WO2019058426A1

WO2019058426A1 - 非接触受電装置及び非接触送受電装置

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Publication number: WO2019058426A1
Application number: PCT/JP2017/033725
Authority: WO
Inventors: 清水　宏; 義憲岡田; 橋本　康宣; 吉澤　和彦; 城杉　孝敏; 市川　勝英
Original assignee: マクセル株式会社
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2019-03-28

Abstract

受電装置を送電装置の上などの任意の位置に設置し無線給電を行う場合、送電装置の送電コイルが受電装置内の受電コイル以外の部品、特にコイル構造を有するコイル系部品やアンテナ部品に近接する場合、コイル系部品やアンテナ部品は、送電コイルからの磁場の影響を受けて誘起された電流により発熱し、性能劣化や延いては焼損破壊を引き起こす可能性がある。　本発明はそれを解決するために、送電コイルを有する送電装置から受電コイルを有する受電装置に無線給電する非接触送受電装置であって、受電装置は、送電コイルからの送電による受電装置内の部品の状態変化を検出するセンサ部と、センサ部からの状態検出出力に応じて送電コイルからの送電を停止、或いは可変させる送電制御情報を生成するシステム制御部とを有し、送電装置は、システム制御部で生成された送電制御情報に応じて送電コイルへの送電電力を制御する送電電力制御部を有する。

Description

非接触受電装置及び非接触送受電装置

　本発明は、無線給電技術に関し、例えば、携帯端末などの小型携帯機器や電気自動車などのバッテリに非接触により充電を行う無線充電において、効率よく送電、受電できる技術に関する。

　携帯端末などでは小型、薄型化が進んだ反面、充電時のコネクタ接続が煩わしい状況にあり、携帯機器からヘッドホンなどの端子が廃止される傾向である。そのためヘッドホンは無線接続となりヘッドホン内に電源が必要になる。ヘッドホンのような小物は充電用端子を設けることが困難なため無線給電による充電が望まれる。また小物は充電台の平面上に密着させて置けないため、ある程度の距離があっても充電可能な共鳴方式が有利である。一方、携帯端末も充電用端子がなくなると無線給電による充電が必須になる。また、電気自動車においては、有線方式の充電の場合、雨天時などはコネクタに水が浸入し、接点が劣化する恐れがあること等から無線による充電が望ましい。

　このため、配線を廃して無線で電力を供給する背景技術として、例えば、特許文献１がある。特許文献１は、充電ボックスを設け、その中に携帯端末や小物を入れて充電する。そして、充電ボックスには複数の送電コイルがそれぞれ各壁面に取り付けられ、携帯端末や小物が受信する総電力量を判定し、送電電力レベルを変更して受信する総電力を増やすように制御される点が記載されている。

　また、無線給電に際して、特許文献２では、受電装置である電子機器は、給電装置から無線給電される第１の受電手段と、前記電子機器のモードに応じて、前給電装置によって行われる給電を制御するためのデータを前記給電装置に供給することが記載されている。

特表２０１２－５１７７９２号公報特開２０１３－１２１２９３号公報

　無線給電はコイルの大きさにより最大効率となるコイル間距離は決定されるが、特許文献１はコイルの大きさは一定であり、複数のコイルの電力制御のみで受電電力量を最大化しようとしている。このため、受電される携帯端末や小物の位置でのコイル間距離における最大効率での非接触給電ができないという課題があった。

　また特許文献２では、給電装置によって行われる給電を単に電子機器のモードに応じて制御するのみであり、給電によって生じる電子機器での異常な状態や動作をきめ細かく精度よく検出することができず、給電装置から電子機器への電力供給によって生じる電子機器の異常な状態や動作を確実に回避することは困難であるという課題があった。

　また更には、通常、電子機器を給電装置の上などの任意の位置に近接する形で設置して無線給電を行う場合、給電装置に対する電子機器の設置位置によっては、給電装置の送電コイルが電子機器内の受電コイル以外の部品、特にコイル構造を有するコイル系部品やアンテナ部品に近接することとなり、この場合、コイル系部品や受電コイル以外のアンテナ部品は、給電装置の送電コイルからの磁場の影響を受けて誘起された電流により発熱し、性能劣化や延いては焼損破壊を引き起こす可能性があるという課題があった。

　本発明は、送電装置からの電力供給によって生じる受電装置での異常な状態や動作を高精度に検出し、送電装置から受電装置への給電に際し、受電装置内の部品の性能劣化、発熱、焼損破壊等を防止抑制することができる非接触受電装置及び非接触送受電装置を提供することを目的とする。

　本発明は、上記背景技術に鑑み、その一例を挙げるならば、送電コイルを有する送電装置から受電コイルを有する受電装置に無線給電する非接触送受電装置であって、受電装置は、送電コイルからの送電による受電装置内の部品の状態変化を検出するセンサ部と、センサ部からの状態検出出力に応じて送電コイルからの送電を停止、或いは可変させる送電制御情報を生成するシステム制御部とを有し、送電装置は、システム制御部で生成された送電制御情報に応じて送電コイルへの送電電力を制御する送電電力制御部を有する。

　本発明によれば、非接触送電装置から非接触受電装置への電力供給による非接触受電装置の正常な状態や動作の阻害を防止できる非接触受電装置及び非接触送受電装置を提供できる。

実施例１における無線給電システムの非接触送電装置の構成ブロック図である。実施例１における非接触送電装置からの無線電力を受電する非接触受電装置の構成ブロック図である。実施例１における非接触送電装置の送電コイルの構成図である。実施例１における非接触受電装置の受電コイルの構成図である。実施例１における非接触送電装置の送電コイルと非接触受電装置の受電コイルの配置説明図である。実施例１における非接触送電装置の送電コイルと非接触受電装置の受電コイルを用いた無線給電の特性説明図である。実施例１における非接触送電装置の送電コイルと非接触受電装置の受電コイルを用いた無線給電の特性図である。実施例１における非接触送電装置の送電コイルの動作説明図と非接触受電装置の受電コイルを用いた無線給電の原理図である。実施例１における非接触送電装置の送電コイルの説明図である。実施例１における非接触送電装置の送電コイルの構成図である。実施例１における非接触送電装置の送電コイルの動作説明図である。実施例１における非接触送電装置の送電コイルの他の動作説明図である。実施例１における非接触送電装置の送電コイルの他の動作説明図である。実施例１における非接触送電装置の送電コイルの他の構成図である。実施例１における非接触送電装置の送電コイルの他の構成図である。実施例１における非接触送電装置の出力切替調整部の構成図である。実施例１における非接触送電装置と非接触受電装置の動作フロー図である。実施例１における非接触送電装置の送電コイルの他の構成図と動作説明図である。実施例１における非接触送電装置と非接触受電装置の動作フロー図である。実施例２における無線給電システムの非接触送電装置の構成ブロック図である。実施例２における非接触送電装置と非接触受電装置の動作フロー図である。実施例３における無線給電システムの非接触送電装置の構成ブロック図である。実施例３における非接触送電装置からの無線電力を受電する非接触受電装置の構成ブロック図である。実施例３における非接触送電装置の検波部の構成ブロック図である。実施例３における非接触送電装置からの無線電力を受電する非接触受電装置の負荷変調部の構成図である。実施例３における非接触送電装置の検波部の構成図である。実施例４における非接触送電装置からの無線電力を受電する非接触受電装置の他の構成ブロック図である。実施例４における非接触送電装置と図２７の非接触受電装置の動作フロー図である。実施例５における無線給電システムの非接触送電装置の構成ブロック図である。実施例５における非接触送電装置の動作フロー図である。実施例６における非接触送電装置の使用例である。実施例６における非接触受電装置に無線電力を送電する非接触送電装置の構成ブロック図である。実施例７における無線給電システムの非接触受電装置の構成ブロック図である。実施例７における非接触受電装置の詳細な構成ブロック図である。実施例７における非接触受電装置と非接触送電装置の動作フロー図である。実施例８における非接触受電装置の使用例である。実施例９における非接触送電装置と非接触受電装置の構成ブロック図である。実施例９における非接触受電装置のセンサ部を示す構成図の一例である。実施例９における非接触受電装置のセンサ部を示す構成図の他の例である。実施例９における非接触送電装置と非接触受電装置の動作フロー図の第１の例である。実施例９における非接触送電装置と非接触受電装置の動作フロー図の第１の例で温度センサを用いた場合の動作説明例である。実施例９における非接触送電装置と非接触受電装置の動作フロー図の第１の例で磁場センサを用いた場合の動作説明例である。実施例９における非接触送電装置と非接触受電装置の動作フロー図の第２の例である。実施例９における非接触送電装置と非接触受電装置の動作フロー図の第２の例で温度センサを用いた場合の動作説明例である。実施例９における非接触送電装置と非接触受電装置の動作フロー図の第３の例の前半部である。実施例９における非接触送電装置と非接触受電装置の動作フロー図の第３の例の後半部である。実施例９における非接触送電装置と非接触受電装置の動作フロー図の第３の例で温度センサを用いた場合の動作説明例である。実施例９における非接触送電装置の送電電力制御部の構成図の一例である。実施例９における非接触送電装置と非接触受電装置の動作フロー図の第４の例である。実施例１０における非接触送電装置と非接触受電装置の構成ブロック図である。

　以下、本発明の実施例について、図面を用いて詳細に説明する。

　図１は本実施例における無線給電システムの非接触送電装置の構成ブロック図、図２は実施例における非接触受電装置の構成ブロック図である。非接触送電装置１００は箱状になっており、箱の中に非接触受電装置を入れて無線給電するものである。図１では非接触受電装置２００ａと非接触受電装置２００ｂの２つが入っている場合を示している。制御部１０２で制御される出力切替調整部１０３からの電力を受け、送電コイル１０１は電力を放射する。非接触受電装置２００ａ、２００ｂは基本的に同一構造であり、図２のブロック構造をしている。受電コイル２０１で受電し、整流部２０２で整流して直流とし、コンバータ２０３で直流を安定化してバッテリ２０４に充電する。レベル検出部２０５は整流部２０２の出力から受電レベルを検出し、制御部２０６を介して無線部２０７を用い通信アンテナ２０８から受電レベルを送信する。非接触送電装置１００はこの送信された受電レベルを通信アンテナ１０４で受信し無線部１０５で復調して制御部１０２にその情報を送る。制御部１０２は受電レベル情報を用いて出力切替調整部１０３を制御する。

　図３は、図１に示したＸＹＺ座標におけＸＹ平面上にあり、最小コイル３０１、３０２、３０３、３０４で構成される送電コイル１０１を示している。図３において、最小コイル３０１、３０２、３０３、３０４は、同一の形状で同一のサイズであり、四角形で渦巻状のフラットコイルである。

　図４に受電コイルの構成を示す。図４（ａ）が非接触受電装置２００ａの受電コイル２０１ａ、図４（ｂ）が非接触受電装置２００ｂの受電コイル２０１ｂである。図４の例では受電コイル２０１ａは四角形で最小コイル３０１とほぼ同一の面積でほぼ同一の辺の長さ、受電コイル２０１ｂは受電コイル２０１ａのほぼ２倍の面積で１辺がほぼ同じ、他辺がほぼ２倍の大きさである。ただし、この形状、面積、辺の長さはどのようなものでもよい。なお、送電コイルと受電コイルの関係としては、送電コイルの大きさ（面積）は受電コイルの大きさ（面積）以下の関係を有する。言い換えれば、送電コイルと受電コイルが共に矩形形状である場合、送電コイルの最小セルの最長の辺が受電コイルの最短の辺の長さ以下で構成される関係を有する。これは、後で説明するが、送電コイルの組合せによる制御が可能となるからである。

　次に、一般的な磁界共鳴結合型無線給電の受電特性について説明する。図５は送電コイルと受電コイルの距離を変えたときの配置を示し、まず送電コイル５０１と受電コイル５０２の関係で説明する。図５ではＸＹ平面にフラットコイルの送電コイル５０１と受電コイル５０２があり、それらの距離をＺ軸としてみている。ここでは送電コイル５０１と受電コイル５０２は同一形状、同一面積で送電受電で中心がずれていないとしている。

　図６は受電特性を示し、横軸は周波数、縦軸は受電レベルを示す。受電コイルと送電コイルの距離により、（ａ）密結合（双峰特性）、（ｂ）臨界結合（単峰特性）、（ｃ）疎結合（単峰特性）を示す。（ｂ）の臨界結合のときがいちばん効率よく受電でき受電レベルが大きくとれる。

　今、送電コイル５０１と受電コイル５０２が図５（ｂ）に示すＺ＝Ｚ０の距離で図６（ｂ）に示す臨界結合となるとすると、図５（ａ）のＺ＜Ｚ０で図６（ａ）の密結合、図５（ｃ）のＺ＝Ｚ１＞Ｚ０で図６（ｃ）の疎結合になる。

　また、コイルを別の送電コイル５０３と受電コイル５０４とした場合、特性が変わり、Ｚ＝Ｚ１のときに図６（ｂ）の臨界結合になる場合がある。このように磁界共鳴結合型無線給電の受電特性は送電コイルや受電コイルの形状や面積、または、送電コイルと受電コイルの距離で変化する。

　送電コイルと受電コイルを用いた無線給電の特性図を図７に示す。図７の横軸は送受コイルと受電コイルとの距離、縦軸は受電コイルの受電レベルである。図７に示すように、送受コイル間の距離によって最大効率となるコイルの形状や面積が異なることがわかる。

　図８に等価的にコイルの大きさを変える動作説明図を示す。図８（ａ）に示すように、２つの四角形のコイルを同一ＸＹ平面状に辺８０１と辺８０２を対向して平行となるように配置する。辺８０１には電流Ｉ１が辺８０２には電流Ｉ２が流れている。この状態を白抜きの矢印の方向から見たものを図８（ｂ）に示す。このとき、任意の点Ｐに生じる磁界の強さを求めると、下記式となる。

　　Ｈｘ＝（Ｉ１／２π）×（ｓｉｎθ１／ｒ１）
　　　　　　　＋（Ｉ２／２π）×（ｓｉｎθ２／ｒ２）
　　Ｈｚ＝（Ｉ１／２π）×（ｃｏｓθ１／ｒ１）
　　　　　　　＋（Ｉ２／２π）×（ｃｏｓθ２／ｒ２）
　点Ｐでの受電コイルの向きがＸＹ平面と平行であれば、磁界が受電コイルと直交しないためＨｘは受電には寄与しない。そのため、Ｈｚだけ考えればよく、どのようなｒ１、ｒ２でもＩ１、Ｉ２を調整すればＨｚ＝０とすることができる。ｒ１＝ｒ２のときはＩ１とＩ２の大きさが同じで逆位相になっていればＨｚ＝０である。

　点Ｐでの受電コイルが図８（ｂ）に示すαだけ傾いていたときは、
　　Ｈｘ・ｃｏｓα＝Ｈｚ・ｓｉｎα
となるようにＩ１とＩ２を調整すればよい。このようにＩ１とＩ２を調整する調整処理により任意の点の受電コイルで受電に寄与する磁界を０にすることができる。すなわち、辺８０１と辺８０２は存在しないように見える。または、辺８０１と辺８０２の磁界による受電コイル内の起電力によって生じる電流が逆向きなので互いにキャンセルされて、受電に寄与する送電コイルの辺が存在しないように見える。

　図９は図３の送電コイルに図８の考えを適用する場合を示す。図８ではコイルの辺が１本の線であったが渦巻状のフラットコイルの場合は実際には何本かの平行する線が存在する。しかし、それらをまとめて、図９に示すように、辺１００１、１００２、１００３、１００４のように考えれば、図８と同様に考えることができる。

　なお、図３や以降の送電コイルや受電コイルの説明では便宜上コイルしか図示していないが、磁界共鳴結合型無線給電の場合は、実際には図１０（ａ）に示す直列共振タイプ、図１０（ｂ）に示す並列共振タイプのようにコンデンサが接続されており、コイルのインダクタとコンデンサの容量で共振させている。

　以上のように、図３に示す最小コイル３０１、３０２、３０３、３０４を同一の四角形状で同一のサイズとした場合、各コイルに同じ大きさで同位相の電流を流すと、対抗する辺で磁界を打ち消すことができる。

　次に図３のコイルで作ることができる送電コイルの大きさや位置について説明する。

　図１１は最小コイルのサイズで、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の４つの位置を取ることができることを示している。

　図１２は、最小コイルを２つ組み合わせた構成で、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の４つの位置を取ることができ、それぞれ辺１３０１、１３０２、１３０３、１３０４で磁界が打ち消される。

　図１２（ｅ）は最小コイルを４つ組み合わせた構成で最大のコイルサイズであり、辺１４０１、１４０２、１４０３、１４０４で磁界が打ち消される。なお図示していないが最小コイルを３つ組み合わせた構成も考えられ、その場合は、最小コイル３０１、３０２、３０３、または、最小コイル３０１、３０２、３０４、または、最小コイル３０３、３０４、３０１、または、最小コイル３０３、３０４、３０２の組み合わせとなる。

　なお、コイルの組み合わせとしては図１３（ａ）、（ｂ）に示す対角線上の２つのコイルを組み合わせることもできる。

　また、図１３（ｃ）に示すコイルの構成は図３のコイルの構成に中心部分にコイル１６０１を追加したものである。コイル１６０１を加えることで、図１３（ｃ）に示すコイルの中心部分に受電コイルがきたときにコイル１６０１を選択することで受電効率のよいコイル選択ができる効果がある。

　図１３（ｄ）は、図３のコイルが２×２の偶数の組み合わせであったものを３×３の奇数にしたものである。奇数にすると図１３（ｃ）のような構成にしなくとも中心１７０５のコイルを選択することで受電効率のよいコイル選択ができる効果がある。なお、奇数×偶数の構成とすることも可能である。

　図１４はサイズの異なるコイルで構成した送電コイルの構成図である。コイル１８０９および１８１０は一辺の長さがコイル１８０１から１８０８の辺の長さの２倍になっている。例えばコイル１８０５とコイル１８０６とコイル１８０９でこの３つをあわせた大きさのコイルとすることができる。一般的に最小のコイルの辺の整数倍ｎの辺の大きさのコイルの場合、ｎ個の並んだ最小のコイルの辺で磁界を打ち消すことが可能である。図１４の構成は、置く場所で受電コイルのサイズが決まっている場合に最適なコイルの組み合わせを選ぶことができる効果がある。

　図１５はコイルの形状を四角ではなく六角にした場合を示す。六角ではなくさらに多角形にすることも可能である。多角形にした場合、全体の送電コイルが円形の場合に配置しやすい、さらに受電コイルが円形の場合、受電効率を向上させることができる効果がある。

　図１６は図１の出力切替調整部１０３の詳細な説明図である。図１６において、出力切替調整部１０３は、最小コイル３０１、３０２、３０３、３０４用のそれぞれの出力部２０００ａ、２０００ｂ、２０００ｃ、２０００ｄを有しており、出力部は同一構成であるので出力部２０００ａで説明する。出力部２０００ａは抵抗２００２、ＦＥＴ２００３、電源２００４、コイル２００５、コンデンサ２００６、コイル２００７、コンデンサ２００８で構成されるＥ級アンプと整合部２００９で構成される。Ｅ級アンプはＦＥＴ２００３のゲートに磁界共鳴結合型無線給電の共振周波数であるクロック２０１０ａの入力で共振周波数の電力増幅が可能である。このクロック２０１０ａをアンドゲート２００１により制御信号２０１１ａでＯＮ、ＯＦＦさせることで出力部２０００ａの出力ＯＮ、ＯＦＦを制御できる。すなわち、制御信号２０１１ａ、２０１１ｂ、２０１１ｃ、２０１１ｄで出力の選択ができる。また、電源２００４の調整で出力レベルの調整が、クロック２０１０ａ、２０１０ｂ、２０１０ｃ、２０１０ｄの位相の調整で出力位相の調整が可能である。

　図１６の構成によれば切り替えとアンプのＦＥＴを共用することができるので簡単で安価な出力切替調整ができ、また、整合部２００９の微調整で整合部２００９前段のＥ級アンプ部の性能ばらつきを吸収できる効果がある。

　図１７は等価的に送電コイルのサイズを変えて最大受電効率とする制御フローを示す。図１７は図１の非接触送電装置１００、図２の非接触受電装置２００、図３の送電コイル構成の場合を示している。図１７において、
Ｓ２１０１：開始
Ｓ２１０２：最小コイル３０１、３０２、３０３、３０４、すなわち、図１１に示した（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、の一つで最適ＸＹ位置確認用の送電を行う。
Ｓ２１１４：非接触受電装置２００が、そのとき送電している最小コイルにより起動するＸＹ位置にいた場合、起動しレベル検出部２０５により受電レベルを検出する。
Ｓ２１１５：検出した受電レベルと非接触受電装置の識別情報、すなわち、図１の例では非接触受電装置２００ａか２００ｂかを識別する信号を受電情報として制御部２０６で無線部２０７を制御し通信アンテナ２０８より送信する。
Ｓ２１０３：非接触受電装置２００からの受電情報を確認する。または、そのとき送電している最小コイルにより起動するＸＹ位置に非接触受電装置２００がない場合は受信情報が来ないので、ある一定時間でタイムアウトし次の処理Ｓ２１０４に移る。
Ｓ２１０４：最小コイル３０１、３０２、３０３、３０４、すなわち、図１１に示した（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）全てで確認したかどうか判断する。
Ｓ２１０５：全て確認が終わっていない場合、次の最小コイルを選択し、Ｓ２１０２に戻る。
Ｓ２１０６：全て確認が終わった場合、それぞれの最小コイルの位置での受電識別情報と受電レベル、または、タイムアウトを確認し、非接触受電装置２００の識別情報ごとの受信レベルを比較し、受電レベルの大きい最小コイルの位置に識別情報の示す非接触受電装置２００があると判断する。なお、一つの識別情報の非接触受電装置２００に対して最小コイルが一つではなく複数の最小コイルが反応する可能性もある。例えば図１の例では非接触受電装置２００ｂでは図１１の（ａ）と（ｃ）の位置で受信レベルを確認できたとする。このときはコイルの大きさを決定する次のコイル形状確認処理のときに優先的に受信レベルが確認できた最小コイルを選択することで処理時間を早くすることができる。
Ｓ２１０７：それぞれの非接触受電装置２００のＸＹ位置の最小コイルに対し、調整処理により等価的にコイル形状を可変して送電する。具体的には図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、また、図１３（ａ）、（ｂ）を順次行う。また、前述したように最小コイルを３個選ぶ構成を行ってもよい。
Ｓ２１１６：非接触受電装置２００が、そのとき送電しているコイル形状で起動した場合、レベル検出部２０５により受電レベルを検出する。
Ｓ２１１７：検出した受電レベルと非接触受電装置の識別情報、すなわち、図１の例では非接触受電装置２００ａか２００ｂかを識別する信号を受電情報として制御部２０６の制御で無線部２０７により通信アンテナ２０８より送信する。
Ｓ２１０８：非接触受電装置２００からの受電情報を確認する。または、そのとき送電しているコイル形状で非接触受電装置が起動しない場合は受信情報が来ないので、ある一定時間でタイムアウトし次の処理Ｓ２１０９に移る。
Ｓ２１０９：前記した図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、また、図１３（ａ）、（ｂ）、また、前述したように最小コイルを３個選ぶ構成全て確認したかどうか判断する。
Ｓ２１１０：全て確認が終わっていない場合、次のコイル形状を選択し、Ｓ２１０７に戻る。
Ｓ２１１１：全て確認が終わった場合、それぞれのコイル形状での受電識別情報と受電レベル、または、タイムアウトを確認し、非接触受電装置２００の識別情報ごとの受信レベルを比較し、受電レベルの大きいコイル形状が識別情報の示す非接触受電装置２００があるＺ位置に対して最適なコイル形状と判断する。
Ｓ２１１２：それぞれの非接触受電装置２００のＸＹＺ位置に最適なコイルによるコイル形状を設定する。
Ｓ２１１３：非接触送電装置１００から送電を開始する。
Ｓ２１１８：非接触受電装置２００は受電を開始する。

　以上の処理により、非接触受電装置２００は自分の存在するＸＹＺ位置に対して最大受電効率で受電できる。

　図１８（ａ）は最小コイルの数を増やした例であり、４×４の例を示している。さらに数を増やしてもよい。最小コイルの数が増えてくると図１７の処理フローのＳ２１０２からＳ２１０６までのＸＹ位置を確認するまでの時間が長くなる。この問題を解決するために、最小コイルを何個か組み合わせたセルをＸＹ位置検出の一つの単位として用いる。図１８（ｂ）は、ＸＹ位置検出のための一つの単位として、調整処理を行った２×２の４個の最小コイルを基本セルとしたものを示している。

　基本セルを用いれば図１８の例では、
［１，１］［２，１］［１，２］［２，２］
［２，１］［３，１］［２，２］［３，２］
［３，１］［４，１］［３，２］［４，２］
［１，２］［２，２］［１，３］［２，３］
［２，２］［３，２］［２，３］［３，３］
［３，２］［４，２］［３，３］［４，３］
［１，３］［２，３］［１，４］［２，４］
［２，３］［３，３］［２，４］［３，４］
［３，３］［４，３］［３，４］［４，４］
の９通りでまずＸＹ位置検出を行う。

　図１９に、図１８（ｂ）で示した基本セルを用いた場合のＸＹ位置検出時間を短縮する制御フローを示す。図１９において、
Ｓ２４０１：開始
Ｓ２４０２：基本セルで最適ＸＹ位置確認用の送電を行う。
Ｓ２４１３：非接触受電装置２００がそのとき送電している基本セルにより起動するＸＹ位置にいた場合起動しレベル検出部２０５により受電レベルを検出する。
Ｓ２４１４：検出した受電レベルと非接触受電装置の識別情報、すなわち、図１の例では非接触受電装置２００ａか２００ｂかを識別する信号を受電情報として制御部２０６の制御で無線部２０７により通信アンテナ２０８より送信する。
Ｓ２４０３：非接触受電装置２００からの受電情報を確認する。または、そのとき送電している最小コイルにより起動するＸＹ位置に非接触受電装置２００がない場合は受信情報が来ないので、ある一定時間でタイムアウトし次の処理Ｓ２４０４に移る。
Ｓ２４０４：前記した基本セルの組み合わせ全て確認したかどうか判断する。
Ｓ２４０５：全て確認が終わっていない場合、次の基本セルを選択し、Ｓ２４０２に戻る。
Ｓ２４０６：全て確認が終わった場合、それぞれの基本セルの位置での受電識別情報と受電レベル、または、タイムアウトを確認し、非接触受電装置２００の識別情報ごとの受信レベルを比較し、受電レベルの大きい基本セルの位置に識別情報の示す非接触受電装置２００があると判断する。
Ｓ２４０７：それぞれの非接触受電装置２００のＸＹ位置の基本セルに対し、最小コイルを選択して送電する。図１８（ｂ）の例では４個の最小コイルがある。
Ｓ２４１５：非接触受電装置２００がそのとき送電している最小コイルにより起動するＸＹ位置にいた場合起動しレベル検出部２０５により受電レベルを検出する。
Ｓ２４１６：検出した受電レベルと非接触受電装置の識別情報、すなわち、図１の例では非接触受電装置２００ａか２００ｂかを識別する信号を受電情報として制御部２０６の制御で無線部２０７により通信アンテナ２０８より送信する。
Ｓ２４０８：非接触受電装置２００からの受電情報を確認する。または、そのとき送電している最小コイルにより起動するＸＹ位置に非接触受電装置２００がない場合は受信情報が来ないので、ある一定時間でタイムアウトし次の処理Ｓ２４０９に移る。
Ｓ２４０９：最小コイル全て確認したかどうか判断する。図１８（ｂ）の例では４個の最小コイルがある。
Ｓ２４１０：全て確認が終わっていない場合、次の最小コイルを選択し、Ｓ２４０７に戻る。
Ｓ２４１１：全て確認が終わった場合、それぞれの最小コイルの位置での受電識別情報と受電レベル、または、タイムアウトを確認し、非接触受電装置２００の識別情報ごとの受信レベルを比較し、受電レベルの大きい最小コイルの位置に識別情報の示す非接触受電装置２００があると判断する。なお、一つの識別情報の非接触受電装置２００に対して最小コイルが一つではなく複数の最小コイルが反応する可能性もある。例えば図１の例では非接触受電装置２００ｂでは図１１の（ａ）と（ｃ）の位置で受信レベルを確認できたとする。このときはコイルの大きさを決定する次の処理のときに優先的に受信レベルが確認できた最小コイルを選択することで処理時間を早くすることができる。
Ｓ２４１２：図１７のＳ２１０７からＳ２１１１までの処理を行う。

　以下、図１７と同じである。

　図１９の制御フローでは最小コイルの数が増えた場合でもＸＹ位置検出時間を短縮できる効果がある。

　図２０は本実施例における無線給電システムの非接触送電装置の構成ブロック図である。

　図１と異なるのは非接触受電装置２００のＸＹ位置を検出する位置センサを有しており（図示せず）、これからＸＹ位置検出部２５０１で非接触受電装置２００のＸＹ位置を検出し、そのＸＹ位置を制御部１０２に出力する機能を設けたものである。

　図２０の場合の制御フローを図２１に示す。図１９と同じ機能については同じ符号を付し、その説明は省略する。図２１において、
Ｓ２６０１：開始
Ｓ２６０２：非接触受電装置２００のＸＹ位置をＸＹ位置検出部２５０１からの情報で確認。
以下、図１９と同じである。

　本実施例によれば、制御フローが簡単になる効果がある。

　図２２は本実施例における無線給電システムの非接触送電装置の構成ブロック図、図２３は本実施例における非接触受電装置の構成ブロック図である。

　図１、図２と異なる点は、非接触受電装置２００のレベル検出部２０５で検出された受電レベル情報を伝送するのに負荷変調部２８０１を使用し、非接触送電装置１００は検波部２７０１で受電レベル情報を受取ることである。

　図２４に負荷変調部２８０１の回路の一例を示す。図２４において、受電コイル２０１とコンデンサ２９０１を介してＦＥＴ２９０２のドレインに接続し、ＦＥＴ２９０２のソースをグランドと接続する。ＦＥＴ２９０２のゲートを制御部２０６で制御しＦＥＴ２９０２を受信レベル情報によりＯＮ／ＯＦＦする。これにより、受電側の負荷が変化して整合が崩れ、送電電力の反射が起こる。この反射を非接触送電装置１００の送電コイル１０１を介し検波部２７０１が検出する。

　図２５に検波部２７０１の詳細なブロック図を示す。図１６と同一符号は同一機能を示す。図２５において、出力部２０００ａと最小コイル３０１、出力部２０００ｂと最小コイル３０２、出力部２０００ｃと最小コイル３０３、出力部２０００ｄと最小コイル３０４の接続部分にそれぞれ検波回路３００１ａ、３００１ｂ、３００１ｃ、３００１ｄを設け、それぞれの検波出力を制御部１０２に出力する。

　図２６は検波回路３００１の回路の一例を示す。図２６において、コンデンサ３１０１、３１０４、ダイオード３１０２、３１０３、抵抗３１０５でいわゆる倍電圧検波回路を構成する。これにより、負荷変調により生じた反射による送電電力の乱れを検出することができる。

　図２２の非接触送電装置１００、図２３の非接触受電装置２００の制御フローは図１７、図１９と同じである。検波回路３００１の検波出力はそのとき選択している最小コイルに接続されているものを用い、調整処理で複数選択されているときはその複数の最小コイルに接続されている検波出力をアナログ加算して検波出力とする。

　なお、複数の非接触受電装置２００があった場合でもそのそれぞれに対応した調整処理された最小コイルの組み合わせが選択されるので、それぞれにおいて負荷変調の反射を検出することが可能である。

　本実施例によれば、無線部１０５、２０７、通信アンテナ１０４、２０８が必要ないので図１、図２の実施例１よりも安価とすることができる効果がある。

　図２７は図２２の非接触送電装置と組み合わせて使う本実施例における非接触受電装置の構成ブロック図である。図２３と異なるところはレベル検出部２０５を削除し、受電レベルを非接触送電装置１００に負荷変調で送信するのではなく、制御部３２０１で発生させるユニークワード、例えば"１０１００１１０"など"０"と"１"が反転したときに極性が判断できるようにしたもの、等を発生し、これを負荷変調部２８０１で負荷変調する点である。

　図２２の非接触送電装置１００は検波部２７０１の検波出力を見てその極性や検波出力レベルを制御部１０２で確認する。検波出力レベルが最大のとき、図６（ｂ）に示した臨界結合であることがわかり、負荷変調の掛り具合をみて位置を特定することが可能となる。

　図２８は図２２の非接触送電装置１００と図２７の非接触受電装置２００を用いたときの処理フローである。図１７と同一符号は同一処理である。

　図２８において、図１７と異なる点は、ステップＳ２１１５やステップＳ２１１７で受電情報として送信するのが受電識別信号と受電レベルではなく受電識別信号とユニークワードになることである。これに対応して、ステップＳ３３０１やステップＳ３３０２で検波部２７０１の検波出力の検波出力レベルや検波出力極性をみてＸＹ位置やコイル形状を判断することである。

　なお、図１９の制御フローにも適用できることは明らかである。

　本実施例によれば、無線部１０５、２０７、通信アンテナ１０４、２０８に加えレベル検出部２０５が必要ないので、図１、図２の実施例１、図２３の実施例３よりも安価とすることができる効果がある。

　図２９は本実施例における無線給電システムの非接触送電装置の構成ブロック図である。図１と異なる点は、調整処理のできる送電コイルを箱状の非接触送電装置１００のＸＹ平面（送電コイル１０１）だけではなくＹＺ平面（送電コイル３４０１）やＺＸ平面（送電コイル３４０２）にも設け、それぞれに対しＸＹ平面の出力切替調整部１０３、ＹＺ平面の出力切替調整部３４０３、ＺＸ平面の出力切替調整部３４０４を設けたことである。ＸＹ平面の出力切替調整部１０３、ＹＺ平面の出力切替調整部３４０３、ＺＸ平面の出力切替調整部３４０４は同一構成である。

　図２９の非接触送電装置１００の制御フローを図３０に示す。図３０において、
Ｓ３５０１：開始
Ｓ３５０２：ＸＹ平面で、それぞれの非接触受電装置２００のＸＹＺ位置に最適なＸＹ平面上コイルによるコイル形状を設定する。図１７または図１９の制御フローを用いる。
Ｓ３５０３：ＹＺ面で、それぞれの非接触受電装置２００のＸＹＺ位置に最適なＸＹ平面上コイルによるコイル形状を設定する。図１７または図１９の制御フローを用いる。
Ｓ３５０４：ＹＺ面で、それぞれの非接触受電装置２００のＸＹＺ位置に最適なＸＹ平面上コイルによるコイル形状を設定する。図１７または図１９の制御フローを用いる。

　なお、ＸＹ平面処理、ＹＺ平面処理、ＺＸ平面処理の順番はどの面から行ってもよい。
Ｓ３５０５：コイル形状を設定したＸＹ平面上コイル、コイル形状を設定したＹＺ平面上コイル、コイル形状を設定したＺＸ平面上コイルの出力レベル、位相を変化させて、受電部受電レベルが最大となる値に設定する。

　図１６で示したように電源２００４により出力レベルを、クロック２０１０ａ、２０１０ｂ、２０１０ｃ、２０１０ｄの位相を変えることで送電出力の位相を変化させることができる。

　本実施例によれば、ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面からの送電電力をベクトル加算することができるので、非接触受電装置２００の受電コイルがどのような向きであっても最大受電効率で受電できる効果がある。

　図３１は本実施例における無線給電システムの非接触送電装置を建物の中などの空間３６００に使用した例である。このときは、ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面とも両面使い、ＸＹ平面上送電コイル１０１、３６０１、ＹＺ平面上送電コイル３４０１、３６０２、ＺＸ平面上送電コイル３４０２、３６０３を用いる。

　制御フローは基本的に図３０と同じであるが、両面ある平面のどちらを使用するか、または両面使用してベクトル合成するかの処理が加わる。

　本実施例によれば、ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面の両面を使用するので広い空間に対しても対応できる効果がある。また、広い空間であっても使用するのは最小コイルであるので銅損を低く感度の高いコイル設計とすることができ、また、送電の共振周波数設計も最小コイルの設計のみで行うことができ、高感度で送電周波数の設定の許容度の高いコイル設計とできる効果がある。

　図３３は調整処理のコイルを非接触受電装置側で使用した実施例の構成ブロック図、図３２は図３３の非接触受電装置に送電する非接触送電装置の構成ブロック図である。

　図３２において、非接触送電装置３７００は、置き台３７０２に送電コイル３７０１が組み込まれ、出力部３７０３を用いて送電される。

　図３３において、非接触受電装置３８００は、例えば図３の構成の調整処理可能な受電コイル３８０１を用いて受電し、整合部３８０４でそれぞれの最小コイルの整合をとり、整流部３８０２で整流して直流とし、コンバータ３８０３で直流を安定化してバッテリ２０４に充電する。レベル検出部３８０５は整流部３８０２の出力から受電レベルを検出し制御部３８０６に受信レベル情報を出力し、制御部３８０６は受信レベル情報を用いて整合部３８０４の整合を調整する。無線部２０７、通信アンテナ２０８からは非接触受電装置３８００の識別情報を送信する。

　図３４に整合部３８０４、整流部３８０２の詳細構成を示す。図３４において、整合部３８０４、整流部３８０２は、それぞれ最小コイル３０１、３０２、３０３、３０４と接続される整合回路３９１８ａ、３９１８ｂ、３９１８ｃ、３９１８ｄ、および、整流回路３９１９ａ、３９１９ｂ、３９１９ｃ、３９１９ｄで構成される。整合回路３９１８ａ、３９１８ｂ、３９１８ｃ、３９１８ｄは同一回路、整流回路３９１９ａ、３９１９ｂ、３９１９ｃ、３９１９ｄは同一回路であり、整合回路３９１８ａと整流回路３９１９ａで内部説明する。

　整合回路３９１８ａは、インダクタ３９０５、３９０６、コンデンサ３９０７、３９０８で構成されるいわゆるπ型整合回路と、その前段に最小コイル３０１の一方とコンデンサ３９０１を介してＦＥＴ３９０２のドレインに接続し、ＦＥＴ３９０２のソースをグランドと接続し、また最小コイル３０１の他方とコンデンサ３９０３を介してＦＥＴ３９０４のドレインに接続し、ＦＥＴ３９０４のソースをグランドと接続する。ＦＥＴ３９０２、３９０４のゲートを制御部３８０６で制御し、ＦＥＴ３９０２、３９０４をＯＮ／ＯＦＦする。これにより最小コイル３０１を選択するときにはＦＥＴ３９０２、３９０４をＯＦＦし選択しないときにはＦＥＴ３９０２、３９０４をＯＮして整合状態からずらす。インダクタ３９０５、３９０６、コンデンサ３９０７、３９０８で構成されるπ型整合回路の定数を各整合回路３９１８ａ、３９１８ｂ、３９１８ｃ、３９１８ｄで調整しておき、素子ばらつきなどを吸収して最小コイル３０１、３０２、３０３、３０４の電流を調整処理となるよう調整する。また、ＦＥＴ３９０２、３９０４を可変抵抗的に使用し、電流を微調整してもよい。

　整流回路３９１９ａは、ダイオード３９０９、３９１０、３９１１、３９１２で全波整流回路を組み整流して、コンデンサ３９１３で平滑して直流とする。整流回路３９１９ａ、３９１９ｂ、３９１９ｃ、３９１９ｄの受電レベルをダイオード３９１４、３９１５、３９１６、３９１７で分離し、レベル検出部３８０５でそれぞれの受電レベルを検出し、制御部３８０６に出力する。ダイオード３９１４、３９１５、３９１６、３９１７の出力は合成されコンバータ３８０３で直流を安定化してバッテリ２０４に充電する。

　図３５に図３２の非接触送電装置３７００、図３３の非接触受電装置３８００の制御フローを示す。図３５において、
Ｓ４００１：開始
Ｓ４００２：初期送電を行う。
Ｓ４００５：最小コイル３０１、３０２、３０３、３０４の一つで最適ＸＹ位置確認用の受電を行い起動する。
Ｓ４００６：非接触受電装置３８００の受電コイル３８０１がそのとき受電している最小コイルの受電レベルをレベル検出部３８０５により検出する。
Ｓ４００７：最小コイル３０１、３０２、３０３、３０４全て確認したかどうか判断する。図１１に示した（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）である。
Ｓ４００８：全て確認が終わっていない場合、次の最小コイルを選択し、Ｓ４００５に戻る。
Ｓ４００９：全て確認が終わった場合、それぞれの最小コイルの位置での受電レベルを確認する。受電レベルの大きい最小コイルの位置に非接触送電装置３７００の送電コイル３７０１があると判断する。最小コイルが一つではなく複数の最小コイルの受電レベルが大きい可能性もある。このときはコイルの大きさを決定する次のコイル形状確認処理のときに優先的に受信レベルが確認できた最小コイルを選択することで処理時間を早くすることができる。
Ｓ４０１０：非接触送電装置３７００の送電コイル３７０１のＸＹ位置の最小コイルに対し、調整処理により等価的にコイル形状を可変して受電する。具体的には図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、また、図１３（ａ）、（ｂ）を順次行う。また、前述したように最小コイルを３個選ぶ構成を行ってもよい。
Ｓ４０１１：レベル検出部３８０５により受電レベルを検出する。
Ｓ４０１２：前記した図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、また、図１３（ａ）、（ｂ）、また、前述したように最小コイルを３個選ぶ構成全て確認したかどうか判断する。
Ｓ４０１３：全て確認が終わっていない場合、次のコイル形状を選択し、Ｓ４０１０に戻る。
Ｓ４０１４：全て確認が終わった場合、それぞれのコイル形状での受電レベルを比較し、受電レベルの大きいコイル形状が非接触送電装置３７００の送電コイル３７０１があるＺ位置に対して最適なコイル形状と判断する。
Ｓ４０１５：非接触送電装置３７００のＸＹＺ位置に最適なコイルによるコイル形状を設定する。
Ｓ４０１６：非接触受電装置３８００の識別情報を受電情報として制御部３８０６で無線部２０７を制御し通信アンテナ２０８より送信する。
Ｓ４００３：非接触受電装置３８００からの受電情報を確認する。
Ｓ４００４：非接触送電装置３７００から送電を開始する。
Ｓ４０１７：非接触受電装置３８００は受電を開始する。

　以上の処理により、非接触受電装置３８００は非接触送電装置３７００の送電コイル３７０１が存在するＸＹＺ位置に対して最大受電効率で受電できる。

　図３６は本実施例における無線給電システムの非接触受電装置３８００を電気自動車４１００の無線給電に使用した例である。

　非接触受電装置３８００の受電コイル３８０１を電気自動車４１００の底面の広い領域に配置する。電気自動車４１００の車高は車種によって異なるため、電気自動車の底面の受電コイル３８０１と非接触送電装置３７００の送電アンテナ３７０１の距離は一定ではない。

　電気自動車４１００に非接触受電装置３８００を適用することで、電気自動車４１００の停止位置によるＸＹ平面状のずれだけではなくＺ軸方向への車高の差があった場合でも最高受電効率で受電できる効果がある。

　図３７は、本実施例における無線給電システムの非接触受電装置を、携帯用電子機器の一例として携帯情報端末５２００とし、非接触送電装置５１００との間で無線給電を行う場合の例である。

　図３７において、非接触送電装置５１００は、送電コイル５１０１、動作制御部５１０２と切替出力部５１０３からなる送電電力制御部５１０４、送電開始スイッチ５１０５を含む操作入力部５１０６、表示部５１０７、通信部５１０８と通信アンテナ５１０９からなる近距離無線通信部５１１０、送電コイル５１０１を内蔵し携帯情報端末５２００が載せられる置き台５１１１、を適宜用いて構成される。送電開始スイッチ５１０５による電源投入後、動作制御部５１０２で制御される切替出力部５１０３からの電力を受け、送電コイル５１０１は電力を放射する。

　携帯情報端末５２００は、受電コイル５２０１、整流部５２０２、ＤＣ－ＤＣコンバータ部５２０３、バッテリ５２０４、システム制御部５２０５、メモリ部５２０６、基地局通信部５２０７、基地局用送受信アンテナ５２０８、マイクやスピーカを含む音声入出力処理部５２０９、操作入力部５２１０、表示部５２１１、通信部５２１２と通信アンテナ５２１３からなる近距離無線通信部５２１４、センサ部５２１５、５２１６、５２１７，５２１８，５２１９、を適宜用いて構成され、各構成部は受電コイル５２０１、整流部５２０２、バッテリ５２０４を除きそれぞれバス５２２２を介して相互に接続されている。

　携帯情報端末５２００では、送電コイル５１０１からの送電電力を受電コイル５２０１で受電し、整流部５２０２で整流して直流とし、ＤＣ－ＤＣコンバータ部５２０３で直流を安定化して、バッテリ５２０４に充電する。また、携帯情報端末５２００では、ＤＣ－ＤＣコンバータ部５２０３からの直流出力を携帯情報端末５２００の各回路部に電源として供給してもよい。

　システム制御部５２０５は、ＣＰＵ等で構成され、メモリ部５２０６に記憶したプログラムを実行することによって、各構成部を制御し、各種の処理を行っている。メモリ部５２０６は、フラッシュメモリなどであり、システム制御部５２０５が使用する各種プログラムや、操作入力部５２１０で設定入力される情報などのデータを記憶している。

　基地局通信部５２０７は、基地局用送受信アンテナ５２０８を経由して、Ｗ－ＣＤＭＡ(Wideband Code Division Multiple Access)やＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）などの基地局と遠距離の無線通信を行う通信インターフェースである。

　操作入力部５２１０は、例えば静電容量式などのタッチパッド方式の入力手段であり、指やタッチペンなどによる接近又は接触操作を操作入力として検出するものである。表示部５２１１は液晶パネルなど映像や画像を表示するものであり、その表示面に操作入力部５２１０を有する。

　音声入出力処理部５２０９は、外部の音声を入力するマイクや外部に対して音声を出力するスピーカを含め、入出力される音声の処理を行っている。

　センサ部５２１５は、基地局用送受信アンテナ５２０８の近傍に設置され、基地局用送受信アンテナ５１０４が送電コイル５１０１からの磁場の影響を受けて誘起された電流により加熱され、性能劣化、発熱、焼損破壊に至るまでの状態変化を温度、磁場、或いは電流のモニタによって検出するものである。同様に、センサ部５２１６、５２１７、５２１８、５２１９は、それぞれ基地局通信部５２０７、ＤＣ－ＤＣコンバータ部５２０３、通信部５２１２、通信アンテナ５２１３の状態変化を検出するものである。センサ部５２１５、５２１６、５２１７，５２１８，５２１９で検出された状態変化レベルは、システム制御部５２０５に送信され、システム制御部５２０５では、受信した状態変化レベルに応じて送電コイル５１０１からの送電電力を制御するための送電制御情報を生成する。

　近距離無線通信部５２１４は、システム制御部５２０５で生成された送電制御情報を送信情報データとして、非接触送電装置５１００内の近距離無線通信部５１１０に送信し、非接触送電装置５１００内の送電電力制御部５１０４は、近距離無線通信部５１１０で受信した送電制御情報に応じて、送電コイル５１０１から放射する電力を制御する。

　なお、近距離無線通信部５１１０、５２１４は、例えば電子タグを用いて行われるが、これに限定されず、携帯情報端末５２００が非接触送電装置５１００の近くにある場合に少なくとも無線通信可能であるものであれば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩｒＤＡ（Infrared Data Association）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、ＨｏｍｅＲＦ（Home Radio Frequency、登録商標）、または、無線ＬＡＮ（IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g）を用いて行なわれるようにしてよい。　

　図３８は、実施例９における携帯情報端末５２００内のセンサ部の構成例として、基地局用送受信アンテナ５２０８の近傍に設置されるセンサ部５２１５の複数の構成例を示す図である。基地局用送受信アンテナ５２０８は、回路基板上の回路パターン５３０１によりループアンテナを構成していることにより、送電コイル５１０１からの磁場の影響を受けやすく、送電コイル５１０１からの磁場により基地局用送受信アンテナ５２０８で誘起された電流が流れて温度上昇を引き起こし、基地局用送受信アンテナ５２０８に接続された基地局通信部５２０７なども含めて、性能劣化、発熱、焼損破壊に至ることがある。図３８において、温度センサ５３０２は、基地局用送受信アンテナ５２０８の近傍に設置され、送電コイル５１０１からの磁場の影響により基地局用送受信アンテナ５２０８が発熱したときの温度上昇の状態変化レベルを検出するものである。磁場センサ５３０３は、前記ループアンテナを構成している基地局用送受信アンテナ５２０８に平行対面して設置され、送電コイル５１０１から基地局用送受信アンテナ５２０８が受け取る磁場の状態変化レベルを検出するものである。電流センサ５３０４は、抵抗５３０５に流れる電流を検出する電流検出部５３０６からなり、送電コイル５１０１からの磁場の影響により基地局用送受信アンテナ５２０８で生じる電流の状態変化レベルを検出するものである。なお、アンテナ構造を有する通信アンテナ５２１３の近傍に設置されるセンサ部５２１９でも同様である。

　図３９は、実施例９における携帯情報端末５２００内のセンサ部の構成例として、送電コイル５１０１からの磁場の影響を受けやすい回路基板５４００上のコイル部品５４０１の近傍に設置されるセンサ部の複数の構成例を示す図である。基地局通信部５２０７、ＤＣ－ＤＣコンバータ部５２０３、通信部５２１２でコイル部品を有する場合におけるセンサ部５２１６、５２１７、５２１８に相当する。コイル形状を有するコイル部品５４０１は、送電コイル５１０１からの磁場の影響を受けやすく、送電コイル５１０１からの磁場によりコイル部品子５４０１に誘起された電流が流れて温度上昇を引き起こすことにより、コイル部品５４０１の周辺回路部品を含めて、性能劣化、発熱、焼損破壊に至ることがある。図３９において、温度センサ５４０２は、コイル部品５４０１の近傍に設置され、送電コイル５１０１からの磁場の影響によりコイル部品５４０１で誘起された電流によって生じる温度上昇の状態変化レベルを検出するものである。磁場センサ５４０３は、コイル部品５４０１に平行対面して設置され、送電コイル５１０１からコイル部品５４０１が受け取る磁場の状態変化レベルを検出するものである。電流センサ５４０４は、コイル部品５４０１と直列に接続された抵抗５４０５の両端電圧からコイル部品５４０１に流れる電流を検出することによって、コイル部品５４０１に流れる電流の状態変化レベルを検出するものである。

　なお、図３８、図３９にて温度センサ５３０２、５４０２、磁場センサ５３０３、５４０３、電流センサ５３０４、５４０４の構成例を示したが、実際に携帯情報端末内に設置するセンサ部の構成としては、送電コイルからの影響具合に必要に応じて必要な箇所に、ある特定タイプのセンサのみだけでも、或いは複数のタイプのセンサを設置してもよい。また、図３８、図３９では、センサ部の設置対象として、基地局用送受信アンテナ５２０８、通信アンテナ５２１３、コイル部品５４０１の場合について説明したが、他のＧＰＳ（Global　Positioning　System）、Ｗｉ－Ｆｉ用などのアンテナや、コイル部品以外で送電コイルからの磁場の影響を受ける回路部品の場合でも同様である。

　以上の構成により、基地局用送受信アンテナ５１０４、基地局通信部５２０７、受電コイル５２０１、整流部５２０２、ＤＣ－ＤＣコンバータ部５２０３、通信部５２１２、通信アンテナ５２１３など、送電コイル５１０１からの磁場による影響・ダメージを受けやすい携帯情報端末内の回路部の近傍に、回路部での性能劣化、発熱、焼損破壊に至るまでの状態変化を検出するセンサ部を設置し、センサ部で得られた状態変化レベルをもとに、送電コイルからの送電電力を制御する送電制御情報を生成し、非接触送電装置にフードバックし非接触送電装置からの送電を停止或いは可変制御することによって、送電コイルからの磁場による影響・ダメージを受けやすい携帯情報端末内の回路部での性能劣化、発熱、焼損破壊を回避・防止することができる。

　次に、本実施例における非接触送電装置と非接触受電装置の動作例について説明する。図４０は、本実施例における非接触送電装置と非接触受電装置の動作フロー図の第１の例である。図４０において、まず、携帯情報端末５２００は非接触送電装置５１００の置き台５１１１に載せられて送受電処理が可能なように装着される（Ｓ５１０１）。非接触送電装置では、携帯情報端末が装着されたことを確認（Ｓ５１０２）の上、送電開始スイッチ５１０５をＯＮにして（Ｓ５１０３）、所定の送電電力による送電を開始するとともに表示部５１０７にて送電動作を示す表示を行う（Ｓ５１０４）。携帯情報端末５２００では、非接触送電装置からの給電を受けて、受電動作を開始するとともに表示部５２１１にて受電動作を示す表示を行う（Ｓ５１０５）。受電動作開始後、送電コイル５１０１からの磁場の影響を受けやすいアンテナやコイル部品などの回路部品の近傍に設置されたセンサ部にて、送電コイル５１０１からの磁場による回路部品への影響具合を示す状態レベルを検出する（Ｓ５１０６）。そして、システム制御部５２０５では、検出された状態検出レベルが、性能劣化、発熱、焼損破壊に至る状態レベル（閾値レベル）を超えたか否かを判定する（Ｓ５１０７）。閾値レベルを超えない場合には、次に、受電コイル５２０１、整流部５２０２、ＤＣ－ＤＣコンバータ部５２０３によるバッテリ５２０４への充電が満タンのフル充電になっているか否かを判別し（Ｓ５１０８）、更には、携帯情報端末５２００が置き台５１１１から着脱されていないか否かを判別し（Ｓ５１０９）、非フル充電、未着脱であれば、受電動作及びセンサ部での状態検出を繰り返し継続する。

　バッテリ５２０４への充電がフル充電になった場合は、表示部５２１１にてフル充電になったことを示すフル充電完了表示を行う（Ｓ５１１０）とともに、携帯情報端末５２００はフル充電状態識別情報を生成し（Ｓ５１１２）、非接触送電装置５１００に近距離無線通信部５２１４、５１０８を介してフル充電状態識別情報を送信する。非接触送電装置５１００は、フル充電状態識別情報を受信確認（Ｓ５１１３）後、携帯情報端末５２００への送電を停止し（Ｓ５１１４）、携帯情報端末５２００では受電を終了する（Ｓ５１２５）。また、表示部５１０７にてフル充電完了表示を行う（Ｓ５１１５）。表示部５２１１、５１０７でのフル充電完了表示により、ユーザーはバッテリのフル充電完了を認識することができる。

　携帯情報端末５２００が置き台５１１１から着脱された場合には、携帯情報端末５２００は携帯情報端末着脱識別情報を生成し（Ｓ５１１６）、非接触送電装置５１００に近距離無線通信部５２１４、５１０８を介して携帯情報端末着脱識別情報を送信する。非接触送電装置５１００は、携帯情報端末着脱識別情報を受信確認（Ｓ５１１７）後、携帯情報端末５２００への送電を停止し（Ｓ５１１８）、携帯情報端末５２００では受電を終了する（Ｓ５１２５）。また、表示部５１０７にて携帯情報端末着脱完了表示を行う（Ｓ５１１９）。なお、携帯情報端末５２００が着脱されていれば送電電力は携帯情報端末に供給されないことから、携帯情報端末着脱識別情報を用いずに、非接触送電装置５１００にて送電電力のレベルを検出することによって、携帯情報端末の着脱を判別してもよい。

　一方、前記状態検出レベルが、性能劣化、発熱、焼損破壊に至る状態レベル（閾値レベル）を超えた場合には、表示部５２１１にて受電アラーム表示を行う（Ｓ５１２０）。更に、携帯情報端末５２００は送電停止情報を生成し（Ｓ５１２１）、非接触送電装置５１００に近距離無線通信部５２１４、５１０８を介して送電停止情報を送信する。非接触送電装置５１００は、送電停止情報を受信確認（Ｓ５１２２）後、携帯情報端末５２００への送電を停止し（Ｓ５１２３）、携帯情報端末５２００では受電を終了する（Ｓ５１２５）。また、表示部５１０７にて受電アラーム表示を行う（Ｓ５１２４）。ユーザーは、非接触送電装置５１００にてフル充電完了表示（Ｓ５１１５）や受電アラーム表示（Ｓ５２１４）などを確認（Ｓ５１２４）して、送受電処理を終了する。

　以上の処理により、送電コイルからの磁場の影響を受けやすい携帯情報端末内のアンテナ部品やコイル部品などの回路部品の近傍に設置されたセンサ部にて、送電コイルからの磁場による回路部品への影響具合を示す状態レベルを検出し、検出した状態レベルに応じて非接触送電装置からの給電を停止制御することによって、携帯情報端末での性能劣化、発熱、焼損破壊を事前に防止することができる。また、表示部５２１１、５１０７での受電アラーム表示により、ユーザーは送受電処理による携帯情報端末での異常事態の発生を速やかに知ることができる。

　また更には、送電コイルからの磁場による回路部品への影響具合を示す状態レベルを検出し、検出した状態レベルの変動具合に応じて、非接触送電装置からの送電電力を所定の送電電力から変化させるように制御することによって、携帯情報端末での性能劣化、発熱、焼損破壊に至らない状態で、フル充電までの時間はかかるが、送受電動作を続けることができる。即ち、検出した状態レベルが、性能劣化、発熱、焼損破壊に至る状態レベル（閾値レベル）に近づいてくると、送電電力を低下させるように制御し、携帯情報端末での性能劣化、発熱、焼損破壊に至らない状態を保ちつつ、送受電動作を継続させるものである。

　図４１は、図４０で示した動作フロー図において、センサ部の一例として温度センサを用いる場合の動作説明例である。図４１において、上側の図は送電レベルの時間変化、下側の図は温度センサによる温度状態検出レベルの時間変化を示している。

　図４１において、送電開始とともに、送電レベルは所定のフルパワー電力レベル５５０１で送電が行われる。また、温度センサによる温度状態検出レベルも、受電開始とともに受電開始前温度レベル５５０２から上昇する。ここで、送電コイルからの磁場による回路部品への影響が大きく、温度センサによる温度状態検出レベルが一点鎖線５５０３に示すように急激に上昇し、携帯情報端末での性能劣化、発熱、焼損破壊に至る直前の温度状態検出レベル（閾値レベル）５５０４に達する場合には、携帯情報端末５２００からの送電停止情報により非接触送電装置５１００での送電を停止させ、送電レベルは一点鎖線５５０５に示すようにフルパワー電力レベル５５０１から零になり、携帯情報端末での性能劣化、発熱、焼損破壊を防ぐことができる。また、送電停止後、温度状態検出レベルも一点鎖線５５０３に示すように低下していく。一方、送電コイルからの磁場による回路部品への影響が小さい場合は、実線５５０６に示すようにフルパワー電力レベル５５０１で継続して送電が行われても、実線５５０７に示すように温度状態検出レベルは閾値レベル５５０４にとどかず、携帯情報端末での性能劣化、発熱、焼損破壊が生じることなく、送受電処理は充電完了まで継続される。

　また更には、温度状態検出レベルが温度状態検出レベル（閾値レベル）５５０４或いはその手前のレベルに達したとき、二点鎖線５５０８に示すように、非接触送電装置からの送電電力をフルパワー電力レベル５５０１から減少させていき、温度状態検出レベルが二点鎖線５５０９に示すようにほぼ一定レベルに落ち着いた後は送電電力も一定レベルを保つように制御することにより、携帯情報端末での性能劣化、発熱、焼損破壊に至らない状態を保ちつつ、フル充電までの時間はかかるが、送受電動作を続けることができる。

　図４２は、図４０で示した動作フロー図において、センサ部の一例として磁場センサを用いる場合の動作説明例である。図４２において、上側の図は送電レベルの時間変化、下側の図は磁場センサによる磁場状態検出レベルの時間変化を示している。

　図４２において、送電開始とともに、送電レベルは所定のフルパワー電力レベル５６０１で送電が行われる。一方、携帯情報端末内の部品が送電コイルから受ける磁場の影響度は非接触送電装置に対する携帯情報端末の設置位置や設置状態に依存するため、磁場センサの場合は、磁場センサで検出する磁場状態検出レベルは、受電開始とともに、受電開始前磁場レベル５６０２から、前記携帯情報端末の設置位置や設置状態に応じたある所定レベルになり、前記携帯情報端末の設置位置や設置状態が変わらない限りそのままで推移することとなる。ここで、送電コイルからの磁場による回路部品への影響が性能劣化、発熱、焼損破壊に至るほど大きい場合の磁場状態検出レベル例としては、磁場状態検出レベルが一点鎖線５６０３で示した磁場状態検出レベルＭａの場合を示しており、この場合、送電コイルからの磁場の影響により誘起された電流が磁場センサ近傍の部品に流れて、磁場センサ近傍の部品が発熱し、二点鎖線５６０４に示すように温度上昇し、時間ｔａで閾値温度レベル５６０５に達する。一方、影響が小さい場合の例は実線５６０７で示した磁場状態検出レベルである。そこで、一点鎖線５６０３で示した磁場状態検出レベルがＭａの場合、時間ｔａで性能劣化、発熱、焼損破壊に至ることより、性能劣化、発熱、焼損破壊に至るまでの時間ｔａを予め予測設定しておき、その時間ｔａに至ると、一点鎖線５６０６に示すように送電を停止することにより、磁場センサを用いて、携帯情報端末での性能劣化、発熱、焼損破壊を未然に防ぐことができる。

　なお、磁場センサによる磁場状態検出レベルが小さく、磁場の影響をずっと受けても、二点鎖線５６０８に示すように携帯情報端末での性能劣化、発熱、焼損破壊が生じる温度レベル５６０５まで至らない場合は、送電電力レベルは実線５６０９に示すようにフルパワー電力レベル５６０１のまま推移し、送受電処理は充電完了まで継続される。

　また、電流センサを用いる場合も、携帯情報端末内の部品が送電コイルから受ける磁場の影響度は非接触送電装置に対する携帯情報端末の設置位置や設置状態に依存するため、磁場センサの場合と同様、送電開始後、送電コイルからの磁場により誘起された電流はほぼ一定のレベルになる。したがって、磁場センサの場合と同様、電流センサによる電流状態検出レベルに応じて、電流センサ近傍の部品が発熱し、性能劣化、発熱、焼損破壊に至る直前までの時間を予め予測設定しておき、その時間に至ると、送電を停止することにより、電流センサを用いて、携帯情報端末での性能劣化、発熱、焼損破壊を未然に防ぐことができる。

　次に、図４３は、本実施例における非接触送電装置と非接触受電装置の動作フロー図の第２の例である。図４３において、図４０に示した動作フロー図と異なる点は、送電開始に当たり、まずは、小電力によるためし送電を行い、携帯情報端末での性能劣化、発熱、焼損破壊が発生しないことを予測確認し、その後、フルパワーによる送電を開始する点である。

　図４３において、送電スイッチＯＮ（Ｓ５１０３）の後、小電力によるためし送電を開始するとともに表示部５１０７にてためし送電動作を示す表示を行う（Ｓ５２０１）。携帯情報端末５２００では、非接触送電装置からのためし送電を受けて、ためし受電動作を開始するとともに表示部５２１１にてためし受電動作を示す表示を行う（Ｓ５２０２）。ためし受電動作開始後、送電コイル５１０１からの磁場の影響を受けやすいアンテナ部品やコイル部品などの回路部品の近傍に設置されたセンサ部にて、送電コイル５１０１からの磁場による回路部品への影響具合を示す状態レベルを検出する（Ｓ５２０３）。ここで、システム制御部５２０５では、前記状態検出レベルが、性能劣化、発熱、焼損破壊に至る状態レベル（閾値レベル）を超えたか否かを判定するときの状態判定レベルとして、フルパワー送電電力に対するためし送電電力の割合に相当する分だけ、性能劣化、発熱、焼損破壊に至る状態レベル（閾値レベル）を下げて、ためし送電時の状態判定レベルとし、前記状態検出レベルがためし送電時の状態判定レベル（ためし閾値レベル）を超えたか否かを判定する（Ｓ５２０４）。ためし閾値を超えない場合には、次に、所定のためし送電時間ｔ１が経ったか否かを判別し（Ｓ５２０５）、所定のためし送電時間ｔ１が経過していない場合には、ためし受電動作及びセンサ部での状態検出を繰り返し継続する。

　所定のためし送電時間ｔ１が経過した場合には、携帯情報端末５２００はためし送電期間終了情報を生成し（Ｓ５２０６）、非接触送電装置５１００に近距離無線通信部５２１４、５１０８を介してためし送電期間終了情報を送信する。非接触送電装置５１００は、ためし送電期間終了情報を受信確認（Ｓ５２０７）後、携帯情報端末５２００では、フルパワーによる送電を開始し（Ｓ５２０８）、携帯情報端末５２００では、フルパワー受電動作を開始するとともに表示部５２１１にてフルパワー受電動作を示す表示を行う（Ｓ５２０９）。フルパワー受電動作開始後は、図４０での説明と同様である。

　一方、ためし受電期間に、前記状態検出レベルがためし送電時の状態判定レベル（ためし閾値）を超えた場合には、表示部５２１１にて受電アラーム表示を行う（Ｓ５１２０）とともに、図４０での説明と同様、携帯情報端末５２００で生成された送電停止情報を非接触送電装置５１００に近距離無線通信部５２１４、５１０８を介して送信し、非接触送電装置５１００では携帯情報端末５２００への送電を停止する。

　以上の処理により、送電開始時まずは、小電力によるためし送電を行い、ためし送電時には、送電コイルからの磁場の影響を検出するセンサ部からの状態検出レベルの判定において、フルパワー送電電力に対するためし送電電力の割合に相当する分だけ、判定レベルを下げて判定することにより、性能劣化、発熱、焼損破壊が全く起こらない安全な領域で性能劣化、発熱、焼損破壊に至る状態レベル（閾値レベル）を等価的に予測判定し、送受電処理による携帯情報端末での異常事態の発生を速やかに予知することができる。また、ためし送電によりフルパワー送受電処理での安全性を予め確認することができる。

　図４４は、図４３で示した動作フロー図において、センサ部の一例として温度センサを用いる場合の動作説明例である。図４４において、上側の図は送電レベルの時間変化、下側の図は温度センサによる温度状態検出レベルの時間変化を示している。

　図４４において、送電開始後のためし送電期間には、所定のフルパワー電力レベル５７０１に対し、例えばｎ分の１等の小電力レベル５７０２で送電が行われ、これにより、温度センサからの温度状態検出レベルも、フルパワー送電時の二点鎖線５７０３に対し、ほぼｎ分の１に相当する一点鎖線５７０４に示したように温度上昇する。一方、温度状態検出レベルを判定する閾値レベルも、ためし送電期間では、フルパワー送電時の閾値レベル５７０５に対し、同様にほぼｎ分の１に相当するためし閾値レベル５７０６で判定する。即ち、送電電力及び閾値を両者ともフルパワー送電時に対しためし送電時にはｎ分の１に下げていることから、仮に送電開始時からフルパワー送電を行っていて、温度状態検出レベルが二点鎖線５７０３のようにフルパワー閾値レベル５７０５を時刻ｔｓで超えるとすれば、ためし送電でも、温度状態検出レベルが一点鎖線５７０４のようになり、ためし閾値レベル５７０６をほぼ同様な時刻ｔｓで超えることになり、一点鎖線５７０５７で示すように時刻ｔｓで送電電力を停止させることができ、ためし送電によりフルパワー送電時を等価的に予測検知することが可能となる。なお、実線５７０８は、ためし送電時の温度状態検出レベルがためし閾値レベル５７０６に対し充分低く、実線５７０９に示すようにためし送電後フル充電までフルパワー送電が行われる場合の温度状態検出レベルの推移である。

　このように、ためし送電により、フルパワー送電時に生じるかもしれない性能劣化、発熱、焼損破壊に至る状態を起こすことない充分安全な状態で、性能劣化、発熱、焼損破壊に至る状態レベルを予測検知することができ、送受電処理の安全性をフルパワー送電の前に表示含め確認でき、その後、フルパワー送電に移行できるという効果がある。

　また更には、温度状態検出レベルがためし送電閾値温度レベル５７０６或いはその手前のレベルに達したとき、非接触送電装置からの送電電力をためし送電電力レベル５７０２から減少させていく。そして、温度状態検出レベルがためし送電閾値温度レベル５７０６より低下しほぼ一定レベルに落ち着いた状態でのためし送電電力レベルと、ためし送電電力レベル５７０２との割合具合に応じて、ためし送電期間後の送電電力をフルパワー送電電力レベルから減少させることにより、携帯情報端末での性能劣化、発熱、焼損破壊に至らない状態を保ちつつ、フル充電までの時間はかかるが、送受電動作を続けることができる。

　図４５は、本実施例における非接触送電装置と非接触受電装置の動作フロー図の第３の例である。なお、紙面の都合で、図４５を図４５Ａ、図４５Ｂの２つに分けて記載しているが、２つの図は接続子Ａ１からＡ６で接続されており、以降の説明は図４５Ａと図４５Ｂが接続された図４５を前提に説明する。

　図４５において、図４３に示した動作フロー図と異なる点は、送電開始に当たり、ためし送電の送電電力を時間的にステップアップしながら、ためし送電を繰り返し、最終的にはフルパワー送電に移行する点である。

　図４５において、送電開始スイッチＯＮ（Ｓ５１０３）の後、まずは、小電力による初回のためし送電１を開始するとともに、表示部５１０７にてためし送電動作を示す表示を行う（Ｓ５３０１）。携帯情報端末５２００では、非接触送電装置からのためし送電１を受けて、ためし送電１に対するためし受電動作を開始するとともに表示部５２１１にてためし受電動作を示す表示を行う（Ｓ５３０２）。ためし受電動作開始後、送電コイル５１０１からの磁場の影響を受けやすいアンテナ部品やコイル部品などの回路部品の近傍に設置されたセンサ部にて、送電コイル５１０１からの磁場による回路部品への影響具合を示す状態レベルを検出する（Ｓ５３０３）。ここで、システム制御部５２０５では、前記状態検出レベルが、性能劣化、発熱、焼損破壊に至る状態レベル（閾値レベル）を超えたか否かを判定するときの状態判定レベルとして、フルパワー送電電力に対するためし送電１時の送電電力の割合に相当する分だけ、性能劣化、発熱、焼損破壊に至る状態レベル（閾値レベル）を下げたためし送電１における状態判定レベル（ためし送電１のためし送電閾値１レベル）を超えたか否かを判定する（Ｓ５３０４）。ためし送電閾値１レベルを超えない場合には、次に、所定のためし送電時間ｔ１が経ったか否かを判別し（Ｓ５３０５）、所定のためし送電時間ｔ１が経過していない場合には、ためし送電１の期間が終了したことを示すためし送電１期間終了情報を生成し（Ｓ５３０６）、非接触送電装置５１００に送信する。非接触送電装置５１００では、受信したためし送電１期間終了情報を確認し（Ｓ５３０７）、ためし送電１時より送電電力をステックアップ増加し、２回目（ｎ＝２）のためし送電２としての送電を行う（Ｓ５３０８）。

　携帯情報端末５２００では、ためし送電２（ｎ＝２）の受電動作を行い（Ｓ５３０９）、センサ部にて状態レベルを検出し（Ｓ５３１０）、検出した状態検出レベルがためし送電１の場合と同様に設定した送電２における状態判定レベル（ためし送電２のためし送電閾値２レベル）を超えたか否かを判定する（Ｓ５３１１）。ためし送電閾値２レベルを超えない場合には、図４３で示したと同様に、バッテリのフル充電や携帯情報端末の着脱の確認処理を行い、未充電、非脱着時には、次にためし送電２の所定期間ｔ２（ｎ＝２）が経ったか否か判別を行い（Ｓ５３１２）、ためし送電２の所定期間ｔ２（ｎ＝２）が経ったか場合には、ためし送電２（ｎ＝２）期間終了情報を生成し（Ｓ５３１３）、ためし送電２（ｎ＝２）期間終了情報を非接触送電装置５１００に送信する。非接触送電装置５１００では、ためし送電２（ｎ＝２）期間終了情報を確認し（Ｓ５３１４）、次のステップアップ増加送電電力がフルパワー電力レベルになるか否かを判別し（Ｓ５３１５）、次のステップアップ増加送電電力がフルパワー電力レベルにならない場合には、ためし送電としての送電電力ステップアップ増加のルーチンを繰り返していく。一方、次のステップアップ増加送電電力がフルパワー電力レベルになる場合には、フルパワーによる送電を開始し（Ｓ５２０８）、以降は図４３での説明と同様である。

　また、処理Ｓ５３０４，Ｓ５１１１で検出した状態検出レベルがそれぞれためし送電における状態判定レベル（ためし送電の閾値レベル）を超えた場合には、受電アラーム表示を行い（Ｓ５１２０）、図４３での説明と同様、送電を停止する。

　以上の処理により、ためし送電及び状態検出レベルを複数回にわたって段階的に増加及び変更させていき、性能劣化、発熱、焼損破壊が全く起こらない安全な領域で性能劣化、発熱、焼損破壊に至る状態レベル（閾値レベル）の予測判定を繰り返すことによって、送受電処理による携帯情報端末での異常事態の発生を精度よく予知検出し、フルパワー送受電処理での安全性を確認しつつ給電動作を行うことができ、携帯情報端末での性能劣化、発熱、焼損破壊を確実に防止することができる。

　図４６は、図４５で示した動作フロー図において、センサ部の一例として温度センサを用いる場合の動作説明例である。図４６は、図４２の動作説明図で示したためし送電１回のみに対して、ためし送電の送電電力をステップ的に増加させながら一例としてためし送電をｎ=４回行う場合であり（各ためし送電電力レベルは５８０１、５８０２，５８０３，５８０４、フルパワー送電電力レベルは５８０５）、ためし送電開始後、温度状態検出レベルは受電開始前温度レベル５８０６から上昇し、各ためし送電期間で各ためし送電時の閾値温度レベル５８０７，５８０８，５８０９、５８１０を超えるか否かを判定する。

　図４６では、温度状態検出レベルが、一点鎖線５８１２に示すように、ためし送電３の段階で閾値温度レベル５８０９を超え、一点鎖線５８１３に示すように送電を停止することにより、フルパワー電力送電時には性能劣化、発熱、焼損破壊に至る状態であることをその前に予測予知し防止することができる。実線５８１４の温度状態検出レベルは、送電電力が実線５８１５に示すようにためし送電からフルパワー送電（電力レベルは５８１１）に移行しても、閾値レベルを超えず、安全に充電完了に至る場合を示している。

　なお、図４５、図４６では、ためし送電の送電電力を段階的にステックアップ増加させる場合で説明しているが、徐々に増加させるなど、どのような形で増加させても、同様の構成で、同様の作用、効果が得られることは言うまでもない。

　このように、送電電力を増加させながら、検出した状態検出レベルが閾値レベルを超えるか否かの判定を繰り返すことにより、精度よく確実に携帯情報端末での性能劣化、発熱、焼損破壊を防ぐことができる。

　図４７は、非接触送電装置５１００において、ためし送電の各状態に対応して送電電力を増加させる回路構成の一例である。図４７において、動作制御部５１０２は、ＤＣ－ＤＣコンバータ部５９０１、システムコントロール部５９０２、共振周波数を発生させる共振周波数発生部５９０３、送電コイルへの送電をＯＮ／ＯＦＦ制御する切替制御部５９０４、から構成されている。商用電源５９０５からの交流電力は、整流部５９０６で整流され、動作制御部５１０２に供給され、ＤＣ－ＤＣコンバータ部５９０１で直流電源電圧に変換される。システムコントロール部５９０２は、ためし送電の各状態に応じて、ＤＣ－ＤＣコンバータ部５９０１からの直流電源電圧を切り替えて出力するように制御し、切替出力部５１０３の電源２００４に供給する。したがって、切替出力部５１０３はためし送電の各状態に応じて電源電圧を変えて送電コイル５１０１を駆動することにより、ためし送電の各状態に応じた電源電圧に相当する送電電力が送電コイル５１０１から携帯情報端末５２００に供給されることとなる。

　図４８は、送受電処理に際して送受電処理に関わる回路以外の回路、特に温度上昇が大きい回路箇所は送受電処理開始前に予め回路動作処理を停止させおき、送受電処理以外の要因による温度上昇の影響を予め排除しておく場合の動作フロー図の例である。

　図４８において、送受電処理開始とともに、まずは、バッテリ充電以外の回路で温度上昇が大きい箇所の回路動作を停止するか否かを判別し（Ｓ５４０１）、ＹＥＳの場合には、バッテリ充電以外の回路で温度上昇箇所の回路動作を停止する（Ｓ５４０２）。その後、携帯情報端末５２００を非接触送電装置５１００に装着し（Ｓ５１０１）送受電動作を開始することにより、送受電処理以外の要因による温度上昇の影響を予め排除しておくことができ、誤差を減少することでより確実に高精度に給電処理を行うことができる。

　なお、ためし充電処理の期間のみ送受電処理に関わる回路以外の回路を動作停止としてもよい。また、誤動作による影響を少なくするために、最小限の回路、例えば電話機能等の待ち受け動作以外を動作停止としてもよい。

　図４９は、図３７で示した近距離無線通信部５１１０、５２１４を用いずに、送電コイル５１０１及び受電コイル５２０１を用いて、携帯情報端末で検出した状態検出レベル情報を携帯情報端末から非接触送電装置に送信する場合の構成例である。携帯情報端末５２００内の通信変調部５９５１は、システム制御部５２０５で生成された送電停止情報やためし送電期間終了情報などの各種の情報を受電コイル５２０１から非接触送電装置５１００に送信できるように信号変調を行う。非接触送電装置５１００内の通信復調部５９５２では、送電コイル５１０１で受信した通信変調部５９５１からの出力情報を復調して復元する。而して、本実施例によれば、近距離無線通信部が必要ないので、図３７の実施例９よりも安価とすることができる効果がある。また、送電コイル５１０１からの磁場の影響を受ける可能性がある近距離無線通信部５２１４を用いずに構成でき、携帯情報端末での性能劣化、発熱、焼損破壊をさらに一層防ぐことができる。

　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

　また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウエアで実現してもよい。

　１００…非接触送電装置、１０１…送電コイル、１０２…制御部、１０３…出力切替調整部、１０４…通信アンテナ、１０５…無線部、２００…非接触受電装置、２０１…受電コイル、２０２…整流部、２０３…コンバータ、２０４…バッテリ、２０５…レベル検出部、２０６…制御部、２０７…無線部、２０８…通信アンテナ、３０１、３０２、３０３、３０４…最小コイル、２０００ａ、２０００ｂ、２０００ｃ、２０００ｄ…出力部、２５０１…ＸＹ位置検出部、２７０１…検波部、２８０１…負荷変調部、３００１ａ、３００１ｂ、３００１ｃ、３００１ｄ…検波回路、３２０１…制御部、３４０１、３４０２…送電コイル、３４０３、３４０４…出力切替調整部、３６００…空間、３７００…非接触送電装置、３７０１…送電コイル、３７０２…置き台、３７０３…出力部、３８００…非接触受電装置、３８０１…受電コイル、３８０２…整流部、３８０３…コンバータ、３８０４…整合部、３８０５…レベル検出部、３８０６…制御部、３９１８ａ、３９１８ｂ、３９１８ｃ、３９１８ｄ…整合回路、３９１９ａ、３９１９ｂ、３９１９ｃ、３９１９ｄ…整流回路、４１００…電気自動車、５１００…非接触送電装置、５１０１…送電コイル、５１０２…動作制御部、５１０３…切替出力部、５１０４…送電電力制御部、５１０５…送電開始スイッチ、５１０６…操作入力部、５１０７…表示部、５１０８…通信部、５１０９…通信アンテナ、５１１０…近距離無線通信部、５１１１…置き台、５２００…携帯情報端末、５２０１…受電コイル、５２０２…整流部、５２０３…ＤＣ－ＤＣコンバータ部、５２０４…バッテリ、５２０５…システム制御部、５２０６…メモリ部、５２０７…基地局通信部、５２０８…基地局用送受信アンテナ、５２１０…操作入力部、５２１１…表示部、５１１２…通信部、５１１３…通信アンテナ、５１１４…近距離無線通信部、５２１５、５２１６，５２１７，５２１８、５２１９…センサ部、５３０１…回路パターン、５３０２…温度センサ、５３０３…磁場センサ、５３０４…電流センサ、５４００…回路基板、５４０１…コイル部品、５４０２…温度センサ、５４０３…磁場センサ、５４０４…電流センサ、５９５１…通信変調部、５９５２…通信復調部

Claims

　送電コイルを有する非接触送電装置から受電コイルを介して無線給電される非接触受電装置であって、
前記送電コイルからの送電による該非接触受電装置内の部品の状態変化を検出するセンサ部と、
該センサ部からの状態検出出力に応じて前記送電コイルからの送電を停止、或いは可変させる送電制御情報を生成するシステム制御部とを有することを特徴とする非接触受電装置。
　請求項１に記載の非接触受電装置であって、
前記システム制御部からの前記送電制御情報を近距離無線で送信する近距離無線通信部を有することを特徴とする非接触受電装置。
　請求項１に記載の非接触受電装置であって、
前記システム制御部からの前記送電制御情報を前記受電コイルから送信するよう信号変調する通信変調部を有することを特徴とする非接触受電装置。
　請求項１から３の何れか１項に記載の非接触受電装置であって、
前記センサ部は、前記部品に近接配置され前記部品の温度を検出する温度センサ、或いは前記部品に近接配置され前記送電コイルから前記部品への磁場を検出する磁場センサ、或いは前記部品に流れる電流を検出する電流センサで構成されることを特徴とする非接触受電装置。
　請求項１から４の何れか１項に記載の非接触受電装置であって、
前記非接触送電装置からの給電開始前に、該非接触受電装置内の充電動作に関係する回路以外の回路の動作を停止させることを特徴とする非接触受電装置。
　送電コイルを有する非接触送電装置から受電コイルを有する非接触受電装置に無線給電する非接触送受電装置であって、
前記非接触受電装置は、前記送電コイルからの送電による前記非接触受電装置内の部品の状態変化を検出するセンサ部と、該センサ部からの状態検出出力に応じて前記送電コイルからの送電を停止、或いは可変させる送電制御情報を生成するシステム制御部とを有し、
前記非接触送電装置は、前記システム制御部で生成された前記送電制御情報に応じて前記送電コイルへの送電電力を制御する送電電力制御部を有することを特徴とする非接触送受電装置。
　請求項６に記載の非接触送受電装置であって、
前記非接触受電装置は、前記システム制御部からの前記送電制御情報を前記非接触送電装置に近距離無線で送信する近距離無線通信部を有し、
前記非接触送電装置は、前記近距離無線通信部からの前記送電制御情報を受信し、受信した前記送電制御情報を前記送電電力制御部に出力する近距離無線通信部を有することを特徴とする非接触送受電装置。
　請求項６に記載の非接触送受電装置であって、
前記非接触受電装置は、前記システム制御部からの前記送電制御情報を前記受電コイルから前記非接触送電装置に送信するよう信号変調する通信変調部を有し、
前記非接触送電装置は、前記送電コイルを介して前記通信変調部からの出力を受信する通信復調部を有することを特徴とする非接触送受電装置。
　請求項６から８の何れか１項に記載の非接触送受電装置であって、
前記送電電力制御部は、給電開始時には前記送電コイルから前記非接触受電装置に小電力で所定期間送電を行い、その後送電電力を増加させるよう制御することを特徴とする非接触送受電装置。
　請求項９に記載の非接触送受電装置であって、
前記送電電力制御部は、給電開始時には前記送電コイルから前記非接触受電装置に小電力で所定期間送電を行い、その後段階的に送電電力の増加を繰り返すよう制御することを特徴とする非接触送受電装置。
　請求項６から１０の何れか１項に記載の非接触送受電装置であって、
前記センサ部は、前記非接触受電装置内の前記部品に近接配置され前記部品の温度を検出する温度センサ、或いは前記非接触受電装置内の前記部品に近接配置され前記送電コイルから前記部品への磁場を検出する磁場センサ、或いは前記部品に流れる電流を検出する電流センサで構成されることを特徴とする非接触送受電装置。
　請求項６から１１の何れか１項に記載の非接触送受電装置であって、
前記非接触送電装置から前記非接触受電装置への給電開始前に、前記非接触受電装置内の充電動作に関係する回路以外の回路の動作を停止させることを特徴とする非接触送受電装置。