WO2015108030A1 - 無線電力伝送装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、無線電力伝送装置において、被給電機器の負荷の変動傾向に合わせて入力インピーダンスの値を変動させることができるようにしたものである。 無線電力伝送装置（１）における、給電共振器（２２）と受電共振器（３２）との間の伝送特性Ｓ２１は、二つのピーク帯域を有する。そして、無線電力伝送装置（１）の給電モジュール（２）に供給する電力の電源周波数は、伝送特性Ｓ２１の二つのピーク帯域の何れかに対応する電源周波数帯域に設定され、被給電機器における負荷変動範囲の最高値において、少なくとも電力の電源周波数に対する被給電機器を含む無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が、二つのピーク帯域を有するように設定される。

Description

無線電力伝送装置及びその製造方法

　本発明は、給電モジュールから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、及び、その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。この電子機器に搭載された充電池への充電作業を簡易にするために、充電器に搭載された給電モジュールと電子機器に搭載された受電モジュールとの間で無線による電力伝送を利用した給電技術（磁界を変化させて電力伝送を行う無線電力伝送技術）により、充電池を充電する機器が増えつつある。

　例えば、無線電力伝送技術としては、コイル間の電磁誘導を利用して電力伝送を行う技術や（例えば、特許文献１参照）、給電モジュール及び受電モジュールが備える共振器（コイル）間の共振現象（磁界共鳴状態）を利用して磁場を結合させることにより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）。

　また、充電池（例えば、リチウムイオン二次電池など）を充電する方式に関しては、定電流定電圧充電方式が知られている。そして、上記無線による電力伝送を行う無線電力伝送装置によって、リチウムイオン二次電池を定電流定電圧充電方式によって充電する場合、定電流充電（ＣＣ）から定電圧充電（ＣＶ）に移行したときに、充電池に供給される電流値が減衰し、充電池を含めた被給電機器（充電池、安定回路、充電回路などが含まれる）の負荷インピーダンスの値が上がることになる（負荷変動）。

　そうすると、被給電機器を含めた無線電力伝送装置全体の入力インピーダンスも変動することになるが、仮に、被給電機器の負荷インピーダンスの値の上昇に応じて、被給電機器を含めた無線電力伝送装置全体の入力インピーダンスを上昇させることが実現できれば、被給電機器の負荷インピーダンスの上昇に合わせて、被給電機器を含めた無線電力伝送装置の入力電流を小さくすることができ、被給電機器を含めた無線電力伝送装置での消費電力を低減させることが可能となる。

　この点、被給電機器の負荷インピーダンスの値の上昇に応じて、被給電機器を含めた無線電力伝送装置全体の入力インピーダンスを上昇させるために、別個にインピーダンス整合器を設けることが考えられる。

特許第４６２４７６８号公報 特開２０１３－２３９６９２号公報

　しかしながら、別個にインピーダンス整合器を設けることは、携帯性・コンパクト化・低コスト化が求められる携帯電子機器においては、部品点数が多くなってしまい不都合である。

　換言すれば、無線電力伝送装置に新たな機器を追加せずに、被給電機器の負荷インピーダンスの値の上昇に応じて、被給電機器を含めた無線電力伝送装置全体の入力インピーダンスを上昇させることが望ましい。

　そこで、本発明の目的は、新たな機器を追加せずに、被給電機器の負荷が変動したときに、被給電機器の負荷の変動傾向に合わせて、被給電機器を含む無線電力伝送装置全体の入力インピーダンスの値を変動させることができるようにした無線電力伝送装置及びそ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、少なくとも給電共振器を備えた給電モジュールから、負荷変動する被給電機器が接続された、少なくとも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であって、
　前記給電共振器及び前記受電共振器における、電力の電源周波数に対する伝送特性の値が、二つのピーク帯域を有し、前記給電モジュールに供給する電力の電源周波数を、前記伝送特性の二つのピーク帯域の何れかに対応する電源周波数帯域に設定し、
　前記被給電機器における負荷変動範囲の最高値において、少なくとも前記電力の電源周波数に対する前記被給電機器を含む前記無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が、二つのピーク帯域を有するように設定したことを特徴としている。

　上記構成によれば、被給電機器の負荷が変動したときに、被給電機器の負荷の変動傾向に合わせて、被給電機器を含む無線電力伝送装置全体の入力インピーダンスの値を変動させることができる。例えば、被給電機器の負荷が上昇した場合、被給電機器を含む無線電力伝送装置全体の入力インピーダンスの値を上昇させることができる。これにより、被給電機器の負荷が上昇した場合、被給電機器を含めた無線電力伝送装置の入力電流を小さくすることができ、被給電機器の負荷が上昇した際における消費電力を低減させることができる。

　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において、
　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複数の回路素子の各素子値をパラメータとして、当該パラメータをそれぞれ変えることにより、前記給電共振器及び前記受電共振器における、電力の電源周波数に対する伝送特性の値が、二つのピーク帯域を有し、且つ、前記電力の電源周波数に対する前記被給電機器を含む前記無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が、二つのピーク帯域を有するように設定したことを特徴としている。

　上記構成によれば、給電モジュール及び受電モジュールを構成する複数の回路素子の各素子値を相互に調整することにより、給電共振器及び受電共振器における、電力の電源周波数に対する伝送特性の値を二つのピーク帯域を有し、且つ、無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が、二つのピーク帯域を有するように設定することができる。

　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において、
　前記給電モジュール、及び、前記受電モジュールが有するコイル間における結合係数の値を調整することにより、前記給電共振器及び前記受電共振器における、電力の電源周波数に対する伝送特性の値が、二つのピーク帯域を有し、且つ、前記電力の電源周波数に対する前記被給電機器を含む前記無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が、二つのピーク帯域を有するように設定したことを特徴としている。

　上記構成によれば、給電モジュール、及び、受電モジュールが有するコイル間における結合係数の値を変えることにより、給電共振器及び受電共振器における、電力の電源周波数に対する伝送特性の値を二つのピーク帯域を有し、且つ、電力の電源周波数に対する無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が二つのピーク帯域を有するように設定することができる。

　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において、前記給電モジュール、及び、前記受電モジュールが有するコイル間における結合係数の値は、前記コイル間の距離を変化させることにより調整されることを特徴としている。

　上記構成によれば、給電モジュール、及び、受電モジュールが有するコイル間における結合係数の値を、コイル間の距離を変化させることにより調整することができる。これにより、コイル間の距離を物理的に変化させるという簡易な設計によって調整が可能となる。

　また、上記課題を解決するための発明の一つは、上記無線電力伝送装置において、前記給電モジュールに供給する電力の電源周波数を、前記伝送特性の二つのピーク帯域のうち高周波側に形成されるピーク帯域に対応する周波数帯域に設定したことを特徴としている。

　上記構成によれば、給電モジュールに供給する電力の電源周波数を、伝送特性の二つのピーク帯域のうち高周波側に形成されるピーク帯域に対応する周波数帯域に設定することにより、給電共振器と受電共振器との間に、付近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、上記無線電力伝送装置において、前記給電モジュールに供給する電力の電源周波数を、前記伝送特性の二つのピーク帯域のうち低周波側に形成されるピーク帯域に対応する周波数帯域に設定したことを特徴としている。

　上記構成によれば、給電モジュールに供給する電力の電源周波数を、伝送特性の二つのピーク帯域のうち低周波側に形成されるピーク帯域に対応する周波数帯域に設定することにより、給電共振器及び受電共振器の外側に、付近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、少なくとも給電共振器を備えた給電モジュールから、負荷変動する被給電機器が接続された、少なくとも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、
　前記給電共振器及び前記受電共振器における、電力の電源周波数に対する伝送特性の値が、二つのピーク帯域を有するように設定する工程と、
　前記被給電機器における負荷変動範囲の最高値において、少なくとも前記電力の電源周波数に対する前記被給電機器を含む前記無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が、二つのピーク帯域を有するように設定する工程と、を含むことを特徴としている。

　上記方法により製造された無線電力伝送装置によれば、被給電機器の負荷が変動したときに、被給電機器の負荷の変動傾向に合わせて、被給電機器を含む無線電力伝送装置全体の入力インピーダンスの値を変動させることができる。例えば、被給電機器の負荷が上昇した場合、被給電機器を含む無線電力伝送装置全体の入力インピーダンスの値を上昇させることができる。これにより、被給電機器の負荷が上昇した場合、被給電機器を含めた無線電力伝送装置の入力電流を小さくすることができ、被給電機器の負荷が上昇した際における消費電力を低減させることができる。

　新たな機器を追加せずに、被給電機器の負荷が変動したときに、被給電機器の負荷の変動傾向に合わせて、被給電機器を含む無線電力伝送装置全体の入力インピーダンスの値を変動させることができるようにした無線電力伝送装置及びその製造方法を提供することができる。

本実施形態に係る無線電力伝送装置を搭載した充電器及び無線式ヘッドセットの説明図である。 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。 共振器間の伝送特性『Ｓ２１』が二つのピークを有するときの説明図である。 ネットワークアナライザに接続した無線電力伝送装置の説明図である。 逆相共振モードにおける磁界ベクトル図である。 同相共振モードにおける磁界ベクトル図である。 リチウムイオン二次電池の充電特性を示すグラフである。 リチウムイオン二次電池の充電特性を示すグラフである。 無線電力伝送における、コイル間距離と結合係数との関係を示すグラフである。 実施例１に係る測定結果を示すものであり、Ｓ２１測定結果のグラフである。 実施例１に係る測定結果を示すものであり、電源周波数に対する入力インピーダンスのグラフである。 実施例１に係る測定結果を示すものであり、終端負荷の傾向を示す説明図である。 実施例２に係る測定結果を示すものであり、Ｓ２１測定結果のグラフである。 実施例２に係る測定結果を示すものであり、電源周波数に対する入力インピーダンスのグラフである。 実施例２に係る測定結果を示すものであり、終端負荷の傾向を示す説明図である。 実施例３に係る測定結果を示すものであり、Ｓ２１測定結果のグラフである。 実施例３に係る測定結果を示すものであり、電源周波数に対する入力インピーダンスのグラフである。 実施例３に係る測定結果を示すものであり、終端負荷の傾向を示す説明図である。 実施例４に係る測定結果を示すものであり、Ｓ２１測定結果のグラフである。 実施例４に係る測定結果を示すものであり、電源周波数に対する入力インピーダンスのグラフである。 実施例４に係る測定結果を示すものであり、終端負荷の傾向を示す説明図である。 比較例に係る測定結果を示すものであり、Ｓ２１測定結果のグラフである。 比較例に係る測定結果を示すものであり、電源周波数に対する入力インピーダンスのグラフである。 比較例に係る測定結果を示すものであり、終端負荷の傾向を示す説明図である。 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。

　（実施形態）
　以下に本発明に係る無線電力伝送装置、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。

　本実施形態では、図１に示すように、周辺の磁界強度よりも小さな磁界強度を有する磁界空間Ｇ１（Ｇ２）を形成する、給電共振器２２を備えた給電モジュール２及び受電共振器３２を備えた受電モジュール３を主な構成要素とする無線電力伝送装置１を、給電モジュール２を搭載した充電器１０１、及び、受電モジュール３を搭載した無線式ヘッドセット１０２を例に説明する。なお、図１は、充電時における充電器１０１及び無線式ヘッドセット１０２の状態を示している。

　（充電器１０１及び無線式ヘッドセット１０２の構成）
　充電器１０１は、図１に示すように、給電コイル２１及び給電共振器２２を有した給電モジュール２を備えている。また、無線式ヘッドセット１０２は、イヤホンスピーカ部１０２ａ、受電コイル３１及び受電共振器３２を有した受電モジュール３を備えている。そして、給電モジュール２の給電コイル２１には、給電モジュール２に供給する電力の電源周波数を所定の値に設定した、発振回路を備えた交流電源６が接続されている。また、受電モジュール３の受電コイル３１には、受電された交流電力を整流化する安定回路７及び過充電を防止する充電回路８を介してリチウムイオン二次電池９が接続されている。そして、安定回路７、充電回路８及びリチウムイオン二次電池９は、受電共振器３２の内周側に位置するように配置されている（なお、図面では、説明の都合上、安定回路７、充電回路８及びリチウムイオン二次電池９を受電共振器３２の外に図示している）。詳細は後述するが、これら安定回路７、充電回路８及びリチウムイオン二次電池９が配置された、受電共振器３２の内周側には、充電時に、周辺の磁界強度よりも小さな磁界強度を有する磁界空間Ｇ１が形成される。なお、本実施形態における安定回路７、充電回路８、及び、リチウムイオン二次電池９は、図１及び図２に示すように、最終的な電力の給電先となる被給電機器１０であり、被給電機器１０は、受電モジュール３に接続された電力の給電先の機器全体の総称である。

　また、図示しないが、充電器１０１には、無線式ヘッドセット１０２を収納するための、無線式ヘッドセット１０２の形状に即した収納溝が設けられており、この充電器１０１の収納溝に無線式ヘッドセット１０２を収納することにより、充電器１０１が備える給電モジュール２と無線式ヘッドセット１０２が備える受電モジュール３とが対向配置されるように無線式ヘッドセット１０２を位置決めすることができるようになっている。

　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３に示すように、抵抗器Ｒ₁、及び、コイルＬ₁を要素とするＲＬ回路を構成している。なお、コイルＬ₁部分には、ソレノイドコイルを使用している。また、給電コイル２１を構成する回路素子が有する合計のインピーダンスをＺ₁としており、本実施形態では、給電コイル２１を構成する抵抗器Ｒ₁、及び、コイルＬ₁を要素とするＲＬ回路（回路素子）が有する合計のインピーダンスをＺ₁とする。また、給電コイル２１に流れる電流をＩ₁する。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。また、本実施形態では、給電コイル２１にＲＬ回路を例に挙げて説明しているが、ＲＬＣ回路の構成としてもよい。

　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を介してリチウムイオン二次電池９に供給する役割を果たす。この受電コイル３１は、給電コイル２１同様に、図３に示すように、抵抗器Ｒ₄、及び、コイルＬ₄を要素とするＲＬ回路を構成している。なお、コイルＬ₄部分には、ソレノイドコイルを使用している。また、受電コイル３１を構成する回路素子が有する合計のインピーダンスをＺ₄としており、本実施形態では、受電コイル３１を構成する抵抗器Ｒ₄、及び、コイルＬ₄を要素とするＲＬ回路（回路素子）が有する合計のインピーダンスをＺ₄とする。また、受電コイル３１に接続された被給電機器１０（安定回路７、充電回路８及びリチウムイオン二次電池９）の合計の負荷インピーダンスをＺ_Lとする。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の合計の負荷インピーダンスをＺ_Lとしているが、便宜的にＲ_Lと置き換えてもよい。また、本実施形態では、受電コイル３１にＲＬ回路を例に挙げて説明しているが、ＲＬＣ回路の構成としてもよい。

　給電共振器２２は、図３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３に示すように、抵抗器Ｒ₃、コイルＬ₃、及び、コンデンサＣ₃を要素とするＲＬＣ回路を構成している。そして、給電共振器２２及び受電共振器３２は、それぞれ共振回路となり、磁界共鳴状態を創出する役割を果たす。ここで、磁界共鳴状態（共振現象）とは、２つ以上のコイルが共振周波数帯域において共振することをいう。また、給電共振器２２を構成する回路素子が有する合計のインピーダンスをＺ₂とし、本実施形態では、給電共振器２２を構成する、抵抗器Ｒ₂、コイルＬ₂、及び、コンデンサＣ₂を要素とするＲＬＣ回路（回路素子）が有する合計のインピーダンスをＺ₂とする。また、受電共振器３２を構成する回路素子が有する合計のインピーダンスをＺ₃とし、本実施形態では、受電共振器３２を構成する、抵抗器Ｒ₃、コイルＬ₃、及び、コンデンサＣ₃を要素とするＲＬＣ回路（回路素子）が有する合計のインピーダンスをＺ₃とする。また、給電共振器２２に流れる電流をＩ₂とし、受電共振器３２に流れる電流をＩ₃とする。

　また、給電共振器２２、及び、受電共振器３２における共振回路としてのＲＬＣ回路では、インダクタンスをＬ、コンデンサ容量をＣとすると、（式１）によって定まるｆoが共振周波数となる。

　　　　　　　　　　　　　　・・・（式１）

　また、給電共振器２２及び受電共振器３２には、ソレノイドコイルを使用している。また、給電共振器２２及び受電共振器３２における共振周波数は一致させている。なお、給電共振器２２及び受電共振器３２は、コイルを使用した共振器であれば、スパイラル型やソレノイド型などのコイルであってもよい。

　また、給電コイル２１と給電共振器２２との間の距離をｄ１２とし、給電共振器２２と受電共振器３２との間の距離をｄ２３とし、受電共振器３２と受電コイル３１との間の距離をｄ３４としている（図２及び図３参照）。

　また、図３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と表記している。

　なお、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及びリチウムイオン二次電池９含む）の回路図を示すと図２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り、無線電力伝送装置１に印加する電圧を電圧Ｖ_in、無線電力伝送装置１に入力する電流をＩ_inとしている。

　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）

　また、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３に示すようになる。そして、図３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）

　ここで、給電コイル２１のＲＬ回路のＲ₁、Ｌ₁、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ＲＬ回路のＲ₄、Ｌ₄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機能する。

　上記無線電力伝送装置１によれば、給電共振器２２の共振周波数と受電共振器３２の共振周波数とを一致させた場合、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。そして、受電共振器３２で受電された電力が受電コイル３１、安定回路７及び充電回路８を介してリチウムイオン二次電池９に給電されて充電される。

　（磁界空間の形成）
　本実施形態の無線電力伝送装置１では、給電モジュール２及び受電モジュール３の内部・周辺に発生する磁界の強度を抑制するために、磁界強度を弱めた磁界空間Ｇ１又は磁界空間Ｇ２を形成する。具体的には、図１～図５に示すように、給電モジュール２の給電共振器２２から受電モジュール３の受電共振器３２に共振現象を利用した電力供給をする際に、給電共振器２２及び受電共振器３２の近辺に、周辺の磁界強度よりも小さな磁界強度を有する磁界空間Ｇ１又は磁界空間Ｇ２を形成する。

　磁界空間Ｇ１・Ｇ２を形成するためには、給電共振器２２及び受電共振器３２における、電源周波数に対する伝送特性『Ｓ２１』を示すグラフが、二つのピーク帯域を有するように設定し、給電モジュールに供給する電力の電源周波数を、二つのピーク帯域の何れかに対応する電源周波数に設定することにより実現する。本実施形態では、図１～図５に示すように、給電共振器２２と受電共振器３２との間に磁界空間Ｇ１を形成するために、電源周波数を、二つのピーク帯域のうち高周波側に形成されるピーク帯域に対応する電源周波数に設定する。なお、給電共振器２２及び受電共振器３２の外側に、磁界空間Ｇ２を形成したい場合は（図５参照）、電源周波数を、二つのピーク帯域のうち低周波側に形成されるピーク帯域に対応する電源周波数に設定する。

　ここで、伝送特性『Ｓ２１』とは、無線電力伝送装置１（給電モジュール２及び受電モジュール３）をネットワークアナライザ１１０（例えば、アジレント・テクノロジー株式会社製のＥ５０６１Ｂなど、図５参照）に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。また、電力伝送効率とは、ネットワークアナライザ１１０に無線電力伝送装置１を接続した状態で、出力端子１１１から給電モジュール２に供給される電力に対する入力端子１１２に出力される電力の比率のことをいう。

　具体的には、図５に示すように、ネットワークアナライザ１１０を使用して、給電共振器２２及び受電共振器３２における、電源周波数に対する伝送特性『Ｓ２１』を、給電共振器２２に供給する交流電力の電源周波数を変えながら解析する。この際、図４のグラフに示すように、横軸を出力端子１１１から出力される交流電力の電源周波数とし、縦軸を伝送特性『Ｓ２１』として解析する。ここで、給電共振器２２及び受電共振器３２における伝送特性『Ｓ２１』を測定するにあたり、給電コイル２１と給電共振器２２との間の結合が強いと、給電共振器２２と受電共振器３２との間の結合状態に影響を与えてしまい、給電共振器２２及び受電共振器３２における伝送特性『Ｓ２１』の正確な測定ができないため、給電コイル２１と給電共振器２２との間の距離ｄ１２は、給電共振器２２が十分に励振でき、給電共振器２２による磁界を生成させ、かつ、給電コイル２１と給電共振器２２とができるだけ結合しない距離に保持する必要がある。また、同様の理由で受電共振器３２と受電コイル３１との間の距離ｄ３４も、受電共振器３２が十分に励振でき、受電共振器３２による磁界を生成させ、かつ、受電共振器３２と受電コイル３１とができるだけ結合しない距離に保持する必要がある。そして、解析された給電共振器２２及び受電共振器３２における伝送特性『Ｓ２１』の解析波形が、図４に示すように、低周波数側に形成されるピーク帯域（f(Low P)）と高周波数側に形成されるピーク帯域（f(High P)）との二つのピーク帯域を有するように設定される（実線１５０参照）。

　なお、上記のように給電共振器２２及び受電共振器３２における伝送特性『Ｓ２１』の解析波形が、低周波側と高周波側とにピークが分離して二つのピーク帯域を有するには、給電共振器２２と受電共振器３２との間の距離ｄ２３を調整したり、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における抵抗値、インダクタンス、コンデンサ容量、結合係数ｋ₂₃などの給電共振器２２及び受電共振器３２を構成する変更可能なパラメータを調整したりすることにより実現される。

　そして、給電共振器２２及び受電共振器３２における伝送特性『Ｓ２１』の解析波形が、二つのピーク帯域を有する場合に、高周波数側に形成されるピーク帯域（f(High P)）に、供給する交流電力の電源周波数を設定した場合、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、図６に示すように、給電共振器２２に流れる電流の向き（２２Ａ）と受電共振器３２に流れる電流の向き（３２Ａ）とが逆向きになる。その結果、図６の磁界ベクトル図に示すように、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Ｇ１を形成することができる。ここで、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となる共振状態を逆相共振モードと呼ぶことにする。

　一方、給電共振器２２及び受電共振器３２における伝送特性『Ｓ２１』の解析波形が、二つのピーク帯域を有する場合に、低周波数側に形成されるピーク帯域（f(Low P)）に、供給する交流電力の電源周波数を設定した場合、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、図７に示すように、給電共振器２２に流れる電流の向き（２２Ａ）と受電共振器３２に流れる電流の向き（３２Ａ）とが同じ向きになる。その結果、図７の磁界ベクトル図に示すように、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Ｇ２を形成することができる。ここで、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となる共振状態を同相共振モードと呼ぶことにする。

　（被給電機器の負荷変動に伴う無線電力伝送装置の負荷変動）
　ここでは、リチウムイオン二次電池を例に、リチウムイオン二次電池の負荷変動に伴う無線電力伝送装置１の負荷変動がどのような影響を与えるかを簡単に説明する。

　本実施形態では、電力が給電される被給電機器１０の一つとしてリチウムイオン二次電池９を使用している。そして、一般的に、リチウムイオン二次電池９を充電するには、定電流定電圧充電方式が使用されている。この定電流定電圧充電方式によるリチウムイオン二次電池９の充電では、図８Ａのリチウムイオン二次電池の充電特性に示すように、充電を開始してからしばらくの間は定電流による充電が行われる（ＣＣ：コンスタントカレント）。そして、定電流による充電が行われている間に電圧(Ｖ_ch)が、所定の上限電圧（本実施形態では、４．２Ｖ）まで上昇する。電圧が上限電圧まで上昇すると、その上限電圧に保持されたまま定電圧による充電が行われる（ＣＶ：コンスタントボルテージ）。定電圧による充電が行われると、電流値(Ｉ_ch)が減衰していき、所定の電流値、又は、所定時間経過後に充電完了となる。

　そして、無線電力伝送装置１によって、リチウムイオン二次電池９を上記定電流定電圧充電方式によって充電する場合、定電流による充電（ＣＣ）から定電圧による充電（ＣＶ）に移行したときに、図８Ｂの被給電機器１０を構成する安定回路７、充電回路８及びリチウムイオン二次電池９に係る負荷インピーダンスＺ_Lの負荷変動特性に示すように、被給電機器１０を構成する安定回路７、充電回路８及びリチウムイオン二次電池９に供給される電流値（Ｉ_in）が減衰することによって、定電圧充電（ＣＶ）においては、負荷インピーダンスＺ_Lの値は上がることになる。即ち、本実施形態における被給電機器１０（安定回路７、充電回路８、リチウムイオン二次電池９）全体としての負荷インピーダンスＺ_Lの値は上がることになる（負荷変動）。

　そして、被給電機器１０の負荷インピーダンスＺ_Lの値の上昇に伴い、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inも変動することになる。ここで、被給電機器１０の負荷インピーダンスＺ_Lの値の上昇に応じて、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inが下降してしまうと、一定電圧の下では、被給電機器１０の負荷インピーダンスの上昇に合わせて、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１の入力電流が大きくなってしまい、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１での消費電力が増大してしまう。

　一方、被給電機器１０の負荷インピーダンスＺ_Lの値の上昇に応じて、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inを上昇させることができれば、一定電圧の下で、被給電機器１０の負荷インピーダンスの上昇に合わせて、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１の入力電流を小さくすることができ、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１での消費電力を低減させることが可能となる。例えば、充電の際（特にコンスタントボルテージに移行後）に消費される電力量を低減することができる。

　即ち、被給電機器１０の負荷インピーダンスＺ_Lの値の上昇に応じて、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inを上昇させることができれば、被給電機器１０の負荷変動に応じて被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１での消費電力を低減させることができる。例えば、被給電機器１０にリチウムイオン二次電池９が含まれる場合であれば、リチウムイオン二次電池９の充電の際に消費される電力量を低減することができる。また、被給電機器１０に直接電力を消費しながら可動する駆動機器を採用した場合(例えば、二次電池等を介さずに、供給電力で機器を直接駆動させるもの)、駆動機器の負荷が上昇した場合、それに伴い、駆動機器の消費電力を低減させることができる。

　本実施形態では、被給電機器１０の負荷インピーダンスＺ_Lの値の上昇に応じて、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inを上昇させるために、給電共振器２２及び受電共振器３２における、電力の電源周波数に対する伝送特性『Ｓ２１』の値が、二つのピーク帯域を有し、給電モジュール２に供給する電力の電源周波数を、伝送特性『Ｓ２１』の二つのピーク帯域の何れかに対応する電源周波数帯域に設定し（逆相共振モード、又は、同相共振モードに設定）、被給電機器１０における負荷変動範囲の最高値において（例えば、負荷が５０Ω～２００Ωで変動するならば、２００Ωが負荷変動範囲の最高値になる）、少なくとも電力の電源周波数に対する被給電機器１０を含む無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が、二つのピーク帯域を有するように設定している。

　また、本実施形態では、被給電機器１０における負荷変動範囲の最高値において、少なくとも電力の電源周波数に対する被給電機器１０を含む無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が、二つのピーク帯域を有するように設定するために、給電モジュール２及び受電モジュール３を構成する複数の回路素子の各素子値をパラメータとして、当該パラメータをそれぞれ変えることにより実現している。

　具体的には、給電コイル２１のＲＬ回路のＲ₁、Ｌ₁、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ＲＬ回路のＲ₄、Ｌ₄における抵抗値、インダクタンス、コンデンサ容量、結合係数ｋ₁₂、ｋ₂₃、ｋ₃₄などが、設計・製造段階等で変更可能なパラメータとなる。なお、給電コイル２１及び受電コイル３１にＲＬＣ回路を使用した場合には、それぞれのＲＬＣ回路のコンデンサ容量も設計・製造段階等で変更可能なパラメータとなる。

　なお、これらのパラメータは、上述した給電共振器２２及び受電共振器３２における伝送特性『Ｓ２１』の解析波形を、低周波側と高周波側とにピークが分離して二つのピーク帯域を有するように設定するパラメータでもある。

　また、給電モジュール、及び、受電モジュールが有するコイル間における結合係数ｋ₁₂、ｋ₂₃、ｋ₃₄、の値を調整する手法としては、給電コイル２１と給電共振器２２との間の距離ｄ１２、給電共振器２２と受電共振器３２との間の距離ｄ２３、受電共振器３２と受電コイル３１との間の距離ｄ３４を変えること、給電コイル２１、給電共振器２２、受電共振器３２、受電コイル３１のコイル径を変えること、給電共振器２２の中心軸と受電共振器３２の中心軸をずらす方法や、給電共振器２２のコイル面と受電共振器３２のコイル面に角度をつける方法や、給電コイル２１・給電共振器２２や受電共振器３２・受電コイル３１などの各素子（抵抗、コンデンサ、コイル）の容量を変化させる方法や、給電モジュール２に供給する交流電力の駆動周波数を変える方法などが挙げられる。

　ここで、一般的に、図９に示すように、無線電力伝送において、コイルとコイルとの間の距離と結合係数ｋとの関係は、コイルとコイルとの間の距離を縮める（短くする）と結合係数ｋの値が高くなる傾向がある。これを本実施形態に係る無線電力伝送装置１に当てはめると、給電コイル２１と給電共振器２２との間の距離ｄ１２、給電共振器２２と受電共振器３２との間の距離ｄ２３、受電共振器３２と受電コイル３１との間の距離ｄ３４をそれぞれ縮めることによって、給電コイル２１（コイルＬ₁）と給電共振器２２（コイルＬ₂）との間の結合係数ｋ₁₂、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、受電共振器３２（コイルＬ₃）と受電コイル３１（コイルＬ₄）との間の結合係数ｋ₃₄を高めることができる。逆に、給電コイル２１と給電共振器２２との間の距離ｄ１２、給電共振器２２と受電共振器３２との間の距離ｄ２３、受電共振器３２と受電コイル３１との間の距離ｄ３４をそれぞれ伸ばすことによって、給電コイル２１（コイルＬ₁）と給電共振器２２（コイルＬ₂）との間の結合係数ｋ₁₂、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、受電共振器３２（コイルＬ₃）と受電コイル３１（コイルＬ₄）との間の結合係数ｋ₃₄を低めることができる。

　（実施例及び比較例）
　次に、給電コイル２１と給電共振器２２との間の距離ｄ１２、及び、受電共振器３２と受電コイル３１との間の距離ｄ３４を変えて、結合係数ｋ₁₂、ｋ₃₄を変化させた場合に、電力の電源周波数に対する、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inがどのような値を示すかを、条件を変えた実施例１～４及び比較例により説明する。

　実施例１～４及び比較例では、無線電力伝送装置１をインピーダンスアナライザ（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、電源周波数に対する被給電機器１０を含めた入力インピーダンスＺ_inの値を測定する。なお、実施例１～４及び比較例では、被給電機器１０（安定回路７、充電回路８、及び、リチウムイオン二次電池９）の代わりに可変抵抗器（Ｒ_L）を接続して測定する。ここで、可変抵抗器（Ｒ_L）の値を５０Ω、１００Ω、２００Ωの３つの値に変えて測定することによって、被給電機器１０の負荷インピーダンスＺ_Lの値が変動する現象を疑似的に再現している。

　また、実施例１～４及び比較例で使用する無線電力伝送装置１は、給電コイル２１は、抵抗器Ｒ₁、及び、コイルＬ₁を要素とするＲＬ回路であり、コイルＬ₁部分は、線径１ｍｍφの銅線材（絶縁被膜付）を１回巻にして、コイル径１００ｍｍφに設定している（共振なし）。受電コイル３１は、抵抗器Ｒ₄、及び、コイルＬ₄を要素とするＲＬ回路であり、コイルＬ₄部分は、給電コイル２１同様に、線径１ｍｍφの銅線材（絶縁被膜付）を１回巻にして、コイル径１００ｍｍφに設定している（共振なし）。また、給電共振器２２は、抵抗器Ｒ₂、コイルＬ₂、及び、コンデンサＣ₂を要素とするＲＬＣ回路であり、コイルＬ₂部分は、線径１ｍｍφの銅線材（絶縁被膜付）を２回巻きにしたコイル径１００ｍｍφのソレノイドコイルである。受電共振器３２は、抵抗器Ｒ₃、コイルＬ₃、及び、コンデンサＣ₃を要素とするＲＬＣ回路であり、コイルＬ₃部分は、線径１ｍｍφの銅線材（絶縁被膜付）を２回巻きにしたコイル径１００ｍｍφのソレノイドコイルである。そして、給電共振器２２、及び、受電共振器３２における共振周波数は１２．６３ＭＨｚである。また、給電共振器２２と受電共振器３２との間の距離ｄ２３を１２０ｍｍとして、給電共振器２２及び受電共振器３２における、電力の電源周波数に対する伝送特性『Ｓ２１』の値が、低周波数側に形成されるピーク帯域（f(Low P)）と高周波数側に形成されるピーク帯域（f(High P)）との二つのピーク帯域を有するように設定している（図１０Ａ・図１１Ａ・図１２Ａ・図１３Ａ・図１４Ａの実線１５０参照）。なお、給電コイル２１と給電共振器２２との間の距離ｄ１２、及び、受電共振器３２と受電コイル３１との間の距離ｄ３４を測定条件に合わせて調整している。

　（実施例１）
　実施例１では、給電コイル２１と給電共振器２２との間の距離ｄ１２を４０ｍｍ、受電共振器３２と受電コイル３１との間の距離ｄ３４を４０ｍｍに設定したうえで、可変抵抗器（Ｒ_L）の値を５０Ω、１００Ω、２００Ωの３つの値に変えた場合における、電源周波数に対する可変抵抗（被給電機器１０に相当）を含めた無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値を測定した（図１０Ｂ参照）。また、給電モジュール２に供給する交流電力の電源周波数を、低周波側のピーク帯域（f(Low P)）に設定した場合（同相共振モード：１２．５３ＭＨｚ）の測定値、共振周波数f0に設定した場合（共振周波数１２．６３ＭＨｚ）の測定値、高周波数側のピーク帯域（f(High P)）に設定した場合（逆相共振モード：１２．７３ＭＨｚ）の測定値を図１０Ｃの表にまとめて示す。なお、実施例１では、図１０Ａに示すように、給電共振器２２及び受電共振器３２における、電力の電源周波数に対する伝送特性『Ｓ２１』の値（実線１５０）、及び、給電コイル２１、給電共振器２２及び受電共振器３２、受電コイル３１における伝送特性『Ｓ２１』の値（実線１５１）も測定している。その測定結果を図１０Ａに示す。

　図１０Ｂに示すように、電源周波数を共振周波数f0に設定した場合、Ｒ_L＝を５０Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝２５．０Ωであり、Ｒ_L＝を１００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝２４．４Ωであり、Ｒ_L＝を２００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝２３．９Ωであり、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inが下降していると言える。従って、電源周波数を共振周波数f0に設定した場合は、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１の入力電流が大きくなってしまい、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１での消費電力が増大してしまうことが分かる。

　一方、電源周波数を低周波側のピーク帯域（f(Low P)）に設定した場合、Ｒ_L＝を５０Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝４０．６Ωであり、Ｒ_L＝を１００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝４１．８Ωであり、Ｒ_L＝を２００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝４３．１Ωであり、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inが上昇していると言える。従って、電源周波数を低周波側のピーク帯域（f(Low P)）に設定した場合は、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１の入力電流を小さくすることができ、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１での消費電力を低減することができることが分かる。

　また、電源周波数を高周波側のピーク帯域（f(High P)）に設定した場合、Ｒ_L＝を５０Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝３２．７Ωであり、Ｒ_L＝を１００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝３５．６Ωであり、Ｒ_L＝を２００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝３７．３Ωであり、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inが上昇していると言える。従って、電源周波数を高周波側のピーク帯域（f(High P)）に設定した場合は、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１の入力電流を小さくすることができ、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１での消費電力を低減することができることが分かる。

　また、実施例１では、被給電機器１０における負荷を５０Ω、１００Ω、２００Ωの３つの値に設定し、被給電機器１０の負荷インピーダンスＺ_Lの値が５０Ω～２００Ωの間で負荷変動する現象を疑似的に再現している。そして、この負荷変動の最高値である２００Ωにおいて、電源周波数に対する被給電機器１０を含む無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が、二つのピーク帯域を有している（図１０Ｂの電源周波数に対する入力インピーダンスの項目の２００Ωのグラフ参照）。なお、実施例１では、給電コイル２１と給電共振器２２との間の距離ｄ１２を４０ｍｍ、受電共振器３２と受電コイル３１との間の距離ｄ３４を４０ｍｍに設定することにより、負荷を５０Ω、及び、１００Ωにしたときでも、電源周波数に対する被給電機器１０を含む無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が、二つのピーク帯域を有している（図１０Ｂ参照）。

　（実施例２）
　実施例２では、給電コイル２１と給電共振器２２との間の距離ｄ１２を３０ｍｍ、受電共振器３２と受電コイル３１との間の距離ｄ３４を３０ｍｍに設定したうえで、可変抵抗器（Ｒ_L）の値を５０Ω、１００Ω、２００Ωの３つの値に変えた場合における、電源周波数に対する可変抵抗（被給電機器１０に相当）を含めた無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値を測定した（図１１Ｂ参照）。また、給電モジュール２に供給する交流電力の電源周波数を、低周波側のピーク帯域（f(Low P)）に設定した場合（同相共振モード：１２．５３ＭＨｚ）の測定値、共振周波数f0に設定した場合（共振周波数１２．６３ＭＨｚ）の測定値、高周波数側のピーク帯域（f(High P)）に設定した場合（逆相共振モード：１２．７３ＭＨｚ）の測定値を図１１Ｃの表にまとめて示す。なお、実施例２では、図１１Ａに示すように、給電共振器２２及び受電共振器３２における、電力の電源周波数に対する伝送特性『Ｓ２１』の値（実線１５０）、及び、給電コイル２１、給電共振器２２及び受電共振器３２、受電コイル３１における伝送特性『Ｓ２１』の値（実線１５２）も測定している。その測定結果を図１１Ａに示す。

　図１１Ｂに示すように、電源周波数を共振周波数f0に設定した場合、Ｒ_L＝を５０Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝３３．５Ωであり、Ｒ_L＝を１００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝２９．０Ωであり、Ｒ_L＝を２００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝２６．７Ωであり、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inが下降していると言える。従って、電源周波数を共振周波数f0に設定した場合は、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１の入力電流が大きくなってしまい、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１での消費電力が増大してしまうことが分かる。

　一方、電源周波数を低周波側のピーク帯域（f(Low P)）に設定した場合、Ｒ_L＝を５０Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝５５．２Ωであり、Ｒ_L＝を１００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝５７．５Ωであり、Ｒ_L＝を２００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝６０．４Ωであり、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inが上昇していると言える。従って、電源周波数を低周波側のピーク帯域（f(Low P)）に設定した場合は、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１の入力電流を小さくすることができ、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１での消費電力を低減することができることが分かる。

　また、電源周波数を高周波側のピーク帯域（f(High P)）に設定した場合、Ｒ_L＝を５０Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝４０．０Ωであり、Ｒ_L＝を１００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝４７．７Ωであり、Ｒ_L＝を２００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝５２．４Ωであり、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inが上昇していると言える。従って、電源周波数を高周波側のピーク帯域（f(High P)）に設定した場合は、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１の入力電流を小さくすることができ、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１での消費電力を低減することができることが分かる。

　また、実施例２では、被給電機器１０における負荷を５０Ω、１００Ω、２００Ωの３つの値に設定し、被給電機器１０の負荷インピーダンスＺ_Lの値が５０Ω～２００Ωの間で負荷変動する現象を疑似的に再現している。そして、この負荷変動の最高値である２００Ωにおいて、電源周波数に対する被給電機器１０を含む無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が、二つのピーク帯域を有している（図１１Ｂの電源周波数に対する入力インピーダンスの項目の２００Ωのグラフ参照）。なお、実施例２では、給電コイル２１と給電共振器２２との間の距離ｄ１２を３０ｍｍ、受電共振器３２と受電コイル３１との間の距離ｄ３４を３０ｍｍに設定することにより、負荷を５０Ω、及び、１００Ωにしたときでも、電源周波数に対する被給電機器１０を含む無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が、二つのピーク帯域を有している（図１１Ｂ参照）。

　（実施例３）
　実施例３では、給電コイル２１と給電共振器２２との間の距離ｄ１２を２０ｍｍ、受電共振器３２と受電コイル３１との間の距離ｄ３４を２０ｍｍに設定したうえで、可変抵抗器（Ｒ_L）の値を５０Ω、１００Ω、２００Ωの３つの値に変えた場合における、電源周波数に対する可変抵抗（被給電機器１０に相当）を含めた無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値を測定した（図１２Ｂ参照）。また、給電モジュール２に供給する交流電力の電源周波数を、低周波側のピーク帯域（f(Low P)）に設定した場合（同相共振モード：１２．５３ＭＨｚ）の測定値、共振周波数f0に設定した場合（共振周波数１２．６３ＭＨｚ）の測定値、高周波数側のピーク帯域（f(High P)）に設定した場合（逆相共振モード：１２．７３ＭＨｚ）の測定値を図１２Ｃの表にまとめて示す。なお、実施例３では、図１２Ａに示すように、給電共振器２２及び受電共振器３２における、電力の電源周波数に対する伝送特性『Ｓ２１』の値（実線１５０）、及び、給電コイル２１、給電共振器２２及び受電共振器３２、受電コイル３１における伝送特性『Ｓ２１』の値（実線１５３）も測定している。その測定結果を図１２Ａに示す。

　図１２Ｂに示すように、電源周波数を共振周波数f0に設定した場合、Ｒ_L＝を５０Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝８４．８Ωであり、Ｒ_L＝を１００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝６３．０Ωであり、Ｒ_L＝を２００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝４８．５Ωであり、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inが下降していると言える。従って、電源周波数を共振周波数f0に設定した場合は、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１の入力電流が大きくなってしまい、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１での消費電力が増大してしまうことが分かる。

　一方、電源周波数を低周波側のピーク帯域（f(Low P)）に設定した場合、Ｒ_L＝を５０Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝７４．３Ωであり、Ｒ_L＝を１００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝７７．７Ωであり、Ｒ_L＝を２００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝８４．１Ωであり、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inが上昇していると言える。従って、電源周波数を低周波側のピーク帯域（f(Low P)）に設定した場合は、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１の入力電流を小さくすることができ、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１での消費電力を低減することができることが分かる。

　また、電源周波数を高周波側のピーク帯域（f(High P)）に設定した場合、Ｒ_L＝を５０Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝６１．３Ωであり、Ｒ_L＝を１００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝７４．７Ωであり、Ｒ_L＝を２００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝８７．０Ωであり、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inが上昇していると言える。従って、電源周波数を高周波側のピーク帯域（f(High P)）に設定した場合は、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１の入力電流を小さくすることができ、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１での消費電力を低減することができることが分かる。

　また、実施例３では、被給電機器１０における負荷を５０Ω、１００Ω、２００Ωの３つの値に設定し、被給電機器１０の負荷インピーダンスＺ_Lの値が５０Ω～２００Ωの間で負荷変動する現象を疑似的に再現している。そして、この負荷変動の最高値である２００Ωにおいて、電源周波数に対する被給電機器１０を含む無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が、二つのピーク帯域を有している（図１２Ｂの電源周波数に対する入力インピーダンスの項目の２００Ωのグラフ参照）。なお、実施例３では、給電コイル２１と給電共振器２２との間の距離ｄ１２を２０ｍｍ、受電共振器３２と受電コイル３１との間の距離ｄ３４を２０ｍｍに設定することにより、１００Ωにしたときでも、電源周波数に対する被給電機器１０を含む無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が、二つのピーク帯域を有している（図１２Ｂ参照）。ただし、負荷を５０Ωにしたときは、電源周波数に対する被給電機器１０を含む無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値は、一つのピーク帯域しか有していない（図１２Ｂ参照）。

　（実施例４）
　実施例４では、給電コイル２１と給電共振器２２との間の距離ｄ１２を１０ｍｍ、受電共振器３２と受電コイル３１との間の距離ｄ３４を１０ｍｍに設定したうえで、可変抵抗器（Ｒ_L）の値を５０Ω、１００Ω、２００Ωの３つの値に変えた場合における、電源周波数に対する可変抵抗（被給電機器１０に相当）を含めた無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値を測定した（図１３Ｂ参照）。また、給電モジュール２に供給する交流電力の電源周波数を、低周波側のピーク帯域（f(Low P)）に設定した場合（同相共振モード：１２．５３ＭＨｚ）の測定値、共振周波数f0に設定した場合（共振周波数１２．６３ＭＨｚ）の測定値、高周波数側のピーク帯域（f(High P)）に設定した場合（逆相共振モード：１２．７３ＭＨｚ）の測定値を図１３Ｃの表にまとめて示す。なお、実施例４では、図１３Ａに示すように、給電共振器２２及び受電共振器３２における、電力の電源周波数に対する伝送特性『Ｓ２１』の値（実線１５０）、及び、給電コイル２１、給電共振器２２及び受電共振器３２、受電コイル３１における伝送特性『Ｓ２１』の値（実線１５４）も測定している。その測定結果を図１３Ａに示す。

　図１３Ｂに示すように、電源周波数を共振周波数f0に設定した場合、Ｒ_L＝を５０Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝２６７．４Ωであり、Ｒ_L＝を１００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝２０３．５Ωであり、Ｒ_L＝を２００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝１４９．５Ωであり、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inが下降していると言える。従って、電源周波数を共振周波数f0に設定した場合は、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１の入力電流が大きくなってしまい、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１での消費電力が増大してしまうことが分かる。

　一方、電源周波数を低周波側のピーク帯域（f(Low P)）に設定した場合、Ｒ_L＝を５０Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝１４４．１Ωであり、Ｒ_L＝を１００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝１４６．５Ωであり、Ｒ_L＝を２００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝１５６．４Ωであり、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inが上昇していると言える。従って、電源周波数を低周波側のピーク帯域（f(Low P)）に設定した場合は、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１の入力電流を小さくすることができ、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１での消費電力を低減することができることが分かる。

　また、電源周波数を高周波側のピーク帯域（f(High P)）に設定した場合、Ｒ_L＝を５０Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝１７０．５Ωであり、Ｒ_L＝を１００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝１７２．２Ωであり、Ｒ_L＝を２００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝１８１．９Ωであり、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inが上昇していると言える。従って、電源周波数を高周波側のピーク帯域（f(High P)）に設定した場合は、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１の入力電流を小さくすることができ、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１での消費電力を低減することができることが分かる。

　また、実施例４では、被給電機器１０における負荷を５０Ω、１００Ω、２００Ωの３つの値に設定し、被給電機器１０の負荷インピーダンスＺ_Lの値が５０Ω～２００Ωの間で負荷変動する現象を疑似的に再現している。そして、この負荷変動の最高値である２００Ωにおいて、電源周波数に対する被給電機器１０を含む無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が、二つのピーク帯域を有している（図１３Ｂの電源周波数に対する入力インピーダンスの項目の２００Ωのグラフ参照）。なお、実施例４では、給電コイル２１と給電共振器２２との間の距離ｄ１２を１０ｍｍ、受電共振器３２と受電コイル３１との間の距離ｄ３４を１０ｍｍに設定することにより、負荷を５０Ω、１００Ωにしたときは、電源周波数に対する被給電機器１０を含む無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値は、一つのピーク帯域しか有していない（図１３Ｂ参照）。

　（比較例）
　比較例では、給電コイル２１と給電共振器２２との間の距離ｄ１２を５ｍｍ、受電共振器３２と受電コイル３１との間の距離ｄ３４を５ｍｍに設定したうえで、可変抵抗器（Ｒ_L）の値を５０Ω、１００Ω、２００Ωの３つの値に変えた場合における、電源周波数に対する可変抵抗（被給電機器１０に相当）を含めた無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値を測定した（図１４Ｂ参照）。また、給電モジュール２に供給する交流電力の電源周波数を、低周波側のピーク帯域（f(Low P)）に設定した場合（同相共振モード：１２．５３ＭＨｚ）の測定値、共振周波数f0に設定した場合（共振周波数１２．６３ＭＨｚ）の測定値、高周波数側のピーク帯域（f(High P)）に設定した場合（逆相共振モード：１２．７３ＭＨｚ）の測定値を図１４Ｃの表にまとめて示す。なお、比較例では、図１４Ａに示すように、給電共振器２２及び受電共振器３２における、電力の電源周波数に対する伝送特性『Ｓ２１』の値（実線１５０）、及び、給電コイル２１、給電共振器２２及び受電共振器３２、受電コイル３１における伝送特性『Ｓ２１』の値（実線１５５）も測定している。その測定結果を図１４Ａに示す。

　図１４Ｂに示すように、電源周波数を共振周波数f0に設定した場合、Ｒ_L＝を５０Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝５６５．５Ωであり、Ｒ_L＝を１００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝４８５．９Ωであり、Ｒ_L＝を２００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝３８７．１Ωであり、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inが下降していると言える。従って、電源周波数を共振周波数f0に設定した場合は、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１の入力電流が大きくなってしまい、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１での消費電力が増大してしまうことが分かる。

　一方、電源周波数を低周波側のピーク帯域（f(Low P)）に設定した場合、Ｒ_L＝を５０Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝２４１．７Ωであり、Ｒ_L＝を１００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝２４１．６Ωであり、Ｒ_L＝を２００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝２４７．１Ωであり、負荷Ｒ_Lが上昇したとしても、無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inは、ほぼ変わらない値を示した。従って、電源周波数を低周波側のピーク帯域（f(Low P)）に設定した場合は、負荷Ｒ_Lが上昇したとしても、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１の入力電流はほぼ変わらないと言える。

　また、電源周波数を高周波側のピーク帯域（f(High P)）に設定した場合、Ｒ_L＝を５０Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝３４７．３Ωであり、Ｒ_L＝を１００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝３３８．０Ωであり、Ｒ_L＝を２００Ωにしたときは入力インピーダンスＺ_in＝３３３．６Ωであり、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inが下降していると言える。従って、電源周波数を高周波側のピーク帯域（f(High P)）に設定した場合は、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１の入力電流が大きくなってしまい、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１での消費電力が増大してしまうことが分かる。

　また、比較例では、被給電機器１０における負荷を５０Ω、１００Ω、２００Ωの３つの値に設定し、被給電機器１０の負荷インピーダンスＺ_Lの値が５０Ω～２００Ωの間で負荷変動する現象を疑似的に再現している。そして、この負荷変動の最高値である２００Ωにおいて、電源周波数に対する被給電機器１０を含む無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値は、一つのピーク帯域しか有していない（図１４Ｂの電源周波数に対する入力インピーダンスの項目の２００Ωのグラフ参照）。なお、比較例では、負荷を５０Ω、１００Ωにしたときも、電源周波数に対する被給電機器１０を含む無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値は、一つのピーク帯域しか有していない（図１４Ｂ参照）。

　上記のように、実施例１～４と比較例を比べると、給電共振器２２及び受電共振器３２における、電力の電源周波数に対する伝送特性『Ｓ２１』の値が、二つのピーク帯域を有し、給電モジュール２に供給する電力の電源周波数を、伝送特性『Ｓ２１』の二つのピーク帯域の何れかに対応する電源周波数帯域に設定し（f(High P)、又は、f(Low P)に設定）、被給電機器１０における負荷変動範囲の最高値（実施例１～４では２００Ω）において、電力の電源周波数に対する被給電機器１０を含む無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が、二つのピーク帯域を有するように設定することにより、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inが上昇していると言える。従って、電源周波数を高・低周波側のピーク帯域（f(High P)、又は、f(Low P)）に設定した場合は、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１の入力電流を小さくすることができ、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１での消費電力を低減することができることが分かる。

　また、実施例１～４及び比較例より、電源周波数を共振周波数f0に設定した場合は、負荷Ｒ_Lの上昇に応じて、無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inが下降し、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１の入力電流が大きくなってしまい、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１での消費電力が増大してしまう。このため、給電モジュール２に供給する電力の電源周波数を、伝送特性『Ｓ２１』の二つのピーク帯域の何れかに対応する電源周波数帯域（f(High P)、又は、f(Low P)）に設定する必要があることが分かる。

　（効果）
　上記構成によれば、被給電機器１０の負荷が変動したときに、被給電機器１０の負荷の変動傾向に合わせて、被給電機器１０を含む無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inの値を変動させることができる。例えば、被給電機器１０の負荷が上昇した場合、被給電機器１０を含む無線電力伝送装置１全体の入力インピーダンスＺ_inの値を上昇させることができる。これにより、被給電機器１０の負荷が上昇した場合、被給電機器１０を含めた無線電力伝送装置１の入力電流を小さくすることができ、被給電機器１０の負荷が上昇した際における消費電力を低減させることができる。

　また、上記構成によれば、給電モジュール２及び受電モジュール３を構成する複数の回路素子の各素子値を相互に調整することにより、給電共振器２２及び受電共振器３２における、電力の電源周波数に対する伝送特性『Ｓ２１』の値を二つのピーク帯域を有し、且つ、無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が、二つのピーク帯域を有するように設定することができる。

　また、上記構成によれば、給電モジュール２、及び、受電モジュール３が有するコイル間における結合係数ｋ₁₂、ｋ₂₃、ｋ₃₄の値を変えることにより、給電共振器２２及び受電共振器３２における、電力の電源周波数に対する伝送特性『Ｓ２１』の値を二つのピーク帯域を有し、且つ、電力の電源周波数に対する無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が二つのピーク帯域を有するように設定することができる。

　また、上記構成によれば、給電モジュール２、及び、受電モジュール３が有するコイル間における結合係数ｋ₁₂、ｋ₂₃、ｋ₃₄の値を、コイル間の距離を変化させることにより調整することができる。これにより、コイル間の距離を物理的に変化させるという簡易な設計によって調整が可能となる。

　また、上記構成によれば、給電モジュール２に供給する電力の電源周波数を、伝送特性『Ｓ２１』の二つのピーク帯域のうち高周波側に形成されるピーク帯域（ｆ(High P)）に対応する周波数帯域に設定することにより、給電共振器２２と受電共振器３２との間に、付近の磁界強度よりも小さな磁界強度を有する磁界空間Ｇ１を形成することが可能となる。

　また、上記構成によれば、給電モジュール２に供給する電力の電源周波数を、伝送特性『Ｓ２１』の二つのピーク帯域のうち低周波側に形成されるピーク帯域（f(Low P)）に対応する周波数帯域に設定することにより、給電共振器２２及び受電共振器３２の外側に、付近の磁界強度よりも小さな磁界強度を有する磁界空間Ｇ２を形成することが可能となる。

　（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１及び図１５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無線式ヘッドセット１０２、及び、充電器１０１を例にして説明する（図１参照）。

　（設計方法）
　まず、図１５に示すように、リチウムイオン二次電池９の容量、及び、リチウムイオン二次電池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１０２を、給電モジュール２を内蔵した充電器１０１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１０２と充電器１０１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１０２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１０１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、電力伝送効率が想定されることになる。

　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、給電共振器２２及び受電共振器３２における電源周波数に対する伝送特性『Ｓ２１』の値が二つのピーク帯域を有する設計値の範囲が決まる（Ｓ６）。

　また、被給電機器１０である安定回路７、充電回路８、リチウムイオン二次電池９の想定される負荷変動範囲の最高値において、少なくとも電力の電源周波数に対する被給電機器１０を含む無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が二つのピーク帯域を有する設計値が決まる（Ｓ７）。

　ここで、被給電機器１０で想定される負荷変動範囲の少なくとも最高値において、電力の電源周波数に対する被給電機器１０を含む無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が二つのピーク帯域を有するように設計することにより、被給電機器１０で想定される負荷変動範囲の全て（あるいは、ある程度の範囲）において電力の電源周波数に対する被給電機器１０を含む無線電力伝送装置１の入力インピーダンスＺ_inの値が二つのピーク帯域を有するように設計する場合に比べて、設計自由度の向上が実現される。

　そして、Ｓ５及びＳ７で決定された設計値を満たすように給電コイル２１と給電共振器２２、及び、受電共振器３２と受電コイル３１に関する最終的なパラメータを決定する（Ｓ８）。ここで、給電コイル２１と給電共振器２２、及び、受電共振器３２と受電コイル３１に関するパラメータとしては、給電コイル２１のＲＬ回路のＲ₁、Ｌ₁、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ＲＬ回路のＲ₄、Ｌ₄における抵抗値、インダクタンス、コンデンサ容量や、結合係数ｋ₁₂、ｋ₂₃、ｋ₃₄や、更には、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などが挙げられる。なお、給電コイル２１及び受電コイル３１にＲＬＣ回路を使用した場合には、それぞれのＲＬＣ回路のコンデンサ容量も設計・製造段階等で変更可能なパラメータとなる。

　（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１０２を例示して説明したが、負荷変動する機器であれば、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、コイル間の電磁誘導を利用して電力伝送を行う無線電力伝送装置１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　リチウムイオン二次電池
　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
　１０１　充電器
　１０２　無線式ヘッドセット
　Ｇ１・Ｇ２　磁界空間

Claims (7)

1. 　少なくとも給電共振器を備えた給電モジュールから、負荷変動する被給電機器が接続された、少なくとも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であって、
   　前記給電共振器及び前記受電共振器における、電力の電源周波数に対する伝送特性の値が、二つのピーク帯域を有し、前記給電モジュールに供給する電力の電源周波数を、前記伝送特性の二つのピーク帯域の何れかに対応する電源周波数帯域に設定し、
   　前記被給電機器における負荷変動範囲の最高値において、少なくとも前記電力の電源周波数に対する前記被給電機器を含む前記無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が、二つのピーク帯域を有するように設定したことを特徴とする無線電力伝送装置。
2. 　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複数の回路素子の各素子値をパラメータとして、当該パラメータをそれぞれ変えることにより、前記給電共振器及び前記受電共振器における、電力の電源周波数に対する伝送特性の値が、二つのピーク帯域を有し、且つ、前記電力の電源周波数に対する前記被給電機器を含む前記無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が、二つのピーク帯域を有するように設定したことを特徴とする請求項１に記載の無線電力伝送装置。
3. 　前記給電モジュール、及び、前記受電モジュールが有するコイル間における結合係数の値を調整することにより、前記給電共振器及び前記受電共振器における、電力の電源周波数に対する伝送特性の値が、二つのピーク帯域を有し、且つ、前記電力の電源周波数に対する前記被給電機器を含む前記無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が、二つのピーク帯域を有するように設定したことを特徴とする請求項１に記載の無線電力伝送装置。
4. 　前記給電モジュール、及び、前記受電モジュールが有するコイル間における結合係数の値は、前記コイル間の距離を変化させることにより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。
5. 　前記給電モジュールに供給する電力の電源周波数を、前記伝送特性の二つのピーク帯域のうち高周波側に形成されるピーク帯域に対応する周波数帯域に設定したことを特徴とする請求項１に記載の無線電力伝送装置。
6. 　前記給電モジュールに供給する電力の電源周波数を、前記伝送特性の二つのピーク帯域のうち低周波側に形成されるピーク帯域に対応する周波数帯域に設定したことを特徴とする請求項１に記載の無線電力伝送装置。
7. 　少なくとも給電共振器を備えた給電モジュールから、負荷変動する被給電機器が接続された、少なくとも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、
   　前記給電共振器及び前記受電共振器における、電力の電源周波数に対する伝送特性の値が、二つのピーク帯域を有するように設定する工程と、
   　前記被給電機器における負荷変動範囲の最高値において、少なくとも前記電力の電源周波数に対する前記被給電機器を含む前記無線電力伝送装置の入力インピーダンスの値が、二つのピーク帯域を有するように設定する工程と、を含むことを特徴とする無線電力伝送装置の製造方法。

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