JP6708123B2 - 受電装置、給電装置、および電子機器 - Google Patents

Description

本開示は、ワイヤレスで給電装置から電力を受け取る受電装置、ワイヤレスで受電装置に対して電力を供給する給電装置、およびワイヤレスで給電装置から電力を受け取る受電装置を備えた電子機器に関する。

近年、例えば携帯電話機や携帯音楽プレーヤー等のＣＥ機器（Consumer Electronics Device：民生用電子機器）に対し、ワイヤレス給電（Wireless Power Transfer、Contact Free、非接触給電ともいう）を行う給電システムが注目を集めている。このような給電システムでは、例えば、給電トレー（給電装置）上に携帯電話機（受電装置）を置くことにより、携帯電話機を充電することができる。このようなワイヤレス給電を行う方法としては、例えば、電磁誘導方式や、共鳴現象を利用した磁界共鳴方式（磁気共鳴方式ともいう）や、電界結合方式などがある。

このような給電システムでは、給電の際、例えば給電装置と受電装置との間に金属片などの異物があると発熱し、安全性が低下するおそれがある。よって、異物を検出して給電動作を制御することが望まれている。この異物検出方法については、様々な方法が開示されている。例えば、特許文献１には、給電中において、給電電力と受電電力との差分に基づいて、異物を検出する給電システムが開示されている。また、例えば、特許文献２には、給電前に異物検出を行うとともに、給電中にも、給電前と異なる方法で異物検出を行う給電システムが開示されている。

特開２０１１−３０４２２号公報 特開２０１４−７８３８号公報

このように、給電システムでは、異物を検出することにより安全性を高めることがのぞまれており、さらなる完全性の向上が期待されている。

したがって、安全性を高めることができる受電装置、給電装置、および電子機器を提供することが望ましい。

本開示の一実施の形態における給電装置は、給電部と、第１の検出部と、第２の検出部と、制御部とを備えている。給電部は、給電コイルおよび容量素子を含む共振回路を有し、受電装置に対してワイヤレスで供給する電力信号を生成して給電コイルから出力可能であり、電力信号よりも電力が小さい第１の信号および第２の信号を生成して共振回路に対して第１の信号および第２の信号を印加可能であるものである。第１の検出部は、検出素子を有し、給電コイルが電力信号を出力する給電期間において、検出素子を駆動するとともに検出素子に生じた交流信号を検出するものである。第２の検出部は、給電期間の前の期間であって、給電部が共振回路に対して第１の信号を印加する期間において、少なくとも給電コイルの一端の電圧を測定し、その測定結果に基づいて給電部の近傍に物体があるか否かを検出し、給電部の近傍に物体があると検出した後であり給電期間より前の期間のうち、給電部が共振回路に対して第２の信号を印加する期間において、容量素子の両端の電圧を測定し、その測定結果に基づいて共振回路のクオリティファクタを求め、クオリティファクタに基づいて給電部の近傍に異物があるか否かを検出するものである。制御部は、第１の検出部の複数の検出結果のうちのいずれか一の検出結果に基づいて判定条件を設定し、一の検出結果以降の各検出結果が判定条件を満たすか否かに応じて給電部を制御するとともに、第２の検出部が給電部の近傍に異物がないことを検出した場合に給電部を制御して受電装置に対して電力信号を供給させるものである。

本開示の一実施の形態における給電装置では、電力信号が生成され、給電素子から出力される。その際、給電素子が電力信号を出力給電期間において、検出素子が駆動されるとともにその検出素子に生じた交流信号が検出され、この検出結果に基づいて給電部が制御される。

本開示の一実施の形態における給電装置によれば、検出素子を設け、給電期間において、検出素子を駆動するとともにその検出素子に生じた交流信号を検出し、その検出結果に基づいて給電部を制御するようにしたので、安全性を高めることができる。

なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果があってもよい。

本開示の一実施の形態に係る給電システムの一構成例を表す斜視図である。 図１に示した給電装置の一構成例を表すブロック図である。 図１に示したスマートフォンの一構成例を表すブロック図である。 図３に示した受電装置の一構成例を表すブロック図である。 パルス信号の一例を表す波形図である。 受電コイルおよび検出コイルの一構成例を表す模式図である。 図１に示した給電システムの一動作例を表すフローチャートである。 変形例に係る受電装置の一構成例を表すブロック図である。 図８に示した受電装置を有する給電システムの一動作例を表すフローチャートである。 他の変形例に係るスマートフォンの一構成例を表すブロック図である。 図１０に示したＮＦＣ通信部の一構成例を表すブロック図である。 図１０に示した受電装置の一構成例を表すブロック図である。 他の変形例に係る給電システムの一動作例を表すフローチャートである。 他の変形例に係る給電システムの一動作例を表すフローチャートである。 他の変形例に係る給電装置の一構成例を表すブロック図である。 他の変形例に係る受電装置の一構成例を表すブロック図である。 他の変形例に係る給電システムの一構成例を表す斜視図である。 図１７に示した給電システムの概略断面構造を表す断面図である。 図１７に示した給電装置の一構成例を表すブロック図である。 図１７に示したスマートフォンに係る受電装置の一構成例を表すブロック図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

＜実施の形態＞
［構成例］
図１は、実施の形態に係る受電装置を備えた給電システムの一構成例を表すものである。この給電システム１は、給電前に異物検出を行うとともに、給電中にも給電前とは異なる方法で異物検出を行うものである。なお、本開示の実施の形態に係る電子機器は、本実施の形態により具現化されるので、併せて説明する。

給電システム１は、給電装置１０と、スマートフォン２０とを備えている。給電装置１０は、この例ではトレー型の給電装置であり、この給電装置１０の給電面上にスマートフォン２０を置くことにより、スマートフォン２０に内蔵された受電装置３０（後述）に対して給電を行い、２次電池２３（後述）を充電することができるものである。

この給電装置１０の給電面（スマートフォン２０と接する側）には、給電コイル１３１（後述）が配置されており、スマートフォン２０の受電面（給電装置１０と接する側）には、受電コイル３１１（後述）が配置されている。給電装置１０は、これらの給電コイル１３１および受電コイル３１１を介して、電磁誘導により、スマートフォン２０に対して電力を供給する。これにより、ユーザは、スマートフォン２０にＡＣ（Alternating Current）アダプタ等を直接接続することなく、２次電池２３を充電することができ、ユーザの利便性を高めることができるようになっている。

また、給電装置１０は、後述するように、給電コイル１３１を用いて、給電前において、給電装置１０とスマートフォン２０との間に金属片などの異物があるか否かを検出（異物検出Ｄ１）する機能も有している。

また、後述するように、このスマートフォン２０の受電面には、受電コイル３１１に加えて検出コイル４１１（後述）が配置されている。スマートフォン２０の受電装置３０は、この検出コイル４１１を用いて、給電中において、給電装置１０とスマートフォン２０（受電装置３０）との間に、異物があるか否かを検出（異物検出Ｄ２）するようになっている。

このように、給電システム１では、給電前において異物検出Ｄ１を行い、給電中において異物検出Ｄ２を行う。すなわち、給電システム１では、異物検出Ｄ１により異物がないことを確認した後に２次電池２３（後述）に対する充電を開始し、その後に異物検出Ｄ２により異物が検出されると充電を停止する。これにより、給電システム１では、例えば給電前の異物検出Ｄ１のみを行う場合に比べて、より安全に給電を行うことができるようになっている。

なお、この例では、スマートフォン２０に対して給電するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、ビデオカメラ、スマートフォン、モバイルバッテリ、タブレット、電子書籍リーダ、オーディオプレーヤ等の様々な電子機器に対して給電を行うことができる。また、この例では、給電装置１０は、１つのスマートフォン２０に対して給電を行うようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、２つ以上の電子機器に対して同時もしくは時分割的（順次）に給電を行ってもよい。

図２は、給電装置１０の一構成例を表すものである。給電装置１０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１と、送電ドライバ１２と、給電コイル１３１と、容量素子１３２と、電流検出部１４と、通信部１５と、検出部１６と、クオリティファクタ測定部１７と、制御部１８とを備えている。

ＡＣ／ＤＣコンバータ１１は、交流電源９から供給される交流電源信号を直流電源信号に変換し、送電ドライバ１２に供給するものである。なお、この例では、給電装置１０に交流電源信号を供給したが、これに限定されるものではなく、これに変えて、例えば、直流電源信号を供給してもよい。この場合には、例えば、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１を省くことができる。

送電ドライバ１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１から供給された直流電源信号に基づいて、交流の信号Ｓac１，Ｓac２および交流の電力信号Ｓｐ１を生成し、第１の出力端子および第２の出力端子の端子間信号として出力するものである。具体的には、送電ドライバ１２は、後述するように、制御部１８からの指示に基づいて、給電装置１０上に物体が置かれているかどうかを検出する場合には信号Ｓac1を生成し、給電前に異物検出Ｄ１を行う場合には信号Ｓac2を生成し、受電装置３０に対して給電する場合には電力信号Ｓｐ１を生成する。ここで、信号Ｓac１，Ｓac２の電力は、電力信号Ｓｐ１の電力よりも低いものである。また、送電ドライバ１２は、受電装置３０に対して給電する際、制御部１８からの指示に基づいて、電力信号Ｓｐ１の給電周波数ｆｐを変更することができるようになっている。なお、これに限定されるものではなく、制御部１８からの指示に基づいて、例えば、電力信号Ｓｐ１の振幅やデューティ比などを変更するようにしてもよい。

給電コイル１３１は、給電装置１０の給電面に配置されている。給電コイル１３１の一端は、容量素子１３２を介して送電ドライバ１２の第１の出力端子に接続され、他端は電流検出部１４を介して送電ドライバ１２の第２の出力端子に接続されている。このように、給電コイル１３１および容量素子１３２は直列接続され、ＬＣ共振回路を構成している。この直列接続された給電コイル１３１および容量素子１３２の両端間には、送電ドライバ１２により信号Ｓac１，Ｓac２および電力信号Ｓｐ１が供給される。これにより、給電コイル１３１は、信号Ｓac１，Ｓac２および電力信号Ｓｐ１に応じた電磁界を発生させるようになっている。

電流検出部１４は、給電コイル１３１に流れる電流を検出するものであり、一端は、給電コイル１３１の他端などに接続され、他端は送電ドライバ１２の第２の出力端子に接続されている。

通信部１５は、スマートフォン２０の受電装置３０（後述）との間で通信を行い、給電制御信号ＣＴＬを受信するものである。この給電制御信号ＣＴＬは、給電装置１０に対する給電電力の増大要求、低減要求など、給電動作に必要な情報を含むものである。また、この例では、給電制御信号ＣＴＬは、後述するように、スマートフォン２０に含まれる導体の量や導体の配置に関する装置情報ＩＮＦなどをも含んでいる。通信部１５は、給電コイル１３１の両端間の電圧および電流検出部１４により検出された電流に基づいて、給電制御信号ＣＴＬを取得する。具体的には、まず、給電装置１０がスマートフォン２０に対して給電を行い、その給電期間において、受電装置３０の通信部３６（後述）が、送信しようとする信号（給電制御信号ＣＴＬ）に応じて、給電装置１０からみた負荷を変化させる。この負荷の変化は、給電装置１０において、給電コイル１３１の両端間の電圧の振幅や位相の変化、および給電コイル１３１に流れる電流の振幅や位相の変化として現れる。通信部１５は、これらの振幅や位相の変化を検出することにより、受電装置３０から送信された給電制御信号ＣＴＬを取得する。このように、給電システム１では、いわゆる負荷変調により、通信を行うようになっている。

なお、この例では、通信部１５は、給電制御信号ＣＴＬを受信したが、これに限定されるものではなく、給電制御信号ＣＴＬに加え、給電動作とは関係のない信号をも受信してもよい。また、通信部１５は、受電装置３０に対して信号を送信する機能をさらに有していてもよい。

検出部１６は、給電コイル１３１の両端間の電圧に基づいて、給電装置１０上に物体（例えばスマートフォン２０）が置かれているか否かを検出するものである。具体的には、送信ドライバ１２が信号Ｓac１を生成する期間において、検出部１６は、まず、給電コイル１３１の両端間の信号を検出する。このとき、給電コイル１３１の両端間には、信号Ｓac１に対応する信号が現れる。この信号の振幅や位相は、給電装置１０上に物体が置かれているか否かに応じて変化する。検出部１６は、この振幅の変化や位相の変化を検出することにより、物体の有無を検出する。そして、検出部１６は、その検出結果を制御部１８に供給するようになっている。なお、物体を検出する方法は、これに限定されるものではなく、物体の有無を検出できる様々な方法が適用可能である。

クオリティファクタ測定部１７は、異物検出Ｄ１の際、容量素子１３２の両端の各電圧に基づいて、クオリティファクタＱを求めるものである。クオリティファクタＱは、給電装置１０のＬＣ共振回路のクオリティファクタに係るものであり、給電装置１０から受電装置３０への給電効率に関連するものである。給電装置１０とスマートフォン２０との間に金属片などの異物がある場合には、この異物の抵抗成分により、クオリティファクタＱが低下する。給電装置１０では、このクオリティファクタＱに基づいて、異物があるか否かを検出するようになっている。

このクオリティファクタ測定部１７は、具体的には、送電ドライバ１２が交流の信号Ｓac２を生成する期間において、容量素子１３２の両端のノードのうち送電ドライバ１２側のノードにおける電圧振幅Ｖ１と、給電コイル１３１側のノードにおける電圧振幅Ｖ２をそれぞれ求める。そして、クオリティファクタ測定部１７は、以下の式に基づいて、クオリティファクタＱを求める。
Ｑ＝Ｖ２／Ｖ１
そして、クオリティファクタ測定部１７は、このようにして求めたクオリティファクタＱを、制御部１８に供給するようになっている。

制御部１８は、送信ドライバ１２を制御することにより、受電装置３０への給電動作を制御するものである。

具体的には、制御部１８は、給電装置１０上に物体（スマートフォン２０など）が置かれているかどうかを検出する場合には、送電ドライバ１２が信号Ｓac１を生成するように制御するとともに、検出部１６から検出結果を受け取る。そして、制御部１８は、その検出結果に基づいて送信ドライバ１２を制御するようになっている。

また、制御部１８は、異物検出Ｄ１を行う場合には、送電ドライバ１２が信号Ｓac２を生成するように制御するとともに、クオリティファクタ測定部１７からクオリティファクタＱを取得する。そして、制御部１８は、通信部１５から給電制御信号ＣＴＬを介して装置情報ＩＮＦを受け取り、この装置情報ＩＮＦに基づいてしきい値Ｑthを生成する。そして、制御部１８は、測定したクオリティファクタＱとこのしきい値Ｑthを比較し、その比較結果に基づいて送信ドライバ１２を制御するようになっている。

また、制御部１８は、受電装置３０に対して給電する場合には、通信部１５から給電制御信号ＣＴＬを介して給電電力の増大要求や低減要求などを受け取り、この要求に基づいて、送電ドライバ１２が生成する電力信号Ｓｐ１の給電周波数ｆｐを制御する。これにより、給電システム１では、給電装置１０から受電装置３０への給電効率を変化させ、給電電力を制御するようになっている。

図３は、スマートフォン２０の一構成例を表すものである。スマートフォン２０は、受電装置３０と、充電制御部２２と、２次電池２３と、操作部２４と、表示部２５と、通信部２６と、記憶部２７と、制御部２８を有している。受電装置３０は、給電装置１０から供給された電力を受け取って出力電圧Ｖoutを生成し、充電制御部２２に供給するものである。すなわち、充電制御部２２以降のブロックは、受電装置３０の負荷となるものである。

図４は、受電装置３０の一構成例を表すものである。受電装置３０は、受電コイル３１１と、容量素子３１２，３１３と、整流回路３２と、レギュレータ３３と、負荷接続部３４と、通信部３６と、信号生成部３７と、検出コイル３８１と、容量素子３８２と、振幅測定部３９と、制御部３５とを有している。

受電コイル３１１は、スマートフォン２０の受電面に配置されている。受電コイル３１１の一端は、容量素子３１２を介して整流回路３２の第１の入力端子に接続され、他端は整流回路３２の第２の入力端子に接続されている。そして、整流回路３２の第１の入力端子と第２の入力端子との間には容量素子３１３が挿設されている。このように、受電コイル３１１および容量素子３１２は直列接続され、ＬＣ共振回路を構成している。そして、受電コイル３１１は、給電装置１０の給電コイル１３１が生成した電磁界に基づいて、電磁誘導の法則に従って、その磁束の変化に応じた誘導電圧を発生させるようになっている。

受電コイル３１１および容量素子３１２，３１３からなる回路は、給電時において、受電コイル３１１の両端間の誘導電圧に応じた電圧を有する交流の電力信号Ｓｐ２を生成し、整流回路３２に供給する。すなわち、この電力信号Ｓｐ２は、給電装置１０における電力信号Ｓｐ１に基づいて生成されるものである。

整流回路３２は、この例ではブリッジ型の全波整流回路であり、交流の電力信号Ｓｐ２を整流して、直流信号（受電電圧Ｖrect）を生成するものである。整流回路３２は、ダイオード３２１〜３２４と、容量素子３２５とを有している。ダイオード３２１のアノードは、整流回路３２の第１の入力端子に接続され、カソードは、整流回路３２の第１の出力端子に接続されている。ダイオード３２２のアノードは、整流回路３２の第２の出力端子に接続され、カソードは、整流回路３２の第１の入力端子に接続されている。ダイオード３２３のアノードは、整流回路３２の第２の入力端子に接続され、カソードは、整流回路３２の第１の出力端子に接続されている。ダイオード３２４のアノードは、整流回路３２の第２の出力端子に接続され、カソードは、整流回路３２の第２の入力端子に接続されている。容量素子３２５の一端は、整流回路３２の第１の出力端子に接続され、他端は、整流回路３２の第２の出力端子に接続されている。整流回路３２の第２の出力端子は接地されている。この構成により、整流回路３２は、電力信号Ｓｐ２を整流して平滑化することにより直流信号（受電電圧Ｖrect）を生成し、その直流信号を第１の出力端子から出力するようになっている。

なお、この例では、ダイオード３２１〜３２４および容量素子３２５を用いて整流回路３２を構成したが、これに限定されるものではなく、様々な整流回路を適用することができる。

レギュレータ３３は、整流回路３２から供給された直流信号に基づいて、電圧Ｖregを有する直流電力を生成するものである。そして、レギュレータ３３は、受電装置３０内の各ブロックにこの電圧Ｖregを電源電圧として供給するとともに、負荷接続部３４を介して、受電制御部２２以降のブロック（負荷）に対してこの電圧Ｖregを供給するようになっている。

負荷接続部３４は、制御部３５からの指示に基づいて、レギュレータ３３と負荷との間の接続を行うものである。具体的には、負荷接続部３４は、制御部３５から、負荷を接続するべき旨の指示を受けると、接続状態になる。これにより、受電装置３０は、負荷に対して直流電力の供給を行う。また、負荷接続部３４は、制御部３５から、負荷を切り離すべき旨の指示を受けると、非接続状態になる。これにより、受電装置３０は、負荷に対する直流電力の供給を停止するようになっている。

通信部３６は、給電制御信号ＣＴＬを給電装置１０に対して送信するものである。具体的には、給電装置１０が受電装置３０に対して給電を行っている期間において、通信部３６は、給電制御信号ＣＴＬに応じて、整流回路３２の第１の入力端子と第２の入力端子との間のインピーダンスを変化させる。給電装置１０の通信部１５は、このインピーダンスの変化（負荷の変化）を検出することにより、給電制御信号ＣＴＬを受信するようになっている。

信号生成部３７は、給電中に異物検出Ｄ２を行う際、制御部３５からの指示に基づいて、パルス信号Ｓpulseを生成するものである。

図５は、パルス信号Ｓpulseの一例を表すものである。パルス信号Ｓpulseは、高レベルと低レベルとの間で交番するパルス部分Ｐ１と、無信号部分Ｐ２とを有している。これらのパルス部分Ｐ１および無信号部分Ｐ２は、時間軸上で交互に現れる。この例では、パルス部分Ｐ１の長さは３００［μsec］であり、このパルス部分Ｐ１における信号の周波数は１３．５６［ＭＨｚ］である。この周波数は、電力信号Ｓｐ１の周波数とは互いに異なるものである。また、この例では、無信号部分Ｐ２の長さは３００［μsec］である。なお、この例では、無信号部分Ｐ２において、パルス信号Ｓpulseの電圧を低レベルにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば高レベルなどの他の電圧にしてもよい。また、無信号部分Ｐ２において、信号生成部３７が信号を出力しなくてもよい。

信号生成部３７は、異物検出Ｄ２を行う際に、このようなパルス信号Ｓpulseを生成する。そして、信号生成部３７は、このパルス信号Ｓpulseを、第１の出力端子および第２の出力端子の端子間信号として出力し、検出コイル３８１などを駆動するようになっている。

検出コイル３８１は、スマートフォン２０の受電面に配置されるものである。検出コイル３８１の一端は、信号生成部３７の第１の出力端子に接続され、他端は信号生成部３７の第２の出力端子に接続される。容量素子３８２は、この検出コイル３８１と並列接続されている。検出コイル３８１は、パルス信号Ｓpulseに応じた電磁界を発生させるようになっている。

図６は、検出コイル３８１の配置例を模式的に表すものである。この例では、検出コイル３８１は、スマートフォン２０の受電面において、受電コイル３１１よりも大きい半径で、受電コイル３１１を囲むように配置されている。これにより、スマートフォン２０では、受電コイル３１１および検出コイル３８１の配置面積を抑えることができる。なお、これに限定されるものではなく、例えば、検出コイル３８１を、受電コイル３１１の隣に並べて配置してもよい。

振幅測定部３９は、異物検出Ｄ２を行う際に、給電コイル３８１の両端間に生じる信号の振幅ＡＭＰを測定するものである。すなわち、信号生成部３７がパルス信号Ｓpulseのパルス部分Ｐ１を生成する期間において、振幅測定部３９は、給電コイル３８１の両端間に生じる信号の振幅ＡＭＰを測定する。このとき、給電コイル３８１の両端間には、パルス信号Ｓpulseのパルス部分Ｐ１に対応する信号が現れる。この信号の振幅ＡＭＰや位相は、給電装置１０とスマートフォン２０との間に異物があるか否かに応じて変化する。振幅測定部３９は、この信号の振幅ＡＭＰを測定し、制御部３５に供給するようになっている。

制御部３５は、給電制御信号ＣＴＬを生成し、給電システム１における給電動作を制御するものである。具体的には、制御部３５は、給電装置１０が異物検出Ｄ１を行う際、スマートフォン２０に含まれる導体の量や導体の配置に関する装置情報ＩＮＦなどを示す給電制御信号ＣＴＬを生成する。また、制御部３５は、給電を行う際、受電電圧Ｖrectに基づいて、給電電力の増大要求、低減要求などを示す給電制御信号ＣＴＬを生成するようになっている。

また、制御部３５は、給電中に異物検出Ｄ２を行う際、信号生成部３７に対してパルス信号Ｓpulseを生成するように指示するとともに、振幅測定部３９から振幅ＡＭＰを受け取り、その振幅ＡＭＰに基づいて２つのしきい値ＡＭＰth1，ＡＭＰth2を算出する。ここで、しきい値ＡＭＰth1は、しきい値ＡＭＰth2より大きいものである。そして、制御部３５は、それ以降に受け取る振幅ＡＭＰが、２つのしきい値ＡＭＰth1，ＡＭＰth2で挟まれた範囲内であるか否かに基づいて、給電制御信号ＣＴＬを生成するようになっている。

また、制御部３５は、負荷接続部３４に対して、負荷を接続するべき旨の指示、または負荷を切り離すべき旨の指示を行う機能をも有している。

充電制御部２２は、２次電池２３における充電動作を制御するものである。２次電池２３は、直流電力を蓄えるものであり、例えばリチウムイオン電池などの充電池を用いて構成されるものである。そして、２次電池２３は、スマートフォン２０の機能を実現するための様々な回路やデバイス（この例では操作部２４、表示部２５、通信部２６、記憶部２７、および制御部２８）に電力を供給するようになっている。

操作部２４は、スマートフォン２０を操作するためのユーザインタフェースであり、各種ボタンやタッチパネルなどにより構成されるものである。表示部２５は、スマートフォン２０における様々な情報処理の結果を表示するものである。通信部２６は、携帯電話の基地局と通信するものである。記憶部２７は、スマートフォン２０において実行される各種プログラムを記憶するものである。制御部２８は、記憶部２７に記憶されたプログラムを実行するとともに、スマートフォン２０の各ブロックを制御するものである。

［動作および作用］
続いて、本実施の形態の給電システム１の動作および作用について説明する。

（全体動作概要）
まず、図２〜４を参照して、給電システム１の全体動作概要を説明する。給電装置１０では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１は、交流電源９から供給される交流電源信号を直流電源信号に変換し、送電ドライバ１２に供給する。送電ドライバ１２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１から供給された直流電源信号に基づいて、信号Ｓac１，Ｓac２および電力信号Ｓｐ１を生成する。給電コイル１３１は、信号Ｓac１，Ｓac２および電力信号Ｓｐ１に基づいて電磁界を発生させる。電流検出部１４は、給電コイル１３１に流れる電流を検出する。通信部１５は、受電装置３０から給電制御信号ＣＴＬを受信する。検出部１６は、給電装置１０上に物体（スマートフォン２０など）が置かれているか否かを検出する。クオリティファクタ測定部１７は、給電前の異物検出Ｄ１の際、クオリティファクタＱを求める。制御部１８は、送信ドライバ１２を制御することにより、受電装置３０への給電動作を制御する。

受電装置３０では、受電コイル３１１は、給電コイル１３１が生成した電磁界に基づいて、その磁束の変化に応じた誘導電圧を発生させる。そして、受電コイル３１１および容量素子３１２，３１３は、電力信号Ｓｐ１に対応した電力信号Ｓｐ２を整流回路３２に供給する。整流回路３２は、電力信号Ｓｐ２を整流して、受電電圧Ｖrectを有する直流信号を生成する。レギュレータ３３は、整流回路３２から供給された直流信号に基づいて、電圧Ｖregを有する直流電力を生成する。負荷接続部３４は、制御部３５からの指示に基づいて、レギュレータ３３と負荷との間の接続を行う。通信部３６は、給電制御信号ＣＴＬを給電装置１０に対して送信する。信号生成部３７は、給電中の異物検出Ｄ２の際、制御部３５からの指示に基づいて、パルス信号Ｓpulseを生成する。検出コイル３８１は、パルス信号Ｓpulseに基づいて電磁界を発生させる。振幅測定部３９は、異物検出Ｄ２を行う際に、給電コイル３８１の両端間に生じる信号の振幅ＡＭＰを測定する。制御部３５は、給電制御信号ＣＴＬを生成し、給電システム１における給電動作を制御する。

充電制御部２２は、２次電池２３における充電動作を制御する。２次電池２３は、直流電力を蓄えるとともに、スマートフォン２０の機能を実現するための様々な回路やデバイスに電力を供給する。

（詳細動作）
図７は、給電システム１における給電動作のフローチャートを表すものである。給電システム１では、異物検出Ｄ１を行った後に給電を開始し、給電中に異物検出Ｄ２を行う。以下に、その詳細を説明する。

ユーザが、スマートフォン２０を給電装置１０の給電面上に置くと、まず、給電装置１０は、スマートフォン２０を検出する（ステップＳ１）。具体的には、まず、給電装置１０の送電ドライバ１２が交流の信号Ｓac１を生成し、検出部１６が給電コイル１３１の両端間の信号を検出する。そして、検出部１６は、この振幅の変化や位相の変化を検出することにより、スマートフォン２０の有無を検出し、その検出結果を制御部１８に供給する。

次に、給電装置１０は、クオリティファクタＱを測定する（ステップＳ２）。具体的には、給電装置１０の送電ドライバが交流の信号Ｓac２を生成し、クオリティファクタ測定部１７が、容量素子１３２の両端の各電圧に基づいて、クオリティファクタＱを求める。

次に、給電装置１０がスマートフォン２０の受電装置３０に対して給電を開始する（ステップＳ３）。その際、給電装置１０は、少ない給電電力で給電を行う。

次に、受電装置３０は、給電装置１０から供給された電力に基づいて起動し、給電装置１０に対して装置情報ＩＮＦを送信する（ステップＳ４）。具体的には、受電装置３０では、給電装置１０からの給電を受けて整流回路３２が受電電圧Ｖrectを生成し、レギュレータ３３がこの受電電圧Ｖrectに基づいて電圧Ｖregを生成する。そして、受電装置３０の各ブロックが、この電圧Ｖregを電源電圧として動作を開始する。その後、受電装置３０の制御部３５は、スマートフォン２０に含まれる導体の量や導体の配置に関する装置情報ＩＮＦを含む給電制御信号ＣＴＬを生成し、通信部３６がこの給電制御信号ＣＴＬを給電装置１０に対して送信する。

次に、給電装置１０は、しきい値Ｑthを算出し（ステップＳ５）、ステップＳ２で測定したクオリティファクタＱがしきい値Ｑthより大きい（Ｑ＞Ｑth）か否かを確認する（ステップＳ６）。具体的には、まず、給電装置１０の通信部１５が、装置情報ＩＮＦを含む給電制御信号ＣＴＬを受信して、給電制御信号ＣＴＬを制御部１８に供給する。そして、制御部１８が、この装置情報ＩＮＦに基づいてしきい値Ｑthを算出し、クオリティファクタＱとこのしきい値Ｑthとを比較する。すなわち、クオリティファクタＱは、スマートフォン２０に含まれる導体の量や導体の配置に応じて異なる値になる。そこで、制御部１８は、導体の量やその配置に応じてしきい値Ｑthを算出し、クオリティファクタＱとしきい値Ｑthとを比較する。

ステップＳ６において、クオリティファクタＱがしきい値Ｑth以下である場合（ステップＳ６において“Ｎ”）には、ステップＳ１３に進む。すなわち、この場合には、給電装置１０の制御部１８は、給電装置１０とスマートフォン２０との間に、金属片などの異物があると判断し、給電を停止すべくステップＳ１３に進む。

ステップＳ６において、クオリティファクタＱがしきい値Ｑthより大きい場合（ステップＳ６において“Ｙ”）には、受電装置３０の信号生成部３７は、パルス信号Ｓpulseの生成を開始する（ステップＳ７）。具体的には、受電装置３０の制御部３５が、信号生成部３７に対してパルス信号Ｓpulseを生成するように指示し、信号生成部３７がパルス信号Ｓpulseの生成を開始する。この後、信号生成部３７は、２次電池２３への充電が完了するまで、パルス信号Ｓpulseを生成する。

次に、受電装置３０は、振幅ＡＭＰを測定し、その振幅ＡＭＰに基づいて、しきい値ＡＭＰth1，ＡＭＰth2を算出する（ステップＳ８）。具体的には、まず、振幅測定部３９は、信号生成部３７がパルス信号Ｓpulseのパルス部分Ｐ１を生成する期間において、給電コイル３８１の両端間に生じる信号の振幅ＡＭＰを測定する。そして、制御部３５は、この振幅ＡＭＰに基づいてしきい値ＡＭＰth1，ＡＭＰth2を算出する。

次に、受電装置３０は、２次電池２３に対する充電を開始する（ステップＳ９）。具体的には、まず、制御部３５は、給電装置１０に対して、給電制御信号ＣＴＬを介して、給電電力の増大要求や低減要求などを行い、受電電圧Ｖrectが目標電圧に達するように制御する。そして、制御部３５は、負荷接続部３４に対して、負荷を接続するべき旨の指示を行い、負荷接続部３４は、この指示に基づいて、レギュレータ３３と充電制御部２２とを接続する。これにより、受電装置３０は、充電制御部２２を介して２次電池２３に対する充電を開始する。

次に、受電装置３０は、振幅ＡＭＰを測定し（ステップＳ１０）、この振幅ＡＭＰがしきい値ＡＭＰth1より小さく（ＡＭＰ＜ＡＭＰth1）、かつしきい値ＡＭＰth2より大きい（ＡＭＰ＞ＡＭＰth2）か否かを確認する（ステップＳ１１）。具体的には、まず、振幅測定部３９が、給電コイル３８１の両端間に生じる信号の振幅ＡＭＰを測定する。そして、制御部３５が、この振幅ＡＭＰが、しきい値ＡＭＰth1を上限とし、しきい値ＡＭＰth2を下限とする振幅範囲に収まっているか否かを確認する。

ステップＳ１１において、振幅ＡＭＰがしきい値ＡＭＰth1以上であるか、もしくは、振幅ＡＭＰがしきい値ＡＭＰth2以下である場合には（ステップＳ１１において“Ｎ”）、ステップＳ１３に進む。すなわち、この場合には、受電装置３０の制御部３５は、給電装置１０とスマートフォン２０との間に、金属片などの異物があると判断し、給電を停止すべくステップＳ１３に進む。

ステップＳ１１において、振幅ＡＭＰがしきい値ＡＭＰth1より小さく、かつしきい値ＡＭＰth2より大きい場合には（ステップＳ１１において“Ｙ”）、制御部３５は、２次電池２３に対する充電が完了したか否かを判断する（ステップＳ１２）。具体的には、制御部３５は、例えば、２次電池２３における電圧や２次電池２３への供給電流に基づいて、２次電池２３に対する充電が完了したか否かを判断する。

ステップＳ１２において、２次電池２３に対する充電がまだ完了していないと判断した場合（ステップＳ１２において“Ｎ”）には、ステップＳ１０に戻る。そして、充電が完了するまで、ステップＳ１０〜Ｓ１２を繰り返す。

ステップＳ１２において、２次電池２３に対する充電が完了したと判断した場合（ステップＳ１２において“Ｙ”）には、給電装置１０が給電を停止する（ステップＳ１３）。具体的には、制御部３５は、負荷接続部３４に対して、負荷を切り離すべき旨の指示を行い、負荷接続部３４は、この指示に基づいて、レギュレータ３３と充電制御部２２とを切り離す。同時に、制御部３５は、給電停止要求を含む給電制御信号ＣＴＬを生成し、通信部３６が給電装置１０に対して給電制御信号ＣＴＬを送信する。そして、給電装置１０では、通信部１５が給電制御信号ＣＴＬを受信し、制御部１８が、その給電制御信号ＣＴＬに基づいて、給電を停止するように送電ドライバ１２を制御する。

以上で、このフローは終了する。

このように、給電システム１では、給電前に、クオリティファクタＱに基づいて異物検出Ｄ１を行うようにしたので、高い精度で異物を検出することができる。特に、異物検出Ｄ１では、給電前にクオリティファクタＱを測定するようにしたので、給電時に測定する場合に比べ、ノイズや負荷（受電装置３０）の影響をうけるおそれを低減することができる。また、装置情報ＩＮＦに基づいてしきい値Ｑthを求めるようにしたので、給電対象となる電子機器（この例ではスマートフォン２０）に含まれる導体の量や導体の配置を考慮してしきい値Ｑthを決定することができる。そのため、給電システム１では、高い精度で異物を検出することができ、より安全に給電を行うことができる。

また、給電システム１では、給電前において異物検出Ｄ１を行い、給電中において異物検出Ｄ２を行うようにした。すなわち、給電システム１では、異物検出Ｄ１により異物がないことを確認した後に、２次電池２３（後述）に対する充電を開始し、その後に異物検出Ｄ２により異物が検出されると充電を停止するようにした。これにより、給電システム１では、例えば、給電開始後に、金属片などの異物が給電装置１０とスマートフォン２０との間に挿入された場合でも、異物を検出して給電を停止することができるため、より安全に給電を行うことができる。

また、受電装置３０では、検出コイル３８１を設け、この検出コイル３８１を用いて異物検出Ｄ２を行うようにしたので、シンプルな方法で異物の検出を行うことができる。すなわち、例えば、受電コイル３１１を用いて異物の検出を行うようにした場合には、異物を検出する度に給電を停止する必要があるため、動作が複雑になるおそれがある。一方、受電装置３０では、受電コイル３１１とは別に、異物検出Ｄ２用の検出コイル３８１を設けるようにしたので、給電動作を停止することなく、異物の検出を行うことができる。

また、受電装置３０では、パルス信号Ｓpulseのパルス部分Ｐ１における周波数が、電力信号Ｓｐ１の周波数と異なるようにしたので、高い精度で異物の検出を行うことができる。すなわち、例えば、例えばパルス信号Ｓpulseのパルス部分Ｐ１における周波数が、電力信号Ｓｐ１の周波数と同じである場合には、振幅測定部３９が測定する振幅ＡＭＰは、電力信号Ｓｐ１によって影響を受けるおそれがある。一方、受電装置３０では、これらの周波数が互いに異なるようにしたので、例えば、振幅測定部３９にフィルタを設けることにより、電力信号Ｓｐ１の影響を抑えることができ、振幅ＡＭＰをより高い精度で測定することができる。その結果、受電装置３０では、高い精度で異物の検出を行うことができる。

また、受電装置３０では、振幅ＡＭＰに基づいてしきい値ＡＭＰth1，ＡＭＰth2を求めるようにしたので、高い精度で異物の検出を行うことができる。すなわち、振幅ＡＭＰは、異物の有無だけでなく使用する給電装置によっても異なる。この給電装置は、さまざまなベンダから提供される。よって、振幅ＡＭＰは、異物がない場合でも、使用する給電装置によって異なるおそれがある。例えば、しきい値を固定値にした場合には、使用する給電装置によっては、異物検出において誤りが生じるおそれがある。一方、受電装置３０では、振幅ＡＭＰに基づいてしきい値ＡＭＰth1，ＡＭＰth2を求めるようにしたので、使用する給電装置によって異なるしきい値ＡＭＰth1，ＡＭＰth2を設定することができるため、高い精度で異物の検出を行うことができる。

特に、給電システム１では、まず、異物検出Ｄ１により異物がないことを確認した後に、異物検出Ｄ２用のしきい値ＡＭＰth1，ＡＭＰth2を求めるようにした。これにより、給電システム１では、異物の影響を受けることなくしきい値ＡＭＰth1，ＡＭＰth2を求めることができ、高い精度で異物の検出を行うことができる。

また、受電装置３０では、振幅ＡＭＰが、しきい値ＡＭＰth1としきい値ＡＭＰth2とで挟まれた振幅範囲に収まっているか否かを確認するようにしたので、異物によって振幅ＡＭＰが大きくなる場合と、異物によって振幅ＡＭＰが小さくなる場合の両方を検出することができる。その結果、受電装置３０では、高い精度で異物の検出を行うことができる。

［効果］
以上のように本実施の形態では、検出コイルを設け、この検出コイルを用いて異物検出を行うようにしたので、シンプルな方法で異物の検出を行うことができる。

本実施の形態では、パルス信号のパルス部分における周波数が、電力信号の周波数と異なるようにしたので、高い精度で異物の検出を行うことができる。

本実施の形態では、異物がないことを確認した後に、振幅ＡＭＰに基づいてしきい値を求めるようにしたので、高い精度で異物の検出を行うことができる。

［変形例１］
上記実施の形態では、異物検出Ｄ２において、振幅ＡＭＰが、しきい値ＡＭＰth1としきい値ＡＭＰth2とで挟まれた振幅範囲に収まっているか否かを確認するようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、異物によって振幅ＡＭＰが小さくなることがあらかじめわかっている場合には、ステップＳ８においてしきい値を１つだけ算出し、ステップＳ１１において振幅ＡＭＰがそのしきい値を下回った場合に給電を停止するように構成してもよい。

［変形例２］
上記実施の形態では、検出コイル３８１の両端間の信号の振幅ＡＭＰに基づいて異物検出Ｄ２を行ったが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、検出コイル３８１の両端間の信号の位相ＰＨに基づいて異物検出Ｄ２を行ってもよい。以下に、本変形例に係る受電装置３０Ａについて、詳細に説明する。

図８は、受電装置３０Ａの一構成例を表すものである。受電装置３０Ａは、位相測定部３９Ａと、制御部３５Ａとを有している。位相測定部３９Ａは、異物検出Ｄ２を行う際に、給電コイル３８１の両端間に生じる信号の位相ＰＨを測定するものである。制御部３５Ａは、制御部３５と同様に、異物検出Ｄ２を行う際、位相測定部３９Ａから位相ＰＨを受け取り、その位相ＰＨに基づいて２つのしきい値ＰＨth1，ＰＨth2を算出する。ここで、しきい値ＰＨth1は、しきい値ＰＨth2より大きいものである。そして、制御部３５Ａは、それ以降に受け取る位相ＰＨが、２つのしきい値ＰＨth1，ＰＨth2で挟まれた範囲内であるか否かに基づいて、異物検出Ｄ２を行うものである。

図９は、受電装置３０Ａを有する給電システム１Ａの一動作例を表すものである。この給電システム１Ａでは、ステップＳ７において、受電装置３０Ａの信号生成部３７が、パルス信号Ｓpulseの生成を開始した後、受電装置３０Ａが、位相ＰＨを測定し、その位相ＰＨに基づいて、しきい値ＰＨth1，ＰＨth2を算出する（ステップＳ３８）。具体的には、まず、位相測定部３９Ａは、信号生成部３７がパルス信号Ｓpulseのパルス部分Ｐ１を生成する期間において、給電コイル３８１の両端間に生じる信号の位相ＰＨを測定する。そして、制御部３５Ａは、この位相ＰＨに基づいてしきい値ＰＨth1，ＰＨth2を算出する。そして、受電装置３０Ａは、上記実施の形態の場合と同様に、２次電池２３に対する充電を開始する（ステップＳ９）。次に、受電装置３０Ａは、位相ＰＨを測定し（ステップＳ４０）、この位相ＰＨがしきい値ＰＨth1より小さく（ＰＨ＜ＰＨth1）、かつしきい値ＰＨth2より大きい（ＰＨ＞ＰＨth2）か否かを確認する（ステップＳ４１）。そして、位相ＰＨがしきい値ＰＨth1以上であるか、もしくは、位相ＰＨがしきい値ＰＨth2以下である場合には（ステップＳ４１において“Ｎ”）、ステップＳ１３に進み、給電を停止する。このように構成しても、上記実施の形態に係る受電装置３０と同様の効果を得ることができる。

なお、これに限定されるものではなく、例えば、検出コイル３８１の両端間の信号の振幅ＡＭＰおよび位相ＰＨの両方に基づいて異物検出Ｄ２を行うようにしてもよい。これにより、異物検出の自由度を高めることができる。

［変形例３］
上記実施の形態では、受電装置３０に検出コイル３８１などを設けたが、これに限定されるものではない。例えば、スマートフォンのうちの受電装置以外の部分にコイルがある場合には、そのコイルを用いて異物検出Ｄ２を行ってもよい。以下に、本変形例について、詳細に説明する。

図１０は、本変形例に係るスマートフォン２０Ｂの一構成例を表すものである。スマートフォン２０Ｂは、ＮＦＣ（Near Field Communication）通信部４０Ｂと、受電装置３０Ｂと、制御部２８Ｂとを有している。

図１１は、ＮＦＣ通信部４０Ｂの一構成例を表すものである。ＮＦＣ通信部４０Ｂは、他の電子機器といわゆる近距離無線通信を行うものである。ＮＦＣ通信部４０Ｂは、送信部４１と、通信コイル４２１と、容量素子４２２と、受信部４３とを有している。送信部４１は、制御部２８Ｂからの指示に基づいて、他の電子機器に対して、通信コイル４２１および容量素子４２２を用いてデータを送信するものである。受信部４３は、他の電子機器から、通信コイル４２１および容量素子４２２を用いてデータを受信し、受信データを制御部２８Ｂに供給するものである。この受信部４３は、例えば、いわゆるＩＱデモジュレータを含んで構成されるものである。

図１２は、受電装置３０Ｂの一構成例を表すものである。受電装置３０Ｂは、上記実施の形態に係る受電装置３０から、信号生成部３７、検出コイル３８１、容量素子３８２、および振幅測定部３９を省くとともに、制御部３５を制御部３５Ｂに置き換えたものである。制御部３５Ｂは、上記実施の形態に係る制御部３５と同様に、給電制御信号ＣＴＬを生成するものである。また、この制御部３５Ｂは、制御信号Ｍ１を介して、ＮＦＣ通信部４０Ｂの送信部４１がパルス信号Ｓpulseを生成するように制御するとともに、受信部４３が通信コイル４２１の両端間の信号の振幅ＡＭＰを測定するように制御する。そして、制御部３５Ｂは、受信部４３が測定した振幅ＡＭＰを取得するようになっている。

制御部２８Ｂは、上記実施の形態に係る制御部２８と同様に、記憶部２７に記憶されたプログラムを実行するとともに、スマートフォン２０の各ブロックを制御するものである。また、制御部２８Ｂは、制御信号Ｍ１に基づいてＮＦＣ通信部４０Ｂを制御するものである。

この構成により、スマートフォン２０Ｂは、ＮＦＣ通信部４０Ｂを用いて、他の電子機器と近距離無線通信を行うことができる。そして、受電装置３０Ｂは、給電時では、このＮＦＣ通信部４０Ｂを有効に利用して、異物検出を行うことができる。これにより、部品点数を削減することができ、コストを削減することができる。また、受電部４３がＩＱでモジュレータを含んで構成されている場合には、例えば、振幅ＡＭＰおよび位相ＰＨの両方を検出することができるため、異物検出の自由度を高めることができる。

［変形例４］
上記実施の形態では、ステップＳ１１において、振幅ＡＭＰがしきい値ＡＭＰth1以上であるか、もしくは、振幅ＡＭＰがしきい値ＡＭＰth2以下である場合には（ステップＳ１１において“Ｎ”）、給電を停止して（ステップＳ１３）、フローを終了したが、これに限定されるものではない。例えば、図１３に示すように、ステップＳ１１において“Ｎ”である場合には、ステップＳ１３と同様に給電を停止し（ステップＳ２１）、その後にステップＳ２に戻り、再度、異物検出Ｄ１からやり直すようにしてもよい。

［変形例５］
上記実施の形態では、ステップＳ９において充電を開始する前に、しきい値ＡＭＰth1，ＡＭＰth2を算出したが、これに限定されるものではない。例えば、図１４に示すように、充電を開始した後にしきい値ＡＭＰth1，ＡＭＰth2を算出してもよい。この例では、ステップＳ６において、クオリティファクタＱがしきい値Ｑthより大きい場合（ステップＳ６において“Ｙ”）に、受電装置３０が、ステップＳ９と同様に２次電池２３に対する充電を開始する（ステップＳ２７）。次に、受電装置３０の信号生成部３７が、ステップＳ７と同様にパルス信号Ｓpulseの生成を開始し（ステップＳ２８）、制御部３５が、ステップＳ８と同様に、振幅ＡＭＰを測定し、その振幅ＡＭＰに基づいて、しきい値ＡＭＰth1，ＡＭＰth2を算出する（ステップＳ２９）。このようにしても、上記実施の形態に係る受電装置３０と同様の効果を得ることができる。

［変形例６］
上記実施の形態では、受電装置３０に検出コイル３８１を設け、受電装置３０が給電中の異物検出Ｄ２を行ったが、これに限定されるものではなく、これに代えて、図１５に示す給電装置５０のように、給電装置５０に検出コイルを設け、給電装置５０が異物検出Ｄ２を行うようにしてもよい。この給電装置５０は、信号生成部５１と、検出コイル５２１と、容量素子５２２と、振幅測定部５３と、制御部５８とを有している。信号生成部５１、検出コイル５２１、容量素子５２２、および振幅測定部５３は、第１の実施の形態に係る信号生成部３７、検出コイル３８１、容量素子３８２、および振幅測定部３９に対応するものである。制御部５８は、第１の実施の形態に係る制御部１８と同様に、送電ドライバ１２を制御することにより、給電動作を制御するものである。また、制御部５８は、第１の実施の形態に係る制御部３５と同様に、給電中の異物検出Ｄ２を制御する機能をも有している。具体的には、制御部５８は、給電中に異物検出Ｄ２を行う際、信号生成部５１に対してパルス信号Ｓpulseを生成するように指示するとともに、振幅測定部５３から振幅ＡＭＰを受け取り、その振幅ＡＭＰに基づいて２つのしきい値ＡＭＰth1，ＡＭＰth2を算出する。そして、制御部５８は、それ以降に受け取る振幅ＡＭＰが、２つのしきい値ＡＭＰth1，ＡＭＰth2で挟まれた範囲内であるか否かに基づいて、給送電ドライバ１２を制御する。この構成により、給電装置５０は、給電中の異物検出Ｄ２において異物を検出した後に、自ら給電を停止することができる。
ここで、給電コイル１３１は、本開示における「給電コイル」の一具体例に対応する。容量素子１３２は、本開示における「容量素子」の一具体例に対応する。送電ドライバ１２、給電コイル１３１、および容量素子１３２は、本開示における「給電部」の一具体例に対応する。検出コイル５２１は、本開示における「検出素子」の一具体例に対応する。
信号生成部５１、振幅測定部５３、検出コイル５２１、および容量素子５２２は、本開示における「第１の検出部」の一具体例に対応する。検出部１６およびクオリティファクタ測定部１７は、本開示における「第２の検出部」の一具体例に対応する。制御部５８は、本開示における「制御部」の一具体例に対応する。

［変形例７］
上記実施の形態では、受電装置３０に検出コイル３８１を設け、検出コイル３８１が発生させる電磁界を利用して、異物検出Ｄ２を行ったが、これに限定されるものではない。例えば、図１６に示す受電装置３０Ｆのように、２つの検出電極３８１Ａ，３８１Ｂを設け、これらの２つの検出電極３８１Ａ，３８１Ｂ間の電界を利用して、異物検出Ｄ２を行ってもよい。

［変形例８］
上記実施の形態では、電磁誘導により電力を供給したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、電界結合により電力を供給してもよい。以下に、本変形例に係る給電システム２について、詳細に説明する。

図１７は、給電システム２の一構成例を表すものである。給電システム２は、給電装置６０と、スマートフォン７０とを備えている。この給電装置６０の給電面（スマートフォン７０と接する側）には、２つの給電電極６１Ａ，６１Ｂ（後述）が配置されており、スマートフォン７０の下面（給電装置６０と接する側）には、２つの受電電極７１Ａ，７１Ｂ（後述）が配置されている。給電装置６０は、これらの電極を用いて、電界結合により、スマートフォン７０の受電装置８０（後述）に対して給電するようになっている。

図１８は、給電装置６０およびスマートフォン７０の概略断面図を表すものである。この例は、給電装置６０の上にスマートフォン７０を置き、給電動作を行う状態を示している。

給電装置６０は、２つの給電電極６１Ａ，６１Ｂを有している。給電電極６１Ａ，６１Ｂは、スマートフォン７０と接する面（給電面）に配置されている。これらの給電電極６１Ａ，６１Ｂは、絶縁体８によりそれぞれ覆われている。これにより、給電電極６１Ａ，６１Ｂは、スマートフォン７０の受電電極７１Ａ，７１Ｂとの間で、それぞれ、この絶縁体８などを介して電界結合するようになっている。

スマートフォン７０は、２つの受電電極７１Ａ，７１Ｂを有している。受電電極７１Ａ，７１Ｂは、給電装置６０と接する面（受電面）に配置されている。受電電極７１Ａは、給電装置６０の給電電極６１Ａに対応した位置に配置され、受電電極７１Ｂは、給電装置６０の給電電極６１Ｂに対応した位置に配置されている。これらの受電電極７１Ａ，７１Ｂは、絶縁体９によりそれぞれ覆われている。これにより、受電電極７１Ａ，７１Ｂは、給電装置６０の給電電極６１Ａ，６１Ｂとの間で、それぞれ、この絶縁体９などを介して電界結合するようになっている。

図１９は、給電装置６０の一構成例を表すものである。給電装置６０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１と、送電ドライバ１２と、電流検出部１４と、通信部１５と、検出部１６と、制御部６８とを有している。制御部６８は、上記実施の形態に係る制御部１８と同様に、送信ドライバ１２を制御することにより、受電装置７０への給電動作を制御するものである。この給電装置６０では、クオリティファクタＱを利用した異物検出Ｄ１を行わないように構成している。なお、これに限定されるものではなく、他の方法で異物検出Ｄ１を行ってもよい。給電電極６１Ａは、送電ドライバ１２の第１の出力端子に接続され、給電電極６１Ｂは、電流検出部１４を介して送電ドライバ１２の第２の出力端子に接続されている。

図２０は、スマートフォン７０の受電装置８０の一構成例を表すものである。受電装置８０は、上記実施の形態に係る受電装置３０と同様に、整流回路３２と、レギュレータ３３と、負荷接続部３４と、制御部３５と、通信部３６と、信号生成部３７と、検出コイル３８１と、容量素子３８２と、振幅測定部３９とを有している。受電電極７１Ａは、整流回路３２の第１の入力端子に接続され、受電電極７１Ｂは、整流回路３２の第２の入力端子に接続されている。

このように構成しても、上記実施の形態に係る給電システム１と同様の効果を得ることができる。

［その他の変形例］
また、これらの変形例のうちの２以上を組み合わせてもよい。

以上、実施の形態およびいくつかの変形例を挙げて本技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、上記の実施の形態等では、受電装置３０等は、給電装置１０に対して、負荷変調により給電制御信号ＣＴＬを送信したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えばブルートゥースなどにより給電制御信号ＣＴＬを送信してもよい。

また、例えば、上記の実施の形態等では、受電装置３０等に容量素子３１３を設けたが、これに限定されるものではなく、例えば、この容量素子３１３を省いてもよい。

なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。

なお、本技術は以下のような構成とすることができる。

（１）給電装置からワイヤレスで供給される電力信号を受け取る受電素子を有し、前記電力信号に基づいて直流電力を生成する電力生成部と、
検出素子を有し、前記受電素子が前記電力信号を受け取る受電期間において、前記検出素子を駆動するとともに前記検出素子に生じた交流信号を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記給電装置を制御する制御部と
を備えた受電装置。

（２）前記検出部は、間欠的に前記検出素子を駆動し、
前記制御部は、前記検出部の複数の検出結果のうちのいずれか一の検出結果に基づいて判定条件を設定し、前記一の検出結果以降の各検出結果が前記判定条件を満たすか否かに応じて前記給電装置を制御する
前記（１）に記載の受電装置。

（３）前記給電装置は、前記給電装置と前記受電装置との間に異物がないことを検出し、
前記検出部は、前記異物がないことを前記給電装置が検出した後に、前記一の検出結果を得る
前記（２）に記載の受電装置。

（４）前記制御部は、前記検出結果が前記判定条件を満たさない場合には、給電を停止するように前記給電装置を制御する
前記（２）または（３）に記載の受電装置。

（５）前記検出部は、前記交流信号の振幅および位相の一方または双方を検出する
前記（１）から（４）のいずれかに記載の受電装置。

（６）前記交流信号の周波数は、前記電力信号の周波数と互いに異なる
前記（１）から（５）のいずれかに記載の受電装置。

（７）前記検出部は、パルス信号を用いて前記検出素子を駆動する
前記（１）から（６）のいずれかに記載の受電装置。

（８）前記受電素子はコイルを含む
前記（１）から（７）のいずれかに記載の受電装置。

（９）前記受電素子は電極を含む
前記（１）から（７）のいずれかに記載の受電装置。

（１０）前記検出素子はコイルを含む
前記（１）から（９）のいずれかに記載の受電装置。

（１１）前記検出素子は電極を含む
前記（１）から（９）のいずれかに記載の受電装置。

（１２）給電素子を有し、受電装置に対してワイヤレスで供給する電力信号を生成して前記給電素子から出力する給電部と、
検出素子を有し、前記給電素子が前記電力信号を出力する給電期間において、前記検出素子を駆動するとともに前記検出素子に生じた交流信号を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記給電部を制御する制御部と
を備えた給電装置。

（１３）受電装置と、
通信コイルを有し、前記通信コイルを用いて外部機器と通信を行う通信部と
を備え、
前記受電装置は、
給電装置からワイヤレスで供給される電力信号を受け取る受電素子を有し、前記電力信号に基づいて直流電力を生成する電力生成部と、
前記受電素子が前記電力信号を受け取る受電期間において、前記通信コイルを駆動するとともに前記通信コイルに生じた交流信号を検出するように前記通信部を制御し、その検出結果に基づいて、前記給電装置を制御する制御部と
を有する
電子機器。

（１４）前記通信部は、近距離無線通信を行うものである
前記（１３）に記載の電子機器。

本出願は、日本国特許庁において２０１４年７月９日に出願された日本特許出願番号２０１４−１４１５０５号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。

当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (1)

1. 給電コイルおよび容量素子を含む共振回路を有し、受電装置に対してワイヤレスで供給する電力信号を生成して前記給電コイルから出力可能であり、前記電力信号よりも電力が小さい第１の信号および第２の信号を生成して前記共振回路に対して前記第１の信号および前記第２の信号を印加可能な給電部と、
   検出素子を有し、前記給電コイルが前記電力信号を出力する給電期間において、前記検出素子を駆動するとともに前記検出素子に生じた交流信号を検出する第１の検出部と、
   前記給電期間の前の期間であって、前記給電部が前記共振回路に対して前記第１の信号を印加する期間において、少なくとも前記給電コイルの一端の電圧を測定し、その測定結果に基づいて前記給電部の近傍に物体があるか否かを検出し、前記給電部の近傍に前記物体があると検出した後であり前記給電期間より前の期間のうち、前記給電部が前記共振回路に対して前記第２の信号を印加する期間において、前記容量素子の両端の電圧を測定し、その測定結果に基づいて前記共振回路のクオリティファクタを求め、前記クオリティファクタに基づいて前記給電部の近傍に異物があるか否かを検出する第２の検出部と、
   前記第１の検出部の複数の検出結果のうちのいずれか一の検出結果に基づいて判定条件を設定し、前記一の検出結果以降の各検出結果が前記判定条件を満たすか否かに応じて前記給電部を制御するとともに、前記第２の検出部が前記給電部の近傍に異物がないことを検出した場合に前記給電部を制御して前記受電装置に対して前記電力信号を供給させる制御部と
   を備えた給電装置。

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