WO2024128019A1 - 送電装置、送電装置の制御方法、および記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】無線電力伝送を行うための複数の送電コイルと、通信用のアンテナを備える送電装置において、前記アンテナを介して通信可能なデバイスの検出に基づく送電制御を可能とする技術を提供する。 【解決手段】送電装置１００は、複数の送電コイル２０９およびＮＦＣ（Ｎｅａｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）アンテナ２１３を備える。ＮＦＣアンテナ２１３は、送電コイル群に対応する送電エリアごとに少なくとも1つ以上配置される。送電装置１００は、ＮＦＣタグを検出したＮＦＣアンテナ２１３が送電コイル２０９による送電中の送電エリアに配置されたＮＦＣアンテナである場合、Ｓ７０４で送電処理を停止する。

Description

送電装置、送電装置の制御方法、および記憶媒体

　本開示は、無線電力伝送の技術に関する。

　標準化団体Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍが無線充電規格として策定した規格（以下、ＷＰＣ規格という）が広く知られている。特許文献１では、ＷＰＣ規格に準拠した送電装置および受電装置が開示されている。ＷＰＣ規格にて、送受電とそのための制御通信は磁気誘導（ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ）を利用して行われる。

　無線通信方式の一種としてＮＦＣ（Ｎｅａｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）方式がある。ＮＦＣタグは、電池を有しておらず、通信相手から通信時に送信される電磁波のエネルギーによって駆動される。ＮＦＣタグに対して上述の無線電力伝送が行われる場合、ＮＦＣタグのアンテナ素子等が損傷を受けないように回避することが必要である。

　ＷＰＣ規格では、送受電に係る処理と並行して、送電装置がＮＦＣに関する規格（ＮＦＣ規格）に基づく通信によってＮＦＣタグの検出を行う。ＮＦＣタグの検出結果に応じて、送受電を停止するか継続するかが決定される。また、特許文献２には、複数の送電コイルを備え、充電面の大部分にわたって電子デバイスを効率的に充電可能なワイヤレス充電マットが開示されている。

特開２０１５－５６９５９号公報 特開２０１８－１８６６９９号公報

　従来の技術では、送電装置が複数の送電コイルを備える場合にタグ検出を適切に行う制御は未だ十分に確立されていない。ＷＰＣ規格において、複数の送電コイルを備える送電装置に関してＮＦＣタグを検出する場合の好適な制御方法については検討されていない。したがって、送電装置に受電装置やＮＦＣタグが載置された位置、または送受電状態によっては、送受電の停止や制限のための制御が不必要に行われる可能性があった。

　本開示は、無線電力伝送を行うための複数の送電コイルと、通信用のアンテナを備える送電装置において、前記アンテナを介して通信可能なデバイスの検出に基づく送電制御を可能とする技術の提供を目的とする。

　本開示の送電装置は、複数の送電コイルを用いて送電を行う送電手段と、前記送電コイルを用いて受電装置または受電装置とは異なる物体を検出する第１の検出手段と、前記送電コイルを用いた送電が可能な領域に対して配置された通信用のアンテナと、前記アンテナを介して通信可能なデバイスを検出する第２の検出手段と、前記受電装置が検出された前記送電コイルを用いた前記送電手段による送電の制御を行う制御手段と、を備える。前記制御手段は、前記第２の検出手段により前記デバイスが検出された前記アンテナが配置された領域内にて前記送電コイルにより前記受電装置へ送電中である場合、前記送電手段による送電を制限する制御を行う。

　本開示によれば、無線電力伝送を行うための複数の送電コイルと、通信用のアンテナを備える送電装置において、前記アンテナを介して通信可能なデバイスの検出に基づく送電制御を可能とする技術を提供することができる。

実施形態に係る無線電力伝送システムの構成例を示す図である。 送電装置の構成例を示すブロック図である。 受電装置の構成例を示すブロック図である。 （Ａ）～（Ｄ）は、送電コイル群の配置構成例を示す図である。 第１実施形態における送電コイルとＮＦＣアンテナの配置例を示す図である。 実施形態に係る送電装置が行う処理を説明するフローチャートである。 第１実施形態におけるＮＦＣタグ検出処理を説明するフローチャートである。 第１実施形態における装置の動作を説明するシーケンス図である。 第２実施形態における送電コイルとＮＦＣアンテナの配置例を示す図である。 第２実施形態におけるＮＦＣタグ検出処理を説明するフローチャートである。 第２実施形態における装置の動作を説明するシーケンス図である。

　以下、本開示の実施形態について添付図面を参照して詳しく説明する。ＷＰＣ規格に準拠した無線電力伝送システムの例を示し、電子タグの一例としてＮＦＣ（Ｎｅａｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）タグを示す。なお、本開示の実施形態における複数の特徴の全てが本願に必須のものとは限らず、複数の特徴を任意に組み合わせてもよい。

［第１実施形態］
　図１は本実施形態に係る無線電力伝送システムの構成例を示す図である。本実施形態における無線電力伝送システムは、送電装置１００および受電装置１０１を含んで構成される。図１では受電装置として、第１受電装置１０１ａおよび第２受電装置１０１ｂを示す。

　送電装置１００は、その送電可能な範囲内に載置された第１受電装置１０１ａと第２受電装置１０１ｂとを同時に充電する機能を有する。図１では２台の受電装置が送電装置上に存在する例を示すが、これに限定されない。例えば、送電装置１００は１台の受電装置に対して充電を行うことができる。あるいは、送電装置１００は、３台以上の受電装置に対して同時に充電を行うことが可能である。

　本実施形態において、送電装置に対し、受電装置が載置される状態（以下、「載置状態」という）は、以下の状態を含むものとする。例えば、載置状態は、受電装置が送電装置の送電可能な範囲内の面上に設置される状態を含む。

　本実施形態にて説明する方法では、少なくとも、送電装置の送電が可能な範囲内に受電装置が含まれている状態において適用可能である。例えば、受電装置と送電装置とが非接触の状態でもよい。

　また、載置状態にて送電装置に対して受電装置が載置される面については水平面に限定されることなく、垂直面や傾斜面、あるいは曲面であってもよい。以下では、表記を簡潔にするため、送電装置をＴＸと呼び、受電装置をＲＸと呼ぶ場合がある。ＴＸとＲＸの詳細な構成については図２および図３を用いて後述する。

　無線電力伝送システムでは、ＷＰＣ規格に基づいて、非接触充電のための電磁誘導方式を用いた無線電力伝送が行われる。ＲＸとＴＸは、ＲＸの受電コイルとＴＸの送電コイルとの間で、非接触充電のための無線電力伝送を行う。

　なお、無線電力伝送方式（非接触電力伝送方式）については、ＷＰＣ規格で規定された方式に限られず、他の電磁誘導方式、磁界共鳴方式、電界共鳴方式、マイクロ波方式、レーザー等を利用した方式でもよい。また、本実施形態では、無線電力伝送が非接触充電に用いられるものとするが、非接触充電以外の用途で無線電力伝送が行われてもよい。

　ＷＰＣ規格では、ＲＸがＴＸから受電する際に保証される電力の大きさがＧｕａｒａｎｔｅｅｄ　Ｐｏｗｅｒ（以下、「ＧＰ」という）の値によって規定される。ＧＰは、例えばＲＸとＴＸとの位置関係が変動して受電コイルと送電コイルとの間の送電効率が低下したとしても、充電用の回路等のＲＸの負荷へ出力されることが保証される電力値を示す。

　例えばＧＰの値を１５（ワット）とする。この場合、受電コイルと送電コイルとの位置関係が変動して送電効率が低下したとしても、ＴＸは、ＲＸ内の負荷へ１５ワットを出力することができるように制御を行ってＲＸに送電する。また、ＧＰはＲＸとＴＸとが行う交渉により決定される。

　またＷＰＣ規格では、ＴＸの周囲環境（送電コイル近傍等）に受電装置ではない物体が存在することをＴＸが検出する方法が規定されている。当該物体を異物と称することがある。より詳細には、第１の方法は、ＴＸにおける送電コイルに係る品質係数（Ｑ値、Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｆａｃｔｏｒ、Ｑ－ｆａｃｔｏｒ）の変化に基づく異物検出方法である。

　第２の方法（パワーロス法）は、ＴＸの送電電力とＲＸの受電電力との差分に基づく異物検出方法である。第１の方法は、電力伝送前（ＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズまたはＲｅｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズ）に実施される。また第２の方法は、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ処理が行われたデータに基づいて、電力伝送中（Ｐｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズ）に実施される。

　ところで、ＲＸ（およびＲＸが組み込まれた製品）またはＴＸ（およびＴＸが組み込まれた製品）を構成する複数の部品には必要不可欠な金属部品がありうる。送電コイルによる無線送電の電力にさらされた場合、意図せずに熱を発生する可能性のある金属部品が存在する。

　このような金属部品には、例えば、送電コイルまたは受電コイルの周辺の金属フレームがある。本開示における異物とは、受電装置および受電装置が組み込まれた製品の一部または送電装置および送電装置が組み込まれた製品の一部のいずれでもなく、送電コイルで送電する電力信号にさらされたときに発熱しうる物体である。

　受電装置および受電装置が組み込まれた製品に不可欠な部分の物体または送電装置および送電装置が組み込まれた製品に不可欠な部分の物体は異物には当たらない。例えば、クリップ等が異物に相当する。

　ＲＸとＴＸが行う通信には、ＷＰＣ規格に基づく送受電制御のための通信と、機器認証のための通信とがある。ここで、ＷＰＣ規格に基づく送受電制御のための通信について説明する。

　ＷＰＣ規格では、電力伝送が実施されるＰｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズと、電力伝送前のフェーズとを含んだ、複数のフェーズが規定されており、各フェーズにおいて必要な送受電制御のための通信が行われる。以下、各種フェーズについて説明する。

　電力伝送前のフェーズには、Ｐｉｎｇフェーズ、Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎフェーズ、Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズ、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎフェーズがある。Ｐｉｎｇフェーズでは、ＴＸが、アナログピング（Ａｎａｌｏｇ　Ｐｉｎｇ）を間欠送信し、送電可能範囲内に物体が存在することを検知する。

　Ａｎａｌｏｇ　Ｐｉｎｇを以下、ＡＰと表記する。例えばＴＸは、ＡＰの送信によって、送電装置１００に受電装置１０１や導体片等が載置されたことを検出可能である。その後、ＴＸはＡＰより電力が大きいデジタルピング（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｐｉｎｇ）を送信する。

　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｐｉｎｇを以下、ＤＰと表記する。ＤＰは、ＴＸ上に載置されたＲＸの制御部が起動するのに十分な電力を有する。ＲＸは、受電電圧の大きさをＳｉｇｎａｌ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ＰａｃｋｅｔによりＴＸへ通知する。

　このように、ＴＸは、ＤＰを受信したＲＸからの応答を受信することにより、ＡＰによって検知された物体がＲＸであることを認識する。ＴＸがＲＸから受電電圧の大きさに関する通知を受けとると、Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎフェーズに遷移する。

　また、ＴＸはＤＰの送信前に、送電コイルに係る品質係数（Ｑ値、Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｆａｃｔｏｒ、Ｑ－ｆａｃｔｏｒ）の測定を行う。この測定結果は、Ｑ値測定法に基づく異物検出処理を実行する際に使用される。Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎフェーズでは、ＴＸがＲＸを識別し、ＲＸから機器構成情報（能力情報）を取得する。

　そのため、ＲＸは、ＩＤ　ＰａｃｋｅｔおよびＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ＰａｃｋｅｔをＴＸに送信する。ＩＤ　ＰａｃｋｅｔにはＲＸの識別情報が含まれ、Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　Ｐａｃｋｅｔには、ＲＸの機器構成情報（能力情報）が含まれる。

　ＩＤ　ＰａｃｋｅｔおよびＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　Ｐａｃｋｅｔを受信したＴＸは、ＲＸに対してアクノリッジ（ＡＣＫ）で応答する。そして、Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎフェーズが終了する。

　Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズでは、ＲＸが要求するＧＰ値やＴＸの送電能力等に基づいてＧＰ値が決定される。またＴＸは、ＲＸからの要求に従って、Ｑ値測定法に基づく異物検出処理を実行する。

　ＷＰＣ規格では、一旦Ｐｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズに移行した後、ＲＸの要求によって再度Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズと同様の処理を行う方法が規定されている。Ｐｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズから移行してこれらの処理を行うフェーズを、Ｒｅｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズと呼ぶ。

　Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎフェーズでは、ＷＰＣ規格に基づいて、ＲＸが所定の受電電力値をＴＸへ通知し、ＴＸが効率よく送電するための調整を行う。所定の受電電力値は、例えば軽負荷状態における受電電力値や最大負荷状態における受電電力値である。ＴＸは、ＲＸから通知された受電電力値を、パワーロス法に基づく異物検出処理に使用することができる。

　Ｐｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズでは、送電の継続、および、エラー処理や満充電による送電停止等のための制御が行われる。ＴＸとＲＸは、送受電制御のための通信を、ＷＰＣ規格に基づいて無線電力伝送と同じアンテナ（コイル）を用いて信号を重畳するインバンド（Ｉｎ－ｂａｎｄ）通信により行う。

　なお、ＴＸとＲＸとの間で、ＷＰＣ規格に基づくインバンド通信が可能な範囲は、送電可能範囲とほぼ一致する。

　次にＴＸおよびＲＸの機能構成について説明する。図２は、送電装置１００（ＴＸ）の機能構成を説明するためのブロック図である。送電装置１００は、制御部２０１、電源部２０２、第１送電回路２０３、第１通信部２０４、第２送電回路２０５、第２通信部２０６、メモリ２０７、送電コイル選択部２０８を有する。

　送電装置１００はさらに、送電コイル群２１０、ＮＦＣ通信部２１１、ＮＦＣアンテナ選択部２１２、ＮＦＣアンテナ２１３を有する。

　送電コイル群２１０は、複数の送電コイル２０９ａ，２０９ｂ・・・により構成される。ＴＸは複数のＮＦＣアンテナ２１３ａ，２１３ｂ・・・を有する。以下の説明では複数の送電コイルまたはＮＦＣアンテナを区別する必要がない場合、送電コイル２０９またはＮＦＣアンテナ２１３と表記する。

　制御部２０１は、送電装置１００全体の制御を行う。制御部２０１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等の１つ以上のプロセッサを含んで構成される。なお、制御部２０１は、後述の処理を実行するように構成された、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）やフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等を含んでもよい。

　電源部２０２は、制御部２０１、第１送電回路２０３、第２送電回路２０５、および、ＮＦＣ通信部２１１が動作するため電力を供給する電源を有する。電源部２０２は、例えば、商用電源から電力の供給を受ける有線受電回路やバッテリ等により構成される。

　第１送電回路２０３および第２送電回路２０５は、送電コイル群２１０に含まれる任意の送電コイル２０９に対し、交流電圧および交流電流を発生させる。第１送電回路２０３および第２送電回路２０５は、例えば、電源部２０２が供給する直流電圧を、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を使用したハーフブリッジまたはフルブリッジ構成のスイッチング回路を用いて交流電圧に変換する。

　この場合、第１送電回路２０３および第２送電回路２０５は、ＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦを制御するゲ－トドライバを含む。

　第１通信部２０４は、制御部２０１から制御指令にしたがい、受電装置の通信部（図３：３０３）との間で、ＷＰＣ規格に基づいて無線電力伝送の制御通信を行う。例えば第１通信部２０４は、第１送電回路２０３が発生させる交流電圧または交流電流の負荷変調を行い、送電波（電磁波）に通信データの信号を重畳することで、通信データの信号を受電装置に送信する。

　また、第１通信部２０４は、受電装置の通信部（図３：３０３）により変調された交流電圧または交流電流の復調を行うことにより、受電装置から送信される通信データの信号を受信する。

　この処理により、ＷＰＣ規格に基づく無線電力伝送の制御通信が実現される。第２通信部２０６は、第１通信部２０４と同様に制御部２０１からの制御指令にしたがい、第２送電回路２０５が発生させる交流電圧または交流電流の負荷変調または復調を行い、通信データの送受信を行うことにより、制御通信を実現する。

　メモリ２０７は制御部２０１に接続されており、送電装置１００、および、無線電力伝送システムの各要素および全体の状態に係る情報を記憶する。例えば、メモリ２０７は送電制御および通信制御に必要な複数の送電コイルおよびＮＦＣアンテナの識別情報や、後述する送電エリアの識別情報等を記憶する。

　送電コイル群２１０を構成する複数の送電コイル２０９のうち、任意の１つまたは複数の送電コイルは、送電コイル選択部２０８を介して、第１送電回路２０３または第２送電回路２０５に接続される。

　送電コイル選択部２０８は、制御部２０１からの制御指令にしたがって、送電コイル群２１０を構成する任意の１つまたは複数の送電コイルと、第１送電回路２０３または第２送電回路２０５とを接続する。

　制御部２０１は送電コイル選択部２０８を制御することで、第１送電回路２０３または第２送電回路２０５と、任意の１つまたは複数の送電コイルとを接続することができる。送電コイル選択部２０８により行われる、第１送電回路２０３および第２送電回路２０５と送電コイルとの接続の切り替えについては後述する。

　本実施形態における第１送電回路２０３および第２送電回路２０５は、独立して動作可能であり、それぞれ同時に最大１台の受電装置に充電のための電力を送電することができる。つまり、送電装置１００は最大２台の受電装置に対して同時に充電することが可能である。

　ＮＦＣ通信部２１１は、近距離無線通信方式であるＮＦＣ方式を用いて他のＮＦＣ機器との通信を行う。他のＮＦＣ機器には、ＮＦＣタグが含まれるものとする。送電装置１００は、ＮＦＣ通信部２１１によって、ＮＦＣタグの存在を検出することができる。

　ＮＦＣ通信部２１１は、ＮＦＣアンテナ選択部２１２を介して、任意の１つまたは複数のＮＦＣアンテナに接続される。制御部２０１は、ＮＦＣアンテナ選択部２１２を制御することにより、ＮＦＣ通信部２１１に対していずれのＮＦＣアンテナ２１３を接続させるかを決定する。ＮＦＣアンテナ選択部２１２は、制御部２０１からの制御指令にしたがって、ＮＦＣ通信部２１１とＮＦＣアンテナ２１３との接続を切り替える。

　図２の例では、各部がそれぞれ別個のブロック要素として示されている。各部とは制御部２０１、電源部２０２、第１送電回路２０３、第１通信部２０４、第２送電回路２０５、第２通信部２０６、メモリ２０７、送電コイル選択部２０８、送電コイル群２１０、ＮＦＣ通信部２１１、ＮＦＣアンテナ選択部２１２である。

　この例に限定されることなく、２つ以上のブロック要素を１つのチップ等にまとめてもよく、また、１つのブロック要素を複数のブロック要素に分割してもよい。

　図３は、ＲＸ（第１受電装置１０１ａ、第２受電装置１０１ｂ）の機能構成を説明するためのブロック図である。本実施形態では、第１受電装置１０１ａおよび第２受電装置１０１ｂを同様の機能構成とする。

　特に区別する必要がない場合、単に受電装置１０１と表記する。ただし、第１受電装置１０１ａと第２受電装置１０１ｂとは、種類の異なるデバイスであってもよい。図３に例示する受電装置１０１は、制御部３０１、受電部３０２、通信部３０３、メモリ３０４、受電コイル３０５、充電部３０６、および、バッテリ３０７を有する。

　制御部３０１は、受電装置１０１全体の制御を行う。制御部３０１は、例えば、ＣＰＵやＭＰＵ等の１つ以上のプロセッサを含んで構成される。なお、制御部３０１は、後述の処理を実行するように構成された、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等を含んでもよい。制御部３０１は、送電装置１００から所定の電力を受電することにより起動が可能である。

　受電部３０２は、送電コイル群２１０を構成する任意の送電コイル２０９によって受電コイル３０５に生じた交流電圧および交流電流を受電する。受電部３０２は、当該交流電圧および交流電流を、制御部３０１および充電部３０６等が動作するための直流電圧および直流電流に変換する。

　通信部３０３は、制御部３０１からの制御指令にしたがい、送電装置１００の第１通信部２０４または第２通信部２０６との間で、ＷＰＣ規格に基づいた無線電力伝送のための制御通信を行う。

　通信部３０３は、受電コイル３０５によって受電された交流電圧および交流電流の変調を行うことにより、通信データを送電装置１００に送信する。また、通信部３０３は、送電装置１００により変調された交流電圧および交流電流の復調を行うことにより、送電装置１００から送信される通信データを受信する。

　充電部３０６は、受電部３０２から供給される直流電圧および直流電流に基づいてバッテリ３０７の充電を行う。メモリ３０４は制御部３０１に接続されており、受電装置１０１や無線電力伝送システムの各ブロック要素の状態または全体の状態を示す情報を記憶する。

　図３の例では制御部３０１、受電部３０２、通信部３０３、メモリ３０４、および充電部３０６をそれぞれ別個のブロック要素として示している。この例に限定されることなく、２つ以上のブロック要素を１つのチップ等にまとめてもよいし、１つのブロック要素を複数のブロック要素に分割してもよい。

　本実施形態の受電装置１０１と送電装置１００は、無線電力伝送による充電機能以外のアプリケーションを実行する機能を有しうる。例えば、受電装置１０１はスマートフォンであり、送電装置１００はスマートフォン（受電装置１０１）のバッテリを充電するためのアクセサリ機器である。

　あるいは、受電装置１０１および送電装置１００は、ハードディスク装置やメモリ装置などの記憶装置であってもよいし、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の情報処理装置であってもよい。また、受電装置１０１および送電装置１００は、例えば、撮像装置（スチルカメラやビデオカメラ等）や、スキャナ等の画像入力装置であってもよいし、プリンタ、コピー機、プロジェクタ等の画像出力装置であってもよい。

　あるいは、送電装置１００がスマートフォンであってもよい。この場合、受電装置１０１は、別のスマートフォンでもよいし、無線イヤフォンであってもよい。また、送電装置１００は、自動車内のコンソール等に設置される充電器であってもよい。

　図４（Ａ）～（Ｄ）を参照して、送電装置１００が有する送電コイル群２１０の配置構成について説明する。図４（Ａ）～（Ｄ）は、送電コイル群２１０の上面視の状態を模式的に表しており、２次元平面（ｘｙ平面）上における複数の送電コイルの配置例を示す。

　ただし、実際の複数の送電コイルは、高さ方向（ｚ方向）を含む３次元空間に配置することも可能である。送電コイル４００～４１１は、送電コイル群２１０を構成する複数の送電コイル２０９に相当する。

　図４（Ａ）および（Ｂ）は、送電コイル群２１０の一部を上面視した状態を表す図である。図４（Ａ）では、送電コイル４００～４０５として、６つの円形コイルの配置例を示す。送電コイル４００，４０１，４０２は、それぞれの円周部が部分的に、他の２つの送電コイルに接するように配置される。

　同様に、送電コイル４０３，４０４，４０５は、それぞれの円周部が部分的に、他の２つの送電コイルに接するように配置される。同様に、送電コイル４０２，４０３，４０５は、それぞれの円周部が部分的に、他の２つのコイルに接するように配置される。

　図４（Ｂ）は、送電コイル４０６～４１１として、６つの円形コイルの配置例を示す。図４（Ｂ）に示す送電コイル４０６～４１１の配置は、図４（Ａ）に示す送電コイル４００～４０５の配置を左右反転させた配置に対応する。

　送電コイル４０６～４１１については、送電コイル４００～４０５と区別するために便宜上、各送電コイルに対応する円内にハッチング線（縦線）を付加することにより図示されている。このことは図４（Ｃ）、図４（Ｄ）でも同じである。

　図４（Ｂ）にて送電コイル４０９，４１０，４１１は、それぞれの円周部が部分的に、他の２つの送電コイルに接するように配置される。同様に、送電コイル４０６，４０７，４０８は、それぞれの円周部が部分的に、他の２つの送電コイルに接するように配置される。

　同様に、送電コイル４０８，４０９，４１１は、それぞれの円周部が部分的に、他の２つの送電コイルに接するように配置される。

　図４（Ｃ）は、送電コイル群２１０の全体を上面視した状態を表す図である。送電コイル群２１０は、図４（Ｂ）に示す送電コイル４０６～４１１の上部に、図４（Ａ）に示す送電コイル４００～４０５を重ねて配置することにより構成される。

　図４（Ｄ）は、送電コイル群２１０の一部（送電コイル４００，４０１，４１０，４１１）について位置関係を説明する図である。送電コイル４００と送電コイル４１０、および、送電コイル４０１と送電コイル４１０はそれぞれ上面視で重なっているので、これらの送電コイルは「重複している」と表現することにする。

　一方、送電コイル４００と送電コイル４１１は上面視で重複していない。また、距離４１２は、送電コイル４００の外形部と送電コイル４１１の外形部との距離（Ｄと記す）を示している。つまり送電コイル４００と送電コイル４１１とは、上面視で距離Ｄだけ離れている。

　隣接する複数の送電コイルのうち、第１の送電コイルをＡコイルと表記し、第２の送電コイルをＢコイルと表記する。Ａコイルによる送電電力に係る電磁波ならびにＴＸおよびＲＸの通信部が送受するインバンド通信の信号が、Ｂコイルによる送電電力に係る電磁波ならびにＴＸおよびＲＸの通信部が送受するインバンド通信の信号に重畳されることがありうる。

　この現象を本開示では「干渉」と表現する。複数の送電コイルが干渉すること、また干渉しないことを、以下のように定義する。ＡコイルがＢコイルに対して条件（１）または（２）を満たす場合、２つの送電コイルは「干渉しない」と表現される。

　（１）Ａコイルで送受信される変調信号の電圧振幅もしくは電流振幅の変動または周波数変動がＢコイルで観測されないこと。
（２）Ａコイルで送受信される変調信号の電圧振幅もしくは電流振幅の変動または周波数変動がＢコイルで観測され、観測レベルが所定値（閾値）以下であって、かつＢコイルでの変調信号を通信部が復調する際の復調性能に影響を与えないこと。

　２つの送電コイルが「干渉する」ことの定義は、条件（１）、（２）に対する否定の条件から導出できる。条件（３）を満たす場合、２つの送電コイルは「干渉する」と表現される。
（３）Ａコイルで送受信される変調信号の電圧振幅もしくは電流振幅の変動または周波数変動がＢコイルで観測され、観測レベルが所定値（閾値）より大きく、かつＢコイルでの変調信号を通信部が復調する際の復調性能に影響を与えること。

　また、電磁的に結合された（つまり、結合係数がゼロでない）送電コイルのうち、第１の送電コイルをＡコイルと表記し、第２の送電コイルをＢコイルと表記する。ＡコイルがＢコイルに対して条件（４）または（５）を満たす場合、２つの送電コイルは「干渉しない」と表現される。
（４）Ａコイルに印加される高周波電圧もしくは高周波電流、またはその高周波電圧変動もしくは高周波電流変動、または周波数変動による電圧がＢコイルに誘起されないこと。
（５）Ａコイルに印加される高周波電圧もしくは高周波電流、またはその高周波電圧変動もしくは高周波電流変動、または周波数変動によってＢコイルに誘起される電圧レベルが所定値（閾値）以下であること。

　条件（６）を満たす場合、２つの送電コイルは「干渉する」と表現される。
（６）Ａコイルに印加される高周波電圧もしくは高周波電流、またはその高周波電圧変動もしくは高周波電流変動、または周波数変動によってＢコイルに誘起される電圧レベルが所定値（閾値）より大きいこと。

　２つの送電コイルが干渉する場合、その干渉の度合いは、２つの送電コイルの位置関係によって異なる。本実施形態では、２つの送電コイルが所定の距離Ｄ（図４（Ｄ）：４１２参照）以上離れている場合に干渉しないものとする。

　例えば、送電コイル４００と送電コイル４１１は干渉しない。また、送電コイル４００と送電コイル４１０、送電コイル４０１と送電コイル４１０はそれぞれ重複しており、いずれも距離Ｄ以上離れていない。

　よって、送電コイル４００と送電コイル４１０は干渉し、送電コイル４０１と送電コイル４１０は干渉する。なお、前記所定値（閾値）や距離ＤについてはＷＰＣ規格で規定されてもよい。

　２つの送電コイルに干渉が発生しないと判定される所定の距離Ｄは、送電コイル同士の距離の定義によって異なる値となりうる。例えば、送電コイル同士の距離が、送電コイルの基準点（例えば、重心等）の間の距離である場合と、送電コイル同士の最短距離である場合とでは、所定の距離Ｄは異なる値となりうる。

　また、複数の送電コイルは２次元平面上に配置されるだけでなく、３次元空間（例えば、高さ方向）に配置される場合もありうる。本実施形態は、いずれの条件においても、上記と同様の方法によって干渉の発生しない所定の距離Ｄの定義に基づいて、後述する制御を実施することができる。

　上述したように、所定の位置関係にある複数の送電コイルから同時に送電が行われることにより、送電コイルが互いに干渉する結果、各送電コイルの送電や制御通信に影響を及ぼす可能性がある。

　そこで、本実施形態の送電装置１００は、第１送電回路２０３および第２送電回路２０５に接続される送電コイルを選択する際、送電コイル同士が互いに干渉しないように制御を行う。つまり制御部２０１は、送電コイル選択部２０８により、複数の送電コイルのうちで所定の距離Ｄ以上離れた位置にある送電コイルを選択する制御を行う。これにより、複数の送電コイルを使用して適切な送電を行うことが可能である。

　あるいは、所定の距離Ｄの決定に基づく方法以外に、複数の送電コイルが互いに干渉しないように選択する方法がある。具体的には、制御部２０１は、第１の送電コイルを用いた送電によって干渉が生じる他の送電コイルを特定することができる。

　制御部２０１は第１の送電コイルによる送電に伴い、干渉する他のコイル（第２の送電コイル）、あるいは干渉しない他のコイル（第３の送電コイル）を予め特定しておき、特定された送電コイルを表す識別情報をメモリ２０７に記憶する。制御部２０１は記憶された識別情報に基づき、第１の送電コイルを選択する際、干渉しないことが判明している第３の送電コイルを選択して送電の制御を行う。

　続いて図５を参照して、本実施形態における送電コイルとＮＦＣアンテナの配置例について説明する。図５は、図４（Ｃ）に示す複数の送電コイルに対する、ＮＦＣアンテナ６０２ａおよびＮＦＣアンテナ６０２ｂ（一点鎖線参照）の配置例を模式的に示す図である。

　ＴＸが複数の送電コイルを用いて送電を行うことが可能な領域として、第１および第２の送電コイル群にそれぞれ対応する第１および第２の領域を有する例を示す。第１送電回路２０３は、送電コイル４００、４０１、４０２、４０９、４１０、４１１と接続可能であるものとする。

　これにより、第１送電回路２０３は、点線で示される領域６０１ａに載置される受電装置１０１への送電が可能である。また、第２送電回路２０５は、送電コイル４０３、４０４、４０５、４０６、４０７、４０８と接続可能であるものとする。これにより、第２送電回路２０５は、点線で示される領域６０１ｂに載置される受電装置１０１への送電が可能である。

　なお、ＴＸは各領域６０１ａ、６０１ｂにおいて最大１台のＲＸに送電することが可能である。すなわち送電装置１００は、合計２台の受電装置に対して同時に送電することが可能である。

　ＷＰＣ規格にて、各領域６０１ａ、６０１ｂに相当する領域はＡｃｔｉｖｅ　Ａｒｅａと称する。当該領域は、ＴＸがＲＸに電力を供給している場合に十分に高い磁束が透過する部分として定義される。

　本実施形態では、ＷＰＣ規格での定義にしたがい、送電可能な各領域６０１ａ、６０１ｂを、送電可能領域、または送電エリアと呼ぶ。送電コイルおよび送電エリアに対して、一点鎖線で示されるようにＮＦＣアンテナが配置される。

　上面視にて、ＮＦＣアンテナ６０２ａは、第１の送電エリアに相当する領域６０１ａを囲むように配置され、ＮＦＣアンテナ６０２ｂは、第２の送電エリアに相当する領域６０１ｂを囲むように配置される。

　本実施形態では、送電コイルを含む面に対して直交する方向から見た場合、領域６０１ａと領域６０１ｂとが重なり合っている。ＮＦＣアンテナ６０２ａ，６０２ｂは、送電エリア同士が重複する領域を除いて、異なる送電コイル群に対応する領域に配置される。

　これにより、送電エリアごとに独立したＮＦＣタグ検出の実行が可能であり、ＮＦＣタグが検出された場合に適切な制御を行うことができる。ＮＦＣタグ検出に関する制御方法については後述する。

　続いて図６、図７を参照して、ＴＸが実行する処理の流れについて説明する。図６は、ＴＸの処理例を説明するフローチャートである。本処理は、例えばＴＸの制御部２０１がメモリ２０７から読み出したプログラムを実行することによって実現される。

　なお、以下の処理の一部はハードウェアによって実現されてもよい。この場合のハードウェアは、例えば、所定のコンパイラを用いて、各処理ステップを実現するためのプログラムからＦＰＧＡ等のゲートアレイ回路を用いた専用回路を自動的に生成することができる。

　また、本処理は、ＴＸの電源がオン操作されたこと、またはＴＸのユーザが非接触充電アプリケーションの開始指示を入力したこと、またはＴＸが商用電源に接続されて電力供給を受けていること、に応じて実行される。

　図６のＳ５０１でＴＸは、ＮＦＣタグ検出処理を実行する。この処理については後述する。次にＳ５０２でＴＸは、ＷＰＣ規格のＰｉｎｇフェーズとして規定されている処理を実行し、物体がＴＸ上に載置されるのを待ち受ける。

　ＴＸは、Ｐｉｎｇフェーズにおいて、ＷＰＣ規格のＡＰを繰り返し間欠送信し、送電可能範囲内に存在する物体の検出処理を実行する。このとき、ＴＸはＡＰを各送電コイルから順次に送信しうるが、これに限るものではない。例えばＴＸは、干渉しない複数の送電コイル群から同時にＡＰを送信してもよい。

　この場合、ＴＸは干渉しない複数の送電コイル群の組み合わせごとに、順次にＡＰを送信することができる。送電可能範囲内に物体が存在することを検出した場合、ＴＸはＷＰＣ規格のＤＰを送信する。なお、ＤＰについては、ＡＰの送信により物体が載置されたと検出した送電コイルを用いて送信することができる。Ｓ５０２の次にＳ５０３の処理に進む。

　Ｓ５０３でＴＸは、ＲＸが載置された状態であるか否かを判定する。この判定は、ＤＰに対する所定の応答があったか否かによって行われる。ＤＰに対する応答があった場合、ＴＸは、検出された物体がＲＸであり、ＴＸにＲＸが載置されたと判定してＳ５０４の処理に進む。また、ＤＰに対する所定の応答がなかった場合、ＴＸは、検出された物体がＲＸでなく、ＴＸにＲＸが載置されていないと判定してＳ５０１の処理へ移行する。

　Ｓ５０４でＴＸは、ＤＰを送信した送電コイルの識別子をメモリに記憶する。識別子は送電コイル群における送電コイルを特定するための識別情報を有する。ここで、ＴＸは事前に記憶された送電コイルと送電エリアの配置関係から、当該識別子を用いて送電エリアを特定しうる。次にＳ５０５の処理に進む。

　Ｓ５０５でＴＸは、ＷＰＣ規格で規定されたＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎフェーズの通信により、ＲＸから識別情報と能力情報を取得する。ＲＸの識別情報は、Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ　ＣｏｄｅおよびＢａｓｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ　ＩＤを含む。ＲＸの能力情報は、以下の情報を含む。

　・対応しているＷＰＣ規格のバージョンを特定することが可能な情報。
・ＲＸが負荷に供給できる最大電力を特定する値であるＭａｘｉｍｕｍ　Ｐｏｗｅｒ　Ｖａｌｕｅ。
・ＷＰＣ規格のＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ機能を有するか否かを示す情報。

　ただし、これらの情報は一例であり、ＲＸの識別情報および能力情報は、他の情報によって代替されてもよいし、さらに別の情報を含んでもよい。例えば、識別情報は、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｐｏｗｅｒ　ＩＤ等の、ＲＸの個体を識別可能な任意の他の識別情報であってもよい。またＴＸは、ＷＰＣ規格のＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎフェーズの通信以外の方法でＲＸの識別情報と能力情報を取得してもよい。次にＳ５０６の処理に進む。

　Ｓ５０６でＴＸは、ＷＰＣ規格で規定されたＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズの通信により、ＲＸとの間でＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎの処理を実行し、ＧＰ値を決定する。あるいはＳ５０６では、ＷＰＣ規格のＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズの通信以外の方法で、ＧＰ値を決定する処理が実行される。

　あるいは、ＴＸは、ＲＸがＮｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズに対応していないことを示す情報を、例えばＳ５０５にて取得した場合、Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズの通信を行わず、ＧＰ値を所定値に決定する。所定値は、例えばＷＰＣ規格で予め規定された値である。次にＳ５０７の処理に進む。

　Ｓ５０７でＴＸは、ＷＰＣ規格のＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎフェーズに移行し、ＲＸの受電電力値に基づいて電力損失の基準値（閾値）を算出する。ＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎフェーズにてＴＸは、異物がない状態における、送電電力値に対する受電電力値の関係を導出する。

　ＴＸはＷＰＣ規格に基づいて、ＲＸから取得した所定の受電電力値を用いて、異物がない状態でのＴＸとＲＸとの間の電力損失を示すデータを導出する。例えば、所定の受電電力値は、軽負荷（Ｌｉｇｈｔ　Ｌｏａｄ）状態における受電電力値と、負荷接続（Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　Ｌｏａｄ）状態における受電電力値等である。

　パワーロス法に基づく異物検出処理では、導出した送電電力値に対する受電電力値の関係から、送電中に受信したＲＸの受電電力値に基づいて送電中のＴＸとＲＸとの間の電力損失量が算出される。この電力損失量が閾値と比較され、閾値以上である場合にＴＸは「異物あり」または「異物が存在する可能性が高い」と判定する。Ｓ５０７の次にＳ５０８の処理に進む。

　Ｓ５０８でＴＸは、ＲＸへの送電を開始する。送電はＰｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｅｒフェーズの処理により行われる。ただし、これに限らず、ＷＰＣ規格以外の方法で送電が行われてもよい。続いてＳ５０９でＴＸは、ＮＦＣタグ検出処理を実行し、Ｓ５１０へ処理を進める。

　なお、ＮＦＣタグ検出処理は送電と並行して定期的に実行しうる。Ｓ５１０でＴＸは、送電を停止するか否かの判定を行う。ＴＸは送電を停止すると判定した場合、一連の処理を終了して初期状態の処理を戻す。またＴＸが送電を停止しないと判定した場合、Ｓ５０８の処理に移行して送電を継続する。

　ＴＸは、ＷＰＣ規格のＥｎｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ（ＥＰＴ）パケットをＲＸから受信した場合、ＷＰＣ規格にしたがって、どの処理フェーズにおいてもその処理を終了させる。

　また、ＲＸにおけるＮＦＣタグ検出処理の結果、ＮＦＣタグが検出された場合や、バッテリが満充電となった場合にもＲＸからＴＸにＥＰＴパケットが送信されるので、初期状態に戻ることとなる。この場合、ＮＦＣタグ検出処理（Ｓ５０１）に戻ることになるが、Ｐｉｎｇフェーズの処理（Ｓ５０２）に戻ってもよい。

　図６の例にてＴＸにおけるＮＦＣタグ検出処理は、Ｐｉｎｇフェーズの処理（Ｓ５０２）の前、および、送電処理（Ｓ５０８）を開始した後に実行されるが、どの処理フェーズにおいても実行しうる。

　さらに、送電のための各種処理とＮＦＣタグ検出処理は、それぞれ独立して実行しうる。例えば、ＮＦＣタグ検出処理（Ｓ５０１）とＰｉｎｇフェーズの処理（Ｓ５０２）が同時に実行されてもよい。ＴＸは、ＮＦＣタグが取り除かれたことを検知するまでの間、初期状態に留まりうる。

　図７を参照して、図６のＳ５０１およびＳ５０９の処理について説明する。図７はＮＦＣタグ検出処理の例を説明するフローチャートである。Ｓ７００でＴＸはループ処理を開始し、対象のＮＦＣアンテナを選択してから、Ｓ７０１でＮＦＣタグ検出を行う。

　ＮＦＣタグ検出については、ＮＦＣ規格に準拠したリーダライタ機能により、タグタイプごと、Ｔｙｐｅ－Ａ，Ｔｙｐｅ－Ｂ，Ｔｙｐｅ－Ｆの順に実行しうるが、これに限るものではない。例えばＴＸは、ＮＦＣタグタイプごとに各ＮＦＣアンテナで順にタグ検出を実行してもよい。Ｓ７０１の次にＳ７０２の処理に進む。

　Ｓ７０２でＴＸは、選択されたＮＦＣアンテナによって、ＮＦＣタグが検出されたか否かの判定を行う。ＮＦＣタグが検出された場合（Ｓ７０２でＹＥＳ）、Ｓ７０３へ処理を進め、ＮＦＣタグが検出されなかった場合（Ｓ７０２でＮＯ）、Ｓ７０６の処理に移行する。

　Ｓ７０３でＴＸは、ＮＦＣタグを検出したＮＦＣアンテナの配置された送電エリアにおいて、受電装置へ送電中であるか否かの判定を行う。当該送電エリアにおいて受電装置へ送電中であると判定された場合（Ｓ７０３でＹＥＳ）、Ｓ７０４へ処理を進める。

　一方、当該送電エリアにおいて受電装置へ送電中でないと判定された場合（Ｓ７０３でＮＯ）にはＳ７０５へ処理を進める。Ｓ７０４でＴＸは、当該送電エリアでの送電処理を停止する。

　例えば、所定の送電コイルを用いた受電装置への送電を停止する処理が実行される。またＳ７０５でＴＸは、当該送電エリア内の送電コイルからのＡＰの送信を停止する。Ｓ７０４またはＳ７０５の処理が終了すると、対象のＮＦＣアンテナにおける処理を終了し、Ｓ７０６の処理に進む。

　Ｓ７０６でＴＸは、全てのＮＦＣアンテナを対象として、Ｓ７０１～Ｓ７０５の処理を実行し、ＮＦＣタグ検出処理を完了したか否かを判断する。ＴＸはＮＦＣタグ検出処理が完了したと判断した場合、一連の処理を終了してリターン処理へ移行する。

　またＴＸは、ＮＦＣタグ検出処理が完了していないと判断した場合、Ｓ７００に移行し、対象となる次のＮＦＣアンテナを選択して処理を継続する（Ｓ７０１～Ｓ７０６の処理を実行する）。

　図８を参照して、ＴＸおよびＲＸの動作シーケンスの例について説明する。図８はＴＸの動作を左側に示し、ＲＸの動作を右側に示したシーケンス図である。初期状態として、ＲＸはＴＸに載置されていない状態とする。

　ＴＸは、各送電コイルから順次にＡＰを送信して、ＲＸが載置されたことを検知してから送電処理を開始する。その後、ＮＦＣタグが当該ＲＸの載置された送電エリアとは異なる送電エリアに載置されたとする。この場合、ＮＦＣタグ検出処理によりＮＦＣタグが検出される。ただし、ＮＦＣタグを検出したＮＦＣアンテナは、送電中の送電エリアとは異なる送電エリアに配置されているので、ＴＸは送電を停止しない。

　Ｆ８０１でＴＸは、ＮＦＣタグ検出処理を開始する。当該処理は図６のＳ５０１の処理に対応する。ＴＸはＮＦＣアンテナ６０２ａ，６０２ｂでそれぞれ、ＮＦＣタグ検出を順次に行う（図７：Ｓ７０１）。この時点ではＮＦＣタグが存在しないので、いずれのＮＦＣアンテナにおいてもＮＦＣタグは検出されず（Ｓ７０２でＮＯ）、ＮＦＣタグ検出処理を終了する。

　次にＦ８０２でＴＸは、ＡＰを送電コイル４００，４０１，・・・から順次に送信して物体が載置されるのを待つ。これは図６のＳ５０２の処理に対応する。Ｆ８０３ではＴＸに対してＲＸが載置される。Ｆ８０４でＴＸがＡＰを送電コイル４００，４０１，・・・から順次に送信した場合、ＡＰに変化が生じる。これにより、Ｆ８０５でＴＸは、物体が送電コイル４０１上に載置されたことを検知する。

　次にＦ８０６でＴＸはＤＰの送信を行い、Ｆ８０７でＲＸは、自装置がＴＸに載置されたことを検知する。一方、ＴＸはＤＰの応答により、載置された物体がＲＸであることを検知する。

　これは図６のＳ５０３で肯定的判定（ＹＥＳ）が下された場合であり、Ｓ５０４に処理を進める。Ｆ８０８でＴＸは、ＲＸが載置された領域に対応する送電コイル４０１の識別子をメモリ２０７に記憶する（図６：Ｓ５０４）。ＴＸは、事前に記憶された送電コイルと送電エリアの配置関係から、領域６０１ａ（送電エリア）にＲＸが載置されたと判断することができる。

　続いて、Ｆ８０９にてＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎフェーズの通信により、ＴＸは、ＲＸから識別情報および能力情報を取得する処理を行う。当該処理は図６のＳ５０５の処理に対応する。Ｆ８１０でＴＸとＲＸは、Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎフェーズの通信を実行する。

　これは図６のＳ５０６の処理に対応する。例えば、ＴＸとＲＸは通信により交渉し、ＧＰ値を１５（ワット）に決定する。Ｆ８１１でＴＸは、Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎフェーズの通信により、異物がない状態における送電電力値に対する受電電力値の関係を導出し、電力損失の基準値を算出する。これは図６のＳ５０７の処理に対応する。Ｆ８１２でＴＸは、ＲＸへの送電処理を開始する。これは図６のＳ５０８の処理に対応する。

　その後、Ｆ８１３ではＴＸに対して領域６０１ｂ（送電エリア）にＮＦＣタグが載置される。領域６０１ｂはＮＦＣアンテナ６０２ｂに対応する領域である。Ｆ８１４でＴＸは、ＮＦＣアンテナ６０２ａ、６０２ｂで順次にＮＦＣタグ検出を行う。この処理は図６のＳ５０９の処理に対応する。

　Ｆ８１５では、ＮＦＣアンテナ６０２ｂにおいてＮＦＣタグが検出される。これは図７のＳ７０２で肯定的判定（ＹＥＳ）が下された場合である。Ｆ８１６でＴＸは、ＮＦＣタグがＮＦＣアンテナ６０２ｂに対応する領域６０１ｂ内に位置しており、ＲＸへ送電中の送電コイル４０１が含まれる領域６０１ａとは異なると判断する。

　これは図７のＳ７０３で否定的判定（ＮＯ）が下された場合であり、ＴＸはＲＸへの送電を継続する。そしてＦ８１７でＴＸは、ＮＦＣタグが検出されたＮＦＣアンテナ６０２ｂに対応する領域６０１ｂ内の送電コイルによるＡＰの送信を停止する。

　本実施形態の送電装置１００は、複数の送電エリアを有し、送電エリアごとにＮＦＣアンテナが配置された構成である。送電装置１００は受電装置への送電の開始後、全ＮＦＣアンテナにおいて順次にＮＦＣタグ検出処理を実行する。

　ＮＦＣタグ検出の結果、ＮＦＣタグを検出したＮＦＣアンテナが配置された領域に対応する送電エリアにて送電が実施されている場合には送電を制限する制御が行われるが、他の送電エリアで実行されている送電が制限されることはない。

　送電を制限する制御には、送電を停止させる制御や、送電電力を低下させる制御が含まれる。これにより、ＮＦＣタグが送電装置１００に対して載置された場合でも、ＮＦＣタグの破壊や発熱、送電への干渉等が生じる可能性の低い送電エリアにおける送電については継続することが可能となる。

　よって、不要な送電停止や制限を抑制することができる。また、ＮＦＣタグを検出したＮＦＣアンテナの配置された送電エリアが、送電中の送電エリアとは異なる送電エリアである場合には、当該送電エリア内の送電コイルからのＰｉｎｇ送信（ＡＰの送信）を停止する制御が行われる。

　これにより、ＮＦＣタグの破壊や発熱等が生じる可能性の高い送電エリアにおける送電を抑制し、より安全で効率の高い無線電力伝送システムを実現することができる。

　また、本実施形態では、送電コイルを用いた送電が可能な領域に対して配置された通信用のアンテナ（ＮＦＣアンテナ）を介して通信可能なデバイス（電子タグ）を検出する処理が行われる。例えば送電装置は、受電装置が載置状態である場合、送電コイルを用いて受電装置が検出された領域を表す情報を記憶する。

　前記デバイスが検出されたアンテナが、記憶された情報に対応する領域に配置されたアンテナである場合、送電装置は送電を制限する制御を行う。当該制御は、送電を停止させる制御、または送電電力を低下させる制御である。

　本実施形態によれば、無線電力伝送を行うための複数の送電コイルと、通信用のアンテナを備え、所定のデバイスを適切に検出して送電の制御を可能とする技術を提供できる。

［第１実施形態の変形実施形態］
　変形実施形態は、ＴＸの送電エリアごとに１つのＮＦＣアンテナを配置した第１実施形態とは、ＮＦＣアンテナの配置が異なる。例えば変形実施形態では、送電エリアごとに複数のＮＦＣアンテナを配置した構成を有する。

　各ＮＦＣアンテナについては、１つの送電コイルごとに配置した構成と、受電装置への送電に際して同時に使用される複数の隣接する送電コイルの組ごとに配置した構成がある。

　また、対象となる送電コイルと当該送電コイルと干渉する送電コイルを包含する領域ごとに複数のＮＦＣアンテナを配置した構成がある。あるいは、各送電エリアにおいて共通で使用される送電コイルを包含する領域に対して、各送電エリアに配置されるＮＦＣアンテナとは別のＮＦＣアンテナを配置した構成等がある。

　これにより、ＮＦＣタグが載置された場合にＴＸは、より細かい領域ごとに送電を停止するか否かの判定、または送電電力を低下させるか否かの判定が可能となるので、より高い確率で送電を継続することができる。

［第２実施形態］
　次に、本開示の第２実施形態について説明する。本実施形態では、送電回路および通信部として、第１送電回路２０３および第１通信部２０４のみで構成される送電装置の例を説明する。

　なお、本実施形態にて第１実施形態と同様の事項の説明を省略し、主に相違点を説明する。このような説明の省略方法は、後述の実施形態または変形実施形態でも同じである。

　図９を参照して、本実施形態における送電コイルとＮＦＣアンテナの配置例について説明する。本実施形態における第１送電回路２０３は、全ての送電コイル４００～４１１と接続可能であるものとする。

　送電コイルを含む面に直交する方向から見た場合、図９に点線で示す領域９０１は、送電コイル４００～４１１を包含する領域であり、送電エリアに相当する。これにより、第１送電回路２０３は、領域９０１に載置される受電装置１０１に送電を行うことが可能となる。なお、領域９０１において最大１台の受電装置に送電することが可能である。すなわち、ＴＸは合計１台の受電装置に対して送電が可能である。

　図９において、送電コイルおよび送電エリアに対して、ＮＦＣアンテナを一点鎖線により模式的に示す。ＮＦＣアンテナ９０２ａは、領域９０１内の送電コイル４００、４０１、４０２、４０９、４１０、４１１によって送電可能な範囲を囲むように配置される。

　また、ＮＦＣアンテナ９０２ｂは、領域９０１内の送電コイル４０３、４０４、４０５、４０６、４０７、４０８によって送電可能な範囲を囲むように配置される。同一の送電エリアに対して複数のＮＦＣアンテナを配置することができる。これにより、送電エリアを複数に分割した範囲でそれぞれ独立したＮＦＣタグ検出を実行することが可能であり、ＴＸはＮＦＣタグを検出した場合に適切な制御を行うことができる。

　図６、図１０を参照し、本実施形態にてＴＸが実行するＳ５０１およびＳ５０９の処理について説明する。なお、Ｓ５０２～Ｓ５０８、Ｓ５１０の処理に関しては第１実施形態と同様であるため、それらの説明を省略する。図１０は、ＮＦＣタグ検出処理の例を説明するフローチャートである。Ｓ１０００でＴＸは、対象のＮＦＣアンテナを選択してから、Ｓ１００１へ処理を進める。

　Ｓ１００１でＴＸは、ＮＦＣアンテナに対応する領域内に、送電中の送電コイルが含まれるか否かの判定を行う。当該領域内に送電中の送電コイルが含まれることが判定された場合（Ｓ１００１でＹＥＳ）、Ｓ１００２の処理に進む。また、当該領域内に送電中の送電コイルが含まれないと判定された場合（Ｓ１００１でＮＯ）、Ｓ１００４の処理に進む。

　Ｓ１００２でＴＸは、ＮＦＣタグ検出を行う。次にＳ１００３でＴＸは、ＮＦＣタグが検出されたか否かの判定を行う。ＮＦＣタグが検出された場合（Ｓ１００３でＹＥＳ）、Ｓ１００５の処理に進む。一方、ＮＦＣタグが検出されなかった場合（Ｓ１００３でＮＯ）、Ｓ１００６の処理に進む。

　Ｓ１００４でＴＸは、対象のＮＦＣアンテナに対応する領域内に存在する送電コイルからのＡＰの送信を停止し、対象のＮＦＣアンテナにおける処理を終了する。Ｓ１００５でＴＸは送電処理を停止し、ＴＸは、対象のＮＦＣアンテナにおける処理を終了する。Ｓ１００４またはＳ１００５の次にＳ１００６の処理に進む。

　Ｓ１００６でＴＸは、全てのＮＦＣアンテナを対象として、Ｓ１００１～Ｓ１００５の処理を実行し、ＮＦＣタグ検出処理が完了したか否かを判断する。

　ＴＸはＮＦＣタグ検出処理が完了したと判断した場合、一連の処理を終了してリターン処理へ移行する。またＴＸは、ＮＦＣタグ検出処理が完了していないと判断した場合、Ｓ１０００に移行し、対象となる次のＮＦＣアンテナを選択して処理を継続する（Ｓ１００１～Ｓ１００６の処理を実行する）。

　次に、図１１を参照して、本実施形態におけるＴＸおよびＲＸの動作シーケンスについて説明する。ＲＸがＴＸに載置されていない状態にて、ＴＸは各送電コイルから順次にＡＰを送信する。

　ＴＸはＲＸが載置されたことを検知すると、送電処理を開始する。その後、ＮＦＣタグが、ＲＸへの送電中の送電コイルを領域内に含まない位置に配置されたＮＦＣアンテナの領域内に載置される。

　この場合、ＴＸは当該ＮＦＣアンテナではＮＦＣタグ検出を行わないため、送電を停止しない。Ｆ１１０１～Ｆ１１１２までの動作については、図８におけるＮＦＣアンテナの符号を除いてＦ８０１～Ｆ８１２と同様であるので、それらの説明を省略する。

　Ｆ１１１３では、ＴＸに対してＮＦＣアンテナ９０２ｂに対応する範囲内にＮＦＣタグが載置される。Ｆ１１１４でＴＸは、送電中の送電コイル４０１がＮＦＣアンテナ９０２ａに対応する領域内に存在するので、ＮＦＣアンテナ９０２ａでのみＮＦＣタグ検出を行う。

　これは図１０のＳ１００２の処理に対応する。Ｆ１１１５でＴＸは、ＲＸへの送電処理を継続する。一方、ＴＸは、ＮＦＣアンテナ９０２ｂに対応する領域内の送電コイルからのＡＰの送信を停止する。これは図１０のＳ１００４の処理に対応する。

　本実施形態では、送電装置において１つの送電エリアに対して当該送電エリアよりもサイズの小さい複数のＮＦＣアンテナを配置した構成である。送電装置は、受電装置への送電の開始後、送電中の送電コイルを包含する領域に対応するＮＦＣアンテナでのみＮＦＣタグ検出を行う。

　これにより、送電装置上にＮＦＣタグが載置された場合であっても、ＮＦＣタグの破壊や発熱、送電への干渉等が生じる可能性の少ない領域では送電を継続することが可能となる。よって、不要な送電停止や制限を抑制することができる。

　また送電装置は、送電中の送電コイルを包含する領域に対応する特定のＮＦＣアンテナの領域外にある送電コイルからのＡＰの送信を停止する。これにより、不要な送電を抑制し、より安全で効率の高い無線電力伝送システムを実現することができる。

［第２実施形態の変形実施形態］
　送電装置（ＴＸ）における複数のＮＦＣアンテナについては、各ＮＦＣアンテナが重複するように配置する第１の方法と、各ＮＦＣアンテナが重複しないように配置する第２の方法がある。本開示では第１または第２の方法を実施可能である。

　あるいは、ＮＦＣアンテナ群の一部に第１の方法を実施し、ＮＦＣアンテナ群の他の部分に第２の方法を実施することも可能である。変形実施形態として、例えば下記の構成がある。

　・送電コイルごとに各ＮＦＣアンテナを配置した構成。
・ＲＸへの送電に際して同時に使用される複数の隣接する送電コイルの組ごとに各ＮＦＣアンテナを配置した構成。
・対象の送電コイルおよび当該送電コイルと干渉する送電コイルを包含する領域ごとに各ＮＦＣアンテナを配置した構成。

　変形実施形態によれば、より細かい領域ごとにＮＦＣタグ検出を実行するか否かの設定を行うことが可能であるので、より高い確率で、不要な送電停止や制限を抑制することができる。

［前記以外の変形実施形態］
　以下、前記第１および第２の実施形態に対する変形実施形態を説明する。変形実施形態のＴＸは、送電中の送電コイルを包含する領域に対応するＮＦＣアンテナにおいてＮＦＣタグが検出された場合、送電処理を停止するのではなく、送電を制限する。

　例えば、ＴＸは送電電力値を十分に小さな値（５ワット以下）に変更する制御または設定を行う。またＴＸは、ＮＦＣタグ検出の結果と、ＮＦＣタグ検出とは異なる任意の状態検出方法（異物検出方法を含む）による検出結果に基づき、送電の制限を行うか否かを判定する。

　状態検出方法の例には、送電コイルに係る品質係数（Ｑ値、Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｆａｃｔｏｒ、Ｑ－ｆａｃｔｏｒ）に基づく状態検出方法、送電電力値と受電電力値との差分に基づく状態検出方法、送電波形の減衰を表す指標に基づく状態検出方法がある。

　あるいは、ＴＸの送電コイルとＲＸの受電コイルとの電磁的な結合状態を表す指標に基づく状態検出方法、ＴＸまたはＲＸの温度に基づく状態検出方法、送電コイルまたは受電コイルに流れる電流に基づく状態検出方法がある。

　なお、送電の制限にはＴＸの送電電力の低下や、ＲＸの受電電力の低下、またはＴＸとＲＸとの交渉に基づく所定範囲内の送電電力値もしくは受電電力値への変更等が含まれるものとする。

　また、第１および第２実施形態では、ＴＸがＮＦＣタグ検出をＮＦＣアンテナごとに、順に実行する例を示した。変形実施形態では、同時に制御可能な複数のＮＦＣアンテナによって並行してＮＦＣタグ検出処理を実行する。

　これにより、ＴＸに対してＮＦＣタグが載置された場合、より短い期間でＮＦＣタグを検出することが可能となり、より安全で効率の高い無線電力伝送システムを実現できる。

　また、第１および第２実施形態では、ＴＸがＮＦＣタグ検出処理を定期的に実行する例を示した。変形実施形態のＴＸは、ＮＦＣタグ検出処理を前記実施形態とは異なる契機により実行する。

　例えば、ＴＸはＮＦＣアンテナにおけるインピーダンス値の変化量を監視し、当該変化量が閾値を超えた場合にＮＦＣタグ検出処理を実行する。これにより、ＮＦＣタグが存在する可能性が低い状況において、不要なタグ検出処理を抑制し、より安全で効率の高い無線電力伝送システムを実現できる。

　また、第１実施形態および第２実施形態では、ＴＸはＮＦＣタグ検出処理を実行した結果、ＮＦＣタグが検出されなかった場合にＲＸへの送電を継続する例を示した。変形実施形態のＴＸは、ＮＦＣタグが検出されなかった場合、上述した任意の状態検出方法（異物検出方法を含む）を実行する。

　例えばＴＸは、状態異常の有無（異物の存否）やその可能性（異物が存在する確率等）の判断を行った上で、ＲＸへの送電を継続するか否かを決定する。ＮＦＣタグ検出では検出されなかった異物を、より短い期間で検出することが可能となり、より安全で効率の高い無線電力伝送システムを実現できる。

　前記実施形態では、電子タグの検出においてＮＦＣ規格によって規定されている無線通信を利用する場合の例を説明した。この例に限定されることなく、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）等の非接触／近距離無線通信を利用してもよい。

　この場合、ＮＦＣタグは、ＩＣタグまたはＩＣカードやＲＦタグまたはＲＦカード等に置き換えうる。また、電子タグは所定のアンテナを介してＴＸと通信可能なデバイスの一例であり、本開示の実施形態は、ＴＸと無線通信可能な各種の電子デバイスへの適用が可能である。

［その他の実施形態］
　本開示は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

　又、本開示は、例えば上記実施形態の機能を実現するために少なくとも１つのプロセッサや回路を用いて実現するものを含む。尚、プロセッサを複数用いて分散処理させるようにしても良い。

（関連出願の相互参照）
　本出願は、先に出願された、２０２２年１２月１５日に出願された日本特許出願第２０２２－２００１８４号の利益を主張するものである。また、上記日本特許出願の内容は本明細書において参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

 

Claims (12)

1. 　複数の送電コイルを用いて送電を行う送電手段と、
   　前記送電コイルを用いて受電装置を検出する第１の検出手段と、
   　前記送電コイルを用いた送電が可能な領域に対して配置された通信用のアンテナと、
   　前記アンテナを介して通信可能なデバイスを検出する第２の検出手段と、
   　前記受電装置が検出された前記送電コイルを用いた前記送電手段による送電の制御を行う制御手段と、を備え、
   　前記制御手段は、前記第２の検出手段により前記デバイスが検出された前記アンテナが配置された領域内にて前記送電コイルにより前記受電装置へ送電中である場合、前記送電手段による送電を制限する制御を行う
   　ことを特徴とする送電装置。
2. 　前記第１の検出手段により前記受電装置が検出された領域を表す情報を記憶する記憶手段を備え、
   　前記制御手段は、前記第２の検出手段により前記デバイスが検出された前記アンテナが前記記憶手段に記憶された情報に対応する領域に配置されたアンテナである場合、前記送電手段による送電を制限する制御を行う
   　ことを特徴とする請求項１に記載の送電装置。
3. 　前記送電コイルを含む面に対して直交する方向から見た場合、前記第２の検出手段により前記デバイスが検出された前記アンテナが配置された第１の領域は、前記送電コイルを用いた送電が可能な第２の領域を包含する領域であり、
   　前記制御手段は、前記第２の領域にて前記送電コイルにより前記受電装置へ送電中でない場合、前記第２の領域内の前記送電コイルを用いた前記第１の検出手段による検出を停止させる制御を行う
   　ことを特徴とする請求項１に記載の送電装置。
4. 　前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された情報に対応する領域に配置された前記アンテナでは、前記第２の検出手段による前記デバイスの検出処理を行わない
   　ことを特徴とする請求項２に記載の送電装置。
5. 　複数の前記アンテナを備え、
   　前記送電コイルを含む面に対して直交する方向から見た場合、前記アンテナはそれぞれ、複数の前記送電コイルを含む送電コイル群を用いた送電が可能な領域を包含する領域に配置される
   　ことを特徴とする請求項１に記載の送電装置。
6. 　複数の前記送電コイルをそれぞれ有する第１および第２の送電コイル群を備え、
   　前記送電コイルを含む面に対して直交する方向から見た場合、前記第１および第２の送電コイル群は重なり合っており、複数の前記アンテナのうち、第１のアンテナは前記第１の送電コイル群に対応する領域を包含する領域に配置され、第２のアンテナは前記第２の送電コイル群に対応する領域を包含する領域に配置される
   　ことを特徴とする請求項５に記載の送電装置。
7. 　複数の前記送電コイルを有する送電コイル群と、複数の前記アンテナを備え、
   　前記複数の送電コイルは、前記送電コイルを含む面に対して直交する方向から見た場合に重なり合っており、前記アンテナはそれぞれ、前記送電コイル群を用いた送電が可能な領域の一部を包含する領域に配置される
   　ことを特徴とする請求項１に記載の送電装置。
8. 　複数の前記アンテナを備え、
   　前記第２の検出手段は、複数の前記アンテナによって同時に前記デバイスの検出を行う
   　ことを特徴とする請求項１に記載の送電装置。
9. 　前記制御手段は、前記第２の領域において前記送電コイルにより前記受電装置へ送電中でない場合、前記第２の領域外の前記送電コイルを用いた前記送電手段による送電のための処理を継続させる制御を行う
   　ことを特徴とする請求項３に記載の送電装置。
10. 　前記デバイスは、所定の規格に準拠した電子タグであり、
    　前記第２の検出手段は、前記規格のリーダライタ機能により前記電子タグの検出を行う
    　ことを特徴とする請求項１に記載の送電装置。
11. 　複数の送電コイルを備える送電装置にて実行される送電方法であって、
    　前記送電コイルを用いて送電を行う工程と、
    　前記送電コイルを用いて受電装置を検出する第１の検出工程と、
    　前記送電コイルを用いた送電が可能な領域に対して配置された通信用のアンテナを介して通信可能なデバイスを検出する第２の検出工程と、
    　前記第２の検出工程により前記デバイスが検出された前記アンテナが配置された領域内にて前記送電コイルにより前記受電装置へ送電中である場合、前記送電コイルによる送電を制限する制限工程と、を有する
    　ことを特徴とする送電装置の制御方法。
12. 　複数の送電コイルを備える送電装置にて実行される方法であって、
    　前記送電コイルを用いて送電を行う工程と、
    　前記送電コイルを用いて受電装置を検出する第１の検出工程と、
    　前記送電コイルを用いた送電が可能な領域に対して配置された通信用のアンテナを介して通信可能なデバイスを検出する第２の検出工程と、
    　前記第２の検出工程により前記デバイスが検出された前記アンテナが配置された領域内にて前記送電コイルにより前記受電装置へ送電中である場合、前記送電コイルによる送電を制限する制限工程と、を有する
    各工程を、送電装置のコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体。

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