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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6160288
(24)【登録日】2017年6月23日
(45)【発行日】2017年7月12日
(54)【発明の名称】給電装置
(51)【国際特許分類】
G06K 7/00 20060101AFI20170703BHJP
H02J 50/90 20160101ALI20170703BHJP
H04B 5/02 20060101ALI20170703BHJP
G06K 7/015 20060101ALI20170703BHJP
【ＦＩ】
G06K7/00 008
H02J50/90
H04B5/02
G06K7/015
【請求項の数】8
【全頁数】28
(21)【出願番号】特願2013-127809(P2013-127809)
(22)【出願日】2013年6月18日
(65)【公開番号】特開2014-197368(P2014-197368A)
(43)【公開日】2014年10月16日
【審査請求日】2016年3月15日
(31)【優先権主張番号】特願2013-41508(P2013-41508)
(32)【優先日】2013年3月4日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000201113
【氏名又は名称】船井電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001933
【氏名又は名称】特許業務法人 佐野特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100137730
【弁理士】
【氏名又は名称】齊藤 武志
(72)【発明者】
【氏名】若林 尚之
(72)【発明者】
【氏名】辻本 憲人
【審査官】
高野 誠治
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００９−０８９４６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２０１２−５３２５８４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０２Ｊ ５０／００ − ５０／９０
Ｇ０６Ｋ ７／００
Ｇ０６Ｋ ７／０１５
Ｈ０４Ｂ ５／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁界の強さを検出する第１のセンサと第２のセンサと、
磁界を発生させ、外部機器と無線送電を行うアンテナと、
前記第１のセンサの出力信号と前記第２のセンサの出力信号に基づいて前記外部機器と前記アンテナとの所定の位置を検出する検出手段と、を備え、
前記第１のセンサと前記第２のセンサは、前記アンテナから発生する磁界の向きが互いに逆方向である第１の領域と第２の領域に各々が配置される給電装置。
磁界を発生させ、外部機器と無線送電を行うアンテナと、
前記第１のセンサの出力信号と前記第２のセンサの出力信号に基づいて前記外部機器と前記アンテナとの所定の位置を検出する検出手段と、を備え、
前記第１のセンサと前記第２のセンサは、前記アンテナから発生する磁界の向きが互いに逆方向である第１の領域と第２の領域に各々が配置される給電装置。
【請求項2】
前記第１のセンサと前記第２のセンサは前記アンテナの巻回中心軸に対し垂直な面に配置される請求項１に記載の給電装置。
【請求項3】
前記第１のセンサと前記第２のセンサは前記アンテナの巻回面と略同一平面上に配置される請求項１に記載の給電装置。
【請求項4】
前記第１のセンサと前記第２のセンサの一方は、前記アンテナに対し巻回中心を含む前記第１の領域に配置され、他方は前記第１の領域を除く前記第２の領域に配置される請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の給電装置。
【請求項5】
前記第１のセンサと前記第２のセンサは、前記アンテナの導体を挟むように配置される請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の給電装置。
【請求項6】
前記第１のセンサと前記第２のセンサは、前記導体からの距離が等しくなるように配置される請求項５に記載の給電装置。
【請求項7】
前記第１のセンサと前記第２のセンサは、前記導体の所定の位置からの距離が等しくなるように配置される請求項５に記載の給電装置。
【請求項8】
前記第１のセンサと前記第２のセンサは各々が、前記第１の領域と前記第２の領域に複数配置される請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、通信装置及び給電装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、近距離無線通信により情報の送受信を行うためにＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）が利用されている。
【0003】
ＲＦＩＤに使用されるＲＦＩＤタグ（以下「ＲＦＩＤタグ」を「ＲＦタグ」と略称することがある。また、明細書、特許請求の範囲において「ＲＦタグ」を「無線機器」と称することもある。）は内部のメモリに個体識別情報を有し、電波や電磁界を用いてＲＦＩＤリーダ（以下、「ＲＦＩＤリーダ」を「ＲＦリーダ」と略称することがある。また、明細書、特許請求の範囲において「ＲＦリーダ」を「通信装置」と称することもある。）と通信を行う。
【0004】
ＲＦＩＤは物品管理、セキュリティ管理等様々な分野で利用されている。特に近年はＲＦタグとＲＦリーダとしてのタブレット端末とを通信させることでＲＦタグに記憶されている商品・サービス情報や商品・サービスのＵＲＬ情報をタブレット端末側に表示させることが行われている。タブレット端末はＵＲＬ情報を取得した際にそのＵＲＬのＷＥＢページを自動的に又はユーザの承諾を得てブラウザで開くことが可能である。
【0005】
ところで近年は大型のタブレット端末が販売されており、ＲＦタグと通信を行うためのアンテナはタブレット端末内の裏面側の一部の区画に配されていることが多い。従って、ＲＦタグと通信を行う際にはタブレット端末の裏面をＲＦタグに近づけることになる。しかしながらユーザにとってタブレット端末の裏面でのアンテナとＲＦタグの位置関係を把握ことは困難であり位置ずれが発生し、特にタブレット端末が大型化すれば、アンテナとＲＦタグの位置ずれが大きくなりやすい。
【0006】
特許文献１には送電装置から電力を受けて充電を行う充電装置が４つの磁力センサを備え、これら磁力センサによって送電装置から発生するコイル磁束（磁力）を検出して送電装置と充電装置の位置関係を特定することが開示されている。特定した位置関係に基づいて充電装置の表示部に矢印を表示することで送電装置と充電装置の位置関係を充電に適した位置関係とするよう促すことが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２０１０−１３０７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ＲＦリーダが有するアンテナはそれ自身に電流が流れることで磁界を発生する。この磁界はＲＦリーダが備える磁気センサによって検出される。つまり磁気センサはＲＦタグから発生する磁界とＲＦリーダから発生する磁界の双方を検出するため、検出結果に基づいてＲＦタグの位置を高精度に特定することが困難であった。
【0009】
また、給電装置から受電装置に対して非接触で（物理的な電気的接続を要さずに）電力を伝送するシステムにおいても、給電装置が備える磁気センサは給電装置が備える給電素子から発生する磁界と、給電素子から発生する磁界に基づいて受電装置が備える受電素子から発生する磁界の双方を検出していた。従って、給電装置が受電装置の位置を高精度に特定することが困難であった。
【0010】
本発明は上述した問題点に鑑み、第１の目的は無線機器の位置を高精度に検出可能な通信装置を提供することである。また、第２の目的は受電装置が備える受電素子の位置を高精度に検出可能な給電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記目的を達成するために本発明の通信装置は、磁界の強さを検出するセンサと、通信時に磁界を発生させる無線機器と通信を行うためのアンテナと、前記センサの出力信号に基づいて前記無線機器と前記アンテナとの位置ずれに関する通知を行う通知手段と、を備え、前記アンテナから発生する磁界の強さを示す信号が前記センサの出力信号に含まれることが抑制される位置に前記センサを配したことを特徴とする。
【0012】
また上記構成の通信装置において、前記アンテナから発生する磁界は磁束の向きが互いに逆方向である第１の領域と第２の領域とを有し、前記センサは第１の領域の磁界の強さと第２の領域の磁界の強さとを検出可能な位置に配されることが望ましい。
【0013】
また上記構成の通信装置において、前記センサは検出した第１の領域の磁界の強さと検出した第２の領域の磁界の強さとを加算することで、前記アンテナから発生する磁界の強さを示す信号が前記センサの出力信号に含まれることが抑制されることが望ましい。
【0014】
また上記構成の通信装置において、第１の領域の磁界の強さと第２の領域の磁界の強さとが異なる場合に、磁界の強さが弱い領域における磁界の強さの検出よりも磁界の強さが強い領域における磁界の強さの検出が抑制される位置に前記磁気センサを配することが望ましい。
【0015】
また上記構成の通信装置において、前記センサはピックアップコイルであることが望ましい。
【0016】
また上記構成の通信装置において、前記通知手段は前記センサの出力信号に基づいて前記アンテナに対する前記無線機器の一次元又は二次元の位置ずれ方向を算出して前記無線機器の方向を通知することが望ましい。
【0017】
また上記構成の通信装置において、前記通知手段は前記センサの出力信号に基づいて前記無線機器と前記アンテナとの位置ずれが所定の閾値以下である場合に位置ずれが発生していないことを示す通知を行うことが望ましい。
【0018】
上記目的を達成するために本発明の給電装置は、磁界の強さを検出するセンサと、受電装置の受電素子と非接触で電力の伝送を行うための給電素子と、前記センサの出力信号に基づいて前記給電素子と前記受電素子との位置ずれに関する通知を行う通知手段と、を備え、前記給電素子から発生する磁界の強さを示す信号が前記センサの出力信号に含まれることが抑制される位置に前記センサを配したことを特徴とする。
【0019】
また上記構成の給電装置において、前記給電素子から発生する磁界は磁束の向きが互いに逆方向である第１の領域と第２の領域とを有し、前記センサは第１の領域の磁界の強さと第２の領域の磁界の強さとを検出可能な位置に配されることが望ましい。
【0020】
また上記構成の給電装置において、前記センサは検出した第１の領域の磁界の強さと検出した第２の領域の磁界の強さとを加算することで、前記給電素子から発生する磁界の強さを示す信号が前記センサの出力信号に含まれることが抑制されることが望ましい。
【0021】
また上記構成の給電装置において、第１の領域の磁界の強さと第２の領域の磁界の強さとが異なる場合に、磁界の強さが弱い領域における磁界の強さの検出よりも磁界の強さが強い領域における磁界の強さの検出が抑制される位置に前記磁気センサを配することが望ましい。
【0022】
また上記構成の給電装置において、前記センサはピックアップコイルであることが望ましい。
【0023】
また上記構成の給電装置において、前記通知手段は前記センサの出力信号に基づいて前記給電素子に対する前記受電素子の一次元又は二次元の位置ずれ方向を算出して前記受電素子の方向を通知することが望ましい。
【0024】
また上記構成の給電装置において、前記通知手段は前記センサの出力信号に基づいて前記受電素子と前記給電素子との位置ずれが所定の閾値以下である場合に位置ずれが発生していないことを示す通知を行うことが望ましい。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、磁界の強さを検出するセンサの出力信号に、アンテナから発生する磁界の強さを示す信号が含まれることが抑制される位置にセンサを配したので、センサの出力信号は主として自装置と通信を行う無線機器から発生した磁界の強さを示す信号からなる。そしてセンサの出力信号に基づいて無線機器の位置を高精度に検出し、無線機器とアンテナとの位置ずれに関する通知を行うことができる。
【0026】
また、磁界の強さを検出するセンサの出力信号に、給電素子から発生する磁界の強さを示す信号が含まれることが抑制される位置にセンサを配したので、センサの出力信号は主として自装置が非接触で電力を伝送する受電装置が備える受電素子から発生した磁界の強さを示す信号からなる。そしてセンサの出力信号に基づいて受電素子の位置を高精度に検出し、受電素子と給電素子との位置ずれに関する通知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】ＲＦＩＤシステムの一例を示す概略図
【図2】ＲＦタグ（無線機器）の構成の一例を示す図
【図3】ＲＦリーダ（通信装置）の構成の一例を示す図
【図4】ＲＦタグとＲＦリーダの位置ずれ状態を示す平面図
【図5】ＲＦタグとＲＦリーダの位置ずれ状態を示す斜視図
【図6】ＲＦリーダの内部構成の第１の例を示す平面図
【図8】ＲＦリーダの制御部が実行する処理の一例を示すフローチャート
【図9】磁気センサの第１の配置構成例を示す図
【図10】磁気センサの第２の配置構成例を示す図
【図11】磁気センサの第３の配置構成例を示す図
【図12】表示部への第１の表示例を示す図
【図13】表示部への第２の表示例を示す図
【図14】表示部への第３の表示例を示す図
【図15】表示部への第４の表示例を示す図
【図16】ＲＦリーダの内部構成の第２の例を示す平面図
【図18】ＲＦリーダの内部構成の第３の例を示す平面図
【図20】ＲＦリーダの変形例の説明図
【図21】アンテナコイルの第１の変形例の平面図
【図22】アンテナコイルの第１の変形例の側面図
【図23】アンテナコイルの第２の変形例の平面図
【図24】アンテナコイルの第３の変形例の平面図
【図25】アンテナコイルの第４の変形例の平面図
【図26】非接触給電システムの第１例を示す概略図
【図27】非接触給電システムの構成を示す図
【図28】受電素子と給電素子の位置ずれ状態を示す平面図
【図29】受電素子と給電素子の位置ずれ状態を示す斜視図
【図30】給電装置の内部構成の第１の例を示す平面図
【図32】給電装置の制御部が実行する処理の一例を示すフローチャート
【図33】磁気センサの第４の配置構成例を示す図
【図34】磁気センサの第５の配置構成例を示す図
【図35】磁気センサの第６の配置構成例を示す図
【図36】表示部への第５の表示例を示す図
【図37】表示部への第６の表示例を示す図
【図38】表示部への第７の表示例を示す図
【図39】表示部への第８の表示例を示す図
【図40】給電装置の内部構成の第２の例を示す平面図
【図42】給電装置の内部構成の第３の例を示す平面図
【図44】給電素子の変形例の説明図
【図45】アンテナコイルの第５の変形例の平面図
【図46】アンテナコイルの第５の変形例の側面図
【図47】アンテナコイルの第６の変形例の平面図
【図48】アンテナコイルの第７の変形例の平面図
【図49】アンテナコイルの第８の変形例の平面図
【図50】非接触給電システムの第２例を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【0028】
＜第１実施形態＞以下に本発明の通信装置について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するために通信装置の一例を示すものであって、本発明をこの通信装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態の装置にも等しく適応し得るものである。
【0030】
ＲＦタグ１は例えば図１に示すようにポスター１００等に取り付けられている。ユーザはＲＦリーダ２のアンテナコイル（詳細は後述）をＲＦタグ１に近づけることでＲＦタグ１から情報を取得することができる。図１においてアンテナコイルはＲＦリーダ２の裏面下方中央部の一区画に配される。但し、アンテナコイルがＲＦリーダ２のどの位置に配されているかは特に限られるものではない。
【0031】
ＲＦタグ１について説明を行う。本実施形態のＲＦタグ１はパッシブタグ（受動タグ）である。パッシブタグとはＲＦリーダ２からの非接触電力伝送により動作するタグであり、電池等の電力源を内蔵しない。なお、ＲＦタグ１がアクティブタグ（能動タグ）であることとしてもよい。アクティブタグとは内部に電力源を内蔵したタグであり、通信時に自らの電力で電波を発するため通信距離がパッシブタイプに比べて長くなる。
【0032】
ＲＦタグ１はアンテナコイル（アンテナの一例）１１、通信部１２、記憶部１３及び制御部１４を備える。ＲＦＩＤシステムではアンテナコイル１１に後述するＲＦリーダ２のアンテナコイル２１を近づけて電磁結合させることで、電磁誘導方式によって駆動エネルギーとデータ信号の伝達を行うことができる。アンテナコイル１１に電流が流れると磁界が発生しＲＦリーダ２のアンテナコイル２１に影響を与える。電磁波の周波数としては一般的に使用される１３．５６ＭＨｚを用いてもよいし、これ以外の周波数を用いてもよい。アンテナコイル１１とＲＦリーダ２のアンテナコイル２１の通信可能距離は例えば数センチメートル〜数十センチメートル程度に予め設定される。
【0033】
通信部１２はＲＦリーダ２に送信するデータに所定の符号化・変調処理を施した送信信号をアンテナコイル１１に出力する。送信信号を取得したアンテナコイル１１は電磁誘導によりＲＦリーダ２にデータを送信する。
【0034】
記憶部１３は各種情報を記憶する記憶手段であり、例えばＥＥＰＲＯＭが使用される。記憶部１３にはＲＦタグ１の識別番号、ＲＦリーダ２に送信する情報等の情報が記憶される。
【0035】
制御部１４はＲＦタグ１全体を制御する制御手段である。制御部１４はＲＦリーダ２から受信した読取要求に応じて記憶部１３記憶されているデータを通信部１２、アンテナコイル１１を介してＲＦリーダ２に送信する。
【0036】
次にＲＦリーダ２について説明を行う。ＲＦリーダ２はアンテナコイル（アンテナの一例）２１、通信部２２、検出部２３、磁気センサ２４、表示部２５及び制御部２６を備える。
【0037】
アンテナコイル２１は図示しない基板に環状且つ平面スパイラル状に巻き回されたループアンテナが使用される。アンテナコイル２１の両端は端子（不図示）を介してＲＦリーダ２の通信部２２に接続される。アンテナコイル２１に電流を流すとアンテナコイル２１に磁界が発生する。そして上述したようにＲＦタグ１のアンテナコイル１１にアンテナコイル２１を近づけてＲＦタグ１のアンテナコイル１１と磁束結合させることで、駆動エネルギーとデータ信号の伝達を行うことができる。
【0038】
通信部２２はＲＦタグ１のアンテナコイル１１からアンテナコイル２１に入力されたデータを取得する。通信部２２は取得したデータに所定の復調・復号処理を施してデータを読み出す。
【0039】
検出部２３はＲＦタグ１のアンテナコイル１１から発生する磁界の強さを検出する磁気センサ２４の出力信号（検出結果）を制御部２６に入力する。磁気センサ２４はＲＦタグ１のアンテナコイル１１とアンテナコイル２１の重ね合せ方向（図４参照、詳細は後述）の磁界の強さを検出する。磁気センサ２４としてはピックアップコイル、磁気抵抗素子（ＭＲ素子）、ホール素子、磁気インピーダンス素子（ＭＩ素子）などが用いられる。本実施形態でＲＦリーダ２は１又は２以上の磁気センサ２４を備える。磁気センサ２４の配置の詳細については後述する。
【0040】
表示部２５は所定の画像や映像が表示される。本実施形態で表示部２５はタッチパネル機能を有して操作部を兼ねるが、タッチパネル機能を有し、或いは有さずに別途操作部を設けることとしてもよい。表示部２５には後述するようにＲＦタグ１の方向を示す情報が表示される。
【0041】
制御部２６はＲＦリーダ２全体を制御する制御手段である。制御部２６はＣＰＵ２６１とＲＯＭ２６２とＲＡＭ２６３とを含んでいる。ＲＯＭ２６２には制御部２６が実行するプログラム、プログラムの実行に必要なパラメータやデータが記憶されている。ＣＰＵ２６１はＲＯＭ２６２に記憶されている各種プログラムを実行する。ＲＡＭ２６３は各種処理の過程で得られるデータや各種処理の結果得られるデータを一時的に格納する。これらＣＰＵ２６１、ＲＯＭ２６２、ＲＡＭ２６３等は、バスを介して接続されている。なお、ＣＰＵ２６１、ＲＯＭ２６２及びＲＡＭ２６３はこれらの一部または全部を１チップに集積化しても構わない。
【0042】
制御部２６は検出部２３から入力される磁気センサ２４の出力信号に基づいてＲＦタグ１の位置及び／又は方向を特定し、表示部２５にＲＦタグ１の位置及び／又は方向を示す情報を表示する。ＲＦタグ１の位置の特定方法及び表示部２５への表示の詳細については後述する。
【0043】
次に、ＲＦリーダ２における磁気センサ２４の配置について図４及び図５を参照して説明する。図４はＲＦタグ１とＲＦリーダ２の位置ずれ状態を示す平面図である。図５はＲＦタグ１とＲＦリーダ２の位置ずれ状態を示す斜視図である。図６はＲＦリーダ２の内部構成の一例を示す第１の平面図である。図７は図６のＡ−Ａにおける側面断面図である。
【0044】
上述したようにアンテナコイル１１とアンテナコイル２１の通信可能距離は数センチメートル〜数十センチメートル程度に設定される。特に通信可能距離が数センチメートルに設定されている場合には、ＲＦタグ１にＲＦリーダ２を近づけた際にアンテナコイル１１とアンテナコイル２１の位置ずれが大きいとＲＦタグ１の情報をＲＦリーダ２で読み取ることができないことがある。
【0045】
アンテナコイル１１とアンテナコイル２１の位置ずれとは、ＲＦタグ１にＲＦリーダ２を近づけた際に、アンテナコイル１１とアンテナコイル２１との重ねあわせ方向（図４の紙面に対して垂直方向）に投影した場合にアンテナコイル２１の領域内（図４で斜線で示す領域内）にアンテナコイル１１が存在しない状態をいう（図４参照）。より詳細には、図５に示すように磁界の重心とアンテナコイル１１の中心軸との距離が所定距離Ｌ（所定距離Ｌは通信可能距離であってもよいし、通信可能距離以下の任意の距離であってもよい）以上離れている状態をいう。
【0046】
図４及び図５に示すような位置ずれが発生している場合にはアンテナコイル１１とアンテナコイル２１の通信可能距離によっては通信不良が生ずる。従って、本実施形態において制御部２６は検出部２３から入力される磁気センサ２４の出力信号に基づいてＲＦタグ１の位置及び／又は方向を特定し、表示部２５にＲＦタグ１の位置及び／又は方向を示す情報を表示する。
【0047】
上述したように磁気センサ２４はアンテナコイル１１から発生する磁界の強さを検出するが、アンテナコイル２１から発生する磁界の強さも検出してしまう。アンテナコイル１１から発生する磁界の強さは、特にＲＦタグ１がパッシブタグである場合にはアンテナコイル２１から発生する磁界の強さよりも弱く、磁気センサ２４は主としてアンテナコイル２１から発生する磁界の強さを検出することになりかねない。
【0048】
そこで本実施形態ではアンテナコイル２１から発生する磁界の強さを示す信号が磁気センサ２４の出力信号に含まれることが抑制される位置に磁気センサ２４を配する。なお、本実施形態において磁気センサ２４は２個の磁気センサ２４ａと２４ｂとからなり、磁気センサ２４ａ、２４ｂは磁気抵抗素子である。
【0049】
アンテナコイル２１から発生する磁界は磁束の向きが互いに逆方向である第１の領域と第２の領域を有する。磁気センサ２４ａ、２４ｂは夫々アンテナコイル２１から発生する磁界において第１の領域の一部の磁界の強さと磁界の強さと第２の領域の磁界の強さとを検出可能な位置に配される。以下、図６及び図７を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明において磁気センサ２４ａが第１の領域の一部、第２の領域の一部の磁界の強さを検出することを、単に第１の領域、第２の領域の磁界の強さを検出すると記載することもある。
【0050】
図６に示すように磁気センサ２４ａ、２４ｂは夫々アンテナコイル２１の外側である第１の領域の一部の磁界の強さを検出する位置と、アンテナコイル２１の内側である第２の領域の一部の磁界の強さを検出する位置に配される。検出部２３は磁気センサ２４ａの検出したアンテナコイル２１の磁界の強さの強さと磁気センサ２４ｂが検出したアンテナコイル２１の磁界の強さを加算した磁界の強さを磁気センサ２４が検出したアンテナコイル２１の磁界の強さとして制御部２６に出力する。
【0051】
図７に示すように磁気センサ２４ａと２４ｂが夫々アンテナコイル２１を挟んで第１の領域、第２の領域に対向して配置されると、磁気センサ２４ａが検出する磁束の向きと磁気センサ２４ｂが検出する磁束の向きは略逆方向である。従って、磁気センサ２４ａと２４ｂが検出した磁界の強さの絶対値が略同値であれば、両者の出力信号を加算することにより算出される磁気センサ２４が検出するアンテナコイル２１の磁界の強さは略０となる。つまり磁気センサ２４の出力信号にアンテナコイル２１の磁界の強さを示す信号が含まれることが抑制されることになり、アンテナコイル１１とアンテナコイル２１が近づけられた際に磁気センサ２４は主にアンテナコイル１１の磁界の強さを検出するセンサとして機能する。
【0052】
以下、ＲＦリーダ２の制御部２６が実行する処理について説明する。図８は本実施形態のＲＦリーダ２の制御部２６が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【0053】
制御部２６はアンテナコイル１１とアンテナコイル２１の通信が開始されたときにＲＦタグ１の位置及び／又は方向を示す表示を行うための処理を開始する。ステップＳ０１において制御部２６は検出部２３から磁気センサ２４の出力信号を取得する。上述したように磁気センサ２４にアンテナコイル２１の磁界の強さを示す信号が含まれることが抑制されるので、磁気センサ２４の出力信号は主としてアンテナコイル１１の磁界の強さを示す信号からなる。
【0054】
ステップＳ０２において制御部２６はアンテナコイル１１とアンテナコイル２１の位置関係を特定する。例えば図６に示すようにＲＦリーダ２が１個の磁気センサ２４を備える場合には、磁気センサ２４の出力信号と所定の閾値とを比較してアンテナコイル１１に対するアンテナコイル２１の近さ或いは遠さを特定する。
【0055】
また、例えば図９に示すようにＲＦリーダ２が２個の磁気センサ２４（磁気センサ２４１及び２４２）を備える場合には、一方の磁気センサ２４と他方の磁気センサ２４の出力信号を比較することでアンテナコイル１１の一次元方向を特定する。すなわち、本実施形態でアンテナコイル２１はＲＦリーダ２の下方中央部の一区画に配置されており、上下方向（図４に示すＹ方向）に位置ずれすることは少なく、左右方向（図４に示すＸ方向）に位置ずれすることが多い。そこで図９ではアンテナコイル２１で上下方向に伸びる２辺に夫々磁気センサ２４を配置する。
【0056】
当該構成により、例えば磁気センサ２４１の出力信号よりも磁気センサ２４２の出力信号の方が磁界の強さが強い場合には、アンテナコイル２１の中心点Ｏを中心として磁気センサ２４１の方向にアンテナコイル１１（ＲＦタグ１）が存在すると特定される。なお、ＲＦリーダ２におけるアンテナコイル２１の位置に応じて２個の磁気センサ２４の配置を変えることとしてもよい。例えばアンテナコイル２１がＲＦリーダ２の左方中央部の一区画に配置されているときは上下方向の位置ずれが発生することが多いと考えられる。そこでアンテナコイル２１で左右方向に伸びる２辺に夫々磁気センサ２４を配置することとしてもよい。
【0057】
また、例えば図１０に示すようにＲＦリーダ２が３個の磁気センサ２４（磁気センサ２４３、２４４，２４５）又は３個以上の磁気センサ２４を備える場合には、各磁気センサ２４の出力信号を比較することでアンテナコイル１１の方向の二次元方向を特定する。
【0058】
図１０ではアンテナコイル２１で左右方向に伸びる２辺（２個の直線部）に合計３個の磁気センサを配置し、一方の辺には１個の磁気センサ２４（磁気センサ２４３）が、他方の辺には２個の磁気センサ２４（磁気センサ２４４、２４５）が配置される。磁気センサ２４３の出力信号と磁気センサ２４４及び／又は２４５の出力信号とを比較することでＲＦタグ１に対する上下方向の位置ずれが特定される。また、磁気センサ２４４と磁気センサ２４５の出力信号を比較することでアンテナコイル１１に対するアンテナコイル２１の左右方向の位置ずれが特定される。
【0059】
制御部２６は特定した上下方向及び左右方向の位置ずれに基づいて２次元方向の位置ずれを特定する。磁気センサ２４の個数は特に限られるものではなく、より多くの磁気センサ２４を配置することで、より高精度にＲＦタグ１の位置及び／又は方向を特定することができる。例えば図１１に示すようにアンテナコイル２１の各辺に２個ずつ磁気センサ２４を配置することで辺毎にＲＦタグ１に対する上下方向又は左右方向の位置ずれを特定することができる。
【0060】
ステップＳ０３において制御部２６はステップＳ０２で特定したアンテナコイル１１とアンテナコイル２１の位置関係に基づいて、表示部２５にアンテナコイル１１の位置及び／又は方向を示す表示を行う。例えば磁気センサ２４の配置が図６に示す配置である場合には、図１２に示すようにアンテナコイル１１に対するアンテナコイル２１の近さ或いは遠さを示す表示を行う。磁気センサ２４の配置が図９に示す配置である場合には、図１３に示すようにアンテナコイル２１の中心点Ｏを基準としたアンテナコイル１１の一次元方向を示す表示を行う。磁気センサ２４の配置が図１０及び図１１に示す配置である場合には、図１４に示すようにアンテナコイル２１の中心点Ｏを基準としたアンテナコイル１１の二次元方向を示す表示を行う。
【0061】
なお、図６に示す磁気センサ２４の配置において磁気センサ２４の出力信号と所定の閾値との差異が所定値以下である場合、図９〜図１１に示す磁気センサ２４の配置において各磁気センサ２４の出力信号の差異が所定値以下である場合はアンテナコイル１１とアンテナコイル２１の位置ずれが生じていないか生じているとしても無視してもよい程度の位置ずれである。その場合制御部２６は表示部２５に何も表示しないこととしてもよいし、位置ずれが生じていないことを示す表示（例えば図１５参照）を行うこととしてもよい。
【0062】
ステップＳ０４において制御部２６はアンテナコイル１１とアンテナコイル２１の通信が終了したか否かを判定する。通信が終了していなければ（ステップＳ０４のＮ）ステップＳ０１に戻る。これによりＲＦリーダ２を動かした場合にアンテナコイル１１の位置及び／又は方向を示す表示が更新される。通信が終了していれば（ステップＳ０４のＹ）処理を終了する。
【0063】
なお、アンテナコイル１１とアンテナコイル２１の通信が終了していないときにステップＳ０３でアンテナコイル１１の位置及び／又は方向を示す表示を行ってから所定時間経過しているか否かを判定し、所定時間経過している場合にステップＳ０１に戻ることとしてもよい。当該構成により所定時間毎に表示が更新される。
【0064】
本実施形態によれば、ＲＦリーダのアンテナコイルに電流が流れた際にＲＦリーダのアンテナコイルから発生する磁界の強さを示す信号が磁気センサの出力信号に含まれることが抑制される位置に磁気センサを配したので、磁気センサの出力信号は主としてＲＦリーダと通信を行うＲＦタグから発生した磁界の強さを示す信号からなる。そして磁気センサの出力信号に基づいてＲＦタグの位置及び／又は方向を高精度に検出し、ＲＦタグのアンテナコイルとＲＦリーダのアンテナコイルとの位置ずれに関する通知を行うことができる。
【0065】
また、アンテナコイルから発生する磁界は磁束の向きが互いに逆方向である第１の領域と第２の領域とを有し、磁気センサは第１の領域の磁界の強さと第２の領域の磁界の強さとを検出可能な位置に配される。そして検出した第１の領域の磁界の強さと第２の領域の磁界の強さとを加算することでＲＦリーダのアンテナコイルから発生する磁界の強さを示す信号が磁気センサの出力信号に含まれることが抑制されるのでＲＦタグの位置及び／又は方向を高精度に検出することができる。
【0066】
また、ＲＦリーダのアンテナコイルに対するＲＦタグのアンテナコイルの一次元又は二次元の位置ずれ方向を算出してＲＦタグの方向を通知するのでユーザは当該通知に基づいてＲＦリーダを動かすことでＲＦタグと安定して通信することができる。
【0067】
また、ＲＦタグのアンテナコイルとＲＦリーダのアンテナコイルとの位置ずれが所定の閾値以下であれば位置ずれが発生していないことを示す通知を行うのでユーザはＲＦリーダの現在の位置を維持することでＲＦタグと安定して通信することができる。
【0068】
＜第２実施形態＞第１実施形態では磁気センサ２４として磁気抵抗素子を用いた。第２実施形態ではより安価なピックアップコイルを用いることとする。なお、ピックアップコイルとしては円形状のピックアップコイル（ループコイル）や８の字状のピックアップコイルが例示される。
【0069】
図１６はＲＦリーダ２の内部構成の第２の例を示す平面図である。図１７は図１６のＢ−Ｂにおける側面断面図である。図１８はＲＦリーダ２の内部構成の第３の例を示す平面図である。図１９は図１８のＣ−Ｃにおける側面断面図である。図１６及び図１７はＲＦリーダ２が磁気センサ２４として円形状のピックアップコイルを備える。図１８及び図１９はＲＦリーダ２が磁気センサ２４として８の字状のピックアップコイルを備える。以下、磁気センサ２４をピックアップコイル２４と称することもある。
【0070】
図１６及び図１７に示すように図１６の紙面に対して垂直方向に見た場合にアンテナコイル２１から発生する磁界は磁束の向きが互いに逆方向であるアンテナコイル２１の外側（第１の磁界）で発生する磁界とアンテナコイル２１の内側（第２の磁界）で発生する磁界とに分けられ、円形状のピックアップコイル２４は第１の領域の一部の磁界の強さを検出する第１センサ部２４６と第２の領域の一部の磁界の強さを検出する第２センサ部２４７とからなる。検出部２３は第１センサ部２４６の検出したアンテナコイル２１の磁界の強さの強さと第２センサ部２４７が検出したアンテナコイル２１の磁界の強さを加算した磁界の強さをピックアップコイル２４が検出したアンテナコイル２１の磁界の強さとして制御部２６に出力する。
【0071】
図１６に示すように第１センサ部２４６と第２センサ部２４７が夫々第１の領域の一部、第２の領域の一部で磁界の強さを検出するよう配置されることで第１センサ部２４６が検出する磁束の向きと第２センサ部２４７が検出する磁束の向きは略逆方向である。従って、第１センサ部２４６と第２センサ部２４７が検出した磁界の強さの絶対値が略同値であれば、両者の出力信号を加算することにより算出されるピックアップコイル２４が検出するアンテナコイル２１の磁界の強さは略０となる。つまりピックアップコイル２４の出力信号にアンテナコイル２１の磁界の強さを示す信号が含まれることが抑制されることになり、アンテナコイル１１とアンテナコイル２１が近づけられた際にピックアップコイル２４は主にアンテナコイル１１の磁界の強さを検出するセンサとして機能する。
【0072】
図１８及び図１９に示すように８の字状のピックアップコイル２４は第１コイル２４８と第２コイル２４９を備える。第１コイル２４８及び第２コイル２４９は夫々アンテナコイル２１の外側（第１の領域）の一部の磁界の強さを検出する位置と、アンテナコイル２１の内側（第２の領域）の一部の磁界の強さを検出する位置に配される。検出部２３は第１コイル２４８の検出したアンテナコイル２１の磁界の強さの強さと第２コイル２４９が検出したアンテナコイル２１の磁界の強さを加算した磁界の強さをピックアップコイル２４が検出したアンテナコイル２１の磁界の強さとして制御部２６に出力する。
【0073】
図１９に示すように第１コイル２４８と第２コイル２４９とが夫々第１の領域、第２の領域で磁界の強さを検出するよう配置されることで第１コイル２４８が検出する磁束の向きと第２コイル２４９が検出する磁束の向きは略逆方向である。従って、第１コイル２４８と第２コイル２４９が検出した磁界の強さの絶対値が略同値であれば、両者の出力信号を加算することにより算出されるピックアップコイル２４が検出するアンテナコイル２１の磁界の強さは略０となる。つまりピックアップコイル２４の出力信号にアンテナコイル２１の磁界の強さを示す信号が含まれることが抑制されることになり、アンテナコイル１１とアンテナコイル２１が近づけられた際にピックアップコイル２４は主としてアンテナコイル１１の磁界の強さを検出するセンサとして機能する。
【0074】
本実施形態によれば第１実施形態と同様の効果を奏する。加えて、磁気センサとして安価なピックアップコイルを用いることでＲＦリーダのコストを削減できる。
【0075】
＜補足＞上記各実施形態において制御部２６は表示部２５にアンテナコイル１１の位置及び／又は方向を示す表示を行ってユーザに対してアンテナコイル１１の位置及び／又は方向に関する通知を行うこととした。しかしながらアンテナコイル１１の位置及び／又は方向は表示以外の方法でユーザに通知することとしてもよい。例えばスピーカを介して音声によりアンテナコイル１１の位置及び／又は方向を通知することとしてもよい。すなわち、アンテナコイル１１の位置及び／又は方向が認識可能な態様であればどのような通知方法であってもよい。
【0076】
また、上記各実施形態においてＲＦリーダ２が２個の磁気センサ２４を備える場合にアンテナコイル１１の一次元方向を特定することとしたが、ＲＦリーダ２がさらにＲＦリーダ２の移動方向を検知する加速度センサを有することとして二次元方向を特定することとしてもよい。
【0077】
図２０を参照して具体的に説明を行う。図２０はＲＦリーダ２の本変形例の説明図である。リーダ２が磁気センサ２４としてピックアップコイル２４ｃと２４ｄを有し、本例においてピックアップコイル２４ｃの出力信号よりもピックアップコイル２４ｄの出力信号のほうが磁界の強さが強いとする。従って、アンテナコイル２１の中心点Ｏを基準としてピックアップコイル２４ｃの方向（左方向）にアンテナコイル１１が存在すると特定される。加えてピックアップコイル２４ｃ及び２４ｄが検出する磁界の強さの変動を参照して、ＲＦリーダ２を矢印Ｄ１の方向に動かした場合にピックアップコイル２４ｃ及び２４ｄの検出する磁界の強さが弱まればＲＦタグ１が上方向に存在することが特定可能である。つまりアンテナコイル１１はＲＦリーダ２から左方向且つ上方向、すなわち左上方向に存在すると特定される。
【0078】
一方、ＲＦリーダ２を矢印Ｄ２の方向に動かした場合にピックアップコイル２４ｃ及び２４ｄの検出する磁界の強さが弱まればアンテナコイル１１が下方向に存在することが特定可能である。つまりＲＦタグ１はＲＦリーダ２から左方向且つ下方向、すなわち左下方向に存在すると特定される。
【0079】
上記各実施形態では１の磁気センサ２４の出力信号と閾値とを比較して、或いは、２以上の磁気センサ２４の各出力信号を比較してアンテナコイル１１の一次元方向又は二次元方向を示すこととしたが、アンテナコイル１１から発生する磁界の重心座標Ｐを算出し、アンテナコイル２１の中心点Ｏを基準とする重心座標Ｐの方向をアンテナコイル１１の方向として特定することとしてもよい。
【0080】
なお、ｉ番目の磁気センサ２４の位置座標が（Ｘｉ、Ｙｉ）、磁気センサ２４の出力信号がＨｉ（Ａ／ｍ）である場合に、アンテナコイル１１から発生する磁界の重心座標Ｐ（Ｘ、Ｙ）は、次式（１）及び（２）を満たすＸ、Ｙである。Σ（Ｘｉ−Ｘ）Ｈｉ＝０・・・（１）
Σ（Ｙｉ−Ｙ）Ｈｉ＝０・・・（２）
【0081】
上記各実施形態ではアンテナコイル２１として平面スパイラル状に巻き回されたループアンテナを使用することとしたがこれに限られるものではなく例えば図２１に示すように立体スパイラル状のループアンテナを使用することとしてもよい。図２１、図２２は夫々は図６、図７に示すアンテナコイル２１の変形例であるが他の実施形態のアンテナコイル２１に適用することとしてもよい。
【0082】
ここでさらに、第１の領域で発生するアンテナコイル２１の磁界の強さと第２の領域で発生するアンテナコイル２１の磁界の強さについて説明する。上記実施形態で示すようにスパイラル状のアンテナコイル２１で第１の領域で発生する磁界の強さはアンテナコイル２１の全部（四辺）から発生する磁界の影響を受けるのに対して、第２の領域で発生する磁界の強さは主としてアンテナコイル２１の一部（一辺）から発生する磁界の影響を受ける。従って一般的に第１の領域の磁界の強さは第２の領域の磁界の強さよりも大きい。
【0083】
そのような状況で磁気センサ２４が検出するアンテナコイル２１の磁界の強さを略０とするために、磁気センサ２４がピックアップコイルである場合には、図２３、図２４に示すように磁気センサ２４において第１の領域の磁界の強さを検出するセンサ（第１センサ部２４６、第１コイル２４８）よりも第２の領域の磁界の強さを検出するセンサ（第２センサ２４７、第２コイル２４９）を大きくすることとすればよい。
【0084】
また、磁気センサ２４が図６及び図７に示す磁気抵抗素子である場合には、図２５に示すように第１の領域において磁気センサ２４ａ、２４ｂが検出する磁界を発生させるアンテナコイル２１の部位に対して、磁気センサ２４ａが磁界の強さを検出する領域を、第２の領域において磁気センサ２４ｂが磁界の強さを検出する領域よりも遠い位置に設定することとすればよい。
【0085】
つまり、第１の領域の磁界の強さと第２の領域の磁界の強さとが異なる場合に、磁界の強さが弱い領域における磁界の強さの検出よりも磁界の強さが強い領域における磁界の強さの検出が抑制される位置に磁気センサ２４を配することとすればよい。
【0086】
また、第１の領域の磁界の出力信号及び／又は第２の領域の磁界の出力信号のゲインを調整することで、磁気センサ２４が検出するアンテナコイル２１の磁界の強さを略０することとしてもよい。
【0087】
＜第３実施形態＞上記第１実施形態及び第２実施形態ではＲＦＩＤシステムに関してＲＦタグとＲＦリーダの位置ずれが発生している場合にＲＦタグの方向を通知する場合について説明した。それら通知は非接触給電システムにおける給電装置が備える給電素子と受電装置が備える受電素子の位置ずれが発生している場合にも適用可能である。
【0088】
以下、非接触給電システムについて図２６及び図２７を参照して説明を行う。図２６は非接触給電システムの第１例を示す概略図である。図２７は非接触給電システムの構成を示す図である。なお、本実施形態及び以降の実施形態において非接触給電システムが備える給電装置及び受電装置は、本発明の技術的思想を具体化するために給電装置及び受電装置の一例を示すものであって、本発明をこれら給電装置及び受電装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態の給電装置及び受電装置にも等しく適応し得るものである。
【0089】
非接触給電システム３００は給電装置４００及び受電装置５００を備える。図２６おいて受電素子５１０は受電装置５００（例えばスマートフォンやタブレット端末）の背面の一区画（図２６では下方中央部）に配される。ユーザは給電装置４００が備える給電素子４４０を受電装置５００が備える受電素子５１０に近づけることで非接触給電を行うことができる。
【0090】
ところで図２６に示すように受電装置５００が給電装置４００よりも大きい場合、非接触給電を行うためにはユーザが給電装置４００（給電装置４００が備える給電素子４４０）を受電装置５００が備える受電素子５１０の位置まで手動で動かす必要がある。そこで本実施形態では給電装置４００が備える表示部４７０を介してユーザに受電素子５１０の位置を示す。
【0091】
給電装置４００は電源部４１０、制御部４２０、給電駆動部４３０、給電素子４４０、検出部４５０、磁気センサ４６０及び表示部４７０を備える。電源部４１０は図示しない商用電源から交流電力を供給され、電源部４１０は制御部４２０及び給電駆動部４３０に電力を供給する。
【0092】
制御部４２０は給電装置４００全体を制御する制御手段である。給電駆動部４３０は交流電力を給電素子４４０に供給する。
【0093】
給電素子４４０に交流電力が供給されると給電素子４４０に交流の電流が流れ、給電面４００ａに垂直な方向に交番磁界が生じる。この交番磁界により給電素子４４０に近づけられた受電素子５１０に誘導電流が励起され、電力が伝送される。
【0094】
本実施形態及び以降の実施形態において給電素子４４０の材質や形状は特に限られるものではないが、例えば上面視で渦巻きの中心に向かって反時計回りに渦を巻く形状を有するコイルモジュールが使用される。
【0095】
検出部４５０は受電素子５１０から発生する磁界の強さを検出する磁気センサ４６０の出力信号（検出結果）を制御部４２０に入力する。磁気センサ４６０は受電素子５１０と給電素子４４０の重ね合せ方向（図２８参照、詳細は後述）の磁界の強さを検出する。磁気センサ４６０としてはピックアップコイル、磁気抵抗素子（ＭＲ素子）、ホール素子、磁気インピーダンス素子（ＭＩ素子）などが用いられる。本実施形態で給電装置４００は１又は２以上の磁気センサ４６０を備える。磁気センサ４６０の配置の詳細については後述する。
【0096】
表示部４７０は所定の画像や映像が表示される。表示部４７０には後述するように受電装置５００（受電装置５００の受電素子５１０）の方向を示す情報が表示される。
【0097】
受電装置５００は受電素子５１０、整流部５２０、電源部５３０、制御部５４０、充電池５５０及び記憶部５６０を備える。受電素子５１０は上述したように給電素子４４０から伝送された電力を受電する。受電素子５１０が受電した交流の電力は整流部５２０に供給される。整流部５２０は例えばダイオードやコンデンサなどで構成されており、受電素子５１０から供給された交流の電力を直流の電力に変換する。
【0098】
整流部５２０によって直流に変換された電力は電源部５３０に供給される。制御部５４０は受電装置５００全体を制御する制御手段であり、整流部５２０による受電素子５１０が受電した交流電力の直流電力への変換や、電源部５３０による充電池５５０への蓄電を制御する。
【0099】
記憶部５６０は各種情報を記憶する記憶手段であり、例えばＥＥＰＲＯＭが使用される。記憶部５６０には給電装置４００の識別番号が記憶される。
【0100】
次に、給電装置４００における磁気センサ４６０の配置について図２８及び図２９を参照して説明する。図２８は受電素子５１０と給電素子４４０の位置ずれ状態を示す平面図である。図２９は受電素子５１０と給電素子４４０の位置ずれ状態を示す斜視図である。図３０は給電装置４００の内部構成の一例を示す第１の平面図である。図３１は図３０のＡ−Ａにおける側面断面図である。
【0101】
受電素子５１０と給電素子４４０とを非接触で給電させる場合、比較的近い距離（数センチメートル程度）まで近づける必要がある。従って、受電素子５１０に給電素子４４０を近づけた際に受電素子５１０と給電素子４４０の位置ずれが大きいと受電素子５１０に給電できないことがある。
【0102】
受電素子５１０と給電素子４４０の位置ずれとは、受電素子５１０に給電装置４００を近づけた際に、受電素子５１０と給電素子４４０との重ねあわせ方向（図２８の紙面に対して垂直方向）に投影した場合に給電素子４４０の領域内に受電素子５１０が存在しない状態をいう（図２８参照）。より詳細には、図２９に示すように磁界の重心と受電素子５１０の中心軸との距離が所定距離Ｌ（所定距離Ｌは給電可能距離であってもよいし、給電可能距離以下の任意の距離であってもよい）以上離れている状態をいう。
【0103】
図２８及び図２９に示すような位置ずれが発生している場合には給電素子４４０から受電素子５１０への給電に関して給電効率の低下等の給電不良が生ずる。従って、本実施形態において制御部４２０は検出部４５０から入力される磁気センサ４６０の出力信号に基づいて受電素子５１０の位置及び／又は方向を特定し、表示部４７０に受電素子５１０の位置及び／又は方向を示す情報を表示する。
【0104】
上述したように磁気センサ４６０は受電素子５１０から発生する磁界の強さを検出するが、給電素子４４０から発生する磁界の強さも検出してしまう。受電素子５１０から発生する磁界の強さは、特に受電素子５１０がパッシブタグである場合には給電素子４４０から発生する磁界の強さよりも弱く、磁気センサ４６０は主として給電素子４４０から発生する磁界の強さを検出することになりかねない。
【0105】
そこで本実施形態では給電素子４４０から発生する磁界の強さを示す信号が磁気センサ４６０の出力信号に含まれることが抑制される位置に磁気センサ４６０を配する。なお、本実施形態において磁気センサ４６０は２個の磁気センサ４６０ａと４６０ｂとからなり、磁気センサ４６０ａ、４６０ｂは磁気抵抗素子である。
【0106】
給電素子４４０から発生する磁界は磁束の向きが互いに逆方向である第１の領域と第２の領域を有する。磁気センサ４６０ａ、４６０ｂは夫々給電素子４４０から発生する磁界において第１の領域の一部の磁界の強さと磁界の強さと第２の領域の磁界の強さとを検出可能な位置に配される。以下、図３０及び図３１を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明において磁気センサ４６０ａが第１の領域の一部、第２の領域の一部の磁界の強さを検出することを、単に第１の領域、第２の領域の磁界の強さを検出すると記載することもある。
【0107】
図３０に示すように磁気センサ４６０ａ、４６０ｂは夫々給電素子４４０の外側である第１の領域の一部の磁界の強さを検出する位置と、給電素子４４０の内側である第２の領域の一部の磁界の強さを検出する位置に配される。検出部４５０は磁気センサ４６０ａの検出した給電素子４４０の磁界の強さの強さと磁気センサ４６０ｂが検出した給電素子４４０の磁界の強さを加算した磁界の強さを磁気センサ４６０が検出した給電素子４４０の磁界の強さとして制御部４２０に出力する。
【0108】
図３１に示すように磁気センサ４６０ａと４６０ｂが夫々給電素子４４０を挟んで第１の領域、第２の領域に対向して配置されると、磁気センサ４６０ａが検出する磁束の向きと磁気センサ４６０ｂが検出する磁束の向きは略逆方向である。従って、磁気センサ４６０ａと４６０ｂが検出した磁界の強さの絶対値が略同値であれば、両者の出力信号を加算することにより算出される磁気センサ４６０が検出する給電素子４４０の磁界の強さは略０となる。つまり磁気センサ４６０の出力信号に給電素子４４０の磁界の強さを示す信号が含まれることが抑制されることになり、受電素子５１０と給電素子４４０が近づけられた際に磁気センサ４６０は主に受電素子５１０の磁界の強さを検出するセンサとして機能する。
【0109】
以下、給電装置４００の制御部４２０が実行する処理について説明する。図３２は本実施形態の給電装置４００の制御部４２０が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【0110】
制御部４２０は受電素子５１０と給電素子４４０の給電が開始されたときに受電素子５１０の位置及び／又は方向を示す表示を行うための処理を開始する。ステップＳ１１において制御部４２０は検出部４５０から磁気センサ４６０の出力信号を取得する。上述したように磁気センサ４６０に給電素子４４０の磁界の強さを示す信号が含まれることが抑制されるので、磁気センサ４６０の出力信号は主として受電素子５１０の磁界の強さを示す信号からなる。
【0111】
ステップＳ１２において制御部４２０は受電素子５１０と給電素子４４０の位置関係を特定する。例えば図３０に示すように給電装置４００が１個の磁気センサ４６０を備える場合には、磁気センサ４６０の出力信号と所定の閾値とを比較して受電素子５１０に対する給電素子４４０の近さ或いは遠さを特定する。
【0112】
また、例えば図３３に示すように給電装置４００が２個の磁気センサ４６０（磁気センサ４６１及び４６２）を備える場合には、一方の磁気センサ４６０と他方の磁気センサ４６０の出力信号を比較することで受電素子５１０の一次元方向を特定する。すなわち、本実施形態で給電素子４４０は給電装置４００の下方中央部の一区画に配置されており、上下方向（図２８に示すＹ方向）に位置ずれすることは少なく、左右方向（図２８に示すＸ方向）に位置ずれすることが多い。そこで図３３では給電素子４４０で上下方向に伸びる２辺に夫々磁気センサ４６０を配置する。
【0113】
当該構成により、例えば磁気センサ４６１の出力信号よりも磁気センサ４６２の出力信号の方が磁界の強さが強い場合には、給電素子４４０の中心点Ｏを中心として磁気センサ４６１の方向に受電素子５１０（受電素子５１０）が存在すると特定される。なお、給電装置４００における給電素子４４０の位置に応じて２個の磁気センサ４６０の配置を変えることとしてもよい。例えば給電素子４４０が給電装置４００の左方中央部の一区画に配置されているときは上下方向の位置ずれが発生することが多いと考えられる。そこで給電素子４４０で左右方向に伸びる２辺に夫々磁気センサ４６０を配置することとしてもよい。
【0114】
また、例えば図３４に示すように給電装置４００が３個の磁気センサ４６０（磁気センサ４６３、４６４，４６５）又は３個以上の磁気センサ４６０を備える場合には、各磁気センサ４６０の出力信号を比較することで受電素子５１０の方向の二次元方向を特定する。
【0115】
図３４では給電素子４４０で左右方向に伸びる２辺（２個の直線部）に合計３個の磁気センサを配置し、一方の辺には１個の磁気センサ４６０（磁気センサ４６３）が、他方の辺には２個の磁気センサ４６０（磁気センサ４６４、４６５）が配置される。磁気センサ４６３の出力信号と磁気センサ４６４及び／又は４６５の出力信号とを比較することで受電素子５１０に対する上下方向の位置ずれが特定される。また、磁気センサ４６４と磁気センサ４６５の出力信号を比較することで受電素子５１０に対する給電素子４４０の左右方向の位置ずれが特定される。
【0116】
制御部４２０は特定した上下方向及び左右方向の位置ずれに基づいて２次元方向の位置ずれを特定する。磁気センサ４６０の個数は特に限られるものではなく、より多くの磁気センサ４６０を配置することで、より高精度に受電素子５１０の位置及び／又は方向を特定することができる。例えば図３５に示すように給電素子４４０の各辺に２個ずつ磁気センサ４６０を配置することで辺毎に受電素子５１０に対する上下方向又は左右方向の位置ずれを特定することができる。
【0117】
ステップＳ１３において制御部４２０はステップＳ１２で特定した受電素子５１０と給電素子４４０の位置関係に基づいて、表示部４７０に受電素子５１０の位置及び／又は方向を示す表示を行う。例えば磁気センサ４６０の配置が図３０に示す配置である場合には、図３６に示すように受電素子５１０に対する給電素子４４０の近さ或いは遠さを示す表示を行う。磁気センサ４６０の配置が図３３に示す配置である場合には、図３７に示すように給電素子４４０の中心点Ｏを基準とした受電素子５１０の一次元方向を示す表示を行う。磁気センサ４６０の配置が図３４及び図３５に示す配置である場合には、図３８に示すように給電素子４４０の中心点Ｏを基準とした受電素子５１０の二次元方向を示す表示を行う。
【0118】
なお、図３０に示す磁気センサ４６０の配置において磁気センサ４６０の出力信号と所定の閾値との差異が所定値以下である場合、図３３〜図３５に示す磁気センサ４６０の配置において各磁気センサ４６０の出力信号の差異が所定値以下である場合は受電素子５１０と給電素子４４０の位置ずれが生じていないか生じているとしても無視してもよい程度の位置ずれである。その場合制御部４２０は表示部４７０に何も表示しないこととしてもよいし、位置ずれが生じていないことを示す表示（例えば図３９参照）を行うこととしてもよい。
【0119】
ステップＳ１４において制御部４２０は受電素子５１０への給電が終了したか否かを判定する。給電が終了していなければ（ステップＳ１４のＮ）ステップＳ１１に戻る。これにより給電装置４００を動かした場合に受電素子５１０の位置及び／又は方向を示す表示が更新される。給電が終了していれば（ステップＳ１４のＹ）処理を終了する。
【0120】
なお、受電素子５１０への給電が終了していないときにステップＳ１３で受電素子５１０の位置及び／又は方向を示す表示を行ってから所定時間経過しているか否かを判定し、所定時間経過している場合にステップＳ１１に戻ることとしてもよい。当該構成により所定時間毎に表示が更新される。
【0121】
本実施形態によれば、給電素子に電流が流れた際に給電素子から発生する磁界の強さを示す信号が磁気センサの出力信号に含まれることが抑制される位置に磁気センサを配したので、磁気センサの出力信号は主として給電素子から電力の伝送を受けた受電素子から発生した磁界の強さを示す信号からなる。そして磁気センサの出力信号に基づいて受電素子の位置及び／又は方向を高精度に検出し、給電素子と受電素子との位置ずれに関する通知を行うことができる。
【0122】
また、給電素子から発生する磁界は磁束の向きが互いに逆方向である第１の領域と第２の領域とを有し、磁気センサは第１の領域の磁界の強さと第２の領域の磁界の強さとを検出可能な位置に配される。そして検出した第１の領域の磁界の強さと第２の領域の磁界の強さとを加算することで給電素子から発生する磁界の強さを示す信号が磁気センサの出力信号に含まれることが抑制されるので受電素子の位置及び／又は方向を高精度に検出することができる。
【0123】
また、給電素子に対する受電素子の一次元又は二次元の位置ずれ方向を算出して受電素子の方向を通知するのでユーザは当該通知に基づいて給電装置を動かすことで受電素子に効率よく電力を伝送することができる。
【0124】
また、受電素子と給電素子との位置ずれが所定の閾値以下であれば位置ずれが発生していないことを示す通知を行うのでユーザは給電装置の現在の位置を維持することで受電素子に効率よく電力を伝送することができる。
【0125】
＜第４実施形態＞第３実施形態では磁気センサ４６０として磁気抵抗素子を用いた。第４実施形態ではより安価なピックアップコイルを用いることとする。なお、ピックアップコイルとしては円形状のピックアップコイル（ループコイル）や８の字状のピックアップコイルが例示される。
【0126】
図４０は給電装置４００の内部構成の第２の例を示す平面図である。図４１は図４０のＢ−Ｂにおける側面断面図である。図４２は給電装置４００の内部構成の第３の例を示す平面図である。図４３は図４２のＣ−Ｃにおける側面断面図である。図４０及び図４１は給電装置４００が磁気センサ４６０として円形状のピックアップコイルを備える。図４２及び図４３は給電装置４００が磁気センサ４６０として８の字状のピックアップコイルを備える。以下、磁気センサ４６０をピックアップコイル４６０と称することもある。
【0127】
図４０及び図４１に示すように図４０の紙面に対して垂直方向に見た場合に給電素子４４０から発生する磁界は磁束の向きが互いに逆方向である給電素子４４０の外側（第１の磁界）で発生する磁界と給電素子４４０の内側（第２の磁界）で発生する磁界とに分けられ、円形状のピックアップコイル４６０は第１の領域の一部の磁界の強さを検出する第１センサ部４６６と第２の領域の一部の磁界の強さを検出する第２センサ部４６７とからなる。検出部４５０は第１センサ部４６６の検出した給電素子４４０の磁界の強さの強さと第２センサ部４６７が検出した給電素子４４０の磁界の強さを加算した磁界の強さをピックアップコイル４６０が検出した給電素子４４０の磁界の強さとして制御部４２０に出力する。
【0128】
図４０に示すように第１センサ部４６６と第２センサ部４６７が夫々第１の領域の一部、第２の領域の一部で磁界の強さを検出するよう配置されることで第１センサ部４６６が検出する磁束の向きと第２センサ部４６７が検出する磁束の向きは略逆方向である。従って、第１センサ部４６６と第２センサ部４６７が検出した磁界の強さの絶対値が略同値であれば、両者の出力信号を加算することにより算出されるピックアップコイル４６０が検出する給電素子４４０の磁界の強さは略０となる。つまりピックアップコイル４６０の出力信号に給電素子４４０の磁界の強さを示す信号が含まれることが抑制されることになり、受電素子５１０と給電素子４４０が近づけられた際にピックアップコイル４６０は主に受電素子５１０の磁界の強さを検出するセンサとして機能する。
【0129】
図４２及び図４３に示すように８の字状のピックアップコイル４６０は第１コイル４６８と第２コイル４６９を備える。第１コイル４６８及び第２コイル４６９は夫々給電素子４４０の外側（第１の領域）の一部の磁界の強さを検出する位置と、給電素子４４０の内側（第２の領域）の一部の磁界の強さを検出する位置に配される。検出部４５０は第１コイル４６８の検出した給電素子４４０の磁界の強さの強さと第２コイル４６９が検出した給電素子４４０の磁界の強さを加算した磁界の強さをピックアップコイル４６０が検出した給電素子４４０の磁界の強さとして制御部４２０に出力する。
【0130】
図４３に示すように第１コイル４６８と第２コイル４６９とが夫々第１の領域、第２の領域で磁界の強さを検出するよう配置されることで第１コイル４６８が検出する磁束の向きと第２コイル４６９が検出する磁束の向きは略逆方向である。従って、第１コイル４６８と第２コイル４６９が検出した磁界の強さの絶対値が略同値であれば、両者の出力信号を加算することにより算出されるピックアップコイル４６０が検出する給電素子４４０の磁界の強さは略０となる。つまりピックアップコイル４６０の出力信号に給電素子４４０の磁界の強さを示す信号が含まれることが抑制されることになり、受電素子５１０と給電素子４４０が近づけられた際にピックアップコイル４６０は主として受電素子５１０の磁界の強さを検出するセンサとして機能する。
【0131】
本実施形態によれば第３実施形態と同様の効果を奏する。加えて、磁気センサとして安価なピックアップコイルを用いることでＲＦリーダのコストを削減できる。
【0132】
＜補足＞上記第３実施形態及び第４実施形態において制御部４２０は表示部４７０に受電素子５１０の位置及び／又は方向を示す表示を行ってユーザに対して受電素子５１０の位置及び／又は方向に関する通知を行うこととした。しかしながら受電素子５１０の位置及び／又は方向は表示以外の方法でユーザに通知することとしてもよい。例えばスピーカを介して音声により受電素子５１０の位置及び／又は方向を通知することとしてもよい。すなわち、受電素子５１０の位置及び／又は方向が認識可能な態様であればどのような通知方法であってもよい。
【0133】
また、上記第３実施形態及び第４実施形態において給電装置４００が２個の磁気センサ４６０を備える場合に受電素子５１０の一次元方向を特定することとしたが、給電装置４００がさらに給電装置４００の移動方向を検知する加速度センサを有することとして二次元方向を特定することとしてもよい。
【0134】
図４４を参照して具体的に説明を行う。図４４は給電装置４００の本変形例の説明図である。リーダ２が磁気センサ４６０としてピックアップコイル４６０ｃと４６０ｄを有し、本例においてピックアップコイル４６０ｃの出力信号よりもピックアップコイル４６０ｄの出力信号のほうが磁界の強さが強いとする。従って、給電素子４４０の中心点Ｏを基準としてピックアップコイル４６０ｃの方向（左方向）に受電素子５１０が存在すると特定される。加えてピックアップコイル４６０ｃ及び４６０ｄが検出する磁界の強さの変動を参照して、給電装置４００を矢印Ｄ３の方向に動かした場合にピックアップコイル４６０ｃ及び４６０ｄの検出する磁界の強さが弱まれば受電素子５１０が上方向に存在することが特定可能である。つまり受電素子５１０は給電装置４００から左方向且つ上方向、すなわち左上方向に存在すると特定される。
【0135】
一方、給電装置４００を矢印Ｄ４の方向に動かした場合にピックアップコイル４６０ｃ及び４６０ｄの検出する磁界の強さが弱まれば受電素子５１０が下方向に存在することが特定可能である。つまり受電素子５１０は給電装置４００から左方向且つ下方向、すなわち左下方向に存在すると特定される。
【0136】
上記第３実施形態及び第４実施形態では１の磁気センサ４６０の出力信号と閾値とを比較して、或いは、２以上の磁気センサ４６０の各出力信号を比較して受電素子５１０の一次元方向又は二次元方向を示すこととしたが、受電素子５１０から発生する磁界の重心座標Ｐを算出し、給電素子４４０の中心点Ｏを基準とする重心座標Ｐの方向を受電素子５１０の方向として特定することとしてもよい。
【0137】
なお、ｊ番目の磁気センサ４６０の位置座標が（Ｘｊ、Ｙｊ）、磁気センサ４６０の出力信号がＨｊ（Ａ／ｍ）である場合に、受電素子５１０から発生する磁界の重心座標Ｐ（Ｘ、Ｙ）は、次式（３）及び（４）を満たすＸ、Ｙである。Σ（Ｘｊ−Ｘ）Ｈｊ＝０・・・（３）
Σ（Ｙｊ−Ｙ）Ｈｊ＝０・・・（４）
【0138】
上記第３実施形態及び第４実施形態では給電素子４４０として平面スパイラル状に巻き回されたループアンテナを使用することとしたがこれに限られるものではなく例えば図４５に示すように立体スパイラル状のループアンテナを使用することとしてもよい。図４５、図４６は夫々は図３０、図３１に示す給電素子４４０の変形例であるが他の実施形態の給電素子４４０に適用することとしてもよい。
【0139】
ここでさらに、第１の領域で発生する給電素子４４０の磁界の強さと第２の領域で発生する給電素子４４０の磁界の強さについて説明する。上記実施形態で示すようにスパイラル状の給電素子４４０で第１の領域で発生する磁界の強さは給電素子４４０の全部（四辺）から発生する磁界の影響を受けるのに対して、第２の領域で発生する磁界の強さは主として給電素子４４０の一部（一辺）から発生する磁界の影響を受ける。従って一般的に第１の領域の磁界の強さは第２の領域の磁界の強さよりも大きい。
【0140】
そのような状況で磁気センサ４６０が検出する給電素子４４０の磁界の強さを略０とするために、磁気センサ４６０がピックアップコイルである場合には、図４７、図４８に示すように磁気センサ４６０において第１の領域の磁界の強さを検出するセンサ（第１センサ部４６６、第１コイル４６８）よりも第２の領域の磁界の強さを検出するセンサ（第２センサ４６７、第２コイル４６９）を大きくすることとすればよい。
【0141】
また、磁気センサ４６０が図３０及び図３１に示す磁気抵抗素子である場合には、図４９に示すように第１の領域において磁気センサ４６０ａ、４６０ｂが検出する磁界を発生させる給電素子４４０の部位に対して、磁気センサ４６０ａが磁界の強さを検出する領域を、第２の領域において磁気センサ４６０ｂが磁界の強さを検出する領域よりも遠い位置に設定することとすればよい。
【0142】
つまり、第１の領域の磁界の強さと第２の領域の磁界の強さとが異なる場合に、磁界の強さが弱い領域における磁界の強さの検出よりも磁界の強さが強い領域における磁界の強さの検出が抑制される位置に磁気センサ４６０を配することとすればよい。
【0143】
また、第１の領域の磁界の出力信号及び／又は第２の領域の磁界の出力信号のゲインを調整することで、磁気センサ４６０が検出する給電素子４４０の磁界の強さを略０することとしてもよい。
【0144】
非接触給電システムに関して上記第３実施形態及び第４実施形態ではスマートフォンやタブレット端末等のポータブル電子機器に対して給電する場合を例に説明したが、給電対象はポータブル電子機器に限られるものではない。例えば図５０に示すように受電素子を備える車両（図５０では乗用車を例示するが、自動二輪、自転車や歩行補助車（いわゆるシルバーカー）等の軽車両であってもよい）に給電することとしてもよい。
【0145】
図５０において受電素子６１０は車両６００のボンネット６００ａの略中央部に配され、給電装置４００を受電素子６１０に近づけることで給電を行う。このような場合においても磁気センサの出力信号に基づいて受電素子６１０の位置及び／又は方向を高精度に検出し、給電素子４１０と受電素子６１０との位置ずれに関する通知を行う
【符号の説明】
【0146】
１ ＲＦタグ２ ＲＦリーダ
１１ アンテナコイル
１２ 通信部
１３ 記憶部
１４ 制御部
２１ アンテナコイル
２２ 通信部
２３ 検出部
２４ 磁気センサ
２５ 表示部
２６ 制御部
２６１ ＣＰＵ
２６２ ＲＯＭ
２６３ ＲＡＭ
３００ 非接触給電システム
４００ 給電装置
４１０ 電源部
４２０ 制御部
４３０ 給電駆動部
４４０ 給電素子
４５０ 検出部
４６０ 磁気センサ
４７０ 表示部
５００ 受電装置
５１０ 受電素子
５２０ 整流部
５３０ 電源部
５４０ 制御部
５５０ 充電池
５６０ 記憶部