非接触給電装置
【課題】給電エリアに設けた給電コイルの励磁周波数を変えることなく精度よく金属異物の検出ができる非接触給電装置を提供する。
【解決手段】給電装置１の給電エリア毎に設けた基本給電ユニット回路４の金属検出回路から発振信号を機器Ｅの変調回路２０に送信する。機器Ｅの変調回路２０において、その発振信号からオン・オフ信号を生成するとともに、金属片の有無に基づいてオン・オフ信号のデューティーを変更させるようにし、そのオン・オフ信号を被変調波信号に変調して金属検出回路に送信する。給電装置１の金属検出回路において、被変調波信号を復調して、その復調した復調信号、すなわち、オン・オフ信号のデューティーを演算して金属片の有無を判定する。
【解決手段】給電装置１の給電エリア毎に設けた基本給電ユニット回路４の金属検出回路から発振信号を機器Ｅの変調回路２０に送信する。機器Ｅの変調回路２０において、その発振信号からオン・オフ信号を生成するとともに、金属片の有無に基づいてオン・オフ信号のデューティーを変更させるようにし、そのオン・オフ信号を被変調波信号に変調して金属検出回路に送信する。給電装置１の金属検出回路において、被変調波信号を復調して、その復調した復調信号、すなわち、オン・オフ信号のデューティーを演算して金属片の有無を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触給電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁誘導方式よる非接触給電システムは、非接触給電装置の載置面に受電装置を備えた電気機器を載置する。この状態において、非接触給電装置は、備えている１次コイルを励磁させて、電磁誘導にて電気機器の受電装置に設けられた２次コイルを励磁給電する。２次コイルに発生した２次電力は、受電装置内おいて直流電源に変換される。そして、その直流電源は、電気機器の負荷の駆動電源として供給される。
【０００３】
ところで、この非接触給電装置には、金属異物を検知する金属検出装置を備え、その金属検出装置が金属異物を検出した時には給電を停止するようにしたものがある。これは、非接触給電装置と電気機器（受電装置）との間に金属異物が介在していると、給電中に金属異物が誘導加熱されるのを防止するためである。
【０００４】
非接触給電装置が備えた金属検出装置としては、例えば、特許文献１の金属検出装置がある。この特許文献１では、非接触給電装置の１次コイルを給電時の励磁周波数（１８０ｋＨｚ）とは相違する所定の周波数（２１０ｋＨｚ）で励磁させる。そして、金属異物の有無によって所定の周波数で励磁されている１次コイルのインダクタンスが変化することが知られていて、その変化を利用して金属異物の有無を検出し給電を停止させるものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２９５７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、金属異物の有無を１次コイルのインダクタンスの変化、すなわち、１次コイルを含む発振回路の共振周波数の変化として検出しなければならないが、同様の変化は１次コイル及び２次コイルの位置関係が変化することによっても発生してしまう。これによって、両者の判別がつかないという問題が生じる。従って、上記金属検出装置では、１次コイル及び２次コイルを予め設定した位置関係に配置しなければならない。
【０００７】
さらに、上記金属検出装置においては、１次コイルが複数個隣接して配置され、かつ、給電準備中のコイル（初期周波数２１０ｋＨｚあるいは追従中周波数１８０ｋＨｚ〜２１０ｋＨｚの励磁）と給電中のコイル（１８０ｋＨｚで励磁）が存在する場合には、その差分の周波数が差周波数信号として発生する。この差周波数信号は金属検出装置に対してノイズとなるが、追従中周波数は時間的に変化するため、差周波数信号も時間的に変化するので、そのノイズ抑制手段が複雑になる問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、給電エリアに設けた給電コイルの励磁周波数を変えることなく精度よく金属異物の検出ができる非接触給電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の非接触給電装置は、電気機器に設けられた受電装置に対して、電磁誘導現象を利用して給電を行う非接触給電装置であって、前記電気機器を載置する載置面に沿ってそれぞれ隣接して形成された１つ以上からなる給電エリアに対してそれぞれ設けられ、その給電エリアにおいて前記受電装置の２次コイルに電磁誘導にて２次電力をそれぞれ給電する１次コイルと、前記給電エリア毎に設けられ、前記受電装置の２次コイルに電磁誘導にて２次電力を給電すべく該給電エリアの１次コイルを励磁駆動するとともに、該給電エリアから前記受電装置に発振信号を送信し、その発振信号から磁束変化に基づく変調波を検出した前記受電装置の発振信号に基づく被変調波信号を受信し、その被変調波信号を検波して前記変調波を復調する基本給電ユニット回路と、前記各基本給電ユニット回路が復調した変調波に基づいて各給電エリアの金属異物の判定を行うシステム制御部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、上記構成において、前記基本給電ユニット回路は、前記受電装置に発振信号を送信する発振回路部と、受信コイルが受信した前記受電装置が前記発振信号から磁束変化に基づいて検出した変調波に基づく被変調波信号を検波して、前記受電装置が検出した前記変調波に復調する検波回路部と、前記検波回路部が復調した前記変調波のデューティーを演算するデューティー演算回路部とを備え、前記システム制御部は、前記各基本給電ユニット回路のデューティー演算回路部からのデューティーに基づいて、各給電エリアの金属異物の有無判定を行い、金属異物有りと判定したとき、該給電エリアの給電を停止することが好ましい。
【００１１】
また、上記構成において、前記変調波は、受信した前記発振信号から金属異物の有無による磁束変化に基づいてデューティーが変更されるオン・オフ信号であって、前記被変調波信号は、キャリア信号の振幅を前記オン・オフ信号に比例して振幅変調させて生成したものであり、前記検波回路は、前記被変調波信号を包絡線検波によって前記オン・オフ信号を復調する回路であり、前記デューティー演算回路部は、前記検波回路部が復調した前記オン・オフ信号のデューティーを検出する回路であることが好ましい。
【００１２】
また、上記構成において、前記キャリア信号は、前記発振回路部が前記受電装置に送信する前記発振信号であることが好ましい。
また、上記構成において、前記基本給電ユニット回路は、前記受電装置に発振信号を送信する発振回路部と、受信コイルが受信した前記受電装置が前記発振信号から磁束変化に基づいて検出した変調波に基づく被変調波信号を検波して、前記受電装置が検出した前記変調波に復調する検波回路部と備え、前記システム制御部は、前記各基本給電ユニット回路の検波回路部が復調した前記変調波を入力し、その各変調波のデューティーを演算し、入力した各デューティーに基づいて、各給電エリアの金属異物の有無判定を行い、金属異物有りと判定したとき、該給電エリアの給電を停止することが好ましい。
【００１３】
また、上記構成において、前記基本給電ユニット回路に設けた発振回路部は、１次コイルを励磁する励磁駆動回路であり、前記基本給電ユニット回路に設けた受信コイルは、前記１次コイルであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、１次コイルと２次コイルの相対位置を固定しなくとも、金属異物の検出ができ、さらに、給電エリアに設けた給電コイルの励磁周波数を変える必要がないため、ノイズを効率的に抑制できることから、検出精度の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】非接触給電システムの非接触給電装置と電気機器を示す全体斜視図。
【図２】１次コイルの配列状態を示す説明図。
【図３】非接触給電装置と電気機器の電気ブロック回路図。
【図４】電気機器に設けた受電回路の電気ブロック回路図。
【図５】電気機器に設けた変調回路の電気ブロック回路図。
【図６】電気機器の変調回路を構成する整流回路部と変調回路部の電気回路図。
【図７】電気機器の変調回路を構成する変調波信号生成部の電気回路図。
【図８】非接触給電装置に設けた基本給電ユニット回路を説明するための電気ブロック回路図。
【図９】フルブリッジ回路を説明するための電気回路図。
【図１０】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は金属片のない場合の発振信号、オン・オフ信号、被変調波信号及び復調信号の波形図、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）は金属片のある場合の発振信号、オン・オフ信号、被変調波信号及び復調信号の波形図。
【図１１】基本給電ユニット回路の別例を説明するための電気ブロック回路図。
【図１２】同じく受電回路の別例を説明するための電気ブロック回路図。
【図１３】基本給電ユニット回路の別例を説明するための電気ブロック回路図。
【図１４】電気機器の別例を説明するための電気ブロック回路図。
【図１５】フルブリッジ回路の別例を説明するための電気回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の非接触給電装置に具体化した実施形態を図面に従って説明する。
図１は、非接触給電装置（以下、単に給電装置という）１とその給電装置１から非接触給電される電気機器（以下、単に機器という）Ｅの全体斜視図を示す。
【００１７】
給電装置１は、四角形の板状の筐体２を有し、その上面が平面であって機器Ｅを載置する載置面３を形成している。載置面３は、複数の四角形状の給電エリアＡＲが区画形成され、本実施形態では、左右方向に４個、前後方向に６個並ぶように２４個の給電エリアＡＲが区画形成されている。
【００１８】
筐体２内であって、区画形成された各給電エリアＡＲに対応する位置に、図２に示すように、給電エリアＡＲの外形形状にあわせて四角形状に巻回された１次コイルＬ１が配置されている。また、筐体２内であって、給電エリアＡＲ毎に、円形状（１次コイルＬ１と同様に四角形状でもよい）に巻回された１次側金属検知コイルＬａが、配置固定されている。１次側金属検知コイルＬａは、本実施形態では、１次コイルＬ１の上側位置に配置されているとともに、１次コイルＬ１より小径である。また、１次側金属検知コイルＬａは、その中心位置が給電エリアＡＲの中心位置と一致するように配置固定されている。さらに、給電エリアＡＲ毎に設けられた各１次側金属検知コイルＬａの内側には、信号受信アンテナコイルＡ１が、配置固定されている。
【００１９】
各給電エリアＡＲの１次コイルＬ１、１次側金属検知コイルＬａ及び信号受信アンテナコイルＡ１は、給電エリアＡＲ毎に筐体２内に設けられたそれぞれの基本給電ユニット回路４（図３参照）と接続されている。
【００２０】
各給電エリアＡＲの１次コイルＬ１は、対応する基本給電ユニット回路４にて励磁駆動される。そして、各１次コイルＬ１は、単独でまたは他の１次コイルＬ１と協働して励磁駆動して、給電エリアＡＲに載置された機器Ｅ内の２次コイルＬ２に対して非接触給電をするようになっている。
【００２１】
各給電エリアＡＲの１次側金属検知コイルＬａは、対応する給電エリアＡＲの基本給電ユニット回路４にて金属検知のための発振信号Φｔが出力される。基本給電ユニット回路４は、１次側金属検知コイルＬａを介して、その給電エリアＡＲ上に金属異物があるか否かをそれぞれ検出する。
【００２２】
一方、給電装置１から電磁誘導で給電を受ける機器Ｅは、その機器Ｅ内に２次側金属検知コイルＬｂが設けられている。２次側金属検知コイルＬｂは、本実施形態では、２次コイルＬ２の下側に配置固定されている。そして、機器Ｅは、給電装置１の載置面３に載置したとき、その直下に位置する給電エリアＡＲの１次側金属検知コイルＬａと機器Ｅの２次側金属検知コイルＬｂとの間で、金属検知のための信号の授受を行うようになっている。
【００２３】
また、機器Ｅは、２次側金属検知コイルＬｂの内側に、信号送信アンテナコイルＡ２が設けられている。機器Ｅは、給電装置１の載置面３に載置したとき、その直下に位置する給電エリアＡＲの信号受信アンテナコイルＡ１と機器Ｅの信号送信アンテナコイルＡ２との間で、無線通信にてデータ・情報の授受を行うようになっている。
【００２４】
次に、給電装置１と機器Ｅの電気的構成を図３に従って説明する。
（機器Ｅ）
まず、機器Ｅについて説明する。図３において、機器Ｅは、給電装置１から２次電力を受電する受電装置としての受電回路１０と、２次側金属検知コイルＬｂにて受信した給電装置１からの発振信号Φｔを変調する変調回路２０を有している。
【００２５】
受電回路１０は、図４に示すように、整流平滑回路部１１、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１２、データ生成回路部１３及び送信回路部１４を有している。
整流平滑回路部１１は、２次コイルＬ２と接続されている。整流平滑回路部１１は、給電装置１の１次コイルＬ１の励磁による電磁誘導にて２次コイルＬ２に励磁給電された２次電力をリップルのない直流電圧に変換する。ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１２は、整流平滑回路部１１にて生成された直流電圧を、所望の電圧にＤＣ／ＤＣ変換し、そのＤＣ／ＤＣ変換した直流電圧を機器Ｅの負荷Ｚに供給する。
【００２６】
ここで、負荷Ｚは、２次コイルＬ２にて発生する２次電力で駆動する機器であればよい。例えば、ＤＣ／ＤＣ変換した直流電源を使って該負荷Ｚを載置面３上で駆動する機器であったり、２次電力をそのまま交流電源として使って該負荷Ｚを載置面３上で駆動する機器であったりしてもよい。また、ＤＣ／ＤＣ変換した直流電源を使って内蔵する充電池（２次電池）を充電する機器であってもよい。
【００２７】
また、ＤＣ／ＤＣ変換した直流電圧は、データ生成回路部１３及び送信回路部１４の駆動源としても利用されている。
データ生成回路部１３は、機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを生成し送信回路部１４に出力する回路である。機器認証信号ＩＤは、給電装置１に対して該給電装置１にて給電を受けられる機器Ｅである旨の認証信号である。励磁要求信号ＲＱは、給電装置１に対して給電を要求する要求信号である。
【００２８】
データ生成回路部１３は、例えば、整流平滑回路部１１が直流電源を出力しているときや、機器Ｅに内蔵された２次電池等で駆動可能な状態のとき、機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを生成し送信回路部１４に出力するようになっている。また、データ生成回路部１３は、機器Ｅに設けられた例えば負荷Ｚを駆動させるための電源スイッチがオフのときには、機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを生成しない。
【００２９】
さらに、データ生成回路部１３は、機器Ｅにマイクロコンピュータが設けられている場合、マイクロコンピュータの判断で給電を休止したいと判断したときには、機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを生成しないようになっている。
【００３０】
送信回路部１４は、信号送信アンテナコイルＡ２と接続されている。送信回路部１４は、データ生成回路部１３からの機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを入力し、信号送信アンテナコイルＡ２を介して給電装置１に送信するようになっている。
【００３１】
変調回路２０は、２次側金属検知コイルＬｂにて受信した給電装置１からの発振信号Φｔを変調する変調回路であって、図５に示すように、整合回路ＭＣ、整流回路２１、変調波信号生成回路部２２、変調回路部２３を有する。
【００３２】
整合回路ＭＣは、１次側金属検知コイルＬａから送信される発振信号Φｔの周波数近傍で２次側金属検知コイルＬｂが共振点を持つようにするための回路であって、本実施形態では、共振コンデンサＣｘ（図６参照）で構成されている。
【００３３】
整流回路２１は半波整流回路であって、図６に示すように、整流用ダイオードＤ０、充放電コンデンサＣ０及び抵抗Ｒ０を有している。整流用ダイオードＤ０のアノード端子は整合回路ＭＣの共振コンデンサＣｘを介して２次側金属検知コイルＬｂの正極端子ＰＴに接続され、整流用ダイオードＤ０のカソード端子は充放電コンデンサＣ０のプラス端子に接続されている。充放電コンデンサＣ０のマイナス端子は、２次側金属検知コイルＬｂの負極端子ＮＴに接続されている。抵抗Ｒ０は充放電コンデンサＣ０と並列に接続されている。整流回路２１は、給電装置１の１次側金属検知コイルＬａから送信される発振信号Φｔを、２次側金属検知コイルＬｂを介して受信する。整流回路２１は、受信した発振信号Φｔを半波整流する。
【００３４】
なお、発振信号Φｔは、本実施形態では、図１０に示すように振幅値及び周波数が一定の正弦波である。従って、２次側金属検知コイルＬｂが受信した発振信号Φｔが、整流用ダイオードＤ０にて半波整流されると、充放電コンデンサＣ０は、充放電を繰り返す。つまり、発振信号Φｔが正電位の時、充放電コンデンサＣ０は整流用ダイオードＤ０からの電流を充電する。そして、発振信号Φｔが負電位の時、充放電コンデンサＣ０が充電した電荷は、抵抗Ｒ０を介して放電されるようになっている。
【００３５】
ちなみに、１次側金属検知コイルＬａと２次側金属検知コイルＬｂとの間に、物体（負荷）が存在すると、空間的に結合されるその物体（負荷）によって、２次側金属検知コイルＬｂに流れる電流値が変化する。
【００３６】
詳述すると、載置面３に何も載置されていない時、即ち、負荷がないオープンの時、図１０（ａ）に示すように、発振信号Φｔの振幅が最大となる。そのため、２次側金属検知コイルＬｂに流れる電流値は最大となる。
【００３７】
一方、載置面３に金属片Ｍが載置された時、図１０（ｅ）に示すように、発振信号Φｔは、周波数が変化するものの発振信号Φｔの振幅が最小となる。そのため、２次側金属検知コイルＬｂに流れる電流値が小さくなる。
【００３８】
つまり、載置面３に何も載置されていない時には、充放電コンデンサＣ０の充電電圧Ｖｔは最大の値となる。これに対して、載置面３に金属片Ｍが載置された時には、充放電コンデンサＣ０の充電電圧Ｖｔは最小の値となる。
【００３９】
そして、この充放電コンデンサＣ０の充電電圧Ｖｔは変調波信号生成回路部２２の電源電圧ＶＧとして印加される。このとき、１次側金属検知コイルＬａと２次側金属検知コイルＬｂの相対的な位置関係が変化すると、１次側金属検知コイルＬａと２次側金属検知コイルＬｂのインダクタンスが変化し、それに伴って発振信号Φｔの振幅値及び周波数が変化する。しかしながら、１次側金属検知コイルＬａと２次側金属検知コイルＬｂ間の位置ずれによる振幅値及び周波数の変化と比較して、金属片Ｍが挟み込まれた際の変化量が大きいため、両者に区別が可能となる。
【００４０】
変調波信号生成回路部２２は、図７に示すように、無安定マルチバイブレータ（以下、単にマルチバイブレータという）２２ａにて構成されている。マルチバイブレータ２２ａは、２個のトランジスタＱ１，Ｑ２、２個のコンデンサＣ１，Ｃ２、４個の抵抗Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂとから構成される公知のマルチバイブレータである。
【００４１】
マルチバイブレータ２２ａは、電源線２５に整流回路２１の充放電コンデンサＣ０の充電電圧Ｖｔが電源電圧ＶＧとして印加されている。そして、本実施形態のマルチバイブレータ２２ａは、トランジスタＱ１のコレクタ端子からオン・オフ信号ＭＰ（変調波）を変調回路部２３に出力する。
【００４２】
マルチバイブレータ２２ａは、その時々の電源電圧ＶＧの値によってオン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵ（＝ｔ１／Ｔｎ）が制御される。これは、電源電圧ＶＧが変化することによって、トランジスタＱ１がオンからオフになる際のベース・エミッタ間の電位の初期値が変化するとともに、トランジスタＱ２がオフする際のベース・エミッタ間のチャージ速度が変化することに起因する。
【００４３】
ちなみに、マルチバイブレータ２２ａは、電源電圧ＶＧが大きな値ほど、図１０（ｂ）に示すように、デューティーＤＵ（＝ｔ１／Ｔｎ）が小さい（オン時間ｔ１が短い）、オン・オフ信号ＭＰを出力する。
【００４４】
反対に、マルチバイブレータ２２ａは、載置面３に金属片Ｍが載置されていて電源電圧ＶＧが小さい値ほど、図１０（ｆ）に示すように、デューティーＤＵ（＝ｔ１／Ｔｎ）が大きい（オン時間ｔ１が長い）、オン・オフ信号ＭＰを出力する。
【００４５】
換言すれば、金属片Ｍが介在している時には、マルチバイブレータ２２ａは、金属片Ｍが介在されていない時と比較して、デューティーＤＵが大きいオン・オフ信号ＭＰをトランジスタＱ１のコレクタ端子から出力する。
【００４６】
マルチバイブレータ２２ａは、そのトランジスタＱ１のコレクタ端子から出力されるオン・オフ信号ＭＰを変調回路部２３に出力する。
変調回路部２３は、図６に示すように、トランジスタＱ３とダイオードＤ１を有している。ダイオードＤ１は、アノード端子が整流回路２１の整流用ダイオードＤ０のアノード端子に接続されるとともに共振コンデンサＣｘに接続され、カソード端子がトランジスタＱ３のコレクタ端子に接続されている。トランジスタＱ３は、そのベース端子がマルチバイブレータ２２ａのトランジスタＱ１のコレクタ端子に接続され、エミッタ端子が接地されている。
【００４７】
トランジスタＱ３は、ベース端子にマルチバイブレータ２２ａからのオン・オフ信号ＭＰが入力されることによって、オン・オフされる。
従って、トランジスタＱ３がオンされる時、整流用ダイオードＤ０を介して充放電コンデンサＣ０に充電される充電電流の一部が、ダイオードＤ１を介してトランジスタＱ３（変調回路部２３）に流れるようにしている。反対に、トランジスタＱ３がオフされる時、整流用ダイオードＤ０を介して充放電コンデンサＣ０に充電される充電電流が、トランジスタＱ３（変調回路部２３）に流れることなく、整流用ダイオードＤ０を介して充放電コンデンサＣ０に流れる。
【００４８】
その結果、トランジスタＱ３のオン・オフによって、発振信号Φｔに基づいて２次側金属検知コイルＬｂの両端子ＰＴ，ＮＴ間を流れる２次電流が変化されることになる。この２次電流の変化によって、２次側金属検知コイルＬｂが放射する磁束が変化し、その変化した磁束は１次側金属検知コイルＬａに電磁誘導として伝播し、１次側金属検知コイルＬａに流れる１次電流を変化させる。
【００４９】
つまり、トランジスタＱ３のオン・オフによって（オン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵによって）、２次側金属検知コイルＬｂの両端子ＰＴ，ＮＴ間を流れる電流（発振信号Φｔ）は振幅変調される。そして、その被変調波信号Φｍは、２次側金属検知コイルＬｂから１次側金属検知コイルＬａに送信される。
【００５０】
換言すると、２次側金属検知コイルＬｂが受信する発振信号Φｔはキャリア信号を構成する。一方、機器Ｅ内においてそのキャリア信号の振幅値に基づく充電電圧Ｖｔ（電源電圧ＶＧ）が生成され、その電源電圧ＶＧの値に相対したデューティーＤＵのオン・オフ信号ＭＰが変調波信号として生成される。そして、そのキャリア信号（発振信号Φｔ）の振幅を、その変調波信号（デューティー制御されたオン・オフ信号ＭＰ）に変調することによって、図１０（ｃ）または（ｇ）に示す被変調波信号Φｍが生成される。
【００５１】
さらに、詳述すると、給電エリアＡＲに金属片Ｍがない場合における、図１０（ｂ）に示すオン・オフ信号ＭＰで変調することによって、図１０（ｃ）に示す被変調波信号Φｍが生成される。
【００５２】
一方、給電エリアＡＲに金属片Ｍがある場合における、図１０（ｆ）に示すオン・オフ信号ＭＰで変調することによって、図１０（ｇ）に示す被変調波信号Φｍが生成される。
従って、被変調波信号Φｍの包絡線波形は、オン・オフ信号ＭＰ（変調波）のデューティーＤＵに相対した波形になる。
【００５３】
（給電装置１）
次に、給電装置１について説明する。図３に示すように、給電装置１は、共通ユニット部３０と基本ユニット部４０を有している。
【００５４】
共通ユニット部３０は、基本ユニット部４０に電源を供給する電源回路３１、基本ユニット部４０を統括制御するシステム制御部３２、各種データを記憶する不揮発性メモリ３３を備えている。
【００５５】
電源回路３１は、整流回路及びＤＣ／ＤＣコンバータを有し、外部から商用電源を入力して整流回路にて整流する。電源回路３１は、整流した直流電圧をＤＣ／ＤＣコンバータにて所望の電圧に変換した後、その直流電圧Ｖｄｄを駆動電源としてシステム制御部３２、不揮発性メモリ３３及び基本ユニット部４０に出力する。
【００５６】
システム制御部３２は、マイクロコンピュータよりなり、基本ユニット部４０を制御する。不揮発性メモリ３３は、システム制御部３２が各種判定処理動作を行う際に使用する各種のデータを記憶している。
【００５７】
基本ユニット部４０は、図３に示すように、各給電エリアＡＲ（各１次コイルＬ１）に対して設けられた複数の基本給電ユニット回路４から構成されている。そして、各基本給電ユニット回路４は、システム制御部３２との間でデータの授受を行い、システム制御部３２にて制御されている。
【００５８】
各基本給電ユニット回路４は、その回路構成が同じであるため説明の便宜上、１つの基本給電ユニット回路４について、図８に従って説明する。
図８に示すように、基本給電ユニット回路４は、受信回路部４１、信号抽出回路部４２、給電コイル励磁駆動回路部４３及び金属検知回路部４４を有している。
【００５９】
受信回路部４１は、信号受信アンテナコイルＡ１と接続されている。受信回路部４１は、載置面３に載置された機器Ｅの信号送信アンテナコイルＡ２から送信された送信信号が信号受信アンテナコイルＡ１を介して受信される。受信回路部４１は受信した送信信号を信号抽出回路部４２に出力する。
【００６０】
信号抽出回路部４２は、受信回路部４１が受信した送信信号から機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを抽出する。信号抽出回路部４２は、送信信号から機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱの両信号を抽出した時、システム制御部３２に許可信号ＥＮを出力する。ちなみに、信号抽出回路部４２は、機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱのいずれか一方しか抽出しなかった時、又は、両信号とも抽出しなかった時には、システム制御部３２に許可信号ＥＮを出力しない。
【００６１】
給電コイル励磁駆動回路部４３は、１次コイルＬ１と接続され、本実施形態では同１次コイルＬ１を励磁するフルブリッジ回路４３ａ、そのフルブリッジ回路４３ａを駆動させるドライブ回路４３ｂ及び存在検知回路４３ｃから構成されている。
【００６２】
フルブリッジ回路４３ａは、公知のフルブリッジ回路であって、図９に示すように、４個のＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄを有している。４個のＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄは、１次コイルＬ１と共振コンデンサＣからなる直列回路を挟んで、襷掛けに接続されたＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｄの組とＭＯＳトランジスタＱｂ，Ｑｃの組とに分かれる。そして、２つの組を交互にオン・オフさせることによって、１次コイルＬ１を励磁する。
【００６３】
ドライブ回路４３ｂは、共通ユニット部３０のシステム制御部３２からの励磁制御信号ＣＴを入力し、各ＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄのゲート端子にそれぞれ出力する駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂ，ＰＳｃ，ＰＳｄを生成する。
【００６４】
そして、機器Ｅへの給電時には、システム制御部３２からの励磁制御信号ＣＴに基づいて、ドライブ回路４３ｂは、各組を交互にオン・オフ（フル・ブリッジ動作）させて、１次コイルＬ１を励磁する駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂ，ＰＳｃ，ＰＳｄを生成する。
【００６５】
ドライブ回路４３ｂは、一方の組のＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｄのゲート端子に互いに同じパルス波形の駆動信号ＰＳａ，ＰＳｄをそれぞれ出力する。また、ドライブ回路４３ｂは、他方の組のＭＯＳトランジスタＱｂ，Ｑｃのゲート端子に互いに同じパルス波形であって、駆動信号ＰＳａ，ＰＳｄと相補信号となる駆動信号ＰＳｂ，ＰＳｃをそれぞれ出力する。
【００６６】
従って、一方の組のＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｄと他方の組のＭＯＳトランジスタＱｂ，Ｑｃとが交互にオン・オフ（フル・ブリッジ動作）し、１次コイルＬ１を励磁する。
ちなみに、機器Ｅへの給電時には、ドライブ回路４３ｂは、システム制御部３２からの励磁制御信号ＣＴに基づいて、各組を交互にオン・オフ（フル・ブリッジ動作）させて、１次コイルＬ１を励磁する駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂ，ＰＳｃ，ＰＳｄを生成する。
【００６７】
また、待機時には、ドライブ回路４３ｂは、システム制御部３２からの励磁制御信号ＣＴに基づいて、フルブリッジ回路４３ａをフル・ブリッジ動作からハーフ・ブリッジ動作に変更して１次コイルＬ１を励磁する駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂ，ＰＳｃ，ＰＳｄを生成する。
【００６８】
ハーフ・ブリッジ動作は、一方の組のＭＯＳトランジスタＱｄをオン状態にし、他方の組のＭＯＳトランジスタＱｃをオフ状態した状態で、一方の組のＭＯＳトランジスタＱａと他方の組のＭＯＳトランジスタＱｂを交互にオン・オフさせる。
【００６９】
従って、ドライブ回路４３ｂは、ＭＯＳトランジスタＱｄにハイレベルの駆動信号ＰＳｄを出力するとともに、ＭＯＳトランジスタＱｃにロウレベルの駆動信号ＰＳｃを生成し出力する。そして、ドライブ回路４３ｂは、ＭＯＳトランジスタＱａとＭＯＳトランジスタＱｂが交互にオン・オフされるように、互いに相補関係となる駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂ生成しＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｂにそれぞれ出力する。
【００７０】
この待機時に、フルブリッジ回路４３ａをハーフ・ブリッジ動作させて１次コイルＬ１を励磁する理由は、待機中は隣接している１次コイルＬ１との磁気結合による干渉の低減を図り、給電エリアＡＲに載置された機器Ｅ等の存在検知精度を上げるためである。
【００７１】
ちなみに、給電エリアＡＲに物体が載置されると、空間的に結合されるその物体（負荷）によって、１次コイルＬ１に流れる電流値が変化する。詳述すると、給電エリアＡＲに何も載置されていない時（負荷がないオープンの時）、１次コイルＬ１に流れる電流値が最大となる。一方、給電エリアＡＲに物体が載置された時（負荷がある時）、負荷が大きくなるに従い１次コイルＬ１に流れる電流値が小さくなる。
【００７２】
ここで、システム制御部３２がフルブリッジ回路４３ａに対してフル・ブリッジ動作をさせるための励磁制御信号ＣＴを出力している時、ドライブ回路４３ｂは、駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂ，ＰＳｃ，ＰＳｄを出力し続ける。従って、この場合、フルブリッジ回路４３ａは１次コイルＬ１を連続励磁駆動させる。
【００７３】
また、システム制御部３２がフルブリッジ回路４３ａに対してハーフ・ブリッジ動作をさせるための励磁制御信号ＣＴを出力している時、ドライブ回路４３ｂは、駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂ，ＰＳｃ，ＰＳｄを所定の期間だけ間欠的に出力する。従って、この場合、フルブリッジ回路４３ａは、一定の期間毎に１次コイルＬ１を間欠励磁駆動させる。
【００７４】
この１次コイルＬ１の間欠励磁駆動は、載置面３に機器Ｅが載置された時に該機器Ｅの負荷Ｚを直ちに駆動できる２次電力ではなく、負荷Ｚの充電器を充電できる程度の２次電力が供給されるようしたものである。そして、その充電電圧に基づいて、給電装置１との間で無線通信を行うための機器Ｅのデータ生成回路部１３及び送信回路部１４は駆動される。
【００７５】
また、システム制御部３２は、給電エリアＡＲに金属片Ｍが載置されていると判定されている時も同様に、１次コイルＬ１を間欠励磁駆動させる。従って、１次コイルＬ１の間欠励磁駆動は、負荷Ｚの充電器を充電できるものの、給電エリアＡＲに載置された金属片Ｍを誘導加熱にて温度上昇させない程度の間欠励磁駆動である。
【００７６】
さらに、システム制御部３２は、信号抽出回路部４２が許可信号ＥＮを出力していない時、給電エリアＡＲに機器Ｅが載置されていない時と同様に、１次コイルＬ１を間欠励磁駆動させる。
【００７７】
給電コイル励磁駆動回路部４３は、存在検知回路４３ｃを備えている。存在検知回路４３ｃは、１次コイルＬ１に流れる電流を検出し、その検出電流の電流値を電圧に変換し、存在検出電圧Ｖｘとしてシステム制御部３２に出力するようになっている。
【００７８】
詳述すると、１次コイルＬ１が励磁駆動されているとき、１次コイルＬ１（給電エリアＡＲ）上に物体（負荷）が存在していないとき、空間的に結合されるその物体（負荷）がないことによって、１次コイルＬ１に流れる電流値が大きくなる。反対に、１次コイルＬ１（給電エリアＡＲ）上に物体（負荷）が存在しているとき、空間的に結合されるその物体（負荷）によって、１次コイルＬ１に流れる電流値が小さくなる。
【００７９】
従って、存在検知回路４３ｃは、１次コイルＬ１（給電エリアＡＲ）上に物体（負荷）がない時には大きな値の存在検出電圧Ｖｘをシステム制御部３２に出力する。反対に、存在検知回路４３ｃは、１次コイルＬ１（給電エリアＡＲ）上に物体（負荷）がある時には小さな値の存在検出電圧Ｖｘをシステム制御部３２に出力する。
【００８０】
システム制御部３２は、存在検出電圧Ｖｘを入力し、存在検出電圧Ｖｘが予め定めた下側基準電圧Ｖｋ１と上側基準電圧Ｖｋ２の間（Ｖｋ１＜Ｖｘ＜Ｖｋ２）にある時、給電エリアＡＲに何かが載置されたと判断する。
【００８１】
また、存在検出電圧Ｖｘが上側基準電圧Ｖｋ２以上の時、システム制御部３２は、給電エリアＡＲに何も載置されていないと判断する。一方、存在検出電圧Ｖｘが下側基準電圧Ｖｋ１以下の時、システム制御部３２は、給電エリアＡＲに何かが載置されているが明らかに給電するべき機器Ｅでない物体（負荷）が載置されていると判断するようになっている。
【００８２】
なお、下側基準電圧Ｖｋ１及び上側基準電圧Ｖｋ２は、予め実験、試験、計算等によって求めた値であって、共通ユニット部３０の不揮発性メモリ３３に予め記憶されている。そして、システム制御部３２は、不揮発性メモリ３３から下側基準電圧Ｖｋ１及び上側基準電圧Ｖｋ２を読み出し存在検出電圧Ｖｘと比較判断している。
【００８３】
金属検知回路部４４は、発振回路４４ａ、信号抽出回路４４ｂ、デューティー演算回路４４ｃを有している。
発振回路４４ａは、１次側金属検知コイルＬａと接続され、本実施形態では同１次側金属検知コイルＬａとでコルピッツ発振回路を構成している。発振回路４４ａは、電源回路３１から直流電圧が印加されると、発振動作をする。そして、発振回路４４ａは、図１０（ａ）に示す振幅値及び周波数が一定の正弦波よりなる発振信号Φｔを１次側金属検知コイルＬａから載置面３に載置した機器Ｅの２次側金属検知コイルＬｂに向けて送信する。
【００８４】
発振回路４４ａから発振される発振信号Φｔは、キャリア信号を構成するようになっている。つまり、機器Ｅは、その発振信号Φｔの振幅値に基づいてオン・オフ信号ＭＰを生成する。そして、機器Ｅは、キャリア信号をその振幅値に基づくデューティーＤＵのオン・オフ信号ＭＰにて振幅変調させた被変調波信号Φｍを２次側金属検知コイルＬｂから送信させるようになっている。このとき、１次側金属検知コイルＬａと２次側金属検知コイルＬｂの相対的な位置関係が変化すると、１次側金属検知コイルＬａと２次側金属検知コイルＬｂのインダクタンスが変化し、それに伴って発振信号Φｔの振幅値及び周波数が変化する。しかしながら、１次側金属検知コイルＬａと２次側金属検知コイルＬｂ間の位置ずれによる振幅値及び周波数の変化と比較して、金属片Ｍが挟み込まれた際の変化量が大きいため、両者に区別が可能となる。
【００８５】
そして、機器Ｅにおいて変調された図１０（ｃ）又は（ｇ）に示す被変調波信号Φｍは、給電装置１の１次側金属検知コイルＬａにて受信され、発振回路４４ａを介して信号抽出回路４４ｂに出力される。
【００８６】
信号抽出回路４４ｂは、包絡線検波回路を含み、発振回路４４ａを介して入力された機器Ｅからの被変調波信号Φｍを同包絡線検波回路にて検波する。信号抽出回路４４ｂ（包絡線検波回路）は、被変調波信号Φｍから該被変調波信号Φｍの外側を包んだ包絡線波形信号（復調信号ＤＭＰ）、すなわち、オン・オフ信号ＭＰを復調する。信号抽出回路４４ｂ（包絡線検波回路）は、波形整形回路を含み、同波形整形回路にて復調した復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）を波形整形してデューティー演算回路４４ｃに出力する。
【００８７】
デューティー演算回路４４ｃは、復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）のデューティーＤＵを演算する回路である。デューティー演算回路４４ｃは、本実施形態では、復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）の周期Ｔｎを求めるとともに、復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）のオン時間ｔ１を求める。そして、デューティー演算回路４４ｃは、求めた周期Ｔｎとオン時間ｔ１からデューティーＤＵ（＝ｔ１／Ｔｎ）を演算する。デューティー演算回路４４ｃは、演算したデューティーＤＵをオン・オフ信号ＭＰのデューティーとしてシステム制御部３２に出力する。
【００８８】
システム制御部３２は、デューティー演算回路４４ｃからの復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）のデューティーＤＵを入力し、そのデューティーＤＵに基づいて金属片Ｍの有無を判定する。システム制御部３２は、共通ユニット部３０の不揮発性メモリ３３に予め記憶した基準デューティーＤＵｋと復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）のデューティーＤＵを比較することによって金属片Ｍの有無を判定する。
【００８９】
基準デューティーＤＵｋは、給電エリアＡＲと機器Ｅとの間に金属片Ｍが介在されていない状態で、機器Ｅからの被変調波信号Φｍを金属検知回路部４４が受信した時に、デューティー演算回路４４ｃが演算したデューティーＤＵを基準デューティーとしている。つまり、この基準デューティーＤＵｋは、予め実験、試験、計算等によって求めた値であって、不揮発性メモリ３３に予め記憶されている。
【００９０】
従って、給電エリアＡＲに金属片Ｍが介在されている状態では、発振信号Φｔの振幅が小さくなり、オン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵも長くなる。その結果、システム制御部３２は、デューティー演算回路４４ｃからのデューティーＤＵが基準デューティーＤＵｋを超える値になったとき、給電エリアＡＲに金属片Ｍがあると判定する。反対に、システム制御部３２は、デューティー演算回路４４ｃからのデューティーＤＵが基準デューティーＤＵｋ以下の値のときには、給電エリアＡＲに金属片Ｍがないと判定する。
【００９１】
システム制御部３２は、存在検知回路４３ｃから存在検出電圧Ｖｘを入力し、その存在検出電圧Ｖｘが下側基準電圧Ｖｋ１と上側基準電圧Ｖｋ２の間にあると判定した後、デューティー演算回路４４ｃからのオン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵのデータを待つ。そして、システム制御部３２は、給電エリアＡＲに金属片Ｍがないと判定すると、信号抽出回路部４２から許可信号ＥＮを待つ。この状態で、システム制御部３２は、信号抽出回路部４２から許可信号ＥＮが入力されると、システム制御部３２は、該基本給電ユニット回路４の給電コイル励磁駆動回路部４３に対して、フル・ブリッジ動作のための励磁制御信号ＣＴを出力する。
【００９２】
一方、システム制御部３２は、存在検知回路４３ｃからの存在検出電圧Ｖｘが下側基準電圧Ｖｋ１と上側基準電圧Ｖｋ２の間にない時、給電コイル励磁駆動回路部４３に対して、フル・ブリッジ動作のための励磁制御信号ＣＴを出力しない。つまり、システム制御部３２は、給電コイル励磁駆動回路部４３に対して、ハーフ・ブリッジ動作のための励磁制御信号ＣＴを出力するとともに１次コイルＬ１を間欠励磁駆動させるようにしている。
【００９３】
また、システム制御部３２は、信号抽出回路部４２から許可信号ＥＮが入力されない時、同様に給電コイル励磁駆動回路部４３に対して、ハーフ・ブリッジ動作のための励磁制御信号ＣＴを出力するとともに１次コイルＬ１を間欠励磁駆動させるようにしている。
【００９４】
さらに、システム制御部３２は、給電エリアＡＲに金属片Ｍがあると判定したとき、同様に給電コイル励磁駆動回路部４３に対して、ハーフ・ブリッジ動作のための励磁制御信号ＣＴを出力するとともに１次コイルＬ１を間欠励磁駆動させるようにしている。
【００９５】
次に、上記のように構成した給電装置１の作用について説明する。
今、図示しない電源スイッチがオンされて、電源回路３１に商用電源が供給されると、電源回路３１は、直流電圧を駆動電源としてシステム制御部３２、不揮発性メモリ３３及び各基本給電ユニット回路４に出力する。
【００９６】
システム制御部３２は、電源回路３１から駆動電源を入力すると、各基本給電ユニット回路４のフルブリッジ回路４３ａをハーフ・ブリッジ動作させるための励磁制御信号ＣＴを、各基本給電ユニット回路４のドライブ回路４３ｂに対して出力する。
【００９７】
各基本給電ユニット回路４のドライブ回路４３ｂは、励磁制御信号ＣＴに応答して、フルブリッジ回路４３ａをハーフ・ブリッジ動作させて１次コイルＬ１を間欠励磁駆動させる。
【００９８】
これによって、給電装置１の載置面３の各給電エリアＡＲは、機器Ｅの載置を待つ。
この状態において、システム制御部３２は、（１）存在検知処理動作、（２）金属異物検出処理動作、（３）機種検出処理動作を繰り返し実行する。
【００９９】
存在検知処理動作は、システム制御部３２が、各基本給電ユニット回路４（給電コイル励磁駆動回路部４３）を制御して各給電エリアＡＲに物体が載置されたかどうか検出する存在検知を行う処理動作である。
【０１００】
金属異物検出処理動作は、システム制御部３２が、各基本給電ユニット回路４（金属検知回路部４４）を制御して、各給電エリアＡＲにおける金属片Ｍの検知を行う処理動作である。
【０１０１】
機種検出処理動作は、システム制御部３２が、各基本給電ユニット回路４（受信回路部４１及び信号抽出回路部４２）を制御して、機器Ｅの給電要求の検知を行う処理動作である。
（存在検知処理動作）
各基本給電ユニット回路４の給電コイル励磁駆動回路部４３に設けた存在検知回路４３ｃは、対応する１次コイルＬ１のその時々に流れる電流値を存在検出電圧Ｖｘとしてそれぞれ検出する。そして、各存在検知回路４３ｃは、その存在検出電圧Ｖｘをシステム制御部３２に出力する。
【０１０２】
システム制御部３２は、各存在検知回路４３ｃからの存在検出電圧Ｖｘを入力すると、各存在検出電圧Ｖｘについて、下側基準電圧Ｖｋ１と上側基準電圧Ｖｋ２との間にあるか否か判定する。そして、存在検出電圧Ｖｘについて、下側基準電圧Ｖｋ１と上側基準電圧Ｖｋ２との間にある場合には、その存在検知回路４３ｃが属する給電エリアＡＲに物体が存在していると判定する。
【０１０３】
また、存在検出電圧Ｖｘについて、上側基準電圧Ｖｋ２以上の場合には、その存在検知回路４３ｃが属する給電エリアＡＲに物体が存在していない判定する。
（金属異物検出処理動作）
各基本給電ユニット回路４の金属検知回路部４４は、直流電圧を入力することで、発振回路４４ａが発振動作する。従って、各基本給電ユニット回路４の１次側金属検知コイルＬａから発振信号Φｔが送信される。
【０１０４】
機器Ｅの２次側金属検知コイルＬｂは、１次側金属検知コイルＬａから発振信号Φｔを受信する。２次側金属検知コイルＬｂは、この受信した発振信号Φｔを変調回路２０の整流回路２１に出力し、同発振信号Φｔを半波整流する。
【０１０５】
半波整流された発振信号Φｔは、整流回路２１にて半波整流され、その充電電圧Ｖｔが電源電圧ＶＧとして変調波信号生成回路部２２（マルチバイブレータ２２ａ）に印加されている。
【０１０６】
ここで、整流回路２１の直流電圧（電源電圧ＶＧ）は、発振信号Φｔの振幅値よって、すなわち、給電エリアＡＲに金属片Ｍが載置されているか否かによって変動する。
発振信号Φｔの振幅は、給電エリアＡＲに金属片Ｍが載置されていない場合、図１０（ａ）になる。反対に、に金属片Ｍが載置されている場合、図１０（ｅ）になる。従って、給電エリアＡＲに金属片Ｍがある場合のほうが、金属片Ｍがある場合より、発振信号Φｔの振幅値が大きくなり、充電電圧Ｖｔは大きくなる。
【０１０７】
その結果、マルチバイブレータ２２ａから出力されるオン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵは、給電エリアＡＲに金属片Ｍが載置されてない場合、図１０（ｂ）になるのに対して、給電エリアＡＲに金属片Ｍが載置されている場合、図１０（ｆ）になる。つまり、図１０（ｂ）（ｆ）に示すように、給電エリアＡＲに金属片Ｍが載置されてない場合に比べて金属片Ｍが載置されている方が、オン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵは大きくなる。
【０１０８】
このオン・オフ信号ＭＰは、変調回路部２３のトランジスタＱ３のゲート端子に出力され、トランジスタＱ３をオン・オフさせる。このトランジスタＱ３のオン・オフによって、２次側金属検知コイルＬｂに流れる電流（発振信号Φｔ）は振幅変調され、被変調波信号Φｍとなって２次側金属検知コイルＬｂから１次側金属検知コイルＬａに送信される。
【０１０９】
このとき、給電エリアＡＲに金属片Ｍが載置されていない場合、図１０（ｂ）に示すオン・オフ信号のデューティーＤＵにあわせて、被変調波信号Φｍは図１０（ｃ）に示す波形となる。一方、給電エリアＡＲに金属片Ｍが載置されている場合、図１０（ｆ）に示すオン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵにあわせて、被変調波信号Φｍは図１０（ｇ）に示す波形となる。
【０１１０】
１次側金属検知コイルＬａは２次側金属検知コイルＬｂから送信される被変調波信号Φｍを受信する。１次側金属検知コイルＬａが受信した被変調波信号Φｍは、発振回路４４ａを介して信号抽出回路４４ｂ（検波回路部）に出力される。
【０１１１】
信号抽出回路４４ｂ（検波回路部）は、被変調波信号Φｍから該被変調波信号Φｍの外側を包んだ包絡線波形信号（復調信号ＤＭＰ）、すなわち、オン・オフ信号ＭＰを復調する。信号抽出回路４４ｂ（検波回路部）は、復調した復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）をデューティー演算回路４４ｃに出力する。
【０１１２】
従って、信号抽出回路４４ｂにて復調された復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）のデューティーＤＵは、給電エリアＡＲに金属片Ｍが載置されてない場合、図１０（ｄ）になるのに対して、給電エリアＡＲに金属片Ｍが載置されている場合、図１０（ｈ）になる。つまり、図１０（ｂ）（ｆ）に示すように、給電エリアＡＲに金属片Ｍが載置されてない場合に比べて金属片Ｍが載置されている方が、復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）のデューティーＤＵは大きくなる。
【０１１３】
信号抽出回路４４ｂ（検波回路部）は、復調した復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）をデューティー演算回路４４ｃに出力する。
デューティー演算回路４４ｃは、復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）からの復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）のデューティーＤＵを演算し、システム制御部３２に出力する。
【０１１４】
システム制御部３２は、各基本給電ユニット回路４からの復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）のデューティーＤＵを入力し、その各デューティーＤＵについて基準デューティーＤＵｋと比較する。
【０１１５】
システム制御部３２は、復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）のデューティーＤＵが基準デューティーＤＵｋを超える時、その金属検知回路部４４にて励磁されている１次側金属検知コイルＬａの直上の給電エリアＡＲに金属片Ｍが存在していると判定する。
【０１１６】
また、システム制御部３２は、オン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵが基準デューティーＤＵｋ以下の値のときには、その金属検知回路部４４にて励磁されている１次側金属検知コイルＬａの直上の給電エリアＡＲに金属片Ｍがないと判定する。
（機種検出処理動作）
機器Ｅが給電エリアＡＲに置かれると、機器Ｅの２次コイルＬ２は、１次コイルＬ１の間欠励磁駆動に基づく２次電力を受電する。機器Ｅは、この２次電力に基づいて、受電回路１０のデータ生成回路部１３において機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを作成し送信回路部１４に出力する。送信回路部１４は、この機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを信号送信アンテナコイルＡ２から給電装置１の信号受信アンテナコイルＡ１に向けて送信する。
【０１１７】
給電装置１は、信号抽出回路部４２において、受信回路部４１が信号受信アンテナコイルＡ１が受信した送信信号から機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを抽出する。信号抽出回路部４２は、機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを抽出すると、システム制御部３２に許可信号ＥＮを出力する。
【０１１８】
システム制御部３２は、信号抽出回路部４２から許可信号ＥＮを入力すると、給電装置１にて給電可能な機種の機器Ｅが、その信号抽出回路部４２が属する給電エリアＡＲに載置されたことを判断する。
【０１１９】
また、システム制御部３２は、信号抽出回路部４２から許可信号ＥＮが入力されない場合には、存在検知処理動作において物体が載置されていると判定されていても、給電装置１にて給電ができない機器Ｅ又は物体が給電エリアＡＲに載置されと判断する。
（機器Ｅへの給電）
システム制御部３２は、上記存在検知処理動作、金属異物検出処理動作及び機種検出処理動作の実行を繰り返す。そして、システム制御部３２は、所定の給電エリアＡＲにおいて、物体の存在を検出し、金属片Ｍがないと判定し、且つ、当該物体が機器Ｅであって許可信号ＥＮが出力されている時、その給電エリアＡＲの直下にある１次コイルＬ１を連続励磁駆動させる。すなわち、システム制御部３２は、機器Ｅが載置された給電エリアＡＲの基本給電ユニット回路４のドライブ回路４３ｂに対して、フルブリッジ回路４３ａをフル・ブリッジ動作させるための励磁制御信号ＣＴを出力する。
【０１２０】
１次コイルＬ１が連続励磁駆動することによって、給電装置１の給電エリアＡＲに載置された機器Ｅは、２次コイルＬ２を介して、１次コイルＬ１の連続励磁駆動に基づく２次電力を受電する。これによって、機器Ｅは、受電回路１０（整流平滑回路部１１及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路１２）から負荷Ｚに、同負荷Ｚを駆動させるための電源が供給されることになる。
【０１２１】
なお、システム制御部３２は、給電中に、該給電エリアＡＲに金属異物検出処理動作によって、金属片Ｍがあると判定した時、機器Ｅへの給電を停止する。即ち、システム制御部３２は、その給電エリアＡＲの１次コイルＬ１を連続励磁駆動から間欠励磁駆動させる。詳述すると、システム制御部３２は、機器Ｅの直下にある基本給電ユニット回路４のドライブ回路４３ｂに対して、フルブリッジ回路４３ａをハーフ・ブリッジ動作させるための励磁制御信号ＣＴを出力する。
【０１２２】
また、システム制御部３２は、給電中に、該給電エリアＡＲから機器Ｅが取り上げられた場合、存在検知処理動作によって、給電エリアＡＲから機器Ｅが取り上げられた判定し、機器Ｅへの給電を停止する。即ち、同様に、システム制御部３２は、その給電エリアＡＲの１次コイルＬ１を連続励磁駆動から間欠励磁駆動させる。詳述すると、システム制御部３２は、機器Ｅの直下にある１次コイルＬ１を励磁するドライブ回路４３ｂに対して、フルブリッジ回路４３ａをハーフ・ブリッジ動作させるための励磁制御信号ＣＴを出力する。
【０１２３】
さらに、システム制御部３２は、給電中に、該機器Ｅから励磁要求信号ＲＱが出力されなくなって、機種検出処理動作によって、許可信号ＥＮが消失した時、機器Ｅへの給電を停止する。即ち、システム制御部３２は、同様に、その給電エリアＡＲの直下にある１次コイルＬ１を連続励磁駆動から間欠励磁駆動させる。詳述すると、システム制御部３２は、機器Ｅの直下にある１次コイルＬ１を励磁するドライブ回路４３ｂに対して、フルブリッジ回路４３ａをハーフ・ブリッジ動作させるための励磁制御信号ＣＴを出力する。
【０１２４】
次に、上記のように構成した第１実施形態の効果を以下に記載する。
（１）上記実施形態によれば、給電装置１の載置面３の複数の給電エリアＡＲを形成した。そして、その各給電エリアＡＲに１次コイルＬ１を配置し、機器Ｅが載置面３のどの給電エリアＡＲに載置されても、その載置された給電エリアＡＲの１次コイルＬ１が励磁駆動されるようにした。従って、給電装置１は、機器Ｅが載置面３のどの給電エリアＡＲに載置されも同機器Ｅを確実に給電することができる。
【０１２５】
（２）上記実施形態によれば、給電装置１の載置面３の複数の給電エリアＡＲを形成し、その各給電エリアＡＲに金属検知をするための１次側金属検知コイルＬａを設けた。従って、金属片Ｍが載置面３のどの給電エリアＡＲに置かれても、給電装置１は、金属片Ｍを確実に検知することができる。
【０１２６】
（３）上記実施形態によれば、金属片Ｍの有無をオン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵで求め、そのオン・オフ信号ＭＰを変調波とした。そのため、１次コイルＬ１が複数個隣接して配置された給電装置１においては、隣同士の１次コイルＬ１が互いに干渉して励磁周波数が変動しても影響は小さく金属検知が精度よく行える。
【０１２７】
（４）上記実施形態によれば、システム制御部３２は、各基本給電ユニット回路４の金属検知回路部４４が演算したデューティーＤＵを入力し、その入力したデューティーＤＵに基づいて各給電エリアＡＲにおける金属片Ｍの有無の判定を行った。
【０１２８】
従って、システム制御部３２は、各基本給電ユニット回路４の金属検知回路部４４からのデューティーＤＵをそれぞれ基準デューティーＤＵｋと比較するだけでよい。その結果、システム制御部３２の負荷は、非常に低減させることができる。
【０１２９】
（５）上記実施形態によれば、金属片Ｍの有無の情報、すなわち、オン・オフ信号ＭＰを機器Ｅ側で生成するようにした。従って、その分だけ、給電装置１側の回路構成及び負荷の軽減でき、より安価な非接触給電装置を実現できる。
【０１３０】
（６）上記実施形態によれば、被変調波信号Φｍを生成する際、キャリア信号として金属検知回路部４４の発振回路４４ａからの発振信号Φｔを利用したので、キャリア信号のための発振回路が省略することができる。
【０１３１】
（７）上記実施形態によれば、被変調波信号Φｍは振幅変調であるため、他の周波数変調等に比べて、回路構成が簡単かつ安価に構成することができる。また、被変調波信号Φｍを復調する信号抽出回路４４ｂ（検波回路部）も簡単かつ安価に構成することができる。
【０１３２】
（８）上記実施形態によれば、整流回路２１の充放電コンデンサＣ０の充電電圧Ｖｔを変調波信号生成回路部２２のマルチバイブレータ２２ａの電源電圧ＶＧとして供給した。そして、金属片Ｍの有無によって変動する電源電圧ＶＧによってマルチバイブレータ２２ａのオン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵを変更させて、金属片Ｍの有無に基づいてデューティーＤＵが変更されるオン・オフ信号ＭＰを生成した。
【０１３３】
従って、マルチバイブレータ２２ａという簡単な回路構成で金属片Ｍの有無のための変調波（オン・オフ信号ＭＰ）を生成することができる。
（９）上記実施形態によれば、給電装置１は、各基本給電ユニット回路４において給電のための１次コイルＬ１の励磁周波数を変えて金属検知のために使用することがない。その結果、１次コイルＬ１の励磁周波数を複数設け、その都度、励磁周波数を切り替えるための複雑で高価な制御回路が不要となり安価な非接触給電装置が実現できる。
【０１３４】
尚、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、給電装置１の各給電エリアＡＲに信号受信アンテナコイルＡ１を設けるとともに、機器Ｅに信号送信アンテナコイルＡ２を設けたが、この両アンテナコイルＡ１，Ａ２を省略して実施してもよい。
【０１３５】
この場合、図１１に示すように、受信回路部４１及び存在検知回路４３ｃの入力端子を１次コイルＬ１にそれぞれ接続する。そして、受信回路部４１は、１次コイルＬ１が受信した変調された励磁信号を入力し機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを抽出するようにしてもよい。
【０１３６】
また、存在検知回路４３ｃは、１次コイルＬ１のその時々に流れる電流値を存在検出電圧Ｖｘとしてそれぞれ検出して、給電エリアＡＲに物体が存在しているかどうかを判定するようにしてもよい。
【０１３７】
一方、機器Ｅの送信回路部１４は、図１２に示すように、その出力端子を、２次コイルＬ２に接続する。これによって、送信回路部１４は、データ生成回路部１３からの機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを入力し、２次コイルＬ２を介して給電装置１の１次コイルＬ１に送信することになる。
【０１３８】
つまり、機器Ｅに設けたデータ生成回路部１３にて、ビット信号よりなる機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを生成する。このとき、金属検知のための変調回路部２３と同様に、機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱも２次コイルＬ２が受信した１次コイルＬ１からの励磁信号を変調する。そして、変調された励磁信号を１次コイルＬ１が受信し、受信した変調された励磁信号から機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを抽出するようにしてもよい。
【０１３９】
また、各給電エリアＡＲの１次側金属検知コイルＬａ及び信号受信アンテナコイルＡ１、並びに、機器の２次側金属検知コイルＬｂ及び信号送信アンテナコイルＡ２を省略して実施してもよい。
【０１４０】
この場合、図１３に示すように、受信回路部４１、存在検知回路４３ｃ及び信号抽出回路４４ｂの入力端子を１次コイルＬ１にそれぞれ接続する。そして、受信回路部４１は、１次コイルＬ１が受信した変調された励磁信号を入力し機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを抽出するようにしてもよい。また、存在検知回路４３ｃは、１次コイルＬ１のその時々に流れる電流値を存在検出電圧Ｖｘとしてそれぞれ検出して、給電エリアＡＲに物体が存在しているかどうかを判定するようにしてもよい。
【０１４１】
また、信号抽出回路４４ｂは、１次コイルＬ１が受信した被変調波信号Φｍを入力する。そして、信号抽出回路４４ｂは、その入力した被変調波信号Φｍから該被変調波信号Φｍの外側を包んだ包絡線波形信号（復調信号ＤＭＰ）、すなわち、オン・オフ信号ＭＰを復調する。信号抽出回路４４ｂ（検波回路部）は、復調した復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）をデューティー演算回路４４ｃに出力することになる。
【０１４２】
一方、機器Ｅの変調回路２０は、図１４に示すように、その入力端子を、２次コイルＬ２に接続する。これによって、変調回路２０は、振幅変調された被変調波信号Φｍを２次コイルＬ１介して１次コイルＬ１に送信することになる。
【０１４３】
つまり、この金属検知ついて、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２を利用して行う場合、変調波信号生成回路部２２は受電回路１０の整流平滑回路部１１の電源電圧を入力する。そして、変調波信号生成回路部２２は、整流平滑回路部１１の電源電圧に基づいてオン・オフ信号ＭＰを生成し、変調回路部２３に出力する。
【０１４４】
そして、変調回路部２３は、このオン・オフ信号ＭＰ（オン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵ）によって、２次コイルＬ２の両端子間を流れる２次電流を振幅変調させ、その振幅変調された励磁信号を２次コイルＬ２から１次コイルＬ１に送信させる。そして、変調された励磁信号を１次コイルＬ１が受信し、その受信した変調された励磁信号から、基本給電ユニット回路４に設けた金属検知回路部４４がオン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵを演算する。
【０１４５】
これによって、各給電エリアＡＲの１次側金属検知コイルＬａ及び信号受信アンテナコイルＡ１、並びに、機器の２次側金属検知コイルＬｂ及び信号送信アンテナコイルＡ２を省略でき、安価な給電装置１を実現できる。
【０１４６】
○上記実施形態では、システム制御部３２の負荷を低減するために、各基本給電ユニット回路４の金属検知回路部４４は、オン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵを演算し、システム制御部３２に出力した。これを、各基本給電ユニット回路４の金属検知回路部４４は、被変調波信号Φｍを復調し、その復調した復調信号ＤＭＰをシステム制御部３２に出力してもよい。そして、システム制御部３２は、入力した復調信号ＤＭＰ、すなわち、オン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵを演算し、その演算したデューティーＤＵにて金属片Ｍの有無の判定（金属異物検出処理動作）を行うようにしてもよい。
【０１４７】
○上記実施形態では、１次側金属検知コイルＬａの中心を、給電エリアＡＲの中心と一致するように設けたが、１次側金属検知コイルＬａに中心を、給電エリアＡＲの中心からずらして配置してもよい。
【０１４８】
○上記実施形態では、金属検知回路部４４の発振回路４４ａをコルピッツ発振回路で具体化したが、これに限定されるものではなく、ハートレー発振回路等、その他発振回路で具体化してもよい。
【０１４９】
○上記実施形態では、１次コイルＬ１、２次コイルＬ２の形状を四角形状にしたが、四角形状に限定されるものではなく、例えば、四角形以外の多角形や円形等、その他の形状で実施してもよい。また、１次コイルＬ１、２次コイルＬ２の大きさも特に限定されるものではなく、例えば、１次コイルＬ１の大きさと２次コイルＬ２の大きさとを相対的に異なるようにして実施してもよい。
【０１５０】
また、１次側金属検知コイルＬａ及び２次側金属検知コイルＬｂの形状も限定されるものではなく、円形以外の四角形等の多角形や楕円形等、その他の形状で実施してもよい。
勿論、信号受信アンテナコイルＡ１及び信号送信アンテナコイルＡ２の形状も限定されるものではなく、円形以外の四角形等の多角形や楕円形等、その他の形状で実施してもよい。
【０１５１】
○上記実施形態では、１次コイルＬ１の数と１次側金属検知コイルＬａの数を同数にし、１つの１次コイルＬ１に対して１つの１次側金属検知コイルＬａとして、１つの給電エリアＡＲに１つの１次側金属検知コイルＬａを配置した。これを、１次コイルＬ１の数と１次側金属検知コイルＬａの数を同数にしなくて実施してもよい。
【０１５２】
例えば、１次コイルＬ１に対して１次側金属検知コイルＬａの数を少なくする。この場合、複数個（例えば、４個）の１次コイルＬ１に対して１個の１次側金属検知コイルＬａを割り当てる。従って、複数個の１次コイルＬ１による複数の給電エリアＡＲの金属検知か可能なように１個の１次側金属検知コイルＬａのサイズを大きくする必要がある。
【０１５３】
○上記実施形態では、給電エリアＡＲに合わせて１次コイルＬ１を四角形状にし、各１次コイルＬ１を格子状に配置したが、これに限定されるものではない。例えば、１次コイルＬ１の形状を６角形状にしたとき、各１次コイルＬ１をハニカム状に配置して実施してもよい。
【０１５４】
○上記実施形態では、載置面３に機器Ｅが載置されるまでの間、（１）存在検知処理動作→（２）金属異物検出処理動作→（３）機種検出処理動作→（１）存在検知処理動作→（２）金属異物検出処理動作→（３）機種検出処理動作→……を繰り返した。
【０１５５】
これを、（１）存在検知処理動作→（３）機種検出処理動作→（２）金属異物検出処理動作→（１）存在検知処理動作→（３）機種検出処理動作→（２）金属異物検出処理動作→……、といった動作を繰り返して実施してもよい。
【０１５６】
また、（１）存在検知処理動作→（２）金属異物検出処理動作→（３）機種検出処理動作→（２）金属異物検出処理動作→（３）機種検出処理動作→（２）金属異物検出処理動作→（３）機種検出処理動作→……、といった動作を繰り返して実施してもよい。この場合、最初の存在検知処理動作で存在が検知され場合には、以後、金属異物検出処理動作と機種検出処理動作を繰り返すことにより、１次コイルＬ１の励磁を止めることが可能となる。
【０１５７】
さらに、（１）存在検知処理動作→（３）機種検出処理動作→（２）金属異物検出処理動作→（３）機種検出処理動作→（２）金属異物検出処理動作→（３）機種検出処理動作→（２）金属異物検出処理動作→……、といった動作を繰り返して実施してもよい。この場合も同様に、最初の存在検知処理動作で存在が検知され場合には、以後、金属異物検出処理動作と機種検出処理動作を繰り返すことにより、１次コイルＬ１の励磁を止めることが可能となる。
【０１５８】
○上記実施形態では、共通ユニット部３０に不揮発性メモリ３３を設け、不揮発性メモリ３３に金属片Ｍの有無を判定するための基準デューティーＤＵｋを記憶した。これを、例えば、各給電ユニット回路４のデューティー演算回路４４ｃに基準デューティーＤＵｋを記憶させるようにして実施してもよい。
【０１５９】
この場合、各給電ユニット回路４のデューティー演算回路４４ｃにおいて、デューティー演算回路４４ｃが演算したデューティーＤＵとこの基準デューティーＤＵｋを比較して金属片Ｍの有無の判定をする。つまり、各基本給電ユニット回路４において、金属片Ｍの有無の判定を行う。そして、デューティー演算回路４４ｃはその判定結果をシステム制御部３２に出力する。
【０１６０】
そして、システム制御部３２は、その判定結果に基づいて、各基本給電ユニット回路４の１次コイルＬ１の励磁制御を行うようにしてもよい。これによって、システム制御部３２の負荷は、軽減される。
【０１６１】
さらに、不揮発性メモリ３３に記憶した給電エリアＡＲに物体（負荷）が載置されたかどうかを判定するための下側基準電圧Ｖｋ１及び上側基準電圧Ｖｋ２を記憶した。これを、例えば、各給電ユニット回路４の存在検知回路４３ｃに下側基準電圧Ｖｋ１及び上側基準電圧Ｖｋ２を記憶させるようにして実施してもよい。
【０１６２】
この場合、各基本給電ユニット回路４の存在検知回路４３ｃにおいて、存在検知回路４３ｃが検出した存在検出電圧Ｖｘとこれら下側基準電圧Ｖｋ１及び上側基準電圧Ｖｋ２とを比較して給電エリアＡＲ上の物体（負荷）の有無の判定をする。つまり、各給電ユニット回路４において、物体（負荷）の有無の判定を行う。そして、存在検知回路４３ｃはその判定結果をシステム制御部３２に出力する。
【０１６３】
これによって、システム制御部３２の負荷は、さらに軽減される。しかも、不揮発性メモリ３３から基準デューティーＤＵｋ、下側基準電圧Ｖｋ１及び上側基準電圧Ｖｋ２の記憶を省略すると、そのための不揮発性メモリ３３が不要になり、コストダウンを図ることができる。
【０１６４】
○上記実施形態では、給電装置１が待機状態になると、フルブリッジ回路４３ａはフル・ブリッジ動作からハーフ・ブリッジ動作させた。これを、ハーフ・ブリッジ動作に代えて、例えば、フルブリッジ回路４３ａにおいて、待機中は、４つのＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄを全てオフして実施してもよい。勿論、上側の２つのＭＯＳトランジスタＱａ、Ｑｃをオフし、下側の２つのＭＯＳトランジスタＱｂ，Ｑｄをオンし、他の磁束と磁気結合しないように構成してもよい。
【０１６５】
要は、待機中において、フルブリッジ回路４３ａを介して、電源回路３１の電源線とグランドが短絡されないように、４つのＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄを制御するパターンのうちから、実験で得られた最も適切な設定を選択すればよい。
【０１６６】
詳述すると、待機中に１次側金属検知コイルＬａが金属片Ｍの検知のために発振している時に、隣接した１次コイルＬ１への電源電圧Ｖｄｄが遮断される。従って、１次コイルＬ１と共振コンデンサＣの直列回路を通しての回生電流の発生が抑制される。つまり、１次コイルＬ１への電源電圧Ｖｄｄを遮断することで、金属片Ｍの検知のために発振している隣接の１次側金属検知コイルＬａとの磁気結合が抑制される。
【０１６７】
その結果、１次側金属検知コイルＬａの発振エネルギーが磁気結合によって弱められることはない。そして、機器Ｅの変調回路２０に設けた変調波信号生成回路部２２の無安定マルチバイブレータ２２ａが駆動できなくなるといった問題もなくなり、金属片Ｍの検知精度を落とすといったことがない。
【０１６８】
ちなみに、フルブリッジ回路４３ａを図１５に示すように構成してもよい。図１５に示すように、上側の２つのＭＯＳトランジスタＱａ、Ｑｃのドレン端子同士を接続した接続点Ｎ１に逆止用ダイオードＤｘを接続する。逆止用ダイオードＤｘは、そのアノード端子が電源回路３１の電源線に接続され、カソード端子が接続点Ｎ１に接続されている。従って、フルブリッジ回路４３ａは、逆止用ダイオードＤｘを介して直流電圧Ｖｄｄが印加される。
【０１６９】
また、各ＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄには、それぞれフライホイール用のダイオードＤａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄが並列に接続されている。なお、このダイオードＤａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄを省略しても、各ＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄがボディーダイオードを形成したものであるならば実質的に等価となる。
【０１７０】
そして、このように構成したフルブリッジ回路４３ａについて、上側の２つのＭＯＳトランジスタＱａ、Ｑｃをオフし、下側の２つのＭＯＳトランジスタＱｂ，Ｑｄをオンさせる。これによって、１次コイルＬ１への電源電圧Ｖｄｄが遮断されることで、金属片Ｍの検知のために発振している隣接の１次側金属検知コイルＬａとの磁気結合が抑制される。
【０１７１】
しかも、フルブリッジ回路４３ａと電源回路３１の電源線の間に、逆止用ダイオードＤｘを接続した。このため、電源回路３１の電源線側において何らかの要因でインピーダンスが低くなり電位が下がっても、１次側金属検知コイルＬａとの磁気結合による１次コイルＬ１が誘起した電流が電源回路３１の電源線に流れ込むのが逆止用ダイオードＤｘによって阻止される。つまり、１次側金属検知コイルＬａの発振エネルギーが、１次コイルＬ１を介して電流となって電源回路３１の電源線側に流れ込むのを抑制することができる。
【０１７２】
その結果、１次側金属検知コイルＬａの発振エネルギーが弱められることはなく、金属片Ｍの検知精度を落とすといったことがない。
○上記実施形態では、デューティー演算回路４４ｃがデューティーＤＵを演算し、その演算したデューティーＤＵと基準デューティーＤＵｋを比較して、金属片Ｍの有無判定を行うようにした。
【０１７３】
ところで、金属片Ｍが載置されていない時と、金属片Ｍが載置されている時とでオン・オフ信号ＭＰのオン時間ｔ１（デューティーＤＵ）が極端に相違する場合がある。例えば、金属片Ｍが載置されていない時、オン・オフ信号ＭＰのオン時間ｔ１が非常に短く、金属片Ｍが載置されている時、オン・オフ信号ＭＰのオン時間ｔ１が非常に長い場合である。
【０１７４】
この場合には、復調信号ＤＭＰのデューティーＤＵに基づく、金属片Ｍの有無判定ではなく、復調信号ＤＭＰの信号について、オン（ハイレベル信号の）期間が長いか、オフ（ロウレベル信号の）期間が長いかという比較をする。そして、その比較結果に基づいて金属片Ｍの有無判定を行う。従って、デューティーＤＵを演算することなく、簡単な比較処理で金属片Ｍの有無判定を行うことができる。
【０１７５】
○上記実施形態では、変調回路２０に設けた変調波信号生成回路部２２を無安定マルチバイブレータ２２ａで構成したが、コンパレータ等に代えて実施してもよい。この場合、整流回路２１からの電源電圧ＶＧと予め定めた電圧を比較し、オン・オフ信号ＭＰを生成してもよい。
【０１７６】
○上記実施形態では、変調回路２０の整合回路ＭＣを共振コンデンサＣｘで構成したが、その他の回路構成で実施してもよい。また、変調回路２０の整流回路２１を半波整流回路で構成したが、その他の整流回路で具体化してもよい。さらに、変調回路２０の変調回路部２３をトランジスタＱ３とダイオードＤ１で構成したが、その他の回路構成で実施してもよい。
【０１７７】
○上記実施形態では、載置面３に２４個の給電エリアＡＲを形成したが、これに限定されるものではなく、１つ以上の給電エリアＡＲを備えた給電装置１に応用してもよい。
【符号の説明】
【０１７８】
１…給電装置（非接触給電装置）、２…筐体、３…載置面、４…基本給電ユニット回路、１０…受電回路、１１…整流平滑回路部、１２…ＤＣ／ＤＣコンバータ回路、１３…データ生成回路部、１４…送信回路部、２０…変調回路、２１…整流回路、２２…変調波信号生成回路部、２２ａ…無安定マルチバイブレータ、２３…変調回路部、２３ａ…負荷、２３ｂ…負荷制御回路、２５…電源線、３０…共通ユニット部、３１…電源回路部、３２…システム制御部、３３…不揮発性メモリ、４０…基本ユニット部、４１…受信回路部、４２…信号抽出回路部、４３…給電コイル励磁駆動回路部、４３ａ…フルブリッジ回路（発振回路部）、４３ｂ…ドライブ回路、４３ｃ…存在検知回路、４４…金属検知回路部、４４ａ…発振回路（発振回路部）、４４ｂ…信号抽出回路、４４ｃ…デューティー演算回路（デューティー演算回路部）、Ｅ…機器（電気機器）、Ｚ…負荷、ＡＲ…給電エリア、Ａ１…信号受信アンテナコイル、Ａ２…信号送信アンテナコイル、Ｌ１…１次コイル、Ｌ２…２次コイル、Ｌａ…１次側金属検知コイル（受信コイル）、Ｌｂ…２次側金属検知コイル、ＣＴ…励磁制御信号、ＰＳａ，ＰＳｂ，ＰＳｃ，ＰＳｄ…駆動信号、Ｑ１〜Ｑ３…トランジスタ、Ｑａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄ…ＭＯＳトランジスタ、Ｄ０，Ｄ１，Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ…ダイオード、Ｄｘ…逆止用ダイオード、Ｃ，Ｃｘ…共振コンデンサ、Ｃ０…充放電コンデンサ、Ｃ１，Ｃ２…コンデンサ、ＭＣ…整合回路、Ｒ０，Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ…抵抗、Φｔ…発振信号、Φｍ…被変調波信号、ＭＰ…オン・オフ信号、ＤＭＰ…復調信号、ＥＮ…許可信号、ＩＤ…機器認証信号、ＲＱ…励磁要求信号、ＶＧ…電源電圧、Ｖｄｄ…直流電圧、ＰＴ…正極入力端子、ＮＴ…負極入力端子、ＤＵ…デューティー、ＤＵｋ…基準デューティー。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触給電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁誘導方式よる非接触給電システムは、非接触給電装置の載置面に受電装置を備えた電気機器を載置する。この状態において、非接触給電装置は、備えている１次コイルを励磁させて、電磁誘導にて電気機器の受電装置に設けられた２次コイルを励磁給電する。２次コイルに発生した２次電力は、受電装置内おいて直流電源に変換される。そして、その直流電源は、電気機器の負荷の駆動電源として供給される。
【０００３】
ところで、この非接触給電装置には、金属異物を検知する金属検出装置を備え、その金属検出装置が金属異物を検出した時には給電を停止するようにしたものがある。これは、非接触給電装置と電気機器（受電装置）との間に金属異物が介在していると、給電中に金属異物が誘導加熱されるのを防止するためである。
【０００４】
非接触給電装置が備えた金属検出装置としては、例えば、特許文献１の金属検出装置がある。この特許文献１では、非接触給電装置の１次コイルを給電時の励磁周波数（１８０ｋＨｚ）とは相違する所定の周波数（２１０ｋＨｚ）で励磁させる。そして、金属異物の有無によって所定の周波数で励磁されている１次コイルのインダクタンスが変化することが知られていて、その変化を利用して金属異物の有無を検出し給電を停止させるものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２９５７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、金属異物の有無を１次コイルのインダクタンスの変化、すなわち、１次コイルを含む発振回路の共振周波数の変化として検出しなければならないが、同様の変化は１次コイル及び２次コイルの位置関係が変化することによっても発生してしまう。これによって、両者の判別がつかないという問題が生じる。従って、上記金属検出装置では、１次コイル及び２次コイルを予め設定した位置関係に配置しなければならない。
【０００７】
さらに、上記金属検出装置においては、１次コイルが複数個隣接して配置され、かつ、給電準備中のコイル（初期周波数２１０ｋＨｚあるいは追従中周波数１８０ｋＨｚ〜２１０ｋＨｚの励磁）と給電中のコイル（１８０ｋＨｚで励磁）が存在する場合には、その差分の周波数が差周波数信号として発生する。この差周波数信号は金属検出装置に対してノイズとなるが、追従中周波数は時間的に変化するため、差周波数信号も時間的に変化するので、そのノイズ抑制手段が複雑になる問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、給電エリアに設けた給電コイルの励磁周波数を変えることなく精度よく金属異物の検出ができる非接触給電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の非接触給電装置は、電気機器に設けられた受電装置に対して、電磁誘導現象を利用して給電を行う非接触給電装置であって、前記電気機器を載置する載置面に沿ってそれぞれ隣接して形成された１つ以上からなる給電エリアに対してそれぞれ設けられ、その給電エリアにおいて前記受電装置の２次コイルに電磁誘導にて２次電力をそれぞれ給電する１次コイルと、前記給電エリア毎に設けられ、前記受電装置の２次コイルに電磁誘導にて２次電力を給電すべく該給電エリアの１次コイルを励磁駆動するとともに、該給電エリアから前記受電装置に発振信号を送信し、その発振信号から磁束変化に基づく変調波を検出した前記受電装置の発振信号に基づく被変調波信号を受信し、その被変調波信号を検波して前記変調波を復調する基本給電ユニット回路と、前記各基本給電ユニット回路が復調した変調波に基づいて各給電エリアの金属異物の判定を行うシステム制御部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、上記構成において、前記基本給電ユニット回路は、前記受電装置に発振信号を送信する発振回路部と、受信コイルが受信した前記受電装置が前記発振信号から磁束変化に基づいて検出した変調波に基づく被変調波信号を検波して、前記受電装置が検出した前記変調波に復調する検波回路部と、前記検波回路部が復調した前記変調波のデューティーを演算するデューティー演算回路部とを備え、前記システム制御部は、前記各基本給電ユニット回路のデューティー演算回路部からのデューティーに基づいて、各給電エリアの金属異物の有無判定を行い、金属異物有りと判定したとき、該給電エリアの給電を停止することが好ましい。
【００１１】
また、上記構成において、前記変調波は、受信した前記発振信号から金属異物の有無による磁束変化に基づいてデューティーが変更されるオン・オフ信号であって、前記被変調波信号は、キャリア信号の振幅を前記オン・オフ信号に比例して振幅変調させて生成したものであり、前記検波回路は、前記被変調波信号を包絡線検波によって前記オン・オフ信号を復調する回路であり、前記デューティー演算回路部は、前記検波回路部が復調した前記オン・オフ信号のデューティーを検出する回路であることが好ましい。
【００１２】
また、上記構成において、前記キャリア信号は、前記発振回路部が前記受電装置に送信する前記発振信号であることが好ましい。
また、上記構成において、前記基本給電ユニット回路は、前記受電装置に発振信号を送信する発振回路部と、受信コイルが受信した前記受電装置が前記発振信号から磁束変化に基づいて検出した変調波に基づく被変調波信号を検波して、前記受電装置が検出した前記変調波に復調する検波回路部と備え、前記システム制御部は、前記各基本給電ユニット回路の検波回路部が復調した前記変調波を入力し、その各変調波のデューティーを演算し、入力した各デューティーに基づいて、各給電エリアの金属異物の有無判定を行い、金属異物有りと判定したとき、該給電エリアの給電を停止することが好ましい。
【００１３】
また、上記構成において、前記基本給電ユニット回路に設けた発振回路部は、１次コイルを励磁する励磁駆動回路であり、前記基本給電ユニット回路に設けた受信コイルは、前記１次コイルであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、１次コイルと２次コイルの相対位置を固定しなくとも、金属異物の検出ができ、さらに、給電エリアに設けた給電コイルの励磁周波数を変える必要がないため、ノイズを効率的に抑制できることから、検出精度の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】非接触給電システムの非接触給電装置と電気機器を示す全体斜視図。
【図２】１次コイルの配列状態を示す説明図。
【図３】非接触給電装置と電気機器の電気ブロック回路図。
【図４】電気機器に設けた受電回路の電気ブロック回路図。
【図５】電気機器に設けた変調回路の電気ブロック回路図。
【図６】電気機器の変調回路を構成する整流回路部と変調回路部の電気回路図。
【図７】電気機器の変調回路を構成する変調波信号生成部の電気回路図。
【図８】非接触給電装置に設けた基本給電ユニット回路を説明するための電気ブロック回路図。
【図９】フルブリッジ回路を説明するための電気回路図。
【図１０】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は金属片のない場合の発振信号、オン・オフ信号、被変調波信号及び復調信号の波形図、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）は金属片のある場合の発振信号、オン・オフ信号、被変調波信号及び復調信号の波形図。
【図１１】基本給電ユニット回路の別例を説明するための電気ブロック回路図。
【図１２】同じく受電回路の別例を説明するための電気ブロック回路図。
【図１３】基本給電ユニット回路の別例を説明するための電気ブロック回路図。
【図１４】電気機器の別例を説明するための電気ブロック回路図。
【図１５】フルブリッジ回路の別例を説明するための電気回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の非接触給電装置に具体化した実施形態を図面に従って説明する。
図１は、非接触給電装置（以下、単に給電装置という）１とその給電装置１から非接触給電される電気機器（以下、単に機器という）Ｅの全体斜視図を示す。
【００１７】
給電装置１は、四角形の板状の筐体２を有し、その上面が平面であって機器Ｅを載置する載置面３を形成している。載置面３は、複数の四角形状の給電エリアＡＲが区画形成され、本実施形態では、左右方向に４個、前後方向に６個並ぶように２４個の給電エリアＡＲが区画形成されている。
【００１８】
筐体２内であって、区画形成された各給電エリアＡＲに対応する位置に、図２に示すように、給電エリアＡＲの外形形状にあわせて四角形状に巻回された１次コイルＬ１が配置されている。また、筐体２内であって、給電エリアＡＲ毎に、円形状（１次コイルＬ１と同様に四角形状でもよい）に巻回された１次側金属検知コイルＬａが、配置固定されている。１次側金属検知コイルＬａは、本実施形態では、１次コイルＬ１の上側位置に配置されているとともに、１次コイルＬ１より小径である。また、１次側金属検知コイルＬａは、その中心位置が給電エリアＡＲの中心位置と一致するように配置固定されている。さらに、給電エリアＡＲ毎に設けられた各１次側金属検知コイルＬａの内側には、信号受信アンテナコイルＡ１が、配置固定されている。
【００１９】
各給電エリアＡＲの１次コイルＬ１、１次側金属検知コイルＬａ及び信号受信アンテナコイルＡ１は、給電エリアＡＲ毎に筐体２内に設けられたそれぞれの基本給電ユニット回路４（図３参照）と接続されている。
【００２０】
各給電エリアＡＲの１次コイルＬ１は、対応する基本給電ユニット回路４にて励磁駆動される。そして、各１次コイルＬ１は、単独でまたは他の１次コイルＬ１と協働して励磁駆動して、給電エリアＡＲに載置された機器Ｅ内の２次コイルＬ２に対して非接触給電をするようになっている。
【００２１】
各給電エリアＡＲの１次側金属検知コイルＬａは、対応する給電エリアＡＲの基本給電ユニット回路４にて金属検知のための発振信号Φｔが出力される。基本給電ユニット回路４は、１次側金属検知コイルＬａを介して、その給電エリアＡＲ上に金属異物があるか否かをそれぞれ検出する。
【００２２】
一方、給電装置１から電磁誘導で給電を受ける機器Ｅは、その機器Ｅ内に２次側金属検知コイルＬｂが設けられている。２次側金属検知コイルＬｂは、本実施形態では、２次コイルＬ２の下側に配置固定されている。そして、機器Ｅは、給電装置１の載置面３に載置したとき、その直下に位置する給電エリアＡＲの１次側金属検知コイルＬａと機器Ｅの２次側金属検知コイルＬｂとの間で、金属検知のための信号の授受を行うようになっている。
【００２３】
また、機器Ｅは、２次側金属検知コイルＬｂの内側に、信号送信アンテナコイルＡ２が設けられている。機器Ｅは、給電装置１の載置面３に載置したとき、その直下に位置する給電エリアＡＲの信号受信アンテナコイルＡ１と機器Ｅの信号送信アンテナコイルＡ２との間で、無線通信にてデータ・情報の授受を行うようになっている。
【００２４】
次に、給電装置１と機器Ｅの電気的構成を図３に従って説明する。
（機器Ｅ）
まず、機器Ｅについて説明する。図３において、機器Ｅは、給電装置１から２次電力を受電する受電装置としての受電回路１０と、２次側金属検知コイルＬｂにて受信した給電装置１からの発振信号Φｔを変調する変調回路２０を有している。
【００２５】
受電回路１０は、図４に示すように、整流平滑回路部１１、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１２、データ生成回路部１３及び送信回路部１４を有している。
整流平滑回路部１１は、２次コイルＬ２と接続されている。整流平滑回路部１１は、給電装置１の１次コイルＬ１の励磁による電磁誘導にて２次コイルＬ２に励磁給電された２次電力をリップルのない直流電圧に変換する。ＤＣ／ＤＣコンバータ回路１２は、整流平滑回路部１１にて生成された直流電圧を、所望の電圧にＤＣ／ＤＣ変換し、そのＤＣ／ＤＣ変換した直流電圧を機器Ｅの負荷Ｚに供給する。
【００２６】
ここで、負荷Ｚは、２次コイルＬ２にて発生する２次電力で駆動する機器であればよい。例えば、ＤＣ／ＤＣ変換した直流電源を使って該負荷Ｚを載置面３上で駆動する機器であったり、２次電力をそのまま交流電源として使って該負荷Ｚを載置面３上で駆動する機器であったりしてもよい。また、ＤＣ／ＤＣ変換した直流電源を使って内蔵する充電池（２次電池）を充電する機器であってもよい。
【００２７】
また、ＤＣ／ＤＣ変換した直流電圧は、データ生成回路部１３及び送信回路部１４の駆動源としても利用されている。
データ生成回路部１３は、機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを生成し送信回路部１４に出力する回路である。機器認証信号ＩＤは、給電装置１に対して該給電装置１にて給電を受けられる機器Ｅである旨の認証信号である。励磁要求信号ＲＱは、給電装置１に対して給電を要求する要求信号である。
【００２８】
データ生成回路部１３は、例えば、整流平滑回路部１１が直流電源を出力しているときや、機器Ｅに内蔵された２次電池等で駆動可能な状態のとき、機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを生成し送信回路部１４に出力するようになっている。また、データ生成回路部１３は、機器Ｅに設けられた例えば負荷Ｚを駆動させるための電源スイッチがオフのときには、機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを生成しない。
【００２９】
さらに、データ生成回路部１３は、機器Ｅにマイクロコンピュータが設けられている場合、マイクロコンピュータの判断で給電を休止したいと判断したときには、機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを生成しないようになっている。
【００３０】
送信回路部１４は、信号送信アンテナコイルＡ２と接続されている。送信回路部１４は、データ生成回路部１３からの機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを入力し、信号送信アンテナコイルＡ２を介して給電装置１に送信するようになっている。
【００３１】
変調回路２０は、２次側金属検知コイルＬｂにて受信した給電装置１からの発振信号Φｔを変調する変調回路であって、図５に示すように、整合回路ＭＣ、整流回路２１、変調波信号生成回路部２２、変調回路部２３を有する。
【００３２】
整合回路ＭＣは、１次側金属検知コイルＬａから送信される発振信号Φｔの周波数近傍で２次側金属検知コイルＬｂが共振点を持つようにするための回路であって、本実施形態では、共振コンデンサＣｘ（図６参照）で構成されている。
【００３３】
整流回路２１は半波整流回路であって、図６に示すように、整流用ダイオードＤ０、充放電コンデンサＣ０及び抵抗Ｒ０を有している。整流用ダイオードＤ０のアノード端子は整合回路ＭＣの共振コンデンサＣｘを介して２次側金属検知コイルＬｂの正極端子ＰＴに接続され、整流用ダイオードＤ０のカソード端子は充放電コンデンサＣ０のプラス端子に接続されている。充放電コンデンサＣ０のマイナス端子は、２次側金属検知コイルＬｂの負極端子ＮＴに接続されている。抵抗Ｒ０は充放電コンデンサＣ０と並列に接続されている。整流回路２１は、給電装置１の１次側金属検知コイルＬａから送信される発振信号Φｔを、２次側金属検知コイルＬｂを介して受信する。整流回路２１は、受信した発振信号Φｔを半波整流する。
【００３４】
なお、発振信号Φｔは、本実施形態では、図１０に示すように振幅値及び周波数が一定の正弦波である。従って、２次側金属検知コイルＬｂが受信した発振信号Φｔが、整流用ダイオードＤ０にて半波整流されると、充放電コンデンサＣ０は、充放電を繰り返す。つまり、発振信号Φｔが正電位の時、充放電コンデンサＣ０は整流用ダイオードＤ０からの電流を充電する。そして、発振信号Φｔが負電位の時、充放電コンデンサＣ０が充電した電荷は、抵抗Ｒ０を介して放電されるようになっている。
【００３５】
ちなみに、１次側金属検知コイルＬａと２次側金属検知コイルＬｂとの間に、物体（負荷）が存在すると、空間的に結合されるその物体（負荷）によって、２次側金属検知コイルＬｂに流れる電流値が変化する。
【００３６】
詳述すると、載置面３に何も載置されていない時、即ち、負荷がないオープンの時、図１０（ａ）に示すように、発振信号Φｔの振幅が最大となる。そのため、２次側金属検知コイルＬｂに流れる電流値は最大となる。
【００３７】
一方、載置面３に金属片Ｍが載置された時、図１０（ｅ）に示すように、発振信号Φｔは、周波数が変化するものの発振信号Φｔの振幅が最小となる。そのため、２次側金属検知コイルＬｂに流れる電流値が小さくなる。
【００３８】
つまり、載置面３に何も載置されていない時には、充放電コンデンサＣ０の充電電圧Ｖｔは最大の値となる。これに対して、載置面３に金属片Ｍが載置された時には、充放電コンデンサＣ０の充電電圧Ｖｔは最小の値となる。
【００３９】
そして、この充放電コンデンサＣ０の充電電圧Ｖｔは変調波信号生成回路部２２の電源電圧ＶＧとして印加される。このとき、１次側金属検知コイルＬａと２次側金属検知コイルＬｂの相対的な位置関係が変化すると、１次側金属検知コイルＬａと２次側金属検知コイルＬｂのインダクタンスが変化し、それに伴って発振信号Φｔの振幅値及び周波数が変化する。しかしながら、１次側金属検知コイルＬａと２次側金属検知コイルＬｂ間の位置ずれによる振幅値及び周波数の変化と比較して、金属片Ｍが挟み込まれた際の変化量が大きいため、両者に区別が可能となる。
【００４０】
変調波信号生成回路部２２は、図７に示すように、無安定マルチバイブレータ（以下、単にマルチバイブレータという）２２ａにて構成されている。マルチバイブレータ２２ａは、２個のトランジスタＱ１，Ｑ２、２個のコンデンサＣ１，Ｃ２、４個の抵抗Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂとから構成される公知のマルチバイブレータである。
【００４１】
マルチバイブレータ２２ａは、電源線２５に整流回路２１の充放電コンデンサＣ０の充電電圧Ｖｔが電源電圧ＶＧとして印加されている。そして、本実施形態のマルチバイブレータ２２ａは、トランジスタＱ１のコレクタ端子からオン・オフ信号ＭＰ（変調波）を変調回路部２３に出力する。
【００４２】
マルチバイブレータ２２ａは、その時々の電源電圧ＶＧの値によってオン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵ（＝ｔ１／Ｔｎ）が制御される。これは、電源電圧ＶＧが変化することによって、トランジスタＱ１がオンからオフになる際のベース・エミッタ間の電位の初期値が変化するとともに、トランジスタＱ２がオフする際のベース・エミッタ間のチャージ速度が変化することに起因する。
【００４３】
ちなみに、マルチバイブレータ２２ａは、電源電圧ＶＧが大きな値ほど、図１０（ｂ）に示すように、デューティーＤＵ（＝ｔ１／Ｔｎ）が小さい（オン時間ｔ１が短い）、オン・オフ信号ＭＰを出力する。
【００４４】
反対に、マルチバイブレータ２２ａは、載置面３に金属片Ｍが載置されていて電源電圧ＶＧが小さい値ほど、図１０（ｆ）に示すように、デューティーＤＵ（＝ｔ１／Ｔｎ）が大きい（オン時間ｔ１が長い）、オン・オフ信号ＭＰを出力する。
【００４５】
換言すれば、金属片Ｍが介在している時には、マルチバイブレータ２２ａは、金属片Ｍが介在されていない時と比較して、デューティーＤＵが大きいオン・オフ信号ＭＰをトランジスタＱ１のコレクタ端子から出力する。
【００４６】
マルチバイブレータ２２ａは、そのトランジスタＱ１のコレクタ端子から出力されるオン・オフ信号ＭＰを変調回路部２３に出力する。
変調回路部２３は、図６に示すように、トランジスタＱ３とダイオードＤ１を有している。ダイオードＤ１は、アノード端子が整流回路２１の整流用ダイオードＤ０のアノード端子に接続されるとともに共振コンデンサＣｘに接続され、カソード端子がトランジスタＱ３のコレクタ端子に接続されている。トランジスタＱ３は、そのベース端子がマルチバイブレータ２２ａのトランジスタＱ１のコレクタ端子に接続され、エミッタ端子が接地されている。
【００４７】
トランジスタＱ３は、ベース端子にマルチバイブレータ２２ａからのオン・オフ信号ＭＰが入力されることによって、オン・オフされる。
従って、トランジスタＱ３がオンされる時、整流用ダイオードＤ０を介して充放電コンデンサＣ０に充電される充電電流の一部が、ダイオードＤ１を介してトランジスタＱ３（変調回路部２３）に流れるようにしている。反対に、トランジスタＱ３がオフされる時、整流用ダイオードＤ０を介して充放電コンデンサＣ０に充電される充電電流が、トランジスタＱ３（変調回路部２３）に流れることなく、整流用ダイオードＤ０を介して充放電コンデンサＣ０に流れる。
【００４８】
その結果、トランジスタＱ３のオン・オフによって、発振信号Φｔに基づいて２次側金属検知コイルＬｂの両端子ＰＴ，ＮＴ間を流れる２次電流が変化されることになる。この２次電流の変化によって、２次側金属検知コイルＬｂが放射する磁束が変化し、その変化した磁束は１次側金属検知コイルＬａに電磁誘導として伝播し、１次側金属検知コイルＬａに流れる１次電流を変化させる。
【００４９】
つまり、トランジスタＱ３のオン・オフによって（オン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵによって）、２次側金属検知コイルＬｂの両端子ＰＴ，ＮＴ間を流れる電流（発振信号Φｔ）は振幅変調される。そして、その被変調波信号Φｍは、２次側金属検知コイルＬｂから１次側金属検知コイルＬａに送信される。
【００５０】
換言すると、２次側金属検知コイルＬｂが受信する発振信号Φｔはキャリア信号を構成する。一方、機器Ｅ内においてそのキャリア信号の振幅値に基づく充電電圧Ｖｔ（電源電圧ＶＧ）が生成され、その電源電圧ＶＧの値に相対したデューティーＤＵのオン・オフ信号ＭＰが変調波信号として生成される。そして、そのキャリア信号（発振信号Φｔ）の振幅を、その変調波信号（デューティー制御されたオン・オフ信号ＭＰ）に変調することによって、図１０（ｃ）または（ｇ）に示す被変調波信号Φｍが生成される。
【００５１】
さらに、詳述すると、給電エリアＡＲに金属片Ｍがない場合における、図１０（ｂ）に示すオン・オフ信号ＭＰで変調することによって、図１０（ｃ）に示す被変調波信号Φｍが生成される。
【００５２】
一方、給電エリアＡＲに金属片Ｍがある場合における、図１０（ｆ）に示すオン・オフ信号ＭＰで変調することによって、図１０（ｇ）に示す被変調波信号Φｍが生成される。
従って、被変調波信号Φｍの包絡線波形は、オン・オフ信号ＭＰ（変調波）のデューティーＤＵに相対した波形になる。
【００５３】
（給電装置１）
次に、給電装置１について説明する。図３に示すように、給電装置１は、共通ユニット部３０と基本ユニット部４０を有している。
【００５４】
共通ユニット部３０は、基本ユニット部４０に電源を供給する電源回路３１、基本ユニット部４０を統括制御するシステム制御部３２、各種データを記憶する不揮発性メモリ３３を備えている。
【００５５】
電源回路３１は、整流回路及びＤＣ／ＤＣコンバータを有し、外部から商用電源を入力して整流回路にて整流する。電源回路３１は、整流した直流電圧をＤＣ／ＤＣコンバータにて所望の電圧に変換した後、その直流電圧Ｖｄｄを駆動電源としてシステム制御部３２、不揮発性メモリ３３及び基本ユニット部４０に出力する。
【００５６】
システム制御部３２は、マイクロコンピュータよりなり、基本ユニット部４０を制御する。不揮発性メモリ３３は、システム制御部３２が各種判定処理動作を行う際に使用する各種のデータを記憶している。
【００５７】
基本ユニット部４０は、図３に示すように、各給電エリアＡＲ（各１次コイルＬ１）に対して設けられた複数の基本給電ユニット回路４から構成されている。そして、各基本給電ユニット回路４は、システム制御部３２との間でデータの授受を行い、システム制御部３２にて制御されている。
【００５８】
各基本給電ユニット回路４は、その回路構成が同じであるため説明の便宜上、１つの基本給電ユニット回路４について、図８に従って説明する。
図８に示すように、基本給電ユニット回路４は、受信回路部４１、信号抽出回路部４２、給電コイル励磁駆動回路部４３及び金属検知回路部４４を有している。
【００５９】
受信回路部４１は、信号受信アンテナコイルＡ１と接続されている。受信回路部４１は、載置面３に載置された機器Ｅの信号送信アンテナコイルＡ２から送信された送信信号が信号受信アンテナコイルＡ１を介して受信される。受信回路部４１は受信した送信信号を信号抽出回路部４２に出力する。
【００６０】
信号抽出回路部４２は、受信回路部４１が受信した送信信号から機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを抽出する。信号抽出回路部４２は、送信信号から機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱの両信号を抽出した時、システム制御部３２に許可信号ＥＮを出力する。ちなみに、信号抽出回路部４２は、機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱのいずれか一方しか抽出しなかった時、又は、両信号とも抽出しなかった時には、システム制御部３２に許可信号ＥＮを出力しない。
【００６１】
給電コイル励磁駆動回路部４３は、１次コイルＬ１と接続され、本実施形態では同１次コイルＬ１を励磁するフルブリッジ回路４３ａ、そのフルブリッジ回路４３ａを駆動させるドライブ回路４３ｂ及び存在検知回路４３ｃから構成されている。
【００６２】
フルブリッジ回路４３ａは、公知のフルブリッジ回路であって、図９に示すように、４個のＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄを有している。４個のＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄは、１次コイルＬ１と共振コンデンサＣからなる直列回路を挟んで、襷掛けに接続されたＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｄの組とＭＯＳトランジスタＱｂ，Ｑｃの組とに分かれる。そして、２つの組を交互にオン・オフさせることによって、１次コイルＬ１を励磁する。
【００６３】
ドライブ回路４３ｂは、共通ユニット部３０のシステム制御部３２からの励磁制御信号ＣＴを入力し、各ＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄのゲート端子にそれぞれ出力する駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂ，ＰＳｃ，ＰＳｄを生成する。
【００６４】
そして、機器Ｅへの給電時には、システム制御部３２からの励磁制御信号ＣＴに基づいて、ドライブ回路４３ｂは、各組を交互にオン・オフ（フル・ブリッジ動作）させて、１次コイルＬ１を励磁する駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂ，ＰＳｃ，ＰＳｄを生成する。
【００６５】
ドライブ回路４３ｂは、一方の組のＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｄのゲート端子に互いに同じパルス波形の駆動信号ＰＳａ，ＰＳｄをそれぞれ出力する。また、ドライブ回路４３ｂは、他方の組のＭＯＳトランジスタＱｂ，Ｑｃのゲート端子に互いに同じパルス波形であって、駆動信号ＰＳａ，ＰＳｄと相補信号となる駆動信号ＰＳｂ，ＰＳｃをそれぞれ出力する。
【００６６】
従って、一方の組のＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｄと他方の組のＭＯＳトランジスタＱｂ，Ｑｃとが交互にオン・オフ（フル・ブリッジ動作）し、１次コイルＬ１を励磁する。
ちなみに、機器Ｅへの給電時には、ドライブ回路４３ｂは、システム制御部３２からの励磁制御信号ＣＴに基づいて、各組を交互にオン・オフ（フル・ブリッジ動作）させて、１次コイルＬ１を励磁する駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂ，ＰＳｃ，ＰＳｄを生成する。
【００６７】
また、待機時には、ドライブ回路４３ｂは、システム制御部３２からの励磁制御信号ＣＴに基づいて、フルブリッジ回路４３ａをフル・ブリッジ動作からハーフ・ブリッジ動作に変更して１次コイルＬ１を励磁する駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂ，ＰＳｃ，ＰＳｄを生成する。
【００６８】
ハーフ・ブリッジ動作は、一方の組のＭＯＳトランジスタＱｄをオン状態にし、他方の組のＭＯＳトランジスタＱｃをオフ状態した状態で、一方の組のＭＯＳトランジスタＱａと他方の組のＭＯＳトランジスタＱｂを交互にオン・オフさせる。
【００６９】
従って、ドライブ回路４３ｂは、ＭＯＳトランジスタＱｄにハイレベルの駆動信号ＰＳｄを出力するとともに、ＭＯＳトランジスタＱｃにロウレベルの駆動信号ＰＳｃを生成し出力する。そして、ドライブ回路４３ｂは、ＭＯＳトランジスタＱａとＭＯＳトランジスタＱｂが交互にオン・オフされるように、互いに相補関係となる駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂ生成しＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｂにそれぞれ出力する。
【００７０】
この待機時に、フルブリッジ回路４３ａをハーフ・ブリッジ動作させて１次コイルＬ１を励磁する理由は、待機中は隣接している１次コイルＬ１との磁気結合による干渉の低減を図り、給電エリアＡＲに載置された機器Ｅ等の存在検知精度を上げるためである。
【００７１】
ちなみに、給電エリアＡＲに物体が載置されると、空間的に結合されるその物体（負荷）によって、１次コイルＬ１に流れる電流値が変化する。詳述すると、給電エリアＡＲに何も載置されていない時（負荷がないオープンの時）、１次コイルＬ１に流れる電流値が最大となる。一方、給電エリアＡＲに物体が載置された時（負荷がある時）、負荷が大きくなるに従い１次コイルＬ１に流れる電流値が小さくなる。
【００７２】
ここで、システム制御部３２がフルブリッジ回路４３ａに対してフル・ブリッジ動作をさせるための励磁制御信号ＣＴを出力している時、ドライブ回路４３ｂは、駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂ，ＰＳｃ，ＰＳｄを出力し続ける。従って、この場合、フルブリッジ回路４３ａは１次コイルＬ１を連続励磁駆動させる。
【００７３】
また、システム制御部３２がフルブリッジ回路４３ａに対してハーフ・ブリッジ動作をさせるための励磁制御信号ＣＴを出力している時、ドライブ回路４３ｂは、駆動信号ＰＳａ，ＰＳｂ，ＰＳｃ，ＰＳｄを所定の期間だけ間欠的に出力する。従って、この場合、フルブリッジ回路４３ａは、一定の期間毎に１次コイルＬ１を間欠励磁駆動させる。
【００７４】
この１次コイルＬ１の間欠励磁駆動は、載置面３に機器Ｅが載置された時に該機器Ｅの負荷Ｚを直ちに駆動できる２次電力ではなく、負荷Ｚの充電器を充電できる程度の２次電力が供給されるようしたものである。そして、その充電電圧に基づいて、給電装置１との間で無線通信を行うための機器Ｅのデータ生成回路部１３及び送信回路部１４は駆動される。
【００７５】
また、システム制御部３２は、給電エリアＡＲに金属片Ｍが載置されていると判定されている時も同様に、１次コイルＬ１を間欠励磁駆動させる。従って、１次コイルＬ１の間欠励磁駆動は、負荷Ｚの充電器を充電できるものの、給電エリアＡＲに載置された金属片Ｍを誘導加熱にて温度上昇させない程度の間欠励磁駆動である。
【００７６】
さらに、システム制御部３２は、信号抽出回路部４２が許可信号ＥＮを出力していない時、給電エリアＡＲに機器Ｅが載置されていない時と同様に、１次コイルＬ１を間欠励磁駆動させる。
【００７７】
給電コイル励磁駆動回路部４３は、存在検知回路４３ｃを備えている。存在検知回路４３ｃは、１次コイルＬ１に流れる電流を検出し、その検出電流の電流値を電圧に変換し、存在検出電圧Ｖｘとしてシステム制御部３２に出力するようになっている。
【００７８】
詳述すると、１次コイルＬ１が励磁駆動されているとき、１次コイルＬ１（給電エリアＡＲ）上に物体（負荷）が存在していないとき、空間的に結合されるその物体（負荷）がないことによって、１次コイルＬ１に流れる電流値が大きくなる。反対に、１次コイルＬ１（給電エリアＡＲ）上に物体（負荷）が存在しているとき、空間的に結合されるその物体（負荷）によって、１次コイルＬ１に流れる電流値が小さくなる。
【００７９】
従って、存在検知回路４３ｃは、１次コイルＬ１（給電エリアＡＲ）上に物体（負荷）がない時には大きな値の存在検出電圧Ｖｘをシステム制御部３２に出力する。反対に、存在検知回路４３ｃは、１次コイルＬ１（給電エリアＡＲ）上に物体（負荷）がある時には小さな値の存在検出電圧Ｖｘをシステム制御部３２に出力する。
【００８０】
システム制御部３２は、存在検出電圧Ｖｘを入力し、存在検出電圧Ｖｘが予め定めた下側基準電圧Ｖｋ１と上側基準電圧Ｖｋ２の間（Ｖｋ１＜Ｖｘ＜Ｖｋ２）にある時、給電エリアＡＲに何かが載置されたと判断する。
【００８１】
また、存在検出電圧Ｖｘが上側基準電圧Ｖｋ２以上の時、システム制御部３２は、給電エリアＡＲに何も載置されていないと判断する。一方、存在検出電圧Ｖｘが下側基準電圧Ｖｋ１以下の時、システム制御部３２は、給電エリアＡＲに何かが載置されているが明らかに給電するべき機器Ｅでない物体（負荷）が載置されていると判断するようになっている。
【００８２】
なお、下側基準電圧Ｖｋ１及び上側基準電圧Ｖｋ２は、予め実験、試験、計算等によって求めた値であって、共通ユニット部３０の不揮発性メモリ３３に予め記憶されている。そして、システム制御部３２は、不揮発性メモリ３３から下側基準電圧Ｖｋ１及び上側基準電圧Ｖｋ２を読み出し存在検出電圧Ｖｘと比較判断している。
【００８３】
金属検知回路部４４は、発振回路４４ａ、信号抽出回路４４ｂ、デューティー演算回路４４ｃを有している。
発振回路４４ａは、１次側金属検知コイルＬａと接続され、本実施形態では同１次側金属検知コイルＬａとでコルピッツ発振回路を構成している。発振回路４４ａは、電源回路３１から直流電圧が印加されると、発振動作をする。そして、発振回路４４ａは、図１０（ａ）に示す振幅値及び周波数が一定の正弦波よりなる発振信号Φｔを１次側金属検知コイルＬａから載置面３に載置した機器Ｅの２次側金属検知コイルＬｂに向けて送信する。
【００８４】
発振回路４４ａから発振される発振信号Φｔは、キャリア信号を構成するようになっている。つまり、機器Ｅは、その発振信号Φｔの振幅値に基づいてオン・オフ信号ＭＰを生成する。そして、機器Ｅは、キャリア信号をその振幅値に基づくデューティーＤＵのオン・オフ信号ＭＰにて振幅変調させた被変調波信号Φｍを２次側金属検知コイルＬｂから送信させるようになっている。このとき、１次側金属検知コイルＬａと２次側金属検知コイルＬｂの相対的な位置関係が変化すると、１次側金属検知コイルＬａと２次側金属検知コイルＬｂのインダクタンスが変化し、それに伴って発振信号Φｔの振幅値及び周波数が変化する。しかしながら、１次側金属検知コイルＬａと２次側金属検知コイルＬｂ間の位置ずれによる振幅値及び周波数の変化と比較して、金属片Ｍが挟み込まれた際の変化量が大きいため、両者に区別が可能となる。
【００８５】
そして、機器Ｅにおいて変調された図１０（ｃ）又は（ｇ）に示す被変調波信号Φｍは、給電装置１の１次側金属検知コイルＬａにて受信され、発振回路４４ａを介して信号抽出回路４４ｂに出力される。
【００８６】
信号抽出回路４４ｂは、包絡線検波回路を含み、発振回路４４ａを介して入力された機器Ｅからの被変調波信号Φｍを同包絡線検波回路にて検波する。信号抽出回路４４ｂ（包絡線検波回路）は、被変調波信号Φｍから該被変調波信号Φｍの外側を包んだ包絡線波形信号（復調信号ＤＭＰ）、すなわち、オン・オフ信号ＭＰを復調する。信号抽出回路４４ｂ（包絡線検波回路）は、波形整形回路を含み、同波形整形回路にて復調した復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）を波形整形してデューティー演算回路４４ｃに出力する。
【００８７】
デューティー演算回路４４ｃは、復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）のデューティーＤＵを演算する回路である。デューティー演算回路４４ｃは、本実施形態では、復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）の周期Ｔｎを求めるとともに、復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）のオン時間ｔ１を求める。そして、デューティー演算回路４４ｃは、求めた周期Ｔｎとオン時間ｔ１からデューティーＤＵ（＝ｔ１／Ｔｎ）を演算する。デューティー演算回路４４ｃは、演算したデューティーＤＵをオン・オフ信号ＭＰのデューティーとしてシステム制御部３２に出力する。
【００８８】
システム制御部３２は、デューティー演算回路４４ｃからの復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）のデューティーＤＵを入力し、そのデューティーＤＵに基づいて金属片Ｍの有無を判定する。システム制御部３２は、共通ユニット部３０の不揮発性メモリ３３に予め記憶した基準デューティーＤＵｋと復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）のデューティーＤＵを比較することによって金属片Ｍの有無を判定する。
【００８９】
基準デューティーＤＵｋは、給電エリアＡＲと機器Ｅとの間に金属片Ｍが介在されていない状態で、機器Ｅからの被変調波信号Φｍを金属検知回路部４４が受信した時に、デューティー演算回路４４ｃが演算したデューティーＤＵを基準デューティーとしている。つまり、この基準デューティーＤＵｋは、予め実験、試験、計算等によって求めた値であって、不揮発性メモリ３３に予め記憶されている。
【００９０】
従って、給電エリアＡＲに金属片Ｍが介在されている状態では、発振信号Φｔの振幅が小さくなり、オン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵも長くなる。その結果、システム制御部３２は、デューティー演算回路４４ｃからのデューティーＤＵが基準デューティーＤＵｋを超える値になったとき、給電エリアＡＲに金属片Ｍがあると判定する。反対に、システム制御部３２は、デューティー演算回路４４ｃからのデューティーＤＵが基準デューティーＤＵｋ以下の値のときには、給電エリアＡＲに金属片Ｍがないと判定する。
【００９１】
システム制御部３２は、存在検知回路４３ｃから存在検出電圧Ｖｘを入力し、その存在検出電圧Ｖｘが下側基準電圧Ｖｋ１と上側基準電圧Ｖｋ２の間にあると判定した後、デューティー演算回路４４ｃからのオン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵのデータを待つ。そして、システム制御部３２は、給電エリアＡＲに金属片Ｍがないと判定すると、信号抽出回路部４２から許可信号ＥＮを待つ。この状態で、システム制御部３２は、信号抽出回路部４２から許可信号ＥＮが入力されると、システム制御部３２は、該基本給電ユニット回路４の給電コイル励磁駆動回路部４３に対して、フル・ブリッジ動作のための励磁制御信号ＣＴを出力する。
【００９２】
一方、システム制御部３２は、存在検知回路４３ｃからの存在検出電圧Ｖｘが下側基準電圧Ｖｋ１と上側基準電圧Ｖｋ２の間にない時、給電コイル励磁駆動回路部４３に対して、フル・ブリッジ動作のための励磁制御信号ＣＴを出力しない。つまり、システム制御部３２は、給電コイル励磁駆動回路部４３に対して、ハーフ・ブリッジ動作のための励磁制御信号ＣＴを出力するとともに１次コイルＬ１を間欠励磁駆動させるようにしている。
【００９３】
また、システム制御部３２は、信号抽出回路部４２から許可信号ＥＮが入力されない時、同様に給電コイル励磁駆動回路部４３に対して、ハーフ・ブリッジ動作のための励磁制御信号ＣＴを出力するとともに１次コイルＬ１を間欠励磁駆動させるようにしている。
【００９４】
さらに、システム制御部３２は、給電エリアＡＲに金属片Ｍがあると判定したとき、同様に給電コイル励磁駆動回路部４３に対して、ハーフ・ブリッジ動作のための励磁制御信号ＣＴを出力するとともに１次コイルＬ１を間欠励磁駆動させるようにしている。
【００９５】
次に、上記のように構成した給電装置１の作用について説明する。
今、図示しない電源スイッチがオンされて、電源回路３１に商用電源が供給されると、電源回路３１は、直流電圧を駆動電源としてシステム制御部３２、不揮発性メモリ３３及び各基本給電ユニット回路４に出力する。
【００９６】
システム制御部３２は、電源回路３１から駆動電源を入力すると、各基本給電ユニット回路４のフルブリッジ回路４３ａをハーフ・ブリッジ動作させるための励磁制御信号ＣＴを、各基本給電ユニット回路４のドライブ回路４３ｂに対して出力する。
【００９７】
各基本給電ユニット回路４のドライブ回路４３ｂは、励磁制御信号ＣＴに応答して、フルブリッジ回路４３ａをハーフ・ブリッジ動作させて１次コイルＬ１を間欠励磁駆動させる。
【００９８】
これによって、給電装置１の載置面３の各給電エリアＡＲは、機器Ｅの載置を待つ。
この状態において、システム制御部３２は、（１）存在検知処理動作、（２）金属異物検出処理動作、（３）機種検出処理動作を繰り返し実行する。
【００９９】
存在検知処理動作は、システム制御部３２が、各基本給電ユニット回路４（給電コイル励磁駆動回路部４３）を制御して各給電エリアＡＲに物体が載置されたかどうか検出する存在検知を行う処理動作である。
【０１００】
金属異物検出処理動作は、システム制御部３２が、各基本給電ユニット回路４（金属検知回路部４４）を制御して、各給電エリアＡＲにおける金属片Ｍの検知を行う処理動作である。
【０１０１】
機種検出処理動作は、システム制御部３２が、各基本給電ユニット回路４（受信回路部４１及び信号抽出回路部４２）を制御して、機器Ｅの給電要求の検知を行う処理動作である。
（存在検知処理動作）
各基本給電ユニット回路４の給電コイル励磁駆動回路部４３に設けた存在検知回路４３ｃは、対応する１次コイルＬ１のその時々に流れる電流値を存在検出電圧Ｖｘとしてそれぞれ検出する。そして、各存在検知回路４３ｃは、その存在検出電圧Ｖｘをシステム制御部３２に出力する。
【０１０２】
システム制御部３２は、各存在検知回路４３ｃからの存在検出電圧Ｖｘを入力すると、各存在検出電圧Ｖｘについて、下側基準電圧Ｖｋ１と上側基準電圧Ｖｋ２との間にあるか否か判定する。そして、存在検出電圧Ｖｘについて、下側基準電圧Ｖｋ１と上側基準電圧Ｖｋ２との間にある場合には、その存在検知回路４３ｃが属する給電エリアＡＲに物体が存在していると判定する。
【０１０３】
また、存在検出電圧Ｖｘについて、上側基準電圧Ｖｋ２以上の場合には、その存在検知回路４３ｃが属する給電エリアＡＲに物体が存在していない判定する。
（金属異物検出処理動作）
各基本給電ユニット回路４の金属検知回路部４４は、直流電圧を入力することで、発振回路４４ａが発振動作する。従って、各基本給電ユニット回路４の１次側金属検知コイルＬａから発振信号Φｔが送信される。
【０１０４】
機器Ｅの２次側金属検知コイルＬｂは、１次側金属検知コイルＬａから発振信号Φｔを受信する。２次側金属検知コイルＬｂは、この受信した発振信号Φｔを変調回路２０の整流回路２１に出力し、同発振信号Φｔを半波整流する。
【０１０５】
半波整流された発振信号Φｔは、整流回路２１にて半波整流され、その充電電圧Ｖｔが電源電圧ＶＧとして変調波信号生成回路部２２（マルチバイブレータ２２ａ）に印加されている。
【０１０６】
ここで、整流回路２１の直流電圧（電源電圧ＶＧ）は、発振信号Φｔの振幅値よって、すなわち、給電エリアＡＲに金属片Ｍが載置されているか否かによって変動する。
発振信号Φｔの振幅は、給電エリアＡＲに金属片Ｍが載置されていない場合、図１０（ａ）になる。反対に、に金属片Ｍが載置されている場合、図１０（ｅ）になる。従って、給電エリアＡＲに金属片Ｍがある場合のほうが、金属片Ｍがある場合より、発振信号Φｔの振幅値が大きくなり、充電電圧Ｖｔは大きくなる。
【０１０７】
その結果、マルチバイブレータ２２ａから出力されるオン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵは、給電エリアＡＲに金属片Ｍが載置されてない場合、図１０（ｂ）になるのに対して、給電エリアＡＲに金属片Ｍが載置されている場合、図１０（ｆ）になる。つまり、図１０（ｂ）（ｆ）に示すように、給電エリアＡＲに金属片Ｍが載置されてない場合に比べて金属片Ｍが載置されている方が、オン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵは大きくなる。
【０１０８】
このオン・オフ信号ＭＰは、変調回路部２３のトランジスタＱ３のゲート端子に出力され、トランジスタＱ３をオン・オフさせる。このトランジスタＱ３のオン・オフによって、２次側金属検知コイルＬｂに流れる電流（発振信号Φｔ）は振幅変調され、被変調波信号Φｍとなって２次側金属検知コイルＬｂから１次側金属検知コイルＬａに送信される。
【０１０９】
このとき、給電エリアＡＲに金属片Ｍが載置されていない場合、図１０（ｂ）に示すオン・オフ信号のデューティーＤＵにあわせて、被変調波信号Φｍは図１０（ｃ）に示す波形となる。一方、給電エリアＡＲに金属片Ｍが載置されている場合、図１０（ｆ）に示すオン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵにあわせて、被変調波信号Φｍは図１０（ｇ）に示す波形となる。
【０１１０】
１次側金属検知コイルＬａは２次側金属検知コイルＬｂから送信される被変調波信号Φｍを受信する。１次側金属検知コイルＬａが受信した被変調波信号Φｍは、発振回路４４ａを介して信号抽出回路４４ｂ（検波回路部）に出力される。
【０１１１】
信号抽出回路４４ｂ（検波回路部）は、被変調波信号Φｍから該被変調波信号Φｍの外側を包んだ包絡線波形信号（復調信号ＤＭＰ）、すなわち、オン・オフ信号ＭＰを復調する。信号抽出回路４４ｂ（検波回路部）は、復調した復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）をデューティー演算回路４４ｃに出力する。
【０１１２】
従って、信号抽出回路４４ｂにて復調された復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）のデューティーＤＵは、給電エリアＡＲに金属片Ｍが載置されてない場合、図１０（ｄ）になるのに対して、給電エリアＡＲに金属片Ｍが載置されている場合、図１０（ｈ）になる。つまり、図１０（ｂ）（ｆ）に示すように、給電エリアＡＲに金属片Ｍが載置されてない場合に比べて金属片Ｍが載置されている方が、復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）のデューティーＤＵは大きくなる。
【０１１３】
信号抽出回路４４ｂ（検波回路部）は、復調した復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）をデューティー演算回路４４ｃに出力する。
デューティー演算回路４４ｃは、復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）からの復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）のデューティーＤＵを演算し、システム制御部３２に出力する。
【０１１４】
システム制御部３２は、各基本給電ユニット回路４からの復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）のデューティーＤＵを入力し、その各デューティーＤＵについて基準デューティーＤＵｋと比較する。
【０１１５】
システム制御部３２は、復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）のデューティーＤＵが基準デューティーＤＵｋを超える時、その金属検知回路部４４にて励磁されている１次側金属検知コイルＬａの直上の給電エリアＡＲに金属片Ｍが存在していると判定する。
【０１１６】
また、システム制御部３２は、オン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵが基準デューティーＤＵｋ以下の値のときには、その金属検知回路部４４にて励磁されている１次側金属検知コイルＬａの直上の給電エリアＡＲに金属片Ｍがないと判定する。
（機種検出処理動作）
機器Ｅが給電エリアＡＲに置かれると、機器Ｅの２次コイルＬ２は、１次コイルＬ１の間欠励磁駆動に基づく２次電力を受電する。機器Ｅは、この２次電力に基づいて、受電回路１０のデータ生成回路部１３において機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを作成し送信回路部１４に出力する。送信回路部１４は、この機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを信号送信アンテナコイルＡ２から給電装置１の信号受信アンテナコイルＡ１に向けて送信する。
【０１１７】
給電装置１は、信号抽出回路部４２において、受信回路部４１が信号受信アンテナコイルＡ１が受信した送信信号から機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを抽出する。信号抽出回路部４２は、機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを抽出すると、システム制御部３２に許可信号ＥＮを出力する。
【０１１８】
システム制御部３２は、信号抽出回路部４２から許可信号ＥＮを入力すると、給電装置１にて給電可能な機種の機器Ｅが、その信号抽出回路部４２が属する給電エリアＡＲに載置されたことを判断する。
【０１１９】
また、システム制御部３２は、信号抽出回路部４２から許可信号ＥＮが入力されない場合には、存在検知処理動作において物体が載置されていると判定されていても、給電装置１にて給電ができない機器Ｅ又は物体が給電エリアＡＲに載置されと判断する。
（機器Ｅへの給電）
システム制御部３２は、上記存在検知処理動作、金属異物検出処理動作及び機種検出処理動作の実行を繰り返す。そして、システム制御部３２は、所定の給電エリアＡＲにおいて、物体の存在を検出し、金属片Ｍがないと判定し、且つ、当該物体が機器Ｅであって許可信号ＥＮが出力されている時、その給電エリアＡＲの直下にある１次コイルＬ１を連続励磁駆動させる。すなわち、システム制御部３２は、機器Ｅが載置された給電エリアＡＲの基本給電ユニット回路４のドライブ回路４３ｂに対して、フルブリッジ回路４３ａをフル・ブリッジ動作させるための励磁制御信号ＣＴを出力する。
【０１２０】
１次コイルＬ１が連続励磁駆動することによって、給電装置１の給電エリアＡＲに載置された機器Ｅは、２次コイルＬ２を介して、１次コイルＬ１の連続励磁駆動に基づく２次電力を受電する。これによって、機器Ｅは、受電回路１０（整流平滑回路部１１及びＤＣ／ＤＣコンバータ回路１２）から負荷Ｚに、同負荷Ｚを駆動させるための電源が供給されることになる。
【０１２１】
なお、システム制御部３２は、給電中に、該給電エリアＡＲに金属異物検出処理動作によって、金属片Ｍがあると判定した時、機器Ｅへの給電を停止する。即ち、システム制御部３２は、その給電エリアＡＲの１次コイルＬ１を連続励磁駆動から間欠励磁駆動させる。詳述すると、システム制御部３２は、機器Ｅの直下にある基本給電ユニット回路４のドライブ回路４３ｂに対して、フルブリッジ回路４３ａをハーフ・ブリッジ動作させるための励磁制御信号ＣＴを出力する。
【０１２２】
また、システム制御部３２は、給電中に、該給電エリアＡＲから機器Ｅが取り上げられた場合、存在検知処理動作によって、給電エリアＡＲから機器Ｅが取り上げられた判定し、機器Ｅへの給電を停止する。即ち、同様に、システム制御部３２は、その給電エリアＡＲの１次コイルＬ１を連続励磁駆動から間欠励磁駆動させる。詳述すると、システム制御部３２は、機器Ｅの直下にある１次コイルＬ１を励磁するドライブ回路４３ｂに対して、フルブリッジ回路４３ａをハーフ・ブリッジ動作させるための励磁制御信号ＣＴを出力する。
【０１２３】
さらに、システム制御部３２は、給電中に、該機器Ｅから励磁要求信号ＲＱが出力されなくなって、機種検出処理動作によって、許可信号ＥＮが消失した時、機器Ｅへの給電を停止する。即ち、システム制御部３２は、同様に、その給電エリアＡＲの直下にある１次コイルＬ１を連続励磁駆動から間欠励磁駆動させる。詳述すると、システム制御部３２は、機器Ｅの直下にある１次コイルＬ１を励磁するドライブ回路４３ｂに対して、フルブリッジ回路４３ａをハーフ・ブリッジ動作させるための励磁制御信号ＣＴを出力する。
【０１２４】
次に、上記のように構成した第１実施形態の効果を以下に記載する。
（１）上記実施形態によれば、給電装置１の載置面３の複数の給電エリアＡＲを形成した。そして、その各給電エリアＡＲに１次コイルＬ１を配置し、機器Ｅが載置面３のどの給電エリアＡＲに載置されても、その載置された給電エリアＡＲの１次コイルＬ１が励磁駆動されるようにした。従って、給電装置１は、機器Ｅが載置面３のどの給電エリアＡＲに載置されも同機器Ｅを確実に給電することができる。
【０１２５】
（２）上記実施形態によれば、給電装置１の載置面３の複数の給電エリアＡＲを形成し、その各給電エリアＡＲに金属検知をするための１次側金属検知コイルＬａを設けた。従って、金属片Ｍが載置面３のどの給電エリアＡＲに置かれても、給電装置１は、金属片Ｍを確実に検知することができる。
【０１２６】
（３）上記実施形態によれば、金属片Ｍの有無をオン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵで求め、そのオン・オフ信号ＭＰを変調波とした。そのため、１次コイルＬ１が複数個隣接して配置された給電装置１においては、隣同士の１次コイルＬ１が互いに干渉して励磁周波数が変動しても影響は小さく金属検知が精度よく行える。
【０１２７】
（４）上記実施形態によれば、システム制御部３２は、各基本給電ユニット回路４の金属検知回路部４４が演算したデューティーＤＵを入力し、その入力したデューティーＤＵに基づいて各給電エリアＡＲにおける金属片Ｍの有無の判定を行った。
【０１２８】
従って、システム制御部３２は、各基本給電ユニット回路４の金属検知回路部４４からのデューティーＤＵをそれぞれ基準デューティーＤＵｋと比較するだけでよい。その結果、システム制御部３２の負荷は、非常に低減させることができる。
【０１２９】
（５）上記実施形態によれば、金属片Ｍの有無の情報、すなわち、オン・オフ信号ＭＰを機器Ｅ側で生成するようにした。従って、その分だけ、給電装置１側の回路構成及び負荷の軽減でき、より安価な非接触給電装置を実現できる。
【０１３０】
（６）上記実施形態によれば、被変調波信号Φｍを生成する際、キャリア信号として金属検知回路部４４の発振回路４４ａからの発振信号Φｔを利用したので、キャリア信号のための発振回路が省略することができる。
【０１３１】
（７）上記実施形態によれば、被変調波信号Φｍは振幅変調であるため、他の周波数変調等に比べて、回路構成が簡単かつ安価に構成することができる。また、被変調波信号Φｍを復調する信号抽出回路４４ｂ（検波回路部）も簡単かつ安価に構成することができる。
【０１３２】
（８）上記実施形態によれば、整流回路２１の充放電コンデンサＣ０の充電電圧Ｖｔを変調波信号生成回路部２２のマルチバイブレータ２２ａの電源電圧ＶＧとして供給した。そして、金属片Ｍの有無によって変動する電源電圧ＶＧによってマルチバイブレータ２２ａのオン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵを変更させて、金属片Ｍの有無に基づいてデューティーＤＵが変更されるオン・オフ信号ＭＰを生成した。
【０１３３】
従って、マルチバイブレータ２２ａという簡単な回路構成で金属片Ｍの有無のための変調波（オン・オフ信号ＭＰ）を生成することができる。
（９）上記実施形態によれば、給電装置１は、各基本給電ユニット回路４において給電のための１次コイルＬ１の励磁周波数を変えて金属検知のために使用することがない。その結果、１次コイルＬ１の励磁周波数を複数設け、その都度、励磁周波数を切り替えるための複雑で高価な制御回路が不要となり安価な非接触給電装置が実現できる。
【０１３４】
尚、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、給電装置１の各給電エリアＡＲに信号受信アンテナコイルＡ１を設けるとともに、機器Ｅに信号送信アンテナコイルＡ２を設けたが、この両アンテナコイルＡ１，Ａ２を省略して実施してもよい。
【０１３５】
この場合、図１１に示すように、受信回路部４１及び存在検知回路４３ｃの入力端子を１次コイルＬ１にそれぞれ接続する。そして、受信回路部４１は、１次コイルＬ１が受信した変調された励磁信号を入力し機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを抽出するようにしてもよい。
【０１３６】
また、存在検知回路４３ｃは、１次コイルＬ１のその時々に流れる電流値を存在検出電圧Ｖｘとしてそれぞれ検出して、給電エリアＡＲに物体が存在しているかどうかを判定するようにしてもよい。
【０１３７】
一方、機器Ｅの送信回路部１４は、図１２に示すように、その出力端子を、２次コイルＬ２に接続する。これによって、送信回路部１４は、データ生成回路部１３からの機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを入力し、２次コイルＬ２を介して給電装置１の１次コイルＬ１に送信することになる。
【０１３８】
つまり、機器Ｅに設けたデータ生成回路部１３にて、ビット信号よりなる機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを生成する。このとき、金属検知のための変調回路部２３と同様に、機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱも２次コイルＬ２が受信した１次コイルＬ１からの励磁信号を変調する。そして、変調された励磁信号を１次コイルＬ１が受信し、受信した変調された励磁信号から機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを抽出するようにしてもよい。
【０１３９】
また、各給電エリアＡＲの１次側金属検知コイルＬａ及び信号受信アンテナコイルＡ１、並びに、機器の２次側金属検知コイルＬｂ及び信号送信アンテナコイルＡ２を省略して実施してもよい。
【０１４０】
この場合、図１３に示すように、受信回路部４１、存在検知回路４３ｃ及び信号抽出回路４４ｂの入力端子を１次コイルＬ１にそれぞれ接続する。そして、受信回路部４１は、１次コイルＬ１が受信した変調された励磁信号を入力し機器認証信号ＩＤ及び励磁要求信号ＲＱを抽出するようにしてもよい。また、存在検知回路４３ｃは、１次コイルＬ１のその時々に流れる電流値を存在検出電圧Ｖｘとしてそれぞれ検出して、給電エリアＡＲに物体が存在しているかどうかを判定するようにしてもよい。
【０１４１】
また、信号抽出回路４４ｂは、１次コイルＬ１が受信した被変調波信号Φｍを入力する。そして、信号抽出回路４４ｂは、その入力した被変調波信号Φｍから該被変調波信号Φｍの外側を包んだ包絡線波形信号（復調信号ＤＭＰ）、すなわち、オン・オフ信号ＭＰを復調する。信号抽出回路４４ｂ（検波回路部）は、復調した復調信号ＤＭＰ（オン・オフ信号ＭＰ）をデューティー演算回路４４ｃに出力することになる。
【０１４２】
一方、機器Ｅの変調回路２０は、図１４に示すように、その入力端子を、２次コイルＬ２に接続する。これによって、変調回路２０は、振幅変調された被変調波信号Φｍを２次コイルＬ１介して１次コイルＬ１に送信することになる。
【０１４３】
つまり、この金属検知ついて、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２を利用して行う場合、変調波信号生成回路部２２は受電回路１０の整流平滑回路部１１の電源電圧を入力する。そして、変調波信号生成回路部２２は、整流平滑回路部１１の電源電圧に基づいてオン・オフ信号ＭＰを生成し、変調回路部２３に出力する。
【０１４４】
そして、変調回路部２３は、このオン・オフ信号ＭＰ（オン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵ）によって、２次コイルＬ２の両端子間を流れる２次電流を振幅変調させ、その振幅変調された励磁信号を２次コイルＬ２から１次コイルＬ１に送信させる。そして、変調された励磁信号を１次コイルＬ１が受信し、その受信した変調された励磁信号から、基本給電ユニット回路４に設けた金属検知回路部４４がオン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵを演算する。
【０１４５】
これによって、各給電エリアＡＲの１次側金属検知コイルＬａ及び信号受信アンテナコイルＡ１、並びに、機器の２次側金属検知コイルＬｂ及び信号送信アンテナコイルＡ２を省略でき、安価な給電装置１を実現できる。
【０１４６】
○上記実施形態では、システム制御部３２の負荷を低減するために、各基本給電ユニット回路４の金属検知回路部４４は、オン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵを演算し、システム制御部３２に出力した。これを、各基本給電ユニット回路４の金属検知回路部４４は、被変調波信号Φｍを復調し、その復調した復調信号ＤＭＰをシステム制御部３２に出力してもよい。そして、システム制御部３２は、入力した復調信号ＤＭＰ、すなわち、オン・オフ信号ＭＰのデューティーＤＵを演算し、その演算したデューティーＤＵにて金属片Ｍの有無の判定（金属異物検出処理動作）を行うようにしてもよい。
【０１４７】
○上記実施形態では、１次側金属検知コイルＬａの中心を、給電エリアＡＲの中心と一致するように設けたが、１次側金属検知コイルＬａに中心を、給電エリアＡＲの中心からずらして配置してもよい。
【０１４８】
○上記実施形態では、金属検知回路部４４の発振回路４４ａをコルピッツ発振回路で具体化したが、これに限定されるものではなく、ハートレー発振回路等、その他発振回路で具体化してもよい。
【０１４９】
○上記実施形態では、１次コイルＬ１、２次コイルＬ２の形状を四角形状にしたが、四角形状に限定されるものではなく、例えば、四角形以外の多角形や円形等、その他の形状で実施してもよい。また、１次コイルＬ１、２次コイルＬ２の大きさも特に限定されるものではなく、例えば、１次コイルＬ１の大きさと２次コイルＬ２の大きさとを相対的に異なるようにして実施してもよい。
【０１５０】
また、１次側金属検知コイルＬａ及び２次側金属検知コイルＬｂの形状も限定されるものではなく、円形以外の四角形等の多角形や楕円形等、その他の形状で実施してもよい。
勿論、信号受信アンテナコイルＡ１及び信号送信アンテナコイルＡ２の形状も限定されるものではなく、円形以外の四角形等の多角形や楕円形等、その他の形状で実施してもよい。
【０１５１】
○上記実施形態では、１次コイルＬ１の数と１次側金属検知コイルＬａの数を同数にし、１つの１次コイルＬ１に対して１つの１次側金属検知コイルＬａとして、１つの給電エリアＡＲに１つの１次側金属検知コイルＬａを配置した。これを、１次コイルＬ１の数と１次側金属検知コイルＬａの数を同数にしなくて実施してもよい。
【０１５２】
例えば、１次コイルＬ１に対して１次側金属検知コイルＬａの数を少なくする。この場合、複数個（例えば、４個）の１次コイルＬ１に対して１個の１次側金属検知コイルＬａを割り当てる。従って、複数個の１次コイルＬ１による複数の給電エリアＡＲの金属検知か可能なように１個の１次側金属検知コイルＬａのサイズを大きくする必要がある。
【０１５３】
○上記実施形態では、給電エリアＡＲに合わせて１次コイルＬ１を四角形状にし、各１次コイルＬ１を格子状に配置したが、これに限定されるものではない。例えば、１次コイルＬ１の形状を６角形状にしたとき、各１次コイルＬ１をハニカム状に配置して実施してもよい。
【０１５４】
○上記実施形態では、載置面３に機器Ｅが載置されるまでの間、（１）存在検知処理動作→（２）金属異物検出処理動作→（３）機種検出処理動作→（１）存在検知処理動作→（２）金属異物検出処理動作→（３）機種検出処理動作→……を繰り返した。
【０１５５】
これを、（１）存在検知処理動作→（３）機種検出処理動作→（２）金属異物検出処理動作→（１）存在検知処理動作→（３）機種検出処理動作→（２）金属異物検出処理動作→……、といった動作を繰り返して実施してもよい。
【０１５６】
また、（１）存在検知処理動作→（２）金属異物検出処理動作→（３）機種検出処理動作→（２）金属異物検出処理動作→（３）機種検出処理動作→（２）金属異物検出処理動作→（３）機種検出処理動作→……、といった動作を繰り返して実施してもよい。この場合、最初の存在検知処理動作で存在が検知され場合には、以後、金属異物検出処理動作と機種検出処理動作を繰り返すことにより、１次コイルＬ１の励磁を止めることが可能となる。
【０１５７】
さらに、（１）存在検知処理動作→（３）機種検出処理動作→（２）金属異物検出処理動作→（３）機種検出処理動作→（２）金属異物検出処理動作→（３）機種検出処理動作→（２）金属異物検出処理動作→……、といった動作を繰り返して実施してもよい。この場合も同様に、最初の存在検知処理動作で存在が検知され場合には、以後、金属異物検出処理動作と機種検出処理動作を繰り返すことにより、１次コイルＬ１の励磁を止めることが可能となる。
【０１５８】
○上記実施形態では、共通ユニット部３０に不揮発性メモリ３３を設け、不揮発性メモリ３３に金属片Ｍの有無を判定するための基準デューティーＤＵｋを記憶した。これを、例えば、各給電ユニット回路４のデューティー演算回路４４ｃに基準デューティーＤＵｋを記憶させるようにして実施してもよい。
【０１５９】
この場合、各給電ユニット回路４のデューティー演算回路４４ｃにおいて、デューティー演算回路４４ｃが演算したデューティーＤＵとこの基準デューティーＤＵｋを比較して金属片Ｍの有無の判定をする。つまり、各基本給電ユニット回路４において、金属片Ｍの有無の判定を行う。そして、デューティー演算回路４４ｃはその判定結果をシステム制御部３２に出力する。
【０１６０】
そして、システム制御部３２は、その判定結果に基づいて、各基本給電ユニット回路４の１次コイルＬ１の励磁制御を行うようにしてもよい。これによって、システム制御部３２の負荷は、軽減される。
【０１６１】
さらに、不揮発性メモリ３３に記憶した給電エリアＡＲに物体（負荷）が載置されたかどうかを判定するための下側基準電圧Ｖｋ１及び上側基準電圧Ｖｋ２を記憶した。これを、例えば、各給電ユニット回路４の存在検知回路４３ｃに下側基準電圧Ｖｋ１及び上側基準電圧Ｖｋ２を記憶させるようにして実施してもよい。
【０１６２】
この場合、各基本給電ユニット回路４の存在検知回路４３ｃにおいて、存在検知回路４３ｃが検出した存在検出電圧Ｖｘとこれら下側基準電圧Ｖｋ１及び上側基準電圧Ｖｋ２とを比較して給電エリアＡＲ上の物体（負荷）の有無の判定をする。つまり、各給電ユニット回路４において、物体（負荷）の有無の判定を行う。そして、存在検知回路４３ｃはその判定結果をシステム制御部３２に出力する。
【０１６３】
これによって、システム制御部３２の負荷は、さらに軽減される。しかも、不揮発性メモリ３３から基準デューティーＤＵｋ、下側基準電圧Ｖｋ１及び上側基準電圧Ｖｋ２の記憶を省略すると、そのための不揮発性メモリ３３が不要になり、コストダウンを図ることができる。
【０１６４】
○上記実施形態では、給電装置１が待機状態になると、フルブリッジ回路４３ａはフル・ブリッジ動作からハーフ・ブリッジ動作させた。これを、ハーフ・ブリッジ動作に代えて、例えば、フルブリッジ回路４３ａにおいて、待機中は、４つのＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄを全てオフして実施してもよい。勿論、上側の２つのＭＯＳトランジスタＱａ、Ｑｃをオフし、下側の２つのＭＯＳトランジスタＱｂ，Ｑｄをオンし、他の磁束と磁気結合しないように構成してもよい。
【０１６５】
要は、待機中において、フルブリッジ回路４３ａを介して、電源回路３１の電源線とグランドが短絡されないように、４つのＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄを制御するパターンのうちから、実験で得られた最も適切な設定を選択すればよい。
【０１６６】
詳述すると、待機中に１次側金属検知コイルＬａが金属片Ｍの検知のために発振している時に、隣接した１次コイルＬ１への電源電圧Ｖｄｄが遮断される。従って、１次コイルＬ１と共振コンデンサＣの直列回路を通しての回生電流の発生が抑制される。つまり、１次コイルＬ１への電源電圧Ｖｄｄを遮断することで、金属片Ｍの検知のために発振している隣接の１次側金属検知コイルＬａとの磁気結合が抑制される。
【０１６７】
その結果、１次側金属検知コイルＬａの発振エネルギーが磁気結合によって弱められることはない。そして、機器Ｅの変調回路２０に設けた変調波信号生成回路部２２の無安定マルチバイブレータ２２ａが駆動できなくなるといった問題もなくなり、金属片Ｍの検知精度を落とすといったことがない。
【０１６８】
ちなみに、フルブリッジ回路４３ａを図１５に示すように構成してもよい。図１５に示すように、上側の２つのＭＯＳトランジスタＱａ、Ｑｃのドレン端子同士を接続した接続点Ｎ１に逆止用ダイオードＤｘを接続する。逆止用ダイオードＤｘは、そのアノード端子が電源回路３１の電源線に接続され、カソード端子が接続点Ｎ１に接続されている。従って、フルブリッジ回路４３ａは、逆止用ダイオードＤｘを介して直流電圧Ｖｄｄが印加される。
【０１６９】
また、各ＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄには、それぞれフライホイール用のダイオードＤａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄが並列に接続されている。なお、このダイオードＤａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄを省略しても、各ＭＯＳトランジスタＱａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄがボディーダイオードを形成したものであるならば実質的に等価となる。
【０１７０】
そして、このように構成したフルブリッジ回路４３ａについて、上側の２つのＭＯＳトランジスタＱａ、Ｑｃをオフし、下側の２つのＭＯＳトランジスタＱｂ，Ｑｄをオンさせる。これによって、１次コイルＬ１への電源電圧Ｖｄｄが遮断されることで、金属片Ｍの検知のために発振している隣接の１次側金属検知コイルＬａとの磁気結合が抑制される。
【０１７１】
しかも、フルブリッジ回路４３ａと電源回路３１の電源線の間に、逆止用ダイオードＤｘを接続した。このため、電源回路３１の電源線側において何らかの要因でインピーダンスが低くなり電位が下がっても、１次側金属検知コイルＬａとの磁気結合による１次コイルＬ１が誘起した電流が電源回路３１の電源線に流れ込むのが逆止用ダイオードＤｘによって阻止される。つまり、１次側金属検知コイルＬａの発振エネルギーが、１次コイルＬ１を介して電流となって電源回路３１の電源線側に流れ込むのを抑制することができる。
【０１７２】
その結果、１次側金属検知コイルＬａの発振エネルギーが弱められることはなく、金属片Ｍの検知精度を落とすといったことがない。
○上記実施形態では、デューティー演算回路４４ｃがデューティーＤＵを演算し、その演算したデューティーＤＵと基準デューティーＤＵｋを比較して、金属片Ｍの有無判定を行うようにした。
【０１７３】
ところで、金属片Ｍが載置されていない時と、金属片Ｍが載置されている時とでオン・オフ信号ＭＰのオン時間ｔ１（デューティーＤＵ）が極端に相違する場合がある。例えば、金属片Ｍが載置されていない時、オン・オフ信号ＭＰのオン時間ｔ１が非常に短く、金属片Ｍが載置されている時、オン・オフ信号ＭＰのオン時間ｔ１が非常に長い場合である。
【０１７４】
この場合には、復調信号ＤＭＰのデューティーＤＵに基づく、金属片Ｍの有無判定ではなく、復調信号ＤＭＰの信号について、オン（ハイレベル信号の）期間が長いか、オフ（ロウレベル信号の）期間が長いかという比較をする。そして、その比較結果に基づいて金属片Ｍの有無判定を行う。従って、デューティーＤＵを演算することなく、簡単な比較処理で金属片Ｍの有無判定を行うことができる。
【０１７５】
○上記実施形態では、変調回路２０に設けた変調波信号生成回路部２２を無安定マルチバイブレータ２２ａで構成したが、コンパレータ等に代えて実施してもよい。この場合、整流回路２１からの電源電圧ＶＧと予め定めた電圧を比較し、オン・オフ信号ＭＰを生成してもよい。
【０１７６】
○上記実施形態では、変調回路２０の整合回路ＭＣを共振コンデンサＣｘで構成したが、その他の回路構成で実施してもよい。また、変調回路２０の整流回路２１を半波整流回路で構成したが、その他の整流回路で具体化してもよい。さらに、変調回路２０の変調回路部２３をトランジスタＱ３とダイオードＤ１で構成したが、その他の回路構成で実施してもよい。
【０１７７】
○上記実施形態では、載置面３に２４個の給電エリアＡＲを形成したが、これに限定されるものではなく、１つ以上の給電エリアＡＲを備えた給電装置１に応用してもよい。
【符号の説明】
【０１７８】
１…給電装置（非接触給電装置）、２…筐体、３…載置面、４…基本給電ユニット回路、１０…受電回路、１１…整流平滑回路部、１２…ＤＣ／ＤＣコンバータ回路、１３…データ生成回路部、１４…送信回路部、２０…変調回路、２１…整流回路、２２…変調波信号生成回路部、２２ａ…無安定マルチバイブレータ、２３…変調回路部、２３ａ…負荷、２３ｂ…負荷制御回路、２５…電源線、３０…共通ユニット部、３１…電源回路部、３２…システム制御部、３３…不揮発性メモリ、４０…基本ユニット部、４１…受信回路部、４２…信号抽出回路部、４３…給電コイル励磁駆動回路部、４３ａ…フルブリッジ回路（発振回路部）、４３ｂ…ドライブ回路、４３ｃ…存在検知回路、４４…金属検知回路部、４４ａ…発振回路（発振回路部）、４４ｂ…信号抽出回路、４４ｃ…デューティー演算回路（デューティー演算回路部）、Ｅ…機器（電気機器）、Ｚ…負荷、ＡＲ…給電エリア、Ａ１…信号受信アンテナコイル、Ａ２…信号送信アンテナコイル、Ｌ１…１次コイル、Ｌ２…２次コイル、Ｌａ…１次側金属検知コイル（受信コイル）、Ｌｂ…２次側金属検知コイル、ＣＴ…励磁制御信号、ＰＳａ，ＰＳｂ，ＰＳｃ，ＰＳｄ…駆動信号、Ｑ１〜Ｑ３…トランジスタ、Ｑａ，Ｑｂ，Ｑｃ，Ｑｄ…ＭＯＳトランジスタ、Ｄ０，Ｄ１，Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄ…ダイオード、Ｄｘ…逆止用ダイオード、Ｃ，Ｃｘ…共振コンデンサ、Ｃ０…充放電コンデンサ、Ｃ１，Ｃ２…コンデンサ、ＭＣ…整合回路、Ｒ０，Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ…抵抗、Φｔ…発振信号、Φｍ…被変調波信号、ＭＰ…オン・オフ信号、ＤＭＰ…復調信号、ＥＮ…許可信号、ＩＤ…機器認証信号、ＲＱ…励磁要求信号、ＶＧ…電源電圧、Ｖｄｄ…直流電圧、ＰＴ…正極入力端子、ＮＴ…負極入力端子、ＤＵ…デューティー、ＤＵｋ…基準デューティー。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器に設けられた受電装置に対して、電磁誘導現象を利用して給電を行う非接触給電装置であって、
前記電気機器を載置する載置面に沿ってそれぞれ隣接して形成された１つ以上からなる給電エリアに対してそれぞれ設けられ、その給電エリアにおいて前記受電装置の２次コイルに電磁誘導にて２次電力をそれぞれ給電する１次コイルと、
前記給電エリア毎に設けられ、前記受電装置の２次コイルに電磁誘導にて２次電力を給電すべく該給電エリアの１次コイルを励磁駆動するとともに、該給電エリアから前記受電装置に発振信号を送信し、その発振信号から磁束変化に基づく変調波を検出した前記受電装置の発振信号に基づく被変調波信号を受信し、その被変調波信号を検波して前記変調波を復調する基本給電ユニット回路と、
前記各基本給電ユニット回路が復調した変調波に基づいて各給電エリアの金属異物の判定を行うシステム制御部と
を備えることを特徴とする非接触給電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の非接触給電装置において、
前記基本給電ユニット回路は、
前記受電装置に発振信号を送信する発振回路部と、
受信コイルが受信した前記受電装置が前記発振信号から磁束変化に基づいて検出した変調波に基づく被変調波信号を検波して、前記受電装置が検出した前記変調波に復調する検波回路部と、
前記検波回路部が復調した前記変調波のデューティーを演算するデューティー演算回路部と
を備え、
前記システム制御部は、前記各基本給電ユニット回路のデューティー演算回路部からのデューティーに基づいて、各給電エリアの金属異物の有無判定を行い、金属異物有りと判定したとき、該給電エリアの給電を停止することを特徴とする非接触給電装置。
【請求項３】
請求項２に記載の非接触給電装置において、
前記変調波は、受信した前記発振信号から金属異物の有無による磁束変化に基づいてデューティーが変更されるオン・オフ信号であって、
前記被変調波信号は、キャリア信号の振幅を前記オン・オフ信号に比例して振幅変調させて生成したものであり、
前記検波回路は、前記被変調波信号を包絡線検波によって前記オン・オフ信号を復調する回路であり、
前記デューティー演算回路部は、前記検波回路部が復調した前記オン・オフ信号のデューティーを検出する回路であることを特徴とする非接触給電装置。
【請求項４】
請求項３に記載の非接触給電装置において、
前記キャリア信号は、前記発振回路部が前記受電装置に送信する前記発振信号であることを特徴とする非接触給電装置。
【請求項５】
請求項１に記載の非接触給電装置において、
前記基本給電ユニット回路は、
前記受電装置に発振信号を送信する発振回路部と、
受信コイルが受信した前記受電装置が前記発振信号から磁束変化に基づいて検出した変調波に基づく被変調波信号を検波して、前記受電装置が検出した前記変調波に復調する検波回路部と
備え、
前記システム制御部は、
前記各基本給電ユニット回路の検波回路部が復調した前記変調波を入力し、その各変調波のデューティーを演算し、入力した各デューティーに基づいて、各給電エリアの金属異物の有無判定を行い、金属異物有りと判定したとき、該給電エリアの給電を停止することを特徴とする非接触給電装置。
【請求項６】
請求項２又は５に記載の非接触給電装置において、
前記基本給電ユニット回路に設けた発振回路部は、１次コイルを励磁する励磁駆動回路であり、
前記基本給電ユニット回路に設けた受信コイルは、前記１次コイルであることを特徴とする非接触給電装置。
【請求項１】
電気機器に設けられた受電装置に対して、電磁誘導現象を利用して給電を行う非接触給電装置であって、
前記電気機器を載置する載置面に沿ってそれぞれ隣接して形成された１つ以上からなる給電エリアに対してそれぞれ設けられ、その給電エリアにおいて前記受電装置の２次コイルに電磁誘導にて２次電力をそれぞれ給電する１次コイルと、
前記給電エリア毎に設けられ、前記受電装置の２次コイルに電磁誘導にて２次電力を給電すべく該給電エリアの１次コイルを励磁駆動するとともに、該給電エリアから前記受電装置に発振信号を送信し、その発振信号から磁束変化に基づく変調波を検出した前記受電装置の発振信号に基づく被変調波信号を受信し、その被変調波信号を検波して前記変調波を復調する基本給電ユニット回路と、
前記各基本給電ユニット回路が復調した変調波に基づいて各給電エリアの金属異物の判定を行うシステム制御部と
を備えることを特徴とする非接触給電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の非接触給電装置において、
前記基本給電ユニット回路は、
前記受電装置に発振信号を送信する発振回路部と、
受信コイルが受信した前記受電装置が前記発振信号から磁束変化に基づいて検出した変調波に基づく被変調波信号を検波して、前記受電装置が検出した前記変調波に復調する検波回路部と、
前記検波回路部が復調した前記変調波のデューティーを演算するデューティー演算回路部と
を備え、
前記システム制御部は、前記各基本給電ユニット回路のデューティー演算回路部からのデューティーに基づいて、各給電エリアの金属異物の有無判定を行い、金属異物有りと判定したとき、該給電エリアの給電を停止することを特徴とする非接触給電装置。
【請求項３】
請求項２に記載の非接触給電装置において、
前記変調波は、受信した前記発振信号から金属異物の有無による磁束変化に基づいてデューティーが変更されるオン・オフ信号であって、
前記被変調波信号は、キャリア信号の振幅を前記オン・オフ信号に比例して振幅変調させて生成したものであり、
前記検波回路は、前記被変調波信号を包絡線検波によって前記オン・オフ信号を復調する回路であり、
前記デューティー演算回路部は、前記検波回路部が復調した前記オン・オフ信号のデューティーを検出する回路であることを特徴とする非接触給電装置。
【請求項４】
請求項３に記載の非接触給電装置において、
前記キャリア信号は、前記発振回路部が前記受電装置に送信する前記発振信号であることを特徴とする非接触給電装置。
【請求項５】
請求項１に記載の非接触給電装置において、
前記基本給電ユニット回路は、
前記受電装置に発振信号を送信する発振回路部と、
受信コイルが受信した前記受電装置が前記発振信号から磁束変化に基づいて検出した変調波に基づく被変調波信号を検波して、前記受電装置が検出した前記変調波に復調する検波回路部と
備え、
前記システム制御部は、
前記各基本給電ユニット回路の検波回路部が復調した前記変調波を入力し、その各変調波のデューティーを演算し、入力した各デューティーに基づいて、各給電エリアの金属異物の有無判定を行い、金属異物有りと判定したとき、該給電エリアの給電を停止することを特徴とする非接触給電装置。
【請求項６】
請求項２又は５に記載の非接触給電装置において、
前記基本給電ユニット回路に設けた発振回路部は、１次コイルを励磁する励磁駆動回路であり、
前記基本給電ユニット回路に設けた受信コイルは、前記１次コイルであることを特徴とする非接触給電装置。
【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】
【公開番号】特開２０１３−３４２９２（Ｐ２０１３−３４２９２Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６８５２５（Ｐ２０１１−１６８５２５）
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
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