JP5515701B2 - 送電装置、受電装置、および送電制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、送電装置、受電装置、および送電制御方法に関する。

近年、例えば電子マネーシステムや交通機関の改札システムなど、非接触式に装置間で電力の伝送を行うことが可能な電力伝送システムの普及が進んでおり、また、より大容量の電力をより遠距離へと伝送する非接触電力伝送技術の開発も行われている。上記のような非接触電力伝送技術を用いて電力の送受信を行う場合や、電磁調理器が用いられる場合、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging system。磁気共鳴画像装置）などの磁場、電場を用いて撮像する装置が用いられる場合などには、少なからず生体への影響が懸念されている。

このような中、非接触電力伝送における安全性を向上させるための技術が開発されている。例えば、電力の伝送周波数を制限することにより生体への影響の低減を図る技術としては、例えば、特許文献１が挙げられる。また、電磁調理器における安全性を向上させるための技術も開発されている。ユーザの接近を感知して電子レンジにおける高周波発振を制御する技術としては、例えば、特許文献２が挙げられる。

特開２００８−４９０５５号公報 特開２００３−４２４５５号公報

非接触電力伝送における安全性を向上させるための従来の技術（以下、「従来の技術１」とよぶ場合がある。）は、非接触電力伝送に用いる周波数を制限するので、生体への影響の低減（すなわち、安全性の向上）を図ることができる可能性はある。しかしながら、従来の技術１は周波数を制限しているに過ぎないので、例えばより大容量の電力をより遠距離へと伝送する非接触電力伝送方式など、従来の技術１を従来の技術１の制限外の周波数を用いた非接触電力伝送方式には適用することができない。

また、ユーザの接近を感知して電子レンジにおける高周波発振を制御する従来の技術（以下、「従来の技術２」とよぶ場合がある。）は、ユーザが感知された場合には高周波発振をオフとするので、ユーザ（生体の一例）への影響の低減を図ることができる可能性はある。しかしながら、従来の技術２は、高周波発振をオン／オフ制御しているに過ぎないので、例えば、従来の技術２を非接触電力伝送に適用することが可能であったとしても、生体の検出結果に応じて電力の送信、停止を行うことしか制御することができない。つまり、従来の技術２を非接触電力伝送に適用した場合、電力を送信する装置（以下、「送電装置」という。）は、生体が検出されたときには常に電力の送信を停止する。そのため、従来の技術２を非接触電力伝送に適用した場合において送電装置において生体が検出されたときには、電力を受信する受電側の装置（以下、「受電装置」という。）は、常に電力を得ることができないので、その結果受電装置が機能しなくなる恐れがある。したがって、従来の技術２を用いた場合には、駆動に必要な電力が得られないことにより受電装置が機能しなくなる可能性があることことから、利便性の低下が生じる恐れがある。

上記のように、従来の技術１と従来の技術２（以下、総称して「従来の技術」という。）を用いたとしても、非接触電力伝送における安全性の向上と利便性の向上との両立を図ることは、望むべくもない。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、非接触電力伝送における安全性の向上と利便性の向上との両立を図ることが可能な、新規かつ改良された送電装置、受電装置、および送電制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点によれば、所定の発振周波数の発振信号を増幅する電圧制御増幅回路を有し、入力される制御電圧に応じて上記電圧制御増幅回路の利得を減衰させて、上記発振信号に応じた電力を、電力を受信する受電装置へ非接触式に送信する送電部と、生体を検出対象として検出し、検出された上記検出対象との距離に応じた検出信号を出力する検出部と、上記検出部から出力される上記検出信号に応じた大きさの上記制御電圧を出力する制御電圧生成部とを備える送電装置が提供される。

かかる構成により、非接触電力伝送における安全性の向上と利便性の向上との両立を図ることができる。

また、上記送電部は、上記発振信号を生成する発振回路と、上記発振信号と上記制御電圧とがそれぞれ入力される上記電圧制御増幅回路と、上記電圧制御増幅回路から出力される発振信号に応じた交流電流が流れ、電磁誘導により電力を送信する送電アンテナとを備えてもよい。

また、上記送電部は、上記送電アンテナと物理的に分離して設けられ、上記送電アンテナにより発生した振動電磁場の誘導によって所定の共振周波数の振動電磁場を発生させて、電力を送信する共振回路をさらに備えてもよい。

また、上記制御電圧生成部は、上記検出信号に対して線形な制御電圧を出力してもよい。

また、上記制御電圧生成部から出力される線形な上記制御電圧を、上記検出信号に対して非線形な制御電圧に補正する補正部をさらに備えてもよい。

また、上記検出部は、焦電効果によって上記検出対象との距離に応じた検出信号を出力する焦電センサを備えてもよい。

また、上記検出部は、上記検出対象が有する所定の外部装置から送信される上記外部装置の種別を示す認識信号を検出し、検出した上記認識信号の強度に基づいて上記検出対象との距離に応じた検出信号を出力する認識信号受信回路を備えてもよい。

また、上記制御電圧生成部から出力される上記制御電圧を、上記検出信号に対して非線形な制御電圧に補正する補正部と、入力される切替信号に応じて、上記制御電圧生成部から出力される制御電圧、または、上記補正部から出力される補正された制御電圧の一方を選択的に上記送電部へ出力する切替部とをさらに備え、上記検出部は、受信した上記認識信号の種別に基づく上記切替信号を上記切替部に出力してもよい。

また、上記制御電圧生成部が生成した上記制御電圧と所定の基準電圧とを比較して、上記検出対象が検出されたことを報知するか否かを判定する報知判定部と、上記報知判定部において報知すると判定された場合に、上記検出対象が検出されたことを報知する報知部とをさらに備えてもよい。

また、上記受電装置と通信を行う通信部をさらに備え、上記通信部は、上記報知判定部において報知すると判定された場合には、上記受電装置に報知を行わせるための検出対象検出情報を、上記受電装置へ送信してもよい。

上記目的を達成するために、本発明の第２の観点によれば、所定の発振周波数の発振信号を増幅する電圧制御増幅回路を有し、入力される制御電圧に応じて上記電圧制御増幅回路の利得を減衰させて、上記発振信号に応じた電力を非接触式に送信する送電装置と通信を行う通信部と、上記送電装置から送信された電力を受信する受電部と、上記受電部が受信した電力の変化量に基づいて、上記送電装置における電力の送信を制御するための送電制御情報を選択的に送信させる送電制御情報送信制御部とを備え、上記受電部は、上記送電装置から発生された振動電磁場と共鳴して、振動電磁場を発生させる共振回路と、上記共振回路と物理的に分離して設けられ、上記共振回路が発生させた振動電磁場の誘導により、上記送電装置から送信された電力を受信する受電アンテナとを有する受電装置が提供される。

かかる構成により、非接触電力伝送における安全性の向上と利便性の向上との両立を図ることができる。

また、上記受電部の上記共振回路は、所定のインダクタンスを有するインダクタと、所定の静電容量を有するキャパシタと、入力される調整信号に応じて上記共振回路の共振周波数を変化させるバリキャップとを備え、上記送電制御情報送信制御部は、上記バリキャップに異なる大きさの上記調整信号を順次入力させることにより上記共振回路の共振周波数を調整して、上記送電装置から送信される電力の受信効率を調整してもよい。

上記目的を達成するために、本発明の第３の観点によれば、電力を受信する受電装置と通信を行う通信部と、所定の発振周波数の発振信号を増幅する電圧制御増幅回路を有し、入力される制御電圧に応じて上記電圧制御増幅回路の利得を減衰させて、上記発振信号に応じた電力を、上記受電装置へ非接触式に送信する送電部と、上記通信部が、上記受電装置から送信された電力の送信を制御するための送電制御情報を受信した場合に、上記送電制御情報に基づいて制御電圧を上記送電部に出力する制御部とを備え、上記送電部は、上記発振信号を生成する発振回路と、上記発振信号と上記制御電圧とがそれぞれ入力される上記電圧制御増幅回路と、上記電圧制御増幅回路から出力される発振信号に応じた交流電流が流れ、電磁誘導により電力を送信する送電アンテナと、上記送電アンテナと物理的に分離して設けられ、上記送電アンテナにより発生した振動電磁場の誘導によって所定の共振周波数の振動電磁場を発生させて、電力を送信する共振回路とを備える送電装置が提供される。

かかる構成により、非接触電力伝送における安全性の向上と利便性の向上との両立を図ることができる。

上記目的を達成するために、本発明の第４の観点によれば、生体を検出対象として検出し、検出された上記検出対象との距離に応じた検出信号を生成するステップと、上記検出信号を生成するステップにおいて生成された上記検出信号に応じた大きさの上記制御電圧を生成するステップと、上記制御電圧を生成するステップにおいて生成された制御電圧に応じて、所定の発振周波数の発振信号を増幅する電圧制御増幅回路の利得を減衰させて、上記電圧制御増幅回路から出力される発振信号に応じた電力を、電力を受信する受電装置へ非接触式に送信するステップとを有する送電制御方法が提供される。

かかる方法を用いることによって、非接触電力伝送における安全性の向上と利便性の向上との両立を図ることができる。

上記目的を達成するために、本発明の第５の観点によれば、電力を受信する受電装置が、電力を非接触式に送信する送電装置から送信された電力を受信するステップと、上記受電装置が、受信した電力の変化量に基づいて上記送電装置における電力の送信を制御するための送電制御情報を選択的に送信させるステップと、上記送電装置が、上記受電装置から送信された上記送電制御情報を受信した場合に、上記送電制御情報に基づいて、所定の発振周波数の発振信号を増幅する電圧制御増幅回路の利得を減衰させるための制御電圧を生成するステップと、上記送電装置が、上記生成するステップにおいて生成された制御電圧に応じて、上記電圧制御増幅回路の利得を減衰させ、上記電圧制御増幅回路から出力される発振信号に応じた電力を上記受電装置へ非接触式に送信するステップとを有し、上記送電装置は、上記発振信号を生成する発振回路と、上記発振信号と上記制御電圧とがそれぞれ入力される上記電圧制御増幅回路と、上記電圧制御増幅回路から出力される発振信号に応じた交流電流が流れ、電磁誘導により電力を送信する送電アンテナと、上記送電アンテナと物理的に分離して設けられ、上記送電アンテナにより発生した振動電磁場の誘導によって所定の共振周波数の振動電磁場を発生させて、電力を上記受電装置へ送信する送電側共振回路とを電力を送信する送電部として備え、上記受電装置は、上記送電装置から発生された振動電磁場と共鳴して、振動電磁場を発生させる受電側共振回路と、上記受電側共振回路と物理的に分離して設けられ、上記受電側共振回路が発生させた振動電磁場の誘導により、上記送電装置から送信された電力を受信する受電アンテナとを電力を受信する受電部として備える送電制御方法が提供される。

かかる方法を用いることによって、非接触電力伝送における安全性の向上と利便性の向上との両立を図ることができる。

本発明によれば、非接触電力伝送における安全性の向上と利便性の向上との両立を図ることができる。

本発明の実施形態に係る電力伝送システムにおける電力伝送に係る第１の構成を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る制御電圧を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る電力伝送システムにおける電力伝送に係る第２の構成を説明するための説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る送電装置と受電装置との構成の一例を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る制御電圧生成部が出力する制御電圧の一例を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態の変形例に係る送電装置の構成の一例を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る補正部を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係る補正部を説明するための説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る送電装置と受電装置との構成の一例を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る送電装置が検出する検出対象が有する所定の外部装置の構成の一例を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る制御電圧生成部が出力する制御電圧の一例を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態の変形例に係る送電装置の構成の一例を説明するための説明図である。 本発明の第３の実施形態に係る送電制御方法（第２の送電制御方法）の一例を示す流れ図である。 本発明の第３の実施形態に係る送電制御方法（第２の送電制御方法）の一例を示す流れ図である。 本発明の第３の実施形態に係る送電装置と受電装置との構成の一例を示す説明図である。 本発明の第３の実施形態の変形例に係る送電装置の構成の一例を説明するための説明図である。 本発明の第３の実施形態の変形例に係る受電装置の構成の一例を説明するための説明図である。 本発明の第３の実施形態の変形例に係る受電装置における、共振回路に印加される印加電圧と、受電部から出力される出力電圧（受信した電力に応じた電圧）との関係を示す説明図である。 本発明の第３の実施形態の他の変形例に係る送電装置、受電装置の構成を説明するための説明図である。 本発明の第３の実施形態の他の変形例に係る送電装置、受電装置の構成を説明するための説明図である。 本発明の第３の実施形態の他の変形例に係る送電装置、受電装置の構成を説明するための説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、以下では、下記に示す順序で説明を行う。
１．本発明の実施形態に係るアプローチ
２．本発明の第１の実施形態に係る送電装置、受電装置
３．本発明の第２の実施形態に係る送電装置、受電装置
４．本発明の第３の実施形態に係る送電装置、受電装置

（本発明の実施形態に係るアプローチ）
本発明の実施形態に係る電力伝送システム（以下、「電力伝送システム１０００」とよぶ場合がある。）を構成する送電装置（以下、総称して「送電装置１００」とよぶ場合がある。）、受電装置（以下、総称して「受電装置２００」とよぶ場合がある。）の構成について説明する前に、本発明の実施形態に係る安全性・利便性向上アプローチについて説明する。

［安全性・利便性向上アプローチの概要］
電力伝送システム１０００では、本発明の実施形態に係る送信装置１００が、検出対象である生体が検出された場合に検出結果に応じて送信する電力を制限（制御）する。なお、以下では、本発明の実施形態に係る電力伝送システム１０００における検出対象として、人体を例に挙げて説明するが、本発明の実施形態に係る検出対象は、上記に限られず、例えば動物などの電磁場の影響を受けうる任意の生体であってもよい。

上記によって、電力伝送システム１０００は、電磁場の生体への影響を低減することが可能となるので、非接触電力伝送における安全性の向上を図ることができる。また、電力伝送システム１０００は、検出対象である生体が検出された場合、従来の技術を用いる場合のように、送電装置１００から受電装置２００への電力の供給を常に停止することはないので、駆動に必要な電力が得られないことにより受電装置２００が機能しなくなる可能性をより低減させることができる。よって、電力伝送システム１０００は、非接触電力伝送における利便性を向上を図ることができる。

［電力伝送システム１０００における電力伝送に係る構成］
上記安全性・利便性向上アプローチを実現するための、電力伝送システム１０００における電力伝送に係る構成について、より具体的に説明する。

（１）第１の構成（電磁誘導型非接触電力伝送に係る構成）
図１は、本発明の実施形態に係る電力伝送システム１０００における電力伝送に係る第１の構成を説明するための説明図であり、電磁誘導型非接触電力伝送に係る構成の一例を示している。ここで、図１では、電力伝送システム１０００を構成する送電装置１００および受電装置２００の構成のうち、送電装置１００が備える送電部１０２Ａと、受電装置２００が備える受電部２０２Ａとを示している。

〔送電部１０２Ａの構成〕
送電部１０２Ａは、発振回路１２０と、電圧制御増幅回路１２２と、所定のインダクタンスを有するインダクタＬ１を有する送電アンテナ１２４とを備える。発振回路１２０は、送電装置の制御部（後述する）から伝達される送電制御電圧に基づいて選択的に、所定周波数の発振信号を生成する。電圧制御増幅回路１２２は、入力される制御電圧に応じて利得を減衰させる。また、電圧制御増幅回路１２２は、入力された発振信号を制御電圧に応じた利得で増幅して、発振信号を送電アンテナ１２４へ伝達する。上記により送電アンテナ１２４のインダクタＬ１には伝達される発振信号に応じた交流電流が流れるので、送電アンテナ１２４（より厳密にはインダクタＬ１）からは、電磁誘導により発振信号に応じた電力が送信される。

ここで、本発明の実施形態に係る制御電圧は、送電装置１００が備える電圧制御増幅回路１２２（電圧制御増幅アンプ）の利得を制御する電圧である。図２は、本発明の実施形態に係る制御電圧の役目を説明するための説明図である。

図２に示すように、電圧制御増幅回路１２２は、制御電圧が大きくなればなる程、利得（ゲイン）が減少する特性を有する。例えば、送電装置１００が、検出対象の検出に応じて１［Ｖ］の制御電圧を電圧制御増幅回路１２２に入力させた場合には、電圧制御増幅回路１２２の利得は、４０［ｄＢ］（非制限時、または、通常時）から２０［ｄＢ］となり、利得が２０［ｄＢ］減衰する。よって、例えば図２に示すように制御電圧の電圧値に応じて電源制御回路１２２の利得（ゲイン）が制御されることによって、電圧制御増幅回路１２２から送電アンテナ１２４に伝達される発振信号が制御される。

したがって、送電装置１００は、検出対象の検出結果に応じた制御電圧を生成することによって、検出対象の検出結果に応じて送信する電力を制限することができる。なお、本発明の実施形態に係る電力伝送システム１０００における制御電圧の生成方法と、当該生成方法に係る送電装置１００の構成および受電装置２００の構成とについては、後述する。

〔受電部２０２Ａの構成〕
受電部２０２Ａは、所定のインダクタンスを有するインダクタＬ２を有する受電アンテナ２２０と、整流部２２２と、キャパシタＣ１とを有する。受電アンテナ２２０（より厳密には、インダクタＬ２）は、送電装置２００の送電アンテナ１２４から送信された電力を受信し、受電アンテナ２２０には、電磁誘導により受信した電力に応じた誘起電圧が生じる。受電アンテナ２２０に生じた誘起電圧は、整流部２２２において整流（図１では、ブリッジ整流を行う例を示している。）され、キャパシタＣ１により平滑化されて、受電装置２００の処理回路（後述する）などに伝達される。

電力伝送システム１０００は、送電装置１００と受電装置２００とが、例えば図１に示すような構成を有することによって、電磁誘導型の非接触電力伝送を行うことができる。また、送電装置１００は、制御電圧に応じて送信する電力を制限することができるので、上述した本発明の実施形態に係る安全性・利便性向上アプローチを実現することができる。

（２）第２の構成（磁界共鳴型非接触電力伝送に係る構成）
電力伝送システム１０００における電力伝送に係る構成は、図１に示す電磁誘導型非接触電力伝送に係る構成に限られない。図２は、本発明の実施形態に係る電力伝送システム１０００における電力伝送に係る第２の構成を説明するための説明図であり、磁界共鳴型非接触電力伝送に係る構成の一例を示している。ここで、図３では、電力伝送システム１０００を構成する送電装置１００および受電装置２００の構成のうち、送電装置１００が備える送電部１０２Ｂと、受電装置２００が備える受電部２０２Ｂとを示している。

〔送電部１０２Ｂの構成〕
送電部１０２Ｂは、発振回路１２０と、電圧制御増幅回路１２２と、所定のインダクタンスを有するインダクタＬ３を有する送電アンテナ１２４と、送電アンテナ１２４と物理的に分離された共振回路１２６（送電側共振回路）とを備える。なお、図３では、共振回路１２６が送電装置１００に備えられる例を示しているが、上記に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る電力伝送システム１０００では、図３に示す共振回路１２６を、送電装置１００とは別体の装置（送電側共振装置）として有することもできる（以下、同様とする。）。

発振回路１２０、電圧制御増幅回路１２２、および送電アンテナ１２４は、図１に示す送電部１０２Ａと同様の構成であり、送電アンテナ１２４からは電磁誘導により発振信号に応じた電力が送信される。共振回路１２６は、所定のインダクタンスを有するインダクタＬ４と所定の静電容量を有するキャパシタＣ２を有する。共振回路１２６は、送電アンテナ１２４により発生した振動電磁場の誘導によって、インダクタＬ４のインダクタンスおよびキャパシタＣ２の静電容量により規定される所定の共振周波数の振動電磁場を発生させて、電力を送信する。共振回路１２６において所定の共振周波数の振動電磁場を発生させて電力を送信することによって、送電装置１００は、図１に示す電磁誘導型非接触電力伝送に係る構成よりもより遠方により大きな電力を送信することが可能となる。

図３に示す送電部１０２Ｂを有する場合であっても、送電装置１００は、図１に示す送電部１０２Ａを有する場合と同様に、検出対象の検出結果に応じた制御電圧を生成することによって、検出対象の検出結果に応じて送信する電力を制限することができる。

〔受電部２０２Ｂの構成〕
受電部２０２Ｂは、共振回路２２４（受電側共振回路）と、共振回路２２４と物理的に分離され、所定のインダクタンスを有するインダクタＬ６を有する受電アンテナ２２０と、整流部２２２と、キャパシタＣ１とを備える。なお、図３では、共振回路２２４が受電装置２００に備えられる例を示しているが、上記に限られない。例えば、本発明の実施形態に係る電力伝送システム１０００では、図３に示す共振回路２２４を、受電装置２００とは別体の装置（受電側共振装置）として有することもできる（以下、同様とする。）。

共振回路２２４は、所定のインダクタンスを有するインダクタＬ５と所定の静電容量を有するキャパシタＣ３を有する。共振回路２２４は、送電装置１００の共振回路１２６から発生された振動電磁場と共鳴して、振動電磁場を発生させる。ここで、共振回路２２４における共振周波数は、送電装置１００の共振回路１２６から発生された振動電磁場と共鳴させるために、共振回路１２６の共振周波数と同一（または略同一）となるように設定される。

受電アンテナ２２０は、共振回路２２４が発生させた振動電磁場の誘導により、送電装置１００から送信された電力を受信する。より具体的には、受電アンテナ２２０（より厳密には、インダクタＬ６）には、共振回路２２４が発生させた振動電磁場により生じた電磁誘導により受信した電力に応じた誘起電圧が生じることにより、電力を受信する。受電アンテナ２２０に生じた誘起電圧は、図１に示す受電部２０２Ａと同様に、整流部２２２において整流（図３では、ブリッジ整流を行う例を示している。）され、キャパシタＣ１により平滑化されて、受電装置２００の処理回路（後述する）などに伝達される。

電力伝送システム１０００は、送電装置１００と受電装置２００とが、例えば図３に示すような構成を有することによって、磁界共鳴型の非接触電力伝送を行うことができる。また、図３に示す送電部１０２Ｂを備える送電装置１００は、図１に示す送電部１０２Ａを備える場合と同様に、制御電圧に応じて送信する電力を制限することができるので、上述した本発明の実施形態に係る安全性・利便性向上アプローチを実現することができる。

電力伝送システム１０００では、送電装置１００と受電装置２００とが、例えば図１や図３に示す構成を有することによって、上記安全性・利便性向上アプローチを実現しつつ、非接触電力伝送を行うことができる。以下、本発明の実施形態に係る電力伝送システム１０００が有する送電装置１００と受電装置２００との構成について、より具体的に説明する。

（第１の実施形態に係る送電装置、受電装置）
第１の実施形態に係る電力伝送システム（以下、「電力伝送システム１１００」という。）として、本発明の実施形態に係る送電装置が、検出対象を検出し、検出結果に応じて送信する電力を制御する電力伝送システムについて説明する。

図４は、本発明の第１の実施形態に係る送電装置１００と受電装置２００との構成の一例を示す説明図である。以下では、送電装置１００と受電装置２００とが、電磁誘導型の非接触電力伝送を行う場合を例に挙げて説明する。

［送電装置１００］
送電装置１００は、送電部１０２Ａと、制御部１０４と、検出部１０６と、制御電圧生成部１０８と、報知判定部１１０と、報知部１１２と、通信部１１４とを備える。

また、送電装置１００は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory；図示せず）や、ＲＡＭ（Random Access Memory；図示せず）、送電装置１００のユーザが操作可能な操作部（図示せず）、各種画面を表示画面に表示する表示部（図示せず）などを備えてもよい。送電装置１００は、例えば、データの伝送路としてのバス（bus）により各構成要素間を接続する。

ここで、ＲＯＭ（図示せず）は、制御部１０４が使用するプログラムや演算パラメータなどの制御用データを記憶する。ＲＡＭ（図示せず）は、制御部１０４により実行されるプログラムなどを一次記憶する。操作部（図示せず）としては、例えば後述する操作入力デバイスが挙げられる。表示部（図示せず）としては、例えば後述する表示デバイスが挙げられる。

操作部（図示せず）としては、例えば、ボタン、方向キー、ジョグダイヤルなどの回転型セレクター、あるいは、これらの組み合わせなどが挙げられるが、上記に限られない。また、表示部（図示せず）としては、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイが挙げられるが、上記に限られない。また、送電装置１００は、送電装置１００の外部装置としての操作入力デバイス（例えば、キーボードやマウスなど）や、外部表示デバイスと接続することもできる。

送電部１０２Ａは、図１に示す電磁誘導型の非接触電力伝送を行うための構成を有する。つまり、送電部１０２Ａは、制御部１０４から伝達される送電制御信号に応じて選択的に発振信号を生成し、制御電圧生成部１０８が生成した制御電圧に応じて設定される利得に応じて発振信号を増幅して、増幅された発振信号に応じた電力を送信する。

制御部１０４は、例えばＭＰＵ（Micro Processing Unit）や、制御機能を実現するための複数の回路が集積された集積回路などで構成され、送電装置１００全体を制御する。また、制御部１０４は、例えば、操作部（図示せず）から伝達されるユーザ操作に応じた操作信号に基づいて送電制御信号を発振回路１２０へ出力することによって、送電部１０２Ａからの電力の送信、停止を制御する。

検出部１０６は、検出対象を検出し、検出された検出対象との距離に応じた検出信号を制御電圧生成部１０８へ出力する。検出部１０６は、例えば、赤外線焦電センサ１３０（焦電型赤外センサ。焦電センサ）で構成される。ここで、赤外線焦電センサ１３０は、誘電率の大きな結晶体や粉末、強誘電率樹脂（例えば、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）など）の温度変化によって電荷を生じる焦電効果（パイロ電子効果）を利用したセンサである。

検出部１０６は、赤外線焦電センサ１３０を備えることによって、生体の体温と室温の変化によって、生体を検出対象として検出する。

制御電圧生成部１０８は、検出部１０６から伝達される検出信号に応じた大きさの制御電圧を出力する。より具体的には、制御電圧生成部１０８は、例えば積分増幅回路（積分アンプ）で構成され、検出信号を積分することによって、検出信号に応じた制御電圧（すなわち、検出対象との距離に応じた制御電圧）を出力する。

図５は、本発明の第１の実施形態に係る制御電圧生成部１０８が出力する制御電圧の一例を示す説明図である。図５に示すように、制御電圧生成部１０８は、検出対象との距離に応じた検出信号に基づくことにより、検出対象との距離に応じた大きさの制御電圧を出力することができる。ここで、制御電圧生成部１０８は、例えば図５に示すように、検出対象との距離に対して（検出信号に対して）線形な制御電圧を出力する。なお、本発明の実施形態に係る線形な制御電圧が、略線形な制御電圧を含んでもよいことは、言うまでもない。

制御電圧生成部１０８が生成した制御電圧が、送電部１０２Ａの電圧制御増幅回路１２２に入力されることによって、電圧制御増幅回路１２２では、図２に示すように、制御電圧の電圧値に応じた利得が設定される。したがって、送電装置１００は、検出対象との距離に応じた制御電圧に基づいて送信する電力を制御することによって、上述した本発明の実施形態に係る安全性・利便性向上アプローチを実現することができる。

報知判定部１１０は、制御電圧生成部１０８が生成した制御電圧と所定の基準電圧とを比較して、検出対象が検出されたことを報知するか否かを判定する。より具体的には、報知判定部１１０は、例えばコンパレータで構成され、制御電圧と基準電圧との比較結果に応じた判定信号を出力する。

報知部１１２は、報知判定部１１０において報知すると判定された場合（例えば、上記判定信号が、制御電圧が基準電圧よりも大きいことを示す場合）に、検出対象が検出されたことを報知する。ここで、報知部１１２は、例えば、ランプの点灯による視覚的な報知や、警告音を鳴らすことによる聴覚的な報知によって、報知を行うが、上記に限られない。報知部１１２において報知が行われることによって、送電装置１００は、送電装置１００のユーザや、当該ユーザ以外の第三者に、送電装置１００が送信する電力を制限していることを認識させることができる。

通信部１１４は、送電装置１００が備える通信手段であり、ネットワークを介して（あるいは、直接的に）、受電装置２００などの外部装置と無線／有線で通信を行う。通信部１１４は、報知判定部１１０において報知すると判定された場合（例えば、上記判定信号が、制御電圧が基準電圧よりも大きいことを示す場合）に、受電装置２００に報知を行わせるための検出対象検出情報を受電装置２００へ送信する。ここで、上記検出対象検出情報は、報知判定部１１０から伝達される上記判定信号そのものとすることができる、上記に限られない。なお、図４では示していないが、通信部１１４は、例えば制御部１０４により通信が制御される。

ここで、通信部１１４としては、例えば、通信アンテナおよびＲＦ（Radio Frequency）回路や、ＬＡＮ（Local Area Network）端子および送受信回路などが挙げられるが、上記に限られない。

送電装置１００は、通信部１１４を介して検出対象検出情報を受電装置２００へ送信することによって、受電装置２００側で報知を行わせることができる。よって、送電装置１００は、例えば、受電装置２００のユーザに、送電装置１００から送信される電力が制限されていることを認識させることができる。

送電装置１００は、例えば図４に示す構成によって、検出対象を検出し、検出された検出対象との距離に応じた制御電圧に応じて電圧制御増幅回路１２２の利得を設定することにより、送信する電力を制御することができる。

［受電装置２００］
受電装置２００は、受電部２０２Ａと、処理部２０４と、通信部２０６と、報知部２０８とを備える。

また、受電装置２００は、例えば、制御部（図示せず）や、ＲＯＭ（図示せず）、ＲＡＭ（図示せず）、受電装置２００のユーザが操作可能な操作部（図示せず）、各種画面を表示画面に表示する表示部（図示せず）などを備えてもよい。受電装置２００は、例えば、データの伝送路としてのバスにより各構成要素間を接続する。

ここで、制御部（図示せず）は、例えば、ＭＰＵや、各種処理回路などで構成され受電装置２００全体を制御する。また、制御部（図示せず）は、例えば、処理部２０４の役目を果たすこともできる。また、受電装置２００は、受電装置２００の外部装置としての操作入力デバイス（例えば、キーボードやマウスなど）や、外部表示デバイスと接続することもできる。

受電部２０２Ａは、図１に示す電磁誘導型の非接触電力伝送を行うための構成を有し、平滑化された誘起電圧を処理部２０４へ伝達する（受信した電力の伝達に相当する）。処理部２０４は、受電部２０２Ａから伝達される電力を用いて様々な処理を行う。

通信部２０６は、受電装置２００が備える通信手段であり、ネットワークを介して（あるいは、直接的に）、送電装置１００などの外部装置と無線／有線で通信を行う。ここで、通信部２０６としては、例えば、通信アンテナおよびＲＦ回路や、ＬＡＮ端子および送受信回路など、送電装置１００の通信部１１４と対応する構成が挙げられる。受電装置２００は、通信部２０６を備えることによって、送電装置１００から送信される検出対象検出情報を受信することができる。

報知部２０８は、通信部２０６が受信した検出対象検出情報に基づいて報知を行う。ここで、報知部２０８は、例えば、ランプの点灯による視覚的な報知や、警告音を鳴らすことによる聴覚的な報知によって、報知を行うが、上記に限られない。

受電装置２００は、例えば図４に示す構成によって、送電装置１００から送信される電力を受信することができる。

第１の実施形態に係る電力伝送システム１１００は、例えば図４に示すような構成を有する送電装置１００と受電装置２００とを備える。送電装置１００は、検出対象を検出し、検出された検出対象との距離に応じた制御電圧に応じて電圧制御増幅回路１２２の利得を設定することにより、送信する電力を制御する。よって、電力伝送システム１１００では上述した本発明の実施形態に係る安全性・利便性向上アプローチが実現される。したがって、電力伝送システム１１００は、送電装置１００を有することによって、非接触電力伝送における安全性の向上と利便性の向上との両立を図ることができる。

［第１の実施形態に係る送電装置の変形例］
なお、本発明の第１の実施形態に係る送電装置の構成は、図４に示す構成に限られない。例えば、本発明の第１の実施形態に係る送電装置は、例えば図５に示すように、検出対象との距離に対して（検出信号に対して）線形な制御電圧に応じて電圧制御増幅回路１２２の利得を制御することに限らず、非線形な制御電圧に応じて電圧制御増幅回路１２２の利得を制御することもできる。

図６は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る送電装置１５０の構成の一例を説明するための説明図である。ここで、図６では、図４と同様の構成を有する受電装置２００を併せて示している。

送電装置１５０は、基本的に図４に示す送電装置１００と同様の構成を有しており、送電装置１００と比較すると、補正部１５２と、切替部１５４とをさらに備える。

補正部１５２には制御電圧生成部１０８から出力される制御電圧が入力され、補正部１５２は、入力された制御電圧を、検出対象との距離に対して（検出信号に対して）非線形な制御電圧に補正する。

図７、図８は、本発明の実施形態に係る補正部１５２を説明するための説明図である。図７は、本発明の実施形態に係る補正部１５２の構成の一例を示しており、補正部１５２が対数増幅回路で構成される例を示している。また、図８は、図７に示す補正部１５２の入出力特性の一例を示す説明図である。

例えば、制御電圧生成部１０８から出力される制御電圧が１［Ｖ］であるとき、当該制御電圧が電圧制御増幅回路１２２に入力された場合には、図２より電圧制御増幅回路１２２は、２０［ｄＢ］の増幅回路として機能する。これに対して、上記制御電圧が補正部１５２に入力された場合には、図８より補正部１５２からは１．６［Ｖ］の出力電圧が出力されるので、当該出力電圧が制御電圧として入力される電圧制御増幅回路１２２は、図２より１０［ｄＢ］の増幅回路として機能する。

よって、例えば図８のような特性を有する補正部１５２を備えることによって、送電装置１５０は、図４に示す送電装置１００よりも、より生体への電磁場の影響を低減させることができる。

なお、本発明の実施形態に係る補正部１５２は、図７に示す構成に限られない。例えば、補正部１５２は、逆対数増幅回路や、リミッタ回路で構成することもできる。ここで、補正部１５２が、例えば逆対数増幅回路で構成される場合には、図７に示す対数増幅回路を備える場合とは逆に、図２に示す特性よりも電圧制御増幅回路１２２の利得の減衰がより小さくなる。よって、上記の場合には、送電装置１５０は、電力の伝送効率をより高めることができる。なお、上記の場合であっても、送電装置１５０から送信される電力は、生体への影響がでる程の高出力とはならないので、安全性が阻害されることはない。

切替部１５４は、例えば制御部１０４から出力される切替信号に基づいて、制御電圧生成部１０８から出力される制御電圧、または、補正部１５２から出力される制御電圧のいずれか一方を、選択的に電圧制御増幅回路１２２に入力させる。ここで、制御部１０４は、例えば、操作部（図示せず）から伝達されるユーザ操作に応じた操作信号に基づいて、当該操作信号に応じた切替信号を切替部１５４に出力する。また、切替部１５４は、例えば、トランジスタなどで構成されるスイッチング回路で構成されるが、上記に限られず、切替信号に基づいてスイッチングが可能な任意の構成をとることができる。

切替部１５４を備えることによって、送電装置１５０は、例えば、送信する電力の制御の仕方をユーザ操作に基づいて適宜切り替えることができる。なお、本発明の第１の実施形態の変形例に係る送電装置１５０が、切替部１５４を備えず、補正部１５２から出力される制御電圧を電圧制御増幅回路１２２に入力させる構成をとることができることは、言うまでもない。

本発明の第１の実施形態の変形例に係る送電装置１５０は、例えば図６に示す構成を有する。図６に示す構成であっても、送電装置１５０は、図４に示す送電装置１００と同様に、検出対象を検出し、検出された検出対象との距離に応じた制御電圧に応じて電圧制御増幅回路１２２の利得を設定することにより、送信する電力を制御することができる。したがって、電力伝送システム１１００は、送電装置１５０を有する場合にも、非接触電力伝送における安全性の向上と利便性の向上との両立を図ることができる。

なお、上記では、本発明の第１の実施形態に係る送電装置１００（送電装置１５０）として、赤外線焦電センサ１３０を検出部１０６として備える構成を示したが、上記に限られない。例えば、本発明の第１の実施形態に係る送電装置に接近する対象が、生体に限られる場合には、本発明の第１の実施形態に係る送電装置は、例えば超音波センサなど他の検出手段を検出部１０６として備えることもできる。

（第２の実施形態に係る送電装置、受電装置）
上記では、第１の実施形態に係る電力伝送システム１１００として、送電装置１００（または送電装置１５０）が、赤外線焦電センサ１３０を用いて検出対象を検出し、検出結果に応じて送信する電力を制御する電力伝送システムを示した。しかしながら、本発明の実施形態に係る送電装置が、検出対象を検出する構成は、赤外線焦電センサ１３０を用いる構成に限られない。

そこで、次に、本発明の第２の実施形態に係る電力伝送システム（以下、「電力伝送システム１２００」という。）として、送信装置が、例えばペースメーカーなど検出対象が有する所定の外部装置を検出することにより、送信する電力を制御する電力伝送システムについて説明する。

図９は、本発明の第２の実施形態に係る送電装置３００と受電装置２００との構成の一例を示す説明図である。ここで、第２の実施形態に係る電力伝送システム１２００を構成する受電装置２００は、図４に示す受電装置２００と同様の構成、機能を有するので、以下では説明を省略する。

送電装置３００は、本的に図４に示す送電装置１００と同様の構成を有しており、送電装置１００と比較すると、検出部３０２の構成が異なる。

検出部３０２は、所定の外部装置から送信される認識信号を受信することにより検出し、検出した認識信号の強度に基づいて検出信号を出力する認識信号受信回路３１０を備える。

［所定の外部装置の構成一例：ペースメーカ］
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る送電装置３００が検出する検出対象が有する所定の外部装置４００の構成の一例を示す説明図である。ここで、図１０は、所定の外部装置４００として、検出対象の心臓Ｈ付近に設置されるペースメーカを示している。なお、本発明の実施形態に係る所定の外部装置４００は、ペースメーカに限られず、検出対象が備えうる任意の装置であってもよい。

所定の外部装置４００は、心電検出部４０２と、パルス発生部４０４と、認識信号生成部４０６と、送信部４０８とを備える。心電検出部４０２およびパルス発生部４０４は、いわゆるペースメーカとしての役目を果たすための構成である。認識信号生成部４０６は、所定の外部装置４００の種別を示す認識信号を生成し、送信部４０８は、認識信号生成部４０６が生成した認識信号を送信する。

ここで、本発明の実施形態に係る認識信号としては、例えば、所定の外部装置４００の製造者名（例えばメーカー名など）や、型番、製造年月日、電磁波に対する対抗能力（例えば、電磁波シールド能力など）が挙げられるが、上記に限られない。また、送信部４０８は、例えば３００［ＭＨｚ］程度の微弱電波を用いることにより、ペースメーカとしての機能を阻害しないように、認識信号を送信する。また、送信部４０８は、ペースメーカとして機能するための電池寿命の負担とならないように、例えば、１［Ｓｅｃ］ごとに認識信号を間欠送信する。

所定の外部装置４００は、例えば図１０に示す構成を有することによって、認識信号を送信することができる。

再度図９を参照して、第２の実施形態に係る送電装置３００の構成について説明する。認識信号受信回路３１０は、受信された認識信号の強度に応じた検出信号を制御電圧生成部１０８へ出力する。認識信号受信回路３１０が、例えば受信された認識信号の強度に応じた検出信号を出力することによって、当該検出信号を、検出対象との距離に応じた信号とすることができる。

図１１は、本発明の第２の実施形態に係る制御電圧生成部１０８が出力する制御電圧の一例を示す説明図である。図１１に示すように、第２の実施形態に係る制御電圧生成部１０８は、検出対象との距離に応じた検出信号に基づくことにより、図５に示す第１の実施形態に係る制御電圧生成部１０８と同様に、検出対象との距離に応じた大きさの制御電圧を出力することができる。

よって、送電装置３００は、図４に示す送電装置１００と同様に、検出対象を検出し、検出された検出対象との距離に応じた制御電圧に応じて電圧制御増幅回路１２２の利得を設定することにより、送信する電力を制御することができる。

第２の実施形態に係る電力伝送システム１２００は、例えば図９に示すような構成を有する送電装置３００と受電装置２００とを備える。送電装置３００は、検出部３０２の構成が図４に示す検出部１０６の構成と異なるが、第１の実施形態に係る送電装置１００と同様に、検出対象を検出し、検出された検出対象との距離に応じた制御電圧に応じて電圧制御増幅回路１２２の利得を設定することにより、送信する電力を制御する。

よって、電力伝送システム１２００では上述した本発明の実施形態に係る安全性・利便性向上アプローチが実現される。したがって、電力伝送システム１２００は、送電装置３００を有することによって、非接触電力伝送における安全性の向上と利便性の向上との両立を図ることができる。

また、電力伝送システム１２００では、送電装置３００が、例えばペースメーカを備える検出対象など、特定の検出対象を検出して送信する電力を制御することができる。

［第２の実施形態に係る送電装置の変形例］
なお、本発明の第２の実施形態に係る送電装置の構成は、図９に示す構成に限られない。例えば、本発明の第２の実施形態に係る送電装置は、図６に示す第１の実施形態の変形例に係る送電装置１５０と同様に、補正部１５２と切替部１５４とを備えることができる。

図１２は、本発明の第２の実施形態の変形例に係る送電装置３５０の構成の一例を説明するための説明図である。ここで、図１２では、図４と同様の構成を有する受電装置２００を併せて示している。

送電装置３５０は、基本的に図９に示す送電装置３００と同様の構成を有しており、送電装置３００と比較すると、補正部１５２と、切替部１５４とをさらに備え、検出部３０２が備える認識信号受信回路が有する機能が異なる。より具体的には、送電装置３５０の検出部３０２を構成する認識信号検出回路３１２は、認識信号の強度に応じた検出信号を制御電圧生成部１０８へ出力することに加え、さらに、認識信号が有する上記各種情報に基づく切替信号を切替部１５４へ出力する。

認識信号受信回路３１２が、上記のように切替信号を切替部１５４へ出力することによって、送電装置３５０は、例えばペースメーカなどの所定の外部装置４００が有する電磁波に対する対抗能力などに基づいて、送信する電力を制御することができる。よって、送電装置３５０は、より安全性を向上させる（または、より送電効率を向上させる）ことができる。

本発明の第２の実施形態の変形例に係る送電装置３５０は、例えば図１２に示す構成を有する。図１２に示す構成であっても、送電装置３５０は、図９に示す送電装置３００と同様に、検出対象を検出し、検出された検出対象との距離に応じた制御電圧に応じて電圧制御増幅回路１２２の利得を設定することにより、送信する電力を制御することができる。したがって、電力伝送システム１２００は、送電装置３５０を有する場合にも、非接触電力伝送における安全性の向上と利便性の向上との両立を図ることができる。また、第２の実施形態の変形例に係る電力伝送システムは、図９に示す電力伝送システム１２００と同様の効果を奏することができる。

（第３の実施形態に係る送電装置、受電装置）
上記では、第１、第２の実施形態に係る電力伝送システム１１００、１２００として、送電装置が検出対象を検出し、検出結果に応じて送信する電力を制御する電力伝送システムを示した。上述したように、第１、第２の実施形態に係る、送電装置が検出対象を検出して検出結果に応じて送信する電力を制御する送電制御方法（以下、「第１の送電制御方法」とよぶ場合がある。）を用いることによって、非接触電力伝送における安全性の向上と利便性の向上との両立を図ることができる。

しかしながら、本発明の実施形態に係る非接触電力伝送における安全性の向上と利便性の向上との両立を図ることが可能な送電制御方法は、送電装置が直接的に検出対象を検出する第１の送電制御方法に限られない。例えば、送電装置と受電装置とが図３に示す構成により磁界共鳴型の非接触電力伝送を行う場合には、検出対象の接近によって共鳴に係る共振回路の共振周波数やＱ値に変化が生じることにより、受電装置において受信される電力に変化が生じる。したがって、受電装置は、受信された電力の変化量に基づいて検出対象の接近を間接的に検出することが可能であるので、送電装置は、受電装置における検出結果に基づいて送信する電力を制御することができる。

そこで、次に、本発明の第３の実施形態に係る電力伝送システム（以下、「電力伝送システム１３００」という。）として、受電装置が、受信された電力の変化量に基づいて検出対象の接近を間接的に検出し、送電装置が、受電装置における検出結果に基づいて送信する電力を制御する送電制御方法（以下、「第２の送電制御方法」とよぶ場合がある。）を用いる電力伝送システムについて説明する。

［第３の実施形態に係る送電制御方法（第２の送電制御方法）の一例］
本発明の実施形態に係る第２の送電制御方法に係る処理について、より具体的に説明する。以下では、本発明の実施形態に係る第２の送電制御方法を、第３の実施形態に係る送電装置５００と受電装置６００とが行うものとして説明する。

〔１〕受電装置６００における処理
図１３は、本発明の第３の実施形態に係る送電制御方法（第２の送電制御方法）の一例を示す流れ図であり、受電装置６００における処理の一例を示している。

受電装置６００は、受信された電力の変化量が、所定の閾値以上（または、閾値より大きい。以下同様とする。）であるか否かを判定する（Ｓ１００）。ここで、ステップＳ１００の判定は、受電装置６００における検出対象の間接的な検出処理に相当する。また、上記所定の閾値としては、例えば、１［Ｖ］が挙げられるが、上記に限られない。

ステップＳ１００において受信された電力の変化量が、所定の閾値以上であると判定されない場合には、受電装置６００は、所定の待機時間が経過したか否かを判定する（Ｓ１０２）。ここで、上記所定の待機時間としては、例えば、検出対象の一例である人体の一般的な振る舞いに適合させるための１０［ｍｓｅｃ］が挙げられるが、上記に限られない。

ステップＳ１０２において所定の待機時間が経過したと判定されない場合には、受電装置６００は、所定の待機時間が経過したと判定されるまで処理を進めない。また、ステップＳ１０２において所定の待機時間が経過したと判定された場合には、受電装置６００は、ステップＳ１００の処理を再度行う。

ステップＳ１００において受信された電力の変化量が、所定の閾値以上であると判定された場合には、受電装置６００は、変化量に応じた送電制御情報を生成する（Ｓ１０４）。ここで、本発明の実施形態に係る送電制御情報とは、送電装置における電力の送信を制御するための情報である。送電制御情報は、送電装置５００において、電圧制御増幅回路の利得を制御する制御電圧の生成に用いられる。

ステップＳ１０４において送電制御情報が生成されると、受電装置６００は、送電制御情報を送電装置５００へ送信する（Ｓ１０６）。

受電装置６００は、例えば図１３に示す処理を行うことによって、検出対象を間接的に検出し、検出結果を送電制御情報として送電装置５００へ送信することができる。

〔２〕送電装置５００における処理
図１４は、本発明の第３の実施形態に係る送電制御方法（第２の送電制御方法）の一例を示す流れ図であり、送電装置５００における処理の一例を示している。

送電装置５００は、送電制御情報が受信されたか否かを判定する（Ｓ２００）。ステップＳ２００において送電制御情報が受信されたと判定されない場合には、送電装置５００は処理を進めない。

また、ステップＳ２００において送電制御情報が受信されたと判定された場合には、送電装置５００は、受信した送電制御情報に基づいて制御電圧を生成する（Ｓ２０２）。ここで、送電装置５００は、例えば送電制御情報に含まれる変化量の情報に応じて検出対象との距離を推定し、例えば図５に示すように推定された検出対象との距離に応じた制御電圧を生成する。送電装置５００は、例えば、送電制御情報に含まれる変化量の値（変化量の情報の一例）と、検出対象との距離（推定距離）とが対応付けられたルックアップテーブルを用いて、検出対象との距離を推定するが、上記に限られない。

ステップＳ２０２において制御電圧が生成されると、送電装置５００は、上述した第１、第２の実施形態に係る送電装置と同様に、電圧制御増幅回路の利得を制御電圧に応じて設定して、電力を送信する（Ｓ２０４）。

送電装置５００は、例えば図１４に示す処理を行うことによって、受電装置６００における検出結果に基づいて送信する電力を制御することができる。なお、送電装置５００は、受信した送電制御情報に基づいて発振回路における発振を停止させることもできる。

電力伝送システム１３００では、第２の送電制御方法に係る処理として、送電装置５００と受電装置６００とにおいて例えば図１３、図１４に示す処理が行われる。送電装置５００と受電装置６００とにおいて図１３、図１４に示す処理が行われる場合であっても、送電装置５００は、受電装置６００において間接的に検出された検出対象との距離に応じて送信する電力を制御することができる。したがって、電力伝送システム１３００では、送電装置５００と受電装置６００とが例えば図１３、図１４に示す処理を行うことによって、非接触電力伝送における安全性の向上と利便性の向上との両立を図ることができる。

［送電装置５００と受電装置６００との構成例］
次に、上述した第２の送電制御方法に係る処理を行うことが可能な第３の実施形態に係る送電装置５００と受電装置６００との構成の一例について説明する。図１５は、本発明の第３の実施形態に係る送電装置５００と受電装置６００との構成の一例を示す説明図である。

〔送電装置５００〕
送電装置５００は、通信部１１４と、制御部５０２と、送電部１０２Ｂとを備える。また、送電装置５００は、第１、第２の実施形態に係る送電装置と同様に、ＲＯＭ（図示せず）や、ＲＡＭ（図示せず）、操作部（図示せず）、表示部（図示せず）などを備えてもよい。

通信部１１４は、送電装置５００が備える通信手段である。通信部１１４は、受電装置６００から送信された送電制御情報を受信した場合には、受信した送電制御情報を制御部５０２へ伝達する。

制御部５０２は、ＭＰＵや、制御機能を実現するための複数の回路が集積された集積回路などで構成され、送電装置５００全体を制御する。また、制御部５０２は、図４に示す制御部１０４と同様の機能を有し、さらに、図１４に示すステップＳ２０２の処理を主導的に行う役目を果たす。より具体的には、制御部５０２は、通信部１１４から送電制御情報が伝達された場合には、送電制御情報に基づいて制御電圧を生成して、制御電圧を電圧制御増幅回路１２２へ出力する。

送電部１０２Ｂは、制御部５０２から出力される制御電圧に応じて電圧制御増幅回路１２２の利得を設定して、電圧制御増幅回路１２２から出力される発振信号に応じた電力を、磁界共鳴非接触電力伝送方式により送信する。

送電装置５００は、例えば図１５に示す構成により、図１４に示す第２の送電制御方法に係る処理を行うことができる。

〔受電装置６００〕
受電装置６００は、受電部２０２Ｂと、処理部６０２と、通信部２０６とを備える。また、受電装置６００は、第１、第２の実施形態に係る受電装置と同様に、ＲＯＭ（図示せず）や、ＲＡＭ（図示せず）、操作部（図示せず）、表示部（図示せず）などを備えてもよい。

受電部２０２Ｂは、送電装置５００から送信された電力を磁界共鳴非接触電力伝送方式により受信する。処理部６０２は、受電部２０２Ｂから伝達される電力を用いて様々な処理を行う。図１５では、処理部６０２の構成のうちの第２の送電制御方法に係る構成（Ａ／Ｄ変換回路６１０と送電制御情報送信制御部６１２）を示している。

Ａ／Ｄ変換回路６１０は、受電部２０２Ｂから伝達される電圧をデジタル信号に変換し、送電制御情報送信制御部６１２へ伝達する。送電制御情報送信制御部６１２は、図１３に示す処理を主導的に行う役目を果たす。より具体的には、送電制御情報送信制御部６１２は、Ａ／Ｄ変換回路６１０から伝達される受信された電力に応じたデジタル信号と、所定の閾値とを比較して、選択的に送信制御情報を生成する。そして、送電制御情報送信制御部６１２は、生成した送信制御情報を通信部２０６を介して送電装置５００へ送信する。

受電装置６００は、例えば図１５に示す構成により、図１３に示す第２の送電制御方法に係る処理を行うことができる。

第３の実施形態に係る電力伝送システム１３００は、例えば図１５に示すような構成を有する送電装置５００と受電装置６００とを備える。電力伝送システム１３００では、受電装置６００が、受信された電力の変化量に基づいて検出対象の接近を間接的に検出し、送電装置５００が、受電装置６００における検出結果に基づいて送信する電力を制御する。よって、電力伝送システム１３００では上述した本発明の実施形態に係る安全性・利便性向上アプローチが実現される。したがって、電力伝送システム１３００は、送電装置５００および受電装置６００を有することによって、非接触電力伝送における安全性の向上と利便性の向上との両立を図ることができる。

また、電力伝送システム１３００では、受電装置６００が間接的に検出対象を検出するので、送電装置５００は、第１、第２の実施形態に係る送電装置のような検出対象を直接的に検出するための検出部を備えていなくてもよい。よって、電力伝送システム１３００は、第１、第２の実施形態に係る電力伝送システムよりも、送電装置のコストを低減することができる。

また、電力伝送システム１３００では、受電装置６００が間接的に検出対象を検出するので、例えば、検出対象である生体以外（例えば、極端に大きな金属など）に起因して受電装置６００において受信された電力の変化した場合にも、送電装置５００は、送信される電力を制限することができる。よって、電力伝送システム１３００では、例えば極端に大きな金属などが接近した場合において、送電装置５００および／または受電装置６００の回路を保護することが可能となる。

［第３の実施形態に係る送電装置、受電装置の変形例］
なお、本発明の第３の実施形態に係る送電装置、受電装置の構成は、図１５に示す構成に限られない。例えば、本発明の第３の実施形態に係る送電装置、受電装置は、電力の伝送効率をより高めるために、共振回路（送電側共振回路／受電側共振回路）の共振周波数を連携して調整する構成を有することができる。

より具体的には、第３の実施形態の変形例に係る送電装置５５０、受電装置６５０は、例えば下記の（Ａ）、（Ｂ）に示すように共振回路（送電側共振回路／受電側共振回路）の共振周波数を連携して調整する。

（Ａ）受電側共振回路における共振周波数の調整
・送電装置５５０は、一定の電力を送信する
・受電装置６５０は、受電側共振回路の共振周波数を１ステップずつ調整する
・受電装置６５０は、受信された電力が最大となった共振周波数を、受電側共振回路の共振周波数として決定し、受電側共振回路の共振周波数を決定した共振周波数に設定する

（Ｂ）送電側共振回路における共振周波数の調整
・上記（Ａ）において受電側共振回路の共振周波数が設定されると、送電装置５５０は、送電側共振回路の共振周波数を１ステップずつ調整する
・受電装置６５０は、受信された電力を示す情報を送電装置５５０へ送信する
・送電装置５５０は、受電装置６５０において受信された電力が最大となったときの共振周波数を、送電側共振回路の共振周波数として決定し、送電側共振回路の共振周波数を決定した共振周波数に設定する

送電装置５５０と受電装置６５０とは、例えば上記（Ａ）、（Ｂ）に示す処理を行うことによって、共振回路（送電側共振回路／受電側共振回路）の共振周波数を連携して調整することができる。ここで、送電装置５５０と受電装置６５０とは、例えば、送電装置５５０の主電源をオフの状態からオンの状態へと変化させた場合や、定期的／非定期的に、上記（Ａ）、（Ｂ）に示す処理を自動的に行うが、上記に限られない。例えば、送電装置５５０と受電装置６５０とは、ユーザ操作に基づいて上記（Ａ）、（Ｂ）に示す処理をこともできる。また、送電装置５５０と受電装置６５０は、ＲＯＭなどに記録された上記（Ａ）、（Ｂ）に示す処理を行うためのプログラム（コンピュータプログラム）を実行することにより、行うことができる。

［送電装置５５０と受電装置６５０との構成例］
〔送電装置５５０〕
図１６は、本発明の第３の実施形態の変形例に係る送電装置５５０の構成の一例を説明するための説明図である。

送電装置５５０は、基本的に図１５に示す送電装置５００と同様の構成を有しており、送電装置５００と比較すると、送電部の構成と、制御部が有する機能が異なり、また、Ｄ／Ａ変換回路５５６をさらに備える。

送電部５５２は、基本的に図１５に示す送電装置５００の送電部１０２Ｂと同様の構成を有するが、共振回路の構成が異なる。送電部５５２が備える共振回路５６０は、インダクタＬ４と、キャパシタＣ２と、バリキャップＶＤ１と、キャパシタＣ４とを備える。ここで、バリキャップＶＤ１は、印加される電圧が増加すると静電容量が減少する特性を有する。よって、送電装置５５０は、バリキャップＶＤ１に印加する電圧を変化させることによって、上記（Ｂ）における“送電側共振回路の共振周波数を１ステップずつ調整する”ことを実現することができる。

制御部５５４は、受電装置６５０において共振回路の共振周波数の調整が完了した旨の情報が通信部１１４から伝達された場合に、共振回路５６０の共振周波数を１ステップずつ変化させるための調整信号（デジタル信号）をＤ／Ａ変換回路５５６へ出力する。そして、Ｄ／Ａ変換回路５５６は、制御部５５４から出力される調整信号に応じた電圧を、共振回路５６０のバリキャップＶＤ１へ印加する。

制御部５５４は、受電装置６５０において受信された電力が最大となった旨の情報が通信部１１４から伝達された場合に、当該情報に対応する調整信号を、Ｄ／Ａ変換回路５５６に出力する。上記によって、制御部５５４は、上記（Ｂ）における“送電側共振回路の共振周波数として決定し、送電側共振回路の共振周波数を決定した共振周波数に設定する”ことを実現することができる。

送電装置５５０は、例えば図１６に示す構成によって、上記（Ａ）、（Ｂ）に示す処理を行うことができる。

〔受電装置６５０〕
図１７は、本発明の第３の実施形態の変形例に係る受電装置６５０の構成の一例を説明するための説明図である。

受電装置６５０は、基本的に図１５に示す受電装置６００と同様の構成を有しており、受電装置６５０と比較すると、受電部の構成と、送電制御情報送信制御部が有する機能が異なり、また、Ｄ／Ａ変換回路６５６をさらに備える。

受電部６５２は、基本的に図１５に示す受電装置６００の受電部２０２Ｂと同様の構成を有するが、共振回路の構成が異なる。受電部６５２が備える共振回路６６０は、インダクタＬ５と、キャパシタＣ３と、バリキャップＶＤ２と、キャパシタＣ５とを備える。ここで、バリキャップＶＤ２は、図１６に示すバリキャップＶＤ１と同様に、印加される電圧が増加すると静電容量が減少する特性を有する。よって、受電装置６５０は、バリキャップＶＤ２に印加する電圧を変化させることによって、上記（Ａ）における“受電側共振回路の共振周波数を１ステップずつ調整する”ことを実現することができる。

送電制御情報送信制御部６５４は、上記（Ａ）に係る処理を行う場合、共振回路６６０の共振周波数を１ステップずつ変化させるための調整信号（デジタル信号）をＤ／Ａ変換回路６５６へ出力する。Ｄ／Ａ変換回路６５６は、送電制御情報送信制御部６５４から出力される調整信号に応じた電圧を、共振回路６６０のバリキャップＶＤ２へ印加する。上記によって、共振回路６６０の共振周波数は、１ステップずつ変化する。

送電制御情報送信制御部６５４は、Ａ／Ｄ変換回路６１０から伝達される受信された電力に応じたデジタル信号に基づいて、受信された電力が最大となったときの調整信号を判定する。

図１８は、本発明の第３の実施形態の変形例に係る受電装置６５０における、共振回路６６０に印加される印加電圧と、受電部６５２から出力される出力電圧（受信した電力に応じた電圧）との関係を示す説明図である。共振回路６６０に印加される印加電圧を変化させることによって共振周波数が変化するので、その結果、図１８に示すように受電部６５２から出力される出力電圧（受信した電力に応じた電圧）は変化する。送電制御情報送信制御部６５４は、図１８に示すような受電部６５２から出力される出力電圧のピークを判定し、ピークを示す印加電圧に対応する調整信号を、Ｄ／Ａ変換回路６５６に出力する。上記によって、送電制御情報送信制御部６５４は、上記（Ａ）における“受電側共振回路の共振周波数として決定し、受電側共振回路の共振周波数を決定した共振周波数に設定する”ことを実現することができる。そして、送電制御情報送信制御部６５４は、共振回路の共振周波数の調整が完了した旨の情報を、通信部２０６を介して送電装置５５０へ送信する。

また、送電制御情報送信制御部６５４は、上記（Ｂ）に係る処理を行う場合には、受電部６５２から出力される出力電圧（受信した電力に応じた電圧）のピークを判定する。そして、送電制御情報送信制御部６５４は、ピークが判定された場合に、受信された電力が最大となった旨の情報を、通信部２０６を介して送電装置５５０へ送信する。

受電装置６５０は、例えば図１７に示す構成によって、上記（Ａ）、（Ｂ）に示す処理を行うことができる。

本発明の第３の実施形態の変形例に係る送電装置５５０、受電装置６５０は、例えば図１６、図１７に示す構成を有する。図１６、図１７に示す構成であっても、受電装置６５０は、受信された電力の変化量に基づいて検出対象の接近を間接的に検出し、送電装置５５０は、受電装置６００における検出結果に基づいて送信する電力を制御することができる。したがって、電力伝送システム１３００は、送電装置５５０と受電装置６５０とを有する場合にも、非接触電力伝送における安全性の向上と利便性の向上との両立を図ることができる。また、第３の実施形態の変形例に係る電力伝送システムは、図１５に示す電力伝送システム１３００と同様の効果を奏することができる。

また、本発明の第３の実施形態の変形例に係る送電装置５５０、受電装置６５０は、共振回路（送電側共振回路／受電側共振回路）の共振周波数を連携して調整することができるので、非接触電力伝送の効率をより高めることができる。

［第３の実施形態に係る送電装置、受電装置の他の変形例］
なお、本発明の第３の実施形態に係る送電装置、受電装置において共振回路（送電側共振回路／受電側共振回路）の共振周波数を調整可能な構成は、図１６、図１７に示す構成に限られない。例えば、送電装置、受電装置のユーザ、または第三者が、意図的に共振周波数を変化させることによって、送電装置から送信される電力制御することもできる。

図１９、図２０Ａ、図２０Ｂは、本発明の第３の実施形態の他の変形例に係る送電装置、受電装置の構成を説明するための説明図である。ここで、図１９は、本発明の第３の実施形態の他の変形例に係る受電装置の送電部を構成する共振回路７０２の一例を示しており、また、図２０Ａ、図２０Ｂは、共振回路７０２の外観の一例を示している。なお、本発明の第３の実施形態の他の変形例に係る送電装置の受電部を構成する共振回路については、図１９と同様の構成をとることができるので、以下では説明を省略する。

図１９に示すように、共振回路７０２は、図１５に示す共振回路２２４の構成に加え、さらにスイッチＳＷ２を有する。共振回路７０２の共振周波数は、スイッチＳＷ２がオープンのときには、図１５に示す共振回路２２４と同様の共振周波数となり、また、スイッチＳＷ２がショートしたときには、共振周波数が変化する。

また、スイッチＳＷ２の状態（オープン／ショート）は、例えば図２０Ａ、図２０Ｂに示すように、ばねの状態により制御される。よって、例えば、受電装置のユーザなどが、物や給電対象のデバイス（例えば、共振回路７０２が、受電側共振装置の場合）を載せることによって、スイッチＳＷ２の状態は、変化することとなる。

よって、本発明の第３の実施形態の他の変形例に係る受電装置の送電部が、共振回路７０２を有することによって、例えば、ユーザなどが意図的に共振回路７０２に物を載せた場合に、受電装置は、送電装置から送信される電力を選択的に受信することができる。

したがって、本発明の第３の実施形態の他の変形例に係る電力伝送システムは、送電装置、受電装置のユーザなどが、意図的に共振周波数を変化させることによって、送電装置から送信される電力制御することができる。

なお、共振回路の共振周波数を選択的に変化させる構成（共鳴を制御する構成）は、図１９に示す構成に限られない。例えば、インダクタにタップを設けてインダクタンスを選択的に変化させる、キャパシタを選択的に付加する構成であっても、共振回路の共振周波数を選択的に変化させることができる。また、例えば図１９のスイッチＳＷ２の状態の切り替えは、物を載せることによる物理的な切り替えに限られない。例えば、スイッチＳＷ２は赤外線センサなどの検出手段を備え、検出結果に応じて状態の切り替えを行うこともできる。

以上のように、本発明の第１の実施形態〜第３の実施形態に係る電力伝送システム１０００では、送電装置が、直接的／間接的に検出された検出対象との距離に応じた制御電圧に応じて電圧制御増幅回路１２２の利得を設定することにより、送信する電力を制御する。上記によって、電力伝送システム１０００は、電磁場の生体への影響を低減することが可能となるので、非接触電力伝送における安全性の向上を図ることができる。また、電力伝送システム１０００は、検出対象である生体が検出された場合、従来の技術を用いる場合のように、送電装置１００から受電装置２００への電力の供給を常に停止することはないので、駆動に必要な電力が得られないことにより受電装置２００が機能しなくなる可能性をより低減させることができる。よって、電力伝送システム１０００は、非接触電力伝送における利便性を向上を図ることができる。

したがって、本発明の実施形態に係る電力伝送システム１０００は、非接触電力伝送における安全性の向上と利便性の向上との両立を図ることができる。

また、本発明の実施形態に係る電力伝送システム１０００は、生体を検出対象として検出して、送電装置から送信される電力の出力を下げたり停止させたりすることが可能であるので、例えば、下記のようなことが実現される。
・満員電車でペースメーカー装着者が近傍にいた場合、携帯電話（送電装置の一例）の送信を停止
・電気自動車への非接触充電など、より大きな電力を非接触電力伝送するケースへの適用

また、上記では、本発明の実施形態に係る電力伝送システム１０００を構成する構成要素として送電装置を挙げて説明したが、本発明の実施形態は、かかる形態に限られない。本発明の実施形態は、例えば、ＰＣ（Personal Computer）やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などのコンピュータ、デジタルカメラなどの撮像装置、携帯電話やＰＨＳ（Personal Handyphone System）などの携帯型通信装置、など、電力の送信が可能な様々な機器に適用することができる。さらに、本発明の実施形態は、例えば、電磁調理器やＭＲＩなど、強電磁場などを発生させることにより人体へ影響を与えうる任意の装置に適用することができる

また、上記では、本発明の実施形態に係る電力伝送システム１０００を構成する構成要素として受電装置を挙げて説明したが、本発明の実施形態は、かかる形態に限られない。本発明の実施形態は、例えば、ＰＣやＰＤＡなどのコンピュータ、デジタルカメラなどの撮像装置、携帯電話やＰＨＳなどの携帯型通信装置、携帯型ゲーム機、ヘッドホンやスピーカなどの音声出力装置、電気自動車などの輸送装置、など、電力の受信が可能な様々な機器に適用することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１００、１５０、３００、３５０、５００、５５０ 送電装置
１０２Ａ、１０２Ｂ、５５２ 送電部
１０４、５０２、５５４ 制御部
１０６、３０２ 検出部
１０８ 制御電圧生成部
１１０ 報知判定部
１１２、２０８ 報知部
１１４、２０６ 通信部
１２０ 発振回路
１２２ 電圧制御増幅回路
１２４ 送電アンテナ
１２６、５６０、６６０、７０２ 共振回路
１３０ 赤外線焦電センサ
１５２ 補正部
１５４ 切替部
２００、２５０、６００、６５０ 受電装置
２０２Ａ、２０２Ｂ、６５２ 受電部
２２０ 受電アンテナ
２２４ 共振回路
３１０、３１２ 認識信号受信回路
４００ 外部装置
４０６ 認識信号生成部
４０８ 送信部
６１２、６５４ 送電制御情報送信制御部

Claims (11)

1. 所定の発振周波数の発振信号を増幅する電圧制御増幅回路を有し、入力される制御電圧に応じて前記電圧制御増幅回路の利得を減衰させて、前記発振信号に応じた電力を、電力を受信する受電装置へ非接触式に送信する送電部と、
   生体を検出対象として検出し、検出された前記検出対象との距離に応じた検出信号を出力する検出部と、
   前記検出部から出力される前記検出信号に応じた大きさの前記制御電圧を出力する制御電圧生成部と、
   を備える、送電装置。
2. 前記送電部は、
   前記発振信号を生成する発振回路と、
   前記発振信号と前記制御電圧とがそれぞれ入力される前記電圧制御増幅回路と、
   前記電圧制御増幅回路から出力される発振信号に応じた交流電流が流れ、電磁誘導により電力を送信する送電アンテナと、
   を備える、請求項１に記載の送電装置。
3. 前記送電部は、前記送電アンテナと物理的に分離して設けられ、前記送電アンテナにより発生した振動電磁場の誘導によって所定の共振周波数の振動電磁場を発生させて、電力を送信する共振回路をさらに備える、請求項２に記載の送電装置。
4. 前記制御電圧生成部は、前記検出信号に対して線形な制御電圧を出力する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の送電装置。
5. 前記制御電圧生成部から出力される線形な前記制御電圧を、前記検出信号に対して非線形な制御電圧に補正する補正部をさらに備える、請求項４に記載の送電装置。
6. 前記検出部は、焦電効果によって前記検出対象との距離に応じた検出信号を出力する焦電センサを備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の送電装置。
7. 前記検出部は、前記検出対象が有する所定の外部装置から送信される前記外部装置の種別を示す認識信号を検出し、検出した前記認識信号の強度に基づいて前記検出対象との距離に応じた検出信号を出力する認識信号受信回路を備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の送電装置。
8. 前記制御電圧生成部から出力される前記制御電圧を、前記検出信号に対して非線形な制御電圧に補正する補正部と、
   入力される切替信号に応じて、前記制御電圧生成部から出力される制御電圧、または、前記補正部から出力される補正された制御電圧の一方を選択的に前記送電部へ出力する切替部と、
   をさらに備え、
   前記検出部は、受信した前記認識信号の種別に基づく前記切替信号を前記切替部に出力する、請求項７に記載の送電装置。
9. 前記制御電圧生成部が生成した前記制御電圧と所定の基準電圧とを比較して、前記検出対象が検出されたことを報知するか否かを判定する報知判定部と、
   前記報知判定部において報知すると判定された場合に、前記検出対象が検出されたことを報知する報知部と、
   をさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の送電装置。
10. 前記受電装置と通信を行う通信部をさらに備え、
    前記通信部は、前記報知判定部において報知すると判定された場合には、前記受電装置に報知を行わせるための検出対象検出情報を、前記受電装置へ送信する、請求項９に記載の送電装置。
11. 生体を検出対象として検出し、検出された前記検出対象との距離に応じた検出信号を生成するステップと、
    前記検出信号を生成するステップにおいて生成された前記検出信号に応じた大きさの制御電圧を生成するステップと、
    前記制御電圧を生成するステップにおいて生成された制御電圧に応じて、所定の発振周波数の発振信号を増幅する電圧制御増幅回路の利得を減衰させて、前記電圧制御増幅回路から出力される発振信号に応じた電力を、電力を受信する受電装置へ非接触式に送信するステップと、
    を有する、送電制御方法。
    

Images