JP6650219B2 - 送電装置及び非接触給電システム - Google Patents

Description

本発明は、送電装置及び非接触給電システムに関する。

近接無線通信の一種として、１３．５６ＭＨｚを搬送波周波数として用いるＮＦＣ（Near field communication）による無線通信がある。一方、ＮＦＣ通信に利用されるコイルを利用して、磁界共鳴方式で非接触給電を行う技術も提案されている。

磁界共鳴を利用した非接触給電では、送電側コイルを含む送電側共振回路を給電機器に配置すると共に受電側コイルを含む受電側共振回路を受電機器としての電子機器に配置し、それらの共振回路の共振周波数を共通の基準周波数に設定しておく。そして、送電側コイルに交流電流を流すことで送電側コイルに基準周波数の交番磁界を発生させる。すると、この交番磁界が、基準周波数で共鳴する受電側共振回路に伝わって受電側コイルに交流電流が流れる。つまり、送電側コイルを含む送電側共振回路から受電側コイルを含む受電側共振回路へ電力が伝達されることになる。

特開２０１４−３３５０４号公報

通常は、給電機器に対応する電子機器のみが給電機器の給電台（給電マットや給電クレードル）上に配置されることで、所望の給電（電力伝送）が行われるのであるが、給電機器に対応しない異物が誤って給電台上に配置されることがある。ここにおける異物は、例えば、ＮＦＣ通信に応答しない１３．５６ＭＨｚのアンテナコイルを持つ無線ＩＣタグを有した物体（カード等）である。また例えば、異物は、ＮＦＣ通信機能自体は有しているものの、その機能が無効とされている電子機器である。例えば、ＮＦＣ通信機能を有するスマートホンではあるが、ソフトウェア設定で当該機能をオフにされているスマートホンは、異物となりうる。また、ＮＦＣ通信機能が有効となっているスマートホンでも、受電機能を持たないスマートホンは異物に分類される。

このような異物が給電台上に配置されている状態において、仮に、給電機器が送電動作を行うと、送電側コイルが発生した強磁界にて異物が破壊されることある。例えば、送電動作時における強磁界は、給電台上の異物のコイルの端子電圧を１００Ｖ〜２００Ｖまで増大させることもあり、そのような高電圧に耐えられるように異物が形成されていなければ、異物が破壊される。

異物の破損等を回避するためには異物の存否を検出して送電の実行制御を行うことが有益であるが、この際、異物が持つコイルの形状（大きさを含む）として様々な形状が存在することへの考慮が重要となる（その重要性については後に詳説される）。その考慮が成された、異物の破損等を効果的に防止可能な装置及びシステムの提案が切望される。

そこで本発明は、異物の破損等の防止に寄与する送電装置及び非接触給電システムを提供することを目的とする。

本発明に係る送電装置は、受電装置に対し磁界共鳴方式で電力を送電可能な送電装置において、互いに大きさが異なるコイルを有して構成され且つ所定の基準周波数に共振周波数が設定された第１〜第ｎ共振回路と（ｎは２以上の整数）、前記第１〜第ｎ共振回路の何れかに選択的に交流信号を供給する送電回路と、前記交流信号が供給された共振回路のコイルに流れる電流の振幅を検出する検出回路と、前記送電回路を制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記送電に先立ち前記交流信号を前記第１〜第ｎ共振回路に順次供給させて前記検出回路から前記第１〜第ｎ共振回路に対応する第１〜第ｎ振幅検出値を取得し、前記第１〜第ｎ振幅検出値に基づいて、前記送電の実行制御を行うことを特徴とする。

具体的には例えば、前記送電装置において、前記制御回路は、前記第１〜第ｎ振幅検出値に基づいて、前記受電装置と異なり且つ前記基準周波数に共振周波数が設定された共振回路を含む異物の存否を判断し、前記異物が存在しないと判断した場合に前記送電の実行を許可する一方、前記異物が存在すると判断した場合に前記送電の実行を禁止すると良い。

また例えば、前記送電装置において、前記制御回路は、前記第１〜第ｎ振幅検出値の夫々を所定の基準値と比較することにより前記送電の実行可否を判断と良い。

或いは例えば、前記送電装置において、前記制御回路は、前記第１〜第ｎ振幅検出値の最小値を所定の基準値と比較することにより前記送電の実行可否を判断しても良い。

或いは例えば、前記送電装置において、前記送電は、前記送電回路及び前記第１共振回路を用いて行われ、前記送電に先立ち前記交流信号を各共振回路に供給したときに各共振回路のコイルにて発生する磁界の磁界強度は、前記送電の際に前記第１共振回路のコイルにて発生する磁界の磁界強度よりも小さいと良い。

また例えば、前記受電装置は、前記基準周波数に共振周波数が設定された受電側共振回路を有して該受電側共振回路により電力を受電可能であり、前記第１〜第ｎ振幅検出値の取得が行われる際には、前記送電装置からの通信による信号に従い、前記受電装置にて前記受電側共振回路の共振周波数が前記基準周波数から変更される又は前記受電側共振回路のコイルが短絡されると良い。

本発明に係る非接触給電システムは、送電装置から受電装置に対し磁界共鳴方式で電力を送電可能な非接触給電システムにおいて、前記送電装置は、互いに大きさが異なるコイルを有して構成され且つ所定の基準周波数に共振周波数が設定された第１〜第ｎ共振回路と（ｎは２以上の整数）、前記第１〜第ｎ共振回路の何れかに選択的に交流信号を供給する送電回路と、前記交流信号が供給された共振回路のコイルに流れる電流の振幅を検出する検出回路と、前記送電回路を制御する制御回路と、を備え、前記受電装置は、受電側コイルを含む受電側共振回路と、前記送電装置からの電力の受電に先立ち、前記受電側共振回路の共振周波数を前記受電の際の共振周波数である前記基準周波数から変更する又は前記受電側コイルを短絡する変更／短絡回路と、を備え、前記制御回路は、前記送電装置からの通信による信号に従い前記受電装置にて前記受電側共振回路の共振周波数の変更又は前記受電側コイルの短絡が行われている状態で、前記送電に先立ち前記交流信号を前記第１〜第ｎ共振回路に順次供給させて前記検出回路から前記第１〜第ｎ共振回路に対応する第１〜第ｎ振幅検出値を取得し、前記第１〜第ｎ振幅検出値に基づいて、前記送電の実行制御を行うことを特徴とする。

具体的には例えば、前記非接触給電システムにおいて、前記制御回路は、前記第１〜第ｎ振幅検出値に基づいて、前記受電装置と異なり且つ前記基準周波数に共振周波数が設定された共振回路を含む異物の存否を判断し、前記異物が存在しないと判断した場合に前記送電の実行を許可する一方、前記異物が存在すると判断した場合に前記送電の実行を禁止すると良い。

また例えば、前記非接触給電システムにおいて、前記制御回路は、前記第１〜第ｎ振幅検出値の夫々を所定の基準値と比較することにより前記送電の実行可否を判断と良い。

或いは例えば、前記非接触給電システムにおいて、前記制御回路は、前記第１〜第ｎ振幅検出値の最小値を所定の基準値と比較することにより前記送電の実行可否を判断しても良い。

或いは例えば、前記非接触給電システムにおいて、前記送電は、前記送電回路及び前記第１共振回路を用いて行われ、前記送電に先立ち前記交流信号を各共振回路に供給したときに各共振回路のコイルにて発生する磁界の磁界強度は、前記送電の際に前記第１共振回路のコイルにて発生する磁界の磁界強度よりも小さいと良い。

本発明によれば、異物の破損等の防止に寄与する送電装置及び非接触給電システムを提供することが可能である。

本発明の第１実施形態に係る給電機器及び電子機器の概略外観図である。 本発明の第１実施形態に係る給電機器及び電子機器の概略内部構成図である。 本発明の第１実施形態に係る給電機器及び電子機器の概略内部構成図である。 本発明の第１実施形態に係り、給電機器内のＩＣの内部ブロック図を含む、給電機器の一部構成図である。 本発明の第１実施形態に係り、電子機器内のＩＣの内部ブロック図を含む、電子機器の一部構成図である。 ＮＦＣ通信及び電力伝送が交互に行われるときの磁界強度の変化の様子を示す図である。 給電機器内における、送電回路と負荷検出回路と共振回路の関係を示す図である。 図７の負荷検出回路中におけるセンス抵抗の電圧降下の波形図である。 本発明の第１実施形態に係る共振状態変更回路の一例を示す回路図である。 本発明の第１実施形態に係る共振状態変更回路の他の例を示す回路図である。 本発明の第１実施形態に係る異物の概略外形図及び概略内部構成図である。 非接触ＩＣカードに搭載されるべきアンテナコイルの例を示す図である。 送電装置の各共振回路にスイッチが設けられる様子を示す図である。 異物検出に利用される第１〜第ｎ異物検出用接続状態の説明図である。 給電機器にて実行される初期設定処理の動作フローチャートである。 第１〜第ｎ異物検出用接続状態を実現するための詳細回路図の例である。 給電機器にて実行される異物検出処理の動作フローチャートである。 給電台、電子機器及び異物の配置関係を例示する図である。 給電台、電子機器及び異物の一配置関係を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る給電機器及び電子機器間の信号のやりとりを説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係り、ＮＦＣ通信と異物検出処理と電力伝送が順番に繰り返し実行される様子を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る給電機器の動作フローチャートである。 図２２の動作に連動する電子機器の動作フローチャートである。 本発明の第２実施形態に係り、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸と給電台との関係を示す図である。 本発明の第２実施形態に係り、２つの送電側コイルの概略的な上面視図、斜視図及び断面図である。 複数の送電側コイルの役割分担の例を示す図である。 複数の送電側コイルの役割分担の他の例を示す図である。

以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、信号、物理量、状態量又は部材等を参照する記号又は符号を記すことによって、該記号又は符号に対応する情報、信号、物理量、状態量又は部材等の名称を省略又は略記することがある。また、後述の任意のフローチャートにおいて、任意の複数のステップにおける複数の処理は、処理内容に矛盾が生じない範囲で、任意に実行順序を変更できる又は並列に実行できる。

＜＜第１実施形態＞＞
本発明の第１実施形態を説明する。図１（ａ）及び（ｂ）は、第１実施形態に係る給電機器１及び電子機器２の概略外観図である。但し、図１（ａ）は、給電機器１及び電子機器２が離間状態にあるときのそれらの外観図であり、図１（ｂ）は、給電機器１及び電子機器２が基準配置状態にあるときのそれらの外観図である。離間状態及び基準配置状態の意義については後に詳説する。給電機器１及び電子機器２によって非接触給電システムが形成される。給電機器１は、商用交流電力を受けるための電源プラグ１１と、樹脂材料にて形成された給電台１２と、を備える。

図２に、給電機器１と電子機器２の概略内部構成図を示す。給電機器１は、電源プラグ１１を介して入力された商用交流電圧から所定の電圧値を有する直流電圧を生成して出力するＡＣ／ＤＣ変換部１３と、ＡＣ／ＤＣ変換部１３の出力電圧を用いて駆動する集積回路である送電側ＩＣ１００（以下、ＩＣ１００とも言う）と、ＩＣ１００に接続された送電側共振回路ＴＴ（以下、共振回路ＴＴとも言う）と、を備える。ＡＣ／ＤＣ変換部１３、送電側ＩＣ１００及び共振回路ＴＴを、給電台１２内に配置しておくことができる。ＡＣ／ＤＣ変換部１３の出力電圧を用いて駆動する回路が、ＩＣ１００以外にも、給電機器１に設けられうる。

電子機器２は、集積回路である受電側ＩＣ２００（以下、ＩＣ２００とも言う）と、ＩＣ２００に接続された受電側共振回路ＲＲ（以下、共振回路ＲＲとも言う）と、二次電池であるバッテリ２１と、バッテリ２１の出力電圧に基づき駆動する機能回路２２と、を備える。詳細は後述するが、ＩＣ２００はバッテリ２１に対して充電電力を供給することができる。ＩＣ２００は、バッテリ２１の出力電圧にて駆動しても良いし、バッテリ２１以外の電圧源からの電圧に基づき駆動しても良い。或いは、給電機器１から受信したＮＦＣ通信（詳細は後述）のための信号を整流することで得た直流電圧が、ＩＣ２００の駆動電圧となっても良い。この場合、バッテリ２１の残容量が無くなってもＩＣ２００は駆動可能となる。

電子機器２は、任意の電子機器であって良く、例えば、携帯電話機（スマートホンに分類される携帯電話機を含む）、携帯情報端末、タブレット型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、ＭＰ３プレイヤー、歩数計、又は、Bluetooth（登録商標）ヘッドセットである。機能回路２２は、電子機器２が実現すべき任意の機能を実現する。従って例えば、電子機器２がスマートホンであれば、機能回路２２は、相手側機器との間の通話を実現するための通話処理部、及び、ネットワーク網を介して他機器と情報を送受信するための通信処理部などを含む。或いは例えば、電子機器２がデジタルカメラであれば、機能回路２２は、撮像素子を駆動する駆動回路、撮像素子の出力信号から画像データを生成する画像処理回路などを含む。機能回路２２は、電子機器２の外部装置に設けられる回路であると考えても良い。

図３に示す如く、共振回路ＴＴは、送電側コイルであるコイルＴ_Ｌと送電側コンデンサであるコンデンサＴ_Ｃとを有し、共振回路ＲＲは、受電側コイルであるコイルＲ_Ｌと受電側コンデンサであるコンデンサＲ_Ｃとを有する。以下では、説明の具体化のため、特に記述無き限り、送電側コイルＴ_Ｌ及び送電側コンデンサＴ_Ｃが互いに並列接続されることで共振回路ＴＴが並列共振回路として形成され、且つ、受電側コイルＲ_Ｌ及び受電側コンデンサＲ_Ｃが互いに並列接続されることで共振回路ＲＲが並列共振回路として形成されているものとする。但し、送電側コイルＴ_Ｌ及び送電側コンデンサＴ_Ｃが互いに直列接続されることで共振回路ＴＴが直列共振回路として形成されていても良いし、受電側コイルＲ_Ｌ及び受電側コンデンサＲ_Ｃが互いに直列接続されることで共振回路ＲＲが直列共振回路として形成されていても良い。

図１（ｂ）に示す如く、電子機器２を給電台１２上の所定範囲内に載置したとき、磁界共鳴方式にて（即ち、磁界共鳴を利用して）、機器１及び２間における通信、送電及び受電が可能となる。磁界共鳴は、磁界共振などとも呼ばれる。

機器１及び２間における通信は、ＮＦＣ（Near field communication）による無線通信（以下、ＮＦＣ通信と呼ぶ）であり、通信の搬送波の周波数は１３．５６ＭＨｚ（メガヘルツ）である。以下では、１３．５６ＭＨｚを基準周波数と呼ぶ。機器１及び２間におけるＮＦＣ通信は、共振回路ＴＴ及びＲＲを利用した磁界共鳴方式で行われるため、共振回路ＴＴ及びＲＲの共振周波数は、共に、基準周波数に設定されている。但し、後述されるように、共振回路ＲＲの共振周波数は、一時的に基準周波数から変更され得る。

機器１及び２間における送電及び受電は、給電機器１から電子機器２に対するＮＦＣによる送電と、電子機器２におけるＮＦＣによる受電である。この送電と受電をまとめてＮＣ電力伝送又は単に電力伝送と称する。磁界共鳴方式によりコイルＴ_ＬからコイルＲ_Ｌに対して電力を伝達することで、電力伝送が非接触で実現される。

磁界共鳴を利用した電力伝送では、送電側コイルＴ_Ｌに交流電流を流すことで送電側コイルＴ_Ｌに基準周波数の交番磁界を発生させる。すると、この交番磁界が、基準周波数で共鳴（換言すれば共振）する共振回路ＲＲに伝わって受電側コイルＲ_Ｌに交流電流が流れる。つまり、送電側コイルＴ_Ｌを含む共振回路ＴＴから受電側コイルＲ_Ｌを含む共振回路ＲＲへ電力が伝達される。尚、以下では、記述が省略されることがあるが、ＮＦＣ通信又は電力伝送においてコイルＴ_Ｌ又はコイルＲ_Ｌにより発生する磁界は、特に記述無き限り、基準周波数で振動する交番磁界である。

電子機器２が給電台１２上の所定範囲内に載置され、上述のＮＦＣ通信及び電力伝送が実現できる状態を、基準配置状態と呼ぶ（図１（ｂ）参照）。磁気共鳴を利用した場合、相手側距離との距離が比較的大きくても通信及び電力伝送が可能であるが、電子機器２が給電台１２から相当距離離れれば、ＮＦＣ通信及び電力伝送は実現できなくなる。電子機器２が給電台１２から十分に離れていて、上述のＮＦＣ通信及び電力伝送を実現できない状態を、離間状態と呼ぶ（図１（ａ）参照）。尚、図１（ａ）に示す給電台１２では、表面が平らになっているが、載置されるべき電子機器２の形状に合わせた窪み等が給電台１２に形成されていても構わない。

図４に、ＩＣ１００の内部ブロック図を含む、給電機器１の一部の構成図を示す。ＩＣ１００には、符号１１０、１２０、１３０、１４０、１５０及び１６０によって参照される各部位が設けられる。図２及び図３には示さなかったが、給電機器１にはｎ個の共振回路ＴＴが設けてられており、該ｎ個の共振回路ＴＴがＩＣ１００に接続される。ｎ個の共振回路ＴＴを互いに区別する必要がある場合、ｎ個の共振回路ＴＴを記号ＴＴ［１］〜ＴＴ［ｎ］にて参照する。ｎは２以上の任意の整数である。共振回路ＴＴ［１］〜ＴＴ［ｎ］の共振周波数は全て基準周波数に設定されている。詳細は後述の説明から明らかとなるが、ＮＦＣ通信及び電力伝送は共振回路ＴＴ［１］を用いて実現され、共振回路ＴＴ［２］〜ＴＴ［ｎ］は後述の異物検出処理にて補助的に利用される。以下の説明において、単にコイルＴ_Ｌと述べた場合、それは、主として共振回路ＴＴ［１］におけるコイルＴ_Ｌと解されるが、共振回路ＴＴ［１］〜ＴＴ［ｎ］の任意の何れかにおけるコイルＴ_Ｌと解されても良い。コンデンサＴ_Ｃについても同様である。

図５に、ＩＣ２００の内部ブロック図を含む、電子機器２の一部の構成図を示す。ＩＣ２００には、符号２１０、２２０、２３０、２４０及び２５０によって参照される各部位が設けられる。また、ＩＣ２００に対し、ＩＣ２００の駆動電圧を出力するコンデンサ２３を接続しておいても良い。コンデンサ２３は、給電機器１から受信したＮＦＣ通信のための信号を整流することで得た直流電圧を出力可能である。

切り替え回路１１０は、制御回路１６０の制御の下、共振回路ＴＴ［１］をＮＦＣ通信回路１２０及びＮＦＣ送電回路１３０のどちらかに接続させる、又は、共振回路ＴＴ［１］とＮＦＣ通信回路１２０及びＮＦＣ送電回路１３０とを非接続とする。共振回路ＴＴ［１］とＮＦＣ通信回路１２０及びＮＦＣ送電回路１３０とが非接続とされているとき、切り替え回路１１０は、制御回路１６０の制御の下、ＮＦＣ送電回路１３０を共振回路ＴＴ［２］〜ＴＴ［ｎ］の何れかに接続することができる。切り替え回路１１０を介したＮＦＣ通信回路１２０と共振回路ＴＴ［２］〜ＴＴ［ｎ］との接続が可能とされていても良いが、ここでは、ＮＦＣ通信回路１２０と共振回路ＴＴ［２］〜ＴＴ［ｎ］との接続が行われないものとする。共振回路ＴＴ［１］〜ＴＴ［ｎ］と回路１２０及び１３０との間に介在する複数のスイッチにて、切り替え回路１１０を構成することができる。本明細書にて述べる任意のスイッチは、電界効果トランジスタ等の半導体スイッチング素子を用いて形成されて良い。

切り替え回路２１０は、制御回路２５０の制御の下、共振回路ＲＲをＮＦＣ通信回路２２０及びＮＦＣ受電回路２３０のどちらかに接続させる。共振回路ＲＲと回路２２０及び２３０との間に介在する複数のスイッチにて、切り替え回路２１０を構成することができる。

共振回路ＴＴ［１］が切り替え回路１１０を介してＮＦＣ通信回路１２０に接続され、且つ、共振回路ＲＲが切り替え回路２１０を介してＮＦＣ通信回路２２０に接続されている状態を、通信用接続状態と呼ぶ。通信用接続状態にてＮＦＣ通信が可能となる。通信用接続状態において、ＮＦＣ通信回路１２０は、基準周波数の交流信号（交流電流）を共振回路ＴＴ［１］に供給することができる。機器１及び２間のＮＦＣ通信は半二重方式で実行される。

通信用接続状態において給電機器１が送信側であるとき、ＮＦＣ通信回路１２０が共振回路ＴＴ［１］に供給する交流信号に任意の情報信号を重畳させることで、当該情報信号が給電機器側アンテナコイルとしての共振回路ＴＴ［１］のコイルＴ_Ｌから送信され且つ電子機器側アンテナコイルとしての共振回路ＲＲのコイルＲ_Ｌにて受信される。コイルＲ_Ｌにて受信された情報信号はＮＦＣ通信回路２２０にて抽出される。通信用接続状態において電子機器２が送信側であるとき、ＮＦＣ通信回路２２０は、任意の情報信号（応答信号）を共振回路ＲＲのコイルＲ_Ｌから共振回路ＴＴ［１］のコイルＴ_Ｌに送信できる。この送信は、周知の如く、ＩＳＯ規格（例えばＩＳＯ１４４４３規格）に基づき、共振回路ＴＴ［１］のコイルＴ_Ｌ（給電機器側アンテナコイル）から見た共振回路ＲＲのコイルＲ_Ｌ（電子機器側アンテナコイル）のインピーダンスを変化させる負荷変調方式にて実現される。電子機器２から伝達された情報信号はＮＦＣ通信回路１２０にて抽出される。

共振回路ＴＴ［１］が切り替え回路１１０を介してＮＦＣ送電回路１３０に接続され、且つ、共振回路ＲＲが切り替え回路２１０を介してＮＦＣ受電回路２３０に接続されている状態を、給電用接続状態と呼ぶ。

給電用接続状態において、ＮＦＣ送電回路１３０は送電動作を行うことができ、ＮＦＣ受電回路２３０は受電動作を行うことができる。送電動作と受電動作にて電力伝送が実現される。送電動作において、送電回路１３０は、共振回路ＴＴ［１］に基準周波数の送電用交流信号（送電用交流電流）を供給することで共振回路ＴＴ［１］の送電側コイルＴ_Ｌに基準周波数の送電用磁界（送電用交番磁界）を発生させ、これによって、共振回路ＴＴ［１］（送電側コイルＴ_Ｌ）から共振回路ＲＲに対し磁界共鳴方式で電力を送電する。送電動作に基づき受電側コイルＲ_Ｌにて受電された電力は受電回路２３０に送られ、受電動作において、受電回路２３０は、受電した電力から任意の直流電力を生成して出力する。受電回路２３０の出力電力にてバッテリ２１を充電することができる。

通信用接続状態にてＮＦＣ通信を行う場合も、コイルＴ_Ｌ又はＲ_Ｌにて磁界が発生するが、ＮＦＣ通信における磁界強度は、所定の範囲内に収まる。その範囲の下限値及び上限値は、ＮＦＣの規格で定められ、夫々、１．５Ａ／ｍ、７．５Ａ／ｍである。これに対し、電力伝送（即ち送電動作）において共振回路ＴＴ［１］の送電側コイルＴ_Ｌにて発生する磁界の強度（送電用磁界の磁界強度）は、上記の上限値より大きく、例えば４５〜６０Ａ／ｍ程度である。機器１及び２を含む非接触給電システムにおいて、ＮＦＣ通信及び電力伝送（ＮＦＣ電力伝送）を交互に行うことができ、その時の磁界強度の様子を図６に示す。

負荷検出回路１４０は、送電側コイルＴ_Ｌの負荷の大きさ、即ち、送電回路１３０から送電側コイルＴ_Ｌに交流信号（交流電流）が供給されるときにおける送電側コイルＴ_Ｌにとっての負荷の大きさを検出する。図７に、給電用接続状態における送電回路１３０と負荷検出回路１４０と共振回路ＴＴ［１］との関係を示す。尚、図７では、切り替え回路１１０の図示が省略されている。

送電回路１３０は、基準周波数の正弦波信号を生成する信号生成器１３１と、信号生成器１３１にて生成された正弦波信号を増幅し、増幅した正弦波信号をライン１３４の電位を基準としてライン１３４及び１３５間に出力する増幅器（パワーアンプ）１３２と、コンデンサ１３３とを備える。一方、負荷検出回路１４０は、センス抵抗１４１、増幅器１４２、包絡線検波器１４３及びＡ／Ｄ変換器１４４を備える。信号生成器１３１が生成する正弦波信号の信号強度は一定値に固定されているが、増幅器１３２の増幅率は制御回路１６０により可変設定される。

コンデンサ１３３の一端はライン１３５に接続される。給電用接続状態において、コンデンサ１３３の他端は共振回路ＴＴ［１］のコンデンサＴ_Ｃ及びコイルＴ_Ｌの各一端に共通接続され、且つ、共振回路ＴＴ［１］のコイルＴ_Ｌの他端はセンス抵抗１４１を介してライン１３４及び共振回路ＴＴ［１］のコンデンサＴ_Ｃの他端に共通接続される。

送電動作は、増幅器１３２からコンデンサ１３３を介し共振回路ＴＴに交流信号を供給することで実現される。給電用接続状態において、増幅器１３２からの交流信号が共振回路ＴＴ［１］に供給されると共振回路ＴＴ［１］の送電側コイルＴ_Ｌに基準周波数の交流電流が流れ、結果、センス抵抗１４１に交流の電圧降下が発生する。図８の実線波形は、センス抵抗１４１における電圧降下の電圧波形である。共振回路ＴＴ［１］に関し、送電側コイルＴ_Ｌの発生磁界強度が一定の下、電子機器２を給電台１２に近づけると、送電側コイルＴ_Ｌの発生磁界に基づく電流が受電側コイルＲ_Ｌに流れる一方で、受電側コイルＲ_Ｌに流れた電流に基づく逆起電力が送電側コイルＴ_Ｌに発生し、その逆起電力は送電側コイルＴ_Ｌに流れる電流を低減するように作用する。このため、図８に示す如く、基準配置状態におけるセンス抵抗１４１の電圧降下の振幅は、離間状態におけるそれよりも小さい。

増幅器１４２は、センス抵抗１４１における電圧降下の信号を増幅する。包絡線検波器１４３は、増幅器１４２にて増幅された信号の包絡線を検波することで、図８の電圧ｖに比例するアナログの電圧信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器１４４は、包絡線検波器１４３の出力電圧信号をデジタル信号に変換することでデジタルの電圧値Ｖ_Ｄを出力する。上述の説明から理解されるように、電圧値Ｖ_Ｄは、センス抵抗１４１に流れる電流の振幅（従って、送電側コイルＴ_Ｌに流れる電流の振幅）に比例する値を持つ。故に、負荷検出回路１４０は、送電側コイルＴ_Ｌに流れる電流の振幅を検出していると言え、その振幅検出値が電圧値Ｖ_Ｄであると考えることができる。

磁界を発生させる送電側コイルＴ_Ｌにとって、受電側コイルＲ_Ｌのような、送電側コイルＴ_Ｌと磁気結合するコイルは、負荷であると考えることができ、その負荷の大きさに依存して、負荷検出回路１４０の検出値である電圧値Ｖ_Ｄが変化する。このため、負荷検出回路１４０は電圧値Ｖ_Ｄの出力によって負荷の大きさを検出している、と考えることもできる。ここにおける負荷の大きさとは、送電の際における送電側コイルＴ_Ｌにとっての負荷の大きさとも言えるし、送電の際における給電装置１から見た電子機器２の負荷としての大きさとも言える。尚、センス抵抗１４１はＩＣ１００の内部に設けられても良いし、ＩＣ１００の外部に設けられても良い。

メモリ１５０（図４参照）は、不揮発性メモリから成り、任意の情報を不揮発的に記憶する。制御回路１６０は、ＩＣ１００内の各部位の動作を統括的に制御する。制御回路１６０が行う制御には、例えば、切り替え回路１１０の切り替え動作の制御、通信回路１２０及び送電回路１３０による通信動作及び送電動作の内容制御及び実行有無制御、負荷検出回路１４０の動作制御、メモリ１５０の記憶制御及び読み出し制御が含まれる。制御回路１６０は、タイマ（不図示）を内蔵しており任意のタイミング間の時間長さを計測できる。

電子機器２における共振状態変更回路２４０（図５参照）は、共振回路ＲＲの共振周波数を基準周波数から他の所定周波数ｆ_Ｍに変更する共振周波数変更回路、又は、共振回路ＲＲにおける受電側コイルＲ_Ｌを短絡するコイル短絡回路である。

図９の共振周波数変更回路２４０Ａは、共振状態変更回路２４０としての共振周波数変更回路の例である。共振周波数変更回路２４０Ａは、コンデンサ２４１とスイッチ２４２の直列回路から成り、該直列回路の一端はコンデンサＲ_Ｃ及びコイルＲ_Ｌの各一端に共通接続される一方、該直列回路の他端はコンデンサＲ_Ｃ及びコイルＲ_Ｌの各他端に共通接続される。スイッチ２４２は、制御回路２５０の制御の下、オン又はオフとなる。スイッチ２４２がオフのとき、コンデンサ２４１はコンデンサＲ_Ｃ及びコイルＲ_Ｌから切り離されるため、共振回路ＲＲは、寄生インダクタンス及び寄生容量を無視すれば、コイルＲ_Ｌ及びコンデンサＲ_Ｃのみで形成されて、共振回路ＲＲの共振周波数は基準周波数と一致する。即ち、スイッチ２４２がオフのとき、共振回路ＲＲの共振周波数を決定する受電側容量は、コンデンサＲ_Ｃそのものである。スイッチ２４２がオンのとき、コンデンサＲ_Ｃにコンデンサ２４１が並列接続されることになるため、共振回路ＲＲはコイルＲ_ＬとコンデンサＲ_Ｃ及び２４１の合成容量とで形成され、結果、共振回路ＲＲの共振周波数は基準周波数よりも低い周波数ｆ_Ｍとなる。即ち、スイッチ２４２がオンのとき、共振回路ＲＲの共振周波数を決定する受電側容量は、上記の合成容量である。ここでは、スイッチ２４２がオンのとき共振回路ＲＲが送電側コイルＴ_Ｌの負荷として機能しない程度に（即ち、共振回路ＴＴ［ｉ］及びＲＲ間で磁気共鳴が十分に発生しない程度に）、周波数ｆ_Ｍが基準周波数から離れているものとする（ｉは整数）。例えば、スイッチ２４２のオンのときにおける共振回路ＲＲの共振周波数（即ち周波数ｆ_Ｍ）は、数１００ｋＨｚ〜１ＭＨｚとされる。

共振回路ＲＲの共振周波数を周波数ｆ_Ｍに変更できる限り、変更回路２４０としての共振周波数変更回路は共振周波数変更回路２４０Ａに限定されず、周波数ｆ_Ｍは基準周波数より高くても良い。つまり、受電側共振回路ＲＲが直列共振回路でありうることをも考慮すれば、以下のことが言える。受電側共振回路ＲＲは受電側コイル（Ｒ_Ｌ）と受電側容量の並列回路又は直列回路を有し、受電側容量が所定の基準容量と一致しているとき、受電側共振回路ＲＲの共振周波数ｆ_Ｏは基準周波数と一致する。共振周波数変更回路は、必要なタイミングにおいて、受電側容量を基準容量から増加又は減少させる。これにより、受電側共振回路ＲＲにおいて、受電側コイル（Ｒ_Ｌ）と、基準容量より大きい又は小さい受電側容量とで、並列回路又は直列回路が形成され、結果、受電側共振回路ＲＲの共振周波数ｆ_Ｏが基準周波数から変更される。

図１０のコイル短絡回路２４０Ｂは、共振状態変更回路２４０としてのコイル短絡回路の例である。コイル短絡回路２４０Ｂは、共振回路ＲＲにおけるコンデンサＲ_Ｃの一端及びコイルＲ_Ｌの一端が共通接続されるノードと、共振回路ＲＲにおけるコンデンサＲ_Ｃの他端及びコイルＲ_Ｌの他端が共通接続されるノードとの間に接続（挿入）されたスイッチ２４３から成る。スイッチ２４３は、制御回路２５０の制御の下、オン又はオフとなる。スイッチ２４３がオンとなると共振回路ＲＲにおけるコイルＲ_Ｌが短絡される（より詳細にはコイルＲ_Ｌの両端が短絡される）。受電側コイルＲ_Ｌが短絡された状態では受電側共振回路ＲＲが存在しなくなる（受電側共振回路ＲＲが存在しない状態と等価な状態となる）。従って、受電側コイルＲ_Ｌの短絡中では、送電側コイルＴ_Ｌにとっての負荷が十分に軽くなる（即ち、あたかも、給電台１２上に電子機器２が存在しないかのような状態となる）。受電側コイルＲ_Ｌを短絡できる限り、変更回路２４０としてのコイル短絡回路はコイル短絡回路２４０Ｂに限定されない。

以下では、受電側共振回路ＲＲの共振周波数ｆ_Ｏを基準周波数から所定周波数ｆ_Ｍに変更する動作を、共振周波数変更動作と呼び、コイル短絡回路を用いて受電側コイルＲ_Ｌを短絡する動作を、コイル短絡動作と呼ぶ。また、記述の簡略化上、共振周波数変更動作又はコイル短絡動作をｆ_Ｏ変更／短絡動作と称することがある。

制御回路２５０（図５参照）は、ＩＣ２００内の各部位の動作を統括的に制御する。制御回路２５０が行う制御には、例えば、切り替え回路２１０の切り替え動作の制御、通信回路２２０及び受電回路２３０による通信動作及び受電動作の内容制御及び実行有無制御、変更回路２４０の動作制御が含まれる。制御回路２５０は、タイマ（不図示）を内蔵しており任意のタイミング間の時間長さを計測できる。例えば、制御回路２５０におけるタイマは、ｆ_Ｏ変更／短絡動作による共振周波数ｆ_Ｏの所定周波数ｆ_Ｍへの変更又は受電側コイルＲ_Ｌの短絡が維持される時間の計測（即ち後述の時間Ｔ_Ｍの計測；図２３のステップＳ２０７参照）を行うことできる。

ところで、給電機器１の制御回路１６０は、給電台１２上における異物の存否を判断し、異物が無い場合にのみ送電動作を行うよう送電回路１３０を制御できる。ここで、異物の意義について説明する。図１１（ａ）に異物３の概略外形図を示し、図１１（ｂ）に異物３の概略内部構成図を示す。異物３は、コイルＪ_Ｌ及びコンデンサＪ_Ｃの並列回路から成る共振回路ＪＪと、共振回路ＪＪに接続された異物内回路３００と、を備える。共振回路ＪＪの共振周波数は基準周波数に設定されている。異物３は、電子機器２とは異なり、給電機器１に対応しない機器である。例えば、異物３は、ＮＦＣ通信に応答しない１３．５６ＭＨｚのアンテナコイル（コイルＪ_Ｌ）を持つ無線ＩＣタグを有した物体（非接触ＩＣカード等）である。また例えば、異物３は、ＮＦＣ通信機能自体は有しているものの、その機能が無効とされている電子機器である。例えば、ＮＦＣ通信機能を有するスマートホンではあるが、ソフトウェア設定で当該機能をオフにされているスマートホンは、異物３となりうる。また、ＮＦＣ通信機能が有効となっているスマートホンでも、受電機能を持たないスマートホンも異物３に分類される。

このような異物３が給電台１２上に配置されている状態において、仮に、給電機器１が送電動作を行うと、送電側コイルＴ_Ｌが発生した強磁界（例えば、１２Ａ／ｍ以上の磁界強度を持つ磁界）にて異物３が破壊されることがある。例えば、送電動作時における強磁界は、給電台１２上の異物３のコイルＪ_Ｌの端子電圧を１００Ｖ〜２００Ｖまで増大させることもあり、そのような高電圧に耐えられるように異物３が形成されていなければ、異物３が破壊される。

異物３の存在により送電側コイルＴ_Ｌにとっての負荷が大きくなる結果、送電側コイルＴ_Ｌの電流振幅が小さくなるという特性を利用して、該振幅に基づき異物３の存否判断を行うことができる。但し、異物３が持つアンテナコイル（コイルＪ_Ｌ）の形状として様々な形状が存在し、その形状に依存して、異物３の存在による上記電流振幅の変化が様々となる。

図１２（ａ）〜（ｆ）を参照し、これについて説明を加える。ＡＴ１〜ＡＴ６の夫々は、非接触ＩＣカードに搭載されるべきアンテナコイルとして、ＩＳＯ１４４４３の規格にて定められたリファレンスアンテナコイルを表している。アンテナコイルＡＴ１〜ＡＴ６の何れかを図１１のコイルＪ_Ｌとして有する非接触ＩＣカードは異物３となりうる。アンテナコイルＡＴ１〜ＡＴ６の形状は互いに異なり、基本的に、ＡＴ１からＡＴ６に向かうにつれてアンテナコイルの大きさが小さくなっている。本明細書において、コイルの形状とは、コイルの大きさを含む概念である。故に、第１のコイルと第２のコイルとの間で相似の関係があっても、それらの大きさが異なれば第１のコイルと第２のコイルとの間で形状が異なる。任意のコイルに関し、コイルの大きさとは、コイルの中心軸に直交する方向においてコイルの外周が占有する面積を表すと考えて良い。コイルがループアンテナを形成している場合には、そのループアンテナのループ面（即ち、当該コイルの巻線が配置されている面）における、当該コイルの巻線に囲まれた部分の面積が当該コイルの大きさに相当する。

ＮＦＣ通信及び電力伝送で用いられる共振回路ＴＴ［１］の送電側コイルＴ_Ｌは、アンテナコイルＡＴ１〜ＡＴ６の何れであっても良いが、ここでは、アンテナコイルＡＴ６と同じアンテナコイルが共振回路ＴＴ［１］の送電側コイルＴ_Ｌとして用いられているものとする。これに対応して、アンテナコイルＡＴ６と同じアンテナコイルが電子機器２における受電側コイルＲ_Ｌとして用いられると良い。

アンテナコイルＡＴ６と同じアンテナコイルが共振回路ＴＴ［１］の送電側コイルＴ_Ｌとして用いられる場合において、異物３のコイルＪ_ＬがアンテナコイルＡＴ６であるときには、共振回路ＴＴ［１］の送電側コイルＴ_Ｌと異物３のコイルＪ_Ｌとの磁気結合度合いが比較的大きく、共振回路ＴＴ［１］の送電側コイルＴ_Ｌの電流振幅を利用した異物３の存否検出感度が十分に高くなる（異物３が有る時と無いときとで図８の電圧ｖの変化が比較的大きくなる）。しかし、異物３のコイルＪ_ＬがアンテナコイルＡＴ１であるときには、共振回路ＴＴ［１］の送電側コイルＴ_Ｌと異物３のコイルＪ_Ｌとの磁気結合度合いが比較的小さくなるため、共振回路ＴＴ［１］の送電側コイルＴ_Ｌの電流振幅を利用した異物３の存否検出感度が低下し（異物３が有る時と無いときとで図８の電圧ｖの変化が比較的小さくなり）、異物３の存否検出の精度が落ちる。

これを考慮し、本実施形態では、共振回路ＴＴ［１］に加えて共振回路ＴＴ［２］〜ＴＴ［ｎ］を給電機器１に設け、共振回路ＴＴ［１］〜ＴＴ［ｎ］を用いて異物検出処理を実行する。共振回路ＴＴ［１］〜ＴＴ［ｎ］における計ｎ個の送電側コイルＴ_Ｌは、互いに異なる形状（上述したように大きさを含む）を持つアンテナコイルであり、例えば、ｎ＝６とする場合、共振回路ＴＴ［２］〜ＴＴ［６］における送電側コイルＴ_Ｌは、夫々、アンテナコイルＡＴ１〜ＡＴ５と同じ形状を有していて良い。

但し、共振回路ＴＴ［ｉ］を用いた異物検出処理の実行時において共振回路ＴＴ［ｉ］以外の共振回路の送電側コイルＴ_Ｌが異物３のコイルＴ_Ｊのように振る舞うことを防止する必要がある。そこで、ここまでの説明では意識しなかったが、実際には、図１３に示すようなスイッチＴ_ＳＷが共振回路ＴＴ［１］〜ＴＴ［ｎ］の夫々に設けられている。制御回路１６０の制御の下、共振回路ＴＴ［１］〜ＴＴ［ｎ］のスイッチＴ_ＳＷが個別にオン又はオフとされる。共振回路ＴＴ［ｉ］において、スイッチＴ_ＳＷがオンのとき、コイルＴ_ＬとコンデンサＴ_Ｃが接続されてそれらによる共振回路が形成され、スイッチＴ_ＳＷがオフのとき、コイルＴ_ＬとコンデンサＴ_Ｃが非接続とされてそれらによる共振回路が形成されなくなる（ｉは整数）。ここでは、並列共振回路を想定しているため、共振回路ＴＴ［ｉ］において、スイッチＴ_ＳＷがオフのときにはコイルＴ_Ｌを経由する電流ループが形成されなくなるよう、コイルＴ_Ｌの一端とコンデンサＴ_Ｃの一端とを接続する配線上に直列にスイッチＴ_ＳＷを挿入すると良い。

そして、制御回路１６０は、図１４に示すような第１〜第ｎ異物検出用接続状態の何れかが実現されるように、切り替え回路１１０及び共振回路ＴＴ［１］〜ＴＴ［ｎ］のスイッチＴ_ＳＷを制御できる。第ｉ異物検出用接続状態においては、共振回路ＴＴ［１］〜ＴＴ［ｎ］の内、共振回路ＴＴ［ｉ］のみにＮＦＣ送電回路１３０が接続され、且つ、共振回路ＴＴ［ｉ］のスイッチＴ_ＳＷがオンとされ、且つ、共振回路ＴＴ［１］〜ＴＴ［ｎ］の内、共振回路ＴＴ［ｉ］以外の共振回路のスイッチＴ_ＳＷがオフとされる。給電機器１において、送電動作を行うための給電用接続状態は第１異物検出用接続状態と同じである。また、給電機器１において、ＮＦＣ通信を行うための通信用接続状態では、ＮＦＣ通信回路１２０が切り替え回路１１０を介して共振回路ＴＴ［１］に接続され、且つ、共振回路ＴＴ［１］のスイッチＴ_ＳＷがオンとされ、且つ、共振回路ＴＴ［２］〜ＴＴ［ｎ］の各スイッチＴ_ＳＷがオフとされる。

［初期設定処理］
異物の存否判断を可能とするべく、初期設定処理において予め異物検出用基準値がメモリ１５０に格納される。初期設定処理は、以下の初期設定環境の下でＩＣ１００により実行される。初期設定環境では、送電側コイルＴ_Ｌに対する負荷が全く無く又は無視できる程度に小さく、送電側コイルＴ_Ｌに磁気結合するコイルが存在しない。これを担保するべく、電子機器２及び異物３を含む、コイルを含有するような機器が、給電台１２から十分に離れるようにしておく。図１（ａ）の離間状態は、初期設定環境を満たすと考えても良い。初期設定環境の確保を担保すべく、例えば、給電機器１の製造時又は出荷時などにおいて初期設定処理を行うようにしても良い。但し、初期設定環境が確保できるのであれば、任意のタイミングで初期設定処理を行うことができる。

図１５は、初期設定処理の動作フローチャートである。ステップＳ１１〜Ｓ１６から成る初期設定処理では、ｉ＝１、ｉ＝２、・・・、ｉ＝ｎの夫々について、ステップＳ１２〜Ｓ１４の処理を実行する。ステップＳ１２では、制御回路１６０が切り替え回路１１０及び各スイッチＴ_ＳＷを制御することで第ｉ異物検出用接続状態を実現し、共振回路ＴＴ［ｉ］の送電側コイルＴ_Ｌによる磁界強度Ｈを所定のテスト強度に設定する。続くステップＳ１３では、その設定状態でＡ／Ｄ変換器１４４から取得される電圧値Ｖ_Ｄを電圧値Ｖ_ＤＯ［ｉ］として得る。その後のステップＳ１４において、電圧値Ｖ_ＤＯ［ｉ］に基づく異物検出用基準値Ｖ_ＲＥＦ［ｉ］をメモリ１５０に記憶させる。第ｉ異物検出用接続状態で取得される電圧値Ｖ_Ｄは、共振回路ＴＴ［ｉ］の送電側コイルＴ_Ｌに流れる電流の振幅に応じた値を持つ。

負荷検出回路１４０は、図７に示した構成と同等の構成により、共振回路ＴＴ［１］〜ＴＴ［ｎ］の送電側コイルＴ_Ｌに流れる電流の振幅を個別に検出することができる。
単純には例えば、センス抵抗１４１、増幅器１４２、包絡線検波器１４３及びＡ／Ｄ変換器１４４から成る検出ブロックを、ｎ組分、負荷検出回路１４０に設けておく。この際、共振回路ＴＴ［１］内にセンス抵抗１４１を配置した方法と同様の方法にて、共振回路ＴＴ［２］〜ＴＴ［ｎ］内の夫々にもセンス抵抗１４１が配置される。そして、第１〜第ｎ検出ブロックを夫々共振回路ＴＴ［１］〜ＴＴ［ｎ］に割り当て、第ｉ検出ブロックを用いて共振回路ＴＴ［ｉ］の送電側コイルＴ_Ｌに流れる電流の振幅を電圧値Ｖ_Ｄとして検出することができる。この場合において、各検出ブロックを構成する電子部品の一部（例えば、Ａ／Ｄ変換器１４４）は第１〜第ｎ検出ブロック間で共用されても良い。
或いは例えば、負荷検出回路１４０にセンス抵抗１４１を１つだけ設けておいて、１つのセンス抵抗１４１に共振回路ＴＴ［１］〜ＴＴ［ｎ］の送電側コイルＴ_Ｌに流れる電流が選択的に流れるよう、スイッチ等を用いて、該センス抵抗１４１と共振回路ＴＴ［１］〜ＴＴ［ｎ］とを接続しておく。そして、１つのセンス抵抗１４１を時分割で用いることで、共振回路ＴＴ［１］〜ＴＴ［ｎ］の送電側コイルＴ_Ｌに流れる電流の振幅を電圧値Ｖ_Ｄとして順次検出するようにしてもよい。

図１６に、第１〜第ｎ異物検出用接続状態を実現するための、給電機器１内の回路例を示す。図１６では、共振回路ＴＴ［ｉ］における送電側コイルＴ_Ｌ及び送電側コンデンサＴ_Ｃが夫々記号Ｔ_Ｌ［１］及びＴ_Ｃ［ｉ］にて表され、共振回路ＴＴ［ｉ］に対するスイッチＴ_ＳＷとしてスイッチＴ_ＳＷ［ｉ］Ｌ及びＴ_ＳＷ［ｉ］Ｃが設けられる。ＮＦＣ通信回路１２０又はＮＦＣ送電回路１３０は切り替え回路１１０を介して、配線であるラインＬＮ１及びＬＮ２に接続される。ラインＬＮ１は、スイッチＴ_ＳＷ［１］Ｃ〜Ｔ_ＳＷ［ｎ］Ｃを介して夫々コンデンサＴ_Ｃ［１］〜Ｔ_Ｃ［ｎ］の一端に接続され、コンデンサＴ_Ｃ［１］〜Ｔ_Ｃ［ｎ］の各他端はラインＬＮ２に接続される。また、ラインＬＮ１はコイルＴ_Ｌ［１］〜Ｔ_Ｌ［ｎ］の各一端に共通接続され、コイルＴ_Ｌ［１］〜Ｔ_Ｌ［ｎ］の他端は夫々スイッチＴ_ＳＷ［１］Ｌ〜Ｔ_ＳＷ［ｎ］Ｌを介してラインＬＮ３に接続される。ラインＬＮ３はセンス抵抗１４１を介してラインＬＮ２に接続される。

図１６の回路例では、第ｉ異物検出用接続状態において、送電回路１３０がラインＬＮ１及びＬＮ２に接続され、且つ、スイッチＴ_ＳＷ［１］Ｌ〜Ｔ_ＳＷ［ｎ］Ｌ及びＴ_ＳＷ［１］Ｃ〜Ｔ_ＳＷ［ｎ］Ｃの内、スイッチＴ_ＳＷ［ｉ］Ｌ及びＴ_ＳＷ［ｉ］Ｃのみがオンとされ、他のスイッチは全てオフとされる。給電用接続状態及び通信用接続状態では。スイッチＴ_ＳＷ［１］Ｌ〜Ｔ_ＳＷ［ｎ］Ｌ及びＴ_ＳＷ［１］Ｃ〜Ｔ_ＳＷ［ｎ］Ｃの内、スイッチＴ_ＳＷ［１］Ｌ及びＴ_ＳＷ［１］Ｃのみがオンとされ、他のスイッチは全てオフとされる。但し、給電用接続状態では送電回路１３０がラインＬＮ１及びＬＮ２に接続される一方で、通信用接続状態では通信回路１２０がラインＬＮ１及びＬＮ２に接続される。

共振回路ＴＴ［ｉ］に関し、磁界強度Ｈ（図１５のステップＳ１２参照）とは、共振回路ＴＴ［ｉ］の送電側コイルＴ_Ｌの発生磁界強度であって、より詳しくは、共振回路ＴＴ［ｉ］の送電側コイルＴ_Ｌが発生した基準周波数で振動する交番磁界の磁界強度を指す。共振回路ＴＴ［ｉ］に関し、磁界強度Ｈをテスト強度に設定するとは、所定のテスト用交流信号（テスト用交流電流）が共振回路ＴＴ［ｉ］に供給されるように送電回路１３０を制御することで、テスト強度を有し且つ基準周波数で振動する交番磁界を共振回路ＴＴ［ｉ］の送電側コイルＴ_Ｌに発生させることを指す。例えば、“Ｖ_ＲＥＦ［ｉ］＝Ｖ_ＤＯ［ｉ］−ΔＶ”、又は、“Ｖ_ＲＥＦ［ｉ］＝Ｖ_ＤＯ［ｉ］×ｋ”とすると良い。ΔＶは、所定の正の微小値である（但し、ΔＶ＝０とすることも可能）。ｋは、１未満の正の所定値を有する係数である。図１５のステップＳ１２〜Ｓ１４の繰り返しにて得られる異物検出用基準値Ｖ_ＲＥＦ［１］〜Ｖ_ＲＥＦ［ｎ］は互いに異なる値を持ちうる。ｉ及びｊが互いに異なる整数であるとした場合、異物検出用基準値Ｖ_ＲＥＦ［ｉ］を決定するためのパラメータ（ΔＶ又はｋ）と、異物検出用基準値Ｖ_ＲＥＦ［ｊ］を決定するためのパラメータ（ΔＶ又はｋ）は互いに同じであっても良いが、互いに異なっていても良い。

制御回路１６０は、増幅器１３２（図７参照）の増幅率を制御することで磁界強度Ｈを可変設定することができる。テスト強度は、電力伝送（即ち送電動作）における共振回路ＴＴ［１］の送電側コイルＴ_Ｌの発生磁界強度（即ち送電用磁界の磁界強度；例えば、４５〜６０Ａ／ｍ）より小さく、通信用磁界強度の下限値“１．５Ａ／ｍ”から上限値“７．５Ａ／ｍ”までの範囲内に収まる。

尚、初期設定環境下において磁界強度Ｈを所定のテスト強度に設定したときに得られるであろう電圧値Ｖ_Ｄを、設計段階で見積もることができる。この見積によって導出された値に基づき、初期設定処理を行うことなく、異物検出用基準値Ｖ_ＲＥＦ［ｉ］を決定してメモリ１５０に記憶させるようにしても良い。また、テスト強度は複数あっても構わない。この場合、１つの共振回路ＴＴ［ｉ］に関して上述のステップＳ１２〜Ｓ１４の処理を複数回繰り返すことで、複数のテスト強度に対する複数の異物検出用基準値Ｖ_ＲＥＦ［ｉ］をメモリ１５０に記憶させておくことができる。

［異物検出処理（電力伝送前の異物検出処理）］
図１７を参照し、給電台１２上の異物３の存否を検出するための異物検出処理を説明する。図１７は、電力伝送前に給電機器１により実行される異物検出処理のフローチャートである。まず、ステップＳ２１にて変数ｉに１が代入される。その後、ステップＳ２２において、制御回路１６０は、切り替え回路１１０及び各スイッチＴ_ＳＷを制御することで第ｉ異物検出用接続状態を実現し且つ共振回路ＴＴ［ｉ］の送電側コイルＴ_Ｌによる磁界強度Ｈを所定のテスト強度に設定し、続くステップＳ２３において、負荷検出回路１４０を用い、該テスト磁界を発生させているときの電圧値Ｖ_Ｄを電圧値Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［ｉ］として取得する。電流振幅検出値とも言うべき電圧値Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［ｉ］は、第ｉ異物検出用接続状態にてテスト強度を有し且つ基準周波数で振動するテスト磁界を共振回路ＴＴ［ｉ］の送電側コイルＴ_Ｌに発生させているときの、共振回路ＴＴ［ｉ］の送電側コイルＴ_Ｌに流れる電流の振幅に応じた値を持つ。尚、異物検出処理が実行される期間中には、ＮＦＣ通信を介した給電機器１からの指示に従い電子機器２においてｆ_Ｏ変更／短絡動作（共振周波数変更動作又はコイル短絡動作）が実行されている。また、テスト磁界の磁界強度（即ちテスト強度）は、送電動作にて共振回路ＴＴ［１］の送電側コイルＴ_Ｌが発生する送電用磁界の磁界強度よりも相当に小さく、通信用磁界強度の上限値（７．５Ａ／ｍ）以下とされるため、テスト磁界によって異物３が破損等するおそれは無い又は少ない。

ステップＳ２３に続くステップＳ２４にて、制御回路１６０は、“ｉ＝ｎ”の成否を判断し、“ｉ＝ｎ”が成立する場合にはステップＳ２６に進むが、そうでない場合にはステップＳ２５にて変数ｉに１を加算してからステップＳ２２に戻ってステップＳ２２及びＳ２３の処理を繰り返す。故に、ステップＳ２６に至る時点では、電圧値Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［１］〜Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［ｎ］が得られている。

ステップＳ２６において、制御回路１６０は、電圧値Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［１］〜Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［ｎ］に基づき給電台１２上における異物３の存否を判定して異物検出処理を終える。異物３が給電台１２上に存在していると判定することを異物有判定と称する。異物３が給電台１２上に存在していないと判定することを異物無判定と称する。制御回路１６０は、異物無判定を成した場合、送電回路１３０による送電動作の実行が可能であると判断して送電動作の実行（共振回路ＴＴ［１］を用いた送電）を許可し、異物有判定を成した場合、送電回路１３０による送電動作の実行が不可であると判断して送電動作の実行を禁止する。送電動作が実行可能と判断したとき、送電動作において、制御回路１６０は、所定の送電用磁界が共振回路ＴＴ［１］の送電側コイルＴ_Ｌにて発生されるよう送電回路１３０を制御することができる。

制御回路１６０にて採用され得る、電圧値Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［１］〜Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［ｎ］に基づく異物３の存否判定方法として、第１〜第３異物存否判定方法を挙げる。

第１異物存否判定方法では、“１≦ｉ≦ｎ”を満たす全ての整数ｉに関し判定不等式“Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［ｉ］≧Ｖ_ＲＥＦ［ｉ］”が成立する場合に限って異物無判定を行い、そうでない場合には異物有判定を行う。
アンテナコイルＡＴ１をコイルＪ_Ｌとして持つ異物３が給電台１２上に存在している場合、そのコイルＪ_Ｌと、アンテナコイルＡＴ６と同じ形状を有する共振回路ＴＴ［１］の送電側コイルＴ_Ｌとの磁気結合度合いが弱く、結果、判定不等式“Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［１］≧Ｖ_ＲＥＦ［１］”が成立しないことがある。但し、この場合において例えば、アンテナコイルＡＴ１と同じ形状を共振回路ＴＴ［２］の送電側コイルＴ_Ｌに持たせておけば、Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［２］が十分に小さくなって“Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［２］≧Ｖ_ＲＥＦ［２］”が不成立となり、異物有判定が成されることになる。

第２異物存否判定方法では、“１≦ｉ≦ｎ”を満たす全ての整数ｉに関し判定不等式“Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［ｉ］≧Ｖ_ＲＥＦ”が成立する場合に限って異物無判定を行い、そうでない場合には異物有判定を行う。ここにおけるＶ_ＲＥＦは、初期設定処理にて求められる異物検出用基準値Ｖ_ＲＥＦ［１］〜Ｖ_ＲＥＦ［ｎ］の何れかである。例えば、Ｖ_ＲＥＦは、固定的にＶ_ＲＥＦ［１］であっても良いし（この場合、初期設定処理にてＶ_ＲＥＦ［２］〜Ｖ_ＲＥＦ［ｎ］を求める必要は無い）、Ｖ_ＲＥＦ［１］〜Ｖ_ＲＥＦ［ｎ］の統計量（例えば最大値、最小値、平均値又は中央値）であっても良い。
第２異物存否判定方法によっても、第１異物存否判定方法を用いた場合と同様の作用が得られる。但し、異物検出用基準値の最適値は送電側コイルＴ_Ｌの形状に依存し得るため、送電側コイルＴ_Ｌごとに異物検出用基準値を設定及び利用する第１異物存否判定方法の方が、異物３の存否検出精度の向上にとって望ましい。

第３異物存否判定方法では、電圧値Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［１］〜Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［ｎ］の内の最小値である電圧値Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［ＭＩＮ］を上記の異物検出用基準値Ｖ_ＲＥＦと比較し、判定不等式“Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［ＭＩＮ］≧Ｖ_ＲＥＦ”が成立する場合には異物無判定を行い、そうでない場合には異物有判定を行う。共振回路ＴＴ［１］〜ＴＴ［ｎ］の送電側コイルＴ_Ｌの内、異物３のコイルＪ_Ｌに対して最も磁気結合度合いの強い送電側コイルＴ_Ｌについての電圧値Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［ｉ］が最小値になると想定され、最小値のみを評価するだけで正確に異物３の存否判断が可能になると考えられる。第３異物存否判定方法は、第２異物存否判定方法と実質的に同じであると言える。

このように送電動作に先立って実行される異物検出処理では、テスト用交流信号を送電回路１３０から共振回路ＴＴ［１］〜ＴＴ［ｎ］に順次供給させることで共振回路ＴＴ［１］〜ＴＴ［ｎ］の送電側コイルＴ_Ｌにテスト磁界を順次発生させ、共振回路ＴＴ［１］〜ＴＴ［ｎ］の送電側コイルＴ_Ｌにテスト磁界を発生させているときの負荷検出回路１４０の出力値Ｖ_Ｄを電圧値Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［１］〜Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［ｎ］として順次取得する。そして、第１又は第２異物存否判定方法を用いる場合、制御回路１６０は、電圧値Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［１］〜Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［ｎ］（第１〜第ｎ電流振幅検出値）の夫々を所定の異物検出用基準値と比較することで異物３の存否を判定し、その判定を通じて送電動作の実行可否を判断する。一方、第３異物存否判定方法を用いる場合、制御回路１６０は、電圧値Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［１］〜Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［ｎ］（第１〜第ｎ電流振幅検出値）の最小値を所定の異物検出用基準値と比較することで異物３の存否を判定し、その判定を通じて送電動作の実行可否を判断する。

尚、初期設定処理にて複数のテスト強度の夫々に対して異物検出用基準値を求めてメモリ１５０に記憶させている場合、共振回路ＴＴ［１］〜ＴＴ［ｎ］の夫々について、ステップＳ２２（図１７参照）にて複数のテスト強度を有する複数のテスト磁界を順次発生させても良い。そして、テスト磁界ごとの判定不等式の成否に基づき異物無判定又は異物有判定を成すようにしても良い。

図１８（ａ）〜図１８（ｄ）を参照して第１〜第４ケースを考える。第１ケースでは、給電台１２上に電子機器２のみが存在している。第２ケースでは、給電台１２上に電子機器２及び異物３が存在している。第３ケースでは、給電台１２上に異物３のみが存在している。第４ケースでは、給電台１２上に電子機器２も異物３も存在していない。

上述したように、異物検出処理が実行される期間中には電子機器２においてｆ_Ｏ変更／短絡動作が実行されているため、第１ケースでは、送電側コイルＴ_Ｌにとっての負荷が十分に軽くなり（即ち、あたかも、給電台１２上に電子機器２が存在しないかのような状態となり）、電圧値Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［１］〜Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［ｎ］の全てが十分に大きくなる。故に、異物無判定が成される。一方、第２ケースでは、共振回路ＲＲの共振周波数が上記周波数ｆ_Ｍへと変更されるものの又は受電側コイルＲ_Ｌが短絡されるものの、異物３は送電側コイルＴ_Ｌの負荷として存在し続けるため（異物３の共振回路ＪＪの共振周波数は基準周波数のままであるため）、電圧値Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［１］〜Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［ｎ］の一部又は全部が十分に小さくなり、結果、異物有判定が成される。

第３及び第４ケースでは、ＮＦＣ通信に応答する電子機器２が給電台１２上に存在しないため、そもそも送電動作は不要であり、従って異物検出処理自体が実行されない。給電機器１は、ＮＦＣ通信により、電力伝送に対応可能な電子機器２が給電台１２上に存在しているか否かを判断できる。尚、異物３が給電台１２上に存在する状態は、異物３が給電台１２に直接接触している状態に限定されない。例えば、図１９に示す如く、給電台１２上に電子機器２が直接接触する形で存在し且つ電子機器２の上に異物３が存在しているような状態も、異物有判定が成される限り、異物３が給電台１２上に存在する状態に属する。

［電力伝送までの信号のやりとり：図２０］
図２０を参照して、電力伝送が行われるまでの機器１及び２間の信号のやりとりを説明する。以下では、特に記述無き限り、電子機器２が基準配置状態（図１（ｂ））にて給電台１２上に存在していることを想定する。

まず、給電機器１が送信側且つ電子機器２が受信側となり、給電機器１（ＩＣ１００）が、ＮＦＣ通信によって、問い合わせ信号５１０を給電台２上の機器（以下、給電対象機器とも言う）に送信する。給電対象機器は、電子機器２を含み、異物３を含みうる。問い合わせ信号５１０は、例えば、給電対象機器の固有識別情報を問い合わせる信号、給電対象機器がＮＦＣ通信を実行可能な状態にあるかを問い合わせる信号、及び、給電対象機器が電力を受け取れるか又は電力の送電を求めているかを問い合わせる信号を含む。

問い合わせ信号５１０を受信した電子機器２（ＩＣ２００）は、問い合わせ信号５１０の問い合わせ内容に答える応答信号５２０を、ＮＦＣ通信によって給電機器１に送信する。応答信号５２０を受信した給電機器１（ＩＣ１００）は、応答信号５２０を解析し、給電対象機器がＮＦＣ通信を可能であって且つ電力を受け取れる又は電力の送電を求めている場合に、テスト用要求信号５３０をＮＦＣ通信によって給電対象機器に送信する。テスト用要求信号５３０を受信した給電対象機器としての電子機器２（ＩＣ２００）は、テスト用要求信号５３０に対する応答信号５４０をＮＦＣ通信によって給電機器１に送信してから、速やかに、ｆ_Ｏ変更／短絡動作（共振周波数変更動作又はコイル短絡動作）を実行する。テスト用要求信号５３０は、例えば、ｆ_Ｏ変更／短絡動作の実行を要求、指示する信号であり、電子機器２の制御回路２５０は、テスト用要求信号５３０の受信を契機としてｆ_Ｏ変更／短絡動作を共振状態変更回路２４０に実行させる。テスト用要求信号５３０の受信前においてｆ_Ｏ変更／短絡動作は非実行とされている。ｆ_Ｏ変更／短絡動作の実行の契機となるならばテスト用要求信号５３０はどのような信号でも良く、問い合わせ信号５１０に内包されるものであっても良い。

応答信号５４０を受信した給電機器１（ＩＣ１００）は、上述の異物検出処理を実行する。異物検出処理の実行期間中、電子機器２（ＩＣ２００）は、ｆ_Ｏ変更／短絡動作の実行を継続する。具体的には、電子機器２（ＩＣ２００）は、内蔵タイマを用いて、異物検出処理の実行期間の長さに応じた時間だけｆ_Ｏ変更／短絡動作の実行を維持してからｆ_Ｏ変更／短絡動作を停止する。

異物検出処理において、給電台１２上に異物３が無いと判断すると、給電機器１（ＩＣ１００）は、認証信号５５０をＮＦＣ通信により給電対象機器に送信する。認証信号５５０は、例えば、これから送電を行うことを給電対象機器に通知する信号を含む。認証信号５５０を受信した電子機器２（ＩＣ２００）は、認証信号５５０に対応する応答信号５６０を、ＮＦＣ通信によって給電機器１に送信する。応答信号５６０は、例えば、認証信号５５０が示す内容を認識したことを通知する信号又は認証信号５５０が示す内容に許可を与える信号を含む。応答信号５６０を受信した給電機器１（ＩＣ１００）は、送電回路１３０を共振回路ＴＴ［１］に接続して送電動作を実行し、これにより電力伝送５７０が実現される。

図１８（ａ）の第１ケースでは、上記の流れで電力伝送５７０が実行されるが、図１８（ｂ）の第２ケースの場合においては、応答信号５４０の送受信まで処理が進行するものの、異物検出処理において給電台１２上に異物があると判断されるため、電力伝送５７０が実行されない。

１回分の電力伝送５７０は所定時間だけ行われるものであっても良く、問い合わせ信号５１０の送信から電力伝送５７０までの一連の処理を、繰り返し実行するようにしても良い。実際には、図２１に示す如く、ＮＦＣ通信と異物検出処理と電力伝送（ＮＦＣ電力伝送）とを順番に且つ繰り返し実行することができる。つまり、非接触給電システムでは、ＮＦＣ通信を行う動作と異物検出処理を行う動作と電力伝送（ＮＦＣ電力伝送）を行う動作とを、時分割で順番に且つ繰り返し行うことができる。

［動作フローチャート］
次に、給電機器１の動作の流れを説明する。図２２は、給電機器１の動作フローチャートである。ステップＳ１０１から始まる処理は初期設定処理後に実行される。通信回路１２０及び送電回路１３０の動作は、制御回路１６０の制御の下で実行される。

給電機器１が起動すると、まずステップＳ１０１において、制御回路１６０は、切り替え回路１１０の制御を通じて通信回路１２０を共振回路ＴＴ［１］に接続する。続くステップＳ１０２において、制御回路１６０は、通信回路１２０及び共振回路ＴＴ［１］を用いたＮＦＣ通信により問い合わせ信号５１０を給電対象機器に送信し、その後、ステップＳ１０３において、応答信号５２０の受信を待機する。通信回路１２０にて応答信号５２０が受信されると、制御回路１６０は、応答信号５２０を解析し、給電対象機器がＮＦＣ通信を可能であって且つ電力を受け取れる又は電力の送電を求めている場合に送電対象があると判断して（ステップＳ１０４のＹ）ステップＳ１０５に進み、そうでない場合（ステップＳ１０４のＮ）、ステップＳ１０２に戻る。

ステップＳ１０５において、制御回路１６０は、通信回路１２０及び共振回路ＴＴ［１］を用いたＮＦＣ通信によりテスト用要求信号５３０を給電対象機器に送信し、その後、ステップＳ１０６において、応答信号５４０の受信を待機する。通信回路１２０にて応答信号５４０が受信されると、ステップＳ１０７において、制御回路１６０は、切り替え回路１１０の制御を通じて送電回路１３０を共振回路ＴＴ［ｉ］（例えば共振回路ＴＴ［１］）に接続し、続くステップＳ１０８にて上述の異物検出処理を行う。

異物検出処理の後、ステップＳ１０９にて、制御回路１６０は、切り替え回路１１０の制御を通じて通信回路１２０を共振回路ＴＴ［１］に接続し、ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１０８の異物検出処理にて、異物有判定が成されている場合にはステップＳ１１０からステップＳ１０２に戻るが、異物無判定が成されている場合にはステップＳ１１０からステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１１１において、制御回路１６０は、通信回路１２０及び共振回路ＴＴ［１］を用いたＮＦＣ通信により認証信号５５０を給電対象機器に送信し、その後、ステップＳ１１２において、応答信号５６０の受信を待機する。通信回路１２０にて応答信号５６０が受信されると、ステップＳ１１３において、制御回路１６０は、切り替え回路１１０の制御を通じて送電回路１３０を共振回路ＴＴ［１］に接続し、ステップＳ１１４に進む。制御回路１６０は、ステップＳ１１４にて送電回路１３０及び共振回路ＴＴ［１］による送電動作を開始した後、ステップＳ１１５に進む。

制御回路１６０は、送電動作の開始時点からの経過時間を計測し、ステップＳ１１５において、その経過時間を所定の時間ｔ_Ａと比較する。その経過時間が時間ｔ_Ａに達するまでステップＳ１１５の比較処理が繰り返され、その経過時間が時間ｔ_Ａに達した時点で（ステップＳ１１５のＹ）、ステップＳ１１６に進む。ステップＳ１１６にて、制御回路１６０は、送電回路１３０による送電動作を停止させてステップＳ１０１に戻り、上述の処理を繰り返す。

次に、電子機器２の動作の流れを説明する。図２３は、電子機器２の動作フローチャートであり、ステップＳ２０１から始まる処理は、初期設定処理を経た給電機器１の動作に連動して実行される。通信回路２２０及び受電回路２３０の動作は、制御回路２５０の制御の下で実行される。

電子機器２が起動すると、まずステップＳ２０１において、制御回路２５０は、切り替え回路２１０の制御を通じて通信回路２２０を共振回路ＲＲに接続する。電子機器２の起動時においてｆ_Ｏ変更／短絡動作は非実行とされている。続くステップＳ２０２において、制御回路２５０は、通信回路２２０を用い、問い合わせ信号５１０の受信を待機する。通信回路２２０にて問い合わせ信号５１０が受信されると、ステップＳ２０３において、制御回路２５０は、問い合わせ信号５１０を解析して応答信号５２０を生成し、通信回路２２０を用いたＮＦＣ通信により応答信号５２０を給電機器１に送信する。このとき、制御回路２５０は、バッテリ２１の状態を確認し、バッテリ２１が満充電状態でなく且つバッテリ２１に異常が認められなければ、電力を受け取れる又は電力の送電を求める信号を応答信号５２０に含める。一方、バッテリ２１が満充電状態あれば又はバッテリ２１に異常が認められれば、電力を受け取れない旨の信号を応答信号５２０に含める。

その後のステップＳ２０４においてテスト用要求信号５３０が通信回路２２０にて受信されると、ステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５において、制御回路２５０は、通信回路２２０を用いたＮＦＣ通信により応答信号５４０を給電機器１に送信し、続くステップＳ２０６にて共振状態変更回路２４０を用いてｆ_Ｏ変更／短絡動作を実行する。即ち、共振周波数ｆ_Ｏを基準周波数から周波数ｆ_Ｍに変更する又は受電側コイルＲ_Ｌを短絡する。制御回路２５０は、ｆ_Ｏ変更／短絡動作の実行を開始してからの経過時間を計測し（ステップＳ２０７）、その経過時間が所定時間ｔ_Ｍに達するとｆ_Ｏ変更／短絡動作を停止する（ステップＳ２０８）。即ち、共振周波数ｆ_Ｏを基準周波数に戻す又は受電側コイルＲ_Ｌの短絡を解消する。その後、ステップＳ２０９に進む。給電機器１にて異物検出処理が実行されている期間（即ちテスト磁界が発生されている期間）中、ｆ_Ｏ変更／短絡動作の実行が維持され、その期間が終了すると速やかにｆ_Ｏ変更／短絡動作が停止されるように時間ｔ_Ｍが予め設定されている。テスト用要求信号５３０の中で時間ｔ_Ｍが指定されていても良い。

ステップＳ２０９において、制御回路２５０は、通信回路２２０を用い、認証信号５５０の受信を待機する。通信回路２２０にて認証信号５５０が受信されると、ステップＳ２１０において、制御回路２５０は、認証信号５５０に対する応答信号５６０を通信回路２２０を用いたＮＦＣ通信により給電機器１へ送信する。尚、異物３が給電台１２上に存在する場合には、認証信号５５０が給電機器１から送信されないので（図２２のステップＳ１１０参照）、ステップＳ２０９にて認証信号５５０が一定時間受信されない場合にはステップＳ２０１に戻ると良い。

応答信号５６０の送信後、ステップＳ２１１において、制御回路２５０は、切り替え回路２１０の制御を通じて受電回路２３０を共振回路ＲＲに接続し、続くステップＳ２１２にて受電回路２３０を用いた受電動作を開始させる。制御回路２５０は、受電動作の開始時点からの経過時間を計測し、その経過時間と所定の時間ｔ_Ｂとを比較する（ステップＳ２１３）。そして、その経過時間が時間ｔ_Ｂに達すると（ステップＳ２１３のＹ）、ステップＳ２１４にて、制御回路２５０は、受電動作を停止させてステップＳ２０１に戻る。

受電動作の行われる期間が給電機器１にて送電動作が行われている期間と実質的に一致するように、時間ｔ_Ｂは、予め定められている又は認証信号５５０の中で指定されている。受電動作の開始後、制御回路２５０は、バッテリ２１への充電電流を監視し、充電電流値が所定値以下になった時点で送電動作が終了したと判断して、受電動作の停止及びステップＳ２０１への移行を行うようにしても良い。

本実施形態によれば、誤って異物３が給電台１２上に置かれた場合に、異物検出処理を通じて送電動作が不実行とされるため、送電動作の実行による異物３の破損等を回避することができる。そして、互いに異なる形状（上述したように大きさを含む）を有した複数の送電側コイルを用いて異物検出処理を行うようにしているため、様々な形状のコイルＪ_Ｌ（アンテナコイル）を持ちうる異物３の存否を高精度に検出することが可能となる。

＜＜第２実施形態＞＞
本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態は第１実施形態を基礎とする実施形態であり、第２実施形態において特に述べない事項に関しては、矛盾の無い限り、第１実施形態の記載が第２実施形態にも適用される。

第２実施形態では、ｎ＝２である場合の、共振回路ＴＴ［１］及びＴＴ［２］における送電側コイルＴ_Ｌの具体例を挙げる。共振回路ＴＴ［１］の送電側コイルＴ_Ｌ、共振回路ＴＴ［２］の送電側コイルＴ_Ｌを、夫々、記号Ｔ_Ｌ［１］、Ｔ_Ｌ［２］によって参照する。この具体例の説明に先立ち、図２４に示すように、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を定義する。Ｘ軸及びＹ軸は給電台１２の載置面に平行であり、従ってＺ軸は給電台１２の載置面に直交している。給電台１２の載置面は電子機器２が載置されるべき面であり、該載置面上に電子機器２及び異物３が載置されうる。

図２５（ａ）は、送電側コイルＴ_Ｌ［１］及びＴ_Ｌ［２］の概略的な上面視図であり、図２５（ｂ）は、送電側コイルＴ_Ｌ［１］及びＴ_Ｌ［２］の概略的な斜視図である。図２５（ｃ）は、Ｙ軸及びＺ軸に平行な断面による送電側コイルＴ_Ｌ［１］及びＴ_Ｌ［２］の概略的な断面図である。図２５（ａ）及び（ｂ）では、図示の簡略化及び煩雑化防止のため、各送電側コイルＴ_Ｌ［ｉ］の巻線を二重四角枠にて表現している。コイルの図示を含む図面において、コイルを表す二重四角枠から側方に伸びる線分はコイルの引き出し線を表している。

送電側コイルＴ_Ｌ［１］及びＴ_Ｌ［２］の夫々はループアンテナを形成しており、それらのループアンテナのループ面（即ち、送電側コイルＴ_Ｌ［１］及びＴ_Ｌ［２］の巻線が配置されている面）はＸ軸及びＹ軸に平行である。

送電側コイルＴ_Ｌ［１］の大きさは送電側コイルＴ_Ｌ［２］の大きさよりも小さい。例えば、送電側コイルＴ_Ｌ［１］はアンテナコイルＡＴ６と同じものであり、送電側コイルＴ_Ｌ［２］はアンテナコイルＡＴ１と同じものである（図１２（ｆ）及び（ａ）参照）。この場合、例えば、送電側コイルＴ_Ｌ［１］は、ＮＦＣ通信及び電力伝送（ＮＦＣ電力伝送）に用いられると共に、アンテナコイルＡＴ４、ＡＴ５又はＡＴ６のような比較的小さなアンテナコイルをコイルＪ_Ｌとして持つ異物３の存否検出に利用され、一方で、送電側コイルＴ_Ｌ［２］は、アンテナコイルＡＴ１、ＡＴ２又はＡＴ３のような比較的大きなアンテナコイルをコイルＪ_Ｌとして持つ異物３の存否検出に利用される。

例えば、送電側コイルＴ_Ｌ［１］のループアンテナとしての中心軸と送電側コイルＴ_Ｌ［２］のループアンテナとしての中心軸は互いに一致しており、Ｚ軸方向から見た場合、送電側コイルＴ_Ｌ［２］の巻線の配置位置の内側に送電側コイルＴ_Ｌ［１］の巻線が配置される。但し、図２５（ｃ）に示す如く、送電側コイルＴ_Ｌ［２］の巻線が配置される平面と、送電側コイルＴ_Ｌ［１］の巻線が配置される平面とは互いに平行であるものの、Ｚ軸方向において所定距離だけ離れている。図２５（ｂ）及び（ｃ）に示されるものとは異なるが、送電側コイルＴ_Ｌ［２］の巻線と送電側コイルＴ_Ｌ［１］の巻線とを同一平面上に配置するようにしても構わない。

電子機器２の受電側コイルＲ_Ｌの形状もアンテナコイルＡＴ６のそれと同じであることが想定され、電子機器２を給電台１２の載置面上に置いたとき（即ち基準配置状態において）、受電側コイルＲ_Ｌとしてのループアンテナのループ面（即ち、受電側コイルＲ_Ｌの巻線が配置されている面）は、Ｘ軸及びＹ軸に平行となる。これにより、送電側コイルＴ_Ｌ［ｉ］と受電側コイルＲ_Ｌとの磁気結合度合いが高まる。また、非接触ＩＣカードに代表される異物３を給電台１２の載置面上に置いたとき、異物３のコイルＪ_Ｌとしてのループアンテナのループ面（即ち、コイルＪ_Ｌの巻線が配置されている面）も、Ｘ軸及びＹ軸に平行となる。

上述の方法では、図２６に示す如く、送電側コイルＴ_Ｌ［１］は、ＮＦＣ通信、電力伝送（ＮＦＣ電力伝送）及び異物検出処理に用いられ、送電側コイルＴ_Ｌ［２］は、ＮＦＣ通信及び電力伝送（ＮＦＣ電力伝送）には用いられずに異物検出処理にのみ用いられる。しかしながら、送電側コイルＴ_Ｌ［１］及びＴ_Ｌ［２］の役割分担はこれに限定されない。即ち例えば、異物検出処理は送電側コイルＴ_Ｌ［１］及びＴ_Ｌ［２］の双方を用いて行われるが、ＮＦＣ通信は送電側コイルＴ_Ｌ［１］及びＴ_Ｌ［２］の任意の一方を用いて行われて良いし、電力伝送（ＮＦＣ電力伝送）も送電側コイルＴ_Ｌ［１］及びＴ_Ｌ［２］の任意の一方を用いて行われて良い。例として、図２７に、送電側コイルＴ_Ｌ［１］を用いて電力伝送（ＮＦＣ電力伝送）を行う一方で送電側コイルＴ_Ｌ［２］を用いてＮＦＣ通信を行う場合の例を示す。異物検出処理は送電側コイルＴ_Ｌ［１］及びＴ_Ｌ［２］の双方を用いて行われる。

送電側コイルの個数ｎが２以外の場合も含めて一般化すると、以下のことが言える。異物検出処理は送電側コイルＴ_Ｌ［１］〜Ｔ_Ｌ［ｎ］を用いて行われるが、ＮＦＣ通信は送電側コイルＴ_Ｌ［１］〜Ｔ_Ｌ［ｎ］の内の任意の１つを用いて行われて良く、且つ、電力伝送（ＮＦＣ電力伝送）も送電側コイルＴ_Ｌ［１］〜Ｔ_Ｌ［ｎ］の内の任意の１つを用いて行われて良い。ＮＦＣ通信に用いられる送電側コイルと、電力伝送（ＮＦＣ電力伝送）に用いられる送電側コイルは互いに同じであっても良いし、互いに異なっていても良い。

＜＜本発明の考察＞＞
上述の各実施形態にて具体化された本発明について考察する。

本発明の一側面に係る送電装置Ｗ_１は、受電装置（２）に対し磁界共鳴方式で電力を送電可能な送電装置（１）において、互いに大きさが異なるコイルを有して構成され且つ所定の基準周波数に共振周波数が設定された第１〜第ｎ共振回路（ＴＴ［１］〜ＴＴ［ｎ］）と（ｎは２以上の整数）、前記第１〜第ｎ共振回路の何れかに選択的に交流信号を供給する送電回路（１３０）と、前記交流信号が供給された共振回路のコイルに流れる電流の振幅を検出する検出回路（１４０）と、前記送電回路を制御する制御回路（１６０）と、を備え、前記制御回路は、前記送電に先立ち前記交流信号を前記第１〜第ｎ共振回路に順次供給させて前記検出回路から前記第１〜第ｎ共振回路に対応する第１〜第ｎ振幅検出値（Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［１］〜Ｖ_{ＤＴＥＳＴ}［ｎ］）を取得し、前記第１〜第ｎ振幅検出値に基づいて、前記送電の実行制御を行うことを特徴とする。

受電装置は、送電装置のコイルから送電される電力を磁界共鳴を利用して受電できる。一方、受電装置と異なる機器であって、送電装置のコイルの発生磁界に応答するコイルを持った異物も存在し得る。このような異物が、送電装置のコイルの発生磁界に応答する場所に存在している状況において、電力送電用の磁界が送電装置のコイルにて発生されたとき、異物が破損等するおそれがある。これを回避するためには、異物の存否判定を介して送電の実行制御を行うことが肝要となる。

ここで、送電装置のコイルの発生磁界に応答する場所に異物が存在しているとき、当該コイルに流れる電流の振幅が減少するという特性がある。この特性を利用すれば、電流の振幅変化に基づき異物の存否を検出することが可能である。しかしながら、異物が持つコイル（アンテナコイル）の形状（大きさを含む）として様々な形状が考えられ、その形状に依存して異物の存在による電流振幅の変化が様々となる。

これを考慮し、送電装置に、互いに大きさが異なるコイルを有した第１〜第ｎ共振回路を設けておき、第１〜第ｎ共振回路に対応する第１〜第ｎ振幅検出値を利用する。これによれば、様々な形状のコイル（アンテナコイル）を持ちうる異物の存否を高精度に検出することが可能となり、その検出結果に基づいて適切な送電制御を行うことが可能となる。典型的には例えば、異物が存在すると判断される場合には送電の実行を禁止するといった制御が可能となり、異物の破損等を回避することができる。

具体的には例えば、前記制御回路は、前記第１〜第ｎ振幅検出値に基づいて、前記受電装置と異なり且つ前記基準周波数に共振周波数が設定された共振回路を含む異物の存否を判断し、前記異物が存在しないと判断した場合に前記送電の実行を許可する一方、前記異物が存在すると判断した場合に前記送電の実行を禁止すると良い。

また例えば、前記制御回路は、前記第１〜第ｎ振幅検出値の夫々を所定の基準値と比較することにより前記送電の実行可否を判断ことができる。

或いは例えば、前記制御回路は、前記第１〜第ｎ振幅検出値の最小値を所定の基準値と比較することにより前記送電の実行可否を判断しても良い。

また例えば、前記送電は、前記送電回路及び前記第１共振回路を用いて行われ、前記送電に先立ち前記交流信号を各共振回路に供給したときに各共振回路のコイルにて発生する磁界（テスト磁界）の強度は、前記送電の際に前記第１共振回路のコイルにて発生する磁界（送電用磁界）の強度よりも小さいと良い。

これにより、送電に先立って発生される磁界により異物が破損等することが抑制される。

また例えば、前記受電装置は、前記基準周波数に共振周波数が設定された受電側共振回路（ＲＲ）を有して該受電側共振回路により電力を受電可能であり、前記第１〜第ｎ振幅検出値の取得が行われる際には、前記送電装置からの通信による信号に従い、前記受電装置にて前記受電側共振回路の共振周波数が前記基準周波数から変更される又は前記受電側共振回路のコイルが短絡されると良い。

これにより、送電装置の検出回路の振幅検出値に対する受電側共振回路の影響が抑制され、異物の存否を正確に判断して適切な送電制御を行うことが可能となる。

送電装置から受電装置に対し磁界共鳴方式で電力を送電可能な非接触給電システムＷ_２において、前記送電装置は、互いに大きさが異なるコイルを有して構成され且つ所定の基準周波数に共振周波数が設定された第１〜第ｎ共振回路と（ｎは２以上の整数）、前記第１〜第ｎ共振回路の何れかに選択的に交流信号を供給する送電回路と、前記交流信号が供給された共振回路のコイルに流れる電流の振幅を検出する検出回路と、前記送電回路を制御する制御回路と、を備え、前記受電装置は、受電側コイルを含む受電側共振回路と、前記送電装置からの電力の受電に先立ち、前記受電側共振回路の共振周波数を前記受電の際の共振周波数である前記基準周波数から変更する又は前記受電側コイルを短絡する変更／短絡回路と、を備え、前記制御回路は、前記送電装置からの通信による信号に従い前記受電装置にて前記受電側共振回路の共振周波数の変更又は前記受電側コイルの短絡が行われている状態で、前記送電に先立ち前記交流信号を前記第１〜第ｎ共振回路に順次供給させて前記検出回路から前記第１〜第ｎ共振回路に対応する第１〜第ｎ振幅検出値を取得し、前記第１〜第ｎ振幅検出値に基づいて、前記送電の実行制御を行うことを特徴とする。

非接触給電システムＷ_２によっても、上記送電装置Ｗ_１と同様の作用及び効果を奏することができる。

尚、上述の各実施形態における給電機器１そのものが本発明に係る送電装置として機能しても良いし、上述の各実施形態における給電機器１の一部が本発明に係る送電装置として機能しても良い。同様に、上述の各実施形態における電子機器２そのものが本発明に係る受電装置として機能しても良いし、上述の各実施形態における電子機器２の一部が本発明に係る受電装置として機能しても良い。

＜＜変形等＞＞
本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施形態は、あくまでも、本発明の実施形態の例であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施形態に記載されたものに制限されるものではない。上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。上述の実施形態に適用可能な注釈事項として、以下に、注釈１〜注釈３を記す。各注釈に記載した内容は、矛盾なき限り、任意に組み合わせることが可能である。

［注釈１］
上述の実施形態では、各種の信号の周波数や共振周波数を、基準周波数としての１３．５６ＭＨｚに設定することを述べたが、１３．５６ＭＨｚは設定の目標値であって、実際の機器における、それらの周波数には誤差が含まれる。

［注釈２］
本発明をＮＦＣの規格に沿って具現化したものを実施形態中に示したため、基準周波数が１３．５６ＭＨｚであると述べたが、基準周波数は１３．５６ＭＨｚ以外でも構わない。これに関連するが、本発明が適用される給電機器及び電子機器間の通信及び電力伝送は、ＮＦＣ以外の規格に沿った通信及び電力伝送であっても良い。

［注釈３］
本発明に係る受電装置又は送電装置である対象装置を、集積回路等のハードウェア、或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせによって構成することができる。対象装置にて実現される機能の全部又は一部である任意の特定の機能をプログラムとして記述して、該プログラムを対象装置に搭載可能なフラッシュメモリに保存しておいても良い。そして、該プログラムをプログラム実行装置（例えば、対象装置に搭載可能なマイクロコンピュータ）上で実行することによって、その特定の機能を実現するようにしてもよい。上記プログラムは任意の記録媒体に記憶及び固定されうる。上記プログラムを記憶及び固定する記録媒体は対象装置と異なる機器（サーバ機器等）に搭載又は接続されても良い。

１ 給電機器
２ 電子機器
１３０ ＮＦＣ送電回路
１４０ 負荷検出回路
１６０ 制御回路
２３０ ＮＦＣ受電回路
２４０ 共振状態変更回路
２５０ 制御回路
ＴＴ、ＴＴ［１］〜ＴＴ［ｎ］ 送電側共振回路
Ｔ_Ｌ 送電側コイル
Ｔ_Ｃ 送電側コンデンサ
ＲＲ 受電側共振回路
Ｒ_Ｌ 受電側コイル
Ｒ_Ｃ 受電側コンデンサ

Claims (9)

1. 受電装置に対し磁界共鳴方式で電力を送電可能な送電装置において、
   互いに大きさが異なるコイルを有して構成され且つ所定の基準周波数に共振周波数が設定された第１〜第ｎ共振回路と（ｎは２以上の整数）、前記第１〜第ｎ共振回路の何れかに選択的に交流信号を供給する送電回路と、前記交流信号が供給された共振回路のコイルに流れる電流の振幅を検出する検出回路と、前記送電回路を制御する制御回路と、を備え、
   前記制御回路は、
   前記送電に先立ち前記交流信号を前記第１〜第ｎ共振回路に順次供給させて前記検出回路から前記第１〜第ｎ共振回路に対応する第１〜第ｎ振幅検出値を取得し、
   前記第１〜第ｎ振幅検出値の最小値を所定の基準値と比較することにより前記送電の実行可否を判断する
   ことを特徴とする送電装置。
2. 前記制御回路は、前記第１〜第ｎ振幅検出値に基づいて、前記受電装置と異なり且つ前記基準周波数に共振周波数が設定された共振回路を含む異物の存否を判断し、前記異物が存在しないと判断した場合に前記送電の実行を許可する一方、前記異物が存在すると判断した場合に前記送電の実行を禁止する
   ことを特徴とする請求項１に記載の送電装置。
3. 前記送電は、前記送電回路及び前記第１共振回路を用いて行われ、
   前記送電に先立ち前記交流信号を各共振回路に供給したときに各共振回路のコイルにて発生する磁界の磁界強度は、前記送電の際に前記第１共振回路のコイルにて発生する磁界の磁界強度よりも小さい
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の送電装置。
4. 受電装置に対し磁界共鳴方式で電力を送電可能な送電装置において、
   互いに大きさが異なるコイルを有して構成され且つ所定の基準周波数に共振周波数が設定された第１〜第ｎ共振回路と（ｎは２以上の整数）、前記第１〜第ｎ共振回路の何れかに選択的に交流信号を供給する送電回路と、前記交流信号が供給された共振回路のコイルに流れる電流の振幅を検出する検出回路と、前記送電回路を制御する制御回路と、を備え、
   前記制御回路は、
   前記送電に先立ち前記交流信号を前記第１〜第ｎ共振回路に順次供給させて前記検出回路から前記第１〜第ｎ共振回路に対応する第１〜第ｎ振幅検出値を取得し、
   前記第１〜第ｎ振幅検出値に基づいて、前記送電の実行制御を行い、
   前記受電装置は、前記基準周波数に共振周波数が設定された受電側共振回路を有して該受電側共振回路により電力を受電可能であり、
   前記第１〜第ｎ振幅検出値の取得が行われる際には、前記送電装置からの通信による信号に従い、前記受電装置にて前記受電側共振回路の共振周波数が前記基準周波数から変更される又は前記受電側共振回路のコイルが短絡される
   ことを特徴とする送電装置。
5. 送電装置から受電装置に対し磁界共鳴方式で電力を送電可能な非接触給電システムにおいて、
   前記送電装置は、互いに大きさが異なるコイルを有して構成され且つ所定の基準周波数に共振周波数が設定された第１〜第ｎ共振回路と（ｎは２以上の整数）、前記第１〜第ｎ共振回路の何れかに選択的に交流信号を供給する送電回路と、前記交流信号が供給された共振回路のコイルに流れる電流の振幅を検出する検出回路と、前記送電回路を制御する制御回路と、を備え、
   前記受電装置は、受電側コイルを含む受電側共振回路と、前記送電装置からの電力の受電に先立ち、前記受電側共振回路の共振周波数を前記受電の際の共振周波数である前記基準周波数から変更する又は前記受電側コイルを短絡する変更／短絡回路と、を備え、
   前記制御回路は、
   前記送電装置からの通信による信号に従い前記受電装置にて前記受電側共振回路の共振周波数の変更又は前記受電側コイルの短絡が行われている状態で、前記送電に先立ち前記交流信号を前記第１〜第ｎ共振回路に順次供給させて前記検出回路から前記第１〜第ｎ共振回路に対応する第１〜第ｎ振幅検出値を取得し、
   前記第１〜第ｎ振幅検出値に基づいて、前記送電の実行制御を行う
   ことを特徴とする非接触給電システム。
6. 前記制御回路は、前記第１〜第ｎ振幅検出値に基づいて、前記受電装置と異なり且つ前記基準周波数に共振周波数が設定された共振回路を含む異物の存否を判断し、前記異物が存在しないと判断した場合に前記送電の実行を許可する一方、前記異物が存在すると判断した場合に前記送電の実行を禁止する
   ことを特徴とする請求項５に記載の非接触給電システム。
7. 前記制御回路は、前記第１〜第ｎ振幅検出値の夫々を所定の基準値と比較することにより前記送電の実行可否を判断する
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の非接触給電システム。
8. 前記制御回路は、前記第１〜第ｎ振幅検出値の最小値を所定の基準値と比較することにより前記送電の実行可否を判断する
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の非接触給電システム。
9. 前記送電は、前記送電回路及び前記第１共振回路を用いて行われ、
   前記送電に先立ち前記交流信号を各共振回路に供給したときに各共振回路のコイルにて発生する磁界の磁界強度は、前記送電の際に前記第１共振回路のコイルにて発生する磁界の磁界強度よりも小さい
   ことを特徴とする請求項５〜８の何れかに記載の非接触給電システム。