充電回路８及び充電池９を受電モジュール３の外に記載しているが、実際は、ソレノイド状の受電コイル３１及び受電共振器３２のコイル内周側に配置されている。即ち、無線式ヘッドセット２００には、受電モジュール３、安定回路７、充電回路８及び充電池９が搭載されており、充電器２０１には、給電モジュール２が搭載されており、給電モジュール２の給電コイル２１に交流電源６が接続された状態で使用される。

　（設計方法）
　まず、図９に示すように、充電池９の容量、及び、充電池９の充電に必要とされる充電電流から、受電モジュール３が受電する受電電力量が決まる（Ｓ１）。

　次に、給電モジュール２と受電モジュール３との間の距離を決定する（Ｓ２）。これは、受電モジュール３を内蔵した無線式ヘッドセット２００を、給電モジュール２を内蔵した充電器２０１に載置した際の給電共振器２２と受電共振器３２との間の距離ｄ２３であり、使用形態としては充電中の状態である。より詳細には、給電共振器２２と受電共振器３２との間の距離ｄ２３は、無線式ヘッドセット２００と充電器２０１の形状・構造を考慮して決定される。

　また、無線式ヘッドセット２００の大きさ・形状・構造を踏まえて、受電モジュール３における受電コイル３１及び受電共振器３２のコイル径が決定される（Ｓ３）。

　また、充電器２０１の大きさ・形状・構造を踏まえて、給電モジュール２における給電コイル２１及び給電共振器２２のコイル径が決定される（Ｓ４）。

　上記Ｓ２～Ｓ４の手順を経ることにより、無線電力伝送装置１の給電共振器２２（コイルＬ₂）と受電共振器３２（コイルＬ₃）との間の結合係数ｋ₂₃と、電力伝送効率が決まることになる。

　上記Ｓ１で決定した受電モジュール３が受電する受電電力量、及び、Ｓ２～Ｓ４の手順を経て決定された電力伝送効率より、給電モジュール２に給電する必要最低限の給電電力量が決定される（Ｓ５）。

　そして、上記受電モジュール３が受電する受電電力量、電力伝送効率、及び、給電モジュール２に給電する必要最低限の給電電力量を踏まえて、無線電力伝送装置１における入力インピーダンスＺ_inの設計値が決まる（Ｓ６）。

　そして、Ｓ６で決定された入力インピーダンスＺ_inの設計値になるように、給電コイル２１と給電共振器２２との間の距離ｄ１２、受電共振器３２と受電コイル３１との間の距離ｄ３４、給電共振器２２・受電共振器３２における共振周波数などが決められる（Ｓ７）。なお、給電共振器２２・受電共振器３２における共振周波数は、実施例１及び実施例２で説明した手順により、給電共振器２２及び受電共振器３２が備えるＲＬＣ回路（共振回路）のインダクタンス、及び/又は、コンデンサ容量によって調整され決定される。

　上記設計方法を含む無線電力伝送装置１の製造方法、及び、上記設計工程を経て製造された無線電力伝送装置１によれば、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値を設定することによる、無線電力伝送を行う際に供給する電力の調整を、新たな機器を設けずにできる無線電力伝送装置１を製造することができる。即ち、無線電力伝送装置１の部品点数を増やさずに、給電する電力の制御が可能な無線電力伝送装置１を製造することができる。

　（その他の実施形態）
　上記製造方法の説明では、無線式ヘッドセット２００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、無線電力伝送装置１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
　６　交流電源
　７　安定回路
　８　充電回路
　９　充電池
１０　被給電機器
２１　給電コイル
２２　給電共振器
３１　受電コイル
３２　受電共振器
２００　無線式ヘッドセット
２０１　充電器

Claims (10)

1. 　給電共振器を備えた給電モジュールから、受電共振器を備えた受電モジュールに対して磁界を変化させて電力を供給する無線電力伝送装置の供給電力制御方法であって、
   　前記給電共振器及び前記受電共振器の少なくとも一方が有する共振周波数を調整することにより、当該無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値を設定して前記供給する電力を制御することを特徴とする無線電力伝送装置の供給電力制御方法。
2. 　給電共振器を備えた給電モジュールから、受電共振器を備えた受電モジュールに対して磁界を変化させて電力を供給する無線電力伝送装置の供給電力制御方法であって、
   　前記給電共振器が有する共振周波数及び前記受電共振器が有する共振周波数を一致させた場合における、前記給電モジュールに供給する電力の駆動周波数に対する伝送特性の値、又は、前記給電共振器と前記受電共振器との間の結合係数の値を、電力伝送効率を規定する基準値とし、
   　当該基準値を含む所望の範囲で、前記給電共振器及び前記受電共振器の少なくとも一方が有する共振周波数を調整することにより、当該無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値を設定して前記供給する電力を制御す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の供給電力制御方法。
3. 　少なくとも給電コイル及び給電共振器を備えた給電モジュールから、少なくとも受電共振器及び受電コイルを備えた受電モジュールに対して共振現象によって電力を供給することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線電力伝送装置の供給電力制御方法。
4. 　前記給電モジュールに供給する電力の駆動周波数に対する伝送特性の値が、前記給電モジュール及び受電モジュールにおける共振周波数よりも低い駆動周波数帯域及び前記共振周波数よりも高い駆動周波数帯域にそれぞれピークを有する双峰性の特性を有するように、前記給電モジュール及び前記受電モジュールを構成する可変可能なパラメータを設定し、前記給電モジュールに供給する電力の前記駆動周波数を、前記給電モジュール及び受電モジュールにおける前記共振周波数よりも低い駆動周波数帯域に現れる伝送特性のピーク値に対応する帯域に設定することにより、
   　前記給電共振器が有する共振周波数は、前記給電共振器が有する共振周波数が大きくなるにつれて、当該無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が小さくなる特性に基づき調整されることを特徴とする請求項３に記載の無線電力伝送装置の供給電力制御方法。
5. 　前記給電モジュールに供給する電力の駆動周波数に対する伝送特性の値が、前記給電モジュール及び受電モジュールにおける共振周波数よりも低い駆動周波数帯域及び前記共振周波数よりも高い駆動周波数帯域にそれぞれピークを有する双峰性の特性を有するように、前記給電モジュール及び前記受電モジュールを構成する可変可能なパラメータを設定し、前記給電モジュールに供給する電力の前記駆動周波数を、前記給電モジュール及び受電モジュールにおける前記共振周波数よりも低い駆動周波数帯域に現れる伝送特性のピーク値に対応する帯域に設定することにより、
   　前記受電共振器が有する共振周波数は、前記受電共振器が有する共振周波数が大きくなるにつれて、当該無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が大きくなる特性に基づき調整されることを特徴とする請求項３に記載の無線電力伝送装置の供給電力制御方法。
6. 　前記給電モジュールに供給する電力の駆動周波数に対する伝送特性の値が、前記給電モジュール及び受電モジュールにおける共振周波数よりも低い駆動周波数帯域及び前記共振周波数よりも高い駆動周波数帯域にそれぞれピークを有する双峰性の特性を有するように、前記給電モジュール及び前記受電モジュールを構成する可変可能なパラメータを設定し、前記給電モジュールに供給する電力の前記駆動周波数を、前記給電モジュール及び受電モジュールにおける前記共振周波数よりも高い駆動周波数帯域に現れる伝送特性のピーク値に対応する帯域に設定することにより、
   　前記給電共振器が有する共振周波数は、前記給電共振器が有する共振周波数が大きくなるにつれて、当該無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が大きくなる特性に基づき調整されることを特徴とする請求項３に記載の無線電力伝送装置の供給電力制御方法。
7. 　前記給電モジュールに供給する電力の駆動周波数に対する伝送特性の値が、前記給電モジュール及び受電モジュールにおける共振周波数よりも低い駆動周波数帯域及び前記共振周波数よりも高い駆動周波数帯域にそれぞれピークを有する双峰性の特性を有するように、前記給電モジュール及び前記受電モジュールを構成する可変可能なパラメータを設定し、前記給電モジュールに供給する電力の前記駆動周波数を、前記給電モジュール及び受電モジュールにおける前記共振周波数よりも高い駆動周波数帯域に現れる伝送特性のピーク値に対応する帯域に設定することにより、
   　前記受電共振器が有する共振周波数は、前記受電共振器が有する共振周波数が大きくなるにつれて、当該無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が小さくなる特性に基づき調整されることを特徴とする請求項３に記載の無線電力伝送装置の供給電力制御方法。
8. 　前記給電共振器及び前記受電共振器はコンデンサを備え、
   　前記給電共振器及び前記受電共振器が有する共振周波数は、それぞれの前記コンデンサの容量を変えることにより調整されることを特徴とする請求項１～７の何れかに記載の無線電力伝送装置の供給電力制御方法。
9. 　請求項１～８の何れかに記載の供給電力制御方法により調整されたことを特徴とする無線電力伝送装置。
10. 　給電共振器を備えた給電モジュールから、受電共振器を備えた受電モジュールに対して磁界を変化させて電力を供給する無線電力伝送装置の製造方法であって、
    　前記給電共振器が有する共振周波数及び前記受電共振器が有する共振周波数を一致させた場合における、前記給電モジュールに供給する電力の駆動周波数に対する伝送特性の値、又は、前記給電共振器と前記受電共振器との間の結合係数の値を、電力伝送効率を規定する基準値とし、
    　当該基準値を含む所望の範囲で、前記給電共振器及び前記受電共振器の少なくとも一方が有する共振周波数を調整することにより、当該無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値を設定して前記供給する電力を制御する工程を含むことを特徴とする無線電力伝送装置の製造方法。

Images