構造物
【課題】載置面上に２次側機器が載置されると、送電装置が自発的に１次コイルと２次コイルとの相対的な位置関係を検出することができ、その位置置関係の検出情報を用いて、両コイルの位置合わせを効率的に行うことが可能な机等の構造物を提供する。
【解決手段】載置面ＳＡの下方に送電側装置７０４を埋設する。送電側装置７０４は、送電装置とＸＹステージ７０２とを含む。送電装置１０は、例えば高調波検波回路を用いて１次コイルと２次コイルとの相対位置関係を検出し、ＸＹステージ７０２をアクチュエータを用いて駆動し、２次コイルに対する１次コイルの位置決めを自動的に実行する。
【解決手段】載置面ＳＡの下方に送電側装置７０４を埋設する。送電側装置７０４は、送電装置とＸＹステージ７０２とを含む。送電装置１０は、例えば高調波検波回路を用いて１次コイルと２次コイルとの相対位置関係を検出し、ＸＹステージ７０２をアクチュエータを用いて駆動し、２次コイルに対する１次コイルの位置決めを自動的に実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無接点電力伝送に対応した構造物等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電磁誘導を利用し、金属部分の接点がなくても電力伝送を可能にする無接点電力伝送（非接触電力伝送）が脚光を浴びている、この無接点電力伝送の適用例として、携帯電話機や家庭用機器（例えば電話機の子機や時計）の充電などが提案されている。
【０００３】
１次コイルと２次コイルを用いた無接点電力伝送装置は、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００４】
また、無接点電力伝送システムにおいて、１次コイルと２次コイルとの位置ずれを検出する技術は、特許文献２に記載されている。特許文献２に記載の技術では、受電装置の整流回路の出力電圧に基づいて、１次コイルと２次コイルの相対位置関係が正常であるか否かを検出し、正常である場合にその旨を発光ダイオードＬＥＤの点灯により使用者に知らせる。位置関係が異常である場合にはＬＥＤが点灯しない。この場合には、ユーザが手動で位置関係を調整する。
【特許文献１】特開２００６−６０９０９号公報
【特許文献２】特開２００５−６４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
無接点電力伝送システムにおいて、１次コイルと２次コイルとの位置合わせを正確に行うためには、例えば、受電装置を内蔵する２次側機器に専用の送電台（送電装置を内蔵する１次側電子機器）を使用するのがよい。但し、この場合は、２次側機器が異なれば、その都度、専用の送電台を用意する必要が生じて、送電台の汎用性を担保することができない。
【０００６】
例えば、無接点電力伝送システムを利用して携帯端末のバッテリを充電する場合、例えば、同じ大きさの端末であっても、メーカが異なれば、外観の形状（デザイン）が異なり、かつ、２次コイルの設置位置も異なるのが普通であり、一台の送電台（充電台）で、異なるメーカの複数の携帯端末に対応することは困難である。
【０００７】
また、種類の異なる端末（例えば、携帯電話端末とＰＤＡ端末）では、端末の大きさや形状（デザイン）が異なり、２次コイルの設置位置も異なる。よって、同様に、１台の送電台で、種類の異なる端末に対応することは困難である。
【０００８】
また、専用の送電台を使用せずに、例えば、フラットな平面をもつ構造物（例えば机）の所定エリア上に携帯端末を載置するだけで充電が可能となれば、無接点電力伝送システムの利便性は格段に向上する。しかし、所定のエリア上の概略位置に置かれた携帯端末の２次コイルの正確な位置は、上記と同様の理由で特定することができない。よって、このような次世代の無接点電力伝送システムは、現状の技術では実現できない。
【０００９】
特許文献２の技術では、１次コイルと２次コイルとの位置合わせが正確であるか否かをユーザに提示することはできるが、位置合わせは、結局のところ、ユーザの手動による調整に頼るしかない。
【００１０】
本発明はこのような考察に基づいてなされたものである。本発明の少なくとも一つの実施形態の構造物を用いると、送電装置（１次側機器）が自発的に、送電装置（１次側機器）と受電装置（２次側機器）との相対的な位置関係を検出することができる。この位置関係の検出情報を用いることによって、１次コイルと２次コイルの位置合わせを効率的に行うことができる。１次コイルと２次コイルの位置合わせを自動的に行うことも可能である。よって、２次側機器のメーカ、大きさ、種類、機器デザイン等に依存せずに、常に両コイルの相対位置を自動的に適正化することができる。よって、次世代の無接点電力伝送システムを日常生活において手軽に利用できるようになる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）本発明の構造物の一態様は、無接点電力伝送用の受電装置を有する電子機器が載置される載置面を備える載置部材と、無接点電力伝送用の送電装置と、を含む構造物であって、前記送電装置は１次コイルを有し、前記受電装置は２次コイルを有し、前記送電装置は、電磁結合された前記１次コイルおよび２次コイルを経由して無接点で前記受電装置に電力を伝送し、かつ、前記送電装置は、前記１次コイルと前記２次コイルの位置関係を検出する位置検出回路を有する。
【００１２】
本態様の構造物では、送電装置（１次側機器）が自発的に、送電装置（１次側機器）と受電装置（２次側機器）との相対的な位置関係を検出することができる。この位置関係の検出情報を用いることによって、１次コイルと２次コイルの位置合わせを効率的に行うことができる。１次コイルと２次コイルの位置合わせを自動的に行うことも可能である。また、コイル間の位置関係を検出できるということは、載置エリアに置かれたのはネジや釘等ではなく、送電対象となり得る（少なくともそのような可能性がある）２次側機器であるということを前提とした検出である。つまり、位置関係の検出回路は、載置エリアに置かれた物品が、送電対象になり得る機器であるか否かを検出する手段（適正な２次側機器であるか否かの検出器）としての機能も有している。
【００１３】
（２）本発明の構造物の他の態様では、前記位置検出回路による位置関係の検出結果を報知する報知示部を有する。
【００１４】
これによって、ユーザは、例えば載置面の下方に埋設されている送電装置に対して、構造物の載置面上に載置された２次側機器（携帯端末等）がどのような位置関係にあるのか（例えば、送電可能範囲ではあるが１次コイルと２次コイルの中心が相当量ずれている、両コイルの中心位置が合致している、といった相対的な位置関係）をリアルタイムで知ることができる。ユーザは、例えば、この報知情報を指標として、２次側機器を載置面上で試行錯誤的に移動させることによって、２次コイルを１次コイルに対して容易に位置決めすることができる。これに加えて、載置エリアを透明としておき、ユーザが載置エリアの下側に位置するコイル位置を直接的あるいは間接的に目視できるようにする等の工夫をすれば、位置決めはさらに容易となる。
【００１５】
また、位置検出回路によって２次側機器のセットやリーブ（取り去り）も検出することができ、報知部は、その検出結果をユーザに報知することもできる。また、報知部は、２次側機器が、送電対象になり得る機器（例えば、規格に適合した２次側構成をもつ２次側機器）であるか否かをユーザに報知する場合もあり得る。
【００１６】
（３）本発明の構造物の他の態様では、前記位置検出回路は、磁性体付きの前記２次コイルの接近によって変動する前記１次コイルのコイル端電圧またはコイル電流に基づいて、前記１次コイルと２次コイルの位置関係を検出する。
【００１７】
磁性体付きの２次コイルが接近することによる１次コイルのインダクタンスの変化に基づいて、１次コイルと２次コイルの位置関係（２次コイルの１次コイルへの接近自体を含む）を、簡単な回路で検出することができる。すなわち、２次コイルに備わる磁性体は、例えば、２次コイルの磁束と２次側の回路とを遮断する遮蔽板であり、あるいは、２次コイルのコアであってもよい。２次コイルが接近すると、１次コイルの磁束が２次コイルの磁性体を貫くことになり、これによって１次コイルのインダクタンスが上昇する。ここでいう「インダクタンス」は、磁性体付きの２次コイルの接近によって変動するインダクタンス（正確には、見かけ上のインダクタンス）である。「見かけ上のインダクタンス」という用語は、１次コイル単独のインダクタンス（２次コイルの接近の影響を受けないときのインダクタンス）と区別するために使用している。この見かけ上のインダクタンスの値は、例えば、２次コイルが接近したときの１次コイルのインダクタンスを計測器で実測することによって得られる。本明細書では、「見かけ上のインダクタンス」と明記した方がよい場合を除いて、見かけ上のインダクタンスのことを、単にインダクタンスと表記する。これに伴い１次コイルのコイル端電圧（コイル電流）が減少するため、この変化を検出することによって、１次コイルの接近を検知することができる。
【００１８】
また、２次コイルの接近を検出できるということは、すなわち、送電対象となり得る２次側機器が近づいていることを示しており、この点で、接近検出回路は、載置エリア上の機器が、２次コイルをもつ送電対象となり得る２次側機器であるか否かを検出する手段（適正な２次側機器であるか否かの検出器）としての機能も有している。
【００１９】
（４）本発明の構造物の他の態様では、前記位置検出回路は、前記１次コイルの駆動周波数の高調波信号を検出する高調波検波回路である。
【００２０】
高調波検波回路によって、１次コイルの駆動周波数の高調波共振ピークを検出することができる。例えば、２次側（受電装置側）に、１次コイルの駆動周波数の高調波に共振する共振回路が形成される。すなわち、１次コイルと２次コイルが所定の相対的位置関係になったときに２次側の共振回路が構成されるようにしておき、例えば、１次コイルを間欠的に駆動して高調波検波回路の検波出力レベルをみれば、１次コイルと２次コイルとが所定の相対的位置関係になったことを、高精度に、かつ２次側機器の動作とは無関係に（つまり１次側が自発的に）検出することができる。例えば、１次コイルを構成要素とする１次側共振回路の共振周波数をｆｐとすると、通常、１次コイルの駆動周波数は、動作の安定性を重視してその共振周波数（ｆｐ）から離れた周波数（ｆｄ）に設定される。１次コイルの駆動周波数の高調波（ｆｓ）は、上下対称の駆動信号の場合、奇数次高調波のみであり、例えば、５次高調波（ｆｓ：＝５ｆｄ）を使用することができる。高調波信号は１次コイルから２次コイルへの通常の電力伝送に関係しない周波数であり、通常動作に何ら影響を与えないため安全であり、また、ｎ次高調波（ｎは例えば３以上の奇数）ならば、共振のエネルギは基本周波数の約１／ｎに低減されるため、共振ピーク値も妥当なレベルとなり、高調波検波回路による検出も容易である。高調波検波回路の検波出力は、１次コイル（送電装置）と２次コイル（受電装置や２次側機器）の広義の位置検出に使用でき、その検波出力は、種々の用途に利用することができる。例えば、高調波検波回路の検波出力を指標として、１次コイルと２次コイルの位置合わせを行うことができる。また、高調波検波出力が得られることによって２次側機器が所定位置にセットされたことを検出することができる（２次側機器のセット検出）。また、高調波検波出力のレベル変動をウオッチングすることによって、１次コイルと２次コイルのいずれかが遠ざかっている（あるいは近づいている）ことをリアルタイムで検出することもできる（移動、接近、離間等の検出）。また、今まで得られていた所定レベルの高調波検波出力が得られなくなったことによって、一度セットされた２次側機器が取り外されたことを検出することもできる（リーブ検出）。
【００２１】
（５）本発明の構造物の他の態様では、前記１次コイルの中心と前記２次コイルの中心が所定の位置関係にて電磁結合しているときに、前記１次コイルの駆動周波数の高調波に共振する共振回路が構成されて、前記高調波検波回路から共振ピーク信号が出力される。
【００２２】
受電装置側に、１次コイルの駆動周波数の高調波に共振する共振回路が形成され、これによって高調波の共振ピークが得られる。上述の共振回路は、例えば、両コイルが所定距離Ｒ（Ｒ≧０）だけ離れているときの洩れインダクタンスに共振するように、２次コイル側の共振コンデンサの容量値を設定される。この場合には、両コイルがＲだけ離れているときに高調波共振ピークが検出される。同様に、１次コイルと２次コイルの位置が一致しているときの洩れインダクタンスとコンデンサによって共振回路が構成されるようにしておけば、両コイルの位置が合致しているときに高調波共振ピークが得られる。つまり、高調波検波回路の検波出力は、両コイルの位置が合致（一致）していることを示す位置検出信号として利用可能である。よって、その位置検出信号としての高調波検波出力のレベルを指標として、１次コイルと２次コイルの位置合わせを行うことができる。例えば、所定レベルを超える高調波検波出力が得られるときに表示ランプが点灯するようにしておき、２次側機器を試行錯誤的に手動で移動させ、ランプが点灯する位置を探ることによって、２次コイルを１次コイルに対して位置決めすることができる。
【００２３】
（６）本発明の構造物の他の態様では、さらに、前記送電装置の前記１次コイルのＸＹ平面上における位置を移動させるためのアクチュエータと、前記アクチュエータによる駆動によって、前記１次コイルの位置を移動させるＸＹステージと、が設けられる。
【００２４】
例えば、所定レベル以上の高調波検波出力が得られるまで、アクチュエータによって１次コイルの位置を試行錯誤的に移動させる。これによって、１次コイルと２次コイルの所定の相対的位置関係を自動的に実現することができる。ここで、１次コイルを試行錯誤的に移動させる方式には、１次コイルを、例えば、所定の移動シーケンスに基づいて（例えば螺旋状スキャンシーケンスに基づいて）移動させる場合が含まれ、また、まったくランダムに移動させる場合も含まれる。
【００２５】
（７）本発明の構造物の他の態様では、前記送電装置は、送電制御装置を含み、前記送電制御装置は、前記受電装置への送電を制御する送電側制御回路と、前記１次コイルの駆動周波数の前記高調波信号を検出する高調波検波回路と、前記高調波検波回路の検波信号に基づいて所定の演算を行い、前記２次コイルの中心の位置を求める演算回路と、前記１次コイルのＸＹ平面上における位置を移動させるためのアクチュエータの動作を制御するアクチュエータ制御回路と、を含み、前記アクチュエータ制御回路は、前記２次コイルの位置を検出するために前記１次コイルを走査し、前記２次コイル位置検出のための走査によって得られたデータに基づいて、前記演算回路が前記所定の演算を行って前記２次コイルの中心の位置を求め、前記アクチュエータ制御回路は、前記一次コイルの中心位置が、前記演算によって求められた前記２次コイルの中心位置になるよう前記１次コイルを移動させる。
【００２６】
演算回路は、この高調波共振ピークが得られたときの座標位置データに基づいて２次コイルの中心位置を求める。共振ピークを利用して２次コイルの中心を正確に求め、求められた２次コイルの中心位置に、１次コイルの中心が重なるように１次コイルを移動させて位置合わせを行うため、両コイル間の高精度の位置合わせが実現される。
【００２７】
（８）本発明の構造物の他の態様では、前記１次コイルおよび２次コイルは円形コイルであり、前記アクチュエータ制御回路は、前記アクチュエータを駆動して前記１次コイルを、前記２次コイルと交差する第１の軸に沿って移動させて、２次コイル位置検出のための第１の走査を実行し、前記演算回路は、前記第１の走査中において、前記高調波検波回路の検波信号のピークが得られる２点の各々を結ぶ線分の中点の座標を演算により求め、前記アクチュエータ制御回路は前記アクチュエータを駆動して前記１次コイルを、前記第１の軸に直交し、かつ、前記第１の走査において求められた前記中点を通過する第２の軸に沿って移動させて２次コイル位置検出のための第２の走査を実行し、前記演算回路は、前記第２の走査中において、前記高調波検波回路の検波信号のピークが得られる２点の各々を結ぶ線分の中点の座標を演算により求め、前記アクチュエータ制御回路は、前記アクチュエータを駆動して、前記１次コイルの中心の位置が、前記第２の走査において求められた前記中点の位置になるように前記１次コイルを移動させる。
【００２８】
円形コイルおよび高調波検波を利用した直交２軸サーチを行う点を明らかとしたものでる。円形の１次コイルを任意方向の一軸（第１の軸）に沿って走査する（第１の走査）。例えば、１次コイルのサーチ範囲が４角形の場合、対角方向の軸に沿って１次コイルを移動させれば、１次コイルは２次コイルに必ず交わることになる。第１の走査中において、１次コイルと２次コイルの各中心が所定距離（Ｒ）のときに高調波ピークが得られるが、このような位置関係は、１次コイルが２次コイルに接近するとき、ならびに、１次コイルが２次コイルから離れるときに実現される。よって、第１の走査を行うとＸＹ平面上の２点において高調波共振ピークが得られることになる。演算回路は、その２点を結ぶ線分の中点を求める。次に、その中点を通り、かつ第１軸に直交する第２の軸に沿って第２の走査を実行する。演算回路は、同様に、第２の走査で高調波ピークが得られた２点を結ぶ線分の中点を求める。求められた中点の座標が、２次コイルの中心の座標を示す。よって、円形の１次コイルの中心が、求められた２次コイルの中心に重なるように、１次コイルを移動させる。これによって、１次コイルを、２次コイルに高精度に位置合わせすることができる。
【００２９】
（９）本発明の構造物の他の態様では、前記載置面を備える載置部材は、所定重量に耐え得る強度を有し、かつ、前記１次コイルと前記２次コイルは、前記載置部材を介して電磁結合する。
【００３０】
１次コイルと２次コイルとの間には、載置部材が介在し、その載置部材を介して両コイルが電磁的に結合する。載置部材は、磁束を通過させることができ、剛性をもつ材料で構成することができる。また、載置部材は所定重量に耐える強度を有している。例えば、載置部材は、厚さ数ミリのアクリル等の樹脂板で構成することができる。載置部材の材料と厚みは、載置が予定される物品の重量等を考慮し、かつ、両コイルの電磁結合のロスを小さくするという観点からの検討の下、慎重に決定するのが望ましい。本態様の構造の場合、送電装置は、構造物の載置面の下方に埋設されているため、送電装置は、載置部材（剛性をもつ平板等）によって外部と遮断されていることになり、よって、例えば、水等の液体が送電装置側に流入する心配がなく、また、物が落下してくる心配もなく、安心して使用可能である。また、構造物の載置面の一部が２次側機器の載置領域として利用される場合、載置面の他の領域は、例えば、２次側機器以外の物を置くスペースとして利用することができる。また、２次側機器の充電等を行わないときは、２次側機器の載置領域にも、２次側機器以外の物を置くこともできる。
【００３１】
（１０）本発明の構造物の他の態様では、前記載置面を備える載置部材は、前記１次コイルと前記２次コイルとが対向する領域において切り欠き部が設けられ、これによって、前記１次コイルと前記２次コイルは、前記載置部材を介さずに電磁結合する。
【００３２】
１次コイルと２次コイルが対向する領域（１次コイルと２次コイルが少なくとも重なりを有する領域をカバーする領域である）において、載置部材（平板等）に切り欠きを設けて、１次コイルと２次コイルとが載置部材を介さずに直接的に送電と受電を行うことができるようにする。この場合、両コイル間には載置部材が介在しないため、無接点伝送電力のロスが生じず、その分、伝送効率の低下を防止することができる。
【００３３】
（１１）本発明の構造物の他の態様では、前記載置面の少なくとも一部は、平面状の前記１次コイル面に平行な面を有する。
【００３４】
載置面の形状については、種々、考えられるが、少なくともその一部は、平面状の一次コイル（巻き線コイルや、半導体基板等に渦巻き状の導線を埋め込んで形成されたコイル等も含む）のコイル面に平行な面を有している。一般的には、載置面は水平面と考えられるが、何らかの理由で載置面全体が斜面であったり、２次側機器の位置決めのために突起や斜面が部分的に設けられたりする場合も想定され、載置面が水平面からなるとは限らず、同様に載置面の全エリアが同一平面からなるとは限らない。但し、平面状の１次コイルと平面状の２次コイルを対向させて電力伝送を行う以上、１次コイル面と２次コイル面は平行であるのが通常であり、したがって、２次コイルを備える２次側機器を載置する載置面の少なくとも一部は、１次コイルのコイル面と平行の面であり、この面（２次側機器を載置することができる程度の広さをもつ面）に、２次側機器の主面（２次コイル側の筐体面）を当接させて載置することによって、１次コイルと２次コイルが平行な位置（無接点電力伝送に最適な位置関係）に保たれることになる。
【００３５】
（１２）本発明の構造物の他の態様では、前記構造物は机状の構造物である。
【００３６】
本態様の無接点電力伝送に対応した構造物は、例えば、システム机のような多機能な事務用机として利用でき、これによって、極めて汎用性および利便性の高い次世代の無接点電力伝送システムを日常生活に取り入れることが可能となる。机状の構造物には、例えば、携帯電話の販売店における、複数の携帯端末を同時に充電可能な充電テーブルが含まれ、その他、ファミリーレストランや若者に人気の居酒屋などにおけるカウンタテーブル等も含まれる。
【００３７】
（１３）本発明の構造物の他の態様では、前記構造物は、壁状の構造物である。
【００３８】
本態様の無接点電力伝送に対応した構造物は、例えば、マンションや一戸建て住宅における壁（送電装置等が壁内に埋設されている構造物）としても利用可能である。この場合、例えば、ストラップにて壁に吊り下げた状態の携帯端末を、壁の内部に設けられた送電装置からの無接点電力伝送によって自動的に充電することができる。この壁内に送電装置を組み込んだ構造物は、携帯端末の充電の他、例えば、家電製品への動作電力の供給等にも応用できる（この点は、２次側機器を水平に載置するタイプの構造物の場合も同様である）。
【００３９】
（１４）本発明の構造物の他の態様では、前記構造物は、可搬性をもつプレート状構造物である。
【００４０】
本態様の無接点電力伝送に対応した構造物は、例えば、プレート状の構造物とすることもできる。プレート状構造物とは、例えば、比較的小面積の板状物であり、可搬性に優れるものである。プレート状構造物の材質は問わないが、例えば、アクリル等の合成樹脂を使用することができ、また、摩擦や衝撃の緩衝機能を持たせるべく、可撓性（たわむことができる性質）や弾力をもつゴムやプラスチック、合成繊維の織物などを使用することもできる。プレート状構造物の場合、移動性や持ち運び性に優れるため、ユーザは、自分の好みの位置において無接点電力伝送を気軽に利用することができる。送電装置をプレート内に埋設しておけば、プレートと共に送電装置も移動できる。
【００４１】
（１５）本発明の構造物の他の態様では、前記構造物は、可搬性をもつパッド状構造物である。
【００４２】
本態様の無接点電力伝送に対応した構造物は、例えば、パッド状の構造物とすることもできる。パッド状構造物とは、例えば、比較的小面積の詰め物、敷物、該当箇所に当てる当て物であり、可搬性に優れるものである。パッド状構造物の材質は問わないが、例えば、アクリル等の合成樹脂を使用することができ、また、摩擦や衝撃の緩衝機能を持たせるべく、可撓性（たわむことができる性質）や弾力をもつゴムやプラスチック、合成繊維の織物などを使用することもできる。パッド状構造物の場合、移動性や持ち運び性に優れるため、ユーザは、自分の好みの位置において無接点電力伝送を気軽に利用することができる。送電装置をパッド内に埋設しておけば、パッドと共に送電装置も移動できる。
【００４３】
このように、本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、汎用性および利便性が格段に向上した次世代の無接点電力伝送システムを手軽に利用できるようになり、無接点電力伝送システムの、社会的インフラとしての活用が促進され、無接点電力伝送システムの普及に貢献することができる。
【００４４】
（１６）本発明の構造物の他の態様では、前記載置面には、複数の前記電子機器を載置することができ、かつ、前記複数の電子機器の各々に対して、並行的に無接点電力伝送を行う。
【００４５】
本態様では、例えば、複数の２次側機器の２次電池を同時に充電することができる。本態様の構造物は、例えば、複数台の携帯端末を同時に充電できる充電テーブルとして、携帯電話会社の販売店の店内に設置して、顧客の自由な利用に供することができる。
【００４６】
（１７）本発明の構造物の他の態様では、前記２次コイルの接近を検出するために、前記送電装置は、所定周波数の駆動信号によって前記１次コイルを間欠的に駆動する。
【００４７】
送電装置が間欠的に１次コイルを所定周波数で駆動し、コイル端電圧（コイル電流）の変化が生じるかをウオッチングすることによって２次側機器の接近を自動的に検出することができる。２次側機器の接近が検出されると、例えば、高調波検波回路を用いた直交２軸サーチによる２次コイル位置を自動的に特定し、１次コイルをその特定された位置に移動させることができる。これによって、全自動のコイルの位置合わせが実現され、ユーザは快適に無接点電力伝送を利用できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成のすべてが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００４９】
（第１の実施形態）
まず、本発明の構造物の一例について説明する。
【００５０】
（無接点電力伝送用送電装置が埋設された構造物の例）
図１（Ａ），図１（Ｂ）は、無接点電力伝送用送電装置が埋設された構造物の一例を示す図である。図１（Ａ）は構造物の一例としてのシステム机の斜視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のシステム机のＰ−Ｐ’線に沿う断面図である。
【００５１】
図１（Ｂ）に示すように、送電側装置（送電装置１０、アクチュエータ（不図示）ならびにＸＹステージ７０２を備えた１次側構造体）７０４は、載置面ＳＡを備える構造物（ここではシステム机）６２０に内蔵されている。
【００５２】
すなわち、送電側装置７０４は構造物としてのシステム机６２０の内部に設けられた凹部に設置される。システム机６２０の上部には、載置部材としての平板（例えば、数ミリの厚さのアクリル板）６００が設けられており、この載置部材としての平板６００は、支持部材６１０によって支持されている。
【００５３】
なお、以下の説明では、「載置部材としての平板」のことを、単に、「平板」あるいは「載置部材」ということがある。また、同様に、「構造物としてのシステム机」のことを単に、「システム机」あるいは「構造物」ということがある。
【００５４】
平板６００の一部には、例えば、携帯端末（携帯電話端末、ＰＤＡ端末、持ち運び可能なコンピュータ端末を含む）を載置するための携帯端末載置領域Ｚ１が設けられている。
【００５５】
図１（Ａ）に示すように、平板６００に設けられた携帯端末載置領域（載置エリア）Ｚ１は、他の部分と色が異なっており、携帯端末をセットする領域であることがユーザに一目でわかるようになっている。なお、携帯端末載置領域（載置エリア）Ｚ１の全体の色を変えるのではなく、その領域Ｚ１と他の領域の境界部分の色を変えてもよい。
【００５６】
また、載置エリアＺ１を透明部材で構成し、載置エリア以外を不透明部材で構成することもできる。この場合、ユーザは、載置エリアＺ１を認識でき、かつ、載置エリアＺ１の下側（内部）を目視できるため、載置エリアＺ１の下方に設けられている１次コイルの位置を直接的に、あるいは間接的に把握しやすくなる。よって、ユーザ自らが２次側機器の位置を移動させて１次コイル（Ｌ１）と２次コイル（Ｌ２）の位置合わせを行う場合、位置合わせを、より容易に行うことができ、ユーザの利便性が向上する。
【００５７】
携帯端末（２次側機器）５１０には、送電装置１０からの電力伝送を受ける受電装置４０（２次コイルを含む）が内蔵されている。
【００５８】
システム机６２０に内蔵されている送電装置１０は、携帯端末５１０が携帯端末載置領域Ｚ１上の概略位置に置かれると、そのことを自動的に検出し、アクチュエータ（図１では不図示）を駆動してＸＹステージ（可動ステージ）を移動させて、１次コイル位置を、２次コイル位置に合うように自動的に調整する。この１次コイル位置の自動調整機能によって、携帯端末のメーカ、種類、大きさ、形状、デザイン等に関係なく、常に、１次コイルと２次コイルの位置を最適化して無接点電力伝送を行うことができる。
【００５９】
図１（Ｂ）に示されるように、１次コイルと２次コイルとの間には、平板（載置部材）６００が介在し、その平板（載置部材）６００を介して両コイルが電磁的に結合する。平板（載置部材）６００は、磁束を通過させることができ、剛性をもつ材料で構成することができる。また、平板（載置部材）６００は、所定重量に耐える強度を有している。
【００６０】
例えば、平板（載置部材）６００は、厚さ数ミリのアクリル等の樹脂板で構成することができる。平板（載置部材）６００の材料と厚みは、載置が予定される物品の重量等を考慮し、かつ、両コイルの電磁結合のロスを小さくするという観点からの検討の下、慎重に決定するのが望ましい。
【００６１】
図１（Ｂ）の構造の場合、送電装置１０は、システム机（構造物）６２０の載置面（ＳＡ）の下方に埋設されているため、送電装置は、載置部材（剛性をもつ平板等）によって外部と遮断されていることになり、よって、例えば、水等の液体が送電装置側に流入する心配がなく、また、物が落下してくる心配もなく、安心して使用可能である。
【００６２】
また、システム机（構造物）の載置面の一部が２次側機器の載置領域として利用される場合、載置面（ＳＡ）の他の領域は、例えば、２次側機器以外の物を置くスペースとして利用することができる。また、２次側機器の充電等を行わないときは、２次側機器の載置領域（Ｚ１）にも、２次側機器以外の物を置くこともできる。すなわち、図１（Ａ），図１（Ｂ）に示されるシステム机は、例えば、ダイニングテーブルを兼ねることもできる。
【００６３】
また、図１（Ｂ）の構造では、送電装置１０と受電装置４０との間に平板（載置部材）６００が介在しており、１次コイルから２次コイルへの送電は、その平板（載置部材）６００を介して行うことになり、この場合、少々の送電ロスが生じる場合がある。その送電ロスが気になる場合には、送電エリアに対応させて、平板（載置部材）６００に切り欠きを設け、１次コイルと２次コイルが、平板（載置部材）６００を介さずに電磁結合するようにしてもよい。
【００６４】
すなわち、１次コイルと２次コイルが対向する領域（１次コイルと２次コイルが少なくとも重なりを有する領域をカバーする領域であり、送電エリアということができる）において、載置部材（平板）６００に切り欠きを設けて、１次コイルと２次コイルとが平板（載置部材）６００を介さずに直接的に送電と受電を行うことができるようにする。この場合、両コイル間には平板（載置部材）６００が介在しないため、無接点伝送電力のロスが生じず、その分、伝送効率の低下を防止することができる
このように、本発明の構造物は、例えば、システム机のような多機能な事務用机として利用でき、これによって、極めて汎用性および利便性の高い次世代の無接点電力伝送システムを日常生活に取り入れることが可能となる。
【００６５】
机状の構造物には、例えば、携帯電話の販売店における、複数の携帯端末を同時に充電可能な充電テーブルが含まれ、その他、ファミリーレストランや若者に人気の居酒屋などにおけるカウンタテーブル等も含まれる。
【００６６】
また、本発明の構造物には、壁状構造物やプレート状あるいはパッド状の構造物も含まれる（これらについては後述する）。
【００６７】
（無接点電力伝送システムの構成と動作）
図２は、送電装置、受電装置を含む無接点電力伝送システムにおける、各部の具体的な構成の一例を示す回路図である。
【００６８】
（送電装置の構成と動作）
図示されるように、送電側装置（１次側構造体）は、ＸＹステージ（可動ステージ）７０２と、このＸＹステージ７０２によってＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に設けられた送電装置１０と、アクチュエータドライバ７１０と、Ｘ方向アクチュエータ７２０と、Ｙ方向アクチュエータ７３０と、を含む。具体的には、送電装置１０はＸＹステージ７０２のトッププレート（可動板）上に載置される（この点については、図２８を用いて後述する）。
【００６９】
送電装置１０は、送電制御装置２０と、送電部１２と、波形モニタ回路１４と、を有する。また、送電制御装置２０は、送電側制御回路２２と、駆動クロック生成回路２３と、発振回路２４と、比較器２５０と、ドライバ制御回路２６と、アクチュエータ制御回路３７と、波形検出回路（ピークホールド回路またはパルス幅検出回路）２８と、１次コイル位置制御回路３１０と、を有する。
【００７０】
波形検出回路２８および比較器２５０は、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２との相対的な位置関係を示す相対位置信号を生成する位置検出回路２９０として機能する。
【００７１】
また、受電装置４０には、受電部４０と、負荷変調部４６と、給電制御部４８とが設けられている。また、本負荷９０は、充電制御装置９２とバッテリ（２次電池）９４が含まれる。
【００７２】
図２の構成により、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２を電磁的に結合させて送電装置１０から受電装置４０に対して電力を伝送し、受電装置４０の電圧出力ノードＮＢ６から負荷９０に対して電力（電圧ＶＯＵＴ）を供給する無接点電力伝送（非接触電力伝送）システムが実現される。
【００７３】
送電装置１０（送電モジュール、１次モジュール）は、１次コイルＬ１、送電部１２、波形モニタ回路１４、表示部１６、送電制御装置２０を含むことができる。なお、送電装置１０や送電制御装置２０は図２の構成に限定されず、その構成要素の一部（例えば表示部、波形モニタ回路）を省略したり、他の構成要素を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。
【００７４】
送電部１２は、電力伝送時には所定周波数の交流電圧を生成し、データ転送時にはデータに応じて周波数が異なる交流電圧を生成して、１次コイルＬ１に供給する。
【００７５】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、１次側機器と２次側機器との間の情報伝送の原理を説明するための図である。１次側から２次側への情報伝達には周波数変調が利用される。また、２次側から１次側への情報伝達には負荷変調が利用される。
【００７６】
図３（Ａ）に示されるように、例えば、データ「１」を送電装置１０から受電装置４０に対して送信する場合には、周波数ｆ１の交流電圧を生成し、データ「０」を送信する場合には、周波数ｆ２の交流電圧を生成する。
【００７７】
また、図３（Ｂ）に示すように、受電装置４０は、負荷変調によって低負荷状態／高負荷状態を切り換えることができ、これによって、「０」，「１」を１次側（送電装置１０）に送信することができる。
【００７８】
図２の送電部１２は、１次コイルＬ１の一端を駆動する第１の送電ドライバと、１次コイルＬ１の他端を駆動する第２の送電ドライバと、１次コイルＬ１と共に共振回路を構成する少なくとも１つのコンデンサを含むことができる。そして、送電部１２が含む第１、第２の送電ドライバの各々は、例えば、パワーＭＯＳトランジスタにより構成されるインバータ回路（あるいはバッファ回路）であり、送電制御装置２０のドライバ制御回路２６により制御される。
【００７９】
図１に示すように、平板６００上に携帯電話機５１０を置き、１次コイルＬ１の磁束が２次コイルＬ２を通るような状態にする。
一方、電力伝送が不要なときには、平板６００と携帯電話機５１０を物理的に離して、１次コイルＬ１の磁束が２次コイルＬ２を通らないような状態にする。
【００８０】
１次コイルＬ１と２次コイルＬ２としては、例えば、絶縁された単線を同一平面内で渦巻き状に巻いた平面コイルを用いることができる。但し、単線を縒り線に代え、この縒り線（絶縁された複数の細い単線を縒り合わせたもの）を渦巻き状に巻いた平面コイルを用いてもよい。但し、コイルの種類は、特に限定されるものではない。
【００８１】
波形モニタ回路１４は、１次コイルＬ１の誘起電圧を検出する回路であり、例えば、抵抗ＲＡ１、ＲＡ２や、ＲＡ１とＲＡ２の共通接続点ＮＡ３とＧＮＤ（広義には低電位側電源）との間に設けられるダイオードＤＡ１を含むことができる。具体的には、１次コイルの誘起電圧を抵抗ＲＡ１、ＲＡ２で分圧することによって得られた信号ＰＨＩＮが、送電制御装置２０の波形検出回路２８に入力される。
【００８２】
表示部１６は、無接点電力伝送システムの各種状態（電力伝送中、ＩＤ認証等）を、色や画像などを用いて表示するものであり、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＣＤ（液晶表示装置）などにより実現される。
【００８３】
送電制御装置２０は、送電装置１０の各種制御を行う装置であり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。この送電制御装置２０は、送電側制御回路２２と、駆動クロック生成回路２３と、発振回路２４と、ドライバ制御回路２６と、波形検出回路２８と、比較器２５０と、１次コイル位置制御回路３１０と、アクチュエータ制御回路３７と、を含む。
【００８４】
送電側制御回路２２は、送電装置１０や送電制御装置２０の制御を行うものであり、例えば、ゲートアレイやマイクロコンピュータなどにより実現できる。
【００８５】
具体的には、送電側制御回路２２は、電力伝送、負荷検出、周波数変調、異物検出、あるいは着脱検出などに必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。
【００８６】
発振回路２４は、例えば、水晶発振回路により構成され、１次側のクロックを生成する。駆動クロック生成回路２３は、発振回路２４で生成されたクロックや送電側制御回路２２からの周波数設定信号に基づいて、所望の周波数の駆動制御信号を生成する。
【００８７】
ドライバ制御回路２６は、例えば、送電部１２に含まれる２つの送電ドライバ（不図示）が同時オンしないように調整しつつ、駆動制御信号を送電部１２の送電ドライバ（不図示）に出力し、その送電ドライバの動作を制御する。
【００８８】
波形検出回路２８は、１次コイルＬ１の一端の誘起電圧に相当する信号ＰＨＩＮの波形をモニタし、負荷検出、異物検出等を行う。例えば、受電装置４０の負荷変調部４６が、送電装置１０に対してデータを送信するための負荷変調を行うと、１次コイルＬ１の誘起電圧の信号波形が、それに対応して変化する。
【００８９】
具体的には、図３（Ｂ）に示すように、データ「０」を送信するために、受電装置４０の負荷変調部４６が負荷を低くすると、信号波形の振幅（ピーク電圧）が小さくなり、データ「１」を送信するために負荷を高くすると、信号波形の振幅が大きくなる。したがって、波形検出回路２８は、誘起電圧の信号波形のピークホールド処理などを行って、ピーク電圧がしきい値電圧を超えたか否かを判断することで、受電装置４０からのデータが「０」なのか「１」なのかを判断できる。なお、波形検出の手法は、上述の手法に限定されない。例えば、受電側の負荷が高くなったか低くなったかを、ピーク電圧以外の物理量を用いて判断してもよい。例えば、ピーク電流を用いて判断することもできる。
【００９０】
また、波形検出回路２８としては、ピークホールド回路（あるいは、電圧と電流の位相差で決まるパルス幅を検出するパルス幅検出回路）を用いることができる。波形検出回路２８の出力信号のレベルを、比較器２５０によって所定のしきい値と比較することによって、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２との相対的位置関係を示す相対位置信号ＰＥが得られる（この点は、図４を参照して後述する）。
【００９１】
（受電装置の構成と動作）
受電装置４０（受電モジュール、２次モジュール）は、２次コイルＬ２、受電部４２、負荷変調部４６、給電制御部４８、受電制御装置５０を含むことができる。なお、受電装置４０や受電制御装置５０は図２の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。
【００９２】
受電部４２は、２次コイルＬ２の交流の誘起電圧を直流電圧に変換する。この変換は受電部４２が有する整流回路４３により行われる。この整流回路４３は、ダイオードＤＢ１〜ＤＢ４を含む。ダイオードＤＢ１は、２次コイルＬ２の一端のノードＮＢ１と直流電圧ＶＤＣの生成ノードＮＢ３との間に設けられ、ＤＢ２は、ノードＮＢ３と２次コイルＬ２の他端のノードＮＢ２との間に設けられ、ＤＢ３は、ノードＮＢ２とＶＳＳのノードＮＢ４との間に設けられ、ＤＢ４は、ノードＮＢ４とＮＢ１との間に設けられる。
【００９３】
受電部４２の抵抗ＲＢ１、ＲＢ２はノードＮＢ１とＮＢ４との間に設けられる。そしてノードＮＢ１、ＮＢ４間の電圧を抵抗ＲＢ１、ＲＢ２により分圧することで得られた信号ＣＣＭＰＩが、受電制御装置５０の周波数検出回路６０に入力される。
【００９４】
受電部４２のコンデンサＣＢ１及び抵抗ＲＢ４、ＲＢ５は、直流電圧ＶＤＣのノードＮＢ３とＶＳＳのノードＮＢ４との間に設けられる。そしてノードＮＢ３、ＮＢ４間の電圧を抵抗ＲＢ４、ＲＢ５により分圧して得られる分圧電圧ＶＤ４は、信号線ＬＰ２を経由して、受電側制御回路５２および位置検出回路５６に入力される。位置検出回路５６に関しては、その分圧電圧ＶＤ４が、位置検出のための信号入力（ＡＤＩＮ）となる。
【００９５】
負荷変調部４６は、負荷変調処理を行う。具体的には、受電装置４０から送電装置１０に所望のデータを送信する場合に、送信データに応じて負荷変調部４６（２次側）での負荷を可変に変化させ、１次コイルＬ１の誘起電圧の信号波形を変化させる。このために負荷変調部４６は、ノードＮＢ３、ＮＢ４の間に直列に設けられた抵抗ＲＢ３、トランジスタＴＢ３（Ｎ型のＣＭＯＳトランジスタ）を含む。
【００９６】
このトランジスタＴＢ３は、受電制御装置５０の受電側制御回路５２から信号線ＬＰ３を経由して与えられる制御信号Ｐ３Ｑによりオン・オフ制御される。本送電が開始される前の認証ステージにおいて、トランジスタＴＢ３をオン・オフ制御して負荷変調を行って送電装置に信号を送信する際には、給電制御部４８のトランジスタＴＢ２はオフにされ、負荷９０が受電装置４０に電気的に接続されない状態になる。
【００９７】
例えば、データ「０」を送信するために２次側を低負荷（インピーダンス大）にする場合には、信号Ｐ３ＱがＬレベルになってトランジスタＴＢ３がオフになる。これにより負荷変調部４６の負荷はほぼ無限大（無負荷）になる。一方、データ「１」を送信するために２次側を高負荷（インピーダンス小）にする場合には、信号Ｐ３ＱがＨレベルになってトランジスタＴＢ３がオンになる。これにより負荷変調部４６の負荷は、抵抗ＲＢ３（高負荷）になる。
【００９８】
給電制御部４８は、負荷９０への電力の給電を制御する。レギュレータ（ＬＤＯ）４９は、整流回路４３での変換で得られた直流電圧ＶＤＣの電圧レベルを調整して、電源電圧ＶＤ５（例えば５Ｖ）を生成する。受電制御装置５０は、例えばこの電源電圧ＶＤ５が供給されて動作する。
【００９９】
また、レギュレータ（ＬＤＯ）４９の入力端と出力端との間には、ＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）からなるスイッチ回路が設けられている。このスイッチ回路としてのＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）をオンすることによって、レギュレータ（ＬＤＯ）４９をバイパスする経路が形成される。例えば、高負荷時（例えば、消耗が激しい２次電池の充電の初期においては、ほぼ一定の大電流を定常的に流すことが必要となり、このようなときが高負荷時に該当する）においては、レギュレータ４９自体の等価インピーダンスによって電力ロスが増大し、発熱も増大することから、レギュレータを迂回して、バイパス経路を経由して電流を負荷に供給するようにする。
【０１００】
スイッチ回路としてのＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）のオン／オフを制御するために、パイパス制御回路として機能するＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）およびプルアップ抵抗Ｒ８が設けられている。
【０１０１】
受電側制御回路５２から、信号線ＬＰ４を介して、ハイレベルの制御信号がＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）のゲートに与えられると、ＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）がオンする。すると、ＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）のゲートがローレベルになり、ＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）がオンしてレギュレータ（ＬＤＯ）４９をバイパスする経路が形成される。一方、ＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）がオフ状態のときは、ＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）のゲートは、プルアップ抵抗Ｒ８を介してハイレベルに維持されるため、ＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）はオフし、バイパス経路は形成されない。
【０１０２】
ＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）のオン／オフは、受電制御装置５０に含まれる受電側制御回路５２によって制御される。
【０１０３】
また、トランジスタＴＢ２（Ｐ型のＣＭＯＳトランジスタ）は、電源電圧ＶＤ５の生成ノードＮＢ５（レギュレター４９の出力ノード）とノードＮＢ６（受電装置４０の電圧出力ノード）との間に設けられ、受電制御装置５０の制御回路５２からの信号Ｐ１Ｑにより制御される。具体的には、トランジスタＴＢ２は、ＩＤ認証が完了（確立）して通常の電力伝送（すなわち、本送電）を行う場合にはオン状態となる。
【０１０４】
受電制御装置５０は、受電装置４０の各種制御を行う装置であり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。この受電制御装置５０は、２次コイルＬ２の誘起電圧から生成される電源電圧ＶＤ５により動作することができる。また、受電制御装置５０は、制御回路５２（受電側）、位置検出回路５６、発振回路５８、周波数検出回路６０、満充電検出回路６２を含むことができる。
【０１０５】
受電側制御回路５２は、受電装置４０や受電制御装置５０の制御を行うものであり、例えば、ゲートアレイやマイクロコンピュータなどにより実現できる。この受電側制御回路５２は、シリーズレギュレータ（ＬＤＯ）４９の出力端の定電圧（ＶＤ５）を電源として動作する。この電源電圧（ＶＤ５）は、電源供給線ＬＰ１を経由して、受電側制御回路５２に与えられる。
【０１０６】
この受電側制御回路５２は、具体的には、ＩＤ認証、位置検出、周波数検出、満充電検出、認証用の通信のための負荷変調、異物挿入検出を可能とするための通信のための負荷変調などに必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。
【０１０７】
位置検出回路５６は、２次コイルＬ２の誘起電圧の波形に相当する信号ＡＤＩＮの波形を監視して、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の位置関係が適正であるかを判断する。
【０１０８】
具体的には、信号ＡＤＩＮをコンパレータで２値に変換して、位置関係が適正であるか否かを判断する。
【０１０９】
発振回路５８は、例えばＣＲ発振回路により構成され、２次側のクロックを生成する。周波数検出回路６０は、信号ＣＣＭＰＩの周波数（ｆ１、ｆ２）を検出して、送電装置１０からの送信データが「１」なのか「０」なのかを判断する。
【０１１０】
満充電検出回路６２（充電検出回路）は、負荷９０のバッテリ９４が、満充電状態（充電状態）になったか否かを検出する回路である。具体的には満充電検出回路６２は、例えば、充電状態の表示に使用されるＬＥＤＲのオン・オフを検出することによって、満充電状態を検出する。すなわち、所定時間（例えば５秒）連続でＬＥＤＲが消灯した場合に、バッテリ９４が満充電状態（充電完了）であると判断する。
【０１１１】
また、負荷９０内の充電制御装置９２も、ＬＥＤＲの点灯状態に基づいて満充電状態を検出することができる。
【０１１２】
また、負荷９０は、バッテリ９４の充電制御等を行う充電制御装置９２を含む。充電制御装置９２は、発光装置（ＬＥＤＲ）の点灯状態に基づいて満充電状態を検出することができる。この充電制御装置９２（充電制御ＩＣ）は集積回路装置などにより実現できる。なお、スマートバッテリのように、バッテリ９４自体に充電制御装置９２の機能を持たせてもよい。なお、本負荷９０は、２次電池に限定されるものではない。例えば、所定の回路が動作することによって、その回路が本負荷となる場合もあり得る。
【０１１３】
（２次側機器の接近検出および両コイルの位置合わせについて）
図４は、２次側機器の接近検出および両コイルの自動的な位置合わせについて説明するための図である。図４では、図２に示される送電装置１０の内部構成が、より具体的に示されている。
【０１１４】
図４では、１次コイル位置制御回路３１０は、送電側制御回路２２内に設けられている。波形検出回路２８は、ここではピークホールド回路とする。波形検出回路２８からは、コイル端電圧のピーク電圧Ｖｐが出力される。
【０１１５】
また、比較器２５０は、第１のコンパレータＣＰ１と、第２のコンパレータＣＰ２とを有し、第１のコンパレータＣＰ１は、コイル端のピーク電圧Ｖｐを第１のしきい値電圧Ｖｔｈ１と比較し、その結果に応じて、第１の相対位置信号ＰＥ１を生成する。同様に、第２のコンパレータＣＰ２は、コイル端のピーク電圧Ｖｐを第２のしきい値電圧Ｖｔｈ２と比較し、その結果に応じて、第２の相対位置信号ＰＥ２を生成する。
【０１１６】
１次コイル位置制御回路３１０は、相対位置信号（ＰＥ１，ＰＥ２）に基づいて、２次側機器（２次コイルＬ２）の接近を検出し、かつ、その相対位置信号（ＰＥ１，ＰＥ２）を指標として１次コイルＬ１の位置をＸＹ平面上で移動させ、コイル間の自動位置合わせを実行する。
【０１１７】
（コイル間の相対位置を検出する原理）
以下、コイル間の相対位置を検出する原理について、図５〜図１１を用いて説明する。
【０１１８】
図５（Ａ）〜図５（Ｆ）は、１次コイルに２次コイルの磁性体が接近した場合のインダクタンスの増加について説明するための図である。上述のとおり、ここでいう「インダクタンス」は、磁性体付きの２次コイルの接近によって変動するインダクタンス（正確には、見かけ上のインダクタンス）である。「見かけ上のインダクタンス」という用語は、１次コイル単独のインダクタンス（２次コイルの接近の影響を受けないときのインダクタンス）と区別するために使用している。以下の説明では、Ｌｐｓと表記されるインダクタンスが、見かけ上のインダクタンスである。
【０１１９】
図５（Ａ）に示すように、２次コイルＬ２には、磁性体（ＦＳ）が付属している。図５（Ｂ）に示すように、この磁性体（ＦＳ）は、例えば、平面コイルである２次コイルＬ２と回路基板３１００間に存在する磁気シールド材としての磁性体である（これに限定されるものではなく、２次コイルＬ２のコアとしての磁性体であってもよい）。
【０１２０】
図５（Ｃ）に示される１次コイルＬ１単独の等価回路は、図５（Ｄ）に示されるようになり、その共振周波数は図示されるようにｆｐとなる。すなわち、共振周波数は、Ｌ１とＣ１によって決定される。ここで、図５（Ｅ）に示すように、２次コイルＬ２が接近すると、２次コイルＬ１に付属している磁性体（ＦＳ）が１次コイルＬ１と結合し、図５（Ｆ）に示すように、１次コイル（Ｌ１）の磁束が磁性体（ＦＳ）を通過することになり、磁束密度が増加する。これによって、１次コイルのインダクタンスは上昇する。このときの１次コイルＬ１の共振周波数は、図示されるようにｆｓｃとなる。すなわち、共振周波数は、Ｌｐｓ（２次コイルの接近による影響を考慮した１次コイルの見かけ上のインダクタンス）と１次側のコンデンサＣ１に依存する。すなわち、１次コイルの見かけ上のインダクタンスＬｐｓは、次のように表すことができる。Ｌｐｓ＝Ｌ１+ΔＬ。この式において、Ｌ１は、１次コイル単独のインダクタンスであり、ΔＬは、１次コイルに磁性体ＦＳが接近したことに起因するインダクタンスの上昇分である。Ｌｐｓの具体的な値は、２次コイルが接近したときの１次コイルのインダクタンスを、例えば、計測器で実測することによって取得することができる。
【０１２１】
次に、両コイルの接近によって、１次コイルのインダクタンスがどのように変化するかについて考察する。
【０１２２】
図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は、１次コイルと２次コイルの相対的な位置関係の例を示す図である。図中、ＰＡ１は、１次コイルＬ１の中心点を示し、ＰＡ２は、２次コイルＬ２の中心点を示す。
【０１２３】
図６（Ａ）では、両コイルの位置が遠いため相互の影響はないが、図６（Ｂ）のように２次コイル（Ｌ２）が１次コイル（Ｌ１）に接近すると、図５で説明したように１次コイルのインダクタンスが増大しはじめる。図６（Ｃ）では、自己誘導に加えて、両コイルが結合して相互誘導（一方のコイルの磁束を他方のコイルの磁束によって相殺しようとする作用）が働き、そして、図６（Ｄ）に示すように、両コイルの位置が完全に一致すると、２次コイル（Ｌ２）側に電流が流れるため、相互誘導による磁束の相殺によって洩れ磁束は減少し、コイルのインダクタンスは減少する。すなわち、位置合わせが行われたことによって２次側機器が動作を開始し、その２次側機器の動作開始に伴って２次コイル（Ｌ２）に電流が流れ、これによって相互誘導による磁束の相殺が生じ、洩れ磁束が減少して１次コイル（Ｌ１）のインダクタンスが減少する。
【０１２４】
図７は、１次コイルと２次コイルの相対距離と、１次コイルのインダクタンスの関係を示す図である。図７において、横軸が相対距離であり、縦軸がインダクタンスである。ここで、「相対距離」とは、「２つのコイルの中心の横方向のずれ量を規格化した相対値」である。なお、相対距離は、両コイルが横方向にどれだけずれているかを示す指標の一つであり、相対距離の代わりに、絶対距離（例えば、両コイルの中心がどれだけずれているかを、ミリメートルで示した絶対値）を使用してもよい。図７において、相対距離がｄ１のときは、２次コイルの影響がなく、１次コイルＬ１のインダクタンスは、１次コイル単独のインダクタンス“ａ”である。２次コイルＬ２が接近してくると（相対距離ｄ２）、磁性体の影響で磁束密度が増大するためインダクタンス“ｂ”まで上昇する。
【０１２５】
さらに２次コイルＬ２が接近すると（相対距離ｄ３）、インダクタンスは“ｃ”まで上昇する。さらに２次コイルが接近すると（相対距離ｄ４）、インダクタンスは“ｄ”まで上昇する。この状態となるコイル間の結合が生じ、以後は、相互インダクタンスの影響が支配的となる。
【０１２６】
すなわち、相対距離ｄ５では、相互誘導の影響が支配的になるためにインダクタンスは低下して“ｅ”となる。相対距離０（１次コイルと２次コイルの各中心が、ＸＹ平面の中心に位置する場合）では、磁束の相殺によって洩れ磁束が最小となり、インダクタンスは一定値（図７の「中心のインダクタンス」）に収束する。
【０１２７】
ここで、相対距離“ｄ２”が送電限界範囲を示し、また、相対距離が“ｄ３”と“ｄ４”で規定される範囲に収まっていれば所望の送電が可能であるとする（つまり、ｄ３とｄ４で規定される範囲が位置許容範囲ＬＱとする）。この場合、インダクタンスしきい値（ＩＮｔｈ１）を用いれば、２次コイル（Ｌ２）が相対距離ｄ２まで接近したことを検出することができる。同様に、インダクタンスしきい値（ＩＮｔｈ２）を用いれば、２次コイル（Ｌ２）が、相対距離ｄ２とｄ４で規定される相対距離内にあるか否かを検出することができる。すなわち、インダクタンスの増大に起因する１次コイルのインダクタンスの上昇の程度を調べることによって、１次コイルと２次コイルの相対距離が、位置許容範囲（ＬＱ）内にあるか否かを判定することができる（この場合、相対距離がより小さい範囲での判定はできないが、送電の位置合わせの指標としては、このレベルの判定であれば十分に実用に耐える）。
【０１２８】
例えば、２次コイル（Ｌ２）の接近によってインダクタンス値が上昇したことを第１のインダクタンスしきい値（ＩＮｔｈ１）を用いて検出したとすれば、それは、２次コイルＬ２が送電可能範囲付近にまで接近してきたことを示している。
【０１２９】
そこで、次に、１次コイルを所定の走査パターンに従って移動（スキャン）させる。これによって、１次コイル（Ｌ１）と２次コイル（Ｌ２）の相対距離がさらに縮小されれば、インダクタンスはさらに上昇し、やがて、図７のｃ点まで達する。このことが、第２のインダクタンスしきい値（ＩＮｔｈ２）によって検出されると、１次コイルの移動（スキャン）を停止する。使用するＸＹステージの制動の精度にもよるが、これによって、１次コイル（Ｌ１）と２次コイル（Ｌ２）の相対距離は、ほぼｄ３〜ｄ５の範囲（位置許容範囲ＬＱ）に収まることになる。
【０１３０】
実際には、上述のインダクタンスしきい値（ＩＮｔｈ１，ＩＮｔｈ２）に対応する電圧しきい値（Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２）を用いて、両コイルの相対位置関係を判定する。以下、具体的に説明する。
【０１３１】
図８は、インダクタンスの増大によって、１次コイルを含む共振回路の共振周波数の変化を示す図である。２次コイルＬ２に付属する磁性体（ＦＳ）の接近によって１次コイルのインダクタンスが増大すると、図８に示すように、１次コイルを含む共振回路の共振特性はＱ１からＱ２に変化する。ここで、１次コイルの駆動周波数をｆｄとすれば、１次コイルＬ１のインダクタンス値の増大に伴う共振特性のシフトに起因して、コイル端電圧（もしくは電流）がΔＡだけ低下することになる。このΔＡの変化に着目することによって、コイル端電圧（もしくは電流）に基づく両コイルの相対位置の判定が可能となる。
【０１３２】
図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は１次コイルと２次コイルの相対位置の変化例を示す図である。図１０は、１次コイルと２次コイルの位置関係を自動的に調整する方法を説明するための図である。
【０１３３】
送電制御装置２０（図２参照）は、図１０の期間Ｔ１，期間Ｔ２に示すように、所定周期で間欠的に１次コイルＬ１を、周波数ｆｄで駆動する。そして、図９に示されるようにコイル端電圧Ｖｆ（あるいはコイル電流）を観測する。図９（Ａ）のように２次コイルＬ２がないときは、図１０の期間Ｔ１，Ｔ２に示すように、コイル端電圧（交流）の振幅Ｖｆは、Ｖｔｈ１を下回ることはない。
【０１３４】
図１０の時刻ｔ４における駆動では、コイル端電圧Ｖｆは、第１の電圧しきい値Ｖｔｈ１を下回る。これによって、送電制御装置２０は、２次コイルＬ２の接近を検出することができる。この場合、送電制御装置２０は、続いて１次コイル（Ｌ１）のスキャンを行いながらコイル端電圧Ｖｆの変化を連続的に監視し、両コイルの相対位置のサーチを行う必要がある。よって、送電制御装置２０は、時刻ｔ４以降、間欠送電を連続送電に切り換える。この連続送電は、１次コイルＬ１の移動（スキャン）期間Ｔ３は継続される。
【０１３５】
１次コイルＬ１の移動によって、２次コイルとの距離が縮小され、位置許容範囲ＬＱ（図７参照）内になったときは、コイル端電圧Ｖｆは、第２の電圧しきい値Ｖｔｈ２を下回る。これによって、１次コイルＬ１の移動（スキャン）が停止されると共に、１次コイルＬ１の連続駆動も停止される。このようにして、２次コイルＬ２（磁性体ＦＳ）の接近検出ならびに１次コイルＬ１の位置調整が自動的になされる。
【０１３６】
より具体的には、図１１（Ａ），図１１（Ｂ）に示されるような動作が行われる。図１１（Ａ），図１１（Ｂ）は、１次コイルと２次コイルの位置関係を自動的に調整するための具体的な回路動作を示す図である。図１１（Ａ）に示すように、コイル端電圧Ｖｆが波形モニタ回路１４内の抵抗ＲＡ１，ＲＡ２によって分圧され、ピークホールド回路２８によってピーク電圧Ｖｐが検出され、そのピーク電圧Ｖｐが、比較器２５０内の第１および第２のコンパレータＣＰ１，ＣＰ２によって、第１および第２の電圧しきい値（Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２）と比較される。
【０１３７】
１次コイル位置制御回路３１０は、第１のコンパレータＣＰ１の出力信号（相対位置信号）ＰＥ１がハイレベルからローレベルに変化すると（図１１（Ｂ）の時刻ｔ１０）、アクチュエータ制御回路３７に指示して１次コイル（Ｌ１）の移動を開始させ、かつ、上述のとおり、間欠駆動を連続駆動に切り換える。
【０１３８】
その後、第２のコンパレータＣＰ２の出力信号（相対位置信号）ＰＥ２がハイレベルからローレベルに変化すると（図１１（Ｂ）の時刻ｔ１１）、アクチュエータ制御回路３７に指示して１次コイル（Ｌ１）の移動を停止させると共に、１次コイルの駆動を停止させる。
【０１３９】
図１２（Ａ），図１２（Ｂ）は、１次コイルの移動（スキャン）について説明するための図である。図１２（Ａ）に示すように、送電装置（送電モジュール）１０は、１次コイルＬ１を備える。１次コイルＬ１の位置を移動させるときは、アクチュエータを用いて、下地のＸＹステージ７０２をＸ方向またはＹ方向に移動させる。なお、図１２（Ａ）において、ＰＡ１は、１次コイルＬ１の中心を示す。
【０１４０】
図１２（Ｂ）に示すように、１次コイルＬ１の位置調整のための走査は、例えば、螺旋状のパターンで行われる。螺旋状スキャンによれば、１次コイル位置を、高精度に広範囲にわたって移動させることができる（但し、これに限定されるものではない）。
【０１４１】
以上説明した、１次コイルの自動的な位置調整の手順を示すと、図１３のようになる。図１３は、１次コイルの自動的な位置調整の手順を示すフロー図である。
【０１４２】
図示されるように、２次コイルの接近を検出するために、１次コイルの間欠的な駆動（周波数ｆｄ）を行い（ステップＳ１）、Ｖｔｈ１を用いた判定によって２次コイル接近が検出されると（ステップＳ２）、連続駆動に切り換えると共に螺旋状スキャンを開始する（ステップＳ３）。
【０１４３】
続いて、Ｖｔｈ２による判定によって両コイルの相対位置が許容範囲内であると判定されると（ステップＳ４）、連続駆動を停止すると共に螺旋状スキャンを停止する（ステップＳ５）。
【０１４４】
（第２の実施形態）
図１４は、送電装置、受電装置を含む無接点電力伝送システムにおける、各部の具体的な構成の他の例を示す回路図である。
【０１４５】
図１４の無接点電力システムの基本的な構成は、図２と同様であるが、図１４の場合、送電制御装置２０が位置検出回路として機能する高調波検波回路２５を有しており、この点で、図２と異なる。
【０１４６】
図１４の送電装置１０は、送電制御装置２０と、送電部１２と、波形モニタ回路１４と、報知手段としての表示部１６とを有する。また、送電制御装置２０は、送電側制御回路２２と、駆動クロック生成回路２３と、発振回路２４と、高調波検波回路２５（フィルタ回路２７、高調波ｆｓとのミキシングを行うミキサ２９および検波回路３１を有する）と、ドライバ制御回路２６と、波形検出回路（ピークホールド回路またはパルス幅検出回路）２８と、比較器（ＣＰ１，ＣＰ２）と、アクチュエータ制御回路３７と、を有する。
【０１４７】
送電制御装置２０は、送電装置１０の各種制御を行う装置であり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。この送電制御装置２０は、送電側制御回路２２と、駆動クロック生成回路２３と、発振回路２４と、高調波検波回路２５と、ドライバ制御回路２６と、波形検出回路（ピークホールドまたはパルス幅検出回路）２８と、比較器ＣＰ１，ＣＰ２と、アクチュエータ制御回路３７と、を含む。
【０１４８】
送電側制御回路２２は、送電装置１０や送電制御装置２０の制御を行うものであり、例えば、ゲートアレイやマイクロコンピュータなどにより実現できる。具体的には、送電側制御回路２２は、電力伝送、負荷検出、周波数変調、異物検出、あるいは着脱検出などに必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。
【０１４９】
発振回路２４は、例えば、水晶発振回路により構成され、１次側のクロックを生成する。駆動クロック生成回路２３は、発振回路２４で生成されたクロックや送電側制御回路２２からの周波数設定信号に基づいて、所望の周波数の駆動制御信号を生成する。
【０１５０】
ドライバ制御回路２６は、例えば、送電部１２に含まれる２つの送電ドライバ（不図示）が同時オンしないように調整しつつ、駆動制御信号を送電部１２の送電ドライバ（不図示）に出力し、その送電ドライバの動作を制御する。
【０１５１】
波形検出回路２８は、第１の実施形態と同様に、１次コイルＬ１の一端の誘起電圧に相当する信号の波形をモニタし、負荷検出、異物検出等を行う。例えば、受電装置４０の負荷変調部４６が、送電装置１０に対してデータを送信するための負荷変調を行うと、１次コイルＬ１の誘起電圧の信号波形が、それに対応して変化する。この点は、図３を用いて説明したとおりである。
【０１５２】
（２次側機器の接近検出および両コイルの位置合わせについて）
図１５は、２次側機器の接近検出および両コイルの自動的な位置合わせを行うための送電装置の構成の一例を示す図である。図１５では、図１４に示される送電装置１０の内部構成が、より具体的に示されている。
【０１５３】
図１５では、波形検出回路２８はピークホールド回路とする。波形検出回路２８からは、コイル端電圧のピーク電圧ＳＲが出力される。このピーク電圧ＳＲは、２次コイルＬ２の接近検出に利用することができる。このピーク電圧ＳＲは、比較器ＣＰ１によって第１のしきい値（接近検出用しきい値）Ｖ１と比較される。比較器ＣＰ１の出力信号ＰＥ１は、送電側制御回路２２に供給される。
【０１５４】
また、高調波検波回路２５は、波形モニタ回路１４からの電圧信号をフィルタリングするフィルタ回路２７と、１次コイルＬ１の奇数次高調波（ここでは、５次高調波とする）ｆｓをミキシングするミキサ２９と、検波回路３１と、を有している。
【０１５５】
ここで、１次コイルＬ１とコンデンサＣ１で構成される１次側の直列共振回路の共振周波数を（ｆｐ）とすると、通常、１次コイルの駆動周波数は、動作の安定性を重視してその共振周波数（ｆｐ）から離れた周波数（ｆｄ）に設定される。１次コイルの駆動周波数の高調波（ｆｓ）は、上下対称の駆動信号の場合、奇数次高調波のみであり、上述のとおり、例えば、５次高調波（ｆｓ：＝５ｆｄ）を使用することができる。
【０１５６】
高調波検波回路２５の検波出力は、比較器ＣＰ２によって第２のしきい値（高調波共振ピーク検出用しきい値）Ｖ２と比較される。比較器ＣＰ２の出力信号ＰＥ２は、送電側制御回路２２に供給される。
【０１５７】
また、送電側制御回路２２は、比較器ＣＰ１の出力信号（ＰＥ１）に基づいて２次側機器（２次コイルＬ２）の接近を検出することができる。また、送電側制御回路２２は、比較器ＣＰ２の出力信号（ＰＥ２）を指標として、アクチュエータ制御回路３７に、１次コイル（１次側機器）の走査命令を送出する。アクチュエータ制御回路３７は、送電側制御回路２２からの走査命令に応じてアクチュエータを駆動する。なお、比較器ＣＰ２の出力信号（ＰＥ２）をアクチュエータ制御回路３７に入力し、アクチュエータ自身の判断でアクチュエータを駆動することも可能である。
【０１５８】
また、図１５の右上に示されるように、２次コイル（Ｌ２）には、高調波共振用のコンデンサＣ２が設けられ、また、磁性体ＦＳが設けられている。この磁性体ＦＳは例えば磁束と回路を分離する遮蔽板であり、あるいは２次コイルのコアであってもよい。磁性体ＦＳがあることによって、１次側における２次コイルの接近検出が可能となる（詳細は後述する）。
【０１５９】
（２次コイルの接近検出の原理）
以下、２次コイルの接近検出の原理について、図１６〜図１８用いて説明する。図１６（Ａ）〜図１６（Ｆ）は、１次コイルに２次コイルの磁性体が接近した場合のインダクタンスの増加について説明するための図である。上述のとおり、ここでいう「インダクタンス」は、磁性体付きの２次コイルの接近によって変動するインダクタンス（正確には、見かけ上のインダクタンス）である。「見かけ上のインダクタンス」という用語は、１次コイル単独のインダクタンス（２次コイルの接近の影響を受けないときのインダクタンス）と区別するために使用している。以下の説明では、Ｌｐｓと表記されるインダクタンスが、見かけ上のインダクタンスである。
【０１６０】
図１６（Ａ）に示すように、２次コイルＬ２には、磁性体（ＦＳ）が付属している。図１６（Ｂ）に示すように、この磁性体（ＦＳ）は、例えば、平面コイルである２次コイルＬ２と回路基板３１００間に存在する磁気シールド材としての磁性体である（これに限定されるものではなく、２次コイルＬ２のコアとしての磁性体であってもよい）。
【０１６１】
図１６（Ｃ）に示される１次コイルＬ１単独の等価回路は、図１６（Ｄ）に示されるようになり、その共振周波数は図示されるようにｆｐとなる。すなわち、共振周波数は、Ｌ１とＣ１によって決定される。ここで、図１６（Ｅ）に示すように、２次コイルＬ２が接近すると、２次コイルＬ１に付属している磁性体（ＦＳ）が１次コイルＬ１と結合し、図１６（Ｆ）に示すように、１次コイル（Ｌ１）の磁束が磁性体（ＦＳ）を通過することになり、磁束密度が増加する。これによって、１次コイルのインダクタンスは上昇する。このときの１次コイルＬ１の共振周波数は、図示されるようにｆｓｃとなる。
【０１６２】
すなわち、共振周波数は、Ｌｐｓ（２次コイルの接近による影響を考慮した１次コイルの見かけ上のインダクタンス）と１次側のコンデンサＣ１に依存する。すなわち、１次コイルの見かけ上のインダクタンスＬｐｓは、次のように表すことができる。Ｌｐｓ＝Ｌ１+ΔＬ。この式において、Ｌ１は、１次コイル単独のインダクタンスであり、ΔＬは、１次コイルに磁性体ＦＳが接近したことに起因するインダクタンスの上昇分である。Ｌｐｓの具体的な値は、２次コイルが接近したときの１次コイルのインダクタンスを、例えば、計測器で実測することによって取得することができる。
【０１６３】
次に、両コイルの接近によって、１次コイルのインダクタンスがどのように変化するかについて考察する。
【０１６４】
図１７（Ａ）では、両コイルの位置が遠いため相互の影響はないが、図１７（Ｂ）のように２次コイル（Ｌ２）が１次コイル（Ｌ１）に接近すると、図５で説明したように１次コイルのインダクタンスが増大しはじめる。図１７（Ｃ）では、自己誘導に加えて、両コイルが結合して相互誘導（一方のコイルの磁束を他方のコイルの磁束によって相殺しようとする作用）が働き、そして、図１７（Ｄ）に示すように、両コイルの位置が完全に一致すると、２次コイル（Ｌ２）側に電流が流れるため、相互誘導による磁束の相殺によって洩れ磁束は減少し、コイルのインダクタンスは減少する。すなわち、位置合わせが行われたことによって２次側機器が動作を開始し、その２次側機器の動作開始に伴って２次コイル（Ｌ２）に電流が流れ、これによって相互誘導による磁束の相殺が生じ、洩れ磁束が減少して１次コイル（Ｌ１）のインダクタンスが減少する。
【０１６５】
図１８は、１次コイルと２次コイルの相対距離と、１次コイルのインダクタンスの関係を示す図である。図１８において、横軸が相対距離であり、縦軸がインダクタンスである。ここで、「相対距離」とは、「２つのコイルの中心の横方向のずれ量を規格化した相対値」である。
【０１６６】
なお、相対距離は、両コイルが横方向にどれだけずれているかを示す指標の一つであり、相対距離の代わりに、絶対距離（例えば、両コイルの中心がどれだけずれているかを、ミリメートルで示した絶対値）を使用してもよい。
【０１６７】
図１８において、相対距離がｄ１のときは、２次コイルの影響がなく、１次コイルＬ１のインダクタンスは、１次コイル単独のインダクタンス“ａ”である。２次コイルＬ２が接近してくると（相対距離ｄ２）、磁性体の影響で磁束密度が増大するためインダクタンス“ｂ”まで上昇する。
【０１６８】
さらに２次コイルＬ２が接近すると（相対距離ｄ３）、インダクタンスは“ｃ”まで上昇する。さらに２次コイルが接近すると（相対距離ｄ４）、インダクタンスは“ｄ”まで上昇する。この状態となるコイル間の結合が生じ、以後は、相互インダクタンスの影響が支配的となる。
【０１６９】
すなわち、相対距離ｄ５では、相互誘導の影響が支配的になるためにインダクタンスは低下して“ｅ”となる。相対距離０（１次コイルと２次コイルの各中心が、ＸＹ平面の中心に位置する場合）では、磁束の相殺によって洩れ磁束が最小となり、インダクタンスは一定値（図７の「中心のインダクタンス」）に収束する。
【０１７０】
ここで、相対距離“ｄ２”が送電限界範囲となる。この場合、インダクタンスしきい値（ＩＮｔｈ１）を用いれば、２次コイル（Ｌ２）が相対距離ｄ２まで接近したことを検出することができる。つまり、２次コイル（Ｌ２）の接近によってインダクタンス値が上昇したことを第１のインダクタンスしきい値（ＩＮｔｈ１）を用いて検出したとすれば、それは、２次コイルＬ２が送電可能範囲付近にまで接近してきたことを示している。なお、実際には、上述のインダクタンスしきい値（ＩＮｔｈ１）に対応する電圧しきい値（第１のしきい値Ｖ１）を用いて、２次コイルの接近を判定する。
【０１７１】
本実施形態では、このような２次コイル（Ｌ２）の接近を自動的に検出するために、１次コイル（Ｌ１）を間欠的（例えば、周期的に）駆動することができる。これによって、２次コイル（２次側機器）の接近を自動的に検出することができる。ただし、この検出方法に限定されるものではなく、メカニカルな検出スイッチを用いて２次側機器の載置を検出する方法を採用することもできる。
【０１７２】
２次コイル（Ｌ２）の接近が検出されると、次に、高調波共振を利用した２次コイル位置の検出動作が実行される。以下、具体的に説明する。
【０１７３】
（高調波共振を利用した１次コイルと２次コイルの相対的位置関係の検出の原理）
図１９は、１次コイルと２次コイルが電磁結合したトランスにおける洩れインダクタンスの概念を説明するための図である。図１９の上側には、近接して配置されたコイル間の磁束の様子が示され、下側には、トランスの等価回路が示される。
【０１７４】
図１９では、１次コイル（Ｌ１），２次コイル（Ｌ２）は、共に半径Ｒの円形コイルである。１次コイル（Ｌ１）から発生する磁束φＡが２次コイル（Ｌ２）と鎖交すると、相互誘導によって２次コイル（Ｌ２）には１次コイル（Ｌ１）の磁束を相殺するように電流が流れるため、見かけ上磁束は０になる。つまり、理想的には、トランスの相互インダクタンスＭは０となる。
【０１７５】
但し、実際には、１次コイル（Ｌ１）には洩れ磁束φＢが存在し、２次コイル（Ｌ２）には洩れ磁束φＣが存在する。１次側の洩れ磁束φＢによって１次側洩れインダクタンスＬＱが生じ、２次側の洩れ磁束φＣによって２次側洩れインダクタンスＬＴが生じる。なお、理論上、理想的なトランスが存在すると考えられるが、洩れインダンクタンスのモデルには関係なく、無視することができる。
【０１７６】
図２０（Ａ）〜図２０（Ｅ）は、高調波共振回路の構成と動作を説明するための図である。図２０（Ａ）に示されるように、２次コイル（Ｌ２）には、高調波共振用のコンデンサＣ２が接続される。この場合のトランスの等価回路は、図２０（Ｂ）に示すようになる。送電前であるため、２次側の負荷（ＲＬ）は接続されない状態である。また、上述のとおり、相互インダクタンスは実質的に０であるから、無視することができる。また、１次側の洩れインダクタンス（ＬＱ）と、２次側の洩れインダクタンス（ＬＴ）は直列に接続されるから、両者を合成したインダクタンスは（ＬＱ＋ＬＴ）となる。よって、トランスの等価回路は、図２０（Ｃ）に示すように変形することができる。
【０１７７】
図２０（Ｃ）に示すように、ＳＹ１とＳＹ２の２つの共振回路が構成されるが、ここでは、ＳＹ１は無視し、ＳＹ２のみに着目する。また、１次コイル（Ｌ１）の駆動信号（ＶＤ）の駆動周波数（ｆｄ）の奇数次高調波は、図２０（Ｄ）に示すようになる。ここでは、５次高調波（５ｆｄ）に着目する（但し、これに限定されるものではなく、３次高調波や７次高調波等を使用することもできる）。
【０１７８】
本実施形態では、図２０（Ｅ）の下側の式に示すように、共振回路ＳＹ２の共振周波数ｆｓを、１次コイル（Ｌ１）の駆動周波数の５次高調波（５ｆｄ）に一致するように、コンデンサＣ２の容量値を設定する。これによって、共振回路ＳＹ２は、１次コイルの駆動周波数の５次高調波に共振する高調波共振回路となる。よって、図２０（Ｃ）の共振特性は、図２０（Ｅ）のようになり、周波数軸上の５ｆｄの位置にて、高調波共振のピークが得られる。
【０１７９】
先に説明したように、洩れインダクタンスは、鎖交しない洩れ磁束が生み出すインダクタンスであり、その洩れ磁束の量は、１次コイル（Ｌ１）と２次コイル（Ｌ２）との相対的な位置関係によって異なる。
【０１８０】
したがって、例えば、図２０で説明した高調波共振回路ＳＹ２において、両コイル位置が一致しているときの洩れインダクタンスを前提としてコンデンサＣ２の容量を設定すれば、その高調波共振回路ＳＹ２は、１次コイルおよび２次コイルの位置が一致したときに高調波共振を生じる高調波共振回路となり、両コイル位置が所定距離Ｒだけ離れた場合の洩れインダクタンスを前提としてコンデンサＣ２の容量を設定すれば、その高調波共振回路ＳＹ２は、１次コイル（Ｌ１）および２次コイル（Ｌ２）が所定距離Ｒだけ離れた場合に高調波共振を生じる高調波共振回路となる。
【０１８１】
図２１（Ａ），図２１（Ｂ）は、両コイルが所定距離Ｒだけ離れたときに共振が生じる高調波共振回路について説明するための図である。図２１（Ａ）に示すように、両コイル（Ｌ１，Ｌ２）の中心位置が距離Ｒだけ離れているときの洩れインダクタンス（φＢとφＣ）を前提としてコンデンサＣ２の容量を設定すれば、その高調波共振回路ＳＹ２は、１次コイル（Ｌ１）および２次コイル（Ｌ２）が所定距離Ｒだけ離れた位置関係になったときに高調波共振を生じる高調波共振回路となる。
【０１８２】
すなわち、図２１（Ｂ）に示すように、所定距離Ｒだけ離れたときの洩れインダクタンスをＬＱ（Ｒ），ＬＴ（Ｒ）とした場合、図２１（Ｂ）の下側に示す式を満足するように、コンデンサＣ２の容量値を設定すれば、高調波共振回路ＳＹ２は、１次コイル（Ｌ１）および２次コイル（Ｌ２）が所定距離Ｒだけ離れた位置関係になったときに高調波共振を生じる。
【０１８３】
図２２（Ａ）〜図２２（Ｄ）は、２次コイルに対して１次コイルを走査（スキャン）した場合の、高調波共振ピ−クが得られる位置を説明するための図である。図２２（Ａ）に示すように、１次コイル（Ｌ１）の中心をＰＡ１とし、２次コイル（Ｌ２）の中心をＰＡ２とする。
【０１８４】
図２２（Ａ）に示すように、１次コイル（Ｌ１）を、左側から、２次コイル（Ｌ２）に向けて直線状に走査する場合を想定する。この場合、図２２（Ｂ）に示すように、１次コイル（Ｌ１）が２次コイル（Ｌ２）に接近して両コイルの距離がＲになる場合に高調波共振ピークが得られ、同様に、図２２（Ｃ）に示すように、１次コイル（Ｌ１）が２次コイル（Ｌ２）から遠ざかるときにも高調波共振ピークが生じる。
【０１８５】
ここで、静止状態にある２次コイル（Ｌ２）と交わるあらゆる軸を想定し、その軸上で１次コイル（Ｌ１）を走査した場合を想定すると、共振ピークは、図２２（Ｄ）に示すように、２次コイル（Ｌ２）の中心点ＰＡ２から距離Ｒだけ離れた円周上の位置において得られることになる。すなわち、高調波共振ピ−クが得られる位置をＷとすれば、Ｗは、２次コイル（Ｌ２）の最も外側の円に一致する。
【０１８６】
図２３は、２次コイルに対して１次コイルが接近した場合の１次コイルのインダクタンスの変化例および高調波検波回路から得られる高調波電圧の変化例を示す図である。図２３の上側に示される図は、図１８と同じである。図２３の下側に示すように、高調波検波回路２５による高調波共振ピークは、両コイルの相対位置が距離Ｒ（＝相対距離ｄ５）だけ離れているときに得られる。よって、高調波ピーク検出用のしきい値電圧（Ｖ２）との比較によって、その高調波ピークを検出することができる。
【０１８７】
また、先に図１８で説明したように、両コイルの中心間の距離がＬ（＝相対距離ｄ２）であるときに、１次コイルのインダクタンス上昇によるコイル端電圧（コイル電流）の減少によって２次コイルの接近を検出することができる。図２３より、Ｒ（高調波共振ピークが生じる距離）＜Ｌ（接近検出距離）であることは明らかである。つまり、接近検出によって、距離Ｌの範囲に２次コイルが入ったことが検出され、高調波検波によって、両コイルが距離Ｒの位置関係になったことが検出される。
【０１８８】
なお、上述のおとり、Ｒ（高調波共振ピークが生じる距離）＝０の場合を排除しない。つまり、Ｒ＝０のとき（つまり両コイルの位置が一致するとき）に高調波共振が生じれば、その高調波ピークを指標として、１次側機器を試行錯誤的に移動させて両コイルの位置あわせを行うことができ、あるいは、２次側機器の手動による移動によって両コイルの位置合わせをすることができる。また、その高調波ピークの有無によって２次側機器のセットや取り去り（リーブ）を検出することもでき、有用であるからである。この点については、後述する。
【０１８９】
（直交２軸サーチによる２次コイル位置検出）
図２４〜図２７を用いて、直交２軸サーチによる２次コイル位置の検出について説明する。図２４〜図２７は、直交２軸サーチによる２次コイル位置検出方法および位置決め方法を説明するための図である。
【０１９０】
図２４において、２次コイル（Ｌ２）は、１次コイル移動範囲Ｚ内に置かれている。図１に示すように、２次側機器５１０のセット範囲を、色を変えたＺ１領域に限定する等すれば、２次コイル（Ｌ２）は、必然的に、１次コイル移動範囲内に置かれることになる。
【０１９１】
上述したように、１次コイルを間欠的に駆動すれば、２次コイル（Ｌ２）の接近を検出できるから、次に、図２の送電側制御回路２２は、アクチュエータ制御回路３７に指示して、２次コイル位置検出のための直交２軸サーチを実行させる。以下、具体的に説明する。
【０１９２】
なお、図示されるようにＸＹ軸によるＸＹ平面が設定され、そのＸＹ平面における座標位置が、図２の演算回路３５によって求められる。また、上述したとおり、１次コイル（Ｌ１）および２次コイル（Ｌ２）は共に半径Ｒの円形の平面コイルであり、両コイルの中心（ＰＡ１とＰＡ２）間の距離がｒのときに高調波ピークが得られる。
【０１９３】
まず、図２４に示すように、アクチュエータ制御回路３７は、アクチュエータ７２０，７３０を駆動して１次コイル（Ｌ１）を、２次コイルと交差する第１の軸（Ｊ１）に沿って移動させて、２次コイル位置検出のための第１の走査を実行する（ステップ（Ｓ１））。
このとき、ＰＱ１，ＰＱ２の２点において高調波共振ピークが生じる（ステップ（Ｓ２），ステップ（Ｓ３））。演算回路３５は、ＰＱ１およびＰＱ２の２点を結ぶ線分の中点の座標ＰＱ３を求める（ステップ（Ｓ４））。
【０１９４】
次に、図２５に示すように、アクチュエータ制御回路３７は、アクチュエータ７２０，７３０を駆動して１次コイル（Ｌ１）を、第１の軸（Ｊ１）に直交し、かつ、第１の走査において求められた中点ＰＱ３を通過する第２の軸（Ｊ２）に沿って移動させて２次コイル位置検出のための第２の走査を実行する（ステップ（Ｓ５））。このとき、ＰＱ４，ＰＱ５の２点において高調波共振ピークが生じる（ステップ（Ｓ６），ステップ（Ｓ７））。演算回路３５は、ＰＱ４およびＰＱ５の２点を結ぶ線分の中点の座標ＰＱ６を求める（ステップ（Ｓ８））。
【０１９５】
求められた座標ＰＱ６が、２次コイル（Ｌ２）の中心ＰＡ２の位置を示している。すなわち、これによって、２次コイル（Ｌ２）の中心位置が求められたことになる。
【０１９６】
次に、図２６に示すように、１次コイル（Ｌ１）をＪ３方向に移動させ、１次コイル（Ｌ１）の中心ＰＡ１が、２次コイル（Ｌ２）の中心ＰＡ２に重なるようにする（ステップ（Ｓ９））。このようにして、コイル間の極めて高精度の位置合わせを、自動的に行うことができる。
【０１９７】
以上の手順をまとめると図２７のようになる。図２７は、直交２軸サーチを利用した２次コイル位置検出方法ならびに１次コイルの位置決め方法の手順を示すフロー図である。なお、図２７のフローには、２次コイルの接近検出動作も含めている。但し、接近検出は、必須ではなく、省略することもできる。
【０１９８】
まず、１次コイルの間欠的な駆動を行い、２次側機器（２次コイル）の接近を１次コイルのインダクタンスの上昇により検出する（ステップＳＴ１）。２次側機器の所定エリアへのセット（２次コイルの接近）が検出されると、次に、第１の走査線軸に沿う第１の走査を実行する（ステップＳＴ２）。
【０１９９】
第１の走査において、２点の高調波検出信号ピーク(高調波共振ピーク)が得られ（ステップＳＴ３）、次に、２点間を結ぶ線分の中点の座標を演算により求める（ステップＳＴ４）。
【０２００】
次に、求められた中心座標を通り、第１の走査線軸に直交する第２の走査線軸に沿う第２の走査を実行する（ステップＳＴ５）。この第２の走査によって、２点の高調波検出信号ピーク（高調波共振ピーク）が得られる（ステップＳＴ６）。
【０２０１】
第２の走査により求められた２点を結ぶ線分の中点の座標を求める（ステップＳＴ７）。求められた中点の座標が、２次コイル（Ｌ２）の中心位置の座標である。
【０２０２】
１次コイル（Ｌ１）の中心を、求められた２次コイルの中心位置に移動させる(ステップＳＴ８)。これによって、１次コイル（Ｌ１）と２次コイル（Ｌ２）との位置合わせが完了する。
【０２０３】
（ＸＹステージの構成例と動作）
次に、ＸＹステージの構成例と動作について説明する。図２８は、ＸＹステージの基本構成を示す斜視図である。
【０２０４】
図示されるように、ＸＹステージ７０２は、一対のガイドレール１００と、Ｘ軸スライダ２００と、Ｙ軸スライダ３００と、を有する。これらに使用する材料は、例えば、アルミニウム、鉄、グラナイト（御影石）、セラミックス等である。
【０２０５】
一対のガイドレール１００は互いに対向するガイド溝１１０を持ち、Ｘ軸方向に延在して平行に設けられる。一対のガイドレール１００は図示しない定盤に固定される。
【０２０６】
一対のガイドレール１００の間にＸ軸スライダ２００が係合される。Ｘ軸スライダ２００は矩形平板状をしており、その両端部がそれぞれ対向するガイド溝１１０に嵌め込まれて係合され、ガイド溝１１０に沿ってＸ軸方向の移動は許容されるが、Ｙ軸方向の動きは規制されるようになっている。したがってＸ軸スライダ２００は一対のガイドレール１００に沿ってＸ軸方向に往復運動できる。
【０２０７】
なお、ガイドレール１００に設けたガイド溝１１０をＸ軸スライダ２００側に設け、ガイドレール１００側にＸ軸スライダ２００に設けたガイド溝に嵌まる凸条を設けるようにしてもよい。ガイドレール１００とＸ軸スライダ２００との係合部は、３つの面で支持されていればよく、ガイド溝の形状は問わない。
【０２０８】
Ｘ軸スライダ２００を囲むようにＹ軸スライダ３００が装着されている。Ｙ軸スライダ３００は、矩形平板状のＸ軸スライダ２００の断面形状に合致するように、断面略コ字型をしている。その略コ字型をしたＹ軸スライダ３００の開口部が内側に折り返されている。なお、Ｙ軸スライダ３００は上部が開口していてもよく、さらには全く開口していない断面略ロ字型をしたものでもよい。
【０２０９】
これによりガイド溝１１０に係合するＸ軸スライダ２００の幅方向の両端部は、Ｙ軸スライダ３００によって上面、側面、下面の３面が支持される。そしてＹ軸スライダ３００はＸ軸スライダ２００に装着されることにより、Ｘ軸スライダ２００に対してＸ軸方向の動きが規制されて、Ｘ軸スライダ２００がＸ軸方向に移動するとそれに伴ってＸ軸方向に移動する。また、Ｘ軸スライダ２００に対してＹ軸方向の動きが許容されて、Ｘ軸スライダ２００に対してＹ軸方向に移動できるようになっている。Ｘ軸スライダ２００はスライドするだけでなく、Ｘ軸スライダ２００に対してＹ軸スライダ３００をＹ軸方向に移動させるガイドも兼ねている。また、Ｙ軸スライダ３００の上部が、ＸＹ軸運動をさせる対象を載せるトッププレート（可動主面）となる。
【０２１０】
図示されるように、トッププートとしてのＹ軸スライダ３００の主面には、１次コイル（円形の巻線コイル）Ｌ１と、ＩＣ化された送電制御装置２０と、を含む送電装置１０が搭載されている。
【０２１１】
また、図２８のＸＹステージ７０２では、駆動源として、高精度なリニアモータを使用している。なおリニアモータに代えてボールネジ機構としてもよい。
【０２１２】
Ｘ軸スライダ２００を移動させるＸ軸リニアモータ６００は一対のガイドレール１００間に設けてある。ロッド状の固定子６１０に装着されたＸ軸リニアモータ６００の可動子６２０をＸ軸スライダ２００の下部に固着することで、Ｘ軸スライダ２００を往復動自在としている。
【０２１３】
また、Ｙ軸スライダ３００は、Ｙ軸リニアモータ７００によって往復駆動される。Ｘ軸スライダ２００に凹部２１０が設けられ、その凹部２１０に、Ｙ軸リニアモータ７００が収納されている。これによって、ステージ高を抑えることができる。
【０２１４】
Ｘ軸リニアモータ６００およびＹ軸リニアモータ７００は各々、図２に示されるＸ方向アクチュエータ７２０およびＹ方向アクチュエータ７３０に相当する。
【０２１５】
このようなＸＹステージ７０２に、１次コイル（円形の巻線コイル）Ｌ１およびＩＣ化された送電制御装置２０を含む送電装置１０が搭載されることによって、送電側装置（無接点電力伝送システムの送電機構）７０４が構成される。
【０２１６】
そして、図１（Ｂ）に示したように、送電側装置７０４は、プレーンな平面をもつ構造物（例えば、机等）の内部に埋め込まれる。これによって、概略な位置に置かれた２次側機器（携帯端末等）の２次コイル位置に対応するように、１次コイルのＸＹ平面における位置を自動的に移動させることが可能な、次世代の無接点電力伝送システムに対応した送電側装置７０４が実現される。
【０２１７】
上述のとおり、本発明の送電制御装置２０は、間欠的に１次コイルを駆動し、１次コンダクタンスの上昇によるコイル端電圧（電流）の減少が生じているか否かを常に監視する。そして、２次側機器の接近（２次側機器が所定エリアＺ１内に載置されたこと）が検出されれば、１次コイル位置制御回路３１０による１次コイル位置の自動調整がなされる。したがって、２次側機器の接近検出ならびに１次コイルの位置調整が自動的に行われることになり、ユーザの手間は一切、生じない。
【０２１８】
（第３の実施形態）
本実施形態では、両コイル位置が一致しているときに高調波共振が生じるようにしておき、高調波検波出力を指標として、試行錯誤的に１次コイルを走査する。
【０２１９】
図２９（Ａ），図２９（Ｂ）は、両コイルの位置が一致しているときに共振が生じる高調波共振回路について説明するための図である。
【０２２０】
図２９（Ａ）に示すように、両コイル（Ｌ１，Ｌ２）の中心位置が一致するときの洩れインダクタンス（φＢとφＣ）を前提としてコンデンサＣ２の容量を設定すれば、その高調波共振回路ＳＹ２は、１次コイル（Ｌ１）および２次コイル（Ｌ２）位置が一致（合致）したときに高調波共振を生じる高調波共振回路となる。
【０２２１】
すなわち、図２９（Ｂ）に示すように、両コイルの位置が一致したときの洩れインダクタンスをＬＱ（０），ＬＴ（０）とした場合、図２９（Ｂ）の下側に示す式を満足するように、コンデンサＣ２の容量値を設定すれば、高調波共振回路ＳＹ２は、１次コイル（Ｌ１）および２次コイル（Ｌ２）が一致する位置関係になったときに高調波共振を生じる。
【０２２２】
（高調波検波出力を指標とした１次コイルの走査）
図３０（Ａ），図３０（Ｂ）は、高調波共振回路の検波出力を指標として、１次コイルを試行錯誤的に走査して１次コイルの位置決めを行う方法を説明するための図である。なお、「１次コイルを試行錯誤的に移動させる方式」には、１次コイルを、例えば、所定の移動シーケンスに基づいて（例えば螺旋状スキャンシーケンスに基づいて）移動させる場合が含まれ、また、まったくランダムに移動させる場合も含まれる。ここでは、１次コイルを螺旋状に走査する場合を想定する（但し、これに限定されるものではなく、ジグザグスキャン等、種々のスキャンパターンを採用することができる）。
【０２２３】
図３０（Ａ）に示すように、ＸＹステージ７０２上には、１次コイル（Ｌ１）を含む送電装置１０が載置されている。なお、図中、ＰＡ１は、１次コイルの中心を示す。
【０２２４】
送電制御装置２０に含まれる送電側制御回路２２は、上述の接近検出によって２次側機器のセットを検出すると、アクチュエータ制御回路３７に指示してＸＹステージ７０２を移動させ、図３０（Ｂ）に示すように、１次コイルＬ１を螺旋状にスキャンする。すなわち、１次コイルＬ１の中心ＰＡ１が螺旋を描くように、１次コイルを少しずつ移動させる。その１次コイルの移動と併行して、高調波検波回路２５の出力レベルが、しきい値電圧Ｖ２を超えるか否かをコンパレータＣＰ２によって判定する。送電制御回路２２は、しきい値電圧Ｖ２を超えた場合に、１次コイル（Ｌ１）の走査を終了する。
【０２２５】
すなわち、例えば、２次側に形成される高調波共振回路（図２０のＳＹ２）が両コイルの位置が一致しているときに共振するのであれば、１次コイル（Ｌ１）と２次コイル（Ｌ２）の位置は一致しているはずである。つまり、２次コイル（Ｌ２）に対する１次コイル（Ｌ１）の位置決めが行われたことになる。
【０２２６】
このように、高調波検波出力を指標として１次コイル（Ｌ１）をスキャンすることによって、１次コイル（Ｌ１）の自動的な位置決めを行うことができる。以上の手順をまとめると図３１のようになる。
【０２２７】
図３１は、高調波検波出力を指標とした１次コイルの走査の手順を示すフロー図である。上述のとおり、送電側制御回路２２は、２次側機器のセット（２次コイルの接近）を自動的に検出するために、駆動周波数ｆｄにて、１次コイルを間欠的（例えば、周期的）に駆動し（ステップＳ１）、インダクタンスの上昇によるコイル端電圧（コイル電流）の減少に着目することによって２次コイルの接近を検出する（ステップＳ２）。
【０２２８】
送電側制御回路２２は、上述の接近検出によって２次側機器のセットを検出すると、アクチュエータ制御回路３７に指示してＸＹステージ７０２を移動させ、１次コイルを、例えば螺旋状にスキャンし（ステップＳ３）、そのスキャンに伴って高調波検波出力のレベルが所定のしきい値を超えるか否か（つまり、所望の位置関係になったか否か）を判定する（ステップＳ４）。そして、送電制御回路２２は、両コイルが所望の位置関係になったときに、１次コイルのスキャン（螺旋状スキャン）を停止する。
【０２２９】
（第４の実施形態）
本実施形態では、１次側には、アクチュエータを用いた１次コイルの走査機構は設けない。両コイル間の位置合わせは、ユーザが手動で２次側機器を移動させて行う。以下、具体的に説明する。
【０２３０】
図３２は、送電装置の他の構成（２次側機器の接近検出および両コイルの相対位置関係情報の報知を行う構成）を示す図である。図３２の主要な構成は図１５と同じであるが、図３２では、図１５と異なり、アクチュエータ制御回路３７が設けられず、その代わりに、表示制御部３９が設けられている。
【０２３１】
すなわち、図３２の送電装置１０（送電制御装置２０）は、高調波検検波回路２５の高調波検波出力による両コイルの相対位置関係の検出結果（相対位置関係情報）を、表示部１６によってユーザに報知する機能を有するのみである。なお、ユーザに対する報知方法は、音声等による報知であってもよい。
【０２３２】
図３３（Ａ），図３３（Ｂ）は、図３２の構成をもつ送電装置を用いた無接点電力伝送システムの利用態様の一例を示す図である。図３３（Ａ）はシステム机の斜視図であり、図３３（Ｂ）は図３３（Ａ）のシステム机のＰ−Ｐ’線に沿う断面図である。
【０２３３】
図３３（Ｂ）に示すように、送電装置１０は、載置面を備える構造物（ここではシステム机）６２０に内蔵されている。
【０２３４】
すなわち、送電装置１０は、システム机６２０の内部に設けられた凹部に設置される。システム机６２０の上部には、平板（載置部材：例えば、数ミリの厚さのアクリル板）６００が設けられており、この平板６００は、支持部材６１０によって支持されている。
【０２３５】
また、平板６００上には、表示部（ＬＥＤ）１６が設けられており、高調波検波出力による両コイルの相対位置関係の検出結果（相対位置関係情報）が、表示部（ＬＥＤ）１６によってユーザに報知される。例えば、１次コイル（Ｌ１）と２次コイル（Ｌ２）の位置が合致（一致）したとき、表示部（ＬＥＤ）１６は赤色に点灯し、一致しないときは消灯する。
【０２３６】
また、平板６００の一部には、携帯端末（携帯電話端末、ＰＤＡ端末、持ち運び可能なコンピュータ端末を含む）を載置するための携帯端末載置領域Ｚ１が設けられている。図１８（Ａ）に示すように、平板６００に設けられた携帯端末載置領域Ｚ１は、他の部分と色が異なっており、携帯端末をセットする領域であることがユーザに一目でわかるようになっている。なお、携帯端末載置領域Ｚ１の全体の色を変えるのではなく、その領域Ｚ１と他の領域の境界部分の色を変えてもよい。
【０２３７】
携帯端末（２次側機器）５１０には、送電装置１０からの電力伝送を受ける受電装置４０（２次コイルを含む）が内蔵されている。
【０２３８】
システム机６２０に内蔵されている送電装置１０は、携帯端末５１０が携帯端末載置領域Ｚ１上の概略位置に置かれると、そのことを自動的に検出する。これによって送電装置１０は、高調波検波出力に基づく両コイルの相対位置関係の検出ならびに検出結果の表示を実行できる状態になる。
【０２３９】
ユーザは、携帯端末５１０を手動で移動させ、表示部（ＬＥＤ）１６が点灯するかを確認する。ユーザは、表示部（ＬＥＤ）１６が点灯したとき、携帯端末５１０の移動を停止する。これによって１次コイル（Ｌ１）に対する２次コイル（Ｌ２）の位置合わせが完了する。
【０２４０】
このように、所定レベルを超える高調波検波出力が得られるときに表示部（ＬＥＤ）１６が所定の色に点灯するようにしておき、２次側機器である携帯端末５１０を試行錯誤的に手動で移動させ、表示部（ＬＥＤ）１６が点灯する位置を探ることによって、２次コイル（Ｌ２）を１次コイル（Ｌ１）に対して位置決めすることができる。
【０２４１】
その後、送電装置１０は、送電のための所定の動作を開始し、送電が開始されれば、例えば、表示部（ＬＥＤ）１６が黄色に点灯し、送電中（充電中）であることをユーザに報知する。
【０２４２】
表示部（ＬＥＤ）１６によるユーザへの報知の態様には種々のバリエーションが考えられる。例えば、両コイルの相対的位置関係の検出信号としての高調波検波出力のレベルに応じて、多段階の報知を行うこともできる。例えば、第１のレベルを超える高調波検波出力が得られるときに表示部（ＬＥＤ）１６は赤色に点灯し、第１レベルを超える第２のレベルの高調波検波出力が得られるときに緑色に点灯するようにしておき、ユーザが２次側機器である携帯端末５１０を試行錯誤的に手動で移動させ、表示部（ＬＥＤ）１６の点灯の有無ならびに点灯の色を確認するようにすれば、２次コイル（Ｌ２）を１次コイル（Ｌ１）に対して、より効率的に位置決めすることが可能となる。
【０２４３】
すなわち、赤色が点灯すれば、２次コイル（Ｌ２）が１次コイル（Ｌ１）にある程度、接近していることがわかるから、ユーザは、その後、探索（移動）範囲を絞って、より慎重に２次側機器（携帯端末）５１０を移動させることができる。この例では、色の表示によって、２次側機器（携帯端末）５１０を、位置決めポジションに無理なく誘導することができる。これによって、２次コイル（Ｌ２）を１次コイル（Ｌ１）に対して位置決めするのが容易となる。
【０２４４】
なお、表示部（ＬＥＤ）１６の状態（点灯、消灯、点灯色等）によって、２次側機器（携帯端末）５１０のセットやリーブ（取り去り）を報知することもできる。
【０２４５】
（第５の実施形態）
本実施形態では、複数の２次側機器に対して同時に送電可能な構造物について説明する。
【０２４６】
図３４は、複数の２次側機器に対して同時に送電可能な構造物の要部を示す図である。基本的な構造は、図１（Ａ），図１（Ｂ）に示したものと同じである
構造物（ここではシステム机とする）の平板６００の一部には、複数の携帯端末（携帯電話端末、ＰＤＡ端末、持ち運び可能なコンピュータ端末を含む）を載置するための携帯端末載置領域（Ｚ１ａ，Ｚ１ｂ）が設けられている。平板６００上には、より多くの携帯端末載置領域を設けることができる。載置領域（Ｚ１ａ，Ｚ１ｂ）は、他の部分と色が異なっており、携帯端末をセットする領域であることがユーザに一目でわかるようになっている。なお、携帯端末載置領域（Ｚ１ａ，Ｚ１ｂ）の全体の色を変えるのではなく、その領域Ｚ１と他の領域の境界部分の色を変えてもよい。
【０２４７】
携帯端末載置領域（Ｚ１ａ，Ｚ１ｂ）の各々において、載置面（ＳＡ）の下方には、受電装置（１０ａ，１０ｂ）およびＸＹステージ（７０２ａ，７０２ｂ）が設けられている。上述の第１の実施形態〜第３の実施形態において説明したとおりの動作により、本実施形態においても、２次コイル（Ｌ２）に対して、１次コイル（Ｌ１）を、自発的かつ自動的に位置決めすることができる。
【０２４８】
本実施形態では、例えば、複数の２次側機器の２次電池を同時に充電することができる。このような構造物は、例えば、複数台の携帯端末を同時に充電できる充電テーブルとして、携帯電話会社の販売店の店内に設置して、顧客の自由な利用に供することができる。
【０２４９】
なお、第４の実施形態のように、ＸＹステージを設けず、２次側機器を試行錯誤的に移動させる実施形態を採用することもできる。この場合、高調波検波信号の状態を示す報知部を別途、設ける必要がある。
【０２５０】
（第６の実施形態）
本実施形態では、受電装置を壁に埋設する。図３５は、壁に受電装置を埋設した構造を示す断面図である。
【０２５１】
上述の実施形態では、システム机を例にとって説明したが、本発明の構造物には壁（あるいは、壁に密着させて使用する壁時計タイプの構造物）も含まれる。すなわち、携帯端末等の２次側機器を横方向に載置する場合のみならず、縦方向に載置する場合も含まれる。
【０２５２】
図３５に示されるように、送電装置１０およびＸＹステージ７０２を含む送電側装置７０４が垂直な壁の内部に埋設されている。本実施形態では、壁面９２３が載置面（ＳＡ）となり、この壁面９２３の下方（ここでは、構造体の内部に向かう方向が下方である）に送電側装置７０４が設けられており、この点は前掲の実施形態と共通する。
【０２５３】
受電装置４０を内蔵する携帯端末５１０（受電装置４０を携帯端末に内蔵するのではなく、受電装置４０を含むフォルダを携帯端末５１０に装着させる場合もあり得る）は、ストラップ９２７により止め具９２５に係止されている。
【０２５４】
上述の第１の実施形態〜第３の実施形態において説明したとおりの動作により、本実施形態においても、２次コイル（Ｌ２）に対して、１次コイル（Ｌ１）を、自発的かつ自動的に位置決めすることができる。
【０２５５】
なお、第４の実施形態のように、ＸＹステージを設けず、２次側機器を試行錯誤的に移動させる実施形態を採用することもできる。この場合、高調波検波信号の状態を示す報知部を別途、設ける必要がある。
【０２５６】
無接点電力伝送に対応した壁状構造物は、例えば、マンションや一戸建て住宅における壁（送電装置等が壁内に埋設されている構造物）として利用可能である。この場合、例えば、ストラップにて壁に吊り下げた状態の携帯端末を、壁内の送電装置からの無接点電力伝送によって自動的に充電することができる。この壁内に送電装置を組み込んだ構造物は、携帯端末の充電の他、例えば、家電製品への動作電力の供給等にも応用できる（この点は、２次側機器を水平に載置するタイプの構造物の場合も同様である）。
【０２５７】
（第７の実施形態）
本実施形態では、プレート状やパッド状の構造物の例について説明する。本発明の構造物には、プレート（比較的小面積の板状物）や、パッド（比較的小面積の詰め物、敷物、該当箇所に当てる物であり、例えば、摩擦や衝撃等の緩衝機能を備える）も含まれる。
【０２５８】
プレートやバッドの材質は問わないが、例えば、摩擦や衝撃の緩衝機能を持たせるべく、可撓性（たわむことができる性質）や弾力をもつゴムやプラスチック、合成繊維の織物などを使用することができる（これに限定されるものではない）。当然のことながら、前掲の実施形態と同様にアクリル等の合成樹脂で構成することもできる。
【０２５９】
図３６は、プレート状やパッド状の構造物の例を示す図である。本実施形態では、例えば、第４の実施形態の方式を採用することができる。すなわち、図３３（Ａ），図３３（Ｂ）を用いて説明したように、高調波検波出力の状態を示す報知部を設け、報知信号を指標として、２次側機器を試行錯誤的に移動させて、１次コイルに対して２次コイルを位置決めする方式を採用することができる。
【０２６０】
図３６において、プレート（パッド）６５０は、送電装置１０を埋設することができる程度の厚みをもち、送電装置１０は、プレート（パッド）６５０の内部に埋め込まれている。このプレート（パッド）６５０は、机９５０上に置かれている。
【０２６１】
携帯端末５１０のユーザは、高調波検波出力の状態を示す表示部（ＬＥＤ）１６の点灯状態や点灯色等を指標として、携帯端末５１０を試行錯誤的に移動させ、１次コイル（Ｌ１）に対して２次コイル（Ｌ２）を位置決めする。位置決めが完了した後、送電装置１０から受電装置４０に対する送電が開始される。
【０２６２】
無接点電力伝送に対応したプレート状あるいはパッド状の構造物は、移動性や持ち運び性に優れるため、ユーザは、自分の好みの位置において無接点電力伝送を手軽に利用することができる。送電装置をプレートやパッド内に埋設しておけば、プレートやパッドと共に送電装置も移動できる。
【０２６３】
（第８の実施形態）
上述の実施形態では、高調波検波回路２５や２次コイルの接近検出回路（２８，ＣＰ１）は、１次コイル（Ｌ１）と２次コイル（Ｌ２）との位置関係の調整のための手段として説明したが、見方を変えれば、これらの回路は、載置エリア（Ｚ１）上の物品が、送電対象となり得るか否かを検出（判定）する手段としても機能している。
【０２６４】
すなわち、高調波検出回路２５によって高調波を検出できるということは、載置エリアに置かれたのはネジや釘等ではなく、送電対象となり得る（少なくともそのような可能性がある）２次側機器であるということを示していることになる。つまり、高調波検出回路２５は、載置エリア（Ｚ１）に置かれた物品が、送電対象になり得る機器であるか否かを検出する手段（適正な２次側機器であるか否かの検出器）としての機能も有している。
【０２６５】
同様に、２次コイルの接近検出回路（２８，ＣＰ１）によって２次コイルの接近を検出できるということは、すなわち、送電対象となり得る２次側機器が近づいていることを示しており、この点で、接近検出回路は、載置エリア（Ｚ１）上の機器が、２次コイルをもつ送電対象となり得る２次側機器であるか否かを検出する手段（適正な２次側機器であるか否かの検出器）としての機能も有している。
【０２６６】
すなわち、本実施形態によれば、１次側機器が自主的に（かつ、無接点電力伝送システムに当然に備わっている機能を活用して簡単な構成で無理なく）、載置エリア上の物品が送電対象となり得るか否かを検出すること（２次側機器の適格判定）を行うことができる。
【０２６７】
載置エリア上の物品が、送電対象となり得るか否かの判定を１次側単独で行うことができれば、送電対象となり得ない物品に対して不要な送電を行う心配がなくなり、無用な電力消費や発熱を防止する効果も得ることができる。
【０２６８】
上記の例では、１次側が自主的に２次コイル位置等を検出したが、必ずしも、これに限定されるものではない。例えば、２次側機器が、何らかの指標となる信号を１次側に送信し、１次側機器がこれを受信して２次コイル位置の判定を行うというような場合も想定され得る。また、２次側機器が、自己ＩＤ情報を発信し、１次側機器がこれを受信して、２次側機器が送電対象であることを認識することもあり得る。
【０２６９】
また、例えば、図３３（Ａ），図３３（Ｂ）（あるいは図３６）の構成において、表示部（報知部）１６は、載置エリアＺ１上の物品が、送電対象になり得る機器（例えば、規格に適合した２次側構成をもつ２次側機器）であるか否かをユーザに報知する場合もあり得る。例えば、高調波検波回路２５による受信レベルが適正である場合には、送電可能な２次側機器であると判定して、例えば、緑のランプを点灯させる。これによって、ユーザは、無接点電力伝送システムの利用が許可されたことを知ることができる。
【０２７０】
（第９の実施形態）
本実施形態では、図１（Ａ）に示される載置エリアＺ１を透明部材（半透明部材を含む）で構成する。また、載置エリア以外を不透明部材（あるいは、載置エリアとは光の反射率が異なる部材）で構成することもできる。
【０２７１】
この場合、ユーザは、載置エリアＺ１を認識できると共に、載置エリアＺ１の下側（内部）を目視できるため、載置エリアＺ１の下方に設けられている１次コイル（Ｌ１）の位置を直接的に、あるいは間接的に把握しやすくなる。
【０２７２】
例えば、１次コイル（Ｌ１）を直接に視認できる場合もあり得る。あるいは、例えば１次コイル（Ｌ１）はＩＣパッケージ等に覆われているが、ＩＣパッケージ等にコイル位置を示す目印が付けられている場合もあり得る。この場合、ユーザは、その目印を指標として、１次コイル（Ｌ１）の位置を把握することができる。
【０２７３】
よって、例えば、第２の実施形態のように、ユーザ自らが２次側機器の位置を移動させて１次コイル（Ｌ１）と２次コイル（Ｌ２）の位置合わせを行うような場合、位置合わせを、より容易に行うことができ、ユーザの利便性が向上する。
【０２７４】
以上、本発明を、実施形態を参照して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々、変形、応用が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲において多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。
【０２７５】
従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語（低電位側電源、電子機器等）と共に記載された用語（ＧＮＤ、携帯電話機・充電器等）は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態および変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。
【０２７６】
また、送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置の構成ならびに動作や、１次側における２次側の負荷検出の手法も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【０２７７】
また、構造物の大きさや用途にも限定がなく、本発明は広く適用可能である。
【０２７８】
また、上述の実施形態では、１次側機器にて２次側機器の相対位置を自発的に検出していたが、２次側機器から１次側機器に位置合わせ情報を通信し、これによって１次側機器がコイル間の位置合わせ状況を知るようにしてもよく、このような内容も本発明に含まれる。この場合、２次側機器からの位置合わせ情報に基づいて、両コイルの位置関係を検出する回路が、本発明の位置検出回路に相当することになる。
【０２７９】
また、２次側機器（電子機器）としては、カードタイプの機器や家電製品等、広範囲の機器が想定される。また、２次側機器が載置面上に載置されたことを検出する手法として、２次側機器の自重によってスイッチがオンするタイプの機械式の載置検出を利用することもでき、この内容も本発明に含まれる。この場合、スイッチのオンを検出して２次側機器のセット（載置）を検出する回路が、本発明の位置検出回路に相当することになる。
【０２８０】
以上説明したように、本発明の少なくとも一つの実施態様によれば、例えば、以下の効果が得られる。但し、以下の効果は同時に得られるとは限らず、以下の効果の列挙が本発明を不当に限定する根拠として用いられてはならない。
（１）本発明の少なくとも一つの実施形態の構造物を用いると、送電装置（１次側機器）が自発的に、送電装置（１次側機器）と受電装置（２次側機器）との相対的な位置関係を検出することができる。この位置関係の検出情報を用いることによって、１次コイルと２次コイルの位置合わせを効率的に行うことができる。１次コイルと２次コイルの位置合わせを自動的に行うことも可能である。
（２）構造物の載置面の一部が２次側機器の載置領域として利用される場合、載置面の他の領域は、例えば、２次側機器以外の物を置くスペースとして利用することができる。
（３）送電装置と受電装置とが、所望の剛性を有しかつ載置面を備える平板によって隔てられている場合、２次側機器の充電等を行わないときは、２次側機器の載置領域に、２次側機器以外の物を置くこともできる。送電装置は、平板の載置面の下方に埋設されているため、送電装置は、その平板によって外部と遮断されていることになり、例えば、水等の液体が送電装置側に流入する心配がなく、また、物が落下してくる心配もなく、安心して使用可能である。平板としては、例えば、アクリル等の合成樹脂を用いることができる。
（４）１次コイルと２次コイルが対向する領域において平板に切り欠きを設けて、１次コイルと２次コイルとが平板を介さずに直接的に送電と受電を行う場合には、平板による伝送電力のロスがない分、伝送効率の低下を防止することができる。
（５）無接点電力伝送に対応した構造物は、例えば、システム机のような多機能な事務用机として利用でき、これによって、極めて汎用性および利便性の高い次世代の無接点電力伝送システムを日常生活に取り入れることが可能となる。
（６）無接点電力伝送に対応した構造物は、例えば、携帯電話の販売店における、複数の携帯端末を同時に充電可能な充電テーブルとして利用可能である。その他、ファミリーレストランや若者に人気の居酒屋などにおけるカウンタテーブル等としても利用可能である。
（７）無接点電力伝送に対応した構造物は、例えば、マンションや一戸建て住宅における壁（送電装置等が壁内に埋設されている構造物）としても利用可能であり、この場合、例えば、ストラップにて壁に吊り下げた状態の携帯端末を、壁内の送電装置からの無接点電力伝送によって自動的に充電することができる。この壁内に送電装置を組み込んだ構造物は、携帯端末の充電の他、例えば、家電製品への動作電力の供給等にも応用できる（この点は、２次側機器を水平に載置するタイプの構造物の場合も同様である）。
（８）無接点電力伝送に対応した構造物は、例えば、プレート状やパッド状の構造物とすることもできる。例えば、プレート（比較的小面積の板状物）や、パッド（比較的小面積の詰め物、敷物、該当箇所に当てる物であり、例えば、摩擦や衝撃等の緩衝機能を備える）も本発明の構造物となり得る。プレートやバッドの材質は問わないが、例えば、摩擦や衝撃の緩衝機能を持たせるべく、可撓性（たわむことができる性質）や弾力をもつゴムやプラスチック、合成繊維の織物などを使用することができる。パッドやプレートの場合、移動性や持ち運び性に優れるため、ユーザは、自分の好みの位置において無接点電力伝送を気軽に利用することができる。送電装置をプレートやパッド内に埋設しておけば、プレートやパッドと共に送電装置も移動できる。
（９）本発明の構造物を利用すれば、優れた無接点電力伝送システムを快適に利用することができる。本発明の構造物に内蔵される無接点電力伝送システムを用いれば、例えば、磁性体付きの２次コイルの接近による１次コイル１次コイルの駆動周波数の奇数次高調波の共振を利用した、新規な両コイルの相対位置関係の検出方法が実現される。
（１０）本発明の構造物に内蔵される無接点電力伝送システムを用いれば、例えば、２次側に設けられる高調波共振回路の回路パラメータを調整することによって、両コイルが所定関係にあること（一致していること、所定距離Ｒだけ離れていること等）を自在に検出することもできる。
（１１）本発明の構造物に内蔵される無接点電力伝送システムを用いれば、例えば、高調波検波出力に基づく位置検出結果を指標として、アクチュエータやＸＹステージを用いて１次コイルを自動的に走査すれことによって、コイル間の自動的な位置決めが可能となる。
（１２）本発明の構造物に内蔵される無接点電力伝送システムを用いれば、例えば、高調波検波出力に基づく位置検出結果を指標として、ユーザが２次側機器を試行錯誤的に移動させて位置決めすることも可能となる。
（１３）本発明の構造物に内蔵される無接点電力伝送システムを用いれば、例えば、高調波検波出力に基づいて、２次側機器の所定エリアへのセットや取り去り（リーブ）を検出することもできる。
（１４）本発明の構造物に内蔵される無接点電力伝送システムを用いれば、例えば、磁性体付きの２次コイルの接近を１次側で自動的に検出する技術と、アクチュエータによる１次コイルの自動位置決め技術を組み合わせることによって、位置決め作業の全自動化が実現される。
（１５）高調波検波回路や２次コイルの接近検出回路を用いれば、載置エリア上の物品が、２次コイルをもつ送電対象となり得る２次側機器であるか否かを検出することもできる。送電対象となり得ない物品であることが明らかであれば、例えば、送電側制御装置は、無接点電力伝送のための一切の手順の進行を停止することができる。これによって無駄な電力伝送がなされず、消費電力の増大や発熱等の問題が生じない。また、その検出結果を、報知手段を介してユーザに報知することもできる。これによって、ユーザは、例えば、無接点電力伝送システムの利用を許可されたか否かを知ることができる。
（１６）本発明の構造物に内蔵される無接点電力伝送システムを用いれば、例えば、２次側機器の大きさ、形状、機器デザイン等に影響されず、常に適正な送電が実現されるため、無接点電力伝送システムの汎用性が格段に向上する。
（１７）本発明の構造物に内蔵される無接点電力伝送システムを用いれば、例えば、２次側機器の設計の自由度は何ら制限されないため、２次側機器のメーカの負担が生じない。
（１８）本発明の構造物に内蔵される無接点電力伝送システムを用いれば、例えば、特別な回路（位置検出素子等）を用いず、無接点電力伝送システムに備わっている回路構成を活用してコイル間の相対的な位置関係を検出するため、構成が複雑化しない。例えば、フラットな載置面をもつ構造物（例えば机）の所定エリア上に携帯端末等を載置するだけで、自動的に１次コイルの位置調整がなされて充電等が可能となり、あるいは、携帯端末等を手動で移動させて位置決めをすることも可能であり、したがって、極めて汎用性および利便性の高い次世代の無接点電力伝送システムが実現される。
（１９）本発明によって、汎用性および利便性が格段に向上した次世代の無接点電力伝送システムを提供でき、また、新規な無接点電力伝送システムを手軽に利用できるようになり、無接点電力伝送システムの、社会的インフラとしての活用が促進され、無接点電力伝送システムの普及に貢献することができる。
（２０）複数の２次側機器の２次電池を同時に充電することもできる。このような構造物は、例えば、複数台の携帯端末を同時に充電できる充電テーブルとして、携帯電話会社の販売店の店内に設置して、顧客の自由な利用に供することができる。
【０２８１】
以上、本発明を、実施形態を参照して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々、変形、応用が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲において多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。
【０２８２】
従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語（低電位側電源、電子機器等）と共に記載された用語（ＧＮＤ、携帯電話機・充電器等）は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態および変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。
【０２８３】
また、送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置の構成ならびに動作や、１次側における２次側の負荷検出の手法も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【０２８４】
本発明は、汎用性および利便性が格段に向上した次世代の無接点電力伝送システムの普及を促進するという効果を奏し、したがって、２次側機器の載置面をもつ構造物として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２８５】
【図１】図１（Ａ），図１（Ｂ）は、無接点電力伝送用送電装置が埋設された構造物の一例を示す図
【図２】送電装置、受電装置を含む無接点電力伝送システムにおける、各部の具体的な構成の一例を示す回路図
【図３】図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、１次側機器と２次側機器との間の情報伝送の原理を説明するための図
【図４】２次側機器の接近検出および両コイルの自動的な位置合わせについて説明するための図
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｆ）は、１次コイルに２次コイルの磁性体が接近した場合のインダクタンスの増加について説明するための図
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は、１次コイルと２次コイルの相対的な位置関係の例を示す図
【図７】１次コイルと２次コイルの相対距離と、１次コイルのインダクタンスの関係を示す図
【図８】インダクタンスの増大によって、１次コイルを含む共振回路の共振周波数の変化を示す図
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は１次コイルと２次コイルの相対位置の変化例を示す図
【図１０】１次コイルと２次コイルの位置関係を自動的に調整する方法を説明するための図
【図１１】図１１（Ａ），図１１（Ｂ）は、１次コイルと２次コイルの位置関係を自動的に調整するための具体的な回路動作を示す図
【図１２】図１２（Ａ），図１２（Ｂ）は、１次コイルの移動（スキャン）について説明するための図
【図１３】１次コイルの自動的な位置調整の手順を示すフロー図
【図１４】送電装置、受電装置を含む無接点電力伝送システムにおける、各部の具体的な構成の他の例を示す回路図
【図１５】２次側機器の接近検出および両コイルの自動的な位置合わせを行うための送電装置の構成の一例を示す図
【図１６】図１６（Ａ）〜図１６（Ｆ）は、１次コイルに２次コイルの磁性体が接近した場合のインダクタンスの増加について説明するための図
【図１７】図１７（Ａ）〜図１７（Ｄ）は、１次コイルと２次コイルの相対的な位置関係の例を示す図
【図１８】１次コイルと２次コイルの相対距離と、１次コイルのインダクタンスの関係を示す図
【図１９】１次コイルと２次コイルが電磁結合したトランスにおける洩れインダクタンスの概念を説明するための図
【図２０】図２０（Ａ）〜図２０（Ｅ）は、高調波共振回路の構成と動作を説明するための図
【図２１】図２１（Ａ），図２１（Ｂ）は、両コイルが所定距離Ｒだけ離れたときに共振が生じる高調波共振回路について説明するための図
【図２２】図２２（Ａ）〜図２２（Ｄ）は、２次コイルに対して１次コイルを走査（スキャン）した場合の、高調波共振ピ−クが得られる位置を説明するための図
【図２３】２次コイルに対して１次コイルが接近した場合の１次コイルのインダクタンスの変化例および高調波検波回路から得られる高調波電圧の変化例を示す図
【図２４】直交２軸サーチによる２次コイル位置検出方法および位置決め方法を説明するための図
【図２５】直交２軸サーチによる２次コイル位置検出方法および位置決め方法を説明するための図
【図２６】直交２軸サーチによる２次コイル位置検出方法および位置決め方法を説明するための図
【図２７】直交２軸サーチによる２次コイル位置検出方法および位置決め方法を説明するための図
【図２８】ＸＹステージの基本構成を示す斜視図
【図２９】図２９（Ａ），図２９（Ｂ）は、両コイルの位置が一致しているときに共振が生じる高調波共振回路について説明するための図
【図３０】図３０（Ａ），図３０（Ｂ）は、高調波共振回路の検波出力を指標として、１次コイルを試行錯誤的に走査して１次コイルの位置決めを行う方法を説明するための図
【図３１】高調波検波出力を指標とした１次コイルの走査の手順を示すフロー図
【図３２】送電装置の他の構成（２次側機器の接近検出および両コイルの相対位置関係情報の報知を行う構成）を示す図
【図３３】図３３（Ａ），図３３（Ｂ）は、図３２の構成をもつ送電装置を用いた無接点電力伝送システムの利用態様の一例を示す図
【図３４】複数の２次側機器に対して同時に送電可能な構造物の要部を示す図
【図３５】壁に受電装置を埋設した構造を示す断面図
【図３６】プレート状やパッド状の構造物の例を示す図
【符号の説明】
【０２８６】
Ｌ１ １次コイル、Ｌ２ ２次コイル、１０ 送電装置、１２ 送電部、
１４ 波形モニタ回路、１６ 表示部、２０ 送電制御装置、２２ 送電側制御回路、
２３ 駆動クロック生成回路、２４ 発振回路、２５０ 比較器、
２６ ドライバ制御回路、３７ アクチュエータ制御回路、２８ 波形検出回路、
２９０ 位置検出回路、３１０ １次コイル位置制御回路、４０ 受電装置、
４２ 受電部、４３ 整流回路、４６ 負荷変調部、４８ 給電制御部、
５０ 受電制御装置、５２ 受電側制御回路、５６ 位置検出回路、５８ 発振回路、
６０ 周波数検出回路、６２ 満充電検出回路、９０ ２次側機器の負荷、
９２ 充電制御装置、９４ バッテリ（２次電池）、
６００ 載置部材（平板）、６１０ 支持部材、６２０ 構造物、
５１０ ２次側機器である電子機器（携帯端末自体の他、携帯端末に、受電装置を内蔵したフォルダを装着した複合的な機器も含まれる）、７０２ ＸＹテーブル、
７０４ 送電側装置（１次側構造体）、７１０ アクチュエータドライバ、
７２０ Ｘ方向アクチュエータ、７３０ Ｙ方向アクチュエータ、
Ｚ１ ２次側機器の載置領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無接点電力伝送に対応した構造物等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電磁誘導を利用し、金属部分の接点がなくても電力伝送を可能にする無接点電力伝送（非接触電力伝送）が脚光を浴びている、この無接点電力伝送の適用例として、携帯電話機や家庭用機器（例えば電話機の子機や時計）の充電などが提案されている。
【０００３】
１次コイルと２次コイルを用いた無接点電力伝送装置は、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００４】
また、無接点電力伝送システムにおいて、１次コイルと２次コイルとの位置ずれを検出する技術は、特許文献２に記載されている。特許文献２に記載の技術では、受電装置の整流回路の出力電圧に基づいて、１次コイルと２次コイルの相対位置関係が正常であるか否かを検出し、正常である場合にその旨を発光ダイオードＬＥＤの点灯により使用者に知らせる。位置関係が異常である場合にはＬＥＤが点灯しない。この場合には、ユーザが手動で位置関係を調整する。
【特許文献１】特開２００６−６０９０９号公報
【特許文献２】特開２００５−６４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
無接点電力伝送システムにおいて、１次コイルと２次コイルとの位置合わせを正確に行うためには、例えば、受電装置を内蔵する２次側機器に専用の送電台（送電装置を内蔵する１次側電子機器）を使用するのがよい。但し、この場合は、２次側機器が異なれば、その都度、専用の送電台を用意する必要が生じて、送電台の汎用性を担保することができない。
【０００６】
例えば、無接点電力伝送システムを利用して携帯端末のバッテリを充電する場合、例えば、同じ大きさの端末であっても、メーカが異なれば、外観の形状（デザイン）が異なり、かつ、２次コイルの設置位置も異なるのが普通であり、一台の送電台（充電台）で、異なるメーカの複数の携帯端末に対応することは困難である。
【０００７】
また、種類の異なる端末（例えば、携帯電話端末とＰＤＡ端末）では、端末の大きさや形状（デザイン）が異なり、２次コイルの設置位置も異なる。よって、同様に、１台の送電台で、種類の異なる端末に対応することは困難である。
【０００８】
また、専用の送電台を使用せずに、例えば、フラットな平面をもつ構造物（例えば机）の所定エリア上に携帯端末を載置するだけで充電が可能となれば、無接点電力伝送システムの利便性は格段に向上する。しかし、所定のエリア上の概略位置に置かれた携帯端末の２次コイルの正確な位置は、上記と同様の理由で特定することができない。よって、このような次世代の無接点電力伝送システムは、現状の技術では実現できない。
【０００９】
特許文献２の技術では、１次コイルと２次コイルとの位置合わせが正確であるか否かをユーザに提示することはできるが、位置合わせは、結局のところ、ユーザの手動による調整に頼るしかない。
【００１０】
本発明はこのような考察に基づいてなされたものである。本発明の少なくとも一つの実施形態の構造物を用いると、送電装置（１次側機器）が自発的に、送電装置（１次側機器）と受電装置（２次側機器）との相対的な位置関係を検出することができる。この位置関係の検出情報を用いることによって、１次コイルと２次コイルの位置合わせを効率的に行うことができる。１次コイルと２次コイルの位置合わせを自動的に行うことも可能である。よって、２次側機器のメーカ、大きさ、種類、機器デザイン等に依存せずに、常に両コイルの相対位置を自動的に適正化することができる。よって、次世代の無接点電力伝送システムを日常生活において手軽に利用できるようになる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）本発明の構造物の一態様は、無接点電力伝送用の受電装置を有する電子機器が載置される載置面を備える載置部材と、無接点電力伝送用の送電装置と、を含む構造物であって、前記送電装置は１次コイルを有し、前記受電装置は２次コイルを有し、前記送電装置は、電磁結合された前記１次コイルおよび２次コイルを経由して無接点で前記受電装置に電力を伝送し、かつ、前記送電装置は、前記１次コイルと前記２次コイルの位置関係を検出する位置検出回路を有する。
【００１２】
本態様の構造物では、送電装置（１次側機器）が自発的に、送電装置（１次側機器）と受電装置（２次側機器）との相対的な位置関係を検出することができる。この位置関係の検出情報を用いることによって、１次コイルと２次コイルの位置合わせを効率的に行うことができる。１次コイルと２次コイルの位置合わせを自動的に行うことも可能である。また、コイル間の位置関係を検出できるということは、載置エリアに置かれたのはネジや釘等ではなく、送電対象となり得る（少なくともそのような可能性がある）２次側機器であるということを前提とした検出である。つまり、位置関係の検出回路は、載置エリアに置かれた物品が、送電対象になり得る機器であるか否かを検出する手段（適正な２次側機器であるか否かの検出器）としての機能も有している。
【００１３】
（２）本発明の構造物の他の態様では、前記位置検出回路による位置関係の検出結果を報知する報知示部を有する。
【００１４】
これによって、ユーザは、例えば載置面の下方に埋設されている送電装置に対して、構造物の載置面上に載置された２次側機器（携帯端末等）がどのような位置関係にあるのか（例えば、送電可能範囲ではあるが１次コイルと２次コイルの中心が相当量ずれている、両コイルの中心位置が合致している、といった相対的な位置関係）をリアルタイムで知ることができる。ユーザは、例えば、この報知情報を指標として、２次側機器を載置面上で試行錯誤的に移動させることによって、２次コイルを１次コイルに対して容易に位置決めすることができる。これに加えて、載置エリアを透明としておき、ユーザが載置エリアの下側に位置するコイル位置を直接的あるいは間接的に目視できるようにする等の工夫をすれば、位置決めはさらに容易となる。
【００１５】
また、位置検出回路によって２次側機器のセットやリーブ（取り去り）も検出することができ、報知部は、その検出結果をユーザに報知することもできる。また、報知部は、２次側機器が、送電対象になり得る機器（例えば、規格に適合した２次側構成をもつ２次側機器）であるか否かをユーザに報知する場合もあり得る。
【００１６】
（３）本発明の構造物の他の態様では、前記位置検出回路は、磁性体付きの前記２次コイルの接近によって変動する前記１次コイルのコイル端電圧またはコイル電流に基づいて、前記１次コイルと２次コイルの位置関係を検出する。
【００１７】
磁性体付きの２次コイルが接近することによる１次コイルのインダクタンスの変化に基づいて、１次コイルと２次コイルの位置関係（２次コイルの１次コイルへの接近自体を含む）を、簡単な回路で検出することができる。すなわち、２次コイルに備わる磁性体は、例えば、２次コイルの磁束と２次側の回路とを遮断する遮蔽板であり、あるいは、２次コイルのコアであってもよい。２次コイルが接近すると、１次コイルの磁束が２次コイルの磁性体を貫くことになり、これによって１次コイルのインダクタンスが上昇する。ここでいう「インダクタンス」は、磁性体付きの２次コイルの接近によって変動するインダクタンス（正確には、見かけ上のインダクタンス）である。「見かけ上のインダクタンス」という用語は、１次コイル単独のインダクタンス（２次コイルの接近の影響を受けないときのインダクタンス）と区別するために使用している。この見かけ上のインダクタンスの値は、例えば、２次コイルが接近したときの１次コイルのインダクタンスを計測器で実測することによって得られる。本明細書では、「見かけ上のインダクタンス」と明記した方がよい場合を除いて、見かけ上のインダクタンスのことを、単にインダクタンスと表記する。これに伴い１次コイルのコイル端電圧（コイル電流）が減少するため、この変化を検出することによって、１次コイルの接近を検知することができる。
【００１８】
また、２次コイルの接近を検出できるということは、すなわち、送電対象となり得る２次側機器が近づいていることを示しており、この点で、接近検出回路は、載置エリア上の機器が、２次コイルをもつ送電対象となり得る２次側機器であるか否かを検出する手段（適正な２次側機器であるか否かの検出器）としての機能も有している。
【００１９】
（４）本発明の構造物の他の態様では、前記位置検出回路は、前記１次コイルの駆動周波数の高調波信号を検出する高調波検波回路である。
【００２０】
高調波検波回路によって、１次コイルの駆動周波数の高調波共振ピークを検出することができる。例えば、２次側（受電装置側）に、１次コイルの駆動周波数の高調波に共振する共振回路が形成される。すなわち、１次コイルと２次コイルが所定の相対的位置関係になったときに２次側の共振回路が構成されるようにしておき、例えば、１次コイルを間欠的に駆動して高調波検波回路の検波出力レベルをみれば、１次コイルと２次コイルとが所定の相対的位置関係になったことを、高精度に、かつ２次側機器の動作とは無関係に（つまり１次側が自発的に）検出することができる。例えば、１次コイルを構成要素とする１次側共振回路の共振周波数をｆｐとすると、通常、１次コイルの駆動周波数は、動作の安定性を重視してその共振周波数（ｆｐ）から離れた周波数（ｆｄ）に設定される。１次コイルの駆動周波数の高調波（ｆｓ）は、上下対称の駆動信号の場合、奇数次高調波のみであり、例えば、５次高調波（ｆｓ：＝５ｆｄ）を使用することができる。高調波信号は１次コイルから２次コイルへの通常の電力伝送に関係しない周波数であり、通常動作に何ら影響を与えないため安全であり、また、ｎ次高調波（ｎは例えば３以上の奇数）ならば、共振のエネルギは基本周波数の約１／ｎに低減されるため、共振ピーク値も妥当なレベルとなり、高調波検波回路による検出も容易である。高調波検波回路の検波出力は、１次コイル（送電装置）と２次コイル（受電装置や２次側機器）の広義の位置検出に使用でき、その検波出力は、種々の用途に利用することができる。例えば、高調波検波回路の検波出力を指標として、１次コイルと２次コイルの位置合わせを行うことができる。また、高調波検波出力が得られることによって２次側機器が所定位置にセットされたことを検出することができる（２次側機器のセット検出）。また、高調波検波出力のレベル変動をウオッチングすることによって、１次コイルと２次コイルのいずれかが遠ざかっている（あるいは近づいている）ことをリアルタイムで検出することもできる（移動、接近、離間等の検出）。また、今まで得られていた所定レベルの高調波検波出力が得られなくなったことによって、一度セットされた２次側機器が取り外されたことを検出することもできる（リーブ検出）。
【００２１】
（５）本発明の構造物の他の態様では、前記１次コイルの中心と前記２次コイルの中心が所定の位置関係にて電磁結合しているときに、前記１次コイルの駆動周波数の高調波に共振する共振回路が構成されて、前記高調波検波回路から共振ピーク信号が出力される。
【００２２】
受電装置側に、１次コイルの駆動周波数の高調波に共振する共振回路が形成され、これによって高調波の共振ピークが得られる。上述の共振回路は、例えば、両コイルが所定距離Ｒ（Ｒ≧０）だけ離れているときの洩れインダクタンスに共振するように、２次コイル側の共振コンデンサの容量値を設定される。この場合には、両コイルがＲだけ離れているときに高調波共振ピークが検出される。同様に、１次コイルと２次コイルの位置が一致しているときの洩れインダクタンスとコンデンサによって共振回路が構成されるようにしておけば、両コイルの位置が合致しているときに高調波共振ピークが得られる。つまり、高調波検波回路の検波出力は、両コイルの位置が合致（一致）していることを示す位置検出信号として利用可能である。よって、その位置検出信号としての高調波検波出力のレベルを指標として、１次コイルと２次コイルの位置合わせを行うことができる。例えば、所定レベルを超える高調波検波出力が得られるときに表示ランプが点灯するようにしておき、２次側機器を試行錯誤的に手動で移動させ、ランプが点灯する位置を探ることによって、２次コイルを１次コイルに対して位置決めすることができる。
【００２３】
（６）本発明の構造物の他の態様では、さらに、前記送電装置の前記１次コイルのＸＹ平面上における位置を移動させるためのアクチュエータと、前記アクチュエータによる駆動によって、前記１次コイルの位置を移動させるＸＹステージと、が設けられる。
【００２４】
例えば、所定レベル以上の高調波検波出力が得られるまで、アクチュエータによって１次コイルの位置を試行錯誤的に移動させる。これによって、１次コイルと２次コイルの所定の相対的位置関係を自動的に実現することができる。ここで、１次コイルを試行錯誤的に移動させる方式には、１次コイルを、例えば、所定の移動シーケンスに基づいて（例えば螺旋状スキャンシーケンスに基づいて）移動させる場合が含まれ、また、まったくランダムに移動させる場合も含まれる。
【００２５】
（７）本発明の構造物の他の態様では、前記送電装置は、送電制御装置を含み、前記送電制御装置は、前記受電装置への送電を制御する送電側制御回路と、前記１次コイルの駆動周波数の前記高調波信号を検出する高調波検波回路と、前記高調波検波回路の検波信号に基づいて所定の演算を行い、前記２次コイルの中心の位置を求める演算回路と、前記１次コイルのＸＹ平面上における位置を移動させるためのアクチュエータの動作を制御するアクチュエータ制御回路と、を含み、前記アクチュエータ制御回路は、前記２次コイルの位置を検出するために前記１次コイルを走査し、前記２次コイル位置検出のための走査によって得られたデータに基づいて、前記演算回路が前記所定の演算を行って前記２次コイルの中心の位置を求め、前記アクチュエータ制御回路は、前記一次コイルの中心位置が、前記演算によって求められた前記２次コイルの中心位置になるよう前記１次コイルを移動させる。
【００２６】
演算回路は、この高調波共振ピークが得られたときの座標位置データに基づいて２次コイルの中心位置を求める。共振ピークを利用して２次コイルの中心を正確に求め、求められた２次コイルの中心位置に、１次コイルの中心が重なるように１次コイルを移動させて位置合わせを行うため、両コイル間の高精度の位置合わせが実現される。
【００２７】
（８）本発明の構造物の他の態様では、前記１次コイルおよび２次コイルは円形コイルであり、前記アクチュエータ制御回路は、前記アクチュエータを駆動して前記１次コイルを、前記２次コイルと交差する第１の軸に沿って移動させて、２次コイル位置検出のための第１の走査を実行し、前記演算回路は、前記第１の走査中において、前記高調波検波回路の検波信号のピークが得られる２点の各々を結ぶ線分の中点の座標を演算により求め、前記アクチュエータ制御回路は前記アクチュエータを駆動して前記１次コイルを、前記第１の軸に直交し、かつ、前記第１の走査において求められた前記中点を通過する第２の軸に沿って移動させて２次コイル位置検出のための第２の走査を実行し、前記演算回路は、前記第２の走査中において、前記高調波検波回路の検波信号のピークが得られる２点の各々を結ぶ線分の中点の座標を演算により求め、前記アクチュエータ制御回路は、前記アクチュエータを駆動して、前記１次コイルの中心の位置が、前記第２の走査において求められた前記中点の位置になるように前記１次コイルを移動させる。
【００２８】
円形コイルおよび高調波検波を利用した直交２軸サーチを行う点を明らかとしたものでる。円形の１次コイルを任意方向の一軸（第１の軸）に沿って走査する（第１の走査）。例えば、１次コイルのサーチ範囲が４角形の場合、対角方向の軸に沿って１次コイルを移動させれば、１次コイルは２次コイルに必ず交わることになる。第１の走査中において、１次コイルと２次コイルの各中心が所定距離（Ｒ）のときに高調波ピークが得られるが、このような位置関係は、１次コイルが２次コイルに接近するとき、ならびに、１次コイルが２次コイルから離れるときに実現される。よって、第１の走査を行うとＸＹ平面上の２点において高調波共振ピークが得られることになる。演算回路は、その２点を結ぶ線分の中点を求める。次に、その中点を通り、かつ第１軸に直交する第２の軸に沿って第２の走査を実行する。演算回路は、同様に、第２の走査で高調波ピークが得られた２点を結ぶ線分の中点を求める。求められた中点の座標が、２次コイルの中心の座標を示す。よって、円形の１次コイルの中心が、求められた２次コイルの中心に重なるように、１次コイルを移動させる。これによって、１次コイルを、２次コイルに高精度に位置合わせすることができる。
【００２９】
（９）本発明の構造物の他の態様では、前記載置面を備える載置部材は、所定重量に耐え得る強度を有し、かつ、前記１次コイルと前記２次コイルは、前記載置部材を介して電磁結合する。
【００３０】
１次コイルと２次コイルとの間には、載置部材が介在し、その載置部材を介して両コイルが電磁的に結合する。載置部材は、磁束を通過させることができ、剛性をもつ材料で構成することができる。また、載置部材は所定重量に耐える強度を有している。例えば、載置部材は、厚さ数ミリのアクリル等の樹脂板で構成することができる。載置部材の材料と厚みは、載置が予定される物品の重量等を考慮し、かつ、両コイルの電磁結合のロスを小さくするという観点からの検討の下、慎重に決定するのが望ましい。本態様の構造の場合、送電装置は、構造物の載置面の下方に埋設されているため、送電装置は、載置部材（剛性をもつ平板等）によって外部と遮断されていることになり、よって、例えば、水等の液体が送電装置側に流入する心配がなく、また、物が落下してくる心配もなく、安心して使用可能である。また、構造物の載置面の一部が２次側機器の載置領域として利用される場合、載置面の他の領域は、例えば、２次側機器以外の物を置くスペースとして利用することができる。また、２次側機器の充電等を行わないときは、２次側機器の載置領域にも、２次側機器以外の物を置くこともできる。
【００３１】
（１０）本発明の構造物の他の態様では、前記載置面を備える載置部材は、前記１次コイルと前記２次コイルとが対向する領域において切り欠き部が設けられ、これによって、前記１次コイルと前記２次コイルは、前記載置部材を介さずに電磁結合する。
【００３２】
１次コイルと２次コイルが対向する領域（１次コイルと２次コイルが少なくとも重なりを有する領域をカバーする領域である）において、載置部材（平板等）に切り欠きを設けて、１次コイルと２次コイルとが載置部材を介さずに直接的に送電と受電を行うことができるようにする。この場合、両コイル間には載置部材が介在しないため、無接点伝送電力のロスが生じず、その分、伝送効率の低下を防止することができる。
【００３３】
（１１）本発明の構造物の他の態様では、前記載置面の少なくとも一部は、平面状の前記１次コイル面に平行な面を有する。
【００３４】
載置面の形状については、種々、考えられるが、少なくともその一部は、平面状の一次コイル（巻き線コイルや、半導体基板等に渦巻き状の導線を埋め込んで形成されたコイル等も含む）のコイル面に平行な面を有している。一般的には、載置面は水平面と考えられるが、何らかの理由で載置面全体が斜面であったり、２次側機器の位置決めのために突起や斜面が部分的に設けられたりする場合も想定され、載置面が水平面からなるとは限らず、同様に載置面の全エリアが同一平面からなるとは限らない。但し、平面状の１次コイルと平面状の２次コイルを対向させて電力伝送を行う以上、１次コイル面と２次コイル面は平行であるのが通常であり、したがって、２次コイルを備える２次側機器を載置する載置面の少なくとも一部は、１次コイルのコイル面と平行の面であり、この面（２次側機器を載置することができる程度の広さをもつ面）に、２次側機器の主面（２次コイル側の筐体面）を当接させて載置することによって、１次コイルと２次コイルが平行な位置（無接点電力伝送に最適な位置関係）に保たれることになる。
【００３５】
（１２）本発明の構造物の他の態様では、前記構造物は机状の構造物である。
【００３６】
本態様の無接点電力伝送に対応した構造物は、例えば、システム机のような多機能な事務用机として利用でき、これによって、極めて汎用性および利便性の高い次世代の無接点電力伝送システムを日常生活に取り入れることが可能となる。机状の構造物には、例えば、携帯電話の販売店における、複数の携帯端末を同時に充電可能な充電テーブルが含まれ、その他、ファミリーレストランや若者に人気の居酒屋などにおけるカウンタテーブル等も含まれる。
【００３７】
（１３）本発明の構造物の他の態様では、前記構造物は、壁状の構造物である。
【００３８】
本態様の無接点電力伝送に対応した構造物は、例えば、マンションや一戸建て住宅における壁（送電装置等が壁内に埋設されている構造物）としても利用可能である。この場合、例えば、ストラップにて壁に吊り下げた状態の携帯端末を、壁の内部に設けられた送電装置からの無接点電力伝送によって自動的に充電することができる。この壁内に送電装置を組み込んだ構造物は、携帯端末の充電の他、例えば、家電製品への動作電力の供給等にも応用できる（この点は、２次側機器を水平に載置するタイプの構造物の場合も同様である）。
【００３９】
（１４）本発明の構造物の他の態様では、前記構造物は、可搬性をもつプレート状構造物である。
【００４０】
本態様の無接点電力伝送に対応した構造物は、例えば、プレート状の構造物とすることもできる。プレート状構造物とは、例えば、比較的小面積の板状物であり、可搬性に優れるものである。プレート状構造物の材質は問わないが、例えば、アクリル等の合成樹脂を使用することができ、また、摩擦や衝撃の緩衝機能を持たせるべく、可撓性（たわむことができる性質）や弾力をもつゴムやプラスチック、合成繊維の織物などを使用することもできる。プレート状構造物の場合、移動性や持ち運び性に優れるため、ユーザは、自分の好みの位置において無接点電力伝送を気軽に利用することができる。送電装置をプレート内に埋設しておけば、プレートと共に送電装置も移動できる。
【００４１】
（１５）本発明の構造物の他の態様では、前記構造物は、可搬性をもつパッド状構造物である。
【００４２】
本態様の無接点電力伝送に対応した構造物は、例えば、パッド状の構造物とすることもできる。パッド状構造物とは、例えば、比較的小面積の詰め物、敷物、該当箇所に当てる当て物であり、可搬性に優れるものである。パッド状構造物の材質は問わないが、例えば、アクリル等の合成樹脂を使用することができ、また、摩擦や衝撃の緩衝機能を持たせるべく、可撓性（たわむことができる性質）や弾力をもつゴムやプラスチック、合成繊維の織物などを使用することもできる。パッド状構造物の場合、移動性や持ち運び性に優れるため、ユーザは、自分の好みの位置において無接点電力伝送を気軽に利用することができる。送電装置をパッド内に埋設しておけば、パッドと共に送電装置も移動できる。
【００４３】
このように、本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、汎用性および利便性が格段に向上した次世代の無接点電力伝送システムを手軽に利用できるようになり、無接点電力伝送システムの、社会的インフラとしての活用が促進され、無接点電力伝送システムの普及に貢献することができる。
【００４４】
（１６）本発明の構造物の他の態様では、前記載置面には、複数の前記電子機器を載置することができ、かつ、前記複数の電子機器の各々に対して、並行的に無接点電力伝送を行う。
【００４５】
本態様では、例えば、複数の２次側機器の２次電池を同時に充電することができる。本態様の構造物は、例えば、複数台の携帯端末を同時に充電できる充電テーブルとして、携帯電話会社の販売店の店内に設置して、顧客の自由な利用に供することができる。
【００４６】
（１７）本発明の構造物の他の態様では、前記２次コイルの接近を検出するために、前記送電装置は、所定周波数の駆動信号によって前記１次コイルを間欠的に駆動する。
【００４７】
送電装置が間欠的に１次コイルを所定周波数で駆動し、コイル端電圧（コイル電流）の変化が生じるかをウオッチングすることによって２次側機器の接近を自動的に検出することができる。２次側機器の接近が検出されると、例えば、高調波検波回路を用いた直交２軸サーチによる２次コイル位置を自動的に特定し、１次コイルをその特定された位置に移動させることができる。これによって、全自動のコイルの位置合わせが実現され、ユーザは快適に無接点電力伝送を利用できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成のすべてが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００４９】
（第１の実施形態）
まず、本発明の構造物の一例について説明する。
【００５０】
（無接点電力伝送用送電装置が埋設された構造物の例）
図１（Ａ），図１（Ｂ）は、無接点電力伝送用送電装置が埋設された構造物の一例を示す図である。図１（Ａ）は構造物の一例としてのシステム机の斜視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のシステム机のＰ−Ｐ’線に沿う断面図である。
【００５１】
図１（Ｂ）に示すように、送電側装置（送電装置１０、アクチュエータ（不図示）ならびにＸＹステージ７０２を備えた１次側構造体）７０４は、載置面ＳＡを備える構造物（ここではシステム机）６２０に内蔵されている。
【００５２】
すなわち、送電側装置７０４は構造物としてのシステム机６２０の内部に設けられた凹部に設置される。システム机６２０の上部には、載置部材としての平板（例えば、数ミリの厚さのアクリル板）６００が設けられており、この載置部材としての平板６００は、支持部材６１０によって支持されている。
【００５３】
なお、以下の説明では、「載置部材としての平板」のことを、単に、「平板」あるいは「載置部材」ということがある。また、同様に、「構造物としてのシステム机」のことを単に、「システム机」あるいは「構造物」ということがある。
【００５４】
平板６００の一部には、例えば、携帯端末（携帯電話端末、ＰＤＡ端末、持ち運び可能なコンピュータ端末を含む）を載置するための携帯端末載置領域Ｚ１が設けられている。
【００５５】
図１（Ａ）に示すように、平板６００に設けられた携帯端末載置領域（載置エリア）Ｚ１は、他の部分と色が異なっており、携帯端末をセットする領域であることがユーザに一目でわかるようになっている。なお、携帯端末載置領域（載置エリア）Ｚ１の全体の色を変えるのではなく、その領域Ｚ１と他の領域の境界部分の色を変えてもよい。
【００５６】
また、載置エリアＺ１を透明部材で構成し、載置エリア以外を不透明部材で構成することもできる。この場合、ユーザは、載置エリアＺ１を認識でき、かつ、載置エリアＺ１の下側（内部）を目視できるため、載置エリアＺ１の下方に設けられている１次コイルの位置を直接的に、あるいは間接的に把握しやすくなる。よって、ユーザ自らが２次側機器の位置を移動させて１次コイル（Ｌ１）と２次コイル（Ｌ２）の位置合わせを行う場合、位置合わせを、より容易に行うことができ、ユーザの利便性が向上する。
【００５７】
携帯端末（２次側機器）５１０には、送電装置１０からの電力伝送を受ける受電装置４０（２次コイルを含む）が内蔵されている。
【００５８】
システム机６２０に内蔵されている送電装置１０は、携帯端末５１０が携帯端末載置領域Ｚ１上の概略位置に置かれると、そのことを自動的に検出し、アクチュエータ（図１では不図示）を駆動してＸＹステージ（可動ステージ）を移動させて、１次コイル位置を、２次コイル位置に合うように自動的に調整する。この１次コイル位置の自動調整機能によって、携帯端末のメーカ、種類、大きさ、形状、デザイン等に関係なく、常に、１次コイルと２次コイルの位置を最適化して無接点電力伝送を行うことができる。
【００５９】
図１（Ｂ）に示されるように、１次コイルと２次コイルとの間には、平板（載置部材）６００が介在し、その平板（載置部材）６００を介して両コイルが電磁的に結合する。平板（載置部材）６００は、磁束を通過させることができ、剛性をもつ材料で構成することができる。また、平板（載置部材）６００は、所定重量に耐える強度を有している。
【００６０】
例えば、平板（載置部材）６００は、厚さ数ミリのアクリル等の樹脂板で構成することができる。平板（載置部材）６００の材料と厚みは、載置が予定される物品の重量等を考慮し、かつ、両コイルの電磁結合のロスを小さくするという観点からの検討の下、慎重に決定するのが望ましい。
【００６１】
図１（Ｂ）の構造の場合、送電装置１０は、システム机（構造物）６２０の載置面（ＳＡ）の下方に埋設されているため、送電装置は、載置部材（剛性をもつ平板等）によって外部と遮断されていることになり、よって、例えば、水等の液体が送電装置側に流入する心配がなく、また、物が落下してくる心配もなく、安心して使用可能である。
【００６２】
また、システム机（構造物）の載置面の一部が２次側機器の載置領域として利用される場合、載置面（ＳＡ）の他の領域は、例えば、２次側機器以外の物を置くスペースとして利用することができる。また、２次側機器の充電等を行わないときは、２次側機器の載置領域（Ｚ１）にも、２次側機器以外の物を置くこともできる。すなわち、図１（Ａ），図１（Ｂ）に示されるシステム机は、例えば、ダイニングテーブルを兼ねることもできる。
【００６３】
また、図１（Ｂ）の構造では、送電装置１０と受電装置４０との間に平板（載置部材）６００が介在しており、１次コイルから２次コイルへの送電は、その平板（載置部材）６００を介して行うことになり、この場合、少々の送電ロスが生じる場合がある。その送電ロスが気になる場合には、送電エリアに対応させて、平板（載置部材）６００に切り欠きを設け、１次コイルと２次コイルが、平板（載置部材）６００を介さずに電磁結合するようにしてもよい。
【００６４】
すなわち、１次コイルと２次コイルが対向する領域（１次コイルと２次コイルが少なくとも重なりを有する領域をカバーする領域であり、送電エリアということができる）において、載置部材（平板）６００に切り欠きを設けて、１次コイルと２次コイルとが平板（載置部材）６００を介さずに直接的に送電と受電を行うことができるようにする。この場合、両コイル間には平板（載置部材）６００が介在しないため、無接点伝送電力のロスが生じず、その分、伝送効率の低下を防止することができる
このように、本発明の構造物は、例えば、システム机のような多機能な事務用机として利用でき、これによって、極めて汎用性および利便性の高い次世代の無接点電力伝送システムを日常生活に取り入れることが可能となる。
【００６５】
机状の構造物には、例えば、携帯電話の販売店における、複数の携帯端末を同時に充電可能な充電テーブルが含まれ、その他、ファミリーレストランや若者に人気の居酒屋などにおけるカウンタテーブル等も含まれる。
【００６６】
また、本発明の構造物には、壁状構造物やプレート状あるいはパッド状の構造物も含まれる（これらについては後述する）。
【００６７】
（無接点電力伝送システムの構成と動作）
図２は、送電装置、受電装置を含む無接点電力伝送システムにおける、各部の具体的な構成の一例を示す回路図である。
【００６８】
（送電装置の構成と動作）
図示されるように、送電側装置（１次側構造体）は、ＸＹステージ（可動ステージ）７０２と、このＸＹステージ７０２によってＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に設けられた送電装置１０と、アクチュエータドライバ７１０と、Ｘ方向アクチュエータ７２０と、Ｙ方向アクチュエータ７３０と、を含む。具体的には、送電装置１０はＸＹステージ７０２のトッププレート（可動板）上に載置される（この点については、図２８を用いて後述する）。
【００６９】
送電装置１０は、送電制御装置２０と、送電部１２と、波形モニタ回路１４と、を有する。また、送電制御装置２０は、送電側制御回路２２と、駆動クロック生成回路２３と、発振回路２４と、比較器２５０と、ドライバ制御回路２６と、アクチュエータ制御回路３７と、波形検出回路（ピークホールド回路またはパルス幅検出回路）２８と、１次コイル位置制御回路３１０と、を有する。
【００７０】
波形検出回路２８および比較器２５０は、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２との相対的な位置関係を示す相対位置信号を生成する位置検出回路２９０として機能する。
【００７１】
また、受電装置４０には、受電部４０と、負荷変調部４６と、給電制御部４８とが設けられている。また、本負荷９０は、充電制御装置９２とバッテリ（２次電池）９４が含まれる。
【００７２】
図２の構成により、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２を電磁的に結合させて送電装置１０から受電装置４０に対して電力を伝送し、受電装置４０の電圧出力ノードＮＢ６から負荷９０に対して電力（電圧ＶＯＵＴ）を供給する無接点電力伝送（非接触電力伝送）システムが実現される。
【００７３】
送電装置１０（送電モジュール、１次モジュール）は、１次コイルＬ１、送電部１２、波形モニタ回路１４、表示部１６、送電制御装置２０を含むことができる。なお、送電装置１０や送電制御装置２０は図２の構成に限定されず、その構成要素の一部（例えば表示部、波形モニタ回路）を省略したり、他の構成要素を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。
【００７４】
送電部１２は、電力伝送時には所定周波数の交流電圧を生成し、データ転送時にはデータに応じて周波数が異なる交流電圧を生成して、１次コイルＬ１に供給する。
【００７５】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、１次側機器と２次側機器との間の情報伝送の原理を説明するための図である。１次側から２次側への情報伝達には周波数変調が利用される。また、２次側から１次側への情報伝達には負荷変調が利用される。
【００７６】
図３（Ａ）に示されるように、例えば、データ「１」を送電装置１０から受電装置４０に対して送信する場合には、周波数ｆ１の交流電圧を生成し、データ「０」を送信する場合には、周波数ｆ２の交流電圧を生成する。
【００７７】
また、図３（Ｂ）に示すように、受電装置４０は、負荷変調によって低負荷状態／高負荷状態を切り換えることができ、これによって、「０」，「１」を１次側（送電装置１０）に送信することができる。
【００７８】
図２の送電部１２は、１次コイルＬ１の一端を駆動する第１の送電ドライバと、１次コイルＬ１の他端を駆動する第２の送電ドライバと、１次コイルＬ１と共に共振回路を構成する少なくとも１つのコンデンサを含むことができる。そして、送電部１２が含む第１、第２の送電ドライバの各々は、例えば、パワーＭＯＳトランジスタにより構成されるインバータ回路（あるいはバッファ回路）であり、送電制御装置２０のドライバ制御回路２６により制御される。
【００７９】
図１に示すように、平板６００上に携帯電話機５１０を置き、１次コイルＬ１の磁束が２次コイルＬ２を通るような状態にする。
一方、電力伝送が不要なときには、平板６００と携帯電話機５１０を物理的に離して、１次コイルＬ１の磁束が２次コイルＬ２を通らないような状態にする。
【００８０】
１次コイルＬ１と２次コイルＬ２としては、例えば、絶縁された単線を同一平面内で渦巻き状に巻いた平面コイルを用いることができる。但し、単線を縒り線に代え、この縒り線（絶縁された複数の細い単線を縒り合わせたもの）を渦巻き状に巻いた平面コイルを用いてもよい。但し、コイルの種類は、特に限定されるものではない。
【００８１】
波形モニタ回路１４は、１次コイルＬ１の誘起電圧を検出する回路であり、例えば、抵抗ＲＡ１、ＲＡ２や、ＲＡ１とＲＡ２の共通接続点ＮＡ３とＧＮＤ（広義には低電位側電源）との間に設けられるダイオードＤＡ１を含むことができる。具体的には、１次コイルの誘起電圧を抵抗ＲＡ１、ＲＡ２で分圧することによって得られた信号ＰＨＩＮが、送電制御装置２０の波形検出回路２８に入力される。
【００８２】
表示部１６は、無接点電力伝送システムの各種状態（電力伝送中、ＩＤ認証等）を、色や画像などを用いて表示するものであり、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＣＤ（液晶表示装置）などにより実現される。
【００８３】
送電制御装置２０は、送電装置１０の各種制御を行う装置であり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。この送電制御装置２０は、送電側制御回路２２と、駆動クロック生成回路２３と、発振回路２４と、ドライバ制御回路２６と、波形検出回路２８と、比較器２５０と、１次コイル位置制御回路３１０と、アクチュエータ制御回路３７と、を含む。
【００８４】
送電側制御回路２２は、送電装置１０や送電制御装置２０の制御を行うものであり、例えば、ゲートアレイやマイクロコンピュータなどにより実現できる。
【００８５】
具体的には、送電側制御回路２２は、電力伝送、負荷検出、周波数変調、異物検出、あるいは着脱検出などに必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。
【００８６】
発振回路２４は、例えば、水晶発振回路により構成され、１次側のクロックを生成する。駆動クロック生成回路２３は、発振回路２４で生成されたクロックや送電側制御回路２２からの周波数設定信号に基づいて、所望の周波数の駆動制御信号を生成する。
【００８７】
ドライバ制御回路２６は、例えば、送電部１２に含まれる２つの送電ドライバ（不図示）が同時オンしないように調整しつつ、駆動制御信号を送電部１２の送電ドライバ（不図示）に出力し、その送電ドライバの動作を制御する。
【００８８】
波形検出回路２８は、１次コイルＬ１の一端の誘起電圧に相当する信号ＰＨＩＮの波形をモニタし、負荷検出、異物検出等を行う。例えば、受電装置４０の負荷変調部４６が、送電装置１０に対してデータを送信するための負荷変調を行うと、１次コイルＬ１の誘起電圧の信号波形が、それに対応して変化する。
【００８９】
具体的には、図３（Ｂ）に示すように、データ「０」を送信するために、受電装置４０の負荷変調部４６が負荷を低くすると、信号波形の振幅（ピーク電圧）が小さくなり、データ「１」を送信するために負荷を高くすると、信号波形の振幅が大きくなる。したがって、波形検出回路２８は、誘起電圧の信号波形のピークホールド処理などを行って、ピーク電圧がしきい値電圧を超えたか否かを判断することで、受電装置４０からのデータが「０」なのか「１」なのかを判断できる。なお、波形検出の手法は、上述の手法に限定されない。例えば、受電側の負荷が高くなったか低くなったかを、ピーク電圧以外の物理量を用いて判断してもよい。例えば、ピーク電流を用いて判断することもできる。
【００９０】
また、波形検出回路２８としては、ピークホールド回路（あるいは、電圧と電流の位相差で決まるパルス幅を検出するパルス幅検出回路）を用いることができる。波形検出回路２８の出力信号のレベルを、比較器２５０によって所定のしきい値と比較することによって、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２との相対的位置関係を示す相対位置信号ＰＥが得られる（この点は、図４を参照して後述する）。
【００９１】
（受電装置の構成と動作）
受電装置４０（受電モジュール、２次モジュール）は、２次コイルＬ２、受電部４２、負荷変調部４６、給電制御部４８、受電制御装置５０を含むことができる。なお、受電装置４０や受電制御装置５０は図２の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。
【００９２】
受電部４２は、２次コイルＬ２の交流の誘起電圧を直流電圧に変換する。この変換は受電部４２が有する整流回路４３により行われる。この整流回路４３は、ダイオードＤＢ１〜ＤＢ４を含む。ダイオードＤＢ１は、２次コイルＬ２の一端のノードＮＢ１と直流電圧ＶＤＣの生成ノードＮＢ３との間に設けられ、ＤＢ２は、ノードＮＢ３と２次コイルＬ２の他端のノードＮＢ２との間に設けられ、ＤＢ３は、ノードＮＢ２とＶＳＳのノードＮＢ４との間に設けられ、ＤＢ４は、ノードＮＢ４とＮＢ１との間に設けられる。
【００９３】
受電部４２の抵抗ＲＢ１、ＲＢ２はノードＮＢ１とＮＢ４との間に設けられる。そしてノードＮＢ１、ＮＢ４間の電圧を抵抗ＲＢ１、ＲＢ２により分圧することで得られた信号ＣＣＭＰＩが、受電制御装置５０の周波数検出回路６０に入力される。
【００９４】
受電部４２のコンデンサＣＢ１及び抵抗ＲＢ４、ＲＢ５は、直流電圧ＶＤＣのノードＮＢ３とＶＳＳのノードＮＢ４との間に設けられる。そしてノードＮＢ３、ＮＢ４間の電圧を抵抗ＲＢ４、ＲＢ５により分圧して得られる分圧電圧ＶＤ４は、信号線ＬＰ２を経由して、受電側制御回路５２および位置検出回路５６に入力される。位置検出回路５６に関しては、その分圧電圧ＶＤ４が、位置検出のための信号入力（ＡＤＩＮ）となる。
【００９５】
負荷変調部４６は、負荷変調処理を行う。具体的には、受電装置４０から送電装置１０に所望のデータを送信する場合に、送信データに応じて負荷変調部４６（２次側）での負荷を可変に変化させ、１次コイルＬ１の誘起電圧の信号波形を変化させる。このために負荷変調部４６は、ノードＮＢ３、ＮＢ４の間に直列に設けられた抵抗ＲＢ３、トランジスタＴＢ３（Ｎ型のＣＭＯＳトランジスタ）を含む。
【００９６】
このトランジスタＴＢ３は、受電制御装置５０の受電側制御回路５２から信号線ＬＰ３を経由して与えられる制御信号Ｐ３Ｑによりオン・オフ制御される。本送電が開始される前の認証ステージにおいて、トランジスタＴＢ３をオン・オフ制御して負荷変調を行って送電装置に信号を送信する際には、給電制御部４８のトランジスタＴＢ２はオフにされ、負荷９０が受電装置４０に電気的に接続されない状態になる。
【００９７】
例えば、データ「０」を送信するために２次側を低負荷（インピーダンス大）にする場合には、信号Ｐ３ＱがＬレベルになってトランジスタＴＢ３がオフになる。これにより負荷変調部４６の負荷はほぼ無限大（無負荷）になる。一方、データ「１」を送信するために２次側を高負荷（インピーダンス小）にする場合には、信号Ｐ３ＱがＨレベルになってトランジスタＴＢ３がオンになる。これにより負荷変調部４６の負荷は、抵抗ＲＢ３（高負荷）になる。
【００９８】
給電制御部４８は、負荷９０への電力の給電を制御する。レギュレータ（ＬＤＯ）４９は、整流回路４３での変換で得られた直流電圧ＶＤＣの電圧レベルを調整して、電源電圧ＶＤ５（例えば５Ｖ）を生成する。受電制御装置５０は、例えばこの電源電圧ＶＤ５が供給されて動作する。
【００９９】
また、レギュレータ（ＬＤＯ）４９の入力端と出力端との間には、ＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）からなるスイッチ回路が設けられている。このスイッチ回路としてのＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）をオンすることによって、レギュレータ（ＬＤＯ）４９をバイパスする経路が形成される。例えば、高負荷時（例えば、消耗が激しい２次電池の充電の初期においては、ほぼ一定の大電流を定常的に流すことが必要となり、このようなときが高負荷時に該当する）においては、レギュレータ４９自体の等価インピーダンスによって電力ロスが増大し、発熱も増大することから、レギュレータを迂回して、バイパス経路を経由して電流を負荷に供給するようにする。
【０１００】
スイッチ回路としてのＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）のオン／オフを制御するために、パイパス制御回路として機能するＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）およびプルアップ抵抗Ｒ８が設けられている。
【０１０１】
受電側制御回路５２から、信号線ＬＰ４を介して、ハイレベルの制御信号がＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）のゲートに与えられると、ＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）がオンする。すると、ＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）のゲートがローレベルになり、ＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）がオンしてレギュレータ（ＬＤＯ）４９をバイパスする経路が形成される。一方、ＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）がオフ状態のときは、ＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）のゲートは、プルアップ抵抗Ｒ８を介してハイレベルに維持されるため、ＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ１）はオフし、バイパス経路は形成されない。
【０１０２】
ＮＭＯＳトランジスタ（Ｍ２）のオン／オフは、受電制御装置５０に含まれる受電側制御回路５２によって制御される。
【０１０３】
また、トランジスタＴＢ２（Ｐ型のＣＭＯＳトランジスタ）は、電源電圧ＶＤ５の生成ノードＮＢ５（レギュレター４９の出力ノード）とノードＮＢ６（受電装置４０の電圧出力ノード）との間に設けられ、受電制御装置５０の制御回路５２からの信号Ｐ１Ｑにより制御される。具体的には、トランジスタＴＢ２は、ＩＤ認証が完了（確立）して通常の電力伝送（すなわち、本送電）を行う場合にはオン状態となる。
【０１０４】
受電制御装置５０は、受電装置４０の各種制御を行う装置であり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。この受電制御装置５０は、２次コイルＬ２の誘起電圧から生成される電源電圧ＶＤ５により動作することができる。また、受電制御装置５０は、制御回路５２（受電側）、位置検出回路５６、発振回路５８、周波数検出回路６０、満充電検出回路６２を含むことができる。
【０１０５】
受電側制御回路５２は、受電装置４０や受電制御装置５０の制御を行うものであり、例えば、ゲートアレイやマイクロコンピュータなどにより実現できる。この受電側制御回路５２は、シリーズレギュレータ（ＬＤＯ）４９の出力端の定電圧（ＶＤ５）を電源として動作する。この電源電圧（ＶＤ５）は、電源供給線ＬＰ１を経由して、受電側制御回路５２に与えられる。
【０１０６】
この受電側制御回路５２は、具体的には、ＩＤ認証、位置検出、周波数検出、満充電検出、認証用の通信のための負荷変調、異物挿入検出を可能とするための通信のための負荷変調などに必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。
【０１０７】
位置検出回路５６は、２次コイルＬ２の誘起電圧の波形に相当する信号ＡＤＩＮの波形を監視して、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２の位置関係が適正であるかを判断する。
【０１０８】
具体的には、信号ＡＤＩＮをコンパレータで２値に変換して、位置関係が適正であるか否かを判断する。
【０１０９】
発振回路５８は、例えばＣＲ発振回路により構成され、２次側のクロックを生成する。周波数検出回路６０は、信号ＣＣＭＰＩの周波数（ｆ１、ｆ２）を検出して、送電装置１０からの送信データが「１」なのか「０」なのかを判断する。
【０１１０】
満充電検出回路６２（充電検出回路）は、負荷９０のバッテリ９４が、満充電状態（充電状態）になったか否かを検出する回路である。具体的には満充電検出回路６２は、例えば、充電状態の表示に使用されるＬＥＤＲのオン・オフを検出することによって、満充電状態を検出する。すなわち、所定時間（例えば５秒）連続でＬＥＤＲが消灯した場合に、バッテリ９４が満充電状態（充電完了）であると判断する。
【０１１１】
また、負荷９０内の充電制御装置９２も、ＬＥＤＲの点灯状態に基づいて満充電状態を検出することができる。
【０１１２】
また、負荷９０は、バッテリ９４の充電制御等を行う充電制御装置９２を含む。充電制御装置９２は、発光装置（ＬＥＤＲ）の点灯状態に基づいて満充電状態を検出することができる。この充電制御装置９２（充電制御ＩＣ）は集積回路装置などにより実現できる。なお、スマートバッテリのように、バッテリ９４自体に充電制御装置９２の機能を持たせてもよい。なお、本負荷９０は、２次電池に限定されるものではない。例えば、所定の回路が動作することによって、その回路が本負荷となる場合もあり得る。
【０１１３】
（２次側機器の接近検出および両コイルの位置合わせについて）
図４は、２次側機器の接近検出および両コイルの自動的な位置合わせについて説明するための図である。図４では、図２に示される送電装置１０の内部構成が、より具体的に示されている。
【０１１４】
図４では、１次コイル位置制御回路３１０は、送電側制御回路２２内に設けられている。波形検出回路２８は、ここではピークホールド回路とする。波形検出回路２８からは、コイル端電圧のピーク電圧Ｖｐが出力される。
【０１１５】
また、比較器２５０は、第１のコンパレータＣＰ１と、第２のコンパレータＣＰ２とを有し、第１のコンパレータＣＰ１は、コイル端のピーク電圧Ｖｐを第１のしきい値電圧Ｖｔｈ１と比較し、その結果に応じて、第１の相対位置信号ＰＥ１を生成する。同様に、第２のコンパレータＣＰ２は、コイル端のピーク電圧Ｖｐを第２のしきい値電圧Ｖｔｈ２と比較し、その結果に応じて、第２の相対位置信号ＰＥ２を生成する。
【０１１６】
１次コイル位置制御回路３１０は、相対位置信号（ＰＥ１，ＰＥ２）に基づいて、２次側機器（２次コイルＬ２）の接近を検出し、かつ、その相対位置信号（ＰＥ１，ＰＥ２）を指標として１次コイルＬ１の位置をＸＹ平面上で移動させ、コイル間の自動位置合わせを実行する。
【０１１７】
（コイル間の相対位置を検出する原理）
以下、コイル間の相対位置を検出する原理について、図５〜図１１を用いて説明する。
【０１１８】
図５（Ａ）〜図５（Ｆ）は、１次コイルに２次コイルの磁性体が接近した場合のインダクタンスの増加について説明するための図である。上述のとおり、ここでいう「インダクタンス」は、磁性体付きの２次コイルの接近によって変動するインダクタンス（正確には、見かけ上のインダクタンス）である。「見かけ上のインダクタンス」という用語は、１次コイル単独のインダクタンス（２次コイルの接近の影響を受けないときのインダクタンス）と区別するために使用している。以下の説明では、Ｌｐｓと表記されるインダクタンスが、見かけ上のインダクタンスである。
【０１１９】
図５（Ａ）に示すように、２次コイルＬ２には、磁性体（ＦＳ）が付属している。図５（Ｂ）に示すように、この磁性体（ＦＳ）は、例えば、平面コイルである２次コイルＬ２と回路基板３１００間に存在する磁気シールド材としての磁性体である（これに限定されるものではなく、２次コイルＬ２のコアとしての磁性体であってもよい）。
【０１２０】
図５（Ｃ）に示される１次コイルＬ１単独の等価回路は、図５（Ｄ）に示されるようになり、その共振周波数は図示されるようにｆｐとなる。すなわち、共振周波数は、Ｌ１とＣ１によって決定される。ここで、図５（Ｅ）に示すように、２次コイルＬ２が接近すると、２次コイルＬ１に付属している磁性体（ＦＳ）が１次コイルＬ１と結合し、図５（Ｆ）に示すように、１次コイル（Ｌ１）の磁束が磁性体（ＦＳ）を通過することになり、磁束密度が増加する。これによって、１次コイルのインダクタンスは上昇する。このときの１次コイルＬ１の共振周波数は、図示されるようにｆｓｃとなる。すなわち、共振周波数は、Ｌｐｓ（２次コイルの接近による影響を考慮した１次コイルの見かけ上のインダクタンス）と１次側のコンデンサＣ１に依存する。すなわち、１次コイルの見かけ上のインダクタンスＬｐｓは、次のように表すことができる。Ｌｐｓ＝Ｌ１+ΔＬ。この式において、Ｌ１は、１次コイル単独のインダクタンスであり、ΔＬは、１次コイルに磁性体ＦＳが接近したことに起因するインダクタンスの上昇分である。Ｌｐｓの具体的な値は、２次コイルが接近したときの１次コイルのインダクタンスを、例えば、計測器で実測することによって取得することができる。
【０１２１】
次に、両コイルの接近によって、１次コイルのインダクタンスがどのように変化するかについて考察する。
【０１２２】
図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は、１次コイルと２次コイルの相対的な位置関係の例を示す図である。図中、ＰＡ１は、１次コイルＬ１の中心点を示し、ＰＡ２は、２次コイルＬ２の中心点を示す。
【０１２３】
図６（Ａ）では、両コイルの位置が遠いため相互の影響はないが、図６（Ｂ）のように２次コイル（Ｌ２）が１次コイル（Ｌ１）に接近すると、図５で説明したように１次コイルのインダクタンスが増大しはじめる。図６（Ｃ）では、自己誘導に加えて、両コイルが結合して相互誘導（一方のコイルの磁束を他方のコイルの磁束によって相殺しようとする作用）が働き、そして、図６（Ｄ）に示すように、両コイルの位置が完全に一致すると、２次コイル（Ｌ２）側に電流が流れるため、相互誘導による磁束の相殺によって洩れ磁束は減少し、コイルのインダクタンスは減少する。すなわち、位置合わせが行われたことによって２次側機器が動作を開始し、その２次側機器の動作開始に伴って２次コイル（Ｌ２）に電流が流れ、これによって相互誘導による磁束の相殺が生じ、洩れ磁束が減少して１次コイル（Ｌ１）のインダクタンスが減少する。
【０１２４】
図７は、１次コイルと２次コイルの相対距離と、１次コイルのインダクタンスの関係を示す図である。図７において、横軸が相対距離であり、縦軸がインダクタンスである。ここで、「相対距離」とは、「２つのコイルの中心の横方向のずれ量を規格化した相対値」である。なお、相対距離は、両コイルが横方向にどれだけずれているかを示す指標の一つであり、相対距離の代わりに、絶対距離（例えば、両コイルの中心がどれだけずれているかを、ミリメートルで示した絶対値）を使用してもよい。図７において、相対距離がｄ１のときは、２次コイルの影響がなく、１次コイルＬ１のインダクタンスは、１次コイル単独のインダクタンス“ａ”である。２次コイルＬ２が接近してくると（相対距離ｄ２）、磁性体の影響で磁束密度が増大するためインダクタンス“ｂ”まで上昇する。
【０１２５】
さらに２次コイルＬ２が接近すると（相対距離ｄ３）、インダクタンスは“ｃ”まで上昇する。さらに２次コイルが接近すると（相対距離ｄ４）、インダクタンスは“ｄ”まで上昇する。この状態となるコイル間の結合が生じ、以後は、相互インダクタンスの影響が支配的となる。
【０１２６】
すなわち、相対距離ｄ５では、相互誘導の影響が支配的になるためにインダクタンスは低下して“ｅ”となる。相対距離０（１次コイルと２次コイルの各中心が、ＸＹ平面の中心に位置する場合）では、磁束の相殺によって洩れ磁束が最小となり、インダクタンスは一定値（図７の「中心のインダクタンス」）に収束する。
【０１２７】
ここで、相対距離“ｄ２”が送電限界範囲を示し、また、相対距離が“ｄ３”と“ｄ４”で規定される範囲に収まっていれば所望の送電が可能であるとする（つまり、ｄ３とｄ４で規定される範囲が位置許容範囲ＬＱとする）。この場合、インダクタンスしきい値（ＩＮｔｈ１）を用いれば、２次コイル（Ｌ２）が相対距離ｄ２まで接近したことを検出することができる。同様に、インダクタンスしきい値（ＩＮｔｈ２）を用いれば、２次コイル（Ｌ２）が、相対距離ｄ２とｄ４で規定される相対距離内にあるか否かを検出することができる。すなわち、インダクタンスの増大に起因する１次コイルのインダクタンスの上昇の程度を調べることによって、１次コイルと２次コイルの相対距離が、位置許容範囲（ＬＱ）内にあるか否かを判定することができる（この場合、相対距離がより小さい範囲での判定はできないが、送電の位置合わせの指標としては、このレベルの判定であれば十分に実用に耐える）。
【０１２８】
例えば、２次コイル（Ｌ２）の接近によってインダクタンス値が上昇したことを第１のインダクタンスしきい値（ＩＮｔｈ１）を用いて検出したとすれば、それは、２次コイルＬ２が送電可能範囲付近にまで接近してきたことを示している。
【０１２９】
そこで、次に、１次コイルを所定の走査パターンに従って移動（スキャン）させる。これによって、１次コイル（Ｌ１）と２次コイル（Ｌ２）の相対距離がさらに縮小されれば、インダクタンスはさらに上昇し、やがて、図７のｃ点まで達する。このことが、第２のインダクタンスしきい値（ＩＮｔｈ２）によって検出されると、１次コイルの移動（スキャン）を停止する。使用するＸＹステージの制動の精度にもよるが、これによって、１次コイル（Ｌ１）と２次コイル（Ｌ２）の相対距離は、ほぼｄ３〜ｄ５の範囲（位置許容範囲ＬＱ）に収まることになる。
【０１３０】
実際には、上述のインダクタンスしきい値（ＩＮｔｈ１，ＩＮｔｈ２）に対応する電圧しきい値（Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２）を用いて、両コイルの相対位置関係を判定する。以下、具体的に説明する。
【０１３１】
図８は、インダクタンスの増大によって、１次コイルを含む共振回路の共振周波数の変化を示す図である。２次コイルＬ２に付属する磁性体（ＦＳ）の接近によって１次コイルのインダクタンスが増大すると、図８に示すように、１次コイルを含む共振回路の共振特性はＱ１からＱ２に変化する。ここで、１次コイルの駆動周波数をｆｄとすれば、１次コイルＬ１のインダクタンス値の増大に伴う共振特性のシフトに起因して、コイル端電圧（もしくは電流）がΔＡだけ低下することになる。このΔＡの変化に着目することによって、コイル端電圧（もしくは電流）に基づく両コイルの相対位置の判定が可能となる。
【０１３２】
図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は１次コイルと２次コイルの相対位置の変化例を示す図である。図１０は、１次コイルと２次コイルの位置関係を自動的に調整する方法を説明するための図である。
【０１３３】
送電制御装置２０（図２参照）は、図１０の期間Ｔ１，期間Ｔ２に示すように、所定周期で間欠的に１次コイルＬ１を、周波数ｆｄで駆動する。そして、図９に示されるようにコイル端電圧Ｖｆ（あるいはコイル電流）を観測する。図９（Ａ）のように２次コイルＬ２がないときは、図１０の期間Ｔ１，Ｔ２に示すように、コイル端電圧（交流）の振幅Ｖｆは、Ｖｔｈ１を下回ることはない。
【０１３４】
図１０の時刻ｔ４における駆動では、コイル端電圧Ｖｆは、第１の電圧しきい値Ｖｔｈ１を下回る。これによって、送電制御装置２０は、２次コイルＬ２の接近を検出することができる。この場合、送電制御装置２０は、続いて１次コイル（Ｌ１）のスキャンを行いながらコイル端電圧Ｖｆの変化を連続的に監視し、両コイルの相対位置のサーチを行う必要がある。よって、送電制御装置２０は、時刻ｔ４以降、間欠送電を連続送電に切り換える。この連続送電は、１次コイルＬ１の移動（スキャン）期間Ｔ３は継続される。
【０１３５】
１次コイルＬ１の移動によって、２次コイルとの距離が縮小され、位置許容範囲ＬＱ（図７参照）内になったときは、コイル端電圧Ｖｆは、第２の電圧しきい値Ｖｔｈ２を下回る。これによって、１次コイルＬ１の移動（スキャン）が停止されると共に、１次コイルＬ１の連続駆動も停止される。このようにして、２次コイルＬ２（磁性体ＦＳ）の接近検出ならびに１次コイルＬ１の位置調整が自動的になされる。
【０１３６】
より具体的には、図１１（Ａ），図１１（Ｂ）に示されるような動作が行われる。図１１（Ａ），図１１（Ｂ）は、１次コイルと２次コイルの位置関係を自動的に調整するための具体的な回路動作を示す図である。図１１（Ａ）に示すように、コイル端電圧Ｖｆが波形モニタ回路１４内の抵抗ＲＡ１，ＲＡ２によって分圧され、ピークホールド回路２８によってピーク電圧Ｖｐが検出され、そのピーク電圧Ｖｐが、比較器２５０内の第１および第２のコンパレータＣＰ１，ＣＰ２によって、第１および第２の電圧しきい値（Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２）と比較される。
【０１３７】
１次コイル位置制御回路３１０は、第１のコンパレータＣＰ１の出力信号（相対位置信号）ＰＥ１がハイレベルからローレベルに変化すると（図１１（Ｂ）の時刻ｔ１０）、アクチュエータ制御回路３７に指示して１次コイル（Ｌ１）の移動を開始させ、かつ、上述のとおり、間欠駆動を連続駆動に切り換える。
【０１３８】
その後、第２のコンパレータＣＰ２の出力信号（相対位置信号）ＰＥ２がハイレベルからローレベルに変化すると（図１１（Ｂ）の時刻ｔ１１）、アクチュエータ制御回路３７に指示して１次コイル（Ｌ１）の移動を停止させると共に、１次コイルの駆動を停止させる。
【０１３９】
図１２（Ａ），図１２（Ｂ）は、１次コイルの移動（スキャン）について説明するための図である。図１２（Ａ）に示すように、送電装置（送電モジュール）１０は、１次コイルＬ１を備える。１次コイルＬ１の位置を移動させるときは、アクチュエータを用いて、下地のＸＹステージ７０２をＸ方向またはＹ方向に移動させる。なお、図１２（Ａ）において、ＰＡ１は、１次コイルＬ１の中心を示す。
【０１４０】
図１２（Ｂ）に示すように、１次コイルＬ１の位置調整のための走査は、例えば、螺旋状のパターンで行われる。螺旋状スキャンによれば、１次コイル位置を、高精度に広範囲にわたって移動させることができる（但し、これに限定されるものではない）。
【０１４１】
以上説明した、１次コイルの自動的な位置調整の手順を示すと、図１３のようになる。図１３は、１次コイルの自動的な位置調整の手順を示すフロー図である。
【０１４２】
図示されるように、２次コイルの接近を検出するために、１次コイルの間欠的な駆動（周波数ｆｄ）を行い（ステップＳ１）、Ｖｔｈ１を用いた判定によって２次コイル接近が検出されると（ステップＳ２）、連続駆動に切り換えると共に螺旋状スキャンを開始する（ステップＳ３）。
【０１４３】
続いて、Ｖｔｈ２による判定によって両コイルの相対位置が許容範囲内であると判定されると（ステップＳ４）、連続駆動を停止すると共に螺旋状スキャンを停止する（ステップＳ５）。
【０１４４】
（第２の実施形態）
図１４は、送電装置、受電装置を含む無接点電力伝送システムにおける、各部の具体的な構成の他の例を示す回路図である。
【０１４５】
図１４の無接点電力システムの基本的な構成は、図２と同様であるが、図１４の場合、送電制御装置２０が位置検出回路として機能する高調波検波回路２５を有しており、この点で、図２と異なる。
【０１４６】
図１４の送電装置１０は、送電制御装置２０と、送電部１２と、波形モニタ回路１４と、報知手段としての表示部１６とを有する。また、送電制御装置２０は、送電側制御回路２２と、駆動クロック生成回路２３と、発振回路２４と、高調波検波回路２５（フィルタ回路２７、高調波ｆｓとのミキシングを行うミキサ２９および検波回路３１を有する）と、ドライバ制御回路２６と、波形検出回路（ピークホールド回路またはパルス幅検出回路）２８と、比較器（ＣＰ１，ＣＰ２）と、アクチュエータ制御回路３７と、を有する。
【０１４７】
送電制御装置２０は、送電装置１０の各種制御を行う装置であり、集積回路装置（ＩＣ）などにより実現できる。この送電制御装置２０は、送電側制御回路２２と、駆動クロック生成回路２３と、発振回路２４と、高調波検波回路２５と、ドライバ制御回路２６と、波形検出回路（ピークホールドまたはパルス幅検出回路）２８と、比較器ＣＰ１，ＣＰ２と、アクチュエータ制御回路３７と、を含む。
【０１４８】
送電側制御回路２２は、送電装置１０や送電制御装置２０の制御を行うものであり、例えば、ゲートアレイやマイクロコンピュータなどにより実現できる。具体的には、送電側制御回路２２は、電力伝送、負荷検出、周波数変調、異物検出、あるいは着脱検出などに必要な各種のシーケンス制御や判定処理を行う。
【０１４９】
発振回路２４は、例えば、水晶発振回路により構成され、１次側のクロックを生成する。駆動クロック生成回路２３は、発振回路２４で生成されたクロックや送電側制御回路２２からの周波数設定信号に基づいて、所望の周波数の駆動制御信号を生成する。
【０１５０】
ドライバ制御回路２６は、例えば、送電部１２に含まれる２つの送電ドライバ（不図示）が同時オンしないように調整しつつ、駆動制御信号を送電部１２の送電ドライバ（不図示）に出力し、その送電ドライバの動作を制御する。
【０１５１】
波形検出回路２８は、第１の実施形態と同様に、１次コイルＬ１の一端の誘起電圧に相当する信号の波形をモニタし、負荷検出、異物検出等を行う。例えば、受電装置４０の負荷変調部４６が、送電装置１０に対してデータを送信するための負荷変調を行うと、１次コイルＬ１の誘起電圧の信号波形が、それに対応して変化する。この点は、図３を用いて説明したとおりである。
【０１５２】
（２次側機器の接近検出および両コイルの位置合わせについて）
図１５は、２次側機器の接近検出および両コイルの自動的な位置合わせを行うための送電装置の構成の一例を示す図である。図１５では、図１４に示される送電装置１０の内部構成が、より具体的に示されている。
【０１５３】
図１５では、波形検出回路２８はピークホールド回路とする。波形検出回路２８からは、コイル端電圧のピーク電圧ＳＲが出力される。このピーク電圧ＳＲは、２次コイルＬ２の接近検出に利用することができる。このピーク電圧ＳＲは、比較器ＣＰ１によって第１のしきい値（接近検出用しきい値）Ｖ１と比較される。比較器ＣＰ１の出力信号ＰＥ１は、送電側制御回路２２に供給される。
【０１５４】
また、高調波検波回路２５は、波形モニタ回路１４からの電圧信号をフィルタリングするフィルタ回路２７と、１次コイルＬ１の奇数次高調波（ここでは、５次高調波とする）ｆｓをミキシングするミキサ２９と、検波回路３１と、を有している。
【０１５５】
ここで、１次コイルＬ１とコンデンサＣ１で構成される１次側の直列共振回路の共振周波数を（ｆｐ）とすると、通常、１次コイルの駆動周波数は、動作の安定性を重視してその共振周波数（ｆｐ）から離れた周波数（ｆｄ）に設定される。１次コイルの駆動周波数の高調波（ｆｓ）は、上下対称の駆動信号の場合、奇数次高調波のみであり、上述のとおり、例えば、５次高調波（ｆｓ：＝５ｆｄ）を使用することができる。
【０１５６】
高調波検波回路２５の検波出力は、比較器ＣＰ２によって第２のしきい値（高調波共振ピーク検出用しきい値）Ｖ２と比較される。比較器ＣＰ２の出力信号ＰＥ２は、送電側制御回路２２に供給される。
【０１５７】
また、送電側制御回路２２は、比較器ＣＰ１の出力信号（ＰＥ１）に基づいて２次側機器（２次コイルＬ２）の接近を検出することができる。また、送電側制御回路２２は、比較器ＣＰ２の出力信号（ＰＥ２）を指標として、アクチュエータ制御回路３７に、１次コイル（１次側機器）の走査命令を送出する。アクチュエータ制御回路３７は、送電側制御回路２２からの走査命令に応じてアクチュエータを駆動する。なお、比較器ＣＰ２の出力信号（ＰＥ２）をアクチュエータ制御回路３７に入力し、アクチュエータ自身の判断でアクチュエータを駆動することも可能である。
【０１５８】
また、図１５の右上に示されるように、２次コイル（Ｌ２）には、高調波共振用のコンデンサＣ２が設けられ、また、磁性体ＦＳが設けられている。この磁性体ＦＳは例えば磁束と回路を分離する遮蔽板であり、あるいは２次コイルのコアであってもよい。磁性体ＦＳがあることによって、１次側における２次コイルの接近検出が可能となる（詳細は後述する）。
【０１５９】
（２次コイルの接近検出の原理）
以下、２次コイルの接近検出の原理について、図１６〜図１８用いて説明する。図１６（Ａ）〜図１６（Ｆ）は、１次コイルに２次コイルの磁性体が接近した場合のインダクタンスの増加について説明するための図である。上述のとおり、ここでいう「インダクタンス」は、磁性体付きの２次コイルの接近によって変動するインダクタンス（正確には、見かけ上のインダクタンス）である。「見かけ上のインダクタンス」という用語は、１次コイル単独のインダクタンス（２次コイルの接近の影響を受けないときのインダクタンス）と区別するために使用している。以下の説明では、Ｌｐｓと表記されるインダクタンスが、見かけ上のインダクタンスである。
【０１６０】
図１６（Ａ）に示すように、２次コイルＬ２には、磁性体（ＦＳ）が付属している。図１６（Ｂ）に示すように、この磁性体（ＦＳ）は、例えば、平面コイルである２次コイルＬ２と回路基板３１００間に存在する磁気シールド材としての磁性体である（これに限定されるものではなく、２次コイルＬ２のコアとしての磁性体であってもよい）。
【０１６１】
図１６（Ｃ）に示される１次コイルＬ１単独の等価回路は、図１６（Ｄ）に示されるようになり、その共振周波数は図示されるようにｆｐとなる。すなわち、共振周波数は、Ｌ１とＣ１によって決定される。ここで、図１６（Ｅ）に示すように、２次コイルＬ２が接近すると、２次コイルＬ１に付属している磁性体（ＦＳ）が１次コイルＬ１と結合し、図１６（Ｆ）に示すように、１次コイル（Ｌ１）の磁束が磁性体（ＦＳ）を通過することになり、磁束密度が増加する。これによって、１次コイルのインダクタンスは上昇する。このときの１次コイルＬ１の共振周波数は、図示されるようにｆｓｃとなる。
【０１６２】
すなわち、共振周波数は、Ｌｐｓ（２次コイルの接近による影響を考慮した１次コイルの見かけ上のインダクタンス）と１次側のコンデンサＣ１に依存する。すなわち、１次コイルの見かけ上のインダクタンスＬｐｓは、次のように表すことができる。Ｌｐｓ＝Ｌ１+ΔＬ。この式において、Ｌ１は、１次コイル単独のインダクタンスであり、ΔＬは、１次コイルに磁性体ＦＳが接近したことに起因するインダクタンスの上昇分である。Ｌｐｓの具体的な値は、２次コイルが接近したときの１次コイルのインダクタンスを、例えば、計測器で実測することによって取得することができる。
【０１６３】
次に、両コイルの接近によって、１次コイルのインダクタンスがどのように変化するかについて考察する。
【０１６４】
図１７（Ａ）では、両コイルの位置が遠いため相互の影響はないが、図１７（Ｂ）のように２次コイル（Ｌ２）が１次コイル（Ｌ１）に接近すると、図５で説明したように１次コイルのインダクタンスが増大しはじめる。図１７（Ｃ）では、自己誘導に加えて、両コイルが結合して相互誘導（一方のコイルの磁束を他方のコイルの磁束によって相殺しようとする作用）が働き、そして、図１７（Ｄ）に示すように、両コイルの位置が完全に一致すると、２次コイル（Ｌ２）側に電流が流れるため、相互誘導による磁束の相殺によって洩れ磁束は減少し、コイルのインダクタンスは減少する。すなわち、位置合わせが行われたことによって２次側機器が動作を開始し、その２次側機器の動作開始に伴って２次コイル（Ｌ２）に電流が流れ、これによって相互誘導による磁束の相殺が生じ、洩れ磁束が減少して１次コイル（Ｌ１）のインダクタンスが減少する。
【０１６５】
図１８は、１次コイルと２次コイルの相対距離と、１次コイルのインダクタンスの関係を示す図である。図１８において、横軸が相対距離であり、縦軸がインダクタンスである。ここで、「相対距離」とは、「２つのコイルの中心の横方向のずれ量を規格化した相対値」である。
【０１６６】
なお、相対距離は、両コイルが横方向にどれだけずれているかを示す指標の一つであり、相対距離の代わりに、絶対距離（例えば、両コイルの中心がどれだけずれているかを、ミリメートルで示した絶対値）を使用してもよい。
【０１６７】
図１８において、相対距離がｄ１のときは、２次コイルの影響がなく、１次コイルＬ１のインダクタンスは、１次コイル単独のインダクタンス“ａ”である。２次コイルＬ２が接近してくると（相対距離ｄ２）、磁性体の影響で磁束密度が増大するためインダクタンス“ｂ”まで上昇する。
【０１６８】
さらに２次コイルＬ２が接近すると（相対距離ｄ３）、インダクタンスは“ｃ”まで上昇する。さらに２次コイルが接近すると（相対距離ｄ４）、インダクタンスは“ｄ”まで上昇する。この状態となるコイル間の結合が生じ、以後は、相互インダクタンスの影響が支配的となる。
【０１６９】
すなわち、相対距離ｄ５では、相互誘導の影響が支配的になるためにインダクタンスは低下して“ｅ”となる。相対距離０（１次コイルと２次コイルの各中心が、ＸＹ平面の中心に位置する場合）では、磁束の相殺によって洩れ磁束が最小となり、インダクタンスは一定値（図７の「中心のインダクタンス」）に収束する。
【０１７０】
ここで、相対距離“ｄ２”が送電限界範囲となる。この場合、インダクタンスしきい値（ＩＮｔｈ１）を用いれば、２次コイル（Ｌ２）が相対距離ｄ２まで接近したことを検出することができる。つまり、２次コイル（Ｌ２）の接近によってインダクタンス値が上昇したことを第１のインダクタンスしきい値（ＩＮｔｈ１）を用いて検出したとすれば、それは、２次コイルＬ２が送電可能範囲付近にまで接近してきたことを示している。なお、実際には、上述のインダクタンスしきい値（ＩＮｔｈ１）に対応する電圧しきい値（第１のしきい値Ｖ１）を用いて、２次コイルの接近を判定する。
【０１７１】
本実施形態では、このような２次コイル（Ｌ２）の接近を自動的に検出するために、１次コイル（Ｌ１）を間欠的（例えば、周期的に）駆動することができる。これによって、２次コイル（２次側機器）の接近を自動的に検出することができる。ただし、この検出方法に限定されるものではなく、メカニカルな検出スイッチを用いて２次側機器の載置を検出する方法を採用することもできる。
【０１７２】
２次コイル（Ｌ２）の接近が検出されると、次に、高調波共振を利用した２次コイル位置の検出動作が実行される。以下、具体的に説明する。
【０１７３】
（高調波共振を利用した１次コイルと２次コイルの相対的位置関係の検出の原理）
図１９は、１次コイルと２次コイルが電磁結合したトランスにおける洩れインダクタンスの概念を説明するための図である。図１９の上側には、近接して配置されたコイル間の磁束の様子が示され、下側には、トランスの等価回路が示される。
【０１７４】
図１９では、１次コイル（Ｌ１），２次コイル（Ｌ２）は、共に半径Ｒの円形コイルである。１次コイル（Ｌ１）から発生する磁束φＡが２次コイル（Ｌ２）と鎖交すると、相互誘導によって２次コイル（Ｌ２）には１次コイル（Ｌ１）の磁束を相殺するように電流が流れるため、見かけ上磁束は０になる。つまり、理想的には、トランスの相互インダクタンスＭは０となる。
【０１７５】
但し、実際には、１次コイル（Ｌ１）には洩れ磁束φＢが存在し、２次コイル（Ｌ２）には洩れ磁束φＣが存在する。１次側の洩れ磁束φＢによって１次側洩れインダクタンスＬＱが生じ、２次側の洩れ磁束φＣによって２次側洩れインダクタンスＬＴが生じる。なお、理論上、理想的なトランスが存在すると考えられるが、洩れインダンクタンスのモデルには関係なく、無視することができる。
【０１７６】
図２０（Ａ）〜図２０（Ｅ）は、高調波共振回路の構成と動作を説明するための図である。図２０（Ａ）に示されるように、２次コイル（Ｌ２）には、高調波共振用のコンデンサＣ２が接続される。この場合のトランスの等価回路は、図２０（Ｂ）に示すようになる。送電前であるため、２次側の負荷（ＲＬ）は接続されない状態である。また、上述のとおり、相互インダクタンスは実質的に０であるから、無視することができる。また、１次側の洩れインダクタンス（ＬＱ）と、２次側の洩れインダクタンス（ＬＴ）は直列に接続されるから、両者を合成したインダクタンスは（ＬＱ＋ＬＴ）となる。よって、トランスの等価回路は、図２０（Ｃ）に示すように変形することができる。
【０１７７】
図２０（Ｃ）に示すように、ＳＹ１とＳＹ２の２つの共振回路が構成されるが、ここでは、ＳＹ１は無視し、ＳＹ２のみに着目する。また、１次コイル（Ｌ１）の駆動信号（ＶＤ）の駆動周波数（ｆｄ）の奇数次高調波は、図２０（Ｄ）に示すようになる。ここでは、５次高調波（５ｆｄ）に着目する（但し、これに限定されるものではなく、３次高調波や７次高調波等を使用することもできる）。
【０１７８】
本実施形態では、図２０（Ｅ）の下側の式に示すように、共振回路ＳＹ２の共振周波数ｆｓを、１次コイル（Ｌ１）の駆動周波数の５次高調波（５ｆｄ）に一致するように、コンデンサＣ２の容量値を設定する。これによって、共振回路ＳＹ２は、１次コイルの駆動周波数の５次高調波に共振する高調波共振回路となる。よって、図２０（Ｃ）の共振特性は、図２０（Ｅ）のようになり、周波数軸上の５ｆｄの位置にて、高調波共振のピークが得られる。
【０１７９】
先に説明したように、洩れインダクタンスは、鎖交しない洩れ磁束が生み出すインダクタンスであり、その洩れ磁束の量は、１次コイル（Ｌ１）と２次コイル（Ｌ２）との相対的な位置関係によって異なる。
【０１８０】
したがって、例えば、図２０で説明した高調波共振回路ＳＹ２において、両コイル位置が一致しているときの洩れインダクタンスを前提としてコンデンサＣ２の容量を設定すれば、その高調波共振回路ＳＹ２は、１次コイルおよび２次コイルの位置が一致したときに高調波共振を生じる高調波共振回路となり、両コイル位置が所定距離Ｒだけ離れた場合の洩れインダクタンスを前提としてコンデンサＣ２の容量を設定すれば、その高調波共振回路ＳＹ２は、１次コイル（Ｌ１）および２次コイル（Ｌ２）が所定距離Ｒだけ離れた場合に高調波共振を生じる高調波共振回路となる。
【０１８１】
図２１（Ａ），図２１（Ｂ）は、両コイルが所定距離Ｒだけ離れたときに共振が生じる高調波共振回路について説明するための図である。図２１（Ａ）に示すように、両コイル（Ｌ１，Ｌ２）の中心位置が距離Ｒだけ離れているときの洩れインダクタンス（φＢとφＣ）を前提としてコンデンサＣ２の容量を設定すれば、その高調波共振回路ＳＹ２は、１次コイル（Ｌ１）および２次コイル（Ｌ２）が所定距離Ｒだけ離れた位置関係になったときに高調波共振を生じる高調波共振回路となる。
【０１８２】
すなわち、図２１（Ｂ）に示すように、所定距離Ｒだけ離れたときの洩れインダクタンスをＬＱ（Ｒ），ＬＴ（Ｒ）とした場合、図２１（Ｂ）の下側に示す式を満足するように、コンデンサＣ２の容量値を設定すれば、高調波共振回路ＳＹ２は、１次コイル（Ｌ１）および２次コイル（Ｌ２）が所定距離Ｒだけ離れた位置関係になったときに高調波共振を生じる。
【０１８３】
図２２（Ａ）〜図２２（Ｄ）は、２次コイルに対して１次コイルを走査（スキャン）した場合の、高調波共振ピ−クが得られる位置を説明するための図である。図２２（Ａ）に示すように、１次コイル（Ｌ１）の中心をＰＡ１とし、２次コイル（Ｌ２）の中心をＰＡ２とする。
【０１８４】
図２２（Ａ）に示すように、１次コイル（Ｌ１）を、左側から、２次コイル（Ｌ２）に向けて直線状に走査する場合を想定する。この場合、図２２（Ｂ）に示すように、１次コイル（Ｌ１）が２次コイル（Ｌ２）に接近して両コイルの距離がＲになる場合に高調波共振ピークが得られ、同様に、図２２（Ｃ）に示すように、１次コイル（Ｌ１）が２次コイル（Ｌ２）から遠ざかるときにも高調波共振ピークが生じる。
【０１８５】
ここで、静止状態にある２次コイル（Ｌ２）と交わるあらゆる軸を想定し、その軸上で１次コイル（Ｌ１）を走査した場合を想定すると、共振ピークは、図２２（Ｄ）に示すように、２次コイル（Ｌ２）の中心点ＰＡ２から距離Ｒだけ離れた円周上の位置において得られることになる。すなわち、高調波共振ピ−クが得られる位置をＷとすれば、Ｗは、２次コイル（Ｌ２）の最も外側の円に一致する。
【０１８６】
図２３は、２次コイルに対して１次コイルが接近した場合の１次コイルのインダクタンスの変化例および高調波検波回路から得られる高調波電圧の変化例を示す図である。図２３の上側に示される図は、図１８と同じである。図２３の下側に示すように、高調波検波回路２５による高調波共振ピークは、両コイルの相対位置が距離Ｒ（＝相対距離ｄ５）だけ離れているときに得られる。よって、高調波ピーク検出用のしきい値電圧（Ｖ２）との比較によって、その高調波ピークを検出することができる。
【０１８７】
また、先に図１８で説明したように、両コイルの中心間の距離がＬ（＝相対距離ｄ２）であるときに、１次コイルのインダクタンス上昇によるコイル端電圧（コイル電流）の減少によって２次コイルの接近を検出することができる。図２３より、Ｒ（高調波共振ピークが生じる距離）＜Ｌ（接近検出距離）であることは明らかである。つまり、接近検出によって、距離Ｌの範囲に２次コイルが入ったことが検出され、高調波検波によって、両コイルが距離Ｒの位置関係になったことが検出される。
【０１８８】
なお、上述のおとり、Ｒ（高調波共振ピークが生じる距離）＝０の場合を排除しない。つまり、Ｒ＝０のとき（つまり両コイルの位置が一致するとき）に高調波共振が生じれば、その高調波ピークを指標として、１次側機器を試行錯誤的に移動させて両コイルの位置あわせを行うことができ、あるいは、２次側機器の手動による移動によって両コイルの位置合わせをすることができる。また、その高調波ピークの有無によって２次側機器のセットや取り去り（リーブ）を検出することもでき、有用であるからである。この点については、後述する。
【０１８９】
（直交２軸サーチによる２次コイル位置検出）
図２４〜図２７を用いて、直交２軸サーチによる２次コイル位置の検出について説明する。図２４〜図２７は、直交２軸サーチによる２次コイル位置検出方法および位置決め方法を説明するための図である。
【０１９０】
図２４において、２次コイル（Ｌ２）は、１次コイル移動範囲Ｚ内に置かれている。図１に示すように、２次側機器５１０のセット範囲を、色を変えたＺ１領域に限定する等すれば、２次コイル（Ｌ２）は、必然的に、１次コイル移動範囲内に置かれることになる。
【０１９１】
上述したように、１次コイルを間欠的に駆動すれば、２次コイル（Ｌ２）の接近を検出できるから、次に、図２の送電側制御回路２２は、アクチュエータ制御回路３７に指示して、２次コイル位置検出のための直交２軸サーチを実行させる。以下、具体的に説明する。
【０１９２】
なお、図示されるようにＸＹ軸によるＸＹ平面が設定され、そのＸＹ平面における座標位置が、図２の演算回路３５によって求められる。また、上述したとおり、１次コイル（Ｌ１）および２次コイル（Ｌ２）は共に半径Ｒの円形の平面コイルであり、両コイルの中心（ＰＡ１とＰＡ２）間の距離がｒのときに高調波ピークが得られる。
【０１９３】
まず、図２４に示すように、アクチュエータ制御回路３７は、アクチュエータ７２０，７３０を駆動して１次コイル（Ｌ１）を、２次コイルと交差する第１の軸（Ｊ１）に沿って移動させて、２次コイル位置検出のための第１の走査を実行する（ステップ（Ｓ１））。
このとき、ＰＱ１，ＰＱ２の２点において高調波共振ピークが生じる（ステップ（Ｓ２），ステップ（Ｓ３））。演算回路３５は、ＰＱ１およびＰＱ２の２点を結ぶ線分の中点の座標ＰＱ３を求める（ステップ（Ｓ４））。
【０１９４】
次に、図２５に示すように、アクチュエータ制御回路３７は、アクチュエータ７２０，７３０を駆動して１次コイル（Ｌ１）を、第１の軸（Ｊ１）に直交し、かつ、第１の走査において求められた中点ＰＱ３を通過する第２の軸（Ｊ２）に沿って移動させて２次コイル位置検出のための第２の走査を実行する（ステップ（Ｓ５））。このとき、ＰＱ４，ＰＱ５の２点において高調波共振ピークが生じる（ステップ（Ｓ６），ステップ（Ｓ７））。演算回路３５は、ＰＱ４およびＰＱ５の２点を結ぶ線分の中点の座標ＰＱ６を求める（ステップ（Ｓ８））。
【０１９５】
求められた座標ＰＱ６が、２次コイル（Ｌ２）の中心ＰＡ２の位置を示している。すなわち、これによって、２次コイル（Ｌ２）の中心位置が求められたことになる。
【０１９６】
次に、図２６に示すように、１次コイル（Ｌ１）をＪ３方向に移動させ、１次コイル（Ｌ１）の中心ＰＡ１が、２次コイル（Ｌ２）の中心ＰＡ２に重なるようにする（ステップ（Ｓ９））。このようにして、コイル間の極めて高精度の位置合わせを、自動的に行うことができる。
【０１９７】
以上の手順をまとめると図２７のようになる。図２７は、直交２軸サーチを利用した２次コイル位置検出方法ならびに１次コイルの位置決め方法の手順を示すフロー図である。なお、図２７のフローには、２次コイルの接近検出動作も含めている。但し、接近検出は、必須ではなく、省略することもできる。
【０１９８】
まず、１次コイルの間欠的な駆動を行い、２次側機器（２次コイル）の接近を１次コイルのインダクタンスの上昇により検出する（ステップＳＴ１）。２次側機器の所定エリアへのセット（２次コイルの接近）が検出されると、次に、第１の走査線軸に沿う第１の走査を実行する（ステップＳＴ２）。
【０１９９】
第１の走査において、２点の高調波検出信号ピーク(高調波共振ピーク)が得られ（ステップＳＴ３）、次に、２点間を結ぶ線分の中点の座標を演算により求める（ステップＳＴ４）。
【０２００】
次に、求められた中心座標を通り、第１の走査線軸に直交する第２の走査線軸に沿う第２の走査を実行する（ステップＳＴ５）。この第２の走査によって、２点の高調波検出信号ピーク（高調波共振ピーク）が得られる（ステップＳＴ６）。
【０２０１】
第２の走査により求められた２点を結ぶ線分の中点の座標を求める（ステップＳＴ７）。求められた中点の座標が、２次コイル（Ｌ２）の中心位置の座標である。
【０２０２】
１次コイル（Ｌ１）の中心を、求められた２次コイルの中心位置に移動させる(ステップＳＴ８)。これによって、１次コイル（Ｌ１）と２次コイル（Ｌ２）との位置合わせが完了する。
【０２０３】
（ＸＹステージの構成例と動作）
次に、ＸＹステージの構成例と動作について説明する。図２８は、ＸＹステージの基本構成を示す斜視図である。
【０２０４】
図示されるように、ＸＹステージ７０２は、一対のガイドレール１００と、Ｘ軸スライダ２００と、Ｙ軸スライダ３００と、を有する。これらに使用する材料は、例えば、アルミニウム、鉄、グラナイト（御影石）、セラミックス等である。
【０２０５】
一対のガイドレール１００は互いに対向するガイド溝１１０を持ち、Ｘ軸方向に延在して平行に設けられる。一対のガイドレール１００は図示しない定盤に固定される。
【０２０６】
一対のガイドレール１００の間にＸ軸スライダ２００が係合される。Ｘ軸スライダ２００は矩形平板状をしており、その両端部がそれぞれ対向するガイド溝１１０に嵌め込まれて係合され、ガイド溝１１０に沿ってＸ軸方向の移動は許容されるが、Ｙ軸方向の動きは規制されるようになっている。したがってＸ軸スライダ２００は一対のガイドレール１００に沿ってＸ軸方向に往復運動できる。
【０２０７】
なお、ガイドレール１００に設けたガイド溝１１０をＸ軸スライダ２００側に設け、ガイドレール１００側にＸ軸スライダ２００に設けたガイド溝に嵌まる凸条を設けるようにしてもよい。ガイドレール１００とＸ軸スライダ２００との係合部は、３つの面で支持されていればよく、ガイド溝の形状は問わない。
【０２０８】
Ｘ軸スライダ２００を囲むようにＹ軸スライダ３００が装着されている。Ｙ軸スライダ３００は、矩形平板状のＸ軸スライダ２００の断面形状に合致するように、断面略コ字型をしている。その略コ字型をしたＹ軸スライダ３００の開口部が内側に折り返されている。なお、Ｙ軸スライダ３００は上部が開口していてもよく、さらには全く開口していない断面略ロ字型をしたものでもよい。
【０２０９】
これによりガイド溝１１０に係合するＸ軸スライダ２００の幅方向の両端部は、Ｙ軸スライダ３００によって上面、側面、下面の３面が支持される。そしてＹ軸スライダ３００はＸ軸スライダ２００に装着されることにより、Ｘ軸スライダ２００に対してＸ軸方向の動きが規制されて、Ｘ軸スライダ２００がＸ軸方向に移動するとそれに伴ってＸ軸方向に移動する。また、Ｘ軸スライダ２００に対してＹ軸方向の動きが許容されて、Ｘ軸スライダ２００に対してＹ軸方向に移動できるようになっている。Ｘ軸スライダ２００はスライドするだけでなく、Ｘ軸スライダ２００に対してＹ軸スライダ３００をＹ軸方向に移動させるガイドも兼ねている。また、Ｙ軸スライダ３００の上部が、ＸＹ軸運動をさせる対象を載せるトッププレート（可動主面）となる。
【０２１０】
図示されるように、トッププートとしてのＹ軸スライダ３００の主面には、１次コイル（円形の巻線コイル）Ｌ１と、ＩＣ化された送電制御装置２０と、を含む送電装置１０が搭載されている。
【０２１１】
また、図２８のＸＹステージ７０２では、駆動源として、高精度なリニアモータを使用している。なおリニアモータに代えてボールネジ機構としてもよい。
【０２１２】
Ｘ軸スライダ２００を移動させるＸ軸リニアモータ６００は一対のガイドレール１００間に設けてある。ロッド状の固定子６１０に装着されたＸ軸リニアモータ６００の可動子６２０をＸ軸スライダ２００の下部に固着することで、Ｘ軸スライダ２００を往復動自在としている。
【０２１３】
また、Ｙ軸スライダ３００は、Ｙ軸リニアモータ７００によって往復駆動される。Ｘ軸スライダ２００に凹部２１０が設けられ、その凹部２１０に、Ｙ軸リニアモータ７００が収納されている。これによって、ステージ高を抑えることができる。
【０２１４】
Ｘ軸リニアモータ６００およびＹ軸リニアモータ７００は各々、図２に示されるＸ方向アクチュエータ７２０およびＹ方向アクチュエータ７３０に相当する。
【０２１５】
このようなＸＹステージ７０２に、１次コイル（円形の巻線コイル）Ｌ１およびＩＣ化された送電制御装置２０を含む送電装置１０が搭載されることによって、送電側装置（無接点電力伝送システムの送電機構）７０４が構成される。
【０２１６】
そして、図１（Ｂ）に示したように、送電側装置７０４は、プレーンな平面をもつ構造物（例えば、机等）の内部に埋め込まれる。これによって、概略な位置に置かれた２次側機器（携帯端末等）の２次コイル位置に対応するように、１次コイルのＸＹ平面における位置を自動的に移動させることが可能な、次世代の無接点電力伝送システムに対応した送電側装置７０４が実現される。
【０２１７】
上述のとおり、本発明の送電制御装置２０は、間欠的に１次コイルを駆動し、１次コンダクタンスの上昇によるコイル端電圧（電流）の減少が生じているか否かを常に監視する。そして、２次側機器の接近（２次側機器が所定エリアＺ１内に載置されたこと）が検出されれば、１次コイル位置制御回路３１０による１次コイル位置の自動調整がなされる。したがって、２次側機器の接近検出ならびに１次コイルの位置調整が自動的に行われることになり、ユーザの手間は一切、生じない。
【０２１８】
（第３の実施形態）
本実施形態では、両コイル位置が一致しているときに高調波共振が生じるようにしておき、高調波検波出力を指標として、試行錯誤的に１次コイルを走査する。
【０２１９】
図２９（Ａ），図２９（Ｂ）は、両コイルの位置が一致しているときに共振が生じる高調波共振回路について説明するための図である。
【０２２０】
図２９（Ａ）に示すように、両コイル（Ｌ１，Ｌ２）の中心位置が一致するときの洩れインダクタンス（φＢとφＣ）を前提としてコンデンサＣ２の容量を設定すれば、その高調波共振回路ＳＹ２は、１次コイル（Ｌ１）および２次コイル（Ｌ２）位置が一致（合致）したときに高調波共振を生じる高調波共振回路となる。
【０２２１】
すなわち、図２９（Ｂ）に示すように、両コイルの位置が一致したときの洩れインダクタンスをＬＱ（０），ＬＴ（０）とした場合、図２９（Ｂ）の下側に示す式を満足するように、コンデンサＣ２の容量値を設定すれば、高調波共振回路ＳＹ２は、１次コイル（Ｌ１）および２次コイル（Ｌ２）が一致する位置関係になったときに高調波共振を生じる。
【０２２２】
（高調波検波出力を指標とした１次コイルの走査）
図３０（Ａ），図３０（Ｂ）は、高調波共振回路の検波出力を指標として、１次コイルを試行錯誤的に走査して１次コイルの位置決めを行う方法を説明するための図である。なお、「１次コイルを試行錯誤的に移動させる方式」には、１次コイルを、例えば、所定の移動シーケンスに基づいて（例えば螺旋状スキャンシーケンスに基づいて）移動させる場合が含まれ、また、まったくランダムに移動させる場合も含まれる。ここでは、１次コイルを螺旋状に走査する場合を想定する（但し、これに限定されるものではなく、ジグザグスキャン等、種々のスキャンパターンを採用することができる）。
【０２２３】
図３０（Ａ）に示すように、ＸＹステージ７０２上には、１次コイル（Ｌ１）を含む送電装置１０が載置されている。なお、図中、ＰＡ１は、１次コイルの中心を示す。
【０２２４】
送電制御装置２０に含まれる送電側制御回路２２は、上述の接近検出によって２次側機器のセットを検出すると、アクチュエータ制御回路３７に指示してＸＹステージ７０２を移動させ、図３０（Ｂ）に示すように、１次コイルＬ１を螺旋状にスキャンする。すなわち、１次コイルＬ１の中心ＰＡ１が螺旋を描くように、１次コイルを少しずつ移動させる。その１次コイルの移動と併行して、高調波検波回路２５の出力レベルが、しきい値電圧Ｖ２を超えるか否かをコンパレータＣＰ２によって判定する。送電制御回路２２は、しきい値電圧Ｖ２を超えた場合に、１次コイル（Ｌ１）の走査を終了する。
【０２２５】
すなわち、例えば、２次側に形成される高調波共振回路（図２０のＳＹ２）が両コイルの位置が一致しているときに共振するのであれば、１次コイル（Ｌ１）と２次コイル（Ｌ２）の位置は一致しているはずである。つまり、２次コイル（Ｌ２）に対する１次コイル（Ｌ１）の位置決めが行われたことになる。
【０２２６】
このように、高調波検波出力を指標として１次コイル（Ｌ１）をスキャンすることによって、１次コイル（Ｌ１）の自動的な位置決めを行うことができる。以上の手順をまとめると図３１のようになる。
【０２２７】
図３１は、高調波検波出力を指標とした１次コイルの走査の手順を示すフロー図である。上述のとおり、送電側制御回路２２は、２次側機器のセット（２次コイルの接近）を自動的に検出するために、駆動周波数ｆｄにて、１次コイルを間欠的（例えば、周期的）に駆動し（ステップＳ１）、インダクタンスの上昇によるコイル端電圧（コイル電流）の減少に着目することによって２次コイルの接近を検出する（ステップＳ２）。
【０２２８】
送電側制御回路２２は、上述の接近検出によって２次側機器のセットを検出すると、アクチュエータ制御回路３７に指示してＸＹステージ７０２を移動させ、１次コイルを、例えば螺旋状にスキャンし（ステップＳ３）、そのスキャンに伴って高調波検波出力のレベルが所定のしきい値を超えるか否か（つまり、所望の位置関係になったか否か）を判定する（ステップＳ４）。そして、送電制御回路２２は、両コイルが所望の位置関係になったときに、１次コイルのスキャン（螺旋状スキャン）を停止する。
【０２２９】
（第４の実施形態）
本実施形態では、１次側には、アクチュエータを用いた１次コイルの走査機構は設けない。両コイル間の位置合わせは、ユーザが手動で２次側機器を移動させて行う。以下、具体的に説明する。
【０２３０】
図３２は、送電装置の他の構成（２次側機器の接近検出および両コイルの相対位置関係情報の報知を行う構成）を示す図である。図３２の主要な構成は図１５と同じであるが、図３２では、図１５と異なり、アクチュエータ制御回路３７が設けられず、その代わりに、表示制御部３９が設けられている。
【０２３１】
すなわち、図３２の送電装置１０（送電制御装置２０）は、高調波検検波回路２５の高調波検波出力による両コイルの相対位置関係の検出結果（相対位置関係情報）を、表示部１６によってユーザに報知する機能を有するのみである。なお、ユーザに対する報知方法は、音声等による報知であってもよい。
【０２３２】
図３３（Ａ），図３３（Ｂ）は、図３２の構成をもつ送電装置を用いた無接点電力伝送システムの利用態様の一例を示す図である。図３３（Ａ）はシステム机の斜視図であり、図３３（Ｂ）は図３３（Ａ）のシステム机のＰ−Ｐ’線に沿う断面図である。
【０２３３】
図３３（Ｂ）に示すように、送電装置１０は、載置面を備える構造物（ここではシステム机）６２０に内蔵されている。
【０２３４】
すなわち、送電装置１０は、システム机６２０の内部に設けられた凹部に設置される。システム机６２０の上部には、平板（載置部材：例えば、数ミリの厚さのアクリル板）６００が設けられており、この平板６００は、支持部材６１０によって支持されている。
【０２３５】
また、平板６００上には、表示部（ＬＥＤ）１６が設けられており、高調波検波出力による両コイルの相対位置関係の検出結果（相対位置関係情報）が、表示部（ＬＥＤ）１６によってユーザに報知される。例えば、１次コイル（Ｌ１）と２次コイル（Ｌ２）の位置が合致（一致）したとき、表示部（ＬＥＤ）１６は赤色に点灯し、一致しないときは消灯する。
【０２３６】
また、平板６００の一部には、携帯端末（携帯電話端末、ＰＤＡ端末、持ち運び可能なコンピュータ端末を含む）を載置するための携帯端末載置領域Ｚ１が設けられている。図１８（Ａ）に示すように、平板６００に設けられた携帯端末載置領域Ｚ１は、他の部分と色が異なっており、携帯端末をセットする領域であることがユーザに一目でわかるようになっている。なお、携帯端末載置領域Ｚ１の全体の色を変えるのではなく、その領域Ｚ１と他の領域の境界部分の色を変えてもよい。
【０２３７】
携帯端末（２次側機器）５１０には、送電装置１０からの電力伝送を受ける受電装置４０（２次コイルを含む）が内蔵されている。
【０２３８】
システム机６２０に内蔵されている送電装置１０は、携帯端末５１０が携帯端末載置領域Ｚ１上の概略位置に置かれると、そのことを自動的に検出する。これによって送電装置１０は、高調波検波出力に基づく両コイルの相対位置関係の検出ならびに検出結果の表示を実行できる状態になる。
【０２３９】
ユーザは、携帯端末５１０を手動で移動させ、表示部（ＬＥＤ）１６が点灯するかを確認する。ユーザは、表示部（ＬＥＤ）１６が点灯したとき、携帯端末５１０の移動を停止する。これによって１次コイル（Ｌ１）に対する２次コイル（Ｌ２）の位置合わせが完了する。
【０２４０】
このように、所定レベルを超える高調波検波出力が得られるときに表示部（ＬＥＤ）１６が所定の色に点灯するようにしておき、２次側機器である携帯端末５１０を試行錯誤的に手動で移動させ、表示部（ＬＥＤ）１６が点灯する位置を探ることによって、２次コイル（Ｌ２）を１次コイル（Ｌ１）に対して位置決めすることができる。
【０２４１】
その後、送電装置１０は、送電のための所定の動作を開始し、送電が開始されれば、例えば、表示部（ＬＥＤ）１６が黄色に点灯し、送電中（充電中）であることをユーザに報知する。
【０２４２】
表示部（ＬＥＤ）１６によるユーザへの報知の態様には種々のバリエーションが考えられる。例えば、両コイルの相対的位置関係の検出信号としての高調波検波出力のレベルに応じて、多段階の報知を行うこともできる。例えば、第１のレベルを超える高調波検波出力が得られるときに表示部（ＬＥＤ）１６は赤色に点灯し、第１レベルを超える第２のレベルの高調波検波出力が得られるときに緑色に点灯するようにしておき、ユーザが２次側機器である携帯端末５１０を試行錯誤的に手動で移動させ、表示部（ＬＥＤ）１６の点灯の有無ならびに点灯の色を確認するようにすれば、２次コイル（Ｌ２）を１次コイル（Ｌ１）に対して、より効率的に位置決めすることが可能となる。
【０２４３】
すなわち、赤色が点灯すれば、２次コイル（Ｌ２）が１次コイル（Ｌ１）にある程度、接近していることがわかるから、ユーザは、その後、探索（移動）範囲を絞って、より慎重に２次側機器（携帯端末）５１０を移動させることができる。この例では、色の表示によって、２次側機器（携帯端末）５１０を、位置決めポジションに無理なく誘導することができる。これによって、２次コイル（Ｌ２）を１次コイル（Ｌ１）に対して位置決めするのが容易となる。
【０２４４】
なお、表示部（ＬＥＤ）１６の状態（点灯、消灯、点灯色等）によって、２次側機器（携帯端末）５１０のセットやリーブ（取り去り）を報知することもできる。
【０２４５】
（第５の実施形態）
本実施形態では、複数の２次側機器に対して同時に送電可能な構造物について説明する。
【０２４６】
図３４は、複数の２次側機器に対して同時に送電可能な構造物の要部を示す図である。基本的な構造は、図１（Ａ），図１（Ｂ）に示したものと同じである
構造物（ここではシステム机とする）の平板６００の一部には、複数の携帯端末（携帯電話端末、ＰＤＡ端末、持ち運び可能なコンピュータ端末を含む）を載置するための携帯端末載置領域（Ｚ１ａ，Ｚ１ｂ）が設けられている。平板６００上には、より多くの携帯端末載置領域を設けることができる。載置領域（Ｚ１ａ，Ｚ１ｂ）は、他の部分と色が異なっており、携帯端末をセットする領域であることがユーザに一目でわかるようになっている。なお、携帯端末載置領域（Ｚ１ａ，Ｚ１ｂ）の全体の色を変えるのではなく、その領域Ｚ１と他の領域の境界部分の色を変えてもよい。
【０２４７】
携帯端末載置領域（Ｚ１ａ，Ｚ１ｂ）の各々において、載置面（ＳＡ）の下方には、受電装置（１０ａ，１０ｂ）およびＸＹステージ（７０２ａ，７０２ｂ）が設けられている。上述の第１の実施形態〜第３の実施形態において説明したとおりの動作により、本実施形態においても、２次コイル（Ｌ２）に対して、１次コイル（Ｌ１）を、自発的かつ自動的に位置決めすることができる。
【０２４８】
本実施形態では、例えば、複数の２次側機器の２次電池を同時に充電することができる。このような構造物は、例えば、複数台の携帯端末を同時に充電できる充電テーブルとして、携帯電話会社の販売店の店内に設置して、顧客の自由な利用に供することができる。
【０２４９】
なお、第４の実施形態のように、ＸＹステージを設けず、２次側機器を試行錯誤的に移動させる実施形態を採用することもできる。この場合、高調波検波信号の状態を示す報知部を別途、設ける必要がある。
【０２５０】
（第６の実施形態）
本実施形態では、受電装置を壁に埋設する。図３５は、壁に受電装置を埋設した構造を示す断面図である。
【０２５１】
上述の実施形態では、システム机を例にとって説明したが、本発明の構造物には壁（あるいは、壁に密着させて使用する壁時計タイプの構造物）も含まれる。すなわち、携帯端末等の２次側機器を横方向に載置する場合のみならず、縦方向に載置する場合も含まれる。
【０２５２】
図３５に示されるように、送電装置１０およびＸＹステージ７０２を含む送電側装置７０４が垂直な壁の内部に埋設されている。本実施形態では、壁面９２３が載置面（ＳＡ）となり、この壁面９２３の下方（ここでは、構造体の内部に向かう方向が下方である）に送電側装置７０４が設けられており、この点は前掲の実施形態と共通する。
【０２５３】
受電装置４０を内蔵する携帯端末５１０（受電装置４０を携帯端末に内蔵するのではなく、受電装置４０を含むフォルダを携帯端末５１０に装着させる場合もあり得る）は、ストラップ９２７により止め具９２５に係止されている。
【０２５４】
上述の第１の実施形態〜第３の実施形態において説明したとおりの動作により、本実施形態においても、２次コイル（Ｌ２）に対して、１次コイル（Ｌ１）を、自発的かつ自動的に位置決めすることができる。
【０２５５】
なお、第４の実施形態のように、ＸＹステージを設けず、２次側機器を試行錯誤的に移動させる実施形態を採用することもできる。この場合、高調波検波信号の状態を示す報知部を別途、設ける必要がある。
【０２５６】
無接点電力伝送に対応した壁状構造物は、例えば、マンションや一戸建て住宅における壁（送電装置等が壁内に埋設されている構造物）として利用可能である。この場合、例えば、ストラップにて壁に吊り下げた状態の携帯端末を、壁内の送電装置からの無接点電力伝送によって自動的に充電することができる。この壁内に送電装置を組み込んだ構造物は、携帯端末の充電の他、例えば、家電製品への動作電力の供給等にも応用できる（この点は、２次側機器を水平に載置するタイプの構造物の場合も同様である）。
【０２５７】
（第７の実施形態）
本実施形態では、プレート状やパッド状の構造物の例について説明する。本発明の構造物には、プレート（比較的小面積の板状物）や、パッド（比較的小面積の詰め物、敷物、該当箇所に当てる物であり、例えば、摩擦や衝撃等の緩衝機能を備える）も含まれる。
【０２５８】
プレートやバッドの材質は問わないが、例えば、摩擦や衝撃の緩衝機能を持たせるべく、可撓性（たわむことができる性質）や弾力をもつゴムやプラスチック、合成繊維の織物などを使用することができる（これに限定されるものではない）。当然のことながら、前掲の実施形態と同様にアクリル等の合成樹脂で構成することもできる。
【０２５９】
図３６は、プレート状やパッド状の構造物の例を示す図である。本実施形態では、例えば、第４の実施形態の方式を採用することができる。すなわち、図３３（Ａ），図３３（Ｂ）を用いて説明したように、高調波検波出力の状態を示す報知部を設け、報知信号を指標として、２次側機器を試行錯誤的に移動させて、１次コイルに対して２次コイルを位置決めする方式を採用することができる。
【０２６０】
図３６において、プレート（パッド）６５０は、送電装置１０を埋設することができる程度の厚みをもち、送電装置１０は、プレート（パッド）６５０の内部に埋め込まれている。このプレート（パッド）６５０は、机９５０上に置かれている。
【０２６１】
携帯端末５１０のユーザは、高調波検波出力の状態を示す表示部（ＬＥＤ）１６の点灯状態や点灯色等を指標として、携帯端末５１０を試行錯誤的に移動させ、１次コイル（Ｌ１）に対して２次コイル（Ｌ２）を位置決めする。位置決めが完了した後、送電装置１０から受電装置４０に対する送電が開始される。
【０２６２】
無接点電力伝送に対応したプレート状あるいはパッド状の構造物は、移動性や持ち運び性に優れるため、ユーザは、自分の好みの位置において無接点電力伝送を手軽に利用することができる。送電装置をプレートやパッド内に埋設しておけば、プレートやパッドと共に送電装置も移動できる。
【０２６３】
（第８の実施形態）
上述の実施形態では、高調波検波回路２５や２次コイルの接近検出回路（２８，ＣＰ１）は、１次コイル（Ｌ１）と２次コイル（Ｌ２）との位置関係の調整のための手段として説明したが、見方を変えれば、これらの回路は、載置エリア（Ｚ１）上の物品が、送電対象となり得るか否かを検出（判定）する手段としても機能している。
【０２６４】
すなわち、高調波検出回路２５によって高調波を検出できるということは、載置エリアに置かれたのはネジや釘等ではなく、送電対象となり得る（少なくともそのような可能性がある）２次側機器であるということを示していることになる。つまり、高調波検出回路２５は、載置エリア（Ｚ１）に置かれた物品が、送電対象になり得る機器であるか否かを検出する手段（適正な２次側機器であるか否かの検出器）としての機能も有している。
【０２６５】
同様に、２次コイルの接近検出回路（２８，ＣＰ１）によって２次コイルの接近を検出できるということは、すなわち、送電対象となり得る２次側機器が近づいていることを示しており、この点で、接近検出回路は、載置エリア（Ｚ１）上の機器が、２次コイルをもつ送電対象となり得る２次側機器であるか否かを検出する手段（適正な２次側機器であるか否かの検出器）としての機能も有している。
【０２６６】
すなわち、本実施形態によれば、１次側機器が自主的に（かつ、無接点電力伝送システムに当然に備わっている機能を活用して簡単な構成で無理なく）、載置エリア上の物品が送電対象となり得るか否かを検出すること（２次側機器の適格判定）を行うことができる。
【０２６７】
載置エリア上の物品が、送電対象となり得るか否かの判定を１次側単独で行うことができれば、送電対象となり得ない物品に対して不要な送電を行う心配がなくなり、無用な電力消費や発熱を防止する効果も得ることができる。
【０２６８】
上記の例では、１次側が自主的に２次コイル位置等を検出したが、必ずしも、これに限定されるものではない。例えば、２次側機器が、何らかの指標となる信号を１次側に送信し、１次側機器がこれを受信して２次コイル位置の判定を行うというような場合も想定され得る。また、２次側機器が、自己ＩＤ情報を発信し、１次側機器がこれを受信して、２次側機器が送電対象であることを認識することもあり得る。
【０２６９】
また、例えば、図３３（Ａ），図３３（Ｂ）（あるいは図３６）の構成において、表示部（報知部）１６は、載置エリアＺ１上の物品が、送電対象になり得る機器（例えば、規格に適合した２次側構成をもつ２次側機器）であるか否かをユーザに報知する場合もあり得る。例えば、高調波検波回路２５による受信レベルが適正である場合には、送電可能な２次側機器であると判定して、例えば、緑のランプを点灯させる。これによって、ユーザは、無接点電力伝送システムの利用が許可されたことを知ることができる。
【０２７０】
（第９の実施形態）
本実施形態では、図１（Ａ）に示される載置エリアＺ１を透明部材（半透明部材を含む）で構成する。また、載置エリア以外を不透明部材（あるいは、載置エリアとは光の反射率が異なる部材）で構成することもできる。
【０２７１】
この場合、ユーザは、載置エリアＺ１を認識できると共に、載置エリアＺ１の下側（内部）を目視できるため、載置エリアＺ１の下方に設けられている１次コイル（Ｌ１）の位置を直接的に、あるいは間接的に把握しやすくなる。
【０２７２】
例えば、１次コイル（Ｌ１）を直接に視認できる場合もあり得る。あるいは、例えば１次コイル（Ｌ１）はＩＣパッケージ等に覆われているが、ＩＣパッケージ等にコイル位置を示す目印が付けられている場合もあり得る。この場合、ユーザは、その目印を指標として、１次コイル（Ｌ１）の位置を把握することができる。
【０２７３】
よって、例えば、第２の実施形態のように、ユーザ自らが２次側機器の位置を移動させて１次コイル（Ｌ１）と２次コイル（Ｌ２）の位置合わせを行うような場合、位置合わせを、より容易に行うことができ、ユーザの利便性が向上する。
【０２７４】
以上、本発明を、実施形態を参照して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々、変形、応用が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲において多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。
【０２７５】
従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語（低電位側電源、電子機器等）と共に記載された用語（ＧＮＤ、携帯電話機・充電器等）は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態および変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。
【０２７６】
また、送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置の構成ならびに動作や、１次側における２次側の負荷検出の手法も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【０２７７】
また、構造物の大きさや用途にも限定がなく、本発明は広く適用可能である。
【０２７８】
また、上述の実施形態では、１次側機器にて２次側機器の相対位置を自発的に検出していたが、２次側機器から１次側機器に位置合わせ情報を通信し、これによって１次側機器がコイル間の位置合わせ状況を知るようにしてもよく、このような内容も本発明に含まれる。この場合、２次側機器からの位置合わせ情報に基づいて、両コイルの位置関係を検出する回路が、本発明の位置検出回路に相当することになる。
【０２７９】
また、２次側機器（電子機器）としては、カードタイプの機器や家電製品等、広範囲の機器が想定される。また、２次側機器が載置面上に載置されたことを検出する手法として、２次側機器の自重によってスイッチがオンするタイプの機械式の載置検出を利用することもでき、この内容も本発明に含まれる。この場合、スイッチのオンを検出して２次側機器のセット（載置）を検出する回路が、本発明の位置検出回路に相当することになる。
【０２８０】
以上説明したように、本発明の少なくとも一つの実施態様によれば、例えば、以下の効果が得られる。但し、以下の効果は同時に得られるとは限らず、以下の効果の列挙が本発明を不当に限定する根拠として用いられてはならない。
（１）本発明の少なくとも一つの実施形態の構造物を用いると、送電装置（１次側機器）が自発的に、送電装置（１次側機器）と受電装置（２次側機器）との相対的な位置関係を検出することができる。この位置関係の検出情報を用いることによって、１次コイルと２次コイルの位置合わせを効率的に行うことができる。１次コイルと２次コイルの位置合わせを自動的に行うことも可能である。
（２）構造物の載置面の一部が２次側機器の載置領域として利用される場合、載置面の他の領域は、例えば、２次側機器以外の物を置くスペースとして利用することができる。
（３）送電装置と受電装置とが、所望の剛性を有しかつ載置面を備える平板によって隔てられている場合、２次側機器の充電等を行わないときは、２次側機器の載置領域に、２次側機器以外の物を置くこともできる。送電装置は、平板の載置面の下方に埋設されているため、送電装置は、その平板によって外部と遮断されていることになり、例えば、水等の液体が送電装置側に流入する心配がなく、また、物が落下してくる心配もなく、安心して使用可能である。平板としては、例えば、アクリル等の合成樹脂を用いることができる。
（４）１次コイルと２次コイルが対向する領域において平板に切り欠きを設けて、１次コイルと２次コイルとが平板を介さずに直接的に送電と受電を行う場合には、平板による伝送電力のロスがない分、伝送効率の低下を防止することができる。
（５）無接点電力伝送に対応した構造物は、例えば、システム机のような多機能な事務用机として利用でき、これによって、極めて汎用性および利便性の高い次世代の無接点電力伝送システムを日常生活に取り入れることが可能となる。
（６）無接点電力伝送に対応した構造物は、例えば、携帯電話の販売店における、複数の携帯端末を同時に充電可能な充電テーブルとして利用可能である。その他、ファミリーレストランや若者に人気の居酒屋などにおけるカウンタテーブル等としても利用可能である。
（７）無接点電力伝送に対応した構造物は、例えば、マンションや一戸建て住宅における壁（送電装置等が壁内に埋設されている構造物）としても利用可能であり、この場合、例えば、ストラップにて壁に吊り下げた状態の携帯端末を、壁内の送電装置からの無接点電力伝送によって自動的に充電することができる。この壁内に送電装置を組み込んだ構造物は、携帯端末の充電の他、例えば、家電製品への動作電力の供給等にも応用できる（この点は、２次側機器を水平に載置するタイプの構造物の場合も同様である）。
（８）無接点電力伝送に対応した構造物は、例えば、プレート状やパッド状の構造物とすることもできる。例えば、プレート（比較的小面積の板状物）や、パッド（比較的小面積の詰め物、敷物、該当箇所に当てる物であり、例えば、摩擦や衝撃等の緩衝機能を備える）も本発明の構造物となり得る。プレートやバッドの材質は問わないが、例えば、摩擦や衝撃の緩衝機能を持たせるべく、可撓性（たわむことができる性質）や弾力をもつゴムやプラスチック、合成繊維の織物などを使用することができる。パッドやプレートの場合、移動性や持ち運び性に優れるため、ユーザは、自分の好みの位置において無接点電力伝送を気軽に利用することができる。送電装置をプレートやパッド内に埋設しておけば、プレートやパッドと共に送電装置も移動できる。
（９）本発明の構造物を利用すれば、優れた無接点電力伝送システムを快適に利用することができる。本発明の構造物に内蔵される無接点電力伝送システムを用いれば、例えば、磁性体付きの２次コイルの接近による１次コイル１次コイルの駆動周波数の奇数次高調波の共振を利用した、新規な両コイルの相対位置関係の検出方法が実現される。
（１０）本発明の構造物に内蔵される無接点電力伝送システムを用いれば、例えば、２次側に設けられる高調波共振回路の回路パラメータを調整することによって、両コイルが所定関係にあること（一致していること、所定距離Ｒだけ離れていること等）を自在に検出することもできる。
（１１）本発明の構造物に内蔵される無接点電力伝送システムを用いれば、例えば、高調波検波出力に基づく位置検出結果を指標として、アクチュエータやＸＹステージを用いて１次コイルを自動的に走査すれことによって、コイル間の自動的な位置決めが可能となる。
（１２）本発明の構造物に内蔵される無接点電力伝送システムを用いれば、例えば、高調波検波出力に基づく位置検出結果を指標として、ユーザが２次側機器を試行錯誤的に移動させて位置決めすることも可能となる。
（１３）本発明の構造物に内蔵される無接点電力伝送システムを用いれば、例えば、高調波検波出力に基づいて、２次側機器の所定エリアへのセットや取り去り（リーブ）を検出することもできる。
（１４）本発明の構造物に内蔵される無接点電力伝送システムを用いれば、例えば、磁性体付きの２次コイルの接近を１次側で自動的に検出する技術と、アクチュエータによる１次コイルの自動位置決め技術を組み合わせることによって、位置決め作業の全自動化が実現される。
（１５）高調波検波回路や２次コイルの接近検出回路を用いれば、載置エリア上の物品が、２次コイルをもつ送電対象となり得る２次側機器であるか否かを検出することもできる。送電対象となり得ない物品であることが明らかであれば、例えば、送電側制御装置は、無接点電力伝送のための一切の手順の進行を停止することができる。これによって無駄な電力伝送がなされず、消費電力の増大や発熱等の問題が生じない。また、その検出結果を、報知手段を介してユーザに報知することもできる。これによって、ユーザは、例えば、無接点電力伝送システムの利用を許可されたか否かを知ることができる。
（１６）本発明の構造物に内蔵される無接点電力伝送システムを用いれば、例えば、２次側機器の大きさ、形状、機器デザイン等に影響されず、常に適正な送電が実現されるため、無接点電力伝送システムの汎用性が格段に向上する。
（１７）本発明の構造物に内蔵される無接点電力伝送システムを用いれば、例えば、２次側機器の設計の自由度は何ら制限されないため、２次側機器のメーカの負担が生じない。
（１８）本発明の構造物に内蔵される無接点電力伝送システムを用いれば、例えば、特別な回路（位置検出素子等）を用いず、無接点電力伝送システムに備わっている回路構成を活用してコイル間の相対的な位置関係を検出するため、構成が複雑化しない。例えば、フラットな載置面をもつ構造物（例えば机）の所定エリア上に携帯端末等を載置するだけで、自動的に１次コイルの位置調整がなされて充電等が可能となり、あるいは、携帯端末等を手動で移動させて位置決めをすることも可能であり、したがって、極めて汎用性および利便性の高い次世代の無接点電力伝送システムが実現される。
（１９）本発明によって、汎用性および利便性が格段に向上した次世代の無接点電力伝送システムを提供でき、また、新規な無接点電力伝送システムを手軽に利用できるようになり、無接点電力伝送システムの、社会的インフラとしての活用が促進され、無接点電力伝送システムの普及に貢献することができる。
（２０）複数の２次側機器の２次電池を同時に充電することもできる。このような構造物は、例えば、複数台の携帯端末を同時に充電できる充電テーブルとして、携帯電話会社の販売店の店内に設置して、顧客の自由な利用に供することができる。
【０２８１】
以上、本発明を、実施形態を参照して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々、変形、応用が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲において多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。
【０２８２】
従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語（低電位側電源、電子機器等）と共に記載された用語（ＧＮＤ、携帯電話機・充電器等）は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態および変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。
【０２８３】
また、送電制御装置、送電装置、受電制御装置、受電装置の構成ならびに動作や、１次側における２次側の負荷検出の手法も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【０２８４】
本発明は、汎用性および利便性が格段に向上した次世代の無接点電力伝送システムの普及を促進するという効果を奏し、したがって、２次側機器の載置面をもつ構造物として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２８５】
【図１】図１（Ａ），図１（Ｂ）は、無接点電力伝送用送電装置が埋設された構造物の一例を示す図
【図２】送電装置、受電装置を含む無接点電力伝送システムにおける、各部の具体的な構成の一例を示す回路図
【図３】図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、１次側機器と２次側機器との間の情報伝送の原理を説明するための図
【図４】２次側機器の接近検出および両コイルの自動的な位置合わせについて説明するための図
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｆ）は、１次コイルに２次コイルの磁性体が接近した場合のインダクタンスの増加について説明するための図
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は、１次コイルと２次コイルの相対的な位置関係の例を示す図
【図７】１次コイルと２次コイルの相対距離と、１次コイルのインダクタンスの関係を示す図
【図８】インダクタンスの増大によって、１次コイルを含む共振回路の共振周波数の変化を示す図
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は１次コイルと２次コイルの相対位置の変化例を示す図
【図１０】１次コイルと２次コイルの位置関係を自動的に調整する方法を説明するための図
【図１１】図１１（Ａ），図１１（Ｂ）は、１次コイルと２次コイルの位置関係を自動的に調整するための具体的な回路動作を示す図
【図１２】図１２（Ａ），図１２（Ｂ）は、１次コイルの移動（スキャン）について説明するための図
【図１３】１次コイルの自動的な位置調整の手順を示すフロー図
【図１４】送電装置、受電装置を含む無接点電力伝送システムにおける、各部の具体的な構成の他の例を示す回路図
【図１５】２次側機器の接近検出および両コイルの自動的な位置合わせを行うための送電装置の構成の一例を示す図
【図１６】図１６（Ａ）〜図１６（Ｆ）は、１次コイルに２次コイルの磁性体が接近した場合のインダクタンスの増加について説明するための図
【図１７】図１７（Ａ）〜図１７（Ｄ）は、１次コイルと２次コイルの相対的な位置関係の例を示す図
【図１８】１次コイルと２次コイルの相対距離と、１次コイルのインダクタンスの関係を示す図
【図１９】１次コイルと２次コイルが電磁結合したトランスにおける洩れインダクタンスの概念を説明するための図
【図２０】図２０（Ａ）〜図２０（Ｅ）は、高調波共振回路の構成と動作を説明するための図
【図２１】図２１（Ａ），図２１（Ｂ）は、両コイルが所定距離Ｒだけ離れたときに共振が生じる高調波共振回路について説明するための図
【図２２】図２２（Ａ）〜図２２（Ｄ）は、２次コイルに対して１次コイルを走査（スキャン）した場合の、高調波共振ピ−クが得られる位置を説明するための図
【図２３】２次コイルに対して１次コイルが接近した場合の１次コイルのインダクタンスの変化例および高調波検波回路から得られる高調波電圧の変化例を示す図
【図２４】直交２軸サーチによる２次コイル位置検出方法および位置決め方法を説明するための図
【図２５】直交２軸サーチによる２次コイル位置検出方法および位置決め方法を説明するための図
【図２６】直交２軸サーチによる２次コイル位置検出方法および位置決め方法を説明するための図
【図２７】直交２軸サーチによる２次コイル位置検出方法および位置決め方法を説明するための図
【図２８】ＸＹステージの基本構成を示す斜視図
【図２９】図２９（Ａ），図２９（Ｂ）は、両コイルの位置が一致しているときに共振が生じる高調波共振回路について説明するための図
【図３０】図３０（Ａ），図３０（Ｂ）は、高調波共振回路の検波出力を指標として、１次コイルを試行錯誤的に走査して１次コイルの位置決めを行う方法を説明するための図
【図３１】高調波検波出力を指標とした１次コイルの走査の手順を示すフロー図
【図３２】送電装置の他の構成（２次側機器の接近検出および両コイルの相対位置関係情報の報知を行う構成）を示す図
【図３３】図３３（Ａ），図３３（Ｂ）は、図３２の構成をもつ送電装置を用いた無接点電力伝送システムの利用態様の一例を示す図
【図３４】複数の２次側機器に対して同時に送電可能な構造物の要部を示す図
【図３５】壁に受電装置を埋設した構造を示す断面図
【図３６】プレート状やパッド状の構造物の例を示す図
【符号の説明】
【０２８６】
Ｌ１ １次コイル、Ｌ２ ２次コイル、１０ 送電装置、１２ 送電部、
１４ 波形モニタ回路、１６ 表示部、２０ 送電制御装置、２２ 送電側制御回路、
２３ 駆動クロック生成回路、２４ 発振回路、２５０ 比較器、
２６ ドライバ制御回路、３７ アクチュエータ制御回路、２８ 波形検出回路、
２９０ 位置検出回路、３１０ １次コイル位置制御回路、４０ 受電装置、
４２ 受電部、４３ 整流回路、４６ 負荷変調部、４８ 給電制御部、
５０ 受電制御装置、５２ 受電側制御回路、５６ 位置検出回路、５８ 発振回路、
６０ 周波数検出回路、６２ 満充電検出回路、９０ ２次側機器の負荷、
９２ 充電制御装置、９４ バッテリ（２次電池）、
６００ 載置部材（平板）、６１０ 支持部材、６２０ 構造物、
５１０ ２次側機器である電子機器（携帯端末自体の他、携帯端末に、受電装置を内蔵したフォルダを装着した複合的な機器も含まれる）、７０２ ＸＹテーブル、
７０４ 送電側装置（１次側構造体）、７１０ アクチュエータドライバ、
７２０ Ｘ方向アクチュエータ、７３０ Ｙ方向アクチュエータ、
Ｚ１ ２次側機器の載置領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無接点電力伝送用の受電装置を有する電子機器が載置される載置面を備える載置部材と、
無接点電力伝送用の送電装置と、を含む構造物であって、
前記送電装置は１次コイルを有し、前記受電装置は２次コイルを有し、
前記送電装置は、電磁結合された前記１次コイルおよび２次コイルを経由して無接点で前記受電装置に電力を伝送し、
かつ、前記送電装置は、前記１次コイルと前記２次コイルの位置関係を検出する位置検出回路を有する、
ことを特徴とする構造物。
【請求項２】
請求項１記載の構造物であって、
前記位置検出回路による位置関係の検出結果を報知する報知部を有することを特徴とする構造物。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の構造物であって、
前記位置検出回路は、磁性体付きの前記２次コイルの接近によって変動する前記１次コイルのコイル端電圧またはコイル電流に基づいて、前記１次コイルと２次コイルの位置関係を検出することを特徴とする構造物。
【請求項４】
請求項１または請求項２記載の構造物であって、
前記位置検出回路は、前記１次コイルの駆動周波数の高調波信号を検出する高調波検波回路であることを特徴とする構造物。
【請求項５】
請求項４記載の構造物であって、
前記１次コイルの中心と前記２次コイルの中心が所定の位置関係にて電磁結合しているときに、前記１次コイルの駆動周波数の高調波に共振する共振回路が構成されて、前記高調波検波回路から共振ピーク信号が出力されることを特徴とする構造物。
【請求項６】
請求項５記載の構造物であって、
さらに、前記送電装置の前記１次コイルのＸＹ平面上における位置を移動させるためのアクチュエータと、
前記アクチュエータによる駆動によって、前記１次コイルの位置を移動させるＸＹステージと、
が設けられることを特徴とする構造物。
【請求項７】
請求項６記載の構造物であって、
前記送電装置は、送電制御装置を含み、前記送電制御装置は、前記受電装置への送電を制御する送電側制御回路と、前記１次コイルの駆動周波数の前記高調波信号を検出する高調波検波回路と、前記高調波検波回路の検波信号に基づいて所定の演算を行い、前記２次コイルの中心の位置を求める演算回路と、前記１次コイルのＸＹ平面上における位置を移動させるためのアクチュエータの動作を制御するアクチュエータ制御回路と、
を含み、
前記アクチュエータ制御回路は、前記２次コイルの位置を検出するために前記１次コイルを走査し、
前記２次コイル位置検出のための走査によって得られたデータに基づいて、前記演算回路が前記所定の演算を行って前記２次コイルの中心の位置を求め、
前記アクチュエータ制御回路は、前記一次コイルの中心位置が、前記演算によって求められた前記２次コイルの中心位置になるよう前記１次コイルを移動させる、
ことを特徴とする構造物。
【請求項８】
請求項７記載の構造物であって、
前記１次コイルおよび２次コイルは円形コイルであり、
前記アクチュエータ制御回路は、前記アクチュエータを駆動して前記１次コイルを、前記２次コイルと交差する第１の軸に沿って移動させて、２次コイル位置検出のための第１の走査を実行し、
前記演算回路は、前記第１の走査中において、前記高調波検波回路の検波信号のピークが得られる２点の各々を結ぶ線分の中点の座標を演算により求め、
前記アクチュエータ制御回路は前記アクチュエータを駆動して前記１次コイルを、前記第１の軸に直交し、かつ、前記第１の走査において求められた前記中点を通過する第２の軸に沿って移動させて２次コイル位置検出のための第２の走査を実行し、
前記演算回路は、前記第２の走査中において、前記高調波検波回路の検波信号のピークが得られる２点の各々を結ぶ線分の中点の座標を演算により求め、
前記アクチュエータ制御回路は、前記アクチュエータを駆動して、前記１次コイルの中心の位置が、前記第２の走査において求められた前記中点の位置になるように前記１次コイルを移動させる、
ことを特徴とする構造物。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載の構造物であって、
前記載置面を備える載置部材は、所定重量に耐え得る強度を有し、かつ、前記１次コイルと前記２次コイルは、前記載置部材を介して電磁結合することを特徴とする構造物。
【請求項１０】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載の構造物であって、
前記載置面を備える載置部材は、前記１次コイルと前記２次コイルとが対向する領域において切り欠き部が設けられ、これによって、前記１次コイルと前記２次コイルは、前記載置部材を介さずに電磁結合することを特徴とする構造物。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の構造物であって、
前記載置面の少なくとも一部は、平面状の前記１次コイルのコイル面に平行な面を有することを特徴とする構造物。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の構造物であって、
前記構造物は、机状の構造物であることを特徴とする構造物。
【請求項１３】
請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の構造物であって、
前記構造物は、壁状の構造物であることを特徴とする構造物。
【請求項１４】
請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の構造物であって、
前記構造物は、可搬性をもつプレート状構造物であることを特徴とする構造物。
【請求項１５】
請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の構造物であって、
前記構造物は、可搬性をもつパッド状構造物であることを特徴とする構造物。
【請求項１６】
請求項１〜請求項１５のいずれかに記載の構造物であって、
前記載置面には、複数の前記電子機器を載置することができ、かつ、前記複数の電子機器の各々に対して、並行的に無接点電力伝送を行うことを特徴とする構造物。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれかに記載の構造物であって、
前記２次コイルの接近を検出するために、前記送電装置は、所定周波数の駆動信号によって前記１次コイルを間欠的に駆動することを特徴とする構造物。
【請求項１】
無接点電力伝送用の受電装置を有する電子機器が載置される載置面を備える載置部材と、
無接点電力伝送用の送電装置と、を含む構造物であって、
前記送電装置は１次コイルを有し、前記受電装置は２次コイルを有し、
前記送電装置は、電磁結合された前記１次コイルおよび２次コイルを経由して無接点で前記受電装置に電力を伝送し、
かつ、前記送電装置は、前記１次コイルと前記２次コイルの位置関係を検出する位置検出回路を有する、
ことを特徴とする構造物。
【請求項２】
請求項１記載の構造物であって、
前記位置検出回路による位置関係の検出結果を報知する報知部を有することを特徴とする構造物。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の構造物であって、
前記位置検出回路は、磁性体付きの前記２次コイルの接近によって変動する前記１次コイルのコイル端電圧またはコイル電流に基づいて、前記１次コイルと２次コイルの位置関係を検出することを特徴とする構造物。
【請求項４】
請求項１または請求項２記載の構造物であって、
前記位置検出回路は、前記１次コイルの駆動周波数の高調波信号を検出する高調波検波回路であることを特徴とする構造物。
【請求項５】
請求項４記載の構造物であって、
前記１次コイルの中心と前記２次コイルの中心が所定の位置関係にて電磁結合しているときに、前記１次コイルの駆動周波数の高調波に共振する共振回路が構成されて、前記高調波検波回路から共振ピーク信号が出力されることを特徴とする構造物。
【請求項６】
請求項５記載の構造物であって、
さらに、前記送電装置の前記１次コイルのＸＹ平面上における位置を移動させるためのアクチュエータと、
前記アクチュエータによる駆動によって、前記１次コイルの位置を移動させるＸＹステージと、
が設けられることを特徴とする構造物。
【請求項７】
請求項６記載の構造物であって、
前記送電装置は、送電制御装置を含み、前記送電制御装置は、前記受電装置への送電を制御する送電側制御回路と、前記１次コイルの駆動周波数の前記高調波信号を検出する高調波検波回路と、前記高調波検波回路の検波信号に基づいて所定の演算を行い、前記２次コイルの中心の位置を求める演算回路と、前記１次コイルのＸＹ平面上における位置を移動させるためのアクチュエータの動作を制御するアクチュエータ制御回路と、
を含み、
前記アクチュエータ制御回路は、前記２次コイルの位置を検出するために前記１次コイルを走査し、
前記２次コイル位置検出のための走査によって得られたデータに基づいて、前記演算回路が前記所定の演算を行って前記２次コイルの中心の位置を求め、
前記アクチュエータ制御回路は、前記一次コイルの中心位置が、前記演算によって求められた前記２次コイルの中心位置になるよう前記１次コイルを移動させる、
ことを特徴とする構造物。
【請求項８】
請求項７記載の構造物であって、
前記１次コイルおよび２次コイルは円形コイルであり、
前記アクチュエータ制御回路は、前記アクチュエータを駆動して前記１次コイルを、前記２次コイルと交差する第１の軸に沿って移動させて、２次コイル位置検出のための第１の走査を実行し、
前記演算回路は、前記第１の走査中において、前記高調波検波回路の検波信号のピークが得られる２点の各々を結ぶ線分の中点の座標を演算により求め、
前記アクチュエータ制御回路は前記アクチュエータを駆動して前記１次コイルを、前記第１の軸に直交し、かつ、前記第１の走査において求められた前記中点を通過する第２の軸に沿って移動させて２次コイル位置検出のための第２の走査を実行し、
前記演算回路は、前記第２の走査中において、前記高調波検波回路の検波信号のピークが得られる２点の各々を結ぶ線分の中点の座標を演算により求め、
前記アクチュエータ制御回路は、前記アクチュエータを駆動して、前記１次コイルの中心の位置が、前記第２の走査において求められた前記中点の位置になるように前記１次コイルを移動させる、
ことを特徴とする構造物。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載の構造物であって、
前記載置面を備える載置部材は、所定重量に耐え得る強度を有し、かつ、前記１次コイルと前記２次コイルは、前記載置部材を介して電磁結合することを特徴とする構造物。
【請求項１０】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載の構造物であって、
前記載置面を備える載置部材は、前記１次コイルと前記２次コイルとが対向する領域において切り欠き部が設けられ、これによって、前記１次コイルと前記２次コイルは、前記載置部材を介さずに電磁結合することを特徴とする構造物。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の構造物であって、
前記載置面の少なくとも一部は、平面状の前記１次コイルのコイル面に平行な面を有することを特徴とする構造物。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の構造物であって、
前記構造物は、机状の構造物であることを特徴とする構造物。
【請求項１３】
請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の構造物であって、
前記構造物は、壁状の構造物であることを特徴とする構造物。
【請求項１４】
請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の構造物であって、
前記構造物は、可搬性をもつプレート状構造物であることを特徴とする構造物。
【請求項１５】
請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の構造物であって、
前記構造物は、可搬性をもつパッド状構造物であることを特徴とする構造物。
【請求項１６】
請求項１〜請求項１５のいずれかに記載の構造物であって、
前記載置面には、複数の前記電子機器を載置することができ、かつ、前記複数の電子機器の各々に対して、並行的に無接点電力伝送を行うことを特徴とする構造物。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれかに記載の構造物であって、
前記２次コイルの接近を検出するために、前記送電装置は、所定周波数の駆動信号によって前記１次コイルを間欠的に駆動することを特徴とする構造物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【公開番号】特開２００９−８１９４６（Ｐ２００９−８１９４６Ａ）
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４９４４３（Ｐ２００７−２４９４４３）
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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