WO2023106030A1

WO2023106030A1 - 受電装置、送電装置、無線電力伝送方法、および、プログラム

Info

Publication number: WO2023106030A1
Application number: PCT/JP2022/041930
Authority: WO
Inventors: 伊知朗田村
Original assignee: キヤノン株式会社
Priority date: 2021-12-09
Filing date: 2022-11-10
Publication date: 2023-06-15
Also published as: JP2023085895A; US20240333041A1; EP4447264A1; CN118451624A

Abstract

受電装置４０１は、送電装置から無線で電力を受電するコイル２０５と、送電装置が送電を制限する所定期間のうち少なくとも２つの時点における電圧または電流の値に基づいて送電装置及び受電装置とは異なる物体を検出する検出処理を実行するための信号を所定の間隔で送信する送信し、送信される信号に応じて実行される検出処理に基づく検出結果を含む応答信号を送電装置から受信する通信部２０４と、受信される応答信号に含まれる検出結果が所定の条件を満たす場合、所定の間隔よりも短い間隔で信号が送信されるように制御する制御部２０１とを有する。

Description

受電装置、送電装置、無線電力伝送方法、および、プログラム

　本開示は、無線電力伝送技術に関する。

　近年、無線電力伝送システムの技術開発が広く行われている。特許文献１には、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ規格（ＷＰＣ規格）における、異物検出（Ｆｏｒｅｉｇｎ　Ｏｂｊｅｃｔ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）の方法が開示されている。また、特許文献２には、送電コイルと、送電コイルと一体化した又は結合された共振回路の、エネルギー減衰の変化又は共振周波数の変化に基づいて、受電装置及び送電装置とは異なる物体（以下、異物という）の存在を検出する異物検出方法が開示されている。また、特許文献３には、送電装置が、受電装置に対して異物検出用の信号を送信し、受電装置からのエコー信号を用いて異物の有無を判定する、異物検出方法が開示されている。

特開２０１７－７００７４号公報特表２０１８－５１２０３６号公報特開２０１５－２７１７２号公報

　無線電力伝送においては、異物が存在すると判定された場合は、送電装置が送電を停止させることにより、異物に対して送電が行われることによる異物の発熱の可能性などを抑制することができる。また、異物検出処理は、送電装置が受電装置から所定の信号を受信し、それに応じて実行される構成が想定される。しかしながら、異物検出処理の結果によっては、異物が存在するか否かが明確に示されない場合がありうる。この場合に、送電が継続されて異物が発熱するなどの可能性が高まったり、異物が存在しないのに送電が停止され、送電効率が低下したりするという問題がある。

　本開示は、上記課題に鑑みてなされたものであり、送電装置及び受電装置とは異なる物体を検出するための検出処理の結果に応じて、再度の検出処理がより迅速に行われるようにすることを目的とする。

　本開示の受電装置は、送電装置から無線で電力を受電する受電手段と、前記送電装置が送電を制限する所定期間のうち少なくとも２つの時点における電圧または電流の値に基づいて前記送電装置及び前記受電装置とは異なる物体を検出する検出処理を実行するための信号を所定の間隔で送信する送信手段と、前記送信手段により送信される信号に応じて実行される前記検出処理に基づく検出結果を含む応答信号を、前記送電装置から受信する受信手段と、前記受信手段により受信される前記応答信号に含まれる検出結果が所定の条件を満たす場合、前記所定の間隔よりも短い間隔で前記送信手段により前記信号が送信されるように制御する制御手段とを有する。

　本開示によれば、送電装置及び受電装置とは異なる物体を検出するための検出処理の結果に応じて、再度の検出処理がより迅速に行われる。

送電装置の構成例を示す図である。受電装置の構成例を示す図である。送電装置の制御部の機能構成例を示すブロック図である。無線電力伝送システムの構成例を示す図である。無線電力伝送を行うための処理の一例を示す図である。波形減衰法による異物検出を説明するための図である。送電中の送電波形に基づいて異物検出を行う方法を説明するための図である。実施形態１における受電装置の動作を説明するためのフローチャートである。実施形態１における受電装置と送電装置の動作を説明するための図である。実施形態２における受電装置の動作を説明するためのフローチャートである。実施形態２における受電装置と送電装置の動作を説明するための図である。Ｐｏｗｅｒ　Ｌｏｓｓ法による異物検出における閾値の設定方法を説明するための図である。波形減衰法による異物検出における閾値の設定方法を説明するための図である。複数の波形減衰法が行われる場合の処理を説明するための図である。

　＜実施形態１＞
　以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが必須の構成とは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付す。

　（無線電力伝送システムの構成）
　図４に、本実施形態における無線電力伝送システム（無線充電システム）の構成例を示す。本システムは、一例において、受電装置４０１と送電装置４０２を含んで構成される。受電装置４０１と送電装置４０２の詳細な構成については図２及び図１を用いて後述する。以下では、受電装置４０１をＲＸ４０１と呼び、送電装置４０２をＴＸ４０２と呼ぶ場合がある。ＲＸ４０１は、ＴＸ４０２から受電して内蔵バッテリに充電を行う電子機器である。ＴＸ４０２は、ＴＸ４０２の一部である充電台４０３に載置されたＲＸ４０１に対して無線で送電する電子機器である。以下、充電台４０３はＴＸ４０２の一部であるため、「充電台４０３に戴置された」ことを「ＴＸ４０２（送電装置４０２）に載置された」という場合がある。点線で囲む範囲４０４は、ＲＸ４０１がＴＸ４０２から受電が可能な範囲である。また、「載置された」状態は、ＲＸ４０１とＴＸ４０２とが必ずしも接していなくてもよく、ＲＸ４０１が範囲４０４に含まれる状態を指すものとする。

　なお、ＲＸ４０１とＴＸ４０２は無線充電以外のアプリケーションを実行する機能を有しうる。ＲＸ４０１の一例はスマートフォン等の情報処理端末であり、ＴＸ４０２の一例はその情報処理端末を充電するためのアクセサリ機器である。例えば、情報端末機器は、受電コイル（アンテナ）から受けた電力が供給される、情報をユーザに表示する表示部（ディスプレイ）を有している。また、受電コイルから受けた電力は蓄電部（バッテリ）に蓄積され、そのバッテリから表示部に電力が供給される。この場合、ＲＸ４０１は、ＴＸ４０２とは異なる他の装置と通信する通信部を有していてもよい。通信部は、ＮＦＣ通信や、第５世代移動通信システム（５Ｇ）などの通信規格に対応していてもよい。またこの場合、バッテリから通信部に電力が供給されることにより、通信部が通信を行ってもよい。また、ＲＸ４０１は、バッテリの残量を通知する機能を有していてもよい。また、ＲＸ４０１は、タブレット端末、あるいは、ハードディスク装置及びメモリ装置などの記憶装置であってもよいし、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などの情報処理装置であってもよい。また、ＲＸ４０１は、例えば、撮像装置（カメラやビデオカメラ等）であってもよい。また、ＲＸ４０１は、スキャナ等の画像入力装置であってもよいし、プリンタ、コピー機、プロジェクタ等の画像出力装置であってもよい。また、ＲＸ４０１は、ロボット、医療機器等であってもよい。ＴＸ４０２は、上述した機器を充電するための装置でありうる。

　また、ＴＸ４０２がスマートフォンであってもよい。この場合、ＲＸ４０１は別のスマートフォンでもよいし、無線イヤホンであってもよい。

　また、本実施形態におけるＲＸ４０１が自動車などの車両であってもよい。例えば、ＲＸ４０１である自動車は、駐車場に設置された送電アンテナを介して充電器（ＴＸ４０２）から電力を受けとるものであってもよい。また、ＲＸ４０１である自動車は、道路に埋め込まれた送電コイル（アンテナ）を介して充電器（ＴＸ４０２）から電力を受けとるものでもよい。このような自動車は、受電した電力はバッテリに供給される。バッテリの電力は、車輪を駆動する発動部（モータ、電動部）に供給されてもよいし、運転補助に用いられるセンサの駆動や外部装置との通信を行う通信部の駆動に用いられてもよい。つまり、この場合、ＲＸ４０１は、車輪の他、バッテリや、受電した電力を用いて駆動するモータやセンサ、さらにはＴＸ４０２以外の装置と通信を行う通信部を有していていもよい。

　さらに、ＲＸ４０１は、人を収容する収容部を有していてもよい。例えば、センサとしては、車間距離や他の障害物との距離を測るために使用されるセンサなどがある。通信部は、例えば、全地球測位システム（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ、Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ、ＧＰＳ）に対応していてもよい。また、通信部は、第５世代移動通信システム（５Ｇ）などの通信規格に対応していてもよい。また、車両としては、自転車や自動二輪車であってもよい。また、ＲＸ４０１は、車両に限定されず、バッテリに蓄積された電力を使用して駆動する発動部を有する移動体及び飛行体等であってもよい。また、ＴＸ４０２は、車両内のコンソール等に設置される充電器であってもよいし、電気自動車を充電する充電装置でもよい。また、ＲＸ１０２は、バッテリを内蔵していなくてもよい。

　また、本実施形態におけるＲＸ４０１及びＴＸ４０２は、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ規格（ＷＰＣ規格）に基づく処理を行うものとする。処理の詳細については後述する。

　（送電装置４０２および受電装置４０１の構成）
　続いて、本実施形態における送電装置４０２（ＴＸ４０２）及び受電装置４０１（ＲＸ４０１）の構成について説明する。なお、以下で説明する構成は一例に過ぎず、説明される構成の一部（場合によっては全部が）同様の機能を果たす他の構成と置き換えられ又は省略されてもよく、また、さらなる構成が説明される構成に追加されてもよい。さらに、以下の説明で示される１つのブロックが複数のブロックに分割されてもよいし、複数のブロックが１つのブロックに統合されてもよい。また、以下に示す各機能ブロックは、ソフトウェアプログラムとして機能が実施されるものとするが、本機能ブロックに含まれる一部または全部がハードウェア化されていてもよい。

　図１は、本実施形態に係るＴＸ４０２の構成例を示す機能ブロック図である。ＴＸ４０２は、制御部１０１、電源部１０２、送電部１０３、通信部１０４、送電アンテナ１０５、メモリ１０６、共振コンデンサ１０７、スイッチ１０８を有する。図１では、制御部１０１、電源部１０２、送電部１０３、通信部１０４、メモリ１０６は別体として記載しているが、これらの内の任意の複数の機能ブロックは、同一チップ内に実装されてもよい。

　制御部１０１は、例えばメモリ１０６に記憶されている制御プログラムを実行することにより、ＴＸ４０２全体を制御する。また、制御部１０１は、ＴＸ４０２における機器認証のための通信を含む送電制御に関する制御を行う。さらに、制御部１０１は、無線電力伝送以外のアプリケーションを実行するための制御を行ってもよい。制御部１０１は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）又はＭＰＵ（ＭｉｃｒｏＰｒｏｃｅｓｓｏｒ　Ｕｎｉｔ）等の１つ以上のプロセッサを含んで構成される。なお、制御部１０１は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のハードウェアで構成されてもよい。また、制御部１０１は、所定の処理を実行するようにコンパイルされたＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）等のアレイ回路を含んで構成されてもよい。制御部１０１は、各種処理を実行中に記憶しておくべき情報をメモリ１０６に記憶させる。また、制御部１０１は、タイマ（不図示）を用いて時間を計測しうる。

　電源部１０２は、各機能ブロックに電源を供給する。電源部１０２は、例えば、商用電源又はバッテリである。バッテリには、商用電源から供給される電力が蓄電される。

　送電部１０３は、電源部１０２から入力される直流又は交流電力を、無線電力伝送に用いる周波数帯の交流周波数電力に変換し、その交流周波数電力を送電アンテナ（コイル）１０５へ入力することによって、ＲＸ４０１に受電させるための電磁波を発生させる。例えば、送電部１０３は、電源部１０２が供給する直流電圧を、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒ）を使用したハーフブリッジ又はフルブリッジ構成のスイッチング回路で交流電圧に変換する。この場合、送電部１０３は、ＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを制御するゲートドライバを含む。

　送電部１０３は、送電アンテナ１０５に入力する電圧（送電電圧）又は電流（送電電流）、又はその両方を調節することにより、出力させる電磁波の強度を制御する。送電電圧又は送電電流を大きくすると電磁波の強度が強くなり、送電電圧又は送電電流を小さくすると電磁波の強度が弱くなる。また、送電部１０３は、制御部１０１の指示に基づいて、送電アンテナ１０５からの送電が開始又は停止されるように、交流周波数電力の出力制御を行う。また、送電部１０３はＷＰＣ規格に対応した受電装置４０１（ＲＸ４０１）の充電部２０６に１５ワット（Ｗ）の電力を出力するだけの電力を供給する能力があるものとする。

　通信部１０４は、ＲＸ４０１との間で、ＷＰＣ規格に基づく送電制御のための通信を行う。通信部１０４は、送電アンテナ１０５から出力される電磁波を周波数偏移変調し、ＲＸ４０１へ情報を伝送して、通信を行う。また、通信部１０４は、ＲＸ４０１が振幅変調あるいは負荷変調した送電アンテナ１０５から送電される電磁波を復調して、ＲＸ４０１が送信した情報を取得する。すなわち、通信部１０４で行う通信は、送電アンテナ１０５から送電される電磁波に信号が重畳されて行われる。また、通信部１０４は、送電アンテナ１０５とは異なるアンテナを用いたＷＰＣ規格とは異なる規格による通信でＲＸ４０１と通信を行ってもよいし、複数の通信を選択的に用いてＲＸ４０１と通信を行ってもよい。この通信規格の例としては、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）　Ｌｏｗ　Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）が挙げられる。

　メモリ１０６は、制御プログラムを記憶するほかに、ＴＸ４０２及びＲＸ４０１の状態（送電電力値、受電電力値等）なども記憶しうる。例えば、ＴＸ４０２の状態は制御部１０１により取得され、ＲＸ４０１の状態はＲＸ４０１の制御部２０１により取得され、通信部１０４を介して受信されうる。

　スイッチ１０８は、制御部１０１により制御される。送電アンテナ１０５は、共振コンデンサ１０７と接続されており、スイッチ１０８がＯＮ状態になって短絡される場合、送電アンテナ１０５と共振コンデンサ１０７は直列共振回路となり、特定の周波数ｆ１で共振する。この時、送電アンテナ１０５と共振コンデンサ１０７、スイッチ１０８が形成する閉回路に電流が流れる。スイッチ１０８がＯＦＦ状態になり、開放されると、送電アンテナ１０５と共振コンデンサ１０７には、送電部１０３から電力が供給される。

　図２は、本実施形態による受電装置４０１（ＲＸ４０１）の構成例を示すブロック図である。ＲＸ４０１は、制御部２０１、ＵＩ（ユーザインタフェース）部２０２、受電部２０３、通信部２０４、受電アンテナ２０５、充電部２０６、バッテリ２０７、メモリ２０８、第一スイッチ部２０９、第二スイッチ部２１０、共振コンデンサ２１１を有する。なお、図２に示す複数の機能ブロックを１つのハードウェアモジュールとして実現してもよい。

　制御部２０１は、例えばメモリ２０８に記憶されている制御プログラムを実行することによりＲＸ４０１全体を制御する。すなわち、制御部２０１は、図２で示す各機能部を制御する。さらに、制御部２０１は、無線電力伝送以外のアプリケーションを実行するための制御を行ってもよい。制御部２０１の一例は、ＣＰＵ又はＭＰＵ等の１つ以上のプロセッサを含んで構成される。なお、制御部２０１が実行しているＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）との協働によりＲＸ４０１全体（ＲＸ４０１がスマートフォンである場合にはスマートフォン全体）を制御するようにしてもよい。

　また、制御部２０１は、ＡＳＩＣ等のハードウェアで構成されてもよい。また、制御部２０１は、所定の処理を実行するようにコンパイルされたＦＰＧＡ等のアレイ回路を含んで構成されてもよい。制御部２０１は、各種処理を実行中に記憶しておくべき情報をメモリ２０８に記憶させる。また、制御部２０１は、タイマ（不図示）を用いて時間を計測しうる。

　ＵＩ部２０２は、ユーザに対する各種の出力を行う。ここでいう各種の出力とは、画面表示、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）の点滅や色の変化、スピーカーによる音声出力、ＲＸ４０１本体の振動等の動作である。ＵＩ部２０２は液晶パネル、スピーカー、バイブレーションモーター等により実現される。

　受電部２０３は、受電アンテナ（コイル）２０５を介して、ＴＸ４０２の送電アンテナ１０５から放射された電磁波に基づく電磁誘導により生じた交流電力（交流電圧及び交流電流）を取得する。そして、受電部２０３は、交流電力を直流又は所定周波数の交流電力に変換して、バッテリ２０７を充電するための処理を行う充電部２０６に電力を出力する。すなわち、受電部２０３は、ＲＸ４０１における負荷に対して電力を供給するために必要な、整流部と電圧制御部を含む。上述のＧＰは、受電部２０３から出力されることが保証される電力量である。受電部２０３は、充電部２０６がバッテリ２０７を充電するための電力を供給し、充電部２０６に１５ワットの電力を出力するだけの電力を供給する能力があるものとする。

　通信部２０４は、ＴＸ４０２が有する通信部１０４との間で、ＷＰＣ規格に基づく受電制御ための通信を行う。通信部２０４は、受電アンテナ２０５から入力された電磁波を復調してＴＸ４０２から送信された情報を取得する。そして、通信部２０４は、その入力された電磁波を振幅変調あるいは負荷変調することによってＴＸ４０２へ送信すべき情報に関する信号を電磁波に重畳することにより、ＴＸ４０２との間で通信を行う。なお通信部２０４は、受電アンテナ２０５とは異なるアンテナを用いたＷＰＣ規格とは異なる規格による通信でＴＸ４０２と通信を行ってもよいし、複数の通信を選択的に用いてＴＸ４０２と通信を行ってもよい。この通信規格の例としては、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）　Ｌｏｗ　Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）が挙げられる。

　メモリ２０８は、制御プログラムを記憶するほかに、ＴＸ４０２及びＲＸ４０１の状態なども記憶する。例えば、ＲＸ４０１の状態は制御部２０１により取得され、ＴＸ４０２の状態はＴＸ４０２の制御部１０１により取得され、通信部２０４を介して受信されうる。

　第一スイッチ部２０９および第二スイッチ部２１０は、制御部２０１により制御される。受電アンテナ２０５は、共振コンデンサ２１１と接続されており、第二スイッチ部２１０がＯＮ状態になって短絡される場合、受電アンテナ２０５と共振コンデンサ２１１は直列共振回路となり、特定の周波数ｆ２で共振する。このとき、受電アンテナ２０５と共振コンデンサ２１１、第二スイッチ部２１０が形成する閉回路に電流が流れ、受電部に電流は流れない。第二スイッチ部２１０がＯＦＦ状態になり、開放されると、受電アンテナ２０５と共振コンデンサ２１１により受電された電力は、受電部２０３へ供給される。

　第一スイッチ部２０９は、受電した電力を負荷であるバッテリに供給するか否かを制御するためのものである。また、負荷の値を制御する機能も有する。充電部２０６とバッテリ２０７を、第一スイッチ部２０９が接続すれば、受電した電力はバッテリ２０７に供給される。充電部２０６とバッテリ２０７との接続を、第一スイッチ部２０９が切断すれば、受電した電力はバッテリ２０７に供給されない。なお、第一スイッチ部２０９は、図２においては、充電部２０６とバッテリ２０７の間に配置されているが、受電部２０３と充電部２０６の間に配置されてもよい。あるいは、受電アンテナ２０５と共振コンデンサ２１１、及び第二スイッチ部２１０が形成する閉回路と受電部２０３との間に配置されてもよい。つまり、第一スイッチ部２０９は、受電した電力を受電部２０３に供給するか否かを制御するためのものであってもよい。また、図２では第一スイッチ部２０９を一つのブロックとして記載しているが、第一スイッチ部２０９を充電部２０６の一部、あるいは受電部２０３の一部として実現することも可能である。

　次に、図３を参照して、ＴＸ４０２の制御部１０１の機能について説明する。図３は、送電装置４０２（ＴＸ４０２）の制御部１０１の機能構成例を示すブロック図である。制御部１０１は、通信制御部３０１、送電制御部３０２、測定部３０３、設定部３０４、異物検出部３０５を有する。

　通信制御部３０１は、通信部１０４を介したＷＰＣ規格に基づいたＲＸ４０１との制御通信を行う。送電制御部３０２は、送電部１０３を制御し、ＲＸ４０１への送電を制御する。測定部３０３は、後述する波形減衰指標を測定する。また、送電部１０３を介してＲＸ４０１に対して送電する電力を計測し、単位時間ごとに平均送電電力を測定する。また、測定部３０３は、送電アンテナ１０５のＱ値を測定する。設定部３０４は、測定部３０３により測定された波形減衰指標に基づいて、異物検出のために用いる閾値を、例えば算出処理により、設定する。

　異物検出部３０５は、ＴＸ４０２の送電可能範囲に含まれる異物を検出するための処理を行う。ここで、本実施形態における異物とは、受電装置及び送電装置とは異なる物体を指すものとする。異物検出部３０５は、後述するＰｏｗｅｒ　Ｌｏｓｓ（パワーロス）法による異物検出機能、Ｑ値計測法による異物検出機能、及び波形減衰法による異物検出機能を実現しうる。また異物検出部３０５は、その他の手法を用いて異物検出処理を行うための機能を有してもよい。例えばＮＦＣ（Ｎｅａｒ　Ｆｅａｌｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）通信機能を備えるＴＸ４０２においては、異物検出部３０５は、ＮＦＣ規格による対向機検出機能を用いて異物検出処理を行ってもよい。また、異物検出部３０５は、異物を検出する以外の機能として、ＴＸ４０２上の状態が変化したことを検出することもできる。例えば、ＴＸ４０２は、ＴＸ４０２上のＲＸ４０１の数の増減も、検出することが可能である。

　設定部３０４は、ＴＸ４０２が、Ｐｏｗｅｒ　Ｌｏｓｓ法や、Ｑ値計測法や、波形減衰法による異物検出を行う上で、異物の有無を判定するための基準となる閾値を設定する。また設定部３０４は、その他の手法を用いた異物検出処理を行う上で必要となる、異物の有無を判定するための基準となる閾値を設定する機能を有してもよい。また、異物検出部３０５は、設定部３０４により設定された閾値と、測定部３０３により測定された波形減衰指標や送電電力やＱ値に基づいて、異物検出処理を行うことができる。

　通信制御部３０１、送電制御部３０２、測定部３０３、設定部３０４、異物検出部３０５は、制御部１０１において動作するプログラムとしてその機能が実現される。各処理部は、それぞれが独立したプログラムとして構成され、イベント処理等によりプログラム間の同期をとりながら並行して動作しうる。ただし、これらの処理部のうち２つ以上が１つのプログラムに組み込まれていてもよい。

　本実施形態におけるＲＸ４０１及びＴＸ４０２は、ＷＰＣ規格に基づいて、無線充電のための電磁誘導方式を用いた無線電力伝送を行う。すなわち、ＲＸ４０１とＴＸ４０２は、ＲＸ４０１の受電アンテナ２０５とＴＸ４０２の送電アンテナ１０５との間で、ＷＰＣ規格に基づく無線充電のための無線電力伝送を行う。なお、本システムに適用される無線電力伝送方式は、ＷＰＣ規格で規定された方式に限られず、他の電磁誘導方式、磁界共鳴方式、電界共鳴方式、マイクロ波方式、レーザー等を利用した方式であってもよい。また、本実施形態では、無線電力伝送が無線充電に用いられるものとするが、無線充電以外の用途で無線電力伝送が行われてもよい。

　ＷＰＣ規格では、受電装置が送電装置から受電する際に、受電装置が有する負荷（バッテリ）に出力可能であることが保証される電力の大きさが、Ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ　Ｐｏｗｅｒ（以下、「ＧＰ」と呼ぶ）と呼ばれる値によって規定される。ＧＰは、例えばＲＸ４０１とＴＸ４０２の位置関係が変動して受電アンテナ２０５と送電アンテナ１０５との間の送電効率が低下したとしても、ＲＸ４０１の負荷（例えば、充電用の回路、バッテリ等）への出力が保証される電力値を示す。例えばＧＰが５ワットの場合、受電アンテナ２０５と送電アンテナ１０５との位置関係が変動して送電効率が低下したとしても、ＴＸ４０２は、ＲＸ４０１内の負荷へ５ワットを出力することができるように制御して送電を行う。

　また、ＴＸ４０２からＲＸ４０１へ送電を行う際に、ＴＸ４０２の近傍にＲＸ４０１ではない物体である異物が存在する場合、送電のための電磁波が異物に影響して異物の温度を上昇させたり異物を破壊したりしてしまう虞がある。そこでＷＰＣ規格では、異物が存在する場合に送電を停止することで異物の温度上昇や破壊を防げるように、ＴＸ４０２が充電台４０３の上に異物が存在することを検出する手法が規定されている。具体的には、ＴＸ４０２における送電電力とＲＸ４０１における受電電力の差分により異物を検出するＰｏｗｅｒ　Ｌｏｓｓ法が規定されている。また、ＴＸ４０２における送電アンテナ１０５の品質係数（Ｑｕａｌｉｔｙ－Ｆａｃｔｏｒ、Ｑ値）の変化により異物を検出するＱ値計測法が規定されている。なお、本実施形態におけるＴＸ４０２が検出する異物は充電台４０３の上に存在する物体に限定されない。ＴＸ４０２は、ＴＸ４０２の近傍に位置する異物を検出すればよく、例えばＴＸ４０２が送電可能な範囲に位置する異物を検出することとしてもよい。

　（ＷＰＣ規格に基づく処理）
　本実施形態によるＲＸ４０１とＴＸ４０２が行う、ＷＰＣ規格に基づく処理について説明する。ＷＰＣ規格では、電力伝送が実行されるＰｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズと、実際の電力伝送前の１以上のフェーズとを含んだ、複数のフェーズが規定され、各フェーズにおいて必要な送受電制御のための通信が行われる。電力伝送前のフェーズは、Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎフェーズ、Ｐｉｎｇフェーズ、Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎフェーズ、Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズ、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎフェーズを含みうる。なお、以下では、Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎフェーズをＩ＆Ｃフェーズと呼ぶ。以下、各フェーズの処理について説明する。

　Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎフェーズでは、ＴＸ４０２が、Ａｎａｌｏｇ　Ｐｉｎｇを間欠的に送信し、物体がＴＸ４０２の充電台に載置されたこと（例えば充電台にＲＸ４０１や導体片等が載置されたこと）を検出する。ＴＸ４０２は、Ａｎａｌｏｇ　Ｐｉｎｇを送信した時の送電アンテナ１０５の電圧値と電流値の少なくともいずれか一方を検出し、電圧値がある閾値を下回る場合又は電流値がある閾値を超える場合に物体が存在すると判断し、Ｐｉｎｇフェーズに遷移する。

　Ｐｉｎｇフェーズでは、ＴＸ４０２が、Ａｎａｌｏｇ　Ｐｉｎｇより電力が大きいＤｉｇｉｔａｌ　Ｐｉｎｇを送信する。Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｐｉｎｇの電力の大きさは、ＴＸ４０２の上に載置されたＲＸ４０１の制御部が起動するのに十分な電力である。ＲＸ４０１は、受電電圧の大きさをＴＸ４０２へ通知する。このように、ＴＸ４０２は、そのＤｉｇｉｔａｌ　Ｐｉｎｇを受信したＲＸ４０１からの応答を受信することにより、Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎフェーズにおいて検出された物体がＲＸ４０１であることを認識する。ＴＸ４０２は、受電電圧値の通知を受けると、Ｉ＆Ｃフェーズに遷移する。また、ＴＸ４０２はＤｉｇｉｔａｌ　Ｐｉｎｇを送信する前に、送電アンテナ１０５のＱ値を測定する。この測定結果は、Ｑ値計測法を用いた異物検出処理を実行する際に使用する。

　Ｉ＆Ｃフェーズでは、ＴＸ４０２は、ＲＸ４０１を識別し、ＲＸ４０１から機器構成情報（能力情報）を取得する。ＲＸ４０１は、ＩＤ　Ｐａｃｋｅｔ及びＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　Ｐａｃｋｅｔを送信する。ＩＤ　ＰａｃｋｅｔにはＲＸ４０１の識別子情報が含まれ、Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　Ｐａｃｋｅｔには、ＲＸ４０１の機器構成情報（能力情報）が含まれる。ＩＤ　Ｐａｃｋｅｔ及びＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　Ｐａｃｋｅｔを受信したＴＸ４０２は、アクノリッジ（ＡＣＫ、肯定応答）で応答する。そして、Ｉ＆Ｃフェーズが終了する。

　Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズでは、ＲＸ４０１が要求するＧＰの値やＴＸ４０２の送電能力等に基づいてＧＰの値が決定される。またＴＸ４０２は、ＲＸ４０１から、Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｆａｃｔｏｒ　Ｖａｌｕｅの情報が入ったＦＯＤ　Ｓｔａｔｕｓ　Ｐａｃｋｅｔを受信し、Ｑ値計測法における閾値を調整し、決定する。そして、ＴＸ４０２はＲＸ４０１からの要求に従って、Ｑ値計測法を用いた異物検出処理を実行する。また、ＷＰＣ規格では、一旦Ｐｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズに移行した後、ＲＸ４０１の要求によって再度Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズと同様の処理を行う方法が規定されている。Ｐｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズから移行してこれらの処理を行うフェーズのことをＲｅｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズと呼ぶ。

　Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎフェーズでは、ＷＰＣ規格に基づいてＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎを実施する。また、ＲＸ４０１が所定の受電電力値（軽負荷状態における受電電力値／最大負荷状態における受電電力値）をＴＸ４０２へ通知し、ＴＸ４０２が、効率よく送電するための調整を行う。ＴＸ４０２へ通知された受電電力値は、Ｐｏｗｅｒ　Ｌｏｓｓ法による異物検出処理のために使用されうる。

　Ｐｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズでは、送電の開始、継続、及びエラーや満充電による送電停止等のための制御が行われる。ＴＸ４０２とＲＸ４０１は、これらの送受電制御のために、送電アンテナ１０５及び受電アンテナ２０５を用いて、送電アンテナ１０５あるいは受電アンテナ２０５から送信される電磁波に信号を重畳して通信を行う。なお、ＴＸ４０２とＲＸ４０１との間で、ＷＰＣ規格に基づく通信が可能な範囲は、ＴＸ４０２の送電可能範囲とほぼ同様である。

　以上が、本実施形態におけるＲＸ４０１及びＴＸ４０２が行う処理の説明である。以下では、上述した各フェーズにおけるＲＸ４０１及びＴＸ４０２の動作について、図５のシーケンス図を用いて説明する。図５は、ＷＰＣ規格に従った電力伝送のためのシーケンス図である。ここでは、送電装置４０２（ＴＸ４０２）と受電装置４０１（ＲＸ４０１）を例に説明する。

　ＴＸ４０２は、送電可能範囲内に存在する物体を検出するため、ＷＰＣ規格のＡｎａｌｏｇ　Ｐｉｎｇを繰り返し間欠送信している（Ｆ５０１）。ＴＸ４０２は、ＷＰＣ規格のＳｅｌｅｃｔｉｏｎフェーズとＰｉｎｇフェーズとして規定されている処理を実行し、ＲＸ４０１が載置されるのを待ち受ける。ＲＸ４０１のユーザは、ＲＸ４０１（例えばスマートフォン）を充電すべくＲＸ４０１をＴＸ４０２に近づける（Ｆ５０２）。例えば、ＲＸ４０１をＴＸ４０２に積載することにより、ＲＸ４０１をＴＸ４０２に近づける。

　ＴＸ４０２は、Ａｎａｌｏｇ　Ｐｉｎｇを使用して、送電可能範囲内に物体が存在することを検出すると（Ｆ５０３、Ｆ５０４）、ＷＰＣ規格のＤｉｇｉｔａｌ　Ｐｉｎｇを送信する（Ｆ５０５）。ＲＸ４０１はＤｉｇｉｔａｌ　Ｐｉｎｇを受信すると、ＴＸ４０２がＲＸ４０１を検知したことを把握できる（Ｆ５０６）。またＴＸ４０２は、Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｐｉｎｇに対する所定の応答があった場合に、検出された物体がＲＸ４０１であり、ＲＸ４０１が充電台４０３に載置されたと判定する。ＴＸ４０２は、ＲＸ４０１の載置を検出すると、ＷＰＣ規格で規定されたＩ＆Ｃフェーズの通信により、ＲＸ４０１から識別情報と能力情報を取得する（Ｆ５０７）。ここで、ＲＸ４０１の識別情報には、Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ　ＣｏｄｅとＢａｓｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ　ＩＤが含められる。ＲＸ４０１の能力情報には、以下のような情報が含まれる。すなわち、対応しているＷＰＣ規格のバージョンを特定可能な情報要素、ＲＸ４０１が負荷に供給できる最大電力を特定する値であるＭａｘｉｍｕｍ　Ｐｏｗｅｒ　Ｖａｌｕｅ、ＷＰＣ規格のＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ機能を有するかを示す情報が含まれる。なお、ＴＸ４０２は、ＷＰＣ規格のＩ＆Ｃフェーズの通信以外の方法でＲＸ４０１の識別情報と能力情報を取得してもよい。また、識別情報は、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｐｏｗｅｒ　ＩＤ等の、ＲＸ４０１の個体を識別可能な任意の他の識別情報であってもよい。能力情報として、上記以外の情報を含んでいてもよい。

　続いて、ＴＸ４０２は、ＷＰＣ規格で規定されたＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズの通信により、ＲＸ４０１との間でＧＰの値を決定する（Ｆ５０８）。なお、Ｆ５０８では、ＷＰＣ規格のＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズの通信に限らず、ＧＰを決定する他の手順が実行されてもよい。また、ＴＸ４０２は、ＲＸ４０１がＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズに対応していないことを示す情報を（例えばＦ５０７において）取得した場合に、Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズの通信は行わないこととしてもよい。またこの場合に、ＴＸ４０２は、ＧＰの値を（例えばＷＰＣ規格で予め規定された）小さな値としてもよい。本実施形態では、ＧＰ＝５ワットとする。

　ＴＸ４０２は、ＧＰの決定後、ＧＰに基づいてＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎを行う。Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理では、まず、ＲＸ４０１が、ＴＸ４０２に軽負荷状態（負荷切断状態、または送電電力が第一の閾値以下になる負荷状態）における受電電力を含む情報（以降、第１基準受電電力情報と呼ぶ。）を送信する（Ｆ５０９）。本実施形態での第１基準受電電力情報は、ＴＸ４０２の送電電力が２５０ミリワットの時の、ＲＸ４０１の受電電力情報とする。第１基準受電電力情報は、ＷＰＣ規格で規定されるＲｅｃｅｉｖｅｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ１）であるが、他のメッセージが用いられてもよい。なお、以下では、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ１）を「ＲＰ１」とも記載する。ＴＸ４０２は、自装置の送電状態に基づいて、第１基準受電電力情報を受け入れるか否かを判定する。ＴＸ４０２は、受け入れる場合は肯定応答（ＡＣＫ）を、受け入れない場合は否定応答（ＮＡＫ）を、ＲＸ４０１へ送信する。

　次にＲＸ４０１は、ＴＸ４０２からＡＣＫを受信すると（Ｆ５１０）、ＴＸ４０２に負荷接続状態（最大負荷状態、または送電電力が第二の閾値以上になる負荷状態）における受電電力を含む情報（以降、第２基準受電電力情報と呼ぶ。）を送信するための処理を行う。本実施形態では、ＧＰが５ワットであることから、第２基準受電電力情報は、ＴＸ４０２の送電電力が５ワットの時の、ＲＸ４０１の受電電力情報とする。ここで第２基準受電電力情報は、ＷＰＣ規格で規定されるＲｅｃｅｉｖｅｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ２）であるが、他のメッセージが用いられてもよい。なお、以下では、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ２）を「ＲＰ２」とも記載する。ＲＸ４０１はＴＸ４０２からの送電電力を５ワットまで増加させるために、正の値を含む送電出力変更要求を送信する（Ｆ５１１）。

　ＴＸ４０２は上述した送電出力変更要求を受信し、送電電力の増加対応が可能な場合、ＡＣＫを応答し、送電電力の増加を行う（Ｆ５１２、Ｆ５１３）。第２基準受電電力情報は、ＴＸ４０２の送電電力が５ワットの時の受電電力情報であることから、ＴＸ４０２は、５ワットを超える電力増加要求をＲＸ４０１から受信した場合は（Ｆ５１４）、送電出力変更要求に対してＮＡＫを応答する。これにより、規定以上の電力送電を抑止する（Ｆ５１５）。

　ＲＸ４０１は、ＴＸ４０２よりＮＡＫを受信することで既定の送電電力に達したと判断すると、ＴＸ４０２へ負荷接続状態における受電電力を含む情報を、第２基準受電電力情報として送信する（Ｆ５１６）。ＴＸ４０２は、ＴＸ４０２の送電電力値、および、第１および第２基準受電電力情報に含まれる受電電力値に基づいて、負荷切断状態と負荷接続状態におけるＴＸ４０２－ＲＸ４０１間の電力損失量を算出することが可能となる。また、それらの電力損失量の間を補間することで、ＴＸ４０２の取り得るすべての送電電力（本ケースでは２５０ミリワットから５ワットの間）におけるＴＸ４０２－ＲＸ４０１間の電力損失の推定値を算出することができる（Ｆ５１７）。ＴＸ４０２は、ＲＸ４０１からの第２基準受電電力情報に対してＡＣＫを送信し（Ｆ５１８）、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を完了する。

　充電処理を開始可能と判断したＴＸ４０２が、ＲＸ４０１に対して送電処理を開始した場合、ＲＸ４０１の充電が開始される。なお、送電処理の開始前に、ＴＸ４０２とＲＸ４０１が機器認証処理を行い（Ｆ５１９）、相互の機器がより大きなＧＰに対応可能と判断した場合は、ＧＰをより大きな値、例えば１５ワットに再設定するようにしてもよい（Ｆ５２０）。

　この場合、ＲＸ４０１とＴＸ４０２は、ＴＸ４０２の送電電力を１５ワットまで増加させるために、送電出力変更要求、ＡＣＫ、及びＮＡＫを使い送電出力を上げる（Ｆ５２１～Ｆ５２４）。そしてＴＸ４０２及びＲＸ４０１は、ＧＰ＝１５ワットに対して、再度Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を実施する。具体的には、ＲＸ４０１は、ＴＸ４０２の送電電力が１５ワットの時の、ＲＸ４０１の負荷接続状態における受電電力を含む情報（以降、第３基準受電電力情報と呼ぶ。）を送信する（Ｆ５２５）。ＴＸ４０２は、第１、第２及び第３の基準受電電力情報に含まれる受電電力に基づいてＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎを行う。これにより、ＴＸ４０２は、ＴＸ４０２の取り得るすべての送電電力（本ケースでは２５０ミリワットから１５ワット）におけるＴＸ４０２－ＲＸ４０１間の電力損失量を算出できる（Ｆ５２６）。ＴＸ４０２はＲＸ４０１からの第３基準受電電力情報に対してＡＣＫを送信し（Ｆ５２７）、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理を完了する。充電処理を開始可能と判断したＴＸ４０２は、ＲＸ４０１に対して送電処理を開始し、Ｐｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズに移行する（Ｆ５２８）。なお、Ｆ５１９からＦ５２７までの処理は、必須の処理ではない。

　Ｐｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズでは、ＴＸ４０２はＲＸ４０１に対して、送電を行う。また、Ｐｏｗｅｒ　Ｌｏｓｓ法による、異物検出が行われる。Ｐｏｗｅｒ　Ｌｏｓｓ法ではまず、ＴＸ４０２は、上述したＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎにより、ＴＸ４０２による送電電力と、ＲＸ４０１による受電電力との差分から、異物がない状態におけるＴＸ４０２－ＲＸ４０１間の電力損失量を算出する。算出された値は、送電処理中の通常状態（異物がない状態）における、基準の電力損失量に相当する。そしてＴＸ４０２は、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ後の送電中に測定したＴＸ４０２－ＲＸ４０１間の電力損失量が、通常状態の電力損失量から閾値以上はなれた場合に「異物あり」と判定する。Ｐｏｗｅｒ　Ｌｏｓｓ法のより詳細な説明は、後述する。

　Ｐｏｗｅｒ　Ｌｏｓｓ法は、ＴＸ４０２からＲＸ４０１への送電中に、電力損失の測定結果に基づいて異物検出を行うものである。Ｐｏｗｅｒ　Ｌｏｓｓ法での異物検出は、ＴＸ４０２が大きな電力を送電しているときには異物検出の精度が低下するという短所がある一方で、送電を継続しながら異物検出を行えるため送電効率を高く保てるという長所がある。

　以上が、ＷＰＣ規格に基づく処理の流れである。なお、Ｆ５２８の送電処理において、ＲＸ４０１のバッテリが満充電になる、異物が検出される等により送電を終了する場合は、ＲＸ４０１はＴＸ４０２に対して送電の停止を要求する送電停止要求コマンドを送信する。本実施形態における送電停止要求コマンドは、ＥＰＴ（Ｅｎｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ）コマンド（パケット）である。これにより、送電処理が終了される。

　（Ｐｏｗｅｒ　Ｌｏｓｓ法）
　ＷＰＣ規格で規定されているＰｏｗｅｒ　Ｌｏｓｓ法に基づく異物検出について、図１２を用いて説明する。図１２の横軸はＴＸ４０２の送電電力、縦軸はＲＸ４０１の受電電力である。異物とは、ＴＸ４０２からＲＸ４０１への送電に影響しうる、ＲＸ４０１以外の物体であり、例えば導電性を有する金属片等の物体でありうる。

　まず、ＴＸ４０２は第一送電電力値Ｐｔ１でＲＸ４０１に対して送電を行う。ＲＸ４０１は、第一受電電力値Ｐｒ１で受電する（この状態をＬｉｇｈｔ　Ｌｏａｄの状態（軽負荷状態）という）。そして、ＴＸ４０２は第一送電電力値Ｐｔ１を記憶する。ここで、第一送電電力値Ｐｔ１、又は第一受電電力値Ｐｒ１は、予め定められた最小の送電電力又は受電電力である。このとき、ＲＸ４０１は受電する電力が最小の電力となるように制御する。たとえば、ＲＸ４０１は、受電した電力が負荷（充電回路とバッテリなど）に供給されないように、第一スイッチ部２０９を制御して受電アンテナ２０５と負荷とを切断してもよい。続いて、ＲＸ４０１は、第一受電電力の電力値Ｐｒ１をＴＸ４０２に通知する。ＲＸ４０１からＰｒ１を受信したＴＸ４０２は、ＴＸ４０２とＲＸ４０１との間の電力損失はＰｔ１－Ｐｒ１（Ｐｌｏｓｓ１）であると算出し、Ｐｔ１とＰｒ１との対応を示すキャリブレーションポイント１２００（を作成することができる。

　続いて、ＴＸ４０２は、送電電力値を第二送電電力値Ｐｔ２に変更し、ＲＸ４０１に対して送電を行う。ＲＸ４０１は、第二受電電力値Ｐｒ２で受電する（この状態をＣｏｎｎｅｃｔｅｄ　Ｌｏａｄの状態（負荷接続状態）という）。そして、ＴＸ４０２は第二送電電力値Ｐｔ２を記憶する。ここで、第二送電電力値Ｐｔ２、又は第二受電電力値Ｐｒ２は、予め定められた最大の送電電力又は受電電力である。このとき、ＲＸ４０１は受電する電力が最大の電力となるように制御する。例えば、ＲＸ４０１は、受電した電力が負荷に供給されるように、第一スイッチ部２０９を制御して受電アンテナ２０５と負荷とを接続する。続いて、ＲＸ４０１はＰｒ２をＴＸ４０２に通知する。ＲＸ４０１からＰｒ２を受信したＴＸ４０２は、ＴＸ４０２とＲＸ４０１との間の電力損失はＰｔ２－Ｐｒ２（Ｐｌｏｓｓ２）であると算出し、Ｐｔ２とＰｒ２との対応を示すキャリブレーションポイント１００１を作成することができる。

　そしてＴＸ４０２はキャリブレーションポイント１２００とキャリブレーションポイント１２０１の間を直線補間する直線１２０２を作成する。直線１２０２はＴＸ４０２とＲＸ４０１の近傍に異物が存在しない状態における送電電力と受電電力の関係を示している。ＴＸ４０２は直線１２０２に基づいて、異物がない状態において所定の送電電力で送電した場合にＲＸ４０１が受電する電力値を予想することができる。例えば、ＴＸ４０２が第三送電電力値Ｐｔ３で送電した場合は、直線１２０２上のＰｔ３に対応する点１２０３から、ＲＸ４０１が受電する第三受電電力値はＰｒ３になると推測することができる。

　以上のように、負荷を変えながら測定したＴＸ４０２の送電電力値とＲＸ４０１の受電電力値との複数の組み合わせに基づいて、負荷に応じたＴＸ４０２とＲＸ４０１との間の電力損失を求めることができる。また、複数の組み合わせからの補間により、すべての負荷に応じたＴＸ４０２とＲＸ４０１との間の電力損失を推定することができる。このように、ＴＸ４０２が送電電力値と受電電力値との組み合わせを取得するためにＴＸ４０２とＲＸ４０１とが行うキャリブレーション処理を、以下では「Ｐｏｗｅｒ　Ｌｏｓｓ法のＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理（ＣＡＬ処理）」と呼ぶ。

　キャリブレーション後、実際にＴＸ４０２がＰｔ３でＲＸ４０１に送電した場合に、ＴＸ４０２がＲＸ４０１から受電電力値Ｐｒ３’という値を受信したとする。ＴＸ４０２は異物が存在しない状態における受電電力値Ｐｒ３から実際にＲＸ４０１から受信した受電電力値Ｐｒ３’を引いた値Ｐｒ３－Ｐｒ３’（＝Ｐｌｏｓｓ＿ＦＯ）を算出する。このＰｌｏｓｓ＿ＦＯは、ＴＸ４０２とＲＸ４０１の近傍に異物が存在する場合に、その異物により消費される電力による電力損失と考えることができる。よって、異物により消費されたであろう電力Ｐｌｏｓｓ＿ＦＯがあらかじめ決められた閾値を超えた場合に、異物が存在すると判定することができる。あるいは、ＴＸ４０２は、事前に、異物が存在しない状態における受電電力値Ｐｒ３から、ＴＸ４０２とＲＸ４０１との間の電力損失Ｐｔ３－Ｐｒ３（Ｐｌｏｓｓ３）を求めておく。そして次に、異物が存在する状態においてＲＸ４０１から受信した受電電力値Ｐｒ３’から、異物が存在する状態でのＴＸ４０２とＲＸ４０１との間の電力損失Ｐｔ３－Ｐｒ３’（Ｐｌｏｓｓ３’）を求める。そして、Ｐｌｏｓｓ３’－Ｐｌｏｓｓ３　（＝Ｐｌｏｓｓ＿ＦＯ）を用いて、異物で消費されたであろう電力Ｐｌｏｓｓ＿ＦＯを推定してもよい。

　以上述べたように、異物により消費されたであろう電力Ｐｌｏｓｓ＿ＦＯの求め方としては、Ｐｒ３－Ｐｒ３’（＝Ｐｌｏｓｓ＿ＦＯ）として求めてもよいし、Ｐｌｏｓｓ３’－Ｐｌｏｓｓ３　（＝Ｐｌｏｓｓ＿ＦＯ）として求めてもよい。以下の本明細書中においては、基本的にＰｌｏｓｓ３’－Ｐｌｏｓｓ３　（＝Ｐｌｏｓｓ＿ＦＯ）として求める方法について述べるが、Ｐｒ３－Ｐｒ３’（＝Ｐｌｏｓｓ＿ＦＯ）として求める方法においても本実施形態の内容を適用可能である。以上がＰｏｗｅｒ　Ｌｏｓｓ法に基づく異物検出の説明である。

　キャリブレーション処理により直線１００２が取得されたのち、ＴＸ４０２の異物検出部３０５は、通信部１０４を介して、ＲＸ４０１から定期的に現在の受電電力値（例えば上記のＰｒ３’）を受信する。ＲＸ４０１が定期的に送信する現在の受電電力値は、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ０）としてＴＸ４０２に送信される。ＴＸ４０２の異物検出部３０５は、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ０）に格納されている受電電力値と、直線１００２とに基づいて異物検出を行う。

　なお、以下では、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ０）を「ＲＰ０」と呼ぶ。

　Ｐｏｗｅｒ　Ｌｏｓｓ法による異物検出は、後述するＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎフェーズにより得られたデータを基に、電力伝送（送電）中（後述のＰｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズ）に実施される。また、Ｑ値計測法による異物検出は、電力伝送前（後述のＤｉｇｉｔａｌ　Ｐｉｎｇ送信前、ＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズまたはＲｅｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズ）に実施される。

　なお、ＷＰＣ規格におけるＰｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズ中には、Ｐｏｗｅｒ　Ｌｏｓｓ法による異物検出が行われる。しかし、Ｐｏｗｅｒ　Ｌｏｓｓ法による異物検出のみでは、異物の誤検出の可能性や、異物が有るにも関わらず異物なしと判定してしまう誤判定の可能性がある。特に、Ｐｏｗｅｒ　ＴｒａｎｓｆｅｒフェーズはＴＸ４０２が送電を行うフェーズであり、送電中にＴＸ４０２とＲＸ４０１の近傍に異物が存在すると異物からの発熱等が大きくなるため、このフェーズにおける異物検出精度を向上させることが求められる。そこで、本実施形態では、異物検出精度を向上させるために、Ｐｏｗｅｒ　Ｌｏｓｓ法とは異なる異物検出方法を実施することを考える。

　（波形減衰法を用いた異物検出方法）
　Ｐｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズでは、ＴＸ４０２はＲＸ４０１に対して、送電を行っている。よって、この送電に係る送電波形（電圧の波形又は電流の波形）を用いて異物検出を行うことができれば、新たに規定される異物検出用信号等を用いることなく、異物検出が可能となる。送電波形の減衰状態に基づいて異物検出を行う方法（以下、波形減衰法と呼ぶ）を、図６を用いて説明する。図６は、波形減衰法による異物検出の原理を説明する図である。ここでは、ＴＸ４０２（ＴＸ４０２）からＲＸ４０１（ＲＸ４０１）への送電に係る送電波形を用いた異物検出を例に説明する。

　図６において、波形は、ＴＸ４０２の送電アンテナ１０５に印加される高周波電圧の電圧値６００（以降、単に電圧値と言う）の時間経過に伴う変化を示している。図６の横軸は時間、縦軸は電圧値を表す。送電アンテナ１０５を介してＲＸ４０１に送電を行っているＴＸ４０２は、時間Ｔ０において送電を制限する。すなわち、時間Ｔ０において、電源部１０２からの送電用の電力供給は制限される。なお、電力の制限は、電力を停止する、または、電力が所定値以下になるように低下させることを表す。

　ＴＸ４０２からの送電に係る送電波形の周波数は、所定の周波数であり、例えばＷＰＣ規格で使用される８５ｋＨｚから２０５ｋＨｚの間の固定された周波数である。点６０１は、高周波電圧の包絡線上の点であり、時間Ｔ_１における電圧値である。図中の（Ｔ_１、Ａ_１）は、時間Ｔ_１における電圧値がＡ１であることを示す。同様に、点６０２は、高周波電圧の包絡線上の点であり、時間Ｔ_２における電圧値である。図中の（Ｔ_２、Ａ_２）は、時間Ｔ_２における電圧値がＡ_２であることを示す。この送電アンテナ１０５の品質係数（Ｑ値）は、時間Ｔ０以降の電圧値の時間変化に基づいて求めることが可能である。たとえば、電圧値の包絡線上の点６０１および６０２における時間、電圧値および高周波電圧の周波数ｆに基づいて、式１によりＱ値が算出される。
Ｑ＝πｆ（Ｔ_２－Ｔ_１）／ｌｎ（Ａ_１／Ａ_２）　（式１）

　ＴＸ４０２とＲＸ４０１の近傍に異物が存在する場合には、このＱ値が低下する。これは、異物が存在する場合には、異物によってエネルギーの損失が発生するためである。よって、電圧値の減衰の傾きに着目すると、異物が無い時よりも、異物が有る時の方が、異物によるエネルギーの損失が発生するため、点６０１と点６０２を結ぶ直線の傾きが急になり、波形の振幅の減衰率が高くなる。つまり、波形減衰法は、この点６０１と点６０２との間の電圧値の減衰状態に基づいて異物の有無の判定を行うものであり、実際に異物の有無を判定する上では、この減衰状態を表す何らかの数値の比較によって判定をすることが可能となる。例えば、上述したＱ値を用いて判定を行うことができる。Ｑ値が低くなるということは、波形減衰率（単位時間当たりの波形の振幅の減少度合い）が高くなることを意味する。あるいは、（Ａ_１－Ａ_２）／（Ｔ_２－Ｔ_１）から求められる点６０１と点６０２を結ぶ直線の傾きを用いて判定が行われてもよい。あるいは、電圧値の減衰状態を観測する時間（Ｔ_１及びＴ_２）が固定であるならば、電圧値の差を表す（Ａ_１－Ａ_２）や、電圧値の比（Ａ_１／Ａ_２）の値を用いて判定を行うこともできる。あるいは、送電を停止した直後の電圧値Ａ_１が一定であるならば、所定の時間経過後の、電圧値Ａ_２の値を用いて判定を行うこともできる。あるいは、電圧値Ａ_１が所定の電圧値Ａ_２になるまでの時間（Ｔ_２－Ｔ_１）の値を用いて判定が行われてもよい。

　以上述べたように、送電停止期間中の電圧値の減衰状態によって異物の有無は判定可能であり、その減衰状態を表す値は複数存在する。これらの減衰状態を表す値のことを、本実施形態では、「波形減衰指標」と呼ぶ。例えば、上述したように、式１で算出されるＱ値は、送電に係る電圧値の減衰状態を表す値であり、「波形減衰指標」に含まれる。波形減衰指標はいずれも、波形減衰率に対応する値となる。なお、波形減衰法において、波形減衰率そのものが「波形減衰指標」として測定されてもよい。以下では、波形減衰率を波形減衰指標として用いる場合を中心に説明するが、その他の波形減衰指標を用いる場合も同様に本実施形態の内容を適用できる。

　なお、図６の縦軸を、送電アンテナ１０５を流れる電流値としても、電圧値の場合と同様に、送電停止期間中の電流値の減衰状態が異物の有無によって変化する。そして、異物が有る場合は異物がない場合より波形減衰率が高くなる。よって、送電アンテナ１０５を流れる電流値の時間変化に関して、上述した方法を適用しても、異物を検出できる。すなわち、電流波形より求められるＱ値、電流値の減衰の傾き、電流値の差、電流値の比、電流値の絶対値、及び所定の電流値になるまでの時間等を波形減衰指標として用いて、異物有無を判定し、異物を検出することができる。

　また、電圧値の波形減衰指標と電流値の波形減衰指標とから算出される評価値を用いて異物有無を判定するなど、電圧値の減衰状態と電流値の減衰状態の両方に基づく異物検出が行われてもよい。なお、上記の例では、ＴＸ４０２が送電を一時停止した期間の波形減衰指標を測定するものとしたが、これに限定されない。例えば、ＴＸ４０２が電源部１０２から供給される電力を所定の電力レベルからそれより低い電力レベルまで一時的に下げた期間の波形減衰指標を測定するものとしてもよい。また、上述の例では、ＴＸ４０２が送電を制限する期間における２つの時点の電圧または電流の値が測定される構成としたが、３つ以上の時点で測定が行われてもよい。

　波形減衰法により、送電中の送電波形に基づいて異物検出を行う方法について、図７を用いて説明する。図７では、波形減衰法による異物検出を行う際の送電波形が示され、横軸は時間を表し、縦軸は送電アンテナ１０５の電圧値を表す。なお、図６と同様、縦軸が送電アンテナ１０５の電圧値を表すものとしてもよい。

　ＴＸ４０２が送電を開始した直後の過渡応答期間は、送電波形が安定しない。よって、この送電波形が安定しない過渡応答期間中は、ＲＸ４０１はＴＸ４０２に対して通信（振幅変調あるいは負荷変調による通信）を行わないように制御する。また、ＴＸ４０２はＲＸ４０１に対して通信（周波数偏移変調による通信）を行わないように制御する。以降、この期間を通信禁止期間と呼ぶ。なお、この通信禁止期間中、ＴＸ４０２はＲＸ４０１に対して送電は行う。そして通信禁止期間を経て、ＴＸ４０２はＲＸ４０１に対して送電を行う。以降、この期間を送電期間と呼ぶ。ＴＸ４０２は、ＲＸ４０１から異物検出実行要求（コマンド）を受信したら、所定の期間経過後に送電を一時停止する。あるいは送電電力を一時低下させる。この所定の期間を、以降準備期間と呼ぶ。なお、この異物検出実行要求は、上述したＲｅｃｅｉｖｅｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ０）、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ１）、又はＲｅｃｅｉｖｅｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ２）であってもよい。そしてＴＸ４０２の送電制御部３０２は、送電を停止、あるいは送電電力を一時低下させる。すると、送電波形の振幅は減衰する。このＴＸ４０２が送電電力を一時停止、あるいは一時低下させ、送電再開を開始するまでの期間を、以降、送電電力制御期間と呼ぶ。ＴＸ４０２はこの減衰波形の波形減衰指標を算出し、算出した波形減衰指標と所定の閾値を比較し、異物の有無、あるいは異物が存在する可能性（存在確率）を判定する。判定は、送電電力制御期間中に実施してもよいし、通信禁止期間、あるいは送電期間に実施してもよい。

　送電電力制御期間の経過後、異物が検出されなければ、ＴＸ４０２は送電を再開する。送電を再開した直後の過渡応答期間は、送電波形が安定しないため、再度通信禁止期間となる。そして、ＴＸ４０２からＲＸ４０１に対して安定して送電を行う送電期間に移行する。

　以上のように、ＴＸ４０２は、送電開始、通信禁止期間、送電期間、送電電力制御期間を繰り返し実行する。そしてＴＸ４０２は、所定のタイミングで減衰波形の波形減衰指標を算出し、算出した波形減衰指標と所定の閾値を比較し、異物の有無、あるいは異物が存在する可能性（存在確率）を判定する。すなわち、波形減衰法では、ＴＸ４０２が送電を制限する所定期間のうち少なくとも２つの時点における電圧または電流の値に基づいて、異物の有無が判定される。以上が波形減衰法による異物検出の基本的な処理である。

　なお、送電電力制御期間に、ＲＸ４０１の受電アンテナ２０５と共振コンデンサ２１１に、受電部２０３、充電部２０６、及びバッテリ２０７等の要素が接続されていると、減衰波形の波形減衰指標は、これらの要素による負荷の影響を受ける。すなわち、受電部２０３、充電部２０６、及びバッテリ２０７の状態によって、波形減衰指標が変化することになる。そのため、たとえば波形減衰指標が大きくても、それが異物による影響によるものなのか、受電部２０３、充電部２０６、バッテリ２０７等の状態変化によるものなのかの区別が困難になる。よって、波形減衰指標を観測して異物検出を行う場合には、ＲＸ４０１は上記準備期間中に第一スイッチ部２０９を切断してもよい。これにより、バッテリ２０７の影響を排除することが可能になる。あるいは、第二スイッチ部２１０をＯＮにして短絡し、受電アンテナ２０５、共振コンデンサ２１１、及び第二スイッチ部２１０で形成される閉ループに電流が流れる状態にしてもよい。これにより、受電部２０３、充電部２０６、及びバッテリ２０７の影響を排除することが可能になる。ＲＸ４０１はＴＸ４０２に対して異物検出実行要求（コマンド）を送信したら、上記処理を実施する。これにより、第一スイッチ部２０９あるいは第二スイッチ部２１０をＯＮにして短絡（接続）した状態で観測した波形の波形減衰指標を基に異物検出を行うことで、精度の高い異物検出が可能となる。あるいは、ＲＸ４０１は、上記準備期間中に、第一スイッチ部２０９をＯＮにして短絡し、第二スイッチ部２１０をＯＦＦにして切断した状態において、低消費電力モードに移行する、あるいは消費電力が一定になるように制御するようにしてもよい。すなわち、ＲＸ４０１で消費される電力が一定でない場合や、大きな電力が消費される場合、減衰波形の波形減衰指標はそれらの消費電力の変動の影響を受ける。よって、それを排除するために、以下の処理が実行されうる。すなわち、ＲＸ４０１で動作するソフトウェアアプリケーションの動作を制限又は停止する、ＲＸ４０１が有するハードウェア機能ブロックを低消費電力モードにする、あるいは動作停止モードにする等により、ＲＸ４０１が消費する電力が制御される。そのような状態で観測した波形の波形減衰指標を基に異物検出を行うことで、精度の高い異物検出が可能となる。

　また、ＴＸ４０２も同様に、ＲＸ４０１から異物検出実行要求（コマンド）を受信したら、上記準備期間中に、スイッチ部１０８をＯＮにして短絡する構成でもよい。すなわち、ＴＸ４０２は、送電アンテナ１０５、共振コンデンサ１０７、及びスイッチ部１０８で形成される閉ループに電流が流れる状態にしてもよい。これにより、電源部１０２、送電部１０３、及び通信部１０４の影響を排除することが可能になる。あるいは、送電アンテナと送電部の間にスイッチ（不図示）を設け、上記準備期間中にスイッチを切断することで電源部１０２、送電部１０３、及び通信部１０４の影響を排除することが可能になる。

　（波形減衰法における異物検出閾値の設定方法）
　波形減衰法による異物検出を行う際の、異物の有無、あるいは異物存在の可能性（存在確率）を判定するための閾値の設定方法について述べる。上述したように、波形減衰法においては「波形減衰指標」に基づき、異物検出を行う。測定した「波形減衰指標」と、所定の閾値を比較し、その結果に基づいて異物の有無、あるいは異物存在の可能性を判定する。この閾値の設定方法としては、以下の方法がある。まず一つ目は、閾値を、送電対象となるＲＸ４０１に依存しない共通の値として、予め定められた所定の値をＴＸ４０２が保持する方法である。なお、これはいかなる場合においても同一の値であってもよいし、状況に応じてＴＸ４０２が決定する値であってもよい。上述したように、送電電力制御期間中の送電波形は、異物が存在すると波形減衰率が高くなる。よって、「異物が存在しない」と考えられるときの「波形減衰指標」を予め所定の値として保持しておき、これを閾値として、測定された「波形減衰指標」の結果と比較する。測定された波形減衰指標が、閾値よりも波形減衰率が大きい結果である場合、「異物有り」あるいは「異物が存在する可能性が高い」と判定する。たとえば、「波形減衰指標」をＱ値とする場合、ＴＸ４０２が測定したＱ値と、予め定められた異物が存在しないと考えられる際のＱ値（閾値）を比較する。測定されたＱ値が閾値のＱ値よりも小さい場合、「異物有り」あるいは「異物が存在する可能性が高い」と判定される。測定されたＱ値が閾値のＱ値よりも大きい、あるいはほぼ同等である場合、「異物無し」あるいは「異物が存在する可能性は低い」と判定される。以上のようにすることで、一つ目の方法を用いて、波形減衰法による異物検出が可能となる。

　二つ目は、ＲＸ４０１から送信される情報に基づいて、ＴＸ４０２が閾値を調整し、決定する方法である。上述したように、送電電力制御期間中の送電波形は、異物が存在すると波形減衰率が高くなる。よって、「異物が存在しない」と考えられるときの「波形減衰指標」を予め所定の値として保持しておき、これを閾値として、測定された「波形減衰指標」の結果と比較する。測定された波形減衰指標が、閾値よりも波形減衰率が大きい結果である場合、「異物有り」あるいは「異物が存在する可能性が高い」と判定する。ここで、「波形減衰指標」の値は、ＴＸ４０２に載置される、送電対象のＲＸ４０１によって異なる可能性がある。これはＴＸ４０２の送電コイルを介して結合するＲＸ４０１の電気特性が、波形減衰指標の値に影響を与えるからである。

　たとえば、「波形減衰指標」をＱ値とする場合、異物が存在しないときのＴＸ４０２が測定するＱ値は、ＴＸ４０２に載置されるＲＸ４０１によって異なる可能性がある。よって、ＲＸ４０１は、ＲＸ４０１がＴＸ４０２に異物が存在しない状態で載置された際のＱ値情報をＴＸ４０２毎に保持しておき、そのＱ値をＴＸ４０２に通信して通知する。そして、ＴＸ４０２はＲＸ４０１から受信したＱ値情報に基づき、閾値を調整し、決定する。より具体的には、ＴＸ４０２は、Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズにおいて、Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｆａｃｔｏｒ　Ｖａｌｕｅの情報が入ったＦＯＤ　Ｓｔａｔｕｓ　Ｐａｃｋｅｔを受信し、Ｑ値計測法における閾値を調整して、決定する。このＲｅｆｅｒｅｎｃｅ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｆａｃｔｏｒ　Ｖａｌｕｅが、「ＲＸ４０１がＴＸ４０２に異物が存在しない状態で載置された際のＱ値情報」に相当する。よって、波形減衰法による異物検出における閾値も、ＴＸ４０２がこのＲｅｆｅｒｅｎｃｅ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｆａｃｔｏｒ　Ｖａｌｕｅに基づいて調整して、決定する。なお、ＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズにおいてＲＸ４０１からＴＸ４０２に送信されるＲｅｆｅｒｅｎｃｅ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｆａｃｔｏｒ　Ｖａｌｕｅは、本来周波数領域でＱ値を計測する、Ｑ値計測法における異物検出に用いる情報である。しかし、「波形減衰指標」をＱ値とする場合、Ｑ値の導出方法は異なるが、時間領域でＱ値を計測する波形減衰法によっても、例えば図６の波形からは、
Ｑ＝πｆ（Ｔ_２－Ｔ_１）／ｌｎ（Ａ_１／Ａ_２）
というようにＱ値を求めることが可能となるため、Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｆａｃｔｏｒ　Ｖａｌｕｅに基づいて、波形減衰法のＱ値の閾値を設定することは可能である。このようにＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズですでにＲＸ４０１からＴＸ４０２に対して送信された情報を基に、ＴＸ４０２が波形減衰法のＱ値の閾値を設定することで、閾値設定のための新たな測定等の処理が必要なくなる。この結果、より短時間で閾値を設定することが可能となる。

　ＴＸ４０２が測定したＱ値と、上記の方法で決定した閾値を比較し、測定したＱ値が閾値のＱ値よりも小さい場合、「異物有り」あるいは「異物が存在する可能性有り」と判定する。測定したＱ値が閾値のＱ値よりも大きい、あるいはほぼ同等である場合、「異物無し」あるいは「異物が存在する可能性は低い」と判定する。

　以上のようにすることで、２つ目の方法を用いて、波形減衰法による異物検出が可能となる。

　三つ目は、ＴＸ４０２が、異物がない状態で波形減衰指標を測定し、その測定結果の情報に基づいて、ＴＸ４０２が閾値を調整し、決定する方法である。「波形減衰指標」の値は、ＴＸ４０２の送電電力によって異なる可能性がある。これは、ＴＸ４０２の送電電力の大小によって、発熱量、ＴＸ４０２の電気回路の諸特性等が変化し、それらが「波形減衰指標」の値に影響を与えるからである。よって、ＴＸ４０２が、送電電力毎の波形減衰指標を測定し、その結果に基づき閾値を調整し、決定することで、より高精度な異物検出が可能となる。

　図１３は、波形減衰法におけるＴＸ４０２の送電電力毎の異物検出閾値の設定方法を説明するための図である。まず、ＲＸ４０１は、ＴＸ４０２から送電があった場合に、ＲＸ４０１の負荷に電力が供給されない、あるいはとても小さな電力しか供給されないような状態になるように、ＲＸ４０１の負荷が軽負荷状態になるように制御する。この時のＴＸ４０２の送電電力をＰｔ１とする。そして、ＴＸ４０２は、その状態で送電を停止し、波形減衰指標を測定する。この時の波形減衰指標をδ１とする。この時、ＴＸ４０２は、ＴＸ４０２が送電している送電電力Ｐｔ１を認識しているおり、送電電力Ｐｔ１と波形減衰指標δ１とを関連付けるキャリブレーションポイント１３００をメモリに記憶しておく。次に、ＲＸ４０１は、ＴＸ４０２から送電があった場合にＲＸ４０１の負荷に最大電力が供給される、あるいは所定の閾値以上の電力が供給される状態になるように、ＲＸ４０１の負荷が負荷接続状態になるように制御する。この時のＴＸ４０２の送電電力をＰｔ２とする。そして、ＴＸ４０２は、その状態で送電を停止し、波形減衰指標を測定する。この時、ＴＸ４０２は、送電電力Ｐｔ２と波形減衰指標δ２とを関連づけるキャリブレーションポイント１３０１をメモリに記憶しておく。続いて、ＴＸ４０２は、キャリブレーションポイント１３００とキャリブレーションポイント１３０１との間を直線補間し、直線１３０２を作成する。直線１３０２は、ＴＸ４０２とＲＸ４０１の周辺に異物が存在しない状態における送電電力と送電波形の波形減衰指標との関係を示している。よって、ＴＸ４０２は直線１３０２から、異物がない状態における、送電電力値毎の送電波形の波形減衰指標を推定することができる。例えば、送電電力値がＰｔ３の場合は、送電電力値Ｐｔ３に対応する直線１３０２上の点１３０３から、波形減衰指標はδ３であると推定することができる。そして、上記の推定結果を基に、ＴＸ４０２は、送電電力値毎の、異物有無の判定に用いる閾値を算出することが可能となる。例えば、ある送電電力値における異物なしの場合の波形減衰指標の推定結果より所定値（測定誤差に対応する値）だけ大きい波形減衰指標を、異物有無の判定の閾値として設定してもよい。ＴＸ４０２が送電電力値と波形減衰指標との組み合わせを取得するためにＴＸ４０２とＲＸ４０１とが行うキャリブレーション処理を、以下では「波形減衰指標のＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理（ＣＡＬ処理）」と呼ぶ。なお、上述した例では、ＴＸ４０２の送電電力Ｐｔ１とＰｔ２の２ポイントの測定を行ったが、より精度を高めるために、３以上の複数のポイントで測定を実施して各送電電力の波形減衰指標を算出するようにしてもよい。

　なお、ＲＸ４０１は、負荷に対して電力が供給されない／軽負荷の状態となるような制御と、負荷接続状態となるような制御を、それぞれＴＸ４０２に制御を行うことを通知したあとに行ってもよい。また、２つの制御はいずれが先に行われてもよい。

　なお、本実施形態で述べた、負荷毎（送電電力値毎）の異物有無の判定に用いる閾値を算出するための動作は、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎフェーズにおいて行われてもよい。上述したように、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎフェーズでは、ＴＸ４０２は、Ｐｏｗｅｒ　Ｌｏｓｓ法による異物検出を行う際に必要となるデータを取得する。その際、ＴＸ４０２は、ＲＸ４０１の負荷状態が軽負荷状態の場合と、負荷接続状態の場合における、電力損失に関するデータを取得する。そこで、図１３におけるキャリブレーションポイント１３００とキャリブレーションポイント１３０１の測定を、上述したＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎフェーズにおいて、ＲＸ４０１が軽負荷状態になった時と負荷接続状態になった時に行われてもよい。すなわち、ＴＸ４０２は、ＲＸ４０１から第１基準受電電力情報を受信した際に、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎフェーズで行うべき所定の処理に加えて、キャリブレーションポイント１３００の測定を行う。また、ＴＸ４０２は、ＲＸ４０１から第２基準受電電力情報を受信した際に、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎフェーズで行うべき所定の処理に加えて、キャリブレーションポイント１３０１の測定を行う。これにより、キャリブレーションポイント１３００とキャリブレーションポイント１３０１の測定を行う期間を別途設ける必要がなくなるため、より短時間でキャリブレーションポイント１３００とキャリブレーションポイント１３０１の測定を行うことできる。

　このようにＴＸ４０２が各送電電力で測定した波形減衰指標の情報を基に、ＴＸ４０２が各送電電力の波形減衰法の波形減衰指標の閾値を調整し、設定する。例えば、波形減衰指標をＱ値とする場合、ＴＸ４０２が測定したＱ値と、上記の方法で決定した閾値を比較し、測定したＱ値が閾値のＱ値よりも小さい場合、「異物有り」あるいは「異物が存在する可能性有り」と判定する。測定したＱ値が閾値のＱ値よりも大きい、あるいはほぼ同等である場合、「異物無し」あるいは「異物が存在する可能性は低い」と判定する。以上のようにすることで、ＴＸ４０２の各送電電力における閾値を設定することが可能となり、より高精度な異物検出が可能となる。

　以上のようにすることで、３つ目の方法を用いて、波形減衰法による異物検出が可能となる。

　また、異物検出を行う場合、異物検出を行うための処理を１回実行するだけでは正確な異物検出を実施できない可能性がある。例えば、波形減衰法の異物検出を実行する場合、一回の送電電力制御を行い、その波形減衰指標から異物の有無、あるいは異物存在の可能性（存在確率）を判定する場合、送電電力制御期間中の送電波形に乱れが生じる可能性がある。送電電力制御期間中の送電波形に乱れが生じる可能性として考えられるものは、送電電力制御期間に他のノイズが混入する、または、ＴＸ４０２上に載置されるＲＸ４０１の位置が何らかの理由でずれる、といったものである。そして、１回の送電電力制御期間中の送電波形から求める波形減衰指標は、導電波形の乱れにより正しい値とはならず、結果として異物検出において誤判定をしてしまう可能性がある。それを防止するために、複数回の送電電力制御を行い、複数の送電電力制御期間中の送電波形から波形減衰指標を測定して、その結果から異物検出を行うことが考えられる。

　（複数回の波形減衰法による異物検出）
　上述した波形減衰法は、ＴＸ４０２はＱ値測定を一回実施し、その結果に基づいて異物検出処理を行う構成であった。ここで、ＴＸ４０２はＱ値測定を複数回行い、その結果に基づいて異物検出処理を実施する場合がありうる。複数のＱ値測定の結果に基づいて異物検出を行う処理について、図１４を用いて説明する。なお、図１４ではＴＸ４０２は波形減衰法によるＱ値測定を２回実施し、その結果に基づいて異物検出処理を実施するものとする。

　まず、ＲＸ４０１はＴＸに対してＲＰ０を送信する（Ｆ６３６）。ＴＸ４０２はＲＰ０を受信すると、波形減衰法によるＱ値測定を実施する（Ｆ６３７）。ここで、ＴＸ４０２が実施したＱ値測定（Ｆ６３７）は２回実施するうちの１回目であることがわかる。よってＴＸ４０２はＲＰ０（Ｆ６３６）の応答として、現時点で異物の有無を「判断しない」ことを表すパケットをＲＸ４０１に送信する（Ｆ６３８）。

　ＲＸ４０１はＴＸ４０２に対して、ＣＥ（０）を送信する（Ｆ６３９）ここで、ＣＥとは、ＴＸ４０２に対して受電電圧（または受電電流、受電電力）の増減を要求するＣｏｎｔｒｏｌ　Ｅｒｒｏｒ　Ｐａｃｋｅｔの略である。ＣＥには、受電電圧を増加させる＋の整数、受電電圧を減少させる－の整数、または、受電電圧を変化させない０が含まれうる。ＣＥ（０）は、受電電圧を維持することを要求するパケットである。

　ＲＸ４０１は、ＲＰ０を再度送信する（Ｆ６４０）。ＴＸ４０２はＲＰ０を受信すると、波形減衰法によるＱ値測定を実施する（Ｆ６４１）。

　ここで、ＴＸ４０２は実施したＱ値測定（Ｆ６４１）は２回実施するうちの２回目であることがわかる。ＴＸ４０２は、Ｔ_{ｗｉｎｄｏｗ}の期間内の送電電力値は安定しており、第３異物検出によって異物がない可能性が高いと判定したとする。その場合、ＴＸ４０２は異物の有無を判定し、判定結果に基づいて、異物存在の可能性（存在確率）を含む応答信号をＲＸ４０１へ送信する（Ｆ６４２）。

　ここで、複数回の波形減衰法による異物存在の可能性（存在確率）の導出方法の一例について説明する。例えば、１回の波形減衰法により得られたＱ値と閾値との差に基づき、異物存在の可能性（存在確率）を導出する。この処理を複数回の波形減衰法について行い、存在確率の平均値を導出する。これにより、複数回の波形減衰法の結果に基づく異物存在の可能性（存在確率）が取得される。また二つ目の例は、複数回分の異物存在の可能性（存在確率）の合計値から、重みづけを行う方法である。三つ目は、一定値以上の異物存在の可能性（存在確率）が検出された波形減衰法の回数を計測する方法である。なお、本実施形態においては、異物存在の可能性（存在確率）をＲＸ４０１に通知する場合、「異物無し」を０、「異物有り」を１０の数値と置き換え、複数回の存在確率の値の平均値をＲＸ４０１に通知する。また、平均値の小数点以下を切り上げる処理が行われてもよい。

　また、本実施形態におけるＲＸ４０１は、ＴＸ４０２が複数回の波形減衰法に係る送電の制限を行うタイミングを制御するため、異物検出実行要求であるＲＰ０を送信する間隔を制御する。ＲＸ４０１は、ＴＸ４０２に異物検出実行要求としてのＲＰ０を複数送信する場合、ＲＰ０を送信してから、所定の間隔分待機し、次のＲＰ０を送信するものとする。ただし、異物の存在可能性（存在確率）が所定の条件を満たす場合、ＲＰ０を送信してから次のＲＰ０を送信するまでのタイミングを制御する。この処理については、後述する。

　（受電装置４０１および送電装置４０２の処理）
　本実施形態における、受電装置４０１（ＲＸ４０１）の処理の流れについて、図８のフローチャートを用いて説明する。図８は、図５のＦ５２８の送電処理開始後から実行されるＲＸ４０１の動作を表したフローチャート図である。

　ＲＸ４０１は、ＴＸ４０２から送電される電力の受電を開始する（Ｓ８０１）。受電を開始したＲＸ４０１は、存在確率の閾値の決定を行う（Ｓ８０２）。ここで、存在確率の閾値とは、異物が存在する可能性があるかを判定する閾値である。例えば、異物検出処理により得られる存在確率が、存在確率の閾値よりも大きい場合は、「異物が存在する可能性が高い」と判定される。また例えば、異物検出処理により得られる存在確率が、存在確率の閾値よりも小さい場合は、「異物が存在する可能性が低い」と判定される。また、存在確率の閾値は、後述するＲＸ４０１が異物検出実行要求の送信を待機する間隔を調整するか否かを判定する値となる。存在確率の閾値の決定方法としては、あらかじめＲＸ４０１ごとに定められた値を用いる方法や、ＴＸ４０２からの送電出力によって定められた値を用いる方法であってよい。

　ＲＸ４０１はＴＸ４０２への異物検出実行要求の送信を所定の間隔分待機する（Ｓ８０３）。本実施形態におけるＴＸ４０２は、複数回の波形減衰法に基づく異物検出を行うため、上述したように、ＲＸ４０１は、異物検出実行要求を送信してから次の異物検出実行要求を送信するまで所定の間隔分（所定の時間長）だけ待機する。ここでの所定の間隔が短い間隔であった場合、ＴＸ４０２で短期間に送電電力制御の実行が行われ、またＲＸ４０１においても異物検出実行要求に関する処理の増加で負荷がかかるため、待機時間は長く設定することが望ましい。Ｓ８０３の所定の間隔分待機後、ＲＸ４０１は異物検出実行要求をＴＸ４０２に対して送信する（Ｓ８０４）。この異物検出実行要求は、上述したＲｅｃｅｉｖｅｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ０）、あるいはＲｅｃｅｉｖｅｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ１）、あるいはＲｅｃｅｉｖｅｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐａｃｋｅｔ（ｍｏｄｅ２）であってもよい。Ｓ８０４の異物検出実行要求の送信後、ＲＸ４０１はＴＸ４０２からの応答パケットに異物存在の可能性（存在確率）が含まれているか判定する（Ｓ８０５）。Ｓ８０５の判定は、所定の複数回の送電電力制御から異物存在の可能性（存在確率）を求める処理に対応したものであり、所定の回数分の送電電力制御に達していない場合、ＴＸ４０２からの応答に異物の存在確率が含まれていない。これは、ＴＸ４０２がＲＸ４０１に対して、応答として、「判断しない」ことを表すＮＤ（Ｎｏｔ－Ｄｅｆｉｎｅｄ）パケットを送信することで実現される。ＲＸ４０１は、ＮＤパケットにより、所定の回数の送電電力制御が完了したか否かの判定を行う。ＮＤパケットである場合には、所定の回数の送電電力制御が完了していないと判断し（Ｓ８０５のＮＯ）、Ｓ８０３に戻り、再度異物検出実行要求の送信を所定の間隔分待機する。ＴＸ４０２からの応答に異物存在の可能性（存在確率）が含まれていた場合（Ｓ８０５のＹＥＳ）、通知された異物存在の可能性（存在確率）が存在確率の閾値以上か判定を行う（Ｓ８０６）。存在確率の閾値以上ではなかった場合（Ｓ８０６のＮＯ）、Ｓ８０３に戻り、再度異物検出実行要求の送信を所定の間隔分待機する。

　存在確率が閾値以上であった場合（Ｓ８０６のＹＥＳ）、通知された異物存在の可能性（存在確率）が明確に「異物有り」かの判定を行う（Ｓ８０７）。本実施形態においては、存在確率の表し方として、「異物無し」を０、「異物有り」を１０の数値で表す。したがって、存在確率の値が１０である場合は、明確に「異物あり」と判定され、１０でない場合は、明確に「異物あり」と判定されない。なお、これに限定されず、明確に「異物あり」かを判定するために使用される閾値として、例えば８の値が設定されてもよい。この場合は、存在確率の値が８よりも大きい場合は、明確に「異物あり」と判定され、８以下、あるいは８よりも小さい場合は、明確に「異物あり」と判定されない。このときの、明確に「異物あり」かを判定する閾値は、存在確率の閾値よりも大きい閾値である。また、存在確率の表し方も上記に限定されず、０～１０以外の値や範囲が使用されてもよい。

　判定の結果、明確に「異物有り」の場合（Ｓ８０７のＹＥＳ）、受電を停止する。（Ｓ８０８）。なお、Ｓ８０８は、ＲＸ４０１がＴＸ４０２に対して送電の停止を要求する送電停止要求コマンドであるＥＰＴ（Ｅｎｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ）コマンド（パケット）を送信することで実現できる。

　Ｓ８０７の判定の結果、明確に「異物あり」と判定されない場合、異物検出実行要求の送信する待機間隔の調整を行うため、現在の待機間隔を判定する（Ｓ８０９）。具体的には、次の異物検出実行要求を送信するまでの待機時間の時間長を、現在の時間長よりも短くすることができるかを判定する。異物検出実行要求の送信する待機時間が、ＲＸ４０１が実現可能な最短の時間長ではなかった場合（Ｓ８０９のＮＯ）、異物検出実行要求の送信までの待機時間を短縮し（Ｓ８１０）、短縮した時間が経過するまで異物検出実行要求の送信を待機する（Ｓ８１１）。一方、異物検出実行要求の送信する待機時間の時間長がすでに最短の時間長だった場合（Ｓ８０９のＹＥＳ）、異物検出実行要求の送信の待機時間の短縮は行わず、現在の待機時間が経過するまで異物検出実行要求の送信を待機する（Ｓ８１１）。

　なお、異物検出実行要求を送信する所定の間隔（待機時間の時間長）の決定方法としては、あらかじめＲＸ４０１及びＴＸ４０２の少なくともいずれかの装置ごとに定められた値を用いる方法であってもよい。また例えば、所定の間隔（待機時間の時間長）の決定方法としては、ＴＸ４０２からの送電出力によって定められた値を用いる方法であってもよい。また、最短の時間長としては、例えば、ＴＸ４０２が波形減衰法を実行可能な最短の時間長や、ＲＸ４０１が異物検出実行要求を送信可能な最短の時間長に基づいて決定されてもよい。また例えば、所定の間隔は、ＲＸ４０１とＴＸ４０２との間の交渉により決定されてもよい。またこの交渉が、Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズで行われる構成であってもよい。

　また、時間長の短縮のしかたとしては、所定の時間長だけ短縮する方法、一度の処理で最短の時間長まで短縮する方法、または、ＴＸ４０２からの送電出力に応じた時間長だけ短縮する方法などでありうる。

　Ｓ８１１からＳ８１３の処理は、Ｓ８０３からＳ８０５までの処理と同様の処理であり、説明を省略する。ＴＸ４０２からの応答に異物存在の可能性（存在確率）が含まれていた場合（Ｓ８１３のＹＥＳ）、ＲＸ４０１は、通知された異物存在の可能性（存在確率）が明確に「異物有り」かの判定を行う（Ｓ８１４）。判定の結果、明確に「異物あり」の場合（Ｓ８１４のＹＥＳ）、受電を停止する（Ｓ８０８）。

　一方、判定の結果、明確に「異物有り」ではなかった場合（Ｓ８１４のＮＯ）、ＲＸ４０１は、明確に「異物なし」かの判定を行う（Ｓ８１５）。ここで、明確に「異物なし」であるとは、存在確率の値が０である場合である。明確に「異物なし」の場合（Ｓ８１５のＹＥＳ）、ＲＸ４０１は、短縮した異物検出実行要求の送信の待機時間の時間長を、短縮する前の時間長に戻し、Ｓ８０３に戻り受電を継続する（Ｓ８１６）。一方、明確に「異物なし」ではなかった場合（Ｓ８１５のＮＯ）、ＲＸ４０１は、異物検出実行要求の送信の待機時間を短縮した異物検出実行要求の送信を、連続して所定の回数分実行したかを判定する（Ｓ８１７）。連続して所定の回数分実行していた場合（Ｓ８１７のＹＥＳ）、機器の故障等が疑われる可能性があるため、ＲＸ４０１は受電を停止する（Ｓ８０８）。

　連続して所定の回数分実行していない場合（Ｓ８１７のＮＯ）、Ｓ８０９に戻り、異物検出実行要求を送信する待機時間の時間長を調整するため、現在の待機間隔を判定する。ここで、所定の回数の決定方法としては、あらかじめＲＸ４０１ごとに定められた値を用いる方法、ＴＸ４０２からの送電出力によって定められた値を用いる方法などでありうる。

　上述したように、ＲＸ４０１は、異物存在の可能性（存在確率）が存在確率の閾値よりも高く、且つ明確に「異物あり」かを判定するための閾値よりも低い場合は、より短い間隔で異物検出実行要求が送信されるように制御する。

　なお、Ｓ８０７の判定を行わずに、Ｓ８０６で存在確率が閾値以上であった場合に、Ｓ８０９以降の処理を行う構成であってもよい。この構成によれば、存在確率が閾値以上の場合は異物検出実行要求の送信を早めて再度異物検出を行うことで、迅速かつ確実に異物の有無を確認することができる。

　次に、受電装置４０１（ＲＸ４０１）およびＴＸ４０２（ＴＸ４０２）の本実施形態における処理の流れについて、図９のシーケンス図を用いて説明する。図９は、図５のＦ５２８の送電処理開始後から実行される処理である。ここでは、処理の一例として、ＴＸ４０２が波形減衰法を３回行う際に、波形減衰法における送電電力制御の間で異物混入が発生した際の処理について説明する。

　ＴＸ４０２とＲＸ４０１は送電処理を開始する（Ｆ９０１）。受電を開始したＲＸ４０１は、存在確率の閾値の決定を行う（Ｆ９０２）。ここでは、Ｆ５２７で決定した１５ワットの送電がなされているものとし、高い受電電力と判断したＲＸ４０１は「異物が存在する可能性は低い」場合においても異物検出実行要求の送信を待機する時間長を調整するよう閾値の決定を行う。

　Ｆ９０２において、閾値の決定を行ったＲＸ４０１は、異物検出実行要求の送信の待機間隔分の待機を行う（Ｆ９０３）。ここでは、ＲＸ４０１の規定値として２秒を待機時間とする。また、最短の異物検出実行要求の送信の待機時間は０．５秒とする。Ｆ９０３の待機時間が経過した後、ＲＸ４０１は異物検出実行要求をＴＸ４０２に送信する（Ｆ９０４）。Ｆ９０４の異物検出実行要求ＲＸ４０１から受信したＴＸ４０２は、送電電力制御を行い、異物の検出を実行する（Ｆ９０５）。ここでは、３回をＴＸ４０２が異物存在の可能性（存在確率）の検出に用いる所定の送電電力制御の回数とする。

　Ｆ９０５の送電電力制御では、異物が存在していないため、異物存在の可能性（存在確率）としては明確に「異物なし」と判定される。Ｆ９０５の送電電力制御では、所定の送電電力制御の回数に達していないため、ＴＸ４０２はＲＸ４０１に対して、ＮＤパケットを通知する（Ｆ９０６）。Ｆ９０６の通知を受け取ったＲＸ４０１は、次の異物検出実行要求の送信を、待機時間が経過するまで待機する（Ｆ９０７）。Ｆ９０８からＦ９１１までの処理は、Ｆ９０４からＦ９０７までの処理と同様のため、説明を省略する。

　ここで、Ｆ９１１の待機中に、ＴＸ４０２の送電可能範囲内に異物が混入したものとする（Ｆ９１２）。Ｆ９１１の待機時間の経過後、ＲＸ４０１は異物検出実行要求をＴＸ４０２に送信する（Ｆ９１３）。Ｆ９１３の異物検出実行要求ＲＸ４０１から受信したＴＸ４０２は、送電電力制御を行い、異物の検出を実行する（Ｆ９１４）。Ｆ９１４の送電電力制御では、異物が存在しているため、異物存在の可能性（存在確率）としては明確に「異物有り」が検出される。

　Ｆ９１４の送電電力制御にて、所定の波形減衰法の回数（＝３）に達したため、ＴＸ４０２はＦ９０５、Ｆ９０９、Ｆ９１４の送電電力制御の結果から、ＲＸ４０１に通知する異物存在の可能性（存在確率）の決定を行う（Ｆ９１５）。ＴＸ４０２はＲＸ４０１に、Ｆ９１５で決定した異物存在の可能性（存在確率）の通知を行う（Ｆ９１６）。Ｆ９１６の通知を受けたＲＸ４０１は、通知された異物存在の可能性（存在確率）がＦ９０２で決定した存在確率の閾値以上か判定を行う（Ｆ９１７）。ここでは、ＲＸ４０１は通知された異物存在の可能性（存在確率）と閾値とを比較し、存在確率が閾値以上であると判定する。

　Ｆ９１７の判定の結果から、ＲＸ４０１は異物検出実行要求の送信待機時間の短縮処理のため、現在の異物検出実行要求の送信待機時間の確認を行う（Ｆ９１８）。Ｆ９１８の結果、現在の異物検出実行要求の送信の待機時間は２秒であり、最短の異物検出実行要求の送信の待機時間である０．５秒より長いため、ＲＸ４０１は異物検出実行要求の待機時間の短縮を行う（Ｆ９１９）。ここでは、ＲＸ４０１は、最短の待機時間である０．５秒を待機時間として決定する。なお、本実施形態では、一度の短縮で最短値へと変更を行ったが、徐々に短くする構成であってもよい。

　ＲＸ４０１はＦ９１９で決定した、異物検出実行要求の送信の待機時間分、待機を行う（Ｆ９２０）。Ｆ９２０の短縮した待機時間が経過後、ＲＸ４０１は異物検出実行要求をＴＸ４０２に送信する（Ｆ９２１）。これにより、ＴＸ４０２は、異物検出による異物存在の可能性（存在確率）が閾値よりも高く、且つ明確に「異物あり」と判定されない場合は、これらが満たされない場合と比較して早いタイミングで次の異物検出実行要求を受信する。Ｆ９２１で送信された異物検出実行要求を受信したＴＸ４０２は、送電電力制御を行い、異物の検出を実行する（Ｆ９２２）。ここでは、Ｆ９０５と同じく３回をＴＸ４０２が異物存在の可能性（存在確率）の検出に用いる所定の送電電力制御の回数とする。

　Ｆ９２２の送電電力制御では、異物が存在しているため、異物存在の可能性（存在確率）としては明確に「異物有り」と判定される。Ｆ９２２の送電電力制御では、所定の送電電力制御の回数に達していないため、ＴＸ４０２はＲＸ４０１に対して、ＮＤパケットを通知する（Ｆ９２３）。Ｆ９２３の通知を受け取ったＲＸ４０１は再度異物検出実行要求の送信の待機間隔分待機を行う（Ｆ９２４）。Ｆ９２５からＦ９３０までの処理は、Ｆ９２１からＦ９２６までの処理と同様のため、説明を省略する。

　Ｆ９３０の送電電力制御にて、所定の送電電力制御の回数に達したため、ＴＸ４０２はＦ９２２、Ｆ９２６、Ｆ９３０の送電電力制御の結果から、ＲＸ４０１に通知する異物存在の可能性（存在確率）の決定を行う（Ｆ９３１）。ここでは、ＴＸ４０２はＦ９２２の「異物あり」、Ｆ９２６の「異物あり」、Ｆ９３０の「異物あり」の結果から、「異物あり」を示す存在確率を通知すると決定する。ＴＸ４０２はＲＸ４０１に、Ｆ９３１で決定した異物存在の可能性（存在確率）の通知を行う（Ｆ９３２）。Ｆ９３２の通知を受けたＲＸ４０１は、通知された異物存在の可能性（存在確率）が「異物あり」であることを確認し、ＴＸ４０２にＥＰＴ（Ｅｎｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ）コマンド（パケット）を送信し、受電の停止を行う（Ｆ９３３）。以上が、複数の波形減衰法に基づく異物検出において、異物が混入した場合の処理の一例である。

　なお、本実施形態では調整する異物検出実行要求の送信を待機する間隔として、Ｆ９０３に代表される「初回の異物検出実行までの間隔」とＦ９０７に代表される「複数回の送電電力制御間の間隔」の二つが存在する。本実施例では、双方を同時に調整する方法について述べているが、どちらか片方の調整のみでもよい。

　以上の構成により、ＲＸ４０１は、ＴＸ４０２から「異物が存在する可能性が高い」と通知された場合に、異物検出実行要求の送信間隔を短縮することができる。これにより、ＲＸ４０１は、異物が存在する可能性が高い場合に、異物検出処理を再度行うまでの時間を短縮することができる。結果として、ＲＸ４０１は、異物の有無を早く明確にすることが可能となる。また、異物がない状態、及び、明確に「異物なし」であると通知された場合には、ＲＸ４０１は、異物検出実行要求の送信時間を、最短の時間長よりも長く設定する。これにより、波形減衰法に係る処理負荷を減らし、より安全で効率の良い無線電力伝送システムを実現することができる。

　＜実施形態２＞
　実施形態１では、ＷＰＣ規格において複数回の波形減衰法による異物検出を適用する例について述べた。本実施形態においては、実施形態１で述べた方法を用いながら、より安全性の高い電力伝送が行われるようにする方法について述べる。

　（送電装置４０２及び受電装置４０１の処理）
　本実施形態における、受電装置４０１（ＲＸ４０１）の処理の流れについて、図１０のフローチャート図を用いて説明する。図１０は、図５のＦ５２８の送電処理開始後から実行されるＲＸ４０１の動作を表したフローチャート図である。なお、実施形態１と同様の処理内容については、説明を省略するものとする。

　Ｓ１００１からＳ１０１５までの処理は、Ｓ８０１からＳ８１５までの処理と同様のため、説明を省略する。明確に「異物無し」ではなかった場合（Ｓ１０１５のＮＯ）、異物検出実行要求の送信の待機時間を短縮した異物検出実行要求の送信を、連続して所定の回数分実行したかを判定する（Ｓ１０１７）。連続して所定の回数分実行していない場合（Ｓ１０１６のＮＯ）、Ｓ１００９に戻り、ＲＸ４０１は異物検出実行要求の送信する待機時間を調整するため、現在の待機時間を判定する。なお、所定の回数の決定方法は、実施形態１と同様である。

　一方、連続して所定の回数分実行していた場合（Ｓ１０１６のＹＥＳ）、ＲＸ４０１は、現在のＴＸ４０２からの送電電力が、ＴＸ４０２とＲＸ４０１間で取りうる下限値か否かの判定を行う（Ｓ１０１７）。ＴＸ４０２からの送電電力が下限値であった場合（Ｓ１０１７のＹＥＳ）、Ｓ１００９に戻り、ＲＸ４０１は異物検出実行要求を送信する待機時間を調整するため、現在の待機時間を判定する。ＴＸ４０２からの送電電力が下限値ではなかった場合（Ｓ１０１７のＮＯ）、ＲＸ４０１はＴＸ４０２に対して、送電電力を下げるよう送電電力変更要求を送信する（Ｓ１０１８）。

　Ｓ１０１８の送電電力変更処理の完了後、Ｓ１００９に戻り、ＲＸ４０１は異物検出実行要求の送信する待機時間を調整するため、現在の待機時間を判定する。

　また、Ｓ１０１５で明確に「異物なし」と判定された場合（Ｓ１０１５のＹＥＳ）、短縮した異物検出実行要求の送信の待機時間を、短縮前の時間長に戻し（Ｓ１０１９）、Ｓ１０１８の送電電力の変更を行ったかどうかの判定を行う（Ｓ１０２０）。送電出力の変更を行っていない場合（Ｓ１０２０のＮＯ）、Ｓ８０３に戻り、ＲＸ４０１は受電を継続する。一方、送電電力の変更を行っていた場合（Ｓ１０２０のＹＥＳ）、ＲＸ４０１はＴＸ４０２に対して、変更した送電電力を変更される前の送電電力に戻すよう送電出力変更要求を送信し（Ｓ１０２１）、Ｓ８０３に戻り受電を継続する。

　上述した処理を行うことにより、以下のような効果がある。すなわち、異物が存在する可能性が高い場合に、送電電力を低下させることにより、異物に対して送電して異物の温度が上昇するなどの危険を回避することができる。また、送電電力が高くなるほど、送電に係るノイズの影響が大きくなりうる。このため、波形減衰法による異物検出を行った場合に、異物が存在しないのに「異物あり」と判定される、又は、異物が存在するのに「異物なし」と判定される、異物の誤検出が発生する可能性も高くなる。このため、「異物が存在する可能性が高い」と判定された場合に、送電電力を低下させて再度異物検出を行うことにより、より精度の高い状態で異物の有無を確認することができる。

　次に、受電装置４０１（ＲＸ４０１）および送電装置４０２（ＴＸ４０２）の本実施形態における処理の流れについて、図１１のシーケンス図を用いて説明する。図１１は、Ｆ５２８の送電処理開始後から実行される処理である。ここでは処理の一例として、波形減衰法における送電電力制御を行う際に、一時的なノイズで送電電力制御期間中の送電波形に乱れが生じた場合の処理について説明する。Ｆ１１０１からＦ１１０４までの処理は、Ｓ９０１からＳ９０４までの処理と同様のため、説明を省略する。

　Ｆ１１０４の異物検出実行要求ＲＸ４０１から受信したＴＸ４０２は、送電電力制御を行い、異物の検出を実行する（Ｆ１１０５）。ここでは、１回をＴＸ４０２が異物存在の可能性（存在確率）の検出に用いる所定の送電電力制御の回数とする。Ｆ１１０５の送電電力制御では、異物が存在してないにもかかわらず、ノイズの影響による送電電力制御期間中の送電波形の乱れから、異物存在の可能性（存在確率）として「異物が存在する可能性は低い」が検出されるものとする。ＴＸ４０２はＦ１１０５の検出結果をＲＸ４０１に通知を行う（Ｆ１１０６）。Ｆ１１０６の通知を受けたＲＸ４０１は、通知された異物存在の可能性（存在確率）がＦ１１０２で決定した存在確率の閾値以上か判定を行う（Ｆ１１０７）。ここでは、ＲＸ４０１は通知された異物存在の可能性（存在確率）と閾値とを比較し、存在確率の閾値以上であると判定を行う。

　Ｆ１１０８からＦ１１１１までの処理は、Ｆ９１８からＦ９２１までの処理と同様のため、説明を省略する。Ｆ１１１２及びＦ１１１３の処理は、Ｆ１１０５及びＦ１１０６の処理と同様のため、説明を省略する。異物検出実行要求の送信待機間隔を短縮したＦ１１１０からＦ１１１３までと同様の処理で異物検出の実行が繰り返し行われる中、ＲＸ４０１は所定の回数の繰り返しに達したかの判定を行う（Ｆ１１１４）。Ｆ１１１４にて、所定の回数に達したと判定された後、ＲＸ４０１は現在の送電電力が下限値に設定されているか判定を行う（Ｆ１１１５）。本実施形態では、送電電力の下限値を５ワットとし、現在の送電出力は１５ワットであるとする。よって、Ｆ１１１５の判定では、現在の送電電力は下限値ではないと判定され、ＲＸ４０１はＴＸ４０２に対して、送電電力を下限値の５ワットとするよう送電電力変更要求を送信する（Ｆ１１１６）。

　Ｆ１１１６の送電出力変更要求を受信したＴＸ４０２は、送電電力を５ワットに変更し（Ｆ１１１７）、ＡＣＫを送信することで、ＲＸ４０１に送電出力の変更が完了した旨の通知を行う（Ｆ１１１８）。なお、本実施形態では、ＲＸ４０１は一度の送電電力変更で下限値へと変更する処理を行ったが、徐々に送電電力を下げる構成であってもよい。

　送電電力が下限値に変更されることにより、送電波形に影響を与えていたノイズが消滅する（Ｆ１１１９）。Ｆ１１１９のノイズ消滅後、ＲＸ４０１は異物検出実行要求をＴＸ４０２に送信する（Ｆ１１２０）。Ｆ１１２０の異物検出実行要求ＲＸ４０１から受信したＴＸ４０２は、波形減衰法における送電電力制御を行い、異物の検出を実行する（Ｆ１１２１）。ここでは、Ｓ１１１９にて送電電力制御期間中の送電波形の乱れに影響を与えていたノイズが消滅したことにより、異物存在の可能性（存在確率）として明確に「異物なし」と判定される。ＴＸ４０２はＦ１１２１の判定結果に基づく存在確率をＲＸ４０１に通知する（Ｆ１１２２）。

　Ｆ１１２２の通知を受けたＲＸ４０１は、Ｆ１１２０からＦ１１２２までと同様の処理での異物検出の実行を繰り返し、異物が存在しないと判断する（Ｆ１１２３）。なお、本実施形態ではＦ１１２３の処理に関し、送電電力制御の回数が１回であったため、ノイズ等の影響を鑑みてＲＸ４０１が複数回の異物検出の実行結果から判断を行うようにしているが、１回の異物検出の実行結果から判断を行ってもよい。Ｆ１１２３で異物が存在しないと判定したＲＸ４０１は、短縮していた異物検出実行要求の送信待機時間を短縮前の時間長に戻し（Ｓ１１２４）、送電電力の変更を行ったか判定を行う（Ｓ１１２５）。本実施形態では、送電電力が１５ワットから５ワットに変更されているため、ＲＸ４０１はＴＸ４０２に送電出力を１５ワットに戻すよう送電電力変更要求を送信する（Ｓ１１２６）。Ｆ１１２６の送電出力変更要求を受信したＴＸ４０２は、送電電力を１５ワットに変更し（Ｆ１１２７）、ＡＣＫを送信することで、ＲＸ４０１に送電電力の変更が完了した旨の通知を行う（Ｆ１１２８）。

　このように、ＲＸ４０１はＴＸ４０２から「異物が存在する可能性」が通知された場合に、異物検出実行要求の送信時間を短縮し、かつ、送電電力を低下させる。これにより、ＲＸ４０１及びＴＸ４０２は、異物が発熱する可能性を低減しつつ誤検出による送電の停止を防止し、送電を継続することができる。また、異物検出実行要求の送信時間を短縮した状態を継続することにより、いち早く異物混入を検知でき、より安全で効率の良い無線電力伝送システムを実現することができる。

　＜その他の実施形態＞
　上述した実施形態１、２の内容は、適宜組み合わせて実施されてもよい。また、上述した実施形態においては、ＴＸ４０２が送電電力制御を行い、その波形減衰指標から異物検出を行った。波形減衰指標の一つであるＱ値を測定するその他の方法としては、以下の方法が考えられる。すなわち、複数の周波数成分を有する信号（例えば、パルス波）を送信し、その波形の振幅あるいは減衰状態等を測定し、結果に対して演算処理（例えば、フーリエ変換）を行うことでＱ値を測定する方法もあり、これを上記の実施形態に適用することも可能である。

　本開示は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ等）によっても実現可能である。また、そのプログラムをコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。

　本開示は上記実施の形態に制限されるものではなく、本願の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本開示の範囲を公にするために以下の請求項を添付する。

　本願は、２０２１年１２月９日提出の日本国特許出願特願２０２１－２００２０８を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てをここに援用する。

Claims

　受電装置であって、
　送電装置から無線で電力を受電する受電手段と、
　前記送電装置が送電を制限する所定期間のうち少なくとも２つの時点における電圧または電流の値に基づいて前記送電装置及び前記受電装置とは異なる物体を検出する検出処理を実行するための信号を所定の間隔で送信する送信手段と、
　前記送信手段により送信される信号に応じて実行される前記検出処理に基づく検出結果を含む応答信号を、前記送電装置から受信する受信手段と、
　前記受信手段により受信される前記応答信号に含まれる検出結果が所定の条件を満たす場合、前記所定の間隔よりも短い間隔で前記送信手段により前記信号が送信されるように制御する制御手段と
　を有することを特徴とする受電装置。
　前記応答信号は、前記検出結果として、前記送電装置及び前記受電装置とは異なる物体が存在する確率に応じた情報を含み、
　前記所定の条件は、前記確率が閾値よりも高い場合を含むことを特徴とする請求項１に記載の受電装置。
　前記所定の条件は、前記確率が、前記閾値よりも高く且つ前記閾値よりも大きい他の閾値よりも低い場合を含むことを特徴とする請求項２に記載の受電装置。
　前記制御手段は、前記確率が前記他の閾値よりも大きい場合、前記送信手段により前記送電装置から送電される電力を停止させるための信号が送信されるように制御することを特徴とする請求項３に記載の受電装置。
　前記制御手段は、前記受信手段により受信される前記応答信号に含まれる検出結果が所定の条件を満たさない場合、前記送信手段により前記信号が送信される前記所定の間隔を変更しないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の受電装置。
　前記信号は、前記受電装置が受電した電力を表す信号であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の受電装置。
　前記信号は、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ規格で規定されるＲｅｃｅｉｖｅｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐａｃｋｅｔであることを特徴とする請求項６に記載の送電装置。
　前記制御手段は、前記受信手段により受信される前記応答信号に含まれる検出結果が所定の条件を満たす場合、前記送電装置が前記受電装置に送電する電力を変更するための信号が前記送信手段により送信されるように制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の受電装置。
　前記制御手段は、前記所定の間隔よりも短い間隔で前記送信手段により前記信号が送信されるように制御した後に、前記受信手段により受信される応答信号に含まれる検出結果が他の所定の条件を満たす場合、前記所定の間隔で前記送信手段により前記信号が送信されるように制御することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の受電装置。
　前記他の所定の条件は、前記検出結果により、前記送電装置及び前記受電装置とは異なる物体が存在しないことが表される場合を含むことを特徴とする請求項９に記載の受電装置。
　前記所定の間隔は、前記受電装置及び前記送電装置の少なくともいずれかの装置ごとにあらかじめ決定される値であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の受電装置。
　前記所定の間隔は、前記送電装置により送電される電力に基づいて決定される値であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の受電装置。
　前記所定の間隔は、前記受電装置と前記送電装置との交渉に基づいて決定される値であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の受電装置。
　前記受信手段は、複数の前記検出処理に基づく検出結果を含む応答信号を受信することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の受電装置。
　前記受電手段により受電した電力を蓄積するバッテリと、
　前記バッテリの電力を用いて車輪を駆動させるためのモータと、を有する請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の受電装置。
　前記受電手段により受電した電力を蓄積するバッテリと、
　前記バッテリの電力が供給される表示部と、を有することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の受電装置。
　前記受電手段により受電した電力を蓄積するバッテリと、
　前記バッテリの残量を通知する通知手段と
　を有する請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の受電装置。
　送電装置であって、
　受電装置に無線で電力を送電する送電手段と、
　前記送電手段による送電を制限する所定期間のうち少なくとも２つの時点における電圧または電流の値に基づいて前記送電装置及び前記受電装置とは異なる物体を検出する検出処理を実行するための信号を受信する受信手段と、
　前記受信手段により受信される信号に応じて前記検出処理を実行する処理手段と、
　を有し、
　前記受信手段は、第１の信号に応じて前記処理手段により実行される前記検出処理に基づく検出結果が所定の条件を満たす場合、前記第１の信号の後に受信する第２の信号を、
　前記検出結果が前記所定の条件を満たさない場合よりも早いタイミングで受信する
　ことを特徴とする送電装置。
　前記処理手段により実行される検出処理に基づく検出結果を含む応答信号を、前記受電装置に送信する送信手段を有することを特徴とする請求項１８に記載の送電装置。
　前記所定の条件は、前記送電装置及び前記受電装置とは異なる物体が存在する確率が閾値よりも高い場合を含むことを特徴とする請求項１８又は１９に記載の送電装置。
　前記所定の条件は、前記確率が、前記閾値よりも高く且つ前記閾値よりも大きい他の閾値よりも低い場合を含むことを特徴とする請求項２０に記載の送電装置。
　前記送電手段は、前記確率が前記他の閾値よりも大きい場合、前記受電装置に送電する電力を停止することを特徴とする請求項２１に記載の受電装置。
　車輪と、バッテリと、を有し、
　前記送電手段は、前記バッテリの電力を用いて、前記受電装置に無線で送電することを特徴とする請求項１８乃至２２のいずれか１項に記載の送電装置。
　車両内に設置されることを特徴とする請求項１８乃至２２のいずれか１項に記載の送電装置。
　無線電力伝送方法であって、
　送電装置が受電装置に対する送電を制限する所定期間のうち少なくとも２つの時点における電圧または電流の値に基づいて前記送電装置及び前記受電装置とは異なる物体を検出する検出処理を実行するための信号を所定の間隔で送信する送信工程と、
　前記送信工程において送信される信号に応じて実行される検出処理に基づく検出結果が所定の条件を満たす場合、前記所定の間隔よりも短い間隔で前記信号が送信されるように制御する制御工程と
　を有することを特徴とする無線電力伝送方法。
　コンピュータを、請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の受電装置、又は、請求項１８乃至２４のいずれか１項に記載の送電装置として機能させるためのプログラム。